JPS643840B2 - - Google Patents
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- JPS643840B2 JPS643840B2 JP12074380A JP12074380A JPS643840B2 JP S643840 B2 JPS643840 B2 JP S643840B2 JP 12074380 A JP12074380 A JP 12074380A JP 12074380 A JP12074380 A JP 12074380A JP S643840 B2 JPS643840 B2 JP S643840B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、水晶基板のエツチング方法に関し、
特にイオンビームエツチング方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for etching a crystal substrate,
In particular, it relates to ion beam etching methods.
従来より、水晶基板のイオンビームエツチング
は不活性ガスイオンを水晶基板へ衝突させスパツ
タリングによりエツチングするのが通例であつ
た。スパツタエツチングによる水晶基板のエツチ
ング速度は、毎秒50nm程度である。イオンビー
ムエツチングによる水晶基板のエツチング速度を
更に速くするため、活性ガスを使用した反応性イ
オンエツチングでは毎分100nm程度が得られたと
の報告がある。しかしながら、数μm程度の加工
深さであれば、毎分50〜100nm程度のエツチング
速度でも加工上大きい障害とはならないが、数10
〜数100μmの加工を要する場合には従来のエツチ
ング速度では遅く、極めて長い加工時間を要する
不都合があつた。 Conventionally, ion beam etching of a quartz substrate has been carried out by colliding inert gas ions with the quartz substrate and performing etching by sputtering. The etching speed of a crystal substrate by sputter etching is about 50 nm per second. In order to further increase the etching rate of a crystal substrate by ion beam etching, it has been reported that reactive ion etching using an active gas has been able to achieve an etching rate of approximately 100 nm per minute. However, if the etching depth is about several μm, even an etching rate of about 50 to 100 nm per minute will not pose a major obstacle to processing, but
When etching of several hundred micrometers is required, the conventional etching speed is slow and requires an extremely long processing time.
本発明は前記したような水晶基板の重加工に際
しても十分通用するエツチング速度を得るために
なされたものである。 The present invention has been made in order to obtain an etching rate that is sufficient for heavy processing of quartz substrates as described above.
この目的を達成するため、本発明は、水晶基板
の設置されたエツチング室に水蒸気を導入しなが
ら、水晶基板表面に不活性ガスイオンビーム、あ
るいは不活性ガスと活性ガスとの混合ガスイオン
ビームを照射し、不活性ガスイオン、あるいは不
活性ガスイオンと活性ガスイオンとの混合ガスイ
オンにより水晶基板をエツチングするものであ
る。 To achieve this objective, the present invention applies an inert gas ion beam or a mixed gas ion beam of an inert gas and an active gas to the surface of the crystal substrate while introducing water vapor into the etching chamber in which the crystal substrate is installed. The crystal substrate is etched by irradiation with inert gas ions or mixed gas ions of inert gas ions and active gas ions.
次に実施例を示めし、本発明を更に詳細に説明
する。 Next, the present invention will be explained in more detail by showing examples.
第１図は本発明に基ずくイオンビームエツチン
グを行なう際の装置構成を示す断面図である。 FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an apparatus for performing ion beam etching according to the present invention.
イオンビームエツチング装置はイオン銃室１、
エツチング室２、及び排気系３により構成されて
いて、更に詳しくは、イオン銃室１へは活性ガ
ス、不活性ガスを導入可能なガス導入口４、エツ
チング室へは水蒸気発生装置６より水蒸気を導入
可能な導入口５、及び試料設置台７により構成さ
れ、８はエツチング試料の水晶基板である。イオ
ン銃室１へ導入可能な不活性ガスの種類としては
He、Ne、Ar、Kr、Xeがあり通常、He、Ne、
Arが使用される。 The ion beam etching device has ion gun chamber 1,
It is composed of an etching chamber 2 and an exhaust system 3. More specifically, the ion gun chamber 1 has a gas inlet 4 through which active gas and inert gas can be introduced, and the etching chamber has a gas inlet 4 through which water vapor can be introduced from a steam generator 6. It consists of an inlet 5 that can be introduced, and a sample setting table 7, and 8 is a crystal substrate for an etching sample. The types of inert gas that can be introduced into the ion gun chamber 1 are:
There are He, Ne, Ar, Kr, and Xe, usually He, Ne,
Ar is used.
一方活性ガスとしてはフレオン系ガス例えば、
CF4、C2、F6、C3F8、CHF3、CBrF3等が使用さ
れ、更にSF4、BF3、SiF4、HF、F2等のガスを
使用することも出来る。 On the other hand, active gases include freon-based gases, such as
Gases such as CF 4 , C 2 , F 6 , C 3 F 8 , CHF 3 and CBrF 3 are used, and gases such as SF 4 , BF 3 , SiF 4 , HF and F 2 can also be used.
従来のイオンビームエツチング法では水晶基板
のエツチングの機構は次の通りと推定される。第
１にアルゴンガスに代表される不活性ガスの場
合、イオン化したアルゴンイオンは一定の加速エ
ネルギーを持つて、水晶基板面の原子を物理的に
スパツタしエツチングを行なう。 In the conventional ion beam etching method, the etching mechanism of the crystal substrate is estimated to be as follows. First, in the case of an inert gas such as argon gas, ionized argon ions have a certain acceleration energy and physically sputter and etch atoms on the surface of the crystal substrate.
第２にCF4に代表される活性ガスの場合、生成
したCFnイオンは水晶基板表面の原子と反応し揮
発性のSiF4を形成しエツチングを行なう。これは
主に化学的なエツチングである。 Second, in the case of an active gas such as CF 4 , the generated CFn ions react with atoms on the surface of the quartz substrate to form volatile SiF 4 and perform etching. This is primarily a chemical etching.
本発明に基ずくエツチングの機構は以下の通り
である。 The etching mechanism according to the present invention is as follows.
イオン銃室１より引出された不活性ガスイオン
（例えばアルゴンイオン）、あるいは不活性ガスイ
オンと活性ガスイオン（例えばCFnイオン）との
混合ガスイオンは、エツチングに先立つてエツチ
ング室へ導入した水蒸気を励起、分解、イオン化
し、これらの１部はエツチングすべき水晶基板表
面に吸着又は化学結合し、水晶基板を著しく活性
な状態とする。 Inert gas ions (e.g., argon ions) or mixed gas ions of inert gas ions and active gas ions (e.g., CFn ions) drawn out from the ion gun chamber 1 absorb water vapor introduced into the etching chamber prior to etching. It is excited, decomposed, and ionized, and a portion of these is adsorbed or chemically bonded to the surface of the crystal substrate to be etched, making the crystal substrate extremely active.
このような状態にある基板表面に不活性ガスイ
オンが衝突すればスパツタ率は増大するし、活性
ガスイオンが衝突すれば反応確率が増大する。 If inert gas ions collide with the substrate surface in such a state, the sputtering rate will increase, and if active gas ions collide, the reaction probability will increase.
第２図はエツチング室への水蒸気分圧に伴なう
エツチング速度の関係を示す線図である。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the etching rate and the partial pressure of water vapor into the etching chamber.
図中、記号Ａで示すのはイオン銃室１へ活性ガ
スC3F8と不活性ガスArを１：１の比で供給した
時の水蒸気分圧とエツチング速度との関係を示す
ものである。記号Ｂで示すのはイオン銃室１へ不
活性ガスArのみを供給した時の水蒸気分圧とエ
ツチング速度との関係を示すものである。 In the figure, symbol A indicates the relationship between water vapor partial pressure and etching rate when active gas C 3 F 8 and inert gas Ar are supplied to the ion gun chamber 1 at a ratio of 1:1. . Symbol B indicates the relationship between the water vapor partial pressure and the etching rate when only the inert gas Ar is supplied to the ion gun chamber 1.
記号Ａの曲線では水蒸気分圧の増大に伴ない変
曲点を有し水蒸気分圧に適正値のあることが明ら
かとなつたが、図より明らかな通り、適正値に於
いては水蒸気分圧のない時に比較し、エツチング
速度は約４倍増することがわかる。また、第２図
記号Ｂの場合も、水蒸気を導入することにより水
晶基板のエツチング速度が速くなる。このように
水晶基板をイオンビームエツチングする場合、エ
ツチング室内への水蒸気の導入は、エツチング速
度の増大に効果のあることがわかる。 The curve with symbol A has an inflection point as the water vapor partial pressure increases, and it is clear that the water vapor partial pressure has an appropriate value. It can be seen that the etching speed is approximately four times higher than that without. Also in the case of symbol B in FIG. 2, the etching rate of the crystal substrate is increased by introducing water vapor. When performing ion beam etching on a crystal substrate in this manner, it is found that introducing water vapor into the etching chamber is effective in increasing the etching rate.
以上述べた通り水晶基板をイオンビームエツチ
ングするに際し、エツチング室へ水蒸気を一定分
圧導入することにより、スパツタエツチングの場
合、あるいはスパツタエツチングと反応性イオン
エツチングで同時にエツチングする場合共に、水
晶基板のエツチング速度が、大幅に増大（４倍
増）する。これは基板表面を活性化し、スパツタ
率、及び反応確率を増大するというエツチング機
構に依ると推定される。従来の限界となつていた
エツチング速度の増大化が極めて容易に出来、従
がつて水晶基板の重加工に際してもエツチング時
間の大幅な短縮が計れ、その効果は極めて大き
い。 As mentioned above, when performing ion beam etching of a crystal substrate, by introducing a constant partial pressure of water vapor into the etching chamber, the crystal substrate can be etched by sputter etching or when simultaneously etching by sputter etching and reactive ion etching. The etching rate is significantly increased (4 times). This is presumed to be due to the etching mechanism of activating the substrate surface and increasing the sputtering rate and reaction probability. The etching speed, which was a conventional limit, can be increased very easily, and therefore, the etching time can be significantly shortened even during heavy processing of crystal substrates, and the effect is extremely large.
第１図は本発明に用いるイオンビームエツチン
グ装置の構成を示す断面図である。第２図はエツ
チング室の水蒸気分圧とエツチング速度との関係
を示す線図である。
２……エツチング室、６……水蒸気発生装置、
７……試料台、８……水晶基板。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an ion beam etching apparatus used in the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the partial pressure of water vapor in the etching chamber and the etching rate. 2...Etching chamber, 6...Steam generator,
7...Sample stand, 8...Crystal substrate.
Claims (1)
性ガスイオンと活性ガスイオンとの混合ガスイオ
ンによりイオンビームエツチングする方法におい
て、水晶基板の設置されたエツチング室に水蒸気
を導入しながら、前記エツチングを行なうことを
特徴とする水晶基板のエツチング方法。1 In a method of ion beam etching a crystal substrate with inert gas ions or mixed gas ions of inert gas ions and active gas ions, the etching is carried out while introducing water vapor into the etching chamber in which the crystal substrate is installed. A method for etching a crystal substrate, which is characterized by:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP12074380A JPS5747800A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Etching method for crystal substrate |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP12074380A JPS5747800A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Etching method for crystal substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5747800A JPS5747800A (en) | 1982-03-18 |
| JPS643840B2 true JPS643840B2 (en) | 1989-01-23 |
Family
ID=14793879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12074380A Granted JPS5747800A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Etching method for crystal substrate |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPS5747800A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07116678B2 (en) * | 1991-10-30 | 1995-12-13 | 株式会社小林製作所 | Twin wire paper machine |
| US5958799A (en) * | 1995-04-13 | 1999-09-28 | North Carolina State University | Method for water vapor enhanced charged-particle-beam machining |
| US5626716A (en) * | 1995-09-29 | 1997-05-06 | Lam Research Corporation | Plasma etching of semiconductors |
-
1980
- 1980-09-01 JP JP12074380A patent/JPS5747800A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS5747800A (en) | 1982-03-18 |
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