干蚀刻装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种干蚀刻装置及方法，在干蚀刻热膨胀系数大的被 加工物时，可消除因蚀刻中受到的热变形、热冲击造成的被加工物的 开裂。该干蚀刻装置设置了具有凸型形状的表面的电极结构体，该凸 型形状是与电极结构体的横截面为同心圆的凸型形状，该凸型形状的 高度为0.2mm～1.0mm。使用该干蚀刻装置，蚀刻由热膨胀系数为 30×10-7/℃以上的材料构成的被加工物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其涉及包括具有凸型形状的表面的电极结构体的干蚀刻装置及使用该装置的干蚀刻方法。
技术介绍
近年来，在制作音叉型晶体振子和厚度滑动型晶体振子等的超小型晶体振子、电极、光应用元件、表面弹性波元件(SAW器件)、微传感器以及微致动器等时，开始要求水晶、石英、玻璃等的高精度加工4支术，而面临用湿法进行的加工才支术的极限。因此，考虑使用干蚀刻加工，但象水晶、石英、玻璃等那样的热膨胀系数大的材料存在容易因干蚀刻时的温度而伴随热变形的问题。根据情况不同，有时还会因热变形、热沖击而在蚀刻中使被加工物开裂。但是，现状是迄今还没有能够消除在干蚀刻热膨胀系数大的被加工物时因蚀刻中受到的热变形、热冲击造成的被加工物的开裂的技术。例如，虽然已知有利用光刻技术和化学蚀刻技术制造晶体振子的方法(例如，参照专利文献1)，但不是必定能够解决上述问题的方法。专利文献1:日本特开平5-315881号公报(权利要求书)
技术实现思路
(专利技术要解决的问题)本专利技术的目的在于解决现有技术的问题点，提供消除了在干蚀刻热膨胀系数大的被加工物时因蚀刻中受到的热变形、热沖击造成的被加工物的开裂的。(用来解决问题的手段)本专利技术的干蚀刻装置的特征在于，包括具有凸型形状的表面的电极结构体。通过使用这样的电极结构体，可以消除蚀刻中受到的热变形、热冲击造成的被加工物的开裂。该凸型形状的特征在于，它是与电极结构体的横截面为同心圆的凸型形状，该凸型形状的高度为0.2~1.0mm。如果该凸型形状部从底面算起的高度不到0.2mm,则在蚀刻中被加工物的中心区域和周边区域之间出现温度差，面内的温度分布不均勻，成为被加工物的热变形、开裂的原因。而如果凸型形状部从底面算起的高度超过1.0mm，则在把被加工物夹持在电极结构体上时会开裂。另外，本专利技术的干蚀刻装置是这样的装置，即，在真空室内的上部设置等离子体产生部，在真空室内的下部设置村底电极部，在由介电体材料构成的等离子体产生部侧壁的外侧设置与第一高频电源连接的等离子体产生用高频天线线圈，在村底电极部上设置从第二高频电源施加高频偏置功率的电极结构体，与该电极结构体对置地在等离子体产生部内设置对置电极，该对置电极优选是隔着绝缘体密封固定在等离子体产生部侧壁的上部凸缘上而电位呈浮游状态地构成的浮游电极，并在高频天线线圈的外侧设置磁场线圈，其特征在于电极结构体具有凸型形状的表面。该凸型形状是与电极结构体的橫截面为同心圆的凸型形状，该凸型形状的高度为0.2 ~ l.Omm。如果在该范围以外，则产生上述那样的问题。还有，本专利技术的干蚀刻装置是这样地构成的装置，即，在真空室内的上部设置等离子体产生部，在真空室内的下部设置村底电极部，在由介电体材料构成的等离子体产生部侧壁的外侧设置与第一高频电源连接的等离子体产生用高频天线线圈，在衬底电极部上设置从第二高频电源施加高频偏置功率的电极结构体，与该电极结构体对置地在等离子体产生部内设置对置电极，该对置电极优选是隔着绝缘体密封固定在等离子体产生部侧壁的上部凸缘上而电位呈浮游状态地构成的浮游电极，在高频天线线圈的外侧设置磁场线圏，并在天线线圏和笫一高频电源之间的供电线路的途中作为分支器件而设置可变电容器来连接对置电极，其特征在于电极结构体具有凸型形状的表面。该凸 型形状的特征在于，它是与电极结构体的横截面为同心圆的凸型形状， 该凸型形状的高度为0.2~1.0mm。如果在该范围以外，则产生上述那 样的问题。本专利技术的干蚀刻方法的特征在于使用上述的干蚀刻装置，干蚀 刻由具有30xlO力。C以上的热膨胀系数的材料构成的被加工物。这样 得到的加工物没有观察到蚀刻中受到的热变形、热冲击造成的开裂。 该被加工物是由石英、水晶或玻璃等构成的被加工物。 (专利技术的效果)根据本专利技术，通过使在干蚀刻装置内设置的电极结构体的表面形 状为凸型形状，具有消除在干蚀刻热膨胀系数大的被加工物时因蚀刻 中受到的热变形、热沖击造成的被加工物的开裂的效果。附图说明图l是本专利技术的干蚀刻装置中使用的电极结构体的侧视图。 图2是示意地示出根据本专利技术的一个实施方式的干蚀刻装置的结 构的剖视图。图3是示意地示出根据本专利技术的另一个实施方式的干蚀刻装置的 结构的剖视图。图4是用本专利技术的千蚀刻装置加工的衬底的断面SEM照片，(a) 是村底的中心部分，(b )是衬底的端部部分。图5是用现有的干蚀刻装置加工的衬底的断面SEM照片，(a) 是衬底的中心部分，(b)是衬底的端部部分。具体实施例方式为了在公知的工艺条件下干蚀刻由热膨胀系数为30xlO力。C以上的材料构成的被加工物而使用本专利技术的干蚀刻装置。该装置具有相对 于等离子体源等的热源呈凸型形状的表面。该凸型形状的表面是指具有曲面的表面，该曲面具有预定曲率。本专利技术的干蚀刻装置具有该凸型形状的高度(即从曲率中心算起的高度)为0.2~1.0mm的电极结 构体。由于该电极结构体被设置成与由于等离子体热等的热导致作为 ^j底的^皮加工物翘曲的方向相适应，在蚀刻中不对,皮加工物施加大的 应力，能够解决蚀刻中的被加工物的变形和开裂的问题，且能够提高 被加工物面内的温度分布的均匀性和蚀刻形状的均匀性，并实现高精 度的大面积、蚀刻。本专利技术的干蚀刻装置中设置的电极结构体，如图1中示意地示出 其断面那样，是具有相对于被加工物呈凸型形状的表面的电极结构体 1。该电极结构体1在其表面上具有相对于等离子体热源为同心圆的凸 型形状部la。优选地，被加工物被载置成其中心与该凸型形状部的中 心吻合。该凸型形状部构成为，其顶部的高度(即，其中心点的高度)， 如上所述，从其底面算起为0.2~1.0mm，而且优选地，在凸型形状部 的底面的外周部外侧设置用于利用机械夹等的夹持单元把被加工物固 定到电极结构体上的压边余量(该压边余量取决于被加工物的大小， 例如，对于10cm大小的蜂皮加工物优选为5mm左右)。如果不是上述那样的具有凸型形状的表面的电极结构体，而采用 表面为平坦形状的现有的电极结构体，则利用等离子体热等的热源会 产生蚀刻中的被加工物的变形、开裂，被加工物面内的温度分布不均 匀，且蚀刻形状不均匀，不能进行高精度的蚀刻。作为利用根据本专利技术的千蚀刻装置蚀刻加工的被加工物，只要是 由热膨胀系数为30xlO力。C以上的材料构成的即可。例如，可举出石 英、水晶(天然以及合成)、玻璃以及蓝宝石等。作为玻璃，是具有 上述热膨胀系数的玻璃，例如，可举出各种钠玻璃、硼硅酸玻璃、钾 玻璃、钠钾玻璃、锂硅酸玻璃、光学玻璃等。上述^皮加工物的厚度优选为600jam以下。如果超过600pm，则 蚀刻中开裂的可能性高，至于厚度的下限，只要是市场上销售的范围 的厚度就能够充分地实现所期望的目的。本专利技术的干蚀刻装置优选是如下构成的装置，即，如上所述，在 真空室内的上部设置等离子体产生部，在真空室内的下部设置衬底电 极部，在由介电体材料构成的等离子体产生部侧壁的外侧设置与第一 高频电源连接的等离子体产生用高频天线线圈，在村底电极部上设置 从第二高频电源施加高频偏置功率的衬底电极结构体，与该衬底电极 结构体对置地在等离子体产生部内设置对置电极，该对置电极优选是 隔着绝缘体密封固定在等离子体产生部侧壁的上部凸缘上而电位呈浮 游状态的浮游电极，并在上述高频天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干蚀刻装置，其特征在于：　包括具有凸型形状的表面的电极结构体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.8 JP 243976/20061. 一种干蚀刻装置，其特征在于包括具有凸型形状的表面的电极结构体。2. 如权利要求l所述的干蚀刻装置，其特征在于 上述凸型形状是与电极结构体的横截面为同心圆的凸型形状， 该凸型形状的高度为0.2~ l.Omm。3. —种干蚀刻装置，其特征在于通过在真空室内的上部设置等离子体产生部，在真空室内的下部 设置衬底电极部，在由介电体材料构成的等离子体产生部侧壁的外侧 设置与第一高频电源连接的等离子体产生用高频天线线圏，在上迷衬 底电极部上设置从第二高频电源施加高频偏置功率的电极结构体，与 该电极结构体对置地在上述等离子体产生部内设置对置电极，并在上 述高频天线线圏的外侧设置磁场线圏而形成，上述电极结构体具有凸型形状的表面。4. 如权利要求3所述的干蚀刻装置，其特征在于 上述凸型形状是与电极结构体的横截面为同心圆的凸型形状， 该凸型形状的高度为0.2mm~1.0min。5. —种干...

【专利技术属性】
技术研发人员：森川泰宏，邹红罡，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP