(57)【要約】【課題】ウェットエッチング時には良好に保護が可能であり、且つ被保護面からの除去が容易な保護フィルムを提供する。【解決手段】ウェットエッチング工程において被処理体である基板１の表面の保護に適用できる保護フィルム２であって、例えばデカリンのような有機溶剤に溶解可能な無架橋のポリオレフィンを形成材料として得られ、酸性またはアルカリ性のエッチャントから良好に基板１の表面を保護することを特徴とする保護フィルム２。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェットエッチング工程において被処理体の表面の保護に適用できる保護フィルムであって、
有機溶剤に溶解可能な無架橋のポリオレフィンを形成材料としたことを特徴とする保護フィルム。
【請求項２】
前記ポリオレフィンは、直鎖状低密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項１に記載の保護フィルム。
【請求項３】
前記ポリオレフィンは、非晶質であることを特徴とする請求項１に記載の保護フィルム。
【請求項４】
前記ポリオレフィンの主鎖骨格に、シクロオレフィン環を有することを特徴とする請求項３に記載の保護フィルム。
【請求項５】
前記シクロオレフィン環が、多環式骨格を有することを特徴とする請求項４に記載の保護フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小機械部品と電子部品との融合により新しい機能を有する小型のデバイス（Micro Electro Mechanical System：ＭＥＭＳ）が知られている。ＭＥＭＳデバイスは、主にシリコン（Ｓｉ）のウェーハに微小な機械構造物を形成することで得られ、例えば自動車部品（エアーバッグセンサ等）、インクジェットヘッド、画像投影装置等の市場向けの製品が量産されている。
【０００３】
近年の電子機器の小型化・高機能化に伴い、これらの電子機器に用いるＭＥＭＳデバイスの小型化・高精細化が進んでいる。このようなＭＥＭＳデバイスの製造においては、レーザ加工やエッチングなどの加工技術を用いて高精細加工を行い、所望の形状を形成している。
【０００４】
このような加工を行う際には、被加工面以外の箇所への無用な加工を抑制したり、加工時に発生する分解物の付着を防いだりする目的で、加工対象物において被加工面以外の面に保護フィルムを貼り、加工精度を担保することが多い。レーザ加工においては、例えば特許文献１のような技術が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２７９７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ウェットエッチング工程において上述のような保護フィルムを使用した加工を行う場合には、次の様な課題がある。
【０００６】
保護フィルムは、成形加工時に必要箇所を保護するために用いるものであり、加工後はフィルムを貼付した面から剥離する必要がある。ＭＥＭＳデバイスは非常に小さく破損しやすいために、被保護面に対して頑強に保護フィルムが貼られていると、当該保護フィルムを剥離する際に剥離応力によりＭＥＭＳデバイスを破損するおそれがある。従って、ウェットエッチングに用いる保護フィルムは、剥離の際にＭＥＭＳデバイスを破損しない程度に容易に剥離可能（密着力が低い）であることが求められる。
【０００７】
一方で、剥離が容易であるフィルムは、被保護面に対する密着力が弱いものが多く、フィルムと被保護面との間に隙間を生じやすい。そのため、そのような保護フィルムを用いてウェットエッチングを行うと、フィルムと被保護面との間にエッチング液（エッチャント）が入り込み、保護が完全では無くなるおそれがある。従って、ウェットエッチングに用いる保護フィルムは、エッチング時には良好な保護が可能となるように、被保護面への密着力が高いことが求められる。
【０００８】
このように、ウェットエッチングに好適に用いる保護フィルムでは、エッチング時には高い密着力が求められ、剥離時には低い密着力が求められるという、矛盾した要求があった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ウェットエッチング時には良好に保護が可能であり、且つ被保護面からの除去が容易な保護フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の保護フィルムは、ウェットエッチング工程において被処理体の表面の保護に適用できる保護フィルムであって、有機溶剤に溶解可能な無架橋のポリオレフィンを形成材料としたことを特徴とする。
この構成によれば、例えば、ウェットエッチングを行う際には、基板などの被処理体の表面に保護フィルムを強固に貼り合わせて良好に保護することができ、エッチング加工後に保護フィルムが不要となれば、有機溶剤に溶解させて除去することで、被処理体に応力をかけずに容易に除去することができる。そのため、高い密着力と容易な剥離とを両立することが可能な保護フィルムとすることができる。
【００１１】
本発明においては、前記ポリオレフィンが直鎖状低密度ポリエチレンであることが望ましい。
この構成によれば、複数の短鎖分岐構造を有することとなるため、立体障害により結晶性が低下し、有機溶剤に対する溶解度を高めることができる。
【００１２】
本発明においては、前記ポリオレフィンが非晶質であることが望ましい。
この構成によれば、有機溶剤に対する溶解度が高い保護フィルムとすることができる。
【００１３】
本発明においては、前記ポリオレフィンの主鎖骨格に、シクロオレフィン環を有することが望ましい。
この構成によれば、主鎖近傍に立体障害が大きい環構造が導入されるため、結晶性が低下し、有機溶剤に対する溶解度を高めることができる。
【００１４】
本発明においては、前記シクロオレフィン環が、多環式骨格を有することが望ましい。
この構成によれば、主鎖近傍に立体障害が大きい環構造が導入されるため、結晶性が更に低下し、有機溶剤に対する溶解度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、一部で図を参照しながら、本発明の実施形態に係る保護フィルムについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１６】
図１は、本実施形態の保護材で保護した基板における、貼り合わせ面の近傍を拡大した概略図である。ここでは、基板１の表面に保護フィルム２が貼付されている様子を示している。
【００１７】
基板１の形成材料は、必要に応じて適宜選択することができる。形成材料としては、例えば、ポリシリコンが挙げられる。
【００１８】
本実施形態の保護フィルム２は、無架橋のポリオレフィンを形成材料としている。このようなポリオレフィンの中では、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）や非晶質のポリオレフィンなどを好適に用いることができる。無架橋の高分子である保護フィルムは、後述の有機溶剤に対して溶解可能となっている。
【００１９】
ＬＬＤＰＥとしては、エチレンの単独重合体や、エチレンと他のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。共重合可能な他のα−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン−１、１−ヘキセン−１、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン等が挙げられる。
【００２０】
また、非晶質のポリオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテンなどの各種オレフィンの共重合体が挙げられる。非晶質のポリオレフィンと共重合可能なモノマーとしては、他にも、イソブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ペンテン、３−エチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ペンテン、４−エチル−１−オクテン、３−エチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどのα−オレフィンが挙げられる。
【００２１】
上記化合物を共重合させた非晶質ポリオレフィンは主鎖骨格が直鎖状となるが、主鎖にシクロペンタン環などのシクロオレフィン環構造を導入することとしても良い。更に、ノルボルネン、トリシクロデセン、トリシクロウンデセン、テトラシクロドデセン、ペンタシクロペンタデセン、ペンタシクロヘキサデセンなどの多環式の骨格を有する化合物の誘導体を共重合させ、非晶質ポリオレフィンの主鎖骨格に多環式の分子骨格を導入することとしても良い。
【００２２】
主鎖骨格に環状構造を導入すると、立体障害が大きく結晶性が低下するため、有機溶剤に対する溶解度を高めることができる。
【００２３】
また、これらの構造を有する高分子材料には、必要に応じて水素添加を行い、残存する不飽和結合を消滅させておくこととしても良い。
【００２４】
基板１と保護フィルム２との間には接着層３が形成されている。接着層３は、例えば無溶剤タイプの接着剤であるホットメルト接着剤である。保護フィルム２を基板１に貼る際には、まず保護フィルム２および接着層を加熱して両者を軟化させた後、基板１の表面に貼付し、その後、保護フィルム２および接着層を冷却する。この操作により、保護フィルム２は貼付面に強固に密着し、隙間無く貼合される。
【００２５】
以上のような保護フィルムは、ポリエチレン、ポリオレフィンが有する耐酸性、耐アルカリ性を良好に発現し、耐エッチング性が高い保護フィルムとなる。「耐エッチング性」とは、ウェットエッチングする際に用いるエッチャントによって、溶解や分解などの浸食を受けない性質のことである。そのため、ウェットエッチング処理において、酸性またはアルカリ性のエッチャントによる侵食から保護したい箇所に、本発明の保護フィルムを貼りマスクすることで、無用のエッチングを抑制することができる。
【００２６】
図２は、上述した本実施形態の保護フィルムを用いたエッチング工程を説明する模式図である。ここでは、例として、基板に対してウェットエッチング処理を行い、貫通孔を形成する工程を示す。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示すように、ポリシリコン製の基材１ａの一面に、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）を形成材料として、所定形状の遮蔽部Ｍａ、開口部Ｍｂを有するマスクＭを形成する。また、基材１ａの他の面は、本実施形態の保護フィルム２で表面を被覆する。他の面に予め配線や素子構造などを形成している場合、保護フィルム２で被覆することにより、後のエッチング工程から保護することが出来る。ここでは、基材１ａの他の面には凹部Ｘが形成されており、本実施形態の保護材２Ａで覆われている構成を示している。
【００２８】
本実施形態の保護フィルム２は、無溶剤タイプの接着剤であるホットメルト接着剤からなる接着層を有しており、該接着層を介して基材１ａに貼付されている。なお、ここで用いるホットメルト接着剤は、基材１ａ側に備えるものとしても良い。また、ホットメルト接着剤は、後述の有機溶剤に可溶なものであることが好ましい。
【００２９】
このような保護フィルム２は、真空ラミネート処理を行って基材１ａに貼付することが好ましい。保護フィルム２を貼付する面に、配線等に由来する凹凸構造が合ったとしても、空気等を挟み込むことなく隙間無く貼り合わせることができる。
【００３０】
次に、図２（ｂ）に示すように、エッチャント１２を入れた反応容器１１に基板を浸漬し、ウェットエッチングを行う。
【００３１】
エッチャント１２は、用いる基材１ａの形成材料に応じて、通常知られたエッチャントを適宜選択して用いることができる。例えば、酸性水溶液としては、Ｈ３ＰＯ４水溶液、ＨＦ水溶液等が挙げられ、アルカリ性水溶液としては、ＫＯＨ水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム(ＴＭＡＨ)水溶液、等が挙げられる。
【００３２】
保護フィルム２は、上述の非晶質ポリオレフィンや直鎖状低密度ポリエチレンを形成材料とするため、耐酸性、耐アルカリ性を良好に発現することができ、これらのエッチャントに対して侵食されることがない。また、図２（ａ）に示した様に、保護フィルム２と基材１ａとは隙間無く密着しているため、両者の接合界面にエッチャント１２が侵入することがない。
【００３３】
従って、基材１ａにおいて、マスクＭの開口部Ｍｂと重なる面以外の面は、遮蔽部Ｍａ、保護フィルム２で封止されるために、開口部Ｍｂを介してのみエッチングが進行し、開口部Ｍｂと重なる貫通孔５が設けられた基板１が形成される。
【００３４】
次に、図２（ｃ）に示すように、有機溶剤２２を入れた反応容器２１に基板１を浸漬し、保護フィルム２を除去する。
【００３５】
前述の組成を有する保護フィルム２は、有機溶剤に可溶であるため、有機溶剤を用いて溶解して除去することができる。有機溶剤２２として、ハロゲン化炭化水素のような極性溶剤を用いることとしても、保護フィルム２を軟化・溶解することが可能ではあるが、この場合、基板１に配線等が形成されていると腐食などの悪影響が懸念される。そのため、比較的極性が低く腐食性の低い、炭化水素系の有機溶剤を用いることが好ましい。溶解を促進するために、必要に応じて有機溶剤２２を加熱しても構わない。加熱する際には、反応容器２１として密閉可能なものを用い、有機溶剤２２の揮発を防ぐ構成とすることが望ましい。
【００３６】
使用可能な有機溶剤としては、通常用いられる多くの飽和炭化水素（鎖式、環式）や、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素が挙げられる。本実施形態では、環式飽和炭化水素であるデカリン（デカヒドロナフタレン）を用いる。
【００３７】
上記有機溶剤２２に溶解することで、保護フィルム２および保護フィルム２の接着層は、基板１の表面から除去される。そのため、保護フィルム２を除去（剥離）する際に、基板１に剥離応力が加わることがなく、容易に保護フィルム２を剥離することができる。また、剥離に伴って基板１が破損することがない。
以上のようにして、本発明の保護フィルム２を用いたエッチング工程が終了する。
【００３８】
以上のような構成の保護フィルム２によれば、ウェットエッチングを行う際には、基板の表面に強固に貼着し、良好に保護することができる。また、エッチング加工後に保護フィルム２が不要となれば、有機溶剤２２に溶解させて除去することで、基板１に応力をかけずに容易に除去することができる。そのため、高い密着力と容易な剥離とを両立することが可能な保護フィルム２とすることができる。
【００３９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、発明の効果を確認するため、評価用の試験体を作成して評価を行った。
【００４１】
実施例として、ポリノルボルネン（シグマ−アルドリッチジャパン社製、平均分子量（Ｍｗ）＞２００００００）を形成材料として作成した２ｃｍ角のフィルムを用いた。フィルム厚みとして、１０μｍ、４０μｍ、６０μｍ、１００μｍの４種を作成し、評価に用いた。
【００４２】
比較例としては、耐エッチング性（耐アルカリ性）に優れた樹脂であるポリパラフェニレンテレフタルアミド（アラミド樹脂）のフィルム（東レ株式会社製）を形成材料として用い、実施例と同様の試験体を作成した。
【００４３】
このような試験体を用いた評価においては、ウェットエッチング工程に見立てたアルカリ処理を行い、次いで、同じ試験体を有機溶剤に浸漬し、各試験体の溶解具合を評価する構成とした。
【００４４】
まず、アルカリ処理として、各試験体を３７．５ｗｔ％ＫＯＨ水溶液に浸漬し、８０℃で１時間加熱した。その後、ＫＯＨ水溶液から取り出した各試験体を、デカリン５０ｍｌに浸して１４０℃に加熱し、３０分放置した。
【００４５】
その結果、実施例および比較例の試験体はいずれもアルカリ処理では変化が無かった。続いて行ったデカリン浸漬では、実施例の試験体は厚みに関わらず全てデカリンに溶解し、試験体の形状が消失したのに対し、比較例の試験体は、デカリンに溶解することなく試験体の形状をとどめていた。
【００４６】
この結果より、本発明の構成を備える保護フィルムは、エッチング時には安定に存在すると共に、有機溶剤には溶解することが確認できた。このような保護フィルムを用いると、ウェットエッチング時には保護フィルムを貼付した面を良好に保護することが可能であり、且つ被保護面からの除去は、有機溶剤に溶解させることで容易に行うことができ、課題解決に有効であることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態の保護フィルムで保護した基板の概略図である。
【図２】本実施形態の保護フィルムを用いたエッチング工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…基板（被保護体）、２…保護フィルム、１２…エッチャント、２２…有機溶剤
【図１】
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【図２】
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