(57)【要約】【課題】加工精度の高い開口形状を有する連通孔を内包し、ハンドリングによる破壊等の懸念が少なく、検査等で連通孔の開口形状に欠損を生じることが無く、連通孔を外部と連通させる工程で連通孔の加工精度を維持することが可能な、マイクロ構造体加工用基板を提供する。【解決手段】シリコンを基材とする第一の基板１ａとシリコンを基材とする第二の基板１ｂとシリコンを基材とする第三の基板１ｃとがこの順に接合されて積層されたマイクロ構造体加工用基板であって、  前記マイクロ構造体加工用基板の内部には、前記第一の基板から前記第三の基板まで連通する連通孔４を有しており、  前記連通孔の一方の端部は前記第一の基板の厚さ方向の内部に位置し、前記連通孔の他方の端部は前記第三の基板の厚さ方向の内部に位置し、前記連通孔の両端部は保護膜２で塞がれていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、シリコンを基材とする第一の基板とシリコンを基材とする第二の基板とシリコンを基材とする第三の基板とがこの順に接合されて積層されたマイクロ構造体加工用基板であって、
前記マイクロ構造体加工用基板の内部には、前記第一の基板から前記第三の基板まで連通する連通孔を有しており、
前記連通孔の一方の端部は前記第一の基板の厚さ方向の内部に位置し、前記連通孔の他方の端部は前記第三の基板の厚さ方向の内部に位置し、前記連通孔の両端部は保護膜で被覆されていることを特徴とするマイクロ構造体加工用基板。
【請求項２】
前記保護膜はシリコンのエッチャントに対し、シリコンよりもエッチング耐性の高い材料であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ構造体加工用基板。
【請求項３】
前記保護膜はシリコンの酸化物から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ構造体加工用基板。
【請求項４】
前記連通孔の少なくとも一方の端部の前記保護膜はシリコンの窒化物を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ構造体加工用基板。
【請求項５】
前記第一の基板と前記第二の基板、及び前記第二の基板と前記第三の基板はシリコンの酸化物を介して接合されていることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ構造体加工用基板。
【請求項６】
少なくとも、前記第一の基板と前記第二の基板、又は前記第二の基板と前記第三の基板のどちらかの接合界面にシリコンの酸化物とシリコンの窒化物の層構成を含むことを特徴とする請求項４に記載のマイクロ構造体加工用基板。
【請求項７】
前記第一の基板と前記第三の基板はＳＯＩ基板から成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマイクロ構造体加工用基板。
【請求項８】
前記第二の基板はＳＯＩ基板のデバイス層から成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ構造体加工用基板。
【請求項９】
前記連通孔の開口径が前記第一の基板の内部と前記第二の基板の内部、及び前記第二の基板の内部と前記第三の基板の内部とで異なることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ構造体加工用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３枚以上のシリコンを基材とする基板を接合して成り、各シリコンを基材とする基板を連通する高加工精度の連通孔を内部に有するマイクロ構造体加工用基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子線露光装置やイオンビーム露光装置等の荷電粒子線露光装置に用いる静電型の荷電粒子線レンズでは、開口形状を高精度に加工された貫通孔を有する電極が望まれている。貫通孔の開口形状を高精度に加工するためには、シリコンウェハをベースに加工するのが望ましい。しかし、シリコンウェハと言えど、加工深さが深くなればなるほど開口形状の加工精度は落ちてしまう。よって、１枚のシリコンウェハに貫通孔を形成するよりも、複数枚、特に３枚以上のシリコンウェハにそれぞれ貫通孔を加工し、それぞれのシリコンウェハを貼り合わせることにより、開口形状が高精度に加工された貫通孔を有する電極を作製可能である。
【０００３】
また、高解像度の荷電粒子線露光装置に用いる静電型の荷電粒子線レンズ用の電極には、数十から２００μｍ程度の厚さが望まれている。そして、荷電粒子線レンズ用の電極には、高精度の面内平坦性が要求されると同時に、クラック、割れ、剥がれ等が無いことも要求されている。
【０００４】
製造された荷電粒子線レンズ用の電極は、使用採用前に検査をするのが一般的である。しかし、この数十から２００μｍ程度と言う厚さは、人や機械がハンドリングするには非常に薄い厚さであり、検査時に欠損させてしまう場合がある。よって、検査時等では、ハンドリングに問題のない厚さであることが望まれている。さらに、検査時等において、接触等によって、レンズ特性に特に影響を及ぼす貫通孔の開口形状にダメージを与えない形態が望まれている。
【０００５】
特許文献１では、液滴吐出ヘッドの製造工程において、３枚以上の基板を接合して成り、且つ、その接合基板の内部に閉空間を有する構造が開示されている。また、特許文献２では、半導体装置の製造工程の途中で、２枚のシリコンから成る基板を接合して成り、且つ、その接合基板の内部に閉空間を有する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２０８１２２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４６６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例では、シリコン・ガラス・ガラスの３層構成であり、且つ、連通する貫通孔もシリコンとガラスの２層部分である。従って、本発明と構成が異なり、且つ、複数のシリコン基板の貫通孔を連通させて高精度の貫通孔を形成することを想定していない。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の従来例では、２枚のシリコン基板を貼り合わせて内部に貫通孔を有するものであるが、貫通孔の両端をシリコンの酸化物等のシリコンとエッチング特性の異なる材料で覆っていない。従って、後工程において、貫通孔の形状を保護しつつ外部と連通させることを前提としていない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するものであり、少なくとも、シリコンを基材とする第一の基板とシリコンを基材とする第二の基板とシリコンを基材とする第三の基板とがこの順に接合されて積層されたマイクロ構造体加工用基板であって、
前記マイクロ構造体加工用基板の内部には、前記第一の基板から前記第三の基板まで連通する連通孔を有しており、
前記連通孔の一方の端部は前記第一の基板の厚さ方向の内部に位置し、前記連通孔の他方の端部は前記第三の基板の厚さ方向の内部に位置し、前記連通孔の両端部は保護膜で塞がれていることを特徴とするマイクロ構造体加工用基板である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のマイクロ構造体加工用基板によれば、３枚のシリコンを基材とする基板を用いて、それぞれが接合されて形成しているため、所望の加工精度を有する貫通孔の基となる連通孔を内部に含有することが出来る。
【００１１】
また、第一の基板と第三の基板の厚さを好適に選択することにより、検査時等にハンドリングし易い厚さとすることが出来る。
【００１２】
また、連通孔がマイクロ構造体加工用基板の内部に存在しており外部に露出していないため、超音波顕微鏡等の検査時に、連通孔が物理的に何かと直接接触することが無い。従って、連通孔が汚染されたり、開口形状が傷ついてしまう恐れが無い。
【００１３】
また、連通孔の両端部が保護膜で被覆されているため、連通孔の両端を外部と連通させる後工程において、連通孔の形状にダメージを及ぼすことが無い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態に係る、マイクロ構造体加工用基板の概略断面図。（ｂ）本発明の実施の形態に係る、マイクロ構造体加工用基板の概略上面図。
【図２−１】本発明の実施の形態に係る、基板の構成例の概略断面図。
【図２−２】本発明の実施の形態に係る、基板の構成例の概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係る、マイクロ構造体加工用基板の製造方法を示す概略断面図。
【図４】本発明の実施例１に係る、マイクロ構造体加工用基板の構成及び製造方法を示す概略断面図。
【図５】本発明の実施例２に係る、マイクロ構造体加工用基板の構成及び製造方法を示す概略断面図。
【図６】本発明の実施例３に係る、マイクロ構造体加工用基板の構成及び製造方法を示す概略断面図。
【図７】本発明の実施例４に係る、マイクロ構造体加工用基板の構成及び製造方法を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１から図３を用いて、本発明の実施の形態を説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１６】
図１（ｂ）は本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の概略上面図であり、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’の概略断面図である。図２は本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の第一の基板、第二の基板の前駆基板、第三の基板の構成例を示す概略断面図である。図３は本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の製造方法を示す概略断面図である。
【００１７】
まず、本発明の構成と作用・効果について説明する。
【００１８】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板は、図１（ａ）に示すように、シリコンを基材とする第一の基板１ａと、シリコンを基材とする第二の基板１ｂと、シリコンを基材とする第三の基板１ｃとがこの順に接合されて積層されている。マイクロ構造体加工用基板の内部には、第一の基板から第三の基板まで連通する連通孔４が形成されている。この連通孔４の両端部は第一の基板と第三の基板の厚さ方向の内部に存在し、連通孔４は第一の基板内部分の開口４ａ、第二の基板内部分の開口４ｂ、第三の基板内部分の開口４ｃが連通して成っている。また、連通孔４の両端部は、第一の基板内で保護膜２ａに、第三の基板内で保護膜２ｃによって被覆されている。
【００１９】
第一の基板と第二の基板と第三の基板がシリコンを基材としているため、それぞれの基板に形成される開口４ａ、４ｂ及び４ｃを所望の精度で加工して形成することが出来る。
【００２０】
また、一般的にエッチング等の処理時間が長くなると加工の形状精度は悪化する。従って、厚い一枚の基板に深い貫通孔を形成するよりも、複数の基板に浅い開口を形成してそれぞれを接合する方が、形状精度の良い連通孔を形成することが出来る。本発明に係るマイクロ構造体加工用基板は複数の基板を接合して成っているため、所望の加工精度を有する連通孔４を内包することが出来る。
【００２１】
また、本発明に係るマイクロ構造体加工用基板を荷電粒子線露光装置等の荷電粒子線レンズ用に使用する場合には、連通孔４の両端を外部と連通して使用する。さらに、高分解能の荷電粒子線レンズ用の電極に使用する場合には、貫通孔を有する電極の厚さは数十μｍから２００μｍ程度となる。この厚さは人や機械がハンドリングするには非常に薄く、破損等の原因となってしまう。本発明に係るマイクロ構造体加工用基板では、第一の基板と第三の基板の厚さを好適に選択することにより、ハンドリングが容易な厚さを選択することが出来る。
【００２２】
また、荷電粒子線レンズ用の電極の場合、貫通孔の開口形状は特にレンズ性能に敏感である。検査等の際に、貫通孔が露出し検査器等に接触する状態であると、貫通孔の開口形状に欠損や汚れを生じてしまう可能性があり好ましくない。本発明に係るマイクロ構造体加工用基板では、荷電粒子線レンズ用の電極に使用する場合に貫通孔となる連通孔４の両端部は第一の基板と第三の基板内に存在しており連通孔４は外部に露出していない。従って、超音波顕微鏡検査や赤外線透過検査等の検査時に、連通孔４が検査水や検査装置と接触し、連通孔４の開口形状に欠損を及ぼしたり汚染したりすることが無い。更に、検査を納入先で行うことも可能となる。
【００２３】
また、連通孔を外部と連通させる工程とは、第一の基板と第三の基板の一部を除去する工程である。連通孔４の両端が保護膜により被覆されていることにより、この第一の基板と第三の基板の一部を除去する工程で、連通孔４の開口形状がダメージを受けることを回避出来る。よって、第一の基板、第二の基板及び第三の基板それぞれに精密加工により形成した開口４ａ、４ｂ及び４ｃの開口形状を保存することが出来る。
【００２４】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の保護膜は、シリコンのエッチャントに対し、シリコンよりもエッチング耐性の高い材料である。
【００２５】
連通孔４を外部と連通させるための第一の基板と第三の基板の一部を除去する工程では、第一の基板と第三の基板がシリコンを基材としているため、シリコンのエッチャントが用いられる。連通孔４の両端部を塞いでいる保護膜をシリコンのエッチャントに対し、シリコンよりもエッチング耐性の高い材料とすることにより、第一の基板と第三の基板の一部を除去する工程で、シリコンのエッチャントが連通孔４内部に侵入することを防ぐことが出来る。よって、第一の基板、第二の基板及び第三の基板それぞれに精密加工により形成した開口４ａ、４ｂ及び４ｃの開口形状を好適に保護することが出来る。また、エッチャントはガス状であっても液体状であっても構わない。
【００２６】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の保護膜は、シリコンの酸化物で形成することが出来る。
【００２７】
シリコンの酸化物はシリコン上に形成し易く、且つ、シリコンのエッチャントに対し、シリコンよりもエッチング耐性が高いため好ましい。
【００２８】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の連通孔の少なくとも一方の端部の保護膜は、シリコンの窒化物を含んでいても良い。
【００２９】
シリコンの窒化物はシリコン上に形成し易く、且つ、シリコンのエッチャントに対し、シリコンよりもエッチング耐性が高いため好ましい。
【００３０】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板は、第一の基板と第二の基板、及び第二の基板と第三の基板はシリコンの酸化物を介して接合されていても良い。
【００３１】
接合界面にシリコンの酸化物があることにより、接合界面にボイドが発生し難い構成となるので好ましい。
【００３２】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板は、少なくとも、第一の基板と第二の基板、及び第二の基板と第三の基板のどちらかの接合界面にシリコンの酸化物とシリコンの窒化物の層構成を含んでいても良い。
【００３３】
連通孔の端部を形成する基板表面に保護膜を形成する際は、開口を形成した基板表面全体に一括で成膜する方が製造上容易である。接合界面はシリコンの酸化物があることにより、接合界面にボイドが発生し難い構成となるので好ましい。よって、保護膜としてシリコンの窒化物を選択した場合には、シリコンの窒化物の上にシリコンの酸化物を形成して基板同士を接合することが好ましい。
【００３４】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の第一の基板と第三の基板は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板から構成されていても良い。
【００３５】
第一の基板と第三の基板がＳＯＩ基板から成っていることにより、開口４ａ及び４ｃの開口形状を精度良く加工することが出来るため好ましい。また、ＳＯＩ基板のｂｏｘ（Ｂｕｒｉｅｄ  ＯＸｉｄｅ）層に保護膜の機能を持たせることが出来るため、別途保護膜を形成する必要が無くなる場合があるため好ましい。また、好適な厚さのハンドル層を有するＳＯＩ基板を選択することにより、検査時等でのハンドリングが容易になるため好ましい。
【００３６】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の第二の基板は、ＳＯＩ基板のデバイス層で形成することが出来る。
【００３７】
第二の基板がＳＯＩ基板のデバイス層から成っていることにより、開口４ｂの開口形状を精度良く加工することが出来るため好ましい。また、第一の基板と第二の基板とを接合する際には、接合面とは逆の面が、接合工程で使用する装置類等と少なからず接触してしまう。この接触は基板の汚染や欠損等の原因となり得る。第二の基板の前駆基板をＳＯＩ基板で作製し、第二の基板を第一の基板と接合した後に、第二の基板の前駆基板のＳＯＩ基板のハンドル層とｂｏｘ層とを除去することにより、汚染や欠損等の無い第二の基板とすることが出来るため好ましい。
【００３８】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の連通孔の開口径を、第一の基板の内部と第二の基板の内部、及び第二の基板の内部と第三の基板の内部とで異なる径で形成しても良い。
【００３９】
荷電粒子線レンズのレンズ性能は、荷電粒子線レンズを構成する電極の貫通孔の形状に特に敏感である。さらに、貫通孔形状のレンズ性能に対する敏感度は、電極表面からの距離によっても異なる。第一の基板内、第二の基板内、及び第三の基板内、とにおいて、連通孔の開口径を変えることによって、開口の加工精度を勘案しつつ所望のレンズ性能を有する貫通孔を形成可能な連通孔を内包するマイクロ構造体加工用基板とすることが出来るため好ましい。
【００４０】
次に本発明の製造方法について説明する。
【００４１】
基板１ａは、一般的なフォトリソグラフィ技術とエッチング技術と成膜技術を用いて作製する。
【００４２】
図２（ａ）から（ｉ）は、基板１ａの概略断面形状例の一覧である。
【００４３】
まず、シリコンを基材とするベース基板を用意する。ベース基板は、シリコンウェハ上に、シリコンのエッチャントに対してシリコンよりもエッチング耐性の高い材料が形成され、更にその上にシリコンが形成されているウェハなら何でも良い。例えば、シリコンウェハに金属を形成し、その金属の上にシリコンを形成したウェハや、シリコンウェハに何かしらの酸化物か窒化物を形成して、その上に更にシリコンを形成したウェハをベース基板として形成される。好ましくはＳＯＩウェハをベース基板として用いて形成される。ここでは、ＳＯＩウェハを例として説明を続ける。
【００４４】
次に、一般的なフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いてＳＯＩウェハに開口４ａを形成する。開口４ａの開口径、数、配置の仕方、形成領域等は、例えば荷電粒子線露光装置など、このマイクロ構造体加工用基板を用いるアプリケーションの仕様によって決定される。開口４ａはＳＯＩウェハのデバイス層５ａを貫通する様に形成され、開口４ａの底面はＳＯＩウェハのｂｏｘ層６ａもしくはハンドル層７ａが露出した状態になるように形成される。開口４ａの形成は、デバイス層の厚さが薄い場合には、例えばＣＦ4やＣＨＦ3等のエッチングガスを用いた一般的なドライエッチング技術で行うことが出来る。また、デバイス層の厚さが厚い場合には、例えばＳＦ6とＣ4Ｆ8等をエッチングガス及びパッシベーションガスとして用いたボッシュプロセスによる深堀ドライエッチング技術で行うことが出来る。開口４ａの底面がＳＯＩウェハのｂｏｘ層６ａが露出した状態となるか、ハンドル層７ａが露出した状態となるかは、所望の加工精度とドライエッチングのガス種、圧力、時間等によって決定される。
【００４５】
続いて、一般的な成膜技術を用いて開口４ａの底面に保護膜２ａを形成する。この時、保護膜２ａは、開口４ａの底面だけではなく、開口４ａを形成したデバイス層５ａの表面全体に形成しても良い。この保護膜２ａの役割は、本発明のマイクロ構造体加工用基板の連通孔４の両端を外部と連通させる後工程において、連通孔４の形状を後工程によるダメージから保護するためのものである。この後工程とは、ＳＯＩウェハのハンドル層とｂｏｘ層を除去する工程である。開口４ａの底面にハンドル層が露出してしまっていると、ＳＯＩウェハのハンドル層を除去する工程でハンドル層を除去するエッチャントが連通孔４内に侵入し、連通孔４の形状を悪化させてしまう。よって、開口４ａの底面にハンドル層７ａが露出している場合には、後工程でシリコンのエッチャントが連通孔４内に侵入しないように、開口４ａの底部の露出しているハンドル層７ａの全表面を保護膜２ａで覆う必要がある。ここで、保護膜２ａとしては、シリコンのエッチャントに対し、シリコンよりもエッチング耐性の高い、別の言葉で言うと、シリコンよりもエッチングレートが十分に遅い材料が選ばれる。例えば、シリコンの酸化物や窒化物等から選ばれる。保護膜２ａの膜厚と材料は、ハンドル層のエッチャントに対する保護膜２ａのエッチングレートとハンドル層のエッチング時間によって適宜決定される。開口４ａの底面にｂｏｘ層６ａが露出している場合には、必ずしも保護膜２ａは必要とはならない場合もある。また、図２（ｉ）に示すように、開口４ａの底面にハンドル層７ａが露出している場合であっても、基板１ｂの前駆基板のハンドル層とｂｏｘ層とを除去した後に、保護膜を形成する工程が入る場合には、必ずしも保護膜２ａは必要とはならない場合もある。
【００４６】
続いて、一般的な成膜技術を用いて接合する表面にシリコンの酸化物を形成する。基板１ａは後に基板１ｂとお互いの開口４ａと４ｂとを向かい合わせて接合される。接合面の表面はシリコンかシリコンの酸化物であることが望ましい。よって、基板１ａと基板１ｂの少なくともどちらか一方の基板の接合表面にシリコンの酸化物が形成されていれば良い。そのため、基板１ｂの接合表面にシリコンの酸化物が形成されている場合には、この工程は必ずしも必要とならない場合もある。また、保護膜２ａとしてシリコンの酸化物を選択した場合には、保護膜２ａの形成時に、開口４ａの底部のみだけではなく、開口４ａが形成されているデバイス層５ａ表面全体に形成することによって、この工程を兼ねることが出来る。この様に、保護膜２ａの形成とシリコンの酸化物の形成とを同一工程で行うことにより、製造工程を短縮できるため好ましい。一方、保護膜２ａとしてシリコンの酸化物以外を選択し、且つ、開口４ａが形成されているデバイス層５ａ表面全体に保護膜２ａを形成した場合には、保護膜２ａの上にシリコンの酸化物を形成する必要がある。この場合、少なくとも接合面となる表面全面にシリコンの酸化物が形成されていれば良く、開口４ａの内部には必ずしも形成されていなくても良い。
【００４７】
基板１ｂは、一般的なフォトリソグラフィ技術とエッチング技術と成膜技術を用いて作製する。
【００４８】
まず、図２（ａ）から（ｈ）に示す概略断面形状例の基板を前駆基板として基板１ａと同様に作製する。続いて、図２中のハンドル層７ａ及びｂｏｘ層６ａを除去する。更に必要に応じて、保護膜及びシリコンの酸化物を形成し、基板１ｂは完成となる。
【００４９】
基板１ｂの前駆基板のハンドル層とｂｏｘ層の除去は、基板１ａと基板１ｂの前駆基板とを接合した後に行われる。この工程で、基板１ｂの開口４ｂの底面にハンドル層が露出してしまっていると、基板１ｂのＳＯＩウェハのハンドル層を除去する工程で、ハンドル層を除去するエッチャントが開口４ａと開口４ｂとが連通した開口内に侵入し、開口の形状を悪化させてしまう。従って、基板１ｂの前駆基板を図２（ｉ）に示す構成とすることは出来ない。
【００５０】
基板１ｃは、一般的なフォトリソグラフィ技術とエッチング技術と成膜技術を用いて基板１ａと同様に作製する。
【００５１】
基板１ｃの概略断面形状例は基板１ｂの前駆基板と同様に図２（ａ）から（ｈ）に示す通りである。
【００５２】
本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の連通孔４の両端を外部と連通させる後工程では、基板１ｃのＳＯＩウェハのハンドル層７ｃとｂｏｘ層６ｃを除去する。基板１ｃの開口４ｃの底面にハンドル層が露出してしまっていると、ＳＯＩウェハのハンドル層を除去する工程でハンドル層を除去するエッチャントが連通孔４内に侵入し、連通孔４の形状を悪化させてしまう。従って、基板１ｃを図２（ｉ）に示す構成とすることは出来ない。
【００５３】
基板１ａ、基板１ｂの前駆基板、及び基板１ｃの概略断面形状の組み合わせは任意であり、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板、及び基板１ｃの概略断面形状は全て同じであっても構わないし、全て異なっていても構わない。
【００５４】
以下の説明では、基板１ａとして図２（ｈ）を、基板１ｂの前駆基板として図２（ａ）を、基板１ｃとして図２（ｃ）を選択した場合として説明を続ける。
【００５５】
図３（ａ）に示すように、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄを、一般的な接合技術を用いて接合する。
【００５６】
まず、一般的なＲＣＡ洗浄法によって基板１ａ及び基板１ｂの前駆基板１ｄの基板表面の洗浄を行う。これによって、基板１ａ及び基板１ｂの前駆基板１ｄの表面に付着している、有機物、金属、パーティクルの除去を行うことが出来る。
【００５７】
続いて、一般的なプラズマ処理等及び純水処理等によって、基板１ａ及び基板１ｂの前駆基板１ｄの基板表面の親水化処理を行う。プラズマ処理は、基板１ａ及び基板１ｂの前駆基板１ｄを、例えば窒素や酸素のプラズマに３０秒程度さらすことによって行うことが出来る。親水化処理は、基板の表面を親水化できれば良く、必ずしもプラズマ処理等及び純水処理等を用いなくても良い。
【００５８】
続いて、基板１ａのデバイス層５ａと、基板１ｂの前駆基板１ｄのデバイス層５ｂと、が向き合うように重ね合わせる。この時、基板１ａの開口４ａと基板１ｂの前駆基板１ｄの開口４ｂとが連通するように位置合わせを行って重ね合わせる。例えば、まず大気中で、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとがある一定の間隔離れた状態で、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとの位置合わせを行う。基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとが接触しない様に、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとの間隔を維持するために、ウェハの縁周部位で基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとの間にスペーサを挟む。例えば、１２０°間隔で計３個のスペーサを挟む。その後、減圧下で所望の箇所から接合を開始する。接合は、最初に接触した箇所から始まり、ついには基板全面が接合される。よって、接合の開始点を規定したい場合には、例えば、基板の中央部から接合を開始させたい場合には、基板の中央部が最初に接触するように重ね合わせを行えば良い。
【００５９】
続いて、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとが接合された接合物に熱処理を行う。この処理によって基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとの接合強度が向上する。熱処理の温度は必要な接合強度によって適宜選択される。例えば、２００℃から１２００℃くらいの範囲の温度から選択される。この熱処理によって、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとが必要な接合強度で接合される。
【００６０】
図３（ｂ）に示すように、基板１ｂの前駆基板１ｄのハンドル層７ｂとｂｏｘ層６ｂの除去を、一般的な研削技術とエッチング技術を用いて行う。
【００６１】
まず、基板１ｂの前駆基板１ｄのハンドル層７ｂを除去する。初めに、一般的な研削技術によって、ハンドル層７ｂを５０μｍ程度の厚さになるまで研削する。これは工程時間短縮のためである。ハンドル層７ｂを全てエッチングにより除去することも可能であるが、ハンドル層７ｂが厚い場合には工程時間が非常に長くなってしまう。このため、まず研削技術を用いて薄くすることが好ましい。ハンドル層７ｂの厚さが十分に薄い場合には、研削は必ずしも必要とはならない。
【００６２】
続いて、薄く残ったハンドル層７ｂをエッチングによって除去する。ドライエッチングで行う場合には、ＳＦ6、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＸｅＦ2等のエッチングガスから選択され、ウェットエッチングで行う場合には、ＴＭＡＨ、ＫＯＨなどのアルカリ溶液から適宜選択される。
【００６３】
続いて、ｂｏｘ層６ｂを除去する。フッ化アンモニウム水溶液等のフッ酸を含む水溶液から適宜選択される。この時、基板１ａの開口４ａの底部、又は基板１ｂの開口４ｂの底部に形成されたシリコンの酸化物も同時に除去される場合もある。
【００６４】
基板１ａの開口４ａの底部、又は基板１ｂの開口４ｂの底部にシリコンの酸化物とは異なる保護膜を形成した場合には、図３（ｃ）に示すように、その保護膜の除去を、一般的なエッチング技術を用いて行う工程を入れても良い。この工程は、保護膜がこの後の接合工程において不都合が起こらない場合には、必ずしも必要とはならない。
【００６５】
エッチングガス又はエッチング溶液は、保護膜の材質によって適宜選択される。保護膜がシリコンの窒化物の場合には、例えば、１８０℃程度に加熱したＨ3ＰＯ4を含むリン酸溶液を用いてエッチングを行うことが出来る。
【００６６】
基板１ａの開口４ａの底部にハンドル層７ａが露出している場合には、図３（ｄ）に示すように、保護膜２ｄを、一般的な成膜技術を用いて形成する。
【００６７】
図３（ｄ）に示すように、基板１ｂのｂｏｘ層６ｂが除去された側のデバイス層５ｂの表面全面に保護膜２ｄを形成した場合には、基板１ｃとの接合面にも保護膜２ｄが形成された状態となる。保護膜２ｄとしてシリコンの酸化物を選択しなかった場合、又は、保護膜２ｄとしてシリコンの酸化物を選択したが、基板１ｃのデバイス層５ｃの表面にシリコンの酸化物が形成されていない場合には、更にシリコンの酸化物３ｄを形成する。
【００６８】
図３（ｅ）に示すように、基板１ａと基板１ｂとが接合された接合物と、基板１ｃとを、一般的な接合技術を用いて接合し、本発明に係わるマイクロ構造体加工用基板を完成させる。接合の手順は、図３（ａ）を用いて上述した基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合する手順と同様である。
【００６９】
以上で、本発明に係わるマイクロ構造体加工用基板が完成する。
【実施例】
【００７０】
次に、本発明の特徴を実施例によって、より具体的に説明する。
【００７１】
＜実施例１＞
図１、２、４を用いて、本発明の第一の実施例を説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。尚、上記してきた内容と同じ機能を有する個所には同じ記号を付し、重複する部分は説明を省略する。
【００７２】
図１（ｂ）は本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の概略上面図であり、図４は図１（ｂ）のＡ−Ａ’の概略断面図、及び本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の製造方法を示す概略断面図である。
【００７３】
本実施例は、基板１ａとして図２（ｅ）を、基板１ｂの前駆基板１ｄとして図２（ａ）を、基板１ｃとして図２（ｅ）を選択した例である。
【００７４】
まず、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃのベース基板としてＳＯＩウェハを用意する。各ＳＯＩウェハのデバイス層、ｂｏｘ層、及びハンドル層の厚さは、基板１ａ用と基板１ｃ用が６μｍ、１μｍ、５２０μｍであり、基板１ｂの前駆基板１ｄ用が８８μｍ、１μｍ、４５０μｍである。
【００７５】
次に、ＳＯＩウェハである各基板に開口４ａ、４ｂ及び４ｃをそれぞれ形成する。開口４ａ、４ｂ及び４ｃの形成は、一般的なフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて形成する。開口の配置は、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃで全て同じであり、基板の中央部に４×４の計１６個の円形パターンの開口を５０μｍピッチで正方格子状にそれぞれの基板に配置する。開口径は、基板によって異なり、基板１ａ及び基板１ｃでは３０μｍ、基板１ｂの前駆基板１ｄでは３６μｍである。
【００７６】
続いて、基板１ａ及び基板１ｃについては保護膜２ａ及び保護膜２ｃとしてシリコンの酸化物を形成する。一般的な熱酸化技術を用いて、基板１ａ及び基板１ｃの表面全面に１００ｎｍの熱酸化膜を形成する。この工程で、連通孔端部となる開口の底部、表面及び接合面全面にシリコンの酸化膜が形成されることになるため、連通孔端部の保護膜と、接合面のシリコンの酸化物とを兼ねることが出来ている。
【００７７】
以上で、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃの準備を完了とする。
【００７８】
続いて、図４（ａ）に示すように、開口４ａと開口４ｂとが連通するように基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合し、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合した接合物をクリンオーブンに入れ、２００℃下において４時間の熱処理を加える。
【００７９】
続いて、基板１ｂの前駆基板１ｄのハンドル層７ｂをバックグラインド及びＣＭＰ研磨によって５０μｍにまで薄くする。残った５０μｍの厚さのハンドル層７ｂをＴＭＡＨにより除去する。この時、ｂｏｘ層６ｂはシリコンの酸化物で形成されているため、ＴＭＡＨ溶液では溶けず、連通孔形成領域にＴＭＡＨ溶液が侵入することはない。よって、連通孔の形状がＴＭＡＨ溶液で変化してしまうことはない。
【００８０】
続いて、フッ化アンモニウム水溶液を用いて、基板１ｂの前駆基板１ｄのｂｏｘ層６ｂを除去する。この時、基板１ａの開口４ａの底部に形成された保護膜２ａはシリコンの酸化物で形成されているため、開口４ａ内部に露出した部分の保護膜２ａの一部または全部が除去されてしまう。この工程で、図４（ｂ）に示すように、開口４ａの底部に基板１ａのハンドル層７ａが露出した状態となってしまう。
【００８１】
続いて、図４（ｃ）に示すように、開口４ａの底部に保護膜２ｄとして厚さ１００ｎｍのシリコンの酸化物を一般的な熱酸化技術よって形成する。この時、開口４ａの底部だけではなく、基板１ｂの前駆基板１ｄのデバイス層５ｂ表面全面にシリコンの酸化物が形成される。
【００８２】
続いて、図４（ｄ）に示すように、開口４ｂと開口４ｃとが連通するように基板１ｂと基板１ｃとを接合し、基板１ａ、基板１ｂ、及び基板１ｃとが接合された接合物をクリンオーブンに入れ、２００℃下において４時間の熱処理を加える。
【００８３】
以上で、本実施例のマイクロ構造体加工用基板が完成する。
【００８４】
上述のように、３枚のＳＯＩウェハのデバイス層に形成した開口を接合により連通させて形成することにより、加工精度の高い開口形状を有する連通孔を内包したマイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。
【００８５】
また、基板１ａ及び基板１ｃのハンドル層が十分に厚く、本実施例のマイクロ構造体加工用基板の厚さが約１１４２μｍとなっているため、人や機械がハンドリングする際に問題を生じにくい厚さとなっている。これによって、検査等による破損の可能性を非常に低く抑えることが出来るマイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。
【００８６】
また、連通孔４の両端が保護膜２ｃと保護膜２ｄ及びハンドル層７ａとハンドル層７ｃによって保護されているため、装置等と物理的に接触しても連通孔４の開口形状に汚れや欠損を生じることもない。よって、接合界面のボイド等を検査するための超音波顕微鏡検査等を行ったとしても連通孔４の開口形状に汚れや欠損を生じることの無い、マイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。
【００８７】
また、連通孔４の両端部が保護膜２ｃ及び保護膜２ｄで塞がれているため、連通孔４の両端を外部と連通させる後工程において、連通孔４の形状にダメージを及ぼすことが無い。従って、所望の加工精度を維持したまま、連通孔４を連通させることが出来る、マイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。
【００８８】
また、本発明のマイクロ構造体加工用基板の連通孔４を外部と連通させることにより、荷電粒子線露光装置の荷電粒子線レンズの電極として使用することが出来、良好なレンズ特性を有する荷電粒子線レンズを提供することが出来る。
【００８９】
＜実施例２＞
図１、２、５を用いて、本発明の第二の実施例を説明する。本実施例では、保護膜としてシリコンの酸化物を採用しない場合の例を示す。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。尚、上記してきた内容と同じ機能を有する個所には同じ記号を付し、重複する部分は説明を省略する。
【００９０】
図１（ｂ）は本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の概略上面図であり、図５は図１（ｂ）のＡ−Ａ’の概略断面図、及び本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の製造方法を示す概略断面図である。
【００９１】
本実施例は、基板１ａとして図２（ｇ）を、基板１ｂの前駆基板１ｄとして図２（ａ）を、基板１ｃとして図２（ｄ）を選択した例である。
【００９２】
まず、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃのベース基板としてＳＯＩウェハを用意する。各ＳＯＩウェハのデバイス層、ｂｏｘ層、及びハンドル層の厚さは、基板１ａ用と基板１ｃ用が５μｍ、１μｍ、５２０μｍであり、基板１ｂの前駆基板１ｄ用が１４０μｍ、１μｍ、４００μｍである。
【００９３】
次に、ＳＯＩウェハである各基板に開口４ａ、４ｂ及び４ｃをそれぞれ形成する。開口４ａ、４ｂ及び４ｃの形成は、一般的なフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて形成する。開口の配置は、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃで全て同じであり、基板の中央部に４×４の計１６個の円形パターンの開口を２００μｍピッチで正方格子状にそれぞれの基板に配置する。開口径は、基板によって異なり、基板１ａ及び基板１ｃでは１００μｍ、基板１ｂの前駆基板１ｄでは１１０μｍである。
【００９４】
続いて、基板１ａ及び基板１ｃに保護膜とシリコンの酸化物を形成する。基板１ａについては、保護膜２ａとして、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法でＳｉＨ2Ｃｌ2、ＮＨ3ガスを用いて７５０℃で加熱しながら、デバイス層５ａの全面に厚さ２００ｎｍのシリコンの窒化物を形成する。続けて、ＬＰＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｏ2ガスを用いて４００℃で加熱しながら、シリコンの窒化物の上に厚さ１００ｎｍのシリコンの酸化物３ａを形成する。基板１ｃについては、保護膜２ｃとして、一般的な熱酸化技術を用いて、デバイス層５ｃ表面全面に厚さ１００ｎｍの熱酸化膜を形成する。この工程は、連通孔端部の保護膜の形成と、接合面のシリコンの酸化物の形成とを兼ねている。
【００９５】
以上で、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃの準備を完了とする。
【００９６】
続いて、図５（ａ）に示すように、開口４ａと開口４ｂとが連通するように基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合し、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合した接合物をクリンオーブンに入れ、２００℃下において４時間の熱処理を加える。
【００９７】
続いて、基板１ｂの前駆基板１ｄのハンドル層７ｂを除去する。
【００９８】
続いて、フッ化アンモニウム水溶液を用いて、基板１ｂの前駆基板１ｄのｂｏｘ層６ｂを除去する。この時同時に、開口内部に存在するシリコンの酸化物３ａは除去されてしまうが、保護膜２ａであるシリコンの窒化物は除去されない。よって、基板１ａのｂｏｘ層６ａも除去されない。この工程で、図５（ｂ）に示すような状態となる。
【００９９】
続いて、図５（ｃ）に示すように、開口４ｂと開口４ｃとが連通するように基板１ｂと基板１ｃとを接合し、基板１ａ、基板１ｂ、及び基板１ｃとが接合した接合物をクリンオーブンに入れ、２００℃下において４時間の熱処理を加える。
【０１００】
以上で、本実施例のマイクロ構造体加工用基板が完成する。
【０１０１】
上述のように、加工精度の高い開口形状を有する連通孔を内包するマイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。また、ハンドリングによる破壊等の懸念が少なく、検査等で連通孔の開口形状に汚れや欠損を生じることが無く、連通孔を外部と連通させる工程で連通孔の加工精度を維持することが可能な、マイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。
【０１０２】
また、本発明のマイクロ構造体加工用基板の連通孔４を外部と連通させることにより、荷電粒子線露光装置の荷電粒子線レンズの電極として使用することが出来、良好なレンズ特性を有する荷電粒子線レンズを提供することが出来る。
【０１０３】
＜実施例３＞
図１、２、６を用いて、本発明の第三の実施例を説明する。本実施例では、連通孔の一方の端部がＳＯＩウェハのｂｏｘ層から成る場合の例を示す。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。尚、上記してきた内容と同じ機能を有する個所には同じ記号を付し、重複する部分は説明を省略する。
【０１０４】
図１（ｂ）は本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の概略上面図であり、図６は図１（ｂ）のＡ−Ａ’の概略断面図、及び本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の製造方法を示す概略断面図である。
【０１０５】
本実施例は、基板１ａとして図２（ｃ）を、基板１ｂの前駆基板１ｄとして図２（ａ）を、基板１ｃとして図２（ｃ）を選択した例である。
【０１０６】
まず、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃ用としてＳＯＩウェハを用意する。各ＳＯＩウェハのデバイス層、ｂｏｘ層、及びハンドル層の厚さは、基板１ａ用が１０μｍ、３μｍ、５２０μｍであり、基板１ｂの前駆基板１ｄ用が８０μｍ、０．５μｍ、４５０μｍであり、基板１ｃ用が１０μｍ、１μｍ、５２０μｍである。
【０１０７】
次に、ＳＯＩウェハである各基板に開口４ａ、４ｂ及び４ｃをそれぞれ形成する。開口４ａ、４ｂ及び４ｃの形成は、一般的なフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて形成する。開口の配置は、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃで全て同じであり、ウェハの中央部に４×４の計１６個の円形パターンの開口を１５０μｍピッチで正方格子状にそれぞれの基板に配置する。開口径は、基板によって異なり、基板１ａ及び基板１ｃでは１００μｍ、基板１ｂの前駆基板１ｄでは１１０μｍである。
【０１０８】
続いて、基板１ａ及び基板１ｃについては保護膜２ａ及び２ｃとしてシリコンの酸化物を形成する。一般的な熱酸化技術を用いて、基板１ａ及び基板１ｃの全面に１００ｎｍの熱酸化膜を形成する。この工程で、連通孔端部となる開口の底部、表面及び接合面全面にシリコンの酸化膜が形成されることになるため、連通孔端部の保護膜と、接合面のシリコンの酸化物とを兼ねることが出来ている。
【０１０９】
以上で、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃの準備を完了とする。
【０１１０】
続いて、図６（ａ）に示すように、開口４ａと開口４ｂとが連通するように基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合し、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合した接合物をクリンオーブンに入れ、２００℃下において４時間の熱処理を加える。
【０１１１】
続いて、基板１ｂの前駆基板１ｄのハンドル層７ｂを除去する。
【０１１２】
続いて、フッ化アンモニウム水溶液を用いて、基板１ｂの前駆基板１ｄのｂｏｘ層６ｂを除去する。この時同時に、開口４ａの底部で露出した部分のｂｏｘ層６ａもダメージを受ける。しかし、基板１ｂの前駆基板１ｄのｂｏｘ層６ｂの厚さが０．５μｍであるのに対し、基板１ａのｂｏｘ層６ａの厚さが３μｍであるため、エッチングのオーバーエッチング時間を考慮しても、基板１ａのｂｏｘ層６ａが全て除去されることはなく、１μｍ以上残った状態となる。この工程で、図６（ｂ）に示すような状態となる。
【０１１３】
続いて、図６（ｃ）に示すように、開口４ｂと開口４ｃとが連通するように基板１ｂと基板１ｃとを接合し、基板１ａ、基板１ｂ、及び基板１ｃとが接合した接合物をクリンオーブンに入れ、２００℃下において４時間の熱処理を加える。
【０１１４】
以上で、本実施例のマイクロ構造体加工用基板が完成する。
【０１１５】
上述のように、加工精度の高い開口形状を有する連通孔を内包するマイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。また、ハンドリングによる破壊等の懸念が少なく、検査等で連通孔の開口形状に汚れや欠損を生じることが無く、連通孔を外部と連通させる工程で連通孔の加工精度を維持することが可能な、マイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。
【０１１６】
また、本発明のマイクロ構造体加工用基板の連通孔４を外部と連通させることにより、荷電粒子線露光装置の荷電粒子線レンズの電極として使用することが出来、良好なレンズ特性を有する荷電粒子線レンズを提供することが出来る。
【０１１７】
＜実施例４＞
図１、２、７を用いて、本発明の第四の実施例を説明する。本実施例では、連通孔が保護膜で分断されている例を示す。本発明のマイクロ構造体加工用基板では、本実施例のように連通孔が保護膜又はシリコンの酸化物で分断されていても、使用時にはその分断している物質は取り除かれる構成のため、連通孔と呼んで扱う。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。尚、上記してきた内容と同じ機能を有する個所には同じ記号を付し、重複する部分は説明を省略する。
【０１１８】
図１（ｂ）は本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の概略上面図であり、図７は図１（ｂ）のＡ−Ａ’の概略断面図、及び本発明に係るマイクロ構造体加工用基板の製造方法を示す概略断面図である。
【０１１９】
本実施例は、基板１ａとして図２（ａ）を、基板１ｂの前駆基板１ｄとして図２（ｆ）を、基板１ｃとして図２（ｃ）を選択した例である。
【０１２０】
まず、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃ用としてＳＯＩウェハを用意する。各ＳＯＩウェハのデバイス層、ｂｏｘ層、及びハンドル層の厚さは、基板１ａ用と基板１ｃ用が２０μｍ、１μｍ、５００μｍであり、基板１ｂの前駆基板１ｄ用が１１０μｍ、１μｍ、４３０μｍである。
【０１２１】
次に、ＳＯＩウェハである各基板に開口４ａ、４ｂ及び４ｃをそれぞれ形成する。開口４ａ、４ｂ及び４ｃの形成は、一般的なフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いて形成する。開口の配置は、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃで全て同じであり、基板の中央部に４×４の計１６個の円形パターンの開口を１５０μｍピッチで正方格子状にそれぞれの基板に配置する。開口径は、基板によって異なり、基板１ａ及び基板１ｃでは１００μｍ、基板１ｂの前駆基板１ｄでは９０μｍである。
【０１２２】
続いて、基板１ｂの前駆基板１ｄに保護膜とシリコンの酸化物を形成する。保護膜２ｂとして、ＬＰＣＶＤ法でＳｉＨ2Ｃｌ2、ＮＨ3ガスを用いて７５０℃で加熱しながら、デバイス層５ｂの全面に厚さ３００ｎｍのシリコンの窒化物を形成する。続けて、ＬＰＣＶＤ法でＳｉＨ4、Ｏ2ガスを用いて４００℃で加熱しながら、シリコンの窒化物の上に厚さ１００ｎｍのシリコンの酸化物３ｂを形成する。基板１ｃについては、一般的な熱酸化技術を用いて、デバイス層５ｃ表面全面に厚さ１００ｎｍの熱酸化膜を形成する。この工程で、連通孔端部となる開口の底部、表面及び接合面全面にシリコンの酸化膜が形成されることになるため、連通孔端部の保護膜と、接合面のシリコンの酸化物とを兼ねることが出来ている。
【０１２３】
以上で、基板１ａ、基板１ｂの前駆基板１ｄ、及び基板１ｃの準備を完了とする。
【０１２４】
続いて、図７（ａ）に示すように、開口４ａと開口４ｂとが連通するように基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合し、基板１ａと基板１ｂの前駆基板１ｄとを接合した接合物を拡散炉に入れ、１０５０℃下において１時間の熱処理を加える。
【０１２５】
続いて、基板１ｂの前駆基板１ｄのハンドル層７ｂを除去する。
【０１２６】
続いて、フッ化アンモニウム水溶液を用いて、基板１ｂの前駆基板１ｄのｂｏｘ層６ｂを除去する。この時、保護膜２ｂがシリコンの窒化物で形成されているため、貫通孔内部にフッ化アンモニウム水溶液は侵入せず、よって、基板１ａのｂｏｘ層６ａは除去されない。この工程で、図７（ｂ）に示すような状態となる。
【０１２７】
続いて、１８０℃に加熱したＨ3ＰＯ4を含むリン酸溶液を用いて、シリコンの窒化物で形成されている開口４ｂ内の保護膜２ｂを除去する。接合界面にシリコンの窒化物があると、その箇所では接合が行われず、その箇所でのボイド発生の要因となってしまうため、除去する。この工程で、図７（ｃ）に示すような状態となる。
【０１２８】
続いて、図７（ｄ）に示すように、開口４ｂと開口４ｃとが連通するように基板１ｂと基板１ｃとを接合し、基板１ａ、基板１ｂ、及び基板１ｃとが接合した接合物を拡散炉に入れ、１０５０℃下において１時間の熱処理を加える。
【０１２９】
以上で、本実施例のマイクロ構造体加工用基板が完成する。
【０１３０】
本実施例のマイクロ構造体加工用基板では、シリコンの酸化膜３ｂによって、連通孔４が開口４ａと開口４ｂとが連通した部分と、開口４ｃ部分とに分断されている。しかし、連通孔４を内部で分断しているシリコンの酸化膜３ｂは、連通孔４を外部と連通させる後工程において除去されるため、連通孔は最終的には連通した貫通孔となる。従って、本発明のマイクロ構造体加工用基板では、本実施例に示す連通孔の構成であっても連通孔と呼ぶ。連通孔を内部で分断する膜は、保護膜である場合もある。
【０１３１】
上述のように、加工精度の高い開口形状を有する連通孔を内包するマイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。また、ハンドリングによる破壊等の懸念が少なく、検査等で連通孔の開口形状に汚れや欠損を生じることが無く、連通孔を外部と連通させる工程で連通孔の加工精度を維持することが可能な、マイクロ構造体加工用基板を提供することが出来る。
【０１３２】
また、本発明のマイクロ構造体加工用基板の連通孔４を外部と連通させることにより、荷電粒子線露光装置の荷電粒子線レンズの電極として使用することが出来、良好なレンズ特性を有する荷電粒子線レンズを提供することが出来る。
【符号の説明】
【０１３３】
１ａ基板、１ｂ  基板、１ｃ  基板、１ｄ  前駆基板、２ａ  保護膜、２ｂ  保護膜、２ｃ  保護膜、２ｄ  保護膜、３ａ  シリコンの酸化物、３ｂ  シリコンの酸化物、３ｃ  シリコンの酸化物、３ｄ  シリコンの酸化物、４  連通孔、４ａ  開口、４ｂ  開口、４ｃ  開口、５ａ  デバイス層、５ｂ  デバイス層、５ｃ  デバイス層、６ａ  ｂｏｘ層、６ｂ  ｏｘ層、６ｃ  ｂｏｘ層、７ａ  ハンドル層、７ｂ  ハンドル層、７ｃ  ハンドル層
【図１】
2014067937.tif 000003
【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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