(57)【要約】【課題】所望形状の段差部が凹部内に形成できる段差付き凹部の形成方法を提供する。【解決手段】基板１０の一面側に開口された凹部１８内に、基板面よりも低面の段差面が形成された段差部２０を具備する段差付き凹部を形成する際に、該基板１０の一面側に、凹部１８を形成する箇所の基板表面が露出するように第１レジスト層１２を形成した後、基板１０の露出面に第２レジスト層１６を形成し、次いで、第１レジスト層１２及び第２レジスト層１６から露出する基板１０の露出面にエッチングを施し、所定深さの第１凹部１５を形成した後、第２レジスト層１６を選択的に除去して露出した段差形成面及び第１凹部１５の底面を含む全面にエッチングを施し、前記段差付き凹部を形成し、その後、第１レジスト層１２を除去す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】
基板の一面側に開口された凹部内に、前記基板面よりも低面の段差面が形成された段差部を具備する段差付き凹部を形成する際に、
該基板の一面側に、前記凹部を形成する箇所の基板表面が露出するように第１レジスト層を形成した後、前記基板の露出面の段差部を形成する箇所に第２レジスト層を形成し、
次いで、前記第１レジスト層及び第２レジスト層から露出している前記基板の露出面にエッチングを施し、所定深さの第１凹部を形成した後、
前記第２レジスト層を選択的に除去し露出した段差形成面及び前記第１凹部の底面を含む全面にエッチングを施して前記段差付き凹部を形成し、
その後、前記第１レジスト層を除去することを特徴とする段差付き凹部の形成方法。
【請求項２】
第２レジスト層を、第１レジスト層を形成するレジストと組成の異なるレジストによって形成する請求項１記載の段付き凹部の形成方法。
【請求項３】
基板として、シリコンウェーハを用いる請求項１又は請求項２記載の段付き凹部の形成方法。
【請求項４】
第１レジスト層及び第２レジスト層を、基板を回転しつつ液状のレジストを滴下して塗布するスピンコート法によって形成する請求項１〜３のいずれか一項記載の段付き凹部の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は段付き凹部の形成方法に関し、更に詳細には基板の一面側に開口された凹部内に、前記基板面よりも低面の段差面が形成された段差部を具備する段差付き凹部の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板の一面側に開口された凹部内に、基板面よりも低面の段差面が形成された段差部を具備する段差付き凹部を形成する方法としては、例えば下記の特許文献１に提案されている方法がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１２０７３４号公報（[００１９]、図５）
【０００４】
かかる特許文献１に提案された方法を図５に示す。図５に示す方法では、先ず、基板１００の一面側にレジスト層１０２を形成する［図５（ａ）］。このレジスト層１０２には、段付き凹部を形成する箇所の基板表面が底面に露出するように凹部１０４，１０４・・を形成する［図５（ｂ）］。この凹部１０４，１０４・・は、例えばレジスト層１０２をフォトレジストによって形成した後、露光・現像することによって形成できる。
このレジスト層１０２に形成した凹部１０４，１０４・・の底面に露出している基板１００の露出面には、エッチングを施して所定深さの第１凹部１０６，１０６・・を形成する［図５（ｃ）］。
次いで、レジスト層１０２に形成した凹部１０４，１０４・・の各々を拡径して拡径凹部１０５，１０５・・を形成し、段差部を形成する部分の基板１００の表面を露出する［図５（ｄ）］。
更に、拡径凹部１０５の形成によって露出した基板１００の露出面及び第１凹部１０６の底面を含む全面にエッチングを施した後、レジスト層１０２を除去することによって、基板１００の一面側に開口された凹部１０８内に、基板面よりも低面の段差面が形成された段差部１００を具備する段差付き凹部を形成できる［図５（ｅ）、図５（ｆ）］。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す方法によれば、エッチングによって、基板の一面側に開口された凹部内に、基板面よりも低面の段差面が形成された段差部を具備する段差付き凹部を形成できる。
ところで、図５に示す方法では、レジスト層１０２に形成した凹部１０４，１０４・・の各々を拡径して拡径凹部１０５，１０５・・を形成し、段差部を形成する部分の基板１００の表面を露出している。かかる拡径凹部１０５，１０５・・を形成する際には、凹部１０４の壁面を形成するレジスト層１０２を横方向に等方的に拡径することが必要である。
しかし、レジスト層１０２を、その厚さ等が等しい均一層として形成することは極めて困難である。このため、拡径凹部１０５，１０５・・を形成する際に、凹部１０４の壁面を形成するレジスト層１０２を横方向に等方的に拡径するように制御することは困難である。
このため、形成した段差部１１０が所望形状と異なる事態が発生するおそれがある。
そこで、本発明の課題は、所望形状の段差部が凹部内に形成できる段差付き凹部の形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、基板の一面側に、段差付き凹部を形成する箇所の基板表面が露出するように第１レジスト層を形成した後、基板の露出面の段差部を形成する箇所に第２レジスト層を形成し、次いで、第１レジスト層と第２レジスト層とから露出する基板の露出面にエッチングを施した後、第２レジスト層を選択的に除去して露出した段差形成面及びエッチングが施されたエッチング面に、更にエッチングを施すことにより、所望形状の段差部が凹部内に形成できることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、基板の一面側に開口された凹部内に、前記基板面よりも低面の段差面が形成された段差部を具備する段差付き凹部を形成する際に、該基板の一面側に、前記凹部を形成する箇所の基板表面が露出するように第１レジスト層を形成した後、前記基板の露出面の段差部を形成する箇所に第２レジスト層を形成し、次いで、前記第１レジスト層及び第２レジスト層から露出している前記基板の露出面にエッチングを施し、所定深さの第１凹部を形成した後、前記第２レジスト層を選択的に除去し露出した段差形成面及び前記第１凹部の底面を含む全面にエッチングを施して前記段差付き凹部を形成し、その後、前記第１レジスト層を除去することを特徴とする段差付き凹部の形成方法にある。
かかる本発明において、第２レジスト層を、第１レジスト層を形成するレジストと組成の異なるレジストによって形成することによって、第２レジスト層を容易に選択的に除去できる。
また、基板としては、シリコンウェーハを用いることによって、同時に多数個の段付き凹部を形成できる。
更に、第１レジスト層及び第２レジスト層を、基板を回転しつつ液状のレジストを滴下して塗布するスピンコート法によって形成することにより、レジスト層を容易に形成できる。
【０００８】
本発明によれば、第１レジスト層及び第２レジスト層から露出している基板の露出面にエッチングを施し、所定深さの凹部を形成した後、第２レジスト層を選択的に除去することによって、基板の段差形成面を露出できる。このため、同一レジスト層に既に形成した凹部を拡径して基板の段差形成面を露出する従来の方法の如く、凹部の壁面を形成するレジスト層を横方向に等方的に拡径するように制御することを要しない。
したがって、本発明によれば、従来の方法に比較して、確実に且つ正確に基板の段差形成面を露出できる結果、所望形状の段差部が凹部内に形成された段差付き凹部を基板に形成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る段付き凹部の形成方法の一例を図１に示す。図１は、凹部の中央部に段差部が形成された段付き凹部の形成方法である。
先ず、シリコンウェーハを基板１０に用い、基板１０を回転しつつ液状のレジストを、基板１０の一面側に滴下して塗布するスピンコート法によって第１レジスト層１２を形成する。
この第１レジスト層１２、段差付き凹部を形成するする箇所の基板１０の表面が露出するように凹部１４を形成する［図１（ａ）］。この凹部１４は、フォトレジストから成る第１レジスト層１２を形成した後、露光・現像することによって形成できる。
【００１０】
かかる凹部１４の底面に露出する基板１０の露出面には、その中央部に第２レジスト層１６を形成する［図１（ｂ）］。この第２レジスト層１６は、段差部を形成する箇所に形成されている。
第２レジスト層１６は、基板１０を回転しつつ液状のフォトレジストを、基板１０の一面側に滴下して塗布するスピンコート法によって、凹部１４の底面上及び第１レジスト層１２の表面上にレジスト層を形成した後、凹部１４の中央部のレジスト層のみに露光し、次いで未露光部分を除去する現像によって形成できる。かかる露光及び現像は、凹部１４内の液状のフォトレジストの厚さ等が、メニスカス等の影響によって不均一になり易いため、従来よりも時間を掛けて施すことが好ましい。
【００１１】
所定箇所に第１レジスト層１２と第２レジスト層１６とが形成された基板１０の露出面には、エッチングを施し、所定深さの第１凹部１５を基板１０の一面側に形成する［図１（ｃ）］。このエッチングは、公知のエッチング法を採用でき、エッチング液を用いたウェットエッチング又はプラズマやレーザを用いたドライエッチングを採用できる。
かかるエッチングの際に、第２レジスト層１６が形成された基板１０の部分は、第２レジスト層１６がマスクとなってエッチングされず、第２レジスト層１６を選択的に除去することによって、第１凹部１５の中央部に突出する段差部２０ａを形成できる［図１（ｄ）］。
【００１２】
この様に、第２レジスト層１６を選択的に除去するには、第２レジスト層１６を、第１レジスト層１２を形成するレジストとは組成を異にするレジストによって形成することが好ましい。
例えば、第１レジスト層１２としては、主成分がフェノール系樹脂から成り、副成分としてメラミン系、エポキシ系及び感光剤等を含む液状のレジストを、基板１０の一面側に塗布した後、加熱処理を施して耐環境性を付与した第１レジスト層１２が好適である。
一方、第２レジスト層１６としては、主成分がノボラック樹脂やナフトキノンジアジド誘電体から成る液状のフォトレジストから成る第２レジスト層１６が好適である。この第２レジスト層１６によれば、専用剥離液によって第２レジスト層１６を容易に剥離できるが、この専用剥離液に対して第１レジスト層１２は耐久性を呈するからである。
【００１３】
次いで、第１凹部１５の中央部に突出する段差部２０ａの段差形成面及び第１凹部１５の底面を含む全面にエッチングを施すことによって、基板１０の一面側に開口された凹部１８の中央部に、基板１０の基板面よりも低面の段差面が形成された段差部２０を具備する段差付き凹部を形成できる［図１（ｅ）］。かかるエッチングも、公知のエッチング法を採用でき、エッチング液を用いたウェットエッチング又はプラズマやレーザを用いたドライエッチングを採用できる。
その後、第１レジスト層１２を、アッシング等によって除去し、段差付き凹部が形成された基板１０を得ることができる。
【００１４】
得られた段差付き凹部が形成された基板１０は、例えば図２に示す様に、キャップ３０として用いることができる。
図２に示すキャップ３０は、携帯電話等に用いられるものであって、配線基板４０に実装された半導体素子４２を他の部品からの電磁波等から隔離されるように被着される。この際に、基板１０の段付き凹部は、その凹部１８の中央部に形成された段差部２０の段差面は、半導体素子４２の背面に当接し、基板１０の基板面は、配線基板４０の基板面に当接する。
【００１５】
図１において、第１レジスト層１２及び第２レジスト層１６を略同一厚さに形成しているが、第２レジスト層１６を第１レジスト層１２よりも薄く形成してもよい。
また、図１において、第１レジスト層１２に形成した凹部１４の底面に露出する基板面の中央部のみに第２レジスト層１６を形成しているが、図３に示す様に、第１レジスト層１２の上面及び凹部１４の底面に露出する基板面の中央部に第２レジスト層１６を形成してもよい。この場合、第２レジスト層１６を、第１レジスト層１２よりも薄く形成することが、凹部１４の中央部に第２レジスト層１６を確実に且つ正確に形成できる。
かかる図３に示す第１レジスト層１２を５〜８μｍの厚さとし、第２レジスト層１６を１〜２μｍの厚さとすることが好ましい。
【００１６】
図１〜図３においては、凹部１８の中央部に段差部２０が形成された段付き凹部の形成方法について説明したが、図４には、凹部１８の壁面近傍に段差部２０が形成された段付き凹部の形成方法を示す。
先ず、図１（ａ）に示す様に、シリコンウェーハを基板１０に用い、基板１０を回転しつつ液状のレジストを、基板１０の一面側に滴下して塗布するスピンコート法によって第１レジスト層１２を形成する。この第１レジスト層１２、段差付き凹部を形成するする箇所の基板１０の表面が露出するように凹部１４を形成する。
かかる凹部１４内には、その壁面に沿って第２レジスト層１６を形成する［図４（ａ）］。この第２レジスト層１６には、底面に基板１０の基板面が露出する凹部１７が形成されている。
第２レジスト層１６は、基板１０を回転しつつ液状のレジストを基板１０の一面側に滴下して塗布するスピンコート法によって、凹部１４の底面上及び第1レジスト層１２の表面上にレジスト層を形成した後、凹部１４の壁面に沿って壁面近傍のレジスト層のみに露光し、次いで未露光部分を除去する現像により形成できる。
【００１７】
凹部１７の底面に露出する基板１０の基板面には、エッチングを施し所定深さの第１凹部１９を基板１０に形成する［図４（ｂ）］。このエッチングは、公知のエッチング法を採用でき、エッチング液を用いたウェットエッチング又はプラズマやレーザを用いたドライエッチングを採用できる。
次いで、第２レジスト層１６を選択的に除去し、段差部を形成する基板面を第１レジスト層１２に形成した凹部１４の底面に露出する［図４（ｃ）］。
この様に、第２レジスト層１６を選択的に除去する際に、図１に示す第２レジスト層１６と同様に、第２レジスト層１６を、第１レジスト層１２を形成するレジストとは組成を異にするレジストによって形成することが好ましい。この場合においても、第１レジスト層１２としては、主成分がフェノール系樹脂から成り、副成分としてメラミン系、エポキシ系及び感光剤等を含む液状のレジストを、基板１０の一面側に塗布した後、加熱処理を施して耐環境性を付与した第１レジスト層１２が好適である。
更に、第２レジスト層１６としては、主成分がノボラック樹脂やナフトキノンジアジド誘電体から成る液状のフォトレジストから成る第２レジスト層１６が好適である。
【００１８】
図４（ｃ）に示す第２レジスト層が除去されて露出した基板面及び第１凹部１９の底面を含む面には、再度、エッチングを施すことによって、凹部１８の壁面近傍に段差部２０が形成された段付き凹部を形成できる［図４（ｄ）］。このエッチングも、公知のエッチング法を採用でき、エッチング液を用いたウェットエッチング又はプラズマやレーザを用いたドライエッチングを採用できる。
その後、第１レジスト層１２をアッシング等によって除去することによって、段付き凹部が形成された基板を得ることができる。
【００１９】
以上説明した図１〜図４では、基板１０に１個の段差付き凹部を形成する例について説明してきたが、基板１０に複数個の段差付き凹部を同時に形成してもよい。
また、基板１０としても、セラミックウェーハの他に、ガラス基板や樹脂基板を用いることができる。
更に、図１に示す方法で形成した段差付き凹部を具備する基板は、半導体素子のキャップとして用いられているが、種々の形状の段差付き凹部を基板に形成でき、キャップ以外の種々の用途に用いられる段付き凹部を基板に形成できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、所望形状の段差部が凹部内に形成された段差付き凹部を基板に形成でき、種々の用途に用いられる段付き凹部が形成された基板を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る段付き凹部の形成方法の一例を説明する工程図である。
【図２】図１で得られた段付き凹部を具備する基板の用途の一例を説明する部分断面図である。
【図３】本発明に係る段付き凹部の形成方法の他の例を説明する部分断面図である。
【図４】本発明に係る段付き凹部の形成方法の他の例を説明する工程図である。
【図５】従来の段付き凹部の形成方法を説明する工程図である。
【符号の説明】
１０  基板
１２  第１レジスト層
１４  第１レジスト層１２に形成した凹部
１５，１９  基板１０に形成した第１凹部
１８  基板１０に形成した凹部
１６  第２レジスト層
１７  第２レジスト層１６に形成した凹部
２０ａ  エッチング前の段差部
２０  段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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