(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＥＭＳデバイスを製造する際に、最終的に犠牲層を除去した時に、整然と整列した状態を保つことができる製造方法を提供する。【解決手段】ベース基板１上にシード層２を形成する工程と、２上に導電性金属材料層３を形成する工程と、レジスト層４を形成し、４に複数の開口６を形成する工程と、６に導電性金属材料を充填し複数の固定ポスト５を形成し、４を除去する工程と、５を覆う犠牲層を形成し、５が露出するまで犠牲層を平坦に研磨する工程と、犠牲層の上に新たなレジスト層を形成し、レジスト層に設けた開口に導電性金属材料を充填する工程を繰り返すことで導電性材料を積層してデバイスを形成する工程と、レジスト層と犠牲層を除去する工程を含み、５は１個のデバイスに対して少なくとも２個以上が割り当てられ、犠牲層が除去された時に、各デバイスは５によって水平方向の移動が制限されている。【選択図】図１
2011140101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板上にシード層を形成する工程と、
前記シード層上に導電性金属材料層を形成する工程と、
前記シード層および導電性金属材料層が形成されたベース基板上にレジスト層を形成し、前記レジスト層に複数の開口を形成する工程と、
前記開口に導電性金属材料を充填し複数の固定ポストを形成し、前記レジスト層を除去する工程と、
前記固定ポストを覆う犠牲層を形成し、前記固定ポストが露出するまで前記犠牲層を平坦に研磨する工程と、
前記犠牲層の上に新たなレジスト層を形成し、前記レジスト層に設けた開口に導電性金属材料を充填する工程を繰り返すことで導電性材料を積層してデバイスを形成する工程と、
前記犠牲層の上に形成されたレジスト層と前記犠牲層を除去する工程を含み、
前記固定ポストは１個のデバイスに対して少なくとも２個以上が割り当てられ、前記固定ポストと前記デバイスが重ならないように配置され、
前記犠牲層が除去されて前記デバイスが前記導電性金属材料層の上へと移動された時に、各デバイスは割り当てられた少なくとも２個以上の固定ポストによって水平方向の移動が制限されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項２】
前記ベース基板の裏面にマグネットシートを装着したことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ等のＭＥＭＳデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プローブ等の製造方法の一つとして、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ)技術が用いられている（特許文献１参照）。その方法は、ベース基板上に銅等の犠牲層を形成し、犠牲層上にデバイスの形状の開口を有するレジスト層を設け、前記開口に導電材料を充填しデバイスを形成する方法であり、デバイスに応じて前記導電材料を複数積層してデバイスを形成する。
【０００３】
導電材料の積層が完了したら、エッチング液に浸す等の方法を用いて前記レジスト層と前記犠牲層を除去すると、前記ベース基板上にデバイスだけが残った状態となり、デバイスの製造が終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７１１３８号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、レジスト層や犠牲層を除去すると、ベース基板上にデバイスが残されるが、この時、製造段階では基板上に整列した状態で形成されていたデバイスの向きはばらばらになり整列が乱れている。
【０００６】
そのために、そのままの状態では、出荷検査時の仕分けが困難であり、さらにハンドリングが困難であるという問題が生じしていた。このような問題を解決する方法として、ベース基板の底面にマグネットシートを装着する方法が用いられているが、これでは、ある程度はデバイスの整列状態を保つことはできても、やはりずれの防止は不十分であった。
【０００７】
そこで本発明では、ＭＥＭＳデバイスを製造する際に、最終的に犠牲層を除去した時に、整然と整列した状態を保つことができるＭＥＭＳデバイスの製造方法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】
【０００８】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、ベース基板上にシード層を形成する工程と、前記シード層上に導電性金属材料層を形成する工程と、前記シード層および導電性金属材料層が形成されたベース基板上にレジスト層を形成し、前記レジスト層に複数の開口を形成する工程と、前記開口に導電性金属材料を充填し複数の固定ポストを形成し、前記レジスト層を除去する工程と、前記固定ポストを覆う犠牲層を形成し、前記固定ポストが露出するまで前記犠牲層を平坦に研磨する工程と、前記犠牲層の上に新たなレジスト層を形成し、前記レジスト層に設けた開口に導電性金属材料を充填する工程を繰り返すことで導電性材料を積層してデバイスを形成する工程と、前記犠牲層の上に形成されたレジスト層と前記犠牲層を除去する工程を含み、前記固定ポストは１個のデバイスに対して少なくとも２個以上が割り当てられ、前記固定ポストと前記デバイスが重ならないように配置され、前記犠牲層が除去されて前記デバイスが前記導電性金属材料層の上へと移動された時に、各デバイスは割り当てられた少なくとも２個以上の固定ポストによって水平方向の移動が制限されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記ベース基板の裏面にマグネットシートを装着してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、ベース基板上にシード層を形成する工程と、前記シード層上に導電性金属材料層を形成する工程と、前記シード層および導電性金属材料層が形成されたベース基板上にレジスト層を形成し、前記レジスト層に複数の開口を形成する工程と、前記開口に導電性金属材料を充填し複数の固定ポストを形成し、前記レジスト層を除去する工程と、前記固定ポストを覆う犠牲層を形成し、前記固定ポストが露出するまで前記犠牲層を平坦に研磨する工程と、前記犠牲層の上に新たなレジスト層を形成し、前記レジスト層に設けた開口に導電性金属材料を充填する工程を繰り返すことで導電性材料を積層してデバイスを形成する工程と、前記犠牲層の上に形成されたレジスト層と前記犠牲層を除去する工程を含み、前記固定ポストは１個のデバイスに対して少なくとも２個以上が割り当てられ、前記固定ポストと前記デバイスが重ならないように配置され、前記犠牲層が除去されて前記デバイスが前記導電性金属材料層の上へと移動された時に、各デバイスは割り当てられた少なくとも２個以上の固定ポストによって水平方向の移動が制限されていることにより、デバイスが形成された時に、ベース基板上に整列した状態を保つことができ、出荷検査時の仕分けが容易で、また、ハンドリングも容易となる。
【００１１】
さらに、前記ベース基板の裏面にマグネットシートを装着することにより、デバイスがより形成された状態を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す断面図である。
【図２】ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す断面図であり、図１の続きである。
【図３】ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す断面図であり、図２の続きである。
【図４】ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す断面図であり、図３の続きである。
【図５】デバイスと固定ポストの配置を示す平面図である。
【図６】デバイスと固定ポストの配置を示す平面図である。
【図７】マグネットシートを用いた場合のＭＥＭＳデバイスの製造が完了した時の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図を用いて本発明を以下に詳細に説明する。図１〜４が本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法の各工程を示す概略断面図であり、図５，６がデバイスと固定ポストの配置を示す平面図である。
【００１４】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法を説明するにあたり、ここではＭＥＭＳデバイスとしてプローブ１０を用いて説明する。まずは、初めにシリコンまたはアルミナウエハからなるベース基板１を準備する。そして、前記ベース基板１上にシード層２を作成する。前記シード層２としては、スパッタリングにより成膜された犠牲層を用いることも可能である。
【００１５】
次に、図１（ａ）に示すように、前記シード層２の上に、めっき法を用いて導電性金属材料層３を形成し、さらに、図１（ｂ）に示すように、前記導電性金属材料層３の上に、フォトレジストを塗布しレジスト層４を形成する。そして、図１（ｃ）に示すように、前記レジスト層４に固定ポスト５を形成するための開口６を露光および現像処理を施して形成する。そして、図１（ｄ）に示すように、前記開口６にめっき法を用いて導電性金属材料を充填し固定ポスト５を形成する。
【００１６】
この時、これから形成する１個のデバイス（プローブ１０）に対して、少なくとも２個以上の固定ポスト５が割りつけられるように開口６を配置して固定ポスト５を形成する。さらに、固定ポスト５によって最終的に形成されたデバイスが水平方向に移動してデバイスの整列が乱れないように固定ポスト５の配置を決定しなければならない。
【００１７】
固定ポスト５の配置例としては、図５（ａ）に示すように、複数の固定ポスト５（ここでは３個の固定ポスト５を用いる）が１個のデバイス（プローブ１０）を取り囲むように配置する方法がある。この時、固定ポスト５をできるだけプローブ１０に近付け、プローブ１０の形状に合わせてより水平方向の動きが制限されるようにすることが好ましい。また、固定ポスト５の大きさや形状を変更することでデバイスの動きをより制限することも可能である。
【００１８】
また、デバイスであるプローブ１０に孔１８やスリット１９のような開口が存在する場合には、前記開口の中に固定ポスト５を配置することもできる。図５（ｂ）に示すのは、孔１８の中とプローブ１０の周囲にそれぞれ１個の固定ポスト５を配置した場合である。図６（ａ）に示すのは、スリット１９の中に１個、プローブ１０の周囲に２個の固定ポスト５を配置した場合である。
【００１９】
そして、図６（ｂ）に示すのが、２個の孔１８にそれぞれ１個ずつ固定ポスト５を配置した場合である。このように、開口の中とデバイスの周囲を適宜選択して固定ポスト５を配置することができる。その他にも開口が大きい場合には１個の開口の中に複数の固定ポスト５を配置することが考えられる。さらに、開口に合わせて固定ポスト５の形状や大きさを設定し、デバイスの動きをより制限することもできる。
【００２０】
導電性金属材料を充填し固定ポスト５が形成できたら、レジスト層４を除去して固定ポスト５を露出させる。これにより、図１（ｅ）に示すように、導電性金属材料層３の上に複数の固定ポスト５が配置された状態となる。
【００２１】
次に、図２（ａ）に示すように、前記固定ポスト５を覆うように前記ベース基板１上に犠牲層７を形成する。そして、前記犠牲層７の表面を固定ポスト５の上部が露出するまで研磨して平坦化を行う。これにより、図２（ｂ）の状態となり、デバイス作成の準備が完了する。
【００２２】
続いて、前記犠牲層７上にデバイスであるプローブ１０を形成していく。ここでは３層構造のプローブ１０を形成する場合について説明する。層数やデバイスの形状・種類については、ここで説明するものに限らず様々なものを用いることができる。
【００２３】
まずは、図２（ｃ）に示すように、犠牲層７上に感光性有機物質からなるフォトレジストを塗布してレジスト層８を形成し、図２（ｄ）に示すように、プローブ１０の１層目１１の形状に合わせて所定の箇所に開口９を設ける。この時、開口９は必ず固定ポスト５と重ならないようにする。そして、図２（ｅ）に示すように、電気めっきにより導電材料であるニッケル合金を前記開口９に充填し、プローブ１０の１層目１１を形成する。
【００２４】
その後、図３（ａ）に示すように、前記レジスト層８を除去し、次に図３（ｂ）に示すように、前記レジスト層８を除去して露出した前記犠牲層７と前記１層目１１を覆うようにフォトレジストを塗布して再びレジスト層１４を形成し、プローブ１０の２層目１２の形状に合わせて所定の箇所に開口１５を設ける。図３（ｃ）に示すように、電気めっきによりニッケル合金を前記開口１５に充填し、研磨調整が必要であればレジスト層１４と２層目１２を研磨してプローブ１０の２層目１２を形成する。
【００２５】
その後、図３（ｄ）に示すように、前記レジスト層１４を除去し、２層目１２及び犠牲層７の上に再びフォトレジストを塗布してレジスト層１６を形成し、プローブ１０の３層目１３の形状に合わせて所定の箇所に開口１７を設ける。そして、図３（ｅ）に示すように、電気めっきによりニッケル合金を前記開口１７に充填し、研磨調整が必要であればレジスト層１６と３層目１３を研磨して３層目１３を形成する。その結果、プローブ１０の最上面となる３層目には、光沢面が得られる。
【００２６】
このようにして、３層構造のプローブ１０の形状が出来上がった後にレジスト層１６を除去する。すると図４（ａ）に示すように、犠牲層７上にデバイスであるプローブ１０が整列した状態となる。この後、エッチング液に浸して犠牲層７を除去する。その結果、プローブ１０の最下面にはエッチング痕が残ることがある。
【００２７】
前記犠牲層７が除去されると、前記プローブ１０を支えていた部分が無くなるので、図４（ｂ）に示すように、全てのプローブ１０は下方へと移動し前記シード層２の表面に載せられた状態となる。この時、前記犠牲層７が除去されるにつれて、徐々にプローブ１０は下方へと移動するが、前記犠牲層７が除去されるにつれて、前記固定ポスト５が露出される。
【００２８】
これにより、前記犠牲層７が除去されている間に前記プローブ１０が水平方向に移動しようとすると、露出してきた前記固定ポスト５によって水平方向への移動が制限されているので、大きく水平方向に移動することはない。その結果、最終的に全ての犠牲層７が除去された状態でも、前記プローブ１０は犠牲層７上に整列していた状態から大きくずれることなく、最終的に製品として仕上がった時にも整列した状態が保たれている。
【００２９】
このように、本願発明ではＭＥＭＳデバイスを製造する際に予め犠牲層７に固定ポスト５を形成しておくことで、最終的にデバイスが形成された時にデバイスが整列した状態を保つことができるので、デバイスが完成した後の出荷検査時の仕分けが容易になり、またハンドリング性もよくなる。
【００３０】
そして、図７に示すように、ベース基板１の裏面にマグネットシート２０を装着すると、犠牲層７を除去する際に、プローブ１０はマグネットシート２０によって絶えず下方に押しつけられた状態となるので、水平方向にずれることを防ぐことができ、最初に整列された時に近い状態を保つことができる。
【符号の説明】
【００３１】
１      ベース基板
２      シード層
３      導電性金属材料層
４      レジスト層
５      固定ポスト
６      開口
７      犠牲層
８      レジスト層
９      開口
１０    プローブ
１１    １層目
１２    ２層目
１３    ３層目
１４    レジスト層
１５    開口
１６    レジスト層
１７    開口
１８    孔
１９    スリット
２０    マグネットシート
【図１】
2011140101.tif 000003
【図２】
2011140101.tif 000004
【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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