(57)【要約】【課題】保護基板と、貼り合わせ面に凹部を有する基板とを樹脂を介して貼り合わせる際に、貼り合わせ面の凹部に気泡が混入することを防ぎ、後のパターン形成工程において高い加工特性をだすことができるパターン形成方法を提供する。【解決手段】保護基板２０との貼り合わせ面に１つ以上の凹部１１を有する加工基板１０と、凹部１１に対応して開口部２１が設けられた保護基板２０を接着樹脂層３０を介して貼り合わせる第１の工程と、開口部２１から樹脂を注入し、凹部１１と開口部２１を埋め込み樹脂３１で充填する第２の工程と、加工基板１０の貼り合わせ面とは反対側の面にパターン形成処理を施す第３の工程と、接着樹脂層３０と凹部１１と開口部２１に充填した埋め込み樹脂３１を除去し、保護基板２０を剥離する第４の工程とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護基板との貼り合わせ面に１つ以上の凹部を有する加工基板と、前記凹部に対応して開口部が設けられた前記保護基板を、接着樹脂層を介して貼り合わせる第１の工程と、
前記開口部から樹脂を注入し、前記凹部と前記開口部を充填する第２の工程と、
前記加工基板の貼り合わせ面とは反対側の面にパターン形成処理を施す第３の工程と、
前記接着樹脂層と前記凹部および前記開口部に充填した樹脂を除去し、前記保護基板を剥離する第４の工程とを備えたパターン形成方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、前記接着樹脂層は前記保護基板側に形成することを特徴とする、請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記第３の工程において前記加工基板に貫通孔を形成する場合には、前記保護基板に、前記貫通孔に対応する開口部を設け、
前記第２の工程において、前記貫通孔に対応する開口部にも樹脂を充填することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記接着樹脂層と前記凹部および前記開口部に充填する樹脂は、同じ樹脂材料で形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記保護基板は、ガラスで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロマシン技術などの分野において基板の両面に微細なパターンを形成する場合、基板の表面（裏面）の加工の際に、裏面（表面）の汚染や破損を防ぐ必要がある。また、表面および裏面の加工を進める過程で基板が破損する可能性がある。そこで、剛性のある保護基板をパターンを形成する面の反対側の面に接着樹脂を介して貼りあわせてからエッチング等の加工を施す方法が知られている。
加工対象の基板に保護基板を貼りあわせる技術については、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１９１５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、加工基板の保護基板貼り合わせ面に先に加工が施されている場合には、接着樹脂を介して保護基板を貼り付けた際に加工基板の加工部分（凹部）に気泡が混入し、除去することができなかった。特に、数百μｍほどの深さの凹部が形成されている場合にはこういう問題が起こりやすかった。そして、加工の際に基板の冷却を必要とするドライエッチングのようなプロセスでは、接着樹脂中に気泡が混入していると冷却不足を起こす場合があり、十分な加工特性をだすことが出来なかった。
【０００４】
本発明の目的は、保護基板と貼り合わせ面に凹部を有する基板とを樹脂を介して貼り合わせる際に、貼り合わせ面の凹部に気泡が混入することを防ぎ、後のパターン形成工程において高い加工特性をだすことができるパターン形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるパターン形成方法は、保護基板との貼り合わせ面に１つ以上の凹部を有する加工基板と、前記凹部に対応して開口部が設けられた前記保護基板を接着樹脂層を介して貼り合わせる第１の工程と、前記開口部から樹脂を注入し、前記凹部と前記開口部を充填する第２の工程と、前記加工基板の貼り合わせ面とは反対側の面にパターン形成処理を施す第３の工程と、前記接着樹脂層と前記凹部および前記開口部に充填した樹脂を除去し、前記保護基板を剥離する第４の工程とを備えたものである。
このように、加工基板と保護基板を貼り合わせてから凹部と開口部に樹脂を充填するようにしたので、凹部に気泡が混入することを防ぐことが可能となる。これにより、第３の工程においてドライエッチングのように基板の冷却を必要とする処理を行う際に、冷却効果をあげ、高い加工特性をだすことができる。
【０００６】
また、前記第１の工程において、前記接着樹脂層は前記保護基板側に形成することを特徴とすることが望ましい。
これにより、加工基板に接着樹脂を塗布する際に、凹部に気泡が混入するのを避けることができる。
【０００７】
また、前記第３の工程において前記加工基板に貫通孔を形成する場合には、前記保護基板に、前記貫通孔に対応する開口部を設け、前記第２の工程において、前記貫通孔に対応する開口部にも樹脂を充填するようにしてもよい。
これにより、加工基板を貫通させる際、開口部に充填した樹脂がストッパーとなり、チャンバの設置台がダメージを受けるのを防ぐことができる。また、貫通孔１３を通して冷却ガスが漏れるのを防ぐことができる。
【０００８】
また、前記接着樹脂層と前記凹部および前記開口部に充填する樹脂は、同じ樹脂材料で形成されることが望ましい。
同じ樹脂材料を使用することで、第４の工程で保護基板を加工基板から剥離する際に、当該樹脂材料を溶解する溶液に浸して、接着樹脂層と凹部および開口部に充填された樹脂を同時に除去することができる。
【０００９】
また、前記保護基板は、ガラスで形成されていることが望ましい。
これにより、加工基板と保護基板の位置合わせのためのアライメントマークを設けている場合には、保護基板越しに加工基板に設けたアライメントマークを確認することが可能になり、容易に貼り合わせを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１、図２は本発明によるパターン形成方法を説明する図である。図１（Ａ）および図２（Ａ）〜（Ｄ）は加工基板１０と保護基板２０の断面を示しており、図１（Ｂ）は保護基板２０の平面図である。
図１（Ａ）に示すように、加工基板１０は、一方の面もしくは両面に複数の凹部１１を含むパターンが形成されている。凹部１１には深さが数百μmのものも含まれる。
保護基板２０は、加工基板１０のパターンが形成されている面に貼り合わされる。図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、保護基板２０には、加工基板１０の貼り合わせ面に設けられた凹部１１に対応して開口部２１が設けられている。開口部２１は、対応する凹部１１とほぼ同じ、あるいは凹部１１よりも大きく形成される。
【００１１】
なお、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、保護基板２０には、加工基板１０の凹部１１に対応する領域以外にも開口部２１ａが設けられているが、これは、後述するように、加工基板１０に貫通孔が形成される領域に対応している。
【００１２】
また、加工基板１０と保護基板２０を貼り合わせの際、各々の凹部１１と開口部２１の位置が合うように、アライメントマークを設けておいても良い。
【００１３】
次に、図２（Ａ）に示すように、保護基板２０の貼り合わせ面に接着剤（樹脂材料）を塗布し、接着樹脂層３０を形成する。接着剤を加工基板１０側に塗布すると、凹部１１に気泡が混入する恐れがあるので、接着樹脂層３０は保護基板２０側に形成するのが望ましい。
【００１４】
接着剤としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリパラキシリレン、ベンゾシクロブテン、ポリビニルフェノール、ノボラック樹脂のような芳香族系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなアクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンのようなポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。
【００１５】
接着樹脂層３０の形成は、例えば、接着剤を含む溶液または分散液を保護基板２０の貼り合わせ面に塗布した後、溶媒または分散媒を除去することにより行うことができる。溶媒または分散媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水等の無機溶媒や、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒を用いることができる。
【００１６】
なお、接着剤を塗布する方法としては、保護基板２０に開口部２１があるため、例えばフィルム転写、もしくはスリットコータなどにより塗布するとよい。
【００１７】
次に、図２（Ｂ）に示すように、加工基板１０と保護基板２０を接着樹脂層３０を介して貼り合わせる。貼り合わせの際には、加工基板１０の凹部１１と開口部２１の位置が合うように貼り合わせる。位置合わせのためのアライメントマークを設けている場合には、それに合わせて貼り合わせる。このとき、保護基板２０をガラス基板にしておくことにより、保護基板２０越しに加工基板１０に設けたアライメントマークを確認することが可能になり、容易に貼り合わせを行うことができる。
【００１８】
次に、図２（Ｃ）に示すように、加工基板１０と貼り合わせた保護基板２０の裏面から、開口部２１より樹脂を充填して、凹部１１と開口部２１を埋める。樹脂は、接着樹脂層３０を形成したものと同様の樹脂材料を用いることが望ましい。同じ樹脂材料を使用することで、保護基板２０を加工基板１０から剥離する際に、当該樹脂材料を溶解する溶液に浸して、接着樹脂層３０と埋め込み樹脂３１を同時に溶解することができる。
【００１９】
なお、埋め込む樹脂は予め脱泡処理を施しておくことが望ましい。また、保護基板２０の開口部２１や加工基板１０の凹部１１が微細な場合は樹脂を低粘度化させて注入する。なお、注入の際に混入した気泡を除去するため、貼りあわせ後、減圧下で再度脱泡処理を行うようにしても良い。
【００２０】
加工基板１０と保護基板２０を貼り合わせたら、図２（Ｄ）に示すように、加工基板１０の貼り合わせ面とは反対の面に対してパターン形成処理を行い、凹部１２や貫通孔１３を形成する。
【００２１】
パターン形成は、例えばドライエッチングにより行われる。この場合、まず加工基板１０の加工を施す面にレジスト層を形成してパターニングする。そして真空チャンバ内の設置台に保護基板２０と貼りあわされた加工基板１０をセットし、チャンバ内を減圧する。次に、チャンバ内に冷却媒体ガスを導入して保護基板２０を通して加工基板１０の下側に吹き付けて冷却する。さらに、プラズマ発生用ガスを一対の電極間に供給した状態で、この電極間に高周波電圧を印加する。これにより、電極間でプラズマが発生し、これにより生じたイオンや電子がレジスト層を備えた加工基板１０の上面に衝突することにより凹部１２や貫通孔１３が形成される。
この時、凹部１１と開口部２１が埋め込み樹脂３１で埋められていることにより、空間による冷却効果の妨げを防ぐことができる。
【００２２】
また、貫通孔１３を形成する箇所にも予め埋め込み樹脂３１ａが設けられているため、加工基板１０を貫通させる際、埋め込み樹脂３１ａがストッパーとなり、チャンバの設置台がダメージを受けるのを防ぐことができる。また、貫通孔１３を通して冷却ガスが漏れるのを防ぐことができる。
【００２３】
パターン形成処理が終了したら、加工基板１０から保護基板２０を剥離する。剥離する際には、両基板を、接着樹脂層３０と埋め込み樹脂３１を溶解する溶液に浸して剥離する。このとき、保護基板２０に開口部２１からも溶解溶液が浸透するので、樹脂の溶解を効率よく行うことができる。
【００２４】
接着樹脂層３０および埋め込み樹脂３１が溶解し、保護基板２０を剥離すると、図３に示すように両面にパターンが形成された加工基板１０が得られる。
【００２５】
以上のように、実施の形態１によれば、加工基板１０の凹部１１に対応して保護基板２０に開口部２１を設け、加工基板１０と保護基板２０を貼り合わせてから凹部１１と開口部２１に接着剤を充填するようにしたので、凹部１１に気泡が混入することを防ぐことが可能となる。これにより、ドライエッチングのように基板の冷却を必要とするプロセスにおける冷却効果をあげ、高い加工特性をだすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（Ａ）は加工基板と保護基板の断面を示す図、図１（Ｂ）は保護基板の平面図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本発明によるパターン形成方法を説明する図である。
【図３】図３は、両面にパターン処理を施した加工基板の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  加工基板、１１  凹部、１２  凹部、１３  貫通孔、２０  保護基板、２１，２１ａ  開口部、３０  接着樹脂層、３１，３１ａ  埋め込み樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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