(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の裏面に開口する第一貫通孔を有する導電層を、前記裏面に形成する導電層形成工程と、
前記導電層が形成された前記基板を、前記第一貫通孔に対して開口し前記基板を貫通する第二貫通孔が形成されるまでエッチングするエッチング工程と、
前記基板の表面に形成された接地部と、前記導電層とを、導電性部材により接続する接続工程と、
を備え、
前記導電層のエッチングレートは、前記基板のエッチングレートよりも小さく、
前記導電性部材は、前記第一貫通孔および前記第二貫通孔の内部に配置された部分を有し、
前記導電層形成工程は、
前記裏面にフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストが形成された前記裏面に、前記導電層をめっきする工程と、
前記フォトレジストを除去する工程と、
を有する基板加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板加工方法であって、
前記基板はSiC層を有する、
基板加工方法。
【請求項３】
請求項１に記載の基板加工方法であって、
前記導電層はNiである、
基板加工方法。
【請求項４】
請求項１に記載の基板加工方法であって、
前記接続工程は、
前記導電層と、前記第一貫通孔および前記第二貫通孔の内面とを覆うように前記導電性部材を形成する、
基板加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング加工用マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体ヴィアホール加工工程におけるエッチング加工用マスクとしてフォトレジストおよび感光性ポリイミド樹脂（例えば、特許文献１の要約を参照）を用いることが知られている。
【０００３】
また、基板の材料として、GaAs、Siの他に、SiCが知られている。SiC基板のエッチングレートは、GaAs基板およびSi基板のエッチングレートよりもかなり小さい。よって、SiC基板にヴィアホールを開けようとすると、GaAs基板およびSi基板にヴィアホールを開けようとした場合に比べ、かなり時間がかかる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、フォトレジストおよび感光性ポリイミド樹脂をエッチング加工用マスクとして用いて、SiC基板にヴィアホールを開けようとしたとする。この場合、ヴィアホールが開く前に、エッチング加工用マスクが削れて無くなってしまう。よって、エッチング加工用マスクが削れて無くなる度に、基板の表面に、エッチング加工用マスクを形成する必要が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、エッチング加工用マスクを基板の表面に形成する回数を削減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる基板加工方法は、基板の裏面に開口する第一貫通孔を有する導電層を、前記裏面に形成する導電層形成工程と、前記導電層が形成された前記基板を、前記第一貫通孔に対して開口し前記基板を貫通する第二貫通孔が形成されるまでエッチングするエッチング工程と、前記基板の表面に形成された接地部と、前記導電層とを、導電性部材により接続する接続工程と、を備え、前記導電層のエッチングレートは、前記基板のエッチングレートよりも小さく、前記導電性部材は、前記第一貫通孔および前記第二貫通孔の内部に配置された部分を有するように構成される。
【０００８】
上記のように構成された基板加工方法によれば、導電層形成工程は、基板の裏面に開口する第一貫通孔を有する導電層を、前記裏面に形成する。エッチング工程は、前記導電層が形成された前記基板を、前記第一貫通孔に対して開口し前記基板を貫通する第二貫通孔が形成されるまでエッチングする。接続工程は、前記基板の表面に形成された接地部と、前記導電層とを、導電性部材により接続する。なお、前記導電層のエッチングレートは、前記基板のエッチングレートよりも小さい。しかも、前記導電性部材は、前記第一貫通孔および前記第二貫通孔の内部に配置された部分を有する。
【０００９】
なお、本発明にかかる基板加工方法は、前記基板がSiC層を有するようにしてもよい。
【００１０】
なお、本発明にかかる基板加工方法は、前記導電層はNiであるようにしてもよい。
【００１１】
なお、本発明にかかる基板加工方法は、前記導電層形成工程が、前記裏面にフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストが形成された前記裏面に、前記導電層をめっきする工程と、前記フォトレジストを除去する工程とを有するようにしてもよい。
【００１２】
なお、本発明にかかる基板加工方法は、前記接続工程が、前記導電層と、前記第一貫通孔および前記第二貫通孔の内面とを覆うように前記導電性部材を形成するようにしてもよい。
【００１３】
本発明にかかる接地部付き基板は、基板と、前記基板の表面に形成された接地部と、前記基板の裏面に形成された導電層と、前記基板および前記導電層を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の内面の一部または全部と、前記導電層の表面の一部または全部を覆い、前記接地部と、前記導電層とを接続する導電性部材と、を備え、前記導電層のエッチングレートは、前記基板のエッチングレートよりも小さく、前記導電層の裏面が、前記導電層の表面と対向し、前記基板の裏面に接しているように構成される。
【００１４】
上記のように構成された接地部付き基板は、基板を有し、接地部が、前記基板の表面に形成されている。導電層が、前記基板の裏面に形成されている。貫通孔が、前記基板および前記導電層を貫通する。導電性部材が、前記貫通孔の内面の一部または全部と、前記導電層の表面の一部または全部を覆い、前記接地部と、前記導電層とを接続する。なお、前記導電層のエッチングレートは、前記基板のエッチングレートよりも小さい。しかも、前記導電層の裏面が、前記導電層の表面と対向し、前記基板の裏面に接している。
【００１５】
なお、本発明にかかる接地部付き基板は、前記基板がSiC層を有するようにしてもよい。
【００１６】
なお、本発明にかかる接地部付き基板は、前記導電層はNiであるようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態にかかる基板加工方法の工程を示すフローチャートである。まず、加工対象となる基板について説明する。図３は、基板１０の正面図である。
【００１９】
基板１０は、基体層１０ａおよびスパッタメタル層１０ｂを有する。基体層１０ａの材質は、例えば、SiC（シリコンカーバイト）である。スパッタメタル層１０ｂは、Tiの層（例えば、厚さ500Å（オングストローム））をスパッタにより基体層１０ａに形成し、さらにAuの層（例えば、厚さ1000Å）をTiの層の上にスパッタにより形成することで得られる。
【００２０】
なお、基板１０の表面１０ｐには、ＧＮＤ部（接地部）１２が形成されている。ＧＮＤ部１２は接地されている。
【００２１】
なお、表面１０ｐに対向する基板１０の面を裏面１０ｑという。
【００２２】
また、基体層１０ａは、ＧＮＤ部１２が表面１０ｐに形成された後に、厚さが１００マイクロメートル程度になるように加工（例えば、研削および研磨）される。この加工を、薄化加工という。
【００２３】
図１に戻り、本発明の実施形態にかかる基板加工方法においては、まず導電層１４を裏面１０ｑに形成する（Ｓ１０）。この工程を導電層形成工程という。なお、導電層１４は、裏面１０ｑに開口する第一貫通孔１４ａを有する（図４（ｃ）参照）。
【００２４】
図２は、導電層形成工程（Ｓ１０）を詳細に示すフローチャートである。図４は、導電層形成工程（Ｓ１０）を詳細に説明するための基板１０の正面図である。
【００２５】
導電層形成工程（Ｓ１０）においては、まず、基板１０の裏面１０ｑにフォトレジスト２０を形成する工程（Ｓ１０２）が行われる。図４（ａ）は、フォトレジスト２０を形成する工程（Ｓ１０２）の直後の基板１０の正面図である。
【００２６】
図４（ａ）を参照して、直径Ｄ＝５０μｍ（マイクロメートル）、高さＨ＝１５μｍのフォトレジスト２０を、裏面１０ｑに二個形成する。フォトレジスト２０は、例えば、THB151N（JSR製）のレジストである。フォトレジスト２０を形成するためには、周知の工程（例えば、スピンコート塗布、ベーク、パターン露光および現像）を行う。これらの周知の工程は、説明を省略する。
【００２７】
次に、フォトレジスト２０が形成された裏面１０ｑに、導電層１４をめっきする工程（Ｓ１０４）が行われる。図４（ｂ）は、めっきする工程（Ｓ１０４）の直後の基板１０の正面図である。ただし、図４（ｂ）においては、導電層１４の部分だけ断面をとり、ハッチングを施している。
【００２８】
例えば、めっき液ミクロファブNi100を用いて、温度55℃、電流値0.9A、処理時間30分の条件の下で（ただし、めっきする裏面１０ｑの面積は45cm2）、Niをめっきし、約１０μｍの厚さの導電層１４（図４（ｂ）参照）を得る。
【００２９】
なお、導電層１４のエッチングレート（エッチングにより単位時間あたりどれだけの深さ削られるかを意味する、単位は例えばμｍ／分）は、基板１０のエッチングレートよりも小さいものとする。また、導電層１４は導体であるものとする。
【００３０】
また、導電層１４の材質はNiとすることが好ましい。（１）導電層１４の厚さを１０μｍと比較的厚くできる、（２）エッチング（例えば、プラズマエッチング）に対して耐性がある（エッチングレートが低い）、（３）貴金属（Ag、Ptなど）に比べて安価であるといった利点があるからである。
【００３１】
なお、導電層１４の裏面１４ｑは、導電層１４の表面１４ｐと対向する。しかも、導電層１４の裏面１４ｑは、基板１０の裏面１０ｑ（図４（ａ）参照）に接している。
【００３２】
最後に、フォトレジスト２０を除去する工程（Ｓ１０６）が行われる。図４（ｃ）は、フォトレジスト２０を除去する工程（Ｓ１０６）の直後の基板１０の正面図である。ただし、図４（ｃ）においては、導電層１４の部分だけ断面をとり、ハッチングを施している。
【００３３】
フォトレジスト２０の材質がTHB151Nである場合、フォトレジスト２０は専用アルカリ溶剤またはO2プラズマアッシングなどで基板１０から除去することができる。フォトレジスト２０を除去すると、フォトレジスト２０が形成されていた部分が第一貫通孔１４ａとなる。第一貫通孔１４ａは、導電層１４の表面１４ｐおよび裏面１４ｑに開口する。しかも、導電層１４の裏面１４ｑは、基板１０の裏面１０ｑ（図４（ａ）参照）に接している。よって、導電層１４は、基板１０の裏面１０ｑに開口する第一貫通孔１４ａを有する（図４（ｃ）参照）。
【００３４】
図１に戻り、導電層形成工程（Ｓ１０）の後に、第二貫通孔１０ｃが形成されるまで、導電層１４が形成された基板１０をエッチングする（Ｓ１２）。この工程をエッチング工程という。
【００３５】
図５は、エッチング工程（Ｓ１２）の直後の基板１０の正面断面図である。ただし、図示の便宜上、スパッタメタル層１０ｂにはハッチングを施していない。図５を参照して、第二貫通孔１０ｃは、第一貫通孔１４ａに対して開口し、基板１０を貫通する。
【００３６】
例えば、エッチングは、100℃以下（薄化加工のために支持基板（図示省略）に基体層１０ａを貼り付ける接着剤の軟化温度が110℃程度であり、接着剤を軟化させないため）、フッ素系ガスと、酸素との混合ガスをプラズマ化し、基板１０と反応させながら行う。このエッチングを、ＧＮＤ部１２が基板１４の表面１４ｐの方から見えるようになるまで、行う。
【００３７】
なお、第一貫通孔１４ａと第二貫通孔１０ｃとを一体のもの、すなわち貫通孔と認識することができる。貫通孔は、基板１０および導電層１４を貫通する。なお、貫通孔は基板１０の表面１０ｐに開口しており、しかもＧＮＤ部１２に開口しているともいえる。
【００３８】
また、エッチング工程（Ｓ１２）の終了時には、導電層１４もまたエッチングにより多少削れている。しかし、導電層１４のエッチングレートは基板１０のエッチングレートよりも小さいため、導電層１４が削れても基板１０の裏面１０ｑが露出することはない。
【００３９】
エッチング工程（Ｓ１２）の終了後、基板１０および導電層１４を洗浄する。洗浄は、流水または酸性の液体により行う。ただし、導電層１４をNiとした場合、Niとよく反応する酸で洗浄することは好ましくない。導電層１４が溶けてしまうからである。
【００４０】
なお、貫通孔（第一貫通孔１４ａおよび第二貫通孔１０ｃ）の内面をＩＳという。
【００４１】
基板１０および導電層１４の洗浄の後、基板１０の表面１０ｐに形成されたＧＮＤ部（接地部）１２と、導電層１４とを、導電性部材１６により接続する（Ｓ１４）。この工程を接続工程という。
【００４２】
図６は、接続工程（Ｓ１４）の直後の基板１０の正面断面図である。ただし、図示の便宜上、導電性部材１６にのみハッチングを施している。図６を参照して、導電性部材１６は、貫通孔（第一貫通孔１４ａおよび第二貫通孔１０ｃ）の内面ＩＳおよび導電層１４の表面１４ｐを覆っている。なお、図６においては、導電性部材１６は、貫通孔の内面ＩＳの全部および導電層１４の表面１４ｐの全部を覆っている。しかし、導電性部材１６は、貫通孔の内面ＩＳの一部または全部と、導電層１４の表面１４ｐの一部または全部を覆うものであればよい。貫通孔の内面ＩＳを覆う、導電性部材１６の部分は、第一貫通孔１４ａおよび第二貫通孔１０ｃの内部に配置されているといえる。
【００４３】
なお、基板１０、ＧＮＤ部１２、導電層１４および導電性部材１６が一体となって接地部付き基板１を構成している。
【００４４】
なお、導電性部材１６は、導電層１４の表面１４ｐの方から、Tiをスパッタし、さらにAuをスパッタすることにより得られる。このとき、導電性部材１６は、貫通孔の内面ＩＳの全部および導電層１４の表面１４ｐの全部を覆い、しかもＧＮＤ部１２の面（貫通孔に面している部分）も覆うことになる。
【００４５】
ＧＮＤ部１２は、導電性部材１６により導電層１４と接続されることにより、接地される。導電層１４はＧＮＤ部１２を接地するためのもの（ＧＮＤメタル）として機能する。導電層１４を基板１０から除去しなくてよいことに留意されたい。
【００４６】
さらに、導電性部材１６の上にAuめっき（例えば、厚さ３〜５μｍ）を施す。
【００４７】
最後に、パターニング（Ｓ１６）を行う。図７は、パターニングを説明するための基板１０の正面断面図である。ただし、図示の便宜上、導電性部材１６にのみハッチングを施している。図７を参照して、実際の基板加工においては、図３〜図６に示す基板１０が複数個一体となっている。そこで、導電性部材１６の上にAuめっきを施した後に、分割面Ｓにおいて、基板１０を一個一個に分割する。その前に、分割面Ｓの近傍の導電性部材１６を削除しておく（パターニング）。削除された部分を削除部分Ｒという。
【００４８】
本発明の実施形態にかかる基板加工方法によれば、導電層１４のエッチングレートは基板１０のエッチングレートよりも小さい。このため、エッチング工程（Ｓ１２）の終了時において、導電層１４が削れても基板１０の裏面１０ｑが露出することはない。よって、エッチング工程（Ｓ１２）を終了するまでに、導電層１４を一回形成すればよく、導電層１４を多数回形成しなくてよい。
【００４９】
しかも、導電層１４は、ＧＮＤ部１２を接地するためのもの（ＧＮＤメタル）として機能する。このため、エッチング工程（Ｓ１２）が終了しても、導電層１４を基板１０から除去する必要が無い。一方、導電層１４のエッチング（Ｓ１２）のマスクとしてフォトレジストを使用すれば、エッチング（Ｓ１２）の終了時にフォトレジストを除去しなければならない。しかし、本発明の実施形態にかかる基板加工方法によれば、マスクとして使用された導電層１４を除去する必要が無いので、基板加工の労力を軽減できる。しかも、導電層１４を除去する必要が無いので、環境にもよい。
【００５０】
導電層１４としてNiを使用した場合、エッチング工程（Ｓ１２）の終了後に、導電層１４を基板１０から除去することは不可能とはいえないが（硫酸、塩酸、硝酸、りん酸を使用すれば除去できる可能性はある）困難である。Niの層は、フォトレジストのように有機溶剤で簡単に除去できるわけではない。このため、Niの層を、エッチング（Ｓ１２）のマスクとして使用するということは、本願出願時において想到が困難であった。しかし、マスクとして使用したNiの層をＧＮＤメタルとして機能させるという新規な発想により、Niの層の除去を不要としたため、上記のような有利な効果を奏することとなったのである。
【００５１】
これは、導電性部材１６が、貫通孔（第一貫通孔１４ａおよび第二貫通孔１０ｃ）の内面ＩＳおよび導電層１４の表面１４ｐを覆うことにより、ＧＮＤ部１２と導電層１４とを接続するように接地部付き基板を構成したので、導電層１４をＧＮＤメタルとして機能させることとなり、上記のような有利な効果を奏することとなったともいえる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態にかかる基板加工方法の工程を示すフローチャートである。
【図２】導電層形成工程（Ｓ１０）を詳細に示すフローチャートである。
【図３】基板１０の正面図である。
【図４】導電層形成工程（Ｓ１０）を詳細に説明するための基板１０の正面図である。
【図５】エッチング工程（Ｓ１２）の直後の基板１０の正面断面図である。
【図６】接続工程（Ｓ１４）の直後の基板１０の正面断面図である。
【図７】パターニングを説明するための基板１０の正面断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  接地部付き基板
１０  基板
１０ｃ  第二貫通孔
１０ｐ  表面
１０ｑ  裏面
１２  ＧＮＤ部（接地部）
１４  導電層
１４ｐ  表面
１４ｑ  裏面
１４ａ  第一貫通孔
１６  導電性部材
２０  フォトレジスト
ＩＳ  貫通孔の内面
【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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【図６】
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【図７】
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