(57)【要約】【課題】短時間で効率良く回路基板を得ることができる回路基板の製造方法を提供すること。【解決手段】シリコン基板１１上にレジスト膜１２を形成し、そのレジスト膜１２をマスクとしてシリコン基板１１をドライエッチングして、シリコン基板１１の主面１１ａ側に溝部１３を設ける。シリコン基板１１をガラス基板１４に押圧して溝部１３にガラス基板１４を押し込んで、シリコン基板１１とガラス基板１４とを接合する。ガラス基板１４を研磨処理して、シリコン基板１１を露出させる。シリコン基板１１の主面１１ｂ側をダイシングして溝部１５を形成する。シリコン基板１１をガラス基板に押圧して溝部１５にガラス基板を押し込んで、シリコン基板１１とガラス基板とを接合する。ガラス基板を研磨処理して、シリコン基板１１を露出させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の主面を有する基板の一方の主面側からドライエッチングを施して第１溝を形成する工程と、前記一方の主面側の前記第１溝に、前記基板を構成する材料と異なる材料を埋め込む工程と、前記基板の他方の主面側からダイシングを行って前記層に達する第２溝を形成する工程と、前記第１溝に埋め込んだ材料と略同じ材料を前記第２溝に埋め込む工程と、を具備することを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１溝の深さを前記第２溝の深さよりも浅くすることを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記基板がシリコン基板であり、前記第１及び第２溝に埋め込む材料がガラスであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記溝を埋め込む工程は、前記シリコン基板の一方の主面側にガラス基板を当接させて、前記シリコン基板を前記ガラス基板に加熱下で押圧して、前記溝にガラスを充填させる工程と、前記シリコン基板が露出するまでガラス基板を研磨する工程と、を有することを特徴とする請求項３記載の回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合することを特徴とする請求項２又は請求項４記載の回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロマシンセンサやアクチュエータなどのマイクロデバイス用の微細なパターン形成が必要な回路基板の製造方法として、例えば特許文献１に記載されている方法がある。この方法は、図２に示すような工程により行われる。すなわち、図２（ａ）に示すシリコンウエハ１０１上にエッチング領域以外の領域にニッケル層１０２を形成してマスクとし（図２（ｂ））、シリコンウエハ１０１の露出部分を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）して、図２（ｃ）に示すように、溝１０３を形成してニッケル層１０２を除去する。次いで、図２（ｄ）に示すように、溝１０３に溶融したガラス１０４を流し込んで充填する。その後、図２（ｅ）に示すように、両面を研磨処理して回路基板を得る。
【特許文献１】特開２００１−１２９８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載されている方法においては、厚さ約１ｍｍのシリコンウエハに対して半分以上をＲＩＥで溝形成するので、非常に時間がかかり生産性が非常に悪いという問題がある。
【０００４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、短時間で効率良く回路基板を得ることができる回路基板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】
【０００５】
本発明の回路基板の製造方法は、一対の主面を有する基板の一方の主面側からドライエッチングを施して第１溝を形成する工程と、前記一方の主面側の前記第１溝に、前記基板を構成する材料と異なる材料を埋め込む工程と、前記基板の他方の主面側からダイシングを行って前記層に達する第２溝を形成する工程と、前記第１溝に埋め込んだ材料と略同じ材料を前記第２溝に埋め込む工程と、を具備することを特徴とする。
【０００６】
この方法によれば、基板に貫通部材を埋め込む際に、ドライエッチングとダイシングを用いて基板に貫通部材を構成する材料を埋め込んでいる。処理時間の短いダイシングを用いることにより、相対的に時間がかかるドライエッチングの時間を短縮することができ、その結果効率良く回路基板を製造することができる。
【０００７】
本発明の回路基板の製造方法においては、前記第１溝の深さを前記第２溝の深さよりも浅くすることが好ましい。
【０００８】
本発明の回路基板の製造方法においては、前記基板がシリコン基板であり、前記第１及び第２溝に埋め込む材料がガラスであることが好ましい。
【０００９】
本発明の回路基板の製造方法においては、前記溝を埋め込む工程は、前記シリコン基板の一方の主面側にガラス基板を当接させて、前記シリコン基板を前記ガラス基板に加熱下で押圧して、前記溝にガラスを充填させる工程と、前記シリコン基板が露出するまでガラス基板を研磨する工程と、を有することが好ましい。
【００１０】
本発明の回路基板の製造方法においては、前記ガラス基板と前記シリコン基板とを陽極接合することが好ましい。この方法によれば、ガラス基板とシリコン基板との間の密着性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、一対の主面を有する基板の一方の主面側からドライエッチングを施して第１溝を形成する工程と、前記一方の主面側の前記第１溝に、前記基板を構成する材料と異なる材料を埋め込む工程と、前記基板の他方の主面側からダイシングを行って前記層に達する第２溝を形成する工程と、前記第１溝に埋め込んだ材料と略同じ材料を前記第２溝に埋め込む工程と、を具備するので、短時間で効率良く回路基板を得ることができる回路基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る回路基板の製造方法においては、一対の主面を有する基板の一方の主面側からドライエッチングを施して第１溝を形成し、前記一方の主面側の前記第１溝に、前記基板を構成する材料と異なる材料を埋め込み、前記基板の他方の主面側からダイシングを行って前記層に達する第２溝を形成し、前記第１溝に埋め込んだ材料と略同じ材料を前記第２溝に埋め込んで回路基板を得る。
【００１３】
基板については、シリコン基板であることが好ましく。第１及び第２溝に埋め込む材料については、ガラスであることが好ましい。ここでは、基板がシリコン基板であり、溝に埋め込む材料がパイレックス（登録商標）ガラスである場合について説明する。この回路基板は図１（ｆ）に示すような構成を有する。
【００１４】
図１（ｆ）中１１はシリコン基板を示す。シリコン基板１１は、相互に対向する一対の主面１１ａ，１１ｂを有する。このシリコン基板１１には、貫通部材が埋め込まれている。この貫通部材は、シリコン基板１１の主面１１ａ側から埋め込まれたガラス１４ａと、シリコン基板１１の主面１１ｂ側から埋め込まれたガラス１６とで構成されている。ガラス１４ａとガラス１６とは、シリコン基板１１内で当接している。
【００１５】
シリコン基板１１の主面１１ａ及び／又は１１ｂ側から形成した溝にガラス１４ａ，１６を埋め込む場合、シリコン基板１１の主面にガラス基板を当接させて、シリコン基板１１をガラス基板に加熱下で押圧して、溝にガラスを充填させ、その後シリコン基板１１が露出するまでガラス基板を研磨する。なお、研磨処理においては、例えば研削処理を施して厚さを薄くした後に、ラッピング処理を施して表面を鏡面仕上げする。
【００１６】
また、この場合、ガラス基板とシリコン基板１１とを陽極接合することが好ましい。これにより、ガラスとシリコンとの間の界面における密着性が向上する。ここで、陽極接合処理とは、所定の温度（例えば４００℃以下）で所定の電圧（例えば３００Ｖ〜１ｋＶ）を印加することにより、シリコンとガラスとの間に大きな静電引力が発生して、接触したガラス−シリコン界面で酸素を介した化学結合を形成させる、もしくは、酸素の放出による共有結合を形成させる処理をいう。この界面での共有結合は、シリコンのＳｉ原子とガラスに含まれるＳｉ原子との間のＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合である。したがって、このＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合により、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮する。このような陽極接合を効率良く行うために、ガラス基板１１のガラス材料としては、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）であることが好ましい。
【００１７】
シリコン基板１１に施すドライエッチングとしては、例えば反応性イオンエッチングなどを用いることができる。ドライエッチングして形成する溝の深さは、処理時間などを考慮すると、約１００μｍ程度であることが好ましい。また、ダイシングについては、通常用いられる装置や研削液を用い、通常の条件で行われる。なお、ダイシングにおいて、ダイシング加工する幅はダイシングブレードの幅を選択することにより調整する。
【００１８】
本発明に係る方法においては、シリコン基板に貫通部材を埋め込む際に、ドライエッチングとダイシングを用いてシリコン基板に貫通部材を構成する材料を埋め込んでいる。処理時間の短いダイシングを用いることにより、相対的に時間がかかるドライエッチングの時間を短縮することができ、その結果効率良く回路基板を製造することができる。さらに、ドライエッチングで形成する溝の深さをダイシングで形成する溝の深さよりも浅くする、すなわち、主面１１ａ側の第１溝の深さを主面１１ｂ側の第２溝の深さよりも浅くすることにより、処理時間の短いダイシングで形成する溝の深さを深くすることができ、より効率良く回路基板を製造することができる。
【００１９】
図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態に係る回路基板の製造方法を説明するための断面図である。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、このシリコン基板１１の一方の主面１１ａ上にレジスト膜１２を形成し、溝部形成領域以外の領域にレジスト膜１２が残るように、そのレジスト膜１２をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜１２をマスクとしてシリコン基板１１をＲＩＥなどによりドライエッチングし、その後残存したレジスト膜１２を除去する。このようにして、図１（ｂ）に示すように、シリコン基板１１の主面１１ａ側に第１溝である溝部１３を設ける。
【００２１】
次いで、溝部１３を形成したシリコン基板１１上に、溝部１３がガラス基板１４と当接するようにしてガラス基板１４を置く。さらに、真空下で、このシリコン基板１１及びガラス基板１４を加熱し、シリコン基板１１をガラス基板１４に押圧して溝部１３にガラス基板１４を押し込んで、図１（ｃ）に示すように、シリコン基板１１とガラス基板１４とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度（例えば、ガラスの軟化点温度以下）が好ましい。例えば加熱温度は約８００℃である。これにより、ガラス基板１４のガラスが溶融してシリコン基板１１の溝部１３に流れ込んで溝部１３を充填する。
【００２２】
さらに、シリコン基板１１とガラス基板１４との界面での密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。この場合、シリコン基板１１及びガラス基板１４にそれぞれ電極をつけて、約４００℃以下の加熱下で約３００Ｖ〜１ｋＶの電圧を印加することにより行う。これにより両者の界面での密着性がより高くなる。
【００２３】
次いで、図１（ｄ）に示すように、ガラス基板１４のシリコン基板１１と反対側を研磨処理して、シリコン基板１１を露出させる。これにより、溝部１３にガラス１４ａが埋め込まれた構造となる。次いで、図１（ｅ）に示すように、シリコン基板１１の主面１１ｂ側をダイシングして溝部１５を形成する。なお、ダイシングを開始する前に、ダイシング用のアライメントマークを形成しておくことが望ましい。このようなダイシングによって、溝部１５においてガラス１４ａを露出させる。すなわち、ガラス１４ａの位置までダイシングして溝部１５を形成する。
【００２４】
次いで、溝部１５を形成したシリコン基板１１上に、溝部１５がガラス基板と当接するようにしてガラス基板を置く。さらに、真空下で、このシリコン基板１１及びガラス基板を加熱し、シリコン基板１１をガラス基板に押圧して溝部１５にガラス基板を押し込んで、シリコン基板１１とガラス基板とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度（例えば、ガラスの軟化点温度以下）が好ましい。例えば加熱温度は約８００℃である。これにより、ガラス基板のガラスが溶融してシリコン基板１１の溝部１５に流れ込んで溝部１５を充填する。
【００２５】
さらに、シリコン基板１１とガラス基板との界面での密着性をより高めるために、上記と同様に陽極接合処理をすることが好ましい。この場合、シリコン基板１１及びガラス基板にそれぞれ電極をつけて、約４００℃以下の加熱下で約３００Ｖ〜１ｋＶの電圧を印加することにより行う。これにより両者の界面での密着性がより高くなる。
【００２６】
次いで、図１（ｆ）に示すように、ガラス基板のシリコン基板１１と反対側を研磨処理して、シリコン基板１１を露出させる。これにより、溝部１５にガラス１６が埋め込まれた構造となる。したがって、シリコン基板１１の溝部１３にガラス１４ａが埋め込まれ、シリコン基板１１の溝部１５にガラス１６が埋め込まれて、ガラス１４ａとガラス１６とがシリコン基板１１内で当接し、貫通部材を構成している。このようにして、回路基板を製造することができる。
【００２７】
このような回路基板の製造方法においては、シリコン基板にガラスを埋め込む際に、ドライエッチングとダイシングを用いてシリコン基板にガラスを埋め込んでいる。処理時間の短いダイシングを用いることにより、微細なパターン形成には有効だが相対的に時間がかかるドライエッチングの時間を短縮することができ、その結果効率良く微細なパターンを有する回路基板を製造することができる。
【００２８】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態で説明した数値や材質については特に制限はない。また、上記実施の形態で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。例えば、上記実施の形態においては、シリコン基板とガラス基板との間で陽極接合した場合について説明しているが、本発明においては陽極接合をせずに接合しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、マイクロマシンセンサ、アクチュエータ、静電容量型圧力センサなどのマイクロデバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態に係る回路基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、従来の回路基板の製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  シリコン基板
１１ａ，１１ｂ  主面
１２  レジスト膜
１３，１５  溝部
１４  ガラス基板
１４ａ，１６  ガラス
【図１】
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【図２】
2007141984.tif 000004