(57)【要約】【課題】基板の冷却、加熱による温度管理を容易に行うことができ、かつエッチング装置をエッチングしてしまうのも防止でき、さらには基板の取扱いも容易になる基板のドライエッチング方法を提供することを目的とする。【解決手段】熱伝導性フィラーを添加したグリース３を介在させることにより支持体２と基板１とを固定する工程と、前記基板１をドライエッチングにより所定の形状に加工する工程と、前記基板１をドライエッチングにより所定の形状に加工する工程と、前記基板１を前記支持体２から分離させる工程とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性フィラーを添加したグリースを介在させることにより支持体と基板とを固定する工程と、前記基板をドライエッチングにより所定の形状に加工する工程と、前記基板を前記支持体から分離させる工程とを備えた基板のドライエッチング方法。
【請求項２】
熱伝導性フィラーとして、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウムのうち少なくとも１種以上を用いた請求項１記載の基板のドライエッチング方法。
【請求項３】
支持体と基板とを固定する工程を、熱伝導性フィラーを添加したグリースを流動体、または半流動体状にして行う工程とした請求項１記載の基板のドライエッチング方法。
【請求項４】
支持体と基板とを固定する工程を、熱伝導性フィラーを添加したグリースを６０℃〜９０℃の範囲の温度にして行う工程とした請求項１に記載の基板のドライエッチング方法。
【請求項５】
支持体と基板とを固定する工程を、大気圧より低い気圧で行う工程とした請求項１〜４のいずれかに記載の基板のドライエッチング方法。
【請求項６】
支持体と基板とを固定する工程を、１０Ｐａ以下の気圧の範囲で行う工程とした請求項５記載の基板のドライエッチング方法。
【請求項７】
基板を支持体から分離させる工程を、熱伝導性フィラーを添加したグリースを流動体、または半流動体状にして行う工程とした請求項１〜６のいずれかに記載の基板のドライエッチング方法。
【請求項８】
基板を支持体から分離させる工程を、熱伝導性フィラーを添加したグリースを６０℃〜９０℃の範囲に加熱した状態で行う工程とした請求項１〜６のいずれかに記載の基板のドライエッチング方法。
【請求項９】
基板をドライエッチングにより所定の形状に加工する工程を、基板を貫通させる加工を含んだ工程とした請求項１〜８のいずれかに記載の基板のドライエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄い基板を所定の形状に加工する基板のドライエッチング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板をドライエッチングにより所定形状に加工する際には、基板を動かないように固定する必要がある。
【０００３】
このような基板のドライエッチング方法に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平９−２２３７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の基板のドライエッチング方法では、基板に貫通孔を形成する際に基板だけでなく基板を支持するエッチング装置の一部である支持台もエッチングしてしまうおそれがあった。これを解決する方法として、基板をエッチング装置とは異なる支持体上に固定してエッチングを行い、そしてこの支持体は使い捨てにする方法が考えられる。このようにすれば、エッチング装置をエッチングしてしまうことを防止できる。
【０００５】
また、基板には、強度的にあまり強くないものが用いられることが多く、基板を他の物体にぶつけたり、不用意に置いたりすると割れることがある。また、デバイスの小型化の要望によって基板の薄型化が求められ、デバイスのコスト低減の点から一枚の基板からの取り数を増やすために基板の大型化が求められるようになってきた。厚みが薄い大型の基板は、基板の周辺を掴んで持ち上げただけでも自重により割れてしまうおそれがあり、基板の取扱いには一層の注意が必要となる。例えば、Ｓｉで構成された直径１００ｍｍ以上で厚みを２００μｍ以下にした基板を用いた場合等は、このような現象が生じるおそれがあった。このような場合にも、強度に優れた支持体に基板を固定しておけば基板が割れるのを防止することができ、基板の取扱いが容易になる。
【０００６】
これらの場合において、基板を支持体に固定するためには、接着テープによる方法が考えられる。しかしながら、接着テープで固定した場合には、接着テープを介することによって基板と支持体との間の熱の伝わり方が悪くなるため、基板の冷却、加熱等を行うことによる基板の温度管理が困難であるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、基板の冷却、加熱による温度管理を容易に行うことができ、かつエッチング装置をエッチングしてしまうのも防止でき、さらには基板の取扱いも容易になる基板のドライエッチング方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、熱伝導性フィラーを添加したグリースを介在させることにより支持体と基板とを固定する工程と、前記基板をドライエッチングにより所定の形状に加工する工程と、前記基板を前記支持体から分離させる工程とを備えたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、熱伝導性フィラーを添加したグリースを介在させることにより支持体と基板とを固定しているため、基板と支持体間の熱伝導率を向上させることができ、これにより、基板の温度管理を容易に行うことができるという作用効果を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、熱伝導性フィラーとして窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウムのうち少なくとも１種以上を用いたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウムのうち少なくとも１種以上を添加したグリースを介在させることにより支持体と基板とを固定しているため、基板と支持体間の熱伝導率を向上させることができ、これにより、基板の温度管理を容易に行うことができるという作用効果を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、支持体と基板とを固定する工程を、熱伝導性フィラーを添加したグリースを流動体、または半流動体状にして行う工程としたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、熱伝導性フィラーを添加したグリースを流動体、または半流動体状にしているため、グリース内、グリースと支持体間、あるいはグリースと基板間に空気が混入し難いという作用効果を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、支持体と基板とを固定する工程を、熱伝導性フィラーを添加したグリースを６０℃〜９０℃の範囲の温度にして行う工程としたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、熱伝導性フィラーを添加したグリースを６０℃〜９０℃の範囲の温度にしているため、グリースの粘度が適度に保たれてグリース内、グリースと支持体間、あるいはグリースと基板間に空気が混入し難いという作用効果を有するものである。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、支持体と基板とを固定する工程を、大気圧より低い気圧で行う工程としたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、支持体と基板との固定を大気圧より低い気圧で行うようにしているため、グリース内、グリースと支持体間、あるいはグリースと基板間に空気が混入し難いという作用効果を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、支持体と基板とを固定する工程を１０Ｐａ以下の気圧の範囲で行う工程としたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、支持体と基板との固定を１０Ｐａ以下の気圧の範囲で行うようにしているため、グリース内、グリースと支持体間、あるいはグリースと基板間に空気がより一層混入し難いという作用効果を有するものである。
【００１５】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、基板を支持体から分離させる工程を、熱伝導性フィラーを添加したグリースを流動体、または半流動体状にして行う工程としたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、熱伝導性フィラーを添加したグリースを流動体、または半流動体状にしているため、基板を支持体から分離しやすいという作用効果を有するものである。
【００１６】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、基板を支持体から分離させる工程を熱伝導性フィラーを添加したグリースを６０℃〜９０℃の範囲に加熱した状態で行う工程としたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、グリースを６０℃〜９０℃の範囲に加熱しているため、グリースの粘度が適度に保たれて基板を支持体から分離しやすくなるという作用効果を有するものである。
【００１７】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、基板をドライエッチングにより所定の形状に加工する工程を、基板を貫通させる加工を含んだ工程としたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、少なくとも請求項１記載の発明の作用効果を有するとともに、基板を貫通させる加工ができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明の基板のドライエッチング方法は、熱伝導性フィラーを添加したグリースを介在させることにより支持体と基板とを固定する工程と、前記基板をドライエッチングにより所定の形状に加工する工程と、前記基板を前記支持体から分離させる工程とを備えたもので、この基板のドライエッチング方法によれば、熱伝導性フィラーを添加したグリースを介在させることにより支持体と基板とを固定しているため、基板と支持体間の熱伝導率を向上させることができ、これにより、基板の温度管理を容易に行うことができるという効果を有し、また、基板を支持体に固定しているため、エッチング装置をエッチングしてしまうことも防止でき、さらには、基板の取扱いも容易になるという優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施の形態における基板のドライエッチング方法のドライエッチング時の基板周辺部の正面図、図２は同基板のドライエッチング方法におけるドライエッチング後の基板周辺部の断面図、図３は同ドライエッチング後の基板の平面図、図４は同基板のドライエッチング方法における振動素子の平面図である。なお、各図面は、理解を容易にするための模式図であり、縦方向と横方向における縮尺は同一ではなく、また、説明に関係のない部分は省略して記載している。
【００２１】
図１から図４において、１はＳｉからなる基板で、この基板１は直径を１００ｍｍ、厚みを２００μｍとしているものである。各図面において、基板１の上面の構成物は省略して記載しているが、基板１から作り出すデバイスに応じて、電極や保護膜、あるいはＰＺＴ膜などの誘電体や圧電体が形成されている。２は基板１を支持するための支持体で、この支持体２はＳｉで構成され、直径１００ｍｍ、厚みが５００μｍの外形を有するものである。３は基板１と支持体２との間に介在されている固定用のグリースであり、この固定用のグリース３は窒化アルミニウムをグリースに添加したものからなり、基板１を支持体２に固定するためのものである。なお、この場合、グリースに添加される添加物は、窒化アルミニウムに限定されるものではなく、それ以外の熱伝導性フィラーである窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等を用いてもよいものである。４は基板１をドライエッチングすることにより基板１に形成されたエッチング孔である。５は振動素子の基台、６ａ、６ｂは振動素子の振動部である。７は個片の振動素子に分割するための分割部を示した分割線である。なお、この分割線７は仮想線であり、実際には目視できない。８は前記基台５と振動部６ａ，６ｂからなる振動素子である。実際の振動素子は、電極や、その種類によってはＰＺＴ膜、あるいは保護膜が形成されているが、これらは省略して図示している。
【００２２】
次に、基板１のドライエッチング方法について説明する。
【００２３】
まず、支持体２の上面に固定用のグリース３を薄く塗布する。そしてこの固定用のグリース３が塗布された支持体２を減圧装置の中に入れ、減圧装置内の空気圧を大気圧より低い圧力に下げる。これと同時に、または、これと前後して支持体２を加熱し、固定用のグリース３を流動体状、または半流動体状にする。これは、固定用のグリース３の中、および支持体２と固定用のグリース３との間に空気が混入するのを防ぐためである。減圧装置内の空気圧は、大気圧よりも低ければ基板１が支持体２に固定されるようになり、理想としては真空状態がよいが、１０Ｐａ以下の気圧が実用上は好ましい。また、固定用グリース３は常温ではペースト状であるため、支持体２への塗布方法を工夫することにより空気の混入を防止することができると考えられるが、空気の混入を防ぐためには加熱した方が好ましく、その温度は６０℃〜９０℃が好ましい。この場合、固定用のグリース３の温度が６０℃未満では、固定用のグリース３の粘度が高くなって、薄く均一に塗布することが困難となるものであり、一方９０℃を超えた場合は、固定用のグリース３の成分の一部が蒸発し、減圧装置内の真空度が悪化するものであり、しがたって、固定用のグリース３の加熱温度は６０℃〜９０℃の範囲が好ましい。
【００２４】
次に、減圧装置内で基板１を支持体２における固定用のグリース３が塗布された部分に載せる。減圧装置内の気圧、および支持体２の温度が設定値になっていることを確認して、基板１を支持体２に押し当てて貼り合わせる。このとき、固定用のグリース３は、基板１と支持体２とに挟まれた状態になる。基板１の支持体２への貼り合わせができたら、減圧装置内の気圧を大気圧に戻し、支持体２への加熱も終了させて常温へ戻す。これらの一連の工程を行うことにより、固定用のグリース３が接着剤的役割を果たして基板１を支持体２に接着することができる。
【００２５】
次に、基板１が接着された支持体２を減圧装置から取り出し、エッチング装置へ入れる。そして、エッチング装置内でドライエッチングを行う。勿論、このエッチングにおいては、基板１を所定の形状に加工するために、マスクを用いたり、あらかじめ基板１にレジストを形成しておく等の手段が必要である。
【００２６】
エッチングにより基板１に貫通孔を形成した場合、図２に示すようにドライエッチングによるプラズマやイオン等は基板１に孔を開けて基板１を通過し、そして支持体２にぶつかり、支持体２の一部を削ることになるがエッチング装置を削ることはない。この場合、支持体２の厚みは５００μｍとしているが、支持体２を貫通してエッチング装置を削るおそれがないように支持体２は十分な厚みを確保する必要がある。
【００２７】
また、エッチングの際には、通常温度が上昇してしまうが、この上昇温度によっては、基板１上に形成したレジストが焼けたり、あるいは基板１に何らかの障害が生じたり、基板１やエッチング用のマスクの温度膨張により加工精度が低くなるといったことが懸念される。これを防止するためにエッチング装置内全体、または基板１、支持体２等を冷却することが行われるが、本発明の一実施の形態においては、基板１と支持体２との接着を接着テープではなく、固定用のグリース３で行っているため熱伝導性に優れたものが得られ、これにより、基板１からの熱を効率よく支持体２へ放熱することができるものである。なお、基板１と支持体２の温度差は、接着テープを用いた時に比べて固定用のグリース３を用いた方が、少ない結果となった。
【００２８】
エッチングが終了した後は、基板１が接着された支持体２をエッチング装置から取り出す。この後、必要に応じて基板１の表面に保護膜の形成を行うための工程や、電極となる部分のめっき等が行われる。
【００２９】
次に、基板１の支持体２からの分離方法について説明する。まず、固定用のグリース３を加熱して軟化させる。そして、基板１を支持体２との接着面に平行な方向にずらすようにして基板１を支持体２から分離させる。前記固定用のグリース３の加熱は、基板１を支持体２から分離させるための抵抗を少なくするためのものであるから、固定用のグリース３を流動体、または半流動体にしてもよいが、そこまでの温度まで加熱しなくても良いものである。この場合、固定用のグリース３の加熱温度は６０℃〜９０℃の範囲が好ましいものである。すなわち、６０℃未満では、固定用のグリース３の粘度が高くなって、基板１を支持体２から分離するのに抵抗が大きくなるものであり、一方、９０℃以上では、基板１が過剰に加熱されて品質に悪影響をもたらすからである。
【００３０】
このようにして、基板１はドライエッチングにより所定の形状に加工されるが基板１に固定用のグリース３が付着しているので、これを除去する必要がある。
【００３１】
固定用のグリース３を除去する場合は、まず、洗浄液に基板１を浸漬する。この洗浄液としては、例えば、イソプロピルアルコールや、ジメチルスルホキシドとＮ−メチル−２−ピロリドンの混合液を用いることができる。次に、基板１を洗浄液中で揺動させる。この揺動の方向は基板１における支持体２が接着されている面と平行な方向にすると、固定用のグリース３やエッチング時に基板１上に付着した異物の多くを、または全部を効率的に除去することができるものである。
【００３２】
そして、基板１を揺動させた後に、洗浄液中で基板１の超音波洗浄を行って基板１から固定用のグリース３を除去する。基板１に形成された構造体が振動体であって、その振動体の大きさが小さい場合には、この振動体の共振周波数が超音波洗浄の周波数帯域と重なる場合が生じる。振動体の共振周波数と超音波洗浄の周波数とが一致すると、振動体は共振し、振動体の破損、すなわち基板１の破損につながるため、超音波洗浄の周波数は、振動体の共振周波数と一致しない周波数にすべきである。勿論、超音波洗浄の周波数が、振動体の共振周波数の整数倍であるときにも振動体が共振してしまうため、この周波数は避けるべきであるが、整数倍の数値が大きくなると共振のエネルギーが減少するため、数値が十分大きければ気にする必要はなくなる。
【００３３】
最後に、分割線７に沿ってダイシングすることにより、図４に示す振動素子８を得ることができる。
【００３４】
以上のように本発明の一実施の形態においては、基板１を支持体２上に熱伝導性フィラーを添加した固定用のグリース３を介して固定しているため、基板１と支持体２間の熱伝導がよくなり、これにより、エッチング時の放熱や、基板１を支持体２上に固定する際の加熱を効率よく行わせることができるものである。そしてまた、基板１を支持体２上に固定しているため、エッチング装置をエッチングしてしまうのも防止することができ、これにより、基板１の取扱いが容易となるものである。
【００３５】
また、熱伝導性フィラーとして窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウムのうち少なくとも１種以上を添加した固定用のグリース３を介在させることにより基板１と支持体２とを固定しているため、基板１と支持体２間の熱伝導率を向上させることができ、これにより、基板１の温度管理を容易に行うことができるものである。
【００３６】
そしてまた、基板１と支持体２とを固定する工程を、熱伝導性フィラーを添加した固定用のグリース３を流動体、または半流動体状にすることにより、固定用のグリース３の内部、固定用のグリース３と支持体２の間、あるいは固定用のグリース３と基板１の間に空気が混入し難く、これにより、基板１の取扱いが容易になるものである。
【００３７】
さらに、基板１と支持体２とを固定する工程を、熱伝導性フィラーを添加した固定用のグリース３を６０℃〜９０℃の範囲の温度にすることにより固定用のグリース３の粘度が適度に保たれて固定用のグリース３の内部、固定用のグリース３と支持体２の間、あるいは固定用のグリース３と基板１の間に空気が混入し難く、これにより、基板１の取扱いが容易になるものである。
【００３８】
さらにまた、支持体２と基板１との固定を大気圧より低い気圧で行うことにより、固定用のグリース３の内部、固定用のグリース３と支持体２の間、あるいは固定用のグリース３と基板１の間に空気が混入し難く、これにより、基板１の取扱いが容易になるものである。
【００３９】
また、支持体２と基板１との固定を１０Ｐａ以下の気圧で行うことにより、固定用のグリース３の内部、固定用のグリース３と支持体２の間、あるいは固定用のグリース３と基板１の間に空気がより一層混入し難く、これにより、基板１の取扱いが容易になるものである。
【００４０】
そしてまた、基板１を支持体２から分離させる工程を、熱伝導性フィラーを添加した固定用のグリース３を流動体、または半流動体状にして行う工程とすることにより、基板１を支持体２から分離しやすくなり、これにより、基板１の取扱いが容易になるものである。
【００４１】
さらに、基板１を支持体２から分離させる工程を、熱伝導性フィラーを添加した固定用のグリース３を６０℃〜９０℃の範囲に加熱した状態で行う工程とすることにより、基板１を支持体２から分離しやすくなり、これにより、基板１の取扱いが容易になるものである。
【００４２】
さらにまた、基板１をドライエッチングにより所定の形状に加工する工程を、基板１を貫通させる加工を含んだ工程とすることにより、少なくともエッチング時の放熱や、基板１を支持体２上に固定する際の加熱を効率よく行わせることができてエッチング装置をエッチングしてしまうのも防止することができる作用効果を有するとともに、基板１を貫通させる加工ができるという作用効果を有するものである。
【００４３】
なお、本発明は上記した本発明の一実施の形態に限定されるものではなく、様々なバリエーションをとることができる。
【００４４】
例えば、本発明の一実施の形態においては、減圧装置とエッチング装置はそれぞれ別の装置を使用しているが、エッチング装置で減圧と支持体２の加熱を行って支持体２へ基板１を接着するようにすれば、エッチング装置のみを使用しても構わない。
【００４５】
また、支持体２は使い捨てではなく、支持体２に貫通孔ができるまでは繰り返し使用してもよい。ただし、一度使用した支持体２には、図２に示すようなエッチング孔４が形成されてしまう場合があり、このような場合には、基板１と支持体２の接着力の低下、またはエッチングの加工精度の低下等が生じることが考えられるので注意を要する。なお、固定用のグリース３の塗布を所望の厚みで均一に行い、さらにエッチング深さの誤差を固定用のグリース３の厚み以内に抑えれば、図２において、エッチング孔４を基板１と固定用のグリース３のみに形成し、支持体２には形成しないように加工することが可能となるもので、このような場合には、支持体２を何回でも繰り返し使用することができる。
【００４６】
そしてまた、本発明の一実施の形態においては直径１００ｍｍ、厚み２００μｍのＳｉからなる基板の加工について説明したが、他の材料からなる基板を加工する際にも適用できるもので、例えば、タンタル酸リチウム単結晶基板を加工する際に適用した場合には、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスのウエハ製造工程に利用することができる。また、高純度アルミニウムや高純度タンタルの薄板を基板に用いて加工した場合には、固体電解コンデンサの電極材料製造（エッチング）工程に応用することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明にかかる基板のドライエッチング方法は、エッチング装置をエッチングしてしまうのを防止してドライエッチングをすることが可能であり、また、基板の放熱を効率よく行うことができるため、基板のドライエッチングに適用して有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態における基板のドライエッチング方法の基板のドライエッチング時の基板周辺部の正面図
【図２】同基板のドライエッチング後の基板周辺部の断面図
【図３】同基板のドライエッチング後の基板の平面図
【図４】同基板のドライエッチング方法における振動素子の平面図
【符号の説明】
【００４９】
１  基板
２  支持体
３  グリース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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