(57)【要約】【課題】シリコン基板のプラズマエッチングによる深堀加工後に保護テープを貼付して裏面側の加工を行った後に保護テープを剥離する際に、保護テープの粘着層の残渣が発生しないシリコン基板の加工方法を提供すること。【解決手段】シリコン基板２にエッチング加工を施すシリコン基板の加工方法であって、前記シリコン基板２に形成されるエッチング断面形状がスキャロップ部３となる第１のエッチング工程と、次いで、前記スキャロップ部３の前記シリコン基板２表層側にエッチング加工を施し、形成されるエッチング断面形状が非スキャロップ部９となる第２のエッチング工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板にエッチング加工を施すシリコン基板の加工方法であって、
前記シリコン基板に形成されるエッチング断面形状がスキャロップ部となる第１のエッチング工程と、
次いで、前記スキャロップ部の前記シリコン基板表層側にエッチング加工を施し、形成されるエッチング断面形状が非スキャロップ部となる第２のエッチング工程と、を備えることを特徴とするシリコン基板の加工方法。
【請求項２】
前記シリコン基板の最表部と、前記第２のエッチング工程で形成されるエッチング開口部と、からなる当該シリコン基板の断面形状角度が、鈍角であることを特徴とする請求項１に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項３】
前記第１のエッチング工程で形成されたエッチング開口部よりも、前記第２のエッチング工程で形成されたエッチング開口部の方が、開口寸法が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のシリコン基板の加工方法。
【請求項４】
エッチング加工が施されたシリコン基板であって、
エッチング断面形状は、スキャロップ部と、非スキャロップ部と、を備え、
前記非スキャロップ部は、前記スキャロップ部よりも当該シリコン基板の表層側に設けられていることを特徴とするシリコン基板。
【請求項５】
最表部と、該最表部に形成されてなるエッチング開口部と、からなる当該シリコン基板の断面形状角度が、鈍角であることを特徴とする請求項４に記載のシリコン基板。
【請求項６】
前記スキャロップ部のエッチング開口部よりも、前記非スキャロップ部のエッチング開口部の方が、開口寸法が大きいことを特徴とする請求項４または５に記載のシリコン基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングによるシリコン基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）デバイスやＭＥＭＳ構造を作成するために、シリコン基板にＩＣＰ（Indutively  Coupled  Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング技術にてスキャロップを形成しながら高アスペクトの深堀り開口や貫通口をエッチング加工する方法が広く知られている。
【０００３】
しかしながら、今までのスキャロップを伴うエッチング加工形状では、エッチング加工後の加工面にＵＶ硬化型保護テープを貼付して裏面側の研磨や加工を行った後、ＵＶ照射を行って保護テープを剥離する際に、保護テープの粘着層がスキャロップの隙間に入り込んで部分的にＵＶ照射光がスキャロップ形状に遮蔽され、粘着層が硬化せず粘着層の残渣が発生するという問題があった。また、エッチング形状がスキャロップになることで、シリコン端部の形状が鋭角のナイフエッジになることから、保護テープ剥離の際に粘着層がシリコン端部で削がれ、端部において残渣となるという問題があった。
【０００４】
特許文献１（特開２０１４−０１３８２１号公報）には、エッチングを行って縦穴構造等を形成する場合に、その内側壁等を平坦化することができる高アスペクト比の凹凸構造を有するシリコン基板の製造方法が開示されている。また、かかるシリコン基板の製造方法において、特許文献１には縦穴構造等への絶縁膜の被覆性を向上させることが目的で、ＩＣＰエッチングにおける深堀加工時に発生するスキャロップの突起を消去してエッチング形状をまっすぐにする方法が開示されている。
しかしながら、前述したようにエッチング加工時にシリコン端部の鋭角のナイフエッジが存在するため、粘着層の残渣が削がれて発生するという問題は解消できていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、シリコン基板のプラズマエッチングによる深堀加工後に保護テープを貼付して裏面側の加工を行った後に保護テープを剥離する際に、保護テープの粘着層の残渣が発生しないシリコン基板の加工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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明に係るシリコン基板の加工方法は、シリコン基板にエッチング加工を施すシリコン基板の加工方法であって、前記シリコン基板に形成されるエッチング断面形状がスキャロップ部となる第１のエッチング工程と、次いで、前記スキャロップ部の前記シリコン基板表層側にエッチング加工を施し、形成されるエッチング断面形状が非スキャロップ部となる第２のエッチング工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シリコン基板のプラズマエッチングによる深堀加工後に保護テープを貼付して裏面側の加工を行った後に保護テープを剥離する際に、保護テープの粘着層の残渣が発生しないシリコン基板の加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来のエッチング方法と、エッチング形状に起因する粘着層の残渣について説明する図である。
【図２】本発明に係るシリコン基板の加工方法の一実施の形態について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係るシリコン基板の加工方法は、シリコン基板２にエッチング加工を施すシリコン基板の加工方法であって、前記シリコン基板２に形成されるエッチング断面形状がスキャロップ部３となる第１のエッチング工程と、次いで、前記スキャロップ部３の前記シリコン基板２表層側にエッチング加工を施し、形成されるエッチング断面形状が非スキャロップ部９となる第２のエッチング工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
すなわち本発明は、ＩＣＰエッチング加工後の加工部の形状について、以下の特徴を有する。
保護テープの粘着層が接する箇所に、ＩＣＰエッチング加工によるスキャロップ形状にすることで、粘着層がスキャロップ部に入り込まないのでＵＶ光が確実に粘着層に届き保護テープ剥離時に粘着層の残渣が発生しない。また、保護テープの粘着層が接する箇所に、ＩＣＰエッチング加工による鋭角のナイフエッジ形状が発生しないような鈍角のエッチング形状とすることで、鋭角のナイフエッジ形状が存在しないためテープ剥離時に削がれて粘着層が切れることもない。
【００１１】
次に、本発明に係るシリコン基板の加工方法についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１２】
＜従来のエッチング方法＞
ここで、本発明の理解のため、本発明の説明に先立ち従来のエッチング方法について説明をする。
図１は、従来のエッチング方法（比較例に相当）と、エッチング形状に起因する粘着層の残渣について説明する図である。この従来のエッチング方法について、図１（ａ）〜図１（ｉ）の順に説明する。
【００１３】
まず図１（ａ）に示すように、シリコン基板２にパターニングのためのマスク１を形成し、シリコン基板２をエッチングする箇所を開口する。このマスクは酸化膜やアルミ等の金属薄膜やレジスト等が用いられる。
【００１４】
ついで図１（ｂ）に示すようにマスク１の開口部より、ＩＣＰエッチャーにてシリコン基板２のエッチングを開始する。このエッチングにより、スキャロップ部３が形成される。ＩＣＰエッチングはボッシュプロセスにより、デポとエッチングを繰り返し、高アスペクトの深堀エッチングを実現する手段として知られている。
そして図１（ｃ）に示すように、ボッシュ法によるデポエッチを繰り返してエッチングを完了させる。
図１（ｄ）の点線で示された枠状のＡ部を拡大したものが図１（ｅ）となる。このとき、シリコン開口部はボッシュプロセスによりスキャロップと呼ばれる形状（スキャロップ部３）になり、シリコン基板２の開口における表層側の端部（図１（ｄ）の上端部）の形状は鋭角になる。
【００１５】
さらに図１（ｆ）に示すように、表面エッチング加工が終了したシリコン基板２に裏面加工や研磨を施すため、ＵＶ硬化型の表面保護フィルムを貼付する。この表面保護フィルムは通常、基材４と粘着層５とを有する構造となっており、一般的な粘着層５の厚みは１０μｍ前後である。
【００１６】
そして図１（ｇ）に示すように、表面保護フィルム貼付後、フィルム自身の貼付応力、並びに裏面加工や研磨を実施したことによる加工応力で、粘着層５がスキャロップ形状（スキャロップ部３）に食い込むように付着する。
図１（ｈ）は、加工後に表面保護フィルムを剥離するために、ＵＶ光６を照射し、粘着層を硬化させる状態を示している。しかしながら、このとき一部の粘着層５は、スキャロップ部３に食い込んでいるため、ＵＶ光６が十分に届かない部位が発生する。
【００１７】
図１（ｉ）は、表面保護フィルムを剥離した状態を示している。前述の通り、スキャロップ部３（スキャロップ段差部）に入り込んだ粘着層５は十分に硬化することができていないため、剥離時に粘着層５の残渣が発生する。また、シリコン基板２の開口最表層のエッチング断面形状は鋭角のナイフエッジ形状になっているため、表面保護フィルム剥離時に粘着層５が削がれるようにして残渣が発生する。
【００１８】
以上のように、従来のシリコン基板の加工方法では粘着層５の残渣の発生が生じてしまい、品質上好ましくない。
【００１９】
＜本発明に係るシリコン基板の加工方法の一実施の形態＞
次に、本発明に係るシリコン基板の加工方法の一実施の形態について説明する。
図２は、本発明に係るシリコン基板の加工方法の一実施の形態について説明する図であり、粘着層の残渣を抑制するエッチング形状について説明する図ある。この本発明に係るシリコン基板の加工方法の一実施の形態について、図２（ａ）〜図２（ｋ）の順に説明する。
【００２０】
まず図２（ａ）に示すように、シリコン基板２にマスク８（第２のマスク）をパターニング形成する。マスク８の開口寸法はシリコン基板２の最初のエッチング（第１のエッチング工程によるエッチング）の開口寸法よりも広くする。ここではマスク８には酸化膜や金属薄膜を用いることが望ましい。
ついで図２（ｂ）に示すように、シリコン基板２の開口マスクとなるマスク１（第１のマスク）を新たにパターニングする。マスク１はレジストを用いる。その後、ＩＣＰエッチャーにてボッシュプロセスでシリコン基板２のエッチング（第１のエッチング工程）を開始する。
さらに図２（ｃ）に示すように、シリコン基板２へのエッチング処理（第１のエッチング工程）を進め、スキャロップ形状による高アスペクトの深堀エッチングを実施し、エッチング断面形状がスキャロップ形状となるスキャロップ部３を形成する。
【００２１】
そして図２（ｄ）に示すように、マスク１を除去した後に、図２（ｅ）に示すようにマスク１（第１のマスク）の開口寸法より大きな開口寸法のマスク８（第２のマスク）にてシリコン基板２のエッチング（第２のエッチング工程）を実施し、エッチング断面形状が非スキャロップ形状となる非スキャロップ部９が形成される。換言すると、第１のエッチング工程で形成されたエッチング断面形状がスキャロップ部３となるエッチング開口部よりも、第２のエッチング工程で形成されたエッチング断面形状が非スキャロップ部９となるエッチング開口部のほうが、開口寸法が大きい。
この第２のエッチング工程では、スキャロップ部３のシリコン基板２の表層側にエッチング加工を施し非スキャロップ部９を形成する。
非スキャロップ部９が形成される際のエッチング方法はアルカリ薬液を用いた異方性エッチングか、ＩＣＰによるテーパエッチングが好ましい例として挙げられる。
【００２２】
しかる後に、図２（ｆ）に示すようにマスク８を除去する。この時点で、シリコン基板２の表層における角度Ｂ部は鈍角となる。換言すると、シリコン基板２の最表部と、第２のエッチング工程で形成されるエッチング開口部（非スキャロップ部９が形成されたエッチング開口部）と、からなる当該シリコン基板２の断面形状角度が、鈍角である。
また、図２（ｅ）のエッチングをＫＯＨ等のアルカリ異方性エッチングや、ＩＣＰによるテーパエッチング等の非スキャロップエッチングを実施することにより、シリコン基板２最表層のスキャロップ形状をなくすことができる。さらに図２（ｅ）に示すように、非スキャロップ部９を形成するエッチングの深さＣ部は粘着層５の厚み以上とすることで、スキャロップ部３への噛みこみを防止できる。
【００２３】
図２（ｆ）の点線部Ａを拡大した図を、図２（ｇ）に示す。図示の如く、エッチング断面形状はスキャロップ部３と、非素キャロット部９とからなり、スキャロップ部３の上の位置（シリコン基板２の表層側）に非スキャロップ部９が形成されている。
【００２４】
そして図２（ｈ）に示すように、表面エッチング加工が終了したシリコン基板２に、裏面加工や研磨を施すため、基材４およびその下層に粘着層５を備えるＵＶ硬化型の表面保護フィルムを貼付する。
図２（ｉ）に示すように、表面保護フィルム貼付後、フィルム自身の貼付応力、並びに裏面加工や研磨を実施すると、加工応力で粘着層５がスキャロップ形状（スキャロップ部３）に食い込むように付着する。しかしながら、上述した従来の例（比較例）とは異なり、本実施の形態によれば、シリコン基板２の最表層のエッチング形状は鈍角であり、スキャロップ部３も最表層部分には存在しないので、粘着層５が噛みこまない。
【００２５】
さらに図２（ｊ）に示すように、加工後に表面保護フィルムを剥離するために、ＵＶ光６を照射し、粘着層を硬化させる。このとき、ＵＶ光６は遮蔽物がないので、粘着層５に十分な量が照射される。
【００２６】
最後に図２（ｋ）に示すように、表面保護フィルムを剥離する。前述の通り、シリコン基板２の最表層形状により、粘着層５の残渣を誘起するような形状がないため、粘着層５の残渣が発生しない。
【００２７】
以上説明した本発明に係るシリコン基板の加工方法によれば、シリコン基板のプラズマエッチングによる深堀加工後に保護テープを貼付して裏面側の加工を行った後に保護テープを剥離する際に、保護テープの粘着層の残渣が発生しないことがわかった。
【符号の説明】
【００２８】
１  マスク（第１のマスク）
２  シリコン基板
３  スキャロップ部
４  基材
５  粘着層
６  ＵＶ光
７  粘着層残渣
８  マスク（第２のマスク）
９  非スキャロップ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２０１４−０１３８２１号公報
【図１】
2016018838.tif 000003
【図２】
2016018838.tif 000004