(57)【要約】      （修正有）【課題】異物によってドライエッチングが阻害されることを抑制することができる有孔基板の製造方法を提供する。【解決手段】有孔基板の製造方法は、レジスト層２５の開口部において基板１２の第１面１３に、ドライエッチング法によって、壁面及び底面を有する少なくとも１つのＡタイプ孔を形成するＡタイプ孔形成工程と、Ａタイプ孔の底面に、ドライエッチング法によって、壁面を有するＢタイプ孔４１を形成するＢタイプ孔形成工程と、を備える。Ａタイプ孔の壁面３２は、レジスト層の開口部よりも外側に位置する。また、Ａタイプ孔の底面に形成されたＢタイプ孔の壁面４２は、Ａタイプ孔の壁面よりも内側に位置する。【選択図】図５Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含む基板の前記第１面に、開口部が形成されたレジスト層を設ける工程と、
前記レジスト層の開口部において前記基板の前記第１面に、ドライエッチング法によって、壁面及び底面を有する少なくとも１つのＡタイプ孔を形成するＡタイプ孔形成工程と、
前記Ａタイプ孔の底面に、ドライエッチング法によって、壁面を有するＢタイプ孔を形成するＢタイプ孔形成工程と、を備え、
前記Ａタイプ孔の前記壁面は、前記レジスト層の前記開口部よりも外側に位置し、
前記Ａタイプ孔の底面に形成された前記Ｂタイプ孔の前記壁面は、前記Ａタイプ孔の前記壁面よりも内側に位置する、有孔基板の製造方法。
【請求項２】
前記Ａタイプ孔の底面に形成された前記Ｂタイプ孔の深さは、前記Ｂタイプ孔に接続された前記Ａタイプ孔の深さよりも小さい、請求項１に記載の有孔基板の製造方法。
【請求項３】
前記Ａタイプ孔形成工程は、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って複数の前記Ａタイプ孔を形成し、
前記Ｂタイプ孔形成工程は、複数の前記Ａタイプ孔のうち最も前記第２面側に位置する前記Ａタイプ孔の前記底面に、前記Ｂタイプ孔を形成する、請求項１又は２に記載の有孔基板の製造方法。
【請求項４】
前記Ｂタイプ孔形成工程は、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って複数の前記Ｂタイプ孔を形成する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有孔基板の製造方法。
【請求項５】
前記複数のＢタイプ孔の前記壁面に接する直線と、前記基板の前記第１面の法線方向とが成す角度が、＋１°以上である、請求項４に記載の有孔基板の製造方法。
【請求項６】
前記Ａタイプ孔形成工程は、チャンバ内の圧力をＡタイプ圧力に制御し、前記基板にＡタイプバイアス電圧又はＡタイプバイアス電力を印加して、Ａタイプ期間にわたって前記基板をエッチングするＡタイプエッチング工程を含み、
前記Ｂタイプ孔形成工程は、チャンバ内の圧力をＢタイプ圧力に制御し、前記基板にＢタイプバイアス電圧又はＢタイプバイアス電力を印加して、Ｂタイプ期間にわたって前記基板をエッチングするＢタイプエッチング工程を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有孔基板の製造方法。
【請求項７】
前記Ｂタイプ孔形成工程の前記Ｂタイプ圧力は、少なくとも一部の期間において、前記Ａタイプ孔形成工程の前記Ａタイプ圧力よりも小さい、請求項６に記載の有孔基板の製造方法。
【請求項８】
前記Ｂタイプ孔形成工程の前記Ｂタイプバイアス電圧又はＢタイプバイアス電力は、少なくとも一部の期間において、前記Ａタイプ孔形成工程の前記Ａタイプバイアス電圧又はＡタイプバイアス電力よりも小さい、請求項６又は７に記載の有孔基板の製造方法。
【請求項９】
前記Ｂタイプ孔形成工程の前記Ｂタイプ期間は、前記Ａタイプ孔形成工程の前記Ａタイプ期間よりも短い、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の有孔基板の製造方法。
【請求項１０】
第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含む基板と、
前記基板の前記第１面に形成された孔と、を備え、
前記孔は、前記基板の前記第１面に接続され、壁面を有する少なくとも１つのＡタイプ孔と、前記Ａタイプ孔に接続され、壁面を有する少なくとも１つのＢタイプ孔と、を有し、
前記Ａタイプ孔に接続された前記Ｂタイプ孔の前記壁面は、前記Ａタイプ孔の前記壁面よりも内側に位置する、有孔基板。
【請求項１１】
前記Ａタイプ孔の前記壁面は、前記基板の前記第１面の面方向において外側に凸となるよう湾曲した形状を有し、
前記Ｂタイプ孔の前記壁面は、前記基板の前記第１面の面方向において外側に凸となるよう湾曲した形状を有する、請求項１０に記載の有孔基板。
【請求項１２】
前記Ａタイプ孔に接続された前記Ｂタイプ孔の深さは、前記Ｂタイプ孔に接続された前記Ａタイプ孔の深さよりも小さい、請求項１０又は１１に記載の有孔基板。
【請求項１３】
前記孔は、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って並ぶ複数の前記Ａタイプ孔を含み、
前記Ｂタイプ孔は、複数の前記Ａタイプ孔のうち最も前記第２面側に位置する前記Ａタイプ孔に接続されている、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の有孔基板。
【請求項１４】
前記孔は、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って並ぶ複数の前記Ｂタイプ孔を含む、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の有孔基板。
【請求項１５】
前記複数のＢタイプ孔の前記壁面に接する直線と、前記基板の前記第１面の法線方向とが成す角度が、＋１°以上である、請求項１４に記載の有孔基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、有孔基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
孔が設けられた基板を含む有孔基板が、様々な用途で利用されている。例えば特許文献１，２は、有孔基板の孔の壁面に絶縁層を形成した後、孔の内部に貫通電極を形成することにより、有孔基板の第１面側と第２面側との間で電気信号などを伝達する貫通電極基板を作製することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２８７３５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４０９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板に孔を形成する方法として、ドライエッチング法を用いる方法が知られている。この場合、まず、基板の第１面に、開口部が形成されたレジスト層を設ける。次に、基板のうちレジスト層の開口部と重なる部分をドライエッチング法で加工して、基板に孔を形成する。その後、レジスト層を除去する。
【０００５】
ドライエッチング法においては、例えば、基板が配置されたチャンバの内部に、エッチング用のガスのプラズマを発生させ、プラズマを基板に照射することにより、基板に孔を形成する。ところで、チャンバの内部には、エッチングで除去された基板の塵などの異物が存在することがある。このような異物が、エッチング工程の間に基板に付着すると、異物がマスクとして機能して、基板のうち異物が付着した部分がエッチングされずに残ることがある。
【０００６】
本発明の実施形態は、このような点を考慮してなされたものであり、異物によってドライエッチングが阻害されることを抑制することができる有孔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】
【０００７】
本発明の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含む基板の前記第１面に、開口部が形成されたレジスト層を設ける工程と、前記レジスト層の開口部において前記基板の前記第１面に、ドライエッチング法によって、壁面及び底面を有する少なくとも１つのＡタイプ孔を形成するＡタイプ孔形成工程と、前記Ａタイプ孔の底面に、ドライエッチング法によって、壁面を有するＢタイプ孔を形成するＢタイプ孔形成工程と、を備え、前記Ａタイプ孔の前記壁面は、前記レジスト層の前記開口部よりも外側に位置し、前記Ａタイプ孔の底面に形成された前記Ｂタイプ孔の前記壁面は、前記Ａタイプ孔の前記壁面よりも内側に位置する、有孔基板の製造方法である。
【０００８】
本発明の一実施形態による有孔基板の製造方法において、前記Ａタイプ孔の底面に形成された前記Ｂタイプ孔の深さは、前記Ｂタイプ孔に接続された前記Ａタイプ孔の深さよりも小さくなっていてもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態による有孔基板の製造方法において、前記Ａタイプ孔形成工程は、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って複数の前記Ａタイプ孔を形成し、前記Ｂタイプ孔形成工程は、複数の前記Ａタイプ孔のうち最も前記第２面側に位置する前記Ａタイプ孔の前記底面に、前記Ｂタイプ孔を形成してもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態による有孔基板の製造方法において、前記Ｂタイプ孔形成工程は、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って複数の前記Ｂタイプ孔を形成してもよい。
【００１１】
本発明の一実施形態による有孔基板の製造方法において、前記複数のＢタイプ孔の前記壁面に接する直線と、前記基板の前記第１面の法線方向とが成す角度が、＋１°以上であってもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態による有孔基板の製造方法において、前記Ａタイプ孔形成工程は、チャンバ内の圧力をＡタイプ圧力に制御し、前記基板にＡタイプバイアス電圧又はＡタイプバイアス電力を印加して、Ａタイプ期間にわたって前記基板をエッチングするＡタイプエッチング工程を含み、前記Ｂタイプ孔形成工程は、チャンバ内の圧力をＢタイプ圧力に制御し、前記基板にＢタイプバイアス電圧又はＢタイプバイアス電力を印加して、Ｂタイプ期間にわたって前記基板をエッチングするＢタイプエッチング工程を含んでいてもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態による有孔基板の製造方法において、前記Ｂタイプ孔形成工程の前記Ｂタイプ圧力は、少なくとも一部の期間において、前記Ａタイプ孔形成工程の前記Ａタイプ圧力よりも小さくなっていてもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態による有孔基板の製造方法において、前記Ｂタイプ孔形成工程の前記Ｂタイプバイアス電圧又はＢタイプバイアス電力は、少なくとも一部の期間において、前記Ａタイプ孔形成工程の前記Ａタイプバイアス電圧又はＡタイプバイアス電力よりも小さくなっていてもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態による有孔基板の製造方法において、前記Ｂタイプ孔形成工程の前記Ｂタイプ期間は、前記Ａタイプ孔形成工程の前記Ａタイプ期間よりも短くなっていてもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態は、第１面及び前記第１面の反対側に位置する第２面を含む基板と、前記基板の前記第１面に形成された孔と、を備え、前記孔は、前記基板の前記第１面に接続され、壁面を有する少なくとも１つのＡタイプ孔と、前記Ａタイプ孔に接続され、壁面を有する少なくとも１つのＢタイプ孔と、を有し、前記Ａタイプ孔に接続された前記Ｂタイプ孔の前記壁面は、前記Ａタイプ孔の前記壁面よりも内側に位置する、有孔基板である。
【００１７】
本発明の一実施形態による有孔基板において、前記Ａタイプ孔の前記壁面は、前記基板の前記第１面の面方向において外側に凸となるよう湾曲した形状を有し、前記Ｂタイプ孔の前記壁面は、前記基板の前記第１面の面方向において外側に凸となるよう湾曲した形状を有していてもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態による有孔基板において、前記Ａタイプ孔に接続された前記Ｂタイプ孔の深さは、前記Ｂタイプ孔に接続された前記Ａタイプ孔の深さよりも小さくなっていてもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態による有孔基板において、前記孔は、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って並ぶ複数の前記Ａタイプ孔を含み、前記Ｂタイプ孔は、複数の前記Ａタイプ孔のうち最も前記第２面側に位置する前記Ａタイプ孔に接続されていてもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態による有孔基板において、前記孔は、前記基板の前記第１面の法線方向に沿って並ぶ複数の前記Ｂタイプ孔を含んでいてもよい。
【００２１】
本発明の一実施形態による有孔基板において、前記複数のＢタイプ孔の前記壁面に接する直線と、前記基板の前記第１面の法線方向とが成す角度が、＋１°以上であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施形態によれば、異物によってドライエッチングが阻害されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】有孔基板を示す断面図である。
【図２】有孔基板の一変形例を示す断面図である。
【図３】有孔基板のその他の変形例を示す断面図である。
【図４】ドライエッチング法によって基板に孔を形成するエッチング装置を示す図である。
【図５Ａ】基板にＡタイプ孔を形成するＡタイプ孔形成工程を示す図である。
【図５Ｂ】基板にＢタイプ孔を形成するＢタイプ孔形成工程を示す図である。
【図５Ｃ】基板にＢタイプ孔を形成するＢタイプ孔形成工程を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の実施の形態による製造方法によって得られた有孔基板を示す図である。
【図６Ａ】Ａタイプ孔形成工程において、基板に第１のＡタイプ孔を形成する工程を示す図である。
【図６Ｂ】Ａタイプ孔形成工程において、第１のＡタイプ孔の壁面及び底面に保護膜を形成する工程を示す図である。
【図６Ｃ】Ａタイプ孔形成工程において、第１のＡタイプ孔の底面上の保護膜を除去する工程を示す図である。
【図６Ｄ】Ａタイプ孔形成工程において、第１のＡタイプ孔の底面に第２のＡタイプ孔を形成する工程を示す図である。
【図６Ｅ】Ｂタイプ孔形成工程において、第２のＡタイプ孔の底面に第１のＢタイプ孔を形成する工程を示す図である。
【図７】Ａタイプ孔及びＢタイプ孔を有する孔が設けられた基板を含む有孔基板を示す断面図である。
【図８】有孔基板の一変形例を示す断面図である。
【図９】実施例１において得られた有孔基板を示す断面図である。
【図１０Ａ】比較例において、基板の第１面にレジスト層を設ける工程を示す図である。
【図１０Ｂ】比較例において、基板の第１面に孔を形成する工程を示す図である。
【図１０Ｃ】比較例において、基板の第１面に孔を形成する工程を示す図である。
【図１０Ｄ】比較例による製造方法によって得られた有孔基板を示す図である。
【図１１】図１０Ｃに示す有孔基板をXI−XI方向から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る有孔基板の構成及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」や「基材」は、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【００２５】
有孔基板
以下、図１乃至図８を参照して、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態に係る有孔基板１０について説明する。図１は、有孔基板１０を示す平面図である。
【００２６】
図１に示すように、有孔基板１０は、第１面１３及び第１面１３の反対側に位置する第２面１４を含む基板１２と、基板１２の第１面１３に形成された孔２０と、を備える。孔２０は、壁面２１を含む。基板１２の第１面１３に平行な方向における孔２０の寸法Ｓは、例えば１００μｍ以上且つ１７０μｍ以下である。
【００２７】
本実施の形態による孔２０は、壁面２１が第１面１３から第２面１４へ至る貫通孔である。なお、図示はしないが、孔２０は、基板１２を貫通しない非貫通孔であってもよい。
【００２８】
基板１２は、ドライエッチング法によって加工され得る材料から構成されている。例えば、基板１２は、樹脂基板、シリコン基板、炭化シリコン基板など、又は、これらの基板が積層されたものである。本実施の形態においては、基板１２が、シリコンを含むシリコン基板である例を説明する。基板１２の厚みは、例えば３００μｍ以上且つ７２５μｍ以下である。
【００２９】
図２は、有孔基板１０の一変形例を示す図である。図２に示す有孔基板１０は、孔２０の壁面２１に設けられた導電層１６を更に備える。なお、基板１２がシリコン基板である場合、基板１２と導電層１６とが導通することを防ぐため、孔２０の壁面２１において基板１２と導電層１６との間には絶縁層１５が設けられる。絶縁層１５は、図２に示すように、孔２０の壁面２１に加えて基板１２の第１面１３や第２面１４に設けられていてもよい。絶縁層１５は、例えば、絶縁性を有する無機化合物を含む。例えば、絶縁層１５は、珪素の酸化物や珪素の窒化物を含む。
【００３０】
なお、図２においては、孔２０に中空部が残るように導電層１６が設けられる例を示したが、これに限られることはない。図３に示すように、導電層１６は、孔２０の全域に充填されていてもよい。
【００３１】
有孔基板の製造方法
次に、有孔基板１０の製造方法について説明する。まず、図１０Ａ乃至図１１を参照して、有孔基板１０の従来の製造方法を比較例として説明する。
【００３２】
（比較例による製造方法）
まず、基板１２を準備する。次に、図１０Ａに示すように、基板１２の第１面１３に、開口部２５ａが形成されたレジスト層２５を設ける。その後、図１０Ｂに示すように、レジスト層２５の開口部２５ａにおいて基板１２の第１面１３に、ドライエッチング法によって孔２０を形成する。例えば、基板１２が配置されたチャンバの内部において、エッチング用のガスのプラズマを発生させ、プラズマを基板１２の第１面１３に照射する。なお、孔２０の第２面１４側に、ストッパ層１８を設けていてもよい。ストッパ層１８は、基板１２をドライエッチングする工程において、基板１２に比べて加工されにくい層である。このようなストッパ層１８を設けておくことにより、ドライエッチングの進行をストッパ層１８で止めることができる。
【００３３】
ところで、チャンバの内部には、エッチングで除去された基板１２の塵などの異物２３が存在することがある。ここでは、図１０Ｂに示すように、エッチング工程の間に、基板１２の孔２０の壁面２１に沿って飛来した異物２３が孔２０の底面２２に付着したと仮定する。この場合、その後のエッチング工程においては、基板１２のエッチングが異物２３によって阻害されてしまう。この結果、図１０Ｃに示すように、基板１２のうち異物２３よりも第２面１４側に位置する部分がエッチングされずに残ってしまうことが考えられる。
【００３４】
図１１は、図１０Ｃに示す有孔基板１０をXI−XI方向から見た断面図である。図１１において符号２４で示すように、基板１２のうち異物２３よりも第２面１４側に位置する部分は、孔２０の中心Ｃに向かって突出した突出部２４となる。このような突出部２４は、図１０Ｃに示すように、異物２３と孔２０の第２面１４との間で、基板１２の第１面１３の法線方向に沿って柱状に延びている。
【００３５】
その後、図１０Ｄに示すように、孔２０の壁面２１並びに基板１２の第１面１３及び第２面１４に絶縁層１５を形成する。ここで、図１０Ｄに示す有孔基板１０においては、上述のように、孔２０の壁面２１に突出部２４が形成されている。このため、突出部２４が形成されていない場合に比べて、壁面２１に隙間無く絶縁層１５を形成することが困難になる。例えば、図１１に示すように２つの突出部２４が並んでいる場合、２つの突出部２４の間の部分で壁面２１に絶縁層１５を形成することが困難になる。この場合、図２及び図３に示すように壁面２１に沿って導電層１６を形成する時に、絶縁層１５が形成されていない部分において導電層１６が基板１２に接触し、導電層１６と基板１２とが導通してしまうことが考えられる。
【００３６】
（本実施の形態による製造方法）
このような課題を解決するため、本実施の形態においては、基板１２に孔２０を形成する孔形成工程において、まず、基板１２の第１面１３にＡタイプ孔３１を形成し、次に、Ａタイプ孔３１の底面３３にＢタイプ孔４１を形成する方法を提案する。以下、本実施の形態による有孔基板１０の製造方法について説明する。
【００３７】
まず、図４を参照して、ドライエッチング法によって基板１２に孔２０を形成して有孔基板１０を製造するエッチング装置５０について説明する。
【００３８】
エッチング装置５０は、プラズマ５８を基板１２に照射することにより、基板１２を第１面１３側からエッチングして、基板１２に孔２０を形成する。図４に示すエッチング装置５０は、誘導結合プラズマを生成してドライエッチングを実施する。誘導結合プラズマとは、エッチングガスに高電圧を印加することによってエッチングガスをプラズマ化し、更に高周波の変動磁場によってプラズマの内部にジュール熱を発生させることによって得られる、高温のプラズマである。
【００３９】
図４に示すように、エッチング装置５０は、チャンバ５１、コイル５３、第１電源５４、電極５５、第２電源５６及びガス供給部５７を備える。
【００４０】
チャンバ５１は、コイル５３が巻きつけられるドーム部５２を有する。コイル５３は、コイル５３に印加される電圧に基づいて、ドーム部５２の内部に、高周波の変動磁場を生成する。第１電源５４は、コイル５３に高周波の電圧を印加する。電極５５は、チャンバ５１の内部において基板１２を支持する。第２電源５６は、電極５５に高周波の電圧を印加する。以下の説明において、第１電源５４がコイル５３を介してプラズマ５８に印加する電圧を、コイル電圧とも称する。また、第２電源５６が電極５５を介して基板１２に印加する電圧を、バイアス電圧とも称する。
【００４１】
第１電源５４がコイル５３に印加するコイル電圧の周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚである。また、第２電源５６が電極５５に印加するバイアス電圧の周波数は、例えば３８０ｋＨｚ又は１３．５６ＭＨｚである。第１電源５４がコイル５３に印加するコイル電圧の周波数と、第２電源５６が電極５５に印加するバイアス電圧の周波数とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００４２】
なお、第１電源５４は、電圧ではなく電力に基づいてコイル５３を制御してもよい。この場合、「第１電源５４がコイル５３にコイル電力を印加する」という表現を用いる。同様に、第２電源５６は、電圧ではなく電力に基づいて電極５５を制御してもよい。この場合、「第２電源５６が電極５５にバイアス電力を印加する」という表現を用いる。
【００４３】
ガス供給部５７は、プラズマを生成するためのエッチングガスをチャンバ５１内に供給する第１ガス供給部５７ａと、後述する保護膜３４を基板１２に形成するための原料ガスをチャンバ５１内に供給する第２ガス供給部５７ｂと、を含む。第１ガス供給部５７ａは、例えば六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスをチャンバ５１内に供給する。第２ガス供給部５７ｂは、例えばＣ４Ｆ８ガスである。
【００４４】
以下、図５Ａ乃至図５Ｄを参照して、本実施の形態による有孔基板１０の製造方法について説明する。
【００４５】
まず、基板１２を準備する。次に、図１０Ａに示す上述の比較例の場合と同様に、基板１２の第１面１３に、開口部２５ａが形成されたレジスト層２５を設ける。その後、図５Ａに示すように、レジスト層２５の開口部２５ａにおいて基板１２の第１面１３に、ドライエッチング法によって少なくとも１つのＡタイプ孔３１を形成するＡタイプ孔形成工程を実施する。
【００４６】
以下、Ａタイプ孔３１について説明する。図５Ａに示すように、Ａタイプ孔３１は、基板１２を貫通しない非貫通孔である。Ａタイプ孔３１は、壁面３２及び底面３３を有する。また、Ａタイプ孔３１の壁面３２は、レジスト層２５の開口部２５ａよりも、基板１２の第１面１３の面方向Ｄ１において外側に位置する。言い換えると、Ａタイプ孔３１の壁面３２は、レジスト層２５の端部２６よりも面方向Ｄ１において外側に位置する。なお「外側」とは、平面図において孔２０の中心Ｃから遠ざかる側である。また、後述する「内側」とは、平面図において孔２０の中心Ｃに近づく側である。
【００４７】
次に、図５Ｂに示すように、Ａタイプ孔３１の底面３３に、ドライエッチング法によってＢタイプ孔４１を形成するＢタイプ孔形成工程を実施する。Ｂタイプ孔４１は、壁面４２を有する。また、Ｂタイプ孔４１の壁面４２は、図５Ｂに示すように、Ａタイプ孔３１の壁面３２よりも面方向Ｄ１において内側に位置する。好ましくは、Ｂタイプ孔４１の壁面４２は、レジスト層２５の端部２６よりも面方向Ｄ１において外側に位置する。本実施の形態において、基板１２に形成される孔２０は、Ａタイプ孔３１と、Ａタイプ孔３１に接続されたＢタイプ孔４１との組み合わせによって構成される。
【００４８】
Ｂタイプ孔形成工程は、Ｂタイプ孔４１が基板１２の第２面１４に至るまで繰り返し実施される。これによって、図５Ｃに示すように、第１面１３から第２面１４まで至る孔２０が形成された基板１２を含む有孔基板１０を得ることができる。その後、ストッパ層１８及びレジスト層２５を除去し、孔２０の壁面２１並びに基板１２の第１面１３及び第２面１４に絶縁層１５を形成することにより、図５Ｄに示す有孔基板１０を得ることができる。
【００４９】
以下、本実施の形態による有孔基板１０の製造方法の利点について説明する。本実施の形態においては、まず、基板１２の第１面１３に、レジスト層２５の開口部２５ａよりも外側に位置する壁面３２を有するＡタイプ孔３１を形成する。次に、Ａタイプ孔３１の底面３３に、Ａタイプ孔３１の壁面３２よりも内側に位置する壁面４２を有するＢタイプ孔４１を形成する。このため、図５Ｂに示すように基板１２の第１面１３の法線方向に沿って異物２３が飛来した場合であっても、異物２３がＢタイプ孔４１の壁面４２に密着してしまうことを抑制することができる。これによって、その後のドライエッチングにおいて基板１２が加工されるときに異物２３が除去され易くなる。このことにより、基板１２のうち異物２３よりも第２面１４側に位置する部分がエッチングされずに残ってしまうという現象が生じることを抑制することができる。
【００５０】
以下、図６Ａ乃至図６Ｅを参照して、Ａタイプ孔形成工程及びＢタイプ孔形成工程について詳細に説明する。
【００５１】
〔Ａタイプ孔形成工程〕
Ａタイプ孔形成工程においては、まず、図６Ａに示すように、等方性ドライエッチングによって基板１２の第１面１３に第１のＡタイプ孔３１を形成するＡタイプエッチング工程を、Ａタイプ期間にわたって実施する。Ａタイプエッチング工程においては、チャンバ５１内の圧力をＡタイプ圧力に制御する。また、第１ガス供給部５７ａがＡタイプ流量でチャンバ５１にエッチングガスを導入する。また、第１電源５４がＡタイプコイル電圧をコイル５３に印加する。また、第２電源５６がＡタイプバイアス電圧を電極５５に印加する。Ａタイプ期間、Ａタイプ圧力、Ａタイプ流量、Ａタイプコイル電圧、及びＡタイプバイアス電圧を適切に調整することにより、図６Ａに示すように、第１面１３の面方向Ｄ１においてレジスト層２５の開口部２５ａよりも外側に位置する壁面３２を有するＡタイプ孔３１を基板１２の第１面１３に形成することができる。壁面３２は、第１面１３の面方向Ｄ１において外側に凸となるよう湾曲した形状を有する。
【００５２】
次に、図６Ｂに示すように、第１のＡタイプ孔３１の壁面３２及び底面３３に保護膜３４を形成する保護膜形成工程を、所定の期間にわたって実施する。第１保護膜形成工程においては、第２ガス供給部５７ｂが所定の圧力でチャンバ５１に原料ガスを導入する。また、第１電源５４が所定のコイル電圧をコイル５３に印加する。この際、第２電源５６は電極５５にバイアス電圧を印加しなくてもよい。
【００５３】
その後、図６Ｃに示すように、第１のＡタイプ孔３１の壁面３２の保護膜３４が残るよう、異方性ドライエッチングによって、底面３３の保護膜３４を選択的に除去する。
【００５４】
Ａタイプ孔形成工程は、図６Ｄに示すように、第１のＡタイプ孔３１の底面３３に更に第２のＡタイプ孔３１を形成する工程を含んでいてもよい。すなわち、Ａタイプ孔形成工程は、複数回のＡタイプエッチング工程を実施して、基板１２の第１面１３の法線方向に沿って複数のＡタイプ孔３１を形成してもよい。複数のＡタイプ孔３１はいずれも、第１面１３の面方向Ｄ１においてレジスト層２５の開口部２５ａよりも外側に位置する壁面３２を有する。
【００５５】
図示はしないが、第２のＡタイプ孔３１を形成した後、第１のＡタイプ孔３１の場合と同様に、まず、第２のＡタイプ孔３１の壁面３２及び底面３３に保護膜３４を形成し、次に、第２のＡタイプ孔３１の底面３３の保護膜３４を選択的に除去する。
【００５６】
〔Ｂタイプ孔形成工程〕
Ｂタイプ孔形成工程においては、まず、図６Ｅに示すように、複数のＡタイプ孔３１のうち最も第２面１４側に位置するＡタイプ孔３１の底面３３に、等方性ドライエッチングによって第１のＢタイプ孔４１を形成するＢタイプエッチング工程を、Ｂタイプ期間にわたって実施する。Ｂタイプエッチング工程においては、チャンバ５１内の圧力をＢタイプ圧力に制御する。また、第１ガス供給部５７ａがＢタイプ流量でチャンバ５１にエッチングガスを導入する。また、第１電源５４がＢタイプコイル電圧をコイル５３に印加する。また、第２電源５６がＢタイプバイアス電圧を電極５５に印加する。Ｂタイプ期間、Ｂタイプ圧力、Ｂタイプ流量、Ｂタイプコイル電圧、及びＢタイプバイアス電圧を適切に調整することにより、図６Ｅに示すように、最も第２面１４側に位置するＡタイプ孔３１の壁面３２よりも内側に位置する壁面４２を有するＢタイプ孔４１をＡタイプ孔３１の底面３３に形成することができる。
【００５７】
例えば、Ｂタイプエッチング工程においては、Ｂタイプ期間、Ｂタイプ圧力、Ｂタイプ流量、Ｂタイプコイル電圧、及びＢタイプバイアス電圧の少なくとも１つを、Ａタイプエッチング工程におけるＡタイプ期間、Ａタイプ圧力、Ａタイプ流量、Ａタイプコイル電圧、及びＡタイプバイアス電圧よりも小さくする。例えば、Ｂタイプ期間をＡタイプ期間よりも短くしてもよい。また、Ｂタイプ圧力をＡタイプ圧力よりも小さくしてもよい。また、Ｂタイプ流量をＡタイプ流量よりも小さくしてもよい。また、Ｂタイプコイル電圧をＡタイプコイル電圧よりも小さくしてもよい。また、Ｂタイプバイアス電圧をＡタイプバイアス電圧よりも小さくしてもよい。なお、電圧ではなく電力に基づいてコイル５３を制御する場合、Ｂタイプコイル電力をＡタイプコイル電力よりも小さくしてもよい。また、電圧ではなく電力に基づいて第２電源５６を制御する場合、Ｂタイプバイアス電力をＡタイプバイアス電力よりも小さくしてもよい。
【００５８】
Ｂタイプ孔形成工程は、第１のＢタイプ孔４１の底面４３に第２のＢタイプ孔４１を形成する工程を含んでいてもよい。また、Ｂタイプ孔形成工程は、第２のＢタイプ孔４１の底面４３に第３のＢタイプ孔４１を形成する工程を更に含んでいてもよい。すなわち、Ｂタイプ孔形成工程は、複数回のＢタイプエッチング工程を実施して、基板１２の第１面１３の法線方向に沿って複数のＢタイプ孔４１を形成してもよい。図７は、Ｂタイプ孔４１が基板１２の第２面１４に至るまでＢタイプエッチング工程を繰り返し実施することによって得られた有孔基板１０を示す図である。
【００５９】
図７において、符号Δｄは、第１面１３の面方向Ｄ１における、第２のＡタイプ孔３１の壁面３２から、第２のＡタイプ孔３１に接続された第１のＢタイプ孔４１の壁面４２までの距離を表す。距離Δｄは、例えば０．１μｍ以上且つ１μｍ以下である。
【００６０】
図７において、符号Ｈ１は、第２のＡタイプ孔３１の深さを表し、符号Ｈ２は、第２のＡタイプ孔３１に接続された第１のＢタイプ孔４１の深さを表す。第１のＢタイプ孔４１の深さＨ２は、第２のＡタイプ孔３１の深さＨ１よりも小さくなっていてもよい。このことは、上述のようにＢタイプエッチング工程におけるＢタイプ期間、Ｂタイプ圧力、Ｂタイプ流量、Ｂタイプコイル電圧、及びＢタイプバイアス電圧の少なくとも１つを、Ａタイプエッチング工程におけるＡタイプ期間、Ａタイプ圧力、Ａタイプ流量、Ａタイプコイル電圧、及びＡタイプバイアス電圧よりも小さくすることによって実現され得る。
【００６１】
図７において、符号Ｌ２が付された直線は、断面図において複数のＢタイプ孔４１の壁面４２に孔２０の中心Ｃ側から接する接線である。図７に示す例において、接線Ｌ２は、基板１２の第１面１３の法線方向に略平行である。なお「略平行」とは、接線Ｌ２と基板１２の第１面１３の法線方向とが成す角度が１°未満であることを意味する。
【００６２】
図８に示すように、複数のＢタイプ孔４１の壁面４２に接する接線Ｌ２と、基板１２の第１面１３の法線方向Ｌ１とが成す角度θが＋１°以上になるよう、複数のＢタイプ孔４１を形成してもよい。なお、角度θが正の値であることは、孔２０のうち複数のＢタイプ孔４１を含む部分が逆テーパ形状を有することを意味する。逆テーパ形状とは、第１面１３の面方向Ｄ１における孔２０の寸法が、第１面１３側から第２面１４側に向かうにつれて増加する形状である。角度θは、好ましくは＋５°以下である。
【００６３】
孔２０のうち複数のＢタイプ孔４１を含む部分が逆テーパ形状を有することにより、複数回のＢタイプエッチング工程を繰り返す間に、基板１２の第１面１３の法線方向に沿って飛来する異物２３がＢタイプ孔４１の壁面４２に付着することを抑制することができる。これによって、Ｂタイプエッチング工程が異物２３によって阻害されてしまうことを抑制することができる。
【００６４】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。例えば、上述の本実施の形態においては、エッチング装置５０の例として、誘導結合プラズマを生成してドライエッチングを実施する装置を示した。しかしながら、反応性イオンエッチングを実施することができる限りにおいて、エッチング装置５０のタイプが特に限られることはない。
【００６５】
また、上述した実施の形態においては、Ａタイプエッチング工程とＢタイプエッチング工程とにおいて、エッチングの期間、チャンバ５１内の圧力、エッチングガスの流量、コイル５３の電圧、又は電極５５の電圧のいずれか１つを相違させる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、その他のパラメータを相違させてもよい。例えば、プラズマ５８のイオン種やラジカル種を相違させてもよい。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００６７】
（実施例）
まず、８インチの直径及び４００μｍの厚みを有する円形のシリコン製の基板１２を準備した。次に、基板１２に、１１０μｍの直径を有し、基板１２を貫通する４９０７３個の孔２０を形成する孔形成工程を実施した。
【００６８】
孔形成工程においては、まず、上述のＡタイプエッチング工程を２回実施して、基板１２の第１面１３側から基板１２に２つのＡタイプ孔３１を形成した。各Ａタイプエッチング工程においては、はじめに、第１ガス供給部５７ａが、１．２秒間にわたって、４００ｓｃｃｍの流量で六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスをチャンバ５１内に供給した。このとき、第１電源５４が、２６００Ｗのコイル電力をコイル５３に印加し、第２電源５６が、１８０Ｗのバイアス電力を電極５５に印加した。また、チャンバ５１内の圧力を４Ｐａに制御した。次に、第１ガス供給部５７ａが、７．２秒間にわたって、４００ｓｃｃｍの流量六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスをチャンバ５１内に供給した。このとき、第１電源５４が、２６００Ｗのコイル電力をコイル５３に印加し、第２電源５６が、３０Ｗのバイアス電力を電極５５に印加した。また、チャンバ５１内の圧力を１０Ｐａに制御した。このようにして、基板１２の第１面１３の法線方向に沿って２つのＡタイプ孔３１を形成した。
【００６９】
なお、各Ａタイプエッチング工程の後には、Ａタイプ孔３１の壁面３２及び底面３３に保護膜３４を形成する保護膜形成工程を実施し、また、Ａタイプ孔３１の底面３３の保護膜３４を選択的に除去する除去工程を実施した。各保護膜形成工程においては、第２ガス供給部５７ｂが、１．２秒間にわたって、４００ｓｃｃｍの流量でＣ４Ｆ８ガスをチャンバ５１内に供給した。このとき、第１電源５４が、２６００Ｗの電力をコイル５３に印加した。また、チャンバ５１内の圧力を１０Ｐａに制御した。
【００７０】
次に、上述のＢタイプエッチング工程を実施して、第２のＡタイプ孔３１の底面３３にＢタイプ孔４１を形成した。その後、Ｂタイプ孔４１が基板１２の第２面１４に至るまで、Ｂタイプエッチング工程を繰り返し実施した。
【００７１】
各Ｂタイプエッチング工程においては、はじめに、第１ガス供給部５７ａが、１．２秒間にわたって、４００ｓｃｃｍの流量で六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスをチャンバ５１内に供給した。このとき、第１電源５４が、２６００Ｗのコイル電力をコイル５３に印加し、第２電源５６が、１６０Ｗのバイアス電力を電極５５に印加した。また、チャンバ５１内の圧力を４Ｐａに制御した。次に、第１ガス供給部５７ａが、５．４秒間にわたって、４００ｓｃｃｍの流量で六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスをチャンバ５１内に供給した。このとき、第１電源５４が、２６００Ｗのコイル電力をコイル５３に印加し、第２電源５６が、３０Ｗのバイアス電力を電極５５に印加した。また、チャンバ５１内の圧力を８Ｐａに制御した。このように、Ｂタイプエッチング工程において、はじめの１．２秒間のエッチングについては、第２電源５６が電極５５に印加するバイアス電力の大きさを、Ａタイプエッチング工程の場合に比べて小さくした。また、次のエッチングについては、Ａタイプエッチング工程の場合に７．２秒であった期間を、Ｂタイプエッチング工程では５．４秒に短縮した。さらに、Ｂタイプエッチング工程におけるチャンバ５１内の圧力を、Ａタイプエッチング工程の場合に比べて小さくした。
【００７２】
なお、各Ｂタイプエッチング工程の後には、Ｂタイプ孔４１の壁面４２及び底面４３に保護膜を形成する保護膜形成工程を実施し、また、Ｂタイプ孔４１の底面４３の保護膜を選択的に除去する除去工程を実施した。各保護膜形成工程においては、第２ガス供給部５７ｂが、１．６秒間にわたって、４００ｓｃｃｍの流量でＣ４Ｆ８ガスをチャンバ５１内に供給した。このとき、第１電源５４が、２６００Ｗのコイル電力をコイル５３に印加した。また、チャンバ５１内の圧力を１０Ｐａに制御した。
【００７３】
図９に、本実施例によって得られたＡタイプ孔３１及びＢタイプ孔４１を含む孔２０が形成された基板１２を示す。図９に示すように、孔２０には、異物２３に起因する突出部２４が存在していなかった。
【００７４】
（比較例）
上述の実施例におけるＢタイプエッチング工程を繰り返し実施することによって、複数のＢタイプ孔４１を含む孔２０を基板１２に形成した。結果、基板１２に形成された４９０７３個の孔２０のうち３６個の孔２０において、異物２３に起因する突出部２４が存在していた。
【符号の説明】
【００７５】
１０  有孔基板
１２  基板
１３  第１面
１４  第２面
１５  絶縁層
１６  導電層
１８  ストッパ層
２０  孔
２１  壁面
２２  底面
２３  異物
２４  突出部
２５  レジスト層
２５ａ  開口部
２６  端部
３１  Ａタイプ孔
３２  壁面
３３  底面
３４  保護膜
４１  Ｂタイプ孔
４２  壁面
４３  底面
５０  エッチング装置
５１  チャンバ
５２  ドーム部
５３  コイル
５４  第１電源
５５  電極
５６  第２電源
５７  ガス供給部
５７ａ  第１ガス供給部
５７ｂ  第２ガス供給部
５８  プラズマ
【図１】
2017174854.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2017174854.tif 000009
【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
2017174854.tif 000017
【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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