(57)【要約】【課題】被処理基板と支持基板との効果的な接合方法を提供する。【解決手段】被処理基板（１１）の第１面に、強磁性体膜（１５）を形成する工程と、第１面に磁性材料（２３）を有する支持基板（２１）の前記第１面と前記強磁性体膜（１５）とを接合する工程と、前記被処理基板（１１）に前記支持基板（２１）を接合した状態で、前記被処理基板（１１）の第２面に処理を施す工程と、を有する構造体の製造方法とする。被処理基板の第１面に、磁性材料を形成し、第１面に強磁性体膜を有する支持基板と接合してもよい。かかる方法によれば、被処理基板と支持基板を磁力により接合することができ、接着剤を用いることによる問題を解消することができる。【選択図】図２
2009000759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板の第１面に、強磁性体膜を形成する工程と、
表面に磁性材料を有する支持基板の前記表面と前記被処理基板の前記第１面を前記強磁
性膜を介し接合する工程と、
前記被処理基板に前記支持基板を接合した状態で、前記被処理基板の第２面に処理を施
す工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
被処理基板の第１面に、磁性材料を形成する工程と、
表面に強磁性体膜を有する支持基板の前記表面と前記被処理基板の前記第１面を前記磁
性材料を介し接合する工程と、
前記被処理基板に前記支持基板を接合した状態で、前記被処理基板の第２面に処理を施
す工程と、
を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項３】
前記処理の後、前記被処理基板と支持基板とを分離する工程を有することを特徴とする
請求項１又は２記載の構造体の製造方法。
【請求項４】
前記処理は、前記支持基板を介して前記被処理基板を冷却しながら行なわれることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
前記処理は、前記被処理基板の発熱を伴う処理であることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか一項記載の構造体の製造方法。
【請求項６】
前記被処理基板の第１面は、凹凸を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
一項記載の構造体の製造方法。
【請求項７】
被処理基板を支持するための支持基板であって、
前記被処理基板との接合面に強磁性体膜または磁性材料を有することを特徴とする支持
基板。
【請求項８】
構造体を有する電子機器の製造方法であって、
請求項１乃至６のいずれか一項記載の構造体の製造方法を有する電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体の製造方法および支持基板に関し、特に、薄型基板を支持基板により
支持しつつ処理を行なう方法および支持基板の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems、微小構造の電子機器システム）におい
ては、基板の両面を加工することにより、３次元的な構造体を形成する。
【０００３】
このような場合、一方の面を加工する際に、他方の面（能動面）に形成されているパタ
ーンを保護する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ウエハの割れや欠けを防止するために半導体ウエハにサポー
トプレートを貼り付ける技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１９１５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記ＭＥＭＳデバイスにおいては、被処理基板の第１面の加工の際、第
２面に形成された素子や配線などによる凹凸が生じており、サポート基板の接合がし難い
。
【０００６】
特に、被処理基板とサポート基板とを接着剤で貼り合わせる場合には、上記凹凸による
接着剤の未充填（気泡）が生じやすい。このように、接着剤中に気泡が生じると、基板が
発熱する処理において、気泡が熱膨張し、応力が加わる。その結果、当該応力により素子
、配線もしくは基板自身に亀裂等が生じ得る。また、気泡により被処理基板の熱伝達性が
異なり、基板に温度ムラ（温度勾配）が生じる。その結果、処理速度（例えば、エッチン
グ速度）が不均一となり、所望の処理形状が得られないといった問題が生じる。さらに、
ドライエッチング等、基板の冷却が必要な処理においては、上記気泡の熱膨張や基板の温
度勾配などの問題が顕著となる。
【０００７】
加えて、被処理基板とサポート基板の分離後、凹凸面の接着剤が除去し難いという問題
もある。
【０００８】
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、被処理基板と支持基板との効果的な接合方法お
よびそれに用いられる支持基板を提供することを目的とする。また、上記接合方法を用い
ることにより、その特性を向上できる構造体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】
【０００９】
（１）本発明に係る構造体の製造方法は、被処理基板の第１面に、強磁性体膜を形成す
る工程と、表面に磁性材料を有する支持基板の前記表面と前記被処理基板の前記第１面を
前記強磁性膜を介し接合する工程と、前記被処理基板に前記支持基板を接合した状態で、
前記被処理基板の第２面に処理を施す工程と、を有する。
【００１０】
かかる方法によれば、被処理基板と支持基板を磁力により接合することができ、接着剤
を用いることによる問題を解消することができる。
【００１１】
（２）本発明に係る構造体の製造方法は、被処理基板の第１面に、磁性材料を形成する
工程と、表面に強磁性体膜を有する支持基板の前記表面と前記被処理基板の前記第１面を
前記磁性材料を介し接合する工程と、前記被処理基板に前記支持基板を接合した状態で、
前記被処理基板の第２面に処理を施す工程と、を有する。
【００１２】
かかる方法によれば、被処理基板と支持基板を磁力により接合することができ、接着剤
を用いることによる問題を解消することができる。
【００１３】
例えば、前記処理の後、前記被処理基板と支持基板とを分離する工程を有する。被処理
基板と支持基板を磁力により接合すれば、容易に分離可能であり、残存接着剤の問題を回
避できる。
【００１４】
例えば、前記処理は、前記支持基板を介して前記被処理基板を冷却しながら行なわれる
。かかる方法によれば、冷却効率の向上を図ることができる。
【００１５】
例えば、前記処理は、前記被処理基板の発熱を伴う処理である。このように、発熱を伴
う処理においても、基板の温度勾配を低減でき、処理特性の向上を図ることができる。
【００１６】
例えば、前記被処理基板の第１面は、凹凸を有する。このように、被処理基板に凹凸を
有する場合でも、精度良く被処理基板の処理を行うことができる。
【００１７】
（３）本発明に係る支持基板は、被処理基板を支持するための支持基板であって、前記
被処理基板との接合面に強磁性体膜もしくは磁性材料を有する。かかる構造によれば、被
処理基板を磁力で接合することができる。
【００１８】
（４）本発明に係る電子機器の製造方法は、構造体を有する電子機器の製造方法であっ
て、上記構造体の製造方法を有する。電子機器とは、本発明にかかる構造体を備えた一定
の機能を奏する機器一般をいい、その構成に特に限定はないが、例えば、上記構造体を備
えた液滴吐出装置、半導体装置、液体表示体、電気光学装置、ＭＥＭＳなど、また、これ
らを部品として有するプリンタ、コンピュータ装置、携帯電話などの各種装置が含まれる
。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を
有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
【００２０】
図１は、被処理基板の一例を示す上面図（図１（Ａ））および断面図（図１（Ｂ））で
ある。断面図は、上面図のＡ−Ａ断面に対応する。また、図２および図３は、本実施の形
態の構造体の製造工程を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、被処理基板１１の表面（第１面）には、例えば、素子１３が形成さ
れ、凹凸を有する。例えば、その高低差は４００μｍ程度である。被処理基板１は、例え
ば、シリコンウエハなどの半導体基板であり、素子１３は、特に限定はないが、その例示
として、トランジスタ等の半導体素子や圧電素子などが挙げられる。なお、素子単体では
なく、複数の素子が配線などで接続されたＩＣなどでもよい。
【００２２】
上記素子が形成された被処理基板１１の裏面（第２面、即ち、第１面と逆側の面）に凹
部１９を形成する工程について以下に説明する。
【００２３】
図２（Ａ）に示す被処理基板１１の表面に、強磁性体膜１５を形成する（図２（Ｂ））
。強磁性体膜としては、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）もしくは、こ
れらの金属のいずれかを含有する合金や、これらの金属のいずれかの化合物を用いること
ができる。即ち、後述する磁性材料と磁力により接合する材料であればよい。この強磁性
体膜１５は、例えば、スパッタリング法などを用いて形成することができる。また、この
強磁性体膜１５の膜厚は、例えば、数十〜数百μｍ程度である。ここでは、強磁性体膜１
５として、Ｆｅ膜をスパッタリング法で形成する。
【００２４】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、その表面に磁性材料膜２３を有する支持基板（支持
部材、サポート板）２１を準備する。支持基板２１は、例えば、ガラス基板などよりなり
、被処理基板１１と同程度の大きさ（例えば、同程度の直径）であることが好ましい。磁
性材料膜２３としては、いわゆる永久磁石となる、アルニコ、フェライト、サマリウムコ
バルト、ネオジム鉄ボロン、サマリウム鉄窒素などを用いることができる。例えば、これ
らの材料を含有する溶液を支持基板２１の表面（第１面、被処理基板１と接合する面）に
塗布し、固化させることにより磁性材料膜２３を形成する。また、スパッタリング法を用
いて形成してもよい。但し、塗布法を用いる場合は、磁性材料膜２３を厚く（例えば、０
．１ｍｍ程度）形成することが可能であり、磁力を調整することができる。なお、永久磁
石自身を支持基板２１に接着してもよい。また、支持基板２１を永久磁石としてもよい。
【００２５】
次いで、図２（Ｄ）に示すように、被処理基板１１の強磁性体膜１５と支持基板２１の
磁性材料膜２３を対向させ、これらを接合する。即ち、磁力により貼り付ける（図２（Ｅ
））。この際、磁力による接合力は、後述する処理において、剥がれない程度であればよ
い。
【００２６】
次いで、図３（Ａ）に示すように、被処理基板１１の裏面（第２面、素子１３形成側と
逆の面）を上面とし、その上部に、フォトレジスト膜１７を塗布する。次いで、露光・現
像することにより所望の領域を開口する。
【００２７】
次いで、フォトレジスト膜１７をマスクに被処理基板１１をドライエッチングする。こ
の際、支持基板２１側に、Ｈｅ（ヘリウム）などの冷却ガスを流しながらエッチングを行
う（図３（Ａ））。このエッチングにより被処理基板１の表面に凹部が形成される（図３
（Ｂ））。
【００２８】
例えば、ドライエッチングを行う場合には、プラズマ自身もしくはプラズマ等で加速さ
れた粒子（イオン等）が基板に衝突することにより発熱しやすいため、支持基板２１側を
冷却しつつ処理を行うことが好ましい。この際、冷却ガスを滞留させるため、支持基板２
３の裏面（第２面）の外周にリング状の突起を設けてもよい。
【００２９】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、被処理基板１１から支持基板２１を物理的に剥離し
、強磁性体膜１５をエッチングなどにより除去することにより図３（Ｄ）に示す構造体を
得る。
【００３０】
このように、本実施の形態においては、被処理基板１１に支持基板２１を接合したので
、支持基板２１により被処理基板１１の剛性を補強でき、また、ハンドリングを容易とす
ることができる。また、支持基板２１により素子１３形成面の損傷を防止できる。
【００３１】
また、被処理基板１１に強磁性体膜１５を設け、支持基板２１の磁性材料膜２３と接合
したので、被処理基板１１に素子などによる凹凸が生じていても、容易に接合でき、また
、後述するように処理特性（加工精度）を向上させることができる。
【００３２】
例えば、図４に示すように、被処理基板１１と支持基板２１を接着剤１１５で接合する
場合には、以下の問題が生じる。図４は、本実施の形態の効果を説明するための比較例の
断面図である。なお、図２および図３と同一箇所には、同一の符号を付し、その繰り返し
の説明を省略する。
【００３３】
即ち、被処理基板１１に素子１３などによる凹凸が生じている場合（図４（Ａ））、接
着剤１１５の未充填部１１５ｂや気泡１１５ａが生じ易い（図４（Ｂ））。このように、
接着剤中に気泡等が生じた状態で、ドライエッチングなど基板が発熱する処理を行う（図
４（Ｄ））と、気泡等が熱膨張する。この際、応力が生じ、素子１３もしくは基板自身に
亀裂が生じる。また、気泡等により被処理基板１１の熱伝達性が異なり、基板に温度勾配
が生じ、処理速度（例えば、エッチング速度）が不均一となる。
【００３４】
これに対し、本実施の形態においては、上記気泡等の発生を回避できるため、被処理基
板１１や素子１３に対する応力が緩和される。また、基板の温度勾配を低減でき、処理特
性（加工精度）を向上することができる。また、強磁性体膜１５は熱伝導率が高いため、
冷却効率のさらなる向上を図ることができる。
【００３５】
さらに、接着剤１１５を用いた場合には、接着剤自身が基板やチャンバー内の汚染源と
なり得る。また、ドライエッチング等、減圧（真空）プロセスでは、接着剤１１５から溶
剤が脱ガスし、チャンバー汚染などの要因となる。また、接着剤１１５を用いた場合には
、被処理基板と支持基板の分離後、凹凸面の接着剤１１５が除去し難い。例えば、支持基
板２１の貫通孔２１ａから剥離液を注入し、接着剤１１５を溶解することにより被処理基
板１１と支持基板２１を分離する。しかしながら、被処理基板１１が凹凸を有していると
、被処理基板１１の細部にまで剥離液が到達せず、接着剤１１５が残存する。
【００３６】
これに対し、本実施の形態においては、被処理基板１１と支持基板２１を引き剥がすだ
けで、容易に分離することができる。また、接着剤による汚染がなく、接着剤が残存する
こともない。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、処理特性（加工精度）を向上させることができる
。
【００３８】
なお、上記実施の形態においては、被処理基板側に強磁性体膜を、支持基板側に磁性材
料膜を形成したが、被処理基板側に磁性材料膜を、支持基板側に強磁性体膜を形成しても
よい。また、被処理基板側、支持基板側の双方に磁性材料膜を形成してもよい。但し、磁
力による素子への影響が懸念される場合には、被処理基板側に強磁性体膜を形成する方が
好ましい。
【００３９】
また、上記実施の形態においては、磁性材料膜を用いたが、例えば、磁性材料として電
磁石を用いてもよい。即ち、コイルを巻いた金属棒を支持基板上に設け、コイルに電流を
流すことにより磁力を発生させ、強磁性体膜との接合を図ってもよい。電磁石を用いた場
合、処理期間のみ磁力を発生させることができるため、磁力による素子への影響を低減で
き、また、被処理基板と支持基板との分離も容易となる。
【００４０】
また、上記実施の形態においては、ドライエッチングを例に説明したが、被処理基板の
処理は、かかる処理に限られない。例えば、被処理基板上に、スパッタリングやＣＶＤ（
Chemical vapor deposition、化学気相成長法）などによる成膜処理を行ってもよい。か
かる場合も、基板の温度勾配の低減により膜質の向上を図ることができる。また、冷却が
必要な成膜処理に適用すれば、冷却効率の向上を図ることができる。
【００４１】
また、上記実施の形態においては、被処理基板１１の表面の凹凸例として、素子１３を
例に説明したが、素子に限らず、配線や孔（凹部）などによる凹凸を有していてもよい。
また、凹凸は、同じ高さのものである必要はなく、高さの異なる種々の素子等が形成され
ていてもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態においては、被処理基板１１の表面の凹凸上に、強磁性体膜を形
成したが、被処理基板１１の外周に、上記凹凸より高いリング状の強磁性体膜を形成し、
当該強磁性体膜と支持基板の磁性材料を接合してもよい。リング状でなく、被処理基板１
１の外周に部分的に強磁性体膜を形成してもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態においては、被処理基板１１自身をエッチングした構造体（微小
構造体）を例に説明したが、例えば、この構造体は、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに用
いられる。
【００４４】
図５は、液滴吐出ヘッドの構成を示す要部断面図であり、図６は、液滴吐出ヘッドの構
成を示す分解斜視図である。
【００４５】
図５および図６に示すように、本実施の形態の液滴吐出ヘッドは、圧力室（キャビティ
、凹部）ＣＡと、その上部に配置された圧力素子ＰＥと、を有する。
【００４６】
シリコン基板３には、開口部が設けられ、この開口部が圧力室ＣＡとなる。また、この
開口部は、開口領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有し、１０ｂおよび１０ｃが材料溶液の流
路となる（図５参照）。圧力室ＣＡの底面にはノズルプレート１が配置され、上面には、
振動板５が配置される。また、ノズルプレート１には、複数の圧力室ＣＡに対しノズル孔
１ａが１つずつ形成されている。４は、接着層である。
【００４７】
圧電素子ＰＥは、圧力室ＣＡの上部、即ち、振動板５の上部に配置され、下から下部電
極７ａ、圧電体膜（圧電体層）７ｂおよび上部電極７ｃが順次積層された構成を有する。
圧電体膜７ｂは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒ1-xＴｉx））より
なる。また、圧電素子ＰＥ（上部電極７ｃ）の上部には、外部引き出し電極８が配置され
ている。
【００４８】
また、圧電素子ＰＥの上部には、保護基板（封止樹脂）９が配置されている。この保護
基板９には、凹部９ａおよび開口領域９ｂ、９ｃが設けられ、凹部９ａ内に圧電素子ＰＥ
が配置される。なお、保護基板９上にはコンプライアンス基板等が設けられる（図６参照
）。
【００４９】
上記液滴吐出ヘッドにおいて、材料溶液は、流路（リザーバ）１１ｃから流路１１ｂを
介して圧力室ＣＡに充填され、圧電素子ＰＥの駆動によって圧力室ＣＡが加圧され、ノズ
ル孔１ａから材料溶液が吐出される（図５参照）。この際、振動板５は、圧電素子ＰＥの
駆動を圧力室ＣＡに伝える役割を有する。
【００５０】
上記液滴吐出ヘッドの一部であるシリコン基板３、振動板５、圧電素子ＰＥ、および外
部引き出し電極８の積層部位（構造体）を上記支持基板２１を用いて形成することができ
る。
【００５１】
例えば、シリコン基板３上に振動板５を形成する。次いで、振動板５上に、下部電極７
ａ、圧電体膜（圧電体層）７ｂおよび上部電極７ｃとなる材料を順次積層し、これらの積
層膜をパターニングする。次いで、上部電極７ｃ上に、外部引き出し電極８となる強磁性
体膜を全面に堆積し、パターニングする。
【００５２】
次いで、外部引き出し電極８上に強磁性体膜を全面に形成し、支持基板の磁性材料膜２
３と接合する。次いで、支持基板を下側とし、シリコン基板３を裏面側からドライエッチ
ングし、圧力室（開口領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）ＣＡを形成する。なお、外部引き出
し電極８上に、絶縁膜（保護膜）を形成した後、強磁性体膜を全面に形成してもよい。
【００５３】
次いで、被処理基板１１から支持基板２１を引き剥がしし、強磁性体膜１５をエッチン
グなどにより除去することにより上記積層部位（構造体）を得る。
【００５４】
ここで、外部引き出し電極８を強磁性体膜（例えば、Ｃｏ膜、Ｎｉ膜）とし、全面に堆
積した後、当該強磁性体膜と支持基板の磁性材料膜２３とを接合してもよい。このように
、構造体を構成する導電性膜を強磁性体膜とし、当該膜を利用し支持基板との接合を図っ
てもよい。この場合、製造工程の簡略化を図ることができる。また、接合強度が得られれ
ば、上記強磁性体膜をパターニングし、外部引き出し電極８を形成した後、当該電極と支
持基板の磁性材料膜２３と接合してもよい。
【００５５】
なお、本発明は、上記被処理基板の加工の他、被処理基板の薄型化（研磨）などにも適
用可能である。また、上記液滴吐出装置の他、半導体装置、液体表示体、電気光学装置、
ＭＥＭＳなどに用いられる構造体に広く適用可能である。また、これらの構造体が組み込
まれた電子機器に広く適用できる。
【００５６】
このように、上記実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜
に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実
施の形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良
を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】被処理基板の一例を示す上面図および断面図である
【図２】本実施の形態の構造体の製造工程を示す断面図である。
【図３】本実施の形態の構造体の製造工程を示す断面図である。
【図４】本実施の形態の効果を説明するための比較例の断面図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの構成を示す要部断面図である。
【図６】液滴吐出ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…ノズルプレート、１ａ…ノズル孔、３…シリコン基板、４…接着層、５…振動板、
７ａ…下部電極、７ｂ…圧電体膜、７ｃ…上部電極、８…外部引き出し電極、９…保護基
板、９ａ…凹部、９ｂ、９ｃ…開口領域、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…開口領域、１１…被
処理基板、１３…素子、１５…強磁性体膜、１７…フォトレジスト膜、１９…凹部、２１
…支持基板、２１ａ…貫通孔、２３…磁性材料膜、１１５…接着剤、１１５ａ…気泡、１
１５ｂ…未充填部、ＣＡ…圧力室、ＰＥ…圧電素子
【図１】
2009000759.tif 000003
【図２】
2009000759.tif 000004
【図３】
2009000759.tif 000005
【図５】
2009000759.tif 000006
【図６】
2009000759.tif 000007
【図４】
2009000759.tif 000008