JP2007283438A - Blasting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エアー噴流により砥粒を基板又は基板に積層された積層膜に衝突させて選択的に加工するブラスト加工方法の技術に関する。 The present invention relates to a technique of a blasting method for selectively processing abrasive particles by colliding with a substrate or a laminated film laminated on the substrate by an air jet.
従来から、エアー噴流により微小な砥粒(図6を参照。)を光導波路基板、半導体基板若しくはプリント基板等の基板又は基板に積層された光導波路層、半導体層若しくは電気回路層等の積層膜(以後、「被加工層」を記す。)に衝突させるブラスト加工方法の技術がある(例えば、特許文献1を参照。)。通常、ブラスト加工方法では、被加工層の加工面に積層されたレジスト層を所望のパターンに形成するフォトリソグラフィを行ない、パターン形成後、エアー噴流により砥粒を被加工層の加工面に衝突させ、レジスト層で覆われていない箇所を選択的に加工する。
ブラスト加工方法において、被加工層を深く加工すること、被加工層を精度良く加工すること、さらに、加工時間を短縮することが課題となっている。しかし、特許文献1をはじめとする従来のブラスト加工方法では、上記全ての課題を解決することは困難である。 In the blast processing method, it is a problem to deeply process the layer to be processed, to accurately process the layer to be processed, and to shorten the processing time. However, it is difficult for conventional blasting methods including Patent Document 1 to solve all the above problems.
図7は、従来のブラスト加工方法を実施する前後の概略図であり、(a)はブラスト加工前の状態を示し、(b)は、ブラスト加工後の状態を示す。図7に、被加工層としての基板10、加工面10a、一部露出した加工面10aの側(以後、「加工箇所」と記す。)10b、加工箇所10bの側面(以後、「加工箇所側面」と記す。)10c、研削を予定している箇所を示す研削予定箇所11、レジスト層30及びレジスト層側面30bを図示した。以後の説明において、加工面10aと平行な方向を横方向とし、加工面10aに垂直な方向を深さ方向とする。図7(b)に、図7(a)のレジスト層30の一部を加工前レジスト層50として破線で図示した。また、図7(b)にブラスト加工後のレジスト層30の横方向の減少量をシフト量(以後、「シフト量」と記す。)Aとし、被加工層が深さ方向に研削された量を加工深さ(以後、「加工深さ」と記す。)Bとし、ブラスト加工後のレジスト層30の膜厚の減少量を膜厚減少量(以後、「膜厚減少量」と記す。)Cとして図示した。
FIGS. 7A and 7B are schematic views before and after performing the conventional blasting method. FIG. 7A shows a state before blasting, and FIG. 7B shows a state after blasting. FIG. 7 shows a
従来のブラスト加工方法では、レジスト層30の加工レートに対する基板10の加工レートの比(以後、「選択比」と記す。)を高くすることができず、また、ブラスト加工後にレジスト膜30の膜厚が減少してしまうので(膜厚減少量Cを参照。)、レジスト層30の膜厚を厚くしなければならない。従来のブラスト加工方法では、選択比の高さの上限が10に制限され、例えば、1mmの膜厚の被加工層に貫通孔を設ける場合に110μmを越える厚いレジスト層30を積層させる必要がある。レジスト層30を厚くすると精度の高いパターンを形成することができず、被加工層を精度良く加工することが困難となる。また、研削予定箇所11を形成するようにブラスト加工を行なっても加工深さBを深くするほどシフト量Aが多くなり、被加工層を深く加工すること及び被加工層を精度良く加工することの両立が困難となる。さらに、加工時間を短縮するには加工レートを高くすれば良いが、加工レートを高くするほどシフト量Aが多くなり、被加工層を深く加工すること、被加工層を精度良く加工すること及び加工時間を短縮することの両立が困難となる。以上から、従来のブラスト加工方法では、被加工層を深く加工すること、被加工層を精度良く加工すること及び加工時間を短縮することが困難となる。
In the conventional blasting method, the ratio of the processing rate of the
本発明は、上記課題を解決する為になされたもので、選択比が高く、被加工層の加工レートが高く、さらに、シフト量が少ないブラスト加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a blasting method having a high selection ratio, a high processing rate of a layer to be processed, and a small shift amount.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討し、鋭利な突起状の砥粒(以後、「突起状砥粒」と記す。)をエアー噴流により被加工層に衝突させると、レジスト層が深さ方向に削られ、選択比の高さが制限されると推測した。また、本発明者らは、突起状砥粒が加工箇所に衝突した際に破壊され、突起状砥粒の衝突エネルギーが発散して低くなり、被加工層の加工レートが低くなると推測した。また、砥粒が同じ大きさであれば、重量を重くするほど衝突エネルギーが高くなり、加工レートが高くなると推測した。さらに、本発明者らは、レジスト層が深さ方向に削られるのと同様に、レジスト層側面が削られて横方向に後退し、突起状砥粒とレジスト層との関係により加工箇所側面の減少量が増減することによってシフト量が変化すると推測した。以上の推測から、本発明者らは、砥粒を球状又は楕円体状とすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 The inventors of the present invention diligently studied the above-mentioned problems, and when the sharp projection-like abrasive grains (hereinafter referred to as “projection-like abrasive grains”) are collided with the work layer by an air jet, the resist layer has a depth. It was speculated that the height of the selection ratio was limited by cutting in the direction. In addition, the present inventors presumed that when the protruding abrasive grains collide with the processing location, they are destroyed, the collision energy of the protruding abrasive grains diverges and decreases, and the processing rate of the layer to be processed decreases. Further, it was estimated that if the abrasive grains are the same size, the collision energy increases and the processing rate increases as the weight increases. Further, the present inventors, like the resist layer is shaved in the depth direction, the resist layer side face is shaved and receded in the lateral direction, and the side surface of the processing location is affected by the relationship between the protruding abrasive grains and the resist layer. It was estimated that the shift amount changed as the decrease amount increased or decreased. From the above estimation, the present inventors have found that the above problems can be solved by making the abrasive grains spherical or ellipsoidal, and have completed the present invention.
具体的に、本発明は、基板又は前記基板に積層された積層膜を被加工層とし、前記被加工層の加工面が一部露出するようにレジスト層を前記加工面に積層させ、エアー噴流により砥粒を前記一部露出した加工面の側に衝突させて前記被加工層を選択的に加工するブラスト加工方法において、前記砥粒は、球状又は楕円体状であることを特徴とするブラスト加工方法である。 Specifically, in the present invention, a substrate or a laminated film laminated on the substrate is used as a processing layer, and a resist layer is stacked on the processing surface so that a processing surface of the processing layer is partially exposed. In the blasting method of selectively processing the layer to be processed by causing the abrasive grains to collide with the partially exposed processing surface side, the abrasive grains are spherical or ellipsoidal It is a processing method.
球状又は楕円体状の前記砥粒を加工箇所に衝突させると、選択比を高くすることができ、前記被加工層の加工レートが高くなり、さらに、シフト量を少なくすることができる。このとき、選択比を高くしてシフト量を少なくできるので、前記レジスト層の膜厚を薄くでき、前記被加工層を深く、かつ、精度良く加工することができる。従って、選択比が高く、被加工層の加工レートが高く、さらに、シフト量が少ないブラスト加工方法を提供することができる。 When the spherical or ellipsoidal abrasive grains are made to collide with a processing location, the selection ratio can be increased, the processing rate of the layer to be processed is increased, and the shift amount can be decreased. At this time, since the selection ratio can be increased and the shift amount can be reduced, the film thickness of the resist layer can be reduced, and the layer to be processed can be processed deeply and accurately. Therefore, it is possible to provide a blasting method having a high selection ratio, a high processing rate of the layer to be processed, and a small shift amount.
本発明では、前記砥粒は、前記被加工層以上の硬度を有することが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said abrasive grain has the hardness more than the said to-be-processed layer.
前記砥粒が前記被加工層以上の硬度を有することで、前記被加工層を前記砥粒で研削しやすいことから、前記被加工層の加工レートをより高くすることができる。従って、被加工層の加工レートがより高いブラスト加工方法を提供することができる。 Since the abrasive grains have a hardness equal to or higher than that of the work layer, the work layer can be easily ground with the abrasive grains, so that the work rate of the work layer can be further increased. Therefore, it is possible to provide a blasting method with a higher processing rate of the layer to be processed.
本発明では、前記砥粒は、Al2O3、WC又はZrO2の少なくとも1種類を含むことが好ましい。 In the present invention, the abrasive grains preferably includes at least one Al 2 O 3, WC or ZrO 2.
上記の材料は高い硬度を有し、前記被加工層を前記砥粒で研削しやすいことから、前記被加工層の加工レートをより高くすることができる。従って、被加工層の加工レートがより高いブラスト加工方法を提供することができる。 Since the above material has high hardness and the work layer is easily ground with the abrasive grains, the work rate of the work layer can be further increased. Therefore, it is possible to provide a blasting method with a higher processing rate of the layer to be processed.
本発明では、前記被加工層は、光導波路基板、半導体基板若しくはプリント基板又は基板に積層された光導波路層、半導体層若しくは電気回路層であることが好ましい。 In the present invention, the layer to be processed is preferably an optical waveguide substrate, a semiconductor substrate or a printed substrate, or an optical waveguide layer, a semiconductor layer, or an electric circuit layer laminated on the substrate.
前記光導波路基板、前記半導体基板若しくは前記プリント基板又は基板に積層された前記光導波路層、前記半導体層若しくは前記電気回路層は、特に微細な加工精度が要求される為、選択比の高い本発明に係るブラスト加工方法の適用が有効となる。また、前記光導波路基板、前記半導体基板若しくは前記プリント基板又は基板に積層された前記光導波路層、前記半導体層若しくは前記電気回路層からなる前記被加工層を、Al2O3、WC又はZrO2の少なくとも1種類を含む砥粒で研削すると、前記被加工層の硬度が前記砥粒の硬度より低く、前記被加工層を前記砥粒で研削しやすいことから、前記被加工層の加工レートをより高くすることができる。 The optical waveguide substrate, the semiconductor substrate or the printed circuit board, or the optical waveguide layer, the semiconductor layer, or the electric circuit layer laminated on the substrate are required to have particularly fine processing accuracy. Application of the blasting method according to is effective. Further, the optical waveguide substrate, the semiconductor substrate or the printed circuit board, or the optical waveguide layer laminated on the substrate, the semiconductor layer or the electric circuit layer, the layer to be processed is made of Al 2 O 3 , WC or ZrO 2. Since the hardness of the work layer is lower than the hardness of the abrasive grains and the work layer is easily ground with the abrasive grains, the work rate of the work layer is reduced. Can be higher.
本発明では、前記レジスト層は、膜厚が1μm以上、400μm以下であることが好ましい。 In the present invention, the resist layer preferably has a thickness of 1 μm or more and 400 μm or less.
前記レジスト層をより薄くすることで、前記レジスト層の解像度を高めることができ、精度の高い加工が可能になる。また、前記レジスト層を積層させるのに必要なレジスト材の消費を抑えることができる。従って、経済的なブラスト加工方法を提供することができる。 By making the resist layer thinner, the resolution of the resist layer can be increased, and processing with high accuracy becomes possible. Moreover, consumption of the resist material necessary for laminating the resist layer can be suppressed. Therefore, an economical blasting method can be provided.
本発明では、前記レジスト層の加工レートに対する前記被加工層の加工レートの比が10以上、400以下であることが好ましい。 In the present invention, the ratio of the processing rate of the layer to be processed to the processing rate of the resist layer is preferably 10 or more and 400 or less.
選択比をより高くすることで、前記被加工層に対して前記レジスト層の上面及び側面の減少が抑えられ、前記加工面に平行な方向ではシフト量が少なくなり、前記加工面に垂直な方向では深く加工できるようになる。従って、被加工層の加工精度が高く、加工深さがより深いブラスト加工方法を提供することができる。 By making the selection ratio higher, the reduction of the upper surface and the side surface of the resist layer with respect to the processing layer is suppressed, the shift amount is reduced in the direction parallel to the processing surface, and the direction perpendicular to the processing surface Then you can deeply process. Accordingly, it is possible to provide a blasting method in which the processing accuracy of the processing layer is high and the processing depth is deeper.
本発明は、選択比が高く、被加工層の加工レートが高く、さらに、シフト量が少ないブラスト加工方法を提供することができる。 The present invention can provide a blasting method having a high selection ratio, a high processing rate of a layer to be processed, and a small shift amount.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものでない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below.
(第1実施形態)
第1実施形態は、基板又は前記基板に積層された積層膜を被加工層とし、前記被加工層の加工面が一部露出するようにレジスト層を前記加工面に積層させ、エアー噴流により砥粒を前記一部露出した加工面の側に衝突させて前記被加工層を選択的に加工するブラスト加工方法において、前記砥粒は、球状又は楕円体状であることを特徴とするブラスト加工方法である。
(First embodiment)
In the first embodiment, a substrate or a laminated film laminated on the substrate is used as a processing layer, a resist layer is stacked on the processing surface so that a processing surface of the processing layer is partially exposed, and grinding is performed by an air jet. In the blasting method of selectively processing the layer to be processed by colliding grains with the partially exposed processing surface side, the abrasive grains are spherical or ellipsoidal. It is.
図1を用いて第1実施形態に係るブラスト加工方法について説明する。図1は、第1実施形態に係るブラスト加工方法を説明する概略工程図である。図1には、被加工層としての基板10、加工面10a、加工箇所10b、レジスト層30、パターン30a、光31、フォトマスク32、フォトマスクパターン32a及びエアー噴流40を図示した。
A blasting method according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic process diagram illustrating a blasting method according to the first embodiment. FIG. 1 illustrates a
図1(a)は、基板10をブラスト加工する為の準備工程である。準備工程では、基板10に付着したゴミ、酸化膜、油脂等の汚れを除去する洗浄を行なっても良い。上記の洗浄は、後述する図1(b)のレジスト層積層工程の後、図1(c)のパターン露光工程の後、図1(d)のパターン現像工程の後、図1(e)のブラスト工程の後又は図1(f)のレジスト層除去工程の後に行っても良い。なお、基板10の詳細については、後述する。
FIG. 1A shows a preparation process for blasting the
図1(b)は、加工面10aにレジスト層30を積層するレジスト層積層工程である。例えば、レジスト層30としては、オーディルBF45Z(東京応化工業株式会社製)、オーディルBF410(東京応化工業株式会社製)、55P036(ニチゴーモートン株式会社製)及び40P036(ニチゴーモートン株式会社製)等の感光性を有するウレタンゴムをあげることができる。また、塗布法又はスピンコート法を用いてレジスト層30を加工面10aに積層させても良い。
FIG. 1B shows a resist layer stacking step in which a resist
図1(c)は、レジスト層30にパターン30aを形成するパターン露光工程である。フォトマスク32には、半導体パターン、光導波路パターン又は電気回路パターン等のフォトマスクパターン32aが予め描かれている。フォトマスク32を介してレジスト層30に光31を照射すると、レジスト層30にフォトマスクパターン32aの形状に従ってパターン30aが形成される。これによって、レジスト層30に半導体パターン、光導波路パターン又は電気回路パターン等のパターン30aを転写することができる。
FIG. 1C shows a pattern exposure process for forming a
図1(d)は、パターン30aをレジスト層30から除去するパターン現像工程である。例えば、レジスト層30に薬品を塗布し、パターン30aのみ除去しても良い。上記の薬品は特に制限されないが、レジスト層30のパターン30aが形成された箇所以外及び基板10と反応しないことが好ましい。これによって、フォトマスク32のフォトマスクパターン32aに従って加工面10aの一部を露出させることができる。
FIG. 1D shows a pattern development process for removing the
図1(e)は、エアー噴流40により球状又は楕円体状の砥粒(以後、「球状又は楕円体状の砥粒」を「球状砥粒」と略記する。)を加工箇所10bに衝突させるブラスト工程である。例えば、ブラスト装置(図1には図示していない。)が球状砥粒を噴射しても良い。また、例えば、エアー噴流40として用いることができるキャリアガスとしては、圧縮空気、炭素ガス、窒素ガス、アルゴンガスをあげることができる。上記のキャリアガスは特に制限されないが、基板10、レジスト層30及び球状砥粒と反応しないことが好ましい。エアー噴流40により球状砥粒が加工箇所10bに衝突して加工箇所10bを研削する。また、加工面10aにおいてレジスト層30が残された箇所は球状砥粒で研削され難い。エアー噴流40の噴射速度を高く、エアー噴流40内での球状砥粒の密度を高く、球状砥粒の硬度と被加工物の硬度との差を大きく、また、球状砥粒の重量を重くするほど基板10の加工レートを高くすることができる。当然、ブラスト加工の時間を長くする程、加工深さを深くすることができる。
In FIG. 1E, spherical or ellipsoidal abrasive grains (hereinafter, “spherical or ellipsoidal abrasive grains” are abbreviated as “spherical abrasive grains”) are caused to collide with the
図1(e)のブラスト工程において、断面が矩形状の溝、深さ方向に基板10を貫通する角筒状若しくは円筒状の貫通孔(図1には図示していない。)又は底面を有する角筒状若しくは円筒状の凹部(図1には図示していない。)を基板10に形成しても良い。
In the blasting process of FIG. 1 (e), the cross section has a rectangular groove, a rectangular or cylindrical through hole (not shown in FIG. 1) or a bottom surface that penetrates the
図2は、第1実施形態に係るブラスト加工方法で用いる砥粒の拡大画像である。第1実施形態では、前記砥粒は、前記被加工層以上の硬度を有することが好ましい。図1において、球状砥粒が基板10以上の硬度を有することで、基板10を球状砥粒で研削しやすいことから、基板10の加工レートをより高くすることができる。従って、被加工層の加工レートがより高いブラスト加工方法を提供することができる。ここで、硬度とは、ビッカース硬度又は新モース硬度をいい、以後においても同様である。また、球状砥粒の径は、0.1μm以上100μm以下であることが好ましい。なお、球状砥粒の詳細については、後述する。
FIG. 2 is an enlarged image of abrasive grains used in the blasting method according to the first embodiment. In 1st Embodiment, it is preferable that the said abrasive grain has the hardness more than the said to-be-processed layer. In FIG. 1, since the spherical abrasive grains have a hardness equal to or higher than that of the
図3を用いて第1実施形態に係るブラスト加工の利点について説明する。図3は、第1実施形態に係るブラスト加工方法を実施する前後の概略図であり、(a)はブラスト加工前の状態を示し、(b)は、ブラスト加工後の状態を示す。図3に、被加工層としての基板10、加工面10a、加工箇所10b、加工箇所側面10c、レジスト層30及びレジスト層側面30bを図示した。また、図3(b)に、シフト量X、加工深さY及び膜厚減少量Zを図示し、図3(a)のレジスト層30の一部を加工前レジスト層50として破線で図示した。
The advantage of the blast processing according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 3A and 3B are schematic views before and after performing the blasting method according to the first embodiment. FIG. 3A shows a state before blasting, and FIG. 3B shows a state after blasting. FIG. 3 illustrates a
以下、推測であるが球状砥粒を用いることの利点について説明する。第1実施形態に係る砥粒が球状又は楕円体状であることから、レジスト層30に衝突した球状砥粒がレジスト層30で跳ね返されてもレジスト層30が深さ方向に削られにくく、選択比を高くすることができると推測される(図3の膜厚減少量Z及び図7の膜厚減少量Cを参照。)。また、第1実施形態に係る砥粒が球状又は楕円体状であることから、加工箇所10bに衝突した球状砥粒が破壊されにくく、球状砥粒の衝突エネルギーが発散されずに低くなりにくい為、基板10の加工レートを高くすることができると推測される。あるいは、砥粒が同じ大きさであれば従来の突起状砥粒の重量より球状砥粒の重量の方が重いので、球状砥粒の衝突エネルギーが高くなり、基板10の加工レートを高くすることができると推測される。さらに、レジスト層30が深さ方向に削られにくいのと同様に、レジスト層側面30bが削られにくく、球状砥粒とレジスト層30との関係により加工箇所側面10cが減少しにくく、シフト量Xを少なくすることができると推測される(図3のシフト量X及び図7のシフト量Aを参照。)。
Hereinafter, although presumed, the advantage of using a spherical abrasive grain is demonstrated. Since the abrasive grains according to the first embodiment are spherical or ellipsoidal, even if the spherical abrasive grains that collide with the resist
以上から、球状砥粒を加工箇所10bに衝突させると、選択比を高くすることができ、加工レートが高くなり、さらに、シフト量Xを少なくすることができる。このとき、選択比を高くしてシフト量Xを少なくできるので、レジスト層30の膜厚を薄くでき、基板10を深く、かつ、精度良く加工することができる。従って、選択比が高く、被加工層の加工レートが高く、さらに、シフト量が少ないブラスト加工方法を提供することができる。
From the above, when the spherical abrasive grains are caused to collide with the
第1実施形態では、前記レジスト層の加工レートに対する前記被加工層の加工レートの比が10以上、400以下であることが好ましく、110以下であることがより好ましい。選択比をより高くすることで、基板10に対してレジスト層30の上面及び側面の減少が抑えられ、加工面10aに平行な方向ではシフト量が少なくなり、加工面10aに垂直な方向では深く加工できるようになる。従って、被加工層の加工精度が高く、加工深さがより深いブラスト加工方法を提供することができる。
In the first embodiment, the ratio of the processing rate of the layer to be processed to the processing rate of the resist layer is preferably 10 or more and 400 or less, and more preferably 110 or less. By increasing the selection ratio, reduction of the upper surface and side surfaces of the resist
図1(f)は、レジスト層30を除去するレジスト層除去工程を示す。例えば、レジスト層30に薬品を塗布し、レジスト層30を除去しても良い。上記の薬品は特に制限されないが、基板10と反応しないことが好ましい。上記の工程を経て、基板10を選択的に加工することができる。
FIG. 1F shows a resist layer removing process for removing the resist
第1実施形態では、前記被加工層は、光導波路基板、半導体基板又はプリント基板であることが好ましい。この点の詳細については後述する。 In 1st Embodiment, it is preferable that the said to-be-processed layer is an optical waveguide board | substrate, a semiconductor substrate, or a printed circuit board. Details of this point will be described later.
(第2実施形態)
以下、図4を用いて第2実施形態に係るブラスト加工方法について説明する。図4は、第2実施形態に係るブラスト加工方法を説明する概略工程図である。図4には、基板10、被加工層としての積層膜20、加工面20a、加工箇所20b、レジスト層30、パターン30a、光31、フォトマスク32、フォトマスクパターン32a及びエアー噴流40を図示した。以後、第1実施形態に係るブラスト加工方法と異なる点について説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the blasting method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic process diagram illustrating a blasting method according to the second embodiment. FIG. 4 illustrates the
図4(a)は、基板10の積層面(図4には図示していない。)に積層膜20を積層する積層膜積層工程である。積層膜積層工程において、基板10に積層膜20が積層される。また、積層膜20を積層させる方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法、イオンプレーティング法又はメッキ法をあげることができる。また、積層膜積層工程において、加工面20aの洗浄を行っても良い。
FIG. 4A shows a laminated film laminating process in which the
第2実施形態では、前記被加工層は、基板に積層された光導波路層、半導体層又は電気回路層であることが好ましい。基板に積層された光導波路層、半導体層又は電気回路層は、特に微細な加工精度が要求される為、選択比の高い第2施形態に係るブラスト加工方法の適用が有効となる。また、積層膜20を、Al2O3、WC又はZrO2の少なくとも1種類を含む球状砥粒で研削すると、積層膜20及び図1の基板10の硬度が球状砥粒の硬度より低く、被加工層を球状砥粒で研削しやすいことから、被加工層の加工レートをより高くすることができる。なお、第1実施形態において、前記被加工層が光導波路基板、半導体基板又はプリント基板である場合にも、上記と同様の利点を得ることができる。
In the second embodiment, the layer to be processed is preferably an optical waveguide layer, a semiconductor layer, or an electric circuit layer laminated on a substrate. Since the optical waveguide layer, the semiconductor layer or the electric circuit layer laminated on the substrate is required to have a particularly fine processing accuracy, it is effective to apply the blast processing method according to the second embodiment having a high selection ratio. Further, when the
ここで、例えば、光導波路基板又は光導波路層としては、SiO2、LiNbO3、LiTaO3、KNbO3、KTiOPO4又は(LiNbXTa1-X)O3等の基板(図1の基板10を参照。)又は積層膜20をあげることができる(但し、0≦X≦1を満たす。)。
Here, for example, as the optical waveguide substrate or optical waveguide layer, a substrate such as SiO 2 , LiNbO 3 , LiTaO 3 , KNbO 3 , KTiOPO 4 or (LiNb X Ta 1-X ) O 3 (the
また、例えば、半導体基板又は半導体層としては、Si、Ge等の単結晶の基板(図1の基板10を参照。)若しくは積層膜20、CdTe、CdS、ZnSe、ZnO等のII−VI族化合物の基板(図1の基板10を参照。)若しくは積層膜20又はGaAs、GaAlAs、GaInNAs、InP、InGaAs、AlGaInN、AlInGaP、InGaAsP、InGaAlAs等のIII−V族化合物の基板(図1の基板10を参照。)若しくは積層膜20をあげることができる。
Further, for example, as a semiconductor substrate or a semiconductor layer, a single crystal substrate such as Si or Ge (see the
さらに、例えば、プリント基板としては、ガラスエポキシ、テフロン(登録商標)、ポリイミド又はセラミックス等の基板(図1の基板10を参照。)をあげることができる。また、例えば、電気回路層としては、上記のプリント基板に積層された金属層又は絶縁層等の積層膜20をあげることができる。
Furthermore, for example, as a printed circuit board, a substrate such as glass epoxy, Teflon (registered trademark), polyimide, or ceramics (see the
図4(b)は、加工面20aにレジスト層30を積層するレジスト層積層工程である。
FIG. 4B shows a resist layer stacking step in which the resist
第2実施形態では、前記レジスト層は、膜厚が1μm以上、400μm以下であることが好ましく、110μm以下であることがより好ましい。レジスト層30をより薄くすることで、レジスト層30の解像度を高めることができ、精度の高い加工が可能になる。また、レジスト層30を積層させるのに必要なレジスト材の消費を抑えることができる。従って、経済的なブラスト加工方法を提供することができる。
In the second embodiment, the resist layer preferably has a thickness of 1 μm or more and 400 μm or less, and more preferably 110 μm or less. By making the resist
図4(e)は、エアー噴流40により球状砥粒を露出した加工箇所20bに衝突させるブラスト工程である。
FIG. 4E shows a blasting process in which the spherical abrasive grains are caused to collide with the exposed
第2実施形態では、前記砥粒は、Al2O3、WC又はZrO2の少なくとも1種類を含むことが好ましい。球状砥粒は、Al2O3、WC又はZrO2のいずれかを主成分としても良いし、Al2O3、WC又はZrO2の2種類以上の混合物を主成分としても良い。上記の材料は高い硬度を有し、被加工層を球状砥粒で研削しやすいことから、被加工層の加工レートをより高くすることができる。従って、被加工層の加工レートがより高いブラスト加工方法を提供することができる。ここで、球状砥粒が積層膜20以上の硬度を有していれば良く、球状砥粒の硬度と基板10の硬度との関係は問われない。
In the second embodiment, the abrasive grains preferably includes at least one Al 2 O 3, WC or ZrO 2. Spherical abrasive, Al 2 O 3, WC or may be used as the main component one of ZrO 2, Al 2 O 3, WC or may two or more of a mixture of ZrO 2 as a main component. Since the above material has high hardness and the work layer is easily ground with spherical abrasive grains, the work rate of the work layer can be further increased. Therefore, it is possible to provide a blasting method with a higher processing rate of the layer to be processed. Here, the spherical abrasive grains only have to have a hardness equal to or higher than that of the
例えば、WCの球状砥粒を製造する場合、WO3とカーバーイトの混合物を圧縮成形し、2段式の回転炭化炉で炭化させてWCの粉体とする。溶融したWCの粉体を霧状に吹き出して、WCの球状砥粒を製造することができる。WCの球状砥粒の成分は、92%以上をタングステンが占め、残りのほとんどをカーバイドが占める。WCの球状砥粒は、粒径が0.1μm以上、60μm以下であり、ビッカース硬度が1600〜2000(HV)であり、新モース硬度が10〜12である。 For example, when producing WC spherical abrasive grains, a mixture of WO 3 and carburite is compression molded and carbonized in a two-stage rotary carbonization furnace to obtain WC powder. The molten WC powder is blown out in a mist form to produce WC spherical abrasive grains. Tungsten accounts for 92% or more of WC spherical abrasive grains, and most of the remainder is carbide. The spherical grain of WC has a particle size of 0.1 μm or more and 60 μm or less, a Vickers hardness of 1600 to 2000 (HV), and a new Mohs hardness of 10 to 12.
ZrO2の球状砥粒は、ビッカース硬度が513〜940(HV)であり、新モース硬度が5〜8である。また、Al2O3の球状砥粒は、ビッカース硬度が1800〜2200(HV)であり、新モース硬度が12〜13である。 The spherical abrasive grains of ZrO 2 have a Vickers hardness of 513 to 940 (HV) and a new Mohs hardness of 5 to 8. The Al 2 O 3 spherical abrasive grains have a Vickers hardness of 1800 to 2200 (HV) and a new Mohs hardness of 12 to 13.
図5は、第2実施形態に係るブラスト加工方法を実施する前後の概略図であり、(a)はブラスト加工前の状態を示し、(b)は、ブラスト加工後の状態を示す。また、図5に、基板10、被加工層としての積層膜20、加工面20a、加工箇所20b、加工箇所側面20c、レジスト層30及びレジスト層側面30bを図示した。また、図5(b)に、シフト量X、加工深さY及び膜厚減少量Zを図示し、図5(a)のレジスト層30の一部を加工前レジスト層50として破線で図示した。
5A and 5B are schematic views before and after performing the blasting method according to the second embodiment. FIG. 5A shows a state before blasting, and FIG. 5B shows a state after blasting. Further, FIG. 5 illustrates the
第1実施形態と同様に、球状砥粒を加工箇所20bに衝突させると、選択比を高くすることができ、積層膜20の加工レートが高くなり、さらに、シフト量Xを少なくすることができる。このとき、選択比を高くしてシフト量Xを少なくできるので、レジスト層30の膜厚を薄くでき、積層膜20を深く、かつ、精度良く加工することができる。従って、選択比が高く、被加工層の加工レートが高く、さらに、シフト量が少ないブラスト加工方法を提供することができる。
As in the first embodiment, when the spherical abrasive grains collide with the
なお、基板に2以上の積層膜を重ねて積層し、最上層に位置する積層膜を被加工層としてブラスト加工しても良い(図5には図示していない。)。このとき、球状砥粒の硬度が最上層に位置する積層膜の硬度より高い必要がある。また、全ての積層膜を被加工層としてブラスト加工しても良い。このとき、球状砥粒の硬度が全ての積層膜の硬度より高い必要がある。あるいは、全ての積層膜と基板とを被加工層としてブラスト加工しても良い。このとき、球状砥粒の硬度が全ての積層膜及び基板の硬度より高い必要がある。 Note that two or more stacked films may be stacked on the substrate, and the stacked film positioned at the uppermost layer may be blasted as a layer to be processed (not shown in FIG. 5). At this time, the hardness of the spherical abrasive grains needs to be higher than the hardness of the laminated film located in the uppermost layer. Further, all laminated films may be blasted as processed layers. At this time, the hardness of the spherical abrasive grains needs to be higher than the hardness of all the laminated films. Alternatively, all the laminated films and the substrate may be blasted as processed layers. At this time, the hardness of the spherical abrasive grains needs to be higher than the hardness of all the laminated films and the substrate.
本発明のブラスト加工方法は、基板又は基板に積層された積層膜にパターンを形成する微細加工に利用することができる。 The blasting method of the present invention can be used for fine processing for forming a pattern on a substrate or a laminated film laminated on the substrate.
10 基板
10a、20a 加工面
10b、20b 加工箇所
10c、20c 加工箇所側面
11 研削予定箇所
20 積層膜
30 レジスト層
30a パターン
30b レジスト層側面
31 光
32 フォトマスク
32a フォトマスクパターン
40 エアー噴流
50 加工前レジスト層
A、X シフト量
B、Y 加工深さ
C、Z 膜厚減少量
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記砥粒は、球状又は楕円体状であることを特徴とするブラスト加工方法。 A substrate or a laminated film laminated on the substrate is used as a processing layer, a resist layer is stacked on the processing surface so that a processing surface of the processing layer is partially exposed, and the abrasive grains are partially exposed by an air jet. In the blasting method for selectively processing the layer to be processed by colliding with the processed surface side,
The blasting method, wherein the abrasive grains are spherical or ellipsoidal.
The blasting method according to any one of claims 1 to 4, wherein a ratio of a processing rate of the processing layer to a processing rate of the resist layer is 10 or more and 400 or less.
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