JP2009295698A - 基板のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を保持治具によって確実に密着保持して基板を良好にウェットエッチングすることができる基板のエッチング方法を提供する。
【解決手段】保持治具１０が基板１と当接する当接面の加工領域に対応する領域に凹部１２を有すると共に、凹部と外部とを連通し且つ外部から凹部１２内に向かう流れを規制する逆止弁１４が設けられた連通孔１３を有しており、吸着工程では、基板１を保持治具１０の凹部１２側の面に載置して基板１の外周部を保護治具に当接させた後、連通孔１３を介して凹部１２内を吸引することによって凹部１２内を常圧よりも気圧が低い第１の減圧状態とすることで基板１を保持治具に真空吸着させ、取り外し工程では、第１の減圧状態と同等又は第１の減圧状態よりも低い気圧である第２の減圧状態で基板１を保持治具１０から取り外すようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板のエッチング方法に関し、特に、基板をウェットエッチングする際に用いて好適なものである。

基板の加工方法の一つとして、基板或あるいは基板上に形成された薄膜（以下、基板等）をウェットエッチングすることによって凹部等を形成する方法が知られている。例えば、フォトリソグラフィ法により基板等をウェットエッチングする方法としては、具体的には、まず基板上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜を露光・現像した後、レジスト膜を介して基板等をウェットエッチングすることで所定形状に加工する。

このように基板等をウェットエッチングする際には、基板を固定しておく必要があり、その方法としては、例えば、所定の保持治具によって基板の外周部を把持したり、基板のエッチングしない面を保持治具（表面処理用治具）に吸着させて保持する方法などがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２２３２７７号公報

基板を保持治具によって吸着保持する場合、基板を保持治具に良好に吸着させることができれば、保持治具によって基板のエッチングしない面を保護することもでき、基板の他方面側のみを良好にエッチングすることができる。また保持治具で外周部を把持している場合とは異なり、基板の他方面側は完全に露出されることになるため、基板の全面を均一にエッチングすることもできる。

しかしながら、例えば、特許文献１に記載のように基板と保持治具との隙間から凹部（吸着部）を吸引して基板を保持治具に吸引させようとすると、基板を保持治具に良好に吸着させることができないといった問題が生じる虞がある。すなわち、この方法では、基板と保持治具との隙間から吸着部を吸引しているため、吸着部内が所定の減圧状態となるまで十分に吸引することができず、基板を保持治具に良好に吸着させることができない虞がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板を保持治具によって確実に密着保持して基板を良好にウェットエッチングすることができる基板のエッチング方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の態様は、基板の一方面側に保持治具を真空吸着させる吸着工程と、前記保持治具が吸着された状態で基板の他方面側の加工領域をウェットエッチングするエッチング工程と、前記基板から前記保持治具を取り外す取り外し工程とを有し、前記保持治具は前記基板が載置される側の面の加工領域に対応する領域に凹部を有すると共に、該凹部と外部とを連通し且つ外部から前記凹部内に向かう流れを規制する逆止弁が設けられた連通孔を有しており、前記吸着工程では、前記基板を前記保持治具の前記凹部側の面に載置して当該基板の外周部を前記保護治具に当接させた後、前記連通孔を介して前記凹部内を吸引することによって当該凹部内を常圧よりも気圧が低い第１の減圧状態とすることで前記基板を前記保持治具に真空吸着させ、前記取り外し工程では、前記第１の減圧状態と同等又は当該第１の減圧状態よりも低い気圧である第２の減圧状態で前記基板を前記保持治具から取り外すことを特徴とする基板のエッチング方法にある。
かかる本発明では、連通孔を介して凹部内を容易且つ確実に吸引することができ、凹部内を所定の減圧状態として基板を保持治具に良好に真空吸着させることができる。特に、連通孔に逆止弁が設けられているため、特別な作業を行うことなく基板を比較的容易に保持治具に真空吸着させることができる。したがって、この保持治具によって基板の一方面を保護した状態で、基板の他方面側を良好にウェットエッチングすることができる。

ここで、前記保持治具の前記基板が当接する当接面には、前記基板の外周に沿って連続する溝部が設けられており、前記吸着工程では、前記溝部に当該溝部の深さよりも直径の大きいリング状のシール部材を配した状態で前記基板を前記保持治具に真空吸着させることが好ましい。これにより、吸着工程においてシール部材の位置ずれが生じることがなく、基板を保持治具に良好に真空吸着させることができる。

また前記吸着工程では、所定のチャンバ内で前記基板を前記保持治具上に載置し、前記チャンバ内を前記第１の減圧状態とした後、当該チャンバ内を常圧に戻すことで前記基板を前記保持治具に真空吸着させることが好ましい。これにより、基板に割れ等を生じさせることなく、基板を保持治具から良好に取り外すことができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエッチング方法で使用する保持治具の概略斜視図であり、図２はその断面図である。また図３は、本実施形態に係るエッチング方法の一工程である吸着工程を示す概略断面図である。

本発明に係る基板のエッチング方法は、例えば、シリコンウェハ等の各種基板、或いは基板上に形成された薄膜等をウェットエッチングする方法であり、基板を保持治具に真空吸着させる吸着工程と、保持治具に保持された基板の加工領域をウェットエッチングするエッチング工程と、保持治具から基板を取り外す取り外し工程とを具備する。

ここで、図１及び図２に示すように、保持治具１０は、基板１を載置できる大きさを有し、基板１が載置される面には、外周部に基板１が当接する当接部１１を除く部分（加工領域）に所定深さの凹部１２が設けられている。また保持治具１０には、凹部１２と外部とを連通する連通孔１３が設けられている。この連通孔１３は、本実施形態では凹部１２の底面部分の中央部に保持治具１０を厚さ方向に貫通して設けられているが、連通孔１３の形成位置は特に限定されるものではない。連通孔１３の凹部１２とは反対側の開口部分には、外部（保持治具１０の裏面側）から凹部１２内に向かう流れを規制する逆止弁１４が設けられている。例えば、本実施形態では、この逆止弁１４は、連通孔１３の開口部に弁体１５の一端側が弁軸１６によって所定範囲で回動可能に支持されてなる。勿論、この逆止弁１４の構造は特に限定されるものではない。

また、保持治具１０の当接部１１の表面には、所定形状の溝部１７が保持治具１０の周囲に亘って連続して設けられている。この溝部１７内に基板１と保持治具１０との密着性を確保するためのシール部材１８が配されている。シール部材１８は、具体的には、例えば、ゴム等の弾性材料で形成されたＯリング等であるが、基板１と保持治具１０との密着性を確保することができればその材料形状等は特に限定されるものではない。

ここで、溝部１７はシール部材１８の大きさ（形状）に応じた大きさ（形状）に形成されていることが好ましい。具体的には、溝部１７は、シール部材１８の直径よりも浅い深さ、例えば、シール部材１８の半径と同等の深さで形成されていることが好ましい。また保持治具１０の外周部側の溝部１７の側面にシール部材１８が接触する大きさで形成されていることが好ましい。また保持治具１０に基板１を真空吸着させた際に、シール部材１８のある程度の変形を許容する程度の大きさ、つまりシール部材１８の直径よりも若干広い幅で形成されていることが好ましい。

そして本発明のエッチング方法では、以下に説明するように、このような保持治具１０に基板１を真空吸着させた状態で基板１をウェットエッチングしている。

まず、図３（ａ）に示すように、所定の真空チャンバ２０内に保持治具１０を配し、保持治具１０上に基板１を載置する。

ここで、真空チャンバ２０には、真空調圧弁２１が配された排気管２２を介して真空ポンプ２３が接続されている。またこの真空チャンバ２０には、真空チャンバ２０内の気圧を計測する圧力計２４が設けられている。

そして、この真空チャンバ２０内に保持治具１０及び基板１を配した状態で、真空ポンプ２３によって真空チャンバ２０内を吸引して真空チャンバ２０内を常圧（大気圧）よりも低い第１の減圧状態とする。このとき、保持治具１０の凹部１２内も連通孔１３を介して吸引されて、真空チャンバ２０内と同程度の気圧（第１の減圧状態）となる。

その後、真空チャンバ２０内を大気開放する。このとき、上述したように逆止弁１４によって外部から凹部１２内の流れが規制される。すなわち、図３（ｂ）に示すように、逆止弁１４（弁体１５）によって連通孔１３が塞がれるため、凹部１２内の気圧は上昇することなく第１の減圧状態に保持される。これにより、基板１が保持治具１０に真空吸着される（吸着工程）。

このように本発明では、逆止弁１４が設けられた連通孔１３を介して凹部１２を吸引するようにしたので、凹部１２内を確実に所定の減圧状態（第１の減圧状態）とすることができ、且つその減圧状態を確実に保持することができる。したがって、基板１を保持治具１０に極めて良好に真空吸着させることができる。

また本実施形態では、上述したように溝部１７がシール部材１８の形状に合わせて形成されているため、基板１を保持治具１０に真空吸着させる際、シール部材１８が変形して保持治具１０（シール部材１８）と基板１と密着性が低下するといった問題の発生も防止することができる。

次に、保持治具１０に真空吸着された基板１の表面（保持治具１０とは反対側の面）を、所定のエッチング液によってウェットエッチングして、所定形状に加工する（エッチング工程）。

このように基板１の一方面側が保持治具１０に真空吸着されていることで、保持治具１０によって基板１の一方面側が保護され、基板１の一方面（エッチングしない面）へのエッチング液の流れ込みが防止される。さらに、基板１の一方面側が保持治具１０に真空吸着されていることで、基板１の他方面（エッチングする面）の全面が露出されるため、基板１の全面を均一にウェットエッチングして所定厚さとなるように加工することもできる。

なお、基板１のエッチング工程が終了した後は、基板１及び保持治具１０を再び真空チャンバ２０内に配し（図３参照）、真空ポンプ２３によって真空チャンバ２０内を吸引して真空チャンバ２０内を第１の減圧状態と同等又はそれよりも低い第２の減圧状態とする。つまり、真空チャンバ２０内を凹部１２内の気圧と同等又はそれよりも低い第２の減圧状態とする。そして、真空チャンバ２０内を第２の減圧状態に保持して、基板１を保持治具１０から取り外す（取り外し工程）。これにより、基板１に過度の力を加えることなく比較的容易に基板１を保持治具１０から取り外すことができる。したがって基板１を取り外す際、基板１に割れや欠け等が生じるのを防止することができる。

以上説明したように、本発明の基板のエッチング方法では、連通孔１３を介して凹部１２内を容易且つ確実に吸引して、基板１を保持治具１０に良好に真空吸着させることができる。したがって、この保持治具１０によって基板１の一方面を保護して他方面へのエッチング液の回り込みを防止した状態で、基板１の他方面側を良好にウェットエッチングすることができる。

以上本発明の一実施形態について説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、吸着工程において、基板１及び保持治具１０を真空チャンバ２０内に配して真空チャンバ２０内を減圧することで保持治具１０の凹部１２内を減圧するようにしたが、これに限定されず、勿論、凹部１２内を直接吸引して減圧するようにしてもよい。具体的には、例えば、図４に示すように、保持治具１０の連通孔１３に対向する部分に逆止弁１４が回動可能な程度の空間部４１を有する吸引部材４０を、保持治具１０の裏面側に密着させ、この吸引部材４０に排気管２２を介して接続された真空ポンプ２３によって空間部４１内を吸引するようにしてもよい。

この場合、大気圧下において吸着工程を実施することができるため、設備を簡略化することができ、また作業効率も向上するため、コストの大幅な削減を図ることができる。

また本実施形態では、基板１自体をエッチングする例を説明したが、勿論、本発明には、基板１上に設けられた薄膜等のエッチング方法も含まれる。いずれもエッチングで所定のパターンや溝など形成される領域を「加工領域」としている。

なお、このような本発明に係る基板のエッチング方法は、例えば、液体噴射ヘッド等のマイクロデバイスなど、ＭＥＭＳを構成する部材を形成する際に好適に用いることができる。

本発明の一実施形態に係る保持治具を示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態に係る保持治具を示す概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る基板のエッチング方法を示す概略断面図である。 本発明に係る基板のエッチング方法の他の例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 基板、 １０ 保持治具、 １１ 当接部、 １２ 凹部、 １３ 連通孔、 １４ 逆止弁、 １５ 弁体、 １６ 弁軸、 １７ 溝部、 １８ シール部材、 ２０ 真空チャンバ、 ２２ 排気管、 ２３ 真空ポンプ

Claims (3)

1. 基板の一方面側に保持治具を真空吸着させる吸着工程と、前記保持治具が吸着された状態で基板の他方面側の加工領域をウェットエッチングするエッチング工程と、前記基板から前記保持治具を取り外す取り外し工程とを有し、
   前記保持治具は前記基板が載置される側の面の加工領域に対応する領域に凹部を有すると共に、該凹部と外部とを連通し且つ外部から前記凹部内に向かう流れを規制する逆止弁が設けられた連通孔を有しており、
   前記吸着工程では、前記基板を前記保持治具の前記凹部側の面に載置して当該基板の外周部を前記保護治具に当接させた後、前記連通孔を介して前記凹部内を吸引することによって当該凹部内を常圧よりも気圧が低い第１の減圧状態とすることで前記基板を前記保持治具に真空吸着させ、
   前記取り外し工程では、前記第１の減圧状態と同等又は当該第１の減圧状態よりも低い気圧である第２の減圧状態で前記基板を前記保持治具から取り外すことを特徴とする基板のエッチング方法。
2. 前記保持治具の前記基板が当接する当接面には、前記基板の外周に沿って連続する溝部が設けられており、
   前記吸着工程では、前記溝部に当該溝部の深さよりも直径の大きいリング状のシール部材を配した状態で前記基板を前記保持治具に真空吸着させることを特徴とする請求項１に記載の基板のエッチング方法。
3. 前記吸着工程では、所定のチャンバ内で前記基板を前記保持治具上に載置し、前記チャンバ内を前記第１の減圧状態とした後、当該チャンバ内を常圧に戻すことで前記基板を前記保持治具に真空吸着させることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板のエッチング方法。

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