JP5662664B2 - 加工基板及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばサポートプレートとして用いられる、加工基板及びその製造方法に関するものである。
近年、半導体チップは、例えばシステムの多機能化、動作周波数の向上及び更なる高集積化のために微細加工されることが望まれている。
この半導体チップの微細化は、例えば、基板となるウエハを薄くすることによって達成され得る。しかしながら、薄型化されたウエハは強度が極端に低下し、例えばハンドリング時における僅かな接触または熱ストレスによって、割れあるいは欠けといった不良が生じることがある。そのため、加工時におけるウエハの強度を補うために、例えばウエハを支持するサポートプレートとして加工基板が用いられることがある。
この加工基板に関する技術として、次のような加工基板が特許文献１に開示されている。特許文献１において採用されている支持基板（加工基板）は貫通孔を有する支持基板と、貫通孔がない支持基板とが接着された２層構造を有している。このような構造を有することによって、ウエハ加工後における該ウエハからの支持基板の取り外しが容易になるとされている。
特開２００１−１８５５１９号公報（２００１年７月６日公開）
ところで、加工基板をウエハに一旦接着剤等で接着し、その後、剥離液等を用いて当該加工基板を剥離する作業が必要となる。そのため、加工基板に貫通孔を設け、その一方の開口部から剥離液を入れて、他方の開口部がウエハに接するようにすることで、ウエハと当該加工基板との間の接着剤に剥離液が接触することを容易とすることができる。
このような貫通孔を加工基板に設ける方法としては、例えば、まず母材となる基板の両面に感光性樹脂からなる層を形成し、一方の面を露光してパターンを照射し、現像によってパターンを形成し、このパターンに従ってエッチングを行い基板の略中央に至るまで孔を形成した後、今度は反対の面にパターンを形成してエッチングするという方法がある。このとき、両面から形成される孔を中心軸の揃った貫通孔にするために、初めに形成された孔に位置合わせをしてからパターンを照射する必要がある。しかし、加工基板は微細化されたウエハに張り合わせて使用されるために、ウエハと同様に微細化されており、形成する貫通孔も極めて微細なものとなるため、初めに孔が形成されている面とは反対側の面に孔を形成する場合、初めに形成した孔に位置を合わせることは非常に困難であり、片側の面から形成した孔の開口面の中心軸と、当該孔の反対側から形成した孔の開口面の中心軸とがずれやすい。このようなずれは、クラック（割れ・欠け）の原因となることがある。
そこで、貫通孔を中心軸の揃った孔とするために、基板として光透過性を有する基板を用い、基板の両面に形成した感光性樹脂層を露光する際、基板の一方の面に光を照射して、他方の面まで透過させることによって、両面に形成した感光性樹脂層を一括して露光するという方法がある。これにより、中心軸の揃った貫通孔を形成することができる。
しかし、このように一括して露光した場合には、光が直接照射される一方の面と、当該光が透過することにより照射される他方の面とでは、光に対する感度が異なってしまうため、それぞれの面における感光性樹脂層に同一の組成の感光性樹脂組成物を用いた場合でも、当該光に対する感度を等しくすることが困難であり、したがって一方の面と他方の面とに形成されるパターンの大きさに差が生じてしまうという問題がある。両面に形成されるパターンの大きさが異なると、その後に当該パターンに従って両面から形成される貫通孔においては、一方の開口面の大きさと、他方の開口面の大きさとが異なってしまう。加工基板は微細化されており、形成される貫通孔も極めて微細なものとなるため、貫通孔を形成する際、両側の開口面の大きさに差があると、良好な形状の貫通孔が得られず、クラックの原因となることがあるため、加工基板自身の強度の低下に繋がることがある。特許文献１には、支持基板に孔を形成する際のこのような問題を解決する方法については、開示されていない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、両側の開口面の大きさが揃っている貫通孔を有する加工基板、及び当該加工基板を容易に且つ生産性良く製造する方法を提供することにある。
本発明に係る加工基板は、光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板であって、各々の上記貫通孔における、より大きい開口面の径とより小さい開口面の径との差が、上記より大きい開口面の径に対して５％以下であることを特徴とする。
また、本発明に係る加工基板の製造方法は、光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板を製造する方法であって、上記基板の両面に形成された感光性樹脂層に上記複数の貫通孔に対応したパターンが形成されるように、当該感光性樹脂層を露光するパターン形成工程と、上記パターン形成工程によって形成されたパターンに基づいて貫通孔を形成する貫通工程とを含み、上記パターン形成工程では、上記基板の一方の面に光を照射して、当該光を他方の面にまで透過させることにより、両面に形成された感光性樹脂層を露光し、上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは２０μｍ以上、２００μｍ以下であり、上記他方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは、上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さの４０％以上、７０％以下であることを特徴とする。
また、本発明に係る加工基板の製造方法は、光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板を製造する方法であって、上記基板の両面に形成された感光性樹脂層に上記複数の貫通孔に対応したパターンが形成されるように、当該感光性樹脂層を露光するパターン形成工程と、上記パターン形成工程によって形成されたパターンに基づいて貫通孔を形成する貫通工程とを含み、上記パターン形成工程では、上記基板の一方の面に光を照射して、当該光を他方の面にまで透過させた後に、当該他方の面を透過した後の光を反射させて、再度当該他方の面に照射することを特徴とする。
本発明に係る加工基板は、貫通孔における、より大きい開口面の径とより小さい開口面の径との差が、より大きい開口面の径に対して５％以下である。したがって、両側の開口面の大きさが揃っている貫通孔を有する加工基板を提供することができる。
また、本発明に係る加工基板の製造方法によれば、基板の一方の面に光を照射して、当該光を他方の面にまで透過させることにより、両面に形成された感光性樹脂層を露光しており、さらに上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは２０μｍ以上、２００μｍ以下であるとともに、上記他方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは、上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さの４０％以上、７０％以下である。そのため、基板の両面に形成された感光性樹脂層を同程度の感度にて露光することができるので、両面に形成されるパターンの大きさが揃うため、両側の開口面の大きさが揃っている貫通孔を容易に且つ生産性良く形成することができる。
また、本発明に係る加工基板の製造方法によれば、基板の一方の面に光を照射して、当該光を他方の面にまで透過させた後に、当該他方の面を透過した後の光を反射させて再度、当該他方の面に照射することにより、上記基板の両面に形成された感光性樹脂層を露光している。そのため、基板の両面に形成された感光性樹脂層を同程度の感度にて露光することができるので、両面に形成されるパターンの大きさが揃うため、両側の開口面の大きさが揃っている貫通孔を容易に且つ生産性良く形成することができる。
本発明に係る加工基板の製造方法の一実施形態における各工程を模式的に示す図である。 実施例１において作製した加工基板における貫通孔を示す断面図である。 比較例１において基板の一方の面（表面）と他方の面（裏面）とに形成したパターンを示す図である。 大型ガラス基板から円形ガラス基板をどのように面取りしたかを模式的に示す図である。
＜１．本発明に係る加工基板＞
本発明に係る加工基板は、光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板であって、各々の貫通孔における、より大きい開口面の径とより小さい開口面の径との差が、より大きい開口面の径に対して５％以下であればよい。
本明細書において加工基板とは、複数の貫通孔が形成されるように加工された基板であり、以下、単に「基板」として記すこともある。本発明に係る加工基板は、例えば、ウエハに研磨等の加工を施すときに支持する支持基板（サポートプレート）として使用することができる。
基板の材料としては特に限定されないが、例えば、ガラス、石英、サファイヤ、及びセラミックス等の光を透過する性質を有するものであればよい。このように、基板に光透過性を有する材料を用いることによって、例えば一方の面に光を照射した場合に、当該光は他方の面にまで透過されるため、両面に形成した感光性樹脂層を一括して露光することができるという効果を奏する。基板の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、ウエハを支持するサポートプレートとして当該基板を使用する場合には、ウエハを支持できる形状であればよい。
貫通孔とは、基板を貫通するように形成される孔である。
貫通孔は、基板を貫通する孔であればよく、孔部の形状は、例えば鼓状または円柱状であってもよい。また、貫通孔は、例えば基板の両面から円錐状に穿孔して基板内で孔を連通されることによって形成されたものでもよい。
貫通孔は、基板の両面にそれぞれ開口面を有している。開口面の形状は特に限定されないが、円形状であることが好ましい。また、貫通孔の開口面が円形状である場合には、その直径は、例えば１０〜１０，０００μｍの範囲であることが好ましく、さらに１００〜５００μｍの範囲であることがより好ましい。この範囲であれば剥離液が基板の貫通孔を好適に通過することができる。
貫通孔における一方の開口面の径と、他方の開口面の径とのうち、本明細書では、大きい方を「より大きい開口面の径」とし、小さい方を「より小さい開口面の径」とする。
ここで、開口面の径とは、開口面の直径、幅、またはそれに代わる開口面の大きさを表すものであればよく、開口面の形状によって適宜設定することができる。例えば開口面が円形状であれば、その直径を開口面の径として用いることができる。
本発明に係る加工基板の貫通孔において、一方の開口面の径と、他方の開口面の径との差は、それぞれの径のうちのより大きい方に対して５％以下であることが好ましく、より好ましくは３．５％以下であり、最も好ましくは０である。５％よりも大きいと、基板の強度が低下し、また、ウエハハンドリング用サポートとして使用する場合の剥離工程において、溶解時間が遅延するため、加工基板の表裏を使い分ける必要が生じてしまう。一方、上記の構成であれば、両側の開口面の大きさが揃っているので、良好な形状の貫通孔とすることができ、加工基板の強度を高くすることができる。また、上記の構成とすることにより、剥離工程において、溶解時間の遅延を抑制できるため、剥離液の浸透に対する悪影響を防ぐことができる。
また、貫通孔の深さは、特に限定されず、例えば１００〜１０，０００μｍにしてもよい。また、加工基板１に形成される貫通孔６の数は、例えば１〜１０００個／ｃｍ２であってもよいが、この範囲に限るものではない。好ましくは１０〜６００個／ｃｍ２であり、さらに好ましくは５０〜３００個／ｃｍ２である。
＜２．加工基板の製造方法１＞
本発明に係る加工基板の製造方法は、光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板を製造する方法であって、上記基板の両面に形成された感光性樹脂層に上記複数の貫通孔に対応したパターンが形成されるように、当該感光性樹脂層を露光するパターン形成工程と、上記パターン形成工程によって形成されたパターンに基づいて貫通孔を形成する貫通工程とを含み、上記パターン形成工程では、上記基板の一方の面に光を照射して、当該光を他方の面にまで透過させることにより、両面に形成された感光性樹脂層を露光して、上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは２０μｍ以上、２００μｍ以下であり、上記他方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは、上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さの４０％以上、７０％以下であることを特徴とする方法である。
本発明に係る加工基板の製造方法の一実施形態について、図１を参照して以下に説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。図１は、本発明に係る加工基板の製造方法の一実施形態における各工程を模式的に示す図である。
まず、本実施形態に係る加工基板１の母材として、図１（ａ）に示すように、上述したような材料からなる基板１を用意する。これにより、基板１は光透過性を有することとなる。
次に、図１（ｂ）に示すように、基板１の表面に感光性樹脂組成物を用いて感光性樹脂層２を形成する。感光性樹脂層２は、感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂組成物が液体である場合にはスピンコートまたはダイコート等を採用することができ、ドライフィルムである場合にはラミネート等を採用することができる。
本実施形態において、基板１の一方の面に形成する感光性樹脂層２の厚さは、２０μｍ以上、２００μｍ以下であればよいが、５０μｍ以上、１５０μｍ以下であることがより好ましい。一方の厚さが２０μｍ以上であれば、後の貫通工程に例えばサンドブラスト法などを用いる場合にも、耐えられる強度とすることができ、また、２００μｍ以下であれば、後のパターン形成工程において、露光される光に対する感度をより高くすることができる。なお、本明細書において、説明の便宜上、後のパターン形成工程において光を照射する側を「表照射面」ともいい、反対側の面を「裏面」ともいう。
また、基板１の裏面側に形成される感光性樹脂層２の厚さは、表照射面側に形成する感光性樹脂層２の厚さの４０％以上、７０％以下であればよいが、５０％以上、６０％以下であることがより好ましい。裏面側に形成される感光性樹脂層２の厚さが表照射面側に形成する感光性樹脂層２の厚さの４０％以上であれば、後の貫通工程に耐えられる強度にすることができる。また、後のパターン形成工程において、基板１の表照射面に光を照射し、裏面に透過させて両面の感光性樹脂層２を一括して露光する際には、裏面に透過する光は、表照射面に照射される光に比べて弱くなるため、両面の感光性樹脂層２に形成されるパターンの大きさに差が生じてしまう。そこで、裏面側に形成される感光性樹脂層２の厚さを表照射面側に形成する感光性樹脂層２の厚さの７０％以下とすることにより、後のパターン形成工程において、裏面における光に対する感度をより高くすることができる。
このように感光性樹脂層２を形成することにより、後のパターン形成工程において両面の感光性樹脂層２を一括して露光する際、両面の感光性樹脂層２に形成されるパターンの大きさを揃えることが容易になり、その結果、両側の開口面の大きさが揃った良好な形状の貫通孔６を形成することができる。
感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂組成物としては、例えば、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、及びウレタン結合を有する樹脂等を用いることができるが、ウレタン結合を有する樹脂を含んでいることがより好ましい。例えば、貫通孔６をサンドブラスト法により形成する場合、ウレタン結合を有する樹脂を含む感光性樹脂を用いることによって、当該樹脂のサンドブラスト耐性を向上させることができる。また、表照射面と裏面とに形成する感光性樹脂層２に用いる感光性樹脂組成物は、特に限定されないが、同じ組成のものを用いてもよい。両面における感光性樹脂層２が同じ組成の感光性樹脂組成物からなっている場合にも、これらの厚さを上述した厚さにすることにより、後のパターン形成工程において、両面の感光性樹脂層２に形成されるパターンの大きさを揃えることが容易になる。
次に、図１（ｃ）に示すように、パターン形成工程を行う。
パターン形成工程においては、基板１の表照射面に形成した感光性樹脂層２に、例えば基板１に形成する貫通孔６に対応する形状のパターンを有するマスクなどを介して、光を照射することにより露光することが好ましい。ここで、基板１が光透過性を有することから、当該光を裏面にまで透過させることができるため、基板１の両面の感光性樹脂層２を一括して露光することができ、これにより、両面の感光性樹脂層２に、貫通孔６に対応するパターンを転写することができる。さらに、現像液等を用いて現像することによって、両面の感光性樹脂層２にパターンが形成され、パターン層３となる。
なお、このように、基板１の両面の感光性樹脂層２を一括して露光することにより、貫通孔６における、一方の開口面の中心点を通り当該開口面に垂直な直線（中心軸）と、他方の開口面の中心点を通り当該開口面に垂直な直線（中心軸）とのずれを、小さくすることができる。その結果、中心軸のずれが少ない貫通孔６とすることができるために、加工基板１の強度を高くすることができる。また、貫通孔６の中心軸のずれが少ないため、ウエハハンドリング用サポートとして使用する場合の剥離工程、剥離液の浸透に対する悪影響も防ぐことができる。
パターンを転写するための感光性樹脂層を露光する露光手段としては、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、及びアルゴンガスレーザー等を用いることができる。
露光後の現像方法としては、アルカリ性水溶液を現像液として用いることができ、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジン、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］−７−ウンデセン、及び１，５−ジアザビシクロ［４，３，０］−５−ノナン等のアルカリ類の水溶液を使用することができる。また上記アルカリ類の水溶液にメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。
現像時間は、通常１〜３０分間であり、また現像の方法は液盛り法、ディッピング法、パドル法、またはスプレー現像法等のいずれでもよい。また、現像時間は、例えば、露光していない、同じ大きさの基板を現像するために要する時間（ブレイクポイント）の１．３倍などとしてもよい。現像後は、流水洗浄を３０〜９０秒間行った後、ポストベークを行ってもよい。
次に、貫通工程を行う。貫通工程とは、パターン形成工程により形成されたパターン層３のパターンに基づいて、基板１に貫通孔６を形成する工程である。
貫通工程についての一例を、図１（ｄ）〜図１（ｇ）に基づいて以下に説明するが、本発明においては特にこれに限定されない。貫通工程では、まず、図１（ｄ）に示すように、穿孔面とは反対側の面に、例えばゴム製、ウレタン製等の粘着層からなるような保護層４を形成することが好ましい。次に、図１（ｅ）に示すように、穿孔面側から基板１の略中央まで穿孔する。このとき、例えばサンドブラスト用研磨機５等を用いて、サンドブラストによって穿孔することができる。さらに、図１（ｆ）に示すように、上記穿孔面とは反対側の面も同様に穿孔するために、上記穿孔面側に保護層４を形成することが好ましい。さらに、図１（ｇ）に示すように、上記穿孔面とは反対側の面から、例えばサンドブラスト等によって基板１の略中央まで穿孔する。このようにして、貫通孔６が形成される。
なお、貫通孔６を形成する方法としては、サンドブラスト法、酸エッチング法、アルカリエッチング法、ドリル加工等を採用することができる。
また、貫通工程では、基板１の両面から円錐状に穿孔して基板１内で孔を連通させることが好ましい。基板１の両面から円錐状に穿孔して基板１内で孔を連通させる方法であれば、貫通孔６の両側における開口面の大きさを容易に揃えることができる。また、形成する貫通孔６の形状は特に限定されず、例えば、鼓状または円柱状に形成してもよい。また、当該貫通孔６の開口面の形状は特に限定されないが、例えば開口面を円形状に形成する場合には、その直径は、例えば１０〜１０，０００μｍの範囲内であることが好ましく、さらに１００〜５００μｍの範囲内であることがより好ましい。また、該貫通孔６のアスペクト比（深さ／幅（直径））は、特に限定されないが、例えば０．１〜１０の範囲内となるように形成されることがより好ましい。
上述した貫通工程により、パターン形成工程において形成されたパターンに基づいて貫通孔６が形成されるので、貫通孔６の開口面は、該パターンと同等の大きさを有することとなる。したがって、基板１の一方の面と他方の面とにおけるパターンの大きさが揃っていれば、両側の開口面の大きさが揃った貫通孔６を形成することができる。
本実施形態における製造方法では、図１（ｈ）に示すように、保護層４を除去し、貫通孔６が形成された基板１の必要部分を取り出した後、図１（ｉ）に示すように、浸漬工程を行ってもよい。
浸漬工程とは、貫通孔６が形成された基板１を酸に浸漬する工程である。このように、貫通孔６が形成された基板１を酸に浸漬することにより、貫通工程の際に生じる貫通孔６内のバリ等を除去することができる。なお、本明細書において「バリ」とは、例えば、基板１等の穿孔時等に生じるささくれ等を意味する。
ここで、使用する酸の種類は、特に限定されないが、例えばフッ酸等を用いることができる。また、基板１を酸に浸漬する時間は、例えば、使用するフッ酸の濃度にもよるが、１〜６０分浸漬することが好ましい。このように基板１を浸漬することによって、貫通孔６内に生じたバリ等を好適に除去することができる。
さらに、本発明に係る加工基板１の製造方法では、図１（ｊ）に示すように、除去工程を行ってもよい。除去工程とは、残存する感光性樹脂からなるパターン層３を、例えば、剥離液等を用いて除去する工程である。除去工程を行うことによって、貫通孔６を有する加工基板１を得ることができる。
除去工程は、上述の浸漬工程前であってもよく、浸漬工程後であってもよいが、浸漬工程後であることがより好ましい。例えば、当該除去工程が浸漬工程後であれば、浸漬工程後に行う場合は、例えば、浸漬工程において浸漬された基板１を酸から取り出した後に行ってもよい。また、当該除去工程が浸漬工程後であれば、浸漬工程においては、感光性樹脂層２が基板１の表面に残存しているため、酸による浸食から基板１の表面を防ぐことができるので、浸漬工程の後に基板１の表面を研磨する必要がない。換言すれば、上記浸漬工程は、感光性樹脂層２を残存させた状態で酸に浸漬する工程であることがより好ましい。また、除去工程は、感光性樹脂層２を残存させた状態で酸に浸漬する浸漬工程の後に、上記感光性樹脂層２を除去する工程であることがより好ましい。
なお、除去手段としては、感光性樹脂層２を基板１から除去することができるのであれば限定されず、例えば剥離液を用いて当該樹脂層２を剥離することによって除去することもできる。この場合、使用される剥離液としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ水溶液、モノエタノールアミン、及びトリエタノールアミン等の有機アルカリ水溶液を用いることができる。
なお、本実施形態においては、貫通工程の後に基板を酸に浸漬する浸漬工程を設けた態様を示すが、当該浸漬工程は設けなくてもよい。また、基板１として大型基板を用いれば、複数の加工基板１を同時に得ることが可能となる。
なお、本実施形態において、１枚の基板１から貫通孔が設けられた円形の基板を１枚製造する場合について説明したが、例えば後述の実施例７に示すように、１枚の基板１から貫通孔が設けられた円形の基板を複数製造してもよい。
＜３．加工基板の製造方法２＞
次に、＜２．加工基板の製造方法１＞にて説明した本発明に係る加工基板の製造方法（以下、「本発明に係る加工基板の製造方法１」という。）とは別の本発明に係る加工基板の製造方法（以下、「本発明に係る加工基板の製造方法２」という。）について、以下に説明する。
本発明に係る加工基板の製造方法２では、基板の両面に形成する感光性樹脂層の厚さが限定されない点、及び、パターン形成工程にて基板の表照射面に照射した光を裏面にまで透過させた後に、当該光を反射させて再度、当該裏面に照射する点、のみが本発明に係る加工基板の製造方法１と異なっている。したがって、他は本発明に係る加工基板の製造方法１の説明を準用できるので、ここでは、本発明に係る加工基板の製造方法１と異なる点のみについて、図１を用いて説明し、同様の構成の部材には同じ部材番号を付してその説明は省略する。
すなわち、本発明に係る加工基板の製造方法は、光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板を製造する方法であって、上記基板の両面に形成された感光性樹脂層に上記複数の貫通孔に対応したパターンが形成されるように、当該感光性樹脂層を露光するパターン形成工程と、上記パターン形成工程によって形成されたパターンに基づいて貫通孔を形成する貫通工程とを含み、上記パターン形成工程では、上記基板１の一方の面に光を照射して、当該光を他方の面にまで透過させた後に、当該他方の面を透過した後の光を反射させて再度、当該他方の面に照射することを特徴とする方法である。
本発明に係る加工基板の製造方法２の一実施形態について、図１を参照して以下に説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。
本実施形態においては、図１（ｃ）に示すパターン形成工程において、感光性樹脂層２を露光する際、基板１の表照射面に照射した光を裏面にまで透過させた後に、当該裏面を透過した後の光を反射させて再度、当該裏面に照射して露光する。これにより、裏面における露光の感度を上げることができるので、表照射面と裏面とに形成した感光性樹脂層２を、同程度の感度にて露光することができる。その結果、照射面と裏面とに形成した感光性樹脂層２に形成されるパターンの大きさが揃うため、その後の貫通工程において、両側の開口面の大きさが揃っている貫通孔６を形成することができる。
光を反射させる方法としては、例えば、光を照射する表照射面とは反対側の裏面に近接して、当該光の入射方向に垂直となるように反射面（図示せず）等を設けることが好ましい。これにより、反射面は、他方の面を透過した光を入射方向と正反対の向きに反射させ、他方の面における一度照射した箇所を再度照射することができる。
反射面としては、特に限定されないが、例えば入射した光を全反射させるものが好ましい。また反射面は、基板１における裏面に近接して設けられることが好ましいが、特にこれに限定されない。例えば、露光する際に、感光性樹脂層２を形成した基板１を、表照射面が上になるように反射面上に置いて、さらにその上から光を照射することにより露光してもよい。また本実施形態においては、例えば、反射面を有する反射板等を用いてもよい。このような反射板としては、例えば鏡面ガラスのような、鏡面を有するＳｉ基板や、アルミニウム、銀等の金属を蒸着してなる一般的な鏡等を用いることができる。
なお、本実施形態において、基板１の両面に形成する感光性樹脂層２の厚さは特に限定されない。例えば、基板１の一方の面と他方の面とに、同程度の厚さにて感光性樹脂層２を形成してもよい。このように同程度の厚さであっても、上述したように露光することにより、基板１の両面に形成されるパターンの大きさを揃えることができる。
さらに、本実施形態において、基板１の一方の面に形成する感光性樹脂層２の厚さを２０μｍ以上、２００μｍ以下の範囲内とし、他方の面に形成する感光性樹脂層２の厚さを、一方の厚さの４０％以上、７０％以下にしてもよい。このような厚さにすることにより、基板１の一方の面と他方の面とに形成した感光性樹脂層２を露光する際、光に対するそれぞれの感度をさらに近づけることができる。したがって、一方の面と他方の面とに形成されるパターンの大きさを揃えることがさらに容易となる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
本実施例では、次の方法により、基板の両面に感光性樹脂層を形成し、さらに貫通孔に対応するパターンを形成した。
まず、予め８０℃で５分間予熱しておいた母材となる６インチのガラス基板（１７３７ガラス、ｔ＝０．７ｍｍ）の両面に、感光性樹脂組成物（ＤＦＲ（ドライフィルムレジスト））をラミネートして、感光性樹脂層を形成した。感光性樹脂組成物としては、ＢＦ４００（東京応化工業株式会社製）を用いた。このとき、ラミネーターは、ロール温度８０℃、圧力２．５ｋｇｆ／ｃｍ２、及び速度は１．０ｍ／ｍｉｎの条件に設定した。
次いで、基板の一方の面に形成した感光性樹脂層の上に、貫通孔に対応するパターンを有するマスクを載せ、超高圧水銀灯（平行光、Ｈａｋｕｔｏ社製、露出量：４００ｍＪ／ｃｍ２）を用いて、一方の面からマスクを介して光を照射することによって、両面の感光性樹脂層にパターンを露光した。マスクとしては、６インチ用のマスク（直径：１５０．５ｍｍ、開口面の直径：０．３ｍｍ、ピッチ：０．５ｍｍ）を用いた。
その後、スプレー式現像機において、３０℃にした現像液（０．２５％Ｎａ２ＣＯ３水溶液）を用いて現像した。さらに、水洗した後、８０℃において１０分間乾燥させた。これにより、基板の両面における感光性樹脂層に、貫通孔に対応するパターンを形成した。
〔実施例１〕
実施例１では、一方の面に厚さ１００μｍの感光性樹脂層を形成し、他方の面に厚さ５０μｍの感光性樹脂層を形成した。その後、上述したように露光し、基板の両面における感光性樹脂層にパターンを形成した。
基板の一方の面と他方の面とに形成されたパターンの直径を比較したところ、一方の面のパターンは直径３００μｍであり、他方の面のパターンは直径３１０μｍであった。したがって、両面におけるパターンの直径の差は１０μｍであり、この差は、より大きい直径を有する他方の面におけるパターンの直径（３１０μｍ）に対して３．２％であった。したがって、両面の感光性樹脂層に形成されるパターンの大きさが揃っていることが確認できた。
次に、サンドブラスト用の研磨剤として、炭化ケイ素（ＳｉＣ）♯６００（平均粒径３０μｍ）を使用し、ブラスト圧０．１６ＭＰａ、加工速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件下で約１２０分間サンドブラスト処理をした。これにより、基板に貫通孔が形成された。なお、貫通孔の数を約１２０個／ｃｍ２とした。その後、３０℃にした剥離液（商品名「ＢＦ Ｓｔｒｉｐｐｅｒ Ｂ」、東京応化工業株式会社製）を用いて感光性樹脂層を剥離し、貫通孔を有する加工基板を作製した。
作製された加工基板を観察したところ、図２に示すような貫通孔が複数形成されたガラス基板が得られた。図２は本実施例で得られたガラス基板の貫通孔近傍を模式的に表した図である。図２において、部材番号１はガラス基板を表し、部材番号６は貫通孔を表す。また、径Ｌ１は径Ｌ２より大きかったが、径Ｌ１と径Ｌ２との差は、径Ｌ１の長さの３．２％であった。
〔実施例２〕
実施例２では、基板の両面に厚さ１００μｍの感光性樹脂層を形成した。また、感光性樹脂層を一方の面から光を照射して露光する際、他方の面側にＳｉ基板（鏡面ガラス）を設け、他方の面を透過した光を反射して、再度他方の面を照射することにより露光した。このようにして基板の両面における感光性樹脂層にパターンを形成した。
基板の一方の面と他方の面とに形成されたパターンの直径を比較したところ、一方の面のパターンは直径３００μｍであり、他方の面のパターンは直径３１０μｍであった。したがって、両面におけるパターンの直径の差は１０μｍであり、この差は、より大きい直径を有する他方の面におけるパターンの直径（３１０μｍ）に対して３．２％であった。したがって、両面の感光性樹脂層に形成されるパターンの大きさが揃っていることが確認できた。
このように、基板の両面に同じ厚さにて感光性樹脂層を形成した場合にも、一括して露光する際に光を反射させることにより、両面に形成されるパターンの大きさを揃えることができることが示された。
〔実施例３〕
実施例３では、一方の面に厚さ１００μｍの感光性樹脂層を形成し、他方の面に厚さ５０μｍの感光性樹脂層を形成した。また、感光性樹脂層を一方の面から光を照射して露光する際、他方の面側にＳｉ基板を設けて実施例２と同様に露光を行った。このようにして基板の両面における感光性樹脂層にパターンを形成した。
基板の一方の面と他方の面とに形成されたパターンの直径を比較したところ、一方の面のパターンは直径３００μｍであり、他方の面のパターンは直径３０５μｍであった。したがって、両面におけるパターンの直径の差は５μｍであり、この差は、より大きい直径を有する他方の面におけるパターンの直径（３０５μｍ）に対して１．６％であった。
したがって、他方の面における感光性樹脂層の厚さを、一方の面における厚さよりも薄くし、さらに一括して露光する際に光を反射させることにより、両面に形成されるパターンの大きさをさらに揃えることができることが示された。
〔比較例１〕
比較例１では、基板の両面に厚さ１００μｍの感光性樹脂層を形成した。その後、Ｓｉ基板を設けずに露光を行い、基板の両面における感光性樹脂層にパターンを形成した。
基板の一方の面と他方の面とに形成されたパターンの直径を比較したところ、一方の面のパターンは直径２９８μｍであり、他方の面のパターンは直径３２７μｍであった。したがって、両面におけるパターンの直径の差は２９μｍであり、この差は、より大きい直径を有する他方の面におけるパターンの直径（３２７μｍ）に対して８．９％であった。
このとき形成されたパターンを図３に示す。図３は、比較例１において基板の一方の面（表面）と他方の面（裏面）とに形成したパターンを示す図である。図３（ａ）は、基板の一方の面に形成したパターンを示しており、図３（ｂ）は、基板の他方の面に形成したパターンを示している。図３に示すように、基板の他方の面に形成したパターンは、基板の一方の面に形成したパターンよりも大きくなっていた。
〔実施例４〕
実施例４では、基板の両面に厚さ５０μｍの感光性樹脂層を形成した。また、感光性樹脂層を一方の面から光を照射して露光する際、他方の面側にＳｉ基板を設けて実施例２と同様に露光を行った。このようにして基板の両面における感光性樹脂層にパターンを形成した。
基板の一方の面と他方の面とに形成されたパターンの直径を比較したところ、一方の面のパターンは直径３００μｍであり、他方の面のパターンは直径２９５μｍであった。したがって、両面におけるパターンの直径の差は５μｍであり、この差は、より大きい直径を有する一方の面におけるパターンの直径（３００μｍ）に対して１．７％であった。したがって、両面に形成されるパターンの大きさが揃っていることが確認できた。
〔比較例２〕
比較例２では、実施例４と同様に、基板の両面に厚さ５０μｍの感光性樹脂層を形成した後、Ｓｉ基板を設けずに露光を行い、基板の両面における感光性樹脂層にパターンを形成した。
基板の一方の面と他方の面とに形成されたパターンの直径を比較したところ、一方の面のパターンは直径３００μｍであり、他方の面のパターンは直径３２０μｍであった。したがって、両面におけるパターンの直径の差は２０μｍであり、この差は、より大きい直径を有する一方の面におけるパターンの直径（３２０μｍ）に対して６．３％であった。
〔実施例５〕
次に、感光性樹脂層の膜厚と、サンドブラスト処理に対する耐性との関係について調べるために実験を行った。
上述した方法を用いて基板の両面に膜厚１０、２０、３０、４０、５０又は１００μｍの感光性樹脂層をそれぞれ形成し、パターンを形成した。次に、サンドブラスト用の研磨剤として炭化ケイ素（ＳｉＣ）♯６００（平均粒径３０μｍ）を使用し、ブラスト圧２．０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件下で約１０分間サンドブラスト処理を行った。その後、感光性樹脂層の膜の状態を観察し、膜が残っていれば良好（○）、部分的に破れていた場合はやや良好（△）、膜が残っていなかった場合は不良（×）とした。感光性樹脂層のそれぞれの膜厚について、サンドブラスト処理後の膜の状態における結果を表１に示す。
上記の結果より、感光性樹脂層の膜厚を２０μｍ以上とすれば、サンドブラスト処理に対する耐性を十分有することが確認できた。
〔実施例６〕
次に、感光性樹脂層の膜厚と解像性との関係について調べるために実験を行った。
上述した方法を用いて基板の両面に膜厚５０、１００、１５０、２００、２５０又は３００μｍの感光性樹脂層をそれぞれ形成し、上述したように露光し、基板の両面における感光性樹脂層にパターンを形成した。その際、感光性樹脂層の解像性を観察し、パターンが解像したものを良好（○）、パターンが解像しなかったものを不良（×）とした。感光性樹脂層のそれぞれの膜厚における解像性の結果を表２に示す。
上記の結果から、感光性樹脂層の膜厚を２００μｍ以下にすれば、良好な解像性を得られることが確認できた。
〔実施例７〕
本実施例では、母材となる大型ガラス基板（６８０ｍｍ×８８０ｍｍ）から、貫通孔の形成された円形ガラス基板を製造した。図４に大型ガラス基板から円形ガラス基板をどのように面取りしたかを模式的に示す。本実施例では３種類の大きさの円形ガラス基板を製造した。図４の（ａ）に示すように面取りして上記大型ガラス基板から直径３０１ｍｍの円形ガラス基板を５面取った。また、図４の（ｂ）に示すように面取りして上記大型ガラス基板から直径２０１ｍｍの円形ガラス基板を１２面取った。また、図４の（ｃ）に示すように面取りして上記大型ガラス基板から直径１５１ｍｍの円形ガラス基板を２０面取った。
まず、５面取りについて説明する。予め８０℃で５分間予熱しておいた上記大型ガラス基板の両面に、感光性樹脂組成物（ＤＦＲ）をラミネートして、感光性樹脂層を形成した。感光性樹脂組成物としては、ＢＦ４１０（東京応化工業株式会社製）を用いた。このとき、ラミネーターは、ロール温度８０℃、圧力２．５ｋｇｆ／ｃｍ２、及び速度は１．０ｍ／ｍｉｎの条件に設定した。次に、貫通孔に対応するパターンを有するマスク（内径０．３ｍｍ、ピッチ０．５ｍｍ）を載せ、ＯＲＣ製作所製ＥＸＭ−１２０１を用いて、露光量８００ｍＪ／ｃｍ２（３５０ｎｍ Ｉ線換算）にて、一方の面からマスクを介して光を照射することによって、両面の感光性樹脂層にパターンを露光した。なお、貫通孔のパターンを図４の（ｄ）に示す。
その後、スプレー式現像機において、３０℃にした現像液（０．２５％Ｎａ２ＣＯ３水溶液）を用いて、９５秒間（未露光同サイズ基板の現像に要する時間であるブレイクポイントの１．３倍の時間）、現像した。さらに、水洗した後、１００℃において１０分間乾燥させた。これにより、基板の両面における感光性樹脂層に、貫通孔に対応するパターンを形成した。
この後、円形ガラス基板と貫通孔とを同時にサンドブラストで打ち抜いた、つまり、サンドブラストにて、貫通孔を形成すると同時に、円形ガラス基板を形成した（貫通孔のパターンにおいて、円形ガラス基板の境界線に接する孔については加工不要とした）。なお、ここに記載した操作・条件以外は実施例１と同じ操作・条件で行なった。具体的には、円形ガラス基板においてその周囲のφ３０１〜３０７の３ｍｍ幅エリアにてサンドブラストの切削による打ち抜き（面取り）加工を行い、φ３０１ｍｍ内を使用エリアとするとともに、貫通孔部分も同時に切削して形成した。
なお、リソグラフィー後の円形ガラス基板における表面の貫通孔の径は３００μｍ、裏面の貫通孔の径は３０５μｍ、サンドブラスト後の円形ガラス基板における表面の貫通孔の径は３２０μｍ、裏面の貫通孔の径は３２５μｍであった。また、表面の貫通孔の中心を通る中心軸と、裏面の貫通孔の中心を通る中心軸との位置ずれは全く無かった。
また、１２面取り、２０面取りについても、上述した５面取りの手法を用いて同様に実施することができる。
本発明に係る加工基板は、容易に且つ生産性良く製造され、両側の開口面の大きさが揃っている貫通孔を有するために、携帯通信機器等の小型ツールに用いる半導体チップの製造に適用することができる。
１ 加工基板
２ 感光性樹脂層
３ パターン層
４ 保護層
５ サンドブラスト用研磨機
６ 貫通孔
Ｌ１、Ｌ２ 開口面の径

Claims (9)

  1. 光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板であって、
    各々の上記貫通孔における、より大きい開口面の径とより小さい開口面の径との差が、上記より大きい開口面の径に対して５％以下であり、
    上記貫通孔の径は１００μｍ〜５００μｍであり、上記貫通孔の数は１〜１０００個／ｃｍ ２ であり、かつ上記基板の両面から円錐状に穿孔して、基板内で孔を連通させた加工基板。
  2. 光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板であって、
    各々の上記貫通孔における、より大きい開口面の径とより小さい開口面の径との差が、上記より大きい開口面の径に対して５％以下であり、
    上記貫通孔の径は１００μｍ〜５００μｍであり、上記貫通孔の数は１〜１０００個／ｃｍ ２ であり、かつ上記基板の両面に形成された感光性樹脂層に上記複数の貫通孔に対応したパターンが形成されるように、当該感光性樹脂層を露光するパターン形成工程と、上記パターン形成工程によって形成されたパターンに基づいて貫通孔を形成させた加工基板。
  3. 上記基板がガラスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工基板。
  4. 光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板を製造する方法であって、
    上記貫通孔の数は１〜１０００個／ｃｍ ２ であり、
    上記基板の両面に形成された感光性樹脂層に上記複数の貫通孔に対応したパターンが形成されるように、当該感光性樹脂層を露光するパターン形成工程と、
    上記パターン形成工程によって形成されたパターンに基づいて貫通孔を形成する貫通工程とを含み、
    上記パターン形成工程では、上記基板の一方の面に光を照射して、当該光を他方の面にまで透過させることにより、両面に形成された感光性樹脂層を露光し、
    上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは２０μｍ以上、２００μｍ以下であり、
    上記他方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは、上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さの４０％以上、７０％以下であることを特徴とする加工基板の製造方法。
  5. 光透過性を有する基板に複数の貫通孔が設けられてなる加工基板を製造する方法であって、
    上記貫通孔の数は１〜１０００個／ｃｍ ２ であり、
    上記基板の両面に形成された感光性樹脂層に上記複数の貫通孔に対応したパターンが形成されるように、当該感光性樹脂層を露光するパターン形成工程と、
    上記パターン形成工程によって形成されたパターンに基づいて貫通孔を形成する貫通工程とを含み、
    上記パターン形成工程では、光を反射する反射面を有する反射板を用いることで、上記基板の一方の面に光を照射して、当該光を他方の面にまで透過させた後に、当該他方の面を透過した後の光を反射させて再度、当該他方の面に照射することを特徴とする加工基板の製造方法。
  6. 上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは２０μｍ以上、２００μｍ以下であり、
    上記他方の面に形成された感光性樹脂層の厚さは、上記一方の面に形成された感光性樹脂層の厚さの４０％以上、７０％以下であることを特徴とする請求項５に記載の加工基板の製造方法。
  7. 上記貫通工程は、上記基板の両面から円錐状に穿孔して、基板内で孔を連通させる工程であることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の加工基板の製造方法。
  8. 上記基板がガラスであり、
    上記貫通工程の後に、上記感光性樹脂層を残存させた状態で、基板を酸に浸漬する浸漬工程をさらに含むことを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の加工基板の製造方法。
  9. 上記浸漬工程の後に、上記感光性樹脂層を除去する除去工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の加工基板の製造方法。
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