蝕刻方法、掩膜、功能部件以及功能部件的制造方法技術

蝕刻方法是在玻璃基板上形成掩膜并使用氫氟酸系蝕刻劑來實施蝕刻，該掩膜具有至少含有鉻和氮的膜。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種，涉及一種通 過蝕刻來在玻璃基板形成微細的凹凸圖案或貫通孔的方法以及在該方法中使用的蝕刻掩 膜、適合在使用該方法的MEMS、掩膜坯件、生物芯片等功能部件或中介層夕一示一 鏟）等的制造中使用的技術。 本申請基于2012年11月21日在日本申請的特愿2012-255742號主張優先權，在 此援引其內容。
技術介紹
以往，在MEMS(微機電系統，MicroElectroMechanicalSystems)領域 中，以對硅晶片進行微細的圖案加工為中心，但已開始要求以由DNA(脫氧核糖核酸， deoxyribonucleicacid)芯片所代表的生物關系為中心而對玻璃基板進行微細的圖案加 工。 為了在玻璃基板形成微細的凹部，作為在玻璃基板上形成掩膜并進行蝕刻以形成 所期望的凹部的方法，提出有如專利文獻1那樣在玻璃基板上以多個膜來形成掩膜并蝕刻 出凹部的方法。 另外，已知用于將DNA、蛋白質等生物分子或具有該生物分子的細胞固定于內部的 貫通孔在玻璃基板的厚度方向貫通的生物芯片；和在半導體裝置的制造工序中為了將半導 體芯片與封裝基板進行電連接而在半導體芯片與封裝基板之間配置內插器（例如，參見專 利文獻2)。在此，內插器設有在其厚度方向貫通的貫通孔，在該貫通孔中填充金屬材料，或 者在貫通孔內面形成金屬膜，以形成導通接觸孔（匕' 7 3 >夕外），經由該導通接觸孔， 半導體芯片與封裝基板被電連接。這種情況下，在上述現有例中公開了使用玻璃基板作為 構成內插器的基板。 這樣，玻璃基板是面向特定用途或者為了應對裝置的微細化而優選被使用。作為 在玻璃基板形成貫通孔的方法，已知有如下方法。 例如，在玻璃基板的一面形成抗蝕劑圖案，在玻璃基板的另一面形成保護膜，隔著 抗蝕劑圖案從該一面對玻璃基板進行濕式蝕刻，由此形成錐狀的貫通孔。或者，使用同樣的 方法，從玻璃基板的一面到大致中間位置形成前端變細的錐狀孔之后，同樣地，從玻璃基板 的另一面到大致中間位置形成前端變細的錐狀孔。這樣，從玻璃基板的兩面形成的孔連通 而形成貫通孔。 在利用氫氟酸系蝕刻劑對玻璃基板的濕式蝕刻中，可以使用鉻（Cr)作為金屬掩 膜材料（專利文獻3)。 專利文獻1 :日本專利第3788800號公報 專利文獻2 :日本專利公開2010-70415號公報 專利文獻3 :日本專利公開2008-307648號公報 但是，在利用氫氟酸系蝕刻劑對玻璃基板的濕式蝕刻中使用鉻膜時，在淺槽等的 短時間的蝕刻中，鉻膜對蝕刻劑可充分耐受，但在進行形成深槽或貫通孔等時的長時間的 蝕刻時，鉻膜因氫氟酸系蝕刻劑而腐蝕，耐性劣化，會引起針孔。最壞的情況下，鉻膜會完全 溶解。并且，當鉻膜的微小針孔會引起玻璃基板表面的缺陷時，即使短時間的蝕刻，因腐蝕 而對鉻膜的損傷也會導致產生由針孔引起的缺陷。為此，以往如專利文獻1那樣采取了在鉻膜之上利用金等重疊耐腐蝕性優異的金 屬來成膜等的對策。然而，在這種方法中，金等貴金屬的價格高，而且需要增加成膜次數、進 行與金屬種類相符合的掩膜的蝕刻，工藝變得復雜。因而，加工工作量會增加，并且加工時 間延長，引起成本上漲，因此出現了希望進行改善的要求。而且，在長時間的蝕刻中使用多層掩膜時，在具有500~5000cm2左右的大面積的 玻璃基板形成多個深度50ym左右的孔時等，存在如下問題：在玻璃基板的面內方向，出現 各孔的深度尺寸、直徑尺寸等的偏差。該問題被認為與由多層構成的掩膜的膜厚增加至數 um~數十ym而引起的處理過程中的孔內部的蝕刻劑供給的不均勻性有關。該問題在貫 通孔的形成以及未貫通的孔的形成處理中的任意一種處理中都會發生，出現了希望解決該 問題的要求。
技術實現思路
為此，本專利技術是有鑒于上述情況而完成的，能夠提供一種結構簡單且能提高對蝕 刻劑的耐性并減小膜厚而且能提高成品率的、能夠進行能維持面內均勻性的處理的掩膜， 提供一種能進行長時間處理且能提高成品率的、能維持面內均勻性的玻璃基板的蝕刻方 法、掩膜、功能部件以及功能部件的制造方法。本專利技術的第一方式所涉及的蝕刻方法是在玻璃基板上形成掩膜并使用氫氟酸系 蝕刻劑來實施蝕刻，該掩膜具有至少含有鉻和氮的膜。在本專利技術的第一方式所涉及的蝕刻方法中，所述掩膜可以含有鉻作為主要成分， 所述掩膜可以含有15atom%以上且小于39atom%的氮。在本專利技術的第一方式所涉及的蝕刻方法中，所述膜可以在X射線衍射中表現出寬 的光暈圖案而不具有衍射峰。在本專利技術的第一方式所涉及的蝕刻方法中，通過所述蝕刻而形成于所述玻璃基板 的凹部的深度可以被設定為10~500ym。 在本專利技術的第一方式所涉及的蝕刻方法中，所述掩膜的平均厚度可以為5~ 500nm〇 本專利技術的第二方式所涉及的掩膜在使用氫氟酸系蝕刻劑的蝕刻中，被配置在所述 蝕刻劑與玻璃基板之間，并具有至少含有鉻和氮的膜。 本專利技術的第二方式所涉及的掩膜可以含有鉻作為主要成分并含有15atom%以上 且小于39atom%的氮。本專利技術的第三方式所涉及的功能部件包括：玻璃基板；和膜，形成在所述玻璃基 板上并至少含有鉻和氮。此外，為了以量產性的觀點穩定地發揮本性能，在本專利技術的第三方式所涉及的功 能部件中，所述膜可以含有鉻作為主要成分并含有15atom%以上且小于39atom%的氮。本專利技術的第四方式所涉及的功能部件的制造方法是在玻璃基板上形成掩膜，在所 述玻璃基板表面使用氫氟酸系蝕刻劑來實施蝕刻，在所述玻璃基板形成具有10~500ym深度的孔或凹部，該掩膜具有至少含有鉻和氮的膜。 在本專利技術的第四方式所涉及的功能部件的制造方法中，可以在玻璃基板上形成掩 膜，該掩膜具有含有鉻作為主要成分并含有15atom%以上且小于39atom%的氮的膜。 根據本專利技術的第一方式所涉及的蝕刻方法，因具有含有15atom%以上且小于 39atom%的氮的膜，從而對鉻膜中所含有的氮的組成比進行優化，提高鉻膜對氫氟酸系蝕 刻劑的耐性，即使不使用金等貴金屬，也能夠實現較少產生針孔的玻璃的濕式蝕刻。由此， 通過含有氮的鉻單層掩膜，以不影響處理過程中對孔內部的蝕刻劑供給的膜厚而具有充分 的對蝕刻劑的耐性，并且即使對于大面積的玻璃基板也能夠維持處理的面內均勻性。 在此，所述掩膜含有的氮的含量若為上述范圍（15atom%以上且小于39atom% ) 之外，則對蝕刻劑的耐性劣化，隨著處理時間延長而產生針孔（凹痕），因而不優選。 在本專利技術的第一方式所涉及的蝕刻方法中，能夠在包括玻璃基板和蝕刻掩膜的 層積結構體中，形成所述蝕刻掩膜（掩膜）的主要成分為鉻并含有15atom%以上且小于 39atom%的氮的層積結構體，該玻璃基板通過濕式蝕刻處理在表面形成微細凹凸結構或貫 通孔，所當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蝕刻方法，其中，在玻璃基板上形成掩膜，該掩膜具有至少含有鉻和氮的膜，并使用氫氟酸系蝕刻劑來實施蝕刻。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：小島智明，小林良紀，瀧上哲行，淺賀猛，
申請(專利權)人：愛發科成膜株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP