JP2001307970A

JP2001307970A - 基板の接合方法

Info

Publication number: JP2001307970A
Application number: JP2000126082A
Authority: JP
Inventors: Kazuji Yoshida; 和司吉田; Hitoshi Yoshida; 仁吉田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】材料を限定せず、コストダウンを図ると共
に、加熱に伴う変形、残留応力等の加工不良を無くすこ
とができる、基板の接合方法を提供する。【解決手段】基板１下面にニッケル膜５を形成後、基
板１と基板６の夫々に貫通孔を穿設し、基板１上に基板
６を載置して、貫通孔にメッキを形成し、基板１と基板
６とを接合する。また、別の方法として、基板１に底の
ある孔を穿設し、底のある孔をメッキによって埋設した
後、底のある孔に貫通するように貫通孔を穿設すると共
に、基板６に貫通孔を穿設し、基板１に基板６を載置し
て、貫通孔にメッキを形成し、基板１と基板６とを接合
する。尚、基板１及び基板６に穿設する貫通孔は、基板
１上に基板６を載置したときに、一度に穿設するように
しても良い。また、穿設方法としては、異方性のウェッ
トエッチング、ＤＥＥＰ−ＲＩＥ、ダイシング法を用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の基板を一体
として接合するための、基板の接合方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ピエゾ効果を利用した半導体
圧力センサが、種々の圧力計測に用いられている。図１
６（ａ）は、その半導体圧力センサの構成を示す断面図
であり、８は略平板状のシリコン（Ｓｉ）基板、９はシ
リコン基板８を実装した略平板状のガラス（ＳｉＯ₂）
基板である。シリコン基板８の裏面側には、略四角錐台
状が形成されており、これによってダイヤフラム８ａが
形成されると共に、ダイヤフラム８ａの表面側には、ピ
エゾ抵抗８ｂが形成されている。

【０００３】ガラス基板９の中央部には、外部の圧力を
シリコン基板８のダイヤフラム８ａに導くための、圧力
導入孔９ａが穿設されている。そして、外部より圧力が
印加され、圧力導入孔９ａを介して、ダイヤフラム８ａ
が圧力を受けて変形するに伴って、その表面側にあるピ
エゾ抵抗８ｂも、印加された圧力に応じて変形して抵抗
値が変化し、この抵抗値の変化による電気信号が圧力値
として出力されるようになっている。

【０００４】ここで、シリコン基板８とガラス基板９は
別々に加工され接合されるが、シリコン基板８とガラス
基板９の接合方法の一つとして陽極接合が知られてい
る。この接合方法は、パイレックス（登録商標）ガラス
と呼ばれる、Ｎａ⁺等の可動イオンを含むガラスからな
るガラス基板９を用い、まず、シリコン基板８とガラス
基板９の相対する面を鏡面状に研磨した後、図１６
（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗を形成した表面側を下
側にして、シリコン基板８を加熱器であるホットプレー
ト１０上に載置し、シリコン基板８上にガラス基板９を
載置する。

【０００５】次に、シリコン基板８側が正電位となるよ
うに、ホットプレート１０を介してシリコン基板８と、
ガラス基板９との間に、２００〜１０００Ｖの電圧を印
加すると共に、ホットプレート１０によって、シリコン
基板８とガラス基板９の全体の温度を４５０℃付近まで
昇温させる。このようにすることで、ガラス基板９に含
まれるＮａ⁺が動き易くなり、負電位に引かれてガラス
基板９の表層に到達するので、ガラス基板９中には大量
の負イオンが残り、シリコン基板８との接合面に空間電
荷層が形成され、シリコン基板８とガラス基板９との間
に強い吸引力を生じ、結合が完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記で説明
した陽極接合は、パイレックスガラス等の可動イオンを
含むガラスと、シリコン又はガラスとの接合にしか用い
ることができず、接合する材料が極めて限られてしまう
という問題点があった。また、パイレックスガラスは、
可動イオンＮａ⁺が含まれている分、通常のガラスに比
して、コストアップになるという問題点があった。さら
に、ホットプレート１０により４５０℃付近まで昇温さ
せるため、熱による変形等が生じるという問題点や、パ
イレックスガラスとシリコンとを接合させる場合には、
線膨張率の相違によって、接合後に残留応力が生じると
いう問題点があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであり、その目的とするところは、材料を限定せ
ず、コストダウンを図ると共に、加熱に伴う変形、残留
応力等の加工不良を無くすことができる、基板の接合方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にあ
っては、基板下面にメッキ膜を形成した後、前記基板
と、他の少なくとも１つの基板の夫々に貫通孔を穿設
し、前記基板上に前記他の基板を載置して、前記貫通孔
にメッキを形成することにより、前記基板と前記他の基
板とを接合することを特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の発明にあっては、基板に底
のある孔を穿設し、前記底のある孔をメッキによって埋
設した後、前記底のある孔に貫通するように貫通孔を穿
設すると共に、他の少なくとも１つの基板に貫通孔を穿
設し、前記基板に前記他の基板を載置して、前記貫通孔
にメッキを形成することにより、前記基板と前記他の基
板とを接合することを特徴とするものである。

【００１０】請求項３記載の発明にあっては、基板下面
にメッキ膜を形成した後、前記基板上に他の少なくとも
１つの基板を載置して、前記基板と前記他の基板とを貫
通する貫通孔を穿設し、前記貫通孔にメッキを形成する
ことにより、前記基板と前記他の基板とを接合すること
を特徴とするものである。

【００１１】請求項４記載の発明にあっては、基板に底
のある孔を穿設した後、前記底のある孔をメッキによっ
て埋設し、前記基板上に他の少なくとも１つの基板を載
置して、前記底のある孔に貫通するように、前記基板と
前記他の基板とに貫通孔を穿設し、前記貫通孔にメッキ
を形成することにより、前記基板と前記他の基板とを接
合することを特徴とするものである。

【００１２】請求項５記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項４何れか記載の基板の接合方法に対し、前記
貫通孔を、異方性のウェットエッチングによって穿設す
ることを特徴とするものである。

【００１３】請求項６記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項４何れか記載の基板の接合方法に対し、前記
貫通孔を、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）に加え、磁
界を発生させることによって、穿設することを特徴とす
るものである。

【００１４】請求項７記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項４何れか記載の基板の接合方法に対し、前記
貫通孔を、ダイシング法によって穿設することを特徴と
するものである。

【００１５】請求項８記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項７何れか記載の基板の接合方法に対し、前記
貫通孔の開口部に半球状メッキができるまで、メッキを
することを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］本実施形態
の基板の接合方法について、図１乃至図９に基づいて詳
細に説明する。図１は、本実施形態の基板の接合方法に
よる、基板の接合状態を示す断面図である。また、図２
乃至図９は、本実施形態の基板の接合方法の、第１乃至
第２４の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）
は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）の断面図である。図１に示すように、本
実施形態の基板の接合方法は、基板１、６に異方性エッ
チングによって、メッキ導入孔を穿設し、そのメッキ導
入孔にメッキをすることによって、基板１と基板６を接
合する方法である。以下、基板１と基板６とを接合する
ための各工程について詳細に説明する。

【００１７】まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、
４００μｍ程度の厚さからなる略平板状の基板１上に、
窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜２を、１５００オングスト
ローム程度の厚さで形成した後、窒化シリコン膜２上
に、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、環化ポリイソプ
レンゴムとビスアジド系化合物とを、キシレン（Ｃ₈Ｈ₁
₆）の有機化溶剤に溶かしたものからなるネガ型フォト
レジスト３を、５μｍ程度の厚さになるように塗布す
る。次に、図２（ｅ）、（ｆ）に示すように、ニッケル
クロム等の紫外線を透過しない材料からなる被膜４ａａ
を、後に穿設するメッキ導入孔の大きさに合わせて、ガ
ラス板４上に形成し、被覆４ａａを形成した面を下側に
して、そのガラス基板４を、ネガ型フォトレジスト３上
に載置する。そして、ガラス板４の上から紫外線Ｒを照
射して、ネガ型フォトレジスト３を感光させ、ガラス板
４を取り外す。

【００１８】次に、ネガ型フォトレジスト３に、薄い濃
度のテトラメチル・アンモニウム・ヒドロキサイド
（（ＣＨ₃）₄ＮＯＨ・５Ｈ₂Ｏ＜ＴＭＡＨ＞）を塗布す
ることにより、感光した部分が現像されて、図３
（ａ）、（ｂ）に示すように、被膜４ａａによって被覆
されていた箇所のネガ型フォトレジスト３が融けて除去
され、開口３ａａが穿設される。そして、真空装置内に
基板１を載置して、その真空装置内に、四フッ化炭素
（ＣＦ₄）等の反応性ガスを充満させると共に、高周波
電力を加えてプラズマを発生させ、化学的に活性な原子
や分子からなるフッ素の遊離基（ラジカル）と、Ｃ
Ｆ₃ ⁺、ＣＦ₂ ⁺等の陽イオンを生成させる、ドライエッチ
ングの一種であるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）を行
うことにより、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、開口
３ａａより露出している窒化シリコン膜２をエッチング
して、開口２ａａを形成する。

【００１９】次に、ネガ型フォトレジスト３に、濃硝酸
（ＨＮＯ₃）等の除去液を塗布して、図３（ｅ）、
（ｆ）に示すように、ネガ型フォトレジスト３を除去し
た後、異方性エッチングを行って、図４（ａ）、（ｂ）
に示すように、基板１の厚さの略半分程度の深さになる
ように、メッキ導入孔（底のある孔）１ａａを穿設す
る。異方性エッチングの方法としては、例えば、基板１
の材質が、シリコン又はガラスである場合には、ＴＭＡ
Ｈ又は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）とエタノール（ＣＨ
₃ＣＨ₂ＯＨ）とイソプロピルアルコール（（ＣＨ₃）₂Ｃ
ＨＯＨ）の水溶液からなるエッチング液に浸水させる、
ウェットエッチングをすることにより、メッキ導入孔１
ａａを穿設する。

【００２０】次に、除去液等によって、図４（ｃ）、
（ｄ）に示すように、窒化シリコン膜２を除去した後、
図４（ｅ）、（ｆ）に示すように、略平板状の基板１上
に、ニッケル膜（Ｎｉ）５を形成させる。ニッケル膜５
を形成する方法としては、溶融点の高い金属を電極とし
て放電溶解させ、溶解した粒子を高速で被メッキ材の表
面に吹き付けて薄膜を形成するスパッタリングや、熱金
属蒸気を真空中で形成させ、冷却して金属薄膜をつける
真空蒸着、真空蒸着装置内に低圧ガスを導入し、電界を
掛けてプラズマを発生させると共に、蒸発源からの蒸発
粒子をイオン化しながら薄膜を形成させるイオンプレー
ティング等の方法を用いる。

【００２１】そして、基板１を電解槽内（図示せず）に
載置し、図４（ｅ）、（ｆ）に示す開口５ａに合わせて
開口が形成された、ポリ塩化ビニール、ポリプロピレン
等の樹脂成形品からなるマスクによって、ニッケル膜５
上を被覆すると共に、基板１に形成しているニッケル膜
５に電極を付け、電解ニッケルメッキを行うことによ
り、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ニッケル膜５の
上面と略均一になるように、図４（ｅ）、（ｆ）に示す
開口部５ａをニッケルメッキで埋設し、埋設部５ｂを形
成する。次に、一方の面に、１５００オングストローム
程度の厚さで、窒化シリコン膜２を形成した、４００μ
ｍ程度の厚さからなる略平板状の略平板状の基板６を基
板１の上に載置する。このとき、基板１のニッケル膜５
を形成していない側の面と、基板６の窒化シリコン膜２
を形成していない面とが接触するように載置する。

【００２２】次に、メッキ導入孔１ａａを穿設した時と
同様にして、窒化シリコン膜２上に、図５（ｅ）、
（ｆ）に示すように、ネガ型フォトレジスト３を、５μ
ｍ程度の厚さで塗布し、図６（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ニッケルクロム等の被膜４ａｂを、埋設部５ｂの横
断面積の大きさに合わせて、ガラス板４上に形成し、被
覆４ａｂを形成した面を下側にして、そのガラス基板４
を、ネガ型フォトレジスト３上に載置する。そして、ガ
ラス板４の上から紫外線Ｒを照射して、ネガ型フォトレ
ジスト３を感光させ、ガラス板４を取り外す。

【００２３】次に、ネガ型フォトレジスト３に、薄い濃
度のＴＭＡＨを塗布して、感光した部分を現像し、図６
（ｃ）、（ｄ）に示すように、被膜４ａｂによって被覆
されていた感光していない箇所のネガ型フォトレジスト
３が融けて除去され、開口３ａｂが穿設される。そし
て、ＲＩＥを行うことにより、図６（ｅ）、（ｆ）に示
すように、開口３ａｂより露出している窒化シリコン膜
２をエッチングして、開口２ａｂを穿設する。次に、図
７（ａ）、（ｂ）に示すように、濃硝酸等を塗布するこ
とにより、ネガ型フォトレジスト３を除去した後、窒化
シリコン膜２を形成した基板６と、ニッケル膜５を形成
させた基板１とを当接させたまま、上述したウエットエ
ッチングを行って、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、
メッキ導入孔（貫通孔）１ａｂ、６ａを穿設する。

【００２４】そして、除去液等によって、図７（ｅ）、
（ｆ）に示すように、窒化シリコン膜２を除去した後、
基板６と基板１とを当接させたまま、電解槽内（図示せ
ず）に載置すると共に、基板１に形成したニッケル膜５
に電極を付けて、メッキ導入孔１ａｂ、６ｂ内にニッケ
ルメッキを形成する。このとき、メッキ導入孔１ａの開
口部近傍までメッキが形成されたときに、メッキ処理を
終了させるのではなく、ニッケルメッキが、図８
（ａ）、（ｂ）に示すように、メッキ導入孔１ａの開口
部の周囲の、基板６上にまで拡って形成されて、半球状
の抜け止め部５ｃａができるまでメッキを継続する。

【００２５】そして、図８（ｃ）、（ｄ）に示すよう
に、基板１のニッケル膜５上に、ノボラックを有機溶剤
に溶かしたものからなるポジ型フォトレジスト７を形成
した後、ニッケルクロム等の紫外線を透過しない材料
を、図８（ａ）、（ｂ）に示すメッキ導入孔１ａｂ、６
ａの位置に合わせると共に、図８（ｅ）、（ｆ）に示す
ように、その開口面積よりも大きな面積の被膜４ｂを、
ガラス板４の下端部に形成させ、ガラス板４をポジ型フ
ォトレジスト７上に載置する。その後、ガラス板４の上
から紫外線Ｒを照射して、被覆４ｂに覆われていない部
分のポジ型フォトレジスト７を感光させ、ガラス板４を
取り外す。

【００２６】次に、ポジ型フォトレジスト７に、薄い濃
度のＴＭＡＨを付けることにより、感光した部分が現像
されて、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、被膜４ｂに
よって被覆されていた箇所のポジ型フォトレジスト７ａ
が残る。この状態で、硝酸、塩酸（ＨＣｌ）、塩化第２
銅水溶液（ＣｕＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ）等のニッケルを除去す
る除去液を塗布することにより、図９（ｃ）、（ｄ）に
示すように、ポジ型フォトレジスト７ａに被覆されてい
る箇所以外の、ニッケル膜５を除去する。次に、ポジ型
フォトレジスト７ａを、濃硝酸等の除去液によって除去
することにより、ポジ型フォトレジスト７ａに被覆され
ていた部分のニッケル膜５が残り、図９（ｅ）、（ｆ）
示すように接合が完了する。

【００２７】尚、上述したウェットエッチングを行う
と、厳密には縦断面視略テーパ状のメッキ導入孔１ａ
ａ、１ａｂ、６ａが穿設され、基板１、６の厚さによっ
ては、貫通させることができない場合がある。このよう
な場合には、基板１、６の両側から穿設することによっ
て、メッキ導入孔１ａａ、１ａｂ、６ａを形成すれば良
い。また、以上で述べた数値例は一例であって、これら
に限定されるものでない。

【００２８】さらに、ウェットエッチングに用いるエッ
チング液は、水酸化ナトリウム又はＴＭＡＨと、エタノ
ールとイソプロピルアルコールの水溶液からなるとして
説明したが、この組み合わせに限定されるものではな
い。さらに、エッチング液を代えることで、窒化シリコ
ン、ポリシリコン等にも適用することができる。一方、
ＲＩＥで用いる反応性ガスとして、四フッ化炭素を用い
るとして説明したが、これに限定されるものではなく、
例えば、四塩化炭素（ＣＣｌ₄）を用いても良い。

【００２９】［第２の実施の形態］第１の実施形態で
は、ウェットエッチングを用いて、メッキ導入孔１ａ
ａ、１ａｂ、６ａを穿設していた。これに対し、本実施
形態では、ＤＥＥＰ−ＲＩＥにより、メッキ導入孔１ａ
ａ、１ａｂ、６ａを穿設する。ＤＥＥＰ−ＲＩＥとは、
基板１及び基板６の材質として、シリコン、ガラス、窒
化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）、アルミニウム（Ａｌ）等を用
い、四フッ化炭素（ＣＦ₄）等の反応性ガスを真空中に
充満させて、高周波電力を加えてプラズマを発生させ、
化学的に活性な原子や分子からなるフッ素の遊離基（ラ
ジカル）と、ＣＦ₃ ⁺、ＣＦ₂ ⁺等の陽イオンを生成させる
と共に、コイル等に電流を流すことによって磁界を発生
させることにより、より深いエッチングを可能とした異
方性エッチング法である。また、ＤＥＥＰ−ＲＩＥを用
いることにより、第１の実施形態で用いていた窒化シリ
コン膜２を形成する工程は不要となる。

【００３０】以下、本実施形態の基板の接合方法につい
て、図４、図５（ａ）、（ｂ）、図７（ｅ）、（ｆ）、
図８乃至図１２に基づいて詳細に説明する。図１０乃至
図１２は、本実施形態の基板の接合方法の、第１乃至第
４及び第９乃至第１１の手順を示す図であり、（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫
々（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の断面図である。尚、第１の
実施形態で述べた方法と同様の部分については、説明を
省略又は簡略化することとする。

【００３１】まず、図１０（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、基板１上にネガ型フォトレジスト３を、塗布した
後、図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、ニッケルクロ
ム等の被膜４ａａを、穿設するメッキ導入孔の大きさに
合わせて、ガラス板４上に形成し、被覆４ａａを形成し
た面を下側にして、そのガラス基板４を、ネガ型フォト
レジスト３上に載置する。そして、ガラス板４の上から
紫外線Ｒを照射して、ネガ型フォトレジスト３を感光さ
せ、ガラス板４を取り外す。次に、図１０（ｅ）、
（ｆ）に示すように、ネガ型フォトレジスト３を現像
し、被膜４ａａによって被覆されていた箇所のネガ型フ
ォトレジスト３を除去して、開口３ａａを穿設する。

【００３２】そして、ＤＥＥＰ−ＲＩＥを行って、図１
１（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１の厚さの略半分
程度の深さになるように、メッキ導入孔１ａａを穿設す
る。次に、濃硝酸等によって、図４（ｃ）、（ｄ）に示
すように、ネガ型フォトレジスト３を除去した後、スパ
ッタリングや、真空蒸着、イオンプレーティング等の方
法を用いて、図４（ｅ）、（ｆ）に示すように、略平板
状の基板１上に、ニッケル膜５を形成させる。

【００３３】そして、基板１を電解槽内（図示せず）に
載置すると共に、基板１に形成しているニッケル膜５に
電極と、開口５ａに合わせて開口が形成されたマスクと
を付けて、電解ニッケルメッキを行って、図５（ａ）、
（ｂ）に示すように、ニッケル膜５の上面と略均一にな
るように、図４（ｅ）、（ｆ）に示す、ニッケル膜５の
開口部５ａをニッケルメッキで埋設し、埋設部５ｂを形
成する。次に、図１１（ｃ）、（ｄ）に示すように、基
板６上に、ネガ型フォトレジスト３を塗布し、裏返して
ニッケル膜５を下にした基板１上に、窒化シリコン膜２
を上にして基板６を載置する。

【００３４】次に、図１１（ｅ）、（ｆ）に示すよう
に、ニッケルクロム等の被膜４ａｂを、埋設部５ｂの横
断面積の大きさに合わせて、ガラス板４上に形成し、被
覆４ａｂを形成した面を下側にして、そのガラス基板４
を、ネガ型フォトレジスト３上に載置する。そして、ガ
ラス板４の上から紫外線Ｒを照射して、ネガ型フォトレ
ジスト３を感光させ、ガラス板４を取り外す。次に、図
１２（ａ）、（ｂ）に示すように、ネガ型フォトレジス
ト３を現像し、被膜４ａｂによって被覆されていた箇所
のネガ型フォトレジスト３を除去して、開口３ａｂを穿
設する。

【００３５】そして、図７（ｅ）、（ｆ）に示すよう
に、ネガ型フォトレジスト３を除去した後、基板６と基
板１とを当接させたまま電解槽内（図示せず）に載置す
ると共に、基板１に形成したニッケル膜５に電極を付け
て、電解ニッケルメッキを行う。このとき、第１の実施
形態と同様にして、メッキ導入孔１ａの開口部近傍まで
メッキが形成されたときに、メッキ処理を終了させるの
ではなく、ニッケルメッキが、図８（ａ）、（ｂ）に示
すように、メッキ導入孔１ａの開口部の周囲の、基板６
上にまで拡って形成されて、半球状の抜け止め部５ｃａ
ができるまで、メッキを継続する。

【００３６】そして、図８（ｃ）、（ｄ）に示すよう
に、結合している基板１と基板６とを裏返して、ニッケ
ル膜５上にポジ型フォトレジスト７を形成した後、ニッ
ケルクロム等の紫外線を透過しない材料を、メッキ導入
孔１ａｂ、６ａの開口部に合わせると共に、その開口面
積よりも大きな面積の被膜４ｂを、ガラス板４の下端部
に形成させ、図８（ｅ）、（ｆ）に示すように、ガラス
板４をポジ型フォトレジスト７上に載置する。その後、
ガラス板４の上から紫外線Ｒを照射して、ポジ型フォト
レジスト７を感光させ、ガラス板４を取り外す。

【００３７】次に、ポジ型フォトレジスト７を現像し
て、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、被膜４ｂによっ
て被覆されていた箇所のポジ型フォトレジスト７ａを残
す。この状態で、ニッケルを除去する除去液をかけるこ
とにより、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、ポジ型フ
ォトレジスト７ａに被覆されている箇所以外の、ニッケ
ル膜５を除去する。次に、ポジ型フォトレジスト７ａ
を、除去液によって除去することにより、ポジ型フォト
レジスト７ａに被覆されていた部分のニッケル膜５が残
り、図９（ｅ）、（ｆ）示すように接合が完了する。

【００３８】尚、ＤＥＥＰ−ＲＩＥで用いる反応性ガス
として、四フッ化炭素を用いるとして説明したが、これ
に限定されるものではなく、例えば、四塩化炭素（ＣＣ
ｌ₄）を用いても良い。また、以上の第１及び第２の実
施形態において、メッキ導入孔１ａａは、基板１の厚さ
の略半分程度の厚さとなるように穿設するとして説明し
たが、これに限定されるものではなく、後のニッケルメ
ッキ工程に支障がない程度の厚さであれば良い。

【００３９】さらに、基板１及び基板６の厚さが薄い場
合には、夫々図２乃至図４、図１０乃至図１１（ａ）、
（ｂ）に示す、基板１にメッキ導入孔１ａａを穿設し、
そのメッキ導入孔１ａａにメッキをして、埋設部５ｂを
形成する工程を行うことなく、基板１の下面にメッキを
行って、基板６の上面より、異方性のウェットエッチン
グ又はＤＥＥＰ−ＲＩＥをすることにより、一度にメッ
キ導入孔１ａａ、１ａｂ、６ａを穿設し、メッキをする
ようにしても良い。

【００４０】また、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、
基板１にニッケル膜５を形成してから、基板１上に基板
６を載置するとして説明したが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、夫々、基板１にニッケル膜５が形成
され、基板６に開口２ａｂが穿設された窒化シリコン膜
２が形成されてから、基板１上に基板６を載置しても良
い。さらに、基板１のメッキ導入孔１ａｂと、基板６の
メッキ導入孔６ｂは、一度に形成するとして説明した
が、夫々別々に穿設しても良いし、その穿設工程後に基
板１上に基板６を載置するようにしても良い。

【００４１】［第３の実施の形態］次に、第１の実施形
態で説明したメッキ導入孔１ａａ、１ａｂ、６ａに相当
する、メッキ導入溝１ｂ、６ｂをダイシング・ソーによ
って穿設し、その後、メッキ導入溝１ｂ、６ｂをメッキ
によって基板６と基板１とを接合したことを特徴とする
基板の接合方法について、図１３乃至図１５に基づいて
詳細に説明する。図１３乃至図１５は、本実施形態の基
板の接合方法の、第１乃至第８の手順を示す図であり、
（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）は斜視図、（ｂ）、
（ｄ）、（ｆ）、（ｈ）は夫々（ａ）、（ｃ）、
（ｅ）、（ｇ）の断面図である。尚、第１の実施形態と
同様の部分については説明を省略又は簡略化し、本実施
形態の特徴となる部分について詳細に説明することとす
る。

【００４２】まず、電解メッキ、スパッタリング、真空
蒸着、イオンプレーティング等の方法を用いて、基板１
の下面にニッケル膜５を形成させ、図１３（ａ）、
（ｂ）に示すように、基板１上に重ねるように基板６を
載置する。次に、ダイシングマシンを用い、高速回転す
る薄いダイヤモンド砥石からなるダイシング・ソーで、
図１３（ｃ）、（ｄ）に示すように、基板６と基板１の
周縁部近傍を、略格子状となるように、メッキ導入溝１
ｂ、６ｂを穿設する。

【００４３】次に、基板６と基板１とを当接させたまま
電解槽内（図示せず）に載置すると共に、基板１に形成
しているニッケル膜５に電極を付けて、電解ニッケルメ
ッキを行う。このとき、第１の実施形態と同様に、メッ
キ導入溝１ｂの開口部近傍までメッキが形成されたとき
に、メッキ処理を終了させるのではなく、電解ニッケル
メッキを、図１３（ｅ）、（ｆ）に示すように、メッキ
導入溝１ｂの開口部の周囲の、基板６上にまで拡って形
成されて、半球状の抜け止め部５ｃｂができるまで、メ
ッキを継続する。

【００４４】そして、図１４（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、結合している基板６と基板１とを裏返して、ニッケ
ル膜５上にポジ型フォトレジスト７を形成した後、ニッ
ケルクロム等の紫外線を透過しない材料を、メッキ導入
溝１ｂ、６ｂの位置に合わせると共に、その開口面積よ
りも大きな面積の被膜４ｃを、ガラス板４の下端部に形
成させ、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、ガラス板
４をポジ型フォトレジスト７上に載置する。その後、ガ
ラス板４の上から紫外線Ｒを照射して、ポジ型フォトレ
ジスト７を感光させ、ガラス板４を取り外す。

【００４５】次に、ポジ型フォトレジスト７に、薄い濃
度のＴＭＡＨを付けることにより、感光した部分が現像
されて、図１４（ｅ）、（ｆ）に示すように、被膜４ｃ
によって被覆されていた箇所のポジ型フォトレジスト７
ｂが残る。この状態でニッケルを除去する除去液をかけ
て、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、ポジ型フォト
レジスト７ｂに被覆されている箇所以外の、ニッケル膜
５を除去する。次に、ポジ型フォトレジスト７ｂを除去
液によって除去することにより、図１５（ｃ）、（ｄ）
に示すように、ポジ型フォトレジスト７ａに被覆されて
いた部分のニッケル膜５が残り、接合が完了する。

【００４６】尚、以上の第１乃至第３の実施形態におい
て、電解ニッケルメッキを行うとして説明したが、メッ
キができれば良く、化学メッキ等であってもよい。ま
た、ニッケル膜５を形成するとして説明したが、メッキ
ができる金属であればニッケルに限定されず、例えば、
金メッキであっても良い。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、請求項１乃至請求項４何
れか記載の発明にあっては、従来の陽極接合等のよう
に、接合する基板の材料を限定する必要がなく、パイレ
ックスガラス等のように特殊なガラスを用いることがな
いので、基板接合のためのコストを低減することができ
る。また、接合する基板を高温に熱する必要がないの
で、熱による基板の変形がなく、異種材料の基板を接合
する場合、接合後に残留応力を生じることがないという
顕著な効果を奏する。

【００４８】請求項２又は請求項４記載の発明にあって
は、基板に底のある孔（メッキ導入孔）を穿設し、底の
ある孔をメッキによって埋設（埋設部を形成）すること
によって、基板が厚く、基板の片面からだけでは、貫通
孔（メッキ導入孔）が穿設できず、基板の両面から貫通
孔を穿設する場合であっても、基板を接合することがで
きるという効果を奏する。

【００４９】請求項３又は請求項４記載の発明にあって
は、貫通孔（メッキ導入孔）をエッチングによって穿設
する場合に、夫々の基板にエッチングのための被覆膜を
形成することなく、他の基板の上面のみにエッチングの
ための被覆膜を形成して、一度に貫通孔を穿設すること
ができるので、生産性が向上するという効果を奏する。

【００５０】請求項５記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項４何れか記載の発明の効果に加え、異方性の
ウェットエッチングを行うことによって、一度に大量に
貫通孔（メッキ導入孔）を穿設することができるので、
生産性が向上するという効果を奏する。

【００５１】請求項６記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項４何れか記載の発明の効果に加え、磁界を発
生させてＲＩＥをすることによって、貫通孔（メッキ導
入孔）を穿設することにより、精度の良い貫通孔を穿設
できるので、精度の良い接合を提供することができると
いう効果を奏する。

【００５２】請求項７記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項４何れか記載の発明の効果に加え、異方性の
ウェットエッチング及び磁界を発生させてＲＩＥをする
方法に比して、貫通孔（メッキ導入孔）を容易かつ迅速
に穿設することができるので、生産性が向上するという
効果を奏する。

【００５３】請求項８記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項７何れか記載の発明の効果に加え、貫通孔
（メッキ導入孔）の開口部に半球状メッキ（抜け止め
部）ができるまで、メッキをすることにより、メッキが
リベットのような役目を果すので、確実に接できるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の基板の接合方法による、基板
の接合状態を示す断面図である。

【図２】第１の実施形態の基板の接合方法の、第１乃至
第３の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は
斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図３】第１の実施形態の基板の接合方法の、第４乃至
第６の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は
斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図４】第１の実施形態の基板の接合方法の、第７乃至
第９の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は
斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図５】第１の実施形態の基板の接合方法の、第１０乃
至第１２の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、
（ｅ）は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々
（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図６】第１の実施形態の基板の接合方法の、第１３乃
至第１５の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、
（ｅ）は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々
（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図７】第１の実施形態の基板の接合方法の、第１６乃
至第１８の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、
（ｅ）は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々
（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図８】第１の実施形態の基板の接合方法の、第１９乃
至第２１の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、
（ｅ）は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々
（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図９】第１の実施形態の基板の接合方法の、第２２乃
至２４の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）
は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図１０】第２の実施形態の基板の接合方法の、第１乃
至第３の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）
は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図１１】第２の実施形態の基板の接合方法の、第４、
第９、第１０の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、
（ｅ）は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々
（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図１２】第２の実施形態の基板の接合方法の、第１１
の手順を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は夫々
（ａ）の断面図である。

【図１３】第３の実施形態の基板の接合方法の、第１乃
至第３の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）
は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図１４】第３の実施形態の基板の接合方法の、第４乃
至第６の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）
は斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は夫々（ａ）、
（ｃ）、（ｅ）の断面図である。

【図１５】第３の実施形態の基板の接合方法の、第７、
第８の手順を示す図であり、（ａ）、（ｃ）は斜視図、
（ｂ）、（ｄ）は夫々（ａ）、（ｃ）の断面図である。

【図１６】（ａ）は半導体圧力センサの構成を示す断面
図であり、（ｂ）はその半導体圧力センサの陽極接合を
示す断面図である。

【符号の説明】１基板１ａａメッキ導入孔（貫通孔、底のある孔）１ａｂメッキ導入孔（貫通孔）１ｂメッキ導入溝（貫通孔）５ニッケルメッキ膜（メッキ膜）５ｃａ抜け止め部（半球状メッキ）５ｃｂ抜け止め部（半球状メッキ）６基板（他の少なくとも１つの基板）６ａメッキ導入孔（貫通孔）６ｂメッキ導入溝（貫通孔）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板下面にメッキ膜を形成した後、前記
基板と、他の少なくとも１つの基板の夫々に貫通孔を穿
設し、前記基板上に前記他の基板を載置して、前記貫通
孔にメッキを形成することにより、前記基板と前記他の
基板とを接合することを特徴とする基板の接合方法。
【請求項２】基板に底のある孔を穿設し、前記底のあ
る孔をメッキによって埋設した後、前記底のある孔に貫
通するように貫通孔を穿設すると共に、他の少なくとも
１つの基板に貫通孔を穿設し、前記基板に前記他の基板
を載置して、前記貫通孔にメッキを形成することによ
り、前記基板と前記他の基板とを接合することを特徴と
する基板の接合方法。
【請求項３】基板下面にメッキ膜を形成した後、前記
基板上に他の少なくとも１つの基板を載置して、前記基
板と前記他の基板とを貫通する貫通孔を穿設し、前記貫
通孔にメッキを形成することにより、前記基板と前記他
の基板とを接合することを特徴とする基板の接合方法。
【請求項４】基板に底のある孔を穿設した後、前記底
のある孔をメッキによって埋設し、前記基板上に他の少
なくとも１つの基板を載置して、前記底のある孔に貫通
するように、前記基板と前記他の基板とに貫通孔を穿設
し、前記貫通孔にメッキを形成することにより、前記基
板と前記他の基板とを接合することを特徴とする基板の
接合方法。
【請求項５】前記貫通孔を、異方性のウェットエッチ
ングによって穿設することを特徴とする請求項１乃至請
求項４何れか記載の基板の接合方法。
【請求項６】前記貫通孔を、ＲＩＥ（Reactive Ion E
tching）に加え、磁界を発生させることによって、穿設
することを特徴とする請求項１乃至請求項４何れか記載
の基板の接合方法。
【請求項７】前記貫通孔を、ダイシング法によって穿
設することを特徴とする請求項１乃至請求項４何れか記
載の基板の接合方法。
【請求項８】前記貫通孔の開口部に半球状メッキがで
きるまで、メッキをすることを特徴とする請求項１乃至
請求項７何れか記載の基板の接合方法。