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JP2012061559A - Tool for machining fine hole, method of producing the same, and method of processing polymer film - Google Patents

Tool for machining fine hole, method of producing the same, and method of processing polymer film Download PDF

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Abstract

【課題】高能率・高品質な微細穴加工を実現するための加工用工具、その作製方法および高分子フィルムの加工方法を提供する。
【解決手段】単結晶シリコンの基板に、ドライエッチング技術によって形成した微小貫通孔を形成し、少なくとも該微小貫通孔の内壁に一種もしくは二種類以上の金属膜を積層して金属製の中空状ニードルを形成する微細穴加工用工具を提供し、さらに、該微細穴加工用工具を用いることで、高分子フィルムに、最小寸法が数μm〜数十μm程度の微細な貫通穴を高精度、高品質かつ高能率に加工する方法を提供する。
【選択図】図1
The present invention provides a machining tool, a production method thereof, and a polymer film machining method for realizing high-efficiency and high-quality fine hole machining.
A hollow hollow needle made of metal by forming a fine through hole formed on a single crystal silicon substrate by a dry etching technique and laminating at least one or more kinds of metal films on the inner wall of the fine through hole. In addition, by using the fine hole drilling tool, a fine through hole having a minimum dimension of several μm to several tens of μm can be formed on the polymer film with high accuracy and high accuracy. Provide a method of processing with high quality and high efficiency.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、微細穴加工用工具およびその作製方法ならびに高分子フィルムの加工方法に関する。   The present invention relates to a tool for drilling fine holes, a method for manufacturing the tool, and a method for processing a polymer film.

高分子フィルムに微細な貫通穴(スルーホール)を形成する加工方法としては、切削加工、プレス加工(打抜き加工)、ケミカルエッチング、レーザ加工がある(例えば、非特許文献1参照)。ドリルを用いた切削加工は、高アスペクト比(穴径と穴深さの比)の貫通穴加工が行える点で優れた工法である。しかし、一般に貫通穴の入口側と出口側でバリが発生しやすく、穴の内壁も粗面になりやすい。また、加工中に発生する切削熱によって、貫通穴の内壁が熱的に変質するという問題がある。さらに、一穴毎に順次加工を行うため、多数の穴加工を行う必要がある場合には、生産性が低いという欠点がある。また、一般には加工し得る貫通穴の最小穴寸法は100μm程度であり、該貫通穴の断面形状は円形に限られる。   As processing methods for forming fine through holes (through holes) in a polymer film, there are cutting processing, press processing (punching processing), chemical etching, and laser processing (for example, see Non-Patent Document 1). Cutting using a drill is an excellent method in that it can perform through-hole processing with a high aspect ratio (ratio of hole diameter to hole depth). However, in general, burrs are easily generated on the inlet side and the outlet side of the through hole, and the inner wall of the hole is also likely to be rough. In addition, there is a problem that the inner wall of the through hole is thermally altered by cutting heat generated during processing. Furthermore, since the processing is performed sequentially for each hole, there is a disadvantage that the productivity is low when a large number of holes need to be processed. In general, the minimum hole size of a through hole that can be processed is about 100 μm, and the cross-sectional shape of the through hole is limited to a circle.

パンチ (上型)とダイ(下型)を用いる打抜き加工は、一回の工程で多数の貫通穴を同時に形成できる生産性に優れた工法である。しかし、パンチとダイの高精度な位置合わせが必要(一般に1/100mm程度の精度)であり、かつ両者の間隙(クリアランス)を数μm程度に管理する必要がある。このため、加工寸法が微細になると、パンチとダイの製作が困難となる。また、貫通穴の出口側でのバリやカケの発生や穴内壁が粗面になりやすいという品質上の問題もある。一般には加工し得る貫通穴の最小寸法は数十μm程度である。   Punching using a punch (upper die) and a die (lower die) is an excellent productivity method capable of simultaneously forming a large number of through holes in a single process. However, it is necessary to align the punch and the die with high accuracy (generally, accuracy of about 1/100 mm), and it is necessary to manage the gap (clearance) between them to about several μm. For this reason, when the processing dimension becomes fine, it becomes difficult to manufacture punches and dies. In addition, there is a problem in quality that burrs and chips are generated on the outlet side of the through hole and that the inner wall of the hole tends to become rough. Generally, the minimum dimension of a through hole that can be processed is about several tens of μm.

ケミカルエッチングは、フォトリソグラフィの工法を用いて貫通穴の寸法を管理できるため微細加工が可能である。しかし、該工法では一般に基材表面に対して深さ方向と同時に横方向にも腐食(サイドエッチング)が起こるため、穴の入口側が出口側よりも広くなり、テーパー状の穴断面となる。また、大量の化学薬品を使用することから地球環境保護の観点からも好ましくない。一般には数十μm〜数百μm程度の貫通穴加工に利用されている。   Chemical etching allows fine processing because the size of the through hole can be managed using a photolithographic method. However, in this construction method, corrosion (side etching) generally occurs in the lateral direction as well as in the depth direction with respect to the substrate surface, so that the inlet side of the hole is wider than the outlet side, resulting in a tapered hole cross section. Moreover, since a large amount of chemicals are used, it is not preferable from the viewpoint of protecting the global environment. Generally, it is used for processing through holes of about several tens of μm to several hundreds of μm.

レーザ加工は、直径100μm以下の微細な貫通穴を多数加工する場合には、現在実用化されている穴加工方法の中では最も生産性に優れた工法である(特許文献1参照)。しかし、一般に加工された材料の一部が加工穴周辺に再付着することで樹脂の残渣(スミア)が発生するといった大きな問題がある。このため、スミアを除去するための工程が別途必要となり、生産性の低下を招いている。また、一般に加工穴内壁は粗面になりやすく、熱影響も避けられない。さらに、貫通穴の断面形状は出口側に先細ったテーパー状になりやすい。一般には加工し得る貫通穴の最小寸法は100μmを僅かに下回る程度である。   Laser machining is a method with the highest productivity among the hole machining methods currently in practical use when a large number of fine through holes with a diameter of 100 μm or less are machined (see Patent Document 1). However, there is a big problem that a resin residue (smear) is generated when a part of the processed material is generally reattached around the processed hole. For this reason, the process for removing a smear is needed separately, and the fall of productivity is caused. In general, the inner wall of the processed hole tends to be rough, and heat effects are unavoidable. Furthermore, the cross-sectional shape of the through hole is likely to be a tapered shape that tapers toward the outlet side. Generally, the minimum dimension of a through hole that can be processed is slightly less than 100 μm.

特開2002−170905号公報JP 2002-170905 A

樋口俊郎他、マイクロメカニカルシステム実用化技術総覧、フジ・テクノシステム、1992Toshiro Higuchi et al., Micromechanical System Practical Technology Overview, Fuji Techno System, 1992

本発明は、上記従来技術の問題を解決し、高能率・高品質な微細穴加工を実現するための加工用工具、その作製方法および高分子フィルムの加工方法を提供するものである。本発明が解決しようとする課題を以下に示す。
1)高分子フィルムに、最小寸法が数μm〜数十μm程度の微細な貫通穴を高能率に加工し得る貫通穴加工方法を提供すること。また、穴加工後の後工程を必要としない製造プロセスの簡略化を図ること。
2)貫通穴の入口側と出口側のバリの発生を抑制し、加工穴内壁の表面粗さを向上させ、かつ加工穴部の熱影響を低減させ得る、高品質な貫通穴加工方法を提供すること。
3)基材表面に対してほぼ垂直な断面形状をもつ貫通穴加工方法を提供すること。
4)貫通穴の断面形状が円形のみならず、任意の幾何学的形状をもち、かつ任意の寸法で規則正しく配置した貫通穴を、一回の工程で加工する工法を提供すること。
5)上記加工方法を実現するための加工用工具を提供すること。およびその作製方法を提供すること。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art and provides a working tool, a method for producing the same, and a method for processing a polymer film for realizing high-efficiency and high-quality fine hole machining. The problems to be solved by the present invention are shown below.
1) To provide a through hole processing method capable of processing a fine through hole having a minimum dimension of several μm to several tens of μm in a polymer film with high efficiency. Also, simplify the manufacturing process that does not require post-processing after drilling.
2) Providing a high-quality through-hole machining method that suppresses the generation of burrs on the inlet and outlet sides of the through hole, improves the surface roughness of the inner wall of the machined hole, and reduces the thermal effect of the machined hole. To do.
3) To provide a through hole processing method having a cross-sectional shape substantially perpendicular to the surface of a substrate.
4) To provide a method of processing through-holes having not only a circular cross-sectional shape but also an arbitrary geometric shape and regularly arranged in an arbitrary size in a single process.
5) To provide a machining tool for realizing the above machining method. And a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するため、本発明による微細穴加工用工具は、単結晶シリコンの基板に、ドライエッチング技術によっての微小貫通孔を形成し、少なくとも該微小貫通孔の内壁に一種もしくは二種類以上の金属膜を積層して金属製の中空状ニードルを形成し、前記単結晶シリコンの一部分またはすべてを除去して前記金属製の中空状ニードルを露出させてなることを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, a micro-hole drilling tool according to the present invention forms a fine through-hole by a dry etching technique on a single crystal silicon substrate, and at least one or two or more kinds are formed on the inner wall of the fine through-hole. A metal hollow needle is formed by laminating metal films, and a part or all of the single crystal silicon is removed to expose the metal hollow needle.

微細穴加工用工具の第2の発明は、前記基板の表面または裏面のいずれか一方に対し前記微小貫通孔の内壁に連続する前記金属膜を積層して、金属製の板状基部および該基部に立設する中空状ニードルを形成してなることを特徴としている。   According to a second invention of a tool for drilling a fine hole, a metal plate-like base portion and the base portion are formed by laminating the metal film continuous to the inner wall of the fine through hole on either the front surface or the back surface of the substrate. It is characterized by forming a hollow needle standing upright.

微細穴加工用工具の第3の発明は、前記金属膜が、単結晶シリコンの表面にシリコン酸化膜を形成した後に金属膜が積層されることで、前記中空状ニードルが、シリコン酸化膜および金属の積層構造によって形成されてなることを特徴としている。 According to a third invention of the micro-hole machining tool, the metal film is laminated after forming a silicon oxide film on the surface of single crystal silicon, so that the hollow needle has a silicon oxide film and a metal It is formed by the laminated structure of.

微細穴加工用工具の第4の発明は、前記中空状ニードルの露出部分の表面に、炭素のみを主な構成元素とするアモルファス状炭素膜、または、該アモルファス状炭素膜に水素、窒素、フッ素、珪素もしくはクロムの少なくともいずれか一種を含む添加物含有アモルファス状炭素膜が積層されてなることを特徴としている。 According to a fourth invention of the micro-hole machining tool, an amorphous carbon film containing only carbon as a main constituent element on the surface of the exposed portion of the hollow needle, or hydrogen, nitrogen, fluorine on the amorphous carbon film An additive-containing amorphous carbon film containing at least one of silicon and chromium is laminated.

また、本発明による微細穴加工用工具は、前記中空状ニードルが、前記単結晶シリコンの基板上または板状基部上に単一または複数個が立設されている構造を有してなることを特徴としている。 The micro-hole drilling tool according to the present invention has a structure in which the hollow needle has a single or a plurality of standing on the single crystal silicon substrate or the plate-like base. It is a feature.

本発明による微細穴加工工具の作製方法は、単結晶シリコンの基板に、プラズマを利用したドライエッチング技術によって微小貫通孔の鋳型を形成する鋳型形成工程と、前記微小貫通孔の内壁に金属の無電解めっきにより一種もしくは二種類以上の金属製の中空状ニードルを形成するニードル形成工程と、前記単結晶シリコンの一部またはすべてを除去して前記中空状ニードルを露出するシリコン除去工程とを含むことを特徴としている。 According to the present invention, there is provided a method for producing a micro-hole drilling tool comprising: a mold forming step of forming a micro-through hole mold on a single-crystal silicon substrate by a dry etching technique using plasma; and an inner wall of the micro-through hole. Including a needle forming step of forming one or more types of metal hollow needles by electrolytic plating, and a silicon removing step of removing a part or all of the single crystal silicon to expose the hollow needles. It is characterized by.

本発明による微細穴加工工具の作製方法の第2の発明は、前記ニードル形成工程が、前記基板の表面または裏面のいずれか一方に対しても金属の無電解めっきを行うことにより、金属製の板状基部および該基部に立設する中空状ニードルを形成する工程からなることを特徴としている。 According to a second aspect of the method for producing a micro-hole drilling tool according to the present invention, the needle forming step is performed by performing electroless plating of metal on either the front surface or the back surface of the substrate. It comprises a step of forming a plate-like base and a hollow needle standing on the base.

本発明による微細穴加工工具の作製方法の第3の発明は、前記ニードル形成工程が、前記単結晶シリコンの表面にシリコン酸化膜を形成した後、金属の無電解めっきが施される工程をさらに含むことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the needle forming step further includes a step of forming a silicon oxide film on the surface of the single crystal silicon and then performing electroless plating of metal. It is characterized by including.

本発明による微細穴加工工具の作製方法の第4の発明は、前記ニードル形成工程が、前記微小貫通孔の内壁に無電解めっきにより形成した金属膜上に、同種または異種の金属膜を電気めっきにより積層する工程を少なくとも一回以上施される工程からなることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, the needle forming step electroplats the same or different metal film on the metal film formed by electroless plating on the inner wall of the micro through hole. It is characterized by comprising the process of performing the process of laminating at least once.

本発明による微細穴加工工具の作製方法の第5の発明は、前記シリコン除去工程によって前記中空状ニードルが露出した部分の表面に、炭素のみを主な構成元素とするアモルファス状炭素膜、または、該アモルファス状炭素膜に水素、窒素、フッ素、珪素もしくはクロムの少なくともいずれか一種を含む添加物含有アモルファス状炭素膜を積層する炭素膜積層工程をさらに含むことを特徴としている。 According to a fifth invention of a method for producing a micro-hole drilling tool according to the present invention, an amorphous carbon film containing only carbon as a main constituent element on a surface of a portion where the hollow needle is exposed by the silicon removal step, or The method further includes a carbon film laminating step of laminating an amorphous carbon film containing an additive containing at least one of hydrogen, nitrogen, fluorine, silicon, and chromium on the amorphous carbon film.

さらに、本発明による高分子フィルムの加工方法は、前記微細穴加工用工具または高分子フィルムのいずれか一方または双方を室温以上に加熱し、前記微細穴加工用工具の前記中空ニードルの開口先端を高分子フィルム表面に当接しつつ、該微細穴加工用工具に所定の荷重を印加することによって、前記高分子フィルムに微細な貫通孔を穿設することを特徴としている。 Furthermore, in the processing method of the polymer film according to the present invention, one or both of the fine hole machining tool and the polymer film are heated to room temperature or higher, and the opening tip of the hollow needle of the fine hole machining tool is formed. A minute through hole is formed in the polymer film by applying a predetermined load to the tool for fine hole machining while abutting on the surface of the polymer film.

微細穴加工用工具にかかる本発明は、MEMS(微小電気機械システム:Micro Eletro Mechanical Systems)技術により、単結晶シリコンに数μm〜数十μm程度の微細貫通孔を形成し、その微細貫通孔の内壁に積層された金属膜によって中空状ニードルを形成することによって、最小寸法を数μm〜数十μm程度とする中空状ニードルを備えた加工用工具を得ることができる。なお、単結晶シリコンに形成される微細貫通孔の断面形状は円形のみならず任意の形状とすることにより、金属膜により形成される中空状ニードルの断面形状は任意の形状となる。   The present invention relating to a micro-hole machining tool forms a micro through hole of several μm to several tens μm in single crystal silicon by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology, and the micro through hole By forming the hollow needle with the metal film laminated on the inner wall, a processing tool including a hollow needle having a minimum dimension of about several μm to several tens of μm can be obtained. In addition, the cross-sectional shape of the fine through-hole formed in the single crystal silicon is not limited to a circular shape, but the cross-sectional shape of the hollow needle formed of the metal film is an arbitrary shape.

また、微細穴加工用工具の作製方法にかかる本発明によれば、上記微細な径の中空状ニードルを有する加工用工具を作製することができる。このとき、中空状ニードルは、単結晶シリコンに設ける微細貫通孔の内壁に積層した金属膜によって構成されることから、当該微細貫通孔の断面形状を適宜変更することにより、中空状ニードルの断面形状を任意な形状にすることができる。   Moreover, according to this invention concerning the manufacturing method of the tool for fine hole processing, the tool for processing which has the hollow needle of the said fine diameter can be produced. At this time, since the hollow needle is composed of a metal film laminated on the inner wall of the fine through hole provided in the single crystal silicon, the cross sectional shape of the hollow needle can be changed by appropriately changing the cross sectional shape of the fine through hole. Can be in any shape.

さらに、高分子フィルムの加工方法にかかる本発明では、上記微細穴加工工具を用いることで、以下の特徴を有する高分子フィルムへの高能率・高品質な微細穴加工を実現することができる。
1)高分子フィルムに、最小寸法が数μm〜数十μm程度の微細な貫通穴を高能率に加工でき、かつ穴加工後の後工程を必要としない製造プロセスの簡略化が図れる。
2)貫通穴の入口側と出口側の加工欠陥(バリやカケなど)の発生を抑制し、加工穴内壁の表面粗さを向上させ、かつ加工穴部の熱影響を低減させ得る、高品質な貫通穴加工が可能となる。
3)基材表面に対してほぼ垂直な断面形状をもつ貫通穴加工が可能となる。
4)貫通穴の断面形状が円形のみならず、任意の幾何学的形状をもち、かつ任意の寸法で規則正しく配置した貫通穴を、一回の工程で加工することが可能となる。
Furthermore, in this invention concerning the processing method of a polymer film, the highly efficient and high-quality fine hole processing to the polymer film which has the following characteristics is realizable by using the said fine hole processing tool.
1) A fine through hole having a minimum dimension of several μm to several tens of μm can be processed in a polymer film with high efficiency, and a manufacturing process that does not require a post-process after drilling can be simplified.
2) High quality that suppresses the occurrence of processing defects (burrs, chips, etc.) on the inlet and outlet sides of the through hole, improves the surface roughness of the inner wall of the hole, and reduces the thermal effect of the hole. Through hole processing becomes possible.
3) A through hole having a cross-sectional shape substantially perpendicular to the surface of the substrate can be formed.
4) It is possible to process through-holes having not only a circular cross-sectional shape but also an arbitrary geometric shape and regularly arranged in an arbitrary size in a single process.

金属製中空状ニードルからなる微細穴加工用工具、およびその作製工程にかかる本発明の一実施形態を示した図である。It is the figure which showed one Embodiment of this invention concerning the tool for fine hole processing which consists of metal hollow needles, and its manufacturing process. シリコン酸化膜および金属の積層構造をもつ中空状ニードルからなる微細穴加工用工具、およびその作製方法にかかる本発明 の第二の実施形態を示した図である。FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the present invention relating to a micro-hole drilling tool composed of a hollow needle having a laminated structure of a silicon oxide film and a metal, and a method for producing the tool. 高分子フィルム(ポリイミドフィルム)への微細穴加工の実験例を示した写真である。(a)は貫通穴の入口側、(b)は貫通穴の出口側の写真である。It is the photograph which showed the experimental example of the fine hole processing to a polymer film (polyimide film). (A) is a photograph of the inlet side of the through hole, and (b) is a photograph of the outlet side of the through hole. 高分子フィルム(ポリプロピレンドフィルム)への微細穴加工の実験例を示した写真である。(a)は貫通穴の入口側、(b)は貫通穴の出口側の写真である。It is the photograph which showed the experiment example of the fine hole processing to a polymer film (polypropylene film). (A) is a photograph of the inlet side of the through hole, and (b) is a photograph of the outlet side of the through hole. 高分子フィルム(ポリプロピレンドフィルム)への微細穴加工の実験例を示した写真であり、穴加工により形成された切りくずの写真である。It is the photograph which showed the experimental example of the fine hole processing to a polymer film (polypropylene film), and is a photograph of the chip formed by hole processing.

以下、本発明の実施の形態を図1〜図5に基づいて説明する。説明の便宜上、作製方法に関する実施形態を中心に説明するが、当該作製方法により作製されたものが微細穴加工用工具の実施形態である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, an embodiment related to a manufacturing method will be mainly described. However, what is manufactured by the manufacturing method is an embodiment of a tool for drilling fine holes.

図1は、微細穴加工用工具の作製方法にかかる第一の実施形態を示す断面図である。先ず、単結晶シリコン基板11(例えば、厚さ数十μm〜数百μm程度)の両面にシリコン酸化膜12aおよび12bを形成する。シリコン酸化膜の形成方法としては、例えば熱酸化が利用できる。次に、フォトリソグラフィによって形成したフォトレジスト13のパターンをマスクとして、上面のシリコン酸化膜12aを反応性イオンエッチング(Reactive ion etching、RIE)によりパターニングすることで、微小開口14を形成する(図1(a)参照)。シリコン酸化膜12aの前記パターニングには、例えばトリフロロメタン(CHF)ガスを用いたRIEが利用できる。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment according to a method for producing a fine hole drilling tool. First, silicon oxide films 12a and 12b are formed on both surfaces of a single crystal silicon substrate 11 (for example, a thickness of about several tens of μm to several hundreds of μm). As a method for forming the silicon oxide film, for example, thermal oxidation can be used. Next, by using the pattern of the photoresist 13 formed by photolithography as a mask, the silicon oxide film 12a on the upper surface is patterned by reactive ion etching (RIE), thereby forming a minute opening 14 (FIG. 1). (See (a)). For the patterning of the silicon oxide film 12a, for example, RIE using trifluoromethane (CHF 3 ) gas can be used.

次に、フォトレジスト13/シリコン酸化膜12aの2層構造をマスクとして、単結晶シリコン基板11の深堀エッチング(Deep reactive ion etching、DRIE)を行い、図1(b)のような基板面に垂直でアスペクト比(穴径と穴深さの比)の高い微小貫通孔15を形成する。これが鋳型形成工程である。前記DRIEは、ドライエッチング技術の一つであり、パーフルオロシクロブタン(C)ガスを用いた保護膜形成(パッシベーション)工程と六フッ化硫黄(SF)ガスを用いたエッチング工程を交互に繰り返して行うことで、シリコンに高アスペクト比の微細孔を形成し得る技術である。なお、前記DRIE工程では通常フォトレジスト13はエッチング中に完全に除去され得ることから、フォトレジスト13の除去工程は不要となる。しかし、前記フォトレジスト13が残存した場合には、酸素ガスを用いたドライエッチング(Oアッシング)、硫酸と過酸化水素の混合溶液を用いた洗浄(SPM洗浄)、アセトンなどの有機溶剤を用いたレジスト剥離のいずれかの方法で除去する工程を別途追加すればよい。 Next, deep etching (DRIE) of the single crystal silicon substrate 11 is performed using the two-layer structure of the photoresist 13 / silicon oxide film 12a as a mask, and is perpendicular to the substrate surface as shown in FIG. Thus, the fine through hole 15 having a high aspect ratio (ratio of hole diameter to hole depth) is formed. This is the mold forming process. The DRIE is one of dry etching techniques, in which a protective film formation (passivation) process using perfluorocyclobutane (C 4 F 8 ) gas and an etching process using sulfur hexafluoride (SF 6 ) gas are alternately performed. It is a technique that can form a fine hole with a high aspect ratio in silicon by repeating the above. In the DRIE process, the photoresist 13 can usually be completely removed during etching, so that the photoresist 13 removal process is not necessary. However, when the photoresist 13 remains, dry etching using oxygen gas (O 2 ashing), cleaning using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide (SPM cleaning), and an organic solvent such as acetone are used. A process for removing the resist by any one of the resist stripping methods may be added separately.

このように、前記DRIE工程の好適条件下では、図1(b)に示すように、下面に形成したシリコン酸化膜12bを該工程で同時に開口することができ、これによって微小貫通孔15を形成することによって該微小貫通孔15を鋳型として機能させることができる。なお、微小貫通孔15の寸法(穴径や穴深さ)や形状によっては、下面のシリコン酸化膜12bを開口する前に、上面に形成したシリコン酸化膜12aが完全に除去される場合もあり得る。このような場合には、下面のシリコン酸化膜12bのみを別途除去する工程を追加することで、単結晶シリコン基板11の微細孔の底面部を貫通させた構造を形成する。前記シリコン酸化膜12bの除去方法としては、例えばCHFガスを用いたRIEや、緩衝フッ酸(BHF)あるいは希フッ酸(DHF)を用いたウエットエッチングなどが適用できる。このとき、下面のシリコン酸化膜12bは、全体を除去する場合と、微細孔の延長線上に位置するシリコン酸化膜を部分的に除去する場合のいずれでもよい。 Thus, under the preferable conditions of the DRIE process, as shown in FIG. 1B, the silicon oxide film 12b formed on the lower surface can be simultaneously opened in the process, thereby forming the micro through hole 15. By doing so, the minute through-hole 15 can function as a mold. Depending on the size (hole diameter and hole depth) and shape of the minute through hole 15, the silicon oxide film 12a formed on the upper surface may be completely removed before the silicon oxide film 12b on the lower surface is opened. obtain. In such a case, a structure in which only the bottom surface silicon oxide film 12b is separately removed is added to form a structure in which the bottom surface portion of the fine hole of the single crystal silicon substrate 11 is penetrated. As a method for removing the silicon oxide film 12b, for example, RIE using CHF 3 gas or wet etching using buffered hydrofluoric acid (BHF) or dilute hydrofluoric acid (DHF) can be applied. At this time, the silicon oxide film 12b on the lower surface may be either removed entirely or removed partially from the silicon oxide film located on the extension line of the fine hole.

次に、前記微小貫通孔15を形成した単結晶シリコン基板11に、無電解めっきを行うために必要となるパラジウム(Pd)触媒核16を付与する(図1(c)参照)。該工程では、単結晶シリコン基板11に形成した微小貫通孔15の内壁表面と同時に、単結晶シリコン基板11の表面(図中上面)および裏面(図中下面)にもPd触媒核16が付与される。なお、本実施形態では、単結晶シリコン基板11の表面および裏面の単結晶シリコンにシリコン酸化膜12a,12bが積層されていることから、正確にはこれらシリコン酸化膜12a,12bの表面上にPd触媒核16が付与されることとなる。なお、後工程で行う無電解めっきにより形成する金属膜とシリコンとの密着性が問題となる場合には、必要に応じて、Pd触媒核16を付与する工程に先立ち、単結晶シリコン基板11の表面粗化処理の工程を追加する。また、穴径が大きい場合やアスペクト比が小さい場合には、スパッタリング法などの方法を用いて、微小貫通孔15の内壁および単結晶シリコン基板11の上面側あるいは下面側のいずれか一方の表面に、チタン(Ti)や銅(Cu)などの金属薄膜を密着層として形成する方法もある。特に、単結晶シリコン基板11のいずれか一方の表面上にも、無電解めっきにより金属膜を形成する場合には、密着性が問題となり剥離が起こることがある。この場合には前記密着層の形成が有効となる。   Next, a palladium (Pd) catalyst nucleus 16 necessary for performing electroless plating is applied to the single crystal silicon substrate 11 in which the minute through holes 15 are formed (see FIG. 1C). In this step, Pd catalyst nuclei 16 are imparted to the front surface (upper surface in the drawing) and back surface (lower surface in the drawing) of the single crystal silicon substrate 11 simultaneously with the inner wall surface of the micro through-hole 15 formed in the single crystal silicon substrate 11. The In the present embodiment, since the silicon oxide films 12a and 12b are laminated on the single crystal silicon on the front and back surfaces of the single crystal silicon substrate 11, Pd is accurately formed on the surfaces of the silicon oxide films 12a and 12b. The catalyst nucleus 16 is provided. In addition, when the adhesion between the metal film formed by electroless plating performed in the subsequent process and silicon becomes a problem, the single crystal silicon substrate 11 is formed before the step of applying the Pd catalyst nucleus 16 as necessary. Add a surface roughening process. When the hole diameter is large or the aspect ratio is small, a method such as sputtering is used to form the inner wall of the minute through-hole 15 and the surface on either the upper surface side or the lower surface side of the single crystal silicon substrate 11. There is also a method of forming a metal thin film such as titanium (Ti) or copper (Cu) as an adhesion layer. In particular, when a metal film is formed on one surface of the single crystal silicon substrate 11 by electroless plating, adhesion may be a problem and peeling may occur. In this case, the formation of the adhesion layer is effective.

次に、単結晶シリコン基板11の表面(図中上面)および裏面(図中下面)に形成された前記Pd触媒核16のうち少なくとも一方の側のPd触媒核を完全に除去する。なお、本実施形態では、単結晶シリコン基板11の表面側のPd触媒核のみを除去した場合の例を示している。Pd触媒核の除去工程としては、例えば、CHFガスを用いたRIEが利用できる。該RIE工程では、シリコン酸化膜12aの表層をエッチングすることで、Pd触媒核を同時に除去することができる。一方、微小貫通孔15の側壁に付与されたPd触媒核が除去されずに残るのは、イオンが垂直に照射される単結晶シリコン基板11の上面側の方が圧倒的にエッチング速度が大きいためである。 Next, the Pd catalyst nuclei on at least one side of the Pd catalyst nuclei 16 formed on the front surface (upper surface in the drawing) and the back surface (lower surface in the drawing) of the single crystal silicon substrate 11 are completely removed. In this embodiment, an example in which only the Pd catalyst nucleus on the surface side of the single crystal silicon substrate 11 is removed is shown. As the Pd catalyst nucleus removal step, for example, RIE using CHF 3 gas can be used. In the RIE process, the Pd catalyst nucleus can be removed simultaneously by etching the surface layer of the silicon oxide film 12a. On the other hand, the reason why the Pd catalyst nucleus applied to the side wall of the minute through hole 15 remains without being removed is because the etching rate is overwhelmingly higher on the upper surface side of the single crystal silicon substrate 11 irradiated with ions vertically. It is.

次に、無電解めっきにより金属膜17を形成する(図1(d)参照)。該無電解めっき工程では、Pd触媒核を除去した単結晶シリコン基板11の表面側には金属膜17は形成されない。したがって、本実施形態では、微小貫通孔15の内壁および単結晶シリコン基板11の裏面側にのみ位置選択的に前記金属膜17を形成することができる。ここまでがニードル形成工程である。このように、単結晶シリコン基板11の表面に付与したPd触媒核16を除去することで、該無電解めっき工程における金属膜17の位置選択な形成を可能としている点が、微細穴加工用工具の作製方法にかかる本発明の第1の特徴となっている。例えば、単結晶シリコン基板11の表面側にも金属膜が形成された場合には、該金属膜のみを別途除去する工程が必要となるが、ドライエッチングにより該金属膜のみを除去することは、加工速度が小さいなどの問題があり大変困難である。また、ウエットエッチングにより該金属膜を選択的に除去するには、微小貫通孔15の内壁へのマスキングが困難であるという技術的な問題がある。   Next, the metal film 17 is formed by electroless plating (see FIG. 1D). In the electroless plating step, the metal film 17 is not formed on the surface side of the single crystal silicon substrate 11 from which the Pd catalyst nuclei have been removed. Therefore, in the present embodiment, the metal film 17 can be selectively formed only on the inner wall of the minute through hole 15 and the back surface side of the single crystal silicon substrate 11. This is the needle forming process. Thus, by removing the Pd catalyst nucleus 16 applied to the surface of the single crystal silicon substrate 11, it is possible to selectively form the metal film 17 in the electroless plating process. This is the first feature of the present invention relating to the manufacturing method. For example, when a metal film is also formed on the surface side of the single crystal silicon substrate 11, a step of removing only the metal film is necessary, but removing only the metal film by dry etching There are problems such as low processing speed, which is very difficult. Further, in order to selectively remove the metal film by wet etching, there is a technical problem that it is difficult to mask the inner wall of the minute through hole 15.

最後に、上面に形成したシリコン酸化膜12aを完全に除去した後に、単結晶シリコン基板11の表面(上面)側からシリコンのみを選択的に除去することで、金属製中空状ニードル20(以下「中空状ニードル」と略す)を露出させる(図1(e)参照)。ここまでをシリコン除去工程という。シリコンの除去方法としては、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いたウエットエッチングあるいは二フッ化キセノン(XeF)ガスを用いたドライエッチングが利用できる。ただし、前者のTMAHエッチングは、平滑なシリコンエッチング面が得られるため好適ではあるが、形成する前記金属膜17の材質によっては、該金属膜自身もエッチングされるため利用できない場合がある。後者のXeFガスエッチングは、シリコン以外の物質をほとんどエッチングしないという特徴をもっており、該金属膜17の材質によらずほとんどすべての場合に適用できる。 Finally, after completely removing the silicon oxide film 12a formed on the upper surface, only the silicon is selectively removed from the surface (upper surface) side of the single crystal silicon substrate 11, thereby making the metal hollow needle 20 (hereinafter referred to as " (Abbreviated as “hollow needle”) (see FIG. 1 (e)). The process so far is referred to as a silicon removal process. As a method for removing silicon, wet etching using a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution or dry etching using xenon difluoride (XeF 2 ) gas can be used. However, although the former TMAH etching is preferable because a smooth silicon etching surface can be obtained, depending on the material of the metal film 17 to be formed, the metal film itself may be etched and may not be used. The latter XeF 2 gas etching has a feature of hardly etching materials other than silicon, and can be applied to almost all cases regardless of the material of the metal film 17.

以上のように、微細穴加工用工具の作製方法にかかる本実施形態によれば、シリコン製板状基部18および金属製板状基部19の積層構造体(後述するように、いずれか一方でもよい)に、単一または複数個を立設させた中空状ニードル20からなる微細穴加工用工具1を提供することできる。このように作製された微細穴加工用工具1が、微細穴加工用工具にかかる本発明の実施の形態である。ここで、本実施形態では、シリコン製板状基部18と金属製板状基部19の中間にシリコン酸化膜12bが積層された状態であるが、このシリコン酸化膜12bは、途中の工程において除去した構成としてもよい。また、シリコン製板状基部18および金属製板状基部19は、中空状ニードル20を保持する基部としての役目を果たせばよく、必ずしも両者の積層構造である必要はない。例えば、金属製板状基部19のみで中空状ニードル20を支持するものでもよく、また、シリコン製板状基部18のみでも高分子フィルムへの穴加工に耐え得る機械的強度を有していれば、金属製板状基部19を形成する必要はない。あるいは、別途作製した保持治具を取りつけて中空状ニードル20を保持する基部としての機械的強度を補強すれば、金属製板状基部19は必ずしも必要ではない。逆に、微細穴加工用工具1の下面側(金属製板状基部19)に別途作製した保持治具を取りつければ、必ずしもシリコン製板状基部18は必要ではない。なお、保持治具としては、単結晶シリコン、石英、ガラス、金属、セラミックス、プラスチックなどのいずれの材質で作製したもでもよい。ただし、前記保持治具には、中空状ニードル20と連通する空洞部を内部に備えており、かつ前記空洞部と連通した外部への出口部が少なくとも一箇所は備えている構造をもつことが肝要である。すなわち、前記空洞部と前記出口は高分子フィルムへの穴加工を行った際に形成される切りくずの回収に必要となる構造である。   As described above, according to the present embodiment of the method for manufacturing a tool for drilling fine holes, a laminated structure of a silicon plate-like base portion 18 and a metal plate-like base portion 19 (as will be described later, either one may be used. ) Can be provided with a fine hole machining tool 1 composed of a hollow needle 20 in which a single or a plurality are erected. The fine hole drilling tool 1 produced in this way is an embodiment of the present invention relating to a fine hole drilling tool. Here, in the present embodiment, the silicon oxide film 12b is laminated between the silicon plate-like base portion 18 and the metal plate-like base portion 19, but the silicon oxide film 12b is removed in the middle of the process. It is good also as a structure. Further, the silicon plate-like base portion 18 and the metal plate-like base portion 19 may serve as a base portion for holding the hollow needle 20 and do not necessarily have a laminated structure. For example, the hollow needle 20 may be supported only by the metal plate-like base portion 19, and if only the silicon plate-like base portion 18 has a mechanical strength that can withstand the drilling of the polymer film. It is not necessary to form the metal plate base 19. Alternatively, the metal plate-like base portion 19 is not necessarily required if a separately prepared holding jig is attached to reinforce the mechanical strength as the base portion that holds the hollow needle 20. On the contrary, if the holding jig separately produced is attached to the lower surface side (metal plate-like base portion 19) of the fine hole machining tool 1, the silicon plate-like base portion 18 is not necessarily required. The holding jig may be made of any material such as single crystal silicon, quartz, glass, metal, ceramics, and plastic. However, the holding jig may have a structure in which a hollow portion communicating with the hollow needle 20 is provided inside, and at least one outlet portion to the outside communicating with the hollow portion is provided. It is essential. That is, the hollow portion and the outlet are structures necessary for collecting chips formed when drilling a polymer film.

さらに、微細穴加工用工具の作製方法にかかる上記実施形態において、中空状ニードル20は、単結晶シリコン基板11に設ける微小貫通孔15の内壁に積層した金属膜17によって構成されることから、微小開口14のパターンを適宜変更して、前記微小貫通孔15の断面形状を変更することにより、前記中空状ニードル20の断面形状を任意な形状にすることができる。このことが、微細穴加工用工具の作製方法にかかる本発明の第2の特徴となっている。また、中空状ニードル20の最小寸法(横断面の寸法)はフォトリソグラフィの解像度によって決まるため、数μm〜数十μmの中空状ニードル20の形状を精度よく作製することができる。さらに、中空状ニードル20の長さは、使用する単結晶シリコン基板11の厚さによって任意の長さに適宜変更することができる。ただし、中空状ニードル20の最大長さはDRIEで加工できる貫通孔のアスペクト比に依存する。通常DRIEのアスペクト比は30程度であるため、例えば、作製したい中空状ニードルの直径が10μmであれば、最大長さは300μm程度となる。しかし、該DRIE技術は日進月歩で技術開発が進んでおり、より高いアスペクト比をもつ中空状ニードル20の作製も将来は可能となる。さらに、電子ビームリソグラフィ技術を用いて微小開口14のパターニングを行えば、中空状ニードル20の最小寸法(横断面の寸法)は、数百nm〜1μm程度まで微小にすることもできる。   Further, in the above-described embodiment relating to the method for manufacturing the tool for processing a fine hole, the hollow needle 20 is constituted by the metal film 17 laminated on the inner wall of the fine through hole 15 provided in the single crystal silicon substrate 11. By appropriately changing the pattern of the openings 14 and changing the cross-sectional shape of the micro through-hole 15, the cross-sectional shape of the hollow needle 20 can be changed to an arbitrary shape. This is the second feature of the present invention according to the method for producing the tool for drilling fine holes. Further, since the minimum dimension (the dimension of the cross section) of the hollow needle 20 is determined by the resolution of photolithography, the shape of the hollow needle 20 of several μm to several tens μm can be manufactured with high accuracy. Furthermore, the length of the hollow needle 20 can be appropriately changed to an arbitrary length depending on the thickness of the single crystal silicon substrate 11 to be used. However, the maximum length of the hollow needle 20 depends on the aspect ratio of the through hole that can be processed by DRIE. Since the aspect ratio of DRIE is usually about 30, for example, if the diameter of a hollow needle to be produced is 10 μm, the maximum length is about 300 μm. However, technological development of the DRIE technology is progressing steadily, and the hollow needle 20 having a higher aspect ratio can be produced in the future. Furthermore, if the micro-opening 14 is patterned using the electron beam lithography technique, the minimum dimension (cross-sectional dimension) of the hollow needle 20 can be made as small as about several hundred nm to 1 μm.

さらに、微細穴加工用工具の作製方法にかかる本実施形態において、無電解めっきで形成する金属膜17の材質として、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)などの自己触媒的にめっき反応が起こる金属であれば、その種類に制限はない。また、前記金属の単体(単一組成)のみならず合金でもよい。さらに、前記金属単体あるいは合金と共析し得る金属、例えばリン(P)、ホウ素(B)、タングステン(W)、亜鉛(Zn)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、硫黄(S)、クロム(Cr)などの元素のうち少なくともいずれか一種類以上を含む合金でもよい。特に、前記金属膜の中でも、高分子フィルムへの穴加工工具としての耐久性の観点から、高硬度、耐食性、耐摩耗性、疲労強度などに優れるNi系合金膜あるいはNi膜が好適である。また、摩擦係数の低減や耐摩耗性の向上を目的とし、前記Ni系合金膜にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の微粒子あるいは黒鉛の微粒子を共析させた複合めっき膜なども金属膜17として利用できる。   Furthermore, in the present embodiment according to the method for manufacturing the tool for drilling fine holes, the material of the metal film 17 formed by electroless plating is nickel (Ni), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), There is no limitation on the type of the metal as long as it is a metal that undergoes a plating reaction in an autocatalytic manner, such as tin (Sn), gold (Au), silver (Ag), or platinum (Pt). Further, not only the simple metal (single composition) but also an alloy may be used. Furthermore, metals that can be co-deposited with the metal simple substance or alloy, such as phosphorus (P), boron (B), tungsten (W), zinc (Zn), manganese (Mn), iron (Fe), sulfur (S), An alloy containing at least one of elements such as chromium (Cr) may be used. In particular, among the metal films, Ni-based alloy films or Ni films that are excellent in high hardness, corrosion resistance, wear resistance, fatigue strength, and the like are preferable from the viewpoint of durability as a tool for drilling a polymer film. For the purpose of reducing the friction coefficient and improving the wear resistance, a composite plating film obtained by eutecting the fine particles of polytetrafluoroethylene (PTFE) or fine particles of graphite on the Ni-based alloy film is also used as the metal film 17. it can.

さらに、微細穴加工用工具の作製方法にかかる実施形態の変形例としては、前記無電解めっき工程において、一種類の金属膜17に限らず、異種の金属膜の無電解めっきを順次行うことで、異種金属の積層構造からなる金属製中空状ニードルの作製も可能である。例えば、化学的安定性の高い金属膜(穴加工対象となる高分子フィルムとの化学的親和性が低い金属など)を形成した後に、機械的強度に優れた異種の金属膜を積層することで、中空状ニードルの機械的強度を維持しつつ、かつ表面の化学的安定性を向上させた中空状ニードルの作製が可能となる。さらに、必要に応じて、前記二種類の金属膜同士の密着性の向上や熱応力の発生を抑制するために、別途一種類以上の異種金属を中間層として積層することもできる。以上のように、中空状ニードル20を無電解めっきを順次繰り返すことにより二種類以上の金属膜の積層構造とし得る利点が、微細穴加工用工具の作製方法にかかる本発明の第3の特徴となっている。   Furthermore, as a modification of the embodiment according to the method for producing a tool for drilling a fine hole, in the electroless plating step, not only one type of metal film 17 but also electroless plating of different types of metal films may be sequentially performed. It is also possible to produce a metal hollow needle having a laminated structure of different metals. For example, by forming a metal film with high chemical stability (such as a metal with low chemical affinity with the polymer film to be drilled), and then stacking different metal films with excellent mechanical strength Thus, it is possible to produce a hollow needle having improved surface chemical stability while maintaining the mechanical strength of the hollow needle. Furthermore, if necessary, in order to improve the adhesion between the two kinds of metal films and suppress the generation of thermal stress, one or more kinds of different metals can be separately laminated as an intermediate layer. As described above, the advantage that the hollow needle 20 can be formed into a laminated structure of two or more types of metal films by sequentially repeating electroless plating is the third feature of the present invention according to the method for manufacturing a microhole drilling tool. It has become.

さらに、他の変形例としては、前記無電解めっき工程に引き続き、同種または異種の金属膜を電気めっきによって積層することが可能である。例えば、無電解Niめっきを行った後に、析出速度の大きい電気めっきによりNi膜を積層することで、中空状ニードルの肉厚を短時間で厚く形成することができる。さらに、無電解めっき後に電気めっきを行う利点としては、前記無電解めっき工程で形成した金属膜(導体)の表面にのみ位置選択的に電気めっきが行われることである。すなわち、特別なマスキング工程や前記電気めっき後の不要な金属膜の除去工程が一切不要であり、生産性に優れた作製方法である。なお、積層する金属の種類は、電気めっきにより析出可能な金属であれば制限はない。例えば、Ni、Cr、Cu、Zn、Sn、Au、Ag、Ptなどの金属やその合金が利用できる。また、電気めっきを順次繰り返すことで異種金属の積層膜の形成も可能である。なお、電気めっきを行う場合には、微細孔への均一なめっき膜の形成に優れたPR(Periodic Reverse)めっき法(正逆反転めっき法)が好適である。以上のように、中空状ニードル20を無電解めっき後に電気めっきを行う工程を少なくとも一回以上繰り返すことで、二種類以上の金属膜の積層構造とし得る利点が、微細穴加工用工具の作製方法にかかる本発明の第4の特徴となっている。   Furthermore, as another modified example, following the electroless plating step, it is possible to stack the same or different metal films by electroplating. For example, the thickness of the hollow needle can be increased in a short time by laminating the Ni film by electroplating with a high deposition rate after performing electroless Ni plating. Furthermore, an advantage of performing electroplating after electroless plating is that electroplating is selectively performed only on the surface of the metal film (conductor) formed in the electroless plating step. That is, no special masking process or unnecessary metal film removal process after electroplating is required, and the production method is excellent in productivity. The type of metal to be laminated is not limited as long as it can be deposited by electroplating. For example, metals such as Ni, Cr, Cu, Zn, Sn, Au, Ag, and Pt and alloys thereof can be used. Further, it is possible to form a laminated film of different metals by sequentially repeating electroplating. In the case of performing electroplating, a PR (Periodic Reverse) plating method (forward / reverse plating method) excellent in forming a uniform plating film in the fine holes is preferable. As described above, the advantage of being able to have a laminated structure of two or more kinds of metal films by repeating the step of electroplating the hollow needle 20 after electroless plating at least once is the method for producing a microhole drilling tool. This is the fourth feature of the present invention.

以上のように、上述した実施形態によれば、一種もしくは二種類以上の金属膜を積層してなる金属製中空状ニードルを、単結晶シリコン板状基部または金属製板状基部上に、単一もしくは複数個を立設させた微細穴加工用工具の提供およびその作製方法を提供することができる。さらに、前記微細穴加工用工具自体の大きさ(一括で加工できる高分子フィルムの面積に相当)は、半導体製造装置(フォトリソグラフィ装置、ドライエッチング装置など)で取り扱える単結晶シリコンウエハの大きさに制約を受ける。しかし、現状でも半導体製造工程においては、直径12インチ(300mm)が主流となっていることから、加工用途としては、十分な大きさをもつ前記微細穴加工用工具の提供が可能である。   As described above, according to the above-described embodiment, a single metal hollow needle formed by laminating one or two or more kinds of metal films is formed on a single crystal silicon plate base or metal plate base. Alternatively, it is possible to provide a tool for drilling a fine hole in which a plurality are erected and a method for manufacturing the tool. Furthermore, the size of the micro-hole drilling tool itself (corresponding to the area of a polymer film that can be processed in a lump) is the size of a single crystal silicon wafer that can be handled by a semiconductor manufacturing apparatus (such as a photolithography apparatus or dry etching apparatus). Limited. However, since the diameter of 12 inches (300 mm) is the mainstream in the semiconductor manufacturing process even at present, it is possible to provide the fine hole machining tool having a sufficient size for machining applications.

さらに、上記実施形態においては、前記金属製中空状ニードルの表面に、炭素のみを主な構成元素とするアモルファス状炭素膜、または、該アモルファス状炭素膜に水素、窒素、フッ素、珪素もしくはクロムの少なくともいずれか一種を含む添加物含有アモルファス状炭素膜を積層することができる。該炭素膜(通称、ダイヤモンドライクカーボン:DLC)積層工程を含めることで、優れた耐摩耗性と低摩擦係数を付与した前記金属製中空状ニードルからなる微細穴加工用工具の提供およびその作製方法を提供することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the surface of the metal hollow needle has an amorphous carbon film containing only carbon as a main constituent element, or hydrogen, nitrogen, fluorine, silicon or chromium is added to the amorphous carbon film. An additive-containing amorphous carbon film containing at least one of them can be laminated. Providing a fine hole drilling tool comprising the metal hollow needle provided with excellent wear resistance and a low friction coefficient by including the carbon film (commonly called diamond-like carbon: DLC) lamination step, and a method for producing the same Can be provided.

次に、微細穴加工用工具の作製方法にかかる発明の第二の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態と同様の工程を含むことから、異なる工程についてのみ説明する。図2は、本実施形態の断面図である。第一の実施形態と唯一異なる点は、DRIEにより微小貫通孔15を形成した後に、熱酸化により前記微小貫通孔15の表面にシリコン酸化膜30を形成する工程を含むことである(図2(b)参照)。なお、前記DRIE工程後に、一旦、シリコン酸化膜12aおよび12bを完全に除去(BHFエッチングあるいはDHFエッチングなど)した後に、前記熱酸化を行うことでもよい。   Next, a second embodiment of the invention relating to a method for producing a fine hole drilling tool will be described. In addition, since the same process as 1st embodiment is included, only a different process is demonstrated. FIG. 2 is a cross-sectional view of the present embodiment. The only difference from the first embodiment is that it includes a step of forming a silicon oxide film 30 on the surface of the micro through hole 15 by thermal oxidation after the micro through hole 15 is formed by DRIE (FIG. 2 ( b)). Note that, after the DRIE process, the thermal oxidation may be performed after the silicon oxide films 12a and 12b are completely removed (BHF etching or DHF etching) once.

前述の第二の実施形態では、少なくとも前記微小貫通孔15の内壁に形成した前記シリコン酸化膜30の表面に、一種もしくは二種類以上の金属膜17を積層した後(図2(d)参照)に、単結晶シリコン基板11の上面側からシリコンのみを選択的に除去する。金属膜17を積層する部分には前工程としてパラジウム触媒核16が付与されるが(図2(c)参照)、少なくとも微小貫通孔15のパラジウム触媒核16を残してその他を除去することにより、該微小貫通孔15に金属膜17を積層することができる。上記工程によって、前記シリコン酸化膜30と前記金属膜17の積層構造からなる中空状ニードル31が形成できる(図2(e)参照)。該作製方法によって、破壊靭性の高い金属膜17と圧縮破壊強度が大きいシリコン酸化膜30との積層構造とすることで、より高強度かつ抗折力(折れやすさの指標)の大きな中空状ニードル31を形成することができる。   In the second embodiment described above, after one or more kinds of metal films 17 are stacked on the surface of the silicon oxide film 30 formed on at least the inner wall of the micro through-hole 15 (see FIG. 2D). Further, only silicon is selectively removed from the upper surface side of the single crystal silicon substrate 11. Palladium catalyst nuclei 16 are applied as a pre-process to the portion where the metal film 17 is laminated (see FIG. 2C), but at least leaving the palladium catalyst nuclei 16 of the minute through holes 15 to remove others, A metal film 17 can be laminated in the minute through hole 15. Through the above process, a hollow needle 31 having a laminated structure of the silicon oxide film 30 and the metal film 17 can be formed (see FIG. 2E). A hollow needle having a higher strength and a higher bending strength (an index of ease of folding) is obtained by forming the laminated structure of the metal film 17 having a high fracture toughness and the silicon oxide film 30 having a high compressive fracture strength by the manufacturing method. 31 can be formed.

以上のように、実施例2の発明によれば、シリコン酸化膜および金属の積層構造をもつ単一あるいは複数個の中空状ニードルからなる微細穴加工用工具40の提供、およびその作製方法を提供することができる。   As described above, according to the invention of the second embodiment, the provision of the fine hole machining tool 40 composed of a single or a plurality of hollow needles having a laminated structure of a silicon oxide film and a metal, and a method for producing the tool are provided. can do.

さらに、前記シリコン酸化膜および金属の積層構造からなる中空状ニードルの表面に、前記DLC膜積層工程を含めることで、優れた耐摩耗性と低摩擦係数を付与した微細穴加工用工具の提供、およびその作製方法を提供することができる。   Furthermore, providing the DLC film laminating step on the surface of the hollow needle composed of a laminated structure of the silicon oxide film and metal, thereby providing a tool for drilling fine holes with excellent wear resistance and a low friction coefficient, And a manufacturing method thereof.

次に、高分子フィルムの加工方法にかかる本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、上述した微細穴加工用工具の実施形態のうちのいずれかを用いるものである。そして、前記微細穴加工用工具または高分子フィルムのいずれか一方または双方を室温以上に加熱し、前記微細穴加工用工具の中空状ニードルの開口先端を前記高分子フィルム表面に当接しつつ、該微細穴加工用工具に所定の荷重を印加することによって、前記高分子フィルムに微細な貫通穴を穿設することができる。なお、加工時の加熱温度としては、加工対象となる高分子フィルムのガラス転移点を超える温度で、かつ融点を超えない温度の範囲内が好ましい。穴加工は、複数枚の高分子フィルムを積層(高分子フィルムの総厚さが中空状ニードルの長さ以上になる枚数を積層)したものをシリコン基板表面に張り付け、前記微細穴加工用工具を当接して行った。   Next, an embodiment of the present invention relating to a method for processing a polymer film will be described. In this embodiment, any one of the embodiments of the fine hole machining tool described above is used. Then, either one or both of the fine hole machining tool or the polymer film is heated to room temperature or higher, and the tip of the hollow needle of the fine hole machining tool is in contact with the surface of the polymer film, By applying a predetermined load to the fine hole machining tool, fine through holes can be formed in the polymer film. In addition, as the heating temperature at the time of processing, it is preferable that the temperature is higher than the glass transition point of the polymer film to be processed and not higher than the melting point. In the hole processing, a plurality of polymer films are laminated (a number of polymer films whose total thickness is equal to or greater than the length of the hollow needle) is pasted on the silicon substrate surface, and the fine hole processing tool is attached. The contact was made.

中空状ニードルからなる微細穴加工工具を用いて、高分子フィルム(ポリイミドフィルム:厚さ38μm程度)への微細穴加工を行った実験例を図3に示す。加熱温度350℃、荷重6N、加工時間60sの条件下で、直径30μm程度の貫通穴(16穴、ピッチ80μm)を加工した。その結果、貫通穴の入口側および出口側には、加工欠陥(バリやカケなど)が認められず、前記貫通穴の内壁も極めて平滑であり、高品質な微細穴加工が実現されている。また、前記貫通穴の直径の平均値は、入口側で34.9μm(標準偏差:0.4μm),出口側で34.1μm(標準偏差:0.5μm)であり,両者の直径差は平均値でわずか0.8μm(最大でも2μm以下)となっており、前記貫通穴の断面形状が該高分子フィルムの表面に対してほぼ垂直な形状となっていることがわかる。さらに、加工穴径のバラツキも小さく,かつ前記中空状ニードルの外径と前記貫通穴の直径差は最大でも1.5μmであり、極めて高精度な微細穴加工が実現されている。   FIG. 3 shows an experimental example in which micro-hole processing is performed on a polymer film (polyimide film: thickness of about 38 μm) using a micro-hole processing tool composed of a hollow needle. Through holes (16 holes, pitch 80 μm) with a diameter of about 30 μm were processed under the conditions of a heating temperature of 350 ° C., a load of 6 N, and a processing time of 60 s. As a result, no processing defects (burrs, chips, etc.) are observed on the inlet side and the outlet side of the through hole, the inner wall of the through hole is extremely smooth, and high-quality fine hole processing is realized. The average diameter of the through holes is 34.9 μm (standard deviation: 0.4 μm) on the inlet side and 34.1 μm (standard deviation: 0.5 μm) on the outlet side. The value is only 0.8 μm (at most 2 μm or less), and it can be seen that the cross-sectional shape of the through hole is substantially perpendicular to the surface of the polymer film. Further, the variation in the diameter of the processed hole is small, and the difference between the outer diameter of the hollow needle and the diameter of the through hole is 1.5 μm at the maximum, and extremely fine hole processing is realized.

中空状ニードルからなる微細穴加工工具を用いて、高分子フィルム(ポリプロピレンフィルム:厚さ35μm程度)への微細穴加工を行った他の実験例を図4に示す。前記ポリイミドフィルムよりも機械的強度および熱的安定性が低いポリプロピレンフィルムの場合には、120℃と低い温度条件下(荷重6N、加工時間60s)でも高精度かつ高品質な貫通穴加工が実現できた。なお、前記二つの実験例は、高分子フィルムに対する貫通穴の加工状態を確認するために、実験用として作製したシリコン酸化膜の単層構造を有する中空状ニードルを使用したものである。このシリコン酸化膜は脆性材料であることから、加工時に損傷することがあった。特に、貫通穴形成後に該微細穴加工用工具を高分子フィルムから引く抜く際に、前記中空状ニードルが折損することがあった。このような実験結果からも明らかなとおり、微細穴加工用工具に使用する中空ニードルとしては、前記シリコン酸化膜の単層構造では強度面において十分ではない。したがって、既に説明したような微細穴加工用工具の実施形態によれば、破壊靭性の高い金属製の中空状ニードルからなる微細穴加工工具、あるいは金属膜とシリコン酸化膜との積層構造を有する高強度かつ抗折力の大きい中空状ニードルからなる微細穴加工用工具を提供することができるものである。   FIG. 4 shows another experimental example in which micro-hole processing is performed on a polymer film (polypropylene film: thickness of about 35 μm) using a micro-hole processing tool composed of a hollow needle. In the case of a polypropylene film having lower mechanical strength and thermal stability than the polyimide film, high-precision and high-quality through-hole processing can be realized even under a low temperature condition of 120 ° C. (load 6N, processing time 60s). It was. In the two experimental examples, a hollow needle having a single-layer structure of a silicon oxide film prepared for an experiment is used in order to confirm the processed state of the through hole in the polymer film. Since this silicon oxide film is a brittle material, it may be damaged during processing. In particular, the hollow needle sometimes breaks when the fine hole machining tool is pulled out from the polymer film after the through hole is formed. As is clear from these experimental results, the single layer structure of the silicon oxide film is not sufficient in terms of strength as a hollow needle used for a fine hole drilling tool. Therefore, according to the embodiment of the fine hole machining tool as already described, a fine hole machining tool composed of a metal hollow needle having high fracture toughness, or a high structure having a laminated structure of a metal film and a silicon oxide film. It is possible to provide a tool for drilling fine holes made of a hollow needle having high strength and high bending strength.

ポリプロピレンフィルムの微細穴加工を行った際に得られた切りくずの一例を図5に示す。前記ポリプロピレンフィルムを3枚積層して穴加工を行った後に、最表層のポリプロピレンフィルムを取り除いて、第二層目のポリプロピレンフィルムの表面を観察した写真である。最表層のポリプロピレンフィルムの貫通穴加工で形成された切りくずは、写真のように円柱形状を呈している。該切りくず(9個)は、使用した中空状ニードル(9本)の内径とほぼ同様な寸法の形状を示していることは、該高分子フィルムの加工(塑性変形およびせん断変形)が前記中空状ニードル開口先端の極限られた領域内で比較的容易に行われたことを意味している。   FIG. 5 shows an example of chips obtained when fine holes are processed in a polypropylene film. It is the photograph which removed the outermost layer polypropylene film and observed the surface of the 2nd layer polypropylene film, after laminating | stacking three said polypropylene films and performing hole processing. Chips formed by through-hole processing of the outermost polypropylene film have a cylindrical shape as shown in the photograph. The chips (9 pieces) have a shape with dimensions almost the same as the inner diameter of the hollow needles (9 pieces) used. This means that the processing of the polymer film (plastic deformation and shear deformation) is the hollow shape. This means that the process is relatively easily performed in a limited area at the tip of the needle opening.

以上のように、高分子フィルムに穿設される前記貫通穴の横断面形状は、前記微細穴加工用工具の中空ニードルの横断面(外径または外寸)とほぼ同様な寸法の形状が得られる。さらに、好適な加熱条件および荷重条件では、前記貫通穴の入口側および出口側いずれにおいても加工欠陥(バリやカケなど)の発生がほとんど認められず、かつ加工穴内壁の表面性状も極めて平滑な高品質な微細な穴加工が実現できる。また、加工穴の断面形状も高分子フィルム表面に対してほぼ垂直となる。前記特徴は、従来技術の切削加工(ドリル加工)、プレス加工(打抜き加工)、ケミカルエッチング、レーザ加工に比べて優れている。さらに、加工時間は穴個数に依存しないため高能率な加工が実現できる。また、切削加工(ドリル加工)やレーザ加工に比べて、加工穴部の熱影響も大幅に低減できる。   As described above, the cross-sectional shape of the through-hole formed in the polymer film is substantially the same as the cross-sectional shape (outer diameter or outer dimension) of the hollow needle of the fine hole machining tool. It is done. Further, under suitable heating conditions and load conditions, almost no processing defects (burrs, burrs, etc.) are observed on both the inlet side and the outlet side of the through hole, and the surface properties of the inner wall of the processed hole are extremely smooth. High quality fine drilling can be realized. Moreover, the cross-sectional shape of the processed hole is also substantially perpendicular to the polymer film surface. The above features are superior to conventional cutting (drilling), pressing (punching), chemical etching, and laser processing. Furthermore, since the processing time does not depend on the number of holes, highly efficient processing can be realized. In addition, compared with cutting (drilling) or laser processing, the thermal effect of the processed hole can be greatly reduced.

ここで使用される微細穴加工用工具は、前述のとおり、中空状ニードルからなるため、単純な中実構造(円柱構造)の工具と比べて、加工点での接触面積が小さくなり、被加工物に効率よくせん断変形を起こさせることができる。また、室温以上の好適な温度条件で加工を行うことで高分子フィルムの塑性変形およびせん断変形を容易にしている。さらに、中実構造の場合では切りくずが下方に押し込まれて逃げ場を失うことになるが、中空構造の場合には中空状ニードルの内部を切りくずが上昇し、前記中空状ニードルの根元部分から効率よく回収することができる。すなわち、従来技術のプレス加工(打抜き加工)のように、パンチとダイの組み合わせにより、切りくずを下方に逃がす必要がない。このため、プレス加工(打抜き加工)で大きな問題となる前記パンチとダイの高精度な位置合わせに類似する工程は、前記微細穴加工用工具を用いることで不要となる。また、中空状ニードルの根元側を真空ポンプなどによって減圧すれば、切りくずをより効率的に外部に回収できる。さらに、中空状ニードル先端と高分子フィルム表面との強固な密着性も同時に確保できるといった利点もある。   As described above, the micro-hole drilling tool used here is composed of a hollow needle, so the contact area at the machining point is smaller than that of a simple solid structure (cylindrical structure) tool, and the workpiece is machined. It is possible to cause shear deformation to an object efficiently. Moreover, the plastic deformation and the shear deformation of the polymer film are facilitated by processing under a suitable temperature condition of room temperature or higher. Furthermore, in the case of the solid structure, the chips are pushed downward and the escape place is lost, but in the case of the hollow structure, the chips rise inside the hollow needle, and from the root portion of the hollow needle. It can be recovered efficiently. That is, it is not necessary to release chips downward by a combination of a punch and a die as in the conventional press working (punching). For this reason, the process similar to the highly accurate alignment of the punch and die, which is a major problem in press working (punching), is not required by using the fine hole drilling tool. Further, if the pressure on the base side of the hollow needle is reduced by a vacuum pump or the like, chips can be recovered to the outside more efficiently. Furthermore, there is an advantage that strong adhesion between the tip of the hollow needle and the surface of the polymer film can be secured at the same time.

なお、高分子フィルムの加工方法にかかる本発明によれば、加工できる高分子フィルムにはほぼ制限がない。例えば、熱可塑性高分子フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、セルロースアセテート系、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ナイロン、ポリメチルペンテン、ポリウレタンなどがある。熱硬化性高分子フィルムとしては、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂などがある。また、フッ素樹脂フィルムとしては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ化エチレンプロピレン樹脂(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、チレン−テトラフルオロエチレン共重合体(PETFE)などがある。   In addition, according to this invention concerning the processing method of a polymer film, there is almost no restriction | limiting in the polymer film which can be processed. For example, as a thermoplastic polymer film, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyacrylate ester, polymethacrylate ester, polyacrylonitrile, cellulose acetate, polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride , Nylon, polymethylpentene, polyurethane and the like. Examples of the thermosetting polymer film include polyimide, epoxy resin, phenol resin, and urea resin. In addition, as the fluororesin film, polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene resin (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene -Tetrafluoroethylene copolymer (PETFE).

以上のように、高分子フィルムの加工方法にかかる本実施形態では、本発明で提供されるいずれか一種の微細穴加工工具を用いることで、以下の特徴を有する高分子フィルムへの高能率・高品質な微細穴加工を実現することができる。
1)高分子フィルムに、最小寸法が数μm〜数十μm程度の微細な貫通穴を高能率に加工でき、かつ穴加工後の後工程を必要としない製造プロセスの簡略化が図れる。
2)貫通穴の入口側と出口側の加工欠陥(バリやカケなど)の発生を抑制し、加工穴内壁の表面粗さを向上させ、かつ加工穴部の熱影響を低減させ得る、高品質な貫通穴加工が可能となる。
3)基材表面に対してほぼ垂直な断面形状をもつ貫通穴加工が可能となる。
4)貫通穴の断面形状が円形のみならず、任意の幾何学的形状をもち、かつ任意の寸法で規則正しく配置した貫通穴を、一回の工程で加工することが可能となる。
As described above, in this embodiment according to the method for processing a polymer film, by using any one type of micro-hole drilling tool provided in the present invention, high efficiency and High quality fine hole machining can be realized.
1) A fine through hole having a minimum dimension of several μm to several tens of μm can be efficiently processed in a polymer film, and a manufacturing process that does not require a post-process after the hole processing can be simplified.
2) High quality that suppresses the occurrence of processing defects (burrs, chips, etc.) on the inlet and outlet sides of the through hole, improves the surface roughness of the inner wall of the hole, and reduces the thermal effect of the hole. Through hole processing becomes possible.
3) A through hole having a cross-sectional shape substantially perpendicular to the surface of the substrate can be formed.
4) It is possible to process through-holes having not only a circular cross-sectional shape but also an arbitrary geometric shape and regularly arranged in an arbitrary size in a single process.

上記の高分子フィルムの貫通穴加工の応用例としては、包装体、インクジェットヘッド用ノズル、各種フィルタがある。また、穴形状とサイズを人為的に制御した多孔質フィルムの作製や、高分子フィルムの貫通穴部分に、前記高分子フィルムとは異なる材質の高分子あるいは金属、セラミックスの少なくともいずれか一種を充填した新規な機能性高分子フィルムの創成技術としても応用できる。さらに、ポリイミドフィルムへの微細穴加工が行えることから、可撓性のポリイミドフィルムの両面に銅配線パターンを形成した2層構造のフレキシブル配線板(FPC)や高密度実装化(HDI)のための多層プリント配線板などの高精細化・高密度化に必要となる極微細なスルーホール形成へ応用できる。   Application examples of through-hole processing of the polymer film include a package, an inkjet head nozzle, and various filters. In addition, production of a porous film in which the hole shape and size are artificially controlled, and a through hole portion of the polymer film is filled with at least one of a polymer, metal, or ceramics that is different from the polymer film. It can also be applied as a new functional polymer film creation technology. Furthermore, since micro-hole processing can be performed on a polyimide film, a flexible wiring board (FPC) having a copper wiring pattern formed on both sides of a flexible polyimide film (FPC) or high density mounting (HDI) It can be applied to the formation of ultra-fine through-holes required for high definition and high density of multilayer printed wiring boards.

以上のように、本発明の実施の形態を説明したが、上記各実施形態は本発明の一例を示すものであって、これらに限定されるものではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, each said embodiment shows an example of this invention and is not limited to these.

1 微細穴加工用工具
11 単結晶シリコン基板
12a シリコン酸化膜
12b シリコン酸化膜
13 フォトレジスト
14 微小開口
15 微小貫通孔
16 パラジウム触媒核
17 金属膜
18 シリコン製板状基部
19 金属製板状基部
20 金属製中空状ニードル
30 シリコン酸化膜
31 シリコン酸化膜/金属製中空状ニードル
40 微細穴加工用工具

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tool for fine hole processing 11 Single crystal silicon substrate 12a Silicon oxide film 12b Silicon oxide film 13 Photoresist 14 Micro opening 15 Micro through hole 16 Palladium catalyst nucleus 17 Metal film 18 Silicon plate base 19 Metal plate base 20 Metal Hollow needle 30 Silicon oxide film 31 Silicon oxide film / Metal hollow needle 40 Fine hole machining tool

Claims (11)

単結晶シリコンの基板に、ドライエッチング技術によっての微小貫通孔を形成し、少なくとも該微小貫通孔の内壁に一種もしくは二種類以上の金属膜を積層して金属製の中空状ニードルを形成し、前記単結晶シリコンの一部分またはすべてを除去して前記金属製の中空状ニードルを露出させてなることを特徴とする微細穴加工用工具。 A fine through hole is formed on a single crystal silicon substrate by a dry etching technique, and at least one or two or more kinds of metal films are laminated on the inner wall of the fine through hole to form a metal hollow needle, A tool for drilling fine holes, wherein a part or all of single crystal silicon is removed to expose the metal hollow needle. 前記基板の表面または裏面のいずれか一方に対し前記微小貫通孔の内壁に連続する前記金属膜を積層して、金属製の板状基部および該基部に立設する中空状ニードルを形成してなる請求項1に記載の微細穴加工用工具。 The metal film continuous to the inner wall of the minute through hole is laminated on either the front surface or the back surface of the substrate to form a metal plate-like base portion and a hollow needle standing on the base portion. The fine hole drilling tool according to claim 1. 前記金属膜は、単結晶シリコンの表面にシリコン酸化膜を形成した後に金属膜を積層し、前記中空状ニードルは、シリコン酸化膜および金属の積層構造によって形成されている請求項1または2に記載の微細穴加工用工具。 3. The metal film is formed by stacking a metal film after forming a silicon oxide film on a surface of single crystal silicon, and the hollow needle is formed by a stacked structure of a silicon oxide film and a metal. Tool for drilling fine holes. 前記中空状ニードルの露出部分の表面は、炭素のみを主な構成元素とするアモルファス状炭素膜、または、該アモルファス状炭素膜に水素、窒素、フッ素、珪素もしくはクロムの少なくともいずれか一種を含む添加物含有アモルファス状炭素膜が積層されてなる請求項1ないし3のいずれかに記載の微細穴加工用工具。 The surface of the exposed portion of the hollow needle is an amorphous carbon film containing only carbon as a main constituent element, or the amorphous carbon film is added with at least one of hydrogen, nitrogen, fluorine, silicon or chromium The tool for fine hole drilling according to any one of claims 1 to 3, wherein an object-containing amorphous carbon film is laminated. 前記中空状ニードルは、前記単結晶シリコンの基板上または板状基部上に単一または複数個が立設されている請求項1ないし4のいずれかに記載の微細穴加工用工具。 5. The micro-hole drilling tool according to claim 1, wherein a single or a plurality of the hollow needles are erected on the single crystal silicon substrate or the plate-like base portion. 単結晶シリコンの基板に、プラズマを利用したドライエッチング技術によって微小貫通孔の鋳型を形成する鋳型形成工程と、
前記微小貫通孔の内壁に金属の無電解めっきにより一種もしくは二種類以上の金属製の中空状ニードルを形成するニードル形成工程と、
前記単結晶シリコンの一部またはすべてを除去して前記中空状ニードルを露出するシリコン除去工程と
を含むことを特徴とする微細穴加工用工具の作製方法。
A mold forming process for forming a micro-through hole mold on a single crystal silicon substrate by dry etching technology using plasma,
A needle forming step of forming one or more kinds of metal hollow needles on the inner wall of the micro through-hole by electroless plating of metal;
And a silicon removing step of removing a part or all of the single crystal silicon to expose the hollow needle.
前記ニードル形成工程は、前記基板の表面または裏面のいずれか一方に対しても金属の無電解めっきを行うことにより、金属製の板状基部および該基部に立設する中空状ニードルを形成する工程である請求項6に記載の微細穴加工用工具の作製方法。 The needle forming step is a step of forming a metal plate-like base portion and a hollow needle standing on the base portion by performing electroless plating of metal on either the front surface or the back surface of the substrate. The method for producing a fine hole drilling tool according to claim 6. 前記ニードル形成工程は、前記単結晶シリコンの表面にシリコン酸化膜を形成した後、金属の無電解めっきが施される工程である請求項6または7に記載の微細穴加工用工具の作製方法。 The method for producing a micro-hole drilling tool according to claim 6 or 7, wherein the needle forming step is a step in which a silicon oxide film is formed on the surface of the single crystal silicon and then electroless plating of metal is performed. 前記ニードル形成工程は、前記微小貫通孔の内壁に無電解めっきにより形成した金属膜上に、同種または異種の金属膜を電気めっきにより積層する工程を少なくとも一回以上施される工程をさらに含むことを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1項に記載の微細穴加工用工具の作製方法。 The needle forming step further includes a step of performing at least one or more steps of laminating the same kind or different kind of metal film by electroplating on the metal film formed by electroless plating on the inner wall of the minute through hole. A method for producing a tool for drilling fine holes according to any one of claims 6 to 8. 前記シリコン除去工程によって前記中空状ニードルが露出した部分の表面に、炭素のみを主な構成元素とするアモルファス状炭素膜、または、該アモルファス状炭素膜に水素、窒素、フッ素、珪素もしくはクロムの少なくともいずれか一種を含む添加物含有アモルファス状炭素膜を積層する炭素膜積層工程をさらに含むことを特徴とする請求項6ないし9のいずれかに記載の微細穴加工用工具の作製方法。 On the surface of the portion where the hollow needle is exposed by the silicon removal step, an amorphous carbon film containing only carbon as a main constituent element, or at least hydrogen, nitrogen, fluorine, silicon or chromium in the amorphous carbon film 10. The method for producing a fine hole drilling tool according to claim 6, further comprising a carbon film laminating step of laminating an additive-containing amorphous carbon film containing any one of them. 請求項1ないし5のいずれかに記載の微細穴加工用工具を用いた高分子フィルムの加工方法であって、前記微細穴加工用工具または高分子フィルムのいずれか一方または双方を室温以上に加熱し、前記微細穴加工用工具の前記中空ニードルの開口先端を高分子フィルム表面に当接しつつ、該微細穴加工用工具に所定の荷重を印加することによって、前記高分子フィルムに微細な貫通穴を穿設することを特徴とする高分子フィルムの加工方法。

6. A method of processing a polymer film using the fine hole drilling tool according to claim 1, wherein one or both of the fine hole drill tool and the polymer film are heated to room temperature or higher. By applying a predetermined load to the fine hole processing tool while abutting the opening end of the hollow needle of the fine hole processing tool on the surface of the polymer film, fine through holes are formed in the polymer film. A method for processing a polymer film, comprising:

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