(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被エッチング部材の被エッチング部をウエットエッチングでエッチングするエッチング方法に於いて、
（a）「Ｓe・h／Ｓue・h」の下限が、「１」の場合は、５μm＜hで、且つ、  「Ｓe・h／Ｓue・h」の上限は、３００
（b）h≦５μmの場合は、０<Ｓe・h／Ｓue・h≦８００、
S0 = Se + Sue  
かつ
１≦h／L
１≦h／L(n)
の関係を満たしてエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
上記において、以下の通りに定義する。
S0：エッチング液が付与される被エッチング部材の表面の面積
Se：前記被エッチング部の被エッチング面の総面積
Sue(n)：n番目の非エッチング面の面積
Sue：前記被エッチング部材の非エッチング面の総面積（「＝ΣSue(n)」）
h：エッチング溝の深さ
Se・h・・・・・前記被エッチング部の体積の総和
Sue・h・・・・・前記被エッチング部材の非エッチング部の体積の総和
L(n)：n番目の非エッチング面の直径
L：非エッチング面の平均直径
【請求項２】
その表層部に設けた複数の電子デバイス領域部と、処理液が付与される表面と、該表面に開口を有し前記電子デバイス領域部の間に設けた貫通電極形成用のマイクロ空室を内部に有し、該マイクロ空室のアスペクト比（ｌ/r）が５以上かまたはアスペクト比が５未満でかつＶ/Ｓ(Ｖ: マイクロ空室の容積、Ｓ：開口の面積)が３以上である第一の基体が設置さている減圧可能な処理空間を減圧にし、次いで該減圧されている処理空間に前記処理液を導入して前記マイクロ空室の内壁面を処理する第一の工程、
該第一の工程を経た前記マイクロ空室に貫通電極材料を前記開口まで埋め込んで貫通電極部を形成する第二の工程、
該第二の工程を経た前記第一の基体の前記開口側に第二の基体を接合してＬＳＩデバイスプレ部品を形成する第三の工程、
該ＬＳＩデバイスプレ部品をエッチング処理して前記貫通電極部の一部を露出させる際に、
エッチング液が付与される被エッチング部材の表面の面積（S0）
被エッチング面の総面積（Se）
n番目の非エッチング面の面積（「Sue(n)」）
非エッチング面の総面積（「＝ΣSue(n)」）（「Sue(n)」）
エッチング溝の深さ（h）
前記被エッチング部の体積の総和（Se・h）
前記被エッチング部材の非エッチング部の体積の総和（Sue・h）
n番目の非エッチング面の直径（「L(n)」）
非エッチング面の平均直径（L）
とすると、
（a）「Ｓe・h／Ｓue・h」の下限が、「１」の場合は、５μm＜hで、且つ、  「Ｓe・h／Ｓue・h」の上限は、３００
（b）h≦５μmの場合は、０<Ｓe・h／Ｓue・h≦８００、
S0 = Se + Sue
かつ
１≦h／L
１≦h／L(n)
の関係を満たしてエッチングする第四の工程、
を備えたことを特徴とするＬＳＩデバイス（ＬＳＩＤ）の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のＬＳＩデバイス（ＬＳＩＤ）を部品として、該ＬＳＩデバイス（ＬＳＩＤ）同志の電気接点が電気的に接合するように複数積層することを特徴とする３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエットエッチングによるエッチング方法、ＬＳＩデバイスの製造方法及び３Ｄ集積化ＬＳＩデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体分野はこれまで基本電子能動素子（基本電子素子）の一つであるトランジスタの微細化により高集積化を進めてきている。しかし、その基本技術の一つである露光技術の停滞により、微細化による高集積化に限界説が云われ始めている。また、基本電子素子の微細化はＬＳＩデバイス化した際のデバイスの温度上昇や電子漏洩の潜在的問題もある。最近は、微細化に依らない高集積化の技術開発もされ始めている。その一つがＬＳＩの３次元化（３ＤＩ：3 Dimensional Integration）の技術である。この技術の実現に必要な技術の一つが、ＴＳＶ（Through Silicon Via）の技術である。この技術を用いた３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスは、ワイヤーボンディング技術を用いるパッケージレベルの３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスとは異なり、集積している一つ一つのデバイス間の電気的相互接続特性の飛躍的向上も期待され、次世代の高集積化デバイスとして有力である。【０００３】
ＴＳＶに要求される貫通孔の深さは数十ミクロンら数百ミクロン、アスペクト比は１０以上の細く深い孔である（高アスペクト比ホール）。この様なホールの形成には、ハーフミクロンからクオーターミクロンの微細回路パターンの形成に最近採用されているドライエッチング法とレジスト除去用としての酸素プラズマアッシング法の採用が提案されている。しかし、この様なドライエッチング法においては、形成されるホール周辺部にドライエッチングガス、レジストなどに起因する堆積ポリマーが生じてホール内部及びその周辺部に残存し、高抵抗化や電気的短絡を招き歩留り低下の原因になる。又、残存堆積ポリマーの除去及びホール内部の清浄化にはウエット洗浄を必要とする。従って、ＴＳＶにおいてもこれまで通りのウエットエッチング・洗浄法への期待が増している。【０００４】
図８Ｅに、３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの作成の一例として、Via Last (Front via)のプロセス工程の一部を説明する模式的説明図を示す。
シリコン（Si）等で構成される第一の基体８００に、その表層部にデバイス領域８０４とデバイス領域８０４と電気的に導通するように貫通電極８０１が設けられている。基体８００は、接着層８０５を介して、Si等の構成される第二の基体８０６と接合されている。貫通電極８０１とエッチングのストップ層８０３の間には、貫通電極部８０８を構成する銅（Cu）等の材料が拡散するのを防止するためにバリア層８０７が設けられる。バリア層８０７は、スパッタ法若しくはメッキ法、又はその両方法により貫通電極８０１を設ける深溝（深穴）に銅などを埋設する際に、深溝底部まで確実で緻密に埋設されるようにするためのシード機能を有する材料で形成するのが望ましい。バリア層８０７がそのような機能を有さない又はその機能が十分でない場合は、バリア層８０７の内側にそのような機能を有するシード層を更に設けることが望ましい。微小な貫通電極は、例えば、直径約１０μm、２５μmピッチで、１０００個／mm２程度の密集度（配列密度）で設けられる。この密集度の貫通電極同士を多数同時に精度よく確実に電気的に直接接合するには、貫通電極部８０８の露出部８０２を１０〜２０μm程度露出させることが求められる。エッチングのストップ層８０３には、TEOS等による、５００nm程度の膜厚の酸化シリコン（SiO2）膜が一般に用いられているが、貫通電極部８０８の露出部８０２を１０〜２０μm程度露出させるとなると、シリコン（Si）とSiO2とのエッチングの選択比は、少なくとも２００：１程度必要になる。しかも、１０〜２０μm程度第一の基体８００をエッチングするとなると、生産効率を上げるには、高速のエッチングスピードを有するエッチング液が必要である。その上、貫通電極８０１を形成するには、可也の深さの細孔（ホール）（高アスペクト比の細孔）を第一の基体８００に形成する必要がある。【０００５】
この場合、本発明者らの検討と実験によると、以下のようなことが明らかになってきて、従来法でのウエットエッチング・洗浄では不十分であることが分かった。即ち、高アスペクト比ホールの底部をエッチングしたり、ホール内を洗浄したりする場合、従来の処理液を使用すると、ホールが細く深いためにホール内に処理液（エッチング液、洗浄液など）が侵入して行かない場合が生ずることがある。そのために、所期通りにエッチングや洗浄が行えない状況が発生する。その解決策として、従来から実施されている方策であるが、処理液に界面活性剤を混入しホール内壁との濡れ性を改善して先の課題を解決することが考えられる。【０００６】
しかしながら、処理液の十分な機能発揮を担保しながら濡れ性を改善してその目的を達成しようとする提案があるが、エッチングでも洗浄でも適切な処理液の調合が適っていないのが現状である。更に、処理液を被処理体表面からホールに供給しようとするとホール内に雰囲気気体の気泡が形成されて、処理液のホール内侵入を妨げる現象が起きることもある。この現象は円筒状のホールで顕著に観察される。【０００７】
複雑で微細な穴を複数有する太陽電池用の多結晶シリコンを、超音波振動を用いて洗浄する際に、減圧と加圧を繰り返し行う技術が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１に開示された技術は、超音波振動を用いるので、本件で対象としているＴＳＶのような高アスペクト比のホールパターンにおいては、ホールを形成している壁面構成部材の壁厚に対する壁の高さが極端に高いため、超音波振動によって壁面構成部材が崩れてしまう（パターン崩れ）という問題が発生する。この問題は、ホールのアスペクト比が高くなればなるほど、また、ホールパターンが微細になればなるほど、顕著になる。
この様に、３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスを実際に製造するとなると、その製造プロセスのいくつかの工程において工程ごとの課題と各工程に共通の課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記点に鑑み鋭意研究することでなされたものであり、その目的とするところの一つは、上記の複数の課題を一挙に解決ることにある。本発明のもう一つの目的は、被処理基体に設けたホールが譬え細く深いホールであっても、処理液がホール内に速やかに侵入し充満することでエッチングをホールパターン崩れもなく確実に行うことが出来るエッチング方法を提供することである。本発明のもう一つ別の目的は、３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの製造に際して、バンプレス接合をするために設ける貫通電極部の露出部を所期の寸法に効率よく形成できるエッチング方法を提供することである。本発明の更に別の目的は、３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの製造に用いられるＬＳＩデバイス部品の製造方法及びその部品を集積化した３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一つの側面は、被エッチング部材の被エッチング部をウエットエッチングでエッチングするエッチング法に於いて、
（a）「Ｓe・h／Ｓue・h」の下限が、「１」の場合は、５μm＜hで、且つ、  「Ｓe・h／Ｓue・h」の上限は、３００
（b）h≦５μmの場合は、０<Ｓe・h／Ｓue・h≦８００、
S0 = Se + Sue  
かつ
１≦h／L
１≦h／L(n) 
の関係を満たしてエッチングすることを特徴とするにエッチング方法にある。
定義は以下の通り。
S0：エッチング液が付与される被エッチング部材の表面の面積
Se：前記被エッチング部の被エッチング面の総面積  
Sue(n)：n番目の非エッチング面の面積
Sue：前記被エッチング部材の非エッチング面の総面積（「＝ΣSue(n)」）
h：エッチング溝の深さ
Se・h・・・・・前記被エッチング部の体積の総和
Sue・h・・・・・前記被エッチング部材の非エッチング部の体積の総和
L(n)：n番目の非エッチング面の直径
L：非エッチング面の平均直径（「＝ΣL(n)／n」）
本発明のもう一つの側面は、その表層部に設けた複数の電子デバイス領域部と、処理液が付与される表面と、該表面に開口を有し前記電子デバイス領域部の間に設けた貫通電極形成用のマイクロ空室を内部に有し、該マイクロ空室のアスペクト比（ｌ/r）が５以上かまたはアスペクト比が５未満でかつＶ/Ｓ(Ｖ: マイクロ空室の容積、Ｓ：開口の面積)が３以上である第一の基体が設置さている減圧可能な処理空間を減圧にし、次いで該減圧されている処理空間に前記処理液を導入して前記マイクロ空室の内壁面を処理する第一の工程、
該第一の工程を経た前記マイクロ空室に貫通電極材料を前記開口まで埋め込んで貫通電極部を形成する第二の工程、
該第二の工程を経た前記第一の基体の前記開口側に第二の基体を接合してＬＳＩデバイスプレ部品を形成する第三の工程、
該ＬＳＩデバイスプレ部品をエッチング処理して前記貫通電極部の一部を露出させる際に、
エッチング液が付与される被エッチング部材の表面の面積（S0）
被エッチング面の総面積（Se）  
n番目の非エッチング面の面積（「Sue(n)」）
非エッチング面の総面積（「＝ΣSue(n)」）（「Sue(n)」）
エッチング溝の深さ（h）
前記被エッチング部の体積の総和（Se・h）
前記被エッチング部材の非エッチング部の体積の総和（Sue・h）
n番目の非エッチング面の直径（「L(n)」）
非エッチング面の平均直径（L）（「＝ΣL(n)／n」）
とすると、
（a）「Ｓe・h／Ｓue・h」の下限が、「１」の場合は、５μm＜hで、且つ、  「Ｓe・h／Ｓue・h」の上限は、３００
（b）h≦５μmの場合は、０<Ｓe・h／Ｓue・h≦８００、
S0 = Se + Sue  
かつ
１≦h／L
１≦h／L(n) 
の関係を満たしてエッチングする第四の工程、
を備えたことを特徴とするＬＳＩデバイス（ＬＳＩＤ）の製造方法にある。
本発明の更にもう一つの側面は、該ＬＳＩデバイス（ＬＳＩＤ）を部品として、該ＬＳＩデバイス（ＬＳＩＤ）同志の電気接点が電気的に接合するように複数積層することを特徴とする３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの製造方法にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、譬え細く深いホールであっても、処理液がホール内に速やかに侵入し充満することでエッチングや洗浄を確実に行うことが出来る。又、本発明によれば、３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの製造に際して、電気的接合を確実にするために設ける貫通電極部の露出部を所期の寸法に効率よく形成できる。  更に、本発明によれば、３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの製造に際して、電気的接合を確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、ＳＯＩ基体に設けられた細く深いホール（孔）内に気泡が存在し処理液がホール底部まで浸透していかない状況を説明するための模式的説明図。
【図２】図２は、本発明を具現化するための好適な製造システムの一例を説明するための模式的構成図。
【図３】図３は、図２に示す製造ラインの一部の模式的構成図。
【図４】図４は、薬莢３０２内部に備える処理（薬）液供給系の好適な構成を説明するための模式的説明図。
【図５】図５は、減圧廃液タ２０７の模式的構成図。
【図６】図６は、別の好適な処理チャンバーを説明するための模式的構成図。
【図７】図７は、図６の処理チャンバー５０１の内壁面に設けられた窒素（Ｎ２）ガスの噴出口の配列と噴出方向を説明するための模式的上面図。
【図８Ａ】図８Ａは、既にその表層部にデバイスが形成されている第一のＳｉ基体に、貫通電極を形成するための細い深孔（ファインディープホール：fine deep hole）を設ける工程（a）を説明する模式的説明図。
【図８Ｂ】図８Ｂは、貫通電極を形成するための工程（b）を説明するための模式的説明図。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第二のＳｉ基体を張り付ける工程（c）を説明するための模式的説明図。
【図８Ｄ】図８Ｄは、第一のＳｉ基体を薄化する工程（d）を説明するための模式的説明図。
【図８Ｅ】図８Ｅは、貫通電極部の一部を露出させる工程（e）を説明するための模式的説明図。
【図８Ｆ】図８Ｆは、貫通電極の頭表面を露出させる際に、貫通電極形成材料が、基体内部に拡散するのを防止するのと貫通電極のエロージョン防止のための保護膜を設ける工程（ｆ）を説明するための模式的説明図。
【図８Ｇ】図８Ｇは、貫通電極の頭表面を露出させる工程（ｇ）を説明するための模式的説明図。
【図８Ｈ】図８Ｈは、図８Ｅを利用して本発明の特徴の一つを説明するための模式的説明図。
【図８Ｉ】図８Ｉは、図８Ｈの上面図。
【図８Ｊ】図８Ｊは、ＬＳＩデバイスを集積した一例を説明するための模式的説明図。
【図９】図９は、水の飽和蒸気圧曲線を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、ＳＯＩ基体に設けられた細く深いホール（孔）内に気泡が存在し処理液がホール底部まで浸透していかない状況を説明するための模式的説明図である。
【００１４】
図１において、符号１００はＳＯＩ基体、１０１はＳｉ（シリコン）半導体基板、１０２はＳｉＯ２（酸化シリコン）層、１０３はＳｉ層（１０３−１，１０３−２）、１０４はホール、１０５は気泡、１０６は処理液、１０７は気液界面、１０８は内側壁面（１０８−１，１０８−２）、１０９は内底壁面、および、１１０は開口を示す。
【００１５】
常圧雰囲気下で、ＳＯＩ基体１００の表面に処理液を供給すると、Ｓｉ層１０３の内側壁面に対する濡れ性が良くても、ホール１０４内（マイクロ空間）が処理液で十分満たされない状況が起こる場合がある（図１に一例が模式的に示される）。ホール１０４内が処理液で満たされない状況を良く観察すると、ホール１０４内に気泡１０５が存在している。気泡１０５は、ＳＯＩ基体１００を静止状態に維持していると処理液１０６で塞がれた状態でホール１０４内に留まっている。気泡１０５が存在する状況で、ＳＯＩ基体１００に超音波振動をＳＯＩ基体に掛けるとホール１０４内で気液交換が起こり、ホール１０４内は処理液で速やかに満たされる。或いは、超音波振動をＳＯＩ基体に掛けながらＳＯＩ基体１００表面上に処理液を供給すると気泡の形成は比較的阻止され、気泡１０４が形成されにくくなる傾向がある。しかし、超音波振動も振動が大き過ぎたり激し過ぎると、形成されるあるいは形成されている例えばパターンが崩れたりするので、本発明において超音波振動を採用するのは好ましくない。仮に採用するとしても、パターン崩れが起こらない範囲で超音波振動を穏やかにするのが望ましい。
【００１６】
ホール１０４の開口直径を「r」とし、ホール１０４の開口位置から内底壁面１０９までの深さを「ｌ」とすると、所謂アスペクト比は「ｌ/ r」で示される。ホール１０４内に気泡１０５が形成される条件は、処理液の表面張力、粘度、液組成、側壁面１０８の表面平滑性、使用する処理液の濡れ性、「r」「ｌ」の大小とアスペクト比等、パラメーターが多く一概に論ずることは難しい。
【００１７】
本発明者らは、先ず、図１に示す様な構造材のＳＯＩ基体に、ホール１０４の内構造を円筒に限らず種々のホールを形成し処理液として超純水を使用して気泡の形成傾向を検証してみた。ホール１０４の内構造は円筒形状に限らず、巾着形状（開口の下部の方が袋状或いはテーパー状に広がっている）、矩形形状（開口が正方形、長方形、ひし形などの四角形状）、三角形状、六角形状、楕円形状、超楕円形状、星形形状のものとして、サイズを種々変えて作成した。その結果、ホール１０４の開口１１０の面積を「Ｓ」、内容積を「Ｖ」とすると、どの形状のものも、「Ｖ/Ｓ」の値が「３」付近から気泡の形成し易さが急速に進む傾向にあることが分かった。その中でも、ホール１０４の内側壁面が曲面の場合（円筒や楕円の様な）とコーナーがある（矩形の場合の様に）場合とを比較すると、曲面の場合の方が気泡の形成がよりし易くなることも分かった。その原因は、推測の域を出ないが、内壁にコーナーがあると、気泡は球体になろうとする傾向が強いので、コーナーは気泡で占められ難くなりコーナーを通じて液が内底壁面１０９まで到達し、その結果気液交換が起こりやすくなってホール空間が液で満たされるものと考えられる。
【００１８】
そこで、超純水に代えて、フッ酸とバッファードフッ酸を夫々使用して、内底壁面１０９を構成するＳｉＯ２層１０２をエッチンングしてみた。その結果、フッ酸の場合は、「Ｖ/Ｓ」の値が「３」付近でも比較的気泡の形成はそれほどではなかった（「Ｖ/Ｓ」の値が「３」の３００個のホールの中、気泡形成したのは１５個程度）が、バッファードフッ酸の場合は８０％（２４０個）の割合で気泡が形成されて、エッチングは十分なされなかった。そこで、本発明者等は、上記の検証を、減圧可能な処理チャンバーを用意して、減圧下（３０Ｔｏｒｒ）で行ってみた。その結果、フッ酸水溶液（ＦＨが１〜２０％）、バッファードフッ酸（フッ化アンモニウム：２０％、ＨＦ：１〜２０％）の何れも１００％の割合でエッチングが完全になされた。この減圧の効果は、減圧の程度にある程度依存はするが、余り減圧にするとその圧での処理液の沸点を超えるので沸点を超えない範囲の減圧とするのが装置の設計上都合が良いので望ましい。
【００１９】
本発明においては、ホールの内空間を以後「マイクロ空室」と云う。本発明においては、マイクロ空室が円筒でない構造（「非円筒」という）の場合の「r」の値は、その際のマイクロ空室を円筒と見做して、非円筒の「Ｓ」より求める。その場合の「ｌ」は、開口位置からマイクロ空室の再奥内底壁面位置までの深さ（最大深さ）とする。本発明においての減圧の効果は、アスペクト比（ｌ/r）が５以上かまたはアスペクト比が５未満でかつＶ/Ｓ(Ｖ: マイクロ空室の容積、Ｓ：開口の面積)が３以上の場合に顕著になる。特に、処理液がバッファードフッ酸で、被処理体がＳＯＩ基体の場合に一層顕著な効果を得ることができる。
【００２０】
本発明において、「ｌ／ｒ」の値が５以上のときは、「Ｖ／Ｓ」の値に依存することなく、減圧の効果が顕著に得られる。「ｌ／ｒ」の値が５未満のときは、「Ｖ／Ｓ」の値に依存し、「Ｖ／Ｓ」＜３であると減圧の効果はほとんど得られず、内部に気泡が残留するホールの割合が高くなる。本発明においては、「ｌ／ｒ」の値が５未満の場合、「Ｖ／Ｓ」の値は、より好ましくは、３．５以上とすることが望ましい。
【００２１】
図８Ａ〜図８Ｇは、ＬＳＩデバイス部品を積層するに際し電気的導通を図るために設けられる貫通電極の形成工程の典型例の一つを説明するための模式的プロセス説明図である。
図８Ａ〜図８Ｇには、工程（a）〜（g）の７工程が順に示されている。
図８Ａは、既にその表層部にデバイスが形成されている第一の基体に、貫通電極を形成するための細い深孔（ファインディープホール：fine deep hole）を設ける工程（a）を説明する模式的説明図である。
図８Ｂは、貫通電極を形成するための工程（b）を説明するための模式的説明図である。
図８Ｃは、第二の基体を張り付ける工程（c）を説明するための模式的説明図である。
図８Ｄは、第一の基体を薄化する工程（d）を説明するための模式的説明図である。
図８Ｅは、貫通電極部の一部を露出させる工程（e）を説明するための模式的説明図である。
図８Ｆは、貫通電極の頭表面を露出させる際に、貫通電極形成材料が、基体内部に拡散するのを防止するのとエロージョン防止のための保護膜を設ける工程（f）を説明するための模式的説明図である。
図８Ｇは、貫通電極の頭を露出させる工程（g）を説明するための模式的説明図である。
【００２２】
先ず、工程（a）に於いて、論理回路や記憶回路、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換回路、制御回路などの電子回路を構成するトランジスタや容量素子、抵抗素子などの電子素子の複数で構成されたデバイスが形成されている領域（デバイス領域）８０４が表層部に形成された、例えばシリコン（Ｓｉ）ウェハー等からなる第一の基体８００の所定位置に貫通電極を形成するための深孔８０９が所定数形成される。ＴＳＶの形成では、第一の基体８００は、製造工程中に、厚さ50μmあるいはそれ以下に薄化される。３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの軽量・小型化が進むにつれて第一の基体８００は益々薄化が進められて紙のようにペラペラになるので、通常のウェハーハンドリングが難しくなる。そのため、後の工程の説明の際に詳述されるが、シリコンやガラスなど硬さのある支持基板（第二の基体）に一時的に貼り合わせた状態でハンドリングする仮貼り合わせ技術を用いるのが、確実なハンドリングを行って不良品を出さないためにも好ましい。
この技術は、プロセス終了後に支持基板から薄化された第一の基体８００を剥離する工程と合わせてTB/DB（Temporary Bonding/Debonding）などと呼ばれている。
【００２３】
本発明は、MEMSデバイスの製造にも適用できるが、MEMSデバイスの場合も３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの場合と同様に、ガラス基板（第二の基体）などに貼り合わせた状態で最終形のデバイスとし、剥離工程を行わないこともある。
【００２４】
所定数の深孔８０９は、先に図１に関連して記述した条件に従って、適切なエッチング液と洗浄液を使用して形成される。深孔８０９の内壁面及ぶデバイス領域８０４の表面は、例えば、ＴＥＯＳ法などにより酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜等の被覆膜（ストップ層）８０３で被覆される。被覆膜（ストップ層）８０３は、後の工程でのエッチングの際のエッチングストップの役割を果たす。被覆膜８０３は、酸化シリコンの他、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸窒化シリコンなどもその目的に応じて適時選択されて採用することも出来る。その際に必要に応じて使用される洗浄液も適切なものが選択される。
【００２５】
工程（b）に於いて、深孔８０９内に、銅（Ｃｕ）等の電極形成材料が、メッキ法、蒸着法、スパータ法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法等により埋め込まれて貫通電極８０１が形成される。この際に、貫通電極８０１とエッチングのストップ層（被覆膜）８０３の間には、貫通電極８０１を構成する銅（Cu）等の材料が拡散するのを防止するためにバリア層８０７を設けるのが望ましい。例えば、電極材料に銅（Ｃｕ）を選択する場合は、被覆層（ストップ層）８０３は、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ２で構成するのが好ましい。貫通電極８０１とその側面と底面に設けた被覆膜（ストップ層）８０３、バリア層８０７を設ける場合は、このバリア層８０７も含めて以後便宜上貫通電極部２０６と呼ぶことにする。バリア層８０７は、スパッタ法若しくはメッキ法、又はその両方法により貫通電極８０１を設ける深溝（深穴）に銅などを埋設する際に、深溝底部まで確実で緻密に埋設されるようにするためのシード機能を有する材料で形成するのが望ましい。バリア層８０７がそのような機能を有さない又はその機能が十分でない場合は、バリア層８０７の内側にそのような機能を有するシード層を更に設けることが望ましい。従って、バリア層８０７の内側にこのシード層を別途設ける場合は、特に断らない限りこのシード層も含めて以後便宜上貫通電極部２０６と呼ぶことにする。微小な貫通電極８０１は、例えば、直径約１０μm、２５μmピッチで、１０００個／mm２程度の密集度で設けられる。
【００２６】
工程（c）に於いて、工程（b）を経た第一の基体８００は、所定の部分（削除部分）８１０を削除するために、例えばシリコン（Ｓｉ）ウェハー等からなる第２の基体８０６と適正な接着剤を用いることで形成される接着層８０５を介して所定の面同士で貼合される。図８Ｃの説明に於いて、第２の基体８０６としては説明の便宜上Ｓｉ基体で説明してあるが、第２の基体８０６は、Ｓｉ基体に限ることはなく、目的に応じて適宜材料選択されて使用されて差し支えない。特に、デバイスの生産効率を上げるために第一の基体８００として薄状の大型サイズのものを使用しる場合は、第一の基体８００の強度補強の点からも第２の基体としては、Ｓｉウェハーの他、ガラスや硬質プラスチックなどの強度の高い材料の基体をその使用目的に合わせて適宜選択して使用しても良い。
ガラス基体の場合は、デバイス領域へのナトリウム（Ｎａ）の拡散を考慮してナトリウム（Ｎａ）レスのガラス板を用いるのが望ましい。コストなどの点から安価な青板ガラスの様なナトリウム（Ｎａ）含有ガラス板を用いる場合は、ナトリウム（Ｎａ）含有ガラス板の表面に予めナトリウム（Ｎａ）拡散防止用膜を設けておくのが好ましい。基体同士の接着に使用される接着剤としては、使用される基体の材質に合せて適切な材料の接着剤が選択されて使用される。
本発明に於いて適宜選択されて使用される接着剤としては、製造プロセス中の温度・減圧の程度、使用されるエッチング液などの薬剤の種類、所定のプロセスを経た後に第二の基体を剥離するのか否か、等を考慮して目的に応じて適宜選択される。特に、TB/DBに使う接着剤としては、プロセス中で使われる薬液や熱への耐性、裏面研削時にかかるストレスから貼り合わせ面に形成されたパターンを保護するための硬さ、剥離したときに表面に残渣が残らないものから適宜選択して使用するのが好ましい。本発明に於いて使用される接着剤としては、半導体分野、電気・電子部品分野で通常使用されている接着剤の中から適宜選択することが出来る。本発明に於いて、接着剤として好ましく使用されものとしては、熱硬化性、光硬化性、一成分系、２成分系、水性、溶剤性、等のものが挙げられるが、特に好ましいのは半導体製造分野で使用される接着液、接着剤シート・フィルムである。特に、硬化後、減圧下において離脱ガスが発生しないか、或いは、少なくとも許容範囲も含めたプロセス温度付近の温度以下の減圧下において離脱ガスが発生しないものから選択するのが望ましい。本発明においては、接着剤を用いて２つの基体を貼りあわせる他、両面接着性のシート・フィルムを用いて貼りあわせても良い。本発明において、２つの基体の貼り合わせに使用されるテープ・シート・接着剤は、前述の条件の他、高真空状態と処理で発生する熱に加え、それぞれの工程で行なわれる洗浄処理など物理的・化学的に過酷な条件にも変質や性能劣化を起こさない特性を有し、そして最終的に２つの基体を剥離する系の場合は、２つの基体を容易に剥離することができる特性を有するのが望ましい。その様なものは、アクリス樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、シリコーン系接着剤の中から目的に応じて具体的に個別選択される。シリコーン系接着剤に於いては、二液形付加硬化型の接着剤が硬化速度も速く遊離ガスの発生もないので好ましい。
【００２７】
又、基体８０６の所定の除去部分を除去する際、工程（c）及び工程（d）に於いて、第一の基体８００は、デバイス領域８０４の設けられている側に対して裏側部分が所定厚みになるように除去される。
除去部分は、生産効率を上げるためにＣＭＰなどの研削速度の速い物理研磨で削除する部分（除去部分）８１０、ウエトエッチングでデリケートに除去する必要のある部分（除去部分）８１１に分かれる
残存部分８１２は、物理研磨で貫通電極部８０８が損傷を受けないような厚みで物理研磨から残される。
【００２８】
工程（e）に於いては、本発明若しくはその主要部に関わる構成条件に従ってウエットエッチングが適用されて貫通電極部８０８の一部が露出されて露出部８０２が形成される。
【００２９】
工程（f）に於いては, 後の工程（g）に於いて貫通電極８０１のトップを露出させる際に、第一の基体８００の表面が露出していると、貫通電極８０１のトップが露出した際、第一の基体８００の表面と貫通電極８０１の露出表面８１３との間に電位差が生じることがある。その電位差が生じると、貫通電極８０１の露出表面でエロージョンが起こり、貫通電極８０１が損傷を受ける。又、CMPで貫通電極８０１の表面を露出させる際に、貫通電極形成材料の切削残渣が第一の基体８００内部に拡散することもあり、デバイス不良の原因になる。これらの点を防止するために、工程（f）で保護膜８１２を設ける。保護膜８１２は電気絶縁性であるのが好ましい。保護膜８１２形成用電気絶縁性材料としては、例えば、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ２，ＳｉＣＮ，ＳｉＯＮ，ＳｉＯＣＮ，Ｓｉ３Ｎ４などが好ましいものとして挙げられる。これらの材料の膜は、CVD法やスパッタ法で成膜される。
【００３０】
工程（f）で保護膜８１２を設けた後、ＣＭＰにより、貫通電極部８０８のトップ領域の一部を除去して表面８１４を露出させる（「工程（g）」）（図８Ｇ参照）。
貫通電極部８０８の間の凹部８１９及び貫通電極部の配列領域の外側の基体８００の露出表面は、そのままにしておいても良いが、場合によっては、絶縁性の樹脂等で表面８１４と同一面になるように埋設することが好ましい。その後、必要に応じて、接着層８０５を溶解などして除去し、第二の其体８０６を分離する。
【００３１】
本発明において、TB/DBに使われる好ましい技術の一つは、「ZoneBONDTM（Brewer Science Inc.のＴＭ）」技術である。「ZoneBONDTM」技術では、剥離するときに薬液で溶かすタイプの接着剤を使い、剥離工程の後に必ず基体洗浄を行う。第一の基体８００の表面に形成されたバンプなどの構造の周りに残渣を残さないためである。薬液で除去するタイプの接着剤の場合、より硬い樹脂を使うことができるので、薄化された第一の基体８００の機械強度をより高めることが出来る。接着剤は、剥離時に弱い力でも剥がしやすくするために基体中央部を低密着層とするのが望ましい。ただし、基体全面を低密着にすると研削による外周部の不良につながるので、外周部は中央部より強く密着させるのが好ましい。このように基体の中央部と外周部とで密着強度を変えること、外周部の接着剤を薬液で溶かすことにより、中央部の低密着層を弱い力で機械的に剥離できる。又、第二の基体の外周部に薬液浸透用の細孔を設けておくと薬液の接着層への浸透を加速し生産効率を飛躍的に向上させることが出来る。
【００３２】
次に、工程（d）、工程（e）において、除去部分８１１をウエットエッチングで除去する場合の本発明の特徴につて、図８H、図８Iを参照にしながら記述する。
図８Hは、図８Eの工程図と同じ状態を示すものである。
図８Iは、図８Hの模式的上面図である。
【００３３】
本発明の特徴の一つは、被エッチング部材８１５の被エッチング部をウエットエッチングでエッチングする際、
S0：エッチング液が付与される被エッチング部材の表面の面積
Se：前記被エッチング部の被エッチング面の総面積  
Sue(n)：n番目の非エッチング面の面積
Sue：前記被エッチング部材の非エッチング面の総面積（「＝ΣSue(n)」）
h：エッチング溝の深さ
Se・h・・・・・前記被エッチング部の体積の総和
Sue・h・・・・・前記被エッチング部材の非エッチング部の体積の総和
L(n)：n番目の非エッチング面の直径
L：非エッチング面の平均直径（「＝ΣL(n)／n」）
Se・h／Sue・h・・・体積総和比
と定義すると、
（a）「Ｓe・h／Ｓue・h」の下限が、「１」の場合は、５μm＜hで、且つ、  「Ｓe・h／Ｓue・h」の上限は、３００
（b）h≦５μmの場合は、０<Ｓe・h／Ｓue・h≦８００、
S0 = Se + Sue  
かつ
１≦h／L
１≦h／L(n) 
の関係を満たしてエッチングすることにある。
【００３４】
被エッチング部材８１５としては、例えば、デバイスがその表層部に設けられて多数のデバイスチップが作りこまれたＳｉ（シリコン）ウェハー（例えば、第一の基体８００）、或いは、ダイシングで切り出されたデバイスチップである。
その他、複数のＭＥＭＳデバイスが作り込まれている基体、或いはＭＥＭＳデバイスチップ等も該当する。図８Iには、便宜上、簡便に３ｘ３個の貫通電極部８０８が記載されてあるが、一般化するために、以後、その一つの貫通電極部８０８を、n番目の貫通電極部と呼ぶことにする。n番目の貫通電極部８０８nのトップ表面（n番目の非エッチング面）の面積Sue(n)形状は、図８Ｉにおいては、円形を示してあるが、本発明では、円形に限定されるものではなく、矩形、正四角、楕円など所望に従って任意形状とされる。又、全ての貫通電極部８０８のトップ表面の形状及び／又は面積が同一でなくても差支えない。
【００３５】
本発明においては、貫通電極部８０８nの非エッチング面が円形状の場合は、その直径が直径L(n)であり、非円形状の場合は、非円形状の面積を円の面積に換算して、その面積の円の直径を直径L(n)と見做す。被エッチング部材の表面の面積Ｓ0は、被エッチング部材がＳｉ（シリコン）ウェハーのようなウェハーであれば、そのウェハーのデバイスが作り込まれる表面（エッチング液が付与されてエッチングされる側の面）の面積を、被エッチング部材がデバイスチップの場合は、そのデバイスチップのエッチング液が付与されてエッチングされる側の表面の面積を指す。図８Iには、便宜上、貫通電極部８０８が、便宜上、３ｘ３個のマトリックス配列した状態を示してあるが、本発明においては、貫通電極部８０８の配列は、これに限定されるものではなく、規則的配列でも不規則的配列でも、或いはランダム配列でも差支えない。
【００３６】
以上のような工程を経て作成されたＬＳＩデバイス部品を積層して３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスを作成する。その一例が、図８Ｊに示される。図８Ｊは、２つのＬＳＩデバイス部品（８１７、８１８）を積層して形成した３Ｄ集積化ＬＳＩデバイス８１６の好適な一例を説明するための模式的説明図である。
【００３７】
工程（g）を経て作成された第一のＬＳＩデバイス部品８１７と第二のＬＳＩデバイス部品８１８は、対応する貫通電極同士が電気的に直接接合するように積層されて３Ｄ集積化ＬＳＩデバイス８１６４が形成される（接合面８１９）。
対応する貫通電極同士を電気的に直接接合するには、例えば、対応する貫通電極の接合面を対面するようにＬＳＩデバイス部品を積層し、次いで、適度な圧力をかけた状態で適度な温度の熱雰囲気に適度な時間晒すと対応する貫通電極同士が密着接合する。この密着接合は、貫通電極の材料が同じであればより効果的より確実に行える。
【００３８】
本発明において、体積総和比（Se・h／Sue・h）は、通常、前記範囲とするのが望ましい。その理由は、「（a）」、若しくは、「(ｂ)」の条件から外れると、本発明の期待される効果が得られなくなるからである。
体積総和比（Se・h／Sue・h）は、
（c）「Ｓe・h／Ｓue・h」の下限が、「１」の場合は、５μm＜hで、且つ、  「Ｓe・h／Ｓue・h」の上限は、好ましくは１００、より好ましくは５０、最適には１０、
（d）h≦５μmの場合は、
好ましくは、０<Ｓe・h／Ｓue・h≦５００、
より好ましくは、０<Ｓe／Ｓue≦３００、
最適には、０<Ｓe・h／Ｓue・h≦１００
であるのが望ましい。
「h／L」と「h／L(n)」の値は、前記の様に「１」以上であることが好ましい。
「h／L」と「h／L(n)」の値が「１」未満だと、本発明の効果が期待されない場合が生ずる。
「h／L」と「h／L(n)」の値は、より好ましくは、「１．５」以上、最適には、「２．０」以上とするのが望ましい。
【００３９】
本発明において使用されるエッチング液としては、好ましくは、エッチングの選択比が大きい薬液が望ましい。その様な薬液としては、貫通電極の露出部の露出高さにもよるが、通常、選択比が５０倍以上、好ましくは１００倍以上、より好ましくは１５０倍以上、最適には２００倍以上ある薬液が望ましい。
具体的には、例えば、Ｓｉ基体、ＳＯＩ基体などのトランジスタなどの半導体デバイスを作り込む半導体領域がシリコン（Ｓｉ）、若しくはシリコン（Ｓｉ）を主体に構成されている基体或いはデバイスチップの場合は、好適な例として以下の薬液が挙げられる。
（１）アルカリ薬液
（Ａ）主剤
KOH  （水酸化カリウム）
NaOH  （水酸化ナトリウム）
TMAH  （4 メチル水酸化アンモニウム）
EDP（エチレンジアミン・ピロカテコール）
N2H4・H2O（水和ヒドラジン）
NH3 + H2O（アンモニア水）
のいずれか１種類以上
（Ｂ）添加剤
NH2OH ヒドロキシルアミン
IPA    ２プロパノール
主剤（Ａ）にいずれか１種類以上の添加剤（Ｂ）を添加してもよい。
（２）酸薬液
（Ｃ）主剤
HNO3＋HF  （硝酸＋フッ酸）
（Ｄ）添加剤
NH4F  (フッ化アンモニウム)
CH3COOH  （酢酸）
H2SO4  （硫酸）
HCl  （塩酸）
H2O2  （過酸化水素）
H3PO4  （りん酸）
EG  （エチレングリコール）
DEG  （ジエチレングリコール）
主剤（Ｃ）にいずれか１種類以上の添加剤（Ｄ）を添加してもよい。
【００４０】
本発明において、ストップ層８０３を構成する膜は、基体或いはデバイスチップの材質にもよるが、基体或いはデバイスチップとのエッチングの選択比が大きいが好ましく使用される。
具体的には、例えば、Ｓｉ基体、ＳＯＩ基体などのトランジスタなどの半導体デバイスを作り込む半導体領域がシリコン（Ｓｉ）、若しくはシリコン（Ｓｉ）を主体に構成されている基体或いはデバイスチップの場合は、以下の材質の膜が好ましいものとして挙げられる。
（Ａ）SiOX（０<X≦２）膜  （酸化シリコン）
作成方法：
熱酸化、プラズマ酸化、TEOSなどを原料としたCVD（LPCVD、プラズマCVD        など）、スパッタ
SiO2の化学量論組成のものが最適である。
（Ｂ）SiXNY膜（窒化シリコン）
作成方法：
熱窒化、プラズマ窒化、CVD（LPCVD、プラズマCVDなど）、スパッタ
Si3N4の化学量論組成のものが最適である。
（Ｃ）SiON膜（酸化窒化シリコン）
作成方法：
プラズマCVD、LPCVDなど
（Ｄ）SiCN膜（炭化窒化シリコン）
作成方法、プラズマCVD、LPCVDなど
（Ｅ）SiC膜  （炭化シリコン）
作成方法：
プラズマCVD、LPCVDなど
（Ｆ）AlN膜  （アルミナイトライド膜）
作成方法：
スパッタ、陽極酸化など
尚、後工程（デバイスを作成した後）にTSVを形成する場合には、  配線にCu等の比較的融点の低い金属を使用する場合は、配線が溶けるおそれがあるため、好ましくは、４００℃以下のプロセスを適用することが望ましい。
【００４１】
エッチングの選択比の好適な例を表１に示す。
表１
各種STOP膜の選択比（Siのエッチングレートを１とした時）
0005561811.tif 000002
薬液１：HNO3  28%  HF  30%    Siのエッチングレート約1000μm/min
薬液２：KOH24％  HDA10％      Siのエッチングレート約3μm/min
薬液３：TMAH10％  HDA10％    Siのエッチングレート約1μm/min
注）∞とは選択比が大きすぎて測定ができないことを示す（選択比50000以上）
【００４２】
更に、本発明においては、その効果をより一層引き出すには、貫通電極部の配列密度（ＡＤ）は、１００個／mm２以上であるのが望ましい。より望ましくは、５００個／mm２以上、最適には、８００個／mm２以上であるのが望ましい。更には、貫通電極の大きさや配列の仕方、配列密度、配列位置によっては、エリアペナルティ（ＡＰ）が、特定されるのが好ましい。特に、貫通電極部の配列領域の外側の基体８００の露出表面が樹脂等で埋設されてない場合は、積層されるＬＳＩデバイスの安定固定のために、エリアペナルティ（ＡＰ）を特定するのが好ましい。ここで、エリアペナルティ（ＡＰ）とは、第一の基体８００に貫通電極を設けることにより、第一の基体の露出している表面（貫通電極が設けられている側の面の）の面積（「Ｓe］に相当する）が、貫通電極部８０８の露出している上面の面積（「Sue(n)」に相当する）の総面積（「Ｓue］に相当する）に対してどの程度の割合かを表す数値である。
一般には、％表示である（「（Ｓe／Ｓue）X１００＝Ｓe／（Ｓ０-Ｓe）X１００」）。
本発明においては、％表表示ではなく、比で表示する。
本発明において、エリアペナルティ（ＡＰ）は、
（a）「Ｓe／Ｓue」の下限が、「１」の場合は、５μm＜hで、且つ、  「Ｓe／Ｓue」の上限は、好ましくは１００、より好ましくは５０、最適には１０、
（b）h≦５μmの場合は、
好ましくは、０<Ｓe／Ｓue≦５００、
より好ましくは、０<Ｓe／Ｓue≦３００、
最適には、０<Ｓe／Ｓue≦１００
と特定されるのが望ましい。
【００４３】
図２は、本発明を具現化するための好適な製造システムの一例を説明するための模式的構成図である。図３は、図２に示す製造ラインの一部の模式的構成図である。図２、３において、２００は処理システム、２０１は減圧処理チャンバー（室）、２０２は被処理体設置テーブル、２０２−１は被処理体設置テーブル用の回転軸体、２０３は被処理体、２０４は雰囲気ガス供給ライン、２０５は処理（薬）液供給ライン、２０６は回収フード、２０７は減圧廃液タンク、２０８は大気若しくはＮ２供給ライン、２０９は排液ライン、２１０は回収ライン、２１１，２１２は排気ライン、２１３は排気ポンプ、２１４〜２２１はバルプ、２２２は処理液用の供給量可変ノズル、３０１はスピナー、３０２は薬莢、および、３０３はアルミフレームを示す。
【００４４】
処理システム２００は、減圧処理チャンバー（室）２０１、減圧廃液タンク２０７を備えており、これらの内部は、排気ポンプ２１３により所定値に減圧される構成になっている。減圧処理チャンバー（室）２０１には、外部より、雰囲気ガス供給ライン２０４を介してＮ２などの雰囲気ガスが、処理液供給ライン２０５を介して処理（薬）液が、所定のタイムミングと所定量で夫々供給される。雰囲気ガス供給ライン２０４の途中には、流量調整機能を備えた開閉バルブが設けられている。減圧処理チャンバー２０１内には、被処理体設置テーブル２０２が被処理体設置テーブル用の回転軸体２０１−１に固定されて設置されている。被処理体設置テーブル２０２上には、被処理体２０３が設置される。雰囲気ガス供給ライン２０４を介して減圧処理チャンバー２０１内に供給された雰囲気ガスは矢印Ａで示す様に、回収フード２０６を通じて、処理液供給ライン２０５を介して供給された処理は、矢印Ｂで示す様に、回収フード２０６を通じて、夫々回収ライン２１０から減圧廃液タンク２０７内に回収される。回収ライン２１０の途中には、開閉バルブ２１７が設けてある。
【００４５】
減圧廃液タンク２０７には、供給ライン２０８、排気ライン２１１が結合されている。供給ライン２０８は、大気若しくはＮ２用の供給ラインである。減圧廃液タンク２０７内の廃液２２３は、排液ライン２０９を介して減圧廃液タンク２０７外に放出される。減圧廃液タンク２０７内は、必要に応じて供給ライン２０８から大気若しくはＮ２を供給して一気圧に戻すことができる。供給ライン２０８の途中には、開閉バルブ２１５が設けてある。又、排液ライン２０９の途中には、開閉バルブ２１６が設けてある。減圧処理チャンバー２０１は、排気ライン２１２を介して、廃液タンク２０７は、排気ライン２１１を介して、夫々ポンプ２１３により減圧にされる。排気ライン２１１の途中には、バルブ２１８、２１９が、排気ライン２１２の途中には、バルブ２２０、２２１が、夫々設置されてある。バルブ２１９、２２１は、流量可変機構を備えた開閉バルブである。排気ポンプ２１３は水分に耐性のあるポンプで、例えば、ダイヤフラム型ケミカルドライ真空ポンプ、具体的には、ＤＴＣ−１２０（ＵＬＶＡＣ製）が好ましく採用される。
【００４６】
処理チャンバー２０１と廃液タンク２０７は図４に示す様に、例えばアルミ製のフレーム３０３に取り付けられている。フレーム３０３には、回転軸体２０２−１を回転させるために設けたスピナー３０１も取り付けられてある。処理（薬）液供給ライン２０５の上流端には処理液が貯蓄されてある薬莢３０２が接続されている。
【００４７】
図４は、薬莢３０２内部に備える処理（薬）液供給系の好適な構成を説明するための模式的説明図である。図４において、４００は窒素圧送方式処理（薬）液供給系、４０１はキャニスター、４０２は処理液供給ライン、４０３，４１１はストップバルブ、４０４は流量調節バルブ、４０５は流量計、４０６はミストトラップ、４０７，４０８は窒素ガス供給ライン、４０９はベント（排気）バルブ、４１０は分流継手、４１２はレギュレーター、４１３は継手、および、４１４，４１５はクイックコネクターを示す。
【００４８】
窒素圧送方式の処理（薬）液供給系４００は、キャニスター４０１には、継手４１３を介して上流側に３／８インチラインと下流側に１／４インチラインが設けてある処理液供給ライン４０２がクイックコネクター４１４を介して、１／４インチの窒素ガス供給ライン４０７がクイックコネクター４１５を介して、夫々接続されている。処理液供給ライン４０２の途中には、ストップバルブ４０３、流量調節バル４０４、流量計４０５が設けてある。そして、処理液供給ライン４０２のストップバルブ４０３側の下流部分は、処理液供給ライン２０５に繋がっている。窒素ガス供給ライン４０７の途中には、ベント（排気）バルブ４０９、分流継手４１０が設けてある。ベント（排気）バルブ４０９は、キャニスター４０１内と窒素ガス供給ライン４０７内の窒素ガスを外部に排気するためのものである。窒素ガス供給ライン４０７の下流側は、ミストトラッップ４０６内に挿入されてある。窒素ガスは、レギュレーター４１２、ストップバルブ４１１、窒素ガス供給ライン４０８を通じてミストトラッップ４０６内に導入される。ミストトラッップ４０６は、処理液が上流側に逆流するのを防止するために設けてある。
【００４９】
図５は、減圧廃液タ２０７の模式的構成図である。図５において、５０１はドレイン用のフランジ、５０２は減圧用のフランジ、５０３は廃液導入用のフランジ、５０４はガス導入用のフランジ、５０５は真空計、５０６は流量計、および、５０７は液位観察用窓を示す。
【００５０】
減圧廃液タ２０７には、ドレイン用のフランジ５０１を介して排液ライン２０９が、減圧用のフランジ５０２を介して排液ライン２１１が、廃液導入用のフランジ５０３を介して回収ライン２１０が、フランジ５０４を介して供給ライン２０８が接続されている。真空計５０５は、廃液タンク２０７内の圧力を測定するものである。廃液タンク２０７の上部には、廃液タンク２０７内の廃液の水位を観察するために耐は廃液用の透明部材で構成された液位観察用窓５０４が設けてある。
【００５１】
図６は、別の好適な処理チャンバーを説明するための模式的構成図である。図６において、６００は減圧処理チャンバー、６０１はチャンバー構成体、６０２は上蓋、６０３は被処理体設置用のステージ、６０４は回転軸体、６０５は磁性流体シール、６０６は特殊処理（薬）液供給ライン、６０７はオゾン水供給ライン、６０８は超純水供給ライン、６０９，６１０，６１１，６１８は流量計、６１２，６１３，６１４，６１７，６２１，６２４はバルブ、６１５はガス導入ライン、６１９はガス排出ライン、６１６，６２０，６２３はフランジ、６２２は廃液ライン、６２５は観察用窓（６２５−１，６２５−２）、および、６２６は真空計を示す。
【００５２】
図６に示す減圧処理チャンバー６００が、図２に示す減圧処理チャンバー２０１と異なる点は、特殊処理（薬）液供給ライン６０６、オゾン水供給ライン６０７、超純水供給ライン６０８の３本の供給ラインを備えていることである。その他は、もう一つの異なる点を除いて、減圧処理チャンバー２０１と構造上は基本的に変わらない。もう一つの異なる点は、減圧処理チャンバー６００に、ガス導入ライン６１５、ガス排出ライン６１９が取り付けてあることである。ガス導入ライン６１５を通じて減圧処理チャンバー６００内の雰囲気ガスが導入される。ガス導入ライン６１５は、フランジ６１６により減圧処理チャンバー６００に取り付けられている。ガス導入ライン６１５の途中には、開閉用のバルブ６１７、流量計６１８が設けてある。ガス排出ライン６１９は、減圧用のフランジ６２０により減圧処理チャンバー６００に取り付けられている。ガス排出ライン６１５の途中には、開閉用のバルブ６２１が設けてある。ガス排出ライン６１５の下流側は、真空ポンプ２１３と同様のポンプ（不図示）に接続されている。減圧処理チャンバー６００は、チャンバー構成体６０１と上蓋６０２で内部が減圧状態に保持されるように構成される。上蓋６０２には、チャンバー６００内部を観察するための２つの観察用窓６２５−１，６２５−２が設けてある。減圧処理チャンバー６００の内部には、被処理体が設置される被処理体設置用のステージ６０３が設けられてある。ステージ６０３には、ステージ６０３を回転させるための回転軸体６０４が取り外し可能な状態で固設されている。回転軸体６０４は、磁性流体シール６０５でシールされて減圧処理チャンバー６００の外部に設置されているスピナーの回転軸体に接合されている。特殊処理（薬）液供給ライン６０６の途中には、流量計６０９、バルブ６１２が設けてある。オゾン水供給ライン６０７の途中には、流量計６１０、バルブ６１３が設けてある。超純水供給ライン６０８の途中には、流量計６１１、バルブ６１４が設けてある。減圧処理チャンバー６００の底部には、廃液ライン６２２がフランジ６２３によって減圧処理チャンバー６００に取り付けてある。廃液ライン６２２の途中には、開閉用のバルブ６２４が設けられてある。減圧処理チャンバー６００の側面には、減圧処理チャンバー６００内の圧力を測定するための真空計６２６が取り付けてある。
【００５３】
図７は、図６の処理チャンバー６０１の内壁面に設けられた窒素（Ｎ２）ガスの噴出口の配列と噴出方向を説明するための模式的上面図である。図７において、７０１はガス噴出内壁管、および、７０２はガス噴出口を示す。
【００５４】
ガス導入ライン６１５に結合されたガス噴出内壁管７０１が減圧処理チャンバー６００の内壁に取り付けてある。ガス噴出内壁管７０１には、減圧処理チャンバー６００の内空間の中心軸に噴出し方向が向けられているガス噴出口７０２が所定数設けてある。ガス噴出口７０２の噴出し径と個数は、所定のガス噴出し流速になるように設計される。
【００５５】
本発明においては、ガス噴出口７０２からのガス噴出（吹き出し）流速は、ガスの噴出によって処理チャンバー内でなるべく撹拌作用あるいは乱流作用が起きないように予め適宜設計時に決められるが、より正確にはガス噴出の予備実験において最適値を決定するのが望ましい。ガス噴出による撹拌作用あるいは乱流作用の程度は、ガス排気速度にも依存し、本発明においては、好ましくは、０．１〜５．０m/sec、より好ましくは、０．５〜３．０m/sec、最適には２．０m/sec前後とするのが望ましい。例えば、直径２mmの噴出口７０２を図示の様に２０個半円周上に設ける場合は、減圧処理チャンバー６００内に２００cc/minの量でＮ２ガスを流すのが望ましい。この際のＮ２ガスの流速は、２．０m/secである。本発明においては、処理液は、気体の吸収能を高めるために予め十分脱気しておくのが好ましい。更に、処理液供給用のラインは、酸素透過性を抑制してある樹脂製の積層チューブ（ニチアス株式会社製）を使用するのが望ましい。これまでの説明においては、雰囲気ガスとして、Ｎ２ガスまたは大気ガスを例示的に挙げて説明してきたが、これらのガスに代えて、ＣＯ２ガスを使用すれば、処理液への溶解量を増すことが出来るので好ましい。
【００５６】
図９は、水の飽和蒸気圧曲線を示すグラフである。横軸は、温度（℃）、縦軸は、圧力（Ｔｏｒｒ）を示すものである。本発明においては、処理チャンバー内を減圧にして処理液を導入するが、その減圧の程度は、処理液の沸騰を避けるために３０Ｔｏｒｒを上限とするのが望ましい。減圧下で処理液を被処理基体表面上に供給した後加圧すれば、譬えホール内に気泡が残留していたとしても、気泡の体積が加圧により縮小しホールより抜け易くなるので望ましい。例えば、３０Ｔｏｒｒの減圧から７６０Ｔｏｒｒまで加圧すると、気泡の体積は約１/２５になる。従って、本発明においては、減圧して処理液を充分に供給し、その後で加圧するのも好ましい態様である。さらに、この減圧と加圧は、繰り返し行ってもよい。
【００５７】
以上、本発明について具体的に説明してきたが、本発明の技術は、ＴＳＶに限らず、高アスペクト比ホールを必要とする技術であれば、例えば、ＭＥＭＳなどの技術分野にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１００・・・ＳＯＩ基体
１０１・・・Ｓｉ（シリコン）半導体基板
１０２・・・ＳｉＯ２（酸化シリコン）層
１０３・・・Ｓｉ層（１０３−１，１０３−２）
１０４・・・ホール
１０５・・・気泡
１０６・・・処理液
１０７・・・気液界面
１０８・・・内側壁面（１０８−１，１０８−２）
１０９・・・内底壁面
１１０・・・開口
２００・・・処理システム
２０１・・・減圧処理チャンバー（室）
２０２・・・被処理体設置テーブル
２０２−１・・・被処理体設置テーブル用の回転軸体
２０３・・・被処理体
２０４・・・雰囲気ガス供給ライン
２０５・・・処理（薬）液供給ライン
２０６・・・回収フード
２０７・・・減圧廃液タンク
２０８・・・大気若しくはＮ２供給ライン
２０９・・・排液ライン
２１０・・・回収ライン
２１１、２１２・・・排気ライン
２１３・・・排気ポンプ
２１４、２１５，２１６，２１７，２１８，２１９，２２０、２２１・・・バルプ
２２２・・・処理液用の供給量可変ノズル
３０１・・・スピナー
３０２・・・薬莢
３０３・・・アルミフレーム
４００・・・窒素圧送方式処理（薬）液供給系
４０１・・・キャニスター
４０２・・・処理液供給ライン
４０３、４１１・・・ストップバルブ
４０４・・・流量調節バルブ
４０５・・・流量計
４０６・・・ミストトラップ
４０７、４０８・・・窒素ガス供給ライン
４０９・・・ベント（排気）バルブ
４１０・・・分流継手
４１２・・・レギュレーター
４１３・・・継手
４１４、４１５・・・クイックコネクター
５０１・・・ドレイン用のフランジ
５０２・・・減圧用のフランジ
５０３・・・廃液導入用のフランジ
５０４・・・ガス導入用のフランジ
５０５・・・真空計
５０６・・・流量計
５０７・・・液位観察用窓
６００・・・減圧処理チャンバー
６０１・・・チャンバー構成体
６０２・・・上蓋
６０３・・・被処理体設置用のステージ
６０４・・・回転軸体
６０５・・・磁性流体シール
６０６・・・特殊処理（薬）液供給ライン
６０７・・・オゾン水供給ライン
６０８・・・超純水供給ライン
６０９，６１０，６１１，６１８・・・流量計
６１２，６１３，６１４、６１７、６２１，６２４・・・バルブ
６１５・・・ガス導入ライン
６１９・・・ガス排出ライン
６１６、６２０、６２３・・・フランジ
６２２・・・廃液ライン
６２５・・・観察用窓（６２５−１，６２５−２）
６２６・・・真空計
７０１・・・ガス噴出内壁管
７０２・・・ガス噴出口
８００・・・第一の基体
８０１・・・貫通電極
８０２・・・露出部
８０３・・・ストップ層
８０４・・・デバイス領域
８０５・・・接着層
８０６・・・第二の基体
８０７・・・バリア層
８０８・・・貫通電極部
８０９・・・深孔（深溝）
８１０・・・除去部分
８１１・・・除去部分
８１２・・・残存部分
８１３・・・保護膜
８１４・・・露出表面
８１５・・・被エッチング部材（第一の基体）
【要約】
本発明の課題の一つは、被処理基体に設けたホールが譬え細く深いホールであっても、処理液がホール内に速やかに侵入し充満することでエッチングをホールパターン崩れもなく確実に行うことが出来るエッチング方法の提供。
もう一つの課題は、３Ｄ集積化ＬＳＩデバイスの製造に際して、貫通電極部の露出部を所期の寸法に効率よく形成できるエッチング方法の提供。
（a）「Ｓe・h／Ｓue・h」の下限が、「１」の場合は、５μm＜hで、且つ、  「Ｓe・h／Ｓue・h」の上限は、３００
（b）h≦５μmの場合は、０<Ｓe・h／Ｓue・h≦８００、
S0 = Se + Sue  
かつ
１≦h／L
１≦h／L(n)
の関係を満たしてエッチングすること。
上記の記号は明細書の中に定義される。【図１】
0005561811.tif 000003
【図２】
0005561811.tif 000004
【図３】
0005561811.tif 000005
【図４】
0005561811.tif 000006
【図５】
0005561811.tif 000007
【図６】
0005561811.tif 000008
【図７】
0005561811.tif 000009
【図８Ａ】
0005561811.tif 000010
【図８Ｂ】
0005561811.tif 000011
【図８Ｃ】
0005561811.tif 000012
【図８Ｄ】
0005561811.tif 000013
【図８Ｅ】
0005561811.tif 000014
【図８Ｆ】
0005561811.tif 000015
【図８Ｇ】
0005561811.tif 000016
【図８Ｈ】
0005561811.tif 000017
【図８Ｉ】
0005561811.tif 000018
【図８Ｊ】
0005561811.tif 000019
【図９】
0005561811.tif 000020