(57)【要約】【課題】基板の所定の位置に安価な方法で且つ高い位置精度でエッチングを施す。【解決手段】表面６０ａにおいて、所定のパターンに対応する箇所に複数の開口部９０が形成され、開口部９０から裏面６０ｂに連通する流通路９１が形成され、流通路９１における開口部９０と反対側の端部には、流通路９１を塞ぐ開閉自在に構成された蓋体が設けられ、且つ流通路９０にエッチング液が充填されたテンプレート６０の表面６０ａを、ウェハＷに密着させる。次いで、蓋体を開操作して流通路内９１の空気抜きを行うことで開口部９０からウェハＷに対してエッチング液を供給し、エッチング液を供給する際に、テンプレート６０の流通路９１の内面に配置された加振機構を振動させることによりエッチング液を振動させる。加振機構は、平面視においてエッチング液が流通路９１で渦流を形成するように配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にエッチング液を供給して当該基板を所定のパターンに選択的にエッチングする方法であって、
表面において前記所定のパターンに対応する箇所に複数の開口部が形成され、当該開口部から裏面に連通する流通路が形成され、前記各流通路における前記開口部と反対側の端部には、当該各流通路を塞ぐ開閉自在に構成された蓋体が設けられ、且つ前記各流通路にエッチング液が充填されたテンプレートの表面を、前記基板に密着させ、
前記蓋体を開操作して前記各流通路内の空気抜きを行うことで前記開口部から前記基板に対して前記エッチング液を供給し、
前記エッチング液を供給する際に、前記テンプレートの流通路の内面に配置された加振機構を振動させることにより前記エッチング液を振動させ、
前記加振機構は、平面視において前記エッチング液が前記流通路で渦流を形成するように配置されていることを特徴とする、基板のエッチング方法。
【請求項２】
前記加振機構は、前記流通路の内面に平面視において同心円状に複数設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の基板のエッチング方法。
【請求項３】
前記同心円状に設けられた加振機構は、加振している加振機構が周方向に変化するように加振と停止を繰り返すことを特徴とする、請求項２に記載の基板のエッチング方法。
【請求項４】
前記テンプレートの表面には、疎水化処理が施されており、
前記基板における、前記テンプレートの開口部に対応する位置以外の箇所に疎水化処理が施されていることを特徴とする、請求項１〜３に記載の基板のエッチング方法。
【請求項５】
前記テンプレートは絶縁材料により構成され、
前記テンプレートの各流通路の表面には第１の電極が形成され、
前記基板における前記テンプレートと反対側の面には当該基板と接触する第２の電極が形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板のエッチング方法。
【請求項６】
前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加し、
前記電圧の印加に起因して前記第１の電極と前記第２の電極の間を流れる電流の値を測定し、
前記測定された電流値の変化により前記蓋体の動作を制御することを特徴とする、請求項５に記載の基板のエッチング方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずかに記載の基板のエッチング方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にエッチング処理を行い、基板上に所定の貫通孔を形成する基板のエッチング方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス（以下、「デバイス」という）の製造においては、デバイスの高集積化が進んでいる。その一方で、高集積化された複数のデバイスを配線で接続して製品化する場合、配線長が増大し、それにより配線の抵抗が大きくなること、及び配線遅延が大きくなることが問題となる。
【０００３】
この問題を解決するための技術として、デバイスを３次元に積層する３次元集積技術が提案されている。この３次元集積技術においては、例えば図１７（ａ）に示すように、その表面に回路３００が形成された薄板状の半導体ウェハＷ（以下、「ウェハ」という）にＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）と呼ばれる微細な、例えば１００μｍ以下の径を有する貫通孔Ｈが設けられる。そして、当該貫通孔Ｈに接続電極３０１が形成され、図１７（ｂ）に示すように、上下に積層されたウェハＷが、それぞれ接続電極３０１を介して電気的に接続される（例えば、特許文献１）。
【０００４】
ところで、上述の貫通孔Ｈには高い位置精度が求められるため、貫通孔Ｈの形成にあたっては、例えばフォトリソグラフィー技術によりマスクを形成し、マスクが形成されたウェハＷをプラズマエッチング処理などのいわゆるドライエッチング技術を用いてエッチングを行うことで貫通孔Ｈが形成される。また、ドライエッチングに代わり、ウェットエッチングを用いて局所的な微細加工を行う方法としては、特許文献２に開示されるように、エッチングを行うにあたり、ウェハＷの表面にエッチング液を液盛りし、液盛りしたエッチング液にマイクロプローブの先端を付着させ、当該マイクロプローブからウェハＷに電流を流すことによりエッチング領域を制御し、高精度なエッチングを行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−００４７２２号公報
【特許文献２】特開２００８−２８０５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述のドライエッチングを用いた場合、マスクを形成するためのフォトリソグラフィー工程に要するコストや、真空装置を用いるドライエッチングに要するコストが、ウェットエッチングを用いる場合と比較して高額となり、近年の半導体デバイスの低価格化に対応することが困難であった。
【０００７】
また、特許文献２の方法にあっては、複数の微細な貫通孔を位置精度よく形成する場合、マイクロプローブを高い位置精度でプローブカードに整列配置させる必要がある。しかしながら、マイクロプローブを高い位置精度で整列させることは技術的に困難であり、そのため、貫通孔を適切に形成することができなかった。さらには、特許文献２の方法では、ウェハにエッチング液を液盛りするステップとマイクロプローブを当該エッチング液に接触させるステップの２つのステップが必要であり、それぞれのステップにおいてアライメント調整を行うので、スループットの低下を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の所定の位置に、安価な方法で且つ高い位置精度でエッチングを施すことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するための本発明は、基板にエッチング液を供給して当該基板を所定のパターンに選択的にエッチングする方法であって、表面において前記所定のパターンに対応する箇所に複数の開口部が形成され、当該開口部から裏面に連通する流通路が形成され、前記各流通路における前記開口部と反対側の端部には、当該各流通路を塞ぐ開閉自在に構成された蓋体が複数設けられ、且つ前記各流通路にエッチング液が充填されたテンプレートの表面を、前記基板に密着させ、前記各蓋体を開操作して前記各流通路内の空気抜きを行うことで前記開口部から前記基板に対して前記エッチング液を供給し、前記エッチング液を供給する際に、前記テンプレートの流通路の内面に配置された加振機構を振動させることにより前記エッチング液を振動させ、前記加振機構は、平面視において前記エッチング液が前記流通路で渦流を形成するように配置されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、所定のパターンで開口部が形成されたテンプレートの流通路にエッチング液を充填した状態で、テンプレートの表面に基板を密着させ、テンプレートの裏面に設けられた蓋体を開操作して流通路内の空気抜きを行うことで開口部から基板に対してエッチング液を供給するので、基板の開口部に対応する位置を所定のパターンに選択的にエッチングすることができる。このため、基板に貫通孔を形成するにあたり、高コストなドライエッチングを用いる必要がない。また、従来用いられていたフォトリソグラフィーによるマスクに代えてテンプレートを用いるため、基板毎にマスクを形成する工程が不要となる。したがって、基板を選択的にエッチングする際のスループットが向上すると共に、コストの低減もはかることができる。さらには、テンプレートの開口部そのものは、例えばフォトリソグラフィー処理とエッチング処理を行って一括して高い位置精度で形成できるので、従来のように、マイクロプローブを高い位置精度で整列させるという問題も生じない。このため、本実施の形態によれば、ウェットエッチングを用いて、高い位置精度で複数の貫通孔Ｈを形成することができる。
【００１１】
また、流通路の内面に配置された加振機構により、流通路内に渦流を発生させるので、流通路及び貫通孔内の気泡が速やかに排出されると共に、エッチング液が適宜落下し、未反応のエッチング液と基板との接触が常に維持される。このため、エッチングレートの向上を図ることができ、エッチング処理のスループットを改善することができる。
【００１２】
前記加振機構は、前記流通路の内面に平面視において同心円状に複数設けられていてもよい。かかる場合、前記同心円状に設けられた加振機構は、加振している加振機構が周方向に変化するように加振と停止を繰り返してもよい。
【００１３】
前記テンプレートの表面には、疎水化処理が施されており、前記基板における、前記テンプレートの開口部に対応する位置以外の箇所に疎水化処理が施されていてもよい。
【００１４】
前記テンプレートは絶縁材料により構成され、前記テンプレートの各流通路の表面には第１の電極が形成され、前記基板における前記テンプレートと反対側の面には当該基板と接触する第２の電極が形成されていてもよい。
【００１５】
前記第１の電極と前記第２の電極の間に電圧を印加し、前記電圧の印加に起因して前記第１の電極と前記第２の電極の間を流れる電流の値を測定し、前記測定された電流値の変化により前記蓋体の動作を制御してもよい。
【００１６】
別な観点による本発明によれば、前記の基板のエッチング方法を基板処理システムによって実行させるために、当該処理システムを制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。
【００１７】
また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板の所定の位置に、安価な方法で且つ高い位置精度でエッチングを施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態にかかる処理液供給方法を実施する基板処理システムの構成の概略を示す平面図である。
【図２】ウェハと支持板とが貼り合わせられた状態を示す縦断面図である。
【図３】処理液供給装置の構成の概略を示す横断面図である。
【図４】処理液供給装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図５】テンプレートの構成の概略を示す説明図である。
【図６】テンプレートの流通路近傍の構成の概略を示す縦断面図である。
【図７】流通路近傍の構成の概略を示す横断面図である。
【図８】選択エッチング装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図９】本実施の形態にかかるエッチング方法を含む、ウェハ処理のフロー図である。
【図１０】本実施の形態にかかるエッチング方法を含む、ウェハ処理の説明図である。
【図１１】ウェハが積層された状態を示す縦断面図である。
【図１２】他の実施の形態にかかる加振機構の配置を示す説明図である。
【図１３】他の実施の形態にかかる加振機構の配置を示す説明図である。
【図１４】他の実施の形態にかかる加振機構の配置を示す説明図である。
【図１５】他の実施の形態にかかる加振機構の配置を示す説明図である。
【図１６】止水板によりテンプレートの裏面を塞いだ状態を示す説明図である。
【図１７】薄板状のウェハを積層した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる処理液の供給方法を実施する処理液供給装置を備えた基板処理システム１の構成の概略を示す平面図である。
【００２１】
基板処理システム１は、例えば外部に設けられたウェハ貼り合わせ装置（図示せず）により支持板が貼り合わせられた複数のウェハＷ（以下、単に「ウェハＷ」という場合がある）を、例えば図１に示すようにカセットＣ単位で基板処理システム１に対して搬入出したり、カセットＣに対してウェハＷを搬入出したりするカセットステーション２と、ウェハＷに対して所定の処理を施す各種処理装置を備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。
【００２２】
なお、本実施の形態にかかる処理液供給方法の説明にあたっては、例えば図２に示すように、その表面Ｗａに絶縁膜１０による被膜が形成されており、絶縁膜１０の上面には金属層１１と絶縁層１２が積層され、かかる構成により所定の回路が形成されているウェハＷを用いた場合の例について説明する。ウェハＷに積層された金属層１１は、所定の箇所において絶縁膜１０を貫通してウェハＷと接触しており、この金属層１１とウェハＷとが接触し、当該ウェハＷを貫通する箇所が、３次元集積技術においてＴＳＶと呼ばれる微細な貫通孔Ｈが形成される箇所である。なお、これら貫通孔Ｈが形成される箇所が、本発明において処理液が供給される所定の位置に対応している。金属層１１上には、例えばガラス基板などの支持板Ｓが貼り合わせられている。そして、基板処理システム１においてはこの支持板ＳがウェハＷの下方に位置するように、即ちウェハＷの裏面Ｗｂが上方を向いた状態でカセットＣに収容されている。なお、図２においては、２層の金属層１１と１層の絶縁層１２がそれぞれ交互に積層された状態を描図しているが、金属層１１と絶縁層１２の層数や構成は任意に決定されるものである。
【００２３】
カセットステーション２には、カセット載置台２０が設けられ、当該カセット載置台２０には、例えば３つのカセット載置板２１が設けられている。カセット載置板２１は、水平方向のＸ方向（図１中の上下方向）に一列に並べて配置され、これら複数のカセット載置板２１は、基板処理システム１の外部とカセットＣの搬入出を行う際に、カセットＣを載置することができる。
【００２４】
カセットステーション２には、図１に示すようにＸ方向に延伸する搬送路２２上を移動自在なウェハ搬送装置２３が設けられている。ウェハ搬送装置２３は、上下方向及び鉛直軸周り（θ方向）にも移動自在であり、各カセット載置板２１上のカセットＣと、後述する処理ステーション３の第３のブロックＧ３のトランジション装置（図示せず）との間でウェハＷを搬送できる。
【００２５】
カセットステーション２に隣接する処理ステーション３は、各種装置を備えた複数、例えば３つのブロックＧ１、Ｇ２、Ｇ３が設けられている。例えば処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、第１のブロックＧ１が設けられ、処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、第２のブロックＧ２が設けられている。また、処理ステーション３のカセットステーション２側（図１のＹ方向負方向側）には、第３のブロックＧ３が設けられている。
【００２６】
例えば第１のブロックＧ１には、ウェハＷの裏面Ｗｂを所定の厚みまでエッチングする全面エッチング装置３０と、所定の厚みまでエッチングされたウェハＷの裏面Ｗｂの所定の位置に、処理液としてのエッチング液を供給する処理液供給装置３１と、供給されたエッチング液によりウェハＷを選択的にエッチングする選択エッチング装置３２と、選択的にエッチングが行われたウェハＷに絶縁膜を形成する絶縁膜形成装置３３と、ウェハＷに形成された絶縁膜を選択的に除去する絶縁膜除去装置３４が、カセットステーション２側からこの順で配置されている。
【００２７】
例えば第２のブロックＧ２には、ウェハＷの裏面Ｗｂに金属膜を形成する金属膜堆積装置４０と、ウェハＷに接続電極を形成する電極形成装置４１が、カセットステーション２側からこの反対の順で配置されている。
【００２８】
例えば第３のブロックＧ３には、ウェハ搬送装置２３と後述するウェハ搬送装置５０との間でウェハＷの受け渡しを行うトランジション（図示せず）装置が設けられている。
【００２９】
図１に示すように第１のブロックＧ１〜第３のブロックＧ３に囲まれた領域には、ウェハ搬送領域Ｄが形成されている。ウェハ搬送領域Ｄには、例えばウェハ搬送装置５０が配置されている。
【００３０】
ウェハ搬送装置５０は、例えばＹ方向、Ｘ方向、θ方向及び上下方向に移動自在な搬送アームを有している。ウェハ搬送装置５０は、ウェハ搬送領域Ｄ内を移動し、周囲の第１のブロックＧ１及び第２のブロックＧ２内の所定の装置にウェハを搬送できる。
【００３１】
次に、上述した処理液供給装置３１の構成にについて説明する。図３は、処理液供給装置３１の構成の概略を示す横断面図であり、図４は、処理液供給装置３１の構成の概略を示す縦断面図である。
【００３２】
処理液供給装置３１は、図３及び図４に示すように、その内部に本実施の形態にかかる処理液供給方法に用いられるテンプレート６０を収容する処理容器６１と、処理容器６１内に設けられ、テンプレート６０を保持して回転させる、回転保持部としてのスピンチャック６２が設けられている。スピンチャック６２は、例えばモータ（図示せず）などを内蔵した駆動機構６３を有し、この駆動機構６３によって所定の速度に回転できる。
【００３３】
スピンチャック６２の周囲には、テンプレート６０から飛散又は落下する処理液を受け止め、回収するカップ６４が設けられている。カップ６４の下面には、回収した液体を排出する排出管６５と、カップ６４内の雰囲気を排気する排気管６６が接続されている。
【００３４】
図３に示すようにカップ６４のＸ方向負方向（図３の下方向）側には、Ｙ方向（図３の左右方向）に沿って延伸するレール６７が形成されている。レール６７は、例えばカップ６４のＹ方向負方向（図３の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図３の右方向）側の外方まで形成されている。レール６７には、夫々アーム６８ａ、６８ｂ、６８ｃが取り付けられており、当該アーム６８ａ、６８ｂ、６８ｃには処理液としてエッチング液、電着絶縁膜溶液、電解めっき液を夫々吐出する処理液供給ノズル７０ａ、７０ｂ、７０ｃが支持されている。アーム６８ａ、６８ｂ、６８ｃは、ノズル駆動部７１ａ、７１ｂ、７１ｃにより、レール６７上を移動自在である。また、アーム６８ａ、６８ｂ、６８ｃは、ノズル駆動部７１ａ、７１ｂ、７１ｃによって昇降自在であり、処理液供給ノズル７０ａ、７０ｂ、７０ｃの高さを調節できる。
【００３５】
また、スピンチャック６２の上方には、支持板Ｓが貼り合わされたウェハＷを、ウェハＷの裏面Ｗｂがスピンチャック６２、即ちスピンチャック６２の保持されたテンプレート６０と対向するように保持する保持機構７２が設けられている。保持機構７２は、当該保持機構７２を上下方向及び左右方向に移動させる移動機構７３により、例えば処理容器６１の上端に支持されている。
【００３６】
テンプレート６０は、例えば図４及び図５に示すように、その表面６０ａに所定のパターンの開口部９０が複数形成された略円盤状の部材である。そして、テンプレート６０に設けられた開口部９０の配置は、上述の金属層１１とウェハＷとが接触する位置、即ち、３次元集積技術においてＴＳＶと呼ばれる貫通孔Ｈが形成されるべき位置に対応している。テンプレート６０の内部には、開口部９０と連通する流通路９１が形成されており、当該流通路９１はテンプレート６０の裏面６０ｂまで延伸している。なお、テンプレート６０は、例えばウェハＷのエッチングに使用されるエッチング液に対して耐性を有する絶縁体により形成され、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）などを用いることができる。
【００３７】
テンプレート６０の流通路９１の内面には、例えば図６に示すように、第１の電極９２としての金属膜９２が形成されている。この金属膜９２は、その一部がテンプレート６０の裏面６０ｂまで延伸し、当該延伸した金属膜９２により接続端子９３が形成されている。また、この金属膜９２は、テンプレート６０の開口部９０から所定の距離だけ離間した位置まで形成されている。第１の電極９２としての金属膜９２と対をなして形成される第２の電極９４は、例えば図４に示すように、ウェハＷの表面Ｗａに形成された金属層１１と電気的に接続して設けられている。なお、第２の電極９４は、例えばウェハＷの金属層１１と電気的に接触するように予め支持板Ｓに埋め込まれて設けられていてもよく、或いはウェハＷと支持板Ｓとの貼り合わせに導電性の接着剤を用い、当該接着剤と第２の電極９４とを電気的に接続してもよく、ウェハＷの金属層１１と電気的に接続されれば、接続の方法は任意に決定が可能である。また、第１の電極９２は、エッチング液に対して耐性を有する金属により形成されている。
【００３８】
また、流通路９１の内面であって、金属膜９２の形成されていない領域には、加振機構９５ａ〜９５ｄが、例えば図７に示すように、平面視において同心円状に４台配置されている。加振機構９５には、パルス発信器（図示せず）が電気的に接続されており、当該パルス発信器からの信号により、夫々独立して振動させることができるように構成されている。なお、加振機構９５ａ〜９５ｄの加振に用いる電源はパルス発信器に限定されず、例えば高周波発信器でもよい。
【００３９】
テンプレート６０の裏面６０ｂであって、流通路９１における開口部９０の反対側の端部９１ａに対応する位置には、蓋体９６が夫々設けられている。この蓋体９６は、図６に破線で示すように開閉自在に構成されている。そしてこの蓋体９６は、例えば、金属膜９２によりテンプレート６０の裏面６０ｂに形成された接続端子９３を通じて、後述する制御部１１０から送信される電気信号により、図示しない開閉機構を介して開閉操作される。
【００４０】
次に、選択エッチング装置３２について説明する。選択エッチング装置３２は、図８に示すように、その内部にテンプレート６０及びウェハＷを収容する処理容器１００と、テンプレート６０及びウェハＷを載置する載置台１０１と、回路基板１０２を保持する保持機構１０３と、保持機構１０３を上下方向及び左右方向に移動させる移動機構１０４を有している。載置台１０１には、例えば真空チャックなどが用いられる。
【００４１】
回路基板１０２は、基板処理システム１に設けられた制御部１１０とテンプレート６０の裏面６０ｂに形成された接続電極９３との間でやり取りされる電気信号を伝送する機能を有している。制御部１１０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、選択エッチング装置３２におけるエッチング液の供給や電源装置の制御及びエッチングの際に第１の電極９２と第２の電極９４との間を流れる電流を監視するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、上述の各種処理装置や搬送装置などの駆動系の動作を制御して、基板処理システム１における後述のウェハ処理を実現させるためのプログラムも格納されている。なお、前記プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部１１０にインストールされたものであってもよい。
【００４２】
なお、絶縁膜形成装置３３及び電極形成装置４１については、選択エッチング装置３２と同様の構成を有しているので、説明を省略する。
【００４３】
次に、以上のように構成された基板処理システム１を用いて行われるウェハＷの処理方法について説明する。図９及び図１０は、ウェハＷの処理方法の主な工程の一例を示すフローチャート及び各工程におけるウェハＷの状態を模式的に示した説明図である。
【００４４】
先ず、基板処理システム１の外部に設けられた貼り合わせ装置（図示せず）により支持板Ｓとの貼り合わせが行われたウェハＷを複数枚収容したカセットＣが、カセットステーション２の所定のカセット載置板２１に載置される。その後、ウェハ搬送装置２３によりカセットＣ内のウェハＷが取り出され、処理ステーション３の第３のブロックＧ３に設けられたトランジション装置を介してウェハ搬送装置５０により全面エッチング装置３０に搬送される。
【００４５】
全面エッチング装置３０では、ウェハＷの裏面Ｗｂにエッチング液が供給される。エッチング液としては、例えばフッ酸とイソプロピルアルコールの混合液（ＨＦ／ＩＰＡ）やフッ酸とエタノールの混合液などが用いられる。これにより、ウェハＷが所定の厚みにエッチングされる（図９の工程Ｓ１及び図１０（ａ））。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送装置５０によって処理液供給装置３１に搬送される。
【００４６】
処理液供給装置３１に搬送されたウェハＷは、保持機構７２により一旦保持される。この際、ウェハＷは、その裏面Ｗｂが下方を向くように、即ち裏面Ｗｂがテンプレート６０の表面６０ａと対向するように保持機構７２により保持される。次いで、表面６０ａが上方を向いた状態、即ち開口部９０が上方を向いた状態で且つ全ての蓋体９６が閉じた状態でスピンチャック６２に保持されたテンプレート６０を回転させると共に、処理液供給ノズル７０ａがテンプレート６０の中央に移動し、処理液供給ノズル７０ａから処理液としてのエッチング液がテンプレートの表面６０ａに滴下される。そして、処理液供給ノズル７０ａから滴下されたエッチング液は、開口部９０を介してテンプレート６０の流通路９１内に充填される（図９の工程Ｓ２及び図１０（ｂ））。それと共に、余分なエッチング液はテンプレート６０の外周部から振り切られ、カップ６４から排出管６５により排出される。エッチング液としては、例えばフッ酸とイソプロピルアルコールの混合液（ＨＦ／ＩＰＡ）が用いられる。なお、テンプレート６０は、ウェハＷが処理液供給装置３１に搬送される前に予めスピンチャック６２に載置されていてもよいし、ウェハＷが搬送された後にスピンチャック６２に載置されてもよい。また、ウェハＷもテンプレート６０の流通路９１にエッチング液が充填された後に処理液供給装置３１に搬送されてもよい。
【００４７】
エッチング液がテンプレート６０の流通路９１内に充填され、余分なエッチング液が振り切られると、スピンチャック６２の回転が停止される。次いで、保持機構７２に保持されたウェハＷと、テンプレート６０とが所定の位置関係、即ちウェハＷに貫通孔Ｈが形成される位置とテンプレート６０の開口部９０の位置とが一致するように、移動機構１０４により位置調整が行われる。その後、移動機構１０４が降下してウェハＷの裏面Ｗｂをテンプレート６０の表面に密着させる（図９の工程Ｓ３及び図１０（ｃ））。その後、テンプレート６０とウェハＷは、例えば図示しないクランプなどにより機械的に密着した状態を維持したまま、ウェハ搬送装置５０によって選択エッチング装置３２に搬送される。
【００４８】
選択エッチング装置３２に搬送されたテンプレート６０及びウェハＷは、ウェハＷの裏面Ｗｂが上方を向くように、即ち処理液供給装置３１のスピンチャック６２に保持されていた状態とは上下反転された状態で載置台１０１に載置される（図９の工程Ｓ４）。この間、テンプレート６０とウェハＷとは密着した状態が維持されている。
【００４９】
テンプレート６０及びウェハＷが載置台１０１に載置されると、保持機構１０３に保持された回路基板１０２とテンプレート６０の裏面６０ｂに形成された接続電極９３とが所定の位置関係となるように移動機構１０４により位置調整が行われる。その後、移動機構１０４が降下して回路基板１０２を接続電極９３に接触させ、回路基板１０２と接続端子９３との間の導通が確保される（図９の工程Ｓ５）。
【００５０】
次いで、回路基板１０２に電気的に接続された図示しない電源装置により、第１の電極９２を陰極、第２の電極９４を陽極として、第１の電極９２及び第２の電極９４との間に所定の電圧を印加することで、ウェハＷの電解エッチングが行われる。またこの際、制御部１１０は、電圧の印加により第１の電極９２と第２の電極９４との間に流れる電流値の監視を行うと共に、接続端子９３及び回路基板１０２を介して蓋体９６に電気信号を送信して蓋体９６を開操作する（図９の工程Ｓ６及び図１０（ｄ））。蓋体９６が開操作されることにより流通路９１内の空気抜きが行われ、電解エッチングによりウェハＷから生じた気泡が流通路９１を通じて速やかに排出されると共に、エッチング液が適宜落下し、エッチング液とウェハＷとの接触が常に維持される。
【００５１】
また、蓋体９６の開操作と共に、加振機構９５ａ〜９５ｄの加振と停止が、例えば図７において加振機構９５ａから加振機構９５ｄの順序で時計回りに繰り返し行われる。即ち、加振している加振機構が周方向に時間的に変化するように加振と停止を繰り返す。これにより、流通路９１及び貫通孔Ｈ内に渦流が形成され、反応済みのエッチング液Ｌと未反応のエッチング液との置換や、エッチング液ＬとウェハＷとの化学反応に起因してウェハＷの表面から生じる微小な気泡が貫通孔Ｈ及び流通路９１から速やかに排出される。
【００５２】
その後、テンプレート６１の開口部９０に対応する箇所のウェハＷのエッチングが進行すると、半導体であるウェハＷの厚みが減少して第１の電極９２と第２の電極９４との間の抵抗値が変化する。これにより、制御部１１０で監視する電流値が変化する。そして、ウェハＷのエッチングがさらに進行して、図１０（ｅ）に示すようにエッチング液ＬがウェハＷの金属層１１に到達する。これにより、ウェハＷに貫通孔Ｈが形成されると共に、第１の電極９２と第２の電極９４との間の電気抵抗値が急激に低下する。したがって、制御部１１０で監視している電流値の値も急激に低下し、所定の設定値を下回る。これにより制御部１１０によってエッチングが終了したとの判定がなされ、電源装置（図示せず）による電圧の印加が停止される。また、制御部１１０により蓋体９６の閉操作と加振機構９５ａ〜９５ｄの停止が併せて行われ、これによりテンプレート６０からのエッチング液の滴下が停止し、エッチング処理が終了する（図９の工程Ｓ７）。
【００５３】
選択エッチング装置３２での処理が終了すると、テンプレート６０とウェハＷはウェハ搬送装置５０によって再び処理液供給装置３１に搬送される。
【００５４】
処理液供給装置３１に搬送されたテンプレート６０とウェハＷは、ウェハＷの裏面Ｗｂが下方を向くように、即ち選択エッチング装置３２の載置台１０１に載置されていた状態とは上下反転された状態でスピンチャック６２に保持される。次いで、保持機構７２によりウェハＷと支持板Ｓが保持され、ウェハＷとテンプレート６０とが分離される。なお、ウェハＷとテンプレート６０との分離は、選択エッチング装置３２において行われてもよい。
【００５５】
次いで、スピンチャック６２に保持されたテンプレート６０を回転させると共に処理液供給ノズル７０ｂがテンプレート６０の中央に移動し、処液供給ノズル７０ｂから処理液として電着絶縁膜溶液がテンプレートの表面６０ａに滴下される。そして、処理液供給ノズル７０ｂから滴下された電着絶縁膜溶液は、エッチング液Ｌの場合と同様に、テンプレート６０の流通路９１内に充填される（図９の工程Ｓ８）。それと共に、余分な電着絶縁膜溶液はテンプレート６０の外周部から振り切られ、カップ６４から排出管６５により排出される。なお、電着絶縁膜溶液としては、例えば電着ポリイミド溶液が用いられる。
【００５６】
電着絶縁膜溶液Ｐがテンプレート６０の流通路９１内に充填され、余分な電着絶縁膜溶液Ｐが振り切られると、スピンチャック６２の回転が停止される。次いで、保持機構７２に保持されたウェハＷと、テンプレート６０とが所定の位置関係となるように移動機構１０４により位置調整が行われる。その後、移動機構１０４が降下してウェハＷの裏面Ｗｂをテンプレート６０の表面に再び密着させる（図９の工程Ｓ９及び図１０（ｆ））。その後、テンプレート６０とウェハＷは、密着した状態を維持したまま、ウェハ搬送装置５０によって絶縁膜形成装置３３に搬送される。
【００５７】
絶縁膜形成装置３３に搬送されたテンプレート６０及びウェハＷは、載置台１２１に載置され、次いで、保持機構１０３に保持された回路基板１０２と接続端子９３とが所定の位置関係になるように、移動機構１０４により位置調整が行われる。その後、移動機構１０４が降下して回路基板１０２を接続端子９３に接触させ、回路基板１０２と接続端子９３との間の導通が確保される（図９の工程Ｓ１０）。
【００５８】
次いで、第１の電極９２を陽極、第２の電極９４を陰極として、第１の電極９２及び第２の電極９４との間に、回路基板１０２に電気的に接続された図示しない電源装置により所定の電圧が印加される。これにより、選択エッチング装置３２により形成された貫通孔Ｈを含むウェハＷの全面に、図１０（ｇ）に示すように、均一な厚みの絶縁膜１４０が形成され、絶縁膜１４０が形成されると、電着ポリイミド溶液Ｐの供給及び電圧の印加が停止される（図９の工程Ｓ１１）。なお、絶縁膜１４０の形成の際も、上述の選択エッチングの場合と同様に、制御部１１０により蓋体９６の開閉操作が適宜行われる。
【００５９】
絶縁膜１４０が形成されたウェハＷは、テンプレート６０と分離され、ウェハ搬送装置５０によって絶縁膜除去装置３４に搬送される。次いで、絶縁膜除去装置３４に搬送されウェハＷは、例えばレーザ加工やパルスパワーなどを用いて、貫通孔Ｈの底部の絶縁膜１４０が選択的に除去される（図９の工程Ｓ１２及び図９（ｈ））。なお、絶縁膜１４０を図９（ｈ）に示すように選択的に除去する場合、図９の工程Ｓ１１を終えて絶縁膜１４０が形成されたウェハＷに、例えば流通路９１に純水を充填したテンプレート６０を再度当接させ、その状態で、第１の電極９２を陰極、第２の電極９４を陽極とし、第１の電極と第２の電極９４の間に３０Ｖ〜１００Ｖ程度の電圧を印加するようにしても、レーザ加工やパルスパワーを用いた場合と同様に貫通孔Ｈの底部の絶縁膜１４０を選択的に除去することができる。
【００６０】
その後、ウェハＷはウェハ搬送装置５０によって金属膜堆積装置４０に搬送される。金属膜堆積装置４０においては、バリアメタルとして、例えばニッケルの金属膜１４１が絶縁膜１４０の上面に形成される（図９の工程Ｓ１２）。この際、ウェハＷの裏面Ｗｂには、上述の選択エッチング処理や絶縁膜形成の場合と同様に、流通路９１に処理液としての電解めっき液が充填されたテンプレート６０が密着して配置され、第１の電極９２を陽極、第２の電極９４を陰極として、第１の電極９２と第２の電極９４との間に所定の電圧が印加される。また、制御部１１０により蓋体９６の開閉操作も適宜行われる。これにより、貫通孔Ｈの内部及びその外周縁部に選択的に金属膜１４１が形成される。
【００６１】
金属膜堆積装置４０において金属膜１４１が形成されたウェハＷは、ウェハ搬送装置５０によって接続電極形成装置４１に搬送され、載置台１３１に載置される。
【００６２】
その後、載置台１３１に載置されたウェハＷの裏面Ｗｂに、金属膜堆積装置４０の場合と同様に、流通路９１に処理液としての電解めっき液が充填されたテンプレート６０が密着して配置され、第１の電極９２を陽極、第２の電極９４を陰極として、第１の電極９２と第２の電極９４との間に所定の電圧が印加される。また、制御部１１０により蓋体９６の開閉操作と加振機構９５ａ〜９５ｄによる加振も適宜行われる。これにより、図１０（ｉ）に示すように、貫通孔Ｈの内部に接続電極１４２が形成される。
【００６３】
接続電極１４２が形成されたウェハＷは、ウェハ搬送装置５０によりカセットステーション２に搬送される。カセットステーション２のカセットＣに収容されたウェハＷは、外部に設けられた支持板剥離装置（図示せず）に搬送され、当該支持板剥離装置において、ウェハＷから支持板Ｓが剥離される。その後、検査装置（図示せず）によりウェハＷの検査が行われ、ウェハ積層装置（図示せず）によりウェハＷ同士の貼り合わせが行われ、図１１に示すように３次元的に積層された半導体デバイスが形成される。
【００６４】
以上の実施の形態によれば、所定のパターンで開口部９０が形成されたテンプレートの流通路９１にエッチング液を充填した状態で、当該テンプレート６０の表面６０ａにウェハＷの裏面Ｗｂを密着させ、テンプレート６０の裏面６０ｂに設けられた蓋体９６を開操作して流通路９１内の空気抜きを行うことで開口部９０からウェハＷに対してエッチング液Ｌを供給するので、ウェハＷの開口部９０に対応する位置を所定のパターンに選択的にエッチングすることができる。このため、ウェハＷに貫通孔Ｈを形成するにあたり、高コストなドライエッチングを用いる必要がない。また、従来用いられていたフォトリソグラフィーによるマスクに代えてテンプレート６０を用いるため、ウェハＷ毎にマスクを形成する工程が不要となる。したがって、ウェハＷの裏面Ｗｂを選択的にエッチングする際のスループットが向上すると共に、コストの低減もはかることができる。さらには、マスクを形成するための、例えばレジストの塗布や現像処理を行う塗布現像処理装置、レジストに対して露光処理を行う露光装置といった装置も不要となるので、貫通孔Ｈを形成するための装置も簡素化することができる。加えて、テンプレート６０の開口部９０そのものは、例えばフォトリソグラフィー処理とエッチング処理を行って一括して高い位置精度で形成できるので、従来のように、マイクロプローブを高い位置精度で整列させるという問題も生じない。このため、本実施の形態によれば、ウェットエッチングを用いて、高い位置精度で複数の貫通孔Ｈを形成することができる。
【００６５】
また、テンプレート６０にエッチング液を充填するにあたって用いられる処理液供給装置３１は、例えば従来ウェハＷにレジスト液などを塗布する、いわゆる塗布処理装置と同様の構成であり、本実施の形態にかかる方法を実施するにあたって特に特別な装置を必要としないので、安価な処理液の供給方法を提供することができる。
【００６６】
また、流通路９１の内面に同心円状に配置された加振機構９５ａ〜９５ｄにより、平面視において流通路９１内に渦流を発生させるので、流通路９１及び貫通孔Ｈ内の気泡が速やかに排出されると共に、エッチング液が適宜落下し、未反応のエッチング液とウェハＷとの接触が常に維持される。このため、エッチングレートの向上を図ることができ、エッチング処理のスループットを改善することができる。
【００６７】
なお、以上の実施の形態においては、４つの加振機構９５ａ〜９５ｄを流通路９１の内面に同心円状に配置した場合について説明したが、加振機構を用いて渦流を形成するにあたっては、例えば図１２に示すように、３つの加振機構９５ａ〜９５ｃを同心円状に配置してもよいし、例えば図１３に示すように、２つの加振機構９５ａ、９５ｂを、エッチング液に対して周方向に振動を付与するように対向して配置するようにしてもよく、流通路９１内に渦流が形成できるものであれば、任意に設定が可能である。また、流通路９１内に渦流を効率よく形成するために、例えば図１４に示すように、流通路９１において、当該流通路９１の他の部位よりも大きい径とした拡大部９１ａを形成し、当該拡大部９１ａに加振機構９５を配置するようにしてもよい。
【００６８】
また、加振機構９５による気泡の排出、即ち反応済みのエッチング液と未反応のエッチング液との置換を行うには、加振機構９５によるエッチング液の流れを必ずしも渦流とする必要はなく、例えば図１５に示すように、貫通孔Ｈに対して鉛直下方向きの振動を与えるようにしてもよい。
【００６９】
以上の実施の形態によれば、電解エッチングを用いるにあたり制御部１１０により陰極としての第１の電極９２と陽極としての第２の電極９４との間を流れる電流値を測定しているので、電流値の変化によりエッチング状態の監視、即ちエッチングの終了時期を正確に判断することができる。したがって、エッチングが不足したり過剰となったりすることがない。この点、従来のプラズマエッチング等のドライエッチングにおいては、エッチング装置の有するエッチングレートに基づき、エッチング処理を実施する時間でエッチング深さを管理していた。このため、エッチングレートが当初の計画通りとならない場合には、エッチングが不足して貫通孔Ｈの形成が不完全となったり、逆にエッチングが過剰となった場合は、例えば金属層１１や絶縁層１２を損傷したりする恐れがあったが、本発明によれば、エッチング状態の監視を行うことでエッチングの終了時期を正確に判断できるので、エッチング終了時期に蓋体９６を閉操作してエッチング液の供給を停止させることができる。したがって、本発明のエッチング方法によれば、従来のようなエッチングの過不足の問題は生じない。なお、電流値の変化による処理状態の監視は、エッチング以外にも、例えば陽極と陰極間に電圧を印加する場合に適用可能であり、本実施の形態においては、電着絶縁膜溶液を用いて絶縁膜１４０を形成する場合や、金属膜１４１を形成するにあたり電解めっきを用いる場合などにも用いることができる。
【００７０】
なお、以上の実施の形態においては、エッチング処理の際に流通路９１からテンプレート６０の外部にエッチング液が漏れ出すことを防止するために、テンプレート６０の表面６０ａに疎水化処理を施してもよい。かかる場合、ウェハＷの裏面Ｗｂにおける、テンプレート６０の開口部９０に対応する位置以外をテンプレート６０の表面６０ａと同様に疎水化処理を行うことで、例えばテンプレート１２とウェハＷとの密着が完全でなく、両者の間に微小な隙間が生じていたとしても、流通路９１に充填された処理液が開口部９０からに対応する位置以外のウェハＷの裏面Ｗｂに拡がることがない。したがって、かかる場合、ウェハＷの所定の位置以外にエッチング液が供給され、必要な箇所以外がエッチングされることを確実に防止できる。
【００７１】
なお、以上の実施の形態においては、蓋体９６をテンプレート６０の裏面６０ｂに、各流通路９１に対して個別に設けていたが、例えば図１６に示すように、テンプレート６０の裏面６０ｂ全体を覆う止水板１６０により各流通路９１を塞ぐようにしてもよい。かかる場合、止水板１６０に接続端子９３と電気的に接続する電気回路を形成し、回路基板１０２と止水板１６０を接触させることで、第１の電極９２と回路基板１０２との電気的接続を確保することができる。なお、流通路９１内の空気抜きを行うにあたっては、止水板１６０全体を持ち上げて、テンプレート６０全体にわたって空気抜きを行うようにしてもよいし、止水板１６０に個別の蓋体９６を設けるようにしてもよい。
【００７２】
なお、以上の実施の形態においては、テンプレート６０は、その内部に流通路９１が形成された円盤状に形成されていたが、テンプレート６０は必ずしも円盤状である必要はなく、例えば矩形状であってもよい。
【００７３】
以上の実施の形態においては、ウェハのエッチング処理、絶縁膜形成処及び金属膜形成処理の際に処理液の供給を行うにあたり、同じテンプレート６０を用いていたが、各処理に用いられるテンプレートに形成される開口部６０は必ずしも同じ位置に形成されている必要はない。具体的には、例えばエッチングの供給に用いるテンプレートの開口部の数を、電解めっき液を供給するためのテンプレートに設けられた開口部よりも多くすることで、接続電極１４２が形成されない貫通孔ＨをウェハＷに形成することができる。かかる場合、接続電極１４２が形成されない貫通孔Ｈを、ウェハＷに形成されるデバイスの放熱用に用いたり、予備の電極を形成するための貫通孔Ｈとして用いたりすることもでき、また、スクライブレーンとしても用いることができる。
【００７４】
また、以上の実施の形態においては、テンプレート６０による処理液の供給を各工程において一度のみ行っているが、処理液供給の対象がウェハＷではなく、例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）のような大型の基板であった場合、ＦＰＤの一部に対してテンプレート６０を移動させながらエッチングを繰り返し行うことでＦＰＤの全面にわたって貫通孔Ｈを形成するようにしてもよい。また、ウェハＷに対してチップ単位で貫通孔Ｈを形成する場合も、同様にウェハＷに対してテンプレート６０を移動させながら繰り返しエッチングを行ってもよい。
【００７５】
以上の実施の形態においては、ウェハＷのエッチング液Ｌとしてフッ酸とイソプロピルアルコールを用いたが、例えばフッ硝酸溶液を用いてもよい。かかる場合、テンプレート６０において、第１の電極９２と第２の電極９４を省略してもよい。また、例えばエッチングの対象物がウェハＷに形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ）であったり、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）をであったりする場合は、例えばエッチング液Ｌとしてそれぞれバッファードフッ酸（ＨＦ／ＮＨ４ＨＦ）や、燐酸（Ｈ３ＰＯ４）を用いてもよい。かかる場合にも、第１の電極９２と第２の電極９４を省略してもよい。
【００７６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板である場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、基板を選択的にエッチングする際に有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１      基板処理システム
２      カセットステーション
３      処理ステーション
１０    絶縁膜
１１    金属層
１２    絶縁層
２０    カセット載置台
２１    カセット載置板
２２    搬送路
２３    ウェハ搬送装置
３０    全面エッチング装置
３１    処理液供給装置
３２    選択エッチング装置
３３    絶縁膜形成装置
３４    絶縁膜除去装置
４０    金属膜堆積装置
４１    電極形成装置
５０    ウェハ搬送装置
６０    テンプレート
６１    処理容器
６２    スピンチャック
６３    駆動機構
６４    カップ
６５    排出管
６６    排気管
６７    レール
６８    アーム
７０    処理液供給ノズル
７１    ノズル駆動部
７２    保持機構
７３    移動機構
８０    止水板
９０    開口部
９１    流通路
９２    第１の電極（金属膜）
９３    接続端子
９４    第２の電極
９５    加振機構
９６    蓋体
１００  処理容器
１０１  載置台
１０２  回路基板
１０３  保持機構
１０４  移動機構
１１０  制御部
１４０  絶縁膜
１４１  金属膜
１４２  接続電極
１５０  加振装置
１６０  止水板
Ｗ      ウェハ
Ｃ      カセット
Ｓ      支持板
Ｈ      貫通孔
Ｌ      エッチング液
Ｐ      電着絶縁膜溶液
Ｍ      めっき液
【図１】
2011243769.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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