(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処理液を供給する。【解決手段】処理液供給方法であって、表面６０ａにおいて、所定の位置に対応する箇所に開口部９０が複数形成され、且つ表面６０ａに形成された開口部９０から裏面６０ｂに連通する流通路９１を備えたテンプレート６０を、テンプレート６０の裏面６０ｂを保持して回転させるスピンチャック６２に載置する。次いで、テンプレート６０の表面６０ａに処理液を供給すると共にスピンチャック６２を回転させて流通路９１に処理液を充填する。処理液が充填されたテンプレート６０の表面６０ａにウェハＷを密着させ、次いで、テンプレート６０とウェハＷとの密着を維持したまま、テンプレート６０とウェハＷとを上下反転させる。【選択図】図４
2011243768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の所定の位置に処理液を供給する方法であって、
表面において、前記所定の位置に対応する箇所に開口部が複数形成され、且つ表面に形成された当該開口部から裏面に連通する流通路を備えたテンプレートを、当該テンプレートの裏面を保持して回転させる回転保持部に載置し、
前記テンプレートの表面に前記処理液を供給すると共に回転保持部を回転させて前記流通路に前記処理液を充填し、
前記処理液が充填されたテンプレートの表面に前記基板を密着させ、
次いで、前記テンプレートと前記基板との密着を維持したまま、前記テンプレートと前記基板とを上下反転させることで、当該基板の所定の位置に前記処理液を供給することを特徴とする、処理液の供給方法。
【請求項２】
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、
前記基板におけるテンプレートと対向する面には、当該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に記載の基板への処理液の供給方法。
【請求項３】
前記テンプレートの裏面における前記各流通路に対応する位置には、当該各流通路を塞ぐ開閉自在に構成された蓋体が夫々設けられており、
前記テンプレートと前記基板との上下反転は、前記各蓋体を閉止した状態で行われ、
前記テンプレートと前記基板とを上下反転させた後に、前記各蓋体を開操作することで前記各流通路内の空気抜きを行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の基板への処理液の供給方法。
【請求項４】
前記回転保持部とテンプレートの間には、止水板が挿置されており、
前記テンプレートと前記基板との上下反転は、前記止水板を前記テンプレートに密着させた状態で行われ、
前記蓋体は、前記止水板に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の基板への処理液の供給方法。
【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内面には第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３に記載の基板への処理液の供給方法。
【請求項６】
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内面には第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、
前記止水板には、前記第１の電極と電気的に接続される電気回路が形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の基板への処理液の供給方法。
【請求項７】
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または６のいずれかに記載の基板への処理液の供給方法。
【請求項８】
前記処理液は、エッチング液、電解めっき液又は電着絶縁膜溶液のいずれかであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の基板への処理液の供給方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずかに記載の基板への処理液の供給方法を基板処理システムによって実行させるために、当該基板処理装置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１０】
請求項９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、基板の所定の位置に処理液を供給する方法、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１４（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１４（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。しかしながら、ドライエッチングを用いた場合、エッチング用の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。
【０００５】
ドライエッチングと比較して、安価なコストでウェハのエッチングを行う方法としてはウェットエッチングがある。そして、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、ウェハの表面にエッチング液を供給して液盛りし、当該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に電流を流すことによりエッチング領域を制御しながら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】
【０００６】
【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】
【０００７】
ところで、ウェットエッチングを用いてウェハに位置精度良く微細な貫通孔などを形成するには、ウェハの表面にエッチング液を位置精度良く供給する必要があり、特許文献２の方法においてエッチング液を位置精度良く供給するには、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、エッチング液などの処理液を適切な位置に供給することができなかった。
【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、高い位置精度で処理液を供給することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
基板の所定の位置に処理液を供給する方法であって、表面において、前記所定の位置に対応する箇所に開口部が複数形成され、且つ表面形成された当該開口部から裏面に連通する流通路を備えたテンプレートを、当該テンプレートの裏面を保持して回転させる回転保持部に載置し、前記テンプレートの表面に前記処理液を供給すると共に回転保持部を回転させて前記流通路に前記処理液を充填し、前記処理液が充填されたテンプレートの表面に前記基板を密着させ、次いで、前記テンプレートと前記基板との密着を維持したまま、前記テンプレートと前記基板とを上下反転させることで、当該基板の所定の位置に前記処理液を供給することを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、所定の開口部が形成されたテンプレートの流通路に処理液を充填した状態で、当該テンプレートに基板を密着させ、テンプレートと基板を密着させた状態で当該テンプレートと基板を上下反転させるので、基板におけるテンプレートの開口部に対応する位置に、テンプレートの流通路に充填された処理液を供給することができる。このため、従来のようにマイクロプローブを用いて処理液を供給する場合には、プローブを高い位置精度で整列させることが困難であったため、高い位置精度で処理液を供給することができなかったが、本発明によれば、テンプレートの開口部は、例えば機械加工やフォトリソグラフィー技術などを用いることで、高い位置精度で形成することができるので、この高い位置精度で形成されたテンプレートの開口部を介することで、処理液を高い位置精度で基板に供給することができる。
【００１１】
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、前記基板におけるテンプレートと対向する面には、当該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。
【００１２】
前記テンプレートの裏面における前記各流通路に対応する位置には、当該各流通路を塞ぐ開閉自在に構成された蓋体が夫々設けられており、前記テンプレートと前記基板との上下反転は、前記各蓋体を閉止した状態で行われ、前記テンプレートと前記基板とを上下反転させた後に、前記各蓋体を開操作することで前記各流通路内の空気抜きを行ってもよい。
【００１３】
前記回転保持部とテンプレートの間には、止水板が挿置されており、前記テンプレートと前記基板との上下反転は、前記止水板を前記テンプレートに密着させた状態で行われ、前記蓋体は、前記止水板に形成されていてもよい。
【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内面には第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内面には第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、前記止水板には、前記第１の電極と電気的に接続される電気回路が形成されていてもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
前記処理液は、エッチング液、電解めっき液又は電着絶縁膜溶液のいずれかであってもよい。
【００１８】
別な観点による本発明によれば、前記の処理液供給方法を処理装置によって実行させるために、当該処理装置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。
【００１９】
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】
【００２０】
本発明によれば、基板の所定の位置に、高い位置精度で処理液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】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８】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、ウェハ処理の説明図である。
【図１０】ウェハが積層された状態を示す縦断面図である。
【図１１】他の実施の形態にかかるテンプレートの構成の概略を示す説明図である。
【図１２】加振装置の配置を示す平面図である。
【図１３】テンプレートに加振機構を配置した状態を示す説明図である。
【図１４】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】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、処理液としてエッチング液、電着絶縁膜溶液及び電解めっき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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
また、図４に示すように、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。
【００３８】
なお、図４に示すように、スピンチャック６２とテンプレート６０との間には、止水板８０が挿置されており、止水板８０とテンプレート６０を、例えば図示しないクランプ機構により把持した状態で、スピンチャック６２が止水板８０を、例えば吸着保持することで、テンプレート６０がスピンチャック６２により保持される。
【００３９】
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。
【００４０】
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が全面にわたって形成されている。また、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。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。
【００４１】
止水板８０は、テンプレート６０と略同一径に形成された円盤状の部材である。止水板８０の表面８０ａ、即ち図３における止水板８０のテンプレート６０の裏面６０ｂに対向する面には、図示しない電気回路が形成されており、止水板８０とテンプレート６０を当接することにより、止水板８０の電気回路とテンプレート６０の裏面６０ｂに設けられた接続端子７１とが電気的に接続されるように構成されている。なお、止水板８０も、テンプレート６０と同様に、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、例えば炭化珪素などを用いることができる。
【００４２】
また、止水板８０の、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９５が設けられている。この蓋体９５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９５は、例えば、止水板８０の電気回路（図示せず）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。
【００４３】
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７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。
【００４４】
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と止水板８０に形成された電気回路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。
【００４５】
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。
【００４６】
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８及び図９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。
【００４７】
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。
【００４８】
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８の工程Ｓ１及び図９（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。
【００４９】
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、開口部９０が上方を向いた状態で止水板８０とともにスピンチャック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Ｌ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８の工程Ｓ２及び図９（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及び止水板８０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。
【００５０】
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８の工程Ｓ３及び図９（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。
【００５１】
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８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。
【００５２】
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と止水板８０とが所定の位置関係、即ち回路基板１０２と止水板８０に形成された電気回路が適正に電気的に接続されように、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を止水板８０に接触させ、回路基板１０２と止水板８０との間の導通が確保される（図８の工程Ｓ５）。
【００５３】
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、止水板８０の電気回路（図示せず）及び回路基板１０２を介して蓋体９５に電気信号を送信して蓋体９５を開操作する（図８の工程Ｓ６及び図８（ｄ））。蓋体９５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。
【００５４】
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９（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９５の閉操作が併せて行われ、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８の工程Ｓ７）。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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８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。
【００５８】
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８の工程Ｓ９及び図９（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。
【００５９】
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と止水板８０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を止水板８０に接触させ、回路基板１０２と止水板８０との間の導通が確保される（図８の工程Ｓ１０）。
【００６０】
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（図８の工程Ｓ１１）。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に、図９（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８の工程Ｓ１２）。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９５の開閉操作が適宜行われる。
【００６１】
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８の工程Ｓ１３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８の工程Ｓ１３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。
【００６２】
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８の工程Ｓ１４）。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９５の開閉操作も適宜行われる。これにより、図９（ｊ）に示すように、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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９５の開閉操作も適宜行われる。これにより、図９（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（図８の工程Ｓ１５）。
【００６５】
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１０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。
【００６６】
以上の実施の形態によれば、所定の開口部９０が形成されたテンプレートの流通路９１に、処理液として例えば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とウェハＷを密着させた状態で当該テンプレート６０とウェハＷを上下反転させるので、ウェハＷにおけるテンプレート６０の開口部９０に対応する位置に、テンプレート６０の流通路９１に充填されたエッチング液を供給することができる。このため、従来のようにマイクロプローブを用いて処理液としてエッチング液を供給する場合には、プローブを高い位置精度で整列させることが困難であったため、高い位置精度で処理液を供給することができなかったが、本実施の形態の方法に用いるテンプレート６０の開口部９０は、例えば機械加工やフォトリソグラフィー技術などを用いることで、高い位置精度で形成することができるので、この高い位置精度で形成されたテンプレート６０の開口部９０を介することで、エッチング液を高い位置精度でウェハＷに供給することができる。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。
【００６７】
また、テンプレート６０の裏面６０ｂに止水板８０を、テンプレート６０の表面６０ａにウェハＷの裏面Ｗｂを、それぞれ密着させた状態で上下反転させるので、上下反転の際にエッチング液が所定の位置以外に供給されたり、テンプレート６０の流通路９１から外部に漏れ出したりすることがない。なお、流通路９１から外部に処理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には、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処理液が供給されることを確実に防止できる。
【００６８】
以上の実施の形態によれば、止水板８０に蓋体９５を設けているので、この蓋体９５を開閉操作してテンプレート６０の流通路９１の空気抜きを行うことで、ウェハＷへのエッチング液の供給及び停止を制御することができる。この点、本実施の形態においては、例えば電解エッチングを行うにあたり、制御部１１０により第１の電極９２と第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し、その判断に基づいて蓋体９５の制御を行い、エッチング液の供給量を適切に制御することができる。したがって、エッチング液の供給が不足したり過剰となったりすることがない。なお、電流値の変化による処理状態の監視は、処理液としてエッチング液を用いる場合以外にも適用可能であり、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、電解めっき液を用いて金属膜１４１を形成するに場合などにも用いることができる。
【００６９】
なお、以上の実施の形態においては、蓋体９５を止水板８０に設けていたが、例えば図１１に示すように、テンプレート６０の裏面６０ｂに直接配置してもよい。かかる場合、蓋体９５が止水板８０として機能するため、止水板８０を用いる必要がない。そして、止水板８０が不要となることで、止水板８０とテンプレート６０とのアライメント作業が不要となるので、ウェハＷに処理液を供給するための作業工程を簡素化することができ、これにより例えばウェハＷ処理のスループットを向上させることができる。
【００７０】
なお、以上の実施の形態においては、蓋体９５を開操作することでテンプレート６０の流通路９１に充填されていた処理液を落下させ、ウェハＷへの処理液の供給を行っていたが、例えば図７に破線で示すように、テンプレート６０やウェハＷに振動を与える加振機構１５０を、例えば選択エッチング装置３２に設け、加振機構１５０によってテンプレート６０を振動させることにより、貫通孔Ｈ内の反応済みのエッチング液Ｌと未反応のエッチング液Ｌとの置換を促進、即ちエッチング液の供給が円滑に行われるようにしてもよい。かかる場合、例えば図１２に示すように４つの加振機構１５０ａ〜１５０ｄを平面視において載置台１０１の上下左右方向にそれぞれ設け、制御部１１０により加振機構１５０ａ〜１５０ｄを、例えば時計回りに順番に加振と停止を行うことで、貫通孔Ｈ内に渦流を形成するようにしてもよい。貫通孔Ｈ内に渦流を形成することで、エッチング液Ｌの置換をさらに促進させることができる。加振により貫通孔Ｈ内に渦流を形成し泡の排出やエッチング液Ｌの置換を行う方法としては、上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば図１３に示すようにテンプレート６０の各開口部９０や各流通路９１内に加振機構１６０を設け、各開口部９０や各流通路９１に個別に加振して渦流を形成してもよい。
【００７１】
また、ウェハＷのエッチングの際には、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の表面から微小な気泡が発生するが、加振機構１５０によりウェハＷに振動を加えることにより、この微小な泡を貫通孔Ｈ及び流通路９１から速やかに排出させることができる。
【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６１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    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
１２０  処理容器
１２１  載置台
１２２  電極形成用テンプレート
１２３  保持機構
１２４  移動機構
１３０  処理容器
１３１  載置台
１３２  保持機構
１３３  移動機構
１４０  絶縁膜
１４１  金属膜
１４２  接続電極
１５０  加振機構
１６０  加振機構
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      ポリイミド溶液
Ｍ      めっき液
【図１】
2011243768.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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