WO2016132830A1 - 充填方法および充填装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a filling method and a filling apparatus, and more particularly to a filling method and a filling apparatus for filling a filling material in a minute space of a wafer.
  • Japanese Patent No. 4130649 discloses a method for filling a via in which a via (fine space) provided in a wafer is filled with paste.
  • the wafer processing apparatus further comprises a pressure reduction process for evacuating the vacuum, and a filling process for pouring the paste on the wafer side and pressing the paste into the via provided in the wafer by pressing with a piston.
  • the O-ring is arranged to cover a part of the wafer.
  • Patent No. 4130649 gazette
  • a squeegee method (a method of scraping the silica fine powder with a squeegee in a state where a squeegee such as a spatula is in contact with the surface of the wafer) is used.
  • a squeegee method a method of scraping the silica fine powder with a squeegee in a state where a squeegee such as a spatula is in contact with the surface of the wafer.
  • this filling method has a problem that it is difficult to sufficiently impregnate liquid glass to the bottom of the via (the via is not sufficiently filled). For this reason, when baking and solidifying liquid glass after impregnation, voids or sinks (depressions) or the like occur in the vias.
  • the aspect ratio (depth / width (diameter)) of depth and width (diameter) of the fine space is 5 or more
  • the width (diameter) of the minute space becomes larger, there is a problem that the filling takes time.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and one object of the present invention is to quickly fill the filling material under the same conditions even if fine spaces of various shapes are mixed in the wafer. It is an object of the present invention to provide a filling method and a filling device capable of filling a sufficiently fine space.
  • the filling method according to the present invention is a filling method for filling a filling material in a minute space provided in a wafer, and a pressure reducing step of reducing the pressure in a processing chamber on which the wafer is placed In the processing chamber, the step of contacting the surface of the wafer with the filler material in the processing chamber, the step of differential pressure-filling the filler material in the fine space of the wafer by pressurizing the entire surface of the filler material opposite to the wafer, And B. firing the filler material throughout the entire process.
  • the “fine space” means a fine groove having a width of 100 ⁇ m or less and a fine through hole and a non-through hole having a hole diameter of 100 ⁇ m or less mainly formed in the wafer by etching.
  • the filling material is used under the same conditions. It is possible to fill the minute space quickly and sufficiently. This has been confirmed by experiments.
  • the filling method according to the present invention includes a filling step of pressing the entire surface of the filling material opposite to the wafer, and a firing step of firing the filling material over the entire wafer.
  • This enables not only the filling of the filling material into the fine space quickly, but also the filling material can be fired in a single firing step over the entire wafer, so the steps from filling to firing of the filling material can be quickened. Can be done.
  • Can As a result, it is possible to suppress the occurrence of variations in the properties of the fired filling material in the fine space.
  • a space is provided to evacuate by differentially filling the filling material into the fine space of the wafer by pressurizing the entire surface of the filling material opposite to the wafer.
  • the filling material can be filled in the fine space of the wafer without using an O-ring for separating the
  • O-ring for separating the
  • the unevenness is formed on the surface of the wafer in contact with the O-ring, the O-ring and the wafer can not be sufficiently adhered due to the unevenness of the wafer.
  • the present invention since it is not necessary to bring the O-ring and the wafer into close contact with each other, even if the wafer is uneven, filling the filling material in the fine space of the wafer is ensured. Can.
  • the pressure reduction step includes the step of reducing the pressure in the processing chamber to 100 Pa or more and 2000 Pa or less.
  • the differential pressure can be reliably generated in the filling step after the depressurizing step, and the filling material can be differentially filled in the minute space.
  • the sealing structure of the processing chamber can be simplified and the configuration of the devices installed in the processing chamber can be simplified as compared to the case where the pressure is greatly reduced to less than 100 Pa.
  • the filling material comprises a thermosetting resin which is crosslinked at a treatment temperature above normal temperature and below 250 ° C. According to this structure, it is possible to suppress the deterioration of the wiring or the like formed on the wafer due to a high temperature exceeding 250 ° C. in the firing step.
  • the firing step includes a step of firing the filling material by raising the temperature stepwise from the normal temperature to the treatment temperature and controlling the treatment time in each step.
  • the temperature and the processing time can be finely adjusted according to the components of the filling material, the filling can be performed compared to the case where the temperature is raised to the processing temperature at one time without stepwise heating. It can be fired while following changes in materials.
  • the thickness of the filling material from the forming surface of the microspace of the wafer to the surface of the filling material opposite to the wafer is the depth of the microspace or more And disposing the filler material on the wafer.
  • the filling material is an insulating material.
  • the insulating material can be filled in the minute space, the insulating material can be easily filled in the minute space, for example, in a through-silicon via (TSV) technology.
  • TSV through-silicon via
  • the filling material is a conductive material.
  • the through silicon via can be easily formed, for example, in the TSV technique.
  • the contacting step includes the step of bringing the filling material into contact with the surface of the wafer by dropping the filling material from the forming side of the minute space of the wafer while rotating the wafer.
  • the filling material can be uniformly disposed on the forming surface side of the minute space of the wafer by so-called spin coating.
  • the contacting step is a step of supplying the filling material to the surface of the wafer, and a member for adjusting the film thickness while rotating the wafer. Contacting the surface of the wafer with the filler material by applying the filler material at a constant thickness. According to this structure, it is possible to dispose the necessary minimum filling material on the forming side of the minute space of the wafer without waste.
  • the contacting step is a step of supplying the filling material to the surface of the wafer, and filling the filling material on the entire surface of the fine space of the wafer by the coating member while rotating the wafer at low speed.
  • the contacting step is a step of supplying the filling material to the surface of the wafer, and filling the filling material on the entire surface of the fine space of the wafer by the coating member while rotating the wafer at low speed.
  • the contacting step includes the step of contacting the filling material with the surface of the wafer by immersing the wafer in the filling material with the opening of the minute space of the wafer facing downward.
  • the filling material can be disposed on the formation surface of the minute space of the wafer with a simple configuration.
  • the filling step and the firing step are performed in a state in which the mask remains when the minute space is formed on the formation surface of the minute space of the wafer, and the mask is peeled off after the firing step.
  • the method further comprises a peeling step.
  • a filling apparatus includes a processing chamber capable of depressurizing the inside, a filling material placement portion for bringing the filling material into contact with the surface of the wafer provided with a minute space in the processing chamber that has been depressurized, And the processing section is configured to differentially fill the filling material in the fine space of the wafer by pressing the entire surface of the contacting filling material opposite to the wafer in the processing chamber. It is done.
  • the filling material in the processing chamber, is differentially filled in the fine space of the wafer by pressurizing the entire surface of the contacting filling material opposite to the wafer. Do.
  • the filling material can be quickly and sufficiently filled in the entire minute spaces in the wafer without causing a large time difference, and fine spaces of various shapes are mixed in the wafer.
  • the filling material can be filled into the minute space quickly and sufficiently under the same conditions.
  • it is possible to suppress partial curing of the filling material due to the time taken from filling to firing it is possible to uniformly fill the sintered filling material in the fine space. .
  • the filling material can be filled into the fine spaces quickly and sufficiently under the same conditions.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a filling device according to first and second embodiments of the present invention.
  • A A plan view showing a wafer before filling (at the time of loading) in a filling apparatus according to the first and second embodiments of the present invention, a sectional view taken along the line 400-400 of (b) (a).
  • A A longitudinal sectional view showing a filling portion of a filling device according to a first embodiment of the present invention,
  • (b) A cross-sectional view taken along line 410-410 of (a). It is the longitudinal cross-sectional view which showed the sintering part of the filling apparatus by 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a filling device according to a third embodiment of the present invention.
  • A A plan view showing a wafer before filling (at the time of loading) in a filling apparatus according to a third embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line 430-430 of (b) (a).
  • FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view showing a filling unit of a filling device according to a third embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the filling method by 3rd Embodiment of this invention. It is a cross-sectional photograph of the non-through hole of the wafer in the confirmation experiment performed in order to confirm the effect of (a), (b) this invention, (c) The cross-sectional photograph of an annular groove.
  • the filling apparatus 100 is an apparatus for filling and firing a filling material 3 (see FIG. 6) in a minute space 2 (see FIG. 2) such as an annular groove formed in a wafer 1 (see FIG. 2). It is.
  • the filling apparatus 100 includes a filling unit 10, a baking unit 20, a peeling unit 30, a residue removing and polishing unit 40, and a cleaning and drying unit 50 as a wafer processing unit.
  • the filling apparatus 100 further carries in the loading / unloading unit 60 for loading the wafer 1 subjected to the previous process into the filling apparatus 100 and unloading the wafer 1 after filling and firing to the outside of the filling apparatus 100.
  • the filling apparatus 100 further includes a transfer unit 70 that transfers the wafer 1 to the respective wafer processing units and the loading / unloading unit 60 by the robot arm 70 a.
  • the wafer 1 carried into the filling apparatus 100 by the loading / unloading part 60 is transferred by the transfer part 70 to the filling part 10, the baking part 20, the peeling part 30, the residue removing and polishing part 40 and the cleaning
  • the drying unit 50 is conveyed in this order.
  • the formation surface 1a of the minute space 2 of the wafer 1 is smoothed in a state where the filling material 3b (see FIG. 6) which has been fired is filled in the minute space 2 of the wafer 1.
  • the wafer 1 is carried out of the filling apparatus 100 by the carrying in / out unit 60, and a post process is performed.
  • the wafer 1 is made of a general semiconductor material such as silicon. Further, as shown in FIG. 3B, the wafer 1 has a substantially circular shape having a diameter of about 200 mm in plan view, and it is possible to cut out a plurality of chips. Further, as shown in FIG. 2, the wafer 1 is carried into the filling apparatus 100 (see FIG. 1) in a state where the plurality of minute spaces 2 are formed by the etching process of the previous step. Here, approximately one million microspaces 2 are formed in the wafer 1.
  • the minute space 2 is an annular groove, and the width W1 in the horizontal direction orthogonal to the thickness direction is about 100 ⁇ m or less.
  • the depth L1 in the thickness direction of the minute space 2 corresponds to the width W1 such that the aspect ratio (L1 / W1) between the depth L1 and the width W1 of the minute space 2 satisfies about 2 or more and about 20 or less It is preferable to be decided.
  • the width W1 of the minute space 2 is about 2 ⁇ m
  • the mask 4 made of a photosensitive resin or the like provided at the time of the etching process remains without being removed in the previous step. ing.
  • the through hole 4 a of the mask 4 and the minute space 2 communicate with each other.
  • the thickness (length in the thickness direction of the through hole 4a of the mask 4) t1 of the mask 4 is appropriately adjusted by the width W1 and depth L1 of the minute space 2 provided by the etching process and the aperture ratio of the minute space 2.
  • the mask 4 may be NMP (N-methyl pyrrolidine), a mixture of DMSO (dimethyl peroxide) and KOH (potassium hydroxide), a mixture of DMSO and MEA (monomethanol amine), AZ100 REMOVER manufactured by CLAEIANT, etc. It is possible to peel from the wafer 1 using a common release agent.
  • the filling unit 10 is a so-called vacuum spin coater. That is, as shown in FIG. 3, the filling unit 10 includes a processing chamber 11 having a cylindrical appearance, a vacuum pump 12 for reducing the pressure in the processing chamber 11, and a wafer support disposed in the processing chamber 11. A portion 13 and a filling material dropping portion 14 are included.
  • the filling material dropping portion 14 is an example of the “filling material placement portion” in the present invention.
  • the processing chamber 11 is configured to be openable and closable, and by driving the vacuum pump 12, the internal space can be set to a reduced pressure environment of about 100 Pa or more and lower than atmospheric pressure.
  • the wafer support 13 is capable of rotating the placed wafer 1 in the horizontal direction orthogonal to the Z direction.
  • the filling material dripping part 14 has the dripping nozzle 14a and the storage part 14b in which the filling material 3 was stored.
  • the dropping nozzle 14 a has a function of dropping the filling material 3 onto the central portion of the wafer 1. Incidentally, by adjusting the dropping speed of the filling material 3 and the rotation speed of the wafer 1, it is possible to apply (spin coat) the filling material 3 to the wafer 1 uniformly and to a predetermined thickness.
  • the filling material 3 is supplied to the dropping nozzle 14a from the bottom side (Z2 side) of the storage portion 14b attached to the top of the dropping nozzle 14a. Thereby, it is possible to suppress that air bubbles in the vicinity of the liquid surface of the storage portion 14b intrude into the filling material to be dropped.
  • the filling material 3 is made of an insulating material such as a thermosetting resin, or a conductive material such as a metal paste, a solvent, or the like.
  • the insulating material composed of a thermosetting resin is a thermosetting resin (binder) which is crosslinked and cured at a treatment temperature higher than normal temperature and not higher than about 250 ° C.
  • a thermosetting resin there exist a fluorine resin, a polyimide resin, a phenol resin, a silicon resin, and an epoxy resin.
  • AL-X 2000 series such as AL-X 2003 and AL-X 2010 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. fall under the category of fluorine resin.
  • polyimide resin PIMEL (registered trademark) BM302 or BL301 manufactured by Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd. corresponds.
  • ELPAC registered trademark WPR 1201 and WPR 5100 manufactured by JSR Corporation correspond to the phenol resin.
  • the conductive material composed of the metal paste contains a thermosetting resin (binder) which crosslinks and hardens at a treatment temperature higher than normal temperature and not higher than about 250 ° C.
  • the metal paste may contain a heat-drying resin which volatilizes at about 250 ° C. or less, instead of the thermosetting resin.
  • a solder which melts at a processing temperature of about 250 ° C. or less.
  • the baking unit 20 is a so-called clean oven capable of maintaining the internal air cleanliness in a high state.
  • the baking unit 20 includes a processing chamber 21, a pressurizer 22 for increasing the pressure in the processing chamber 21, and a wafer support 23 and a heater 24 disposed in the processing chamber 21. It contains.
  • the processing chamber 21 is configured to be openable and closable, and the internal space can be made under a high pressure environment higher than atmospheric pressure by driving the pressurizer 22 to introduce a gas into the processing chamber 21. .
  • the gas introduced into the processing chamber 21 by the pressurizer 22 is preferably an inert gas such as nitrogen gas.
  • the heater 24 can raise the temperature of the wafer 1 to about 250 ° C. or less.
  • the heater 24 has a temperature sensor and a CPU (not shown), and as a result, controls the temperature rising rate and maintains the temperature at a predetermined temperature as in the temperature control in the firing process shown in FIG. It is configured to be able to.
  • the detail of temperature control in the baking process of FIG. 5 is mentioned later.
  • the mask 4 (see FIG. 2B) on the wafer 1 is removed using a peeling agent.
  • the cross-linked cured AL-X 2000 series of the filling material 3 does not dissolve so much in AZ 100 REMOVER, when using the AL-X 2000 series as the filling material 3, it is preferable to use AZ 100 REMOVER as a release agent.
  • BM 302 and BL 301 which are cross-linked hardened among the filling material 3 are not substantially dissolved in NMP, when BM 302 or BL 301 is used as the filling material 3, it is preferable to use NMP as a release agent.
  • the formation surface 1a of the wafer 1 is polished by mechanical polishing such as CMP (chemical mechanical polishing) or a polisher.
  • the cleaning / drying unit 50 is a general spin cleaner. In the cleaning / drying unit 50, the entire surface of the formation surface 1a of the wafer 1 is cleaned by dropping pure water while rotating the wafer 1. Thereafter, in the cleaning / drying unit 50, the wafer 1 is rotated at high speed while blowing nitrogen gas, whereby the formation surface 1a of the wafer 1 is dried evenly.
  • the wafer 1 carried in by the carry in / out unit 60 is carried by the carrier unit 70 into the processing chamber 11 of the filling unit 10.
  • the wafer 1 is placed at a predetermined position on the wafer support 13 (see FIG. 3) such that the formation surface 1a is on the upper surface (surface on the Z1 side).
  • the inside of the processing chamber 11 is made airtight.
  • the inside of the processing chamber 11 is reduced in pressure by using the vacuum pump 12 (pressure reduction step). As a result, the pressure in the minute space 2 of the wafer 1 is also reduced.
  • the reduced pressure environment in the processing chamber 11 may be a reduced pressure environment of about 100 Pa or more and about 2000 Pa or less, preferably a reduced pressure environment of about 700 Pa or more and about 1000 Pa or less.
  • the reduced pressure (low pressure) of about 100 Pa or more and about 2000 Pa or less is included in the low vacuum region described in JIS Z 8126-1 Vacuum Technology-Terminology.
  • the filling material dropping section 14 fills the wafer 1 from the forming surface 1a side (Z1 side) while rotating the wafer 1 at a high speed of about 1500 rpm to about 3000 rpm.
  • the material 3 is dropped onto the mask 4.
  • the filling material 3 is dropped onto the central portion of the wafer 1 at a predetermined dropping rate.
  • the filling material 3 is applied by spin coating on the surface of the wafer 1 (the inner side surface 2b of the minute space 2) to be in contact (contact step).
  • ⁇ is a constant of about 1 or more and about 2 or less. That is, it is possible to adjust the use amount of the filling material 3 by the thickness t1 of the mask 4.
  • the thickness t1 of the mask 4 is appropriately adjusted according to the width W1 and the depth L1 of the minute space 2 shown in FIG.
  • the aperture ratio of the minute space 2 As described above. It is indirectly determined by the width W1 and the depth L1 of the minute space 2 and the aperture ratio of the minute space 2.
  • the non-filling space 2 d where the filling material 3 is not disposed is easily generated on the bottom surface 2 c.
  • the filling material 3 is applied to the surface of the wafer 1, the inside of the processing chamber 11 that has been depressurized is opened to the atmospheric pressure. As a result, a force (solid arrow in FIG. 6) is exerted so that the entire surface of the liquid surface 3a opposite to the wafer 1 of the filling material 3 is pressed downward. As a result, the filling material 3 is sufficiently filled (differential pressure filling) also into the fine space 2 in which the non-filling space 2 d is formed, and as a result, each of approximately one million fine spaces 2 of the entire wafer 1 is obtained. , The filling material 3 is uniformly and sufficiently filled (filling step).
  • the filling material 3 is also filled in the through holes 4 a of the mask 4 on the wafer 1.
  • the pressure in the processing chamber 11 is reduced from the reduced pressure environment to a predetermined pressure lower than the atmospheric pressure without returning the pressure in the processing chamber 11 to the atmospheric pressure from the reduced pressure environment. Differential pressure filling may be performed by returning.
  • the wafer 1 is placed on the wafer support 23 in the process chamber 21 of the firing unit 20 from the inside of the process chamber 11 opened to the atmospheric pressure by the transfer unit 70. Then, as shown in FIG. 4, with the wafer 1 stored in the processing chamber 21, the inside of the processing chamber 21 is made airtight. After that, using the pressurizer 22, the inside of the processing chamber 21 is brought into a high pressure environment which is higher than atmospheric pressure and about 0.5 MPa or less.
  • the filling material 3 is filled into the non-filling space 2 d more reliably, and the liquid surface 3 a of the filling material 3 is further pressurized, and replenishment of the filling material 3 corresponding to the reduced volume is performed quickly .
  • the temperature of the inside of the processing chamber 21 is raised stepwise from normal temperature to the processing temperature, and the processing time is controlled in each step to bake the filling material 3 over the entire wafer 1 ( Baking process).
  • the temperature in the processing chamber 21 is raised from normal temperature to about 100.degree. C. at a constant temperature rise rate of about 10.degree. C. per minute. Let it warm. Then, the inside of the processing chamber 21 is maintained at about 100 ° C. for about 5 minutes. In these first bakes, removal of excess solvent is mainly performed such that the shape of the thermosetting resin of the filling material 3 is stabilized. Thereafter, the temperature in the processing chamber 21 is raised from about 100 ° C.
  • the inside of the processing chamber 21 is maintained at about 180 ° C. for about 5 minutes.
  • the solvent is completely removed while the thermosetting resin of the filling material 3 is uniformly dispersed.
  • the temperature in the processing chamber 21 is raised from about 180 ° C. to about 250 ° C. (treatment temperature) at a temperature rising rate of about 10 ° C. per minute.
  • baking is performed by maintaining the inside of the processing chamber 21 at about 250 ° C. for about 30 minutes to about 1 hour.
  • the filling material 3 in the case where the filling material 3 is made of a thermosetting resin, the filling material 3 becomes a fired filling material 3 b by crosslinking and curing of the filling material 3.
  • the filling material 3 is formed of a metal paste containing a heat-drying resin, the heat-drying resin is completely evaporated and the filling material 3 (solder or the like) is melted.
  • the temperature and treatment time (firing conditions) in the firing step can be appropriately adjusted to different firing conditions in accordance with the material (containing component) of the filling material 3.
  • the filling material 3 is sufficiently filled in the entire minute space 2 in the filling step, but also in the through holes 4 a of the mask 4 on the wafer 1.
  • the filling material 3 is also filled.
  • the reduced amount of the filling material 3 is filled in the through holes 4 a of the mask 4 or the upper surface 4 b of the mask 4
  • the entire fine space 2 is filled with the sintered filling material 3 b.
  • the total of the length t1 in the thickness direction of the through hole 4a of the mask 4 and the thickness t2 of the filling material 3 is about 1 or more times and about 2 or less times the depth L1 of the minute space 2 to be sufficient. It is possible to supplement the microspace 2 with a quantity of filler material 3.
  • the treatment temperature in the firing step may be set to a temperature of about 250 ° C. or less based on the properties of the thermosetting resin of the filling material 3 or the like, and the treatment time may be adjusted.
  • BM 302 and BL 301 which are thermosetting resins, progress in crosslinking and curing at about 180 ° C., so about 180 ° C. may be set as the processing temperature.
  • the temperature rise may be continuously continued in one or both of the first bake and the second bake without providing a period for keeping the temperature constant.
  • firing may be performed in an atmospheric pressure environment without performing the firing process in a high pressure environment. At that time, it is possible to carry out firing using a clean oven not having a pressurizer. In addition, if the environment is sufficiently clean such as in a clean room, baking may be performed using a hot plate instead of a clean oven. Moreover, in the baking part 20, you may bake in the pressure-reduced environment lower than atmospheric pressure.
  • the transfer unit 70 transfers the wafer 1 from the baking unit 20 to the peeling unit 30.
  • the mask 4 on the wafer 1 is removed using a release agent in the release section 30 (peeling process).
  • the fired filling material 3 b on the mask 4 is also removed together with the mask 4.
  • the wafer 1 is transferred to the residue removing and polishing unit 40, and the formation surface 1a of the wafer 1 is polished (residue removing and polishing process).
  • the filler material 3 b which has run out of the minute space 2 and is fired is removed, and the formation surface 1 a is smoothed.
  • the wafer 1 is transferred to the cleaning / drying unit 50, and the wafer 1 is cleaned and dried (cleaning / drying process). Finally, the wafer 1 is unloaded by the loading / unloading unit 60.
  • the filling material 3 can be filled in the minute space 2 at one time over the entire surface of the forming space 1a of the minute space 2 of the wafer 1, and therefore, the filling material 3 in the whole minute space 2 in the wafer 1 has a large time difference. It can be filled quickly and fully without causing it.
  • the filling material 3 can be quickly and sufficiently formed under the same conditions.
  • the minute space 2 can be filled.
  • the filling step of pressing the entire surface 3 a of the filling material 3 and the firing step of firing the filling material 3 over the entire wafer 1 are provided.
  • the filling material can be fired in a single firing step over the entire wafer 1.
  • the pressure in the processing chamber 11 is reduced to about 2000 Pa or less in the depressurization step, thereby reliably generating a differential pressure in the filling step after the depressurization step, and the minute space 2
  • the filler material 3 can be differentially pressure-filled.
  • the pressure in the processing chamber 11 is reduced to about 100 Pa or more to simplify the sealing structure of the processing chamber 11 as compared with the case where the pressure is greatly reduced to less than about 100 Pa.
  • the configuration of the class (the wafer support portion 13 and the filling material dropping portion 14) can also be simplified.
  • the filler material 3 contains a thermosetting resin which is crosslinked at a treatment temperature higher than normal temperature and not higher than about 250 ° C.
  • the temperature is raised stepwise from the normal temperature to the treatment temperature, and the filling material 3 is fired by controlling the treatment time in each step.
  • the temperature and the processing time can be finely adjusted according to the components of the filling material 3, and therefore, the filling material 3 is compared with the case of raising the temperature to the processing temperature at once without raising the temperature stepwise. Firing can be performed while following changes (volatilization of solvent, softening of filling material 3, etc.).
  • the temperature of the entire wafer 1 can be made constant close to each step, so that the sintered filling material 3b can be filled more reliably in the minute space 2.
  • the filling material 3 when the filling material 3 is an insulating material, the insulating material can be filled in the minute space 2, so that, for example, in the TSV technology, it is easy
  • the minute space 2 can be filled with an insulating material.
  • the filling material 3 when the filling material 3 is a conductive material, the conductive material can be filled in the minute space 2, so that, for example, in the TSV technology, a through silicon via can be easily formed.
  • the filling material 3 is dropped onto the surface of the wafer 1 by dropping the filling material 3 from the forming surface 1 a side of the wafer 1 while rotating the wafer 1 at high speed in the contacting step. Contact Thereby, the filling material 3 can be uniformly disposed on the forming surface 1 a side of the wafer 1 by spin coating.
  • the filling process and the firing process are performed in a state in which the mask 4 remains when the minute space 2 is formed on the formation surface 1a of the wafer 1, and peeling is performed after the firing process.
  • the mask 4 is peeled off.
  • the unnecessary fired filling material 3b on the mask 4 can also be removed together, so the time for removing the residue of the wafer 1 and the polishing process to be performed thereafter is shortened. be able to.
  • a filling apparatus 200 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 6 and 7.
  • this filling apparatus 200 unlike the filling apparatus 100 according to the first embodiment, an example in which the filling material 3 is applied to the wafer 1 using the roller 114 in the filling unit 110 will be described.
  • the filling apparatus 200 includes a filling unit 110, a baking unit 20, a peeling unit 30, a residue removing and polishing unit 40, and a cleaning and drying unit 50 as a wafer processing unit.
  • the filling unit 110 includes a processing chamber 11, a vacuum pump 12, and a wafer support 13 and a roller 114 disposed in the processing chamber 11.
  • the roller 114 is an example of the “filling material placement portion” and the “member for adjusting film thickness” in the present invention.
  • the roller 114 has a cylindrical roller portion 114 a and a shaft portion 114 b.
  • the cylindrical roller portion 114 a is disposed on the wafer 1 so as to extend in the horizontal direction while being slightly longer than the radius of the wafer 1.
  • the roller portion 114 a applies the filler material 3 disposed in a line in the extending direction of the roller portion 114 a to the wafer 1 while rotating the shaft portion 114 b as the rotation axis when disposed on the wafer 1 Is configured to spread).
  • the filling material supply member (not shown) is configured to supply the filling material 3 in an amount used for one wafer 1 onto the wafer 1.
  • the structure of the wafer 1 see FIGS. 2 and 6), the characteristics of the filling material 3 and the other configuration of the filling device 200 in the second embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • the filling apparatus 200 according to the second embodiment as in the filling process in the filling apparatus 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 7A, the inside of the processing chamber 11 in which the wafer 1 is stored is reduced. Do (depressurization process). Then, as shown in FIG. 7B, the roller portion 114a of the roller 114 is disposed at a predetermined position on the formation surface 1a of the wafer 1, and a single wafer is provided by a filling material supply member (not shown). Supply the amount of filler material 3 used for 1. Thereafter, the wafer 1 is rotated at a low speed at a rotational speed of about 1 rpm or more and about 60 rpm or less.
  • the upper surface 4b of the mask 4 is relatively moved by relatively moving on the upper surface 4b (see FIG. 6) of the mask 4 on the forming surface 1a side of the wafer 1.
  • the filler material 3 is applied to the entire surface with a substantially constant thickness, and the filler material 3 is applied to and in contact with the surface of the wafer 1 (the inner side surface 2b of the minute space 2) (contact step).
  • the filling material 3 is applied to the surface of the wafer 1, the inside of the reduced pressure processing chamber 11 is opened to the atmospheric pressure. Thereby, even if the non-filling space 2d is generated, the filling material 3 is sufficiently filled (differential pressure filling) in the whole of the fine space 2 (filling step). Thereafter, as in the first embodiment, the entire wafer 1 is fired (firing step), and the peeling step, the residue removing and polishing step, and the cleaning and drying step are performed to carry the wafer 1 out. .
  • the whole surface of the liquid surface 3a of the filling material 3 is pressurized to differentially fill the minute space 2 of the wafer 1 with the filling material 3; And a firing step of firing the filling material 3.
  • the filling material 3 can be quickly and sufficiently filled in the entire minute spaces 2 in the wafer 1 without causing a large time difference, and even if the minute spaces 2 of various shapes are mixed in the wafer 1
  • the filling material 3 can be filled into the minute space 2 quickly and sufficiently under the same conditions.
  • the sintered filling material 3 b can be uniformly filled in the minute space 2.
  • the filler material supplying member supplies the filler material 3 in an amount used for one wafer 1 in the contacting step. Then, the filler material 3 is applied to the entire surface of the upper surface 4 b of the mask 4 with a substantially constant thickness by the roller 114 while rotating the wafer 1 at a low speed, thereby bringing the filler material 3 into contact with the surface of the wafer 1. Thereby, compared with the case where the filling material 3 is applied to the wafer 1 by only the spin coating of the first embodiment, the amount of the filling material 3 to be repelled from the wafer 1 by the rotation of the wafer 1 can be reduced. .
  • the remaining effects of the second embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • the filling apparatus 300 includes a filling unit 210, a baking unit 20, a residue removing and polishing unit 40, and a cleaning and drying unit 50 as a wafer processing unit. That is, unlike the filling apparatus 100 according to the first embodiment, the peeling part is not provided.
  • the wafer 201 (see FIG. 9) is transferred by the transfer unit 70 in the order of the filling unit 210, the baking unit 20, the residue removing and polishing unit 40, and the cleaning and drying unit 50.
  • the wafer 201 is, as shown in FIG. 9, the wafer 1 of the first embodiment (see FIG. 2B) except that the mask provided at the time of the etching process is removed in the previous step. It has the same configuration. That is, the minute space 202 has the width W1 and the depth L1.
  • the filling unit 210 includes a processing chamber 11, a vacuum pump 12, and a wafer support portion 213 and a filling material storage portion 214 disposed in the processing chamber 11.
  • the wafer support portion 213 is configured to move in the Z direction while supporting the wafer 201.
  • the wafer support portion 213 is configured to allow the wafer 201 to be in contact with the filling material 3 stored in the filling material storage portion 214 disposed on the Z2 side.
  • the filling material storage part 214 is an example of the "filling material arrangement
  • the filling part 210 is provided with the brush etc. which are not shown in figure.
  • the thickness t4 of the filling material 3 is preferably about 50% to about 2 times the depth L1 of the minute space 202.
  • the other structure of the filling apparatus 300 is the same as that of the said 1st Embodiment.
  • the wafer 201 is supported by the wafer support portion 213 in a state where the formation surface 1a is the lower surface (surface on the Z2 side) so that the opening 2a of the minute space 202 is directed downward (Z2 direction). Then, similarly to the filling process in the filling apparatus 100 according to the first embodiment, the inside of the processing chamber 11 in which the wafer 201 is stored is brought into a reduced pressure environment (pressure reduction step). Then, the wafer 201 is immersed in the filling material 3 in the filling material storage part 214 by moving the wafer support part 213 (see FIG. 10) downward.
  • the filling material 3 can be prevented from coming around to the surface opposite to the formation surface 1 a. Can be suppressed from being unnecessarily disposed on the surface opposite to the forming surface 1a.
  • the entire wafer 201 may be immersed in the filling material 3 in the filling material storage section 214. Thereby, the filling material 3 is in contact with the surface of the wafer 201 (the inner side surface 2b of the minute space 202 and the formation surface 1a) (contacting step). Then, the wafer 201 is pulled up from the filling material reservoir 214.
  • the inside of the reduced pressure processing chamber 11 is opened to the atmospheric pressure.
  • a force (solid arrow in FIG. 11) is exerted to press the entire surface of the liquid surface 3a opposite to the wafer 201 of the filling material 3 upward.
  • the filling material 3 is sufficiently filled (differential pressure filling) in the entire minute space 202 (filling step).
  • the wafer 201 is turned upside down so that the formation surface 1a is on the upper surface (surface on the Z1 side), and then the thickness t4 of the filling material 3 on the formation surface 1a of the wafer 201 is Adjustment is performed so as to be about 50% or more and about 2 times or less of the depth L1 of the minute space 202 (conditioning step). This makes it possible to reduce the amount of filler material 3 used. Note that this conditioning step may be omitted.
  • the baking process is performed on the wafer 201 as in the first embodiment.
  • the reduction in the filling material 3 is compensated from the filling material 3 on the formation surface 1 a of the wafer 201 into the minute space 202.
  • the filling material 3b fired directly on the formation surface 1a of the wafer 201 is filled.
  • the residue removal and polishing process is performed on the wafer 201 to remove the fired filling material 3 b on the formation surface 1 a and smooth the formation surface 1 a.
  • a cleaning / drying process is performed, and the wafer 201 is unloaded.
  • the whole surface of the liquid surface 3a of the filling material 3 is pressurized to differentially fill the minute space 202 of the wafer 201 with the filling material 3; And a firing step of firing the filling material 3.
  • the filling material 3 can be quickly and sufficiently filled in the entire minute space 202 in the wafer 201 without causing a large time difference, and even if the minute spaces 202 of various shapes are mixed in the wafer 201.
  • the filling material 3 can be filled into the minute space 202 quickly and sufficiently under the same conditions.
  • the fired filling material 3 b can be uniformly filled in the minute space 202.
  • the surface of the wafer 201 is filled by immersing the wafer 201 in the filling material 3 with the opening 2a of the minute space 202 of the wafer 201 facing downward in the contacting step. Bring the material 3 into contact. Thereby, the filling material 3 can be filled in the formation surface 1a of the minute space 202 of the wafer 201 with a simple configuration.
  • the thickness t4 of the filling material 3 on the formation surface 1a of the wafer 201 is about 50% to about 2 times the depth L1 of the minute space 202 by brushing or the like. Adjust to become Thereby, it is possible to suppress an increase in the amount of use of the filling material 3 while compensating for the volume reduction of the filling material 3.
  • the remaining effects of the third embodiment are similar to those of the first embodiment.
  • the inside of the processing chamber 11 was set to a reduced pressure environment of 600 Pa (pressure reduction step). Then, the entire wafer 201 was immersed in the filling material 3 (see FIG. 10) in the filling material reservoir 214 (contacting step). At this time, an AL-X 2000 series manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., which is a fluorocarbon resin, was used as the filling material 3. Thereafter, the inside of the reduced pressure processing chamber 11 was opened to the atmospheric pressure (filling step). Then, firing was performed under an atmospheric pressure environment by performing temperature control shown in FIG. 5 without performing the leveling process (firing process). Then, the cross section of the wafer 201 after the firing process was observed.
  • an AL-X 2000 series manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. which is a fluorocarbon resin
  • the inside of the processing chamber 11 was put into a reduced pressure environment of 600 Pa (pressure reducing step). Thereafter, the inside of the reduced pressure processing chamber 11 was opened to the atmospheric pressure. Then, after the firing step was performed in the same manner as in the example, the cross section of the wafer 201 after the firing step was observed. That is, in the comparative example, unlike the example, the pressure reduction step was performed after the contact step.
  • the wafer is compensated to compensate for the reduction of the filler material in the non-through holes and the annular groove. It is considered that the filling material is compensated from the forming surface.
  • the pressure reducing environment in the processing chamber 11 is set to a pressure reducing environment of about 100 Pa or more and about 2000 Pa or less in the first to third embodiments, the present invention is not limited thereto.
  • the reduced pressure environment in the processing chamber may be less than about 100 Pa, more than about 2000 Pa, and less than atmospheric pressure. That is, the pressure in the processing chamber may be reduced to generate a differential pressure.
  • the filling materials it is possible to suppress the generation of air bubbles by setting the pressure in the processing chamber to a high value for the case where air bubbles are easily generated.
  • the filling portion 10 (110, 210) and the baking portion 20 are separately provided.
  • the present invention is not limited to this.
  • the steps from filling of the filling material to firing may be performed collectively in the filling portion. Thereby, it is possible to perform from filling to filling of the filling material more quickly.
  • the filling material 3 is applied to the wafer 1 by spin coating and the roller 114 in a state where the mask 4 is left on the wafer 1, but the present invention is not limited thereto. It is not limited.
  • the filling material may be applied to the wafer by spin coating, a roller, or the like in a state where the mask does not remain on the wafer (the state of the wafer 201 of the third embodiment).
  • the surface of the wafer can be sufficiently smoothed even after the filler material after application is fired, and therefore the material is fired without removing the residue. It is possible to use the filling material as it is as an insulating film.
  • the filling material 3 is immersed in the wafer 201 in a state where the mask 4 does not remain on the wafer 201.
  • the present invention is not limited to this.
  • the filling material may be immersed in the wafer in a state where the mask remains on the wafer (the state of the wafer 1 in the first and second embodiments).
  • the filling material dropping portion 14 drops the filling material 3 onto the central portion of the wafer 1 from the forming surface 1a side (Z1 side) of the wafer 1 while rotating the wafer 1 at high speed.
  • the filler material is arranged from the wafer forming surface side to the central portion of the wafer by inclining the filler material storage portion in which the filler material for one wafer is stored under a reduced pressure environment. Thereafter, the fill material may be applied to the wafer by rotating the wafer at high speed. In addition, the filling material may be applied to the wafer by rotating the wafer at low speed while tilting the filling material reservoir in a reduced pressure environment.
  • the filling material 3 arranged in a line in the extending direction of the roller portion 114a is applied (spreaded) to the wafer 1 by the roller 114 in a reduced pressure environment.
  • the filling portion is configured to apply (spread) the filling material arranged in a line in the extending direction of the spatula using a spatula as a spreader instead of the roller under a reduced pressure environment. It is also good. In this case, it is possible to arbitrarily set the thickness of the formed filling material by appropriately adjusting the gap (gap) between the spatula as the spreader and the wafer.
  • the spreader means a member that spreads the filler material by pushing the filler material while keeping a substantially constant gap with the surface of the wafer without contacting the surface of the wafer. That is, the spatula as a spreader is different from the spatula as a squeegee that scrapes the filling material in contact with the surface of the wafer. Also, instead of the spatula, a knife or a spatula may be used as a spreader.
  • the filling material 3 of the amount used for one wafer 1 is supplied by the filling material supply member, the filling material 3 is rotated using the roller 114 while rotating the wafer 1 at low speed.
  • the filling material supply member supplies the amount of filling material used for one wafer
  • the filling material is spread on the wafer using a roller as a spreader while rotating the wafer at a low speed.
  • the process of rotating the wafer at high speed as in the first embodiment shown in FIG. 3 and controlling the film thickness of the filling material spread on the surface of the wafer may be added.
  • the roller as a spreader is an example of the "filling material arrangement
  • the amount of the filler material supplied to the surface of the wafer can be adjusted to almost eliminate the amount of filler material ejected from the wafer when rotating the wafer at high speed, so the minimum necessary amount of filler can be obtained. It is possible to dispose the material on the forming side of the minute space of the wafer without waste.
  • the thickness of the filling material can be adjusted by rotating the wafer at a high speed as a post-process, the thickness can be substantially uniform when spreading the filling material on the wafer using a roller while rotating the wafer at low speed. There is no need to spread the filling material on the wafer strictly.
  • an annular groove having a width W1 of about 2 ⁇ m and a depth L1 of about 20 ⁇ m, for example, is shown as the minute space 2 (202).
  • the fine space may be a fine groove having a width of about 100 ⁇ m or less, or a fine through hole and a non-through hole having a hole diameter of about 100 ⁇ m or less.
  • the filling method and the filling apparatus of the present invention are more suitable for filling the filling material in a minute space having a width (pore diameter) of about 1 ⁇ m or more and about 10 ⁇ m or less.
  • the contact process is performed by spin coating
  • the contact process is performed by coating
  • the contact process is performed by immersion.
  • the contacting step may be performed by steps (methods) other than spin coating, coating and immersion.
  • filling material dropping part (filling material placement part) 100, 200, 300
  • Filling device 114 Roller (filling material placement part, member for film thickness adjustment) 214
  • Filling material reservoir (filling material placement part)

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Abstract

　この充填方法は、処理室（１１）内を減圧する工程と、ウェハ（１）の表面に充填材料（３）を接触させる工程と、充填材料のウェハと反対側の面（３ａ）の全面を加圧することにより、ウェハの微細空間（２）に充填材料を差圧充填する工程と、ウェハの全体にわたって充填材料を焼成する工程と、を備える。

Description

充填方法および充填装置
　この発明は、充填方法および充填装置に関し、特に、ウェハの微細空間に充填材料を充填する充填方法および充填装置に関する。
　従来、ウェハの微細空間に充填材料を充填する充填方法が知られている。このような充填方法は、たとえば、特許第４１３０６４９号公報に開示されている。
　特許第４１３０６４９号公報には、ウェハに設けられたビア（微細空間）にペーストを充填するビアの充填方法が開示されている。このビアの充填方法は、チャンバ内において、Ｏリングに囲まれた内側表面にペーストが配置されたピストンをウェハの上面に配置する工程と、チャンバ内とＯリングに囲まれた所定の空間とを真空にする減圧工程と、ウェハ側にペーストを流し込みピストンによる加圧にてペーストをウェハに設けられたビアの内部に押し込む充填工程とを備えている。なお、このビアの充填方法では、Ｏリングがウェハの一部を覆うように配置される。
　また、一般的な技術として、メッキを行うことにより微細空間に絶縁材料などの充填材料を充填する方法がある。
特許第４１３０６４９号公報
　しかしながら、特許第４１３０６４９号公報のビアの充填方法では、Ｏリングがウェハの一部を覆うように配置されるため、ウェハの全面にわたって設けられたビアにペーストを充填するためには、上記一連の工程を複数回行う必要がある。これにより、ウェハ内の全てのビア（微細空間）にペーストを充填するのに時間がかかるという問題点がある。この場合、充填工程中や充填工程後の工程において、先に充填したペーストにおいて揮発や反応が生じることに起因してペーストの部分的な硬化が生じてしまう虞がある。また、特許第４１３０６４９号公報のビアの充填方法では、加圧により充填を行うため、ビアの幅（径）が小さく、ビアの深さが大きくなる程、ビアの底面まで十分に力が伝わらず、その結果、ペーストが十分に充填されていないビアが発生してしまうという問題点もある。
　また、別のビアの充填方法として、分散媒によりペースト状にしたシリカ微粉体をスキージ方式（ウェハの表面にヘラなどのスキージを接触させた状態で、スキージによりシリカ微紛体を掻き取る方式）でウェハ内のビアに充填後、分散媒を蒸散させ、出来た隙間に液体ガラスを含侵させる方法がある。しかしながら、この充填方法では、液体ガラスをビア底まで充分に含侵させることが困難である（ビアに十分に充填されない）という問題点がある。このため、含浸後に液体ガラスを焼成・固化させる際に、ビアにボイドまたはヒケ（窪み）などが発生してしまう。
　また、メッキを行うことにより微細空間に充填材料を充填する場合には、微細空間の深さと幅（径）とのアスペクト比（深さ／幅（径））が５以上であると底面まで十分にメッキできずに、充填材料を十分に充填することができないという問題点がある。また、微細空間の幅（径）が大きくなるにしたがい、充填に時間がかかってしまうという問題点もある。この結果、ウェハに幅（径）や深さが異なる様々な形状の微細空間が混在する場合では、微細空間に充填材料を迅速かつ十分に充填することができないと考えられる。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ウェハに様々な形状の微細空間が混在しても、同一条件で充填材料を迅速かつ十分に微細空間に充填することが可能な充填方法および充填装置を提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明による充填方法は、ウェハに設けられた微細空間に充填材料を充填する充填方法であって、ウェハを載置した処理室内を減圧する減圧工程と、減圧した処理室内でウェハの表面に充填材料を接触させる接触工程と、充填材料のウェハと反対側の面の全面を加圧することにより、ウェハの微細空間に充填材料を差圧充填する充填工程と、ウェハの全体にわたって充填材料を焼成する焼成工程と、を備える。なお、「微細空間」とは、主にエッチング処理によりウェハに形成された１００μｍ以下の幅を有する微細な溝や１００μｍ以下の孔径を有する微細な貫通孔および非貫通穴を意味する。
　この発明による充填方法では、上記のように、減圧した処理室内でウェハの表面に充填材料を接触させる接触工程と、充填材料のウェハと反対側の面の全面を加圧することにより、ウェハの微細空間に充填材料を差圧充填する充填工程とを備える。これにより、ウェハの微細空間の形成面の全面にわたって一度に充填材料を微細空間内に充填することができるので、ウェハ内の全微細空間に充填材料を大きな時間差を生じさせることなく迅速かつ十分に充填することができる。さらに、本充填方法では、アスペクト比（深さ／幅（径））が５以上であるような微細空間を含む様々な形状の微細空間がウェハ内に混在しても、同一条件で充填材料を迅速かつ十分に微細空間に充填することができる。このことは、実験によって確認済みである。
　また、この発明による充填方法では、充填材料のウェハと反対側の面の全面を加圧する充填工程と、ウェハの全体にわたって充填材料を焼成する焼成工程とを備える。これにより、微細空間に迅速に充填材料を充填することができるだけでなく、ウェハの全体にわたって１回の焼成工程で充填材料を焼成することができるので、充填材料の充填から焼成までの工程を迅速に行うことができる。これにより、全微細空間への充填に時間差が生じることに起因して部分的に充填材料が硬化するのを抑制することができるので、焼成された充填材料を微細空間内に均一に充填することができる。この結果、微細空間内の焼成された充填材料の特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。
　また、この発明による充填方法では、上記のように、充填材料のウェハと反対側の面の全面を加圧することにより、ウェハの微細空間に充填材料を差圧充填することによって、真空にする空間を区切るためのＯリングを用いずともウェハの微細空間に充填材料を充填することができる。ここで、Ｏリングに囲まれた所定の空間を減圧するためには、Ｏリングとウェハとを密着させる必要がある。しかしながら、Ｏリングと接触するウェハの表面に凹凸が形成されている場合には、ウェハの凹凸に起因して、Ｏリングとウェハとを十分に密着させることができない。これに対して、本発明では、Ｏリングとウェハとを密着させる必要がないので、ウェハに凹凸が形成されている場合であっても、確実に、ウェハの微細空間に充填材料を充填することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、減圧工程は、処理室内を１００Ｐａ以上２０００Ｐａ以下に減圧する工程を含む。このように構成すれば、処理室内を２０００Ｐａ以下に減圧することにより、減圧工程後の充填工程において確実に差圧を発生させて、微細空間に充填材料を差圧充填することができる。また、処理室内を１００Ｐａ以上まで減圧することにより、１００Ｐａ未満に大きく減圧する場合と比べて、処理室の密封構造を簡易化し、処理室内に設置する機器類の構成も簡素化することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、充填材料は、常温より高くかつ２５０℃以下の処理温度で架橋される熱硬化性樹脂を含む。このように構成すれば、焼成工程において、ウェハに形成された配線などが２５０℃を超える高温により劣化するのを抑制することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、焼成工程は、常温から処理温度まで段階的に昇温を行うとともに、各々の段階において処理時間を制御することによって、充填材料を焼成する工程を含む。このように構成すれば、充填材料の含有成分に合わせて温度および処理時間を細かく調整することができるので、段階的に昇温せずに一度に処理温度まで昇温する場合と比べて、充填材料の変化に追従しながら焼成することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、接触工程は、ウェハの厚み方向において、ウェハの微細空間の形成面から充填材料のウェハと反対側の面までの充填材料の厚みが微細空間の深さ以上になるように、充填材料をウェハに配置する工程を含む。このように構成すれば、焼成工程において微細空間内に充填された充填材料の体積が減少したとしても、ウェハの微細空間の形成面よりもウェハの反対側に微細空間の深さ以上の厚みで配置された充填材料により補填することができる。これにより、微細空間内の全体に焼成された充填材料を確実に充填することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、充填材料は、絶縁性材料である。このように構成すれば、絶縁性材料を微細空間内に充填することができるので、たとえば、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ－ｓｉｌｉｃｏｎ　ｖｉａ）技術において、容易に微細空間内に絶縁性材料を充填することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、充填材料は、導電性材料である。このように構成すれば、導電性材料を微細空間内に充填することができるので、たとえば、ＴＳＶ技術において、容易にシリコン貫通電極を形成することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、接触工程は、ウェハを回転させながらウェハの微細空間の形成面側から充填材料を滴下することによって、ウェハの表面に充填材料を接触させる工程を含む。このように構成すれば、いわゆるスピンコートによりウェハの微細空間の形成面側に均一に充填材料を配置することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、接触工程は、充填材料をウェハの表面に供給する工程と、ウェハを回転させながら膜厚調整用の部材によりウェハの微細空間の形成面側の全面に略一定の厚みで充填材料を塗布することによって、ウェハの表面に充填材料を接触させる工程とを含む。このように構成すれば、必要最小限の充填材料を無駄なくウェハの微細空間の形成面側に配置することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、接触工程は、充填材料をウェハの表面に供給する工程と、ウェハを低速回転させながら塗布用の部材によりウェハの微細空間の形成面側の全面に充填材料を塗布することによって、ウェハの表面に充填材料を接触させる工程と、ウェハを高速回転させて、ウェハの表面に充填材料の膜厚を制御する工程と、を含む。このように構成すれば、必要最小限の充填材料を無駄なくウェハの微細空間の形成面側に配置することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、接触工程は、ウェハの微細空間の開口を下向きにした状態で、ウェハを充填材料に浸すことにより、ウェハの表面に充填材料を接触させる工程を含む。このように構成すれば、簡素な構成でウェハの微細空間の形成面に充填材料を配置することができる。
　上記発明による充填方法において、好ましくは、ウェハの微細空間の形成面上に微細空間を形成した際のマスクが残存した状態で、充填工程および焼成工程が行われ、焼成工程後に、マスクを剥離する剥離工程をさらに備える。このように構成すれば、マスクを剥離する際に、マスク上の不要な焼成された充填材料も合わせて除去することができるので、その後に行われるウェハの残さ除去や研磨工程の時間を短縮することができるか、または、残さ除去や研磨工程をなくすことができる。これにより、より迅速に、焼成された充填材料が微細空間に充填されたウェハを得ることができる。
　この発明による充填装置は、内部を減圧することが可能な処理室と、減圧された処理室内において、微細空間が設けられたウェハの表面に充填材料を接触させる充填材料配置部と、ウェハの全体にわたって充填材料を焼成する焼成部とを備え、処理室では、接触させた充填材料のウェハと反対側の全面を加圧することにより、ウェハの微細空間に充填材料が差圧充填されるように構成されている。
　この発明による充填装置では、上記のように、処理室では、接触させた充填材料のウェハと反対側の全面を加圧することにより、ウェハの微細空間に充填材料が差圧充填されるように構成する。これにより、上記充填方法と同様に、ウェハ内の全微細空間に充填材料を大きな時間差を生じさせることなく迅速かつ十分に充填することができるとともに、ウェハに様々な形状の微細空間が混在しても、同一条件で充填材料を迅速かつ十分に微細空間に充填することができる。また、充填から焼成までに時間がかかることに起因して充填材料の部分的な硬化が生じるのを抑制することができるので、焼成された充填材料を微細空間内に均一に充填することができる。
　本発明によれば、上記のように、ウェハに様々な形状の微細空間が混在しても、同一条件で充填材料を迅速かつ十分に微細空間に充填することができる。
本発明の第１および第２実施形態による充填装置を示した模式図である。 （ａ）本発明の第１および第２実施形態による充填装置における充填前（搬入時）のウェハを示した平面図、（ｂ）（ａ）の４００－４００線に沿った断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態による充填装置の充填部を示した縦断面図、（ｂ）（ａ）の４１０－４１０線に沿った横断面図である。 本発明の第１実施形態による充填装置の焼結部を示した縦断面図である。 本発明の第１実施形態による充填方法の焼結工程における温度制御を示した図である。 本発明の第１および第２実施形態による充填方法を説明するための図である。 （ａ）本発明の第２実施形態による充填装置の充填部を示した縦断面図、（ｂ）（ａ）の４２０－４２０線に沿った横断面図である。 本発明の第３実施形態による充填装置を示した模式図である。 （ａ）本発明の第３実施形態による充填装置における充填前（搬入時）のウェハを示した平面図、（ｂ）（ａ）の４３０－４３０線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態による充填装置の充填部を示した縦断面図である。 本発明の第３実施形態による充填方法を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の効果を確認するために行った確認実験におけるウェハの非貫通穴の断面写真、（ｃ）環状溝の断面写真である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
　まず、図１～図５を参照して、第１実施形態による充填装置１００について説明する。
（充填装置の構成）
　第１実施形態による充填装置１００は、ウェハ１（図２参照）に形成された環状溝などの微細空間２（図２参照）に、充填材料３（図６参照）を充填して焼成する装置である。
　充填装置１００は、図１に示すように、充填部１０と、焼成部２０と、剥離部３０と、残さ除去・研磨部４０と、洗浄・乾燥部５０とをウェハ処理部として備えている。また、充填装置１００は、前工程が行われたウェハ１を充填装置１００内に搬入し、充填および焼成が行われた後のウェハ１を充填装置１００外に搬出する搬入・搬出部６０をさらに備えている。また、充填装置１００は、ロボットアーム７０ａによりウェハ１を各々のウェハ処理部および搬入・搬出部６０に搬送する搬送部７０をさらに備えている。この充填装置１００では、搬入・搬出部６０により充填装置１００内に搬入されたウェハ１が、搬送部７０により、充填部１０、焼成部２０、剥離部３０、残さ除去・研磨部４０および洗浄・乾燥部５０をこの順で搬送される。これにより、ウェハ１の微細空間２に焼成された充填材料３ｂ（図６参照）が充填された状態で、ウェハ１の微細空間２の形成面１ａが平滑化される。そして、ウェハ１は、搬入・搬出部６０により充填装置１００外に搬出されて、後工程などが行われる。
　なお、ウェハ１は、一般的なシリコンなどの半導体材料から構成されている。また、ウェハ１は、図３（ｂ）に示すように、平面的に見て約２００ｍｍの径を有する略円形状であり、複数のチップを切り出すことが可能である。また、ウェハ１は、図２に示すように、前工程のエッチング処理により複数の微細空間２が形成された状態で、充填装置１００（図１参照）内に搬入される。ここで、ウェハ１には、おおよそ１００万個の微細空間２が形成されている。なお、微細空間２は、環状溝であり、厚み方向に直交する水平方向の幅Ｗ１は約１００μｍ以下である。また、微細空間２の厚み方向の深さＬ１は、微細空間２の深さＬ１と幅Ｗ１とのアスペクト比（Ｌ１／Ｗ１）が約２以上約２０以下を満たすように、幅Ｗ１に応じて決められるのが好ましい。たとえば、微細空間２の幅Ｗ１は約２μｍであり、深さＬ１は約２０μｍである（アスペクト比（Ｌ１／Ｗ１）＝約１０）。
　ウェハ１において、微細空間２の開口２ａが形成された側の形成面１ａ上には、エッチング処理時に設けられた、感光性樹脂などから構成されたマスク４が前工程において除去されずに残存している。なお、マスク４の貫通孔４ａと微細空間２とは連通している。マスク４の厚み（マスク４の貫通孔４ａの厚み方向の長さ）ｔ１は、エッチング処理によって設ける微細空間２の幅Ｗ１および深さＬ１や、微細空間２の開口率によって適宜調整される。なお、マスク４は、ＮＭＰ（Ｎ－メチルピロリジン）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルオキシド）とＫＯＨ（水酸化カリウム）との混合物、ＤＭＳＯとＭＥＡ（モノメタノールアミン）との混合物、ＣＬＡＥＩＡＮＴ社製のＡＺ１００ＲＥＭＯＶＥＲなどの一般的な剥離剤を用いてウェハ１上から剥離可能である。
〈充填部の構造〉
　充填部１０は、いわゆる真空スピンコータである。つまり、充填部１０は、図３に示すように、外観が円柱状の処理室１１と、処理室１１内の圧力を低くするための真空ポンプ１２と、処理室１１内に配置されるウェハ支持部１３および充填材料滴下部１４とを含んでいる。なお、充填材料滴下部１４は、本発明の「充填材料配置部」の一例である。処理室１１は、開閉可能に構成されているとともに、真空ポンプ１２を駆動させることによって、内部空間を約１００Ｐａ以上で、かつ、大気圧よりも低い減圧環境下にすることが可能である。
　ウェハ支持部１３は、載置されたウェハ１をＺ方向と直交する水平方向に回転させることが可能である。充填材料滴下部１４は、滴下ノズル１４ａと、充填材料３が貯留された貯留部１４ｂとを有している。滴下ノズル１４ａは、ウェハ１の中心部分に充填材料３を滴下する機能を有する。なお、充填材料３の滴下速度とウェハ１の回転速度とを調整することにより、均一に、かつ、所定の厚みに充填材料３をウェハ１に塗布（スピンコート）することが可能である。また、充填材料滴下部１４では、滴下ノズル１４ａの上部に取り付けられた貯留部１４ｂの底部側（Ｚ２側）から滴下ノズル１４ａに充填材料３が供給されるように構成されている。これにより、貯留部１４ｂの液面近傍の気泡が滴下される充填材料に侵入するのを抑制することが可能である。
　なお、充填材料３は、熱硬化性樹脂などの絶縁性材料、または、金属ペーストなどの導電性材料や溶剤などから構成されている。熱硬化性樹脂から構成される絶縁性材料は、常温より高くかつ約２５０℃以下の処理温度で架橋して硬化する熱硬化性樹脂（結合剤）である。なお、熱硬化性樹脂としては、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、および、エポキシ樹脂がある。具体的には、フッ素樹脂として、旭硝子株式会社製のＡＬ－Ｘ２００３やＡＬ－Ｘ２０１０などのＡＬ－Ｘ２０００シリーズが該当する。また、ポリイミド樹脂として、旭化成イーマテリアル株式会社製のＰＩＭＥＬ（登録商標）ＢＭ３０２やＢＬ３０１が該当する。また、フェノール樹脂として、ＪＳＲ株式会社製のＥＬＰＡＣ（登録商標）ＷＰＲ１２０１やＷＰＲ５１００が該当する。
　なお、金属ペーストから構成される導電性材料は、導電体としての金属粉末材料に加えて、常温より高くかつ約２５０℃以下の処理温度で架橋硬化する熱硬化性樹脂（結合剤）を含んでいる。なお、金属ペーストは、熱硬化性樹脂の代わりに、約２５０℃以下で揮発する熱乾燥樹脂を含んでいてもよい。この場合、金属ペーストに含まれる金属粉末材料は、約２５０℃以下の処理温度で溶融する半田などを用いるのが好ましい。
〈焼成部の構造〉
　焼成部２０は、内部の空気清浄度を高い状態で維持可能ないわゆるクリーンオーブンである。焼成部２０は、図４に示すように、処理室２１と、処理室２１内の圧力を高くするための加圧器２２と、処理室２１内に配置されるウェハ支持部２３およびヒータ２４とを含んでいる。処理室２１は、開閉可能に構成されているとともに、加圧器２２を駆動させて処理室２１内にガスを導入することによって、内部空間を大気圧より高い高圧環境下にすることが可能である。なお、加圧器２２により処理室２１内に導入されるガスは、窒素ガスなどの不活性ガスが好ましい。ヒータ２４は、ウェハ１を約２５０℃以下の温度に昇温させることが可能である。また、ヒータ２４は、図示しない温度センサやＣＰＵなどを有しており、その結果、図５に示す焼成工程における温度制御のように、昇温速度の制御や所定の温度での維持などを行うことが可能なように構成されている。なお、図５の焼成工程における温度制御の詳細については、後述する。
〈充填装置のその他の構造〉
　剥離部３０では、剥離剤を用いてウェハ１上のマスク４（図２（ｂ）参照）が除去される。なお、充填材料３のうち架橋硬化されたＡＬ－Ｘ２０００シリーズは、ＡＺ１００ＲＥＭＯＶＥＲにあまり溶解しないため、充填材料３としてＡＬ－Ｘ２０００シリーズを用いる場合には、剥離剤としてＡＺ１００ＲＥＭＯＶＥＲを用いるのが好ましい。また、充填材料３のうち架橋硬化されたＢＭ３０２およびＢＬ３０１は、ＮＭＰに略溶解しないため、充填材料３としてＢＭ３０２やＢＬ３０１を用いる場合には、剥離剤としてＮＭＰを用いるのが好ましい。残さ除去・研磨部４０では、ＣＭＰ（化学機械研磨）やポリッシャーなどの機械研磨によってウェハ１の形成面１ａが研磨される。洗浄・乾燥部５０は、一般的なスピン洗浄機である。洗浄・乾燥部５０では、ウェハ１を回転させながら純水を滴下することによって、ウェハ１の形成面１ａ全面が洗浄される。その後、洗浄・乾燥部５０において、窒素ブローしながらウェハ１を高速回転させる事で、ウェハ１の形成面１ａがむらなく乾燥される。
（充填方法の説明）
　次に、図１～図６を参照して、第１実施形態による充填装置１００における充填プロセスについて説明する。
〈充填部でのプロセスの説明〉
　まず、搬入・搬出部６０により搬入されたウェハ１が、搬送部７０により、充填部１０の処理室１１内に搬送される。その際、ウェハ１は、形成面１ａが上面（Ｚ１側の面）になるようにウェハ支持部１３（図３参照）の所定の位置に載置される。そして、図３（ａ）に示すように、ウェハ１を処理室１１の内部に収納した状態で、処理室１１内を気密状態にする。その後、真空ポンプ１２を用いて、処理室１１内を減圧環境にする（減圧工程）。これにより、ウェハ１の微細空間２内も減圧される。なお、処理室１１内の減圧環境は、約１００Ｐａ以上約２０００Ｐａ以下の減圧環境であればよく、好ましくは、約７００Ｐａ以上約１０００Ｐａ以下の減圧環境であるのが好ましい。なお、約１００Ｐａ以上約２０００Ｐａ以下の減圧（低圧）は、ＪＩＳ　Ｚ　８１２６－１　真空技術－用語－に記載された低真空領域に含まれる。
　そして、図３（ｂ）に示すように、ウェハ１を約１５００ｒｐｍ以上約３０００ｒｐｍ以下の回転速度で高速回転させながら、充填材料滴下部１４により、ウェハ１の形成面１ａ側（Ｚ１側）から充填材料３をマスク４上に滴下する。その際、ウェハ１の中心部分に所定の滴下速度で充填材料３を滴下する。これにより、図６に示すように、ウェハ１の表面（微細空間２の内側面２ｂ）に充填材料３がスピンコートにより塗布されて接触する（接触工程）。
　ここで、スピンコートによりマスク４上に塗布された充填材料３の厚み（充填材料３のウェハ１とは反対側の液面３ａからマスク４の上面４ｂまでの厚み方向の距離）ｔ２は、微細空間２の深さＬ１およびマスク４の厚みｔ１によって決められる。具体的には、厚みｔ２は、ｔ２＝α×Ｌ１－ｔ１の式を満たすように決められる。なお、αは、約１以上約２以下の定数である。つまり、充填材料３の使用量をマスク４の厚みｔ１によって調整することが可能である。なお、マスク４の厚みｔ１は、上記したように、図２（ｂ）に示す微細空間２の幅Ｗ１および深さＬ１や、微細空間２の開口率によって適宜調整されるため、厚みｔ２は、微細空間２の幅Ｗ１および深さＬ１や、微細空間２の開口率によって間接的に決定される。ここで、この際、微細空間２の表面に働く表面張力や、ウェハ１やマスク４の濡れ性に起因して、底面２ｃ上に充填材料３が配置されない非充填空間２ｄが生じやすい。
　そこで、第１実施形態では、ウェハ１の表面に充填材料３が塗布された後に、減圧された処理室１１内を大気圧に開放する。これにより、充填材料３のウェハ１と反対側の液面３ａの全面が下方に加圧されるような力（図６の実線の矢印）が働く。これにより、非充填空間２ｄが形成された微細空間２にも充填材料３が十分に充填（差圧充填）されて、その結果、ウェハ１の全体のおおよそ１００万個の微細空間２の各々に、充填材料３が均一かつ十分に充填される（充填工程）。なお、ウェハ１上のマスク４の貫通孔４ａ内にも充填材料３は充填される。なお、充填部１０において、処理室１１内を減圧環境から大気圧に戻さずに、処理室１１内を減圧環境から当該減圧環境よりも高い圧力で、かつ、大気圧よりも低い所定の圧力に戻すことによって、差圧充填を行ってもよい。
〈焼成部でのプロセスの説明〉
　その後、ウェハ１は、搬送部７０により、大気圧に開放した処理室１１内から、焼成部２０の処理室２１内でウェハ支持部２３に載置される。そして、図４に示すように、ウェハ１を処理室２１内に収納した状態で、処理室２１内を気密状態にする。その後、加圧器２２を用いて、処理室２１内を大気圧より大きく約０．５ＭＰａ以下の高圧環境にする。これにより、さらに確実に、非充填空間２ｄに充填材料３が充填されるとともに、充填材料３の液面３ａがさらに加圧されて、体積減少した分の充填材料３の補充が速やかに行われる。
　そして、高圧環境下において、処理室２１内を常温から処理温度まで段階的に昇温を行うとともに、各々の段階において処理時間を制御することによって、ウェハ１の全体にわたって充填材料３を焼成する（焼成工程）。なお、具体的な温度制御の一例としては、図５に示すように、まず、処理室２１内の温度を、１分当たり約１０℃の一定の昇温速度で、常温から約１００℃まで昇温させる。そして、処理室２１内を約１００℃で約５分維持する。これらの第１ベークでは、主に、充填材料３の熱硬化性樹脂の形状が安定するような余分な溶剤の除去が行われる。その後、処理室２１内の温度を、１分当たり約１０℃の一定の昇温速度で、約１００℃から約１８０℃まで昇温させる。そして、処理室２１内を約１８０℃で約５分維持する。これらの第２ベークでは、充填材料３の熱硬化性樹脂が均一に分散した状態で、溶剤が完全に除去される。
　その後、処理室２１内の温度を、１分当たり約１０℃の昇温速度で、約１８０℃から約２５０℃（処理温度）まで昇温させる。そして、処理室２１内を約２５０℃で約３０分以上約１時間以下の処理時間維持することによって、焼成（キュア）が行われる。このキュアでは、充填材料３が熱硬化性樹脂から構成されている場合には、架橋が行われて充填材料３が硬化することによって、充填材料３は焼成された充填材料３ｂとなる。また、キュアでは、充填材料３が熱乾燥樹脂を含む金属ペーストから構成されている場合には、熱乾燥樹脂が完全に蒸発するとともに、充填材料３（半田など）が溶融する。そして、充填材料３はその後の冷却により硬化して、焼成された充填材料３ｂとなる。なお、焼成工程における温度および処理時間（焼成条件）は、充填材料３の材質（含有成分）に合わせて適宜異なる焼成条件に調整することが可能である。
　また、第１実施形態では、図６に示すように、充填工程において微細空間２の全体に充填材料３が十分に充填されているだけでなく、ウェハ１上のマスク４の貫通孔４ａ内にも充填材料３が充填されている。これにより、焼成（揮発）により微細空間２における充填材料３の体積が減少したとしても、その充填材料３の減少分がマスク４の貫通孔４ａに充填された充填材料３やマスク４の上面４ｂ上の充填材料３から微細空間２に補填されることによって、微細空間２の全体に焼成された充填材料３ｂが充填される。ここで、マスク４の貫通孔４ａの厚み方向の長さｔ１と充填材料３の厚みｔ２との合計が微細空間２の深さＬ１の約１倍以上約２倍以下であることによって、十分な量の充填材料３を微細空間２に補填することが可能である。
　なお、焼成工程における処理温度は、充填材料３の熱硬化性樹脂の性質などに基づいて、約２５０℃以下の温度に設定してもよいし、処理時間を調整してもよい。たとえば、熱硬化性樹脂であるＢＭ３０２やＢＬ３０１は約１８０℃で架橋硬化が進行するので、約１８０℃を処理温度に設定してもよい。この場合、処理温度が低いため、第１ベークおよび第２ベークのいずれか一方または両方において、温度を一定に維持する期間を設けずに、昇温を連続的に続けてもよい。
　なお、焼成部２０において、高圧環境において焼成工程を行わずに、大気圧環境下において焼成を行ってもよい。その際、加圧器を有さないクリーンオーブンを用いて焼成を行うことが可能である。また、クリーンルーム内など十分に清浄な環境下であればクリーンオーブンではなくホットプレートを用いて焼成を行ってもよい。また、焼成部２０において、大気圧よりも低い減圧環境下において焼成を行ってもよい。
〈焼成部以降のプロセスの説明〉
　処理室２１内を大気圧に開放した後、搬送部７０により、ウェハ１が焼成部２０から剥離部３０に搬送される。そして、図６に示すように、剥離部３０において剥離剤を用いてウェハ１上のマスク４が除去される（剥離工程）。その際、マスク４とともに、マスク４上の焼成された充填材料３ｂも合わせて除去される。その後、残さ除去・研磨部４０に搬送されてウェハ１の形成面１ａが研磨される（残さ除去・研磨工程）。これにより、微細空間２からはみ出して焼成された充填材料３ｂが除去されて、形成面１ａが平滑化される。そして、洗浄・乾燥部５０に搬送されてウェハ１が洗浄および乾燥される（洗浄・乾燥工程）。最後に、ウェハ１は、搬入・搬出部６０により搬出される。
　第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第１実施形態では、上記のように、減圧した処理室１１内でウェハ１の表面に充填材料３を接触させる接触工程と、充填材料３のウェハ１と反対側の液面３ａの全面を加圧することにより、ウェハ１の微細空間２に充填材料３を差圧充填する充填工程とを備える。これにより、ウェハ１の微細空間２の形成面１ａの全面にわたって一度に充填材料３を微細空間２内に充填することができるので、ウェハ１内の全微細空間２に充填材料３を大きな時間差を生じさせることなく迅速かつ十分に充填することができる。さらに、アスペクト比（深さ／幅）が５以上であるような微細空間２を含む様々な形状の微細空間２がウェハ１内に混在しても、同一条件で充填材料３を迅速かつ十分に微細空間２に充填することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、充填材料３の液面３ａの全面を加圧する充填工程と、ウェハ１の全体にわたって充填材料３を焼成する焼成工程とを備える。これにより、微細空間２に迅速に充填材料３を充填することができるだけでなく、ウェハ１の全体にわたって１回の焼成工程で充填材料を焼成することができるので、充填材料３の充填から焼成までの工程を迅速に行うことができる。この結果、全微細空間２への充填に時間差が生じることに起因して部分的に充填材料３が硬化するのを抑制することができるので、焼成された充填材料３ｂを微細空間２内に均一に充填することができる。したがって、微細空間２内の焼成された充填材料３ｂの特性（絶縁性など）にばらつきが生じるのを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、減圧工程において、処理室１１内を約２０００Ｐａ以下に減圧することにより、減圧工程後の充填工程において確実に差圧を発生させて、微細空間２に充填材料３を差圧充填することができる。また、減圧工程において、処理室１１内を約１００Ｐａ以上まで減圧することにより、約１００Ｐａ未満に大きく減圧する場合と比べて、処理室１１の密封構造を簡易化し、処理室１１内に設置する機器類（ウェハ支持部１３および充填材料滴下部１４）の構成も簡素化することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、充填材料３が常温より高くかつ約２５０℃以下の処理温度で架橋される熱硬化性樹脂を含む。これにより、焼成工程において、ウェハ１に形成された配線などが約２５０℃を超える高温により劣化するのを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、焼成工程において、常温から処理温度まで段階的に昇温を行うとともに、各々の段階において処理時間を制御することによって、充填材料３を焼成する。これにより、充填材料３の含有成分に合わせて温度および処理時間を細かく調整することができるので、段階的に昇温せずに一度に処理温度まで昇温する場合と比べて、充填材料３の変化（溶剤の揮発や充填材料３の軟質化など）に追従しながら焼成することができる。また、各々の段階における処理時間を調整することにより、各々の段階においてウェハ１全体の温度を一定に近づけることができるので、微細空間２内に焼成された充填材料３ｂをより確実に充填することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、接触工程において、ウェハ１の形成面１ａから液面３ａまでの充填材料３の厚みｔ３（＝ｔ１＋ｔ２）を、微細空間２の深さＬ１の約１倍以上約２倍以下にする。これにより、焼成工程において微細空間２内に充填された充填材料３の体積が減少したとしても、ウェハ１の形成面１ａよりもウェハ１の反対側に微細空間２の深さＬ１以上の厚みｔ３で配置された充填材料３により補填することができる。これにより、微細空間２内の全体に焼成された充填材料３ｂを確実に充填することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、充填材料３が絶縁性材料である場合には、絶縁性材料を微細空間２内に充填することができるので、たとえば、ＴＳＶ技術において、容易に微細空間２内に絶縁性材料を充填することができる。また、充填材料３が導電性材料である場合には、導電性材料を微細空間２内に充填することができるので、たとえば、ＴＳＶ技術において、容易にシリコン貫通電極を形成することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、接触工程において、ウェハ１を高速で回転させながらウェハ１の形成面１ａ側から充填材料３を滴下することによって、ウェハ１の表面に充填材料３を接触させる。これにより、スピンコートによりウェハ１の形成面１ａ側に均一に充填材料３を配置することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、ウェハ１の形成面１ａ上に微細空間２を形成した際のマスク４が残存した状態で、充填工程および焼成工程を行い、焼成工程後に、剥離工程においてマスク４を剥離する。これにより、マスク４を剥離する際に、マスク４上の不要な焼成された充填材料３ｂも合わせて除去することができるので、その後に行われるウェハ１の残さ除去や研磨工程の時間を短縮することができる。これにより、より迅速に、焼成された充填材料３ｂが微細空間２に充填されたウェハ１を得ることができる。
［第２実施形態］
　次に、図１、図２、図６および図７を参照して、第２実施形態による充填装置２００について説明する。この充填装置２００では、上記第１実施形態による充填装置１００とは異なり、充填部１１０において、ローラ１１４を用いてウェハ１に充填材料３を塗布する例について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すとともに説明を省略する。
（充填装置の構成）
　第２実施形態による充填装置２００は、図１に示すように、充填部１１０と、焼成部２０と、剥離部３０と、残さ除去・研磨部４０と、洗浄・乾燥部５０とをウェハ処理部として備えている。充填部１１０は、図７に示すように、処理室１１と、真空ポンプ１２と、処理室１１内に配置されるウェハ支持部１３およびローラ１１４とを含んでいる。なお、ローラ１１４は、本発明の「充填材料配置部」および「膜厚調整用の部材」の一例である。
　ローラ１１４は、円柱状のローラ部１１４ａと、軸部１１４ｂとを有している。円柱状のローラ部１１４ａは、ウェハ１の半径よりも若干長いとともに、水平方向に延びるようにウェハ１上に配置される。また、ローラ部１１４ａは、ウェハ１上に配置された際に軸部１１４ｂを回転軸として回転しながら、ローラ部１１４ａの延びる方向に一列に配置された充填材料３をウェハ１に塗布する（塗り広げる）ように構成されている。なお、充填材料供給部材（図示せず）により、１枚のウェハ１に用いられる量の充填材料３が、ウェハ１上に供給されるように構成されている。また、第２実施形態におけるウェハ１の構造（図２および図６参照）、充填材料３の特性、および、充填装置２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（充填方法の説明）
　次に、図１、図６および図７を参照して、第２実施形態による充填装置２００における充填プロセスについて説明する。
　第２実施形態による充填装置２００では、上記第１実施形態による充填装置１００における充填プロセスと同様に、図７（ａ）に示すように、ウェハ１が収納された処理室１１内を減圧環境にする（減圧工程）。そして、図７（ｂ）に示すように、ウェハ１の形成面１ａ上の所定の位置にローラ１１４のローラ部１１４ａを配置するとともに、充填材料供給部材（図示せず）により、１枚のウェハ１に用いられる量の充填材料３を供給する。その後、ウェハ１を約１ｒｐｍ以上約６０ｒｐｍ以下の回転速度で低速回転させる。これにより、ローラ部１１４ａが軸部１１４ｂ回りに回転しながら、ウェハ１の形成面１ａ側のマスク４の上面４ｂ（図６参照）上を相対的に移動することによって、マスク４の上面４ｂの全面に略一定の厚みで充填材料３が塗布されて、ウェハ１の表面（微細空間２の内側面２ｂ）に充填材料３が塗布されて接触する（接触工程）。
　そこで、第２実施形態においても上記第１実施形態と同様に、ウェハ１の表面に充填材料３が塗布された後に、減圧された処理室１１内を大気圧に開放する。これにより、非充填空間２ｄが生じていたとしても、微細空間２の全体に充填材料３が十分に充填（差圧充填）される（充填工程）。その後、上記第１実施形態と同様に、ウェハ１の全体にわたって焼成が行われる（焼成工程）とともに、剥離工程、残さ除去・研磨工程および洗浄・乾燥工程が行われて、ウェハ１は搬出される。
　第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第２実施形態では、上記のように、充填材料３の液面３ａの全面を加圧することにより、ウェハ１の微細空間２に充填材料３を差圧充填する充填工程と、ウェハ１の全体にわたって充填材料３を焼成する焼成工程とを備える。これにより、ウェハ１内の全微細空間２に充填材料３を大きな時間差を生じさせることなく迅速かつ十分に充填することができるとともに、様々な形状の微細空間２がウェハ１内に混在しても、同一条件で充填材料３を迅速かつ十分に微細空間２に充填することができる。また、焼成された充填材料３ｂを微細空間２内に均一に充填することができる。
　また、第２実施形態では、上記のように、接触工程において、充填材料供給部材により、１枚のウェハ１に用いられる量の充填材料３を供給する。そして、ウェハ１を低速で回転させながらローラ１１４によりマスク４の上面４ｂの全面に略一定の厚みで充填材料３を塗布することによって、ウェハ１の表面に充填材料３を接触させる。これにより、上記第１実施形態のスピンコートのみによりウェハ１に充填材料３を塗布する場合と比べて、ウェハ１の回転によりウェハ１上から弾き飛ばされる充填材料３の量を減少させることができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
［第３実施形態］
　次に、図８～図１１を参照して、第３実施形態による充填装置３００について説明する。
（充填装置の構成）
　第３実施形態による充填装置３００は、図８に示すように、充填部２１０と、焼成部２０と、残さ除去・研磨部４０と、洗浄・乾燥部５０とをウェハ処理部として備えている。つまり、上記第１実施形態による充填装置１００と異なり、剥離部は設けられていない。この充填装置３００では、ウェハ２０１（図９参照）は、搬送部７０により、充填部２１０、焼成部２０、残さ除去・研磨部４０および洗浄・乾燥部５０をこの順で搬送される。
　なお、ウェハ２０１は、図９に示すように、エッチング処理時に設けられたマスクが前工程において除去されている点を除いて、上記第１実施形態のウェハ１（図２（ｂ）参照）と同様の構成を有する。つまり、微細空間２０２は、幅Ｗ１および深さＬ１を有する。
　充填部２１０は、図１０に示すように、処理室１１と、真空ポンプ１２と、処理室１１内に配置されるウェハ支持部２１３および充填材料貯留部２１４とを含んでいる。ウェハ支持部２１３は、ウェハ２０１を支持した状態でＺ方向に移動するように構成されている。これにより、ウェハ支持部２１３により、Ｚ２側に配置された充填材料貯留部２１４に貯留された充填材料３にウェハ２０１を接触させることが可能に構成されている。なお、充填材料貯留部２１４は、本発明の「充填材料配置部」の一例である。また、充填部２１０には、図示しないはけ等が設けられている。このはけ等により、ウェハ２０１上に配置された充填材料３の厚み（形成面１ａから充填材料３のウェハ２０１と反対側の液面３ａまでの距離）ｔ４（図１１参照）を調整することが可能である。なお、充填材料３の厚みｔ４は、微細空間２０２の深さＬ１の約５０％以上約２倍以下が好ましい。なお、充填装置３００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（充填方法の説明）
　次に、図１１を参照して、第３実施形態による充填装置３００における充填プロセスについて説明する。
　まず、微細空間２０２の開口２ａが下（Ｚ２方向）を向くように形成面１ａを下面（Ｚ２側の面）にした状態で、ウェハ２０１をウェハ支持部２１３により支持する。そして、上記第１実施形態による充填装置１００における充填プロセスと同様に、ウェハ２０１が収納された処理室１１内を減圧環境にする（減圧工程）。そして、ウェハ支持部２１３（図１０参照）を下方に移動させることによって、充填材料貯留部２１４内の充填材料３にウェハ２０１を浸漬させる。この際、ウェハ２０１の形成面１ａとは反対側の面より手前まで浸漬させることにより、形成面１ａとは反対側の面に充填材料３が回り込むのを抑制することができるので、充填材料３が形成面１ａとは反対側の面上に不必要に配置されるのを抑制することが可能である。また、この際、ウェハ２０１の全体を充填材料貯留部２１４内の充填材料３に浸漬させてもよい。これにより、ウェハ２０１の表面（微細空間２０２の内側面２ｂおよび形成面１ａ）に充填材料３が接触する（接触工程）。そして、充填材料貯留部２１４からウェハ２０１を引き上げる。
　そこで、第３実施形態においても上記第１実施形態と同様に、減圧された処理室１１内を大気圧に開放する。これにより、充填材料３のウェハ２０１と反対側の液面３ａの全面が上方に加圧されるような力（図１１の実線の矢印）が働く。これにより、非充填空間２ｄが生じていたとしても、微細空間２０２の全体に充填材料３が十分に充填（差圧充填）される（充填工程）。その後、形成面１ａが上面（Ｚ１側の面）になるようにウェハ２０１の上下を逆にした後、図示しないはけ等により、ウェハ２０１の形成面１ａ上の充填材料３の厚みｔ４を、微細空間２０２の深さＬ１の約５０％以上約２倍以下になるように調整する（ならし工程）。これにより、充填材料３の使用量を低減することが可能である。なお、このならし工程は省略してもよい。
　その後、上記第１実施形態と同様に、ウェハ２０１に対して焼成工程が行われる。その際、焼成（揮発）により微細空間２０２における充填材料３の体積が減少したとしても、その充填材料３の減少分がウェハ２０１の形成面１ａ上の充填材料３から微細空間２０２に補填される。また、ウェハ２０１にはマスクが残存していないため、ウェハ２０１の形成面１ａ上に直接的に焼成された充填材料３ｂが充填される。そして、ウェハ２０１に対して残さ除去・研磨工程が行われて、形成面１ａ上の焼成された充填材料３ｂが除去されるとともに、形成面１ａが平滑化される。その後、洗浄・乾燥工程が行われて、ウェハ２０１は搬出される。
　第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第３実施形態では、上記のように、充填材料３の液面３ａの全面を加圧することにより、ウェハ２０１の微細空間２０２に充填材料３を差圧充填する充填工程と、ウェハ２０１の全体にわたって充填材料３を焼成する焼成工程とを備える。これにより、ウェハ２０１内の全微細空間２０２に充填材料３を大きな時間差を生じさせることなく迅速かつ十分に充填することができるとともに、様々な形状の微細空間２０２がウェハ２０１内に混在しても、同一条件で充填材料３を迅速かつ十分に微細空間２０２に充填することができる。また、焼成された充填材料３ｂを微細空間２０２内に均一に充填することができる。
　また、第３実施形態では、上記のように、接触工程において、ウェハ２０１の微細空間２０２の開口２ａを下向きにした状態で、ウェハ２０１を充填材料３に浸すことにより、ウェハ２０１の表面に充填材料３を接触させる。これにより、簡素な構成でウェハ２０１の微細空間２０２の形成面１ａに充填材料３を充填することができる。
　また、第３実施形態では、上記のように、はけ等により、ウェハ２０１の形成面１ａ上の充填材料３の厚みｔ４を、微細空間２０２の深さＬ１の約５０％以上約２倍以下になるように調整する。これにより、充填材料３の体積減少分を補填しつつ、充填材料３の使用量が多くなるのを抑制することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
［実施例］
　次に、図５、図９、図１０および図１２を参照して、本発明の効果を確認するために行った充填状態の確認実験について説明する。
（実施例および比較例の充填方法）
　この確認実験では、図９に示すような、複数の微細空間２０２が形成されたウェハ２０１を準備した。具体的には、複数の微細空間２０２として、２μｍの径Ｗ１および２０μｍの深さＬ１を有する非貫通穴（アスペクト比＝１０）と、１０μｍの径Ｗ１および５０μｍの深さＬ１を有する非貫通穴（アスペクト比＝５）と、１μｍの幅Ｗ１および１７μｍの深さＬ１を有する環状溝（アスペクト比＝１７）と、４μｍの幅Ｗ１および２４μｍの深さＬ１を有する環状溝（アスペクト比＝６）と、２μｍの幅Ｗ１および２０μｍの深さＬ１を有する環状溝（アスペクト比＝１０）とが形成されたウェハ２０１を準備した。
　ここで、実施例では、処理室１１内を６００Ｐａの減圧環境にした（減圧工程）。そして、ウェハ２０１の全体を充填材料貯留部２１４内の充填材料３（図１０参照）に浸漬させた（接触工程）。この際、充填材料３として、フッ素樹脂である旭硝子株式会社製のＡＬ－Ｘ２０００シリーズを用いた。その後、減圧された処理室１１内を大気圧に開放した（充填工程）。そして、ならし工程を行わずに、図５に示す温度制御を行うことにより、大気圧環境下で焼成を行った（焼成工程）。そして、焼成工程後のウェハ２０１の断面を観察した。
　一方、比較例では、ウェハ２０１の全体を充填材料貯留部２１４内の充填材料３に浸漬させた（接触工程）後に、処理室１１内を６００Ｐａの減圧環境にした（減圧工程）。その後、減圧された処理室１１内を大気圧に開放した。そして、実施例と同様に焼成工程を行った後、焼成工程後のウェハ２０１の断面を観察した。つまり、比較例では、実施例とは異なり、減圧工程を接触工程の後に行った。
（実験結果）
　図１２に示す断面観察の結果としては、実施例では、１枚のウェハ２０１に形成された複数の非貫通穴および環状溝の各々において、焼成された充填材料が十分に充填されているのが確認できた。また、各々の非貫通穴内および環状溝内において、底面から開口までの全体に焼成された充填材料が十分に充填されており、ボイドの発生は観察されなかった。このことから、実施例の充填方法では、ウェハに幅（径）や深さが異なる様々な形状の微細空間が混在しても、同一条件で充填材料を迅速かつ十分に微細空間に充填することが可能なことが確認できた。また、各々の非貫通穴および環状溝の開口まで焼成された充填材料が充填されていることから、焼成工程において、非貫通穴内や環状溝内の充填材料の減少分を補填するようにウェハの形成面から充填材料が補填されたと考えられる。
　一方、比較例では、特に１０μｍの径を有する非貫通穴や３種の環状溝の各々において、焼成された充填材料が十分に充填されておらず、ボイド（色が濃い部分）が発生しているのが確認された。このことから、比較例の充填方法では、充填工程において、非貫通穴や環状溝に充填材料が十分に充填されずに、その結果、焼成工程後にボイドが観察されたと考えられる。
［変形例］
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
　たとえば、上記第１～第３実施形態では、処理室１１内の減圧環境を、約１００Ｐａ以上約２０００Ｐａ以下の減圧環境にした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、処理室内の減圧環境を、約１００Ｐａ未満にしてもよいし、約２０００Ｐａより大きく、かつ、大気圧未満にしてもよい。つまり、差圧が発生するように処理室内を減圧すればよい。また、充填材料のうち、気泡が発生しやすいものに関しては、処理室内の圧力を高めに設定することによって、気泡の発生を抑制することが可能である。
　また、上記第１～第３実施形態では、充填部１０（１１０、２１０）と焼成部２０とを別途設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、充填部にヒータを設けることによって、充填部内で、充填材料の充填から焼成までを一括して行ってもよい。これにより、より迅速に、充填材料の充填から焼成までを行うことが可能である。
　また、上記第１および第２実施形態では、ウェハ１上にマスク４が残存した状態で、ウェハ１に充填材料３をスピンコートおよびローラ１１４により塗布した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ウェハ上にマスクが残存しない状態（第３実施形態のウェハ２０１の状態）で、ウェハに充填材料をスピンコートまたはローラ等により塗布してもよい。ここで、ウェハに充填材料をスピンコートにより塗布する場合には、塗布後の充填材料を焼成した後でもウェハの表面を十分平滑にすることができるので、残さ除去をせずに、焼成された充填材料をそのまま絶縁膜として使用することが可能である。
　また、上記第３実施形態では、ウェハ２０１上にマスク４が残存しない状態で、ウェハ２０１に充填材料３を浸漬させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ウェハ上にマスクが残存する状態（第１および第２実施形態のウェハ１の状態）で、ウェハに充填材料を浸漬させてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、剥離工程の後に、残さ除去および研磨工程を行った例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、マスクを剥離する際に不要な焼成された充填材料が十分に除去されるのであれば、残さ除去および研磨工程をなくしてもよい。
　また、上記第１実施形態では、ウェハ１を高速回転させながら、充填材料滴下部１４により、ウェハ１の形成面１ａ側（Ｚ１側）からウェハ１の中心部分に充填材料３を滴下することによって、充填材料３をウェハ１に塗布した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、減圧環境下において、ウェハ１枚分の充填材料が貯留された充填材料貯留部を傾けることによって、ウェハの形成面側からウェハの中心部分に充填材料を配置する。その後に、ウェハを高速回転させることによって、充填材料をウェハに塗布してもよい。また、減圧環境下において、充填材料貯留部を傾けつつ、ウェハを低速回転させることによって、充填材料をウェハに塗布してもよい。
　また、上記第２実施形態では、減圧環境下において、ローラ１１４によって、ローラ部１１４ａの延びる方向に一列に配置された充填材料３をウェハ１に塗布する（塗り広げる）例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、減圧環境下において、ローラの代わりにスプレッダとしてのヘラを用いて、ヘラの延びる方向に一列に配置された充填材料をウェハに塗布する（塗り広げる）ように充填部を構成してもよい。この場合、スプレッダとしてのヘラとウェハとの隙間（ギャップ）を適宜調整することにより、形成される充填材料の厚みを任意に設定することが可能である。なお、スプレッダとは、ウェハの表面に接触することなく、ウェハの表面と略一定のギャップを保ちながら充填材料を押し広げることによって、充填材料を塗り広げる部材を意味する。つまり、スプレッダとしてのヘラは、ウェハの表面に接触させた状態で充填材料を掻き取るスキージとしてのヘラとは異なる。また、ヘラの替わりにナイフまたはスパチュラをスプレッダとして用いてもよい。
　また、上記第２実施形態では、充填材料供給部材により、１枚のウェハ１に用いられる量の充填材料３を供給した後、ウェハ１を低速回転させながら、ローラ１１４を用いて充填材料３をウェハ１に塗布する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、充填材料供給部材により、１枚のウェハに用いられる量の充填材料を供給して、ウェハを低速回転させながらスプレッダとしてのローラを用いて充填材料をウェハに塗り広げた後に、後工程として、図３に示す上記第１実施形態のようにウェハを高速回転させて、ウェハの表面に塗り広げられた充填材料の膜厚を制御する工程を追加してもよい。なお、後工程において、略一定の厚みになるように充填材料の膜厚を制御するのが好ましい。また、スプレッダとしてのローラは、本発明の「充填材料配置部」および「塗布用の部材」の一例である。これにより、ウェハを高速回転させる際においてウェハ上から弾き飛ばされる充填材料の量をほとんどなくすように、ウェハの表面に供給される充填材料の量を調整することができるので、必要最小限の充填材料を無駄なくウェハの微細空間の形成面側に配置することが可能である。また、後工程としてウェハを高速回転させて充填材料の厚みを調整することができるので、ウェハを低速回転させながらローラを用いて充填材料をウェハに塗り広げる際に、厚みが略均一になるように厳密にウェハに充填材料を塗り広げる必要がない。
　また、上記第１～第３実施形態では、微細空間２（２０２）として、たとえば、幅Ｗ１が約２μｍで、深さＬ１が約２０μｍである環状溝を示し、実施例では、所定の大きさの２種の非貫通穴および３つの環状溝を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、微細空間は、約１００μｍ以下の幅を有する微細な溝や、約１００μｍ以下の孔径を有する微細な貫通孔および非貫通穴であればよい。なお、本発明の充填方法および充填装置は、約１μｍ以上約１０μｍ以下の幅（孔径）を有する微細空間に充填材料を充填するのにより適している。
　また、上記第１実施形態では、接触工程をスピンコートにより行い、上記第２実施形態では、接触工程を塗布により行い、上記第３実施形態では、接触工程を浸漬により行った例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接触工程をスピンコート、塗布および浸漬以外の工程（方法）により行ってもよい。
　１、２０１　ウェハ
　１ａ　形成面
　２、２０２　微細空間
　２ａ　開口
　３　充填材料
　４　マスク
　１１　処理室
　１４　充填材料滴下部（充填材料配置部）
　１００、２００、３００　充填装置
　１１４　ローラ（充填材料配置部、膜厚調整用の部材）
　２１４　充填材料貯留部（充填材料配置部）

Claims (13)

  1. 　ウェハに設けられた微細空間に充填材料を充填する充填方法であって、
    　前記ウェハを載置した処理室内を減圧する減圧工程と、
    　減圧した前記処理室内で前記ウェハの表面に前記充填材料を接触させる接触工程と、
    　前記充填材料の前記ウェハと反対側の面の全面を加圧することにより、前記ウェハの前記微細空間に前記充填材料を差圧充填する充填工程と、
    　前記ウェハの全体にわたって前記充填材料を焼成する焼成工程と、を備える、充填方法。
  2. 　前記減圧工程は、前記処理室内を１００Ｐａ以上２０００Ｐａ以下に減圧する工程を含む、請求項１に記載の充填方法。
  3. 　前記充填材料は、常温より高くかつ２５０℃以下の処理温度で架橋される熱硬化性樹脂を含む、請求項１に記載の充填方法。
  4. 　前記焼成工程は、常温から前記処理温度まで段階的に昇温を行うとともに、各々の段階において処理時間を制御することによって、前記充填材料を焼成する工程を含む、請求項１に記載の充填方法。
  5. 　前記接触工程は、前記ウェハの厚み方向において、前記ウェハの前記微細空間の形成面から前記充填材料の前記ウェハと反対側の面までの前記充填材料の厚みが前記微細空間の深さ以上になるように、前記充填材料を前記ウェハに配置する工程を含む、請求項１に記載の充填方法。
  6. 　前記充填材料は、絶縁性材料である、請求項１に記載の充填方法。
  7. 　前記充填材料は、導電性材料である、請求項１に記載の充填方法。
  8. 　前記接触工程は、前記ウェハを回転させながら前記ウェハの前記微細空間の形成面側から前記充填材料を滴下することによって、前記ウェハの表面に前記充填材料を接触させる工程を含む、請求項１に記載の充填方法。
  9. 　前記接触工程は、前記充填材料を前記ウェハの表面に供給する工程と、前記ウェハを回転させながら膜厚調整用の部材により前記ウェハの前記微細空間の形成面側の全面に略一定の厚みで前記充填材料を塗布することによって、前記ウェハの表面に前記充填材料を接触させる工程とを含む、請求項１に記載の充填方法。
  10. 　前記接触工程は、前記充填材料を前記ウェハの表面に供給する工程と、前記ウェハを低速回転させながら塗布用の部材により前記ウェハの前記微細空間の形成面側の全面に前記充填材料を塗布することによって、前記ウェハの表面に前記充填材料を接触させる工程と、前記ウェハを高速回転させて、前記ウェハの表面に前記充填材料の膜厚を制御する工程と、を含む、請求項１に記載の充填方法。
  11. 　前記接触工程は、前記ウェハの前記微細空間の開口を下向きにした状態で、前記ウェハを前記充填材料に浸すことにより、前記ウェハの表面に前記充填材料を接触させる工程を含む、請求項１に記載の充填方法。
  12. 　前記ウェハの前記微細空間の形成面上に前記微細空間を形成した際のマスクが残存した状態で、前記充填工程および前記焼成工程が行われ、
    　前記焼成工程後に、前記マスクを剥離する剥離工程をさらに備える、請求項１に記載の充填方法。
  13. 　内部を減圧することが可能な処理室と、
    　減圧された前記処理室内において、微細空間が設けられたウェハの表面に充填材料を接触させる充填材料配置部と、
    　前記ウェハの全体にわたって前記充填材料を焼成する焼成部とを備え、
    　前記処理室では、接触させた前記充填材料の前記ウェハと反対側の全面を加圧することにより、前記ウェハの前記微細空間に前記充填材料が差圧充填されるように構成されている、充填装置。
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