WO2017065236A1 - 充填方法および充填装置 - Google Patents

Abstract

この充填方法は、ウェハ（１）上側から供給された熱硬化性樹脂（３）を、処理室（２１）内に露出している表面からガスにより加圧する加圧工程と、熱硬化性樹脂（３）を加圧するガスを冷却する冷却工程と、ウェハ（１）のうち熱硬化性樹脂（３）が供給された面とは反対側の裏面（１ｂ）を加熱する加熱工程とを備える。

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熱硬化性樹脂を充填する充填方法および充填装置に関する。また、さらに好適には、この発明は、熱硬化性樹脂を用いた絶縁層形成方法および絶縁層形成装置に関する。

　従来、ウェハの微細空間に熱硬化性樹脂を充填する充填方法が知られている。このようなウェハの微細空間に熱硬化性樹脂を充填する充填方法は、たとえば、特許第５３３０３２３号公報に開示されている。

　特許第５３３０３２３号公報には、ウェハに設けられたビア（微細空間）に流動性絶縁物（熱硬化性樹脂）を充填する充填方法が開示されている。この充填方法では、ビア内に熱硬化性樹脂を流し込んだ後、大気圧を超える強制外力を印加した状態で、流動性絶縁物を硬化させる。強制外力には、プレス圧、射出圧、転圧または遠心力の少なくとも１種が選択される。

特許第５３３０３２３号公報

　熱硬化性樹脂は、樹脂材料と溶剤とを含んだ混合物となっており、熱硬化性樹脂を硬化させる際には、熱硬化性樹脂を加熱することにより、溶剤の蒸発（蒸散）と、樹脂の架橋反応とを生じさせる。そのため、溶剤の蒸散に伴う体積減少に応じて基板表面側から微細空間内に熱硬化性樹脂を補充しながら、微細空間内のボイド（気泡）または空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上することが求められている。この点に関して、特許第５３３０３２３号公報の充填方法では、大気圧を超える強制外力を印加した状態で熱硬化性樹脂を硬化させることが開示されているものの、微細空間内の充填不良を十分に抑制できず、歩留まりを向上させることが困難であるという問題点がある。

　また、大気圧を超える強制外力の印加方法によっても不都合が生じる。たとえば加圧板を用いたプレス圧によって強制外力を印加する場合、基板表面に供給した樹脂に加圧板を接触させる必要がある。そのため、第１に、加圧板の表面に樹脂が付着するため生産性が低下する、第２に、基板表面側が加圧板により塞がれるため蒸散した溶剤を逃がす空間を確保するのが困難になる、第３に、加圧板への樹脂の付着の影響も加わり、基板表面に供給された樹脂を均一に加圧することが困難になる。これらによっても、微細空間内の充填不良の抑制および歩留まりを向上が困難になる。

　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、この発明の目的は、微細空間内のボイド（気泡）または空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上させ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、基板に設けられた微細空間に熱硬化性樹脂を充填する充填方法であって、基板上側から供給された熱硬化性樹脂を、処理室内に露出している表面からガスにより加圧する加圧工程と、熱硬化性樹脂を加圧するガスを冷却する冷却工程と、基板のうち熱硬化性樹脂が供給された面の裏面を加熱する加熱工程とを備え、冷却工程と、加熱工程とは、加圧工程の実施中に時間的に重複して実施される。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、熱硬化性樹脂を加圧するガスを冷却する冷却工程と、基板のうち熱硬化性樹脂が供給された面の裏面を加熱する加熱工程とを設け、冷却工程と、加熱工程とを、加圧工程の実施中に時間的に重複して実施する。これにより、加圧環境下で、熱硬化性樹脂が露出する表面側を冷却された相対的に低温のガスにより加圧し、微細空間内の底部側（裏面側）を相対的に高温にして底部側から溶剤の蒸散や樹脂の硬化（架橋）を行うことができる。これにより、熱硬化性樹脂が露出する表面側よりも底部側から順に積極的に溶剤を蒸散させて行くことができる。この結果、溶剤の蒸散に伴う底部側の熱硬化性樹脂の体積減少分を、溶剤蒸散が抑制された流動性の高い表面側から効率的に補充できるので、ボイド等の発生を抑制できる。また、低温のガスによる表面側の加圧により、熱硬化性樹脂の表面側が硬化（架橋）されるのを抑制しつつ、底部側の加熱により、底部側から順に熱硬化性樹脂を硬化させて行くことができる。その結果、微細空間内にボイド等が存在しても、圧力によってボイドの大きさを減少させることができるとともに、熱硬化性樹脂が未硬化の表面側にボイドを押し出す作用も期待できる。これらの結果、本発明によれば、微細空間内のボイドまたは空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができる。

　上記発明による充填方法において、好ましくは、冷却工程において、ガスは、加熱工程の加熱温度よりも低い所定温度に維持するか、または、加熱工程の加熱温度に対して所定の温度差を有するように、冷却される。このように構成すれば、充填される熱硬化性樹脂材料に応じた適切な温度にガスの温度を制御することができる。たとえば、ガスの温度を蒸発温度よりも低い所定温度に維持することで、熱硬化性樹脂の表面側での溶剤の蒸散を抑制しつつ、底部側では溶剤の蒸散および樹脂の硬化を進行させることができる。また、たとえば、底部側の加熱温度よりも所定の温度差分だけ低くなるようにガスの温度を制御すれば、底部側の熱硬化性樹脂の反応（溶剤蒸散や硬化）に対して、温度差分に相当する時間差だけ遅れるように、表面側の熱硬化性樹脂の反応を進行させることができる。このような温度制御を材料に応じて行うことにより、より効果的に充填不良を抑制することができるようになる。

　また、上記発明による充填方法において、好ましくは、加熱工程は、基板の裏面を第１温度に加熱して熱硬化性樹脂に含まれる溶剤を蒸発させる第１加熱段階と、基板の裏面を第１温度よりも高い第２温度に加熱して熱硬化性樹脂を架橋させる第２加熱段階とを含み、冷却工程は、少なくとも第１加熱段階と時間的に重複して実施される。このように構成すれば、溶剤を蒸発させる第１加熱段階に際して、熱硬化性樹脂の表面側の冷却を行うことができる。その結果、確実に、底部側からの溶剤の蒸散と、流動性の高い表面側からの樹脂の補充とを行うことができるので、充填不良の発生を効果的に抑制できる。

　また、上記発明による充填方法において、好ましくは、加圧工程に先だって、熱硬化性樹脂が基板上で所定厚みの膜状となるように、基板上および微細空間内に熱硬化性樹脂を供給する供給工程をさらに備え、加圧工程では、膜状の熱硬化性樹脂の前記処理室内に露出する全表面が加圧される。このように構成すれば、膜状の熱硬化性樹脂の全表面を加圧することにより、膜状部分から微細空間内へと、熱硬化性樹脂の蒸散および硬化収縮による体積減少分が補充されるので、ボイドや空隙の発生を低減しつつ、微細空間内での熱硬化性樹脂の体積減少分を効率よく補充することができる。

　この場合、好ましくは、供給工程は、減圧環境で熱硬化性樹脂を基板上に供給した後、減圧環境の圧力よりも高い圧力で微細空間に熱硬化性樹脂を充填する差圧充填を行う。このように構成すれば、差圧充填によってボイドまたは空隙の発生を抑制しながら、微細空間内に効果的に熱硬化性樹脂を充填させることができる。そのため、予めボイドまたは空隙が抑制された状態で、加圧工程、冷却工程および加熱工程を行うことができるので、より効果的に充填不良を抑制することができるようになる。

　この発明による充填装置は、微細空間が設けられた基板を収容可能な処理室と、処理室内にガスを供給して、基板上側から供給された熱硬化性樹脂を、処理室内に露出している表面からガスにより加圧する加圧部と、熱硬化性樹脂を加圧するガスを冷却する冷却部と、基板のうち熱硬化性樹脂が供給された面の裏面を加熱する加熱部と、ガスの冷却と、基板の加熱とを、加圧部による加圧中に時間的に重複して実施するように、冷却部と加熱部とを制御する制御部とを備える。

　この発明による充填装置では、上記のように、熱硬化性樹脂を加圧するガスを冷却する冷却部と、基板のうち熱硬化性樹脂が供給された面の裏面を加熱する加熱部と、ガスの冷却と、基板の加熱とを、加圧部による加圧中に時間的に重複して実施するように、冷却部と加熱部とを制御する制御部とを設ける。これにより、加圧環境下で、熱硬化性樹脂が露出する表面側を冷却された相対的に低温のガスにより加圧し、微細空間内の底部側（裏面側）を相対的に高温にして底部側から溶剤の蒸散や樹脂の硬化（架橋）を行うことができる。これにより、熱硬化性樹脂が露出する表面側よりも底部側から順に積極的に溶剤を蒸散させて行くことが可能な充填装置が得られる。この結果、底部側の熱硬化性樹脂の体積減少分を、溶剤蒸散が抑制された流動性の高い表面側から効率的に補充できるので、ボイド等の発生を抑制できる。また、低温のガスによる表面側の加圧により、熱硬化性樹脂の表面側が硬化（架橋）されるのを抑制しつつ、底部側の加熱により、底部側から順に硬化させて行くことが可能な充填装置が得られる。その結果、微細空間内にボイド等が存在しても、加圧状態で底部側から順に熱硬化性樹脂を硬化させることができるので、圧力によってボイドの大きさを減少させることができ、熱硬化性樹脂が未硬化の表面側にボイドを押し出す作用も期待できる。これらの結果、本発明によれば、微細空間内のボイドまたは空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができる。

　上記発明による充填装置において、好ましくは、処理室は、基板の載置台と、載置台上に載置された基板を覆うカバー部とを含み、冷却部は、カバー部を冷却することにより、ガスを冷却するように構成されている。このように構成すれば、たとえば加圧状態のガスを処理室と冷却器との間で循環させて冷却する構成と比較して、カバー部を冷却するだけでガスを冷却することができるので、装置構成の簡素化および装置の小型化を図ることができる。

　この場合、好ましくは、冷却部は、カバー部に設けられた冷媒配管と、冷媒配管に冷媒を供給する冷媒供給部とを含む。このように構成すれば、冷却する熱量が大きい場合でも、冷媒流量や冷媒温度の制御により、容易にカバー部（ガス）の冷却を行うことができる。

　冷却部が冷媒配管と冷媒供給部とを含む構成において、好ましくは、制御部は、冷媒の温度を計測する温度計測装置の出力に基づいて、冷却部を制御する。このように構成すれば、カバー部（ガス）との熱交換を行う冷媒の温度あるいは温度変化からガスの温度を把握することができるので、ガス温度のフィードバック制御を行うことができる。その結果、ガスの温度の精密な制御が可能となるので、より効果的に、熱硬化性樹脂の充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができるようになる。

　また、上記発明による充填装置において、好ましくは、処理室と冷却部との間でガスを循環させるガス流路をさらに備え、加圧部は、ガス流路内のガスを加圧状態で循環させるように構成され、冷却部は、ガス流路を通って循環するガスを冷却するように構成されている。このように構成すれば、熱硬化性樹脂を加圧するガスをガス流路内で循環させ、循環するガスを冷却部により直接冷却することができる。これにより、ガスの温度を直接的に制御することができるので、ガスの温度制御の応答性を向上させることができる。

　この場合、好ましくは、制御部は、ガス流路におけるガスの処理室からの出口温度または冷却部の入口温度を計測する温度計測装置の出力に基づいて、冷却部を制御する。このように構成すれば、冷却部に流入する際のガスの温度に基づいて、ガス温度のフィードバック制御を行うことができる。その結果、ガスの温度の精密な制御が可能となるので、より効果的に、熱硬化性樹脂の充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができるようになる。

　また、上記発明による充填装置において、好ましくは、制御部は、載置台に載置される基板に対向するように配置された温度計測装置の出力に基づいて、冷却部を制御する。このように構成すれば、基板を加圧するガスの温度あるいは基板表面の樹脂の温度を基板の表面付近において計測し、計測した温度に基づくフィードバック制御を行うことができる。これにより、熱硬化性樹脂の近傍でのガス温度をより精密に制御できるので、より一層効果的に、熱硬化性樹脂の充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができるようになる。

　また、上記温度計測装置の出力に基づいて冷却部を制御する構成において、好ましくは、温度計測装置を複数備え、制御部は、複数の温度計測装置の出力に応じて冷却部を制御する。このように構成すれば、複数箇所の温度計測装置の出力から温度変化や温度勾配を把握することができるので、ガス温度をより正確に把握することができる。その結果、ガス温度をより一層精密に制御できるようになる。

　また、上記発明による充填装置において、好ましくは、処理室は、基板の載置台と、載置台上に載置された基板を覆うカバー部とを含み、加熱部は、載置台を加熱することにより、基板の裏面を加熱するように構成されている。このように構成すれば、載置台を介して基板の裏面を加熱することができるので、基板の裏面だけを加熱する構成を容易に得ることができる。

　この場合において、好ましくは、加熱部は、載置台に内蔵されたヒータを含む。このように構成すれば、加熱部（ヒータ）を載置台の外部に設ける構成と比較して、装置を小型化することができるとともに、ヒータの熱を効率的に基板（熱硬化性樹脂）に伝達させることができる。

　本発明によれば、上記のように、微細空間内のボイド（気泡）または空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができる。

本発明の第１～第６実施形態による充填装置を示した模式図である。 （Ａ）充填前（搬入時）のウェハを示した平面図、（Ｂ）（Ａ）の９００－９００線に沿ったウェハの断面図である。 本発明の第１実施形態による充填装置の供給部を示した模式図である。 本発明の第１実施形態による充填装置の焼成部を示した模式図である。 本発明の第１実施形態による充填方法の加熱工程および冷却工程における温度制御を示した図である。 本発明の第１実施形態による充填方法の第１部分を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による充填方法の第２部分を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による充填装置の加圧部および冷却部を示した模式図である。 本発明の第３実施形態による充填装置の加熱部を示した模式図である。 本発明の第４実施形態による充填装置の加熱部を示した模式図である。 本発明の第４実施形態による充填装置の載置台の変形例を示した模式図である。 （Ａ）本発明の第５実施形態による充填装置の供給部を示した模式図、（Ｂ）（Ａ）の９１０－９１０線に沿った模式的な水平断面図である、（Ｃ）（Ａ）の９２０－９２０線に沿った模式的な縦断面図である。 本発明の第６実施形態による充填装置の供給部を示した模式図である。

　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４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、熱硬化性樹脂３（図６参照）を充填して焼成する装置である。ウェハ１は、特許請求の範囲の「基板」の一例である。ウェハ１に代えて、ガラス基板１０１が用いられてもよい。

　充填装置１００は、図１に示すように、供給部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、供給部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に焼成された硬化済み樹脂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、平面的に見てたとえば約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、開口２ａ、内側面２ｂおよび底部２ｃを有する環状溝であり、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。充填装置１００には、マスク４が除去された状態のウェハ１が搬入されてもよい。この場合、充填装置１００ではマスク４を剥離する工程が不要となるので、剥離部３０を設けなくともよい。

〈供給部の構造〉
　供給部１０は、いわゆる真空スピンコータである。つまり、供給部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および材料滴下部１４とを含んでいる。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（鉛直方向）と直交する水平方向に回転させることが可能である。材料滴下部１４は、滴下ノズル１４ａと、熱硬化性樹脂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の中心部分に熱硬化性樹脂３を滴下する機能を有する。

　なお、熱硬化性樹脂３は、たとえば絶縁性材料として、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樹脂（結合剤）が用いられる。熱硬化性樹脂３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。

〈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、加圧部２２と、冷却部２３と、加熱部２４と、制御部２５とを含む。

　処理室２１は、微細空間２が設けられたウェハ１を収容可能に構成されている。処理室２１は、ウェハ１の載置台２６と、載置台２６上に載置されたウェハ１を覆うカバー部２７とにより形成される内部空間である。載置台２６およびカバー部２７は、外観が円柱形状を有し、少なくとも一方が移動可能に構成され、処理室２１を開閉可能に構成されている。処理室２１は、閉状態で内部が密閉されるように構成されている。密閉状態は、載置台２６とカバー部２７との間を封止することにより構成してもよいし、図４に示すように、載置台２６上のウェハ１とカバー部２７との間を封止することにより構成してもよい。図４の例では、カバー部２７には、Ｏリング２７ａなどのシール部材が設けられ、処理室２１内を気密状態に維持するように構成されている。載置台２６およびカバー部２７は、たとえばステンレス（ＳＵＳ）などの金属製である。カバー部２７は、後述するガスを冷却するために熱伝導性の高い金属（アルミまたはアルミ合金など）により形成されてもよい。

　加圧部２２は、処理室２１内にガスを供給して、ウェハ１上側から供給された熱硬化性樹脂３を、処理室２１内に露出している表面からガスにより加圧するように構成されている。加圧部２２は、たとえば加圧器（ポンプ）により構成され、図示しないガス貯留器に接続されている。加圧部２２は、カバー部２７に形成されたガス配管２７ｂを介して、処理室２１の内部空間と接続されている。加圧部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。加圧部２２は、処理室２１の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。これにより、供給部１０によりウェハ１上に供給された熱硬化性樹脂３のうち、ウェハ１から処理室２１内に露出する全表面を、ガスにより加圧することが可能である。

　冷却部２３は、熱硬化性樹脂３を加圧するガスを冷却するように構成されている。第１実施形態では、冷却部２３は、カバー部２７を冷却することにより、ガスを冷却するように構成されている。具体的には、冷却部２３は、カバー部２７に設けられた冷媒配管２７ｃと、冷媒配管２７ｃに冷媒を供給する冷媒供給部２３ａとを含む。冷媒配管２７ｃは、処理室２１の内部空間に沿うようにカバー部２７内に設けられている。冷媒供給部２３ａは、冷媒配管２７ｃの入口に接続されており、冷媒を送出するポンプにより構成されている。冷媒としては、たとえば水やオイルなどの液冷媒を用いることができる。冷却部２３は、冷媒配管２７ｃに冷媒を通過させることでカバー部２７を冷却し、カバー部２７が、処理室２１の内部空間に供給されたガスを冷却する。冷却部２３は、図４のように冷却器２３ｂにより冷媒を冷却しながら循環させる構成であってもよいし、冷媒を循環させずに冷媒配管２７ｃの出口から冷媒を排出する構成であってもよい。

　加熱部２４は、ウェハ１のうち熱硬化性樹脂３が供給された面（形成面１ａ）の裏面１ｂ（下面）を加熱するように構成されている。加熱部２４は、ウェハ１のうち少なくとも微細空間２の形成領域をカバーする範囲で、ウェハ１の裏面１ｂを加熱可能である。第１実施形態では、加熱部２４は、載置台２６を加熱することにより、ウェハ１の裏面１ｂを加熱するように構成されている。具体的には、加熱部２４は、載置台２６に内蔵されたヒータ２４ａを含む。ヒータ２４ａとしては、たとえば平面状のフィルムヒータや、管状のシーズヒータを用いることができる。ヒータ２４ａ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。ヒータ２４ａの処理室２１（ウェハ１）とは反対側には、断熱材２４ｂ（二点鎖線）を設けてもよい。この場合、ヒータ２４ａによる加熱を、より効率的に行うことが可能である。

　制御部２５は、焼成部２０の各部の動作を制御する機能を有する。すなわち、制御部２５は、処理室２１の開閉、加圧部２２によるガスの供給のオンオフおよび圧力制御、冷却部２３による冷却のオンオフおよび冷却温度制御、および、加熱部２４（ヒータ２４ａ）による加熱のオンオフおよび加熱温度制御などを行う。第１実施形態では、制御部２５は、ガスの冷却と、ウェハ１の加熱とを、加圧部２２による加圧中に時間的に重複して実施するように、冷却部２３と加熱部２４とを制御するように構成されている。制御部２５は、充填装置１００の全体の制御を行う制御部であってもよいし、焼成部２０を制御するための専用の制御部であってもよい。

　なお、冷却部２３は、冷媒の温度を計測する温度センサ２３ｃを有する。制御部２５は、温度センサ２３ｃの出力に基づいて、冷却部２３を制御するように構成されている。温度センサ２３ｃは、特許請求の範囲の「温度計測装置」の一例である。図４の構成例では、温度センサ２３ｃが冷媒配管２７ｃの出口部に配置されており、制御部２５は、冷媒配管２７ｃの出口温度に基づいて冷却部２３を制御する。出口部以外の、たとえば冷媒配管２７ｃの入口部などの複数箇所に、複数の温度センサ２３ｃを設けてもよい。その場合、制御部２５は、それぞれの温度センサ２３ｃの出力に応じて冷却部２３を制御する。

　また、加熱部２４は、発熱温度を計測する温度センサ２４ｃを有している。制御部２５は、これらの温度センサ２３ｃおよび２４ｃの計測結果に基づき、ガスの温度（冷媒の出口温度）およびウェハ１の裏面１ｂの加熱温度（ヒータ２４ａの温度）をそれぞれ所望の目標温度に近づけるフィードバック制御を行う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〉
　図１に戻って、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。エッチング処理時に設けられたマスク４が前工程において除去されている場合（マスク除去済みのウェハ１が充填装置１００に搬入される場合）には、剥離部３０を設けなくともよい。

　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（図２（Ｂ）参照）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。

〈供給部でのプロセスの説明〉
　まず、図６に示すように、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、供給部１０の処理室１１内に搬送される。供給部１０は、焼成部２０による処理工程に先だって、熱硬化性樹脂３がウェハ１上で所定厚みの膜状となるように、ウェハ１上および微細空間２内に熱硬化性樹脂３を供給する供給工程を行う。第１実施形態では、供給工程は、減圧環境で熱硬化性樹脂３をウェハ１上に供給した後、減圧環境の圧力よりも高い圧力で微細空間２に熱硬化性樹脂３を充填する差圧充填を行う工程である。供給工程は、減圧工程、接触工程および充填工程を含む。

　供給部１０において、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１００ｋＰａ以下の減圧環境であればよい。約１００Ｐａ以上約１００ｋＰａ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相当する減圧環境である。

　そして、ウェハ１を回転させながら、熱硬化性樹脂３をマスク４上に接触させる。まず、ウェハ支持部１３によりウェハ１を約５００ｒｐｍ以下で低速回転させながら、材料滴下部１４により、ウェハ１の形成面１ａ側（Ｚ１側）から熱硬化性樹脂３をマスク４上に滴下する。低速回転に伴って熱硬化性樹脂３がウェハ１上で円形状に拡げられる。そして、ウェハ１の低速回転を一時停止した後、次にウェハ１を約５００ｒｐｍ以上約４５００ｒｐｍ以下で高速回転させる。高速回転により、熱硬化性樹脂３がウェハ１上で、回転速度に応じた所定の膜厚で均一な膜状に塗布される。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）に熱硬化性樹脂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上に塗布された熱硬化性樹脂３の厚み（熱硬化性樹脂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。マスク４が除去済みの場合、厚みｔ２は微細空間２の深さに応じて設定すればよく、たとえば、微細空間２の深さＬ１の約５０％以上約２倍以下が好ましい。

　第１実施形態では、ウェハ１の表面に熱硬化性樹脂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、熱硬化性樹脂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６参照）が働く。これにより、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、熱硬化性樹脂３が充填される（充填工程）。なお、ウェハ１上のマスク４の貫通孔４ａ内にも熱硬化性樹脂３は充填される。供給部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に移送される。図４に示すように、焼成部２０は、概略で、ウェハ１上に供給された熱硬化性樹脂３の処理室２１内に露出する全表面をガスにより加圧する加圧工程と、熱硬化性樹脂３を加圧するガスを冷却する冷却工程と、ウェハ１の裏面１ｂを加熱する加熱工程とを行う。これらの工程に先立って、まず、ウェハ１は、焼成部２０の処理室２１内で載置台２６上に載置される。そして、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。

　加圧工程では、加圧部２２が、処理室２１内にガスを導入し、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、加圧工程では、膜状の熱硬化性樹脂３の処理室２１内に露出する全表面が加圧される。

　冷却工程では、冷却部２３が、処理室２１内で熱硬化性樹脂３を加圧するガスを冷却する。つまり、冷却部２３の冷媒供給部２３ａから冷媒配管２７ｃに冷媒を供給してカバー部２７を冷却し、カバー部２７を介してガスを冷却する。冷却工程において、ガスは、加熱工程の加熱温度よりも低い所定温度に維持するか、または、加熱工程の加熱温度に対して所定の温度差を有するように、冷却される。

　加熱工程では、加熱部２４が、熱硬化性樹脂３をウェハ１の裏面１ｂ側（微細空間２の底部２ｃ側）から加熱する。加熱工程では、加熱部２４は、ヒータ２４ａの温度を常温から処理温度まで段階的に上昇させるとともに、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の全体にわたって熱硬化性樹脂３を焼成する。加熱工程は、図５に示すように、第１加熱段階として、ウェハ１の裏面１ｂを第１温度Ｔｂ１、Ｔｂ２に加熱して熱硬化性樹脂３に含まれる溶剤を蒸発させる１次ベークおよび２次ベークの各段階を含む。また、加熱工程は、第２加熱段階として、ウェハ１の裏面１ｂを第１温度（Ｔｂ１、Ｔｂ２）よりも高い第２温度（Ｔｃ）に加熱して熱硬化性樹脂３を架橋させるキュアの段階を含む。

　第１実施形態において、冷却工程と、加熱工程とは、加圧工程の実施中に時間的に重複して実施される。冷却工程と、加熱工程とは、実施期間が完全に一致していてもよいし、実施期間が一部重複するだけで時間的に前後する部分があってもよい。冷却工程は、少なくとも第１加熱段階（１次ベークおよび２次ベークの一方または両方）と時間的に重複して実施されることが好ましい。ただし、冷却工程が第２加熱段階とのみ重複することを除外するものではない。また、冷却工程が第１加熱段階および第２加熱段階の両方と重複してもよい。

　また、冷却工程および加熱工程の各実施期間は、加圧工程の実施期間と重複していない部分を有していてもよい。たとえば、冷却工程および加熱工程の開始後に、加圧工程を後から開始してもよい。通常、ガスの冷却やヒータ２４ａの加熱で各温度を目標温度（処理温度）に到達させるのに要する時間は、処理室２１内のガス圧力を目標圧力に昇圧するのに要する時間よりも長い。そのため、加圧工程を後から開始しても、冷却工程および加熱工程がそれぞれ目標温度（処理温度）に達すまでにガス圧力を目標圧力することが可能である。そのため、加圧工程、冷却工程および加熱工程の開始タイミングおよび終了タイミングは、互いに前後してもよいし、同時であってもよい。

〈温度制御例〉
　ここで、具体的な温度制御の例を、図５を用いて説明する。図５では、加圧工程が図５の全期間にわたって行われる例を示している。冷却工程の例として、冷却工程Ａと冷却工程Ｂの２パターンを説明する。なお、図５におけるガス温度は、冷媒の出口温度に基づいて求められる。

〈加熱工程〉
　まず、ヒータ温度（実線参照）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、ウェハ１の裏面１ｂを約１００℃で約５分維持する（１次ベーク）。これらの１次ベークでは、主に、熱硬化性樹脂３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、ウェハ１の裏面１ｂ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、ウェハ１の裏面１ｂを約１８０℃で約５分維持する（２次ベーク）。これらの２次ベークでは、熱硬化性樹脂３の樹脂材料が均一に分散した状態で、溶剤が完全に除去される。この例では、１次ベークの第１温度Ｔｂ１が約１００℃で、２次ベークの第１温度Ｔｂ２が約１８０℃になる。

　その後、ウェハ１の裏面１ｂ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、ウェハ１の裏面１ｂ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。この例では、キュアの第２温度Ｔｃが約２５０℃である。このキュアでは、架橋反応により熱硬化性樹脂３が硬化することによって、熱硬化性樹脂３は焼成された硬化済み樹脂３ｂ（図６（Ｃ）参照）となる。

〈冷却工程Ａ〉
　冷却工程Ａ（二点鎖線参照）では、１次ベークにおいて、ヒータ温度の昇温速度よりもガス温度の昇温速度（傾き）が緩やかとなるように、常温から約１００℃まで昇温させ、その後、１００℃で維持する（冷却を一時停止する）。ガス温度は、ヒータ温度よりも遅れて、１００℃に達する。次に、２次ベークにおいて、ガス温度が所定温度（目標温度Ｔｔ）に維持されるように、冷却制御が行われる。そのため、ガス温度は、温度Ｔｔに達した後、略一定に維持される。冷却工程Ａでは、キュアにおけるヒータ温度の昇温（約２５０℃までの７分間）の間も、ガス温度が所定温度（目標温度Ｔｔ）に維持される。ヒータ温度が処理温度（約２５０℃）に達した後は、冷却を停止する。そのため、冷却停止後は、ガス温度が処理温度まで自然に上昇して行く。このように、冷却工程Ａは、加熱工程の加熱温度よりも低い所定温度Ｔｔにガスの温度を維持するような冷却制御が行われる例である。

〈冷却工程Ｂ〉
　冷却工程Ｂ（破鎖線参照）では、１次ベークのガス温度制御は冷却工程Ａと同様である。次に、２次ベーク以降、ガス温度がヒータ温度に対して所定の温度差Ｅｔを有するように制御される。従って、ヒータ温度の１８０℃への昇温中および１８０℃に到達後にも、ガス温度は（ヒータ温度－Ｅｔ）℃に制御される。キュアにおいても、同様に、ガス温度は（ヒータ温度－Ｅｔ）℃に制御される。冷却工程Ｂでも、ヒータ温度が処理温度（約２５０℃）に達した後は、冷却を停止する。そのため、冷却停止後は、ガス温度が処理温度まで自然に上昇する。

　これらの加圧工程、加熱工程および冷却工程によって、図６（Ａ）のように、載置台２６への載置時には微細空間２内にボイドまたは空隙からなる非充填空間２ｄが僅かに残留していたとしても、図６（Ｂ）の第１（第２）ベークの段階では、底部側からの加熱と、上面側の全面の加圧とによって、非充填空間２ｄが小さく圧縮される。また、非充填空間２ｄの位置や形状等によっては、蒸散する溶剤とともに外部に押し出される。さらに、溶剤の蒸散は底部側から進み、上面側の熱硬化性樹脂３はガスによって冷やされ流動性が高いままとなっているため、底部側の体積減少に応じて上面側からスムーズに樹脂が補充される。これらの結果、非充填空間２ｄや溶剤の残留が抑制され、図６（Ｃ）に示すように、キュアの段階の後では、充填不良を抑制した状態で熱硬化性樹脂３が硬化済み樹脂３ｂとなって微細空間２内に形成される。

　なお、第１実施形態では、微細空間２だけでなく、ウェハ１上のマスク４の貫通孔４ａ内にも熱硬化性樹脂３が充填されている。これにより、溶剤の蒸散による微細空間２内の熱硬化性樹脂３の体積減少分を、マスク４の上面４ｂ上の膜状の熱硬化性樹脂３だけでなく、マスク４の貫通孔４ａに充填された熱硬化性樹脂３から補充できる。ここで、マスク４の貫通孔４ａの厚み方向の長さｔ１と熱硬化性樹脂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、十分な量の熱硬化性樹脂３を微細空間２に補充可能である。マスク４が除去済みの場合には、ウェハ１上の熱硬化性樹脂３の厚み（膜厚）ｔ２を制御することによって、十分な量の熱硬化性樹脂３を微細空間２に補充可能である。

　なお、加熱工程における温度および処理時間（焼成条件）は、熱硬化性樹脂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。たとえば、加熱工程における処理温度（第２温度Ｔｃ）は、熱硬化性樹脂３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、処理時間も同様に調整してもよい。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、１次ベークおよび２次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（第１温度Ｔｂ１およびＴｂ２を連続的に変化させてもよい）。冷却工程におけるガス温度および冷却時間も、熱硬化性樹脂３の性質などに基づいて適宜設定するのが好ましい。

　また、第１加熱段階において、溶剤が完全に除去されていなくてもよいが、第２加熱段階で溶剤が残っていると、ボイドが発生しやすい。そのため、ボイドの発生を抑制するために、第１加熱段階において溶剤を蒸発させるにあたり、第２加熱段階に達するまでに熱硬化性樹脂３に含まれる溶剤は完全に蒸発させることが好ましい。溶剤を確実に蒸発させるには、第１加熱段階から第２加熱段階に至る前段階（架橋が開始する温度未満）において所定時間保持する。その結果、熱硬化性樹脂３の溶剤を完全に蒸発させることができる。すなわち、熱硬化性樹脂３の溶剤が蒸散するまでの所定時間の間、２次ベークを継続する。所定時間は、たとえば、１次ベークの継続時間よりも長くしてよい。２次ベークを継続する所定時間は、充填する熱硬化性樹脂３の種類や微細空間２の体積（熱硬化性樹脂３の充填量）等を考慮して、計算により、または実験的に求めて設定することができる。蒸発のばらつきを抑制するため、ガス温度を２次ベークの第１温度Ｔｂ２の一定に維持した状態で、所定時間保持してもよい。

　たとえば、熱硬化性樹脂３がフッ素樹脂であれば、１次ベークの第１温度Ｔｂ１が９０℃、キュアの第２温度Ｔｃが１９０℃の場合、１８０℃以上で熱硬化性樹脂３の架橋が始まる。したがって、２次ベークの第１温度Ｔｂ２を、１次ベーク終了後の９０℃から、架橋が始まる前の１７０℃の間の温度に設定し、所定時間の間十分に温度保持することによって蒸散処理（２次ベーク）を行う。これにより、溶剤を完全に蒸発させることができる。

　また、熱硬化性樹脂３の別の例として、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）樹脂を用いる場合を考える。ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）は、縮合反応で固化するため、厳密に縮合が何℃から始まるかは不明瞭ながら、温度が高いほど蒸散時間は短くなる。したがって、１次ベークの第１温度Ｔｂ１が１２０℃、キュアの第２温度Ｔｃが２３０℃の場合、２次ベークの第１温度Ｔｂ２を、１次ベークの第１温度Ｔｂ１からキュアの第２温度Ｔｃの間の温度、たとえば１７０℃前後に設定し、所定時間の間十分に温度保持することで、溶剤を完全に蒸発させることができる。

　なお、焼成部２０における加圧工程は、場合によっては大気圧または大気圧よりも低い圧力で加圧してもよい。すなわち、充填装置１００の内部が基本的に大気圧よりも低圧の減圧状態となるように構成されている場合などには、大気圧または大気圧よりも低い圧力でも加圧状態にすることができる。また、加圧工程による圧力値は、一定に維持する以外にも、時間経過とともに低下（または上昇）させたり、加圧停止期間を含むように断続的に加圧を行ったり、圧力を周期的に変動させたりしてもよい。

〈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７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上の焼成された硬化済み樹脂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硬化済み樹脂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実施形態の効果）
　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、熱硬化性樹脂３を加圧するガスを冷却する冷却工程と、ウェハ１の裏面１ｂを加熱する加熱工程とを設け、冷却工程と、加熱工程とを、加圧工程の実施中に時間的に重複して実施する。これにより、加圧環境下で、熱硬化性樹脂３が露出する表面（液面３ａ）側を冷却された相対的に低温のガスにより加圧し、微細空間２内の底部２ｃ側（裏面１ｂ側）を相対的に高温にして底部２ｃ側から溶剤の蒸散や樹脂の硬化（架橋）を行うことができる。これにより、熱硬化性樹脂３が露出する表面側よりも底部２ｃ側から順に積極的に溶剤を蒸散させて行くことができる。この結果、溶剤の蒸散に伴う底部２ｃ側の熱硬化性樹脂３の体積減少分を、溶剤の蒸散が抑制された流動性の高い液面３ａ側から効率的に補充できるので、非充填空間２ｄの発生を抑制できる。また、低温のガスによる表面（液面３ａ）側の加圧により、熱硬化性樹脂３の液面３ａ側が硬化（架橋）されるのを抑制しつつ、底部２ｃ側の加熱により、底部２ｃ側から順に硬化させて行くことができる。その結果、微細空間２内に非充填空間２ｄが存在しても、圧力によって非充填空間２ｄの大きさを減少させることができるとともに、熱硬化性樹脂３が未硬化の液面３ａ側にボイド（非充填空間２ｄ）を押し出す作用も期待できる。これらの結果、本実施形態の充填方法によれば、微細空間２内のボイドまたは空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができる。

　また、第１実施形態では、上記のように、熱硬化性樹脂３を加圧するガスを冷却する冷却部２３と、ウェハ１のうち熱硬化性樹脂３が供給された面の裏面１ｂを加熱する加熱部２４と、ガスの冷却と、ウェハ１の加熱とを、加圧部２２による加圧中に時間的に重複して実施するように、冷却部２３と加熱部２４とを制御する制御部２５とを設ける。これにより、加圧環境下で、熱硬化性樹脂３が露出する表面側を相対的に低温のガスにより加圧し、微細空間２内の底部２ｃ側（裏面１ｂ側）を相対的に高温にして底部２ｃ側から溶剤の蒸散や樹脂の硬化を行う充填方法を実施可能な充填装置１００を得ることができる。

　また、第１実施形態では、上記のように、冷却工程において、ガスを、加熱工程の加熱温度よりも低い所定温度（温度Ｔｔ）に維持するか、または、加熱工程の加熱温度に対して所定の温度差Ｅを有するように、冷却する。これにより、充填される熱硬化性樹脂３材料に応じた適切な温度にガスの温度を制御することができる。たとえば、ガスの温度を蒸発温度よりも低い所定温度に維持することで、熱硬化性樹脂３の液面３ａ側での溶剤の蒸散を抑制しつつ、底部２ｃ側では溶剤の蒸散および樹脂の硬化を進行させることができる。また、たとえば、底部２ｃ側の加熱温度よりも所定の温度差分だけ低くなるようにガスの温度を制御すれば、底部２ｃ側の熱硬化性樹脂３の反応（溶剤蒸散や硬化）に対して、温度差分に相当する時間差だけ遅れるように、液面３ａ側の熱硬化性樹脂３の反応を進行させることができる。このような温度制御を材料に応じて行うことにより、より効果的に充填不良を抑制することができるようになる。

　なお、冷却工程において、ガス温度を、加熱工程の加熱温度に対応させるように制御（所定温度Ｔｔに維持するか、または、温度差Ｅを維持するように制御）する構成に代えて、冷却工程においてガス温度を制御せずに冷却し続ける構成としてもよい。

　ただし、ガス温度を制御しない場合、たとえば冷却熱量を大きく設定しすぎると、ウェハ１の裏面１ｂの温度上昇に影響を与える場合がある。すなわち、図５の加熱工程におけるヒータ温度の傾きが過大な冷却によって緩やかになり、処理時間が全体として長くなる結果、処理効率が低下する。そのため、冷却工程において、ガス温度を、加熱工程の加熱温度に対応させるように制御（所定温度Ｔｔに維持するか、または、温度差Ｅを維持するように制御）する構成は、加熱工程での昇温時間の制御と、溶剤の蒸散および樹脂の硬化の制御とを最適化できるようになる点からも効果的である。

　また、第１実施形態では、上記のように、加熱工程に、ウェハ１の裏面１ｂを第１温度（Ｔｂ１、Ｔｂ２）に加熱して熱硬化性樹脂３に含まれる溶剤を蒸発させる第１加熱段階（１次ベークおよび２次ベーク）と、ウェハ１の裏面１ｂを第１温度（Ｔｂ１、Ｔｂ２）よりも高い第２温度Ｔｃに加熱して熱硬化性樹脂３を架橋させる第２加熱段階（キュア）とを設ける。そして、冷却工程を、少なくとも第１加熱段階（１次ベークおよび２次ベーク）と時間的に重複して実施する。これにより、溶剤を蒸発させる第１加熱段階に際して、熱硬化性樹脂３の液面３ａ側の冷却を行うことができる。その結果、確実に、底部２ｃ側からの溶剤の蒸散と、流動性の高い液面３ａ側からの樹脂の補充とができるので、充填不良の発生を効果的に抑制できる。

　また、第１実施形態では、上記のように、加圧工程に先だって、熱硬化性樹脂３がウェハ１上で所定厚みｔ２の膜状となるように、ウェハ１上および微細空間２内に熱硬化性樹脂３を供給する供給工程を設ける。そして、加圧工程では、膜状の熱硬化性樹脂３の処理室２１内に露出する全表面（液面３ａの全面）を加圧する。これにより、膜状の熱硬化性樹脂３の全表面を加圧することにより、膜状部分から微細空間２内へと、熱硬化性樹脂３の蒸散および硬化収縮による体積減少分が補充されるので、ボイドや空隙の発生を低減しつつ、微細空間２内での熱硬化性樹脂３の体積減少分を効率よく補充することができる。

　また、第１実施形態では、上記のように、熱硬化性樹脂３を供給する供給工程を、減圧環境で熱硬化性樹脂３をウェハ１上に供給した後、減圧環境の圧力よりも高い圧力で微細空間２に熱硬化性樹脂３を充填する差圧充填により実施する。これにより、ボイドまたは空隙の発生を抑制しながら、微細空間２内に効果的に熱硬化性樹脂３を充填させることができる。そのため、予めボイドまたは空隙が抑制された状態で、加圧工程、冷却工程および加熱工程を行うことができるので、より効果的に充填不良を抑制することができるようになる。

　また、第１実施形態では、上記のように、処理室２１を構成するカバー部２７を冷却することにより、ガスを冷却するように、冷却部２３を構成する。これにより、たとえば加圧状態のガスを処理室２１と冷却器との間で循環させて冷却する構成と比較して、カバー部２７を冷却するだけでガスを冷却することができるので、装置構成の簡素化および充填装置１００の小型化を図ることができる。

　また、第１実施形態では、上記のように、カバー部２７に設けられた冷媒配管２７ｃと、冷媒配管２７ｃに冷媒を供給する冷媒供給部２３ａとを含む冷却部２３を設ける。これにより、冷却する熱量が大きい場合でも、冷媒流量や冷媒温度の制御により、容易にカバー部２７（ガス）の冷却を行うことができる。

　また、第１実施形態では、上記のように、冷媒の温度を計測する温度センサ２３ｃの出力に基づいて冷却部２３を制御するように、制御部２５を構成する。これにより、カバー部２７（ガス）との熱交換を行う冷媒の温度あるいは温度変化からガスの温度を把握することができるので、ガス温度のフィードバック制御を行うことができる。その結果、ガスの温度の精密な制御が可能となるので、より効果的に、熱硬化性樹脂３の充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができるようになる。

　また、第１実施形態では、上記のように、加熱部２４を、載置台２６を加熱することにより、ウェハ１の裏面１ｂを加熱するように構成する。これにより、載置台２６を介してウェハ１の裏面１ｂを加熱することができるので、ウェハ１の裏面１ｂだけを加熱する構成を容易に得ることができる。

　また、第１実施形態では、上記のように、載置台２６に内蔵されたヒータ２４ａを含む加熱部２４を設ける。これにより、加熱部２４（ヒータ２４ａ）を載置台２６の外部に設ける構成と比較して、装置を小型化することができるとともに、ヒータ２４ａの熱を効率的にウェハ１（熱硬化性樹脂３）に伝達させることができる。

［第２実施形態］
　次に、図１および図８を参照して、第２実施形態による充填装置２００（図１参照）について説明する。この充填装置２００では、カバー部２７を冷却する冷却部２３を設けた上記第１実施形態とは異なり、ガスを冷却する冷却部１２０を設けた例について説明する。なお、冷却部１２０以外の構成は上記第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付すとともに説明を省略する。

　第２実施形態による充填装置２００では、図８に示すように、冷却部１２０は、処理室２１に供給されるガス自体を冷却するように構成されている。具体的には、冷却部１２０は、加圧部２２とともに、処理室２１と連通した閉ループ（循環経路）のガス流路１１０上に設置されている。ガス流路１１０は、処理室２１と冷却部１２０との間でガスを循環させるように構成されている。具体的には、ガス流路１１０は、カバー部２７に設けられた循環用の一対のガス配管１１１および１１２を含み、ガスを、加圧部２２からガス配管１１１、処理室２１、ガス配管１１２および冷却部１２０を経て、加圧部２２に戻るように流通させることが可能に構成されている。

　冷却部１２０は、ガス流路１１０を通って循環するガスを冷却するように構成されている。すなわち、冷却部１２０は、ガス流路１１０を介して処理室２１から戻るガスを冷却する冷却器として構成されている。ガスの冷却は、たとえば上記第１実施形態のように水冷式であってもよいし、冷媒を用いた冷凍サイクルなどによってガスを冷却してもよい。冷却されたガスが、加圧部２２に送られる。加圧部２２は、ガス流路１１０内のガスを加圧状態で循環させるように構成されている。具体的には、加圧部２２は、上記第１実施形態と同様に、たとえば加圧器（ポンプ）によって構成され、処理室２１を含むガス流路１１０全体を大気圧より高い高圧環境下に維持したまま、ガスを循環させるように構成されている。

　このように、第２実施形態では、冷却工程において、熱硬化性樹脂３を加圧するガスを閉ループのガス流路１１０内で循環させ、冷却部１２０を通過させることにより、ガスを直接冷却する。

　第２実施形態では、たとえば、温度センサ２３ｃは、ガス配管１１２におけるガスの出口温度（処理室２１の出口温度）または冷却部１２０の入口温度を計測するように配置され、制御部２５は、温度センサ２３ｃの出力に基づいて冷却部１２０を制御する。すなわち、制御部２５は、ガス流路１１０におけるガスの処理室２１からの出口温度または冷却部１２０の入口温度に基づいて、冷却部１２０を制御する。

　また、第２実施形態では、温度センサ２３ｄが、載置台２６に載置されるウェハ１に対向するように処理室２１内に配置されてもよい。温度センサ２３ｄは、特許請求の範囲の「温度計測装置」の一例である。この場合、制御部２５は、温度センサ２３ｄの出力に基づいて冷却部１２０を制御する。温度センサ２３ｄは、接触型の熱電対や、非接触型の温度計（たとえば赤外線放射温度計）などにより構成される。熱電対により温度センサ２３ｄを構成する場合、温度センサ２３ｄは、ウェハ１の表面（熱硬化性樹脂３の液面３ａ）近傍のガス温度を直接計測する。非接触型の温度計により温度センサ２３ｄを構成する場合、温度センサ２３ｄは、ウェハ１の表面に供給された熱硬化性樹脂３（液面３ａ）の温度を計測する。これにより、制御部２５は、処理室２１内のウェハ１の近傍におけるガス温度または熱硬化性樹脂３の表面温度に基づいて、冷却部１２０を制御する。非接触型の温度計により熱硬化性樹脂３の表面温度を取得する構成は、温度調節対象の温度を直接的に取得できるので、最も正確な温度制御が可能となるため好ましい。

　なお、図４に示した第１実施形態の構成に、温度センサ２３ｄを用いた制御を適用してもよい。また、たとえば温度センサ２３ｄについて図示したように、温度センサ２３ｄを複数設けてもよい。この場合、制御部２５は、複数の温度センサ２３ｄの出力に応じて冷却部１２０を制御する。

　図８では、温度センサ２３ｃおよび温度センサ２３ｄの両方を図示しているが、温度センサ２３ｃおよび温度センサ２３ｄのいずれか一方のみを設けるだけでもよい。制御部２５は、温度センサ２３ｃおよび温度センサ２３ｄのいずれかの出力または両方の出力に基づいて冷却部１２０を制御してよい。

　（第２実施形態の効果）
　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、上記第１実施形態と同様に、加圧環境下で、熱硬化性樹脂３が露出する液面３ａ側を相対的に低温のガスにより加圧し、微細空間２内の底部２ｃ側（裏面１ｂ側）を相対的に高温にして底部２ｃ側から溶剤の蒸散や樹脂の硬化を行うことができるので、微細空間２内のボイドまたは空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができる。

　また、第２実施形態では、上記のように、加圧部２２を、ガス流路１１０内のガスを加圧状態で循環させるように構成し、冷却部１２０を、ガス流路１１０を通って循環するガスを冷却するように構成する。これにより、熱硬化性樹脂３を加圧するガスをガス流路１１０内で循環させ、循環するガスを冷却部１２０により直接冷却することができる。この結果、ガスの温度を直接的に制御することができるので、ガスの温度制御の応答性を向上させることができる。

　また、第２実施形態では、上記のように、ガス流路１１０におけるガスの処理室２１からの出口温度または冷却部１２０の入口温度を計測する温度センサ２３ｃの出力に基づいて、冷却部１２０を制御するように制御部２５を構成する。これにより、冷却部１２０に流入する際のガスの温度に基づいて、ガス温度のフィードバック制御を行うことができる。その結果、ガスの温度の精密な制御が可能となるので、より効果的に、熱硬化性樹脂３の充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができるようになる。

　また、第２実施形態では、上記のように、載置台２６に載置されるウェハ１に対向するように配置された温度センサ２３ｄの出力に基づいて、冷却部１２０を制御するように、制御部２５を構成する。これにより、ウェハ１を加圧するガスの温度あるいは熱硬化性樹脂３の温度をウェハ１の表面付近において計測し、計測した温度に基づくフィードバック制御を行うことができる。これにより、熱硬化性樹脂３の近傍でのガス温度をより精密に制御できるので、より一層効果的に、熱硬化性樹脂３の充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができるようになる。

　また、第２実施形態では、上記のように、温度センサ２３ｄを複数設け、複数の温度センサ２３ｄの出力に応じて冷却部１２０を制御するように制御部２５を構成する。これにより、複数箇所の温度センサ２３ｄの出力から温度変化や温度勾配を把握することができるので、ガス温度（あるいは熱硬化性樹脂３の表面温度）をより正確に把握することができる。その結果、ガス温度をより一層精密に制御できるようになる。特に処理室２１内の複数箇所に温度センサ２３ｄを設ける構成では、処理室２１内でのガスの滞留などに起因して発生する温度分布（温度ムラ）を把握することができるので、処理室２１内の温度分布を考慮したガス温度の制御が可能となる。

　第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
　次に、図１および図９を参照して、第３実施形態による充填装置３００（図１参照）について説明する。この充填装置３００では、載置台２６に内蔵されたヒータ２４ａを含む加熱部２４を設けた第１実施形態とは異なり、ヒータ２１１を載置台２６の外部に設けた例について説明する。なお、加熱部２１０以外の構成は上記第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付すとともに説明を省略する。

　図９に示すように、第３実施形態による充填装置３００の加熱部２１０は、載置台２６の外部に設けたヒータ２１１を含む。ヒータ２１１は、載置台２６の下面（ウェハ１とは反対側の面）に隣接するように設けられている。加熱部２１０は、載置台２６の下面を加熱することにより、載置台２６を介して、ウェハ１上の熱硬化性樹脂３を裏面１ｂ側から加熱するように構成されている。ヒータ２１１には、たとえば平面状のフィルムヒータなどを用いることが可能であるが、載置台２６の外部に配置されるので、どのような構成のヒータであってもよい。

　（第３実施形態の効果）
　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、上記第１実施形態と同様に、加圧環境下で、熱硬化性樹脂３が露出する液面３ａ側を相対的に低温のガスにより加圧し、微細空間２内の底部２ｃ側（裏面１ｂ側）を相対的に高温にして底部２ｃ側から溶剤の蒸散や樹脂の硬化を行うことができるので、微細空間２内のボイドまたは空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができる。

　また、第３実施形態では、載置台２６の外部に設けたヒータ２１１を含む加熱部２１０を設けることにより、載置台２６および加熱部２１０の構成（構造）を簡略化することができる。

　第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第４実施形態］
　次に、図１および図１０を参照して、第４実施形態による充填装置４００（図１参照）について説明する。この充填装置４００では、載置台２６を加熱することによりウェハ１を加熱する加熱部２４を設けた第１および第３実施形態とは異なり、ウェハ１を直接加熱する加熱部３１０の例について説明する。なお、加熱部３１０以外の構成は上記第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付すとともに説明を省略する。

　図１０に示すように、第４実施形態による充填装置４００の加熱部３１０は、載置台３２０上に載置されたウェハ１の裏面１ｂを直接加熱するように構成されている。具体的には、加熱部３１０は、載置台３２０の透光部を介してウェハ１の裏面１ｂに光（熱線）を照射するランプヒータ３１１を含む。ランプヒータ３１１は、中空形状の載置台３２０の内部に収容（内蔵）されている。第４実施形態では、載置台３２０は、たとえばガラスなどの透光性を有する材料により形成されている。つまり、載置台３２０は、全体が透光部となっている。これにより、ランプヒータ３１１からの光は、大部分が載置台３２０を透過して、ウェハ１の裏面１ｂに吸収される。ランプヒータ３１１は、特許請求の範囲の「ヒータ」の一例である。

　（第４実施形態の効果）
　第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

　第４実施形態では、上記第１実施形態と同様に、加圧環境下で、熱硬化性樹脂３が露出する液面３ａ側を相対的に低温のガスにより加圧し、微細空間２内の底部２ｃ側（裏面１ｂ側）を相対的に高温にして底部２ｃ側から溶剤の蒸散や樹脂の硬化を行うことができるので、微細空間２内のボイドまたは空隙の発生などの充填不良を抑制して歩留まりを向上させることができる。

　また、第４実施形態では、載置台３２０に透光部を設け、加熱部３１０に、透光部を透過させた光により、載置台３２０上に載置されたウェハ１の裏面１ｂを加熱するランプヒータ３１１を設ける。これにより、載置台を加熱してウェハ１の裏面１ｂを加熱する構成と比較して、ウェハ１を速やかに加熱することができる。その結果、ウェハ１の加熱工程における温度制御の応答性を高めることができる。

　第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第４実施形態の変形例）
　上記第４実施形態では、ランプヒータ３１１を内蔵した載置台３２０を、透光性を有する材料により形成した例を示したが、図１１に示す変形例のように、載置台３３０に透光性の窓部を設けてもよい。

　図１１の変形例では、載置台３３０は、ステンレスなどの、非透光性の金属材料により形成されている。載置台３３０は、内部にランプヒータ３１１が配置される中空形状を有し、上面（載置面）を上下方向に貫通する貫通孔３３１が形成されている。貫通孔３３１は、載置台３３０に載置されるウェハ１の大きさ（ウェハ１の加熱領域の大きさ）に対応した直径で形成された円孔である。そして、貫通孔３３１には、たとえばガラスなどの透光性を有する材料により形成された窓部材３３２が気密状態で嵌め込まれている。これにより、ランプヒータ３１１からの光（熱線）は、貫通孔３３１の窓部材３３２を通過して、ウェハ１の裏面に照射される。第４実施形態では、この変形例のように載置台３３０を構成してもよい。

［第５実施形態］
　次に、図１および図１２を参照して、第５実施形態による充填装置５００（図１参照）について説明する。この充填装置５００では、上記第１実施形態による充填装置１００とは異なり、供給部４１０において、スプレッド（塗布部材）４１１を用いてウェハ１に熱硬化性樹脂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。

　第５実施形態による充填装置５００の供給部４１０は、図１２（Ａ）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およびスプレッド４１１とを含んでいる。

　スプレッド４１１は、ウェハ１の表面中央部に供給された熱硬化性樹脂３を一定の膜厚でウェハ１の上面上に塗り拡げる。スプレッド４１１は、アーム部４１２の一端側の下面部に取り付けられており、アーム部４１２の他端側に接続された軸部４１３によって支持されている。スプレッド４１１は、たとえばウェハ１の半径よりも若干長く直線状に延びる形状を有するとともに、水平方向に沿うように配置されている。

　アーム部４１２は、水平方向に延びており、アーム部４１２の一端がウェハ支持部１３に保持されたウェハ１の上方位置に配置され、アーム部４１２の他端がウェハ１の径方向外側位置に配置されるように所定の長さを有する。軸部４１３は、上下方向に延びており、アーム部４１２の他端近傍に接続されている。軸部４１３は、図示しないシール構造により気密を維持したまま処理室１１の外部に延びており、処理室１１の外側下部に配置された駆動部４１４に支持されている。駆動部４１４は、軸部４１３を上下方向の中心軸周りに回転駆動する回転機構４１４ａと、軸部４１３を上下方向に昇降駆動する昇降機構４１３ｂとを含む。駆動部４１４が軸部４１３を回転駆動させることにより、スプレッド４１１は、図１２（Ｂ）に示すように、水平面内（ウェハ１の上面上）で軸部４１３を中心するＲ方向に回転可能に構成されている。これにより、スプレッド４１１は、平面視（図１２（Ｂ）参照）において、ウェハ１の中心を通る位置と、ウェハ１の外周よりも外側の位置とに移動可能に構成されている。また、駆動部４１４が軸部４１３を昇降駆動させることにより、スプレッド４１１は、ウェハ１に近接する方向およびウェハ１から離間する方向に昇降移動可能に構成されている。

　スプレッド４１１は、図１２（Ｃ）に示すように、ウェハ１側の先端部（下端部）が、ウェハ支持部１３に保持されたウェハ１の上面（形成面１ａまたはマスク４の上面４ｂ）に対して、上下方向に所定間隔だけ離間するように配置される。スプレッド４１１の先端部とウェハ１の上面との間隔が、熱硬化性樹脂３の厚みｔ２に相当する。駆動部４１４は、スプレッド４１１（軸部４１３）の昇降によってこの間隔を制御することにより、熱硬化性樹脂３の膜厚制御が可能である。供給部４１０は、ウェハ１を低速で回転させながらスプレッド４１１をＲ方向に沿ってウェハ１の中心から外周方向（図１２（Ｂ）参照）に移動させる事により、熱硬化性樹脂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。

　供給部５１０により接触工程を実施するには、まず、熱硬化性樹脂３が、材料供給部材（図示せず）により、１枚のウェハ１に用いられる所定量だけウェハ１上に供給される。ウェハ１は、約１ｒｐｍ以上約６０ｒｐｍ以下の回転速度で低速回転させる。その状態でスプレッド４１１がウェハ１の中心から外周方向に移動する事により、スプレッド４１１の先端部（下端部）とウェハ１の上面との間隔を越える熱硬化性樹脂３の余剰分がスプレッド４１１により掻き取られながら、熱硬化性樹脂３がウェハ１の全面に一定の膜厚で形成されていく。これにより、熱硬化性樹脂３がウェハ１上で所定厚みｔ２の膜状となる。なお、上記第１実施形態と同様、接触工程の前後で減圧工程および充填工程が行われることにより、熱硬化性樹脂３は差圧充填される。

　掻き取りを円滑にするために、スプレッド４１１は、スプレッド４１１に対してウェハ１が回転するＳ方向と反対側に向けて傾斜した傾斜面４１１ａ（図１２（Ｃ）参照）を有する。傾斜面４１１ａにより、掻き取られた余剰分の熱硬化性樹脂３が傾斜面４１１ａに沿って回転して塊状（柱状）になり、スプレッド４１１の移動によりウェハ１の表面に一定の膜厚を形成していく。なお、平板状のスプレッド４１１自体が傾斜することによって傾斜面４１１ａを構成してもよい。

　また、第５実施形態におけるウェハ１の構造、熱硬化性樹脂３の特性、および、充填装置５００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

　第５実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第６実施形態］
　次に、図１および図１３を参照して、第６実施形態による充填装置６００（図１参照）について説明する。

　第６実施形態による充填装置６００の供給部５１０は、図１３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５１１および材料貯留部５１２とを含んでいる。ウェハ支持部５１１は、ウェハ１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５１１により、Ｚ２側に配置された材料貯留部５１２に貯留された熱硬化性樹脂３にウェハ１を接触させることが可能である。また、供給部５１０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１上に配置された熱硬化性樹脂３の厚みを調整することが可能である。

　供給部５１０により接触工程を実施するには、まず、微細空間２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１をウェハ支持部５１１により支持する。そして、ウェハ支持部５１１を下方に移動させることによって、材料貯留部５１２内の熱硬化性樹脂３にウェハ１を浸漬させる。この際、ウェハ１の裏面１ｂより手前まで浸漬させることにより、裏面１ｂに熱硬化性樹脂３が回り込むのを抑制することができる。なお、この際、ウェハ１の全体を材料貯留部５１２内の熱硬化性樹脂３に浸漬させてもよい。そして、材料貯留部５１２からウェハ１を引き上げる。これにより、熱硬化性樹脂３がウェハ１上に供給される。なお、上記第１実施形態と同様、接触工程の前後で減圧工程および充填工程が行われることにより、熱硬化性樹脂３は差圧充填される。

　次に、その後、形成面１ａが上面（Ｚ１側の面）になるようにウェハ１の上下を逆にした後、図示しないはけ等により、ウェハ１の形成面１ａ上の熱硬化性樹脂３の厚みｔ２を調整する（ならし工程）。これにより、熱硬化性樹脂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。

　第６実施形態の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［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６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に熱硬化性樹脂３を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で、ウェハに熱硬化性樹脂を塗布してもよい。ここで、ウェハに熱硬化性樹脂をスピンコートにより塗布する場合には、塗布後の熱硬化性樹脂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、焼成された熱硬化性樹脂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１～第６実施形態では、供給部１０（４１０、５１０）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、供給部と焼成部とを一体化してもよい。たとえば、焼成部の載置台を回転可能にし、材料滴下部１４を設けることによって、焼成部内で、熱硬化性樹脂の供給から焼成までを一括して行ってもよい。これにより、充填装置を小型化することが可能であるとともに、より迅速に、熱硬化性樹脂の供給から焼成までを行うことが可能である。

　また、上記第１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熱硬化性樹脂（硬化済み樹脂３ｂ）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～第６実施形態では、微細空間２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熱硬化性樹脂を充填するのにより適している。

　なお、微細空間２が貫通孔である場合には、熱硬化性樹脂３を充填する際にウェハ１の裏面１ｂ側の開口部分を塞いだ状態にすればよい。これにより、微細空間２が貫通孔である場合でも、熱硬化性樹脂３を充填することが可能である。

　また、上記第１～第６実施形態では、供給工程において差圧充填を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、差圧充填を行うことなく、供給工程を一定圧力下で実施してもよい。

　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５実施形態では、接触工程を塗布により行い、上記第６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、塗布および浸漬の３種類以外の他の工程（方法）により行ってもよい。

　また、上記第１～第６実施形態では、第１加熱段階の１次ベークと２次ベークとを連続して行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１次ベークと２次ベークとを別々に行ってもよい。つまり、１次ベーク完了後に、所定時間以上経過してから、２次ベークを実施してもよい。その場合、熱硬化性樹脂３の塗布と１次ベークとをウェハ１枚毎に行い、複数枚（たとえば、２０枚）のウェハに対する１次ベークが完了した後に、複数枚のウェハに対して一括で２次ベークおよびキュア（第２加熱段階）を行ってもよい。これにより、ウェハ毎に１次ベークを個別に行うことができるので、１次ベーク中に蒸発する溶剤を効率的に回収することができるとともに、溶剤の蒸発量が少ない２次ベークの処理室に溶剤回収用の設備を設ける必要がなくなる。また、ウェハ１枚毎に１次ベークからキュアまでを行う場合と比べて、１次ベークよりも長時間行う２次ベークおよびキュアを複数枚まとめて行うことができるので、処理効率を向上させることができる。また、１次ベークと２次ベークとを分けて行うことができるので、１次ベークの後に別の処理（たとえば、露光処理、現像処理等）を行うことができる。

　１　ウェハ（基板）
　１ｂ　裏面
　２　微細空間
　３　熱硬化性樹脂
　２１　処理室
　２２　加圧部
　２３、１２０　冷却部
　２３ａ　冷媒供給部
　２３ｃ　温度センサ（温度計測装置）
　２３ｄ　温度センサ（温度計測装置）
　２４、２１０、３１０　加熱部
　２４ａ、２１１　ヒータ
　２５　制御部
　２６、３２０、３３０　載置台
　２７　カバー部
　２７ｃ　冷媒配管
　１００、２００、３００、４００、５００、６００　充填装置
　１０１　ガラス基板（基板）
　３１１　ランプヒータ（ヒータ）

Claims (15)

1. 　基板に設けられた微細空間に熱硬化性樹脂を充填する充填方法であって、
   　前記基板上側から供給された前記熱硬化性樹脂を、処理室内に露出している表面からガスにより加圧する加圧工程と、
   　前記熱硬化性樹脂を加圧する前記ガスを冷却する冷却工程と、
   　前記基板のうち前記熱硬化性樹脂が供給された面の裏面を加熱する加熱工程とを備え、
   　前記冷却工程と、前記加熱工程とは、前記加圧工程の実施中に時間的に重複して実施される、充填方法。
2. 　前記冷却工程において、前記ガスは、前記加熱工程の加熱温度よりも低い所定温度に維持するか、または、前記加熱工程の加熱温度に対して所定の温度差を有するように、冷却される、請求項１に記載の充填方法。
3. 　前記加熱工程は、前記基板の前記裏面を第１温度に加熱して前記熱硬化性樹脂に含まれる溶剤を蒸発させる第１加熱段階と、前記基板の前記裏面を前記第１温度よりも高い第２温度に加熱して前記熱硬化性樹脂を架橋させる第２加熱段階とを含み、
   　前記冷却工程は、少なくとも前記第１加熱段階と時間的に重複して実施される、請求項１または２に記載の充填方法。
4. 　前記加圧工程に先だって、前記熱硬化性樹脂が前記基板上で所定厚みの膜状となるように、前記基板上および前記微細空間内に前記熱硬化性樹脂を供給する供給工程をさらに備え、
   　前記加圧工程では、膜状の前記熱硬化性樹脂の前記処理室内に露出する全表面が加圧される、請求項１～３のいずれか１項に記載の充填方法。
5. 　前記供給工程は、減圧環境で前記熱硬化性樹脂を前記基板上に供給した後、前記減圧環境の圧力よりも高い圧力で前記微細空間に前記熱硬化性樹脂を充填する差圧充填を行う、請求項４に記載の充填方法。
6. 　微細空間が設けられた基板を収容可能な処理室と、
   　前記処理室内にガスを供給して、前記基板上側から供給された前記熱硬化性樹脂を、前記処理室内に露出している表面から前記ガスにより加圧する加圧部と、
   　前記熱硬化性樹脂を加圧する前記ガスを冷却する冷却部と、
   　前記基板のうち前記熱硬化性樹脂が供給された面の裏面を加熱する加熱部と、
   　前記ガスの冷却と、前記基板の加熱とを、前記加圧部による加圧中に時間的に重複して実施するように、前記冷却部と前記加熱部とを制御する制御部とを備える、充填装置。
7. 　前記処理室は、前記基板の載置台と、前記載置台上に載置された前記基板を覆うカバー部とを含み、
   　前記冷却部は、前記カバー部を冷却することにより、前記ガスを冷却するように構成されている、請求項６に記載の充填装置。
8. 　前記冷却部は、前記カバー部に設けられた冷媒配管と、前記冷媒配管に冷媒を供給する冷媒供給部とを含む、請求項７に記載の充填装置。
9. 　前記制御部は、前記冷媒の温度を計測する前記温度計測装置の出力に基づいて、前記冷却部を制御する、請求項８に記載の充填装置。
10. 　前記処理室と前記冷却部との間で前記ガスを循環させるガス流路をさらに備え、
    　前記加圧部は、前記ガス流路内のガスを加圧状態で循環させるように構成され、
    　前記冷却部は、前記ガス流路を通って循環する前記ガスを冷却するように構成されている、請求項６に記載の充填装置。
11. 　前記制御部は、前記ガス流路における前記ガスの前記処理室からの出口温度または前記冷却部の入口温度を計測する温度計測装置の出力に基づいて、前記冷却部を制御する、請求項１０に記載の充填装置。
12. 　前記制御部は、前記載置台に載置される前記基板に対向するように配置された温度計測装置の出力に基づいて、前記冷却部を制御する、請求項６～１０のいずれか１項に記載の充填装置。
13. 　前記温度計測装置を複数備え、
    　前記制御部は、複数の前記温度計測装置の出力に応じて前記冷却部を制御する、請求項９、１１または１２に記載の充填装置。
14. 　前記処理室は、前記基板の載置台と、前記載置台上に載置された前記基板を覆うカバー部とを含み、
    　前記加熱部は、前記載置台を加熱することにより、前記基板の前記裏面を加熱するように構成されている、請求項６～１３のいずれか１項に記載の充填装置。
15. 　前記加熱部は、前記載置台に内蔵されたヒータを含む、請求項１４に記載の充填装置。

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