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引言
本研究将三维安装过程 为了实现高品质、低成本， 我们的目的是建立高通量，无损伤的湿加工工艺技术及其制造设备技术的基础。 关于通过湿法蚀刻使硅晶圆变薄的问题， 为了提高作为课题的蚀刻速度和蚀刻均匀性，明确要控制的参数。 将对其进行高精度控制的要素技术导入到旋转方式的片叶湿法蚀刻装置中， 利用大口径的硅晶圆，明确了其效果。另外， 进行加工后的晶圆评价， 在加工后的晶圆上， 不存在损伤层（破碎层、微裂纹、晶体缺陷等）； 强度没有降低； 并且，确认装置的电气特性没有变动， 另外，对加工后的晶圆进行了评价，确认了加工后的晶圆中不存在损伤层，为了防止Cu的污染，可以维持衬垫氧化膜，以及器件的电特性没有变动，确立了适用于三维叠层半导体工艺的通过湿法蚀刻形成硅贯通电极的技术的基础。另外，通过实现本目的， 晶圆减薄和插拔可以在同一装置中实施。
实验
由于传统技术的背面研磨的硅晶圆的减薄会产生损伤，虽然进行了损伤去除，但是存在无法去除的深度的损伤，因此发现了确立不产生减薄加工损伤的无损伤的减薄工艺的必要性，提出了通过湿法蚀刻的硅晶圆的减薄。另外，作为不使用干法蚀刻的硅贯通电极形成工艺，提出了通过湿法蚀刻的硅贯通电极形成。
关于硅晶圆的减薄，叙述了可以适用于三维积层半导体工艺的通过湿法蚀刻的硅晶圆减薄技术的基础的确立。具体来说，整理了所要求的条件，其结果，根据所要求的蚀刻速度等，选择了使用混酸溶液（HNO3+HF）的工艺。由于使用混酸药液的湿法蚀刻是强放热反应，所以利用高温状态下的反应，进行控制，通过适用旋转方式的湿法蚀刻装置，确立了可以适用于三维积层半导体工艺的通过湿法蚀刻的硅晶圆减薄技术的基础。
关于蚀刻速度的提高，发现，通过对化学液体浓度（成分）的蚀刻速率的确认，可以用市场上的化学液体获得足够的蚀刻速度；通过对化学液体温度的蚀刻速率的确认，可以通过提高温度来提高蚀刻速度；通过应用自旋蚀刻工艺，可以通过液体的切换效果和反应产物的排除效果来提高蚀刻速度。实现了1920µm/min，而不是350µm/min的蚀刻速度目标值。此外，考察了混合酸的高速蚀刻反应，并提出了一种新的反-180-反应机制。
关于蚀刻均匀性的提高， 混酸溶液的反应是强烈的放热反应， 在药液与晶圆接触期间，即使发生放热反应，也有必要进行控制，使温度变化变小。 预先设定为规定温度以上的晶片温度， 为了改良片叶旋转湿法装置，进行了要素技术的改良。对加工后的硅晶圆进行了评价。通过断面观察，通过湿法蚀刻进行减薄加工后的缺陷较少。通过弯曲强度测量，通过湿法蚀刻进行减薄强度最高，强度低的东西较少。制作了6英寸CMOS晶圆，通过对减薄前后的器件特性的评价，证实了成为问题的电特性的变动没有。
关于硅贯通电极的形成， 阐述了可应用于三维积层半导体工艺的湿法蚀刻形成硅贯通电极技术的基础的确立。 选择了使用碱性溶液的工艺，该工艺适合于提高硅和作为硅贯通电极的保护膜的衬氧化膜（TEOS―SiO2）之间的蚀刻选择比。 可以提高与衬垫氧化膜的选择比。 蚀刻速度低是一个课题。 为了实现高速蚀刻， 虽然有应用于MEMS加工用途的例子， 没有实际应用， 另外，在TSV插塞工艺以及旋转方式的湿法蚀刻中没有适用事例。 使用添加了羟胺（NH2OH）作为蚀刻加速剂的碱溶液。 为了提高蚀刻速度，提出了使用羟胺溶液作为加速剂，这在TSV插塞工艺中没有应用实例，并将其添加到TMAH溶液和KOH溶液中，以提高蚀刻速度作为效果，并通过添加NH2OH的KOH溶液实现了3µm/min或更高的蚀刻速度，这是蚀刻速度的目标值。此外，考察了添加NH2OH溶液增加蚀刻速率的原因，发现添加NH2OH溶液和不添加NH2OH溶液的反应机制不同，并提出了添加NH2OH溶液时使用KOH溶液进行蚀刻的反应机制。
关于提高蚀刻的均匀性， 碱溶液的蚀刻， 虽然不是强烈的放热反应， 由于晶圆温度的均匀性和药液量的均匀性是必要的， 除了化学液的温度控制外，还提出了在蚀刻前加温硅晶圆，相对于蚀刻均匀性的目标值±8%以下，达到±1%。·评价加工后的硅晶圆，观察表面粗糙度，不产生成为问题的粗糙度。通过截面观察，在通过湿法蚀刻形成贯通电极后，缺陷较少。作为衬氧化膜TEOS―SiO2的阴影―181―响声，确认Si和衬氧化膜的选择比，有50:1以上的选择比。通过观察湿法蚀刻形成的TSV的截面，不使衬氧化膜消失。评价器件特性，证实了通过湿法蚀刻形成的TSV在电特性上没有问题。
讨论和结果
为了与半导体集成电路的性能·功能的进一步提高不同，使用了三维层叠多个集成电路芯片的半导体工艺技术，通过将异种或同种集成电路芯片薄化、三维安装的层叠技术，缩短芯片间距离，降低信号传播所需的布线长度，从而实现高速化， 另外，通过增加单位容积收容芯片数量和种类，实现小型化、大容量化、多功能化.其中，使用硅贯通电极的三维层叠半导体工艺技术的开发正在积极进行，但在现有技术中，硅片的薄化工艺和 在那里，从硅片加工面到深度10ym以上的倾城都生成了机械缺陷，另外，硅贯通电极从硅片背面的露出工序未能在短时间内高精度地进行，本论文以这样的背景为依据， 开发了在短时间工序中不产生机械缺陷的新的湿加工工艺技术和为了实现该技术的旋转方式的单张湿加工装量技术，总结了适用于三维层叠半连体工艺的成果。
针对利用硝酸、佛酸混酸药液的湿蚀刻的硅片薄化技术，明确了为了兼顾高蚀刻速度和高均匀性而控制的工艺条件和要素技术，开发了应用该技术的旋转方式的单片湿蚀刻装置， 使用相对于药液浓度的变化，蚀刻速度的变化变小的浓度范围的混合酸药液，同时将从线性淋浴喷嘴供给的药液的温度保持在80℃，并且从晶片背面侧供给90℃的纯水，从而直径达到200mm 蚀刻连度1920um/mim和蚀刻均匀性1.9% .另外，在湿蚀刻后晶片上不生成破碎层微裂纹结晶缺陷等机械缺陷，且抗弯强度不降低，在湿蚀刻前后。
关于硅贯通电极的硅片背面露出技术，为了兼顾高蚀刻速度和硅对硅贯通电极的保护膜即摊派氧化膜的高蚀刻选择性， 提出了向碱性药液中导入作为蚀刻加速剂发挥效果的羟胺溶波.适用于旋转方式的单片湿蚀刻装置.使用大口径的硅片明确了其效果.
研究表明，蚀刻均匀性达到+1%，加工后的晶片无机械缺陷生成，能够在硅晶片整个表面上残留复氧化膜，以及硅贯通电极的漏电流无变动，这是极其重要且有用的成果。