特開2024-156258マスクの形成方法、基板の加工方法、及び基板の検査方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024156258
(43)【公開日】2024-11-06
(54)【発明の名称】マスクの形成方法、基板の加工方法、及び基板の検査方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/301 20060101AFI20241029BHJP
【ＦＩ】
H01L21/78 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023070570
(22)【出願日】2023-04-24
(71)【出願人】
【識別番号】000134051
【氏名又は名称】株式会社ディスコ
(74)【代理人】
【識別番号】100075384
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 昂
(74)【代理人】
【識別番号】100172281
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100206553
【弁理士】
【氏名又は名称】笠原 崇廣
(74)【代理人】
【識別番号】100189773
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 英哲
(74)【代理人】
【識別番号】100184055
【弁理士】
【氏名又は名称】岡野 貴之
(74)【代理人】
【識別番号】100185959
【弁理士】
【氏名又は名称】今藤 敏和
(72)【発明者】
【氏名】田畑 晋
(72)【発明者】
【氏名】キム ヒョンジン
【テーマコード（参考）】
5F063
【Ｆターム（参考）】
5F063AA21
5F063BA32
5F063BA33
5F063BA43
5F063BA44
5F063BA45
5F063BA47
5F063BA48
5F063CB03
5F063CB08
5F063DD42
5F063DD46
5F063DE03
5F063DE34
5F063DF04
5F063DF06
(57)【要約】
【課題】高品質なマスクを形成する。
【解決手段】表面側にパターンが設けられた基板の裏面側に該パターンに対応した開口を有するマスクを形成するマスクの形成方法であって、該基板の該裏面側を保護膜で被覆する被覆ステップと、該パターンの位置を検出するアライメントステップと、該パターンに対応する位置で該保護膜を除去することにより該開口を有する該マスクを形成するマスク形成ステップと、を含み、該マスク形成ステップでは、テストパターンを該保護膜に形成し、該テストパターンの位置を検出し、該パターンの位置を検出し、検出された該テストパターンの位置と、検出された該パターンの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、該テストずれ量に基づいて補正量を算出し、該補正量に基づいて該保護膜の除去を実施する位置を補正して該保護膜を除去し、該保護膜に該開口を形成して該マスクを形成する。
【選択図】図１１
【解決手段】表面側にパターンが設けられた基板の裏面側に該パターンに対応した開口を有するマスクを形成するマスクの形成方法であって、該基板の該裏面側を保護膜で被覆する被覆ステップと、該パターンの位置を検出するアライメントステップと、該パターンに対応する位置で該保護膜を除去することにより該開口を有する該マスクを形成するマスク形成ステップと、を含み、該マスク形成ステップでは、テストパターンを該保護膜に形成し、該テストパターンの位置を検出し、該パターンの位置を検出し、検出された該テストパターンの位置と、検出された該パターンの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、該テストずれ量に基づいて補正量を算出し、該補正量に基づいて該保護膜の除去を実施する位置を補正して該保護膜を除去し、該保護膜に該開口を形成して該マスクを形成する。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面側にパターンが設けられた基板の裏面側に該パターンに対応した開口を有するマスクを形成するマスクの形成方法であって、
該基板の該裏面側を保護膜で被覆する被覆ステップと、
該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して該パターンの位置を検出するアライメントステップと、
該パターンに対応する位置で該保護膜を除去することにより該開口を有する該マスクを形成するマスク形成ステップと、を含み、
該マスク形成ステップは、
該基板の該表面側の該パターンに対応する領域において該保護膜の除去を行いテストパターンを該保護膜に形成するテスト加工ステップと、
該テスト加工ステップにおいて該保護膜に形成された該テストパターンを撮像して、該テストパターンの位置を検出するテストパターン位置検出ステップと、
該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して、該パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップと、
該テストパターン位置検出ステップにおいて検出された該テストパターンの位置と、該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、該テストずれ量に基づいて補正量を算出する補正量算出ステップと、
該補正量算出ステップで算出された該補正量に基づいて該保護膜の除去を実施する位置を補正して該保護膜を除去し、該保護膜に該開口を形成して該マスクを形成する本加工ステップと、を備えることを特徴とするマスクの形成方法。
該基板の該裏面側を保護膜で被覆する被覆ステップと、
該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して該パターンの位置を検出するアライメントステップと、
該パターンに対応する位置で該保護膜を除去することにより該開口を有する該マスクを形成するマスク形成ステップと、を含み、
該マスク形成ステップは、
該基板の該表面側の該パターンに対応する領域において該保護膜の除去を行いテストパターンを該保護膜に形成するテスト加工ステップと、
該テスト加工ステップにおいて該保護膜に形成された該テストパターンを撮像して、該テストパターンの位置を検出するテストパターン位置検出ステップと、
該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して、該パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップと、
該テストパターン位置検出ステップにおいて検出された該テストパターンの位置と、該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、該テストずれ量に基づいて補正量を算出する補正量算出ステップと、
該補正量算出ステップで算出された該補正量に基づいて該保護膜の除去を実施する位置を補正して該保護膜を除去し、該保護膜に該開口を形成して該マスクを形成する本加工ステップと、を備えることを特徴とするマスクの形成方法。
【請求項2】
該アライメントステップ及び該パターン位置検出ステップでは、
該基板を透過する波長の光を照明光として用いて、該基板の該表面側に設けられた該パターンを該裏面側から撮像することを特徴とする請求項１に記載のマスクの形成方法。
該基板を透過する波長の光を照明光として用いて、該基板の該表面側に設けられた該パターンを該裏面側から撮像することを特徴とする請求項１に記載のマスクの形成方法。
【請求項3】
該テスト加工ステップでは、該基板の該表面側の該パターンに対応する該領域の一部でのみ該保護膜を除去して該テストパターンを該保護膜に形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマスクの形成方法。
【請求項4】
該テスト加工ステップ及び該本加工ステップでは、
レーザビームを出射するレーザ発振器と、該レーザビームを集光するｆθレンズと、該レーザ発振器が出射し該ｆθレンズが集光する該レーザビームを走査する走査ユニットと、を備えるレーザ照射ユニットを用いて該保護膜に該レーザビームを照射して該保護膜の除去を実施し、
該本加工ステップでは、該補正量を参照して該走査ユニットを制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマスクの形成方法。
レーザビームを出射するレーザ発振器と、該レーザビームを集光するｆθレンズと、該レーザ発振器が出射し該ｆθレンズが集光する該レーザビームを走査する走査ユニットと、を備えるレーザ照射ユニットを用いて該保護膜に該レーザビームを照射して該保護膜の除去を実施し、
該本加工ステップでは、該補正量を参照して該走査ユニットを制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマスクの形成方法。
【請求項5】
表面側にパターンが設けられた基板の裏面側に該パターンに沿った穴を形成する基板の加工方法であって、
該基板の該裏面側を保護膜で被覆する被覆ステップと、
該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して該パターンの位置を検出するアライメントステップと、
該パターンに対応する位置で該保護膜を除去して該保護膜に開口を形成することによりマスクを形成するマスク形成ステップと、
該マスクを介して該基板をエッチングし、該基板の該裏面側に該パターンに沿った穴を形成するエッチングステップと、を含み、
該マスク形成ステップは、
該基板の該表面側の該パターンに対応する領域において該保護膜の除去を行い、テストパターンを該保護膜に形成するテスト加工ステップと、
該テスト加工ステップにおいて該保護膜に形成された該テストパターンを撮像して、該テストパターンの位置を検出するテストパターン位置検出ステップと、
該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して、該パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップと、
該テストパターン位置検出ステップにおいて検出された該テストパターンの位置と、該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、該テストずれ量に基づいて補正量を算出する補正量算出ステップと、
該補正量算出ステップで算出された該補正量に基づいて該保護膜の除去を実施する位置を補正して該保護膜を除去し、該保護膜に該開口を形成して該マスクを形成する本加工ステップと、を備えることを特徴とする基板の加工方法。
該基板の該裏面側を保護膜で被覆する被覆ステップと、
該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して該パターンの位置を検出するアライメントステップと、
該パターンに対応する位置で該保護膜を除去して該保護膜に開口を形成することによりマスクを形成するマスク形成ステップと、
該マスクを介して該基板をエッチングし、該基板の該裏面側に該パターンに沿った穴を形成するエッチングステップと、を含み、
該マスク形成ステップは、
該基板の該表面側の該パターンに対応する領域において該保護膜の除去を行い、テストパターンを該保護膜に形成するテスト加工ステップと、
該テスト加工ステップにおいて該保護膜に形成された該テストパターンを撮像して、該テストパターンの位置を検出するテストパターン位置検出ステップと、
該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して、該パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップと、
該テストパターン位置検出ステップにおいて検出された該テストパターンの位置と、該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、該テストずれ量に基づいて補正量を算出する補正量算出ステップと、
該補正量算出ステップで算出された該補正量に基づいて該保護膜の除去を実施する位置を補正して該保護膜を除去し、該保護膜に該開口を形成して該マスクを形成する本加工ステップと、を備えることを特徴とする基板の加工方法。
【請求項6】
該エッチングステップの後、該基板の該裏面に形成された該穴を撮像して、該穴の位置を検出する穴形成位置検出ステップと、
該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、該穴形成位置検出ステップにおいて検出された該穴の位置と、のずれ量を加工ずれ量として算出する加工ずれ量算出ステップと、
該加工ずれ量算出ステップにおいて算出した該加工ずれ量が許容範囲に該当するか否かを判定する合否判定ステップと、を含むことを特徴とする請求項５に記載の基板の加工方法。
該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、該穴形成位置検出ステップにおいて検出された該穴の位置と、のずれ量を加工ずれ量として算出する加工ずれ量算出ステップと、
該加工ずれ量算出ステップにおいて算出した該加工ずれ量が許容範囲に該当するか否かを判定する合否判定ステップと、を含むことを特徴とする請求項５に記載の基板の加工方法。
【請求項7】
表面側にパターンが設けられ裏面側に該パターンに沿った穴が形成された基板の検査方法であって、
該基板の該表面側に形成された該パターンを撮像して、該パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップと、
該基板の該裏面側に形成された該穴を撮像して、該穴の位置を検出する穴形成位置検出ステップと、
該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、該穴形成位置検出ステップにおいて検出された該穴の位置と、のずれ量を加工ずれ量として算出する加工ずれ量算出ステップと、
該加工ずれ量算出ステップにおいて算出した該加工ずれ量が許容範囲に該当するか否かを判定する合否判定ステップと、を含むことを特徴とする基板の検査方法。
該基板の該表面側に形成された該パターンを撮像して、該パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップと、
該基板の該裏面側に形成された該穴を撮像して、該穴の位置を検出する穴形成位置検出ステップと、
該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、該穴形成位置検出ステップにおいて検出された該穴の位置と、のずれ量を加工ずれ量として算出する加工ずれ量算出ステップと、
該加工ずれ量算出ステップにおいて算出した該加工ずれ量が許容範囲に該当するか否かを判定する合否判定ステップと、を含むことを特徴とする基板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板を加工するためのマスクを形成するマスクの形成方法、基板の加工方法、及び基板の検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
デバイスチップの製造プロセスでは、格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスを備えるチップ（デバイスチップ）が得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。
【0003】
ウェーハ等の基板の分割には、環状の切削ブレードで基板を切削する切削装置や、基板にレーザ加工を施すレーザ加工装置等が用いられる。また、近年では、基板にプラズマエッチングを施すことによって基板を分割する、プラズマダイシングと称されるプロセスの開発も進められている。
【0004】
プラズマダイシングでは、まず、基板の表面または裏面に保護膜（レジスト膜）を形成し、ストリート等のパターンが露出されるように保護膜をパターニングすることで開口を有するマスクが基板に形成される。その後、マスクを介してウェーハにプラズマ状態のエッチングガスが供給される。これにより、ウェーハに対してプラズマエッチングがパターン（ストリート）に沿って施され、ウェーハが複数のデバイスチップに分割される。
【0005】
また、ＭＥＭＳデバイスを含むデバイスチップの製造工程では、基板の表面側に複数の構造体等のパターンが形成される。この基板の裏面側を保護膜で被覆し、パターンに対応する基板の裏面側の領域の保護膜を除去して開口を形成しエッチング用のマスクを形成し、形成したマスクを介してエッチングを行うことでパターン（構造体）に沿った穴を形成する加工方法が知られている（特許文献１参照）。
【0006】
プラズマエッチング等の為に形成されるマスクは、例えばフォトレジストをストリートまたは構造物等のパターンに沿ってパターニングすることによって形成される。しかしながら、フォトレジストによってマスクを形成する場合には、フォトレジストの塗布、露光、現像等の処理に手間がかかる上、露光装置等の高価な設備が必要となる。
【0007】
そこで、マスク形成の工程の簡略化及びコスト低減を図るため、レーザ加工装置を用いてマスクを形成する手法が提案されている。例えば、ウェーハに保護膜を形成した後、レーザビームの照射によって保護膜をパターンに沿って部分的に除去し、加工対象となる領域を露出させるマスクを形成する手法が知られている（特許文献２参照）。この手法を用いると、フォトレジストを用いる場合と比較して簡易且つ低コストでマスクを形成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０１６－１８８６９号公報
【特許文献2】特開２０１６－２０７７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上述の加工方法においては、保護膜を所定の位置で部分的に除去してエッチング用のマスクを形成する際に、レーザビームを高い精度で保護膜に照射する必要がある。しかしながら、保護膜へのレーザビームの照射を実施する間に光学系の状態が変化して、レーザビームの被照射領域の位置や大きさにずれが生じてレーザビームの照射精度が低下することがある。
【0010】
照射精度が低下したレーザビームが保護膜に照射された場合、基板のマスクから露出された領域の位置や大きさがエッチングの予定された領域と一致しなくなり、マスクが低品質となる。そのため、予定された通りにエッチングが実施されず、最終的に形成されるデバイスの特性不良に繋がる。
【0011】
なお、保護膜を加工してマスクを形成する方法は、レーザビーム以外の手段により実施される場合がある。例えば、円環状の切削ブレードで保護膜の所定の領域を切削して保護膜を部分的に除去することによりマスクが形成される。この場合においても、基板のマスクから露出された領域の位置や大きさがエッチングの予定された領域と一致しなくなり、マスクが低品質となることがある。
【0012】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、高品質なマスクを形成するマスクの形成方法、高品質なマスクを利用して加工する基板の加工方法、及び穴が形成された基板等の基板を検査する検査方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一態様によれば、表面側にパターンが設けられた基板の裏面側に該パターンに対応した開口を有するマスクを形成するマスクの形成方法であって、該基板の該裏面側を保護膜で被覆する被覆ステップと、該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して該パターンの位置を検出するアライメントステップと、該パターンに対応する位置で該保護膜を除去することにより該開口を有する該マスクを形成するマスク形成ステップと、を含み、該マスク形成ステップは、該基板の該表面側の該パターンに対応する領域において該保護膜の除去を行いテストパターンを該保護膜に形成するテスト加工ステップと、該テスト加工ステップにおいて該保護膜に形成された該テストパターンを撮像して、該テストパターンの位置を検出するテストパターン位置検出ステップと、該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して、該パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップと、該テストパターン位置検出ステップにおいて検出された該テストパターンの位置と、該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、該テストずれ量に基づいて補正量を算出する補正量算出ステップと、該補正量算出ステップで算出された該補正量に基づいて該保護膜の除去を実施する位置を補正して該保護膜を除去し、該保護膜に該開口を形成して該マスクを形成する本加工ステップと、を備えることを特徴とするマスクの形成方法が提供される。
【0014】
なお、好ましくは、該アライメントステップ及び該パターン位置検出ステップでは、該基板を透過する波長の光を照明光として用いて、該基板の該表面側に設けられた該パターンを該裏面側から撮像する。
【0015】
また、好ましくは、該テスト加工ステップでは、該基板の該表面側の該パターンに対応する該領域の一部でのみ該保護膜を除去して該テストパターンを該保護膜に形成する。
【0016】
さらに好ましくは、該テスト加工ステップ及び該本加工ステップでは、レーザビームを出射するレーザ発振器と、該レーザビームを集光するｆθレンズと、該レーザ発振器が出射し該ｆθレンズが集光する該レーザビームを走査する走査ユニットと、を備えるレーザ照射ユニットを用いて該保護膜に該レーザビームを照射して該保護膜の除去を実施し、該本加工ステップでは、該補正量を参照して該走査ユニットを制御する。
【0017】
また、本発明の他の一態様によれば、表面側にパターンが設けられた基板の裏面側に該パターンに沿った穴を形成する基板の加工方法であって、該基板の該裏面側を保護膜で被覆する被覆ステップと、該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して該パターンの位置を検出するアライメントステップと、該パターンに対応する位置で該保護膜を除去して該保護膜に開口を形成することによりマスクを形成するマスク形成ステップと、該マスクを介して該基板をエッチングし、該基板の該裏面側に該パターンに沿った穴を形成するエッチングステップと、を含み、該マスク形成ステップは、該基板の該表面側の該パターンに対応する領域において該保護膜の除去を行い、テストパターンを該保護膜に形成するテスト加工ステップと、該テスト加工ステップにおいて該保護膜に形成された該テストパターンを撮像して、該テストパターンの位置を検出するテストパターン位置検出ステップと、該基板の該表面側に設けられた該パターンを撮像して、該パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップと、該テストパターン位置検出ステップにおいて検出された該テストパターンの位置と、該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、該テストずれ量に基づいて補正量を算出する補正量算出ステップと、該補正量算出ステップで算出された該補正量に基づいて該保護膜の除去を実施する位置を補正して該保護膜を除去し、該保護膜に該開口を形成して該マスクを形成する本加工ステップと、を備えることを特徴とする基板の加工方法が提供される。
【0018】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、該エッチングステップの後、該基板の該裏面に形成された該穴を撮像して、該穴の位置を検出する穴形成位置検出ステップと、該パターン位置検出ステップにおいて検出された該パターンの位置と、該穴形成位置検出ステップにおいて検出された該穴の位置と、のずれ量を加工ずれ量として算出する加工ずれ量算出ステップと、該加工ずれ量算出ステップにおいて算出した該加工ずれ量が許容範囲に該当するか否かを判定する合否判定ステップと、を含む。
【発明の効果】
【0019】
本発明の一態様に係るマスクの形成方法、基板の加工方法では、パターンに対応する領域において保護膜を除去してテストパターンを形成し、テストパターンとパターンの位置のずれ量に基づいて補正量を算出する。算出された補正量は、保護膜の所定の位置に開口を形成する際に利用できる。これにより、所定の位置に高い精度で開口が形成された高品質なマスクが基板に形成される。
【0020】
高品質なマスクを利用して基板を加工すると、高い精度で基板に穴を形成できる。そのため、パターンにより構成されるデバイスも特性が良好となる。また、基板に形成された穴と、基板の表面側に設けられたパターンと、の位置のずれを加工ずれ量として評価したとき、加工ずれ量が極めて小さくなる。
【0021】
したがって、本発明の一態様により、高品質なマスクを形成するマスクの形成方法、高品質なマスクを利用して加工する基板の加工方法、及び穴が形成された基板等の基板を検査する検査方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図3】成膜装置を模式的に示す一部断面正面図である。
【図4】レーザ加工装置を模式的に示す斜視図である。
【図5】保護膜がレーザ加工される様子を模式的に示す断面図である。
【図9】チャックテーブルに載せられた基板を模式的に示す断面図である。
【図10】撮像される基板を模式的に示す断面図である。
【図11】図１１（Ａ）は、保護膜にテストパターンが形成された状態における基板の裏面側を撮像して得られる撮像画像の一例を模式的に示す平面図であり、図１１（Ｂ）は、基板の表面側を撮像して得られる撮像画像の一例を模式的に示す平面図であり、図１１（Ｃ）は、保護膜に形成されたテストパターンと、基板に設けられているパターンと、の位置関係を模式的に示す平面図である。
【図12】プラズマ処理装置を模式的に示す一部断面正面図である。
【図13】プラズマエッチングされる基板を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、実施形態に係るマスクの形成方法でマスクが形成される基板や、実施形態に係る基板の加工方法でマスクが利用されて加工される基板の構成例について説明する。図１（Ａ）は、基板１を模式的に示す斜視図である。
【0024】
基板１は、一対の面を備える板状の部材である。例えば基板１は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面（第１面）１ａ及び裏面（第２面）１ｂを含む。基板１は、互いに交差するように格子状に配列、設定された複数のストリート（分割予定ライン）３によって、複数の矩形状の領域に区画されている。
【0025】
ただし、基板１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば基板１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなるウェーハ（基板）であってもよい。
【0026】
ストリート３によって区画された複数の領域の表面１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス５が形成されている。基板１をストリート３に沿って分割することにより、デバイス５をそれぞれ備える複数のチップ（デバイスチップ）が製造される。なお、デバイス５の種類、数、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
【0027】
基板１はストリート３に沿って加工され、表面１ａから裏面１ｂに至る分割溝が基板１に形成される。基板１が分割される際には、例えば、基板１の表面１ａ又は裏面１ｂに開口を有するマスク（パターニングされた保護膜）が形成される。マスクの開口はストリート３と重なり、マスクから露出された領域で基板１がエッチング等されて加工されることにより基板１に分割溝が形成される。
【0028】
また、図１（Ｂ）は、基板１の表面１ａ側を拡大して模式的に示す斜視図であり、図２（Ａ）は、基板１を模式的に示す断面図である。基板１の表面１ａ側には、デバイス５に含まれる特定の形状の素子、配線、回路、電極等の各種のパターン７が無数に形成される。換言すると、デバイス５は各種のパターン７により構成される。各図には、パターン７の代表例が模式的に示されているが、パターン７の形状、厚み、大きさ、機能等は特に限定されず、各パターン７の数、配置、種別、種別数にも限定はない。
【0029】
基板１の表面１ａ側には、特定のパターン７以外にも様々な構造物が形成される。図２（Ａ）等では、それらの構造物をまとめて一つの層９として表現するが、層９は単一の部材で形成された単一の層ではなく、特定の平面形状を有する複数の層の組み合わせにより形成された層である。層９は、機能層と呼ぶこともできる。
【0030】
デバイス５では、特定のパターン７に到達する穴が基板１の裏面１ｂ側から形成される。基板１に穴が形成される際には、開口を有するマスクが基板１の裏面１ｂに形成される。マスクの開口は、例えば、パターン７と重なる領域に形成される。そして、マスクから露出された領域で基板１がエッチング等される加工されることにより、基板１に穴が形成される。
【0031】
以下、基板１にパターン７と重なる穴が形成される場合を例に、本実施形態に係る基板の加工方法について説明する。図１５（Ａ）は、本実施形態に係る基板の加工方法で実施される各ステップの流れを示すフローチャートである。
【0032】
この基板の加工方法では、まず、基板１の裏面１ｂ側がマスクの材料となる保護膜で被覆される（被覆ステップＳ１０）。その後、保護膜が加工され所定の領域に開口を有するマスクが基板１に形成され（マスク形成ステップＳ３０）、マスクが利用されて基板１が加工される（エッチングステップＳ４０）。下記に説明する基板の加工方法には、加工に利用されるマスクの形成方法が含まれる。まず、本実施形態に係る基板の加工方法で使用される各種の装置について説明する。
【0033】
まず、被覆ステップＳ１０が実施される成膜装置について説明する。図３は、基板１にマスクの材料となる保護膜（レジスト膜）を形成する成膜装置２を模式的に示す一部断面正面図である。成膜装置２は、基板１に保護膜の材料となる液状樹脂を供給することにより、基板１の表面を被覆する保護膜１１を形成する。
【0034】
成膜装置２は、成膜装置２の各構成要素を収容するカバー４を備える。カバー４は中空の円柱状に形成されており、カバー４の内側は保護膜１１の形成が行われる処理空間６に相当する。
【0035】
カバー４には、基板１を保持するスピンナテーブル８が収容されている。スピンナテーブル８の上面は、水平面と概ね平行な平坦面であり、基板１を保持する保持面８ａを構成している。保持面８ａは、スピンナテーブル８の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。保持面８ａ上に基板１を配置した状態で、保持面８ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、基板１がスピンナテーブル８によって吸引保持される。
【0036】
スピンナテーブル８には、円柱状の回転軸１０が連結されている。回転軸１０は、カバー４の底壁に設けられた開口４ａに挿入されている。回転軸１０の上端側は処理空間６においてスピンナテーブル８の下面側の中央部に固定されており、回転軸１０の下端側はカバー４の外部に配置されている。
【0037】
回転軸１０の下端側は、ロータリージョイント１２を介してモータ１４に連結されている。モータ１４を駆動させると、モータ１４の動力がロータリージョイント１２及び回転軸１０を介してスピンナテーブル８に伝達され、スピンナテーブル８が鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
【0038】
また、カバー４には、保護膜１１の原料である保護膜材１８を供給する保護膜材供給ユニット２０が収容されている。例えば保護膜材１８は、溶媒に溶質を溶解させることによって生成される液状樹脂である。具体的には、溶媒として水が用いられ、溶質として水溶性の樹脂が用いられる。
【0039】
水溶性の樹脂の具体例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリ－Ｎ－ビニルアセトアミド、ポリスチレンスルホン酸、特殊ナイロン、フェノール樹脂、メチロールメラミン樹脂、ポリグリセリン等が挙げられる。
【0040】
保護膜材供給ユニット２０は、Ｌ字型のアーム２２を備える。アーム２２の先端部（一端部）には、スピンナテーブル８の保持面８ａに向かって保護膜材１８を供給する供給ノズル２４が装着されている。また、アーム２２は、カバー４の底壁に設けられた開口４ｂに挿入されており、アーム２２の基端部（他端部）はカバー４の外部に配置されている。
【0041】
アーム２２の基端部には、モータ２６が連結されている。モータ２６を駆動させると、アーム２２が鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りを回転し、供給ノズル２４がアーム２２の回転軸を中心に旋回する。これにより、供給ノズル２４を、保持面８ａに重なる位置（供給位置）と、保持面８ａに重ならない位置（退避位置）とに位置付けることができる。
【0042】
アーム２２には、アーム２２に保護膜材１８を供給する保護膜材供給源２８が接続されている。保護膜材供給源２８からアーム２２に供給された保護膜材１８は、アーム２２の内部に設けられている流路（不図示）を介して供給ノズル２４に供給され、供給ノズル２４からスピンナテーブル８で保持されている基板１に向かって滴下される。
【0043】
表面１ａ側を保持面８ａに向けて基板１をスピンナテーブル８に載せ、スピンナテーブル８で基板１を吸引保持し、スピンナテーブル８を回転させながら基板１の裏面１ｂに保護膜材１８を滴下すると、基板１の裏面１ｂが保護膜材１８でコーティングされる。すなわち、スピンコーティングが実施される。
【0044】
基板１の裏面１ｂに供給された保護膜材１８の余剰分は、基板１の外縁から外側に進み、処理空間６を落下してカバー４の底壁に達する。カバー４の底壁には開口４ｃが設けられており、開口４ｃに排液管３０が接続されている。カバー４の底壁に到達した保護膜材１８は、排液管３０から処理空間６の外に排出される。そして、供給ノズル２４からの保護膜材１８の滴下を停止し、基板１の裏面１ｂ上で保護膜材１８を乾燥させると、基板１の裏面１ｂが保護膜１１により被覆される。
【0045】
次に、マスク形成ステップＳ３０等が実施されるレーザ加工装置について説明する。図４は、レーザ加工装置３２を模式的に示す斜視図である。レーザ加工装置３２は、各構成要素を支持する基台３４を備える。
【0046】
基台３４の上方には、Ｘ軸方向移動テーブル４６が設けられている。Ｘ軸方向移動テーブル４６の底板の下方側は、一対のＸ軸ガイドレール４８にスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸ガイドレール４８の近傍には、Ｘ軸リニアスケール４８ａが設けられている。
【0047】
Ｘ軸方向移動テーブル４６の下面側には、読み取りヘッド（不図示）が設けられている。Ｘ軸リニアスケール４８ａの目盛りを読み取りヘッドを利用して検出することにより、Ｘ軸方向移動テーブル４６のＸ軸方向の位置（座標）や、Ｘ軸方向の移動量が算出される。
【0048】
Ｘ軸方向移動テーブル４６の底板の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸方向に略平行に配置されたねじ軸５０が、ボール（不図示）を介して回転可能に連結されている。ねじ軸５０の一端部には、モータ５２が連結されている。
【0049】
モータ５２を動作させると、ねじ軸５０が回転し、Ｘ軸方向移動テーブル４６は、Ｘ軸方向に沿って移動する。一対のＸ軸ガイドレール４８、ねじ軸５０、モータ５２等は、Ｘ軸方向移動機構５４を構成する。
【0050】
１対のＸ軸ガイドレール４８は、Ｙ軸移動テーブル３６上に固定されている。Ｙ軸移動テーブル３６は、基台３４の上面に固定された一対のＹ軸ガイドレール３８上に、スライド可能に取り付けられている。
【0051】
Ｙ軸ガイドレール３８の近傍には、Ｙ軸移動テーブル３６のＹ軸方向の位置を検出する際に利用されるＹ軸リニアスケール３８ａが設けられている。Ｙ軸移動テーブル３６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられている。
【0052】
ナット部には、Ｙ軸ガイドレール３８に略平行に配置されたねじ軸４０がボール（不図示）を介して回転可能な態様で連結されている。ねじ軸４０の一端部には、モータ４２が連結されている。Ｙ軸ガイドレール３８、ねじ軸４０、モータ４２等は、Ｙ軸方向移動機構４４を構成する。
【0053】
Ｘ軸方向移動テーブル４６には、チャックテーブル５６が支持されている。Ｘ軸方向移動機構５４を作動させると、チャックテーブル５６をＸ軸方向に沿って移動できる。Ｙ軸方向移動機構４４を作動させると、チャックテーブル５６をＹ軸方向に沿って移動できる。
【0054】
次に、図９を参照して、Ｘ軸方向移動テーブル４６及びチャックテーブル５６について詳述する。図９には、Ｘ軸方向移動テーブル４６を模式的に示す側面図と、チャックテーブル５６を模式的に示す一部断面側面図と、が含まれている。ただし、図９では、断面に付されるべきハッチングを説明の便宜のために省略している。
【0055】
チャックテーブル５６は、円板状の保持部材５６ａを有する。保持部材５６ａの上面及び下面は、それぞれ平坦であり、互いに平行である。保持部材５６ａは、可視光、赤外光（例えば、近赤外光）が透過する透明な材料で形成されている。保持部材５６ａは、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、又は、ソーダガラスで形成されるが、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、又は、フッ化マグネシウムで形成されてもよい。
【0056】
保持部材５６ａの内部には縦横に張り巡らされた吸引路（不図示）が形成されており、吸引路は保持部材５６ａの上面に形成された複数の吸引口（不図示）に接続されている。また、吸引路には、エジェクタ等の吸引源（不図示）が接続されている。保持部材５６ａの上に基板１を載せて吸引源を作動させると、吸引路及び吸引口を通じて基板１に負圧が作用し、基板１がチャックテーブル５６に吸引保持される。それゆえ、保持部材５６ａの上面は、保持面として機能する。
【0057】
保持部材５６ａに形成された吸引路及び開口等では、保持部材５６ａに入射した光の一部が散乱又は反射される。それゆえ、保持部材５６ａは、上面または下面から見た場合に完全に透明ではなく、遮光性を有する部分、または、不透明な部分を有する場合がある。しかし、これらの吸引路等を除く保持部材５６ａの所定の領域は、上面から下面まで透明である。
【0058】
Ｘ軸方向移動テーブル４６は、長方形の底板４６ａを含む。底板４６ａの下方（－Ｚ方向）側は、一対のＸ軸ガイドレール４８にスライド可能に取り付けられている。また、底板４６ａの前方（＋Ｘ方向）の端部には、長方形の側板４６ｂの下端部が接続されている。
【0059】
側板４６ｂの上端部には、底板４６ａと同様の長方形の天板４６ｃの前方の端部が接続されている。底板４６ａ及び天板４６ｃは、Ｚ軸方向で重なる様に配置されており、底板４６ａ、側板４６ｂ及び天板４６ｃにより、後方（－Ｘ方向）側及びＹ軸方向の両側が開放された空間４６ｄが形成されている。
【0060】
天板４６ｃの上面側には、チャックテーブル５６の枠体５６ｂが、Ｚ軸方向に略平行な回転軸の周りに回転可能に支持されている。天板４６ｃよりも上方に位置する枠体５６ｂの側面は、プーリー部として機能する。
【0061】
側板４６ｂの外側側面には、モータ等の回転駆動源５８が設けられている。回転駆動源５８の回転軸には、プーリー５８ａが設けられている。プーリー５８ａ及び枠体５６ｂには、ベルト６０がかけられている。
【0062】
回転駆動源５８を動作させると、枠体５６ｂは、Ｚ軸方向に略平行な回転軸の周りに回転する。プーリー５８ａの回転を制御することで、回転軸の周りで任意の角度だけチャックテーブル５６は回転する。
【0063】
基台３４の上面には、長手部がＸ軸方向に沿って配置された支持アーム６３（図４参照）を介して、下側撮像ユニット６４が固定されている。支持アーム６３の基端側には支持アーム６３を昇降させるボールねじ式の昇降ユニット６２が接続されており、下側撮像ユニット６４は支持アーム６３の先端に固定されている。昇降ユニット６２を作動させると、下側撮像ユニット６４を昇降できる。
【0064】
下側撮像ユニット６４は、所謂、顕微鏡カメラユニットである。例えば、下側撮像ユニット６４は、低倍率カメラ及び高倍率カメラの２つのカメラにより構成される。ただし、下側撮像ユニット６４は、１つのカメラにより構成されてもよい。下側撮像ユニット６４を構成するカメラは、集光レンズ等の所定の光学系と、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子と、を有する（いずれも不図示）。
【0065】
Ｘ軸方向移動機構５４を作動させてＸ軸方向移動テーブル４６を移動させると、下側撮像ユニット６４がＸ軸方向移動テーブル４６の空間４６ｄに差し入れられる。下側撮像ユニット６４は、チャックテーブル５６よりも下方に設けられている。また、各集光レンズの光軸は、保持部材５６ａの下面に略垂直に配置されている。
【0066】
下側撮像ユニット６４で基板１を撮像する場合には、Ｘ軸方向移動テーブル４６を移動させて、空間４６ｄに下側撮像ユニット６４を配置する。そして、基板１をチャックテーブル５６に吸引保持させ保持部材５６ａを介して基板１を下方から撮像すれば、基板１の下側の撮像画像を取得できる。Ｘ軸方向移動機構５４及びＹ軸方向移動機構４４を作動させると、基板１の撮像領域を変更できる。
【0067】
昇降ユニット６２に対して－Ｙ方向に隣接する位置には、基台３４の上面から上方に突出する態様でコラム６６が設けられている。コラム６６には、Ｘ軸方向に略平行な長手部を有するケーシング６８が設けられている。
【0068】
ケーシング６８には、レーザ照射ユニット（加工ユニット）７０の少なくとも一部が設けられている。レーザ照射ユニット７０は、ケーシング６８の先端に設けられたヘッド部７２を有し、基板１に吸収される波長（例えば、３５５ｎｍ）を有するパルス状のレーザビームＬをヘッド部７２から照射可能である。
【0069】
図５には、レーザ照射ユニット７０の光学系の最も単純な構成例が模式的に示されている。レーザ照射ユニット７０は、レーザビームを出射するレーザ発振器８４と、レーザビームを集光するｆθレンズ（集光レンズ）８８と、ミラー８６と、を有する。レーザ発振器８４から出射されたレーザビームは、ミラー８６により反射され、ｆθレンズ８８により集光され、ヘッド部７２から下方に照射される。図４では、ヘッド部７２から下方に照射されるレーザビームＬを破線矢印で示す。
【0070】
ミラー８６は、向きを変更する駆動源（不図示）に接続されており、向きが制御される。ミラー８６の向きを変更すると、レーザ発振器８４から出射されミラー８６で反射されるレーザビームの進行方向が変わる。そして、ｆθレンズ８８を経てチャックテーブル５６に吸引保持された基板１に照射されるレーザビームの集光点の位置が変わる。方向可変なミラー８６は、レーザ発振器８４が出射しｆθレンズ８８が集光するレーザビームを走査する走査ユニット（ガルバノスキャナ）として機能できる。
【0071】
ケーシング６８の先端部においてヘッド部７２に隣接する位置には、上側撮像ユニット７４が設けられている。上側撮像ユニット７４は、チャックテーブル５６に吸引保持された基板１の上面側を撮像する。上側撮像ユニット７４が備えるカメラは、下側撮像ユニット６４のカメラと同様に構成される。
【0072】
基台３４上には、筐体（不図示）が設けられており、筐体の前方（＋Ｘ方向）の側面には、作業者が指示を入力するための入力部（即ち、入力インターフェース）と、作業者に情報を表示するための表示部とを兼ねるタッチパネル付きディスプレイ７６が設けられている。
【0073】
タッチパネル付きディスプレイ７６には、例えば、上側撮像ユニット７４及び下側撮像ユニット６４で撮像した撮像画像が表示される。また、タッチパネル付きディスプレイ７６には、撮像画像に対して画像処理が実施されて作成された処理画像が表示されてもよい。
【0074】
レーザ加工装置３２は、各構成要素を制御するコントローラ（制御部）８０を備える。コントローラ８０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。補助記憶装置に記憶されるソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、コントローラの機能が実現される。
【0075】
さらに、コントローラ８０の補助記憶装置（記憶装置８２）には、各種の被加工物を加工するための加工条件等の情報、下側撮像ユニット６４や上側撮像ユニット７４が基板１を撮像した撮像画像等、各種の情報が登録される。
【0076】
次に、基板１に穴を形成するエッチングステップＳ４０で使用されるプラズマ処理装置について説明する。図１２は、プラズマ処理装置９２を示す一部断面正面図である。プラズマ処理装置９２は、基板１が収容されるチャンバー９４を備える。チャンバー９４は、金属等の導電性材料でなり、接地されている。チャンバー９４の内部は、基板１に対するプラズマ処理が実施される処理空間９６に相当する。
【0077】
チャンバー９４の側壁には、基板１の搬送のための開口９４ａが設けられている。開口９４ａの外側には、開口９４ａを開閉するゲート（開閉扉）９８が設けられている。ゲート９８にはエアシリンダ等の移動機構（不図示）が連結されており、移動機構はゲート９８をチャンバー９４の側壁に沿って昇降させる。
【0078】
ゲート９８を下降させて開口９４ａを露出させることにより、開口９４ａを介して基板１を処理空間９６に搬入し、又は開口９４ａを介して基板１を処理空間９６から搬出することが可能となる。また、ゲート９８を上昇させて開口９４ａを閉塞することにより、処理空間９６が密閉される。
【0079】
チャンバー９４の底壁には、チャンバー９４の内部と外部とを接続する開口９４ｂが設けられている。開口９４ｂは、配管１００を介して真空ポンプ等の排気装置１０２に接続されている。処理空間９６が密閉された状態で排気装置１０２を作動させると、処理空間９６が排気、減圧される。
【0080】
処理空間９６には、基板１を保持するチャックテーブル１０４が設けられている。チャックテーブル１０４の上面は、水平面と概ね平行な平坦面であり、基板１を保持する保持面１０４ａを構成している。
【0081】
チャックテーブル１０４としては、基板１を電気的な力で保持する静電チャックを用いることができる。例えば、チャックテーブル１０４はセラミックス等の誘電体でなり、チャックテーブル１０４の内部には円盤状の電極１０６が設けられている。電極１０６は、保持面１０４ａと概ね平行に配置され、整合器１０８を介して高周波電源１１０に接続されている。
【0082】
なお、チャックテーブル１０４の内部には、水等の冷却液が流れる冷却路（不図示）が設けられていてもよい。冷却液を冷却路に流してチャックテーブル１０４の内部で循環させることにより、チャックテーブル１０４が冷却される。
【0083】
チャックテーブル１０４の上方には、ガス噴出ヘッド１１２が設けられている。ガス噴出ヘッド１１２は、金属等の導電性材料でなり、チャンバー９４の上壁に設けられた開口９４ｃに挿入されている。なお、チャンバー９４とガス噴出ヘッド１１２との間には、絶縁性材料でなる環状の軸受け１１４が設けられている。軸受け１１４は、ガス噴出ヘッド１１２を囲むように設けられ、チャンバー９４とガス噴出ヘッド１１２とを絶縁している。
【0084】
ガス噴出ヘッド１１２は、整合器１１６を介して高周波電源１１８に接続されている。また、ガス噴出ヘッド１１２には、ガス噴出ヘッド１１２を鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構（不図示）が連結されている。昇降機構でガス噴出ヘッド１１２を昇降させることにより、チャックテーブル１０４とガス噴出ヘッド１１２との間隔が調節される。
【0085】
ガス噴出ヘッド１１２の内部には、プラズマ処理用のガスが供給されるガス拡散空間１１２ａが設けられている。また、ガス噴出ヘッド１１２の下面側には、処理空間９６とガス拡散空間１１２ａとを連結させる複数のガス供給路１１２ｂが設けられている。さらに、ガス噴出ヘッド１１２の上面側には、一対のガス供給路１１２ｃ，１１２ｄが設けられている。ガス供給路１１２ｃは配管１２０ａを介してガス供給源１２２ａに接続され、ガス供給路１１２ｄは配管１２０ｂを介してガス供給源１２２ｂに接続されている。
【0086】
ガス供給源１２２ａは、配管１２０ａ及びガス供給路２２ｃを介してガス拡散空間１１２ａにプラズマ処理用のガスを供給する。同様に、ガス供給源１２２ｂは、配管１２０ｂ及びガス供給路１１２ｄを介してガス拡散空間１１２ａにプラズマ処理用のガスを供給する。そして、２種類のガスがガス拡散空間１１２ａにおいて混合される。なお、図１２には２つのガス供給源１２２ａ，１２２ｂからガス噴出ヘッド１１２にガスが供給される形態を図示しているが、ガス噴出ヘッド１１２に接続されるガス供給源の数は１又は３以上であってもよい。
【0087】
プラズマ処理装置９２を用いて基板１にプラズマ処理（プラズマエッチング）を施す際には、まず、ゲート９８が下降し、開口９４ａが露出する。そして、搬送機構（不図示）によって基板１が開口９４ａを介して処理空間９６に搬入され、チャックテーブル１０４の保持面１０４ａ上に配置される。なお、基板１の搬入時には、ガス噴出ヘッド１１２を上昇させ、チャックテーブル１０４とガス噴出ヘッド１１２との間隔を広げておくことが好ましい。
【0088】
次に、ゲート９８が上昇して開口９４ａが閉塞され、処理空間９６が密閉される。そして、高周波電源１１０によって電極１０６に所定の電圧が印加される。これにより、チャックテーブル１０４の保持面１０４ａ側で誘電分極が生じ、保持面１０４ａと基板１との間に静電吸着力が作用する。その結果、基板１が保持面１０４ａで吸着保持される。
【0089】
また、チャックテーブル１０４とガス噴出ヘッド１１２とがプラズマ処理に適した間隔で配置されるように、ガス噴出ヘッド１１２の高さが調節される。さらに、排気装置１０２が作動し、処理空間９６が排気、減圧される。
【0090】
次に、ガス供給源１２２ａ及び／又はガス供給源１２２ｂからガス拡散空間１１２ａに、プラズマ処理用のガスが供給される。また、高周波電源１１８によってガス噴出ヘッド１１２に高周波電力が付与される。その結果、ガス拡散空間１１２ａ内のガスがプラズマ化し、プラズマ状態のガスが複数のガス供給路１１２ｂを介して処理空間９６に供給、分散される。そして、プラズマ状態のガスがチャックテーブル１０４上の基板１に供給され、基板１に所定のプラズマ処理が施される。
【0091】
次に、これまでに説明した装置を使用して実施される本実施形態に係る基板の加工方法について説明する。本実施形態に係る基板の加工方法では、表面１ａ側にパターン７が設けられた基板１の裏面１ｂ側にパターン７に沿った穴を形成する。特に、基板１の裏面１ｂ側にパターン７に沿った開口が形成されたマスクを配設し、マスクの開口を通して基板１を裏面１ｂ側からエッチングして、基板１の所定の位置に穴を形成する。以下、各ステップについて詳述する。
【0092】
【0093】
被覆ステップＳ１０では、上記の成膜装置２を用いて基板１に保護膜１１を形成してもよい。具体的には、まず、基板１が、裏面１ｂ側が上方に露出して表面１ａ側が保持面８ａに対向するようにスピンナテーブル８上に配置される。この状態で、保持面８ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、基板１がスピンナテーブル８によって吸引保持される。
【0094】
次に、供給ノズル２４を旋回させ、基板１の中心部の直上に位置付ける。そして、スピンナテーブル８をモータ１４によって回転させつつ、供給ノズル２４から液状の保護膜材１８を滴下して基板１の裏面１ｂ側に供給する。その結果、基板１の中心部に供給された保護膜材１８が遠心力によって基板１の外周縁側に向かって放射状に広がり、基板１の裏面１ｂの全体を被覆する。なお、基板１を被覆する保護膜材１８の厚さは、スピンナテーブル８の回転数や保護膜材１８の供給量を調節することによって制御できる。
【0095】
その後、供給ノズル２４から基板１への保護膜材１８の供給を停止し、スピンナテーブル８の回転を一定時間維持する。これにより、保護膜材１８が乾燥し、基板１の裏面１ｂを被覆する保護膜１１が形成される。なお、保護膜材１８の乾燥後、必要に応じて保護膜材１８を硬化させるためのベーキング処理等を実施してもよい。
【0096】
上記のように、被覆ステップＳ１０では、基板１に保護膜１１が形成され、基板１の裏面１ｂが保護膜１１によって被覆される。図２（Ｂ）は、裏面１ｂ側が保護膜１１で被覆された基板１を模式的に示す断面図である。ただし、保護膜１１の材質や形成方法は適宜変更することができる。
【0097】
次に、パターン７に対応する位置で保護膜１１に開口を形成してマスクを形成するために、基板１の表面１ａ側に設けられたパターン７を撮像してパターン７の位置を検出するアライメントステップＳ２０を実施する。その後、パターン７に対応する位置で保護膜１１を除去して保護膜１１に開口を形成することによりマスクを形成するマスク形成ステップＳ３０を実施する。アライメントステップＳ２０と、マスク形成ステップＳ３０と、は図４等に示すレーザ加工装置３２で実施される。
【0098】
まず、基板１が、裏面１ｂ側が上方に露出して表面１ａ側が保持部材５６ａの上面に対向するようにチャックテーブル５６上に配置される。この状態で、保持部材５６ａの上面に吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、基板１がチャックテーブル５６によって吸引保持される。
【0099】
次に、Ｘ軸方向移動機構５４及びＹ軸方向移動機構４４を作動させてチャックテーブル５６を下側撮像ユニット６４の上方に位置付ける。そして、保持部材５６ａを通して下側撮像ユニット６４で基板１の下面（表面１ａ）側を撮像し、撮像画像を得る。そして、撮像画像に写るパターン７を検出し、パターン７の位置を特定する。このパターン７と重なる領域等が基板１の加工されるべき位置であり、パターン７の位置が特定されることで基板１の加工されるべき位置が特定される。
【0100】
なお、撮像画像に基づくパターン７の位置の特定は、主にコントローラ８０の機能により実現されるとよい。例えば、コントローラ８０は、撮像画像に所定の画像処理を実施し、パターン７の外縁の位置、パターン７の中心位置（重心位置）等を特定することでパターン７の位置を特定する。
【0101】
また、下側撮像ユニット６４を利用して基板１の表面１ａの全域を撮像し、すべてのパターン７の位置を特定してもよい。または、基板１の表面１ａの一部のパターン７の位置と、基板１の表面１ａにおけるパターン７の配置に関する情報と、により基板１の加工されるべき位置が特定されてもよい。
【0102】
また、パターン７の位置の特定には、上側撮像ユニット７４が利用されてもよい。この場合、基板１を吸引保持するチャックテーブル５６は、上側撮像ユニット７４の下方に位置付けられる。そして、上側撮像ユニット７４により裏面１ｂ側から基板１を通して表面１ａ側が撮像され、撮像画像が取得される。そして、得られた撮像画像に写るパターン７の位置に基づいて、加工されるべき位置が特定される。
【0103】
なお、上側撮像ユニット７４により基板１を通して表面１ａ側を撮像する場合、上側撮像ユニット７４には、基板１等を透過する光（例えば赤外光）を検出できるセンサ（撮像素子）を備えるカメラが使用される。そして、アライメントステップＳ２０では、基板１を透過する波長の光を照明光として用いて、基板１の表面１ａ側に設けられたパターン７を裏面１ｂ側から撮像するとよい。
【0104】
ここで、保護膜１１の開口を形成する位置は、アライメントステップＳ２０により特定される。例えば、パターン７と重なる領域において基板１をエッチングして穴を形成することが予定される場合、パターン７の位置に基づいて保護膜１１のパターン７と重なる領域において開口が形成されるように後述の通り保護膜１１にレーザビームＬが照射される。
【0105】
ただし、基板１の穴が形成される位置、及び、保護膜１１の開口が形成される位置は、これに限定されない。例えば、基板１の穴の形成が予定された位置はパターン７と完全に重ならなくてもよく、平面視においてパターン７よりも大きな穴、または、パターン７よりも小さな穴の形成が予定されてもよく、パターン７からずれた位置で穴の形成が予定されてもよい。パターン７の平面形状と、保護膜１１に形成される開口の平面形状と、も必ずしも一致しない。
【0106】
いずれの場合においても、アライメントステップＳ２０では、保護膜１１の開口が形成される位置、すなわち、保護膜１１のレーザ加工が実施される位置は、パターン７の位置に基づいて特定される。このように、パターン７に対応する位置で基板１に穴を形成するために、そして、パターン７に対応する位置で保護膜１１に開口を形成するために、アライメントステップＳ２０ではパターン７の位置が特定される。これにより、パターン７に沿った穴を基板１に形成できるようになる。
【0107】
レーザ加工装置３２では、次に、マスク形成ステップＳ３０を実施する。マスク形成ステップＳ３０では、レーザ照射ユニット７０のヘッド部７２の下方に基板１を移動させる。そして、ミラー８６の向きを変更してレーザビームＬの集光位置を切り替えながら、レーザビームＬを保護膜１１の所定の位置に集光し、保護膜１１をレーザ加工する。換言すると、走査ユニットで保護膜１１の各加工所定箇所にレーザビームＬを走査させる。
【0108】
図５は、マスク形成ステップＳ３０の開始時における基板１を模式的に示す断面図である。マスク形成ステップＳ３０では、パターン７に対応する位置で保護膜１１を除去して保護膜１１に開口を形成することによりマスクを形成する。特に、レーザ照射ユニット７０を利用して、保護膜１１の開口を形成する位置にレーザビームＬを集光し、当該位置の保護膜１１を除去する。なお、レーザ加工を実施する加工条件の一例を下記に示す。
【0109】
レーザビームの波長 ：３６５ｎｍ
平均出力 ：０．７Ｗ
パルスの繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
集光点の走査速度 ：２００ｍｍ／ｓ
平均出力 ：０．７Ｗ
パルスの繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
集光点の走査速度 ：２００ｍｍ／ｓ
【0110】
図６（Ａ）は、マスク形成ステップＳ３０の完了時における基板１を模式的に示す断面図である。保護膜１１がパターン７に対応する位置で除去されて開口１５が形成されると、基板１の裏面１ｂ側にマスク１３が形成される。ここで、マスク１３は、後述の通り基板１にエッチングが実施される際にエッチングの対象とならない領域をエッチャントから保護する機能を有する。すなわち、マスク１３とは、パターニングされたレジスト膜である。
【0111】
本実施形態に係る基板の加工方法では、次に、マスク１３を介して基板１をエッチングし、基板１の裏面１ｂ側にパターン７に沿った穴を形成するエッチングステップＳ４０を実施する。ここで、パターン７に沿った穴とは、パターン７の位置及び形状等に基づいて位置及び形状が規定された穴のことである。エッチングステップＳ４０は、図１２に示すプラズマ処理装置９２が使用されて実施される。
【0112】
図１３は、エッチングステップＳ４０における基板１を模式的に示す一部断面正面図である。図１３では、基板１のパターン７と、マスク１３の開口１５と、が省略されている。エッチングステップＳ４０では、プラズマ処理装置９２によって基板１の裏面１ｂ側にエッチャントが供給され、基板１が裏面１ｂ側から加工され、基板１に穴が形成される。
【0113】
具体的には、まず、基板１のマスク１３が形成された裏面１ｂ側が上方に露出し、反対の表面１ａ側が保持面１０４ａに対面するように、基板１がチャックテーブル１０４で保持される。また、ガス噴出ヘッド１１２のガス拡散空間１１２ａ（図１２参照）にエッチング用のガスが供給されるとともに、ガス噴出ヘッド１１２に高周波電力が付与される。
【0114】
これにより、ガス拡散空間１１２ａ内のガスがプラズマ化し、イオンやラジカルを含むプラズマ状態のガス１２４（エッチャントガス）が生成される。そして、プラズマ状態のガス１２４が基板１の裏面１ｂ側に供給されることにより、マスク１３の開口１５で露出した基板１がエッチングされる。
【0115】
例えば、基板１がシリコンウェーハである場合には、ガス供給源１２２ａからフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）が供給され、ガス供給源１２２ｂから不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）が供給される。そして、これらのガスがガス拡散空間１１２ａにおいて混合される。
【0116】
そして、ガス噴出ヘッド１１２に高周波電力が付与される。これにより、ガス拡散空間１１２ａに供給されたガスがプラズマ化し、プラズマ状態のガス１２４が基板１の表面１ａ側に供給される。その結果、ガス１２４がマスク１３の開口１５に入り込み、開口１５の内側で露出している基板１の裏面１ｂ側に作用する。これにより、基板１のパターン７に対応する領域にプラズマエッチングが施され穴が形成される。図６（Ｂ）は、パターン７に沿った穴１７が形成された基板１を模式的に示す断面図である。
【0117】
そして、ガス１２４の供給を継続すると、プラズマエッチングが進行して穴が深くなり、穴が基板１の表面１ａ側のパターン７に到達する。なお、エッチングステップＳ４０では、Ｂｏｓｃｈプロセスにより穴が形成されてもよい。この場合には、保護膜形成ステップ、異方性エッチングステップ、等方性エッチングステップを順に実施して基板１をエッチングする工程を繰り返すことにより、穴１７を基板１の表面１ａに到達させる。
【0118】
保護膜形成ステップでは、基板１の裏面１ｂ側（マスク１３側）にプラズマ化したガスを供給することにより、穴の内面を保護膜で被覆する。具体的には、ガス噴出ヘッド１１２のガス拡散空間１１２ａ（図１２参照）に保護膜形成用のガスが供給されるとともに、ガス噴出ヘッド１１２に高周波電力が付与される。これにより、プラズマ状態のガスが基板１の裏面１ｂ側に供給される。
【0119】
基板１にガスを供給すると、ガスに含まれるイオンやラジカルが穴に入り込んで穴の内壁にも堆積される。その結果、穴の内壁に保護膜が形成され、穴が保護膜によって被覆される。
【0120】
例えば、ガス拡散空間１１２ａ（図１２参照）において、ガス供給源１２２ａから供給されたＣ４Ｆ８を含むガスと、ガス供給源１２２ｂから供給されたＡｒガスとが混合され、プラズマ化される。そして、ガスに含まれるＣＦラジカルが穴の内壁に堆積し、穴の内壁にフッ化炭素を含む絶縁性の保護膜が形成される。例えば、ガスの供給時間は６秒以上８秒以下に設定され、厚さが１０ｎｍ以下の保護膜が形成される。
【0121】
次に、異方性エッチングステップを実施する。異方性エッチングステップでは、基板１の裏面１ｂ側（マスク１３側）にプラズマ化したガスを供給することにより、保護膜を異方的にプラズマエッチングして、穴の底を被覆している保護膜を除去する。具体的には、ガス噴出ヘッド１１２のガス拡散空間１１２ａ（図１２参照）にエッチング用のガスが供給される。例えば、ガス供給源１２２ａから供給されたフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）と、ガス供給源１２２ｂから供給された不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）とが、ガス拡散空間１１２ａで混合される。
【0122】
そして、電極１０６及びガス噴出ヘッド１１２（図１２参照）にそれぞれ高周波電力が付与される。これにより、ガス拡散空間１１２ａ内のガスがプラズマ化されるとともにチャックテーブル１０４に向かって加速され、保護膜に異方性のプラズマエッチングが施される。異方性のプラズマエッチングを一定時間（例えば３秒程度）継続すると、保護膜のうち穴の底を覆う部分が除去され、穴の底が露出する。
【0123】
次に、等方性エッチングステップを実施する。等方性エッチングステップでは、基板１の裏面１ｂ側（マスク１３側）にプラズマ化したガスを供給することにより、穴の底を等方的にプラズマエッチングする。具体的には、ガス噴出ヘッド１１２のガス拡散空間１１２ａ（図１２参照）にエッチング用のガスが供給される。例えば、ガス供給源１２２ａから供給されたフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）と、ガス供給源１２２ｂから供給された不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）とが、ガス拡散空間１１２ａで混合される。
【0124】
そして、ガス噴出ヘッド１１２（図１２参照）に高周波電力が付与される。これにより、ガス拡散空間１１２ａに供給されたガスがプラズマ化され、プラズマ状態のガスが基板１の裏面１ｂ側に一定時間（例えば５秒以上７秒以下）供給される。なお、等方性エッチングステップでは、電極１０６（図１２参照）に高周波電力が付与されない。そのため、基板１には等方性のプラズマエッチングが施される。その結果、穴の底及びその近傍が除去され、穴が深くなる。
【0125】
その後、穴が基板１の表面１ａ側のパターン７に到達するまで、上記の保護膜形成ステップ、異方性エッチングステップ、等方性エッチングステップが繰り返される。そして、穴が基板１の表面１ａ側のパターン７に到達すると、エッチングステップＳ４０が完了する。
【0126】
エッチングステップＳ４０が完了すると、マスク１３が除去される。例えば、マスク１３に対してアッシング処理を施すことにより、基板１からマスクが除去される。なお、マスク１３が水溶性の樹脂でなる場合には、マスク１３に純水等を供給することにより、マスク１３を容易に除去できる。
【0127】
なお、ここまで説明した基板の加工方法においては、保護膜１１を所定の位置で部分的に除去してエッチング用のマスク１３を形成する際に、レーザビームＬを高い精度で保護膜１１に照射する必要がある。しかしながら、保護膜１１へのレーザビームＬの照射を実施する間に環境の温度が上昇する等して光学系の状態が変化して、レーザビームの被照射領域の位置や大きさにずれが生じてレーザビームＬの照射精度が低下することがある。
【0128】
照射精度が低下したレーザビームＬが保護膜１１に照射された場合、基板１のマスク１３から露出された領域の位置や大きさがエッチングの予定された領域と一致しなくなり、マスク１３が低品質となる。そのため、予定された通りにエッチングが実施されず、最終的に形成されるデバイス５の特性不良に繋がる。
【0129】
そこで、本実施形態に係る基板の加工方法では、保護膜１１に開口１５を形成してマスク１３を形成する際に保護膜１１をテスト加工し、テスト加工の結果を評価して補正量を決定し、補正量に基づいて保護膜１１の加工位置を補正して開口１５を形成する。すなわち、マスク形成ステップＳ３０では、テスト加工を実施して、テスト加工の結果を利用して保護膜１１を本加工してマスク１３を形成する。
【0130】
以下、本実施形態に係る基板の加工方法におけるマスク形成ステップＳ３０の各ステップについて詳述する。図７（Ａ）には、マスク形成ステップＳ３０の開始時における基板１の裏面１ｂ側を模式的に示す平面図が含まれている。図７（Ｂ）には、マスク形成ステップＳ３０の開始時における基板１を模式的に示す断面図が含まれている。
【0131】
図７（Ｂ）には、基板１の表面１ａ側に形成された一つのパターン７とその周囲の領域が示されている。図７（Ｂ）では、基板１の表面１ａ側のパターン７以外の構造物である層９を省略している。図７（Ｂ）に示す通り、この時点において基板１の裏面１ｂ側を被覆する保護膜１１には開口１５等が形成されていない。
【0132】
図１５（Ｂ）は、マスク形成ステップＳ３０の各ステップの流れを示すフローチャートである。マスク形成ステップＳ３０の各ステップについて、順番に説明する。まず、マスク形成ステップＳ３０では、基板１の表面１ａ側のパターン７に対応する領域において保護膜１１の除去を行い、テストパターンを保護膜１１に形成するテスト加工ステップＳ３１を実施する。
【0133】
アライメントステップＳ２０が実施されたことでパターン７の位置が特定されており、この時点でマスク形成ステップＳ３０において開口１５が形成される領域、すなわち、保護膜１１の除去される位置が特定されている。以下、パターン７と過不足なく重なる領域において保護膜１１が除去されてマスク１３の開口１５が形成される場合を例に説明する。
【0134】
図７（Ａ）は、基板１の裏面１ｂ側を模式的に示す平面図であり、図７（Ａ）には、開口１５が形成されることが予定された領域１９が示されている。ただし、領域１９はパターン７と過不足なく重なる場合に限定されない。図７（Ａ）では、領域１９が破線により表現されている。図７（Ａ）の位置Ａは図７（Ｂ）の位置Ａに相当し、図７（Ａ）の位置Ａ´は図７（Ｂ）の位置Ａ´に相当する。
【0135】
テスト加工ステップＳ３１では、例えば、保護膜１１の除去が予定された領域１９において、または、領域１９の内側の領域において保護膜１１が除去され、テストパターン２１が保護膜１１に形成される。テストパターン２１の形成は、レーザビームＬの照射位置が異なること以外、上述の通り保護膜１１に開口１５を形成する条件と同様の条件でレーザ加工装置３２により実施されるとよい。すなわち、テスト加工ステップＳ３１では、レーザ照射ユニット７０を用いて保護膜１１にレーザビームＬを照射して保護膜１１の除去を実施する。
【0136】
図８（Ａ）は、領域１９の内側の領域において保護膜１１にテストパターン２１が形成された基板１の裏面１ｂ側を模式的に示す平面図であり、図８（Ｂ）は、テストパターン２１が形成された基板１を模式的に示す断面図である。
【0137】
特に、テスト加工ステップＳ３１では、基板１の表面１ａ側のパターン７に対応する領域１９の一部または全域でのみ保護膜１１を除去してテストパターン２１を保護膜１１に形成することが好ましい。この場合、後述の通り本加工ステップＳ３５を実施したときにテストパターン２１が保護膜１１から除去されるため、テストパターン２１の形成がマスク１３の品質に影響を与えない。
【0138】
別の観点から再び説明すると、保護膜１１の領域１９よりも内側にテストパターン２１が形成される場合、後述の通り最終的にマスク１３が形成される際に開口１５として失われる保護膜１１を利用してテストパターン２１を形成できる。そのため、マスク１３として必要となる領域の保護膜１１がテストパターン２１の形成で失われることがない。下記に説明する通り、形成されたテストパターン２１は、レーザビームＬの照射精度の評価に利用できる。
【0139】
テスト加工ステップＳ３１の後、テスト加工ステップＳ３１において保護膜１１に形成されたテストパターン２１を撮像して、テストパターン２１の位置を検出するテストパターン位置検出ステップＳ３２が実施される。
【0140】
保護膜１１に形成されたテストパターン２１の撮像は、レーザ加工装置３２の下側撮像ユニット６４により実施される。下側撮像ユニット６４で基板１を下面（表面１ａ）側から撮像する場合、図９に示される通り、チャックテーブル５６を下側撮像ユニット６４の上方に移動させる。そして、表面１ａ側から基板１を通して裏面１ｂ側を撮像し、テストパターン２１が写る撮像画像を取得する。この場合、下側撮像ユニット６４が備える撮像カメラには、基板１を透過する波長の光を受光できる撮像素子が使用される。
【0141】
ただし、下側撮像ユニット６４で撮像を実施すると、テストパターン２１がパターン７に隠れて撮像画像に写らない場合がある。そこで、保護膜１１に形成されたテストパターン２１の撮像は、レーザ加工装置３２の上側撮像ユニット７４により実施されてもよい。図１０は、上側撮像ユニット７４で上面（裏面１ｂ）側から撮像される基板１を模式的に示す断面図である。上側撮像ユニット７４で基板１を撮像すると、保護膜１１に形成されたテストパターン２１が撮像される。
【0142】
図１１（Ａ）は、基板１の裏面１ｂ側が写る撮像画像の一例を模式的に示す平面図である。図１１（Ａ）に示す撮像画像は、例えば、上側撮像ユニット７４で基板１を撮像した際に得られる撮像画像である。図１１（Ａ）には、保護膜１１に形成されたテストパターン２１ａが写る。そして、テストパターン位置検出ステップＳ３２では、テストパターン２１ａが写る撮像画像からテストパターン２１ａの位置を特定する。
【0143】
例えば、レーザ加工装置３２のコントローラ８０は、この撮像画像からテストパターン２１ａを検出して位置を特定する。より詳細には、撮像画像を構成する画素のうち、テストパターン２１ａに属する画素の領域を検出し、当該領域と形及び大きさが同一の平面図形の重心の位置をテストパターン２１ａの位置として特定する。ただし、テストパターン２１ａの位置の特定方法はこれに限定されない。特定されたテストパターン２１ａの位置は、記憶装置８２に記録されるとよい。
【0144】
マスク形成ステップＳ３０では、基板１の表面１ａ側に設けられたパターンを撮像して、パターンの位置を検出するパターン位置検出ステップＳ３３が実施される。パターン位置検出ステップＳ３３は、テストパターン位置検出ステップＳ３２と同様に実施される。すなわち、パターン位置検出ステップＳ３３は、例えば、レーザ加工装置３２の上側撮像ユニット７４、または、下側撮像ユニット６４により実施される。そして、基板１のパターン７ａが写る撮像画像が取得される。
【0145】
下側撮像ユニット６４で基板１を下面（表面１ａ）側から撮像する場合、図９に示される通り、チャックテーブル５６を下側撮像ユニット６４の上方に移動させる。そして、基板１の表面１ａ側を撮像し、パターン７ａが写る撮像画像を取得する。
【0146】
また、上側撮像ユニット７４で基板１を上面（裏面１ｂ）側から撮像する場合、図１０に示される通り、チャックテーブル５６を上側撮像ユニット７４の下方に移動させる。そして、裏面１ｂ側から基板１を通して表面１ａ側を撮像し、パターン７ａが写る撮像画像を取得する。この場合、上側撮像ユニット７４が備える撮像カメラには、基板１を透過する波長の光を受光できる撮像素子が使用される。そして、パターン位置検出ステップＳ３３では、基板１を透過する波長の光を照明光として用いて、基板１の表面１ａ側に設けられたパターン７ａを裏面１ｂ側から撮像するとよい。
【0147】
図１１（Ｂ）は、基板１の表面１ａ側が写る撮像画像の一例を模式的に示す平面図である。図１１（Ｂ）に示す撮像画像は、例えば、下側撮像ユニット６４で基板１を撮像した際に得られる撮像画像である。図１１（Ｂ）に示される撮像画像には、パターン７ａが写る。そして、パターン位置検出ステップＳ３３では、パターン７ａが写る撮像画像からパターン７ａの位置を特定する。
【0148】
例えば、レーザ加工装置３２のコントローラ８０は、この撮像画像からパターン７ａを検出して位置を特定する。パターン７ａの位置の特定は、上述のテストパターン２１ａの位置の特定方法と同様の方法で実施される。特定されたパターン７ａの位置は、記憶装置８２に記録されるとよい。
【0149】
ここで、テストパターン位置検出ステップＳ３２で位置が検出されるテストパターン２１ａは、パターン位置検出ステップＳ３３で位置が検出されるパターン７ａに対応する位置で保護膜１１に形成されたものとするよい。換言すると、テストパターン２１ａは、パターン位置検出ステップＳ３３で位置が検出されるパターン７ａに沿った穴１７を基板１に形成するために使用されるマスク１３の開口１５が形成される領域１９で保護膜１１に形成される。
【0150】
また、テストパターン２１ａは、保護膜１１のマスク１３の開口１５が形成されるすべての領域１９に形成される必要はない。保護膜１１にはレーザビームＬの照射精度の評価を十分に実施できる数、及び位置でテストパターン２１ａが形成されればよい。また、テストパターン位置検出ステップＳ３２では、保護膜１１に形成されたすべてのテストパターン２１ａの位置が検出されなくてもよい。レーザビームＬの照射精度の評価を十分に実施できる数でテストパターン２１ａの位置が検出されるとよい。
【0151】
さらに、テストパターン位置検出ステップＳ３２と、パターン位置検出ステップＳ３３と、はいずれが先に実施されてもよく、同時に実施されてもよい。例えば、上側撮像ユニット７４または下側撮像ユニット６４を使用してパターン７ａが写る撮像画像を取得した直後に、チャックテーブル５６を移動させることなくこのパターン７ａに重なったテストパターン２１ａが写る撮像画像を取得する。
【0152】
この場合、１度目の撮像を実施した後に、上側撮像ユニット７４または下側撮像ユニット６４をＺ軸方向に沿って昇降させてピントを調整する等するだけで２度目の撮像の実施が可能となる。そのため、取得される２枚の撮像画像では写る領域が変わらないため、両者を直接的に比較してレーザビームＬの照射精度の評価を直感的かつ容易に実施できる。
【0153】
また、このようにテストパターン位置検出ステップＳ３２と、パターン位置検出ステップＳ３３と、が同時に実施される場合、チャックテーブル５６の移動が最小量で済むため、マスク形成ステップＳ３０の所要時間が比較的短くなる場合がある。
【0154】
なお、アライメントステップＳ２０においてパターン７が写る撮像画像が取得されていた場合、パターン位置検出ステップＳ３３では、アライメントステップＳ２０で取得された撮像画像が使用されてパターン７の位置が検出されてもよい。この場合さらに、パターン７の位置の検出は、アライメントステップＳ２０においてパターン７が写る撮像画像が取得された直後に実施されてもよい。
【0155】
換言すると、アライメントステップＳ２０と同時にパターン位置検出ステップＳ３３が実施されてもよい。さらに換言すると、アライメントステップＳ２０と同時にマスク形成ステップＳ３０の一部のステップが実施されてもよい。
【0156】
テストパターン位置検出ステップＳ３２と、パターン位置検出ステップＳ３３と、を実施した後、補正量算出ステップＳ３４が実施される。補正量算出ステップＳ３４では、テストパターン位置検出ステップＳ３２において検出されたテストパターン２１の位置と、パターン位置検出ステップＳ３３において検出されたパターン７の位置と、のずれ量をテストずれ量として算出する。そして、テストずれ量に基づいて補正量を算出する。
【0157】
図１１（Ｃ）は、保護膜１１に形成されたテストパターン２１ａと、基板１に設けられているパターン７ａと、の位置関係を模式的に示す平面図である。特に図１１（Ｃ）に示す平面図２７ａでは、テストパターン２１ａの外縁が破線で表現され、パターン７ａの外縁が実線で表現されている。また、平面図２７ａでは、テストパターン２１ａの中心（重心）２１ｂと、パターン７ａの中心（重心）７ｂと、がそれぞれ点で表現されている。
【0158】
例えば、テストパターン位置検出ステップＳ３２では、テストパターン２１ａの中心２１ｂの位置が検出され、パターン位置検出ステップＳ３３では、パターン７ａの中心７ｂの位置が検出される。そして、テストパターン２１ａの中心２１ｂと、パターン７ａの中心７ｂと、の相対位置からテストずれ量が算出される。例えば、ＸＹ平面における中心２１ｂと、中心７ｂと、の座標の差からテストずれ量とずれの方向が算出される。図１１（Ｃ）には、両者のずれ２３が矢印で表現されている。
【0159】
次に、テストずれ量に基づいて補正量が算出される。この補正量は、後述の本加工ステップＳ３５においてレーザビームＬを保護膜１１に照射する際のレーザビームＬの照射条件の補正に使用される。例えば、テストパターン２１ａの中心２１ｂがパターン７ａの中心７ｂと重なることが予定されてテストパターン２１ａが保護膜１１に形成されていた場合、図１１（Ｃ）に示されたずれ２３の量（テストずれ量）がそのまま補正量となる。
【0160】
ただし、算出される補正量はこれに限定されない。例えば、テスト加工ステップＳ３１において、テストパターン２１ａの中心２１ｂがパターン７ａの中心７ｂと重なることが予定されてテストパターン２１ａが保護膜１１に形成されなくてもよい。すなわち、両者の中心２１ｂ，７ｂがずれるように計画されてテストパターン２１ａが保護膜１１に形成されてもよい。
【0161】
この場合、テストパターン２１ａの形成が計画された位置と、実際にテストパターン２１ａが形成された位置と、のずれを評価することで補正量を決定できる。そして、この場合、テストパターン２１ａの形成が計画された位置と、実際にテストパターン２１ａが形成された位置と、をパターン７ａとの位置関係で規定することにより、両者のずれを評価できる。
【0162】
例えば、テストパターン２１ａの形成が計画された位置、及び、パターン７ａの位置の計画上の位置関係と、実際にテストパターン２１ａが形成された位置、及び、パターン７ａの位置の実際の位置関係と、を比較する。そして、これら２つの位置関係が一致している場合、すなわち、テストずれ量が予定された量となる場合、レーザビームＬの照射条件に補正の必要がないことが判明し、補正量をゼロとして算出できる。また、これら２つの位置関係が一致していない場合、これらのずれから補正量を算出できる。
【0163】
いずれにせよ、補正量算出ステップＳ３４では、テストパターン２１ａの位置と、パターン７ａの位置と、のずれ量をテストずれ量として算出し、テストずれ量に基づいて補正量を算出する。補正量の算出は、例えば、レーザ加工装置３２のコントローラ（制御部）８０の機能により実施されるとよい。また、算出された補正量等は、コントローラ８０の記憶装置（記憶部）８２に登録されるとよい。
【0164】
ここで、補正量とは、レーザビームＬの照射条件のうち照射位置に関する補正の量である。ただし、補正量はこれに限定されず、照射位置ではない照射条件に関する補正量でもよい。また、算出される補正量が照射位置に関する補正の量である場合、補正する方向が併せて算出されてもよい。
【0165】
マスク形成ステップＳ３０では、次に、補正量算出ステップＳ３４で算出された補正量に基づいて保護膜１１の除去を実施する位置を補正して保護膜１１を除去し、保護膜１１に開口１５を形成してマスク１３を形成する本加工ステップＳ３５を実施する。図６（Ｂ）は、マスク形成ステップＳ３０の本加工ステップＳ３５を模式的に示す断面図である。
【0166】
本加工ステップＳ３５では、開口１５が形成されることが予定された領域１９（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）の全域に開口１５が形成されるようにレーザ加工装置３２のレーザ照射ユニット７０で保護膜１１にレーザビームＬを照射する。このとき、テスト加工ステップＳ３１で実施したレーザビームＬの照射時の照射条件を算出された補正量で補正して新たに照射条件を導出し、導出された新たな照射条件でレーザビームＬを保護膜１１に照射する。例えば、本加工ステップＳ３５では、算出された補正量を参照して走査ユニット（ガルバノスキャナ）を制御する。
【0167】
照射条件のうちレーザビームＬの照射位置を算出された補正量で補正し、補正された照射条件でレーザビームＬを保護膜１１に照射すると、開口１５が形成されることが予定された領域１９に高い精度で開口１５が形成される。すなわち、高品質なマスク１３が形成される。特に、本実施形態に係る基板の加工方法によると、マスクの形成対象となる保護膜１１そのものを利用してマスク形成の直前に条件補正のためのテスト加工を実施できるため、極めて高い実効性で条件補正を実施できる。
【0168】
そして、開口１５が形成されることが予定された領域１９にテストパターン２１が収まる場合、このときにテストパターン２１のまわりで保護膜１１が除去され、テストパターン２１が開口１５に取り込まれて消失する。そのため、テストパターン２１がマスク１３に残らず、エッチングステップＳ４０においてテストパターン２１が基板１の加工に影響を与えることもない。
【0169】
また、本実施形態に係る基板の加工方法では、エッチングステップＳ４０が実施された後、基板１に形成された穴１７（図６（Ｂ）参照）を観察して加工の精度を評価してもよい。そして、基板１における穴１７の形成が予定された位置と、エッチングステップＳ４０で穴１７が実際に形成された位置と、のずれを評価して加工の良否が判定されてもよい。以下、加工の良否の判定に係る構成を中心に、本実施形態に係る基板の加工方法の説明を続ける。
【0170】
エッチングステップＳ４０の後、基板１の裏面１ｂに形成された穴１７を撮像して、穴１７の位置を検出する穴形成位置検出ステップＳ５０を実施する。穴形成位置検出ステップＳ５０は、例えば、アライメントステップＳ２０、テストパターン位置検出ステップＳ３２、及び、パターン位置検出ステップＳ３３と同様に、上側撮像ユニット７４または下側撮像ユニット６４が利用されて実施される。この場合、エッチングステップＳ４０が終了した後、基板１がレーザ加工装置３２に戻される。
【0171】
ただし、本実施形態に係る基板の加工方法はこれに限定されず、撮像ユニットを備え、レーザ加工装置３２とは異なる装置で穴形成位置検出ステップＳ５０が実施されてもよい。以下、レーザ加工装置３２で以後の各ステップが実施される場合を例に説明する。
【0172】
穴形成位置検出ステップＳ５０では、チャックテーブル５６で基板１を吸引保持させる。そして、チャックテーブル５６を上側撮像ユニット７４の下方、または、下側撮像ユニット６４の上方に位置付けて、基板１の撮像を実施する。そして、得られた撮像画像に基づいて、穴１７の位置が特定される。
【0173】
例えば、レーザ加工装置３２のコントローラ８０は、この撮像画像から穴１７を検出して位置を特定する。より詳細には、撮像画像を構成する画素の内、穴１７に属する画素の領域を検出し、当該領域と形及び大きさが同一の平面図形の重心の位置を穴１７の位置として特定する。ただし、穴１７の位置の特定方法はこれに限定されない。特定された穴１７の位置は、記憶装置８２に記録されるとよい。
【0174】
特に、穴形成位置検出ステップＳ５０では、パターン位置検出ステップＳ３３において位置が検出されたパターン７の近傍において撮像が実施されることが好ましい。これは、穴形成位置検出ステップＳ５０で得られた撮像画像から特定された穴１７の位置と、その近傍のパターン７の位置と、を比較することで穴１７の形成位置（加工ずれ）の良否を判定するためである。
【0175】
ただし、本実施形態に係る基板の加工方法はこれに限定されず、穴形成位置検出ステップＳ５０では、パターン位置検出ステップＳ３３において位置が検出されたパターン７の近傍において撮像が実施されなくてもよい。この場合、撮像画像から特定された穴１７の位置の良否を判定するために、穴１７の近傍で基板１に形成されているパターン７が撮像され、位置が特定される追加のパターン位置検出ステップＳ３３が実施されてもよい。
【0176】
換言すると、マスク形成ステップＳ３０におけるパターン位置検出ステップＳ３３とは別に、加工ずれ量算出ステップＳ６０の前に別のパターン位置検出ステップＳ３３が実施されてもよい。例えば、穴形成位置検出ステップＳ５０と同時、直前、または、直後にもパターン位置検出ステップＳ３３が実施されてもよい。
【0177】
この場合、穴形成位置検出ステップＳ５０では、マスク形成ステップＳ３０において位置が検出されたパターン７とは無関係に位置検出の対象となる穴１７を選択できるため、特定のパターン７（穴１７）を探索する動作が不要であり工程が簡略化される。換言すると、位置検出の対象となる穴１７及びパターン７が互いに最も近接した組でさえあれば、位置検出の対象となる穴１７及びパターン７を任意に選択可能である。
【0178】
次に、パターン位置検出ステップＳ３３において検出されたパターン７の位置と、穴形成位置検出ステップＳ５０において検出された穴１７の位置と、のずれ量を加工ずれ量として算出する加工ずれ量算出ステップＳ６０を実施する。
【0179】
図１４（Ａ）は、基板１に形成された穴１７ａと、基板１に設けられているパターン７ｃと、の位置関係を模式的に示す平面図である。また、図１４（Ｂ）は、穴１７ａが形成された基板１を模式的に示す断面図である。特に図１４（Ａ）に示す平面図２７ｂでは、穴１７ａの外縁と、パターン７ｃの外縁と、が実線で表現されている。また、平面図２７ｂでは、穴１７ａの中心（重心）１７ｂと、パターン７ｃの中心（重心）７ｄと、がそれぞれ点で表現されている。
【0180】
例えば、加工ずれ量算出ステップＳ６０では、穴１７ａの中心１７ｂの位置が検出され、パターン位置検出ステップＳ３３では、パターン７ｃの中心７ｄの位置が検出される。そして、穴１７ａの中心１７ｂと、パターン７ｃの中心７ｄと、の相対位置から加工ずれ量が算出される。例えば、ＸＹ平面における中心２１ｂと、中心７ｂと、の座標の差からテストずれ量とずれの方向が算出される。図１４（Ａ）には、両者のずれ２５が矢印で表現されている。
【0181】
本実施形態に係る基板の加工方法では、次に、加工ずれ量算出ステップＳ６０において算出した加工ずれ量が許容範囲に該当するか否かを判定する合否判定ステップＳ７０を実施する。合否判定ステップＳ７０は、例えば、レーザ加工装置３２のコントローラ（制御部）８０の機能により実現されるとよい。そして、コントローラ８０の記憶装置８２には、判定の基準となる加工ずれ量の許容範囲が予め登録されるとよい。
【0182】
合否判定ステップＳ７０では、コントローラ８０は、加工ずれ量算出ステップＳ６０において算出された加工ずれ量と、記憶装置８２に記憶された許容範囲と、を比較する。そして、算出された加工ずれ量が許容範囲に収まる場合、加工が適切に実施されたと判定する。その一方で、算出された加工ずれ量が許容範囲に収まらない場合、何らかの加工異常が生じていると判定する。
【0183】
加工異常の原因としては、基板１の取り違え、マスク１３の異常、不適切なエッチングステップＳ４０の実施等が考えられる。ただし、本実施形態に係る基板の加工方法では、予めマスク１３が高品質に作成されるようにテスト加工が実施され加工条件が補正されてマスク１３が作成されるため、マスク１３の異常の可能性は比較的低い。
【0184】
いずれにせよ、基板１の加工方法の管理者等による工程の確認が必要となるため、加工異常が生じていると判定される場合、コントローラ８０は警告動作を実施する。例えば、レーザ加工装置３２のタッチパネル付きディスプレイ７６に、発生した加工異常の内容を表示させ、管理者等に警告を報知する。ただし、警告の報知方法はこれに限定されない。
【0185】
以上に説明する通り、本実施形態に係る基板の加工方法（マスクの形成方法）では、パターンに対応する領域において保護膜を除去してテストパターンを形成し、テストパターンとパターンの位置のずれ量に基づいて補正量を算出する。算出された補正量は、保護膜の所定の位置に開口を形成する際に利用できる。これにより、所定の位置に高い精度で開口が形成された高品質なマスクが基板に形成される。
【0186】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す通り、基板１の加工方法として被覆ステップＳ１０から合否判定ステップＳ７０までが実施される場合について説明した。しかしながら、本発明の一態様はこれに限定されない。
【0187】
本発明の一態様に係る基板１の加工方法のうち、被覆ステップＳ１０からエッチングステップＳ４０までの工程は、基板１へのマスクの形成方法として実施可能である。このマスクの形成方法によると、テスト加工の結果を参照して開口１５を保護膜１１に形成してマスク１３を形成できるため、高品質なマスク１３を形成できる。
【0188】
また、本発明の一態様に基板１の加工方法のうち、パターン位置検出ステップＳ３３と、穴形成位置検出ステップＳ５０と、加工ずれ量算出ステップＳ６０と、合否判定ステップＳ７０と、の工程は、加工後の基板の検査方法として実施可能である。この基板の検査方法によると、基板１に形成された穴１７と、基板１の表面１ａ側に形成されたパターン７と、の位置関係から基板１に実施された加工の良否、すなわち、加工ずれ量が許容範囲に該当するか否かを容易に判定できる。
【0189】
さらに、例えば、上記実施形態では、マスク形成ステップＳ３０においてレーザ加工装置３２を使用する場合を例に説明したが、本発明の一態様に係る基板の加工方法（マスクの形成方法）はこれに限定されない。
【0190】
例えば、マスク形成ステップＳ３０では、環状の砥石部を備える切削ブレードが装着された切削装置（不図示）により保護膜１１が部分的に除去されて開口１５が形成されてもよい。また、テストパターン２１も、保護膜１１が部分的に切削されること保護膜１１に形成されてもよい。
【0191】
この場合においても、切削ブレードで保護膜１１にテストパターン２１を形成して、テストパターン２１の形成位置に基づいて補正量を算出し、補正量を参照して本加工を実施すると、開口１５が高精度に形成された高品質なマスク１３が得られる。そして、高品質なマスク１３を利用することで、基板１を高品質に加工（エッチング）できる。
【0192】
なお、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【0193】
１ 基板
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ ストリート
５ デバイス
７，７ａ，７ｃ パターン
７ｂ，７ｄ 中心
９ 層
１１ 保護膜
１３ マスク
１５ 開口
１７，１７ａ 穴
１７ｂ 中心
１９ 領域
２１，２１ａ テストパターン
２１ｂ 中心
２３，２５ ずれ
２７ａ，２７ｂ 平面図
２ 成膜装置
４ カバー
４ａ，４ｂ 開口
６ 処理空間
８ スピンナテーブル
８ａ 保持面
１０ 回転軸
１２ ロータリージョイント
１４ モータ
１８ 保護膜材
２０ 保護膜材供給ユニット
２２ アーム
２２ｃ ガス供給路
２４ 供給ノズル
２６ モータ
２８ 保護膜材供給源
３０ 排液管
３２ レーザ加工装置
３４ 基台
３６ Ｙ軸移動テーブル
３８ Ｙ軸ガイドレール
３８ａ Ｙ軸リニアスケール
４０ ねじ軸
４２ モータ
４４ Ｙ軸方向移動機構
４６ Ｘ軸方向移動テーブル
４６ａ 底板
４６ｂ 側板
４６ｃ 天板
４６ｄ 空間
４８ Ｘ軸ガイドレール
４８ａ Ｘ軸リニアスケール
５０ ねじ軸
５２ モータ
５４ Ｘ軸方向移動機構
５６ チャックテーブル
５６ａ 保持部材
５６ｂ 枠体
５８ 回転駆動源
５８ａ プーリー
６０ ベルト
６２ 昇降ユニット
６３ 支持アーム
６４ 下側撮像ユニット
６６ コラム
６８ ケーシング
７０ レーザ照射ユニット
７２ ヘッド部
７４ 上側撮像ユニット
７６ タッチパネル付きディスプレイ
８０ コントローラ
８２ 記憶装置
８４ レーザ発振器
８６ ミラー
８８ ｆθレンズ
９２ プラズマ処理装置
９４ チャンバー
９４ａ，９４ｂ，９４ｃ 開口
９６ 処理空間
９８ ゲート
１００ 配管
１０２ 排気装置
１０４ チャックテーブル
１０４ａ 保持面
１０６ 電極
１０８ 整合器
１１０ 高周波電源
１１２ ガス噴出ヘッド
１１２ａ ガス拡散空間
１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ ガス供給路
１１４ 軸受け
１１６ 整合器
１１８ 高周波電源
１２０ａ，１２０ｂ 配管
１２２ａ，１２２ｂ ガス供給源
１２４ ガス
１ａ 表面
１ｂ 裏面
３ ストリート
５ デバイス
７，７ａ，７ｃ パターン
７ｂ，７ｄ 中心
９ 層
１１ 保護膜
１３ マスク
１５ 開口
１７，１７ａ 穴
１７ｂ 中心
１９ 領域
２１，２１ａ テストパターン
２１ｂ 中心
２３，２５ ずれ
２７ａ，２７ｂ 平面図
２ 成膜装置
４ カバー
４ａ，４ｂ 開口
６ 処理空間
８ スピンナテーブル
８ａ 保持面
１０ 回転軸
１２ ロータリージョイント
１４ モータ
１８ 保護膜材
２０ 保護膜材供給ユニット
２２ アーム
２２ｃ ガス供給路
２４ 供給ノズル
２６ モータ
２８ 保護膜材供給源
３０ 排液管
３２ レーザ加工装置
３４ 基台
３６ Ｙ軸移動テーブル
３８ Ｙ軸ガイドレール
３８ａ Ｙ軸リニアスケール
４０ ねじ軸
４２ モータ
４４ Ｙ軸方向移動機構
４６ Ｘ軸方向移動テーブル
４６ａ 底板
４６ｂ 側板
４６ｃ 天板
４６ｄ 空間
４８ Ｘ軸ガイドレール
４８ａ Ｘ軸リニアスケール
５０ ねじ軸
５２ モータ
５４ Ｘ軸方向移動機構
５６ チャックテーブル
５６ａ 保持部材
５６ｂ 枠体
５８ 回転駆動源
５８ａ プーリー
６０ ベルト
６２ 昇降ユニット
６３ 支持アーム
６４ 下側撮像ユニット
６６ コラム
６８ ケーシング
７０ レーザ照射ユニット
７２ ヘッド部
７４ 上側撮像ユニット
７６ タッチパネル付きディスプレイ
８０ コントローラ
８２ 記憶装置
８４ レーザ発振器
８６ ミラー
８８ ｆθレンズ
９２ プラズマ処理装置
９４ チャンバー
９４ａ，９４ｂ，９４ｃ 開口
９６ 処理空間
９８ ゲート
１００ 配管
１０２ 排気装置
１０４ チャックテーブル
１０４ａ 保持面
１０６ 電極
１０８ 整合器
１１０ 高周波電源
１１２ ガス噴出ヘッド
１１２ａ ガス拡散空間
１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ ガス供給路
１１４ 軸受け
１１６ 整合器
１１８ 高周波電源
１２０ａ，１２０ｂ 配管
１２２ａ，１２２ｂ ガス供給源
１２４ ガス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】