(57)【要約】【課題】メンブレン構造体の破損を防止することのできるメンブレン構造体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るメンブレン構造体の製造方法は、第１主面と、前記第１主面と対となる第２主面とを有する基板を準備し、第１の側にガス流入部を備えた支持基板を準備し、前記基板の第１主面と前記支持基板の前記第１の側に位置する面との間にエネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層を介在させて、前記基板と前記支持基板を接合し、前記基板の前記第２主面側から、前記基板の一部又は全部を薄肉化して、前記第２主面側に開口した固定部と、該固定部に接続され、前記固定部の開口を塞ぐように配置された薄肉部とを形成し、前記接着層にエネルギーを付与して、前記支持基板を前記第１主面側から剥離することを含み、前記ガス流入部は、少なくとも前記薄肉部となる領域に対応して形成されたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と、前記第１主面と対となる第２主面とを有する基板を準備し、
第１の側にガス流入部を備えた支持基板を準備し、
前記基板の第１主面と前記支持基板の前記第１の側に位置する面との間にエネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層を介在させて、前記基板と前記支持基板を接合し、
前記基板の前記第２主面側から、前記基板の一部又は全部を薄肉化して、前記第２主面側に開口した固定部と、該固定部に接続され、前記固定部の開口を塞ぐように配置された薄肉部とを形成し、
前記接着層にエネルギーを付与して、前記支持基板を前記第１主面側から剥離することを含み、
前記ガス流入部は、少なくとも前記薄肉部となる領域に対応して形成されたことを特徴とするメンブレン構造体の製造方法。
【請求項２】
前記ガス流入部は、前記支持基板の前記第１の側に形成された溝であることを特徴とする請求項１記載のメンブレン構造体の製造方法。
【請求項３】
前記ガス流入部は、少なくとも前記支持基板の前記第１の側に存在する多孔質層であることを特徴とする請求項１又は２記載のメンブレン構造体の製造方法。
【請求項４】
前記接着層は、エネルギー付与により気体を発泡する気体発泡剤を含むことを特徴する請求項１〜３のいずれか１項に記載のメンブレン構造体の製造方法。
【請求項５】
前記接着層は、エネルギー付与により膨潤する接着剤を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のメンブレン構造体の製造方法。
【請求項６】
前記基板の前記第１主面側には、凹部を有し、
前記凹部の少なくとも１つは、前記薄肉部となる領域に形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のメンブレン構造体の製造方法。
【請求項７】
基板をサポートする基板サポート用部材であって、
第１の側にガス流入部を備えた支持基板と、
前記支持基板の第１の側に配置され、エネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層と、を備えることを特徴とする基板サポート用部材。
【請求項８】
前記接着層は、少なくとも、光熱変換層と、紫外線硬化樹脂層とが積層されてなることを特徴とする請求項７記載の基板サポート用部材。
【請求項９】
薄肉化処理が行われる前の基板であって、第１主面と、前記第１主面と対となる第２主面とを有する基板を格納する基板格納部と、
第１の側にガス流入部を備えた支持基板を格納する支持基板格納部と、
前記支持基板格納部に格納された支持基板が搬送され、支持基板の第１の側にエネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層を形成する接着層形成部と、
前記接着層形成部において支持基板の第１の側に位置する面に形成された接着層を介して、基板と支持基板を接合する接合部と、
薄肉化処理が行われた後の基板を支持基板から剥離するために接着層にエネルギー付与を行うエネルギー付与部と、を備えたことを特徴とする基板サポートシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メンブレン構造体の製造方法に関する。さらに本発明は、基板サポート用部材、及び基板サポートシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に注目が集まり、既存のデバイスが小型化されるようになってきた。ＭＥＭＳは、通常、微細な可動部を備えているが、この可動部は微細であるがゆえに非常に脆弱であり、製造過程で破損することがあった。
【０００３】
ＭＥＭＳを含むメンブレン構造体の製造工程においては、従来、基板全体を研磨等により薄く加工する際に基板を支持する技術として、例えば、半導体基板に気体発泡により接着力を低下させる発泡層を備えた粘着シートを貼り合せて支持し、粘着シートが貼り合わされた面とは反対側の面を薄型加工するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１７６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者が従来の半導体基板の製造方法をメンブレン構造体の製造方法へ適用しようと試みたところ、薄型加工によって基板にメンブレン状の薄肉部を形成した後、基板を支持する支持基板を剥離するために、気体発泡により接着力が低下する粘着剤を剥離しようと紫外線などのエネルギーを付与すると、発泡により生じた気体の圧力により、薄肉部が破壊されてしまう現象が見られた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、支持基板を剥離する際に生じ得るメンブレン構造体の破損を軽減することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係るメンブレン構造体の製造方法は、第１主面と、前記第１主面と対となる第２主面とを有する基板を準備し、第１の側にガス流入部を備えた支持基板を準備し、前記基板の第１主面と前記支持基板の前記第１の側に位置する面との間にエネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層を介在させて、前記基板と前記支持基板を接合し、前記基板の前記第２主面側から、前記基板の一部又は全部を薄肉化して、前記第２主面側に開口した固定部と、該固定部に接続され、前記固定部の開口を塞ぐように配置された薄肉部とを形成し、前記接着層にエネルギーを付与して、前記支持基板を前記第１主面側から剥離することを含み、前記ガス流入部は、少なくとも前記薄肉部となる領域に対応して形成されたことを特徴とする。
【０００８】
前記ガス流入部は、前記支持基板の前記第１の側に溝を形成することにより設けられていても良い。
【０００９】
前記ガス流入部は、少なくとも前記支持基板の前記第１の側に存在する多孔質層により形成されるものであっても良い。
【００１０】
前記接着層として、エネルギー付与により気体を発泡する気体発泡剤を含むものを使用しても良い。
【００１１】
前記接着層として、エネルギー付与により膨潤する接着剤を含むものを使用しても良い。
【００１２】
前記基板の前記第１主面側には、凹部が形成されており、前記凹部の少なくとも１つは、前記薄肉部となる領域に形成されていても良い。
【００１３】
本発明の一実施形態に係る基板サポート用部材は、基板をサポートする基板サポート用部材であって、第１の側にガス流入部を備えた支持基板と、前記支持基板の第１の側に配置され、エネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
前記接着層は、少なくとも、光熱変換層と、紫外線硬化樹脂層とが積層されて構成されたものであっても良い。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る基板サポートシステムは、薄肉化処理が行われる前の基板であって、第１主面と、前記第１主面と対となる第２主面とを有する基板を格納する基板格納部と、  第１の側にガス流入部を備えた支持基板を格納する支持基板格納部と、前記支持基板格納部に格納された支持基板が搬送され、支持基板の第１の側にエネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層を形成する接着層形成部と、前記接着層形成部において支持基板の第１の側に位置する面に形成された接着層を介して、基板と支持基板を接合する接合部と、薄肉化処理が行われた後の基板を支持基板から剥離するために接着層にエネルギー付与を行うエネルギー付与部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、メンブレン構造体の製造過程において、支持基板を剥離する際のメンブレン構造体の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るメンブレン構造体の製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るメンブレン構造体の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るメンブレン構造体の製造工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る支持基板２０３の平面図の模式図であり、（ｆ）は、本発明の第１の実施形態に係る支持基板２０３を多孔質材料で形成した場合の構造の模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板サポートシステムの構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施することができる。
【００１９】
本発明の製造方法によって製造されるメンブレン構造体とは、例えば、マイクロ流路、力学量センサ、シリコンマイク、液体吐出デバイス、メンブレンフィルターなどのＭＥＭＳや、微細加工に用いる金型などに用いられるメンブレン構造体である。
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の一実施形態に係る製造方法について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る製造工程を示す断面図であって、メンブレン構造体１２０を製造することができる。
【００２１】
１．基板準備工程
図１（ａ）に図示したように、メンブレン構造体１２０を形成するための基板１２４を準備する。以下では、基板１２４としてＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いる例を用いて本発明の一実施形態に係るメンブレン構造体１２０の製造方法を説明するが、これに限らず、シリコン基板、ガラス基板、金属基板、樹脂基板等であってもよい。基板１２４は、活性層１２３、ＢＯＸ（Buried Oxide）層１２２、及び支持層１２１の３層構造を有する。活性層１２３は、後述する工程において形成される薄肉部１２６の厚さを規定する層であり、その厚さは、例えば、７μｍ〜５０μｍであり、好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。ここでは、活性層１２３の厚さを１５μｍ、ＢＯＸ層１２２の厚さを０．５μｍ、支持層１２１の厚さを２００μｍ〜７２５μｍ程度とする。
【００２２】
２．支持基板準備工程
本発明に用いる支持基板は、基板１２４と対向する側に気体を通すガス流入部を備えることを特徴とする。図１（ｂ）に図示したように、基板１２４の第１主面である活性層１２３側に対向する側に、溝部２０３ａが形成された支持基板２０３を準備する。溝部２０３ａは、基板１２４に形成される薄肉部と対向する位置に少なくとも形成されていればよく、薄肉部にのみ相対するように配置してもよいし、薄肉部及び固定部に相対するように配置してもよい。溝部２０３ａは、エッチング、研削、サンドブラストにより形成することができる。
【００２３】
溝部２０３ａの形状に制限はないが、例えば、線状、円形状、矩形状、５角形以上の多角形状であってもよい。また個々の図形が流路で連通するように構成してもよい。溝部２０３ａは、支持基板２０３の一方の端縁ないし一方の端縁から他方の端縁まで連続していることが好ましい。溝部２０３ａが支持基板２０３の一方の端縁ないし一方の端縁から他方の端縁まで連通するように形成することによって、溝部２０３ａは、機能層２０２の熱分解によって発生するガスを排気する機能を高めることができる。また、溝部２０３ａはその一部又は全部に支持基板２０３の厚み方向に貫通する構成であってもよい。溝部２０３ａの容積は、気体の発生量や溝部２０３ａの数及び密度等に応じて適宜設定すればよい。例えば、溝部２０３ａの深さを５μｍ〜５００μｍとし、溝部２０３ａの開口寸法を５μｍ〜５００μｍとしてもよい。なお、溝部については後に図４を用いて再度詳述する。
【００２４】
３．機能性層配置工程
図１（ｃ）に図示したように、支持基板２０３の溝部２０３ａが形成された側に、少なくともエネルギー付与により気体を発生する気体発生剤を含有する機能層２０２を形成する。機能層２０２は、例えば、機能層となる材料を公知の塗布法により塗布することにより形成することができる。なお、ここで、「機能層」とは、光や熱等のエネルギー付与により所望の機能を実現することの可能な層であれば、エネルギー付与により気体を発生させる気体発生剤を含有する層に限らず、光エネルギーを熱エネルギーに変換する光熱変換材料を含む層や、エネルギー付与により膨潤する材料を含む層であってもよく、これらの機能を複数実現可能な材料を含むものであってもよい。さらに機能性層２０２上に、紫外線硬化型樹脂や熱可塑性樹脂などの別の接着剤層２０１を配置してもよい。また、接着剤層２０１が、エネルギー付与により接着力が低下するものであってもよい。
【００２５】
４．支持基板配置工程
図１（ｄ）に図示したように、基板１２４の第１主面である活性層１２３側に、機能層２０２を介在させて支持基板２０３を配置する。基板１２４の第１主面である活性層１２３と、接着層２０１とを対向させた状態で接触させ、必要に応じて熱圧着を行い、基板１２４の第１主面側に支持基板２０３を配置する。
【００２６】
なお、機能層２０２、接着層２０１を支持基板２０３側に設ける例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、機能層２０２及び接着層２０１を支持基板２０３に設けないで、基板１２４の第１主面である活性層１２３側に予め設ける場合であっても良い。或いは、機能層２０２を支持基板２０３側に予め設ける一方、接着層２０１を基板１２４の第１主面である活性層１２３側に予め設けておき、その後、これらを接合する場合であってもよい。
【００２７】
いずれの場合であっても、機能層２０２と支持基板２０３との間には、紫外線などのエネルギーを付与して前記支持基板２０３を剥離する際に前記機能層２０２に含まれる気体発生剤から発生する気体を逃がすための空隙を形成する必要がある。
【００２８】
図１（ｄ）に図示したように、支持基板２０３の溝部２０３ａは、薄肉部１２６に対応する領域に少なくとも一部が重畳するように存在する。溝部２０３ａは、支持基板２０３を基板１２４から剥離するために機能層２０２にレーザ光などのエネルギーを付与した際に発生する気体を収容若しくは外部へ排気する機能を有するための空隙として形成されている。
【００２９】
機能層２０２に付与するエネルギーとしては、例えば、光や熱を挙げることができる。機能性層２０２は気体発生剤を含む。気体発生剤は、公知の材料を用いることができ、例えば、アゾ化合物やアジド化合物であってもよい。
【００３０】
また、気体発生剤は、炭素粉末を接着剤に混ぜて塗布し乾燥させたものであって、近赤外光等を吸収して熱に変換できる光熱変換材料であってもよい。光熱変換材料は、光吸収剤及び熱分解性樹脂を含み、光吸収剤としての炭素粉末により光が吸収されて熱に変わり、その熱により炭素粉末を結合している有機バインダー成分の温度が急上昇して脱ガス及び炭化して結合力を失う結果、光熱変換材料のほぼ全体がバラバラの炭素粉末又は炭素片に変化するものを用いてもよい。
【００３１】
なお、ここで、機能層２０２の厚さは、基板１２４と支持基板２０３との分離を可能にするかぎり限定されないが、例えば、１μｍ以上である。１μｍ未満であると、十分な光吸収を行うために要求される光吸収剤の濃度が高くなり、これにより成膜性が悪くなり、結果として、隣接層との接着不良を起こす虞があるからである。
【００３２】
支持基板２０３は、レーザー光などの放射エネルギーを透過することができるものが好ましく、例えば、透過率が５０％以上であることが望ましい。具体的には、ガラス基板、樹脂基板などであってもよい。支持基板２０３の厚さは、４００μｍ〜６００μｍ程度であってもよい。
【００３３】
支持基板２０３は、少なくとも一方の面が多孔質材料から形成されていても良い。支持基板２０３が多孔質材料から形成されている場合、多孔質材料を構成する細孔が、溝部２０３ａと同様の機能を果たすことができる。支持基板２０３の材料としては、多孔質ガラス及びゼオライト等の多孔質セラミックス等を利用することができる。
【００３４】
４．メンブレン形成工程
図１（ｅ）に図示したように、基板１２４の第２主面である支持層１２１側から、基板１２４の一部又は全部を薄肉化して、第２主面側に開口した固定部１２７と、固定部１２７の開口を塞ぐように配置された薄肉部１２６とを形成する。基板１２４の薄肉化は、エッチングや研削などの公知の方法を用いて行うことができる。通常、ＢＯＸ層１２２をエッチングストッパ層として用いたドライエッチングにより基板１２４の一部を除去するとよい。
【００３５】
また、一例として、第２主面である支持層１２１を研磨等により薄肉化してメンブレン構造体１２０としての所望の厚さに加工した後、ＢＯＸ層１２２をエッチングストッパ層として用いて支持層１２１をエッチングし、薄膜部１２６及び固定部１２７を形成してもよい。
【００３６】
５．支持基板剥離工程
支持基板２０３を基板１２４から剥離するために、機能層２０２に含まれる気体発生剤の材料に応じて適切なエネルギーを付与する。例えば、基板１２４の第２主面側から紫外線を照射する。紫外線照射に伴い、機能層２０２に含まれる気体発生剤から気体が発生する。このとき、気体の圧力により、メンブレン状の活性層１２３が圧迫されることがある。
【００３７】
本実施形態では、支持基板２０３の機能層２０２側の表面には、基板１２４と支持基板２０３とを接合した際の薄肉部１２６に対応する領域において溝部２０３ａが少なくとも１つ設けられているため、発生した気体が溝部２０３ａ内に収容されるか、または溝部２０３ａを通じて外部へ排気されるため、薄肉部１２６にかかる応力を分散し、薄肉部１２６の破損を抑制することができる。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、メンブレン状の基板１２４を破損させることなく機能層２０２の粘着力を低下させることができるため、基板１２４から接着剤層２０１、機能層２０２、及び支持基板２０３を容易に剥離することができる。これにより、図１（ｆ）に図示されるようなメンブレン構造体１２０を歩留まり良く製造することができる。尚、図１（ｆ）に図示されたメンブレン構造体１２０の形状は、本発明の製造方法によって製造することができるメンブレン構造体を模式的な１つの事例であって、図１（ｆ）に示される形状に限定されない。
【００３９】
（支持基板２０３の変形例）
前記したように、本発明の製造方法は、機能層と支持基板とを剥離するプロセスにおいて前記機能層から発生する気体を滞留或いは外部へ逃がすための空隙を支持基板に予め形成しておくことを特徴としている。前記空隙の形状は、特に限定されず、例えば、図１（ｂ）の溝部２０３ａを図４（ａ）に示されるような所定の断面形状及び深さを有するドット状にすることができる。或いは、図１（ｂ）の溝部２０３ａの他の形状として、図４（ｂ）に示されるような所定の断面形状及び深さを有するライン状に形成しても良い。更に或いは、溝部２０３ａが所定の断面形状及び深さを有する格子状（図４（ｃ））、放射状（図４（ｄ））、同心円状（図４（ｅ））等に形成された支持基板２０３を第１実施形態の製造方法において利用しても良い。
【００４０】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示された支持基板２０３は、溝部２０３ａの少なくとも一部が外部へ連通している構造を有する。そのため、メンブレン構造体の製造工程において発生した気体は、図中の矢印のように外部へ排出させることができので、前記気体による薄肉部の損傷を防止する機能を高めることができる。
【００４１】
また、支持基板２０３は、ゼオライト等の多孔質セラミックス材料を用いて構成することができる。前記多孔質セラミックス材料は、ガスを吸着する機能を有するだけで無く、材料によっては外部へガスを放出する機能を有する。そこで、支持基板２０３は、多孔質セラミックス材料のみで構成することができるが、製造条件によっては、多孔質セラミックス材料よりも相対的に強度の高い材料を用いて構成することもできる。例えば、図４（ｆ）に示すように、支持基板２０３は、基板１２４に接着する面側に多孔質セラミックス材料層２０３１を備え、他方の面側の層にシリカガラス等からなる支持層２０３２を備える構成としても良い。図１（ｆ）の構成において、前記多孔質セラミックス材料層２０３１は、図１（ｂ）乃至図１（ｅ）に示された溝部２０３ａと同様に、ガス流入部としての機能を有している。
【００４２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るメンブレン構造体１３０の製造方法について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係るメンブレン構造体１３０の製造工程を示す断面図である。以下、第１の実施形態と同様の工程を用いる場合は、詳細な説明について省略する。
【００４３】
１．基板準備工程
図２（ａ）に図示したように、メンブレン構造体１３０を形成するための基板１３４として、第１の実施形態と同様に、活性層１３３、ＢＯＸ層１３２、支持層１３１の３層構造を有するＳＯＩ基板を用意する。
【００４４】
２．凹部形成工程
図２（ｂ）に図示したように、基板１３４の第１主面である活性層１３３側に、ＢＯＸ層１３２をエッチングストッパ層として用いて形成される活性層１３３に凹部１３５−１、１３５−２、１３５−３を形成する。前記凹部１３５−１、１３５−２、１３５−３は、第１の実施形態において前述した溝部２０３ａと同様の機能を付与するために形成されたものである。例えば、前記凹部１３５−１〜１３５−３は、前記活性層１３３内に形成された所定の断面形状を有する空隙であっても良く、或いは基板の第１主面側と第２主面側とを連通する通孔としても良い。
【００４５】
３．支持基板準備工程
図２（ｃ）に図示したように、基板１３４の第１主面である活性層１３３側に配置させる方の表面に、溝部２０３ｂが形成された支持基板２０３を準備する。溝部２０３ｂは、第１の実施形態と略同様であり、その説明は省略する。
【００４６】
４．機能性層配置工程
図２（ｄ）に図示したように、支持基板２０３の溝部２０３ｂが形成された側に、少なくともエネルギー付与により気体を発生する気体発生剤を含有する機能層２０２、接着剤層２０１を形成する。機能層２０２、接着剤層２０１は、第１の実施形態と略同様であり、その説明は省略する。
【００４７】
５．支持基板配置工程
図２（ｅ）に図示したように機能層２０２、接着剤層２０１を介して、薄肉部となる位置の近傍に溝部２０３ｂが配置されるように支持基板２０３を配置し、基板１３４と支持基板２０３を接合する。
【００４８】
６．メンブレン形成工程
図２（ｆ）に図示したように、基板１３４の第２主面である支持層１３１側から、ＢＯＸ層１３２をエッチングストッパ層として用いてエッチングすることにより、複数の凸型状の固定部１３７と、前記複数の固定部１３７間に複数の凹型状の薄肉部１３６−１〜１３６−５を形成する。このとき、前記基板１３４の第１主面側に凹部１３５−１〜１３５−３が形成された部分に対向して位置するように、前記基板１３４の第２主面側に前記凹型状の薄肉部１３６−２〜１３６−４が形成される。また、第１の実施形態と同様に、支持層１３１を研磨等により薄肉化して所望の厚さに加工した後、前記所定のパターンを構成する前記凹型状の薄肉部１３６−１〜１３６−５を形成してもよい。
【００４９】
７．支持基板剥離工程
支持基板２０３を基板１３４から剥離するために、機能層２０２に含まれる気体発生剤の材料に応じて適切なエネルギーを付与する。例えば、支持基板２０３側からレーザー光を照射することにより、機能層２０２に熱分解を起こさせて粘着性を低下させ、支持基板２０３を剥離する。このとき、機能層２０２の気体発生剤が熱分解により気体を放出させるが、本実施形態では、発生した気体が溝部２０３ｂ及び前記凹部１３５−１〜１３５−３の少なくともいずれかの内部に収容されるか、または溝部２０３ｂ及び前記凹部１３５−１〜１３５−３の少なくともいずれかを通じて外部へ放出されるため、薄肉部１２６にかかる応力を分散し、前記薄肉部１３６−１〜１３６−５の破損を抑制することができる。
【００５０】
８．貫通孔形成工程
図２（ｇ）に図示したように、支持基板２０３を剥離した後、ＢＯＸ層１３２をエッチングにより除去することにより、活性層１３３に形成された凹部１３５−１〜１３５−３と支持層１３１に形成された凹部１３６−２〜１３６−４とをそれぞれ連通させて基板１３４の第１主面と第２主面とを貫通する貫通孔を形成する。また、図２（ｇ）に図示したように、ダイシング等により活性層１３３を、所定の厚さＴになるまで薄肉化処理してもよい。
【００５１】
以上のような製造工程により、図２（ｇ）に図示した本発明の第２の実施形態に係るメンブレン構造体１３０が形成される。本発明の第２の実施形態に係るメンブレン構造体１３０の製造方法によれば、基板１３４の第２主面側に形成されるパターンに対応させて基板１３４の第１主面側にパターンを形成しておくことにより、支持基板２０３を剥離する際に機能層２０２から放出される気体を収容することができるため、放出される気体の圧力によってメンブレン構造体１３０の薄肉部が破損することを防止することができる。従って、メンブレン構造体１３０の製造工程における歩留まりを向上させることができる。
【００５２】
（第３実施形態）
図３は、第３実施形態のメンブレン構造体の製造工程を示す断面図を図示したものである。図３（ａ）〜（ｆ）を参照し、第３実施形態のメンブレン構造体の製造工程を説明する。本実施形態では、基板１４４の支持基板２０３と対向する側であって、薄肉部となる領域に形成された凹部１４５−１〜１４５−５は、活性層１４３を貫通しない溝状に形成されている。
【００５３】
図３（ａ）に図示したＳＯＩ基板である基板１４４の活性層１４３側から、図３（ｂ）に図示したように、基板１４４の第１主面である活性層１４３側に、１以上の凹部１４５−１〜１４５−３を形成する。凹部１４５−１〜１４５−５は、後述する工程により形成される薄肉部１４６−１〜１４６−５となる領域に形成しても良い。凹部１４５−１〜１４５−５は、後述する支持基板２０３の剥離時に機能層２０２に含まれる気体発生剤から発生する気体を収容することの可能な空間として収容室の役割をすることにより、気体の圧力を緩衝する。凹部１４５−１〜１４５−５は、例えば、エッチングにより形成することができる。凹部１４５−１〜１４５−５の形状に制限はないが、気体を収容したときに薄肉部１４６−１〜１４６−５にかかる応力を考慮すると、円または多角形の角部が円みを帯びている形状が好ましい。凹部１４５−１〜１４５−５の容積は、気体の発生量や凹部１４５−１〜１４５−５の数及び密度等に応じて適宜設定すればよい。尚、図３（ｂ）において、活性層１４３に形成されている凹部として５カ所が記載されているが、図３（ｂ）に記載された前記凹部の個数は一例に過ぎず、その数は適宜変更することができる。
【００５４】
例えば、凹部１４５−１〜１４５−５の深さを１μｍ〜５μｍの範囲、凹部１４５−１〜１４５−５の開口の最大内接円の直径を５μｍ〜１ｍｍの範囲としてもよい。後述するように接着剤層２０１と基板１４４の第１主面との間には、凹部により空隙が形成されることが好ましいが、凹部１４５−１〜１４５−５のアスペクト比を１以上、より好ましくは２以上とするとよい。各凹部１４５−１〜１４５−５は独立していてもよいし、流路を介して凹部１４５−１〜１４５−５同士が連結されていてもよい。図示していないが、凹部１４５−１〜１４５−５は、後に薄肉部１４６−１〜１４６−５となる領域と固定部１４７となる領域の境界に、他の領域に比べて密に配置してもよい。これにより、薄肉部１４６−１〜１４６−５となる領域と固定部１４７となる領域の境界に生じる応力を緩和できる。
【００５５】
図３（ｃ）に図示したように、基板１４４の第１主面である活性層１４３側に配置させる方の表面に、溝部２０３ｃが形成された支持基板２０３を準備する。溝部２０３ｃの機能及び構造は、第１の実施形態の溝部２０３ａと略同様であり、その説明は省略する。
【００５６】
図３（ｄ）に図示したように、支持基板２０３の溝部２０３ｃが形成された側に、少なくともエネルギー付与により気体を発生する気体発生剤を含有する機能層２０２、接着剤層２０１を形成する。機能層２０２、接着剤層２０１は、第１の実施形態と略同様であり、その説明は省略する。
【００５７】
図３（ｅ）に図示したように、基板１４４の第２主面である支持層１４１側から、ＢＯＸ層１４２をエッチングストッパ層として用いてエッチングすることにより、複数の凸型状の固定部１４７と複数の凹型状の薄肉部１４６−１〜１４６−５を形成する。その後、支持基板２０３を基板１４４から剥離するために、支持基板２０３側からレーザー光を照射する。すると、機能層２０２から気体が発生するが、基板１４４の凹部１４５−１〜１４５−３、支持基板２０３の溝部２０３ｃにより、発生した気体が前記凹部１４５−１〜１４５−５及び前記溝部２０３ｃ内に収容或いは外部へ排出されるため、薄肉部１４６−１〜１４６−５にかかる応力を分散し、前記薄肉部１４６−１〜１４６−５の破損を抑制することができる。
【００５８】
図３（ｆ）に図示したように、支持基板２０３を剥離した後、ＢＯＸ層１４２をエッチングにより除去し、活性層１４３を所定の層厚Ｔに薄肉化処理し、凹部１４６−１〜１４６−５のうち、所望の凹部に貫通孔１４８−１〜１４８−３を形成する。このようにして、メンブレン構造体１４０を製造することができる。
【００５９】
なお、上述した本発明の第１の実施形態乃至第３の実施形態に係るメンブレン構造体１２０、１３０及び１４０の製造方法においては、気体発生剤を含有する機能層２０２を用いて基板１２４、１３４及び１４４と支持基板２０３とを接合・剥離する方法を述べたが、これに限らず、例えば、エネルギーとして熱を付与すると熱膨潤により剥離が可能となる接着剤を用いて基板１２４、１３４及び１４４と支持基板２０３とを接合・剥離してもよい。熱膨潤により剥離する接着剤を用いた場合も、上述した本発明の第１の実施形態乃至第３の実施形態に係る製造方法と同様に、メンブレン構造体１２０、１３０及び１４０の薄肉部となる領域であって、接着剤が接する基板１２４、１３４及び１４４の第１主面に１以上の凹部を形成し、薄肉部となる領域に対応する領域の少なくとも一つに沿って溝或いは孔の少なくとも一方を支持基板２０３に予め形成しておくことにより、支持基板２０３を剥離する際に、熱によって膨張した接着剤の圧力を分散できるため、メンブレン構造体１２０、１３０及び１４０の破損を防止することができる。
【００６０】
以上のように、本発明の一実施形態に係るメンブレン構造体の製造方法によれば、メンブレン構造体１２０、１３０、１４０の製造過程において、支持基板２０３を剥離する際、  メンブレン構造体１２０、１３０、１４０の膜厚が薄い部分、例えば、１２６、１３６−１〜１３６−５、１４６−１〜１４６−５等に破損が生じることを防止することができる。
【００６１】
（基板サポート用部材）
さらに本発明の一実施形態に係る基板サポート用部材について説明する。上記のメンブレン構造体の製造方法に用いた、機能層２０２、接着剤層２０１、支持基板２０３を含む基板サポート用部材は、種々の用途で用いることができる。すなわち、基板サポート用部材は、第１の側にガス流入部を備えた支持基板と、支持基板の第１の側に配置され、エネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層と、を備えて構成される。このようなサポート用部材は、ドライエッチング時の基板のサポートのみならず、ウェハ研磨による薄肉化工程における基板のサポートにも用いることができる。前記溝部は、支持基板内に発生した気体を外部へ排出できるように基板サポート用部材の縁端まで連続して形成されていても良い。或いは、前記溝部は、支持基板内に発生した気体を収容或いは外部へ排出できるように多孔質体で形成されていても良い。
【００６２】
基板サポート用部材の好適な態様としては、接着層は、少なくとも光熱変換層と、紫外線硬化樹脂層とが積層されてなる構成を挙げることができる。
【００６３】
（基板サポートシステム）
図５を参照して、本発明の一実施形態に係る基板サポートシステム３００について説明する。基板サポートシステム３００は、薄肉化処理が行われる前の基板であって、第１主面と、前記第１主面と対となる第２主面とを有する基板を格納する基板格納部３１０と、第１の側に溝等のガス流入部が形成された支持基板を格納する支持基板格納部３２０と、前記支持基板格納部３２０に格納された支持基板が搬送され、エネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層を形成する接着層形成部３３０と、前記接着層形成部３３０において支持基板の第１の側に位置する面に形成された接着層を介して、基板と支持基板を接合して基板サポート用部材を製造する接合部３４０と、前記基板サポート用部材のうち前記基板側を薄肉化処理する薄肉化処理部３５０と、薄肉化処理が行われた後の基板を支持基板から剥離するために接着層にエネルギー付与を行うエネルギー付与部３６０と、を備えたことを特徴とする。尚、図中の矢印は、処理される対象の移動先を示す。
【００６４】
前記基板格納部３１０に格納される基板は複数の基板及び／或いは複数の層で構成されており、支持基板と張り合わされる層側を第１主面としており、メンブレン構造体が形成される基板側或いは薄肉化処理が行われる層側を第２主面としている。前記基板格納部３１０は、前記第１主面及び前記第２主面が形成された基板を格納する機能を有するが、前記基板を構成する複数の種類の基板及び／或いは複数の層が出発材料として前記基板格納部３１０に運び込まれ、前記基板格納部３１０内で前記基板が製造されるように構成しても良い。或いは、前記第１主面側に所定の形状のガス流入部を形成できるように、前記基板格納部３１０を構成しても良い。
【００６５】
前記支持基板格納部３２０に格納された支持基板は、前記基板格納部３１０に格納された基板の第１主面側に貼り合わせられる側にガス流入部が形成されている。尚、前記支持基板格納部３２０は、ガス流入部が形成されていない状態の支持基板が運び込まれ、所望の長さ及び断面形状のガス流入部を形成する機能を有するように構成しても良い。
【００６６】
前記接着層形成部３３０は、支持基板の第１の側及び前記基板の第１主面のうち少なくともいずれかに、エネルギー付与により接着力が低下する層を含む接着層を形成する機能を有する。尚、「支持基板の第１の側」とは、前記ガス流入部が形成された面側をいう。そのため、前記接着層形成部３３０には、前記基板格納部３１０に格納された基板及び前記支持基板格納部３２０に格納された支持基板のうち少なくともいずれかが運び込まれる。
【００６７】
接合部３４０は、前記基板格納部３１０に格納された支持基板の第１の側及び前記基板の第１主面との間に前記接着層が介在するように、前記基板及び前記支持基板を貼り合わせる。前記接合部３４０による貼り合わせ工程によって、基板サポート用部材が製造される。
【００６８】
前記基板サポート用部材は薄肉化処理部３５０に運び込まれ、前記基板の第２主面側から薄肉化処理される。尚、薄肉化処理部３５０は、前記基板サポート用部材を所定の肉厚になるように薄肉化処理するだけでなく、前記基板サポート用部材が所定のメンブレン構造を有するように成形加工する機能を有していても良い。
【００６９】
前記薄肉化処理部３５０において薄肉化処理等が行われた基板サポート用部材は、エネルギー付与部３６０に運び込まれ、前記基板サポート用部材から前記基板を剥離するために前記接着層にエネルギー付与を行う工程が行われる。例えば、前記エネルギーを付与する工程として、前記薄肉化処理部３５０は、前記支持基板の第２の側にレーザー光を照射する機能を有していても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１２０、１３０、１４０  メンブレン構造体
１３５−１〜１３５−３、１４５−１〜１４５−５  凹部
１２１、１３１、１４１  支持層（第２主面側の層）
１２３、１３３、１４３  活性層（第１主面側の層）
１３６、１４６  凹部
１２６、１３６−１〜１３６−５、１４６−１〜１４６−５  薄肉部
１２７、１３７、１４７  固定部
１２４、１３４、１４４  基板
１４８−１〜１４８−３  貫通孔
２０１  接着剤層
２０２  機能層
２０３  支持基板
２０３ａ〜２０３ｃ  溝部（ガス流入部）
２０３１  多孔質層
２０３２  支持層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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