(57)【要約】  被処理基板よりも外形が大きい支持基板に、光熱変換層と接着剤層を介して被処理基板を貼り合わせ、この貼り合せた面とは反対側の被処理基板の面を処理しても、被処理基板の処理面に外観不良が発生することを防ぐ。  被処理基板（３）の一方の面に接着剤層（４）を形成し、被処理基板の表面よりも外形が大きい表面を有する支持基板（１）の一方の面に、光熱変換層（２）を形成し、この被処理基板（３）を光熱変換層（２）の表面上に接着剤層（４）を介して接着して積層体を得る。この積層体をスピンコーター装置のチャンバー（８）内のスピンチャック（９）上に載せ、光熱変換層（２）のうち、被処理基板から露出する部分（２ａ）に、アルカリ性水溶液（１１）を滴下した後、高圧洗浄用ノズル（１２）で洗浄する。その後、被処理基板（３）の表面を研削や湿式処理などの処理をして、半導体装置を製造する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板の一方の面に接着剤層を形成する工程と、
前記被処理基板の表面よりも外形が大きい表面を有する支持基板の一方の面に、光熱変換層を形成する工程と、
前記被処理基板を前記光熱変換層の表面上に前記接着剤層を介して接着して積層体を得る工程と、
この積層体において、前記光熱変換層のうち、前記被処理基板から露出する部分を除去、洗浄する工程と、
前記除去、洗浄した積層体において、前記被処理基板の前記支持基板との接着面とは反対側の面を処理する工程と、
前記処理した被処理基板を、前記接着剤層から離す工程と
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
被処理基板の一方の面に接着剤層を形成する工程と、
前記被処理基板の表面よりも外形が大きい表面を有する支持基板の一方の面に、光熱変換層を形成する工程と、
前記被処理基板を前記光熱変換層の表面上に前記接着剤層を介して接着して積層体を得る工程と、
この積層体において、前記被処理基板の前記支持基板との接着面とは反対側の面を処理する工程と、
前記接着面とは反対側の面を処理する工程の途中で、前記積層体において、前記光熱変換層のうち、前記被処理基板から露出する部分を除去、洗浄する工程と、
前記接着面とは反対側の面の処理が終了した被処理基板を、前記接着剤層から離す工程と
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記光熱変換層を部分的に除去、洗浄する工程において、前記被処理基板から露出する部分にアルカリ性水溶液を滴下した後、洗浄液流で洗浄する請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記光熱変換層を部分的に除去、洗浄する工程において、前記被処理基板から露出する部分にアルカリ性水溶液を滴下した後、ブラシで洗浄する請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ性水溶液が水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液、若しくはアンモニア過酸化水素水、又はこれらの混合液である請求項３又は４に記載の製造方法。
【請求項６】
一方の面に接着剤層が形成された被処理基板と、一方の面に光熱変換層が形成された支持基板とが、前記接着剤層および前記光熱変換層を介して接着されており、前記被処理基板の表面よりも支持基板の表面の方が外形が大きく、前記光熱変換層のうち、前記被処理基板から露出する部分をアルカリ性水溶液で除去、洗浄する装置であって、
前記被処理基板から露出する光熱変換層の部分にアルカリ性水溶液を滴下する手段と、
前記アルカリ性水溶液により溶解した光熱変換層を前記支持基板から洗浄する手段と  を備えた装置。
【請求項７】
前記溶解した光熱変換層を洗浄する手段が、高圧の水流を噴射する手段である請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記溶解した光熱変換層を洗浄する手段がブラシである請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェハなどの被処理基板を支持基板に貼り付けて、被処理基板を処理することで、半導体装置を製造する方法に関するとともに、そのために層の一部を除去する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ウェハなどの被処理基板を硬い支持基板に貼り付けた後、その被処理基板の貼り付け面とは反対側の面を処理することが行われている。例えば、特許文献１には、支持基板であるガラスに光熱変換層と接着剤を介して被処理基板を貼り付けて、被処理基板を極薄に研削処理し、研削後に被処理基板を損傷することなく支持基板を剥離する技術が記載されている。【０００３】
図１６〜図２２を参照して、この技術について説明する。図１６に示すように、円形のガラスからなる支持基板１に、カーボンブラックなどの光吸収剤と熱分解性樹脂と溶剤からなる混合溶液をスピンコーターで塗布、乾燥して光熱変換層２を形成する。また、シリコンウェハからなる被処理基板３の裏面に、ＵＶ硬化型接着剤をスピンコーターで塗布し、接着剤層４を形成する。次に、図１７に示すように、支持基板１の光熱変換層２と被処理基板３の接着剤層４を向かい合わせに張り合わせた後、支持基板１側から紫外光５を照射し、接着剤層４を硬化して支持基板１と被処理基板３を接着する。【０００４】
そして、図１８に示すように、支持基板１に固定した被処理基板３を研削して薄肉化する。研削が終了した後、図１９に示すように、支持基板１側からＹＡＧレーザー光６を照射する。これにより、光熱変換層２ｂが分解して基板を破損することなく薄肉化した被処理基板３ａを支持基板１から剥離することができる（図２０）。最後に、図２１に示すように、被処理基板３ａの裏面に残った接着剤層４に剥離用の粘着テープ７を貼り付け、粘着テープ７を剥がすことで、被処理基板３ａから接着剤層４を除去することができる（図２２）。【０００５】
この技術では、支持基板１は被処理基板３よりも大きな外形でなければならない。支持基板１の外形が被処理基板３と同等か、それ以下であると、接着剤がはみ出して、接着剤層４が光熱変換層２を介さずに支持基板１に付着、接触して、被処理基板３から支持基板１を剥離できなくなる場合があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この技術では、被処理基板３よりも外形の大きい支持基板１を張り合わせて被処理基板３を研削する際に、図１８に示すように、被処理基板３から露出した光熱変換層２も研削により除去され、これにより、光熱変換層２中に含まれるカーボンブラック等の不溶性の異物２ｄが、被処理基板１の処理面に再付着して外観不良の原因になる場合がある（図１９〜図２２）。また、このような外観不良は、上述したような研削処理に限らず、被処理基板の貼り合せ面とは反対側の面を処理する際に、被処理基板から露出した光熱変換層も同時に処理されることで、光熱変換層中に含まれる異物が被処理基板に再付着することで発生する。【０００８】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、被処理基板よりも外形が大きい支持基板に、光熱変換層と接着剤層を介して被処理基板を貼り合わせて、この貼り合せた面とは反対側の被処理基板の面を処理しても、被処理基板の処理面に外観不良が発生することを防ぐことができる半導体装置の製造方法およびそのための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の製造方法は、その一態様として、被処理基板の一方の面に接着剤層を形成する工程と、前記被処理基板の表面よりも外形が大きい表面を有する支持基板の一方の面に、光熱変換層を形成する工程と、前記被処理基板を前記光熱変換層の表面上に前記接着剤層を介して接着して積層体を得る工程と、この積層体において、前記光熱変換層のうち、前記被処理基板から露出する部分を除去、洗浄する工程と、前記除去、洗浄した積層体において、前記被処理基板の前記支持基板との接着面とは反対側の面（以下、「処理面」ともいう）を処理する工程と、前記処理した被処理基板を、前記接着剤層から離す工程とを含むことを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、別の態様として、被処理基板の一方の面に接着剤層を形成する工程と、前記被処理基板の表面よりも外形が大きい表面を有する支持基板の一方の面に、光熱変換層を形成する工程と、前記被処理基板を前記光熱変換層の表面上に前記接着剤層を介して接着して積層体を得る工程と、この積層体において、前記被処理基板の前記支持基板との接着面とは反対側の面を処理する工程と、前記接着面とは反対側の面を処理する工程の途中で、前記積層体において、前記光熱変換層のうち、前記被処理基板から露出する部分を除去、洗浄する工程と、前記接着面とは反対側の面の処理が終了した被処理基板を、前記接着剤層から離す工程とを含むことを特徴とする。【００１１】
前記光熱変換層を部分的に除去、洗浄する工程において、前記被処理基板から露出する部分にアルカリ性水溶液を滴下した後、洗浄液流で洗浄することが好ましい。洗浄液流は高圧とすることが好ましく、また、洗浄液流として水を用いることが好ましい。また、前記光熱変換層を部分的に除去、洗浄する工程において、前記被処理基板から露出する部分にアルカリ性水溶液を滴下した後、ブラシで洗浄することも好ましい。前記アルカリ性水溶液は、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液、若しくはアンモニア過酸化水素水、又はこれらの混合液が好ましい。前記被処理基板を接着剤層から離す工程において、放射エネルギーを照射することによって前記光熱変換層を分解して、前記被処理基板を前記支持基板から離すことを含むことが好ましい。【００１２】
また、本発明は、別の側面として、一方の面に接着剤層が形成された被処理基板と、一方の面に光熱変換層が形成された支持基板とが、前記接着剤層および前記光熱変換層を介して接着されており、前記被処理基板の表面よりも支持基板の表面の方が外形が大きいことから、前記光熱変換層のうち、前記被処理基板から露出する部分をアルカリ性水溶液で除去、洗浄する装置であって、前記被処理基板から露出する光熱変換層の部分にアルカリ性水溶液を滴下する手段と、前記アルカリ性水溶液により溶解した光熱変換層を前記支持基板から洗浄する手段とを備えることを特徴とする。【００１３】
前記溶解した光熱変換層を洗浄する手段は、高圧の水流を噴射する手段とすることが好ましい。また、前記溶解した光熱変換層を洗浄する手段は、ブラシとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
このように、支持基板上の光熱変換層のうち、被処理基板から露出する部分を除去、洗浄した後、被処理基板の接着面とは反対側の面（処理面）の処理を行うことから、処理面の処理において光熱変換層の溶解を防ぐことができる。よって、この光熱変換層中に含まれる異物が被処理基板に再付着することに起因する外観不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施形態を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明に係る除去装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明に係る除去装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明に係る除去装置において、洗浄液の水流の一例を示す模式図である。
【図１２】本発明に係る除去装置において、洗浄液の噴射方向の一例を模式的に示す平面図である。
【図１３】本発明に係る除去装置の別の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１４】本発明に係る除去装置の別の実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明に係る除去装置において、ブラシの一例を模式的に示す断面図である。
【図１６】従来の製造方法を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図１７】従来の製造方法を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図１８】従来の製造方法を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図１９】従来の製造方法を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図２０】従来の製造方法を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図２１】従来の製造方法を説明するための積層構造を模式的に示す断面図である。
【図２２】従来の製造方法を説明するための積層構造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】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る半導体装置の製造方法およびそれに用いる装置の一実施形態について説明する。
【００１７】
図１に示すように、先ず、支持基板１の一方の面上に光熱変換層２を形成する。支持基板１は、光を透過する性質を有するものであれば特に限定されず、ガラスやアクリル樹脂などが好ましい。支持基板１としては、後述する被処理基板３の表面よりも外形が大きい表面を有するものであれば、特に限定されず、円形、楕円形、正方形、長方形、正多角形などの形状のものが好ましい。このような支持基板１としては、例えば、直径１５２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの円形のパイレックス（登録商標）ガラスを用いることができる。
【００１８】
光熱変換層２としては、レーザー光などの光を吸収すると、これを熱エネルギーに変換して層の温度を上昇させ、温度が所定の温度に達すると、熱分解する性質を有するものであれば、特に限定されない。このような光熱変換層２としては、光吸収剤と熱分解性樹脂の混合物が好ましい。光吸収剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト粉、鉄、アルミニウム、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、亜鉛、テルルなどの微粒子金属粉末、黒色酸化チタンなどの金属酸化物粉末、あるいは、芳香族ジアミノ系金属錯体、脂肪族ジアミン系金属錯体、芳香族ジチオール系金属錯体、メルカプトフェノール系金属錯体、スクアリリウム系化合物、シアニン系色素、メチン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素などの染料又は顔料を用いることができる。また、熱分解性樹脂としては、例えば、ゼラチン、セルロース、セルロースエステル（例えば、酢酸セルロース、ニトロセルロース）、ポリフェノール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリオルトエステル、ポリアセタール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、塩化ビニリデンとアクリロニトリルとの共重合体、ポリ（メタ）アクリレート、ポリ塩化ビニル、シリコーン樹脂及び／又はポリウレタン単位を含むブロックコポリマーなどを単独で又は２種以上混合して使用することができる。
【００１９】
光熱変換層２は、例えば、上記の光吸収剤と熱分解性樹脂と溶剤からなる混合溶液を、支持基板１の表面上に塗布して乾燥させることで形成することができる。溶剤としては、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどが好ましい。塗布の方法は、スピンコーティング、ダイコーティング、ロールコーティングなどを採用できる。光熱変換層２の厚さは０．５〜２．０μｍが好ましい。厚さをこの範囲にすることで、熱分解により支持基板１と接着剤層４とを良好に分離することができるとともに、支持基板１側から照射される光を十分に透過することができる。
【００２０】
光熱変換層２は、熱分解温度が１００〜２００℃の範囲となるようにすることが好ましい。この温度範囲は、被処理基板３の支持基板１との接着面とは反対側の面への処理として、例えば、無電解ニッケルめっき処理を行う場合において、めっき処理で用いる薬液の温度（通常８０℃）より高い。このため、めっき処理の工程では、光熱変換層２の熱分解が生じないため、めっき液への汚染を防止することができる。よって、光熱変換層２の形成の際の乾燥温度は、熱分解温度よりも十分に低い温度で行う。例えば、オーブンなどの乾燥器により１５０〜２００℃で乾燥することが好ましい。
【００２１】
また、図１に示すように、被処理基板３の一方の面上に接着剤層４を形成する。被処理基板３は、本発明の方法により得られる基板となるものである。被処理基板３としては、例えば、シリコンやガリウムヒ素（ＧａＡｓ）などの半導体ウェハ、水晶ウェハ、サファイヤ又はガラスを挙げることができる。被処理基板３の形状、大きさ等は、得られる基板の用途によるが、円形、楕円形、正方形、長方形、正多角形などの形状のものが好ましい。円形の場合、例えば、直径は５インチのウェハでは１００ｍｍ以下、６インチのウェハでは１５０ｍｍ以下が望ましい。また、形状によらず、厚さは５００〜７００μｍの範囲が好ましい。５００μｍ以下であるとウェハ単独では強度が低くなり、７００μｍ以上であるとウェハを収納するカセットに入らなくなったり、カセットに複数収納されたウェハとウェハとの間にロボットハンドが挿入できなくなるためである。例えば、直径１５０ｍｍ、厚さ６２５μｍの円形のシリコンウェハを用いることができる。ここで、基板を極薄化する場合、５００〜７００μｍの厚さのウェハを被処理基板３とし、支持基板１との接着面とは反対側の面への処理として、例えば、ウェハの厚さを減らす工程とすればよい。厚さを減らす工程としては、ウェハの表面を研削してもよいし、エッチングを行ってもよい。あるいは、研削とエッチングを組み合わせてもよい。なお、支持基板１と被処理基板３は相似形である必要性は無く、それぞれ任意の形状でよい。
【００２２】
接着剤層４を形成する接着剤は、被処理基板３と光熱変換層２とを固定することができるとともに、被処理基板３から剥離することができる性質であれば、特に限定されるものではない。このような接着剤としては、ゴム、エラストマーなどを溶剤に溶解したゴム系接着剤、エポキシ、ウレタンなどをベースとする一液熱硬化型接着剤、エポキシ、ウレタン、アクリルなどをベースとする二液混合反応型接着剤、ホットメルト型接着剤、アクリル、エポキシなどをベースとする紫外線（ＵＶ）もしくは電子線硬化型接着剤、水分散型接着剤が挙げられる。これらの中でも特にＵＶ硬化型接着剤が好ましい。
【００２３】
接着剤層４は、被処理基板３上に接着剤を塗布することで形成することができる。塗布方法としては、スピンコーティングなどを採用することができる。接着剤層４の厚さは２５〜１００μｍの範囲が好ましい。接着剤層の厚さが２５μｍ以下であると、支持基板１と被処理基板３基板とを貼り合わせた際、貼り付け面に接着剤の空隙が発生する。また１００μｍ以上であると、被処理基板３の側面部に接着剤がはみ出し、さらに被処理基板３の表面側、すなわち処理面に接着剤が回り込み、処理面の処理工程に支障をきたし、接着剤を剥がすことも困難になるためである。
【００２４】
次に、図２に示すように、支持基板１上に形成した光熱変換層２と、被処理基板３上に形成した接着剤層４とが向かい合うようにして、これらを張り合わせる。この時、被処理基板３よりも支持基板１の方が外形が大きいことから、支持基板１の外周が被処理基板３から露出するように張り合わせる。また、減圧チャンバー（図示省略）内において、接着剤層４中の気泡を除去しながら支持基板１と被処理基板３とを張り合わせることが好ましい。また、接着剤層４をＵＶ硬化型接着剤で形成した場合は、図２に示すように、支持基板１側の面から紫外光５を照射して、ＵＶ硬化型接着剤を硬化させ、被処理基板３を支持基板１に固定する。紫外光５のＵＶ強度は１００〜２００ｍＪ／ｃｍ2の範囲が好ましい。上述したように被処理基板３よりも支持基板１の方が外形が大きいことから、被処理基板３上の接着剤層４は全面が光熱変換層２に覆われる一方、支持基板１上の光熱変換層２の一部２ａは露出したままである。支持基板１及び被処理基板３がともに円形の場合、同心状に張り合わせることが好ましい。
【００２５】
そして、図３に示すように、この光熱変換層２のうち、被処理基板３から露出した部分２ａを、アルカリ性水溶液を用いて除去する。アルカリ性水溶液としては、光熱変換層２を除去できるものであれば、特に限定されないが、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液、アンモニア過酸化水素水、又はこれらの混合液などを用いることができる。アルカリ性水溶液はｐＨを９．７以上にすることが好ましい。なお、３つの異なるｐＨの水溶液を用いて黒層（カーボンブラックならびにアクリル系樹脂を主成分とし、約１μｍの厚さで形成した層）を除去した試験の結果は、以下の通りであった。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
特に、本発明に得られる処理後の基板を半導体デバイスに用いる場合は、ＴＭＡＨ水溶液やアンモニア過酸化水素水を用いることが好ましい。ＴＭＡＨ水溶液は、レジストの現像液として一般的に用いられており、ナトリウム等の可動イオンや重金属汚染の影響を排除することができる。水溶液中のＴＭＡＨ濃度は１〜３ｗｔ％が好ましい。
【００２８】
アンモニア過酸化水素水は、半導体プロセスのウェット洗浄で一般的に用いられており、ナトリウム等の可動イオンや重金属汚染の影響を排除することができる。アンモニア過酸化水素水としては、ＮＨ4ＯＨとＨ2Ｏ2の混合割合を重量比で１：１から１：１０７の範囲にすることが好ましく、１：１から１：１１の範囲にすることがより好ましく、１：１が最も好ましい。例えば、ＮＨ4ＯＨ溶液（濃度２８ｗｔ％）とＨ2Ｏ2溶液（濃度３０ｗｔ％）と水とを混合する場合、重量比で、１：１：１から１：１００：１の範囲が好ましく、１：１：１から１：１０：１の範囲がより好ましく、１：１：１が最も好ましい。アンモニア過酸化水素水は、常温でも光熱交換層２を短時間で溶解することができるが、例えば７５〜８５℃に加熱することでも、溶解速度を高めてスループットを改善することができる。
【００２９】
アルカリ性水溶液は、スピンコーティングなどの方法によって、光熱変換層２の露出部分２ａに塗布することができる。図９及び図１０に、スピンコーティングによりこの露出部分２ａを除去するスピンコーター装置の一実施形態を示す。図９及び図１０に示すように、このスピンコーター装置には、チャンバー８内に、上述した被処理基板３から光熱変換層２の一部が露出した状態の積層体を保持するスピンチャック９と、積層体の一端部にアルカリ性水溶液１１を塗布する薬液塗布ノズル１０と、積層体の別の一端部に高圧洗浄液１３を噴射する高圧洗浄用ノズル１２とが設置されている。なお、洗浄液としては水を用いることが好ましい。
【００３０】
スピンチャック９は、保持した積層体を水平方向に回転させるように構成されている。回転数は、薬液塗布と高圧洗浄時は５０〜１００ｒｐｍ、スピン乾燥時は２０００〜４０００ｒｐｍが好ましい。積層体や露出部分の規模や、アルカリ性水溶液の種類および濃度によって異なるが、例えば、薬液塗布ノズル１０は、アルカリ性水溶液１１を流量３０〜６０ｃｃ／ｍｉｎで滴下することが好ましい。また、高圧洗浄用ノズル１２は、高圧洗浄液１３を圧力５〜１０ＭＰａの範囲で、流量０．５〜１．０ＳＬＭの範囲で噴射することが好ましい。なお、ＳＬＭは、０℃、０．１０１３ＭＰａにおける体積流量（Ｌ／ｍｉｎ）に換算した単位である。
【００３１】
このような構成のスピンコーター装置では、先ず、スピンチャック９により積層体を例えば６０ｒｐｍで回転させながら、薬液塗布ノズル１０からアルカリ性水溶液１１（例えば濃度２．３８ｗｔ％のＴＭＡＨ水溶液、以下単にＴＭＡＨ水溶液という）を滴下する。これによりＴＭＡＨ水溶液１１が積層体の周縁に塗布され、露出した光熱変換層が溶解する。次に、積層体を引き続き回転させながら、高圧洗浄用ノズル１２から例えば１０ＭＰａ、１ＳＬＭで高圧洗浄液１３を噴射する。これより、ＴＭＡＨ水溶液１１により溶解した光熱変換層が支持基板上から洗浄、除去される。アルカリ性水溶液１１の種類および濃度により異なるが、アルカリ性水溶液１１の滴下から高圧洗浄液１３の噴射までの時間間隔は、１０〜６０秒とすることが好ましく、１５〜３０秒とすることがより好ましい。例示の積層体の規模およびアルカリ性水溶液の場合、この時間間隔として約３０秒とれば、露出した光熱変換層を十分に除去することができる。
【００３２】
なお、図１０には、高圧洗浄用ノズル１２から洗浄液１３が放射状に広がって噴射されるように示したが、これに限定されず、図１１に示すように、高圧洗浄用ノズル１２ａから洗浄液１３ａが特に広がらずに扁平状に噴射されるようにしてもよい。また、図１０には、高圧洗浄用ノズル１２から洗浄液１３が、支持基板１に対して垂直方向に噴射されるように示したが、これに限定されず、支持基板１の中央部から外周部に向かって洗浄液が噴射されるようにしてもよいし、図１２に示すように、円形の支持基板１の接線方向に沿って高圧洗浄用ノズル１２ａから洗浄液１３ａが噴射されるようにしてもよい。
【００３３】
また、図９及び図１０に示した実施形態では、１台のスピンコーター装置に、薬液塗布ノズル１０と高圧洗浄用ノズル１２とを配置して、アルカリ性水溶液１１による溶解と高圧洗浄液１３による洗浄とを連続処理しているが、もちろん、薬液塗布ノズルと高圧洗浄用ノズルとを異なるスピンコーター装置に配置して、アルカリ性水溶液による溶解が終わった後に、積層体を別のスピンコーター装置に移送して、高圧洗浄液による洗浄を行うようにしてもよい。
【００３４】
次に、図４に示すように、支持基板１上に固定された被処理基板３の接着面とは反対側の処理面の処理を行う。処理面の処理としては、例えば、被処理基板３の厚さを薄くする処理を行う。被処理基板３の厚さを薄くする工程としては、研削やエッチングあるいはこれらの組み合わせがある。研削の場合は、例えば研削砥石を回転させて研削することが好ましい。エッチング液としてはＫＯＨやＴＭＡＨなどを用いることが好ましい。被処理基板３ａの厚さを薄くする処理では、基板が所望の厚さとなるまで行う。被処理基板３ａの厚さは、１５０μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、２５μｍ以下がさらに好ましい。一方、厚さの下限は１０μｍ以上が好ましい。また、処理面の処理として、厚さを薄くすることに限らず、湿式処理や、スパッタリング、イオン注入、熱処理、ＣＶＤ、パターニング（フォトリソグラフィック）などを行うこともできる。湿式処理としては、エッチングやめっき処理などがある。エッチング液としてはＫＯＨやＴＭＡＨなどを用いることが好ましい。めっき液としては無電解ニッケルめっき液や置換金めっき液などを用いることが好ましい。
【００３５】
研削や湿式処理などの処理面の処理が終了した後、図５に示すように、支持基板１側の面からレーザー光などの光６を照射する。これにより、上述したように光熱変換層２ｂが熱分解することから、図６に示すように、被処理基板３ａを破損することなく、支持基板１から剥離することができる。光は、光熱変換層２ｂが吸収して熱に変換し、光熱変換層２ｂを熱分解することができるものであれば特に限定されないが、例えば、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザーを照射することが好ましい。レーザー光は、被処理基板３ａの全領域をスキャンする必要がある。
【００３６】
支持基板１から分離した被処理基板３ａには、接着剤層４が残っているので、図７に示すように、接着剤層４の表面に剥離用の粘着テープ７を貼り付けた後、粘着テープ７を剥がすことで、図８に示すように、被処理基板３ａから接着剤層４を剥離することができる。粘着テープは、特に限定されず、例えば、バックラップテープ用の剥離テープなどを使用することができる。
【００３７】
以上により、光熱変換層２に起因する異物付着を防ぐことができ、よって、外観不良のない被処理基板３ａを得ることができる。このようにして得られた被処理基板３ａは、例えば、パワー半導体、特に縦型のパワー半導体の基板として用いることができる。縦型のパワー半導体とするためには、被処理基板３ａの両面に電極を形成し、裏面からおもて面へと電流を流すようにする。そのためには、図１において、被処理基板３の一方の面（おもて面）に一方の電極を形成した後、図４において、被処理基板３のおもて面に接着剤層３と光熱変換層４を介して支持基板１を貼り合わせ、被処理基板３を研削または湿式処理した面（裏面）に他方の電極を形成することができる。例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）では、裏面にコレクタ電極を形成し、おもて面にエミッタ電極を形成する。よって、この場合、被処理基板３のおもて面に予めエミッタ領域や絶縁ゲート構造を形成しておき、研削または湿式処理した面（裏面）にコレクタ領域や電極を形成することで、ＩＧＢＴを製造することができる。
【００３８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上述した実施形態に限られず、他の実施形態を採用することができる。例えば、図３に示す露出した光熱変換層２ａを除去する工程では、図９及び図１０に示すように、スピンコーター装置に、薬液塗布ノズル１０と高圧洗浄用ノズル１２とを設置したが、図１３及び図１４に示すように、１台のスピンコーター装置に、薬液塗布ノズル１０と洗浄用ブラシ１４とを配置することもできる。洗浄用ブラシ１４は可動式であり、図１３に示すように、薬液塗布ノズル１０からアルカリ性水溶液１１が吐出されている間は、積層体の上方に待機しており、アルカリ性水溶液１１の塗布が完了した後、所定の時間間隔が経過した後、洗浄用ブラシ１４は下降して積層体の周縁部と接触し、アルカリ性水溶液により溶解した光熱変換層２ａを支持基板１上から洗浄、除去することができる。
【００３９】
なお、洗浄用ブラシ１４は、図１３及び図１４に示した形態に特に限定されず、例えば、図１５（ａ）に示すように、洗浄用ブラシ１４ａが、支持基板１に対して垂直な軸を中心にして回転するように構成してもよいし、図１５（ｂ）に示すように、洗浄用ブラシ１４ｂが、支持基板１に対して平行な軸を中心にして回転するように構成してもよい。
【００４０】
以上、本発明を半導体基板の処理に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、板状部材を支持基板に張り合わせる処理であれば、適用可能である。例えば、ＭＥＭＳデバイスの製造にも適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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