(57)【要約】【課題】対象物を強固に接着して支持しつつ、支持体を対象物から容易に分離することができる積層体およびその積層体の分離方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る積層体は、光透過性の支持体と、上記支持体によって支持される被支持基板と、上記被支持基板における上記支持体によって支持される側の面に設けられている接着層と、上記支持体と上記被支持基板との間に設けられている、無機物からなる分離層とを備えており、上記分離層は、上記支持体を介して照射される光を吸収することによって変質するようになっており、上記分離層における上記接着層に対向する側の面は、平坦になっている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の支持体と、
上記支持体によって支持される被支持基板と、
上記被支持基板における上記支持体によって支持される側の面に設けられている接着層と、
上記支持体と上記被支持基板との間に設けられている、無機物からなる分離層とを備えており、
上記分離層は、上記支持体を介して照射される光を吸収することによって変質するようになっており、
上記分離層における上記接着層に対向する側の面は、平坦になっていることを特徴とする積層体。
【請求項２】
上記無機物が、金属、金属化合物およびカーボンからなる群より選択される１種類以上の無機物であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
上記無機物が、金、白金、パラジウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、カルシウム、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、ビスマス、アンチモン、鉛、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウム、チタン、クロム、錫およびこれらの合金、ＳｉＯ２ 、ＳｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ、ならびにカーボンからなる群より選ばれる１種類以上の無機物であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層体。
【請求項４】
上記支持体が、ガラスまたはシリコンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層体。
【請求項５】
上記支持体と上記分離層との間に、少なくとも１つの層が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の積層体。
【請求項６】
上記無機物が金属または金属化合物であり、
上記分離層の少なくとも一方の側に、反射防止膜または帯電防止膜を備えていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の積層体。
【請求項７】
光透過性の支持体と、上記支持体によって支持される被支持基板と、上記被支持基板における上記支持体によって支持される側の面に設けられている接着層と、上記支持体と上記被支持基板との間に設けられている、無機物からなる分離層とを備えており、上記分離層は、上記支持体を介して照射される光を吸収することによって変質するようになっている積層体において、上記被支持基板と上記支持体とを分離する分離方法であって、
上記支持体を介して上記分離層に光を照射することによって、上記分離層を変質させる工程を包含することを特徴とする分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体と該支持体によって支持される被支持基板とを接着した積層体、およびその積層体の分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、デジタルＡＶ機器およびＩＣカード等の高機能化にともない、搭載される半導体シリコンチップ（以下、チップ）の小型化および薄型化によって、パッケージ内にシリコンを高集積化する要求が高まっている。例えば、ＣＳＰ（chip size package）またはＭＣＰ（multi-chip package）に代表されるような複数のチップをワンパッケージ化する集積回路において、薄型化が求められている。パッケージ内のチップの高集積化を実現するためには、チップの厚さを２５〜１５０μｍの範囲にまで薄くする必要がある。
【０００３】
しかし、チップのベースになる半導体ウエハ（以下、ウエハ）は、研削することにより肉薄になるため、その強度が低下して、ウエハにクラックまたは反りが生じ易くなる。また、薄板化によって強度が低下したウエハを自動搬送することが困難なため、人手によって搬送しなければならず、その取り扱いが煩雑であった。
【０００４】
そのため、サポートプレートと呼ばれるガラス、シリコンまたは硬質プラスチック等からなるプレートを、研削するウエハに貼り合わせてウエハの強度を補い、クラックの発生およびウエハの反りを防止するウエハハンドリングシステムが開発されている。ウエハハンドリングシステムによってウエハの強度が補われるので、薄板化したウエハの搬送を自動化することができる。
【０００５】
ウエハハンドリングシステムにおいて、ウエハとサポートプレートとは種々の熱可塑性樹脂または接着剤等を用いて貼り合わせられる。そして、サポートプレートが貼り付けられたウエハを薄板化した後、ウエハをダイシングする前にサポートプレートをウエハから分離する。例えば、１５０μｍ以下にウエハを薄板化するためには、ウエハとサポートプレートとを強固に接着することが非常に好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８８９６７号公報（２００７年７月２６日公開）
【特許文献２】特開２００４−６４０６４０号公報（２００４年２月２６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ウエハとサポートプレートとを強固に接着した場合、接着材料によっては、ウエハを破損させることなく、サポートプレートをウエハから分離することが難しい。強固な接着力は、ウエハの薄板化には有効であるものの、サポートプレートの分離時には強度の低下したウエハの破損を招くからである。
【０００８】
このように、ウエハハンドリングシステムの自動化には、サポートプレートに対するウエハの強固な仮止めを実現しつつ、ウエハを破損させることなく分離することができるという非常に困難な仮止め技術の開発が求められている。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、対象物を強固に接着して支持しつつ、支持体を対象物から容易に分離することができる積層体およびその積層体の分離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る積層体は、光透過性の支持体と、上記支持体によって支持される被支持基板と、上記被支持基板における上記支持体によって支持される側の面に設けられている接着層と、上記支持体と上記被支持基板との間に設けられている、無機物からなる分離層とを備えており、上記分離層は、上記支持体を介して照射される光を吸収することによって変質するようになっており、上記分離層における上記接着層に対向する側の面は、平坦になっている。
【００１１】
また、本発明に係る分離方法は、光透過性の支持体と、上記支持体によって支持される被支持基板と、上記被支持基板における上記支持体によって支持される側の面に設けられている接着層と、上記支持体と上記被支持基板との間に設けられている、無機物からなる分離層とを備えており、上記分離層は、上記支持体を介して照射される光を吸収することによって変質するようになっている積層体において、上記被支持基板と上記支持体とを分離する分離方法であって、上記支持体を介して上記分離層に光を照射することによって、上記分離層を変質させる工程を包含する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、対象物を強固に接着して支持しつつ、支持体を対象物から容易に分離することができる積層体およびその分離方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る積層体の製造方法、および積層体からの半導体ウエハの分離処理を示す図である。
【図２】本発明に係る積層体の分離方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔積層体〕
本発明に係る積層体は、光透過性の支持体と、上記支持体によって支持される被支持基板と、上記被支持基板における上記支持体によって支持される側の面に設けられている接着層と、上記支持体と上記被支持基板との間に設けられている、無機物からなる分離層とを備えており、上記分離層は、上記支持体を介して照射される光を吸収することによって変質するようになっており、上記分離層における上記接着層に対向する側の面が平坦になっている。
【００１５】
すなわち、本発明に係る積層体は、被支持基板、接着層、分離層、および支持体がこの順に積層されてなり、被支持基板は、接着層および分離層を介して支持体に仮止めされている。
【００１６】
本発明の積層体は、被支持基板を支持体に仮止めした積層体として用いるのであれば、具体的な用途は特に限定されない。本実施形態では、ウエハサポートシステムにおいて利用される、半導体ウエハ（被支持基板）をサポートプレート（支持体）に対して仮止めした積層体を例に挙げて説明する。
【００１７】
（分離層）
上述のように、本発明に係る積層体は無機物からなる分離層を備えている。当該分離層は、無機物によって構成されることにより、光を吸収することによって変質するようになっており、その結果として、光の照射を受ける前の強度または接着性を失う。よって、わずかな外力を加える（例えば、支持体を持ち上げるなど）ことによって、分離層が破壊されて、支持体と被支持基板とを容易に分離することができる。
【００１８】
上記無機物は、光を吸収することによって変質する構成であればよく、例えば、金属、金属化合物およびカーボンからなる群より選択される１種類以上の無機物を好適に用いることができる。金属化合物とは、金属原子を含む化合物を指し、例えば、金属酸化物、金属窒化物であり得る。このような無機物の例示としては、これに限定されるものではないが、金、白金、パラジウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、カルシウム、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、ビスマス、アンチモン、鉛、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウム、チタン、クロム、錫及びこれらの合金等の金属、ＳｉＯ２ 、ＳｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＴｉＮ等の金属化合物、およびカーボンからなる群より選ばれる１種類以上の無機物が挙げられる。なお、カーボンとは炭素の同素体も含まれ得る概念であり、例えば、ダイヤモンド、フラーレン、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンナノチューブ等であり得る。金属として好ましいものは金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウム、チタン、クロム及びこれらの合金から選ばれた少なくとも１つである。合金としては銀錫が好ましい。
【００１９】
上記無機物は、その種類によって固有の範囲の波長を有する光を吸収する。分離層に用いた無機物が吸収する範囲の波長の光を分離層に照射することにより、上記無機物を好適に変質させ得る。
【００２０】
分離層に照射する光としては、上記無機物が吸収可能な波長に応じて、例えば、ＹＡＧレーザ、リビーレーザ、ガラスレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＬＤレーザー、ファイバーレーザー等の固体レーザ、色素レーザ等の液体レーザ、ＣＯ２ レーザ、エキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等の気体レーザ、半導体レーザ、自由電子レーザ等のレーザ光、または、非レーザ光を適宜用いればよい。
【００２１】
本明細書において無機化合物が“変質する”とは、当該重合体によって構成されている分離層を、わずかな外力を受けて破壊され得る状態、または分離層と接する構成との接着力が低下した状態にさせる現象を意味する。
【００２２】
分離層は、例えばスパッタ、化学蒸着（ＣＶＤ）、メッキ、プラズマＣＶＤ、スピンコート等の公知の技術により、支持体上に形成され得る。分離層の厚さは特に限定されず、使用する光を十分に吸収し得る膜厚であればよいが、例えば、０．１〜１０μｍの膜厚とすることがより好ましい。
【００２３】
また、積層体の製造方法として、上記分離層を構成する無機物からなる無機膜（例えば、金属膜）の両面または片面に予め接着剤を塗布し、支持体及び基板に貼り付けてもよい。
【００２４】
なお、分離層として金属膜を使用する場合には、分離層の膜質、レーザー光源の種類、レーザー出力等の条件によっては、レーザーの反射や膜への帯電等が起こり得る。そのため、反射防止膜や帯電防止膜を分離層の上下またはどちらか一方に設けることで、それらの対策をとることが好ましい。
【００２５】
また、分離層は、支持体と接着層との間に設けられている。つまり、分離層と被支持基板との間には、接着層が設けられている。このような構成であれば、支持体を介して分離層に照射された光が被支持基板に到達することを防ぐことができる。被支持基板における接着層と接する面に、例えば、保護すべき微細構造などが形成されている場合に、このような微細構造が光の照射によって悪影響を受けることを防ぐことができる。
【００２６】
また、分離層における上記接着層に対向する側の面が平坦になっている（凹凸が形成されていない）ことにより、分離層の形成が容易に行なえ、且つ貼り付けにおいても均一に貼り付けることが可能となる。
【００２７】
なお、本発明に係る積層体において、分離層と支持体との間に他の層がさらに形成され得る。この場合、他の層は光を透過する材料から構成されている。これによって、分離層への光の入射を妨げることなく、積層体に好ましい性質などを付与する層を適宜追加することができる。また、分離層を構成している無機物の種類によって、無機物を変質させ得る光の波長が異なる。よって、他の層を構成する材料は、すべての光を透過させる必要はなく、無機物を変質させ得る波長の光を透過させることができる材料から適宜選択し得る。いずれにしても、分離層は支持体上に直接又は他の層を介して固定されており、分離層と被支持基板とが接着層を介して接着されることにより、被支持基板が支持体に仮止めされる。例えば、他の層は、分離層と支持体とを接着する接着層であり得る。
【００２８】
（支持体）
上述のように、支持体は光透過性を有している。これは、積層体の外側から光を照射したときに、当該光が支持体を通過して上記分離層に到達することを目的としている。したがって、支持体は、必ずしもすべての光を透過させる必要はなく、分離層に吸収されるべき（所望の波長を有している）光を透過させることができればよい。
【００２９】
また、支持体は、被支持基板を支持する構成である。よって、支持体は、被支持基板を加工および搬送するなどの場合に、被支持基板の破損または変形などを防ぐために必要な強度を有していればよい。
【００３０】
支持体の材料としては、ガラスまたはシリコンなどが挙げられるが、上述の目的を果たし得る構成であれば、支持体として採用し得る。
【００３１】
（接着層）
接着層は、被支持基板を支持体に接着固定すると同時に、被支持基板の表面を覆って保護する構成である。よって、接着層は、被支持基板の加工または搬送の際に、支持体に対する被支持基板の固定、および被支持基板の保護すべき面の被覆を維持する接着性および強度を有している必要がある。一方で、支持体に対する被支持基板の固定が不要になったときに、容易に被支持基板から剥離または除去することができる必要がある。
【００３２】
したがって、接着層は、通常は強固な接着性を有しており、何らかの処理によって接着性が低下するか、または特定の溶剤に対する可溶性を有する接着剤によって構成される。接着剤としては、例えばアクリル系、ノボラック系、ナフトキサン系、炭化水素系、およびポリイミド系などの、当該分野において公知の種々の接着剤が、本発明に係る接着層を構成する接着剤として使用可能である。
【００３３】
なお、光硬化性樹脂（例えば、ＵＶ硬化性樹脂）以外の樹脂を用いて接着層を形成することが好ましい。これは、光硬化性樹脂が、接着層の剥離または除去の後に、被支持基板の微小な凹凸の周辺に残渣として残ってしまう場合があり得るからである。特に、特定の溶剤に溶解する接着剤が接着層を構成する材料として好ましい。これは、被支持基板に物理的な力を加えることなく、接着層を溶剤に溶解させることによって除去可能なためである。接着層の除去に際して、強度が低下した被支持基板からでさえ、被支持基板を破損させたり、変形させたりせずに、容易に接着層を除去することができる。
【００３４】
〔積層体の製造方法〕
本発明に係る積層体の製造方法について、図１を参照して以下に説明する。図１は、積層体の製造方法、および積層体からの半導体ウエハの分離処理を示す図である。
【００３５】
図１に示すように、まず、所望の素子が形成されている半導体ウエハ（被支持基板）のうち、素子の形成面に対して接着剤を塗布する（図１の（１））。接着剤は、例えば、溶剤に溶解させた状態で半導体ウエハに塗布される。そして、温度を上昇させつつ段階的にベークすることによって接着剤が固化されて接着層が形成される。
【００３６】
つぎに、支持体（支持体）の一方の面に、上記無機物をスパッタまたはメッキ等によって成膜することにより、分離層が形成される（図１の（２））。
【００３７】
そして、半導体ウエハの一方の面に形成された接着層に対して、支持体の一方の面に形成された分離層を接着させ、２００℃の真空中で加圧して貼り付ける（図１の（３））。
【００３８】
以上のようにして、本発明に係る積層体を製造することができる。なお、被支持基板の状態（表面の凹凸、強度など）、接着層の材料、分離層の材料、および支持体の材料などにしたがって、接着層および分離層の形成手法、接着層と分離層との貼り付け手法は、従来公知の種々の手法から、好適なものが適宜選択される。
【００３９】
当該積層体は、半導体ウエハの加工を経た後に、光の照射、支持体の分離、および接着層の除去によって、半導体ウエハのみの状態になり得る。
【００４０】
〔積層体の分離方法〕
続いて、図１および図２を参照して、半導体ウエハの加工の後から、半導体ウエハの取り外しまでに関して説明する。図２は、積層体の分離方法を説明するための図である。
【００４１】
図１に示すように、半導体ウエハの加工が終わった後に、支持体側の面から積層体にレーザが照射される（図１の（４））。レーザの照射を受けると（図２の（１））、分離層は変質を起こす（図２の（２））。
【００４２】
つぎに半導体ウエハから支持体を分離する（図１の（５））。変質した分離層は、その強度が著しく低下している。したがって、例えば、わずかな外力を加えて支持体を引き上げることによって、分離層が容易に破壊されて、支持体が積層体から分離される（図２の（３））。
【００４３】
残りの接着層に溶剤を噴霧して、接着層を除去する（図１の（６））。ここで、支持体の分離後に接着層に分離層の残りが付着している場合がある。少量の分離層が付着しているだけであれば、上述のように接着層を溶解させる溶剤を噴霧すればよい。しかし、その前に分離層の材料を溶解させる溶剤を噴霧してもよい。
【００４４】
以上のように、本発明に係る積層体は、上述のような分離層を備えているので、光の照射によって、被支持基板から支持体を容易に分離することができる。
【００４５】
なお、本発明に係る分離方法は、上述したような本発明に係る積層体を好適に分離することができるが、これに限定されず、本発明に係る分離方法は、無機物からなる分離層とを備えている積層体であれば、例えば、当該分離層における上記接着層に対向する側の面が平坦でない積層体についても分離可能である。
【実施例】
【００４６】
以下に、本発明に係る積層体の実施例を示す。なお、以下に示す実施例は、本発明の理解を助ける例示であって、何ら本発明を限定するものではない。
【００４７】
〔実施例１〕
（積層体の作製）
実施例１の積層体を以下のように作製した。厚さ０．７ｍｍのガラス支持体上に、スパッタによってアルミニウムを成膜した。これにより、厚さ０．２μｍの分離層が形成されたガラス支持体を得た。なお、分離層の表面は平坦である。
【００４８】
つぎに、７２５μｍの厚さの半導体ウエハ基板（直径１５０ｍｍの未研削シリコンウエハ）上に、ベーク後に５０μｍの厚さになる量の炭化水素系の接着剤「TZNR-A3007」（東京応化工業株式会社製）を塗布した。そして、９０℃，１６０℃および２２０℃のそれぞれにおいて、段階的に１５分間ずつベークして半導体ウエハ基板上に接着層を形成した。上記分離層および接着層を、互いに向かい合わせにして張り合わせることによって、積層体を作製した。
【００４９】
（分離性の評価）
実施例１の積層体を、以下のような処理をした上で、ガラス支持体が半導体ウエハ基板から分離されるか否かについて評価した。
【００５０】
上述のようにして得られた積層体における半導体基板を薄化した。その後、１０６４ｎｍまたは１０９０ｎｍの波長を有する赤外線レーザを、積層体のガラス支持体側から分離層に向けて照射した。具体的には、ビーム形状が６０μｍ、照射ピッチが１２０μｍ、送り速度が３０００ｍｍ／ｓｅｃである１０６４ｎｍまたは１０９０ｎｍの波長を有する赤外線レーザを、１．３〜５．２Ｗの範囲から選択した平均出力と、３０〜２００ｋＨｚの範囲から選択したパルス周波数とを組み合わせた条件により、積層体に照射した。レーザのスキャン回数は１回であった。
【００５１】
その結果、実施例１の積層体における分離層は、１０６４ｎｍまたは１０９０ｎｍいずれのレーザ照射を受けても変質しており、ガラス支持体を単に持ち上げるだけで、ガラス支持体は半導体ウエハ基板から容易に分離した。また、ガラス支持体を分離後のガラス支持体および半導体ウエハ基板の表面を目視で観察したところ、アルミニウムの光沢が見られなくなり、ウエハ半導体基板上に無機物が変質した黒色の粉体が若干みられた以外には、残渣はなかった。
【００５２】
以上のように、積層体の分離層を無機物によって形成することにより、当該分離層をレーザ照射によって変質させて、非常に容易に被支持基板を支持体から分離することができた。
【００５３】
〔実施例２〕
実施例２の積層体を以下のように作製した。厚さ０．７ｍｍのガラス支持体上に、銀錫化合物の１−メトキシ−２−プロパノールアセテート２５％分散液（詳細な組成は、銀（Ａｇ）および銀錫化合物（ＡｇＳｎ）：２０〜３０ｗｔ％、１−メトキシ−２−プロパノールアセテート：６５〜７５ｗｔ％、および、分散液：１〜５％）をスピンコート法により塗布し、１００℃、１６０℃、２２０℃で各２分ずつステップベークを行い、厚さ０．２５μｍの分離層が形成されたガラス支持体を得た。なお、分離層の表面は平坦である。以降は、実施例１と同様の処理を実施し、支持体が半導体ウエハ基板から分離されるか否かについて評価した。
【００５４】
その結果、実施例２においても、実施例１と同様に分離層をレーザ照射によって変質させて、非常に容易に被支持基板を支持体から分離することができた。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、様々な製品の製造時に使用される仮止めした積層体を提供することができる。特に、半導体ウエハまたはチップを種々の支持体に仮止めして加工する工程にとって好適な積層体を提供することができる。
【図１】
2012109538.tif 000002
【図２】
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