JP2016031974A - 基板処理方法、基板製品の製造方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで実施可能な基板処理方法。
【解決手段】被処理基板１０にサポート基板２０を貼り合わせるサポート工程と、被処理基板１０からサポート基板２０を剥離する剥離工程を有する基板処理方法であって、サポート工程は、被処理基板１０の面上に保護層１３を形成する工程と、サポート基板２０の面上もしくは面下に、端部が閉じた溝状の凹部２２を有する接着層２１を形成する工程と、保護層１３が形成された被処理基板１０と接着層２１が形成されたサポート基板２０とを対向させ、保護層１３と接着層２１とを接触させ、保護層１３及び接着層２１を介して被処理基板１０とサポート基板２０とを貼り合わせることにより、接合基板３０を作製する接合工程を有し、剥離工程は、接合基板３０を剥離液に浸漬し、剥離液を接着層２１の外周部２３から溝状の凹部２２に浸透させる工程を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、サポート基板を用いた基板処理方法、基板製品の製造方法及び基板処理装置に関する。

半導体装置及びＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の製造プロセスにおいては、厚さが３００μｍ未満の薄い基板を処理する場合、基板の機械強度が低下する。また、表面に０．５μｍ以上の段差が形成されている厚さが３００μｍ未満の薄い処理基板の表面側をサポート基板で貼り合わせて、処理基板の裏面側を半導体処理装置（特にドライエッチング装置）で処理する場合、貼り合わせ部の高段差により真空装置内部で基板の冷却が困難となる。この結果、レジストの消失や焦げが発生してしまう。このため、より低コストで基板をサポート処理することが求められている。

一例として、Ｓｉ貫通ビア（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ：ＴＳＶ）技術を用いた３次元ＬＳＩによる高密度化が急速に脚光を浴びている。ＴＳＶによる積層ＬＳＩの製造において最も要となる技術の１つに、薄いウェーハのハンドリングがある。これは単に薄いウェーハを搬送するための技術ではなく、研磨は無論のこと、成膜、フォトリソグラフィー、エッチングなど、あらゆるデバイス製造プロセスで、問題なくその機能を維持しなければならない。これまではテープ方式のウェーハサポートが一般的であったが、ＴＳＶ技術のニーズの高まりとともに、ガラス基板などを用いたハードサポート技術が必須となっている。一般的には、接着剤等を用いてウェーハをサポート基板に貼り付ける方法が用いられている。

例えば特許文献１には、サポート基板としてガラス基板を用い、半導体基板とサポート基板とをポリイミドを含む樹脂層を介して貼着し、サポート基板の剥離時に、サポート基板を通して樹脂層にレーザ光を照射して、樹脂層を分解する方法が記載されている。
他の技術としては、非特許文献１に示すＺｏｎｅＢＯＮＤ（登録商標）、非特許文献２に示すゼロニュートン（登録商標）が挙げられる。非特許文献１に示す技術では、基板のエッジ部とセンター部に接着力の異なる接着剤が使用される。非特許文献２に示す技術では、ガラスのサポート基板に多数の穴が形成されており、基板間の仮止材を溶解する溶剤が容易注入できるようになっている。

特開２０１３−４２０５２号公報

"ＥＶＧ（Ｒ） ＺｏｎｅＢＯＮＤ（Ｒ） Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍｏｄｕｌｅｓ"、ＥＶＧｒｏｕｐ社、［ｏｎｌｉｎｅ］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｖｇｒｏｕｐ．ｃｏｍ／ｊａ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｂｏｎｄｉｎｇ／ｔｅｍｐｏｒａｒｙ＿ｂｏｎｄｉｎｇ／ｚｏｎｅｂｏｎｄ／＞ "貫通電極形成用ウェハハンドリングシステム「ゼロニュートン」に対応した３００ｍｍシリコンウェハ用量産装置「ＴＷＭ１２０００シリーズ／ＴＷＲ１２０００シリーズ」"、東京応化工業株式会社、［ｏｎｌｉｎｅ］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｔｏｋ−ｐｒ．ｃｏｍ／２０１００７＿ＷＥＢ＿ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ／ｃｏｍｍｏｎ／ｐａｐｅｒｓ／Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ％２０ｄｅｖｉｃｅ％２０ｆｏｒ％２０Ｍａｒｃｈ％２０ｅｄｉｔｉｏｎ％２０ＴＳＶ％２０ｉｎ％２０２００９％２０ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ％２０ｍａｔｅｒｉａｌ．ｐｄｆ＞

従来のハードサポート技術は、サポート基板、接着剤、装置等が特殊品又は専用品であり、高コストであった。例えば、特許文献１に記載された方法の場合、接着剤として高価なポリイミドが使用され、剥離時に高コストなレーザ光の照射装置が必要となる。また、
サポート基板としてレーザーを透過するガラス基板が不可欠であり、シリコン基板をサポート基板に適用することができない。また、サポート基板の貼り付けにワックス剤を用い、剥離にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いる方法もあるが、ワックスに様々な化学物質が含まれているため、処理後の汚染（コンタミネーション）除去が必要で、ワックスや貼り付け装置も専用品であるため、高コストとなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低コストで実施可能な基板処理方法、基板製品の製造方法及び基板処理装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、被処理基板にサポート基板を貼り合わせるサポート工程と、前記被処理基板から前記サポート基板を剥離する剥離工程を有する基板処理方法であって、前記サポート工程は、前記被処理基板の面上に保護層を形成する工程と、前記サポート基板の面上もしくは面下に、端部が閉じた溝状の凹部を有する接着層を形成する工程と、前記保護層が形成された前記被処理基板と前記接着層が形成された前記サポート基板とを対向させ、前記保護層と前記接着層とを接触させ、前記保護層及び前記接着層を介して前記被処理基板と前記サポート基板とを貼り合わせることにより、接合基板を作製する接合工程と、を有し、前記剥離工程は、前記接合基板を剥離液に浸漬し、前記剥離液を前記接着層の外周部から前記溝状の凹部に浸透させる工程を含むことを特徴とする基板処理方法を提供する。
これによれば、剥離液が接着層の外周部から溝状の凹部に浸透するので、剥離が容易になる。特殊品又は専用品を使用する必要がないので、サポート及び剥離を低コストで実施することができる。

前記接合工程は、大気圧より低い圧力の雰囲気中において、前記被処理基板及び前記サポート基板の間から気体を除去する工程を含むことができる。
これによれば、気体を除去する工程の結果、溝状の凹部内が真空又は減圧状態となるので、接合基板の使用時に、被処理基板とサポート基板とが対向する方向に圧力がかかり、接合基板が剥がれにくくなる。

前記接着層は、前記外周部とも前記溝状の凹部とも離れた位置に、独立した凹部を有することができる。
これによれば、溝状の凹部内に加えて、独立した凹部内が真空又は減圧状態となるので、接合基板の使用時に、被処理基板及びサポート基板にかかる圧力が増大し、接合基板がより剥離にくくなる。

前記基板処理方法において、前記保護層及び前記接着層がレジストからなり、前記接合工程は、前記保護層のレジストと前記接着層のレジストとを加熱により混合させる工程を含むことができる。
これによれば、既存のレジストを用いた場合でも、被処理基板とサポート基板とを互いに強固に接合することができる。

前記接合工程は、前記被処理基板と前記サポート基板とを対向させ、前記保護層と前記接着層とを接触させた後であって、前記保護層のレジストと前記接着層のレジストとを加熱により混合させる工程の前に、前記被処理基板及び前記サポート基板の少なくとも側面を接着部材で固定する工程を含むことができる。
これによれば、レジスト同士の混合による接着工程が完了する前における、被処理基板と前記サポート基板との位置ズレを防止することができる。

前記剥離工程は、前記接合基板を前記剥離液に浸漬する前に、前記接合基板をベークする工程を含むことができる。
これによれば、接合基板（特に接着層）の表面に有機物、溶媒、液体等の異物が付着している場合でも、ベークにより異物の揮発、分解等が起こり、異物を除去又は低減することができるので、接合基板を剥離液に浸漬したときに、剥離液が接着層に浸透しやすくなり、接着層の剥離を促進することができる。

前記サポート工程は、前記被処理基板及び前記サポート基板の外周部に前記保護層及び前記接着層を有しない未接着部を有するように前記接合基板を作製し、前記剥離工程は、前記未接着部に剥離板を挿入する工程を含むことができる。
これによれば、接着層が剥離するときに、剥離板が被処理基板とサポート基板との間に入り込むので、再付着を抑制し、剥離を促進することができる。

前記サポート基板は、シリコン基板又はガラス基板からなり、前記サポート基板を貫通する穴を有しないことができる。
これによれば、汎用的なサポート基板を用いることができるので、より低コストに実施可能になる。

前記課題を解決するため、本発明は、被処理基板にサポート基板を貼り合わせるサポート工程と、前記サポート基板が貼り合わされた状態で前記被処理基板を加工して基板製品を作製する工程と、前記被処理基板から前記サポート基板を剥離する剥離工程を有する基板製品の製造方法であって、前記サポート工程及び前記剥離工程は、前記基板処理方法により実施することを特徴とする基板製品の製造方法を提供する。
これによれば、被処理基板を加工して基板製品を作製する際に、被処理基板をサポート基板で補強することができる。また、サポート及び剥離を低コストで実施することができる。

前記課題を解決するため、本発明は、前記基板処理方法を実施する基板処理装置であって、前記被処理基板の面上に保護層を形成する手段と、前記サポート基板の面上もしくは面下に、端部が閉じた溝状の凹部を有する接着層を形成する手段と、前記保護層が形成された前記被処理基板と前記接着層が形成された前記サポート基板とを対向させ、前記保護層と前記接着層とを接触させ、前記保護層及び前記接着層を介して前記被処理基板と前記サポート基板とを貼り合わせることにより、接合基板を作製する接合手段と、前記接合基板を剥離液に浸漬し、前記剥離液を前記接着層の外周部から前記溝状の凹部に浸透させて前記被処理基板から前記サポート基板を剥離する剥離手段と、を有することを特徴とする基板処理装置を提供する。
これによれば、半導体プロセス等に用いられる汎用的な基板処理装置を用いて、サポート及び剥離を低コストで実施することができる。

前記接着層を形成する手段は、フォトリソグラフィーにより前記溝状の凹部をパターン形成するためのマスクパターンを有することができる。
これによれば、設計に応じて精密な溝状の凹部のパターン形成を低コストで実施することができる。

前記基板処理装置は、前記接合基板において前記サポート基板が貼り合わされた状態で、前記被処理基板を加工する加工手段を、さらに有することができる。
これによれば、基板処理装置により、上述の基板製品の製造を低コストで実施することができる。

被処理基板にサポート基板を貼り合わせる工程を説明する断面図である。 第１例に係る説明図であって、（ａ）はサポート基板の平面図、（ｂ）は接合基板の断面図である。 第２例に係る説明図であって、（ａ）はサポート基板の平面図、（ｂ）は接合基板の断面図である。 接合基板の一例を示す写真である。 接合基板に剥離板を適用する一例を示す斜視図である。 接合基板に対する剥離板の作用を説明する部分拡大断面図である。 独立した凹部を有する接着層のパターンの一例を示す平面図である。 真空加温貼り付けに適用される接合基板の一例を示す断面図である。

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。これらの図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なるようにする場合がある。

図１に示す被処理基板１０は、その片面である表面１０ａに保護層１３を有する。被処理基板１０は、特に限定されないが、シリコン基板等の半導体基板、ガラス基板、セラミックス基板、絶縁基板、金属基板などである。被処理基板１０の表面１０ａには、素子等の構造部１１が設けられていてもよい。また、表面１０ａの反対側の面である裏面１０ｂには、配線端子等の構造部と、これを保護するレジストパターン１２が設けられていてもよい。表面１０ａの素子と裏面１０ｂ側の配線端子との間は、被処理基板１０を貫通する貫通ビアにより電気的に導通されてもよい。

保護層１３は、表面１０ａの構造部１１を覆っている。保護層１３の材料としては、レジスト、樹脂、接着剤等の有機材料が挙げられる。レジストとしては、例えば、東京応化工業株式会社の液状レジストであるＴＭＭＲ（登録商標）シリーズ等が挙げられる。保護層１３が一種類の材料（組成物）からなる場合、接着層形成工程が簡略化され、低コストになる。保護層１３は、被処理基板１０の略全面を覆う単一の層であってもよい。

上述したように、被処理基板１０の厚さが３００μｍ未満と薄い場合や、裏面１０ｂの構造部１２による段差（高さ）が０．５μｍ以上である場合等、被処理基板１０にサポート基板２０を貼り合わせてサポート処理することがある。被処理基板１０の処理時に被処理基板１０のハードサポートのため、サポート基板２０が使用される。サポート基板２０の片面である表面２０ａには接着層２１が形成されている。サポート基板２０の具体例として、シリコン基板又はガラス基板が挙げられる。サポート基板２０は、サポート基板２０を貫通する穴を有しない、汎用的なサポート基板であってよい。サポート基板２０の表面２０ａ及び裏面２０ｂは、それぞれ平坦でもよく、凹凸を有してもよい。

サポート基板２０は、サポート処理の終了後に、被処理基板１０から剥離することが可能である。被処理基板１０にサポート基板２０を貼り合わせるサポート工程と、被処理基板１０からサポート基板２０を剥離する剥離工程との間には、任意の処理工程を設けることができる。

処理工程は、サポート基板２０が貼り合わされた状態で被処理基板１０を加工する工程であってもよい。加工工程は、被処理基板１０又はその付属物に変化をもたらすものであれば特に限定されない。加工の例として、エッチング、メッキ、蒸着、研磨、素子の実装、成膜、パターニング、焼成、電磁場の印加等が挙げられる。処理工程のプロセス温度は、レジスト等の有機物を用いる場合、３００℃程度又はそれ以下の低温プロセスが好ましい。加工工程は、２以上の工程を含むこともできる。加工工程の後で、被処理基板１０からサポート基板２０を剥離することにより、基板製品が得られる。
本明細書において、基板製品とは、被処理基板１０又はその付属物に対する加工工程の結果として得られる任意の物品を意味し、これには半製品を包含する。本実施形態は、ＭＥＭＳ、パワーデバイス、高密度実装デバイスなどの基板製品にも適用可能である。

処理工程は、被処理基板１０及びその付属物（構造部１１，１２等）に変化をもたらさないものであってもよい。このような処理としては、測定や検査が挙げられる。サポート基板２０が貼り合わされた状態で被処理基板１０を処理することにより、被処理基板１０の強度、放熱性、熱伝導性などの特性を補うことができる。処理の終了後は、被処理基板１０からサポート基板２０を剥離することにより、非破壊の処理が可能である。

本実施形態のサポート工程は、少なくとも次の工程（１）〜（３）を含む。
（１）被処理基板１０の表面１０ａに保護層１３を形成する工程（保護層形成工程）。
（２）サポート基板２０の表面２０ａに接着層２１を形成する工程（接着層形成工程）。
（３）保護層１３が形成された被処理基板１０と接着層２１が形成されたサポート基板２０とを対向させ、保護層１３と接着層２１とを接触させ、保護層１３及び接着層２１を介して被処理基板１０とサポート基板２０とを貼り合わせる工程（接合工程）。

サポート工程において、保護層形成工程と接着層形成工程との順序は任意であり、同時並行で実施することも可能である。被処理基板１０の裏面１０ｂ側の構造部１２を保護するため、被処理基板１０の裏面１０ｂに保護層（図示せず）を形成する工程を追加することも可能である。

図２（ａ）は、サポート基板２０の一例を示す平面図であり、図２（ｂ）は、接合基板３０の一例を示す断面図である。断面図では、溝状の凹部２２の存在を明瞭に図示するため、平面図に比べて溝状の凹部２２の個数を少なくしている。

接着層形成工程では、例えば図２（ａ）に示すように、接着層２１に溝状の凹部２２を形成する。溝状の凹部２２を２以上設けてもよい。また、２以上の溝状の凹部２２が互いに交差してもよい。図示例では、円形のサポート基板２０に対し、溝状の凹部２２として、径方向に複数の溝状の凹部２２ａを設け、周方向に複数の溝状の凹部２２ｂを設けている。溝状の凹部２２の端部は、接着層２１の外周部２３に到達することなく、閉じている。また、溝状の凹部２２は、図２（ｂ）に示すように、サポート基板２０の表面２０ａ（上面もしくは下面）から離れる方向（上方もしくは下方）に開口している。また、接着層２１を形成する前にサポート基板２０に対し、溝状の凹部２２を形成してあってもよい。

接着層２１の材料としては、レジスト、樹脂、接着剤等の有機材料が挙げられる。レジストとしては、例えば、東京応化工業株式会社の液状レジストであるＴＭＭＲ（登録商標）シリーズ等が挙げられる。接着層２１が一種類の材料（組成物）からなる場合、接着層形成工程が簡略化され、低コストになる。接着層２１は、サポート基板２０の略全面を覆う単一の層であってもよい。

図２（ｂ）に示す接合基板３０は、接合工程を経て、保護層１３及び接着層２１を介して被処理基板１０とサポート基板２０とを貼り合わせた複合基板である。接合基板３０において、保護層１３と接着層２１とが接着することにより、溝状の凹部２２ｂは閉鎖した空間となる。

保護層１３の材料と接着層２１の材料は、互いに同一でもよく、異なってもよい。保護層１３及び接着層２１が同一のレジストから構成されると、また、後述する加熱接着工程において密着力が良好になるので好ましい。

保護層１３及び接着層２１がレジストからなる場合に、好ましい実施形態では、接合工程として、次の工程（３ａ）〜（３ｃ）を行う。

（３ａ）保護層１３が形成された被処理基板１０と接着層２１が形成されたサポート基板２０とを対向させ、保護層１３と接着層２１とを接触させる（接触工程）。
（３ｂ）被処理基板１０及びサポート基板２０の少なくとも側面を接着部材３１で固定する（仮固定工程）。
（３ｃ）保護層１３のレジストと接着層２１のレジストとを、加熱により混合させる（加熱接着工程）。

この接合方法によれば、レジストが冷却すると、保護層１３及び接着層２１が相互に接着して接合基板３０が得られる。その結果、既存のレジストを用いた場合でも、被処理基板１０とサポート基板２０とを互いに強固に接合することができる。また、仮固定工程を行うことにより、加熱接着工程の前及び最中における、被処理基板１０とサポート基板２０との位置ズレを防止できる。接着部材３１としては、加熱接着工程に耐えることが可能な耐熱性を有する粘着部材が好ましい。粘着部材は、加熱を要せず、常温でも接触（圧力）により接着が可能である（感圧接着）。粘着部材として、例えば、カプトン（登録商標）等のポリイミドを基材とし、シリコーン（有機ケイ素ポリマー）等を粘着剤とした粘着テープを例示することができる。加熱接着工程による接合方法において、仮固定工程を省略しても接合は可能である。基板間の位置ズレを防止する手法としては、接着部材３１を用いた仮固定のほか、基板の端面の周囲を壁で囲んだり、基板の裏面同士を加圧したりする方法も考えられる。

接合工程は、常圧（大気圧）中で行うこともできるが、大気圧より低い圧力、例えば真空中又は減圧された雰囲気中（以下「真空中又は減圧下」という。）で行うことが好ましい。真空中又は減圧下で接合工程を行うと、被処理基板１０及びサポート基板２０の間から気体が除去される。これによれば、溝状の凹部２２内が真空又は減圧状態となるので、接合基板３０の使用時に、被処理基板１０とサポート基板２０とが対向する方向に大気圧がかかり、接合基板３０が剥がれにくくなる。例えば、基板の形状が直径６インチ（１５．２４ｃｍ）の円形である場合、基板の両側から加わる大気圧による力は、約３５０ｋｇの重りを用いた加圧に匹敵する。大気圧は、必ずしも１気圧（１０１３．２５ｈＰａ）に限らず、大気の圧力以上に、空気もしくは窒素などにより加圧してもよい。

より好ましい接合方法は、真空加温貼り付け（真空中又は減圧下で前記加熱接着工程を行うこと）である。真空中又は減圧下で基板を加熱して、レジストを溶融又は軟化させることにより、保護層及び接着層に付着性を付与することができる。その後、基板の周囲の圧力を高くする（大気圧もしくは、大気圧以上に加圧）ことで、基板間に密着力を発生させることができる。

剥離工程は、接合基板３０を剥離液に浸漬する工程を含む方法で行うことができる。接合工程の際、接着層２１に溝状の凹部２２を形成しているので、剥離液を接着層２１の外周部から溝状の凹部２２に浸透させることができる。剥離液の浸透を促進するためには、接着層２１の外周部２３の近傍に溝状の凹部２２が存在することが好ましい。剥離液は、接着層２１の材料に対して、溶解、分解、膨潤等の作用により、接着力を低下させる。例えばレジスト剥離液の場合、レジスト除去成分として、酸、アルカリ、有機溶媒、極性溶媒等の１種又は２種以上が含まれている。アルカリ性剥離液の場合、アルカリ成分として、金属塩を含まない有機アルカリ（アミン）が好ましい。

剥離工程は、接合基板３０を剥離液に浸漬する前に、接合基板３０をベークする工程（分離前ベーク）を含むことが好ましい。接合基板３０の表面に有機物、溶媒、液体等の異物が付着している場合でも、ベークにより異物の揮発、分解等が起こり、異物を除去又は低減することができる。その結果、接合基板３０を剥離液に浸漬したときに、剥離液が接着層２１に浸透しやすくなり、接着層２１の剥離が促進される。分離前ベークは、加熱接着工程の貼り付け温度より高い温度にて実施することが好ましい。

接着層２１における溝状の凹部２２のパターンは、特に限定されない。被処理基板１０又はこれから作製される基板製品に応じて様々なパターン形状が考えられる。図２（第１例）とは異なる第２例として、図３には、溝状の凹部２２の本数をより多くした場合を示す。この場合、第１例に比べると、密着力が向上し、また、剥離性も向上する。

剥離した後のサポート基板２０は、損傷がなければ再利用することも可能である。サポート基板２０に接着層２１又はその一部等の異物が残留している場合、さらにサポート基板２０のみを対象として洗浄工程を実施することもできる。

図４の写真は、溝状の凹部を蜘蛛の巣状（図２（ａ）参照）に形成した接着層を有するサポート基板をガラス板に貼り付けて作製した接合基板の一例を示す。この作製例では、被処理基板として透明なガラス板を用いた。図４の左側（１００℃真空ベーク前）の写真は、真空加温貼り付け（真空中１００℃のベーク）を行う前の段階で、ガラス板を通して撮影した基板間のレジスト層の状態を示す。図４の右側（１００℃真空ベーク後）の写真は、真空加温貼り付けが完了した段階で、ガラス板を通して撮影した基板間のレジスト層の状態を示す。これらの写真から、レジストゲルのような異物があっても問題なく貼り付けが可能であることが示された。

図２及び図３に示す例では、接合基板３０は、被処理基板１０及びサポート基板２０の外周部に、保護層１３及び接着層２１を有しない未接着部１４，２４を有する。剥離工程では、図５及び図６に示すように、接合基板３０の未接着部１４，２４に剥離板４０を挿入することが好ましい。剥離板４０の材料として、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂や、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。

図５に示す剥離板４０は、接合基板３０の外周形状に応じた縁部４２を有する板状の保持部４１と、保持部４１の片面に突出したスペーサー凸部４３を有する。スペーサー凸部４３は、縁部４２に接合基板３０を保持した剥離板４０を厚さ方向（図５の上下方向）に並べたときに、接合基板３０同士の接触を防ぐために設けられる。

図６は、接合基板３０の未接着部１４，２４に剥離板４０の縁部４２を挿入した部分の拡大図である。被処理基板１０は、保護層１３が形成された表面１０ａのうち、端面１０ｃの近傍に、保護層１３を有しない未接着部１４と、端面１０ｃに向けて厚さが減少するように傾斜したカット部１５を有する。サポート基板２０は、接着層２１が形成された表面２０ａのうち、端面２０ｃの近傍に、接着層２１を有しない未接着部２４と、端面２０ｃに向けて厚さが減少するように傾斜したカット部２５を有する。この場合、保護層１３及び接着層２１の厚さが数μｍから数十μｍ程度と薄くても、被処理基板１０とサポート基板２０との間に剥離板４０の縁部４２を挿入しやすい。

図７の平面図は、接着層２１に設ける溝状の凹部２２の間に、外周部２３（図２参照）とも溝状の凹部２２とも離れた位置に、独立した凹部２６を設けた例を示す。接合工程が、真空中又は減圧下において、被処理基板１０とサポート基板２０との間から気体を除去する工程を含む場合、さらに接着層２１に凹部２６を設けておくことにより、凹部２６内が真空又は減圧状態となる。これにより、接合基板３０の使用時に、被処理基板１０及びサポート基板２０にかかる圧力が増大し、接合基板３０がより剥離にくくなる。また、剥離工程を含む場合は、溝部２２を通って剥離液が侵入し、接合基板３０が、剥離しやすくなる。

図８の断面図は、被処理基板１０の表面１０ａに設けた保護層１３に凹部１６を設けた例を示す。図８では図示を省略したが、接着層２１に溝状の凹部２２（図２、図３参照）や独立した凹部２６（図７参照）を設けることもできる。この場合、凹部１６の内部空間１７が真空室となるので、接合基板３０の使用時に、被処理基板１０及びサポート基板２０にかかる圧力が増大し、接合基板３０がより剥離にくくなる。

本実施形態の実施に用いる基板処理装置は、半導体プロセス等に用いられる汎用的な基板処理装置を適用することが可能である。これによれば、サポート及び剥離を低コストで実施することができる。基板同士の搬送や操作は、自動制御により動作するロボットを利用することも可能である。

基板処理装置は、前記保護層形成工程を実施するため、被処理基板１０の面上に保護層１３を形成する保護層形成手段を有する。保護層形成手段は、保護層の材料を塗布等により被処理基板の表面に適用する手段、プリベーク、露光、現像等の手段を含むことができる。

基板処理装置は、前記接着層形成工程を実施するため、サポート基板２０の面上に、上方に開口し、端部が閉じた溝状の凹部２２を有する接着層２１を形成する手段を有する。接着層形成手段は、接着層の材料を塗布等によりサポート基板の表面に適用する手段、プリベーク、露光、現像等の手段を含むことができる。フォトリソグラフィーにより溝状の凹部２２をパターン形成するため、マスクパターンを有することが好ましい。

基板処理装置は、前記接合工程を実施するため、保護層１３及び接着層２１を介して被処理基板１０とサポート基板２０とを貼り合わせて接合基板３０を作製する接合手段を有する。接合手段は、レジスト同士の加熱接着に用いる加熱装置、真空中又は減圧下で接合を行うための真空（減圧）装置を含むことができる。

基板処理装置は、前記剥離工程を実施するため、接合基板３０を剥離液に浸漬して被処理基板１０からサポート基板２０を剥離する剥離手段を有する。剥離手段は、剥離液の供給手段、貯留手段、交換手段、リンス手段等を含むことができる。

基板処理装置は、前記加工工程を実施するため、サポート基板が接合された被処理基板の加工を行う加工手段を有することができる。この場合、汎用の基板処理装置を利用して被処理基板を加工することにより、低コストで基板製品を製造することができる。加工手段を有する基板処理装置は、基板製品の製造装置としても利用可能である。

本実施形態の基板処理装置によれば、既存の半導体プロセス装置のみを使用して、サポート及び剥離を実施できるので、低コストである。
被処理基板の保護剤として既存のレジストを利用できるので、低コストである。
サポート基板には、加工していない規格品のＳｉ基板、もしくはガラス基板を利用できるので、低コストである。
接着層として既存のレジストを利用できるので、低コストである。

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

被処理基板は、半導体基板やガラス基板に限らず、任意の基板に適用が可能である。被処理基板は原材料基板、半製品基板に限らず、製品基板であってもよい。

本実施例は、シリコン（Ｓｉ）の薄基板（厚さが５０〜３００μｍ）の表面に半導体素子が形成された半導体装置を被処理基板とし、サポート処理されたＳｉ薄基板の裏面からドライエッチングで貫通口を形成し、さらにサポート基板を剥離する工程を例示するものである。

１）サポート基板（Ｓｉもしくはガラス）の片面に接着層として、厚さが６μｍ程度のレジスト層を形成し、レジスト層に溝状の凹部をパターン形成した。後述するフッ素樹脂シート（剥離板）が挿入できるように、外周から５ｍｍ程度レジストを除去した。レジストのパターン形成は、フォトリソグラフィー法により、レジストの塗布、プリベーク、露光、現像を経る方法により実施した。接着層のレジストには、東京応化工業株式会社のＴＭＭＲ（登録商標） Ｐ−Ｗ１０００ＰＭ（商品名）を用いた。プリベーク温度は１２０℃、露光条件は２００ｍＪとした。現像は、現像液として東京応化工業株式会社のＮＭＤ−３（商品名）を用い、５分間ディップ現像により実施した。

２）被処理基板の素子面に保護層として、厚さが６μｍ程度のレジスト層を形成した。また、被処理基板の貫通部形成部にレジストを塗布してパターンを形成した。素子面側のレジストは、後述するフッ素樹脂シート（剥離板）が挿入できるように、外周から５ｍｍ程度レジストを除去した。レジスト層の形成は、フォトリソグラフィー法により、レジストの塗布、プリベーク、露光、現像を経る方法により実施した。保護層のレジストには、東京応化工業株式会社のＴＭＭＲ（登録商標） Ｐ−Ｗ１０００ＰＭ（商品名）を用いた。プリベーク温度は１２０℃、露光条件は３３０ｍＪとした。現像は、現像液として東京応化工業株式会社のＮＭＤ−３を用い、５分間ディップ現像により実施した。

３）サポート基板のレジスト層を形成した面に、被処理基板の素子面上のレジスト層を接触させて重ね合わせた。
４）サポート基板と被処理基板の側端面を４ヶ所、ズレ防止用のポリイミド粘着テープで固定した。ポリイミド粘着テープとしては、カプトン（登録商標）テープを使用した。
５）前記４）で得られた該当品を真空中にて脱気及び加温し（例えば０．０９Ｐａ、１２０℃、１０分程度）、真空から大気に戻す際に大気圧で貼り付けた。
６）ポリイミド粘着テープを除去した。

７）サポート処理された該当品をドライエッチング装置にて開口部からエッチングして貫通口を形成した。Ｓｉ基板のエッチング条件は、一般的なボッシュ法の条件でよい。
８）エッチングの済んだ該当品を、大気中１５０℃でベークした。
９）レジスト未接着の部分にフッ素樹脂シート製の剥離板を挟み込んだ。フッ素樹脂シートは、厚さが０．１〜１．０ｍｍ程度で、基板形状に沿って斜めカットしたものである。

１０）アミン系の剥離液中に接合基板を縦置きで浸漬し、サポート基板を剥離した。剥離液には、ローム・アンド・ハース社のＰＲＸ（登録商標）を用いた。浸漬条件は、７０℃で３時間程度とした。
１１）剥離後は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で洗浄後、スピン乾燥もしくはＩＰＡベーパ乾燥により半導体装置を乾燥して、処理を完了した。

本発明は、サポート基板を用いた基板処理方法、基板製品の製造方法及び基板処理装置に利用することができる。

１０…被処理基板、１３…保護層、１４…未接着部、２０…サポート基板、２１…接着層、２２，２２ａ，２２ｂ…溝状の凹部、２３…外周部、２４…未接着部、３０…接合基板、３１…接着部材、４０…剥離板。

Claims (12)

1. 被処理基板にサポート基板を貼り合わせるサポート工程と、前記被処理基板から前記サポート基板を剥離する剥離工程を有する基板処理方法であって、
   前記サポート工程は、
   前記被処理基板の面上に保護層を形成する工程と、
   前記サポート基板の面上もしくは面下に、上方に開口し、端部が閉じた溝状の凹部を有する接着層を形成する工程と、
   前記保護層が形成された前記被処理基板と前記接着層が形成された前記サポート基板とを対向させ、前記保護層と前記接着層とを接触させ、前記保護層及び前記接着層を介して前記被処理基板と前記サポート基板とを貼り合わせることにより、接合基板を作製する接合工程と、を有し、
   前記剥離工程は、前記接合基板を剥離液に浸漬し、前記剥離液を前記接着層の外周部から前記溝状の凹部に浸透させる工程を含むことを特徴とする基板処理方法。
2. 前記接合工程は、大気圧より低い圧力の雰囲気中において、前記被処理基板及び前記サポート基板の間から気体を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記接着層は、前記外周部とも前記溝状の凹部とも離れた位置に、独立した凹部を有することを特徴とする請求項２に記載の基板処理方法。
4. 前記保護層及び前記接着層がレジストからなり、
   前記接合工程は、前記保護層のレジストと前記接着層のレジストとを加熱により混合させる工程を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理方法。
5. 前記接合工程は、前記被処理基板と前記サポート基板とを対向させ、前記保護層と前記接着層とを接触させた後であって、前記保護層のレジストと前記接着層のレジストとを加熱により混合させる工程の前に、前記被処理基板及び前記サポート基板の少なくとも側面を接着部材で固定する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の基板処理方法。
6. 前記剥離工程は、前記接合基板を前記剥離液に浸漬する前に、前記接合基板をベークする工程を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理方法。
7. 前記サポート工程は、前記被処理基板及び前記サポート基板の外周部に前記保護層及び前記接着層を有しない未接着部を有するように前記接合基板を作製し、
   前記剥離工程は、前記未接着部に剥離板を挿入する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の基板処理方法。
8. 前記サポート基板は、シリコン基板又はガラス基板からなり、前記サポート基板を貫通する穴を有しないことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の基板処理方法。
9. 被処理基板にサポート基板を貼り合わせるサポート工程と、前記サポート基板が貼り合わされた状態で前記被処理基板を加工して基板製品を作製する工程と、前記被処理基板から前記サポート基板を剥離する剥離工程を有する基板製品の製造方法であって、
   前記サポート工程及び前記剥離工程は、請求項１〜８のいずれかに記載の基板処理方法により実施することを特徴とする基板製品の製造方法。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載の基板処理方法を実施する基板処理装置であって、
    前記被処理基板の面上に保護層を形成する手段と、
    前記サポート基板の面上もしくは面下に、上方に開口し、端部が閉じた溝状の凹部を有する接着層を形成する手段と、
    前記保護層が形成された前記被処理基板と前記接着層が形成された前記サポート基板とを対向させ、前記保護層と前記接着層とを接触させ、前記保護層及び前記接着層を介して前記被処理基板と前記サポート基板とを貼り合わせることにより、接合基板を作製する接合手段と、
    前記接合基板を剥離液に浸漬し、前記剥離液を前記接着層の外周部から前記溝状の凹部に浸透させて前記被処理基板から前記サポート基板を剥離する剥離手段と、
    を有することを特徴とする基板処理装置。
11. 前記接着層を形成する手段は、フォトリソグラフィーにより前記溝状の凹部をパターン形成するためのマスクパターンを有することを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
12. 前記接合基板において前記サポート基板が貼り合わされた状態で、前記被処理基板を加工する加工手段を、さらに有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の基板処理装置。