JPWO2016088490A1 - 積層体の製造方法、基板の処理方法及び積層体 - Google Patents

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Abstract

基板（１）と、光を透過するサポートプレート（２）とを、接着層（３）と、光を吸収することによって変質する分離層（４）とを介して積層してなる積層体（１０）の製造方法であって、サポートプレート（２）の基板（１）に対向する側の面に、反応性ポリシルセスキオキサンを塗布し、加熱することで反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることによって分離層（４）を形成する分離層形成工程を包含する。

Description

本発明は、積層体の製造方法、基板の処理方法及び積層体に関する。
近年、ＩＣカード、携帯電話等の電子機器の薄型化、小型化、軽量化等が要求されている。これら要求を満たすためには、組み込まれる半導体チップに関しても薄型の半導体チップを使用しなければならない。このため、半導体チップの基となるウエハ基板の厚さ（膜厚）は現状では１２５μｍ〜１５０μｍであるものの、次世代のチップ用には２５μｍ〜５０μｍにしなければならないといわれている。従って、上記膜厚のウエハ基板を得るためには、ウエハ基板の薄板化工程が必要不可欠である。
ウエハ基板は、薄板化により強度が低下するので、薄板化したウエハ基板の破損を防ぐために、製造プロセス中は、ウエハ基板にサポートプレートを貼り合わされた状態で自動搬送しながら、ウエハ基板上に回路等の構造物を実装する。例えば、ウエハ基板には、リソグラフィー工程等によって貫通電極の形成が行なわれ、イオン拡散工程及びアニーリング工程等によって半導体パワーデバイスの製造が行なわれる。
ウエハ基板と支持体とを強固に接着した場合に、接着剤（接着材料）によっては、ウエハ基板上に実装した構造物を破損させることなく、ウエハ基板から支持体を分離することは困難である。従って、製造プロセス中にはウエハ基板と支持体との強固な接着を実現しつつ、製造プロセス後にはウエハ基板上に実装した素子等の構造物を破損させることなく分離するという、非常に困難な仮止め技術の開発が求められている。
特許文献１では、サポートプレートに接着かつ剥離可能な熱硬化変性シロキサン重合体層からなる第二仮接着材層を設け、当該第二仮接着材層を加熱又は機械的応力の付加によってウエハ基板とサポートプレートとを分離している。
また、特許文献２では、シルセスキオキサン骨格、シロキサン骨格又はアルコキシチタン骨格を含んでいる分離層を設け、当該分離層を光の照射によって変質させることでウエハ基板とサポートプレートとを分離している。
日本国公開特許公報「特開２０１３−２３５９３９号公報（２０１３年１１月２１日公開）」 日本国公開特許公報「特開２０１２−１２４４６７号公報（２０１２年６月２８日公開）」
特許文献１には、熱硬化変性シロキサン重合体層を、光を照射することによって変質させる分離層として用いることに関する技術内容は一切開示されていない。
また、積層体を形成し、基板に様々な処理を行なうウエハハンドリングシステムでは、特許文献２に記載されている積層体よりもさらに高い耐薬品性及び高い耐熱性を有する分離層を備えた積層体が求められている。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、高い耐熱性及び高い耐薬品性を有する分離層を備えた積層体及びその関連技術を提供することにある。
本発明に係る積層体の製造方法は、基板と、光を透過する支持体とを、接着層と、光を吸収することによって変質する分離層とを介して積層してなる積層体の製造方法であって、上記支持体の上記基板に対向する側の面に、反応性ポリシルセスキオキサンを塗布し、加熱することで上記反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることによって上記分離層を形成する分離層形成工程を包含することを特徴とする。
また、本発明に係る基板の処理方法は、基板上又はシリコンからなる支持体上に反応性ポリシルセスキオキサンを塗布し、加熱して上記反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることで、光を吸収することによって変質する分離層を形成する分離層形成工程と、上記基板と、上記支持体とを、接着層と上記分離層とを介して積層することによって積層体を製造する積層体製造工程と、上記積層体製造工程の後、９μｍ以上、１１μｍ以下の波長の光を照射することにより、上記分離層を変質させ、上記支持体を上記積層体から分離する分離工程と、を包含していることを特徴とする。
また、本発明に係る積層体は、基板と、上記基板を支持する支持体とを、接着層と、光を吸収することによって変質する分離層とを介して積層してなる積層体であって、上記分離層は、反応性ポリシルセスキオキサンの重合体で形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、高い耐熱性及び高い耐薬品性を有する分離層を備えた積層体及びその関連技術を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る積層体の製造方法及び基板の処理方法について模式的に示す図である。
＜積層体の製造方法＞
図１の（ａ）〜（ｅ）を用いて、本発明の一実施形態に係る積層体１０の製造方法について詳細に説明する。
図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る積層体１０の製造方法は、サポートプレート２の基板１に対向する側の面に、反応性ポリシルセスキオキサンを含む溶液を塗布し、加熱することで反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることによって分離層４を形成する分離層形成工程を包含する。
上記構成によれば、反応性ポリシルセスキオキサンの重合体を分離層４としてサポートプレート２上に形成することができる。分離層形成工程において、反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることで、分離層４に高い耐薬品性及び高い耐熱性をもたらすことができる。
また、本実施形態に係る積層体１０の製造方法は、基板１上に接着層３を形成する接着層形成工程（図１の（ｃ）及び（ｄ））と、基板１とサポートプレート２とを、接着層３と分離層４とを介して積層する積層工程（図１の（ｅ））とを包含している。
これによって、高い耐薬品性及び高い耐熱性を有する分離層４を備えた積層体１０を製造することができる。
また、本実施形態に係る積層体１０の製造方法では、シリコンからなるサポートプレート２によってシリコンからなる基板１を支持する積層体１０を製造する。
〔分離層形成工程〕
分離層形成工程では、図１の（ａ）に示すサポートプレート２上に、反応性ポリシルセスキオキサンを溶剤に溶解した溶液を塗布する。その後、当該溶液を塗布したサポートプレート２を加熱することによって、反応性ポリシルセスキオキサンを重合させる。これによって、図１の（ｂ）に示すように、サポートプレート２上に分離層４を形成する。
反応性ポリシルセスキオキサンの溶液をサポートプレート２上に塗布するための方法としては、例えば、スピンコート、ディッピング、ローラーブレード、スプレー塗布、スリット塗布などを挙げることができる。また、溶液における反応性ポリシルセスキオキサンの濃度は、溶液の塗布方法によって適宜調整すればよいが、１重量％以上、５０重量％以下の範囲内であればよい。
また、分離層形成工程では、サポートプレート２上に塗布された反応性ポリシルセスキオキサンを加熱することによって、当該サポートプレート２上において反応性ポリシルセスキオキサンを重合させる。これによって、分離層４を形成するポリシルセスキオキサン分子を相互に架橋させ、分離層４の耐薬品性及び耐熱性を高めることができる。
分離層形成工程では、反応性ポリシルセスキオキサンを加熱するための温度は、１００℃以上、５００℃以下であることが好ましく、２００℃以上、４００℃以下であることがより好ましい。１００℃以上、５００℃以下の温度で反応性ポリシルセスキオキサンを加熱すれば、反応性ポリシルセスキオキサンを好適に重合させることができ、分離層４の耐熱性及び耐薬品性を高めることができる。
また、反応性ポリシルセスキオキサンを加熱する時間は、５分間以上、１２０分間以下であることが好ましく、３０分間以上、１２０分間以下であることがより好ましい。反応性ポリシルセスキオキサンを加熱する時間が５分間以上、１２０分間以下であれば、反応性ポリシルセスキオキサンを好適に反応させつつ、分離層４から溶剤を熱により蒸発させ、十分に除去することができる。また、反応性ポリシルセスキオキサンが重合するときに生じる副生成物である水分を好適に除去することができる。従って、積層体１０を形成した後に、分離層４に残存する溶剤又は水分等によってサポートプレート２と分離層４との間にボイドが発生することを防止することができる。
分離層４の厚さは、例えば、０．０５〜５０μｍであることがより好ましく、０．３〜１μｍであることがさらに好ましい。分離層４の厚さが０．０５〜５０μｍの範囲内に収まっていれば、熱工程で、また剥離の際に不具合無く処理することが出来る。また、分離層４の厚さは、生産性の観点から１μｍ以下の範囲内に収まっていることが特に好ましい。
〔サポートプレート２〕
サポートプレート（支持体）２は、基板の薄化、搬送、実装等のプロセス時に、基板の破損又は変形を防ぐために基板１を支持するためのものである（図１の（ａ））。
本実施形態に係る積層体の製造方法では、サポートプレート２はシリコンからなる材料によって形成されている。シリコンからなるサポートプレート２を用いることによって基板１を好適に支持することができる。また、シリコンからなるサポートプレート２は、反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることで得られる分離層４を変質させることができる波長の光を透過させることができる。
〔分離層４〕
分離層４は、反応性ポリシルセスキオキサンを加熱することで重合させることにより形成される層であり、光を照射することで変質させることができる。
本明細書において、分離層４が「変質する」とは、分離層４をわずかな外力を受けて破壊され得る状態、又は分離層４と接する層との接着力が低下した状態にさせる現象を意味する。光を吸収することによって生じる分離層４の変質の結果として、分離層４は、光の照射を受ける前の強度又は接着性を失う。つまり、光を吸収することによって、分離層４は脆くなる。分離層４の変質とは、反応性ポリシルセスキオキサンの重合体が、吸収した光のエネルギーによる分解、立体配置の変化又は官能基の解離等を生じることであり得る。分離層４の変質は、光を吸収することの結果として生じる。
よって、例えば、サポートプレート２を持ち上げるだけで破壊されるように変質させて、サポートプレート２と基板１とを容易に分離することができる。より具体的には、例えば、支持体分離装置等により、積層体１０における基板１及びサポートプレート２の一方を載置台に固定し、吸着手段を備えた吸着パッド（保持手段）等によって他方を保持して持ち上げることで、サポートプレート２と基板１とを分離する、またはサポートプレート２の周縁部分端部の面取り部位をクランプ（ツメ部）等を備えた分離プレートによって把持することにより力を加え、基板１とサポートプレート２とを分離するとよい。また、例えば、接着剤を剥離するための剥離液を供給する剥離手段を備えた支持体分離装置によって、積層体１０における基板１からサポートプレート２を剥離してもよい。当該剥離手段によって積層体１０における接着層３の周端部の少なくとも一部に剥離液を供給し、積層体１０における接着層３を膨潤させることにより、当該接着層３が膨潤したところから分離層４に力が集中するようにして、基板１とサポートプレート２とに力を加えることができる。このため、基板１とサポートプレート２とを好適に分離することできる。
なお、積層体に加える力は、積層体の大きさなどにより適宜調整すればよく、限定されるものではないが、例えば、直径が３００ｍｍ程度の積層体であれば、１ｋｇｆ程度の力を加えることによって、基板とサポートプレートとを好適に分離することができる。
（反応性ポリシルセスキオキサン）
本明細書中において、反応性ポリシルセスキオキサンとは、ポリシルセスキオキサン骨格の末端にシラノール基、又は、加水分解することによってシラノール基を形成することができる官能基を有するポリシルセスキオキサンであり、当該シラノール基又はシラノール基を形成することができる官能基を縮合することによって、互いに重合することができるものである。また、反応性ポリシルセスキオキサンは、シラノール基、又は、シラノール基を形成することができる官能基を備えていれば、ランダム構造、籠型構造、ラダー構造等のシルセスキオキサン骨格を備えたものを採用することができる。
また、反応性ポリシルセスキオキサンは、下記式（１）に示す構造を有していることがより好ましい。
式（１）中、Ｒ’は、それぞれ独立して、水素及び炭素数１以上、１０以下のアルキル基からなる群より選択され、水素及び炭素数１以上、５以下のアルキル基からなる群より選択されることがより好ましい。Ｒ’が、水素又は炭素数１以上、１０以下のアルキル基であれば、分離層形成工程における加熱によって、式（１）によって表される反応性ポリシルセスキオキサンを好適に縮合させることができる。
式（１）中、ｍは、１以上、１００以下の整数であることが好ましく、１以上５０以下の整数であることがより好ましい。反応性ポリシルセスキオキサンは、式（１）で表される繰り返し単位を備えることによって、他の材料を用いて形成するよりもＳｉ−Ｏ結合の含有量が高く、赤外線（０．７８μｍ以上、１０００μｍ以下）、好ましくは遠赤外線（３μｍ以上、１０００μｍ以下）、さらに好ましくは波長９μｍ以上、１１μｍ以下における吸光度の高い分離層４を形成することができる。
また、式（１）中、Ｒは、それぞれ独立して、互いに同じか、又は異なる有機基である。ここで、Ｒは、例えば、アリール基、アルキル基、及び、アルケニル基等であり、これらの有機基は置換基を有していてもよい。
Ｒがアリール基である場合、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等を挙げることができ、フェニル基であることがより好ましい。また、アリール基は、炭素数１〜５のアルキレン基を介してポリシルセスキオキサン骨格に結合していてもよい。
Ｒがアルキル基である場合、アルキル基としては、直鎖状、分岐状、又は環状のアルキル基を挙げることができる。また、Ｒがアルキル基である場合、炭素数は１〜１５であることが好ましく、１〜６であることがより好ましい。また、Ｒが、環状のアルキル基である場合、単環状又は二〜四環状の構造をしたアルキル基であってもよい。
Ｒがアルケニル基である場合、アルキル基の場合と同様に、直鎖状、分岐状、又は環状のアルケニル基を挙げることができ、アルケニル基は、炭素数が２〜１５であることが好ましく、２〜６であることがより好ましい。また、Ｒが、環状のアルケニル基である場合、単環状又は二〜四環状の構造をしたアルケニル基であってもよい。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、及びアリル基等を挙げることができる。
また、Ｒが有し得る置換基としては、水酸基及びアルコキシ基等を挙げることができる。置換基がアルコキシ基である場合、直鎖状、分岐状、又は環状のアルキルアルコキシ基を挙げることができ、アルコキシ基における炭素数は１〜１５であることが好ましく、１〜１０であることがより好ましい。
また、一つの観点において、反応性ポリシルセスキオキサンのシロキサン含有量は、７０ｍｏｌ％以上、９９ｍｏｌ％以下であることが好ましく、８０ｍｏｌ％以上、９９ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。反応性ポリシルセスキオキサンのシロキサン含有量が７０ｍｏｌ％以上、９９ｍｏｌ％以下であれば、赤外線（好ましくは遠赤外線、さらに好ましくは波長９μｍ以上、１１μｍ以下の光）を照射することによって好適に変質させることができる分離層を形成することができる。
また、一つの観点において、反応性ポリシルセスキオキサンの平均分子量（Ｍｗ）は、５００以上、５００００以下であることが好ましく、１０００以上、１００００以下であることがより好ましい。反応性ポリシルセスキオキサンの平均分子量（Ｍｗ）が１０００以上、１００００以下であれば、溶剤に好適に溶解させることができ、支持体上に好適に塗布することができる。
反応性ポリシルセスキオキサンとして用いることができる市販品としては、例えば、小西化学工業株式会社製のＳＲ−１３、ＳＲ−２１、ＳＲ−２３及びＳＲ−３３等を挙げることができる。
（溶剤）
溶剤は、反応性ポリシルセスキオキサンを溶解することができるものであればよく、以下に示す溶剤を用いることができる。
溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、メチルオクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン及びトリデカン等の直鎖状の炭化水素；炭素数４から１５の分岐鎖状の炭化水素；例えば、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ナフタレン、デカヒドロナフタレン及びテトラヒドロナフタレン等の環状炭化水素、ｐ−メンタン、ｏ−メンタン、ｍ−メンタン、ジフェニルメンタン、１，４−テルピン、１，８−テルピン、ボルナン、ノルボルナン、ピナン、ツジャン、カラン、ロンギホレン、ゲラニオール、ネロール、リナロール、シトラール、シトロネロール、メントール、イソメントール、ネオメントール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、テルピネン−１−オール、テルピネン−４−オール、ジヒドロターピニルアセテート、１，４−シネオール、１，８−シネオール、ボルネオール、カルボン、ヨノン、ツヨン、カンファー、ｄ−リモネン、ｌ−リモネン及びジペンテン等のテルペン系溶剤；γ−ブチロラクトン等のラクトン類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン（ＣＨ）、メチル−ｎ−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン及び２−ヘプタノン等のケトン類；エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール及びジプロピレングリコール等の多価アルコール類；エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、又はジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類又は前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテル又はモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体；ジオキサンのような環式エーテル類、乳酸メチル、乳酸エチル（ＥＬ）、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル及びエトキシプロピオン酸エチル等のエステル類；アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール及びブチルフェニルエーテル等の芳香族系有機溶剤等を挙げることができる。
溶剤としては、多価アルコール類の誘導体であることが好ましい。多価アルコール類の誘導体としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）等が挙げられ、ＰＧＭＥＡ又はＰＧＭＥであることが好ましく、ＰＧＭＥＡであることがより好ましい。
〔接着層形成工程〕
接着層形成工程では、図１の（ｃ）に示す基板１上に、接着剤を塗布して接着層３を形成する（図１の（ｄ））。
接着層３は、基板１とサポートプレート２とを貼り付けるために用いられる。接着層３は、例えば、スピンコート、ディッピング、ローラーブレード、スプレー塗布、スリット塗布等の方法により接着剤を塗布することによって形成することができる。また、接着層３は、例えば、接着剤を直接、基板１に塗布する代わりに、接着剤が両面に予め塗布されているフィルム（いわゆる、両面テープ）を、基板１に貼付することで形成してもよい。
接着層３の厚さは、貼り付けの対象となる基板１及びサポートプレート２の種類、貼り付け後の基板１に施される処理等に応じて適宜設定すればよいが、１０〜１５０μｍの範囲内であることが好ましく、１５〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。
〔基板１〕
基板１は、サポートプレート２に支持された状態で、薄化、実装等のプロセスに供され得る。本実施形態に係る積層体の製造方法では、基板１として、シリコンウエハを用いる。
〔接着層３〕
接着層３は、基板１とサポートプレート２とを貼り付けるために用いられる。
接着層３を形成するための接着剤には、例えば、ポリサルホン系、アクリル系、ノボラック系、ナフトキノン系、炭化水素系、ポリイミド系、エラストマー等の当該分野において公知の種々の接着剤を用いることができ、ポリサルホン系樹脂、炭化水素樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂、エラストマー樹脂等、又はこれらを組み合わせたもの等をより好ましく用いることができる。
（ポリサルホン系樹脂）
一実施形態に係る積層体の製造方法では、接着層３を形成すための接着剤は、ポリサルホン系樹脂を含んでいることが好ましい。接着層３をポリサルホン系樹脂によって形成することにより、高温において積層体１０を処理しても、その後の工程において接着層を溶解し、基板からサポートプレートを剥離することが可能な積層体１０を製造することができる。
ポリサルホン系樹脂は、下記一般式（２）で表される構成単位であるポリサルホン構成単位、及び、下記一般式（３）で表される構成単位であるポリエーテルサルホン構成単位のうちの少なくとも１種の構成単位からなる構造を有している。
（ここで、一般式（２）のＲ３、Ｒ４及びＲ５、並びに一般式（３）中のＲ３及びＲ４は、それぞれ独立してフェニレン基、ナフチレン基及びアントリレン基からなる群より選択され、Ｘ’は、炭素数が１以上、３以下のアルキレン基である。）
ポリサルホン系樹脂は、式（２）で表されるポリサルホン構成単位及び式（３）で表されるポリエーテルサルホン構成単位のうちの少なくとも１つを備えていることによって、基板１とサポートプレート２とを貼り付けた後、高い温度条件において基板１を処理しても、分解及び重合等により接着層３が不溶化することを防止することができる積層体１０を形成することができる。また、ポリサルホン系樹脂は、上記式（２）で表されるポリサルホン構成単位からなるポリサルホン樹脂であれば、より高い温度に加熱しても安定である。このため、洗浄後の基板に接着層に起因する残渣が発生することを防止することができる。
ポリサルホン系樹脂の平均分子量（Ｍｗ）は、３０，０００以上、７０，０００以下の範囲内であることが好ましく、３０，０００以上、５０，０００以下の範囲内であることがより好ましい。ポリサルホン系樹脂の平均分子量（Ｍｗ）が、３０，０００以上の範囲内であれば、例えば、３００℃以上の高い温度において用いることができる接着剤組成物を得ることができる。また、ポリサルホン系樹脂の平均分子量（Ｍｗ）が、７０，０００以下の範囲内であれば、溶剤によって好適に溶解することができる。つまり、溶剤によって好適に除去することができる接着剤組成物を得ることができる。
（炭化水素樹脂）
炭化水素樹脂は、炭化水素骨格を有し、単量体組成物を重合してなる樹脂である。炭化水素樹脂として、シクロオレフィン系ポリマー（以下、「樹脂（Ａ）」ということがある）、並びに、テルペン樹脂、ロジン系樹脂及び石油樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂（以下、「樹脂（Ｂ）」ということがある）等が挙げられるが、これに限定されない。
樹脂（Ａ）としては、シクロオレフィン系モノマーを含む単量体成分を重合してなる樹脂であってもよい。具体的には、シクロオレフィン系モノマーを含む単量体成分の開環（共）重合体、シクロオレフィン系モノマーを含む単量体成分を付加（共）重合させた樹脂等が挙げられる。
樹脂（Ａ）を構成する単量体成分に含まれる上記シクロオレフィン系モノマーとしては、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の二環体、ジシクロペンタジエン、ヒドロキシジシクロペンタジエン等の三環体、テトラシクロドデセン等の四環体、シクロペンタジエン三量体等の五環体、テトラシクロペンタジエン等の七環体、又はこれら多環体のアルキル（メチル、エチル、プロピル、ブチル等）置換体、アルケニル（ビニル等）置換体、アルキリデン（エチリデン等）置換体、アリール（フェニル、トリル、ナフチル等）置換体等が挙げられる。これらの中でも特に、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、又はこれらのアルキル置換体からなる群より選ばれるノルボルネン系モノマーが好ましい。
樹脂（Ａ）を構成する単量体成分は、上述したシクロオレフィン系モノマーと共重合可能な他のモノマーを含有していてもよく、例えば、アルケンモノマーを含有することが好ましい。アルケンモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン、１−ヘキセン、α−オレフィン等が挙げられる。アルケンモノマーは、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。
また、樹脂（Ａ）を構成する単量体成分として、シクロオレフィンモノマーを含有することが、高耐熱性（低い熱分解、熱重量減少性）の観点から好ましい。樹脂（Ａ）を構成する単量体成分全体に対するシクロオレフィンモノマーの割合は、５モル％以上であることが好ましく、１０モル％以上であることがより好ましく、２０モル％以上であることがさらに好ましい。また、樹脂（Ａ）を構成する単量体成分全体に対するシクロオレフィンモノマーの割合は、特に限定されないが、溶解性及び溶液での経時安定性の観点からは８０モル％以下であることが好ましく、７０モル％以下であることがより好ましい。
また、樹脂（Ａ）を構成する単量体成分として、直鎖状又は分岐鎖状のアルケンモノマーを含有してもよい。樹脂（Ａ）を構成する単量体成分全体に対するアルケンモノマーの割合は、溶解性及び柔軟性の観点からは１０〜９０モル％であることが好ましく、２０〜８５モル％であることがより好ましく、３０〜８０モル％であることがさらに好ましい。
なお、樹脂（Ａ）は、例えば、シクロオレフィン系モノマーとアルケンモノマーとからなる単量体成分を重合させてなる樹脂のように、極性基を有していない樹脂であることが、高温下でのガスの発生を抑制する上で好ましい。
単量体成分を重合するときの重合方法や重合条件等については、特に制限はなく、常法に従い適宜設定すればよい。
樹脂（Ａ）として用いることのできる市販品としては、例えば、ポリプラスチックス株式会社製の「ＴＯＰＡＳ」、三井化学株式会社製の「ＡＰＥＬ」、日本ゼオン株式会社製の「ＺＥＯＮＯＲ」及び「ＺＥＯＮＥＸ」、ＪＳＲ株式会社製の「ＡＲＴＯＮ」等が挙げられる。
樹脂（Ａ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は、６０℃以上であることが好ましく、７０℃以上であることが特に好ましい。樹脂（Ａ）のガラス転移温度が６０℃以上であると、積層体が高温環境に曝されたときに接着層３の軟化をさらに抑制することができる。
樹脂（Ｂ）は、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂及び石油樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂である。具体的には、テルペン系樹脂としては、例えば、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。ロジン系樹脂としては、例えば、ロジン、ロジンエステル、水添ロジン、水添ロジンエステル、重合ロジン、重合ロジンエステル、変性ロジン等が挙げられる。石油樹脂としては、例えば、脂肪族又は芳香族石油樹脂、水添石油樹脂、変性石油樹脂、脂環族石油樹脂、クマロン・インデン石油樹脂等が挙げられる。これらの中でも、水添テルペン樹脂、水添石油樹脂がより好ましい。
樹脂（Ｂ）の軟化点は特に限定されないが、８０〜１６０℃であることが好ましい。樹脂（Ｂ）の軟化点が８０〜１６０℃であると、積層体が高温環境に曝されたときに軟化することを抑制することができ、接着不良を生じない。
樹脂（Ｂ）の重量平均分子量は特に限定されないが、３００〜３，０００であることが好ましい。樹脂（Ｂ）の重量平均分子量が３００以上であると、耐熱性が十分なものとなり、高温環境下において脱ガス量が少なくなる。一方、樹脂（Ｂ）の重量平均分子量が３，０００以下であると、炭化水素系溶剤への接着層の溶解速度が良好なものとなる。このため、支持体を分離した後の基板上の接着層の残渣を迅速に溶解し、除去することができる。なお、本実施形態における樹脂（Ｂ）の重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定されるポリスチレン換算の分子量を意味するものである。
なお、樹脂として、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）とを混合したものを用いてもよい。混合することにより、耐熱性が良好なものとなる。例えば、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）との混合割合としては、（Ａ）：（Ｂ）＝８０：２０〜５５：４５（質量比）であることが、高温環境時の熱耐性、及び柔軟性に優れるので好ましい。
例えば、下記化学式（４）で表される繰り返し単位及び下記化学式（５）で表される繰り返し単位の共重合体であるシクロオレフィンコポリマーを接着成分の樹脂として用いることができる。
（化学式（５）中、ｎは０又は１〜３の整数である。）
このようなシクロオレフィンコポリマーとしては、ＡＰＬ ８００８Ｔ、ＡＰＬ ８００９Ｔ、及びＡＰＬ ６０１３Ｔ（全て三井化学株式会社製）等を使用することができる。
（アクリル−スチレン系樹脂）
アクリル−スチレン系樹脂としては、例えば、スチレン又はスチレンの誘導体と、（メタ）アクリル酸エステル等とを単量体として用いて重合した樹脂が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、鎖式構造からなる（メタ）アクリル酸アルキルエステル、脂肪族環を有する（メタ）アクリル酸エステル、芳香族環を有する（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。鎖式構造からなる（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、炭素数１５〜２０のアルキル基を有するアクリル系長鎖アルキルエステル、炭素数１〜１４のアルキル基を有するアクリル系アルキルエステル等が挙げられる。アクリル系長鎖アルキルエステルとしては、アルキル基がｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基等であるアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステルが挙げられる。なお、当該アルキル基は、分岐鎖状であってもよい。
炭素数１〜１４のアルキル基を有するアクリル系アルキルエステルとしては、既存のアクリル系接着剤に用いられている公知のアクリル系アルキルエステルが挙げられる。例えば、アルキル基が、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、２−エチルヘキシル基、イソオクチル基、イソノニル基、イソデシル基、ドデシル基、ラウリル基、トリデシル基等からなるアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステルが挙げられる。
脂肪族環を有する（メタ）アクリル酸エステルとしては、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、１−アダマンチル（メタ）アクリレート、ノルボルニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、テトラシクロドデカニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート等が挙げられるが、イソボルニルメタアクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレートがより好ましい。
芳香族環を有する（メタ）アクリル酸エステルとしては、特に限定されるものではないが、芳香族環としては、例えばフェニル基、ベンジル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェノキシメチル基、フェノキシエチル基等が挙げられる。また、芳香族環は、炭素数１〜５の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を有していてもよい。具体的には、フェノキシエチルアクリレートが好ましい。
（マレイミド系樹脂）
マレイミド系樹脂としては、例えば、単量体として、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−イソプロピルマレイミド、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−イソブチルマレイミド、Ｎ−ｓｅｃ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ペンチルマレイミド、Ｎ−ｎ−ヘキシルマレイミド、Ｎ−ｎ−へプチルマレイミド、Ｎ−ｎ−オクチルマレイミド、Ｎ−ラウリルマレイミド、Ｎ−ステアリルマレイミド等のアルキル基を有するマレイミド、Ｎ−シクロプロピルマレイミド、Ｎ−シクロブチルマレイミド、Ｎ−シクロペンチルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−シクロヘプチルマレイミド、Ｎ−シクロオクチルマレイミド等の脂肪族炭化水素基を有するマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−メチルフェニルマレイミド等のアリール基を有する芳香族マレイミド等を重合して得られた樹脂が挙げられる。
（エラストマー）
エラストマーは、主鎖の構成単位としてスチレン単位を含んでいることが好ましく、当該「スチレン単位」は置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基、炭素数１〜５のアルコキシアルキル基、アセトキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。また、当該スチレン単位の含有量が１４重量％以上、５０重量％以下の範囲内であることがより好ましい。さらに、エラストマーは、重量平均分子量が１０，０００以上、２００，０００以下の範囲内であることが好ましい。
スチレン単位の含有量が１４重量％以上、５０重量％以下の範囲内であり、エラストマーの重量平均分子量が１０，０００以上、２００，０００以下の範囲内であれば、後述する炭化水素系の溶剤に容易に溶解するので、より容易且つ迅速に接着層を除去することができる。また、スチレン単位の含有量及び重量平均分子量が上記の範囲内であることにより、ウエハがレジストリソグラフィー工程に供されるときに曝されるレジスト溶剤（例えばＰＧＭＥＡ、ＰＧＭＥ等）、酸（フッ化水素酸等）、アルカリ（ＴＭＡＨ等）に対して優れた耐性を発揮する。
なお、エラストマーには、上述した（メタ）アクリル酸エステルをさらに混合してもよい。
また、スチレン単位の含有量は、より好ましくは１７重量％以上であり、また、より好ましくは４０重量％以下である。
重量平均分子量のより好ましい範囲は２０，０００以上であり、また、より好ましい範囲は１５０，０００以下である。
エラストマーとしては、スチレン単位の含有量が１４重量％以上、５０重量％以下の範囲内であり、エラストマーの重量平均分子量が１０，０００以上、２００，０００以下の範囲内であれば、種々のエラストマーを用いることができる。例えば、ポリスチレン−ポリ（エチレン／プロピレン）ブロックコポリマー（ＳＥＰ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＢＢＳ）、及び、これらの水添物、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロックコポリマー（スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー）（ＳＥＰＳ）、スチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＥＰＳ）、スチレンブロックが反応架橋型のスチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロックコポリマー（ＳｅｐｔｏｎＶ９４６１（株式会社クラレ製）、ＳｅｐｔｏｎＶ９４７５（株式会社クラレ製））、スチレンブロックが反応架橋型のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー（反応性のポリスチレン系ハードブロックを有する、ＳｅｐｔｏｎＶ９８２７（株式会社クラレ製））、ポリスチレン−ポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）ブロック−ポリスチレンブロックコポリマー（ＳＥＥＰＳ−ＯＨ：末端水酸基変性）等が挙げられる。エラストマーのスチレン単位の含有量及び重量平均分子量が上述の範囲内であるものを用いることができる。
また、エラストマーの中でも水添物がより好ましい。水添物であれば熱に対する安定性が向上し、分解や重合等の変質が起こりにくい。また、炭化水素系溶剤への溶解性及びレジスト溶剤への耐性の観点からもより好ましい。
また、エラストマーの中でも両端がスチレンのブロック重合体であるものがより好ましい。熱安定性の高いスチレンを両末端にブロックすることでより高い耐熱性を示すからである。
より具体的には、エラストマーは、スチレン及び共役ジエンのブロックコポリマーの水添物であることがより好ましい。熱に対する安定性が向上し、分解や重合等の変質が起こりにくい。また、熱安定性の高いスチレンを両末端にブロックすることでより高い耐熱性を示す。さらに、炭化水素系溶剤への溶解性及びレジスト溶剤への耐性の観点からもより好ましい。
接着層３を構成する接着剤に含まれるエラストマーとして用いられ得る市販品としては、例えば、株式会社クラレ製「セプトン（商品名）」、株式会社クラレ製「ハイブラー（商品名）」、旭化成株式会社製「タフテック（商品名）」、ＪＳＲ株式会社製「ダイナロン（商品名）」等が挙げられる。
接着層３を構成する接着剤に含まれるエラストマーの含有量としては、例えば、接着剤組成物全量を１００重量部として、５０重量部以上、９９重量部以下の範囲内が好ましく、６０重量部以上、９９重量部以下の範囲内がより好ましく、７０重量部以上、９５重量部以下の範囲内が最も好ましい。これら範囲内にすることにより、耐熱性を維持しつつ、ウエハと支持体とを好適に貼り合わせることができる。
また、エラストマーは、複数の種類を混合してもよい。つまり、接着層３を構成する接着剤は複数の種類のエラストマーを含んでいてもよい。複数の種類のエラストマーのうち少なくとも一つが、主鎖の構成単位としてスチレン単位を含んでいればよい。また、複数の種類のエラストマーのうち少なくとも一つが、スチレン単位の含有量が１４重量％以上、５０重量％以下の範囲内である、又は、重量平均分子量が１０，０００以上、２００，０００以下の範囲内であれば、本発明の範疇である。また、接着層３を構成する接着剤において、複数の種類のエラストマーを含む場合、混合した結果、スチレン単位の含有量が上記の範囲内となるように調整してもよい。例えば、スチレン単位の含有量が３０重量％である株式会社クラレ製のセプトン（商品名）のＳｅｐｔｏｎ４０３３と、スチレン単位の含有量が１３重量％であるセプトン（商品名）のＳｅｐｔｏｎ２０６３とを重量比１対１で混合すると、接着剤に含まれるエラストマー全体に対するスチレン含有量は２１〜２２重量％となり、従って１４重量％以上となる。また、例えば、スチレン単位が１０重量％のものと６０重量％のものとを重量比１対１で混合すると３５重量％となり、上記の範囲内となる。本発明はこのような形態でもよい。また、接着層３を構成する接着剤に含まれる複数の種類のエラストマーは、全て上記の範囲内でスチレン単位を含み、且つ、上記の範囲内の重量平均分子量であることが最も好ましい。
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３を形成することが好ましい。光硬化性樹脂以外の樹脂を用いることで、接着層３の剥離又は除去の後に、被支持基板の微小な凹凸の周辺に残渣が残ることを防ぐことができる。特に、接着層３を構成する接着剤としては、あらゆる溶剤に溶解するものではなく、特定の溶剤に溶解するものが好ましい。これは、基板１に物理的な力を加えることなく、接着層３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３の除去に際して、強度が低下した基板１からでさえ、基板１を破損させたり、変形させたりせずに、容易に接着層３を除去することができる。
（その他の成分）
また、接着層３を構成する接着剤は、本質的な特性を損なわない範囲において、混和性のある他の物質をさらに含んでいてもよい。例えば、接着剤の性能を改良するための付加的樹脂、可塑剤、接着補助剤、安定剤、着色剤、熱重合禁止剤及び界面活性剤等、慣用されている各種添加剤をさらに用いることができる。
なお、接着層３を形成するときに使用する希釈溶剤としては、上述の反応性ポリシルセスキオキサンを調製する溶剤と同様のものを用いることができる。
〔積層工程〕
図１の（ｅ）に示すように、積層工程は積層体１０を形成するための工程である。
積層工程では、真空条件下、接着層３を加熱しつつ、接着層３が形成された基板１と、分離層４が形成されたサポートプレート２とを、基板１、接着層３、分離層４、及びサポートプレート２がこの順になるように重ね合わせる。つぎに、重ね合わせた基板１とサポートプレート２とを、積層体を貼り付けるための貼付装置が備えている一対のプレート部材によって挟み込むことで押圧力を加える。これによって、積層体１０を形成することができる。なお、積層体１０を形成するための条件は、接着層の種類、積層体の大きさによって適宜調整すればよい。
＜積層体１０＞
本実施形態に係る積層体の製造方法によって製造された積層体１０も本発明の範疇である。
図１の（ｅ）に示す、積層体１０の基板１は、一例として、グラインダ等の研削手段によって、所定の厚さになるように薄化処理が行なわれる。また、積層体１０は、例えば、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｖｉａ）プロセスにおいて、フォトリソグラフィー工程等を経て、貫通電極等を形成され得る。積層体１０は、反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることによって形成された、高い耐薬品性を有する分離層４を備えているため、ＴＳＶプロセスにおいて用いられる様々な薬品により、分離層４が破損することを好適に防止することができる。また、積層体１０に対して高温処理を行なっても、分離層４が変質することにより、接着層３とサポートプレート２との間においてボイドが発生することを防止することができる。
また、積層体１０がポリサルホン樹脂を含んでいる接着層３を備えていれば、例えば、アニーリング等により積層体１０を３００℃以上という高温で処理する高温プロセスにおいても好適に用いることができる。
また、積層体１０は、シリコンからなる基板１をシリコンからなるサポートプレート２によって支持しているため、基板１とサポートプレート２との熱膨張係数を略等しくすることができる。このため、積層体１０は、例えば、ＴＳＶプロセスや高温プロセスなどにおいて加熱したときに、基板１とサポートプレート２と熱膨張率の差に起因する歪みを低減することができる。従って、基板１に高い精度で様々な処理を行なうことができる。
＜基板の処理方法＞
次に、一実施形態に係る基板の処理方法について説明する。一実施形態に係る基板の処理方法は、一実施形態に係る積層体の製造方法によって積層体１０を製造する積層体製造工程（図１の（ａ）〜（ｅ））と、積層体製造工程の後、分離層４に光を照射することにより、分離層４を変質させ、サポートプレート２を積層体１０から分離する分離工程（図１の（ｆ）及び（ｇ））とを包含している。
分離層を光の照射により分解することができるため、サポートプレートの破損又は変形等を防ぎ、サポートプレートと接着層とを容易に分離することができる。
〔分離工程〕
図１の（ｆ）に示すように、分離工程では、サポートプレート２を介して分離層４に光を照射する。これにより、積層体１０の分離層４を変質させ、基板１とサポートプレート２とを分離する（図１の（ｇ））。なお、分離工程では、例えば、所望の処理を行なった後の積層体１０における基板１側の面をダイシングテープに貼り付け、サポートプレート２側から分離層４に対して光を照射するとよい。これによって、薄化処理を施された基板１が破損することを防止しつつ、以後の工程を行なうことができる。
分離層４に照射する光を発射するレーザは、典型的には、赤外線（０．７８μｍ以上、１０００μｍ以下）、好ましくは遠赤外線（３μｍ以上、１０００μｍ以下）、さらに好ましくは波長９μｍ以上、１１μｍ以下の光が挙げられる。具体的には、ＣＯ２レーザである。ＣＯ２レーザを用いることによって、シリコンを透過することができ、反応性ポリシルセスキオキサンの重合体である分離層４に吸収させることができる。このため、積層体１０のサポートプレート２側の面から、光を照射することによって、分離層４を変質させることができ、分離層４を外力に対して脆くすることができる。従って、例えば、支持体分離装置の載置台に、積層体１０における基板１を固定し、吸着パッドによってサポートプレート２を保持してわずかな力を加えるだけで、基板１とサポートプレート２と分離することができる。また、例えば、サポートプレート２の周縁部分端部の面取り部位をクランプ（ツメ部）を備えた分離プレートによって把持することにより力を加え、基板１とサポートプレート２とを分離することもできる。
なお、本実施形態に係る積層体１０は、シリコンからなる基板１を用いているため、基板１側の面から分離層４に波長が９μｍ以上、１１μｍ以下の光を照射し、分離層４を変質させ、基板１とサポートプレート２とを分離することもできる。
分離工程におけるレーザ光照射条件は、レーザ光の平均出力値が１．０Ｗ以上、５．０Ｗ以下であることが好ましく、３．０Ｗ以上、４．０Ｗ以下であることがより好ましい。レーザ光の繰り返し周波数は、２０ｋＨｚ以上、６０ｋＨｚ以下であることが好ましく、３０ｋＨｚ以上、５０ｋＨｚ以下であることがより好ましい。レーザ光の走査速度は、１００ｍｍ／ｓ以上、１００００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。これにより、分離層４を変質させるための適切な条件にレーザ照射条件を設定することができる。また、パルス光のビームスポット径及びパルス光の照射ピッチは、隣接するビームスポットが重ならず、かつ分離層４を変質させることが可能なピッチであればよい。
〔その他の工程〕
サポートプレート２を分離した基板１には、洗浄工程、ダイシング工程等のその他の工程が行なわれる。これによって、基板１から半導体チップを製造する。
洗浄工程では、基板１上に残る接着層３の残渣、及び分離層４の残渣を溶剤によって除去する。基板１を洗浄するための方法としては、基板１をスピンさせつつ、スプレーによって、基板１に溶剤を供給することで基板１を洗浄してもよい。また、溶剤に基板１を浸漬することで基板１を洗浄してもよい。
洗浄工程では、上述の（溶剤）に記載された溶剤を用いて基板１を洗浄することができる。また、分離層４は、反応性ポリシルセスキオキサンの重合体であることから、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン（ＣＨ）、メチル−ｎ−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、２−ヘプタノン等のケトン類によって好適に除去することができる。
その後、洗浄工程によって接着層３及び分離層４を除去した基板１はダイシングされ半導体チップが製造される。
＜別の実施形態＞
本発明に係る積層体の製造方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、別の実施形態に係る積層体の製造方法では、基板として、セラミックス基板、薄いフィルム基板及びフレキシブル基板等の任意の基板を使用し、支持体としてシリコンからなるサポートプレートを使用する。
上記構成によっても、サポートプレートに反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることで分離層を形成することができる。従って、高い耐薬品性及び高い耐熱性を有する分離層を備えた積層体を製造することができ、サポートプレートを介して９μｍ以上、１１μｍ以下の波長の光を照射することにより、分離層を変質させることができる。従って、本実施形態に係る積層体の製造方法によって製造された積層体、及び本実施形態に係る積層体の製造方法によって積層体を製造する積層体製造工程を包含する基板の処理方法も本発明の範疇である。
また、さらに別の実施形態に係る積層体の製造方法では、基板として、シリコンからなる基板を使用し、支持体としてガラス又はアクリル系樹脂等からなるサポートプレートを使用する。
上記構成によっても、反応性ポリシルセスキオキサンの重合体によって形成された分離層を備える積層体を製造することができ、当該積層体は、基板を介して分離層に光を照射することで、基板とサポートプレートとを好適に分離することができる。従って、本実施形態に係る積層体の製造方法によって製造された積層体、及び本実施形態に係る積層体の製造方法によって積層体を製造する積層体製造工程を包含する基板の処理方法も本発明の範疇である。
また、さらに別の実施形態に係る積層体の製造方法では、分離層形成工程において、基板上に反応性ポリシルセスキオキサンを塗布し、加熱して上記反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることで、光を吸収することによって変質する分離層を形成してもよい。
上記構成によっても、後の分離工程において、基板とサポートプレートとを好適に分離することができる積層体を製造することができる。また、分離工程において、積層体から基板とサポートプレートとを分離したときに、基板上に接着層の残渣が残ることを防止することができる。従って、基板の洗浄をより好適に行うことができる。
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることによって形成した分離層を備えた積層体を作製し、高温プロセスによる評価及びＴＳＶプロセスによる評価を行なった。
＜高温プロセスによる評価＞
高温プロセスにおける積層体の評価では、実施例１〜４として、異なる反応性ポリシルセスキオキサンを用いて分離層を形成した積層体を作製し、積層体の耐熱性、反り、分離性の評価を行なった。また、比較例１として、非反応性ポリシルセスキオキサンを用いて分離層を形成した積層体を作製し、比較例２として、フルオロカーボンからなる分離層を形成した積層体を作製し、実施例１〜４の評価と同じ評価を行なった。
〔積層体の作製〕
まず、実施例１の分離層を形成するための溶液の調製を行なった。実施例１には、反応性ポリシルセスキオキサンとしてＳＲ−２１（小西化学工業株式会社製）を用い、ＳＲ−２１が２０重量％になるように、溶剤であるＰＧＭＥＡに溶解した。
続いて、ＳＲ−２１の溶液を８インチのシリコンサポートプレートにスピンコート法によって塗布し、当該シリコンサポートプレートを９０℃、１６０℃及び２２０℃の条件で各２分間加熱することによって、膜厚が０．８μｍである実施例１の分離層を形成した（分離層形成工程）。
続いて、スミカエクセル４８００Ｐ（ポリサルホン系樹脂、住友化学株式会社製）を２０質量％の濃度になるようにＮＭＰに溶解した接着剤を調製した。次に、調製した接着剤を、スピンコート法により、半導体ウエハ基板（８インチシリコン）に塗布し、真空条件下、９０℃、１６０℃及び２２０℃のそれぞれにおいて２分間ずつベークして接着層を形成した（接着層形成工程）。
続いて、シリコンウエハ基板、接着層、分離層及びシリコンサポートプレートをこの順になるように重ね合わせ、真空条件下、２４０℃の温度条件で５分間、２，０００ｋｇの力で押圧力を加えることによって実施例１の積層体を作製した（積層工程）。
また、実施例１の手順と同じ手順に従って、実施例２〜４の積層体及び比較例１の積層体を作製した。なお、実施例２〜４の積層体及び比較例１の積層体の分離層を形成するために用いたポリシルセスキオキサンは、以下の表１に示す通りである。
表１に示す有機基Ｒ−及び末端基Ｒ’Ｏ−とは、下記一般式（１）に示す構造の有機基Ｒ−及び末端基Ｒ’Ｏ−のことを指す。
表１に示すＳＲ−２１、ＳＲ−２３、ＳＲ−１３、ＳＲ−３３及びＳＲ−２０は、何れも小西化学工業株式会社製であり、ＳＲ−２１、ＳＲ−１３、ＳＲ−２３及びＳＲ−３３は、反応性ポリシルセスキオキサンであり、比較例１に用いられているＳＲ−２０は、末端基Ｒ’Ｏ−を有さない、非反応性ポリシルセスキオキサンである。
次に、比較例２として、８インチガラス支持体にフルオロカーボンからなる分離層を形成した積層体を作製した。
比較例２では、サポートプレートとして、ベアガラス支持体（８インチ、厚さ７００μｍ）を用い、当該サポートプレートの上にフルオロカーボンを用いたプラズマＣＶＤ法により分離層を形成した。反応ガスとしてＣ４Ｆ８を使用し、流量４００ｓｃｃｍ、圧力７００ｍＴｏｒｒ、高周波電力２５００Ｗ及び成膜温度２４０℃の条件下においてＣＶＤ法を行なうことで分離層であるフルオロカーボン膜（厚さ１μｍ）をサポートプレート上に形成した。続いて、実施例１〜４及び比較例１の手順と同じ手順に従って、接着層形成工程と積層工程とを行ない、比較例２の積層体を作製した。
〔耐熱性の評価〕
実施例１〜４の積層体、並びに比較例１及び２の積層体を用いて耐熱性の評価を行なった。まず、積層体への処理として、ＤＩＳＣＯ社製バックグラインド装置にて厚さ５０μｍになるまで、各積層体のウエハ基板を薄化した。その後、各積層体を加熱炉中、３８０℃、３時間の条件で加熱処理した。
耐熱性の評価は、積層体を目視にて確認し、半導体ウエハ基板とガラス支持体との間にボイドが発生していないものを「○」として評価し、ボイドが発生しているものを「×」として評価した。評価結果は、以下の表２に示す通りである。
〔反りの評価〕
次に、耐熱性の評価を行なった実施例１〜４の積層体、並びに比較例１及び２の積層体を用いて積層体の反りの評価を行なった。
反りの評価は、フィルム反り測定器（ＴＥＮＣＯＲ ＦＬＸ−２９０８、ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ Ｊａｐａｎ製）を用い、積層体の中心から外周端部にかけての反りが２００μｍ以下のものを「○」として評価し、反りが２００μｍよりも大きいものを「×」として評価した。評価結果は、以下の表２に示す通りである。
〔分離性の評価〕
次に、実施例１〜４の積層体、並びに比較例１及び２の積層体を用いて基板と支持体との分離性の評価を行なった。
実施例１〜４及び比較例１の積層体に、ＣＯ２レーザーマーカー ＭＬ−Ｚ９５２０−Ｔ（キーエンス社製）を用い、シリコンサポートプレートを介して、波長９．３μｍ、出力２０Ｗ（１００％）、走査速度５００ｍｍ／ｓの条件でＣＯ２レーザ光を照射することによって、分離層を変質させ、半導体ウエハ基板から支持体を分離した。
また、比較例２の積層体には、ガラス支持体を介して５３２ｎｍのレーザ光を照射することによって、分離層を変質させ、半導体ウエハ基板から支持体を分離した。
分離性の評価は、レーザ光を照射することによって、半導体ウエハ基板からサポートプレートを分離することができたものを「○」として評価し、分離することができなかったものを「×」として評価した。評価結果は、以下の表２に示す通りである。
＊：５３２ｎｍの波長の光を照射することにより評価した。
表２に示す通り、耐熱性の評価において、実施例１〜４の積層体では、基板とサポートプレートとの間にボイドの発生は認められなかった（○）。これに対し、比較例１及び２の積層体では、ボイドの発生が確認された（×）。従って、反応性ポリシルセスキオキサンを用いた積層体は、非反応性ポリシルセスキオキサンを分離層として用いた積層体及びフルオロカーボンを分離層として用いた積層体と比較して、３８０℃、３時間という、高温、長時間の処理において好適に用いることがでることを確認することができた。
また、基板及びサポートプレートとして、シリコンを用いた、実施例１〜４の積層体及び比較例１の積層体では、積層体の反りは２００μｍ以下であった（○）。これに対し、サポートプレートにガラス支持体を用いた比較例２の積層体の反りは２００μｍよりも大きかった（×）。従って、基板及びサポートプレートにシリコンを用いることによって、高温、長時間の処理を行なっても積層体に生じる歪みを低減することができることを確認することができた。
分離性評価においては、何れの積層体もわずかな力を加えるのみで好適に基板とサポートプレートとを分離することができた（○）。なお、比較例２の積層体では、５３２ｎｍの波長の光を照射しており、ＣＯ２レーザを用いた場合、フルオロカーボンからなる分離層を変質させることはできなかった。
上記評価結果から、実施例１〜４の積層体は、高い耐熱性を備えた分離層を備えており、高温における歪みが少なく、かつ分離層に光を照射することによって好適に基板とサポートプレートを分離することができることを確認することができた。従って、本発明に係る積層体は、高温プロセスによって基板を処理するために好適に用いることができると判断される。
＜ＴＳＶプロセスによる評価＞
次に、ＴＳＶプロセスにおける積層体の評価を行なった。実施例５〜８として、異なる反応性ポリシルセスキオキサンを用いて分離層を形成した積層体を作製し、積層体の耐薬品性、耐熱性、反り、剥離性の評価を行なった。また、比較例３として、非反応性ポリシルセスキオキサンを用いて分離層を形成した積層体を作製し、比較例４として、フルオロカーボンからなる分離層を形成した積層体を作製し、実施例５〜８の評価と同じ評価を行なった。
〔積層体の作製〕
実施例５〜８の積層体及び比較例３の積層体は、基板として半導体ウエハ基板（１２インチシリコン）を用い、支持体として１２インチのシリコンサポートプレートを用い、接着層を形成する接着剤としてＴＺＮＲ（登録商標）−Ａ４０１７（東京応化工業株式会社製）を用いた以外は、実施例１の手順と同じ手順に従って積層体を形成した。また、比較例４についても、実施例５の手順と同じ基板、接着剤を用い、１２インチのガラス支持体を用いた以外は、比較例２の手順と同じ手順で積層体を作製した。実施例５〜８の積層体、並びに比較例３及び４の積層体の構成は、以下の表３に示す通りである。
〔耐薬品性の評価〕
実施例５〜８の積層体、並びに比較例３及び４の積層体を用いて耐熱性の評価を行なった。まず、積層体への処理として、ＤＩＳＣＯ社製バックグラインド装置にて厚さ５０μｍになるまで、各積層体のウエハ基板を薄化した。その後、各積層体を６０℃のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中に１０分間浸漬することによって耐薬品性の評価を行なった。
耐薬品性の評価は、積層体をＮＭＰに浸漬した後に、分離層が膨潤するか否かを目視により判断し、膨潤しなかった場合を「○」とし、膨潤した場合を「×」とした。評価結果は、以下の表３に示す通りである。
〔耐熱性の評価〕
次に、耐薬品性を評価した実施例５〜８の積層体、並びに比較例３及び４の積層体を用いて耐熱性の評価を行なった。耐熱性の評価は、真空条件下、各積層体を２２０℃にて１０分間加熱し、次いで、大気圧下、各積層体を２６０℃、６０分間の条件で加熱することにより行なった。
耐熱性の評価は、積層体を目視にて確認し、半導体ウエハ基板とガラス支持体との間にボイドが発生していないものを「○」として評価し、ボイドが発生しているものを「×」として評価した。評価結果は、以下の表３に示す通りである。
〔反りの評価〕
次に、耐熱性の評価を行なった実施例５〜８の積層体、並びに比較例３及び４の積層体を用いて積層体の反りの評価を行なった。
なお、反りの評価は、高温プロセスの評価における反りの評価と同じ方法によって行なった。結果は、以下の表３に示す通りである。
〔分離性の評価〕
次に、実施例５〜８の積層体、並びに比較例３及び４の積層体を用いて基板と支持体との分離性の評価を行なった。なお、実施例５〜８、及び比較例３の積層体には、実施例１の条件と同じ条件で分離層に光を照射し、分離性を評価した。また、比較例４の積層体には、比較例２の条件と同じ条件で、分離層に光を照射し、分離性を評価した。評価結果は、以下の表３に示す通りである。
＊：５３２ｎｍの波長の光を照射することにより評価した。
表３に示すように、耐薬品性の評価において、実施例５〜８の積層体では、分離層の膨潤が認められなかった（○）。これに対し、比較例３の積層体では、分離層に膨潤が認められた。従って、反応性ポリシルセスキオキサンを分離層に用いた積層体では、非反応性ポリシルセスキオキサンを分離層に用いた積層体よりも耐薬品性が高いことを確認することができた。
また、表３に示すように、耐熱性の評価において、実施例５〜８の積層体では、基板とサポートプレートとの間においてボイドの発生は認められなかった（○）。従って、実施例５〜８の積層体は、２６０℃の条件においても高い耐熱性を示し、ＴＳＶプロセスにおいて、好適に用いることができると判断される。
また、基板及びサポートプレートとして、シリコンを用いた実施例５〜８の積層体の反りは２００μｍ以下であった（○）。これに対し、サポートプレートにガラス支持体を用いた比較例４の積層体の反りは２００μｍよりも大きかった（×）。
分離性評価においては、何れの積層体もわずかな力を加えるのみで好適に基板とサポートプレートとを分離することができた（○）。なお、比較例４の積層体では、５３２ｎｍの波長の光を照射しており、ＣＯ２レーザを用いた場合、フルオロカーボンからなる分離層を変質させることはできなかった。
上記評価結果から、実施例５〜８の積層体は、高い耐薬品性及び高い耐熱性を備えた分離層を備えており、高温における歪みが少なく、かつ分離層に光を照射することによって好適に基板とサポートプレートを分離することができることを確認することができた。従って、本発明に係る積層体は、ＴＳＶプロセスによって基板を処理するために好適に用いることができると判断される。
本発明は、微細化された半導体装置の製造工程において好適に利用することができる。
１ 基板
２ サポートプレート（支持体）
３ 接着層
４ 分離層
１０ 積層体

Claims (13)

  1. 基板と、光を透過する支持体とを、接着層と、光を吸収することによって変質する分離層とを介して積層してなる積層体の製造方法であって、
    上記支持体の上記基板に対向する側の面に、反応性ポリシルセスキオキサンを塗布し、加熱することで上記反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることによって上記分離層を形成する分離層形成工程を包含することを特徴とする積層体の製造方法。
  2. 上記反応性ポリシルセスキオキサンは、下記式（１）
    （式中、Ｒは、それぞれ独立して有機基からなる群より選択され、Ｒ’は、それぞれ独立して水素及び炭素数１以上、１０以下のアルキル基、からなる群より選択され、ｍは、１以上、１００以下の整数である）
    に示す構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の積層体の製造方法。
  3. 上記支持体は、シリコンからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体の製造方法。
  4. 上記接着層は、ポリサルホン系樹脂を含んでいることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の積層体の製造方法。
  5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の製造方法によって積層体を製造する積層体製造工程と、
    上記積層体製造工程の後、上記分離層に光を照射することにより、上記分離層を変質させ、上記支持体を上記積層体から分離する分離工程と、を包含していることを特徴とする基板の処理方法。
  6. 基板上又はシリコンからなる支持体上に反応性ポリシルセスキオキサンを塗布し、加熱して上記反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることで、光を吸収することによって変質する分離層を形成する分離層形成工程と、
    上記基板と、上記支持体とを、接着層と上記分離層とを介して積層することによって積層体を製造する積層体製造工程と、
    上記積層体製造工程の後、９μｍ以上、１１μｍ以下の波長の光を照射することにより、上記分離層を変質させ、上記支持体を上記積層体から分離する分離工程と、を包含していることを特徴とする基板の処理方法。
  7. 上記接着層は、ポリサルホン系樹脂を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の基板の処理方法。
  8. 上記積層体製造工程後、上記分離工程前に、上記積層体を２６０℃以上の温度で加熱することを特徴とする請求項６又は７に記載の基板の処理方法。
  9. 基板と、上記基板を支持する支持体とを、接着層と、光を吸収することによって変質する分離層とを介して積層してなる積層体であって、
    上記分離層は、反応性ポリシルセスキオキサンの重合体で形成されていることを特徴とする積層体。
  10. 上記反応性ポリシルセスキオキサンは、下記式（１）
    （式中、Ｒは、それぞれ独立して有機基からなる群より選択され、Ｒ’は、それぞれ独立して水素、及び炭素数１以上、１０以下のアルキル基、からなる群より選択され、ｍは、１以上、１００以下の整数である）
    に示す構造を有していることを特徴とする請求項９に記載の積層体。
  11. 上記支持体は、シリコンからなることを特徴とする請求項９又は１０に記載の積層体。
  12. 上記接着層は、ポリサルホン系樹脂を含んでいることを特徴とする請求項９〜１１の何れか１項に記載の積層体。
  13. ２６０℃以上の温度で加熱されることを特徴とする請求項９〜１２の何れか１項に記載の積層体。

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