JP2014058016A - Method for manufacturing membrane structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a membrane structure capable of preventing the membrane structure from being broken.SOLUTION: There is provided a method for manufacturing a membrane structure, the method comprising: a step of preparing a substrate having a first main surface and a second main surface paired with the first main surface to prepare a support substrate having a gas inflow part on the first side; a step of bonding the substrate and the support substrate through an adhesive layer of which adhesive force is lowered by applying energy between the first main surface of the substrate and the first side of the support substrate; a step of forming a fixed portion opened to the second main surface side and a thinned part disposed so as to close the opening of the fixed portion by thinning a part of or the entire part of the substrate from the second main surface side of the substrate; and a step of peeling off the support substrate from the first main surface side by applying energy to the adhesive layer, wherein the gas inflow part is formed corresponding to an area which becomes at least the thinned part.

Description

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。   The present invention relates to a method for manufacturing a membrane structure. Furthermore, the present invention relates to a substrate support member and a substrate support system.

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。   In recent years, attention has been focused on MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and existing devices have been miniaturized. The MEMS usually includes a fine movable part, but the movable part is very fragile because it is fine, and may be damaged in the manufacturing process.

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)。   In the manufacturing process of a membrane structure including MEMS, conventionally, as a technique for supporting a substrate when the entire substrate is processed thinly by polishing or the like, for example, a semiconductor substrate is provided with a foam layer that reduces the adhesive force by gas foaming. There is a type in which a pressure-sensitive adhesive sheet is bonded and supported, and the surface opposite to the surface on which the pressure-sensitive adhesive sheet is bonded is thinned (for example, see Patent Document 1).

特開2005−317634号公報JP 2005-317634 A

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。   However, the present inventor tried to apply the conventional semiconductor substrate manufacturing method to the membrane structure manufacturing method, and after forming a membrane-like thin portion on the substrate by thin processing, a support substrate for supporting the substrate was formed. In order to exfoliate, when energy such as ultraviolet rays was applied to exfoliate the pressure-sensitive adhesive whose adhesive strength was reduced by gas foaming, a phenomenon was observed in which the thin-walled portion was destroyed by the pressure of the gas generated by the foaming.

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。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at reducing the damage of the membrane structure which may arise when peeling a support substrate.

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。   A method for manufacturing a membrane structure according to an embodiment of the present invention provides a substrate having a first main surface and a second main surface that is paired with the first main surface, and gas is introduced into the first side. A support substrate having a portion is prepared, and an adhesive layer including a layer whose adhesive force is reduced by applying energy is interposed between the first main surface of the substrate and a surface located on the first side of the support substrate. And fixing the substrate and the support substrate, thinning part or all of the substrate from the second main surface side of the substrate, and opening the second main surface side, Forming a thin wall portion connected to the fixing portion and arranged to close the opening of the fixing portion, applying energy to the adhesive layer, and peeling the support substrate from the first main surface side. The gas inflow part is formed corresponding to at least the region to be the thin part. To.

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。   The gas inflow portion may be provided by forming a groove on the first side of the support substrate.

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。   The gas inflow portion may be formed by a porous layer existing at least on the first side of the support substrate.

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。   As the adhesive layer, a material containing a gas foaming agent that foams gas by applying energy may be used.

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。   As the adhesive layer, a layer containing an adhesive that swells when energy is applied may be used.

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。   A concave portion is formed on the first main surface side of the substrate, and at least one of the concave portions may be formed in a region that becomes the thin portion.

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。   A substrate support member according to an embodiment of the present invention is a substrate support member that supports a substrate, and includes a support substrate having a gas inflow portion on a first side, and a first side of the support substrate. And an adhesive layer including a layer whose adhesive strength is reduced by applying energy.

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。   The adhesive layer may be configured by laminating at least a light-to-heat conversion layer and an ultraviolet curable resin layer.

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。   A substrate support system according to an embodiment of the present invention is a substrate before a thinning process, and includes a first main surface and a second main surface that is paired with the first main surface. A substrate storage unit for storing; a support substrate storage unit for storing a support substrate having a gas inflow portion on a first side; and a support substrate stored in the support substrate storage unit, An adhesive layer forming part for forming an adhesive layer including a layer whose adhesive strength is reduced by applying energy to the side, and an adhesive layer formed on a surface located on the first side of the support substrate in the adhesive layer forming part And a bonding portion for bonding the substrate and the support substrate, and an energy applying portion for applying energy to the adhesive layer in order to peel the substrate after the thinning process from the support substrate. .

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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the damage of a membrane structure at the time of peeling a support substrate can be prevented in the manufacture process of a membrane structure.

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。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the membrane structure which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the membrane structure which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the membrane structure which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. (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。(A)-(e) is a schematic diagram of the top view of the support substrate 203 which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (f) shows the support substrate 203 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a schematic diagram of the structure at the time of forming with a porous material. 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。1 is a configuration block diagram of a substrate support system according to an embodiment of the present invention.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement in various aspects.

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。   The membrane structure produced by the production method of the present invention is, for example, a membrane used for MEMS such as microchannels, mechanical quantity sensors, silicon microphones, liquid ejection devices, membrane filters, and dies used for microfabrication. It is a structure.

(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。
(First embodiment)
Hereinafter, a manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention, and a membrane structure 120 can be manufactured.

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。
1. Substrate Preparation Step As shown in FIG. 1A, a substrate 124 for forming the membrane structure 120 is prepared. Hereinafter, a method for manufacturing the membrane structure 120 according to an embodiment of the present invention will be described using an example in which an SOI (Silicon on Insulator) substrate is used as the substrate 124. However, the present invention is not limited to this, and a silicon substrate, a glass substrate, A metal substrate, a resin substrate, etc. may be sufficient. The substrate 124 has a three-layer structure of an active layer 123, a BOX (Buried Oxide) layer 122, and a support layer 121. The active layer 123 is a layer that defines the thickness of the thin portion 126 formed in the process described later, and the thickness is, for example, 7 μm to 50 μm, and preferably 10 μm to 30 μm. Here, the thickness of the active layer 123 is 15 μm, the thickness of the BOX layer 122 is 0.5 μm, and the thickness of the support layer 121 is about 200 μm to 725 μm.

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。
2. Support Substrate Preparation Step The support substrate used in the present invention is characterized by including a gas inflow portion through which gas passes on the side facing the substrate 124. As shown in FIG. 1B, a support substrate 203 having a groove 203 a formed on the side facing the active layer 123, which is the first main surface of the substrate 124, is prepared. The groove 203a may be formed at least in a position facing the thin portion formed on the substrate 124, and may be disposed so as to face only the thin portion, or so as to face the thin portion and the fixed portion. You may arrange. The groove 203a can be formed by etching, grinding, or sand blasting.

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。   Although there is no restriction | limiting in the shape of the groove part 203a, For example, the polygonal shape of linear shape, circular shape, rectangular shape, pentagon or more may be sufficient. Moreover, you may comprise so that each figure may communicate with a flow path. The groove 203a is preferably continuous from one end edge or one end edge of the support substrate 203 to the other end edge. By forming the groove 203a so as to communicate from one end edge or one end edge of the support substrate 203 to the other end, the groove 203a has a function of exhausting gas generated by thermal decomposition of the functional layer 202. Can be increased. Moreover, the groove part 203a may be configured to penetrate partly or entirely in the thickness direction of the support substrate 203. The volume of the groove 203a may be appropriately set according to the amount of gas generated, the number and density of the grooves 203a, and the like. For example, the depth of the groove 203a may be 5 μm to 500 μm, and the opening size of the groove 203a may be 5 μm to 500 μm. The groove will be described in detail later with reference to FIG.

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。
3. Functional Layer Arrangement Step As shown in FIG. 1C, a functional layer 202 containing a gas generating agent that generates gas by applying energy at least is formed on the side of the support substrate 203 where the groove 203a is formed. The functional layer 202 can be formed, for example, by applying a material that becomes the functional layer by a known application method. Here, the “functional layer” is a layer containing a gas generating agent that generates a gas by applying energy as long as it can achieve a desired function by applying energy such as light and heat. Not limited to this, it may be a layer containing a light-to-heat conversion material that converts light energy into heat energy, or a layer containing a material that swells when energy is applied, or a material that can realize a plurality of these functions. Good. Furthermore, another adhesive layer 201 such as an ultraviolet curable resin or a thermoplastic resin may be disposed on the functional layer 202. Further, the adhesive layer 201 may have a lower adhesive force due to energy application.

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。
4). Support Substrate Arrangement Step As shown in FIG. 1D, the support substrate 203 is arranged on the active layer 123 side, which is the first main surface of the substrate 124, with the functional layer 202 interposed. The active layer 123 which is the first main surface of the substrate 124 and the adhesive layer 201 are brought into contact with each other, thermocompression bonding is performed as necessary, and the support substrate 203 is disposed on the first main surface side of the substrate 124. To do.

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。   In addition, although the example which provides the functional layer 202 and the contact bonding layer 201 in the support substrate 203 side was shown, it is not limited to this. For example, the functional layer 202 and the adhesive layer 201 may not be provided on the support substrate 203 but may be provided in advance on the active layer 123 side which is the first main surface of the substrate 124. Alternatively, the functional layer 202 may be provided in advance on the support substrate 203 side, while the adhesive layer 201 may be provided in advance on the active layer 123 side, which is the first main surface of the substrate 124, and then bonded. .

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。   In any case, energy is generated from the gas generating agent contained in the functional layer 202 when the support substrate 203 is peeled off by applying energy such as ultraviolet rays between the functional layer 202 and the support substrate 203. It is necessary to form a space for releasing the gas to be released.

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。   As illustrated in FIG. 1D, the groove 203 a of the support substrate 203 exists so that at least a part thereof overlaps with a region corresponding to the thin portion 126. The groove 203a is formed as a gap for having a function of accommodating or exhausting gas generated when energy such as laser light is applied to the functional layer 202 in order to peel the support substrate 203 from the substrate 124. .

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。   Examples of the energy applied to the functional layer 202 include light and heat. The functional layer 202 includes a gas generating agent. As the gas generating agent, a known material can be used, and for example, an azo compound or an azide compound may be used.

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。   The gas generating agent may be a photothermal conversion material obtained by mixing carbon powder with an adhesive, applying and drying, and absorbing near infrared light or the like to convert it into heat. The photothermal conversion material contains a light absorber and a thermally decomposable resin, and light is absorbed by the carbon powder as the light absorber to turn into heat, and the temperature of the organic binder component that binds the carbon powder rapidly rises due to the heat. Then, as a result of degassing and carbonizing and losing the bonding force, almost all of the light-to-heat conversion material may be changed into disjoint carbon powder or carbon pieces.

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。   Here, the thickness of the functional layer 202 is not limited as long as the substrate 124 and the support substrate 203 can be separated from each other, but is, for example, 1 μm or more. If the thickness is less than 1 μm, the concentration of the light absorber required for sufficient light absorption increases, thereby resulting in poor film formability, and as a result, there is a possibility of causing poor adhesion with an adjacent layer. It is.

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。   The support substrate 203 is preferably one that can transmit radiant energy such as laser light. For example, the transmittance is desirably 50% or more. Specifically, a glass substrate, a resin substrate, or the like may be used. The thickness of the support substrate 203 may be about 400 μm to 600 μm.

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。   At least one surface of the support substrate 203 may be formed of a porous material. When the support substrate 203 is formed of a porous material, the pores constituting the porous material can perform the same function as the groove 203a. As a material for the support substrate 203, porous ceramics such as porous glass and zeolite can be used.

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。
4). Membrane formation step As shown in FIG. 1E, a part or all of the substrate 124 is thinned from the support layer 121 side, which is the second main surface of the substrate 124, and is opened to the second main surface side. The part 127 and the thin part 126 arrange | positioned so that the opening of the fixing | fixed part 127 may be plugged up are formed. The thinning of the substrate 124 can be performed using a known method such as etching or grinding. In general, a part of the substrate 124 is preferably removed by dry etching using the BOX layer 122 as an etching stopper layer.

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。   Further, as an example, after the support layer 121 as the second main surface is thinned by polishing or the like to be processed to a desired thickness as the membrane structure 120, the support layer 121 is formed using the BOX layer 122 as an etching stopper layer. The thin film portion 126 and the fixing portion 127 may be formed by etching.

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。
5). Support substrate peeling step In order to peel the support substrate 203 from the substrate 124, appropriate energy is applied according to the material of the gas generating agent contained in the functional layer 202. For example, ultraviolet rays are irradiated from the second main surface side of the substrate 124. Along with the ultraviolet irradiation, a gas is generated from the gas generating agent contained in the functional layer 202. At this time, the membrane-like active layer 123 may be pressed by the gas pressure.

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。   In the present embodiment, the surface of the support substrate 203 on the functional layer 202 side is provided with at least one groove 203a in a region corresponding to the thin portion 126 when the substrate 124 and the support substrate 203 are joined. Since the generated gas is accommodated in the groove portion 203a or exhausted to the outside through the groove portion 203a, the stress applied to the thin portion 126 can be dispersed and damage to the thin portion 126 can be suppressed.

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。   As described above, according to the present embodiment, the adhesive strength of the functional layer 202 can be reduced without damaging the membrane-like substrate 124, so that the adhesive layer 201, the functional layer 202, and the support substrate are separated from the substrate 124. 203 can be easily peeled off. Thereby, the membrane structure 120 as illustrated in FIG. 1F can be manufactured with high yield. The shape of the membrane structure 120 illustrated in FIG. 1 (f) is one example of a typical membrane structure that can be manufactured by the manufacturing method of the present invention. It is not limited to the shape shown.

(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。
(Modification of support substrate 203)
As described above, in the manufacturing method of the present invention, in the process of separating the functional layer and the support substrate, a gap for retaining the gas generated from the functional layer or letting it escape to the outside is formed in the support substrate in advance. It is a feature. The shape of the gap is not particularly limited, and for example, the groove 203a in FIG. 1B can be formed into a dot shape having a predetermined cross-sectional shape and depth as shown in FIG. Alternatively, as another shape of the groove 203a in FIG. 1B, it may be formed in a line shape having a predetermined cross-sectional shape and depth as shown in FIG. 4B. Furthermore, the support substrate in which the groove 203a is formed in a lattice shape (FIG. 4C), a radial shape (FIG. 4D), a concentric shape (FIG. 4E), etc. having a predetermined cross-sectional shape and depth. 203 may be used in the manufacturing method of the first embodiment.

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。   The support substrate 203 shown in FIGS. 4B and 4C has a structure in which at least a part of the groove 203a communicates with the outside. Therefore, the gas generated in the manufacturing process of the membrane structure can be discharged to the outside as indicated by the arrow in the figure, and thus the function of preventing the thin portion from being damaged by the gas can be enhanced.

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。   The support substrate 203 can be configured using a porous ceramic material such as zeolite. The porous ceramic material not only has a function of adsorbing gas, but also has a function of releasing gas to the outside depending on the material. Therefore, the support substrate 203 can be composed of only a porous ceramic material. However, depending on manufacturing conditions, the support substrate 203 can also be composed of a material having a relatively higher strength than the porous ceramic material. For example, as shown in FIG. 4 (f), the support substrate 203 includes a porous ceramic material layer 2031 on the side to be bonded to the substrate 124, and a support layer 2032 made of silica glass or the like on the other side. It is good also as a structure provided. In the configuration of FIG. 1 (f), the porous ceramic material layer 2031 has a function as a gas inflow portion, similar to the groove 203a shown in FIGS. 1 (b) to 1 (e). .

(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。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a method for manufacturing the membrane structure 130 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the membrane structure 130 according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, when the same process as that of the first embodiment is used, the detailed description is omitted.

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。
1. As shown in FIG. 2A, as the substrate 134 for forming the membrane structure 130, three layers of an active layer 133, a BOX layer 132, and a support layer 131 are formed as in the first embodiment. An SOI substrate having a structure is prepared.

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。
2. As shown in FIG. 2B, the recess 135-1 is formed in the active layer 133 formed using the BOX layer 132 as an etching stopper layer on the active layer 133 side which is the first main surface of the substrate 134. , 135-2, 135-3. The recesses 135-1, 135-2, and 135-3 are formed to provide the same function as the groove 203a described in the first embodiment. For example, the recesses 135-1 to 135-3 may be voids having a predetermined cross-sectional shape formed in the active layer 133, or the first main surface side and the second main surface side of the substrate. It is good also as a through-hole which communicates.

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。
3. Support Substrate Preparation Step As shown in FIG. 2C, a support substrate 203 having a groove 203b formed on the surface of the substrate 134 that is to be disposed on the active layer 133 side, which is the first main surface, is prepared. The groove 203b is substantially the same as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

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。
4). Functional Layer Arrangement Step As shown in FIG. 2D, on the side of the support substrate 203 where the groove 203b is formed, at least a functional layer 202 containing a gas generating agent that generates gas by applying energy, an adhesive layer 201 is formed. The functional layer 202 and the adhesive layer 201 are substantially the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

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。
5). Support substrate placement step As shown in FIG. 2E, the support substrate 203 is placed so that the groove 203b is placed in the vicinity of the position where the thin portion is provided via the functional layer 202 and the adhesive layer 201. 134 and the support substrate 203 are joined.

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。
6). Membrane formation step As shown in FIG. 2 (f), by etching from the support layer 131 side, which is the second main surface of the substrate 134, using the BOX layer 132 as an etching stopper layer, a plurality of convex shapes are formed. A plurality of concave thin portions 136-1 to 136-5 are formed between the fixing portion 137 and the plurality of fixing portions 137. At this time, the concave thin wall is formed on the second main surface side of the substrate 134 so as to face the portion where the concave portions 135-1 to 135-3 are formed on the first main surface side of the substrate 134. Portions 136-2 to 136-4 are formed. Further, similarly to the first embodiment, after the support layer 131 is thinned by polishing or the like and processed to a desired thickness, the concave thin portions 136-1 to 136-5 constituting the predetermined pattern are formed. May be formed.

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。
7). Support substrate peeling step In order to peel the support substrate 203 from the substrate 134, an appropriate energy is applied according to the material of the gas generating agent contained in the functional layer 202. For example, by irradiating laser light from the support substrate 203 side, the functional layer 202 is thermally decomposed to reduce the adhesiveness, and the support substrate 203 is peeled off. At this time, the gas generating agent of the functional layer 202 releases the gas by thermal decomposition, but in this embodiment, the generated gas is accommodated in at least one of the groove 203b and the recesses 135-1 to 135-3. Or is released to the outside through at least one of the groove 203b and the recesses 135-1 to 135-3, so that the stress applied to the thin portion 126 is dispersed and the thin portions 136-1 to 136-5 are damaged. Can be suppressed.

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。
8). Through-hole forming step As shown in FIG. 2G, after the support substrate 203 is peeled off, the BOX layer 132 is removed by etching to form the recesses 135-1 to 135-3 formed in the active layer 133. The through holes penetrating the first main surface and the second main surface of the substrate 134 are formed by communicating the recesses 136-2 to 136-4 formed in the support layer 131 respectively. Further, as shown in FIG. 2G, the active layer 133 may be thinned to a predetermined thickness T by dicing or the like.

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。   Through the manufacturing process as described above, the membrane structure 130 according to the second embodiment of the present invention illustrated in FIG. According to the method for manufacturing the membrane structure 130 according to the second embodiment of the present invention, the pattern is formed on the first main surface side of the substrate 134 in correspondence with the pattern formed on the second main surface side of the substrate 134. Since the gas released from the functional layer 202 when the support substrate 203 is peeled off can be accommodated, the thin portion of the membrane structure 130 is prevented from being damaged by the pressure of the released gas. can do. Therefore, the yield in the manufacturing process of the membrane structure 130 can be improved.

(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。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the membrane structure according to the third embodiment. A manufacturing process of the membrane structure according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the recesses 145-1 to 145-5 formed on the side of the substrate 144 facing the support substrate 203 and formed in the thinned region are formed in a groove shape that does not penetrate the active layer 143. Yes.

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。   From the active layer 143 side of the substrate 144 that is the SOI substrate illustrated in FIG. 3A to one side of the active layer 143 that is the first main surface of the substrate 144 as illustrated in FIG. Recesses 145-1 to 145-3 are formed. You may form the recessed parts 145-1 to 145-5 in the area | region used as the thin part 146-1 to 146-5 formed by the process mentioned later. The recesses 145-1 to 145-5 serve as a storage chamber as a space that can store a gas generated from the gas generating agent included in the functional layer 202 when the support substrate 203, which will be described later, is peeled off. Buffer the pressure. The recesses 145-1 to 145-5 can be formed by etching, for example. Although there is no restriction | limiting in the shape of the recessed parts 145-1 to 145-5, when the stress concerning the thin-walled parts 146-1 to 146-5 is taken into account when the gas is accommodated, the corners of the circle or polygon are rounded The shape is preferable. The volume of the recesses 145-1 to 145-5 may be appropriately set according to the amount of gas generated, the number and density of the recesses 145-1 to 145-5, and the like. In FIG. 3B, five recesses formed in the active layer 143 are described, but the number of the recesses described in FIG. 3B is only an example, and the number is It can be changed as appropriate.

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。   For example, the depth of the recesses 145-1 to 145-5 may be in the range of 1 μm to 5 μm, and the diameter of the maximum inscribed circle of the openings of the recesses 145-1 to 145-5 may be in the range of 5 μm to 1 mm. As will be described later, a gap is preferably formed between the adhesive layer 201 and the first main surface of the substrate 144 by a recess, but the aspect ratio of the recesses 145-1 to 145-5 is 1 or more. Preferably it is 2 or more. Each of the recesses 145-1 to 145-5 may be independent, or the recesses 145-1 to 145-5 may be connected to each other through a flow path. Although not shown, the recesses 145-1 to 145-5 are arranged more densely than the other regions at the boundary between the region that later becomes the thin-walled portions 146-1 to 146-5 and the region that becomes the fixing portion 147. May be. Thereby, the stress which arises in the boundary of the area | region used as the thin part 146-1 to 146-5 and the area | region used as the fixing | fixed part 147 can be relieved.

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。   As shown in FIG. 3C, a support substrate 203 having a groove 203 c formed on the surface to be disposed on the active layer 143 side which is the first main surface of the substrate 144 is prepared. The function and structure of the groove 203c are substantially the same as the groove 203a of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

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。   As shown in FIG. 3D, on the side of the support substrate 203 where the groove 203c is formed, a functional layer 202 containing a gas generating agent that generates gas by applying energy at least, and an adhesive layer 201 are formed. The functional layer 202 and the adhesive layer 201 are substantially the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

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。   As illustrated in FIG. 3E, a plurality of convex fixing portions 147 are etched from the support layer 141 side, which is the second main surface of the substrate 144, by using the BOX layer 142 as an etching stopper layer. And a plurality of concave thin portions 146-1 to 146-5 are formed. Thereafter, in order to peel the support substrate 203 from the substrate 144, laser light is irradiated from the support substrate 203 side. Then, gas is generated from the functional layer 202, but the generated gas is generated in the recesses 145-1 to 145-5 and the groove 203c by the recesses 145-1 to 145-3 of the substrate 144 and the groove 203c of the support substrate 203. Therefore, the stress applied to the thin portions 146-1 to 146-5 can be dispersed to prevent the thin portions 146-1 to 146-5 from being damaged.

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。   As shown in FIG. 3F, after the support substrate 203 is peeled off, the BOX layer 142 is removed by etching, the active layer 143 is thinned to a predetermined layer thickness T, and the recesses 146-1 to 146-146 are removed. 5, through holes 148-1 to 148-3 are formed in desired recesses. In this way, the membrane structure 140 can be manufactured.

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。   In the method for manufacturing the membrane structures 120, 130, and 140 according to the first to third embodiments of the present invention described above, the substrates 124, 134 using the functional layer 202 containing a gas generating agent. However, the present invention is not limited to this. For example, the substrates 124, 134, and 144 are formed using an adhesive that can be peeled off by thermal swelling when heat is applied as energy. And the support substrate 203 may be bonded and separated. Even when an adhesive that peels off due to thermal swelling is used, the membrane structures 120, 130, and 140 become thin portions as in the manufacturing methods according to the first to third embodiments of the present invention described above. One or more recesses are formed in the first main surface of the substrates 124, 134, and 144 that are in contact with the adhesive, and at least grooves or holes along at least one of the regions corresponding to the thin-walled regions. By forming one on the support substrate 203 in advance, when the support substrate 203 is peeled off, the pressure of the adhesive expanded by heat can be dispersed, so that the membrane structures 120, 130 and 140 can be prevented from being damaged. Can do.

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。   As described above, according to the method for manufacturing a membrane structure according to an embodiment of the present invention, when the support substrate 203 is peeled off in the process of manufacturing the membrane structure 120, 130, 140, the membrane structure 120, 130. , 140, for example, 126, 136-1, 136-5, 146-1, 146-5, etc. can be prevented from being damaged.

(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。
(Substrate support material)
Furthermore, the board | substrate support member which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. The substrate support member including the functional layer 202, the adhesive layer 201, and the support substrate 203 used in the method for manufacturing the membrane structure can be used in various applications. That is, the substrate support member includes a support substrate having a gas inflow portion on a first side, and an adhesive layer including a layer that is disposed on the first side of the support substrate and has a lower adhesive force due to energy application. It is prepared for. Such a support member can be used not only for supporting the substrate during dry etching but also for supporting the substrate in a thinning process by wafer polishing. The groove may be continuously formed up to the edge of the substrate support member so that the gas generated in the support substrate can be discharged to the outside. Alternatively, the groove may be formed of a porous body so that the gas generated in the support substrate can be accommodated or discharged to the outside.

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。   As a preferred embodiment of the substrate support member, the adhesive layer can include a configuration in which at least a photothermal conversion layer and an ultraviolet curable resin layer are laminated.

(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。
(Board support system)
With reference to FIG. 5, the board | substrate support system 300 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. The substrate support system 300 is a substrate before a thinning process, and includes a substrate storage unit 310 that stores a substrate having a first main surface and a second main surface that is paired with the first main surface. The support substrate storage unit 320 for storing the support substrate having a gas inflow portion such as a groove formed on the first side, and the support substrate stored in the support substrate storage unit 320 are transported, and an adhesive force is obtained by applying energy. An adhesive layer forming portion 330 for forming an adhesive layer including a lowering layer, and an adhesive layer formed on a surface located on the first side of the support substrate in the adhesive layer forming portion 330, the substrate and the support substrate are connected to each other. A bonding portion 340 for manufacturing a substrate support member by bonding, a thinning processing portion 350 for thinning the substrate side of the substrate support member, and a substrate after the thinning processing is performed as a support substrate Adhesive layer to peel from An energy applying portion 360 that performs energy imparted, characterized by comprising a. In addition, the arrow in a figure shows the moving destination of the object processed.

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。   The substrate stored in the substrate storage unit 310 is composed of a plurality of substrates and / or a plurality of layers, the layer side bonded to the support substrate is the first main surface, and the substrate on which the membrane structure is formed. The second main surface is the side or the layer side on which the thinning process is performed. The substrate storage unit 310 has a function of storing a substrate on which the first main surface and the second main surface are formed, and a plurality of types of substrates and / or a plurality of layers constituting the substrate are used as starting materials. As described above, the substrate may be carried into the substrate storage unit 310 and the substrate may be manufactured in the substrate storage unit 310. Alternatively, the substrate storage portion 310 may be configured so that a gas inflow portion having a predetermined shape can be formed on the first main surface side.

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。   The support substrate stored in the support substrate storage unit 320 has a gas inflow portion formed on the side to be bonded to the first main surface side of the substrate stored in the substrate storage unit 310. The support substrate storage unit 320 may be configured to have a function of forming a gas inflow portion having a desired length and a cross-sectional shape by carrying a support substrate in a state where no gas inflow portion is formed. .

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。   The adhesive layer forming unit 330 has a function of forming an adhesive layer including a layer whose adhesive force is reduced by applying energy on at least one of the first side of the support substrate and the first main surface of the substrate. The “first side of the support substrate” refers to the surface side on which the gas inflow portion is formed. Therefore, at least one of the substrate stored in the substrate storage unit 310 and the support substrate stored in the support substrate storage unit 320 is carried into the adhesive layer forming unit 330.

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。   The bonding unit 340 attaches the substrate and the support substrate so that the adhesive layer is interposed between the first side of the support substrate stored in the substrate storage unit 310 and the first main surface of the substrate. Match. A substrate support member is manufactured by the bonding process by the bonding portion 340.

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。   The substrate support member is carried into the thinning processing section 350 and thinned from the second main surface side of the substrate. The thinning processing unit 350 has a function of not only thinning the substrate support member so as to have a predetermined thickness, but also performing a molding process so that the substrate support member has a predetermined membrane structure. You may have.

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。   The substrate support member that has been subjected to the thinning process or the like in the thinning processing unit 350 is brought into the energy application unit 360 and applies energy to the adhesive layer in order to peel the substrate from the substrate support member. A process is performed. For example, as the step of applying the energy, the thinning processing unit 350 may have a function of irradiating the second side of the support substrate with laser light.

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
120, 130, 140 Membrane structure 135-1 to 135-3, 145-1 to 145-5 Recessed part 121, 131, 141 Support layer (layer on the second main surface side)
123, 133, 143 Active layer (layer on the first main surface side)
136, 146 Recessed portion 126, 136-1 to 136-5, 146-1 to 146-5 Thin portion 127, 137, 147 Fixing portion 124, 134, 144 Substrate 148-1 to 148-3 Through hole 201 Adhesive layer 202 Functional layer 203 Support substrate 203a-203c Groove part (gas inflow part)
2031 Porous layer 2032 Support layer

Claims (9)

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。
Preparing a substrate having a first main surface and a second main surface paired with the first main surface;
Preparing a support substrate with a gas inlet on the first side;
An adhesive layer including a layer whose adhesive force is reduced by applying energy is interposed between the first main surface of the substrate and a surface located on the first side of the support substrate, and the substrate and the support substrate are interposed. Joined,
A part or the whole of the substrate is thinned from the second main surface side of the substrate, and the fixing portion opened to the second main surface side is connected to the fixing portion, and the opening of the fixing portion is blocked. And form a thin-walled part arranged as
Applying energy to the adhesive layer, and peeling the support substrate from the first main surface side,
The method for manufacturing a membrane structure, wherein the gas inflow portion is formed corresponding to at least the region to be the thin portion.
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。   2. The method for manufacturing a membrane structure according to claim 1, wherein the gas inflow portion is a groove formed on the first side of the support substrate. 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。   The method for manufacturing a membrane structure according to claim 1, wherein the gas inflow portion is a porous layer existing at least on the first side of the support substrate. 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。   The method for manufacturing a membrane structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the adhesive layer includes a gas foaming agent that foams a gas by applying energy. 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。   The method for manufacturing a membrane structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the adhesive layer includes an adhesive that swells when energy is applied. 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。
The first main surface side of the substrate has a recess,
The method for manufacturing a membrane structure according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the concave portions is formed in a region to be the thin-walled portion.
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。
A board support member for supporting a board,
A support substrate with a gas inlet on the first side;
A substrate support member, comprising: an adhesive layer that is disposed on the first side of the support substrate and includes a layer whose adhesive force is reduced by applying energy.
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。   8. The substrate support member according to claim 7, wherein the adhesive layer is formed by laminating at least a light-to-heat conversion layer and an ultraviolet curable resin layer. 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。


A substrate storage unit for storing a substrate before the thinning process and having a first main surface and a second main surface paired with the first main surface;
A support substrate storage portion for storing a support substrate having a gas inflow portion on the first side;
An adhesive layer forming unit that forms an adhesive layer that includes a layer in which the support substrate stored in the support substrate storage unit is transported and the adhesive force is reduced by applying energy to the first side of the support substrate;
A bonding portion for bonding the substrate and the support substrate through an adhesive layer formed on a surface located on the first side of the support substrate in the adhesion layer forming portion;
A substrate support system, comprising: an energy applying unit that applies energy to the adhesive layer in order to peel the substrate after the thinning process from the support substrate.


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