JP2015070012A - 基板加工装置及び基板加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板表面と保護膜との間に形成される下地処理膜を溶解させることで、基板が切断された後の保護膜除去及び基板全体の加工に掛かる処理時間を短縮するとともに、装置構成の簡素化、保護膜の除去に利用する処理液の削減をも可能とした基板加工装置及び基板加工方法を提供する。【解決手段】機能膜パターンＦを形成する機能膜パターン形成部１１と、下地処理膜Ｘを形成する第１の膜形成部１２と、耐エッチング性を備える保護膜Ｒを形成する第２の膜形成部１３と、基板Ｂのうち切断予定となる第１の領域Ａに形成されている保護膜Ｒを除去するレーザ光を照射する光源１４と、保護膜Ｒの他、下地処理膜Ｘまで除去された第１の領域Ａに対してエッチング処理を行い基板を切断するエッチング部１５と、基板Ｂのうち第１の領域Ａを除く第２の領域Ｃに形成されている下地処理膜Ｘを溶解させて保護膜Ｒごと除去する下地処理膜除去部１６とを備える。【選択図】図１１

Description

本発明の実施形態は、基板加工装置及び基板加工方法に関する。

例えば、基板を加工するに当たっては、基板を所定の大きさ、形状に切断する基板加工装置が用いられる。切断の対象となる基板としては様々な基板が考えられるが、例えば、単なるガラスで形成されている基板やその他、いわゆる強化ガラスと言われる基板もある。当該強化ガラスには様々な種類があるが、例えば、ガラスの表層に化学処理がなされることによりその部分が変質し、ガラス全体として強度が増した状態となる。このような強化ガラスは、例えば、携帯電話の表示装置等に利用されるカバーガラス等として広く利用されている。

基板を切断する場合、その方法として例えば、カッティングホイールを使用する方法を挙げることができる。但し、この方法は上述した強化ガラスを切断するには向かない場合も多い。

従って、強化ガラスの切断に当たっては、例えば、強化ガラスの表面に耐エッチング性を備えるレジスト膜（保護膜）を塗布し、露光、現像工程を経て所望の形状となるようにガラス表面を露出させる。或いは、保護膜に対してレーザ光を照射し、所望の形状となるように保護膜を除去することで基板を露出する方法も考えられる。その後露出したガラス表面に対してエッチング処理を行って基板を切断するといった方法が採用される。

また、基板上には電極や回路パターン等の機能膜パターンが形成される場合も多いが、基板を切断するに当たっては、当然当該機能膜パターンを切断しないように配慮される。このように、基板の切断処理の際には、機能膜パターンの保護について十分留意されている。さらに当該機能膜パターンの保護等のために、基板表面と保護膜との間に下地処理膜が設けられている場合もある。

特開２００９−２９２６９９号公報

しかしながら、上記特許文献１において開示されている発明では、次の点について配慮がなされていない。

すなわち、基板が切断されて個片化された後、基板上に設けられている保護膜を除去する必要がある。この場合、例えば、保護膜をアルカリ処理等によって除去する方法も考えられるが、完全に除去するまでに時間が掛かる。さらに基板表面と保護膜との間に下地処理膜が設けられている場合には、さらに当該下地処理膜を除去する工程が必要となり、さらに長い除去時間を必要とする。

一方、通常下地処理膜は保護膜よりも薄く形成されていることから、下地処理膜を溶解させることで、下地処理膜の上に形成されている保護膜も併せて剥離してしまうことも考えられる。但し、下地処理膜は薄く形成されているため、たとえ処理液に含漬させたとしても下地処理膜に処理液が浸透していくのに時間が掛かるため、結果として溶解処理に時間が掛かることが予想される。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、基板表面と保護膜との間に形成される下地処理膜を溶解させることで、基板が切断された後の保護膜除去に掛かる時間及び基板の加工に掛かる全体の処理時間を短縮するとともに、装置構成の簡素化、保護膜の除去に利用する処理液の削減をも可能とした基板加工装置及び基板加工方法を提供することにある。

実施形態に係る基板加工装置は、基板表面の所定位置に機能膜パターンを形成する機能膜パターン形成部と、基板表面及び機能膜パターンを覆う下地処理膜を形成する第１の膜形成部と、形成された下地処理膜の上に耐エッチング性を備える保護膜を形成する第２の膜形成部と、基板のうち切断予定となる第１の領域に形成されている保護膜を除去するべくレーザ光を照射する光源と、保護膜の他、下地処理膜まで除去されて露出された基板の表面における切断予定となる第１の領域に対してエッチング処理を行い基板を切断するエッチング部と、基板のうち第１の領域を除く第２の領域に形成されている下地処理膜を溶解させて保護膜ごと除去する下地処理膜除去部とを備える。

実施形態に係る基板加工方法は、基板表面の所定位置に機能膜パターンを形成する工程と、基板表面及び機能膜パターンを覆う下地処理膜を形成する工程と、形成された下地処理膜の上に耐エッチング性を備える保護膜を形成する工程と、基板のうち切断予定となる第１の領域に形成されている保護膜及び下地処理膜が除去されて露出された基板の表面における第１の領域に対してエッチング処理を行い基板を切断する工程と、基板のうち第１の領域を除く第２の領域に形成されている下地処理膜を溶解して保護膜ごと除去する工程とを備える。

本発明によれば、基板表面と保護膜との間に形成される下地処理膜を溶解させることで、基板が切断された後の保護膜除去に掛かる時間及び基板の加工に掛かる全体の処理時間を短縮するとともに、装置構成の簡素化、保護膜の除去に利用する処理液の削減をも可能とした基板加工装置及び基板加工方法を提供することができる。

実施形態に係るガラス基板加工装置の全体構成を示すブロック図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。 実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、実施形態に係る基板加工装置１の全体構成を示すブロック図である。基板加工装置１は、機能膜パターン形成部１１と、第１の膜形成部１２と、第２の膜形成部１３と、光源１４と、エッチング部１５と、下地処理膜除去部１６とから構成される。

なお、図１に示す基板加工装置１においては、本願発明における実施形態を説明するために必要な構成のみを抜き出して示している。従って例えば、加工の対象となる基板は、上記各部間をベルトコンベア等の搬送装置によって搬送される。当該搬送装置については基板加工装置１に備えられているものの、図１においてはその図示を省略している。また例えば、各部の働きを制御する制御部も設けられているが同様に図示していない。

基板加工装置１に関する上記各部の詳細な機能、働きについては、以下における基板加工方法を説明する際に適宜併せて説明する。

図２ないし図１２は、実施形態に係る基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。ここで基板の加工とは、基板を所望の大きさ、形状に切断し個片化する加工を行うことを示している。また、「基板」とは、強化ガラスを含むガラス基板、積層されたシリコン基板（シリコンウエハ）、セラミック基板、金属で形成された基板、或いは、樹脂基板等、いずれであっても良く、基板を構成する材質は問わない。

図２には、加工の対象となる基板Ｂが示されている。当該基板Ｂは、例えば、強化ガラスであり、基板Ｂの表面Ｂ１，Ｂ２に化学的な処理がなされている。具体的には、例えば基板Ｂの表面Ｂ１，Ｂ２から深さ数十μｍに応力発生層（強化層）が形成されている。

次に、基板Ｂの表面Ｂ１上に、機能膜パターン形成部１１によって表面Ｂ１の所定の位置に機能膜パターンＦが形成される。図３は、当該機能膜パターンＦが表面Ｂ１上に形成された状態を示している。

なお、ここで基板Ｂの表面と表わす場合、基板そのものが露出されている場合のみならず、図３に示すように、表面Ｂ１上に機能膜パターンＦが形成されている場合も含む。

さらにこのような基板Ｂの表面Ｂ１上に、第１の膜形成部１２によって下地処理膜Ｘが形成される。図４は、当該下地処理膜Ｘが表面Ｂ１上に形成された状態を示している。下地処理膜Ｘの形成は、例えば、スピンコートやインクジェット塗布等の膜形成方法によって形成される。

なお、図３以下の各図においては、表面Ｂ１上にのみ機能膜パターンＦ、下地処理膜Ｘが形成されているが、表面Ｂ２上にのみ機能膜パターンＦ、下地処理膜Ｘが形成されていても、或いは、表面Ｂ１及びＢ２のいずれにも形成されることを排除するものではない。また、ここでは説明の便宜上、下地処理膜Ｘは基板Ｂの表面Ｂ１上に１層のみ形成されている例を挙げるが、下地処理膜Ｘは単層のみならず複数層形成されても良い。

下地処理膜Ｘの材料、及び当該材料が備える特質については、後述する下地処理膜Ｘの溶解工程において詳細に説明するが、様々な特質を備える膜を選択することが可能である。例えば、水溶性、有機溶媒に溶解する、或いは、これらの各性質を併せ持つというように、いずれの性質を備えるものであっても良い。

一方で、下地処理膜Ｘは、基板Ｂの切断において利用される、例えば、エッチング液に耐える性質を備えている必要がある。併せて、切断後に基板Ｂを個片化する処理の流れにおいて、以下に説明する保護膜、下地処理膜Ｘを除去する際に機能膜パターンＦにダメージを与えることのないように、例えば水等の除去に利用される材質に対して容易に除去できる性質を備えていることが求められる。

基板Ｂの表面Ｂ１上に下地処理膜Ｘが形成された後、図５に示すように、その下地処理膜Ｘの上に第２の膜形成部１３によって保護膜Ｒが形成される。当該保護膜Ｒは、基板を個片化する際に行われるエッチング処理の際に、切断領域である第１の領域Ａ以外の領域がエッチング処理によって浸食されないようにするために用いられる。

但し、第１の領域Ａを基板Ｂの表面Ｂ１上に露出させるためには、保護膜Ｒを除去する必要がある。この保護膜Ｒを除去する工程では、例えば、光源１４からのレーザ光の照射を受けることが考えられる。また、光源１４から照射されるレーザ光を利用せずに保護膜Ｒを除去するようにしても良い。

なお、レーザ光を利用する場合には、基板Ｂの個片化の処理においてはエッチング処理を経ることになることから、レーザ光の吸収性に優れるとともに、耐エッチング性能も併せ持つものが好適に利用される。

具体的には、当該保護膜Ｒは、いわゆるレジスト膜である。但し、上記レーザ光吸収性及び耐エッチング性を備える材料であれば本実施形態における保護膜Ｒの役割を果たすことができる。従って、例えば、高価なレジスト材を用いなければならないわけではなく、例えば、耐エッチング性の保護塗料にレーザ吸収剤を含有させた材料を保護膜Ｒとして利用しても良い。

また、塗布される保護膜Ｒの厚みは、例えば、１００μｍである。一方、保護膜Ｒと基板Ｂの表面Ｂ１との間に形成される下地処理膜Ｘは、例えば、１μｍである。但し、これら下地処理膜Ｘ、保護膜Ｒの厚みは任意に設定することができる。

ここで、下地処理膜Ｘの形成領域について、例えば、図４、或いは、図５に示す基板Ｂにおいては、表面Ｂ１の所定位置に形成されている機能膜パターンＦを含む、基板Ｂの表面、全領域に形成されている。このように下地処理膜Ｘを形成することによって、機能膜パターンＦは完全に下地処理膜Ｘに覆われることになる。そのため、今後の処理においても十分に下地処理膜Ｘは機能膜パターンＦを保護することが可能となる。

図６は、基板Ｂの表面Ｂ１上に、下地処理膜Ｘ及び保護膜Ｒが形成された後、光源１４からレーザ光を照射して保護膜Ｒを除去する工程を示している。ここで照射されるレーザ光は、保護膜Ｒを除去するために照射されるレーザ光であり、いわゆる加工用のレーザ光である。この加工用のレーザ光は、保護膜Ｒにおいて大部分が吸収され基板Ｂにおいては吸収しにくい波長を備えている。このような性質を備えていることで、保護膜Ｒの除去時に基板Ｂに、例えばクラックが入るといった不具合を回避することができる。

当該、加工用のレーザ光は、切断が予定されている第１の領域Ａにおいて表面Ｂ１ａが露出するように照射される。加工用のレーザ光の照射は、上述したように表面Ｂ１ａを露出するために行われることから、予め設定されている厚みとなるまで保護膜Ｒに照射され、除去される。

加工用のレーザ光が保護膜Ｒに対して照射されると、保護膜Ｒの表面から順に徐々に加工（除去）されていく。この際、上述した加工用のレーザ光の性質から、そのエネルギーは保護膜Ｒの除去に費やされるため、基板Ｂへの影響はほとんどない。

図７は、保護膜Ｒがレーザ光の照射によって除去されて下地処理膜Ｘが露出した状態を示す工程図である。下地処理膜Ｘは、上述したように、非常に薄く形成されていることから、この下地処理膜Ｘの除去にレーザ光を用いることとしてもあまり有効ではない。また下地処理膜Ｘの厚みからすると却って、レーザ光が下地処理膜Ｘを透過してしまい、例えば、基板Ｂにクラックが入ってしまうといった悪影響も招来しかねない。一方で、例えば、水等で洗い流すことで除去できれば基板Ｂ等に悪影響を与えることなく切断に必要な第１の領域Ａを確保することができる。

そこで本発明の実施の形態においては、第１の領域Ａにおける保護膜Ｒの除去が完了した後、下地処理膜Ｘを洗い流すことで除去する。なお、ここでは機能膜パターンＦを保護するための下地処理膜Ｘと第１の領域Ａに形成され除去される下地処理膜Ｘとは同じ性質を持っている。そのため第１の領域Ａに形成される下地処理膜Ｘを除去する処理を行うと機能膜パターンＦを保護するための下地処理膜Ｘにまで影響を与えるのではないかとも考えられる。

しかしながら、第１の領域Ａに形成される下地処理膜Ｘを除去しても機能膜パターンＦを覆うように形成されている下地処理膜Ｘに対しては大きな影響はない。下地処理膜Ｘは、機能膜パターンＦを覆いその上に形成されているが除去される第１の領域Ａに接する面は非常に小さなもので、非常に薄く形成されているため、たとえ第１の領域Ａにおける下地処理膜Ｘを除去するために水等を利用した除去処理を行ったとしても当該水等が染み込み難いと考えられるからである。

その後加工が進み、最終的に保護膜Ｒが除去され、下地処理膜Ｘまで除去されると、図８に示すように、第１の領域Ａの表面Ｂ１ａが露出することになる。

なお、保護膜Ｒの除去に利用される加工用のレーザ光については、例えば、保護膜Ｒを除去する性質を備えつつ、基板Ｂに吸収されにくい波長を備えるレーザ光が好適に利用される。このようなレーザ光であれば、保護膜Ｒを除去する工程においてレーザ光が照射されても基板Ｂを加熱する可能性を低く抑えることができ、基板Ｂにクラック等が発生することを防止することができる。

また、切断領域である第１の領域Ａを表面Ｂ１上に露出させるべく保護膜Ｒを除去する方法は、上述したレーザ光を利用する方法に限られない。当然レーザ光を利用しない方法例えば、エッチング等を利用した処理方法をもって第１の領域Ａを露出させるようにしても良い。

保護膜Ｒ及び下地処理膜Ｘが除去され第１の領域Ａの表面Ｂ１ａが露出すると、次にエッチング部１５においてエッチング処理を行って基板Ｂの切断を行う。図９は、切断の途中を示す図であり、図１０は切断が完了して１つの基板Ｂが複数の基板ＢＡ，ＢＢに分割された状態を示している。

ここでは図８に示したように、第１の領域Ａにおいて基板Ｂの表面Ｂ１ａが露出している。従って、この部分のみがエッチングされ、その処理が進むにつれて徐々に基板Ｂが切断されることになる（図９参照）。基板Ｂ上に形成された保護膜Ｒのうち、上記第１の領域Ａ以外の領域である第２の領域Ｃにおいては、保護膜Ｒが形成されたままの状態であることから、この領域がエッチングされることはない。

本発明の実施形態におけるエッチング部１５におけるエッチング処理では、ウェットエッチングが行われる。エッチング液の供給としては、表面Ｂ１が露出した状態の基板Ｂ（図８参照）をエッチング液に浸しても、或いは、基板Ｂにエッチング液をかけるようにしても良い。また、バッチ処理により複数枚を同時に処理しても、或いは、枚葉処理を行っても良い。

なお、エッチング処理として基板Ｂにエッチング液をかける処理が行われる場合、基板Ｂを回転させながらエッチング液を供給しても、或いは、基板Ｂを搬送しながらエッチング液を供給しても良く、その供給方法は任意に選択することができる。

また、図９では、便宜上、異方性エッチング（ドライエッチング）が行われるかの如く示されているが、これは描画の便宜上そのように示しているに過ぎない。すなわち、上述したように、本発明の実施形態においては、エッチング処理として基本的にウェットエッチングが採用されることから、等方性エッチングとなる。

ここまでで基板Ｂが所望の大きさ、形状に切断されたことになる（図１０参照）。その後は、個片化された基板ＢＡ，ＢＢからそれぞれ第２の領域Ｃに当たる保護膜Ｒ及び下地処理膜Ｘを除去する。

ここでこれまでは、保護膜Ｒを除去し、その上でさらに下地処理膜Ｘを除去するといった、基板表面に形成されている複数の膜を順々に除去する方法を採用していた。しかしこの方法では、保護膜Ｒ及び下地処理膜Ｘの除去に時間が掛かる。

一方、例えば、基板Ｂと保護膜Ｒとの間に形成されている下地処理膜Ｘを除去してしまえば、その後に保護膜Ｒをわざわざ除去する処理を行わなくとも自然と基板Ｂから保護膜Ｒは除去されることになる。従って、下地処理膜Ｘの除去のみを行えば良く、保護膜Ｒを除去する工程を省くことができる。

そこで本発明の実施の形態においては、基板Ｂ（機能膜パターンＦ）上に形成されている下地処理膜Ｘを溶解させる処理を行って下地処理膜Ｘを除去することによって、下地処理膜Ｘ上に形成されている保護膜Ｒを同時に除去する方法を採用するものである。

具体的には、図１１及び図１２を例に挙げて説明する。図１１及び図１２は、本発明の実施の形態におけるポイントを最も良く表わす実施形態に係るガラス基板の加工方法の流れを示す工程断面図である。すなわち、図１１及び図１２で示す処理は、最終的に保護膜Ｒを剥離するために下地処理膜Ｘに処理液を噴射して溶解させる処理を示している。

図１１では切断されて個片化された基板ＢＡが示されている。当該基板ＢＡは、処理液Ｌが満たされている処理槽Ｙに浸かった状態である。このようにここでは基板ＢＡが処理槽Ｙに浸かった状態で下地処理膜Ｘを溶解する処理を行うこととしている。これは、下地処理膜Ｘに対して処理液Ｌを噴射するだけではなく、当該処理液Ｌの中に、すなわち処理の間基板ＢＡを処理槽Ｙに浸けた状態にしておくことで、下地処理膜Ｘの溶解をより一層促進させることができるからである。また、後述するノズルＮから処理液Ｌを噴射する前に処理槽Ｙに基板ＢＡを漬けておくことで、基板ＢＡの端に露出している下地処理膜Ｘが溶解を開始すると考えられることから、溶解のきっかけを作ることもできる。

なお、ここでは処理槽Ｙに貯められている処理液Ｌ内に基板ＢＡを漬けた状態でノズルＮからさらに処理液Ｌを噴射することで、下地処理膜Ｘを溶解することを前提に説明する。但しこの方法に限らず、例えば、ノズルＮを利用した処理液Ｌの噴射を開始するまでの間だけ処理槽Ｙに基板ＢＡを漬けておき、ノズルＮからの処理液Ｌ噴射を行う場合には、処理槽Ｙから基板ＢＡを引き上げる、といった方法も採用することができる。処理液Ｌを噴射する前に処理槽Ｙに基板ＢＡを漬けておくことで、下地処理膜Ｘの溶解のきっかけをつくることができ、処理液Ｌの噴射の効果を上げることができる。

処理槽Ｙ内には、ノズルＮが差し込まれている。また、このノズルＮは、基板ＢＡに形成されている下地処理膜Ｘを溶解する処理液Ｌを噴射する。そのためノズルＮの先端部は、処理槽Ｙ内に差し込まれるとともに下地処理膜Ｘが露出している面に向けて処理液Ｌが噴射できる場所に位置している。

また、処理液Ｌが噴射されることによって、下地処理膜Ｘは次第に溶解する。下地処理膜Ｘの溶解処理を促進するためには、常に下地処理膜Ｘに対して新たな処理液Ｌを供給することができるとより好ましい。また、下地処理膜Ｘの溶解が進むのに合わせて処理液Ｌが常に下地処理膜Ｘの溶解部分に噴射できるようにしておくことが望ましい。そこで下地処理膜Ｘの溶解に合わせてノズルＮも移動できるようにされている。

但し、下地処理膜Ｘの溶解部分に処理液Ｌを噴射する場合に、ノズルＮを基板ＢＡ（下地処理膜Ｘ）に近づける方法として、ノズルＮを移動させても、或いは、基板ＢＡを移動させることとしても良い。

下地処理膜Ｘの溶解を促進するために処理液Ｌを噴射するため、ノズルＮの先端は図１１に示すように下地処理膜Ｘに直接処理液Ｌが噴射できる位置に置かれる。このような位置にノズルＮの先端があることで、より効率良く下地処理膜Ｘの溶解処理を進めることができる。但し、処理液Ｌが直接下地処理膜Ｘにかかるように噴射されずとも、特に溶解処理開始時においては、ノズルＮの先端が下地処理膜Ｘに向き、処理液Ｌが噴射できるようにされていれば足りる。

なお、基板ＢＡが個片化されたそのままの状態では下地処理膜Ｘを溶解する処理が行い難い。そこで、例えば、基板ＢＡを固定するための保持部Ｋが設けられている。基板ＢＡは保持部Ｋに固定されていることから、下地処理膜Ｘの溶解処理の間その位置がずれることはない。

図１２では、下地処理膜Ｘの溶解が進んだ状態を示している。下地処理膜Ｘが溶解してさらに処理が進行中であるため、ノズルＮも溶解箇所に対して処理液Ｌを噴射するべく、図１１に示されている状態に比べて基板ＢＡに近づいている。この状態では、基板ＢＡの表面上において、下地処理膜Ｘが溶解した領域においては、保護膜Ｒは下地処理膜Ｘがなくなってしまっているので剥離した状態にある。図１２では、処理液ＬがノズルＮの先端から下地処理膜Ｘの溶解箇所に向けて噴射されていることから、保護膜Ｒは上向きにめくれるように示されている。

このような状態が継続し、下地処理膜Ｘの溶解が進むと、最後には保護膜Ｒが基板ＢＡから剥離された状態となる。すなわち、いわば基板ＢＡと保護膜Ｒとの間にあって両者をつなぐ下地処理膜Ｘが処理液Ｌによって溶解されることによって、保護膜Ｒはその基盤を失うことになる。そのため、結果的に下地処理膜Ｘが溶解されるのと同時に保護膜Ｒは基板ＢＡから剥離されることになる。このように下地処理膜Ｘを溶解処理すると同時に併せて保護膜Ｒまでも剥離することができ、下地処理膜Ｘを除去した後に改めて保護膜Ｒを除去する（剥離する）処理を行う必要がない。そのため、保護膜Ｒを剥離する処理工程を省くことができ、全体として基板の加工処理の促進を図ることができる。

ここで、下地処理膜Ｘを溶解する際に利用される処理液Ｌについて説明する。下地処理膜Ｘは、このように溶解することで保護膜Ｒもまとめて除去（剥離）させる機能も備えているが、併せて上述したように、下地処理膜Ｘは、基板Ｂ上に形成されている機能膜パターンＦを保護する役割も有している。そのため、下地処理膜Ｘの溶解の処理が行われる際に保護している機能膜パターンＦに対してダメージを与えることを回避する必要がある。従って、下地処理膜Ｘの材質に合わせた適切な溶解処理が行われなければならない。

すなわち、下地処理膜Ｘが機能膜パターンＦの保護を担うためには、まず、下地処理膜Ｘが機能膜パターンＦを覆うように形成される時点で機能膜パターンＦにダメージを与えることがないように、機能膜パターンＦとの関係で下地処理膜Ｘの材質が選択される。その上で、さらに下地処理膜Ｘを溶解する際に機能膜パターンＦにダメージを与えないような溶解処理が求められる。

このように溶解処理の方法やどのような装置等を使用するかについては、下地処理膜Ｘの特性、材料によって異なってくる。以下、下地処理膜Ｘとして採用が考えられる材料を示すとともに、下地処理膜Ｘの特性、材料ごとに必要な下地処理膜除去部１６の構成、処理の方法を説明する。

まず、下地処理膜Ｘが水溶性という特性を備える場合である。すなわち、処理液Ｌ１として水を利用して下地処理膜Ｘ１を溶解する。この場合下地処理膜Ｘ１としては、例えば、澱粉ノリ、ポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol, PVA）系接着剤、ポリビニルピロリドン（polyvinyl pyrrolidone, PVP）系接着剤といった材料が考えられる。これらの材料を下地処理膜Ｘ１として利用した場合、使用する水の温度は様々であるが（下地処理膜Ｘ１に利用する材料に応じて冷水、温水、熱水等といった温度を選択できる）、水を処理液Ｌ１として利用して下地処理膜Ｘ１を溶解する。なお、下地処理膜Ｘ１を溶解するために噴射され、或いは、処理槽Ｙに貯められる「水」には、上述したように「冷水」、「温水」、或いは、「熱水」といった様々な温度の水、或いは、シャワーや霧状にして噴霧するといった水の形態、いずれも問わず含まれる。

これらの材料を下地処理膜Ｘ１として利用する場合、下地処理膜Ｘ１の溶解処理に当たっては、下地処理膜除去部１６として溶解装置が用いられる。ここで溶解装置としては、例えば、ノズルＮを利用した水の噴射、シャワー、処理槽Ｙの単数、或いは複数の利用が可能である。ここで処理槽Ｙとは、例えば図１１、或いは、図１２に示すように下地処理膜Ｘを溶解すべく基板Ｂを漬けておく槽（バス）のことである。

このように下地処理膜Ｘ１を溶解する場合には、適した温度の水が貯められた処理槽が利用されても良く、また必要に応じて機能膜パターンＦにダメージを与えない範囲で洗浄ブラシの使用も効果的である。或いは、超音波を利用する溶解装置の使用も考えられる。さらには、溶解処理を行う際に、界面活性剤、有機溶媒、或いは、液質調整剤等を水等に混合しても良い。また、スチームを利用して処理液Ｌ１を温めて溶解処理に利用しても良い。

さらに、処理液Ｌ１（水）を例えば、処理槽Ｙ内において流すことで下地処理膜Ｘ１を溶解しても良い。すなわち、例えば、処理液Ｌ１を上流から下流へと流し流れを作る。この流れの中に下地処理膜Ｘ１と保護膜Ｒを備える基板ＢＡを浸ける。処理液Ｌ１の流れの中に基板ＢＡを浸けることで、下地処理膜Ｘ１に処理液Ｌ１が当たることになる。すると徐々に下地処理膜Ｘ１は溶解し、上述したように、結果として下地処理膜Ｘ１の上に形成されている保護膜Ｒが剥離される。ここで処理液Ｌ１の流速、流量、或いは、温度等の条件は、下地処理膜Ｘ１の溶解の速度や範囲等との関係で任意に設定することができる。

さらに、処理液Ｌ１の流れの中に基板ＢＡを浸ける場合、溶解処理の途中で流されてしまわないように、処理液Ｌ１の流れに逆らうことができるよう保持部Ｋによって保持される。この保持部Ｋ、すなわち基板ＢＡは処理液Ｌ１の中で動かずに処理液Ｌ１の流れを受けるだけでも良いが、例えば、流れに逆らって下流から上流に向けて移動させることで、より多量の処理液Ｌ１が基板ＢＡ（下地処理膜Ｘ１）に当たる。これによってより迅速に下地処理膜Ｘ１を溶解させることができる。また、この方法に、ノズルＮから処理液Ｌ１を噴射させる処理も加えることでより一層迅速に下地処理膜Ｘ１を溶解させることができる。

また、図１１、或いは、図１２においては、基板ＢＡの片面にのみ下地処理膜Ｘ１及び保護膜Ｒが形成されている例を挙げて説明を行った。しかしながら、基板ＢＡの両面に同じように下地処理膜Ｘ１及び保護膜Ｒが形成されていても良く、これら両面に形成されている下地処理膜Ｘ１を同時に溶解させ、これら両面に形成されている保護膜Ｒを同時に剥離することも可能である。

この場合、例えば、両面に形成されている下地処理膜Ｘ１を溶解させるべく、それぞれの下地処理膜Ｘ１に対して処理液Ｌ１を噴射するノズルＮが設けられている。また、処理液Ｌ１が流れている中に基板ＢＡが浸けられている場合には、処理液Ｌ１の流れに対して、例えば正対する向きに両面の下地処理膜Ｘ１が向くように基板ＢＡが保持される。

なお、機能膜パターンＦの保護、ダメージ付与回避の観点からは、水を利用した溶解処理が好適に採用される。機能膜パターンＦに関して水を利用した下地処理膜Ｘ１の溶解処理でダメージが与えられる可能性は低いと考えられるからである。

さらに、下地処理膜Ｘが有機溶媒に溶解する特性を備える場合も考えられる。この場合下地処理膜Ｘ２としては、それぞれ利用される有機溶媒が異なる。例えば、下地処理膜Ｘ２が酢酸ビニル系、ポリ酢酸ビニル系樹脂の場合は、メタノール（methanol）、酢酸エチル（ethyl acetate）、アセトン（acetone）、クロロオルム（chloroform）、クリクレン、ベンゼン（benzene）或いは、ジオキサン（dioxane）といった有機溶媒（処理液Ｌ２）を使用して溶解する。例えば、下地処理膜Ｘ２がポリ塩化ビニル（PVC）系接着剤の場合は、メチルエチルケトン（methyl ethyl ketone, MEK）、テトラヒドロフラン（tetrahydrofuran）、酢酸メチル（methyl acetate）といった有機溶媒（処理液Ｌ２）を使用して溶解する。例えば、下地処理膜Ｘ２がエチレン酢酸ビニル樹脂（EVA）系の場合は、シクロヘキサン（cyclohexane）、トルエン（toluene）、ベンゼン（benzene）といった有機溶媒（処理液Ｌ２）を使用して溶解する。

この他、下地処理膜Ｘ２としては、クロロプレンゴム（polychloroprene, CR）、ニトリルゴム（nitrile rubber, NBR）、ポリイミド系接着剤、ポリスチレン系樹脂（polystyrene）、或いは、ニトロセルロース系接着剤といった材料を採用することができる。そして、これら採用された材料に応じた有機溶媒（処理液Ｌ２）が選択され、下地処理膜Ｘ２の溶解が行われる。

有機溶媒を利用して下地処理膜Ｘ２を溶解する場合には、下地処理膜除去部１６として溶解装置が用いられる。ここで溶解装置としては、例えば、ノズルＮを利用した有機溶媒の噴射、シャワー、処理槽Ｙの単数、或いは複数の利用が可能である。さらには、使用される有機溶媒の種類に応じた有機溶剤を回収するための装置、例えば、蒸気回収装置、或いは、液体回収装置が必要となる。また、防爆装置が必要に応じて利用される。

このようにして、下地処理膜除去部１６において下地処理膜Ｘを溶解することで、併せて保護膜Ｒも剥離されることになるため、図１３に示すように、これまで下地処理膜Ｘによって保護されていた機能膜パターンＦがダメージを受けることなく形成された状態のまま基板Ｂ上に残り、所期の機能を発揮することができる基板が形成される。

以上のように、下地処理膜Ｘを処理液Ｌを利用して溶解することで、下地処理膜Ｘ上に形成されている保護膜Ｒも同時に除去（剥離）することができる。剥離された保護膜Ｒについては、例えば、以下の方法を採用して回収する。まず、例えば、下地処理膜Ｘの溶解処理が行われる際に、保護膜Ｒを吸引しておく方法が考えられる。保護膜Ｒが吸引されているため、下地処理膜Ｘが全て溶解した場合であっても剥離された保護膜Ｒが基板加工装置１内においてどこかに移動してしまうことはない。また、保護膜Ｒを吸引する装置が回転、或いは、移動可能とされていれば、事前に設けられている保護膜の回収装置に向けて回転、移動を行って、吸引している剥離された保護膜を運ぶことができる。この場合には、吸引装置が別途必要となる。

また、例えば、処理液Ｌを流して流れを作り、この流れの中に基板Ｂを入れて下地処理膜Ｘを溶解させる場合には、流れの下流に保護膜Ｒの回収装置を設ける。すなわち、処理液Ｌは上流から下流へ流れており、下地処理膜Ｘが溶解し保護膜Ｒが基板Ｂから剥離されると、当該処理液Ｌの流れに乗って下流へと移動する。そこで下流に回収装置を設置しておけば、流れに乗った保護膜Ｒを自然に回収することができる。

さらに処理槽Ｙに基板Ｂを漬けた状態で、例えばノズルＮを利用して下地処理膜Ｘの溶解処理を行う場合、溶解処理が完了して保護膜Ｒが剥離されると、そのまま処理槽Ｙ内に溜まることになる。そこで、網等を利用して処理槽Ｙ内に溜まっている保護膜Ｒを掬い上げて回収することも考えられる。

以上説明した通り、基板表面と保護膜との間に形成される下地処理膜を溶解させることで、基板が切断されて個片化された後の保護膜除去に掛かる時間及び基板の加工に掛かる全体の処理時間を短縮するとともに、装置構成の簡素化、保護膜の除去に利用する処理液の削減をも可能とした基板加工装置及び基板加工方法を提供することができる。

すなわち、下地処理膜が、例えば、水を利用した溶解処理を行うことで溶解すると、当該下地処理膜上に形成されている保護膜はその形成の基盤を失い、下地処理膜の溶解に伴って保護膜は自然と剥離することになる。従って、下地処理膜と保護膜とを併せて除去することが可能である。例えば、下地処理膜が水溶性、或いは、有機溶媒に溶けるという特質を持つ場合には、保護膜及び下地処理膜が残っている状態で個片化された基板を下地処理膜除去部を構成する水槽等の処理槽に浸けておくことで保護膜及び下地処理膜をまとめて除去することが可能である。

さらに、ノズルを利用して溶解中の下地処理膜の部分に処理液を噴射することで、下地処理膜の溶解処理が促進される。また併せて、例えば、処理液を流し、その流れの中に基板を浸けることで、流れる処理液が下地処理膜に当たり、その部分を溶解させることになる。このような手段を用いることによって、下地処理膜の溶解処理が一層促進され、結果として保護膜の剥離も同時に行われることになる。従って、基盤の加工に掛かる処理時間を全体として短縮させることができる。

下地処理膜の溶解処理において、例えば、ノズルを使用する場合、ノズルの形状、ノズルの数、下地処理膜に対する位置関係等については、任意にその条件を設定することができる。また、処理槽を使用する場合には、処理槽内の処理液に対して、例えば、超音波を印加する、といった使用方法も考えられる。さらには、処理液が流れている中に溶解処理の対象となる基板を漬けた場合、上述したように流れる処理液の量、流速等の条件については自由に設定することができる。或いは、ノズルも併せて使用しさらに流れに逆らって基板が移動する場合には、基板の動きとノズルの動きとを把握した上で、両者がずれることのないように制御する必要もあり、ずれの把握方法、基板とノズルの移動に関する制御等については、任意にその条件、方法を設定することができる。

また、下地処理膜を溶解させることで保護膜を同時に剥離できるということは、保護膜を剥離するための、例えば、アルカリ処理が不要になる。従ってアルカリ処理を行うに当たって使用されるアルカリ液を使用することがなくなるため、保護膜の除去に使用される処理液を削減することもできる。この場合、アルカリ処理が不要となるため、基板加工装置１を構成する機器も削減することができ、装置構成の簡素化を図ることができる。

そして、エッチング等の処理（切断処理）を行う際に利用される保護膜を除去する際に、基板上に形成されている機能膜パターンに対して処理に利用した液が浸食する、機能膜パターンが保護膜、下地処理膜の除去に合わせて剥離する、或いは、処理の過程で汚れる等のダメージを与えてしまうと、当該機能膜パターンを備える基板の利用価値が低減してしまい、製品の製造歩留まりも高くなる。このため下地処理膜を利用して機能膜パターンを覆うようにすることで切断、個片化の一連の処理の間に、機能膜パターンにダメージを与えることを回避することができる。

また、機能膜パターンを保護する下地処理膜を除去（溶解）する処理を行う際にも、上述した方法、特に好適に水を利用することで、下地処理膜が溶解され保護膜が剥離されて機能膜パターンが基板上に露出することになったとしても、溶解処理に利用されるのは水であることから、機能膜パターンにダメージを与えることがない。下地処理膜の溶解に関してこのように対応することによって、この処理工程においても機能膜パターンに対してダメージを与えることがなく、十分な保護を行うことができる。

このような処理とすることによって、機能膜パターンに対して十分な保護をしつつしかも保護膜を除去する工程を削除することができることになる。このことは、基板の製造工程に掛かる時間を全体的に短縮することにつながる。

さらに、上述した本願発明の実施形態では、下地処理膜と保護膜とを異なる膜として形成されていることを前提として説明を行った。しかし、例えば、下地処理膜として採用可能な材料自体が耐エッチング性を持つ場合が考えられる。例えば、上述したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系接着剤には耐酸性の性質が認められる。このように考えると、下地処理膜と保護膜とが全く異なる材質である必要はなく、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系接着剤に下地処理膜と保護膜との機能を併せて持たせることもできる。この場合、当該ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系接着剤のみを１層塗布することで、基板は下地処理膜及び保護膜を形成したのと同様の機能を備えることになる。

このように水等の処理液を噴射等することによって溶解することが可能であるとともに、エッチング処理に耐えうる耐エッチング性を備えている材料を選択することで、膜の形成及び除去の工程を大幅に簡素化することができる。従って、工程数を削減できるだけではなく、必要な装置自体も削減することができ、装置構成の簡素化、タクトタイムの短縮化等に寄与することができる。

なお、このように処理液利用した溶解が可能であり、耐エッチング性を備える材料を選択して１層のみの形成する場合の他、以下に説明するように、下地処理膜と保護膜とで同じ材質（ここでは、便宜上材質Ｚとして説明する）を選択した場合であってもそれぞれの特質を変化させておくことも考えられる。

すなわち、例えば、下地処理膜として採用される材質Ｚ１は、水温２０度程度の冷水で溶解可能であるとともに、当然、それより高い温度の水にも溶解とする。一方、保護膜として採用される材質Ｚ２は、水温９０度以上の熱水で溶解可能であるが、それより低い温度の水には非溶解とする。

下地処理膜と保護膜がそれぞれこのような特質を持つ材質である場合に、切断がされて個片化された基板に対して、例えば、９０度より十分に低い温度の処理液（水温２０度程度の冷水等）を利用して下地処理膜を溶解させる。この処理液の温度であれば、保護膜として利用される材質Ｚ２は溶解しないことから、これまで説明した通り、下地処理膜が処理液によって溶解するにつれてその上の保護膜は溶解せず剥離される。

このように、下地処理膜と保護膜とで同じ材質（材質Ｚ）となるように下地処理膜を選択する場合、具体的には、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系接着剤を選択することが可能である。下地処理膜としてＰＶＡ系接着剤を選択した場合、ＰＶＡ系接着剤がもつ鹸化度に合わせて剥離するために使用される水の温度を適宜制御することによって保護膜の剥離と下地処理膜の溶解とを同時に行うことができる。

さらに、ここまでは基板加工装置及び基板加工方法として、加工の対象を基板として説明をしてきた。但し、上述した加工の方法は基板の加工のみならず、例えば、半導体装置に必要なシリコン基板といった様々な材質の切断、穿孔についても応用可能である。すなわち、例えば、積層されたシリコン基板（シリコンウェハ）に導電性を備える貫通孔を生成するＴＳＶ（Through Silicon Via）に対しても適用することが可能である。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 基板加工装置
１１ 機能膜パターン形成部
１２ 第１の膜形成部
１３ 第２の膜形成部
１４ 光源
１５ エッチング部
１６ 下地処理膜除去部

Claims (16)

1. 基板表面の所定位置に機能膜パターンを形成する機能膜パターン形成部と、
   前記基板表面及び前記機能膜パターンを覆う下地処理膜を形成する第１の膜形成部と、
   形成された前記下地処理膜の上に耐エッチング性を備える保護膜を形成する第２の膜形成部と、
   前記基板のうち切断予定となる第１の領域に形成されている前記保護膜を除去するべくレーザ光を照射する光源と、
   前記保護膜の他、前記下地処理膜まで除去されて露出された前記基板の表面における切断予定となる第１の領域に対してエッチング処理を行い前記基板を切断するエッチング部と、
   前記基板のうち前記第１の領域を除く第２の領域に形成されている前記下地処理膜を溶解させて前記保護膜ごと除去する下地処理膜除去部と、
   を備えることを特徴とする基板加工装置。
2. 前記下地処理膜が水溶性である場合、或いは、前記下地処理膜が有機溶媒に溶解する性質を備えている場合、前記下地処理膜除去部は、前記下地処理膜に対して前記下地処理膜を溶解させる処理液を噴射させるノズル、或いは、前記基板が含浸されることで、前記下地処理膜を溶解させる前記処理液を備える処理槽の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板加工装置。
3. 前記下地処理膜除去部は、さらに前記下地処理膜を溶解させる際に用いるスチーム装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の基板加工装置。
4. 前記下地処理膜除去部に備えられている前記処理槽は、前記基板の前記下地処理膜を溶解させる際に当たって、その内部で前記処理液を前記下地処理膜に当たるように流すことにより前記下地処理膜を溶解させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板加工装置。
5. 前記下地処理膜除去部は、前記下地処理膜を除去する際に除去の対象となる基板を固定する保持部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板加工装置。
6. 前記下地処理膜除去部は、下地処理膜が溶解することで前記基板から剥離された前記保護膜を回収する回収装置をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板加工装置。
7. 前記下地処理膜除去部は、下地処理膜が溶解することで前記基板から剥離される前記保護膜を吸着する吸着装置を備え、前記吸着装置は吸着した前記保護膜を前記回収装置に搬送することを特徴とする請求項６に記載の基板加工装置。
8. 基板表面の所定位置に機能膜パターンを形成する工程と、
   前記基板表面及び前記機能膜パターンを覆う下地処理膜を形成する工程と、
   形成された前記下地処理膜の上に耐エッチング性を備える保護膜を形成する工程と、
   前記基板のうち切断予定となる第１の領域に形成されている前記保護膜及び前記下地処理膜が除去されて露出された前記基板の表面における前記第１の領域に対してエッチング処理を行い前記基板を切断する工程と、
   前記基板のうち前記第１の領域を除く第２の領域に形成されている前記下地処理膜を溶解して前記保護膜ごと除去する工程と、
   を備えることを特徴とする基板加工方法。
9. 前記下地処理膜の除去工程においては、前記下地処理膜が水溶性である場合、ノズルを使用して前記下地処理膜に対して前記下地処理膜を溶解させる処理液を噴射させる工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の基板加工方法。
10. 前記下地処理膜の除去工程においては、前記下地処理膜が有機溶媒に溶解する性質を備えている場合、ノズルを使用して前記下地処理膜に対して前記下地処理膜を溶解させる処理液を噴射させる工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の基板加工方法。
11. 前記下地処理膜の除去工程のうち前記処理液を前記ノズルから噴射させる工程は、前記ノズルからの前記処理液の噴射は前記処理液を備える処理槽内において行われることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の基板加工方法。
12. 前記下地処理膜の除去工程では、さらに前記下地処理膜を溶解させる際にスチーム装置を用いることを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の基板加工方法。
13. 前記下地処理膜の除去工程では、前記基板の前記下地処理膜を溶解させる際に当たって、前記処理槽の内部で前記処理液を前記下地処理膜に当たるように流すことにより前記下地処理膜を溶解させる工程を備えていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の基板加工方法。
14. 前記下地処理膜の除去工程では、保持部によって前記下地処理膜を除去する際に除去の対象となる基板を固定しながら処理を行うことを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれかに記載の基板加工方法。
15. 前記下地処理膜の除去工程後に、下地処理膜が溶解することで前記基板から剥離された前記保護膜を回収する回収工程をさらに備えることを特徴とする請求項８ないし請求項１４のいずれかに記載の基板加工方法。
16. 前記保護膜の回収工程は、下地処理膜が溶解することで前記基板から剥離される前記保護膜を吸着する吸着装置を使用して吸着された前記保護膜を回収装置に搬送する工程であることを特徴とする請求項１５に記載の基板加工装置。
    
    
    

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