JP2016219634A - 積層体の製造方法及び支持体分離方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板1と、サポートプレート2とを有し、赤外線が照射されると変質する分離層4が設けられている積層体10の製造方法であって、基板1又はサポートプレート2のうちの一方の周縁部分のみに、分離層4を形成する分離層形成工程と、基板1及びサポートプレート2を、分離層4と第一接着層3とを介して積層する積層工程と、を包含する。
【選択図】図1
Description
図1の(a)〜(e)を用いて、本発明の一実施形態(第一の実施形態)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、分離層形成工程では、サポートプレート2の一方の平面部における周縁部分、好ましくは周縁部分全周のみに分離層4を形成する。
サポートプレート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)に示すサポートプレート2は、上面視における形状が、円形である平板状の支持体である。また、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、上記分離層を変質させる赤外線を透過し得るものである。赤外線を透過し得るサポートプレート2としては、シリコンからなる支持体を挙げることができる。
分離層形成工程では、サポートプレート2の一方の平面部における周縁部分にのみに、反応性ポリシルセスキオキサンを含んでいる分離層形成用組成物を、スピンコート法により塗布する。より具体的には、サポートプレート2をスピンチャック等の載置台に固定して回転させつつ、上面視における形状が円形であるサポートプレート2の周縁部分に向かって、EBR(Edge Bead Removal)ノズルを用いて分離層形成用組成物を塗布する。これにより、サポートプレート2の周縁部分のみに、首尾よく分離層4を形成することができる。なお、インクジェット法により、分離層形成用組成物をサポートプレート2の周縁部に形成してもよい。
分離層形成工程では、周縁部分に分離層形成用組成物を塗布したサポートプレート2を加熱することにより、分離層形成用組成物に含まれている反応性ポリシルセスキオキサンをサポートプレート2上において重合させる。分離層形成工程において、サポートプレート2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。このように、耐熱性及び耐薬品性が高められた分離層4をサポートプレート2の周縁部分のみに首尾よく形成することができることも、本実施形態に係る積層体10の製造方法が包含している分離層形成工程の利点の1つである。
分離層4は、赤外線を照射することによって変質させることができる層である。また、分離層4を形成することにより、積層体10におけるサポートプレート2の周縁部分において、分離層4と第一接着層3との密着性を高めることができる。
分離層形成用組成物は、分離層4を形成するための組成物であり、反応性ポリシルセスキオキサンを含んでいる。また、分離層形成用組成物は、積層体10の基板1に対して行なう様々な処理を考慮し、さらに、溶剤、架橋性基含有シロキサン及びその他の成分を含んでいてもよい。
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、分離層形成用組成物は、架橋性基含有シロキサンを含んでいることがより好ましい。
−(SiO2/3(R1))n−(SiO2/3(R2))m−・・(2)
(ここで、R1は、架橋性基であり、R2は、アルキル基、アリール基または芳香族基から選択される。m、nは、上記ポリシロキサン中の全構造単位に対する上記添え字が付された構造単位のモル百分率を表し、n+m=100%であり、n>0である)。
ポリマーE:下記式(2−2)で表されるポリマー(質量平均分子量:1000〜20000)
ポリマーF:下記式(2−3)で表されるポリマー(質量平均分子量:1000〜20000)
分離層形成用組成物を調製するための溶剤は、反応性ポリシルセスキオキサン及び架橋性基含有シロ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。
なお、分離層形成用組成物には、その他の成分として、熱酸発生剤を含ませるとよい。熱酸発生剤は、加熱されることにより、酸(H+)を生成する化合物である。これにより、分離層形成用組成物をサポートプレート2上に塗布し、加熱するときに生成される酸(H+)によって、反応性ポリシルセスキオキサンの反応を促進させることができる。また、架橋性基含有シロキサンにおける、例えば、エポキシ基などの架橋性含有基の重合反応を開始させることができる。従って、分離層形成用組成物に熱酸発生剤を含ませることで、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及び架橋性基含有シロキサンを好適に反応させることができ、より好適に分離層を形成することができ、分離層の耐薬品性を高めることができる。
第一接着層形成工程では、図1の(c)に示す基板1上に、離型剤と熱可塑性樹脂を含んでいる接着剤を塗布することにより第一接着層3を形成する(図1の(d))。
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10の製造方法では、基板1として、シリコンウエハを用いる。なお、当該シリコンウエハ表面には構造物、例えば集積回路、金属バンプ等が実装されていてもよい。
第一接着層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。第一接着層3を形成するための接着剤は、離型剤、熱可塑性樹脂、及び溶剤を含んでいる。また、必要に応じて、その他の成分を含んでいてもよい。
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(Mw)が10,000以上、200,000以下の範囲内であることが好ましい。
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。
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。
第一接着層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。第一接着層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。
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。
第一接着層3は、離型剤を含んでいる。第一接着層3が離型剤を含んでいることにより、基板1及びサポートプレート2に対する第一接着層3の接着性を調整することができる。これによって、基板1に所望の処理を行なった後、基板1からサポートプレート2を首尾よく分離することが可能な積層体10を形成することができる。
ストレートシリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びメチルハイドロジェンシリコーンオイル等を挙げることができる。これらストレートシリコーンオイルには、一例として、信越化学工業社製の商品を挙げることができ、例えば、KF96−10、KF96−100、KF96−1000、KF96H−10000、KF96H−12500及びKF96H−10000等のジメチルシリコーンオイル;KF50−100、KF54及びKF56等のメチルフェニルシリコーンオイル;KF99及びKF9901等のメチルハイドロジェンシリコーンオイルを挙げることができる。
変性シリコーンオイルは、ジメチルシリコーンの末端及び側鎖の少なくとも1部に官能基を導入することによって変性したシリコーンである。つまり、変性シリコーンオイルは、両末端型、片末端型、側鎖型及び側鎖両末端型の変性シリコーンのいずれかに該当する。
また、R4がポリエーテルを導入することができる官能基である場合、R4は以下の化学式(11)によって表すことができる。
また、変性シリコーンオイルの官能基当量は、限定されるものではないが、例えば、1g/mol以上、100000g/mol以下であり、好ましくは10g/mol以上、5000g/mol以下であることが好ましい。
離型剤には、変性シリコーンオイルの硬化物を用いてもよい。変性シリコーンオイルの硬化物を接着剤に添加することによっても、接着剤の接着性を好適に調整することができる。
第一接着層3は、離型剤の他に、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。
図1の(e)に示すように、積層工程では、積層体10を形成する。
図1の(e)に示すように、積層体10は、基板1と、基板1に対向する側の面の周縁部分全周に分離層4が設けられているサポートプレート2とが、第一接着層3を介して積層されている。つまり、積層体10は、サポートプレート2の周端部分全周において、第一接着層3と分離層4とが互いに接着するように積層されている。
次に、一実施形態に係る支持体分離方法(第一の実施形態)について説明する。本実施形態に係る支持体分離方法は、第一の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に赤外線を照射することで、分離層4を変質させ、分離層4の接着力を低下させる予備処理工程(図1の(f)及び(g))と、基板1及びサポートプレート2の一方を固定し、他方に力を加えることによって、基板1からサポートプレート2を分離する分離工程(図1の(h)及び(i))とを包含している。なお、図1の(a)〜(e)に示す、積層体製造工程は、第一の実施形態に係る積層体10の製造方法と同じであるため、その説明を省略する。
予備処理工程は、積層体10における基板1に対して様々な処理を行なった後に行われる。
図1の(f)に示すように、予備処理工程では、積層体10における基板1側が底面側に位置するように積層体10を載置台(不図示)に載置し、サポートプレート2を介して分離層4に向かって赤外線Lを照射することで、分離層4を変質させる。これによって、積層体10におけるサポートプレート2の周縁部分全周に設けられた分離層4を変質させ、接着力を低下させる。
図1の(h)及び(i)に示すように、分離工程では、積層体10における基板1側を固定し、サポートプレート2に力を加えることにより、基板1とサポートプレート2とを分離する。
本発明に係る積層体の製造方法は、上述の実施形態に限定されない。例えば、一実施形態(第二の実施形態)に係る積層体11の製造方法は、分離層形成工程(図2の(a)及び(b))、第一接着層形成工程(図2の(c))、第二接着層形成工程(図2の(d)及び(e))、及び、積層工程(図2の(f))を包含しており、第二接着層形成工程では、基板1上に離型剤を含んでいない第二接着層3aを形成する。なお、分離層形成工程(図2の(a)及び(b))については、第一の実施形態に係る積層体10の製造方法が包含している分離層形成工程と同じであるため、その説明を省略する。
図2の(c)に示すように、第一接着層形成工程では、サポートプレート(支持体)2における周縁部分に分離層4が形成されている側の面に、離型剤を含んでいる第一接着層3を形成する。このため、本実施形態における第一接着層形成工程においても、サポートプレート2の分離層4が形成されている部分よりも内側の面において、サポートプレート2と離型剤を含んでいる第一接着層3とが接着している。なお、第一接着層3を形成するために用いる接着剤及び当該接着剤の塗布方法は、第一の実施形態に係る積層体10の製造方法が包含している第一接着層形成工程と同じであるため、その説明を省略する。
第二接着層形成工程では、図2の(d)に示す基板1上に、離型剤を含んでいない接着剤を塗布することにより、基板1上に第二接着層3aを形成する(図2の(e))。なお、第二接着層3aが形成される基板1は、第一実施形態において使用されるシリコンからなる基板と同じものを使用する。
図1の(e)に示すように、積層工程では、積層体11を形成する。
図2の(f)に示すように、積層体11は、基板1と、基板1に対向する側の面の周縁部分に分離層4が設けられているサポートプレート2とが、離型剤を含んでいる第一接着層3と、離型剤を含んでいない第二接着層3aとを介して積層されている。積層体11は、周縁部分全周において分離層4が形成されたサポートプレート2の、当該分離層4が形成されている側の面に形成された第一接着層3と、基板1上に形成された第二接着層3aとが、互いに重なるように積層されている。
第二の実施形態に係る支持体分離方法では、上述の第二の実施形態に係る積層体の製造方法により積層体11を製造する積層体製造工程(図2の(a)〜(f))、予備処理工程(図2の(g)及び(h))及び分離工程を包含している(図2の(i)〜(j))。
図2の(i)及び(j)に示すように、分離工程では、積層体11における基板1側を固定し、サポートプレート2に力を加えることにより、基板1とサポートプレート2とを分離する。
本発明に係る積層体の製造方法は、上記実施形態(第一の実施形態及び第iの実施形態)に限定されない。別の実施形態に係る積層体の製造方法では、例えば、分離層形成工程において分離層を形成するための材料は、上述の反応性ポリシルセスキオキサン及び架橋性基含有シロキサン等に限定さない。分離層を形成するための材料には、例えば、公知の赤外線吸収性の構造を有する化合物、及び、赤外線吸収物質等を用いることができる。
実施例1及び2、比較例1及び2、並びに参考例1として、分離層及び接着層の構成が異なる積層体を作製し、各積層体における支持体の分離性の評価を行なった。なお、実施例1及び2、比較例1及び2、並びに参考例1の積層体の構成及び作製方法は以下に示す通りである。
実施例1として、半導体ウエハ基板に対向する側の面の周縁部分のみに分離層が形成された当該シリコンサポートプレートと、半導体ウエハ基板とを、離型剤を含んでいる第一接着層を介して積層することにより積層体を作製した。
実施例1の積層体において、分離層は、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に溶解することで調製した分離層形成用組成物Aを用いて形成した。
第一接着層を形成するために、熱可塑性樹脂及び離型剤を含んでいる接着剤aを調製した。
実施例2として、反応性ポリシルセスキオキサンと架橋性基含有シロキサン化合物とを含んだ分離層形成用組成物Bを用いて分離層を形成した以外は、実施例1と同じ条件にて積層体を作製した。
比較例1として、半導体ウエハ基板に対向する側の全面に分離層が形成されたシリコンサポートプレートと半導体ウエハ基板とを、離型剤を含んでいない接着層を介して積層することにより積層体を作製した。
比較例2として、分離層を形成していないシリコンサポートプレートと、半導体ウエハ基板とを、離型剤を含んでいない接着層を介して積層することにより、積層体を作製した。比較例2では、比較例1において用いた接着剤bにより接着層を形成し、積層体を作製した。
参考例1として、分離層を形成していないシリコンサポートプレートと、半導体ウエハ基板とを、離型剤を含んでいる接着層を介して積層することにより、積層体を作製した。参考例1では、実施例1において用いた接着剤aにより接着層を形成し、積層体を作製した。
以上の実施例1及び2、比較例1及び2、並びに参考例1の積層体を用いて、予備処理工程及び分離工程を行ない、各積層板における半導体ウエハ基板とシリコンサポートプレートとの分離性を評価した。
実施例1及び2、比較例1及び2、並びに参考例1の積層体について、シリコンサポートプレートを介して分離層に赤外線を照射することによって予備処理工程を行なった。
実施例1及び2、比較例1及び2、並びに参考例1の積層体、半導体ウエハ基板側を載置台に載置し、バキュームポンプによって吸着することによって固定した。次いで、支持体の周縁部分端部の面取り部位を分離プレートのクランプによって把持し、分離プレートを0.1mm/sの速度で上昇し、積層体に力を加えることによって半導体ウエハ基板と支持体とを分離した。
実施例3〜5として、分離層の膜厚の異なる積層体を作製し、支持体の分離性を評価した。
実施例6〜9として、反応性ポリシルセスキオキサンと架橋性基含有シロキサン化合物とを用いて形成した分離層を、シリコンサポートプレートの周縁部分全周にのみ(12インチのシリコンサポートプレートの周端部から内側に向かって、5mmの幅の範囲内にのみ)形成し、離型剤を含んでいる接着剤を用いて積層体を作製した。また、実施例6〜9の積層体の分離性及び分離層における赤外線の透過率を測定した。
実施例10及び参考例2として、第二接着層を備えた積層体を作製し、支持体の分離性評価を行なった。
2 サポートプレート(支持体)
3 第一接着層
3a 第二接着層
4 分離層
10 積層体
11 積層体
30 クランプ(把持部材)
50 分離プレート
L 赤外線
Claims (10)
- 基板と、上記基板を支持する支持体とを有し、上記基板及び上記支持体における互いに対向する二面のうちの一方の面に、赤外線が照射されると変質する分離層が設けられ、上記基板と上記支持体とが、離型剤を含む第一接着層を介して積層されてなる積層体の製造方法であって、
上記基板又は上記支持体のうちの一方の周縁部分のみに、上記分離層を形成する分離層形成工程と、
上記基板及び上記支持体を、上記分離層と上記第一接着層とを介して積層する積層工程と、を包含していることを特徴とする積層体の製造方法。 - 上記分離層形成工程では、上記分離層を形成するための分離層形成用組成物を、上記基板又は上記支持体のうちの一方の周縁部分のみに塗布することで、上記分離層を形成す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。
- 上記分離層形成工程では、上記支持体の周縁部分のみに上記分離層を形成す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。
- 上記分離層形成工程では、上記基板又は上記支持体のうちの一方の、周端部から内側に向かって、0.5mm以上、10mm以下の範囲内の幅の上記周縁部分に、上記分離層を形成す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。
- 上記積層工程前に、離型剤を含んでいない第二接着層を上記基板上に形成することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の積層体の製造方法。
- 上記支持体は、シリコンからなる支持体であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の積層体の製造方法。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の積層体の製造方法により、積層体を製造する積層体製造工程と、
上記分離層に赤外線を照射することで、上記分離層を変質させ、上記分離層の接着力を低下させる予備処理工程と、
上記基板及び上記支持体のうちの一方を固定し、他方に力を加えることによって、上記基板から上記支持体を分離する分離工程と、を包含していることを特徴とする支持体分離方法。 - 請求項6に記載の積層体の製造方法により、積層体を製造する積層体製造工程と、
上記支持体を介して上記分離層に赤外線を照射することで、上記分離層を変質させ、上記分離層の接着力を低下させる予備処理工程と、
上記基板及び上記支持体のうちの一方を固定し、他方に力を加えることによって、上記基板から上記支持体を分離する分離工程と、を包含していることを特徴とする支持体分離方法。 - 上記予備処理工程では、上記分離層に炭酸レーザを照射することにより、上記分離層を変質させることを特徴とする請求項7又は8に記載の支持体分離方法。
- 上記支持体の周端部が面取りされている積層体を分離する支持体分離方法であり、
上記分離工程では、上記支持体の周端部の面取り部位を把持部材によって把持して力を加えることによって、上記基板から上記支持体を分離することを特徴とする請求項7〜9の何れか1項に記載の支持体分離方法。
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