JP4801644B2 - 基板保持装置、基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、外縁部分が基板の端よりも外側にはみ出るように形成されている貼着体に貼着された基板を保持する基板保持装置、基板処理装置および基板処理方法に関する。

携帯電話、デジタルＡＶ機器およびＩＣカード等の高機能化に伴い、搭載される半導体シリコンチップ（以下、チップ）を小型化および薄板化することによって、パッケージ内にチップを高集積化する要求が高まっている。パッケージ内のチップの高集積化を実現するためには、チップの厚さを２５〜１５０μｍの範囲にまで薄くする必要がある。

しかしながら、チップのベースとなる半導体ウエハ（以下、ウエハ）は、研削することにより肉薄となるため、その強度は弱くなり、ウエハにクラックまたは反りが生じやすくなる。また、薄板化することによって強度が弱くなったウエハを自動搬送することは困難であるため、人手によって搬送しなければならず、その取り扱いが煩雑であった。

そのため、研削するウエハにサポートプレートと呼ばれる、ガラス、硬質プラスチック等からなるプレートを貼り合わせることによって、ウエハの強度を保持し、クラックの発生およびウエハの反りを防止するウエハサポートシステムが開発されている。ウエハサポートシステムによりウエハの強度を維持することができるため、薄板化した半導体ウエハの搬送を自動化することができるのである。

ウエハとサポートプレートとの間は、粘着テープ、熱可塑性樹脂、接着剤等を用いて貼り合わせられている。その後、ウエハをダイシングする前にサポートプレートを基板から剥離する。ウエハとサポートプレートとの貼り合わせに粘着テープを用いる場合は、ウエハをサポートプレートから引き剥がす、熱可塑性樹脂を用いる場合は樹脂を加熱して樹脂を溶解させる、接着剤を用いる場合は溶解液を用いて接着剤を溶解させること等によって、ウエハをサポートプレートから剥離する。たとえば、特許文献１には、接着剤を用いてウエハとサポートプレートとを貼り合わせ、溶解液により接着剤を溶解させてウエハをサポートプレートから剥離する技術が開示されている。

上述のように、ウエハからサポートプレートを剥離する際には、ウエハの膜厚に応じて、ウエハの他方の面を、ダイシングテープなどの他の支持体に貼り合わせた後に剥離が行われる。これは、ウエハの膜厚が薄い場合、ウエハ自体の強度が低く、クラックが生じやすいためである。つまり、ダイシングテープ、基板およびサポートプレートからなる積層体を一旦形成した後に、基板からサポートプレートが剥離されることになる。
特開２００６−１３５２７２号公報（２００６年５月２５日公開）

上述のように、ダイシングテープ、基板およびサポートプレートからなる積層体は、サポートプレートがその最上に位置するよう積層体をステージに保持した状態で所望の処理（サポートプレートの剥離処理）に供される。ここで、ダイシングテープは、ウエハの表面積よりも大きい表面積を有しているため、ウエハの周囲に露出したダイシングテープが存在している。つまり、積層体がステージに保持されたとき、ステージ上でダイシングテープのみと接触している領域がある。ダイシングテープは、一般に耐熱性が低いため、基板の温度を上げるためにステージの温度を上げると、露出しているダイシングテープは、熱の影響を直接受け劣化してしまうという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一のステージに搭載される対象物が、互いに異なる耐熱性を有する部材からなる場合であっても、それぞれの特性に応じて良好に処理対象を保持することが可能な基板保持装置を提供することにある。また、本発明の目的は、該基板保持装置をステージとした基板処理装置であって、基板からサポートプレートを剥離する基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。

本発明にかかる基板保持装置は、上記課題を解決するために、その外縁部分が基板の外縁よりも外側にはみ出るように形成されている貼着体に貼着された基板を保持する基板保持装置であって、
内周部と、
前記内周部の外周に位置する外周部と、を備え、前記内周部の温度および前記外周部の温度を互いに独立して制御する温度制御手段をさらに備えていることを特徴とする。

本発明にかかる基板処理装置は、
その外縁部分が基板の外縁よりも外側にはみ出るように形成されている貼着体、当該貼着体に貼着された基板、および当該基板に接着剤層を介して貼着されている支持板、からなる積層体より前記支持板を剥離処理する基板処理装置であって、
上記支持板に前記基板を貼着している前記接着剤に向かって気体を供給する気体供給口を有する気体供給手段と、
前記基板を保持する基板保持装置とを備え、
前記基板保持装置は、内周部と、該内周部の外周に位置する外周部とを備え、該内周部の温度および該外周部の温度を互いに独立して制御する温度制御手段を備えていることを特徴とする。

本発明にかかる基板処理方法は、
その外縁部分が基板の外縁よりも外側にはみ出るように形成されている貼着体、当該貼着体に貼着された基板および当該基板に接着剤層を介して貼着されている支持板からなる積層体を基板保持装置に設置する工程と、
前記貼着体を減圧吸着し積層体を前記基板保持装置に固定させる工程と、
積層体上方より前記支持板を吸着する支持板吸着部により支持板を吸着する工程と、
前記貼着体の減圧吸着を解除する工程と、
前記気体供給手段により気体供給口を介して気体を前記接着剤層と前記支持板との間に供給する工程と、
前記貼着体を減圧吸着する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明にかかる基板保持装置によれば、それぞれが互いに独立して温度制御されることが可能な内周部と外周部とを備える。そのため、内周部と外周部のそれぞれの上方に耐熱性が異なる処理体を保持することができる。特に、その表面積が基板よりも大きいダイシングテープ、基板およびサポートプレートからなる積層体を保持したときに、熱耐性の低いダイシングテープの露出部分を劣化させることなく、積層体を保持することができる。

本発明にかかる基板処理装置によれば、基板を含む積層体は、それぞれが独立して温度制御可能な内周部と外周部とを有する基板保持装置に保持され、基板と支持板とを貼着している接着剤に向かって気体を供給する気体供給手段を有する。そのため、耐熱性の低い貼着体の露出部分を加熱することなく、内周部上の基板のみを加熱しつつ、基板と支持板との間に気体を供給することができる。これにより、加熱により溶解度が高くなり、接着力が低下した接着剤を有する基板と支持体との間に気体を供給することが可能となり、気流によって基板と支持体とを剥離することができる。そのため、引っ張るなどに強い物理的な作用を与えることなく、基板と支持体とを良好に剥離することができる。

本発明にかかる基板処理方法によれば、貼着体を適切に保持しつつ、内周部上の基板のみを加熱し、基板と支持板との間に気体を供給することができる。これにより、熱により溶解度が高くなり、接着力が低下した接着剤を有する基板と支持体との間に気体を供給することが可能となり、強い物理的な力を加えることなく、基板と支持体とを良好に剥離することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

〔基板処理装置〕
まず、図１を参照しつつ、本実施形態にかかる基板処理装置１０の全体的構造について説明する。図１は、本実施形態にかかる基板処理装置を示す断面図である。

本実施形態にかかる基板処理装置は、基板を支持する支持板に接着剤で貼着されている基板を処理する基板処理装置である。具体的には、支持板に貼着されている基板から支持板を剥離する処理に用いられる基板処理装置である。図１に示すように、基板処理装置は、少なくとも基板に気体を供給する気体供給手段１１と、基板保持手段１２とを含む。基板保持手段１２は、処理対象である基板を保持するための手段である。気体供給手段１１は、基板と支持板との間に気体を供給するための手段である。気体供給手段１１は、基板保持手段と対向する位置、すなわち、処理対象である基板と対向する位置に設けられている。また、基体供給手段１１は、基板上に溶解液を供給する溶解液供給手段、基板上に洗浄液を供給する洗浄液供給手段、および基板表面を乾燥させる乾燥手段を有することが好ましい。以下の説明では、まず、本実施形態にかかる基板処理装置１０によって処理されることが好ましい処理対象の説明を行い、その後基板処理装置１０を構成する各手段について説明する。

（処理対象）
図２および図３を参照しつつ、処理対象について説明する。図２は、本実施形態にかかる基板処理装置により処理される処理対象を説明する平面図であり、図３は、図２に示す処理対象のＡ−Ａ線における断面図である。

図３に示すように、処理対象は、ダイシングテープ４ａと、ダイシングテープ４ａの上に設けられた基板１と、基板１の上方に設けられたサポートプレート２とを含む積層体５である。ダイシングテープ４ａは、基板を保持する部材であり、ダイシングテープ４ａの周囲には、ダイシングフレーム（固定具）４ｂが設けられている。

ダイシングフレーム４ｂは、ダイシングテープ４ａの弛みを防止する役割を果たす。ダイシングテープ４ａとしては、ベースフィルムがＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やポリオレフィン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムが用いられる。図２に示すように、ダイシングテープ４ａは、後述する基板１と比して、その表面積が大きい。そのため、ダイシングテープ４ａの上に基板１を貼り着けたとき、基板１の外縁にダイシングテープ４ａの一部が露出することになる。

基板１は、例えば、薄化された半導体ウエハである。このとき、半導体ウエハの膜厚は、１０〜１５０μｍであることが好ましい。

サポートプレート２は、厚膜の半導体ウエハから上記薄化された半導体ウエハ（基板１）を形成する工程で半導体ウエハを支持する役割を果たす部材である。サポートプレート２は、たとえば、その膜厚が、５００〜１０００μｍであるガラスで形成されている。そして、サポートプレート２には、サポートプレート２を厚さ方向に貫通する貫通孔（図示せず）が複数設けられていることが好ましい。このように貫通孔があることで、サポートプレート２と基板１との間の接着層に対して溶解液の供給を良好に行うことができる。この貫通孔の径は、０．１〜０．６ｍｍであることが好ましい。

基板１とダイシングテープ４ａとは接着層（図示せず）を介して貼り着けられている。同様に、基板１とサポートプレート２とは接着剤層３を介して貼り着けられている。

（気体供給手段）
図４および図５を参照しつつ、気体供給手段について説明する。図４は、図１に示す気体供給手段１１を説明する上面図であり、図５は、図４に示す気体供給手段１１のＢ−Ｂ線における断面図である。

気体供給手段１１は、基板１とサポートプレート２とを貼り着けている接着剤層３に対して気体を供給するための手段である。具体的には、気体供給手段１１は、サポートプレート２に対向する処理面を有するプレート形状であり、サポートプレート２と同じ面積および形状を有することが好ましい。図１に示すように、気体供給手段１１は、当該気体供給手段１１を上下左右に移動させるアーム部１３に接続されている。

気体供給手段１１は、厚さ方向に貫通している気体供給口１１ａ、真空口１１ｂおよび溶液／気体供給口１１ｃを有している。気体供給口１１ａは、基板１上の接着剤層３に対して気体を供給するための貫通孔であり、真空口１１ｂは、サポートプレート２を気体供給手段に１１に固定するための貫通孔である。また、溶液／気体供給口１１ｃは、基板１上の接着剤層３に対して溶液および気体の少なくとも一方を供給するための貫通孔である。

図４に示すように、気体供給口１１ａおよび真空口１１ｂは、それぞれ気体供給手段１１の中央部を中心とする同心円状に位置するように形成されている。そして、気体供給口１１ａが形成する仮想円と、真空口１１ｂが形成する仮想円とは、気体供給手段１１の中心から交互に配置されている。すなわち、図５に示すように、気体供給手段１１を図４に示すＢ−Ｂ線において切断したとき、気体供給手段１１の中心から外周側に向かって、気体供給口１１ａと真空口１１ｂとが交互に配置されている。

気体供給手段１１は、気体供給ユニット（図示せず）から供給される気体を、サポートプレート２側から気体供給口１１ａを介して接着剤層３に供給する。このときサポートプレート２は、気体供給手段１１の処理面に固定されている。具体的には、減圧ユニット（図示せず）により真空口１１ｂを介して処理面とサポートプレート２との間の気圧を減圧することによって、サポートプレート２を処理面に吸着させ、サポートプレート２を気体供給手段１１に固定している。このサポートプレート２は厚さ方向に複数の貫通孔を有しており、気体供給口１１ａから吐出された気体は、サポートプレート２の接着剤層３に接していない面側から貫通孔を介して接着剤層３に供給される。したがって、気体供給口１１ａがサポートプレート２の貫通孔の少なくとも１つに対応するように、気体供給手段１１にサポートプレート２を固定することが好ましい。

基板１とサポートプレート２とを貼り着けている接着剤層３は、溶解液が供給されることによって溶解するが、接着剤層３が溶解するのみでは基板１とサポートプレート２とは分離しない。気体供給手段１１は、溶解液が供給されることによって溶解した接着剤層３に対して気体を供給することによって、接着剤層３にサポートプレート２から基板１を分離する方向に圧力を加える。このとき、サポートプレート２は気体供給手段１１に固定されているため、接着剤層３に加わる圧力によって基板１をサポートプレート２から剥離することができる。このように接着剤層３が溶解した後、接着剤層３に気体を供給して圧力を加えることによって、剥離時に基板１に加わる外力が低減するので、基板１を破損させることなく基板１をサポートプレート２から剥離することができる。

気体供給口１１ａから接着剤層３に供給される気体は、特に限定されず、接着剤層３に向かって吹き付けることによって、接着剤層３に対して一定の圧力を加えることが可能な気体であればよいが、不活性ガスであることが好ましい。不活性ガスとしては、公知の不活性ガス、例えば窒素、アルゴン等を好適に使用可能である。気体供給口１１ａからの気体の供給方法としては、基板１が破損しない流量で気体を接着剤層３に供給することが好ましく、供給開始時の供給流量を少なくし、段階的に供給流量を増加させることがより好ましい。

供給開始時に気体供給口１１ａから供給される気体の初期供給流量は、基板１に瞬間的に大きな外力が加わることによって基板１を破損させることがないように、０を超え、１５Ｌ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。そして、供給開始後に段階的に供給流量を増加させて、供給開始１０秒後に最大供給流量３０Ｌ／ｍｉｎに達し、気体の供給を開始してから１０〜６０秒後までに気体の供給を終了することが好ましい。このように気体を供給することによって、基板１を破損させることなく、基板１をサポートプレート２から剥離することができる。なお、より確実に基板１をサポートプレート２から剥離するために、上記最大供給流量や供給時間を増加させてもよいが、適切に処理することができるかを予め調べておくことが好ましい。

気体供給口１１ａからの気体の供給流量を調節する方法としては、例えば気体供給口１１ａの開度を適宜調節し、気体供給口１１ａから吐出される気体の流量を調節する方法が挙げられる。本実施形態においては、例えば、気体供給口１１ａの開度を５０％として気体の供給を開始し、５秒間気体を吐出した後、気体供給口１１ａの開度を６０％に上げてさらに２０秒間気体を吐出することによって気体の供給を終了する。ここで、気体供給口１１ａの開度が５０％のときの気体供給流量は約３Ｌ／ｍｉｎであり、開度６５％のときの気体供給流量は約３０Ｌ／ｍｉｎである。

気体の供給流量は、供給開始から段階的に増加させるが、気体供給口１１からの気体供給流量が滑らかに変移するように、気体供給口１１の開度を調節することが好ましい。上記の場合、気体供給口１１の開度を５０％から６５％まで上げるとき、段階的にまたは連続的に開度を上げ、より細かく開度を制御することによって、気体供給口１１からの気体供給流量をより滑らかに変移させることができる。

（溶解液供給手段）
溶解液供給手段は、基板１とサポートプレート２とを貼り着けている接着剤層３に対して溶解液を供給する手段である。溶解液供給手段は、サポートプレート２に対向する処理面を有するプレート形状であり、サポートプレート２と同じ面積および形状を有することが好ましい。溶解液供給手段は、厚さ方向に貫通する溶液供給口を中央部に有している。溶液供給口は、基板１上の接着剤層３に対して溶解液を供給するための貫通孔である。

溶解液供給手段は、溶解液供給ユニット（図示せず）から供給された溶解液を、サポートプレート２側から溶液供給口を介して接着剤層３に供給する。サポートプレート２は厚さ方向に複数の貫通孔を有しており、溶液供給口から吐出された溶解液は、サポートプレート２の接着剤層３に接していない面側から貫通孔を介して接着剤層３に供給される。

また、溶解液供給手段は、溶解液供給手段の中央部を中心とする同心円状に形成された真空口を有していてもよい。そして、減圧ユニット（図示せず）により真空口を介して処理面とサポートプレート２との間の気圧を減圧することによって、サポートプレート２を処理面に吸着させ、サポートプレート２を溶解液供給手段に固定する。また、溶液供給口から供給された溶解液のうち溶解液供給手段の外周に向かう溶解液は、溶解液供給手段の最外周に位置する真空口から吸引回収される。これにより、溶解液の拡散を防止し、ダイシングテープや装置内部の汚染を防止することができる。

本実施形態において気体供給手段１１は溶解液供給手段を兼ねているため、図１において同一部材により示されている。したがって、気体供給手段１１の真空口１１ｂおよび溶液／気体供給口１１ｃは、溶解液供給手段の真空口および溶液供給口を兼ねている。

（洗浄液供給手段）
洗浄液供給手段は、基板１からサポートプレート２を剥離した後、基板１の表面を洗浄する手段である。洗浄液供給手段は、基板１に対向する処理面を有するプレート形状であり、基板１と同じ面積および形状を有することが好ましい。洗浄液供給手段は、厚さ方向に貫通する洗浄液供給口を中央部に有している。洗浄液供給口は、基板１の表面に対して洗浄液を供給するための貫通孔である。

洗浄液供給手段は、洗浄液供給ユニット（図示せず）から供給された洗浄液を、洗浄液供給口を介して基板１の表面に供給する。また、洗浄液供給手段は、外周部分に近接する位置に洗浄液供給手段の中央部を中心とする円形状に形成された真空口を有していてもよい。そして、洗浄液供給口から供給された洗浄液のうち洗浄液供給手段の外周に向かう洗浄液は、真空口から吸引回収される。これにより、溶解液の拡散を防止し、ダイシングテープや装置内部の汚染を防止することができる。

本実施形態において気体供給手段１１は洗浄液供給手段を兼ねているため、図１において同一部材により示されている。したがって、気体供給手段１１の真空口１１ｂおよび溶液／気体供給口１１ｃは、洗浄液供給手段の真空口および洗浄液供給口を兼ねている。また、上述した溶解液供給手段から供給される溶解液と、洗浄液とを同一組成とすることによって、溶解液供給手段を洗浄液供給手段として使用することもできる。

なお、洗浄液供給手段を、サポートプレート２の基板１が貼り着けていない側の面（サポートプレート２の裏面）を洗浄するために用いることもできる。また、洗浄液に替えて親水化処理液を洗浄液供給口からサポートプレート２に供給することによって、サポートプレート２の裏面を親水化処理するために洗浄液供給手段を用いることもできる。

（乾燥手段）
乾燥手段は、基板表面を乾燥させる手段である。乾燥手段は、基板１に対向する処理面を有するプレート形状であり、基板１と同じ面積および形状を有することが好ましい。乾燥手段は、厚さ方向に貫通する気体供給口を中央部に有している。気体供給口は、基板１の表面に対して気体を供給するための貫通孔である。

乾燥手段は、気体供給ユニット（図示せず）から供給された気体を、気体供給口を介して基板１の表面に供給する。また、乾燥手段は、外周部分に近接する位置に乾燥手段の中央部を中心とする円形状に形成された真空口を有していてもよい。そして、気体供給口から供給され、乾燥手段の外周方向に向かう気体は、真空口から回収される。

本実施形態において気体供給手段１１は乾燥手段を兼ねているため、図１において同一部材により示されている。したがって、気体供給手段１１の真空口１１ｂおよび溶液／気体供給口１１ｃは、乾燥手段の真空口および気体供給口を兼ねている。また、気体供給手段１１の気体供給口１１ａが乾燥手段の気体供給口を兼ねており、気体供給手段１１の気体供給口１１ａから基板１の表面に気体を供給してもよい。

なお、乾燥手段を、洗浄後のサポートプレート２の裏面を乾燥するために用いることもできる。

（基板保持手段）
次に、図６を参照しつつ、基板保持手段（基板保持装置）１２について説明する。図６は、基板保持手段１２を説明する断面図である。

本実施形態において、基板保持手段１２は、基板１との接触面を有し、かつ接触面の少なくとも一部が吸着面である板状部材（ステージ）である。基板保持手段１２は、内周部１２ａと外周部１２ｂとを有する。基板保持手段１２を平面視したとき、その中心が内周部１２ａであり、内周部１２ａは、外周部１２ｂによってその周囲を囲まれている。

また、基板保持手段１２では、内周部１２ａの平面形状は、基板１の平面形状とほぼ同一であることが好ましい。つまり、積層体５を基板保持手段１２に設置したときに、基板１は内周部１２ａ上に配置され、基板１の周囲で露出しているダイシングテープ４ａが外周部１２ｂ上に配置することを可能にする平面形状であることが好ましい。

内周部１２ａと外周部１２ｂとは、互いに独立して温度を制御する温度制御手段を備えている。具体的には、板状部材中に互いに独立して制御されるヒータ１４ａ、１４ｂがそれぞれ設けられている。ヒータ１４ａ、１４ｂは、それぞれ独立して制御される。これにより、基板保持手段１２上に、耐熱性が互いに異なる２種以上の材料からなる処理対象が配置された場合であっても、耐熱性が低い材料が配置される面の温度を低くすることができ、処理対象を良好に保持することができる。たとえば、上述のように、外周部１２ｂの上に、ダイシングテープ４ａの露出部分が設けられているとき、ダイシングテープ４ａは耐熱性が低いため、外周部１２ｂを低い温度に設定し、基板１の下方に位置する内周部１２ａの温度を高く設定することができる。

なお、本実施形態では、内周部１２ａと外周部１２ｂとが両方ともヒータを有する場合について説明したが、これに限定されることはない。例えば、外周部１２ｂは、ヒータ１４ｂに代わり、冷却手段であってもよい。冷却手段としては、冷水を循環できる機構を有していればよい。

また、内周部１２ａと外周部１２ｂの上面は、基板１と接触する面であり、これらの少なくとも一方が吸着面であることが好ましい。吸着面の役割を果たすためには、吸引機構が設けられている必要がある。以下に、外周部１２ｂの上面が吸着面である場合を例にして説明する。このとき、外周部１２ｂでは、吸着面上の気体を吸引するための吸引孔１６が設けられている。そして、この吸引孔１６は、真空ポンプなどの減圧手段（図示せず）に接続されており、処理対象である積層体５を配置し、吸引手段を作動させることで、基板１と吸着面との間が減圧された状態になり、これによって吸着することができるのである。吸引孔１６は、板状部材の所定の位置に孔を形成することで設けることができ、吸引孔１６はプレートを貫通する貫通孔であってもよい。また、外周部１２ｂ自体をポーラスな材質を用いて形成し、材質が有する孔を吸引孔としてもよい。ポーラスな材質としては、たとえば、ポリプロピレン・カーボン・アルミ・セラミック等を例示することができる。この場合、内周部１２ａと外周部１２ｂとは、異なる材質で形成されていてもよい。なお、外周部１２ｂが吸着面を有する場合について説明したが、吸着面は内周部１２ａに設けられていてもよいことは明らかである。

このように、内周部１２ａおよび外周部１２ｂの少なくとも一方が吸着面を有する構成とすることにより、基板保持手段１２へ固定したとき、高い精度の表面平坦性が要求される部分の表面平坦性を向上させることができる。

つまり、吸着面は吸引孔を有するため、吸着面が面一にはなりえず、この吸着面に固定された部材には、吸着面の表面形状が反映されることになる。この現象は、基板保持手段１２に保持される処理対象の厚みが薄いほど顕著に現れる。しかしながら、本実施形態によれば、基板保持手段１２の全面を吸着面とする必要がないため、上記問題を回避することができる。

特に、本実施形態では、外周部１２ｂを吸着面とし、内周部１２ａを吸着面ではない平坦な面（面一）とすることが好ましい。この場合、内周部１２ａの上面（基板）との接触面には、吸引口が設けられておらず、平坦な表面を有する。このように、内周部１２ａが平坦な表面を有することで、内周部１２ａの上方に基板１が配置された場合であっても、基板１の上面を平坦に維持することができる。特に、基板１の膜厚が小さい場合（１０〜１５０μｍ）、内周部１２ａの表面の凹凸が基板に反映され、基板上の処理を均一に行うことができないことがある。しかしながら、この態様によれば、上記問題を回避することができる。

なお、内周部１２ａの材質を上述のポーラスな材質とした場合には、基板が均一に吸着されるため、基板に吸引口の痕が転写されにくい。したがって、この態様によっても上記問題を回避することができる。

内周部１２ａおよび外周部１２ｂの面積などは、処理対象によって適宜設定されるものであるが、例えば、内周部１２ａと外周部１２ｂとの表面の面積の比は、１：１〜３：１であることが好ましい。また、外周部１２ｂは、１０〜５０ｍｍの幅を有する環状であることが好ましい。

〔基板処理方法〕
本実施形態に係る基板処理方法について図７から図１０を参照しつつ説明する。図７から図１０は、本実施形態にかかる基板処理方法の各工程を示す断面図である。

本実施形態にかかる基板処理方法は、
その外縁部分が基板の外縁よりも外側にはみ出るように形成されている貼着体、当該貼着体に貼着された基板および当該基板に接着剤層を介して貼着されている支持板からなる積層体を基板保持手段に設置する工程と、
前記貼着体を減圧吸着し積層体を前記基板保持手段に固定させる工程と、
積層体上方より前記支持板を吸着する支持板吸着部により支持板を吸着する工程と、
前記貼着体の減圧吸着を解除する工程と、
前記気体供給手段により気体供給口を介して気体を前記接着剤層と前記支持板との間に供給する工程と、
前記貼着体を減圧吸着する工程と、を含む。

（処理対象準備工程）
まず、薄化されたウエハ（例えば半導体ウエハや化合物半導体ウエハなど）を形成する。具体的には、接着層を介して、サポートプレートと、上記ウエハとを貼り着ける。上記ウエハは、およそ５００〜１０００μｍの膜厚を有する。ついで、上記ウエハを研磨し、薄化されたウエハ（以下、「薄化ウエハ」ともいう）を形成する。ウエハの研磨は、各種公知の技術により行うことができる。

ついで、薄化ウエハにおいて、サポートプレートと接触している側とは反対側の面をダイシングテープと貼り合わせる。このとき、ダイシングテープは、薄化ウエハの強度を補填し、取り扱いを容易にする役割を果たす。なお、ダイシングテープの周囲には、ダイシングフレーム（固定具）が設けられている。

このようにして、図２および３に示されるような、周囲をダイシングフレーム４ｂにより固定されたダイシングテープ４ａと、基板（薄化ウエハ）１、サポートプレート２とが積層された積層体５が形成される。なお、基板１とサポートプレート２とは接着層を介して貼り着けられている。

ついで、積層体５の接着層を溶解する。これにより、基板１、サポートプレート２との間に接着剤層３（接着層が溶解して得られたもの）を生じさせる。接着層の溶解は、たとえば、サポートプレート２の上方側（基板１とは反対側）から、貫通孔（図示せず）を介して溶解液を流しこむことにより実現することができる。なお、ここで接着層の溶解とは、接着層が完全に溶解している場合以外に、部分的に溶解している場合をも含む意味である。つまり、接着剤層３とは、その接着力が接着層と比して低下している層のことをいう。

以上の処理により、本実施形態にかかる処理方法の処理対象を準備することができる。ついで、この積層体５を基板処理装置１０の基板保持手段１２上に設置する。このとき、ダイシングテープ４ａが基板保持手段１２と接触し、積層体５の最上には、サポートプレート２が位置するように積層体５は設置されている。

（貼着体固定工程）
次に、図７に示すように、積層体５を基板保持手段１２に固定する。具体的には、基板保持手段１２と接触しているダイシングテープ４ａを減圧吸着する。真空ポンプなどの減圧手段を稼動させることにより、内周部１２ａおよび外周部１２ｂに設けられている吸引孔１６を介して、ダイシングテープ４ａと、内周部１２ａおよび外周部１２ｂの表面（吸着面）との間が減圧され、これらを吸着することができる。なお、図６では、外周部１２ｂにのみ吸着面がある場合を図示したため、内周部１２ａに吸引孔がある場合を図示していないが、ここで処理する基板処理方法では、内周部１２ａに吸引孔１６がある装置を用いた例を説明する。つまり、内周部１２ａには、吸引孔１６と同様の吸引孔が設けられている。これにより、積層体５が基板保持手段１２に固定される。なお、本実施形態では、内周部１２ａおよび外周部１２ｂが互いに独立して制御される吸着機構を有している。

（支持板吸着工程）
次に、図７に示すように、積層体５の上方に、サポートプレート２と、そのプレート面が対向するように気体供給手段１１とを配置する。ついで、サポートプレート２と気体供給手段１１とを接触させ、減圧吸着によりサポートプレート２を気体供給手段１１に固定する。具体的には、真空口１１ｂと、サポートプレート２において貫通孔が設けられていない位置とが重なるように、気体供給手段１１とサポートプレート２とを接触させ、ついで、真空口１１ｂを介して減圧することにより、サポートプレート２と、気体供給手段１１とを吸着する。このとき、基板保持手段１２の内周部１２ａおよび外周部１２ｂと、ダイシングテープ４ａとの間は依然吸着されている。また、内周部１２ａの温度は、３０〜１００℃に維持され、外周部１２ｂの温度は、１０〜３０℃に維持されていることが好ましい。

（貼着体吸着解除工程）
次に、ダイシングテープ４ａの減圧吸着を解除する。具体的には、内周部１２ａの吸着を解除する。これは、基板保持手段１２が有する減圧手段（たとえば、真空ポンプ）の稼動を停止することにより実現することができる。このとき、外周部１２ｂの減圧手段は稼動したままであり、ダイシングテープ４ａと外周部１２ｂとの間は吸着されている。また、内周部１２ａの温度は、３０〜１００℃に維持され、外周部１２ｂの温度は、１０〜３０℃に維持されていることが好ましい。

（気体供給工程）
次に、図１に示すように、気体供給手段１１の気体供給口１１ａを介して気体を基板１とサポートプレート２との間に供給する。この工程により、負荷の大きい作用（引っ張るなど）を加えることなく、気体供給という外力によってのみ、基板１とサポートプレート２とを容易に剥離することができる。このとき、供給される気体は、不活性ガスであることが好ましく、たとえば、窒素ガス、アルゴンガスなどを使用することができる。

この気体供給工程の前に、内周部１２ａの吸着を解除しておくことにより、基板１が外力を受けたときに変形可能にするゆとりを持たせることができる。具体的には、気体供給を受けた基板１を微量ながらも撓ませることができ、その撓みによって生じた曲面に沿って基板１の表面（接着剤層３の表面）に沿った気体の流れを生じさせることが可能になる。その結果、気体を基板１とサポートプレート２との間の全領域にスムーズに流すことができる。このため、基板１を損傷することなく、気体供給という外力によってサポートプレート２を容易に剥離することができる。

また、この工程では、０を超え、１５Ｌ／ｍｉｎ以下の初期供給流量で気体の供給を開始することが好ましい。この場合、基板１に高い圧力がかかることなく、基板１の損傷を抑制することができる。

さらに、気体の供給は、開始時から、段階的に気体の供給流量を増加させることが好ましい。具体的には、上記初期供給流量で気体の供給を開始し、供給開始１０秒後に最大供給流量３０Ｌ／ｍｉｎに達するように気体を供給することが好ましい。このように気体を供給することで、基板１を損傷することなく、基板１とサポートプレート２とを剥離することができる。

この気体供給は、基板１とサポートプレート２とが剥がれた時点で終了すればよいため、所要時間に特に制限はないが、たとえば、１０秒〜６０秒間とすることができる。

（吸着工程）
次に、前記ダイシングテープ４ａを再度吸着する。具体的には、内周部１２ａでの吸着を開始する。吸着方法の詳細は上述したとおりである。

（支持板上昇工程）
次に、図８に示すように、サポートプレート２を上昇させる。これにより、基板１とサポートプレート２とが完全に離間される。この工程では、アーム部１３によりサポートプレート２を吸着させた状態の気体供給手段（支持板吸着部）１１を上昇させる。

（洗浄工程）
次に、必要に応じて基板１の表面を洗浄する。特に接着剤層３が基板１上に残存している場合には、洗浄工程を行うことが好ましい。この洗浄工程について、図９を参照しつつ説明する。図９に示すように、まず、気体供給手段１１に固定されていたサポートプレート２の固定を解除し、サポートプレート２を除去する。これは、気体供給手段１１の真空口を介して行われていた減圧処理を停止すればよい。そして、この気体供給手段１１が洗浄液供給手段として用いられる。

ついで、図９に示すように、気体供給手段１１を基板１と対向するように配置し、洗浄液供給口１１ｃから洗浄液を供給する。そして、洗浄液供給口１１ｃから供給された洗浄液は、気体供給手段１１の端に環状に設けられた真空口１１ｂから吸引される。このときの洗浄液の流れを、図９中に矢印によって示す。これにより、露出しているダイシングテープ４ａが、洗浄液に曝されることなく、基板１を良好に洗浄することができる。このとき、接着剤層３が基板１上に残存していた場合には、該接着剤層３は、洗浄液に分散または溶解されて真空口１１ｂから吸引される。その結果、ダイシングテープ４ａを保護しつつ、基板１上の接着剤を良好に除去することができる。

また、内周部１２ａの温度は、３０〜１００℃に維持され、外周部１２ｂの温度は、１０〜３０℃に維持されていることが好ましい。

（乾燥工程）
次に、必要に応じて、基板１の表面を乾燥させる。この乾燥工程においても、気体供給手段１１が乾燥手段として用いられる。つまり、気体供給手段１１の気体供給口１１ａ、１１ｃを介して、基板１に気体を供給し、この気体を真空口１１ｂから回収することで基板１表面の乾燥を実現することができる。このときの気体の流れを図１０中に矢印を用いて示す。これにより、ダイシングテープ４ａの露出部分に、接着剤層３や洗浄液の残存物が飛散することなく、ダイシングテープ４ａに損傷が生じることがない。

なお、この乾燥工程は、洗浄工程を終えた基板に対して行ってよいし、洗浄工程を行うことなく、サポートプレート２が剥離された基板１に対して直接行ってもよい。

また、内周部１２ａの温度は、３０〜１００℃に維持され、外周部１２ｂの温度は、１０〜３０℃に維持されていることが好ましい。

なお、本実施形態にかかる基板処理方法において、気体供給工程は、上述の態様に限定されることはない。たとえば、気体供給（第１の気体供給）を行った後、必要に応じて、接着剤層３への溶解液の供給、および、サポートプレート２および基板１間への更なる気体供給（第２の気体供給）を行うこともできる。気体供給の方法については上述した通りである。溶解液の供給は、気体供給手段１１が有する溶解供給口１１ｃを介して行うことができる。

このような処理は、特に、接着剤層３において接着力が残存している場合に有効である。つまり、第１の気体供給で剥がれなかった場合、引っ張るなどの強い外力を加えずとも、接着剤層３に溶解液を供給し、接着力を確実に低下させることにより、気体による外力のみでサポートプレート２を剥離することができる。また、この溶解液の供給の前に、気体供給を行うことにより、基板１とサポートプレート２との間に適度な空間を生じさせることができ、後続の溶解液の供給を良好に行うことができるという利点もある。

本実施形態にかかる基板処理方法によれば、基板１とサポートプレート２との間にある接着剤層３に向かって気体を供給することにより、基板１からサポートプレート２を剥離することが可能である。このように、剥離の際に引っ張るなどの強い外力を加える必要がないため、基板１に負荷をかけることなく、容易に剥離することができる。

本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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。

本発明に係る基板処理装置は、基板を支持する支持板からの基板の剥離、基板の洗浄等の各種処理を実現することができる。

本実施形態にかかる基板処理装置を示す断面図である。 本実施形態にかかる基板処理装置により処理される処理対象を説明する平面図である。 図２に示す処理対象のＡ−Ａ線における断面図である。 気体供給手段を説明する上面図である。 図４に示す気体供給手段のＢ−Ｂ線における断面図である。 基板保持装置を説明する断面図である。 本実施形態にかかる基板処理方法を説明する断面図である。 本実施形態にかかる基板処理方法を説明する断面図である。 本実施形態にかかる基板処理方法を説明する断面図である。 本実施形態にかかる基板処理方法を説明する断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ サポートプレート
３ 接着剤層
４ａ ダイシングテープ
４ｂ ダイシングフレーム
５ 積層体
１０ 基板処理装置
１１ 気体供給手段
１１ａ 気体供給口
１１ｂ 真空口
１１ｃ 溶液／気体供給口（洗浄液供給口）
１２ 基板保持手段
１２ａ 内周部
１２ｂ 外周部
１３ アーム部
１４ａ ヒータ
１４ｂ ヒータ
１６ 吸引孔

Claims (11)

1. その外縁部分が基板の外縁よりも外側にはみ出るように形成されている貼着体に貼着された基板を保持する基板保持装置であって、
   内周部と、
   前記内周部の外周に位置する外周部と、を備え、前記内周部の温度および前記外周部の温度を互いに独立して制御する温度制御手段をさらに備え、
   前記内周部は、平坦な表面を有しかつ前記貼着体を吸着する吸着面を有さず、前記外周部は前記貼着体を吸着する吸着面を有することを特徴とする基板保持装置。
2. 前記吸着面と前記貼着体との間を減圧状態にする減圧手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
3. 前記吸着面には、前記減圧手段によって気体を排気するための複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の基板保持装置。
4. 前記外周部に設けられている吸着面は、ポーラスな材質で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
5. 前記内周部の表面の面積と、前記外周部の吸着面の面積との比は、１：１〜３：１であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の基板保持装置。
6. 前記外周部は、１０〜５０ｍｍの幅を有する環状に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の基板保持装置。
7. その外縁部分が基板の外縁よりも外側にはみ出るように形成されている貼着体、当該貼着体に貼着された基板、および当該基板に接着剤層を介して貼着されている支持板、からなる積層体より前記支持板を剥離処理する基板処理装置であって、
   前記支持板に前記基板を貼着している前記接着剤に向かって気体を供給する気体供給口を有する気体供給手段と、
   前記基板を保持する基板保持装置とを備え、
   前記基板保持装置は、内周部と、該内周部の外周に位置する外周部とを備え、該内周部の温度および該外周部の温度を互いに独立して制御する温度制御手段を備え、
   前記内周部は、平坦な表面を有しかつ前記貼着体を吸着する吸着面を有さず、前記外周部は前記貼着体を吸着する吸着面を有することを特徴とする基板処理装置。
8. 前記温度制御手段は、前記外周部の温度を１０〜３０℃に制御し、前記内周部の温度を３０〜１００℃に制御するようになっていることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
9. その外縁部分が基板の外縁よりも外側にはみ出るように形成されている貼着体、当該貼着体に貼着された基板および当該基板に接着剤層を介して貼着されている支持板からなる積層体を基板保持装置に設置する工程と、
   前記貼着体を減圧吸着し前記積層体を前記基板保持装置に固定させる工程と、
   前記積層体上方より前記支持板を吸着する支持板吸着部により前記支持板を吸着する工程と、
   前記貼着体の減圧吸着を解除する工程と、
   前記接着剤層と前記支持板との間に気体を供給する工程と、
   前記貼着体を減圧吸着する工程と、を含むことを特徴とする基板処理方法。
10. 前記基板保持装置は、内周部と、該内周部の外周に位置する外周部とを備え、該内周部の温度および該外周部の温度を互いに独立して制御するものであり、
    前記外周部の温度は１０〜３０℃、前記内周部の温度は３０〜１００℃に保たれていることを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
11. 前記積層体を基板保持装置に設置する工程の前に、前記接着剤層に対して、接着剤を溶解する溶解液を供給する溶解液供給工程を設けることを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。

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