JP5489546B2 - 貼付方法及び貼付装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板に支持板を貼着する貼付方法及び貼付装置に関する。
携帯電話、デジタルＡＶ機器及び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）を小型化及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、ウエハにクラック又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、クラックの発生及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。
ウエハとサポートプレートとは、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。サポートプレートが貼り付けられたウエハを薄板化した後、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。例えば、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た場合、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。
従来、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ときに、接着剤への溶剤の浸透、接着剤の溶解等に時間を要し、結果としてウエハからサポートプレートを剥離するのに長時間要していた。このような問題を解決するために、容易に剥離することが可能な接着剤を用いてウエハとサポートプレートとを貼り合せる方法が特許文献１に記載されている。
特許文献１においては、第１の粘着材料の粘着力を低下させる離型剤を内包し、熱により溶融するマイクロカプセルが分散された第１の粘着材料を有する第１の粘着剤層上に、熱により膨張する熱膨張性粒子が分散された第２の粘着材料を有する第２の粘着剤層を有する粘着剤を用いて、ワークを貼り合わせることが記載されている。
そして、この粘着剤によりワークを貼り合わせた場合、粘着剤を加熱することによって、離型剤がマイクロカプセルから第１の粘着剤層内に放出され、さらに熱膨張性粒子の熱膨張による押圧力によって第１及び第２の粘着剤層に亀裂が生じる結果、粘着剤の残渣をワークに残すことなく剥離することが記載されている。
特開２００８−９４９５７号公報（２００８年４月２４日公開）
薄板化したウエハからサポートプレートを剥離するとき、薄板化したウエハが破損しないように注意しつつ、より短時間で剥離する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のようにウエハとサポートプレートとを貼り合せた場合、加熱及び熱膨張性粒子の熱膨張による押圧力によって、ウエハが破損する可能性が高い。また、離型剤によるウエハの汚染や、熱膨張性粒子の含有による接着性の低下の問題も生じる。
そのため、ウエハを破損及び汚染することなく、より短時間で容易に剥離することができるように、ウエハにサポートプレートを貼り付ける貼付方法及び貼付装置の開発が求められている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より短時間で容易に剥離することが可能なように、ウエハにサポートプレートを貼り付ける貼付方法及び貼付装置を提供することにある。
本発明に係る貼付方法は、基板に支持板を貼り付ける貼付方法であって、基板上に設けられた第１接着剤層と、第１接着剤層上に設けられた分離膜層と、上記分離膜層上に設けられ、溶剤に対する溶解速度が第１接着剤層よりも速い第２接着剤層、又は、第１接着剤層が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解する第２接着剤層とを介して、上記基板に上記支持板を貼り付ける貼付工程を包含していることを特徴としている。
本発明に係る貼付装置は、基板に支持板を貼り付ける貼付装置であって、基板上に設けられた第１接着剤層と、第１接着剤層上に設けられた分離膜層と、上記分離膜層上に設けられ、溶剤に対する溶解速度が第１接着剤層よりも速い第２接着剤層、又は、第１接着剤層が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解する第２接着剤層とを介して、上記基板に上記支持板を貼り付ける貼付手段を備えていることを特徴としている。
本発明に係る貼付方法は、基板に支持板を貼り付ける貼付方法であって、基板上に設けられた第１接着剤層と、第１接着剤層上に設けられた分離膜層と、上記分離膜層上に設けられ、溶剤に対する溶解速度が第１接着剤層よりも速い第２接着剤層、又は、第１接着剤層が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解する第２接着剤層とを介して、上記基板に上記支持板を貼り付ける貼付工程を包含しているので、各接着剤層の混ざり合いや、沈み込みの発生を防ぎ、短時間で容易に剥離することが可能なように、基板に支持板を貼り付けることが可能である。
本発明の一実施形態に係る貼付方法により形成された積層体を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る貼付方法の各工程を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る貼付方法について、図１及び図２を参照して以下に説明する。図１は、本発明に係る貼付方法によって形成された積層体１を示す断面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る貼付方法の各工程を示す断面図である。
本発明に係る貼付方法は、第１接着剤層４と、第１接着剤層４上に設けられたセパレートフィルム５と、セパレートフィルム５上に設けられ、溶剤に対する溶解速度が第１接着剤層４よりも速い第２接着剤層６、若しくは、第１接着剤層４が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解する第２接着剤層６とを介して、ウエハ２にサポートプレート３を貼り付ける貼付工程を包含している。
〔積層体１〕
図１及び図２に示すように、本発明に係る貼付方法によって形成される積層体１は、ウエハ（基板）２、サポートプレート（支持板）３、第１接着剤層４、セパレートフィルム（分離膜層）５及び第２接着剤層６を含むように構成されている。積層体１において、第１接着剤層４、セパレートフィルム５及び第２接着剤層６は接着積層体７として、ウエハ２とサポートプレート３とを貼り合わせている。
なお、本実施形態においては、サポートプレート３として厚さ方向に複数の貫通孔を有する孔あきサポートプレート３を用いているが、本発明はこれに限定されない。孔あきサポートプレート３を用いることによって、孔を介して第２接着剤層６に溶剤を供給することができる。
（第１接着剤層４）
第１接着剤層４は、ウエハ２とセパレートフィルム５とに接着している。第１接着剤層４は、ウエハ２とサポートプレート３とを、セパレートフィルム５及び第２接着剤層６を介して十分接着させることが可能な接着化合物（第１接着化合物）を含む第１接着剤材料により形成されていればよく、従来公知の接着剤材料を好適に使用可能である。第１接着剤層４を形成する第１接着剤材料としては、アクリル−スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂を含むものが挙げられる。
アクリル−スチレン系樹脂としては、例えば、単量体として、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用いて重合した樹脂が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、鎖式構造からなる（メタ）アクリル酸アルキルエステル、脂肪族環を有する（メタ）アクリル酸エステル、芳香族環を有する（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。鎖式構造からなる（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、炭素数１５〜２０のアルキル基を有するアクリル系長鎖アルキルエステル、炭素数１〜１４のアルキル基を有するアクリル系アルキルエステル等が挙げられる。アクリル系長鎖アルキルエステルとしては、アルキル基がｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基等であるアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステルが挙げられる。なお、当該アルキル基は、分岐状であってもよい。
炭素数１〜１４のアルキル基を有するアクリル系アルキルエステルとしては、既存のアクリル系接着剤に用いられている公知のアクリル系アルキルエステルが挙げられる。例えば、アルキル基が、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、２−エチルヘキシル基、イソオクチル基、イソノニル基、イソデシル基、ドデシル基、ラウリル基、トリデシル基等からなるアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステルが挙げられる。
脂肪族環を有する（メタ）アクリル酸エステルとしては、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、１−アダマンチル（メタ）アクリレート、ノルボルニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、テトラシクロドデカニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート等が挙げられるが、イソボルニルメタアクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレートがより好ましい。
芳香族環を有する（メタ）アクリル酸エステルとしては、特に限定されるものではないが、芳香族環としては、例えばフェニル基、ベンジル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェノキシメチル基、フェノキシエチル基等が挙げられる。また、芳香族環は、炭素数１〜５の鎖状又は分岐状のアルキル基を有していてもよい。具体的には、フェノキシエチルアクリレートが好ましい。
マレイミド系樹脂としては、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など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１接着剤層４の層厚は、ウエハ２とサポートプレート３との接着及び耐熱性を維持するために、１５〜３０μｍであることが好ましく、１５μｍであることが特に好ましいが、これに限定されない。第１接着剤層４は、ウエハ２上に上記接着化合物を含む第１接着剤材料を塗布し、ウエハ２上において層状に固化させることによって形成することができる。また、予め第１接着剤材料を層状に固化させたものをウエハ２上に移動させることによって形成してもよい。
（第２接着剤層６）
第２接着剤層６は、サポートプレート３側に位置し、サポートプレート３とセパレートフィルム５とを接着している。第２接着剤層６は、溶剤に対する溶解速度が第１接着剤層４よりも速い、又は第１接着剤層４が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解するように形成されている。
溶剤に対する溶解速度が第１接着剤層４よりも速い第２接着剤層６は、高溶解性の第２接着剤材料により形成されていることが意図され、上述した第１接着剤材料に含まれる接着化合物よりも平均分子量が小さい接着化合物（第２接着化合物）を含む第２接着剤材料により形成されるものであることができる。
第２接着剤層６の溶剤に対する溶解速度が第１接着剤層４よりも速くなるように形成することによって、サポートプレート３をウエハ２から剥離するとき、サポートプレート３の孔を介して溶剤を第２接着剤層６に供給し、溶解速度の速い第２接着剤層６をより短時間で溶解させ、第２接着剤層６により接着されたサポートプレート３をより短時間で剥離することができる。サポートプレート３を剥離した後で、セパレートフィルム５を取り除き、第１接着剤層４を溶解することで、サポートプレート３の存在により溶剤の浸透が妨げられることがないため、第１接着剤層４の溶解も短時間で行うことができる。
溶剤に対する溶解速度が第１接着剤層４よりも速い第２接着剤層６は、第１接着剤層４に含まれる接着化合物の平均分子量の１０％〜３０％に相当する平均分子量の接着化合物を含む第２接着剤材料によって形成されていることが好ましい。これにより、剥離時間を短縮するために十分な溶解速度を得ることができる。
第１接着剤層４を従来用いられている一般的な第１接着剤材料を用いて形成した場合、第２接着剤層６を、平均分子量５０００〜１００００の接着化合物を含む第２接着剤材料を用いて形成すればよい。例えば、第１接着剤層４を、平均分子量４００００の接着化合物を含む第１接着剤材料を用いて形成した場合、第２接着剤層６を、平均分子量１００００の接着化合物を含む第２接着剤材料を用いて形成することができる。
第１接着剤層４が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解する第２接着剤層６は、第１接着剤層４が溶解する溶剤に対する耐性を有する第２接着剤材料により形成されていることが意図され、第１接着剤層４が溶解する溶剤とは異なる溶剤に対する溶解速度の速い第２接着剤材料により形成されていることが好ましい。
第２接着剤層６を第１接着剤層４が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解するように形成することによって、サポートプレート３をウエハ２から剥離するとき、サポートプレート３の孔を介して溶剤を第２接着剤層６に供給し、第２接着剤層６を溶解する溶剤により第２接着剤層６のみを溶解させ、第２接着剤層６により接着されたサポートプレート３を剥離することができる。サポートプレート３を剥離した後で、セパレートフィルム５を取り除き、第１接着剤層４を溶解することで、サポートプレート３の存在により溶剤の浸透が妨げられることがないため、第１接着剤層４の溶解も迅速に行うことができる。
ここで、本実施形態においては孔あきサポートプレート３を用いているので、ウエハ２の薄化プロセスにおいて、例えばフォトリソグラフィ工程におけるバックリンス液のような溶剤がサポートプレート３の孔を介して第２接着剤層６にかかる可能性がある。第１接着剤層４のような、ウエハ２とサポートプレート３とを貼着する一般的な接着剤層は、ＰＧＭＥＡ（propylene glycol monomethyl ether acetate）、ＨＰ（２−ヘプタノン）等の有機溶媒を含む溶剤に対して耐性がなく、薄化プロセスにおいてこのような溶剤がサポートプレート３の孔を介して浸入すると、接着剤層が溶解してしまう。これにより、サポートプレート３にデラミネーションが発生し、薄化プロセスを良好に行うことができないという問題が生じる。この問題を解決するために、従来、溶剤がかかるような工程においては、バックテープによりサポートプレート３の孔を塞ぎ、サポートプレート３の孔への溶剤の浸透を防いでいるが、処理効率の低下やコストアップに繋がるため好ましくない。
本発明においては、上述したような有機溶媒を含む溶剤に対して耐性のある第２接着剤層６をサポートプレート３側に設けることによって、第１接着剤層４が上記溶剤に対して耐性のある第２接着剤層６に覆われるので、上記溶剤がサポートプレート３の孔を介して浸入したとしても、第１接着剤層４及び第２接着剤層６が溶解せず、サポートプレート３のデラミネーションが発生しない。したがって、バックテープによりサポートプレート３の孔を塞ぐ必要がない。
第２接着剤層６は、第１接着剤層４とは異なる溶剤によって溶解するように形成されていればよく、第１接着剤層４を有機溶媒で溶解する第１接着剤材料により形成している場合には、有機溶媒に対して耐性を有する第２接着剤材料により第２接着剤層６を形成すればよい。このような第２接着剤材料に含まれる接着化合物（第２接着化合物）として、非極性溶媒溶解性化合物又は高極性溶媒溶解性（例えば水溶性）化合物を用いることができる。非極性溶媒溶解性化合物としては、例えば炭化水素樹脂が挙げられる。炭化水素樹脂としては、シクロオレフィンから誘導される構成単位を有する樹脂、テルペン系樹脂等が挙げられるが、これに限定されない。また、シクロオレフィンから誘導される構成単位を有する樹脂として、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）が挙げられるが、これに限定されない。
前記樹脂（Ａ）としては、シクロオレフィン系モノマー（ａ１）を含む単量体成分を重合してなる樹脂である。具体的には、シクロオレフィン系モノマー（ａ１）を含む単量体成分の開環（共）重合体、シクロオレフィン系モノマー（ａ１）を含む単量体成分を付加（共）重合させた樹脂などが挙げられる。
前記樹脂（Ａ）を構成する単量体成分に含まれる前記シクロオレフィン系モノマー（ａ１）としては、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエンなどの二環体、ジシクロペンタジエン、ジヒドロキシペンタジエンなどの三環体、テトラシクロドデセンなどの四環体、シクロペンタジエン三量体などの五環体、テトラシクロペンタジエンなどの七環体、またはこれら多環体のアルキル（メチル、エチル、プロピル、ブチルなど）置換体、アルケニル（ビニルなど）置換体、アルキリデン（エチリデンなど）置換体、アリール（フェニル、トリル、ナフチルなど）置換体等が挙げられる。これらの中でも特に、下記一般式（１）で示されるような、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、またはこれらのアルキル置換体からなる群より選ばれるノルボルネン系モノマーが好ましい。
Figure 0005489546
（式（１）中、Ｒ１〜Ｒ２はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、ｎは０または１である。）
前記樹脂（Ａ）を構成する単量体成分は、前記シクロオレフィン系モノマー（ａ１）と共重合可能な他のモノマーを含有していてもよく、例えば、下記一般式（２）で示されるようなアルケンモノマー（ａ２）をも含有することが好ましい。アルケンモノマー（ａ２）としては、例えば、エチレン、α−オレフィンなどが挙げられる。前記アルケンモノマー（ａ２）は、直鎖状であってもよいし、分岐状であってもよい。
Figure 0005489546
（式（２）中、Ｒ３〜Ｒ６はそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜５のアルキル基である。）
前記樹脂（Ａ）を構成する単量体成分は、その５０質量％以上が前記シクロオレフィン系モノマー（ａ１）であることが好ましく、より好ましくは６０質量％以上が前記シクロオレフィン系モノマー（ａ１）であるのがよい。シクロオレフィン系モノマー（ａ１）が単量体成分全体の５０質量％以上であると、高温環境下における接着強度が良好なものとなる。
なお、前記樹脂（Ａ）は、例えば、上述した式（１）で示されるシクロオレフィン系モノマー（ａ１）と上述した式（２）で示されるアルケンモノマー（ａ２）とからなる単量体成分を重合させてなる樹脂のように、極性基を有していない樹脂であることが、高温下でのガスの発生を抑制するうえで好ましい。
前記単量体成分を重合する際の重合方法や重合条件等については、特に制限はなく、常法に従い適宜設定すればよい。
前記樹脂（Ａ）として用いることのできる市販品としては、例えば、ポリプラスチックス社製の「ＴＯＰＡＳ」、三井化学社製の「ＡＰＥＬ」、日本ゼオン社製の「ＺＥＯＮＯＲ」や「ＺＥＯＮＥＸ」、ＪＳＲ社製の「ＡＲＴＯＮ」などが挙げられる。
前記樹脂（Ａ）のガラス転移点（Ｔｇ）は、６０℃以上であることが好ましい。特に好ましくは、樹脂（Ａ）のガラス転移点は７０℃以上であるのがよい。樹脂（Ａ）のガラス転移点が６０℃以上であると、接着剤組成物が高温環境に曝されたときに接着層の軟化を抑制することができる。
前記テルペン系樹脂（以下、「樹脂（Ｂ）ということがある」）としては、例えば、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。これらの中でも、水添テルペン樹脂が好ましい。
前記樹脂（Ｂ）の軟化点は、８０〜１６０℃であることが重要である。樹脂（Ｂ）の軟化点が８０℃未満であると、接着剤組成物が高温環境に曝されたときに軟化してしまい、接着不良を生じる。一方、樹脂（Ｂ）の軟化点が１６０℃を超えると、接着剤組成物を剥離する際の剥離速度が遅くなる。
前記樹脂（Ｂ）の分子量が３００〜３０００であることが重要である。前記樹脂（Ｂ）の分子量が３００未満であると、耐熱性が不充分となり、高温環境下において脱ガス量が多くなる。一方、樹脂（Ｂ）の分子量が３０００を超えると、接着剤組成物を剥離する際の剥離速度が遅くなる。なお、本発明における樹脂（Ｂ）の分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定されるポリスチレン換算の分子量を意味するものである。
前記樹脂（Ａ）、前記樹脂（Ｂ）はそれぞれ単独で用いても良く、混合して用いても良い。混合して用いる場合、前記樹脂（Ａ）と前記樹脂（Ｂ）との配合割合は、（Ａ）：（Ｂ）＝８０：２０〜５５：４５（質量比）である。前記樹脂（Ａ）が前記範囲よりも多すぎると（換言すれば、前記樹脂（Ｂ）が前記範囲よりも少なすぎると）、接着剤組成物を剥離する際の剥離速度が遅くなり、一方、前記樹脂（Ａ）が前記範囲よりも少なすぎると（換言すれば、前記樹脂（Ｂ）が前記範囲よりも多すぎると）、接着剤組成物が高温環境に曝されたときに軟化してしまい、接着不良を生じる。
また、高極性溶媒溶解性化合物として、例えば、コラーゲンペプチド、セルロース、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、でんぷん等が挙げられるが、これに限定されない。
コラーゲンペプチドは、ポリペプチド鎖がらせん状に会合したコラーゲン分子を、加熱により変性させることによって、らせんの一部がほぐれてゼラチン化したものを加水分解することによって生成することができる。コラーゲン分子としては、哺乳類由来のコラーゲン分子及び魚類由来のコラーゲン分子を好適に使用可能である。また、コラーゲン分子としては、一般に市販されているものを用いることができるが、生成されるコラーゲンペプチドの極性溶媒に対する溶解速度が、１００〜３００ｎｍ／ｓｅｃであるようなコラーゲン分子が好ましく、２００ｎｍ／ｓｅｃであるコラーゲン分子が特に好ましい。
第２接着剤層６を形成する第２接着剤材料は、積層体１に施す処理に適したものを適宜選択すればよい。例えば、ウエハ２の薄化プロセスにおいて大量の水を使用するような場合には、第２接着剤材料として水溶性化合物を用いると、第２接着剤層６が溶解する可能性があるため、第２接着剤材料として炭化水素樹脂を用いることが好ましい。
第２接着剤層６の層厚は、ウエハ２とサポートプレート３との接着及び耐熱性を維持するために、第１接着剤層４よりも薄いことが好ましく、接着積層体７の総層厚の、１０〜２０％に相当する層厚であることが好ましいが、これに限定されない。例えば、第１接着剤層４の層厚を１５μｍとしたとき、第２接着剤層６の層厚は３μｍにすることができる。第２接着剤層６は、セパレートフィルム５上に上記接着化合物を含む第２接着剤材料を塗布し、セパレートフィルム５上において層状に固化させることによって形成することができる。また、予め第２接着剤材料を層状に固化させたものをセパレートフィルム５上に移動させることによって形成してもよい。
（セパレートフィルム５）
セパレートフィルム５は、第１接着剤層４と第２接着剤層６との間に位置し、第１接着剤層４と第２接着剤層６とを分離するためのものである。すなわち、セパレートフィルム５は、第１接着剤層４と第２接着剤層６とが混ざり合ったり、一方の層が他方の層に沈み込んだりすることを防ぐ。したがって、セパレーフィルム５は、第１接着剤層４と第２接着剤層６とが混ざり合うミキシングや、沈み込みの発生を防ぐことが可能な材料により形成されていればよい。
また、セパレートフィルム５は、第１接着剤層４を形成する第１接着剤材料及び第２接着剤層６を形成する第２接着剤材料を溶解させる溶剤に対して耐性を有する材料により形成されていることが好ましい。これにより、第１接着剤層４又は第２接着剤層６上へのセパレートフィルム５を形成する材料の塗布が容易であり、接着積層体７が容易に形成される。そのため、ウエハ２とサポートプレート３との貼り付けが容易である。さらに、セパレートフィルム５としては、所定の耐熱性を有し、熱による収縮の発生が少ないものを用いることが好ましい。
セパレートフィルム５は、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ポリエステル樹脂（ＰＥＴ））、ポリフェニレンサイファイド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂、ナイロン、及びポリ乳酸樹脂からなる群より選択される樹脂を含む膜により形成されていることが好ましい。
セパレートフィルム５の層厚は、第１接着剤層４と第２接着剤層６とのミキシングや沈み込みの発生を防ぎ、かつウエハ２とサポートプレート３との接着及び耐熱性を維持するために、５〜５０μｍであることが好ましく、２０μｍであることが好ましいが、これに限定されない。セパレートフィルム５としては、上述したような樹脂をフィルム状に形成したものを使用することができる。
（貼付方法）
本発明に係る貼付方法においては、ウエハ２上に第１接着剤層４を形成し、第１接着剤層４上にセパレートフィルム５を形成し、セパレートフィルム５上に第２接着剤層６を形成した後、第２接着剤層６上にサポートプレート３を接着させることによって、ウエハ２にサポートプレート３を貼り付ける。本発明に係る貼付方法は、上述したようにウエハ２にサポートプレート３を貼り付ける貼付手段を備えた貼付装置により実行されてもよい。
また、サポートプレート３上に第２接着剤層６を形成し、第２接着剤層６の上にセパレートフィルム５を形成し、セパレートフィルム５上に第１接着剤層４を形成した後、第１接着剤層４上にウエハ２を接着させることによって、ウエハ２にサポートプレート３を貼り付けてもよい。さらに、ウエハ２上に第１接着剤層４を形成したものと、セパレートフィルム５上に第２接着剤層６を形成し、第２接着剤層６にサポートプレート３を接着させたものとにおいて、第１接着剤層４とセパレートフィルム５とを接着させることによって、ウエハ２にサポートプレート３を貼り付けてもよい。
次に、図２中（ａ）〜（ｃ）を参照して本発明に係る貼付方法の処理フローを説明する。本発明に係る貼付方法は、上述した貼付工程を少なくとも含んでいればよく、当該貼付工程の前に、ウエハ２上に第１接着剤層４を形成する第１接着剤層形成工程、又はサポートプレート３上に第２接着剤層６を形成する第２接着剤層形成工程を含んでいてもよい。本実施形態においては、第１接着剤層形成工程と第２接着剤層形成工程とを含む貼付方法について説明する。
本発明に係る貼付工程において、図２中（ａ）に示すように、まず、ウエハ２上に第１接着剤層４を形成する。また、セパレートフィルム５上に第２接着剤層６を形成する。次に、図２中（ｂ）に示すように、セパレートフィルム５上の第２接着剤層６に、サポートプレート３を貼り付ける。そして、図２中（ｃ）に示すように、ウエハ２上の第１接着剤層４と、第２接着剤層６を介してサポートプレート３を貼り付けたセパレートフィルム５とを貼り合せ、積層体１を形成する。
このように、第１接着剤層４と第２接着剤層６との間にセパレートフィルム５を設けているので、例えば積層体１を高温処理した場合であっても、第１接着剤層４と第２接着剤層６とが混ざり合ったり、沈み込みが発生したりするという問題が生じない。第１接着剤層４と第２接着剤層６との混ざり合いや沈み込みは、ウエハ２からのサポートプレート３の剥離を困難にする原因となる。したがってこれを防ぐことによって、ウエハ２からサポートプレート３を短時間で容易に剥離することができる。
（剥離方法）
ここで、本発明に係る貼付方法により形成した積層体１について、ウエハ２の薄化処理等の、所定の処理を行った後、サポートプレート３をウエハ２から剥離するときの処理について説明する。
剥離処理の対象となる積層体１に対して、第２接着剤層６を溶解する溶剤を、サポートプレート３の第２接着剤層６に接していない側から注入する。あるいは、積層体１を溶剤中に浸漬する。溶剤はサポートプレート３の貫通孔を介して浸入し、第２接着剤層６に浸透して、第２接着剤層６を溶解させる。
このとき、第２接着剤層６を溶解する溶剤は、第２接着剤層６の特性に応じて適宜選択される。第２接着剤層６を、第１接着剤材料に含まれる接着化合物よりも平均分子量が小さい接着化合物を含む第２接着剤材料により形成した場合には、第１接着剤材料が溶解する溶剤と同一の溶剤を使用することができる。このような溶剤として、溶解度パラメータ（ＳＰ値）が８より大きく、１０より小さい溶剤であることが好ましく、例えば、ＰＧＭＥＡ、ＨＰ等が挙げられる。
また、第２接着剤層６を、炭化水素樹脂により形成した場合、ＳＰ値が８以下の非極性溶媒を溶剤として好適に使用可能であり、ＳＰ値が７．４以下の非極性溶媒を使用することがより好ましい。ＳＰ値が７．４以下の非極性溶媒として、例えば炭化水素系溶剤のテルペン系溶剤（メンタン、リモネン、ピネン、ピネン等）、トルエン、キシレン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ノルマルヘプタン、オクタン、ノナン等やフッ素系溶媒等が挙げられる。
さらに、第２接着剤層６を、高極性溶媒溶解性（例えば水溶性）化合物により形成した場合、従来公知の極性溶媒を溶剤として好適に使用可能であるが、ＳＰ値が１０以上の極性溶媒を使用することが好ましく、ＳＰ値が１２以上の極性溶媒を使用することがより好ましい。ＳＰ値が１２以上の極性溶媒として、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。次に、第２接着剤層６が溶解した後、サポートプレート３を剥離し、セパレートフィルム５を取り除く。
そして、第１接着剤層４が溶解する溶剤を、第１接着剤層４の全面に注入して第１接着剤層４を溶解し、サポートプレート３が剥離され、第１接着剤層４、セパレートフィルム５及び第２接着剤層６が取り除かれたウエハ２が得られる。ここで、ウエハ２上を洗浄することによって、溶け残った第１接着剤層４を取り除いてもよい。第１接着剤層４を溶解する溶剤としては、上述したように、第２接着剤材料として、第１接着剤材料に含まれる接着化合物よりも平均分子量が小さい接着化合物を含む材料を用いている場合、第２接着剤層６を溶解する溶剤と同一の溶剤を使用することができる。
上述したように、本発明に係る貼付方法でウエハ２にサポートプレート３を貼り付けた場合、サポートプレート３をウエハ２から剥離するとき、サポートプレート３の孔を介して溶剤を第２接着剤層６に供給し、第２接着剤層６を溶解する溶剤により第２接着剤層６を短時間で溶解させ、第２接着剤層６により接着されたサポートプレート３を剥離することができる。そして、サポートプレート３を剥離した後に、セパレートフィルム５を取り除き、第１接着剤層４を溶解することで、サポートプレート３の存在により溶剤の浸透が妨げられることがないため、第１接着剤層４の溶解も迅速に行うことができる。
本発明に係る貼付方法により形成した積層体１において、剥離の可否、クラック耐性、沈み込みの厚み、及び溶剤耐性について評価した。また、使用したセパレートフィルム５の収縮についても評価した。
〔接着剤材料の準備〕
下記表１に示す配合量で、公知のラジカル重合により樹脂１〜３を合成した。
Figure 0005489546
表１中、質量平均分子量は、ＧＰＣ測定による標準ポリスチレン換算の質量平均分子量を示している。
樹脂１（１００質量部）をＰＧＭＥＡに溶解し、樹脂１の濃度が４０質量％の接着剤組成物１を調整した。また、樹脂２（１００質量部）をＰＧＭＥＡに溶解し、樹脂２の濃度が４０質量％の接着剤組成物２を調整した。さらに、樹脂３（１００質量部）をＰＧＭＥＡに溶解し、樹脂３の濃度が４０質量％の接着剤組成物３を調整した。
また、以下の化学式（３）及び化学式（４）に示す繰り返し単位を、表２に示す質量比で含む、樹脂４〜６（ポリプラスチック社製）を含む接着剤組成物４〜６を準備した。
Figure 0005489546
Figure 0005489546
Figure 0005489546
また、セパレートフィルム５として、１９μｍ又は２５μｍのポリイミド（ＰＩ）フィルム（製品名「カプトン」、東レ・デュポン製）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（製品名「テイジンテトロンフィルム」、帝人デュポンフィルム製）、及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（製品名「テオネックス」、帝人デュポンフィルム製）を用意した。
〔実施例１〜１５〕
セパレートフィルム５としてＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム又はＰＩフィルムを用い、接着剤組成物２、４、５又は６をセパレートフィルム５上にアプリケーターを用いて塗工し、８０℃で５分間乾燥させて、層厚１０μｍの第２接着剤層６を形成した。セパレートフィルム５上の第２接着剤層６にサポートプレート３を貼り合せ、ラミネーターを用いて、サポートプレート３にセパレートフィルム５を圧力２．０ｋｇ／ｃｍ２ 、速度０．５ｍ／ｍｉｎ、温度１２０℃でラミネートした。
次に、接着剤組成物１又は３を、５インチシリコンウエハ２上にスピン塗布し、８０℃で５分間乾燥させて、層厚５０μｍの第１接着剤層４を形成した。そして、ウエハ２上の第１接着剤層４に、サポートプレート３をラミネートしたセパレートフィルム５を貼り付けることによって、積層体１を形成した。各実施例において積層体１の形成に使用した材料の組み合わせを表３に示す。
Figure 0005489546
（剥離評価）
実施例１〜１５の各積層体１を２００℃で１時間加熱した後に、実施例１〜３は２−ヘプタノン中に、実施例４〜１５はｐ−メンタン中にそれぞれ浸漬して超音波処理し、セパレートフィルム５を取り除いて、剥離評価を行った。実施例１〜１５の全てにおいて、ウエハ２からのサポートプレート３の剥離が良好に行われた。
（クラック耐性評価）
実施例１〜１５の各積層体１において、第１接着剤層４の層厚をそれぞれ５０μｍとなるように形成し、これらの層のクラックの有無を目視により観察した。実施例１〜１５の全てにおいてクラックの発生は無く、クラック耐性は良好であった。
（沈み込み評価）
実施例１〜１５の各積層体１において、２００℃で１時間加熱した後の接着積層体７の厚みを、加熱前の厚みと比較して、沈み込み評価を行った。実施例１〜１５の全てにおいて、接着積層体７の加熱後の厚みと加熱前の厚みとの差は１０μｍ以下であり、沈み込み量は極めて少なく、沈み込み評価の結果は良好であった。
（溶剤耐性評価）
実施例１〜１５の各積層体１に対して、水（Ｈ２ Ｏ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ＰＧＭＥＡ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）（２．３８％）、ＮａＯＨ（１質量％）及びフッ化水素（ＨＦ）（１質量％）に対する耐性を評価した。実施例１〜１５の各積層体１を上述した溶剤に浸漬し、１時間後の接着積層体７の溶解状態を観察した。実施例１〜１５の全てにおいて、接着積層体７は上述した溶剤に溶解せず、耐性を有していた。
（フィルム収縮評価）
実施例１〜１５の各積層体１を２００℃で１時間加熱した後、セパレートフィルム５の収縮状態を観察し、フィルム収縮を評価した。実施例１、２、７、８、１０及び１３において、セパレートフィルム５が若干収縮したが、他の実施例のセパレートフィルム５は収縮しなかった。
〔実施例１６〜２１〕
セパレートフィルム５としてＰＥＮフィルムを用いた。第２接着剤層６を形成する材料として、樹脂５及び樹脂６に、それぞれ軟化点１３５℃、分子量８２０のテルペン樹脂Ａ（ヤスハラケミカル社製、クリアロンＰ１３５、水添テルペン樹脂）、軟化点１１５℃、分子量６５０のテルペン樹脂Ｂ（ヤスハラケミカル社製、クリアロンＰ１１５、水添テルペン樹脂）及び軟化点：１０５℃、分子量６３０のテルペン樹脂Ｃ（ヤスハラケミカル社製、クリアロンＰ１０５、水添テルペン樹脂）を混合したものを用いた。
この混合樹脂をセパレートフィルム５上にアプリケーターを用いて塗工し、８０℃で５分間乾燥させて、層厚１０μｍの第２接着剤層６を形成した。セパレートフィルム５上の第２接着剤層６にサポートプレート３を貼り合せ、ラミネーターを用いて、サポートプレート３にセパレートフィルム５を圧力２．０ｋｇ／ｃｍ２、速度０．５ｍ／ｍｉｎ、温度１２０℃でラミネートした。テルペン樹脂Ａ〜Ｃの混合によって、ラミネート性が向上した。
次に、接着剤組成物３を、５インチシリコンウエハ２上にＳｐｉｎ塗布し、８０℃で５分間乾燥させて、層厚５０μｍの第１接着剤層４を形成した。そして、ウエハ２上の第１接着剤層４に、サポートプレート３をラミネートしたセパレートフィルム５を貼り付けることによって、積層体１を形成した。各実施例において積層体１の形成に使用した材料の組み合わせを表３に示す。
Figure 0005489546
（剥離評価）
実施例１６〜２１の積層体１を２００℃で１時間加熱した後に、ｐ−メンタン中に浸漬して超音波処理し、セパレートフィルム５を取り除いて、剥離評価を行った。実施例１６〜２１の全てにおいて、ウエハ２からのサポートプレート３の剥離が良好に行われた。また、テルペン樹脂Ａ〜Ｃの混合によって、第２接着剤層の溶解性が向上した。
（クラック耐性評価）
実施例１６〜２１の各積層体１において、第１接着剤層４の層厚をそれぞれ５０μｍとなるように形成し、これらの層のクラックの有無を目視により観察した。実施例１６〜２１の全てにおいてクラックの発生は無く、クラック耐性は良好であった。
（沈み込み評価）
実施例１６〜２１の各積層体１において、２００℃で１時間加熱した後の接着積層体７の厚みを、加熱前の厚みと比較して、沈み込み評価を行った。実施例１６〜２１の全てにおいて、接着積層体７の加熱後の厚みと加熱前の厚みとの差は１０μｍ以下、沈み込み量は極めて少なく、沈み込み評価の結果は良好であった。
（溶剤耐性評価）
実施例１６〜２１の各積層体１に対して、Ｈ２ Ｏ、ＩＰＡ、ＰＧＭＥＡ、ＮＭＰ、ＤＭＳＯ、ＴＭＡＨ（２．３８％）、ＮａＯＨ（１％）及びＨＦ（１％）に対する耐性を評価した。実施例１６〜２１の各積層体１を上述した溶剤に浸漬し、１時間後の接着積層体７の溶解状態を観察した。実施例１６〜２１の全てにおいて、接着積層体７は上述した溶剤に溶解せず、耐性を有していた。
（フィルム収縮評価）
実施例１６〜２１の各積層体１を２００℃で１時間加熱した後、セパレートフィルム５の収縮状態を観察し、フィルム収縮を評価した。実施例１６〜２１の全ての積層体１において、セパレートフィルム５は収縮しなかった。
〔比較例１〜３〕
比較例１として、ウエハ２上に樹脂１の接着剤組成物１を用いて接着剤層を形成し、当該接着剤層にサポートプレート３を貼り合せて、積層体を形成した。比較例２として、ウエハ２上に樹脂１の接着剤組成物１を用いて接着剤層を形成し、サポートプレート３上に樹脂４の接着剤組成物４を用いて接着剤層を形成し、これらの接着剤層を貼り合せて、積層体を形成した。比較例３として、ウエハ２上に樹脂３の接着剤組成物３を用いて接着剤層を形成し、サポートプレート３上に樹脂４の接着剤組成物４を用いて接着剤層を形成し、これらの接着剤層を貼り合せて、積層体を形成した。
（剥離評価）
比較例１〜３の各積層体を２００℃で１時間加熱した後に、ｐ−メンタン中に浸漬して超音波処理し、ウエハ２からサポートプレート３を剥離して剥離評価を行った。比較例１の積層体においては、ウエハ２からサポートプレート３の剥離が可能であったが、比較例２及び３の積層体においては、２つの接着剤層にミキシングが発生し、接着剤層の溶解が困難となり、剥離が良好に行われなかった。
（クラック耐性評価）
比較例１〜３の各積層体において、各接着剤層の層厚をそれぞれ５０μｍとなるように形成し、これらの層のクラックの有無を目視により観察した。比較例１の接着剤層及び比較例２のウエハ２側の接着剤層においてクラックが発生し、クラック耐性は十分ではなかった。
（沈み込み評価）
比較例１〜３の各積層体において、２００℃で１時間加熱した後の接着剤層の厚みを、加熱前の厚みと比較して、沈み込み評価を行った。比較例１においては、接着剤層の厚みが４０μｍ沈み込んでいた。比較例２及び３においては、それぞれ接着剤層が２５μｍ及び２０μｍ沈み込んでいた。
（溶剤耐性評価）
比較例１〜３の各積層体に対して、Ｈ２ Ｏ、ＩＰＡ、ＰＧＭＥＡ、ＮＭＰ、ＤＭＳＯ、ＴＭＡＨ（２．３８％）、ＮａＯＨ（１％）及びＨＦ（１％）に対する耐性を評価した。比較例１〜３の各積層体を上述した溶剤に浸漬し、１時間後の接着剤層の溶解状態を観察した。比較例１の積層体は、ＰＧＭＥに対して溶解し、他の溶剤に対しては溶解しなかった。比較例２及び３の積層体は上述した溶剤に溶解しなかった。
本発明に係る貼付方法によれば、沈み込みの発生を防ぎ、短時間で容易に剥離することが可能なように、基板に支持板を貼り付けることができるので、例えば、微細化された半導体装置の製造に好適に利用可能である。
１ 積層体
２ ウエハ（基板）
３ サポートプレート（支持板）
４ 第１接着剤層
５ セパレートフィルム（分離膜層）
６ 第２接着剤層
７ 接着積層体

Claims (11)

  1. 基板に、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔が設けられた支持板を貼り付ける貼付方法であって、
    基板上に設けられ、有機溶剤に溶解する第１接着剤層と、
    第１接着剤層上に設けられた分離膜層と、
    上記分離膜層上に設けられ、第１接着剤層が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解し、有機溶剤に耐性を有する第２接着剤層と、
    を介して、上記基板に上記支持板を貼り付ける貼付工程を包含していることを特徴とする貼付方法。
  2. 上記貼付工程の前に、上記基板上に第１接着剤層を形成する第１接着剤層形成工程をさらに包含することを特徴とする請求項１に記載の貼付方法。
  3. 上記貼付工程の前に、上記支持板上に第２接着剤層を形成する第２接着剤層形成工程をさらに包含することを特徴とする請求項１に記載の貼付方法。
  4. 上記分離膜層は、第１接着剤層及び第２接着剤層を溶解する溶剤に溶解しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の貼付方法。
  5. 上記分離膜層は、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ポリエステル樹脂（ＰＥＴ））、ポリフェニレンサイファイド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂、ナイロン、及びポリ乳酸樹脂からなる群より選択される樹脂を含む膜により形成されていることを特徴とする請求項４に記載の貼付方法。
  6. 第２接着剤層を形成する第２接着化合物の平均分子量は、第１接着剤層を形成する第１接着化合物の平均分子量の１０％〜３０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の貼付方法。
  7. 第２接着剤層を形成する第２接着化合物は、非極性溶媒溶解性化合物又は高極性溶媒溶解性化合物を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の貼付方法。
  8. 上記非極性溶媒溶解性化合物は、シクロオレフィンから誘導される構成単位を有する樹脂であることを特徴とする請求項７に記載の貼付方法。
  9. 上記高極性溶媒溶解性化合物は、コラーゲンペプチド、セルロース、及びポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる群より選択されることを特徴とする請求項７に記載の貼付方法。
  10. 第２接着剤層の層厚は、第１接着剤層の層厚よりも薄いことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の貼付方法。
  11. 基板に、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔が設けられた支持板を貼り付ける貼付装置であって、
    基板上に設けられ、有機溶剤に溶解する第１接着剤層と、
    第１接着剤層上に設けられた分離膜層と、
    上記分離膜層上に設けられ、第１接着剤層が溶解する溶剤とは異なる溶剤に溶解し、有機溶剤に耐性を有する第２接着剤層と、
    を介して、上記基板に上記支持板を貼り付ける貼付手段を備えていることを特徴とする貼付装置。
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