JP6007688B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の低コスト化等を図る一つの手段として、１枚の半導体基板（半導体ウェハ）から製造される半導体チップの取得数を多くするために、大口径の半導体基板を用いた半導体装置の製造方法が検討されている。

一方、半導体基板に対して縦（厚さ）方向に電流が流れるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子においては、半導体基板の厚さが半導体素子の性能に大きく影響する。このため、半導体装置の性能を維持または向上させるためには、半導体基板の薄化が必要となる。

しかし、薄化された半導体基板は、割れやすく、取り扱いが難しくなる。また、半導体基板自身の機械的強度が小さく、反りや歪みが発生しやすい。このような反りや歪みは、半導体基板上に積層される膜の応力によりさらに大きくなるために、半導体基板は製造工程中に割れてしまう恐れがある。また、最終的に、薄化した半導体基板を個片化した各半導体チップにダイシングする際には、半導体基板に機械的な応力が加わり、半導体基板に割れが生じてしまう。

このような半導体基板の機械的強度の低下に対して、様々な技術が提案されている。例えば、半導体基板の裏面側のみの周辺部を残して、広い範囲にわたり凹部を形成する加工を施して、半導体基板の機械的強度を高めることができる（例えば、特許文献１参照）。また、支持基板にガラスを用いて、接着層を介して半導体基板に取り付けて裏面全面を所望の厚さまで研磨処理を行って、当該支持基板を剥離して、所望の厚さの半導体基板を得ることができる（例えば、特許文献２，３参照）。その他、特許文献４〜６等、様々な技術が提案されている。

特開２００３−３３２２７１号公報 特開２００４−６４０４０号公報 国際公開第２００９／１４２０７８号 特開２０１１−２５８８４１号公報 特開２００５−１２９６５２号公報 特開平１１−１２１４６６号公報

特許文献３等では、半導体基板に接着剤を介して取り付けた支持基板を、当該半導体基板から剥離するために、接着剤にレーザ光を照射して、接着剤と支持基板との接着界面の接着剤を昇華させて、接着剤の粘着力を低下させる方法が行われている。レーザ照射により、支持基板に対する接着剤の接着性を無くすためには、支持基板の接着剤にはレーザ光が垂直に照射される必要がある。このため、半導体基板と支持基板との間からはみ出て、支持基板の端部に接合界面とは異なる角度で回り込んだ接着剤には、支持基板に対して垂直にレーザ照射を行っても、接着剤の昇華に十分な照射エネルギーを与えることができない。このため、半導体基板から支持基板を剥離するために、レーザ照射しても、部分的に接着剤が剥離できないという問題点があった。

そこで、支持基板の端部にはみ出した接着剤を物理的に除去しても、その後の半導体基板を薄化するための研磨工程で、接着剤が無い端部に対する研磨による圧力と他の部分に対する圧力と異なり、結果的に半導体基板の厚さが異なってしまう。また、接着剤がはみ出さないような接着剤等の条件の最適化は難しく、条件によっては支持基板が剥離できなくなってしまう場合もある。したがって、半導体基板に接着剤を介して支持基板を取り付けて、当該半導体基板を薄化しても支持基板を適切に取り外すことはできず、薄化した半導体基板のみを得ることが難しいという問題点があった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、薄化した半導体基板を得ることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、被処理基板の一方の主面に支持基板を接着層を介して取り付ける工程と、前記支持基板と前記被処理基板とに挟持された前記接着層にレーザ光を照射して、前記支持基板を剥離する工程と、を有し、前記支持基板を剥離する工程の前後のいずれかで、プラズマ処理を行って、取り付けられた前記支持基板と前記被処理基板との間からはみ出た、少なくとも前記支持基板の縁部の前記接着層を除去する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。

このような半導体装置の製造方法によれば、薄化した半導体基板を得ることができる。

第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の被処理基板から支持基板の剥離を示す図である。 第１の実施の形態に係る接着層の被処理基板と支持基板との間からはみ出た部分の除去の詳細を示す図である。 第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る支持基板の取り付け工程及び半導体基板の薄化工程を示す図である。 第２の実施の形態に係る接着層の除去工程を示す図である。 第２の実施の形態に係る支持基板の剥離工程を示す図である。 第３の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る支持基板の一部の剥離工程を示す図である。 第３の実施の形態に係る接着層の除去工程及び支持基板の完全剥離工程を示す図である。

実施の形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
以下に示す半導体装置の製造方法では、支持基板を接着層を介して被処理基板に取り付けて、当該被処理基板を所望の厚さに薄化して、薄化した被処理基板から支持基板を剥離させることができるものである。

このような半導体装置の製造方法について図１を用いて説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の被処理基板から支持基板の剥離を示す図である。

なお、図１では、被処理基板に対する支持基板の２種の剥離工程を示している。一方の剥離工程は、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の順に、他方の剥離工程は、図１（Ａ），（Ｅ），（Ｆ），（Ｄ）の順にそれぞれ実行されるものである。

まず、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の順に行われる剥離工程について説明する。
被処理基板１には、所定のエッチング、パターニング、イオン注入等の処理が実行されて半導体素子（図示を省略）が形成されている。

このように半導体素子が形成された被処理基板１を薄化するために、半導体素子が形成された一方の主面に接着層３を介して被処理基板１の径よりも大きい支持基板２を取り付ける。なお、支持基板２は、光を透過する性質を有する材質であって、例えば、ガラス、プラスチック等により構成されている。さらに、被処理基板１と支持基板２との間の厚さを均一にするために、所定の圧力で被処理基板１と支持基板２とを相互に押圧して密着させる。

この際、このようにして取り付けられた支持基板２と被処理基板１との間から接着層３がはみ出て、図１（Ａ）に示すように、接着層３のはみ出た部分３ａは支持基板２の縁部に回り込む。

なお、図示を省略するが、このようにして支持基板２が密着された被処理基板１の主面（図中上側の面）を研磨して、被処理基板１を所望の厚さとする。
なお、このようにして研磨した後で、被処理基板１の裏面（半導体素子が形成されていない側の面）に、必要に応じて、イオン注入等の半導体素子の形成に必要な工程を行う様にしても構わない。

ここで、このようにして接着層３の被処理基板１と支持基板２との間からはみ出た部分３ａの除去工程について図２を用いて説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る接着層の被処理基板と支持基板との間からはみ出た部分の除去の詳細を示す図である。

なお、図２（Ａ）は、従来の支持基板２の剥離を、図２（Ｂ），（Ｃ）は、支持基板２の縁部の接着層３のはみ出た部分３ａの除去を、それぞれ模式的に要部を拡大して表している。

図１（Ａ）に示した状態において、従来であれば、図２（Ａ）に示すように、支持基板２側（図中下側）からレーザ光を照射するレーザ照射処理を行って、被処理基板１から支持基板２の剥離を試みていた。この場合には、接着層３の、レーザ光が垂直に入射される領域３ｂは十分な照射エネルギーが供給されて接着界面の接着剤が昇華して、当該領域３ｂは支持基板２から剥離する。一方、接着層３のレーザ光の入射方向と平行な領域３ｃは、十分な照射エネルギーが供給されないために当該接着剤が昇華せずに、当該領域３ｂは支持基板２から剥離しない。このため、接着層３の被処理基板１及び支持基板２の間からはみ出た部分３ａの支持基板２の側面と接する領域３ｃを剥離することができなかった。また、被処理基板１が十分に薄化されている場合には、このように接着層３において剥離されている領域と剥離されていない領域の境界において、当該被処理基板１に応力が加わり、被処理基板１が割れてしまう恐れもあった。

そこで、このような接着層３のはみ出た部分３ａを除去してから、レーザ照射処理を行う。接着層３のはみ出た部分３ａの除去方法としては、例えば、被処理基板１側から、図２（Ｂ）（並びに図１（Ｂ））に示すように、被処理基板１側に対してプラズマ処理を行う。このようなプラズマ処理により、図２（Ｃ）に示すように、接着層３の被処理基板１から露出した、接着層３のはみ出た部分３ａを除去することができる。

次に、被処理基板１から支持基板２を剥離する工程について説明する。
このようにして支持基板２の縁部に回り込んだ接着層３のはみ出た部分３ａが除去された支持基板２に対して、図１（Ｃ）に示すように、支持基板２側からレーザ光を照射するレーザ照射処理を行う。接着層３の被処理基板１と支持基板２との間からはみ出た部分３ａはプラズマ処理により除去されたために、残された接着層３の殆どは被処理基板１と支持基板２との間に存在することになる。このような状態の接着層３は支持基板２側から照射されたレーザ光が垂直に入射されるために、接着層３から支持基板２が容易に剥離するようになる。この結果、図１（Ｄ）に示すように、所望の厚さに加工された被処理基板１を得ることができる。

なお、このように接着層３のはみ出た部分３ａを除去することで、接着層３の全面に垂直にレーザ光が入射されるようになり、支持基板２を剥離することが可能となる。したがって、プラズマ処理において接着層３のはみ出た部分３ａは、少なくとも支持基板２と接する領域３ｃ（図２（Ｂ））から外側（図２（Ｂ）の場合は左側）を除去できればよい。このようにして接着層３のはみ出た部分３ａの支持基板２と接する領域３ｃから外側が除去されると、接着層３は領域３ｂが残り、この領域３ｂの全面にレーザ光が垂直に入射されるため、支持基板２を剥離することができる。

この後の工程では、被処理基板１を洗浄して接着層３を除去して、被処理基板１をダイシングにより個片化することで半導体素子が形成される。
次に、図１（Ａ），（Ｅ），（Ｆ），（Ｄ）の順に行われる剥離工程について説明する。

図１（Ａ）に示した状態において、図１（Ｅ）に示すように、支持基板２側からレーザ光を照射するレーザ照射処理を行う。この場合、図２（Ａ）で説明したように、接着層３は、レーザ光が垂直に入射される領域は、接着界面の接着剤が昇華されて支持基板２が剥離するものの、レーザ光が垂直に入射されない領域等は、支持基板２が剥離しない。したがって、支持基板２は縁部の側面のみが、接着層３のはみ出た部分３ａと接着した状態となる。なお、後述する図１（Ｆ）における、支持基板２と接着層３との間の鎖線は、剥離していることを表している。

このように支持基板２の側面のみが接着層３のはみ出た部分３ａと接着している状態において、被処理基板１側から、図１（Ｆ）に示すように、プラズマ処理を行う。
このようなプラズマ処理により、接着層３のはみ出た部分３ａが除去されて、図１（Ｄ）に示すように、被処理基板１から支持基板２が完全に剥離する。

以後は、図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の順に行われる剥離工程の場合と同様にして、半導体素子が形成される。
なお、上記の２種の剥離工程におけるプラズマ処理では、被処理基板１の半導体素子が形成されている面には接着層３を介して支持基板２が取り付けられているために、当該被処理基板１の半導体素子が形成されている面に対する損傷が防がれる。

このように、上記の半導体装置の製造方法では、被処理基板１の一方の主面に支持基板２を接着層３を介して取り付ける工程と、支持基板２と被処理基板１とに挟持された接着層３にレーザ光を照射して、支持基板２を剥離する工程と、を有する。さらに、支持基板２を剥離する工程の前後のいずれかで、取り付けられた支持基板２と被処理基板１との間からはみ出た、少なくとも支持基板２の縁部の接着層３を除去する工程を有するようにした。これにより、研磨処理した被処理基板１から支持基板２を容易に剥離することができ、所望の厚さの被処理基板１を確実に得ることができるようになる。

接着層３のはみ出た部分３ａを除去する工程を、レーザ光を照射して支持基板２を剥離させる前に行うと、接着層３のはみ出た部分３ａ以外の接着層３を除去してしまう恐れがある。このため、接着層３のはみ出た部分３ａを除去する工程は、レーザ光を照射して支持基板２の一部を剥離させた後に行うことが好ましい。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、第１の実施の形態における図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の剥離工程を含む半導体装置の製造方法について詳細に説明する。

まず、半導体装置の製造方法の一例について図３を用いて説明する。
図３は、第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の一例を示すフローチャートである。

［ステップＳ１１］ 半導体基板に対して、所望の半導体素子を形成する。半導体素子は、半導体基板に対して、マスクの形成、フォトリソグラフィ、エッチング、洗浄等の一般的な工程を経て形成される。

［ステップＳ１２］ 半導体基板の半導体素子が形成されている側に、接着層を介して、支持基板を取り付けて、半導体基板と支持基板との間の厚さを均一にするために、所定の圧力で半導体基板と支持基板とを相互に押圧して密着させる。

なお、この際、半導体基板と支持基板との間から接着層がはみ出て、はみ出た接着層は支持基板の縁部に回り込む。
［ステップＳ１３］ 支持基板が取り付けられた半導体基板の支持基板が取り付けられていない側を研磨して、半導体基板を所望の厚さに薄化する。

なお、このようにして半導体基板を薄化した後、半導体基板の裏面（半導体素子が形成されていないていない側）に対して、必要に応じて、半導体素子の形成に必要なイオン注入等の工程を実行することも可能である。

［ステップＳ１４］ 所定の反応室内に支持基板が取り付けられた所望の厚さに薄化された半導体基板を搬入し、当該反応室内に供給したエッチングガスをプラズマ化する。プラズマ中のイオン種、ラジカル種等を当該半導体基板側から、半導体基板と支持基板との間にはみ出た接着層に吸着させて、接着層のイオン種、ラジカル種等が吸着した部分を除去する。

［ステップＳ１５］ はみ出た接着層が除去された半導体基板と支持基板とに対して、支持基板側からレーザ光を照射して、半導体基板から支持基板を剥離する。
［ステップＳ１６］ 支持基板が剥離された半導体基板を洗浄して、半導体基板から接着層を除去する。

［ステップＳ１７］ このような半導体基板をダイシングして個片化して、半導体素子が形成される。
このようにして形成された半導体素子を、所定の回路基板等に搭載する等して、半導体装置が製造される。

次に、このような半導体装置の製造方法の工程の詳細について説明する。
支持基板の取り付け工程（ステップＳ１２：図３）、半導体基板の薄化工程（ステップＳ１３：図３）について図４を用いて説明する。

図４は、第２の実施の形態に係る支持基板の取り付け工程及び半導体基板の薄化工程を示す図である。
なお、図４（Ａ），（Ｂ）は、半導体基板１０に対する支持基板２０の取り付け工程、図４（Ｃ）は、半導体基板１０を薄化する薄化工程をそれぞれ示している。

半導体基板１０の一方の主面１０ａに半導体素子（図示を省略）を形成した（ステップＳ１１：図３）後、半導体基板１０の一方の主面１０ａに接着層３０を形成する。
半導体基板１０としては、例えば、シリコン、ガリウムヒ素等を用いることができる。半導体基板１０の形状、大きさ等は、得られる基板の用途によるが、円形、楕円形、正方形、長方形、正多角形等のものが好ましい。また、半導体基板１０は、形状によらず、厚さは５００μｍ以上が好ましい。５００μｍ以下であると半導体基板１０単独では強度が低くなってしまい、割れ等が生じる恐れがある。

接着層３０は、厚さが数μｍ〜数十μｍであって、有機物である、例えば、ポリイミドにより構成されている。
次いで、このような半導体基板１０に形成された接着層３０に対して、支持基板２０の位置合わせを行って、環境温度が３００度〜３５０度の真空下（１．０×１０⁵Ｐａ程度）で、半導体基板１０に支持基板２０を接触する（図４（Ａ））。

このような支持基板２０は、光を透過する材質であって、例えば、ガラス、アクリル樹脂により構成されている。また、支持基板２０は、半導体基板１０の表面よりも外形が大きい表面を有する。このような支持基板２０として、円形、楕円形、正方形、長方形、正多角形等の形状のものを適用することが可能である。

このようにして半導体基板１０に接着層３０を介して支持基板２０を接触させた後、続けて、半導体基板１０と支持基板２０との厚さが均一になるように、半導体基板１０に対して支持基板２０（または、支持基板２０に対して半導体基板１０）を、例えば、１４Ｎ／ｃｍ²〜２２Ｎ／ｃｍ²の圧力で押圧して取り付ける。

この時、半導体基板１０と支持基板２０とから押圧された接着層３０は半導体基板１０と支持基板２０との間からはみ出てしまう。接着層３０のはみ出た部分３０ａは、支持基板２０の縁部に回り込む（図４（Ｂ））。

このようにして支持基板２０が取り付けられた半導体基板１０の他方の主面１０ｂを研磨またはエッチングして、半導体基板１０を所望の厚さ（例えば、３０μｍ〜８５μｍ）に薄化する（図４（Ｃ））。

次に、このような半導体基板１０と支持基板２０とから接着層３０のはみ出た部分３０ａを除去する除去工程について図５を用いて説明する。
図５は、第２の実施の形態に係る接着層の除去工程（ステップＳ１４：図３）を示す図である。

なお、図５（Ａ）は、接着層３０に対するプラズマ処理、図５（Ｂ）は、プラズマ処理後の接着層３０をそれぞれ表している。
支持基板２０を取り付けて薄化した半導体基板１０を、図示を省略するプラズマ処理装置のエッチングチャンバ内に搬送して、所定の位置にセットする。

エッチングチャンバには、外周部にコイルが巻かれ、内部にカソード電極が配置されている。エッチングチャンバのカソード電極上に、支持基板２０を当該電極側にして、薄化した半導体基板１０をセットする。また、エッチングガスがガス導入口から供給され、エッチングチャンバ内の使用済みのエッチングガスは所定の排気口から排出される。なお、エッチングガスとしては、有機物で構成される接着層３０を除去するものであればよく、酸素または４フッ化メタン等を用いることができる。なお、エッチングガスとして酸素を用いた場合には、支持基板２０に対する損傷が小さいために、支持基板２０を繰り返し用いることができ、コストの増加を抑制することができる。また、このようなエッチングガスを供給する際のガスの流量は、例えば、１００ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍであって、エッチングチャンバ内に７分間程度供給する。

このように半導体基板１０がセットされたエッチングチャンバにおいて、半導体基板１０の温度が１００度〜２００度となるように加熱すると共に、１０Ｐａ〜１００Ｐａとなるように圧力を調整する。さらに、コイル及びカソード電極に所定の高周波電源をそれぞれ供給して、エッチングチャンバ内にプラズマが発生する。このような状態において、カソード電極に高周波電源を供給して、エッチングチャンバ内にバイアスパワーを印加する。これにより、プラズマ中に存在するイオンが方向性を得て、図５（Ａ）に示すように、接着層３０のはみ出た部分３０ａに対してエッチングを行う。

この時、接着層３０に対して、半導体基板１０がマスクとなり、図５（Ｂ）に示すように、接着層３０の半導体基板１０及び支持基板２０からはみ出た部分３０ａのみが除去される。

次に、半導体基板１０から支持基板２０を剥離する剥離工程（ステップＳ１５：図３）について図６を用いて説明する。
図６は、第２の実施の形態に係る支持基板の剥離工程を示す図である。

なお、図６（Ａ）は、接着層３０に対するレーザ照射処理、図６（Ｂ）は、レーザ照射処理後の半導体基板１０をそれぞれ表している。
接着層３０のはみ出た部分３０ａの除去後、図６（Ａ）に示すように、支持基板２０側から、支持基板２０の全領域に対してレーザ光を垂直に走査しながら照射する。この際、接着層３０は、はみ出した部分３０ａが除去されているために、支持基板２０との全接着面に対してレーザ光が垂直に入射される。そして、接着層３０の支持基板２０との接着面に十分な照射エネルギーが供給されて、接着層３０は昇華する。これにより、支持基板２０は半導体基板１０を破損させることなく半導体基板１０から剥離して、図６（Ｂ）に示される、半導体基板１０が得られる。

なお、レーザ光は、接着層３０に吸収されて熱に変換し、接着層３０を昇華させることができるものであれば特に限定されない。そのようなレーザ光は、例えば、接着層３０がポリイミドである場合には、ポリイミドで吸収されるような波長が３００ｎｍ〜４００ｎｍのレーザ光である。

ここで、半導体基板１０の接着層３０に接着されている面と反対の面は、図示しないステージにて支持するようにしてもよい。
この後は、図３のステップＳ１６以降の処理が行われて、半導体素子が形成されて、半導体装置が製造される。

このように、上記の半導体装置の製造方法では、半導体基板１０の一方の主面１０ａに支持基板２０を接着層３０を介して取り付けて、取り付けられた支持基板２０と半導体基板１０との間からはみ出た、少なくとも支持基板２０の縁部の接着層３０を除去して、支持基板２０と半導体基板１０とに挟持された接着層３０にレーザ光を照射して、支持基板２０を剥離するようにした。

これにより、接着層３０ははみ出た部分３０ａが除去されることから、接着層３０の支持基板２０との全接着面にレーザ光が垂直に入射されるようになる。したがって、研磨処理して均一に薄化された半導体基板１０を破損させることなく、半導体基板１０から支持基板２０を容易に剥離して、所望の厚さの半導体基板１０を確実に得ることができるようになる。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、第１の実施の形態における図１（Ａ），（Ｅ），（Ｆ），（Ｄ）の剥離工程を含む半導体装置の製造方法について詳細に説明する。

まず、半導体装置の製造方法の一例について図７を用いて説明する。
図７は、第３の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の一例を示すフローチャートである。

なお、図７に示すフローチャートでは、図３に示したフローチャートのステップ番号と同じものは同じ工程を表している。ここでは、それらの工程の説明を省略し、ステップＳ２４，Ｓ２５のみの説明を行う。

ステップＳ１１〜Ｓ１３の工程が完了すると、以下のステップＳ２４，Ｓ２５の工程が行われる。
［ステップＳ２４］ 薄化された半導体基板に接着層を介して取り付けられた支持基板に、当該支持基板側からレーザ光を照射して、接着層のうちレーザ光が垂直に入射される領域に対応する支持基板を剥離する。

［ステップＳ２５］ 所定の反応室内に、ステップＳ２４で接着層の一部から支持基板を剥離した半導体基板を搬入し、当該反応室内に供給したエッチングガスをプラズマ化する。プラズマ中のイオン種、ラジカル種等を当該半導体基板側から、半導体基板と支持基板との間にはみ出た接着層に吸着して、接着層のイオン種、ラジカル種等が吸着した部分を除去することで、半導体基板から支持基板を完全に剥離する。

以後、第２の実施の形態と同様に、ステップＳ１６，Ｓ１７の工程を行って、半導体装置が製造される。
次に、このような半導体装置の製造方法の工程の詳細について説明する。

支持基板の一部剥離工程（ステップＳ２４）について図８を用いて説明する。
図８は、第３の実施の形態に係る支持基板の一部の剥離工程を示す図である。
なお、図８（Ａ）は、接着層３０に対するレーザ照射処理、図８（Ｂ）は、レーザ照射処理後の半導体基板１０をそれぞれ表している。

ステップＳ１１〜Ｓ１３にて支持基板２０が接着層３０を介して取り付けられて、薄化された半導体基板１０に対して、図８（Ａ）に示すように、支持基板２０側から、支持基板２０の全領域に対してレーザ光を垂直に走査しながら照射する。

この際、半導体基板１０と対向する支持基板２０の主面に対応する接着層３０の領域３０ｄは、入射されたレーザ光と垂直であることから、当該領域３０ｄは照射エネルギーが十分供給されて、接着界面の接着剤が昇華する。

一方、接着層３０のはみ出た部分３０ａは支持基板２０の縁部に回り込んでいるために、特に、はみ出た部分３０ａの支持基板２０の側面の領域付近は、入射されたレーザ光と平行であるために、照射エネルギーが十分供給されずに接着界面の接着剤が昇華しない。

したがって、接着層３０に対してこのようにレーザ光が照射されることで、図８（Ｂ）に示すように、接着層３０の領域３０ｄに対応する支持基板２０の領域のみが剥離して、支持基板２０の側面は接着層３０に接着したままとなる。

ここで、半導体基板１０の接着層３０に接着されている面と反対の面は、図示しないステージにて支持するようにしてもよい。
次に、接着層の除去工程及び支持基板の完全剥離工程について図９を用いて説明する。

図９は、第３の実施の形態に係る接着層の除去工程及び支持基板の完全剥離工程を示す図である。
なお、図９（Ａ）は、接着層３０に対するプラズマ処理、図９（Ｂ）は、プラズマ処理後の接着層３０をそれぞれ表している。

第２の実施の形態で説明したエッチングチャンバ内に、接着層３０の領域３０ｄに対応する支持基板２０の領域のみが剥離した半導体基板１０をカソード電極上に、支持基板２０を当該電極側にしてセットする。第２の実施の形態と同様に、プラズマ処理を行うと、プラズマ中に存在するイオンが方向性を得て、接着層３０のはみ出た部分３０ａに対してエッチングを行う。これにより、接着層３０のはみ出た部分３０ａが除去されることで、支持基板２０は、接着層３０のはみ出た部分３０ａと接着されていた側面が解放されて、半導体基板１０から剥離して、図９（Ｂ）に示される、半導体基板１０が得られる。

この後は、図７のステップＳ１６以降と同様の処理が行われて、半導体素子が形成されて、半導体装置が製造される。
このように、上記の半導体装置の製造方法では、半導体基板１０の一方の主面１０ａに支持基板２０を接着層３０を介して取り付けて、支持基板２０と半導体基板１０とに挟持された接着層３０にレーザ光を照射して、取り付けられた支持基板２０と半導体基板１０との間からはみ出た、少なくとも支持基板２０の縁部の接着層３０を除去して、支持基板２０を剥離するようにした。

これにより、支持基板２０はレーザ光が垂直に入射された接着層３０のはみ出た部分３０ａが回り込まれた縁部以外が剥離されて、接着層３０のはみ出た部分３０ａが除去されることで、支持基板２０の側面が解放される。したがって、研磨処理して均一に薄化された半導体基板１０を破損させることなく、半導体基板１０から支持基板２０を容易に剥離して、所望の厚さの半導体基板１０を確実に得ることができるようになる。

ここで、上記の各実施形態において、レーザ光の照射時は半導体基板１０を図示していないステージで支持（もしくは吸着保持）さえしていれば、レーザ光の照射は、図６（Ａ）のように、上側からでもよいし、図１（Ｃ）または（Ｅ）のように下側からでもよい。

あるいは、上記の各実施形態において、半導体基板１０を下側に、支持基板２０を上側として、レーザ照射、プラズマ照射の各処理を行うことができる。レーザ照射、プラズマ照射の処理順は上記の各実施形態で説明したとおりである。

半導体基板１０を図示しないステージに吸着（チャッキング）した状態で、支持基板の上方からレーザ光を照射して接着層３０の粘着力を低下させ、支持基板をピックアップして取り外すとよい。

このように、半導体基板１０図示しないステージ上に吸着保持し、支持基板２０の上方からレーザ光を照射して接着層３０の粘着力を低下させて支持基板を取り外ようにすることで、半導体基板１０をステージに吸着保持したまま次の工程に進むことができる。

１ 被処理基板
２ 支持基板
３ 接着層
３ａ はみ出た部分
３ｂ，３ｃ 領域

Claims (6)

1. 被処理基板の一方の主面に支持基板を接着層を介して取り付ける工程と、
   前記支持基板と前記被処理基板とに挟持された前記接着層にレーザ光を照射して、前記支持基板を剥離する工程と、
   を有し、
   前記支持基板を剥離する工程の前後のいずれかで、プラズマ処理を行って、取り付けられた前記支持基板と前記被処理基板との間からはみ出た、少なくとも前記支持基板の縁部の前記接着層を除去する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 前記プラズマ処理を、前記被処理基板の他方の主面側から行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記支持基板は、前記レーザ光を透過する性質を有する材質で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記支持基板は、ガラスまたはアクリル樹脂により構成されている、
   ことを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記支持基板の面積は前記被処理基板の面積よりも広い、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記レーザ光は、前記支持基板の前記被処理基板が取り付けられていない面側から前記接着層に垂直に照射される、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
   

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