JP6077810B2 - プラズマ処理装置、プラズマ処理方法および積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る接着層形成工程では、図1の(1)に示すように、半導体ウエハ1上に接着剤を塗布して、半導体ウエハ1上に接着層2を形成する。
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)、ならびに、テルペン樹脂、ロジン系樹脂およ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、スチレンまた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。
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−t−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。
このようなシクロオレフィンコポリマーとしては、APL 8008T、APL 8009T、およびAPL 6013T(全て三井化学株式会社製)などを使用できる。
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い。接着剤として用いるエラストマーは、当該スチレン単位の含有量が14重量%以上、50重量%以下の範囲であることが好ましい。さらに、エラストマーは、重量平均分子量が10,000以上、200,000以下の範囲であることが好ましい。
接着材料には、本発明における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、酸化防止剤および界面活性剤等、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。
本実施形態に係る接着層形成工程では、図1の(2)に示すように、プラズマ処理によって、支持体4上に分離層3を形成する。
分離層3は、フルオロカーボンからなっていてもよい。分離層3は、フルオロカーボンによって構成されることにより、光を吸収することによって変質するようになっており、その結果として、光の照射を受ける前の強度または接着性を失う。よって、わずかな外力を加える(例えば、支持体4を持ち上げるなど)ことによって、分離層3が破壊されて、支持体4と半導体ウエハ1とを容易に分離することができる。
分離層3は、無機物からなっていてもよい。分離層3は、無機物によって構成されることにより、光を吸収することによって変質するようになっており、その結果として、光の照射を受ける前の強度または接着性を失う。よって、わずかな外力を加える(例えば、支持体4を持ち上げるなど)ことによって、分離層3が破壊されて、支持体4と基板1とを容易に分離することができる。
分離層3は、赤外線吸収物質を含有していてもよい。分離層3は、赤外線吸収物質を含有して構成されることにより、光を吸収することによって変質するようになっており、その結果として、光の照射を受ける前の強度または接着性を失う。よって、わずかな外力を加える(例えば、支持体4を持ち上げるなど)ことによって、分離層3が破壊されて、支持体4と基板1とを容易に分離することができる。
分離層3は、光吸収性を有している構造をその繰り返し単位に含んでいる重合体を含有していてもよい。該重合体は、光の照射を受けて変質する。該重合体の変質は、上記構造が照射された光を吸収することによって生じる。分離層3は、重合体の変質の結果として、光の照射を受ける前の強度または接着性を失っている。よって、わずかな外力を加える(例えば、支持体4を持ち上げるなど)ことによって、分離層3が破壊されて、支持体4と基板1とを容易に分離することができる。
また、上記重合体は、例えば、以下の式のうち、(a)〜(d)の何れかによって表される繰り返し単位を含んでいるか、(e)によって表されるか、または(f)の構造をその主鎖に含んでいる。
上記の“化2”に示されるベンゼン環、縮合環および複素環の例としては、フェニル、置換フェニル、ベンジル、置換ベンジル、ナフタレン、置換ナフタレン、アントラセン、置換アントラセン、アントラキノン、置換アントラキノン、アクリジン、置換アクリジン、アゾベンゼン、置換アゾベンゼン、フルオリム、置換フルオリム、フルオリモン、置換フルオリモン、カルバゾール、置換カルバゾール、N−アルキルカルバゾール、ジベンゾフラン、置換ジベンゾフラン、フェナンスレン、置換フェナンスレン、ピレンおよび置換ピレンが挙げられる。例示した置換基が置換を有している場合、その置換基は、例えば、アルキル、アリール、ハロゲン原子、アルコキシ、ニトロ、アルデヒド、シアノ、アミド、ジアルキルアミノ、スルホンアミド、イミド、カルボン酸、カルボン酸エステル、スルホン酸、スルホン酸エステル、アルキルアミノおよびアリールアミノから選択される。
分離層3は、赤外線吸収性の構造を有する化合物によって形成されていてもよい。該化合物は、赤外線を吸収することにより変質する。分離層3は、化合物の変質の結果として、赤外線の照射を受ける前の強度または接着性を失っている。よって、わずかな外力を加える(例えば、支持体を持ち上げるなど)ことによって、分離層3が破壊されて、支持体4と基板1とを容易に分離することができる。
中でも、シロキサン骨格を有する化合物としては、上記化学式(3)で表される繰り返し単位および下記化学式(5)で表される繰り返し単位の共重合体であるt−ブチルスチレン(TBST)−ジメチルシロキサン共重合体がより好ましく、上記式(3)で表される繰り返し単位および下記化学式(5)で表される繰り返し単位を1:1で含む、TBST−ジメチルシロキサン共重合体がさらに好ましい。
シルセスキオキサン骨格を有する化合物としては、このほかにも、特開2007−258663号公報(2007年10月4日公開)、特開2010−120901号公報(2010年6月3日公開)、特開2009−263316号公報(2009年11月12日公開)および特開2009−263596号公報(2009年11月12日公開)において開示されている各シルセスキオキサン樹脂を好適に利用できる。
図2は、分離層形成工程において用いる本実施形態に係るプラズマ処理装置100の一構成例を示す断面図である。図2に示すように、プラズマ処理装置100は、ベース101の上に排気リング104、排気リング104上にチャンバー胴部105、チャンバー胴部105上にチャンバー上部106、チャンバー上部106上に天板108が重ねられ、排気リング104下方の開口をステージ103が塞いだ構造を有しており、内部にチャンバー102を構成している。
図2に示すように、プラズマ処理装置100のチャンバー102には、プラズマ発生部114と、ステージ103との間に、ダウンフロー領域111が設けられている。ダウンフロー領域111とは、プラズマ発生部114において生じたラジカルが再結合する領域である。本実施形態では、プラズマ発生部114において生じたラジカルがダウンフロー領域111において再結合した後に、支持体4上に堆積するため、良好な分離層3を形成することができる。
上述したように、本実施形態に係る天板108は、金属、特にアルミニウム(アルミニウム合金を含む)から構成されており、隣接するチャンバー上部106等を構成する石英とは異なる材質から構成されている。
図2に示すように、本実施形態に係るプラズマ処理装置100では、キャップ型コイル107が、ドーム部112の外周に設けられている。すなわち、キャップ型コイル107は、徐々に直径が大きくなるように構成されている。これにより、高周波電力を供給した際のキャップ型コイル107における抵抗成分を低減することができる。別の観点から言えば、抵抗成分を大きくすることなく、キャップ型コイル107の巻き数を多くすることができる。
本実施形態に係るプラズマ処理装置100では、被処理物である支持体4の外周と、チャンバー102の内壁とが接近し、チャンバー102の容量が小さくなるように構成されている。
なお、図2は、分離層形成工程において用いるプラズマ処理装置の一構成例を示しているだけであり、本発明はこれに限定されない。すなわち、十分なダウンフロー領域を確保し得る構造であれば、例えば、図3に示すような構造のプラズマ処理装置を用いてもよいし、その他の構造のプラズマ処理装置を用いてもよい。
本実施形態に係る貼り合わせ工程では、図1の(3)に示すように、半導体ウエハ1と支持体4との間に分離層3を備えるように接着層2を介して積層する。
本実施形態に係る照射工程では、図1の(4)に示すように、分離層3に対して支持体4側からレーザ8を照射して分離層3を変質させる。
本実施形態に係る分離工程では、図1の(5)に示すように、基板1から支持体4を分離する。光の照射によって変質した分離層3は、その強度が著しく低下している。したがって、例えば、わずかな外力を加えて支持体4を引き上げることによって、分離層3が容易に破壊されて、支持体4を基板1から分離することができる。
本実施形態に係る洗浄工程では、図1の(6)に示すように、支持体4が分離された基板1上に残った接着層2を除去する。接着層2の除去は、例えば、接着層2に、接着層2を溶解させる溶剤を噴霧することにより行うことができる。これにより、接着層2が除去された基板1を得ることができる。
プラズマ発生部からガラス基板(支持体)までの距離が異なる複数のプラズマ処理装置を準備し、各プラズマ処理装置を用いて分離膜を形成した結果を比較した。
全体を石英で作製したプラズマ処理装置と、天板をアルミニウムで作製するとともに接地させたプラズマ処理装置とで、モードジャンプを起こす電力がどのように変化するのかを検証した。結果、全体を石英で作製したプラズマ処理装置では、モードジャンプを起こす電力は、2700〜2800Wであったのに対し、天板をアルミニウムで作製するとともに接地させたプラズマ処理装置では、モードジャンプを起こす電力は、2300〜2400Wであり、モードジャンプを起こす電力を著しく低減することができた。
2 接着層
3 分離層
4 支持体
8 レーザ(光)
10 積層体
100 プラズマ処理装置
101 ベース
102 チャンバー
103 ステージ
104 排気リング
105 チャンバー胴部
106 チャンバー上部
107 キャップ型コイル
108 天板
109 排気孔
110 供給口
111 ダウンフロー領域
112 ドーム部
113 円筒部
114 プラズマ発生部
Claims (13)
- ドーム部と円筒部とを備えたベルジャー型のチャンバーと、
該ドーム部の外周に設けられたキャップ型コイルと、
被処理物を載置するステージと、を備えており、
該チャンバーにおける該キャップ型コイルに囲まれたプラズマ発生部と、該ステージとの間に、該プラズマ発生部において生じたラジカルが再結合するダウンフロー領域が設けられており、
上記ドーム部はチャンバー上部を含み、該チャンバー上部上に天板をさらに備え、該天板は、金属であって、該チャンバー上部とは異なる材質から構成されていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - プラズマCVD装置であり、
上記ダウンフロー領域において上記ラジカルが再結合してなる物質が、上記被処理物上に堆積されるようになっていることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。 - 上記プラズマ発生部と上記ステージとの間の距離が、10cm以上、20cm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。
- 上記キャップ型コイルが、誘導結合プラズマを発生させるようになっていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 上記キャップ型コイルが、互いに沿って伸びる2本のコイルからなり、該2本のコイルの端部がずれていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 上記チャンバーには、フッ化炭化水素ガスが供給され、光を吸収することによって変質する分離層を上記被処理物上に堆積するようになっていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 上記ダウンフロー領域では、上記プラズマ発生部において生じた炭素ラジカル同士が、互いに結合するようになっていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
- ドーム部と円筒部とを備えたベルジャー型のチャンバーと、該ドーム部の外周に設けられたキャップ型コイルと、被処理物を載置するステージと、を備えており、該ドーム部はチャンバー上部を含み、該チャンバー上部上に天板をさらに備え、該天板は、金属であって、該チャンバー上部とは異なる材質から構成されているプラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法であって、
該チャンバーにおける該キャップ型コイルに囲まれたプラズマ発生部においてプラズマを発生させるプラズマ発生工程と、
該プラズマ発生部と該ステージとの間に設けられたダウンフロー領域において、該プラズマ発生工程において生じたラジカルを再結合させる再結合工程と、を包含することを特徴とするプラズマ処理方法。 - 上記再結合工程において上記ラジカルが再結合してなる物質を、上記被処理物上に堆積する堆積工程を包含することを特徴とする請求項8に記載のプラズマ処理方法。
- 上記プラズマが、誘導結合プラズマであることを特徴とする請求項8または9に記載のプラズマ処理方法。
- 上記チャンバー内にフッ化炭化水素ガスを供給する供給工程を包含し、
上記ラジカルが炭素ラジカルを含むことを特徴とする請求項8〜10の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。 - 光を吸収することによって変質する分離層を上記被処理物上に堆積することを特徴とする請求項11に記載のプラズマ処理方法。
- 基板、該基板を支持する光透過性の支持体、および該基板と該支持体との間に設けられ、該支持体を介して照射される光を吸収することによって変質する分離層を備えた積層体の製造方法であって、
請求項1〜7の何れか一項に記載のプラズマ処理装置に該支持体を上記被処理物として供する工程を包含することを特徴とする積層体の製造方法。
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