KR101625730B1 - 지지체 분리 장치 및 지지체 분리 방법 - Google Patents

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Abstract

지지체 분리 장치 (100) 는, 기판 (1) 과, 접착층 (2) 과, 광을 흡수함으로써 변질되는 분리층 (3) 과, 서포트 플레이트 (4) 를 이 순서로 적층하여 이루어지는 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리하고, 적층체의 일방의 면을 유지하는 유지부 (11) 와, 유지부 (11) 를 승강시키는 승강부 (12) 와, 유지부 (11) 에 가해지는 힘을 일정하게 유지하기 위한 조정부 (13) 를 구비한다.

Description

지지체 분리 장치 및 지지체 분리 방법{SUPPORTING MEMBER SEPARATION APPARATUS AND SUPPORTING MEMBER SEPARATION METHOD}
본 발명은 적층체로부터 지지체를 분리하는 지지체 분리 장치 및 지지체 분리 방법에 관한 것이다.
최근, IC 카드, 휴대 전화 등의 전자 기기의 박형화, 소형화, 경량화 등이 요구되고 있다. 이들 요구를 만족시키기 위해서는, 장착되는 반도체칩에 대해서도 박형의 반도체칩을 사용해야 한다. 이 때문에, 반도체칩의 기초가 되는 웨이퍼 기판의 두께 (막두께) 는 현 상황에서는 125 ㎛ ∼ 150 ㎛ 이지만, 차세대 칩용으로는 25 ㎛ ∼ 50 ㎛ 로 해야 하는 것으로 전해지고 있다. 따라서, 상기 막두께의 웨이퍼 기판을 얻기 위해서는, 웨이퍼 기판의 박판화 공정이 필요 불가결하다.
웨이퍼 기판은, 박판화에 의해 강도가 저하되기 때문에, 박판화한 웨이퍼 기판의 파손을 방지하기 위해, 제조 프로세스 중에는, 웨이퍼 기판에 서포트 플레이트를 첩합 (貼合) 한 상태에서 자동 반송하면서 웨이퍼 기판 상에 회로 등의 구조물을 실장한다. 그리고, 제조 프로세스 후에, 웨이퍼 기판을 서포트 플레이트로부터 분리한다. 따라서, 제조 프로세스 중에는, 웨이퍼 기판과 서포트 플레이트가 강고하게 접착되어 있는 것이 바람직하지만, 제조 프로세스 후에는, 서포트 플레이트로부터 웨이퍼 기판을 원활히 분리할 수 있는 것이 바람직하다.
웨이퍼 기판과 서포트 플레이트를 강고하게 접착한 경우, 접착 재료에 따라서는, 웨이퍼 기판 상에 실장한 구조물을 파손시키지 않고, 웨이퍼 기판으로부터 서포트 플레이트를 분리하는 것은 곤란하다. 따라서, 제조 프로세스 중에는 웨이퍼 기판과 서포트 플레이트의 강고한 접착을 실현하면서, 제조 프로세스 후에는 웨이퍼 기판 상에 실장한 소자를 파손시키지 않고 분리한다는 매우 곤란한 임시 부착 기술의 개발이 요구되고 있다.
임시 부착 기술로서, 예를 들어, 웨이퍼 기판 및 서포트 플레이트를 접착하는 접착층과 서포트 플레이트 사이에, 광을 조사함으로써 변질되는 분리층을 미리 형성해 두어도 된다. 분리층에 광을 조사하여 당해 분리층을 변질시킨 후, 웨이퍼 기판과 서포트 플레이트가 접착된 적층체에 힘을 가함으로써, 서포트 플레이트와 웨이퍼 기판의 분리를 실시할 수 있다.
여기서, 특허문헌 1 에는, 지지판을 흡착하는 흡착 수단을 구비하고, 지지판이 첩착 (貼着) 된 기판으로부터 당해 지지판을 박리하는 박리 장치가 기재되어 있다.
또, 특허문헌 2 에는, 흡착 시트에 액체를 개재시켜 흡착 유지된 유리 기판을 그 흡착 시트로부터 박리하는 박리 수단을 구비한 유리 기판 박리 장치가 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2010-16125호 (2010년 1월 21일 공개) 국제 공개 공보 2013-5589호 (2013년 1월 10일 국제 공개)
그러나, 접착층을 개재하여 접착한 지지체와 기판의 분리를 실시할 때, 변질된 분리층은 영역에 따라 변질 정도에 차이가 있다. 그 때문에, 지지체를 수직으로 끌어올리는 것만으로는, 지지체를 바람직하게 분리할 수 없거나, 혹은 기판이 파손 또는 변형될 우려가 있다.
본 발명에 관련된 지지체 분리 장치 및 지지체 분리 방법은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 적층체로부터 지지체를 보다 작은 힘으로, 또한, 기판의 파손 및 변형을 억제하며 분리하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련된 지지체 분리 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 기판과, 접착층과, 광을 흡수함으로써 변질되는 분리층과, 지지체를 이 순서로 적층하여 이루어지는 적층체로부터 상기 지지체를 분리하는 지지체 분리 장치로서, 상기 적층체의 일방의 면을 유지하는 유지부와, 상기 유지부를 승강시키는 승강부와, 상기 유지부에 가해지는 힘을 일정하게 유지하기 위한 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관련된 지지체 분리 방법은, 기판과, 접착층과, 광을 흡수함으로써 변질되는 분리층과, 지지체를 이 순서로 적층하여 이루어지는 적층체로부터 상기 지지체를 분리하는 지지체 분리 방법으로서, 상기 적층체를 고정시키고, 적층체의 일방의 면을 가해지는 힘이 일정하게 유지되도록 조정하면서 유지하며 승강시키는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관련된 지지체 분리 장치 및 지지체 분리 방법은, 적층체로부터 지지체를 보다 작은 힘으로, 또한, 기판의 파손 및 변형을 억제하고 분리할 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 지지체 분리 장치의 개략의 구성을 나타내는 도면으로, (a) 는 측면도, (b) 는 상면도이다.
이하, 도 1 을 이용하여, 본 발명의 실시의 일 형태에 대하여 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 지지체 분리 장치 (100) 의 개략의 구성을 나타내는 도면으로, (a) 는 측면도, (b) 는 상면도이다.
〔지지체 분리 장치 (100)〕
본 실시형태에 관련된 지지체 분리 장치 (100) 는, 도 1 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 포러스부 (7), 스테이지 (8), 유지부 (11), 승강부 (12), 조정부 (13), 검지부 (14), 플레이트부 (15) 및 스토퍼 (16) 를 갖고 있다.
지지체 분리 장치 (100) 는, 기판 (1) 과, 접착층 (2) 과, 광을 흡수함으로써 변질되는 분리층 (3) 과, 서포트 플레이트 (지지체) (4) 를 이 순서로 적층하여 이루어지는 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리하기 위한 장치이다. 또, 지지체 분리 장치 (100) 가 분리층 (3) 에 광을 조사하는 광 조사 수단을 구비하고, 지지체 분리 장치 (100) 에 탑재된 상태에서 분리층 (3) 을 변질시킨 후, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리해도 되고, 혹은 지지체 분리 장치 (100) 의 외부에서 분리층 (3) 을 변질시킨 후, 지지체 분리 장치 (100) 에 적층체를 반송하여, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리해도 된다.
(기판 (1))
기판 (1) 은, 접착층 (2) 을 개재하여 서포트 플레이트 (4) 에 첩부 (貼付) 된다. 그리고, 기판 (1) 은, 서포트 플레이트 (4) 에 지지된 상태에서, 박화, 실장 등의 프로세스에 제공될 수 있다. 기판 (1) 으로는, 실리콘 웨이퍼 기판에 한정되지 않고, 세라믹스 기판, 얇은 필름 기판, 플렉시블 기판 등의 임의의 기판을 사용할 수 있다.
(서포트 플레이트 (4))
서포트 플레이트 (지지체) (4) 는, 기판 (1) 을 지지하는 지지체로, 접착층 (2) 을 개재하여 기판 (1) 에 첩부된다. 그 때문에, 서포트 플레이트 (4) 로는, 기판 (1) 의 박화, 반송, 실장 등의 프로세스시에, 기판 (1) 의 파손 또는 변형을 방지하기 위해 필요한 강도를 갖고 있으면 된다. 이상의 관점에서, 서포트 플레이트 (4) 로는, 유리, 실리콘, 아크릴계 수지로 이루어지는 것 등을 들 수 있다.
(접착층 (2))
접착층 (2) 은, 기판 (1) 과 서포트 플레이트 (4) 를 첩합하는 것으로, 기판 (1) 에 접착제를 도포함으로써 형성된다. 기판 (1) 또는 서포트 플레이트 (4) 에 대한 접착제의 도포 방법으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 스핀 코트, 딥핑, 롤러 블레이드, 스프레이 도포, 슬릿 도포 등의 방법을 들 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 기판에 접착층을 형성하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 지지체에 접착층을 형성해도 된다.
접착층 (2) 을 형성하는 접착제로는, 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있지만, 가열함으로써 열유동성이 향상되는 열가소성 접착 재료가 바람직하다. 열가소성 접착 재료로는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 말레이미드계 수지, 탄화수소계 수지, 엘라스토머 등을 들 수 있다.
접착층 (2) 의 두께는, 첩합의 대상이 되는 기판 (1) 및 서포트 플레이트 (4) 의 종류, 접착 후에 실시되는 기판 (1) 에 실시되는 처리 등에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 5 ∼ 300 ㎛ 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 200 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.
(분리층 (3))
분리층 (3) 은, 광을 조사함으로써 변질되는 층이다. 분리층 (3) 은, 기판 (1) 과 서포트 플레이트 (4) 사이에 형성되어 있다. 그 때문에, 기판 (1) 의 박화, 반송, 실장 등의 프로세스 후에 광을 분리층 (3) 에 조사함으로써, 용이하게 기판 (1) 과 서포트 플레이트 (4) 를 분리할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 분리층 (3) 이 「변질된다」란, 분리층 (3) 을 약간의 외력을 받아 파괴될 수 있는 상태, 또는 분리층 (3) 과 접하는 층과의 접착력이 저하된 상태로 하는 현상을 의미한다. 또, 분리층 (3) 의 변질은, 흡수한 광의 에너지에 의한 (발열성 또는 비발열성의) 분해, 가교, 입체 배치의 변화 또는 관능기의 해리 (그리고, 이들에 수반되는 분리층 (3) 의 경화, 탈가스, 수축 또는 팽창) 등일 수 있다.
또, 분리층 (3) 으로서, 플라즈마 CVD 법에 의해 형성한 무기막 또는 유기막을 사용해도 된다. 무기막으로는, 예를 들어, 금속막을 사용할 수 있다. 또, 유기막으로는, 플루오로카본막을 사용할 수 있다. 이와 같은 반응막은, 예를 들어, 서포트 플레이트 (4) 상에 플라즈마 CVD 법에 의해 형성할 수 있다.
분리층 (3) 에 조사하는 광으로는, 분리층 (3) 이 흡수 가능한 파장에 따라, 예를 들어, YAG 레이저, 루비 레이저, 유리 레이저, YVO4 레이저, LD 레이저, 화이버 레이저 등의 고체 레이저, 색소 레이저 등의 액체 레이저, CO2 레이저, 엑시머 레이저, Ar 레이저, He-Ne 레이저 등의 기체 레이저, 반도체 레이저, 자유 전자 레이저 등의 레이저광, 또는 비레이저광을 적절히 이용하면 된다. 분리층 (3) 에 흡수되어야 하는 광의 파장으로는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 600 ㎚ 이하의 파장의 광일 수 있다.
분리층 (3) 은, 예를 들어 광 등에 의해 분해되는 광 흡수제를 함유하고 있어도 된다. 광 흡수제로는, 예를 들어, 그라파이트 분말, 철, 알루미늄, 구리, 니켈, 코발트, 망간, 크롬, 아연, 텔루르 등의 미립자 금속 분말, 흑색 산화티탄 등의 금속 산화물 분말, 카본 블랙, 또는 방향족 디아민계 금속 착물, 지방족 디아민계 금속 착물, 방향족 디티올계 금속 착물, 메르캅토페놀계 금속 착물, 스쿠아릴륨계 화합물, 시아닌계 색소, 메틴계 색소, 나프토퀴논계 색소, 안트라퀴논계 색소 등의 염료 혹은 안료를 사용할 수 있다. 이와 같은 분리층 (3) 은, 예를 들어, 바인더 수지와 혼합하여, 서포트 플레이트 (4) 상에 도포함으로써 형성할 수 있다. 또, 광 흡수기를 갖는 수지를 분리층 (3) 으로서 사용할 수도 있다.
(다이싱 테이프 (5))
다이싱 테이프 (5) 는, 기판 (1) 의 강도를 보강하기 위해 기판 (1) 의 편면에 접착된다. 본 실시형태에 있어서, 적층체에 있어서의 기판 (1) 은, 그 외주에 다이싱 프레임 (6) 이 장착된 다이싱 테이프 (5) 에 첩착되어 있다.
다이싱 테이프 (5) 로는, 예를 들어 베이스 필름에 점착층이 형성된 구성의 다이싱 테이프를 사용할 수 있다. 베이스 필름으로는, 예를 들어, PVC (폴리염화비닐), 폴리올레핀 또는 폴리프로필렌 등의 수지 필름을 사용할 수 있다. 다이싱 테이프 (5) 의 외경은 기판 (1) 의 외경보다 커, 이들을 첩합하면 기판 (1) 의 외측 가장자리 부분에 다이싱 테이프 (5) 의 일부가 노출된 상태로 되어 있다.
다이싱 테이프 (5) 의 노출면의 더욱 외주에는, 다이싱 테이프 (5) 의 휨을 방지하기 위한 다이싱 프레임 (6) 이 장착되어 있다. 즉, 다이싱 테이프 (5) 의 외측 가장자리 부분에서는, 다이싱 프레임 (6) 이 노출된 상태로 되어 있다. 다이싱 프레임 (6) 으로는, 예를 들어, 알루미늄 등의 금속제 다이싱 프레임, 스테인리스스틸 (SUS) 등의 합금제 다이싱 프레임, 및 수지제 다이싱 프레임을 들 수 있다. 수지제 다이싱 프레임으로는, 예를 들어, 신에츠 폴리머 주식회사 제조 또는 주식회사 디스코 제조의 수지제 다이싱 프레임 등을 들 수 있다.
다이싱 프레임 (6) 으로서, 금속제 또는 합금제 다이싱 프레임을 이용하면, 강성이 있어, 휘기 어려운 데다가 저렴하지만, 수지제 다이싱 프레임과 비교하면 무겁기 때문에, 반송시에 작업자 또는 반송 로봇에 부담이 가해진다. 최근, 평탄하고 강성이 있는 수지제 다이싱 프레임이 개발되어 있고, 종래 널리 사용되고 있는 금속제 또는 합금제 다이싱 프레임과 비교하여 경량이라는 이점이 있다. 수지제 다이싱 프레임은, 경량이기 때문에 반송이 용이하고, 또한 금속제 프레임 카세트에 넣고 꺼낼때, 마찰에 의한 발진이 적다는 이점이 있다.
이하, 지지체 분리 장치 (100) 의 각 구성에 대하여 설명한다.
(포러스부 (7))
포러스부 (7) 는, 스테이지 (8) 에 형성된 다공성 부분을 말한다. 포러스부 (7) 상에 적층체가 위치하도록, 다이싱 테이프 (5) 를 첩착한 적층체가 스테이지 (8) 에 재치된다. 이로써, 포러스부 (7) 를 개재하여 다이싱 테이프 (5) 를 첩착한 적층체를 흡인할 수 있어, 스테이지 (8) 상에 적층체를 바람직하게 고정시킬 수 있다. 포러스부 (7) 를 개재하여 스테이지 (8) 상에 적층체를 고정시킴으로써, 서포트 플레이트 (4) 를 유지하는 유지부 (11) 를 승강부 (12) 에 의해 상승시킨 경우에도, 적층체가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 서포트 플레이트 (4) 를 유지하는 유지부 (11) 를 승강시킴으로써, 스테이지 상에 고정된 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리할 수 있다.
(유지부 (11))
유지부 (11) 는, 적층체의 일방의 면을 유지하는 흡착 패드이다. 본 실시형태에서는, 유지부 (11) 는, 적층체에 있어서의 서포트 플레이트 (4) 의 분리층 (3) 이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면을 유지한다. 유지부 (11) 는, 양단에 개구부와 내부에 중공부를 구비하고, 일방의 개구부가 서포트 플레이트 (4) 와 접촉되고, 다른 일방의 개구부는, 흡인 수단 (도시 생략) 과 접속되어 있다. 그 때문에, 흡인 수단이 흡인함으로써, 서포트 플레이트 (4) 는 유지부 (11) 에 흡인되어 유지된다. 또한, 유지부 (11) 는, 본 실시형태와 같이 서포트 플레이트 (4) 를 흡인하여 유지하는 형태에 한정되지 않고, 예를 들어, 서포트 플레이트 (4) 를 파지하여 유지하는 구성이어도 된다.
도 1 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 유지부 (11) 는, 원형상의 플레이트부 (15) 에 형성되어 있고, 플레이트부 (15) 의 중심으로부터 등거리에 4 개의 유지부 (11) 가 각각 2 세트 형성되어 있다. 유지하는 서포트 플레이트 (4) 의 크기에 따라, 사용되는 유지부 (11) 가 상이하고, 예를 들어, 반경이 작은 서포트 플레이트 (4) 를 유지할 때에는, 내측의 4 개의 유지부 (11) 를 사용하고, 반경이 큰 서포트 플레이트 (4) 를 유지할 때에는, 외측의 4 개의 유지부 (11) 를 사용한다. 본 실시형태에서는, 외측의 4 개의 유지부를 사용하는 경우를 예로 들고 있다.
또, 플레이트부 (15) 의 중심으로부터 등거리에 4 개 1 세트의 유지부 (11) 가 각각 등간격으로 형성되어 있기 때문에, 유지부 (11) 는 치우치지 않고 서포트 플레이트 (4) 를 유지할 수 있다. 또한, 플레이트부 (15) 의 중심으로부터 등거리에 배치되는 유지부 (11) 는, 4 개에 한정되지 않고, 임의의 수여도 된다.
또, 본 실시형태에 있어서, 외측의 유지부 (11) 의 중심 (유지부 (11) 의 개구부의 중심) 은, 플레이트부 (15) 의 외주 근방에 있는 것이 바람직하다. 외측의 4 개의 유지부 (11) 의 중심은, 플레이트부 (15) 의 중심으로부터 신장되는 선분으로서, 플레이트부 (15) 의 반경의 8 할 이상의 길이에 해당하는 선분이 형성하는 원의 원주 상에 위치하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 외측의 4 개의 유지부 (11) 의 중심은, 플레이트부 (15) 의 반경의 9 할 이상, 대략 10 할 이하의 길이에 해당하는 선분이 형성하는 원의 원주 상에 위치하는 것이 더욱 바람직하다. 외측의 유지부 (11) 의 중심이, 플레이트부 (15) 의 외주 근방에 있는 것에 의해, 서포트 플레이트 (4) 의 전체에 균등하게 힘이 가해지기 쉬워져, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리하기 쉬워진다.
또, 본 실시형태에 있어서, 플레이트부 (15) 의 형상과 서포트 플레이트 (4) 의 형상은, 거의 동일 (합동) 한 것이 바람직하고, 플레이트부 (15) 의 반경과 서포트 플레이트 (4) 의 반경은, 거의 동일한 것이 보다 바람직하다.
4 개 1 세트의 유지부 (11) 를 흡인 수단과 접속시키고, 당해 흡인 수단에 의해 흡인하여 서포트 플레이트 (4) 를 흡인 유지하는 경우, 4 개 1 세트의 유지부 (11) 의 흡인력을 합계로 70 ㎪ 이상, 100 ㎪ 이하로 하는 것이 바람직하고, 80 ㎪ 이상, 90 ㎪ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이로써, 유지부 (11) 는 서포트 플레이트 (4) 를 바람직하게 흡인 유지할 수 있다. 또한, 유지부 (11) 가 서포트 플레이트 (4) 를 치우치지 않고 유지하기 위해서는, 모든 유지부 (11) 의 흡인력을 서로 동등하게 하는 것이 바람직하다.
(승강부 (12))
승강부 (12) 는, 유지부 (11) 를 승강시키기 위한 것이다. 서포트 플레이트 (4) 를 유지하는 유지부 (11) 를 승강시킴으로써, 기판 (1) 과 서포트 플레이트 (4) 를 분리할 수 있다.
광을 조사함으로써 변질된 분리층 (3) 은, 약간의 외력을 가함으로써 파괴될 수 있는 상태, 또는 분리층 (3) 과 접하는 층 (접착층 (2)) 과의 접착력이 저하된 상태로 되어 있다. 그 때문에, 적층체를 스테이지 (8) 상에 고정시킨 상태에서 서포트 플레이트 (4) 를 유지하는 유지부 (11) 를 상승시킴으로써, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 용이하게 분리할 수 있다.
적층체를 스테이지 (8) 상에 고정시킨 상태에서 서포트 플레이트 (4) 를 유지하는 유지부 (11) 를 상승시키는 속도로는, 1 ㎜/초 이상, 2 ㎜/초 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 서포트 플레이트 (4) 를 서서히 분리할 수 있어, 기판 (1) 또는 서포트 플레이트 (4) 에 과도한 힘이 가해지는 경우가 없다. 또, 서포트 플레이트 (4) 를 유지한 채, 유지부 (11) 를 합계로 20 ㎜ 정도 끌어올린 경우, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 는 통상적으로 분리되어 있다. 따라서, 유지부 (11) 를 합계로 20 ㎜ 정도 끌어올린 후, 유지부 (11) 를 상승시키는 속도를 올려도 기판 (1) 에 과도한 힘이 가해지지 않는다.
(조정부 (13))
조정부 (13) 는, 플레이트부 (15) 에 장착되어 있고, 유지부 (11) 에 가해지는 힘을 일정하게 유지하기 위한 것이다. 이로써, 유지부 (11) 가 유지하는 적층체에 과도한 힘이 가해지는 것을 억제하여, 기판 (1) 의 파손, 변형 등을 방지할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 조정부 (13) 는, 유지부 (11) 에 대해 가동되는 조인트를 구비하고 있다. 또, 조인트는, 가동될 때의 궤적이 적층체의 면과 평행 또는 수직이 되는 호 또는 원이다. 조인트가 플레이트부 (15) 에 형성된 유지부 (11) 에 대해 자유롭게 가동됨으로써, 유지부 (11) 에 가해지는 힘을 일정하게 유지할 수 있다.
가동되는 조인트의 궤적이 적층체의 면과 평행이 되는 호 또는 원인 경우, 유지부 (11) 및 유지부 (11) 가 유지하는 서포트 플레이트 (4) 가 적층체의 면과 평행이 되는 호 또는 원의 궤적을 그린다.
가동되는 조인트의 궤적이 적층체의 면과 수직이 되는 호인 경우란, 가동되는 조인트가 그리는 호 (호의 연장선도 포함한다) 의 어느 접선이 적층체의 면과 수직으로 교차하는 것을 말한다.
조인트로는, 유지부 (11) 에 대해 가동되는 것이면 한정되지 않지만, 예를 들어, 플로팅 조인트, 유니버설 조인트 등을 들 수 있다. 이들 조인트를 조정부 (13) 로서 사용함으로써, 유지부 (11) 가 서포트 플레이트 (4) 를 유지하고 있는 경우, 유지부 (11) 가 서포트 플레이트 (4) 와 함께 동작한다. 따라서, 유지부 (11) 가 유지하는 서포트 플레이트 (4) 의 전체에 균등하게 힘이 가해져, 접착층 (2) 과의 접착이 약한 부분의 분리층 (3) 으로부터 접착층 (2) 과 박리되어 가고, 분리층 (3) 과의 접착이 약한 부분의 서포트 플레이트 (4) 로부터 분리층 (3) 과 박리되어 가거나, 혹은 파괴되기 쉬운 부분의 분리층 (3) 으로부터 파괴되어, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 가 분리되어 간다.
유지부 (11) 가 서포트 플레이트 (4) 를 유지할 때, 스테이지 (8) 의 포러스부 (7) 에 적층체를 고정시킨 상태에서, 유지부 (11) 를 경사지게 된다. 이로써, 고정시킨 적층체에 대해 서포트 플레이트 (4) 를 경사시킬 수 있다. 서포트 플레이트 (4) 를 경사지게 함으로써, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리시키기 쉬워진다.
본 실시형태에 관련된 지지체 분리 장치 (100) 에서는, 유지부 (11) 가 필요이상으로 경사지지 않도록, 걸림 수단으로서 스토퍼 (16) 가 형성되어 있다. 이 때, 유지부 (11) 가 필요 이상으로 경사지려고 하면, 스토퍼 (16) 와 조정부 (13) 또는 플레이트부 (15) 가 접촉하여 플레이트부 (15) 가 그 이상 경사지지 않는다. 따라서, 기판 (1) 또는 서포트 플레이트 (4) 에 과도한 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 고정시킨 적층체에 대해 서포트 플레이트 (4) 를 경사지게 하는 경우, 서포트 플레이트 (4) 에 있어서의 가장 높은 위치와 서포트 플레이트 (4) 에 있어서의 가장 낮은 위치의 고저차가 1 ㎝ 이하가 되도록 스토퍼 (16) 를 형성하는 것이 바람직하다. 당해 고저차를 1 ㎝ 이하로 함으로써, 기판 (1) 또는 서포트 플레이트 (4) 에 과도한 힘이 가해지지 않고, 기판 (1) 또는 서포트 플레이트 (4) 의 파손 또는 변형을 방지할 수 있다.
(검지부 (14))
검지부 (14) 는, 승강부 (12) 에 가해지는 힘을 검지하기 위한 것이다. 그 때문에, 검지부 (14) 는, 승강부 (12) 에 과도한 힘이 가해져 있는지의 여부, 요컨대, 유지부 (11) 가 유지하는 적층체에 과도한 힘이 가해져 있는지의 여부를 검지하도록 되어 있다. 따라서, 유지부 (11) 가 유지하는 적층체에 과도한 힘이 가해질 우려가 있을 때는, 예를 들어, 유지부 (11) 가 서포트 플레이트 (4) 의 유지를 해제하거나, 혹은 승강부 (12) 가 유지부 (11) 의 상승을 정지시킨다. 이로써, 유지부 (11) 가 유지하는 적층체에 과도한 힘이 가해지는 것을 억제하여, 기판 (1) 의 파손, 변형 등을 바람직하게 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 지지체 분리 장치가 구비하는 검지부로는, 예를 들어, 로드 셀 등을 사용할 수 있다.
또, 지지체 분리 장치 (100) 는, 검지부 (14) 에 의한 검지 결과가 미리 설정된 임계값 이상일 때, 지지체 분리 처리를 중단하는 제어부를 갖고 있어도 된다. 지지체 분리 처리를 중단하는 처리로는, 예를 들어, 유지부 (11) 에 의한 적층체의 유지의 해소, 또는 승강부 (12) 에 의한 유지부 (11) 의 상승의 정지 등을 들 수 있다. 이로써, 유지부 (11) 가 유지하는 적층체에 과도한 힘이 가해졌을 때, 제어부가 자동적으로 지지체 분리 처리를 중단하여, 기판 (1) 의 파손, 변형 등을 보다 바람직하게 방지할 수 있다.
미리 설정되는 임계값으로는, 기판 (1) 의 파손, 변형 등이 발생하지 않는 값이면 한정되지 않지만, 2.0 Kgf 이상, 7.0 Kgf 이하인 것이 바람직하고, 3.0 Kgf 이상, 5.0 Kgf 이하인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 분리층 (3) 이 충분히 변질되어 있는 경우, 임계값 미만의 힘이 적층체에 가해졌을 때에도, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리할 수 있다. 또한, 상기 임계값 정도의 힘이 적층체에 가해진 경우에는, 기판 (1) 의 파손, 변형 등이 발생하지 않는다. 따라서, 기판 (1) 의 파손, 변형 등이 발생하기 전에, 지지체 분리 처리를 중단할 수 있다.
또한, 제어부는, 지지체 분리 처리를 중지한 후에 다시 서포트 플레이트 (4) 의 분리를 개시하도록 지지체 분리 장치 (100) 를 제어해도 된다. 예를 들어, 제어부는, 유지부 (11) 에 의한 적층체의 유지를 해소한 경우, 다시 유지부 (11) 가 적층체를 유지하도록 지지체 분리 장치 (100) 를 제어하거나, 혹은 승강부 (12) 에 의한 유지부 (11) 의 상승을 정지시킨 경우, 다시 승강부 (12) 가 유지부 (11) 를 상승시키도록 지지체 분리 장치 (100) 를 제어한다. 이로써, 지지체 분리 장치 (100) 에 서포트 플레이트 (4) 의 분리를 다시 자동적으로 실시하게 할 수 있다. 또한, 서포트 플레이트 (4) 의 분리를 다시 개시하여, 검지부 (14) 에 의한 검지 결과가 미리 설정된 임계값 이상을 다시 초과한 경우에는, 제어부는 지지체 분리 처리를 중단한다.
또한, 제어부는, 동일한 적층체에 대해 임계값 이상의 힘이 3 회 단속적으로 가해진 경우에, 지지체 분리 처리를 종료하도록 지지체 분리 장치 (100) 를 제어해도 된다. 3 회 단속적으로 임계값 이상의 힘을 가해도 서포트 플레이트 (4) 를 분리할 수 없는 경우, 동일 조건에서의 지지체 분리 처리를 반복해도, 그 이후, 서포트 플레이트 (4) 를 바람직하게 분리할 수 있는 가능성은 적다. 그 때문에, 미리 정한 횟수 (본 실시형태에서는 3 회) 에 이르러서도 서포트 플레이트 (4) 를 분리할 수 없는 경우에, 제어부가 지지체 분리 처리를 종료하도록 지지체 분리 장치 (100) 를 제어함으로써, 불필요한 처리를 반복하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제어부가 지지체 분리 처리를 종료하기까지 동일한 적층체에 대해 임계값 이상의 힘을 가하는 횟수는, 3 회에 한정되지 않고, 사용자가 당해 횟수를 적절히 정할 수 있다.
〔지지체 분리 장치 (100) 의 동작 플로우〕
이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 지지체 분리 장치 (100) 의 동작 플로우에 대하여 설명한다. 먼저, 광을 조사하여 분리층 (3) 을 변질시킨 적층체를 스테이지 (8) 에 설치한다. 이 때, 포러스부 (7) 를 개재하여 다이싱 테이프 (5) 를 첩착한 적층체를 흡인할 수 있어, 스테이지 (8) 상에 적층체를 고정시킬 수 있다.
다음으로, 유지부 (11) 가, 적층체에 있어서의 서포트 플레이트 (4) 의 분리층 (3) 이 형성되어 있는 면과 반대측의 면을 유지한다. 본 실시형태에서는, 유지부 (11) 에 접속된 흡인 수단을 이용하여, 서포트 플레이트 (4) 를 유지부 (11) 에 흡인시켜 유지한다.
그리고, 승강부 (12) 를 상승시킴으로써, 서포트 플레이트 (4) 를 유지하는 유지부 (11) 를 상승시킨다. 이로써, 적층체를 스테이지 (8) 상에 고정시킨 상태에서, 서포트 플레이트 (4) (적층체의 일방의 면) 를 상승시킬 수 있다.
서포트 플레이트 (4) 를 상승시킬 때 적층체에 가해지는 힘이 미리 정해진 임계값 미만인 경우, 지지체 분리 처리를 중단하지 않고, 서포트 플레이트 (4) 를 상승시킨다. 따라서, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리할 수 있다.
한편, 서포트 플레이트 (4) 를 상승시킬 때 적층체에 가해지는 힘이 미리 정해진 임계값 이상인 경우, 지지체 분리 처리를 중단한다. 그 후, 다시 동일한 적층체에 대해 지지체 분리 처리를 실시한다. 그리고, 적층체에 대해 임계값 이상의 힘이 미리 정한 횟수 (예를 들어, 3 회), 단속적으로 가해진 경우에, 지지체 분리 처리를 종료한다.
지지체 분리 처리를 종료했음에도 불구하고, 서포트 플레이트 (4) 를 기판 (1) 으로부터 분리할 수 없었던 적층체에 대해서는, 다시 서포트 플레이트 (4) 측으로부터 광을 조사하여 분리층 (3) 을 더욱 변질시켜도 된다. 이로써, 동일한 적층체에 대해 다시 지지체 분리 처리를 실시한 경우에, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 분리하는 것이 보다 용이해진다.
본 실시형태에 있어서, 지지체 분리 장치 (100) 는, 적층체의 일방의 면을 유지하는 유지부 (11) 와, 승강부 (12) 에 의해 유지부 (11) 를 승강시켰을 때, 유지부 (11) 에 가해지는 힘을 일정하게 유지하기 위한 조정부 (13) 를 구비하고 있다. 그 때문에, 유지부 (11) 가 유지하는 서포트 플레이트 (4) 의 전체에 균등하게 힘이 가해져, 접착층 (2) 과의 접착이 약한 부분의 분리층 (3) 으로부터 접착층 (2) 과 박리되어 가고, 분리층 (3) 과의 접착이 약한 부분의 서포트 플레이트 (4) 로부터 분리층 (3) 과 박리되어 가거나, 혹은 파괴되기 쉬운 부분의 분리층 (3) 으로부터 파괴되어, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 가 분리되어 간다. 따라서, 기판 (1) 또는 서포트 플레이트 (4) 가 파손, 변형되지 않고, 적층체로부터 서포트 플레이트 (4) 를 보다 작은 힘으로, 또한, 기판의 파손 및 변형을 억제하며 분리할 수 있다.
본 실시형태에 관련된 지지체 분리 장치 (100) 를 이용하여 서포트 플레이트 (4) 를 분리한 후, 서포트 플레이트 (4) 를 유지하는 유지부 (11) 는, 예를 들어, 서포트 플레이트 (4) 에 부착된 분리층 (3) 을 제거하는 제거부 (도시 생략), 또는 분리층 (3) 을 제거하는 분리층 제거 장치 (도시 생략) 에 서포트 플레이트 (4) 를 반송해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 지지체 분리 장치 (100) 를 사용한 지지체 분리 방법에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 다른 지지체 분리 장치를 사용한 지지체 분리 방법, 및 지지체 분리 장치를 사용하지 않고 지지체를 분리하는 경우에 대해서도, 본 발명에 관련된 지지체 분리 방법에 포함된다.
이하에 실시예를 나타내어, 본 발명의 실시형태에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 물론 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않고, 상세한 부분에 대해서는 여러가지 양태가 가능한 것은 말할 필요도 없다. 또한, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 청구항에 나타낸 범위에서 여러가지 변경이 가능하고, 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또, 본 명세서 중에 기재된 문헌 전부가 참고로서 원용된다.
실시예
〔실시예 1〕
(적층체의 제조)
실시예의 적층체를 다음과 같이 하여 제조하였다. 먼저, 유량 400 sccm, 압력 700 mTorr, 고주파 전력 2500 W 및 성막 온도 240 ℃ 의 조건하에서, 반응 가스로서 C4F8 을 사용한 CVD 법에 의해, 분리층인 플루오로카본막 (두께 1 ㎛) 을 지지체 (12 인치 유리 서포트 플레이트, 두께 700 ㎛) 상에 형성하였다. 다음으로, 12 인치 실리콘 웨이퍼에는 접착제 조성물인 TZNR-A3007t (토쿄 오카 공업 주식회사 제조) 를 스핀 도포하고, 100 ℃, 160 ℃, 200 ℃ 에서 각 3 분 가열하여 접착층을 형성하였다 (막두께 50 ㎛). 그리고, 진공하 220 ℃, 4000 ㎏ 의 조건으로 3 분간, 접착층 및 분리층을 개재하여 실리콘 웨이퍼와 서포트 플레이트의 첩합을 실시하여 적층체를 제조하였다.
(서포트 플레이트의 분리)
상기 제조 조건에 의해 제조한 적층체를 이하와 같은 처리를 한 후, 서포트 플레이트가 실리콘 웨이퍼로부터 분리되는지의 여부 대하여 평가하였다.
532 ㎚ 의 파장을 갖는 펄스 레이저를 적층체의 서포트 플레이트측으로부터 분리층을 향하여 조사하였다. 레이저 조건으로는, 전류가 19 A, 조사 속도가 6,500 ㎜/sec, 펄스 주파수가 40 ㎑, 조사 피치가 180 ㎛, 조사 범위가 φ309 ㎜ 였다.
상기 조건으로 펄스 레이저를 조사한 후, 도 1 에 나타내는 지지체 분리 장치로서, 조정부로서 조인트를 구비한 지지체 분리 장치를 이용하여, 적층체로부터 서포트 플레이트를 분리하였다. 지지체 분리 장치에는, 반경 150 ㎜ 의 플레이트부에 그 외주로부터 10 ㎜ 의 위치에 유지부로서 흡착 패드 (φ15 ㎜) 가 4 개 형성되어 있고 (흡착 패드의 중심은 외주로부터 2.5 ㎜ 의 위치에 있다), 서포트 플레이트를 합계로 90 ㎪ 의 흡착력으로 당해 흡착 패드에 흡착시켰다. 그리고, 적층체를 스테이지에 고정시킨 상태에서, 서포트 플레이트를 흡착한 흡착 패드를 1 ∼ 2 ㎜/sec 의 속도로 끌어올렸다. 이 때, 유지부를 상승시키는 승강부에 가해지는 힘을 검지부에서 검지하면, 0.3 Kgf 였다. 그 후, 서포트 플레이트를 흡착한 흡착 패드를 20 ㎜ 끌어올려 스테이지에 고정시킨 적층체로부터 서포트 플레이트를 분리하였다.
〔비교예 1〕
실시예 1 과 동일한 방법으로 적층체를 제조하고, 또한, 동일한 조건으로 레이저를 조사하였다.
실시예 1 과 동일한 조건으로 펄스 레이저를 조사한 후, 지지체 분리 장치를 이용하여, 적층체로부터 서포트 플레이트를 분리하였다. 본 비교예에서 사용하는 지지체 분리 장치는, 유지부에 가해지는 힘을 일정하게 유지하기 위한 조정부 (조인트) 가 형성되어 있지 않아, 유지부는 승강 방향 이외에는 이동하지 않는다. 본 비교예에서 사용한 지지체 분리 장치에 있어서의 플레이트부와 흡착 패드에 대해서는 실시예 1 과 동일하다.
먼저, 비교예에 관련된 지지체 분리 장치를 이용하여, 서포트 플레이트를 합계로 90 ㎪ 의 흡착력으로 당해 흡착 패드에 흡착시켰다. 그리고, 적층체를 스테이지에 고정시킨 상태에서, 서포트 플레이트를 흡착한 흡착 패드를 1 ∼ 2 ㎜/sec 의 속도로 끌어올렸다. 이 때, 유지부를 상승시키는 승강부에 가해지는 힘을 검지부에서 검지하면 3.0 Kgf 였지만, 실리콘 웨이퍼가 균열되었다.
실시예 1 에서는, 비교예 1 보다 승강부에 가해지는 힘이 보다 작은 상태에서 적층체로부터 서포트 플레이트를 분리할 수 있었다. 한편, 비교예 1 에서는, 실시예 1 보다 승강부에 가해지는 힘이 보다 커, 그 결과, 적층체로부터 서포트 플레이트를 분리할 때, 실리콘 웨이퍼가 균열되었다. 이상에 의해, 실시예 1 에 관련된 지지체 분리 장치를 사용한 경우, 보다 승강부에 힘이 가해지지 않아, 적층체로부터 서포트 플레이트를 보다 안정적으로 분리할 수 있었다.
본 발명에 관련된 지지체 분리 장치 및 지지체 분리 방법은, 예를 들어, 미세화된 반도체 장치의 제조 공정에서 광범위하게 이용할 수 있다.
1 : 기판
2 : 접착층
3 : 분리층
4 : 서포트 플레이트 (지지체)
5 : 다이싱 테이프
6 : 다이싱 프레임
7 : 포러스부
8 : 스테이지
11 : 유지부
12 : 승강부
13 : 조정부
14 : 검지부
15 : 플레이트부
16 : 스토퍼
100 : 지지체 분리 장치

Claims (10)

  1. 기판과, 접착층과, 광을 흡수함으로써 변질되는 분리층과, 지지체를 이 순서로 적층하여 이루어지는 적층체로부터 상기 지지체를 분리하는 지지체 분리 장치로서,
    상기 적층체의 일방의 면을 유지하는 유지부와,
    상기 유지부를 승강시키는 승강부와,
    상기 유지부에 가해지는 힘을 일정하게 유지하기 위한 조정부와,
    상기 유지부가 경사졌을 때, 상기 조정부 또는 상기 유지부를 구비한 플레이트부에 접촉하는 걸림 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지체 분리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정부는, 상기 유지부에 대해 가동되는 조인트를 구비하고 있고, 상기 조인트는, 가동될 때의 궤적이 상기 적층체의 면과 평행 또는 수직이 되는 호 또는 원인 것인 것을 특징으로 하는 지지체 분리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 승강부에 가해지는 힘을 검지하는 검지부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 지지체 분리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 검지부에 의한 검지 결과가 미리 설정된 임계값 이상일 때, 상기 유지부에 의한 적층체의 유지의 해소, 및 상기 승강부에 의한 유지부의 상승의 정지의 적어도 일방에 의해 지지체 분리 처리를 중단하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지지체 분리 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 임계값이 2.0 Kgf 이상, 7.0 Kgf 이하인 것을 특징으로 하는 지지체 분리 장치.
  6. 기판과, 접착층과, 광을 흡수함으로써 변질되는 분리층과, 지지체를 이 순서로 적층하여 이루어지는 적층체로부터 상기 지지체를 분리하는 지지체 분리 방법으로서,
    상기 적층체를 고정시키고, 유지부에 의해, 적층체의 일방의 면을 유지하고, 상기 유지부에 대해 가동되는 조인트를 구비한 조정부를 승강시켜, 상기 유지부가 경사졌을 때, 상기 조정부 또는 상기 유지부를 구비한 플레이트부를 걸림 수단에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 지지체 분리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적층체의 일방의 면을 상승시킬 때 당해 적층체에 가해지는 힘이 미리 설정된 임계값 이상일 때, 상기 적층체의 유지의 해소, 및 상기 면의 상승의 정지의 적어도 일방에 의해 지지체 분리 처리를 중단하는 것을 특징으로 지지체 분리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 힘이 상기 임계값 이상일 때, 상기 지지체 분리 처리를 중단하고, 그 후, 다시 동일한 적층체에 대해 상기 지지체 분리 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 지지체 분리 방법.
  9. 기판과, 접착층과, 광을 흡수함으로써 변질되는 분리층과, 지지체를 이 순서로 적층하여 이루어지는 적층체로부터 상기 지지체를 분리하는 지지체 분리 방법으로서,
    상기 적층체를 고정시키고, 유지부에 의해, 상기 적층체의 일방의 면을 유지하고, 상기 유지부에 대해 가동되는 조인트를 승강시킴으로써, 상기 적층체를 승강시키고,
    상기 적층체의 일방의 면을 상승시킬 때 당해 적층체에 가해지는 힘이 미리 설정된 임계값 이상일 때, 상기 적층체의 유지의 해소, 및 상기 면의 상승의 정지의 적어도 일방에 의해 지지체 분리 처리를 중단하고,
    하나의 적층체에 대해 상기 임계값 이상의 힘이 3 회 단속적으로 가해진 경우에, 상기 지지체 분리 처리를 종료하는 것을 특징으로 하는 지지체 분리 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸림 수단을, 상기 조정부 또는 상기 유지부를 구비한 플레이트부에 접촉시키는 것에 의해, 상기 지지체의 가장 높은 위치와 상기 지지체의 가장 낮은 위치의 높이의 차를 1 ㎝ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 지지체 분리 장치.
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