TW201313481A - 層積體之製造方法、基板之處理方法及層積體 - Google Patents

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Abstract

藉由使用高頻電力來執行電漿CVD法而形成分離層(3)，該分離層(3)設於基板(1)與支撐體(4)之間，形成為藉由吸收隔著支撐體(4)而照射的光而會變質；該高頻電力係設定成比引發模式跳躍的電力還大。

Description

層積體之製造方法、基板之處理方法及層積體
本發明係有關層積體之製造方法、基板之處理方法及層積體，詳細來說，係有關具備基板、支撐體及分離層的層積體之製造方法、包含該層積體的製造工程在內之基板之處理方法、以及該層積體。
由於行動電話、數位影音機器及IC卡等的高度功能化，所搭載的半導體矽晶片(下稱晶片)隨之小型化及薄型化，因此對於封裝內矽的高度積體化要求愈來愈高。舉例來說，以CSP(chip size package)或MCP(multi-chip package)為代表，在將這類複數晶片予以單一封裝化之積體電路中，不斷講求薄型化。為了實現封裝內晶片之高度積體化，必須將晶片厚度削薄至25~150μm範圍內。
但，晶片的基座即半導體晶圓(下稱晶圓)會因研磨而變薄，其強度降低，晶圓易產生裂痕或翹曲。此外，不容易自動搬運因薄板化而強度降低之晶圓，必須以人手來搬運，其處理十分繁複。
因此，開發了一種稱為支撐板(support plate)的晶圓搬運系統(wafer handling system)，其係將以玻璃、矽或硬質塑膠等所構成之板狀構件，與研磨之晶圓貼合來補足晶圓的強度，以防止裂痕發生及晶圓翹曲。藉由這樣的晶圓搬運系統來補足晶圓強度，便可以自動化方式搬運 薄板化後之晶圓。
上述晶圓搬運系統中，係將支撐板對於晶圓以各種熱可塑性樹脂或黏著劑等加以貼附(暫時固定)。接著，將貼附有支撐板之晶圓予以薄板化後，在切割晶圓之前，將支撐板從晶圓上分離。
作為像這樣將支撐板對於晶圓暫時固定及分離之合適技術，係有專利文獻1所載之技術。專利文獻1所載之技術中，係利用一種層積體，其包含被研磨基材、與被研磨基材相接之接合層、含有光吸收劑及熱分解性樹脂之光熱轉換層、及光穿透性支撐體；將與接合層相反側之被研磨基材表面研磨後，光熱轉換層受到放射能照射時會分解，將研磨後之基材與光穿透性支撐體分離。利用上述層積體將支撐板(支撐體)對於晶圓(基材)暫時固定時，對上述光熱轉換層照射光，藉此可容易地將晶圓與支撐板分離。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本公開專利公報「特開2004-64040號公報(2004年2月26日公開)」
然而，專利文獻1所載之技術中，光熱轉換層是以旋轉塗佈法形成，故需要時間來形成光熱轉換層，另外也有 運作成本、廢液等問題。因此，若能提供一種技術，可更良好地製造上述層積體，將會非常有益。
本發明便是有鑑於上述課題而創作者，其主要目的在於提供一種技術，適於製造用來將支撐體對於基板暫時固定的層積體。
本發明之層積體之製造方法，該層積體係具備：基板；光穿透性之支撐體，係支撐該基板；及分離層，設於該基板與該支撐體之間，形成為藉由吸收隔著該支撐體而照射的光而會變質；該層積體之製造方法，其特徵為：包含：分離層形成工程，其藉由電漿CVD法來形成該分離層，該電漿CVD法使用含有碳化氫氣體及氟化碳氣體的至少一者之反應氣體；該分離層形成工程中，係使用高頻電力來執行該電漿CVD法，該高頻電力設定成比引發模式跳躍(mode-jump)的電力還大。
本發明之層積體，具備：基板；光穿透性之支撐體，係支撐該基板；及分離層，設於該基板與該支撐體之間，形成為藉由吸收隔著該支撐體而照射的光而會變質；該分離層係由電漿CVD法而形成，具有HB以上之鉛筆硬度；該電漿CVD法使用含有碳化氫氣體及氟化碳氣體的至少一者之反應氣體。
按照本發明，能提供一種技術，用以在製造層積體時，能良好地形成該層積體之分離層，該層積體係具備：基板；光穿透性之支撐體，係支撐該基板；及分離層，設於該基板與該支撐體之間，形成為藉由吸收隔著該支撐體而照射的光而會變質；此外，能提供具備HB以上的鉛筆硬度的分離層之上述層積體。
本發明提供層積體之製造方法、基板之處理方法、及層積體。本發明之層積體，作為將基板暫時固定於支撐體之構造係為有用，雖未特別限定用途，但例如在晶圓承載系統中，可適於利用在將半導體晶圓(基板)對於支撐板(支撐體)暫時固定而進行薄化、背面配線等基板之處理方法。
本發明團隊針對上述層積體之製造方法，係基於獨特之構想，而研議以電漿CVD法來形成上述層積體之分離層。結果發現，藉由使用了設定得比引發模式跳躍(mode-jump)的電力還更大之高頻電力來執行電漿CVD法，相較於使用一般電漿CVD法之成膜技術(例如日本特開平11-251308號公報所載之技術)之情形，能更良好地製造高品質之層積體，進而完成本發明。
以下參照圖面，說明本發明之一實施形態。
圖1為本發明一實施形態之基板之處理方法各工程說明圖。如圖1所示，本實施形態之基板之處理方法，包含 (1)黏著層形成工程、(2)分離形成工程、(3)貼附工程、(4)照射工程、(5)分離工程、及(6)洗淨工程。其中，藉由黏著層形成工程、分離形成工程及貼附工程，來構成本實施形態之層積體之製造方法。以下，詳細說明各工程。
〔1：黏著層形成工程〕
圖1之(1)揭示黏著層形成工程。黏著層形成工程中，基板1由支撐體4所支撐之側，形成黏著層2。基板1雖未特別限定，但例如可為半導體晶圓。此外，基板1亦可為需以支撐板支撐之陶瓷基板、薄膜基板、可撓性基板等任意基板。所謂「基板1由支撐體4所支撐之側」，換句話說，是指對於層積體10進行處理(例如薄化、背面配線等)之側的相反側，例如可為形成所需元件之基板1的元件形成面。
(黏著層)
黏著層2係將基板1黏著固定於支撐體4，同時也是覆蓋以保護基板1的面之層。因此，黏著層2具有黏著性及強度，以便在基板1的加工或搬運時，對於支撐體4固定基板1、及維持基板1應保護面之被覆。另一方面，當基板1對於支撐體4不再需要固定時，必須可容易地從基板1上剝離或除去。
是故，黏著層2係由黏著劑所構成，該黏著劑平時具 有強固的黏著性，而藉由某些處理其黏著性會降低，或是對於特定溶劑具有可溶性。作為黏著劑，例如丙烯酸系、酚醛系、萘醌系、碳化氫系、苯乙烯系樹脂、順丁烯二醯亞胺系樹脂、彈性體(elastomer)系及聚醯亞胺系等該技術領域周知之各種黏著劑，可用來作為構成黏著層2之黏著劑。作為黏著劑之塗佈方法，例如有旋轉塗佈法、浸沾法(dip coating)、滾刀法(roller blade)、浮刀法(doctor blade)、噴塗法、狹縫噴嘴之塗佈法等。
另，使用光硬化性樹脂(例如UV硬化性樹脂)以外之樹脂來形成黏著層2較佳。這是由於光硬化性樹脂在黏著層2剝離或除去後，有時可能會在被支撐基板的微小凹凸周邊留下殘漆的緣故。特別是以溶解於特定溶劑之黏著劑來作為構成黏著層2之材料較佳。這是由於不用對基板1施加物理性的力，而可藉由溶劑溶解黏著層2來將其除去的緣故。在除去黏著層2時，即使是從強度已降低之基板1上，也能不使基板1破損或變形，而可容易地除去黏著層2。
本實施形態中，黏著層形成工程當中如圖1之(1)所示，在基板1由支撐體4所支撐之側，塗佈黏著劑。黏著劑例如在溶解於溶劑的狀態下塗佈至基板1。接著，一面令溫度上昇，一面階段性地烘烤，使黏著劑固化，便能形成黏著層2。
此外，在其他實施形態中，亦可不將黏著劑直接塗佈至基板1，而是將兩面預先塗佈有黏著劑之薄膜(也就是 雙面膠帶)貼附於基板1。
〔2：分離層形成工程〕
圖1之(2)揭示分離層形成工程。分離層形成工程中，支撐體4上形成分離層3。另，黏著層形成工程及分離層形成工程，只要在下一個說明的貼附工程開始前完成即可，實施兩工程之順序並無限定，亦可同步實施兩工程。
(支撐體)
首先說明支撐體4。支撐體4具有光穿透性。其目的在於，在後述之分離工程中，從層積體10的外側照射光8時，使光8穿過支撐體4而到達分離層3。是故，支撐體4無需一定要使所有的光穿透，只要能使應被分離層3吸收(具有所需波長)的光穿透即可。作為應被分離層3吸收的光之波長，雖非由下列所限定，但可適當使用2μm以下波長的光，例如YAG雷射、紅寶石雷射、玻璃雷射、YVO4雷射、LD雷射、光纖雷射等固體雷射、色素雷射等液體雷射、CO2雷射、準分子雷射、Ar雷射、He-Ne雷射等氣體雷射、半導體雷射、自由電子雷射等雷射光、或非雷射光。作為應被分離層3吸收的光之波長，雖非由下列所限定，但例如可為600nm以下波長的光。此外，從另一觀點來說，例如使用分離層3的光之吸收率在80%以上的光為佳。
此外，支撐體4係為支撐基板1之構造。因此，在對基板1加工及搬運等情形時，支撐體4只要具有必要強度，用以防止基板1的破損或變形等即可。
作為支撐體4的材料，例如有玻璃或矽等，但只要是能達成上述目的之構造，皆可採用以作為支撐體4。
(分離層)
此外，分離層3係形成為藉由吸收光而變質。本說明書中，所謂分離層3會「變質」，是指下述現象：使分離層3成為受些微外力便可能破壞的狀態、或是與分離層3相接之構造(例如支撐體4)之間的黏著力降低的狀態。後述分離工程中，分離層3藉由受光照射而變質，而失去受光照射前的強度或黏著性。因此，藉由施加些微外力(例如將支撐體4抬起等)，分離層3即被破壞，而可容易地將支撐體4與基板1分離。
本實施形態中，分離層形成工程中，如圖1之(2)所示，是在支撐體4上以電漿CVD法形成分離層3。
作為使用電漿CVD法之電漿處理裝置，可以使用周知的電漿處理裝置，例如可使用圖3所示例之電漿處理裝置。圖3所示例之電漿處理裝置40，是本實施形態中可使用的電漿處理裝置之一例，其具備反應室41、線圈電極42、高頻電源43、反應氣體供給口44、及基座部45。
反應室41的形狀並未特別限定，可如圖3所示之圓筒型，亦可為其他形狀，例如圓頂型。反應室41的尺 寸，可視乎處理對象的基板1尺寸來適當選擇即可。
電漿處理裝置40中所產生之電漿當中，存在有被施加於線圈電極42之高頻電壓所發生之靜電場所產生之電容耦合電漿(CCP：Conductive Coupled Plasma)、及藉由流經線圈電極42之高頻電流所發生之感應場所產生之電感耦合電漿(ICP：Inductive Coupled Plasma)。
電容耦合主體之電漿(E模式電漿)，一般會在電漿密度低時產生，電感耦合主體之電漿(H模式電漿)，一般會在電漿密度高時產生。圖4(a)揭示E模式電漿產生中的情形，圖4(b)揭示H模式電漿產生中的情形。從E模式遷移至H模式係取決於電漿密度，當電漿密度到達一定值以上，對電漿的功率供給會急遽增大。此現象一般稱為「模式跳躍」或「密度跳躍」。換言之，在引發模式跳躍的電力以下所產生之電漿為E模式電漿，在比引發模式跳躍的電力還大的電力下所產生之電漿為H模式電漿(例如，參照日本專利公報「專利3852655號」、日本專利公報「專利4272654號」等)。
較佳之實施形態中，H模式電漿可為高密度電漿。此處所謂高密度電漿，係指電子密度為1×1011cm-3以上之電漿。
另，要判斷模式跳躍是否發生，可藉由測定電漿的離子密度來判斷，此外，如圖4所示般，從電漿處理裝置40的外觀也能容易地判斷。例如圖4(b)所示，模式跳躍發生後，可觀察到線圈電極42的周圍有強烈發光。
(高頻電力)
在此，本實施形態中，將施加於線圈電極42之高頻電力，設定成比引發模式跳躍的電力還大。藉此，能夠得到驚人的效果，亦即能分別提升成膜速度、分離層3的硬度、及分離層3的遮光性(參照後述實施例)。
引發模式跳躍之電力，可因應基板大小及電極構造來適當設定即可，例如在1000~3000W的範圍。
也就是說，按照本實施形態，藉由提升成膜速度，可縮短分離層3的形成時間。
此外，按照本實施形態，藉由提升分離層3的硬度，於貼附工程中，在將分離層3與黏著層2貼合時，能夠抑制分離層3受損。若分離層3受損，則在其後工程中可能發生缺陷，故抑制分離層3的受損非常有用。特別是當分離層3的鉛筆硬度在HB以上時，於貼附工程中能順利地避免分離層3受損。像這樣具有硬度的分離層3，以一般電漿CVD法之成膜技術(例如日本專利公開公報「特開平11-251308號」所載之技術)無法形成，係使用本發明才能初次獲得。
另，本說明書中所謂「鉛筆硬度」，係指由後述實施例所說明之測定方法所測定之硬度，意味著使用特定硬度的鉛筆，依據規定方式劃過分離層3，也不會在分離層3留下嚴重受損的硬度。
此外，按照本實施形態，藉由提升分離層3的遮光 性，於照射工程中能順利地避免基板1損傷。也就是說如後述般，在照射工程中，係隔著支撐體4對分離層3照射光8。藉由提高分離層3的遮光性，隔著支撐體4而照射之光8，會被分離層3所遮蔽，而不會到達基板1。藉此，可避免光8到達基板1，能順利地避免基板1的構造物因光8而損傷。
另，引發模式跳躍之高頻電力，會因電漿處理裝置40的尺寸、形狀、反應氣體的種類、壓力等而變化。因此，事先實施測定工程，來預先測定引發模式跳躍的高頻電力較佳。測定工程中，舉例來說，是藉由一面令高頻電力變化，一面觀察電漿處理裝置40的外觀，或是藉由測定反應室41內的離子密度，而可順利地取得引發模式跳躍之高頻電力。
(反應氣體)
作為供給至反應室41內的反應氣體，可使用含有氟化碳氣體及碳化氫氣體的至少其中一者之氣體。以氟化碳氣體及碳化氫氣體的至少其中一者作為原料氣體來執行電漿CVD法，藉此，能良好地形成分離層3。
作為氟化碳氣體的例示，例如有CxFy及CxHyFz(x、y及z為自然數)，更精確地說有CHF3、CH2F2、C2H2F2、C4F8、C2F6、C5F8等，但並不限定於此。此外，作為碳化氫氣體的例示，例如有CH4等烷烴類、乙烯等烯烴類、及乙炔等炔烴類。
此外，對於反應氣體，亦可添加1種類以上的氮、氦、氬等惰性氣體、烷烴、烯烴、炔烴等碳化氫氣體、氟化碳氣體、氫、氧等添加氣體。添加氣體的添加量並未特別限定，例如添加氫時，雖未限定於此，但對於反應氣體全體添加5%以上、20%以下之比例為佳。此外在氧方面，雖未限定於此，但添加極微量或不添加為佳。
另，反應氣體亦可以氟化碳氣體為主成分，在此情形下，作為添加氣體以含有碳化氫氣體為佳。藉此，相較於僅單純使用氟化碳氣體作為原料氣體，能夠提升成膜速度及分離層3的遮光性。此時，碳化氫氣體對於反應氣體全體的含有量，例如以5%以上、20%以下為佳。反之，反應氣體以碳化氫氣體為主成分時，作為添加氣體以含有氟化碳氣體為佳。另，所謂主成分，係指反應氣體中含有量(體積%)最多的氣體。
此外，將惰性氣體適量添加至反應氣體，藉此，可良好地攪拌原料氣體，也能使分離層3均一地成膜。
反應氣體的流量(對反應室41的供給量)並未特別限定，可設定成各種條件，例如10~1000ml/min，具體來說可為100~500ml/min。此外，反應室41內的壓力亦未特別限定，可設定成各種條件，例如0.1~1500Pa，較佳為1~100Pa，更佳為10~70Pa，具體來說可為67Pa(500mTorr)、70Pa。
分離層3的厚度並未特別限定，只要能將使用的光充分吸收之膜厚即可，例如以0.05~100μm的膜厚為佳，以 0.1~5μm的膜厚為特佳。分離層形成工程之分離層3的形成時間，例如，清潔時間不計入可為1分~30分，較佳為5分~20分，更佳為5分~15分左右。此外，以電漿CVD法形成分離層3，可以1階段進行，亦可以改變了反應氣體組成等條件之複數階段進行。
另，分離層形成工程中，在分離層3上與黏著層2相對向側的面平坦地形成(無形成凹凸)為佳。這樣的分離層3能藉由電漿CVD法而容易地形成。這樣的分離層3，在貼附工程中，能與黏著層2容易而均一地貼附。
此外，分離層3不必直接形成在支撐體4上。例如在其他實施形態中，於分離層形成工程中，可在形成於支撐體4上的其他層之上，形成分離層3。在此情形下，該其他層係由光可穿透之材料所構成。藉此，在後述分離工程中不會妨礙光入射至分離層3，而可適當追加可賦予層積體10較佳性質等之層(其他層)。舉例來說，該其他層可為將分離層3與支撐體4黏著之黏著層。
另，依構成分離層3的有機物種類不同，能使分離層3變質的光之波長可能相異。故，構成該其他層之材料，不必令所有光穿透，可從能使應被分離層3吸收的光之波長穿透之材料中適當選擇。
(成膜溫度)
此外，成膜溫度，可依據各種觀點來選擇。另，本說明書中，所謂成膜溫度，係指用來執行電漿CVD法所使 用之電漿處理裝置中，載置支撐體4的平台之溫度。
也就是說，為了改善分離層3的脫氣性(減低脫氣量)，將分離層形成工程之成膜溫度，設定成比分離層形成工程後實施之工程的環境溫度還要高的溫度為佳。藉由如此設定該成膜溫度，可改善脫氣性。在此情形下，作為成膜溫度，例如可為120℃以上。
另一方面，為了改善分離層3的成膜速度及所得到之分離層3的遮光性，將分離層形成工程之成膜溫度設定成300℃以下為佳，設定成100℃以上、240℃以下更佳。藉由將該成膜溫度設定在此範圍，能夠獲得分離層形成工程之分離層3的成膜速度提升，所得到之分離層3的遮光性提升之效果。
(反應室之材料)
另，作為反應室41，一般來說也可使用由石英所構成之反應室，但使用由陶瓷所構成之反應室更佳。使用由石英所構成之反應室時，在電漿CVD法執行，構成反應室的石英會被蝕刻，氧會產生，可能帶來不良影響。相較於此，使用由陶瓷所構成之反應室時，在電漿CVD法執行中能避免氧產生，能良好地形成分離層3。
〔3：貼附工程〕
圖1之(3)揭示貼附工程。貼附工程中，將形成於基板1上的黏著層2、與形成於支撐體4上的分離層3貼 附，藉此，製造出依基板1、黏著層2、分離層3及支撐體4之順序層積而成之層積體10。另，如上所述，各層之間亦可插入其他層。
作為將層彼此貼附之手法，可使用周知手法，例如可採用在真空中於200~300℃左右的高溫下加壓，將層彼此貼合之手法。
另，本實施形態中，雖說明於基板1上形成黏著層2，再與形成分離層3的支撐體4貼合之方法，但本發明並非限定於此。舉例來說，亦可在支撐體4上形成分離層3，再於分離層3上形成黏著層2後，將黏著層2與基板1貼合。
此外，分離層3亦可兼具黏著層之功能。也就是說，亦可在支撐體4上形成分離層3後，將分離層3與基板1直接貼合，藉此製造出層積體10。
經由以上工程，製造出本實施形態之層積體10。本實施形態之基板之處理方法中，製造出層積體10後，對於層積體10之基板1進行薄化、背面配線等所需處理後，將層積體10分離以回收基板1。以下參照圖1及圖2，說明接下來的各工程。另，圖2是用來更詳細說明照射工程及分離工程之圖。
〔4：照射工程〕
圖1之(4)及圖2之(1)~(2)揭示照射工程。照射工程中，對於分離層3，從支撐體4側照射光8，令 分離層3變質。作為照射分離層3之光8，視乎分離層3可吸收之波長，例如可適當使用YAG雷射、紅寶石雷射、玻璃雷射、YVO4雷射、LD雷射、光纖雷射等固體雷射、色素雷射等液體雷射、CO2雷射、準分子雷射、Ar雷射、He-Ne雷射等氣體雷射、半導體雷射、自由電子雷射等雷射光、或非雷射光。作為應被分離層3吸收的光之波長，雖非由下列所限定，但例如可為600nm以下波長的光。此外，從另一觀點來說，使用分離層3的光之吸收率在60%以上的光為佳，使用80%以上的光更佳。
另，光8的照射方向，可如圖2之(1)所示般從對於分離層3的面垂直之方向照射，亦可斜向照射。此外，光8之照射，可對於分離層3的幾乎全面一齊照射，亦可如掃描般照射分離層3面內。
另，從支撐體4側照射光8，是為了避免光8對基板1的構造物造成影響。藉由從支撐體4側照射光8，光8會被分離層3吸收，能避免光8到達基板1。
而如上所述，分離層3係形成為藉由受光照射而變質。因此，照射工程結束後，如圖2之(2)所示，分離層3會變質成為分離層3’。
〔5：分離工程〕
圖1之(5)及圖2之(3)揭示分離工程。分離工程中，將支撐體4從基板1分離。因照射工程而變質之分離層3’，其強度會明顯降低。是故，例如藉由施加些微外力 將支撐體4抬起，分離層3’即容易地被破壞，而可將支撐體4從基板1分離。
另，圖2之(3)中，分離係被描繪成在支撐體4與分離層3之交界面發生，但分離的位置並不限定於此，分離亦有可能在分離層3與黏著層2之交界面發生。
〔6：洗淨工程〕
圖1之(6)揭示洗淨工程。洗淨工程中，將與支撐體4分離之基板1上所殘留之黏著層2除去。黏著層2之除去，例如可藉由將令黏著層2溶解之溶劑對黏著層2噴霧來進行。藉此，便能得到除去黏著層2之基板1。
在此，於支撐體4分離後，黏著層2上可能會附著殘留之分離層3’。若是僅有少量的分離層3’附著，則如上述般藉由噴霧令黏著層2溶解之溶劑，能連同黏著層2一起除去。此外，亦可先噴霧令分離層3’溶解之溶劑，其後再噴霧令黏著層2溶解之溶劑。
以上已基於實施形態具體說明了本發明，但本發明並非限定於上述實施形態，在申請專利範圍所揭示之範圍可為各種變更，將不同實施形態分別揭示之技術手段予以適當組合所得之實施形態，同樣包含在本發明之技術範圍內。
本發明藉由以下實施例進一步詳細說明，但不應限定於此。
〔實施例〕 〔實施例1〕 (1：成膜條件)
首先，在8英吋基板用的電漿處理裝置，設置測試用(dummy)矽基板，使用O2電漿灰化，進行10分鐘之反應室清潔。另，電漿處理裝置的反應室係使用石英製者。此外，電漿處理裝置的線圈電極係使用3匝者。接著，將作為支撐體4使用之8英吋玻璃基板設置至電漿處理裝置，使用O2電漿灰化，進行5分鐘之支撐體4洗淨及製膜前加熱。其後，以表1所示之各條件使分離層3成膜。另，表1所示之各條件，是以作為反應氣體係使用流量200sccm之C4F8、壓力設為500mTorr、高頻電力設為1500W、成膜溫度設為240℃之情形作為標準條件，相對於此改變個別要素。另，電力設為1200W之條件中，因放電不穩定，故時間變得較短。
(2：成膜速度之評估)
針對成膜中的分離層3，利用光干涉式膜厚測定裝置 來測定膜厚，測定成膜速度。成膜速度之測定，係於圖8所示1~9之各位置進行，並算出平均值。其結果後述。
(3：分離層的硬度之評估)
藉由圖5所示之測定方法，測定所形成的分離層3之鉛筆硬度。如圖5所示，鉛筆保持具51係將鉛筆50保持成鉛筆50先端以45度角度碰觸分離層3，對於鉛筆50朝向分離層3施加750g的荷重。在此狀態下，令鉛筆50以10mm/s之速度移動70mm的範圍。其結果，判定分離層3是否有嚴重損傷。接著改變鉛筆50的硬度，以不會在分離層3上造成嚴重損傷之最高硬度，作為測定對象之分離層3的鉛筆硬度。所得之鉛筆硬度依據表2予以數值化。
圖6揭示判定例。如圖6之1)所示，在使用「B」之鉛筆50時，分離層3上沒有嚴重損傷，而使用「HB」之鉛筆50時，分離層3上出現嚴重損傷的情形下，鉛筆硬度為B，將硬度評估為5。此外，如圖6之2)所示，在使用「HB」之鉛筆50時，分離層3上沒有嚴重損傷， 而使用「H」之鉛筆50時，分離層3上出現嚴重損傷的情形下，鉛筆硬度為HB，將硬度評估為6。其結果後述。
(4：分離層的遮光性之評估)
藉由如圖7所示般設置之測定系統，來測定分離層的漏光量。漏光量愈少，遮光性愈高。如圖7所示，自雷射光源60，令波長532nm、脈波40kHz、輸出1800mW的雷射61，從形成有分離層3的支撐體4之支撐體4側射入，藉由感測器62來測定穿透的光量(漏光量)。另，在分離層3上預先塗佈測試(dummy)黏著劑(碳化氫系黏著劑)80μm。雷射光源60與分離層3之間的距離設為350mm，分離層3與感測器62之間的距離設為60mm。漏光量之測定，係在圖8所示之各位置進行，並一併算出單位膜厚的漏光量平均值。其結果後述。另，僅測定支撐體4時之漏光量約為200mW。
(5：有關模式跳躍之檢討)
改變施加於線圈電極之高頻電流，來調查引發模式跳躍之電力時，如表3所示，發現在1270W~1300W會發生模式跳躍。
圖9為電漿CVD法執行時之高頻電力與成膜速度之 關係示意圖表，縱軸表示成膜速度(埃/min)、橫軸表示高頻電力(W)。如圖9所示，在比引發模式跳躍的電力還大的電力(1300W以上)下，成膜速度大幅提升。
圖10為電漿CVD法執行時之高頻電力與分離層的硬度之關係示意圖表，縱軸表示以上述測定方法所測定之分離層的硬度、橫軸表示高頻電力(W)。如圖10所示，在比引發模式跳躍的電力還大的電力(1300W以上)下，分離層3的硬度大幅提升，在貼附工程中能形成硬度6(鉛筆硬度HB)以上硬度的分離層3，可順利地避免對分離層3造成損傷。
此外，在尚未能引發模式跳躍的電力(<1300W)下，分離層3成為稀疏的膜，對支撐體4的密合性低，產生許多微粒。
圖11為電漿CVD法執行時之高頻電力與分離層的遮光性之關係示意圖表，縱軸表示單位膜厚之漏光量平均值(mW/埃)、橫軸表示高頻電力(W)。此外，圖12為電漿CVD法執行時之高頻電力與分離層於各位置的遮光性之關係示意圖表，縱軸表示於各位置的漏光量(mW)、橫軸表示高頻電力(W)。如圖11及圖12所示，在比引發模式跳躍的電力還大的電力(1300W以上)下，分離層3的遮光性大幅提升。特別是在分離層3的外周部，若是在引發模式跳躍前的電力(<1300W)下，幾乎有50%的雷射穿透，相對於此，在比引發模式跳躍的電力更大的電力(1300W以上)下，能抑制在20%以下。
如上述般，使用比引發模式跳躍的電力還大的電力來執行電漿CVD法，藉此，可知能分別提升成膜速度、分離層3的硬度、及分離層3的遮光性。
(6：有關成膜溫度之檢討)
圖13為電漿CVD法執行時之成膜溫度與成膜速度之關係示意圖表，縱軸表示成膜速度(埃/min)、橫軸表示成膜溫度(載置支撐體4的平台之溫度)。如圖13所示，成膜溫度愈低(特別是在180℃以下)，成膜速度愈提升。
圖14為電漿CVD法執行時之成膜溫度與分離層的硬度之關係示意圖表，縱軸表示以上述測定方法所測定之分離層的硬度、橫軸表示成膜溫度。如圖14所示，成膜溫度不同，但分離層3的硬度幾乎沒有變化。
圖15為電漿CVD法執行時之成膜溫度與分離層的遮光性之關係示意圖表，縱軸表示單位膜厚之漏光量平均值(mW/埃)、橫軸表示成膜溫度。此外，圖16為電漿CVD法執行時之成膜溫度與分離層於各位置的遮光性之關係示意圖表，縱軸表示於各位置的漏光量(mW)、橫軸表示成膜溫度。如圖15及圖16所示，成膜溫度愈低(特別是在180℃以下)，遮光性愈提升。
如上述般，將成膜溫度設得較低，特別是在180℃以下，藉此，可知能分別提升成膜速度、及分離層3的遮光性。
(7：有關碳化氫氣體添加之檢討)
圖17為電漿CVD法執行時之CH4添加量與成膜速度之關係示意圖表，縱軸表示成膜速度(埃/min)、橫軸表示CH4添加量(sccm)。如圖17所示，上述成膜條件中，CH4添加量不同，但成膜速度看不出變化。
圖18為電漿CVD法執行時之CH4添加量與分離層的硬度之關係示意圖表，縱軸表示以上述測定方法所測定之分離層的硬度、橫軸表示CH4添加量(sccm)。如圖18所示，CH4添加量不同，但分離層3的硬度幾乎沒有變化。
圖19為電漿CVD法執行時之CH4添加量與分離層的遮光性之關係示意圖表，縱軸表示單位膜厚之漏光量平均值(mW/埃)、橫軸表示CH4添加量(sccm)。此外，圖20為電漿CVD法執行時之CH4添加量與分離層於各位置的遮光性之關係示意圖表，縱軸表示於各位置的漏光量(mW)、橫軸表示CH4添加量(sccm)。如圖19及圖20所示，上述成膜條件中，CH4添加量不同，但遮光性看不出變化。
如上述般，上述成膜條件中，幾乎看不出CH4添加量所帶來的影響。鑑此，將電漿處理裝置更換成12英吋基板用之電漿處理裝置，再度驗證CH4添加量所帶來的影響。作為支撐體4，係使用12英吋之玻璃基板。此外，該電漿處理裝置中，使用比引發模式跳躍的電力還大的高頻 電力(2500W)。其他條件則與上述標準條件為相同條件，執行電漿CVD法。
圖26為電漿CVD法執行時之CH4添加量與成膜速度之關係示意圖表，縱軸表示成膜速度(埃/min)、橫軸表示CH4添加量(sccm)。如圖26所示，本成膜條件中，CH4添加量愈增加，成膜速度愈提升。
圖27為電漿CVD法執行時之CH4添加量與分離層的遮光性之關係示意圖表，縱軸表示膜厚每1埃之漏光量平均值(10-4mW)、橫軸表示CH4添加量(sccm)。如圖27所示，上述成膜條件中，CH4添加量愈增加，遮光性愈提升。
如上述般，藉由添加CH4，可知能分別提升成膜速度、及分離層3的遮光性。
(8：有關氧的影響之檢討)
圖21為電漿CVD法執行時之氧添加量與成膜速度之關係示意圖表，縱軸表示成膜速度(埃/min)、橫軸表示氧添加量(sccm)。如圖21所示，上述成膜條件中，由於添加氧，成膜速度稍微減少。
圖22為電漿CVD法執行時之氧添加量與分離層的硬度之關係示意圖表，縱軸表示以上述測定方法所測定之分離層的硬度、橫軸表示氧添加量(sccm)。如圖22所示，氧添加量不同，但分離層3的硬度幾乎沒有變化。
圖23為電漿CVD法執行時之氧添加量與分離層的遮 光性之關係示意圖表，縱軸表示單位膜厚之漏光量平均值(mW/埃)、橫軸表示氧添加量(sccm)。此外，圖24為電漿CVD法執行時之氧添加量與分離層於各位置的遮光性之關係示意圖表，縱軸表示於各位置之漏光量(mW)、橫軸表示氧添加量(sccm)。如圖23及圖24所示，上述成膜條件中，因氧添加量不同，遮光性大幅降低。
如上述般，由於氧的添加，成膜速度、及分離層3的遮光性降低。對此進行進一步檢討。
首先，針對所形成之分離層3，執行O2灰化，測定其電漿光譜，結果檢測出CF2及CO的譜峰。該結果顯示，分離層3因O2灰化而分解成CF2及CO，間接顯示O2會對電漿CVD法帶來不良影響。
接著，使用石英製之反應室，使用1500W及1200W之高頻電力，不添加氧而測定執行電漿CVD法時之電漿光譜，結果在使用引發模式跳躍的電力(1500W)時，檢測出O2及CO的譜峰。這暗示了石英之反應室被蝕刻而產生氧之可能性。是故，可知作為反應室之材料，不以可能產生氧的石英，而以陶瓷更佳。
(9：有關脫氣性之檢討)
針對以各條件形成之分離層3，以昇溫脫離氣體分析(TDS，Thermal Desorption Spectroscopy)測定其脫氣性。結果揭示於圖25。如圖25所示，以任一條件形成之 分離層3，在脫氣性方面都無特別問題。
(10：層積體的分離性之評估)
作為基板1，係使用半導體晶圓。於基板1上塗佈碳化氫系黏著劑，藉由烘烤而形成黏著層2。將依此形成之黏著層2，與以上述各條件形成之各個分離層3彼此相向貼合，而製作出對應上述各條件之各個層積體10。
將製作出之各層積體10的基板1薄化後，以具有532nm波長之綠光雷射，從各層積體10的支撐體4側朝向分離層3照射。具體來說，係將光束形狀160μm、照射間距(pitch)160μm、平均輸出1.8W、送出速度6000mm/sec之532nm的雷射，以40kHz的脈波頻率照射在層積體10上。雷射的掃描次數為1次。
其結果，任一個對應上述各條件之層積體10的分離層3，均受到雷射照射而變質，只要簡單將支撐體4抬起，支撐體4便容易地從基板1分離。此外，以目視觀察分離後的支撐體4及基板1表面，除了觀察到基板1上有些許分離層3變質而成之黑色粉體外，並無殘漆。
〔實施例2〕
在12英吋基板用的電漿處理裝置，設置測試用(dummy)12英吋矽基板，使用O2電漿灰化，進行10分鐘之反應室清潔。另，電漿處理裝置的反應室係使用石英製者。此外，電漿處理裝置的線圈電極係使用3匝者。接 著，將作為支撐體4使用之12英吋玻璃基板設置至電漿處理裝置，使用O2電漿灰化，進行5分鐘之支撐體4洗淨及製膜前加熱。其後，使用流量400sccm之C4F8作為反應氣體、壓力設為70Pa、高頻電力設為2800W、成膜溫度設為240℃，形成分離層3。
接著，以與實施例1之「10：層積體的分離性之評估」相同條件下進行分離性之評估，得知支撐體4容易地從基板1分離。另，改變施加於線圈電極之高頻電流，來調查引發模式跳躍之電力時，發現在2200W~2800W會發生模式跳躍。此外，在比引發模式跳躍的電力還大的電力(2200W以上)下，發現成膜速度大幅提升。
〔產業上利用之可能性〕
本發明之層積體之製造方法、基板之處理方法及層積體，尤其可利用在基板加工領域。
1‧‧‧基板
2‧‧‧黏著層
3‧‧‧分離層
4‧‧‧支撐體
8‧‧‧光
10‧‧‧層積體
40‧‧‧電漿處理裝置
41‧‧‧反應室
42‧‧‧線圈電極
43‧‧‧高頻電源
44‧‧‧反應氣體供給口
45‧‧‧基座部
50‧‧‧鉛筆
51‧‧‧鉛筆保持具
60‧‧‧雷射光源
61‧‧‧雷射
62‧‧‧感測器
[圖1]用以說明本發明一實施形態之基板之處理方法之圖。
[圖2]用以詳細說明本發明一實施形態之照射工程及分離工程之圖。
[圖3]電漿處理裝置例之模型示意圖。
[圖4]各模式之電漿發生時，電漿處理裝置之外觀示意圖，其中(a)所示為E模式電漿發生時、(b)所示為 H模式電漿發生時。
[圖5]藉由本說明書之測定方法，測定分離層的鉛筆硬度情形之模型說明圖。
[圖6]藉由本說明書之測定方法，測定分離層的鉛筆硬度結果之判定例示意圖。
[圖7]測定分離層的漏光量之方法說明圖。
[圖8]分離層上的膜厚及漏光量測定位置之模型示意圖。
[圖9]執行電漿CVD法時的高頻電力與成膜速度之關係示意圖表。
[圖10]執行電漿CVD法時的高頻電力與分離層硬度之關係示意圖表。
[圖11]執行電漿CVD法時的高頻電力與分離層遮光性之關係示意圖表。
[圖12]執行電漿CVD法時的高頻電力與分離層於各位置的遮光性之關係示意圖表。
[圖13]執行電漿CVD法時的成膜溫度與成膜速度之關係示意圖表。
[圖14]執行電漿CVD法時的成膜溫度與分離層硬度之關係示意圖表。
[圖15]執行電漿CVD法時的成膜溫度與分離層遮光性之關係示意圖表。
[圖16]執行電漿CVD法時之成膜溫度與分離層各位置的遮光性之關係示意圖表。
[圖17]執行電漿CVD法時的CH4添加量與成膜速度之關係示意圖表。
[圖18]執行電漿CVD法時的CH4添加量與分離層硬度之關係示意圖表。
[圖19]執行電漿CVD法時的CH4添加量與分離層遮光性之關係示意圖表。
[圖20]執行電漿CVD法時之CH4添加量與分離層各位置的遮光性之關係示意圖表。
[圖21]執行電漿CVD法時的氧添加量與成膜速度之關係示意圖表。
[圖22]執行電漿CVD法時的氧添加量與分離層硬度之關係示意圖表。
[圖23]執行電漿CVD法時的氧添加量與分離層遮光性之關係示意圖表。
[圖24]執行電漿CVD法時的氧添加量與分離層各位置遮光性之關係示意圖表。
[圖25]以各種條件形成的分離層之脫氣性示意圖表。
[圖26]執行電漿CVD法時的CH4添加量與成膜速度之關係示意圖表。
[圖27]執行電漿CVD法時的CH4添加量與分離層遮光性之關係示意圖表。
1‧‧‧基板
2‧‧‧黏著層
3‧‧‧分離層
4‧‧‧支撐體
8‧‧‧光
10‧‧‧層積體

Claims (9)

  1. 一種層積體之製造方法，該層積體係具備：基板；光穿透性之支撐體，係支撐該基板；及分離層，設於該基板與該支撐體之間，形成為藉由吸收隔著該支撐體而照射的光而會變質；該層積體之製造方法，其特徵為：包含：分離層形成工程，其藉由電漿CVD法來形成該分離層，該電漿CVD法使用含有碳化氫氣體及氟化碳氣體的至少一者之反應氣體；該分離層形成工程中，係使用高頻電力來執行該電漿CVD法，該高頻電力設定成比引發模式跳躍(mode-jump)的電力還大。
  2. 如申請專利範圍第1項之層積體之製造方法，其中，當前述反應氣體為氟化碳氣體時，作為添加氣體係含有碳化氫氣體。
  3. 如申請專利範圍第1項之層積體之製造方法，其中，當前述反應氣體為碳化氫氣體時，作為添加氣體係含有氟化碳氣體。
  4. 如申請專利範圍第1項之層積體之製造方法，其中，前述分離層形成工程中，係以300℃以下的成膜溫度來執行前述電漿CVD法。
  5. 如申請專利範圍第1項之層積體之製造方法，其中，前述分離層形成工程中，係在由陶瓷所形成之反應室 內執行前述電漿CVD法。
  6. 一種基板之處理方法，其特徵為：包含：製造工程，以申請專利範圍第1~5項任一項之層積體之製造方法，製造前述層積體；照射工程，於該製造工程後，對於前述分離層，從前述支撐體側照射光，令該分離層變質；及分離工程，於該照射工程後，從前述基板將前述支撐體分離。
  7. 一種層積體，其特徵為：以申請專利範圍第1~5項任一項之層積體之製造方法所製造。
  8. 一種層積體，其特徵為：具備：基板；光穿透性之支撐體，係支撐該基板；及分離層，設於該基板與該支撐體之間，形成為藉由吸收隔著該支撐體而照射的光而會變質；該分離層係由電漿CVD法而形成，具有HB以上之鉛筆硬度；該電漿CVD法使用含有碳化氫氣體及氟化碳氣體的至少一者之反應氣體。
  9. 如申請專利範圍第8項之層積體，其中，前述反應氣體係含有氟化碳氣體。
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