JP2017084910A - 支持体分離方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜4を用いて、本発明の一実施形態(第1の実施形態)に係る支持体分離方法について、より詳細に説明する。
本実施形態に係る支持体分離方法が包含している光照射工程について、より詳細に説明する。図1の(b)及び図2の(a)に示すように、光照射工程では、光照射段階と回動段階とを交互に繰り返すことによって、基板1において回路形成領域の全周を囲い、かつ、非回路形成領域の半径方向における幅の65%以上、100%未満の領域を占める所定領域に対向するように積層されている分離層4の領域4Cに、サポートプレート2を介して光を照射する。
回路形成領域とは、基板1における内周部において、例えば、集積回路等の構造物が形成されている領域のことを意味する。なお、回路形成領域において、集積回路等の構造物は、基板1における積層体10の外部に露出される側の面、及び、基板1の接着層3に対向する側の面の両方又は何れか一方に形成され得る。基板1における回路形成領域は、積層体10において、分離層4における点線A1よりも内側に位置する領域4Aに対向するように配置されている(図2の(a))。
非回路形成領域とは、基板1において回路形成領域の全周を囲い、当該回路形成領域の外周端部よりも外側、基板1の外周端部よりも内側を占める領域のことを意味する。基板1における非回路形成領域は、積層体10において、分離層4における点線A1と点線A2との間に位置する領域4Bに対向するように配置されている(図2の(a))。ここで、基板1の外周端部は、分離層4における点線A2の上に配置されている。
所定領域とは、回路形成領域の全周を囲い、かつ、非回路形成領域の半径方向における幅の65%以上、100%未満の領域を占める領域であり、分割所定領域からなる領域のことを意味する。また、本実施形態に係る支持体分離方法では、基板1における所定領域の内周端部は、回路形成領域の外周端部と離間しており、所定領域の外周端部は基板1の外周端部と離間している。積層体10では、基板1における所定領域は、分離層4において、破線B1と破線B2との間に位置する領域4Cに対向するように配置されている(図2の(a))。
分割所定領域とは、積層体10の中心点を中心として、基板1における所定領域を所定の角度にて等分割した領域のことを意味する。基板1における分割所定領域は、積層体10において、図2の(a)に示す分離層4における一点鎖線C1〜C3によって領域4Cから分割されている分割領域4C−1及び4C−2によって例示されている分割領域ごとに対応するように配置されている。なお、基板1の所定領域を等分割する角度は、積層体10の中心点を中心として等分割することができる角度であればよく、例えば、20°、30°又は45°であることが好ましく、20°であることがより好ましい。
光照射段階では、積層体10において、サポートプレート2を介して分離層4の分割領域ごとに光を照射する。例えば、所定の角度を20°として等分割した分割領域ごとにレーザ光Lを照射する。これにより、レーザ照射装置50から照射されるレーザ光Lの走査範囲を狭くすることができ、レーザ光Lを走査させるときに生じる照射パターンの形状の歪を低減させることができる。従って、分離層4の分割領域4C−1に照射されるレーザ光Lが、当該分割領域からはみ出して照射されることを防止することができ、基板1に設けられた回路及びダイシングテープ5に光が照射されることを好適に防止することができる。
回動段階は、光照射段階によって、分割領域にレーザ光Lを照射した積層体10を、当該積層体10の中心点を中心として、当該積層体10の平面を所定の角度において回動させる。本実施形態に係る支持体分離方法では、分離層4における領域4Cは、所定の角度である20°にて等分割されている。従って、回動段階では、光照射段階により、分離層4の分割領域4C−1にレーザ光Lを照射した積層体10を所定の角度20°にて回動させる。これにより、レーザ照射装置50が、積層体10における分離層4の分割領域4C−2の上に配置する。
分離工程では、レーザ光Lを照射した積層体10に力を加え、積層体10からサポートプレート2を分離する(図1の(c))。より具体的には、例えば、回動可能なステージによって積層体10の基板1側を固定した状態にて、ベローズパッド等の吸着パッドを備えた分離プレート(保持部,不図示)によりサポートプレート2の上面部を吸着保持しつつ、当該分離プレートを持ち上げる。これにより、積層体10に力を加え、当該積層体10からサポートプレート2を分離する。
分離工程を行なった後、図1の(d)に示す、サポートプレート2を分離した基板1には、ダイシングテープ5が貼り付けられた状態で、例えば、有機溶剤を含んでいる剥離液等によって接着層3及び分離層4の残渣を除去する洗浄工程を行なう。また、洗浄工程後、ダイシングテープ5を貼り付けた基板1から半導体チップを製造するダイシング工程を行なう。ここで、基板1に貼り付けたダイシングテープ5は、レーザ光Lが照射されることによってダメージを受けることを防止されている。このため、本実施形態に係る支持体分離方法によれば、積層体10にダイシングテープ5を貼り付けた状態にて、基板1から半導体チップを製造するまでの一連の工程を首尾よく行なうことができる。従って、基板1に回路を形成する工程において薄化された基板1が、ダイシングテープ5を貼り付けるときに破損することを回避することができる。
本実施形態に係る支持体分離方法に用いられる積層体10について、より詳細に説明する。積層体10は、基板1と、接着層3と、分離層4と、サポートプレート2とをこの順に積層してなる。
本実施形態に係る支持体分離方法では、基板1として、シリコンからなるウエハ基板を用いている。基板1は、接着層3及び分離層4を介してサポートプレート2に支持された状態で、薄化、実装等のプロセスに供され得る。また、基板1の回路形成領域には、例えば、集積回路や金属バンプ等の構造物が実装されている。
サポートプレート(支持体)2は、基板1を支持する支持体であり、接着層3を介して、基板1に貼り付けられる。そのため、サポートプレート2としては、基板1の薄化、搬送、実装等のプロセス時に、基板1の破損又は変形を防ぐために必要な強度を有していればよい。また、分離層4を変質させるための光を透過させるものであればよい。
接着層3は、基板1と、分離層4が形成されたサポートプレート2とを貼り付けるために用いられる。また、接着層3は、基板1とサポートプレート2とを貼り付けるために用いられる接着剤によって形成される層である。
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)、並びに、テルペン樹脂、ロジン系樹脂及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。
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、及びAPL 6013T(全て三井化学株式会社製)等を使用することができる。
アクリル−スチレン系樹脂としては、例えば、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−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等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。
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く、当該「スチレン単位」は置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数1〜5のアルコキシアルキル基、アセトキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。また、当該スチレン単位の含有量が14重量%以上、50重量%以下の範囲内であることがより好ましい。さらに、エラストマーは、重量平均分子量が10,000以上、200,000以下の範囲内であることが好ましい。
接着層3を形成するための接着剤は、ポリサルホン系樹脂を含んでいてもよい。接着層3をポリサルホン系樹脂によって形成することにより、高温において積層体を処理しても、その後の工程において接着層を溶解し、基板からサポートプレートを剥離することが可能な積層体を製造することができる。接着層3がポリサルホン樹脂を含んでいれば、例えば、アニーリング等により積層体を300℃以上という高温で処理する高温プロセスにおいても、積層体を好適に用いることができる。
ポリサルホン系樹脂は、式(3)で表されるポリサルホン構成単位及び式(4)で表されるポリエーテルサルホン構成単位のうちの少なくとも1つを備えていることによって、基板1とサポートプレート2とを貼り付けた後、高い温度条件において基板1を処理しても、分解及び重合等により接着層3が不溶化することを防止することができる積層体を形成することができる。また、ポリサルホン系樹脂は、上記式(3)で表されるポリサルホン構成単位からなるポリサルホン樹脂であれば、より高い温度に加熱しても安定である。このため、洗浄後の基板1に接着層に起因する残渣が生じることを防止することができる。
接着層3を形成するときに使用する希釈溶剤としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、メチルオクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン等の直鎖状の炭化水素、炭素数4から15の分岐鎖状の炭化水素、例えば、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ナフタレン、デカヒドロナフタレン、テトラヒドロナフタレン等の環状炭化水素、p−メンタン、o−メンタン、m−メンタン、ジフェニルメンタン、1,4−テルピン、1,8−テルピン、ボルナン、ノルボルナン、ピナン、ツジャン、カラン、ロンギホレン、ゲラニオール、ネロール、リナロール、シトラール、シトロネロール、メントール、イソメントール、ネオメントール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、テルピネン−1−オール、テルピネン−4−オール、ジヒドロターピニルアセテート、1,4−シネオール、1,8−シネオール、ボルネオール、カルボン、ヨノン、ツヨン、カンファー、d−リモネン、l−リモネン、ジペンテン等のテルペン系溶剤;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン(CH)、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノン等のケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、又はジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類又は前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテル又はモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体(これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい);ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル等の芳香族系有機溶剤等を挙げることができる。
接着層3を構成する接着剤は、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、熱重合禁止剤及び界面活性剤等、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。
次に、分離層4とは、サポートプレート2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材料から形成されている層である。
分離層4は、フルオロカーボンからなっていてもよい。分離層4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又は接着性を失う。よって、わずかな外力を加える(例えば、サポートプレート2を持ち上げる等)ことによって、分離層4が破壊されて、サポートプレート2と基板1とを分離し易くすることができる。分離層4を構成するフルオロカーボンは、プラズマCVD(化学気相堆積)法によって好適に成膜することができる。
分離層4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4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又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、サポートプレート2を持ち上げる等)ことによって、分離層4が破壊されて、サポートプレート2と基板1とを分離し易くすることができる。
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、又は(f)の構造をその主鎖に含んでいる。
上記の“化3”に示されるベンゼン環、縮合環及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、フェナントレン、置換フェナントレン、ピレン及び置換ピレンが挙げられる。例示した置換基がさらに置換基を有している場合、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、アルキルアミノ及びアリールアミノから選択される。
分離層4は、無機物からなっていてもよい。分離層4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又は接着性を失う。よって、わずかな外力を加える(例えば、サポートプレート2を持ち上げる等)ことによって、分離層4が破壊されて、サポートプレート2と基板1とを分離し易くすることができる。
分離層4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4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又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、サポートプレート2を持ち上げる等)ことによって、分離層4が破壊されて、サポートプレート2と基板1とを分離し易くすることができる。
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(5)で表される繰り返し単位及び下記化学式(7)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(5)で表される繰り返し単位及び下記化学式(7)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)、及び特開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することができる。
分離層4は、赤外線吸収物質を含有していてもよい。分離層4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又は接着性を失う。よって、わずかな外力を加える(例えば、サポートプレート2を持ち上げる等)ことによって、分離層4が破壊されて、サポートプレート2と基板1とを分離し易くすることができる。
分離層4は、反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることにより形成することができ、これにより、分離層4は高い耐薬品性と高い耐熱性とを備えている。
本実施形態に係る支持体分離方法では、その他の構成として、ダイシングフレーム6を備えたダイシングテープ5が用いられる。
積層体10の基板1側には、ダイシングテープ5が貼り合わされている。ダイシングテープ5は、サポートプレート2を剥離した後の基板1をダイシングすることによって、半導体チップを製造するために用いられる。
ダイシングテープ5の露出面のさらに外周には、ダイシングテープ5の撓みを防止するためのダイシングフレーム6が取り付けられている。ダイシングフレーム6としては、例えば、アルミニウム等の金属製のダイシングフレーム、ステンレススチール(SUS)等の合金製のダイシングフレーム、及び樹脂製のダイシングフレームが挙げられる。
本発明に係る支持体分離方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、一変形例に係る支持体分離方法では、図3の(b)に示すように、積層体10において、回路形成領域の全周を囲い、半径方向における幅W’1の範囲を占める非回路形成領域のうち、幅W’2の範囲を占める所定領域が、基板1における回路形成領域に対して離間していない構成である。本変形例に係る支持体分離方法は、例えば、幅W’1の値が2mmよりも小さい場合において、レーザ光Lが照射される分離層4における分割領域の幅W’2を1.3mm程度以上に確保し易くすることができる点において有効である。
本発明に係る支持体分離方法は、上記の実施形態に限定されない。例えば、一実施形態(第2の実施形態)に係る支持体分離方法では、光照射工程前に、積層体10の向きを検知する検知工程をさらに包含し、分離工程において、検知工程にて検知した積層体10の向きに基づき、積層体10に力を加えるためにサポートプレート(支持体)2を保持する吸着パッドを備えた分離プレート(保持部,不図示)が、レーザ光Lを照射された分割領域4C−1〜4C−6の上に配置されるように、積層体10を回動させる構成である。ここで、分離プレートは、サポートプレート2を保持したときに、当該サポートプレート2の周縁部分において等間隔にて配置される4つの吸着パッドを備えている。
検知工程では、光照射工程を行なう前において、サポートプレート2に設けられた切り欠き部(ノッチ,不図示)を検知する光学アライメント装置(不図示)によって、当該切り欠き部を基準として、積層体10の向きを特定する。これにより、後の光照射工程において、分離層4における何れの分割領域に光を照射したかを特定できるようにすることができる。
図2の(b)に示すように、本実施形態に係る支持体分離方法が包含している光照射工程では、検知工程後、光照射段階と回動段階とを繰り返すことにより、一点鎖線C1〜C10によって分割された分割領域4C−1〜4C−6における分離層4を変質させる。これにより、分離層4の周縁部分において等間隔にて離間するように計4箇所に分かれて配置されている分割領域4C−1〜4C−6の分離層4を変質させる。
分離工程では、まず、検知工程にて検知した積層体10の向きに基づき、サポートプレート2を保持する分離プレートにおける4つの吸着パッドが、レーザ光Lを照射された分割領域4C−1〜4C−6の上に配置されるように、上記積層体10を回動させる。その後、各吸着パッドによって、分割領域4C−1〜4C−6の上に位置するサポートプレート2を保持し、持ち上げる。これによって、分割領域4C−1〜4C−6において変質した分離層4に分離プレートから加えられる力を集中させることができる。このため、分割領域4C−1〜4C−6において変質した分離層4が破壊された後、レーザ光Lを照射されていない領域における分離層4に対して力を集中させることができる。これにより、積層体10からサポートプレート2を好適に分離することができる。
本発明に係る支持体分離方法は、上記実施形態(第1の実施形態及び第2の実施形態)に限定されない。例えば、別の実施形態に係る支持体分離方法では、サポートプレート(支持体)及び分離層の材料は、積層体に求められる性能に応じて適宜選択することができる。このため、分離層に照射する光を発射するレーザはCO2レーザに限定されず、YAGレーザ、ルビーレーザ、ガラスレーザ、YVO4レーザ、LDレーザ、ファイバーレーザ等の固体レーザ、色素レーザ等の液体レーザ、CO2レーザ、エキシマレーザ、Arレーザ、He−Neレーザ等の気体レーザ、半導体レーザ、自由電子レーザ等のレーザ光、又は、非レーザ光等を、分離層4を構成する材料を変質させ得る波長に応じて適宜選択して用いてもよい。
2 サポートプレート(支持体)
3 接着層
4 分離層
4A 領域(分離層)
4B 領域(分離層)
4C 領域(分離層)
4C−1、4C−2、... 分割領域(分離層)
5 ダイシングテープ
10 積層体
L 光
Claims (10)
- 基板と、光を透過する支持体とを、接着層と、光を吸収することにより変質する分離層とを介して積層してなる積層体から、上記支持体を分離する支持体分離方法であって、
上記基板は、回路が形成された回路形成領域と、当該回路形成領域の全周を囲う、上記回路が形成されていない非回路形成領域とを有し、
上記基板において上記回路形成領域の全周を囲い、かつ、上記非回路形成領域の半径方向における幅の65%以上、100%未満の領域を占める所定領域に対向するように積層されている分離層の少なくとも一部に、上記支持体を介して光を照射する光照射工程と、
上記光を照射した積層体に力を加え、当該積層体から上記支持体を分離する分離工程と、を包含することを特徴とする支持体分離方法。 - 上記所定領域の内周端部と、上記回路形成領域の外周端部とは離間しており、かつ、上記所定領域の外周端部と、上記基板の外周端部とは離間していることを特徴とする請求項1に記載の支持体分離方法。
- 上記非回路形成領域の半径方向における幅は、1.3mmよりも大きく、2.0mm以下の範囲内であり、上記所定領域の半径方向における幅は、1.3mm以上、2.0mm未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載の支持体分離方法。
- 上記光照射工程は、上記積層体の平面の中心を中心点として、上記所定領域を所定の角度にて等分割する分割所定領域に対向するように積層されている上記分離層の少なくとも一部に光を照射する光照射段階と、
上記積層体の平面の中心を中心点として、上記積層体の平面を上記所定の角度において回動させる回動段階とを包含していることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の支持体分離方法。 - 上記光照射工程前に、上記積層体の向きを検知する検知工程をさらに包含し、
上記分離工程において、上記検知工程にて検知した上記積層体の向きに基づき、上記積層体に力を加えるために上記支持体を保持する保持部が、上記光を照射された分割所定領域の上に配置されるように、上記積層体を回動させることを特徴とする請求項4に記載の支持体分離方法。 - 上記分離工程前に、上記光照射段階と、上記回動段階とを交互に繰り返し、全ての上記分割所定領域に対向するように積層されている上記分離層に光を照射することを特徴とする請求項4又は5に記載の支持体分離方法。
- 上記分割所定領域に対向するように積層されている上記分離層の50%以上の面積に光を照射することを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載の支持体分離方法。
- 上記光の照射パターンが、ライン形状、円ドット形状、リング形状、多角ドット形状、多角リング形状又は螺旋形状の何れかであることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の支持体分離方法。
- 上記支持体は、シリコンからなり、
上記光は、炭酸レーザであることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の支持体分離方法。 - 上記積層体における基板側には、ダイシングテープが貼り付けられており、当該ダイシングテープの一部は、上記基板の外縁部分に露出していることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の支持体分離方法。
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