JP7193339B2 - 基板を結合および剥離させる方法 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項１記載の、結合層によって製品基板を支持体基板に結合する方法、および請求項２記載の、結合層によって製品基板に結合された支持体基板から製品基板を剥離させる方法、ならびに請求項９記載の、製品基板‐支持体基板‐複合体に関する。
従来技術では、２つの基板（製品基板および支持体基板）をデボンディングまたは剥離させる複数の方法が存在している。多くの方法は、２つの基板の相対的に容易な剥離が可能な一時的接着を達成するために、いわゆる結合接着剤を使用している。結合接着剤は、大抵の場合ポリマーであり、特にはサーモプラストである。
一時的結合を形成する第１の手法は、基板の全面にわたってコーティングを行うことである。第２の基板は結合プロセスによって第１の基板に結合される。２つの基板の分離、デボンディングまたは剥離は、高温下でのせん断プロセスによって行われる。この場合の温度は、好ましくは、結合接着剤のガラス転位温度を上回る。適用されるせん断力により、２つの基板を相当に緩慢なプロセスで相互にずらし、相互に分離することができる。
一時的結合を形成する第２の手法は、支持体基板の特別な面領域を、この面領域と施与される結合接着剤との間の接着作用が最小となるように、特には接着作用が完全に消失するように処理することである。特別に処理された面領域のほか、きわめて小さな未処理の面領域が残る。高い接着性を有する面領域は、大抵の場合、数ミリメートル厚さの周縁の円環部である。支持体基板は、こうした特別な処理の後、全面にわたって結合接着剤によりコーティングされる。その後、通常の結合過程が行われる。剥離過程は、大抵の場合化学的に、結合接着剤の縁領域を剥離させ、これにより結合接着剤と支持体基板との間の接着力を低下させることで行われる。その後、支持体基板を製品基板からきわめて容易に取り外すことができる。
２つの基板を相互に分離する別の手法として、結合接着剤のコーティングを行う前に特に透明な支持体基板上に特別な剥離層を設けることが挙げられる。特定の電磁放射に対する支持体基板の透明性により、光子は妨害されずに剥離層に到達できる。剥離層は光子によって相応に変化して、結合接着剤に対する接着力を低下させる。刊行物である国際公開第２０１４０５８６０１号（ＷＯ２０１４０５８６０１Ａ１）には、支持体基板からの結合接着剤の分離ひいては製品基板からの支持体基板の分離を生じさせる反応をその場で形成するために、紫外レーザーを支持体基板の内側に位置する剥離層へ照射するこうした方法が記載されている。
本発明の課題は、結合の際およびデボンディングまたは剥離の際に最適なフローが達成され、後続の方法ステップが簡単化される方法および装置を提供することである。
この課題は、請求項１，２，９の特徴によって解決される。本発明の有利な実施形態は、各従属請求項に示されている。また、明細書、特許請求の範囲および／または図面に示されている特徴の少なくとも２つの組み合わせの全ても本発明の範囲に該当する。なお値領域を示す場合、言及した範囲内にある値も限界値として開示したものとし、任意の組み合わせで特許請求の範囲に挙げることができる。
本発明は、製品基板と支持体基板とが電磁放射に対して少なくとも大部分が透明な結合層によって結合されており、この結合層と製品基板との間に、放射源の電磁放射との相互作用によって剥離可能となるように構成された剥離層が設けられた、製品基板‐支持体基板‐複合体を製造可能な方法および装置を提供するというアイデアを基礎としている。
本発明の方法によれば、結合の際には、特に、
ａ）剥離層を放射源の電磁放射との相互作用によって剥離可能とし、
ｂ）結合層および支持体基板それぞれの少なくとも大部分が、電磁放射に対して透過性を有するようにする、
という特徴／ステップを使用可能である。
本発明の方法によれば、剥離の際には、特に、
ａ）剥離層（３）を放射源の電磁放射との相互作用によって剥離し、
ｂ）結合層（４）および支持体基板（５）それぞれの少なくとも大部分が、電磁放射に対して透過性を有するようにする、
という特徴／ステップを使用可能である。
本発明の装置によれば、特に、
ａ）剥離層（３）は、放射源の電磁放射との相互作用によって剥離可能となり、
ｂ）結合層（４）および支持体基板（５）それぞれの少なくとも大部分が、電磁放射に対して透過性を有する、
という特徴を使用可能である。
本発明の（特には独立した）中心思想は、特に、使用される電磁放射、特にレーザーの波長領域に小さい吸収係数を有する結合接着剤（結合層）を使用することにある。吸収係数、ここでは特に線形の吸収係数は、好ましくは質量密度で正規化される。ここで、このようにして得られた種々の材料の質量吸収係数を相互に比較することができる。質量吸収係数は、ＮＩＳＴのＸ線減衰データベース（http://www.nist.gov/pml/data/xraycoef）から、Ｘ線放射に対し、元素および数種の化合物について得ることができる。質量吸収係数は波長にきわめて強く依存するので、以下に、数種の純粋元素と数種の化合物、特にポリマーについての波長領域と質量吸収係数領域とを示す。
Figure 0007193339000001
 ＮＩＳＴのＸ線減衰データベースの質量吸収係数の値領域は、１０－３ＭｅＶから１０２ＭｅＶのメガ電子ボルトの定義領域で示される。紫外領域は１０－５ＭｅＶの定義領域にあるので、当該定義領域により、紫外領域での質量吸収係数を直接に読み取ることはできない。また、刊行物である米国特許第５９６５０６５号明細書（ＵＳ５９６５０６５Ａ）からは、所望の紫外領域の元素すなわち炭素、窒素および酸素についての質量吸収係数の値領域が示されている。とりわけ炭素は有機ポリマーの主成分である。ただし、純粋成分の質量吸収係数によって化合物の質量吸収係数を自動的に導出することができない場合にも、少なくとも化合物の質量吸収係数の値領域を推定することはできる。これらの全てのデータから、本発明の化合物についての質量吸収係数は１０－６～１０２ＭｅＶのエネルギの定義領域において約１０－２～１０５ｃｍ２／ｇの間で変化することが理解される。これは１０の７乗分の値領域である。刊行物である米国特許第５９６５０６５号明細書（ＵＳ５９６５０６５Ａ）は、炭素についての質量吸収係数が、１０のべき乗の範囲において、１０００ｃｍ２／ｇから１０６ｃｍ２／ｇの間で１０００ｅＶから１００ｅＶへ変化することも示されている。さらに、炭素についての吸収エッジが約３００ｅＶにあることも理解される。全てのデータから、エネルギまたは波長領域の小さな変化によって、材料の吸収特性の大きな変化が生じうることを理解できる。したがって、特に本発明の可能な材料の全てについての質量吸収係数の個々の値を示すことは不可能であり、有意でない。
このため、本発明では、剥離層を支持体基板でなく製品基板に形成できる。結合接着剤による電磁放射の吸収率が小さいことにより、その場所で剥離過程またはデボンディング過程を開始するのに充分な光子が剥離層に到達する。
さらに、本発明は、電磁光子源、特にレーザーを用いて、２つの基板をデボンディングまたは剥離させるシステムおよび方法に関する。ここで、本発明は特に、製品基板と支持体基板との間の接着性を低下させるために電磁放射を剥離層へ導入する、特にフォーカシングするというアイデアを基礎としている。電磁放射は、２つの基板を相互に結合する結合接着剤を通して、特にはこれを加熱することなく送信される。
したがって、本発明の思想は、特に、結合接着剤と電磁放射と剥離層とを特別に調整して組み合わせて使用することにある。
本発明の利点は、とりわけ、剥離層を製品基板に設けることができるということにある。よって、剥離層は、製品基板と結合層との間に位置する。電磁放射、特にレーザーによって剥離層への照射を行い、接着力を低下させると、特には自動的に、製品基板を結合接着剤から直接に分離することができる。したがって、製品基板は好ましくは剥離直後に既に結合接着剤から解放された状態にあり、あらためて化学洗浄を行う必要がない。
剥離層は、好ましくは、本発明の損傷過程中に完全に破壊、特には昇華されるように構成される。
電磁放射は、材料の電子と相互作用する。この相互作用は、交流電磁場が帯電した電子を振動させうることによって生じる。正に帯電している原子核は格段に大きな質量を有するので、電子に対して大きな慣性を有する。したがって、原子核の運動は大抵の場合に無視される。
交流電磁場は、その周波数に依存して、固体、特に分子に種々の物理的作用を生じさせうる。本願発明の思想は主としてポリマーに関連するので、以下では特に、この物理的作用を、分子、特にポリマーに即して説明する。
分子または分子部分は、所定の前提条件のもとでは、光子を吸収し、光子エネルギを振動エネルギおよび／または回転エネルギおよび／または位置エネルギに変換することができる。こうしたエネルギ変換を行えるようにするために、光子は所定の周波数を有さなければならない。形成される新たなエネルギ状態は、相応の波長を有する光子の放出によって再び低下させることができる。こうした定常的な光子の吸収および放出、これにともなうエネルギ変換および分子の個別の自由度へのエネルギの分配は統計的プロセスに関わるので、ここではこれ以上立ち入らない。
マイクロ波領域および赤外領域の電磁放射は、分子において、主として回転を励起する。
赤外領域の電磁放射は、分子を好ましくは振動させる。なお、バレンツ振動と変形振動との２つのタイプの振動が区別される。第１のタイプの振動は、分子の２個の原子が結合軸に沿って振動するものであり、第２のタイプの振動は、結合角度の変化によって、分子の少なくとも３個の原子間に振動が発生するものである。
紫外波長領域の電磁放射の光子は、分子構造の個々の電子を高位の分子軌道へ持ち上げることができるか、またはさらに電子を分子構造から解離させこれにより分子をイオン化することができる大きさのエネルギを既に有している。励起された電子は特には価電子であり、つまり最外殻の分子軌道に位置する電子である。原子核電子を分離させるには、特にはＸ線波長領域の格段に大きな光子エネルギが必要となる。透過率は、最高被占分子軌道（英語：highest occupied molecule orbital, ＨＯＭＯ）から最低被占分子軌道（英語：lowest occupied molecule orbital, ＬＵＭＯ）への電子の励起が起こりえない波長領域において最大となる。光子が電子と相互作用しえず、ＨＯＭＯからＬＵＭＯへの電子の遷移が排除されているので、光子は、妨害なく、固体、特にポリマー、最も好ましくは結合接着剤を通過する。
このように、分子軌道理論は、既に、本発明の結合接着剤の可能な化学合成に対する示唆を提供している。
放射源、特に光子源
本発明によれば、特に光子源が放射源として使用される。
したがって、源とは、特にその大部分が光子源であり、好ましくは専ら光子源である。光子源は、特にその少なくとも大部分が、好ましくは完全に、
・マイクロ波、３００ｍｍ～１ｍｍ、
・赤外線、特に
・近赤外線、０．７８μｍ～３．０μｍ、
・中赤外線、３．０μｍ～５０μｍ、
・遠赤外線、５０μｍ～１０００μｍ、
・可視光、３８０ｎｍ～７８０ｎｍ、
・紫外線、特に
・近紫外線、３６０ｎｍ～３１５ｎｍ、
・中紫外線、３１５ｎｍ～２８０ｎｍ、
・遠紫外線、２８０ｎｍ～２００ｎｍ、
・真空紫外線、２００ｎｍ～１００ｎｍ、
・極紫外線、１２１ｎｍ～１０ｎｍ、
・Ｘ線、０．２５ｎｍ～０．００１ｎｍ、
の各波長領域のうち１つもしくは複数で放射を行う。好ましいのは１０００μｍから１０ｎｍまでの波長領域であり、さらに好ましくは７８０ｎｍから１００ｎｍまでの波長領域であり、最も好ましくは３７０ｎｍから２００ｎｍの波長領域である。
また、２つの異なる波長領域を形成可能な源の使用も可能である。この場合、個々の全波長に対する本発明の上述した全ての前提条件が当てはまる。紫外線および赤外線の組み合わせが特に好ましい。赤外線は主として剥離層の加熱に用いられ、紫外線は主として共有結合の破壊に用いられる。こうした組み合わせにおいては、本発明の結合接着剤は、２つの波長領域の双方に低い吸収率を有さなければならない。
本発明によれば、少なくとも大部分、好ましくは専ら、コヒーレントな光子源、特にマイクロ波源、好ましくはメーザー、または可視光、紫外線およびＸ線用のコヒーレントな光子源として構成されたレーザーが好ましい。
光子源は、連続波モードまたは（好ましくは）パルスモードで駆動可能である。パルス時間は、特には１ｓ未満、好ましくは１ｍｓ未満、さらに好ましくは１μｓ未満、最も好ましくは１ｎｓ未満である。２つの連続するパルス間の時間は、好ましくは１ｍｓ超、さらに好ましくは１００ｍｓ超、最も好ましくは１ｓ超である。
光子源の波長は、特には、光子流が結合層、特に結合接着剤を、少なくとも大部分、好ましくは完全に透過でき、その際、吸収による大きな損失が生じないように選定される。
結合層による光子の吸収率は、特には５０％未満、好ましくは２５％未満、さらに好ましくは１０％未満、最も好ましくは１％未満、特に最も好ましくは０．１％未満である。よって、結合層による光子の透過率は、特には５０％超、好ましくは７５％超、さらに好ましくは９０％超、最も好ましくは９９％超、特に最も好ましくは９９．９％超となる。吸収率は、材料特性と製品ウェハへの要求とに基づいて選択された層厚さに関連する。
特に、結合層および光子源または電磁放射の特性は、結合層が著しく加熱されないように（特に適切な材料選択によって）選定されかつ／または設定される。加熱は、特には５０℃未満、好ましくは２５℃未満、さらに好ましくは１０℃未満、最も好ましくは１℃未満、特に最も好ましくは０．１℃未満である。加熱は、特には、結合層の分子の振動自由度も回転自由度も励起しない電磁波長領域を有する光子源を使用することによって、その大部分を排除することができる。加熱を防止するために、好ましくは紫外‐可視波長領域の電磁ビームが紫外‐可視透過性の結合層と組み合わせて用いられる。
以下では、本発明の放射源、特に電磁光子源の好ましい実施形態として、レーザーを説明する。なお、レーザーに代えて、上述した放射源を使用してもよい。
固体、特にポリマー、好ましくは本発明の結合層の透過率の定量分析は、紫外‐可視分光計によって行われる。紫外‐可視スペクトルとは、特定の波長の光子の透過率を波長の関数として示したグラフである。
支持体基板
好ましい実施形態では、使用されるレーザー（本発明の電磁放射）の波長に対する支持体基板の透過率が決定的な意義を有する。本発明によれば、レーザービームは、支持体基板を通って基板積層体（製品基板‐支持体基板‐複合体）へ入力される。つまり、製品基板は、特には設けられている機能ユニット（金属ユニット）および／または***構造体の少なくとも大部分において、レーザーの波長に対し、不透明であってよい。したがって、支持体基板は、好ましくはレーザービームの強度の減衰ができるだけ小さくなる材料から選択される。支持体基板は、特には主として、好ましくは完全に、
・ガラス、
・鉱物、特にサファイア、
・半導体材料、特にケイ素、
・ポリマー、
・化合物材料、
の各材料のうち１つもしくは複数から形成される。本発明によれば、好ましくはガラス製の支持体基板が使用される。
支持体基板の厚さは、特に、（特に結合層とともに）製品基板の安定化を保証するのに充分な大きさとなるように選定される。支持体基板の厚さは、特には１００μｍ超、好ましくは５００μｍ超、さらに好ましくは１０００μｍ超、最も好ましくは１５００μｍ超、特に最も好ましくは２０００μｍ超である。
同時に、厚さは、レーザービームの強度の減衰をできるだけ小さくするため、最小限の厚さとなるように選定される。支持体基板の厚さは、特には２０００μｍ未満、好ましくは１７５０μｍ未満、さらに好ましくは１５００μｍ未満、最も好ましくは１２５０μｍ未満、特に最も好ましくは９００μｍ未満である。
結合層、特に結合接着剤
結合接着剤として、特に
・ポリマー、特に
・無機ポリマー、好ましくは
・ポリフォスファゼン、
・ポリシロキサン、シリコーン、
・ポリシラン、
・有機ポリマー、特に
・アクリル酸エステル‐スチレン‐アクリロニトリル、
・アクリロニトリル／メチルメタクリレート、
・アクリロニトリル／ブタジエン／アクリレート、
・アクリロニトリル／塩素化ポリエチレン／スチレン、
・アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン、
・アクリルポリマー、
・アルキド樹脂、
・ブタジエンゴム、
・ブチルゴム、
・カゼインプラスチック、ガラリス、
・セルロースアセテート、
・セルロースエーテルおよび誘導体、
・水和セルロース、
・ニトロセルロース、
・キチン、キトサン、
・クロロプレンゴム、
・シクロオレフィン‐コポリマー、
・標準化ポリビニルクロリド、
・エポキシ樹脂、
・エチレン‐エチルアクリレート‐コポリマー、
・エチレン‐ポリビニルアセテート、
・エチレン‐プロピレン‐コポリマー、
・エチレン‐プロピレン‐ジエン‐ゴム、
・エチレンビニルアセテート、
・発泡ポリスチレン、
・フッ素ゴム、
・尿素ホルムアルデヒド樹脂、
・尿素樹脂、
・イソプレンゴム、
・リグニン、
・メラミンホルムアルデヒド樹脂、
・メラミン樹脂、
・メチルアクリレート／ブタジエン／スチレン、
・天然ゴム、
・パーフルオロアルコキシアルカン、
・フェノールホルムアルデヒド樹脂、
・ポリアセタール、
・ポリアクリロニトリル、
・ポリアミド、
・ポリブチレンサクシネート、
・ポリブチレンテレフタレート、
・ポリカプロラクトン、
・ポリカーボネート、
・ポリクロロトリフルオロエチレン、
・ポリエステル、
・ポリエステルアミド、
・ポリエーテルアルコール、
・ポリエーテルブロックアミド、
・ポリエーテルイミド、
・ポリエーテルケトン、
・ポリエーテルスルホン、
・ポリエチレン、
・ポリエチレンテレフタレート、
・ポリヒドロキシアルカノエート、
・ポリヒドロキシブチレート、
・ポリイミド、
・ポリイソブチレン、
・ポリラクチド（ポリ乳酸）、
・ポリメタクリルメチルイミド、
・ポリメチルメタクリレート、
・ポリメチルペンテン、
・ポリオキシメチレンまたはポリアセタール、
・ポリフェニレンエーテル、
・ポリフェニレンスルフィド、
・ポリフタルアミド、
・ポリプロピレン、
・ポリプロピレン‐コポリマー、
・ポリピロール、
・ポリスチレン、
・ポリスルホン、
・ポリテトラフルオロエチレン、
・ポリトリメチレンテレフタレート、
・ポリウレタン、
・ポリビニルアセテート、
・ポリビニルブチラル、
・ポリビニルクロリド（硬質ＰＶＣ）、
・ポリビニルクロリド（軟質ＰＶＣ）、
・ポリビニリデンフルオリド、
・ポリビニルピロリドン、
・スチレン‐アクリロニトリル‐共重合体、
・スチレン‐ブタジエン‐ゴム、
・スチレン‐ブタジエン‐スチレン
・合成ゴム、
・熱可塑性ポリウレタン、
・不飽和ポリエステル、
・ビニルアセテート‐コポリマー、
・ビニルクロリド／エチレン／メタクリレート、
・ビニルクロリド／エチレン、
・ビニルクロリド‐ビニルアセテート‐コポリマー、
・可塑化ポリビニルクロリド、
の各材料のうち１つもしくは複数から選択される。
とりわけ、シリコーンなどの無機ポリマーは、放射源として好ましい本発明のレーザーの広い波長領域に対して比較的高い透過率を有するので、本発明によれば、好ましくは結合接着剤として用いられる。
結合接着剤は、好ましくは次のプロセスステップによって施与される。すなわち、第１のプロセスステップでは、結合接着剤の施与がスピンコーティングプロセスによって行われる。第２のプロセスステップでは、何らかの溶剤の駆逐のための熱処理が行われる。この熱処理の温度は、特には５０℃超、好ましくは７５℃超、さらに好ましくは１００℃超、最も好ましくは１００℃超、特に最も好ましくは１５０℃超である。好ましくは熱処理の温度は５００℃未満である。
剥離層
剥離層は、上述した電磁放射の作用のもとで剥離層の少なくとも一方側、好ましくは製品基板に面する側の接着力を低下させうるものであれば任意のあらゆる材料から形成可能である。本発明の剥離層は、特には電磁放射を使用して、完全に昇華される。
剥離層は、特に本発明の実施形態では、ラミネートフィルムとして形成可能である。
本発明の剥離層は、好ましくは分子層として、特に単分子層として形成されるかまたは被着される。特に本発明の剥離層の層厚さは、１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満、さらに好ましくは１０μｍ未満、最も好ましくは５００ｎｍ未満、特に最も好ましくは１ｎｍ未満である。
電磁放射に対する剥離層の物理特性および／または化学特性は、結合層および／または支持体基板の対応する物理特性および／または化学特性に対して、特には少なくとも部分的に、好ましくは大部分で、さらに好ましくは完全に相補的となるように、（特に材料選択によって）選定され、かつ／または（特に圧力、湿度、温度などのパラメータを調整することによって）調整される。作用する電磁放射は、特には少なくともその大部分が、好ましくは完全に、本発明の剥離層に吸収される。
本発明の剥離層による電磁放射、特に光子の吸収率は、特には５０％超、好ましくは７５％超、さらに好ましくは９０％超、最も好ましくは９９％超、特に最も好ましくは９９．９％超である。よって、透過率は、５０％未満、好ましくは２５％未満、さらに好ましくは１０％未満、最も好ましくは１％未満、特に最も好ましくは０．１％未満である。なおこの場合もまた、吸収率の値は、材料特性と製品ウェハへの要求とに基づいて選択された層厚さに関連している。
好ましくは、剥離層の材料と電磁放射とは、電磁放射と剥離層との相互作用によってできるだけ多くの回転自由度および／または振動自由度が励起され、かつ／または電子が最高被占分子軌道から最低被占分子軌道へ移動するように選定される。好ましくは、この相互作用は、特には専ら、紫外‐可視スペクトルで行われる。したがって、特には電子構造への直接の作用のみが行われ、好ましくは回転自由度および／または振動自由度の励起は行われない。つまり、回転自由度および／または振動自由度の励起は、本発明の剥離層の加熱、ひいてはこれに接する製品基板の加熱ももたらす。
剥離層の材料と電磁放射とは、特に、電磁放射との相互作用による剥離層の温度上昇が、５０℃未満、好ましくは２５℃未満、さらに好ましくは１０℃未満、最も好ましくは１℃未満、特に最も好ましくは０．１℃未満となるように選定される。この加熱は、特には、振動自由度も回転自由度も励起しない電磁波長領域を有する光子源を用いることにより、その大部分を排除することができる。したがって、加熱を防止するために、本発明によれば、とりわけ紫外‐可視波長領域の電磁ビームが使用される。
剥離層の適切な加熱は、本発明によれば、高い熱運動量によって本発明の剥離層の溶解が促進されるので、望ましいものとなりうる。加熱は、好ましくは少なくとも０．１℃、さらに好ましくは少なくとも１℃、さらに好ましくは少なくとも５℃、さらに好ましくは少なくとも１０℃である。
剥離層として、特に、
・ポリマー、特に
・有機ポリマー、特に
・アクリル酸エステル‐スチレン‐アクリロニトリル、
・アクリロニトリル／メチルメタクリレート、
・アクリロニトリル／ブタジエン／アクリレート、
・アクリロニトリル／塩素化ポリエチレン／スチレン、
・アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン、
・アクリルポリマー、
・アルキド樹脂、
・ブタジエンゴム、
・ブチルゴム、
・カゼインプラスチック、ガラリス、
・セルロースアセテート、
・セルロースエーテルおよび誘導体、
・水和セルロース、
・ニトロセルロース、
・キチン、キトサン、
・クロロプレンゴム、
・シクロオレフィン‐コポリマー、
・標準化ポリビニルクロリド、
・エポキシ樹脂、
・エチレン‐エチルアクリレート‐コポリマー、
・エチレン‐ポリビニルアセテート、
・エチレン‐プロピレン‐コポリマー、
・エチレン‐プロピレン‐ジエン‐ゴム、
・エチレンビニルアセテート、
・発泡ポリスチレン、
・フッ素ゴム、
・尿素ホルムアルデヒド樹脂、
・尿素樹脂、
・イソプレンゴム、
・リグニン、
・メラミンホルムアルデヒド樹脂、
・メラミン樹脂、
・メチルアクリレート／ブタジエン／スチレン、
・天然ゴム、
・パーフルオロアルコキシアルカン、
・フェノールホルムアルデヒド樹脂、
・ポリアセタール
・ポリアクリロニトリル、
・ポリアミド、
・ポリブチレンサクシネート、
・ポリブチレンテレフタレート、
・ポリカプロラクトン、
・ポリカーボネート、
・ポリカーボネート、
・ポリクロロトリフルオロエチレン、
・ポリエステル、
・ポリエステルアミド、
・ポリエーテルアルコール、
・ポリエーテルブロックアミド、
・ポリエーテルイミド、
・ポリエーテルケトン、
・ポリエーテルスルホン、
・ポリエチレン、
・ポリエチレンテレフタレート、
・ポリヒドロキシアルカノエート、
・ポリヒドロキシブチレート、
・ポリイミド、
・ポリイソブチレン、
・ポリラクチド（ポリ乳酸）、
・ポリメタクリルメチルイミド、
・ポリメチルメタクリレート、
・ポリメチルペンテン、
・ポリオキシメチレンまたはポリアセタール、
・ポリフェニレンエーテル、
・ポリフェニレンスルフィド、
・ポリフタルアミド、
・ポリプロピレン、
・ポリプロピレン‐コポリマー、
・ポリピロール、
・ポリスチレン、
・ポリスルホン、
・ポリテトラフルオロエチレン、
・ポリトリメチレンテレフタレート、
・ポリウレタン、
・ポリビニルアセテート、
・ポリビニルブチラル、
・ポリビニルクロリド（硬質ＰＶＣ）、
・ポリビニルクロリド（軟質ＰＶＣ）、
・ポリビニリデンフルオリド、
・ポリビニルピロリドン、
・スチレン‐アクリロニトリル‐共重合体、
・スチレン‐ブタジエン‐ゴム、
・スチレン‐ブタジエン‐スチレン、
・合成ゴム、
・熱可塑性ポリウレタン、
・不飽和ポリエステル、
・ビニルアセテート‐コポリマー、
・ビニルクロリド／エチレン／メタクリレート、
・ビニルクロリド／エチレン、
・ビニルクロリド‐ビニルアセテート‐コポリマー、
・可塑化ポリビニルクロリド、
・無機ポリマー、
・ポリフォスファゼン、
・ポリシロキサン、シリコーン、
・ポリシラン、
・金属、特にＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐｔ，Ｗ，Ｃｒ，Ｐｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｚｎ，Ｓｎ，
・金属合金、
・非金属、
・セラミック、
・ガラス、
・金属ガラス、
・非金属ガラス、特に
・有機非金属ガラス、
・無機非金属ガラス、特に
・非酸化物ガラス、特に
・ハロゲン化物ガラス、
・カルコゲナイドガラス、
・酸化物ガラス、特に
・リン酸塩ガラス、
・ケイ酸塩ガラス、特に
・アルモシリケートガラス、
・鉛シリケートガラス、
・アルカリシリケートガラス、特に
・アルカリ‐アルカリ土類シリケートガラス、
・ホウケイ酸ガラス、
・ホウ酸塩ガラス、特にアルカリホウ酸塩ガラス、
の各材料が扱われる。
本発明により、好ましくは、ポリマーから成る剥離層が使用される。ポリマーは、特にその多数の結合タイプ、特にσ結合、π結合、メソメリー安定化芳香族結合（ベンゼン環）によって、剥離層として好適である。こうした結合により、きわめて複雑な紫外‐可視スペクトルが得られ、入射する光子と電子との共鳴相互作用をもたらす波長領域が得られる。
金属および金属合金は、結晶性の固体の吸収スペクトルを有する。金属および金属合金は、特に光子励起によって加熱可能であるので、剥離層として好適である。
セラミックおよびガラスは、最小の相互作用効果を有する。これらは、大抵の場合、アモルファスまたは少なくとも部分アモルファスである。
剥離層は、好ましくは次のようなプロセスステップによって形成される。
第１のプロセスステップでは、剥離層の形成は、スピンコーティングプロセスによって行われる。
第２のプロセスステップでは、何らかの溶剤の駆逐のための熱処理が行われる。この熱処理の温度は、特には５０℃超、好ましくは７５℃超、さらに好ましくは１００℃超、最も好ましくは１００℃超、特に最も好ましくは１５０℃超である。好ましくは、熱処理の温度は５００℃未満である。
第３のプロセスステップでは、剥離層を硬化させるための、より高温での第２の熱処理が行われる。この熱処理の温度は、特には１００℃超、好ましくは１５０℃超、さらに好ましくは２００℃超、最も好ましくは２５０℃超、特に最も好ましくは３００℃超である。硬化は、電磁放射、特に紫外線によって行うこともできる。プロセスガスを用いた化学的な完全硬化も可能である。特には、空気湿分による硬化を行うこともできる。
本発明の第１の実施形態では、基板積層体（製品基板‐支持体基板‐複合体）は、製品基板と、製品基板上に特には全面にわたって設けられる本発明の剥離層と、結合接着剤（結合層）と、支持体基板と、から形成される。
この場合、製品基板の表面は、平坦でなくてよい。製品基板の表面に、同様にコーティングされる***構造体を有する機能ユニットが存在する構成も可能である。
本発明によれば、こうした基板積層体の製造は、特には、以下に説明するプロセスステップのうち１つもしくは複数のプロセスステップによって行われる。
本発明の第１のプロセスステップでは、製品基板に、特には全面にわたって、本発明の剥離層がコーティングされる。本発明の剥離層のコーティングは、（好ましくは）スピンコーティングによって行うこともできるし、スプレーコーティングまたはブレードコーティングによって行うこともできる。本発明の剥離層がフィルムである場合、これは好ましくはラミネートされる。
本発明の第２のプロセスステップでは、結合接着剤（結合層）の施与が行われる。したがって、結合接着剤は、本発明の剥離層上、製品基板上および／または支持体基板上に施与することができる。
本発明の第３のプロセスステップでは、２つの基板相互の結合（特に圧力を作用させての接合）が行われる。結合前に位置合わせプロセスを行ってもよい。
本発明の第２の実施形態では、基板積層体（製品基板‐支持体基板‐複合体）は、製品基板と、製品基板の中央に設けられる付着防止層と、周縁に設けられる本発明の剥離層と、結合接着剤（結合層）と、支持体基板と、から形成される。
本発明によれば、こうした基板積層体の製造は、特には以下に説明するプロセスステップのうち１つもしくは複数のプロセスステップによって行われる。
本発明の第１のプロセスステップでは、製品基板に付着防止層が共心状にコーティングされる。付着防止層のコーティングは、スピンコーティングまたはスプレーコーティングによって行うことができる。付着防止層は全面にわたっては設けられない。特には、周縁のリング部分が、１０ｍｍ未満のリング幅、好ましくは５ｍｍ未満のリング幅、さらに好ましくは３ｍｍ未満のリング幅、最も好ましくは２ｍｍ未満のリング幅、特に最も好ましくは１ｍｍ未満のリング幅で、コーティングされずに残される。このようなコーティングされない周縁のリング部分を有する中央のコーティングを得るために、製品基板が、周縁のリング部分の領域においてマスキングされる。
本発明の第２のプロセスステップでは、製品基板の周縁のリング部分に、本発明の剥離層がコーティングされる。本発明の剥離層のコーティングは、スピンコーティング、スプレーコーティングまたはブレードコーティングによって行うことができる。本発明の剥離層がフィルムである場合、好ましくは、このフィルムは、周縁領域においてラミネートされる。全面にわたるラミネートを行い、フィルムの中央部分を除去することもできる。
本発明の第３のプロセスステップでは、結合接着剤の施与が行われる。結合接着剤は、本発明の剥離層上、したがって製品基板上および／または支持体基板上に施与することができる。
本発明の第４のプロセスステップでは、２つの基板相互の結合（特に圧力を作用させての接合）が行われる。結合前に位置合わせプロセスを行ってもよい。
本発明の剥離層への（特に電磁放射の作用による）作用は、支持体を通し、周縁へ向かって共心状に、または側部のみで、行われる。基板積層体の本発明の剥離層への作用は、特に、刊行物であるＰＣＴ欧州特許出願公開第２０１５／０５０６０７号明細書（ＰＣＴ／ＥＰ２０１５／０５０６０７）に言及されているシステムによっても行うことができる。
本発明の第３の実施形態では、基板積層体は、製品基板と、結合接着剤と、支持体基板上の中央に設けられる付着防止層と、周縁に設けられる本発明の剥離層と、から形成される。この実施形態は、特許文献である米国特許出願公開第２００９０２１８５６０号明細書（ＵＳ２００９０２１８５６０Ａ１）の拡張形態である。
剥離過程
本発明の剥離過程前、製品基板は、好ましくは、フィルムフレームに展開されたフィルムに固定されている。フィルムフレームおよびフィルムは、支持体基板を取り外した後の相対的に薄い製品基板を安定化する。支持体基板は、好ましくは、製品基板をフィルムフレームのフィルム上に被着したのちにはじめて取り外される。
剥離過程は、好ましくはレーザーによって行われる。レーザーは、剥離層に作用し、これにより、本発明の第１の実施形態の製品基板と結合層との間または本発明の第３の実施形態の支持体基板と結合接着剤との間の付着強度／付着力を低減させる。付着強度／付着力は、特には５０％超、好ましくは７５％超、さらに好ましくは９０％超、低減される。
本発明の第２の実施形態および第３の実施形態の基板積層体の剥離は、特に、刊行物であるＰＣＴ欧州特許出願公開第２０１５／０５０６０７号明細書（ＰＣＴ／ＥＰ２０１５／０５０６０７）に記載されたシステムによって行うことができる。
剥離過程の後、製品基板の表面は、好ましくは洗浄される。本発明の別の重要な態様は、本発明の第１の実施形態の剥離層が完全に除去され、相対的にクリーンな表面を有する製品基板が形成されて、この表面の洗浄を迅速にひいてはコスト効率よく行えることにある。
方法の特徴を開示している場合、これを、装置の特徴についても開示したものとし、逆に装置の特徴を開示している場合、方法の特徴についても開示したものとする。
本発明の別の利点、特徴および詳細は、図面に即した好ましい実施例の以下の説明から得られる。
ａは、本発明の製品基板‐支持体基板‐複合体の第１の実施形態を示す、縮尺通りでない概略図である。ｂは、ａの製品基板‐支持体基板‐複合体を剥離させる本発明の方法の一実施形態を示す、縮尺通りでない概略図である。 ａは、本発明の製品基板‐支持体基板‐複合体の第２の実施形態を示す、縮尺通りでない概略図である。ｂは、ａの製品基板‐支持体基板‐複合体を剥離させる本発明の方法の一実施形態を示す、縮尺通りでない概略図である。 本発明の製品基板‐支持体基板‐複合体の第３の実施形態を示す、縮尺通りでない概略図である。 第１の吸収率グラフ（吸光度＝吸収率）を示す、縮尺通りでない概略図である。 第２の吸収率グラフ（吸光度＝吸収率）を示す、縮尺通りでない概略図である。
図中、同じ要素または同様の機能を有する要素には同じ参照番号を付してある。
図示されている全ての製品基板２には、機能ユニット６を設けることができる。ただし、特には相応の機能ユニット６を有さない製品基板も可能である。機能ユニット６とは、例えば、マイクロチップ、メモリモジュール、ＭＥＭＳデバイスなどであってよい。また、機能ユニット６に、***構造体７、例えばはんだバンプを設けてもよい。こうした***構造体７は、それぞれ異なって成形可能であるが、剥離層３のコーティングが相応に困難かつ／または不完全となりうる。よって、製品基板２のコーティングについて言及する場合、同時に機能ユニット６および／または***構造体７のコーティングについても言及しているものとする。
図１のａには、少なくとも１つの製品基板２と剥離層３と結合層４としての結合接着剤と支持体基板５とから形成される、本発明の基板積層体１の本発明の第１の実施形態が、概略的に縮尺通りでなく示されている。用意された製品基板２の、（可能な）機能ユニット６および***構造体７を有するトポグラフィの上方に、本発明の剥離層３が特には全面にわたって設けられる。剥離層表面３ｏは、結合接着剤に接し、この結合接着剤はさらに支持体基板５に結合されている。
図１のｂには、本発明の剥離過程が、概略的に縮尺通りでなく示されている。レーザー９は、支持体基板５を経て結合接着剤に入射するレーザービーム１０を形成する。本発明によれば、結合接着剤の吸収率は、レーザービーム１０の波長を本発明にしたがって平衡化することにより、最小化されている。したがって、レーザービーム１０は、特には最小のエネルギ損失で、さらに好ましくは無視できるほど小さいエネルギ損失で、剥離層３に入射する。
本発明によれば、レーザービーム１０の光子と剥離層３との相互作用が、結合接着剤との相互作用に比べてきわめて大きく、好ましくは最大となる。剥離層３は、少なくとも部分的に、好ましくは大部分が、さらに好ましくは完全に、溶解または破壊される。少なくとも、製品基板２と結合接着剤との間の付着強度が低減される。
レーザー９は、特には剥離層表面３ｏ全体を、特にｘ方向および／またはｙ方向の運動によって走査する。また、レーザービーム１０を最適に平行化できない場合、良好なフォーカシングを保証するため、レーザービーム１０をｚ方向で位置調整することもできる。
図２のａには、少なくとも１つの製品基板２と、製品基板２の周縁のみに設けられた剥離層３と、製品基板２の中央に設けられた付着防止層８と、結合接着剤として形成された結合層４と、支持体基板５と、から形成される、本発明の基板積層体１’の本発明の第２の実施形態が、概略的に縮尺通りでなく示されている。付着防止層８と結合接着剤との間の付着作用は本発明によって最小化されており、これに対して、本発明の剥離層３と結合接着剤との間には、比較的大きな（少なくとも２倍の大きさの）付着強度が生じている。
図２のｂには、図２のａの本発明の第２の実施形態の剥離層３の溶解が示されている。レーザービーム１０は、好ましくは基板積層体１’の周縁にのみ集中される。好ましくは、当該システムは、レーザー９が定置され、基板積層体１’が回転軸線Ｒを中心として回転するように構成されている。
図３には、少なくとも１つの製品基板２と、結合接着剤として形成された結合層４と、支持体基板５の周縁にのみ設けられた剥離層３と、支持体基板５の中央に設けられた付着防止層８と、支持体基板５と、から形成される、本発明の基板積層体１’’の本発明の第３の実施形態が、概略的に縮尺通りでなく示されている。
剥離層３は支持体基板５の周縁に設けられており、ここで、剥離層３は、使用されるレーザービーム１０の波長に感応する。剥離過程は、図２のｂの本発明の実施形態の構成によって行われるか、または刊行物であるＰＣＴ欧州特許出願公開第２０１５／０５０６０７号明細書（ＰＣＴ／ＥＰ２０１５／０５０６０７）のシステムによって行われる。
図４には、結合接着剤の吸収スペクトルの一部分における吸収率グラフ１１が示されている。ここでの吸収スペクトルは、特に、紫外‐可視吸収スペクトルである。吸収率グラフ１１は、好ましくは少なくとも１つ、特には３つ以上、さらに好ましくは４つ以上、最も好ましくは５つ以上、特に最も好ましくは６つ以上の局所的な吸収率極小値１２を有する。
吸収率グラフ１１では、見やすさのために、中央部の唯一の局所的な吸収率極小値１２のみが示されている。局所的な吸収率極小値１２は最適吸収率領域１３の一部であり、その波長領域に対して、本発明で使用されるレーザー９のレーザービーム１０の波長が適合化される。
本発明によれば、使用される結合接着剤は、使用されるレーザービーム１０の波長が最適吸収率領域１３内に入るように、好ましくは吸収率極小値１２に正確に一致するように、選択される。こうして、レーザービーム１０に対する、結合接着剤の本発明の最大透過率が保証される。
図５には、剥離層３の吸収スペクトルの一部における吸収率グラフ１１’が示されている。吸収スペクトルは特には紫外‐可視吸収スペクトルである。吸収率グラフ１１’は、好ましくは少なくとも１つ、特には３つ以上、さらに好ましくは４つ以上、最も好ましくは５つ以上、特に最も好ましくは６つ以上の局所的な吸収率極大値１４を有する。吸収率グラフ１１’では、見やすさのために、２つの局所的な吸収率極大値１４のみが示されている。
局所的な吸収率極大値１４は最適吸収率領域１３’の一部であり、その波長領域に対して、本発明で使用されるレーザー９のレーザービーム１０の波長が適合化される。本発明によれば、使用される剥離層３は、使用されるレーザービーム１０の波長が最適吸収率領域１３’内に入るように、好ましくは吸収率極大値１４に正確に一致するように、選択される。こうして、レーザービーム１０に対する、剥離層３による本発明の最大吸収率が保証される。
本発明によれば、とりわけ、レーザービーム１０が剥離層３に全体的にかなりの規模で到達することが決定的に重要な意義を有する。レーザービーム１０の波長と結合接着剤４の波長と剥離層３の波長とを相互に最適に調整できない場合、好ましくは、レーザービーム１０の光子を少なくともできるだけ妨害なく剥離層３に到達させることができるよう、少なくともレーザービーム１０の波長が結合接着剤の１つもしくは複数の吸収率極小値に適合化される。
１，１’，１’’ 基板積層体（製品基板‐支持体基板‐複合体）
２ 製品基板
３ 剥離層
３ｏ 剥離層表面
４ 結合層
５ 支持体基板
５ｏ 支持体基板表面
６ 機能ユニット
７ ***構造体
８ 付着防止層
８ｏ 付着防止層表面
９ レーザー
１０ レーザービーム
１１ 吸収率グラフ
１２ 吸収率極小値
１３ 最適吸収率領域
１４ 吸収率極大値
１５ 溶解した剥離層
Ｒ 回転軸線

Claims (4)

  1. 結合層（４）によって製品基板（２）を支持体基板（５）に結合する方法であって、
    前記結合層（４）と前記製品基板（２）との間に、前記製品基板（２）の、複数の***構造体（７）を有する複数の機能ユニット（６）が存在する表面上に全面にわたって剥離層（３）を設け、
    ａ）前記剥離層（３）を、放射源の電磁放射との相互作用によって剥離可能とし、ここで、前記相互作用は、紫外‐可視スペクトルのみで行われ、
    ｂ）前記結合層（４）および前記支持体基板（５）それぞれの少なくとも大部分が、前記電磁放射に対して透過性を有する、
    方法。
  2. 前記剥離層（３）を、前記電磁放射によって昇華させる、
    請求項１記載の方法。
  3. 前記剥離層（３）を、１０μｍ未満の層厚さで形成または被着する、
    請求項１または２記載の方法。
  4. 結合層（４）によって支持体基板（５）に結合された製品基板（２）を含む製品基板‐支持体基板‐複合体であって、
    前記結合層（４）と前記製品基板（２）との間に、前記製品基板（２）の、複数の***構造体（７）を有する複数の機能ユニット（６）が存在する表面上に全面にわたって剥離層（３）が設けられており、
    ａ）前記剥離層（３）は、放射源の電磁放射との相互作用によって剥離可能となり、ここで、前記相互作用は、紫外‐可視スペクトルのみで行われ、
    ｂ）前記結合層（４）および前記支持体基板（５）それぞれの少なくとも大部分が、前記結合層（４）を通して送信される電磁放射に対して透過性を有する、
    製品基板‐支持体基板‐複合体。
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