JP7315376B2 - 基板洗浄方法、基板洗浄装置及び基板洗浄用キット - Google Patents
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Description
本発明の態様では、支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における分離層を変質させ、支持体から分離した基板を洗浄する基板洗浄方法であって、接着層を溶解可能な第1溶剤に、接着層の形成に使用される接着剤における所定の樹脂の含有量より小さい量の所定の樹脂を溶解させた第1洗浄液により基板を洗浄する第1洗浄工程と、第1洗浄工程の後、接着層と所定の樹脂により基板上に形成された樹脂層を溶解可能な第2溶剤を有する固形分濃度が0.5重量%以下である第2洗浄液により基板を洗浄する第2洗浄工程と、を含む、基板洗浄方法が提供される。
本発明の第1態様では、支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における分離層を変質させ、支持体から分離した基板を洗浄する基板洗浄方法であって、接着層を溶解可能な第1溶剤に所定の樹脂を溶解させた第1洗浄液により基板を洗浄する第1洗浄工程と、第1洗浄工程の後、接着層を溶解可能な第2溶剤を有する第2洗浄液により基板を洗浄する第2洗浄工程と、を含む、基板洗浄方法が提供される。
本発明の態様では、支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における分離層を変質させ、支持体から分離した基板を洗浄する基板洗浄装置であって、接着層を溶解可能な第1溶剤に、接着層の形成に使用される接着剤における所定の樹脂の含有量より小さい量の所定の樹脂を溶解させた第1洗浄液により基板を洗浄する第1洗浄部と、第1洗浄工程の後、接着層と所定の樹脂により基板上に形成された樹脂層を溶解可能な第2溶剤を有する固形分濃度が0.5重量%以下である第2洗浄液により基板を洗浄する第2洗浄部と、を備える、基板洗浄装置が提供される。
本発明の第2態様では、支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における分離層を変質させ、支持体から分離した基板を洗浄する基板洗浄装置であって、接着層を溶解可能な第1溶剤に所定の樹脂を溶解させた第1洗浄液により基板を洗浄する第1洗浄部と、第1洗浄工程の後、接着層を溶解可能な第2溶剤を有する第2洗浄液により基板を洗浄する第2洗浄部と、を備える、基板洗浄装置が提供される。
本発明の態様では、支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における分離層を変質させ、支持体から分離した基板を洗浄するための基板洗浄用キットであって、接着層を溶解可能な第1溶剤に、接着層の形成に使用される接着剤における所定の樹脂の含有量より小さい量の所定の樹脂を溶解させ、基板を洗浄するための第1洗浄液と、第1洗浄液による洗浄後に用いられ、接着層と所定の樹脂により基板上に形成された樹脂層を溶解可能な固形分濃度が0.5重量%以下である第2溶剤を有し、基板を洗浄するための第2洗浄液と、を含む、基板洗浄用キットが提供される。
本発明の第3の態様では、支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における分離層を変質させ、支持体から分離した基板を洗浄するための基板洗浄用キットであって、接着層を溶解可能な第1溶剤に所定の樹脂を溶解させ、基板を洗浄するための第1洗浄液と、第1洗浄液による洗浄後に用いられ、接着層を溶解可能な第2溶剤を有し、基板を洗浄するための第2洗浄液と、を含む、基板洗浄用キットが提供される。
図1は、実施形態に係る基板洗浄方法の一例を含むフローチャートである。図1のフローチャートでは、実施形態に係る基板洗浄方法の一例を含む電子デバイスを製造方法の一例を示している。本実施形態では、いわゆるファンアウト型PLP技術により電子デバイスを製造する方法を例に挙げて説明する。図1に示すように、電子デバイスの製造方法は、分離層形成工程(ステップS01)と、接着層形成工程(ステップS02)と、基板形成工程(ステップS03)と、モールド研磨工程(ステップS04)と、分離層変質工程(ステップS05)と、支持体剥離工程(ステップS06)と、第1洗浄工程(ステップS07)と、第2洗浄工程(ステップS08)と、を含む。
先ず、ステップS01において、支持体に分離層が形成される。図2は、電子デバイスの製造方法の一工程である分離層形成工程を示す図である。図2に示すように、分離層2は、支持体1の一方の面上に形成される。
支持体1は、分離層2及び接着層3を介して基板4(4A)に貼り合わされており(図5、図6参照)、基板4を支持する。支持体1は、基板4の破損、変形を防ぐために必要な強度を有していることが好ましい。また、支持体1は、所定波長の光(後述する分離層2を変質させることができる波長の光)を透過する材質で形成されることが好ましい。支持体1の材料は、例えば、ガラス、シリコン、アクリル系樹脂等が用いられる。支持体1の形状は、例えば、平面視で矩形状、又は円形状等が挙げられるが、これらに限定されない。
分離層2は、接着層3(図3参照)に接触して配置される。分離層2は、光の照射、加熱、溶剤への浸漬などによって変質する。分離層2が「変質する」とは、分離層2が僅かな外力を受けて破壊され得る状態、又は分離層2と接する層との間の接着力を低下した状態にさせる現象を意味する。分離層2の形成方法については特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、スピンコート、ディッピング、ローラーブレード、スプレー塗布、スリット塗布、化学気相成長(CVD)などの方法が用いられる。
分離層2は、フェノール骨格を有することで、加熱等により容易に変質(酸化等)して光反応性が高まる。ここでいう「フェノール骨格を有する」とは、ヒドロキシベンゼン構造を含んでいることを意味する。フェノール骨格を有する樹脂成分は、膜形成能を有し、好ましくは分子量が1000以上である。樹脂成分の分子量が1000以上であることにより、膜形成能が向上する。樹脂成分の分子量は、1000~30000がより好ましく、1500~20000がさらに好ましく、2000~15000が特に好ましい。樹脂成分の分子量が、好ましい範囲の上限値以下であることにより、分離層形成用組成物の溶剤に対する溶解性が高められる。なお、樹脂成分の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を用いるものとする。
前記式(P2)中、RPは、(nP0+1)価の芳香族炭化水素基である。
RPにおける芳香族炭化水素基としては、芳香環から(nP0+1)個の水素原子を除いた基が挙げられる。ここでの芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環の炭素数は5~30であることが好ましく、炭素数5~20がより好ましく、炭素数6~15がさらに好ましく、炭素数6~12が特に好ましい。芳香環としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環、この芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
また、RPにおける芳香族炭化水素基としては、2以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から(nP0+1)個の水素原子を除いた基も挙げられる。
前記式(P2)中、nP0は、1~3の整数であり、1又は2が好ましく、1が特に好ましい。
アミノフェノール類としては、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノール、4-アミノ-3-メチルフェノール、2-アミノ-4-メチルフェノール、3-アミノ-2-メチルフェノール、5-アミノ-2-メチルフェノール等が挙げられる。アミノナフトール類としては、1-アミノ-2-ナフトール、3-アミノ-2-ナフトール、5-アミノ-1-ナフトール等が挙げられる。
かかる反応の際の加熱処理温度は、60℃以上250℃以下とすることが好ましく、80℃以上180℃以下とすることがより好ましい。
分離層2は、光吸収性を有している構造を含む繰り返し単位を有する重合体を含有していてもよい。この重合体は、光の照射を受けて変質する。光吸収性を有している構造は、例えば、置換若しくは非置換のベンゼン環、縮合環又は複素環からなる共役π電子系を含む原子団が挙げられる。光吸収性を有している構造は、より具体的には、カルド構造、又は該重合体の側鎖に存在するベンゾフェノン構造、ジフェニルスルフォキシド構造、ジフェニルスルホン構造(ビスフェニルスルホン構造)、ジフェニル構造若しくはジフェニルアミン構造が挙げられる。
分離層2は、フルオロカーボンからなっていてもよい。分離層2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ことによって(例えば、支持体1を持ち上げる等)、分離層2が破壊されて、支持体1と基板4とを分離し易くすることができる。分離層2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2は、無機物からなるものであってもよい。この無機物は、光を吸収することによって変質するものであればよく、例えば、金属、金属化合物及びカーボンからなる群より選択される1種類以上が好適に挙げられる。金属化合物とは、金属原子を含む化合物であり、例えば金属酸化物、金属窒化物が挙げられる。このような無機物としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウム、チタン、クロム、SiO2、SiN、Si3N4、TiN、及びカーボンからなる群より選ばれる1種類以上が挙げられる。なお、カーボンとは、炭素の同素体も含まれ得る概念であり、例えばダイヤモンド、フラーレン、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンナノチューブ等を包含する。上記の無機物は、その種類によって固有の範囲の波長を有する光を吸収する。
分離層2は、赤外線吸収性の構造を有する化合物を含有していてもよい。この、赤外線吸収性の構造を有する化合物は、赤外線を吸収することにより変質する。赤外線吸収性を有している構造、又はこの構造を有する化合物としては、例えば、アルカン、アルケン(ビニル、トランス、シス、ビニリデン、三置換、四置換、共役、クムレン、環式)、アルキン(一置換、二置換)、単環式芳香族(ベンゼン、一置換、二置換、三置換)、アルコールもしくはフェノール類(自由OH、分子内水素結合、分子間水素結合、飽和第二級、飽和第三級、不飽和第二級、不飽和第三級)、アセタール、ケタール、脂肪族エーテル、芳香族エーテル、ビニルエーテル、オキシラン環エーテル、過酸化物エーテル、ケトン、ジアルキルカルボニル、芳香族カルボニル、1,3-ジケトンのエノール、o-ヒドロキシアリールケトン、ジアルキルアルデヒド、芳香族アルデヒド、カルボン酸(二量体、カルボン酸アニオン)、ギ酸エステル、酢酸エステル、共役エステル、非共役エステル、芳香族エステル、ラクトン(β-、γ-、δ-)、脂肪族酸塩化物、芳香族酸塩化物、酸無水物(共役、非共役、環式、非環式)、第一級アミド、第二級アミド、ラクタム、第一級アミン(脂肪族、芳香族)、第二級アミン(脂肪族、芳香族)、第三級アミン(脂肪族、芳香族)、第一級アミン塩、第二級アミン塩、第三級アミン塩、アンモニウムイオン、脂肪族ニトリル、芳香族ニトリル、カルボジイミド、脂肪族イソニトリル、芳香族イソニトリル、イソシアン酸エステル、チオシアン酸エステル、脂肪族イソチオシアン酸エステル、芳香族イソチオシアン酸エステル、脂肪族ニトロ化合物、芳香族ニトロ化合物、ニトロアミン、ニトロソアミン、硝酸エステル、亜硝酸エステル、ニトロソ結合(脂肪族、芳香族、単量体、二量体)、メルカプタンもしくはチオフェノールもしくはチオール酸等の硫黄化合物、チオカルボニル基、スルホキシド、スルホン、塩化スルホニル、第一級スルホンアミド、第二級スルホンアミド、硫酸エステル、炭素-ハロゲン結合、Si-A1結合(A1は、H、C、O又はハロゲン)、P-A2結合(A2は、H、C又はO)又はTi-O結合が挙げられる。
分離層2は、赤外線吸収物質を含有していてもよい。この赤外線吸収物質は、光を吸収することによって変質するものであればよく、例えば、カーボンブラック、鉄粒子、又はアルミニウム粒子を好適に用いることができる。赤外線吸収物質は、その種類によって固有の範囲の波長を有する光を吸収する。分離層2に用いた赤外線吸収物質が吸収する範囲の波長の光を分離層2に照射することにより、赤外線吸収物質を好適に変質させ得る。
分離層2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る。これにより形成される分離層は、高い耐薬品性と高い耐熱性とを備えている。
次に、ステップS02において、支持体に接着層が形成される。図3は、電子デバイスの製造方法の一工程である接着層形成工程を示す図である。図3に示すように、接着層3は、分離層2の支持体1が存在しない側の面上に形成される。接着層3の形成方法については、接着層3を形成するため接着剤(接着層形成物質で構成されている)を溶剤に溶解させた溶液を塗布してもよいし、接着剤が両面に塗布された接着テープを分離層2に貼り付けてもよい。接着剤の塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、ディッピング法、ローラーブレード法、ドクターブレード法、スプレー法、スリットノズル法による塗布法等が挙げられる。また、接着剤を分離層2上に塗布した後、加熱等により乾燥させてもよい。
次に、ステップS03において、支持体に基板が形成される。図4は、電子デバイスの製造方法の一工程である基板形成工程を示す図である。図5は、図4に続いて、電子デバイスの製造方法の一工程である基板形成工程を示す図である。まず、図4に示すように、複数の電子部品41は、接着層3の分離層2が存在しない側の面である表面3a上に配置される。電子部品41の配置は、図示しない搬送装置(ダイボンダー、マウンター)等により行われる。なお、電子部品41は、接着層3により接着されて配置位置が保持されてもよい。また、複数の電子部品41が配置された後、真空下で加熱(例えば100℃程度)しつつ、搬送装置等によって電子部品41を接着層3に圧着させてもよい。
次に、ステップS04において、モールドが研磨される。図6は、電子デバイスの製造方法の一工程であるモールド研磨工程を示す図である。図6に示すように、不図示の研磨装置により、モールド42の支持体1が存在しない側、つまりモールド42の上面42aが研磨される。ステップS04のモールド研磨工程により、電子部品41がモールド42から露出される。モールド42の研磨により、電子部品41の上面41aと研磨後のモールド42の新たな上面42bとは、ほぼ同一面となる。
次に、ステップS05において、分離層が変質させられる。図7は、電子デバイスの製造方法の一工程である分離層変質工程を示す図である。図7に示すように、積層体100において、支持体1の分離層2が存在しない側から分離層2に対して、照射装置IRから光Lを照射し、分離層2を変質させる。光Lは、支持体1を透過して分離層2に照射される。照射装置IRから照射される光Lは、分離層2を変質させることが可能な波長の光が用いられる。分離層2の変質は、吸収した光Lのエネルギーによる(発熱性又は非発熱性の)分解、架橋、立体配置の変化又は官能基の解離(そして、これらに伴う分離層2の硬化、脱ガス、収縮又は膨張)等によって起こり得る。
次に、ステップS06において、支持体が剥離される。図8は、電子デバイスの製造方法の一工程である支持体剥離工程を示す図である。図8に示すように、基板4を下側とした状態で、基板4を保持しつつ支持体1を持ち上げることにより、分離層2が破壊されて基板4から支持体1が剥離される。すなわち、基板4と支持体1が引き離される。支持体1を持ち上げる作業は、例えば、支持体1を吸着して持ち上げる装置が用いられてもよい。なお、基板4は、ステージ等に吸着されており、支持体1が持ち上げられることにより、支持体1から引き離される。
ステップS07において、接着層3が残っている基板4を第1洗浄液により洗浄する。図9は、電子デバイスの製造方法の一工程である第1洗浄工程を示す図である。図9に示すように、接着層3を上側に向けた状態でノズル612から第1洗浄液R1を基板4(接着層3)に供給する。第1洗浄液R1は、基板4のほぼ中央の上方から供給され、接着層3の上面を流れて基板4の縁部から流れ落ちる。なお、第1洗浄液R1の供給時に、基板4を鉛直軸まわりに回転させてもよい。第1洗浄液R1としては、接着層3を溶解可能な第1溶剤に所定の樹脂を溶解させた液体が用いられる。第1溶剤は、前述した接着層形成工程(ステップS02)において、接着層3を形成する際に使用する接着剤に含まれる接着剤組成物を溶解可能な溶剤である。先ず、接着剤組成物について説明する。
接着剤組成物としては、例えば、アクリル系、ノボラック系、ナフトキノン系、炭化水素系、ポリイミド系、エラストマー、ポリサルホン系等の当該分野において公知の種々の接着剤組成物が挙げられる。また、接着剤組成物としては、例えば、熱可塑性樹脂、希釈溶剤、及び、添加剤等のその他成分を含有しているものが挙げられる。熱可塑性樹脂においては、接着力を発現するものであればよく、例えば、炭化水素樹脂、アクリル-スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂、エラストマー樹脂、ポリサルホン系樹脂等、又はこれらを組み合わせたもの等を好ましく用いることができる。なお、接着剤組成物は、希釈溶剤を含む。
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、シクロオレフィンポリマー(以下、「樹脂(A)」という。)、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。)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。
エラストマー樹脂(以下、「エラストマー」という場合がある。)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。
接着剤組成物は、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、基板形成工程においてモールド42を形成する場合に高温の処理を行っても、その後の工程において接着層3を溶解し、支持体1から基板4を剥離することができる。接着層3がポリサルホン樹脂を含んでいれば、基板形成工程において、例えば、300℃以上という高温で処理する高温プロセスを用いることができる。ポリサルホン系樹脂は、下記一般式(ad1)で表される構成単位、及び、下記一般式(ad2)で表される構成単位のうちの少なくとも1種の構成単位からなる構造を有している。
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、イソノナン、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。また、これらを複数混合して使用することも可能である。
第1洗浄液R1に溶解している所定の樹脂について説明する。所定の樹脂は、例えば、上記した接着剤組成物に含まれる樹脂が挙げられる。また、所定の樹脂としては、後述する第1溶剤に溶解可能な樹脂が選択される。所定の樹脂は、接着層3の形成に使用された接着剤に含まれる樹脂と同一の樹脂であってもよいし、異なる樹脂であってもよい。また、所定の樹脂は、単一種類の樹脂が用いられてもよいし、複数種類の樹脂が混合されて用いられてもよい。
第1溶剤は、接着層3を溶解可能な溶剤、すなわち、接着層3を形成する接着剤組成物を溶解する溶剤である。第1溶剤は、接着層3を溶解可能であれば特に限定されず、接着層3(接着剤組成物)に応じて適宜選択することができる。第1溶剤は、例えば、接着層3を形成する際の接着剤に用いられた希釈溶媒と極性が一致、又は極性が近いものが用いられる。なお、接着層3を形成する際の接着剤に用いられた希釈溶媒と同一であってもよい。接着層3を溶解可能な溶剤である第1溶剤としては、例えば、炭化水素系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。なお、第1溶剤には、適宜、添加剤等の任意成分が添加されていてもよい。任意成分は、特に限定されないが、例えば、界面活性剤が挙げられる。また、炭化水素系溶剤とエステル系溶剤とが混合されて用いられてもよい。また、第1溶剤は、単一種類の溶剤が用いられてもよいし、複数種類の溶剤が混合されて用いられてもよい。
炭化水素系溶剤は、脂肪族炭化水素系溶剤であってもよく、芳香族炭化水素系溶剤であってもよい。ここで、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味する。脂肪族炭化水素系溶剤としては、アルカン系の炭化水素溶剤が挙げられる。アルカン系の炭化水素系溶剤は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれであってもよい。直鎖状又は分岐鎖状アルカンの炭化水素系溶剤としては、例えば、炭素数4~20の直鎖状若しくは分岐鎖状アルカンが挙げられ、例えば、ブタン、ペンタン、2-メチルブタン、3-メチルペンタン、ヘキサン、2,2-ジメチルブタン、2,3-ジメチルブタン、ヘプタン、オクタン、2,2,4-トリメチルペンタン、2,2,3-トリメチルヘキサン、ノナン、イソノナン、メチルオクタン、デカン、ウンデカン、ドデカン、2,2,4,6,6-ペンタメチルヘプタン、トリデカン、ペンタデカン、テトラデカン、ヘキサデカン等が挙げられる。環状アルカンの炭化水素系溶剤としては、例えば、炭素数4~20の環状アルカンが挙げられ、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタンなどのモノシクロアルカン、デカリンなどのビシクロアルカン等が挙げられる。これらの中でも、アルカン系の炭化水素系溶剤としては、エチルシクロヘキサン及びデカリンが好ましい。また、脂肪族炭化水素系溶剤としては、テルペン系の炭化水素溶剤も挙げられる。テルペン系の炭化水素溶剤としては、例えば、D-リモネン、P-メンタン等が挙げられる。
エステル系溶剤は、例えば、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、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)等が挙げられる。
次に、ステップS08において、樹脂層5が形成された基板4を第2洗浄液により洗浄する。図11は、電子デバイスの製造方法の一工程である第2洗浄工程を示す図である。図11に示すように、樹脂層5を上側に向けた状態でノズル622から第2洗浄液R2を基板4(樹脂層5)に供給する。第2洗浄液R2は、基板4のほぼ中央の上方から供給され、樹脂層5の上面を流れて基板4の縁部から流れ落ちる。なお、第2洗浄液R2の供給時に、基板4を鉛直軸まわりに回転させてもよい。第2洗浄液R2としては、樹脂層5を溶解可能な第2溶剤が用いられる。
第2溶剤は、樹脂層5を溶解可能な溶剤が用いられる。第2溶剤は、樹脂層5を溶解可能であれば特に限定されず、樹脂層5の組成に応じて適宜選択することができる。第2溶剤は、第1溶剤と極性が一致、又は極性が近いものが用いられる。すなわち、第2溶剤は、接着層3を溶解可能である。第2溶剤は、上記した第1溶剤と同一であってもよいし、異なってもよい。また、第2溶剤は、第1溶剤と極性が一致、又は極性が近いので、接着層3を形成する際に使用する接着剤の希釈溶剤と同一であってもよい。また、第2溶剤は、単一種類の溶剤が用いられてもよいし、複数種類の溶剤が混合されて用いられてもよい。
図12は、第2洗浄工程後における基板4の状態を示す図である。図12で示すように、基板4の表面4aには、第1洗浄液R1の所定の樹脂による樹脂層5が形成される。つまり、基板4の表面4aから樹脂層5が溶解除去されており、新たな層は形成されない。なお、第1洗浄工程後において、分離層2の残渣2aが基板4にわずかに残っていたとしても、この第2洗浄工程により基板4から除去される場合がある。
図13は、実施形態に係る基板洗浄装置の一例を示す図である。図13に示す基板洗浄装置6は、上記した第1洗浄工程と第2洗浄工程とを行うことができる。図13に示すように、基板洗浄装置6は、第1洗浄部61と、第2洗浄部62と、ステージ63とを有する。なお、ステージ63は、第1洗浄部61と第2洗浄部62とで共用される。また、ステージ63は、載置した基板4を保持するための吸着機構を備えていてもよい。また、ステージ63は、電動モータ等の駆動源により、鉛直軸まわりに回転する構成であってもよい。
本実施形態に係るキットは、支持体1と、分離層2と、接着層3と、基板4とがこの順に積層された積層体100における分離層2を変質させ、支持体1から分離した基板4を洗浄するために用いられる。基板洗浄用キットは、接着層3を溶解可能な第1溶剤に所定の樹脂を溶解させ、基板4を洗浄するための第1洗浄液R1と、第1洗浄液R1による洗浄後に用いられ、接着層3を溶解可能な第2溶剤を有し、基板4を洗浄するための第2洗浄液R2と、を含む。この基板洗浄用キットは、上記した基板洗浄方法に用いることができる。
・積層体の形成
先ず、支持基体上に分離層形成用組成物をスピン塗布し、温度90℃で300秒間の条件で加熱して、膜を形成した。次いで、この形成された膜を、大気環境下、300℃で10分間の条件で焼成して、支持体上に厚さ0.3μmの分離層を形成した。
次に、この分離層上に、接着剤組成物をスピン塗布し、90℃で4分間、160℃で4分間、220℃で4分間加熱することにより、分離層上に厚さ50μmの接着層を形成した。
次に、ダイボンダーを用いて、接着層上にシリコン製の基板を圧着して積層体を得た。
TZNR(登録商標)-CTRL9(東京応化工業株式会社製):アミノフェノール骨格を有する樹脂(GSP-01、GSP―02(群栄化学工業株式会社製))
接着剤組成物には、以下のものを用いた。
TZNR(登録商標)-A4017(東京応化工業株式会社製):H1051(旭化成株式会社製)及びSepton2002(株式会社クラレ製)を含むエラストマー接着剤。
上記した積層体の支持体側から、分離層に対して、走査速度6400mm/秒、周波数40kHz、出力(電流値)22A、照射ピッチ180μmの条件にて、波長532nmのレーザ光を照射した。その後、この積層体の基板から支持体を剥離した。
第1洗浄液の第1溶剤として、「デカリンと酢酸ブチルとの混合液」、「酢酸ブチルとp-メンタンとの混合液」、「p-メンタン」の3種類を使用した。
所定の樹脂として、接着剤組成物であるスチレン系熱可塑性エラストマーの「Septon2002(株式会社クラレ製)」を、3種類の第1溶剤に、それぞれ第1洗浄液に対して3重量%、3.5重量%、5重量%となるように溶解させた。
第1洗浄工程を行った各基板を、第2溶剤を有する第2洗浄液で洗浄した。なお、第2洗浄液の第2溶剤は、第1溶剤と同一のものを使用した。すなわち、第1洗浄液の第1溶剤が「デカリンと酢酸ブチルとの混合液」である場合には、第2洗浄液の第2溶剤として「デカリンと酢酸ブチルとの混合液」を用いた。また、第1洗浄液の第1溶剤が「酢酸ブチルとp-メンタンとの混合液」である場合には、第2洗浄液の第2溶剤として「酢酸ブチルとp-メンタンとの混合液」を用いた。また、第1洗浄液の第1溶剤が「p-メンタン」である場合には、第2洗浄液の第2溶剤として「p-メンタン」を用いた。
支持体を剥離した後の基板に対して、「デカリンと酢酸ブチルとの混合液」、「酢酸ブチルとp-メンタンとの混合液」、「p-メンタン」の3種を洗浄液として用いた。この洗浄液による洗浄は、流量90g/minでパドル洗浄1分間、スピン洗浄1分間行った。その後、1分間の乾燥を行った。洗浄後に、基板の表面に残っている残渣(直径が10μm以上)をパーティクルカウンターにより測定して評価を行った。評価結果を表2に示す。表2において、○印は残渣が30個以下、×印は31個以上であることを示している。なお、比較例の洗浄液では、樹脂を溶解させていないので、濃度0%と表記している。
Claims (14)
- 支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における前記分離層を変質させ、前記支持体から分離した前記基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
前記接着層を溶解可能な第1溶剤に所定の樹脂を溶解させた第1洗浄液により前記基板を洗浄する第1洗浄工程と、
前記第1洗浄工程の後、前記接着層を溶解可能な第2溶剤を有する第2洗浄液により前記基板を洗浄する第2洗浄工程と、を含み、
前記所定の樹脂は、前記第1洗浄液において3~5重量%含まれ、前記第2洗浄液の固形分濃度は、0.5重量%以下である、基板洗浄方法。 - 支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における前記分離層を変質させ、前記支持体から分離した前記基板を洗浄する基板洗浄方法であって、
前記接着層を溶解可能な第1溶剤に、前記接着層の形成に使用される接着剤における所定の樹脂の含有量より小さい量の所定の樹脂を溶解させた第1洗浄液により前記基板を洗浄する第1洗浄工程と、
前記第1洗浄工程の後、前記接着層と前記所定の樹脂により前記基板上に形成された樹脂層を溶解可能な第2溶剤を有する固形分濃度が0.5重量%以下である第2洗浄液により前記基板を洗浄する第2洗浄工程と、を含む、基板洗浄方法。 - 前記基板は、電子部品を含む、請求項1又は請求項2に記載の基板洗浄方法。
- 前記分離層は、光の照射により変質し、
前記積層体に対して前記光を照射することで前記分離層を変質させ、前記支持体から分離した前記基板に対して前記第1洗浄工程を行う、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。 - 前記積層体における前記接着層は、接着剤を溶解した溶液を塗布、乾燥することで形成されるものであり、
前記第1溶剤及び前記第2溶剤の一方又は双方は、前記接着層の形成に使用された前記溶液の溶剤と極性が一致する又は極性が近い、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。 - 前記第1溶剤及び前記第2溶剤の一方又は双方は、前記溶液の溶剤と同一である、請求項5に記載の基板洗浄方法。
- 前記第1洗浄液及び前記第2洗浄液の一方又は双方は、炭化水素系溶剤を含む、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
- 前記第1洗浄液及び前記第2洗浄液の一方又は双方は、前記炭化水素系溶剤に加え、さらにエステル系溶剤を含む、請求項7に記載の基板洗浄方法。
- 前記所定の樹脂は、前記接着層の形成に使用された接着剤に含まれる樹脂である、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
- 前記所定の樹脂は、スチレン系熱可塑性エラストマー又は環状オレフィンコポリマーである、請求項1から請求項9のいずれかに記載の基板洗浄方法。
- 支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における前記分離層を変質させ、前記支持体から分離した前記基板を洗浄する基板洗浄装置であって、
前記接着層を溶解可能な第1溶剤に所定の樹脂を溶解させた第1洗浄液により前記基板を洗浄する第1洗浄部と、
前記第1洗浄工程の後、前記接着層を溶解可能な第2溶剤を有する第2洗浄液により前記基板を洗浄する第2洗浄部と、を備え、
前記所定の樹脂は、前記第1洗浄液において3~5重量%含まれ、前記第2洗浄液の固形分濃度は、0.5重量%以下である、基板洗浄装置。 - 支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における前記分離層を変質させ、前記支持体から分離した前記基板を洗浄する基板洗浄装置であって、
前記接着層を溶解可能な第1溶剤に、前記接着層の形成に使用される接着剤における所定の樹脂の含有量より小さい量の所定の樹脂を溶解させた第1洗浄液により前記基板を洗浄する第1洗浄部と、
前記第1洗浄工程の後、前記接着層と前記所定の樹脂により前記基板上に形成された樹脂層を溶解可能な第2溶剤を有する固形分濃度が0.5重量%以下である第2洗浄液により前記基板を洗浄する第2洗浄部と、を備える、基板洗浄装置。 - 支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における前記分離層を変質させ、前記支持体から分離した前記基板を洗浄するための基板洗浄用キットであって、
前記接着層を溶解可能な第1溶剤に所定の樹脂を溶解させ、前記基板を洗浄するための第1洗浄液と、
前記第1洗浄液による洗浄後に用いられ、前記接着層を溶解可能な第2溶剤を有し、前記基板を洗浄するための第2洗浄液と、を含み、
前記所定の樹脂は、前記第1洗浄液において3~5重量%含まれ、前記第2洗浄液の固形分濃度は、0.5重量%以下である、基板洗浄用キット。 - 支持体と、分離層と、接着層と、基板とがこの順に積層された積層体における前記分離層を変質させ、前記支持体から分離した前記基板を洗浄するための基板洗浄用キットであって、
前記接着層を溶解可能な第1溶剤に、前記接着層の形成に使用される接着剤における所定の樹脂の含有量より小さい量の所定の樹脂を溶解させ、前記基板を洗浄するための第1洗浄液と、
前記第1洗浄液による洗浄後に用いられ、前記接着層と前記所定の樹脂により前記基板上に形成された樹脂層を溶解可能な固形分濃度が0.5重量%以下である第2溶剤を有し、前記基板を洗浄するための第2洗浄液と、を含む、基板洗浄用キット。
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