特開 2024-165397 積層体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165397

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】積層体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20241121BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 C

H01L21/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081568

(22)【出願日】2023-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(71)【出願人】

【識別番号】504182255

【氏名又は名称】国立大学法人横浜国立大学

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(72)【発明者】

【氏名】井上 史大

(72)【発明者】

【氏名】寺西 俊輔

(72)【発明者】

【氏名】川合 章仁

(72)【発明者】

【氏名】山本 直子

(57)【要約】

【課題】有機接着剤を利用せずに板状物とキャリアウェーハのような仮支持基板とを仮接合するとともに、この板状物と支持基板とを接合した後に仮支持基板を板状物から容易に分離可能な積層体の製造方法を提供する。
【解決手段】積層体の製造方法であって、雰囲気の温度が第１温度範囲に維持された状態で板状物の一方の面及び仮支持基板の仮接合面のそれぞれに酸化膜を成膜する成膜ステップと、酸化膜の露出されている面に親水化処理を施す親水化ステップと、酸化膜を介して板状物と仮支持基板とを仮接合する仮接合ステップと、支持基板の接合面に接合材を形成する接合材形成ステップと、接合材を介して板状物と支持基板とを接合する接合ステップと、雰囲気の温度を第１温度範囲よりも高い第２温度範囲に維持することによって、酸化膜に内包された水を気化させる気化ステップと、板状物と仮支持基板とを分離する分離ステップと、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面と該一方の面の裏側に位置する他方の面とを有する板状物を備える積層体を製造する積層体の製造方法であって、
雰囲気の温度が第１温度範囲に維持された状態で該板状物の該一方の面又は仮支持基板の仮接合面の少なくとも一方に酸化膜を成膜する成膜ステップと、
該成膜ステップの後に、該酸化膜の露出されている面に親水化処理を施す親水化ステップと、
該親水化ステップの後に、該板状物の該一方の面と該仮支持基板の該仮接合面とが該酸化膜を介して対向した状態で両面を接近させることによって、該酸化膜を介して該板状物と該仮支持基板とを仮接合する仮接合ステップと、
該板状物の該他方の面又は支持基板の接合面の少なくとも一方に接合材を形成する接合材形成ステップと、
該仮接合ステップ及び該接合材形成ステップの後に、該板状物の該他方の面と該支持基板の該接合面とが該接合材を介して対向した状態で両面を接近させることによって、該接合材を介して該板状物と該支持基板とを接合する接合ステップと、
該接合ステップの後に、雰囲気の温度を該第１温度範囲よりも高い第２温度範囲に維持することによって、該酸化膜に内包された水を気化させる気化ステップと、
該気化ステップの後に、該板状物と該仮支持基板とを分離する分離ステップと、
を備える積層体の製造方法。

【請求項2】

該第１温度範囲は、８０℃以上３００℃以下である請求項１に記載の積層体の製造方法。

【請求項3】

該第２温度範囲は、２００℃以上３５０℃以下である請求項１に記載の積層体の製造方法。

【請求項4】

該成膜ステップの後かつ該親水化ステップの前に、雰囲気の温度を該第１温度範囲よりも高く、かつ、該第２温度範囲よりも低い第３温度範囲に維持することによって、該酸化膜に内包された該水の一部を気化させる予備気化ステップをさらに備える請求項１に記載の積層体の製造方法。

【請求項5】

該酸化膜の厚さは、１μｍ以下である請求項１乃至４のいずれかに記載の積層体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一方の面と一方の面の裏側に位置する他方の面とを有する板状物を備える積層体を製造する積層体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスパッケージの高集積化等を目的として、ＣｏＣ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｃｈｉｐ）、ＣｏＷ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｗａｆｅｒ）又はＷｏＷ（Ｗａｆｅｒ ｏｎ Ｗａｆｅｒ）等の三次元実装技術の開発が進められている。例えば、ＣｏＷにおいては、複数のチップを支持基板となるウェーハに接合してから、複数のチップの境界に沿って支持基板を分割することによって半導体デバイスパッケージが製造される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１３４２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数のチップが一つずつ支持基板に接合される場合、その所要時間が長くなる。この点を踏まえて、Ｃｏ－Ｄ２Ｗ（Ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ Ｄｉｅ ｔｏ Ｗａｆｅｒ ｂｏｎｄｉｎｇ）と呼ばれる技術が提案されている。具体的には、Ｃｏ－Ｄ２Ｗにおいては、複数のチップが支持基板となるウェーハとは別のウェーハ（仮支持基板）に仮接合された状態で一括して支持基板に接合される。そして、複数のチップが支持基板に接合されれば、仮支持基板が複数のチップから分離される。

【0005】

Ｃｏ－Ｄ２Ｗにおける複数のチップと仮支持基板との仮接合は、例えば、比較的厚い、例えば、厚さが３０μｍ程度の有機接着剤を利用して行われる。具体的には、この仮接合は、有機接着剤を介して複数のチップのそれぞれを仮支持基板の所望の位置に配置した状態で有機接着剤を硬化させることによって行われる。

【0006】

ただし、有機接着剤は、その硬化に伴って収縮する。そのため、複数のチップのそれぞれは、仮支持基板の所望の位置からずれた状態で仮支持基板に仮接合されることがある。この場合、複数のチップのそれぞれを支持基板の所望の位置において接合させることが困難になるおそれがある。

【0007】

さらに、比較的厚い有機接着剤を利用して複数のチップと仮支持基板とが仮接合される場合、仮支持基板に仮接合された複数のチップの高さにばらつきが生じることがある。このような場合、複数のチップを支持基板に接合するために両者を互いに強く押し付けることが必要になる。その結果、この接合の際に、複数のチップのそれぞれがさらに移動して、各チップを支持基板の所望の位置において接合させることが困難になるおそれがある。

【0008】

さらに、有機接着剤は、接着力が強く、複数のチップと仮支持基板との分離は必ずしも容易ではない。また、有機接着剤の少なくとも一部は、仮支持基板を複数のチップのそれぞれから分離させた後に複数のチップに残存する。そして、残存した有機接着剤は、半導体デバイスの性能を劣化させるコンタミネーションになるおそれがある。

【0009】

そのため、仮支持基板を複数のチップから分離した後には、一般的に、有機接着剤を除去するように複数のチップが洗浄される。しかしながら、この洗浄の所要時間は、長くなりやすい。その結果、チップのような板状物と、板状物が接合された支持基板と、を備える積層体の製造に必要な時間が長くなりやすい。

【0010】

これらの点に鑑み、本発明の目的は、有機接着剤を利用せずに板状物と仮支持基板とを仮接合するとともに、この板状物と支持基板とを接合した後に仮支持基板を板状物から容易に分離可能な積層体の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明によれば、一方の面と該一方の面の裏側に位置する他方の面とを有する板状物を備える積層体を製造する積層体の製造方法であって、雰囲気の温度が第１温度範囲に維持された状態で該板状物の該一方の面又は仮支持基板の仮接合面の少なくとも一方に酸化膜を成膜する成膜ステップと、該成膜ステップの後に、該酸化膜の露出されている面に親水化処理を施す親水化ステップと、該親水化ステップの後に、該板状物の該一方の面と該仮支持基板の該仮接合面とが該酸化膜を介して対向した状態で両面を接近させることによって、該酸化膜を介して該板状物と該仮支持基板とを仮接合する仮接合ステップと、該板状物の該他方の面又は支持基板の接合面の少なくとも一方に接合材を形成する接合材形成ステップと、該仮接合ステップ及び該接合材形成ステップの後に、該板状物の該他方の面と該支持基板の該接合面とが該接合材を介して対向した状態で両面を接近させることによって、該接合材を介して該板状物と該支持基板とを接合する接合ステップと、該接合ステップの後に、雰囲気の温度を該第１温度範囲よりも高い第２温度範囲に維持することによって、該酸化膜に内包された水を気化させる気化ステップと、該気化ステップの後に、該板状物と該仮支持基板とを分離する分離ステップと、を備える積層体の製造方法が提供される。

【0012】

好ましくは、該第１温度範囲は、８０℃以上３００℃以下である。また、好ましくは、該第２温度範囲は、２００℃以上３５０℃以下である。さらに、この積層体の製造方法は、該成膜ステップの後かつ該親水化ステップの前に、雰囲気の温度を該第１温度範囲よりも高く、かつ、該第２温度範囲よりも低い第３温度範囲に維持することによって、該酸化膜に内包された該水の一部を気化させる予備気化ステップをさらに備えることが好ましい。加えて、好ましくは、該酸化膜の厚さは、１μｍ以下である。

【発明の効果】

【0013】

本発明においては、その露出されている面が親水化された酸化膜を利用して板状物と仮支持基板とが仮接合される。すなわち、本発明においては、有機接着剤を利用することなく、酸化膜の露出されている面において生じる水素結合を利用して板状物と仮支持基板とが仮接合される。

【0014】

また、本発明においては、板状物と支持基板との接合が完了した後に、酸化膜を成膜する際の雰囲気の温度よりも高い温度に雰囲気の温度を維持することによって酸化膜に内包された水を気化させる。これにより、仮支持基板を板状物から分離させる際に分離起点として作用する多数のボイドが酸化膜に形成される。その結果、本発明においては、仮支持基板を板状物から分離することが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１（Ａ）は、ウェーハの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるウェーハから製造されるチップの一例を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、チップを備える積層体を製造する積層体の製造方法の一例を模式的に示すフローチャートである。

【図3】図３（Ａ）は、それぞれの一方の面に酸化膜が成膜された複数のチップを模式的に示す断面図であり、図３（Ｂ）は、仮接合面に酸化膜が成膜された仮支持基板を模式的に示す断面図である。

【図4】図４（Ａ）は、チップの一方の面に成膜された酸化膜に対して親水化処理を施す様子を模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、仮支持基板の仮接合面に成膜された酸化膜に対して親水化処理を施す様子を模式的に示す断面図である。

【図5】図５（Ａ）は、チップと仮支持基板とを仮接合する様子を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、仮接合されたチップ及び仮支持基板を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、接合面に接合材が形成された支持基板を模式的に示す断面図である。

【図7】図７（Ａ）は、チップと支持基板とを接合する様子を模式的に示す断面図であり、図７（Ｂ）は、接合されたチップ及び支持基板を模式的に示す断面図である。

【図8】図８は、酸化膜に内包された水が気化した後の複数のチップ、仮支持基板及び支持基板を備える積層体を模式的に示す断面図である。

【図9】図９は、チップから仮支持基板を分離する様子を模式的に示す断面図である。

【図10】図１０は、図２に示される積層体の製造方法とは異なる積層体の製造方法の一例を模式的に示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は、ウェーハの一例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるウェーハから製造されるチップの一例を模式的に示す斜視図である。図１（Ａ）に示されるウェーハ１１は、例えば、互いに概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを含み、単結晶シリコン等の半導体材料を素材とする。

【0017】

ウェーハ１１の外縁には、その素材となる半導体材料の特定の結晶方位を示すためのノッチ１１ｃが形成されている。また、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、複数のデバイス１３が形成されている。なお、複数のデバイス１３は、マトリックス状に配列されている。すなわち、複数のデバイス１３の境界は、格子状に延在する。そして、複数のデバイス１３の境界に沿ってウェーハ１１を分割することによって、複数のチップ１５が製造される。

【0018】

図２は、板状物（具体的には、チップ１５）を備える積層体を製造する積層体の製造方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、チップ１５の一方の面（例えば、デバイス１３が形成されていない側の面）及び仮支持基板のチップ１５に仮接合される側の面である仮接合面のそれぞれに酸化膜を成膜する（成膜ステップＳ１）。

【0019】

図３（Ａ）は、それぞれの一方の面に酸化膜が成膜された複数のチップ１５を模式的に示す断面図である。図３（Ａ）に示される酸化膜１７は、例えば、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用して成膜される酸化シリコン膜である。

【0020】

このような酸化膜１７は、例えば、複数のチップ１５のそれぞれの一方の面が内部空間において露出されているチャンバに液体ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）等の液体原料を気化することによって得られるガスを供給した状態で、このガスをプラズマ化することによって成膜される。

【0021】

ここで、酸化膜１７を成膜する際の雰囲気の温度、すなわち、チャンバ内の温度は、成膜される酸化膜１７の水の含有量が多くなるように設定される。例えば、この温度は、８０℃以上３００℃以下、好ましくは１００℃以上２６０℃以下、より好ましくは１２０℃以上２２０℃以下、最も好ましくは１２０℃以上１８０℃以下の第１温度範囲に含まれるように設定される。

【0022】

また、酸化膜１７は、後述するチップ１５と仮支持基板との仮接合の際にチップ１５の仮支持基板側への沈み込みが抑制されるように、薄い膜厚を有する。例えば、この酸化膜１７は、１μｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは２５０ｎｍ以下、最も好ましくは１２５ｎｍ以下の膜厚を有する。

【0023】

また、酸化膜１７の露出されている面、すなわち、デバイス１３から遠い側の面を平坦化するために、この面には化学機械研磨（ＣＭＰ）等の平坦化処理が施されてもよい。さらに、酸化膜１７は、膜厚が１μｍ超にされるように成膜された後、膜厚が１μｍ以下になるとともに露出されている面が平坦化されるように平坦化処理が施されてもよい。加えて、平坦化処理は、酸化膜１７を成膜前のチップ１５の一方の面に対して施されてもよい。

【0024】

図３（Ｂ）は、仮接合面に酸化膜が成膜された仮支持基板を模式的に示す断面図である。図３（Ｂ）に示される仮支持基板１９は、例えば、複数のデバイス１３が形成されていない点を除いて図１（Ａ）に示されるウェーハ１１と同じ構造物である。

【0025】

あるいは、仮支持基板１９は、ガラス等の絶縁材料を素材とする基板であってもよい。また、仮支持基板１９は、図１（Ａ）に示されるウェーハ１１よりも厚く、かつ／又は、直径が大きい基板であってもよい。

【0026】

また、図３（Ｂ）に示される酸化膜２１は、例えば、図３（Ａ）に示される酸化膜１７と同様の方法で成膜される酸化シリコン膜である。さらに、この酸化膜２１の露出されている面及び／又は酸化膜２１を成膜前の仮支持基板１９の仮接合面に対して平坦化処理が施されてもよい。

【0027】

成膜ステップＳ１の後には、酸化膜１７，２１の露出されている面に親水化処理を施す（親水化ステップＳ２）。図４（Ａ）は、酸化膜１７の露出されている面に親水化処理を施す様子を模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、酸化膜２１の露出されている面に親水化処理を施す様子を模式的に示す断面図である。

【0028】

この親水化処理は、酸化膜１７，２１の露出されている面にＯＨ基を形成して活性化するための処理である。例えば、親水化処理は、大気圧下において、窒素プラズマ又は紫外線を照射部１０から酸化膜１７，２１の露出されている面に向かって照射することによって実施される。

【0029】

なお、この親水化処理を実施する際には、酸化膜１７，２１に内包されている水が気化されないことが好ましい。そのため、親水化処理を実施する際の雰囲気の温度は、酸化膜１７，２１を成膜する際の雰囲気の温度よりも低い温度、例えば、室温に設定される。

【0030】

親水化ステップＳ２の後には、酸化膜１７，２１を介してチップ１５と仮支持基板１９とを仮接合する（仮接合ステップＳ３）。図５（Ａ）は、チップ１５と仮支持基板１９とを仮接合する様子を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、仮接合されたチップ１５及び仮支持基板１９を模式的に示す断面図である。

【0031】

この仮接合の際には、まず、複数のチップ１５のそれぞれの一方の面と仮支持基板１９の仮接合面とを酸化膜１７，２１を介して対向させる。そして、この状態を維持したまま、複数のチップ１５のそれぞれと仮支持基板１９とに、例えば、１０ｋＮ程度の荷重が作用するまで両面を接近させる。その結果、酸化膜１７と酸化膜２１との間で水素結合が生じることによって複数のチップ１５と仮支持基板１９とが仮接合される。

【0032】

なお、この仮接合は、大気圧下において実施されてもよいし、１０^５Ｐａ以下の減圧雰囲気下で実施されてもよい。また、酸化膜１７と酸化膜２１との間で生じる水素結合を促進するために、この仮接合の直前に酸化膜１７，２１の露出されている面に水が供給されてもよい。

【0033】

また、この仮接合を実施する際には、酸化膜１７，２１に内包されている水が気化されないことが好ましい。そのため、仮接合を実施する際の雰囲気の温度は、酸化膜１７，２１を成膜する際の雰囲気の温度よりも低い温度、例えば、室温に設定される。

【0034】

仮接合ステップＳ３の後には、支持基板のチップ１５に接合される側の面である接合面に接合材を形成する（接合材形成ステップＳ４）。図６は、接合面に接合材が形成された支持基板を模式的に示す断面図である。

【0035】

図６に示される支持基板２３は、例えば、単結晶シリコン等の半導体材料を素材とし、かつ、図１（Ａ）に示されるウェーハ１１と同様の形状を有するウェーハである。また、支持基板２３の接合面側には、それぞれがチップ１５に含まれるデバイス１３と接続される複数のデバイス２５が形成されている。なお、複数のデバイス２５は、必須の構成要素ではなく、なくてもよい。

【0036】

図６に示される接合材２７は、例えば、図３（Ａ）に示される酸化膜１７と同様の方法で酸化シリコン膜を成膜した後、複数のデバイス２５が露出されるように接合材２７の露出されている面にＣＭＰ等の平坦化処理を施すことによって形成される。ただし、この場合、接合材２７を成膜する際の雰囲気の温度は、成膜される酸化シリコン膜の水の含有量が少なくなるような温度、例えば、３５０℃超に設定される。

【0037】

あるいは、接合材２７は、ＢＣＢ（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）等を含む有機接着剤であってもよい。この場合、接合材２７は、例えば、雰囲気の温度を、例えば、室温に維持した状態で複数のデバイス２５が露出されるように支持基板２３の接合面に塗布してから、有機接着剤がプリベーク（ソフトベーク）されるように雰囲気の温度を、例えば、１７０℃程度に維持することによって形成される。

【0038】

接合材形成ステップＳ４の後には、接合材２７を介してチップ１５と支持基板２３とを接合する（接合ステップＳ５）。図７（Ａ）は、チップ１５と支持基板２３とを接合する様子を模式的に示す断面図であり、図７（Ｂ）は、接合されたチップ１５及び支持基板２３を模式的に示す断面図である。

【0039】

なお、接合材２７が酸化シリコン膜によって構成される場合には、接合材形成ステップＳ４の後かつ接合ステップＳ５の前に、上述した親水化処理を接合材２７の露出されている面に対して施すことが必要になる。また、接合ステップＳ５の直前には、複数のチップ１５のそれぞれの他方の面及び／又は支持基板２３の接合面が洗浄されてもよい。

【0040】

チップ１５と支持基板２３とを接合する際には、まず、複数のチップ１５のそれぞれの他方の面と支持基板２３の接合面とを接合材２７を介して対向させる。そして、この状態を維持したまま、複数のチップ１５のそれぞれと支持基板２３とに、例えば、１０ｋＮ程度の荷重が作用するまで両面を接近させる。その結果、複数のチップ１５と支持基板２３とが接合される。

【0041】

なお、この接合は、大気圧下において実施されてもよいし、１０^５Ｐａ以下の減圧雰囲気下で実施されてもよい。また、接合材２７が酸化シリコン膜によって構成される場合には、複数のチップ１５と接合材２７との水素結合を促進するために、この接合の直前に複数のチップ１５のそれぞれの他方の面及び／又は接合材２７の露出されている面に水が供給されてもよい。

【0042】

また、接合材２７が有機接着剤によって構成される場合、この接合を実施する際の雰囲気の温度は、接合材２７を硬化させることが可能な温度、例えば、３００℃程度に設定される。さらに、接合ステップＳ５においてデバイス１３に含まれる配線（例えば、銅（Ｃｕ）配線）とデバイス２５に含まれる配線（例えば、銅（Ｃｕ）配線）とを直接接続させる場合、すなわち、ハイブリッドボンディングを形成する場合には、この接合を実施する際の雰囲気の温度は、例えば、２５０℃以上３５０℃以下に設定されてもよい。

【0043】

接合ステップＳ５の後には、酸化膜１７，２１に内包された水を気化させる（気化ステップＳ６）。図８は、酸化膜１７，２１に内包された水が気化した後の複数のチップ１５、仮支持基板１９及び支持基板２３を備える積層体を模式的に示す断面図である。

【0044】

この気化ステップＳ６においては、例えば、赤外線ランプを備える熱処理装置を利用して窒素雰囲気下で積層体を加熱する。これにより、仮支持基板１９を複数のチップ１５から分離させる際に分離起点として作用する多数のボイド２９が酸化膜１７，２１に形成される。

【0045】

なお、酸化膜１７，２１に内包された水を気化させるためには、酸化膜１７，２１を成膜する時よりも雰囲気の温度を高くする必要がある。他方、積層体を加熱する際の雰囲気の温度が高すぎると、酸化膜１７と酸化膜２１との間で水素結合よりも強固なシロキサン結合が生じるおそれがある。

【0046】

そのため、積層体を加熱する際の雰囲気の温度は、２００℃以上３５０℃以下、好ましくは２１５℃以上３２０℃以下、より好ましくは２３０℃以上２９０℃以下、最も好ましくは２４５℃以上２６０℃以下の第２温度範囲に含まれるように設定される。

【0047】

また、接合材２７が有機接着剤によって構成される場合、すなわち、接合ステップＳ５において雰囲気の温度が、例えば、３００℃程度に設定される場合には、接合ステップＳ５と気化ステップＳ６とが間断なく連続して実施されてもよい。

【0048】

気化ステップＳ６の後には、チップ１５と仮支持基板１９とを分離する（分離ステップＳ７）。図９は、チップ１５から仮支持基板１９を分離する様子を模式的に示す断面図である。

【0049】

この分離ステップＳ７においては、チップ１５から仮支持基板１９を離隔させるような外力を仮支持基板１９及び／又は支持基板２３に付与する。その結果、仮支持基板１９がチップ１５から分離されてチップ１５と支持基板２３とを備える積層体３１が製造される。

【0050】

さらに、仮支持基板１９がチップ１５から分離された後にチップ１５の一方の面に残存する酸化膜１７が除去されるように、この積層体３１にエッチングが施されてもよい。また、この積層体３１は、複数のチップ１５の境界に沿って分割されることによって個片化されてもよい。

【0051】

図２に示される積層体の製造方法においては、その露出されている面が親水化された酸化膜１７，２１を利用してチップ１５と仮支持基板１９とが仮接合される。すなわち、この方法においては、有機接着剤を利用することなく、酸化膜１７，２１の露出されている面において生じる水素結合を利用してチップ１５と仮支持基板１９とが仮接合される。

【0052】

また、この方法においては、チップ１５と支持基板２３との接合が完了した後に、酸化膜１７，２１を成膜する際の雰囲気の温度（第１温度範囲）よりも高い温度（第２温度範囲）に雰囲気の温度を維持することによって酸化膜１７，２１に内包された水を気化させる。これにより、仮支持基板１９を複数のチップ１５から分離させる際に分離起点として作用する多数のボイド２９が酸化膜１７，２１に形成される。その結果、この方法においては、仮支持基板１９をチップ１５から分離することが容易になる。

【0053】

なお、上述した内容は本発明の一態様であって、本発明は上述した内容に限定されない。例えば、成膜ステップＳ１においては、各チップ１５の一方の面又は仮支持基板１９の仮接合面のいずれか一方のみに酸化膜１７，２１が成膜されてもよい。すなわち、本発明においては、酸化膜１７又は酸化膜２１のいずれか一方はなくてもよい。

【0054】

また、成膜ステップＳ１においては、各チップ１５のデバイス１３が形成されている側の面に酸化膜１７が成膜されてもよい。すなわち、各チップ１５は、そのデバイス１３が形成されている側が仮支持基板１９に接合され、かつ、そのデバイス１３が形成されていない側が支持基板２３に接合されてもよい。また、この場合には、支持基板２３の接合面側には、複数のデバイス２５が形成されなくてもよい。

【0055】

また、成膜ステップＳ１においては、複数のチップ１５へと分割される前のウェーハ１１の一方の面（例えば、裏面１１ｂ）に酸化膜１７が成膜されてもよい。この場合、複数のチップ１５は、成膜ステップＳ１の後かつ親水化ステップＳ２の前に、複数のデバイス１３の境界に沿ってウェーハ１１を分割することによって製造されてもよい。

【0056】

また、本発明においては、接合ステップＳ５よりも前であれば接合材形成ステップＳ４が実施されるタイミングは限定されない。例えば、接合材形成ステップＳ４は、成膜ステップＳ１よりも前に実施されてもよい。

【0057】

そして、成膜ステップＳ１に先立つ接合材形成ステップＳ４においては、板状物（具体的には、複数のチップ１５又は複数のチップ１５へと分割される前のウェーハ１１）の他方の面に、上述した酸化シリコン膜によって構成される接合材２７と同様の接合材が形成されてもよい。

【0058】

すなわち、この場合、支持基板２３の接合面のみならず、板状物の他方の面にも接合材が形成されてもよい。あるいは、この場合、支持基板２３の接合面に接合材２７を形成することなく、板状物の他方の面にのみ接合材が形成されてもよい。

【0059】

また、本発明の積層体の製造方法は、図２に示されるステップ以外のステップを含んでもよい。図１０は、図２に示される積層体の製造方法とは異なる積層体の製造方法の一例を模式的に示すフローチャートである。具体的には、図１０に示される方法においては、成膜ステップＳ１の後かつ親水化ステップＳ２の前に、酸化膜１７，２１に内包された水の一部を気化させる（予備気化ステップＳ８）。

【0060】

この予備気化ステップＳ８においては、例えば、酸化膜１７，２１に内包される水の量を減少させるために、赤外線ランプを備える熱処理装置を利用して窒素雰囲気下で一方の面に酸化膜１７が成膜されている板状物及び／又は仮接合面に酸化膜２１が成膜されている仮支持基板１９を加熱する。

【0061】

なお、酸化膜１７，２１に内包された水を気化させるためには、酸化膜１７，２１を成膜する時よりも雰囲気の温度を高くする必要がある。他方、積層体を加熱する際の雰囲気の温度が高すぎると、酸化膜１７，２１に内包される水の全てが気化されるおそれがある。そのため、板状物及び／又は仮支持基板１９を加熱する際の雰囲気の温度は、上記の第１温度範囲よりも高く、かつ、上記の第２温度範囲よりも低い第３温度範囲に含まれるように設定される。

【0062】

また、本発明においては、仮支持基板１９に仮接合され、かつ、支持基板２３に接合される板状物は、ウェーハ１１であってもよい。すなわち、本発明においては、ウェーハ１１から製造される複数のチップ１５が支持基板２３に接合されるのではなく、ウェーハ１１自体が支持基板２３に接合されてもよい。さらに、この場合、複数のデバイス１３がウェーハ１１に形成されなくてもよい。

【0063】

その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

【符号の説明】

【0064】

１０：照射部
１１：ウェーハ（１１ａ：表面、１１ｂ：裏面、１１ｃ：ノッチ）
１３：デバイス
１５：チップ
１７：酸化膜
１９：仮支持基板
２１：酸化膜
２３：支持基板
２５：デバイス
２７：接合材
２９：ボイド
３１：積層体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】