CN117098824A - 粘接剂组合物、层叠体、层叠体的制造方法以及经加工的基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种粘接剂组合物,其中,涂布所述粘接剂组合物而得到的粘接剂涂布层在25℃以上且100℃以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,并且所述粘接剂涂布层的下述式(1)中求出的粘度降低率为80%以下。粘度降低率(%)=((V25-V100)/V25)×100……式(1)V25:25℃时的复数粘度。V100:100℃时的复数粘度。
Description
技术领域
本发明涉及粘接剂组合物、层叠体、层叠体的制造方法以及经加工的基板的制造方法。
背景技术
在使用粘接剂组合物来贴合两张基板时,有时由粘接剂组合物形成的粘接剂涂布层会从两张基板之间溢出。从两张基板之间溢出的粘接剂涂布层污染周边。
为了抑制显示面板用粘接剂从被涂布体或被贴合体溢出,提出了在涂布显示面板用粘接剂之前,在涂布区域的外侧形成阻液部(隔挡部)(专利文献1、2)。但是,为了避免空气进入显示部,需要显示面板用粘接剂越过阻液部,越过该阻液部的显示面板用粘接剂有时会从被涂布体或被贴合体溢出,污染周边。
作为粘接剂不从用粘接剂粘接的构件溢出的显示面板用粘接剂,提出了一种显示面板用粘接剂,其包含:(A)分子中平均含有1.5个以上聚合性的碳-碳双键、且数均分子量(Mn)为5000以上的聚合物;(B)分子中平均含有1个以下聚合性的碳-碳双键、且数均分子量(Mn)为5000以上的聚合物;(C)光聚合引发剂;以及(D)比表面积为200m2/g以上的亲水性二氧化硅,(D)成分相对于(A)成分和(B)成分的总计100重量份为4重量份以上且20重量份以下,最大粗颗粒为30μm以下(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-8851号公报
专利文献2:日本特开2010-66711号公报
专利文献3:日本特开2014-221893号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在贴合两张基板时,为了使贴合可靠,有时一边加热基板一边进行比较好。但是,在一边加热基板一边贴合两张基板的情况下,与在常温下贴合两张基板的情况相比,容易发生由粘接剂组合物形成的粘接剂涂布层的溢出。
再者,在贴合两张基板时,需要形成没有空隙的均匀的粘接层。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种粘接剂组合物、使用了所述粘接剂组合物的层叠体、所述层叠体的制造方法以及使用了所述粘接剂组合物的经加工的基板的制造方法,所述粘接剂组合物在一边加热一边贴合两张基板时,能形成没有空隙的均匀的粘接层,并且能抑制粘接剂涂布层从两张基板之间溢出。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究,结果发现能解决上述问题的内容,从而完成了具有以下主旨的本发明。
即,本发明包含如下内容。
[1]一种粘接剂组合物,其中,涂布所述粘接剂组合物而得到的粘接剂涂布层在25℃以上且100℃以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,并且所述粘接剂涂布层的下述式(1)中求出的粘度降低率为80%以下。
粘度降低率(%)=((V25-V100)/V25)×100……式(1)
V25:25℃时的复数粘度。
V25:25℃时的复数粘度。
V100:100℃时的复数粘度。
[2]一种粘接剂组合物,用于层叠体的制造,所述层叠体的制造包括以下工序:涂布所述粘接剂组合物,形成赋予粘接层的粘接剂涂布层的工序;以及第一基板和第二基板以夹着所述粘接剂涂布层而相接的方式在加热和加压下被贴合的工序,
涂布所述粘接剂组合物而得到的粘接剂涂布层在25℃以上且所述加热的温度以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,并且所述粘接剂涂布层的下述式(1)中求出的粘度降低率为80%以下。
粘度降低率(%)=((V25-VT)/V25)×100……式(2)
V25:25℃时的复数粘度。
VT:所述加热的温度时的复数粘度。
[3]根据[1]或[2]所述的粘接剂组合物,其中,含有成为粘接剂成分的固化的成分(A)。
[4]根据[3]所述的粘接剂组合物,其中,所述成分(A)为通过氢化硅烷化反应而固化的成分。
[5]根据[3]或[4]所述的粘接剂组合物,其中,所述成分(A)含有:具有与硅原子键合的碳原子数2~40的烯基的聚有机硅氧烷(a1);具有Si-H基的聚有机硅氧烷(a2);以及铂族金属系催化剂(A2)。
[6]根据[5]所述的粘接剂组合物,其中,选自所述具有与硅原子键合的碳原子数2~40的烯基的聚有机硅氧烷(a1)和所述具有Si-H基的聚有机硅氧烷(a2)中的至少一种的复数粘度为1000~10000Pa·s。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的粘接剂组合物,其中,含有非固化性聚有机硅氧烷作为不发生固化反应的成分(B)。
[8]根据[7]所述的粘接剂组合物,其中,所述非固化性聚有机硅氧烷的复数粘度为1000~10000Pa·s。
[9]一种层叠体,具有:第一基板;第二基板;以及粘接层,设于所述第一基板与所述第二基板之间,所述粘接层是由如[1]~[8]中任一项所述的粘接剂组合物形成的层。
[10]根据[9]所述的层叠体,其中,还具有剥离层,设于所述第一基板与所述第二基板之间。
[11]根据[9]或[10]所述的层叠体,其中,所述第一基板为具备半导体的基板,所述第二基板为支承基板。
[12]一种层叠体的制造方法,包括以下工序:涂布如[1]~[8]中任一项所述的粘接剂组合物,形成赋予粘接层的粘接剂涂布层的工序;以及第一基板和第二基板以夹着所述粘接剂涂布层而相接的方式在加热和加压下被贴合的工序。
[13]根据[12]所述的层叠体的制造方法,其中,还包括:在所述被贴合的工序后,对所述粘接剂涂布层进行加热而形成所述粘接层的工序。
[14]根据[12]或[13]所述的层叠体的制造方法,其中,包括:涂布剥离剂组合物,形成赋予剥离层的剥离剂涂布层的工序,所述被贴合的工序是第一基板和第二基板以夹着所述剥离剂涂布层和所述粘接剂涂布层而相接的方式在加热和加压下被贴合的工序。
[15]根据[12]~[14]中任一项所述的层叠体的制造方法,其中,所述第一基板为具备半导体的基板,所述第二基板为支承基板。
[16]一种经加工的基板的制造方法,包括:第一工序,对如[9]~[11]中任一项所述的层叠体的所述第一基板进行加工;以及第二工序,使通过所述第一工序加工后的所述第一基板与所述第二基板分离。
发明效果
根据本发明,能提供一种粘接剂组合物、使用了所述粘接剂组合物的层叠体、所述层叠体的制造方法以及使用了所述粘接剂组合物的经加工的基板的制造方法,所述粘接剂组合物在一边加热一边贴合两张基板时,能形成没有空隙的均匀的粘接层,并且能抑制粘接剂涂布层从两张基板之间溢出。
需要说明的是,空隙是指在层叠体的基板与层之间、两个层之间或层中存在气泡的状态,在存在不期望的气泡的这样的状态下,在对层叠体施加制造上所需的压力等负荷时,负荷产生偏差,存在TTV(总厚度变化:total thickness variation)恶化;产生半导体基板的加工工序(背面研磨)中的晶圆厚度的不均匀性;以及剥离工序(脱粘时)施加的压力的偏差导致的对晶圆的损伤、产生粘接层残渣等隐患,无法期待再现性好的、良好的半导体元件的制造。
附图说明
图1是层叠体的一个例子的概略剖视图。
图2是层叠体的另一例子的概略剖视图。
图3是层叠体的另一例子的概略剖视图。
图4A是实施例2-1的层叠体的整体照片。
图4B是实施例2-1的层叠体的晶圆的凹槽附近的放大照片。
图5A是比较例2-1的层叠体的整体照片。
图5B是比较例2-1的层叠体的晶圆的凹槽附近的放大照片。
具体实施方式
(粘接剂组合物)
在本发明的一个实施方式中,涂布粘接剂组合物而得到的粘接剂涂布层在25℃以上且100℃以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,并且粘接剂涂布层的下述式(1)中求出的粘度降低率为80%以下(以下,有时将这两个条件称为”第一条件”)。
粘度降低率(%)=((V25-V100)/V25)×100……式(1)。
V25:25℃时的复数粘度。
V100:100℃时的复数粘度。
在本发明的另一实施方式中,粘接剂组合物用于层叠体的制造,该层叠体的制造包括以下工序:涂布该粘接剂组合物,形成赋予粘接层的粘接剂涂布层的工序;以及第一基板和第二基板以夹着粘接剂涂布层而相接的方式在加热和加压下被贴合的工序。
而且,涂布粘接剂组合物而得到的粘接剂涂布层在25℃以上且加热的温度以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,并且粘接剂涂布层的下述式(2)中求出的粘度降低率为80%以下(以下,有时将这两个条件称为”第二条件”)。
粘度降低率(%)=((V25-VT)/V25)×100……式(2)。
V25:25℃时的复数粘度。
VT:所述加热的温度时的复数粘度。
需要说明的是,关于第一基板和第二基板在下文进行叙述。
本发明的复数粘度例如可以如下测定。
将粘接剂组合物涂布在基材(例如硅晶圆)上,进行加热(前加热处理:例如,在120℃下进行1.5分钟),在基材上形成厚度约100μm的粘接剂涂布层。从所得到的带有粘接剂涂布层的基材分离粘接剂涂布层,利用流变仪(例如Anton Paar(株)制流变仪MCR-302)测定复数粘度。需要说明的是,测定例如在升温速度0.83℃/秒、应变2%、频率1Hz的条件下实施。
在一边加热一边贴合两张基板时,为了能形成没有空隙的均匀的粘接层、并且抑制粘接剂涂布层从两张基板之间溢出,本发明人等进行了深入研究。
其结果是,发现了如下事实,即,通过使粘接剂涂布层的复数粘度满足第一条件或第二条件,即使在一边加热一边贴合两张基板时,也能形成没有空隙的均匀的粘接层、并且能抑制粘接剂涂布层从两张基板之间溢出。
若贴合时的粘接剂涂布层的复数粘度过低,则粘接剂涂布层容易从两张基板之间溢出。另一方面,若粘接剂涂布层的复数粘度过高,则在涂布粘接剂组合物时不会形成均匀的粘接剂涂布层,结果产生空隙,难以形成均匀的粘接层。
此外,25℃以上且特定温度以下的粘接剂涂布层的复数粘度的变化率较小时,能实现兼顾形成没有空隙的均匀的粘接层和抑制粘接剂涂布层从两张基板之间溢出的加热条件和加压条件的范围变宽。
粘接剂涂布层的复数粘度例如从25℃至100℃、或者从25℃至加热温度为止逐渐减小。
作为使粘接剂涂布层的复数粘度满足上述的第一条件或第二条件的方法,没有特别限定,可列举出使粘接剂组合物以较高的配合量含有高粘度的材料的方法。作为高粘度的材料,例如可列举出25℃下的复数粘度为1000Pa·s以上的材料。例如,使膜构成成分100质量份中含有20~80质量份左右的25℃下的复数粘度为1000Pa·s以上且10000Pa·s以下的材料,由此粘接剂组合物的复数粘度容易满足上述的第一条件或第二条件。需要说明的是,在本发明中,膜构成成分是指组合物中所含的溶剂以外的成分。
在第一条件下,粘接剂涂布层在25℃以上且100℃以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,从再现性良好地实现本发明的效果的观点考虑,优选为100Pa·s以上且10000Pa·s以下,更优选为500Pa·s以上且5000Pa·s以下。
在第二条件下,粘接剂涂布层在25℃以上且加热的温度以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,从再现性良好地实现本发明的效果的观点考虑,优选为100Pa·s以上且10000Pa·s以下,更优选为500Pa·s以上且5000Pa·s以下。
在第一条件下,粘接剂涂布层的式(1)中求出的粘度降低率为80%以下,从再现性良好地实现本发明的效果的观点考虑,优选为10%以上且80%以下,更优选为15%以上且65%以下。
在第二条件下,粘接剂涂布层的式(2)中求出的粘度降低率为80%以下,从再现性良好地实现本发明的效果的观点考虑,优选为10%以上且80%以下,更优选为15%以上且65%以下。
作为粘接剂组合物,例如可列举出聚硅氧烷系粘接剂、丙烯酸树脂系粘接剂、环氧树脂系粘接剂、聚酰胺系粘接剂、聚苯乙烯系粘接剂、聚酰亚胺粘接剂、酚醛树脂系粘接剂等,但并不限定于此。
其中,作为第一基板的一个例子的半导体基板等的加工时显示出适当的粘接能力,加工后可以适当地剥离,进而耐热性也优异,因此作为粘接剂组合物,优选聚硅氧烷系粘接剂。
此外,粘接剂组合物可以是热固性粘接剂组合物,也可以是热塑性粘接剂组合物,优选热固性粘接剂组合物。
在优选的方案中,热固性粘接剂组合物包含通过氢化硅烷化反应而固化的成分。
作为本发明中使用的热固性粘接剂组合物的更具体的实施方案,例如可列举出下述<<第一实施方案>>至<<第三实施方案>>。
此外,作为本发明中使用的热塑性粘接剂组合物的更具体的实施方案,例如可列举出<<第四实施方案>>。
<<第一实施方案>>
例如,本发明的粘接剂组合物含有成为粘接剂成分的固化的成分(A)。本发明的粘接剂组合物任选地含有成为粘接剂成分的固化的成分(A)和不发生固化反应的成分(B)。在此,作为不发生固化反应的成分(B),例如可列举出聚有机硅氧烷。需要说明的是,在本发明中”不发生固化反应”并不是指不发生所有固化反应,而是指不发生在固化的成分(A)中发生的固化反应。
在另一优选的方案中,成分(A)可以是通过氢化硅烷化反应而固化的成分,也可以是通过氢化硅烷化反应而固化的聚有机硅氧烷成分(A’)。
在另一优选的方案中,成分(A)例如含有作为成分(A’)的一个例子的、具有与硅原子键合的碳原子数2~40的烯基的聚有机硅氧烷(a1)、具有Si-H基的聚有机硅氧烷(a2)、以及铂族金属系催化剂(A2)。在此,碳原子数2~40的烯基任选地被取代。作为取代基,例如可列举出:卤素原子、硝基、氰基、氨基、羟基、羧基、芳基、杂芳基等。
在另一优选的方案中,通过氢化硅烷化反应而固化的聚有机硅氧烷成分(A’)包含聚硅氧烷(A1)和铂族金属系催化剂(A2),上述聚硅氧烷(A1)包含选自由SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R1R2R3SiO1/2所示的硅氧烷单元(M单元)、R4R5SiO2/2所示的硅氧烷单元(D单元)以及R6SiO3/2所示的硅氧烷单元(T单元)构成的组中的一种或两种以上的单元,聚硅氧烷(A1)包含:聚有机硅氧烷(a1’)和聚有机硅氧烷(a2’),上述聚有机硅氧烷(a1’)包含选自由SiO2所示的硅氧烷单元(Q’单元)、R1’R2’R3’SiO1/2所示的硅氧烷单元(M’单元)、R4’R5’SiO2/2所示的硅氧烷单元(D’单元)以及R6’SiO3/2所示的硅氧烷单元(T’单元)构成的组中的一种或两种以上的单元,并且包含选自由M’单元、D’单元以及T’单元构成的组中的至少一种;上述聚有机硅氧烷(a2’)包含选自由SiO2所示的硅氧烷单元(Q”单元)、R1”R2”R3”SiO1/2所示的硅氧烷单元(M”单元)、R4”R5”SiO2/2所示的硅氧烷单元(D”单元)以及R6”SiO3/2所示的硅氧烷单元(T”单元)构成的组中的一种或两种以上的单元,并且包含选自由M”单元、D”单元以及T”单元构成的组中的至少一种。
需要说明的是,(a1’)是(a1)的一个例子,(a2’)是(a2)的一个例子。
R1~R6为与硅原子键合的基团或原子,各自独立地表示任选地被取代的烷基、任选地被取代的烯基或氢原子。作为取代基,例如可列举出:卤素原子、硝基、氰基、氨基、羟基、羧基、芳基、杂芳基等。
R1’~R6’为与硅原子键合的基团,各自独立地表示任选地被取代的烷基或任选地被取代的烯基,但R1’~R6’中的至少一个为任选地被取代的烯基。作为取代基,例如可列举出:卤素原子、硝基、氰基、氨基、羟基、羧基、芳基、杂芳基等。
R1”~R6”为与硅原子键合的基团或原子,各自独立地表示任选地被取代的烷基或氢原子,但R1”~R6”中的至少一个为氢原子。作为取代基,例如可列举出:卤素原子、硝基、氰基、氨基、羟基、羧基、芳基、杂芳基等。
烷基可以为直链状、支链状、环状中的任一种,但优选为直链状或支链状烷基,其碳原子数没有特别限定,通常为1~40,优选为30以下,更优选为20以下,更进一步优选为10以下。
作为任选地被取代的直链状或支链状烷基的具体例子,可列举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基正丁基、2-甲基正丁基、3-甲基正丁基、1,1-二甲基正丙基、1,2-二甲基正丙基、2,2-二甲基正丙基、1-乙基正丙基、正己基、1-甲基正戊基、2-甲基正戊基、3-甲基正戊基、4-甲基正戊基、1,1-二甲基正丁基、1,2-二甲基正丁基、1,3-二甲基正丁基、2,2-二甲基正丁基、2,3-二甲基正丁基、3,3-二甲基正丁基、1-乙基正丁基、2-乙基正丁基、1,1,2-三甲基正丙基、1,2,2-三甲基正丙基、1-乙基-1-甲基正丙基、1-乙基-2-甲基正丙基等,但并不限定于此,其碳原子数通常为1~14,优选为1~10,更优选为1~6。其中,特别优选甲基。
作为任选地被取代的环状烷基的具体例子,可列举出:环丙基、环丁基、1-甲基环丙基、2-甲基环丙基、环戊基、1-甲基环丁基、2-甲基环丁基、3-甲基环丁基、1,2-二甲基环丙基、2,3-二甲基环丙基、1-乙基环丙基、2-乙基环丙基、环己基、1-甲基环戊基、2-甲基环戊基、3-甲基环戊基、1-乙基环丁基、2-乙基环丁基、3-乙基环丁基、1,2-二甲基环丁基、1,3-二甲基环丁基、2,2-二甲基环丁基、2,3-二甲基环丁基、2,4-二甲基环丁基、3,3-二甲基环丁基、1-正丙基环丙基、2-正丙基环丙基、1-异丙基环丙基、2-异丙基环丙基、1,2,2-三甲基环丙基、1,2,3-三甲基环丙基、2,2,3-三甲基环丙基、1-乙基-2-甲基环丙基、2-乙基-1-甲基环丙基、2-乙基-2-甲基环丙基、2-乙基-3-甲基环丙基等环烷基、双环丁基、双环戊基、双环己基、双环庚基、双环辛基、双环壬基、双环癸基等双环烷基等,但并不限定于此,其碳原子数通常为3~14,优选为4~10,更优选为5~6。
烯基可以为直链状、支链状中的任一种,其碳原子数没有特别限定,通常为2~40,优选为30以下,更优选为20以下,更进一步优选为10以下。
作为任选地被取代的直链状或支链状烯基的具体例子,可列举出:乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基等,但并不限定于此,其碳原子数通常为2~14,优选为2~10,更优选为1~6。其中,特别优选乙烯基、2-丙烯基。
作为任选地被取代的环状烯基的具体例子,可列举出:环戊烯基、环己烯基等,但并不限定于此,其碳原子数通常为4~14,优选为5~10,更优选为5~6。
如上所述,聚硅氧烷(A1)包含聚有机硅氧烷(a1’)和聚有机硅氧烷(a2’),聚有机硅氧烷(a1’)中所含的烯基与聚有机硅氧烷(a2’)中所含的氢原子(Si-H基)通过基于铂族金属系催化剂(A2)的氢化硅烷化反应来形成交联结构而固化。其结果是,形成固化膜。
聚有机硅氧烷(a1’)包含选自由Q’单元、M’单元、D’单元以及T’单元构成的组中的一种或两种以上的单元,并且包含选自由M’单元、D’单元以及T’单元构成的组中的至少一种。作为聚有机硅氧烷(a1’),也可以组合使用两种以上满足这样的条件的聚有机硅氧烷。
作为选自由Q’单元、M’单元、D’单元以及T’单元构成的组中的两种以上的优选的组合,可列举出:(Q’单元和M’单元)、(D’单元和M’单元)、(T’单元和M’单元)、(Q’单元、T’单元以及M’单元),但并不限定于此。
此外,在聚有机硅氧烷(a1’)中包含的聚有机硅氧烷含有两种以上的情况下,优选(Q’单元和M’单元)与(D’单元和M’单元)的组合、(T’单元和M’单元)与(D’单元和M’单元)的组合、(Q’单元、T’单元以及M’单元)与(T’单元和M’单元)的组合,但并不限定于此。
聚有机硅氧烷(a2’)包含选自由Q”单元、M”单元、D”单元以及T”单元构成的组中的一种或两种以上的单元,并且包含选自由M”单元、D”单元以及T”单元构成的组中的至少一种。作为聚有机硅氧烷(a2’),也可以组合使用两种以上满足这样的条件的聚有机硅氧烷。
作为选自由Q”单元、M”单元、D”单元以及T”单元构成的组中的两种以上的优选的组合,可列举出:(M”单元和D”单元)、(Q”单元和M”单元)、(Q”单元、T”单元以及M”单元),但并不限定于此。
聚有机硅氧烷(a1’)由其硅原子键合有烷基和/或烯基的硅氧烷单元构成,R1’~R6’所示的所有取代基中的烯基的比例优选为0.1~50.0摩尔%,更优选为0.5~30.0摩尔%,其余R1’~R6’可以设为烷基。
聚有机硅氧烷(a2’)由其硅原子键合有烷基和/或氢原子的硅氧烷单元构成,R1”~R6”所示的所有取代基和取代原子中的氢原子的比例优选为0.1~50.0摩尔%,更优选为10.0~40.0摩尔%,其余R1”~R6”可以设为烷基。
在成分(A)包含(a1)和(a2)的情况下,在本发明的优选的方案中,聚有机硅氧烷(a1)中所含的烯基与聚有机硅氧烷(a2)中所含的构成Si-H键的氢原子的摩尔比为1.0∶0.5~1.0∶0.66的范围。
聚有机硅氧烷(a1)、聚有机硅氧烷(a2)等聚硅氧烷的重均分子量没有特别限定,但各自通常为100~1000000,从再现性良好地实现本发明的效果的观点考虑,优选为5000~800000。
需要说明的是,在本发明中,聚有机硅氧烷的重均分子量和数均分子量以及分散度例如可以使用GPC装置(Tosoh(株)制HLC-8320GPC)和GPC色谱柱(Tosoh(株)制TSKgelSuperMultiporeHZ-N,TSKgel SuperMultiporeHZ-H),将色谱柱温度设为40℃,将四氢呋喃用作洗脱液(洗脱溶剂),将流量(流速)设为0.35mL/分钟,将聚苯乙烯(昭和电工(株)Shodex)用作标准试样,进行测定。
聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的粘度没有特别限定,通常各自为10~1000000(mPa·s)的范围。需要说明的是,聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的粘度(mPa·s)是在25℃下利用E型旋转粘度计测定出的值。
但是,聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的粘度不一定必须包含在该范围内,在具有本发明规定的范围的复数粘度的值的聚有机硅氧烷中,也存在具有该范围外的粘度的聚有机硅氧烷、无法利用E型旋转粘度计测定出粘度的聚有机硅氧烷。
聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)通过氢化硅烷化反应相互反应而形成膜。因此,其固化的机理例如与借助硅烷醇基的机理不同,由此,所有硅氧烷均无需包含硅烷醇基、烷基氧基那样的通过水解形成硅烷醇基的官能团。
在本发明的优选的方案中,粘接剂组合物包含聚有机硅氧烷(A’)和铂族金属系催化剂(A2)。
这样的铂系金属催化剂是用于促进聚有机硅氧烷(a1)的烯基与聚有机硅氧烷(a2)的Si-H基的氢化硅烷化反应的催化剂。
作为铂系金属催化剂的具体例子,可列举出:铂黑、四氯化铂、氯铂酸、氯铂酸与一元醇的反应物、氯铂酸与烯烃类的络合物、双乙酰乙酸铂等铂系催化剂,但并不限定于此。
作为铂与烯烃类的络合物,例如可列举出二乙烯基四甲基二硅氧烷与铂的络合物,但并不限定于此。
铂族金属系催化剂(A2)的量没有特别限定,通常,相对于聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的合计量在1.0~50.0ppm的范围。
聚有机硅氧烷成分(A’)出于抑制氢化硅烷化反应的进行的目的,也可以包含聚合抑制剂(A3)。
聚合抑制剂只要能抑制氢化硅烷化反应的进行,就没有特别限定,作为其具体例子,可列举出:1-乙炔基-1-环己醇、1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇等炔基醇等。
聚合抑制剂的量没有特别限定,相对于聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的合计量,从得到其效果的观点考虑,通常为1000.0ppm以上,从防止过度抑制氢化硅烷化反应的观点考虑为10000.0ppm以下。
就本发明的粘接剂组合物的一个例子而言,也可以与成分(A)一起包含不发生固化反应的成分(B)。通过在粘接剂组合物中包含这样的成分(B),容易得到满足第一条件或第二条件的粘接剂组合物。
作为这样的成分(B),典型而言,可列举出非固化性聚有机硅氧烷,作为其具体例子,可列举出含环氧基的聚有机硅氧烷、含甲基的聚有机硅氧烷、含苯基的聚有机硅氧烷等,但并不限定于此。
此外,作为成分(B),可列举出非固化性聚二甲基硅氧烷。该聚二甲基硅氧烷任选地被改性。作为任选地被改性的聚二甲基硅氧烷,例如,可列举出:含环氧基的聚二甲基硅氧烷、未改性的聚二甲基硅氧烷、含苯基的聚二甲基硅氧烷等,但并不限定于此。
就作为成分(B)的非固化性聚有机硅氧烷的优选的例子而言,可列举出:含环氧基的聚有机硅氧烷、含甲基的聚有机硅氧烷、含苯基的聚有机硅氧烷等,但并不限定于此。
作为成分(B)的非固化性聚有机硅氧烷的重均分子量没有特别限定,但通常为100000~2000000,从再现性良好地实现本发明的效果的观点考虑,优选为150000~1200000,更优选为200000~800000。此外,其分散度没有特别限定,但通常为1.0~10.0,优选为1.5~5.0,更优选为2.0~3.0。
非固化性聚有机硅氧烷的粘度没有特别限定,通常为10~1000000(mPa·s)的范围。需要说明的是,非固化性聚有机硅氧烷的粘度(mPa·s)是在25℃下利用E型旋转粘度计测定出的值。
但是,非固化性聚有机硅氧烷的粘度不一定必须包含在该范围内,在具有本发明规定的范围的复数粘度的值的聚有机硅氧烷中,也存在具有该范围外的粘度的聚有机硅氧烷、无法利用E型旋转粘度计测定出粘度的聚有机硅氧烷。
作为含环氧基的聚有机硅氧烷,例如,可列举出包含R11R12SiO2/2所示的硅氧烷单元(D10单元)的含环氧基的聚有机硅氧烷。
R11为与硅原子键合的基团,表示烷基,R12为与硅原子键合的基团,表示环氧基或含环氧基的有机基团,作为烷基的具体例子,可列举出上述的示例。
包含环氧基的有机基团中的环氧基可以不与其他环缩合而为独立的环氧基,也可以是如1,2-环氧环己基那样与其他环形成稠环的环氧基。
作为包含环氧基的有机基团的具体例子,可列举出3-环氧丙氧基丙基、2-(3,4-环氧环己基)乙基,但并不限定于此。
在本发明中,作为含环氧基的聚有机硅氧烷的优选的一个例子,可列举出含环氧基的聚二甲基硅氧烷,但并不限定于此。
含环氧基的聚有机硅氧烷包含上述的硅氧烷单元(D10单元),但除了D10单元以外,也可以包含Q单元、M单元和/或T单元。
在本发明的优选的方案中,作为含环氧基的聚有机硅氧烷的具体例子,可列举出:仅由D10单元构成的聚有机硅氧烷;包含D10单元和Q单元的聚有机硅氧烷;包含D10单元和M单元的聚有机硅氧烷;包含D10单元和T单元的聚有机硅氧烷;包含D10单元、Q单元以及M单元的聚有机硅氧烷;包含D10单元、M单元以及T单元的聚有机硅氧烷;包含D10单元、Q单元、M单元以及T单元的聚有机硅氧烷等。
含环氧基的聚有机硅氧烷优选环氧值为0.1~5的含环氧基的聚二甲基硅氧烷。此外,其重均分子量没有特别限定,但通常为1500~500000,从抑制组合物中的析出的观点考虑,优选为100000以下。
作为含环氧基的聚有机硅氧烷的具体例子,可列举出式(E1)~(E3)所示的含环氧基的聚有机硅氧烷,但并不限定于此。
(m1和n1表示各重复单元的数量,为正整数)。
(m2和n2表示各重复单元的数量,为正整数,R为碳原子数1~10的亚烷基)。
(m3、n3以及o3表示各重复单元的数量,为正整数,R为碳原子数1~10的亚烷基)。
作为含甲基的聚有机硅氧烷,例如,可列举出包含R210R220SiO2/2所示的硅氧烷单元(D200单元)的聚有机硅氧烷,优选包含R21R21SiO2/2所示的硅氧烷单元(D20单元)的聚有机硅氧烷。
R210和R220为与硅原子键合的基团,各自独立地表示烷基,但至少一方为甲基,作为烷基的具体例子,可列举出上述的示例。
R21为与硅原子键合的基团,表示烷基,作为烷基的具体例子,可列举出上述的示例。其中,作为R21,优选甲基。
在本发明中,作为含甲基的聚有机硅氧烷的优选的一个例子,可列举出聚二甲基硅氧烷,但并不限定于此。
含甲基的聚有机硅氧烷包含上述的硅氧烷单元(D200单元或D20单元),但除了D200单元和D20单元以外,也可以包含Q单元、M单元和/或T单元。
在本发明的某一方案中,作为含甲基的聚有机硅氧烷的具体例子,可列举出:仅由D200单元构成的聚有机硅氧烷;包含D200单元和Q单元的聚有机硅氧烷;包含D200单元和M单元的聚有机硅氧烷;包含D200单元和T单元的聚有机硅氧烷;包含D200单元、Q单元以及M单元的聚有机硅氧烷;包含D200单元、M单元以及T单元的聚有机硅氧烷;包含D200单元、Q单元、M单元以及T单元的聚有机硅氧烷。
在本发明的优选的方案中,作为含甲基的聚有机硅氧烷的具体例子,可列举出:仅由D20单元构成的聚有机硅氧烷;包含D20单元和Q单元的聚有机硅氧烷;包含D20单元和M单元的聚有机硅氧烷;包含D20单元和T单元的聚有机硅氧烷;包含D20单元、Q单元以及M单元的聚有机硅氧烷;包含D20单元、M单元以及T单元的聚有机硅氧烷;包含D20单元、Q单元、M单元以及T单元的聚有机硅氧烷。
作为含甲基的聚有机硅氧烷的具体例子,可列举出式(M1)所示的聚有机硅氧烷,但并不限定于此。
(n4表示重复单元的数量,为正整数)。
作为含苯基的聚有机硅氧烷,例如,可列举出包含R31R32SiO2/2所示的硅氧烷单元(D30单元)的聚有机硅氧烷。
R31为与硅原子键合的基团,表示苯基或烷基,R32为与硅原子键合的基团,表示苯基,作为烷基的具体例子,可列举出上述的示例,优选甲基。
含苯基的聚有机硅氧烷包含上述硅氧烷单元(D30单元),但除了D30单元以外,也可以包含Q单元、M单元和/或T单元。
在本发明的优选的方案中,作为含苯基的聚有机硅氧烷的具体例子,可列举出:仅由D30单元构成的聚有机硅氧烷;包含D30单元和Q单元的聚有机硅氧烷;包含D30单元和M单元的聚有机硅氧烷;包含D30单元和T单元的聚有机硅氧烷;包含D30单元、Q单元以及M单元的聚有机硅氧烷;包含D30单元、M单元以及T单元的聚有机硅氧烷;包含D30单元、Q单元、M单元以及T单元的聚有机硅氧烷。
作为含苯基的聚有机硅氧烷的具体例子,可列举出式(P1)或(P2)所示的聚有机硅氧烷,但并不限定于此。
(m5和n5表示各重复单元的数量,为正整数)。
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(m6和n6表示各重复单元的数量,为正整数)。
在某一方案中,本发明的粘接剂组合物与成分(A)一起包含不发生固化反应的成分(B),在更优选的方案中,作为成分(B),包含聚有机硅氧烷。
本发明的粘接剂组合物的一个例子可以按任意的比率包含成分(A)和成分(B),但当考虑到容易将粘接剂涂布层的复数粘度制备为所期望的范围的方面时,成分(A)与成分(B)的比率以质量比〔(A)∶(B)〕计优选为90∶10~10∶90,更优选为80∶20~20∶80。
即,在包含通过氢化硅烷化反应而固化的聚有机硅氧烷成分(A’)的情况下,成分(A’)与成分(B)的比率以质量比〔(A’)∶(B)〕计优选为90∶10~10∶90,更优选为80∶20~20∶80。
在本发明中,为了满足第一条件或第二条件,例如优选使用复数粘度为1000~10000Pa·s左右的高粘度的聚有机硅氧烷。聚有机硅氧烷可以是成分(A)中的成分,也可以是成分(B)中的成分。
即,例如复数粘度为1000~10000Pa·s左右的高粘度的聚有机硅氧烷可以是成分(A)中的、具有与硅原子键合的碳原子数2~40的烯基的聚有机硅氧烷(a1)或具有Si-H基的聚有机硅氧烷(a2),也可以是成分(B)中的、含环氧基的聚有机硅氧烷、含甲基的聚有机硅氧烷或含苯基的聚有机硅氧烷。
复数粘度为1000~10000Pa·s左右的高粘度的聚有机硅氧烷可以单独使用一种或组合使用两种以上。
<<第二实施方案>>
作为优选的实施方案,本发明的粘接剂组合物例如含有以下所记载的固化性粘接剂材料、或该固化性粘接剂材料和剥离添加剂。
作为固化性粘接剂材料,例如选自聚亚芳基低聚物、环状烯烃低聚物、芳基环丁烯低聚物、乙烯基芳香族低聚物以及它们的混合物。
作为剥离添加剂,例如可列举出聚醚化合物。
聚醚化合物优选包含选自由羟基、烷氧基、芳氧基以及它们的混合物构成的组中的末端基团。
聚醚化合物优选选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚(1,3-丙二醇)、聚丁二醇、聚(四氢呋喃)、乙二醇-丙二醇共聚物以及它们的混合物。
剥离添加剂优选选自由聚环氧烷均聚物和聚环氧烷共聚物构成的组中。
作为第二实施方案的粘接剂组合物,例如可以使用日本特开2014-150239号公报所记载的临时结合组合物。
以下对第二实施方案的粘接剂组合物进一步详细地进行说明。
本发明的粘接剂组合物包含固化性粘接剂材料和剥离添加剂以及根据情况的有机溶剂。通常,在固化性粘接剂材料被固化的情况下,具有>1GPa的模量。作为示例性的固化性粘接剂材料,并不限定于这些,可列举出:聚亚芳基低聚物、环状烯烃低聚物、芳基环丁烯低聚物、乙烯基芳香族低聚物、以及它们的混合物。固化性粘接剂材料为了提供追加的疏水性,可以被任意的适当的部分例如含氟基团取代,但这限于这样的部分不会对固化后的粘接剂材料的机械特性带来不良影响的情况。优选的是,固化性粘接剂材料选自聚亚芳基低聚物、环状烯烃低聚物、芳基环丁烯低聚物、乙烯基芳香族低聚物、以及它们的混合物,更优选的是,固化性粘接剂材料选自芳基环丁烯低聚物、乙烯基芳香族低聚物或它们的混合物的一种以上。在本发明中使用不同的固化性粘接剂材料的混合物的情况下,以在固化工序中相互固化的方式选择这样的材料。在使用不同的固化性材料的混合物的情况下,以99∶1~1∶99、优选以95∶5~5∶95、更优选以90∶10~10∶90、进一步更优选以75∶25~25∶75的质量比使用这样的固化性材料。
本发明中可以使用各种广泛的聚亚芳基低聚物。在本说明书中使用的情况下,”聚亚芳基”这样的术语包含聚亚芳基醚。优选的聚亚芳基低聚物可以由前体、例如下式的乙炔基芳香族化合物合成。
式中,各Ar是被芳香族基团或惰性取代的芳香族基团;各R独立地为氢、烷基、芳基或经惰性取代的烷基或芳基;L为共价键或将一个Ar连结于至少一个其他Ar的基团;n和m是至少为2的整数;并且,q是至少为1的整数。作为那样的化合物,乙炔基芳香族化合物通常具有四个以上的乙炔基(例如四乙炔基芳香族化合物)。
在作为第二实施方案的粘接剂组合物的临时结合组合物中使用的适当的聚亚芳基低聚物可以包含含有下式的聚合物作为聚合单元。
式中,Ar’为反应产物的(C≡C)n-Ar或Ar-(C≡C)m部分的残基,R、L、n以及m如上述所定义。作为本发明中有用的聚亚芳基共聚物,包含具有下式的单体作为聚合单元。
式中,Ar’和R如上述所定义。
作为示例性的聚亚芳基,可列举出Ar-L-Ar为联苯;2,2-二苯基丙烷;9,9’-二苯基芴;2,2-二苯基六氟丙烷;二苯基硫醚;氧二亚苯基;二苯基醚;双(亚苯基)二苯基硅烷;双(亚苯基)氧化膦;双(亚苯基)苯;双(亚苯基)萘;双(亚苯基)蒽;硫代二亚苯基;1,1,1-三亚苯基乙烷;1,3,5-三亚苯基苯;1,3,5-(2-亚苯基-2-丙基)苯;1,1,1-三亚苯基甲烷;1,1,2,2-四亚苯基-1,2-二苯基乙烷;双(1,1-二亚苯基乙基)苯;2,2’-二亚苯基-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷;1,1-二亚苯基-1-苯基乙烷;萘;蒽;或双(亚苯基)并四苯;更优选为联苯烯;亚萘基;p,p’-(2,2-二亚苯基丙烷)(或C6H4-C(CH3)2-C6H4-);p,p’-(2,2-二亚苯基-1,1,1,3,3,3六氟丙烯)以及(-C6H4-C(CF3)2-C6H4-)的基团,但并不限定于此。作为有用的联苯衍生物,可列举出:2,2-二苯基丙烷;9,9’-二苯基芴;2,2-二苯基六氟丙烷;二苯基硫醚;二苯基醚;双(亚苯基)二苯基硅烷;双(亚苯基)氧化膦;双(亚苯基)苯;双(亚苯基)萘;双(亚苯基)蒽;或双(亚苯基)并四苯。
聚亚芳基前体单体可以通过本领域中公知的各种方法、例如通过以下工序来制备:(a)在溶剂中将多元酚(优选为双酚)选择性地卤化、优选溴化的工序(在此各酚环相对于酚羟基在邻位的两个位置中的一个被一个卤素卤化);(b)优选在溶剂中使所得到的多元(邻卤代酚)上的酚羟基转化为与乙炔端基化合物具有反应性且被它们取代的磺酸酯那样的离去基团(例如,由三氟甲烷磺酰卤或三氟甲烷磺酸酐制备出的三氟甲烷磺酸酯)的工序;以及(c)在芳基乙炔基化催化剂、优选钯催化剂和酸受体的存在下,使含乙炔基的化合物或乙炔基合成子(synthon)与工序(b)的反应产物反应,使卤素和三氟甲基磺酸酯同时被含乙炔基的基团(例如,乙炔、苯乙炔、被取代的苯乙炔或被取代的乙炔)取代的工序。该合成的进一步说明在国际公开第97/10193号(Babb)中提供。
式(I)的乙炔基芳香族单体在制备式(II)或(III)中的任一种聚合物上是有用的。乙炔基芳香族单体的聚合充分处于本领域技术人员的能力范围内。聚合的具体的条件取决于各种因素,包括所聚合的具体的乙炔基芳香族单体(一种或多种)和所得到的聚合物的所期望的特性,聚合的一般条件在国际公开第97/10193号(Babb)中详述。
作为用于本发明的特别优选的聚亚芳基,可列举出作为SiLK(商标)半导体电介质(可从马萨诸塞州马尔伯勒的陶氏电子材料公司获得)销售的聚亚芳基。作为其他特别优选的聚亚芳基,可列举出:在国际公开第00/31183号、国际公开第98/11149号、国际公开第97/10193号、国际公开第91/09081号、欧洲专利申请公开第755957号、以及美国专利第5115082号、美国专利第5155175号、美国专利第5179188号、美国专利第5874516号、以及美国专利第6093636号中公开的聚亚芳基。
优选的环状烯烃材料为聚(环状烯烃),其可以是热塑性的,也可以具有优选2000~200000道尔顿、更优选5000~100000道尔顿、进一步更优选2000~50000道尔顿的重均分子量(Mw)。优选的聚(环状烯烃)具有至少100℃、更优选至少140℃的软化温度(3000PaS下的熔融粘度)。优选的聚(环状烯烃)还具有优选至少60℃、更优选60~200℃、最优选75~160℃的玻璃化转变温度(Tg)。
优选的聚(环状烯烃)包括环状烯烃和非环状烯烃的重复单体或基于环状烯烃的开环聚合物。用于本发明的优选的环状烯烃选自降冰片烯系烯烃、四环十二碳烯系烯烃、二环戊二烯系烯烃、狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)聚合物例如由呋喃和马来酰亚胺衍生出的烯烃、以及它们的衍生物。作为衍生物,可列举出被以下基团取代的衍生物:烷基(优选为C1-C20烷基,更优选为C1-C10烷基)、亚烷基(优选为C1-C20亚烷基,更优选为C1-C10亚烷基)、芳烷基(优选为C6-C30芳烷基,更优选为C6-C18芳烷基)、环烷基(优选为C3-C30环烷基,更优选为C3-C18环烷基)、醚、乙酰基、芳香族、酯、羟基、烷氧基、氰基、酰胺、酰亚胺以及甲硅烷基。作为用于本发明的特别优选的环状烯烃,可列举出选自以下的环状烯烃以及它们的组合的环状烯烃。
式中,各R1和R2独立地选自H和烷基(优选为C1-C20烷基,更优选为C1-C10烷基),并且各R3独立地选自H、取代和未取代的芳基(优选为C6-C18芳基)、烷基(优选为C1-C20烷基,更优选为C1-C10烷基)、环烷基(优选为C3-C30环烷基,更优选为C3-C18环烷基)、芳烷基(优选为C6-C30芳烷基,更优选为C6-C18芳烷基、例如苄基、苯乙基、苯丙基等)、酯基、醚基、乙酰基、醇(优选为C1-C10醇)、醛基、酮、腈、以及它们的组合。
优选的非环状烯烃选自支链和非支链C2-C20烯烃(优选为C2-C10烯烃)。更优选的是,非环状烯烃具有结构(R4)2C=C(R4)2,在此各R4独立地选自H和烷基(优选为C1-C20烷基,更优选为C1-C10烷基)。作为用于本发明的特别优选的非环状烯烃,可列举出选自乙烯、丙烯以及丁烯的烯烃,最优选乙烯。
制造环状烯烃共聚物的方法在本领域中是公知的。例如,环状烯烃共聚物可以通过环状单体与非环状单体的链聚合来制造。在降冰片烯在这样的条件下与乙烯反应的情况下,能得到交替含有降冰片烷二基和乙烯单元的乙烯-降冰片烯共聚物。作为通过该方法制造的共聚物的例子,可列举出能在TOPAS(商标)(由Topas Advanced Polymers制造)和APEL(由三井化学株式会社制造)品牌下获得的共聚物。在美国专利第6008298号中公开了用于制造这些共聚物的优选的方法。环烯烃共聚物还可以通过各种环状单体的开环易位聚合和之后的氢化来制造。由该类型的聚合得到的聚合物可以概念性地认为是乙烯和环状烯烃单体的共聚物(例如乙烯和环戊烷-1,3-二基的交替单元)。作为通过该开环方法制造的共聚物的例子,可列举出在ZEONOR(商标)(来自Zeon Chemicals)和ARTON(商标)(JSR株式会社制)品牌下提供的共聚物。在美国专利第5191026号中公开了通过该开环方法制造这些共聚物的优选的方法。
作为本发明中使用的固化性粘接剂材料有用的芳基环丁烯低聚物在本领域是公知的。作为优选的芳基环丁烯低聚物,可列举出具有下式的芳基环丁烯低聚物,但并不限定于此。
式中,B为n价连接基团;Ar为多价芳基,环丁烯环的碳原子与Ar的相同芳香族环上的相邻的碳原子键合;m为1以上的整数;n为1以上的整数;以及R5为一价基团。优选的是,多价芳基Ar可以由1~3个芳香族碳环式或杂芳香族环构成。优选的是,芳基包含单一芳香族环,更优选包含苯环。根据情况,芳基被选自(C1-C6)烷基、三(C1-C6)烷基甲硅烷基、(C1-C6)烷氧基以及卤素中的1~3个基团取代,优选被(C1-C6)烷基、三(C1-C3)烷基甲硅烷基、(C1-C3)烷氧基以及氯中的1个以上取代,更优选被(C1-C3)烷基、三(C1-C3)烷基甲硅烷基以及(C1-C3)烷氧基中的一个以上取代。芳基优选为未被取代的基团。优选n=1或2,更优选n=1。优选m=1~4,更优选m=2~4,进一步更优选m=2。优选的是,R5选自H和(C1-C6)烷基,更优选选自H和(C1-C3)烷基。优选的是,B包含一个以上的碳-碳双键(烯属不饱和)。优选的一价B基团优选具有式-[C(R10)=CR11]xZ,其中R10和R11独立地选自氢、(C1-C6)烷基以及芳基;Z选自氢、(C1-C6)烷基、芳基、硅氧烷基、-CO2R12;各R12独立地选自H、(C1-C6)烷基、芳基、芳烷基以及烷芳基;并且x=1或2。优选的是,R10和R11独立地选自H、(C1-C3)烷基以及芳基,更优选选自H和(C1-C3)烷基。R12优选为(C1-C3)烷基、芳基以及芳烷基。Z优选为甲硅烷氧基。优选的甲硅烷氧基具有式-[Si(R13)2-O]p-Si(R13)2-,其中各R13独立地选自H、(C1-C6)烷基、芳基、芳烷基以及烷芳基;p为1以上的整数。R13选自(C1-C3)烷基、芳基以及芳烷基。作为优选的芳烷基,可列举出:苄基、苯乙基以及苯丙基。
优选的是,芳基环丁烯低聚物包含下式的一种以上的低聚物。
式中,各R6独立地选自H和(C1-C6)烷基,优选选自H和(C1-C3)烷基;各R7独立地选自(C1-C6)烷基、三(C1-C6)烷基甲硅烷基、(C1-C6)烷氧基以及卤素;各R8独立地为二价的烯属不饱和有机基团;各R9独立地选自H、(C1-C6)烷基、芳烷基以及苯基;p为1以上的整数;以及q为0~3的整数。各R6优选独立地选自H和(C1-C3)烷基,各R6更优选为H。各R7优选独立地选自(C1-C6)烷基、三(C1-C3)烷基甲硅烷基、(C1-C3)烷氧基以及氯,更优选选自(C1-C3)烷基、三(C1-C3)烷基甲硅烷基以及(C1-C3)烷氧基。优选的是,各R8独立地选自(C2-C6)烯基,各R8更优选为-CH=CH-。各R9优选选自(C1-C3)烷基,各R9更优选为甲基。优选p=1~5,更优选p=1~3,进一步更优选p=1。优选q=0。特别优选芳基环丁烯低聚物、1,3-双(2-双环[4.2.0]辛-1,3,5-三烯-3-基乙烯基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(”DVS-bisBCB”)具有下式。
芳基环丁烯低聚物可以通过任意适当的方法,例如美国专利第4812588号;美国专利第5136069号;美国专利第5138081以及国际公开第94/25903中记载的方法来制备。优选的芳基环丁烯低聚物还可以在能够从陶氏电子材料公司获得的CYCLOTENE(商标)品牌下市售。芳基环丁烯低聚物可以直接使用,或者也可以通过某些适当的方法进一步纯化。
可固化的乙烯基芳香族低聚物在本发明中可以用作固化性粘接剂材料。这样的乙烯基芳香族低聚物通常是一种以上的反应性烯属不饱和共聚单体与乙烯基芳香族单体的低聚物。优选的是,乙烯基芳香族单体含有一个乙烯基。优选的乙烯基芳香族单体为未取代的乙烯基芳香族单体和取代的乙烯基芳香族单体,其中,一个以上的氢被选自由(C1-C6)烷基、(C1-C6)烷氧基、卤素以及氨基构成的组中的取代基取代。作为示例性的乙烯基芳香族单体,并不限定于此,但可列举出:苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、甲氧基苯乙烯、乙烯基二甲氧基苯、乙烯基苯胺、卤代苯乙烯例如氟代苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲氧基苯乙烯、乙基乙烯基苯、乙烯基吡啶、乙烯基咪唑、乙烯基吡咯以及它们的混合物。优选的乙烯基芳香族单体是苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、甲氧基苯乙烯、乙基乙烯基苯以及它们的混合物。优选的反应性共聚单体除了包含用于形成乙烯基芳香族低聚物的烯烃(或烯属不饱和)部分之外,还包含反应性部分、即在乙烯基芳香族低聚物形成后能够进一步聚合(或交联)的部分,例如烯丙基部分或乙烯基。这样的反应性共聚单体是可以优选为在与乙烯基芳香族单体低聚物化之后能够通过狄尔斯-阿尔德反应进一步聚合的、某些不对称二烯或三烯。更优选的是,反应性共聚单体除了用于形成乙烯基芳香族低聚物的烯属不饱和之外,还包含烯丙基部分,进一步更优选的是,除了烯属不饱和之外,还包括烯丙基酯部分。作为在形成乙烯基芳香族低聚物中有用的示例性的反应性共聚单体,可列举出:乙烯基环己烯、乙烯基醚、不对称二烯或三烯例如萜烯单体、二环戊二烯、马来酸二烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、肉桂酸烯丙酯、富马酸二烯丙酯、惕各酸烯丙酯、二乙烯基苯以及它们的混合物,但并不限定于此。优选的反应性共聚单体为马来酸二烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、肉桂酸烯丙酯、富马酸二烯丙酯以及它们的混合物,更优选为马来酸二烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯以及它们的混合物。作为示例性的萜烯单体,并不限定于此,但可列举出:柠檬烯、二戊烯、月桂烯等。本领域技术人员可以理解,一种以上的第二共聚单体也可以用于形成乙烯基芳香族低聚物。这样的第二共聚单体为烯属不饱和的,但不含有反应性部分。作为示例性的第二共聚单体,可列举出:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺、(C1-C10)(甲基)丙烯酸烷基酯、芳香族(甲基)丙烯酸酯、被取代的乙烯单体以及聚(环氧烷)单体,但并不限定于此。
这样的乙烯基芳香族低聚物中的乙烯基芳香族单体∶共聚单体的摩尔比优选为99∶1~1∶99,更优选为95∶5~5∶95,进一步更优选为90∶10~10∶90。这样的乙烯基芳香族低聚物可以通过任意适当的方法制备,例如可以通过本领域中公知的方法中的任意种来制备。通常,乙烯基芳香族低聚物通过乙烯基芳香族单体与共聚单体的自由基聚合来制备。优选的乙烯基芳香族低聚物包含能够进一步固化这样的低聚物的未反应烯丙基部分。
在临时结合组合物中,可以使用各种广泛的材料作为剥离添加剂,但是这样的材料在储存和使用的条件下不与粘接剂材料反应,并且在用于使粘接剂材料固化的条件下是非固化性的。此外,剥离添加剂应与临时结合组合物具有相容性,即剥离添加剂应相对于粘接剂材料和用于临时结合组合物的任意其他构成成分、例如有机溶剂,必须是分散性、混和性的,要不然是实质上相容性的。在有机溶剂(或混合溶剂体系)用于临时结合组合物的情况下,剥离添加剂和固化性粘接剂材料必须在这样的溶剂是可溶性的。在本发明中,剥离添加剂是充分非挥发性的,使得它们在使用条件下实质上不蒸发,即它们实质上在沉积工序例如旋涂、或在用于去除有机溶剂或者用于使粘接剂材料固化的任意后续加热工序时不蒸发。临时结合组合物的膜或层通过例如旋涂进行浇铸的情况下,大量(或所有)溶剂蒸发。优选的是,剥离添加剂在所使用的任何有机溶剂中均是可溶性的,但优选在固化性粘接剂材料中不完全是可溶性的。剥离添加剂的亲水性优于固化的粘接剂材料。不受理论约束,但认为在粘接剂材料固化时,剥离添加剂相分离,优先向晶圆的有源表面(与载体表面相比亲水性高的表面)移动。剥离添加剂中的适当的亲水性部分的使用能够完全分散、或优选溶解临时结合组合物中的剥离添加剂,以及随着剥离添加剂向亲水性高的表面的移动而在粘接剂材料的固化中能够进行剥离添加剂的相分离。在固化期间不与粘接剂材料发生相分离的任何材料都不会作为依据本发明的剥离添加剂发挥功能。
通常,剥离添加剂含有一个以上相对亲水性的部分,例如含有一个以上氧、氮、磷以及硫的部分。作为优选的剥离添加剂,并不限定于此,但可列举出:醚、酯、羧酸酯、醇、硫醚、硫醇、胺、亚胺、酰胺、磷酸酯、磺酸酯以及它们的混合物。优选的是,剥离添加剂含有一个以上的极性末端基团,其含有氧、氮以及硫中的一种以上,优选为氧。作为示例性的极性末端基团,可列举出:烷氧基、芳氧基、羟基、羧酸酯、烷氧基羰基、巯基、烷硫基、伯胺、仲胺以及叔胺,优选的末端基团选自(C1-C6)烷氧基、(C6-C10)芳氧基、羟基、羧酸酯、(C1-C6)烷氧基羰基、巯基、(C1-C6)烷基硫基、氨基、(C1-C6)烷基氨基以及二(C1-C6)烷基氨基,更优选选自(C1-C6)烷氧基、(C6-C10)芳氧基、羟基、羧酸酯以及(C1-C6)烷氧基羰基,进一步更优选选自(C1-C6)烷氧基、羟基、羧酸酯以及(C1-C6)烷氧基羰基。特别优选的极性末端基团选自羟基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、羧基以及乙酰氧基。优选的是,剥离添加剂不含硅。
优选的剥离添加剂具有≤10000道尔顿、优选≤7500道尔顿、更优选≤7000道尔顿的数均分子量(Mn)。剥离添加剂在使用条件之间具有对于剥离添加剂实质上成为非挥发性(即<5%,优选<3%,更优选≤1%的剥离添加剂在使用中挥发)而言充分的最小分子量(Mn)。优选的是,剥离添加剂具有≥500道尔顿的Mn。优选的范围的Mn为500~10000道尔顿,更优选为500~7500道尔顿,进一步更优选为500~7000道尔顿。剥离添加剂为线状聚合物;支链状聚合物例如树状聚合物、星状聚合物等;可以为聚合物粒子等,但剥离添加剂优选为线状聚合物或聚合物粒子,更优选为线状聚合物。虽然不受理论约束,但认为与支链聚合物相比,线状聚合物能够穿过固化粘接剂材料相朝向亲水性晶圆表面良好地移动。
聚醚为优选的剥离添加剂。作为聚醚化合物,可列举出环氧烷均聚物和环氧烷共聚物,这样的共聚物可以是无规或嵌段。聚环氧烷剥离添加剂也可以具有各种极性末端基团,优选的是,这样的极性末端基团为羟基、(C1-C6)烷氧基以及(C1-C6)烷氧基羰基,更优选羟基、(C1-C3)烷氧基以及乙酰氧基。优选的聚醚化合物为聚二醇(或聚环氧烷),例如聚(C1-C4)环氧烷化合物,其可以包含单一种类的环氧烷重复单元或两种以上不同的环氧烷重复单元。作为优选的聚醚化合物,可列举出:聚乙二醇、聚丙二醇、聚(1,3-丙二醇)、聚(四氢呋喃)、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、环氧乙烷-环氧丁烷共聚物以及它们的混合物。优选的是,在剥离添加剂包含环氧丁烷作为重复单元的情况下,其是与一种以上不同的环氧烷重复单元的共聚物。本领域技术人员可以理解,剥离添加剂的混合物可以在本发明的临时结合组合物中使用。作为优选的剥离添加剂,可列举出:制品名PLURONIC(注册商标)、TETRONIC以及POLYTHF(可从BASF,Ludwigshafen,德国获得)、制品名FORTEGRA(DowChemical Company,密歇根州,米德兰)、以及在制品名TERATHANE(可从Invista,Wichita,堪萨斯州获得)下销售的聚醚,它们都可以在不进一步纯化的情况下使用。
<<第三实施方案>>
作为优选的实施方案,本发明的粘接剂组合物例如含有以下所记载的热固性聚合物。
在第三实施方案的粘接剂组合物中,例如可以使用日本专利第6528747号公报所记载的热固性聚合物。
作为热固性聚合物,没有特别限定,作为优选的例子,可列举出由下述式(3)所示的重复单元和根据需要的下述式(4)所示的重复单元构成的、重均分子量为3000~500000的含硅氧烷键的聚合物(以下也称为有机硅A)。
[式中,R6~R9各自独立地表示碳原子数1~8的一价烃基。此外,m表示1~100的整数。A和B为满足0<A<1、0<B<1、并且A+B=1的正数。T1和T2为下述式(5)所示的二价有机基团。
(式中,A1为单键或选自下述式
-CH2-以及/>/>
所示的基团中的二价有机基团。R10和R11各自独立地为碳原子数1~4的烷基或烷氧基。h各自独立地为0、1或2)]。
作为R6~R9所示的一价烃基,可列举出:甲基、乙基等烷基;苯基等芳基等。m优选为3~60,更优选为8~40的整数。此外,A优选为0.3~0.8,B优选为0.2~0.7,A/B优选满足0.1~20,更优选满足0.5~5。
此外,作为热固性聚合物的优选的例子,还可列举出:由下述式(6)所示的重复单元和根据需要的下述式(7)所示的重复单元构成的、重均分子量为3000~500000的含硅氧烷键的聚合物(以下,也称为有机硅B)。
[式中,R12~R15各自独立地表示碳原子数1~8的一价烃基。p表示1~100的整数。C和D为满足0<C≤1、0≤D<1、并且C+D=1的正数。T3和T4为下述式(8)所示的二价有机基团。
(式中,A2为单键或选自下述式
-CH2-以及/>
所示的基团中的二价有机基团。R16和R17各自独立地为碳原子数1~4的烷基或烷氧基。k各自独立地为0、1或2)]。
在该情况下,作为R11~R14所示的一价烃基,可列举出与作为R5~R8所示基团而例示出的基团相同的基团。p优选为3~60,更优选为8~40的整数。此外,C优选为0.3~1,D优选为0~0.7,C+D=1。
使用作为第三实施方案的粘接剂组合物的热固性聚合物形成的粘接层优选为以有机硅A或有机硅B为主要成分的热固性树脂组合物的固化物的层。有机硅A和有机硅B可以并用。该情况下的比例(聚合比)优选为有机硅A∶有机硅B=0.1∶99.9~99.9∶0.1,更优选为有机硅A∶有机硅B=20∶80~80∶20。
以有机硅A为主要成分热固性树脂组合物为了其热固化而包含选自被福尔马林或福尔马林-醇改性的氨基缩合物、一个分子中平均具有两个以上羟甲基或烷氧基羟甲基的酚化合物、以及一个分子中平均具有两个以上环氧基的环氧化合物中的一种以上的交联剂。
另一方面,以有机硅B为主要成分的热固性树脂组合物为了其热固化而包含选自一个分子中平均具有两个以上酚基的酚化合物和一个分子中平均具有两个以上环氧基的环氧化合物中的一种以上的交联剂。
此外,包含有机硅A和有机硅B的热固性树脂组合物为了其热固化而包含选自一个分子中平均具有两个以上环氧基的环氧化合物中的一种以上的交联剂。
作为上述氨基缩合物,可列举出三聚氰胺树脂、脲树脂等。作为被福尔马林或福尔马林-醇改性的三聚氰胺树脂,可列举出:将改性三聚氰胺单体(例如,三甲氧基甲基单羟甲基三聚氰胺)、或其多聚体(例如二聚体、三聚体等低聚物)按照公知的方法与甲醛进行加成缩聚直至成为所期望的分子量而得到的三聚氰胺树脂。需要说明的是,它们可以单独使用一种或组合使用两种以上。
作为被福尔马林或福尔马林-醇改性的脲树脂,可列举出:甲氧基甲基化脲缩合物、乙氧基甲基化脲缩合物、丙氧基甲基化脲缩合物等。需要说明的是,它们可以单独使用一种或组合使用两种以上。被福尔马林或福尔马林-醇改性的脲树脂例如可以按照公知的方法将所期望的分子量的脲缩合物用福尔马林进行羟甲基化而改性,或者将其进一步用醇进行烷氧基化而改性来制备。
此外,作为一个分子中平均具有两个以上羟甲基或烷氧基羟甲基的酚化合物,例如,可列举出(2-羟基-5-甲基)-1,3-苯二甲醇、2,2’,6,6’-四甲氧基甲基双酚A等。需要说明的是,它们可以单独使用一种或组合使用两种以上。
作为一个分子中平均具有两个以上环氧基的环氧基化合物,没有特别限定,可列举出:二官能、三官能或四官能以上的多官能环氧树脂,例如日本化药(株)制的EOCN-1020(参照下述式)、EOCN-102S、XD-1000、NC-2000-L、EPPN-201、GAN、NC6000、下述式所示的环氧基化合物等。
作为一个分子中平均具有两个以上酚基的酚化合物,可列举出:间甲酚酚醛清漆树脂或对甲酚酚醛清漆树脂(例如旭有机材工业(株)制EP-6030G)、三官能酚化合物(例如本州化学工业(株)制Tris-P-PA)、四官能性酚化合物(例如旭有机材工业(株)制TEP-TPA)等。
热固性树脂组合物中的交联剂的配合量相对于热固性聚合物100质量份,优选为0.1~50质量份,更优选为0.2~30质量份,进一步优选为1~20质量份。交联剂可以单独使用一种或组合使用两种以上。
此外,在热固性树脂组合物中,相对于热固性聚合物100质量份,可以配合10质量份以下的酸酐等固化催化剂。
<<第四实施方案>>
作为优选的实施方案,本发明的粘接剂组合物例如为以下所记载的热塑性组合物。
在第四实施方案的粘接剂组合物中,例如,可以使用如日本专利第5788173号公报所记载的用于形成接合用组合物层的热塑性组合物(以下称为”接合用组合物”)那样,选自由酰亚胺、酰胺酰亚胺以及酰胺酰亚胺-硅氧烷的聚合物和低聚物构成的组中的化合物。
化合物例如选自由具有下述式(I)和下述式(II)中的至少任一重复单元的聚合物和低聚物构成的组中。
式(I):
[式中,R选自由
以及/>
(式中,R1选自由烷基取代苯基、
以及/>
构成的组中)构成的组中]。
式(II):
(式中,Z选自由硅氧烷和具有醚桥的部分构成的组中)。
优选的烷基取代苯基为C1-C6烷基取代苯基。作为烷基取代苯基的特别优选的例子,可列举出选自由
以及/>
构成的组中。
式(I)中,X选自由苯基砜、(优选为C6-C60,更优选为C6-C30,进一步优选为C6-C24的)芳香族化合物、(优选为C2-C15,更优选为C2-C10,进一步优选为C2-C6的)脂肪族化合物以及(优选为C4-C60,更优选为C4-C20,进一步优选为C4-C12的)脂环式化合物构成的组中。
在一个实施方式中,X可以是上述的芳香族基团,可以是脂肪族基团,也可以是脂环式基团。在另一实施方式中,X可以包含(如关于Z所论述的)具有醚桥的芳香族基团、或在间位具有连接基团和/或-NH2基的芳香族基团。
特别优选的X基团选自(如上所述的)烷基取代苯基、异亚丙基二苯基以及六氟异亚丙基构成的组中。
式(II)中,在Z为硅氧烷的实施方式中,优选的硅氧烷由式
表示。
[式中,各R3分别选自由氢、(优选为C1-C10,更优选为C1-C2的)烷基以及苯基构成的组中,m为1~6,p为1~50,优选为1~20,更优选为1~10]。
式(II)中,Z的具有醚桥的优选的部分选自由
以及
构成的组中。
在式(I)的实施方式或式(II)的实施方式中,优选聚合物或低聚物进一步具有封端基团。优选的末端封端基团源自选自由芳香族单胺、脂肪族单胺、脂环式单胺以及邻苯二甲酸酐构成的组中的化合物。特别优选的末端封端基团为选自由(优选为C1-C15,更优选为C1-C10,进一步优选为C1-C6的)烷基、
以及/>构成的组中的基团。
[式中,R4为(优选为C1-C15,更优选为C1-C10,进一步优选为C1-C6的)烷基,R5为(优选为C3-C12,更优选为C5-C6的)脂环式基团,k为0~20,优选为0~10,更优选为0~5]。
化合物可以是聚合物,也可以是低聚物。
聚合物或低聚物化合物是热塑性的,优选具有约3000道尔顿~约300000道尔顿,更优选约6000道尔顿~约50000道尔顿的重均分子量。优选的化合物(熔融粘度3000Pa·s下的)具有优选至少约150℃、更优选至少约200℃、进一步优选约200℃~约250℃的软化温度。
本发明的粘接剂组合物出于粘度的调整等目的,可以含有溶剂,作为其具体例子,可列举出:脂肪族烃、芳香族烃、酮等,但并不限定于此。
更具体而言,作为溶剂,可列举出:己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、异十二烷、孟烷、柠檬烯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、枯烯、MIBK(甲基异丁基酮)、乙酸丁酯、二异丁基酮、2-辛酮、2-壬酮、5-壬酮等,但并不限定于此。这样的溶剂可以单独使用一种或组合使用两种以上。
在本发明的粘接剂组合物包含溶剂的情况下,其含量是考虑所期望的组合物的粘度、采用的涂布方法、制作的膜的厚度等而适当决定的,相对于组合物整体为10~90质量%左右的范围。
本发明的粘接剂组合物的一个例子可以通过将成分(A)与使用的情况下的成分(B)以及溶剂混合来制造。
其混合顺序没有特别限定,作为能够容易且再现性良好地制造粘接剂组合物的方法的一个例子,例如可列举出:使成分(A)和成分(B)溶解于溶剂的方法;使成分(A)和成分(B)的一部分溶解于溶剂中,使剩余部分溶解于溶剂中,将所得到的溶液混合的方法,但并不限定于此。需要说明的是,在制备粘接剂组合物时,可以在成分不分解或不变质的范围内适当加热。
在本发明中,出于去除异物的目的,可以在制造粘接剂组合物的中途或将全部成分混合后,使用过滤器等对所使用的溶剂、溶液等进行过滤。
粘接剂组合物可以用于两张基板的永久粘接,也可以用于两张基板的临时粘接。
永久粘接是指由粘接剂组合物形成的粘接层在最终制品中介于两张基板之间而存在的粘接。永久粘接是例如日本特开2014-221892号公报中记载的显示面板的制造中的被涂布体与被接合体的粘接。
基板的临时粘接是指用于加工两张基板中的一张基板的临时的两张基板的粘接。因此,通过粘接剂组合物临时粘接的两张基板中,在进行了一张基板的加工后被剥离。作为临时粘接,例如可列举出如日本特开2021-14507号公报中记载那样的、应该对背面进行加工(例如磨削加工、TSV加工、电极形成等加工)的基板向支承基板的临时粘接。此外,临时粘接也可以是例如日本专利6167984号公报中记载那样的、用于有翘曲的基板(例如晶圆)的加工的向支承基板的临时粘接。
(层叠体)
本发明的层叠体具有第一基板、第二基板以及粘接层,还根据需要具有剥离层,无机材料层等其他层。
<第一基板>
作为第一基板,只要是与第二基板一起构成层叠体的基板,就没有特别限定。
此外,作为第一基板的材质、形状、大小、结构,没有特别限定。
第一基板可以由有机材料构成,也可以由无机材料构成,也可以由有机材料和无机材料这两者构成。
第一基板例如是具备半导体的基板(以下有时称为“半导体基板”)。
半导体基板是指在半导体制品(例如,IC(集成电路:integrated circuit)、LSI(大规模集成电路:large scale integration)等)的制造过程中的具有半导体材料(例如硅、碳化硅、化合物半导体)的基板,例如可列举出经电路形成的半导体晶圆、将切割该晶圆而得到的晶片(chip)用树脂铸型而成的基板等。
以下,对半导体基板的一个例子进行说明。
作为构成半导体基板整体的主要的材质,没有特别限定,例如可列举出:硅、碳化硅、化合物半导体等。
半导体基板的形状没有特别限定,例如为圆盘状。需要说明的是,圆盘状的半导体基板的面的形状无需为完全的圆形,例如,半导体基板的外周可以具有被称为定向平面的直线部,也可以具有被称为凹槽的切口。
作为圆盘状的半导体基板的厚度,只要根据半导体基板的使用目的等适当决定即可,没有特别限定,例如为500~1000μm。
作为圆盘状的半导体基板的直径,只要根据半导体基板的使用目的等适当决定即可,没有特别限定,例如为100~1000mm。
半导体基板可以具有凸块。凸块是指突起状的端子。
在层叠体中,在半导体基板具有凸块的情况下,半导体基板在支承基板侧具有凸块。
在半导体基板中,凸块通常形成在形成有电路的面上。电路可以是单层,也可以是多层。作为电路的形状没有特别限制。
在半导体基板中,与具有凸块的面相反一侧的面(背面)是供于加工的面。
作为半导体基板所具有的凸块的材质、大小、形状、结构、密度,没有特别限定。
作为凸块,例如可列举出:球凸块、印刷凸块、柱形凸块、镀覆凸块等。
通常,从凸块高度1~200μm左右、凸块直径1~200μm、凸块间距1~500μm这样的条件中适当决定凸块的高度、直径以及间距。
作为凸块的材质,例如可列举出低熔点焊料、高熔点焊料、锡、铟、金、银、铜等。凸块可以仅由单一的成分构成,也可以由多个成分构成。更具体而言,可列举出SnAg凸块、SnBi凸块、Sn凸块、AuSn凸块等以Sn为主体的合金镀敷等。
此外,凸块也可以具有包含由这些成分中的至少任一种构成的金属层的层叠结构。
半导体基板的一个例子为直径300mm、厚度770μm左右的硅晶圆。
<第二基板>
作为第二基板,只要是与第一基板一起构成层叠体的基板,就没有特别限定。
此外,作为第二基板的材质、形状、大小、结构,没有特别限定。
第二基板可以由有机材料构成,也可以由无机材料构成,也可以由有机材料和无机材料这两者构成。
第二基板例如是在加工第一基板时支承第一基板的支承基板。
作为支承基板,只要是在加工第一基板时能够支承第一基板的构件,就没有特别限定,例如可列举出玻璃制支承基板、硅制支承基板等。
作为支承基板的形状,没有特别限定,例如可列举出圆盘状。需要说明的是,圆盘状的支承基板的面的形状无需为完全的圆形,例如,支承基板的外周可以具有被称为定向平面的直线部,也可以具有被称为凹槽的切口。
圆盘状的支承基板的厚度只要根据半导体基板的大小等适当决定即可,没有特别限定,例如为500~1000μm。
圆盘状的支承基板的直径只要根据半导体基板的大小等适当决定即可,没有特别限定,例如为100~1000mm。
支承基板的一个例子为直径300mm、厚度700μm左右的玻璃晶圆、硅晶圆。
<粘接层>
粘接层设于第一基板与第二基板之间。
粘接层是由本发明的粘接剂组合物形成的层。
关于由本发明的粘接剂组合物形成粘接层的方法,在以下记载的(层叠体的制造方法)的说明处详细叙述。
粘接层的厚度没有特别限定,通常为5~500μm,从保持膜强度的观点考虑,优选为10μm以上,更优选为20μm以上,更进一步优选为30μm以上,从避免由厚膜引起的不均匀性的观点考虑,优选为200μm以下,更优选为150μm以下,更进一步优选为120μm以下,进一步优选为70μm以下。
<剥离层>
本发明的层叠体可以具备剥离层。
在层叠体具有剥离层的情况下,剥离层设于第一基板与第二基板之间。
在层叠体具有剥离层的情况下,例如,剥离层可以配置成与第二基板和粘接层相接。
作为剥离层,只要能通过加热、光照射或机械力将剥离层剥离,有助于使层叠体中的第一基板与第二基板分离,就没有特别限制,例如可以使用以下记载的剥离层。
在优选的方案中,剥离层是由包含有机树脂和溶剂的剥离剂组合物得到的膜,在某一方案中,该膜是剥离剂组合物中的膜构成成分固化而得到的固化膜。
剥离剂组合物还可以包含交联剂、酸催化剂以及表面活性剂。
<<有机树脂>>
剥离剂组合物包含有机树脂。这样的有机树脂优选为能够发挥适当的剥离能力的有机树脂,在通过对剥离层照射光来进行第一基板与第二基板的分离的情况下,该有机树脂吸收光而适当地产生剥离能力提高所需的变质、例如分解。
作为有机树脂的优选的一个例子,可列举出酚醛清漆树脂。
在对本发明的层叠体所具备的剥离层照射光而进行剥离的情况下,优选为吸收波长190nm~600nm的光而变质的酚醛清漆树脂,更优选为通过照射波长308nm、343nm、355nm或365nm的激光等光而变质的酚醛清漆树脂。
若列举出具体的一个例子,则酚醛清漆树脂是包含选自由下述式(C1-1)所示的单元、下述式(C1-2)所示的单元、以及下述式(C1-3)所示的单元构成的组中的一种或两种以上的聚合物。
C1表示源自含氮原子的芳香族化合物的基团,C2表示在侧链具有选自由仲碳原子、季碳原子以及芳香族环构成的组中的至少一种的、包含叔碳原子的基团,C3表示源自脂肪族多环化合物的基团,C4表示源自苯酚的基团、源自双酚的基团、源自萘酚的基团、源自联苯的基团或源自联苯酚的基团。
对于在剥离剂组合物中所含有的酚醛清漆树脂和使用了酚醛清漆树脂的剥离层,可以参考国际公开第2019/088103号所记载的酚醛清漆树脂和使用了该酚醛清漆树脂的剥离层。
在其他优选的方案中,剥离层是由包含聚有机硅氧烷和根据需要的溶剂的剥离剂组合物得到的膜。
聚有机硅氧烷可以是市售品,也可以是合成的聚有机硅氧烷。
作为聚有机硅氧烷的市售品,例如可列举出Wacker Chemie公司制的商品名AK 50等。
本发明的层叠体所具备的剥离层的厚度是考虑剥离剂成分的种类、所期望的剥离性的程度等而适当决定的,但通常为5~10000nm,从抑制由薄膜引起的剥离能力的恶化、再现性良好地得到剥离性优异的剥离层的观点等考虑,优选为10nm以上,更优选为50nm以上,更进一步优选为100nm以上,从避免由厚膜引起的不均匀性的观点等考虑,优选为5000nm以下,更优选为1000nm以下,更进一步优选为500nm以下。
<<交联剂>>
剥离剂组合物可以包含交联剂。剥离剂组合物通过包含交联剂,根据同时含有的树脂的种类,能适当地进行树脂之间的交联,能实现适当的固化,其结果是,能再现性良好地得到无法通过有机溶剂、酸以及半导体元件的制造中使用的药液(碱显影液、过氧化氢水等)来适当地去除,但可以通过清洗剂组合物适当地去除的膜。
作为这样的交联剂的具体例子,没有特别限定,典型而言可列举出:在分子内具有羟基甲基、甲氧基甲基、丁氧基甲基等烷氧基甲基等交联形成基团的酚系交联剂、三聚氰胺系交联剂、脲系交联剂、硫脲系交联剂等,它们可以为低分子化合物,也可以为高分子化合物。
剥离剂组合物所含的交联剂通常具有两个以上交联形成基团,但从再现性良好地实现更适当的固化的观点考虑,作为交联剂的化合物所含的交联形成基团的数量优选为2~10,更优选为2~6。
从实现更高的耐热性的观点考虑,剥离剂组合物所含的交联剂优选在分子内具有芳香环(例如苯环、萘环),作为这样的交联剂的典型例子,可列举出酚系交联剂,但并不限定于此。
具有交联形成基团的酚系交联剂是指具有与芳香环键合的交联形成基团,并且具有酚羟基和由酚羟基衍生的烷氧基中的至少一方的化合物,作为这样的由酚羟基衍生的烷氧基,可列举出甲氧基、丁氧基等,但并不限定于此。
交联形成基团所键合的芳香环和酚羟基和/或由酚羟基衍生的烷氧基所键合的芳香环均不限于苯环等非稠环型芳香族环,也可以为萘环、蒽等稠环型芳香族环。
在酚系交联剂的分子内存在多个芳香环的情况下,交联形成基团和酚羟基以及由酚羟基衍生的烷氧基可以与分子内的相同的芳香环键合,也可以与不同的芳香环键合。
交联形成基团、酚羟基和由酚羟基衍生的烷氧基所键合的芳香环可以进一步被甲基、乙基、丁基等烷基、苯基等芳基等烃基、氟原子等卤素原子等取代。
例如,作为具有交联形成基团的酚系交联剂的具体例子,可列举出式(L1)~(L4)中任一个所示的化合物。
各式中,各R’各自独立地表示氟原子、芳基或烷基,各R”各自独立地表示氢原子或烷基,L1和L2各自独立地表示单键、亚甲基或丙烷-2,2-二基,L3根据q1来确定,表示单键、亚甲基、丙烷-2,2-二基、甲烷三基或乙烷-1,1,1-三基,t11、t12以及t13为满足2≤t11≤5、1≤t12≤4、0≤t13≤3、以及t11+t12+t13≤6的整数,t21、t22以及t23为满足2≤t21≤4、1≤t22≤3、0≤t23≤2、以及t21+t22+t23≤5的整数,t24、t25以及t26为满足2≤t24≤4、1≤t25≤3、0≤t26≤2、以及t24+t25+t26≤5的整数,t27、t28以及t29为满足0≤t27≤4、0≤t28≤4、0≤t29≤4、以及t27+t28+t29≤4的整数,t31、t32以及t33为满足2≤t31≤4、1≤t32≤3、0≤t33≤2、以及t31+t32+t33≤5的整数,t41、t42以及t43为满足2≤t41≤3、1≤t42≤2、0≤t43≤1、以及t41+t42+t43≤4的整数,q1为2或3,q2表示重复数量,为0以上的整数,作为芳基和烷基的具体例子,可列举出与下述的具体例子相同的基团,但作为芳基优选为苯基,作为烷基优选为甲基、叔丁基。
以下,列举出式(L1)~(L4)所示的化合物的具体例子,但并不限定于此。需要说明的是,这些化合物可以通过公知的方法合成,例如也可以作为旭有机材工业(株)、本州化学工业(株)的产品而获得。
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具有交联形成基团的三聚氰胺系交联剂是指,与其三嗪环键合的氨基的氢原子中的至少一个被交联形成基团取代而成的三聚氰胺衍生物、2,4-二氨基-1,3,5-三嗪衍生物或2-氨基-1,3,5-三嗪衍生物,所述三嗪环可以进一步具有苯基等芳基等取代基。
作为具有交联形成基团的三聚氰胺系交联剂的具体例子,可列举出:N,N,N’,N’,N”,N”-六(甲氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(丁氧基甲基)三聚氰胺等单、双、三、四、五或六烷氧基甲基三聚氰胺;N,N,N’,N’-四(甲氧基甲基)苯并胍胺、N,N,N’,N’-四(丁氧基甲基)苯并胍胺等单、双、三或四烷氧基甲基苯并胍胺等,但并不限定于此。
具有交联形成基团的脲系交联剂是指含脲键的化合物的衍生物,其具有构成脲键的NH基的氢原子中的至少一个被交联形成基团取代的结构。
作为具有交联形成基团的脲系交联剂的具体例子,可列举出:1,3,4,6-四(甲氧基甲基)甘脲、1,3,4,6-四(丁氧基甲基)甘脲等单、双、三或四烷氧基甲基甘脲、1,3-双(甲氧基甲基)脲、1,1,3,3-四甲氧基甲基脲等单、双、三或四烷氧基甲基脲等,但并不限定于此。
具有交联形成基团的硫脲系交联剂是指含硫脲键的化合物的衍生物,其具有构成硫脲键的NH基的氢原子中的至少一个被交联形成基团取代的结构。
作为具有交联形成基团的硫脲系交联剂的具体例子,可列举出:1,3-双(甲氧基甲基)硫脲、1,1,3,3-四甲氧基甲基硫脲等单、双、三或四烷氧基甲基硫脲等,但并不限定于此。
剥离剂组合物所含的交联剂的量根据采用的涂布方法、所期望的膜厚等而不同,因此无法笼统地规定,但相对于膜构成成分,通常为0.001~80质量%,从实现适当的固化、再现性良好地得到第一基板与第二基板能良好地分离的层叠体的观点考虑,优选为0.01质量%以上,更优选为0.05质量%以上,更进一步优选为0.5质量%以上,进一步优选为1.0质量%以上,优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下,更进一步优选为20质量%以下,进一步优选为10质量%以下。
<<产酸剂和酸>>
出于促进交联反应等目的,剥离剂组合物可以包含产酸剂、酸。
作为产酸剂,例如可列举出热产酸剂和光产酸剂。
热产酸剂只要利用热产生酸就没有特别限定,作为其具体例子,可列举出:2,4,4,6-四溴环己二烯酮、苯偶姻甲苯磺酸盐(Benzoin tosylate)、2-硝基苄基甲苯磺酸盐(2-nitrobenzyl tosylate)、K-PURE(注册商标)CXC-1612、K-PURE CXC-1614、K-PURE TAG-2172、K-PURETAG-2179、K-PURE TAG-2678、K-PURE TAG2689、K-PURE TAG2700(KingIndustries公司制)、以及SI-45、SI-60、SI-80、SI-100、SI-110、SI-150(三新化学工业(株)制)及其他有机磺酸烷基酯等,但并不限定于此。
作为光产酸剂,例如可列举出:鎓盐化合物、磺酰亚胺化合物以及二磺酰基重氮甲烷化合物等。
作为鎓盐化合物的具体例子,可列举出:二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓三氟甲烷磺酸盐、二苯基碘鎓九氟正丁烷磺酸盐、二苯基碘鎓全氟正辛烷磺酸盐、二苯基碘鎓樟脑磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓樟脑磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟甲烷磺酸盐等碘鎓盐化合物;三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍九氟正丁烷磺酸盐、三苯基锍樟脑磺酸盐、三苯基锍三氟甲烷磺酸盐等锍盐化合物等,但并不限定于此。
作为磺酰亚胺化合物的具体例子,可列举出:N-(三氟甲烷磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(九氟正丁磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)萘二甲酰亚胺等,但并不限定于此。
作为二磺酰基重氮甲烷化合物的具体例子,可列举出:双(三氟甲基磺酰基)重氮甲烷、双(环己基磺酰基)重氮甲烷、双(苯基磺酰基)重氮甲烷、双(对甲苯磺酰基)重氮甲烷、双(2,4-二甲基苯磺酰基)重氮甲烷、甲基磺酰基-对甲苯磺酰基重氮甲烷等,但并不限定于此。
作为酸的具体例子,可列举出:对甲苯磺酸、吡啶鎓对甲苯磺酸(吡啶鎓对甲苯磺酸盐)、吡啶鎓三氟甲烷磺酸盐、吡啶鎓苯酚磺酸、5-磺基水杨酸、4-苯酚磺酸、4-氯苯磺酸、苯二磺酸、1-萘磺酸等芳基磺酸、吡啶鎓盐等及其盐;水杨酸、苯甲酸、羟基苯甲酸、萘羧酸等芳基羧酸及其盐;三氟甲烷磺酸、樟脑磺酸等链状或环状烷基磺酸及其盐;柠檬酸等链状或环状烷基羧酸及其盐等,但并不限定于此。
剥离剂组合物所含的产酸剂和酸的量均根据使用的交联剂的种类、形成膜时的加热温度等而不同,因此无法笼统地规定,相对于膜构成成分通常为0.01~5质量%。
<<<表面活性剂>>>
出于调整组合物本身的液体物性、所得到的膜的膜物性、再现性良好地制备均匀性高的剥离剂组合物等目的,剥离剂组合物可以包含表面活性剂。
作为表面活性剂,例如可列举出:聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯油基醚等聚氧乙烯烷基醚类;聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚等聚氧乙烯烷基烯丙基醚类;聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物类;山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐单棕榈酸酯、山梨糖醇酐单硬脂酸酯、山梨糖醇酐单油酸酯、山梨糖醇酐三油酸酯、山梨糖醇酐三硬脂酸酯等山梨糖醇酐脂肪酸酯类;聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬脂酸酯等聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯类等非离子系表面活性剂;EFTOP EF301、EF303、EF352((株)Tohkem Products制、商品名)、MEGAFACE F171、F173、R-30、R-30N(DIC(株)制,商品名)、Fluorad FC430、FC431(住友3M(株)制,商品名)、AsahiGuard AG710、SURFLON S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)制,商品名)等氟系表面活性剂、有机硅氧烷聚合物KP341(信越化学工业(株)制)等。
表面活性剂可以单独使用一种或组合使用两种以上。
表面活性剂的量相对于剥离剂组合物的膜构成成分,通常为2质量%以下。
<<溶剂>>
剥离剂组合物包含溶剂。
作为这样的溶剂,例如可使用能良好地溶解有机树脂、交联剂等膜构成成分的高极性溶剂,根据需要,出于粘度、表面张力等的调整等目的,可以使用低极性溶剂。需要说明的是,在本发明中,低极性溶剂定义为在频率100kHz下的相对介电常数小于7的溶剂,高极性溶剂定义为在频率100kHz下的相对介电常数为7以上的溶剂。溶剂可以单独使用一种或组合使用两种以上。
此外,作为高极性溶剂,例如可列举出:N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等酰胺系溶剂;乙基甲基酮、异佛尔酮、环己酮等酮系溶剂;乙腈、3-甲氧基丙腈等氰基系溶剂;乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇等多元醇系溶剂;丙二醇单甲基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单苯基醚、三乙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、苄醇、2-苯氧基乙醇、2-苄氧基乙醇、3-苯氧基苄醇、四氢糠醇等脂肪族醇以外的一元醇系溶剂;二甲基亚砜等亚砜系溶剂等。
作为低极性溶剂,例如可列举出:氯仿、氯苯等氯系溶剂;甲苯、二甲苯、四氢萘、环己基苯、癸基苯等烷基苯等芳香族烃系溶剂;1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇等脂肪族醇系溶剂;四氢呋喃、二噁烷、苯甲醚、4-甲氧基甲苯、3-苯氧基甲苯、二苄基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇丁基甲基醚、三乙二醇二甲基醚、三乙二醇丁基甲基醚等醚系溶剂;苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸异戊酯、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯、马来酸二丁酯、草酸二丁酯、乙酸己酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯等酯系溶剂等。
溶剂的含量可以考量所期望的组合物的粘度、所采用的涂布方法、制作的膜的厚度等来适当决定,为组合物整体的99质量%以下,优选为相对于组合物整体为70~99质量%,即,该情况下的膜构成成分的量相对于组合物整体为1~30质量%。
剥离剂组合物的粘度和表面张力可以考虑所使用的涂布方法、所期望的膜厚等各种要素,通过变更所使用的溶剂的种类、它们的比率、膜构成成分浓度等来适当调整。
在本发明的某一方案中,从再现性良好地得到均匀性高的组合物的观点、再现性良好地得到保存稳定性高的组合物的观点、再现性良好地得到提供均匀性高的膜的组合物的观点等考虑,剥离剂组合物包含二醇系溶剂。需要说明的是,在此所说的”二醇系溶剂”是指二醇类、二醇单醚类、二醇二醚类、二醇单酯类、二醇二酯类以及二醇酯醚类的总称。
优选的二醇系溶剂的一个例子由式(G)表示。
式(G)中,RG1各自独立地表示碳原子数2~4的直链状或支链状亚烷基,RG2和RG3各自独立地表示氢原子、直链状或支链状的碳原子数1~8的烷基、或烷基部分为碳原子数1~8的直链状或支链状烷基的烷基酰基,ng为1~6的整数。
作为碳原子数2~4的直链状或支链状亚烷基的具体例子,可列举出:亚乙基、三亚甲基、1-甲基亚乙基、四亚甲基、2-甲基丙烷-1,3-二基、五亚甲基、六亚甲基等,但并不限定于此。
其中,从再现性良好地得到均匀性高的组合物的观点、再现性良好地得到保存稳定性高的组合物的观点、再现性良好地得到提供均匀性高的膜的组合物的观点等考虑,优选为碳原子数2~3的直链状或支链状亚烷基,更优选为碳原子数3的直链状或支链状亚烷基。
作为直链状或支链状的碳原子数1~8的烷基的具体例子,可列举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基正丁基、2-甲基正丁基、3-甲基正丁基、1,1-二甲基正丙基、1,2-二甲基正丙基、2,2-二甲基正丙基、1-乙基正丙基、正己基、1-甲基正戊基、2-甲基正戊基、3-甲基正戊基、4-甲基正戊基、1,1-二甲基正丁基、1,2-二甲基正丁基、1,3-二甲基正丁基、2,2-二甲基正丁基、2,3-二甲基正丁基、3,3-二甲基正丁基、1-乙基正丁基、2-乙基正丁基、1,1,2-三甲基正丙基、1,2,2-三甲基正丙基、1-乙基-1-甲基正丙基、1-乙基-2-甲基正丙基等,但并不限定于此。
其中,从再现性良好地得到均匀性高的组合物的观点、再现性良好地得到保存稳定性高的组合物的观点、再现性良好地得到提供均匀性高的膜的组合物的观点等考虑,优选为甲基、乙基,更优选为甲基。
作为烷基部分为碳原子数1~8的直链状或支链状烷基的烷基酰基中的碳原子数1~8的直链状或支链状烷基的具体例子,可列举出与上述的具体例子相同的基团。
其中,从再现性良好地得到均匀性高的组合物的观点、再现性良好地得到保存稳定性高的组合物的观点、再现性良好地得到提供均匀性高的膜的组合物的观点等考虑,优选为甲基羰基、乙基羰基,更优选为甲基羰基。
从再现性良好地得到均匀性高的组合物的观点、再现性良好地得到保存稳定性高的组合物的观点、再现性良好地得到提供均匀性高的膜的组合物的观点等考虑,ng优选为4以下,更优选为3以下,更进一步优选为2以下,最优选为1。
从再现性良好地得到均匀性高的组合物的观点、再现性良好地得到保存稳定性高的组合物的观点、再现性良好地得到提供均匀性高的膜的组合物的观点等考虑,在式(G)中,优选RG2和RG3的至少任一方为直链状或支链状的碳原子数1~8的烷基,更优选RG2和RG3的一方为直链状或支链状的碳原子数1~8的烷基,另一方为氢原子或烷基部分为碳原子数1~8的直链状或支链状烷基的烷基酰基。
从再现性良好地得到均匀性高的组合物的观点、再现性良好地得到保存稳定性高的组合物的观点、再现性良好地得到提供均匀性高的膜的组合物的观点等考虑,相对于剥离剂组合物所含的溶剂,二醇系溶剂的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,更进一步优选为80质量%以上,进一步优选为90质量%以上,再进一步优选为95质量%以上。
从再现性良好地得到均匀性高的组合物的观点、再现性良好地得到保存稳定性高的组合物的观点、再现性良好地得到提供均匀性高的膜的组合物的观点等考虑,在剥离剂组合物中,膜构成成分均匀地分散或溶解于溶剂中,优选为已溶解。
<无机材料层>
层叠体可以具备无机材料层。
无机材料层通常介于剥离层与粘接层之间。利用无机材料层可抑制剥离层与粘接层的混杂。
作为无机材料层,只要是由无机材料构成的层,就没有特别限定,例如可列举出由选自由硅、硼、钛、锆以及铝构成的组中的至少一种元素的氧化物、氮化物、碳化物等化合物以及它们的混合物形成的层等。
优选的是,无机材料层是将有机硅化合物进行等离子体聚合而得到的层。
无机材料层例如通过化学气相沉积法(CVD(Chemical Vapor Deposition))形成。通过化学气相沉积法,例如进行等离子体聚合涂布。
作为用于等离子体聚合涂布的材料,例如,可列举出有机硅化合物。例如,通过在剥离层或粘接层上进行有机硅化合物的等离子体聚合涂布,使包含有机硅化合物的原料气体分解,能在剥离层或粘接层上形成作为包含Si-O键的薄膜的无机材料层。
在包含有机硅化合物的原料气体中,优选配合O2、N2O等含有氧的气体。此外,也可以将氩气、氦气等稀有气体作为载气配合到原料气体中。在分解原料气体的方法的优选的一个例子中,使用等离子体产生装置,在适当的压力条件下,利用产生的等离子体使原料气体分解。需要说明的是,有时将使用等离子体使原料气体分解而形成膜(层)的技术通常称为等离子体聚合法。
作为有机硅化合物,例如可列举出:硅氧烷化合物、二硅氮烷化合物、硅烷化合物等。
作为硅氧烷化合物,例如可列举出:1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、五甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四苯基-1,3-二甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷、1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷、八甲基三硅氧烷、1,1,1,3,5,7,7,7-八甲基四硅氧烷、十甲基四硅氧烷、1,1,5,5-四苯基-1,3,3,5-四甲基三硅氧烷等链状硅氧烷;六甲基环三硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷等环状硅氧烷等。
作为二硅氮烷化合物,例如可列举出:1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、六甲基二硅氮烷、七甲基二硅氮烷、六甲基环三硅氮烷、1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基环四硅氮烷等。
作为硅烷化合物,例如可列举出:甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙基硅烷、三氯甲基硅烷、二氯二甲基硅烷、氯三甲基硅烷、四甲氧基硅烷、三甲氧基甲基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、甲氧基三甲基硅烷、四乙氧基硅烷、三乙氧基甲基硅烷、三乙氧基乙基硅烷、二乙氧基二甲基硅烷、乙氧基三甲基硅烷、二乙氧基甲基硅烷、乙氧基二甲基硅烷、乙酰氧基三甲基硅烷、烯丙基氧基三甲基硅烷、烯丙基三甲基硅烷、丁氧基三甲基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、二乙酰氧基二甲基硅烷、二甲氧基二苯基硅烷、二乙氧基二苯基硅烷、二甲氧基甲基苯基硅烷、乙氧基二甲基乙烯基硅烷、二苯基硅烷二醇、三乙酰氧基甲基硅烷、三乙酰氧基乙基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、三乙氧基辛基硅烷、三乙氧基苯基硅烷、三甲基苯基硅烷、丙氧基三甲基硅烷、三乙氧基丙基硅烷、四乙酰氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四丙氧基硅烷、三乙酰氧基乙烯基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、三甲氧基乙烯基硅烷、三苯基硅烷醇、三甲基乙烯基硅烷、三(2-甲氧基乙氧基)乙烯基硅烷等。
作为无机材料层的厚度,没有特别限定,通常为1~1000nm,优选为100~500nm。
以下,使用附图对层叠体的一个例子进行说明。
图1是层叠体的一个例子的概略剖视图。
图1的层叠体依次具有:第一基板1、粘接层2以及第二基板3。
粘接层2介于第一基板1与第二基板3之间。粘接层2与第一基板1和第二基板3相接。
图2是层叠体的另一例子的概略剖视图。
图2的层叠体依次具有:第一基板1、粘接层2、剥离层4以及第二基板3。
粘接层2介于第一基板1与第二基板3之间。粘接层2与第一基板1和剥离层4相接。
剥离层4介于第一基板1与第二基板3之间。剥离层4与粘接层2和第二基板3相接。
另一例子的层叠体也可以依次具有:第一基板1、剥离层4、粘接层2以及第二基板3。
图3是层叠体的另一例子的概略剖视图。
图3的层叠体依次具有:第一基板1、粘接层2、无机材料层5、剥离层4以及第二基板3。
粘接层2介于第一基板1与第二基板3之间。粘接层2与第一基板1和无机材料层5相接。
剥离层4介于第一基板1与第二基板3之间。剥离层4与无机材料层5和第二基板3相接。
无机材料层5介于第一基板1与第二基板3之间。无机材料层5与粘接层2和剥离层4相接。
另一例子的层叠体也可以依次具有:第一基板1、剥离层4、无机材料层5、粘接层2以及第二基板3。
需要说明的是,在另一例子的层叠体中,在图1~图3中,也可以在基板与层之间、和层与层之间的至少任一个进一步具有其他层。
本发明的层叠体例如通过以下的本发明的层叠体的制造方法适当地制造。
(层叠体的制造方法)
本发明的层叠体的制造方法包括剥离层形成工序、粘接剂涂布层形成工序以及粘接层形成工序,还根据需要包括无机材料层形成工序、贴合工序等其他工序。
<剥离层形成工序>
剥离层形成工序是形成剥离层的工序。
在所使用的剥离剂组合物不含溶剂的情况下,例如通过在第一基板或第二基板上涂布剥离剂组合物来形成剥离层,但出于使层软化、提高对基板的密合性等目的,如果需要,也可以在形成层的过程中进行加热。
在所使用剥离剂组合物包含溶剂的情况下,例如,通过在第一基板或第二基板上涂布剥离剂组合物来形成剥离剂涂布层,加热剥离剂涂布层而去除溶剂,从而形成剥离层,但由于随着由旋转进行的成膜而溶剂也被去除等情况,如果不需要,在形成层的过程中也可以不加热。
作为涂布方法,没有特别限定,通常为旋涂法。
加热温度根据溶剂的沸点、加热的目的而适当决定,通常为50~250℃,加热时间根据加热温度而适当决定,但通常为30秒~1小时。
加热例如可以使用烘箱、加热板来进行。
<无机材料层形成工序>
无机材料层形成工序只要是形成无机材料层的工序,就没有特别限定,例如可列举出包括在上述无机材料层的说明中列举出的无机材料层的形成方法的工序。
<粘接剂涂布层形成工序>
作为粘接剂涂布层形成工序,只要是形成粘接剂涂布层的工序,就没有特别限制,例如可列举出包括如下方法的工序:在第一基板、剥离层上、无机材料层上或第二基板上涂布粘接剂组合物后,进行加热(前加热处理),形成作为未固化或未完全固化的粘接层的粘接剂涂布层。如此,粘接剂涂布层形成在第一基板、剥离层、无机材料层或第二基板上。
涂布方法没有特别限定,通常为旋涂法。需要说明的是,也可以采用另行通过旋涂法等形成涂布膜,粘贴片状的涂布膜作为粘接剂涂布层的方法。
粘接剂涂布层的厚度考虑层叠体中的粘接层的厚度等而适当决定。
在粘接剂组合物包含溶剂的情况下,通常对所涂布的粘接剂组合物进行加热(前加热处理)。
所涂布的粘接剂组合物的加热温度根据粘接剂组合物所含的粘接剂成分的种类、量、是否包含溶剂、所使用的溶剂的沸点、所期望的粘接层的厚度等而不同,因此无法笼统地规定,但通常为80~150℃,其加热时间通常为30秒~5分钟。
加热可以使用加热板、烘箱等来进行。
<粘接层形成工序>
作为粘接层形成工序,只要是对粘接剂涂布层进行加热而形成粘接层的工序,就没有特别限定(后加热处理)。
例如,使用形成有粘接剂涂布层的第一基板和形成有剥离层的第二基板,以夹着两个层(粘接剂涂布层和剥离层)的方式配置两张基板(第一基板和第二基板),由此使粘接剂涂布层与剥离层相接后,实施加热处理即可。此外,例如,使用形成有剥离层和粘接剂涂布层的第一基板与第二基板,以夹着两个层(剥离层和粘接剂涂布层)的方式配置两张基板(第一基板和第二基板),由此使第二基板与粘接剂涂布层相接后,实施加热处理即可。或者,例如,使用形成有剥离层的第一基板和形成有粘接剂涂布层的第二基板,以夹着两个层(剥离层和粘接剂涂布层)的方式配置两张基板(第一基板和第二基板),由此使剥离层与粘接剂涂布层相接后,实施加热处理即可。
例如,使用形成有剥离层、无机材料层以及粘接剂涂布层的第一基板与第二基板,以夹着三个层(剥离层、无机材料层以及粘接剂涂布层)的方式配置两张基板(第一基板和第二基板),由此使第二基板与粘接剂涂布层相接后,实施加热处理即可。或者,例如,使用形成有剥离层和无机材料层的第一基板与形成有粘接剂涂布层的第二基板,以夹着三个层(剥离层、无机材料层以及粘接剂涂布层)的方式配置两张基板(第一基板和第二基板),由此使无机材料层与粘接剂涂布层相接后,实施加热处理即可。
作为加热的温度和时间,只要是粘接剂涂布层转化为粘接层的温度和时间,就没有特别限定。
作为加热的温度,从实现充分的固化速度的观点等考虑,优选为120℃以上,从防止构成层叠体的各层(包含第二基板和第一基板)变质的观点等考虑,优选为260℃以下。
作为加热的时间,从实现构成层叠体的各层(包含第二基板和第一基板)的适当的接合的观点考虑,优选为1分钟以上,更优选为5分钟以上,从抑制或避免过度的加热对各层的不良影响等的观点考虑,优选为180分钟以下,更优选为120分钟以下。
加热可以使用加热板、烘箱等来进行。
加热可以阶段性地进行。
<贴合工序>
通常,在粘接剂涂布层形成工序与粘接层形成工序之间,为了使第一基板与第二基板的贴合充分,优选进行贴合工序。
贴合工序是第一基板和第二基板以夹着粘接剂涂布层相接的方式在加热和加压下被贴合的工序。
作为贴合工序,只要能够进行基板与层的贴合且不对基板、层造成损伤,就没有特别限定,但典型而言,贴合工序是进行加热和施加向第一基板和第二基板的厚度方向的载荷的工序,更优选为在减压下进行加热和施加向第一基板和第二基板的厚度方向的载荷的工序。
作为加热的温度,只要是常温(25℃)以上就没有特别限定,通常为50以上,从避免过度的加热的观点考虑,通常为220℃以下,在某一方案中,为100℃以下。
只要能够进行基板与层的贴合且不对基板、层造成损伤,载荷就没有特别限定,例如为0.5~50kN。
此外,作为贴合时的压力,例如,可列举出0.1~20N/mm2。需要说明的是,压力是指与施加载荷的夹具相接的基板的每单位面积(mm2)的力(载荷)。
只要能够进行基板与层的贴合且不对基板、层造成损伤,减压度就没有特别限定,例如为10~10000Pa。
(经加工的基板的制造方法)
本发明的经加工的基板的制造方法至少包括例如加工工序(第一工序)、剥离工序(第二工序)以及去除工序,还根据需要包括其他工序。
<加工工序(第一工序)>
作为加工工序,只要是对本发明的层叠体中的第一基板进行加工的工序,就没有特别限定,例如包括研磨处理、贯通电极形成处理等。
<<研磨处理>>
作为研磨处理,例如只要是对作为具备半导体的基板的第一基板的与第二基板侧的面相反一侧的面进行研磨来使半导体变薄的处理,就没有特别限定,例如可列举出使用研磨剂、磨具的物理研磨等。
研磨处理可以使用在半导体(例如硅晶圆)的研磨中使用的通常的研磨装置来进行。
通过研磨处理,半导体的厚度减少,能得到薄化至所期望的厚度的半导体。作为经薄化的半导体的厚度,没有特别限定,例如,可以为30~300μm,也可以为30~100μm。
<<贯通电极形成工序>>
有时在经研磨的半导体上形成贯通电极,该贯通电极用于在层叠多个经薄化的半导体时实现经薄化的半导体间的导通。
因此,经加工的基板的制造方法也可以在研磨处理之后且剥离工序之前,包括在经研磨的半导体上形成贯通电极的贯通电极形成处理。
作为在半导体上形成贯通电极的方法,没有特别限定,例如可列举出形成贯通孔,在所形成的贯通孔中填充导电性材料等。
贯通孔的形成例如通过光刻来进行。
导电材料向贯通孔的填充例如通过镀敷技术来进行。
<剥离工序(第二工序)>
剥离工序只要是在加工工序之后将第二基板与经加工的第一基板分离的工序,就没有特别限定。
例如可列举出:溶剂剥离、利用光照射的剥离(激光、非激光)、利用具有尖锐部的机械材料(所谓的剥离器)的机械剥离、在第一基板与第二基板之间利用人工撕揭的剥离等,但并不限定于此。通常,剥离在制造本发明的层叠体并对其进行规定的加工等之后实施。
特别是,在层叠体包含剥离层的情况下、且剥离层是使用吸收光而产生提高剥离能力所需的变质的有机树脂形成的剥离层的情况下,例如可以通过从第二基板侧照射激光来将剥离层剥离。
激光的波长使用190nm~400nm、或190nm~600nm的波长(例如308nm、355nm、532nm)的紫外光进行。
剥离可以通过将脉冲激光的加工能量密度设为50~500mJ/cm2左右来进行。
在层叠体包含剥离层的情况下,通常在剥离层内部或与剥离层邻接的基板或层(例如粘接层)的界面发生剥离。在剥离层内部发生剥离是指剥离层开裂。
<去除工序>
作为去除工序,只要是在剥离工序之后去除半导体基板上的层或其残渣的工序,就没有特别限定,例如可列举出溶解去除。此外,也可以使用去除带等实施去除。
在使用清洗剂组合物的情况下,例如可以将第一基板浸渍于清洗剂组合物中,或者喷涂清洗剂组合物。
在去除对象是粘接层或其残渣,特别是聚硅氧烷系粘接剂或其残渣的情况下,作为本发明中使用的清洗剂组合物的优选的一个例子,可列举出包含季铵盐和溶剂的清洗剂组合物。
季铵盐由季铵阳离子和阴离子构成,只要是用于这种用途,就没有特别限定。
作为这样的季铵阳离子,典型而言,可列举出四(烃)铵阳离子。另一方面,作为与其成对的阴离子,可列举出:氢氧根离子(OH-);氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)、碘离子(I-)等卤素离子;四氟硼酸根离子(BF4 -);六氟磷酸根离子(PF6 -)等,但并不限定于此。
在本发明中,季铵盐优选为含卤素季铵盐,更优选为含氟季铵盐。
在季铵盐中,卤素原子可以包含在阳离子中,也可以包含在阴离子中,但优选包含在阴离子中。
在优选的一个方案中,含氟季铵盐为氟化四(烃)铵。
作为氟化四(烃)铵中的烃基的具体例子,可列举出:碳原子数1~20的烷基、碳原子数2~20的烯基、碳原子数2~20的炔基、碳原子数6~20的芳基等。
在更优选的一个方案中,氟化四(烃)铵包含氟化四烷基铵。
作为氟化四烷基铵的具体例子,可列举出:氟化四甲基铵、氟化四乙基铵、氟化四丙基铵、氟化四丁基铵(也称为四丁基氟化铵)等,但并不限定于此。其中,优选氟化四丁基铵。
氟化四(烃)铵等季铵盐也可以使用水合物。此外,氟化四(烃)铵等季铵盐可以单独使用一种或组合使用两种以上。
只要溶解于清洗剂组合物所含的溶剂,季铵盐的量就没有特别限制,但相对于清洗剂组合物通常为0.1~30质量%。
本发明中使用的清洗剂组合物所含的溶剂只要是用于这种用途且溶解上述季铵盐等盐就没有特别限定,从再现性良好地得到具有优异的清洗性的清洗剂组合物的观点、良好地溶解季铵盐等盐并得到均匀性优异的清洗剂组合物的观点等考虑,优选的是,本发明中使用的清洗剂组合物包含一种或两种以上的酰胺系溶剂。
作为酰胺系溶剂的优选的一个例子,可列举出式(Z)所示的酸酰胺衍生物。
式中,R0表示乙基、丙基或异丙基,优选为乙基。RA和RB各自独立地表示碳原子数1~4的烷基。碳原子数1~4的烷基可以为直链状、支链状、环状中的任一种,具体而言可列举出:甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基等。其中,作为RA和RB,优选为甲基或乙基。
作为式(Z)所示的酸酰胺衍生物,可列举出:N,N-二甲基丙酰胺、N,N-二乙基丙酰胺、N-乙基-N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基丁酰胺、N,N-二乙基丁酰胺、N-乙基-N-甲基丁酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N,N-二乙基异丁酰胺、N-乙基-N-甲基异丁酰胺等。其中,特别优选N,N-二甲基丙酰胺。
式(Z)所示的酸酰胺衍生物可以通过对应的羧酸酯与胺的取代反应来合成,也可以使用市售品。
作为优选的酰胺系溶剂的另一例子,可列举出式(Y)所示的内酰胺化合物。
在上述式(Y)中,R101表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,R102表示碳原子数1~6的亚烷基。作为碳原子数1~6的烷基的具体例子,可列举出:甲基、乙基、正丙基、正丁基等,作为碳原子数1~6的亚烷基的具体例子,可列举出:亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基等,但并不限定于此。
作为上述式(Y)所示的内酰胺化合物的具体例子,可列举出α-内酰胺化合物、β-内酰胺化合物、γ-内酰胺化合物、δ-内酰胺化合物等,它们可以单独使用一种或组合使用两种以上。
在本发明的优选的一个方案中,上述式(Y)所示的内酰胺化合物包含1-烷基-2-吡咯烷酮(N-烷基-γ-丁内酰胺),在更优选的一个方案中,包含N-甲基吡咯烷酮(NMP)或N-乙基吡咯烷酮(NEP),在更进一步优选的一个方案中,包含N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
本发明中使用的清洗剂组合物可以包含与上述酰胺化合物不同的一种或两种以上的其他有机溶剂。
这样的其他有机溶剂只要是用于这种用途且与上述酰胺化合物具有相容性的有机溶剂就没有特别限定。
作为优选的其他溶剂,可列举出:亚烷基二醇二烷基醚、芳香族烃化合物、含环状结构的醚化合物等,但并不限定于此。
就与上述酰胺化合物不同的其他有机溶剂的量而言,只要清洗剂组合物所含的季铵盐不析出或分离,且与上述酰胺化合物均匀地混合,通常在清洗剂组合物所含的溶剂中按95质量%以下适当决定。
需要说明的是,本发明中使用的清洗剂组合物可以包含水作为溶剂,但从避免基板的腐蚀等观点等考虑,通常,仅有意地使用有机溶剂作为溶剂。需要说明的是,在该情况下,并非连清洗剂组合物中包含盐的水合水、有机溶剂中所含的微量的水都予以否定。本发明中使用的清洗剂组合物的含水量通常为5质量%以下。
[实施例]
以下,列举出实施例对本发明更具体地进行说明,但本发明不限定于下述实施例。需要说明的是,使用的装置如下所述。
[装置]
(1)搅拌机A:(株)THINKY制自转公转搅拌机ARE-500。
(2)搅拌机B:AS ONE(株)搅拌转子VMR-5R。
(3)粘度的测定:东机产业(株)制旋转粘度计TVE-22H。
(4)复数粘度的测定:AntonPaar(株)制流变仪MCR-302。
(5)旋涂涂布装置:SUSS MicroTec(株)制涂布机。
(6)真空加热贴合装置:Ayumi Industry(株)制VE09-07。
(7)重均分子量和分散度的测定:GPC装置(Tosoh(株)制EcoSEC,HLC-8320GPC)和GPC色谱柱(Tosoh(株)TSKgel SuperMultiporeHZ-N、TSKgel SuperMultiporeHZ-H(色谱柱温度:40℃,洗脱液(洗脱溶剂):四氢呋喃,流量(流速):0.35mL/分钟,标准试样:聚苯乙烯(Sigma-Aldrich公司制))。
(剥离层所含的聚合物的合成)
[合成例1]
向1-苯基萘胺56.02g、1-芘甲醛(丸善化学工业(株)制)50.00g、4-(三氟甲基)苯甲醛6.67g以及甲磺酸2.46g中加入1,4-二噁烷86.36g和甲苯86.36g,在氮气氛下回流搅拌18小时。反应结束后,用四氢呋喃96g稀释,使稀释液滴加到甲醇中,由此得到了沉淀物。将所得到的沉淀物过滤,用甲醇清洗,在60℃下减压干燥,由此得到了酚醛清漆树脂72.12g。利用GPC以标准聚苯乙烯换算测定的重均分子量为1100。
[1]组合物的制备
[制备例1]
在合成例1中得到树脂20g中,混合作为交联剂的式(L1)所示的化合物(本州化学工业(株)制商品名TMOM-BP)4.0g、作为酸催化剂的吡啶鎓对甲苯磺酸0.60g以及作为表面活性剂的R-30N(DIC(株)制,商品名)0.06g,溶解于丙二醇单甲基醚100.8g和丙二醇单甲基醚乙酸酯100.8g中制成溶液。然后,使用孔径0.2μm的聚乙烯制微型过滤器进行过滤,制备了剥离剂组合物的溶液。
[实施例1-1]
在100mL的带盖的玻璃容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)0.01g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.01g,用搅拌机A搅拌5分钟后,加入含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)的对孟烷溶液(浓度81.4质量%)4.29g和粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)0.58g,进而加入式(G)所示的聚有机硅氧烷(复数粘度6000Pa·s,重均分子量642000(分散度2.6),Wacker Chemie公司制商品名GENIOPLAST GUM)的对孟烷溶液(浓度60质量%)8.31g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(I)。
向容器中加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.01g和粘度200mPa·s的含乙烯基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)1.84g,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的0.92g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(III)。
最后,将所得到的混合物(III)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
(g表示重复单元的数量,为正整数)。
[实施例1-2]
在100mL的带盖的玻璃容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)0.02g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.02g,用搅拌机A搅拌5分钟后,加入含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)的对孟烷溶液(浓度81.4质量%)5.71g和粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)0.77g,进而加入式(G)所示的聚有机硅氧烷(复数粘度6000Pa·s,重均分子量642000(分散度2.6),Wacker Chemie公司制商品名GENIOPLAST GUM)的对孟烷溶液(浓度60质量%)5.53g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(I)。
向容器中加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.01g和粘度200mPa·s的含乙烯基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)2.44g,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的1.23g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(III)。
最后,将所得到的混合物(III)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[实施例1-3]
在100mL的带盖的玻璃容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)0.02g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.02g,用搅拌机A搅拌5分钟,加入含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)的对孟烷溶液(浓度81.4质量%)5.71g和粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)0.77g,进而加入式(G)所示的聚有机硅氧烷(复数粘度6000Pa·s,重均分子量642000(分散度2.6),Wacker Chemie公司制商品名GENIOPLAST GUM)的对孟烷溶液(浓度60质量%)2.77g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(I)。
向容器中加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.01g和粘度200mPa·s的含乙烯基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)2.44g,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的1.23g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(III)。
最后,将所得到的混合物(III)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[实施例1-4]
在100mL的带盖的玻璃容器中加入含乙烯基的直链状聚硅氧烷(复数粘度100Pa·s,Wacker Chemie公司制)33.24g、粘度1000mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)7.48g、以及作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)96.0g,用搅拌机A实施了5分钟的搅拌。接着,加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.05g,再次用搅拌机A进行5分钟的搅拌后,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(I)。
向容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)0.27g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.27g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的0.27g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(III)。
接着,向混合物(III)中加入粘度1000mPa·s的含乙烯基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)8.05g和粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)4.91g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(IV)。
在所得到的混合物(IV)中加入作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)30.0g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(V)。
最后,将所得到的混合物(V)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[实施例1-5]
在100mL的带盖的玻璃容器中加入含乙烯基的直链状聚硅氧烷(复数粘度100Pa·s,Wacker Chemie公司制)9.62g、粘度1000mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)2.16g、以及作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)11.8g,用搅拌机A实施了5分钟的搅拌。接着,加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.04g,再次用搅拌机A进行5分钟的搅拌后,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(I)。
向容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)0.19g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.19g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的0.19g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(III)。
接着,向混合物(III)中加入含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)的对孟烷溶液(浓度81.4质量%)18.76g和粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)3.49g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(IV)。
在所得到的混合物(IV)中加入作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)14.0g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(V)。
最后,将所得到的混合物(V)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[实施例1-6]
在100mL的带盖的玻璃容器中加入含乙烯基的直链状聚硅氧烷(复数粘度100Pa·s,Wacker Chemie公司制)10.41g、粘度1000mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)2.34g、以及作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)12.8g,用搅拌机A实施了5分钟的搅拌。接着,加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.04g,再次用搅拌机A进行5分钟的搅拌后,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(I)。
向容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)0.21g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.21g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的0.21g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(III)。
接着,向混合物(III)中加入含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)的对孟烷溶液(浓度81.4质量%)15.23g和粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)3.78g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(IV)。
在所得到的混合物(IV)中加入作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)15.0g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(V)。
最后,将所得到的混合物(V)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[比较例1-1]
向容器中加入含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)(A)、粘度200mPa·s的含乙烯基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)(B)、以及粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)(C)各自以质量比〔A∶B∶C〕51.6∶9.5∶38.9混合而成的液态混合物385.2g,向其中加入粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)57.87g,得到了混合物(I)。
向容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)3.05g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)3.05g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的4.07g,用搅拌机B搅拌过夜,得到了混合物(III)。
向容器中加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.86g和含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)478.89g,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(IV)。
向混合物(III)中加入混合物(IV)中的456.90g,用搅拌机B搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(V)。
最后,将所得到的混合物(V)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[比较例1-2]
在100mL的带盖的玻璃容器中加入含乙烯基的直链状聚硅氧烷(复数粘度100Pa·s,Wacker Chemie公司制)8.68g、粘度1000mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)1.95g、以及作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)10.6g,用搅拌机A实施了5分钟的搅拌。接着,加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.03g,再次用搅拌机A进行5分钟的搅拌后,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(I)。
向容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)0.17g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.17g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的0.17g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(III)。
接着,向混合物(III)中加入含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)的对孟烷溶液(浓度81.4质量%)25.39g和粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)3.15g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(IV)。
在所得到的混合物(IV)中加入作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)19.0g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(V)。
最后,将所得到的混合物(V)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[比较例1-3]
在100mL的带盖的玻璃容器中加入含乙烯基的直链状聚硅氧烷(复数粘度100Pa·s,Wacker Chemie公司制)9.32g、粘度1000mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)2.10g、以及作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)11.4g,用搅拌机A实施了5分钟的搅拌。接着,加入铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.04g,再次用搅拌机A进行5分钟的搅拌后,用搅拌机B搅拌一整夜,得到了混合物(I)。
向容器中加入1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇(东京化成工业(株)制)0.19g和1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.19g,用搅拌机A搅拌5分钟,得到了混合物(II)。
向混合物(I)中加入混合物(II)中的0.19g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(III)。
接着,向混合物(III)中加入含乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)的对孟烷溶液(浓度81.4质量%)22.72g和粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)3.38g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(IV)。
在所得到的混合物(IV)中加入作为溶剂的对孟烷(Nippon Terpene Chemicals(株)制)10.0g,用搅拌机A搅拌直至混合物均匀,得到了混合物(V)。
最后,将所得到的混合物(V)利用尼龙过滤器300目进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[2]复数粘度评价
将实施例1-1至实施例1-6以及比较例1-1至比较例1-3中得到的粘接剂组合物用旋涂涂布于200mm的硅晶圆,在120℃下加热(前加热处理)1.5分钟,由此在晶圆的电路面形成厚度约100μm的粘接剂涂布层。从所得到的带膜的晶圆回收膜,用流变仪评价了复数粘度。将每个温度的复数粘度的评价结果示于表1。需要说明的是,粘度降低率根据以下的式(1)计算出。
粘度降低率(%)=((V25-V100)/V25)×100……式(1)
V25:25℃时的复数粘度。
V100:100℃时的复数粘度。
需要说明的是,测定在升温速度0.83℃/秒、应变2%、频率1Hz的条件下实施。
[表1]
就实施例1-1至实施例1-6以及比较例1-1至比较例1-3而言,在25℃~100℃下,复数粘度均有逐渐减小的倾向。
如表1所示,确认到在大量包含高粘度的直链状聚二甲基硅氧烷的实施例1-1至实施例1-6中得到的粘接剂组合物的粘度即使在提高温度的情况下,粘度的降低率也被抑制到80%左右,由温度引起的粘度的降低少。另一方面,确认到比较例1-1至比较例1-3中得到的粘接剂组合物的粘度由于提高温度,粘度非常大幅地降低。
[3]带剥离剂涂布层的基板的制造
[制造例1]
将制备例1中得到的剥离剂组合物以最终得到的层叠体中的膜厚成为200nm的方式旋涂于作为载体侧的基板的300mm的玻璃晶圆(Corning公司制,厚度700μm),在作为支承基板的玻璃晶圆上形成了剥离剂涂布层。
[4]层叠体的制作和粘接性评价
[实施例2-1]
将实施例1-4中得到的粘接剂组合物用旋涂涂布于作为器件侧的晶圆的300mm的硅晶圆(厚度:770μm),在120℃下加热1.5分钟(前加热处理),由此在晶圆的电路面以最终得到的层叠体中的粘接层的厚度成为约60μm的方式形成了粘接剂涂布层。
然后,在真空加热贴合装置内,将具有该粘接剂涂布层的硅晶圆和制造例1中得到的带剥离剂涂布层的玻璃晶圆以夹着粘接剂涂布层和剥离剂涂布层的方式贴合,以将器件侧晶圆朝下的方式在加热板上在200℃下加热(后加热处理)10分钟,由此制作出层叠体。需要说明的是,贴合在温度23℃、减压度100Pa下施加15kN的载荷来进行。
粘接性的评价通过从层叠体的玻璃晶圆(支承体)侧通过目视确认空隙的有无来进行,将未确认到粘接层从晶圆外周的溢出、空隙的情况设为良好,将确认到粘接层从晶圆外周的溢出、空隙的的情况设为不良。
使用实施例2-1中得到的层叠体,对粘接层的粘接性进行了评价,结果如图4A和图4B所示,未确认到粘接层从晶圆外周的溢出、空隙,粘接性良好。
[比较例2-1]
使用比较例1-1中得到的粘接剂组合物来代替实施例1-4中得到的粘接剂组合物,除此以外,通过与实施例2-1同样的方法得到层叠体。
使用所得到的层叠体,通过与实施例2-1的粘接性评价同样的方法评价了粘接层的粘接性。其结果是,如图5A和图5B所示,确认到从晶圆外周的溢出,粘接性不良。
如此,关于本发明的粘接剂组合物,确认到与比较例1-1的粘接剂组合物相比,由加热引起的粘度降低适当地得到抑制,因此在相同温度、压力下粘接的情况下,显示出良好的粘接性。
产业上的可利用性
根据本发明,本发明的粘接剂组合物在一边加热一边贴合两张基板时,能形成没有空隙的均匀的粘接层,并且能抑制的粘接剂涂布层从两张基板之间溢出,因此,对于在想要避免污染的环境下的两张基板的贴合是有用的。
附图标记说明
1:第一基板;2:粘接层;3:第二基板;4:剥离层;5:无机材料层。
Claims (16)
1.一种粘接剂组合物,其中,
涂布所述粘接剂组合物而得到的粘接剂涂布层在25℃以上且100℃以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,并且所述粘接剂涂布层的下述式(1)中求出的粘度降低率为80%以下,
粘度降低率(%)=((V25-V100)/V25)×100……式(1)
V25:25℃时的复数粘度,
V100:100℃时的复数粘度。
2.一种粘接剂组合物,用于层叠体的制造,所述层叠体的制造包括以下工序:
涂布所述粘接剂组合物,形成赋予粘接层的粘接剂涂布层的工序;以及
第一基板和第二基板以夹着所述粘接剂涂布层而相接的方式在加热和加压下被贴合的工序,
涂布所述粘接剂组合物而得到的粘接剂涂布层在25℃以上且所述加热的温度以下的复数粘度为10Pa·s以上且10000Pa·s以下,并且所述粘接剂涂布层的下述式(1)中求出的粘度降低率为80%以下,
粘度降低率(%)=((V25-VT)/V25)×100……式(2)
V25:25℃时的复数粘度,
VT:所述加热的温度时的复数粘度。
3.根据权利要求1或2所述的粘接剂组合物,其中,
含有成为粘接剂成分的固化的成分A。
4.根据权利要求3所述的粘接剂组合物,其中,
所述成分A为通过氢化硅烷化反应而固化的成分。
5.根据权利要求3或4所述的粘接剂组合物,其中,
所述成分A含有:
具有与硅原子键合的碳原子数2~40的烯基的聚有机硅氧烷a1;
具有Si-H基的聚有机硅氧烷a2;以及
铂族金属系催化剂A2。
6.根据权利要求5所述的粘接剂组合物,其中,
选自所述具有与硅原子键合的碳原子数2~40的烯基的聚有机硅氧烷a1和所述具有Si-H基的聚有机硅氧烷a2中的至少一种的复数粘度为1000~10000Pa·s。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的粘接剂组合物,其中,
含有非固化性聚有机硅氧烷作为不发生固化反应的成分B。
8.根据权利要求7所述的粘接剂组合物,其中,
所述非固化性聚有机硅氧烷的复数粘度为1000~10000Pa·s。
9.一种层叠体,具有:
第一基板;
第二基板;以及
粘接层,设于所述第一基板与所述第二基板之间,
所述粘接层是由如权利要求1~8中任一项所述的粘接剂组合物形成的层。
10.根据权利要求9所述的层叠体,其中,
还具有剥离层,设于所述第一基板与所述第二基板之间。
11.根据权利要求9或10所述的层叠体,其中,
所述第一基板为具备半导体的基板,所述第二基板为支承基板。
12.一种层叠体的制造方法,包括以下工序:
涂布如权利要求1~8中任一项所述的粘接剂组合物,形成赋予粘接层的粘接剂涂布层的工序;以及
第一基板和第二基板以夹着所述粘接剂涂布层而相接的方式在加热和加压下被贴合的工序。
13.根据权利要求12所述的层叠体的制造方法,其中,
还包括:在所述被贴合的工序后,对所述粘接剂涂布层进行加热而形成所述粘接层的工序。
14.根据权利要求12或13所述的层叠体的制造方法,其中,
包括:涂布剥离剂组合物,形成赋予剥离层的剥离剂涂布层的工序,
所述被贴合的工序是第一基板和第二基板以夹着所述剥离剂涂布层和所述粘接剂涂布层而相接的方式在加热和加压下被贴合的工序。
15.根据权利要求12~14中任一项所述的层叠体的制造方法,其中,
所述第一基板为具备半导体的基板,所述第二基板为支承基板。
16.一种经加工的基板的制造方法,包括:
第一工序,对如权利要求9~11中任一项所述的层叠体的所述第一基板进行加工;以及
第二工序,使通过所述第一工序加工后的所述第一基板与所述第二基板分离。
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