CN117157739A - 层叠体、剥离剂组合物以及经加工的半导体基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种层叠体,其具有:半导体基板、透光性的支承基板、以及设于所述半导体基板与所述支承基板之间的粘接层和剥离层,所述层叠体用于:在所述剥离层吸收了从所述支承基板侧照射的光后所述半导体基板与所述支承基板剥离,所述剥离层是由剥离剂组合物形成的层,所述剥离剂组合物含有如下化合物和有机硅氧烷聚合物,所述化合物是吸收所述光的结构,通过吸收所述光而有助于所述半导体基板与所述支承基板变得容易剥离,并且具有至少一个羟基。
Description
技术领域
本发明涉及一种层叠体、剥离剂组合物以及经加工的半导体基板的制造方法。
背景技术
就以往在二维的平面方向上集成而得到的半导体晶片而言,以更进一步的集成化为目的,追求将平面进一步向三维方向集成(层叠)的半导体集成技术。该三维层叠是通过硅贯通电极(TSV:through silicon via)一边接线一边集成为多层的技术。在集成为多层时,通过研磨使待集成的各个晶片的与所形成的电路面相反一侧(即背面)薄化,层叠经薄化的半导体晶片。
薄化前的半导体晶片(在此也简称为晶片)为了利用研磨装置进行研磨而粘接于支承体。此时的粘接必须在研磨后容易剥离,因此称为临时粘接。该临时粘接必须容易从支承体拆卸,当对拆卸施加较大的力时,有时经薄化的半导体晶片被切断或发生变形,为了不产生这样的情况,容易拆卸。但是,在半导体晶片的背面研磨时,因研磨应力而脱离或偏移,这是不优选的。因此,临时粘接所追求的性能是:耐受研磨时的应力,研磨后容易拆卸。
例如,追求如下性能:相对于研磨时的平面方向具有高应力(强粘接力),相对于拆卸时的纵向具有低应力(弱粘接力)。
为了这样的粘接和分离工艺,公开了利用激光照射的方法(例如参照专利文献1、2),但随着近年来的半导体领域中的进一步的进展,始终谋求与利用激光等光的照射实现的剥离相关的新技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-64040号公报
专利文献2:日本特开2012-106486号公报
发明内容
发明所要解决的问题
此外,在专利文献2所记载的技术中,在清洗半导体基板时利用清洗剂组合物溶解光照射后的分离层是不容易的。
本发明是鉴于所述情形而完成的,其目的在于,提供一种层叠体、剥离剂组合物以及使用了这样的层叠体的经加工的半导体基板的制造方法,所述层叠体能在分离支承基板与半导体基板时容易地分离,并且能在清洗半导体基板时利用清洗剂组合物溶解光照射后的剥离层,所述剥离剂组合物提供适合作为这样的剥离层的膜。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决所述的技术问题而进行了深入研究,结果发现能解决所述的技术问题,从而完成了具有以下主旨的本发明。
即,本发明包含以下内容。
[1]一种层叠体,其具有:半导体基板、透光性的支承基板、以及设于所述半导体基板与所述支承基板之间的粘接层和剥离层,所述层叠体用于:在所述剥离层吸收了从所述支承基板侧照射的光后所述半导体基板与所述支承基板剥离,所述剥离层是由剥离剂组合物形成的层,所述剥离剂组合物含有如下化合物和有机硅氧烷聚合物,所述化合物是吸收所述光的结构,通过吸收所述光而有助于所述半导体基板与所述支承基板变得容易剥离,并且具有至少一个羟基。
[2]根据[1]所述的层叠体,其中,所述化合物具有如下结构,该结构具有构成电子共轭体系的两个以上芳香族环。
[3]根据[2]所述的层叠体,其中,所述结构为选自由二苯甲酮结构、二苯胺结构、二苯基亚砜结构、二苯砜结构、偶氮苯结构、二苯并呋喃结构、芴酮结构、咔唑结构、蒽醌结构、9,9-二苯基-9H-芴结构、萘结构、蒽结构、菲结构、吖啶结构、芘结构以及苯基苯并三唑结构构成的组中的结构。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的层叠体,其中,所述化合物为下述式(1)~(7)中的任意式所示的化合物。
(式(1)~(7)中,R1~R13各自独立地表示卤素原子或一价基团。X表示单键、-O-、-CO-、-NR31-(R31表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基)、-SO-、-SO2-或-N=N-。
Y1表示单键或-CO-。当Y1为单键时,Y2表示-O-、-CO-或-NR32-(R32表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基)。当Y1为-CO-时,Y2表示-CO-。
n1为0~5的整数。
n2为0~5的整数。
n3为0~4的整数。
n4为0~4的整数。
n5为0~5的整数。
n6为0~5的整数。
n7为0~4的整数。
n8为0~4的整数。
n9为0~8的整数。
n10为0~10的整数。
n11为0~10的整数。
n12为0~4的整数。
n13为0~5的整数。
其中,式(1)~(7)各自具有至少一个羟基。
*表示键合键。
在R1~R13各自为多个的情况下,多个R1~R13任选地相同或不同。)
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的层叠体,其中,所述有机硅氧烷聚合物包含选自由SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R101R102R103SiO1/2所示的硅氧烷单元(M单元)、R104R105SiO2/2所示的硅氧烷单元(D单元)以及R106SiO3/2所示的硅氧烷单元(T单元)(R101~R106各自独立地表示与Si键合的氢原子或一价基团)构成的组中的至少一种。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的层叠体,其中,所述粘接层是由粘接剂组合物形成的层,所述粘接剂组合物含有具有硅氧烷结构的化合物。
[7]根据[6]所述的层叠体,其中,所述粘接剂组合物含有固化的成分(A)。
[8]根据[7]所述的层叠体,其中,所述成分(A)是通过氢化硅烷化反应而固化的成分。
[9]根据[7]或[8]所述的层叠体,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)。
[10]一种剥离剂组合物,其用于形成层叠体的下述剥离层,所述层叠体具有:半导体基板、支承基板、以及设于所述半导体基板与所述支承基板之间的粘接层和剥离层,并且所述层叠体用于:在所述剥离层吸收了从所述支承基板侧照射的光后所述半导体基板与所述支承基板剥离,所述剥离剂组合物含有如下化合物和有机硅氧烷聚合物,所述化合物是吸收所述光的结构,通过吸收所述光而有助于所述半导体基板与所述支承基板变得容易剥离,并且具有至少一个羟基。
[11]根据[10]所述的剥离剂组合物,其中,所述化合物具有如下结构,该结构具有构成电子共轭体系的两个以上芳香族环。
[12]根据[11]所述的剥离剂组合物,其中,所述结构为选自由二苯甲酮结构、二苯胺结构、二苯基亚砜结构、二苯砜结构、偶氮苯结构、二苯并呋喃结构、芴酮结构、咔唑结构、蒽醌结构、9,9-二苯基-9H-芴结构、萘结构、蒽结构、菲结构、吖啶结构、芘结构以及苯基苯并三唑结构构成的组中的结构。
[13]一种剥离剂组合物,其含有如下化合物和有机硅氧烷聚合物,所述化合物具有选自由二苯甲酮结构、二苯胺结构、二苯基亚砜结构、二苯砜结构、偶氮苯结构、二苯并呋喃结构、芴酮结构、咔唑结构、蒽醌结构、9,9-二苯基-9H-芴结构、萘结构、蒽结构、菲结构、吖啶结构、芘结构以及苯基苯并三唑结构构成的组中的结构,并且具有至少一个羟基。
[14]根据[10]~[13]中任一项所述的剥离剂组合物,其中,所述化合物为下述式(1)~(7)中的任意式所示的化合物。
(式(1)~(7)中,R1~R13各自独立地表示卤素原子或一价基团。
X表示单键、-O-、-CO-、-NR31-(R31表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基)、-SO-、-SO2-或-N=N-。
Y1表示单键或-CO-。当Y1为单键时,Y2表示-O-、-CO-或-NR32-(R32表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基)。当Y1为-CO-时,Y2表示-CO-。
n1为0~5的整数。
n2为0~5的整数。
n3为0~4的整数。
n4为0~4的整数。
n5为0~5的整数。
n6为0~5的整数。
n7为0~4的整数。
n8为0~4的整数。
n9为0~8的整数。
n10为0~10的整数。
n11为0~10的整数。
n12为0~4的整数。
n13为0~5的整数。
其中,式(1)~(7)各自具有至少一个羟基。
*表示键合键。
在R1~R13各自为多个的情况下,多个R1~R13任选地相同或不同。)
[15]根据[10]~[14]中任一项所述的剥离剂组合物,其中,所述有机硅氧烷聚合物包含选自由SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R101R102R103SiO1/2所示的硅氧烷单元(M单元)、R104R105SiO2/2所示的硅氧烷单元(D单元)以及R106SiO3/2所示的硅氧烷单元(T单元)(R101~R106各自独立地表示与Si键合的氢原子或一价基团)构成的组中的至少一种。
[16]一种经加工的半导体基板的制造方法,其包括:第一工序,对如[1]~[9]中任一项所述的层叠体的所述半导体基板进行加工;第二工序,将通过所述第一工序加工出的所述半导体基板与所述支承基板分离;以及第三工序,利用清洗剂组合物清洗分离出的所述半导体基板。
[17]根据[16]所述的经加工的半导体基板的制造方法,其中,所述第二工序包括对所述剥离层照射光的工序。
[18]根据[16]或[17]所述的经加工的半导体基板的制造方法,其中,所述清洗剂组合物是包含季铵盐和溶剂的清洗剂组合物。
[19]根据[18]所述的经加工的半导体基板的制造方法,其中,所述季铵盐是含卤素的季铵盐。
[20]根据[19]所述的经加工的半导体基板的制造方法,其中,所述含卤素的季铵盐是含氟的季铵盐。
发明效果
根据本发明,能提供一种层叠体、剥离剂组合物以及使用了这样的层叠体的经加工的半导体基板的制造方法,所述层叠体能在分离支承基板与半导体基板时容易地分离,并且能在清洗半导体基板时利用清洗剂组合物溶解光照射后的剥离层,所述剥离剂组合物提供适合作为这样的剥离层的膜。
附图说明
图1是层叠体的一个例子的概略剖视图。
具体实施方式
(层叠体)
本发明的层叠体具有:半导体基板、支承基板、粘接层以及剥离层。
支承基板具有透光性。
粘接层和剥离层设于半导体基板与支承基板之间。
层叠体用于:在剥离层吸收了从支承基板侧照射的光后半导体基板与支承基板剥离。
剥离层是由剥离剂组合物形成的层。
剥离剂组合物含有特定化合物和有机硅氧烷聚合物。
特定化合物是吸收光的结构,并且通过吸收光而有助于半导体基板与支承基板变得容易剥离。特定化合物具有至少一个羟基。
本发明的层叠体能适当用于半导体基板的薄化等加工。
在本发明的层叠体中,在对半导体基板实施薄化等加工的期间,半导体基板隔着粘接层和剥离层被支承基板支承。
另一方面,通过源自剥离剂组合物所含有的特定化合物的结构,在由所述剥离剂组合物形成的剥离层中,所述结构吸收光(例如激光)而使剥离层变质(例如分离或分解)。其结果是,对剥离层照射了光后,半导体基板与支承基板变得容易剥离。而且,通过源自剥离剂组合物所含有的有机硅氧烷聚合物的结构,光照射后的剥离层在后述的清洗剂组合物中可溶。若光照射后的剥离层在清洗剂组合物中可溶,则例如即使在将支承基板与半导体基板分离时剥离层的残渣残留于半导体基板侧时,也能通过利用清洗剂组合物清洗而容易地去除所述残渣。
用于剥离的光的波长只要被源自特定化合物的结构吸收,就没有特别限定,通常为100~600nm的范围内的光,例如适当的波长为308nm、343nm、355nm或365nm。剥离所需的光的照射量是能引起源自特定化合物的结构的适当的变质,例如能引起分解的照射量。
用于剥离的光可以是激光,也可以是从灯等光源发出的非激光。
<半导体基板>
作为构成半导体基板整体的主要的材质,只要能用于此种用途,就没有特别限定,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无需其面的形状为完整的圆形,例如,半导体基板的外周可以具有被称为定向平面(orientation flat)的直线部,也可以具有被称为凹槽(notch)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来适当确定即可,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来适当确定即可,没有特别限定,例如为100~1000mm。
半导体基板也可以具有凸块。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,凸块通常在形成有电路的面上形成。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:球形凸块、印刷凸块、柱状凸块(stud bump)、镀敷凸块等。
通常,根据凸块高度1~200μm左右、凸块半径1~200μm、凸块间距1~500μm的条件来适当确定凸块的高度、半径以及间距。
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。凸块可以仅由单一成分构成,也可以由多种成分构成。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,凸块也可以具有层叠结构,该层叠结构包括由这些成分中的至少任意种构成的金属层。
半导体基板的一个例子是直径300mm、厚度770μm左右的硅晶片。
<支承基板>
作为支承基板,只要是对于对剥离层照射的光具有透光性,并且在加工半导体基板时能支承半导体基板的构件,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。
作为圆盘状的支承基板的厚度,只要根据半导体基板的大小等来适当确定即可,没有特别限定,例如为500~1000μm。
作为圆盘状的支承基板的直径,只要根据半导体基板的大小等来适当确定即可,没有特别限定,例如为100~1000mm。
支承基板的一个例子是直径300mm、厚度700μm左右的玻璃晶片。
<剥离层>
剥离层是由剥离剂组合物形成的层。
剥离层设于半导体基板与支承基板之间。
剥离层可以与支承基板相接,也可以与半导体基板相接。
作为由剥离剂组合物形成剥离层的方法,没有特别限定,例如可列举出后述的形成方法。
<<剥离剂组合物>>
剥离剂组合物至少含有特定化合物和有机硅氧烷聚合物,进一步根据需要含有交联剂、产酸剂、酸、表面活性剂、溶剂等其他成分。
<<<特定化合物>>>
剥离剂组合物所含有的特定化合物是吸收光的结构,并且通过吸收光而有助于半导体基板与支承基板变得容易剥离。特定化合物具有至少一个羟基。
特定化合物优选具有如下结构(以下有时称为“特定结构”),该结构具有构成电子共轭体系的两个以上芳香族环。
两个以上芳香族环也可以构成缩合环。缩合环是指两个以上的环各自以共有两个(有时是两个以上)原子的形式成为一体。缩合环所含的各自的芳香族环可以是芳香族烃环,也可以是芳香族杂环。作为芳香族烃环,例如可列举出苯环。作为芳香族杂环,例如可列举出:呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环等。
从实现基于优异的光吸收性的、半导体基板与支承基板的良好的剥离性的观点等考虑,特定结构优选为选自由二苯甲酮结构、二苯胺结构、二苯基亚砜结构、二苯砜结构、偶氮苯结构、二苯并呋喃结构、芴酮结构、咔唑结构、蒽醌结构、9,9-二苯基-9H-芴结构、萘结构、蒽结构、菲结构、吖啶结构、芘结构以及苯基苯并三唑结构构成的组中的结构。
特定结构中的芳香族环的氢原子也可以被取代基取代。作为取代基,例如可列举出:烷基、烷氧基、芳基、卤素原子、羟基、硝基、氰基、酰胺基、磺酰胺基、酰亚胺基、羧基、羧酸酯基、磺基、磺酸酯基、烷基氨基、芳基氨基等。
特定结构中的芳香族环的氢原子的至少一个优选被具有羟基的取代基取代。具有羟基的取代基也可以为羟基。
从实现基于优异的光吸收性的、半导体基板与支承基板的良好的剥离性的观点等考虑,特定化合物优选为下述式(1)~(7)中的任意式所示的化合物。
(式(1)~(7)中,R1~R13各自独立地表示卤素原子或一价基团。X表示单键、-O-、-CO-、-NR31-(R31表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基)、-SO-、-SO2-或-N=N-。
Y1表示单键或-CO-。当Y1为单键时,Y2表示-O-、-CO-或-NR32-(R32表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基)。当Y1为-CO-时,Y2表示-CO-。
n1为0~5的整数。
n2为0~5的整数。
n3为0~4的整数。
n4为0~4的整数。
n5为0~5的整数。
n6为0~5的整数。
n7为0~4的整数。
n8为0~4的整数。
n9为0~8的整数。
n10为0~10的整数。
n11为0~10的整数。
n12为0~4的整数。
n13为0~5的整数。
其中,式(1)~(7)各自具有至少一个羟基。
*表示键合键。
在R1~R13各自为多个的情况下,多个R1~R13任选地相同或不同。)
作为R1~R13中的卤素原子,例如可列举出:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
作为R1~R13中的一价基团,例如可列举出由两个以上原子构成的原子团,具体而言,可列举出:任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基、羟基、硝基、氰基、羧基、磺基、-N(R21)(R22)(R21和R22各自独立地表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基)等。
作为R1~R13的具体例子中的任选地被取代的烷基,例如可列举出任选地被取代的碳原子数1~20的烷基。作为取代基,例如可列举出:卤素原子、羟基、羧基、烷氧基等。
作为R1~R13的具体例子中的任选地被取代的烷氧基,例如可列举出任选地被取代的碳原子数1~20的烷氧基。作为取代基,例如可列举出:卤素原子、羟基、羧基、烷基等。
作为R1~R13的具体例子中的任选地被取代的芳基,例如可列举出任选地被取代的碳原子数6~20的芳基。作为取代基,例如可列举出:卤素原子、羟基、羧基、烷基、烷氧基等。
作为R21、R22、R31以及R32中的任选地被取代的烷基的具体例子,可列举出R1~R13的具体例子中的任选地被取代的烷基的具体例子。
作为R21、R22、R31以及R32中的任选地被取代的芳基的具体例子,例如可列举出R1~R13的具体例子中的任选地被取代的芳基的具体例子。
就作为取代基的烷基而言,例如可列举出碳原子数1~6的烷基。
就作为取代基的烷氧基而言,例如可列举出碳原子数1~6的烷氧基。
需要说明的是,“任选地被取代的碳原子数1~20的烷基”中的“碳原子数1~20”是指表示去除了取代基中的碳原子数的碳原子数。在“任选地被取代的碳原子数6~20的芳基”和“任选地被取代的碳原子数1~20的烷氧基”中也同样。
作为在式(1)中X为-CO-的化合物,例如可列举出以下的化合物。
·2-羟基二苯甲酮。
·2,4-二羟基二苯甲酮。
·2,3,4-三羟基二苯甲酮。
·2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮。
·2,2’,5,6’-四羟基二苯甲酮。
·2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
·2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮。
·2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮。
·2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
·2,6-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
·2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮。
·4-氨基-2’-羟基二苯甲酮。
·4-二甲基氨基-2’-羟基二苯甲酮。
·4-二乙基氨基-2’-羟基二苯甲酮。
·4-二甲基氨基-4’-甲氧基-2’-羟基二苯甲酮。
·4-二甲基氨基-2’,4’-二羟基二苯甲酮。
·4-二甲基氨基-3’,4’-二羟基二苯甲酮。
作为在式(1)中X为-SO-的化合物,例如可列举出以下的化合物。·双(2,3-二羟基苯基)亚砜。
·双(5-氯-2,3-二羟基苯基)亚砜。
·双(2,4-二羟基苯基)亚砜。
·双(2,4-二羟基-6-甲基苯基)亚砜。
·双(5-氯-2,4-二羟基苯基)亚砜。
·双(2,5-二羟基苯基)亚砜。
·双(3,4-二羟基苯基)亚砜。
·双(3,5-二羟基苯基)亚砜。
·双(2,3,4-三羟基苯基)亚砜。
·双(2,3,4-三羟基-6-甲基苯基)-亚砜。
·双(5-氯-2,3,4-三羟基苯基)亚砜。
·双(2,4,6-三羟基苯基)亚砜。
·双(5-氯-2,4,6-三羟基苯基)亚砜。
作为在式(1)中X为-SO2-的化合物,例如可列举出以下的化合物。
·双(2,4-二羟基苯基)砜。
·双(3,4-二羟基苯基)砜。
·双(3,5-二羟基苯基)砜。
·双(3,6-二羟基苯基)砜。
·双(4-羟基苯基)砜。
·双(3-羟基苯基)砜。
·双(2-羟基苯基)砜。
·双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)砜。
作为在式(2)中Y1为单键,Y2为-CO-的化合物,例如可列举出以下的化合物。
·2,7-二羟基-9H-芴-9-酮。
作为式(3)所示的化合物,例如可列举出以下的化合物。
·9,9-双(4-羟基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-乙基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-正丙基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-异丙基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-正丁基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-仲丁基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-环己基苯基)芴。
·9,9-双(4-羟基-3-苯基苯基)芴。
剥离剂组合物所含的特定化合物的量根据采用的涂布方法、期望的膜厚等而不同,因此无法笼统地规定,相对于膜构成成分通常为0.1~80质量%,从再现性良好地得到半导体基板与支承基板能良好地分离的层叠体的观点考虑,优选为0.5质量%以上,更优选为1.0质量%以上,更进一步优选为5.0质量%以上,进一步优选为10质量%以上,优选为70质量%以下,更优选为60质量%以下,更进一步优选为50质量%以下,进一步优选为40质量%以下。需要说明的是,在本发明中,膜构成成分是指组合物所含的溶剂以外的成分。
<<<有机硅氧烷聚合物>>>
剥离剂组合物所含有的有机硅氧烷聚合物是具有硅氧烷结构的化合物。
有机硅氧烷聚合物例如包含选自由SiO2所示的硅氧烷单元(Q单元)、R101R102R103SiO1/2所示的硅氧烷单元(M单元)、R104R105SiO2/2所示的硅氧烷单元(D单元)以及R106SiO3/2所示的硅氧烷单元(T单元)(R101~R106各自独立地表示与Si键合的氢原子或一价基团)构成的组中的至少一种。
作为R101~R106中的一价基团的具体例子,例如可列举出在R1~R13中的一价基团的说明中举例示出的具体例子。
作为R101~R106中的一价基团,优选任选地具有取代基的烷基、任选地具有取代基的芳基,更优选碳原子数1~6的烷基、苯基。
有机硅氧烷聚合物优选具有与Si键合的羟基。
通过有机硅氧烷聚合物具有与Si键合的羟基,在由剥离剂组合物形成剥离层时,有机硅氧烷聚合物与特定化合物通过脱水缩合而反应。由此,在利用清洗剂组合物清洗光照射后的剥离层时,残渣更不易残留。
需要说明的是,在通过水解性硅烷化合物的水解缩合来制造出有机硅氧烷聚合物的情况下,通常所得到的有机硅氧烷聚合物具有与Si键合的羟基。
作为有机硅氧烷聚合物的重均分子量,没有特别限定,通常为300~100000,从抑制聚合物的析出,再现性良好地制备保存稳定性优异的剥离剂组合物的观点等考虑,其上限值优选为50000,更优选为30000,更进一步优选为10000,进一步优选为7000,再进一步优选为5000,从再现性良好地制备提供耐热性优异的剥离层的剥离剂组合物的观点等考虑,其下限值优选为400,更优选为500。
有机硅氧烷聚合物的重均分子量例如可以通过以下的方法来测定。
有机硅氧烷聚合物的重均分子量使用GPC装置(TOSOH(株)制HLC-8320GPC)和GPC色谱柱(昭和电工(株)制Shodex〔注册商标〕KF-801、Shodex KF-802、Shodex KF-803L),将色谱柱温度设为40℃,将四氢呋喃用作洗脱液(溶出溶剂),将流量(流速)设为1.0mL/分钟,将聚苯乙烯(昭和电工(株)制,Shodex)用作标准试样来测定。
剥离剂组合物所含的有机硅氧烷聚合物的量根据采用的涂布方法、期望的膜厚等而不同,因此无法笼统地规定,相对于膜构成成分通常为1~99.9质量%,从再现性良好地得到半导体基板与支承基板能良好地分离的层叠体的观点考虑,优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上,更进一步优选为40质量%以上,进一步优选为50质量%以上,特别优选为60质量%以上,优选为99质量%以下,更优选为98质量%以下,更进一步优选为95质量%以下,进一步优选为90质量%以下。
作为剥离剂组合物中的特定化合物与有机硅氧烷聚合物的质量比(特定化合物∶有机硅氧烷聚合物),没有特别限定,优选为0.1∶99.9~80∶20,更优选为10∶90~40∶60。
有机硅氧烷聚合物例如可以通过水解性硅烷化合物的水解缩合来得到。
作为水解性硅烷化合物,例如可列举出下述式(11)所示的化合物、下述式(12)所示的化合物等。
R1 aSi(R2)4-a……式(11)
(式中,R1表示具有烷基、芳基、卤代烷基、卤代芳基、烯基、或丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巯基或氰基的有机基团,并且通过Si-C键与硅原子键合,R2表示烷氧基、酰氧基或卤素原子,a表示0至3的整数。)
〔R3 cSi(R4)3-c〕Zb……式(12)
(式中,R3表示烷基,R4表示烷氧基、酰氧基或卤素原子,Z表示亚烷基或亚芳基,b表示0或1的整数,c表示0或1的整数。)
作为式(11)所示的化合物,例如可列举出:四甲氧基硅烷、四氯硅烷、四乙酰氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四乙酰氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三戊氧基硅烷、甲基三苯氧基硅烷、甲基三苄氧基硅烷、甲基三苯乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、β-氰基乙基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯基甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷等。
作为式(12)所示的化合物,例如可列举出:亚甲基双三甲氧基硅烷、亚甲基双三氯硅烷、亚甲基双三乙酰氧基硅烷、亚乙基双三乙氧基硅烷、亚乙基双三氯硅烷、亚乙基双三乙酰氧基硅烷、亚丙基双三乙氧基硅烷、亚丁基双三甲氧基硅烷、亚苯基双三甲氧基硅烷、亚苯基双三乙氧基硅烷、亚苯基双甲基二乙氧基硅烷、亚苯基双甲基二甲氧基硅烷、亚萘基双三甲氧基硅烷、双三甲氧基二硅烷、双三乙氧基二硅烷、双乙基二乙氧基二硅烷、双甲基二甲氧基二硅烷等。
作为用于水解缩合的水解催化剂,例如可列举出:金属螯合化合物、有机酸、无机酸、有机碱、无机碱等。
就作为水解催化剂的金属螯合物而言,例如可列举出:三乙氧基·单(乙酰丙酮)钛、三正丙氧基·单(乙酰丙酮)钛、三异丙氧基·单(乙酰丙酮)钛、三正丁氧基·单(乙酰丙酮)钛、三仲丁氧基·单(乙酰丙酮)钛、三叔丁氧基·单(乙酰丙酮)钛、二乙氧基·双(乙酰丙酮)钛、二正丙氧基·双(乙酰丙酮)钛、二异丙氧基·双(乙酰丙酮)钛、二正丁氧基·双(乙酰丙酮)钛、二仲丁氧基·双(乙酰丙酮)钛、二叔丁氧基·双(乙酰丙酮)钛、单乙氧基·三(乙酰丙酮)钛、单正丙氧基·三(乙酰丙酮)钛、单异丙氧基·三(乙酰丙酮)钛、单正丁氧基·三(乙酰丙酮)钛、单仲丁氧基·三(乙酰丙酮)钛、单叔丁氧基·三(乙酰丙酮)钛、四(乙酰丙酮)钛、三乙氧基·单(乙酰乙酸乙酯)钛、三正丙氧基·单(乙酰乙酸乙酯)钛、三异丙氧基·单(乙酰乙酸乙酯)钛、三正丁氧基·单(乙酰乙酸乙酯)钛、三仲丁氧基·单(乙酰乙酸乙酯)钛、三叔丁氧基·单(乙酰乙酸乙酯)钛、二乙氧基·双(乙酰乙酸乙酯)钛、二正丙氧基·双(乙酰乙酸乙酯)钛、二异丙氧基·双(乙酰乙酸乙酯)钛、二正丁氧基·双(乙酰乙酸乙酯)钛、二仲丁氧基·双(乙酰乙酸乙酯)钛、二叔丁氧基·双(乙酰乙酸乙酯)钛、单乙氧基·三(乙酰乙酸乙酯)钛、单正丙氧基·三(乙酰乙酸乙酯)钛、单异丙氧基·三(乙酰乙酸乙酯)钛、单正丁氧基·三(乙酰乙酸乙酯)钛、单仲丁氧基·三(乙酰乙酸乙酯)钛、单叔丁氧基·三(乙酰乙酸乙酯)钛、四(乙酰乙酸乙酯)钛、单(乙酰丙酮)三(乙酰乙酸乙酯)钛、双(乙酰丙酮)双(乙酰乙酸乙酯)钛、三(乙酰丙酮)单(乙酰乙酸乙酯)钛等钛螯合化合物;三乙氧基·单(乙酰丙酮)锆、三正丙氧基·单(乙酰丙酮)锆、三异丙氧基·单(乙酰丙酮)锆、三正丁氧基·单(乙酰丙酮)锆、三仲丁氧基·单(乙酰丙酮)锆、三叔丁氧基·单(乙酰丙酮)锆、二乙氧基·双(乙酰丙酮)锆、二正丙氧基·双(乙酰丙酮)锆、二异丙氧基·双(乙酰丙酮)锆、二正丁氧基·双(乙酰丙酮)锆、二仲丁氧基·双(乙酰丙酮)锆、二叔丁氧基·双(乙酰丙酮)锆、单乙氧基·三(乙酰丙酮)锆、单正丙氧基·三(乙酰丙酮)锆、单异丙氧基·三(乙酰丙酮)锆、单正丁氧基·三(乙酰丙酮)锆、单仲丁氧基·三(乙酰丙酮)锆、单叔丁氧基·三(乙酰丙酮)锆、四(乙酰丙酮)锆、三乙氧基·单(乙酰乙酸乙酯)锆、三正丙氧基·单(乙酰乙酸乙酯)锆、三异丙氧基·单(乙酰乙酸乙酯)锆、三正丁氧基·单(乙酰乙酸乙酯)锆、三仲丁氧基·单(乙酰乙酸乙酯)锆、三叔丁氧基·单(乙酰乙酸乙酯)锆、二乙氧基·双(乙酰乙酸乙酯)锆、二正丙氧基·双(乙酰乙酸乙酯)锆、二异丙氧基·双(乙酰乙酸乙酯)锆、二正丁氧基·双(乙酰乙酸乙酯)锆、二仲丁氧基·双(乙酰乙酸乙酯)锆、二叔丁氧基·双(乙酰乙酸乙酯)锆、单乙氧基·三(乙酰乙酸乙酯)锆、单正丙氧基·三(乙酰乙酸乙酯)锆、单异丙氧基·三(乙酰乙酸乙酯)锆、单正丁氧基·三(乙酰乙酸乙酯)锆、单仲丁氧基·三(乙酰乙酸乙酯)锆、单叔丁氧基·三(乙酰乙酸乙酯)锆、四(乙酰乙酸乙酯)锆、单(乙酰丙酮)三(乙酰乙酸乙酯)锆、双(乙酰丙酮)双(乙酰乙酸乙酯)锆、三(乙酰丙酮)单(乙酰乙酸乙酯)锆等锆螯合化合物;三(乙酰丙酮)铝、三(乙酰乙酸乙酯)铝等铝螯合化合物;等。
就作为水解催化剂的有机酸而言,例如可列举出:乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、草酸、马来酸、甲基丙二酸、己二酸、癸二酸、没食子酸、酪酸、苯六甲酸、花生四烯酸、莽草酸、2-乙基己酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、水杨酸、苯甲酸、对氨基苯甲酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、甲酸、丙二酸、磺酸、邻苯二甲酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸、三氟甲磺酸等。
就作为水解催化剂的无机酸而言,例如可列举出:盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸等。
就作为水解催化剂的有机碱而言,例如可列举出:吡啶、吡啶、吡咯、哌嗪、吡咯烷、哌啶、甲基吡啶、三甲胺、三乙胺、单乙醇胺、二乙醇胺、二甲基单乙醇胺、单甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二氮杂二环辛烷、二氮杂二环壬烷、二氮杂二环十一碳烯、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等。
就作为水解催化剂的无机碱而言,例如可列举出:氨、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙等。
作为用于水解缩合的有机溶剂,例如可列举出:正戊烷、异戊烷、正己烷、异己烷、正庚烷、异庚烷、2,2,4-三甲基戊烷、正辛烷、异辛烷、环己烷、甲基环己烷等脂肪族烃系溶剂;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯、甲基乙基苯、正丙基苯、异丙基苯、二乙基苯、异丁基苯、三乙基苯、二异丙基苯、正戊基萘、三甲基苯等芳香族烃系溶剂;甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、2-甲基丁醇、仲戊醇、叔戊醇、3-甲氧基丁醇、正己醇、2-甲基戊醇、仲己醇、2-乙基丁醇、仲庚醇、庚醇-3、正辛醇、2-乙基己醇、仲辛醇、正壬醇、2,6-二甲基庚醇-4、正癸醇、仲十一烷基醇、三甲基壬醇、仲十四烷基醇、仲十七烷基醇、苯酚、环己醇、甲基环己醇、3,3,5-三甲基环己醇、苄醇、苯基甲基甲醇、二丙酮醇、甲酚等一元醇系溶剂;乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、戊二醇-2,4、2-甲基戊二醇-2,4、己二醇-2,5、庚二醇-2,4、2-乙基己二醇-1,3、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、甘油等多元醇系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、二乙基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、乙基正丁基酮、甲基正己基酮、二异丁基酮、三甲基壬酮、环己酮、甲基环己酮、2,4-戊二酮、丙酮基丙酮、二丙酮醇、苯乙酮、葑酮等酮系溶剂;乙基醚、异丙基醚、正丁基醚、正己基醚、2-乙基己基醚、环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、二氧戊环、4-甲基二氧戊环、二噁烷、二甲基二噁烷、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇单正丁基醚、乙二醇单正己基醚、乙二醇单苯基醚、乙二醇单-2-乙基丁基醚、乙二醇二丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇单正丁基醚、二乙二醇二正丁基醚、二乙二醇单正己基醚、乙氧基三甘醇、四乙二醇二正丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单丙基醚、二丙二醇单丁基醚、三丙二醇单甲基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃等醚系溶剂;碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸正戊酯、乙酸仲戊酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸甲基戊酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸苄酯、乙酸环己酯、乙酸甲基环己酯、乙酸正壬酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸乙二醇单甲基醚、乙酸乙二醇单乙基醚、乙酸二乙二醇单甲基醚、乙酸二乙二醇单乙基醚、乙酸二乙二醇单正丁基醚、乙酸丙二醇单甲基醚、乙酸丙二醇单乙基醚、乙酸丙二醇单丙基醚、乙酸丙二醇单丁基醚、乙酸二丙二醇单甲基醚、乙酸二丙二醇单乙基醚、甘醇二乙酸酯、甲氧基三甘醇乙酸酯、丙酸乙酯、丙酸正丁酯、丙酸异戊酯、草酸二乙酯、草酸二正丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸正丁酯、乳酸正戊酯、丙二酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯等酯系溶剂;N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等含氮系溶剂;二甲基硫、二乙基硫、噻吩、四氢噻吩、二甲基亚砜、环丁砜、1,3-丙烷磺内酯等含硫系溶剂等。这些有机溶剂可以使用一种或使用两种以上的组合。
<<<交联剂>>>
剥离剂组合物也可以包含交联剂。通过包含交联剂,有机硅氧烷聚合物彼此和/或特定化合物与有机硅氧烷聚合物的交联能适当地进行,能实现适当的固化,其结果是,能期待再现性良好地得到无法通过有机溶剂、酸以及在半导体元件的制造中使用的药液(碱显影液、过氧化氢水等)适当去除,但能通过清洗剂组合物适当去除的膜。
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: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,它们可以是低分子化合物,也可以是高分子化合物。
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,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族环(例如苯环、萘环),作为这样的交联剂的典型例子,不限定于此,可列举出酚系交联剂。
具有交联形成基团的酚系交联剂是指,具有与芳香族环键合的交联形成基团,并且具有酚性羟基和由酚性羟基衍生的烷氧基中的至少一者的化合物,作为这样的由酚性羟基衍生的烷氧基,可列举出甲氧基、丁氧基等,但不限定于此。
交联形成基团所键合的芳香族环以及酚性羟基和/或由酚性羟基衍生的烷氧基所键合的芳香族环均不限于苯环等非缩合环型芳香族环,也可以是萘环、蒽等缩合环型芳香族环。
在酚系交联剂的分子内存在多个芳香族环的情况下,交联形成基团以及酚性羟基和由酚性羟基衍生的烷氧基可以与分子内的相同的芳香族环键合,也可以与不同的芳香族环键合。
交联形成基团、酚性羟基和由酚性羟基衍生的烷氧基所键合的芳香族环也可以进一步被甲基、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)中的任意式所示的化合物。
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各自独立地表示亚甲基或丙烷-2,2-二基,L3根据q1来确定,表示亚甲基、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,作为芳基优选苯基,作为烷基优选甲基、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来合成,也可以作为例如旭有机材工业(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,所述三嗪环也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,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,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、期望的膜厚等而不同,因此无法笼统地规定,只要不产生起因于由交联剂的添加导致的特定化合物在构成成分中的比例降低的、剥离层的光吸收能力的降低以及伴随于此的作为剥离层的适当的功能的阻碍,相对于特定化合物通常为0.01~50质量%,从实现适当的固化,再现性良好地得到半导体基板与支承基板能良好地分离的层叠体的观点考虑,优选为0.1质量%以上,更优选为1质量%以上,更进一步优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,优选为45质量%以下,更优选为40质量%以下,更进一步优选为35质量%以下,进一步优选为30质量%以下。需要说明的是,在本发明中,膜构成成分是指组合物所含的溶剂以外的成分。
<<<产酸剂和酸>>>
以促进交联反应等为目的,剥离剂组合物也可以包含产酸剂、酸。
作为产酸剂,例如可列举出热产酸剂和光产酸剂。
热产酸剂只要通过热而产生酸,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、苯偶姻甲苯磺酸酯(benzoin tosylate)、2-硝基苄基甲苯磺酸酯、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(King Industries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)其他有机磺酸烷基酯等,但不限定于此。
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;三苯基锍硝酸盐、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-(九氟正丁烷磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(三氟甲烷磺酰氧基)萘二甲酰亚胺等,但不限定于此。
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、它们的盐;水杨酸、苯甲酸、羟基苯甲酸、萘甲酸等芳基羧酸、它们的盐;三氟甲烷磺酸、樟脑磺酸等链状或环状烷基磺酸、它们的盐;柠檬酸等链状或环状烷基羧酸、它们的盐等,但不限定于此。
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>>>
以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为目的,剥离剂组合物也可以包含表面活性剂。
作为表面活性剂,例如可列举出:聚氧亚乙基月桂基醚、聚氧亚乙基硬脂基醚、聚氧亚乙基鲸蜡基醚、聚氧亚乙基油基醚等聚氧亚乙基烷基醚类;聚氧亚乙基辛基酚醚、聚氧亚乙基壬基酚醚等聚氧亚乙基烷基芳基醚类;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;聚氧亚乙基山梨糖醇酐单月桂酸酯、聚氧亚乙基山梨糖醇酐单棕榈酸酯、聚氧亚乙基山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧亚乙基山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧亚乙基山梨糖醇酐三硬脂酸酯等聚氧亚乙基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)TohkemProducts制,商品名)、MEGAFACE F171、F173、R-30、R-30N(DIC(株)制,商品名)、FluoradFC430、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>>>
剥离剂组合物优选包含溶剂。
作为这样的溶剂,例如可以使用能良好地溶解上述的特定化合物、交联剂等膜构成成分的高极性溶剂,根据需要,以粘度、表面张力等的调整等为目的,也可以使用低极性溶剂。需要说明的是,在本发明中,低极性溶剂是指定义为频率100kHz下的相对介电常数小于7的溶剂,高极性溶剂是指定义为频率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。
溶剂的含量考虑期望的组合物的粘度、采用的涂布方法、制作的膜的厚度等来适当确定,为组合物整体的99质量%以下,优选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通过考虑使用的涂布方法、期望的膜厚等各种要素,变更使用的溶剂的种类、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、或者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,优选碳原子数2~3的直链状或支链状亚烷基,更优选碳原子数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,优选甲基、乙基,更优选甲基。
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,优选甲基羰基、乙基羰基,更优选甲基羰基。
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中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中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,二醇系溶剂的含量相对于剥离剂组合物所含的溶剂优选为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,膜构成成分均匀分散或溶解于溶剂中,优选溶解。
剥离剂组合物例如可以通过将上述的特定化合物、有机硅氧烷聚合物、溶剂以及根据需要的交联剂混合来制造。
其混合顺序没有特别限定,作为能容易并且再现性良好地制造剥离剂组合物的方法的一个例子,可列举出:使上述的特定化合物、有机硅氧烷聚合物以及交联剂一次性溶解于溶剂中的方法;使上述的特定化合物、有机硅氧烷聚合物以及交联剂的一部分溶解于溶剂中,使剩余部分另行溶解于溶剂中,将所得到的各溶液混合的方法,但不限定于此。需要说明的是,此时,作为有机硅氧烷聚合物的溶液,也可以将在有机硅氧烷聚合物的合成中得到的反应液保持该状态或者浓缩或稀释来使用。此外,制备剥离剂组合物时,也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,也可以在制造剥离剂组合物的中途或将全部成分混合后,使用过滤器等对使用的溶剂、溶液等进行过滤。
本发明的层叠体所具备的剥离层的厚度没有特别限定,通常为5nm~100μm,在某一方案中为10nm~10μm,在另一方案中为50nm~1μm,在又一方案中为100nm~700nm。
上述的剥离剂组合物也是本发明的对象,相关的各条件(适当的条件、制造条件等)如上所述。通过使用本发明的剥离剂组合物,例如能再现性良好地制造适合作为能用于制造半导体元件的剥离层的膜。
本发明的剥离剂组合物能适当用于形成层叠体的剥离层,所述层叠体具有:半导体基板、支承基板、以及设于半导体基板与支承基板之间的粘接层和剥离层。层叠体用于:在剥离层吸收了从支承基板侧照射的光后半导体基板与支承基板剥离。
由本发明的剥离剂组合物得到的剥离层的特征之一在于,无法通过有机溶剂、酸、在半导体元件的制造中使用的药液(碱显影液、过氧化氢水等)适当去除,但能通过清洗剂组合物适当去除。这样的特异性且选择性的去除性借助于本发明的剥离剂组合物所含的特定化合物,特定化合物能作为剥离层在清洗剂组合物中的溶解性提高剂或去除性提高剂而发挥功能,此外,能作为剥离层在有机溶剂、酸或在半导体元件的制造中使用的药液(碱显影液、过氧化氢水等)中的溶解性降低剂或去除性降低剂而发挥功能。
如上所述,由本发明的剥离剂组合物得到的剥离层优选无法通过有机溶剂、酸、在半导体元件的制造中使用的药液(碱显影液、过氧化氢水等)适当去除。
作为这样的有机溶剂的具体例子,典型而言可列举出:己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、异十二烷等直链状或支链状脂肪族饱和烃等直链状或支链状脂肪族烃;环己烷、环庚烷、环辛烷、异丙基环己烷、对薄荷烷等环状脂肪族饱和烃;柠檬烯等环状脂肪族不饱和烃等环状脂肪族烃;苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、1,2,4-三甲基苯、异丙苯、1,4-二异丙基苯、对异丙基甲苯等芳香族烃;MIBK(甲基异丁基酮)、甲基乙基酮、丙酮、二异丁基酮、2-辛酮、2-壬酮、5-壬酮等二烷基酮、环己酮等环烷基酮等脂肪族饱和烃酮、异佛尔酮等烯基酮等脂肪族不饱和烃酮等脂肪族烃酮;二乙基醚、二(正丙基)醚、二(正丁基)醚、二(正戊基)醚等二烷基醚;四氢呋喃、二噁烷等环状烷基醚等脂肪族烃醚;二乙基硫醚、二(正丙基)硫醚、二(正丁基)硫醚等二烷基硫醚等脂肪族烃硫醚;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;乙腈、3-甲氧基丙腈等腈;甲醇、乙醇、丙醇等直链状或支链状烷基一元醇、环己醇等环状烷基一元醇等烷基一元醇、二丙酮醇、苄醇、2-苯氧基乙醇、2-苄氧基乙醇、3-苯氧基苄醇、四氢糠醇等烷基一元醇以外的一元醇;乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、己二醇、三乙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇等二醇;乙二醇单己基醚、丙二醇单丁基醚、二乙二醇单乙基醚、二丙二醇单丁基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单异丁基醚、三乙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二乙二醇单丙基醚(丙基卡必醇)、二乙二醇单己基醚、2-乙基己基卡必醇、二丙二醇单丙基醚、三丙二醇单甲基醚、二乙二醇单甲基醚、三丙二醇单丁基醚等二醇单烷基醚、二乙二醇单苯基醚等二醇单芳基醚等二醇单烃醚、2-苯氧基乙醇等二醇单芳基醚等二醇单醚;乙二醇二丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、丙二醇二丁基醚、二丙二醇甲基正丙基醚、二丙二醇二甲基醚、二丙二醇二乙基醚、二丙二醇二丁基醚、三乙二醇二甲基醚、三乙二醇丁基甲基醚、四乙二醇二甲基醚等二醇二烷基醚等二醇二醚;二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、丙二醇单甲基醚乙酸酯等二醇单烷基醚乙酸酯等二醇醚乙酸酯;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙烯酯等环状碳酸酯;乙酸丁酯、乙酸戊酯等酯等。
作为这样的酸,可列举出:磷酸、盐酸、高氯酸、硝酸、硫酸等无机酸、它们的盐;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、吡啶鎓盐等它们的盐;水杨酸、苯甲酸、羟基苯甲酸、萘甲酸等芳基羧酸、它们的盐;三氟甲烷磺酸、樟脑磺酸等链状或环状烷基磺酸、它们的盐;柠檬酸等链状或环状烷基羧酸、它们的盐等,但不限定于此。
作为这样的碱显影液,可列举出:氢氧化钾、氢氧化钠等碱金属氢氧化物的水溶液;四甲基氢氧化铵(氢氧化四甲基铵)、四乙基氢氧化铵、胆碱等氢氧化季铵的水溶液;乙醇胺、丙胺、乙二胺等胺水溶液等碱性水溶液等,但不限定于此。
由本发明的剥离剂组合物得到的剥离层无法通过有机溶剂、酸或在半导体元件的制造中使用的药液(碱显影液、过氧化氢水等)适当去除的特性可以通过以下的方法进行评价。
即,可以将形成于4cm见方的硅晶片上的厚度200nm的膜连同硅晶片浸渍于7mL的评价用液体中,通过对浸渍前后的膜厚进行了比较的情况下的、浸渍后的膜厚相对于浸渍前的膜厚的膜减少率(%)进行评价。
由本发明的剥离剂组合物得到的剥离层即使按照这样的方法浸渍于有机溶剂、酸或在半导体元件的制造中使用的药液(碱显影液、过氧化氢水等)中后,也示出如下这样低的膜减少率,通常为10%以下,在优选的方案中为6%以下,在更优选的方案中为5%以下,在更进一步优选的方案中为4%以下,在进一步优选的方案中为3%以下,在再进一步优选的方案中为2%以下,在再更进一步优选的方案中为1%以下,在最优选的方案中为0%。需要说明的是,膜减少率可以通过下述式计算出。
膜减少率(%)=[1-〔浸渍后的膜厚(nm)/浸渍前的膜厚(nm)〕]×100
需要说明的是,根据上述式,例如在膜膨润,膜厚增加的情况下,浸渍后的膜厚比浸渍前的膜厚增加,因此膜减少率成为负值,但上述式并非否定这样的情况而从本发明中除外。
<<<清洗剂组合物>>>
由本发明的剥离剂组合物得到的剥离层能通过清洗剂组合物适当去除,这样的清洗剂组合物通常包含盐和溶剂。
作为清洗剂组合物的适当的一个例子,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,只要用于此种用途,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,但不限定于此。
在本发明中,季铵盐优选为含卤素的季铵盐,更优选为含氟的季铵盐。
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,优选包含在阴离子中。
在优选的一个方案中,含氟的季铵盐为四(烃)氟化铵。
作为四(烃)氟化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,四(烃)氟化铵包含四烷基氟化铵。
作为四烷基氟化铵的具体例子,可列举出:四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丙基氟化铵、四丁基氟化铵(也称为氟化四丁基铵)等,但不限定于此。其中,优选四丁基氟化铵。
四(烃)氟化铵等季铵盐也可以使用水合物。此外,四(烃)氟化铵等季铵盐可以单独使用一种或组合使用两种以上。
季铵盐的量只要溶解于清洗剂组合物所含的溶剂中,就没有特别限制,相对于清洗剂组合物通常为0.1~30质量%。
在本发明中使用的清洗剂组合物所含的溶剂只要用于此种用途并且溶解季铵盐等盐,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,得到均匀性优异的清洗剂组合物的观点等考虑,在本发明中使用的清洗剂组合物优选包含一种或两种以上酰胺系溶剂。
作为酰胺系溶剂的适当的一个例子,可列举出式(Z)所示的酰胺衍生物。
式中,R0表示乙基、丙基或异丙基,优选乙基、异丙基,更优选乙基。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、环状中的任意种,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,优选甲基或乙基,更优选均为甲基或乙基,更进一步优选均为甲基。
作为式(Z)所示的酰胺衍生物,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、N,N-二甲基异丁酰胺,更优选N,N-二甲基丙酰胺。
式(Z)所示的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,但不限定于此。
作为式(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,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)。
在本发明中使用的清洗剂组合物也可以包含与上述的酰胺化合物不同的一种或两种以上其他有机溶剂。
这样的其他有机溶剂只要是用于此种用途并且与上述的酰胺化合物具有相溶性的有机溶剂,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,但不限定于此。
就与上述的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不分离,并且与上述的酰胺化合物均匀混合,通常按在清洗剂组合物所含的溶剂中为95质量%以下来适当确定。
需要说明的是,在本发明中使用的清洗剂组合物也可以包含水作为溶剂,但从避免基板的腐蚀等观点等考虑,通常意图仅使用有机溶剂作为溶剂。需要说明的是,在该情况下,会在清洗剂组合物中包含盐的水合水、有机溶剂所含的微量包含的水,并非对此都予以否定。在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。
由本发明的剥离剂组合物得到的剥离层能通过清洗剂组合物适当去除的特性可以依据上述的方法,以膜减少率(%)同样地进行评价。
由本发明的剥离剂组合物得到的剥离层按照上述的方法浸渍于清洗剂组合物中后,示出如下这样高的膜减少率,通常为90%以上,在优选的方案中为94%以上,在更优选的方案中为95%以上,在更进一步优选的方案中为96%以上,在进一步优选的方案中为97%以上,在再进一步优选的方案中为98%以上,在再更进一步优选的方案中为99%以上,在最优选的方案中为100%。
<粘接层>
粘接层设于支承基板与半导体基板之间。
粘接层例如与半导体基板相接。粘接层例如也可以与支承基板相接。
作为粘接层,没有特别限定,优选为由粘接剂组合物形成的层。
<<粘接剂组合物>>
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,但不限定于此。
其中,半导体基板等的加工时示出适当的粘接能力,加工后能适当剥离,而且耐热性也优异,并且能通过清洗剂组合物适当去除,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。
在优选的方案中,粘接剂组合物含有聚有机硅氧烷。
此外,在另一优选的方案中,粘接剂组合物包含通过氢化硅烷化反应而固化的成分。
作为在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,作为在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>>
作为优选的实施方案,在本发明中使用的粘接剂组合物含有聚有机硅氧烷。
例如,在本发明中使用的粘接剂组合物含有成为粘接剂成分的固化的成分(A)。在本发明中使用的粘接剂组合物也可以含有成为粘接剂成分的固化的成分(A)和不引起固化反应的成分(B)。在此,作为不引起固化反应的成分(B),例如可列举出聚有机硅氧烷。需要说明的是,在本发明中“不引起固化反应”并非是指不引起任何固化反应,而是指不引起固化的成分(A)所发生的固化反应。
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)例如作为成分(A’)的一个例子含有: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)。其中,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),所述聚硅氧烷(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单元,聚硅氧烷(A1)包含聚有机硅氧烷(a1’)和聚有机硅氧烷(a2’),所述聚有机硅氧烷(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,所述聚有机硅氧烷(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,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,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、环状中的任意种,优选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;二环丁基、二环戊基、二环己基、二环庚基、二环辛基、二环壬基、二环癸基等二环烷基等,但不限定于此,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、支链状中的任意种,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’)所含的烯基与聚有机硅氧烷(a2’)所含的氢原子(Si-H基)通过利用铂族金属系催化剂(A2)的氢化硅烷化反应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),但不限定于此。
此外,在聚有机硅氧烷(a1’)所包含的聚有机硅氧烷包括两种以上的情况下,优选(Q’单元和M’单元)和(D’单元和M’单元)的组合、(T’单元和M’单元)和(D’单元和M’单元)的组合、(Q’单元、T’单元以及M’单元)和(T’单元和M’单元)的组合,但不限定于此。
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),但不限定于此。
聚有机硅氧烷(a1’)由烷基和/或烯基与其硅原子键合而成的硅氧烷单元构成,R1’~R6’所示的全部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’)由烷基和/或氢原子与其硅原子键合而成的硅氧烷单元构成,R1”~R6”所示的全部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)所含的烯基与聚有机硅氧烷(a2)所含的构成Si-H键的氢原子的摩尔比在1.0∶0.5~1.0∶0.66的范围内。
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,各自通常为500~1000000,从再现性良好地实现本发明的效果的观点考虑,优选为5000~50000。
需要说明的是,在本发明中,聚有机硅氧烷(上述有机硅氧烷聚合物除外)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EcoSEC,HLC-8320GPC)和GPC色谱柱(TOSOH(株)TSKgel SuperMultiporeHZ-N、TSKgelSuperMultiporeHZ-H),将色谱柱温度设为40℃,将四氢呋喃用作洗脱液(溶出溶剂),将流量(流速)设为0.35mL/分钟,将聚苯乙烯(昭和电工(株)制,Shodex)用作标准试样来测定。
聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的粘度没有特别限定,各自通常为10~1000000(mPa·s),从再现性良好地实现本发明的效果的观点考虑,优选为50~10000(mPa·s)。需要说明的是,聚有机硅氧烷(a1)和聚有机硅氧烷(a2)的粘度是在25℃下利用E型旋转粘度计测定出的值。
聚有机硅氧烷(a1)与聚有机硅氧烷(a2)通过氢化硅烷化反应,相互反应而成为膜。因此,其固化的机理例如与经由硅烷醇基的机理不同,因此,任意的硅氧烷均无需包含硅烷醇基、如烷氧基那样的通过水解而形成硅烷醇基的官能团。
在本发明的优选的方案中,粘接剂组合物与聚有机硅氧烷成分(A’)一并包含铂族金属系催化剂(A2)。
这样的铂系的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。
作为铂系的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的范围内。
出于抑制氢化硅烷化反应的进行的目的,聚有机硅氧烷成分(A’)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,通常从得到其效果的观点考虑为1000.0ppm以上,从防止氢化硅烷化反应的过度抑制的观点考虑为10000.0ppm以下。
在本发明中使用的粘接剂组合物的一个例子也可以一并包含固化的成分(A)和成为剥离剂成分的不引起固化反应的成分(B)。通过在粘接剂组合物中包含这样的成分(B),能再现性良好地适当剥离所得到的粘接层。
作为这样的成分(B),典型而言可列举出非固化性的聚有机硅氧烷,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,但不限定于此。
此外,作为成分(B),可列举出聚二甲基硅氧烷。所述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,但不限定于此。
就作为成分(B)的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,但不限定于此。
作为成分(B)的聚有机硅氧烷的重均分子量虽然没有特别限定,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200000~1200000,更优选为300000~900000。此外,其分散度虽然没有特别限定,但通常为1.0~10.0,从再现性良好地实现适当的剥离的观点等考虑,优选为1.5~5.0,更优选为2.0~3.0。需要说明的是,重均分子量和分散度可以通过与聚有机硅氧烷相关的上述的方法来测定。
作为成分(B)的聚有机硅氧烷的粘度没有特别限定,通常为1000~2000000mm2/s。需要说明的是,作为成分(B)的聚有机硅氧烷的粘度的值由运动粘度表示,为厘斯(cSt)=mm2/s。也可以通过粘度(mPa·s)除以密度(g/cm3)来求出。即,其值可以根据在25℃下测定出的、利用E型旋转粘度计测定出的粘度和密度来求出,可以根据运动粘度(mm2/s)=粘度(mPa·s)/密度(g/cm3)这一式计算出。
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,表示环氧基或包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为不与其他环缩合而独立的环氧基,也可以如1,2-环氧环己基那样,为与其他环形成缩合环的环氧基。
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),但除了包含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,其重均分子量虽然没有特别限定,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)所示的聚有机硅氧烷,但不限定于此。
(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,优选为包含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,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),但除了包含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的硅氧烷单元(D30单元),但除了包含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,但不限定于此。
(m5和n5表示各重复单元的数量,为正整数。)
(m6和n6表示各重复单元的数量,为正整数。)
作为剥离剂成分(B)的聚有机硅氧烷可以是市售品,也可以是合成出的聚有机硅氧烷。
作为聚有机硅氧烷的市售品,例如可列举出:作为Wacker Chemie公司制的产品的WACKERSILICONE FLUID AK系列(AK 50、AK 350、AK 1000、AK 10000、AK 1000000)、GENIOPLAST GUM、信越化学工业(株)制二甲基硅油(KF-96L、KF-96A、KF-96、KF-96H、KF-69、KF-965、KF-968)、环状二甲基硅油(KF-995);Gelest公司制含环氧基的聚有机硅氧烷(商品名CMS-227、ECMS-327)、信越化学工业(株)制含环氧基的聚有机硅氧烷(KF-101、KF-1001、KF-1005、X-22-343)、Dow Corning公司制含环氧基的聚有机硅氧烷(BY16-839);Gelest公司制含苯基的聚有机硅氧烷(PMM-1043、PMM-1025、PDM-0421、PDM-0821)、信越化学工业(株)制含苯基的聚有机硅氧烷(KF50-3000CS)、MOMENTIVE公司制含苯基的聚有机硅氧烷(TSF431、TSF433)等,但不限定于此。
在某一方案中,在本发明中使用的粘接剂组合物一并包含固化的成分(A)和不引起固化反应的成分(B),在另一方案中,包含聚有机硅氧烷作为成分(B)。
在本发明中使用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),若考虑粘接性与剥离性的平衡,则成分(A)与成分(B)的比率按质量比〔(A)∶(B)〕计优选为99.995∶0.005~30∶70,更优选为99.9∶0.1~75∶25。
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)的比率按质量比〔(A’)∶(B)〕计优选为99.995∶0.005~30∶70,更优选为99.9∶0.1~75∶25。
在本发明中使用的粘接剂组合物的粘度没有特别限定,在25℃下通常为500~20000mPa·s,优选为1000~10000mPa·s。
<<第二实施方案>>
作为优选的实施方案,在本发明中使用的粘接剂组合物例如含有以下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、以及它们的混合物中。
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、以及它们的混合物中。
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号公报中记载的暂时性结合组合物。
关于第二实施方案的粘接剂组合物,以下进一步详细地进行说明。
在本发明中使用的粘接剂组合物包含固化性粘接剂材料和剥离添加剂。通常,固化性粘接剂材料在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,不限定于此,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。为了提供追加的疏水性,固化性粘接剂材料可以被某些适当的部分例如含氟的基团取代,但其仅限于这样的部分不会对固化后的粘接剂材料的机械特性造成不良影响的情况。固化性粘接剂材料优选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、以及它们的混合物中,更优选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中的一种以上。在不同的固化性粘接剂材料的混合物用于本发明的情况下,这样的材料以在固化工序中相互固化的方式选择。在使用不同的固化性材料的混合物的情况下,这样的固化性材料按99∶1~1∶99,优选按95∶5~5∶95,更优选按90∶10~10∶90,进一步更优选按75∶25~25∶75的质量比使用。
各种广泛的聚亚芳基低聚物可以在本发明中使用。在本说明书中使用的情况下,“聚亚芳基”这一术语包括聚亚芳基醚。适当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为芳香族基团或经惰性取代的芳香族基团;各R独立地为氢、烷基、芳基或者经惰性取代的烷基或芳基;L为共价键、或将一个Ar与至少一个其他Ar连结的基团;n和m为至少2的整数;以及q为至少1的整数。作为这样的物质,乙炔基芳香族化合物通常具有四个以上乙炔基(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暂时性结合组合物中使用的适当的聚亚芳基低聚物也可以包含如下聚合物,该聚合物包含以下作为聚合单元。
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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如所述定义的那样。作为在本发明中有用的聚亚芳基共聚物,包含如下单体,该单体具有下式作为聚合单元。
式中,Ar’和R如所述定义的那样。
作为示例性的聚亚芳基,可列举出Ar-L-Ar为如下的物质,但不限定于此:联苯;2,2-二苯基丙烷;9,9’-二苯基芴;2,2-二苯基六氟丙烷;二苯硫醚;氧代联苯烯(oxydiphenylene);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;硫代联苯烯;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;联萘烯;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-)。作为有用的双苯基衍生物,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在本领域中公知的各种方法,例如通过如下工序来制备:(a)在溶剂中,将多酚(优选双酚)选择性地卤化,优选溴化(在此,各酚性环在相对于酚性羟基邻位的两个位置中的一处被一个卤素卤化);(b)将所得到的聚(邻卤代酚)上的酚性羟基优选在溶剂中转换为与末端乙炔基化合物为反应性,能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磺酸酐制备出的三氟甲烷磺酸酯);以及(c)在芳基乙炔基化催化剂,优选在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,将卤素和三氟甲基磺酸酯同时用含乙炔基的基团(例如乙炔、苯乙炔、经取代的苯乙炔或经取代的乙炔)取代。该合成的进一步的说明在国际公开第WO97/10193号(Babb)中提供。
式(I)的乙炔基芳香族单体对制备式(II)或(III)中的任意式的聚合物是有用的。乙炔基芳香族单体的聚合充分在本领域技术人员的能力的范围内。聚合的具体条件依赖于包括待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期望的特性的各种因素,聚合的通常的条件在国际公开第WO97/10193号(Babb)中详述。
作为用于本发明特别适当的聚亚芳基,可列举出作为SiLK(商标)半导体电介质(可以从马萨诸塞州马尔伯勒的Dow Electronic Materials获得)销售的物质。作为其他特别适当的聚亚芳基,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号中公开的物质。
适当的环状烯烃材料为聚(环状烯烃),其可以是热塑性的,可以优选具有2000~200000道尔顿,更优选具有5000~100000道尔顿,进一步更优选具有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℃,更优选具有至少140℃的软化温度(3000PaS下的熔融粘度)。此外,适当的聚(环状烯烃)优选具有至少60℃,更优选具有60~200℃,最优选具有75~160℃的玻璃化转变温度(Tg)。
优选的聚(环状烯烃)包含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而成。用于本发明适当的环状烯烃选自降冰片烯系烯烃、四环十二烯系烯烃、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的物质、以及它们的衍生物中。作为衍生物,可列举出:被烷基(优选C1-C20烷基,更优选C1-C10烷基)、亚烷基(优选C1-C20亚烷基,更优选C1-C10亚烷基)、芳烷基(优选C6-C30芳烷基,更优选C6-C18芳烷基)、环烷基(优选C3-C30环烷基,更优选C3-C18环烷基)、醚、乙酰基、芳香族、酯、羟基、烷氧基、氰基、酰胺、酰亚胺以及硅烷基取代的衍生物。作为用于本发明特别优选的环状烯烃,可列举出选自以下的物质和它们的组合中的物质。
式中,各R1和R2独立地选自H和烷基(优选C1-C20烷基,更优选C1-C10烷基)中,以及各R3独立地选自H、经取代和未取代的芳基(优选C6-C18芳基)、烷基(优选C1-C20烷基,更优选C1-C10烷基)、环烷基(优选C3-C30环烷基,更优选C3-C18环烷基)、芳烷基(优选C6-C30芳烷基,更优选C6-C18芳烷基,例如苄基、苯乙基、苯基丙基等)、酯基、醚基、乙酰基、醇(优选C1-C10醇)、醛基、酮、腈、以及它们的组合中。
优选的非环状烯烃选自支链和非支链C2-C20烯烃(优选C2-C10烯烃)中。非环状烯烃更优选具有结构(R4)2C=C(R4)2,其中各R4独立地选自H和烷基(优选C1-C20烷基,更优选C1-C10烷基)中。作为用于本发明特别优选的非环状烯烃,可列举出选自乙烯、丙烯以及丁烯中的物质,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亚乙基单元的乙烯-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(商标)(由三井化学株式会社制造)品牌下获得的物质。用于制造这些共聚物的适当的方法在美国专利第6008298号中公开。此外,环烯烃共聚物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与环状烯烃单体的共聚物(例如亚乙基和环戊烷-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)品牌下提供的物质。通过该开环方法制造这些共聚物的适当的方法在美国专利第5191026号中公开。
作为本发明的固化性粘接剂材料有用的芳基环丁烯低聚物在本领域中是周知的。作为适当的芳基环丁烯低聚物,可列举出具有下式的物质,但不限定于此。
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的同一芳香族环上的相邻碳原子键合;m为1以上的整数;n为1以上的整数;以及R5为一价基团。多价芳基Ar优选可以由1~3个芳香族碳环式或芳香族杂环构成。芳基优选包含单一芳香族环,更优选包含苯环。芳基根据情况被如下基团取代:(C1-C6)烷基、三(C1-C6)烷基硅烷基、(C1-C6)烷氧基以及卤素中的1~3个基团,优选(C1-C6)烷基、三(C1-C3)烷基硅烷基、(C1-C3)烷氧基以及氯中的一个以上,更优选(C1-C3)烷基、三(C1-C3)烷基硅烷基以及(C1-C3)烷氧基中的一个以上。芳基优选未被取代。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。R5优选选自H和(C1-C6)烷基中,更优选选自H和(C1-C3)烷基中。B优选包含一个以上碳-碳双键(烯属不饱和)。适当的一价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、以及芳基中;Z选自氢、(C1-C6)烷基、芳基、硅氧烷基(siloxanyl)、-CO2R12中;各R12独立地选自H、(C1-C6)烷基、芳基、芳烷基以及烷芳基(alkaryl)中;以及x=1或2。R10和R11独立地优选选自H、(C1-C3)烷基、以及芳基中,更优选选自H和(C1-C3)烷基中。R12优选为(C1-C3)烷基、芳基以及芳烷基。Z优选为硅烷氧基。优选的硅烷氧基具有式-[Si(R13)2-O]p-Si(R13)2-,其中各R13独立地选自H、(C1-C6)烷基、芳基、芳烷基以及烷芳基中;p为1以上的整数。R13选自(C1-C3)烷基、芳基以及芳烷基中。作为适当的芳烷基,可列举出:苄基、苯乙基以及苯基丙基。
芳基环丁烯低聚物优选包含下式的一种以上低聚物。
式中,各R6独立地选自H和(C1-C6)烷基中,优选选自H和(C1-C3)烷基中;各R7独立地选自(C1-C6)烷基、三(C1-C6)烷基硅烷基、(C1-C6)烷氧基以及卤素中;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、芳烷基以及苯基中;p为1以上的整数;以及q为0~3的整数。各R6独立地优选选自H和(C1-C3)烷基中,各R6更优选为H。各R7独立地优选选自(C1-C6)烷基、三(C1-C3)烷基硅烷基、(C1-C3)烷氧基以及氯中,更优选选自(C1-C3)烷基、三(C1-C3)烷基硅烷基以及(C1-C3)烷氧基中。各R8独立地优选选自(C2-C6)烯基中,各R8更优选为-CH=CH-。各R9优选选自(C1-C3)烷基中,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。特别优选的芳基环丁烯低聚物,1,3-双(2-(二环[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种适当的方法,例如通过美国专利第4812588号;美国专利第5136069号;美国专利第5138081号以及国际公开第WO94/25903号中记载的方法来制备。此外,适当的芳基环丁烯低聚物在能从Dow Electronic Materials获得的CYCLOTENE(商标)品牌下市售。芳基环丁烯低聚物可以保持该状态使用,或也可以通过某种适当的方法进一步纯化。
可以固化的乙烯基芳香族低聚物可以在本发明中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。乙烯基芳香族单体优选含有一个乙烯基。适当的乙烯基芳香族单体是未取代乙烯基芳香族单体和经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,不限定于此,可列举出:苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙烯基苯甲醚、乙烯基二甲氧基苯、乙烯基苯胺、卤代苯乙烯例如氟苯乙烯、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为苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙烯基苯甲醚、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)部分以外,还包含反应性部分,即能在形成乙烯基芳香族低聚物之后进一步聚合(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也可以优选是在与乙烯基芳香族单体的低聚物化之后,能通过狄尔斯-阿尔德反应而进一步聚合的任何非对称二烯或三烯。更优选的是,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属不饱和以外,还包含烯丙基部分,进一步更优选的是,除了包含该烯属不饱和以外,还包含烯丙酯部分。作为形成乙烯基芳香族低聚物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、非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,不限定于此,可列举出:柠檬烯、双戊烯、月桂烯等。此外,本领域技术人员会理解一种以上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是烯属不饱和的,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、(甲基)丙烯酸(C1-C10)烷基酯、(甲基)丙烯酸芳香族酯、经取代的乙烯单体、以及聚(环氧烷)单体,但不限定于此。
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种适当的方法来制备,例如可以通过在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和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将这样的低聚物进一步固化的未反应烯丙基部分。
在暂时性结合组合物中可以使用各种广泛的材料作为剥离添加剂,其中,这样的材料在储存和使用的条件下不与粘接剂材料反应,以及在用于使粘接剂材料固化的条件下为非固化性。除此以外,剥离添加剂应与暂时性结合组合物为相容性,即剥离添加剂相对于粘接剂材料和用于暂时性结合组合物的任何其他构成成分,例如相对于有机溶剂必须为分散性、混合性或若不为分散性、混合性则必须实质上为相容性。在有机溶剂(或混合溶剂系)用于暂时性结合组合物的情况下,剥离添加剂和固化性粘接剂材料在这样的溶剂中必须为可溶性。在本发明中,剥离添加剂为充分不挥发性以便其在使用条件下实质上不蒸发,即其实质上在沉积工序,例如在旋涂或者用于去除有机溶剂或用于使粘接剂材料固化的任意种后续的加热工序时不蒸发。在暂时性结合组合物的膜或层例如通过旋涂而流延的情况下,大量(或全部)溶剂蒸发。剥离添加剂在使用的任何有机溶剂中均为可溶性,但优选在固化性粘接剂材料中不完全为可溶性。剥离添加剂为与固化后的粘接剂材料相比优越的亲水性。不受理论约束,可认为在粘接剂材料固化时,剥离添加剂相会分离,优先向晶片的有源表面(与载体表面相比亲水性高的表面)的一方移动。剥离添加剂中的适当的亲水性部分的使用能实现暂时性结合组合物中的剥离添加剂的完全分散,或优选溶解,以及能随着剥离添加剂向亲水性高的表面移动,在粘接剂材料的固化时实现剥离添加剂的相分离。在固化时不从粘接剂材料相分离的任何材料均不作为按照本发明的剥离添加剂而发挥功能。
通常,剥离添加剂含有一个以上相对亲水性的部分,例如含有一个以上含有氧、氮、磷以及硫的部分。作为适当的剥离添加剂,不限定于此,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。剥离添加剂优选含有一个以上极性末端基团,该极性末端基团含有氧、氮以及硫中的一种以上,优选含有氧。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、烷基硫基、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)烷基氨基中,更优选选自(C1-C6)烷氧基、(C6-C10)芳氧基、羟基、羧酸酯以及(C1-C6)烷氧基羰基中,进一步更优选选自(C1-C6)烷氧基、羟基、羧酸酯以及(C1-C6)烷氧基羰基中。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、羧基以及乙酰氧基中。剥离添加剂优选不含硅。
适当的剥离添加剂具有≤10000道尔顿,优选具有≤7500道尔顿,更优选具有≤7000道尔顿的数均分子量(Mn)。剥离添加剂具有在使用条件之间,剥离添加剂实质上成为不挥发性(即<5%,优选为<3%,更优选为≤1%的剥离添加剂在使用时挥发)所需的最小分子量(Mn)。剥离添加剂优选具有≥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。剥离添加剂可以为线状聚合物;支链状聚合物例如树状聚合物、星状聚合物等;聚合物粒子等,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。不受理论约束,可认为线状聚合物与支链状聚合物相比,能朝向亲水性的晶片表面穿过固化粘接剂材料相而良好地移动。
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,这样的共聚物可以为无规或嵌段。聚环氧烷剥离添加剂可以具有各种极性末端基团,这样的极性末端基团优选为羟基、(C1-C6)烷氧基以及(C1-C6)烷氧基羰基,更优选为羟基、(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),例如为聚(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,其为与一种以上不同的环氧烷重复单元的共聚物。本领域技术人员理解剥离添加剂的混合物也可以用于本发明的暂时性结合组合物。作为适当的剥离添加剂,可列举出:在产品名PLURONIC(注册商标)、TETRONIC以及POLYTHF(可以从BASF,路德维希港,德国获得)、产品名FORTEGRA(The DowChemical Company,密歇根州,米兰德)以及产品名TERATHANE(可以从Invista,威奇塔,堪萨斯州获得)下销售的聚醚,它们全部可以不进行进一步的纯化而使用。
<<第三实施方案>>
作为优选的实施方案,在本发明中使用的粘接剂组合物例如含有以下记载的热固性聚合物。
作为第三实施方案的粘接剂组合物,例如可以使用日本专利第6528747号公报中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、或选自下述式所示的基团中的二价有机基团。
-CH2-,以及/>
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的整数,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,也可列举出: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、或选自下述式所示的基团中的二价有机基团。
-CH2-,以及/>
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所示的一价烃基而举例示出的相同的一价烃基。p优选为3~60的整数,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为主要成分的热固性树脂组合物为了进行其热固化,包含选自如下物质中的一种以上交联剂:利用甲醛或甲醛-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。
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进行其热固化,包含选自如下物质中的一种以上交联剂: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。
此外,包含有机硅A和有机硅B的热固性树脂组合物为了进行其热固化,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交联剂。
作为所述氨基缩合物,可列举出三聚氰胺树脂、脲树脂等。作为利用甲醛或甲醛-醇改性的三聚氰胺树脂,可列举出:按照公知的方法,使改性三聚氰胺单体(例如三甲氧基甲基单羟甲基三聚氰胺)或其多聚物(例如二聚物、三聚物等低聚物)与甲醛加成缩聚至成为期望的分子量而得到的物质。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。
作为利用甲醛或甲醛-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。利用甲醛或甲醛-醇改性的脲树脂例如可以通过如下方式制备:按照公知的方法,利用甲醛对期望的分子量的脲缩合物进行羟甲基化来改性,或进一步利用醇对其进行烷氧基化来改性。
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、下述式所示的物质等。
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:间或对系甲酚酚醛清漆树脂(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,也可以相对于热固性聚合物100质量份配合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,在本发明中使用的粘接剂组合物例如包含选自由用于形成日本专利第5788173号公报中记载的接合用组合物层的热塑性组合物所含的酰亚胺、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)中的至少任意式的重复单元的聚合物和低聚物构成的组中。
式(I)为下式。
[式中,R选自由下式构成的组中。
以及/>
(式中,R1选自由烷基取代苯基、下式构成的组中。)]
式(II)为下式。
(式中,Z选自由硅氧烷和具有醚桥接的部分构成的组中。)
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,可列举出选自由下式构成的组中的基团。
以及/>
式(I)中,X选自由苯砜、(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可以为上述的芳香族基团,可以为脂肪族基团,也可以为脂环式基团。在另一实施方式中,X可以包含具有(如关于Z而论述的)醚桥接的芳香族基团、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基团选自由(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,优选的硅氧烷由下式表示。
[式中,各R3各自选自由氢、(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的具有醚桥接的优选的部分选自由下式构成的组中。
以及
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、脂环式单胺以及苯二甲酸酐构成的组中的化合物。特别优选的封端基团具有选自由(优选为C1-C15,更优选为C1-C10,进一步优选为C1-C6的)烷基、下式构成的组中的基团。
以及/>
[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。]
酰亚胺、酰胺酰亚胺以及酰胺酰亚胺-硅氧烷的聚合物或低聚物化合物为热塑性,优选具有约3000道尔顿~约300000道尔顿,更优选具有约6000道尔顿~约50000道尔顿的重均分子量。优选的化合物(在熔融粘度3000Pa·s下)优选具有至少约150℃,更优选具有至少约200℃,进一步优选具有约200℃~约250℃的软化温度。
接合用组合物中的膜构成成分量在将组合物的总质量设为100质量%时应为至少约10质量%,优选应为约10质量%~约40质量%,更优选应为约10质量%~约30质量%。
以粘度的调整等为目的,在本发明中使用的粘接剂组合物也可以包含溶剂,作为其具体例子,可列举出:脂肪族烃、芳香族烃、酮等,但不限定于此。
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、薄荷烷、柠檬烯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、异丙苯、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。
在本发明中使用的粘接剂组合物包含溶剂的情况下,其含量考虑期望的组合物的粘度、采用的涂布方法、制作的膜的厚度等来适当确定,相对于组合物整体在10~90质量%左右的范围内。
在本发明中使用的粘接剂组合物的粘度没有特别限定,在25℃下通常为500~20000mPa·s,优选为1000~5000mPa·s。在本发明中使用的粘接剂组合物的粘度可以通过考虑使用的涂布方法、期望的膜厚等各种要素,变更使用的溶剂的种类、它们的比率;膜构成成分浓度等来调整。
在本发明中使用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)溶解于溶剂中的方法;使成分(A)和成分(B)的一部分溶解于溶剂中,使其余部分溶解于溶剂中,将所得到的溶液混合的方法,但不限定于此。需要说明的是,制备粘接剂组合物时,也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,也可以在制造粘接剂组合物的中途或将全部成分混合后,使用过滤器等对使用的溶剂、溶液等进行过滤。
本发明的层叠体所具备的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,从避免起因于厚膜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。
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来适当制造。
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的层叠体依次具有半导体基板1、粘接层2、剥离层3以及支承基板4。
粘接层2和剥离层3设于半导体基板1与支承基板4之间。粘接层2与半导体基板1相接。剥离层3与粘接层2和支承基板4相接。
<层叠体的制造方法>
本发明的层叠体例如可以通过包括如下工序的方法来制造:第一工序,将粘接剂组合物涂布于半导体基板的表面,若需要则对其进行加热,形成粘接剂涂布层;第二工序,将剥离剂组合物涂布于支承基板的表面,若需要则对其进行加热,形成剥离剂涂布层;以及第三工序,一边对半导体基板的粘接剂涂布层和支承基板的剥离剂涂布层实施加热处理和减压处理中的至少一方,一边施加半导体基板和支承基板的厚度方向的载荷使其密合,然后,实施后加热处理,由此制成层叠体。
此外,本发明的层叠体例如可以通过包括如下工序的方法来制造:第一工序,将剥离剂组合物涂布于半导体基板的表面,若需要则对其进行加热,形成剥离剂涂布层;第二工序,将粘接剂组合物涂布于支承基板的表面,若需要则对其进行加热,形成粘接剂涂布层;以及第三工序,一边对半导体基板的剥离剂涂布层和支承基板的粘接剂涂布层实施加热处理和减压处理中的至少一方,一边施加半导体基板和支承基板的厚度方向的载荷使其密合,然后,实施后加热处理,由此制成层叠体。
需要说明的是,只要不损害本发明的效果,也可以在任一方的基板分别依次进行各组合物的涂布和加热。
涂布方法没有特别限定,通常为旋涂法。需要说明的是,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或剥离剂涂布层的方法。
涂布后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;使用的溶剂的沸点;期望的粘接层的厚度等而不同,因此无法笼统地规定,通常为80~150℃,其加热时间通常为30秒~5分钟。
在粘接剂组合物包含溶剂的情况下,通常对涂布后的粘接剂组合物进行加热。
涂布后的剥离剂组合物的加热温度根据产酸剂的种类、量;使用的溶剂的沸点;期望的剥离层的厚度等而不同,因此无法笼统地规定,从再现性良好地实现适当的剥离层的观点考虑为80℃以上,从抑制产酸剂的分解的观点等考虑为300℃以下,其加热时间根据加热温度,通常在10秒~10分钟的范围内适当确定。
在剥离剂组合物包含溶剂的情况下,通常对涂布后的剥离剂组合物进行加热。
加热可以使用加热板、烘箱等进行。
涂布粘接剂组合物,若需要则对其进行加热而得到的粘接剂涂布层的膜厚通常为5~500μm左右,以最终成为上述的粘接层的厚度的范围的方式适当确定。
涂布剥离剂组合物,若需要则对其进行加热而得到的剥离剂涂布层的膜厚通常为5nm~100μm左右,以最终成为上述的剥离层的厚度的范围的方式适当确定。
在本发明中,可以将这样的涂布层以彼此相接的方式合在一起,一边实施加热处理或减压处理或者它们双方,一边施加半导体基板和支承基板的厚度方向的载荷使两个层密合,然后,实施后加热处理,由此得到本发明的层叠体。需要说明的是,采用加热处理、减压处理、两者并用中的任意种处理条件在考虑粘接剂组合物的种类、剥离剂组合物的具体组成、由两组合物得到的膜的相性、膜厚、求出的粘接强度等各种情形的基础上适当确定。
从在组合物包含溶剂的情况下去除溶剂的观点、使粘接剂涂布层软化而实现与剥离剂涂布层的适当贴合的观点等考虑,加热处理通常从20~150℃的范围内适当确定。特别是,从抑制或避免粘接剂成分(A)的过度的固化、无需的变质的观点考虑,优选为130℃以下,更优选为90℃以下,其加热时间根据加热温度、粘接剂的种类来适当确定,从可靠地体现适当的粘接的观点考虑,通常为30秒以上,优选为1分钟以上,从抑制粘接层、其他构件的变质的观点考虑,通常为10分钟以下,优选为5分钟以下。
减压处理只要使彼此相接的粘接剂涂布层和剥离剂涂布层暴露在10~10000Pa的气压下即可。减压处理的时间通常为1~30分钟。
从再现性良好地得到基板能良好地分离的层叠体的观点考虑,彼此相接的两个层优选通过减压处理,更优选通过并用加热处理和减压处理来贴合。
半导体基板和支承基板的厚度方向的载荷只要不对半导体基板和支承基板以及它们之间的两个层造成不良影响,并且能使它们牢固密合,就没有特别限定,通常在10~1000N的范围内。
从实现充分的固化速度的观点等考虑,后加热的温度优选为120℃以上,从防止基板、各层的变质的观点等考虑,后加热的温度优选为260℃以下。
从实现构成层叠体的基板与层的适当的接合的观点考虑,后加热的时间通常为1分钟以上,优选为5分钟以上,从抑制或避免由过度的加热对各层造成的不良影响等观点考虑,后加热的时间通常为180分钟以下,优选为120分钟以下。
加热可以使用加热板、烘箱等进行。在使用加热板进行后加热的情况下,可以使层叠体的半导体基板和支承基板中的任意方朝下进行加热,从再现性良好地实现适当的剥离的观点考虑,优选使半导体基板朝下进行后加热。
需要说明的是,后加热处理的目的之一是实现作为更适当的自支撑膜的粘接层和剥离层,特别是适当地实现基于氢化硅烷化反应的固化。
(经加工的半导体基板的制造方法)
本发明的经加工的半导体基板的制造方法包括第一工序、第二工序以及第三工序。
第一工序是对本发明的层叠体的半导体基板进行加工的工序。
第二工序是将通过第一工序加工出的半导体基板与支承基板分离的工序。
第三工序是利用清洗剂组合物清洗分离出的半导体基板的工序。
在第一工序中,对半导体基板实施的加工例如是指晶片的电路面的相反一侧的加工,可列举出由晶片背面的研磨实现的晶片的薄化。然后,进行硅贯通电极(TSV)等的形成,然后将薄化晶片从支承基板剥离,形成晶片的层叠体,进行三维安装化。此外,在三维安装化前后也进行晶片背面电极等的形成。在晶片的薄化和TSV工艺中以粘接于支承基板的状态负载250~350℃左右的热。本发明的层叠体通常包括粘接层和剥离层,具备针对其负载的耐热性。
需要说明的是,加工不限定于上述加工,例如也包括为了支承用于安装半导体部件的基材而实施与支承基板临时粘接的情况下的半导体部件的安装工艺等。
在第二工序中,将半导体基板与支承基板分离(剥离)的方法可列举出:在对剥离层的光照射后,进行利用具有尖锐部的器材的机械剥离、在支承体与晶片之间撕揭的剥离等,但不限定于此。
通过从支承基板侧对剥离层照射光,如上所述发生剥离层的变质(例如剥离层的分离或分解),然后,例如拉起任一方的基板,能容易地将半导体基板与支承基板分离。
光对剥离层的照射不一定需要对剥离层的全部区域进行。即使照射了光的区域和未照射光的区域混合存在,只要作为剥离层整体的剥离能力充分提高,就能通过例如拉起支承基板等轻微的外力来将半导体基板与支承基板分离。照射光的区域与未照射光的区域的比率和位置关系根据使用的粘接剂的种类、其具体的组成;粘接层的厚度;剥离层的厚度;照射的光的强度等而不同,但若为本领域技术人员,则无需过度的试验就能设定适当条件。由于这样的情形,因此根据本发明的经加工的半导体基板的制造方法,例如在使用的层叠体的支承基板具有透光性的情况下,在通过从支承基板侧的光照射进行剥离时能缩短光照射时间,其结果是,不仅能期待生产量(throughput)的改善,而且能避免用于剥离的物理应力等,仅通过光的照射而容易且高效地将半导体基板与支承基板分离。
通常,用于剥离的光的照射量为50~3000mJ/cm2。照射时间根据波长和照射量来适当确定。
光的照射可以使用激光进行,也可以使用来自紫外线灯等光源的非激光进行。
在第三工序中,在分离出的半导体基板的表面喷涂清洗剂组合物,或将分离出的半导体基板浸渍于清洗剂组合物中而清洗后,通常进行使用了溶剂的淋洗和干燥。需要说明的是,清洗剂组合物可列举出上述的清洗剂组合物。
在本发明的经加工的半导体基板的制造方法中,经过第三工序而制造的经加工的半导体基板被清洗剂组合物良好地清洗,但不妨碍使用去除胶带等进一步清洗经加工的半导体基板的表面,若需要则也可以使用去除胶带等进一步清洗表面。
关于与本发明的经加工的半导体基板的制造方法的上述的工序相关的构成要素和方法要素,只要在不脱离本发明的主旨的范围内,也可以进行各种变更。
本发明的经加工的半导体基板的制造方法也可以包括上述的工序以外的工序。
本发明的剥离方法在本发明的层叠体的半导体基板或支承基板具有透光性的情况下,通过从半导体基板侧或支承基板侧对剥离层照射光,将层叠体的半导体基板与支承基板分离。
在本发明的层叠体中,半导体基板与支承基板通过粘接层和剥离层适当且能剥离地临时粘接,因此例如在支承基板具有透光性的情况下,通过从层叠体的支承基板侧对剥离层照射光,能容易地将半导体基板与支承基板分离。通常,剥离在对层叠体的半导体基板进行加工后实施。
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的实施例。需要说明的是,使用的装置如下所述。
[装置]
(1)搅拌机:(株)THINKY制自转公转搅拌机ARE-500。
(2)粘度计:东机产业(株)制旋转粘度计TVE-22H。
(3)真空贴合装置:SUSS MicroTec(株)制自动接合机。
(4)光学式膜厚计(膜厚测定):Filmetrics(株)制F-50。
(5)激光照射装置:Light Machinery(株)制IPEX-848。
[有机硅氧烷聚合物的分子量的测定条件]
有机硅氧烷聚合物的重均分子量使用GPC装置(TOSOH(株)制HLC-8320GPC)和GPC色谱柱(昭和电工(株)制Shodex〔注册商标〕KF-801、Shodex KF-802、Shodex KF-803L),将色谱柱温度设为40℃,将四氢呋喃用作洗脱液(溶出溶剂),将流量(流速)设为1.0mL/分钟,将聚苯乙烯(昭和电工(株)制,Shodex)用作标准试样来测定。
[1]粘接剂组合物的制备
[制备例1]
向所述搅拌机专用600mL容器中加入含有聚硅氧烷骨架和乙烯基的MQ树脂(Wacker Chemie公司制)80g、粘度100mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(WackerChemie公司制)2.52g、粘度70mPa·s的含SiH基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)5.89g以及1-乙炔基-1-环己醇(Wacker Chemie公司制)0.22g,用所述搅拌机搅拌5分钟,得到了混合物(I)。
将铂催化剂(Wacker Chemie公司制)0.147g和粘度1000mPa·s的含乙烯基的直链状聚二甲基硅氧烷(Wacker Chemie公司制)5.81g用所述搅拌机搅拌5分钟,得到了混合物(II)。
将所得到的混合物(II)中的3.96g加入至混合物(I)中,用所述搅拌机搅拌5分钟,得到了混合物(III)。
最后,用300目的尼龙过滤器对所得到的混合物(III)进行过滤,得到了粘接剂组合物。
[2]清洗剂组合物的制备
[制备例2]
将四丁基氟化铵三水合物(关东化学(株)制)6g与N,N-二甲基丙酰胺94g混合并充分搅拌,得到了清洗剂组合物。
[3]有机硅氧烷聚合物的合成
[实施例A]
向烧瓶内加入四乙氧基硅烷10.41g、苯基三甲氧基硅烷29.74g以及丙酮48.53g,准备原料混合物,一边搅拌原料混合物一边将0.01mol/L盐酸11.71g和丙酮11.71g滴加至原料混合物中。滴加后,将所得到的混合物在室温下搅拌30分钟后,在85℃下搅拌4小时。放冷至室温后,向所得到的反应混合物中加入丙二醇单甲基醚(以下简称为PGME)90.0g,减压蒸馏除去丙酮和水,得到了包含有机硅氧烷聚合物的溶液。有机硅氧烷聚合物相当于下述式(A-1),其重均分子量为870。
[4]剥离剂组合物的制备
[比较例1-1]
向螺口管内加入包含实施例A中得到的相当于所述式(A-1)的有机硅氧烷聚合物的溶液(聚合物浓度25.72质量%)15.01g、作为交联催化剂的三苯基锍硝酸盐1质量%PGME溶液3.86g以及PGME 11.13g并混合,使用孔径0.2μm的聚乙烯制微过滤器对所得到的溶液进行过滤,得到了剥离剂组合物。
[实施例1-1]
向螺口管内加入包含实施例A中得到的相当于所述式(A-1)的有机硅氧烷聚合物的溶液(聚合物浓度25.72质量%)3.85g、作为交联催化剂的三苯基锍硝酸盐1质量%PGME溶液0.99g、2,7-二羟基-9H-芴-9-酮(下述式(A-2)所示的化合物)0.30g以及PGME4.85g并混合,使用孔径0.2μm的聚乙烯制微过滤器对所得到的溶液进行过滤,得到了剥离剂组合物。
[实施例1-2]
向螺口管内加入包含实施例A中得到的相当于所述式(A-1)的有机硅氧烷聚合物的溶液(聚合物浓度25.72质量%)3.85g、作为交联催化剂的三苯基锍硝酸盐1质量%PGME溶液0.99g、9,9-双(4-羟基苯基)芴(下述式(A-3)所示的化合物)0.30g以及PGME 4.85g并混合,使用孔径0.2μm的聚乙烯制微过滤器对所得到的溶液进行过滤,得到了剥离剂组合物。
[6]膜的去除性(膜减少率)的确认
[实施例2-1、2-2]
将实施例1-1至实施例1-2中得到的剥离剂组合物以最终膜厚为500nm的形式旋涂于切成4cm见方的硅晶片上,在250℃下加热1分钟,在晶片上形成了膜。按所需数量制作出形成有膜的晶片。
[比较例2-1]
将比较例1-1中得到的剥离剂组合物以最终膜厚为500nm的形式旋涂于切成4cm见方的硅晶片上,在190℃下加热1分钟,在晶片上形成了膜。按所需数量制作出形成有膜的晶片。
测定出实施例2-1至实施例2-2和比较例2-1中得到的各膜的膜厚(浸渍前的膜厚)。然后,将各膜连同基板(晶片)浸渍于制备例2中得到的清洗剂组合物7mL中5分钟,用气枪进行干燥后,再次测定出各膜的膜厚(浸渍后的膜厚)。
此外,分别使用OK73稀释剂(成分为丙二醇单甲基醚70%、丙二醇单甲基醚乙酸酯30%)(东京应化工业(株)制)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)来代替清洗剂组合物,除此以外,进行同样的作业,测定出膜厚。
通过下述式计算出基于浸渍的膜减少率(%)。
膜减少率(%)=[1-〔浸渍后的膜厚(nm)/浸渍前的膜厚(nm)〕]×100
将结果示于表1。
[表1]
如表1所示,在实施例2-1至实施例2-2和比较例2-1中得到了如下的膜:在浸渍于各种溶剂中的情况下的膜减少率为5%以下,但在浸渍于清洗剂组合物中的情况下的膜减少率为100%。即,实施例2-1至实施例2-2和比较例2-1中得到的膜无法通过各种溶剂适当去除,但能通过清洗剂组合物适当去除。
[7]层叠体的制造和基于光照射的剥离性的确认
[实施例3-1]
将实施例1-1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500nm的方式旋涂于作为载体侧的基板的100mm的玻璃晶片(EAGLE-XG,Corning公司制,厚度700μm),在作为支承基板的玻璃晶片上形成了剥离剂涂布层。
另一方面,将制备例1中得到的粘接剂组合物以最终得到的层叠体中的膜厚成为65μm的方式旋涂于作为器件侧的基板的100mm的硅晶片(厚度775μm),在作为半导体基板的硅晶片上形成了粘接剂涂布层。
然后,使用贴合装置,将玻璃晶片与硅晶片以夹住剥离剂涂布层和粘接剂涂布层的方式贴合后,进行200℃10分钟的后加热处理,由此制作出层叠体。需要说明的是,贴合在温度23℃、减压度1000Pa下,在无载荷下进行。
使用激光照射装置,从固定的层叠体的玻璃晶片侧对剥离层照射波长308nm的激光,将产生剥离的最低的照射量作为最佳照射量。然后,以最佳照射量从固定的层叠体的玻璃晶片侧对剥离层整面照射波长308nm的激光后,手动提起支承基板,由此确认了能否剥离。在能将硅晶片无破损地剥离的情况下,作为能剥离。将结果示于表2。需要说明的是,括号内的数值为最佳照射量。
[实施例3-2]
使用实施例1-2中得到的剥离剂组合物来代替实施例1-1中得到的剥离剂组合物,除此以外,通过与实施例3-1同样的方法制造层叠体,确认了能否剥离。
[比较例3-1]
使用比较例1-1中得到的剥离剂组合物来代替实施例1-1中得到的剥离剂组合物,除此以外,通过与实施例3-1同样的方法制造层叠体,确认了能否剥离。
[表2]
如表2所示,关于比较例3-1中得到的层叠体,即使在对其剥离层照射了光照射的情况下,也无法将半导体基板与支承基板分离。关于实施例3-1至实施例3-2中得到的层叠体,其剥离层是使用包含特定化合物的剥离剂组合物得到的膜,因此对所述剥离层放射了光后,能将半导体基板与支承基板分离。
产业上的可利用性
根据本发明,本发明的层叠体能在分离支承基板与半导体基板时容易地分离,并且能在清洗半导体基板时利用清洗剂组合物溶解光照射后的剥离层,因此在经加工的半导体基板的制造中是有用的。
附图标记说明
1:半导体基板;2:粘接层;3:剥离层;4:支承基板。
Claims (20)
1.一种层叠体,其具有:
半导体基板、
透光性的支承基板、以及
设于所述半导体基板与所述支承基板之间的粘接层和剥离层,
所述层叠体用于:在所述剥离层吸收了从所述支承基板侧照射的光后所述半导体基板与所述支承基板剥离,
所述剥离层是由剥离剂组合物形成的层,
所述剥离剂组合物含有如下化合物和有机硅氧烷聚合物,所述化合物是吸收所述光的结构,通过吸收所述光而有助于所述半导体基板与所述支承基板变得容易剥离,并且具有至少一个羟基。
2.根据权利要求1所述的层叠体,其中,
所述化合物具有如下结构,该结构具有构成电子共轭体系的两个以上芳香族环。
3.根据权利要求2所述的层叠体,其中,
所述结构为选自由二苯甲酮结构、二苯胺结构、二苯基亚砜结构、二苯砜结构、偶氮苯结构、二苯并呋喃结构、芴酮结构、咔唑结构、蒽醌结构、9,9-二苯基-9H-芴结构、萘结构、蒽结构、菲结构、吖啶结构、芘结构以及苯基苯并三唑结构构成的组中的结构。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的层叠体,其中,
所述化合物为下述式(1)~(7)中的任意式所示的化合物,
式(1)~(7)中,R1~R13各自独立地表示卤素原子或一价基团,
X表示单键、-O-、-CO-、-NR31-、-SO-、-SO2-或-N=N-,其中,R31表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基,
Y1表示单键或-CO-;当Y1为单键时,Y2表示-O-、-CO-或-NR32-,其中,R32表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基;当Y1为-CO-时,Y2表示-CO-,
n1为0~5的整数;
n2为0~5的整数;
n3为0~4的整数;
n4为0~4的整数;
n5为0~5的整数;
n6为0~5的整数;
n7为0~4的整数;
n8为0~4的整数;
n9为0~8的整数;
n10为0~10的整数;
n11为0~10的整数;
n12为0~4的整数;
n13为0~5的整数,
其中,式(1)~(7)各自具有至少一个羟基,
*表示键合键,
在R1~R13各自为多个的情况下,多个R1~R13任选地相同或不同。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的层叠体,其中,
所述有机硅氧烷聚合物包含选自由SiO2所示的硅氧烷单元即Q单元、R101R102R103SiO1/2所示的硅氧烷单元即M单元、R104R105SiO2/2所示的硅氧烷单元即D单元以及R106SiO3/2所示的硅氧烷单元即T单元构成的组中的至少一种,其中,R101~R106各自独立地表示与Si键合的氢原子或一价基团。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的层叠体,其中,
所述粘接层是由粘接剂组合物形成的层,所述粘接剂组合物含有具有硅氧烷结构的化合物。
7.根据权利要求6所述的层叠体,其中,
所述粘接剂组合物含有固化的成分(A)。
8.根据权利要求7所述的层叠体,其中,
所述成分(A)是通过氢化硅烷化反应而固化的成分。
9.根据权利要求7或8所述的层叠体,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)。
10.一种剥离剂组合物,其用于形成层叠体的下述剥离层,所述层叠体具有:半导体基板、支承基板、以及设于所述半导体基板与所述支承基板之间的粘接层和剥离层,并且所述层叠体用于:在所述剥离层吸收了从所述支承基板侧照射的光后所述半导体基板与所述支承基板剥离,
所述剥离剂组合物含有如下化合物和有机硅氧烷聚合物,所述化合物是吸收所述光的结构,通过吸收所述光而有助于所述半导体基板与所述支承基板变得容易剥离,并且具有至少一个羟基。
11.根据权利要求10所述的剥离剂组合物,其中,
所述化合物具有如下结构,该结构具有构成电子共轭体系的两个以上芳香族环。
12.根据权利要求11所述的剥离剂组合物,其中,
所述结构为选自由二苯甲酮结构、二苯胺结构、二苯基亚砜结构、二苯砜结构、偶氮苯结构、二苯并呋喃结构、芴酮结构、咔唑结构、蒽醌结构、9,9-二苯基-9H-芴结构、萘结构、蒽结构、菲结构、吖啶结构、芘结构以及苯基苯并三唑结构构成的组中的结构。
13.一种剥离剂组合物,其含有如下化合物和有机硅氧烷聚合物,
所述化合物具有选自由二苯甲酮结构、二苯胺结构、二苯基亚砜结构、二苯砜结构、偶氮苯结构、二苯并呋喃结构、芴酮结构、咔唑结构、蒽醌结构、9,9-二苯基-9H-芴结构、萘结构、蒽结构、菲结构、吖啶结构、芘结构以及苯基苯并三唑结构构成的组中的结构,并且具有至少一个羟基。
14.根据权利要求10~13中任一项所述的剥离剂组合物,其中,
所述化合物为下述式(1)~(7)中的任意式所示的化合物,
式(1)~(7)中,R1~R13各自独立地表示卤素原子或一价基团,
X表示单键、-O-、-CO-、-NR31-、-SO-、-SO2-或-N=N-,其中,R31表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基,
Y1表示单键或-CO-;当Y1为单键时,Y2表示-O-、-CO-或-NR32-,其中,R32表示氢原子、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基;当Y1为-CO-时,Y2表示-CO-,
n1为0~5的整数;
n2为0~5的整数;
n3为0~4的整数;
n4为0~4的整数;
n5为0~5的整数;
n6为0~5的整数;
n7为0~4的整数;
n8为0~4的整数;
n9为0~8的整数;
n10为0~10的整数;
n11为0~10的整数;
n12为0~4的整数;
n13为0~5的整数,
其中,式(1)~(7)各自具有至少一个羟基,
*表示键合键,
在R1~R13各自为多个的情况下,多个R1~R13任选地相同或不同。
15.根据权利要求10~14中任一项所述的剥离剂组合物,其中,
所述有机硅氧烷聚合物包含选自由SiO2所示的硅氧烷单元即Q单元、R101R102R103SiO1/2所示的硅氧烷单元即M单元、R104R105SiO2/2所示的硅氧烷单元即D单元以及R106SiO3/2所示的硅氧烷单元即T单元构成的组中的至少一种,其中,R101~R106各自独立地表示与Si键合的氢原子或一价基团。
16.一种经加工的半导体基板的制造方法,其包括:
第一工序,对如权利要求1~9中任一项所述的层叠体的所述半导体基板进行加工;
第二工序,将通过所述第一工序加工出的所述半导体基板与所述支承基板分离;以及
第三工序,利用清洗剂组合物清洗分离出的所述半导体基板。
17.根据权利要求16所述的经加工的半导体基板的制造方法,其中,
所述第二工序包括对所述剥离层照射光的工序。
18.根据权利要求16或17所述的经加工的半导体基板的制造方法,其中,
所述清洗剂组合物是包含季铵盐和溶剂的清洗剂组合物。
19.根据权利要求18所述的经加工的半导体基板的制造方法,其中,
所述季铵盐是含卤素的季铵盐。
20.根据权利要求19所述的经加工的半导体基板的制造方法,其中,
所述含卤素的季铵盐是含氟的季铵盐。
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