CN1745153A - 粘合片材和层合体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供粘合片材、含有该粘合片材的层合体以及它们的制造方法,其中所述粘合片材含有基材(A)和热粘合层(C),并具有特定的剥离强度或剪切剥离强度,其中所述基材(A)含有玻璃化转变温度为200℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜,所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺。本发明还提供:通过对含该粘合片材的层合体实施处理后进行剥离,来获得含有目标被处理层的层合体的方法。
Description
技术领域
本发明涉及粘合片材、层合体及其制造方法。
背景技术
硅、砷化镓等半导体装置的制造工序分为以大直径半导体晶片的状态进行元件的形成等的前步骤和将晶片分割成元件小片(芯片),制成最终产品的后步骤。
前步骤中,使半导体芯片实现小型、薄型化的方法是:例如在以大直径半导体晶片的状态进行元件形成等后,通过实施研磨半导体晶片等的背面研磨处理,使半导体晶片本身变薄,来实现整个芯片的薄型化。上述研磨半导体晶片时,需要通过粘合片材将与半导体晶片的研磨面相反一侧粘合固定在支持体上。并且,在上述薄型化步骤之后,还需要在将半导体晶片保持粘合固定在支持体上的状态下实施各种制造工序中的处理,为了进行这些处理,需求具有例如400℃或以上的耐热性的粘合片材。
另外,在后步骤中,首先,半导体晶片被切裁分割成各个芯片(切块),接下来就是芯片键合在引线框架上的步骤。
这期间,还有将半导体晶片以预先贴附于粘合片材上的状态进行切块、清洗、干燥,然后将粘合片材拉伸(扩张)、使芯片由粘合片材上剥离(剥移)的各步骤。
对于从半导体晶片的切块步骤到剥移步骤的过程中使用的粘合片材,要求其在由切块步骤至干燥步骤过程中保持与芯片的足够的粘合力,也希望在剥移时具有粘结剂不至于附着在芯片上那样程度良好的剥离性。
为了满足上述后步骤的要求,人们提出了各种用于粘贴半导体晶片的粘合片材。
例如提出过胶粘带,其包括胶粘层和基材,其中所述胶粘层是使用含有(甲基)丙烯酸酯共聚物、环氧树脂、光聚合性低分子化合物、潜在性热活化型环氧树脂固化剂、以及光聚合引发剂的组合物形成的(参照日本特开平2-32181号公报);切块用薄膜,该薄膜含有聚合物支持薄膜和导电性粘结剂,其中所述聚合物支持薄膜具有实质上不存在剥离层的表面(参照日本特公平3-34853号公报);以及在设置于支持基材上的热发泡胶粘层上设置用于芯片粘合的粘结剂层,通过加热,可使该粘结剂层与热发泡粘合层剥离的方法(参照日本特开平3-268345号公报)。
近年来,由于电子仪器的小型、薄型化而要求高密度安装,该要求日渐高涨。因此,半导体封装一改往日的引脚插入型,适合高密度安装的表面安装型正在成为主流。这些薄型半导体封装为了通过表面安装直接在印刷基板上进行钎焊,通过红外线回流焊或汽相回流焊、浸沾软钎焊等的加热进行安装。封装内存在吸湿水分,则安装时急剧的加热会导致水分汽化,因而发生裂纹问题。作为这样的问题的解决方法,有人提出了吸湿率为1.5体积%且250℃下的弹性模量为10MPa或以下的粘合片材(日本特开2002-256237号公报)。
但是,以往的粘合片材有以下的问题。
在将半导体晶片薄膜化时,以往的粘合片材的强度不足以作为支持体,为了实现薄膜化而进行的半导体晶片的研磨或搬运等制造工序过程中,半导体晶片有时破裂,产品的成品率有问题。
因此考虑在粘合片材上层合含有无机物的衬底材料,使层合后的粘合片材与半导体晶片粘合,用于补偿强度。此时,粘合片材需要在半导体晶片制造中实施的研磨步骤中保持时,或搬运步骤中显示足够的粘合性,又要求在半导体晶片的切块步骤之前,粘合片材不会残留在半导体晶片一侧就可以剥离。并且从支持体再利用的角度考虑,希望最终容易地从支持体上剥离。
制造工序中要暴露于400℃或以上的温度,因此必须满足具有400℃或以上的耐热性,耐得住钎焊,并且高温中不会释放水分,或不会分解释放低分子物质等各种要求。
发明内容
本发明的目的在于提供粘合片材和层合体,其具有适于在半导体装置制造工序中使用的耐热性和与被粘合体的适度的粘合性,以及实现目的后的剥离性。本发明的其它目的在于提供对含有该粘合片材的层合体实施处理后进行剥离,由此获得含有目标被处理层的层合体的方法。
即,本发明涉及粘合片材,其特征在于:该粘合片材含有基材(A)和热粘合层(C),其中所述基材(A)含有全芳族聚酰亚胺薄膜,所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺;按照由硅晶片构成的被粘合体、热粘合层(C)和基材(A)的顺序层合时,至少满足下述条件(a)或(b)其中之一:
(a)在300℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后,热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-300N/m;
(b)在300℃且5.0-6.0MPa下热压2分钟后,热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剪切剥离粘结强度为1N/cm2-1000N/cm2。
本发明涉及该粘合片材与无机材料粘合的层合体(I)。本发明还涉及在层合体(I)上层合有机物保护层(E)和被处理物层(D)的层合体(II),以及它们的制造方法。
本发明还涉及层合体(I’),其特征在于:该层合体(I’)含有基材(A)和无机材料(B),其中所述基材(A)含有玻璃化转变温度为200℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜;基材(A)与由硅晶片构成的被粘合体层合时,基材(A)
(a’)在370℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后,基材(A)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-100N/m。
本发明涉及层合体(I’)上层合有有机物保护层(E)和被处理物层(D)的层合体(II’)及其制造方法。
本发明涉及层合体的制造方法,其特征在于:在获得上述层合体后,在D层的露出面进行减薄处理,以此作为D’层,得到含有D’层、E层、A层、C层和B层的层合体(III)后,使E层和A层的界面剥离,得到含有D’层和E层的层合体(IV)。
实施发明的最佳方式
(粘合片材)
本发明的粘合片材可举出以下两种:只由含全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)构成的情况,以及含有基材(A)和热粘合层(C)的情况,其中所述基材(A)含有全芳族聚酰亚胺薄膜,所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺。
本发明的粘合片材优选杨氏模量在1.0GPa-30GPa的范围。杨氏模量小于1.0GPa,则操作性差;比30GPa高时,由于热膨胀差,难以通过粘合片材本身来缓和热压后冷却时产生的残留应力,可能使粘合力显著降低。优选2.0GPa-25GPa的范围。进一步优选3.0GPa-20GPa,更进一步优选10.0GPa-20GPa的范围。这里所述杨氏模量如下计算:使用50mm×10mm的样品,以5mm/分钟的拉伸速度进行测定,根据所得数据的伸长率-强度曲线的初始梯度,换算为伸长率100%时的强度,以该值为杨氏模量。
粘合片材优选线性热膨胀系数为-10ppm/℃-+45ppm/℃的范围。本发明的优选方案中,作为被粘合体使用的无机材料的线性热膨胀系数为-5ppm/℃-+35ppm/℃的范围。由此看出:粘合片材的线性热膨胀系数优选为与由无机材料构成的被粘合体的线性热膨胀系数适度接近的值。粘合片材的线性热膨胀系数为比-10ppm/℃小的值或比+35ppm/℃高的值时,热压后冷却至例如室温等后的粘合力可能不够。优选为-5ppm/℃-+35ppm/℃的范围。因此,优选粘合片材与由无机材料构成的被粘合体的线性热膨胀系数差的绝对值在0.01ppm/℃-30ppm/℃的范围。所述粘合片材与被粘合体的线性热膨胀系数差的绝对值比30ppm/℃的值大时,因温度差而产生残留应力,粘合强度下降。为比0.01ppm/℃小的值时,粘合后的剥离性降低,很多情况下在通过半导体装置制造工序后难以从支持体上剥离成品半导体装置。这种现象特别是在制造薄型半导体装置时尤为显著。由于半导体薄,半导体芯片自身的强度降低,剥离时半导体芯片大多容易发生破损。进一步优选粘合片材与由无机材料构成的被粘合体的线性热膨胀系数差的绝对值在1ppm/℃-20ppm/℃的范围。这里所述线性热膨胀系数如下计算:以10℃/分钟的升温速度升温至50℃-250℃的范围,冷却,由100℃至200℃下的样品长度变化量计算。
粘合片材的形状可以采用带状、标签状等所有的形状。该粘合片材的厚度优选1μm-2000μm的范围。小于1μm时,无法取得与由无机材料构成的被粘合体的粘合精度,要求触粘装置接触面的平面性、平滑性精度高,如果平面性、平滑性精度不够,大多产生粘合不匀。当为2000μm或以上时,与由无机材料构成的被粘合体粘合时难以导热,需花费时间传递温度,生产率可能降低。
(含有基材(A)和热粘合层(C)的粘合片材)
对含有基材(A)和热粘合层(C)的粘合片材进行说明。
本发明涉及粘合片材,其特征在于:该粘合片材含有基材(A)和热粘合层(C),其中所述基材(A)含有全芳族聚酰亚胺薄膜,所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺;按照由硅晶片构成的被粘合体、热粘合层(C)和基材(A)的顺序层合时,至少满足下述条件(a)或(b)其中之一:
(a)在300℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后,热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-300N/m;
(b)在300℃且5.0-6.0MPa下热压2分钟后,热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剪切剥离粘结强度为1N/cm2-1000N/cm2。
剥离强度小于0.1N/m时,不能获得通过半导体装置制造工序所需的足够的粘合力,在工序中途有可能发生半导体芯片从基板上脱落的情况。
但是,按照剥离强度考虑,与被粘合体的粘合性为比300N/m大的值,则回收再利用硅晶片时粘合片材难以剥离,因而不优选。由以上看,优选本发明的粘合片材的剥离强度为0.1N/m或以上且为300N/m或以下;进一步优选为5N/m或以上且为200N/m或以下。
这里所述剥离强度如下计算:在25℃、以约300mm/分钟的拉伸速度测定在300℃且5.0-6.0MPa下与由硅晶片构成的被粘合体热压15分钟的1cm宽的片状粘合体,在除去最初25mm外的至少100mm长度的剥离长度范围内,由力-夹具移动距离曲线求出平均剥离力(N),计算每m宽度下的值(N/m)。此时硅晶片表面粗糙度只要具有通常半导体制造中使用的硅晶片的表面平滑性即可。例如根据激光显微镜的实际测定,硅晶片的表面粗糙度(Rt)为0.02μm左右。
剪切剥离粘结强度小于1N/cm2时,不能获得通过半导体装置制造工序所需的足够的粘合力,在工序中途有可能发生半导体芯片从基板上脱落的情况。
但是,按照剪切剥离强度考虑,与被粘合体的粘合性为比1000N/cm2大的值,则回收再利用硅晶片时粘合片材难以剥离,因而不优选。由以上看,优选本发明的粘合片材的剪切剥离强度为1N/cm2或以上且为1000N/cm2或以下;进一步优选为5N/cm2或以上且为500N/cm2或以下。
这里所述剪切剥离粘结强度如下计算:在层合体的露出面上涂布粘结剂,用两片25mm×60mm×1mm的不锈钢板由两侧夹持粘合,然后使用基于JIS K6851的方法,在25℃、10mm/分钟的拉伸速度条件下进行拉伸,求出剥离应力的最大值(N),计算每cm2下的剪切剥离粘结强度(N/cm2),其中层合体由在300℃且5.0-6.0MPa下与由硅晶片构成的被粘合体热压2分钟得到的25mm×25mm的片状粘合体构成。
通过设置含有全芳族聚酰胺的热粘合层(C),可以使含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)和由无机材料构成的被粘合体(B)的粘合牢固,另外,对于基材,可以是只在单面使用热粘合层等的各种构成,可以使各层间的粘合力改变。
通过制成设置含有全芳族聚酰胺的热粘合层(C)的粘合片材,使各层热压而获得层合体时,即使短时间的处理也可以得到足够的粘合力,因此可以将热压的压力保持时间设为0.1秒-1小时这样短的时间。另外,即使在180-500℃也可获得足够的粘合力,因此与只将含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)作为粘合片材的情形相比,可降低热压的温度条件。
另外,通过设置热粘合层(C),无需实施过度的热压处理,因此通过热压得到层合体,在实施各种处理后剥离所需部分时,具有迅速地进行剥离处理,提高生产率的优点。
(基材)
构成本发明的基材(A)含有全芳族聚酰亚胺的薄膜。
本发明所使用的全芳族聚酰亚胺是含有芳族四羧酸成分和芳族二胺成分的高分子化合物。
芳族四羧酸成分例如有:均苯四酸、1,2,3,4-苯四羧酸、2,3,5,6-吡啶四羧酸、2,3,4,5-噻吩四羧酸、2,2’,3,3’-二苯甲酮四羧酸、2,3’,3,4’-二苯甲酮四羧酸、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸、3,3’,4,4’-联苯四羧酸、2,2’,3,3’-联苯四羧酸、2,3,3’,4’-联苯四羧酸、3,3’,4,4’-对三联苯四羧酸、2,2’,3,3’-对三联苯四羧酸、2,3,3’,4’-对三联苯四羧酸、1,2,4,5-萘四羧酸、1,2,5,6-萘四羧酸、1,2,6,7-萘四羧酸、1,4,5,8-萘四羧酸、2,3,6,7-萘四羧酸、2,3,6,7-蒽四羧酸、1,2,5,6-蒽四羧酸、1,2,6,7-菲四羧酸、1,2,7,8-菲四羧酸、1,2,9,10-菲四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸、2,6-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸、2,7-二氯萘-1,4,5,8-四羧酸、2,3,6,7-四氯萘-1,4,5,8-四羧酸、1,4,5,8-四氯萘-2,3,6,7-四羧酸、双(2,3-二羧基苯基)醚、双(3,4-二羧基苯基)醚、双(2,3-二羧基苯基)甲烷、双(3,4-二羧基苯基)甲烷、双(2,3-二羧基苯基)砜、双(3,4-二羧基苯基)砜、1,1-双(2,3-二羧基苯基)乙烷、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷、2,6-双(3,4-二羧基苯氧基)吡啶、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷、双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷等。可以将2种或以上上述芳族四羧酸成分同时结合使用。
其中,优选的芳族四羧酸成分例如有:只由均苯四酸构成或者含有均苯四酸和与上述不同的芳族四羧酸的组合的。更具体地说,优选总的四羧酸成分中均苯四酸二酐为50-100摩尔%。详细情况如后所述,当均苯四酸二酐为50摩尔%或以上时,可提高全芳族聚酰亚胺中的酰亚氨基浓度,可使粘合性良好。优选均苯四酸二酐为70-100摩尔%,进一步优选为90-100摩尔%,特别优选单独使用均苯四酸二酐。
芳族二胺成分例如有:对苯二胺、间苯二胺、1,4-二氨基萘、1,5-二氨基萘、1,8-二氨基萘、2,6-二氨基萘、2,7-二氨基萘、2,6-二氨基蒽、2,7-二氨基蒽、1,8-二氨基蒽、2,4-二氨基甲苯、2,5-二氨基间二甲苯、2,5-二氨基吡啶、2,6-二氨基吡啶、3,5-二氨基吡啶、2,4-二氨基甲苯联苯胺、3,3’-二氨基联苯、3,3’-二氯联苯胺、3,3’-二甲基联苯胺、3,3’-二甲氧基联苯胺、2,2’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯甲烷、3,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜、3,3’-二氨基二苯硫、3,4’-二氨基二苯硫、4,4’-二氨基二苯硫、4,4’-二氨基二苯基硫醚、4,4’-二氨基-3,3’,5,5’-四甲基二苯醚、4,4’-二氨基-3,3’,5,5’-四乙基二苯醚、4,4’-二氨基-3,3’,5,5’-四甲基二苯甲烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(3-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、2,6-双(3-氨基苯氧基)吡啶、1,4-双(3-氨基苯基磺酰基)苯、1,4-双(4-氨基苯基磺酰基)苯、1,4-双(3-氨基苯基硫醚)苯、1,4-双(4-氨基苯基硫醚)苯、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯砜、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、双(4-氨基苯基)胺双(4-氨基苯基)-N-甲基胺双(4-氨基苯基)-N-苯基胺双(4-氨基苯基)氧化膦、1,1-双(3-氨基苯基)乙烷、1,1-双(4-氨基苯基)乙烷、2,2-双(3-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)丙烷、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、双[3-氯-4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、双[3,5-二甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3-氯-4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3,5-二甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-氯-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3,5-二溴-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷等以及它们的卤原子或烷基取代的芳核取代物。可以将2种或以上上述芳族二胺成分同时结合使用。优选的芳族二胺成分例如有:对苯二胺、间苯二胺、3,4’-二氨基二苯醚和1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、4,4’-二氨基二苯醚。进一步优选的芳族二胺成分优选全部二胺成分中对苯二胺为30-100摩尔%。如后所述,对苯二胺为40摩尔%或以上,则可提高全芳族聚酰亚胺中的酰亚氨基浓度,可得到粘合性良好的粘合片材。这种情况下,对苯二胺以外的其它芳族二胺成分优选3,4’-二氨基二苯醚和4,4’-二氨基二苯醚、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯。其中特别优选3,4’-二氨基二苯醚。
全芳族聚酰亚胺优选酰亚氨基浓度为5.0当量/kg-6.9当量/kg。酰亚氨基浓度是通过下式(4)计算的值。
酰亚氨基浓度(当量/kg)=2×1000/[每构成单元的分子量] (4)
该酰亚氨基浓度小于5.0当量/kg时,全芳族聚酰亚胺中的极性基团的浓度降低,因此与被粘合体的粘合力减弱,因而不优选。从化学结构上看,酰亚氨基浓度的上限实质为6.9当量/kg左右。进一步优选5.5当量/kg-6.9当量/kg。
因此,实质优选的全芳族聚酰亚胺可例举含有下式(1)所示构成单元的全芳族聚酰亚胺:
Ar1为可含有非反应性取代基的1,4-亚苯基;
或者含有30-70摩尔%上式(1)所示构成单元和70-30摩尔%下式(2)所示构成单元的共聚全芳族聚酰亚胺:
Ar2a和Ar2b各自独立,为可含有非反应性取代基的碳原子数为6或以上至20或以下的芳族基团。
只使用含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)作为粘合片材时,特别优选举出后者共聚全芳族聚酰亚胺。
上式(1)中的Ar1为可含有非反应性取代基的1,4-亚苯基。这里所述非反应性取代基例如有:甲基、乙基、丙基、环己基等烷基,苯基、萘基等芳族基;氯基、氟基、溴基等卤素基;甲氧基、乙氧基、苯氧基等烷氧基;硝基等。因此Ar1的例子有:2-氯-1,4-亚苯基、2-溴-1,4-亚苯基、2-甲基-1,4-亚苯基、2-乙基-1,4-亚苯基、2-环己基-1,4-亚苯基、2-苯基-1,4-亚苯基、2-硝基-1,4-亚苯基、2-甲氧基-1,4-亚苯基、2,5-二氯-1,4-亚苯基、2,6-二氯-1,4-亚苯基、2,5-二溴-1,4-亚苯基、2,6-二溴-1,4-亚苯基、2-氯-5-溴-1,4-亚苯基、2-氯-5-氟-1,4-亚苯基、2,5-二甲基-1,4-亚苯基、2,6-二甲基-1,4-亚苯基、2,5-二环己基-1,4-亚苯基、2,5-二苯基-1,4-亚苯基、2,5-二硝基-1,4-亚苯基、2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基、2,3,5-三氯-1,4-亚苯基、2,3,5-三氟-1,4-亚苯基、2,3,5-三甲基-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四氯-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四氟-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四溴-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四甲基-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四乙基-1,4-亚苯基等。其中特别优选1,4-亚苯基。上式(2)中的Ar2a和Ar2b各自独立,为可含有非反应性取代基的碳原子数为6或以上20或以下的芳族基团。这里所述非反应性取代基可例举与上式(1)中的Ar1所说明的非反应性取代基相同的基团。因此Ar2a和Ar2b可分别为:1,4-亚苯基、2-氯-1,4-亚苯基、2-溴-1,4-亚苯基、2-甲基-1,4-亚苯基、2-乙基-1,4-亚苯基、2-环己基-1,4-亚苯基、2-苯基-1,4-亚苯基、2-硝基-1,4-亚苯基、2-甲氧基-1,4-亚苯基、2,5-二氯-1,4-亚苯基、2,6-二氯-1,4-亚苯基、2,5-二溴-1,4-亚苯基、2,6-二溴-1,4-亚苯基、2-氯-5-溴-1,4-亚苯基、2-氯-5-氟-1,4-亚苯基、2,5-二甲基-1,4-亚苯基、2,6-二甲基-1,4-亚苯基、2,5-二环己基-1,4-亚苯基、2,5-二苯基-1,4-亚苯基、2,5-二硝基-1,4-亚苯基、2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基、2,3,5-三氯-1,4-亚苯基、2,3,5-三氟-1,4-亚苯基、2,3,5-三甲基-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四氯-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四氟-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四溴-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四甲基-1,4-亚苯基、2,3,5,6-四乙基-1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、5-氯-1,3-亚苯基、5-溴-1,3-亚苯基、5-甲基-1,3-亚苯基、5-乙基-1,3-亚苯基、5-环己基-1,3-亚苯基、5-苯基-1,3-亚苯基、5-硝基-1,3-亚苯基、5-甲氧基-1,3-亚苯基、2,5-二氯-1,3-亚苯基、2,5-二溴-1,3-亚苯基、2,5-二溴-1,3-亚苯基、2-氯-5-溴-1,3-亚苯基、2-氯-5-氟-1,3-亚苯基、2,5-二甲基-1,3-亚苯基、2,5-二甲基-1,3-亚苯基、2,5-二环己基-1,3-亚苯基、2,5-二苯基-1,3-亚苯基、2,5-二硝基-1,3-亚苯基、2,5-二甲氧基-1,3-亚苯基、2,4,6-三氯-1,3-亚苯基、2,4,6-三氟-1,3-亚苯基、2,4,6-三甲基-1,3-亚苯基、1,6-亚联苯基、2,6-萘基等。其中优选的例子有1,4-亚苯基、1,3-亚苯基。
本发明的全芳族聚酰亚胺的玻璃化转变温度为200℃或以上。玻璃化转变温度小于200℃时,即使优选方案半导体装置制造工序中的耐热性也不够,因而不优选。对上限并没有特别限定,甚至包括在500℃或以上也未观察到玻璃化转变温度的聚酰亚胺。玻璃化转变温度如下计算:由测定得到的动态贮能弹性模量E’、动态损耗弹性模量E”计算动态损耗正切tanδ,由该值计算。
另外,对该全芳族聚酰亚胺薄膜的制造方法并没有特别限定,可以使用以往公知的任意制造方法。例如芳族四羧酸成分的原料可以是芳族四羧酸二酐或芳族四羧酸成分的一部分或全部为二酰卤二羧酸烷基酯衍生物。优选使用芳族四羧酸二酐。芳族二胺成分的原料除芳族二胺之外,还可以是芳族二胺的酰胺酸形成性衍生物。例如芳族二胺成分的氨基的一部分或全部可以被三烷基甲硅烷基化,也可以被乙酸这样的脂肪酸酰胺化。其中实质优选芳族二胺。
全芳族聚酰亚胺薄膜的制造方法的例子有:例如N-甲基-2-吡咯烷酮或二甲基乙酰胺、二甲基咪唑烷酮的有机极性溶剂中,例如在-30℃至120℃左右的温度下将这些原料在进行聚合反应,得到作为前体的聚酰胺酸或聚酰胺酸衍生物的有机极性溶剂溶液,将该溶液流延于支持体等,接着例如在80-400℃左右干燥,进一步实施最高温度250-600℃的热处理,进行酰亚胺化反应,得到全芳族聚酰亚胺薄膜,或者使用例如二环己基碳二亚胺,或乙酸酐等的脂肪族酸酐与如吡啶这样的有机氮化合物的组合,进行化学脱水环化反应,得到溶胀凝胶薄膜,将该凝胶薄膜任意拉伸后实施定长干燥、热处理,获得全芳族聚酰亚胺薄膜的方法等(日本特开2002-179810号公报)。特别是将由化学脱水反应得到的凝胶薄膜拉伸而制造的方法,通过其拉伸条件可以任意控制热膨胀系数,可以说在上述用途中是特别优选的制造方法。
(含有全芳族聚酰胺的热粘合层)
本发明的热粘合层(C)中使用的全芳族聚酰胺含有下式(3)所示的构成单元:
Ar3a和Ar3b各自独立,为可具有非反应性取代基的碳原子数为6-20的芳族基团;
优选含有包含上式(3)中的Ar3a的芳族二羧酸成分和包含上式(3)中的Ar3b的芳族二胺成分的全芳族聚酰胺。上式(3)中的Ar3a和Ar3b各自独立,为可具有非反应性取代基的碳原子数为6-20的芳族基团。另外上式(3)中的Ar3a和Ar3b可含有的非反应性取代基例如有甲基、乙基、丙基、环己基等烷基,苯基、萘基等芳族基;氯基、氟基、溴基等卤素基;硝基;甲氧基;乙氧基;苯氧基等。
Ar3a作为芳族二羧酸成分,例如有:对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-二羧基萘、1,5-二羧基萘、1,8-二羧基萘、2,6-二羧基萘、2,7-二羧基萘、2,6-二羧基蒽、2,7-二羧基蒽、1,8-二羧基蒽、2,4-二羧基甲苯、2,5-二羧基间二甲苯、3,3’-二羧基联苯、2,2’-二羧基二苯甲酮、4,4’-二羧基二苯甲酮、3,3’-二羧基二苯醚、4,4’-二羧基二苯醚、3,4’-二羧基二苯醚、3,3’-二羧基二苯甲烷、4,4’-二羧基二苯甲烷、4,4’-二羧基二苯甲烷、3,4’-二羧基二苯砜、4,4’-二羧基二苯砜、3,3’-二羧基二苯硫、3,4’-二羧基二苯硫、4,4’-二羧基二苯硫、4,4’-二羧基二苯基硫醚、4,4’-二羧基-3,3’,5,5’-四甲基二苯醚、4,4’-二羧基-3,3’,5,5’-四乙基二苯醚、4,4’-二羧基-3,3’,5,5’-四甲基二苯甲烷、1,3-双(3-羧基苯氧基)苯、1,3-双(4-羧基苯氧基)苯、1,4-双(3-羧基苯氧基)苯、1,4-双(4-羧基苯氧基)苯、2,6-双(3-羧基苯氧基)吡啶、1,4-双(3-羧基苯基磺酰基)苯、1,4-双(4-羧基苯基磺酰基)苯、1,4-双(3-羧基苯基硫醚)苯、1,4-双(4-羧基苯基硫醚)苯、4,4’-双(3-羧基苯氧基)二苯砜、4,4’-双(4-羧基苯氧基)二苯砜、双(4-羧基苯基)胺双(4-羧基苯基)-N-甲基胺双(4-羧基苯基)-N-苯基胺双(4-羧基苯基)氧化膦、1,1-双(3-羧基苯基)乙烷、1,1-双(4-羧基苯基)乙烷、2,2-双(3-羧基苯基)丙烷、2,2-双(4-羧基苯基)丙烷、2,2-双(4-羧基-3,5-二甲基苯基)丙烷、4,4’-双(4-羧基苯氧基)联苯、双[4-(3-羧基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-羧基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-羧基苯氧基)苯基]醚、双[4-(4-羧基苯氧基)苯基]甲烷、双[3-甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]甲烷、双[3-氯-4-(4-羧基苯氧基)苯基]甲烷、双[3,5-二甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]甲烷、1,1-双[4-(4-羧基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3-甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3-氯-4-(4-羧基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3,5-二甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]乙烷、2,2-双[4-(4-羧基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-氯-4-(4-羧基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-羧基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3-甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3,5-二溴-4-(4-羧基苯氧基)苯基]丁烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(4-羧基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双[3-甲基-4-(4-羧基苯氧基)苯基]丙烷等以及它们的卤原子或烷基取代的芳核取代物。
可以将2种或以上上述芳族二羧酸成分同时结合使用。优选的芳族二羧酸成分有对苯二甲酸、间苯二甲酸。
Ar3b作为芳族二胺成分,其例子有:对苯二胺、间苯二胺、1,4-二氨基萘、1,5-二氨基萘、1,8-二氨基萘、2,6-二氨基萘、2,7-二氨基萘、2,6-二氨基蒽、2,7-二氨基蒽、1,8-二氨基蒽、2,4-二氨基甲苯、2,5-二氨基间二甲苯、2,5-二氨基吡啶、2,6-二氨基吡啶、3,5-二氨基吡啶、2,4-二氨基甲苯联苯胺、3,3’-二氨基联苯、2,2’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯甲烷、3,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜、3,3’-二氨基二苯硫、3,4’-二氨基二苯硫、4,4’-二氨基二苯硫、4,4’-二氨基二苯基硫醚、4,4’-二氨基-3,3’,5,5’-四甲基二苯醚、4,4’-二氨基-3,3’,5,5’-四乙基二苯醚、4,4’-二氨基-3,3’,5,5’-四甲基二苯甲烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(3-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、2,6-双(3-氨基苯氧基)吡啶、1,4-双(3-氨基苯基磺酰基)苯、1,4-双(4-氨基苯基磺酰基)苯、1,4-双(3-氨基苯基硫醚)苯、1,4-双(4-氨基苯基硫醚)苯、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯砜、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、双(4-氨基苯基)胺双(4-氨基苯基)-N-甲基胺双(4-氨基苯基)-N-苯基胺双(4-氨基苯基)氧化膦、1,1-双(3-氨基苯基)乙烷、1,1-双(4-氨基苯基)乙烷、2,2-双(3-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)丙烷、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、双[3-氯-4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、双[3,5-二甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3-氯-4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[3,5-二甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-氯-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[3,5-二溴-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双[3-甲基-4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷等以及它们的卤原子或烷基取代的芳核取代物。可以将2种或以上上述芳族二胺成分同时结合使用。
优选的芳族二胺成分有:对苯二胺、间苯二胺、3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚和1,3-双(3-氨基苯氧基)苯。进一步优选的芳族二胺成分优选间苯二胺。即优选的全芳族聚酰胺是上式(3)仅由下式(3-1)所示的构成单元构成的。
另外,对本发明含有全芳族聚酰胺的热粘合层(C)的制造方法并没有特别限定,可以采用以往公知的任意的制造方法。例如制造含有全芳族聚酰胺的热粘合层(C)时,可以直接使用聚合后的聚合物溶液,也可以先将聚合物分离,然后再溶解于溶剂使用。溶剂优选N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等有机极性溶剂,也可以使用浓硫酸、浓硝酸、多磷酸等强酸性溶剂。上述芳族聚酰胺溶液中可以根据需要添加作为溶解助剂的无机盐,例如氯化钙、氯化镁、氯化锂、硝酸锂等。溶液中的聚合物浓度优选1-60重量%左右,进一步优选3-40重量%。
将如上制备的聚合物溶液流延于含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)或包含无机材料的被粘合体(B)上,通过干燥使溶剂挥去。
流延的方法有:通过口模挤出的方法、使用施涂机的方法、使用涂布机的方法等。对于流延时聚合物溶液的温度没有特别限制,优选选择温度,使聚合物溶液的粘度为30-20,000泊之间。更优选的例子有50-2,000泊。
使溶剂挥去的干燥方法有:通过热风加热、真空加热、红外线加热、微波加热进行的干燥,优选通过热风进行的加热干燥。此时的干燥温度为30℃-400℃,更优选40℃-350℃,进一步优选70℃-300℃。
本发明含有全芳族聚酰胺的热粘合层(C)的厚度优选0.1μm-1000μm的范围。小于0.1μm时,无法获得与由无机材料构成的被粘合体(B)的粘合精度,要求触粘装置接触面高的平面性、平滑性精度,如果平面性、平滑性控制不够,大多产生粘合不匀。当比2000μm大时,与由无机材料构成的被粘合体(B)粘合时难以导热,需花费时间传递温度,生产率可能降低。
对于本发明的含有全芳族聚酰胺的热粘合层(C)的面粗糙度并没有特别限定,优选表面粗糙度(Rt)在0.01μm-100μm的范围。小于0.01μm时,含浸溶剂进行剥离时,溶剂无法渗透,难以剥离;比100μm大时,无法取得与由无机材料构成的被粘合体(B)的粘合精度,大多发生粘合不均。
(含有粘合片材层和无机材料的层合体I’)
粘合片材只由含全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)构成时,本发明的层合体是层合体(I’),其特征在于:该层合体(I’)是含有基材(A)和无机材料(B)的层合体,其中所述基材(A)含有玻璃化转变温度为200℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜,基材(A)与由硅晶片构成的被粘合体层合时,基材(A)
(a’)在370℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后,基材(A)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-100N/m。
剥离强度小于0.1N/m时,不能获得通过半导体装置制造工序所需的足够的粘合力,在工序中途有可能发生半导体芯片从基板上脱落的情况。
这里所述剥离强度如下计算:在25℃、以约300mm/分钟的拉伸速度测定在370℃且5.0-6.0MPa下与由硅晶片构成的被粘合体热压15分钟的1cm宽的片状粘合体,在除去最初25mm之外的至少100mm长度的剥离长度范围内,由力-夹具移动距离曲线求出平均剥离力(N),计算每m宽下的值(N/m)。
此时,该基材(A)优选为含有下式(1)所示构成单元的全芳族聚酰亚胺:
Ar1为可含有非反应性取代基的1,4-亚苯基。
其中,该基材(A)优选包含含有30-70摩尔%上式(1)所示构成单元和70-30摩尔%下式(2)所示的构成单元的全芳族聚酰亚胺:
Ar2a和Ar2b各自独立,为可含有非反应性取代基的碳原子数为6或以上20或以下的芳族基团。
进一步优选该基材(A)含有根据下式(4)计算的酰亚氨基浓度(当量/kg)为5.5当量/kg-6.9当量/kg的全芳族聚酰亚胺。
酰亚氨基浓度(当量/kg)=2×1000/[每构成单元的分子量](4)
在180℃-600℃的温度且0.001MPa-1000MPa的压力下,将含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)和无机材料(B)热压0.1秒-48小时,由此可得到层合体(I’)。
温度或压力、时间等粘合条件可根据所用粘合片材与被粘合体的材质或组合来任意控制。热压的温度在180℃-600℃的范围,优选180℃-550℃的范围,进一步优选180℃-500℃的范围。按照粘合片材和被粘合体彼此总体所受的平均压力看,热压的压力在0.001MPa-1000MPa范围,优选0.01MPa-100MPa范围。压力小于0.001MPa时,无法充分粘合,而压力比100MPa高时,被粘合体可能破损。
热压时压力保持时间在0.1秒-48小时范围,小于0.1秒时,粘合力不够,难以获得粘合力稳定的层合体。比48小时长时,生产率降低。更优选热压时压力保持时间在1秒-24小时范围。
热压时,可以使温度上升,以规定的压力粘合规定的时间,然后在室温下,在加压的状态下放置冷却一定时间;也可以使温度上升,以规定的压力粘合规定的时间后,在解除压力的状态下保温一定时间。
(含有粘合片材层和无机材料的层合体I)
粘合片材包含含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)和含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺的热粘合层(C)时,本发明的层合体是在粘合片材的热粘合层(C)上进一步层合无机材料(B)而成的、按照含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、热粘合层(C)和无机材料(B)的顺序层合而成的层合体(I)。
经由含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺的热粘合层(C),在180℃-600℃的温度且0.001MPa-1000MPa的压力下,将含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)和无机材料(B)热压0.1秒-1小时,由此可得到上述层合体(I)。
温度或压力、时间等粘合条件可根据所用粘合片材与被粘合体的材质或组合来任意控制。热压的温度在180℃-600℃的范围,优选180℃-550℃的范围,进一步优选180℃-500℃的范围。按照粘合片材和被粘合体彼此总体所受的平均压力看,热压的压力在0.001MPa-1000MPa范围,优选0.01MPa-100MPa范围。压力小于0.001MPa时,无法充分粘合,而压力比100MPa高时,被粘合体可能破损。
通过设置热粘合层,在短时间即可热粘合,热压时压力保持时间的范围为0.1秒-1小时,小于0.1秒时,粘合力不够,难以获得粘合力稳定的层合体。更优选热压时压力保持时间在1秒-30分钟范围。
热压时,可以使温度上升,以规定的压力粘合规定的时间,然后在室温下,在加压的状态下放置冷却一定时间;也可以使温度上升,以规定的压力粘合规定的时间后,在解除压力的状态下保温一定时间。
(无机材料)
本发明的无机材料(B)是指其60体积%或以上由无机化合物构成的。无机化合物例如有铝、铁、硅、锗、碳等金属,钛酸钡、钛酸钾、氮化钛、氮化铝、氮化硼等氮化合物;氧化锆、氧化铝、三菱ガス化学制造的セラジン等陶瓷;玻璃,优选硅、锗等半导体金属,更优选硅晶片。这些无机材料和由无机材料构成的被粘合体的形态可以是十字、网状、无机烧结物、多孔质、板状、片状、薄膜状等,优选多孔质、板状、片状。因此,例如以由所谓的预浸料坯制造的碳/环氧复合物构成的板、或者烧结得到的多孔陶瓷等与环氧等的复合物等也包括在由无机材料构成的被粘合体中。
对于该被粘合体无机材料的厚度没有特别限定,大多优选1μm-2000μm的范围。小于1μm时,与粘合片材粘合时要求触粘装置的精度,有时难以使粘合面无粘合不匀就均匀地粘合。另外,有时无法获得触粘所需的足够的机械强度,触粘时会破坏等。当厚度为2000μm或以上时,与粘合片材粘合时难以导热,需花费时间传递温度,生产率可能降低。
(进一步含有被处理物层(D)、有机物保护层(E)的层合体II、II’)
本发明涉及按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、热粘合层(C)和无机材料(B)的顺序层合而成的层合体(II)。
本发明还涉及按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、含有具有玻璃化转变温度为200℃或以上特性的全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、和无机材料(B)的顺序层合而成的层合体(II’)。
被处理物层(D)只要是可以以任何方法与下述有机物保护层(E)粘合的即可,对此没有特别限定,本发明优选的适用例子是实施了包括掺入杂质的电路部件形成步骤的半导体基板。此时无机材料(B)优选为支持用基板。
使用有机物保护层(E)的目的是保护被处理物层(D)。当被处理物层(D)为实施了包括掺入杂质的电路部件形成步骤的半导体基板时,优选使用聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、聚有机氢化硅烷、聚硅氧烷、聚硅氧烷改性聚酰亚胺、聚亚苯基、ポリベンジル、聚芳醚等,更优选使用聚硅氧烷改性聚酰亚胺。
上述层合体的层合方法没有特别限定,可将上述粘合片材与被粘合物在室温下,根据情况加热,一边进行加压一边贴附。贴附的方法有:使用热压机、真空压机的压粘法,通过辊进行的粘合等。
例如使用热压机的压粘法时,可以在热压机的上压板和上述粘合片材以及被粘合体之间,以不阻碍热传导的厚度夹有不锈钢、铁、钛、铝、铜等金属或它们的合金等的保护板,或含有全芳族聚酰亚胺和/或全芳族聚酰胺等耐热性聚合物的薄膜,和/或含有这些耐热性聚合物的纤维等树脂作为缓冲材料,以沿整个粘合面传递压力。
对于温度、压力、时间等粘合条件并没有特别限定,但可根据所使用的粘合片材与被粘合体的材质或组合来任意控制其粘合。粘合时优选的温度例如可举出180℃-600℃的范围。优选180℃-550℃的范围。进一步优选180℃-500℃的范围。按照粘合片材和被粘合体彼此总体所受的平均压力看,粘合时的压力在0.001MPa-1000MPa范围,优选0.01MPa-100MPa范围。压力小于0.001MPa时,无法充分粘合,而压力比100MPa高时,被粘合体可能破损。
粘合时压力保持时间优选0.1秒-48小时范围。小于0.1秒时,粘合力不够,难以获得粘合力稳定的层合体。比48小时长时,生产率降低。更优选粘合时压力保持时间在1秒-24小时范围。设置有热粘合层时,可以在短时间内进行热粘合。
粘合时,可以使温度上升,以规定的压力粘合规定的时间,然后在室温下,在加压的状态下放置冷却一定时间;也可以使温度上升,以规定的压力粘合规定的时间后,在解除压力的状态下保温一定时间。
(层合体IV的制造方法)
本法明涉及层合体IV的制备方法,其特征在于:在按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、含有具有玻璃化转变温度为200℃或以上特性的全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、和无机材料(B)的顺序层合并热压后,在D层的露出面进行减薄处理,制成D’层,得到含有D’层、E层、A层和B层的层合体(III)后,使E层和A层的界面剥离,得到含有D’层和E层的层合体(IV)。
进一步优选在基材(A)和无机材料(B)之间设置热粘合层(C),其中所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺。此时,含有全芳族聚酰胺的热粘合层(C)优选含有下式(3-1)所示的构成单元:
基材(A)优选含有包含全芳族聚酰亚胺的聚合物,其中所述全芳族聚酰亚胺含有下式(1)所示构成单元:
Ar1为可含有非反应性取代基的1,4-亚苯基。
基材(A)优选含有包含全芳族聚酰亚胺的聚合物,其中所述全芳族聚酰亚胺含有30-70摩尔%上式(1)所示构成单元和70-30摩尔%下式(2)所示构成单元:
Ar2a和Ar2b各自独立为可含有非反应性取代基的碳原子数为6或以上20或以下的芳族基团。
对于上述层合体(III)的层合方法并没有特别限定,可通过与上述层合体(II)、(II’)所述方法同样地获得。
被处理物层(D)为实施了包括掺入杂质的电路部件形成步骤的半导体基板,且无机材料(B)为支持用基板,经过抛光D层的露出面使其变薄的加工处理,形成减薄的半导体基板(D’层),然后使有机物保护层(E)与基材(A)的界面剥离,得到含有半导体基板(D’层)和有机物保护层(E)的半导体部件用层合体,以上是本发明的层合体的制造方法的优选应用之一。这里,优选将含有玻璃化转变温度为200℃-500℃的全芳族聚酰胺的热粘合层(C)设置于基材(A)和无机材料(B)之间。
(E层和A层的界面剥离法)
得到层合体(III)后,使E层和A层的界面剥离,得到含有D’层和E层的层合体(IV),此时使E层和A层的界面剥离的优选的剥离方法有以下四种方法。
使E层和A层的界面剥离的第一种方法是:将含有D’层、E层、A层、(优选还含有C层)和B层的层合体浸渍于液体中,使液体渗透进E层和A层的界面,然后迅速加热至液体的沸点或以上,使渗透进界面的液体汽化的方法(方法1)。液体的浸渍条件优选为30℃或以上。进一步优选40℃或以上、液体的沸点或以下。温度低于30℃,则液体难以渗透进层间,剥离困难。
浸渍时间优选1分钟或以上。进一步优选30分钟或以上。时间比1分钟短,则渗透无法进展,剥离困难,不优选。
还可以是将层合体暴露于该液体的蒸汽中,然后冷却,使液体在层间结露的方法。
浸渍后的加热条件优选为液体沸点或以上。进一步优选比液体的沸点还高50℃或以上。加热时间优选在5分钟以内上升至所需温度。进一步优选30秒或以内。时间比5分钟长,则难以获得汽化导致的体积膨胀效果,剥离困难。
液体只要是在常压下具有30℃或以上的沸点的液体即可,优选具有40℃或以上、200℃或以下的沸点的液体。这些液体具体可使用:水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、丙酮、甲基乙基酮、二乙酮、环己酮、环己醇、1,4-二噁烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯胺、吡啶、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳等。还可以是它们的混合液。优选使用水、甲醇、乙醇、异丙醇。进一步优选使用水。
使E层和A层的界面剥离的第二种方法是:将含有D’层、E层、A层、(优选还含有C层)和B层的层合体浸渍于水中,使水渗透进E层和A层的界面,然后冷却至0℃或以下,使渗透进界面的水凝固而剥离的方法(方法2)。水的浸渍条件优选为30℃或以上。进一步优选40℃或以上、100℃或以下。温度低于30℃,则水难以渗透进层间,剥离困难。
时间优选1分钟或以上。进一步优选5分钟或以上。时间比1分钟短,则渗透无法进展,剥离困难,不优选。
还可以是将层合体暴露于水蒸汽中,然后冷却,使水在层间结露的方法。
浸渍后的冷却条件优选为0℃或以下。进一步优选-5℃或以下。冷却时间优选在10分钟以内冷却至所需温度。进一步优选在30秒或以内。时间比10分钟长,则难以获得凝固导致的体积膨胀效果,剥离困难。
使E层和A层的界面剥离的第三种方法是:沿含有D’层、E层、A层、(优选还含有C层)和B层的层合体的厚度方向产生30-800℃的温差,从而使E层和A层的界面剥离的方法(方法3)。产生温差的方法并没有特别限定,有将层合体由低温状态转移至高温状态的方法,或由高温状态转移至低温状态的方法,或者在无机物层B一侧和被处理物层D’之间产生该温差的方法。将层合体由低温状态转移至高温状态的方法或由高温状态转移至低温状态的方法中的状态例如有:大气中或液体中的室温状态;热风加热、蒸汽加热、真空加热、红外线加热、微波加热,除此之外还有使用热板、热辊、水浴、油浴、TEG浴、盐浴、焊浴等的接触式加热等的加热状态;冷风、干冰、冰、冷却液体等的冷却状态;在各状态中只要是产生温差即可,可以是任意的状态之间。
沿层合体的厚度方向产生该温差的方法只要是在各个面产生上述状态差别的方法即可,可以使用任意方法。优选从置于热板上的层合体的上侧接触干冰、冰、冷却液体的方法。
温差为30-800℃,优选100-600℃。
使E层和A层的界面剥离的第四种方法是:将含有D’层、E层、A层、(优选还含有C层)和B层的层合体浸渍于pH值为8-14的碱溶液中,使碱溶液渗透进A层,由此使E层和A层的界面剥离的方法(方法4)。碱溶液进一步优选pH值为10-14,更优选含有0.1%-30%浓度氨的水溶液。碱溶液所使用的溶剂只要可使该碱溶解的溶剂即可,对其并没有特别限定,优选为水。作为浸渍条件,温度优选-5℃至120℃,低于-5℃,则水溶液中的水冻结;为120℃或以上,则水溶液中的水沸腾,因而不优选。浸渍时间优选1秒-36000秒,低于1秒,则没有充分渗透进薄膜部分中,剥离困难;为36000秒或以上时,工序时间增长,生产率变差。
通过使用上述剥离方法,不仅可产率良好地获得含有D’层和E层的层合体,还可以简便地将剥离后的A层、(优选还有C层)和B层回收再利用。
实施例
以下,通过实施例进一步详细具体地说明本发明。这些实施例并不限定本发明的范围。本发明的物性的测定方法、效果的评价方法按照以下方法进行。
(1)薄膜的杨氏模量的测定
使用50mm×10mm的样品,以5mm/分钟拉伸速度,通过ォリェンテックUCT-1T进行测定。基于测定的数据得到的伸长率-应力曲线的初始梯度,由伸长率为100%时的应力(GPa)求出杨氏模量。
(2)薄膜的线性热膨胀系数的测定
使用约13mm(L0)×4mm的样品,以10℃/分钟的升温速度升温至50℃-250℃的范围,冷却,通过TAインスツルメントTMA2940热力学分析仪进行测定。此时,测定由100℃至200℃时样品长的变化量ΔL,由下式(5)
线性热膨胀系数(ppm/℃)=(1000000×ΔL/L0)/100 ...(5)
求出薄膜的线性热膨胀系数,计算分别垂直相交的2个轴方向的值的平均值。
(3)剥离强度测定
预先将粘合体切成10mm宽度,然后与被粘合体在实施例3中为300℃、在实施例1、2、4和实施例17中为370℃,并以5.0-6.0MPa热压15分钟粘合,将其用夹具夹持固定,将粘合片材的一端用另一个夹具夹持固定,用ォリェンテックUCT-1T在25℃以300mm/分钟的拉伸速度进行测定。在除去最初25mm的至少100mm长度的剥离长度范围内,由力-夹具移动距离曲线求出平均剥离力(N),计算每m宽度下的值(N/m)。
(4)剪切剥离强度测定
将粘合体和被粘合体预先切成边长25mm的正方形,层合,然后在300℃且以5.5MPa热压2分钟,进行粘合。在该层合体的露出面涂布粘结剂,用2片25mm×60mm×1mm的不锈钢板从两侧夹住进行粘合,然后使用基于JIS K6851的方法,用ォリェンテックUCT-1T在25℃、10mm/分钟拉伸速度的条件下进行测定。由剥离应力的最大值(N)计算每cm2的剪切剥离粘合强度(N/cm2)。
(5)粘弹性测定
使用约22mm×10mm的样品,升温至50℃-500℃的范围,在6.28rad/s的频率下,用Rheometrics RSA II进行测定。玻璃化转变温度如下计算:使用由测定得到的动态贮能弹性模量E’、动态损耗弹性模量E”计算动态损耗正切tanδ,由该值计算。
(6)硅晶片的表面粗糙度测定
用非接触立体微观表面形状观察系统NT-2000(WYKO)对所用硅晶片的中央部分1.2mm×0.92mm进行测定。
[粘合片材制造例1]
在氮气氛下,将1920g脱水NMP装入备有温度计、搅拌装置和原料投料口的反应容器中,再加入26.52g对苯二胺,使其完全溶解。然后用冰浴冷却,使二胺溶液的温度为3℃。向该冷却的二胺溶液中添加53.46g均苯四酸酐,反应1小时。此时反应溶液的温度为5-20℃。再在室温(23℃)下使该反应液反应3小时,接着添加0.091g邻苯二甲酸酐,反应1小时,进行胺末端封端,得到作为粘稠溶液的聚酰胺酸NMP溶液。
用厚度1.0mm的刮刀将所得聚酰胺酸溶液在玻璃板上流延,在含有250ml乙酸酐、74g三乙二胺和2000mlNMP的30℃脱水缩合浴中浸渍30分钟,进行酰亚胺/异酰亚胺化,从作为支持体的玻璃板上分离,得到凝胶薄膜。
在室温下将所得凝胶薄膜在NMP中浸渍20分钟,进行洗涤,然后将该凝胶薄膜的两端用夹具固定,在室温下以10mm/秒的速度沿垂直相交的两轴方向同时双轴拉伸1.05倍。拉伸开始时的凝胶薄膜的溶胀度为1510%。(溶胀度由溶胀状态和干燥状态的重量比计算。即干燥状态的重量为W1、溶胀时的重量为W2,溶胀度=((W2/W1)-1)×100)。
将拉伸后的凝胶薄膜用框固定,通过使用干燥空气的热风干燥机进行逐级升温,由160℃升温至300℃,实施干燥和热处理。接着,用热风循环式烘箱逐级升温,从300℃至450℃,得到含有全芳族聚酰亚胺薄膜的粘合片材。因此,该粘合片材是含有全芳族聚酰亚胺薄膜的粘合片材,其中所述全芳族聚酰亚胺薄膜只由下式(1-a)所示的构成单元构成。
以下,将这样得到的粘合片材简称为P-1。
P-1的膜厚、强度、杨氏模量、玻璃化转变温度、线性热膨胀系数如表1所示。
[粘合片材制造例2]
在氮气氛下,将2010g脱水NMP装入具有温度计、搅拌装置和原料投料口的反应容器中,再加入40.95g对苯二胺和91.77g 3,4’-二氨基二苯醚,使其完全溶解。然后用冰浴冷却,使二胺溶液的温度为3℃。向该冷却的二胺溶液中添加181.8g均苯四酸酐,反应1小时。此时反应溶液的温度为5-20℃。再在室温(23℃)下使该反应液反应8小时,接着添加0.247g邻苯二甲酸酐,反应1小时,进行胺末端封端,得到作为粘稠溶液的聚酰胺酸NMP溶液。所得聚酰胺酸NMP的浓度为13重量%。
用厚度1.0mm的刮刀将所得13重量%聚酰胺酸NMP溶液在玻璃板上流延,在含有1050ml乙酸酐、450ml吡啶和1500mlNMP的30℃脱水缩合浴中浸渍30分钟,进行酰亚胺/异酰亚胺化,从作为支持体的玻璃板上分离,得到凝胶薄膜。
在室温下将所得凝胶薄膜在NMP中浸渍20分钟,进行洗涤,然后将该凝胶薄膜的两端用夹具固定,在室温下以10mm/秒的速度沿垂直相交的两轴方向同时双轴拉伸3.10倍。拉伸开始时的凝胶薄膜的溶胀度为394%。
将拉伸后的凝胶薄膜用框固定,通过使用干燥空气的热风干燥机进行逐级升温,由160℃升温至300℃,实施干燥和热处理。接着,用热风循环式烘箱逐级升温,从300℃至450℃,得到全芳族聚酰亚胺。
因此,该粘合片材是含有全芳族聚酰亚胺薄膜的粘合片材,其中所述全芳族聚酰亚胺薄膜含有50摩尔%下式(1-a)所示的构成单元:
和50摩尔%下式(2-a)所示的构成单元。
以下,将这样得到的粘合片材简称为P-2。
P-2的膜厚、强度、杨氏模量、玻璃化转变温度、线性热膨胀系数如表1所示。
表1
粘合片材 | 膜厚(μm) | 玻璃化转变温度(℃) | 杨氏模量(GPa) | 线性热膨胀系数(ppm/℃) |
P-1 | 12 | >500 | 16.2 | -8.60 |
P-2 | 20 | 410 | 10.4 | +5.75 |
实施例1
在作为由无机材料构成的被粘合体的硅晶片(直径6英寸、厚度600μm、表面粗糙度(Rt)约0.02μm、线性热膨胀系数+4.15ppm/℃)上放置作为粘合片材的全芳族聚酰亚胺薄膜P-1,使之紧密接触,然后用金属板夹住,放置于热压机内。通过热压机使实际接触表面的表面温度为370℃,然后用5.5MPa加压15分钟进行粘合。终断压机的加热,放置冷却至250℃,从压机中取出。所得全芳族聚酰亚胺薄膜P-1和硅晶片界面的剥离强度为15.0N/m。全芳族聚酰亚胺薄膜P-1和硅晶片的线性热膨胀系数差的绝对值为12.75ppm/℃。
实施例2
将粘合片材改用全芳族聚酰亚胺薄膜(P-2),除此之外与实施例1同样地得到层合体。结果,所得全芳族聚酰亚胺薄膜P-2和硅晶片的界面剥离强度为32.5N/m。全芳族聚酰亚胺薄膜P-2和硅晶片的线性热膨胀系数差的绝对值为1.60ppm/℃。
实施例3
在5℃,将帝人テクノプロダクト株式会社制造的コ-ネックス粉末分散于N-甲基-2-吡咯烷酮中,然后在40℃溶解,得到10重量%溶液。用厚度28μm的绕线棒涂布器使该コ-ネックス10重量%溶液在贴附于玻璃板上的全芳族聚酰亚胺薄膜P-1上流延。然后用热风干燥机以160℃干燥30分钟,然后逐级升温至280℃,进行干燥和热处理,由此得到具有热粘合层(C)的粘合片材,其中所述热粘合层(C)含有全芳族聚酰胺薄膜。
在作为由无机材料构成的被粘合体的硅晶片(直径6英寸、厚度600μm、表面粗糙度(Rt)约0.02μm)上放置粘合片材的热粘合层(C)面,使之紧密接触,然后用金属板夹住,放置于热压机内。通过热压机使实际接触面的表面温度为300℃,然后用5.5MPa加压2分钟进行粘合。之后从压机中取出,放置冷却。所得层合体中热粘合层(C)和硅晶片的界面剥离强度为200N/m,剪切剥离粘合强度为170N/cm2。
实施例4
将全芳族聚酰亚胺薄膜P-1改为全芳族聚酰亚胺薄膜(东レ·デュポン制カプトン(注册商标)50H),热粘合温度为370℃,除此之外全部与实施例3同样,得到具有热粘合层(C)的粘合片材,其中所述热粘合层(C)含有全芳族聚酰胺薄膜。
在作为由无机材料构成的被粘合体的硅晶片(直径6英寸、厚度600μm、表面粗糙度(Rt)约0.02μm)上放置粘合片材的热粘合层(C)面,使之紧密接触,然后用金属板夹住,放置于热压机内。通过热压机使实际接触面的表面温度为300℃,然后用5.5MPa加压2分钟进行粘合。之后从压机中取出,放置冷却。所得层合体中热粘合层(C)和硅晶片的界面处剥离强度为200N/m。
实施例5
在与实施例3相同层合体构成的全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的单面上进一步叠加作为有机物保护层(E)的聚酰亚胺涂层和厚度为0.6mm、直径为150mm的硅晶片,将其放置于热压机上,以5MPa、300℃加压2分钟。即,得到按照硅晶片(支持用基板)、コ-ネックス层、全芳族聚酰亚胺薄膜P-1、有机物保护层(E)和硅晶片(半导体基板)的顺序层合的层合体。
将该层合体的硅晶片(半导体基板)露出面设置于抛光机上,在160gf/cm2的载荷下,使用具有碳化硅颗粒的抛光纸,使抛光板以110rpm的转数旋转,抛光至硅晶片的厚度为130μm。抛光以#150、#800、#2000粒度的顺序进行。抛光时未观察到层合体的剥离。
将所得层合体在60℃的水中浸渍1小时,取出。接着在200℃的热板上放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例6
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在100℃的水中浸渍1分钟。接着在200℃的热板上放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(何持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例7
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在3kgf/cm2的水蒸气中暴露1分钟。接着立即在20℃的水中浸渍3秒,取出。再在200℃热板上放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例8
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在30℃的甲醇中浸渍1小时。接着在200℃的热板上放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例9
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在50℃的乙醇中浸渍1小时。接着在200℃的热板上放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例10
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在80℃的异丙醇中浸渍1小时。接着在200℃的热板上放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例11
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在60℃的水中浸渍1小时,取出。接着在液氮中放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例12
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在100℃的水中浸渍1小时。接着在液氮中放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例13
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在3kgf/cm2的水蒸气中暴露1分钟。接着立即在20℃的水中浸渍3秒,取出。再在液氮中放置30秒,取出后回复至室温。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例14
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体以支持用基板面朝下的状态放置在300℃的热板上,然后在硅晶片(半导体基板)面上放置冰进行冷却。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例15
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体以支持用基板面朝下的状态放置在400℃的热板上,然后在硅晶片(半导体基板)面流过液氮进行冷却。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处容易剥离。硅晶片(支持用基板)和コ-ネックス层、以及全芳族聚酰亚胺薄膜P-1的各界面不剥离。
实施例16
将与实施例5同样地制作的抛光后的层合体在室温下浸渍于25%氨水溶液中。3小时后可见层合体剥离,取出。
层合体在聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-1的界面处剥离,芳族聚酰亚胺薄膜完全溶解。另外,支持用基板和芳族聚酰胺层的界面也剥离。
实施例17
按照硅晶片(支持用基板)、全芳族聚酰亚胺薄膜P-2、聚酰亚胺涂层、以及厚度0.6mm、直径150mm的硅晶片(半导体基板)的顺序层合,置于热压机上,以5.5MPa、370℃加压15分钟。即得到按照硅晶片(支持用基板)、全芳族聚酰亚胺薄膜P-2、聚酰亚胺涂层、以及硅晶片(半导体基板)的顺序层合的层合体。
将该层合体的硅晶片(半导体基板)露出面设置于抛光机上,在160gf/cm2的载荷下,使用具有碳化硅颗粒的抛光纸,使抛光板以110rpm的转数旋转,抛光至硅晶片的厚度为130μm。抛光以#150、#800、#2000粒度的顺序进行。抛光时未观察到层合体的剥离。
将抛光后的层合体在室温下浸渍于25%氨水溶液中。3小时后可见层合体剥离,取出。
层合体中的芳族聚酰亚胺薄膜P-2完全溶解,聚酰亚胺涂层和芳族聚酰亚胺薄膜P-2在界面处剥离。
Claims (36)
1.粘合片材,其特征在于:该粘合片材含有基材(A)和热粘合层(C),其中所述基材(A)含有玻璃化转变温度为200℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜,所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺;按照包含硅晶片的被粘合体、热粘合层(C)和基材(A)的顺序层合时,至少满足下述条件(a)或(b)其中之一:
(a)在300℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后,热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-300N/m;
(b)在300℃且5.0-6.0MPa下热压2分钟后,热粘合层(C)与硅晶片的界面处的剪切剥离粘结强度为1N/cm2-1000N/cm2。
2.权利要求1的粘合片材,其特征在于:线性热膨胀系数为-10ppm/℃至+45ppm/℃的范围。
3.权利要求1的粘合片材,其特征在于:杨氏模量在1.0GPa-30GPa的范围。
6.权利要求1的粘合片材,其特征在于:该粘合片材含有全芳族聚酰亚胺,其通过下式(4)计算的酰亚氨基浓度(当量/kg)为5.5当量/kg-6.9当量/kg,
酰亚氨基浓度(当量/kg)=2×1000/[每构成单元的分子量] (4)。
9.权利要求1的粘合片材,其特征在于:该粘合片材在半导体装置的制造工序中用于固定半导体。
10.层合体(I),该层合体(I)是在权利要求1的粘合片材的热粘合层(C)上进一步层合无机材料(B)而成的层合体,其按照包含全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、热粘合层(C)和无机材料(B)的顺序层合而成。
11.权利要求10的层合体(I),其特征在于:所述无机材料(B)为硅晶片。
12.权利要求10的层合体(I),其特征在于:该层合体在半导体装置的制造工序中用于固定半导体。
13.权利要求10的层合体(I)的制造方法,其特征在于,通过含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺的热粘合层(C),在180℃-600℃的温度且0.001MPa-1000MPa的压力下,将含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)和无机材料(B)热压0.1秒-1小时。
14.层合体(II),该层合体(II)是在权利要求10的层合体(I)的基材(A)上进一步层合有机物保护层(E)和被处理物层(D)而成的层合体,其按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、热粘合层(C)和无机材料(B)的顺序层合而成。
15.权利要求14的层合体(II),其特征在于:被处理物层(D)是实施了包括掺入杂质的电路部件形成步骤的半导体基板,且无机材料(B)为支持用基板。
16.权利要求14的层合体(II)的制造方法,其特征在于:按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、基材(A)、热粘合层(C)和无机材料(B)的顺序层合,在180℃-600℃的温度且0.001MPa-1000MPa的压力下热压0.1秒-1小时。
17.层合体(I’),其特征在于:该层合体(I’)含有基材(A)和无机材料(B),其中所述基材(A)含有玻璃化转变温度为200℃或以上的全芳族聚酰亚胺薄膜;基材(A)与包含硅晶片的被粘合体层合时,基材(A):
(a’)在370℃且5.0-6.0MPa下热压15分钟后,基材(A)与硅晶片的界面处的剥离强度为0.1N/m-100N/m。
18.权利要求17的层合体(I’),其特征在于:所述基材(A)含有包含全芳族聚酰亚胺的薄膜,所述全芳族聚酰亚胺含有下式(1)所示的构成单元:
Ar1为可含有非反应性取代基的1,4-亚苯基。
19.权利要求18的层合体(I’),其特征在于:所述基材(A)含有包含全芳族聚酰亚胺的薄膜,所述全芳族聚酰亚胺含有30-70摩尔%上式(1)所示的构成单元和70-30摩尔%下式(2)所示的构成单元:
Ar2a和Ar2b各自独立,为可含有非反应性取代基的碳原子数为6至20的芳族基团。
20.权利要求17的粘合片材,其特征在于:该粘合片材含有全芳族聚酰亚胺,其通过下式(4)计算的酰亚氨基浓度(当量/kg)为5.5当量/kg-6.9当量/kg,
酰亚氨基浓度(当量/kg)=2×1000/[每构成单元的分子量] (4)。
21.权利要求17的层合体(I’),其特征在于:无机材料(B)为硅晶片。
22.权利要求17的层合体(I’),其特征在于:该层合体在半导体装置的制造工序中用于固定半导体。
23.权利要求17的层合体(I’)的制造方法,其特征在于:将含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)和无机材料(B)在180℃-600℃的温度且0.001MPa-1000MPa的压力下热压0.1秒-48小时。
24.层合体(II’),该层合体(II’)是在权利要求A1的层合体(I’)的基材(A)上进一步层合有机物保护层(E)和被处理物层(D)而成的层合体,其按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、含有全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)和无机材料(B)的顺序层合而成。
25.权利要求24的层合体(II’),其特征在于:被处理物层(D)是实施了包括掺入杂质的电路部件形成步骤的半导体基板,且无机材料(B)为支持用基板。
26.权利要求24的层合体(II’)的制造方法,其特征在于:按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、基材(A)和无机材料(B)的顺序层合,在180℃-600℃的温度且0.001MPa-1000MPa的压力下热压0.1秒-48小时。
27.层合体(IV)的制造方法,其特征在于:在按照被处理物层(D)、有机物保护层(E)、含有具有玻璃化转变温度为200℃或以上特性的全芳族聚酰亚胺薄膜的基材(A)、和无机材料(B)的顺序层合并热压后,在D层的露出面进行减薄处理,制成D’层,得到含有D’层、E层、A层和B层的层合体(III)后,使E层和A层的界面剥离,得到含有D’层和E层的层合体(IV)。
28.权利要求27的层合体(IV)的制造方法,其特征在于:进一步在基材(A)和无机材料(B)之间设置热粘合层(C),其中所述热粘合层(C)含有具有玻璃化转变温度为200℃-500℃特性的全芳族聚酰胺。
32.权利要求27或28的层合体(IV)的制造方法,其中被处理物层(D)为实施了包括掺入杂质的电路部件形成步骤的半导体基板,且无机材料(B)为支持用基板,经过抛光D层的露出面使其变薄的加工处理,形成变薄的半导体基板(D’层),然后使有机物保护层(E)与基材(A)的界面剥离,得到含有半导体基板(D’层)和有机物保护层(E)的半导体部件用层合体。
33.权利要求27或28的层合体(IV)的制造方法,其特征在于:使E层和A层的界面剥离的方法是:将层合体浸渍于液体中,使液体渗透进E层和A层的界面,然后迅速加热至液体的沸点或以上,使渗透进界面的液体汽化。
34.权利要求27或28的层合体(IV)的制造方法,其特征在于:使E层和A层的界面剥离的方法是:将层合体浸渍于水中,使水渗透进E层和A层的界面,然后冷却至0℃或以下,使渗透进界面的水凝固,然后剥离。
35.权利要求27或28的层合体(IV)的制造方法,其特征在于:使E层和A层的界面剥离的方法是:沿层合体的厚度方向产生30-800℃的温差,从而使E层和A层的界面剥离。
36.权利要求27或28的层合体(IV)的制造方法,其特征在于:使E层和A层的界面剥离的方法是:将层合体浸渍于pH值为8-14的碱溶液中,使碱溶液渗透进A层,由此使E层和A层的界面剥离。
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