JP2005179654A - ホットメルト型接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のホットメルト型接着剤組成物は、溶融温度が50〜300℃である結晶性化合物を主成分として含む組成物であって、該組成物の溶融温度幅が30℃以下、溶融粘度が0.1Pa・s以下であることを特徴とする。主成分である結晶性化合物は、C,H,Oの元素のみからなる分子量1000以下の有機化合物、好ましくは脂肪族化合物または脂環式化合物、特に好ましくはステロイド骨格および/または水酸基含有化合物であることが望ましい。
【選択図】 図1
Description
このような特性を有することから、本発明のホットメルト型接着剤組成物は、現代の経済活動の場面で要求される様々な加工処理、たとえば、半導体基板の極薄研削処理、各種材料表面の微細加工処理などの際に基材を仮止めする接着剤として好適である。
ことがある。
ロフェノール、2,4,5-トリニトロトルエン等のニトロ化合物なども挙げることができるが、取扱上の安全性が高く、溶融時の耐熱性に優れ、着色が少ないなどの観点から、N元素を含まないC,H,Oの元素のみからなる有機化合物が好ましい。具体的には、以下に例示するような芳香族化合物、脂肪族化合物および脂環式化合物などが挙げられる。
,5-ジフェニル-2,4-ペンタジエン-1-オン、ジ-2-ナフチルエーテル、cis-1,8-テルピ
ン、2,3-ジメチルナフタレン、1,2-ナフタレンジオール、ジ-1-ナフチルメタン、ビフ
ェニル-2,2'-ジオール、ジ-1-ナフチルエーテル、ビス(ジフェニルメチル)エーテル、9,10-ジヒドロアントラセン、2,3,5,6-テトラメチル-p-ベンゾキノン、2,6-ジメチルナフタレン、シリンガアルデヒド、バニリルアルコール、1,3-ジフェニルイソベンゾフラ
ン、2,3'-ジヒドロキシベンゾフェノン、イソヒドロベンゾイン、4,4'-ジメチルビフェニル、1,3-ナフタレンジオール、4-フェナントロール、3,3-ジフェニルフタリド、ペンタメチルフェノール、ヘキサエチルベンゼン、3,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,4-ジヒドロキシベンズアルデヒド、p-ヒドロキシベンゾフェノン、4,5,9,10-テトラヒドロピレン、2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン、ヘマトキシリン、2-イソプロピル-5-メチルヒドロキノン、1,9-ジフェニル-1,3,6,8-ノナテトラエン-5-オン、9-フェニ
ルフルオレン、1,4,5-ナフタレントリオール、1-アントロール、1,4-ジフェニル-1,3-ブタジエン、ガルビノキシル、ピレン、9-フェニルアントラセン、トリフェニルメタノ
ール、1,1'-ビナフチル、m-キシレン-2,4,6-トリオール、4,4'-メチレンジフェノール、ヘキサメチルベンゼン、ジベンゾ-18-クラウン-6、ジフェノキノン、ビフェニル-4-オ
ール、1H-フェナレン、10-ヒドロキシアントロン、フラボノール、ベンゾアントロン、9H-キサンテン-9-オン、テトラフェニルフラン、2-メチルアントラキノン、4-ヒドロキシ-1-ナフトアルデヒド、1,7-ナフタレンジオール、2,5-ジエトキシ-p-ベンゾキノン、クルクミン、2,2'-ビナフチル、1,8-ジヒドロキシアントラキノン、1,4-ナフタレンジオール、1-ヒドロキシアントラキノン、3,4-ジヒドロキシアントロン、p-テルフェニル、4,4'-ジヒドロキシベンゾフェノン、アントラセン、2,4,6-トリヒドロキシアセトフェノ
ン、1,8-アントラセンジオール、テトラフェニルエチレン、1,7-ジヒドロキシ-9-キサ
ンテノン、2,7-ジメチルアントラセン、エピカテキン、ナリンゲニン、2-アントロール、1,5-ナフタレンジオール、ベンジリデンフタリド、2-フェニルナフタレン、cis-デカヒ
ドロ-2-ナフトール(cisoid)、(2R,3R)-2,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、trans-1,2-ジベンゾイルエチレン、trans-1,4-ジフェニル-2-ブテン-1,4-ジオン、ビス(2-
ヒドロキシエチル)テレフタラート、フルオランテン、ビフェニレン、イソバニリン、フ
ルオレン、9-アントロール、p-フェニレンジアセタート、trans-スチルベン、ビフェニル-3,3'-ジオール、2,5-ジヒドロキシベンゾフェノン、ピノールヒドラート、ベンゾイン、ヒドロベンゾイン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、1,8-ナフタレンジオール、1,2-ナフトキノン、2,4'-ジヒドロキシベンゾフェノン、5-ヒドロキシ-1,4-ナフトキノン、1-フェナントロール、アントロン、9-フルオレノール、トリフェニルホスフィンオキシド、ベンゾ[a]アントラセン、1,2-アントラ
センジオール、2,3-ナフタレンジオール、2,4,6-トリヒドロキシベンゾフェノン、ジ-2-ナフチルケトン、3,3'-ジヒドロキシベンゾフェノン、アルブチン、1,2,3,5-ベン
ゼンテトラオール、ジフェニルキノメタン、2-フェナントロール、2,3,4-トリヒドロキシアセトフェノン、カプサンチン、1,3,5-トリフェニルベンゼン、3,4,5-トリヒドロキシベンゾフェノン、ベンゾ[a]ピレン、トリフェニルメチルペルオキシド、ヘキセスト
ロール、1,1,2,2-テトラフェニル-1,2-エタンジオール、1,8-ジヒドロキシ-3-メチ
ルアントラキノン、ショウノウキノン、2,2',5,6'-テトラヒドロキシベンゾフェノン
、エスクリン、3,4'-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,4,5-トリヒドロキシアセトフェノン、9,10-フェナントレンキノン、1,1,2,2-テトラフェニルエタン、ルチン、 (-)-ヘスペレチン、2,3',4,4',6-ペンタヒドロキシベンゾフェノン、7-ヒドロキシクマリン、dl-ヘスペレチン、ニンヒドリン、トリプチセン、フルオレシン、クリセン、ジエチ
ルスチルベストロール、ジベンゾ[a,h]アントラセン、ペンタセン、1,6-ジヒドロキシ
アントラキノン、3,4',5,7-テトラヒドロキシフラボン、2,6-アントラセンジオール
、ゲニステインなどが挙げられる。
ロテン、β-カロテン、カンタリジン、ペンタエリトリトール、trans,trans-1,4-ジア
セトキシブタジエン、D-グルシトール、D-マンニトール、イドース、デカナール、α-カ
ロテン、2,4,6-トリメチルフロログルシノール、ガラクチトール、エキリン、エキレニン、trans-1,2-シクロベンタンジオール、マノオール、1-ヘプタデカノール、1-オクタ
デカノール、1-イコサノール、ジヒドロキシアセトン、γ-テルピネオール、1-ヘキサコ
サノール、1-ヘントリアコンタノール、ステアロンなどが挙げられる。
ル、カルシフェロール、プロゲステロン、デヒドロエピアンドロステロン、7-デヒドロコレステロール、アグノステロール、11-デヒドロコルチコステロン、プレドニソロン、ジ
ギトキシゲニン、エストロン、β-エストラジオール、コルチソン、D-フルクトース(α形)、D-リキソース(α形)、D-リキソース(β形)、イソマルトース、D-タロース(β形)、D-
タロース(α形)、D-アロース(β形)、D-マンノース(β形)、D-マンノース(α形)、D-キシロース(α形) D-ガラクトース(β形)、L-フコース(α形)、D-グルコース(α形)、2-デオ
キシ-D-グルコース、マルトトリオース、D-altro-ヘプツロース、L-アラビノース(ピラノースα形)、D-アラビノース、カフェストール、L-アラビノース(ピラノースβ形)、D-ガ
ラクトース(α形)、リコペン、アウクビン、スクロース、フリーデリン、cis-1,3,5-シクロヘキサントリオール、D-イノシトール、ルテイン、ジオスゲニン、チゴゲニン、ゼアキサンチン、myo-イノシトール、セロビオース、ジベレリンA3、ヘマテイン、ベツリン、D-フルクトース(β形)、D-アルトロース(β形)、ジベンゾ-24-クラウン-8、メチル-D-グ
ルコピラノシド(β形)、D-ジギタロース、サリノマイシン、メチル-D-ガラクトピラノシ
ド(α形)、α,α-トレハロース、ビキシン(全trans形)、パラチノース、trans-1,4-テルピン、D-キノボース(α形)、D-glycero-D-galacto-ヘプトース、D-フコース(α形)、D-グルコース(β形)、D-manno-ヘプツロース、D-glycero-D-gluco-ヘプトース、ソホロース、サルササポゲニン、L-ソルボース、D-altro-3-ヘプツロース、ツイスタン、(+)-ボルネオール、イノシトール、(-)-イソボルネオール、L-アラビノース(フラノース形)、L-ガラクトース(α形)、α-サントニン、メチル-D-ガラクトピラノシド(β形)、シクロペンタデカノン、δ-バレロラクトン、cis-2-メチルシクロヘキサノール、下記化学式(1)〜(8
)で表される化合物などが挙げられる。
プロスタノール、カルシフェロール、プロゲステロン、デヒドロエピアンドロステロン、7-デヒドロコレステロール、アグノステロール、11-デヒドロコルチコステロン、プレド
ニソロン、ジギトキシゲニン、エストロン、β-エストラジオール、コルチソンおよび上
記化学式(1)〜(8)で表される化合物などのステロイド骨格を有する化合物、trans
‐1,2-シクロベンタンジオール、マノオール、1-ヘプタデカノール、1-オクタデカノー
ル、1-イコサノール、γ-テルピネオール、1-ヘキサコサノール、1-ヘントリアコンタノ
ールなどの水酸基含有化合物およびこれらの誘導体が特に好ましい。ただし、エステル誘導体は、融点が低く、熱分解したときに酸性となって接着面を浸食する可能性があるなどの理由から好ましくない。
(a)結晶性化合物を溶剤に溶解し、溶剤を徐々に留去して再結晶化させることで純度を高める方法、および
(b)結晶性化合物を溶剤に溶解し、その溶液をイオン交換樹脂に接触させて遊離金属を除去することで金属含有量を減らす方法などが挙げられる。
104」、「同SC105」、「同SC106」(旭硝子(株)製)、「BM−1000」、「同1100」(B.M−Chemie社製)、「Schsego−Fluor」(Schwegmann社製)、「FS1265」(東レダウコーニングシリコーン(株)製)などを挙げることができる。
本発明のホットメルト型接着剤を用いた半導体ウエハーの加工処理方法は、半導体ウエ
ハーを支持体に固定化する工程、支持体に固定化した半導体ウエハーを加工処理する工程、加工処理した半導体ウエハーを支持体から剥離する工程、および剥離した半導体ウエハーを洗浄する工程からなる。
ト、9−トリエトキシシリル−3,6−ジアザノニルアセテート、N−ベンジル−3−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビス(オキシエチレン)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどのカップリング剤が挙げられる。
(1)接着剤組成物を適当な溶剤に溶解して溶液とし、基材に所定膜厚分を塗布した後、溶剤を留去する方法、
(2)接着剤組成物を溶融した状態で、基材に所定量塗布する方法、
(3)接着剤組成物を、離型処理が施されたPETフィルム上に一定膜厚で塗布して成膜した後、基材へラミネート方式により転写する方法、および
(4)所定量の接着剤組成物をタブレット状に成形し、これを基材上で溶融して流延する方法などが挙げられる。これらの方法の中では、本発明の接着剤組成物が主に半導体ウエハーの加工処理において用いられることを考慮すると、使用時に接着剤飛沫が生じず、簡便な方法である(4)のタブレット方式が好ましい。
イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、エタノール、メタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、フェノール等のアルコール類;
n−ペンタン、シクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘプタン、n−オクタン、シクロオクタン、n−デカン、シクロデカン、ジシクロペンタジエン水素化物、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、デカリン、テ
トラリン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワラン、エチルベンゼン、t−ブチルベンゼン、トリメチルベンゼン等の炭化水素系溶媒;
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類;
エチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;
酢酸エチル、酢酸ブチル、酪酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル類;および
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Nーメチルピロリドン、ヘキサメチルホスホミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、クロロホルム、塩化メチレン等の極性溶媒などが用いられる。
よりも小さいと充分に接着されないことがあり、上記範囲を超えると接着強度が低下し、接着面からの剥がれ、接着剤の材破が生じる場合がある。なお、接着層の厚みは、接着剤の量および張り合わせるときの圧力で調整することができる。
(i)ウエハーおよび支持体のどちらか一方もしくは両方に接着剤組成物を塗布して、両
者を貼り合せる方法、および
(ii)タブレット状の接着剤組成物をウエハーと支持体との間に介在させた状態で加熱して接着剤組成物を溶融させることにより、ウエハーと支持体とを貼り合せる方法などが挙げられる。(ii)の方法においては、接着剤中の気泡を除去し、接着層の厚みを一定にするため、200Torr以下の減圧下で行うことが好ましい。
ウエハーの加工処理後は、支持体からウエハーを剥離する。この剥離工程に際しては、ウエハーおよび支持体の少なくとも一方を、使用した接着剤組成物の溶融温度以上に加熱することにより、ウエハーを支持体から剥離することができる。
洗浄方法としては、ウエハーを洗浄液に浸漬する方法、ウエハーに洗浄液をスプレーする方法などが挙げられる。洗浄液の温度は特に限定されないが、好ましくは20〜80℃、より好ましくは30〜50℃である。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
示差走査熱量装置(セイコー社製「RDC220」)を用い、2℃/min、空気中での値を測定した。メインの溶融ピーク曲線のピーク温度を溶融温度とし、該溶融ピーク曲線の始点と終点との温度差を溶融温度幅とした。
E型粘度計(東機産業社製)を用い、溶融温度にて測定した。
<接着強度>
図1に示す試験片を準備し、試験片を縦にして端をつかんで上下に一定加重で引張り、両基板が剥がれたときの引張りせん断強度を測定し、その値を接着強度とした。測定はテンシロン型引張り試験機を用い、引張速度1.67×10-4m/s、所定温度で行った。なお、図1の左上図は、接着強度測定用試験片を上から見た図であり、左下図はこの試験片を横から見た図である。
コレステロール(分子量;386.7、溶融温度;150℃、溶融温度幅;1℃、溶融
粘度;2mPa・s)0.354gを直径10mmの柱状加圧成型器に秤量し、200k
g・cm-2の圧力を3分間かけ、直径10mm、厚さ5.5mmの円柱状タブレットを得た。
実施例1において、6インチシリコンウエハーの代わりに、貼り合わせ面の一部に10μmL/S、深さ5μmの微細配線パターンが形成された6インチアルミニウム基板(厚さ3mm)を用い、コレステロールの代わりに、エルゴステロール(分子量;396.7、溶融温度;157℃)0.5gと、界面活性剤「SF−8428」(東レダウコーニングシリコーン(株)製)0.05gと、微粒二酸化珪素粒子(塩野義製薬(株)製、平均粒径;2μm)0.03gとの混合物(溶融温度;157℃、溶融温度幅;1℃、溶融粘度;1mPa・s)を用い、真空オーブンの加熱温度を160℃にしたこと以外は、実施例1と同様にしてガラス基板にアルミニウム基板を貼り合わせた。接着強度は4.6MPa
(25℃)、25℃と137℃の接着強度差は0.2MPaであった。アルミニウム基板とガラス基板とを貼り合わせたサンプル(接着強度と同形状の試験片)での引っ張りせん断強度は4.0MPa(25℃)で研磨加工に十分な強度であった。
次いでアルミニウム基板を研磨した後、実施例1と同様にして剥離して洗浄した。6インチアルミニウム基板の剥離面を反射型FT―IRで表面観察したが、有機化合物に帰属される吸収は一切観察されず、張り合わせに用いた接着剤は洗浄で除去されたことを示した。この6インチアルミニウム基板の厚みを測定したところ、研磨前の厚み3mmに対して2.5mmであり、面内の厚みのバラツキは±0.01mmであったことから、良好に
研磨されたことを示した。
実施例1において、6インチシリコンウエハーの代わりに1辺13cmの正方形の電解銅箔(厚さ25μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてガラス基板に銅箔(粗化面)を貼り合わせ、次いで、銅箔の光沢面に絶縁膜ワニス「WPR-1020」(JSR(株)製)をスピンコート法にて2μm厚で塗布し、140℃で1時間乾燥して絶縁膜を形成した。絶縁膜の厚さバラツキを測定したところ、平均膜厚が2.05μm、バラツキが0.02μmであり、通常のシリコンウエハーにスピンコート法にて絶縁膜を形成するのと同等のバラツキであり、ガラス基板と銅箔との貼り合わせが均一であることがわかった。また、絶縁膜を形成するための140℃での乾燥工程においても、銅箔がガラス基板から剥がれることはなく、接着性は140℃でも保持されていた。
ステアリルアルコール(分子量;270.5、溶融温度;58℃、溶融温度幅;1℃、
溶融粘度;1mPa・s)0.654gを直径10mm、深さ10mmのテフロン(登録
商標)製容器内に秤量し、80℃オーブン中で溶融させた後、冷却−固化させ、直径10mm、厚さ7mmの円柱状タブレットを得た。
上記化学式(8)で示される化合物(分子量;404.7、溶融温度;223℃、溶融
温度幅;4℃、溶融粘度;4mPa・s) 0.354gを直径10mmの柱状加圧成型器に秤量し、200kg・cm-2の圧力を3分間かけ、直径10mm、厚さ5.5mmの円柱状タブレットを得た。
表面の疎水化処理を行ったものを用いた。実施例1と同様の操作で2枚のシリコンウエハーを貼り合わせた。接着強度は6.0MPa(25℃)であり、アニール処理加工に十分な強度であった。また、25℃と203℃の接着強度差は0.3MPaであった。
実施例1において、コレステロールの代わりに液状ワックス(溶融温度;90℃、溶融温度幅;35℃、溶融粘度;50mPa・s、日化精工(株)製「スカイリキッドKNシリ
ーズ」)3gを用いて、ウエハー上に塗布したこと以外は、実施例1と同様にしてガラス基板とシリコンウエハーとの貼り合わせ操作を110℃で行った。ガラスの自重だけではワックスがウエハーとガラス基板との間に広がらず、0.5kg/cm2の圧力をかけて
接着させた。接着強度は3.0MPa、25℃と70℃の接着強度差は2.5MPaであった。
Claims (10)
- 溶融温度が50〜300℃である結晶性化合物を主成分として含む組成物であって、
該組成物の溶融温度幅が30℃以下であり、かつ、該組成物の溶融温度における溶融粘度が0.1Pa・s以下であることを特徴とするホットメルト型接着剤組成物。 - 上記結晶性化合物が、C、H、Oの元素のみで構成され、かつ、分子量が1000以下の有機化合物であることを特徴とする請求項1に記載のホットメルト型接着剤組成物。
- 上記組成物中のアルカリ金属イオンおよび重金属イオン含有量の合計が100ppm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のホットメルト型接着剤組成物。
- 上記結晶性化合物が脂肪族化合物または脂環式化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のホットメルト型接着剤組成物。
- 上記結晶性化合物が、分子内にステロイド骨格および/または水酸基を有する化合物またはその誘導体(ただし、エステル誘導体を除く)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のホットメルト型接着剤組成物。
- 上記組成物が表面張力調整剤を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のホットメルト型接着剤組成物。
- 上記表面張力調整剤が、フッ化アルキル基を有するフッ素系界面活性剤およびオキシアルキル基を有するポリエーテルアルキル系界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項6に記載のホットメルト型接着剤組成物。
- 上記接着剤組成物を用いてウェハーとガラス基板とを接着した時の25±2℃における接着強度をA(MPa)とし、組成物の溶融温度より20℃低い温度における接着強度をB(MPa)とした場合、該接着強度AおよびBが下記式(1)を満たすことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のホットメルト型接着剤組成物。
0<A−B<0.5 (1) - 上記組成物がタブレット状であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のホットメルト型接着剤組成物。
- 請求項9に記載のタブレット状ホットメルト型接着剤組成物、表面処理剤および洗浄液を含むホットメルト型接着剤キット。
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