JP2012004200A - 薄型ウエハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)回路形成面および回路非形成面を有するウエハを、ポリイミドシリコーン樹脂を含む接着層を介して、該回路形成面が該接着層と接するように、支持基板と接合する工程、(B)支持基板と接合したウエハの回路非形成面を研削する工程、(C)回路非形成面を研削したウエハに加工を施す工程、(D)加工を施したウエハを支持基板から剥離する工程、ならびに(E)剥離したウエハの回路形成面に残存する接着層を除去する工程、を含む薄型ウエハの製造方法。
【選択図】なし
Description
(A)回路形成面および回路非形成面を有するウエハを、ポリイミドシリコーン樹脂を含む接着層を介して、該回路形成面が該接着層と接するように、支持基板と接合する工程、
(B)支持基板と接合したウエハの回路非形成面を研削する工程、
(C)回路非形成面を研削したウエハに加工を施す工程、
(D)加工を施したウエハを支持基板から剥離する工程、ならびに
(E)剥離したウエハの回路形成面に残存する接着層を除去する工程
を含むことを特徴とする薄型ウエハの製造方法を提供する。
工程(A)は、回路形成面および回路非形成面を有するウエハを、ポリイミドシリコーン樹脂を含む接着層を介して、該回路形成面が該接着層と接するように、支持基板と接合する工程である。
(式中、
R1は炭素原子数1から8の一価炭化水素基であり、
R2は三価の有機基であり、
nはその平均が1から120の数である。)
で表される四価の有機基であり、
Yは二価の有機基であり、その少なくとも一部は下記一般式(3):
からなる群より選ばれる二価の有機基であり、
BおよびCは、おのおの独立に、炭素原子数1〜4のアルキル基、フェノール性水酸基または水素原子であり、
aは1又は2であり、
bは0、1又は2である。)
で表され、
Wは前記X以外の四価の有機基である。]
上記式中、nは前記のとおりであり、n1及びn2は、おのおの0または1以上の整数であり、n1+n2=nを満たし、n3及びn4は、おのおの0または1以上の整数であり、n3+n4=nを満たし、n5及びn6は、おのおの0または1以上の整数であり、n5+n6=nを満たす。
工程(B)は、支持基板と接合したウエハの回路非形成面を研削する工程、即ち、工程(A)にて貼り合わせた積層基板のウエハ裏面側を研削して、該ウエハの厚みを薄くしていく工程である。ウエハ裏面の研削加工の方式には特に制限はなく、公知の研削方式が採用される。研削は、ウエハと砥石に水をかけて冷却しながら行うことが好ましい。ウエハ裏面を研削加工する装置としては、(株)ディスコ製 DAG−810(商品名)等が挙げられる。
工程(C)は、回路非形成面を研削したウエハ、即ち、裏面研削によって薄型化されたウエハに加工を施す工程である。この工程にはウエハレベルで用いられる様々なプロセスが含まれるが、例としては、電極形成、金属配線形成、保護膜形成等が挙げられる。より具体的には、電極等の形成のための金属スパッタリング、金属スパッタリング層をエッチングするウェットエッチング、金属配線形成のマスクとするためのレジストの塗布、露光、及び現像によるパターンの形成、レジストの剥離、ドライエッチング、金属めっきの形成、TSV形成のためのシリコンエッチング、シリコン表面の酸化膜形成など、従来公知のプロセスが挙げられる。
工程(D)は、加工を施したウエハを支持基板から剥離する工程、即ち、薄型化したウエハに様々な加工を施した後、ダイシングする前に支持基板から剥離する工程である。剥離方法としては、主にウエハと支持基板を、加熱しながら水平反対の方向にスライドさせることにより両基板を分離する方法と、積層基板のうち一方の基板を水平に固定しておき、加熱しながらもう一方の基板を水平方向から一定の角度を付けて持ち上げる方法が提案されている。後者の場合、持ち上げられる方の基板が薄型ウエハである場合、ウエハ単独では破損してしまう可能性が高いので、保護テープで裏面を保護しておく。
工程(E)は、剥離したウエハの回路形成面に残存する接着層を除去する工程である。残存する接着層の除去は、例えば、ウエハを洗浄することにより行うことができる。
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、4,4’−オキシジフタル酸二無水物2.1g(0.01モル)、平均構造が下記式(4)で示される酸無水物変性ポリシロキサン93.1g(0.09モル)およびN−メチル−2−ピロリドン520gを仕込んだ。ついで、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン36.0g(0.1モル)を反応系の温度が50℃を越えないように調節しながら、上記フラスコ内に加えた。その後、さらに室温(25℃)で10時間撹拌した。続いて、該フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付けた後、キシレン100gを加え、170℃に昇温してその温度を6時間保持したところ、褐色の溶液が得られた。
下記構造中、cは該構造を有するポリイミドシリコーンの数平均分子量が37,000となる数である。
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、4,4’−オキシジフタル酸二無水物155.0g(0.5モル)、平均構造が下式(5)で示される酸無水物変性ポリシロキサン921.0g(0.5モル)およびγ―ブチロラクトン5500gを仕込んだ。ついで、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン73.2g(0.2モル)および1,3−ジアミノフェノキシベンゼン219.0g(0.75モル)を反応系の温度が50℃を越えないように調節しながら、上記フラスコ内に加えた。その後、p−アミノフェノール5.5g(0.05モル)を加え、さらに室温で10時間撹拌した。つぎに、該フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付けた後、キシレン300gを加え、170℃に昇温してその温度を6時間保持したところ、褐色の溶液が得られた。
下記構造中、cは該構造を有するポリイミドシリコーンの数平均分子量が24,000となる数である。
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、4,4’−オキシジフタル酸二無水物93.0g(0.3モル)、平均構造が上式(4)で示される酸無水物変性ポリシロキサン723.8g(0.7モル)およびγ―ブチロラクトン4830gを仕込んだ。ついで、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン259.0g(0.5モル)および1,3−ジアミノフェノキシベンゼン131.4g(0.45モル)を反応系の温度が50℃を越えないように調節しながら、上記フラスコ内に加えた。その後、p−アミノフェノール5.5g(0.05モル)を加え、さらに室温で10時間撹拌した。以下は合成例2と同様に操作を行って、すべて閉環した下記構造を有し、数平均分子量が28,000のポリイミドシリコーン(a3)を得た。(a3)を固形分濃度で50質量%となるよう、シクロペンタノンに溶解し溶液(A3)とした。
下記構造中、cは該構造を有するポリイミドシリコーンの数平均分子量が28,000となる数である。
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、4,4’−オキシジフタル酸二無水物62.0g(0.2モル)、平均構造が下式(6)で示される酸無水物変性ポリシロキサン843.2g(0.8モル)およびγ―ブチロラクトン5220gを仕込んだ。ついで、2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン109.8g(0.3モル)および2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン336.7g(0.65モル)を反応系の温度が50℃を越えないように調節しながら、上記フラスコ内に加えた。その後、p−アミノフェノール5.5g(0.05モル)を加え、さらに室温で10時間撹拌した。
下記構造中、cは該構造を有するポリイミドシリコーンの数平均分子量が26,000となる数である。
8インチシリコンウエハ(厚さ:725μm)にポリイミドシリコーン溶液A1〜A4をスピンコートし、表1記載の膜厚で接着層を形成した。8インチガラス基板(ガラスウエハ)を支持基板とし、この支持基板と、接着層を有するシリコンウエハを真空貼り合わせ装置内で表1に示す条件にて貼り合わせ、積層体を作製した。比較例1〜4については、表2に示す接着剤組成物B1〜B4の調製後、これを上記と同様のシリコンウエハにスピンコートし、表2記載の膜厚で接着層を形成し、上記と同様にして8インチガラス基板との接合を行って積層体を作製した。
8インチのウエハ接合は、EVG社のウエハ接合装置520ISを用いて行った。接合温度は表1に記載の値、接合時のチャンバー内圧力は10−3mbar以下、荷重は5kNで実施した。接合後、室温まで冷却した後の界面の接着状況を目視で確認した。界面での気泡などの異常が発生しなかった場合を○、異常が発生した場合を×で示す。
グラインダー(DAG810 DISCO製)を用いてシリコン基板の裏面研削を行った。最終基板厚50μmまでグラインドした後、光学顕微鏡にてクラック、剥離等の異常の有無を調べた。異常が発生しなかった場合を○、異常が発生した場合を×で示す。
シリコン基板を裏面研削した後の積層体を窒素雰囲気下の250℃オーブンに2時間入れた後、300℃のホットプレート上で10分加熱した後の外観異常の有無を調べた。外観異常が発生しなかった場合を○、外観異常が発生した場合を×で示す。
基板の剥離性は、模擬的に以下の実験によって評価を行った。
別途6インチシリコンウエハ上に上記接着層を形成し、このウエハをホットプレート上で表1の温度で加熱しながら、カットされたシリコン基板(5×5×t0.725mm、以下、シリコン小片という)を押し当て接着させた。その後、上記耐熱試験と同様の条件に晒したのち、ボンドテスター(DAGE製、シリーズ4000)を用いて以下の剥離性試験を実施した。図1は剥離性試験の方法を示す図である。図1に示すとおり、シリコンウエハ1と、シリコンウエハ1上に形成した接着層2と、接着層2を介してシリコンウエハ1上に接着させたシリコン小片3とからなる試験体を真空チャックつきヒータ4に固定した。160℃に加熱しながら上記ボンドテスターのプローブ5を矢印6の方向に動かしてシリコン小片3に水平方向に押し当てて、シリコン小片3がスライドしたときの力を計測した。水平方向の押す力が10Nでシリコン小片がスライドしたものを良好(○)、10Nより大きい力が必要だったものを不良(×)とした。
上記剥離性試験終了後の6インチウエハ(耐熱試験条件に晒されたもの)の接着層上に、N−メチルピロリドン(NMP)を載せ、23℃で2分静置した後、ウエハ上のNMPを捨て、新たにNMPを載せて静置する同様の操作を2回繰り返した後、イソプロピルアルコール(IPA)にてリンスを行なった。外観を観察し接着樹脂の有無を目視でチェックした。樹脂の残存が認められないものを良好(○)とし、樹脂の残存が認められたものを不良(×)とした。
B1: ポリイミドワニス(4,4’−オキシジフタル酸二無水物と2,2−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンとを反応させたポリアミック酸樹脂、N−メチルピロリドン溶液)
B2: UV6100B(ウレタンアクリレート、日本合成化学)/HDODA(1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ダイヤル・ユーシービー社製)/Darocure1173(光開始剤、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製)=60/35/5(質量%)
B3: Zeonex 480R(d−リモネン溶液、日本ゼオン)
B4: 式:C27H46Oで表され、下記構造を有するコレステロール、分子量386.7、溶融温度150℃(シクロヘキサノール/シクロヘキサノン混合溶液)
2 接着層
3 シリコン小片
4 真空チャックつきヒータ
5 プローブ
6 矢印
Claims (3)
- (A)回路形成面および回路非形成面を有するウエハを、ポリイミドシリコーン樹脂を含む接着層を介して、該回路形成面が該接着層と接するように、支持基板と接合する工程、
(B)支持基板と接合したウエハの回路非形成面を研削する工程、
(C)回路非形成面を研削したウエハに加工を施す工程、
(D)加工を施したウエハを支持基板から剥離する工程、ならびに
(E)剥離したウエハの回路形成面に残存する接着層を除去する工程
を含むことを特徴とする薄型ウエハの製造方法。 - 工程(A)における支持基板の温度が60〜320℃であることを特徴とする請求項1に係る製造方法。
- 前記ポリイミドシリコーン樹脂が下記一般式(1):
[式中、
k及びmは0.01≦k/(k+m)<1を満たす正の整数であり、
Xは下記一般式(2):
(式中、
R1は炭素原子数1から8の一価炭化水素基であり、
R2は三価の有機基であり、
nはその平均が1から120の数である。)
で表される四価の有機基であり、
Yは二価の有機基であり、その少なくとも一部は下記一般式(3):
(式中、
Aは独立に、
からなる群より選ばれる二価の有機基であり、
BおよびCは、おのおの独立に、炭素原子数1〜4のアルキル基、フェノール性水酸基または水素原子であり、
aは1又は2であり、
bは0、1又は2である。)
で表され、
Wは前記X以外の四価の有機基である。]
で表される構造を有するポリイミドシリコーンであることを特徴とする請求項1または2に係る製造方法。
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