JP2015122483A - 一時的な結合 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硬化性接着剤材料、リリース添加剤及び相溶化剤を含む一時的結合性組成物3を、半導体ウェハ5のアクティブ側及びキャリア基体1の取り付け面との間に配置する。接着剤材料を硬化させて、半導体ウェハとキャリア基体との間に配置された一時的結合性層を形成する。半導体ウェハの前側の近傍の一時的結合性層が相対的により多い量のリリース添加剤を含んでいる。半導体ウェハの裏側上で操作を行った後、一時的結合性層から半導体ウェハの前側を分離させる。
【選択図】図2B
Description
シリコンウェハは、統合されたホットプレートおよびウェハトランスファシステムを備えたサイトサービストラクトリックス(Site Service Tractrix)スピンコーティングシステムにおいてコーティングされた。一定量(6〜8g)の試料が、ダイナミックディスペンス、および45秒までの1000〜2000rpmの回転速度を用いて、処理されていないシリコンウェハ上に配置され、その後ホットプレート上で120℃で90秒間ソフトベークされた。最終的なコーティング厚さは回転速度に逆比例し、25〜50μmの範囲であった。
他に特定されない限りは、キャリアウェハは、硬化後に一時的結合性層の接着性を向上させるために、ウェハ表面をポリ(アルコキシシラン)接着促進剤(ダウエレクトロニックマテリアルズから入手可能なAP−9000S(商標)接着促進剤)で処理することによって結合試験のために調製された。接着促進剤は静的分配でスピンコーターを使用して適用され、その後2000rpmで45秒間回転させ、そして120℃で2分間のホットプレートベーク工程を行った。
一方がその上に配置された一時的結合性組成物の層を有する、二枚のシリコンウェハ片が直接接触配置で、ホットプレート上で加熱することによって結合され、次いでこれらパーツがずれて外れないようにクランプを取り付けた。あるいは、これらウェハは真空ラミネータで結合された。次いで、試料はラピッド熱アニーリングチャンバー内で、または窒素炉内で210℃で1時間にわたって硬化させられた。
評価されるパーツはロードセルに取り付けられ、次いで半導体ウェハおよびキャリア基体が、S.Chauffaille, et al., ”Pre−Cracking Behaviour in the Single Cantilever Beam Adhesion Test,” Int.J. Fract(2011)169:133−144に記載されて方法に従って、ウェッジオープン応力を適用することにより、ゆっくりとした速度で分離させられた。
表1に示される量で、ジプロピレングリコールジメチルエーテル中のDVS−bisBCBオリゴマー(硬化性接着剤材料「AM」として)溶液(ザダウケミカルカンパニーから)、FORTEGRA(商標)ブランドでザダウケミカルカンパニーから入手可能な、6700のMnを有するエチレンオキシド−ブチレンオキシド−エチレンオキシドトリブロックポリマー(リリース添加剤「RA」として)、および平均12個のブチレンオキシド単位を有するポリブチレンオキシドモノエチルエーテル(相溶化剤「C」として)を、追加のジプロピレングリコールジメチルエーテル(溶媒として)と共に一緒にすることにより、様々な試料が調製された。これら試料は磁気攪拌棒を使用して80℃で完全に溶解するまで(典型的には10分間)混合された。各試料の一部分がキュベットに入れられ、次いで、このキュベットが20℃で光が当てられた表面上に置かれ、視覚的に検査された。結果が表1に報告される。
1800のMnを有するポリブチレンオキシドモノドデシルフェニルエーテルが相溶化剤(C)として使用されたこと以外は、実施例1の手順が繰り返された。サンプル中の構成要素の量および外観検査の結果は表2に報告される。これら結果は本発明の相溶化剤の使用が、本発明の一時的結合性組成物に使用されうるリリース添加剤の量を増大させることを示す。
試料11〜15のそれぞれについて、接着剤材料:リリース添加剤:相溶化剤の一定の重量比62:8:30で、異なる相溶化剤が使用されたこと以外は、実施例1の手順が繰り返された。以下の相溶化剤が使用された:A=750のMnを有するポリブチレンオキシドモノブチルエーテル、B=1000のMnを有するポリブチレンオキシドモノブチルエーテル、C=1500のMnを有するポリブチレンオキシドモノブチルエーテル、D=2000のMwを有するポリブチレンオキシドモノブチルエーテル、およびE=1800のMnを有するポリブチレンオキシドモノドデシルフェニルエーテル。対照の試料は相溶化剤を含んでおらず、かつ接着剤材料:リリース添加剤の重量比92:8を有していた。外観検査の結果は表3に報告される。
表4に示される重量比で、ジプロピレングリコールジメチルエーテル中のDVS−bisBCBオリゴマー(硬化性接着剤材料「AM」として)溶液、FORTEGRA(商標)ブランドでザダウケミカルカンパニーから入手可能な、6700のMnを有するエチレンオキシド−ブチレンオキシド−エチレンオキシドトリブロックポリマー(リリース添加剤「RA」として)、1800のMnを有するポリブチレンオキシドモノドデシルフェニルエーテル(相溶化剤「C」として)、およびフェノール系酸化防止剤(IRGANOX(商標)1010「酸化防止剤」)を、追加のジプロピレングリコールジメチルエーテル(溶媒として)と共に一緒にすることにより、4種類の試料が調製された。試料の比較例1はリリース添加剤を何ら含んでいなかった。
実施例3からの試料11〜15が使用されたこと以外は、実施例4の手順が繰り返された。結果は表5に報告される。
リリース添加剤の機能は硬化した接着剤材料と半導体との間の接着力を低減させることである。多くの用途においては、半導体は銅ピラーまたははんだバンプのような相互接続構造のアレイで覆われている。これら構造面への接着力は、それぞれの界面の限界ひずみエネルギー解放率(critical strain energy release rate)GCで定量化されうる。ここで使用される方法はシングルカンチレバービーム方法であった。この限界ひずみエネルギー解放率GCは加重および破壊(PC)、クラック長さ(a)、ビーム厚さ(h)、ビーム幅(B)、およびビーム面ひずみ弾性率(E’)に関連する:
PROGLYDE(商標)DMM中の68.5%DVS−bisBCBオリゴマー(25,000〜30,000の分子量(Mw)を有する)356.15g、リリース添加剤として6700のMnを有するエチレンオキシド−ブチレンオキシド−エチレンオキシドトリブロックポリマー24.5g、相溶化剤として使用された1800のMnを有するポリブチレンオキシドモノドデシルフェニルエーテル49g、および1.5gのフェノール系酸化防止剤(IRGANOX(商標)1010)を一緒にすることによりコーティング組成物が調製された。この組成物は手作業で木製スティックを用いて混合され、約1時間にわたって50℃に加熱され、次いで均質になるまでロールされた。
以下の組成物を用いて、実施例7の手順が繰り返された:PROGLYDE(商標)DMM中の接着剤材料としての68.5%DVS−bisBCBオリゴマー(25,000〜30,000の分子量(Mw)を有する)89.04g、接着剤材料として90/10スチレン:マレイン酸ジアリルオリゴマー44.52g、リリース添加剤として6700のMnを有するエチレンオキシド−ブチレンオキシド−エチレンオキシドトリブロックポリマー6.13g、相溶化剤として使用された1800のMnを有するポリブチレンオキシドモノドデシルフェニルエーテル12.25g、および0.38gのフェノール系酸化防止剤(IRGANOX(商標)1010)。このコーティング組成物はDVS−bisBCBオリゴマーおよびスチレン:マレイン酸ジアリルオリゴマーを1:1の重量比で含んでいた。この組成物からの硬化した一時的結合性層の厚さは約26μmであった。硬化の後で、ウェハは、ノッチ付近に挿入され、ウェハの周囲を動かされたカミソリの刃で成功裏に剥離された。剥離後の素子ウェハ上に残留物は観察できなかった。
DVS−bisBCBオリゴマーがPROGLYDE(商標)DMM溶媒中の90/10スチレン:マレイン酸ジアリルオリゴマー(68.5%固形分)356.15gで置き換えられた以外は、実施例7の手順が繰り返された。このコーティング組成物はDVS−bisBCBオリゴマーを含んでいなかった。この組成物からの硬化した一時的結合性層の厚さは約31μmであった。硬化の後で、ウェハは、ノッチ付近に挿入され、ウェハの周囲を動かされたカミソリの刃で成功裏に剥離された。
以下の相溶化剤が使用されたこと以外は実施例3の手順が繰り返された:F=505のMnを有するポリ(ブチレンオキシド−プロピレンオキシド)モノドデシルエーテル、G=1500のMnを有するポリ(ブチレンオキシド−プロピレンオキシド)モノドデシルエーテル、H=3000のMnを有するポリ(ブチレンオキシド−プロピレンオキシド)モノドデシルエーテル、およびI=4800のMnを有するポリ(ブチレンオキシド−プロピレンオキシド)モノドデシルエーテル。接着剤材料:リリース添加剤:相溶化剤の重量比は62:8:30(試料18〜21)または72:8:20(試料22〜25)であった。結果は表6に示される。
実施例10からの試料18〜25が使用されたこと以外は、実施例4の手順が繰り返された。各試料はキャリアに対して高い接着力を有しており、かつウェハから取り外し可能であった。結果は表6に報告される。
2 接着促進剤層
3 一時的結合性組成物
4a メタルピラー
4b はんだバンプ
5 半導体ウェハ
5a 平坦面
6 導電性接点
Claims (10)
- (a)前側および裏側を有する半導体ウェハを提供する工程、
(b)取り付け面を有するキャリア基体を提供する工程、
(c)硬化性接着剤材料、リリース添加剤、および相溶化剤を含む一時的結合性組成物を前記半導体ウェハの表側と前記キャリア基体の取り付け面との間に配置する工程、並びに
(d)前記接着剤材料を硬化させて、前記半導体ウェハの前側と前記キャリア基体の取り付け面との間に配置された一時的結合性層を提供し、前記キャリア基体の取り付け面の近傍にある前記一時的結合性層が相対的により少ない量の前記リリース添加剤を含み、および前記半導体ウェハの前側の近傍にある前記一時的結合性層が相対的により多い量の前記リリース添加剤を含む工程
を含む、半導体ウェハをキャリア基体に取り外し可能に取り付ける方法。 - 前記硬化性接着剤材料がポリアリーレンオリゴマー、環式オレフィンオリゴマー、アリールシクロブテンオリゴマー、ビニル芳香族オリゴマーおよびこれらの混合物から選択される、請求項1の方法。
- 前記リリース添加剤がポリエーテル化合物である請求項1の方法。
- 前記リリース添加剤がポリアルキレンオキシドホモポリマーまたはポリアルキレンオキシドコポリマーから選択される請求項1の方法。
- 前記相溶化剤がポリブチレンオキシドである請求項1の方法。
- 前記ポリブチレンオキシドが式R14−O−(C4H8O)z−(C3H6O)y−R15(式中、R14およびR15のそれぞれは独立してH、(C1−C20)アルキル、H−(R16O)w−R17、または(C6−C20)アリールから選択され、各R16およびR17は独立して、(C1−C6)アルキリデンであり、wは1〜5の整数であり、zは5〜250の整数であり、並びにyは0〜200の整数である)を有する、請求項5の方法。
- 前記キャリア基体の取り付け面を、前記一時的結合性組成物と接触させる前に、接着促進剤で処理する工程をさらに含む、請求項1の方法。
- (e)前記半導体ウェハの裏側上で操作を行う工程、並びに(f)前記一時的結合性層から前記半導体ウェハの前側を分離させる工程、をさらに含む請求項1の方法。
- 硬化性接着剤材料、リリース添加剤および相溶化剤を含む一時的結合性組成物。
- 前側および裏側を有する半導体ウェハ、取り付け面を有するキャリア基体、および前記半導体ウェハの前側と前記キャリア基体の取り付け面との間に配置された一時的結合性層を含む構造体であって、前記一時的結合性層が、硬化した接着剤材料、相溶化剤およびリリース添加剤を含み、前記キャリア基体の取り付け面の近傍にある前記一時的結合性層が相対的により少ない量の前記リリース添加剤を含み、並びに前記半導体ウェハの前側の近傍にある前記一時的結合性層が相対的により多い量の前記リリース添加剤を含む、構造体。
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