JP3602850B2 - 対象物をその基台に接着するための接着剤 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１処理工程の期間中、多段処理で作成される対象物をその基台に接着するための接着剤に関する。
例えば、セラミックあるいは半導体材料の対象物を所望の目的に製造する場合、これらの対象物の製造は、処理すべき対象物をその基台に有利に付着させ、可能な限り有利に処理を行なうことができる工程を含むものである。しかしながら、この種の対象物の製造において、基台への有利な接着工程は、通常、対象物をその基台から脱着しなければならず、そして接着剤をその表面から除去しなければならない工程を経る。例えば、必要な潤滑性と清浄性に対して有利な形式で半導体製品を研磨し、そして清浄化するためには、半導体製品を、種々の処理工程の期間中、基台に接着させなければならない。しかしながら、その次の処理工程の前に、半導体製品を清浄化し、接着剤が半導体製品の後表面上に本質的に厚い層に積層しないようにしなければならない。したがって、接着のために使用される接着剤は、良好な接着能力と良好な把持力に加えて、処理工程の後に清浄化のために良好な溶解性を有するものでなければならない。一般に、半導体製品およびセラミックス対象物は、大量に製造されるため、このタイプの接着剤に必要な他の特性は、ノズルを通ずる液体性および流動性である。
ヨーロッパ特許出願第402,520号は、ウェーハのための自動接着装置を提起し、それによると、ウェーハをその研磨工程の期間中、接着ワックスによりその基台に付着させる。接着ワックスには、接着すべき対象物の表面上に潤滑な層として接着ワックスを塗布するために、何らかの有機溶媒が混合されている。接着ワックスは、ウェーハ上に取り付ける前に基台上にノズルを通して供給される。しかしながら、前記ヨーロッパ特許出願第402,520号には、接着ワックス組成物についての記載はない。
半導体製品をその基台に接着するにおいて、一般的には、地球のオゾン層および環境に有害なCFC化合物、例えば商標名フレオン（FREON）で市販の化合物を含有するワックスを使用している。これらの接着剤の中で、例えば、1,1,1−トリクロロエタン（TCA）あるいはトリクロロエチレン（TCE）を含有する接着剤が挙げられる。半導体表面に残った接着剤残渣を除去する場合、一般的には、それらの中で、上述のTCAおよびTCE化合物;CFC化合物を含有する溶媒を使用している。
特願平３−203,981号から、ウェーハを接着するために用いられる接着剤が知られ、この接着剤は、接着剤の主成分として変性樹脂あるいは樹脂混合物を用いることにより、CFC化合物の使用を回避している。用いる樹脂は、アビエチン酸などのトリサイクリックの環状化合物である。このアビエチン酸は、例えば、これをマレイン酸と反応させ、そしてこれをエステル化することにより変性させ、これにより変性樹脂に得られる酸価は約70になる。得られた変性樹脂をさらに、有機溶媒中に溶解し、その含有率は１〜50％の範囲内である。
上記特願平３−203,981号では、元の樹脂は非常に変性され、低い酸価にされる。天然に得られる樹脂において、酸価は、160〜180の領域である。その酸値により、接着剤の接着性および、所望の処理工程の後に洗浄性に悪影響を与えることが可能である。上記特願平３−203,981号による接着剤に適する変性樹脂は、所望の低い酸価を得るために、強く中和しなければならない。樹脂が変性されればされるほど、エコロジイ製品から離れてしまう。これは、適用された環境に予想できない害を与えるものである。
本発明の目的は、従来技術の欠陥を解消することであり、半導体製品およびセラミックス対象物の製造において、例えば、半導体製品の研磨に使用すべき、新規で、より多用途で、よりエコロジイな接着剤を得ることである。その接着剤は本質的に高い酸価を有し、エコロジイ的に有害なCFC化合物を含有せず、CFC化合物含有の溶媒なしで溶解できるものである一方、接着剤に必要な能力のすべてを有するものである。本発明の本質的に新規な特徴は、添付の請求の範囲の記載から明らかである。
本発明の接着剤に用いる固体材料は、トール油ロジンであり、それは、115〜145の領域の酸価を有するように変性される。さらに、この樹脂を溶解して、接着剤が20〜50重量部、好適には30〜40重量部の樹脂および48〜80重量部、好適には、58〜70重量部の溶媒を含有するようにする。この接着剤には、必要により、接着剤の特性を調整するに必要な、０〜２重量部の添加剤を添加することができる。
本発明の接着剤に用いたトール油ロジンは、パルプ工業において、パルプ化松材からの副産物として得られる粗トール油を分留することにより、有利に得られる。本発明によると、例えば、アビエチン酸およびその異性体の、CAS数8052−10−６を有する混合物で、トリサイクリックモノカルボン酸であるトール油ロジンは、本発明の接着剤の原料として用いられるものである。しかしながら、接着剤のための樹脂の特性を改良するために、トール油ロジンは、例えば、グリセロールあるいはペンタエリトリトールなどのポリオールを使用することによる、不均化反応、部分的二量体化および／あるいはエステル化により、有利に変性される。トール油ロジンの変性は、接着剤のガラス転移温度および軟化温度を有利に調整する。同様に、トール油ロジンを変性することにより、接着力の確保に適した極性を得るための所望の材料の間における接着剤の把持力と、次の処理工程の前に接着剤を有利に除去する際の接着剤の洗浄性の両方に影響を与えることが可能である。
本発明により、接着剤に用いる溶媒は、少なくとも、次のものの１つを含有する溶媒である。すなわち、アルファ−ピネンなどのターペンチン、キシレンあるいはトルエンなどの芳香族炭化水素、アセトンなどのケトンおよびエタノールなどのアルコールである。溶媒により、接着剤は、液体になり、容易に塗布され、それにより、接着されるべき表面対象物上の接着剤層が本質的に潤滑なものになる。接着剤中に溶媒混合物を用いると、接着剤の極性および揮発性が有利に調整される。適切な極性は、塗布段階での基台上に本質的に平らな接着剤層を形成することを高め、また、基台と接着すべき対象物の間に接着結合を作ることも高める。すなわち、揮発性が、溶媒混合物の沸点を有利に調整することにより、接着剤を除去するように、改良されるためである。溶媒混合物の沸点は、60〜90℃の領域内に有利に調整され、これにより、溶媒混合物は、２つの成分を該溶媒成分に依存する重量割合で含有し、75/25〜25/75の領域、好適には、60/40〜40/60の領域内に調整される。
本発明による接着剤は、エコロジー的に有害なあるいは非常に引火性のCFC化合物を含有せず、そして接着剤は、例えば、CFC化合物含有溶媒を用いないで、通常の過酸化物含有の水酸化アンモニウム溶液により、半導体製品の表面から有利に除去できる。したがって、本発明の接着剤の使用は、また作業環境に有益である。
本発明の接着剤は、接着剤に使用する変性トール油ロジンの酸価が115〜145の領域内にあり、好適には130〜145の領域内にあり、一方、ASTM基準E28−58Tによるリング＆バ−ル（Ring ＆ Ball）法により測定された樹脂の軟化点が68〜78℃の範囲内である組成物を有するように有利に調整される。接着剤を作成するために、溶媒をこの変性樹脂油に添加し、10〜18℃の範囲内に作成混合物のガラス転移温度があるようにする。
本発明による接着剤組成物をさらに、下記の実施例により説明する。これらの実施例の目的は、請求の範囲に記載の接着剤組成物を制限するものではない。
実施例１
本発明の接着剤を製造するために、接着剤の最終量から計算して、35重量部のアルファ−ピネンおよび35重量部のアセトンを含有する溶媒混合物を先ず作成した。この溶媒混合物に、30重量部の部分的に二量体化されたトール油ロジンの樹脂を添加した。これは、ペンタエリトリトールで部分的にエステル化されたもので、115〜130の酸価を有した。得られた接着剤の粘度は3mPasであり、ガラス転移温度は16.5℃であった。これにより接着剤は、室温で有利に容易に塗布できるものであった。
実施例２
接着剤を製造するために、接着剤の最終量から計算して、32.5重量部のトルエンと32.5重量部のアセトンを含有する溶媒混合物を先ず作成した。この溶媒混合物に、35重量部の実施例１で説明した変性トール油ロジンを添加した。作成された接着剤で測定したガラス転移温度は9.1℃で、粘度は5mPasであった。
実施例３
本発明による接着剤を製造するために、接着剤の最終量から計算して、32重量部のトルエンと32重量部のエタノールを含有する溶媒混合物を使用した。この溶媒混合物に、35重量部の、130〜145の領域に酸価を有する部分的に二量体化されたトール油ロジン、および、添加剤としての１重量部のポリエチレングリコールを添加した。作成された接着剤で測定した粘度は6mPasで、ガラス転移温度は11.1℃であった。

Claims (11)

1. 20〜50重量部の、115〜145の領域内の酸価を有する変性トール油ロジンと、48〜80重量部の、少なくとも１つの溶媒とを含有し、接着剤のガラス転移温度が10〜18℃の範囲であることを特徴とする、少なくとも１処理工程の期間中、多段の処理で作成される対象物をその基台に接着せしめるための接着剤。
2. 請求の範囲第１項記載の接着剤において、前記トール油ロジンは、部分的な不均化反応により変性されたものであることを特徴とする接着剤。
3. 請求の範囲第１項記載の接着剤において、前記トール油ロジンは、部分的な二量体化により変性されたものであることを特徴とする接着剤。
4. 請求の範囲第１項記載の接着剤において、前記トール油ロジンは、エステル化により変性されたものであることを特徴とする接着剤。
5. 請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の接着剤において、前記用いた溶媒は、ターペンチン、芳香族炭化水素、ケトンおよびアルコールよりなる群からの２つの成分を含有する混合物であることを特徴とする接着剤。
6. 請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の接着剤において、前記用いた溶媒は、ターペンチンおよびアルコールを含有する溶媒混合物であることを特徴とする接着剤。
7. 請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の接着剤において、前記用いた溶媒は、アルファ−ピネンおよびアセトンを含有する溶媒混合物であることを特徴とする接着剤。
8. 請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の接着剤において、前記用いた溶媒は、トルエンおよびアセトンを含有する溶媒混合物であることを特徴とする接着剤。
9. 請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の接着剤において、前記用いた溶媒は、トルエンおよびエタノールを含有する溶媒混合物であることを特徴とする接着剤。
10. 請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の接着剤において、前記用いた溶媒は、キシレンおよびアセトンを含有する溶媒混合物であることを特徴とする接着剤。
11. 請求の範囲第１項ないし第10項のいずれ かに記載の接着剤において、前記対象物は、セラミック あるいは半導体材料などの対象物であることを特徴とす る接着剤。