JP4492893B2

JP4492893B2 - 液状仮着接着剤

Info

Publication number: JP4492893B2
Application number: JP07126399A
Authority: JP
Inventors: 恭一山本; 公淳宇高
Original assignee: DNP Fine Chemicals Co Ltd
Current assignee: DNP Fine Chemicals Co Ltd
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: JP2000265151A

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ、化合物半導体ウエハ等の鏡面研磨加工に際し、研磨定盤とウエハを仮着固定する液状仮着接着剤に関するものである。
【０００１】
【従来の技術】
最近の高密度化された半導体ウエハ、化合物半導体ウエハ等における鏡面研磨加工にあっては、ウエハ面或いは研磨用定盤に液状仮着接着剤を塗工・乾燥後、熱圧でウエハと研磨用定盤を接着固定し、ポリシング工程によりウエハの鏡面研磨し、次いでウエハ剥離−アルカリ洗浄−純水洗浄−乾燥工程を経る。
【０００２】
しかしながら、ポリシング工程におけるウエハの鏡面研磨に際して、研磨液としてアルカリ研磨液が使用されるが、仮着接着剤のアルカリ溶解性が強すぎると鏡面加工時にウエハの外周部より研磨液が侵食し、ウエハの浮きが生じ、場合によっては研磨作業が続行不可能となる等の問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリシング工程におけるウエハの鏡面研磨に際して、アルカリ洗浄性を維持しつつもウエハの浮きを生じることなく、また、接着強度も優れた液状仮着接着剤の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液状仮着接着剤は、酸価が６５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂から選ばれるアルカリ可溶性樹脂と、該アルカリ可溶性樹脂に対して１０重量％〜２５重量％の割合の酸価が６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のロジンエステル、蜜蝋から選ばれるアルカリ難溶性樹脂と、溶剤とを含有する液状仮着接着剤であって、その適用に際しては、ウエハまたは該ウエハの研磨用定盤上に塗布された後、該塗膜中の溶剤が除去されて残留溶剤量が少なくされ、次いで前記ウエハと研磨用定盤とが熱圧着され、更に該ウエハがアルカリ研磨されるものであることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液状仮着接着剤について説明する。
本発明におけるアルカリ可溶性樹脂は、酸価が６５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、好ましくは１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、例えば荒川化学工業（株）製白菊ロジン（軟化点７８℃、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ハーキュレス（株）製「ウッドロジンＷＧ」（軟化点７８℃、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ）等のロジン類、日立化成（株）製「テスポール１１５５」軟化点１３０℃、酸価１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ）等のロジン変性マレイン酸樹脂等が挙げられる。
【０００６】
アルカリ可溶性樹脂における軟化点は、基材の材質やユーザー要望等により適宜調整されるが、４０℃〜１００℃、好ましくは５０℃〜９０℃である。アルカリ可溶性樹脂における酸価が６０ｍｇＫＯＨ／ｇより低いと、アルカリ洗浄性に劣るものとなる。
【０００７】
また、アルカリ難溶性樹脂としては、酸価が６０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満、好ましくは５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、例えば荒川化学工業（株）製「エステルガムＫＥ３１１」（軟化点９５℃、酸価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ）、ハーキュレス（株）製「エステルガムＲＥ」（軟化点９０℃、酸価７ｍｇＫＯＨ／ｇ）等のロジンエステル類、野田ワックス（株）製「脱臭精密蜜蝋（高酸）」（軟化点６７℃、酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）、三木化学工業（株）製「脱臭赤印晒密蝋」（軟化点６４℃、酸価７ｍｇＫＯＨ／ｇ）等の蜜蝋が例示される。アルカリ難溶性樹脂における酸価が６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であると、アルカリ研磨に際してウエハ端面からの侵食性に劣るものとなる。また、アルカリ難溶性樹脂における軟化点は４０℃〜１１０℃、好ましくは５０℃〜８０℃である。
【０００８】
アルカリ難溶性樹脂は、アルカリ可溶性樹脂に対して、３０重量％未満、好ましくは１０重量％〜２５重量％の割合で混合されるとよい。３０重量％以上の含有量であると、アルカリ洗浄性に劣るものとなる。
【０００９】
また、本発明の液状仮着接着剤には、トルエンスルホン酸エチルアミド、フタル酸エステル系化合物、オキシ酸エステル系化合物およびマレイン酸樹脂等の脂肪族二塩基酸エステル系化合物、オレイン酸、レシチン、脂肪酸アミド、流動性パラフィン等の軟化点調整剤や溶融粘度調整剤、弗素系界面活性剤等のレベリング剤、酸化防止剤を添加してもよく、いずれも、アルカリ可溶性樹脂１００重量部に対して２０重量部以下、好ましくは３重量部〜１５重量部の割合でそれぞれ添加される。
【００１０】
上記の各成分は、溶媒に溶解されて液状仮着接着剤とされるが、溶媒としては、各成分に対して溶解性を有するものであれば使用できるが、ｎ−プロピルアルコール／トルエン（重量比、３／７）混合溶媒等の共沸系溶剤を使用するとよい。共沸溶媒系は塗膜中よりスムーズな溶剤脱離性があり、残留溶剤量を著しく少なくできるので、研磨定盤とウエハ熱貼りに際して残留溶剤の発泡によるウエハ研磨面の歪みを防止でき、かつ接着安定性を保持することを可能とする。液状仮着接着剤は、固型分濃度１５％〜５０％、好ましくは２０％〜４０％の溶液とされる。
【００１１】
本発明の液状仮着接着剤は、ウエハまたは研磨用定盤上に、スピンコータ、ディップコーター等を使用して塗布され、溶媒が除去された後、ウエハと研磨用定盤とが熱圧着されることにより、ウエハは定盤上等に確実に固定され、次いで、アルカリ研磨液による研磨加工等が施され、加工後にはスクレバー、ナイフ等を利用して定盤上等から剥離される。
【００１２】
本発明の液状仮着接着剤を使用して定盤上に固定されたウエハは、アルカリ研磨液として、通常の研磨液、例えばローデル・ニッタ（株）製研磨剤「ナルコ２３６０」等を使用して研磨される。
【００１３】
本発明の液状仮着接着剤は、ウエハと定盤等との接着固定を図り、研磨時における４０℃〜５０℃の昇温やアルカリ研磨液に耐え、鏡面研磨に適するものであり、研磨加工後には、例えばカミソリの刃先をウエハの接着面に挿入し、一挙に剥離できる。また、剥離されたウエハに付着している接着剤は、一次洗浄をアルカリ性の洗浄剤で、次いで仕上げリンスを純水で行うことにより除去される。
【００１４】
ウエハに残留した接着剤は、テトラメチルアンモニウムオキサイド、アルカノールアミン、アミノアルコール、水溶性アミン類等の有機アミン、無機アルカリ、またはこれらの塩の水溶液を使用して洗浄除去される。
次に、本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
【００１５】
【実施例１】
下記の組成
・ロジン（荒川化学工業（株）製「白菊ロジン」軟化点７８℃、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・８０重量部
・野田ワックス（株）製「脱臭精密蜜蝋（高酸）」（軟化点６７℃、酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１０重量部
・荒川化学工業（株）製「エステルガムＫＥ３１１」（軟化点９５℃、酸価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１０重量部
からなる組成を、ｎ−プロピルアルコール／トルエン＝３／７（重量比）の混合溶媒に３０％固形分濃度で溶解させ、本発明の液状仮着接着剤を調製した。
【００１６】
【実施例２】
下記の組成
・ハーキュレス（株）製「ウッドロジン」（軟化点７８℃、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・８０重量部
・ハーキュレス（株）製「エステルガムＲＥ」（軟化点９０℃、酸価７ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１０重量部
・野田ワックス（株）製「脱臭精密蜜蝋（高酸）」（軟化点６７℃、酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１０重量部
からなる組成を、ｎ−プロピルアルコール／トルエン＝３／７（重量比）の混合溶媒に３０％固形分濃度で溶解させ、本発明の液状仮着接着剤を調製した。
【００１７】
【実施例３】
下記の組成
・ハーキュレス（株）製「ウッドロジン」（軟化点７８℃、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・４０重量部
・日立化成（株）製「テスポール１１５５」軟化点１３０℃、酸価１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・４０重量部
・荒川化学工業（株）製「エステルガムＲＥ」（軟化点９０℃、酸価７ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１０重量部
・荒川化学工業（株）製「エステルガムＫＥ３１１」（軟化点９５℃、酸価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１０重量部
からなる組成を、ｎ−プロピルアルコール／トルエン＝３／７（重量比）の混合溶媒に３０％固形分濃度で溶解させ、本発明の液状仮着接着剤を調製した。
【００１８】
【比較例１】
下記の組成
・ロジン（荒川化学工業（株）製「白菊ロジン」軟化点７８℃、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・６０重量部
・ハーキュレス（株）製「エステルガムＲＥ」（軟化点９０℃、酸価７ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・２０重量部
・荒川化学工業（株）製「エステルガムＫＥ３１１」（軟化点９５℃、酸価１０ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・２０重量部
・オレイン酸（試薬、和光純薬、液状）・・３重量部
からなる組成を、ｎ−プロピルアルコール／トルエン＝３／７（重量比）の混合溶媒に３０％固形分濃度で溶解させ、液状仮着接着剤を調製した。
【００１９】
【比較例２】
下記の組成
・ロジン（荒川化学工業（株）製「白菊ロジン」軟化点７８℃、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・７０重量部
・ハーキュレス（株）製「エステルガムＲＥ」（軟化点９０℃、酸価７ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１５重量部
・野田ワックス（株）製「脱臭精密蜜蝋（高酸）」（軟化点６７℃、酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１５重量部
からなる組成を、メチルエチルケトン／トルエン＝２／１（重量比）の混合溶媒に３０％固形分濃度で溶解させ、液状仮着接着剤を調製した。
【００２０】
【比較例３】
下記の組成
・ロジン（荒川化学工業（株）製「白菊ロジン」軟化点７８℃、酸価１６５ｍｇＫＯＨ／ｇ）・・・・・１００重量部
・オレイン酸（試薬、和光純薬製、液状）・・・５重量部
からなる組成を、メチルエチルケトン／トルエン＝２／１（重量比）の混合溶媒に３０％固形分濃度で溶解させ、液状仮着接着剤を調製した。
（アルカリ洗浄性についての評価）
上記で得られた実施例１〜３、比較例１〜３の各液状仮着接着剤に、ワックス１００ｇあたり１ｍｇの割合でセレスブルー染料（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ６１５２０）を添加し、評価用試料とした。
【００２１】
ガラスウエハー上にスピンコーターで各評価用試料を回転塗布した後、熱風乾燥し、乾燥膜厚３±０．５μｍの着色接着剤層を形成し、八角形（対角長５０ｍｍ）の評価用チップを切り出し、図１に示す洗浄装置に装填した。
【００２２】
図１に示す洗浄装置は、３００ｍｌビーカー１、攪拌子２、ポリプロピレン製固定台３、評価用チップ支持台４からなり、評価用チップ５を接着剤層７を下向きにして評価用チップ支持台４に支持させる。ビーカー内にテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド２５％水溶液（東洋合成工業（株）製「ＴＭＡＨ−２５Ｈ」を純水で希釈し、０．２％濃度液とした洗浄液を２００ｍｌ入れ、マグネティックスターラー（ＹａｍａｔｏＭａｇ−ＭｉｘｅｒＭＤ２００）上に載置し、液温４０℃において、攪拌速度を最低として洗浄液を攪拌し、着色接着剤層が全て溶解する時間を測定した。その結果を下記の表１に示す。表中、１分以内で溶解したものを良好、３分以上要したものを不良とした。
（接着強度の測定）
２枚１組の測定用治具に試料を塗布乾燥させ、貼り合わせる（ＳＵＳ／試料／ＳＵＳ）。１００ｇの重りを乗せて接着させる。２５℃のウォーターバスに１時間入れ、温度を安定させた後、ストログラフを使用して引っ張り剪断剥離強度を測定し、接着力（ｋｇ／ｃｍ²）とした。
（端面侵食性の評価法）
シリコウエハ（３吋φ、４５０μｍ厚のラッピングウエハ）に、実施例１〜３、比較例１〜３の各液状仮着接着剤をスピンコートし、乾燥膜厚３±０．２μｍの接着剤層を形成した。この接着剤層側を研磨用定盤上に合わせ、ホットプレート（１５０℃）上で加圧接着させた。
【００２３】
別途、研磨装置（ナノテックマシーンズ製「 NANOTECH450-FODC 」）に研磨布（ＳＵＢＡ８００）をセッティングした後、研磨剤（ナルコ２３６０）を研磨定盤に接着したウエハ面に全面に吹付け、加圧２００ｇ／ｃｍ²、回転数４０ｒｐｍ、研磨時間２０分でポリッシングした。なお、研磨剤の供給は５分間隔で実施した。鏡面研磨完了後、ウエハを剥離し、ウエハ端面の研磨液侵食長（外周部から中心部までの研磨液侵食長）を計測した。その結果を同じく、表１に示す。なお、表中、７ｍｍ以上研磨剤に侵食されたもの×、３ｍｍ以内を○とし、中程度を○〜△とした。
（残留溶剤量評価法）
シリコンウエハ（３吋φ、４５０μｍ厚のラッピングウエハ）に、実施例１〜３及び比較例１〜３で試作した液状仮着接着剤をスピンコーターにより３±０．２μｍの膜厚に塗工した後、ホットプレート上で１００℃、６秒間熱乾し、試料とした。試料を細片化し、大型試験管に一定量封入した後、１２０℃、１０分間オーブン中で加熱して残留溶剤を追い出し、大型試験管内における溶剤量をガスクロマトグラフィ法で定量し、３吋φウエハ一枚当りに換算した値（ｍｇ／３吋φ）を表１に示す。
【００２４】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
本発明の液状仮着接着剤は、ポリシング工程におけるウエハの鏡面研磨に際して、アルカリ洗浄性を維持しつつもウエハの浮きを生じることなく、また、接着強度も優れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】液状仮着接着剤におけるアルカリ洗浄性評価装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１は３００ｍｌビーカー、２は攪拌子、３はポリプロピレン製固定台、４は評価用チップ支持台、５は評価用チップ、６はマグネティックスターラー、７は接着剤層である。

Claims

酸価が６５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂から選ばれるアルカリ可溶性樹脂と、該アルカリ可溶性樹脂に対して１０重量％〜２５重量％の割合の酸価が６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のロジンエステル、蜜蝋から選ばれるアルカリ難溶性樹脂と、溶剤とを含有する液状仮着接着剤であって、その適用に際しては、ウエハまたは該ウエハの研磨用定盤上に塗布された後、該塗膜中の溶剤が除去されて残留溶剤量が少なくされ、次いで前記ウエハと研磨用定盤とが熱圧着され、更に該ウエハがアルカリ研磨されるものであることを特徴とする液状仮着接着剤。
アルカリ可溶性樹脂が、酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のアルカリ可溶性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の液状仮着接着剤。