JP5625038B2 - 無機基板用のマイクロ電子仮支持体の高速製作 - Google Patents
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Description
本出願は、2009年3月17日付けで出願され、"RAPIDFABRICATION OF A MICROELECTRONIC TEMPORARY SUPPORT TO SUSTAIN SUBSTRATETHINNING AND BACKSIDE PROCESSING"と題される米国仮特許出願第61/160,738号の利益を主張するものであり、該内容は、参照により本明細書中に明示的に援用される。
(式中、R1及びR2は共に、水素(−H)、アミド(−NH2)、メチル(−CH3)、ヒドロキシル(−OH)、アルコール(−CH2OH)、又は式−CnH(2n+1)若しくは−CnH(2n)OH(式中、nは2〜20の値をとる)で表される基のうちいずれか、式−C6X5の芳香族炭化水素官能性基(式中、Xは、水素(−H)、ハロゲン(−F、−Br、−Cl、−I)、ヒドロキシル(−OH)、−COOH等の置換基であり得る)、並びに−COOR3基を表し得るものであり、R3は、水素(−H)、アミド(−NH2)、メチル(−CH3)、ヒドロキシル(−OH)、アルコール(−CH2OH)、又は式−CnH(2n+1)若しくは−CnH(2n)OH(式中、nは2〜20の値をとる)で表される基のいずれかを表す)
高速硬化を実現する、様々な光開始剤を含む組成物
本実験では、N,N−ジメチルアクリルアミド(DMAA)のモノマーを、ベース樹脂として、硬化反応を引き起こす開始剤に使用する。該樹脂系を混合して、1mmの厚みのガラス基板に塗布する。必要な紫外線源による曝露条件を5分間実施し、続いて摂氏100度のホットプレートへの曝露(hotplate exposure)を行う。硬化の観察は、各段階について記録する。開始剤を表2に挙げ、結果を表3に示す。
内部応力の低減を実現する、様々なモノマーを含む組成物
本実験では、ベース樹脂として様々なモノマーを、比較的低いレベルの応力をもたらすような、硬化反応を引き起こす開始剤であるIrgacure 2022に使用する。該樹脂系を混合して、100umの厚みのガラス基板に塗布する。365nmの紫外線源による曝露条件を5分間実施し、続いて摂氏100度のホットプレートへの曝露を行う。応力は基板のたわみとして観察し、各混合物について記録する。表1に挙げられるモノマーを、実験全体にわたりUV硬化、熱硬化及び応力の観測について試験する。
耐湿性及びアルカリ溶解性を実現する、高TANのロジンを含む組成物
本実験では、高TAN値を有する様々なロジンを、ベースのアクリル混合物に添加し、硬化させて、耐湿性及びアルカリ溶解性を実現する基準とされる生成物と比較して試験する。物質は、表1における項目番号1として記載されるものである。物質及び結果を表6に挙げる。
材料のガス放出を最小限に抑える組成物及び手法
本実験では、様々な組成物を、温度曝露プログラムを受けている間の重量損失により測定したガス放出の作用について評価する。値は、実験の最初に測定した初期重量に対する重量安定性として報告する。表7に示す溶液を、開始剤と共に調製し、回転装置によってコーティングする。基板は石英ガラスとする。コーティング条件は、500rpm〜1000rpmの回転速度、及び365nmの波長の紫外線への曝露を含む。硬化したら、試料を重量について測定する。それらを秤量したら、基板を、特定の温度において15分間ホットプレート上で加熱し、冷却させ、秤量を繰り返す。この技法は、熱分析機を最も象徴するものである熱重量分析(TGA)に厳密に従うものである。測定値は、清浄な基板について正規化する。一連のデータ測定は、摂氏250度の温度にプリベークした基板についても行う。
厚みを改善するためのフィラーを含む組成物
本実験では、様々なフィラーを、一連の濃度でベースのアクリル液体系中に使用する。フィラーは、本発明者らの製作手法を改善することを目的として添加する。すなわち、組成物のレオロジーを調節することによって、塗布される系は、より粘性となり、成形システムに容易に塗布することができる。本実験におけるフィラーを添加して最小限のレオロジー条件を実現することにより、最終条件が、ゲル状態の半固体条件へと誘導される。添加した材料が実質的に、(流し込むことができない)ゲル状態を形成するように、試料を調製する。この情報を知ることによって、材料の塗布は、生成物をモールドキャビティ内に挿入して所望の形状に形成し得るように行うことができると想定される。さらにまた最も重要なことに、レオロジーの調節によって、液体系の分散特性及び懸濁特性が増大することが見込まれる。ここに報告した結果は、懸濁液中に固体粒子を保持する能力を反映している。混合物の重量、最終体積、密度及び硬化を本実験で報告する。フィラーは、表1に報告したものにならって表8及び表9に記載する。
スピンオン装置による製作方法
本実験では、本発明の組成物を、一連の回転速度である、250、500及び1000回転毎分(rpm)を用いたスピンコーティング装置によって、高度に研磨した基板に直接塗布する。光開始剤であるIrgacure 2022による系の硬化を、365nmのUV線を用いて行い、続いて100℃で5分間PEBを行う。石英ウエハを、材料を塗布するための基礎として使用し、硬化に続き、接触式マイクロメータ、必要に応じて表面形状測定装置を用いて厚みの測定を行う。計器は、本明細書の本項の早い段階に記載してある。データは表10で報告する。
本実験では、本発明の組成物をモールド設計に直接施し、UV線を上向きに当てる。モールドキャビティは、離型剤として作用するための、ポリオレフィンのフィルムから構成される。モールドに本発明の液体を入れて、設計寸法を満たす。フィラーを含む本発明の系は、表1の項目番号7に記載した布地と、項目番号8のポリオレフィンフィルムとの複合と共に施される。このようにして、表を下向きにしたシリコンウエハを液体系と直接接触させる。モールドが完成したら、ガラスを通して放射し、重合を開始させる。厚みの結果を、シリコンウエハ上に施した仮支持体に基づき表11に報告する。
布地複合体に対する液体アクリル系の浸透の測定
本実験では、本発明の液体系を布地複合体に塗布し、その基材中に浸透及び吸収させる。その後、標準的な放射線の曝露によって系を硬化させ、5分間100℃で加熱し、その後、相対的に測定する吸収力及び剛性を観測する。表12のデータは、4つの供給業者、及び表1の項目番号7で特定されるもののように評価される複合材料を示す。
製作した本発明の仮支持体により実現される、基板の薄層化の測定
本実験では、成形製作装置によってシリコンウエハを調製し、薄い寸法に研削するために前処理を行う。本実験のために選んだ本発明の仮支持体の基材は、中程度〜高度又は高度の樹脂吸収レベルを有する、実験8により特定される布地タイプと併せた、液体系、不活性セラミックの種類のフィラーに基づく。製作した仮支持体と共にシリコンウエハを研削した結果を表13に示す。
Claims (34)
- 加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作する方法であって、
加工される第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを備える無機基板を準備すること、
液体層を前記無機基板の前記第2の表面に塗布すること、
前記塗布した液体層を硬化し、それにより、該無機基板の前記第2の表面に取り付けられる剛性仮支持体を形成する、硬化すること、及び
前記剛性仮支持体により前記無機基板を支持しながら前記無機基板の前記第1の表面を加工することを含み、
前記硬化が、初めに、前記塗布した液体層を紫外(UV)線に曝露させること、及びその後、該塗布した液体層の硬化を完了させかつ物質のガス放出を促すのに十分な温度で露光後ベーク(PEB)を実施することを含む、加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作する方法であって、
塗布した液体層が、成分Aと成分Bとを含み、前記成分Aが、50.0重量%〜99.5重量%の範囲の濃度を有する、主なアクリルモノマー、又はアクリルモノマーの配合物を含み、前記成分Bが、0.5重量%〜49.5重量%の範囲の濃度を有する1つ又は複数のロジン化合物を含むものであって、150℃を超える融点及び100mg/gKOH以上の全酸価(TAN)を有する変性ロジンエステルの1つ又は複数を含むものである、方法。 - 加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作する方法であって、
加工される第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを備える無機基板を準備すること、
液体層を前記無機基板の前記第2の表面に塗布すること、
前記塗布した液体層を硬化し、それにより、該無機基板の前記第2の表面に取り付けられる剛性仮支持体を形成する、硬化すること、及び
前記剛性仮支持体により前記無機基板を支持しながら前記無機基板の前記第1の表面を加工することを含み、
前記硬化が、初めに、前記塗布した液体層を紫外(UV)線に曝露させること、及びその後、該塗布した液体層の硬化を完了させかつ物質のガス放出を促すのに十分な温度で露光後ベーク(PEB)を実施することを含む、加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作する方法であって、
塗布した液体層が、成分Aと成分Bとを含み、前記成分Aが、50.0重量%〜99.5重量%の範囲の濃度を有する、主なアクリルモノマー、又はアクリルモノマーの配合物を含み、前記成分Bが、0.5重量%〜49.5重量%の範囲の濃度を有する1つ又は複数のロジン化合物を含むものであって、
前記硬化前に、布地を前記第2の表面に施すことをさらに含み、前記布地が、該液体層に対して250重量%を超える吸収率値を有し、天然有機物質、セルロース、合成有機物質、グラファイト、ポリエステル、ナイロン、ポリアミド、ポリイミド、ポリビニルアルコール、無機物質、ガラス、及びそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む、方法。 - 加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作する方法であって、
加工される第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを備える無機基板を準備すること、
液体層を前記無機基板の前記第2の表面に塗布すること、
前記塗布した液体層を硬化し、それにより、該無機基板の前記第2の表面に取り付けられる剛性仮支持体を形成する、硬化すること、及び
前記剛性仮支持体により前記無機基板を支持しながら前記無機基板の前記第1の表面を加工することを含み、
前記硬化が、初めに、前記塗布した液体層を紫外(UV)線に曝露させること、及びその後、該塗布した液体層の硬化を完了させかつ物質のガス放出を促すのに十分な温度で露光後ベーク(PEB)を実施することを含む、加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作する方法であって、
前記硬化が、熱重量分析(TGA)によって測定した場合に5%以下の熱重量損失を有する剛性仮支持体を作製する、方法。 - 加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作する方法であって、
加工される第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを備える無機基板を準備すること、
液体層を前記無機基板の前記第2の表面に塗布すること、
前記塗布した液体層を硬化し、それにより、該無機基板の前記第2の表面に取り付けられる剛性仮支持体を形成する、硬化すること、及び
前記剛性仮支持体により前記無機基板を支持しながら前記無機基板の前記第1の表面を加工することを含み、
前記硬化が、初めに、前記塗布した液体層を紫外(UV)線に曝露させること、及びその後、該塗布した液体層の硬化を完了させかつ物質のガス放出を促すのに十分な温度で露光後ベーク(PEB)を実施することを含む、加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作する方法であって、
前記液体層を成形により塗布する、方法。 - 塗布した液体層が、成分Aと成分Bとを含み、前記成分Aが、50.0重量%〜99.5重量%の範囲の濃度を有する、主なアクリルモノマー、又はアクリルモノマーの配合物を含み、前記成分Bが、0.5重量%〜49.5重量%の範囲の濃度を有する1つ又は複数のロジン化合物を含む、請求項3又は4に記載の方法。
- 前記塗布した液体層が、成分Cをさらに含み、前記成分Cが、該塗布した液体層の硬化を促すのに使用される光開始剤を含み、かつ0.1重量%〜20重量%の範囲の濃度を有する、請求項1、2又は5に記載の方法。
- 前記アクリルモノマーが、式(1)で表される化合物
を含む、請求項1、2又は5に記載の方法。 - 前記1つ又は複数のロジン化合物が、変性ロジン、ロジンエステル、ロジンマレイン酸、ロジン変性フェノール、ロジン酸、及び炭化水素変性ロジンエステルからなる群から選択される、請求項1、2又は5に記載の方法。
- 前記成分Bが、150℃を超える融点及び100mg/gKOH以上の全酸価(TAN)を有する変性ロジンエステルの1つ又は複数を含む、請求項2又は5に記載の方法。
- 前記成分Cが、フェニルグリオキシレート、ベンジルジメチルケタール、αアミノケトン、αヒドロキシケトン、モノアシルホスフィン(MAPO)、ビスアシルホスフィン(BAPO)、メタロセン及びヨードニウム塩からなる群から選択される1つ又は複数の化合物を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記塗布した液体層が、1つ又は複数のフィラーを0.1重量%〜85重量%の濃度でさらに含み、前記フィラーが、製作中に特別な助剤として作用し、加工中のエンジニアリング特性の改善をもたらす、請求項1、2又は5に記載の方法。
- 前記フィラーが、窒化ホウ素、不溶性セルロース、非晶質シリカ、及び中空体又は固体の種類のガラス球からなる群から選択される、請求項11に記載の方法。
- 前記硬化前に、布地を前記第2の表面に施すことをさらに含み、前記布地が、該液体層に対して250重量%を超える吸収率値を有し、天然有機物質、セルロース、合成有機物質、グラファイト、ポリエステル、ナイロン、ポリアミド、ポリイミド、ポリビニルアルコール、無機物質、ガラス、及びそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む、請求項1又は5に記載の方法。
- 前記硬化が、熱重量分析(TGA)によって測定した場合に5%以下の熱重量損失を有する剛性仮支持体を作製する、請求項1、2又は4に記載の方法。
- 前記液体層をスピンコーティングにより塗布する、請求項1、2、3又は4に記載の方法。
- 前記液体層を成形により塗布する、請求項1、2又は3に記載の方法。
- 水性化学薬品で洗浄することによって、前記剛性仮支持体を取り除くことをさらに含む、請求項1、2、3又は4に記載の方法。
- 加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作するシステムであって、
加工される第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを備える無機基板、
液体層を前記無機基板の前記第2の表面に塗布する手段、
前記塗布した液体層を硬化し、それにより、該無機基板の前記第2の表面に取り付けられる剛性仮支持体を形成する、硬化する手段、及び
前記剛性仮支持体により前記無機基板を支持しながら前記無機基板の前記第1の表面を加工する手段を含み、
前記硬化する手段が、前記塗布した液体層を紫外(UV)線に曝露させる手段、及び該塗布した液体層の硬化を完了させかつ物質のガス放出を促すのに十分な温度で露光後ベーク(PEB)を実施する手段を含む、加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作するシステムであって、
塗布した液体層が、成分Aと成分Bとを含み、前記成分Aが、50.0重量%〜99.5重量%の範囲の濃度を有する、主なアクリルモノマー、又はアクリルモノマーの配合物を含み、前記成分Bが、0.5重量%〜49.5重量%の範囲の濃度を有する1つ又は複数のロジン化合物を含み、150℃を超える融点及び100mg/gKOH以上の全酸価(TAN)を有する変性ロジンエステルの1つ又は複数を含む、システム。 - 加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作するシステムであって、
加工される第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを備える無機基板、
液体層を前記無機基板の前記第2の表面に塗布する手段、
前記塗布した液体層を硬化し、それにより、該無機基板の前記第2の表面に取り付けられる剛性仮支持体を形成する、硬化する手段、及び
前記剛性仮支持体により前記無機基板を支持しながら前記無機基板の前記第1の表面を加工する手段を含み、
前記硬化する手段が、前記塗布した液体層を紫外(UV)線に曝露させる手段、及び該塗布した液体層の硬化を完了させかつ物質のガス放出を促すのに十分な温度で露光後ベーク(PEB)を実施する手段を含む、加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作するシステムであって、
塗布した液体層が、成分Aと成分Bとを含み、前記成分Aが、50.0重量%〜99.5重量%の範囲の濃度を有する、主なアクリルモノマー、又はアクリルモノマーの配合物を含み、前記成分Bが、0.5重量%〜49.5重量%の範囲の濃度を有する1つ又は複数のロジン化合物を含み、
前記硬化前に、布地を前記第2の表面に施す手段をさらに含み、前記布地が、該液体層に対して250重量%を超える吸収率値を有し、天然有機物質、セルロース、合成有機物質、グラファイト、ポリエステル、ナイロン、ポリアミド、ポリイミド、ポリビニルアルコール、無機物質、ガラス、及びそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む、システム。 - 加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作するシステムであって、
加工される第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを備える無機基板、
液体層を前記無機基板の前記第2の表面に塗布する手段、
前記塗布した液体層を硬化し、それにより、該無機基板の前記第2の表面に取り付けられる剛性仮支持体を形成する、硬化する手段、及び
前記剛性仮支持体により前記無機基板を支持しながら前記無機基板の前記第1の表面を加工する手段を含み、
前記硬化する手段が、前記塗布した液体層を紫外(UV)線に曝露させる手段、及び該塗布した液体層の硬化を完了させかつ物質のガス放出を促すのに十分な温度で露光後ベーク(PEB)を実施する手段を含む、加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作するシステムであって、
前記硬化する手段が、熱重量分析(TGA)によって測定した場合に5%以下の熱重量損失を有する剛性仮支持体を作製する、システム。 - 加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作するシステムであって、
加工される第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面とを備える無機基板、
液体層を前記無機基板の前記第2の表面に塗布する手段、
前記塗布した液体層を硬化し、それにより、該無機基板の前記第2の表面に取り付けられる剛性仮支持体を形成する、硬化する手段、及び
前記剛性仮支持体により前記無機基板を支持しながら前記無機基板の前記第1の表面を加工する手段を含み、
前記硬化する手段が、前記塗布した液体層を紫外(UV)線に曝露させる手段、及び該塗布した液体層の硬化を完了させかつ物質のガス放出を促すのに十分な温度で露光後ベーク(PEB)を実施する手段を含む、加工中に無機基板を支持するのに使用される剛性仮支持体を製作するシステムであって、
前記液体層を塗布する手段が、成形装置を含む、システム。 - 塗布した液体層が、成分Aと成分Bとを含み、前記成分Aが、50.0重量%〜99.5重量%の範囲の濃度を有する、主なアクリルモノマー、又はアクリルモノマーの配合物を含み、前記成分Bが、0.5重量%〜49.5重量%の範囲の濃度を有する1つ又は複数のロジン化合物を含む、請求項20又は21に記載のシステム。
- 前記塗布した液体層が、成分Cをさらに含み、前記成分Cが、該塗布した液体層の硬化を促すのに使用される光開始剤を含み、かつ0.1重量%〜20重量%の範囲の濃度を有する、請求項18,19又は22に記載のシステム。
- 前記アクリルモノマーが、式(1)で表される化合物
を含む、請求項18,19又は22に記載のシステム。 - 前記1つ又は複数のロジン化合物が、変性ロジン、ロジンエステル、ロジンマレイン酸、ロジン変性フェノール、ロジン酸、及び炭化水素変性ロジンエステルからなる群から選択される、請求項18,19又は22に記載のシステム。
- 前記成分Bが、150℃を超える融点及び100mg/gKOH以上の全酸価(TAN)を有する変性ロジンエステルの1つ又は複数を含む、請求項19又は22に記載のシステム。
- 前記成分Cが、フェニルグリオキシレート、ベンジルジメチルケタール、αアミノケトン、αヒドロキシケトン、モノアシルホスフィン(MAPO)、ビスアシルホスフィン(BAPO)、メタロセン及びヨードニウム塩からなる群から選択される1つ又は複数の化合物を含む、請求項23に記載のシステム。
- 前記塗布した液体層が、1つ又は複数のフィラーを0.1重量%〜85重量%の濃度でさらに含み、前記フィラーが、製作中に特別な助剤として作用し、加工中のエンジニアリング特性の改善をもたらす、請求項18,19又は22に記載のシステム。
- 前記フィラーが、窒化ホウ素、不溶性セルロース、非晶質シリカ、及び中空体又は固体の種類のガラス球からなる群から選択される、請求項28に記載のシステム。
- 前記硬化前に、布地を前記第2の表面に施す手段をさらに含み、前記布地が、該液体層に対して250重量%を超える吸収率値を有し、天然有機物質、セルロース、合成有機物質、グラファイト、ポリエステル、ナイロン、ポリアミド、ポリイミド、ポリビニルアルコール、無機物質、ガラス、及びそれらの組合せからなる群から選択される繊維を含む、請求項18又は22に記載のシステム。
- 前記硬化する手段が、熱重量分析(TGA)によって測定した場合に5%以下の熱重量損失を有する剛性仮支持体を作製する、請求項18、19又は21に記載のシステム。
- 前記液体層を塗布する手段が、スピンコーティング装置を含む、請求項18、19、20又は21に記載のシステム。
- 前記液体層を塗布する手段が、成形装置を含む、請求項18,19又は20に記載のシステム。
- 水性化学薬品で洗浄することによって、前記剛性仮支持体を取り除く手段をさらに含む、請求項18、19、20又は21に記載の方法。
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