JP5729097B2 - 基材の処理方法、仮固定材および電子部品 - Google Patents
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Description
本発明の課題は、低温で基材を支持体上に仮固定でき、かつ上述の薬液に対する耐性を有する仮固定材、前記仮固定材を用いた基材の処理方法、および前記処理方法によって得られる電子部品を提供することにある。
[1](1)低軟化点を有する非晶質体を含有する仮固定材を介して、支持体上に基材を仮固定する工程、(2)前記基材を加工および/または移動する工程、ならびに(3)前記仮固定材を加熱することにより、支持体から基材を剥離する工程をこの順で有する基材の処理方法。
[2]前記仮固定材の主成分が、前記非晶質体である前記[1]の基材の処理方法。
[3]前記非晶質体が、リン酸系ガラスである前記[1]または[2]の基材の処理方法。
[4]前記工程(2)において、フォトファブリケーションにより基材を加工する工程を含む前記[1]〜[3]のいずれか一項の基材の処理方法。
[5]前記[1]〜[4]のいずれか一項の基材の処理方法に用いられる、低軟化点を有する非晶質体を含有する仮固定材。
[6]前記[1]〜[4]のいずれか一項の基材の処理方法によって得られる電子部品。
本発明において仮固定材とは、半導体ウエハなどの基材を加工(例:ダイシング、裏面研削、フォトファブリケーション(例:レジストパターンの形成、メッキ等による金属バンプ形成、化学気相成長等による膜形成、RIEなどによる加工))や移動(例:ある装置から別の装置へ基材を移動)するに際して、支持体から基材がずれて動かないように基材を仮固定するために用いられる仮固定材のことである。基材の加工や移動終了後、支持体から基材を剥離するため、仮固定材には易剥離性も要求される。
本発明の仮固定材は、低軟化点を有する非晶質体を主成分として含有することが好ましい。本発明において「主成分」とは、仮固定材100質量%に対して、低軟化点を有する非晶質体の含有量が90質量%以上であることを意味する。低軟化点を有する非晶質体の含有量は、90〜100質量%が好ましく、95〜100質量%がより好ましい。
無水酸塩基反応法では、例えばR2SiCl2(Rは式(1)および(2)中のR1またはR2と同義である)と、リン酸(H3PO4)および亜リン酸(H3PO3)から選択される少なくとも1種の酸とを混合し、得られた混合物を加熱して脱HCl反応を行うことによりガラスネットワークを形成して、低軟化点を有するシリコンリン酸系ガラスを得ることができる。
〈ゾルゲル法〉
ゾルゲル法では、例えば、出発原料を混合してゲル体を得る混合工程、前記ゲル体を加熱して溶融状態とする溶融工程、および溶融状態のゲル体を熟成する熟成工程を経て、低軟化点を有するシリコンリン酸系ガラスを得ることができる。
ゾルゲル法での出発原料としては、シリコンアルコキシド(R2Si(OR’)2;Rは式(1)および(2)中のR1またはR2と同義であり、R’は炭素数1〜4のアルキル基等を示す)や、リン酸および亜リン酸から選択される少なくとも1種の酸が挙げられ、必要に応じてその他のシリコンアルコキシド、リン酸エステル、亜リン酸エステルを用いることができる。例えば、シリコンアルコキシドに、リン酸および亜リン酸から選択される少なくとも1種の酸、必要に応じて水やアルコール、塩酸などの触媒を加え、縮合反応させ、ゲル体を得る。
溶融工程および熟成工程では、ゲル体を溶融状態にして更に熟成する。溶融工程および熟成工程は通常は連続して行われ、これらの工程における加熱温度は通常60〜300℃である。ゲル体の溶融および熟成の後、適宜乾燥することにより、低軟化点を有するシリコンリン酸系ガラスが得られる。また、系内に反応活性な水酸基が残留している場合は、水酸基が加水分解−脱水縮合を起こしてクラックが生じることがあるが、熟成工程により前記クラックの発生を防止することができる。
本発明の仮固定材は、低軟化点を有する非晶質体の他、必要に応じて密着助剤;酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ケイ素などの金属酸化物粒子;ポリスチレン架橋粒子などを含有してもよい。
本発明の基材の処理方法は、(1)本発明の仮固定材を介して、支持体上に基材を仮固定する工程、(2)前記基材を加工および/または移動する工程、ならびに(3)前記仮固定材を加熱することにより、支持体から基材を剥離する工程をこの順で有する。以下、前記各工程をそれぞれ、工程(1)、工程(2)、工程(3)ともいう。
工程(1)では、例えば、(1-1)支持体および/または必要に応じて表面処理した基材の表面に本発明の仮固定材からなる仮固定材層を形成し、前記仮固定材層を介して基材と支持体とを貼り合せることにより、あるいは(1-2)支持体の表面に本発明の仮固定材からなる仮固定材層を形成し、前記仮固定材層上に基材を形成することにより、基材を支持体上に仮固定することができる。
工程(2)は、上記のように支持体上に仮固定された基材を加工および/または移動する工程である。移動工程は、基材(例:半導体ウエハ)をある装置から別の装置へ支持体とともに移動する工程である。また、上記のようにして支持体上に仮固定された基材の加工処理としては、例えば、基材の薄膜化(例:裏面研削);エッチング加工、スパッタ膜の形成、メッキ処理およびメッキリフロー処理などから選ばれる一以上の処理を含むフォトファブリケーション;ならびにダイシングが挙げられる。
(iv)絶縁層への導体の拡散を防ぐ目的で、TiWおよびTiNなどからなるバリア層をスパッタにより形成する。次に、銅などからなるシード層をスパッタにより形成する。
基材の加工処理または移動後は、仮固定材の加熱処理により、支持体から基材を剥離する。このように、加熱処理により仮固定材の接着力を低減させながら、支持体と基材とをその仮固定面に略水平にずらすなどの剪断処理(通常は1〜100N/cm2)により、支持体から基材を剥離すればよい。加熱処理は、仮固定材の含有成分である非晶質体の軟化点以上で行い、通常は軟化点+100℃以下、好ましくは軟化点+50℃以下で行う。なお、本発明において「剪断」とは、支持体と基材との仮固定面の略平行方向に力を作用させることをいう。
本発明の電子部品(例:半導体素子)は、本発明の基材の処理方法によって得られる。上述の仮固定材は半導体素子等の電子部品の剥離時に容易に除去されるため、前記半導体素子等の電子部品は仮固定材による汚染(例:シミ、焦げ)が極めて低減されたものとなっている。
(1)仮固定材の準備
[実施例1]
リン酸25質量部、亜リン酸20質量部、ジフェニルジクロロシラン10質量部を含む混合溶液を、23℃で1時間、さらに250℃で3時間加熱することにより、非晶質体からなる実施例1の仮固定材を得た。下記評価結果を表1に示す。
実施例1において、混合溶液の組成を表1に記載したとおりに変更したこと以外は実施例1と同様に行い、非晶質体からなる実施例2の仮固定材を得た。下記評価結果を表1に示す。
(2)評価
上記で得られた仮固定材について、下記(2−1)〜(2−7)の評価を行った。
(2−1)構造解析
非晶質体の構造を、固体29Si NMRおよび固体13C NMRにて確認した。
(2−2)軟化点
10℃/分で昇温した熱機械分析測定(TMA)での収縮量変化から軟化挙動開始点を求め、その開始温度を非晶質体の軟化点とした。
(2−3)耐薬品性
仮固定材をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)またはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)に、23℃で1時間浸漬し、100℃で1時間乾燥した。浸漬前後での仮固定材の質量減少率(%)を、{浸漬前の仮固定材の質量−浸漬後の仮固定材の質量}/{浸漬前の仮固定材の質量}×100(単位:質量%)より算出した。評価基準は以下の通りである。
B:質量減少率が1%以上。
(2−4)接着性
シリコンウェハを縦1cm、横1cmの大きさに切断して得られたチップと、ガラス基板とを、仮固定材を介して重ね合わせた。その後、ダイボンダー装置を用いて、表1に示す圧着条件でチップとガラス基板とを圧着し、ガラス基板、仮固定材から形成された仮固定材層およびチップをこの順に備える、剪断接着力の評価用基板を準備した。万能ボンドテスター(商品名「デイジ4000」、デイジ社製)を用いて、剪断接着力の評価用基板の25℃での仮固定材の剪断接着力を測定した。剪断力はガラス基板と平行方向に、500μm/秒の速度で加えた。評価基準は以下のとおりである。
B:剪断接着力が1〜0.1MPa。
C:剪断接着力が0.1MPa未満。
(2−5)発泡の有無
前記「(2−2)接着性」評価で準備した評価用基板を、高温雰囲気下(300℃)で5時間加熱した。加熱後の仮固定材を、ガラス基板側から目視にて観察した。評価基準は以下のとおりである。
B:仮固定材に発泡痕がある。
(2−6)耐熱性
仮固定材を高温雰囲気下(300℃)に5時間さらした。高温雰囲気下にさらす前後での仮固定材の質量減少率(%)を、{高温雰囲気下にさらす前の仮固定材の質量−高温雰囲気下にさらした後の仮固定材の質量}/{高温雰囲気下にさらす前の仮固定材の質量}×100(単位:質量%)より算出した。評価基準は以下のとおりである。
B:質量減少率が1%以上。
(2−7)剥離性
前記「(2−2)接着性」評価で準備した評価用基板に対して、万能ボンドテスターを用いて、表1に示す剥離温度で、500μm/秒の速度で4N/cm2の剪断力をガラス基板と平行方向に加え、ガラス基板とチップを剥離した。剥離後のチップの表面の状態を目視にて観察した。評価基準は以下のとおりである。
B:仮固定材の付着あり。
実施例における以上の条件および評価結果を表1に示す。
Claims (5)
- (1)低軟化点を有する非晶質体を含有する仮固定材を介して、
支持体上に基材を仮固定する工程、
(2)前記基材を加工および/または移動する工程、ならびに
(3)前記仮固定材を加熱し、剪断処理により支持体から基材を剥離する工程
をこの順で有する基材の処理方法。 - 前記仮固定材の主成分が、前記非晶質体である請求項1の基材の処理方法。
- 前記非晶質体が、リン酸系ガラスである請求項1または2の基材の処理方法。
- 前記工程(2)において、フォトファブリケーションにより基材を加工する工程を含む請求項1〜3のいずれか一項の基材の処理方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項の基材の処理方法に用いられる、低軟化点を有する非晶質体を含有する仮固定材。
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