JP6443241B2 - ウエハ加工用仮接着材、ウエハ加工体、及び薄型ウエハの製造方法 - Google Patents
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Description
従来、シリコン基板の裏面研削工程では、研削面の反対側に裏面保護テープを貼り、研削時のウエハ破損を防いでいる。しかし、このテープは有機樹脂フィルムを支持基材に用いており、柔軟性がある反面、強度や耐熱性が不十分であり、TSV形成工程や裏面での配線層形成工程を行うには適しない。
特許文献4には、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂で積層された仮接着剤層が記載されているが、プロセス中の温度領域において流動性を有する樹脂層を用いているため、特に高温領域において適用に問題があった。
前記ウエハ加工用仮接着材が、熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着材層と、該第一仮接着材層に積層された熱硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着材層と、
該第二仮接着材層に積層された熱硬化性重合体層(C)からなる第三仮接着材層とを有する複合仮接着材層を備えたものであり、
前記熱可塑性樹脂層(A)が、
(A−1)熱可塑性樹脂:100質量部、
(A−2)硬化触媒:前記(A−1)成分100質量部に対して、有効成分(質量換算)として0質量部を超え1質量部以下
を含有する組成物の樹脂層であり、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B)層に隣接して積層された(A)層の硬化触媒によって硬化する重合体層であることを特徴とするウエハ加工用仮接着材を提供する。
前記仮接着材層が、熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着材層と、該第一仮接着材層に積層された熱硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着材層と、
該第二仮接着材層に積層された熱硬化性重合体層(C)からなる第三仮接着材層とを有する複合仮接着材層を備えたものであり、
前記熱可塑性樹脂層(A)が、
(A−1)熱可塑性樹脂:100質量部、
(A−2)硬化触媒:前記(A−1)成分100質量部に対して、有効成分(質量換算)として0質量部を超え1質量部以下
を含有する組成物の樹脂層であり、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B)層に隣接して積層された(A)層の硬化触媒によって硬化する重合体層であることを特徴とするウエハ加工体を提供する。
(B−1)分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B−2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B−1)成分中のアルケニル基に対する(B−2)成分中のSi−H基のモル比が0.3〜15となる量、
を含有する組成物であり、(B)層に隣接して積層された(A)層の硬化触媒によって硬化する重合体層であることが好ましい。
(b)前記重合体層を熱硬化させる工程と、
(c)前記支持体と接合した前記ウエハの回路非形成面を研削又は研磨する工程と、
(d)前記ウエハの回路非形成面に加工を施す工程と、
(e)前記加工を施したウエハを前記支持体から剥離する工程と
(f)前記剥離したウエハの回路形成面に残存する仮接着材料を洗浄する工程と
を含むことを特徴とする薄型ウエハの製造方法を提供する。
更に、本発明では、いずれの仮接着材層も未硬化の状態で仮接着を行うため、高段差を有する基板の仮接着により優れる。
上記のように、仮接着が容易であり、かつ、高段差基板の均一な膜厚での形成も可能であり、TSV形成、ウエハ裏面配線工程に対する工程適合性が高く、更には、CVDといったウエハ熱プロセス耐性に優れ、剥離も容易で、薄型ウエハの生産性を高めることができるウエハ加工用仮接着材が求められている。
(A)の熱可塑性樹脂層からなる熱可塑性仮接着層と
(B)の熱硬化性シロキサン重合体層からなる熱硬化性仮接着層と
(C)の熱硬化性重合体層からなる熱硬化性仮接着層
を有する複合仮接着材層を使用することで、貫通電極構造や、バンプ接続構造を有する薄型ウエハを、簡単に製造する方法を見出した。
−第一仮接着層(A)/熱可塑性樹脂層(熱可塑性重合体層)−
本発明のウエハ加工用仮接着材及びウエハ加工体の構成要素である熱可塑性樹脂層(A)は、熱可塑性の樹脂(重合体)からなるものであり、下記(A−1)、(A−2)成分を含有する組成物の樹脂層である。
(A−1)熱可塑性樹脂:100質量部、
(A−2)硬化触媒:前記(A−1)成分100質量部に対して、有効成分(質量換算)として0質量部を超え1質量部以下。
[(A−1)成分]
(A−1)成分は、熱可塑性樹脂から構成される。段差を有するシリコンウエハなどへの適用性から、良好なスピンコート性を有する熱可塑性樹脂が第一仮接着層(A)を形成する材料として好適に使用される。特にガラス転移温度−80〜120℃程度の熱可塑性樹脂が好ましく、例えばオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン・ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられ、特に耐熱性に優れた水素添加ポリスチレン系エラストマーが好適である。このような熱可塑性樹脂としては市販品を使用し得、具体的にはタフテック(旭化成ケミカルズ)、エスポレックスSBシリーズ(住友化学)、ラバロン(三菱化学)、セプトン(クラレ)、DYNARON(JSR)などが挙げられる。またゼオネックス(日本ゼオン)に代表されるシクロオレフィンポリマー及びTOPAS(日本ポリプラスチック)に代表される環状オレフィンコポリマーが挙げられる。
(A−2)成分は、硬化触媒であり、隣接する熱硬化性シロキサン重合体層(B)の硬化を行う。
本発明のウエハ加工体及びウエハ加工用仮接着材の構成要素である熱硬化性シロキサン重合体層(B)は、熱硬化性のシロキサン重合体からなるものであり、下記(B−1)、(B−2)成分を含有する組成物であり、(B)層に隣接して積層された(A)層の硬化触媒によって硬化する重合体層である。必要に応じて、(B−3)成分を含有する。
(B−1)分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B−2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B−1)成分中のアルケニル基に対する(B−2)成分中のSi−H基のモル比が0.3〜15となる量。
[(B−1)成分]
(B−1)成分は、分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。(B−1)成分は、好ましくは、1分子中のSiモル数に対するアルケニル基のモル数(アルケニル基モル数/Siモル数)が0.3〜10mol%であるアルケニル基を含有する直鎖状又は分岐状のオルガノポリシロキサンである。特に好ましくは、上記Siモル数に対するアルケニル基のモル数が0.6〜9mol%のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンである。
R9 (3-a)XaSiO−(R9XSiO)m−(R9 2SiO)n−SiR9 (3-a)Xa (5)
R9 2(HO)SiO−(R9XSiO)m+2−(R9 2SiO)n−SiR9 2(OH) (6)
(式中、R9は夫々独立して脂肪族不飽和結合を有さない1価炭化水素基、Xは夫々独立してアルケニル基含有1価有機基、aは0〜3の整数である。また、式(5)において、2a+mは1分子中にアルケニル基含有量が0.3〜10mol%となる数である。式(6)において、m+2は1分子中にアルケニル基含有量が0.3〜10mol%となる数である。mは0又は500以下の正数であり、nは1〜10,000の正数である。)
(B−2)成分は架橋剤であり、1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。(B−2)成分は、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を少なくとも2個、好ましくは2個以上100個以下、更に好ましくは3個以上50個以下有するものであり、直鎖状、分岐状、又は環状のものを使用できる。
本発明のウエハ加工体及びウエハ加工用仮接着材の構成要素である熱硬化性重合体層(C)は、熱硬化性重合体層であれば特に限定されないが、下記一般式(1)及び/又は(3)で示される熱硬化性シロキサン変性重合体を主成分とする熱硬化性組成物からなる重合体層が好ましい。なお、重合体層(C)には、下記一般式(1)で示される重合体と、下記一般式(3)で示される重合体を併用することができる。その場合の割合(質量比)は、好ましくは(1):(3)=0.1:99.9〜99.9:0.1、より好ましくは(1):(3)=1:99〜99:1である。
下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有するゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量が3,000〜500,000、好ましくは10,000〜100,000のシロキサン結合含有重合体。
下記一般式(3)で示される繰り返し単位を有するGPCによるポリスチレン換算重量平均分子量が3,000〜500,000のシロキサン結合含有重合体。
本発明の薄型ウエハの製造方法は、半導体回路等を有するウエハと支持体との接着層として、上記本発明のウエハ加工用仮接着材、即ち、熱可塑性樹脂層(A)、熱硬化性シロキサン重合体層(B)及び熱硬化性樹脂層(C)を含む複合仮接着材層を用いることを特徴とする。本発明の製造方法により得られる薄型ウエハの厚さは、典型的には5〜300μm、より典型的には10〜100μmである。
[工程(a)]
工程(a)は、表面に回路形成面及び裏面に回路非形成面を有するウエハの前記回路形成面を、前記複合仮接着材料を介して、支持体に減圧下で接合する工程である。
特に本発明では、表面上における回路による段差をウエハが有しており、特に段差が10〜80μm、好ましくは20〜70μmにおいて有効である。なお、40μm以上一般的に段差の大きい場合で、容易に接着剤を表面に密に形成することが可能である。
工程(b)は、重合体層(B)及び(C)を熱硬化させる工程である。上記ウエハ加工体(積層体基板)が形成された後、120〜220℃、好ましくは150〜200℃で10分〜4時間、好ましくは30分〜2時間加熱することによって、重合体層(B)及び(C)の硬化を行う。
工程(c)は、支持体と接合したウエハの回路非形成面を研削又は研磨する工程、即ち、工程(a)にて貼り合わせて得られたウエハ加工体のウエハ裏面側を研削又は研磨して、該ウエハの厚みを薄くしていく工程である。ウエハ裏面の研削加工の方式には特に制限はなく、公知の研削方式が採用される。研削は、ウエハと砥石(ダイヤモンド等)に水をかけて冷却しながら行うことが好ましい。ウエハ裏面を研削加工する装置としては、例えば(株)ディスコ製DAG810(商品名)等が挙げられる。また、ウエハ裏面側をCMP研磨してもよい。
工程(d)は、回路非形成面を研削したウエハ加工体、即ち、裏面研削によって薄型化されたウエハ加工体の回路非形成面に加工を施す工程である。この工程にはウエハレベルで用いられる様々なプロセスが含まれる。例としては、電極形成、金属配線形成、保護膜形成等が挙げられる。より具体的には、電極等の形成のための金属スパッタリング、金属スパッタリング層をエッチングするウェットエッチング、金属配線形成のマスクとするためのレジストの塗布、露光、及び現像によるパターンの形成、レジストの剥離、ドライエッチング、金属めっきの形成、TSV形成のためのシリコンエッチング、シリコン表面の酸化膜形成など、従来公知のプロセスが挙げられる。
工程(e)は、工程(d)で加工を施したウエハを支持体から剥離する工程、即ち、薄型化したウエハに様々な加工を施した後、ダイシングする前にウエハを支持体から剥離する工程である。この剥離工程は、一般に室温から60℃程度の比較的低温の条件で実施され、ウエハ加工体のウエハ又は支持体の一方を水平に固定しておき、他方を水平方向から一定の角度を付けて持ち上げる方法、及び、研削されたウエハの研削面に保護フィルムを貼り、ウエハと保護フィルムをピール方式でウエハ加工体から剥離する方法等が挙げられる。
工程(f)は、工程(e)で剥離したウエハの回路形成面に残存する仮接着材料を洗浄する工程である。工程(e)により支持体より剥離されたウエハの回路形成面には、第一仮接着材層が残存しており、該第一仮接着材層の除去は、例えば、ウエハ回路形成面つまり第一仮接着材層が残存する面に保護フィルムを貼り付けピール方式で第一仮接着材層を剥離する方法、又はウエハを洗浄することにより行うことができる。
水素添加スチレン・イソプレン・ブタジエン共重合体である熱可塑性樹脂セプトン4033(クラレ製Tg=約25℃)24gをイソノナン176gに溶解し、12質量%のセプトン4033のイソノナン溶液を得た。更に熱可塑性樹脂(固形分)100部に対し白金触媒CAT−PL−5(信越化学工業株式会社製)を0.3部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱可塑性樹脂のイソノナン溶液(A−1)を得た。
水素添加スチレン・イソプレン・ブタジエン共重合体である熱可塑性樹脂セプトン4033(クラレ製Tg=約25℃)30gをイソノナン170gに溶解し、15質量%のセプトン4033のイソノナン溶液を得た。更に熱可塑性樹脂100部に対し白金触媒CAT−PL−5(信越化学工業株式会社製)を0.8部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱可塑性樹脂のイソノナン溶液(A−2)を得た。
水素添加スチレン・イソプレン・ブタジエン共重合体である熱可塑性樹脂セプトン4033(クラレ製Tg=約25℃)24gをイソノナン176gに溶解し、12質量%のセプトン4033のイソノナン溶液を得た。更に熱可塑性樹脂100部に対し、白金触媒CAT−PL−5(信越化学工業株式会社製)を0.05部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱可塑性樹脂のイソノナン溶液(A−3)を得た。
3モル%のビニル基を両末端及び側鎖に有し、分子末端がSiMe2Vi基で封鎖されており、GPCによる数平均分子量(Mn)が5万のポリジメチルシロキサン100部、及びイソドデカン400部からなる溶液に、下記式(M−6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン5部(アルケニル基に対して2モル)を添加し混合した。更に0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱硬化性シロキサン重合体溶液(B−1)を得た。
3モル%のビニル基を両末端及び側鎖に有し、分子末端がSiMe2Vi基で封鎖されており、GPCによる数平均分子量(Mn)が8万のポリジメチルシロキサン100部、及びイソドデカン400部からなる溶液に、上記式(M−6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン16部(アルケニル基に対して6モル)を添加し混合した。更に0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱硬化性シロキサン重合体溶液(B−2)を得た。
3モル%のビニル基を両末端及び側鎖に有し、分子末端がSiMe2Vi基で封鎖されており、GPCによる数平均分子量(Mn)が5万のポリジメチルシロキサン100部、Me3SiO0.5単位及びSiO2単位からなるポリシロキサン(Me3SiO0.5単位/SiO2単位(モル比)=0.80)20部、及びイソドデカン400部からなる溶液に、上記式(M−6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン10部(アルケニル基に対して4モル)を添加し混合した。更に0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱硬化性シロキサン重合体溶液(B−3)を得た。
8モル%のビニル基を両末端及び側鎖に有し、分子末端がSiMe2Vi基で封鎖されており、GPCによる数平均分子量(Mn)が6万のポリジメチルシロキサン50部、及び2モル%のビニル基を両末端及び側鎖に有し、分子末端がSiMe2Vi基で封鎖されており、GPCによる数平均分子量(Mn)が3万のポリジメチルシロキサン50部、及びイソドデカン400部からなる溶液に、上記式(M−6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン13部(アルケニル基に対して3モル)を添加し混合した。更に0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱硬化性シロキサン重合体溶液(B−4)を得た。
12モル%のビニル基を両末端及び側鎖に有し、分子末端がSiMe2Vi基で封鎖されており、GPCによる数平均分子量(Mn)が5万のポリジメチルシロキサン100部、及びイソドデカン400部からなる溶液に、上記式(M−6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン20部(アルケニル基に対して2モル)を添加し混合した。更に0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱硬化性シロキサン重合体溶液(B−5)を得た。
5モル%のビニル基を両末端及び側鎖に有し、分子末端がSiMe2Vi基で封鎖されており、GPCによる数平均分子量(Mn)が8万のポリジメチルシロキサン100部、及びイソドデカン300部からなる溶液に、上記式(M−6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン13部(アルケニル基に対して3モル)を添加し混合した。更に0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱硬化性シロキサン重合体溶液(B−6)を得た。
撹拌機、温度計、窒素置換装置及び還流冷却器を具備したフラスコ内に9,9’−ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(M−1)43.1g、平均構造式(M−3)で示されるオルガノハイドロジェンシロキサン29.5g、トルエン135g、塩化白金酸0.04gを仕込み、80℃に昇温した。その後、1,4−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン(M−5)17.5gを1時間掛けてフラスコ内に滴下した。このとき、フラスコ内温度は、85℃まで上昇した。滴下終了後、更に80℃で2時間熟成した後、トルエンを留去すると共に、シクロヘキサノンを80g添加して、樹脂固形分濃度50質量%のシクロヘキサノンを溶剤とする樹脂溶液を得た。この溶液の樹脂分の分子量をGPCにより測定すると、ポリスチレン換算で重量平均分子量45,000であった。更に、この樹脂溶液50gに、架橋剤としてエポキシ架橋剤であるEOCN−1020(日本化薬(株)製)を7.5g、硬化触媒として、和光純薬工業(株)製、BSDM(ビス(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン)を0.2g、更に、酸化防止剤として、テトラキス[メチレン−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシハイドロシンナメート)]メタン(商品名:アデカスタブ AO−60)を0.1g添加し、1μmのメンブレンフィルターで濾過して、樹脂溶液(C−1)を得た。
撹拌機、温度計、窒素置換装置及び還流冷却器を具備した5Lフラスコ内にエポキシ化合物(M−2)84.1gをトルエン600gに溶解後、化合物(M−3)294.6g、化合物(M−4)25.5gを加え、60℃に加温した。その後、カーボン担持白金触媒(5質量%)1gを投入し、内部反応温度が65〜67℃に昇温するのを確認後、更に、90℃まで加温し、3時間熟成した。次いで室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン(MIBK)600gを加え、本反応溶液をフィルターにて加圧濾過することで白金触媒を取り除いた。この樹脂溶液中の溶剤を減圧留去すると共に、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)270gを添加して、固形分濃度60質量%のPGMEAを溶剤とする樹脂溶液を得た。この樹脂溶液中の樹脂の分子量をGPCにより測定すると、ポリスチレン換算で重量平均分子量28,000であった。更にこの樹脂溶液100gに4官能フェノール化合物であるTEP−TPA(旭有機材工業(株)製)を9g、テトラヒドロ無水フタル酸(新日本理化(株)製、リカシッドHH−A)0.2gを添加して、1μmのメンブレンフィルターで濾過して、樹脂溶液(C−2)を得た。
水素添加スチレン・イソプレン・ブタジエン共重合体である熱可塑性樹脂セプトン4033(クラレ製Tg=約25℃)24gをイソノナン176gに溶解し、12質量%のセプトン4033のイソノナン溶液を得た。得られた溶液を、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱可塑性樹脂のイソノナン溶液(A−4)を得た。
水素添加スチレン・イソプレン・ブタジエン共重合体である熱可塑性樹脂セプトン4033(クラレ製Tg=約25℃)24gをイソノナン176gに溶解し、12質量%のセプトン4033のイソノナン溶液を得た。更に熱可塑性樹脂100部に対し白金触媒CAT−PL−5(信越化学工業株式会社製)を2部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱可塑性樹脂のイソノナン溶液(A−5)を得た。
3モル%のビニル基を両末端及び側鎖に有し、分子末端がSiMe2Vi基で封鎖されており、GPCによる数平均分子量(Mn)が5万のポリジメチルシロキサン100部、及びイソドデカン400部からなる溶液に上記式(M−6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン8部(アルケニル基に対して3モル)、エチニルシクロヘキサノール0.7部を添加し混合した。更にポリジメチルシロキサン100部に対し白金触媒CAT−PL−5(信越化学工業株式会社製)を0.5部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱硬化性シロキサン重合体溶液(B−9)を得た。
4つ口フラスコに、下記式(7)で示される分子鎖両末端が水酸基で封鎖された生ゴム状のジメチルポリシロキサンであって、その30%トルエン溶液の25℃における粘度が98,000mPa・sであるジメチルポリシロキサン90部と、(CH3)3SiO0.5単位0.75モルとSiO2単位1モルの割合からなり、かつ固形分100部中に1.0モル%の水酸基を含むメチルポリシロキサンレジン10部とを、トルエン900部に溶解した。得られた溶液に、28質量%のアンモニア水を1部添加し、室温にて24時間撹拌して縮合反応させた。次いで、減圧状態で180℃に加熱し、トルエン、縮合水、アンモニア等を除去させて、固形化された部分縮合物を得た。この部分縮合物100部に、トルエン900部を加えて、溶解させた。この溶液にヘキサメチルジシラザン20部を加え、130℃にて3時間撹拌して残存する水酸基を封鎖した。次いで、減圧状態で180℃に加熱し、溶剤等を除去させて、固形化された非反応性部分縮合物を得た。更に、上記非反応性部分縮合物100部にヘキサン900部を加えて溶解させた後、これを2,000部のアセトン中に投入し、析出した樹脂を回収して、その後、減圧下でヘキサン等を除去して、GPCによる分子量740以下の低分子量成分が0.05質量%である重量平均分子量900,000のジメチルポリシロキサン重合体を得た。
この重合体20gをイソドデカン80gに溶解し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、ジメチルポリシロキサン重合体のイソドデカン溶液(B−8)を得た。
表面に高さ40μm、直径40μmの銅ポストが全面に形成された直径200mmシリコンウエハ(厚さ:725μm)に上記(A−1)溶液をスピンコート後、ホットプレートにて、150℃で5分間加熱することにより、(A)層に対応する材料を表1に示す膜厚で、ウエハバンプ形成面に成膜した。一方、直径200mm(厚さ:500μm)のガラス板を支持体とし、この支持体にまず(C)層に対応する重合体溶液(C−1)をスピンコート、及びホットプレートにより、やはり、150℃で5分間加熱することで、表1中に記載された膜厚で、ガラス支持体上に形成した。その後、(B)層に相当する熱硬化性シロキサン重合体の溶液(B−1)を、ガラス支持体上に形成された(C)層上にスピンコートすることで、表1中の膜厚で形成した。更にその後150℃で3分間、ホットプレート上で加熱した。このようにしてこの熱可塑性樹脂からなる(A)層を有するシリコンウエハと、熱硬化性重合体層(C)層と、その(C)層上に(B)層を有するガラス板をそれぞれ、樹脂面が合わされるように、真空貼り合わせ装置内で表1に示す条件にて貼り合わせ、ウエハ加工体を作製した。そして、該ウエハ加工体を120℃で1分間加熱を行い、接着させ、接合させ、次いで180℃で1時間オーブンを用いて基板(ガラス板)を加熱し、(B)層と(C)層を硬化させて、試料を作成した。
該試料を以下の評価方法によって測定し、評価結果を表1に示す。
表1に記載の条件で、実施例1と同様に処理し、試料を作成した。評価結果を表1に示す。
200mmのウエハ接合は、EVG社のウエハ接合装置EVG520ISを用いて行った。接合温度は表1に記載の値、接合時のチャンバー内圧力は10-3mbar以下、荷重は5kNで実施した。接合後、上述したように、180℃で1時間オーブンを用いて基板を加熱し、(B)及び(C)層の硬化を実施したのち、室温まで冷却し、その後の(A)層と(B)層との界面の接着状況を目視で確認した。界面での気泡などの異常が発生しなかった場合を良好と評価して「○」で示し、異常が発生した場合を不良と評価して「×」で示した。
グラインダー((株)ディスコ製、DAG810)でダイヤモンド砥石を用いて、上述したように180℃で1時間オーブンで加熱硬化させて得られた積層体(試料)をシリコンウエハの裏面研削を行った。最終基板厚50μmまでグラインドした後、光学顕微鏡(100倍)にてクラック、剥離等の異常の有無を調べた。異常が発生しなかった場合を「○」で示し、数か所の異常が発生したが次工程へ進めることが可能な場合を「△」で示し、全面に異常が発生した場合を「×」で示した。
シリコンウエハを裏面研削した後の加工体をCVD装置に導入し、2μmのSiO2膜の生成実験を行ない、その際の外観異常の有無を調べた。外観異常が発生しなかった場合を「○」で示し、ボイド、ウエハ膨れ等の外観異常がウエハの一部に発生したが次工程へ進めることが可能な場合を「△」で示し、全面にボイド、ウエハ膨れ、ウエハ破損等が発生した場合を「×」で示した。CVD耐性試験の条件は、以下の通りである。
装置名:プラズマCVD PD270STL(サムコ(株)製)
RF500W、内圧40Pa
TEOS(テトラエチルオルソシリケート):O2=20sccm:680sccm
基板の剥離性は、以下の方法で評価した。まず、CVD耐性試験を終えたウエハ加工体の50μmまで薄型化したウエハ側にダイシングフレームを用いてダイシングテープを貼り、このダイシングテープ面を真空吸着によって、吸着板にセットした。その後、室温にて、ガラスの1点をピンセットにて持ち上げることで、ガラス基板を剥離した。50μmのウエハを割ることなく剥離できた場合を「○」で示し、割れなどの異常が発生した場合を不良と評価して「×」で示した。また、前処理として、イソノナンに5分間浸漬させた後に剥離ができた場合を「△」で示した。
上記剥離性試験において、剥離ができた場合のウエハ側、支持体側の表面に存在する仮接着材層を「剥離界面」とする。例えばウエハ側に(A)層、支持体側に(B)層が存在する場合には「A/B」と示した。
上記剥離性試験終了後のダイシングテープを介してダイシングフレームに装着された200mmウエハ(耐熱性試験条件に晒されたもの)を、第一仮接着層を上にした状態でスピンコーターにセットし、洗浄溶剤としてイソノナンを3分間噴霧したのち、ウエハを回転させながらイソプロピルアルコール(IPA)を噴霧にてリンスを行った。その後、外観を観察して残存する接着材樹脂の有無を目視でチェックした。樹脂の残存が認められないものを良好と評価して「○」で示し、樹脂の残存が認められたものを不良と評価して「×」で示した。
直径200mmシリコンウエハ(厚さ:725μm)に(A)層に対応する材料をスピンコート後、ホットプレートにて150℃で3分間加熱することにより、(A)層に対応する材料を表1に示す膜厚で、ウエハバンプ形成面に成膜した。一方、あらかじめ表面上に離形処理が施された、直径200mm(厚さ:725μm)のシリコンウエハを支持体とし(C)層に対応する重合体溶液をスピンコート、及びホットプレートにより、やはり、150℃で5分間加熱することで、表1中に記載された膜厚で、シリコンウエハ支持体上に形成した。その後、(B)層に相当する熱硬化性シロキサン重合体の溶液を、シリコンウエハ支持体上にピンコートすることで、表1中の膜厚で形成した。更にその後150℃で3分間、ホットプレート上で加熱した。このようにしてこの熱可塑性樹脂からなる(A)層を有するシリコンウエハと、(B)層を有するシリコンウエハをそれぞれ、樹脂面が合わされるように、真空貼り合わせ装置内で表1に示す条件にて貼り合わせ、ウエハ加工体を作製した。その後オーブンで180℃で1時間かけて硬化させ、硬化後のウエハ加工体から支持体のシリコンウエハのみを取り除き、シリコンウエハ、(A)層、(B)層、(C)層の順に積層された積層体を作製した。
その後、上記積層体の(C)層上に150mm長×25mm幅のポリイミドテープを5本貼り付け、テープが張られていない部分の仮接着材層を除去した。(株)島津製作所製のAUTOGRAPH(AG−1)を用いて25℃雰囲気下で300mm/分の速度でテープの一端から180°剥離で120mm剥がし、そのときにかかる力の平均(120mmストローク×5回)を、その(A/B)層の剥離力とした。
2 仮接着材層
(A) 熱可塑性樹脂層(第一仮接着材層)
(B) 熱硬化性シロキサン重合体層(第二仮接着材層)
(C) 熱硬化性重合体層(第三仮接着材層)
3 支持体
Claims (8)
- 表面に回路面を有し、裏面を加工すべきウエハを支持体に仮接着するためのウエハ加工用仮接着材であって、
前記ウエハ加工用仮接着材が、前記ウエハに仮接着される熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着材層と、該第一仮接着材層に積層された熱硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着材層と、
該第二仮接着材層に積層され、前記支持体に仮接着される熱硬化性重合体層(C)からなる第三仮接着材層とを有する複合仮接着材層を備えたものであり、
前記熱可塑性樹脂層(A)が、
(A−1)オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマー及びスチレン・ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂:100質量部、
(A−2)硬化触媒として白金系触媒:前記(A−1)成分100質量部に対して、有効成分(質量換算)として0質量部を超え1質量部以下
を含有する組成物の樹脂層であり、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B)層に隣接して積層された(A)層の硬化触媒によって硬化する重合体層であって、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B−1)分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B−2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B−1)成分中のアルケニル基に対する(B−2)成分中のSi−H基のモル比が0.3〜15となる量
を含有する組成物であり、
前記熱硬化性重合体層(C)が、下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する重量平均分子量が3,000〜500,000のシロキサン結合含有重合体100質量部に対して、架橋剤としてホルマリン又はホルマリン−アルコールにより変性されたアミノ縮合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、1分子中に平均して2個以上のメチロール基又はアルコキシメチロール基を有するフェノール化合物、及び1分子中に平均して2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物から選ばれるいずれか1種以上を0.1〜50質量部含有する組成物からなる重合体層であることを特徴とするウエハ加工用仮接着材。
- 表面に回路面を有し、裏面を加工すべきウエハを支持体に仮接着するためのウエハ加工用仮接着材であって、
前記ウエハ加工用仮接着材が、前記ウエハに仮接着される熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着材層と、該第一仮接着材層に積層された熱硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着材層と、
該第二仮接着材層に積層され、前記支持体に仮接着される熱硬化性重合体層(C)からなる第三仮接着材層とを有する複合仮接着材層を備えたものであり、
前記熱可塑性樹脂層(A)が、
(A−1)オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマー及びスチレン・ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂:100質量部、
(A−2)硬化触媒として白金系触媒:前記(A−1)成分100質量部に対して、有効成分(質量換算)として0質量部を超え1質量部以下
を含有する組成物の樹脂層であり、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B)層に隣接して積層された(A)層の硬化触媒によって硬化する重合体層であって、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B−1)分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B−2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B−1)成分中のアルケニル基に対する(B−2)成分中のSi−H基のモル比が0.3〜15となる量
を含有する組成物であり、
前記熱硬化性重合体層(C)が、下記一般式(3)で示される繰り返し単位を有する重量平均分子量が3,000〜500,000のシロキサン結合含有重合体100質量部に対して、架橋剤として1分子中に平均して2個以上のフェノール基を有するフェノール化合物、及び1分子中に平均して2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物から選ばれるいずれか1種以上を0.1〜50質量部含有する組成物からなる重合体層であることを特徴とするウエハ加工用仮接着材。
- (A−1)熱可塑性樹脂が、水素添加ポリスチレン系エラストマーである請求項1又は2記載のウエハ加工用仮接着材。
- 前記ウエハが表面に10〜80μmの段差を有する基板に用いられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のウエハ加工用仮接着材。
- (a)表面に回路形成面及び裏面に回路非形成面を有するウエハの前記回路形成面を、請求項1〜4のいずれか1項記載のウエハ加工用仮接着材を介して、支持体に接合する際に、前記支持体上に形成された前記熱硬化性重合体層(C)の上に前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)を形成した後、該重合体層(C)と(B)の形成された支持体と、前記樹脂層(A)の形成されたウエハを減圧下で貼り合わせる工程と、
(b)前記重合体層を熱硬化させる工程と、
(c)前記支持体と接合した前記ウエハの回路非形成面を研削又は研磨する工程と、
(d)前記ウエハの回路非形成面に加工を施す工程と、
(e)前記加工を施したウエハを前記支持体から剥離する工程と
(f)前記剥離したウエハの回路形成面に残存する仮接着材料を洗浄する工程と
を含むことを特徴とする薄型ウエハの製造方法。 - 支持体上に仮接着材層が形成され、かつ仮接着材層上に、表面に回路面を有し、裏面を加工すべきウエハが積層されてなるウエハ加工体であって、
前記仮接着材層が、前記ウエハに仮接着された熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着材層と、該第一仮接着材層に積層された熱硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着材層と、
該第二仮接着材層に積層され、前記支持体に仮接着された熱硬化性重合体層(C)からなる第三仮接着材層とを有する複合仮接着材層を備えたものであり、
前記熱可塑性樹脂層(A)が、
(A−1)オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマー及びスチレン・ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂:100質量部、
(A−2)硬化触媒として白金系触媒:前記(A−1)成分100質量部に対して、有効成分(質量換算)として0質量部を超え1質量部以下
を含有する組成物の樹脂層であり、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B)層に隣接して積層された(A)層の硬化触媒によって硬化する重合体層であって、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B−1)分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B−2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B−1)成分中のアルケニル基に対する(B−2)成分中のSi−H基のモル比が0.3〜15となる量
を含有する組成物であり、
前記熱硬化性重合体層(C)が、下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する重量平均分子量が3,000〜500,000のシロキサン結合含有重合体100質量部に対して、架橋剤としてホルマリン又はホルマリン−アルコールにより変性されたアミノ縮合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、1分子中に平均して2個以上のメチロール基又はアルコキシメチロール基を有するフェノール化合物、及び1分子中に平均して2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物から選ばれるいずれか1種以上を0.1〜50質量部含有する組成物からなる重合体層であることを特徴とするウエハ加工体。
- 支持体上に仮接着材層が形成され、かつ仮接着材層上に、表面に回路面を有し、裏面を加工すべきウエハが積層されてなるウエハ加工体であって、
前記仮接着材層が、前記ウエハに仮接着された熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着材層と、該第一仮接着材層に積層された熱硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着材層と、
該第二仮接着材層に積層され、前記支持体に仮接着された熱硬化性重合体層(C)からなる第三仮接着材層とを有する複合仮接着材層を備えたものであり、
前記熱可塑性樹脂層(A)が、
(A−1)オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマー及びスチレン・ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂:100質量部、
(A−2)硬化触媒として白金系触媒:前記(A−1)成分100質量部に対して、有効成分(質量換算)として0質量部を超え1質量部以下
を含有する組成物の樹脂層であり、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B)層に隣接して積層された(A)層の硬化触媒によって硬化する重合体層であって、
前記熱硬化性シロキサン重合体層(B)が、(B−1)分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B−2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B−1)成分中のアルケニル基に対する(B−2)成分中のSi−H基のモル比が0.3〜15となる量
を含有する組成物であり、
前記熱硬化性重合体層(C)が、下記一般式(3)で示される繰り返し単位を有する重量平均分子量が3,000〜500,000のシロキサン結合含有重合体100質量部に対して、架橋剤として1分子中に平均して2個以上のフェノール基を有するフェノール化合物、及び1分子中に平均して2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物から選ばれるいずれか1種以上を0.1〜50質量部含有する組成物からなる重合体層であることを特徴とするウエハ加工体。
- (A−1)熱可塑性樹脂が、水素添加ポリスチレン系エラストマーである請求項6又は7記載のウエハ加工体。
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