JP6564325B2 - ウエハの処理方法 - Google Patents
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Description
高接着易剥離を実現した接着剤組成物として特許文献1には、アゾ化合物等の刺激により気体を発生する気体発生剤を含有する接着層を有する両面接着テープを用いたウエハの処理方法が記載されている。特許文献1に記載されたウエハの処理方法では、まず、両面接着テープを介してウエハを支持板に固定する。その状態で研削工程等を行った後に刺激を与えると、気体発生剤から発生した気体がテープの表面とウエハとの界面に放出され、その圧力によって少なくとも一部が剥離される。特許文献1の両面接着テープを用いれば、ウエハを損傷することなく、かつ、糊残りもすることなく剥離できる。
このような過酷なウエハ処理工程を伴うウエハの処理においては、特許文献1に記載された従来のウエハの処理方法では、ウエハの表面に薬液処理を施す工程において接着剤組成物が侵されて接着力が低下してしまったり、逆に高温によって接着剤組成物が接着亢進して剥離性が低下してしまったりすることがあった。
以下に本発明を詳述する。
ウエハを支持板に固定することにより、加工時に取扱いを容易にし、破損したりしないようにすることができる。
上記硬化型接着剤成分としては、例えば、重合性ポリマーを主成分とする硬化型接着剤が挙げられる。
上記ラジカル重合開始剤は、光照射又は加熱により活性化ラジカルを発生するものが挙げられる。
上記光照射により活性化されるラジカル重合開始剤は、例えば、メトキシアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体化合物;ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物;ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジエチルケタール等のケタール誘導体化合物;フォスフィンオキシド誘導体化合物;ビス(η5−シクロペンタジエニル)チタノセン誘導体化合物、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、クロロチオキサントン、トデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等が挙げられる。
上記加熱により活性化されるラジカル重合開始剤は、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等が挙げられる。
これらのラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記多官能オリゴマー又はモノマーは、分子量が1万以下であるものが好ましく、より好ましくは加熱又は光の照射による接着剤層の三次元網状化が効率よくなされるように、その分子量が5000以下でかつ分子内のラジカル重合性の不飽和結合の数が2〜20個のものである。
また、薬液処理、加熱処理又は発熱を伴う処理によっても剥離しない、即ち、これらの処理に対する耐性に優れることから、下記一般式(1)で表されるカルボン酸化合物又はその塩も好適である。このような気体発生剤は、紫外線等の光を照射することにより気体(二酸化炭素ガス)を発生する一方、200℃程度の高温化でも分解しない高い耐熱性を有する。また、酸、アルカリ、有機溶剤等の薬液に対する耐性にも優れる。このような気体発生剤は、後述する過酷なウエハ処理工程においても反応して気体を発生してしまうことがない。
なかでも、上記式(1)中のR3〜R7のうちの1つが、下記式(2)で表される有機基であるか、又は、上記式(1)中のR3〜R7のうちの隣り合う2つが互いに結合して下記式(3)で表される環状構造を形成していることが好ましい。
式(3)中、R13〜R16は、それぞれ水素又は有機基を示す。R13〜R16は、同一であってもよく、異なっていてもよい。R13〜R16のうちの2つが互いに結合し、環状構造を形成していてもよい。
また、上記式(1)中のR1は、メチル基であることが好ましい。
上記塩基性化合物は特に限定されないが、例えば、アミン、ヒドラジン化合物、水酸化四級アンモニウム塩、ホスフィン化合物等が挙げられる。
上記アミンは特に限定されず、一級アミン、二級アミン及び三級アミンのいずれをも用いることができる。
なかでも上記塩基性化合物は、モノアルキルアミン又はジアルキルアミンが好適である。モノアルキルアミン又はジアルキルアミンを用いた場合には、得られる上記式(1)で表されるカルボン酸化合物の塩の極性を低極性化でき、接着剤成分との溶解性を高めることできる。より好ましくは、炭素数6〜12のモノアルキルアミン又はジアルキルアミンである。
上記一般式(4)〜(6)で表されるテトラゾール化合物の塩は特に限定されず、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
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なかでも上記塩基性化合物は、モノアルキルアミン又はジアルキルアミンが好適である。モノアルキルアミン又はジアルキルアミンを用いた場合には、得られる上記一般式(4)〜(6)で表されるテトラゾール化合物の塩の極性を低極性化でき、硬化型接着剤成分との溶解性を高めることができる。より好ましくは、炭素数6〜12のモノアルキルアミン又はジアルキルアミンである。
上記光増感剤は、上記気体発生剤への光による刺激を増幅する効果を有することから、より少ない光の照射により気体を放出させることができる。また、より広い波長領域の光により気体を放出させることができる。
耐熱性に優れた光増感剤は、例えば、アルコキシ基を少なくとも1つ以上有する多環芳香族化合物が挙げられる。なかでも、一部がグリシジル基又は水酸基で置換されたアルコキシ基を有する置換アルコキシ多環芳香族化合物が好適である。これらの光増感剤は、耐昇華性が高く、高温下で使用することができる。また、アルコキシ基の一部がグリシジル基や水酸基で置換されることにより、上記硬化型接着剤成分への溶解性が高まり、ブリードアウトを防止することができる。
なお、本明細書においてヒュームドシリカの平均粒子径は、レーザー散乱・回折法又は動的光散乱法のいずれかの方法を用いて、配合前のメチルエチルケトン、メチルエチルケトン/トルエン(60:40)溶液等の媒体に分散したヒュームドシリカを測定した粒子径を意味する。
シリコーン化合物は、耐薬品性、耐熱性に優れることから、薬液処理や200℃以上の高温処理を経ても接着剤の焦げ付き等を防止し、剥離時には被着体界面にブリードアウトして、剥離を容易にする。シリコーン化合物が上記硬化型接着剤成分と架橋可能な官能基を有することにより、電磁波、電子線又は超音波を照射することにより上記硬化型接着剤成分と化学反応して上記硬化型接着剤成分中に取り込まれることから、被着体にシリコーン化合物が付着して汚染することがない。また、シリコーン化合物を配合することにより支持板に対する親和性が向上し、ウエハ上への糊残りを防止する効果も発揮される。
上記シリコーン化合物Aは、該官能基をシリコーン骨格の側鎖又は末端に有することが好ましい。
なかでも、D体のシリコーン骨格を有し、かつ、末端に上記硬化型接着剤成分と架橋可能な官能基を有するシリコーン化合物を用いると、高い初期接着力と薬液処理や200℃以上の高温処理後の剥離力とを両立しやすいことからより好適である。
上記(メタ)アクリル基と架橋可能な官能基は、不飽和二重結合を有する官能基であり、具体的には例えば、ビニル基、(メタ)アクリル基、アリル基、マレイミド基等が挙げられる。
上記接着剤組成物は、可塑剤、樹脂、界面活性剤、ワックス、微粒子充填剤等の公知の添加剤を含有してもよい。
上記両面接着テープがサポートテープである場合、上記基材は、例えば、アクリル、オレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル、ABS、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン、ウレタン、ポリイミド等の透明な樹脂からなるシート、網目状の構造を有するシート、孔が開けられたシート等が挙げられる。
上記ウエハとしては特に限定されず、通常の電子部品に用いられる全てのウエハの処理に本発明のウエハの処理方法を用いることができる。
電磁波、電子線又は超音波の照射により架橋、硬化した硬化型接着剤成分は、耐薬品性が飛躍的に向上して、ウエハの表面に薬液処理を施す工程においても接着剤が薬液に溶け出すことがない。また、架橋、硬化した硬化型接着剤成分は、弾性率が上昇することから、高温によっても接着亢進しにくくなり、支持板剥離工程における剥離性を低下させることがない。更に、架橋、硬化して弾性率が上昇した硬い硬化型接着剤成分中で上記気体発生剤から気体を発生させると、発生した気体の大半は外部に放出され、放出された気体は、被着体から接着剤の接着面の少なくとも一部を剥がし接着力を低下させる。このような易剥離が実現することにより、低タクト化も期待できる。
このように本発明においては、ウエハ処理工程の前に接着剤硬化工程を行うことにより、薬液処理、加熱処理又は発熱を伴う処理を施すウエハ処理工程を有するにもかかわらず、ウエハ処理工程時には充分な接着力を維持し、かつ、ウエハ処理工程終了後にはウエハを損傷したり糊残りしたりすることなく支持板をウエハから剥離できる。
例えば、硬化型接着剤成分として側鎖にビニル基等の不飽和二重結合を有するポリマーに対しては、電磁波として周波数2450MHzの電磁波を500Wの強度で10分間以上照射することが好ましく、30分間以上照射することがより好ましい。
例えば、硬化型接着剤成分として側鎖にビニル基等の不飽和二重結合を有するポリマーに対しては、電子線として加速電圧300kVを10kGy以上の吸収線量で照射することが好ましく、200kGy以上の吸収線量で照射することがより好ましい。
例えば、硬化型接着剤成分として側鎖にビニル基等の不飽和二重結合を有するポリマーに対しては、超音波として周波数200kHzの超音波を400Wの強度で2時間以上照射することが好ましく、4時間以上照射することがより好ましい。
なお、本明細書においてゲル分率とは、接着剤組成物を酢酸エチル中に浸漬したときに、溶かされずに残存している部分をゲルとし、該ゲル部分の重量と酢酸エチルに浸漬する前の重量との比(百分率)を意味する。
上記薬液処理は、酸、アルカリ又は有機溶剤を用いる処理であれば特に限定されず、例えば、電解めっき、無電解めっき等のめっき処理や、フッ酸、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)等によるウェットエッチング処理や、N−メチル−2−ピロリドン、モノエタノールアミン、DMSO等によるレジスト剥離プロセスや、濃硫酸、アンモニア水、過酸化水素水等による洗浄プロセス等が挙げられる。
このような気体発生剤に対しては、例えば、波長254nmの光を5mW以上の照度で照射することが好ましく、10mW以上の照度で照射することがより好ましく、20mW以上の照度で照射することが更に好ましく、50mW以上の照度で照射することが特に好ましい。また、波長254nmの光を1000mJ以上の積算照度で照射することが好ましく、1000mJ以上、20J以下の積算照度で照射することがより好ましく、1500mJ以上、15J以下の積算照度で照射することが更に好ましく、2000mJ以上、10J以下の積算照度で照射することが特に好ましい。
(1)硬化型接着剤の合成
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応器を用意し、この反応器内に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして2−エチルヘキシルアクリレート94重量部、官能基含有モノマーとしてメタクリル酸ヒドロキシエチル6重量部、ラウリルメルカプタン0.01重量部と、酢酸エチル80重量部を加えた後、反応器を加熱して還流を開始した。続いて、上記反応器内に、重合開始剤として1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.01重量部を添加し、還流下で重合を開始させた。次に、重合開始から1時間後及び2時間後にも、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを0.01重量部ずつ添加し、更に、重合開始から4時間後にt−ヘキシルパーオキシピバレートを0.05重量部添加して重合反応を継続させた。そして、重合開始から8時間後に、固形分55重量%、重量平均分子量60万の官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーの酢酸エチル溶液を得た。
得られた官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーを含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、官能基含有不飽和化合物として2−イソシアナトエチルメタクリレート3.5重量部を加えて反応させて硬化型接着剤を得た。
得られた硬化型接着剤の酢酸エチル溶液を、片面にコロナ処理を施した厚さ50μmの透明なポリエチレンナフタレートフィルムのコロナ処理面上に、乾燥皮膜の厚さが30μmとなるようにドクターナイフで塗工し、110℃、5分間加熱して塗工溶液を乾燥させた。その後、40℃、3日間静置養生を行い、接着テープを得た。
評価用サンプルとして、接着剤組成物の酢酸エチル溶液を、片面にコロナ処理を施した厚さ50μmの透明なポリエチレンナフタレートフィルムのコロナ処理面上に、乾燥皮膜の厚さが500μmとなるようにドクターナイフで塗工し、110℃、5分間加熱して塗工溶液を乾燥させた後、40℃、3日間静置養生を行った。得られた接着テープを縦0.6cm、横1.0cmの長方形状に切断して、これを評価用サンプルとした。
次いで、窒素雰囲気下で電子線照射(加速電圧300kV、吸収線量300kGy)して、接着剤成分を架橋、硬化させた。硬化させた後の評価用サンプルについて、動的粘弾性測定のせん断モード角周波数10Hzで測定を行い、−50℃から300℃まで連続昇温した測定値の内25℃での貯蔵弾性率の値を得た。
結果を表2に示した。
得られた接着テープを直径20cmの円形に切断し、直径20cm、厚さ約750μmのシリコンウエハに真空中で貼り付けた。シリコンウエハに貼り付けた面と反対の面に、直径20cm、厚さ1mmの石英ガラス板を真空中で貼りつけて積層体を得た。
得られた積層体のウエハ側をグラインド研削及び研磨を行い、厚み50μmまで研削した。
次いで、窒素雰囲気下でガラス板側から電子線照射(加速電圧300kV、吸収線量300kGy)して、接着剤成分を架橋、硬化させた。
接着剤成分を架橋、硬化させた後の積層体について、以下の方法により、酸、塩基及び有機溶剤に対する耐薬品性を評価した。
即ち、酸としてスタンダードクリーン1(SC1)溶液を調製し、該SC1溶液中に接着剤成分を架橋、硬化させた後の積層体を60℃、1時間浸漬した。浸漬後、積層体を取り出し、石英ガラス板側から接着テープとシリコンウエハとの接着面を目視にて観察し、全面に渡って浮きが認められなかった場合を「○」、浮きが認められた又は接着テープが剥離してしまった場合を「×」と評価した。
同様の評価を、塩基として2.38%TMAH水溶液を、有機溶剤としてアセトンを用いて行った。
結果を表2に示した。
接着剤成分を架橋、硬化させた後の積層体について、以下の方法により、耐熱性を評価した。
即ち、接着剤成分を架橋、硬化させた後の積層体を200℃、1時間熱処理を行った。熱処理後の積層体を取り出し25℃に戻した後、石英ガラス板側から接着テープとシリコンウエハとの接着面を目視にて観察し、全面に渡って浮きが認められなかった場合を「○」、浮きが認められた又は接着テープが剥離してしまった場合を「×」と評価した。
同様の評価を、段差約5μmの回路が形成された厚さ700μmのシリコンウエハ(回路ウエハ)を用いて行った。
結果を表2に示した。
得られた接着テープを直径20cmの円形に切断し、直径20cm、厚さ約750μmのシリコンウエハに真空中で貼り付けた。シリコンウエハに貼り付けた面と反対の面に、直径20cm、厚さ1mmの石英ガラス板を真空中で貼りつけて積層体を得た。
得られた積層体のウエハ側をグラインド研削及び研磨を行い、厚み50μmまで研削した。
次いで、窒素雰囲気下でガラス板側から電子線照射(加速電圧300kV、吸収線量300kGy)して、接着剤成分を架橋、硬化させた。
接着剤成分を架橋、硬化させた後の積層体を200℃、2時間熱処理を行った。熱処理後、シリコンウエハの接着テープに接着していない側の面にダイシングテープを貼り付け、吸着固定した後、石英ガラス板及び接着テープを剥離した。
接着テープを剥離したシリコンウエハの表面を目視にて観察して、糊残りが存在しなかった場合を「◎」、糊残りが全体の面積の5%未満であった場合を「○」、糊残り全体の面積の5%以上であった場合を「×」と評価した。
また、接着テープを剥離したシリコンウエハの表面を、倍率100倍の光学顕微鏡を用いて観察して、視野内に糊残りが存在しなかった場合を「◎」、糊残りが視野全体の面積の5%未満であった場合を「○」、糊残りが視野全体の面積の5%以上であった場合を「×」と評価した。
結果を表2に示した。
接着剤組成物の調製において、更に、ホモジナイザーを用いてメチルエチルケトン中にヒュームドシリカを分散させ、平均粒子径を0.1μmに調整したヒュームドシリカ分散溶液(トクヤマ社製、レオロシールMT−10)、(メタ)アクリル基を有するシリコーン化合物(ダイセルサイテック社製、EBECRYL350)、可塑剤(根上工業社製、UN−5500)、気体発生剤として5−フェニル−1H−テトラゾール又はビステトラゾールジナトリウム塩、ラジカル重合開始剤として日本シイベルヘグナー社製のエサキュアワン又は日本油脂社製のパーヘキシルOを表1に示したように加えたりした以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを得た。得られた接着テープを用いて、実施例1と同様の評価を行った。
なお、実施例2においては、耐薬品性、耐熱性評価及び糊残り評価において、電子線吸収線量が100kGyになるように調節して接着剤成分を架橋、硬化した。
また、比較例1、2においては、耐薬品性、耐熱性評価及び糊残り評価において、電子線を照射して接着剤成分を架橋、硬化させることを行わなかった。
結果を表2に示した。
接着剤組成物を表1に示したようにした以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを得た。得られた接着テープを用いて、実施例1と同様の評価を行った。なお、耐薬品性、耐熱性評価及び糊残り評価において、電磁波照射装置(2450MHz、500W)で10分間照射して接着剤成分を架橋、硬化して、実施例1と同様の評価を行った。
結果を表2に示した。
接着剤組成物を表1に示したようにした以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを得た。得られた接着テープを用いて、実施例1と同様の評価を行った。なお、耐薬品性、耐熱性評価及び糊残り評価において、超音波発生装置(200KHz、400W)で2時間照射して接着剤成分を架橋、硬化して、実施例1と同様の評価を行った。
結果を表2に示した。
Claims (3)
- 周波数が300MHz〜300GHzである電磁波、電子線又は超音波により架橋、硬化する硬化型接着剤成分を含有する接着剤組成物を介してウエハを支持板に固定する支持板固定工程と、
前記接着剤組成物に前記電磁波、電子線又は超音波を照射して硬化型接着剤成分を架橋、硬化する接着剤硬化工程と、
前記支持板に固定されたウエハの表面に薬液処理、加熱処理又は発熱を伴う処理を施すウエハ処理工程と、
前記処理後のウエハから支持板を剥離する支持板剥離工程とを有する
ことを特徴とするウエハの処理方法。 - 接着剤硬化工程後の接着剤組成物について、動的粘弾性測定のせん断モードで−50℃から300℃まで連続昇温の条件で測定した25℃での貯蔵せん断弾性率が2.0×105〜108Paであることを特徴とする請求項1記載のウエハの処理方法。
- 接着剤組成物が刺激により気体を発生する気体発生剤を含有するものであって、支持板剥離工程において処理後のウエハに刺激を与えて前記気体発生剤から気体を発生させることによりウエハから支持板を剥離することを特徴とする請求項1又は2記載のウエハの処理方法。
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