JP6568373B2 - 接着剤組成物、及び、接着テープ - Google Patents
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Description
これらの接着剤組成物に求められる性能はその用途により様々であるが、用途によっては、必要な間だけ接着性を示すがその後は容易に剥がせることが要求されることがある。
このようなTSVの製造では、研削して得た薄膜ウエハをバンピングしたり、裏面にバンプ形成したり、3次元積層時にリフローを行ったりする等の200℃以上の高温処理プロセスを行うことが必要となる。従って、TSVの製造工程に用いる接着剤組成物には、高接着易剥離に加えて、250℃程度の高温化でも接着性を維持できる耐熱性が求められる。
以下に本発明を詳述する。
上記テトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体では、テトラゾール化合物と塩基性のアゾ化合物とが複合体を形成して双方が安定化するとともに、テトラゾール化合物により高い耐熱性を発揮し、かつ、塩基性のアゾ化合物の存在により波長300nm以上の長波長紫外線に対する反応性が向上するためと考えられる。更に、塩基性のアゾ化合物自体も紫外線を照射することにより気体(窒素ガス)を発生する性質を有することから、紫外線照射時の気体発生量が増大することにより、剥離圧力が上昇してより剥離性が向上するものと考えられる。
上記塩基性のアゾ化合物としては特に限定されず、例えば、2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス[N−(2−メチルプロピル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス[N−(2−メチルエチル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(N−プロピル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(N−エチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン2−イル)プロパン]ジサルフェイトジハイドロレート、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシアシル)−2−メチル−プロピオンアミジン]、2,2’−アゾビス{2−[N−(2−カルボキシエチル)アミジン]プロパン}、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン−(N−メチル)アミド等が挙げられる。これらの塩基性のアゾ化合物は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体は、テトラゾール化合物単体に比べて、優れた耐熱性を維持しながら、波長300nm以上の長波長紫外線に対する反応性に優れる。
上記接着剤成分が非硬化型の接着剤を含有する場合には、本発明の接着剤組成物に光を照射することにより、含有される本発明のテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体から気体が発生し、発生した気体により柔らかい接着剤成分の全体が発泡して表面に凹凸が形成されることにより剥離応力が発生し、また被着体との接着面積が減少して剥離する。
なかでも、糊残りを生ずることなく確実な剥離を行うことができることから、刺激により弾性率が上昇する硬化型の接着剤を含有することが好ましい。
このような光硬化型接着剤や熱硬化型接着剤は、光の照射又は加熱により接着剤の全体が均一にかつ速やかに重合架橋して一体化するため、重合硬化による弾性率の上昇が著しくなり、接着力が大きく低下する。また、弾性率の上昇した硬い硬化物中でテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体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、被着体から粘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。
ただし、本発明の接着剤組成物が高い耐熱性を発揮するためには、上記熱重合開始剤は、熱分解温度が200℃以上である熱重合開始剤を用いることが好ましい。このような熱分解温度が高い熱重合開始剤は、クメ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。
これらの熱重合開始剤のうち市販されているものとしては特に限定されないが、例えば、パーブチルD、パーブチルH、パーブチルP、パーペンタH(以上いずれも日油社製)等が好適である。これら熱重合開始剤は、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粘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。
上記光増感剤は、本発明のテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体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。
本発明の接着剤組成物は、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。
上記接着性製品としては、例えば、本発明の接着剤組成物をバインダー樹脂として用いた接着剤、粘着剤、塗料、コーティング剤、シーリング剤等、又は、本発明の接着剤組成物を粘着剤として用いた片面粘着テープ、両面粘着テープ、ノンサポートテープ(自立テープ)等の粘着テープ等が挙げられる。
本発明の接着テープは、例えば、半導体ウエハを加工する際のバックグラインドテープ、ダイシングテープや、極薄ガラス基板等の脆弱部材、プラスチックスフィルム、コアレスFPC基板等の反り易い部材の支持用テープ等に好適に用いることができる。
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)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、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。
本発明の接着テープを用いて半導体ウエハと支持板とを貼り合わせる工程と、支持板に貼り合わせた状態で上記半導体ウエハに薬液処理、加熱処理、又は、発熱を伴う処理を施す工程と、上記処理後に、上記接着テープに光を照射して接着層中のテトラゾール化合物から気体を発生させる工程と、上記半導体ウエハから上記支持板と接着テープとを剥離する工程とを有する半導体ウエハの処理方法もまた、本発明の1つである。
本発明の接着テープを用いて溝部を有する半導体ウエハと支持板とを貼り合わせる工程と、上記半導体ウエハの上記支持板に接着した側とは反対の面を研削して、溝部を貫通させて貫通孔を形成する工程と、上記半導体ウエハの貫通孔の周辺に電極部を作製する工程と、上記電極部作製後に、上記接着テープに光を照射して接着層中のテトラゾール化合物から気体を発生させる工程と、上記半導体ウエハから上記支持板と接着テープとを剥離する工程とを有するTSVウエハの製造方法もまた、本発明の1つである。
(1)5,5’−ビ−1H−テトラゾール−アゾジカルボンアミド複合体(A)の調製
まず、5,5’−ビ−1H−テトラゾールのジメチルスルホキシド溶液とアゾジカルボンアミドのジメチルスルホキシド溶液をそれぞれ調製した。次に、両溶液を混合し、スターラーで攪拌しながら、湯浴を用いて約80℃に昇温し30分反応させた。次に、反応液を冷却した後、ヘキサンを用いて反応物を再沈殿させた。沈殿物を濾過することにより分離し、5,5’−ビ−1H−テトラゾール−アゾジカルボンアミド複合体(A)を得た。
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、2−エチルヘキシルアクリレート94重量部、アクリル酸1重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート5重量部、ラウリルメルカプカプタン0.01重量部と、酢酸エチル180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60万のアクリル共重合体を得た。
得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、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、更に、反応後の酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、光重合開始剤(エサキュアワン、日本シイベルヘグナー社製)0.1重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(コロネートL45、日本ポリウレタン社製)2.5重量部を混合し接着剤の酢酸エチル溶液を調製した。
5,5’−ビ−1H−テトラゾールの代わりに1,4−ビス(5−テトラゾリル)ベンゼンを用いた以外は実施例1と同様の方法により、1,4−ビス(5−テトラゾリル)ベンゼン−アゾジカルボンアミド複合体(B)を得た。
得られた複合体を用いた以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを製造した。
アゾジカルボンアミドの代わりにアゾジカルボン−(N−メチル)アミドを用いた以外は実施例1と同様の方法により、5,5’−ビ−1H−テトラゾール−アゾジカルボン−(N−メチル)アミド複合体(C)を得た。
得られた複合体を用いた以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを製造した。
5,5’−ビ−1H−テトラゾールの代わりに5−メチル−1H−テトラゾールを用いた以外は実施例1と同様の方法により、5−メチル−1H−テトラゾール−アゾジカルボンアミド複合体(D)を得た。
得られた複合体を用いた以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを製造した。
5,5’−ビ−1H−テトラゾールの代わりに5−メチル−1H−テトラゾールを、アゾジカルボンアミドの代わりに4−[[3−(アミノカルボニル)−6−メチルフェニル]アゾ]−3−ヒドロキシ−N−フェニル−2−ナフタレンカルボアミドを用いた以外は実施例1と同様の方法により、5−メチル−1H−テトラゾール−4−[[3−(アミノカルボニル)−6−メチルフェニル]アゾ]−3−ヒドロキシ−N−フェニル−2−ナフタレンカルボアミド複合体(E)を得た。
得られた複合体を用いた以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを製造した。
テトラゾール化合物として5,5’−ビ−1H−テトラゾール単体を用いた。また、5,5’−ビ−1H−テトラゾールに水酸化ナトリウムを反応させることにより、5,5’−ビ−1H−テトラゾール・ナトリウム塩を得た。
得られたテトラゾール化合物又はその塩を用いた以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを製造した。
テトラゾール化合物として1,4−ビス(5−テトラゾリル)ベンゼン単体を用いた。また、1,4−ビス(5−テトラゾリル)ベンゼンに水酸化ナトリウムを反応させることにより、1,4−ビス(5−テトラゾリル)ベンゼン・ナトリウム塩を得た。
得られたテトラゾール化合物又はその塩を用いた以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを製造した。
テトラゾール化合物として5−メチル−1H−テトラゾール単体を用いた。また、5−メチル−1H−テトラゾールに水酸化ナトリウムを反応させることにより、5−メチル−1H−テトラゾール・ナトリウム塩を得た。
得られたテトラゾール化合物又はその塩を用いた以外は実施例1と同様にして接着剤組成物及び接着テープを製造した。
実施例及び比較例で得られたテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体、テトラゾール化合物、及び、テトラゾール化合物・ナトリウム塩について、以下の方法により評価を行った。
得られたテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体、テトラゾール化合物、及び、テトラゾール化合物・ナトリウム塩の0.1%DMSO溶液を調製し、その溶液を1cm角の石英セルに入れた。石英セルの横から波長254nmの紫外線を照射可能なスポットUVランプの紫外線照射機(朝日分光社製REX−1000)を用いて、波長254nm、照度50mW/cm2の強度で5分間紫外線照射を行った。目視にて観察して、石英セル中に気泡が発生した場合を「○」、石英セル中に気泡が発生しなかった場合を「×」と評価した。
得られたテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体、テトラゾール化合物、及び、テトラゾール化合物・ナトリウム塩の0.1%DMSO溶液を調製し、その溶液を1mLを2枚の石英板で挟み密閉した。超高圧水銀ランプの紫外線照射機に300nm以下の波長をカットするフィルターを取り付け、波長365nm、照度50mW/cm2の強度で5分間紫外線照射を行った。目視にて観察して、石英板間に気泡が発生した場合を「○」、石英板間に気泡が発生しなかった場合を「×」と評価した。
熱天秤(SII社製、TG/DTA6200)のアルミパンに得られたテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体、テトラゾール化合物、及び、テトラゾール化合物・ナトリウム塩を5〜10mg秤量し、空気雰囲気中(流量200mL/分)、昇温速度5℃/分の条件で120℃から200℃まで昇温したときの重量減少率を測定した。重量残存率が95%以上であった場合を「○」と、95%未満、50%以上であった場合を「△」と、50%未満であった場合を「×」と評価した。
直径20cmの円形に切断した接着テープを、直径20cm、厚さ約750μmのシリコンウエハに貼り付けた。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のガラス板を貼りつけた。この積層体を、150℃、1時間、及び、200℃、1時間加熱した後、室温に戻した。
加熱後の表面を目視にて観察して、200℃加熱後にも剥離が認められた面積が全体の5%以下であった場合を「○」と、200℃加熱後の剥離が認められた面積は全体の5%を超えたものの、150℃加熱後では剥離が認められた面積が全体の5%以下であった場合を「△」と、150℃加熱後にも剥離が認められた面積が全体の5%を超えた場合を「×」と評価した。
直径20cmの円形に切断した接着テープを、直径20cm、厚さ約750μmのシリコンウエハに貼り付けた。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の石英板を貼りつけた。
次いで、石英板側から超高圧水銀ランプの紫外線照射機に300nm以下の波長をカットするフィルターを取り付け、波長300nm以上の紫外線を石英板表面への照射強度が365nm換算で80mW/cm2となるよう照度を調節して4、6、8、10分間照射した。
各時間照射した場合において、気体発生性及び剥離性を以下の基準で評価した。
石英板側から目視にて観察したときに、気体が発生している面積が全体の90%以上であった場合を「○」と、気体が発生している面積が全体の80%以上、90%未満であった場合を「△」と、気体が発生している面積が全体の80%未満であった場合を「×」と評価した。
石英板が上面になるようにシリコンウエハを吸着台に設置した後、石英板端部を吸盤で引っ張り、剥離できた場合を「○」と、剥離できなかった場合を「×」と評価した。
Claims (3)
- 接着剤成分と、
酸−塩基複合体であって、テトラゾール化合物と、アミノ基、アミド基、イミダゾール基、及びイミダゾリン基からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する塩基性のアゾ化合物とを反応させてなるテトラゾール化合物−塩基性アゾ化合物複合体とを含有することを特徴とする接着剤組成物。 - 接着剤成分は、光の照射又は加熱により弾性率が上昇する硬化型の接着剤を含有することを特徴とする請求項1記載の接着剤組成物。
- 基材の一方の面又は両面に、請求項1又は2記載の接着剤組成物からなる接着層を有することを特徴とする接着テープ。
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