JP6583639B2 - 仮接着剤を用いた積層体 - Google Patents
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Description
薄化前の半導体ウエハー(ここでは単にウエハーとも呼ぶ)を、研磨装置で研磨するために支持体に接着される。その際の接着は研磨後に容易に剥離されなければならないため、仮接着と呼ばれる。この仮接着は支持体から容易に取り外されなければならず、取り外しに大きな力を加えると薄化された半導体ウエハーは、切断されたり変形することがあり、その様なことが生じない様に、容易に取り外される。しかし、半導体ウエハーの裏面研磨時に研磨応力によって外れたりずれたりすることは好ましくない。従って、仮接着に求められる性能は研磨時の応力に耐え、研磨後に容易に取り外されることである。
例えば研磨時の平面方向に対して高い応力(強い接着力)を持ち、取り外し時の縦方向に対して低い応力(弱い接着力)を有する性能が求められる。
支持基板と半導体ウエハーとを接着性組成物で接着し、半導体ウエハーの裏面を研磨した後に接着剤をエッチング液で除去する方法(特許文献3参照)、並びに
支持体と半導体ウエハーを接着する接着剤層としては、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとヒドロシリル基含有オルガノポリシロキサンとを白金触媒で重合した重合層と、熱硬化性ポリシロキサンからなる重合層との組み合わせを含むウエハー加工体(特許文献4、特許文献5参照)、が開示されている。
第2観点として、前記接着剤層(A)が、SiO2で表されるシロキサン単位(Q単位)、R1R2R3SiO1/2で表されるシロキサン単位(M単位)、R4R5SiO2/2で表されるシロキサン単位(D単位)、及びR6SiO3/2で表されるシロキサン単位(T単位)からなる群より選ばれるポリシロキサン(但しR1乃至R6はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、R1乃至R6のうちいずれか二つ以上が炭素原子数1〜10のアルキル基または炭素原子数2〜10のアルケニル基を表すポリオルガノシロキサン(a1)と、R1乃至R6のうちいずれか二つ以上が炭素原子数1〜10のアルキル基または水素原子を表すポリオルガノシロキサン(a2)とを含むものである第1観点に記載の積層体、
第3観点として、前記分離層(B)が、R7R8SiO2/2で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR7及びR8はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR7及びR8がメチル基と炭素原子数7〜40のアラルキル基とを有する単位構造と、メチル基と炭素原子数1〜10のアルキル基とを有する単位構造とを含む共重合体(b1)である第1観点又は第2観点に記載の積層体、
第4観点として、前記分離層(B)が、R9R10SiO2/2で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR9及びR10はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR9及びR10がメチル基とエポキシシクロヘキシルアルキル基とを表す単位構造と、R9及びR10がそれぞれメチル基を表す単位構造とを含む共重合体(b2)である第1観点又は第2観点に記載の積層体、
第5観点として、前記分離層(B)が、R11R12SiO2/2で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR11及びR12はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR11及びR12がそれぞれフェニル基を表す単位構造と、R11及びR12がそれぞれメチル基を表す単位構造とを含む共重合体(b3)である第1観点又は第2観点に記載の積層体、
第6観点として、前記分離層(B)が、ポリオルガノシロキサン(b1)、ポリオルガノシロキサン(b2)又はポリオルガノシロキサン(b3)と、ポリジメチルシロキサン(b4)との混合物である第3観点乃至第5観点のいずれか一つに記載の積層体、
第7観点として、第1観点乃至第6観点のいずれか一つに記載の積層体が、支持体上に接着剤層(A)を含み、ウエハーの回路面上に第一分離層(B1)としての分離層(B)を含むものである積層体(S)、
第8観点として、支持体と接着剤層(A)との間に第二分離層(B2)としての分離層(B)を更に含む第7観点に記載の積層体(S)、
第9観点として、第1観点乃至第6観点のいずれか一つに記載の積層体が、ウエハーの回路面上に接着剤層(A)を含み、支持体上に第一分離層(B1)としての分離層(B)を含むものである積層体(T)、
第10観点として、支持体上に接着剤層(A)を形成し、ウエハーの回路面に第一分離層(B1)を塗布により形成し、接着剤層(A)と第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合する第7観点に記載の積層体(S)の製造方法、
第11観点として、支持体上に第二分離層(B2)を形成し、その上に接着剤層(A)を形成し、ウエハーの回路面に第一分離層(B1)を塗布により形成し、接着剤層(A)と第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合する第8観点に記載の積層体(S)の製造方法、
第12観点として、支持体上に接着剤層(A)を形成し、その上に第一分離層(B1)を形成し、その上に該第一分離層(B1)と回路面とが向き合うようにウエハーを重ね接合する第7観点に記載の積層体(S)の製造方法、
第13観点として、支持体上に第一分離層(B1)を形成し、ウエハーの回路面に接着剤層(A)を塗布により形成し、接着剤層(A)と第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合した第9観点に記載の積層体(T)の製造方法、
第14観点として、支持体上に第一分離層(B1)を形成し、その上に接着剤層(A)を形成し、その上に該接着剤層(A)と回路面とが向き合うようにウエハーを重ね接合する第9観点に記載の積層体(T)の製造方法、
第15観点として、支持体上に接着剤層(A)を形成し、ウエハーの回路面に第一分離層(B1)を塗布により形成し、該接着剤層(A)と該第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)において前記支持体と前記ウエハーとの分離を行う第7観点に記載の積層体(S)の分離方法、
第16観点として、支持体上に第二分離層(B2)を形成し、その上に接着剤層(A)を形成し、ウエハーの回路面に第一分離層(B1)を塗布により形成し、接着剤層(A)と第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)及び/又は第二分離層(B2)において前記支持体と前記ウエハーとの分離を行う第8観点に記載の積層体(S)の分離方法、
第17観点として、支持体上に接着剤層(A)を形成し、その上に第一分離層(B1)を形成し、その上にウエハー回路面を重ね接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)において前記ウエハーと前記支持体との分離を行う第7観点に記載の積層体(S)の分離方法、
第18観点として、支持体上に第一分離層(B1)を形成し、ウエハーの回路面に接着剤層(A)を塗布により形成し、該接着剤層(A)と該第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)において前記ウエハーと前記支持体との分離を行う第9観点に記載の積層体(T)の分離方法、
第19観点として、支持体上に第一分離層(B1)を形成し、その上に接着剤層(A)を形成し、その上にウエハーの回路面を重ね接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)において前記ウエハーと前記支持体との分離を行う第9観点に記載の積層体(T)の分離方法、及び
第20観点として、第1観点乃至第9観点のいずれか一つに記載の積層体(S)又は(T)に使用される第一分離層(B1)又は第二分離層(B2)を形成するための組成物である。
ウエハーの回路面の反対側の加工とは、研磨によるウエハーの薄化が行われる。その後、シリコン貫通電極(TSV)等の形成を行い、その後に支持体から薄化ウエハーを剥離してウエハーの積層体を形成し、3次元実装化される。また、それに前後してウエハー裏面電極等の形成も行われる。ウエハーの薄化とTSVプロセスには支持体に接着された状態で250〜350℃の熱が付加されるが、本発明に用いられる仮接着剤としての積層体はそれらの耐熱性を有している。
上記仮接着はウエハー裏面の研磨時は接着されていて、ウエハー裏面の研磨後には支持体と薄化されたウエハーが分離できるものである。
例えば、式(b1)の構造は以下に例示することができる。
エポキシシクロヘキシルアルキル基としては、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル基が挙げられる。
例えば、式(b2)の構造は以下に例示することができる。
フェニル基が直接にシリコン原子に結合しているジフェニルシリコン構造を有している。
例えば、式(b3)の構造は以下に例示することができる。
(b1)に相当するポリオルガノシロキサン(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、商品名XF42−334)と、(b4)に相当するポリオルガノシロキサン(ワッカーケミ社製、商品名AK1000000)を、(b5)に相当するヘキサメチルジシロキサンにそれぞれ10質量%になるように溶解した。両溶液を質量比1:1で混合し分離層形成用組成物(1)を形成した。
(分離層形成用組成物2)
(b2)に相当するポリオルガノシロキサン(ゲレスト社製、商品名ECMS−327)と、(b4)に相当するポリオルガノシロキサン(ワッカーケミ社製、商品名AK1000000)を、(b5)に相当するヘキサメチルジシロキサンにそれぞれ10質量%になるように溶解した。両溶液を質量比1:1で混合し分離層形成用組成物(2)を形成した。
(分離層形成用組成物3)
(b3)に相当するポリオルガノシロキサン(ゲレスト社製、商品名PDV−1641)と、(b4)に相当するポリオルガノシロキサン(ワッカーケミ社製、商品名AK1000000)を、(b5)に相当するヘキサメチルジシロキサンにそれぞれ10質量%になるように溶解した。両溶液を質量比1:1で混合し分離層形成用組成物(3)を形成した。
(分離層形成用組成物4)
(c1)に相当するポリオルガノシロキサン(信越化学工業(株)製、商品名KF−412、成分は長鎖アルキル基含有ポリオルガノシロキサン)と、(b4)に相当するポリオルガノシロキサン(ワッカーケミ社製、商品名AK1000000)を、(b5)に相当するヘキサメチルジシロキサンにそれぞれ10質量%になるように溶解した。両溶液を質量比1:1で混合し分離層形成用組成物(4)を形成した。
(分離層形成用組成物5)
(c2)に相当するポリオルガノシロキサン(信越化学工業(株)製、商品名KF−412、成分はポリエーテル基含有ポリオルガノシロキサン)と、(b4)に相当するポリオルガノシロキサン(ワッカーケミ社製、商品名AK1000000)を、(b5)に相当するヘキサメチルジシロキサンにそれぞれ10質量%になるように溶解した。両溶液を質量比1:1で混合し分離層形成用組成物(5)を形成した。
300mmのシリコンウエハー(厚さ:770μm)に、第一分離層(B1)を形成するためにスピンコートにてそれぞれ上記分離層形成用組成物(1)〜(5)を約2μmの膜厚でウエハーに成膜し、100℃で1分間、その後160℃で1分間加熱焼成し、それぞれ分離層(1)〜(5)とした。その膜上に、接着剤層(A)を形成するためにスピンコートにてポリシロキサン樹脂(ワッカー社製)を膜厚約110μmで塗布した。この樹脂層を有するシリコンウエハーと300mmガラスウエハー(厚さ:700μm)の支持層を、樹脂を挟むように真空貼り合わせ装置(ズースマイクロテック社製、LFボンダー)内で貼り合わせ、積層体を作製した。その後、ホットプレート上で140℃で15分間、190℃で10分間の加熱処理を行った。その後、下記試験を行った。結果を表1に示す。
(実施例2)
110μm幅のスクライブラインの間に、表面に高さ80μm、直径105μm、ピッチ200μmのスズ−銅バンプが15mm2に形成された300mmシリコンウエハー(厚さ:700μm)に、第一分離層(B1)を形成するためにスピンコートにてそれぞれ上記分離層形成用組成物(1)〜(5)を約2μmの膜厚でウエハーバンプ形成面に成膜し、100℃で1分間、その後160℃で1分間加熱焼成し、それぞれ分離層(1)〜(5)とした。その膜上に、接着剤層(A)を形成するためにスピンコートにてポリシロキサン樹脂(ワッカー社製)を膜厚約110μmで塗布した。この樹脂層を有するシリコンウエハーと300mmガラスウエハー(厚さ:700μm)の支持層を、樹脂を挟むように真空貼り合わせ装置内で貼り合わせ、積層体を作製した。その後、ホットプレート上で140℃で15分間、190℃で10分間の加熱処理を行った。その後、下記試験を行った。結果を表2に示す。
(実施例3)
300mmガラスウエハー(厚さ:700μm)の支持層に、第一分離層(B1)を形成するためにスピンコートにてそれぞれ上記分離層形成組成物(1)〜(5)を約2μmの膜厚でウエハーに成膜し、100℃で1分間、その後160℃で1分間加熱焼成し、それぞれ分離層(1)〜(5)とした。次に、300mmシリコンウエハー(厚さ:770μm)に、スピンコートにて接着剤層(A)を形成するためのポリシロキサン樹脂(ワッカー社製)を膜厚約110μmで塗布した。この分離層を有するガラスウエハーの支持層と、樹脂層を有するシリコンウエハーを、分離層と樹脂層同士が向き合うように真空貼り合わせ装置(ズースマイクロテック社製、マニュアルボンダー)内で貼り合わせ、積層体を作製した。その後、ホットプレート上で150℃で15分間、190℃で10分間加熱処理した。その後、下記試験を行った。結果を表3に示す。
貼り合わせしたウエハーをホットプレート上で加熱処理した後の積層体を、大気雰囲気下のオーブンに150℃で3時間、180℃で2時間、260℃で10分間入れた後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良好と評価して「○」で示し、外観異常が発生した場合を不良と評価して「×」で示した。
上記耐熱性試験を終えた積層体のシリコンウエハー側を真空吸着によって吸着台にセットした。その後、室温にて、シリコンウエハーとガラスウエハーの間に楔を入れることで一部分を剥離し、ガラスウエハー側を真空吸着によって吸着版に取り付け、吸着版を持ち上げることで、ガラス基板を剥離した。ウエハー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。
上記剥離試験終了後に剥離できたシリコンウエハーを、第一分離層(B1)を上にしてスピンコーターにセットし、洗浄溶剤としてTBAF(テトラブチルアンモニウムフロライド)を含む有機溶剤に5分間浸漬させのち、ウエハーを回転させ溶液を飛ばし、ウエハー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第一分離層(B1)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。
一方、分離層形成用組成物4〜5により形成された分離層(4)〜(5)は剥離性、洗浄除去性で良好な結果が得られなかった。
積層体(T)に係わる表3の結果では、分離層形成用組成物1〜3により形成された分離層(1)〜(3)は耐熱性、剥離性で良好な結果を示した。分離層形成用組成物4〜5により形成された分離層(4)〜(5)は剥離性で良好な結果が得られなかった。
Claims (20)
- 支持体上とウエハーの回路面との間に装入される仮接着剤として、ヒドロシリル化反応により硬化するポリオルガノシロキサンよりなる剥離可能に接着された接着剤層(A)と、ポリオルガノシロキサンよりなる剥離可能に接着された分離層(B)とを含み、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面を加工するための積層体であり、
前記分離層(B)が、R 7 R 8 SiO 2/2 で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR 7 及びR 8 はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR 7 及びR 8 がメチル基と炭素原子数7〜40のアラルキル基とを表す単位構造と、R 7 及びR 8 がメチル基と炭素原子数1〜10のアルキル基とを表す単位構造とを含む共重合体(b1)であるか、
前記分離層(B)が、R 9 R 10 SiO 2/2 で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR 9 及びR 10 はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR 9 及びR 10 がメチル基とエポキシシクロヘキシルアルキル基とを表す単位構造と、R 9 及びR 10 がそれぞれメチル基を表す単位構造とを含む共重合体(b2)であるか、又は、
前記分離層(B)が、R 11 R 12 SiO 2/2 で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR 11 及びR 12 はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR 11 及びR 12 がそれぞれフェニル基を表す単位構造と、R 11 及びR 12 がそれぞれメチル基を表す単位構造とを含む共重合体(b3)である、
上記積層体。 - 前記接着剤層(A)が、SiO2で表されるシロキサン単位(Q単位)、R1R2R3SiO1/2で表されるシロキサン単位(M単位)、R4R5SiO2/2で表されるシロキサン単位(D単位)、及びR6SiO3/2で表されるシロキサン単位(T単位)からなる群より選ばれるポリシロキサン(但しR1乃至R6はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、R1乃至R6のうちいずれか二つ以上が炭素原子数1〜10のアルキル基または炭素原子数2〜10のアルケニル基を表すポリオルガノシロキサン(a1)と、R1乃至R6のうちいずれか二つ以上が炭素原子数1〜10のアルキル基または水素原子を表すポリオルガノシロキサン(a2)とを含むものである請求項1に記載の積層体。
- 前記分離層(B)が、R7R8SiO2/2で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR7及びR8はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR7及びR8がメチル基と炭素原子数7〜40のアラルキル基とを表す単位構造と、R7及びR8がメチル基と炭素原子数1〜10のアルキル基とを表す単位構造とを含む共重合体(b1)である請求項1又は請求項2に記載の積層体。
- 前記分離層(B)が、R9R10SiO2/2で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR9及びR10はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR9及びR10がメチル基とエポキシシクロヘキシルアルキル基とを表す単位構造と、R9及びR10がそれぞれメチル基を表す単位構造とを含む共重合体(b2)である請求項1又は請求項2に記載の積層体。
- 前記分離層(B)が、R11R12SiO2/2で表されるシロキサン単位(D単位)を含むポリオルガノシロキサン(但しR11及びR12はそれぞれSi−C結合によりケイ素原子に結合している。)を含み、該ポリオルガノシロキサンはR11及びR12がそれぞれフェニル基を表す単位構造と、R11及びR12がそれぞれメチル基を表す単位構造とを含む共重合体(b3)である請求項1又は請求項2に記載の積層体。
- 前記分離層(B)が、ポリオルガノシロキサン(b1)、ポリオルガノシロキサン(b2)又はポリオルガノシロキサン(b3)と、ポリジメチルシロキサン(b4)との混合
物である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の積層体。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の積層体が、支持体上に接着剤層(A)を含み、ウエハーの回路面上に第一分離層(B1)としての分離層(B)を含むものである積層体(S)。
- 支持体と接着剤層(A)との間に第二分離層(B2)としての分離層(B)を更に含む請求項7に記載の積層体(S)。
- 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の積層体が、ウエハーの回路面上に接着剤層(A)を含み、支持体上に第一分離層(B1)としての分離層(B)を含むものである積層体(T)。
- 支持体上に接着剤層(A)を形成し、ウエハーの回路面に第一分離層(B1)を塗布により形成し、該接着剤層(A)と該第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合する請求項7に記載の積層体(S)の製造方法。
- 支持体上に第二分離層(B2)を形成し、その上に接着剤層(A)を形成し、ウエハーの回路面に第一分離層(B1)を塗布により形成し、該接着剤層(A)と該第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合する請求項8に記載の積層体(S)の製造方法。
- 支持体上に接着剤層(A)を形成し、その上に第一分離層(B1)を形成し、その上に該第一分離層(B1)と回路面とが向き合うようにウエハーを重ね接合する請求項7に記載の積層体(S)の製造方法。
- 支持体上に第一分離層(B1)を形成し、ウエハーの回路面に接着剤層(A)を塗布により形成し、該接着剤層(A)と該第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合した請求項9に記載の積層体(T)の製造方法。
- 支持体上に第一分離層(B1)を形成し、その上に接着剤層(A)を形成し、その上に該接着剤層(A)と回路面とが向き合うようにウエハーを重ね接合する請求項9に記載の積層体(T)の製造方法。
- 支持体上に接着剤層(A)を形成し、ウエハーの回路面に第一分離層(B1)を塗布により形成し、該接着剤層(A)と該第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)において前記支持体と前記ウエハーとの分離を行う請求項7に記載の積層体(S)の分離方法。
- 支持体上に第二分離層(B2)を形成し、その上に接着剤層(A)を形成し、ウエハーの回路面に第一分離層(B1)を塗布により形成し、該接着剤層(A)と該第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)及び/又は第二分離層(B2)において前記支持体と前記ウエハーとの分離を行う請求項8に記載の積層体(S)の分離方法。
- 支持体上に接着剤層(A)を形成し、その上に第一分離層(B1)を形成し、その上にウエハーの回路面を重ね接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)において前記支持体と前記ウエハーとの分離を行う請求項7に記載の積層体(S)の分離方法。
- 支持体上に第一分離層(B1)を形成し、ウエハーの回路面に接着剤層(A)を塗布により形成し、該接着剤層(A)と該第一分離層(B1)が向き合うように前記支持体と前記ウエハーとを接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)において前記ウエハーと前記支持体との分離を行う請求項9に記載の積層体(T)の分離方法。
- 支持体上に第一分離層(B1)を形成し、その上に接着剤層(A)を形成し、その上にウエハーの回路面を重ね接合した後に、ウエハーの回路面の反対側のウエハー裏面の研磨を行い、そして第一分離層(B1)において前記ウエハーと前記支持体との分離を行う請求項9に記載の積層体(T)の分離方法。
- 請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の積層体(S)又は(T)に使用される第一分離層(B1)又は第二分離層(B2)を形成するための組成物。
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