JP6627685B2 - 対象物の処理方法、仮固定用組成物、および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
[3]前記積層体が、前記支持体、前記層(I)、前記接着剤層(II)および前記処理対象物の順に前記各要素を有する前記[2]に記載の対象物の処理方法。
[4]前記工程(1)において、仮固定材上に配線層を少なくとも有する処理対象物を形成する前記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の対象物の処理方法。
[5]前記工程(2)における加工が、前記配線層上に半導体ウエハおよび半導体チップから選ばれる少なくとも1種を配置することを含む前記[4]に記載の対象物の処理方法。
[6]前記工程(3)における光が、紫外線である前記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の対象物の処理方法。
[7]前記紫外線が、波長300〜400nmの紫外線である前記[6]に記載の対象物の処理方法。
[8]前記層(I)の厚さが、0.1〜500μmである前記[1]〜[7]のいずれか1項に記載の対象物の処理方法。
[9]前記ArBが、式(g1)に示す4価の基である前記[1]〜[8]のいずれか1項に記載の対象物の処理方法。
[11]前記式(A1)に示す構造単位を有する重合体(A−1)および前記(A−1)の環化反応により形成された重合体(A−2)から選ばれる少なくとも1種の重合体(A)を含有する、仮固定用組成物。
[12]さらに、溶剤を含有する前記[11]に記載の仮固定用組成物。
[13]前記仮固定用組成物の固形分100質量%中、前記重合体(A)の含有量が、20質量%以上である前記[11]または[12]に記載の仮固定用組成物。
[14]前記[1]〜[10]のいずれか1項に記載の処理方法により対象物を加工して、半導体装置を製造する、半導体装置の製造方法。
[15](1)支持体と仮固定材と配線層とを有する積層体を形成する工程、ここで前記仮固定材は、前記式(A1)に示す構造単位を有する重合体(A−1)および前記(A−1)の環化反応により形成された重合体(A−2)から選ばれる少なくとも1種の重合体(A)を含有する組成物から形成された層(I)を有しており、かつ前記配線層は前記仮固定材上に形成されており;(2)前記配線層上に半導体ウエハおよび半導体チップから選ばれる少なくとも1種を配置する工程;(3)前記支持体側から、前記層(I)に光を照射する工程;ならびに(4)前記支持体と前記配線層とを分離する工程;を有する、半導体装置の製造方法。
[16]前記[14]または[15]に記載の製造方法によって得られる半導体装置。
本発明で形成される積層体は、支持体と仮固定材と処理対象物とを有しており、例えば、加工または移動対象である処理対象物が、仮固定材を介して、支持体上に仮固定されている。仮固定材は、後述する重合体(A)を含有する組成物から形成された層(I)(以下「分離層(I)」ともいう)を有し、一実施形態においては、分離層(I)と、さらに接着剤層(II)とを有する。前記積層体は、支持体、分離層(I)、接着剤層(II)および対象物の順に前記各要素を有することが好ましい。
分離層(I)は、重合体(A)を含有する仮固定用組成物から形成することができる。重合体(A)は、以下に説明する式(A1)に示す構造単位を有する重合体(A−1)および前記(A−1)の環化反応により形成された重合体(A−2)から選ばれる少なくとも1種である。仮固定用組成物は、溶剤を含有してもよい。
重合体(A−1)を含有する仮固定用組成物を用いる場合、分離層(I)が、当該層(I)の形成時、積層体の形成時または対象物の加工時に熱を受けることにより、重合体(A−1)が重合体(A−2)に変化すると考えられる。以下に説明する構造単位(A2)は平面構造をとることから、重合体(A−2)は結晶性が高く且つ大きな共役系を形成できると推測される。
重合体(A−1)は、式(A1)に示す構造単位(A1)を有する。
ArA、Ar1およびAr2におけるアリーレン基としては、好ましくはC6〜C20アリーレン基、より好ましくはC6〜C10アリーレン基であり、これらは置換基を有してもよく、例えば、フェニレン基、メチルフェニレン基、t−ブチルフェニレン基、フルオロフェニレン基、クロロフェニレン基、ブロモフェニレン基、ナフチレン基が挙げられる。なお、前記C6〜C20は炭素数6〜20を意味し、他の例も同様である。
構造単位(A1)の含有量は、重合体(A−1)100質量%中、通常は80質量%以上、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。構造単位(A1)および(A2)の合計含有量は、重合体(A−2)100質量%中、通常は80質量%以上、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上であり、重合体(A−2)中には少なくとも構造単位(A2)が含まれる。このような態様であれば、光照射に対する感度が高く、また遮光性および分離性に優れる分離層(I)が得られる傾向にある。前記含有量は、核磁気共鳴分光法(NMR)により測定することができる。
仮固定用組成物、したがってそれから形成される分離層(I)は、重合体(A)に加えて、他の光吸収剤を含有してもよい。他の光吸収剤は、例えば、以下の(a),(b)のいずれか一方または双方の機能を有する:(a)工程(3)の光照射処理で使用される光を吸収し、分離層(I)において構成成分の分解・変質等を発生させる。(b)積層体中の各要素を配置・積層する際の、分離層(I)の検知や各要素のアライメントのために用いられる計測光(通常、600〜900nmの波長の光)を吸収する。
仮固定用組成物は、必要に応じて、粘着付与樹脂、酸化防止剤、重合禁止剤、密着助剤、界面活性剤、ポリスチレン架橋粒子、架橋剤および金属酸化物粒子から選ばれる少なくとも1種を含有してもよい。粘着付与樹脂としては、例えば、石油樹脂およびテルペン樹脂が挙げられる。金属酸化物粒子としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ケイ素が挙げられる。
接着剤層(II)は、対象物を仮固定するための公知の接着剤を用いて形成することができる。接着剤層(II)は、支持体、分離層(I)、接着剤層(II)および対象物の順に前記各層を有する積層体の場合は、対象物を支持体上に仮固定し、また、対象物の表面を覆い保護する。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、レゾール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、(メタ)アクリロイル基含有樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリベンゾオキサゾール樹脂が挙げられる。
仮固定用組成物および接着剤は、必要に応じて樹脂組成物の加工に用いる公知の装置、例えば、二軸押出機、単軸押出機、連続ニーダー、ロール混練機、加圧ニーダー、バンバリーミキサーを用いて、各成分を混合することにより製造することができる。また、異物を除く目的で、適宜、濾過を行うこともできる。
本発明の対象物の処理方法は、(1)前記積層体を形成する工程と、ここで前記対象物は前記仮固定材上に保持されており、(2)前記対象物を加工し、および/または前記積層体を移動する工程と、(3)前記支持体側から、前記分離層(I)に光を照射する工程と、(4)前記支持体と前記対象物とを分離する工程とを有する。
以下、前記各工程をそれぞれ、工程(1)〜工程(4)ともいう。
工程(1)では、例えば、(1-1)支持体および/または対象物の表面に、前記仮固定材を形成し、前記仮固定材を介して対象物と支持体とを貼り合せることにより、対象物を支持体上に仮固定する。また、(1-2)支持体の表面に、前記仮固定材を形成し、前記仮固定材上に樹脂塗膜、配線層等の対象物を形成することにより、対象物を支持体上に仮固定してもよい。対象物は、必要に応じて表面処理されていてもよい。
前記(α)の方法において、対象物と支持体とを貼り合せる方法としては、支持体、分離層(I)、接着剤層(II)および対象物の順に前記各要素を有する積層体の場合は、以下の方法が挙げられる。例えば、対象物面上に層(II)を形成し、支持体面上に層(I)を形成し、これらを層(I)および層(II)が接するようにして貼り合わせる方法1;対象物面上に層(II)および層(I)を順次形成し、層(I)上に支持体を貼り合わせる方法2;支持体面上に層(I)および層(II)を順次形成し、層(II)上に対象物を貼り合わせる方法3が挙げられる。この際の温度は、仮固定用組成物および接着剤の含有成分、塗布方法等に応じて適宜選択される。これらの中でも、各層の形成中に層(I)および層(II)が混和することを避ける観点から、前記方法1が好ましい。
工程(2)は、支持体上に仮固定された対象物を加工し、および/または得られた積層体を移動する工程である。移動工程は、半導体ウエハ等の対象物を、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。支持体上に仮固定された対象物の加工処理としては、例えば、ダイシング、裏面研削等の対象物の薄膜化、フォトファブリケーション、半導体チップの積層、各種素子の搭載、樹脂封止が挙げられる。フォトファブリケーションは、例えば、レジストパターンの形成、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から選ばれる1つ以上の処理を含む。エッチング加工およびスパッタ膜の形成は、例えば、25〜300℃程度の温度範囲で行われ、メッキ処理およびメッキリフロー処理は、例えば、225〜300℃程度の温度範囲で行われる。対象物の加工処理は、仮固定材の保持力が失われない温度で行えば特に限定されない。
対象物の加工処理または積層体の移動後は、仮固定材が有する分離層(I)に、支持体側から、光を照射する。光照射により、分離層(I)の含有成分である重合体(A)が光を吸収し、分離層(I)の強度および接着力が低下する。したがって、分離層(I)に対する光照射の後であれば、仮固定材の加熱処理を特に必要とすることなく、支持体と対象物とを容易に分離することができる。
工程(4)では、対象物または支持体に力を付加することで、前記支持体から前記対象物を剥離するなどして、両者を分離する。なお、工程(3)の光照射を終えた後に、工程(4)の分離を行うことが好ましいが、工程(3)の光照射を行いながら、工程(4)の分離を行ってもよい。
本発明の半導体装置は、本発明の対象物の処理方法により対象物を加工することにより、製造することができる。前記仮固定材は、対象物を加工して得られた半導体装置(例:半導体素子)を支持体から分離した後、剥離処理または溶剤処理により容易に除去できる。このため、本発明の半導体装置では、分離時の光照射による劣化が小さく、また仮固定材による、シミおよび焦げ等の汚染が低減されたものとなっている。
[合成例1]ポリベンゾオキサゾール前駆体(a1)の合成
攪拌機、温度計を備えた0.3リットルのフラスコ中にN−メチルピロリドン33.00gを仕込み、塩化リチウム2.05g、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン5.68gを添加し、撹拌溶解した。温度を0〜5℃に保ちながら、N−メチルピロリドン22.00gにテレフタロイルクロリド4.41gを溶解した溶液を前記フラスコ中に30分間かけて滴下した後、90分間撹拌を続けた。撹拌した溶液を3リットルの超純水に投入し、析出物を回収、さらに超純水で2回洗浄した後、減圧乾燥して式(a1)に示す構造単位を有するポリベンゾオキサゾール前駆体(a1)を得た。ポリベンゾオキサゾール前駆体(a1)の重量平均分子量は52,000であった。
表1記載の通りに合成条件を変更したこと以外は合成例1と同様にして、それぞれ式(a2)、(a3)、(a4)、(a5)又は(Ra2)に示す構造単位を有するポリベンゾオキサゾール前駆体(a2)、(a3)、(a4)、(a5)及び(Ra2)を得た。表1中の各成分の単位はgである。
表2に示す成分を、表2に示す配合量で混合し、仮固定用組成物(I−1)〜(I−7)を製造した。表2中の各成分の詳細は、後述するとおりである。
a1:前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(a1)
a2:前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(a2)
a3:前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(a3)
a4:前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(a4)
a5:前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(a5)
Ra1:m−クレゾール/p−クレゾール=60/40(モル比)からなる
クレゾールノボラック樹脂(Mw=6,500)
Ra2:前記ポリベンゾオキサゾール前駆体(Ra2)
光吸収剤
B1:4,4'−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン
溶剤
C1:N−メチル−2−ピロリドン
C2:ブチルセロソルブ
C3:メトキシプロピルアセテート
100部のエポキシ樹脂(商品名「PKHH」、GABRIEL製)と、230部のシクロヘキサノンとを混合することにより、接着剤(II−1)を製造した。
6インチのガラスウエハに仮固定用組成物(I−1)をスピンコートし、その後、実施例1Aでは、ホットプレートを用いて110℃で3分間加熱し、厚さ0.5μmの均一な層(I−1)を得た。その他の実施例および比較例でも、仮固定用組成物(I−2)〜(I−7)のスピンコートおよび表3に示す加熱条件での加熱を行い、厚さ0.5μmの均一な層(I−2)〜(I−7)を得た。得られた層(I−1)〜(I−7)について、紫外可視近赤外分光光度計(JASCO,V−7000)を用いて波長355nmでの透過率(初期透過率)を測定した。
[実施例1B〜5B、比較例1B〜2B]
6インチのガラスウエハ(基板1)に仮固定用組成物(I−1)〜(I−7)をスピンコートし、その後、ホットプレートを用いて110℃で3分間または300℃で2分間加熱し(ステップ1)、厚さ20μmの均一な分離層(I−1)〜(I−7)を有する基板1を得た。また、6インチのシリコンウエハ(基板2)に接着剤(II−1)をスピンコートし、その後、ホットプレートを用いて110℃で5分間加熱後、さらに200℃で10分間加熱し、厚さ20μmの均一な接着剤層(II−1)を有する基板2を作製した。
A:剥離強度が0〜5N/m2
B:剥離強度が5N/m2を超えて20N/m2未満
C:剥離強度が20〜100N/m2
Claims (15)
- (1)支持体と仮固定材と処理対象物とを有する積層体を形成する工程、
ここで前記仮固定材は、式(A1)に示す構造単位を有する重合体(A−1)および前記(A−1)の環化反応により形成された重合体(A−2)から選ばれる少なくとも1種の重合体(A)を含有する組成物から形成された層(I)を有しており、かつ
前記対象物は前記仮固定材上に保持されており;
(2)前記対象物を加工し、および/または前記積層体を移動する工程;
(3)前記支持体側から、前記層(I)に光を照射する工程;ならびに
(4)前記支持体と前記対象物とを分離する工程;
を有する、対象物の処理方法。
ArAは、直接結合、置換基を有してもよいアリーレン基、または−Ar1−R1−Ar2−に示す2価の基であり、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に置換基を有してもよいアリーレン基であり、R1は、直接結合、置換基を有してよい炭素数1〜20のアルカンジイル基、−O−、−C(=O)−O−または−C(=O)−NR2−であり、R2は、水素原子または炭素数1〜20の1価の有機基であり;
ArBは、置換基を有してもよい芳香族環を含む4価の基であり、ArBに結合するNとXは対をなし、各対のNとXは同一芳香族環上の隣り合った炭素原子に結合しており;Xは、それぞれ独立に−NR3−または−O−であり、R3は、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有してもよい炭素数6〜30のアリール基である。] - 前記仮固定材が、接着剤層(II)をさらに有する請求項1に記載の対象物の処理方法。
- 前記積層体が、前記支持体、前記層(I)、前記接着剤層(II)および前記処理対象物の順に前記各要素を有する請求項2に記載の対象物の処理方法。
- 前記工程(1)において、仮固定材上に配線層を少なくとも有する処理対象物を形成する請求項1〜3のいずれか1項に記載の対象物の処理方法。
- 前記工程(2)における加工が、前記配線層上に半導体ウエハおよび半導体チップから選ばれる少なくとも1種を配置することを含む請求項4に記載の対象物の処理方法。
- 前記工程(3)における光が、紫外線である請求項1〜5のいずれか1項に記載の対象物の処理方法。
- 前記紫外線が、波長300〜400nmの紫外線である請求項6に記載の対象物の処理方法。
- 前記層(I)の厚さが、0.1〜500μmである請求項1〜7のいずれか1項に記載の対象物の処理方法。
- 前記ArAが、直接結合、または置換基を有してもよいアリーレン基である請求項1〜9のいずれか1項に記載の対象物の処理方法。
- 式(A1)に示す構造単位を有する重合体(A−1)および前記(A−1)の環化反応により形成された重合体(A−2)から選ばれる少なくとも1種の重合体(A)を含有する、仮固定用組成物。
ArAは、直接結合、置換基を有してもよいアリーレン基、または−Ar1−R1−Ar2−に示す2価の基であり、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に置換基を有してもよいアリーレン基であり、R1は、直接結合、置換基を有してよい炭素数1〜20のアルカンジイル基、−O−、−C(=O)−O−または−C(=O)−NR2−であり、R2は、水素原子または炭素数1〜20の1価の有機基であり;
ArBは、置換基を有してもよい芳香族環を含む4価の基であり、ArBに結合するNとXは対をなし、各対のNとXは同一芳香族環上の隣り合った炭素原子に結合しており;Xは、それぞれ独立に−NR3−または−O−であり、R3は、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有してもよい炭素数6〜30のアリール基である。] - さらに、溶剤を含有する請求項11に記載の仮固定用組成物。
- 前記仮固定用組成物の固形分100質量%中、前記重合体(A)の含有量が、20質量%以上である請求項11または12に記載の仮固定用組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の処理方法により対象物を加工して、半導体装置を製造する、半導体装置の製造方法。
- (1)支持体と仮固定材と配線層とを有する積層体を形成する工程、
ここで前記仮固定材は、式(A1)に示す構造単位を有する重合体(A−1)および前記(A−1)の環化反応により形成された重合体(A−2)から選ばれる少なくとも1種の重合体(A)を含有する組成物から形成された層(I)を有しており、かつ
前記配線層は前記仮固定材上に形成されており;
(2)前記配線層上に半導体ウエハおよび半導体チップから選ばれる少なくとも1種を配置する工程;
(3)前記支持体側から、前記層(I)に光を照射する工程;ならびに
(4)前記支持体と前記配線層とを分離する工程;
を有する、半導体装置の製造方法。
ArAは、直接結合、置換基を有してもよいアリーレン基、または−Ar1−R1−Ar2−に示す2価の基であり、Ar1およびAr2は、それぞれ独立に置換基を有してもよいアリーレン基であり、R1は、直接結合、置換基を有してよい炭素数1〜20のアルカンジイル基、−O−、−C(=O)−O−または−C(=O)−NR2−であり、R2は、水素原子または炭素数1〜20の1価の有機基であり;
ArBは、置換基を有してもよい芳香族環を含む4価の基であり、ArBに結合するNとXは対をなし、各対のNとXは同一芳香族環上の隣り合った炭素原子に結合しており;Xは、それぞれ独立に−NR3−または−O−であり、R3は、水素原子、置換基を有してもよい炭素数1〜20のアルキル基、または置換基を有してもよい炭素数6〜30のアリール基である。]
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