JPH0726087B2

JPH0726087B2 - ウエハーの仮着用接着剤およびその洗浄剤

Info

Publication number: JPH0726087B2
Application number: JP1343868A
Authority: JP
Inventors: 寛中村; 千春戸本
Original assignee: NITSUKA SEIKO KK
Current assignee: NITSUKA SEIKO KK
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1995-03-22
Anticipated expiration: 2010-03-22
Also published as: JPH03203981A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、シリコンウエハーなどのウエハーを加工処理
等する際に、一時的に接着しておくために使用する仮着
用の接着剤及びその接着剤を上記加工処理後に洗浄除去
するための洗浄剤に関する。

（従来の技術）ウエハー、例えば、シリコン、ガドリニウム・ガリウム
・ガーネット、ガリウム砒素、ガリウム燐、サファイ
ヤ、水晶、ガラス、セラミック、磁性材その他のウエハ
ーにポリシング加工等の種々の加工処理を施す場合、こ
のウエハーが動かないように加工処理中プレート等に一
時的に固定、すなわち仮着しておく必要がある。

従来、こうした仮着用接着剤には、薄いウエハーを、均
一状態に貼付できるように主にビニル系高分子化合物、
石油系樹脂、パラフィンワックス等の熱可塑性を有する
接着剤が使用されている。

そして、上記加工処理後にウエハーはプレート等から剥
され、ウエハーに付着している接着剤は、トリクロルエ
チレン等のハロゲン系有機溶媒、芳香族炭化水素、可燃
性溶媒を使用して除去されたり、強酸または強アルカリ
と過酸化水素の混合溶液である酸化性洗浄剤を使用し
て、接着剤を強制的に分解して除去されている。

しかしながら、上記トリクロルエチレン等のハロゲン系
有機溶媒で上記ウエハーやプレート等の被洗浄物を洗浄
し、接着剤を除去するときには、この洗浄によってウエ
ハーの表面が疎水性となり、そのために後工程の水洗浄
では洗浄効果に欠けるという欠点がある。そして、この
欠点を除去しようとするためには、水洗浄に先立ってア
ルコール、アセトン等の親水性溶媒を使用してウエハー
の表面を親水性にするための処理を更に行わなければな
らない。

さらに上記の如き有機溶媒の使用は、大気汚染や自然環
境の破壊等環境衛生上も大きな問題があり、重大な社会
問題ともなっている。また、可燃性溶媒では火災などの
災害の危険性が大きく、これらの防災対策として高価な
防爆設備を設けなければならない。そして、酸化性洗浄
剤はウエハーそのものに強く作用して侵すようになるの
で使い方が難かしいし、洗浄剤としての洗浄ライフも短
く、又高価であるという欠点もある。その上、何れの洗
浄剤も劇物、若しくは人体に対する毒性と汚染性があ
り、その取扱い、作業環境の点で種々の問題がある。

また、これらの溶媒で洗浄を行ったとき、揮発性が高い
ことからウエハーの表面が乾燥し、ウエハーに対する汚
染物質の付着が強固になという欠点もある。

しかしながら、上記ウエハーに対する仮着性接着剤及び
その洗浄剤として上記したもの以外に適当なものが存在
しないために、多くの欠点を抱えながらも引続き使用さ
れている。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上記の如き種々の欠点を有する接着剤や有機
溶媒などの洗浄剤を使用することなく、ウエハーの仮着
を確実に行える接着剤と共に、仮着を解いたときにこの
仮着用接着剤を容易に洗浄することができる洗浄剤を得
て、ウエハーの加工処理をスムーズかつ安全に行うこと
ができるようにするものである。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記課題解決のため鋭意研究の結果、上
記有機溶媒等を使用することなく水系で洗浄可能なアル
カリ水溶液可溶の仮着用接着剤を使用し、またこの仮着
用接着剤をアルカリ水溶液の洗浄剤を用いて洗浄するこ
とによって、上記した課題が一挙に解決されると共に更
に良好な結果が得られることを見出し、本発明を完成す
るに至ったものである。

上記仮着用接着剤には、アビエチン酸（分子式C₂₀H₃₀O₂
のモノカルボン酸）に代表される三員環化合物を主成分
とするロジン等の樹脂がある。また、該樹脂の誘導体で
あるロジンエステル、部分または完全水添ロジン、重合
ロジンがある。さらに、上記樹脂とマルイン酸等の二塩
基酸との変成物である二塩基酸変成ロジン、そのエステ
ル等の誘導体がある。この接着剤は、これらを単独で用
いてもよいが、これらを二種以上組み合わせ混合して用
いることができる。そして、これらの各成分は、いずれ
もその酸価が約70程度より大きいものである。これより
小さいものではアルカリ水溶液に溶け難くなり、後記す
るアルカリ水溶液の洗浄剤によってきれいに洗浄できな
くなる。

上記仮着用接着剤には、さらに天然樹脂である天然セラ
ックや、トリハイドロキシパルミチン酸と高級脂肪族二
塩基酸のポリエステル化合物である合成セラックを加え
て、混合することがある。これらの天然または合成セラ
ックは、全体に対する配合割合は、通例約40％以下であ
ることが好ましく、これより多くなると、ウエハーに使
用する場合には接着力が強すぎたり、溶融粘度が高くな
りすぎたりすることがあり、歪が大きくなって精密加工
に適さなくなることが多い。

また、上記仮着用接着剤には、その軟化点、粘度、展延
性等を調整するために、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール等のグリコール類、二塩基酸グリ
セリド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコー
ル、エチルセルロースその他の水溶性化合物や、フタル
酸エステル系、セバシン酸エステル系、リン酸エステル
系等の可塑剤や、マレイン酸等の二塩基酸、ミリスチン
酸、パルミチン酸等の脂肪酸その他の有機酸や、界面活
性剤などを単独で又は適宜組み合わせて加えることがあ
る。この場合、パルミチン酸にあっては全配合量に対し
て、約15％程度以上使用するなど、配合量が多くなると
接着剤が軟らかくなることが多く、加工中にウエハーが
ずれ動くおそれが生ずる。

そして、これらの仮着性接着剤は、いずれも上記したよ
うにアルカリ水溶液に溶かすことができる。

この仮着性接着剤は、通例、その軟化点より約20〜50℃
程度の高い温度に加熱してある仮着用のプレートの上に
薄く塗布し、この塗布面上に上記ウエハーを載せて放冷
等冷却すれば、接着剤は凝固してウエハーがプレート上
に確実に固定される。こうして固定されたウエハーに対
して、適宜、湿式方式のポリッシング加工等を行い、そ
の加工処理が終ったら仮着用接着剤の脆さを利用してス
クレパー、ナイフ等よってプレート上から物理的に剥離
する。この剥離されたウエハーは、通常カセットに収納
され洗浄液の槽に浸漬して、ウエハーに付着している仮
着用接着剤が溶解、除去されて洗浄される。

これらの仮着用接着剤は、上記したように混合、組成物
としてこれを溶解塗布して用いる他に、これらの組成物
の濃度が約１〜60％程度になるように、揮散性を有する
有機溶媒に溶かして用いることもある。この場合には、
溶媒に溶かした仮着性接着剤をウエハーにスピンコータ
ー、スプレー等により均一に塗布してから、溶媒を適宜
に揮散させ、ウエハーの表面に接着剤の塗膜を形成して
から、上記と同様にその軟化点より約20〜50℃程度高温
に暖めてあるプレートの上に置き、これを放冷等冷却し
てウエハーをプレート上に仮着、固定し、以下上記と同
様にしてウエハーの加工処理を行う。この時、上記接着
剤の濃度が上記したものより薄いと接着に必要な塗膜が
得難く、これより濃いと均一的な塗膜が得難くなる。上
記有機溶媒には、低級アルコール、ケトン類、エステル
類、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、トリクレ
ン、1.1.1トリクロルエタン等の塩素系溶媒などを用い
ることができる。

上記したように、ウエハーや、プレート等に付着してい
る仮着用接着剤は上記の如き洗浄剤によつて溶媒されて
除去される。

こうした洗浄剤には、例えば、アルカノールアミン、ア
ミノアルコール、水溶性アミン類等の水と相溶性のある
有機アルカリがある。また、例えば、カセイソーダ、カ
セイカリ等の無機アルカリ、または珪酸塩、炭酸塩等の
無機アルカリ塩がある。そして、上記アルカリ、アルカ
リ塩を適宜混合して用いることができる。このアルカリ
剤は洗浄剤の使用濃度液の状態において、通例、有機ア
ルカリの場合その全アミン量が約１〜15％程度、その他
の場合もこれと同程度であることが好ましく、含有量が
これより少ないと洗浄効果が少なく、これより多いとウ
エハーを侵す傾向になる。

上記洗浄剤には、さらにメタノール、エタノール、プロ
パノール、イソプロパノール等の低級アルコールや、多
価アルコール類や、多糖類などの水と相溶性のあるもの
を、一つまたは二つ以上組み合わせて加えることがあ
る。

また、上記仮着用接着剤の表面を改質したり、浸透性を
上げるために、イオン系、非イオン系の界面活性剤をさ
らに混合することがある。

そして、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチル
セルロース等の水溶性高分子物質をさらに加えれば、洗
浄中に脱落した汚れ分を洗浄剤中に安定に分散させ、ウ
エハーの被洗浄物への再付着を防止することに有効であ
る。これらは、通例その使用時の濃度において約0.01〜
0.1％程度混合して使用すること好まし場合が多い。

又、ウエハーに対するエッチングを防止するため、酢酸
アンモニウム等を加えることがあり、その添加量は通常
同じく約0.1〜１％程度である。

上記洗浄剤は、通例、上記したような使用濃度となるよ
うに適宜に薄めて用いられるが、約２〜50倍程度に水で
稀釈したアルカリ水溶液として使用することが多い。

（実施例）〔仮着性接着剤の実施例〕（実施例１）酸価100以上のロジン80部と、マレイン酸変成ロジン20
部を120〜200℃の範囲内で溶融するまで加熱撹拌し、こ
れを室温まで冷却して仮着用接着剤を得た。

これは、熱溶融型の接着剤で、これの軟化点を、JIS−5
909（環球法）により測定したところ、70℃であった。
また、この接着剤で、ステンレス板同士を貼り合わせた
ところ、その接着度は20kg/cm²であった。

（実施例２）上記実施例１と配合比率を変え、酸価100以上のロジン2
0部と、マレイン酸変成ロジン80部を120〜200℃の範囲
内で溶融するまで加熱撹拌し、これを室温まで冷却して
仮着用接着剤を得た。

これは、熱溶融型の接着剤で、これの軟化点は、130℃
であった。

（実施例３）上記実施例１において、パルミチン酸をさらに10部加
え、他は同様にして仮着用接着剤を得た。

これは、熱溶融型の接着剤で、これの軟化点は、60℃で
あった。

（実施例４）上記実施例２において、パルミチン酸をさらに10部加
え、他は同様にして仮着用接着剤を得た。

これは、熱溶融型の接着剤で、これの軟化点は、75℃で
あった。

（実施例５）上記実施例１において、パルミチン酸をさらに15部加
え、他は同様にして仮着用接着剤を得た。

これは、熱溶融型の接着剤で、これの軟化点は、45℃で
あった。

（実施例６）上記実施例２において、パルミチン酸をさらに15部加
え、他は同様にして仮着用接着剤を得た。

これは、熱溶融型の接着剤で、これの軟化点は、65℃で
あった。

（実施例７）酸価100以上のロジン70部と、天然セラック30部を120〜
200℃の範囲内で溶融するまで加熱撹拌し、これを室温
まで冷却して仮着用接着剤を得た。

これは、熱溶融型の接着剤で、これの軟化点を測定した
ところ70℃であった。また、この接着剤で、ステンレス
板同士を貼り合わせたところ、その接着強度は60kg/cm²
であった。

（実施例８）上記実施例１で得た仮着用接着剤を、メタノールに固形
分20％となるように溶解して液状の接着剤を得た。

上記実施例１〜７の各仮着用接着剤は、良好な接着性を
示すと共に容易に物理的に剥がすことができて、仮着用
の接着剤として好適であった。また、実施例８の接着剤
は、スピンコーター、スプレー等により塗布し、ホット
プレート、オーブン等による加温で溶媒成分を揮散させ
れば、均一な厚さを有する塗膜が得られ、接着精度を上
げることができた。また、固形分の含有濃度を調整する
と、塗膜厚さを変えることができた。更に、実施例２〜
７に記載のものを実施例８と同様にして得た接着剤も、
いずれも実施例８と同様に良好な結果が得られた。

〔洗浄剤の実施例〕

（例１）トリエタノールアミン30部、アミノエチルエタノールア
ミン10部、Ｎ−メチルジエタノールアミン５部、ノニオ
ン界面活性剤0.1部、純水55部を混合して洗浄剤を得
た。これを10倍に水で稀釈し、その中に上記実施例８で
得た仮着用接着剤を使用したシリコンウエハーを、常温
で浸漬したところ、約2.5分でこの仮着用接着剤を溶解
洗浄できた。更に、この稀釈液を循環したり、加温や超
音波を併用すれば、洗浄が早くなる。

（例２）上記例１と同様にし、これを20倍に水で稀釈してシリコ
ンウエハーを、常温で浸漬したところ、約4.5分で仮着
用接着剤を溶解洗浄できた。

（例３）アミノエチルエタノールアミン30部、Ｎ−メチルジエタ
ノールアミン15部、イソプロピルアルコール10部、ノニ
オン界面活性剤0.1部、純水45部を混合して洗浄剤を得
た。これを10倍で水で稀釈し、その中に上記実施例８で
得た仮着用接着剤を使用したシリコンウエハーを、常温
で浸漬したところ、約2.5分でこの仮着用接着剤を溶解
洗浄できた。更に、この稀釈液を循環したり、加温や超
音波を併用すれば、洗浄が早くなる。

（例４）上記例３と同様にし、これを20倍に水で稀釈してシリコ
ンウエハーを、常温で浸漬したところ、約4.5分でこの
仮着用接着剤を溶解洗浄できた。

（例５）アミノエチルエタノールアミン40部、Ｎ−メチルジエタ
ノールアミン５部、イソプロピルアルコール10部、純水
45部を混合して洗浄剤を得た。これを10倍に水で稀釈
し、その中に上記実施例８で得た仮着用接着剤を使用し
たシリコンウエハーを、常温で浸漬したところ、約３分
で仮着用接着剤を溶解洗浄できた。更に、この稀釈液を
循環したり、加温や超音波を併用すれば、洗浄が早くな
る。

（例６）上記例５と同様にし、これを20倍に水で稀釈してシリコ
ンウエハーを、常温で浸漬したところ、約５分で仮着用
接着剤を溶解洗浄できた。

（例７）上記例１において、カルボキシメチルセルロースをさら
に0.5部加え、他は同様にして洗浄剤を得た。

これは、同様に洗浄を行ったところ、例１のものに比較
して洗浄液中の仮着用接着剤等の汚れの再付着の程度が
少なかった。

（例８）上記例３において、酢酸アンモニウム２部をさらに加
え、他は同様にして洗浄剤を得た。

これは、同様に洗浄を行ったところ、例３のものに比較
してシリコンウエハーに対するエッチングをさらに防ぐ
ことができた。

本発明の仮着用接着剤は、上記したようなアルカリ水溶
液に可溶であり、従って、アルカリ性の洗浄液によって
溶解、洗浄することができるが、これは仮着用接着剤中
に含まれているロジンやマレイン酸変成ロジンなどの酸
価を示すカルボキシル基が、アルカリ水溶液によってケ
ン化され、水溶液に溶け出して行くことによるものと考
えられる。

ポリシング等の加工後、ウエハーを上記洗浄剤で洗浄す
る装置が第１図、第２図に示されている。上記仮着用接
着剤が付着したウエハーを洗浄するには、ウエハーのみ
を洗浄槽に入れて洗浄することもできるが、図において
は、ウエハーをカセットに入れて該カセットを洗浄槽に
浸漬して洗浄するようにしてある。

第１図に示すように、装置本体１の側方にはウエハーを
収納したカセット２のローダ部３が有り、該ローダ部に
は１〜複数のカセットが納められ、第２図に示すような
ロボット４により順次取り出すようにしてあるが、手動
で搬送することもできる。

該ロボット４は、本体１に沿って横方向に移動可能に設
けられ、昇降軸５を有し、該昇降軸の先端に上記カセッ
トを把持するためのチャックヘッド６を具備している。

上記ローダ部に隣接して上記洗浄液を満たした洗浄槽を
設けてある。該接着剤洗浄槽は、図においては、第１洗
浄槽７と第２洗浄槽８を並べて設けてあるが、１槽だけ
でもよく、また３槽以上設けることもできる。

該洗浄槽７、８は、アルカリ水溶液の上記洗浄液によつ
て侵されないよう適宜の合成樹脂材料で作られ、内部を
隔壁９によつて区画し、一方側の部屋をカセットの浸漬
室10とし、他方の部屋を加温室11とし、上記浸漬室10か
らオーバーフローした洗浄液を適宜加温するヒーター12
を設けてある。該加温室11と浸漬室10は、ポンプ13およ
びフィルター14を介して連通され、加温室11から浸漬室
10へ洗浄液を濾過して循環するようにしてある。そし
て、好ましくは、浸漬室10の底部に設ける洗浄液の流入
部は多孔質板15で形成し、浸漬室10の下部全面からほぼ
均一に洗浄液を噴出させるようにしてある。また、洗浄
液に揺動を与えるようN₂ガスによりバブリングしたり超
音波振を与えるようにすることもできる。

また、上記第１洗浄槽７はポンプ16を介して第２洗浄槽
８に連結されており、第１洗浄槽内の洗浄液が汚れたと
きこれを廃棄し、上記第２洗浄槽内の洗浄液を第１洗浄
槽へ移送するようにしてある。該洗浄槽の近くには、図
示を省いたが純水の供給口やハンドシャワー17を設けて
ある。

上記洗浄液により洗浄されたウエハーの表面は親水性と
なっているため、本発明の洗浄装置は上記洗浄槽７、８
に隣接して純水洗浄槽が設けられている。該純水洗浄槽
としては種々の装置を設けることができる。第３図に示
す純水洗浄槽18はカセットを収納するオーボーフロー槽
19内にカセットのウエハー20に向けて槽の底部の噴出口
21から純水、温純水等を噴出すると共に槽の上方の純水
シャワーノズル22から上記ウエハーに純水を噴出し、純
水をオーバーフローしながら洗浄し、適時に底部に設け
た排出弁23を開放して、一気に純水を排水し、再び該排
水弁23を閉塞して上記操作を繰り返すようにしたもので
ある。

また、第４図に示すものは、カスケードによる純水洗浄
槽24であり、順次純水を一方の部屋25から他方の部屋26
に流出させて循環するようにしたものである。

第１図に示す装置は、上記純水洗浄槽18と上記純水洗浄
槽24を隣接して設けてあるが、３段若しくはそれ以上の
カスケードを設けたり、上記純水洗浄槽18を複数設ける
こともできる。

上記純水洗浄槽に続いてアンローダ部27を設けてあり、
好ましくは水中アンローダとして洗浄後のウエハーを水
面下におくようにする。

而して上記ロボット４によりウエハーの入ったカセット
２を把持して上記第１接着剤洗浄槽７に浸漬すると、ウ
エハーの表面に付着した仮着用接着剤はアルカリ水溶液
の洗浄液により溶解し、上記第２洗浄槽８に移し替える
ころには完全に除去される。

そして、ウエハーの表面は親水性となつているから、ロ
ボットにより直ちに純水洗浄槽18、24に搬送して純水洗
浄することができる（発明の効果）本発明は上記したように、その仮着用接着剤はアルカリ
水溶液に溶解するという性質を有していると共に、これ
を軟化点以上に加熱して溶融し、ウエハーをプレート上
等に定置して常温に戻せば、ウエハーを確実に仮着、固
定することができ、こうした仮着状態においてポリッシ
ング等の加工処理を充分に行うことができる。そして、
このような加工処理の終った後にウエハーをプレート上
から剥がし、アルカリ水溶液に浸漬して洗浄すれば、ウ
エハーに付着している上記仮着性接着剤は、容易に溶
解、除去されてウエハーはきれいに洗浄される。

更に洗浄されたウエハーの表面は上記洗浄液による処理
によって親水性となっているから、引続き純水洗浄等を
行うことができ、従来の方法のようにこれらの洗浄に先
立つ疎水性から親水性に変えるための前処理が不用とな
って全体の処理が簡素化され、経済的である。また、上
記接着剤の洗浄に当っては、従来のように塩素系溶媒、
可然性溶媒、有機溶媒を使用するものではないので、大
気の汚染その他の環境や人体に対する悪影響がないし、
爆発その他の危険性もなく、普通の水溶液を扱うのと同
じようにして極めて安全かつ衛生的に取扱うことができ
るし、全体に経済的に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の洗浄に使用する装置を示し、第１図は平
面図、第２図は断面図、第３図は純水洗浄槽の説明図、
第４図はカスケードの純水洗浄槽の説明図である。 1:本体、3:ローダ部、７、8:接着剤洗浄槽、18、24:
純水洗浄槽、27:アンローダ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエハーを加工処理する際に一時的に仮着
しておくために使用する接着剤であって、ロジンその他
のアビエチン酸に代表される三員環化合物を主成分とす
る樹脂、該樹脂の誘導体、若しくは該樹脂の二塩基酸と
の変成物であり、いづれも酸価70以上のものの一種また
は二種以上を混合したアルカリ水溶液に可溶なウエハー
の仮着用接着剤。
【請求項２】天然セラック若しくは合成セラックを40％
以下の割合でさらに含む請求項１記載のウエハーの仮着
用接着剤。
【請求項３】軟化点調整剤、粘度調整剤、若しくは展延
性調整剤の一種または数種をさらに含む請求項１または
２記載のウエハーの仮着用接着剤。
【請求項４】上記請求項１〜３のいずれかに記載の接着
剤をその含有量が１〜50％になるように揮散可能な有機
溶媒に溶解したウエハーの仮着用接着剤。
【請求項５】水と相溶性を有するアミノアルコールその
他の有機アルカリ、無機アルカリ、若しくは無機アルカ
リ塩の一種またはこれらの二種以上を混合して水に溶解
した請求項１記載の仮着用接着剤をウエハーから除去す
るアルカリ水溶液の洗浄剤。
【請求項６】低級アルコール、多価アルコール若しくは
多糖類の一種またはこれらの二種以上を混合したものを
さらに含む請求項５記載の洗浄剤。
【請求項７】界面活性剤をさらに含む請求項６記載の洗
浄剤。
【請求項８】メチルセルロース、カルボキシメチルセル
ロースその他の水溶性高分子物質をさらに含む請求項７
記載の洗浄剤。
【請求項９】上記請求項５〜８のいずれかに記載の洗浄
剤を２〜50倍の水で稀釈した洗浄液。