JPH09286967A

JPH09286967A - 精密加工用仮着接着剤

Info

Publication number: JPH09286967A
Application number: JP3510197A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Yamamoto; 恭一山本; Yoshiaki Yomo; 義明四方; Takeshi Kubota; 豪久保田
Original assignee: Inctec Inc
Current assignee: Inctec Inc
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1997-11-04
Anticipated expiration: 2017-02-19
Also published as: JP3845486B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、シリコン、ガリウムヒ素、ガラス
材、磁性材、金属材、水晶、光学レンズ等の加工時の仮
着に使用され、精密切断、穴開け、研磨加工や、ウエハ
と定盤との間の仮着といったような種々の加工の際の仮
着に有用な精密加工用仮着接着剤に関し、表面平滑性、
接着性、洗浄性等に優れると共に、金属イオンの含有量
が極めて低く、半導体デバイスに影響を与えることの少
なく、かつ、除去に際し有機溶媒を必要とせず、環境衛
生上の問題を解決しうる。【解決手段】本発明の精密加工用仮着接着剤は、酸無
水物が付加されたノボラック型エポキシ樹脂、または該
エポキシ樹脂及びロジン系樹脂を主成分とし、該樹脂１
００重量部に対し可塑剤を３重量部〜３５重量部の範囲
で含有し、アルカリ水溶液に可溶なものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリコン、ガリウムヒ
素、ガラス材、磁性材、金属材、水晶、光学レンズ等の
加工時の仮着に使用される精密加工用仮着接着剤に関
し、精密切断、穴開け、研磨加工や、ウエハと定盤との
間の仮着といったような種々の加工の際の仮着に有用な
接着剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述のような用途に対する接着剤
としては、石油系樹脂、パラフィンワックス、松脂の変
性物、例えば、重合ロジン、マレイン化ロジン、ロジン
エステル、シェラック樹脂、カルナバ、密蝋、モンタン
ワックス等の動植物系、鉱物系が使用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の天然系原料をベースとした変性接着剤は、金属イオン
の不純物が多く含まれるため、例えば、半導体ウエハの
仮着接着剤として使用した場合、金属イオンの残存か
ら、半導体のデバイス機能の低下を招いていた。この対
策として、金属イオンをイオン交換法やキレート処理法
により除去する方法が知られているが、Ａｌ、Ｓｎ等の
金属イオンの除去は難しく、数拾ｐｐｂオーダーの要求
には対応できなかった。また、従来の接着剤において
は、接着剤を除去するのに有機溶剤を使用しなければな
らないものが多く、この場合、大気汚染や自然環境の破
壊等の環境衛生上も大きな問題となっていた。

【０００４】本発明の目的は、表面平滑性、接着性、洗
浄性等に優れると共に、金属イオンの含有量が極めて低
く、半導体デバイスに影響を与えることの少ない精密加
工用仮着接着剤を提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、除去に際し有機溶媒
を必要とせず、環境衛生上の問題を解決しうる精密加工
用仮着接着剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、精密加工用仮着接着剤
において、酸無水物が付加されたノボラック型エポキシ
樹脂を主成分とし、かつ可塑剤を所定量配合した仮着接
着剤は、残存金属イオン量を半導体デバイスの機能に影
響を及ぼさないレベルに容易に維持できると共に仮着接
着剤として優れた性能を発揮するものであり、かつ、環
境衛生上も安全なものとできることを見出し、本発明を
完成するに至った。

【０００７】本発明の第１の精密加工用仮着接着剤は、
酸無水物が付加されたノボラック型エポキシ樹脂を主成
分とし、該樹脂１００重量部に対し可塑剤を３重量部〜
３５重量部の範囲で含有し、アルカリ水溶液に可溶であ
ることを特徴とする。

【０００８】本発明の第２の精密加工用仮着接着剤は、
酸無水物が付加されたノボラック型エポキシ樹脂及びロ
ジン系樹脂を主成分とし、該樹脂混合物１００重量部に
対し可塑剤を３重量部〜３５重量部の範囲で含有し、ア
ルカリ水溶液に可溶であることを特徴とする。

【０００９】また、上記の可塑剤が、トルエンスルホン
酸エチルアミド、フタル酸エステル系化合物、オキシ酸
エステル系化合物および脂肪族二塩基酸エステル系化合
物からなる群から選ばれる１種或は２種以上の混合物で
あることを特徴とする。

【００１０】また、上記の精密加工用仮着接着剤が、ウ
エハ精密加工用であることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の精密加工用仮着接
着剤をウエハ精密加工用とする場合を中心にして説明す
る。まず本発明の第１の精密加工用仮着接着剤について
説明する。

【００１２】接着剤主成分である酸無水物が付加された
ノボラック型エポキシ樹脂（以下、エポキシ樹脂とい
う）は、フェノールノボラックエポキシ樹脂等のノボラ
ック型エポキシ樹脂と一価または多価のフェノール類、
又はアルコール類との反応生成物に、更に、ヘキサヒド
ロ無水フタル酸等の酸無水物を付加させることにより得
られるもので、軟化点が６０℃〜１２０℃、酸価が８０
ｍｇＫＯＨ／ｇ〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇの樹脂である。
軟化点が１２０℃を越えると接着時にウエハの熱歪みか
発生するので好ましくなく、また、酸価が８０ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇより低いとアルカリ可溶性が低下する。

【００１３】また、エポキシ樹脂における金属イオンの
含有量が５０ｐｐｂ以下が好ましく、金属イオン除去の
洗浄が容易となる。このような樹脂としては、例えば東
都化成（株）製ＡＸ３１１Ｍ（固型分濃度７０％、酸価
１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）等が挙げられる。

【００１４】次に、可塑剤としては、トルエンスルホン
酸エチルアミド、フタル酸エステル系化合物、オキシ酸
エステル系化合物および脂肪族二塩基酸エステル系化合
物からなる群から選ばれる１種或は２種以上の混合物を
挙げることができ、好ましくはトルエンスルホン酸エチ
ルアミドである。可塑剤は、樹脂１００重量部に対し３
重量部〜３５重量部、好ましくは１０重量部〜３０重量
部の範囲で含有させるとよく、３重量部未満であると接
着剤の軟化点が高すぎ、また塗布平滑性に乏しく、ま
た、３５重量部を越えると接着加工後の剥離性が悪化す
る。

【００１５】エポキシ樹脂と可塑剤は、イソプロピルア
ルコール、トルエン等の溶媒に固型分濃度２０％〜５０
％の溶液として第１の精密加工用仮着接着剤とされる。

【００１６】第１の精密加工用仮着接着剤は、エポキシ
樹脂を接着剤主成分とすることにより、接着剤における
金属イオンの含有量として５０ｐｐｂ以下、好ましくは
３０ｐｐｂ以下とできる。

【００１７】本発明の第２の精密加工用仮着接着剤につ
いて説明する。第２の精密加工用仮着接着剤は、その接
着剤主成分が上述したエポキシ樹脂及びロジン系樹脂を
主成分とするものである。ロジン系樹脂は、上記のエポ
キシ樹脂に、融点低下、カミソリ剥離性の向上、アルカ
リ洗浄性の向上、平滑性の向上、溶剤離れ（乾燥性）の
向上等を目的として添加されるもので、例えば、ロジ
ン、ロジンエステル、部分または水添ロジン、重合ロジ
ン、またはこれらのロジン樹脂とマレイン酸等の二塩基
酸との変性ロジンまたはそれらのエステル誘導体等の少
なくとも１種が挙げられ、いずれもその酸価が７０ｍｇ
ＫＯＨ／ｇ以上のものとするとよい。７０ｍｇＫＯＨ／
ｇ未満であるとアルカリ可溶性が低下する。なお、上記
のロジン系樹脂には天然セラック、合成セラックをロジ
ン系樹脂に対して４０％以下の割合で添加してもよい。
ロジン系樹脂における金属イオンの含有量は、通常、二
千ｐｐｂのオーダーであるので、通常の方法により脱金
属処理を施し、数百ｐｐｂのオーダー、好ましくは３０
ｐｐｂのオーダーとしておくとよい。

【００１８】ロジン系樹脂は、エポキシ樹脂１００重量
部に対して０重量部〜５０重量部、好ましくは０重量部
〜３０重量部の割合で使用され、５０重量％を越える
と、接着剤中における金属イオンの濃度が高くなるので
好ましくない。

【００１９】これらの主成分には、第１の接着剤同様の
可塑剤が添加される。可塑剤は、エポキシ樹脂とロジン
系樹脂との合計量１００重量部に対し可塑剤を３重量部
〜３５重量部、好ましくは１０重量部〜３０重量部の範
囲とするとよく、第１の接着剤同様の溶媒を使用し、同
様の濃度の溶液として第２の精密加工用仮着接着剤とさ
れる。

【００２０】第２の精密加工用仮着接着剤においては、
その金属イオンの含有量として１００ｐｐｂ以下、好ま
しくは５０ｐｐｂ以下とするとよい。

【００２１】第１または第２の接着剤は、ウエハまたは
定盤上にスピンコーター法、スプレー法等により塗布さ
れ、溶媒が除去された後、加熱圧着されるか、または、
溶媒を除去して固型接着剤とし、ウエハまたは定盤上に
溶融塗布されて加熱圧着することにより、ウエハは定盤
上に確実に固定される。こうして固定されたウエハに対
して、アルカリ研磨液による研磨加工等が施され、加工
後にはスクレバー、ナイフ等を利用して定盤上から剥離
される。

【００２２】接着剤はウエハと定盤との接着固定を図
り、研磨時における４０℃〜５０℃の昇温やアルカリ研
磨液に耐えて、鏡面研磨に到達することが必要であると
共に、研磨加工後には、例えばカミソリの刃先をウエハ
の接着面に挿入し、一挙に剥離しうることが求められる
が、この両者を達成するためには、接着強度が２５ｋｇ
／ｃｍ²〜３５ｋｇ／ｃｍ²程度であることが必要であ
る。剥離されたウエハに付着している接着剤は、一次洗
浄をアルカリ性の洗浄剤で、次いで仕上げリンスを純水
で行うことにより除去される。

【００２３】アルカリ性洗浄剤としては、テトラメチル
アンモニウムオキサイド、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有機アミン、無機アル
カリ、またはこれらの塩の水溶液を使用するとよいが、
金属イオンを混入させるものは避けるのが好ましい。

【００２４】また、本発明の第１、第２の精密加工用仮
着接着剤を、水晶振動子、フェライト材、金属材、ガラ
ス材等の切断、研磨加工に使用する場合には、接着剤を
固形接着剤とし、ホットメルトタイプとして使用すると
よい。

【００２５】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例により具
体的に説明する。

【００２６】（実施例１）ヘキサヒドロ無水フタル酸が
付加されたノボラック型エポキシ樹脂溶液（東都化成
（株）製ＡＸ３１１Ｍ、酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、固
形分７０重量％、溶媒３０％）を溶剤｛イソプロピルア
ルコール／トルエン（重量比）＝２／１｝で希釈し、固
形分４０重量％とした溶液１００重量部に、トルエンス
ルホン酸エチルアミド（富士アミドケミカル社製、トッ
プサイダーＮｏ．３）を４重量部混合し、更に、混合溶
剤｛イソプロピルアルコール／トルエン（重量比）＝２
／１｝を６重量部加えて、固形分４０重量％溶液の接着
剤を調製した。

【００２７】なお、上述したヘキサヒドロ無水フタル酸
が付加されたノボラック型エポキシ樹脂における金属イ
オン含有量は、ナトリウムイオン８ｐｐｂ、アルミニウ
ムイオン０ｐｐｂ、亜鉛イオン２ｐｐｂ、鉄イオン１６
ｐｐｂ、ニッケルイオン１ｐｐｂ、銅イオン２ｐｐｂ、
クロムイオン２ｐｐｂである。

【００２８】（実施例２〜実施例１０）実施例１におい
て用いた可塑剤に代えて、ＤＯＭ（マレイン酸ジオクチ
ル、実施例２）、ＤＢＡ（アジピン酸ジブチル、実施例
３）、ＤＩＢＡ（アジピン酸ジイソブチル、実施例
４）、ＤＩＤＡ（アジピン酸ジイソデシル、実施例
５）、シトロフレックスＡ−４（ファイザー社製、クエ
ン酸アセチルトリブチル、実施例６）、ＤＣＨＰ（フタ
ル酸ジシクロヘキシル、実施例７）、コダフレックスＴ
ＸＩＢ（イーストマンケミカル社製、トリメチルペンタ
ンジオールイソプチレート、実施例８）、オレイン酸
（実施例９）、トルエンスルホン酸エチルアミド（富士
アミドケミカル社製、トップサイダーＮｏ．３）：オレ
イン酸（重量比）＝２：１混合物（実施例１０）をそれ
ぞれ用いた以外は実施例１と同様にして固形分４０重量
％溶液の接着剤を調製した。

【００２９】（比較例１）ヘキサヒドロ無水フタル酸が
付加されたノボラック型エポキシ樹脂溶液（東都化成
（株）製ＡＸ３１１Ｍ、酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、固
形分７０重量％、溶媒３０％）を溶剤｛イソプロピルア
ルコール／トルエン（重量比）＝２／１｝で希釈し、固
形分４０重量％溶液とし、接着剤とした。

【００３０】（実施例１１〜１３）実施例１における可
塑剤の添加量を、エポキシ樹脂１００重量部に対し５重
量部（実施例１１）、１０重量部（実施例１２）、２５
重量部（実施例３）に代え、トータル固形分濃度を４０
重量％に調整して接着剤を作製した。

【００３１】（比較例２）実施例１における可塑剤の添
加量を、エポキシ樹脂１００重量部に対し、４０重量部
に代え、トータル固形分を４０重量％に調整して接着剤
を作製した。

【００３２】（塗布平滑性の評価）実施例１〜１３およ
び比較例１、２で得た液状接着剤について、下記条件で
ガラスウエハに塗布後、電気オーブンを使用し、８０℃
×５分の条件下で加熱乾燥した。

【００３３】塗布条件装置：ミカサ製スピンコーター１Ｈ３６０型条件：初期回転１０００ｒｐｍ／２ｓｅｃ〜フル回転３
０００ｒｐｍ／１０ｓｅｃ塗布厚：４±０．５μｍ乾燥後、塗布面のフラットネスを触針式表面粗さ計
｛（株）東京精密製、サーフコム５７４Ａ｝を用いて測
定し、塗布平滑性とした。

【００３４】（接着力の評価）実施例１〜１３および比
較例１、２で得た液状接着剤について、上記と同様の塗
布条件でステンレス板に塗布後、同様に加熱乾燥した
後、塗布面と他のステンレス板を合わせ、１２０℃、
０．１ｋｇ／ｃｍ²の熱圧条件で貼合せた。貼合物の引
っ張り剪断強さをストログラフ計（東洋精機（株）製、
Ｒ−１）を用いて測定し、接着力（ｋｇ／ｃｍ²）とし
た。

【００３５】（洗浄性の評価）上記の接着力の評価で剥
離したステンレス板に付着した接着剤を、４％炭酸アン
モニウム水溶液を使用し、洗浄装置｛オリンパス（株）
製ＥＥ−ＭＯ−０２Ｎ｝で３０℃、１０ｍｉｎ．で洗浄
性を評価した。

【００３６】（軟化点の評価）実施例１、１０〜１３お
よび比較例１で得た液状接着剤について８０℃に設定し
た真空乾燥機で溶剤を揮発させ、固形接着剤とした後、
環球法により軟化点（℃）を求めた。

【００３７】なお、塗布平滑性、洗浄性の評価について
は、それぞれ結果が極めて良好な場合をＶＧ、良好な場
合をＧ、普通の場合をＦ、劣る場合をＰとして示した。

【００３８】その結果を、表１、表２に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１から、本発明の第１の精密加工用仮着
接着剤は、比較例１（可塑剤未添加）に比して塗布平滑
性に優れると共に接着力に優れることがわかる。

【００４１】

【表２】

【００４２】表２から、本発明の第１の精密加工用仮着
接着剤は、可塑剤の添加により接着力が向上するが、比
較例１（可塑剤未添加）、及び比較例２（樹脂１００重
量部に対して可塑剤を４０重量部含有させたもの）は接
着力が低下することがわかる。

【００４３】（実施例１４〜１７）実施例１０〜１３で
得た液状接着剤について８０℃に設定した真空乾燥機で
溶剤を揮発させ、固形接着剤（実施例１４〜１７）をそ
れぞれ得た。

【００４４】（比較例３、４）比較例１、２で得た液状
接着剤について８０℃に設定した真空乾燥機で溶剤を揮
発させ、固形接着剤（比較例３、４）をそれぞれ得た。

【００４５】（塗布平滑性の評価）実施例１４〜１７お
よび比較例３、４で得た固型接着剤を１３０℃で溶融さ
せた後、下記条件で１３０℃に設定したホットプレート
上でガラスウエハを加温し、スピンコーターにて塗布
後、冷却した。

【００４６】塗布条件装置：ミカサ製スピンコーター１Ｈ３６０型条件：初期回転１０００ｒｐｍ／２ｓｅｃ〜フル回転３
５００ｒｐｍ／５ｓｅｃ塗布厚：４±０．５μｍ塗布面のフラットネスを触針式表面粗さ計｛（株）東京
精密製、サーフコム５７４Ａ｝を用いて測定し、塗布平
滑性とした。

【００４７】（接着力の評価）実施例１４〜１７および
比較例３、４で得た固型接着剤を、１２０℃で溶融させ
た後、上記と同様の塗布条件でステンレス板に塗布後、
塗布面に他のステンレス板を合わせ、ステンレス板同士
を１２０℃、０．１ｋｇ／ｃｍ²の熱圧条件で貼合し
た。貼合物の引っ張り剪断強さを、ストログラフ計（東
洋精機（株）製、Ｒ−１）を用いて測定し、接着力（ｋ
ｇ／ｃｍ²）とした。

【００４８】（洗浄性の評価）上記の接着力の評価で剥
離したステンレス板に付着した接着剤を、４％炭酸アン
モニウム水溶液を使用し、洗浄装置｛オリンパス（株）
製ＥＥ−ＭＯ−０２Ｎ｝で３０℃、１０ｍｉｎ．の条件
で洗浄性を評価した。

【００４９】なお、塗布平滑性、洗浄性の評価方法につ
いては、実施例１〜１３の評価方法と同様である。結果
を表３に示す。

【００５０】

【表３】

【００５１】表３から、本発明の第１の精密加工用仮着
接着剤は、固型接着剤としても、可塑剤の添加により接
着力が向上するが、比較例３（可塑剤未入品）、比較例
４（樹脂１００重量部に対して可塑剤を４０重量部含有
させたもの）は接着力が低下することがわかる。

【００５２】次に、本発明の第２の精密加工用仮着接着
剤の実施例を説明する。

【００５３】（実施例１８）ヘキサヒドロ無水フタル酸
が付加されたノボラック型エポキシ樹脂溶液（東都化成
（株）製ＡＸ３１１Ｍ、酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、固
形分７０重量％、溶媒３０％）を溶剤｛イソプロピルア
ルコール／トルエン（重量比）＝２／１｝で希釈し、固
形分３６重量％とした溶液３００重量部と、重合ロジン
｛理化ハーキュレス（株）製、酸価１４０ｍｇＫＯＨ／
ｇ｝を溶剤｛ノルマルプロピルアルコール／トルエン
（重量比）＝３／７｝で希釈し、固型分３８重量％とし
た溶液１００重量部との混合物に、トルエンスルホン酸
エチルアミド（富士アミドケミカル社製、トップサイダ
ーＮｏ．３）を１４重量部混合し、更に、混合溶剤｛イ
ソプロピルアルコール／トルエン（重量比）＝２／１｝
を２１重量部加えて、固形分４０重量％溶液の接着剤を
調製した。

【００５４】なお、上述した重合ロジンは、その金属イ
オン含有量がナトリウムイオン８９０ｐｐｂ、アルミニ
ウムイオン４４０ｐｐｂ、亜鉛イオン４６０ｐｐｂ、鉄
イオン６１０ｐｐｂ、ニッケルイオン７ｐｐｂ、銅イオ
ン３ｐｐｂ、クロムイオン１９ｐｐｂのものをカチオン
イオン交換法により脱金属処理をし、その金属イオン含
有量がナトリウムイオン２ｐｐｂ、アルミニウムイオン
２０ｐｐｂ、亜鉛イオン８ｐｐｂ、鉄イオン７ｐｐｂ、
ニッケルイオン０ｐｐｂ、銅イオン０ｐｐｂ、クロムイ
オン０ｐｐｂとしたものを使用した。

【００５５】（実施例１９）実施例１８で得た液状接着
剤について８０℃に設定した真空乾燥機で溶剤を揮発さ
せ、固形接着剤を得た。

【００５６】実施例１８で得た液状接着剤は、上述した
実施例１〜１３と同様の方法、また、実施例１９で得た
固型接着剤は、上述した実施例１４〜１７と同様の方法
で評価した。その結果を下記表４に示す。

【００５７】

【表４】

【００５８】本発明の第２の精密加工用仮着接着剤は、
エポキシ樹脂にロジン系樹脂を添加したことにより、塗
布平滑性、洗浄性により優れ、また、乾燥性、剥離性に
おいても優れることが判明した。

【００５９】

【発明の効果】本発明の精密加工用仮着接着剤は、主成
分をエポキシ系樹脂またはエポキシ樹脂とロジン系樹脂
とし、かつ可塑剤を所定量配合したものとすることによ
り、表面平滑性、接着力、洗浄性、軟化点において優れ
た接着剤である。また、不純物としての金属イオンの含
有量を低くすることにより、半導体デバイスの機能に影
響を及ぼすことがないものとできる。更に、除去に際し
アルカリ水溶液を使用することにより、容易に除去でき
るので、有機溶媒を必要とせず、中毒や火災等のない環
境上安全な接着剤とすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 //(Ｃ０９Ｊ 163/04 193:04）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸無水物が付加されたノボラック型エポ
キシ樹脂を主成分とし、該樹脂１００重量部に対し可塑
剤を３重量部〜３５重量部の範囲で含有し、アルカリ水
溶液に可溶であることを特徴とする精密加工用仮着接着
剤。
【請求項２】酸無水物が付加されたノボラック型エポ
キシ樹脂及びロジン系樹脂を主成分とし、該樹脂混合物
１００重量部に対し可塑剤を３重量部〜３５重量部の範
囲で含有し、アルカリ水溶液に可溶であることを特徴と
する精密加工用仮着接着剤。
【請求項３】可塑剤が、トルエンスルホン酸エチルア
ミド、フタル酸エステル系化合物、オキシ酸エステル系
化合物および脂肪族二塩基酸エステル系化合物からなる
群から選ばれる１種或は２種以上の混合物であることを
特徴とする請求項１、または２記載の精密加工用仮着接
着剤。
【請求項４】精密加工用仮着接着剤が、ウエハ精密加
工用仮着接着剤であることを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載の精密加工用仮着接着剤。