JP7361127B2 - ウエハ加工体、ウエハ加工用仮接着材、及び薄型ウエハの製造方法 - Google Patents
ウエハ加工体、ウエハ加工用仮接着材、及び薄型ウエハの製造方法 Download PDFInfo
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Description
(B-1)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
(B-2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si-H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B-1)成分中のアルケニル基に対する(B-2)成分中のSi-H基のモル比が0.3から10となる量、
(B-3)光活性型ヒドロシリル化反応触媒:前記(B-1)成分及び前記(B-2)成分の合計質量に対して金属原子量換算で1~5,000ppm
を含有する光硬化性シロキサン組成物の硬化物層であることが好ましい。
(b)前記重合体層(B)を光硬化させる工程と、
(c)前記支持体と接合した前記ウエハの回路非形成面を研削又は研磨する工程と、
(d)前記ウエハの回路非形成面に加工を施す工程と、
(e)前記加工を施したウエハを前記支持体から剥離する工程と、
を含むことを特徴とする薄型ウエハの製造方法を提供する。
(b)前記熱可塑性樹脂層(A)が形成された回路付きウエハと前記重合体層(B)が形成された支持体とを真空下で接合する工程と、
(c)前記支持体と接合した前記ウエハの回路非形成面を研削又は研磨する工程と、
(d)前記ウエハの回路非形成面に加工を施す工程と、
(e)前記加工を施したウエハを前記支持体から剥離する工程と、
を含むことを特徴とする薄型ウエハの製造方法も提供する。
(B-1)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
(B-2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si-H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B-1)成分中のアルケニル基に対する(B-2)成分中のSi-H基のモル比が0.3から10となる量、
(B-3)光活性型ヒドロシリル化反応触媒:前記(B-1)成分及び前記(B-2)成分の合計質量に対して金属原子量換算で1~5,000ppm
を含有する光硬化性シロキサン組成物の硬化物層であることが好ましい。
(A)の熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性仮接着層と、
(B)の光硬化性シロキサン重合体を含有する光硬化性仮接着層
との少なくとも2層系を有する複合仮接着材層を、ウエハと支持体の接合にウエハ側から(A)、(B)の順で形成した構造として使用することで上記課題が解決可能であり、貫通電極構造や、バンプ接続構造を有する薄型ウエハを、簡単に製造することができるウエハ加工用仮接着材、及びそれを用いる薄型ウエハの製造方法を見出した。
本発明のウエハ加工用仮接着材は、表面に回路面を有し、裏面を加工すべきウエハを支持体に仮接着する。そして、前記ウエハの表面に剥離可能に接着可能な熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着層と、該第一仮接着層に積層された光硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着層の少なくとも2層構造を有する複合仮接着材層を備えている。
図1は、本発明のウエハ加工体の一例を示す断面図である。図1に示すように、本発明のウエハ加工体は、表面に回路面を有し、裏面を加工すべきウエハ(デバイスウエハ)1と、ウエハ1の加工時にウエハ1を支持する支持体3と、これらウエハ1と支持体3との間に介在する仮接着材層2を備え、この仮接着材層2が、熱可塑性樹脂層(A)(第一仮接着層)と、光硬化性シロキサン重合体層(B)(第二仮接着層)の2層構造からなり、第一仮接着層がウエハ1の表面に剥離可能に接着され、第二仮接着層が支持体3に剥離可能に接着されているものである。
-第一仮接着層/熱可塑性樹脂層(A)(熱可塑性重合体層)-
第一仮接着層は、熱可塑性樹脂(A)から構成される。段差を有するシリコンウエハなどへの適用性から、良好なスピンコート性を有する熱可塑性樹脂が第一仮接着層を形成する材料として好適に使用され、特にガラス転移温度-80~120℃程度の熱可塑性樹脂が好ましく、更に非シリコーン系熱可塑性樹脂が好ましく、例えばオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、スチレン・ブタジエン系熱可塑性エラストマー、スチレン・ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられ、特に耐熱性に優れた水素添加ポリスチレン系エラストマーが好適である。具体的にはタフテック(旭化成ケミカルズ)、エスポレックスSBシリーズ(住友化学)、ラバロン(三菱化学)、セプトン(クラレ)、DYNARON(JSR)などが挙げられる。またゼオネックス(日本ゼオン)に代表されるシクロオレフィンポリマーおよびTOPAS(日本ポリプラスチック)に代表される環状オレフィンコポリマーが挙げられる。
本発明のウエハ加工体及びウエハ加工用仮接着材の構成要素である光硬化性シロキサン重合体層(B)は、光硬化性のシロキサン重合体を含むものであれば、特に限定されない。例えば、下記(B-1)~(B-3)成分を含み、必要に応じて後述の(B-4)成分を含有する光硬化性シロキサン組成物の硬化物層であることが好ましい。
(B-1)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
(B-2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si-H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:(B-1)成分中のアルケニル基に対する(B-2)成分中のSi-H基のモル比が0.3から10となる量、
(B-3)光活性型ヒドロシリル化反応触媒。
[(B-1)成分]
(B-1)成分は、1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。(B-1)成分は、好ましくは、1分子中に2個以上のアルケニル基を含有する直鎖状又は分岐状のジオルガノポリシロキサンである。特に好ましくは、1分子中に0.3~10mol%、特に0.6mol%(アルケニル基モル数/Siモル数)~9mol%のアルケニル基を含有するジオルガノポリシロキサンである。上記オルガノポリシロキサンは、2種以上の混合物でもよい。
R1 (3-a)XaSiO-(R1XSiO)m-(R1 2SiO)n-SiR1 (3-a)Xa…(1)
R1 2(HO)SiO-(R1XSiO)m+2-(R1 2SiO)n-SiR1 2(OH)…(2)
(式中、R1はそれぞれ独立して脂肪族不飽和結合を有さない1価炭化水素基、Xはそれぞれ独立してアルケニル基含有1価有機基、aは0~3の整数である。また、式(1)において、2a+mは1分子中にアルケニル基含有量が0.3~10mol%となる数である。式(2)において、m+2は1分子中にアルケニル基含有量が0.3~10mol%となる数である。mは0または10以下の正数であり、nは1~1000の正数である。)
(B-2)成分は架橋剤であり、1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si-H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。(B-2)成分は、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を少なくとも2個、好ましくは3個以上有するものであり、直鎖状、分岐状、又は環状のものを使用できる。
(B-3)成分は光活性型ヒドロシリル化反応触媒である。この光活性型ヒドロシリル化反応触媒は、光、特に波長300~400nmの紫外線の照射によって活性化され、(B-1)成分中のアルケニル基と、(B-2)成分中のSi-H基との付加反応を促進する触媒である。この促進効果には温度依存性があり、高い温度ほど促進効果は高い。よって好ましくは、光照射後は0~200℃、より好ましくは10~100℃の環境温度下で使用することが、適切な反応時間内に反応を完結させる点で好ましい。
溶媒としては、イソノナン、トルエン、酢酸2-(2-ブトキシエトキシ)エチル等があげられる。
(B-4)成分は反応制御剤であり、組成物を調合ないし基材に塗工する際に、硬化前に処理液(光硬化性シロキサン組成物)が増粘やゲル化を起こさないようにするために必要に応じて任意に添加するものである。
光硬化性シロキサン組成物には、更に以下の成分を、必要に応じて添加することができる。
(ポリオルガノシロキサン)
光硬化性シロキサン組成物にはR2 3SiO0.5単位(式中、R2は独立に炭素原子数1~10の非置換もしくは置換の一価の炭化水素基)及びSiO2単位を含有し、R2 3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比が0.3~1.8であるポリオルガノシロキサンを添加しても良い。添加量としては光硬化性シロキサン重合体層(B)中の(B-1)成分の0から30質量%が好ましい。
光硬化性シロキサン組成物は、該組成物の低粘度化による作業性向上や混合性の向上、重合体層(B)の膜厚調整等の理由から、可溶な溶媒で溶液化し、貼合前のプリベイク工程にて溶剤除去を行った後、貼合するというプロセスを用いることができる。そこで用いる溶媒は、組成物が可溶であり、かつプリベイク工程で加熱除去可能であれば特に限定は無いが、例えばペンタン、へキサン、シクロヘキサン、イソオクタン、ノナン、デカン、p-メンタン、ピネン、イソドデカン、リモネンなどの炭化水素系溶剤が好適に使用される。
光硬化性シロキサン重合体層(B)は、光硬化性シロキサン組成物またはその溶液をスピンコート、ロールコータなどの方法によって支持体上に形成して使用することができる。このうち、スピンコートなどの方法によって、光硬化性シロキサン重合体層(B)を、支持体上に形成する場合には、重合体層(B)を溶液としてコートすることが好ましい。
また、上記溶液には、公知の酸化防止剤を耐熱性向上のために添加することができる。
なお、180°ピール剥離力は、試験対象層(例えばウエハ上の硬化物層)上に150mm長×25mm幅のポリイミドテープを5本貼り付け、テープが張られていない部分の不要な層を除去し、例えば島津製作所社のAUTOGRAPH(AG-1)を用いて25℃、300mm/分の速度でテープの一端から180°剥離で120mm剥がし、そのときにかかる力の平均(120mmストローク×5回)を、試験対象層の180°ピール剥離力とした。
なお、貯蔵弾性率は、ずり弾性が測定可能な粘弾性測定装置(例えば、TAインスツルメント社製アレスG2)を用いて測定することができる。測定は、試験対象層を含む基板を、粘弾性測定装置を使用して試験対象層に所定の荷重(例えば、50gf)がかかるようプレートで挟みながら、25℃における弾性率測定を行い、得られた貯蔵弾性率の値を試験対象層の膜弾性率とした。
本発明の薄型ウエハの製造方法は、半導体回路等を有するウエハと支持体との接着層として、熱可塑性樹脂層(A)と光硬化性シロキサン重合体層(B)の2層を含む複合仮接着材層を用いることを特徴とするものであり、ここに2つの態様を示す。いずれの態様においても本発明の製造方法により得られる薄型ウエハの厚さは、典型的には5~300μm、より典型的には10~100μmである。
[工程(a1)]
工程(a1)は、表面に回路形成面及び裏面に回路非形成面を有するウエハの回路形成面を、上記本発明のウエハ加工用仮接着材に用いられる熱可塑性樹脂層(A)と、光硬化性シロキサン重合体層(B)とを有する仮接着材層を介して、支持体に接合する際に、支持体上に光硬化性シロキサン重合体層(B)を形成した後、この重合体層(B)の形成された支持体と、熱可塑性樹脂層(A)の形成された回路付きウエハとを真空下で貼り合わせる工程である。
工程(b1)は、光硬化性シロキサン重合体層(B)を光硬化させる工程である。上記ウエハ加工体(積層体基板)が形成された後、光透過性のある支持体側から光照射を行い重合体層(B)を光硬化させる。その際の活性光線種は特に限定はされないが、紫外線が好ましく、さらに波長300-400nmの紫外線であることが好ましい。紫外線照射量(照度)は、積算光量として100mJ/cm2~100,000mJ/cm2、好ましくは500mJ/cm2~10,000mJ/cm2、より好ましくは1,000~5,000mJ/cm2であることが良好な硬化性を得る上で望ましい。紫外線照射量(照度)が上記範囲以上であれば、重合体層(B)中の光活性型ヒドロシリル化反応触媒を活性化するのに十分なエネルギーが得られ、十分な硬化物を得ることができる。一方、紫外線照射量(照度)が上記範囲以下であれば、組成物に十分なエネルギーが照射され、重合体層中の成分の分解が起こったり、触媒の一部が失活したりすることなく、十分な硬化物を得ることができる。
工程(c)は、支持体と接合したウエハの回路非形成面を研削又は研磨する工程、即ち、工程(a1)と(b1)を経て貼り合わせて得られたウエハ加工体のウエハ裏面側を研削して、該ウエハの厚みを薄くしていく工程である。ウエハ裏面の研削加工の方式には特に制限はなく、公知の研削方式が採用される。研削は、ウエハと砥石(ダイヤモンド等)に水をかけて冷却しながら行うことが好ましい。ウエハ裏面を研削加工する装置としては、例えば(株)ディスコ製DAG-810(商品名)等が挙げられる。また、ウエハ裏面側をCMP研磨してもよい。
工程(d)は、回路非形成面を研削したウエハ加工体、即ち、裏面研削によって薄型化されたウエハ加工体の回路非形成面に加工を施す工程である。この工程にはウエハレベルで用いられる様々なプロセスが含まれる。例としては、電極形成、金属配線形成、保護膜形成等が挙げられる。より具体的には、電極等の形成のための金属スパッタリング、金属スパッタリング層をエッチングするウェットエッチング、金属配線形成のマスクとするためのレジストの塗布、露光、及び現像によるパターンの形成、レジストの剥離、ドライエッチング、金属めっきの形成、TSV形成のためのシリコンエッチング、シリコン表面の酸化膜形成など、従来公知のプロセスが挙げられる。
工程(e)は、工程(d)で加工を施したウエハを支持体から剥離する工程、即ち、薄型化したウエハに様々な加工を施した後、ダイシングする前にウエハを支持体から剥離する工程である。この剥離工程は、ウエハ加工体のウエハ又は支持体の一方を水平に固定しておき、必要によっては100℃程度に加温し、他方を水平方向から一定の角度を付けてピールする方法、事前にウエハ加工体を溶剤に浸漬させて仮接着材層を膨潤させた後、上記同様ピール剥離に処する方法、研削されたウエハの研削面に保護フィルムを貼り、ウエハと保護フィルムをピールする方法、ウエハ加工体のウエハ又は支持体の一方を水平に固定し、100℃程度に加温し、熱可塑性樹脂層(A)の塑性を利用して他方をスライドさせる方法等が挙げられる。
(f)加工を施したウエハのウエハ面にダイシングテープを接着する工程
(g)ダイシングテープ面を吸着面に真空吸着する工程
(h)吸着面の温度が10℃から100℃の温度範囲で、支持体を、加工を施したウエハからピールオフにて剥離する工程
(i)剥離したウエハの回路形成面に残存する仮接着材層を除去する工程
を行うことが好ましい。工程(e)により支持体より剥離されたウエハの回路形成面には、仮接着層(A)が一部残存している場合があり、該仮接着層(A)の除去は、例えば、ウエハを洗浄することにより行うことができる。
工程(a2)は、熱可塑性樹脂層(A)を回路付きウエハ上に形成し、光照射を行った光硬化性シロキサン重合体層(B)を支持体上に形成する工程である。
工程(b2)は、工程(a2)で作製された熱可塑性樹脂層(A)が形成された回路付きウエハと光硬化性シロキサン重合体層(B)が形成された支持体とを真空下で接合する工程である。このとき、好ましくは0~200℃、より好ましくは20~100℃の温度領域で、この温度にて減圧(真空)下、この基板を均一に圧着することで、ウエハが支持体と接合したウエハ加工体(積層体基板)が形成される。
また、ウエハ貼り合わせ装置としては第一の態様と同様のものが使用可能である。
水素添加ポリスチレン系熱可塑性樹脂セプトン4033(クラレ製)24gをイソノナン176gに溶解し、12質量パーセントのセプトン4033のイソノナン溶液を得た。得られた溶液を、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱可塑性樹脂のイソノナン溶液(A-1)を得た。
0.5モル%(アルケニル基モル数/Siモル数)のビニル基を分子側鎖に有し、数平均分子量(Mn)が3万のポリジメチルシロキサン80質量部およびイソドデカン400質量部からなる溶液に下記式(M-6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを3.0質量部、エチニルシクロヘキサノールのイソノナン溶液(1.0質量%)0.3質量部を添加し混合した。さらに光活性型ヒドロシリル化反応触媒;(メチルシクロペンタジエニル)トリメチル白金(IV)のイソノナン溶液(白金濃度1.0質量%)を0.5質量部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、光硬化性シロキサン重合体溶液(B-a)を得た。
0.5モル%のビニル基を分子側鎖に有し、数平均分子量(Mn)が3万のポリジメチルシロキサン60質量部、および0.15モル%のビニル基を両末端鎖に有し、数平均分子量(Mn)が6万のポリジメチルシロキサン20質量部およびイソドデカン400質量部からなる溶液に(M-6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを2.5質量部、エチニルシクロヘキサノールのイソノナン溶液(1.0質量%)0.3質量部を添加し混合した。さらに光活性型ヒドロシリル化反応触媒;(メチルシクロペンタジエニル)トリメチル白金(IV)のイソノナン溶液(白金濃度1.0質量%)を0.5質量部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、光硬化性シロキサン重合体溶液(B-b)を得た。
5モル%のビニル基を両末端および側鎖に有し、数平均分子量(Mn)が3万のポリジメチルシロキサン80質量部およびイソドデカン400質量部からなる溶液に(M-6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン7.5質量部、エチニルシクロヘキサノールのイソノナン溶液(1.0質量%)0.3質量部を添加し混合した。さらに光活性型ヒドロシリル化反応触媒;(メチルシクロペンタジエニル)トリメチル白金(IV)のイソノナン溶液(白金濃度1.0質量%)を0.5質量部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、光硬化性シロキサン重合体溶液(B-c)を得た。
0.5モル%のビニル基を分子側鎖に有し、数平均分子量(Mn)が3万のポリジメチルシロキサン80質量部およびイソドデカン400質量部からなる溶液に(M-6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを3.0質量部、エチニルシクロヘキサノールのイソノナン溶液(1.0質量%)0.3質量部を添加し混合した。さらに光活性型ヒドロシリル化反応触媒;ビス(2,4-へプタンジオナト)白金(II)の酢酸2-(2-ブトキシエトキシ)エチル溶液(白金濃度0.5質量%)1.0質量部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、光硬化性シロキサン重合体溶液(B-d)を得た。
0.5モル%のビニル基を分子側鎖に有し、数平均分子量(Mn)が3万のポリジメチルシロキサン80質量部およびイソドデカン400質量部からなる溶液に(M-6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを3.0質量部、エチニルシクロヘキサノール0.7質量部を添加し混合した。さらに白金触媒;PL-5(信越化学工業株式会社製、白金濃度1.0質量%)0.5質量部添加し、0.2μmのメンブレンフィルターで濾過して、熱硬化性シロキサン重合体溶液(B-e)を得た。
表面に高さ10μm、直径40μmの銅ポストが全面に形成された直径200mmシリコンウエハ(厚さ:725μm)に(A)層に対応する材料(A-1)をスピンコート後、ホットプレートにて、150℃で5分間加熱することにより、(A)層を表3に示す膜厚で、ウエハバンプ形成面に成膜した。一方、直径200mm(厚さ:500μm)のガラス板を支持体とし、この支持体に(B)層に相当する光硬化性シロキサン組成物の溶液をスピンコートし、その後70℃で2分間、ホットプレート上で加熱することで表3に示す膜厚で支持体上に(B)層を形成した。このようにして作製した熱可塑性樹脂層(A)を有するシリコンウエハ及び、光硬化性シロキサン重合体層(B)を有するガラス板をそれぞれ、樹脂面が合わされるように、EVG社のウエハ接合装置EVG520ISを用いて25℃、10-3mbar以下、荷重5kNにて真空貼り合わせを行った。その後、室温中、面照射タイプUV-LED(波長365nm)照射器を用いて、表3に示す条件にて光硬化性シロキサン重合体層(B)に光照射を行い、ウエハ加工体を作製した。
上記ウエハ加工体の作製において、(B)層硬化時のウエハの反り状態を目視観察により確認した。反りが全く無かった場合を「○」、反りが発生した場合を「×」で評価した。
上記ウエハ加工体のサンプルを180℃で1時間オーブンを用いて加熱し、室温まで冷却後、ウエハ界面の接着状況を目視で確認し、界面での気泡などの異常が発生しなかった場合を良好と評価して「○」で示し、異常が発生した場合を不良と評価して「×」で示した。
上記ウエハ加工体のサンプルで反りが発生しなかったものにおいて、グラインダー(DISCO製、DAG810)でダイヤモンド砥石を用いてシリコンウエハの裏面研削を行った。最終基板厚50μmまでグラインドした後、光学顕微鏡(100倍)にてクラック、剥離等の異常の有無を調べた。異常が発生しなかった場合を良好と評価して「○」で示し、異常が発生した場合を不良と評価して「×」で示した。
シリコンウエハを裏面研削した後の加工体をCVD装置に導入し、2μmのSiO2膜の成膜実験を行ない、その際の外観異常の有無を目視観察により調べた。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、ボイド、ウエハ膨れ、ウエハ破損等の外観異常が発生した場合を不良と評価して「×」で示した。CVD耐性試験の条件は、以下の通りである。
装置名:プラズマCVD PD270STL(サムコ社製)
RF500W、内圧40Pa
TEOS(テトラエチルオルソシリケート):O2=20sccm:680sccm
基板の剥離性は、まず、上記CVD耐性試験を終えたウエハ加工体のウエハ厚さを50μmまで薄型化したウエハ側にダイシングフレームを用いてダイシングテープを貼り、このダイシングテープ面を真空吸着によって、吸着板にセットした。その後、室温にて、ガラスの1点をピンセットにて持ち上げることで、ガラス基板を剥離した。50μm厚のウエハ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。
上記剥離性試験終了後のダイシングテープを介してダイシングフレームに装着された直径200mmウエハ(CVD耐性試験条件に晒されたもの)を、接着層を上にしてスピンコーターにセットし、洗浄溶剤としてp-メンタンを5分間噴霧したのち、ウエハ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接着材樹脂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。
直径200mmシリコンウエハ(厚さ:725μm)上に(A)層に対応する材料をスピンコート後、ホットプレートにて、150℃で5分間加熱することにより表3に示す膜厚で(A)層を形成した。その後、(B)層に相当する光硬化性シロキサン重合体の溶液を、シリコンウエハ上に形成された(A)層上にスピンコートし、さらにその後、ホットプレート上にて70℃、2分間の加熱により溶媒を除去することで、(B)層を表3に示す膜厚で形成した。その後、室温中(B)層に面照射タイプUV-LED(365nm)照射器を用いて光照射、またはホットプレート上での加熱処理を行い(B)層を硬化させた。
その後、上記ウエハ上の(B)層上に150mm長×25mm幅のポリイミドテープを5本貼り付け、テープが張られていない部分の仮接着材層を除去した。次いで島津製作所社のAUTOGRAPH(AG-1)を用いて25℃、300mm/分の速度でテープの一端から180°剥離で120mm剥がし、そのときにかかる力の平均(120mmストローク×5回)をその(B)仮接着層の剥離力とした。その結果を表3に示す。
ガラス基板上に(B)層に相当する光硬化性シロキサン重合体の溶液をスピンコートし70℃で2分間の加熱により溶媒を除去し、表3中の膜厚でガラス基板上に(B)層を形成した。その後、室温中で面照射タイプUV-LED(365nm)照射器を用い、表3に示す条件にて光硬化性シロキサン重合体層(B)に光照射、またはホットプレート上での加熱処理を行い、ガラス基板上に(B)層の硬化膜を形成した。得られた(B)層を含むガラス基板を、TAインスツルメント社製アレスG2を使用し(B)層に50gfの荷重がかかるよう25mmアルミプレートでサンドし、25℃における弾性率測定を行い得られた貯蔵弾性率の値を(B)層の膜弾性率とした。その結果を表3に示す。
表面に高さ10μm、直径40μmの銅ポストが全面に形成された直径200mmシリコンウエハ(厚さ:725μm)に(A)層に対応する材料(A-1)をスピンコート後、ホットプレートにて、150℃で5分間加熱することにより、表4に示す膜厚で(A)層をウエハバンプ形成面に成膜した。一方、(B)層に相当する光硬化性シロキサン組成物の溶液を、支持体として使用する直径200mm(厚さ:500μm)のシリコンウエハ上にスピンコートし、その後70℃で2分間、ホットプレート上で加熱し表4に示す膜厚で支持体上に(B)層を形成した。次いで面照射タイプUV-LED(波長365nm)照射器を用いて、表4に示す条件にて(B)層に光照射を行った。このようにして作製した熱可塑性樹脂層(A)を有するシリコンウエハ及び、光硬化性シロキサン重合体層(B)を有するシリコンウエハをそれぞれ、樹脂面が合わされるように、EVG社のウエハ接合装置EVG520ISを用いて40℃、10-3mbar以下、荷重5kNにて真空貼り合わせを行い、ウエハ加工体を作製した。
直径200mmシリコンウエハ(厚さ:725μm)上に(A)層に対応する材料をスピンコート後、ホットプレートにて、150℃で5分間加熱することにより表4に示す膜厚で(A)層を形成した。次いで(A)層上に(B)層に相当する光硬化性シロキサン重合体の溶液をスピンコートし、ホットプレート上で70℃、2分間加熱することによって溶媒除去し、表4に示す膜厚で(B)層を形成した。その後、面照射タイプUV-LED(365nm)照射器を用いて、表4に示す条件で光照射を行い、さらにその後ホットプレート上で40℃、5分間加熱することで(B)層を硬化させた。
その後、上記ウエハ上の(B)層上に150mm長×25mm幅のポリイミドテープを5本貼り付け、テープが張られていない部分の仮接着材層を除去した。島津製作所社のAUTOGRAPH(AG-1)を用いて25℃、300mm/分の速度でテープの一端から180°剥離で120mm剥がし、そのときにかかる力の平均(120mmストローク×5回)を、その(B)仮接着層の剥離力とした。
ガラス基板上に(B)層に相当する光硬化性シロキサン重合体の溶液をスピンコートした後、70℃、2分間の加熱によって溶媒除去し、表4に示す膜厚でガラス基板上に(B)層を形成した。次いで表4に示す条件にて光照射を行い、その後ホットプレート上で40℃、5分間の加熱処理を行い(B)層を硬化させた。得られた(B)層を含むガラス基板を、TAインスツルメント社製アレスG2を使用して(B)層に50gfの荷重がかかるよう25mmアルミプレートでサンドし、25℃における弾性率測定を行い、得られた貯蔵弾性率の値を(B)層の膜弾性率とした。その結果を表4に示す。
Claims (13)
- 表面に回路面を有し、裏面を加工すべきウエハを支持体に仮接着するためのウエハ加工用仮接着材であって、
前記ウエハの表面に剥離可能に接着可能な熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着層と、該第一仮接着層に積層された光硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着層の2層構造を有する複合仮接着材層を備えたものであり、
前記光硬化性シロキサン重合体層(B)が、
(B-1)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
(B-2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si-H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B-1)成分中のアルケニル基に対する(B-2)成分中のSi-H基のモル比が0.3から10となる量、
(B-3)光活性型ヒドロシリル化反応触媒:前記(B-1)成分及び前記(B-2)成分の合計質量に対して金属原子量換算で1~5,000ppm
を含有する光硬化性シロキサン組成物の硬化物層であることを特徴とするウエハ加工用仮接着材。 - 前記光硬化性シロキサン組成物が、更に、(B-4)成分としてヒドロシリル化反応制御剤を含有するものであり、かつ、前記(B-3)成分の添加量が、前記(B-1)成分、前記(B-2)成分及び前記(B-4)成分の合計質量に対して金属原子量換算で1~5,000ppmであることを特徴とする請求項1に記載のウエハ加工用仮接着材。
- 前記(B-3)成分の光活性型ヒドロシリル化反応触媒が、(η5-シクロペンタジエニル)トリ(σ-アルキル)白金(IV)錯体及びβ-ジケトナト白金(II)錯体のいずれか又は両方であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のウエハ加工用仮接着材。
- 前記光硬化性シロキサン重合体層(B)の硬化後、25℃での熱可塑性樹脂層(A)に対する25mm幅試験片の180°ピール剥離力が2gf(0.0196N)以上50gf(0.490N)以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のウエハ加工用仮接着材。
- 前記光硬化性シロキサン重合体層(B)の硬化後、25℃での貯蔵弾性率が1,000Pa以上1,000MPa以下であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のウエハ加工用仮接着材。
- 前記熱可塑性樹脂層(A)が非シリコーン樹脂である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のウエハ加工用仮接着材。
- (a)表面に回路形成面及び裏面に回路非形成面を有するウエハの前記回路形成面を、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のウエハ加工用仮接着材に用いられる前記熱可塑性樹脂層(A)と、前記光硬化性シロキサン重合体層(B)とを有する仮接着材層を介して、支持体に接合する際に、前記支持体上に前記光硬化性シロキサン重合体層(B)を形成した後、前記熱可塑性樹脂層(A)の形成された回路付きウエハと真空下で接合する工程と、
(b)前記重合体層(B)を光硬化させる工程と、
(c)前記支持体と接合した前記ウエハの回路非形成面を研削又は研磨する工程と、
(d)前記ウエハの回路非形成面に加工を施す工程と、
(e)前記加工を施したウエハを前記支持体から剥離する工程と、
を含むことを特徴とする薄型ウエハの製造方法。 - (a)表面に回路形成面及び裏面に回路非形成面を有するウエハの前記回路形成面を、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のウエハ加工用仮接着材に用いられる前記熱可塑性樹脂層(A)と、前記光硬化性シロキサン重合体層(B)とを有する仮接着材層を介して、支持体に接合する際に、前記熱可塑性樹脂層(A)を回路付きウエハ上に形成し、光照射を行った前記光硬化性シロキサン重合体層(B)を支持体上に形成する工程と、
(b)前記熱可塑性樹脂層(A)が形成された回路付きウエハと前記重合体層(B)が形成された支持体とを真空下で接合する工程と、
(c)前記支持体と接合した前記ウエハの回路非形成面を研削又は研磨する工程と、
(d)前記ウエハの回路非形成面に加工を施す工程と、
(e)前記加工を施したウエハを前記支持体から剥離する工程と、
を含むことを特徴とする薄型ウエハの製造方法。 - 支持体上に仮接着材層が形成され、かつ仮接着材層上に、表面に回路面を有し、裏面を加工すべきウエハが積層されてなるウエハ加工体であって、
前記仮接着材層が、前記ウエハの表面に剥離可能に接着された熱可塑性樹脂層(A)からなる第一仮接着層と、該第一仮接着層に積層された光硬化性シロキサン重合体層(B)からなる第二仮接着層との2層構造を有する複合仮接着材層を備えたものであり、
前記光硬化性シロキサン重合体層(B)が、
(B-1)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、
(B-2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子(Si-H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(B-1)成分中のアルケニル基に対する(B-2)成分中のSi-H基のモル比が0.3から10となる量、
(B-3)光活性型ヒドロシリル化反応触媒:前記(B-1)成分及び前記(B-2)成分の合計質量に対して金属原子量換算で1~5,000ppm
を含有する光硬化性シロキサン組成物の硬化物層であることを特徴とするウエハ加工体。 - 前記光硬化性シロキサン組成物が、更に、(B-4)成分としてヒドロシリル化反応制御剤を含有するものであり、かつ、前記(B-3)成分の添加量が、前記(B-1)成分、前記(B-2)成分及び前記(B-4)成分の合計質量に対して金属原子量換算で1~5,000ppmであることを特徴とする請求項9に記載のウエハ加工体。
- 前記(B-3)成分の光活性型ヒドロシリル化反応触媒が、(η5-シクロペンタジエニル)トリ(σ-アルキル)白金(IV)錯体及びβ-ジケトナト白金(II)錯体のいずれか又は両方であることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のウエハ加工体。
- 前記光硬化性シロキサン重合体層(B)の硬化後、25℃での熱可塑性樹脂層(A)に対する25mm幅試験片の180°ピール剥離力が2gf(0.0196N)以上50gf(0.490N)以下であることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれか1項に記載のウエハ加工体。
- 前記光硬化性シロキサン重合体層(B)の硬化後、25℃での貯蔵弾性率が1,000Pa以上1,000MPa以下であることを特徴とする請求項9から請求項12のいずれか1項に記載のウエハ加工体。
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