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TW201707959A - 基材的處理方法、暫時固定用組成物及半導體裝置 - Google Patents

基材的處理方法、暫時固定用組成物及半導體裝置 Download PDF

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TW201707959A
TW201707959A TW105122572A TW105122572A TW201707959A TW 201707959 A TW201707959 A TW 201707959A TW 105122572 A TW105122572 A TW 105122572A TW 105122572 A TW105122572 A TW 105122572A TW 201707959 A TW201707959 A TW 201707959A
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TW
Taiwan
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temporary fixing
fixing material
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material layer
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Application number
TW105122572A
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English (en)
Inventor
Youichirou Maruyama
Takashi Mori
Hikaru Mizuno
Original Assignee
Jsr Corp
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Abstract

本發明提供一種基材的處理方法,其為在經由暫時固定材將基材暫時固定於支撐體上的狀態下進行基材的加工·移動處理的方法,可藉由剝離及/或溶劑清洗而容易地將自支撐體分離基材後殘留於基材上的黏接層去除。本發明的基材的處理方法依次包括:形成積層體的步驟,所述積層體具有支撐體、暫時固定材以及基材,所述暫時固定材為具有與所述基材中的支撐體側的面接觸且由含有選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物的組成物形成的暫時固定材層(I)、以及形成於所述層(I)中的支撐體側的面上且含有光吸收劑的暫時固定材層(II)的暫時固定材;對所述基材進行加工,及/或使所述積層體移動的步驟;對所述層(II)照射光的步驟;自所述支撐體分離所述基材的步驟;以及自所述基材去除所述層(I)的步驟。

Description

基材的處理方法、假固定用組成物及半導體裝置
本發明是有關於一種基材的處理方法及半導體裝置。
提出有:於經由暫時固定材將半導體晶圓等基材黏接於玻璃基板等支撐體上的狀態下,對基材進行背面研磨及感光蝕刻加工(photofabrication)等步驟的方法。對於該暫時固定材而言必需的是:於加工處理中可將基材暫時固定於支撐體上,於加工處理後可自支撐體容易地分離基材。
提出有:於所述分離處理中,藉由對包含支撐體、暫時固定材以及基材的積層體中的所述暫時固定材照射紫外線及紅外線等放射能量,使暫時固定材的接著力降低而自支撐體分離基材的方法。
例如,於專利文獻1中,揭示有藉由包含剝離層及黏接層的暫時固定材將透明的支撐體與半導體晶圓暫時固定而成的積層體,並提出有藉由自透明的支撐體側一面掃描雷射一面對剝離層進行照射,使剝離層的接著力降低而自支撐體剝離基材的方法。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國公開專利第2014/0106473號公報
[發明所欲解決之課題]     於先前的自支撐體剝離基材的方法中,自透明的支撐體側對剝離層照射雷射,故而有時於剝離層中產生因雷射照射而局部達到1000℃左右的熱。所產生的熱亦傳導至黏接層,故而引起黏接層的劣化。黏接層的劣化會引起如下問題:無法藉由剝離處理或使用溶劑的清洗處理容易地將剝離後的基材上的黏接層去除。
本發明的課題在於提供一種基材的處理方法,其為在經由暫時固定材將基材暫時固定於支撐體上的狀態下進行基材的加工·移動處理的方法,可藉由例如剝離及/或溶劑清洗而容易地將自支撐體分離基材後殘留於基材上的黏接層去除。 [解決課題之手段]
本發明者等人為了解決所述課題而進行了努力研究。其結果發現藉由具有以下構成的基材的處理方法可解決所述課題,從而完成了本發明。 即,本發明例如是有關於以下的[1]~[6]。
[1]一種基材的處理方法,其依次包括:(1)形成積層體的步驟,所述積層體具有支撐體、暫時固定材以及基材,所述暫時固定材為具有與所述基材中的支撐體側的面接觸且由含有選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物的組成物形成的暫時固定材層(I)、以及形成於所述暫時固定材層(I)中的支撐體側的面上且含有光吸收劑的暫時固定材層(II)的暫時固定材;(2)對所述基材進行加工,及/或使所述積層體移動的步驟;(3)對所述暫時固定材層(II)照射光的步驟;(4)自所述支撐體分離所述基材的步驟;以及(5)自所述基材去除所述暫時固定材層(I)的步驟。
[2]如所述[1]記載的基材的處理方法,其中所述組成物含有聚苯并噁唑前驅物。 [3]如所述[1]或[2]記載的基材的處理方法,其中所述暫時固定材層(II)進而含有熱分解性樹脂。
[4]如所述[1]~[3]中任一項記載的基材的處理方法,其中於所述步驟(3)中,對所述暫時固定材層(II)照射的光為紫外線。
[5]如所述[4]記載的基材的處理方法,其中所述紫外線為波長300 nm~400 nm的紫外線。
[6]如所述[1]~[5]中任一項記載的基材的處理方法,其中於所述步驟(5)中,藉由自所述基材剝離所述暫時固定材層(I)的處理或使用溶劑對所述暫時固定材層(I)進行清洗的處理而自所述基材去除所述暫時固定材層(I)。
[7]一種半導體裝置,其是藉由如所述[1]~[6]中任一項記載的基材的處理方法而得。 [8]一種暫時固定用組成物,其含有選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物。 [發明的效果]
根據本發明,可提供一種基材的處理方法,其為在經由暫時固定材將基材暫時固定於支撐體上的狀態下進行基材的加工·移動處理的方法,可藉由例如剝離及/或溶劑清洗而容易地將自支撐體分離基材後殘留於基材上的黏接層去除。
以下,於對本發明中所形成的積層體、及構成所述積層體的暫時固定材的原料組成物即暫時固定用組成物進行說明後,對基材的處理方法、及藉由所述基材的處理方法而得的半導體裝置進行說明。
於本發明中,所謂暫時固定材是指對基材進行加工及/或移動時,為了以基材不會自支撐體偏離移動的方式將基材暫時固定於支撐體上而使用的材料。
1.積層體 於本發明中所形成的積層體中,作為加工或移動對象的基材是經由暫時固定材而暫時固定於支撐體上。所述暫時固定材於一實施方式中是由基材及支撐體夾持。
所述暫時固定材具有與所述基材中的支撐體側的面接觸的暫時固定材層(I)、以及形成於所述層(I)中的支撐體側的面上的暫時固定材層(II)。層(I)由含有選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物的暫時固定用組成物形成。層(II)含有光吸收劑,較佳為進而含有熱分解性樹脂。
認為與基材接觸的暫時固定材層(I)於該層(I)的形成時、積層體的形成時或基材的加工時受熱,藉此作為含有成分的聚苯并噁唑前驅物變化為耐熱性優異的聚苯并噁唑。因此,可抑制因對暫時固定材層(II)的光照射而局部產生的熱導致的暫時固定材層(I)的劣化。因此,推斷可藉由剝離及溶劑清洗等簡單的方法將基材的分離處理後殘留於基材上的層(I)去除。
於本發明中,暫時固定材具有層(I)、以及與該層(I)直接接觸或夾著其他層而形成的層(II)。如此,具有2層以上的層的暫時固定材可平衡良好地具有保護基材所具有的電路面、基材與支撐體的接著性、基材自支撐體的分離性、及加工處理時·光照射處理時的耐熱性等功能。
將所述積層體的例子示於圖1中。該積層體1具有支撐體10、形成於支撐體10上的暫時固定材20、以及由暫時固定材20暫時固定於支撐體10上的基材30。暫時固定材20具有與基材30接觸的暫時固定材層(I)21、以及形成於所述層(I)21上且與支撐體10接觸的暫時固定材層(II)22。
於所述積層體中,除了層(I)及層(II)以外,暫時固定材亦可具有任意的其他層。例如,可於層(I)與層(II)之間設置中間層,另外,亦可於層(II)與支撐體之間設置其他層。尤其較佳為由層(I)及層(II)組成的2層的暫時固定材。
所述暫時固定材的總厚度可根據基材的暫時固定面的尺寸、加工處理及光照射處理中所要求的耐熱性、以及基材與支撐體的密接性的程度而任意地選擇。所述暫時固定材的總厚度通常為0.2 μm以上且1 mm以下,較佳為2 μm以上且0.5 mm以下,更佳為2 μm以上且0.3 mm以下。另外,層(I)及層(II)的各層的厚度通常為0.1 μm~500 μm,較佳為1 μm~250 μm,更佳為1 μm~150 μm。若該些的厚度處於所述範圍,則暫時固定材具有用以將基材暫時固定的充分的保持力,基材不會於加工處理或移動處理中自暫時固定面脫落。
所述暫時固定材於現代經濟活動的情景所要求的各種加工處理、例如各種材料表面的微細化加工處理、各種表面安裝、半導體晶圓或半導體元件的搬運等時,可較佳地用作基材的暫時固著材。
[暫時固定材層(I)] 暫時固定材層(I)可由含有選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物的暫時固定用組成物(I)形成。暫時固定用組成物(I)亦可含有溶劑。 作為暫時固定用組成物(I),就可形成面內均勻的暫時固定材層(I)的方面而言較佳為含有聚苯并噁唑前驅物的組成物。
就所述層(I)的耐熱性的觀點而言,暫時固定材層(I)的5%重量減少溫度較佳為350℃以上,更佳為400℃以上。所述層(I)的5%重量減少溫度可利用熱重分析法(Thermogravimetric Analysis,TGA)於氮氣環境下,以升溫速度10℃/分鐘進行測定。
<聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑> 聚苯并噁唑前驅物若受熱則於分子內反應,並急速地變化為具有耐熱性的聚苯并噁唑。因此,認為於具有聚苯并噁唑前驅物的層被加熱至高溫時,所述聚苯并噁唑前驅物變化為聚苯并噁唑,因而耐熱性提高。
作為聚苯并噁唑前驅物,例如可列舉具有式(1)所示的結構單元的聚合物。聚苯并噁唑前驅物可為具有一種結構單元的聚合物,亦可為具有兩種以上的結構單元的聚合物。
式(1)中,X為直接鍵結或二價的有機基,Y為四價的芳香族基,鍵結於Y的N與OH成對,各對N與OH鍵結於同一芳香環上的相鄰的碳原子上。
作為X中的二價的有機基,例如可列舉:可經鹵化的碳數6~20的伸芳基、式(g1):-Ar1 -R1 -Ar1 -所表示的二價的基、碳數1~10的烷二基、碳數3~20的環烷二基、二價的含矽的基。
式(g1)中,Ar1 分別獨立地為可經鹵化的碳數6~20的伸芳基,R1 為直接鍵結或二價的基。作為二價的基,例如可列舉:氧原子、硫原子、磺醯基、羰基、可經鹵化的碳數1~10的烷二基。
作為可經鹵化的碳數6~20的伸芳基,例如可列舉:伸苯基、甲基伸苯基、第三丁基伸苯基、氟伸苯基、氯伸苯基、溴伸苯基、伸萘基。作為碳數1~10的烷二基,例如可列舉:亞甲基、乙烷-1,2-二基。作為可經鹵化的碳數1~10的烷二基,例如可列舉:亞甲基、二甲基亞甲基、雙(三氟甲基)亞甲基。作為碳數3~20的環烷二基,例如可列舉:環丁二基、環戊二基、環己二基。作為二價的含矽的基,例如可列舉四苯基矽烷-4,4'-二基。
作為Y中的四價的芳香族基,例如可列舉:源自苯環、萘環、蒽環等芳香族烴的四價的基、式(g2):>Ar2 -R2 -Ar2 <所表示的四價的基。
式(g2)中,Ar2 分別獨立地為源自苯環、萘環、蒽環等芳香族烴的三價的基,R2 為直接鍵結或二價的基。作為二價的基,例如可列舉:氧原子、硫原子、磺醯基、羰基、可經鹵化的碳數1~10的烷二基。
作為形成Y或Ar2 的芳香族烴,例如可列舉:苯、萘、蒽等碳數6~20的芳香族烴。作為可經鹵化的碳數1~10的烷二基,例如可列舉:亞甲基、二甲基亞甲基、雙(三氟甲基)亞甲基。 聚苯并噁唑前驅物例如可將二羧酸及其衍生物的一者或兩者、與二羥基二胺作為原料而獲得。
作為所述二羧酸,例如可列舉:間苯二甲酸、對苯二甲酸、2,2-雙(4-羧基苯基)六氟丙烷、4,4'-聯苯二羧酸、4,4'-二羧基二苯基醚、4,4'-二羧基四苯基矽烷、雙(4-羧基苯基)碸、2,2-雙(對羧基苯基)丙烷、5-第三丁基間苯二甲酸、5-溴間苯二甲酸、5-氟間苯二甲酸、5-氯間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸等芳香族系二羧酸;1,2-環丁烷二羧酸、1,4-環己烷二羧酸、1,3-環戊烷二羧酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸等脂肪族系二羧酸。所述二羧酸可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。該些中,就可獲得耐熱性良好的聚苯并噁唑前驅物的方面而言,較佳為芳香族系二羧酸。
作為所述二羧酸的衍生物,例如可列舉:二羧酸鹵化物、及二羧酸與羥基苯并三唑等的活性酯物。所述二羧酸的衍生物可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
作為所述二羥基二胺,例如可列舉:3,3'-二胺基-4,4'-二羥基聯苯、4,4'-二胺基-3,3'-二羥基聯苯、雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、雙(4-胺基-3-羥基苯基)丙烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)甲烷、雙(4-胺基-3-羥基苯基)甲烷、雙(3-胺基-4-羥基苯基)碸、雙(4-胺基-3-羥基苯基)碸、雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(4-胺基-3-羥基苯基)六氟丙烷、4,6-二胺基間苯二酚、4,5-二胺基間苯二酚等芳香族系二胺。所述二羥基二胺可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。藉由使用芳香族系二胺可獲得耐熱性良好的聚苯并噁唑前驅物。
於聚苯并噁唑前驅物中,式(1)所示的結構單元的含量通常為70質量%以上,較佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上。所述含量例如可利用核磁共振氫譜(Proton Nuclear Magnetic Resonance,H NMR)進行測定。
聚苯并噁唑前驅物的利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)較佳為1,000~1,000,000,更佳為10,000~100,000。Mw處於所述範圍的聚苯并噁唑前驅物於使用組成物(I)形成暫時固定材層(I)時容易操作,另外,由組成物(I)所得的暫時固定材層(I)具有充分的強度。
聚苯并噁唑可藉由加熱使聚苯并噁唑前驅物進行閉環反應而獲得。
暫時固定用組成物(I)的固體成分100質量%中,選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物的含量通常為50質量%以上,較佳為70質量%~100質量%,更佳為90質量%~100質量%。此處,所謂「固體成分」是指溶劑以外的所有成分。若選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物的含量處於所述範圍,則就暫時固定材層(I)的接著性、剝離性及耐熱性的方面而言較佳。
<其他成分> 暫時固定用組成物(I)視需要亦可含有選自石油樹脂及萜烯系樹脂等黏著賦予樹脂、抗氧化劑、聚合抑制劑、密接助劑、界面活性劑、聚苯乙烯交聯粒子、以及氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦及氧化矽等金屬氧化物粒子中的一種或兩種以上。
[暫時固定材層(II)] 暫時固定材層(II)例如可由含有光吸收劑的暫時固定用組成物(II)形成。組成物(II)較佳為進而含有熱分解性樹脂。組成物(II)亦可含有溶劑。
<光吸收劑> 作為光吸收劑,例如可列舉:苯并三唑系光吸收劑、羥基苯基三嗪系光吸收劑、二苯甲酮系光吸收劑、水楊酸系光吸收劑、感放射線性自由基聚合起始劑、及光感應性酸產生劑等有機系光吸收劑;苯酚酚醛清漆及萘酚酚醛清漆等具有縮合多環芳香族環的樹脂;C.I.顏料黑(C.I. pigment black)7、C.I.顏料黑31、C.I.顏料黑32、及C.I.顏料黑35等黑色顏料(例如碳黑);C.I.顏料藍(C.I. pigment blue)15:3、C.I.顏料藍15:4、C.I.顏料藍15:6、C.I.顏料綠(C.I. pigment green)7、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠58、C.I.顏料黃(C.I. pigment yellow)139、C.I.顏料紅(C.I. pigment red)242、C.I.顏料紅245、及C.I.顏料紅254等非黑色顏料;C.I.還原藍(C.I. vat blue)4、C.I.酸性藍(C.I. acid blue)40、C.I.直接綠(C.I. direct green)28、C.I.直接綠59、C.I.酸性黃(C.I. acid yellow)11、C.I.直接黃(C.I. direct yellow)12、C.I.活性黃(C.I. reactive yellow)2、C.I.酸性紅(C.I. acid red)37、C.I.酸性紅180、C.I.酸性藍29、C.I.直接紅(C.I. direct red)28及C.I.直接紅83等染料。
再者,於所述具有縮合多環芳香族環的樹脂中,亦存在作為後述的熱分解性樹脂發揮功能的樹脂。關於此種樹脂,可作為相當於光吸收劑者來計算後述的含量,亦可作為相當於熱分解性樹脂者來計算後述的含量。
該些中,就提高基材的分離性的方面而言,較佳為黑色顏料。本發明中,作為黑色顏料,除了碳黑單體以外,亦可使用MHI碳黑#201、#209、#220、#273(以上,禦國色素(股)製造)等碳黑分散體。
光吸收劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。 暫時固定用組成物(II)的固體成分100質量%中,光吸收劑的含量通常為1質量%~60質量%,較佳為10質量%~50質量%,更佳為20質量%~40質量%。此處,所謂「固體成分」是指溶劑以外的所有成分。若光吸收劑的含量處於所述範圍,則就基材的分離性、或可防止因光引起的基材的劣化的方面而言較佳。
<熱分解性樹脂> 暫時固定用組成物(II)較佳為進而含有熱分解性樹脂。認為熱分解性樹脂藉由光照射而分解或變質,藉此進一步提高基材的分離性。
於本說明書中,所謂「熱分解性樹脂」是指5%重量減少溫度為300℃以下的樹脂。熱分解性樹脂的5%重量減少溫度較佳為250℃~150℃。所述樹脂的5%重量減少溫度可利用熱重分析法(TGA)於氮氣環境下,以升溫速度10℃/分鐘進行測定。
作為熱分解性樹脂,例如可列舉:環烯烴系聚合物、丙烯酸系樹脂、萜烯系樹脂、石油樹脂、酚醛清漆樹脂、及彈性體。該些中,較佳為環烯烴系聚合物、萜烯系樹脂、石油樹脂、及彈性體。
作為環烯烴系聚合物,例如可列舉:環狀烯烴系化合物與非環狀烯烴系化合物的加成共聚物、一種或兩種以上的環狀烯烴系化合物的開環移位聚合物、使所述開環移位聚合物氫化而得的聚合物。
作為環狀烯烴系化合物,例如可列舉:降冰片烯系烯烴、四環十二烯系烯烴、二環戊二烯系烯烴、及該些的衍生物。作為所述衍生物,例如可列舉具有選自烷基、亞烷基、芳烷基、環烷基、羥基、烷氧基、乙醯基、氰基、醯胺基、醯亞胺基、矽烷基、芳香環、醚鍵、及酯鍵中的一種或兩種以上的取代衍生物。
作為非環狀烯烴系化合物,例如可列舉碳數2~20、較佳為2~10的直鏈狀或分支鏈狀的烯烴,更佳為乙烯、丙烯、丁烯,特佳為乙烯。
環烯烴系聚合物的利用GPC法的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)通常為10,000~100,000,較佳為30,000~100,000。
作為萜烯系樹脂,例如可列舉:萜烯樹脂、氫化萜烯樹脂、萜烯苯酚樹脂、氫化萜烯苯酚樹脂、芳香族改質萜烯樹脂、芳香族改質氫化萜烯樹脂。
作為石油樹脂,例如可列舉:C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5系/C9系混合石油樹脂、環戊二烯系樹脂、乙烯基取代芳香族化合物的聚合物、烯烴與乙烯基取代芳香族化合物的共聚物、環戊二烯系化合物與乙烯基取代芳香族化合物的共聚物、該些的氫化物、及選自該些中的兩種以上的混合物。
作為彈性體,例如可列舉於常溫(25℃)下為液體狀態的液狀丁二烯橡膠、液狀異戊二烯橡膠、液狀苯乙烯丁二烯橡膠、液狀苯乙烯異戊二烯橡膠等共軛二烯聚合物橡膠。彈性體的利用GPC法的聚苯乙烯換算的數量平均分子量(Mn)通常為1,000~100,000。 熱分解性樹脂可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
含有選自環烯烴系聚合物、萜烯系樹脂、石油樹脂、及彈性體中的至少一種的層對感光蝕刻加工中所使用的化學液、例如極性高的有機溶劑或水系的化學液具有高的耐性。因此,於對基材進行加工及/或移動時,可防止因化學液而導致暫時固定材層(II)劣化,基材自支撐體偏離移動的不良情況。
暫時固定用組成物(II)的固體成分100質量%中,熱分解性樹脂的含量通常為10質量%~95質量%,較佳為30質量%~90質量%,更佳為50質量%~80質量%。此處,所謂「固體成分」是指溶劑以外的所有成分。若所述樹脂的含量處於所述範圍,則就使將基材暫時固定於支撐體上時的溫度低溫化的方面、或對基材進行加工及移動時基材不會自支撐體偏離移動的方面而言較佳。
<其他成分> 暫時固定用組成物(II)視需要亦可含有選自抗氧化劑、聚合抑制劑、密接助劑、界面活性劑、聚苯乙烯交聯粒子、以及氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦及氧化矽等金屬氧化物粒子中的一種或兩種以上。
<暫時固定用組成物(I)及暫時固定用組成物(II)的製造> 暫時固定用組成物(I)及暫時固定用組成物(II)視需要可藉由使用樹脂組成物的加工中使用的公知的裝置、例如雙軸擠出機、單軸擠出機、連續捏合機、輥混煉機、加壓捏合機、班布里混合機(Banbury mixer)將各成分混合來製造。另外,為了去除雜質,亦可適宜進行過濾。
於暫時固定用組成物(I)及暫時固定用組成物(II)的製造中,就將該組成物的黏度設定為適於塗佈的範圍的方面而言,亦可使用溶劑。 作為暫時固定用組成物(I)中所使用的溶劑,例如可列舉:二甲基亞碸、二乙基亞碸等亞碸溶劑;3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-己氧基-N,N-二甲基丙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基乙醯胺等醯胺溶劑;N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙烯基-2-吡咯啶酮、N-戊基-2-吡咯啶酮、N-(甲氧基丙基)-2-吡咯啶酮、N-(第三丁基)-2-吡咯啶酮、N-環己基-2-吡咯啶酮等吡咯啶酮溶劑;2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、環己酮等酮溶劑;六甲基磷醯胺等磷醯胺溶劑;及γ-丁內酯等內酯溶劑。
作為暫時固定用組成物(II)中所使用的溶劑,例如可列舉:二甲苯、檸檬烯、均三甲苯、二戊烯、蒎烯(pinene)、雙環己基、環十二烯、1-第三丁基-3,5-二甲基苯、丁基環己烷、環辛烷、環庚烷、環己烷、甲基環己烷等烴溶劑;苯甲醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇甲醚、二乙二醇單乙醚、二甘二甲醚(diglyme)等醇/醚溶劑;碳酸伸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、碳酸伸丙酯、γ-丁內酯等酯/內酯溶劑;環戊酮、環己酮、甲基異丁基酮、2-庚酮等酮溶劑;N-甲基-2-吡咯啶酮等醯胺/內醯胺溶劑。
溶劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。 藉由暫時固定用組成物(I)及暫時固定用組成物(II)含有溶劑,而容易調整該些暫時固定用組成物的黏度,因此容易將暫時固定材形成於基材或支撐體上。例如,溶劑可以暫時固定用組成物(I)及暫時固定用組成物(II)的固體成分濃度成為通常為5質量%~70質量%、更佳為15質量%~50質量%的範圍使用。此處,所謂「固體成分濃度」是指溶劑以外的所有成分的合計濃度。
<2.基材的處理方法> 本發明的基材的處理方法包括:(1)形成所述積層體的步驟;(2)對所述基材進行加工,及/或使所述積層體移動的步驟;(3)對所述暫時固定材層(II)照射光的步驟;(4)自所述支撐體分離所述基材的步驟;以及(5)自所述基材去除所述暫時固定材層(I)的步驟。 以下,亦將所述各步驟分別稱為步驟(1)~步驟(5)。
<2-1.步驟(1)> 步驟(1)中,例如(1-1)於支撐體及/或基材的表面上形成所述暫時固定材,並經由所述暫時固定材使基材與支撐體貼合,藉此可將基材暫時固定於支撐體上。另外,(1-2)於支撐體的表面上形成所述暫時固定材,並於所述暫時固定材上形成樹脂塗膜等基材,藉此可將基材暫時固定於支撐體上。基材視需要亦可經表面處理。
作為所述暫時固定材的形成方法,例如可列舉:(α)將暫時固定材所具有的各層直接形成於支撐體上及/或基材上的方法;(β)於實施了脫模處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜等膜上使用暫時固定用組成物以一定膜厚成膜後,藉由層壓方式將各層轉印至支撐體及/或基材上的方法。就膜厚均勻性的方面而言,較佳為所述(α)方法。
作為形成暫時固定材所具有的各層的暫時固定用組成物(I)及暫時固定用組成物(II)的塗佈方法,例如可列舉旋塗法、噴墨法等。旋塗法中,例如可列舉於旋轉速度為300 rpm~3,500 rpm、較佳為500 rpm~1,500 rpm、加速度為500 rpm/秒~15,000 rpm/秒、旋轉時間為30秒~300秒的條件下旋塗所述組成物的方法。
於塗佈暫時固定用組成物(I)並形成塗膜後,例如進行加熱,使溶劑蒸發,藉此形成暫時固定材層(I)。加熱的條件例如可根據溶劑的沸點而適宜決定,例如加熱溫度通常為100℃~350℃,加熱時間通常為1分鐘~60分鐘。
於塗佈暫時固定用組成物(II)並形成塗膜後,例如進行加熱,使溶劑蒸發,藉此形成暫時固定材層(II)。加熱的條件例如可根據溶劑的沸點而適宜決定,例如加熱溫度通常為100℃~300℃,加熱時間通常為1分鐘~60分鐘。 所述塗膜的加熱視需要可以多階段進行。
於所述(α)方法中,作為使基材與支撐體貼合的方法,例如可列舉:方法1,於基材面上形成層(I)並於支撐體面上形成層(II),使該些以層(I)及層(II)接觸的方式貼合;方法2,於基材面上依次形成層(I)及層(II)並於層(II)上貼合支撐體;方法3,於支撐體面上依次形成層(II)及層(I)並於層(I)上貼合基材。此時的溫度可根據暫時固定用組成物(I)及暫時固定用組成物(II)的含有成分、塗佈方法等而適宜選擇。該些中,就避免各層的形成中層(I)及層(II)混合的觀點而言,較佳為所述方法1。
關於基材與支撐體的壓接條件,例如只要藉由以較佳為室溫以上且400℃以下、更佳為150℃~400℃的溫度以1分鐘~20分鐘於各層的積層方向上施加0.01 MPa~100 MPa的壓力來進行即可。壓接後,進而亦可以150℃~300℃的溫度進行10分鐘~3小時加熱處理。如此,經由暫時固定材將基材牢固的保持於支撐體上。
暫時固定材層(I)中,聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑的合計含量通常為50質量%以上,較佳為70質量%~100質量%,更佳為90質量%~100質量%。若該些的含量處於所述範圍,則就與暫時固定材層(I)的接著性、剝離性及耐熱性的方面而言較佳。
暫時固定材層(II)中,光吸收劑的含量通常為1質量%~60質量%,較佳為10質量%~50質量%,更佳為20質量%~40質量%。若光吸收劑的含量處於所述範圍,則就基材的剝離性的觀點而言較佳。暫時固定材層(II)中,熱分解性樹脂的含量通常為10質量%~95質量%,較佳為30質量%~90質量%,更佳為50質量%~80質量%。
作為加工(移動)對象物的所述基材例如可列舉:半導體晶圓、玻璃基板、樹脂基板、金屬基板、金屬箔、研磨墊、樹脂塗膜。亦可於半導體晶圓上形成凸塊、配線及絕緣膜等。作為樹脂塗膜,例如可列舉含有有機成分作為主成分的層;具體而言可列舉:由感光性材料形成的感光性樹脂層、由絕緣性材料形成的絕緣性樹脂層、由感光性絕緣樹脂材料形成的感光性絕緣樹脂層等。
作為支撐體,於利用步驟(3)自支撐體側進行光照射而使暫時固定材層(II)變質的情況下,較佳為對於光照射中所使用的光透明的基板,例如可列舉玻璃基板及石英基板。
於在基材上形成層(I)時,為了使暫時固定材的面內的擴展均勻,亦可對基材面(例如電路面)預先實施表面處理。作為表面處理的方法,例如可列舉於基材面上預先塗佈表面處理劑的方法。作為所述表面處理劑,例如可列舉矽烷偶合劑等偶合劑。
<2-2.步驟(2)> 步驟(2)為對暫時固定於支撐體上的基材進行加工、及/或使所得的積層體移動的步驟。移動步驟為使半導體晶圓等基材自某裝置向其他裝置與支撐體一同移動的步驟。作為暫時固定於支撐體上的基材的加工處理,例如可列舉:切割、背面研磨等基材的薄膜化、感光蝕刻加工。感光蝕刻加工例如包含選自抗蝕劑圖案的形成、蝕刻加工、濺鍍膜的形成、鍍敷處理及鍍敷回焊處理中的一種以上的處理。蝕刻加工及濺鍍膜的形成例如是於25℃~300℃左右的溫度範圍內進行,鍍敷處理及鍍敷回焊處理例如是於225℃~300℃左右的溫度範圍內進行。基材的加工處理只要是於暫時固定材的保持力不會消失的溫度下進行,則並無特別限定。
<2-3.步驟(3)> 於基材的加工處理或積層體的移動後,對暫時固定材所具有的暫時固定材層(II)例如自支撐體側照射光。藉由光照射,作為暫時固定材層(II)的含有成分的光吸收劑吸收光,暫時固定材層(II)的接著力降低。因此,只要於對於暫時固定材層(II)的光照射後,則並不特別需要暫時固定材的加熱處理便可容易地自支撐體分離基材。
光照射較佳為使用紫外線,例如可採用波長10 nm~400 nm的紫外線,特佳為波長300 nm~400 nm的紫外線。作為照射光的光源,例如可列舉:低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、雷射。
該些中,較佳為雷射。較佳為自支撐體側一面掃描雷射一面對暫時固定材層(II)的整面進行照射,更佳為使焦點集中於暫時固定材層(II)而照射雷射。掃描方法並無特別限定,例如可列舉:於暫時固定材層(II)的XY平面中,於X軸方向上以線狀照射雷射,於Y軸方向上使照射部依次移動而對整面進行照射的方法;或以角周狀照射雷射,使照射部自中心部向周緣部依次移動至外側或使照射部自周緣部向中心部依次移動至內側而對整面進行照射的方法。
雷射例如可列舉固體雷射(例:使用光激發半導體雷射的全固體雷射、釔鋁石榴石(Yttrium Aluminum Garnet,YAG)雷射)、液體雷射(例:色素雷射)、氣體雷射(例:準分子雷射)。該些中,較佳為使用光激發半導體雷射的全固體雷射(波長:355 nm)、YAG雷射(波長:355 nm)及準分子雷射。
作為準分子雷射,例如可列舉:F2 準分子雷射(波長:157 nm)、ArF準分子雷射(波長:193 nm)、KrF準分子雷射(波長:248 nm)、XeCl準分子雷射(波長:308 nm)、XeF準分子雷射(波長:351 nm)。 光照射的條件視光源等的種類而不同,於使用光激發半導體雷射的全固體雷射及YAG雷射的情況下,通常為1 mW~100 W。
<2-4.步驟(4)> 於基材的加工處理或移動處理後,對基材或支撐體施加力,藉此自所述支撐體剝離所述基材等,使兩者分離。例如可列舉:於相對於基材面平行的方向上對基材或支撐體施加力而使兩者分離的方法;將基材或支撐體的一者固定,並自相對於基材面平行的方向以一定角度掀起另一者,藉此使兩者分離的方法。
前者的方法中,可列舉如下方法:於相對於支撐體的表面使基材於水平方向上滑動的同時,對支撐體施加與固定支撐體或施加至所述基材的力相抗衡的力,藉此自支撐體分離基材。
後者的方法中,較佳為於相對於基材面大致垂直的方向上施加力而自支撐體分離基材。所謂「於相對於基材面大致垂直的方向施加力」是指相對於垂直於基材面的軸即z軸,於通常為0°~60°的範圍、較佳為0°~45°的範圍、更佳為0°~30°的範圍、進而佳為0°~5°的範圍、特佳為0°、即垂直於基材面的方向上施加力。作為分離方式,例如可以將基材或支撐體的周緣掀起(自暫時固定材將該周緣的一部分或全部剝離)且於相對於基材面大致垂直的方向上施加力,並且自基材或支撐體的周緣向中心依次進行剝離的方法(鉤拉方式)來進行。
所述分離可以通常為5℃~100℃、較佳為10℃~45℃、進而佳為15℃~30℃的溫度進行。此處的溫度是指支撐體的溫度。另外,於進行分離時,為了防止基材的破損,亦可於基材中的和與支撐體的暫時固著面相反的一側的面貼附增強帶、例如市售的切割帶。
本發明中,如上所述,暫時固定材具有層(I)及層(II),基材由層(I)保護,且主要於層(II)中產生分離,因此於基材具有凸塊的情況下,可於分離步驟時防止凸塊的破損。
<2-5.步驟(5)> 步驟(5)為自基材去除所述暫時固定材層(I)的步驟。暫時固定材層(I)是由含有聚苯并噁唑前驅物的暫時固定用組成物(I)形成,因此認為例如藉由步驟(1)~步驟(2)中所施加的熱而所述前驅物變化為耐熱性優異的聚苯并噁唑。因此,可抑制因對暫時固定材層(II)的光照射而局部產生的熱導致的暫時固定材層(I)的劣化。因此,可藉由剝離及溶劑清洗等簡單的方法將基材的分離處理後殘留於基材上的層(I)去除。
作為剝離處理,例如可列舉於相對於基材面大致垂直的方向上自基材剝離暫時固定材層(I)的方法,具體而言可列舉於相對於基材面大致垂直的方向上施加力,並且自基材的周緣向中心依次剝離暫時固定材層(I)的方法(鉤拉方式)。大致垂直方向的含義如步驟(4)一欄中所說明般。
作為使用溶劑的清洗處理,例如可列舉將基材浸漬於溶劑中的方法、對基材噴霧溶劑的方法、一面將基材浸漬於溶劑中一面施加超音波的方法。溶劑的溫度並無特別限定,較佳為10℃~80℃,更佳為20℃~50℃。作為溶劑,可例示暫時固定用組成物(I)及暫時固定用組成物(II)的製造一欄中所說明的溶劑。 該些中,就可防止凸塊的破損的方面而言,較佳為剝離處理。 如上所述,可自支撐體分離基材。
3.半導體裝置 本發明的半導體裝置是藉由本發明的基材的處理方法所得。於自支撐體分離作為基材的半導體裝置(例:半導體元件)後,所述暫時固定材於所述步驟(5)時被容易地去除,因此於所述半導體裝置中,暫時固定材的污染(例:污點、焦斑)被極力減少。 [實施例]
以下,基於實施例進而對本發明進行具體說明,但本發明並不限定於該些實施例。於以下的實施例等的記載中,只要未特別提及,則「份」是以「質量份」的含義使用。
聚合物及樹脂的平均分子量(Mw、Mn)是使用東曹(Tosoh)(股)製造的GPC管柱(2根G2000HXL、1根G3000HXL、1根G4000HXL)且以聚苯乙烯換算計並使用測定裝置「HLC-8220-GPC」(東曹(Tosoh)(股份)製造)進行測定。
1.暫時固定用組成物的製造 [製造例1]暫時固定用組成物(I-1)的製造 於容量為0.3 L的燒瓶中添加2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷50份與N-甲基-2-吡咯啶酮270份,加以攪拌溶解。繼而,一面將溫度保持為0℃~10℃,一面歷時30分鐘滴加使4,4'-氧基雙(苯甲醯氯)50份溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮230份中而成的溶液,然後繼續攪拌60分鐘。將攪拌後的溶液投入至純水中,回收析出物,並將其以純水清洗3次後,進行真空乾燥,獲得聚苯并噁唑前驅物(A1)。前驅物(A1)的重量平均分子量為48,600。使前驅物(A1)溶解於γ-丁內酯/N-甲基-2-吡咯啶酮=8/2(質量比)中,以固體成分濃度成為30質量%的方式加以製備,製造暫時固定用組成物(I-1)。
[製造例2]暫時固定用組成物(I-2)的製造 於容量為0.3 L的燒瓶中添加2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷50份與N-甲基-2-吡咯啶酮400份,加以攪拌溶解。繼而,一面將溫度保持為0℃~10℃,一面歷時30分鐘滴加丁二醯二氯50份,然後繼續攪拌60分鐘。將攪拌後的溶液投入至純水中,回收析出物,並將其以純水清洗3次後,進行真空乾燥,獲得聚苯并噁唑前驅物(A2)。前驅物(A2)的重量平均分子量為58,500。使前驅物(A2)溶解於γ-丁內酯/N-甲基-2-吡咯啶酮=8/2(質量比)中,以固體成分濃度成為30質量%的方式加以製備,製造暫時固定用組成物(I-2)。
[製造例3]暫時固定用組成物(I-3)的製造 於容量為0.3 L的燒瓶中添加2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)亞異丙基50份與N-甲基-2-吡咯啶酮270份,加以攪拌溶解。繼而,一面將溫度保持為0℃~10℃,一面歷時30分鐘滴加使4,4'-氧基雙(苯甲醯氯)50份溶解於N-甲基-2-吡咯啶酮230份中而成的溶液,然後繼續攪拌60分鐘。將攪拌後的溶液投入至純水中,回收析出物,並將其以純水清洗3次後,進行真空乾燥,獲得聚苯并噁唑前驅物(A3)。前驅物(A3)的重量平均分子量為26,300。使前驅物(A3)溶解於γ-丁內酯/N-甲基-2-吡咯啶酮=8/2(質量比)中,以固體成分濃度成為30質量%的方式加以製備,製造暫時固定用組成物(I-3)。
[製造例4]暫時固定用組成物(I-4)的製造 於容量為0.3 L的燒瓶中添加2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷50份、1,4-環己烷二羧酸(順式-、反式-混合物)50份、及多磷酸500份,加以攪拌溶解。繼而,於氮氣環境下將溫度升溫至200℃,繼續攪拌30分鐘。將攪拌後的溶液投入至純水中,回收析出物,並將其以純水清洗3次後,進行真空乾燥,獲得聚苯并噁唑前驅物(A4)。前驅物(A4)的重量平均分子量為41,000。使前驅物(A4)溶解於環己酮中,以固體成分濃度成為30質量%的方式加以製備,製造暫時固定用組成物(I-4)。
[製造例5]暫時固定用組成物(I-5)的製造 使對-第三丁氧基苯乙烯70份、苯乙烯10份溶解於丙二醇單甲醚150份中,於氮氣環境下,將反應溫度保持為70℃,使用偶氮雙異丁腈4份進行10小時聚合。其後,於聚合後的溶液中添加硫酸,將反應溫度保持為90℃並進行10小時反應,使對-第三丁氧基苯乙烯結構單元脫保護而變換為對-羥基苯乙烯結構單元。於變換後的溶液中添加乙酸乙酯,進行5次水洗,去除乙酸乙酯,獲得對-羥基苯乙烯/苯乙烯共聚物(A5)。共聚物(A5)的重量平均分子量(Mw)為10,000。另外,藉由NMR,共聚物(A5)為具有80莫耳%對-羥基苯乙烯單元、20莫耳%苯乙烯單元的聚合物。使共聚物(A5)溶解於乳酸乙酯中,以固體成分濃度成為30質量%的方式加以製備,製造暫時固定用組成物(I-5)。
[製造例6]暫時固定用組成物(I-6)的製造 於經氮氣置換的燒瓶中,投入作為聚合起始劑的2,2'-偶氮雙異丁腈5.0 g、及作為聚合溶媒的丙二醇單甲醚乙酸酯150 g,加以攪拌。於攪拌後的溶液中投入甲基丙烯酸11 g、對-異丙烯基苯酚15 g、三環[5.2.1.02,6 ]癸烷基甲基丙烯酸酯15 g、異冰片基丙烯酸酯39 g、及苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯20 g,開始攪拌並升溫至80℃。其後,於80℃下加熱6小時。將加熱結束後的溶液滴加至大量的環己烷中並使其凝固。對該凝固物進行水洗,使所述凝固物再溶解於與凝固物為相同重量的四氫呋喃中,然後將所得的溶液滴加至大量的環己烷中並使其再次凝固。將該再溶解及凝固作業合計進行3次後,於40℃下對所得的凝固物真空乾燥48小時,獲得共聚物(A6)。共聚物(A6)的重量平均分子量(Mw)為10,000。使共聚物(A6)溶解於丙二醇單甲醚乙酸酯中,以固體成分濃度成為30質量%的方式加以製備,製造暫時固定用組成物(I-6)。
[製造例7]暫時固定用組成物(II-1)的製造 將80份的環烯烴系聚合物(商品名「亞頓(ARTON)RX4500」、JSR(股)製造)、20份的氫化萜烯樹脂(商品名「庫賴隆(CLEARON)P150」、安原化學(Yasuhara Chemical)(股)製造)、20份的液狀苯乙烯丁二烯橡膠(商品名「L-SBR-820」、可樂麗(Kurary)(股)製造)、3份的受阻酚系抗氧化劑(商品名「易璐諾斯(IRGANOX)1010」、巴斯夫(BASF)公司製造)、125份的碳黑分散液(商品名「MHI碳黑#209」、禦國色素(股)製造、固體成分為35質量%)、以及367份的均三甲苯混合,藉此製造暫時固定用組成物(II-1)。
2.評價 [實施例1~實施例4、比較例1~比較例4] 於4英吋的矽晶圓(基板1)上旋塗暫時固定用組成物(I-1)~暫時固定用組成物(I-6),其後,使用加熱板於表1中記載的成膜條件下進行加熱,獲得具有厚度為10 μm的均勻的暫時固定材層(I)的基板1。另外,於4英吋的玻璃晶圓(基板2)上旋塗暫時固定用組成物(II-1),其後,使用加熱板於160℃下加熱5分鐘後,進而於230℃下加熱10分鐘,製作具有厚度為3 μm的均勻的暫時固定材層(II)的基板2。
將所述基板1及所述基板2分別切斷為縱1 cm、橫1 cm後,以暫時固定材層(I)與暫時固定材層(II)接觸的方式進行貼合,使用芯片接合裝置,於表1所示的壓接溫度下施加5分鐘15 MPa的壓力,獲得基板1與基板2經由暫時固定材層積層而成的積層體。
利用全固體高輸出雷射裝置(商品名「Genesis CX 355 STM Compact」、日本科黑倫特(Coherent Japan)(股)製造)以輸出100 mW自基板2側對所得的積層體照射UV雷射(波長355 nm)。自光照射後的試驗用積層體去除基板2。繼而,對能否剝離基板1上的暫時固定材層(I)、能否利用形成暫時固定材層(I)的各暫時固定材組成物的製備時所使用的溶劑清洗暫時固定材層(I)進行評價。將評價結果示於表1。
於層(I)的剝離處理中,使用萬能黏結強度測試機(商品名「達格(Dage)4000」、達格(Dage)公司製造)以鉤拉方式於相對於基板1面垂直的軸(z軸)方向施加力(500 μm/秒的速度、23℃),進行層(I)的剝離。
層(I)的清洗處理中,於形成暫時固定材層(I)的各暫時固定用組成物(I-1)~暫時固定用組成物(I-6)的製備中使用的同種溶劑中,於23℃下,將去除基板2後的積層體浸漬20分鐘。例如,於實施例1的情況下將去除基板2後的積層體浸漬於γ-丁內酯/N-甲基-2-吡咯啶酮=8/2(質量比)中,於比較例1的情況下,將去除基板2後的積層體浸漬於乳酸乙酯中。
[表1] 表1
1‧‧‧積層體
10‧‧‧支撐體
20‧‧‧暫時固定材
21‧‧‧暫時固定材層(I)
22‧‧‧暫時固定材層(II)
30‧‧‧基材
圖1為本發明中的積層體的實施形態的剖面圖。

Claims (8)

  1. 一種基材的處理方法,其依次包括: (1)形成積層體的步驟,所述積層體具有支撐體、暫時固定材以及基材,所述暫時固定材為具有與所述基材中的支撐體側的面接觸且由含有選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物的組成物形成的暫時固定材層(I)、以及形成於所述暫時固定材層(I)中的支撐體側的面上且含有光吸收劑的暫時固定材層(II)的暫時固定材; (2)對所述基材進行加工,及/或使所述積層體移動的步驟; (3)對所述暫時固定材層(II)照射光的步驟; (4)自所述支撐體分離所述基材的步驟;以及 (5)自所述基材去除所述暫時固定材層(I)的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基材的處理方法,其中所述組成物含有聚苯并噁唑前驅物。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述的基材的處理方法,其中所述暫時固定材層(II)進而含有熱分解性樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的基材的處理方法,其中於所述步驟(3)中,對所述暫時固定材層(II)照射的光為紫外線。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的基材的處理方法,其中所述紫外線為波長300 nm~400 nm的紫外線。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的基材的處理方法,其中於所述步驟(5)中,藉由自所述基材剝離所述暫時固定材層(I)的處理或使用溶劑對所述暫時固定材層(I)進行清洗的處理而自所述基材去除所述暫時固定材層(I)。
  7. 一種半導體裝置,其是藉由如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的基材的處理方法而得。
  8. 一種暫時固定用組成物,其含有選自聚苯并噁唑前驅物及聚苯并噁唑中的至少一種聚合物。
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