JP2015214675A - 接着剤組成物、積層体及び剥離方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】接着剤組成物は、基板1と、当該基板1を支持するサポートプレート2とを一時的に貼り付けるための接着剤組成物であって、熱可塑性樹脂と、離型剤とを含んでいる。
【選択図】図1
Description
本発明の一実施形態に係る接着剤組成物について、図1を参照しながら以下に詳細に説明する。
熱可塑性樹脂は、接着剤組成物に含まれる樹脂であり、熱可塑性樹脂の接着性によって基板1とサポートプレート2とを接着する。以下、本実施形態に係る接着剤組成物が含んでいる熱可塑性樹脂の組成について説明する。
一実施形態に係る接着剤組成物が含んでいる熱可塑性樹脂は、エラストマーであることが好ましい。
一実施形態に係る接着剤組成物に含まれる熱可塑性樹脂は、炭化水素樹脂であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂としては、アクリル−スチレン系樹脂を用いてもよい。アクリル−スチレン系樹脂としては、例えば、スチレン又はスチレンの誘導体と、(メタ)アクリル酸エステル等とを単量体として用いて共重合した樹脂が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、マレイミド系樹脂を用いてもよい。マレイミド系樹脂としては、例えば、単量体として、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−n−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−n−ブチルマレイミド、N−イソブチルマレイミド、N−sec−ブチルマレイミド、N−tert−ブチルマレイミド、N−n−ペンチルマレイミド、N−n−ヘキシルマレイミド、N−n−へプチルマレイミド、N−n−オクチルマレイミド、N−ラウリルマレイミド、N−ステアリルマレイミド等のアルキル基を有するマレイミド、N−シクロプロピルマレイミド、N−シクロブチルマレイミド、N−シクロペンチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−シクロヘプチルマレイミド、N−シクロオクチルマレイミド等の脂肪族炭化水素基を有するマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−m−メチルフェニルマレイミド、N−o−メチルフェニルマレイミド、N−p−メチルフェニルマレイミド等のアリール基を有する芳香族マレイミド等を重合して得られた樹脂が挙げられる。
このようなシクロオレフィンコポリマーとしては、APL 8008T、APL 8009T、及びAPL 6013T(全て三井化学株式会社製)等を使用することができる。
一実施形態に係る接着剤組成物は、離型剤を含んでいる。接着剤組成物に離型剤を配合することにより、基板1及びサポートプレート2に対する接着層3の接着性を調整することができる。これによって、基板1に所望の処理を行なった後、基板1からサポートプレート2を容易に剥離することが可能な積層体10を形成することができる接着剤組成物を得ることができる。
ストレートシリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル及びメチルハイドロジェンシリコーンオイル等を挙げることができる。これらストレートシリコーンオイルには、一例として、信越化学工業社製の商品を挙げることができ、例えば、KF96−10、KF96−100、KF96−1000、KF96H−10000、KF96H−12500及びKF96H−10000等のジメチルシリコーンオイル;KF50−100、KF54及びKF56等のメチルフェニルシリコーンオイル;KF99及びKF9901等のメチルハイドロジェンシリコーンオイルを挙げることができる。
変性シリコーンオイルは、ジメチルシリコーンの末端及び側鎖の少なくとも1部に官能基を導入することによって変性したシリコーンである。つまり、変性シリコーンオイルは、両末端型、片末端型、側鎖型及び側鎖両末端型の変性シリコーンのいずれかに該当する。
また、Rがポリエーテルを導入することができる官能基である場合、Rは以下の化学式(7)によって表すことができる。
また、変性シリコーンオイルの官能基当量は、限定されるものではないが、例えば、1g/mol以上、100000g/mol以下であり、好ましくは10g/mol以上、5000g/mol以下であることが好ましい。
離型剤には、変性シリコーンオイルの硬化物を用いてもよい。変性シリコーンオイルの硬化物を接着剤組成物に添加することによっても、接着剤組成物の接着性を好適に調整することができる。
接着剤組成物は、熱可塑性樹脂及び離型剤の他に、本質的な特性を損なわない範囲において、混和性のある他の物質をさらに含んでいてもよい。例えば、接着剤の性能を改良するための付加的樹脂、可塑剤、接着補助剤、安定剤、着色剤、熱重合禁止剤及び界面活性剤等、慣用されている各種添加剤をさらに用いることができる。また、接着剤組成物は、希釈溶剤を含んでいてもよい。
希釈溶剤は、接着剤組成物を希釈するために用いられる。これにより、塗布するための条件に適した粘度に接着剤組成物を調整することができる。
図1の(a)を用いて、本発明の一実施形態に係る積層体10についてより詳細に説明する。図1に示すように、積層体10は、基板1と、基板1を支持するサポートプレート2とを、本発明の一実施形態に係る接着剤組成物を用いて形成した接着層3を介して貼り付けてなる。
基板1は、接着層3を介してサポートプレート2に貼り付けられる。基板1としては、シリコンウエハ基板に限定されず、セラミックス基板、薄いフィルム基板、フレキシブル基板等の任意の基板を使用することができる。
サポートプレート(支持体)2は、基板1を支持する支持体であり、接着層3を介して、基板1に貼り付けられる。そのため、サポートプレート2としては、基板1の薄化、搬送、実装等のプロセス時に、基板1の破損又は変形を防ぐために必要な強度を有していればよい。以上の観点から、サポートプレート2としては、ガラス、シリコン、アクリル系樹脂からなるもの等が挙げられる。
基板1とサポートプレート2とを貼り付けるための層であり、本発明の一実施形態に係る接着剤組成物を用いて形成される。接着層3は、接着剤組成物の塗布方法及び接着層3の膜厚等に応じて、希釈溶剤により接着剤組成物の適宜粘度を調整して形成するとよい。
図1を用いて、一実施形態(第1の実施形態)に係る剥離方法をより詳細に説明する。本実施形態に係る剥離方法は、本発明の一実施形態に係る積層体10における接着層3の外周部の少なくとも一部を除去する予備処理工程と(図1の(a)及び(b))、積層体10における基板1からサポートプレート2を剥離する剥離工程と(図1の(c))を包含している。
予備処理工程は、積層体10の基板1が底面側に位置するように積層体10を固定して行なう(図1の(a))。積層体の固定は、一例として、ポーラス部を備えたステージ(不図示)により行なうとよい。
剥離溶剤は、予備処理工程において積層体10における接着層3が除去された部分に供給される溶剤であり、接着層3の接着性を低下させるために用いられる。剥離溶剤は、接着層3に含まれている熱可塑性樹脂及び離型剤の種類によって適宜選択すればよく、限定されないが、例えば、前述した希釈溶剤、または以下に挙げる溶剤を用いることができる。
図1の(c)に示すように、剥離工程では、基板1が底面側に位置するように積層体10を固定し、積層体10の上面側に位置するサポートプレート2に力を加えることによって、積層体10における基板1からサポートプレート2を剥離する。
本実施形態に係る剥離方法は、一般的な剥離装置を用いて行なうことができる。例えば、剥離装置は、積層体10を固定するためのステージ(不図示)、及び積層体10に力を加えるための分離プレート(不図示)を少なくとも備えていればよい。ステージは、一例として、減圧手段によって吸引することで積層体10を固定するポーラス部であり得る。また、分離プレートは、一例として、サポートプレート2を把持することができる複数のクランプを備えているとよい。また、分離プレートは、フローティングジョイントを備えていることがより好ましい。
図1の(d)及び(e)に示すように、一実施形態に係る剥離方法では、剥離工程の後、基板1に残留する接着層3を剥離する接着層剥離工程を包含している。
本発明に係る剥離方法は、上記実施形態(第1の実施形態)に限定されない。例えば、一実施形態(第2の実施形態)に係る剥離方法は、本発明の一実施形態に係る積層体11における接着層3の外周部の少なくとも一部に対して光(レーザー)を照射する光照射工程と(図2の(a)及び(b))、積層体11における基板1からサポートプレート2aを剥離する剥離工程と(図2の(c))を包含している。すなわち、本実施形態に係る剥離方法は、上述の予備処理工程に代えて、光照射工程を行なう。なお、光照射工程を行なった後に行なう、剥離工程(図2の(c))及び接着層剥離工程(図2の(d)及び(e))は、第1の実施形形態と同じであるため、その説明を省略する。
図2の(a)に示すように、本実施形態に係る剥離方法では、積層体11は、シリコンからなるサポートプレート2aを用いて形成されている。積層体11は、シリコンからなるサポートプレート2aを備えているため、例えば、炭酸レーザ等の赤外線を好適に透過させることができる。
接着層3の少なくとも一部に照射する光を発射するレーザは、典型的には、赤外線(0.78μm以上、1000μm以下)、好ましくは遠赤外線(3μm以上、1000μm以下)、さらに好ましくは波長9μm以上、11μm以下の光が挙げられる。具体的には、CO2レーザーである。CO2レーザーを用いることによって、接着層3に上記CO2レーザーを吸収させることができる。これは、接着層3には、離型剤(例えば、シリコンオイル等)が含まれており、上記離型剤が、Si−O結合を有しているため、CO2レーザー等の赤外線を吸収することによる。このため、CO2レーザー等の赤外線の照射により、シリコーンを含んでいる接着層3を変質させることができ、接着層3を脆くすることができる。
本発明に係る実施形態に係る剥離方法は、上記の実施形態に限定されない。例えば、一実施形態に係る剥離方法では、第2の実施形態に係る剥離方法が包含している光照射工程において、積層体10を用い、積層体10の外周部から接着層3に向かって、光を照射する構成である。
まず、実施例1〜35として、接着剤の種類、離型剤の種類及び配合量が異なる接着剤組成物を調製した。また、比較例1〜5として、離型剤を含まない接着剤組成物を調製した。
まず、H1051、Septon2002及びTOPAS TMを55:45:10の重量比で混合した熱可塑性樹脂をデカヒドロナフタレン:酢酸ブチルの重量比が15:1の溶剤に、濃度が28重量%になるように溶解した。次いで、熱可塑性樹脂の固形分量に対し、1重量%になるようにIRGANOX1010を添加し、接着剤組成物Aを得た。
まず、Septon V9827、Septon S2002、TOPAS TMおよびアクリル系共重合体A1を50:20:15:15の重量比で混合した熱可塑性樹脂をデカヒドロナフタレン:酢酸ブチルの重量比が15:1の溶剤に、濃度が28重量%になるように溶解した。次いで、熱可塑性樹脂の固形分量に対し、1重量%になるようにIRGANOX1010を添加し、接着剤組成物Bを得た。
まず、タフテックH1051、Septon S2002、TOPAS TMおよびアクリル系共重合体A1を52:26:11:11の重量比で混合した熱可塑性樹脂を、デカヒドロナフタレン:酢酸ブチルの重量比が15:1の溶剤に、濃度が28重量%になるように溶解した。次いで、熱可塑性樹脂の固形分量に対し、1重量%になるようにIRGANOX1010を添加し、接着剤組成物Cを得た。
デカヒドロナフタレン:酢酸ブチルの重量比が15:1の溶剤に、濃度が28重量%になるように熱可塑性樹脂であるSepton8004を溶解した。次いで、熱可塑性樹脂の固形分量に対し、1重量%になるようにIRGANOX1010を添加し、接着剤組成物Dを得た。
デカヒドロナフタレン:酢酸ブチルの重量比が15:1の溶剤に、濃度が28重量%になるように熱可塑性樹脂であるAPL8008Tを溶解した。次いで、熱可塑性樹脂の固形分量に対し、1重量%になるようにIRGANOX1010を添加し、接着剤組成物Eを得た。
実施例1〜35および比較例1〜5の接着剤組成物を基板上に塗布し、接着層を形成した後、各塗接着剤組成物について塗布性の評価を行なった。
続いて、実施例1〜35及び比較例1〜5の接着剤組成物により接着層を形成した半導体ウエハ基板を用いて、積層体を作製した。その後、各積層体について貼付性の評価を行なった。
続いて、実施例1〜35及び比較例1〜5の積層体における半導体ウエハ基板の裏面をDISCO社製のバックグラインド装置によって半導体ウエハ基板の厚さが50μmになるまで薄化した(バックグラインディング処理:BG処理)。その後、各積層体について、BG処理後の支持体の密着性を評価した。密着性は、目視によって評価し、支持体の剥れが認められない積層体を「○」とし、剥れが認められる積層体を「×」とした。
続いて、BG処理を行なった実施例1〜35及び比較例1〜5の積層体に、220℃、10分間の条件において、N2によるプラズマCVD処理を行なった。その後、各積層体について、耐熱性の評価を行なった。耐熱性は、目視によって評価し、積層体のエッジ部における接着層のはみ出し又は積層体の間におけるボイド等の未接着部分がないものを「○」とし、はみ出し又は未接着部分がある積層体を「×」とした。
続いて、プラズマCVD処理を行なった実施例1〜35及び比較例1〜5の積層体に予備処理工程及び剥離工程を行ない、剥離性の評価を行なった。
実施例1〜35及び比較例1〜5における、塗布性、貼付性、密着性、耐熱性及び剥離性の評価の結果は、以下の表7〜表11に示す通りである。
実施例1及び2、並びに比較例1の接着剤組成物を用いた積層体について、剥離強度の評価を行なった。なお、剥離強度の評価は、剥離性の評価と同様の条件によって行なった。剥離強度の評価結果を表12に示す。
実施例1〜35及び比較例1〜5の接着剤組成物を用いて、12インチのシリコンキャリア(シリコン支持体)と半導体ウエハ基板とを積層した積層体を作製し、各接着剤組成物を用いた積層体における接着剤組成物の塗布性、貼付性、密着性、耐熱性及び剥離性の評価を行なった。なお、各積層体は、シリコンキャリアを用いた以外は、ガラス支持体を用いた積層体と同じ作製条件で作製した。また、各積層体における塗布性、貼付性、密着性、密着性及び耐熱性の評価条件も、ガラス支持体を用いた積層体の評価条件と同じである。
実施例1〜35及び比較例1〜5の接着組成物を用い、シリコンキャリアと半導体ウエハ基板とを積層した積層体を対象として、上述の予備処理工程の代わりに光照射工程を行ない、剥離性の評価を行った。
レーザーの平均出力:100%、20W
レーザーの走査速度:500mm/sec。
実施例1〜35及び比較例1〜5の接着剤組成物を用い、半導体ウエハ基板と、12インチのガラス支持体とを積層した積層体を作製した。なお、各積層体は、塗布性評価の条件に基づき接着剤組成物を塗布し、貼付性評価の条件に基づき、半導体ウエハ基板とガラス支持体とを貼り付けた。また、この条件によって作製された各積層体について、BG処理及びプラズマCVD処理を行ない、その後、各積層体の外周部から内側に向かって5mmの幅に、半導体ウエハ基板側からCO2レーザーを照射した後、半導体ウエハ基板側を固定し、ガラス支持体に0.5kgfの力を加えることにより、剥離工程を行なった。なお、光照射工程におけるCO2レーザーの照射条件は、シリコンキャリア側から光を照射した実施例と同じ条件である。
2 サポートプレート(支持体)
3 接着層
10 積層体
11 積層体
2a サポートプレート(支持体)
21 レーザー照射装置
Claims (10)
- 基板と、当該基板を支持する支持体とを一時的に貼り付けるための接着剤組成物であって、
熱可塑性樹脂と、離型剤とを含んでいることを特徴とする接着剤組成物。 - 上記熱可塑性樹脂は、炭化水素樹脂及びエラストマーからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の接着剤組成物。
- 上記エラストマーは、水添スチレンエラストマーであることを特徴とする請求項2に記載の接着剤組成物。
- 上記離型剤は、ジメチルシリコーン、及び、ジメチルシリコーンの末端及び側鎖の少なくとも1部に官能基を導入することによって変性した変性シリコーンからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の接着剤組成物。
- 上記官能基は、カルビノール基、エポキシ基、アミノ基、アクリル基、メタクリル基、カルボキシル基、フェノール基、メルカプト基、アルキル基、アラルキル基、シラノール基、ジオール及びポリエーテルからなる群より選択される少なくとも1つの官能基であることを特徴とする請求項4に記載の接着剤組成物。
- 上記ジメチルシリコーン又は上記変性シリコーンの25℃における動粘度が、20mm2/s以上であることを特徴とする請求項4又は5に記載の接着剤組成物。
- 上記離型剤が、上記熱可塑性樹脂の総量に対して0.01重量%以上、10重量%以下の範囲内で配合されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の接着剤組成物。
- 基板と、当該基板を支持する支持体とを、請求項1〜7の何れか1項に記載の接着剤組成物を用いて形成した接着層を介して貼り付けた積層体。
- 請求項8に記載の積層体における上記接着層の外周部の少なくとも一部を除去する予備処理工程と、
上記予備処理工程後、上記積層体における上記基板から上記支持体を剥離する剥離工程とを包含していることを特徴とする剥離方法。 - 請求項8に記載の積層体における上記接着層の外周部の少なくとも一部に対して光を照射する光照射工程と、
上記光照射工程後、上記積層体における上記基板から上記支持体を剥離する剥離工程とを包含していることを特徴とする剥離方法。
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