JP2019183030A - 剥離用組成物、接着剤を剥離する方法、及び電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
半導体パッケージの技術としては、ファンイン型技術、ファンアウト型技術が挙げられる。ファンイン型技術による半導体パッケージとしては、ベアチップ端部にある端子をチップエリア内に再配置する、ファンイン型WLP(Fan-in Wafer Level Package)等が知られている。ファンアウト型技術による半導体パッケージとしては、該端子をチップエリア外に再配置する、ファンアウト型WLP(Fan-out Wafer Level Package)等が知られている。
すなわち、本発明の第1の態様は、接着剤を剥離するための剥離用組成物であって、第1溶剤と、第2溶剤と、を含有し、前記第1溶剤は、炭化水素系溶剤であり、前記第2溶剤は、前記第1溶剤のオクタノール/水分配係数(logPow)をlogPow1とし、前記第2溶剤のlogPowをlogPow2としたとき、logPow2/logPow1<1を満たす溶剤である、剥離用組成物である。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「置換基を有していてもよい」又は「置換基を有してもよい」と記載する場合、水素原子(−H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(−CH2−)を2価の基で置換する場合との両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
「ヒドロキシスチレン誘導体」とは、ヒドロキシスチレンのα位の水素原子がアルキル基、ハロゲン化アルキル基等の他の置換基に置換されたもの、並びにそれらの誘導体を含む概念とする。それらの誘導体としては、α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンの水酸基の水素原子を有機基で置換したもの;α位の水素原子が置換基に置換されていてもよいヒドロキシスチレンのベンゼン環に、水酸基以外の置換基が結合したもの等が挙げられる。尚、α位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、ベンゼン環が結合している炭素原子のことをいう。
ヒドロキシスチレンのα位の水素原子を置換する置換基としては、前記α置換アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位の置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部または全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1〜5が好ましく、1が最も好ましい。
本発明の第1の態様に係る接着剤を剥離するための剥離用組成物は、第1溶剤と、第2溶剤と、を含有する。前記第1溶剤は、炭化水素系溶剤であり、前記第2溶剤は、前記第1溶剤のオクタノール/水分配係数(logPow)をlogPow1とし、前記第2溶剤のlogPowをlogPow2としたとき、logPow2/logPow1<1を満たす溶剤である。
第1溶剤は、炭化水素系溶剤である。「炭化水素系溶剤」とは、炭素原子と水素原子とから構成される化合物(炭化水素)からなる溶剤である。第1溶剤としての炭化水素系溶剤は、特に限定されないが、例えば、テルペン系の炭化水素系溶剤、アルカン系の炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
これらの中でも、テルペン系溶剤としては、p−メンタン、d−リモネン、l−リモネン、ジペンテン及びピナンを用いることが好ましく、p−メンタン及びd−リモネンを用いることがより好ましい。特に、接着剤が、水添スチレン系エラストマーを含む場合には、テルペン系溶剤として、p−メンタン、リモネン、ジペンテン及びピナンを用いることが好ましい。それらのテルペン系溶剤を用いることにより、水添スチレン系エラストマーを含む接着剤を迅速に溶解することができる剥離用組成物を得ることができる。また、テルペン系溶剤として、p−メンタンを用いれば、水添スチレン系エラストマーを含む接着剤をより迅速に溶解することができる剥離用組成物を得ることができる。
これらの中でも、アルカン系の炭化水素系溶剤としては、エチルシクロヘキサン及びデカリンが好ましい。
第2溶剤は、前記第1溶剤のオクタノール/水分配係数(logPow)をlogPow1とし、前記第2溶剤のlogPowをlogPow2としたとき、(logPow2/logPow1)<1を満たす溶剤である。
なお、(logPow2/logPow1)の値は、0.9より小さいことがより好ましく、0.8より小さいことがさらに好ましい。また、(logPow2/logPow1)の値は負の値をとっても構わない。
本実施形態の剥離用組成物は、第1溶剤に加えて、第1溶剤よりも極性が高い第2溶剤を含有することにより、窒素原子などを含むポリマーを含有する場合であっても、接着剤に由来する残渣の発生を防止することが可能となる。
ここで、第2溶剤として非炭化水素系溶剤を含む場合、logPow2は、3.0以下であることが好ましく、2.8以下であることがより好ましく、2.5以下であることがさらに好ましい。
なお、第2溶剤のlogPow2の下限値は、用いる接着剤に応じ適宜設定ができるが、たとえば、前述の第1溶剤との相溶性等の観点で−3.0以上とすることができる。
具体例としては、1,4−テルピン、1,8−テルピン、ゲラニオール、ネロール、リナロール、シトラール、シトロネロール、メントール、イソメントール、ネオメントール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、テルピネン−1−オール、テルピネン−4−オール、ジヒドロターピニルアセテート、1,4−シネオール、1,8−シネオール、ボルネオール、カルボン、ヨノン、カンファー等のテルペン系溶剤;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン(CH)、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノン等のケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール等の多価アルコール類;エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、又はジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類又は前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテル又はモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体(これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい);ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類;アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル等の芳香族系有機溶剤;N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤等が挙げられる。
中でも、エステル結合、エーテル結合及びケトン基からなる群より選択される構造を少なくとも1個含む溶剤が好ましく、酢酸ブチル、PGMEA、及び2−ヘプタノン等が好ましく例示される。
本実施形態の剥離用組成物は、前記第1溶剤及び第2溶剤に加えて、任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分は、特に限定されないが、例えば、界面活性剤が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。中でも、アセチレングリコール系界面活性剤及びポリオキシエチレンアルキルエーテルがより好ましい。
アセチレングリコール系界面活性剤は、市販品として入手可能であり、例えば、エアープロダクツアンドケミカルズ社(米国)製のサーフィノールシリーズが挙げられる。具体的には、サーフィノール104E、サーフィノール420、サーフィノール440、サーフィノール465、サーフィノール485等が挙げられる。
シリコン系界面活性剤は、市販品として入手可能であり、例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社製のBYK−331、BYK−310、及びBYK−322等を挙げることができる。
本実施形態の剥離用組成物が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の合計の割合は、0.1質量%以上、10質量%以下の範囲内で添加されていることが好ましく、0.1質量%以上、5質量%以下の範囲内で添加されていることがより好ましい。界面活性剤の添加量が0.1質量%以上、10質量%以下の範囲内であれば、溶剤に界面活性剤を好適に溶解させておくことができる。
本実施形態の剥離用組成物は、接着剤を剥離するために用いられる。本実施形態の剥離用組成物の適用対象となる接着剤は、特に限定されないが、半導体の製造プロセスにおいて、基板と支持体とを接着するために用いられる接着剤が好ましく例示される。
そのような接着剤としては、例えば、マレイミド骨格を含む単量体(m11)から誘導される構成単位(u11)を有するポリマー(以下、「ポリマー(P1)」ともいう。)、水添スチレン系エラストマー(以下、「ポリマー(P2)」ともいう。)等を含有する接着剤が好適に挙げられる。
本実施形態の剥離用組成物の適用対象となる接着剤は、マレイミド骨格を含む単量体(m11)から誘導される構成単位(u11)を有するポリマー(P1)を含有することが好ましい。
〔構成単位(u11〕
構成単位(u11)は、マレイミド骨格を含む単量体(m11)から誘導される構成単位である。マレイミド骨格を含む単量体(m11)としては、例えば、下記一般式(m11)で表される単量体が挙げられる。
前記の直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基、脂肪族環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
Rm13における分岐鎖状のアルキル基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜15であることがより好ましく、3〜10がさらに好ましい。具体的には、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
これらの中でも、Rm13の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基としては、メチル基が好ましい。
前記脂肪族炭化水素環は、多環であってもよく、単環であってもよい。
単環の脂肪族炭化水素環としては、炭素数3〜8のものが好ましく、具体的にはシクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等が挙げられ、シクロペンタン、シクロヘキサンが好ましい。
多環の脂肪族炭化水素環としては、炭素数7〜30のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の架橋環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカン;ステロイド骨格を有する環等の縮合環系の多環式骨格を有するポリシクロアルカンがより好ましい。
具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられ、中でもシクロヘキシル基が好ましい。
Rm13における芳香族炭化水素基が有する芳香環として具体的には、ベンゼン、フルオレン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ビフェニル又はこれらの芳香環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環などが挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。
Rm13における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香環から水素原子1つを除いた基(アリール基:例えばフェニル基、ナフチル基など)、前記芳香環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えばベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記アルキレン基(アリールアルキル基中のアルキル鎖)の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
なかでも、Rm13における芳香族炭化水素基としては、フェニル基及びメチルフェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基がより好ましい。
置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基等の水素原子の一部又は全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
以下に、構成単位(u11)の具体例を示す。
(P1)成分中の構成単位(u11)の割合は、ポリマー(P1)を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、例えば、10〜90モル%である。一態様において、(P1)成分中の構成単位(u11)の割合は、1〜20モル%であることが好ましく、5〜15モル%であることがより好ましい。また、一態様において、ポリマー(P1)中の構成単位(u11)の割合は、20〜80モル%が好ましく、40〜70モル%がより好ましい。構成単位(u11)の割合は、接着剤に求める性質に応じて、適宜選択可能である。構成単位(u11)は、接着剤の耐熱性を向上させる機能を有する。
ポリマー(P1)は、上記構成単位(u11)に加えて、他の構成単位を有していてもよい。他の構成単位としては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステルから誘導される構成単位、シクロオレフィンから誘導される構成単位、スチレンから誘導される構成単位等が挙げられる。
ポリマー(P1)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルから誘導される構成単位(u12)を有していてもよい。「(メタ)アクリル」とは、アクリル又はメタクリルの少なくとも一方を意味する。
該(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、炭素数15〜20の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を含むアクリル系長鎖アルキルエステルであってもよく、炭素数1〜14の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を含むアクリル系アルキルエステルであってもよい。
ポリマー(P1)中の構成単位(u12)の割合は、ポリマー(P1)を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、例えば、10〜90モル%である。一態様において、ポリマー(P1)中の構成単位(u12)の割合は、20〜70モル%が好ましく、40〜60モル%がより好ましい。構成単位(u12)の割合は、接着剤に求める性質に応じて、適宜選択可能である。構成単位(u12)は、接着剤の柔軟性及びクラック耐性を向上させる機能を有する。
ポリマー(P1)は、シクロオレフィンから誘導される構成単位(u13)を有していてもよい。
Ru131〜Ru134におけるアルキル基としては、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる。
Ru131〜Ru134におけるアルケニル基としては、例えばアリル基、ペンテニル基、ビニル基が挙げられる。
Ru131〜Ru134におけるアルキニル基としては、例えばエチニル基が挙げられる。
Ru131〜Ru134におけるアルキリデン基としては、例えばメチリデン基、エチリデン基が挙げられる。
Ru131〜Ru134におけるアリール基としては、例えばフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基が挙げられる。
Ru131〜Ru134におけるアラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基が挙げられる。
Ru131〜Ru134におけるアルカリル基としては、例えばトリル基、キシリル基が挙げられる。
Ru131〜Ru134におけるシクロアルキル基としては、例えばアダマンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基が挙げられる。
Ru131〜Ru134における、ヘテロ環を有する有機基としては、例えば、エポキシ基を有する有機基、オキセタニル基を有する有機基が挙げられる。
また、Ru131〜Ru134のいずれか1つ以上が水素原子であることも好ましい。
上記の中でも、Ru131〜Ru134における有機基は、アルキル基と水素原子との組合せが好ましく、Ru131〜Ru134のいずれか1つがアルキル基であって残り3つが水素原子であることが好ましい。
ポリマー(P2)中の構成単位(u13)の割合は、ポリマー(P1)を構成する全構成単位の合計(100モル%)に対して、例えば、10〜90モル%である。一態様において、ポリマー(P1)中の構成単位(u13)の割合は、20〜80モル%がより好ましく、30〜60モル%がさらに好ましい。構成単位(u13)の割合は、接着剤に求める性質に応じて、適宜選択可能である。構成単位(u13)は、接着剤の剥離性を向上させる機能を有する。
ポリマー(P1)は、スチレンから誘導される構成単位(St)を有していてもよい。スチレンは、200℃以上の高温環境下においても変質することがないため、構成単位(St)は、接着剤の耐熱性を向上させる機能を有する。
本実施形態の接着剤組成物中、(P2)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の剥離用組成物の適用対象となる接着剤は、水添スチレン系エラストマー(ポリマー(P2))を含有するものであってもよい。
接着剤が含有し得るポリマーは、上記ポリマー(P1)及びポリマー(P2)に限定されない。例えば、接着剤は、上記ポリマー(P1)及びポリマー(P2)のいずれか又は両方に加えて、炭化水素樹脂、アクリル−スチレン系樹脂等を含有していてもよい。これらの樹脂により、接着剤の接着性を調整してもよい。あるいは、上記ポリマー(P1)及びポリマー(P2)に代えて、炭化水素樹脂、アクリル−スチレン系樹脂等を含有していてもよい。
本実施形態の剥離用組成物が適用される接着剤は、炭化水素樹脂を含有していてもよい。炭化水素樹脂は、炭化水素骨格を有する単量体組成物を重合してなる樹脂である。炭化水素樹脂として、シクロオレフィン系ポリマー(以下、「樹脂(A)」ということがある)、並びに、テルペン樹脂、ロジン系樹脂及び石油樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂(以下、「樹脂(B)」ということがある)等が挙げられるが、これに限定されない。
本実施形態の剥離用組成物が適用される接着剤は、アクリル−スチレン系樹脂を含有していてもよい。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重合した樹脂が挙げられる。
アクリル系長鎖アルキルエステルとしては、アルキル基がn−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基等であるアクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルが挙げられる。
炭素数1〜14のアルキル基を含むアクリル系アルキルエステルとしては、従来の(メタ)アクリル系接着剤に用いられている公知のアクリル系アルキルエステルが挙げられる。例えば、アルキル基が、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、2−エチルヘキシル基、イソオクチル基、イソノニル基、イソデシル基、ドデシル基、ラウリル基、トリデシル基等であるアクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルが挙げられる。
これらの中でも、アクリル系長鎖アルキルエステルが好ましく、エイコシル(メタ)アクリレートがより好ましい。
接着剤は、上記ポリマー成分に加えて、他の成分を含んでいてもよい。他の成分は、特に限定されないが、例えば、離型剤、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用いることができる。また、接着剤は、希釈溶剤を含んでいてもよい。
希釈溶剤は、接着剤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を調整することができる。
本発明の第2の態様は、接着剤が付着した基板から、前記接着剤を剥離する方法である。本実施形態の方法は、第1の態様に係る剥離用組成物を、前記接着剤に接触させて、前記接着剤を溶解させる溶解工程を含む。
図1は、本実施形態の接着剤を剥離する方法の一実施形態を説明する概略工程図である。図1(a)は、溶解工程の一例を説明する図である。図1(a)に示す積層体100は、基板4、封止材層5及び配線層6からなるデバイス層456と、接着剤からなる接着層3とから構成される。接着層3は、デバイス層456を構成する基板4側に付着している。図1(a)では、スプレー7から、上記第1の態様に係る剥離用組成物8を噴霧して、剥離用組成物8を接着層3に接触させて、接着層3を溶解している。
図1(b)は、接着層3が除去されたデバイス層456を示す。
図1の(a)に示すように、溶解工程では、上記第1の態様に係る剥離用組成物を、接着層3に接触させて、当該接着層3を溶解させる。接着層3は、好ましくは、上記<剥離用組成物>の≪接着剤≫に記載した接着剤により形成されたものである。より具体的には、接着剤は、マレイミド骨格を含む単量体から誘導される構成単位を有するポリマーを含有することが好ましい。さらに、接着剤は、マレイミド骨格を含む単量体から誘導される構成単位を有するポリマーに加えて、水添スチレン系エラストマーを含有することがより好ましい。
本実施形態の方法は、上記溶解工程に加えて、他の工程を含んでいてもよい。他の工程としては、例えば、分離工程が挙げられる。
本実施形態の方法は、前記溶解工程の前に、支持体、接着層、及び基板がこの順で積層された積層体から、前記支持体を分離する分離工程を含んでいてもよい。
図2(a)の積層体200は、デバイス層456及び接着層3に加えて、支持基体1及び分離層2からなる支持体12を備えている。積層体200において、支持体12、接着層3、及びデバイス層456は、この順に積層されている。図2(a)は、支持基体1を介して、分離層2に光を照射している図である。図2(b)は、光の照射により分離層2が変質し、変質した分離層2’となった状態を示す。図2(c)は、支持基体1を基板4から分離した状態を示す。
次に、図1の積層体100、及び図2の積層体200の各構成について説明する。
支持体は、基板を支持する部材であり、接着層を介して支持体上に基板が固定される。図2の例では、支持体12は、支持基体1と、支持基体1上に設けられた分離層2と、を備えている。なお、分離層2を設けない場合には、支持基体1が支持体となる。
支持基体は、光を透過する特性を有し、基板を支持する部材である。図2のように分離層を設ける場合、支持基体は、分離層及び接着層を介して基板に貼り合わされる。分離層を設けない場合には、支持基体は、接着層を介して基板に貼り合される。そのため、支持基体としては、デバイスの薄化、基板の搬送、基板への実装等の際に、基板の破損又は変形を防ぐために必要な強度を有していることが好ましい。また、支持基体は、分離層を変質させることができる波長の光を透過するものが好ましい。
支持基体の材料としては、例えば、ガラス、シリコン、アクリル系樹脂等が用いられる。支持基体の形状としては、例えば矩形、円形等が挙げられるが、これに限定されない。
また、支持基体としては、さらなる高密度集積化や生産効率の向上のために、円形である支持基体のサイズを大型化したもの、平面視における形状が四角形である大型パネルを用いることもできる。
分離層は、接着層に隣接し、光の照射により変質して、支持体に貼り合わされる基板から支持基体を分離可能とする層である。
この分離層は、後述の分離層形成用組成物を用いて形成することができ、例えば、分離層形成用組成物が含有する成分を焼成することにより、又は化学気相堆積(CVD)法により形成される。この分離層は、支持基体を透過して照射される光を吸収することによって好適に変質する。
分離層は、光を吸収する材料のみから形成されていることが好ましいが、本発明における本質的な特性を損なわない範囲で、光を吸収する構造を有していない材料が配合された層であってもよい。
分離層を形成するための材料である分離層形成用組成物は、例えば、フルオロカーボン、光吸収性を有している構造を含む繰り返し単位を有する重合体、無機物、赤外線吸収性の構造を有する化合物、赤外線吸収物質、反応性ポリシルセスキオキサン、又はフェノール骨格を有する樹脂成分を含有するものが挙げられる。
また、分離層形成用組成物は、任意成分としてフィラー、可塑剤、熱酸発生剤成分、光酸発生剤成分、有機溶剤成分、界面活性剤、増感剤、又は支持基体の分離性を向上し得る成分等を含有してもよい。
分離層は、フルオロカーボンを含有していてもよい。フルオロカーボンによって構成される分離層は、光を吸収することで変質するようになっており、その結果、光の照射を受ける前の強度又は接着性を失う。よって、わずかな外力を加える(例えば、支持体を持ち上げる等)ことによって、分離層が破壊されて、支持体と、基板又は配線層とを分離し易くすることができる。分離層を構成するフルオロカーボンは、プラズマCVD法によって好適に成膜することができる。
フルオロカーボンは、その種類によって固有の範囲の波長を有する光を吸収する。分離層に用いたフルオロカーボンが吸収する範囲の波長の光を分離層に照射することにより、フルオロカーボンを好適に変質させ得る。分離層における光の吸収率は、80%以上であることが好ましい。
分離層は、光吸収性を有している構造を含む繰り返し単位を有する重合体を含有していてもよい。該重合体は、光の照射を受けて変質する。
光吸収性を有している構造は、例えば、置換若しくは非置換のベンゼン環、縮合環又は複素環からなる共役π電子系を含む原子団が挙げられる。光吸収性を有している構造は、より具体的には、カルド構造、又は該重合体の側鎖に存在するベンゾフェノン構造、ジフェニルスルフォキシド構造、ジフェニルスルホン構造(ビスフェニルスルホン構造)、ジフェニル構造若しくはジフェニルアミン構造が挙げられる。
上記の光吸収性を有している構造は、その種類に応じて、所望の範囲の波長を有している光を吸収することができる。例えば、上記の光吸収性を有している構造が吸収可能な光の波長は、100〜2000nmの範囲内であることが好ましく、100〜500nmの範囲内であることがより好ましい。
分離層は、無機物からなるものであってもよい。この無機物は、光を吸収することによって変質するものであればよく、例えば、金属、金属化合物及びカーボンからなる群より選択される1種類以上が好適に挙げられる。金属化合物とは、金属原子を含む化合物であり、例えば金属酸化物、金属窒化物が挙げられる。
このような無機物としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウム、チタン、クロム、SiO2、SiN、Si3N4、TiN、及びカーボンからなる群より選ばれる1種類以上が挙げられる。
尚、カーボンとは、炭素の同素体も含まれ得る概念であり、例えばダイヤモンド、フラーレン、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンナノチューブ等を包含する。
上記無機物は、その種類によって固有の範囲の波長を有する光を吸収する。
無機物からなる分離層は、例えばスパッタ、化学蒸着(CVD)、メッキ、プラズマCVD、スピンコート等の公知の技術により、支持基体上に形成され得る。
分離層は、赤外線吸収性の構造を有する化合物を含有していてもよい。この、赤外線吸収性の構造を有する化合物は、赤外線を吸収することにより変質する。
赤外線吸収性を有している構造、又はこの構造を有する化合物としては、例えば、アルカン、アルケン(ビニル、トランス、シス、ビニリデン、三置換、四置換、共役、クムレン、環式)、アルキン(一置換、二置換)、単環式芳香族(ベンゼン、一置換、二置換、三置換)、アルコールもしくはフェノール類(自由OH、分子内水素結合、分子間水素結合、飽和第二級、飽和第三級、不飽和第二級、不飽和第三級)、アセタール、ケタール、脂肪族エーテル、芳香族エーテル、ビニルエーテル、オキシラン環エーテル、過酸化物エーテル、ケトン、ジアルキルカルボニル、芳香族カルボニル、1,3−ジケトンのエノール、o−ヒドロキシアリールケトン、ジアルキルアルデヒド、芳香族アルデヒド、カルボン酸(二量体、カルボン酸アニオン)、ギ酸エステル、酢酸エステル、共役エステル、非共役エステル、芳香族エステル、ラクトン(β−、γ−、δ−)、脂肪族酸塩化物、芳香族酸塩化物、酸無水物(共役、非共役、環式、非環式)、第一級アミド、第二級アミド、ラクタム、第一級アミン(脂肪族、芳香族)、第二級アミン(脂肪族、芳香族)、第三級アミン(脂肪族、芳香族)、第一級アミン塩、第二級アミン塩、第三級アミン塩、アンモニウムイオン、脂肪族ニトリル、芳香族ニトリル、カルボジイミド、脂肪族イソニトリル、芳香族イソニトリル、イソシアン酸エステル、チオシアン酸エステル、脂肪族イソチオシアン酸エステル、芳香族イソチオシアン酸エステル、脂肪族ニトロ化合物、芳香族ニトロ化合物、ニトロアミン、ニトロソアミン、硝酸エステル、亜硝酸エステル、ニトロソ結合(脂肪族、芳香族、単量体、二量体)、メルカプタンもしくはチオフェノールもしくはチオール酸等の硫黄化合物、チオカルボニル基、スルホキシド、スルホン、塩化スルホニル、第一級スルホンアミド、第二級スルホンアミド、硫酸エステル、炭素−ハロゲン結合、Si−A1結合(A1は、H、C、O又はハロゲン)、P−A2結合(A2は、H、C又はO)又はTi−O結合が挙げられる。
これらの中でも、Ti−O結合を含む化合物としては、ジ−n−ブトキシ・ビス(トリエタノールアミナト)チタン(Ti(OC4H9)2[OC2H4N(C2H4OH)2]2)が好ましい。
さらに、上記構造がSi−O結合、Si−C結合又はTi−O結合である場合には、9〜11μmの範囲内が好ましい。
分離層は、赤外線吸収物質を含有していてもよい。この赤外線吸収物質は、光を吸収することによって変質するものであればよく、例えば、カーボンブラック、鉄粒子、又はアルミニウム粒子を好適に用いることができる。
赤外線吸収物質は、その種類によって固有の範囲の波長を有する光を吸収する。分離層に用いた赤外線吸収物質が吸収する範囲の波長の光を分離層に照射することにより、赤外線吸収物質を好適に変質させ得る。
分離層は、反応性ポリシルセスキオキサンを重合させることにより形成することができる。これにより形成される分離層は、高い耐薬品性と高い耐熱性とを備えている。
反応性ポリシルセスキオキサンのシロキサン含有量が、前記の好ましい範囲内であれば、赤外線(好ましくは遠赤外線、より好ましくは波長9〜11μmの光)を照射することによって好適に変質させることができる分離層を形成することができる。
反応性ポリシルセスキオキサンの重量平均分子量(Mw)が、前記の好ましい範囲内であれば、溶剤に好適に溶解させることができ、サポートプレート上に好適に塗布することができる。
分離層は、フェノール骨格を有する樹脂成分を含有していてもよい。フェノール骨格を有することで、加熱等により容易に変質(酸化等)して光反応性が高まる。
ここでいう「フェノール骨格を有する」とは、ヒドロキシベンゼン構造を含んでいることを意味する。
フェノール骨格を有する樹脂成分は、膜形成能を有し、好ましくは分子量が1000以上である。当該樹脂成分の分子量が1000以上であることにより、膜形成能が向上する。当該樹脂成分の分子量は、1000〜30000がより好ましく、1500〜20000がさらに好ましく、2000〜15000が特に好ましい。当該樹脂成分の分子量が、前記の好ましい範囲の上限値以下であることにより、分離層形成用組成物の溶媒に対する溶解性が高められる。
尚、樹脂成分の分子量としては、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を用いるものとする。
図1の積層体100、及び図2の積層体200における接着層3は、上記<剥離用組成物>の≪接着剤≫で説明した接着剤の乾燥体であることが好ましい。より具体的には、接着剤は、マレイミド骨格を含む単量体から誘導される構成単位を有するポリマーを含有することが好ましく、水添スチレン系エラストマーをさらに含有することがより好ましい。接着層3の厚さは、例えば1μm以上、200μm以下の範囲内であることが好ましく、5μm以上、150μm以下の範囲内であることがより好ましい。
デバイス層は、金属又は半導体により構成される部材と、前記部材を封止又は絶縁する樹脂と、の複合体である。具体的には、デバイス層は、封止材層及び配線層の少なくとも一方を含み、さらに基板を含むことができる。
図1に示す積層体100、及び図2に示す積層体200では、デバイス層456は、基板4と封止材層5、及び配線層6により構成されている。
基板(ベアチップ)は、支持体に支持された状態で、薄化、実装等のプロセスに供される。基板には、例えば集積回路や金属バンプ等の構造物が実装される。
基板としては、典型的には、シリコンウェーハ基板が用いられるが、これに限定されず、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を用いてもよい。
封止材層は、基板を封止するために設けられるものであり、封止材を用いて形成される。封止材には、金属又は半導体により構成される部材を、絶縁又は封止の可能な部材が用いられる。封止材には樹脂を用いてもよい。封止材に用いられる樹脂は、金属又は半導体を、封止及び/又は絶縁の可能なものであれば、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド等が挙げられる。
封止材は、樹脂のほか、フィラー等の他の成分を含んでいてもよい。フィラーとしては、例えば、球状シリカ粒子等が挙げられる。
配線層は、RDL(Redistribution Layer:再配線層)とも呼ばれ、基板に接続する配線を構成する薄膜の配線体であり、単層又は複数層の構造を有し得る。配線層は、パターン化された樹脂材料(感光性を有するポリイミドや、感光性を有するアクリル樹脂等)の間に導電体(例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、金及び銀等の金属並びに銀−錫合金等の合金)によって配線が形成されたものであり得るが、これに限定されない。
本実施形態の接着剤を剥離する方法は、上記の実施形態に限定されない。例えば、支持体が、分離層を備えず、支持基体のみから構成されるものであってもよい。
本実施形態の接着剤を剥離する方法は、さらに別の実施形態であってもよい。例えば、積層体における接着層の外周部分の一部をブレード等によって除去し、次に、ブレードによって接着層3を除去した部分にエタノール等の有機溶媒を供給する。その後、例えば、積層体における基板を固定し、支持基体をクランプ等の把持手段によって把持して積層体に力を加えることで、積層体から支持基体を分離してもよい。
本発明の第3の態様は、電子部品の製造方法である。本実施形態の方法は、支持体、接着層、及び基板が、この順で積層された積層体から支持体を分離する分離工程と、前記分離工程の後、前記基板に付着する接着剤に、前記第1の態様に係る剥離用組成物を接触させて、前記接着剤を溶解させる溶解工程と、を含む。
以下に、図2に記載の積層体200の製造方法について説明する。
図4は、接着層付き支持体123から積層体40を製造する方法の一実施形態を説明する概略工程図である。図4(a)は、接着層付き支持体123を示す図であり、図4(b)は、基板固定工程を示す図であり、図4(c)は、封止工程を説明する図である。
図5は、積層体40から積層体200を製造する方法の一実施形態を説明する概略工程図である。図5(a)は、積層体40を示す図であり、図5(b)は、研削工程を説明する図であり、図5(c)は再配線形成工程を説明する図である。
支持体を作製する工程は、支持基体上の一方に、分離層形成用組成物を用いて分離層を形成して、支持体を得る工程である。
図3(a)では、支持基体1上に、分離層形成用組成物(フルオロカーボンを含有するもの)を用いることにより分離層2が形成されている(すなわち、分離層付き支持基体が作製されている)。
例えば、支持体を作製する工程では、加熱環境下もしくは減圧環境下、支持基体1上に塗布された分離層形成用組成物の塗工層から溶剤成分を除去して成膜する(分離層2を形成する)、又は、支持基体1上に、蒸着法により成膜する(分離層2を形成する)ことで、支持体12を得る。
実施形態における接着層形成工程は、支持体上の一方に、上述した実施形態の接着層形成用組成物を用いて接着層を形成する工程である。
図3(b)では、支持体12の分離層2側の面に、接着剤を用いて接着層3が形成されている(すなわち、接着層付き支持体123が作製されている)。
デバイス層形成工程では、金属又は半導体により構成される部材と、前記部材を封止又は絶縁する樹脂との複合体であるデバイス層を形成する。デバイス層形成工程は、基板固定工程、封止工程、研削工程、および配線層形成工程のいずれかを含むことができる。
その一実施態様において、デバイス層形成工程は、基板固定工程および封止工程を含む。この場合、デバイス層形成工程は、さらに、研削工程および配線層形成工程を含んでいてもよい。
他の実施態様において、デバイス層形成工程は、配線層形成工程を含む。この場合、デバイス層形成工程は、さらに、基板固定工程、封止工程および研削工程を含んでいてもよい。
基板固定工程は、接着層を介して、支持体上に基板(ベアチップ)を固定する工程である。
図4(b)では、分離層2が形成された支持基体1(支持体12)と、基板4とが、接着層3を介して積層され、支持体12、接着層3、基板4の順に積み重なった構造体30が得られている。
封止工程は、支持体上に固定された基板を、封止材を用いて封止する工程である。
図4(c)では、接着剤層3を介して支持体12に固定された基板4の全体が、封止材層5により封止された積層体40が得られている。積層体40において、基板4および封止材層5は、デバイス層45を構成する。
その際、温度条件は、例えば130〜170℃である。
基板4に加えられる圧力は、例えば50〜500N/cm2である。
研削工程は、前記封止工程の後、封止体における封止材部分(封止材層5)を、基板の一部が露出するように研削する工程である。
封止材部分の研削は、例えば図5(b)に示すように、封止材層5を、基板4とほぼ同等の厚さになるまで削ることにより行う。
配線層形成工程は、前記研削工程の後、前記の露出した基板上に配線層を形成する工程である。
図5(c)では、基板4及び封止材層5上に、配線層6が形成されている。これにより、積層体200を得ることができる。積層体200において、基板4、封止材層5および配線層6は、デバイス層456を構成する。
まず、封止材層5上に、酸化シリコン(SiOx)、感光性樹脂等の誘電体層を形成する。酸化シリコンからなる誘電体層は、例えばスパッタ法、真空蒸着法等により形成することができる。感光性樹脂からなる誘電体層は、例えばスピンコート、ディッピング、ローラーブレード、スプレー塗布、スリット塗布等の方法により、封止材層5上に、感光性樹脂を塗布することで形成することができる。
上記積層体200を得た後、さらに、配線層6上にバンプの形成、又は素子の実装を行ってもよい。配線層6上への素子の実装は、例えば、チップマウンター等を用いて行うことができる。
剥離用組成物の洗浄性を評価にするために用いる接着剤組成物A及びBを、表1に示す組成及び配合量に従い調製した。
まず、25質量部の(P1)−1、65質量部の(P2)−1、及び10質量部の(P3)−1を混合することで樹脂組成物を得た。続いて、デカヒドロナフタレン208質量部と酢酸ブチル20質量部の混合溶剤に、当該樹脂組成物100質量部を溶解した。続いて、樹脂混合物100質量部に対して、1重量部のIRGANOX(商品名)1010(BASF社製)を添加して接着剤(A)を得た。
続いて、表1に示す組成及び配合量に従い、接着剤(A)と同様の手順によって、接着剤(B)を調製した。
尚、以下に示す樹脂成分についての質量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の値を用いて求めた。
(S1)−1:デカヒドロナフタリン
(S1)−2:酢酸ブチル
洗浄性評価のための試験片を作製するために、接着剤組(A)及び接着剤(B)を用いて積層体を形成し、積層体を処理した後にウエハ基板からガラス支持基体を分離した。これによって、試験片として、分離層及び接着層の残渣が残るウエハ基板を作製した。
また、接着剤(A)を用いた場合と同様の手順に従って、接着剤(B)についても試験片(B)を作製した。
表2に示す組成に従って、実施例1〜10、及び比較例1〜2の剥離用組成物を調製した。表2〜4に示す各溶媒の数値は配合量(質量部)である。
なお、各溶媒のlogPowの値は以下に示す通りである。
・p−メンタン:5.56
・デカヒドロナフタリン(デカリン):4.20
・エチルシクロヘキサン:4.56
・D−リモネン:4:57
・酢酸ブチル:1.82
・PGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート):0.36
・2−ヘプタノン:1.98
接着剤(A)及び(B)を用いて作製した試験片(A)及び(B)に、実施例1〜10及び比較例1〜2の剥離用組成物を用いてスプレー洗浄し、洗浄性の評価を行なった。
評価基準
○:異物個数 100未満
△:異物個数 100以上3000以下
×:異物個数 3000超
一方、比較例1では、多数の残留粒子が認められ、洗浄性能が不十分であった。また、比較例2では、基板に残る接着剤の溶解は観察されなかった。
2 分離層、
3 接着層、
4 基板、
5 封止材層、
6 配線層、
7 スプレー
8 剥離用組成物
10 中間層、
12 支持体、
30 積層体、
40 積層体、
45 デバイス層
50 電子部品、
100 積層体、
200 積層体、
123 接着層付き支持体
456 デバイス層
645 デバイス層。
Claims (15)
- 接着剤を剥離するための剥離用組成物であって、
第1溶剤と、第2溶剤と、を含有し、
前記第1溶剤は、炭化水素系溶剤であり、
前記第2溶剤は、前記第1溶剤のオクタノール/水分配係数(logPow)をlogPow1とし、前記第2溶剤のlogPowをlogPow2としたとき、logPow2/logPow1<1を満たす溶剤である、剥離用組成物。 - 前記第2溶剤が少なくとも1種の非炭化水素系溶剤を含む、請求項1に記載の剥離用組成物。
- 前記非炭化水素系溶剤のlogPowが3.0以下である、請求項2に記載の剥離用組成物。
- 前記非炭化水素系溶剤が、エステル結合、エーテル結合、ケトン基、アミド結合、及びヒドロキシ基からなる群より選択される少なくとも1種の構造を含む溶剤である、請求項3に記載の剥離用組成物。
- 前記剥離用組成物に含有される溶剤全体(100質量%)に対する前記非炭化水素系溶剤の割合が、1〜20質量%である、請求項2〜4のいずれか一項に記載の剥離用組成物。
- 前記第2溶剤が少なくとも1種の炭化水素系溶剤を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の剥離用組成物。
- 前記接着剤が、マレイミド骨格を含む単量体から誘導される構成単位を有するポリマーを含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の剥離用組成物。
- 前記接着剤が、さらに、水添スチレン系エラストマーを含有する、請求項7に記載の剥離用組成物。
- 接着剤が付着した基板から、前記接着剤を剥離する方法であって、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の剥離用組成物を、前記接着剤に接触させて、前記接着剤を溶解させる溶解工程を含む、
接着剤を剥離する方法。 - 前記接着剤が、マレイミド骨格を含む単量体から誘導される構成単位を有するポリマーを含有する、請求項9に記載の接着剤を剥離する方法。
- 前記接着剤が、さらに、水添スチレン系エラストマーを含有する、請求項10に記載の接着剤を剥離する方法。
- 前記溶解工程の前に、支持体、接着層、及び基板が、この順で積層された積層体から、前記支持体を分離する分離工程を、さらに含む、
請求項9〜11のいずれか一項に記載の接着剤を剥離する方法。 - 前記支持体が、光を透過する材料からなる支持基体と、光の照射により変質する分離層とからなり、前記分離層は前記支持基体と前記接着層との間に配置されており、
前記分離工程が、前記支持基体を介して前記分離層に光を照射することで前記分離層を変質させて、前記積層体から前記支持体を分離する工程である、
請求項12に記載の接着剤を剥離する方法。 - 支持体、接着層、及び基板が、この順で積層された積層体から支持体を分離する分離工程と、
前記分離工程の後、前記基板に付着する接着剤に、請求項1〜8のいずれか一項に記載の剥離用組成物を接触させて、前記接着剤を溶解させる溶解工程と、
を含む、電子部品の製造方法。 - 前記支持体が、光を透過する材料からなる支持基体と、光の照射により変質する分離層とからなり、前記分離層は前記支持基体と前記接着層との間に配置されており、
前記分離工程が、前記支持基体を介して前記分離層に光を照射することで前記分離層を変質させて、前記積層体から前記支持体を分離する工程である、
請求項14に記載の電子部品の製造方法。
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