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▶ ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー.の特許一覧

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-13
(54)【発明の名称】一次接着用多機能材料
(51)【国際特許分類】
   C09J 161/20 20060101AFI20230606BHJP
   C08G 73/00 20060101ALI20230606BHJP
   C09J 5/00 20060101ALI20230606BHJP
   B32B 27/00 20060101ALI20230606BHJP
   H05K 1/14 20060101ALI20230606BHJP
【FI】
C09J161/20
C08G73/00
C09J5/00
B32B27/00 D
H05K1/14 H
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022562828
(86)(22)【出願日】2021-04-27
(85)【翻訳文提出日】2022-12-13
(86)【国際出願番号】 US2021029322
(87)【国際公開番号】W WO2021222194
(87)【国際公開日】2021-11-04
(31)【優先権主張番号】63/015,897
(32)【優先日】2020-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500499508
【氏名又は名称】ブルーワー サイエンス アイ エヌ シー.
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100148080
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 史生
(74)【代理人】
【識別番号】100168985
【弁理士】
【氏名又は名称】蜂谷 浩久
(74)【代理人】
【識別番号】100149401
【弁理士】
【氏名又は名称】上西 浩史
(72)【発明者】
【氏名】プレンガー, ルーク エム.
(72)【発明者】
【氏名】ウー, チー
(72)【発明者】
【氏名】リウ, シャオ
【テーマコード(参考)】
4F100
4J040
4J043
5E344
【Fターム(参考)】
4F100AA20A
4F100AA32A
4F100AB01A
4F100AB11A
4F100AB31A
4F100AG00A
4F100AG00C
4F100AK01A
4F100AK80
4F100AK80B
4F100AL01B
4F100AT00A
4F100AT00C
4F100BA03
4F100BA06
4F100BA07
4F100CB00
4F100CB00B
4F100EJ15A
4F100EJ15C
4F100EJ52
4F100EJ52B
4F100EJ64A
4F100EJ64C
4F100GB48A
4F100JG05A
4F100JN01A
4F100JN01C
4F100YY00B
4J040EB101
4J040HD30
4J040KA23
4J040KA38
4J040MA05
4J040NA20
4J040PA20
4J040PA30
4J040PA32
4J040PA33
4J040PA42
4J043PA04
4J043QB15
4J043QB44
4J043RA03
4J043SA06
4J043SA85
4J043SB03
4J043TA09
4J043TB01
4J043UA041
4J043UA042
4J043UA051
4J043UA062
4J043UA122
4J043UA131
4J043UA132
4J043UA142
4J043UA151
4J043UA241
4J043UB011
4J043UB021
4J043UB022
4J043UB041
4J043UB061
4J043UB151
4J043UB172
4J043UB301
4J043UB302
4J043UB401
4J043VA021
4J043VA022
4J043VA061
5E344AA01
5E344BB02
5E344BB12
5E344BB20
5E344CD06
5E344DD10
5E344DD15
5E344EE21
(57)【要約】
開示された材料および方法は、半導体およびディスプレイ基板の一時接着および剥離などの用途に使用することができる。これらの材料は、接着層として使用されるのに十分に低い溶融レオロジーを有し、架橋/硬化することができ、長期間にわたる材料の流れの低減を可能にする。この階級の材料はまた、剥離目的のために単層システムとして使用される能力を組み込み、典型的には、その剥離機構のためにレーザー剥離を使用する。これらの材料はまた、硬化性層上で使用される典型的な過酷な条件の代わりに、非常に穏やかな酸性条件を使用した溶剤洗浄性を可能にする。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一時接着方法は、
背面および前面を有する第1基板と、前記前面に隣接し、ポリアゾメチンを含む接着層と、前記接着層に隣接する第1面を有する第2基板とを含むスタックを用意することと、
前記第1および第2基板の分離を容易にするために、前記接着層をレーザーエネルギーに露出することと、を含む、一時接着方法。
【請求項2】
前記ポリアゾメチンが、ジアルデヒドとジアミンとの共重合体を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記ポリアゾメチンが、ジアルデヒドと、芳香族ジアミンと、脂肪族ジアミンとの共重合体を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記ジアルデヒドが、テレフタルアルデヒド、1,3-ビス(4-ホルミルフェノキシ)-2-ヒドロキシプロパン[“4EPIDA”]、イソフタルアルデヒド、{4-[(p-ホルミルベンゾイルオキシ)メチル]シクロヘキシル}p-ホルミル安息香酸メチル、2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸エチル、2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]p-ホルミル安息香酸エチル、2-{2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}p-ホルミル安息香酸エチル、2-(2-{2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}エトキシ)p-ホルミル安息香酸エチル、4-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸シクロヘキシル、3-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸シクロヘキシル、{4-[(p-ホルミルベンゾイルオキシ)メチル]トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ-8-イル}p-ホルミル安息香酸メチル、p-{p-[p-(p-ホルミルフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}ベンズアルデヒド、4-{p-[p-(4-ホルミル-2-メトキシフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}-3-アニスアルデヒド、(E)-5-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)-2-p-ホルミル安息香酸ペンテニル、3-(アリルオキシ)-2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸プロピル、1,4-ジアセチルベンゼン、(E)-5-(p-アセチルベンゾイルオキシ)-2-p-アセチル安息香酸ペンテニル、2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)-3-(アリルオキシ)p-アセチル安息香酸プロピル、1-(4-{p-[p-(4-アセチル-2-メトキシフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}-3-メトキシフェニル)-1-エタノン、1-(p-{p-[p-(p-アセチルフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}フェニル)-1-エタノン、3-(p-アセチルベンゾイルオキシ)p-アセチル安息香酸シクロヘキシル、{4-[(p-アセチルベンゾイルオキシ)メチル]トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ-8-イル}p-アセチル安息香酸メチル、2-(2-{2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}エトキシ)p-アセチル安息香酸エチル、2-{2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}p-アセチル安息香酸エチル、2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]p-アセチル安息香酸エチル、2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)p-アセチル安息香酸エチル、{4-[(p-アセチルベンゾイルオキシ)メチル]シクロヘキシル}p-アセチル安息香酸メチル、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項2または3に記載の方法。
【請求項5】
前記ジアミンが、1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、イソホロンジアミン、1,12-ジアミノドデカン、1,7-ジアミノヘプタン、1,10-ジアミノデカン、1,4-ブタンジオールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,6-ジアミノヘキサン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4-アミノフェニルスルホン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、o-ジアニシジン、1,5-ジアミノナフタレン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、ビス(3-アミノフェニル)スルホン、1,3-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-メチレンビス(2-クロロアニリン)、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、1,4-フェニレンジアミン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,7-ジアミノフルオレン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、9,9-ビス(4-アミノ-3-メチルフェニル)フルオレン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、3-アミノベンジルアミン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-エチレンジアニリン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4’-メチレンビス(2-エチル-6-メチルアニリン)、m-トリジン、ビス(4-アミノフェニル)スルフィド、o-トリジン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、9,9-ビス(4-アミノ-3-フルオロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-クロロフェニル)フルオレン、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビベンジル、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項2~4のいずれかに記載の方法。
【請求項6】
前記露出することが、約100mJ/cm~約1,300mJ/cmの線量で行われる、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
【請求項7】
前記スタックを用意することが、前記前面上に前記接着層を形成することを含む、請求項1~6のいずれかに記載の方法。
【請求項8】
前記形成することが、流動性接着組成物を前記前面に塗布することを含み、前記流動性組成物が、溶剤系に分散または溶解されたポリアゾメチンを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記組成物を約50℃~約300℃の温度で約30秒~約20分間加熱して、前記接着層を形成することをさらに含む、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記形成することが、ポリアゾメチンを含む自立型フィルムを前記前面に付着させて、前記接着層を形成することを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項11】
前記前面および前記第1面の一方が、
(1)集積回路と、MEMSと、マイクロセンサと、電力半導体と、発光ダイオードと、フォトニック回路と、インターポーザーと、埋め込み型受動デバイスと、シリコン、シリコン-ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、および窒化ガリウム上に、またはそれらから製作されるマイクロデバイスとからなる群から選択されるデバイスの配列を含むデバイス面と、
(2)はんだバンプと、金属ポストと、金属ピラーと、シリコン、ポリシリコン、二酸化シリコン、(酸)窒化シリコン、金属、低kの誘電体、ポリマー誘電体、金属窒化物、および金属珪化物からなる群から選択される材料から形成される構造とからなる群から選択される少なくとも1つの構造を含むデバイス面とからなる群から選択される、請求項1~10に記載の方法。
【請求項12】
前記第1および第2基板の一方が、ガラスまたは他の透明材料を含む、請求項1~11のいずれかに記載の方法。
【請求項13】
前記第1および第2基板を分離する前に、前記スタックに、裏面研削、化学機械研磨、エッチング、メタライジング、誘電堆積、パターニング、不動態化、アニーリング、再配線層形成、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される処理を施すことをさらに含む、請求項1~12のいずれかに記載の方法。
【請求項14】
前記接着層が、前記第1と第2基板との間の唯一の層である、請求項1~13のいずれかに記載の方法。
【請求項15】
前記接着層が非感光性である、請求項1~14のいずれかに記載の方法。
【請求項16】
背面および前面を有する第1基板と、
前記前面に隣接し、ポリアゾメチンを含む接着層と、
前記接着層に隣接する第1面を有する第2基板とを含み、前記前面および前記第1面の少なくとも一方がデバイス面である、マイクロエレクトロニクス構造。
【請求項17】
前記ポリアゾメチンが、ジアルデヒドとジアミンとの共重合体を含む、請求項16に記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項18】
前記ポリアゾメチンが、ジアルデヒドと、芳香族ジアミンと、脂肪族ジアミンとの共重合体を含む、請求項17に記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項19】
前記ジアルデヒドが、テレフタルアルデヒド、1,3-ビス(4-ホルミルフェノキシ)-2-ヒドロキシプロパン[“4EPIDA”]、イソフタルアルデヒド、{4-[(p-ホルミルベンゾイルオキシ)メチル]シクロヘキシル}p-ホルミル安息香酸メチル、2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸エチル、2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]p-ホルミル安息香酸エチル、2-{2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}p-ホルミル安息香酸エチル、2-(2-{2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}エトキシ)p-ホルミル安息香酸エチル、4-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸シクロヘキシル、3-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸シクロヘキシル、{4-[(p-ホルミルベンゾイルオキシ)メチル]トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ-8-イル}p-ホルミル安息香酸メチル、p-{p-[p-(p-ホルミルフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}ベンズアルデヒド、4-{p-[p-(4-ホルミル-2-メトキシフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}-3-アニスアルデヒド、(E)-5-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)-2-p-ホルミル安息香酸ペンテニル、3-(アリルオキシ)-2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸プロピル、1,4-ジアセチルベンゼン、(E)-5-(p-アセチルベンゾイルオキシ)-2-p-アセチル安息香酸ペンテニル、2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)-3-(アリルオキシ)p-アセチル安息香酸プロピル、1-(4-{p-[p-(4-アセチル-2-メトキシフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}-3-メトキシフェニル)-1-エタノン、1-(p-{p-[p-(p-アセチルフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}フェニル)-1-エタノン、3-(p-アセチルベンゾイルオキシ)p-アセチル安息香酸シクロヘキシル、{4-[(p-アセチルベンゾイルオキシ)メチル]トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ-8-イル}p-アセチル安息香酸メチル、2-(2-{2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}エトキシ)p-アセチル安息香酸エチル、2-{2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}p-アセチル安息香酸エチル、2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]p-アセチル安息香酸エチル、2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)p-アセチル安息香酸エチル、{4-[(p-アセチルベンゾイルオキシ)メチル]シクロヘキシル}p-アセチル安息香酸メチル、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項17または18に記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項20】
前記ジアミンが、1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、イソホロンジアミン、1,12-ジアミノドデカン、1,7-ジアミノヘプタン、1,10-ジアミノデカン、1,4-ブタンジオールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,6-ジアミノヘキサン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4-アミノフェニルスルホン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、o-ジアニシジン、1,5-ジアミノナフタレン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、ビス(3-アミノフェニル)スルホン、1,3-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-メチレンビス(2-クロロアニリン)、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、1,4-フェニレンジアミン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,7-ジアミノフルオレン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、9,9-ビス(4-アミノ-3-メチルフェニル)フルオレン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、3-アミノベンジルアミン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-エチレンジアニリン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4’-メチレンビス(2-エチル-6-メチルアニリン)、m-トリジン、ビス(4-アミノフェニル)スルフィド、o-トリジン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、9,9-ビス(4-アミノ-3-フルオロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-クロロフェニル)フルオレン、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビベンジル、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項17~19のいずれかに記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項21】
前記接着層が、約1μm~約200μmの平均厚さを有する、請求項16~20のいずれかに記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項22】
前記前面および前記第1面の一方が、
(1)集積回路と、MEMSと、マイクロセンサと、電力半導体と、発光ダイオードと、フォトニック回路と、インターポーザーと、埋め込み型受動デバイスと、シリコン、シリコン-ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、および窒化ガリウム上に、またはそれらから製作されるマイクロデバイスとからなる群から選択されるデバイスの配列を含むデバイス面と、
(2)はんだバンプと、金属ポストと、金属ピラーと、シリコン、ポリシリコン、二酸化シリコン、(酸)窒化シリコン、金属、低kの誘電体、ポリマー誘電体、金属窒化物、および金属珪化物からなる群から選択される材料から形成される構造とからなる群から選択される少なくとも1つの構造を含むデバイス面とからなる群から選択される、請求項16~21に記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項23】
前記第1および第2基板の一方が、ガラスまたは他の透明材料を含む、請求項16~22のいずれかに記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項24】
前記接着層が、前記第1と第2基板との間の唯一の層である、請求項16~23のいずれかに記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項25】
前記接着層が非感光性である、請求項16~24のいずれかに記載のマイクロエレクトロニクス構造。
【請求項26】
ジアルデヒド、芳香族ジアミン、および脂肪族ジアミンの繰り返しモノマーを含むポリアゾメチン。
【請求項27】
前記ジアルデヒドが、テレフタルアルデヒド、1,3-ビス(4-ホルミルフェノキシ)-2-ヒドロキシプロパン[“4EPIDA”]、イソフタルアルデヒド、{4-[(p-ホルミルベンゾイルオキシ)メチル]シクロヘキシル}p-ホルミル安息香酸メチル、2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸エチル、2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]p-ホルミル安息香酸エチル、2-{2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}p-ホルミル安息香酸エチル、2-(2-{2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}エトキシ)p-ホルミル安息香酸エチル、4-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸シクロヘキシル、3-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸シクロヘキシル、{4-[(p-ホルミルベンゾイルオキシ)メチル]トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ-8-イル}p-ホルミル安息香酸メチル、p-{p-[p-(p-ホルミルフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}ベンズアルデヒド、4-{p-[p-(4-ホルミル-2-メトキシフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}-3-アニスアルデヒド、(E)-5-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)-2-p-ホルミル安息香酸ペンテニル、3-(アリルオキシ)-2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸プロピル、1,4-ジアセチルベンゼン、(E)-5-(p-アセチルベンゾイルオキシ)-2-p-アセチル安息香酸ペンテニル、2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)-3-(アリルオキシ)p-アセチル安息香酸プロピル、1-(4-{p-[p-(4-アセチル-2-メトキシフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}-3-メトキシフェニル)-1-エタノン、1-(p-{p-[p-(p-アセチルフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}フェニル)-1-エタノン、3-(p-アセチルベンゾイルオキシ)p-アセチル安息香酸シクロヘキシル、{4-[(p-アセチルベンゾイルオキシ)メチル]トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ-8-イル}p-アセチル安息香酸メチル、2-(2-{2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}エトキシ)p-アセチル安息香酸エチル、2-{2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}p-アセチル安息香酸エチル、2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]p-アセチル安息香酸エチル、2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)p-アセチル安息香酸エチル、{4-[(p-アセチルベンゾイルオキシ)メチル]シクロヘキシル}p-アセチル安息香酸メチル、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項26に記載のポリアゾメチン。
【請求項28】
前記脂肪族ジアミンが、1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、イソホロンジアミン、1,12-ジアミノドデカン、1,7-ジアミノヘプタン、1,10-ジアミノデカン、1,4-ブタンジオールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,6-ジアミノヘキサン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボラン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項26または27に記載のポリアゾメチン。
【請求項29】
前記芳香族ジアミンが、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4-アミノフェニルスルホン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、o-ジアニシジン、1,5-ジアミノナフタレン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、ビス(3-アミノフェニル)スルホン、1,3-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-メチレンビス(2-クロロアニリン)、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、1,4-フェニレンジアミン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,7-ジアミノフルオレン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、9,9-ビス(4-アミノ-3-メチルフェニル)フルオレン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、3-アミノベンジルアミン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-エチレンジアニリン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4’-メチレンビス(2-エチル-6-メチルアニリン)、m-トリジン、ビス(4-アミノフェニル)スルフィド、o-トリジン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、9,9-ビス(4-アミノ-3-フルオロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-クロロフェニル)フルオレン、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビベンジル、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項26~28のいずれかに記載のポリアゾメチン。
【請求項30】
以下の少なくとも1つが真である、請求項26~29のいずれかに記載のポリアゾメチン:
a.前記ポリアゾメチンは、100モル%としたポリマーに対して、約30モル%~約70モル%の前記ジアルデヒドを含む;
b.前記ポリアゾメチンは、100モル%としたポリマーに対して、約30モル%~約70モル%の芳香族ジアミンおよび脂肪族ジアミンの合計を含む;
c.前記ポリアゾメチンは、100モル%としたポリマーに対して、約5モル%~約55モル%の脂肪族ジアミンを含む;
d.前記ポリアゾメチンは、100モル%としたポリマーに対して、約5モル%~約55モル%の芳香族ジアミンを含む;
e.芳香族ジアミン対脂肪族ジアミンのモル比は、約1:4~約4:1である;あるいは
f.合計ジアミン対合計ジアルデヒドのモル比が約1:4~約4:1である。
【請求項31】
溶剤系中に分散または溶解された、請求項26~30のいずれかのポリアゾメチンを含む組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
背景
関連出願
本願は、2020年4月27日提出の、MULTIFUNCTIONAL MATERIALS FOR TEMPORARY BONDING(一次接着用多機能材料)と題した米国特許仮出願第63/015,897号の優先権の利益を主張するものであり、その全体を参照して本明細書に援用する。
【0002】
分野
本開示は、一次接着に有用な材料に関する。
【0003】
先行技術の説明
一時ウェーハ接着(「TWB」)は、通常、重合性接着材料によってデバイスウェーハまたはマイクロエレクトロニクス基板をキャリアウェーハまたは基板に取り付けるプロセスを意味している。接着後、デバイスウェーハは、一般的には50μm未満まで薄膜化され、次にその裏側上にシリコン貫通電極(「TSV」)、再配線層、接着パッド、およびその他の回路形態を作製する処理が行われる。キャリアウェーハは、周囲温度と高温(>250℃)の間で繰り返されるサイクル、ウェーハ取扱いおよび搬送工程による機械的衝撃、およびデバイスウェーハを薄膜化するために用いられるウェーハ裏面研磨処理の際に押し付けられるような強い機械力を必然的に伴い得る裏面処理の間、脆弱なデバイスウェーハを支持する。この処理の全てが完了した際、デバイスウェーハはたいていフィルムフレームに取り付けられ、続いてキャリアウェーハから分離されるか剥離され、その後の操作が行われる前に洗浄される。
【0004】
ほとんどのTWBプロセスは、デバイスウェーハとキャリアウェーハの間の1または2層を使用する。2層系の場合、第1層は重合性接着材料である。それは熱可塑性、熱硬化性、または本質的に光硬化性であり得る。重合性接着材料層は、一般的には10~120μmの厚さで、より一般には約50~100μmの厚さである。第2層は、比較的薄く、一般的には2μm未満であり、処理後の接着したウェーハ対の容易な分離を可能にするために存在する。薄い層はレーザーまたは他の光源からの放射に応答し、これによりその層自身の分解または隣接する重合性接着材料の分解を招いて、構造内の接着の完全性を失わせ、機械的な力を加えなくてもばらばらにすることを可能にする。
【0005】
現在、市場における一時接着/剥離プラットフォームの大部分は、一時接着層および離型層を含む二重層系などの多層構造に焦点を当てている。各層のコーティングおよびベーキングの複数の工程は、所有コストの増加、ならびにプロセス全体の処理量の減少をもたらす。対照的に、一時接着層とレーザー離型層の両方として機能する単一材料を使用することによって、コストの大幅な低減と処理量の改善を達成することができる。
【0006】
レーザーで誘導される離型は、剥離のよくある方式になってきており、紫外線(例えば、248nm、308nm、および355nm)から近赤外線(例えば、1064nm)の範囲のレーザー波長で機能する材料が利用可能である。レーザー離型技術は、大型パネルであっても、離型プロセスの際の高い処理量および低いストレス、有効な薄型基板の取り扱い、および適用の容易さを提供する。レーザー離型技術は、一時接着、ファンアウトウェーハレベルパッケージング、ラミネーション、シリコン貫通電極(TSV)を使用する2.5D/3D集積、システムインパッケージング(SiP)、パッケージオンパッケージ(PoP)、およびその他のヘテロジニアス統合インフラストラクチャなどのパッケージ領域において異なる用途で利用できる。
【発明の概要】
【0007】
要約
本発明は、広く、一時接着方法およびこれらの方法によって形成される構造に関する。一つの実施形態において、一時接着方法は、第1基板と、接着層と、第2基板とを含むスタックを用意することを含む。第1基板は、背面および前面を有する。接着層は、前面に隣接し、ポリアゾメチンを含む。第2基板は、接着層に隣接する第1面を有する。接着層は、第1および第2基板の分離を容易にするために、レーザーエネルギーに露出される。
【0008】
さらなる実施形態において、本発明は、背面および前面を有する第1基板を含むマイクロエレクトロニクス構造を提供する。接着層は、前面に隣接し、ポリアゾメチンを含む。第1面を有する第2基板は、接着層に隣接し、前面および第1面のうちの少なくとも一方は、デバイス面である。
【0009】
別の実施形態において、ジアルデヒド、芳香族ジアミン、および脂肪族ジアミンの繰り返しモノマーを含むポリアゾメチンが提供される。
【0010】
さらに別の実施形態において、溶剤系中に分散または溶解されたポリアゾメチンを含む組成物が提供される。ポリアゾメチンは、ジアルデヒド、芳香族ジアミン、および脂肪族ジアミンの繰り返しモノマーを含む。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1図1は、本発明による例示的な一時接着プロセスを示す概略図の断面図である。
図2図2は、実施例2に記載されるように、接着後のウェーハ対の写真である。
図3図3は、実施例3に記載されるように、レーザー剥離後のシリコンウェーハの写真である。
図4図4は、実施例4に記載されるように、レーザー剥離後のシリコンウェーハの写真である。
図5図5は、実施例1からの材料のnおよびkデータを示すグラフである。
図6図6は、実施例6からの材料のnおよびkデータを示すグラフである。
図7図7は、実施例8からの材料のnおよびkデータを示すグラフである。
図8図8は、実施例10からの材料のnおよびkデータを示すグラフである。
図9図9は、実施例12からの材料のnおよびkデータを示すグラフである。
図10図10は、実施例14からの材料のnおよびkデータを示すグラフである。
図11図11は、実施例16からの材料のnおよびkデータを示すグラフである。
図12図12は、実施例18からの材料のnおよびkデータを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
詳細な説明
本発明は、一時接着組成物として使用するための新規な組成物、ならびにそれらの組成物を使用する方法に関する。
【0013】
一時接着ポリマーおよび組成物
1.ポリアゾメチン
本発明で使用するための組成物は、ポリアゾメチン、および好ましくは線状ポリアゾメチンを含む。好ましいポリアゾメチンは、ポリマー、オリゴマー、またはその両方であり得、ポリアゾメチンは、第1および第2モノマーを含む。第1モノマーは、アルデヒドおよび/またはケトン基を含むモノマーから選択され、一方、第2モノマーは、アミンモノマーを含む。アルデヒドおよび/またはケトンモノマーは、好ましくは2つ以上のアルデヒドおよび/またはケトン基を含み、アミンモノマーは、好ましくは2つ以上のアミノ基を含む。特に好ましい実施形態において、第1モノマーは、2つ以上のアルデヒド基を含む。
【0014】
より詳細には、第1モノマーは、好ましくは2つ以上のアルデヒド基あるいはケトン基、または少なくとも1つのアルデヒド基および少なくとも1つのケトン基を含む。アルデヒドが特に好ましく、ジアルデヒドが最も好ましい第1モノマーである。好ましいジアルデヒドは、テレフタルアルデヒド、1,3-ビス(4-ホルミルフェノキシ)-2-ヒドロキシプロパン[“4EPIDA”]、イソフタルアルデヒド、{4-[(p-ホルミルベンゾイルオキシ)メチル]シクロヘキシル}p-ホルミル安息香酸メチル、2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸エチル、2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]p-ホルミル安息香酸エチル、2-{2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}p-ホルミル安息香酸エチル、2-(2-{2-[2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}エトキシ)p-ホルミル安息香酸エチル、4-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸シクロヘキシル、3-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸シクロヘキシル、{4-[(p-ホルミルベンゾイルオキシ)メチル]トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ-8-イル}p-ホルミル安息香酸メチル、p-{p-[p-(p-ホルミルフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}ベンズアルデヒド、4-{p-[p-(4-ホルミル-2-メトキシフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}-3-アニスアルデヒド、(E)-5-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)-2-p-ホルミル安息香酸ペンテニル、3-(アリルオキシ)-2-(p-ホルミルベンゾイルオキシ)p-ホルミル安息香酸プロピル、1,4-ジアセチルベンゼン、(E)-5-(p-アセチルベンゾイルオキシ)-2-p-アセチル安息香酸ペンテニル、2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)-3-(アリルオキシ)p-アセチル安息香酸プロピル、1-(4-{p-[p-(4-アセチル-2-メトキシフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}-3-メトキシフェニル)-1-エタノン、1-(p-{p-[p-(p-アセチルフェノキシ)フェニルスルホニル]フェノキシ}フェニル)-1-エタノン、3-(p-アセチルベンゾイルオキシ)p-アセチル安息香酸シクロヘキシル、{4-[(p-アセチルベンゾイルオキシ)メチル]トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ-8-イル}p-アセチル安息香酸メチル、2-(2-{2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}エトキシ)p-アセチル安息香酸エチル、2-{2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]エトキシ}p-アセチル安息香酸エチル、2-[2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)エトキシ]p-アセチル安息香酸エチル、2-(p-アセチルベンゾイルオキシ)p-アセチル安息香酸エチル、{4-[(p-アセチルベンゾイルオキシ)メチル]シクロヘキシル}p-アセチル安息香酸メチル、およびそれらの組み合わせから選択される。第1モノマーは、100mol%としたポリマーに対して、好ましくは約30mol%~約70mol%、より好ましくは約40mol%~約60mol%でポリマー中に存在する。
【0015】
第2モノマーは、脂肪族アミン、芳香族アミン、およびそれらの組み合わせから選択される。好ましい実施形態において、第2モノマーは、少なくとも1つの脂肪族アミンモノマー(より好ましくは脂肪族ジアミンモノマー)と、少なくとも1つの芳香族アミン(より好ましくは芳香族ジアミンモノマー)との組み合わせであり、これはポリアゾメチンが第3モノマー(すなわち、アルデヒドモノマー、脂肪族アミンモノマー、および芳香族アミンモノマーであるが、最も好ましくはジアルデヒドモノマー、脂肪族ジアミンモノマー、および芳香族ジアミンモノマー)を含むことを効果的に意味する。
【0016】
好ましい脂肪族アミンは、材料加工を改善するためにポリマー鎖に柔軟性を付与し、一方、好ましい芳香族アミンは、ポリマーに感光性を付与する。芳香族および脂肪族アミンの比率および種類は、ポリマーの吸光度、レオロジー、および溶解度を最適化するように選択される。
【0017】
好ましい脂肪族アミンとしては、1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、アミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、イソホロンジアミン、1,12-ジアミノドデカン、1,7-ジアミノヘプタン、1,10-ジアミノデカン、1,4-ブタンジオールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,6-ジアミノヘキサン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン、およびそれらの組み合わせから選択されるものが挙げられる。
【0018】
好ましい芳香族アミンとしては、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4-アミノフェニルスルホン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、o-ジアニシジン、1,5-ジアミノナフタレン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、ビス(3-アミノフェニル)スルホン、1,3-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-メチレンビス(2-クロロアニリン)、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、1,4-フェニレンジアミン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,7-ジアミノフルオレン、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、9,9-ビス(4-アミノ-3-メチルフェニル)フルオレン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、3-アミノベンジルアミン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、1,1-ビス(4-アミノフェニル)シクロヘキサン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-エチレンジアニリン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,4-ビス(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、4,4’-メチレンビス(2-エチル-6-メチルアニリン)、m-トリジン、ビス(4-アミノフェニル)スルフィド、o-トリジン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、9,9-ビス(4-アミノ-3-フルオロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-クロロフェニル)フルオレン、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチルビベンジル、およびそれらの組み合わせから選択されるものが挙げられる。
【0019】
第2モノマー(すなわち、芳香族アミン、脂肪族アミン、またはその両方)は、100mol%としたポリマーに対して、好ましくは約30mol%~約70mol%、より好ましくは約40mol%~約60mol%でポリマー中に存在する。芳香族アミンと脂肪族アミンとの組み合わせが利用される場合、脂肪族アミンは、100mol%としたポリマーに対して、好ましくは約1mol%~約70mol%、より好ましくは約5mol%~約55mol%存在し、芳香族アミンは、ポリマー中に、好ましくは約1mol%~約70mol%、より好ましくは約5mol%~約55mol%でポリマー中に存在する。芳香族アミンモノマーおよび脂肪族アミンモノマーの両方が使用される場合、芳香族アミン対脂肪族アミンのモル比は、好ましくは約1:4~約4:1、より好ましくは約1:2~約2:1である。
【0020】
合計アミンモノマー対合計ジアルデヒドモノマーのモル比は、好ましくは約1:4~約4:1、より好ましくは約1:2~約2:1、さらにより好ましくは約1:1である。
【0021】
一般に、ポリアゾメチンを形成する反応は、アミンモノマーとアルデヒドおよび/またはケトンモノマーとの間のランダムな反応を含み、アゾメチン結合およびポリアゾメチンの繰り返し構造を形成する。1つのそのような反応および形成されたポリマーまたはオリゴマーのスナップショットの例を以下に示す。
【0022】
【化1】
【0023】
ポリマー形成は、好ましくはそれぞれのモノマー上に存在するアミンおよびジアルデヒド部分のシッフ塩基反応を介して起こる。反応は、任意の触媒の存在下で、有機溶剤または有機溶剤混合物中に、室温または室温付近で、または高温で行うことができる。好ましい反応温度は、約25℃~約200℃であり、より好ましくは約25℃~約150℃である。好ましい反応時間は、約1時間~約24時間であり、より好ましくは約4時間~約16時間である。反応が完了するのを可能にするために、水を反応混合物から除去する必要はないが、効率を高めるために除去することができる。溶液の管理可能な粘度を維持するために、重合後に反応混合物に追加の溶剤を添加することができる。
【0024】
モノマーは、単一の反応で反応させることができるが、2つ以上のアミンモノマーの種類が利用される場合、2つの反応工程にわたって反応を行うことが好ましい。すなわち、ジアルデヒドは、反応が完了するまで、アミンモノマーのうちの1つと反応させることができる。この反応において、ジアルデヒドは過剰であるため、反応は第1アミンモノマーが使い尽くされるまで進行し、ジアルデヒドおよび第1アミンモノマーのオリゴマーまたは短い(より短い)ポリマー鎖をもたらす。第1反応の後、第2アミンモノマーを反応混合物に添加し、反応させて、不均一な繰り返し単位を有するポリマー鎖をもたらす。この好ましいポリマー構造は、ポリマーレオロジー特性、吸光度特性、および溶解特性をさらに最適化する。2工程反応生成物の概略図をスキームAに示す。
【0025】
スキームA
【化2】
【0026】
「X」および「Y」は、任意の数とすることができ、選択される出発モノマーの量および比によって決定され、ポリマー中の好ましい全体の重量パーセントおよび全体のモル比は、上で説明されている。さらに、上記のスキームにおける結合は、アゾメチン結合を表す。
【0027】
スキームAの第2工程(II)は、ランダム共重合体またはオリゴマーを形成することが理解されるであろう。すなわち、第2アミンが反応するアルデヒドは、制御されない。それは、反応溶液中に存在する遊離アルデヒドモノマー、第1アミンと以前に反応したアルデヒド(すなわち、スキームAの第1工程(I))、またはその両方と反応し得る。スキームBは、この変形例を示す一般的な構造を示す。
【0028】
スキームB
【化3】
【0029】
Zは、任意の数とすることができ、同様に、選択される出発モノマーの量および比によって決定され、ポリマー中の好ましい全体の重量パーセントおよび全体のモル比は、上で説明されている。さらに、スキームBにおいて、「Z」繰り返しの第1アミンは、利用可能なアルデヒド-第2アミン構造と反応することができ、その結果、別の「Y」繰り返し単位が「Z」繰り返し単位の他端に付加される。
【0030】
上記の反応のいずれかに従って形成され得る構造の別の例は、以下の構造を有する。
【0031】
【化4】
【0032】
再び、「X」および「Y」は任意の数とすることができ、選択される出発モノマーの量および比によって決定され、好ましい重量パーセントおよびモル比は、上で説明されている。
【0033】
いくつかの実施形態において、ポリマーの重合反応および分子量をさらに制御するために、1つまたは複数のエンドキャッピングモノマーを利用することができる。1つのそのような実施形態において、単一の官能基を有するモノマー、例えば、単官能性芳香族もしくは脂肪族アルデヒドモノマー、または単官能性無水物モノマーを反応混合物に添加して、ポリマー鎖を停止させることができる。エンドキャッピングモノマーとして使用するのに適したアルデヒドモノマーの例としては、ベンズアルデヒド、トランス-2-ペンテナール、トランス-2-オクテナール、トランス-2-デセナール、トランス-2-ヘプテナール、バレルアルデヒド、5-メチル-2-フェニル-2-ヘキセナール、およびそれらの組み合わせから選択されるものが挙げられる。エンドキャッピングモノマーとして使用するのに適した無水物モノマーの例としては、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水コハク酸、1,8-ナフタル酸無水物、フェニルアセチレン変性トリメリット酸無水物(例えば、Nexam Chemical社によりNEXIMID(登録商標)300の名称で販売されているもの)、およびそれらの組み合わせから選択されるものが挙げられる。これらのまたは他の適切なエンドキャッピングモノマーのいずれかを上記の構造に添加し、それにより上記の構造で表されるポリマーまたはオリゴマーを停止させることができることが理解されるであろう。
【0034】
適切な重合溶剤としては、ガンマブチロラクトン(「GBL」)、ジメチルスルホキシド(「DMSO」)、n-メチル-2-ピロリドン(「NMP」)、ジメチルアセトアミド(「DMAC」)、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(「PGMEA」)、ベンジルアルコール、プロピレングリコールメチルエーテル(「PGME」)、アニソール、アセチレン、d-リモネン、トルエン、およびそれらの混合物から選択されるものが挙げられる。好ましい溶剤は、水と混和しない。ケトン系溶剤は、ポリマー鎖との潜在的な反応により鎖の劣化を引き起こすため、避けるのが好ましい。溶剤は、100wt%とした反応溶液中の固形分の合計重量に対して、好ましくは約25wt%~約95wt%、より好ましくは約40wt%~約80wt%で反応溶液中に存在する。
【0035】
任意的に、酸触媒を用いて反応を促進してもよい。好適な酸触媒としては、酪酸、酢酸、スルホン酸(p-トルエンスルホン酸[「pTSA」]など)、および硫酸から選択されるものが挙げられる。触媒は、重合混合物中に、100mol%とした合計アミンモノマーに対して、好ましくは約1mol%~約5mol%、より好ましくは約3mol%のレベルで存在する。
【0036】
調製後に、さらなるポリマー単離は必要とされず、生成物を溶液中に残して、得られたまま使用することができる。任意的に、ポリマーを沈殿させ、および/または精製して、最終配合物に組み込むことができる。関係なく、好ましいポリマー重量平均分子量は、約1,000~約200,000ダルトン、より好ましくは約5,000~約30,000ダルトンである。最終材料は、約200nm~約400nm、好ましくは約300nm~約380nmの波長での高い吸収度を示す。
【0037】
2.ポリアゾメチン組成物
本発明で使用するための接着組成物は、ポリアゾメチンを溶剤系に単に溶解することによって形成される。本発明の組成物は、ポリマーおよび任意の成分を溶剤系と混合することによって形成される。得られる組成物は、室温で安定し、マイクロエレクトロニクス基板上に容易にコーティングすることができる。
【0038】
適切な溶剤系としては、アニソール、PGME、PGMEA、d-リモネン、メシチレン、酢酸イソアミル、プロピレングリコール由来グリム(BASF社によりPROGLYMEの名称で販売されているものなど)、ベンジルアルコール、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、NMP、ジメチルスルホキシド、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。溶剤系は、100重量%とした組成物の合計重量に対して、約20wt%~約99wt%、好ましくは約40wt%~約90wt%で材料中に存在する。材料に添加される溶剤の量または溶剤は、利用される蒸着法に応じて異なり得ることが理解されるであろう。
【0039】
ポリマーは、100wt%とした組成物の合計重量に対して、約1wt%~約80wt%、好ましくは約10wt%~約60wt%で材料中に存在する。
【0040】
任意的に、界面活性剤、触媒、およびそれらの混合物から選択されるものを含むその他の添加剤を、組成物に添加してもよい。これらの添加剤は、所望の特性および最終組成物の使用に応じて選択され、溶剤系に可溶であり、溶液中のポリマーと相溶性でなければならない。
【0041】
好適な界面活性剤としては、非イオン性フッ素化界面活性剤(R-30-N、FS-21、F-81、F556、FS3100、FS-4430、FS-4432、およびFS-4434)、非イオン性非フッ素化界面活性剤(EFAK(登録商標)、LANCOTM、ECOSURFTM、サポニン、TERGITOLTM、TritonTM、およびMERPOL(登録商標)の商品名で販売されているものなど)、およびイオン性非フッ素化界面活性剤(ポリ(エチレングリコール)4-ノニルフェニル3-スルホプロピルエーテルカリウム塩およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)、ならびにそれらの混合物が挙げられる。界面活性剤が含まれる場合、それは、100wt%とした組成物の合計重量に対して、約0.01wt%~約2wt%、好ましくは約0.05wt%~約0.5wt%、より好ましくは約0.2wt%のレベルで存在する。
【0042】
好適な触媒としては、ジクミルペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリル、熱酸発生剤、およびそれらの混合物から選択されるものが挙げられる。好ましい熱酸発生剤としては、第4級アンモニウムブロックトリフル酸などのブロック酸が挙げられ、一例としては、King Industries,Inc.によるK-PURE(登録商標)TAG-2689の名称で販売されているものが挙げられる。触媒が含まれる場合、それは、100重量%とした組成物の合計重量に対して、約0.01重量%~約3重量%、好ましくは約0.05重量%~約3重量%、より好ましくは約0.5重量%のレベルで存在する。
【0043】
組成物のブルックフィールド粘度は、25℃で測定した場合、好ましくは約10cP~約2500cP、より好ましくは約100cP~約1200cPである。
【0044】
一つの実施形態において、組成物は、ポリアゾメチンおよび溶剤系から本質的になるか、またはまさしくそれからなる。
【0045】
別の実施形態において、組成物は、ポリアゾメチン、溶剤系、および界面活性剤および/または触媒の一方または両方から本質的になるか、またはまさしくそれからなる。
【0046】
一時接着組成物の使用方法
有利には、上述のポリアゾメチン接着組成物がデバイス基板をキャリア基板に接着させるための一時接着プロセスにおいて使用することができ、接着層ならびにレーザー剥離材料として機能する。より詳細には、および図1(a)(ノンスケール)を参照すると、前駆体構造10が概略的な断面図で描写されている。構造10は、第1基板12を含む。基板12は、前面またはデバイス面14、背面16、および最外端18を有する。基板12は、どんな形状にもなることができるが、通常は円形状となる。好ましい第1基板12としては、デバイス面が集積回路と、MEMSと、マイクロセンサと、電力半導体と、発光ダイオードと、フォトニック回路と、インターポーザーと、埋め込み型受動デバイスと、シリコンや、シリコン-ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、窒化ガリウム、ヒ化アルミニウムガリウム、リン化アルミニウムインジウムガリウム、およびリン化インジウムガリウム等のその他半導体材料上に、またはそれらから製作されるその他マイクロデバイスとからなる群から選択されるデバイスの配列(図示せず)を含むようなデバイスウェーハが挙げられる。これらデバイスの表面は一般に1以上の以下の材料、シリコン、ポリシリコン、二酸化シリコン、(酸)窒化シリコン、金属(例えば、銅、アルミニウム、金、タングステン、タンタル)、低kの誘電体、ポリマー誘電体、ならびに種々の金属窒化物と金属珪化物から形成される構造(これも図示せず)を含む。デバイス面14は、はんだバンプと、金属ポストと、金属ピラーと、シリコン、ポリシリコン、二酸化シリコン、(酸)窒化シリコン、金属、低kの誘電体、ポリマー誘電体、金属窒化物、および金属珪化物からなる群から選択される材料から形成される構造とから選択される少なくとも1つの構造を含むこともできる。
【0047】
図1(a)に示されるように、本発明によるレーザー離型性接着組成物は第1基板12に塗布されて、デバイス面14上にレーザー離型性接着層20を形成する。接着層20は、第1基板12から遠く離れた上面21を有し、好ましくは、接着層20はデバイス面14上に直接形成される(すなわち、接着層20と基板12の間に中間層が一切ない)。接着組成物は、既知のいずれの塗布方法によっても塗布することができる。一つの好ましい方法としては、組成物を約100rpm~約3,000rpm(好ましくは約400rpm~約1,500rpm)のスピードで約10秒間~約180秒間(好ましくは約30秒~約90秒)、スピンコーティングすることが挙げられる。
【0048】
組成物を塗布後、約50℃~約300℃、より好ましくは約100℃~約200℃の温度に、約30秒間~約20分間(好ましくは約60秒~約6分)加熱するのが好ましい。一つの実施形態において、この加熱中に架橋がほとんどまたは全く起こらない。言い換えれば、得られる接着層20は、熱可塑性であることが好ましい。
【0049】
いくつかの実施形態において、使用される組成物次第で接着層20に多段階ベーク処理を施すことが好ましい。また、いくつかの例において、上記塗布とベーク処理は組成物のさらなる一定分量で繰り返すことができるので、接着層20は複数の工程において第1基板12上に「築かれる」。
【0050】
さらなる実施形態において、本発明によるレーザー離型性接着組成物は、流動性組成物として適用されるのではなく、予備成形されたドライフィルムに形成され得る。この場合、組成物は、支持されていないにもかかわらず(力またはエネルギーの付与なしに)崩壊または形状変化しない、支持されていない自立型フィルムに形成される。次に、このフィルムを第1基板12に付着させて、図1(a)に示すレーザー離型性接着組成物20を形成することができる。
【0051】
接着層20がどのように形成されるかにかかわらず、それは、約1μm~約200μm、より好ましくは約5μm~約100μm、さらにより好ましくは約10μm~約30μmの平均厚さ(5箇所で測定)を有するはずである。本明細書で用いられる厚さは、任意の膜厚測定ツールを使用して測定することができ、1つの好ましいツールとしては、SUSS Microtec社またはFoothill社によって販売されているものなどの赤外線干渉計が挙げられる。
【0052】
接着層20はまた、低いトータルシックネスバリエーション(「TTV」)を有するはずであり、これは、層20の最も厚い点および最も薄い点が互いに大きく異なってはいないことを意味する。TTVは、フィルム上のいくつかの点または位置、好ましくは少なくとも約50点または約50点で、より好ましくは少なくとも約100点または約100点で、さらにより好ましくは少なくとも約1,000点または約1,000点で厚さを測定することによって計算されることが好ましい。これらの点で得られた最も高い厚さと最も低い厚さの測定値の差が、その特定の層のTTV測定値と指定される。いくつかのTTV測定例において、エッジ除外または外れ値が計算から削除される場合がある。その場合、含まれる測定値の数は、パーセンテージによって示され、すなわち、TTVが97%包含で与えられる場合、最高および最低の測定値の3%が除外され、3%は最高と最低との間で等しく分割される(すなわち、それぞれ1.5%)。好ましくは、上記のTTV範囲は、測定値の約95%~約100%、より好ましくは測定値の約97%~約100%、さらにより好ましくは測定値の約100%を使用して達成される。
【0053】
絶対数に関して低いTTV(例えば、5μm)に加えて、接着層20の平均膜厚に対するTTVは、低くなるはずである。したがって、接着層20は、接着層20の平均厚さの約25%未満、好ましくは平均厚さの約10%未満、より好ましくは平均厚さの約5%未満のブランク基板上にTTVを有するはずである。例えば、接着層20が50μmの平均厚さを有する場合、最大許容TTVは、約12.5μm以下(50μmの約25%未満)、好ましくは約5μm以下(50μmの約10%未満)、より好ましくは約2.5μm以下(50μmの約5%未満)であるだろう。
【0054】
さらに、レーザー離型性接着層20は、所望の基板と強い接着接合を形成するだろう。ASTM D4541/D7234で測定される付着強度が、約50psig超、好ましくは約80psig~約250psig、より好ましくは約100psig~約150psigであるものはいずれも、接着層20としての使用に望ましいだろう。
【0055】
接着層20は、約300nm~約380nmの波長で、少なくとも約0.05、好ましくは少なくとも約0.1、より好ましくは約0.12~約0.6のk値を有するだろう。
【0056】
接着層20は、160℃で好ましくは3000Pa・s未満、より好ましくは160℃で約50Pa・s~約1,500Pa・s、さらにより好ましくは160℃で約100~約1,000Pa・sの複素粘性を有する。複素粘度は、好ましくはTA Instruments社によるAR-2000exレオメーターの名称で販売されているものなどのレオメーターで測定される。
【0057】
一つの実施形態において、接着組成物、ひいては得られる接着層20は、好ましくは非感光性である(すなわち、約1J/cmで露光される場合に、層内にパターンを画定することができない)。したがって、接着層20を形成するために使用される組成物ならびに得られる接着層20は、光酸発生剤(PAG)を実質的に含まない。「実質的に含まない」とは、組成物および/または層が、100wt%とした組成物の合計重量に対して、約0.1wt%未満、好ましくは約0.05wt%未満、好ましくは約0wt%のPAGを含むことを意味する。それはまた、露光時に重合または架橋を開始することができる他の薬剤を実質的に含まない。
【0058】
第2の前駆体構造22も、図1(a)において概略的な断面図で描写されている。第2の前駆体構造22は、第2基板24を含む。この実施形態において、第2基板24はキャリアウェーハである。第2基板24は、前面またはキャリア面26、背面28、および最外端30を有している。第2基板24はどんな形状にもなることができるが、通常円形状で、第1基板12と同様の大きさとなる。好ましい第2基板24としては、透明なガラスウェーハ、もしくはレーザーエネルギーにキャリア基板の通過を可能にさせるその他の(レーザーエネルギーに対して)透明な基板が挙げられる。特に好ましいガラス担体ウェーハには、Corning(登録商標)EAGLE XG(登録商標)ガラス、Gorilla(登録商標)ガラス、およびソーダ石灰ガラスが含まれる。
【0059】
次に、構造10および22は、対面した関係で一緒にプレスされるため、接着層20の上面21は第2基板24の前面またはキャリア面26と接触する(図1(b))。プレスの間、2つの構造10および22を合わせて接着を引き起こして、接着したスタック34を形成するように、十分な圧力と熱が十分な時間加えられる。接着のパラメータは、接着層20を形成する組成物に依って変化するが、この工程中の通常の温度は、約60℃~約300℃、好ましくは約80℃~約220℃の範囲であり、通常の圧力は約500N~約10,000N、好ましくは約750N~約2,000Nで約30秒間~約10分間、好ましくは約2分間~約5分間である。
【0060】
次いで、接着したスタック34は、ホットプレート上またはオーブン環境内で加熱されて、接着層20を硬化させる。加熱は、約30秒間~約20分間、好ましくは約1分間~約10分間、好ましくは約120℃~約300℃、より好ましくは約120℃~約180℃の温度で好ましくは行われる。一つの実施形態では、「2段階硬化プロセス」は、2つの別々の工程で加熱することによって行われる。第1ベーク工程において、加熱は、約120℃~約225℃、好ましくは約150℃~約200℃の温度で、約30秒~約20分、より好ましくは約2分~約20分の時間で好ましくは行われる。第2ベーク工程において、加熱は、約200℃~約300℃、好ましくは約225℃~約275℃の温度で、約30秒~約20分、より好ましくは約2分~約20分の時間で好ましくは行われる。1つの実施形態では、この加熱工程中に架橋が行われるため、接着層20は、熱硬化性層である。
【0061】
接着したスタック34は、接着したスタック34の合計平均厚さの約10%未満、好ましくは合計平均厚さの約5%未満(スタック34にわたって5箇所で測定)、さらにより好ましくは合計平均厚さの約3%未満のTTVを有するはずである。すなわち、接着したスタック34が100μmの平均厚さを有する場合、約10%未満のTTVは、約10μm以下であるだろう。
【0062】
第1基板12はこれで、安全に取り扱うことができ、第2基板24に接着されていなければ、第1基板12に損傷を与えたかもしれないその後の処理を受けることができる。よって、その構造には、裏面研削、化学機械研磨(「CMP」)、エッチング、金属蒸着(すなわち、メタライゼーション)、誘電堆積、パターニング(例えば、エッチングを介した、フォトリソグラフィ)、不動態化、アニーリング、再配線層形成およびそれらの組み合わせ等の裏面処理を、基板12および24の分離を起こすことなく、これらの続いて起こる処理工程の間に発生する何らかの化学物質が侵入することなく、安全に施すことができる。接着層20はこれらの処理に耐えられるだけでなく、約325℃以下、好ましくは約25℃~約300℃、より好ましくは約80℃~約280℃の処理温度にも耐えることができる。
【0063】
いったん処理が完了すると、基板12および24は、レーザーを用いてレーザー離型性接着層20の全てまたは一部を分解またはアブレーションすることによって、分離することができる。適切なレーザーとしては、好ましくは約300nm~約360nm、より好ましくは約308nmおよび/または約355nmの波長でのUVレーザーが挙げられる。レーザー離型性接着層を剥離するために、レーザーは、ウェーハ全体を露出するために、蛇のようなパターンでキャリアウェーハ表面にわたって走査される。例示的なレーザー剥離ツールとしては、SUSS Microtec社のLambda STEEL 2000レーザー剥離機、EVG(商標登録)850 DB 自動剥離システムおよびKingyoup社のLD-Automatic 200/300 レーザー剥離機が挙げられる。ウェーハは、フィールドサイズ約40×約40μm~約12.5×約4mmでレーザースポットによって走査されるのが好ましい。基板の剥離に適したフルエンスは、約100mJ/cm~約1,300mJ/cm、好ましくは約150mJ/cm~約800mJ/cmである。基板の剥離に適した出力は、約2W~約6W、好ましくは約3W~約4Wである。
【0064】
レーザー露光後、基板12および24は容易に分離するだろう。分離後、残っている接着層20のいずれも、プラズマエッチング、または接着層20を溶解することが可能な溶剤で除去することができる。好ましい洗浄方法は、弱酸性溶液の使用を含む。この場合、剥離された基板12および/または24は、約30秒~約20分間、好ましくは約1分~10分間、溶液で浸漬またはスピンクリーニングされる。この洗浄溶液は、好ましくは、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセトフェノン、およびそれらの混合物などのケトン系溶剤を含むか、それから本質的になるか、またはまさにそれからなるが、他の水混和性溶剤も許容される。溶剤は、100wt%とした洗浄溶液の合計重量に対して、約1wt%~約99wt%、好ましくは約70wt%~約95wt%で洗浄溶液中に好ましくは存在する。利用する場合、水は、100wt%とした洗浄溶液の合計重量に対して、約0.1wt%~約99wt%、好ましくは約1wt%~約20wt%で洗浄溶液中に好ましくは存在する。洗浄溶液はまた、1つ以上の酸を含み、好ましい酸は、酢酸、酪酸、クエン酸、リン酸、安息香酸、およびそれらの混合物などのより弱い酸である。酸は、100wt%とした洗浄溶液の合計重量に対して、約0.1wt%~約30wt%、好ましくは約1wt%~約15wt%で洗浄溶液中に好ましくは存在する。より強い酸は、洗浄溶液がデバイスウェーハ上の機構を損傷しない限り、より低いパーセンテージで使用され得ることが理解されるのであろう。
【0065】
上記実施形態において、レーザー離型性接着層20はデバイスウェーハである第1基板12上に示されている。この基板/層の配置は逆にできることは理解されるだろう。つまり、接着層20は第2基板24(つまり、キャリアウェーハ)上に形成し得る。上述したものと同じ組成物および処理条件がこの実施形態に適用されるだろう。
【0066】
特に好ましい実施形態において、図1に示すように、接着層20が基板12と24との間の唯一の層である。しかしながら、代替の実施形態において、接着層20は、追加の接着材料、構造的支持層、積層補助層、連結層(初期基板への付着のため)、汚染制御層、および洗浄層と共に使用できることは理解されるだろう。好ましい構造および塗布手法は、塗布およびプロセスフローによって必然的に決まるだろう。
【0067】
種々の実施形態の付加的な利点は、本明細書中の開示および以下の実施例を検討すれば、当業者に明らかであろう。本明細書で記載される種々の実施形態は、本明細書で特に別途指示がない限り、必ずしも相互排他的ではないことが理解されるだろう。例えば、一つの実施形態において記載または描写されている特徴は、他の実施形態に含まれてもよいが、必ずしも含まなくてもよい。よって、本開示は、本明細書中に記載される特定の実施形態の種々の組み合わせおよび/または統合を包含する。
【0068】
本明細書で用いられる「および/または」という表現は、2以上の項目の列挙に用いる場合、列挙された項目のいずれかを単独で使用されることができる、または列挙された項目の2以上の組み合わせのいずれかを使用することができることを意味する。例えば、組成物が、成分A、Bおよび/またはCを、含むまたは除くとして記載されている場合には、その組成物は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびBの組み合わせ、AおよびCの組み合わせ、BおよびCの組み合わせ、またはA、BおよびCの組み合わせを、含むまたは除くことができる。
【0069】
本記述はまた、数値範囲を用いて、種々の実施形態に関する一定のパラメータを定量化する。数値範囲が与えられた場合、そのような範囲は、範囲のうち低い方の値を記載するのみの請求項の限定と、同様に範囲のうち高い値のみを記載する請求項の限定との正確な裏付けを提供すると解釈されるべきであることを理解されたい。例えば、開示された数値範囲の約10~約100は、「約10超」(上限なし)と記載するの請求項および「約100未満」(下限なし)と記載するの請求項の、正確な裏付けを示す。
【0070】
実施例
以下の実施例は、本開示に従った方法を記載している。しかしながら、これらの実施例は実例として示されており、その中のどれも全範囲の限定として捉えられるべきではないことは理解されるべきである。
【0071】
実施例1
ポリアゾメチン溶液1の調製
この実施例では、41.19グラム(10.91%)のテレフタルアルデヒド(TCI、ポートランド、オレゴン州)、0.85グラム(0.22%)の酪酸(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)、および108.05グラム(36.32%)のPGMEA(富士フィルム、蘇州、中国)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをPGMEAで充填して、反応中に生成した水とPGMEAとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。反応物を120℃に加熱した。全てのテレフタルアルデヒドを溶解すると、27.87グラム(7.38%)の9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン(JFEケミカル株式会社、東京、日本)を添加し、水の生成が遅くなり停止するまで20~60分間反応させた。次に、62.78グラム(16.63%)の1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(Alfa Aesar、ワードヒル、マサチューセッツ州)を、136.84グラム(28.54%)のPGMEAと共に、添加漏斗を通して添加した。溶液を150℃(PGMEAの還流温度)に加熱し、6~8時間反応させた。オレンジ色~ピンク色の中程度の粘性を有する溶液が得られた。
【0072】
実施例2
接着性試験
実施例1からの材料を、850rpmのスピン速度で45秒間、500rpm/sの勾配(ramp)で8インチのガラスウェーハ上にスピンコーティングし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、20μmの被膜を得た。次いで、コーティングされ、ベークされたウェーハを8インチのシリコンウェーハに接着した。次いで、2200Nの接着力、145℃の接着温度、および3分の接着時間を使用して、EVG 510ボンダーを使用して基板を接着した。接着した対は、接着後にボイドのない良好な接着品質を示した。接着した対の写真を図2に示す。
【0073】
実施例3
308nmでのレーザー剥離試験
実施例2に示すように、ウェーハを接着した。次に、カリフォルニア州のコロナにあるSUSS Microtec社の308nmレーザー剥離機を用いて、接着した対を剥離した。ウェーハは、275mJ/cmのフルエンスで剥離することができ、ウェーハ対を分離するために必要な、最小限の剥離力であった。図3は、308nmで剥離した後のシリコンウェーハの写真を示す。
【0074】
実施例4
355nmでのレーザー剥離試験
ウェーハは、実施例2のように接着され、その後、台湾の台北にあるKingyoup社の355nmレーザーを使用してレーザー剥離された。表1は、剥離パラメータを示す。図4は、355nmで剥離した後のシリコンウェーハの写真を示す。
【0075】
表1 Kingyoup社355nmレーザー剥離データ
【表1】
【0076】
実施例5
実施例1材料のnおよびk測定
実施例1からの材料を、1,500rpmのスピン速度で60秒間、1,500rpm/sの勾配(ramp)で4インチのシリコンウェーハ上にスピンコートし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、200nmの被膜を得た。次いで、VASE M2000を用いて光学パラメータを測定した。nおよびkの全スペクトルを、標的波長で図5に示す。
【0077】
実施例6
ポリアゾメチン溶液2の調製
この実施例では、20.12グラム(11.66%)のテレフタルアルデヒド、70.59グラム(40.92%)のPGMEA、および17.90グラム(10.37%)の1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(Alfa Aesar、ワードヒル、マサチューセッツ州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをPGMEAで充填して、反応中に生成した水とPGMEAとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、22.36グラム(12.96%)の4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)(TCI、ポートランド、オレゴン州)および41.53グラム(24.06%)のPGMEAを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、6~8時間反応させた。得られた溶液は、ダークイエローアンバー色であり、中程度の粘度を有していた。
【0078】
実施例7
実施例6材料のnおよびk測定
実施例6からの材料を、1,500rpmのスピン速度で60秒間、1,500rpm/sの勾配(ramp)で4インチのシリコンウェーハ上にスピンコートし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、200nmの被膜を得た。次いで、VASE M2000を用いて光学パラメータを測定した。nおよびkの全スペクトルを、標的波長で図6に示す。
【0079】
実施例8
ポリアゾメチン溶液3の調製
この実施例では、16.91グラム(9.85%)のテレフタルアルデヒド、74.98グラム(43.68%)のPGMEA、および23.49グラム(13.69%)の1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(Alfa Aesar、ワードヒル、マサチューセッツ州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをPGMEAで充填して、反応中に生成した水とPGMEAとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、19.68グラム(11.47%)のビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(Alfa Aesar、ワードヒル、マサチューセッツ州)および36.57グラム(21.31%)のPGMEAを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、6~8時間反応させた。得られた溶液は、ブラウンアンバー色であり、中程度の粘度を有していた。
【0080】
実施例9
実施例8材料のnおよびk測定
実施例8からの材料を、1,500rpmのスピン速度で60秒間、1,500rpm/sの勾配(ramp)で4インチのシリコンウェーハ上にスピンコートし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、200nmの被膜を得た。次いで、VASE M2000を用いて光学パラメータを測定した。nおよびkの全スペクトルを、標的波長で図7に示す。
【0081】
実施例10
ポリアゾメチン溶液4の調製
この実施例では、17.66グラム(6.51%)のテレフタルアルデヒド、75.844グラム(27.92%)のアニソール(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)、および23.49グラム(13.69%)のジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル(TCI、ポートランド、オレゴン州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをアニソールで充填して、反応中に生成した水とアニソールとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、12.192グラム(4.49%)の9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレンおよび22.615グラム(8.33%)のアニソールを溶液に添加した。溶液を120℃で15~30分間反応させた。時間が経過したら、4.602グラム(1.70%)のNeximid 300(Nexim Chemical社、スウェーデン)および8.541グラム(3.15%)のアニソールを溶液に加えた。溶液を120℃で反応させ続け、4.5時間反応させた。得られた溶液は、茶赤色であり、中程度の粘度を有していた。
【0082】
実施例11
実施例10材料のnおよびk測定
実施例10からの材料を、1,500rpmのスピン速度で60秒間、1,500rpm/sの勾配(ramp)で4インチのシリコンウェーハ上にスピンコートし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、200nmの被膜を得た。次いで、VASE M2000を用いて光学パラメータを測定した。nおよびkの全スペクトルを、標的波長で図8に示す。
【0083】
実施例12
ポリアゾメチン溶液5の調製
この実施例では、18.03グラム(12.24%)のテレフタルアルデヒド、82.194グラム(55.8%)のアニソール(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)、および26.22グラム(17.8%)のジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル(TCI、ポートランド、オレゴン州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをアニソールで充填して、反応中に生成した水とアニソールとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、7.32グラム(4.97%)の9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレンおよび13.56グラム(9.20%)のアニソールを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、5~8時間反応させた。得られた溶液は、淡黄色であり、中程度の粘度を有していた。
【0084】
実施例13
実施例12材料のnおよびk測定
実施例12からの材料を、1,500rpmのスピン速度で60秒間、1,500rpm/sの勾配(ramp)で4インチのシリコンウェーハ上にスピンコートし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、200nmの被膜を得た。次いで、VASE M2000を用いて光学パラメータを測定した。nおよびkの全スペクトルを、標的波長で図9に示す。
【0085】
実施例14
ポリアゾメチン溶液6の調製
この実施例では、18.02グラム(11.82%)のテレフタルアルデヒド、76.43グラム(50.13%)のアニソール(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)、および23.13グラム(15.17%)のジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル(TCI、ポートランド、オレゴン州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをアニソールで充填して、反応中に生成した水とアニソールとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、12.19グラム(8.00%)の9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレンおよび22.68グラム(14.88%)のアニソールを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、5~8時間反応させた。得られた溶液は、淡黄色であり、中程度の粘度を有していた。
【0086】
実施例15
実施例14材料のnおよびk測定
実施例14からの材料を、1,500rpmのスピン速度で60秒間、1,500rpm/sの勾配(ramp)で4インチのシリコンウェーハ上にスピンコートし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、200nmの被膜を得た。次いで、VASE M2000を用いて光学パラメータを測定した。nおよびkの全スペクトルを、標的波長で図10に示す。
【0087】
実施例16
ポリアゾメチン溶液7の調製
この実施例では、88.21グラム(11.44%)のテレフタルアルデヒド、346.01グラム(44.87%)のアニソール(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)、および98.04グラム(12.71%)のジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル(TCI、ポートランド、オレゴン州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをアニソールで充填して、反応中に生成した水とアニソールとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、83.52グラム(10.83%)の9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレンおよび155.30グラム(20.14%)のアニソールを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、5~8時間反応させた。得られた溶液は、黄色であり、中程度の粘度を有していた。
【0088】
実施例17
実施例16材料のnおよびk測定
実施例16からの材料を、1,500rpmのスピン速度で60秒間、1,500rpm/sの勾配(ramp)で4インチのシリコンウェーハ上にスピンコートし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、200nmの被膜を得た。次いで、VASE M2000を用いて光学パラメータを測定した。nおよびkの全スペクトルを、標的波長で図11に示す。
【0089】
実施例18
ポリアゾメチン溶液8の調製
この実施例では、16.93グラム(10.30%)のテレフタルアルデヒド、および31.62グラム(19.24%)のアニソール(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをアニソールで充填して、反応中に生成した水とアニソールとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。23.033グラム(14.02%)のジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル(TCI、ポートランド、オレゴン州)および42.92グラム(26.12%)のアニソールを一緒に混合し、次いで、60mLシリンジに引き入れ、シリンジポンプに取り付けた。溶液を120℃に加熱し、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテルアニソール溶液をシリンジポンプを介して1mL/分の流速で反応物に添加し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、5.24グラム(3.19%)の5-メチル-2-フェニル-2-ヘキセナール(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)を添加し、20~30分間反応させた。その後、12.19グラム(7.42%)の9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレンおよび32.39グラム(19.71%)のアニソールを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、10時間反応させた。得られた溶液は、色がアンバーイエローであり、中程度の粘度を有していた。
【0090】
実施例19
実施例18材料のnおよびk測定
実施例18からの材料を、1,500rpmのスピン速度で60秒間、1,500rpm/sの勾配(ramp)で4インチのシリコンウェーハ上にスピンコートし、120℃で3分間、次いで180℃で5分間ホットプレート上でベークして、200nmの被膜を得た。次いで、VASE M2000を用いて光学パラメータを測定した。nおよびkの全スペクトルを、標的波長で図12に示す。
【0091】
実施例20
ポリアゾメチン溶液9の調製
この実施例では、14.172グラム(11.44%)のテレフタルアルデヒド、57.81グラム(44.83%)のアニソール(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)、および16.963グラム(13.15%)のジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル(TCI、ポートランド、オレゴン州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをアニソールで充填して、反応中に生成した水とアニソールとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、13.54グラム(10.50%)の2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(TCI、ポートランド、オレゴン州)および26.03グラム(20.18%)のアニソールを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、5時間反応させた。5時間後、0.464グラム(0.36%)のトランス-2-ペンテナール(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)を溶液に添加し、30分間反応させた。得られた溶液は、色が赤であり、中程度の粘度を有していた。
【0092】
実施例21
ポリアゾメチン溶液10の調製
この実施例では、20.12グラム(11.37%)のテレフタルアルデヒド、87.22グラム(49.31%)のPGMEA、および26.85グラム(15.18%)の1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(Alfa Aesar、ワードヒル、マサチューセッツ州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをPGMEAで充填して、反応中に生成した水とPGMEAとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、14.78グラム(8.35%)の2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(TCI、ポートランド、オレゴン州)および27.94グラム(15.79%)のPGMEAを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、6~8時間反応させた。得られた溶液は、ピンクがかった黄色であったが、冷却すると黄色の粉末に析出し、溶解度は低かった。
【0093】
実施例22
ポリアゾメチン溶液11の調製
この実施例では、21.43グラム(12.61%)のテレフタルアルデヒド、93.02グラム(54.72%)のPGMEA、および28.63グラム(16.84%)の1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(Alfa Aesar、ワードヒル、マサチューセッツ州)を、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをPGMEAで充填して、反応中に生成した水とPGMEAとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。溶液を25℃で15~20分間反応させ、次いで反応物を120℃に加熱し、1~2時間、または水の生成が遅くなり停止するまで反応させた。全ての水が除去されると、9.42グラム(8.35%)のo-ジアニシジン(TCI、ポートランド、オレゴン州)および17.47グラム(10.28%)のPGMEAを溶液に添加した。溶液を120℃で反応させ続け、6~8時間反応させた。溶液は析出して、暗赤色の不溶性の粉末状物質となった。
【0094】
実施例23
ポリアゾメチン溶液12の調製
この実施例では、21.47グラム(11.83%)のテレフタルアルデヒドおよび72.32グラム(39.85%)のPGMEAを、ディーンスタークトラップおよびディーンスタークトラップに取り付けられた凝縮器を有する反応容器に加えた。トラップをPGMEAで充填して、反応中に生成した水とPGMEAとの間に分離を形成した。窒素を反応容器にポンプで注入して不活性雰囲気を形成した。反応物を120℃に加熱した。全てのテレフタルアルデヒドを溶解すると、13.22グラム(7.29%)の4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン(シグマアルドリッチ社、セントルイス、ミズーリ州)を添加し、水の生成が遅くなり停止するまで20~60分間反応させた。次いで、28.66グラム(15.80%)の1,3-ビス(アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(Alfa Aesar、ワードヒル、マサチューセッツ州)を、46.79グラム(25.23%)のPGMEAと共に、添加漏斗を介して添加した。溶液を150℃(PGMEAの還流温度)に加熱し、10~14時間反応させた。溶液は、反応中に析出し、溶解度の低い黄緑色の粉末となった。
図1(a)】
図1(b)】
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
【国際調査報告】