JPH1161079A

JPH1161079A - 精密加工用仮着接着剤

Info

Publication number: JPH1161079A
Application number: JP22467797A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Yamamoto; 恭一山本; Takeshi Kubota; 豪久保田
Original assignee: Inctec Inc
Current assignee: Inctec Inc
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、シリコン、ガリウムヒ素、ガラス
材、磁性材、金属材、水晶、光学レンズ等の加工時の仮
着に使用され、精密切断、穴開け、研磨加工や、ウエハ
と定盤との間の仮着といったような種々の加工の際の仮
着に有用な精密加工用仮着接着剤に関し、表面平滑性、
接着性、剥離性、洗浄性等に優れると共に、金属イオン
の含有量が極めて低く、半導体デバイスに影響を与える
ことの少なく、かつ、除去に際し有機溶媒を必要とせ
ず、環境衛生上の問題を解決しうる。【解決手段】本発明の精密加工用仮着接着剤は、酸無
水物が付加されたノボラック型エポキシ樹脂、およびシ
ェラック系樹脂を主成分とし、該樹脂混合物１００重量
部に対し可塑剤を３重量部〜３５重量部の範囲で含有
し、アルカリ水溶液に可溶なものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン、ガリウ
ムヒ素、ガラス材、磁性材、金属材、水晶、光学レンズ
等の加工時の仮着に使用される精密加工用仮着接着剤に
関し、精密切断、穴開け、研磨加工や、ウエハと定盤と
の間の仮着といったような種々の加工の際の仮着に有用
な接着剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述のような用途に対する接着剤
としては、石油系樹脂、パラフィンワックス、松脂の変
性物、例えば、重合ロジン、マレイン化ロジン、ロジン
エステル、シェラック樹脂、カルナバ、密蝋、モンタン
ワックス等の動植物系、鉱物系が使用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の天然系原料をベースとした変性接着剤は、金属イオン
の不純物が多く含まれるため、例えば、半導体ウエハの
仮着接着剤として使用した場合、金属イオンの残存か
ら、半導体のデバイス機能の低下を招いていた。この対
策として、金属イオンをイオン交換法やキレート処理法
により除去する方法が知られているが、Ａｌ、Ｓｎ等の
金属イオンの除去は難しく、数十ｐｐｂオーダーの要求
には対応できなかった。また、従来の接着剤において
は、接着剤を除去するのに有機溶剤を使用しなければな
らないものが多く、この場合、大気汚染や自然環境の破
壊等の環境衛生上も大きな問題となっていた。

【０００４】本発明の第１の目的は、表面平滑性、接着
性、洗浄性等に優れると共に、金属イオンの含有量が極
めて低く、半導体デバイスに影響を与えることの少ない
精密加工用仮着接着剤を提供することにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、仮着作業後の剥離
性に優れた精密加工用仮着接着剤を提供することにあ
る。

【０００６】本発明の第３の目的は、除去に際し有機溶
媒を必要とせず、環境衛生上の問題を解決しうる精密加
工用仮着接着剤を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、精密加工用仮着接着剤
において、酸無水物が付加されたノボラック型エポキシ
樹脂及びシェラック系樹脂を主成分とし、かつ可塑剤を
所定量配合した仮着接着剤は、残存金属イオン量を半導
体デバイスの機能に影響を及ぼさないレベルに容易に維
持できると共に仮着作業後の剥離性に優れる等の仮着接
着剤として優れた性能を発揮するものであり、かつ、環
境衛生上も安全なものとできることを見出し、本発明を
完成するに至った。

【０００８】本発明の第１の精密加工用仮着接着剤は、
酸無水物が付加されたノボラック型エポキシ樹脂、およ
びシェラック系樹脂を主成分とし、該樹脂混合物１００
重量部に対し可塑剤を３重量部〜３５重量部の範囲で含
有し、アルカリ水溶液に可溶であることを特徴とする。

【０００９】上記の酸無水物が付加されたノボラック型
エポキシ樹脂１００重量部に対してシェラック系樹脂
を、３重量部〜２０重量部の範囲で含有することを特徴
とする。

【００１０】上記の可塑剤が、トルエンスルホン酸エチ
ルアミド、フタル酸エステル系化合物、オキシ酸エステ
ル系化合物および脂肪族二塩基酸エステル系化合物から
なる群から選ばれる１種或は２種以上の混合物であるこ
とを特徴とする。

【００１１】上記の精密加工用仮着接着剤が、ウエハ精
密加工用仮着接着剤であり、金属イオン含有量が５０ｐ
ｐｂ以下であることを特徴とすることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の精密加工用仮着接
着剤をウエハ精密加工用とする場合を中心にして説明す
る。接着剤主成分である酸無水物が付加されたノボラッ
ク型エポキシ樹脂（以下、エポキシ樹脂という）は、フ
ェノールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポ
キシ樹脂と一価または多価のフェノール類、又はアルコ
ール類との反応生成物に、更に、ヘキサヒドロ無水フタ
ル酸等の酸無水物を付加させることにより得られるもの
で、軟化点が６０℃〜１２０℃、酸価が８０ｍｇＫＯＨ
／ｇ〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇの樹脂である。軟化点が１
２０℃を越えると接着時にウエハの熱歪みか発生するの
で好ましくなく、また、酸価が８０ｍｇＫＯＨ／ｇより
低いとアルカリ可溶性が低下する。

【００１３】また、エポキシ樹脂における金属イオンの
含有量としては、５０ｐｐｂ以下が好ましく、また、天
然樹脂と相違して金属イオン含有量を容易に減少するこ
とができるので、精密加工用仮着接着剤における金属イ
オン含有量の制御が容易となる。このような樹脂として
は、例えば東都化成（株）製ＡＸ３１１Ｍ（固型分濃度
７０％、酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）等が挙げられる。

【００１４】また、シェラック樹脂は、上記のエポキシ
樹脂に、融点低下、カミソリ剥離性の向上、アルカリ洗
浄性の向上、平滑性の向上、溶剤離れ（乾燥性）の向上
等を目的として添加されるもので、いずれもその酸価が
７０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のものとするとよい。７０ｍｇ
ＫＯＨ／ｇ未満であるとアルカリ可溶性が低下する。シ
ェラック樹脂における金属イオンの含有量は、通常、２
×１０⁴ｐｐｂのオーダーであるので、通常の方法によ
り脱金属処理を施し、１００ｐｐｂ以下のオーダー、好
ましくは５０ｐｐｂ以下のオーダーとするとよい。

【００１５】シェラック樹脂としては、天然シェラック
樹脂、合成シェラック樹脂が挙げられ、市販品としては
岐阜シエラック（株）製「商品名、セラックＧＳ」、興
洋化学（株）製「商品名、セラックＨＫ」等の酸価６５
〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇのもの等が挙げられる。

【００１６】シェラック樹脂は、エポキシ樹脂１００重
量部に対して３重量部〜２０重量部、好ましくは５重量
部〜１５重量部の割合で使用され、３重量部より少ない
と、融点低下、カミソリ剥離性の向上、アルカリ洗浄性
の向上、平滑性の向上、溶剤離れ（乾燥性）の向上等の
効果がなく、また、２０重量部を越えると、接着剤中に
おける金属イオンの濃度が高くなり、また、接着剤とし
て塗布平滑性やアルカリ洗浄性が低下するので好ましく
ない。

【００１７】可塑剤としては、トルエンスルホン酸エチ
ルアミド、フタル酸エステル系化合物、オキシ酸エステ
ル系化合物および脂肪族二塩基酸エステル系化合物から
なる群から選ばれる１種或は２種以上の混合物を挙げる
ことができ、好ましくはトルエンスルホン酸エチルアミ
ドである。可塑剤は、エポキシ樹脂とシェラック樹脂の
混合樹脂１００重量部に対し３重量部〜３５重量部、好
ましくは１０重量部〜３０重量部の範囲で含有させると
よい。３重量部未満であると接着剤の軟化点が高すぎ、
また塗布平滑性に乏しく、また、３５重量部を越えると
接着加工後の剥離性が悪化する。

【００１８】また、シェラック樹脂に加えてロジン系樹
脂を必要に応じて添加してもよい。ロジン系樹脂は、シ
ェラック樹脂同様に、エポキシ樹脂に、融点低下、カミ
ソリ剥離性の向上、平滑性の向上、溶剤離れ（乾燥性）
の向上等を目的として添加されるもので、例えば、ロジ
ン、ロジンエステル、部分または水添ロジン、重合ロジ
ン、またはこれらのロジン樹脂とマレイン酸等の二塩基
酸との変性ロジンまたはそれらのエステル誘導体等の少
なくとも１種が挙げられ、シェラック樹脂１００重量部
に対して０重量部〜２００重量部、好ましくは０重量部
〜１００重量部の割合で添加するとよい。ロジン系樹脂
における金属イオンの含有量は、通常、二千ｐｐｂのオ
ーダーであるので、通常の方法により脱金属処理を施
し、数百ｐｐｂのオーダー、好ましくは３０ｐｐｂのオ
ーダーとしておくとよい。

【００１９】エポキシ樹脂、シェラック樹脂、可塑剤等
の成分は、イソプロピルアルコール、トルエン等の溶媒
に固型分濃度２０％〜５０％の溶液として、本発明の精
密加工用仮着接着剤とされる。

【００２０】本発明の精密加工用仮着接着剤は、ウエハ
または定盤上にスピンコーター法、スプレー法等により
塗布され、溶媒が除去された後、加熱圧着されるか、ま
たは、溶媒を除去して固型接着剤とし、ウエハまたは定
盤上に溶融塗布されて加熱圧着することにより、ウエハ
は定盤上に確実に固定される。こうして固定されたウエ
ハに対して、アルカリ研磨液による研磨加工等が施さ
れ、加工後にはスクレバー、ナイフ等を利用して定盤上
から剥離される。

【００２１】接着剤はウエハと定盤との接着固定を図
り、研磨時における４０℃〜５０℃の昇温やアルカリ研
磨液に耐えて、鏡面研磨に到達することが必要であると
共に、研磨加工後には、例えばカミソリの刃先をウエハ
の接着面に挿入し、一挙に剥離しうることが求められる
が、この両者を達成するためには、接着強度が２５ｋｇ
／ｃｍ²〜３５ｋｇ／ｃｍ²程度であることが必要であ
る。剥離されたウエハに付着している接着剤は、一次洗
浄をアルカリ性の洗浄剤で、次いで仕上げリンスを純水
で行うことにより除去される。

【００２２】アルカリ性洗浄剤としては、テトラメチル
アンモニウムオキサイド、アルカノールアミン、アミノ
アルコール、水溶性アミン類等の有機アミン、無機アル
カリ、またはこれらの塩の水溶液を使用するとよいが、
金属イオンを混入させるものは避けるのが好ましい。

【００２３】また、本発明の精密加工用仮着接着剤を、
水晶振動子、フェライト材、金属材、ガラス材等の切
断、研磨加工に使用する場合には、固形状態とし、ホッ
トメルトタイプとして使用するとよい。

【００２４】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例により具
体的に説明する。

【００２５】（実施例１）（１）ヘキサヒドロ無水フタル酸が付加されたノボラ
ック型エポキシ樹脂溶液（東都化成（株）製ＡＸ３１１
Ｍ、酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分７０重量％、溶
媒３０％）を溶剤｛イソプロピルアルコール／トルエン
（重量比）＝２／１｝で希釈し、固形分３６重量％とし
た溶液３００重量部と、（２）シェラック樹脂｛興洋
化学（株）製、酸価６５〜８５ｍｇＫＯＨ／ｇ｝を溶剤
｛ノルマルプロピルアルコール／トルエン（重量比）＝
３／７｝で希釈して固型分３８重量％とした溶液１００
重量部、との混合物に、トルエンスルホン酸エチルアミ
ド（富士アミドケミカル社製、トップサイザーＮｏ．
３）を１４重量部混合し、更に、混合溶剤｛イソプロピ
ルアルコール／トルエン（重量比）＝２／１｝を２１重
量部加えて、固形分４０重量％溶液の精密加工用仮着接
着剤（金属含有量５０ｐｐｂ以下）を調製した。

【００２６】なお、上述のエポキシ樹脂における金属イ
オン含有量は、ナトリウムイオン８ｐｐｂ、アルミニウ
ムイオン０ｐｐｂ、亜鉛イオン２ｐｐｂ、鉄イオン１６
ｐｐｂ、ニッケルイオン１ｐｐｂ、銅イオン２ｐｐｂ、
クロムイオン２ｐｐｂである。また、上述のシェラック
樹脂は、カチオンイオン交換法により脱金属処理したも
のを使用した。

【００２７】（比較例１）ヘキサヒドロ無水フタル酸が
付加されたノボラック型エポキシ樹脂溶液（東都化成
（株）製ＡＸ３１１Ｍ、酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、固
形分７０重量％、溶媒３０％）を溶剤｛イソプロピルア
ルコール／トルエン（重量比）＝２／１｝で希釈し、固
形分４０重量％溶液とし、接着剤とした。

【００２８】（比較例２）実施例１における可塑剤の添
加量を、エポキシ樹脂１００重量部に対し、４０重量部
に代え、トータル固形分を４０重量％に調整して接着剤
を作製した。

【００２９】（塗布平滑性の評価）実施例１および比較
例１、２で得た液状接着剤について、下記条件でガラス
ウエハに塗布後、電気オーブンを使用し８０℃×５分の
条件下で加熱乾燥した。

【００３０】塗布条件装置：ミカサ製スピンコーター１Ｈ３６０型条件：初期回転１０００ｒｐｍ／２ｓｅｃ〜フル回転３
０００ｒｐｍ／１０ｓｅｃ塗布厚：４±０．５μｍ乾燥後、塗布面のフラットネスを触針式表面粗さ計
｛（株）東京精密製、サーフコム５７４Ａ｝を用いて測
定し、塗布平滑性とした。

【００３１】（接着力の評価）実施例１および比較例
１、２で得た液状接着剤について、上記と同様の塗布条
件でステンレス板に塗布後、同様に加熱乾燥した後、塗
布面と他のステンレス板を合わせ、１２０℃、０．１ｋ
ｇ／ｃｍ²の熱圧条件で貼合せた。貼合物の引っ張り剪
断強さをストログラフ計（東洋精機（株）製、Ｒ−１）
を用いて測定し、接着力（ｋｇ／ｃｍ²）とした。

【００３２】（洗浄性の評価）上記の接着力の評価で剥
離したステンレス板に付着した接着剤を、４％炭酸アン
モニウム水溶液を使用し、洗浄装置｛オリンパス（株）
製ＥＥ−ＭＯ−０２Ｎ｝で３０℃、１０ｍｉｎ．で洗浄
性を評価した。

【００３３】（軟化点の評価）実施例１および比較例１
で得た液状接着剤について８０℃に設定した真空乾燥機
で溶剤を揮発させ、固形接着剤とした後、環球法により
軟化点（℃）を求めた。

【００３４】なお、塗布平滑性、洗浄性の評価について
は、それぞれ結果が極めて良好な場合をＶＧ、良好な場
合をＧ、普通の場合をＦ、劣る場合をＰとして示した。

【００３５】その結果を、表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から、本発明の精密加工用仮着接着剤
は、比較例１（可塑剤未添加）に比して塗布平滑性に優
れると共に接着力に優れることがわかる。また、比較例
２（樹脂１００重量部に対して可塑剤を４０重量部含有
させたもの）は接着力が低下することがわかる。

【００３８】（実施例２）実施例１において用いた可塑
剤に代えて、トルエンスルホン酸エチルアミド（富士ア
ミドケミカル社製、トップサイザーＮｏ．３）：オレイ
ン酸（重量比）＝２：１混合物を用いた以外は、実施例
１同様にして精密加工用仮着接着剤を調製した。

【００３９】（実施例３〜実施例５）実施例１における
可塑剤の添加量をエポキシ樹脂１００重量部に対して５
重量部（実施例３）、１０重量部（実施例４）、２５重
量部（実施例５）に代え、トータル固形分濃度を４０重
量％に調整して精密加工用仮着接着剤を作製した。

【００４０】（実施例６〜実施例９）上記の実施例２〜
５で得た液状接着剤について、それぞれ８０℃に設定し
た真空乾燥機で溶剤を揮発させ、固形接着剤（実施例６
〜９）をそれぞれ得た。

【００４１】（比較例３、４）比較例１、２で得た液状
接着剤について８０℃に設定した真空乾燥機で溶剤を揮
発させ、固形接着剤（比較例３、４）をそれぞれ得た。

【００４２】（塗布平滑性の評価）実施例６〜９および
比較例３、４で得た固型接着剤を１３０℃で溶融させた
後、下記条件で１３０℃に設定したホットプレート上で
ガラスウエハを加温し、スピンコーターにて塗布後、冷
却した。

【００４３】塗布条件装置：ミカサ製スピンコーター１Ｈ３６０型条件：初期回転１０００ｒｐｍ／２ｓｅｃ〜フル回転３
５００ｒｐｍ／５ｓｅｃ塗布厚：４±０．５μｍ塗布面のフラットネスを触針式表面粗さ計｛（株）東京
精密製、サーフコム５７４Ａ｝を用いて測定し、塗布平
滑性とした。

【００４４】（接着力の評価）実施例６〜９および比較
例３、４で得た固型接着剤を、１２０℃で溶融させた
後、上記と同様の塗布条件でステンレス板に塗布後、塗
布面に他のステンレス板を合わせ、ステンレス板同士を
１２０℃、０．１ｋｇ／ｃｍ²の熱圧条件で貼合した。
貼合物の引っ張り剪断強さを、ストログラフ計（東洋精
機（株）製、Ｒ−１）を用いて測定し、接着力（ｋｇ／
ｃｍ²）とした。

【００４５】（洗浄性の評価）上記の接着力の評価で剥
離したステンレス板に付着した接着剤を、４％炭酸アン
モニウム水溶液を使用し、洗浄装置｛オリンパス（株）
製ＥＥ−ＭＯ−０２Ｎ｝で３０℃、１０ｍｉｎ．の条件
で洗浄性を評価した。

【００４６】なお、塗布平滑性、洗浄性の評価方法につ
いては、実施例１の評価方法と同様である。結果を表２
に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】表２から、本発明の精密加工用仮着接着剤
は、固型接着剤としても、可塑剤の添加により接着力が
向上するが、比較例３（可塑剤未入品）、比較例４（樹
脂１００重量部に対して可塑剤を４０重量部含有させた
もの）は接着力が低下することがわかる。

【００４９】（実施例１０）（１）ヘキサヒドロ無水フタル酸が付加されたノボラ
ック型エポキシ樹脂溶液（東都化成（株）製ＡＸ３１１
Ｍ、酸価１２０ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分７０重量％、溶
媒３０％）を溶剤｛イソプロピルアルコール／トルエン
（重量比）＝２／１｝で希釈し、固形分３６重量％とし
た溶液３００重量部と、（２）シェラック樹脂｛興洋
化学（株）製、酸価６５〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇ｝を溶剤
｛ノルマルプロピルアルコール／トルエン（重量比）＝
３／７｝で希釈して固型分３８重量％とした溶液５０重
量部と、（３）変性ロジンエステル（荒川化学（株）
製、酸価６７ｍｇＫＯＨ／ｇ）を溶剤｛ノルマルプロピ
ルアルコール／トルエン（重量比）＝３／７｝で希釈し
て固型分３８重量％とした溶液３０重量部との混合物に、トルエンスルホン酸エチルアミド（富士
アミドケミカル社製、トップサイダーＮｏ．３）を１４
重量部混合し、固形分４０重量％溶液の精密加工用仮着
接着剤（金属含有量４６ｐｐｂ）を調製した。

【００５０】なお、上述のエポキシ樹脂、シェラック樹
脂における金属イオン含有量は、実施例１と同様であ
る。

【００５１】（実施例１１）実施例１０で得た液状接着
剤について８０℃に設定した真空乾燥機で溶剤を揮発さ
せ、固形接着剤を得た。

【００５２】実施例１０で得た液状接着剤は、上述した
実施例１と同様の方法、また、実施例１１で得た固型接
着剤は、上述した実施例２〜５と同様の方法で評価し
た。その結果を下記表３に示す。

【００５３】

【表３】

【００５４】表３から、エポキシ樹脂に、シェラック樹
脂及びロジン系樹脂を添加したことにより、塗布平滑
性、洗浄性により優れ、また、乾燥性、剥離性において
も優れることが判明した。

【００５５】

【発明の効果】本発明の精密加工用仮着接着剤は、主成
分をエポキシ系樹脂及びシェラック樹脂とし、かつ可塑
剤を所定量配合したものとすることにより、表面平滑
性、接着力、剥離性、洗浄性、軟化点において優れた接
着剤とできる。また、不純物としての金属イオンの含有
量を低くすることにより、半導体デバイスの機能に影響
を及ぼすことがないものとできる。更に、除去に際しア
ルカリ水溶液を使用することにより、容易に除去できる
ので、有機溶媒を必要とせず、中毒や火災等のない環境
上安全な接着剤とすることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸無水物が付加されたノボラック型エポ
キシ樹脂、およびシェラック系樹脂を主成分とし、該樹
脂混合物１００重量部に対し可塑剤を３重量部〜３５重
量部の範囲で含有し、アルカリ水溶液に可溶であること
を特徴とする精密加工用仮着接着剤。
【請求項２】酸無水物が付加されたノボラック型エポ
キシ樹脂１００重量部に対してシェラック系樹脂を３重
量部〜２０重量部の範囲で含有することを特徴とする請
求項１記載の精密加工用仮着接着剤。
【請求項３】可塑剤が、トルエンスルホン酸エチルア
ミド、フタル酸エステル系化合物、オキシ酸エステル系
化合物および脂肪族二塩基酸エステル系化合物からなる
群から選ばれる１種或は２種以上の混合物であることを
特徴とする請求項１、または２記載の精密加工用仮着接
着剤。
【請求項４】精密加工用仮着接着剤が、ウエハ精密加
工用仮着接着剤であり、金属イオン含有量が５０ｐｐｂ
以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいず
れか１つ記載の精密加工用仮着接着剤。