半导体元件的制造方法
【专利摘要】本发明提供能够实现生产效率进一步提高的半导体元件的制造方法。本发明的半导体元件的制造方法，具有以下工序：将转印用基板和形成于功能层形成用基板上的功能层借助临时固定层进行贴合的工序；除去功能层形成用基板而使功能层露出的工序；在露出的功能层上贴合最终基板的工序；和将临时固定层和转印用基板从功能层分离的工序，其中，对于临时固定层而言，(A)在200℃保持1分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力为0.25kg/5×5mm以上，并且在大于200℃且500℃以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5×5mm；或者(B)在50℃的N-甲基-2-吡咯烷酮中浸渍60秒钟并且在150℃下干燥30分钟后的重量减少率为1.0重量％以上。
【专利说明】半导体元件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体元件的制造方法。
【背景技术】
[0002]以往，已知利用液层外延生长法或有机金属化学气相生长法在GaAs、GaP、蓝宝石、SiC等功能层形成用基板上形成功能层的方法。功能层可以利用于光电元件等中。但是，用于形成功能层的功能层形成用基板，通常导热性低，要求改善散热特性。
[0003]为此，近年来，尝试了通过将功能层从功能层形成用基板剥离并转印于高导热基板来提高散热特性。作为将较薄的功能层从功能层形成用基板剥离的方法(提离(lift-off)法)，以往已知以下方法:在功能层的与功能层形成用基板相反侧的一面暂时贴合转印用基板，之后，利用YAG激光、Excimer激光进行剥离(例如参照专利文献1、2)。此外，还已知以下方法:在功能层与功能层形成用基板之间预先设置蚀刻层，将该蚀刻层进行蚀刻并剥离的方法(例如参照专利文献3)。
[0004]以下，对于以往的采用湿法蚀刻时的功能层转印方法进行说明。图7?图11为用于说明以往的基板转印方法的剖面示意图。
[0005]首先，如图7所示，在功能层形成用基板100上形成第I蚀刻层102。接着，利用液层外延生长法或有机金属化学气相生长法在第I蚀刻层102上形成功能层104。进而，在功能层104上形成第2蚀刻层106。另一方面，准备隔着第3蚀刻层112形成有耐热性的胶粘剂层114的转印用基板110。
[0006]接着，将第2蚀刻层106和耐热性的胶粘剂层114贴合(参照图8)。
[0007]接着，使用用于蚀刻第I蚀刻层102的蚀刻液，对第I蚀刻层102进行蚀刻。由此，除去功能层形成用基板100，露出功能层104(参照图9)。
[0008]接着，在露出的功能层104上贴合最终基板120 (参照图10)。
[0009]接着，使用用于蚀刻第2蚀刻层106的蚀刻液，对第2蚀刻层106进行蚀刻。由此，从功能层100分离耐热性的胶粘剂层114和转印用基板110 (参照图11)。
[0010]通过以上方式，功能层104从功能层形成用基板100转印于最终基板120。
[0011]作为将功能层从功能层形成用基板转印于最终基板的步骤，首先，将功能层贴合于转印用基板，在该状态下除去功能层形成用基板，之后，在露出的功能层上贴合最终基板，最后，将转印用基板从功能层分离。在上述以往的转印方法中，借助第2蚀刻层106和耐热性的胶粘剂层114，将功能层104贴合于转印用基板110，在该状态下除去功能层形成用基板100，之后，在露出的功能层104上贴合最终基板120，最后，对第2蚀刻层106进行蚀刻，由此从功能层100分离耐热性的胶粘剂层114和转印用基板110 (参照图11)。
[0012]作为设计成这样的步骤的理由，是由于:耐热性的胶粘剂层114 一旦粘接到粘接对象后，就会难以剥离，因此需要设置第2蚀刻层、第3蚀刻层。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献1:日本特开2009-76749号公报[0015]专利文献2:日本特开2010-87092号公报
[0016]专利文献3:日本特开2009-99989号公报
【发明内容】
[0017]但是，在上述使用以往的湿法蚀刻的功能层转印方法中，工序数较多，因此要求进一步提闻生广效率。
[0018]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供能够实现生产效率进一步提高的半导体元件的制造方法。
[0019]本申请发明人等为了解决上述以往的问题进行了研究，结果发现通过使用特定的临时固定层能够实现生产效率的提高，由此完成了本发明。
[0020]S卩，本发明的半导体元件的制造方法，其特征在于，其具有以下工序:
[0021]将转印用基板和形成于功能层形成用基板上的功能层借助临时固定层进行贴合的工序；
[0022]除去上述功能层形成用基板而使上述功能层露出的工序；
[0023]将最终基板贴合于露出的上述功能层的工序；和
[0024]将上述临时固定层和上述转印用基板从上述功能层分离的工序，
[0025]其中，对于上述临时固定层而言，(A)在200°C保持I分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力为0.25kg/5X5mm以上，并且在大于200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm ;或者(B)在50°C的N-甲基-2-吡咯烷酮中浸溃60秒钟并且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为1.0重量％以上。
[0026]对于上述临时固定层而言，(A)在200°C保持I分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力为0.25kg/5X5mm以上，并且在大于200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm ;或者(B)在50°C的N-甲基-2-吡咯烧酮中浸溃60秒钟并且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为1.0重量％以上。在上述(A)的情况下，上述临时固定层即使曝露在某种程度的高温下也不会剥离，并且在更高温的区域中会发生剥离。其结果:能够在将转印用基板和功能层借助临时固定层进行贴合后至将上述临时固定层从上述功能层分离的期间，即使曝露在某种程度的高温下，也不会剥离。另一方面，在将上述临时固定层从上述功能层分离的阶段，能够通过高温来进行剥离。
[0027]由此，根据上述构成，在使用了以往的湿法蚀刻的功能层转印方法中，无需形成第2蚀刻层、第3蚀刻层，即可将功能层转印于最终基板。其结果能够实现生产效率的提高。
[0028]此外，由于通过利用加热使剪切粘接力降低来进行剥离，因此与使用了激光的剥离相比，能够降低对功能层的损害。
[0029]此外，在上述⑶的情况下，上述临时固定层在50°C的N-甲基-2-卩比咯烷酮(NMP)中浸溃60秒钟并且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为1.0重量％以上。由于在500C的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中浸溃60秒钟并且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为I重量％以上，因此临时固定层溶出到N-甲基-2-吡咯烷酮中，可以说重量充分减少。其结果:通过在将上述临时固定层从上述功能层分离的阶段中使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，从而能够容易地进行剥离。临时固定层的上述重量减少率可以利用例如原材料对NMP的溶解性来进行控制。即，作为原材料，越是选择对NMP的溶解性高的材料，则使用该原材料得到的临时固定层对NMP的溶解性越高。
[0030]由此，根据上述构成，在使用以往的湿法蚀刻的功能层转印方法中，无需形成第2蚀刻层、第3蚀刻层，即可将功能层转印于最终基板。其结果能够实现生产效率的提高。
[0031]此外，由于利用溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP))来进行剥离，因此与使用激光的剥离相比，能够降低对功能层的损害。
[0032]在上述构成中，上述临时固定层的冲击硬度优选为0.01以上且10以下。当上述临时固定层的冲击硬度为10以下时，对功能层的凹凸的追随性良好。另一方面，当上述临时固定层的表面硬度为0.01以上时，得到控制功能层移位(抑制由临时固定层的形状变化所致的、将功能层贴合到最终基板时的位置偏移)这样的效果。
[0033]在上述构成中，上述临时固定层在3%的四甲基氢氧化铵水溶液中浸溃5分钟后的重量减少率优选小于I重量％。当在3%的四甲基氢氧化铵水溶液中浸溃5分钟后的重量减少率小于I重量％时，向3%的四甲基氢氧化铵水溶液中的溶出少，因此能够提高耐溶剂性(尤其对四甲基氢氧化铵水溶液的耐溶剂性)。
[0034]在上述构成中，优选上述临时固定层具有源自具有醚结构的二胺的结构单元，上述源自具有醚结构的二胺的结构单元具有二醇骨架或者源自具有亚烷基二醇的二胺的二醇骨架。在上述临时固定层具有源自具有醚结构的二胺的结构单元的情况下，若将临时固定层加热到高温(例如200°C以上)，则能够使剪切粘接力降低。对于该现象，本发明人等推测如下:通过加热到高温，从而使上述醚结构从构成临时固定层的树脂脱离，通过该脱离使剪切粘接力降低。当上述源自具有醚结构的二胺的结构单元具有二醇骨架或者源自具有亚烷基二醇的二胺的二醇骨架时，通过加热到高温(例如200°C以上)，从而显示出更良好的剥离性。
[0035]对于上述临时固定层是否具有带二醇骨架的二胺，可以通过在FT-1R光谱中是否存在在2700?3000CHT1处具有吸收峰的光谱来进行确认。即，当存在在2700?3000CHT1处具有吸收峰的光谱的情况下，可以判断为具有带二醇骨架的二胺。
[0036]尤其，对于上述临时固定层是否具有具有二醇骨架的二胺，可以通过在FT-1R光谱中是否存在在2700?3000cm-1处具有吸收峰的光谱来进行确认，所述二醇骨架源自具有亚烷基二醇的二胺。
[0037]在上述构成中，优选使上述临时固定层以将聚酰胺酸进行酰亚胺化而得的聚酰亚胺树脂作为构成材料，所述聚酰胺酸是使酸酐、具有醚结构的二胺和不具有醚结构的二胺反应而得到的，在使上述酸酐、上述具有醚结构的二胺和上述不具有醚结构的二胺反应时，上述具有醚结构的二胺与上述不具有醚结构的二胺的配合比例以摩尔比计在100: O?10: 90的范围内。若在使上述酸酐、上述具有醚结构的二胺和上述不具有醚结构的二胺反应时，上述具有醚结构的二胺与上述不具有醚结构的二胺的配合比例以摩尔比计在100: O?10: 90的范围内，则在高温下的热剥离性更为优异。
[0038]在上述构成中，上述具有醚结构的二胺的分子量优选在200?5000的范围内。当上述具有醚结构的二胺的分子量在200?5000的范围内时，容易得到在低温下的粘接力高且在高温下取得剥离性的临时固定层。上述具有醚结构的二胺的分子量是指利用GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定并且通过聚苯乙烯换算而计算出的值(重均分子量)。
[0039]在上述构成中，优选使上述功能层形成用基板为GaAs、GaP、蓝宝石或SiC，且上述功能层为发光层。当上述功能层形成用基板为GaAs、GaP、蓝宝石或SiC、且上述功能层为发光层时，在最终基板为高热电导型的情况下，得到更高的散热性。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1是用于说明本实施方式的半导体元件的制造方法的剖面示意图。
[0041]图2是用于说明本实施方式的半导体元件的制造方法的剖面示意图。
[0042]图3是用于说明本实施方式的半导体元件的制造方法的剖面示意图。
[0043]图4是用于说明本实施方式的半导体元件的制造方法的剖面示意图。
[0044]图5是用于说明本实施方式的半导体元件的制造方法的剖面示意图。
[0045]图6是用于说明另一实施方式的半导体元件的制造方法的剖面示意图。
[0046]图7是用于说明以往的基板转印方法的剖面示意图。
[0047]图8是用于说明以往的基板转印方法的剖面示意图。
[0048]图9是用于说明以往的基板转印方法的剖面示意图。
[0049]图10是用于说明以往的基板转印方法的剖面示意图。
[0050]图11是用于说明以往的基板转印方法的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0051]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明不受这些例子的限定。图1?图5是用于说明本实施方式的半导体元件的制造方法的剖面示意图。另外，本说明书中，在图中省略无需说明的部分，并且为了便于说明而存在通过放大或缩小等来进行图示的部分。
[0052][半导体元件的制造方法]
[0053]本实施方式的半导体元件的制造方法至少具有以下工序:
[0054]将转印用基板20和形成于功能层形成用基板10上的功能层14借助临时固定层24进行贴合的工序；
[0055]除去功能层形成用基板10而使功能层14露出的工序；
[0056]将最终基板30贴合于露出的功能层14的工序；和
[0057]将临时固定层24和转印用基板20从功能层14分离的工序，
[0058]其中，对于临时固定层24而言，(A)在200°C保持I分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力为0.25kg/5X5mm以上，并且在大于200°C且500°C以下的温度区域的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm。或者，(B)在5(TC的N-甲基-2-吡咯烷酮中浸溃60秒钟并且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为1.0重量％以上。以下，对本实施方式的半导体元件的制造方法进行详细叙述。
[0059]首先，如图1所示，在功能层形成用基板10上形成第I蚀刻层12。作为功能层形成用基板10，可举出GaAs、GaP、蓝宝石或SiC基板。通过使用这些基板，可以利用液层外延生长法或有机金属化学气相生长法在该基板上形成功能层14。第I蚀刻层12可举出例如如日本特开2009-99989号公报中记载的那样在氮化物层形成有格子状氧化硅的层。第I蚀刻层12是在将功能层形成用基板10从功能层14分离时利用蚀刻液使其溶解的层，其详细情况将于后文进行叙述。尤其，当第I蚀刻层12为在氮化物层形成有格子状氧化硅的层时，利用蚀刻除去该氧化硅，在氮化物层中导入中空通路，由此可以将功能层形成用基板10从功能层14分离。
[0060]接着，利用液层外延生长法或有机金属化学气相生长法在第I蚀刻层12上形成功能层14。功能层14是用于发挥作为半导体元件的各种功能的层，可以采用以往公知的功能层。作为功能层14,可举出LED (Lighg Emitting Diode)等的发出光的发光层、图像传感器、太阳能电池元件等的具有光电转换功能的层。
[0061]另一方面，准备转印用基板20，在转印用基板20上形成临时固定层24。
[0062]作为转印用基板20，没有特别的限定，但优选耐热性优异的转印用基板，可举出例如由硅、玻璃等材料形成的转印用基板。
[0063]在此，将对临时固定层24进行详细说明。
[0064]对于临时固定层24而言，(A)在200°C保持I分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力优选为0.25kg/5X5mm以上，更优选为0.30kg/5X5mm以上，进一步优选为0.50kg/5X5mm以上。此外，临时固定层24在超过200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力优选小于0.25kg/5X5mm，更优选小于0.10kg/5X5mm，进一步优选小于0.05kg/5X5mm。由于在200°C下保持I分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力为0.25kg/5X5mm以上、并且在大于200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟保持后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm,因此临时固定层24即使曝露在某种程度的高温下也不会剥离，并且在更高温的区域中会发生剥离。其结果:能够在将转印用基板20和功能层14借助临时固定层24进行贴合后(临时固定后)至将临时固定层24从功能层14分离的期间，即使曝露在某种程度的高温下，也不会剥离。另一方面，在将临时固定层24从功能层14分离的阶段，能够通过高温来进行剥离。临时固定层24的上述剪切粘接力可以利用例如临时固定层24中含有的官能团数来进行控制。
[0065]此外，对于使临时固定层24对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm(优选小于0.10kg/5X5mm，更优选小于0.05kg/5X5mm)时的温度，只要是超过200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度，则没有特别的限定，优选为超过220°C且480°C以下，更优选为超过240°C且450°C以下。
[0066]另外，对于临时固定层24而言，即使在200°C以下，若保持时间长，则对硅晶片的上述剪切粘接力有时也会小于0.25kg/5X5mm。此外，对于临时固定层24而言，即使保持在大于2 O (TC的温度，若时间短，则对硅晶片的上述剪切粘接力有时也不会小于0.25kg/5 X5mm。
[0067]即，“在大于200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm”是对高温下的剥离性进行评价的指标，当处于“在大于200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度”时，也并不意味着使对硅晶片的剪切粘接力立即小于0.25kg/5X5mm。此外，当不处于“在大于200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度”时，也并不意味着不体现剥离性。
[0068]对于临时固定层24而言，⑶在50°C的N-甲基_2_吡咯烷酮(NMP)中浸溃60秒钟并且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率优选为1.0重量％以上，更优选为1.1重量％以上,进一步优选为1.2重量％以上。此外,上述重量减少率越大越优选,但例如为50重量％以下、40重量％以下。当在50°C的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中浸溃60秒钟且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为1.0重量％以上时，临时固定层24溶出到N-甲基-2-吡咯烷酮中，可以说重量充分减少。其结果能够利用N-甲基-2-吡咯烷酮容易地剥离临时固定层24。临时固定层24的上述重量减少率可以利用例如原材料对NMP的溶解性来进行控制。即，作为原材料，越是选择对NMP的溶解性高的原料，则使用该原材料得到的临时固定层24对NMP的溶解性越高。
[0069]临时固定层24的冲击硬度优选为10以下，更优选为9以下，进一步优选为8以下。此外，上述冲击硬度越小越优选，例如为0.01以上。当上述冲击硬度为10以下时，可以使临时固定层24对转印用基板20或功能层14的粘接力变得充分。此外，当上述冲击硬度为10以下时，对功能层14的凹凸的追随性变得良好。另一方面，当临时固定层24的表面硬度为0.01以上时，得到控制功能层移位(抑制由临时固定层24的形状变化所致的、将功能层14贴合到最终基板30时的位置偏移)这样的效果。
[0070]临时固定层24在3%的四甲基氢氧化铵水溶液中浸溃5分钟后的重量减少率优选小于I重量％，更优选小于0.9重量％,进一步优选小于0.8重量％。此外，上述重量减少率越小越优选，例如为O重量％以上、0.001重量％以上。当临时固定层24在3%的四甲基氢氧化铵水溶液中浸溃5分钟后的重量减少率小于I重量％时，向3%的四甲基氢氧化铵水溶液中的溶出少，因此能够提高耐溶剂性(尤其对四甲基氢氧化铵水溶液的耐溶剂性)。临时固定层24的上述重量减少率可以利用例如所使用的二胺的组成(二胺对四甲基氢氧化铵水溶液的溶解性)来进行控制。
[0071]临时固定层24在贴合于硅晶片后进行剥离时的、硅晶片的面上的0.2μπι以上的颗粒的增加量相对于贴合于娃晶片之前为小于10000个/6英寸娃晶片，更优选为小于9000个/6英寸硅晶片，进一步优选为小于8000个/6英寸硅晶片。上述颗粒的增加量相对于贴合于硅晶片之前特别优选为小于1000个/6英寸硅晶片、小于900个/6英寸硅晶片、小于800个/6英寸硅晶片。当在贴合于硅晶片后进行剥离时的、硅晶片的面上的0.2 μ m以上的颗粒的增加量相对于贴合于硅晶片之前为小于10000个/6英寸硅晶片时，能够抑制剥离后的残浆。
[0072]对于临时固定层24而言，只要使(A)在200°C保持I分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力为0.25kg/5 X 5mm以上、并且在超过200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm ;或者(B)在50°C的N-甲基-2-卩比咯烷酮中浸溃60秒钟并且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为
1.0重量％以上，则其形成材料没有特别的限定，可举出聚酰亚胺树脂、硅酮树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、橡胶树脂等。
[0073]上述聚酰亚胺树脂通常可以通过将作为其前体的聚酰胺酸进行酰亚胺化(脱水缩合)而得到。作为将聚酰胺酸进行酰亚胺化的方法，可以采用例如以往公知的加热酰亚胺化法、共沸脱水法、化学性酰亚胺化法等。尤其优选加热酰亚胺化法。在采用加热酰亚胺化法时，为了防止由聚酰亚胺树脂的氧化所致的劣化，优选在氮气气氛下、真空中等不活泼气氛下进行加热处理。[0074]上述聚酰胺酸可以通过在适当选择出的溶剂中基本上以等摩尔比投入酸酐和二 胺并使其反应而得到。
[0075]作为上述聚酰亚胺树脂，优选具有源自具有醚结构的二胺的结构单元。上述具有 醚结构的二胺，只要是具有醚结构且具有至少2个具有胺结构的末端的化合物，则没有特 别的限定。在上述具有醚结构的二胺中，优选具有二醇骨架的二胺。当上述聚酰亚胺树脂具 有源自具有醚结构的二胺的结构单元、尤其具有源自具有二醇骨架的二胺的结构单元时， 若对临时固定层24进行加热，则可以降低剪切粘接力。对于该现象，本发明人等推测如下： 通过加热到高温，从而使上述醚结构或上述二醇骨架从构成临时固定层24的树脂脱离，通 过该脱离使剪切粘接力降低。
[0076]另外，对于上述醚结构或上述二醇骨架从构成临时固定层24的树脂脱离，例如可 以对在 30CTC下加热 30 分钟前后的 FT_IR(fourier transform infrared spectroscopy) 光谱进行比较并通过在2800?SOOOcnT1的光谱在加热前后减少的情况来进行确认。
[0077]作为上述具有二醇骨架的二胺，可举出例如具有聚丙二醇结构且两末端各有1个 氨基的二胺、具有聚乙二醇结构且两末端各有1个氨基的二胺、具有聚四亚甲基二醇结构 且两末端各有1个氨基的二胺等具有亚烷基二醇的二胺。此外，还可举出具有多个这些二 醇结构且两末端各有1个氨基的二胺。
[0078]上述具有醚结构的二胺的分子量优选在200?5000的范围内，更优选为230? 4500。当上述具有醚结构的二胺的分子量在200?5000的范围内时，容易得到低温下的粘 接力高且高温下取得剥离性的临时固定层24。
[0079]在上述聚酰亚胺树脂的形成中，除使用具有醚结构的二胺以外，还可以并用不具 有醚结构的二胺。作为不具有醚结构的二胺，可举出脂肪族二胺、芳香族二胺。通过并用 不具有醚结构的二胺，可以控制与功能层或转印用基板的密合力。具有醚结构的二胺与不 具有醚结构的二胺的配合比例以摩尔比计优选在100 ： 0?10 ： 90的范围内，更优选为 100 ： 0?20 ： 80，进一步优选为99 : 1?30 : 70。当上述具有醚结构的二胺与上述不 具有醚结构的二胺的配合比例以摩尔比计在100 ： 0?10 ： 90的范围内时，高温下的热 剥离性更为优异。
[0080]作为上述脂肪族二胺，可举出例如乙二胺、六亚甲基二胺、1，8-二氨基辛烷、1， 10- 二氨基癸烷、1，12- 二氨基十二烷、4，9- 二氧杂-1，12- 二氨基十二烷、1，3-双（3-氨基 丙基）-1，1，3，3_四甲基二硅氧烷（a、双氨基丙基四甲基二硅氧烷）等。上述脂肪族 二胺的分子量通常为50?1，000，000，优选为100?30，000。
[0081]作为芳香族二胺，可举出例如4，4’ -二氨基二苯基醚、3，4’ -二氨基二苯基醚、3， 3’ - 二氨基二苯基醚、间苯二胺、对苯二胺、4，4’ - 二氨基二苯基丙烷、3，3’ - 二氨基二苯基 甲烷、4，4’- 二氨基二苯基硫醚、3，3’- 二氨基二苯基硫醚、4，4’- 二氨基二苯基砜、3，3’- 二 氨基二苯基砜、1，4-双（4-氨基苯氧基）苯、1，3_双（4-氨基苯氧基）苯、1，3_双（3-氨基 苯氧基）苯、1，3_双（4_氛基苯氧基）-2, 2_ 二甲基丙烧、4,4’ _ 二氛基二苯甲丽等。上述 芳香族二胺的分子量通常为50?1000，优选为100?500。另外，本说明书中，分子量是指 利用GPC(凝胶渗透色谱法）进行测定并通过聚苯乙烯换算而计算出的值（重均分子量）。
[0082]作为上述酸酐，可举出例如3，3’，4，4’_联苯基四羧酸二酐、2，2’，3，3’_联苯基四 羧酸二酐、3，3’，4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐、2，2’，3，3’ - 二苯甲酮四羧酸二酐、4，4’ -氧二邻苯二甲酸二酐、2，2_双(2，3_ 二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2，2_双(3，4_ 二羧基苯基)六氟丙烷二酐^FDA)、双(2，3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3，4-二羧基苯基)甲烷二酐、双(2，3-二羧基苯基)砜二酐、双(3，4-二羧基苯基)砜二酐、均苯四酸二酐、乙二醇双偏苯三酸二酐等。这些酸酐可以单独使用，也可以并用2种以上。
[0083]作为使上述酸酐与上述二胺反应时的溶剂，可举出N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、环戊酮等。这些溶剂可以单独使用，也可以混合使用多种。此外，为了调整原材料、树脂的溶解性，可以适当混合使用甲苯、二甲苯等非极性溶剂。
[0084]临时固定层24可以按照例如以下方式来制作。首先，制作含有上述聚酰胺酸的溶液。接着，在基材上以规定厚度涂布上述溶液，形成涂布膜后，使该涂布膜在规定条件下进行干燥。作为上述基材，可以使用SUS304、6-4合金、铝箔、铜箔、Ni箔等金属箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、利用氟系剥离剂、丙烯酸长链烷基酯系剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料膜或纸等。此外，作为涂布方法，没有特别的限定，可举出例如辊涂、丝网涂敷、凹版涂敷、旋涂等。此外，作为干燥条件，例如在干燥温度50~150°C、干燥时间3~30分钟的范围内进行。再使其在150~400°C、30~240分钟、氮气中或真空中的条件下进行热固化(酰亚胺化)。由此得到本实施方式的临时固定层24。这样得到的片状的临时固定层24可以贴合于转印用基板20上后再使用。作为贴合方法，可以采用以往公知的方法，可举出例如压制、辊层压。[0085]此外，临时固定层24可以通过将上述液状的溶液直接涂布于转印用基板20上来形成。作为涂布方法，没有特别的限定，可举出例如辊涂、丝网涂敷、凹版涂敷、旋涂等。此外，作为干燥条件，例如在干燥温度50~150°C、干燥时间3~30分钟的范围内进行。再使其在150~400°C、30~240分钟、氮气中或真空中的条件下进行热固化(酰亚胺化)。由此得到本实施方式的临时固定层24。
[0086]接着，如图2所示，将转印用基板20和形成于功能层形成用基板10上的功能层14借助临时固定层24进行贴合。
[0087]接着，使用用于蚀刻第I蚀刻层12的蚀刻液，对第I蚀刻层12进行蚀刻。由此除去功能层形成用基板10，露出功能层14 (参照图3)。
[0088]接着，在露出的功能层14上贴合最终基板30 (参照图4)。
[0089]接着,将临时固定层24和转印用基板20从功能层14分离(图5)。作为分离方法，可举出(a)利用高温加热进行的分离和(b)利用在N-甲基-2-吡咯烷酮中的浸溃进行的分离。
[0090]在上述(a)的情况下，加热到高温，使临时固定层24的剪切粘接力降低，将临时固定层24和转印用基板20从功能层14分离。作为上述高温加热的条件，可以在使临时固定层24的剪切粘接力降低且能够将临时固定层24和转印用基板20从功能层14分离的范围内进行适当设定，作为下限值，可以设定为例如180°C、200°C、25(rC等。此外，上限值可以设定为300°C、350°C、40(rC等。此外，在上述高温加热的工序中维持在上述温度条件下的时间根据温度而异，但优选为0.05~120分钟，更优选为0.1~30分钟。
[0091]另一方面，在上述(b)的情况下，在-10~1001:的^甲基-2-吡咯烷酮中浸溃I~600秒钟，使临时固定层24的剪切粘接力降低，将临时固定层24和转印用基板20从功能层14分离。
[0092]通过以上方式，使功能层14从功能层形成用基板10转印于最终基板30，可以得到最终基板30上层叠有功能层14的半导体元件。
[0093]作为最终基板30，没有特别的限定，优选氧化铝基板等热导电性优异的高导热基板。当最终基板30为高导热基板、且功能层14为发光层时，可以制成发光效率优异的发光元件。
[0094]综上，根据本实施方式的半导体元件的制造方法，无需形成在使用以往的湿法蚀刻的功能层转印方法中所需的第2蚀刻层、第3蚀刻层，即可将功能层转印于最终基板上。其结果能够实现生产效率的提高。此外，由于通过利用加热使剪切粘接力降低来进行剥离，因此与使用激光的剥离相比，能够降低对功能层的损害。
[0095]在上述的实施方式中，对于临时固定层24满足上述(A)且满足上述(B)的情况进行了说明。即，对于(A)在200°C保持I分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力为
0.25kg/5X5mm、且在大于200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm ;并且⑶在50°C的N-甲基_2_吡咯烷酮中浸溃60秒钟且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为1.0重量％以上的情况进行了说明。
[0096]但是，本发明中，临时固定层只要满足上述㈧或上述⑶中的至少一者即可。
[0097]图6是用于说明另一实施方式的半导体元件的制造方法的剖面示意图。
[0098]在上述实施方式中，对于在最终基板30上直接贴合功能层14的情况进行了说明。但是，本发明中并不限于此例，也可以如图6所示那样在最终基板30上形成反射层32并借助反射层32将最终基板30贴合于功能层14。在设置反射层32的情况下，能够进一步提高从作为发光层的功能层14发出的光的发光效率。
[0099]实施例
[0100]以下，举例详细说明本发明的优选实施例。但是，在本实施例中记载的材料、配合量等，只要没有特别的限定性记载，则并不意味着将本发明的发明点仅限于此。
[0101](实施例1)
[0102]在氮气流下的气氛中，在70°C下向140.85g的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中混合聚醚二胺(HUNTSMAN 制、D-4000、分子量:4023.5)8.05g、4，4’- 二氨基二苯基醚(DDE、分子量:200.2)8.78g及均苯四酸二酐(PMDA、分子量:218.1) 10.0g，使其反应，得到聚酰胺酸溶液A。冷却至室温(23°C)后，将聚酰胺酸溶液A用旋涂机涂布于8英寸硅晶片的镜面上，在90°C干燥20分钟后，得到带聚酰胺酸的转印用基板A。将带聚酰胺酸的转印用基板A在氮气气氛下、300°C的条件下热处理2小时，形成厚度30 μ m的聚酰亚胺皮膜(临时固定层)，得到带临时固定层的转印用基板A。
[0103](实施例2)
[0104]在氮气流下的气氛中，在70°C下向138.48g的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中混合聚醚二胺(HUNTSMAN 制、D-2000、分子量:1990.8) 10.21g、4，4’ -二氨基二苯基醚(DDE、分子量:200.2)8.15g及均苯四酸二酐(PMDA、分子量:218.1) 10.0g，使其反应，得到聚酰胺酸溶液B。冷却至室温(23°C )后，将聚酰胺酸溶液B以使其干燥后的厚度为50 μ m的方式涂布于SUS箔(厚38 μ m)上，在90°C干燥20分钟后，得到带聚酰胺酸的转印用基板B。将带聚酰胺酸的转印用基板B在氮气气氛下、300°C的条件下热处理2小时，形成厚度50 μ m的聚酰亚胺皮膜(临时固定层)，得到带临时固定层的转印用基板B。
[0105](比较例I)
[0106]在氮气流下的气氛中，在70°C下向364.42g的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中混合4，4 二氨基二苯基醚(DDE、分子量:200.2)9.18g及均苯四酸二酐(PMDA、分子量:218.1) 10.00g，使其反应，得到聚酰胺酸溶液C。冷却至室温(23°C )后，将聚酰胺酸溶液C用旋涂机涂布于8英寸硅晶片的镜面上，在90°C下干燥20分钟后，得到带聚酰胺酸的转印用基板C。将带聚酰胺酸的转印用基板C在氮气气氛下、300°C的条件下热处理2小时，形成厚度30 μ m的聚酰亚胺皮膜(临时固定层)，得到带临时固定层的转印用基板C。
[0107](对硅晶片的剪切粘接力的测定)
[0108]在形成于转印用基板上的临时固定层上放置5mm见方(厚度500 μ m)的娃晶片芯片,在60°C、10mm/s的条件下进行层压后,使用剪切试验机(Dage公司制、Dage4000),测定临时固定层与硅晶片芯片的剪切粘接力。剪切试验的条件如以下的2个条件所述。结果示于表I。另外，比较例I中由于未粘接于硅晶片芯片上，因此未进行测定。
[0109]<剪切试验的条件1>
[0110]台面温度:200 °C
[0111]从保持于台面后到开始测定剪切粘接力为止的时间:1分钟
[0112]测定速度:500μ m/s
[0113]测定间隔:100 μ m
[0114]〈剪切试验的条件2>
[0115]台面温度:260 °C
[0116]从保持于台面后到开始测定剪切粘接力为止的时间:3分钟
[0117]测定速度:500μ m/s
[0118]测定间隔:100 μ m
[0119](在四甲基氢氧化铵水溶液中浸溃时的重量减少率的测定)
[0120]首先，从实施例及比较例的带临时固定层的转印用基板剥离转印用基板。接着，将剥离后的临时固定层切割成IOOmm见方，对其重量进行测定。接着，在23°C的3%的四甲基氢氧化铵水溶液(TMAH)中浸溃5分钟。充分进行水洗后,在150°C干燥30分钟。之后,测
定重量，作为浸溃后的重量。
[0121]重量减少率按照下式求得。结果示于表I。另外，比较例I未进行测定。
[0122](重量减少率(重量％))= [1_((浸溃后的重量)/(浸溃前的重量))]X100
[0123](在N-甲基-2-吡咯烷酮中浸溃时的重量减少率的测定)
[0124]首先，从实施例及比较例的带临时固定层的转印用基板剥离转印用基板。接着，将剥离后的临时固定层切割成IOOmm见方，对其重量进行测定。接着，在50°C的N-甲基-2-批咯烷酮(NMP)中浸溃60秒钟。充分进行水洗后，在150°C干燥30分钟。之后，测定重量，作为浸溃后的重量。
[0125]重量减少率按照下式求得。结果示于表I。另外，比较例I未进行测定。
[0126](重量减少率(重量％))=[((浸溃后的重量)/(浸溃前的重量))-1]XlOO
[0127](残浆评价)[0128]首先，从实施例及比较例的带临时固定层的转印用基板剥离转印用基板。接着，将实施例及比较例的临时固定层加工成直径6英寸尺寸，在60°C、10mm/S的条件下层压在直径8英寸的晶片上。之后，放置I分钟，剥离。使用颗粒计数器(SFS6200、KLA制)，测定直径8英寸晶片的面上的0.2 μ m以上的颗粒数。此外，与层压前相比，剥离后的颗粒增加量小于1000个/6英寸晶片的情况评价为“〇”，剥离后的颗粒增加量为1000个/6英寸晶片以上的情况评价为“X”。结果示于表1。另外，比较例I中由于未粘接于晶片上，因此未进行测定。
[0129](剥离温度)
[0130]对于实施例及比较例的临时固定层，制成30mm见方的大小，在该临时固定层上使用层压装置贴合IOmm见方(厚度:2_)的玻璃。使用该样品，用山阳精工制的高温度观察装置(制品名:SK-5000)在升温速度:4°C /分钟、测定温度:20~350°C的条件下加热，确认玻璃从临时固定层剥离的温度。结果示于表1。另外，比较例I中由于未粘接于玻璃上，因此未进行测定。[0131](气体目视温度)
[0132]对于实施例及比较例的临时固定层，制成30mm见方的大小，在该临时固定层上使用层压装置贴合IOmm见方(厚度:2_)的玻璃。使用该样品，用山阳精工制的高温度观察装置(制品名:SK-5000)在升温速度:4°C /分钟、测定温度:20~350°C的条件下加热，确认产生白烟时的温度。结果示于表1。另外，比较例I中由于未粘接于玻璃上，因此未进行测定。
[0133](冲击硬度)
[0134]对于实施例的临时固定层，使用岛津制作所制的硬度计(制品名:DUH_210)、压头(商品名:Triangularll5、株式会社岛津制作所制)，在载重0.5mN下进行负载-卸载试验，并进行了冲击硬度的测定。结果示于表1。另外，比较例I中未进行测定。
[0135]【表1】
[0136]
【权利要求】
1.一种半导体元件的制造方法，其特征在于，其具有以下工序: 将转印用基板和形成于功能层形成用基板上的功能层借助临时固定层进行贴合的工序; 除去所述功能层形成用基板而使所述功能层露出的工序； 将最终基板贴合于露出的所述功能层的工序；和 将所述临时固定层和所述转印用基板从所述功能层分离的工序， 其中，对于所述临时固定层而言，(A)在200°C保持I分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力为0.25kg/5X5mm以上，并且在大于200°C且500°C以下的温度区域中的任意温度下保持3分钟后在该温度下对硅晶片的剪切粘接力小于0.25kg/5X5mm ;或者(B)在50°C的N-甲基-2-吡咯烷酮中浸溃60秒钟并且在150°C下干燥30分钟后的重量减少率为1.0重量％以上。
2.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述临时固定层的冲击硬度为0.01以上且10以下。
3.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述临时固定层在3%的四甲基氢氧化铵水溶液中浸溃5分钟后的重量减少率小于I重量％。
4.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述临时固定层具有源自具有醚结构的二胺的结构单元， 所述源自具有醚结构的二胺的结构单元具有二醇骨架。
5.根据权利要求4所述的半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述二醇骨架是源自具有亚烷基二醇的二胺的二醇骨架。
6.根据权利要求1所述的半导体元件的制造方法，其中， 所述临时固定层以将聚酰胺酸进行酰亚胺化而得的聚酰亚胺树脂作为构成材料，所述聚酰胺酸是使酸酐、具有醚结构的二胺和不具有醚结构的二胺反应而得的， 在使所述酸酐、所述具有醚结构的二胺和所述不具有醚结构的二胺反应时，所述具有醚结构的二胺与所述不具有醚结构的二胺的配合比例以摩尔比计在100: O?10: 90的范围内。
7.根据权利要求6所述的半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述具有醚结构的二胺的分子量在200?5000的范围内。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的半导体元件的制造方法，其特征在于， 所述功能层形成用基板为GaAs、GaP、蓝宝石或SiC，所述功能层为发光层。
【文档编号】H01L33/00GK103515279SQ201310247086
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年6月27日
【发明者】秋月伸也, 杉村敏正, 宇圆田大介, 松村健 申请人:日东电工株式会社