JP7470411B2 - ウェーハ加工用積層体、それを用いた薄型ウェーハの製造方法及び薄型ウェーハ個片化の製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1に提案されている粘着シートをウェーハ表面に貼付して裏面研削を行うと、研削時に発生する熱によって中間層が軟化してしまい、研削精度が低下することがあった。さらに、粘着シートをロール状の巻き取り、運搬、保管等を行うと、特に夏季には高温に曝され、中間層や粘着剤層が軟化し、ロールの側部から樹脂成分が浸み出してしまうことがあった。
また、第二の目的は、第一の目的に加えて、裏面研削後、高温加熱処理又は発熱を伴う処理を施す工程を有するTSV形成、ウェーハ裏面配線工程に対する工程適合性を有するウェーハ加工積層体、それを用いた薄型ウェーハの製造方法及び個片化ウェーハチップ製造方法を提供することである。
該回路形成されているウェーハ表面が、(A)(a)カルボキシル基を有するラジカル重合性化合物に由来する構成単位1~50重量%、(b)フェノール性水酸基を有するラジカル重合性化合物に由来する構成単位1~50重量%、(c)他のラジカル重合性化合物に由来する構成単位5~80重量%からなるアルカリ可溶性を有する共重合体、(B)少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、および(C)放射線ラジカル重合開始剤、を含有する感放射線性樹脂組成物により、回路形成されているウェーハ表面の凸部が覆われるように、塗工法により設けられた後、放射線照射により硬化されている接合層を有するウェーハであって、該硬化された接合層は、アルカリ溶液よりなる剥離液によって除去可能であり、互いに接し合っている、仮支持体と該吸着層間および該接合層と該吸着層間の剪断力が1.0N/cm2以上で、かつ剥離可能であることを特徴とするウェーハ加工用積層体である。
(a)該ウェーハの接合層面と表面が平滑な透明離型性基材の離型面を貼り合せ、透明離型性基材側から放射線照射により接合層を硬化させた後、該透明離型性基材を剥離し、硬化させた該接合層付きウェーハ面を、前記両面吸着層フィルムを介在させて、仮支持体と貼り合せて積層させる工程
(b)仮支持体及び前記両面吸着層フィルムの基材フィルムが透明である場合であって、両面吸着層フィルムの一方の吸着層を仮支持体に貼り合せた後、他方の吸着層面をウェーハ上に設けられた接合層面と貼り合わせた後、仮支持体側から放射線照射により該接合層を硬化させ、仮支持体と積層させる工程(c)前記両面吸着層フィルムの基材フィルムが透明である場合であって、両面吸着層フィルムの一方の吸着層をウェーハ上に設けられた接合層面と貼り合せた後、基材フィルム側から放射線照射により該接合層を硬化させ、両面吸着層フィルムの他方の面を仮支持体と貼り合せ積層させる工程
のいずれかの積層工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のウェーハ加工用積層体である。
(a)仮支持体と接合した前記ウェーハの回路非形成面を研削する工程と、
(b)必要に応じて、前記ウェーハの回路非形成面に高温処理加工を施す工程と、
(c)前記(a)、(b)の工程後、研削加工面にダイシングテープを貼り付ける工程
(d)下記1)または2)により、接合層を有する研削済みウェーハを仮支持体から剥離する工程
1)研削済みウェーハをダイシングテープごと、仮支持体と仮支持体と接している吸着層間で剥離し、その後、前記両面吸着層フィルムを前記接合層面から剥離する工程
2)研削済みウェーハをダイシングテープごと、ウェーハの接合層面と両面吸着層フィルムの吸着層間で剥離する工程
(e)下記1)または2)により、ダイシングする工程
1)アルカリ溶液よりなる剥離液によって、接合層を回路形成されているウェーハ表面から除去した後に、研削済みウェーハをダイシングし個片化する工程
2)接合層を有する研削済みウェーハをダイシングし個片化した後に、アルカリ溶液よりなる剥離液によって、接合層を回路形成されている個片化ウェーハ表面から除去する工程
よりなる工程を含むことを特徴とする薄型ウェーハ個片化の製造方法である。
(a)該研削済みウェーハの研削加工面にダイシングテープを貼り付けた後、該研削済みウェーハをダイシングテープごと、該仮支持体と該仮支持体と接している前記吸着層間で剥離し、その後、該両面吸着層フィルムを該接合層面から剥離する工程
(b)該研削済みウェーハの研削加工面にダイシングテープを貼り付けた後、該研削済みウェーハをダイシングテープごと、該研削済みウェーハの接合層面と該両面吸着層フィルムの吸着層間で剥離する工程
(c)該研削済みウェーハから、該仮支持体と該仮支持体と接している前記吸着層間で剥離し、その後、該両面吸着層フィルムで支持されている該研削済みウェーハの研削加工面に、ダイシングテープを貼り付けた後、該接合層面と該両面吸着層フィルムの吸着層間で該両面吸着層フィルムを剥離する工程
(a)アルカリ溶液よりなる剥離液によって、前記接合層を回路形成されているウェーハ表面から除去した後に、前記薄型化ウェーハをダイシングし個片化する工程
(b)前記接合層を有する研削済みウェーハをダイシングし個片化した後に、アルカリ溶液よりなる剥離液によって、前記接合層を回路形成されている個片化ウェーハ表面から除去する工程
本発明でいう両面吸着層フィルムとは、剪断力は高い値であるにもかかわらず(具体的には、1.0N/cm2以上の剪断力をもつもの)、両面吸着層フィルムを被着体から180°方向に剥がす時の力は(以下剥離力と呼ぶ)30mN/12.7mm未満で殆ど0に近いものを指す。従って、一般に呼ばれる粘着シートのように、被着体に対して剪断力が高いと同時に光照射や熱処理により剥離力が200mN/12.7mm以上となるような粘着シートとは異なる物性を持つものである。
このビニル基以外のケイ素原子に結合した有機基(R)は異種でも同種でもよいが、具体例としてはメチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基、フェニル基、トリル基、などのアリール基、またはこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換した同種または異種の非置換または置換の脂肪族不飽和基を除く1価炭化水素基で好ましくはその少なくとも50モル%がメチル基であるものなどが挙げられるが、このジオルガノポリシロキサンは単独でも2種以上の混合物であってもよい。
基材フィルムの厚みは、通常5~300μmであり、好ましくは10~200μmである。
特に、基材フィルムとして、ポリイミドを用いる場合は、プラズマ処理や、プライマー層として、例えば特開2014-221877号公報記載のポリチオフェン系導電性ポリマーとドーパントとの複合体を含有するプライマー層や特開2014-213545号公報記載のカーボンナノチューブとアクリルポリオールと分散剤よりなるプライマー層等を設けることが好ましい。
したがって、本発明の係るシリコーンよりなる吸着層の被着体に対する前記高い剪断力は、前記両面吸着層フィルムの吸着層及び被着体面が密接に接合している場合に効果を発揮するものである。
回路形成面及び回路非形成面を有するウェーハは、一方の面が回路形成面であり、他方の面が回路非形成面のウェーハである。本発明が適用できるウェーハは、通常、半導体ウェーハである。該半導体ウェーハの例としては、シリコンウェーハのみならず、Geウェーハや化合物半導体(ZnSe,GaAs,GaN,InP,InGaAlP,InGaN,SiC,SiGe等)ウェーハ等挙げられる。該ウェーハの厚さは、特に制限はないが、典型的には600~800μm、より典型的には625~775μmである。
フリップチップ実装等においては、回路形成後のウェーハ回路形成面に、通常、アンダーバンプメタル(UBM)形成をし、はんだや金や銅バンプが形成される。この際、ウェーハ回路形成面は、表面凹凸段差が数十μm、場合により100μmを超える場合がある。
上記問題点は、基材フィルムの両面に吸着層が設けられ、該吸着層が、両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンと、両末端および側鎖にビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンとから選ばれる少なくとも1種のシリコーンを架橋させてなるものからなる吸着層からなる両面吸着層フィルムを介在させて、仮支持体と回路形成されているウェーハ表面が積層されているウェーハ加工用積層体において、
該回路形成されているウェーハ表面が、(A)(a)カルボキシル基を有するラジカル重合性化合物に由来する構成単位1~50重量%、(b)フェノール性水酸基を有するラジカル重合性化合物に由来する構成単位1~50重量%、(c)他のラジカル重合性化合物に由来する構成単位5~80重量%からなるアルカリ可溶性を有する共重合体、(B)少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、および(C)放射線ラジカル重合開始剤、を含有する感放射線性樹脂組成物により、回路形成されているウェーハ表面の凸部が覆われるように、塗工法により設けられた後、放射線照射により硬化されている接合層を有するウェーハであって、該硬化された接合層は、アルカリ溶液よりなる剥離液によって除去可能であり、互いに接し合っている、仮支持体と該吸着層間および該接合層と該吸着層間の剪断力が1.0N/cm2以上で、かつ剥離可能であることを特徴とするウェーハ加工用積層体によって解決される。
本発明に使用される前記接合層用感放射線性樹脂組成物としては、(A)(a)カルボキシル基を有するラジカル重合性化合物、(b)フェノール性水酸基を有するラジカル重合性化合物、(c)他のラジカル重合性化合物に由来する構成単位を有するアルカリ可溶性共重合体(以下、「アルカリ可溶性共重合体(A)」という)を含有するものである。
本発明に用いるアルカリ可溶性共重合体(A)を構成する(a)成分である、カルボキシル基を有するラジカル重合性化合物(以下、「カルボキシル基化合物(a)」という)はアルカリ可溶性共重合体(A)のアルカリ可溶性を調節し、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、2-サクシノロイルエチル(メタ)アクリレート、2-マレイノロイルエチル(メタ)アクリレート、2-ヘキサヒドロフタロイルエチル(メタ)アクリレート、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノアクリレート(市販品としては、例えば東亞合成(株)製アロニックスM-5300)、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート(市販品としては、例えば同社製アロニックスM-5400)、アクリル酸ダイマー(市販品としては、例えば同社製アロニックスM-5600)、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート(市販品としては、例えば同社製アロニックスM-5700)などのモノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸などのジカルボン酸などを挙げることができる。これらの化合物は単独でもしくは2種以上組み合わせて使用できる。これらの中ではアクリル酸、メタクリル酸、2-ヘキサヒドロフタロイルエチルメタクリレートが好ましい。アルカリ可溶性共重合体(A)中に占めるカルボキシル基化合物(a)に由来する構成単位は、1~50重量%であり、好ましくは5~40重量%、特に好ましくは10~40重量%である。
本発明に用いるアルカリ可溶性共重合体(A)を構成する(b)成分である、フェノール性水酸基を有するラジカル重合性化合物(以下、「フェノール性水酸基化合物(b)」という)は、α-メチル-p-ヒドロキシスチレン、α-メチル-m-ヒドロキシスチレン、α-メチル-o-ヒドロキシスチレン、2-アリルフェノール、4-アリルフェノール、2-アリル-6-メチルフェノール、2-アリル-6-メトキシフェノール、4-アリル-2-メトキシフェノール、4-アリル-2,6-ジメトキシフェノールあるいは4-アリルオキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノンからなる。これらの中で、α-メチル-p-ヒドロキシスチレンが好ましい。アルカリ可溶性共重合体(A)中に占めるフェノール性水酸基化合物(b)に由来する構成単位は、1~50重量%であり、好ましくは5~40重量%、特に好ましくは10~40重量%である。この構成単位が少なすぎると、耐熱性が低下し、逆に多すぎると、得られる共重合体の分子量が十分に上がらず、膜厚20μm以上の塗膜形成が困難になる。
本発明に用いるアルカリ可溶性共重合体(A)を構成する(c)成分である、他のラジカル重合性化合物(以下、「他のラジカル化合物(c)」という)は、主としてアルカリ可溶性共重合体(A)の機械的特性を適度にコントロールする目的で使用する。ここで、「他の」とは、前出のラジカル重合性化合物以外のラジカル重合性化合物の意味である。このような他のラジカル重合性化合物(c)としては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル類、(メタ)アクリル酸アリールエステル類、ジカルボン酸ジエステル類、芳香族ビニル類、ニトリル基含有重合性化合物、アミド結合含有重合性化合物、脂肪酸ビニル類、塩素含有重合性化合物、共役ジオレフィン類等を挙げることができる。具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシ-ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸アリールエステル;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチルなどのジカルボン酸ジエステル;スチレン、α-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-メトキシスチレン等の芳香族ビニル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル基含有重合性化合物;アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド結合含有重合性化合物;酢酸ビニルなどの脂肪酸ビニル類;塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩素含有重合性化合物;1,3-ブタジエン、イソプレン、1,4-ジメチルブタジエン等の共役ジオレフィン類を用いることができる。これらの化合物は単独でもしくは2種以上組み合わせて用いることができ、アルカリ可溶性共重合体(A)中に占める他のラジカル重合性化合物(c)に由来する構成単位は、5~80重量%であり、好ましくは20~70重量%で、特に好ましくは30~60重量%である。
本発明に用いられる(B)成分である、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物(以下、「エチレン性不飽和化合物(B)」という)は、分子中にエチレン性不飽和基を少なくとも1個有する常温で液体または固体の化合物であり、一般にはエチレン性不飽和基として(メタ)アクリロイル基を持つ(メタ)アクリレート化合物、もしくはビニル基を持つ化合物が好ましく用いられる。(メタ)アクリレート化合物としては単官能性化合物と多官能性化合物に分類されるが、いずれの化合物も用いることができる。このようなエチレン性不飽和化合物(B)としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ドデシルアミル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、tert-オクチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7-アミノ-3,7-ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、グリセロール(メタ)アクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、(メタ)アクリロニトリルなどの単官能性化合物が挙げられる。
本発明の(C)成分である、放射線ラジカル重合開始剤(以下、「放射線ラジカル重合開始剤(C)」という)としては、例えばベンジル、ジアセチルなどのα-ジケトン類;ベンゾインなどのアシロイン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのアシロインエーテル類;チオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、チオキサントン-4-スルホン酸、ベンゾフェノン、4,4′-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4′-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類;アセトフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、α,α-ジメトキシ-α-アセトキシベンゾフェノン、α,α-ジメトキシ-α-フェニルアセトフェノン、p-メトキシアセトフェノン、1-[2-メチル-4-メチルチオフェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、α,α-ジメトキシ-α-モルフォリノ-メチルチオフェニルアセトフェノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オンなどのアセトフェノン類;アントラキノン、1,4-ナフトキノンなどのキノン類;フェナシルクロライド、トリブロモメチルフェニルスルホン、トリス(トリクロロメチル)-s-トリアジンなどのハロゲン化合物;[1,2’-ビスイミダゾール]-3,3',4,4’-テトラフェニル、[1,2’-ビスイミダゾール]-1,2’-ジクロロフェニル-3,3',4,4’-テトラフェニルなどのビスイミダゾール類、ジ-tert-ブチルパ-オキサイドなどの過酸化物;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドなどのアシルフォスフィンオキサイド類などが挙げられ、また、市販品としては、Omnirad 184、同651、同369、同1173、同TPO(以上、IGM Resins B.V. 製)、ユベクリルP36(UCB(株)製)などを挙げることができる。また、必要に応じてメルカプトベンゾチオアゾール、メルカプトベンゾオキサゾールのような水素供与性を有する化合物を上記放射線ラジカル重合開始剤(C)と併用することもできる。
本発明における感放射線性樹脂組成物を調製するには、充填材および顔料を添加しない場合には、前記(A)、(B)、(C)の各成分と、必要に応じてその他の成分とを通常の方法で混合、攪拌するだけでよく、充填材および顔料を添加する場合にはディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミルなどの分散機を用いて、これらの成分を分散、混合させればよい。また必要に応じて、さらにメッシュ、メンブレンフィルターなどを用いて各成分または得られる組成物をろ過してもよい。
上述した感放射線性樹脂組成物溶液を所定の基板上に塗布し、加熱により溶媒を除去することによって所望の塗膜を形成することができる。基板上への塗工方法としては、スプレー塗工、スピン塗工、フロー塗工、スクリーン印刷、インクジェット、ディスペンサなどの公知の塗工方法が適宜選択可能である。なお、塗膜の乾燥条件は、組成物中の各成分の種類、配合割合、塗膜の厚さなどによって異なるが、通常60~160℃、好ましくは80~150℃で、5~20分間程度である。
仮支持体としては、ガラス板、シリコンウェーハ、SUS板、アクリル板等、前記両面吸着層フィルムの吸着層面と貼り合わされる面が平滑であれば、何ら制約はないが、前述のごとく、3次元の半導体実装のように高温処理が入る場合には、シリコン半導体との熱膨張係数の観点から、シリコンウェーハやガラス板、石英ウェーハ等の基板が好ましい。また、仮支持体の表面粗さRaは1μm以下であることが好ましい。
本発明の両面吸着層フィルムを介在させて、仮支持体と回路形成されているウェーハ表面の凸部が覆われるように、塗工法により設けられた接合層面を有する半導体ウェーハを貼り合せる方法は、下記工程(a)~(c)のいずれかの工程を含むことにより貼り合わされる。
(a)該ウェーハの接合層面と表面が平滑な透明離型性基材の離型面を貼り合せ、透明離型性基材側から放射線照射により接合層を硬化させた後、該透明離型性基材を剥離し、硬化させた該接合層付きウェーハ面を、前記両面吸着層フィルムを介在させて、仮支持体と貼り合せて積層させる工程
(b)仮支持体及び前記両面吸着層フィルムの基材フィルムが透明である場合であって、両面吸着層フィルムの一方の吸着層を仮支持体に貼り合せた後、他方の吸着層面をウェーハ上に設けられた接合層面と貼り合わせた後、仮支持体側から放射線照射により該接合層を硬化させ、仮支持体と積層させる工程
(c)前記両面吸着層フィルムの基材フィルムが透明である場合であって、両面吸着層フィルムの一方の吸着層をウェーハ上に設けられた接合層面と貼り合せた後、基材フィルム側から放射線照射により該接合層を硬化させ、両面吸着層フィルムの他方の面を仮支持体と貼り合せ積層させる工程
例えば、耐熱性の観点から、両面吸着層フィルムの基材フィルムとして、通常の黄褐色ポリイミドフィルム等を使用する場合には、両面吸着層フィルム側から放射線照射することは、前記接合層の光硬化効率が著しく下がる。一方、透明ポリイミドフィルムも市販されているが、非常に高価である。工程(a)の方法により、接合層の光硬化効率を著しく上げることができる。さらに重要なことは、硬化前の接合層は柔らかいため、表面平滑な透明離型性基材を圧着して、該接合層を光硬化させ、該透明離型性基材を剥離した後の硬化させた該接合層界面も平滑となり、貼り合せによる両面吸着層フィルムの吸着層との剪断力を増すことに繋がる。また、工程(b)、(c)の場合も同様な効果がある。
各工程における貼り合せは、真空引き下で行うことが好ましい。また、工程(a)で使用される平滑な透明離型性基材としては、シリコーン処理やフッ素処理されたガラス板、アクリル板、188μmポリエステルフィルム等が使用可能である。
本発明の両面吸着層フィルムを介在させて、仮支持体と回路形成されているウェーハ表面の凸部が覆われるように、塗工法により設けられた光硬化接合層面を有する半導体ウェーハよりなる半導体加工用積層体のウェーハ裏面側を研削して、該ウェーハの厚みを薄くしていく研削加工の方式には特に制限はなく、公知の研削方式が採用される。研削は、通常ウェーハと砥石(ダイヤモンド等)に水をかけて冷却しながら行うことが好ましい。また研削後、ストレスリリーフの観点からドライ研磨やCMP研磨してもよい。
3D実装の場合には、裏面研削によって薄型化されたウェーハ加工体の回路非形成面に、従来公知の方法により、TSVや電極等を形成させる工程が行われる。
本工程は、薄型化したウェーハに、必要に応じて、様々な加工を施した後、ダイシングする前にウェーハ加工用積層体の仮支持体から、接合層を有する研削済みウェーハを剥離する工程で、下記の工程を含む。
すなわち、前記仮支持体と接合した前記ウェーハの回路非形成面を研削する工程、必要に応じて、前記ウェーハの回路非形成面に加工を施す工程後、下記(a)~(c)のいずれかの工程によりダイシングテープに保持された、接合層を有する研削済みウェーハを作製する工程である。
(a)該研削済みウェーハの研削加工面にダイシングテープを貼り付けた後、該研削済みウェーハをダイシングテープごと、該仮支持体と該仮支持体と接している前記吸着層間で剥離し、その後、該両面吸着層フィルムを該接合層面から剥離する工程
(b)該研削済みウェーハの研削加工面にダイシングテープを貼り付けた後、該研削済みウェーハをダイシングテープごと、該研削済みウェーハの接合層面と該両面吸着層フィルムの吸着層間で剥離する工程
(c)該研削済みウェーハから、該仮支持体と該仮支持体と接している前記吸着層間で剥離し、その後、該両面吸着層フィルムで支持されている該研削済みウェーハの研削加工面に、ダイシングテープを貼り付けた後、該接合層面と該両面吸着層フィルムの吸着層間で該両面吸着層フィルムを剥離する工程
この剥離工程は、一般には室温で実施され、例えば、ウェーハ加工用積層体の仮支持体を水平に固定しておき、他方を水平方向から一定の角度を付けて持ち上げることが好ましい。また、工程(a)による方法は、剛体よりなる仮支持体から研削済みの薄型ウェーハを剥離する際に、該両面吸着層フィルムと該ダイシングテープで、該薄型ウェーハが保護されており、薄型ウェーハ保護の観点で好ましい。
この場合、該両面吸着層フィルムの剥離は、該両面吸着層フィルムと該ダイシングテープで、該薄型ウェーハが保護されている積層体の該ダイシングテープを固定台に固定し、該両面吸着層フィルムを剥離すればよい。
本工程は、前記ダイシングテープ上に積層されている接合層付き薄型ウェーハの接合層の除去及びダイシングによるチップ個片化の工程で、下記(a)、(b)のいずれかの工程により作製される。
(a)アルカリ溶液よりなる剥離液によって、前記接合層を回路形成されているウェーハ表面から除去した後に、前記薄型ウェーハをダイシングし個片化する工程
(b)前記接合層を有する研削済みウェーハをダイシングし個片化した後に、アルカリ溶液よりなる剥離液によって、前記接合層を回路形成されている個片化ウェーハ表面から除去する工程
工程(b)による方法は、個片化チップ後にアルカリ剥離液による接合層の除去という煩雑さは有るが、ダイシングによる個片化工程における半導体保護の観点からは好ましい。
<表面粗さ>
表面平均粗さ(Ra)表面最大粗さ(Ry)は、JIS-B0601-1994に基づき、表面粗さ測定器(株式会社小坂研究所製サーフコーダーET200A)を用いて測定した。測定器の触針の半径は、2.0μm、荷重50μN、カットオフ値は0.25mm、測定長さは1.25mm、送り速度0.05m/minである。
互いに接し合っている、仮支持体と該吸着層間および該接合層と該吸着層間の剪断力の測定に関しては、基材フィルムの片面に吸着層を有する吸着フィルムを作製し、前記特許文献4(特開2008-162240号公報)段落0053の剪断力の測定方法を準用し、吸着フィルムサンプルを25mm幅×長さ150mmの大きさにカットし、吸着フィルムの端部25mm幅×長さ10mm長を仮支持体、または接合層の表面にJIS K 0237で規定する2Kgfのロールで、速度3m/minで1往復させて貼り付ける。ついで、吸着フィルムサンプルを300mm/minの速度で水平方向に引っ張り最大値を読み取る。
直径8インチのSiウェーハ上に、突起電極(Cu)をサイズφ80μm、高さ50μm、ピッチ200μmに設けた表面段差を有する評価用ウェーハを作製した。
両面吸着層フィルム1:
基材フィルムとしては、25μm厚の芳香族ポリイミドフィルム(東レデュポン株式会社製:カプトン100EN、50~200℃の平均線膨張係数15ppm/K)にプラズマ易接着処理されているものを使用した。
該基材フィルムの両面に、下記処方(a)、(b)の吸着層塗工液を、基材フィルムの各片面に、乾燥膜厚24μmになるように設け、オーブンにて150℃、100秒で架橋させて両面吸着層フィルムを作製した。両面吸着層フィルムの吸着層の表面は、表面が平滑なシリコーン離型性セパレータと貼り合わされ、被着体への貼り合せ時に該セパレータは剥離される。
(a)吸着層塗工液:
両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなる
シリコーン(無溶剤型)数平均分子量40,000 100 部
架橋剤(オルガノハイドロジェンシロキサン)数平均分子量2,000 0.5部
白金触媒(3%白金濃度の環状メチルビニルシロキサン溶液) 2 部
反応制御剤(3-メチル-1-ブテン-3-オール) 0.1部
(b)吸着層塗工液:
両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなる
シリコーン(無溶剤型)数平均分子量30,000 100 部
架橋剤(オルガノハイドロジェンシロキサン)数平均分子量2,000 0.6部
白金触媒(3%白金濃度の環状メチルビニルシロキサン溶液) 2 部
反応制御剤(3-メチル-1-ブテン-3-オール) 0.1部
吸着層の表面粗さRaは0.02μm、Ryは0.12μmであった。
両面吸着層フィルム2:
基材フィルムとして、厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に、酸価12mgKOH/gのポリエステル樹脂層を厚み0.3μm設けた基材フィルムを用いた以外は、前記両面吸着層フィルム1と同じである。吸着層の表面粗さRa、Ryは,前記と同様であった。
<接合層用塗工液の準備>
接合層用塗工液1:
α-メチル-p-ヒドロキシスチレン/メタクリル酸/n-ブチルアクリレート共重合樹脂(共重合組成比;32/21/47重量%)(重量平均分子量;10,000)50.0gを、3-エトキシプロピオン酸エチル110.0gに溶解し、光ラジカル重合開始剤として[1,2'-ビスイミダゾール]-1,2'-ジクロロフェニル-3,3',4,4'-テトラフェニル3.34g、4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン3.34g、メルカプトベンゾチアゾール2.01g、重合性不飽和化合物としてアロニックスM-8060(東亞合成(株)製)66.8g、ジシクロペンタニルメタクリレート20.1g、界面活性剤としてBM-1000(BMケミー社製)0.4gおよび熱重合禁止剤として4,4'-{1-[4-[1-(4-ヒドロキシフェニル)-1-メチルエチル]フェニル]エチリデン}ビスフェノール2.7gを溶解し、均一な組成物溶液とした。この組成物溶液を、孔径30μmのカプセルフィルターで濾過して接合層用塗工液1を得た。
接合層用塗工液2:
接合層用塗工液1の共重合樹脂をα-メチル-m-ヒドロキシスチレン/メタクリル酸/n-ブチルアクリレート(共重合組成比:32/21/47重量%)、重量平均分子量;10,000の共重合樹脂とした以外は、接合層用塗工液1と同様にして、接合層用塗工液2を得た。
接合層用塗工液3:
接合層用塗工液1の共重合樹脂をα-メチル-p-ヒドロキシスチレン/メタクリル酸/n-ブチルアクリレート(共重合組成比:35/15/50重量%)、重量平均分子量;10,000の共重合樹脂とした以外は、接合層用塗工液1と同様にして、接合層用塗工液3を得た。
接合層用塗工液4:
接合層用塗工液1の共重合樹脂をα-メチル-p-ヒドロキシスチレン/メタクリル酸/n-ブチルアクリレート/ジシクロペンタニルアクリレート(共重合組成比:20/20/30/30重量%)、重量平均分子量;10,000の共重合樹脂とした以外は、接合層用塗工液1と同様にして、接合層用塗工液4を得た。
接合層用塗工液5:
接合層用塗工液1の共重合樹脂をα-メチル-p-ヒドロキシスチレン/メタクリル酸/n-ブチルアクリレート/ジシクロペンタニルアクリレート(共重合組成比:10/30/50/10重量%)、重量平均分子量;10,000の共重合樹脂とした以外は、接合層用塗工液1と同様にして、接合層用塗工液5を得た。
前記接合層用塗工液1を、スプレーコーターにより、回路形成されているウェーハ表面の凸部が覆われるように乾燥膜厚65μmになるように塗工した。その後、透明な厚み188μmのシリコーン離型層付きポリエステルフィルム(表面粗さRa、Ryは,0.05μm、0.42μm)と真空引きをしながらで貼り合せ、該透明離型層付きポリエステルフィルム側から高圧水銀灯により 、1000mj/cm2の紫外線エネルギーで該接合層を硬化させた後、該透明離型層付きポリエステルフィルムを剥離し、硬化接合層付きウェーハを作製した。
一方、前記両面吸着層フィルム1の(b)吸着層面側の離型性セパレータを剥離し、仮支持体として平滑な厚さ5mmのガラス板(表面粗さRa、Ryは,0.0032μm、0.014μm)に(b)吸着層面を貼付けた。該貼付け後、(a)吸着層面側の離型性セパレータを剥離し、該硬化されている接合層付きウェーハの接合層面と該両面吸着層フィルムが貼合されているガラス板の(a)吸着層面を真空引きしながら貼り合わせウェーハ加工用積層体を作製した。
該ウェーハ加工用積層体のウェーハ裏面をポリッシャDGP8761HC(DISCO社製)を用いて、#320と#2000の砥石によりSi研削を行った後、ストレスリリーフのためのドライポリッシングを行い、ウェーハ厚み25μmの研削・研磨をして、薄化後のウェーハ厚み25μmを得た。作業中ウェーハの反りや欠け等は認められなかった。次に、シリコンウェーハを裏面研削した後の積層体を窒素雰囲気下の200℃オーブンに2時間入れた後、更に250℃のホットプレート上で10分加熱した高温処理テスト後の、ウェーハのゆがみ、ボイド発生、ウェーハ膨れ、あるいはウェーハ破損等外観異常の有無を調べたが、異常は認められなかった。その後、ダイシングテープを貼付け、前記ウェーハをダイシングテープごと、該仮支持体と該仮支持体と接している前記(b)吸着層間で剥離し、該ダイシングテープ側を固定台に固定し、前記両面吸着層フィルムを前記接合層面から剥離した。次に、JSR社製アルカリ性剥離液THB-S1を用いて、該接合層を残渣なく除去できた。尚、作業中ウェーハの反りや欠け等は認められなかった。その後ダイシングにより個片化チップを作製した。尚、互いに接し合っている、該仮支持体と該吸着層間および該接合層と該吸着層間の剪断力は5.0N/cm2以上であった。
前記両面吸着層フィルム2の(b)吸着層面側の離型性セパレータを剥離し、実施例1の仮支持体に貼付けた。一方、実施例1と同様に、前記接合層用塗工液1が設けられているウェーハを作製し、該接合層付きウェーハの接合層面と該両面吸着層フィルムが貼合されているガラス板の(a)吸着層面を真空引きしながら貼り合わせ、その後、該仮支持体側から、高圧水銀灯により 、1000mj/cm2の紫外線エネルギーで該接合層を硬化させ、ウェーハ加工用積層体を作製した。該ウェーハ加工用積層体を実施例1と同様にウェーハ裏面研削・研磨を行った。その後、実施例1の高温処理テストを行わず、ダイシングテープを貼付け、前記ウェーハをダイシングテープごと、該仮支持体と該仮支持体と接している前記(b)吸着層間で剥離し、該ダイシングテープ側を固定台に固定し、前記両面吸着層フィルムを前記接合層面から剥離した。次に、JSR社製アルカリ性剥離液THB-S1を用いて、該接合層を残渣なく除去できた。尚、作業中ウェーハの反りや欠け等は認められなかった。その後ダイシングにより個片化チップを作製した。尚、互いに接し合っている、該仮支持体と該吸着層間および該接合層と該吸着層間の剪断力は5.0N/cm2以上であった。
実施例3として、実施例1の接合層用塗工液1を前記接合層用塗工液2に変更した以外は、実施例1と同様にウェーハ加工用積層体を作製した。該ウェーハ加工用積層体を実施例1と同様にウェーハ裏面研削・研磨、高温処理テスト、ダイシングテープの貼付け、両面吸着層フィルムの剥離を行った。次に、JSR社製アルカリ性剥離液THB-S1を用いて、接合層を残渣なく除去できた。各作業中において、ウェーハに反りや欠け等の異常は認められなかった。
実施例4として、実施例1の接合層用塗工液1を前記接合層用塗工液3に変更した以外は、実施例1と同様にウェーハ加工用積層体を作製した。該ウェーハ加工用積層体を実施例1と同様にウェーハ裏面研削・研磨、高温処理テスト、ダイシングテープの貼付け、両面吸着層フィルムの剥離を行った。次に、JSR社製アルカリ性剥離液THB-S1を用いて、接合層を残渣なく除去できた。各作業中において、ウェーハに反りや欠け等の異常は認められなかった。
実施例5として、実施例1の接合層用塗工液1を前記接合層用塗工液4に変更した以外は、実施例1と同様にウェーハ加工用積層体を作製した。該ウェーハ加工用積層体を実施例1と同様にウェーハ裏面研削・研磨、高温処理テスト、ダイシングテープの貼付け、両面吸着層フィルムの剥離を行った。次に、JSR社製アルカリ性剥離液THB-S1を用いて、接合層を残渣なく除去できた。各作業中において、ウェーハに反りや欠け等の異常は認められなかった。
実施例6として、実施例1の接合層用塗工液1を前記接合層用塗工液5に変更した以外は、実施例1と同様にウェーハ加工用積層体を作製した。該ウェーハ加工用積層体を実施例1と同様にウェーハ裏面研削・研磨、高温処理テスト、ダイシングテープの貼付け、両面吸着層フィルムの剥離を行った。次に、JSR社製アルカリ性剥離液THB-S1を用いて、接合層を残渣なく除去できた。各作業中において、ウェーハに反りや欠け等の異常は認められなかった。
尚、実施例3~6の各ウェーハ加工用積層体において、互いに接し合っている、仮支持体と吸着層間および、接合層と吸着層間の剪断力は各々5.0N/cm2以上であった。
1-1:吸着層1
1-2:基材フィルム
1-3:吸着層2
2:接合層
3:半導体ウェーハ
4:回路電極
5:仮支持体
6:ウェーハ加工用積層体
Claims (5)
- 基材フィルムの両面に吸着層が設けられ、該吸着層が、両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンと、両末端および側鎖にビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンとから選ばれる少なくとも1種のシリコーンを架橋させてなるものからなる吸着層からなる両面吸着層フィルムを介在させて、仮支持体と回路形成されているウェーハ表面が積層されているウェーハ加工用積層体において、
該回路形成されているウェーハ表面が、(A)(a)カルボキシル基を有するラジカル重合性化合物に由来する構成単位1~50重量%、(b)フェノール性水酸基を有するラジカル重合性化合物に由来する構成単位1~50重量%、(c)他のラジカル重合性化合物に由来する構成単位5~80重量%からなるアルカリ可溶性を有する共重合体、(B)少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物、および(C)放射線ラジカル重合開始剤、を含有する感放射線性樹脂組成物により、回路形成されているウェーハ表面の凸部が覆われるように、塗工法により設けられた後、放射線照射により硬化されている接合層を有するウェーハであって、該硬化された接合層は、アルカリ溶液よりなる剥離液によって除去可能であり、互いに接し合っている、仮支持体と該吸着層間および該接合層と該吸着層間の剪断力が1.0N/cm2以上で、かつ剥離可能であることを特徴とするウェーハ加工用積層体。 - 回路形成されているウェーハ表面に、前記感放射線性樹脂組成物をウェーハ表面の凸部が覆われるように塗工してなる接合層を形成後、
(a)該ウェーハの接合層面と表面が平滑な透明離型性基材の離型面を貼り合せ、透明離型性基材側から放射線照射により接合層を硬化させた後、該透明離型性基材を剥離し、硬化させた該接合層付きウェーハ面を、前記両面吸着層フィルムを介在させて、仮支持体と貼り合せて積層させる工程
(b)仮支持体及び前記両面吸着層フィルムの基材フィルムが透明である場合であって、両面吸着層フ
ィルムの一方の吸着層を仮支持体に貼り合せた後、他方の吸着層面をウェーハ上に設けられた接合層面と貼り合わせた後、仮支持体側から放射線照射により該接合層を硬化させ、仮支持体と積層させる工程
(c)前記両面吸着層フィルムの基材フィルムが透明である場合であって、両面吸着層フィルムの一方の吸着層をウェーハ上に設けられた接合層面と貼り合せた後、基材フィルム側から放射線照射により該接合層を硬化させ、両面吸着層フィルムの他方の面を仮支持体と貼り合せ積層させる工程
のいずれかの積層工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のウェーハ加工用積層体。 - 請求項2記載のウェーハ加工用積層体を用いた個片化ウェーハチップ製造方法であって、
(a)仮支持体と接合した前記ウェーハの回路非形成面を研削する工程と、
(b)必要に応じて、前記ウェーハの回路非形成面に高温処理加工を施す工程と、
(c)前記(a)、(b)の工程後、研削加工面にダイシングテープを貼り付ける工程
(d)下記1)または2)により、接合層を有する研削済みウェーハを仮支持体から剥離する工程
1)研削済みウェーハをダイシングテープごと、仮支持体と仮支持体と接している吸着層間で剥離し、その後、前記両面吸着層フィルムを前記接合層面から剥離する工程
2)研削済みウェーハをダイシングテープごと、ウェーハの接合層面と両面吸着層フィルムの吸着層間で剥離する工程
(e)下記1)または2)により、ダイシングする工程
1)アルカリ溶液よりなる剥離液によって、接合層を回路形成されているウェーハ表面から除去した後に、研削済みウェーハをダイシングし個片化する工程
2)接合層を有する研削済みウェーハをダイシングし個片化した後に、アルカリ溶液よりなる剥離液によって、接合層を回路形成されている個片化ウェーハ表面から除去する工程
よりなる工程を含むことを特徴とする薄型ウェーハ個片化の製造方法。
- 請求項2記載のウェーハ加工用積層体を用いて、仮支持体と接合した前記ウェーハの回路非形成面を研削後、薄型化したウェーハに、必要に応じて、様々な加工を施した後、下記(a)~(c)のいずれかの工程により、ウェーハ加工用積層体の仮支持体から剥離されたことを特徴とする、ダイシングテープに保持された接合層を有する研削済み薄型化したウェーハの製造方法。
(a)該研削済みウェーハの研削加工面にダイシングテープを貼り付けた後、該研削済みウェーハをダイシングテープごと、該仮支持体と該仮支持体と接している前記吸着層間で剥離し、その後、該両面吸着層フィルムを該接合層面から剥離する工程
(b)該研削済みウェーハの研削加工面にダイシングテープを貼り付けた後、該研削済みウェーハをダイシングテープごと、該研削済みウェーハの接合層面と該両面吸着層フィルムの吸着層間で剥離する工程
(c)該研削済みウェーハから、該仮支持体と該仮支持体と接している前記吸着層間で剥離し、その後、両面吸着層フィルムで支持されている該研削済みウェーハの研削加工面に、ダイシングテープを貼り付けた後、該接合層面と該両面吸着層フィルムの吸着層間で該両面吸着層フィルムを剥離する工程
- 請求項4記載の製造方法により作製された、ダイシングテープに保持された接合層を有する研削済みウェーハを、下記(a)または(b)の工程によりダイシングすることを特徴とする薄型ウェーハ個片化の製造方法。
(a)アルカリ溶液よりなる剥離液によって、前記接合層を回路形成されているウェーハ表面から除去した後に、前記薄型ウェーハをダイシングし個片化する工程
(b)前記接合層を有する研削済みウェーハをダイシングし個片化した後に、アルカリ溶液よりなる剥離液によって、前記接合層を回路形成されている個片化ウェーハ表面から除去する工程
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