CN101993668A - 半导体晶圆保持保护用粘合片、半导体晶圆的背面磨削方法 - Google Patents

半导体晶圆保持保护用粘合片、半导体晶圆的背面磨削方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种半导体晶圆保持保护用粘合片及半导体晶圆的背面磨削方法，该粘合片能够有效地防止因近年来半导体晶圆的电路图案等的形成面中的凹凸引起的残胶。一种半导体晶圆保持保护用粘合片，其是用于粘附在半导体晶圆(20)表面来保持保护半导体晶圆(20)的粘合片(10)，在基材层(12)的单面配置有粘合剂层(11)，粘合层(11)的厚度为4～42μm，且25℃下的弹性模量为0.5～9MPa。

Description

半导体晶圆保持保护用粘合片、半导体晶圆的背面磨削方法
技术领域
本发明涉及半导体晶圆保持保护用粘合片及半导体晶圆的背面磨削方法，更详细而言，涉及适合应用于表面具有突出的凹凸的半导体晶圆的半导体晶圆保持保护用粘合片及半导体晶圆的背面磨削方法。
背景技术
在对半导体晶圆的背面实施研磨磨削加工的背磨工序、将晶圆切断成各个芯片(chip)的切割工序中，会招致图案面的损伤、磨削碎渣及磨削水等引起的污染等。
另外，由于半导体晶圆自身壁薄、脆，而且半导体晶圆的图案表面具有凹凸状的电极等，因此存在即使是很小的外力也容易导致破损的问题。
为了保护这种半导体晶圆在加工时的电路图案形成面及防止半导体晶圆的污染、破损等，已知的有在半导体晶圆的图案面粘贴背磨带等粘合片的方法(例如，专利文献1：2005-303068号公报)。
通常，通过使这种背磨带追随半导体晶圆的电路图案形成面的表面凹凸，并将凹凸间用粘合剂层填满，从而防止磨削水或异物浸入图案形成面，防止研磨中及研磨后晶圆的裂纹。
但是，随着近年来半导体装置的小型化、高密度化等，半导体晶圆的表面中的电路图案表面的凹凸高度正变得更高，凹凸间距正变得更小。例如，在带聚酰亚胺膜的晶圆中，凹凸之差为1～20μm左右。另外，用于识别不良半导体芯片的不良标记(bad mark，坏的标记)具有高低差10～70μm左右的凹凸。进而，在图案状的电极上形成的凸块中，有高度20～200μm左右、直径100μm左右、间距200μm左右以下的凸块。
因此，在使用现有的粘合片的方法中，薄片不能充分地追随这些凹凸，粘合剂与晶圆表面之间的粘接不够充分。其结果是，在晶圆加工时，有时产生薄片的剥离、磨削水及异物等浸入图案面、加工失误、凹痕、产生芯片飞散等，进而晶圆破损。
另外，将粘合片从半导体晶圆剥离时，有时埋入凹凸间的粘合剂断裂，半导体晶圆侧产生残胶。特别是，为了使粘合片良好地追随凹凸而使用比较柔软的粘合剂时，存在更显著地产生残胶的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：2005-303068号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于，提供一种半导体晶圆保持保护用粘合片及半导体晶圆的背面磨削方法，该粘合片可有效地防止因近年来半导体晶圆的电路图案等的形成面中的凹凸引起的残胶。
用于解决问题的方案
本发明人等对伴随近年来半导体装置的小型化、高密度化等的半导体晶圆的电路图案形成面的凹凸的增大、这种凹凸面上粘贴的粘合片的各种特性、粘合片在凹凸面的粘贴状态等进行了深入研究。其结果意外地发现，与其让粘合片追随高低差更加增大、间距更加缩小的半导体晶圆的凹凸，不如通过控制追随性来减少粘合剂层与凹凸的接触面积，不使粘合剂层埋入凹凸中，而仅与凹凸头部的一部分接触，确保粘合片与半导体晶圆的粘接性，从而能够极力降低粘合剂层的残胶，从而完成了本发明。
即，本发明的半导体晶圆保持保护用粘合片，其特征在于，
该粘合片用于粘附在半导体晶圆表面来保持保护半导体晶圆，
在基材层的单面配置有粘合剂层，
前述粘合层的厚度为4～42μm，且25℃下的弹性模量为0.5～9MPa。
这种半导体晶圆保持保护用粘合片中，粘合剂层的断裂应力优选为0.5～10Mpa。
粘合剂层优选具有1.0～20N/20mm的粘合力。
粘合剂层优选含有丙烯酸系聚合物作为构成材料。
粘合剂层优选为含有分子内具有碳-碳双键的辐射线固化型丙烯酸系聚合物的辐射线固化型粘合剂层。
粘合剂层优选为分子内含有辐射线固化型低聚物的辐射线固化型粘合剂层。
另外，本发明的半导体晶圆的背面磨削方法，其特征在于，
该半导体晶圆的背面磨削方法在将上述半导体晶圆保持保护用粘合片的粘合剂层粘贴于布有电路图案的一侧的半导体晶圆的表面的状态下，对半导体晶圆的背面进行磨削加工，
电路图案具备高出前述半导体晶圆表面15μm以上的凹凸。
在这种半导体晶圆的背面磨削方法中，粘合片的粘合剂层优选具有前述凹凸高度的0.2～2倍的厚度。
发明效果
根据本发明的粘合片，能够有效地防止因近年来半导体晶圆的图案形成面中的凹凸引起的残胶。
通过使用这种粘合片，不仅能够显著降低工序后的粘合片剥离时产生的残胶，还能够提高制品的成品率。
附图说明
图1是本发明的粘合片粘贴在半导体晶圆时的主要部分的简要截面图。
附图标记说明
10    粘合片
11    粘合剂层
12    基材层
20    晶圆
21    凸块电极
具体实施方式
本发明的半导体晶圆保持保护用粘合片(以下有时简单地记载为“粘合片”)主要由基材和粘合剂层构成。
本发明的粘合片主要是用于在使用硅、锗等元素半导体或镓砷等化合物半导体晶圆来制造半导体装置时，粘贴到半导体晶圆的电路图案的形成面来保护其表面或保持半导体晶圆而使用的。特别地，对于表面形成有因电路图案、凸块等引起的凹凸的半导体晶圆，本发明的半导体晶圆保持保护用粘合片是有用的。该粘合片可以作为半导体晶圆的背面磨削用、切割用等半导体晶圆的各种加工用途来使用。
构成本发明的粘合片的粘合剂层由粘合剂形成，作为这种粘合剂，只要具备适度的粘合力、硬度等性质，则可以使用该领域中公知的粘合剂。可以列举例如丙烯酸系粘合剂、硅酮系粘合剂、橡胶系粘合剂等。粘合剂可以单独使用1种，或混合2种以上使用。特别地，从调整粘接力的难易度、设计分子的难易度的方面来看，优选为丙烯酸系粘合剂。
作为丙烯酸系粘接剂的基础聚合物即丙烯酸系聚合物，可以列举例如以具有甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、十二烷基等碳原子数30以下、特别是4～18的直链或支链的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的1种或2种以上作为成分的聚合物等。本说明书中，(甲基)丙烯酸酯是指包括丙烯酸或甲基丙烯酸这两者。
丙烯酸系聚合物可以通过在上述(甲基)丙烯酸烷基酯中添加可与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其他单体(以下，有时简单地记载为“可共聚单体”)，从而导入官能团或极性基团等来改良粘接性，或者控制共聚物的玻璃化转变温度以改善/改性内聚力或耐热性等。
作为可共聚单体，可以列举例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基的单体；
马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体；
(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟己酯、(甲基)丙烯酸8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯、(4-羟基甲基环己基)-甲基丙烯酸酯等含羟基的单体；
苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯基酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯基酰胺丙烷磺酸、磺丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基的单体；
2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基的单体等。
关于作为主要成分的(甲基)丙烯酸烷基酯和可共聚单体，优选调整至：前者为70～100重量％，进而为85～95重量％，后者为30～0重量％，进而为15～5重量％。通过在该范围内使用，可以实现粘接性、内聚力等的平衡。
根据需要，为了交联处理等，丙烯酸系聚合物中也可以使用多官能单体(低聚物)等。
作为这种单体，可以列举己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环氧酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、尿烷(甲基)丙烯酸酯等。
多官能单体可以使用1种或2种以上。
从粘合特性等方面出发，其用量优选为全部单体的30重量％以下。
丙烯酸系聚合物例如可以对1种或2种以上成分单体的混合物利用溶液聚合方式、乳液聚合方式、本体聚合方式、悬浮聚合方式等适当的方式来进行调制。
关于丙烯酸聚合物，例如重均分子量为20万～300万左右是合适的，优选为25万～150万左右。另外，聚合物的重均分子量可以通过凝胶渗透色谱法(GPC法)求得。
构成粘合剂的聚合物也可以具有交联结构。
这种粘合剂可以通过在由包含具有羧基、羟基、环氧基、氨基等官能团的单体(例如丙烯酸系单体)的单体混合物得到的聚合物中配合交联剂而获得。具备包含具有交联结构的聚合物的粘合剂层的薄片中，由于自保持性提高，因而可防止薄片的变形，并维持薄片的平板状态。因此，可以使用自动粘附装置等简易且准确地粘附于半导体晶圆。
另外，如后所述，作为粘合剂，也可以使用辐射线固化型粘合剂，并通过公知的交联剂例如环氧系交联剂、氮丙啶系交联剂、异氰酸酯系交联剂、三聚氰胺系化合物等导入交联结构。
作为环氧化合物，可以列举例如山梨糖醇四缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水甘油醚、四缩水甘油基-1，3-双氨基甲基环己烷、四缩水甘油基-间二甲苯二胺、三缩水甘油基-对氨基苯酚等。
作为氮丙啶系化合物，可以列举例如2，2-双羟甲基丁醇-三[3-(1-氮丙啶基)丙酸酯]、4，4-双(亚乙基亚氨基羰基氨基)二苯基甲烷等。
作为异氰酸酯化合物，可以列举例如二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多异氰酸酯等。
作为三聚氰胺系化合物，可以列举例如六甲氧基甲基三聚氰胺等。
这些交联剂可以单独使用或组合2种以上使用。
相对于100重量份应交联的基础聚合物，其用量优选为0.005～4重量份左右。此时，为了促进反应，也可以使用粘合剂中通常使用的月桂酸二丁基锡等交联催化剂。
本发明中，作为粘合剂层，可以使用辐射线固化型的粘合剂。通过由辐射线固化型粘合剂构成粘合剂层，从而由于在薄片剥离时利用辐射线的照射生成了低粘接性物质，因此可容易地从晶圆剥离。
辐射线固化型粘合剂，例如在粘合性物质中配合利用辐射线照射而固化并形成低粘接性物质的低聚物成分(以下，有时记载为“辐射线固化型低聚物”)、或者使用分子内具有碳-碳双键的丙烯酸系聚合物是合适的。另外，也可以将这些低聚物成分及具有碳-碳双键的丙烯酸系聚合物组合使用。
作为辐射线，只要可使聚合物固化，则没有特别限定，可以列举例如X射线、电子射线、紫外线、可见光线、红外线等。其中，从处理的难易度出发，优选为紫外线。
作为在丙烯酸系聚合物的分子内侧链上导入碳-碳双键的方法，可以采用以往公知的各种方法。例如，可以列举如下方法：首先，将丙烯酸系聚合物与具有官能团的单体共聚后，在维持碳-碳双键的辐射线固化性的状态下，使具有可与该官能团发生加成反应的官能团及碳-碳双键的化合物缩合或进行加成反应。由此分子设计变得容易。
作为这些官能团的组合，可以列举羧酸基与环氧基、羧酸基与氮丙啶基、羟基与异氰酸酯基等。其中，从反应追踪的难易度等的观点出发，羟基与异氰酸酯基的组合是合适的。
在这些官能团的组合中，各官能团可以在丙烯酸系共聚物、和具有官能团及聚合性碳-碳双键的化合物中的任一侧。其中，优选的是，丙烯酸系共聚物具有羟基，具有官能团及聚合性碳-碳双键的化合物具有异氰酸酯基。
作为具有官能团及聚合性碳-碳双键的化合物，可以列举例如甲基丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α，α-二甲基苄基异氰酸酯、丙烯酰基异氰酸酯、2-丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、1，1-双(丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯等。
作为丙烯酸系共聚物，可以列举将上述含羟基的单体、2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚等醚系化合物进行共聚而成的物质。
具有聚合性碳-碳双键的丙烯酸系共聚物可以单独或配合2种以上来使用。
作为辐射线固化型粘合剂中配合的辐射线固化型低聚物，可以列举尿烷系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物。其中，可以列举三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸与多元醇的酯化物、酯丙烯酸酯低聚物、2-丙烯基-3-丁烯基氰脲酸酯、异氰脲酸酯、异氰脲酸酯化合物等。这些可单独或组合2种以上使用。这些低聚物通常相对于100重量份聚合物以30重量份以下的范围内配合，优选以0～10重量份的范围配合。
辐射线固化型粘合剂通常含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂，可以使用该领域中公知的任意聚合引发剂。
作为光聚合引发剂，可以列举例如：
甲氧基苯乙酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基二氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代丙烷-1、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等苯乙酮系光聚合引发剂；
4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、α-羟基-α，α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羟基苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮等α-乙酮醇化合物；
苯偶酰二甲基缩酮等缩酮系化合物；
苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚等苯偶姻系光聚合引发剂；
二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3，3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系光聚合引发剂；
噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2，4-二氯噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、2，4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系光聚合引发剂；
2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物；
1-苯酮-1，1-丙烷二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟等光学活性肟系化合物；
α-酰基肟酯、酰基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯、苯偶酰、樟脑醌、二苯并环庚酮、2-乙基蒽醌、4’，4”-二乙基间苯二甲酰基苯、卤化酮、酰基氧化膦、酰基膦酸酯等特殊光聚合引发剂等。
例如相对于100重量份辐射线固化性聚合物(或低聚物)，这些聚合引发剂的用量为1～10重量份左右。
进而，粘合剂层中还可以含有通过加热而发泡或膨胀的成分。作为热发泡性或膨胀性成分，可以例示例如将异丁烷、丙烷等通过加热容易气化的物质包含于具有弹性的壳内而成的热膨胀性微小球[例如商品名：microsphere，松本油脂制药株式会社制等]等。通过使粘合剂层中含有这种热发泡性或热膨胀性成分，从而由于在晶圆磨削加工后通过加热处理而粘合剂层膨胀，粘合剂层与晶圆的粘接面积显著减少，因此可以容易地将薄片从晶圆剥离。
本发明的粘合剂层中还可以适当选择添加1种以上的软化剂、抗老化剂、固化剂、填充剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、聚合引发剂等。另外，它们可以单独或组合2种以上来使用。这些添加剂可以使用该领域中公知的任意添加剂。
与其材料无关，粘合剂层的厚度优选为4～42μm，进一步优选为5～40μm左右。
通过使厚度在该范围内，从而可以防止对半导体晶圆表面中的凹凸过度的追随性、抑制向凹凸间的埋设。特别是在近年来磨削厚度薄的情况下，能够有效地防止半导体晶圆在磨削加工时产生裂纹、凹痕等。
另外，与其材料无关，粘合剂层的25℃下的弹性模量优选为0.5～9MPa、为0.5～8MPa，更优选为0.6MPa以上，进一步优选为6.7MPa以下。另外，更优选为6MPa以下，进一步优选为5MPa以下，特别优选为4.8MPa以下。另外，使用辐射线固化型的粘合剂时，是指辐射线固化前的粘合剂层的弹性模量。
这里，25℃下的弹性模量是表示动态粘弹性测定的25℃下的“弹性特性”的参数，是通过动态粘弹性测定装置“Rheometrics ARES”(Rheometric公司制)对粘合剂层测得(频率：1Hz，转盘直径(plate diameter)：7.9mmφ，形变：1％(25℃)，样品厚度3mm)的25℃下的弹性模量G′。
通过使弹性模量在该范围内，从而由于粘合剂具备适度的硬度，因此可充分赋予具有凹凸的半导体晶圆的保持性及保护性，降低晶圆的破损，可将粘合片容易地剥离。
进而，通过将粘合剂层的厚度及弹性模量这两者调整到这种范围内，实现厚度与弹性模量的平衡，从而，对于近年来半导体晶圆中增大的电路形成面的凹凸，能够抑制粘合剂层侵入凹凸间、即抑制粘合剂层在凸部的埋设，可适当地仅与凹凸的头部牢固地粘接并保持。另外，可适当补偿磨削时对半导体晶圆负荷的应力，从而极力抑制晶圆产生裂纹、凹痕。进而，对于确保粘合剂层适度的自保持性及硬度等、有效地防止半导体晶圆及凹凸侧面等上的粘合剂层的残胶特别有效。
其中，(i)粘合剂层的厚度为4～42μm、且25℃下的弹性模量为0.5～9MPa(更优选为0.5～8MPa)是合适的，优选(ii)厚度为5～40μm、且25℃下的弹性模量为0.5～9MPa(更优选为0.5～8MPa)。进而，更优选的是，
(iii)厚度为4～42μm、且弹性模量为0.6～9MPa(更优选为0.6～8MPa)，
(iv)厚度为4～42μm、且弹性模量为0.6～6.7MPa，
(v)厚度为4～42μm、且弹性模量为0.6～6MPa，
(vi)厚度为4～42μm、且弹性模量为0.6～5MPa，
(vii)厚度为4～42μm、且弹性模量为0.6～4.8MPa，
(viii)厚度为5～40μm、且弹性模量为0.6～9MPa(更优选为0.6～8MPa)，
(ix)厚度为5～40μm、且弹性模量为0.6～6.7MPa，
(x)厚度为5～40μm、且弹性模量为0.6～6MPa，
(xi)厚度为5～40μm、且弹性模量为0.6～5MPa，
(xii)厚度为5～40μm、且弹性模量为0.6～4.8MPa。
进而，与其材料无关，粘合剂层的断裂应力优选为0.5～10Mpa，更优选为0.6MPa以上。另外，更优选为8.5MPa以下，进一步优选为8MPa以下，特别优选为6MPa以下。
另外，粘合片中的粘合剂层为辐射线固化型时，该断裂应力是指未照射辐射线时的值，换而言之，是指粘合片粘贴在半导体晶圆时的值。
这里，断裂应力例如可以是使用Orientec Co.，Ltd.制的Tensilon-RTC-1150A测定得到的值。此时的测定条件可以适当调整为，试验片：50mm×10mm，卡盘间距10mm，拉伸速度：50mm/分钟等。
通过调整到这种范围内，从而不仅能够与上述粘合剂层的厚度、弹性模量相应，牢固地维持对半导体晶圆中的凹凸的头部的粘接，还能够使粘合剂层适当地吸收剥离时的应力，维持粘合剂层原本的形状，极力抑制粘合剂的残胶。
其中，具有上述(i)粘合剂层的厚度及弹性模量、且断裂应力为0.5～10Mpa是合适的，优选的是，上述(i)+断裂应力为0.6MPa～8.5MPa、进一步优选为0.6MPa～8MPa、特别优选为0.6MPa～6MPa。
另外，更优选的是，上述(ii)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(iii)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(iv)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(v)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(vi)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(vii)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(viii)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(ix)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(x)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(xi)+断裂应力为0.6MPa～6MPa、
上述(xii)+断裂应力为0.6MPa～6MPa。
另外，粘合剂层优选具有1.0～20N/20mm的粘合力。这里，该粘合力是通过在测定温度为25℃、剥离角度为180°、剥离速度为300mm/分钟(根据JISZ0237)的条件下从硅镜面晶圆(silicon mirror wafer)剥离进行测定时的值。这种测定可以利用市售的测定装置(岛津制作所制，Autograph AG-X等)来进行。
另外，粘合片中的粘合剂层为辐射线固化型时，该粘合力是指未照射辐射线时的值。
本发明的粘合片的粘合剂层可以为单层，也可以具有2层以上的层叠结构。此时，可以使用上述材料中相同或不同的材料来形成各层。
另外，层叠结构中粘合剂层的总厚度优选为上述的值，4～42μm左右。
进而，粘合剂层的全体中，优选具有上述25℃下的弹性模量及断裂应力。关于粘合力，只要至少粘贴在半导体晶圆的层具有上述的值即可。
本发明的粘合片中的基材层例如可以通过聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯；聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂；聚酰亚胺(PI)；聚醚醚酮(PEEK)；聚氯乙烯(PVC)等聚氯乙烯系树脂；聚偏氯乙烯系树脂；聚酰胺系树脂；聚氨酯；聚苯乙烯系树脂；丙烯酸系树脂；氟树脂；纤维素系树脂；聚碳酸酯系树脂等热塑性树脂、热固化性树脂、金属箔、纸等来形成。基材层可以是由同种或异种的材料构成的多层结构。
本发明的半导体晶圆保持保护用薄片可以卷绕成带状。此时，为了保护粘合剂层，可以在其上层叠剥离薄膜层。剥离薄膜层可以利用以往公知的经硅酮处理、氟处理的塑料薄膜(聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯等)、纸、非极性材料(聚乙烯、聚丙烯等)等而形成。
基材的厚度通常为5～400μm左右是合适的，优选为10～300μm左右，更优选为30～200μm左右。
后述的粘合剂层使用辐射线固化型粘合剂时，为了辐射线透过基材而进行照射，基材由可透过规定量以上的辐射线的材料(例如具有透明性的树脂等)构成是合适的。
基材可以通过公知的成膜方法、例如湿式铸造法、吹塑法、T模挤出法等而形成。基材可以为无拉伸，也可以进行单轴或双轴拉伸处理。
本发明的粘合片的形态没有特别限定，可以为薄片状、带状等任意形态。另外，也可以为卷绕体的形态。为卷绕体时，也可以不使用剥离薄膜层，而通过在基材的相反面(即卷绕时与粘合剂层接触的面)设置剥离处理层或层叠脱模层(隔膜)，从而容易卷回。
剥离处理层可以使用该领域中公知的剥离剂来形成。可以列举例如硅酮处理、氟处理、含长链烷基的聚合物处理等。
本发明的粘合片可以通过在基材层上涂布粘合剂组合物形成粘合剂层来形成。粘合剂组合物的涂布例如可以利用辊涂布、丝网涂布、照相凹版涂布等涂布方式，它们可以直接形成于基材上，也可以形成于表面进行了剥离处理的剥离纸等上后再转印到基材上。
本发明的半导体保持保护用薄片例如适合用于半导体晶圆表面具有由电路图案等产生的凹凸。该凹凸例如可以列举出：高度为15μm以上、优选为20～200μm左右、直径为50～200μm左右、间距为100～300μm左右的凹凸。
在这种半导体晶圆表面(电路图案形成面)边按照粘合剂层的面成为晶圆侧的方式重合、按压边粘附。
例如(i)在工作台上放置晶圆，在其上按照粘合剂层成为晶圆侧的方式重合本发明的粘合片，通过压接辊等按压手段边按压边粘附。
另外，(ii)也可以在可加压的容器(例如高压釜等)中将晶圆与粘合片如上所述重合，对容器内加压，从而粘附在晶圆上。
此时，也可以通过按压手段边按压边粘附。
进而，(iii)也可以在真空室(chamber)内与上述同样地粘附。
通过这些方法粘附时，也可以在30～150℃左右下进行加热。
在粘附有粘合片的状态下，例如对半导体晶圆的背面进行磨削加工。这种情况下，适度调整磨削量是合适的。这是为了防止粘合片对半导体晶圆过度的加压、粘合剂层在半导体晶圆表面的凹凸中过度的埋设等，避免埋入凹凸间的粘合剂的断裂、半导体晶圆侧的残胶等。
所粘附的粘合片可以在半导体晶圆的磨削加工后通过人力或机械而剥离。此时，粘合剂使用辐射线固化型粘合剂时，通过在剥离前照射适当的辐射线，可以降低粘合剂层的粘接力，容易地剥离。
这样，将本发明的粘合片用于磨削加工时的情况下，优选将半导体晶圆的凸部高度(H)相对于粘合剂层的厚度(T)调整至T/H＝0.2～2.0的范围内使用。通过为该范围内，可防止粘合剂层在半导体晶圆表面凹凸的过度的埋设等。
实施例
以下，基于实施例对本发明的粘合片进行更详细的说明。
另外，以下“份”表示的是重量份。首先，作为粘合剂，调制以下的压敏粘合剂及UV(紫外线)固化型粘合剂。
丙烯酸粘合剂1(压敏粘合剂)
在100重量份将40重量份丙烯酸甲酯、10重量份丙烯酸和60重量份丙烯酸2-乙基己酯共聚而得到的重均分子量70万的共聚物(固体成分35％)中，配合1.00重量份异氰酸酯系交联剂(日本聚氨酯公司制，制品名“Colonate L”)、0.05重量份环氧系交联剂(三菱瓦斯化学公司制，制品名“TETRAD C”)作为交联剂，配合并调制粘合剂溶液。
丙烯酸粘合剂2(UV固化型粘合剂)
通过常规方法使80重量份丙烯酸2-乙基己酯、10重量份丙烯酰基吗啉、及10重量份丙烯酸2-羟乙酯在醋酸乙酯中共聚。由此，使丙烯酸2-羟乙酯的侧链末端OH基与2-甲基丙烯酰氧基亚乙基异氰酸酯的NCO基发生加成反应，得到含有末端赋予了碳-碳双键的重均分子量50万的丙烯酸系共聚物的溶液。
接着，在含有该丙烯酸系共聚物的溶液100份中添加1重量份光聚合引发剂(商品名“IRGACURE 651”，西巴特殊品化学公司制)、及3重量份多异氰酸酯化合物(商品名“Colonate L”，日本聚氨酯制)，得到丙烯酸系的紫外线固化型粘合剂溶液。
丙烯酸粘合剂3(UV固化型粘合剂)
相对于100重量份将40重量份丙烯酸甲酯、10重量份丙烯酸和60重量份丙烯酸2-乙基己酯共聚而得到的重均分子量70万的共聚物(固体成分35％)，添加20重量份UV-1700B(日本合成株式会社制)，配合3.00重量份异氰酸酯系交联剂(日本聚氨酯公司制，制品名“Colonate L”)、3.5重量份环氧系交联剂(三菱瓦斯化学公司制，制品名“TETRAD C”)作为交联剂，并配合3重量份光聚合引发剂(西巴特殊品化学公司制，制品名“IRGACURE 651”)，配合并调制粘合剂溶液。
丙烯酸粘合剂4(UV固化型粘合剂)
相对于100重量份将80重量份丙烯酸丁酯、5重量份丙烯酸、20重量份丙烯酸氰基甲酯共聚而得到的重均分子量80万的共聚物(固体成分30％)，添加50重量份二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药株式会社制)，配合1.00重量份异氰酸酯系交联剂(日本聚氨酯公司制，制品名“Colonate L”)、0.2重量份环氧系交联剂(三菱瓦斯化学公司制，制品名“TETRAD C”)作为交联剂，并配合1重量份光聚合引发剂(西巴特殊品化学公司制，制品名“IRGACURE 651”)，配合并调制粘合剂溶液。
丙烯酸粘合剂5(压敏粘合剂)
在100重量份将40重量份丙烯酸甲酯、10重量份丙烯酸和60重量份丙烯酸2-乙基己酯共聚而得到的重均分子量70万的共聚物(固体成分35％)中，配合3.00重量份异氰酸酯系交联剂(日本聚氨酯公司制，制品名“Colonate L”)、5.0重量份环氧系交联剂(三菱瓦斯化学公司制，制品名“TETRAD C”)作为交联剂，配合并调制作为粘合剂层的树脂溶液。
实施例1
作为基材层，使用厚度115μm的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)薄膜。
在其上形成压敏粘合剂层(厚度：15μm)。
关于压敏粘合剂层，将上述丙烯酸粘合剂1的粘合剂溶液涂布到经硅酮剥离处理的厚度38μm的聚酯薄膜上，使干燥后的厚度为50μm，在120℃下干燥2分钟。
其后，层压115μm的EVA薄膜作为基材，制作半导体晶圆保持保护用粘合片。
将所得到的半导体晶圆保持保护用粘合片在50℃下加热，熟化1天以上，得到粘合片。
测定所得到的粘合片对于硅晶圆的粘合力，为12N/20mm。
实施例2～5及比较例1～4
作为基材层，与实施例1同样地使用厚度115μm的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)薄膜。
使用表1所示的粘合剂，根据实施例1，按照表1的厚度在基材层上形成粘合剂层。
分别测定所得到的粘合片对于硅晶圆的粘合力。其结果如表1所示。
将所得到的各粘合片粘附到硅晶圆上，磨削，进行粘合片的剥离，进行“水浸入”、“磨削后晶圆裂纹”、“晶圆的凹痕”及“晶圆污染”的评价。另外，分别准备25张各实施例及比较例的粘合片，进行评价。其结果如表1所示。
粘贴
粘贴将各粘合片，使得6英寸的硅晶圆20的在形成有凸块电极21的面侧配置粘合剂层11。如图1所示，硅晶圆20上以间距P为200μm形成有高度H为50μm、直径为100μm的凸块电极21，晶圆的厚度为625μm(不包括凸块)。粘合片10通过日东精机株式会社制DR-8500II进行粘贴。这相当于上述(i)的方法(在工作台上放置晶圆，在其上按照粘合剂层成为晶圆侧的方式重合本发明的薄片，边通过压接辊等按压手段按压边粘附)。
此时，如图1所示，按照如下方式粘贴：粘合剂层11仅埋入凸块电极21的头部分，并且粘合剂层11与凸块电极21的下方侧面、晶圆20的凸块电极21间不接触，在没有形成凸块电极21的晶圆20的外周与粘合片10接触。
磨削
通过DISCO Corporation制的硅晶圆磨削机(装置名DFG8560)对粘贴有粘合片的晶圆磨削100μm的磨削量(即，至晶圆厚525μm左右为止)。
剥离
使用日东精机株式会社制DR-8500II从进行了磨削的晶圆剥离粘合片。另外，粘合剂使用压敏粘接剂时，磨削后在粘合片背面粘附剥离用带，将粘合片与该带一起剥离。另外，粘合剂使用UV粘合剂时，将晶圆磨削后，对粘合片照射400mJ/cm2的紫外线，使粘合剂层固化，同样地粘附剥离用带，将粘合片与该带一起剥离。
评价项目
水浸入
是指磨削中磨削水渗入晶圆与粘合片之间的现象，由此晶圆被污染。
将粘合片剥离后，利用光学显微镜(500倍)进行观察。25张晶圆中只要有1张晶圆上确认到水，则作为有水浸入。
晶圆裂纹
磨削中凸块的凹凸没有被粘合片吸收，晶圆产生裂纹。磨削中25张晶圆中只要有1张晶圆产生裂纹，则作为有裂纹。
凹痕
磨削中凸块的凹凸没有被粘合片吸收，晶圆的背面产生凹痕。磨削中25张晶圆中只要有1张晶圆目视确认到凹痕，则作为有凹痕。
残胶
磨削后，剥离粘合片，利用光学显微镜(500倍)观察晶圆的外周。将确认到粘合剂的残留时作为有残胶。
[表1]
Figure BSA00000224709500201
由表1的结果可知，实施例的粘合片没有产生“水浸入”、“晶圆裂纹”、“晶圆的凹痕”及“晶圆污染”，可有效地操作。
另一方面，比较例1中，粘合剂层的弹性模量及断裂应力低，凸块电极上产生残胶。
比较例2中，粘合剂层的弹性模量及断裂应力低，胶硬，因此没有产生残胶，但粘合力低，发生水浸入。
比较例3中，粘合剂层厚，除凸块电极的头部分以外，其下方侧面也被埋入，图案面(凸块电极的根部)产生残胶。
比较例4中，粘合剂层薄，粘合力不足，发生水浸入。
产业上的可利用性
本发明的粘合片例如对于在半导体晶圆等的加工工序中使用的晶圆临时固定用粘合片、晶圆保护用粘合片等再剥离用粘合片等广泛的适用对象是有用的。

Claims (8)

1.一种半导体晶圆保持保护用粘合片，其特征在于，该粘合片用于粘附在半导体晶圆表面来保持保护半导体晶圆，
在基材层的单面配置有粘合剂层，
所述粘合层的厚度为4～42μm，且25℃下的弹性模量为0.5～9MPa。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆保持保护用粘合片，粘合剂层的断裂应力为0.5～10MPa。
3.根据权利要求1或2所述的半导体晶圆保持保护用粘合片，粘合剂层具有1.0～20N/20mm的粘合力。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体晶圆保持保护用粘合片，粘合剂层含有丙烯酸系聚合物作为构成材料。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体晶圆保持保护用粘合片，粘合剂层为含有分子内具有碳-碳双键的辐射线固化型丙烯酸系聚合物的辐射线固化型粘合剂层。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体晶圆保持保护用粘合片，粘合剂层为分子内含有辐射线固化型低聚物的辐射线固化型粘合剂层。
7.一种半导体晶圆的背面磨削方法，其特征在于，该半导体晶圆的背面磨削方法在将权利要求1～6中任一项所述的半导体晶圆保持保护用粘合片的粘合剂层粘贴于布有电路图案的一侧的半导体晶圆表面的状态下，对半导体晶圆的背面进行磨削加工，
电路图案具备高出所述半导体晶圆表面15μm以上的凹凸。
8.根据权利要求7所述的背面磨削方法，粘合片的粘合剂层具有所述凹凸高度的0.2～2倍的厚度。
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