JP2005255960A

JP2005255960A - 基材フィルムの収縮を抑制した感温性粘着テープ

Info

Publication number: JP2005255960A
Application number: JP2004073507A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Takaso; 大輔高祖; Shinichiro Kawahara; 伸一郎河原
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】基材フィルムの収縮および収縮による半導体ウエハの反りを抑制した感温性粘着テープを提供することである。
【解決手段】基材フィルム、この基材フィルムの片面に形成される側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤層とから構成される感温性粘着テープであって、前記基材フィルムをアニール処理することにより、感温性粘着テープが熱処理される場合であっても、基材の収縮を抑えることができる。具体的には、前記感温性粘着テープを非収縮性薄膜に貼着し、直径１５０ｍｍの円形に切り抜いて水平板上に載置した状態で加熱したときの、前記感温性粘着テープ端部の前記水平板からの反り量が１０ｍｍ以下であるのがよい。さらに、前記感温性粘着テープを単体で加熱し、収縮後の前記感温性粘着テープの基材フィルムの延伸方向の収縮率が０．５％以下であるのがよい。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体チップ等の支持粘着テープに使用される感温性粘着テープに関し、基材フィルムの収縮を抑制し、薄片化半導体ウェハ（１００μｍ以下）の反りを防止した感温性粘着テープに関する。

一般に、半導体チップの製造工程は、下記のように行われる。
（１）ウェハの回路面に研削（バックグラインド）用の第１の支持粘着テープを貼り付け、
（２）ウェハの裏面をバックグラインド処理し、
（３）第１のバックグラインド用支持粘着テープを剥離し、
（４）ウェハの回路の裏面にダイシング用の第２の支持粘着テープを貼り付け、
（５）ダイシングを行って、ウェハを半導体チップに分割し、
（６）前記ダイシング用の第２の支持粘着テープの接着性を低下させ、ピックアップ剥離し、
（７）ダイボンド用接着剤を利用して半導体チップをダイボンドする。

上記工程に使用される支持粘着テープとして、特許文献１および２には、基材フィルムと、この基材フィルムの片面に側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤層を設けた、いわゆる感温性粘着テープを使用することが提案されている。このようなテープを支持粘着テープとして使用すると、加熱または冷却するだけで簡単に粘着力が消失するため、チップをピックアップすることが容易となり、生産性が向上すると考えられる。

しかしながら、上記感温性粘着テープを上記半導体製造工程に用いた場合には、ウェハに感温性粘着テープを貼着する際には３０〜８０℃の熱が上記感温性粘着テープおよびウェハにかかる。さらに、バックグラインドの際には３０〜９０℃、ダイボンドの際には、ダイボンド剤の粘着性を発現させる為に１００〜１８０℃の熱が上記感温性粘着テープおよびウェハにかかる。このような温度下で上記感温性粘着テープを使用すると、上記感温性粘着テープの基材フィルムに使用されている熱可塑性樹脂フィルムでは、収縮による薄片化半導体ウエハの反りが発生するという問題がある。

一方、携帯電話、デジタルＡＶ機器、ＩＣカード等の高性能化に伴い、これらの機器に搭載される半導体チップには小型、薄型、高集積への要求が高まっている。特に複数の半導体チップをワンパッケージ化するためには、半導体チップの薄型化が必要であり、このため半導体チップを厚さ５０μｍあるいはそれ以下まで極薄化する必要性が生じている。

しかしながら、厚さ１００μｍ以下、特に厚さ５０μｍ以下にまで極薄化したチップになると、基材フィルムの収縮による影響を受けるため、上記感温性粘着テープが貼着したチップを高温で処理た場合には、基材フィルムの収縮よりチップが破損するおそれがある。また、基材フィルムの収縮により半導体ウエハに反りが生じると、製造過程のウェハを保管または移送するためのカートリッジに入らなくなり、取り扱いが悪くなることで生産性が低下するおそれがある。

上記のような、支持粘着テープ基材フィルムの収縮による、チップの破損を抑制する方法として、特許文献３では半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムに関し、基材フィルムの貯蔵弾性率、厚さ、および収縮率を一定範囲に規定する方法が提案されており、具体例として、基材フィルムにシリコーンゴムを用いる方法が提案されている。

しかしながら、シリコーンゴムは高価なことに加え、柔らかく、剛性に劣るため、厚さ１００μｍ以下にまで極薄化したチップでは、チップ支持材としての機能が充分でなく、チップが破損するおそれがある。

特開平９−２４９８６０号公報特開平９−１６５５５８号公報特開２００３−３３８５３５号公報

本発明の課題は、基材フィルムの収縮や基材フィルムの収縮による半導体ウエハの反りを抑制した感温性粘着テープを提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、基材フィルムと、この基材フィルムの片面に形成される側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤層とから構成される感温性粘着テープであって、基材フィルムをアニール処理することにより、前記感温性粘着テープが熱処理される場合であっても、基材フィルムの収縮を抑えることができ、５０μｍ以下の半導体ウエハであっても反りが発生しないという新たな事実を見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の感温性粘着テープは、基材フィルムと、この基材フィルムの片面に形成される側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤層とから構成される感温性粘着テープであって、厚さ５０μｍ以上の基材フィルムにアニール処理することを特徴とする。

具体的には、前記感温性粘着テープを非収縮性薄膜に貼着し、直径１５０ｍｍの円形に切り抜いて水平板上に載置した状態で加熱したときの、前記感温性粘着テープ端部の前記水平板からのそり量が１０ｍｍ以下であるのがよい。さらに、前記感温性粘着テープを単体で加熱し、収縮後の前記感温性粘着テープの基材フィルムの延伸方向の収縮率が０．５％以下であるのがよい。また、本発明の前記感温性粘着テープは半導体ウェハの支持材として使用でき、半導体ウェハが破損しやすく取り扱いが困難な厚さ５０μｍ以下の薄膜である場合に特に好適である。

本発明の感温性粘着テープは、たとえ被着体が薄く破損しやすいものであっても、基材フィルムの収縮を抑制することができるため、チップの破損防止およびチップの生産性を向上することができるという効果がある。

まず、本発明における感温性粘着テープの基材について説明する。本発明で使用される基材フィルムは、被着体の衝撃緩衝やハンドリングを良好にするために、剛性を有するものが使用される。具体例としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、エチレンポリプロピレン共重合体等の合成樹脂フィルムの単層体またはこれらの複層体が挙げられる。また、上記フィルムは延伸されたものであり、延伸後の基材の厚さは５０〜５００μｍが剛性を得るうえで好ましい。さらに、基材フィルムの粘着剤層を設ける表面に、粘着剤層に対する粘着性を上げるためにコロナ放電、ブラスト処理、ケミカルエッチング処理、プライマー処理等を施してもよい。上記基材フィルムは、上記基材フィルムに粘着剤を塗工前または塗工後に、アニール処理が行われる。本発明において、アニール処理とは、上記基材フィルムを６０〜１８０℃で１〜３０分間熱処理することをいう。

次に、本発明の反り量を図２に基づいて説明する。前記感温性粘着テープ３１を非収縮性薄膜３２に貼着し、直径１５０ｍｍの円形に切り抜いて水平板３３上に非収縮性薄膜３２が下面になるように載置し、該状態で加熱炉で加熱した後、自然冷却する。ついで、図面に示すように、前記感温性粘着テープ３１端部と水平板３３との最大距離Ｌを反り量とした。なお、本発明における非収縮性薄膜には、例えばポリイミドフィルムなどを用いることができる。

本発明における、上記感温性粘着テープの反り量は１０ｍｍ以下であるのがよい。上記反り量が１０ｍｍを超えると、被着体が薄く破損しやすいものであった場合には、被着体が破損するおそれがある。また、製造過程のウェハを保管または移送するためのカートリッジに入らなくなり、生産性が低下する。

本発明の収縮率は、前記感温性粘着テープを粘着剤層が上になるように加熱炉で加熱し、収縮させた後、上記アニール処理した基材フィルムのフィルム延伸方向の収縮率を測定した値である。収縮率は式：（加熱前のフィルム延伸方向のフィルム寸法―加熱後のフィルム延伸方向のフィルム寸法）／加熱前のフィルム延伸方向の寸法×１００から求められる。本発明における、上記感温性粘着テープの基材フィルムの収縮率は０．５％以下であるのがよい。収縮率が０．５％を超えると、被着体が薄く破損しやすいものであった場合には、被着体が破損するおそれがある。

本発明で使用される粘着剤は、側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤である。具体例としては、所定の温度（例えば２５℃）以下で粘着力がなくなる、いわゆる冷却剥離タイプと、所定の温度（例えば１５０℃）以上で粘着力がなくなる、いわゆる加熱剥離タイプとがあり、本発明ではいずれのタイプも使用可能である。

上記したような冷却剥離タイプまたは加熱剥離タイプの粘着剤層は、例えば特開２０００−２３４０７９号公報に記載されている。剥離温度は、側鎖結晶化可能ポリマー中のアルキル基等の炭素鎖の長さを調整することで変更することができる。また、粘着力は、粘着剤層の厚みを変えるか、ポリマーの三次元架橋度を変えるなどによって変更することができる。すなわち、粘着剤層の厚みを薄くすると粘着力が低下する。また、ポリマーの三次元架橋度が増大すると、ポリマーが硬くなり、粘着力が低下する。

本発明方法は、例えば半導体チップの製造に好適に適用することができる。半導体チップの製造工程の一例を図１（ａ）〜（ｇ）に基づいて説明する。

（第1工程）
図１（ａ）に示すように、アニール処理した基材フィルム２１の片面に側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤層２２を設けた第１の感温性粘着テープ２を半導体ウェハ１０（被着材）の回路面に貼着する。感温性粘着テープ２を半導体ウェハ１０に貼着する際には、３０〜８０℃の熱処理を要するが、基材フィルム２１をアニール処理しているため、基材フィルム２１が熱による収縮の影響を受けずに感温性粘着テープ２を半導体ウェハ１０に貼着することができる。なお、この感温性粘着テープ２は、次のバックグラインド時におけるウェハ支持材となるものである。

（第２工程）
感温性粘着テープ２を貼り付けた状態で上記半導体ウェハ１０の裏面（回路面の反対面）を研削（バックグラインド処理）して、図３（ｂ）に示すように所望の厚さの半導体ウェハ５を得る。なお、研削された半導体ウェハ５は厚さが５０μｍ以下に極薄化される。バックグラインド処理の際には、３０〜９０℃の熱が生じるが、基材フィルム２１をアニール処理しているため、基材フィルム２１の熱による収縮による影響を受けずにバックグラインド処理をすることができる。また、基材フィルム２１が剛性を有するため、ウェハ自体の反りを矯正することができる。

（第３工程）
図３（ｃ）に示すように、所望の厚さに研削された半導体ウェハ５の裏面に第２の感温性粘着テープ２３を貼り付ける。この感温性粘着テープ２３は、基材フィルム２５の片面に側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤層２４を設けたダイシング時のウェハ台座となるものであり、一般にダイシングテープと呼ばれるものに相当する。感温性粘着テープ２３を半導体ウェハ５に貼着する際、ダイボンド剤の粘着性の発現のため、１００〜１８０℃の熱処理を要するが、基材フィルム２１をアニール処理しているため、厚さが５０μｍ以下に極薄化されたウェハの破損を防止することができる。また、基材フィルム２１が剛性を有するため、ウェハ自体の反りを矯正することができる。なお、感温性粘着テープ２と感温性粘着テープ２３とは、粘着力が低下する温度条件が異なるものを使用する。

（第４工程）
図３（ｄ）に示すように、感温性粘着テープ２および２３が両面に貼り付けられた半導体ウェハ５をダイサーにてダイシング（分割）して半導体チップ８を得る。このとき、ダイサーによる切込み深さは、基材２５の裏面に達しない深さである。

（第５工程）
前記感温性粘着テープ２３の粘着力を温度変化により低下させ、図３（ｅ）に示すように前記感温性粘着テープ２が貼付された前記半導体チップ８を個別に吸着コレット３にてピックアップして、前記感温性粘着テープ２３から垂直に剥離させる。前記感温性粘着テープ２３の粘着力を低下させる際に１００〜１５０℃の熱処理を要するが、基材フィルム２１および２５をアニール処理しているため、厚さが５０μｍ以下に極薄化されたウェハの破損を防止することができる。また、基材フィルム２１および２５が剛性を有するため、ウェハ自体の反りを矯正することができる。

（第６工程）
図３（ｆ）に示すように、吸着コレット３によりピックアップした半導体チップ８を、ダイボンド用接着剤層１１を介して基板１２の表面に接着する（ダイボンド工程）。なお、ダイボンド工程時に、１００〜１８０℃と半導体チップ製造工程で最も高い熱処理を要するが、基材フィルム２１をアニール処理しているため、厚さが５０μｍ以下に極薄化されたウェハの破損を防止することができる。また、基材フィルム２１が剛性を有するため、ウェハ自体の反りを矯正することができる。

（第７工程）
ダイボンド工程終了後、図３（ｇ）に示すように、前記感温性粘着テープ２の粘着力を温度変化により低下させ、吸着コレット３により感温性粘着テープ２を半導体チップ８の回路面から垂直剥離させる。前記感温性粘着テープ２の粘着力を低下させる際に１００〜１５０℃の熱処理を要するが、基材フィルム２１をアニール処理しているため、厚さが５０μｍ以下に極薄化されたウェハの破損を防止することができる。また、基材フィルム２１が剛性を有するため、ウェハ自体の反りを矯正することができる。

以下、実施例を挙げて本発明の基材をアニール処理した感温性粘着テープについて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。

（アニール処理）
基材として厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを１４０℃で３０分間アニール処理した。
（感温性粘着テープの調製）
上記アニール処理したポリエチレンテレフタレートのコロナ処理した面に、２５℃以下に環境温度を下げたときに粘着力が低下するアクリル系感温性粘着剤をロールコーターで厚さが４０μｍになるように塗布し、ついで、離型シートと貼り合わせることで、離型シート付き感温性粘着テープを得た。

（反り量の評価）
前記感温性粘着テープを、厚さ７５μｍのポリイミドフィルムに２ｋｇハンドローラーで貼着した後、直径１５０ｍｍの円形に切り抜いて試験片を作製した。ついで、８０℃、１００℃、１２０℃、１５０℃および１８０℃の各雰囲気温度で上記試験片をポリイミドフィルムを下面にして、水平板上に載置した状態で５分間加熱した後、自然冷却した。ついで、上記感温性粘着テープ端部の水平板からの最大距離を測定した。その結果を図１に示す。図１の反り量はｎ＝３の平均値である。
（収縮率の評価）
前記感温性粘着テープを延伸方向に２２０ｍｍ、延伸方向と直交する方向に２５ｍｍ打ち抜き、試験片を作製した。ついで、上記試験片の離型シートを剥離した後、粘着剤層を上面にした状態で、８０℃、１００℃、１２０℃、１５０℃および１８０℃の各雰囲気温度で上記試験片を５分間加熱した後、自然冷却した。自然冷却後の、試験片の延伸方向の長さを測定し、収縮率を求めた。その結果を図１に示す。図１の収縮率はｎ＝３の平均値である。

［比較例１］
基材フィルムをアニール処理したポリエチレンテレフタレートフィルムに代えてポリエチレンテレフタレートフィルム（すなわちアニール処理なし）を使用した以外は、実施例１と同様にして反り量および収縮率を測定した。その結果を図１に示す。

図１から明らかなように、基材フィルムにアニール処理したポリエチレンテレフタレートを使用することにより、反り量および収縮率がともに低下していることがわかる。

実施例１および比較例１の反り量および収縮率を示すグラフである。本発明の感温性粘着テープの反り量を示す部分拡大断面図である。本発明方法を適用する半導体チップの製造工程を示す工程説明図である。

符号の説明

２：感温性粘着テープ、３：吸着コレット、５：半導体ウェハ、８：半導体チップ、１０：半導体ウェハ、１１：ダイボンド用接着剤層、１２：基板、２１：基材、２２：粘着剤層、２３：感温性粘着テープ、２４：粘着剤層、２５：基材、３１：感温性粘着テープ、３２：非収縮性薄膜、３３：水平板

Claims

基材フィルムと、この基材フィルムの片面に形成される側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤層とから構成される感温性粘着テープであって、
前記基材フィルムがアニール処理されていることを特徴とする感温性粘着テープ。
前記感温性粘着テープを非収縮性薄膜に貼着し、直径１５０ｍｍの円形に切り抜いて水平板上に載置した状態で加熱したときの、前記感温性粘着テープ端部の前記水平板からの反り量が１０ｍｍ以下である請求項１記載の感温性粘着テープ。
前記感温性粘着テープを単体で加熱し、収縮後の前記感温性粘着テープの基材フィルムの延伸方向の収縮率が０．５％以下である請求項１または２記載の感温性粘着テープ。
前記基材フィルムが厚さ５０μｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の感温性粘着テープ。
請求項１〜４のいずれかに記載の基材フィルムと、この基材フィルムの片面に形成される側鎖結晶化可能ポリマーを主成分とする粘着剤層とから構成される感温性粘着テープからなることを特徴とする半導体ウェハの支持材。
前記半導体ウェハが厚さ５０μｍ以下である請求項５に記載の支持材。