JP2005340796A - 半導体ウエハ表面保護フィルム及び該保護フィルムを用いる半導体ウエハの保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体ウエハが厚み２００μｍ以下に薄層化された場合であっても、その破損を防止し得る半導体ウエハ表面保護フィルム及び該保護フィルムを用いた半導体ウエハの保護方法を提供する。
【解決手段】 基材フィルムの片表面に粘着剤層が形成された半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムであって、該基材フィルムは、貯蔵弾性率が２０℃〜１８０℃の温度範囲において１×１０⁷Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａである層（Ａ）を含むことを特徴とする半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム。
【選択図】 なし

Description

本発明は、半導体ウエハ表面保護フィルム、該保護フィルムの製造方法及び該保護フィルムを用いた半導体ウエハの保護方法に関する。詳しくは、半導体ウエハの回路非形成面の研削及び研削後の回路非形成面に対する加工処理における半導体ウエハの破損防止に有用で、生産性向上を図り得る半導体ウエハ表面保護フィルム、該保護フィルムの製造方法及び該保護フィルムを用いる半導体ウエハの保護方法に関する。

半導体ウエハを加工する工程は、半導体ウエハの回路形成面に半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムを貼り付ける工程、半導体ウエハの回路非形成面を加工する工程、半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムを剥離する工程、半導体ウエハを分割切断するダイシング工程、分割された半導体チップをリードフレームへ接合するダイボンディング工程を経た後、半導体チップを外部保護の為に樹脂で封止するモールド工程、等により構成されている。

従来の半導体ウエハ表面保護フィルムとしては、樹脂フィルムの片表面に粘着剤層を塗布した粘着フィルムが主流であるが、近年のウエハ薄層化技術に伴い、半導体ウエハ破損防止などの観点から、半導体ウエハの回路非形成面に対する研削及び加工処理の際も粘着フィルムを剥離することなく、半導体ウエハを粘着フィルムによりサポートするプロセスが提案されている（特開２００１−３７２２３２、特開２００２−０１２３４４）。さらに、加熱プロセス時も粘着フィルムを剥離せずに行うプロセスが提案されている（特開２００２−０７５９４２）。また、近年は機器メーカより、ウエハ裏面研削工程、ストレスリリーフ工程、ダイシングフレームへのマウント工程、テープ剥離工程を1つの機器で行うインラインシステムが提案されている。しかしながらこれらの加熱プロセスに対応した粘着フィルムは基材の弾性率の大きさに起因した半導体ウエハの破損及びウエハ搬送不良、テープカット不良、テープ剥離不良などの問題点が指摘されている。

近年益々、半導体チップの薄層化の要求が高まっており、厚みが２０〜１００μｍ程度のチップも望まれている。従って、このように薄層化された半導体ウエハであっても破損することなく、半導体ウエハ表面を保護した形態で高温プロセスが可能な半導体ウエハ表面保護フィルム及び該保護フィルムを用いた半導体ウエハの保護方法の提案が望まれている。
特開２００１−３７２２３２ 特開２００２−０１２３４４ 特開２００２−０７５９４２

本発明の目的は、上記問題に鑑み、半導体ウエハが厚み２００μｍ以下程度に薄層化され、また１００℃以上に加熱された場合であっても、半導体ウエハの破損を防止し得る半導体ウエハ表面保護フィルム、該保護フィルムの製造方法及び該保護フィルムを用いる半導体ウエハ保護方法を提案することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、基材フィルムとして、貯蔵弾性率が２０℃〜１８０℃の温度範囲において１×１０⁷Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａである層（Ａ）を含むフィルムを用いた半導体ウエハ表面保護フィルムが、前記課題を解決できることを見出し本発明を完成した。

すなわち、本発明の第一発明は、基材フィルムの片表面に粘着剤層が形成された半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムであって、該基材フィルムは、貯蔵弾性率が２０℃〜１８０℃の温度範囲において１×１０⁷Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａである層（Ａ）を含む半導体表面保護用粘着フィルムである。

前記粘着剤層の１５０℃における貯蔵弾性率が少なくとも１×１０^５Ｐａであり、厚みが３〜３００μｍであると、半導体ウエハの回路形成面に半導体ウエハ保護用粘着フィルムを貼着する第一工程の後に半導体ウエハを加熱する温度条件下、例えば１５０℃程度の温度でも、粘着剤として充分機能する。また、半導体ウエハ保護用粘着フィルムをウエハの回路形成面（以下、表面という）から剥離した後、半導体ウエハの表面に糊残りなどによる汚染が生じない。さらに適度なクッション性を有するなど点で好ましい態様である。
本発明の第二の発明は、 基材フィルムの少なくとも一層に電磁波を照射する工程、および該基材フィルムの片表面に粘着剤層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムの製造方法である。
本発明の第三の発明は、半導体ウエハの保護方法であって、半導体ウエハの回路形成面に前記の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムを粘着剤層を介して貼り付ける第一工程、半導体ウエハの回路非形成面を研削する第二工程、及び、研削後の半導体ウエハの回路非形成面を加工する第三工程を含むことを特徴とする半導体ウエハの保護方法である。

本発明の基材フィルムの少なくとも一層の貯蔵弾性率が２０℃〜１８０℃の温度範囲において１×１０⁷Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａである基材フィルムを用いた半導体ウエハ表面保護フィルムを使用した一連の半導体の保護では、半導体ウエハの厚みが２００μｍ以下に薄層化された半導体ウエハであっても、一連の工程における半導体ウエハの破損、汚染などを防止することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の半導体ウエハ表面保護フィルムは、貯蔵弾性率が２０℃〜１８０℃の温度範囲において１×１０⁷Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａ、より好ましくは１×１０⁷Ｐａ〜５×１０⁸Ｐａである層（Ａ）を少なくとも１層含む基材フィルムの片表面に粘着剤層を形成したものである。

この温度範囲で貯蔵弾性率が１×１０⁷Ｐａ未満の場合は、フィルムが軟化しすぎる、またはタック性を有する等の欠点を有する場合があり、１×１０⁹Ｐａを超えるとフィルムが硬すぎて、フィルムカット性の悪化、研削性の悪化、クッション性の悪化、ウエハ加工装置内のロボットで搬送が困難になる等の欠点を有する場合がある。
層（Ａ）は、一部が架橋し、ゲル分率が７０％以上、更に好ましくは８０％以上であることが高温化でもタック性を持たない等の点で好ましい。

層（Ａ）の形成方法としては、例えば１８０℃において貯蔵弾性率が１×１０^７Ｐａ未満の基材フィルムを押し出し成形等により作成した後、そのフィルムに電磁波照射や、プラズマ処理することにより貯蔵弾性率を２０℃〜１８０℃の温度範囲において１×１０⁷Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａの範囲にすることができる。その後その片面に粘着剤層を形成し保護フィルムを製造することができる。また基材フィルムを作成し、その片面に粘着剤層を形成した保護フィルムに電磁波の照射や、プラズマ処理することにより製造することもできる。基材フィルムが２層以上からなる場合は、フィルムを作成したのち、そのフィルムに電磁波照射やプラズマ処理することにより貯蔵弾性率を２０℃〜１８０℃の温度範囲において１×１０⁷Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａとし、電磁波照射やプラズマ処理していないフィルムと貼り合せることにより製造することができる。

基材フィルム厚みは、フィルム自体の強度に影響し、また裏面加工時のウエハ破損防止にも影響するため、ウエハの表面段差、バンプ電極の有無等により、適切な厚みを選択することが好ましい。基材フィルムの厚みは、２０μｍ〜３００μｍ程度が好ましい。厚みが薄くなりすぎると、フィルム自身の強度が弱くなるとともに、ウエハ表面状の突起状物に対して粘着フィルムが十分に追従することができず、突起状物に対する密着性が不十分となり、ウエハの裏面を研削する際に、突起状物に対応するウエハの裏面にディンプルが発生することがある。厚みが厚くなりすぎると、粘着フィルムの作製が困難となり、生産性に影響を与え製造コストの増加につながることがある。

層（Ａ）を構成する樹脂としては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アルキルアクリレート共重合体（アルキル基の炭素数は１〜４である）、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル、ポリエステルエラストマー、ウレタン系、等が挙げられる。層（Ａ）は、例えばこれらの樹脂をキャスト製膜、インフレ製膜、等によって製膜したフィルムに電磁波照射やプラズマ処理することにより得られる。

電磁波はガンマ線、エックス線、紫外線、電子線などのことをいい、照射装置としては、電子線照射装置として、株式会社 ＮＨＶコーポレーション社製エリアビーム型電子線照射装置ＥＢＣ−３００−６０やＥＢＣ２００−１００、走査形電子線照射装置ＥＰＳ−７５０、などが挙げられる。

照射条件については、加速電圧はフィルム厚みや処理を行いたい深さによって適切な加速電圧を選択することが望ましい。加速電圧は５０kV以上であることが望ましい。照射線量については、得たいフィルム物性によって適切な照射線量を選択することが望ましい。照射線量は５０kGy〜１０００kGyであることが望ましい。

基材フィルムが２層以上から構成される場合には、前記層（Ａ）と張り合わせるフィルムとしては電磁波照射していないフィルムが好ましく、具体的にはポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アルキルアクリレート共重合体（アルキル基の炭素数は１〜４である）、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ウレタン、液晶及びこれらの混合樹脂から成形された樹脂フィルムが挙げられる。

本発明に係わる半導体ウエハ保護用粘着フィルムの粘着剤層を形成する粘着剤は、半導体ウエハの回路形成面に半導体ウエハ保護用粘着フィルムを貼着する第一工程の後に半導体ウエハを加熱する温度条件下、例えば１２０℃程度の温度でも、粘着剤として充分機能するものであることが好ましい。具体的には、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等が例示される。粘着剤層の厚みは３〜３００μｍであることが好ましい。粘着剤層は、半導体ウエハ保護用粘着フィルムをウエハの回路形成面（以下、表面という）から剥離した後、半導体ウエハの表面に糊残りなどによる汚染が生じないことが好ましい。

粘着剤層は、特に、半導体ウエハの回路形成面に半導体ウエハ保護用粘着フィルムを貼着した後の加熱工程を経ても、粘着力が大きくなり過ぎないように、また、半導体ウエハ表面の汚染が増加しないように、反応性官能基を有する架橋剤、過酸化物、放射線等により高密度に架橋されたものであることが好ましい。更に、半導体ウエハの回路形成面に半導体ウエハ保護用粘着フィルムを貼着した後、加熱する際に、温度１５０℃以上の条件下で加熱処理された場合であっても、粘着力が上昇して剥離不良を起こさないこと、及び糊残りが発生しないことが好ましい。その為、粘着剤層は、１５０℃における貯蔵弾性率が少なくとも１×１０^５Ｐａであることが好ましい。貯蔵弾性率は、高ければ高いほどよいが、通常、その上限は１×１０^８Ｐａ程度である。

上記特性を有する粘着剤層を形成する方法として、アクリル系粘着剤を用いる方法を例示する。粘着剤層は、（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマー単位、架橋剤と反応し得る官能基を有するモノマー単位、２官能性モノマー単位をそれぞれ特定量含む乳化重合共重合体であるアクリル系粘着剤、並びに、凝集力を上げ粘着力を調整するための、官能基を１分子中に２個以上有する架橋剤を含む溶液またはエマルション液を用いることにより形成される。溶液で使用する場合は、乳化重合で得られたエマルション液からアクリル系粘着剤を塩析等で分離した後、溶剤等で再溶解して使用する。アクリル系粘着剤は、分子量が充分に大きく、溶剤への溶解性が低く、若しくは溶解しない場合が多いので、コスト的な観点から鑑みても、エマルション液のまま使用することが好ましい。

本発明に用いるアクリル系粘着剤としては、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、又はこれらの混合物を主モノマー〔以下、モノマー（Ａ）〕として、架橋剤と反応し得る官能基を有するコモノマーを含むモノマー混合物を共重合して得られたものが挙げられる。

モノマー（Ａ）としては、炭素数１〜１２程度のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル、又はメタクリル酸アルキルエステル〔以下、これらの総称して（メタ）アクリル酸アルキルエステルという〕が挙げられる。好ましくは、炭素数１〜８のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルである。具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル等が挙げられる。これらは単独で使用しても、また、２種以上を混合して使用してもよい。モノマー（Ａ）の使用量は粘着剤の原料となる全モノマーの総量中に、通常、１０〜９８．９重量％の範囲で含ませることが好ましい。更に好ましくは８５〜９５重量％である。モノマー（Ａ）の使用量をかかる範囲とすることにより、（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマー単位（Ａ）１０〜９８．９重量％、好ましくは８５〜９５重量％を含むポリマーが得られる。

架橋剤と反応し得る官能基を有するモノマー単位（Ｂ）を形成するモノマー（Ｂ）としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、メサコン酸モノアルキルエステル、シトラコン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステル、マレイン酸モノアルキルエステル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、ターシャル−ブチルアミノエチルアクリレート、ターシャル−ブチルアミノエチルメタクリレート等が挙げられる。好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド等である。これらの一種を上記主モノマーと共重合させてもよいし、また２種以上を共重合させてもよい。架橋剤と反応し得る官能基を有するモノマー（Ｂ）の使用量は、粘着剤の原料となる全モノマーの総量中に、通常、１〜４０重量％の範囲で含まれていることが好ましい。更に好ましくは、１〜１０重量％である。而して、モノマー組成とほぼ等しい組成の構成単位（Ｂ）を有するポリマーが得られる。

更に、粘着剤層は、半導体ウエハの裏面加工、及び半導体ウエハの回路形成面に半導体ウエハ保護用粘着フィルムを貼着した後の加熱工程時等における温度条件下でも、粘着剤として充分機能するように、粘着力や剥離性を調整することが好ましい。その方策として、エマルション粒子の凝集力を維持する為に粒子バルクの架橋方式も考慮することが好ましい。

エマルション粒子に対しては、１５０〜２００℃の温度条件下でも貯蔵弾性率が１×１０⁵Ｐａ以上を有するように、２官能モノマー（Ｃ）を共重合することによって凝集力を維持するよう架橋方式を改良することが好ましい。良好に共重合するモノマーとして、メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル、ジビニルベンゼン、メタクリル酸ビニル、アクリル酸ビニルや、例えば、両末端がジアクリレートまたはジメタクリレートで主鎖の構造がプロピレングリコール型〔日本油脂（株）製、商品名；ＰＤＰ−２００、同ＰＤＰ−４００、同ＡＤＰ−２００、同ＡＤＰ-４００〕、テトラメチレングリコール型〔日本油脂（株）製、商品名
；ＡＤＴ‐２５０、同ＡＤＴ‐８５０〕及びこれらの混合型〔日本油脂（株）製、商品名：ＡＤＥＴ‐１８００、同ＡＤＰＴ−４０００〕であるもの等が挙げられる。
２官能モノマー（Ｃ）を乳化共重合する場合、その使用量は、全モノマー中に０．１〜３０重量％含むことが好ましい。更に好ましくは０．１〜５重量％である。而して、モノマー組成とほぼ等しい組成の構成単位（Ｃ）を有するポリマーが得られる。

上記粘着剤を構成する主モノマー、及び架橋剤と反応し得る官能基を有するコモノマーの他に、界面活性剤としての性質を有する特定のコモノマー（以下、重合性界面活性剤と称する）を共重合してもよい。重合性界面活性剤は、主モノマー及びコモノマーと共重合する性質を有すると共に、乳化重合する場合には乳化剤としての作用を有する。重合性界面活性剤を用いて乳化重合したアクリル系粘着剤を用いた場合には、通常、界面活性剤による半導体ウエハ表面に対する汚染が生じない。また、粘着剤層に起因する僅かな汚染が生じた場合においても、半導体ウエハ表面を水洗することにより容易に除去することが可能となる。

このような重合性界面活性剤の例としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルのベンゼン環に重合性の１−プロペニル基を導入したもの〔第一工業製薬（株）製；商品名：アクアロンＲＮ−１０、同ＲＮ−２０、同ＲＮ−３０、同ＲＮ−５０等〕、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの硫酸エステルのアンモニウム塩のベンゼン環に重合性の１−プロペニル基を導入したもの〔第一工業製薬（株）製；商品名：アクアロンＨＳ−１０、同ＨＳ−２０等〕、及び分子内に重合性二重結合を持つ、スルホコハク酸ジエステル系〔花王（株）製；商品名：ラテムルＳ−１２０Ａ、同Ｓ−１８０Ａ等〕等が挙げられる。更に必要に応じて、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン等の重合性２重結合を有するモノマーを共重合してもよい。

アクリル系粘着剤の重合反応機構としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等が挙げられる。粘着剤の製造コスト、モノマーの官能基の影響及び半導体ウエハ表面へのイオンの影響等を等慮すればラジカル重合によって重合することが好ましい。ラジカル重合反応によって重合する際、ラジカル重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ジ−ターシャル−ブチルパーオキサイド、ジ−ターシャル−アミルパーオキサイド等の有機過酸化物、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル、４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド等のアゾ化合物が挙げられる。

乳化重合法により重合する場合には、これらのラジカル重合開始剤の中で、水溶性の過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物、同じく水溶性の４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド等の分子内にカルボキシル基を持ったアゾ化合物が好ましい。半導体ウエハ表面へのイオンの影響を考慮すれば、過硫酸アンモニウム、４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド等の分子内にカルボキシル基を有するアゾ化合物が更に好ましい。４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド等の分子内にカルボキシル基を有するアゾ化合物が特に好ましい。

本発明に用いる架橋性の官能基を１分子中に２個以上有する架橋剤は、アクリル系粘着剤が有する官能基と反応させ、粘着力及び凝集力を調整するために用いる。架橋剤としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、レソルシンジグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトルエンジイソシアネート３付加物、ポリイソシアネート等のイソシアネート系化合物、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルメタン−４，４’−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）、Ｎ，Ｎ’−トルエン−２，４−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）、トリメチロールプロパン−トリ−β−（２−メチルアジリジン）プロピオネート等のアジリジン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルｍ−キシレンジアミン、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサンの４官能性エポキシ系化合物及びヘキサメトキシメチロールメラミン等のメラミン系化合物が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上に対して併用してもよい。

架橋剤の含有量は、通常、架橋剤中の官能基数がアクリル系粘着剤中の官能基数よりも多くならない程度の範囲が好ましい。しかし、架橋反応で新たに官能基が生じる場合や、架橋反応が遅い場合等、必要に応じて過剰に含有してもよい。好ましい含有量は、アクリル系粘着剤１００重量部に対し、架橋剤０．１〜１５重量部である。含有量が少なすぎると、粘着剤層の凝集力が不十分となり、１５０℃において、弾性率が１×１０⁵Ｐａ未満となり、耐熱特性が低下する。そのため、粘着剤層に起因する糊残りを生じ易くなったり、粘着力が高くなり、保護用粘着フィルムを半導体ウエハ表面から剥離する際に自動剥がし機で剥離トラブルが発生したり、半導体ウエハを完全に破損したりすることがある。含有量が多すぎると、粘着剤層と半導体ウエハ表面との密着力が弱くなり、半導体ウエハ裏面研削工程において、半導体ウエハ表面と粘着剤層の間に研磨屑が浸入して半導体ウエハを破損し、半導体ウエハ表面を汚染することがある。

本発明に用いる粘着剤塗布液には、上記の特定の２官能モノマーを共重合したアクリル系粘着剤及び架橋剤の他に、粘着特性を調整するためにロジン系、テルペン樹脂系等のタッキファイヤー、各種界面活性剤等を本発明の目的に影響しない程度に適宜含有してもよい。また、塗布液がエマルション液である場合は、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル等の造膜助剤を本発明の目的に影響しない程度に適宜添加してよい。造膜助剤として使用されるジエチレングリコールモノアルキルエーテル及びその誘導体は、粘着剤層中に多量に存在した場合、洗浄が不可能となる程度に半導体ウエハ表面を汚染することがある。そのため、粘着剤塗布液の乾燥温度において揮発する性質を有するものを使用し、粘着剤層中の残存量を極力低くすることが好ましい。

本発明の半導体ウエハ保護用粘着フィルムの粘着力は、半導体ウエハの加工条件、半導体ウエハの直径、裏面研削後の半導体ウエハの厚み等を勘案して適宜調整できる。粘着力が低すぎると、半導体ウエハ表面への保護用粘着フィルムの貼着が困難となったり、保護用粘着フィルムによる保護性能が不十分となり、半導体ウエハが破損したり、半導体ウエハ表面に研削屑等による汚染が生じることがある。また、粘着力が高すぎると、半導体ウエハの裏面加工を実施した後、保護用粘着フィルムを半導体ウエハ表面から剥離する際に、自動剥がし機で剥離トラブルが発生する等、剥離作業性が低下したり、半導体ウエハを破損したりすることがある。通常、ＳＵＳ３０４−ＢＡ板に対する粘着力に換算して５〜５００ｇ／２５ｍｍ、好ましくは１０〜３００ｇ／２５ｍｍである。

基材フィルムまたは剥離フィルムの片表面に粘着剤塗布液を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法、例えば、ロールコーター法、リバースロールコーター法、グラビアロール法、バーコート法、コンマコーター法、ダイコーター法等が採用できる。塗布された粘着剤の乾燥条件には特に制限はないが、一般的には、８０〜２００℃の温度範囲において、１０秒〜１０分間乾燥することが好ましい。更に好ましくは、８０〜１７０℃において、１５秒〜５分間乾燥する。架橋剤と粘着剤との架橋反応を十分に促進させるために、粘着剤塗布液の乾燥が終了した後、保護粘着フィルムを４０〜８０℃において５〜３００時間程度加熱してもよい。粘着剤層の厚みは３〜３００μｍの範囲が好ましい。

本発明に係わる半導体ウエハ表面保護フィルムを用いた半導体ウエハの製造方法は、先ず、前記の半導体ウエハ表面保護フィルムを、半導体ウエハの回路形成面（以下、表面という）に貼り付けする第一工程、及び半導体ウエハの回路非形成面（以下、裏面という）を研削する第二工程を順次実施し、引き続き、該表面保護フィルムを剥離することなしに半導体ウエハの裏面に対して、ダイボンディング用接着フィルムを貼り付ける工程、或いはメタルスパッタ及びメタルアロイといった高温条件である第三工程を実施する。以降の工程には特に制限はないが、例えば、半導体ウエハ表面保護フィルムを剥離する工程、半導体ウエハを分割切断するダイシング工程、半導体チップを外部保護の為に樹脂で封止するモールド工程等を順次実施する半導体の製造方法が挙げられる。

第二工程の回路非形成面を研削する方法としては、半導体ウエハの裏面を機械的に研削する方法、ウェットエッチング方法、プラズマエッチング方法及びポリッシング方法が挙げられる。
第二工程として主に砥石による機械的な研削のみでも可能であるが、半導体ウエハをより薄層化する場合には、機械的に研削した後、エッチングやポリッシングによりウエハ裏面に生じた破砕層を除去するストレスリリーフ工程と組み合わせることが好ましい。

この第三工程の加工では、保護フィルムを剥離することなしに、ダイボンディング用接着フィルムを貼り付ける工程、ダイシングテープダイボンディング用接着フィルム一体型テープを貼り付ける工程、或いは、半導体ウエハの裏面にメタルをスパッタし、その後メタルをアロイ化するといった高温条件下での加工が実施される。その後、半導体ウエハ表面より保護フィルムは剥離される。また、必要に応じて保護フィルムを剥離した後に、半導体ウエハ表面に対して、水洗、プラズマ洗浄等の処理が施される。
半導体ウエハの加工前の厚みは、半導体ウエハの直径、種類等により適宜決められ、半導体ウエハ裏面加工後の半導体ウエハの厚みは、得られるチップのサイズ、回路の種類等により適宜決められる。

保護フィルムを半導体ウエハの表面に貼り付ける操作は、人手により行われる場合もあるが、一般に、ロール状の保護フィルムを取り付けた自動貼り機と称される装置によって行われる。このような自動貼り機として、例えばタカトリ（株）製、形式：ＡＴＭ−１０００Ｂ、同ＡＴＭ−１１００、同ＴＥＡＭ−１００、帝国精機（株）製、形式：ＳＴＬシリーズ、日東精機（株）製、形式：ＤＲ８５００、同ＤＲ３０００シリーズ、リンテック株式会社製ＲＡＤ３５００シリーズ等が挙げられる。

ダイボンディング用接着フィルムを貼り付ける工程で用いる装置としては、例えば、タカトリ（株）製、形式：ＡＴＭ−８２００、同ＤＭ−８００、等が挙げられる。ダイボンディング用接着フィルムとしては、ポリエステル系、ポリプロピレン系フィルムの表面に、ポリイミド樹脂と熱硬化性樹脂の混合物からなるワニスを塗布して、接着剤層を形成したダイボンディング用接着フィルムが挙げられる。この時、必要に応じてポリイミド樹脂と熱硬化性樹脂の混合物に添加剤を混合することもある。ロールを用いて、ダイボンディング用接着フィルムを半導体ウエハ裏面に加熱貼り付けすることにより、接着剤付半導体ウエハとされる。

半導体ウエハの裏面に対して、第二、第三工程がそれぞれ終了した後、半導体ウエハ表面から保護フィルムが剥離される。これらの一連の操作は、人手により行われる場合もあるが、一般的に自動剥がし機と称される装置を用いて行われる。このような自動剥がし機としては、タカトリ（株）製、形式：ＡＴＲＭ−２０００Ｂ、同ＡＴＲＭ−２１００、帝国精機（株）製、形式：ＳＴＰシリーズ、日東精機（株）製、型式：ＨＲ８５００シリーズ等が挙げられる。また、剥離性の向上を目的として、必要に応じて加熱剥離することが好ましい。また非回路面研削工程以降の工程を1つの機器ラインで行うインラインシステムも提案されている。

本発明の保護フィルムの粘着剤面のタック性は、半導体ウエハの加工条件、半導体ウエハの直径、裏面研削後の半導体ウエハの厚み、第三工程での加温諸条件等を勘案して適宜調整できる。タック性が低すぎると、半導体ウエハ表面への保護フィルムの貼り付けが困難となったり、保護フィルムによる保護性能が不十分となり、半導体ウエハが破損したり、半導体ウエハ表面に研削屑等による汚染が生じることがある。また、タック性が高すぎると、半導体ウエハの裏面加工を実施した後、保護フィルムを半導体ウエハ表面から剥離する際に、自動剥がし機で剥離トラブルが発生する等、剥離作業性が低下したり、半導体ウエハを破損したりすることがある。

本発明の半導体ウエハ表面保護フィルムの製造方法及び該保護フィルムを用いた半導体ウエハの保護方法は、上記の通りであるが、半導体ウエハ表面の汚染防止の観点から、全ての原料資材の製造環境、保存、塗布及び乾燥環境、また電子線照射環境が、米国連邦規格２０９ｂに規定されるクラス１，０００以下のクリーン度に維持されていることが好ましい。
本発明の半導体ウエハ保護方法が適用できる半導体ウエハとして、シリコンウエハに限らず、ゲルマニウム、ガリウム−ヒ素、ガリウム−リン、ガリウム−ヒ素−アルミニウム等のウエハが挙げられる。

以下、実施例を示して本発明についてさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、実施例に示した各種特性値は下記の方法で測定した。

１．各種特性の測定方法
１−１．粘着力測定（Ｎ／２５ｍｍ）
下記に規定した条件以外は、全てＪＩＳ Ｚ−０２３７−１９９１に規定される方法に準じて測定する。２３℃の雰囲気下において、試料用の保護フィルムを、５ｃｍ×２０ｃｍのＳＵＳ３０４−ＢＡ板（ＪＩＳ Ｇ−４３０５−１９９１規定）の表面に貼り付け、1時間放置する。試料の一端を挟持し、剥離角度１８０度、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ．でＳＵＳ３０４−ＢＡ板の表面から試料を剥離する際の応力を測定し、２５ｍｍ幅に換算する。

１−２．貯蔵弾性率（Ｐａ）
粘着フィルムの基材の粘弾性測定用サンプルを作製する。サンプルサイズは縦３５ｍｍ、横１０ｍｍの長方形に切断し、動的粘弾性測定装置（レオメトリックス社製：形式：ＲＭＳ−ＩＩ）を用いて、２０℃〜２００℃において貯蔵弾性率を測定する。測定周波数は１Ｈｚとし、歪みは０．１％とする。
粘着フィルムの粘着剤層の部分を厚さ１ｍｍまで積層することにより粘弾性測定用サンプルを作製する。サンプルサイズ直径８ｍｍの円形に切断し、動的粘弾性測定装置（レオメトリックス社製：形式：ＲＭＳ−８００）を用いて、１５０℃及び２００℃において貯蔵弾性率を測定する。測定周波数は１Ｈｚとし、歪みは０．１〜３％とする。

１−３．基材フィルムのゲル分率
ゲル分率はＪＩＳ Ｋ６７６９に準拠して測定する。粘着フィルムの基材より０．３ｇ以上をサンプリングしそのサンプル及びそれを含むステンレス金網の重量を測定する。その後、フィルムの材質によってポリオレフィンは沸騰キシレンに、ポリエステル系フィルムはオルトクロロフェノールにサンプルを8時間以上浸漬する。そのサンプルを９０℃で８時間以上乾燥する。乾燥後のサンプルの重量を測定する。
そのとき

とする。
１−４．半導体ウエハの破損（枚数）
半導体ウエハの裏面研削工程、ダイボンディング用接着フィルム貼り付け工程、メタルスパッタ、メタルアロイ工程及び保護フィルム剥離工程における半導体ウエハの破損枚数を示す。

２．半導体ウエハ表面保護フィルムの製造例
２−１．実施例１
エチレン−酢酸ビニル共重合体のフィルム（厚み１９５ｕｍ）にＮＨＶコーポレーション社製エリアビーム形電子線照射装置ＥＢＣ２００−１００にて電子線を加速電圧２００ｋＶにて、線量２００ｋＧｙ照射した。基材フィルムのゲル分率（％）は、照射前０％、照射後８５．４％であった。基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において９．０×１０^７Ｐａであり、１８０℃においては１．３×１０^７Ｐａあった。１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０μｍ（乾燥厚み）塗布した粘着保護フィルム１を作成した。粘着保護フィルム１の粘着力は、１．０Ｎ／２５ｍｍであった。

２−２．実施例２
エチレン−酢酸ビニル共重合体のフィルム（厚み１９５ｕｍ）に電子線を加速電圧２００ｋＶにて、線量３００ｋＧｙ照射した。基材フィルムのゲル分率（％）は、照射前０％、照射後９０．２％であった。基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において１．０×１０^８Ｐａであり、１８０℃においては１．５×１０^７Ｐａあった。
１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０μｍ（乾燥厚み）に塗布し、粘着保護フィルム２を作成した。粘着保護フィルム２の粘着力は、１．０Ｎ／２５ｍｍであった。

２−３．実施例３
エチレン−酢酸ビニル共重合体のフィルム（厚み１９５ｕｍ）に電子線を加速電圧２００ｋＶにて、線量４００ｋＧｙ照射した。基材フィルムのゲル分率（％）は、照射前０％、照射後９３．０％であった。基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において１．２×１０^８Ｐａであり、１８０℃においては１．６×１０^７Ｐａであった。
１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０ｕｍ（乾燥厚み）に塗布し、粘着保護フィルム３を作成した。粘着保護フィルム３の粘着力は、１．０Ｎ／２５ｍｍであった。

２−４．実施例４
エチレン−酢酸ビニル共重合体のフィルム（厚み１９５ｕｍ）に電子線を加速電圧２００ｋＶにて、線量５００ｋＧｙ照射した。基材フィルムのゲル分率（％）は、照射前０％、照射後９４．３％であった。基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において１．３×１０^８Ｐａであり、１８０℃においては１．７×１０^７Ｐａであった。
１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０μｍ（乾燥厚み）に塗布し、粘着保護フィルム４を作成した。粘着保護フィルム４の粘着力は、１．０Ｎ／２５ｍｍであった。

２−５．実施例５
エチレン−酢酸ビニル共重合体のフィルム（厚み１９５ｕｍ）に電子線を加速電圧２００ｋＶにて、線量５００ｋＧｙ照射した。基材フィルムのゲル分率（％）は、照射前０％、照射後９４．３％であった。基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において１．３×１０^８Ｐａであり、１８０℃においては１．７×１０^７Ｐａであった。
その後、ポリエステルフィルム（厚み５０μｍ、ゲル分率０％）をラミネートした。この積層フィルムのポリエステル面に、１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０μｍ（乾燥厚み）塗布した粘着保護フィルム５を作成した。粘着保護フィルム５の粘着力は、０．９Ｎ／２５ｍｍであった。

２−６．実施例６
ポリエステルエラストマー（東レデュポン製、製品名：ハイトレル ５５５７）のフィルム（厚み１９５ｕｍ）は、基材フィルムのゲル分率（％）は０％であった。基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において１．０×１０^８Ｐａであり、１８０℃においては２．０×１０^７Ｐａあった。
１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０μｍ（乾燥厚み）に塗布し、粘着保護フィルム６を作成した。粘着保護フィルム６の粘着力は、１．０Ｎ／２５ｍｍであった。

２−７．比較例１
エチレン−酢酸ビニル共重合体のフィルム（厚み１９５ｕｍ）に電子線を照射せずに（ゲル分率０％、基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において９．０×１０^７Ｐａであり、８０℃においては、９．５×１０^６Ｐａであり、１８０℃においては測定不能（フィルム融解のため）であった。
）、１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０μｍ（乾燥厚み）塗布した粘着保護フィルム７を作成する。粘着保護フィルム７の粘着力は、１．０Ｎ／２５ｍｍであった。

２−８．比較例２
エチレン−酢酸ビニル共重合体のフィルム（厚み１９５ｕｍ）に電子線を加速電圧２００ｋＶにて、線量１００ｋＧｙ照射した。基材フィルムのゲル分率（％）は、照射前０％、照射後６８．６％であった。基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において９．５×１０^７Ｐａであり、１８０℃においては９．０×１０^６Ｐａであった。
その後、１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０ｕｍ（乾燥厚み）塗布した粘着保護フィルム８を作成した。粘着保護フィルム８の粘着力は、１．０Ｎ／２５ｍｍであった。

２−９．比較例３
ポリエチレンテレフタレートのフィルム（厚み１００ｕｍ）の基材フィルムの貯蔵弾性率は２０℃において４．０×１０^９Ｐａであり、１８０℃においては１．５×１０^９Ｐａであった。
その後、１５０℃における貯蔵弾性率が５．５×１０^５Ｐａの粘着剤を２０ｕｍ（乾燥厚み）塗布した粘着保護フィルム９を作成した。粘着保護フィルム９の粘着力は、１．０Ｎ／２５ｍｍであった。

３．半導体ウエハの保護方法
３−１．実施例７
粘着保護フィルム１、２、３、４、５、６を集積回路が組み込まれた１０枚の半導体シリコンウエハ（直径：８インチ、厚み：６００μｍ、スクライブラインの深さ：８μｍ、スクライブラインの幅：１００μｍ）の回路形成の全表面に貼り付けし、半導体ウエハの裏面を研削機（ディスコ製、形式：ＤＦＧ−８６０）にて、ウエハ厚みが１００μｍになるまで研削した後、半導体ウエハに保護フィルムを貼り付けた形態で、ダイボンディング用接着フィルム（日立化成（株）製、商品名：ハイアタッチ）を１５０℃で半導体ウエハ裏面に貼り付けた（タカトリ（株）製、形式：ＤＭ−８００）。その結果、それぞれの保護フィルムを貼り付けた半導体ウエハ１０枚に対して、裏面研削時及びダイボンディング用接着フィルム貼り付け時において半導体ウエハの割れは保護フィルム１、２、３、４、５、６において０枚であった。保護フィルムの剥離工程（日東精機（株）製、形式：ＨＲ８５００ＩＩ）においては半導体ウエハの割れは発生しなかった。得られた結果を表１に示す。

３−２．高熱及び真空条件下での保護フィルムの評価
保護フィルム１、２、３、４、５、６を集積回路が組み込まれた１０枚の半導体シリコンウエハ（直径：８インチ、厚み：６００μｍ、スクライブラインの深さ：８μｍ、スクライブラインの幅：１００μｍ）の回路形成の全表面に貼り付けし、半導体ウエハの裏面を研削機（ディスコ製、形式：ＤＦＧ−８６０）にて、ウエハ厚みが１００μｍになるまで研削した後、半導体ウエハに保護フィルムを貼り付けた形態で、真空加温式乾燥機（ＴＯＹＯＳＥＩＳＡＫＵＳＹＯ製、型式：Ｖ−３０）に搬送した。１×１０^−５Ｔｏｒｒ以下の真空度に１０分間保ち、保護フィルムの外観及び半導体ウエハの破損状況を確認した。引き続き、１×１０^−５Ｔｏｒｒ以下の真空度を保ったまま、温度を２００℃まで上昇させ、保護フィルムの外観及び半導体ウエハの破損状況を確認した。真空及び２００℃の高温条件下において、保護フィルム１、２、３、４、５、6の外観不良及び半導体ウエハの破損は認められなかった（○と評価）。結果を表１に示す。

３−３．比較例４
保護フィルム７、８、９を集積回路が組み込まれた１０枚の半導体シリコンウエハ（直径：８インチ、厚み：６００μｍ、スクライブラインの深さ：８μｍ、スクライブラインの幅：１００μｍ）の回路形成の全表面に貼り付けし、半導体ウエハの裏面を研削機（ディスコ製、形式：ＤＦＧ−８６０）にて、ウエハ厚みが１００μｍになるまで研削した後、半導体ウエハに保護フィルムを貼り付けた形態で、ダイボンディング用接着フィルム（日立化成（株）製、商品名：ハイアタッチ）を１５０℃で半導体ウエハ裏面に貼り付ける（タカトリ（株）製、形式：ＤＭ−８００）。その結果、保護フィルム9を貼付けたウエハにおいて、保護フィルムのカット不良により、裏面研削後の半導体ウエハが３枚が割れた。その他保護フィルムを貼り付けたウエハの破損は認められなかった。さらに、ダイボンディング用接着フィルム貼り付け時においては保護フィルム９を貼付けた残りのウエハの割れは発生しなかったが、保護フィルム７においてフィルムの溶解により半導体ウエハが１０枚、保護フィルム８においてはフィルムの溶解により半導体ウエハが３枚割れた。割れなかった残りのウエハ保護フィルムの剥離工程（日東精機（株）製、形式：ＨＲ８５００ＩＩ）においては半導体ウエハの割れは発生しなかった。得られた結果を表１に示す。

３−４．高熱及び真空条件下での保護フィルムの評価
保護フィルム７、８、９を集積回路が組み込まれた１０枚の半導体シリコンウエハ（直径：８インチ、厚み：６００μｍ、スクライブラインの深さ：８μｍ、スクライブラインの幅：１００μｍ）の回路形成の全表面に貼り付けし、半導体ウエハの裏面を研削機（ディスコ製、形式：ＤＦＧ−８６０）にて、ウエハ厚みが１００μｍになるまで研削した。保護フィルム8を貼り付けたウエハは研削後に３枚がフィルムカット不良により割れていた。その後、割れていないものを半導体ウエハに保護フィルムを貼り付けた形態で、真空加温式乾燥機（ＴＯＹＯＳＥＩＳＡＫＵＳＹＯ製、型式：Ｖ−３０）に搬送した。１×１０^−５Ｔｏｒｒ以下の真空度に１０分間保ち、保護フィルムの外観及び半導体ウエハの破損状況を確認したところ、保護フィルム７、８、９の外観不良及び半導体ウエハの破損は認められなかった。引き続き、１×１０^−５Ｔｏｒｒ以下の真空度を保ったまま、温度を２００℃まで上昇させ、保護フィルムの外観及び半導体ウエハの破損状況を確認したところ、保護フィルム７は１００℃以上において１０枚全ての保護フィルムの浮きが観測され、保護フィルム８は１００℃以上において１０枚中５枚の保護フィルムの浮きが観測されたが、保護フィルム９は１００℃以上において７枚中保護フィルムの浮きは観測されなかった。また、保護フィルム７、８において２００℃では１０枚全て保護フィルムの浮きが観測された（×と評価）が、保護フィルム９において２００℃では７枚の保護フィルムの浮きは観測されなかった。結果を表１に示す。

Claims (10)

1. 基材フィルムの片表面に粘着剤層が形成された半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムであって、該基材フィルムが、貯蔵弾性率が２０℃〜１８０℃の温度範囲において１×１０⁷Ｐａ〜１×１０⁹Ｐａである層（Ａ）を含むことを特徴とする半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム。
2. 前記層（Ａ）は、一部が架橋しておりゲル分率が70％以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム。
3. 前記層（Ａ）は、電磁波の照射により一部が架橋しており、そのゲル分率が70％以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム。
4. 前記粘着剤層は、１５０℃における貯蔵弾性率が少なくとも１×１０^５Ｐａであり、厚みが３〜３００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム。
5. 基材フィルムの少なくとも一層は電磁波を照射していない層であることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム。
6. 基材フィルムの少なくとも一層に電磁波を照射する工程、および該基材フィルムの片表面に粘着剤層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムの製造方法。
7. 基材フィルムの少なくとも一層に電子線を照射し、ゲル分率を７０％以上にする工程、および該基材フィルムの片表面に粘着剤層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムの製造方法。
8. 半導体ウエハの保護方法であって、半導体ウエハの回路形成面に請求項１に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムを粘着剤層を介して貼り付ける第一工程、半導体ウエハの回路非形成面を研削する第二工程、及び、研削後の半導体ウエハの回路非形成面を加工する第三工程を含むことを特徴とする半導体ウエハの保護方法。
9. 第二工程が、砥石による機械的研削工程、ウェットエッチング工程、プラズマエッチング工程及びポリッシング工程から選ばれた少なくとも一工程を含むことを特徴とする請求項８記載の半導体ウエハの保護方法。
10. 第三工程が、ダイボンドフィルムを貼り付ける工程、メタルをスパッタする工程、及びメタルをスパッタしたのちアロイ化する工程から選ばれた少なくとも一工程を含むことを特徴とする請求項８記載の半導体ウエハの保護方法。