JP2006152141A - 粘着テープ - Google Patents

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智幸 青垣
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Abstract

【課題】 薄膜脆性材料加工後、粘着テープを薄膜脆性材料から剥離する際に、薄膜脆性材料が変形したり破損することなく剥離することができる粘着テープを提供する。
【解決手段】 粘着剤層に放射線照射によって分解するとともに気体を発生する放射線分解型発泡剤を含み、かつ該気体が該粘着剤層と該薄膜脆性材料の界面に放出され、該気体の圧力により該薄膜脆性材料と粘着剤層の界面で剥離して、該粘着剤層の粘着力が低下することを特徴とする粘着テープ。
【選択図】 なし

Description

本発明は、該粘着剤層を半導体ウエハをはじめとする薄膜脆性材料に貼合し薄膜脆性材料を加工するための粘着テープに関するものである。
薄膜脆性材料のうち代表的なものである半導体ウエハを加工して、ICチップを製造する工程では、従来、放射線のうち代表的である紫外線を照射することにより硬化する性質を有する粘着剤層が基材フィルムに形成された紫外線硬化性粘着テープが開発されている。これは、例えば、ダイシング加工時においては半導体ウエハに対して強い粘着力を有するので、半導体ウエハをICチップにうまく切断できるが、その後は、基材フィルム側から紫外線照射を行い、粘着層を硬化させることによって、粘着力を大幅に低下させるようにしたものである。このような紫外線硬化性粘着テープはICチップの大きさに関係なく、容易に剥離することができるようにしたものとして提案されている。これらの提案は、粘着剤に含まれる紫外線重合性化合物を紫外線照射によって硬化させ粘着剤に三次元網状化構造を与えて、その流動性を著しく低下させる原理に基づくものである。
しかしながら、昨今のICチップの薄膜化により、テープを剥離する際に、ICチップが破損する場合があり、さらなる低剥離力化が求められてきており、刺激により分解して窒素ガスを放出するガス発生剤を含有し、分解して放出された窒素ガスが、被着体から粘着剤の接着面を剥がし接着力を低下させるため、容易に被着体を剥離することができる粘着剤が開発されている。
特開2001−200234 特開2003−231875
これら粘着剤は上述の紫外線硬化性化合物を含有したものであり、粘着力を軽減することが可能であるとしている。しかしながら、ICチップの厚さが50μm以下となった場合、紫外線により硬化した状態で窒素ガスが放出されると、被着体が変形し粘着剤層と被着体の界面にたまった窒素ガスが粘着剤層と被着体に変形を生じさせ、薄膜化したICチップを破損してしまったり、充分な剥離面積が得られないために粘着力を軽減させることができないという問題がある。
上記の目的を達成するために、本発明者らは鋭意検討した結果、粘着剤層に放射線照射によって分解するとともに気体を発生する放射線分解型発泡剤を含み、かつ該気体が該粘着剤層と該薄膜脆性材料の界面に放出され、該気体の圧力により該薄膜脆性材料と粘着剤層の界面で剥離して、該粘着剤層の粘着力が低下することを特徴とする粘着テープが、粘着剤層と薄膜脆性材料の変形を抑制しつつ、薄膜脆性材料を破損することなく容易に剥離できることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、
(1)基材フィルムに直接または間接に粘着剤層が形成され、該粘着剤層を薄膜脆性材料に貼合し薄膜脆性材料を加工するための粘着テープであって、該粘着剤層には放射線照射によって分解するとともに気体を発生する放射線分解型発泡剤を含み、かつ該気体が該粘着剤層と該薄膜脆性材料の界面に放出され、該気体の圧力により該薄膜脆性材料と粘着剤層の界面で剥離して、該粘着剤層の粘着力が低下することを特徴とする粘着テープ、
(2)放射線照射後における前記粘着剤層のタックが30mN/mm以下であることを特徴とする(1)記載の粘着テープ、
(3)放射線照射後における室温から100℃の粘着剤層の貯蔵弾性率G’が1×10〜1×108Paであることを特徴とする(1)または(2)に記載の粘着テープ、
(4)放射線分解型発泡剤の配合量が粘着剤層において20〜50質量%であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の粘着テープ、
(5)放射線分解型発泡剤がアジド基および/またはアゾ基を有する有機化合物であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載の粘着テープ
を提供するものである。
本発明によれば、放射線を照射することにより薄膜化された脆性材料においても損傷することなく容易に剥がすことができる粘着テープを提供することができる。
以下、本発明の粘着テープについて詳細に説明する。
本発明の粘着テープは、基材フィルム上に粘着剤層が設けられているが、該粘着剤層は基材フィルムの片面に設けられているだけでも、両面に設けられていてもよい。また粘着剤が設けられているのが全面であっても一部だけであってもよい。また粘着剤層にはセパレータが設けられていても設けられていなくてもよい。
本発明に用いる基材フィルムとしては、粘着剤としての性能を損なわない程度に放射線を透過すればよく、各種のプラスチック、ゴム等が好ましく用いられる。このような基材として使用しうる具体例としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン−1、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマーなどのα−オレフィンの単独重合体または共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン−酢酸ビニル共重合体などの塩化ビニル系単独重合体あるいは共重合体、フッ化ビニル−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などのフッ素系ポリマー、スチレン−エチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体などのエラストマー、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックなどの単独あるいは混合物が挙げられる。上述した樹脂の単層あるいは複層で用いることができ、その厚さは通常10〜200μm程度が好ましい。
本発明に用いる粘着剤層のベースポリマーは特に制限されないが、薄膜脆性材料加工用テープの粘着剤として一般的に使用されているアクリル系粘着剤が好ましい。
アクリル系粘着剤は、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルを主な構成単位とする単独重合体、もしくは、これらに共重合が可能な他の不飽和モノマーとの共重合体、またはこれらの重合体の混合物から任意に選択することができる。共重合が可能な不飽和モノマーとしては、例えばメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、2−ヒドロキシエチルアクリレート等が挙げられる。アクリル系粘着剤の分子量としては重量平均分子量で10〜100万のものが好適に用いられる。
アクリル系粘着剤は、粘着力、保持力を調整するために硬化剤を配合することができる。硬化剤としてはポリイソシアネート化合物またはアルキルエーテル化メラミン化合物またはアルキルエーテル化メラミン化合物等が挙げられる。
本発明に用いる粘着剤層は特に放射線硬化型に限られず、放射線を照射しても粘着力が変化しないものでも制限なく使用することができる。その一例として、2−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸、2-ヒドロキシエチルアクリレートを共重合して得られる、アクリル系粘着剤にポリイソシアネート化合物を配合した粘着剤が挙げられるが、放射線硬化型の粘着剤を使用した場合が、工程に応じた粘着力の制御が容易なため好ましい。照射工程や装置の簡便化等の点から、特に放射線のうちでも特に紫外線硬化性の粘着剤が好ましく、その一例として紫外線硬化性の粘着剤としては、アクリル系粘着剤の側鎖に(メタ)アクロイル基等の紫外線重合性の官能基を導入することにより得られる、紫外線硬化性アクリル系粘着剤もしくは、アクリル系粘着剤に紫外線照射により架橋硬化する紫外線硬化性の化合物を配合したものが用いられる。
紫外線硬化性アクリル系粘着剤は、アクリル系粘着剤の側鎖に(メタ)アクロイル基等の紫外線重合性の官能基を導入することにより得られるものが一般的であり、その一例として2−ヒドロキシエチルアクリレート含むアクリル系粘着剤を重合した後、2−イソシアネートエチルメタクリレートを付加反応させることにより合成したタイプを例示することができる。
また、紫外線硬化性の化合物としては、例えばテトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のアクリル酸エステルモノマー、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート等のオリゴマーが挙げられる。これら紫外線硬化性化合物は単独もしくは複数を併用することができる。
また、粘着剤には添加剤として、例えば、離型剤、粘着性付与剤、フィラー、粘度調整剤等を加えることができる。
本発明における粘着テープにおいては、粘着剤層に放射線照射により気体を発生する放射線分解型発泡剤を含有することが必須とされる。放射線としては電子線、紫外線等を挙げることができるが、照射装置や工程の簡便さから、紫外線が好ましい。その一例として、アゾアミド化合物、アゾジカルボン酸エステル、メチルアジド化合物、スルフォニルアジド化合物等が好適に用いられる。これらの化合物を単独でも併用でも本発明の効果を損なわない範囲内で使用することができ、また化合物中にこれらの官能基を複数有する化合物でもかまわない。放射線分解型発泡剤の配合量としては、粘着剤層における20〜50質量%の範囲が好ましい。放射線分解型発泡剤の配合量が少ないと、放射線照射による粘着面と被着体の剥離が十分でないためであり、放射線分解型発泡剤の配合量が多いと、粘着剤と放射線分解型発泡剤の組み合わせによっては相溶性が良くないものがあり、製造後の経時変化や低温下に保管されることにより粘着剤中に析出し、粘着特性を損なう恐れがあるためである。
本発明において、紫外線硬化性成分を導入し、紫外線照射による紫外線硬化性成分の硬化を促すためには、通常の光重合開始剤を用いることができる。光重合開始剤としては、例えばイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等が挙げられる。これらのうち1種あるいは2種以上を粘着剤層に添加することによって、硬化反応時間または紫外線照射量が少なくとも効率よく硬化反応を進行させ、粘着力を低下させることができる。
本発明に用いる粘着剤層の放射線照射後のタックは30mN/mm以下が望ましい。タックが30mN/mmを越えると放射線照射により発生した窒素ガスによる剥離効果が充分得られず、窒素ガスが粘着層−被着体界面から抜けた部分において粘着層が被着体に再付着し粘着力低減効果が低下してしまう場合があるためである。
また、本発明に用いる粘着剤層の放射線照射後の貯蔵弾性率G’は動的粘弾性測定により測定された値をいうものとし、その値は室温から100℃において1×10〜10Paが望ましい。貯蔵弾性率G’が1×10Paより小さい場合、放射線照射により発生した窒素ガスによる剥離効果が充分得られないためであり、1×10Paより大きい場合、放射線照射により発生した窒素ガスが粘着剤層と被着体の界面にたまり、粘着剤層と被着体に変形を生じさせた際、粘着剤層が変形しにくいために被着体を著しく変形させ、被着体を破壊してしまうためである。貯蔵弾性率の温度範囲については、放射線分解型発泡剤の分解反応は発熱反応であること、また放射線照射による粘着剤層の加熱により約100℃まで温度が上昇する場合があるためである。
放射線照射後の貯蔵弾性率G’について、1×10Paより大きくするためには、例えばアクリル系粘着剤のガラス転移温度、分子量を調整すること、硬化剤を添加すること、放射線硬化成分の配合量等により調整することができる。アクリル系粘着剤のガラス転移温度については、−60℃から−10℃の範囲が好ましい。硬化剤の配合量としては、アクリル系粘着剤の種類や被着体の材質により異なるが、アクリル系粘着剤100質量部に対して0.1〜5.0質量部が好ましい。
放射線照射後の貯蔵弾性率G’について、1×10Paより小さくするためには、例えばアクリル系粘着剤の側鎖に紫外線重合性の官能基を導入することにより得られる、紫外線硬化性アクリル系粘着剤においては側鎖に導入する紫外線重合性の官能基量を調整すること、紫外線硬化性の化合物を配合する場合については紫外線硬化性官能基の少ないものを用いること、及び/または紫外線硬化性の化合物の添加量を調整することにより可能である。紫外線硬化性アクリル系粘着剤においては紫外線重合性官能基の量が付加反応を行うアクリル系粘着剤100質量部に対して30質量部以下であることが好ましく、紫外線硬化性の化合物においてはアクリル系粘着剤100質量部に対して100質量部以下及び/または1分子あたりの紫外線重合性官能基量が6つ以下であることが好ましい。
本発明に用いる粘着テープの粘着剤層の厚さとしては、5〜50μmが好ましい。
次に、本発明を実施例に基づき、更に詳細に説明する。尚、以下の実施での各特性は、次の様に試験した。
1.タック
下記実施例及び比較例に基づいて作成した粘着テープにおいて、被着体として、直径5インチのSiウェハ(600μm厚)のミラー面にテープを貼合し、紫外線を35mW/cmの照度で1000mJ/cm照射した後、テープを剥離してタックを測定した。測定はプローブタック試験機((株)レスカ製TAC-II)を用い、23℃の雰囲気下において、プローブ直径3mm(ステンレス製鏡面、円柱状)、押し付け荷重100gf、押し付け速度30mm/min、剥離速度600mm/minの測定条件で行い、ピーク強度をタックとした。
2.貯蔵弾性率G’
下記実施例及び比較例に基づいて作成した粘着テープにおいて、粘着剤層の動的粘弾性を測定し、貯蔵弾性率G’を測定した。測定は、ずり方式の粘弾性装置(ティーエイインスツルメント製ARES)により、周波数1Hz、昇温速度10℃/分の条件で行い、23℃から100℃の範囲において最も貯蔵弾性率G’が低い値を求めた。
用いる試験片は、粘着剤層を貼り合わて積層して厚さ約2mmとし、紫外線を35mW/cmの照度で1000mJ/cm照射した後、直径8mmの円筒形に加工して粘弾性測定用サンプルとした。
3.紫外線照射時のテープ及び被着体の観察
被着体として、直径5インチのSiウェハ(50μm厚、及び30μm厚)のミラー面にテープを貼合し、紫外線照射後の貼合面について、剥離した面積及びウェハの破損状態を調べた。紫外線照射量は35mW/cmの照度で積算光量1000mJ/cmとした。
剥離した面積について下記の内容で判定した。
全く剥離している部分が見られなかったもの:×
剥離している面積が50%未満 :△
剥離している面積が50%以上 :○
また、ウェハの破損状態については、下記の内容で判定した。
50μm厚及び30μm厚のウェハで破損が確認されなかったもの :○
50μm厚ウェハは破損せず、30μm厚ウェハで破損が確認されたもの:△
50μm厚ウェハでもわずかでもひび割れが確認されたもの :×
4.製造後の安定性
テープ製造後、0℃及び23℃にて1週間保管した後、テープ面の観察を行い、下記の判定を行った。
粘着層に白色化した部分が確認されないもの :○
23℃では白色化が確認されないが、0℃で白色化した部分が確認されたもの:△
粘着層に白色化したものが確認されたもの :×
・粘着テープの作製
以下の方法で粘着テープを作製し、特性を試験した。
実施例1
2−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸、2-ヒドロキシエチルアクリレートを共重合して得られる、ガラス転移温度−50℃、重量平均分子量約25万のアクリル系粘着剤100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を30質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例2
実施例1で用いたアクリル系粘着剤100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を1.5質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を30質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例3
実施例1で用いたアクリル粘着剤100質量部に、20質量部の2−イソシアネートエチルメタクリレートを付加反応させて得られた紫外線硬化性アクリル系粘着剤100質量部に、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を30質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例4
実施例3で用いた紫外線硬化性アクリル系粘着剤100質量部に、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線分解性発泡剤として、p−トルエンスルフォニルアジドを50質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例5
実施例1で用いたアクリル粘着剤100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線硬化性の化合物としてジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを80質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を100質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例6
実施例3で用いた紫外線硬化性アクリル系粘着剤100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を15質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例7
実施例1で用いたアクリル粘着剤100質量部に、10質量部の2−イソシアネートエチルメタクリレートを付加反応させて得られた紫外線硬化性アクリル系粘着剤100質量部に、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を20質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例8
実施例3で用いた紫外線硬化性アクリル系粘着剤100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を120質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例9
実施例1で用いたアクリル粘着剤100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線硬化性の化合物としてジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを80質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を200質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例10
実施例1で用いたアクリル粘着剤100質量部に、40質量部の2−イソシアネートエチルメタクリレートを付加反応させて得られた紫外線硬化性アクリル系粘着剤100質量部に、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を30質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
実施例11
実施例1で用いたアクリル粘着剤100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部、光重合開始剤としてα−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン1質量部、紫外線硬化性の化合物としてジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートを120質量部、紫外線分解性発泡剤として、2,2'−アゾビス−(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)を30質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
比較例1
実施例1で用いたアクリル粘着剤100質量部に対して、硬化剤としてコロネートL(日本ポリウレタン社製商品名)を2質量部配合し、100μm厚のポリエステルフィルムに粘着剤厚さが20μmとなるよう塗工し、粘着テープを得た。
Figure 2006152141

Claims (5)

  1. 基材フィルムに直接または間接に粘着剤層が形成され、該粘着剤層を薄膜脆性材料に貼合し薄膜脆性材料を加工するための粘着テープであって、該粘着剤層には放射線照射によって分解するとともに気体を発生する放射線分解型発泡剤を含み、かつ該気体が該粘着剤層と該薄膜脆性材料の界面に放出され、該気体の圧力により該薄膜脆性材料と粘着剤層の界面で剥離して、該粘着剤層の粘着力が低下することを特徴とする粘着テープ。
  2. 放射線照射後における前記粘着剤層のタックが30mN/mm以下であることを特徴とする請求項1記載の粘着テープ。
  3. 放射線照射後における23℃から100℃の粘着剤層の貯蔵弾性率G’が1×10〜1×108Paであることを特徴とする請求項1または2に記載の粘着テープ。
  4. 放射線分解型発泡剤の配合量が粘着剤層において20〜50質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の粘着テープ。
  5. 放射線分解型発泡剤がアジド基および/またはアゾ基を有する有機化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の粘着テープ。
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