JP2006165004A

JP2006165004A - 半導体ウエハ加工用粘着テープ

Info

Publication number: JP2006165004A
Application number: JP2004349363A
Authority: JP
Inventors: Naoya Oda; 直哉織田
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】半導体ウエハ加工に際して、ウエハの裏面研磨の後、塩基性の研磨液の残留に関わらず、粘着テープを貼り付け放射線照射後、容易にピックアップできる半導体ウエハ加工用粘着テープを提供する。
【解決手段】紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材面上にベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤、並びに架橋剤からなる粘着剤を塗布してなる半導体ウエハ加工用粘着テープであって、該粘着剤中に塩基性化合物を含有することを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着テープ。
【選択図】なし

Description

本発明はシリコンやガリウムヒ素などの半導体ウエハを加工する際に使用される半導体ウエハ用粘着テープに関するものである。

従来、半導体ウエハを加工する場合、多結晶をドープ剤と共に石英ルツボの中で溶融し、種結晶棒を回転させながら徐々に引上げ必要な太さの単結晶棒（インゴット）をつくる工程、インゴットをダイヤモンドブレードで所定の厚さに切断し、ウエハをつくる工程、ウエハを機械的に研磨する工程に分けられる。
また近年電子機器の小型化高性能化の進展に伴い、３次元パッケージが開発されている。そのためには単にパッケージを３次元に積層するだけでなく、チップ自体の厚みを薄くすることが求められている。
従来の加工技術によりチップを薄化した場合、大きく２つの問題があった。
第一の問題としては、従来プロセスで発生するウエハ加工時のダメージによるチップの機械的な強度の低下である。裏面のダイシングラインにチッピング（チップ欠け）を生じてしまう。この裏面チッピングは、チップの機械的強度を低下させて、製造歩留まりの低下やパッケージとしての信頼性低下の要因となる。この問題は今までのウエハでも問題になっていたが、薄型化により特に重大な問題となる。
第二の問題としては、薄型ウエハ自体が反るためにチップ個片にした後ピックアップする際に取れにくいという問題がある。放射線照射後の粘着力の低下が不十分であるとピックアップ時に、チップが取れずに歩留まりが悪くなる、あるいは、無理に取ろうとした場合にチップが割れる等の問題点があった。

従来、半導体ウエハに貼着し、ダイシング、エキスパンティング等を行い、次いで該半導体ウエハをピックアップすると同時にマウンティングする際に用いる半導体ウエハ加工用テープとして、紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材上に紫外線及び／又は電子線により重合硬化反応をする粘着剤層が塗布された粘着テープを用い、ダイシング後に紫外線及び／又は電子線を粘着剤層に照射し、粘着剤層を重合硬化反応させ、粘着力を低下せしめて半導体ウエハ（チップ）をピックアップする方法が知られている。

先ほど述べたウエハ薄化時の第一の問題点であるチッピングの問題を解決するために、化学的にウエハを研磨する方法が提案されている。研磨液は一般的に薬液中に微粒砥粒を混合分散させている。砥粒としてはコロイダルシリカ、セリア、アルミナ、ヒュームドシリカなどがある。
砥石として一般的に用いられているコロイダルシリカは塩基性溶液中で安定のため、薬液として塩基性溶液を用い、分散させて使用されている。塩基性溶液としては、金属イオンによる汚染が考えられるので、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物よりも有機アミン系のものが使用されている。
ここで、コロイダル溶液を用いてウエハの研磨を行い、ウエハ研磨面を純水で洗浄を行っても、少量ではあるが研磨液の塩基性の残留物がウエハ面に残る問題点がある。その後、ウエハを半導体ウエハ用粘着テープに貼り付けて、ダイシング後チップをピックアップする際にチップの面に付着している残留物と粘着剤とが固着し、ピックアップできない問題があった。

そのため特許文献１〜２にあるように従来のバックグラインド、ダイシング、ピックアップではなく、先にハーフカットのダイシングを行い、その後にバックグラインドを行う先ダイシングという方法も開発されているが、バックグラインド際にチッピングを発生する問題がある。

特開２０００−６８２３７号公報特開２００３−２６１８４２号公報

本発明の目的は、薄型の半導体ウエハ加工に際して、ウエハの裏面研磨の後、粘着テープを貼り付け放射線照射後、容易にピックアップできる半導体ウエハ加工用粘着テープを提供することである。

本発明は紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材面上にベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤、並びに架橋剤からなる粘着剤を塗布してなる半導体ウエハ加工用粘着テープであって、該粘着剤中に塩基性化合物がベース樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部含まれることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着テープである。

本発明によれば、薄型の半導体ウエハ加工に際して、研磨液の残留に関わらず、粘着テープを貼り付けダイシング、放射線照射後、容易にピックアップできる半導体ウエハ加工用粘着テープを供給することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において用いられる紫外線及び／又は電子線に対して透過性を有するフィルム基材としては、紫外線及び／又は電子線に対して透過性を有するものであれば特に限定されず、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢ビ共重合体、アイオノマー、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ビニルポリイソプレン、ポリカーボネート等の一般的な熱可塑性樹脂からなる透明フィルムを用いることができる。さらに透明であればこれらの樹脂の混合物からなるフィルムあるいはこれらの樹脂の積層フィルムでもあってもよい。
また粘着剤との密着性を上げるために、これら基材の表面にコロナ処理を行ってもよい。
あるいは、基材と粘着剤との密着性の向上のために、アンカー層と呼ばれている塗布層を間に入れてもよい。
また、透明性を損なわない限りこれらの基材に帯電防止剤、顔料等を練りこんでもかまわない。

本発明に用いるベース樹脂としては、ガラス転移温度（Ｔｇ）、分子量等を限定しないが、２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、酢酸ビニル等の共重合体が好ましい。

本発明に用いる粘着剤中の放射線重合性化合物の混合割合は、特に限定はされないが好ましくはベース樹脂１００重量部に対して、放射線重合性化合物が２０〜１００重量部である。放射線重合性化合物の割合が２０重量部未満であると硬化後の粘着力の低下が十分でなくチップのピックアップが困難になり、１００重量部を越えると粘着剤層の凝集力が不足し好ましくない。

本発明に用いる放射線重合性化合物は、紫外線及び／又は電子線による硬化反応前には半導体ウエハに対して十分な粘着力を有し、硬化反応後には粘着力が低下しチップのピックアップを容易に行うことができる。好ましくは放射線重合性化合物に５官能以上のアクリレートモノマーを使用することで、硬化後の粘着剤層の架橋密度を上げ、粘着力を十分に低下させ、チップのピックアップが容易になる。

また放射線重合性化合物である５官能以上アクリレートモノマーとしては、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等を挙げることができる。

本発明に用いる粘着剤中の放射線重合性開始剤の混合割合は、特に限定されないが、好ましくはベース樹脂１００重量部に対して、放射線重合性開始剤が１〜１０重量部である。１重量部未満であると紫外線及び／又は電子線照射における放射線重合性化合物の硬化反応が乏しくなり粘着力の低下が不十分となりピックアップ時にチップが取れなくなるので好ましくなく、１０重量部を越えると硬化時に架橋反応が短鎖で終点を迎え、分子量の小さなものが残り、パーティクルの原因になることや硬化後の粘着力が低すぎるために、チップのピックアップの際に隣接するチップがテープから外れることがあるので好ましくない。

放射線重合性重合開始剤としては、例えば、2-2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、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、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、β-クロールアンスラキノンなどが挙げられる。

本発明に用いる粘着剤中の架橋剤の混合割合は特に限定されないが、好ましくはベース樹脂１００重量部に対して、１〜２５重量部、好ましくは３〜１０重量部である。１重量部未満であると、粘着剤層の凝集力が不足し、チップ裏面への糊付着が増加する。また、２５重量部を超える量で用いられると、放射線照射前の粘着力が不足し、チップ飛びの原因となり、好ましくない。

架橋剤としては、具体的には多価イソシアネートのポリイソシアネート化合物およびポリイソシアート化合物の三量体、上記ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアネート化合物の三量体または末端イソシアネートウレタンプレポリマーをフェノール、オキシム類などで封鎖したブロック化ポリイソシアネート化合物が挙げられる。

多価イソシアネートの具体例としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、1,3-キシリレンジイソシアネート、1,4-キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4-4’-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-2-4’-ジイソシアネート、3-メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4-4’-ジイソシアネート、ジシキウロヘキシルメタン-2-4’-ジイソシアネート、リジンイソシアネートなどがあげられる。

本発明に使用する塩基性化合物は、反応性の観点から強塩基性化合物が好ましい。塩基性の指標として酸解離定数の対数であるｐＫａ値が使用されるが、水溶液中でのｐＫａ値が７以上の塩基が好ましく、さらに９以上の塩基がより好ましい。

塩基性化合物を添加することにより、放射線照射時に粘着剤中のカルボキシル基あるいは水酸基とＰｋａ＝７以上の塩基性化合物との反応がウエハ上に残っている化合物との反応に比べて優先的に起こり、放射線照射時の密着力の上昇を抑制することができる。

このような塩基性化合物としては、ピペラジン、2，5−ジメチルピペラジン等のピペラジン誘導体、ピペリジン、1，2−ジメチルピペリジン等のピペリジン誘導体、プロピン誘導体、トリメチルアミン、トリエタノールアミン等のトリアルキルアミン誘導体、４−メチルアミノピリジン、４−ジメチルアミノピリジン等の４位にアミノ基またはアルキルアミノ基が置換したピリジン誘導体、ピロリジン、ｎ−メチルピロリジン等のピロリジン誘導体、トリエチレンジアミン、ベンジルメチルアミン、ベンジルジメチルアミン、ベンジルジエチルアミン等のベンジルアミン誘導体等が挙げられる。

前記塩基性化合物としては、例えば、分子量５００以下の低分子化合物として用いる他、高分子の主鎖及び側鎖に導入した化合物を用いても良い。この場合の分子量としては、粘着剤としての粘着性、流動性の観点から重量平均分子量１０００〜１０００００が好ましく、より好ましくは５０００〜３００００である。

塩基性化合物の混合割合は特に限定しないが、好ましくは０．０１重量部〜１０重量部である。０．０１重量部以下であると、放射線照射後のピックアップ時の密着力の上昇の抑制に効果がなく、１０重量部以上であると、放射線照射前の粘着力低下の原因にもなり、好ましくない。

また本発明の粘着剤には、凝集力を高めるためにロジン樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族芳香族共重合系石油樹脂等の粘着付与剤等を添加しても構わない。

さらに上記の粘着剤中に帯電防止剤を添加することもできる。帯電防止剤を添加することにより、エキスパンド時あるいはピックアップ時に発生する静電気を抑制できるため、チップの信頼性が向上する。帯電防止剤としては、具体的には非イオン性の一般に公知の界面活性剤、カーボンブラック、銀、ニッケル、アンチモンドープスズ酸化物、スズドープインジウム酸化物などの粉体が用いられる。

本発明において、前記粘着剤層の厚さは好ましくは５〜２５μｍである。厚みが下限値未満であると、粘着力が充分でなくダイシング時にチップが飛散する問題があり、上限値を超えるとチップのピックアップが困難になる。
本発明において、前記粘着剤層を前記基材上に形成し、半導体基板加工用粘着テープを製造するには、粘着剤層を構成する成分をそのまま、または適当な有機溶剤により溶液化し、コンマコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーターなど一般に公知の方法に従って適宜の厚みに塗布又は散布等により基材上に塗工し、例えば８０〜１００℃、３０秒〜１０分程度加熱処理等で乾燥させることにより得ることができる。

本発明の半導体基板加工用粘着テープを使用するには公知の方法を用いることができ、例えば半導体基板加工用粘着テープを半導体基板に貼り付けて固定した後、回転丸刃で半導体基板をチップに切断する。その後、前記加工用粘着テープの基材側から紫外線及び／又は電子線を照射し、次いで専用治具を用いて前記基板加工用粘着テープ放射状に拡大しチップ間を一定間隔に広げた後、チップをニードル等で突き上げるとともに、真空コレット、エアピンセット等で吸着する方法等によりピックアップすると同時にマウンティングすればよい。

以下、本発明を実施例及び比較例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定するものではない。
《実施例１》
アクリル酸ブチル７０重量部とアクリル酸２−エチルヘキシル２５重量部と酢酸ビニル５重量部とを共重合して得られた重量平均分子量５０００００の共重合体(A)１０重量部とアクリル酸２−エチルヘキシル５０重量部とアクリル酸ブチル１０重量部、酢酸ビニル３７重量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３重量部とを共重合して得られた重量平均分子量３０００００の共重合体(B)９０重量部からなるベース樹脂１００重量部に対し、放射線重合化合物として分子量が１１０００の２官能ウレタンアクリレート(C)を３０重量部、分子量が７００の５官能アクリレートモノマー(D)を３０重量部、放射線重合性重合開始剤(E)として２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを５重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(F)を６重量部、塩基性化合物として、エチルアミン（Ｐｋａ＝９．７） (G)を５重量部配合した粘着剤層となる樹脂溶液を、剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに乾燥後の厚さ（塗工厚み）が５μｍになるように塗工し、８０℃５分間乾燥した。その後、基材として厚さ１００μｍのポリエチレンシート(タマポリ、SE-620N)をラミネートし、半導体加工用粘着シートを作製した。
なお以下の評価は、剥離処理したポリエステルフィルムを剥離した後に実施した。
《実施例２》
エチルアミンを０．１重量部にした以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例３》
エチルアミンを８重量部にした以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例４》
エチルアミンの代わりにヒトラジン（Ｐｋａ＝７．６）を用いる以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。

《比較例１》
エチルアミンを０．００１重量部にした以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例２》
エチルアミンを５０重量部にした以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例３》
ｏ−トルイジン（Ｐｋａ＝４．５）を用いる以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
尚、実施例１〜４及び比較例１〜３の評価は、以下の評価方法を用い、その結果を表１に示した。

（１）放射線照射前粘着力
コロイダルシリカ溶液（ｐＨ＝８）に３０分浸漬後得られたウエハを２３℃、５０％RHの雰囲気下で、シリコンウエハ鏡面に２ｋｇゴムローラーを往復させることにより貼り付け、２０分放置した後、万能型引っ張り試験機(ＴＥＮＳＩＬＯＮ)を用いて剥離強度３００ｍｍ／ｍｉｎで１８０°剥離粘着力を測定した。ＪＩＳＺ０２３７準拠。粘着力が２Ｎ／２５ｍｍ幅以上のものを合格とした。２Ｎ／２５ｍｍより低い粘着力ではダイシングの際にチップが飛散する。
（２）放射線照射後粘着力
（１）と同様の条件で貼り付け、放置後、基材フィルム側から高圧水銀灯で６０ｍＷ／ｃｍ^２２００ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線照射した後、同様に１８０゜剥離粘着力を測定した。粘着力が０．０５Ｎ〜１Ｎ／２５ｍｍ幅のものを合格とした。０．０５Ｎより低い粘着力ではダイシング後チップを取る際に隣接するチップがバラけることで、ピックアップできない恐れがあり、また１Ｎより高い粘着力ではダイシング後チップを取ることが出来ない。

本発明によれば、ＩＣカード、ＩＣタグ、携帯電話等に用いられる薄型の半導体ウエハ加工に際して、研磨液の残留に関わらず半導体ウエハ加工用粘着テープを貼り付けダイシング、放射線照射後、容易にピックアップできることになる。

Claims

紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材面上にベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤、並びに架橋剤からなる粘着剤を塗布してなる半導体ウエハ加工用粘着テープであって、該粘着剤中に塩基性化合物がベース樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部含まれることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着テープ。