JP2007063340A - フィルム基材および半導体ウエハ加工用粘着テープ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のフィルム基材は、半導体ウエハ加工用粘着テープに用いるフィルム基材であって、該フィルム基材は、主としてプロピレン系共重合体を含む樹脂組成物で構成され、該フィルム基材の引張弾性率が50〜250MPaであることを特徴とする。また、本発明の半導体ウエハ加工用粘着テープは、上記に記載のフィルム基材と、該フィルム基材の一方の面側に設けられた粘着層とで構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
基材フィルムとしては、主にポリ塩化ビニル(PVC)樹脂フィルムが用いられていた。しかし、ポリ塩化ビニル樹脂の使用に対する環境問題、ポリ塩化ビニル樹脂に用いる可塑剤等の添加剤のブリードによる半導体素子の汚染の可能性等を理由として、最近はポリプロピレン系フィルム、エチレンビニルアルコール系フィルムやエチレンメタクリル酸アクリレート系のフィルム等のポリオレフィン系材料を用いた基材フィルムが開発されている(例えば特許文献1参照)。
(1)半導体ウエハ加工用粘着テープに用いるフィルム基材であって、該フィルム基材は、主としてプロピレン系共重合体を含む樹脂組成物で構成され、該フィルム基材の引張弾性率が50〜250MPaであることを特徴とするフィルム基材。
(2)前記樹脂組成物は、さらに熱可塑性エラストマーを含むものである上記(1)に記載のフィルム基材。
(3)前記プロピレン系共重合体の含有量は、前記樹脂組成物全体の50〜75重量%である上記(1)または(2)に記載のフィルム基材。
(4)前記プロピレン系共重合体の引張弾性率が600MPa以下である上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のフィルム基材。
(5)前記熱可塑性エラストマーを100%伸張した後の復元率が98%以上である上記(2)ないし(4)のいずれかに記載のフィルム基材。
(6)前記フィルム基材のMD方向の100%モジュラスをA[g/mm2]とし、TD方向の100%モジュラスをB[g/mm2]としたとき、その比(A/B)が1.2以下である上記(1)ないし(5)のいずれかに記載のフィルム基材。
(7)上記(1)ないし(6)のいずれかに記載のフィルム基材と、該フィルム基材の一方の面側に設けられた粘着層とで構成されていることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着テープ。
また、フィルム基材を構成する樹脂組成物に、熱可塑性エラストマーを含む場合、特にフィルム基材の復元性を向上することができる。
また、前記熱可塑性エラストマーとして、特定の復元率を有するものを用いた場合、半導体ウエハ加工用粘着テープの加工後の弛みを特に防止することができる。
図1は、半導体ウエハ加工用粘着テープを模式的に示す断面図である。
図1にあるように、半導体ウエハ加工用粘着テープ10は、フィルム基材1と、フィルム基材1の一方の面側(図1中上側)に設けられる粘着層2とで構成されている。
フィルム基材1は、主としてプロピレン系共重合体を含む樹脂組成物で構成されている。これにより、エキスパンドした時に半導体素子間の距離を大きく広げることができるのでピックアップ性が向上すると共に切り屑の発生を抑制することができる。
式)引張弾性率E=δσ(応力)/δε(ひずみ)
前記熱可塑性エラストマーとしては、室温において弾性を示す天然および合成の重合体であれば特に限定されず、例えば天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロブタジエン、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−ブテンゴム等のオレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン−ブタジエン共重合体(ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等)、スチレン−イソプレン共重合体(ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等)等のスチレン系熱可塑性エラストマー、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、イソプレン−イソブチレン共重合体、イソブチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン三元共重合体、チオロールゴム、多加硫ゴム、ポリウレタンゴム、ポリエーテルゴム、エピクロルヒドリンゴム等およびこれらの熱可塑性エラストマーに水添加した重合体、例えば水添スチレン−ブタジエン共重合体、水添スチレン−イソプレン共重合体等が挙げられる。これら中でもスチレン系熱可塑性エラストマーが特に好ましい。これにより、復元性が向上するとともに半導体ウエハを加工する際にフィルム基材1が裂けることを抑制することができる。
式)復元率(%) = (80−チャック開放後の標線間距離)/40X100
前記帯電防止剤の含有量も、特に限定されないが、前記プロピレン系共重合体(熱可塑性エラストマーを含む場合は、前記プロピレン系共重合体と前記熱可塑性エラストマーの合計)100重量部に対して5〜50重量部が好ましく、特に10〜30重量部が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に基材の機械的特性と帯電防止性能とのバランスに優れる。これにより、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、半導体素子の破壊を抑えることができ歩留まりが向上する。
前記原料の混合(混練)は、特に限定されず、ドライブレンドする方法でも良いが、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどのバッチ式混練、単軸押出機、2軸押出機、カレンダーロールなどの連続式混練機を使用することが好ましい。
このように混合した原料をフィルムに製膜する方法としては、T−ダイ押出、カレンダー法等が挙げられる。
また、フィルム基材1の一方の面または両面にエンボスロール等を用いて適当な凹凸形状を形成しても良い。さらに、この後塗工する粘着剤層との密着力を上げるために、これらのフィルム基材1の表面にコロナ処理、プラズマ処理、UV−オゾン処理等の前処理を行っても良い。
従来のフィルム基材は、エチレン共重合体単独、エチレン共重合体/熱可塑性エラストマー系、ポリプロピレン系/熱可塑性エラストマー系等があった。ここで、エチレン共重合体単独、エチレン共重合体/熱可塑性エラストマー系の弾性率は30〜50MPa程度、ポリプロピレン系/熱可塑性エラストマー系の弾性率は300〜800MPa程度であった。これらのエチレン共重合体単独、エチレン共重合体/熱可塑性エラストマー系のフィルム基材であると、フィルムの耐引き裂き性、半導体ウエハを切断する際に発生する切り屑の発生の抑制に関しては依然不十分であった。
一方、ポリプロピレン系/熱可塑性エラストマー系のフィルム基材1であると、半導体ウエハを切断する際に発生する切り屑の発生の抑制に関しては優れるが、フィルム基材1の拡張性や復元性が依然不十分であった。
これに対して、本発明ではプロピレン系共重合体を主として含む樹脂組成物で構成されるフィルム基材1の弾性率を前記50〜250MPaとすることにより、エキスパンドした時の半導体素子間の距離が開きやすくなり、かつ半導体ウエハを切断する際に発生する切り屑の抑制に優れることができる。
具体的にフィルム基材1の引張弾性率は、60〜240MPaであることが好ましく、特に75〜200MPaであることが好ましい。引張弾性率が前記範囲内であると、さらに復元性にも優れる。
粘着層2は、一般的にベース樹脂となる粘着付与成分以外に、エネルギー線硬化型樹脂、エネルギー線性重合開始剤、架橋剤からなる樹脂組成物で構成されている。
前記ベース樹脂としては、従来公知のものが広く用いられうるが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たる構成単位とする単独重合体もしくはその他の共重合性コモノマーとの共重合体及びこれらの混合物から成るアクリル系粘着剤が好ましい。
主たる構成単位となるアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸グリシジル等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸オクチルの中から選ばれた1種以上が好ましい。これにより、良好な粘着性に加えて、低汚染性とすることができる。ここで、低汚染性とは、半導体ウエハを個片化した後のピックアップ工程において粘着層2が半導体ウエハ5に残り難いことを意味する。
また、前記共重合性コモノマーとしては、例えばメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、無水マレイン酸、スチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル等が挙げられる。
前記エネルギー線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等が挙げられる。
このように、ベース樹脂として前記酢酸ビニルモノマーの重合体を主として含んでいる場合、前記架橋剤をベース樹脂に対して8重量部以上含有しても初期の剛性が十分維持されているものである。さらに、通常よりも多い架橋剤を含有しているため、エネルギー線照射後に、長尺や薄型の半導体素子等に対してもピックアップすることが容易な粘着力とすることができる。
フィルム基材1に粘着層2を形成する方法としては、例えば前記樹脂組成物を溶剤に溶解して、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、マイクログラビアコーター等の公知の方法で塗布する方法が挙げられる。
具体的には上述の方法でフィルム基材1に前記樹脂組成物を塗布して、60〜100℃×30秒間〜10分間程度、乾燥させることにより粘着層2を形成することができる。
(実施例1)
1.フィルム基材の製造
プロピレン系共重合体としてMFR0.7、密度0.9g/cm3、引張弾性率540MPaのプロピレンとエチレンのブロック共重合体(サンアロマー社製)60重量%と、スチレン含有量20%、密度0.9g/cm3、復元率99%のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体40重量%(クラレ社製)とを含む樹脂組成物をドライブレンドした後、T型ダイスの押出成形機で押し出して引張弾性率110MPaのフィルム基材(厚さ100μm)を得た。
2−エチルヘキシルアクリレート29.7重量%、酢酸ビニル69.3重量%および2−ヒドロキシエチルメタクリレート1重量%を常法によりトルエン溶媒中にて溶液重合させ重量平均分子量150,000のベース樹脂Aを得た。
このベース樹脂100重量部に対して、エネルギー線硬化型樹脂として2官能ウレタンアクリレート100重量部(三菱レイヨン社製、重量平均分子量が11,000)と、架橋剤としてポリイソシアネート化合物(コロネートL、日本ポリウレタン社製)15重量部と、エネルギー線重合開始剤として2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン5重量部とを酢酸エチルに溶解した後、前述したフィルム基材に乾燥後の粘着層厚みが10μmになるよう塗布し、80℃で5分間乾燥させることにより半導体ウエハ加工用粘着テープを得た。
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の配合量を50重量%にした以外は、実施例1と同様にした。得られたフィルム基材の引張弾性率は、50MPaであった。
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の配合量を25重量%にした以外は、実施例1と同様にした。得られたフィルム基材の引張弾性率は、210MPaであった。
プロピレン系共重合体としてMFR2.3、密度0.9g/cm3、引張弾性率620MPaであるプロピレンとエチレンとのブロック共重合体(サンアロマー社製)を用いた以外は実施例1と同様にした。得られたフィルム基材の引張弾性率は、150MPaであった。
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の配合量を60重量%にした以外は、実施例1と同じにした。得られたフィルム基材の引張弾性率は20MPaであった。
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の配合量を15重量%にした以外は、実施例1と同様にした。得られたフィルム基材の引張弾性率は、340MPaであった。
プロピレン系共重合体の代わりに、エチレン−酢酸ビニル共重合体(VA:10%、住友化学社製)を用い、熱可塑性エラストマーを用いなかった以外は、実施例1と同様にした。得られたフィルム基材の引張弾性率は、50MPaであった。
1.半導体加工用粘着テープにおけるフィルム基材のモジュラス
半導体ウエハ加工用粘着テープのMD方向およびTD方向の1号型引張試験片(JISK 6301に規定)を作製し、テンシロン万能試験機(A&D社製)にてS−Sカーブを測定した。得られたS−Sカーブより100%モジュラスを読み取り数値化した。得られたMD、TDの100%モジュラスからMD/TDの比を求めた。
実施例および比較例の配合処方にて100μmのフィルムを作成し1号型引張試験片(JIS K 6301に規定)を作製した。得られた1号型引張試験片を用いて、テンシロン万能試験機(A&D社製)で応力−ひずみ曲線を作成し、応力−ひずみ曲線の初期の傾斜から引張弾性率E(下記式)を求めた。
式)引張弾性率E=δσ(応力)/δε(ひずみ)
復元率は、熱可塑性エラストマー単体、各実施例および各比較例で得られたフィルム基材の1号型引張試験片(JIS K 6301に規定)を作製した。得られた1号型引張試験片に40mm長の標線を引き、チャック間を40mmに設定したテンシロン万能試験機(A&D社製)に標線を合わせてセットし、200mm/minの速度で100%伸張(40mm伸張)した後、2分間保持してからチャックを開放し、チャック開放から5分後に1号型引張試験片の標線間距離を測定して復元率(下記式)を求めた。
式)復元率(%) = (80−チャック開放後の標線間距離)/40X100
また、実施例1、2および4は、フィルム基材の復元率に特に優れていた。
また、実施例1〜4のフィルム基材のMD方向のモジュラスA[g/mm2]と、TD方向のモジュラスB[g/mm2]との比(A/B)は、1.2以下であった。
(実施例1A〜4Aおよび比較例1A〜3A)
次に、各実施例および各比較例で得られた半導体加工用粘着テープを用いて半導体ウエハを下記の条件で加工する際の加工性を評価した。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表2に示す。
半導体ウエハの加工(個片化)条件(ダイシング条件)
設備 : DISCO製 DAD−3350
ブレード : DISCO製 NBC−2050−SE 27HEDD
ブレード回転数 : 30000rpm
送り速度 : 100mm/sec
フィルム切込量 : 30μm
6インチのリングに半導体加工用粘着テープを貼り付け、6インチの半導体ウエハ(厚さ300μm)をマウントした。半導体ウエハをマウントした後に、ダイシング装置にセットして5mmx5mmのサイズに個片化した。個片化した後、光学顕微鏡(倍率200倍)で半導体素子の表面を観察し切り屑の付着している割合を求めた。
◎:半導体素子への付着率が0.1%未満。
○:半導体素子への付着率が0.1%以上で、0.3%未満。
△:半導体素子への付着率が0.3%以上で、0.5%未満。
×:半導体素子への付着率が0.5%以上。
6インチのリングに半導体加工用粘着テープを貼り付け、6インチの半導体ウエハ(厚さ625μm)をマウントした。半導体ウエハをマウントした後に、ダイシング装置にセットして5mmx5mmのサイズに個片化した。個片化した後、ウエハ拡張装置にセットして半導体加工用粘着テープの引き落とし量を変えながらエキスパンド時の半導体ウエハ加工用粘着テープの裂けを評価した。各符号は、以下の通りである。
◎:引き落とし量が20mmを超えても半導体ウエハ加工用粘着テープが裂けなかった。
○:引き落とし量が15mmを超えて、20mm以下なら半導体ウエハ加工用粘着テープが裂けなかった。
△:引き落とし量が12mmを超えて、15mm以下なら半導体ウエハ加工用粘着テープが裂けなかった。
×:引き落とし量が12mm以下で半導体ウエハ加工用粘着テープが裂けてしまった。
6インチのリングに半導体加工用粘着テープを貼り付け、6インチの半導体ウエハ(厚さ625μm)をマウントした。半導体ウエハをマウントした後に、ダイシング装置にセットして5mmx5mmのサイズに個片化した。個片化した後、ウエハ拡張装置にセットして引き落とし量15mmでエキスパンド作業を行い、半導体素子間の距離を評価した。各符号は、以下の通りである。なお、評価はN=100で行った。
◎:半導体素子間の距離が150μm以上。
○:半導体素子間の距離が100μm以上で、150μm未満。
△:半導体素子間の距離が80μm以上で、100μm未満。
×:半導体素子間の距離が80μm未満。
4インチの半導体ウエハ(厚さ100μm)に、半導体加工用粘着テープを貼り付けて、10×10mmのサイズに個片化した。(フィルム切込量は30μmとした)個片化した後、紫外線を照射してからウエハ拡張装置にセットして引き落とし量10mmでエキスパンド作業を行い、ニードルの突き上げ量を変えて半導体素子のピックアップ性を評価した。ピックアップ評価は、ヒューグルエレクトロニクス製(DE−35i−8)で実施した。(突き上げピンは4本でピン間隔は8mmのものを使用)なお、評価はN=100で行なった。各符号は、以下の通りである。
◎:全ての半導体素子が、1mm未満の突き上げ量でピックアップ可能であった。
○:全ての半導体素子が、1mm以上で、2mm未満の突き上げ量でピックアップ可能であった。
△:5個未満の半導体素子が、2mm未満の突き上げ量でピックアップ不可であった。
×:5個以上の半導体素子が、2mm未満の突き上げ量でピックアップ不可であった。
なお、ここで説明する「ピックアップ不可」は、「チップの割れ」も含む。
また、特に実施例1A、2Aおよび4Aは、エキスパンド時の裂けが無く、エキスパンド性に優れることが示された。
また、実施例1A〜4Aは、半導体素子間の拡張性および半導体素子のピックアップ性にも優れていた。
2 粘着層
10 半導体ウエハ加工用粘着テープ
Claims (7)
- 半導体ウエハ加工用粘着テープに用いるフィルム基材であって、
該フィルム基材は、主としてプロピレン系共重合体を含む樹脂組成物で構成され、
該フィルム基材の引張弾性率が50〜250MPaであることを特徴とするフィルム基材。 - 前記樹脂組成物は、さらに熱可塑性エラストマーを含むものである請求項1に記載のフィルム基材。
- 前記プロピレン系共重合体の含有量は、前記樹脂組成物全体の50〜75重量%である請求項1または2に記載のフィルム基材。
- 前記プロピレン系共重合体の引張弾性率が600MPa以下である請求項1ないし3のいずれかに記載のフィルム基材。
- 前記熱可塑性エラストマーを100%伸張した後の復元率が98%以上である請求項2ないし4のいずれかに記載のフィルム基材。
- 前記フィルム基材のMD方向の100%モジュラスをA[g/mm2]とし、TD方向の100%モジュラスをB[g/mm2]としたとき、その比(A/B)が1.2以下である請求項1ないし5のいずれかに記載のフィルム基材。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載のフィルム基材と、該フィルム基材の一方の面側に設けられた粘着層とで構成されていることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着テープ。
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