JP2007324456A - ダイシング用粘着シート、及びそれを用いた被切断体の加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ダイシングによる糸状屑の発生を抑制し、かつ、エキスパンド性の良好なダイシング用粘着シートを提供する。
【解決手段】 基材11の少なくとも片面に粘着剤層12を有するダイシング用粘着シート10に於いて、前記基材11はランダム共重合体ブロックを有する重合体を含み構成されており、前記ランダム共重合体ブロックは、下記構造式(A)を主たる構成単位として含むブロック(I)と、下記構造式(B)を主たる構成単位として含むブロック(II)とを有することを特徴とする。
Figure 2007324456

【選択図】 図1

Description

本発明は、ダイシング用粘着シートに関する。更には当該ダイシング用粘着シートを用いてダイシングを行う方法、当該ダイシングにより得られる被切断体小片に関する。本発明のダイシング用粘着シートは、半導体ウエハ等の被切断体を切断分離(ダイシング)する際及び切断分離された被切断体小片等を拡張(エキスパンド)して剥離(ピックアップ)する際、当該半導体ウエハ等の被切断体を固定する為に用いる半導体ウエハダイシング用粘着シートとして特に有用である。例えば、本発明のダイシング用粘着シートは、シリコン半導体ダイシング、化合物半導体ダイシング用粘着シート、半導体パッケージダイシング用粘着シート、ガラスダイシング用粘着シート等として使用できる。
従来、シリコン、ガリウム、砒素等を材料とする半導体ウエハは、大径の状態で製造された後、素子小片に切断分離(ダイシング)され、更にマウント工程に移される。この際、半導体ウエハは粘着シートに貼付され保持された状態でダイシング工程、洗浄工程、エキスパンド工程、ピックアップ工程、マウント工程の各工程が施される。前記粘着シートとしては、プラスチックフィルムからなる基材上にアクリル系粘着剤が1〜200μm程度塗布されてなるものが一般的に用いられている。
前記ダイシング工程は、通常、回転しながら移動する丸刃(ダイシングブレード)を用いて行なわれる。その際、丸刃の切り込みは、半導体パッケージを保持するダイシング用粘着シートの基材内部に到達する様に行われる。このとき粘着シートの基材内部まで切込みが行なわれると、基材であるプラスチックフィルム自身が糸状となった切断屑が発生する。この糸状屑が半導体チップ側面等に付着していると、糸状屑が付着した状態で半導体チップが実装されてしまう。その結果、糸状屑が電子回路の品質を著しく低下させる原因になるという問題があった。
この様な問題を解決する手段として、例えば下記特許文献1には、基材としてエチレン−メタクリレート共重合体を用いたウエハ粘着用シートが提案されている。しかし、このウエハ粘着用シートでは糸状屑の発生は多少抑制されるものの、更に高信頼性の半導体装置を得る為に行われるダイシングエ程には、耐え得るレベルを満たすものではない。
また、下記特許文献2では、基材フィルムとして電子線又はγ線が1〜80Mrad照射されたポリオレフィン系フィルムを用いたウエハ貼着用粘着シートが開示されている。しかし、このウエハ貼着用粘着シートでは、放射線による基材フィルムのダメージが大きく、外観的に良好なフィルムが得られ難い。その上、基材フィルムの製造に於いて多大なコストを要する。
また、下記特許文献3では、基材フィルムとして、プロピレン並びにエチレン及び/又は炭素数4〜8のα−オレフィンを重合成分として含有するオレフィン系熱可塑性エラストマーであって、融点ピーク温度が120℃以上170℃以下であるオレフィン系熱可塑性エラストマーと、エチレンを重合成分の主成分とするエチレン系重合体を含有するものを用いたダイシング用粘着シートが開示されている。しかし、このダイシング用粘着シートに於いては、基材フィルム中に含まれるプロピレンの割合が増加することでヒゲの発生を低減できる一方、エキスパンド性が低下するという、トレードオフの関係を有している。即ち、前記構成であると、糸状屑の発生を抑えることは出来るが、エキスパンド性はある程度犠牲にする必要がある。
また、エキスパンド性を解決する手段として、例えば下記特許文献4には、ゴム弾性を有する熱可塑性樹脂と、エチレン系樹脂層とが接着層を介して、又は直接積層されているダイシング用多層フィルムが開示されている。更に、ゴム弾性を有する熱可塑性樹脂として、ポリブテン−1、ポリウレタン、ポリエステル系エラストマー、結晶化度5%〜50%、平均分子量8万以上の 1,2−ポリブタジエン又はスチレン−ブタジエン−スチレン又はスチレン−イソプレン−スチレン系ブロックコーポリマーを水添した飽和熱可塑性エラストマーである旨が記載されている。しかし、このダイシング用多層フィルムでは、エキスパンド性を良好にするものの、ダイシングの際の糸状屑の発生が多く、高信頼性を確保した半導体チップを製造するのは困難である。
特開平5−156214号公報 特開平5−211234号公報 特開2003−257893号公報 特開平2−215528号公報
本発明は前記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであり、ダイシングによる糸状屑の発生を抑制し、かつ、エキスパンド性の良好なダイシング用粘着シートを提供することを目的とする。また、当該ダイシング用粘着シートを用いた被切断体の加工方法を提供することを目的とする。更に、当該ダイシング方法により得られる被切断体小片を提供することを目的とする。
本発明者等は、基材フィルムの構成材料に特定の重合規則性を有する重合体を用いることで、前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明に係るダイシング用粘着シートは、前記の課題を解決する為に、基材の少なくとも片面に粘着剤層を有するダイシング用粘着シートに於いて、前記基材はランダム共重合体ブロックを有する重合体を含み構成されており、前記ランダム共重合体ブロックは、下記構造式(A)を主たる構成単位として含むブロック(I)と、下記構造式(B)を主たる構成単位として含むブロック(II)とを有することを特徴とする。
Figure 2007324456
前記構成であると、基材がブロック(I)とブロック(II)とを有するランダム共重合体ブロックを含み構成されるので、該基材の結晶化の度合を制御することが可能になる。その結果、結晶化度が過度に低下しない様にすることで糸状屑の発生を抑制する一方、結晶化度が過度に増大しない様にすることで伸長の低下を防止することができる。即ち、前記構成であると、糸状屑の発生の抑制と、エキスパンド性の向上とのバランスに優れたダイシング用粘着シートを提供することができる。
前記ブロック(I)又はブロック(II)の含有量は、それぞれ前記重合体の重量に対し30〜70重量%の範囲内であることが好ましい。
ブロック(I)の含有量が70重量%を超えたり、又はブロック(II)の含有量が30重量%未満であると、基材の結晶化度の過度な増大により伸長性が低下し、エキスパンド性が低下する場合があるので好ましくない。また、ブロック(I)の含有量が30重量%未満であったり、又はブロック(II)の含有量が70重量%を超えると、基材の結晶化度の過度な低減により糸状屑が発生する場合があるので好ましくない。
前記ブロック(I)は、前記構造式(A)で表される構成単位と、前記構造式(B)で表される構成単位とのランダム共重合体ブロックであり、前記構造式(A)で表される構成単位の含有量が65〜95重量%の範囲内であり、かつ、前記構造式(B)で表される構成単位の含有量が5〜35重量%の範囲内であることが好ましい。
また、前記ブロック(II)は、前記構造式(A)で表される構成単位と、前記構造式(B)で表される構成単位とのランダム共重合体ブロックであり、前記構造式(A)で表される構成単位の含有量が5〜35重量%の範囲内であり、かつ、前記構造式(B)で表される構成単位の含有量が65〜95重量%の範囲内であることが好ましい。
前記基材の結晶化度が10〜50重量%であることが好ましい。尚、結晶化度は、X線回折を用いて測定した値である。
前記基材は単層フィルムからなり、前記重合体を全組成物に対し50重量%以上含有していることが好ましい。
前記基材は多層フィルムからなり、当該多層フィルムの少なくとも1層が、前記重合体を全組成物に対し50重量%以上含有していることが好ましい。
前記粘着剤層は放射線硬化型粘着剤を含み構成されることが好ましい。
粘着剤層に放射線硬化型粘着剤を含ませることにより、粘着剤層の粘着力を放射線照射によって低下させることができる。その結果、被切断体を切断分離して被切断体小片を形成した後に、この被切断体小片をダイシング用粘着シートから剥離する際に、該剥離を容易に行なうことが出来る。
前記基材は、前記ブロック(I)の主原料モノマーとしての1,3−ブタジエンと、前記ブロック(II)の主原料モノマーとしての1,2−ブタジエンとを重合させた後に水添して得られたものであることが好ましい。
前記構成の基材であると、前記構造式(A)を主たる構成単位とするブロック(I)では、水添によって構造式(A)の構造をもつポリブタジエンが、ポリエチレンと類似の構造となる。しかも、前記構造式(B)の存在比が小さいので規則性を乱すことも少なくなり、ブロック(I)内での結晶化を起こり易くする。
その一方、前記構造式(B)を主たる構成単位とするブロック(II)では、水添によって構造式(B)の構造をもつポリブタジエンが、ポリブテンと類似の構造となる。しかも構造式(A)の存在比が小さいので、規則性を乱すことも少なくなり、ブロック(II)内での結晶化を起こり易くする。この為、通常の1,2−ブタジエンと1,3−ブタジエンとからなる共重合体の水流物とは異なり、高い結晶性を有するランダム共重合体ブロックを含んだ基材とすることができる。
また、本発明に係る被切断体の加工方法は、前記ダイシング用粘着シートが貼り合わされた被切断体をダイシングすることにより被切断体小片を形成する被切断体の加工方法であって、前記ダイシング用粘着シートとして、基材の少なくとも片面に粘着剤層を有しており、前記基材が、ランダム共重合体ブロックを有する重合体を含み構成され、前記ランダム共重合体ブロックは、下記構造式(A)を主たる構成単位として含むブロック(I)と、下記構造式(B)を主たる構成単位として含むブロック(II)とを有するものを使用することを特徴とする。
Figure 2007324456
前記方法によれば、基材からの糸状屑の発生を抑制することが可能なダイシング用粘着シートを用いて被切断体のダイシングを行うので、ダイシング後の被切断体小片に糸状屑が付着するのを低減することができる。これにより、該被切断体小片の品質が著しく低下するのを抑制し、歩留まりの向上が図れる。
更に、前記方法は、前記ダイシングを行った後、前記ダイシング用粘着シートをエキスパンドして、切断後の被切断体小片を該ダイシング用粘着シートからピックアップすることができる。
本方法に使用するダイシング用粘着シートは、糸状屑の発生の抑制と共にエキスパンド性も良好であるので、ダイシング用粘着シートのエキスパンドの際に隣り合う被切断体小片同士の間隔に十分に確保できることが、ピックアップの際に被切断体小片同士が傷付け合うのを防止でき、歩留まりの向上が一層図れる。
前記被切断体として半導体素子を用いることができる。
また、本発明に係る被切断体小片は、前記の課題を解決する為に、前記に記載の被切断体の加工方法により得られたものであることを特徴とする。
本発明は、前記に説明した手段により、以下に述べるような効果を奏する。
即ち、本発明のダイシング用粘着シートによれば、基材として前記構造式(A)が主たる構成単位としてランダムに含まれるブロック(I)と、前記構造式(B)が主たる構成単位としてランダムに含まれるブロック(II)とのランダム共重合体ブロックを含み構成されるものを用いるので、基材の結晶化の度合を制御することが可能になる。その結果、糸状屑の発生の抑制と、エキスパンド性とのバランスに優れたダイシング用粘着シートを提供することができる。
また、本発明の被切断体の加工方法によれば、前記ダイシング用粘着シートを用いて被切断体の加工を行うので、被切断体のダイシングの際には糸状屑の発生を抑制すると共に、エキスパンドの際には良好なエキスパンド性を示す。その結果、糸状屑の付着が抑制された被切断体小片が得られ、歩留まりの向上及び製造コストの低減が図れる。
以下、本発明の実施の一形態に係るダイシング用粘着シートを、図1を参照しながら詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係るダイシング用粘着シート(以下、粘着シートと言う)の概略を示す断面模式図である。同図に示すように、粘着シート10は、基材フィルム(基材)11の一方の面に、粘着剤層12及びセパレータ13が順次積層された構成を有する。
粘着シート10は、シート状、ロール状等、用途に応じて適宜な形状をとり得る。例えば半導体ウエハのダイシング用途の場合、予め所定の形状に切断加工されたものを好適に用いることができる。本実施の形態に於いては、基材フィルム11の片面にのみ粘着剤層12を設けた態様を例にして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、基材フィルム11の両面に粘着剤層12を設けた態様であってもよい。
基材フィルム11は、粘着シート10の強度母体となるものである。基材フィルム11は、ランダム共重合体ブロックを有する重合体を含み構成される。ランダム共重合体ブロックは、ブロック(I)及びブロック(II)を有する。更に、ブロック(I)は、下記構造式(A)を主たる構成単位として含む。ブロック(II)は、下記構造式(B)を主たる構成単位として含む。
Figure 2007324456
基材フィルム11が単層フィルムからなる場合、前記ランダム共重合体ブロックを有する重合体を50重量%以上含有していることが好ましい。その一方、基材フィルム11が多層フィルムからなる場合、該多層フィルムの少なくとも1層が、前記重合体を50重量%以上含有していることが好ましい。
前記構造式(A)を主たる構成単位とするブロック(I)は、例えば1,3−ブタジエンを主たる構成モノマーとして形成される。前記構造式(B)を主たる構成単位とするブロック(II)は、例えば1,2−ブタジエンを主たる構成モノマーとして形成される。
前記ブロック(I)又はブロック(II)の含有量は、ランダム共重合体に対してそれぞれ30〜70重量%の範囲内であることが好ましい。ブロック(I)の含有量が70重量%を超えたり、又はブロック(II)の含有量が30重量%未満であると、基材の結晶化度の過度な増大により伸長性が低下し、エキスパンド性が低下する場合があるので好ましくない。また、ブロック(I)の含有量が30重量%未満であったり、又はブロック(II)の含有量が70重量%を超えると、基材の結晶化度の過度な低減により糸状屑が発生する場合があるので好ましくない。
前記ブロック(I)には、前記構造式(B)で表される構成単位が含まれていてもよい。この場合、前記構造式(A)で表される構成単位の含有量が65〜95重量%の範囲内であり、かつ、前記構造式(B)で表される構成単位の含有量が5〜35重量%の範囲内であることが好ましい。
前記ブロック(II)には、前記構造式(A)で表される構成単位が含まれていてもよい。この場合、前記構造式(A)で表される構成単位の含有量が5〜35重量%の範囲内であり、かつ、前記構造式(B)で表される構成単位の含有量が65〜95重量%の範囲内であることが好ましい。
前記重合体は、その構造から立体規則性が高く、ランダム共重合体ブロック内での結晶化が起こり易い。従って、前記重合体は比較的高い結晶性を有している。前記基材フィルム11の結晶化度は10〜50重量%であることが好ましい。結晶化度が10重量%未満であると、糸状屑が発生する場合があり好ましくない。また、結晶化度が50重量%を超えると、エキスパンド性が低下し、エキスパンドの際に基材フィルム11が破断する場合があり好ましくない。
基材フィルム11の表面は、隣接する層との密着性、保持性等を高める為、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理、下塗剤(例えば、後述する粘着物質)によるコーティング処理を施すことができる。
基材フィルム11には、帯電防止能を付与する為、前記の基材フィルム11上に金属、合金、これらの酸化物等からなる厚さが30〜500Å程度の導電性物質の蒸着層を設けることができる。基材フィルム11は単層あるいは2種以上の複層でもよい。尚、後述の粘着剤層12が放射線硬化型の場合にはX線、紫外線、電子線等の放射線を少なくとも一部透過するものを用いる。
基材フィルム11の厚さは、特に制限されず適宜に決定できるが、一般的には10〜300μm、好ましくは25〜200μm、より好ましくは30〜200μm程度である。
基材フィルム11には、鉱油等の軟化剤、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、マイカ、クレー等の充填材、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、滑剤、分散剤、中和剤等の各種添加剤が必要に応じて配合されていてもよい。また、基材フィルム11は、必要に応じて一軸又は二軸の延伸処理が施されていてもよい。更に、基材フィルム11は必要に応じてマット処理、コロナ放電処理、プライマー処理等の慣用の物理的又は化学的処理を施すことができる。
基材フィルム11は、例えば次の通りにして製造され得る。即ち、先ず1,3−ブタジエン65〜95重量%と、1,2−ブタジエン5〜35重量%との存在下で、構造式(A)を主たる構成単位とするランダム共重合体を製造する。次に、1,2−ブタジエン65〜95重量%と、1,3−ブタジエン5〜35重量%との存在下で、構造式(B)を主たる構成単位とするランダム共重合体を製造する。その後、所定条件下で水添を行い、残存する二重結合を除去して、基材フィルム11の形成材料を作製する。尚、基材フィルム11の形成材料の調製方法は前記に限定されるものではない。
基材フィルム11の製膜は、前記の形成材料を用いて、従来公知の製膜方法によりを行うことができる。製膜方法として、例えば、カレンダー製膜、キャスティング製膜、インフレーション押出し、Tダイ押出し等が例示できる。
粘着剤層12を構成する粘着剤としては、一般的に使用されている感圧性の粘着剤を使用できる。具体的には、例えばゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ポリ酢酸ビニル系粘着剤等の各種粘着剤が用いられる。前記粘着剤としては、被切断体としての半導体ウエハや半導体パッケージに対する接着性、剥離後の半導体ウエハ等の超純水やアルコール等の有機溶剤による洗浄性等の点から、(メタ)アクリル系ポリマーをベースポリマーとする(メタ)アクリル系粘着剤が好ましい。(メタ)アクリル系ポリマーとしては、通常、(メタ)アクリル酸アルキルの重台体又は共重合性モノマーとの共重合体が用いられる。(メタ)アクリル系ポリマーの主モノマーとしては、そのホモポリマーのガラス転移温度が20℃以下の(メタ)アクリル酸アルキルが好ましい。尚、(メタ)アクリル酸アルキルとはアクリル酸アルキル及び/又はメタクリル酸アルキルをいい、本発明の(メタ)とは全て同様の意味である。
前記(メタ)アクリル系ポリマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、s−ブチルエステル、t−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、2−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、イソノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等の炭素数1〜30のアルキル基、特に炭素数4〜18の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等)、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル(例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等)、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル(例えば、ヒドロキシエチルエステル、ヒドロキシブチルエステル、ヒドロキシヘキシルエステル等)、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、(メタ)アクリル酸アミド、(メタ)アクリル酸N−ヒドロキシメチルアミド、(メタ)アクリル酸アルキルアミノアルキルエステル(例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート等)、酢酸ビニル、スチレンの1種又は2種以上を単量体成分として用いた(メタ)アクリル系ポリマー等が挙げられる。
前記(メタ)アクリル系ポリマーは凝集力、接着性等の改質を目的として、必要に応じ、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。この様なモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物モノマー;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基含有モノマー;スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等のスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等のリン酸基含有モノマー;アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これら共重合可能なモノマー成分は、1種又は2種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の30重量%以下が好ましく、更に好ましくは15重量%以下である。
更に、前記(メタ)アクリル系ポリマーは、これを架橋させるため、多官能性モノマー等も必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。ベースポリマーを架橋させることにより、粘着剤層の自己保持性が向上するので粘着シートの大きな変形を防止でき、粘着シート10の平板状態を維持しやすくなる。
多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(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、ペンタエリスリトールトリ(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、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの多官能性モノマーも1種又は2種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の30重量%以下が好ましい。
前記(メタ)アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は二種以上のモノマー混合物を重合することにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合、光重合等の何れの方式で行うこともできる。特に、紫外線や電子線等の放射線を照射して重合する場合には、ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーにモノマー成分と光重合開始剤とを配合して得られる液状組成物をキャストして光重合させることにより(メタ)アクリル系ポリマーを合成することが好ましい。
前記ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーは、数平均分子量が500〜10万程度、好ましくは1000〜3万のものであり、かつエステル・ジオールを主骨格とする2官能化合物である。また、モノマー成分としては、モルホリン(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、メトキシ化シクロデカトリエン(メタ)アクリレート等が挙げられる。ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーとモノマー成分との混合比は、オリゴマー:モノマー成分=95〜5:5〜95(重量%)であることが好ましく、更に好ましくは50〜70:50〜30(重量%)である。ウレタン(メタ)アクリレート系オリゴマーの含有量が多いと液状組成物の粘度が高くなって重合が困難となる傾向にある。
粘着剤層12は被切断体等の汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、(メタ)アクリル系ポリマーの数平均分子量は、20万〜300万程度が好ましく、更に好ましくは25万〜150万程度である。
また、前記粘着剤には、ベースポリマーである(メタ)アクリル系ポリマー等の数平均分子量を高めるため、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミンカルボキシル基含有ポリマー等のいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法が挙げられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、更には、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、前記ベースポリマー100重量部に対して、1〜5重量部程度配合するのが好ましい。更に、粘着剤には、必要により前記成分の他に従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤等の添加剤を用いてもよい。
また、前記粘着剤としては、放射線硬化型粘着剤を使用できる。放射線硬化型粘着剤は炭素−炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。放射線硬化型粘着剤としては、紫外線照射によって粘着力が低下する紫外線硬化型粘着剤が望ましい。かかる粘着剤層12によれば、バックグラインド(研削)工程後又はダイシング工程後に紫外線照射によって、粘着シート10の剥離を容易に行うことができる。
紫外線硬化型粘着剤としては、例えば、前記(メタ)アクリル酸エステルの単独重合又は共重合性コモノマーとの共重合体(アクリル系ポリマー)と紫外線硬化成分(前記アクリルポリマーの側鎖に炭素−炭素二重結合を付加させたものでもよい)と、光重合開始剤と、必要に応じて、架橋剤、粘着付与剤、充填剤、老化防止剤、着色剤等の慣用の添加剤とにより構成できる。
前記紫外線硬化性の成分としては、分子中に炭素−炭素二重結合を有し、ラジカル重合により硬化可能なモノマー、オリゴマー、又はポリマーであればよい。具体的には、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ(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、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−へキサンジオールジ(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(メタ)アクリル酸と多価アルコールとのエステル;エステルアクリレートオリゴマー;2−プロペニルジ−3−ブテニルシアヌレート、2−ヒドロキシエチルビス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2−メタクリロキシエチル)イソシアヌレート等のイソシアヌレート又はイソシアヌレート化合物等が挙げられる。尚、アクリル系ポリマーとして、ポリマー側鎖に炭素−炭素二重結合を有する紫外線硬化型ポリマーを使用する場合に於いては、特に前記紫外線硬化成分を加える必要はない。紫外線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、粘着剤を構成する(メタ)アクリル系ポリマー等のベースポリマー100重量部に対して、例えば20〜200重量部、好ましくは50〜150重量部程度である。
また、放射線硬化性の粘着剤としては、前記説明した添加型の放射線硬化型粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖又は主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の放射線硬化型粘着剤が挙げられる。内在型の放射線硬化型粘着剤は、低分子成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、或いは多くを含まない為、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤中を移動することがない。これにより、安定した層構造の粘着剤層12を形成することができる。
前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。この様なベースポリマーとしては、(メタ)アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。(メタ)アクリル系ポリマーの基本骨格としては、前記例示した(メタ)アクリル系ポリマーが挙げられる。
前記(メタ)アクリル系ポリマーに於けるポリマー側鎖に炭素−炭素二重結合を導入すると、分子設計が容易となる。炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できる。例えば、予め(メタ)アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基及び炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の放射線硬化性を維持したまま縮合又は付加反応させる方法が挙げられる。
これらの官能基の組合せ例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基等が挙げられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さの観点から、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、前記炭素−炭素二重結合を有する(メタ)アクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基は(メタ)アクリル系ポリマーと前記化合物のいずれの側にあってもよいが、前記の好ましい組み合わせでは、(メタ)アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、前記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系ポリマーとしては、前記例示のヒドロキシ基含有モノマーや、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、又はジエチレングルコールモノビニルエーテル等のエーテル系化合物を共重合したものが挙げられる。
前記内在型の放射線硬化型粘着剤としては、前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー(特に(メタ)アクリル系ポリマー)を単独で使用することができる。また、特性を悪化させない程度に前記放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。放射線硬化性のオリゴマー成分等の配合量は、通常ベースポリマー100重量部に対して30重量部以下であり、好ましくは10重量部以下である。
前記重合開始剤としては、その重合反応の引き金となり得る適当な波長の紫外線を照射することにより開裂しラジカルを生成する物質であれば良い。具体的には、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ペンゾインイソブチルエーテル等のペンゾインアルキルエーテル類;ベンジル、ベンゾイン、ベンゾフェノン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等の芳香族ケトン類;ベンジルジメチルケタール等の芳香族ケタール類;ポリビニルベンゾフェノン;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等のチオキサントン類等が挙げられる。重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成する(メタ)アクリル系ポリマー等のベースポリマー100重量部に対して、0.1〜20重量部程度であり、好ましくは1〜10重量部である。
一方、前記加熱剥離型粘着剤としては、前記一般的な感圧性粘着剤に熱膨張性微粒子が配合された熱発泡型粘着剤が挙げられる。物品の接着目的を達成したのち熱膨張性微粒子を含有する感圧接着剤を加熱することで粘着剤層12が発泡もしくは膨張して粘着剤層12表面が凹凸に変化し、被着体との接着面積の減少により接着力低減し、物品を容易に分離できるようにしたものであり、電子物品やその材料等の加工時に於ける固定や、搬送等の物流等、多種多様な目的で用いられている。
熱膨張性微粒子については特に限定はなく、剥離開始温度が低いものと剥離開始温度が高いものの異なる剥離開始温度を持つ組み合わせになるように種々の無機系や有機系の熱膨張性微小球を選択使用することができる。この2種類の熱膨張性微小球の剥離開始温度差は、熱膨張性微小球の感温特性等の処理精度に応じて適宜に決定されるが、一般には20〜70℃、好ましくは30〜50℃の温度差とされる。
熱発泡型粘着剤は、熱による熱膨張性微粒子の発泡により接着面積が減少して剥離が容易になるものであり、熱膨張性微粒子の平均粒子径は1〜25μm程度のものが好ましい。より好ましくは5〜15μmであり、特に10μm程度のものが好ましい。
熱膨張性微粒子としては、加熱下に膨張する素材を特に制限なく使用できるが、熱膨張性物質をマイクロカプセル化してなる膨張性微粒子は、混合操作が容易である等の点から好ましく用いられる。例えば、イソブタン、プロパン、ペンタン等の加熱により容易にガス化して膨張する物質を、弾性を有する殻内に内包させた微小球であればよい。前記穀は、通常、熱可塑性物質、熱溶融性物質、熱膨張により破裂する物質等で形成される。前記殻を形成する物質としては、例えば、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルホン等が挙げられる。熱膨張性マイクロカプセルは、前記粘着剤との分散混合性に優れている等の利点も有する。熱膨張性マイクロカプセルの市販品としては、例えばマイクロスフェアー(商品名:松本油脂社製)等が挙げられる。尚、必要に応じて熱膨張助剤を添加してもよい。
前記粘着剤に対する熱膨張性微粒子(熱膨張性マイクロカプセル)の配合量は、前記粘着剤層12の種類に応じて、その粘着力を低下できる量を適宜に決定することができる。一般には、熱膨張性微粒子を含む粘着剤層12の厚みを加熱膨張直後の厚みの60%以上、好ましくは70%以上、更に好ましくは80%以上を維持できる配合量が好ましい。またベースポリマー100重量部に対して、1〜100重量部程度、好ましくは5〜40重量部、より好ましくは10〜20重量部である。
粘着剤層12の厚みは、接着固定性と剥離性を両立する観点から、1μm〜200μmが好ましく、3μm〜50μm程度がより好ましい。また、粘着剤層12の接着力は、支持ウエハから最終的に容易に剥離できる範囲内のものであれば良く、特に限定はされない。例えば、半導体ウエハに対する180度ピール接着力の値が、1から30N/10mmの範囲内であることが好ましく、5から20N/10mmの範囲内であることがより好ましい。
粘着剤層12の基材フィルム11上への形成は、例えば粘着剤を含む組成物を塗布し、乾燥させて(必要に応じて加熱架橋させて)行う。塗布方式としては、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。また、塗布は直接基材上に行ってもよいし、表面に剥離処理を行った剥離紙等に塗布後、基材に転写してもよい。続いて、粘着剤層12の表面に、後述のセパレータ13を貼り合せて、本実施の形態に係る粘着シート10を得ることができる。
尚、粘着剤層12が紫外線等の放射線硬化型粘着剤からなる場合には、ダイシングの前又は後に粘着剤層12に放射線を照射する為、基材フィルム11は十分な放射線透過性を有している必要がある。
前記セパレータ13は、ラベル加工のため、又は粘着剤層12の表面を平滑にする目的の為に必要に応じて設けられる。セパレータ13の構成材料としては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルム等が挙げられる。セパレータ13の表面には粘着剤層12からの剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理等の剥離処理が施されていてもよい。また、必要に応じて、粘着シート10が環境紫外線によって反応してしまわぬように、紫外線防止処理が施されていてもよい。セパレータ13の厚みは、通常10〜200μm、好ましくは25〜100μm程度である。
次に、本実施の形態に係る粘着シート10を用いた被切断体の加工方法について説明する。以下の説明では、被切断体として半導体ウエハを用いた場合を例にする。
本発明の粘着シート10は、半導体部品等の半導体ウエハに貼り合わせた後(マウント工程)、主にダイシング工程及びピックアップ工程に於いて使用される。マウント工程は、半導体ウエハと粘着シート10とを、粘着剤層12側が貼り合わせ面となる様に重ね合わせ、圧着ロール等の押圧手段により、押圧しながら行う。また、加圧可能な容器(例えばオートクレーブ等)中で、半導体ウエハと粘着シート10を前記のように重ね、容器内を加圧することにより貼り付けることもできる。この際、押圧手段により押圧しながら貼り付けてもよい。また、真空チャンバー内で、前記と同様に貼り付けることもできる。貼り付けの際の貼り付け温度は何ら限定されないが、20〜80℃であることが好ましい。
ダイシング工程は、半導体ウエハを個片化して半導体チップ(被切断体小片)を製造する為に行う。ダイシングは、例えば半導体ウエハの回路面側から常法に従い行われる。ダイシング工程では、ブレードを高速回転させ、半導体ウエハを所定のサイズに切断して行われる。また、本工程では、例えば粘着シート10まで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウエハは、粘着シート10により接着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウエハの破損も抑制できる。
次に、粘着シート10のエキスパンドを行う。エキスパンドは、必要に応じて粘着シート10に放射線を照射した後、従来公知のエキスパンド装置を用いて行う。エキスパンド装置は、ダイシングリングを介して粘着シート10を下方に押し下げることが可能なドーナツ状の外リングと、該外リングよりも径が小さく粘着シート10を支持する内リングとを有している。本実施の形態に於いては、エキスパンド性に優れた粘着シート10を使用するので、基材フィルム11が破断することなく隣り合う半導体チップ間の隙間を十分に広げることができる。その結果、後述のピックアップの際に、半導体チップ同士が接触して破損するのを防止することができる。
半導体チップのピックアップは、粘着シート10に接着固定された半導体チップを剥離する為に行う。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップを粘着シート10側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップをピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。
ここで、放射線硬化型粘着剤層又は熱剥離型粘着剤層を有する粘着シート10を用いる場合には、粘着剤層12を放射線照射又は加熱処理してもよい。これにより粘着性を低下させ、ピックアップの容易化を図る。放射線硬化型の粘着剤層の場合、放射線照射の際の照射強度、照射時間等の条件は特に限定されず、適宜必要に応じて設定すればよい。また、熱剥離型の粘着剤層の場合、これを加熱すると、熱発泡性又は熱膨張性成分により粘着剤層が膨張して、半導体チップとの接着面積を著しく減少させることができる。これにより、半導体チップに対する粘着シート10の粘着力が低下し、半導体チップから粘着シート10の剥離が容易になる。その結果、半導体チップを損傷させることなくピックアップが可能となる。加熱処理を行う場合に於ける加熱温度、加熱時間等の加熱条件は特に限定されず、適宜必要に応じて設定すればよい。
以上の説明に於いては、被切断体として半導体ウエハを用いた場合を例にして本発明に係る粘着シートを説明した。しかし、本発明に係るダイシング用粘着シートはこれに限定されず、半導体パッケージ、ガラス、セラミックス等のダイシング用としても適用可能である。
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例に過ぎない。
(実施例1)
基材として、JSR(株)製の「商品名:RBフィルム(厚さ100μm)」を使用した。前記基材は、水添ポリブタジエンフィルムであり、前記構造式(A)を主たる構成成分とするブロック(I)と、前記構造式(B)を主たる構成成分とするブロック(II)の、フィルムポリマー全体としての構成比が重量比で 50:50 である。ブロック(I)内に於ける前記構造式(A)と前記構造式(B)の含有比率は、重量比で(A):(B)=80:20であり、ブロック(II)内に於ける前記構造式(A)と前記構造式(B)の含有比率は、重量比で(A):(B)=20:80である。X線回折により測定した基材の結晶化度は、30%であった。
アクリル酸ブチル90重量部及びアクリル酸10重量部をトルエン中で違法により共重合させて得られた重量平均分子量50万のアクリル系共重合体を含有する溶液に、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(商品名「カヤラッドDPHA」、日本化薬(株)製)80重量部、光重合開始剤(商品名「イルガキュア184」、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製)5重量部、ポリイソシアネート化合物(商品名「コロネートト」、日本ポリウレタン(株)製)5重量部を加えて、アクリル系紫外線硬化型粘着剤溶液を調整した。
前記で調製した粘着剤溶液を、基材のコロナ処理が施された面に塗布し、80℃で10分間加熱架橋して、厚さ10μmの紫外線硬化型粘着剤層を形成した。次いで、当該粘着剤層面にセパレータを貼り合せて紫外線硬化型ダイシング用粘着シートを作製した。
(比較例1)
本比較例に於いては、基材として、エチレン−メタクリル酸共重合物(MFR=2.0)をTダイ押出し法により厚さ100μmとなるように製膜した基材フィルムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして紫外線硬化型ダイシング用粘着シートを作製した。
(比較例2)
本比較例に於いては、基材として三菱化学(株)製のオレフィン系熱可塑性エラストマー「商品名:ゼラス5053」(MFR=6.8)をTダイ押出し法により厚さ100μmとなるように製膜した基材フィルムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして紫外線硬化型ダイシング用粘着シートを作製した。
(評価試験)
実施例及び比較例で得られたそれぞれのダイシング用粘着シートを下記の方法により評価した。
(1)ダイシング性評価
ダイシング用粘着シートに、厚さ350μmの6インチ半導体ウエハをマウントし、以下の条件でダイシングした。
<ダイシング条件>
ダイサー:DISCO社製 DFD−651
ブレード:DISCO社製 NBC−ZH2050 27HEDD
ブレード回転数:45,000rpm
ダイシング速度:100mm/秒
ダイシング深さ:基材フィルムに対して30μm
ダイシングサイズ:2.5mm×2.5mm
カットモード:ダウンカット
ダイシング後、半導体ウエハの切断により得られた各半導体チップ表面に於ける糸状屑の発生状態を、光学顕微鏡(200倍)で観察した。この観察で糸状屑の大きさ毎にその個数をカウントした。結果を下記表1に示す。
(2)エキスパンド評価
ダイシング後、ダイシング用粘着シートに対し、UV照射機によりUV照射をした。その後、ダイボンダーにより、以下の条件でエキスパンドを行なった。
<エキスパンド条件>
ダイボンダー:NECマシナリー社製 GPS−100
内リング形状:Eベアリングタイプ
引落し量:7mm、12mm
エキスパンドにより、ダイシング用粘着シートの破断が発生していないか、目視により観察した。結果を下記表1に示す。
(結果)
下記表1から分かるように、実施例1のダイシング用粘着シートでは糸状屑が発生しないことが確認された。また、エキスパンドの際にダイシング用粘着シートが破断しないことも確認された。即ち、実施例1に係るダイシング用粘着シートは糸状屑の発生を抑制できると共に、エキスパンド性にも優れていることが分かった。これに対し、比較例1のダイシング用粘着シートでは、引き落とし量が7mmの場合には破断しなかったが、引き落とし量12mmの場合では破断した。更に、糸状屑も発生していることが確認された。また、比較例2のダイシング用粘着シートでは糸状屑は発生しなかったが、エキスパンドの際には基材フィルムが破断していることが確認された。
Figure 2007324456
本発明の実施の一形態に係るダイシング用粘着シートの概略を示す断面模式図である。
符号の説明
10 ダイシング用粘着シート
11 基材フィルム(基材)
12 粘着剤層
13 セパレータ

Claims (13)

  1. 基材の少なくとも片面に粘着剤層を有するダイシング用粘着シートに於いて、
    前記基材はランダム共重合体ブロックを有する重合体を含み構成されており、
    前記ランダム共重合体ブロックは、下記構造式(A)を主たる構成単位として含むブロック(I)と、下記構造式(B)を主たる構成単位として含むブロック(II)とを有することを特徴とするダイシング用粘着シート。
    Figure 2007324456
  2. 前記ブロック(I)又はブロック(II)の含有量は、それぞれ前記重合体の重量に対し30〜70重量%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のダイシング用粘着シート。
  3. 前記ブロック(I)は、前記構造式(A)で表される構成単位と、前記構造式(B)で表される構成単位とのランダム共重合体ブロックであり、
    前記構造式(A)で表される構成単位の含有量が65〜95重量%の範囲内であり、かつ、前記構造式(B)で表される構成単位の含有量が5〜35重量%の範囲内であることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイシング用粘着シート。
  4. 前記ブロック(II)は、前記構造式(A)で表される構成単位と、前記構造式(B)で表される構成単位とのランダム共重合体ブロックであり、
    前記構造式(A)で表される構成単位の含有量が5〜35重量%の範囲内であり、かつ、前記構造式(B)で表される構成単位の含有量が65〜95重量%の範囲内であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のダイシング用粘着シート。
  5. 前記基材の結晶化度が10〜50重量%であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のダイシング用粘着シート。
  6. 前記基材は単層フィルムからなり、前記重合体を全組成物に対し50重量%以上含有していることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のダイシング用粘着シート。
  7. 前記基材は多層フィルムからなり、当該多層フィルムの少なくとも1層が、前記重合体を全組成物に対し50重量%以上含有していることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のダイシング用粘着シート。
  8. 前記粘着剤層は放射線硬化型粘着剤を含み構成されることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載のダイシング用粘着シート。
  9. 前記基材は、前記ブロック(I)の主原料モノマーとしての1,3−ブタジエンと、前記ブロック(II)の主原料モノマーとしての1,2−ブタジエンとを重合させた後に水添して得られたものであることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載のダイシング用粘着シート。
  10. ダイシング用粘着シートが貼り合わされた被切断体をダイシングすることにより被切断体小片を形成する被切断体の加工方法であって、
    前記ダイシング用粘着シートとして、基材の少なくとも片面に粘着剤層を有しており、
    前記基材が、ランダム共重合体ブロックを有する重合体を含み構成され、
    前記ランダム共重合体ブロックは、下記構造式(A)を主たる構成単位として含むブロック(I)と、下記構造式(B)を主たる構成単位として含むブロック(II)とを有するものを使用することを特徴とする被切断体の加工方法。
    Figure 2007324456
  11. 前記ダイシングを行った後、前記ダイシング用粘着シートをエキスパンドして、切断後の被切断体小片を該ダイシング用粘着シートからピックアップすることを特徴とする請求項10に記載の被切断体の加工方法。
  12. 前記被切断体として半導体素子を用いることを特徴とする請求項10又は11に記載の被切断体の加工方法。
  13. 請求項10〜12の何れか1項に記載の被切断体の加工方法により得られたものであることを特徴とする被切断体小片。
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