JP2009170886A - ウエハ貼着用貼着シートおよびウエハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで製造可能なウエハ貼着用粘着シートを用い、かつダイシング時に発生するチッピングの発生を低減できるウエハ貼着用粘着シートおよびウエハの加工方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基材フィルム１と、該基材フィルム上に形成された粘着剤層２とからなる粘着シートであって、該粘着シートを幅７ｍｍに加工した試験片を用いて動的粘弾性測定装置で測定した損失係数（２３℃、周波数１〜１００Ｈｚ）が０．１５以上であるウエハ貼着用粘着シート。および、このウエハ貼着用粘着シートにウエハを貼合し、該ウエハのダイシングを行うウエハの加工方法であって、基材フィルムまで切り込みを行わないウエハの加工方法。
【選択図】図１

Description

本発明はウエハ貼着用粘着シートおよびウエハの加工方法に関し、さらに詳しくは、半導体ウエハを小片に切断分離する際に発生するチップの欠けもしくはヒビ（以後、チッピングと記載）を低減することができるウエハ貼着用粘着シートおよびウエハの加工方法に関する。

ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体装置の製造工程においては、シリコン、ガリウムヒ素などの半導体ウエハを小片に切断分離（ダイシング）する工程の後、ピックアップ工程に供される。一般的な半導体ウエハのダイシング工程及びピックアップ工程について図２〜５に示した断面図を参照しながら説明する。

まず、両端がホルダー１１に固定されている、基材フィルム上に粘着剤を塗布した粘着シート１２に、半導体ウエハ１３を貼着し（図２）、ダイシングによりウエハを素子小片（チップ）１４に分割する（図３）。次いで、チップ１４をピックアップするために、実線矢印方向１５にエキスパンダー１６により突き上げ、点線矢印方向１７にエキスパンドしてチップ１４間の間隔を拡張し（図４）、全チップ１４のピックアップもしくは一部チップ１４のピックアップを行う（図５）。なお、図２〜５において、同一の符号は同じものを意味し、一部の図面について、その説明を省略している。

従来、半導体ウエハのダイシング工程からピックアップ工程に至る工程では、基材フィルムに粘着剤を塗布した粘着シートが用いられてきた。このような粘着シートにおいて、エキスパンド性を考慮して、比較的軟質な樹脂からなる基材が用いられており、たとえばポリ塩化ビニルフィルムやポリエチレン系フィルムが用いられることがある。
ダイシング時には、チッピングと呼ばれるチップの欠け・ヒビが生じ、大きさは１００μｍ以上となることは珍しくなく、回路面にチッピングが達すると回路そのものの性能に支障を来たすこともある。また、ピックアップ工程の際にチッピングにより生じたチップの破片が他のチップ表面に付着し、回路そのものを破壊することがある。

チッピングはダイシング時のブレードと呼ばれる回転刃により、切削中のチップが振動してしまい、チップとブレードの接触により生じる。従って、粘着シートの代わりにワックスでウエハを完全に固定し、振動が起こらないようにする方法もある（例えば、特許文献１参照）が、製造工程のように繰り返しダイシングを行う場合はワックスによる固定・除去が手間となってしまい、現実的ではない。また、ワックスが完全に除去できない場合はウエハの汚染として残るため、汚染物質を極度に嫌う電子機器においては、適用が難しい。
特開平７−１６９７１８号公報

本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであり、低コストで製造可能なウエハ貼着用粘着シートを用い、かつダイシング時に発生するチッピングの発生を低減できるウエハ貼着用粘着シートおよびウエハの加工方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、ウエハ貼着用粘着シートに特定の損失係数を有するようにすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明はそのような知見に基づきなされたものである。
すなわち、本発明は、
（１）基材フィルムと、該基材フィルム上に形成された粘着剤層とからなる粘着シートであって、該粘着シートを幅７ｍｍに加工した試験片を用いて、動的粘弾性測定装置によりフィルム状で測定した損失係数（２３℃、周波数１〜１００Ｈｚ）が０．１５以上であることを特徴とするウエハ貼着用粘着シート、
（２）前記基材フィルムを構成する層のうち少なくとも１層が、スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体またはスチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体を含有することを特徴とする（１）に記載のウエハ貼着用粘着シート、
（３）前記基材フィルムを構成する層のうち少なくとも１層が、スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体またはスチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体とポリプロピレンとの混合物からなることを特徴とする（２）記載のウエハ貼着用粘着シート、
（４）前記基材フィルムにおけるスチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体またはスチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体の含有量が１０〜７５質量％であることを特徴とする（２）または（３）記載のウエハ貼着用粘着シート、
（５）前記粘着剤層を形成する粘着剤がアクリル系粘着剤であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載のウエハ貼着用粘着シート、および、
（６）前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のウエハ貼着用粘着シートにウエハを貼合し、該ウエハのダイシングを行うウエハの加工方法であって、前記基材フィルムまで切り込みを行わないことを特徴とするウエハの加工方法、
を提供するものである。
なお、上記「スチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体」は、「スチレン−水添イソプレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体」を意味する。

本発明に係るウエハ貼着用粘着シートおよびウエハの加工方法により、ウエハの加工において、チッピングを大幅に減少することが可能である。

図１は本発明のウエハ貼着用粘着シートの好ましい実施態様を示す概略断面図であり、基材フィルム１と、基材フィルム１上に形成された粘着剤層２とからなる。本発明において、粘着シートは粘着テープ（例えば、ダイシングテープ）を含むものである。本発明のウエハ貼着用粘着シートは、幅７ｍｍに加工した試験片を用いて動的粘弾性測定装置によりフィルム状で測定した損失係数（２３℃、周波数１〜１００Ｈｚ）が０．１５以上である。

本明細書において、損失係数（ｔａｎδ）は、貯蔵剪断弾性率（Ｇ’）と損失剪断弾性率（Ｇ’’）の比（Ｇ’／Ｇ’’）であり、ＪＩＳ Ｇ ０６０２「制振鋼板の振動減衰特性試験方法」記載の中央支持定常加振法（中央加振法）に準拠して、以下のように測定される。動的粘弾性測定装置（レオメトリック社製、ＡＲＥＳ）にて、フィルム測定ツールを用い、シートを幅７ｍｍに加工して試験片とし、支持用治具に固定し、測定温度２３℃、測定周波数１〜１００Ｈｚで、ＪＩＳ Ｇ ０６０２「制振鋼板の振動減衰特性試験方法」記載の減衰法または半値幅法にて損失係数を算出する。試験片の長さは６０ｍｍ以上でもよい。

チッピングは、ダイシング時のブレードと呼ばれる回転刃により引き起こされるものであるが、その原因について本発明者等が鋭意検討したところ、その回転刃により、切削中のチップが振動してしまい、チップとブレードの接触により生じることを見出した。そこで、本発明のウエハ貼着用粘着シートは、制振性を持たせることで、ダイシング時に発生したチップの振動を減衰させ、チッピングを防ぐものである。ウエハ貼着用粘着シートの損失係数は０．１５以上、好ましくは０．２０以上である。損失係数が０．１５未満であるとダイシングブレードによる振動を低減できず、チッピングが大となる。

基材フィルム１としては、スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体（スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体、以下「ＳＥＰＳ」という）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（以下「ＳＩＳ」という）、スチレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体（以下「ＳＥＢＳ」という）若しくはスチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体（以下「ＳＥＥＰＳ」という）の単独又はこれらのいずれかと他の樹脂との混合物から構成されることが好ましい。

基材フィルム１は、耐水性および耐熱性に優れているものが適し、特に合成樹脂フィルムが適する。伸張可能なフィルムを介在させると、エキスパンドを容易に行えるようになる。このような樹脂としては、具体的には、上記のＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＥＰＳ以外には、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン・プロピレン共重合体、プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体加硫物、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エチル共重合体、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリアミド、アイオノマー、ニトリルゴム、ブチルゴム、スチレンイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴムおよびその水添加物または変性物等などが挙げられる。
これらの樹脂からなる伸張可能なフィルムは、２種以上を配合または積層して組み合わせて用いることもできる。基材フィルムが複数層から構成される場合には、少なくとも１層はＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ又はＳＥＥＰＳを含有する層であることが好ましく、前記少なくとも１層が、ＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ又はＳＥＥＰＳとポリプロピレンとの混合物からなることがさらに好ましい。

本発明におけるＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ又はＳＥＥＰＳを配合する量は、制振性の要求レベルに応じて、適宜選定できるが、フィルム強度と制振性のバランスを考慮して適宜決定できるが、例えば、基材フィルムを構成するベースポリマー１００質量部当り、１０〜７５質量部での選定が可能であるが、特に１５〜６０質量部が好ましい。本発明におけるＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ又はＳＥＥＰＳの含有量が少なすぎると、十分な制振性が得られず、チッピング抑制効果が小さい場合がある。また、ＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ又はＳＥＥＰＳの含有量が多すぎると、フィルム自体が軟らかくなりすぎ、ハンドリングが悪化する。

また、基材フィルムを構成する層に、ＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ又はＳＥＥＰＳとともに混合されて用いられる樹脂としては、それに限定されるものではないが、ポリプロピレンが好ましい。基材フィルムを構成するベースポリマーをＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ又はＳＥＥＰＳとスチレンを配合して構成する場合には、スチレンの含有量は、９０〜２５質量部に設定できるが、好ましくは、８５〜４０質量部とするのが望ましい。

基材フィルム１の粘着剤層２と接する面には密着性を向上するために、コロナ処理を施したりプライマー等の他の層を設けてもよい。基材フィルム１の厚さは特に制限されないが、好ましくは３０〜２００μｍ、特に好ましくは５０〜１００μｍである。
また、基材フィルム１が複数の層で構成される場合には、上記ＳＥＰＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ又はＳＥＥＰＳ含有層の厚さは５〜１００μｍであることが好ましい。

粘着剤層２は、従来より公知の種々の粘着剤により形成され得る。このような粘着剤としては、何ら限定されるものではないが、たとえばゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル系等をベースポリマーとした粘着剤が用いられる。

これらのベースポリマーに凝集力を付加するために架橋剤を配合することができる。
該架橋剤としては、ベースポリマーに対応して、例えばイソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、アミン樹脂などが挙げられる。さらに粘着剤には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、各種添加成分を含有させることができる。

また、放射線硬化型や加熱発泡型の粘着剤も用いることができる。放射線硬化型の粘着剤としては、紫外線、電子線等で硬化し、剥離時には剥離しやすくなる粘着剤を使用することができ、加熱発泡型の粘着剤とは、加熱により発泡剤や膨張剤により剥離しやすくなる粘着剤を使用することができる。さらに、粘着剤としてはダイシング・ダインボンディング兼用可能な接着剤であってもよい。放射線硬化型粘着剤としては、たとえば、特公平１−５６１１２号公報、特開平７−１３５１８９号公報等に記載のものが好ましく使用されるがこれらに限定されることはない。本発明においては、紫外線硬化型粘着剤を用いることが好ましい。その場合には、放射線により硬化し三次元網状化する性質を有すればよく、例えば通常のゴム系あるいはアクリル系の感圧性ベース樹脂（ポリマー）に対して、分子中に少なくとも２個の光重合性炭素−炭素二重結合を有する低分子量化合物（以下、光重合性化合物という）および光重合開始剤が配合されてなるものが使用される。

上記のゴム系あるいはアクリル系のベース樹脂は、天然ゴム、各種の合成ゴムなどのゴム系ポリマー、あるいはポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸アルキルエステルとこれと共重合可能な他の不飽和単量体との共重合物などのアクリル系ポリマーが使用される。

また上記の粘着剤中に、イソシアネート系硬化剤を混合することにより、初期の接着力を任意の値に設定することができる。このような硬化剤としては、具体的には多価イソシアネート化合物、たとえば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、ジシクロヘキシルメタン−２，４’−ジイソシアネート、リジンイソシアネートなどが用いられる。

紫外線硬化型粘着剤の場合には、粘着剤中に光重合開始剤を混入することにより、紫外線照射による重合硬化時間ならびに紫外線照射量を少なくなることができる。
このような光重合開始剤としては、具体的には、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。

粘着剤層２の厚さは特に制限されないが、好ましくは４〜３０μｍ、特に好ましくは５〜２５μｍである。

本発明のウエハ貼着用粘着シートにウエハを貼合し、常法により、図２〜５に示すようなウエハのダイシングおよびピックアップを行うことができる。本発明のウエハ貼着用粘着シートを用いたウエハの加工方法においては、基材フィルムまで切り込みを行わないことが、ダイシングブレードの切削抵抗を低減し、ウエハ切削をスムーズにし、チッピングを低減するため、好ましい。切り込みが基材フィルムまで達しないためには、例えば、用いるダイシング装置の切り込み深さの設定を、マニュアルに従い適宜変更すれば良い。

本発明に用いられるベアウエハは、特に限定されるものではなく、従来用いられている任意のベアウエハから適宜選択して用いることができる。

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例で用いた粘着剤、基材構成樹脂は以下のとおりである。
（粘着剤）
アクリル系ベースポリマー（２−エチルヘキシルアクリレート、メチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートからなる共重合体、重量平均分子量２０万、ガラス転移点＝−３５℃）１００質量部にポリイソシアネート化合物（日本ポリウレタン社製、商品名コロネートＬ）３質量部、光重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物としてテトラメチロールメタンテトラアクリレート１０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質量部を添加し、混合して得た。

［実施例１〜３、比較例１］
スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）（クラレ社製、「セプトンＫＦ−２１０４」）とホモプロピレン（ＰＰ）（宇部興産社製、「Ｊ−１０５Ｇ」）を表１で示す配合比で混合し、２軸混練機で、約２００℃でフィルム押し出し成形にて加工し、厚さ１００μｍの基材フィルムを製造した。
得られた基材フィルムの一方の表面に、上記の粘着剤を厚さ１０μｍに塗工して、粘着剤層を形成し、実施例１〜３、比較例１のウエハ貼着用粘着シートを製造した。

［実施例４〜６］
上記スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）に代えて、次の共重合体をそれぞれ表１に示す配合比で混合した以外は、実施例１と同様に行いウエハ貼着用粘着シートを製造した。
スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）
（クラレ社製、「ハイブラー５１２７」）
スチレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）
（クラレ社製、「セプトン８１０４」）
スチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＥＥＰＳ）
（クラレ社製、「セプトン４０３３」）

実施例１〜６及び比較例１のウエハ貼着用粘着シートに、直径６インチ、厚さ３５０μｍの表面金蒸着シリコンウエハを貼合し、ダイシング装置（ＤＩＳＣＯ社製、ＤＡＤ−３４０）を使用してチップサイズが５ｍｍ角となるようにダイシングをおこなった。ダイシング条件は、回転丸刃回転数：４００００ｒｐｍ、切削速度：１００ｍｍ／ｓ、切削水流量は２０ｍＬである。また、ダイシングの際、回転丸刃が粘着シートに切り込む深さは３０μｍとなるように行った。

諸特性評価を下記のように行い、結果を表１に示した。
（損失係数）
動的粘弾性測定装置（レオメトリック社製、ＡＲＥＳ）にて、フィルム測定ツールを用い、実施例および比較例のシートを幅７ｍｍ×長さ６０ｍｍの試験片に加工し、支持用治具（チャック）に固定した。測定温度２３℃、測定周波数１〜１００Ｈｚで測定し、ＪＩＳ Ｇ ０６０２「制振鋼板の振動減衰特性試験方法」に基づく中央加振法に準じて、損失係数を算出した。
また、上記の測定は、初期荷重２００ｇ、歪み１％で、回転力を引張力に変換する方法で引張荷重と変位を与えて行った。
（チッピング性）
ダイシング後、ＵＶ照射を実施し（５００ｍＪ／ｍ^２）、１枚のウエハからランダムに５０チップを取り出し、チップ裏面（粘着面）の各辺における最大のチッピング値を顕微鏡（１００〜２００倍）で測定し、全値の平均を算出した。

表１に示すように、実施例１〜６のシートは、比較例１のシートに比べチッピング値を１／３以下に大幅に低減でき、良好な性能を示した。

本発明の粘着シートの一実施形態を示す断面図である。 半導体ウエハのダイシング工程及びピックアップ工程を説明する断面図である。 半導体ウエハのダイシング工程及びピックアップ工程を説明する断面図である。 半導体ウエハのダイシング工程及びピックアップ工程を説明する断面図である。 半導体ウエハのダイシング工程及びピックアップ工程を説明する断面図である。

符号の説明

１ 基材フィルム
２ 粘着剤層
１１ ホルダー
１２ 粘着シート
１３ 半導体ウエハ
１４ 素子小片（チップ）
１５ 実線矢印方向
１６ エキスパンダー
１７ 点線矢印方向

Claims (6)

1. 基材フィルムと、該基材フィルム上に形成された粘着剤層とからなる粘着シートであって、該粘着シートを幅７ｍｍに加工した試験片を用いて、動的粘弾性測定装置によりフィルム状で測定した損失係数（２３℃、周波数１〜１００Ｈｚ）が０．１５以上であることを特徴とするウエハ貼着用粘着シート。
2. 前記基材フィルムを構成する層のうち少なくとも１層が、スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体またはスチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体を含有することを特徴とする請求項１に記載のウエハ貼着用粘着シート。
3. 前記基材フィルムを構成する層のうち少なくとも１層が、スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体またはスチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体とポリプロピレンとの混合物からなることを特徴とする請求項２記載のウエハ貼着用粘着シート。
4. 前記基材フィルムにおけるスチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレン−水添ブタジエン−スチレン共重合体またはスチレン−水添イソプレン／ブタジエン−スチレン共重合体の含有量が１０〜７５質量％であることを特徴とする請求項２または請求項３記載のウエハ貼着用粘着シート。
5. 前記粘着剤層を形成する粘着剤がアクリル系粘着剤であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のウエハ貼着用粘着シート。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のウエハ貼着用粘着シートにウエハを貼合し、該ウエハのダイシングを行うウエハの加工方法であって、前記基材フィルムまで切り込みを行わないことを特徴とするウエハの加工方法。

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