JP2009231629A - 半導体ウエハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回路が形成された半導体ウエハを加工した場合であっても、半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤の糊残りがない半導体ウエハの加工方法を提供する。
【解決手段】半導体加工用粘着テープを用いた半導体ウエハの加工方法であって、水溶性ポリマーからなる保護層により前記半導体ウエハ上に形成された回路を保護することにより、半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤の糊残りを防止する半導体ウエハの加工方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、回路が形成された半導体ウエハを加工した場合であっても、半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤の糊残りがない半導体ウエハの加工方法に関する。

半導体チップの製造工程において、高純度なシリコン単結晶等から切り出した厚膜ウエハを所定の厚さにまで研削して薄膜ウエハとする場合に、厚膜ウエハを支持板に接着して補強することにより、効率よく作業を進めることが提案されている。このように半導体ウエハの加工においては、半導体加工用粘着テープを用いて半導体ウエハを補強する方法が広く採用されている。

加工完了後には、半導体ウエハから半導体加工用粘着テープを剥離する必要がある。半導体加工用粘着テープには、加工工程中には強固に接着する一方で、加工終了後には得られた半導体ウエハを損傷することなく容易に剥離できることが求められる。

このような半導体加工用粘着テープとして、例えば特許文献１には、粘着剤として紫外線硬化型粘着剤を用いたものが開示されている。特許文献１に記載された粘着テープでは、紫外線を照射することにより粘着剤層が硬化して弾性率が上昇し、その結果として粘着力が低下する。
また、例えば特許文献２には、アゾ化合物等の気体発生剤を含有する紫外線硬化型粘着剤層を有する半導体加工用粘着テープが開示されている。特許文献２に記載された粘着テープでは、紫外線を照射する等の刺激を与えることにより粘着剤層全体が硬化すると同時に気体発生剤から気体が発生し、発生した気体が半導体ウエハと粘着テープとの接着面の少なくとも一部を剥離することから、粘着力を大幅に低減することができる。

しかしながら、近年では半導体ウエハの表面に複雑な回路が形成されて表面が極めて凹凸な回路ウエハが製造されるようになってきている。特許文献１、２に記載された粘着テープを用いれば、このような回路ウエハに貼付した場合でも剥離自体は可能である。しかしながら、剥離後の回路ウエハの表面に粘着テープの粘着剤が糊残りしてしまうことがあるという問題があった。回路ウエハ上の糊残りは、断線の原因となったり、イメージセンサ用ウエハであれば性能損失の原因となったりする。
特開２０００−４０６７８号公報 特開２００４−１５８８１２号公報

本発明は、上記現状に鑑み、回路が形成された半導体ウエハを加工した場合であっても、半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤の糊残りがない半導体ウエハの加工方法を提供することを目的とする。

本発明は、半導体加工用粘着テープを用いた半導体ウエハの加工方法であって、水溶性ポリマーからなる保護層により前記半導体ウエハ上に形成された回路を保護することにより、半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤の糊残りを防止する半導体ウエハの加工方法である。
以下に本発明を詳述する。

本発明者らは、鋭意検討の結果、保護層により半導体ウエハ上に形成された回路を保護することにより、回路上に半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤が糊残りすることを防止できることを見出した。更に鋭意検討の結果、保護層として水溶性ポリマーからなるものを採用することにより、加工後に残存する保護層を容易に除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、半導体加工用粘着テープを用いた半導体ウエハの加工方法である。
本発明の半導体ウエハの加工方法に供する半導体ウエハは、回路が形成された半導体ウエハ（以下、「回路ウエハ」ともいう）。である。
上記回路ウエハとしては、従来公知の方法により調製されたものを用いることができ、例えば、半導体単結晶等をスライスして得たウエハの表面にフォトレジストを利用して回路パターンを形成した後、所定の厚さにまで研削したもの等が挙げられる。上記ウエハの厚さとしては特に限定されず、従来の１００〜３００μｍ程度のものから５０μｍ以下のものでも用いることができる。

上記半導体加工用粘着テープ（以下、単に「粘着テープ」ともいう）としては特に限定されないが、刺激を与えることにより粘着力が低下する粘着剤層を有する粘着テープが好適である。このような粘着剤層を有することにより、加工中に回路ウエハが位置ずれ等を起こさない程度に充分な粘着力を有する場合であっても、剥離時に刺激を与えることにより粘着剤層の粘着力が低下して、回路ウエハから容易に剥離することができる。上記刺激としては特に限定されず、光、熱、衝撃等が挙げられる。なかでも、紫外線等の光が好適である。

上記刺激を与えることにより粘着力が低下する粘着剤層としては、例えば、分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有してなるアクリル酸アルキルエステル系及び／又はメタクリル酸アルキルエステル系の重合性ポリマーと、ラジカル重合性の多官能オリゴマー又はモノマーとを主成分とし、必要に応じて光重合開始剤を含んでなる光硬化型粘着剤や、分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有してなるアクリル酸アルキルエステル系及び／又はメタクリル酸アルキルエステル系の重合性ポリマーと、ラジカル重合性の多官能オリゴマー又はモノマーとを主成分とし、熱重合開始剤を含んでなる熱硬化型粘着剤等からなるものが挙げられる。

上記粘着剤層は、更に、刺激により気体を発生する気体発生剤を含有してもよい。気体発生剤を含有する粘着剤層に刺激を与えると、粘着剤層全体が硬化すると同時に気体発生剤から気体が発生し、発生した気体が回路ウエハと粘着テープとの接着面の少なくとも一部を剥離することから、粘着力を更に大幅に低減することができる。
上記気体発生剤としては特に限定されないが、例えば、アゾ化合物、アジド化合物が好適である。

本発明の半導体ウエハの加工方法としては、具体的には例えば、以下の実施態様が好適である。以下、これらの実施態様を説明することにより、本発明の半導体ウエハの加工方法を説明する。

実施態様１の本発明の半導体ウエハの加工方法は、回路が形成された半導体ウエハの回路が形成された面上に水溶性ポリマーからなる保護層を形成する工程と、前記保護層が形成された半導体ウエハの前記保護層上に半導体加工用粘着テープを貼付する工程と、前記半導体加工用粘着テープが貼付された半導体ウエハを加工する工程と、前記加工後の半導体ウエハから前記半導体加工用粘着テープを剥離する工程と、前記半導体加工用粘着テープを剥離した後に残存する前記保護層を水洗により除去する工程を有するものである。

実施態様１の本発明の半導体ウエハの加工方法では、まず、上記回路ウエハの回路が形成された面上に水溶性ポリマーからなる保護層を形成する工程を行う。
上記水溶性ポリマーとしては特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、キチン、キトサン、ポリアミド、ポリアセタールカルボン酸、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）等が挙げられる。なかでも、取り扱い性や入手が容易であることから、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が好適である。

上記保護層の厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は０．１μｍ、好ましい上限は５μｍである。０．１μｍ未満であると、充分に糊残りを防止できないことがあり、５μｍを超えると、水洗によって保護層を除くのに長時間を要することがある。より好ましい下限は０．５μｍ、より好ましい上限は３μｍである。

上記保護層は、上記回路ウエハの回路が形成された面の全面に形成されてもよいが、回路が形成された部分にのみ形成されてもよい。
なかでも、図１に示したように保護層を形成することが好ましい。図１に示した回路ウエハ１では、表面の回路２が形成された領域にのみ保護層３が形成されており、該保護層３の周りを取り囲むように粘着剤層４が形成されている。
このように回路ウエハの回路が形成された部分にのみ保護層を形成し、該保護層の周りを粘着テープの粘着剤が取り囲むようにすることにより、水を用いる加工を施した場合でも、加工時に水が浸入して保護層部分が溶解し、回路ウエハと粘着テープとの粘着力が低下すること防止することができる。
なお、粘着剤層４は、別にエッジコート法等により形成してもよいし、粘着テープを貼付する際にラミネート法等を行うことによっても形成させることもできる。

上記保護層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、スピンコート法やフィルムコート法等の従来公知の方法を用いることができる。

実施態様１の本発明の半導体ウエハの加工方法では、次いで、上記保護層が形成された回路ウエハの保護層上に半導体加工用粘着テープを貼付する工程を行う。

実施態様１の本発明の半導体ウエハの加工方法では、次いで、半導体加工用粘着テープが貼付された半導体ウエハを加工する工程を行う。
上記加工としては特に限定されず、研削加工のほか、スパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ、ドライエッチング、フォトリソグラフィー等が挙げられる。

実施態様１の本発明の半導体ウエハの加工方法では、次いで、加工後の半導体ウエハから半導体加工用粘着テープを剥離する工程を行う。半導体加工用粘着テープとして上記刺激を与えることにより粘着力が低下する粘着剤層を有するものを用いた場合には、該刺激を与えることにより容易に粘着テープを剥離することができる。

実施態様１の本発明の半導体ウエハの加工方法では、次いで、半導体加工用粘着テープを剥離した後に残存する保護層を水洗により除去する工程を行う。
上記水洗の方法としては特に限定されず、例えば、６０℃程度の温水中に回路ウエハを浸漬する方法等が挙げられる。
なお、例えば、半導体加工用粘着テープを剥離した後にダイシング等の水を用いる処理を行う場合には、該処理をもって「残存する保護層を水洗により除去する工程」と兼ねることもでき、別に工程を設ける必要はない。

実施態様２の本発明の半導体ウエハの加工方法は、回路が形成された半導体ウエハの回路が形成された面上に、粘着剤層の表面に水溶性ポリマーからなる保護層が形成された半導体加工用粘着テープを貼付する工程と、前記半導体加工用粘着テープが貼付された半導体ウエハを加工する工程と、前記加工後の半導体ウエハから前記半導体加工用粘着テープを剥離する工程と、前記半導体加工用粘着テープを剥離した後に残存する前記保護層を水洗により除去する工程を有する。

実施態様１の本発明の半導体ウエハの製造方法では、回路が形成された半導体ウエハの回路が形成された面上に水溶性ポリマーからなる保護層を形成した。これに対して、実施態様２の本発明の半導体ウエハの製造方法では、半導体加工用粘着テープの粘着剤層の表面に水溶性ポリマーからなる保護層を形成しておき、このような粘着テープを回路が形成された半導体ウエハの回路が形成された面上に貼付する点でのみ実施態様１と異なる。他の工程は上述の実施態様１と略同様である。

上記粘着剤層の表面に水溶性ポリマーからなる保護層が形成された半導体加工用粘着テープを半導体ウエハに貼付する際、粘着力が不足する場合には、１４０℃程度の温度をかけながらラミネートを行う加熱ラミネート法等を採用することにより容易に貼付することがてきる。

本発明によれば、回路が形成された半導体ウエハを加工した場合であっても、半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤の糊残りがない半導体ウエハの加工方法を提供することができる。

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

（粘着剤及び半導体加工用粘着テープの調製）
（１）紫外線硬化型半導体加工用粘着テープの調製
下記の化合物を酢酸エチルに溶解させ、紫外線を照射して重合を行い、重量平均分子量７０万のアクリル共重合体からなる光硬化性粘着剤の酢酸エチル溶液を得た。
・２エチルヘキシルアクリレート ８３重量部
・ブチルアクリレート １０重量部
・アクリル酸 ２重量部
・２−ヒドロキシエチルアクリレート ５重量部
・光重合開始剤 ０．２重量部
（イルガキュア６５１、５０％酢酸エチル溶液）
・ラウリルメルカプタン ０．０１重量部
得られた光硬化性粘着剤の酢酸エチル溶液の樹脂固形分１００重量部に対して、２−イソシアナトエチルメタクリレート３．５重量部を加えて反応させ、更に、反応後の酢酸エチル溶液の樹脂固形分１００重量部に対して、光重合開始剤（イルガキュア６５１）５重量部、ポリイソシアネート１．０重量部を混合し紫外線硬化型の粘着剤の酢酸エチル溶液を調製した。

紫外線硬化型の粘着剤の酢酸エチル溶液を、コロナ処理を施した厚さ３８μｍの透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのコロナ処理を施した面上に乾燥皮膜の厚さが約３０μｍとなるようにドクターナイフで塗工し、１１０℃、５分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後の粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。乾燥後の支持板側粘着剤層の表面に離型処理が施されたＰＥＴフィルムをラミネートした。その後、４０℃、３日間静置して養生を行った。これにより紫外線硬化型半導体加工用粘着テープを得た。

（２）気体発生型半導体加工用粘着テープの調製
下記の化合物を酢酸エチルに溶解させ、紫外線を照射して重合を行い、重量平均分子量７０万のアクリル共重合体を得た。
・イソボロニルアクリレート １５重量部
・２−エチルヘキシルアクリレート ８５重量部
・アクリル酸 １重量部
・２−ヒドロキシエチルアクリレート ５重量部
・光重合開始剤 ０．２重量部
（イルガキュア６５１、５０％酢酸エチル溶液）
・ラウリルメルカプタン ０．０１重量部
得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分１００重量部に対して、２−イソシアナトエチルメタクリレート３．５重量部を加えて反応させ、更に、反応後の酢酸エチル溶液の樹脂固形分１００重量部に対して、ウレタンアクリレート（１０官能）（新中村化学工業社製、ＮＫオリゴＵ３２４Ａ）３０重量部、ポリイソシアネート０．５重量部、光重合開始剤（イルガキュア６５１）５重量部を混合し粘着剤の酢酸エチル溶液を調製した。更に、得られた粘着剤の酢酸エチル溶液の樹脂固形分１００重量部に対して、２，２’−アゾビス−（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）３０重量部、及び、２，４−ジエチルチオキサントン３．６重量部を混合して、気体発生型の粘着剤の酢酸エチル溶液を調製した。。

気体発生型の粘着剤の酢酸エチル溶液を、コロナ処理を施した厚さ３８μｍの透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのコロナ処理を施した面上に乾燥皮膜の厚さが約３０μｍとなるようにドクターナイフで塗工し、１１０℃、５分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後の粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。乾燥後の支持板側粘着剤層の表面に離型処理が施されたＰＥＴフィルムをラミネートした。その後、４０℃、３日間静置して養生を行った。これにより気体発生型半導体加工用粘着テープを得た

（実施例１）
□５０μｍ×高さ２０μｍの突起を形成したシリコーン基板上にコロナ処理を施したものを回路ウエハとした。
回路ウエハ上に、ポリビニルアルコール（ポバールＰＶＡ１０３、クラレ社製、けん化度９９％）の３％水溶液をスピンコーターを用いて塗布し、乾燥させることにより厚さ約５μｍの保護層を形成させた。

保護層を形成した回路ウエハ上に紫外線硬化型半導体加工用粘着テープを貼付した。
次いで、粘着テープを貼付した回路ウエハをオーブン内に静置することにより、１２０℃、１時間の熱処理を施した。
熱処理後に、粘着テープ側より波長３６５ｎｍにおける照度が５０ｍＷ／ｃｍ^２となるように紫外線を６０秒間照射した。これにより粘着テープを容易に回路ウエハから剥離することができた。

粘着テープ剥離後の回路ウエハを、６０℃の温水中に１時間浸漬した後、表面を乾燥させた。
乾燥後の回路ウエハの表面を顕微鏡（キーエンス社製、倍率５００倍）にて観察し、糊残りを以下の基準により評価した。結果を表１に示した。
○：全く糊残りが認められなかった
×：一部に糊残りが認められた

（実施例２〜６、比較例１、２）
表１に示した条件で回路ウエハの加工を行った以外は実施例１と同様にして、処理後の回路ウエハ表面の糊残りを評価した。結果を表１に示した。

本発明によれば、回路が形成された半導体ウエハを加工した場合であっても、半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤の糊残りがない半導体ウエハの加工方法を提供することができる。

回路ウエハ上への好ましい保護層の形成方法を説明する模式図である。

符号の説明

１ 回路ウエハ
２ 回路
３ 保護層
４ 粘着剤層

Claims (3)

1. 半導体加工用粘着テープを用いた半導体ウエハの加工方法であって、水溶性ポリマーからなる保護層により前記半導体ウエハ上に形成された回路を保護することにより、半導体加工用粘着テープに起因する粘着剤の糊残りを防止することを特徴とする半導体ウエハの加工方法。
2. 半導体加工用粘着テープを用いた半導体ウエハの加工方法であって、
   回路が形成された半導体ウエハの回路が形成された面上に水溶性ポリマーからなる保護層を形成する工程と、
   前記保護層が形成された半導体ウエハの前記保護層上に半導体加工用粘着テープを貼付する工程と、
   前記半導体加工用粘着テープが貼付された半導体ウエハを加工する工程と、
   前記加工後の半導体ウエハから前記半導体加工用粘着テープを剥離する工程と、
   前記半導体加工用粘着テープを剥離した後に残存する前記保護層を水洗により除去する工程を有する
   ことを特徴とする半導体ウエハの加工方法。
3. 半導体加工用粘着テープを用いた半導体ウエハの加工方法であって、
   回路が形成された半導体ウエハの回路が形成された面上に、粘着剤層の表面に水溶性ポリマーからなる保護層が形成された半導体加工用粘着テープを貼付する工程と、
   前記半導体加工用粘着テープが貼付された半導体ウエハを加工する工程と、
   前記加工後の半導体ウエハから前記半導体加工用粘着テープを剥離する工程と、
   前記半導体加工用粘着テープを剥離した後に残存する前記保護層を水洗により除去する工程を有する
   ことを特徴とする半導体ウエハの加工方法。
   

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