JP2010215769A - 粘着シートおよび半導体ウエハの加工方法、半導体チップの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材と、その上に形成された中間層と、前記中間層の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、前記中間層が主鎖または側鎖に、エネルギー線による励起下で重合反応を開始させるラジカル発生基、およびエネルギー線重合性基が結合されてなるエネルギー線硬化型重合体を含むことを特徴とする粘着シート。
【選択図】なし
Description
本発明の粘着シートは、基材と、多層化された粘着剤層とからなる。多層化された粘着剤層は、具体的には、最外層においてウエハ保持するための最外層粘着剤層(以下、単に「粘着剤層」と記載する)と、基材と最外層粘着剤層との間に介在する中間層とからなる。また必要に応じて、粘着剤層を保護するために剥離フィルムを使用してもよい。
本発明に係る中間層はエネルギー線硬化型重合体(A)と、必要に応じその他の添加物(B)からなる。
エネルギー線硬化型重合体(A)は、後述するラジカル発生基含有重合体(a1)の官能基含有モノマー由来の官能基に、エネルギー線重合性基含有化合物(a2)を反応させて得られる。
ラジカル発生基含有重合体(a1)は、ラジカル発生基含有モノマー(a1−1)と、エネルギー線重合性基を導入するための官能基含有モノマー(a1−2)と、必要に応じてその他のモノマー(a1−3)を重合してなる。
本発明に用いられるラジカル発生基含有モノマー(a1−1)は、重合性の二重結合と、エネルギー線による励起下で重合反応を開始させる遊離基(ラジカル)を発生する基(ラジカル発生基)を有する。ラジカル発生基としては、例えば下記一般式で示されるような芳香環に置換基を有していてもよいフェニルカルボニル基を含む基が使用できる。
このようなラジカル発生基含有モノマーは、例えばラジカル発生基を有する化合物と、重合性の二重結合を有する化合物との付加反応によって得られる。
ラジカル発生基含有重合体(a1−2)を構成する官能基含有モノマーは、本発明のエネルギー線硬化型重合体にエネルギー線重合性基を導入するためのモノマーであり、重合性の二重結合と、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミノ基、置換アミノ基、エポキシ基等の官能基を分子内に有するモノマーであり、好ましくはヒドロキシ基含有不飽和化合物、カルボキシル基含有不飽和化合物が用いられる。
ラジカル発生基含有重合体(a1)を構成するその他のモノマーとしては特に限定はされないが、例えばアクリル系モノマーや、オレフィン系モノマーが考えられる。
ラジカル発生基含有重合体(a1)は、前述したラジカル発生基含有モノマー(a1−1)と、官能基含有モノマー(a1−2)と、必要に応じてその他のモノマー(a1−3)を重合してなる。
エネルギー線重合性基含有化合物(a2)には、ラジカル発生基含有重合体(a1)中の官能基、つまり前述の官能基含有モノマー(a1−2)に由来する官能基と反応しうる置換基が含まれている。この置換基は前記官能基の種類により様々である。たとえば、官能基がヒドロキシ基またはカルボキシル基の場合、置換基としてはイソシアナート基、エポキシ基等が好ましく、官能基がカルボキシル基の場合、置換基としてはイソシアナート基、エポキシ基等が好ましく、官能基がアミノ基または置換アミノ基の場合、置換基としてはイソシアナート基等が好ましく、官能基がエポキシ基の場合、置換基としてはカルボキシル基が好ましい。このような置換基は、エネルギー線重合性基含有化合物(a2)1分子毎に一つずつ含まれている。
本発明のエネルギー線硬化型重合体(A)は、上記ラジカル発生基含有重合体(a1)と、該ラジカル発生基含有重合体(a1)に含まれる官能基に反応する置換基を有するエネルギー線重合性基含有化合物(a2)とを反応させることによって得られる。以下、エネルギー線硬化型重合体(A)の製法について特にアクリル系共重合体を主骨格とする例について詳述するが、本発明のエネルギー線硬化型重合体(A)は下記製法により得られるものに限定はされない。
前述のエネルギー線硬化型重合体(A)に、必要に応じて適当なその他の添加剤(B)を配合することにより、エネルギー線硬化型の中間層が得られる。その他の添加剤(B)としては例えば、架橋剤、粘着付与剤、顔料、染料、フィラーが挙げられるが、これらの配合無しにエネルギー線硬化型重合体(A)のみで中間層としてもよい。
このようにして作成したエネルギー線硬化型の中間層は、エネルギー線硬化型重合体(A)自体が、光重合開始剤としての機能と、エネルギー線重合性化合物としての機能を有するため、エネルギー線硬化型重合体(A)にさらに、光重合開始剤やエネルギー線重合性化合物などの低分子量化合物を添加する必要がない。このため本発明のエネルギー線硬化型中間層によれば、中間層組成物中に含まれる低分子量化合物量が著しく低減され、低分子量化合物の粘着剤層への移行に伴う物性変化、および揮発に伴う組成変化、アウトガス発生等の諸問題を解消することができる。
本発明の粘着シートに用いられる基材としては、特に限定はされないが例えばポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢ビフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素樹脂フィルム、低密度ポリエチレン(LDPE)フィルム、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム、およびその水添加物または変性物等からなるフィルムが用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。上記の基材は1種単独でもよいし、さらにこれらを2種類以上組み合わせた複合フィルムであってもよい。
粘着剤層は、従来より公知の種々の感圧性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、たとえばアクリル系、ゴム系、シリコーン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリビニルエーテル等の粘着剤が用いられる。また、エネルギー線硬化型や加熱発泡型、水膨潤型の粘着剤も用いることができる。
剥離フィルムとしては、剥離性の表面を有する種々のフィルムが用いられる。このような剥離フィルムとしては、具体的には、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢ビフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素樹脂フィルム、低密度ポリエチレン(LDPE)フィルム、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム、およびその水添加物または変性物等からなるフィルムなどが用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。上記の基材は1種単独でもよいし、さらにこれらを2種類以上組み合わせた複合フィルムであってもよい。
本発明の粘着シートは、基材上に、中間層を形成するエネルギー線硬化型重合体を公知の塗工装置により適宜の厚さに塗布、乾燥し、続いて、該中間層上に、公知の塗工装置により適宜の厚さに粘着剤を塗工し乾燥させて、粘着剤層を形成することで製造できる。中間層、および粘着剤層を形成する塗工装置としては、ロールコーター、ナイフコーター、ロールナイフコーター、ファウンテンダイコーター、スロットダイコーター、リバースコーターなどが挙げられる。粘着剤層上には、粘着剤面を保護するために剥離フィルムを貼り合わせることが好ましい。また粘着剤層を剥離フィルム上に設け、粘着剤層上に上記中間層を塗布し、さらに基材に転写することで製造してもよい。前記方法の他にも、中間層、粘着剤層をそれぞれ別個に剥離フィルム上に設け、これを上記基材に順次転写することで製造してもよい。
本発明の粘着シートの中間層は、重合性基およびラジカル発生基が結合されたエネルギー線硬化型重合体から形成されているため、中間層にさらに光重合開始剤やエネルギー線重合性化合物などの低分子量化合物を添加する必要がなく、中間層に含まれる低分子量化合物量が著しく低減される。このため、中間層作成時における低分子量化合物の揮発に伴う組成変化は起こらない。また、粘着シートの保存時においても、低分子量化合物が粘着剤層に移行することがないため、粘着シートの長期保存安定性が向上する。
本発明の粘着シートは、下記に示すように半導体ウエハの加工に用いることが出来る。
ウエハの裏面研削においては、表面に回路が形成された半導体ウエハの回路面にウエハ加工用粘着シートを貼付して回路面を保護しつつウエハの裏面を研削し、所定厚みのウエハとする。
また上記の裏面研削工程に続いて、ウエハ裏面に種々の加工が施されることがある。
本発明の粘着シートはダイシングシートとして使用することもできる。
さらにまた、本発明の粘着シートは、特に先ダイシング法による高バンプウエハのチップ化において好ましく用いられ、具体的には、
バンプを有する回路が表面に形成された半導体ウエハ表面からそのウエハ厚さよりも浅い切込み深さの溝を形成し、
該回路形成面に、上記粘着シートを表面保護シートとして貼付し、
その後上記半導体ウエハの裏面研削をすることでウエハの厚みを薄くするとともに、最終的には個々のチップへの分割を行ない、
チップをピックアップする工程を含む半導体チップの製造方法に好ましく用いられる。より具体的には、以下のような工程からなる半導体チップの製造方法に用いられる。
(ラジカル発生基含有モノマーの合成)
1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・スペシャリティケミカルズ社製、製品名「イルガキュア2959」)と、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート(MOI)とを等モル比で混合し、反応させてラジカル発生基含有モノマーを得た。
ブチルアクリレート(BA)57重量部、メチルメタクリレート(MMA)10重量部、官能基含有モノマーとして2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)28重量部および上記で調製したラジカル発生基含有重合性モノマー(PI−MOI)5重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、アクリル系のラジカル発生基含有重合体を合成した。重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、連鎖移動剤として2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンを用いた。(以下、特に記載が無ければ、ラジカル発生基含有重合体合成時の重合開始剤と連鎖移動剤は上記のものを使用)
(エネルギー線硬化型重合体の作成)
このアクリル系のラジカル発生基含有重合体固形分100重量部と、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート30重量部(アクリル系のラジカル発生基含有重合体の官能基であるヒドロキシ基100当量に対して80当量)とを反応させ、重合性基およびラジカル発生基が結合してなる重量平均分子量630,000のアクリル系のエネルギー線硬化型重合体の酢酸エチル溶液(30%溶液)を得た。
このアクリル系のエネルギー線硬化型重合体100重量部に対し、架橋剤として多価イソシアナート化合物(日本ポリウレタン工業株式会社製、製品名「コロネートL」)0.188重量部(固形分)とを混合し、アクリル系の中間層用組成物を得た。
ブチルアクリレート85重量部、メチルメタクリレート10重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート5重量部を酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量500,000のアクリル系の重合体を合成した。重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、連鎖移動剤として2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンを用いた。このアクリル系の重合体100重量部に対し、架橋剤として多価イソシアナート化合物(日本ポリウレタン工業株式会社製、製品名「コロネートL」)0.75重量部(固形分)とを混合してアクリル系の粘着剤組成物を得た。
上記アクリル系の中間層用組成物を、ロールナイフコーターを用いて、乾燥後の塗布厚が200μmとなるように、剥離フィルムとしてシリコーン剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm)の剥離処理面に塗布し、120℃で2分間乾燥した後、得られた中間層に、基材として厚さ110μmのポリエチレンフィルムを積層し、中間層と基材が積層されたフィルムを得た。
上記粘着シートを、半導体ウエハの裏面研削時の表面保護シートとして用いた際の表面汚染性を以下のように評価した。
上記粘着シートを、半導体ウエハの裏面研削時の表面保護シートとして用いた際の高バンプ半導体ウエハ研削適性を以下のように評価した。
加熱後の重量減少率は、示差熱・熱重量同時測定装置(島津製作所株式会社製、製品名「DTG−60」)を用いて重量減少にて測定した。上記粘着シートの小片(0.01g、剥離フィルムは除去)を10℃/分で120℃まで昇温後、60分間120℃を維持した後、常温に戻し、加熱前後での重量変化率(%)により求めた。
ブチルアクリレート68.2重量部、メチルメタクリレート10重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート16.8重量部および実施例1で調製したラジカル発生基含有モノマー5重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合しアクリル系のラジカル発生基含有重合体を生成した。このラジカル発生基含有重合体の固形分100重量部と、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート18.7重量部(ラジカル発生基含有重合体の官能基であるヒドロキシ基100当量に対して83.3当量)とを反応させ、重合性基およびラジカル発生基が結合してなる重量平均分子量680,000のエネルギー線硬化型重合体の酢酸エチル溶液(30%溶液)を得た。
ブチルアクリレート72.2重量部、メチルメタクリレート10重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート16.8重量部および実施例1で調製したラジカル発生基含有モノマー1重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合しアクリル系のラジカル発生基含有重合体を生成した。このラジカル発生基含有重合体の固形分100重量部と、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート18.7重量部(ラジカル発生基含有重合体の官能基であるヒドロキシ基100当量に対して83.3当量)とを反応させ、重合性基およびラジカル発生基が結合してなる重量平均分子量680,000のアクリル系のエネルギー線硬化型重合体の酢酸エチル溶液(30%溶液)を得た。
ブチルアクリレート62重量部、メチルメタクリレート10重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート28重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合しアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の固形分100重量部と、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート30重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシ基100当量に対して80当量)とを反応させ、アルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなる重量平均分子量600,000のアクリル系重合体を得た。得られたアクリル系重合体は、エネルギー線重合性基を含有するが、ラジカル発生基は含有しない。
ブチルアクリレート90重量部、アクリル酸10重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量600,000のアクリル系共重合体を得た。得られたアクリル系共重合体は、エネルギー線重合性基およびラジカル発生基は含有しない。
ブチルアクリレート85重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート15重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量600,000のアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の固形分100重量部と、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート16.1重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシ基100当量に対して80当量)とを反応させ、アルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系重合体を得た。得られたアクリル系重合体は、エネルギー線重合性基を含有するが、ラジカル発生基は含有しない。
Claims (10)
- 基材と、その上に形成された中間層と、前記中間層の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、前記中間層が主鎖または側鎖に、エネルギー線による励起下で重合反応を開始させるラジカル発生基、およびエネルギー線重合性基が結合されてなるエネルギー線硬化型重合体を含むことを特徴とする粘着シート。
- 前記ラジカル発生基が、芳香環に置換基を有してもよいフェニルカルボニル基を含む基である請求項1に記載の粘着シート。
- 前記ラジカル発生基が、ヒドロキシ基を有する光重合開始剤のヒドロキシ基に、重合性の二重結合を有する化合物を付加して得られるモノマーに由来してなる請求項1または2に記載の粘着シート。
- 前記エネルギー線硬化型重合体の重量平均分子量が30万〜160万である請求項1〜3のいずれかに記載の粘着シート。
- 半導体ウエハの加工に用いる請求項1〜4のいずれかに記載の粘着シート。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の粘着シートの粘着剤層に、表面に回路が形成された半導体ウエハの回路表面を貼付し、前記半導体ウエハの裏面加工を行う半導体ウエハの加工方法。
- 前記半導体ウエハの裏面加工が、裏面研削である請求項6に記載の半導体ウエハの加工方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の粘着シートの粘着剤層に、表面に回路が形成された半導体ウエハの回路表面を貼付し、前記半導体ウエハのダイシングを行う半導体ウエハの加工方法。
- 半導体ウエハの加工方法において、粘着シートの粘着剤層に、バンプを有する回路が表面に形成された半導体ウエハの回路表面を貼付し、前記半導体ウエハの加工を行う請求項6〜8のいずれかに記載の半導体ウエハの加工方法。
- バンプを有する回路が形成された半導体ウエハ表面からそのウエハ厚さよりも浅い切込み深さの溝を形成し、前記回路形成面に、請求項1〜5のいずれかに記載の粘着シートを貼付し、その後前記半導体ウエハの裏面研削をすることでウエハの厚みを薄くするとともに、最終的には個々のチップへの分割を行ない、チップをピックアップする工程を含む、半導体チップの製造方法。
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