JP2012209502A - 半導体加工用粘着シート - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウエハや半導体パッケージ等の裏面の汚染および半導体ウエハや半導体パッケージ等の表面への糊付着を低減することができる半導体加工用粘着シートを提供する。
【解決手段】少なくとも基材層と粘着層とを有する半導体加工用粘着シートであって、保持力試験（ＪＩＳＺ０２３７準拠、せん断荷重：１ｋｇ、測定時間：３０ｍｉｎ）における変位量が１００μｍ以上８００μｍ以下である半導体加工用粘着シート。さらに好ましくは１８０度引きはがし粘着力（ＪＩＳＺ０２３７準拠、被着体：シリコンウエハ鏡面）が５００ｃＮ／２５ｍｍ以上である半導体加工用粘着シート。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体加工用粘着シートに関するものである。

従来、半導体パッケージや半導体ウエハ（以下ＰＫＧ等という）等を切断する際に半導体加工用の粘着シートが用いられる。この粘着シートは、ＰＫＧ等を貼り付け、ダイシング、エキスパンディング等を行い、次いで切断されたＰＫＧ等をピックアップするために用いられる。

従来、半導体加工用粘着シートとして、紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材上に紫外線及び／又は電子線により重合硬化反応をする粘着層が塗布された粘着シートが主に用いられており、ダイシング後に紫外線及び／又は電子線を粘着層に照射し、粘着層を重合硬化反応させ粘着力を低下せしめて切断されたチップ及びＰＫＧ等の素子をピックアップする方法が知られている。

しかしながら、ＰＫＧ等加工用粘着シートの場合、ＰＫＧ等への貼り付けの際、気泡等を粘着シートとＰＫＧ等の間にかみ込ませないために強力な粘着力（貼り付け性という）が要求されている。ＰＫＧ等に対する貼り付け性が不足していると、ダイシング時に切削水がＰＫＧ等と粘着シートの間に浸入する裏面汚染という不具合（裏面汚染）や、さらには貼り付け性不足によりＰＫＧ等の素子が飛散するという不具合が発生する。貼り付け性を補うために粘着層の厚みを増加させたり、粘着層の弾性率を低下させる方法があるが、この場合、ダイシング時のブレードの回転により生じる粘着剤屑の巻き上げによって粘着剤屑が飛散しやすくなり、ＰＫＧ等の素子表面に粘着層が付着するという不具合（糊付着）が生じたり、粘着シートと被着体との密着性上昇のため、ピックアップ時にＰＫＧ等と粘着剤との界面で剥離できず、粘着層自身の破壊が起こり、ＰＫＧ等の裏面に粘着剤屑が残留する現象が起こり不具合となっている。

このような裏面汚染性および糊付着性の問題を解決する手段として、例えば、特許文献１のように、粘着剤の構成成分である放射線重合化合物に、比較的高分子量のものを用いることが提案されている。この方法では、糊付着性は多少抑制できるものの、貼り付け性が悪化する傾向があり、ダイシング時にＰＫＧ等の裏面に切削水が浸入し、裏面汚染が生じる。また、貼り付け性および糊付着性は粘着剤全体の特性によって決まるものであり、放射線重合化合物以外の粘着剤構成成分の種類や部数等の影響を受けやすく、放射線重合化合物のみの規定では、貼り付け性および糊付着性の改善に直接結びつかない。

特許文献２では、保持力試験（ＪＩＳＺ０２３７）において粘着剤の硬さ（保持力）を規定した粘着シートが提案されている。この方法は、粘着剤全体の保持力を評価しており、糊付着性とある程度相関があるものの、従来の保持力試験（ＪＩＳＺ０２３７）では粘着シートの変位量を目視で計測するものであり、μ単位の微細な変位量を正確に計測することは困難であった。また、保持力がある程度高い粘着シートでは、目視での変位量が０となるため、保持力が高すぎる場合に生じる貼り付け性不具合の代用評価にはならない。

特開平６−４９４２０号公報 特開２０００−２８１９９３号公報

本発明の目的は、ＰＫＧ等の裏面の汚染およびＰＫＧ等の表面への糊付着を低減することができる半導体加工用粘着シートを提供することにある。

本発明の半導体加工用粘着シートは、少なくとも基材層と粘着層とを有する半導体加工用粘着シートであって、保持力試験（ＪＩＳＺ０２３７準拠 せん断荷重：１ｋｇ、測定時間：３０ｍｉｎ）における変位量が１００μｍ以上８００μｍ以下である。

本発明の半導体加工用粘着シートは、１８０度引きはがし粘着力（ＪＩＳＺ０２３７準拠被着体：シリコンウエハ鏡面）が５００ｃＮ／２５ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の半導体加工用粘着シートは、前記基材層が紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するものであることが好ましい。

本発明の半導体加工用粘着シートは、前記粘着層がベース樹脂、放射線重合化合物および放射線重合性開始剤を含むものとすることが好ましい。

本発明の半導体加工用粘着シートは、前記ベース樹脂がアクリル樹脂を含むものであることが好ましい。

本発明の半導体基板は、上記半導体加工用粘着シートを用いて作製される。

本発明に従うと、ＰＫＧ等の裏面の汚染およびＰＫＧ等の表面への糊付着を低減することができる半導体加工用粘着シートを提供することができる。

保持力測定の開始時の状態を示す正面図である。 保持力測定の開始時の状態を示す側面図である。 保持力測定における変位量測定時の状態を示す正面図である。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の半導体加工用粘着シートは、少なくとも基材層と粘着層とを有する半導体加工用粘着シートであって、保持力試験（ＪＩＳＺ０２３７準拠 せん断荷重：１ｋｇ、測定時間：３０ｍｉｎ）における変位量が１００μｍ以上８００μｍ以下であることを特徴とする。

（保持力）
本発明において保持力は、ＪＩＳＺ０２３７に準拠する保持力試験により測定される。評価の詳細は以下の通りである。図１および図２に示す通り、まず粘着シート２をＳＵＳ板１の基準線４を上端部となるように２５×２５ｍｍで貼り付け、粘着シートの端に１ｋｇの荷重３を加える。荷重３により粘着シートの位置は荷重方向６にずれることになるため、図３に示す３０分放置後の初期位置（基準線４）からの変位量５をレーザー式変位量測定機で計測する。

本発明の半導体加工用粘着シートは、上記保持力試験において、３０分後の変位量が１００μｍ以上８００μｍ以下であり、好ましくは１５０μｍ以上６００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以上４００μｍ以下である。前記範囲内であることにより被着体に対する貼り付け性が良好であるとともに、ダイシング時のブレードの回転による粘着剤巻き上げによって生じるＰＫＧ等の表面への粘着剤屑付着を抑制することができる。

（粘着力）
本発明の半導体加工用粘着シートは、シリコンウエハ鏡面に貼り付け、３０分放置後の１８０度引き剥がし粘着力が５００ｃＮ／２５ｍｍ以上となるものが好ましく、更には８００ｃＮ／２５ｍｍ以上、特には１０００ｃＮ／２５ｍｍ以上となるものが好ましい。粘着力が前記範囲未満では、粘着力不足により、被着体と十分な密着性が得られず、ダイシング時に切削水の浸入による裏面汚染や、ＰＫＧ等の素子の飛散が起こりやすい。

本発明の半導体加工用粘着シートの基材フィルム上に設けられる粘着層は、紫外線及び／又は電子線により重合硬化反応を起こせばよく、粘着層には、ベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤等を含有しているものである。

本発明に用いるベース樹脂としては、ガラス転移点（Ｔｇ）や分子量等を特に限定しないが、透明性・耐候性・耐熱性の観点から２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、酢酸ビニル等のアクリル共重合体が好ましい。

放射線重合性化合物には、少なくとも１種類以上の放射線重合性樹脂を含んでいる。これにより、紫外線照射後の粘着力を低下させることができる。放射線重合性化合物としては、例えば紫外線、電子線等のエネルギー線の照射によって、３次元架橋可能な重合性炭素―炭素２重結合を少なくとも２個以上分子内に有する低分子性化合物が広く用いられている。そのような放射線重合性化合物として、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１，４−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、市販のオリゴエステルアクリレート等、芳香族系、脂肪族系等のウレタンアクリレート（オリゴマー）等を挙げることができる。これらの中でもウレタンアクリレートが好ましい。

放射線重合性開始剤としては、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。

半導体加工用粘着シートとしての粘着層の厚みは、ＰＫＧ等加工用粘着シートであれば、ＰＫＧ等の裏面の汚染およびＰＫＧ等の表面への糊付着を低減するという観点から５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、更には１０μｍ以上４０μｍ以下、特に１５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の半導体加工用粘着シートとして使用する際の基材フィルムとしては、紫外線、電子線等のエネルギー線を透過するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のオレフィン系共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポチエチレンテレフタレート系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ビニルイソプレン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂や、これらの熱可塑性樹脂の混合物から通常のフィルム成形方法によって得られる基材が環境面や粘着力の安定性の面から好ましい。フィルム基材厚みとしては、ダイシングブレードの切り込み深さよりも厚くし、且つ容易にロ−ル状に巻くことができる程度であれば良く、特に限定されるものではないが、ＰＫＧ等加工用粘着シートであれば、例えば、６０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましく、更には８０μｍ以上２００μｍ以下、特に１００μｍ以上２００μｍ以下であるものが好ましい。

本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、これは単なる例示であり、本発明はこれにより限定されるものではない。

＜粘着シートの作成＞
＜基材層＞
厚み１５０μｍのポリオレフィン系フィルム（商品名「ＤＤＺ」、グンゼ株式会社製）を基材層とした。

＜粘着層＞
下記ベース樹脂、ＵＶ硬化樹脂、架橋剤および光開始剤を使用し、表１に示す配合比（固形分重量比）のアクリル系紫外線硬化型粘着剤を作製し、前記基材層上に乾燥後の粘着剤の厚みが１５μｍになるように塗布した後、室温２５℃湿度５０％の環境で７日放置することにより粘着層を形成した。
その後、各粘着シートの保持力および粘着力を測定し、下記特性の評価を実施した。評価結果は表１に記載した。

＜粘着層原料＞
実施例および比較例の粘着層には下記原料を使用した。

＜ベース樹脂＞
下記アクリル共重合体は、アクリル酸ブチルとアクリル酸を酢酸エチル中で常法により共重合させて得た。
アクリル共重合体１（数平均分子量８０万）
アクリル共重合体２（数平均分子量３０万）

＜ＵＶ硬化樹脂＞
ウレタンアクリレート１（商品名「ＮＫオリゴ ＵＡ−５３Ｈ」新中村化学工業株式会社製）
ウレタンアクリレート２（商品名「Ｍｉｒａｍｅｒ ＭＵ９５００」、Ｍｉｗｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）
ウレタンアクリレート３（商品名「カヤラッド ＤＰＨＡ」、日本化薬株式会社製）
ウレタンアクリレート４（商品名「紫光 ＵＶ−１７００Ｂ」、日本合成化学工業株式会社製）

＜架橋剤＞
ポリイソシアネート化合物（商品名「コロネートＬ」、日本ポリウレタン工業株式会社製）

＜光開始剤＞
ベンゾフェノン系光開始剤（商品名「イルガキュア６５１」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製）

＜保持力＞
作製した粘着シートの基材面に粘着シートの変形を抑制するためにアルミテープを貼り付けた後、ＳＵＳ板に２５×２５ｍｍで貼り付け、３０分放置後、粘着シートの端に１ｋｇの荷重を加えた。初期位置からの変位量をレーザー式変位量測定機を用い、測定開始から３０分後の変位量を計測した。

＜粘着力＞
作製した粘着シートをシリコンウエハ鏡面に貼り付け、３０分放置後の１８０°引き剥がし粘着力を測定した。

＜評価試験＞
作製した粘着シートにガラスエポキシ基板（厚み１．０ｍｍ、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ）を貼り付け、下記条件でダイシングを行った後、下記のＰＫＧ裏面の汚染およびＰＫＧ表面の糊付着について評価した。

＜ダイシング条件＞
ダイサー 「ＤＡＤ―３３５０」、ＤＩＳＣＯ製
ブレード 「Ｂ１Ａ８０１ ＳＤ８００Ｎ１００Ｍ４２」、ＤＩＳＣＯ製
ブレード回転数 ４５０００ｒｐｍ
カット速度 ５０ｍｍ／sec
切込量 粘着シート表面から１００μｍ
カットサイズ ５ｍｍ×５ｍｍ
ブレードクーラー ２Ｌ／ｍｉｎ

＜ＰＫＧ裏面の汚染評価＞
ダイシングによる切断後のＰＫＧ素子裏面を光学顕微鏡（倍率×１００）で観察し、切削水の侵入により裏面が汚染されていないものを○、汚染しているＰＫＧ素子の個数が全体の５％未満であるものを△、全体の５％以上汚染されているものを×とした。貼り付け性に優れるほど切削水の浸入によるＰＫＧ素子裏面の汚染が少ないものとなる。

＜ＰＫＧ表面の糊付着評価＞
ダイシングによる切断後のＰＫＧ素子の側面を光学顕微鏡（倍率×１００）で観察し、粘着剤屑が付着していないものを○、糊付着しているＰＫＧ素子の個数が全体の５％未満であるものを△、全体の５％以上糊付着しているものを×とした。

本発明の半導体加工用粘着シートは、ＰＫＧ等の裏面の汚染およびＰＫＧ等の表面への糊付着が少ない半導体部材の加工に好適に用いることができる。

１・・・ＳＵＳ板
２・・・粘着シート
３・・・荷重（１ｋｇ）
４・・・標線
５・・・変位量（標線と粘着シート間で、最も長い距離を測定する。）
６・・・荷重の方向

Claims (6)

1. 少なくとも基材層と粘着層とを有する半導体加工用粘着シートであって、保持力試験（ＪＩＳＺ０２３７準拠 せん断荷重：１ｋｇ、測定時間：３０ｍｉｎ）における変位量が１００μｍ以上８００μｍ以下である半導体加工用粘着シート。
2. １８０度引きはがし粘着力（ＪＩＳＺ０２３７準拠 被着体：シリコンウエハ鏡面）が５００ｃＮ／２５ｍｍ以上である請求項１記載の半導体加工用粘着シート。
3. 前記基材層が紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するものである請求項１または２記載の半導体加工用粘着シート。
4. 前記粘着層がベース樹脂、放射線重合化合物および放射線重合性開始剤を含む請求項１〜３のいずれかに記載の半導体加工用粘着シート。
5. 前記ベース樹脂がアクリル樹脂を含むものである請求項４記載の半導体加工用粘着シート。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の半導体加工用粘着シートを用いて作製された半導体基板。