JP2013159627A - 金属膜蒸着再剥離テープ及び半導体ウエハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウエハを固定する支持板に対して高い静電チャック吸着性を付与し、容易に張り替え可能な金属膜蒸着再剥離テープ、及び、該金属膜蒸着再剥離テープを用いた半導体ウエハの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体チップの製造工程において半導体ウエハを補強するための支持板に貼付することにより、該支持板に静電チャック吸着性を付与するための金属膜蒸着再剥離テープであって、ベースフィルムと、該ベースフィルムの一方の面に形成された蒸着金属膜層と、他方の面に形成された再剥離粘着剤層とからなり、前記ベースフィルムは、２００℃における熱収縮率が１０％以下であり、前記蒸着金属膜層は、厚み１μｍに蒸着したときの表面固有抵抗が１００００Ω以下の金属からなり、前記再剥離粘着剤層は、空気下かつ常圧条件下で３０℃から２００℃にまで加熱したときの重量減少率が１０重量％以下の粘着剤からなり、前記支持板に対する初期接着力が０．２〜１．５Ｎ／２５ｍｍである金属膜蒸着再剥離テープ。
【選択図】 なし

Description

本発明は、半導体ウエハを固定する支持板に対して高い静電チャック吸着性を付与し、容易に張り替え可能な金属膜蒸着再剥離テープ、及び、該金属膜蒸着再剥離テープを用いた半導体ウエハの製造方法に関する。

半導体チップは、純度の高い棒状の半導体単結晶等をスライスして半導体ウエハとした後、フォトレジストを利用して半導体ウエハ表面に所定の回路パターンを形成し、次いで半導体ウエハ裏面を研削機により研削して厚さを３０〜３００μｍ程度まで薄くする研削工程を行った後、ＣＶＤやスパッタリング等処理を施す表面処理工程を経て、最後にダイシングしてチップ化するダイシング工程を行うことにより、製造されている。

上記研削工程においては、半導体ウエハの加工時に取扱いを容易にし、破損したりしないようにするために半導体ウエハを支持板に固定することが行われている。続く表面処理工程においては、半導体ウエハを静電チャックに吸着することにより固定したうえで、各種の表面処理を施す。しかし、静電チャックに吸着する際に、研削工程において用いる支持板が邪魔になって、充分に高い吸着力が得られず、表面処理工程時半導体ウエハが動いてしまうことがあるという問題があった。

これに対して、特許文献１には、半導体ウエハを固定する支持板の表面に電極膜を蒸着し、静電チャックにより該支持板に固定された半導体ウエハを吸着する方法が記載されている。この方法によれば、静電チャックに対する高い吸着性を実現することができる。
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、支持板を繰り返し使用すると、表面の電極膜が損傷して、静電チャックによる吸着力が低下してしまう。そのような場合に、高価な支持板を再利用するためには、古い電極膜を除き、新たに電極膜を蒸着する工程が必要となり、非常に煩雑であるという問題があった。

特開２００８−１３５４７１号公報

本発明は、半導体ウエハを固定する支持板に対して高い静電チャック吸着性を付与し、容易に張り替え可能な金属膜蒸着再剥離テープ、及び、該金属膜蒸着再剥離テープを用いた半導体ウエハの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、半導体チップの製造工程において半導体ウエハを補強するための支持板に貼付することにより、該支持板に静電チャック吸着性を付与するための金属膜蒸着再剥離テープであって、ベースフィルムと、該ベースフィルムの一方の面に形成された蒸着金属膜層と、他方の面に形成された再剥離粘着剤層とからなり、前記ベースフィルムは、２００℃における熱収縮率が１０％以下であり、前記蒸着金属膜層は、厚み１μｍに蒸着したときの表面固有抵抗が１００００Ω以下の金属からなり、前記再剥離粘着剤層は、空気下かつ常圧条件下で３０℃から２００℃にまで加熱したときの重量減少率が１０重量％以下の粘着剤からなり、前記支持板に対する初期接着力が０．２〜１．５Ｎ／２５ｍｍである金属膜蒸着再剥離テープである。
以下に本発明を詳述する。

本発明者は、鋭意検討の結果、支持板の表面に直接電極膜を蒸着する代わりに、蒸着金属膜層が設けられた再剥離可能な金属膜蒸着再剥離テープを用いれば、表面の電極膜が損傷して静電チャックによる吸着力が低下してしまった場合にでも、テープを張り替えるだけで容易に高価な支持板を再利用できることを見出し、本発明を完成した。

本発明の金属膜蒸着再剥離テープは、半導体チップの製造工程において半導体ウエハを補強するための支持板に貼付することにより、該支持板に静電チャック吸着性を付与するためのものである。
上記半導体ウエハは、例えば、高純度なシリコン単結晶やガリウム砒素単結晶等をスライスして半導体ウエハとし、その表面に所定の回路パターンが形成されたものであり、厚さ５００μｍ〜１ｍｍ程度のもの等が挙げられる。
上記支持板は、例えば、ガラス板や、アクリル、オレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ナイロン、ウレタン、ポリイミド等の樹脂からなる板状体等が挙げられる。

半導体チップの製造工程では、ＣＶＤやスパッタリング等処理を施す表面処理工程等、２００℃程度の高温がかかる高温工程がある。本発明の金属膜蒸着再剥離テープは、このような高温工程を繰り返しても、充分の再剥離性を発揮することが要求される。

本発明の金属膜蒸着再剥離テープは、ベースフィルムの一方の面に蒸着金属膜層が、他方の面に再剥離粘着剤層が形成されている。
上記ベースフィルムは、２００℃における熱収縮率が１０％以下である。２００℃における熱収縮率が１０％を超えると、上記高温工程において本発明の金属膜蒸着再剥離テープが熱収縮してしまい、支持板から剥離してしまうことがある。２００℃における熱収縮率は５％以下であることが好ましく、１％以下であることがより好ましい。
上記ベースフィルムの熱収縮率は、長手方向（ＭＤ方向）又は幅方向（ＴＤ方向）のいずれか片方の方向において１０％以下であればよいが、長手方向（ＭＤ方向）及び幅方向（ＴＤ方向）の両方の方向において１０％以下であることが好ましい。
なお、上記ベースフィルムの熱収縮率は、当該ベースフィルムを２００℃のオーブン中で１０分間加熱する前後におけるフィルムの長さを測定することにより算出することができる。

上記ベースフィルムは、具体的には例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリサルフォン、ポリアラミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステルイミド等からなるフィルムが好適である。

上記ベースフィルムの厚さの好ましい下限は１２μｍ、好ましい上限は１００μｍである。上記ベースフィルムの厚さが１２μｍ未満であると、剥離時にフィルム切れしまい支持板から剥離しにくいことがあり、１００μｍを超えると、金属膜蒸着再剥離テープ全体の厚さが厚くなり、剥離時にめくるようにして剥離することができないことがある。上記ベースフィルムの厚さのより好ましい下限は２０μｍ、より好ましい上限は７５μｍである。

上記蒸着金属膜層は、本発明の金属膜蒸着再剥離テープを貼付した支持板に、静電チャック吸着性を付与する役割を有する。
上記蒸着金属膜層は、厚み１μｍ蒸着時の表面固有抵抗が１００００Ω以下の金属からなる。このような金属を用いることにより、高い静電チャック吸着性を付与することができる。

上記厚み１μｍ蒸着時の表面固有抵抗が１００００Ω以下の金属は、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又は酸化錫（ＳｎＯ）等の金属酸化物等が挙げられる。

上記蒸着金属膜層の厚さの好ましい下限は０．０５μｍ、好ましい上限は５μｍである。上記蒸着金属膜層の厚さが０．０５μｍ未満であると、本発明の金属膜蒸着再剥離テープを貼付した支持板を繰り返し使用したときに、短期間で蒸着金属膜層が剥離してしまうことがあり、５μｍを超えると、金属膜蒸着再剥離テープ全体が硬くなって、剥離時にめくるようにして剥離することができないことがある。上記蒸着金属膜層の厚さのより好ましい下限は０．１μｍ、より好ましい上限は２μｍである。

上記蒸着金属膜層を形成する方法は特に限定されず、従来公知の薄膜形成方法により上記ベースフィルムの一方の面上に上記金属を蒸着させればよい。金属膜層を形成する方法としては、具体的には、スパッタリング法等のＰＶＤ法や、光ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ等のＣＶＤ法が挙げられる。なかでも、簡便であることから、スパッタリング法が好適である。

上記再剥離粘着剤層は、本発明の金属膜蒸着再剥離テープを支持板に貼付する役割を果たすとともに、上記蒸着金属膜層が傷んできたときに上記支持板から容易に剥離して、支持板を再利用しやすくする役割を果たすものである。

上記再剥離粘着剤層は、空気下かつ常圧条件下で３０℃から２００℃にまで加熱したときの重量減少率が１０重量％以下の粘着剤からなる。これは、本発明の金属膜蒸着再剥離テープを支持板に貼付した状態で２００℃程度の高温工程を行ったときに、上記再剥離粘着剤層から放出されるアウトガスが少ないことを意味する。上記重量減少率が１０重量％を超えると、高温工程において金属膜蒸着再剥離テープが支持板から剥離してしまうことがある。上記重量減少率は５重量％以下であることが好ましい。

上記再剥離粘着剤層は、上記支持板に対する初期接着力の下限が０．２Ｎ／２５ｍｍ、上限が１．５Ｎ／２５ｍｍである。上記支持板に対する初期粘着力が０．２Ｎ／２５ｍｍ未満であると、支持板に対する粘着力が不充分となり、各種の工程中に支持板から金属膜蒸着再剥離テープから剥離してしまうことがある。上記支持板に対する初期粘着力が１．５Ｎ／２５ｍｍを超えると、上記蒸着金属膜層が傷んできたときに上記支持板から金属膜蒸着再剥離テープを剥離して、支持板を再利用するのが困難となる。上記支持板に対する初期接着力の好ましい下限は０．２Ｎ／２５ｍｍ、好ましい上限は１．０Ｎ／２５ｍｍである。

上記再剥離粘着剤層は、具体的には例えば、アクリル粘着剤、シリコン粘着剤、ウレタン系等の耐熱性の高い粘着剤からなることが挙げられる。

本発明の金属膜蒸着再剥離テープを貼着することにより、支持板に静電チャック吸着性を付与できる。静電チャック吸着性を有する支持板を半導体ウエハに貼り合わせることにより、半導体ウエハの加工時に取扱いを容易にし、破損したりしないようにすることができ、その後のＣＶＤやスパッタリング等処理を施す表面処理工程等の２００℃程度の高温がかかる工程においても該支持板を静電チャックに吸着して固定して行うことができる。そして、支持板を繰り返し使用して蒸着金属膜層が傷んできたときには、支持板から金属膜蒸着再剥離テープを剥離して、新しい金属膜蒸着再剥離テープに張り替えることにより、支持板を容易に再利用することができる。

半導体ウエハを補強するための支持板に本発明の金属膜蒸着再剥離テープを貼付する工程と、前記金属膜蒸着再剥離テープが貼付された支持板を半導体ウエハに貼付して補強する工程と、前記支持板により補強された半導体ウエハを、金属膜蒸着再剥離テープの金属膜を静電チャックに吸着することにより固定した状態で表面処理を施す工程とを有する半導体ウエハの製造方法もまた、本発明の１つである。

本発明によれば、半導体ウエハを固定する支持板に対して高い静電チャック吸着性を付与し、容易に張り替え可能な金属膜蒸着再剥離テープ、及び、該金属膜蒸着再剥離テープを用いた半導体ウエハの製造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。

（実施例１）
ベースフィルムとして、ポリエステルからなる厚さ５０μｍのフィルムを準備した。このベースフィルムの表面に、スパッタ法によりＩＴＯからなる厚さ０．５μｍの蒸着金属膜層を形成した。

温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応器を用意し、この反応器内に、２−エチルヘキシルアクリレート２０重量部、ラウリルアクリレート７５、アクリル酸１重量部、２−ヒドロキシエチルアクリレート４重量部、ラウリルメルカプカプタン０．０１重量部と、酢酸エチル１８０重量部を加えた後、反応器を加熱して還流を開始した。続いて、上記反応器内に、重合開始剤として１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン０．０１重量部を添加し、還流下で重合を開始させた。次に、重合開始から１時間後及び２時間後にも、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを０．０１重量部ずつ添加し、更に、重合開始から４時間後にｔ−ヘキシルパーオキシピバレートを０．０５重量部添加して重合反応を継続させた。そして、重合開始から８時間後に、固形分５５重量％、重量平均分子量７０万のアクリル共重合体を得、更にポリイソシアネート系架橋剤（コロネートＬ４５、日本ポリウレタン社製）１．５重量部を混合し、再剥離粘着剤層の組成物を調製した。

得られた組成物を、蒸着金属膜層が形成されたベースフィルムの他方の面に、乾燥後の厚さが２０μｍとなるようにドクターナイフを用いて塗工し、その後乾燥させることにより、金属膜蒸着再剥離テープを得た。

（評価）
得られた金属膜蒸着再剥離テープ等について、以下の評価を行った。
（１）ベースフィルムの熱収縮率の評価
ベースフィルムを２０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさに裁断した。なお、ＭＤ測定の場合のサンプルでは、ＭＤ方向１５０ｍｍ／ＴＤ方向２０ｍｍとした。一方、ＴＤ測定の場合のサンプルでは、ＭＤ方向２０ｍｍ／ＴＤ方向１５０ｍｍとした。即ち、熱収縮率の測定を行う方向が長くなるようにした。このサイズを加熱処理前の寸法Ａとした。
裁断後のベースフィルムを、２００℃のオーブン中に３０分間静置して加熱処理した後、取り出して常温（２３℃）にあるまで放置した。常温になったフィルムのサイズを加熱処理後の寸法Ｂとした。測定した加熱処理前寸法Ａと加熱処理後寸法Ｂを用いて、下記式により熱収縮率を求めた。
熱収縮率（％）＝｛（Ａ−Ｂ）／Ａ｝×１００
その結果、ＭＤ方向の熱収縮率は２．１％、ＴＤ方向の熱収縮率は２．５％であった。

（２）蒸着金属膜層の表面固有抵抗の測定
別にベースフィルム上にスパッタ法によりＩＴＯからなる厚さ１．０μｍの蒸着金属膜層を形成し、これをサンプルとした。
ＪＩＳ Ｋ ７１９４に記載された「導電性プラスチックの４探針法による抵抗率試験法」に準じた方法により蒸着金属膜層の表面固有抵抗を測定したところ、８００Ωであった。

（３）再剥離粘着剤層の重量減少率の測定
金属膜蒸着再剥離テープを２０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさに裁断して、その重量を測定し、これを加熱処理前重量Ｃとした。空気下及び常圧条件下においてオーブンに入れて、３０℃から２００℃に昇温（昇温速度５℃／分）した後、その重量を測定し、これを加熱処理後重量Ｄとした。測定した加熱処理前重量Ｃと加熱処理後重量Ｄとから、下記式により重量減少率を求めた。
重量減少率（％）＝｛（Ｃ−Ｄ）／Ｃ｝×１００
その結果、再剥離粘着剤層の重量減少率は３．５％であった。

（４）支持板に対する初期接着力の評価
室温２３℃及び相対湿度６５％の環境下で、２ｋｇの圧着ゴムローラーを用いて、３００ｍｍ／分の速度で、金属膜蒸着再剥離テープを支持板（ＳＵＳ３０４）に貼り付けた。貼付した状態で２４時間放置した後、ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠し、２５ｍｍにおける１８０度剥離強度を３００ｍｍ／分の速度で測定した。このようにして測定された剥離強度を初期接着力とした。その結果、再剥離粘着剤層の初期接着力は０．３Ｎ／２５ｍｍであった。

（５）半導体ウエハの製造
直径２０ｃｍの円形に切断した金属膜蒸着再剥離テープを、直径２０．４ｃｍのガラス板の一方の面に貼付した。
該ガラス板の他方の面を、市販の両面粘着テープを用いて、直径２０ｃｍ、厚さ約５０μｍシリコンウエハに貼り付けて、支持板により保護されたウエハサンプルを得た。
得られたウエハサンプルを、金属膜蒸着再剥離テープの金属膜をＪｏｈｎｓｅｎ−Ｒａｈｂｅｋ ｔｙｐｅ（Ｊ／Ｒ ｔｙｐｅ）の静電チャックステージを有するＣＶＤ装置にチャックした状態で、ウエハの表面にＣＶＤにより酸化膜を形成する処理を行った。
同様の処理を、同じ金属膜蒸着再剥離テープが貼付されたガラス板を用いて、連続５０回行ったが、金属膜蒸着再剥離テープがガラス板から剥離する等の問題も生じず、スムーズに処理を行うことができた。

連続５０回半導体ウエハの製造を行った後、ガラス板から金属膜蒸着再剥離テープを剥離して、新たな金属膜蒸着再剥離テープに張り替えた。
古い金属膜蒸着再剥離テープの剥離は手で行ったが、糊残り等することなく容易に剥離することができた。

本発明によれば、半導体ウエハを固定する支持板に対して高い静電チャック吸着性を付与し、容易に張り替え可能な金属膜蒸着再剥離テープ、及び、該金属膜蒸着再剥離テープを用いた半導体ウエハの製造方法を提供することができる。

Claims (4)

1. 半導体チップの製造工程において半導体ウエハを補強するための支持板に貼付することにより、該支持板に静電チャック吸着性を付与するための金属膜蒸着再剥離テープであって、
   ベースフィルムと、該ベースフィルムの一方の面に形成された蒸着金属膜層と、他方の面に形成された再剥離粘着剤層とからなり、
   前記ベースフィルムは、２００℃における熱収縮率が１０％以下であり、
   前記蒸着金属膜層は、厚み１μｍに蒸着したときの表面固有抵抗が１００００Ω以下の金属からなり、
   前記再剥離粘着剤層は、空気下かつ常圧条件下で３０℃から２００℃にまで加熱したときの重量減少率が１０重量％以下の粘着剤からなり、前記支持板に対する初期接着力が０．２〜１．５Ｎ／２５ｍｍである
   ことを特徴とする金属膜蒸着再剥離テープ。
2. 蒸着金属膜層は、錫ドープ酸化インジウム、酸化亜鉛又は酸化錫からなることを特徴とする請求項１記載の金属膜蒸着再剥離テープ。
3. 半導体ウエハを補強するための支持板に請求項１又は２記載の金属膜蒸着再剥離テープを貼付する工程と、前記金属膜蒸着再剥離テープが貼付された支持板を半導体ウエハに貼付して補強する工程と、前記支持板により補強された半導体ウエハを、金属膜蒸着再剥離テープの金属膜を静電チャックに吸着することにより固定した状態で表面処理を施す工程とを有することを特徴とする半導体ウエハの製造方法。
4. 複数回の半導体ウエハの製造を行った後、支持板から金属膜蒸着再剥離テープを剥離して、新しい金属膜蒸着再剥離テープに張り替える工程を有することを特徴とする請求項３記載の半導体ウエハの製造方法。