JP2013239595A - 半導体ウェハのダイシング方法およびこれに用いる半導体加工用ダイシングテープ - Google Patents

Abstract

【課題】 接着剤剥離後の半導体素子を汚染せず、サポート部材の物理的・機械的剥離に耐える半導体ウェハのダイシング方法及び半導体加工用ダイシングテープを提供する。
【解決手段】 （ａ）半導体ウェハの回路面側に接着剤を介してサポート部材の貼合工程、（ｂ）該ウェハの回路面とは反対側の裏面の薄型加工工程、（ｃ）該ウェハの回路面とは反対側の裏面上に、少なくとも紫外線硬化型粘着剤層を有するダイシングテープの貼合工程、（ｄ）該ウェハを、該接着剤層及びサポート部材からの剥離工程、（ｅ）該半導体ウェハ上の該接着剤の残渣の有機溶剤洗浄工程、および（ｆ）該半ウェハ切断とチップ化工程を含み、前記（ｅ）の工程の前に、前記ダイシングテープの前記半導体ウェハが、未貼着領域の粘着剤層が紫外線照射で硬化されている半導体ウェハのダイシング方法及び半導体加工用ダイシングテープ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体デバイスを製造する工程における半導体ウェハのダイシング方法およびこれに用いる半導体加工用ダイシングテープに関する。さらに詳しくは、サポート部材を用いた半導体素子の製造する工程における半導体ウェハのダイシング方法およびこれに用いる半導体加工用ダイシングテープに関する。

配線パターンが形成された半導体ウェハの裏面を薄型加工するにあたっては、半導体ウェハのパターン面の保護と半導体ウェハ自体の固定を行うために、パターン面に保護シートを貼り付けた後に、裏面に研磨、研削等の薄型加工を施すのが一般的である。このような保護シートとしては、プラスチックフィルムからなる基材上にアクリル系粘着剤等が塗布されてなるものが一般的に用いられている。しかし、近年、ＩＣカードや携帯電話の薄型化、小型化により、半導体チップの厚さも５０μｍ以下のレベルが要求されてきており、従来の保護テープを用いた工程では、保護テープのみでは半導体ウェハを支えることができず、研削後における半導体ウェハの反りや、ウェハカセットへの収納時おける撓み等により、半導体ウェハの取り扱いが難しくなりハンドリングや搬送の自動化を困難にしていた。

この問題に対し、半導体ウェハにガラス基板、セラミック基板やシリコンウェハ基板等を、接着剤を介して貼り合わせ、半導体ウェハにサポート性を付与する方法が提案（特許文献１参照）されている。保護シートに代わりガラス基板、セラミック基板やシリコンウェハ基板等のサポート部材を用いることにより、半導体ウェハのハンドリング性は大きく向上し、搬送の自動化が可能となる。

サポート部材を用いた半導体ウェハのハンドリングにおいては半導体ウェハの裏面研削の後に、半導体ウェハからサポート部材を剥離する工程が必要となる。サポート部材の剥離は（１）サポート部材と半導体ウェハとの間の接着剤を化学薬品にて溶解または分解する、（２）サポート部材と半導体ウェハとの間の接着剤にレーザー光を照射し光分解する等の方法で行われることが一般的であるが、（１）の方法では、接着剤中に化学薬品を拡散させるのに長時間の処理が必要とされ、また（２）の方法では、レーザーのスキャンに長時間の処理が必要であり、またいずれの方法も、サポート部材として特殊な基板を用意する必要があるといった問題があった。

このため、サポート部材の剥離に際し、剥離の切っ掛けを形成した後、物理的・機械的に剥離させる方法が提案（特許文献２、３参照）されている。この方法は、従来の接着剤の化学薬品による溶解または分解やレーザースキャンによる光分解で必要とされていた長時間の処理が不要となり、短時間での処理が可能となる。半導体ウェハからサポート部材を剥離した後、サポート部材の剥離の際に生じた半導体ウェハ上の接着剤の残渣は、その後、化学薬品にて洗浄される。
サポート部材から剥離された半導体ウェハは、その後、ダイシング工程に移され、個々のチップに切断されるが、上述のように、半導体チップの厚さが５０μｍ以下となると、半導体ウェハ単独では、研削後における半導体ウェハの反りや、ウェハカセットへの収納時おける撓み等により、半導体ウェハの取り扱いが非常に困難となることから、半導体ウェハの裏面研削直後にサポート部材の剥離に先んじて、半導体ウェハの研削面にダイシングテープが貼り合わされ、リングフレームに支持固定されるのが通例である。従って、サポート部材の剥離の際に生じた半導体ウェハ上の接着剤残渣の化学薬品よる洗浄はダイシングテープに半導体ウェハが貼られた状態で行われることとなり、ダイシングテープには高い耐溶剤性が求められるという問題があった。

これを解決するために、粘着剤層にエネルギー線硬化型アクリル樹脂組成物を含み、かつゲル分率を７０％以上とすることが提案（特許文献４参照）されているが、この半導体加工用テープは材料が極めて限定されることから、本来ダイシングテープに求められる特性、即ち、ダイシング時にチップ飛びを抑制し得るだけの粘着力や、ピックアップ時における易剥離性を発現することが困難となる場合がある。

また、回路を形成したウェハ回路面にサポート部材を、接着剤を介して貼り付けた後、ウェハ裏面を研削し、次いで薄板化した基板の裏面に貫通電極を形成し、この後、ダイシングして個々の素子に小片化し、この小片化した素子の貫通電極側にダイシングテープを貼り合わせ、前記ダイシングテープを紫外線照射し、次いでサポートプレートの厚み方向に形成された多数の貫通穴に供給した溶剤をサポートプレートと基板との間の前記接着剤に接触させて該接着剤を溶かし、サポートプレートを基板から剥離する回路素子形成方法が提案（特許文献５参照）されている。

しかしながら、上記の手法はダイシングテープの貼り替え等、工程が煩雑である上に、接着剤中に化学薬品を拡散させるのに長時間の処理が必要であり、前述の特許文献１での問題が解決されておらず、更に、紫外線照射によってダイシングテープの半導体ウェハに対する粘着力が低下することから、特許文献２、３のように、サポート部材を半導体ウェハから機械的に剥離する工程を経る場合、サポート部材−半導体ウェハ間ではなく、半導体ウェハ−ダイシングテープ間で剥離が発生し、サポート部材の除去ができなくなるという問題が生じる場合がある。また、仮にサポート部材が除去できたとしても、ダイシング時に粘着力が不足し、チップ飛びを引き起こすという問題があった。

特開２００６−１３５２７２号公報 特表２０１１−５１０５１８号公報 米国特許出願公開第２０１１／０２７２０９２号明細書 特開２００９−２２４６２１号公報 特開２００９−１７７０３３号公報

本発明は、上記の問題点を解決し、サポート部材を用いた半導体素子の製造工程において、粘着剤に剥離液がかかった場合においても粘着剤が溶解せず半導体素子を汚染することがなく、かつサポート部材の物理的・機械的剥離に耐える半導体ウェハのダイシング方法およびそれに用いる半導体加工用ダイシングテープ提供することを課題とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、サポート部材を用いた半導体素子の製造方法において、であって、半導体ウェハの回路面側に接着剤を介してサポート部材を貼り合わせ、半導体ウェハの裏面を薄型加工した面に、貼り合わせるダイシングテープに紫外線硬化型粘着剤層を有するダイシングテープを使用することで、該粘着剤層の化学的、物理的特性の利用を種々検討した結果、硬化型粘着剤層の硬化前後の有機溶剤に対する溶解性の変化の利用が有効であることを見出した。本発明はこの知見に基づきなされたものである。

すなわち、本発明は、上記課題を下記の手段で解決した。
（１）（ａ）半導体ウェハの回路面側に接着剤を介してサポート部材を貼り合わせる工程、
（ｂ）該半導体ウェハの回路面とは反対側の裏面を薄型加工する工程、
（ｃ）該半導体ウェハの回路面とは反対側の裏面上に、少なくとも紫外線硬化型粘着剤層を有するダイシングテープを貼り合わせる工程、
（ｄ）該半導体ウェハを、該接着剤層およびサポート部材から剥離する工程、
（ｅ）該半導体ウェハ上の該接着剤の残渣を、有機溶剤を用いて洗浄する工程、および、
（ｆ）該半導体ウェハを切断してチップ化する工程を含む半導体ウェハのダイシング方法であって、
前記（ｅ）の工程の前に、前記ダイシングテープにおける、前記半導体ウェハが貼着されていない領域の粘着剤層が、紫外線照射によって硬化されていることを特徴とする半導体ウェハのダイシング方法。
（２）基材樹脂フィルムの少なくとも一方の面に粘着剤層が形成された半導体加工用ダイシングテープであって、該粘着剤層が放射線硬化性粘着剤層であり、前記粘着剤層における、半導体ウェハおよびダイシングフレームが貼着されない領域の粘着剤層が、予め紫外線照射によって硬化されていることを特徴とする半導体加工用ダイシングテープ。

本発明により、サポート部材を用いた半導体素子の製造工程において、粘着剤に剥離液がかかった場合においても粘着剤が溶解せず半導体素子を汚染することがなく、かつ、サポート部材の物理的・機械的剥離に耐える半導体ウェハのダイシング方法およびそれに用いる半導体加工用ダイシングテープ提供することができる。

本発明の第１の実施態様を模式的に示した概略断面図である。 本発明の第１の実施態様を模式的に示した全体工程図である。 本発明の第１の実施態様における、接着剤を介して半導体ウェハ上にサポート部材が貼り合わせ、リングフレーム上に固定された模式的な上面図である。 本発明の第２の実施態様を模式的に示した予め紫外線照射で硬化された半導体加工用ダイシングテープの概略断面図である。 本発明の第２の実施態様を模式的に示した全体工程図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る実施態様を詳細に説明する。
なお、以下の説明および図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施態様）
最初に、図１〜３を参照しながら、本発明に係る半導体ウェハの加工方法（ダイシング方法）の第１の実施態様について説明する。
図１は、第１の実施態様に係る半導体ウェハ１の加工方法を示す概略断面図であり、図２は、全体の工程図であり、リングフレーム８に固定された半導体ウェハ１の断面図である。

本発明に係る半導体ウェハ１は、回路等が形成されたパターン面（図示せず）を一方に有するシリコンウェハ等であり、回路面側に接着剤（接着剤層）２を介してサポート部材３を貼り合わせた〔図１（ａ）〕後、裏面研削（バックグラインド）工程に供される〔図１（ｂ）〕。

裏面研削（バックグラインド）工程終了後、半導体ウェハ１の回路面の裏面には、ダイシングテープ４の紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）５が貼合され、また、ダイシングテープ（半導体加工用ダイシングテープ）４の紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）５は、リングフレーム８の下面に貼合される〔図１（ｃ）、図２（ａ）〕。リングフレーム８は、環状の平板であり、金属製や樹脂製、特にステンレス製である。この際、ダイシングテープ４の紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）５は紫外線照射により硬化する前の状態である。

ダイシングテープ４を貼合した後、ダイシングテープ４における、半導体ウェハ１とリングフレーム８の間の紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）５が露出している領域を、紫外線（９）照射により硬化させて、紫外線硬化型粘着剤層（硬化後）６とする〔図１（ｄ）、図２（ｂ）〕。

サポート部材３を剥離する〔図１（ｅ）〕。サポート部材３の剥離工程と、ダイシングテープ４における、紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）５が露出している領域を紫外線照射する工程は前後しても構わないが、サポート部材３の剥離の際に有機溶剤１１を用いる場合は、紫外線（９）照射工程を先に実施する方が好ましい。

半導体ウェハ１の回路面上に残留した接着剤２を、有機溶剤１１を用いて洗浄・除去する〔図１（ｆ）、（ｇ））〕。

ダイシング工程により、半導体ウェハ１を、個々の半導体チップ１２に分割する〔図１（ｈ）〕。

ダイシングテープ４における、半導体チップ１２（半導体ウェハ１）が貼合された領域を、紫外線９で照射することにより硬化させて、紫外線硬化型粘着剤層（硬化後）６とする〔図１（ｉ）〕。

半導体チップ１２をピックアップニードル１３でピックアップする〔図１（ｊ）〕。

（第２の実施態様）
最初に、図４および５を参照しながら、本発明に係る半導体ウェハ１の加工方法（ダイシング方法）の第２の実施態様について説明する。

図４は、第２の実施態様に係るダイシングテープ（半導体加工用ダイシングテープ）１４の概略断面図であり、図５は第２の実施態様に係る全体の工程図であり、半導体ウェハ１の加工方法を示す概略断面図である。

本発明に係るダイシングテープ（半導体加工用ダイシングテープ）１４〔図４（ａ）〕は、基材フィルム（基材樹脂フィルム）７の少なくとも一方の面に粘着剤層が形成された半導体加工用ダイシングテープであって、該粘着剤層が放射線硬化性粘着剤層であり、前記粘着剤層における、半導体ウェハ１およびリングフレーム（ダイシングフレーム）８が貼着されない領域の粘着剤層が、予め紫外線照射によって硬化している。

放射線硬化性粘着剤層の一部が予め紫外線照射によって硬化されたダイシングテープ１４は、通常の紫外線硬化型ダイシングテープ４に紫外線９を遮光するマスク１０を介して紫外線（９）照射することで作製できる〔図４（ｂ）〜（ｄ）〕。マスク１０を介した紫外線９の照射はダイシングテープ４の基材側から行ってもよく、セパレータ１５側から実施してもよい。

本発明に係る半導体ウェハ１は、回路等が形成されたパターン面（図示せず）を一方に有するシリコンウェハ等であり、回路面側に接着剤２を介してサポート部材３を貼り合わせた〔図５（ａ）〕後、裏面研削（バックグラインド）工程に供される〔図５（ｂ）〕。

裏面研削（バックグラインド）工程終了後、半導体ウェハ１の回路面の裏面には、ダイシングテープ１４の紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）５が貼合され、また、ダイシングテープ１４の紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）５は、リングフレーム８の下面に貼合される〔図５（ｃ）〕。リングフレーム８は、環状の平板であり、金属製や樹脂製、特にステンレス製である。この際、ダイシングテープ１４の紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）５は紫外線（９）照射により硬化する前の状態、紫外線硬化型粘着剤層（硬化後）６は紫外線（９）照射により硬化した後の状態である。

サポート部材３を剥離する〔図５（ｄ）〕した後、半導体ウェハ１の回路面上に残留した接着剤２を、有機溶剤１１を用いて洗浄・除去する〔図５（ｅ）、（ｆ）〕。

ダイシング工程により、半導体ウェハ１を、個々の半導体チップ１２に分割する〔図５（ｇ）〕。

ダイシングテープ１４における、半導体チップ１２（半導体ウェハ１）が貼合された領域を、紫外線（９）照射により硬化せしめ、紫外線硬化型粘着剤層（硬化後）６とする〔図５（ｈ）〕。

半導体チップ１２をピックアップニードル１３でピックアップする〔図５（ｉ）〕。

次いで、サポート部材を説明する。
（サポート部材）
サポート部材３は、ケイ素、サファイヤ、水晶、金属（例えば、アルミニウム、銅、鋼）、種々のガラスおよびセラミックスから成る群から選択された素材から構成される。このサポート部材３の接着剤を貼り付ける面には堆積された他の素材を含むこともできる。例えば、シリコンウェハ上に窒化ケイ素を蒸着することも可能で、これにより接合特性を変えることができる。

（サポート部材の貼り付け）
前記サポート部材３を貼り付けるにあたっては、半導体ウェハ１の回路形成面に後述する接着剤２の接着剤液を塗布した後、塗布した接着剤２をオーブンまたはホットプレートで乾燥させる。また、接着剤（接着剤層）２の必要な厚さを得るために、接着剤液の塗布と予備乾燥を複数回繰り返してもよい。
また、半導体ウェハ１の回路形成面に接着剤２の接着剤液を塗布するにあたっては、接着剤２の接着剤液の塗布を行う前に、特表２００９−５２８６８８号公報で示されるように、半導体ウェハ１の回路面にプラズマポリマー分離層を堆積させることで、サポート部材の剥離の際に、半導体ウェハ１の回路形成面とプラズマポリマー分離層の間で剥離せしめる場合がある。

また、半導体ウェハ１の回路形成面に接着剤液をスピンコータで塗布すると周縁部に一段高くなったビード部ができる場合がある。この場合には、当該接着剤液を予備乾燥する前に、ビード部を溶剤によって除去することが好ましい。

（接着剤）
接着剤２としては、本発明においては市販のものを使用することができる。例えば、ＷａｆｅｒＢＯＮＤ^ＴＭ材料（ブリューワーサイエンス社ミズーリー州ローラから販売）（スライドボンディングプロセス用のＷａｆｅｒＢＯＮＤ^ＴＭ ＨＴ １０．１０、ケミカルボンディングプロセス用のＷａｆｅｒＢＯＮＤ^ＴＭ ＣＲ２００）や、ＷＡＣＫＥＲ製、バーグハウゼンの材料であるＥＬＡＳＴＯＳＩＬ
ＬＲ ３０７０等が挙げられる。また、半導体素材、ガラスまたは金属に対し高い接着力を示す樹脂もしくはポリマー類も好ましく、特に好ましくは、例えば、（イ）高固形分で、反応性エポキシ類およびアクリル類のようなＵＶ硬化樹脂、（ロ）２液性エポキシまたはシリコン接着剤のような同族の熱硬化樹脂、（ハ）熱可塑性のアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ハロゲン化ビニル（フッ素系不含）樹脂またはビニルエステルのポリマー類やコポリマー類を、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類またはポリウレタン類で、溶融状態または溶液塗膜として塗布し、塗工の後で焼くことにより乾燥してサポート部材と半導体ウェハを一層緻密にする、さらに、（４）環状オレフィン類、ポリオレフィンゴム類（例えばポリイソブチレン）または炭化水素をベースとした粘着付与樹脂類が挙げられる。
接着剤２としては、研磨時に水を使用するので非水溶性の高分子化合物が好ましく、また軟化点が高いことが望ましい。このような高分子化合物としては、ノボラック樹脂，エポキシ樹脂、アミド樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン、ポリビニルエーテル、ポリ酢酸ビニルおよびその変性物またはそれらの混合物を溶剤に溶解したものが挙げられる。中でもアクリル系樹脂材料は２００℃以上の耐熱性があり、発生するガスも少なく、クラックが発生し難いので好ましい。またノボラック樹脂もスカムがなく、耐熱性、発生ガス量及びクラックの発生についてはアクリル系樹脂材料に劣るが、軟化点が高く、接着後の剥離についても溶剤剥離が容易な点で好ましい。これに加えて成膜時のクラック防止に可塑剤を混合してもよい。

また、溶剤としては上記の樹脂を溶解でき、また均一にウェハに成膜できるものが望ましく、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、メチルイソアミルケトン、２−ヘプタノン等）、多価アルコール類もしくはその誘導体（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテートあるいはこれらのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテルまたはモノフェニルエーテル等）、環式エーテル類（例えば、ジオキサン）、エステル類（例えば、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル等）または芳香族炭化水素類（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等）を挙げることができる。これらのなかでも、特に上記の多価アルコール類もしくはその誘導体が好ましい。
これらは単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また膜厚の均一性を向上させるためにこれらに活性剤を添加してもよい。

（接着剤残渣の洗浄液）
半導体ウェハ１から接着剤２とサポート部材３を剥離した後に、半導体ウェハ１上に残存する接着剤残渣を取り除くための洗浄液としては、上記の接着剤２に使用される有機溶剤に加え、一価アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等）、ラクトン類（例えば、γ−ブチロラクトン等）、ラクタム類（例えば、γ−ブチロラクタム等）、エーテル類（例えば、ジエチルエーテルやアニソール等）、アルデヒド類（例えば、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルアセトアルデヒド等）を使用してもよい。比較的溶解速度が速いことから、メタノールが特に好ましい。

（半導体加工用ダイシングテープ）
半導体加工用ダイシングテープ（ダイシングテープ）４または１４としては、紫外線硬化型粘着剤を有するものであれば特に限定されるものではなく、従来公知のものを特に制限することなく使用することができるが、サポート部材３を半導体ウェハ１から剥離する際に、ダイシングテープ４が半導体ウェハ１から剥離しない程度の紫外線硬化前の粘着力が必要とされる。ダイシングテープ４の紫外線硬化前の粘着力としては、好ましくは１.０Ｎ／２５ｍｍ以上、更に好ましくは２.０Ｎ／２５ｍｍ以上が望ましい。

（基材樹脂フィルム）
基材樹脂フィルム（基材フィルム）７を構成する材料としては、紫外線透過性を有しさえすれば、従来公知のものを特に制限することなく使用することができる。

例えば、基材フィルム７を構成する材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー等のα−オレフィンの単独重合体または共重合体あるいはこれらの混合物、ポリウレタン、スチレン−エチレン−ブテンもしくはペンテン系共重合体、ポリアミド−ポリオール共重合体等の熱可塑性エラストマー、およびこれらの混合物を列挙することができる。また、基材フィルム７はこれらの群から選ばれる２種以上の材料が混合されたものでもよく、これらが単層または複層化されたものでもよい。基材フィルム７の厚さは、特に限定されるものではなく、適宜に設定してよいが、５０〜２００μｍが好ましい。

（紫外線硬化型粘着剤層）
紫外線硬化型粘着剤層は、基材フィルム７上に紫外線硬化型粘着剤を塗工して製造することができる。紫外線硬化型粘着剤層としては特に制限はなく、従来公知のものを特に制限することなく使用することができるが、ダイシングの際に、半導体チップ１２が剥離しない程度の保持性や、ピックアップの際に、紫外線硬化型粘着剤層と半導体チップ１２との間で剥離するため、剥離容易性を有する必要がある。

紫外線硬化型粘着剤層に用いる放射線硬化型樹脂組成物としては、炭素−炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを使用することができる。例えば、放射線硬化型樹脂組成物として、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いる他、一般的な粘着剤に放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分等の放射線硬化樹脂を配合した放射線硬化性粘着剤を例示できる。
紫外線硬化型粘着剤層に用いる放射線硬化型樹脂組成物は特に限定されるものではないが、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸オリゴマーおよびイタコン酸オリゴマーのように水酸基あるいはカルボキシル基等の官能基を有するオリゴマーを挙げることができる。

炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖に有する化合物を用いた放射線硬化型樹脂組成物としては、例えば、主鎖に対して、少なくとも放射線硬化性炭素−炭素二重結合含有基、水酸基およびカルボキシル基を含有する基をそれぞれ有する（メタ）アクリル系共重合体を主成分とし、かつゲル分率が６０％以上であることが好ましい。さらには、分子中にヨウ素価０．５〜２０の放射線硬化性炭素−炭素二重結合を有する化合物（Ａ）と、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも１種の化合物（Ｂ）を付加反応させてなるポリマーを含有していることが好ましい。

紫外線硬化型粘着剤層の主成分の１つである化合物（Ａ）について説明する。
化合物（Ａ）の放射線硬化性炭素−炭素二重結合の好ましい導入量はヨウ素価で０．５〜２０、より好ましくは０．８〜１０である。ヨウ素価が０．５以上であると、放射線照射後の粘着力の低減効果を得ることができ、ヨウ素価が２０以下であれば、放射線照射後の粘着剤の流動性が十分で、延伸後の素子間隙を十分得ることができるため、ピックアップ時に各素子の画像認識が困難になるという問題が抑制できる。さらに、化合物（Ａ）そのものに安定性があり、製造が容易となる。

上記化合物（Ａ）は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−７０℃〜０℃であることが好ましく、−６６℃〜−２８℃であることがより好ましい。Ｔｇが−７０℃以上であれば、放射線照射に伴う熱に対する耐熱性が十分であり、０℃以下であれば、表面状態が粗い半導体ウェハ１におけるダイシング後の素子の飛散防止効果が十分得られる。

上記化合物（Ａ）はどのようにして製造されたものでもよいが、例えば、（メタ）アクリル系共重合体等の放射線硬化性炭素−炭素二重結合を有し、かつ、官能基をもつ化合物（（１））と、その官能基と反応し得る官能基をもつ化合物（（２））とを反応させて得たものが用いられる。

このうち、前記の放射線硬化性炭素−炭素二重結合および官能基を有する化合物（（１））は、（メタ）アクリル酸アルキルエステル等の放射線硬化性炭素−炭素二重結合を有する単量体（（１）−１）と、官能基を有する単量体（（１）−２）とを共重合させて得ることができる。粘着剤二重結合量については加熱乾燥された粘着剤約１０ｇに含まれる炭素−炭素二重結合量を真空中暗所における臭素付加反応による質量増加法により定量測定できる。

単量体（（１）−１）としては、炭素数６〜１２のヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、デシルアクリレート、または炭素数５以下の単量体である、ペンチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルアクリレート、またはこれらと同様のメタクリレート等を列挙することができる。

単量体（（１）−１）として、炭素数の大きな単量体を使用するほどＴｇは低くなるので、所望のＴｇのものを作製することができる。また、Ｔｇの他、相溶性と各種性能を上げる目的で酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル等の炭素−炭素二重結合をもつ低分子化合物を配合することも単量体（（１）−１）の総質量の５質量％以下の範囲内で可能である。

単量体（（１）−２）が有する官能基としては、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、環状酸無水基、エポキシ基、イソシアネート基等を挙げることができ、単量体（（１）−２）の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ケイ皮酸、イタコン酸、フマル酸、フタル酸、２−ヒドロキシアルキルアクリレート類、２−ヒドロキシアルキルメタクリレート類、グリコールモノアクリレート類、グリコールモノメタクリレート類、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アリルアルコール、Ｎ−アルキルアミノエチルアクリレート類、Ｎ−アルキルアミノエチルメタクリレート類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フマル酸、無水フタル酸、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基の一部を水酸基またはカルボキシル基および放射線硬化性炭素−炭素二重結合を有する単量体でウレタン化したもの等を列挙することができる。

化合物（２）において用いられる官能基としては、化合物（１）、つまり単量体（（１）−２）の有する官能基が、カルボキシル基または環状酸無水基である場合には、水酸基、エポキシ基、イソシアネート基等を挙げることができ、水酸基である場合には、環状酸無水基、イソシアネート基等を挙げることができ、アミノ基である場合には、エポキシ基、イソシアネート基等を挙げることができ、エポキシ基である場合には、カルボキシル基、環状酸無水基、アミノ基等を挙げることができる。これらの具体例としては、単量体（（１）−２）の具体例で列挙したものと同様のものを列挙することができる。

化合物（１）と化合物（２）の反応において、未反応の官能基を残すことにより、酸価または水酸基価等の特性に関して、本発明で規定するものを製造することができる。

上記の化合物（Ａ）の合成において、反応を溶液重合で行う場合の有機溶剤としては、ケトン系、エステル系、アルコール系、芳香族系のものを使用することができるが、中でもトルエン、酢酸エチル、イソプロピルアルコール、ベンゼンメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトン等の、一般にアクリル系ポリマーの良溶媒で、沸点６０〜１２０℃の溶剤が好ましい。
また、重合開始剤としては、α，α’−アゾビスイソブチルニトリル等のアゾビス系、ベンゾイルペルオキシド等の有機過酸化物系等のラジカル発生剤を通常用いる。この際、必要に応じて触媒、重合禁止剤を併用することができ、重合温度および重合時間を調節することにより、所望の分子量の化合物（Ａ）を得ることができる。また、分子量を調節することに関しては、メルカプタン、四塩化炭素系の溶剤を用いることが好ましい。なお、この反応は溶液重合に限定されるものではなく、塊状重合、懸濁重合等別の方法でも差し支えない。

以上のようにして、化合物（Ａ）を得ることができるが、化合物（Ａ）の質量平均分子量は、３０万〜１２０万程度が好ましい。３０万未満では、放射線照射による凝集力が小さくなって、半導体ウェハ１をダイシングする時に、チップのずれが生じやすくなり、画像認識が困難となることがある。このチップのずれを、極力防止するためには、質量平均分子量が、４０万以上である方が好ましい。また、質量平均分子量が１２０万を越えると、合成時および塗工時にゲル化する可能性がある。なお、本発明における質量平均分子量とは、ポリスチレン換算の質量平均分子量である。

なお、化合物（Ａ）が、水酸基価５〜１００となる水酸基を有すると、放射線照射後の粘着力を減少することによりピックアップミスの危険性をさらに低減することができるので好ましい。また、化合物（Ａ）が、酸価０．５〜３０となるカルボキシル基を有することが好ましい。

ここで、化合物（Ａ）の水酸基価が低すぎると、放射線照射後の粘着力の低減効果が十分でなく、高すぎると、放射線照射後の粘着剤の流動性を損なう傾向がある。また酸価が低すぎると、テープ復元性の改善効果が十分でなく、高すぎると粘着剤の流動性を損なう傾向がある。

次に、紫外線硬化型粘着剤層のもう１つの主成分である化合物（Ｂ）について説明する。
化合物（Ｂ）は、ポリイソシアネート類、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる化合物であり、単独または２種類以上を組み合わせて使用することができる。この化合物（Ｂ）は架橋剤として働き、化合物（Ａ）または基材フィルム７と反応した結果できる架橋構造により、化合物（Ａ）および（Ｂ）を主成分とした粘着剤の凝集力を、粘着剤塗布後に向上することができる。

ポリイソシアネート類としては、特に制限がなく、例えば、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、４，４’−〔２，２−ビス（４−フェノキシフェニル）プロパン〕ジイソシアネート等の芳香族イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチル−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、２，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート等が挙げられる。具体的には、コロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製、商品名）等を用いることができる。

また、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂としては、具体的には、ニカラックＭＸ−４５（三和ケミカル株式会社製、商品名）、メラン（日立化成工業株式会社製、商品名）等を用いることができる。さらに、エポキシ樹脂としては、ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ（三菱化学株式会社製、商品名）等を用いることができる。

化合物（Ｂ）の添加量としては、化合物（Ａ）１００質量部に対して０．１〜１０質量部、好ましくは０．４〜７質量部の割合となるよう、選択することが必要である。この範囲内で選択することにより、適切な凝集力とすることができ、急激に架橋反応が進行することはないので、粘着剤の配合や塗布等の作業性が良好となる。

また、紫外線硬化型粘着剤層には、光重合開始剤が含まれていることが好ましい。光重合開始剤としては特に制限はなく、従来知られているものを用いることができる。例えば、ベンゾフェノン、４，４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン、４，４’−ジクロロベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、アセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン類、２−エチルアントラキノン、ｔ−ブチルアントラキノン等のアントラキノン類、２−クロロチオキサントン、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、２，４，５−トリアリ−ルイミダゾール二量体（ロフィン二量体）、アクリジン系化合物等を挙げることができ、これらは単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。光重合開始剤の添加量としては、化合物（Ａ）１００質量部に対して０．１〜１０質量部とすることが好ましく、０．５〜５質量部とすることがより好ましい。

さらに、放射線硬化性の粘着剤には必要に応じて粘着付与剤、粘着調整剤、界面活性剤等、あるいはその他の改質剤等を配合することができる。また、無機化合物フィラーを適宜加えてもよい。紫外線硬化型粘着剤層の厚さは少なくとも５μｍ、より好ましくは１０μｍ以上であることが好ましい。なお、紫外線硬化型粘着剤層は複数の層が積層された構成であってもよい。

次に本発明を実施例に基づき更に詳細に説明する。以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

＜基本ダイシングテープの作成＞
以下のようにして、基本とするダイシングテープＣ１〜Ｃ４を作製した。

（ダイシングテープＣ１の作製）
モノマー成分として、メタクリル酸メチル、アクリル酸２−エチルヘキシルと２−ヒドロキシエチルアクリレートを質量比５：１４：１の割合で、酢酸エチル中で共重合させて、主鎖に対して水酸基が結合されたアクリル重合体（Ａ１）を含む溶液を得た。続いて、前記、アクリル重合体Ａ１ １００質量部に対して、紫外線硬化性化合物としてペンタエリスリトールトリアクリレートおよびジイソシアネートを反応させて得た紫外線硬化性オリゴマー５０質量部、光重合開始剤として商品名「イルガキュア６５１」（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製）２.５質量部およびポリイソシアネート系化合物（商品名「コロネートＬ」日本ポリウレタン工業社製）１.０質量部をそれぞれ加えて、紫外線硬化型アクリル系粘着剤溶液Ｂ１を得た。この樹脂組成物を厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）上に乾燥膜厚が２０μｍとなるように塗布し、１１０℃で３分間乾燥して粘着剤層を形成した後に、１００μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムに張り合わせることで転写し、ダイシングテープＣ１を作製した。
上記のようにして作製されたダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層のゲル分率は８２％であった。

（ダイシングテープＣ２の作製）
モノマー成分として、アクリル酸ブチルと２−ヒドロキシエチルアクリレートを質量比８：２の割合で、酢酸エチル中で共重合させて、主鎖に対して水酸基が結合されたアクリル重合体（Ａ２）を含む溶液を得た。続いて、前記アクリル重合体Ａ２ １００質量部に対して、紫外線硬化性化合物としてペンタエリスリトールトリアクリレートおよびジイソシアネートを反応させて得た紫外線硬化性オリゴマー１００質量部、光重合開始剤として商品名「イルガキュア６５１」（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製）２.５質量部およびポリイソシアネート系化合物（商品名「コロネートＬ」日本ポリウレタン工業社製）０.５質量部をそれぞれ加えて、紫外線硬化型アクリル系粘着剤溶液Ｂ２を得た。この樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥膜厚が１０μｍとなるように塗布し、１１０℃で３分間乾燥して粘着剤層を形成した後に、１００μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムに張り合わせることで転写し、ダイシングテープＣ２を作製した。
上記のようにして作製されたダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層のゲル分率は７４％であった。

（ダイシングテープＣ３の作製）
モノマー成分として、アクリル酸ブチルと２−ヒドロキシエチルアクリレートを質量比８：２の割合で、酢酸エチル中で共重合させて、主鎖に対して水酸基が結合されたアクリル重合体（Ａ２）を含む溶液を得た。
次に、前記アクリル共重合体（Ａ２）を含む溶液に、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、触媒としてジラウリン酸ジブチルスズを加えて、５０℃で２４時間反応させて、側鎖の末端に炭素−炭素二重結合を有するアクリル重合体（Ａ３）を含む溶液を得た。

続いて、上記の側鎖の末端に炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを含む溶液Ａ３ １００質量部に対して、光重合開始剤として商品名「イルガキュア６５１」（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製）２.５質量部およびポリイソシアネート系化合物（商品名「コロネートＬ」日本ポリウレタン工業社製）０.５質量部をそれぞれ加えて、紫外線硬化型アクリル系粘着剤溶液Ｂ３を得た。この樹脂組成物を厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム上に乾燥膜厚が１０μｍとなるように塗布し、１１０℃で３分間乾燥して粘着剤層を形成した後に、１００μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムに張り合わせることで転写し、ダイシングテープＣ３を作製した。
上記のようにして作製されたダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層のゲル分率は６８％であった。

（ダイシングテープＣ４の作製）
アクリル重合体Ａ３ １００質量部に対して、紫外線硬化性化合物としてペンタエリスリトールトリアクリレートおよびジイソシアネートを反応させて得た紫外線硬化性オリゴマー２５質量部を加えた以外は、ダイシングテープＣ３と同様にして、ダイシングテープＣ４を作製した。
上記のようにして作製されたダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層のゲル分率は５５％であった。

ここで、各ダイシングテープのゲル分率については、以下の方法により評価した。

「ゲル分率」
５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさにカットした半導体加工用ダイシングテープから、セパレータを除去し、その質量Ａを秤量した。次にこの秤量した半導体加工用ダイシングテープのサンプルを１００ｇのメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）中に浸漬した状態で４８時間放置した後、５０℃の恒温層で乾燥し、その質量Ｂを秤量した。更に１００ｇの酢酸エチルを用いてサンプルの粘着剤層を拭き取り除去した後、サンプルの質量Ｃを秤量し、下記式（１）によりゲル分率を算出した。

ゲル分率（％）＝（Ｂ−Ｃ）／（Ａ−Ｃ） （１）

（実施例１）
各々のダイシングテープ（Ｃ１〜Ｃ４）について、ダイシングテープからＰＥＴフィルムを剥離し、ダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層を半導体ウェハとリングフレームに貼り合せた後、窒素雰囲気下において、半導体ウェハ側から紫外線照射を施すことにより、予め前記半導体ウェハが貼着されていない領域の粘着剤層を硬化させることで評価サンプルを作製した。

（実施例２）
各々のダイシングテープ（Ｃ１〜Ｃ４）について、ダイシングテープからＰＥＴフィルムを剥離し、ダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層を半導体ウェハとリングフレームに貼り合せた後、窒素雰囲気下において、ダイシングテープ側から、ウェハ貼着領域に紫外線が当たらないようマスクを介して紫外線照射を施すことにより、予め前記半導体ウェハが貼着されていない領域の粘着剤層を硬化させることで評価サンプルを作製した。

（実施例３）
各々のダイシングテープ（Ｃ１〜Ｃ４）について、ダイシングテープからＰＥＴフィルムを剥離する前に、ダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層における半導体ウェハが貼着される領域とリングフレームが貼着される領域に紫外線が当たらないようマスクを介して紫外線照射を施すことにより、半導体ウェハが貼着されていない領域の粘着剤層を予め硬化した半導体加工用ダイシングテープ（Ｃ１Ｃ〜Ｃ４Ｃ）を作製した。これらの半導体加工用ダイシングテープの紫外線照射による硬化がなされていない領域の粘着剤層に半導体ウェハとリングフレームを貼り合せることで、評価サンプルを作製した。

（比較例１）
各々のダイシングテープ（Ｃ１〜Ｃ４）について、ダイシングテープからＰＥＴフィルムを剥離し、ダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層を半導体ウェハとリングフレームに貼り合せることで、評価サンプルを作製した。

（比較例２）
各々のダイシングテープ（Ｃ１〜Ｃ４）について、ダイシングテープからＰＥＴフィルムを剥離し、ダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層を半導体ウェハとリングフレームに貼り合せた後、窒素雰囲気下において、ダイシングテープ側から紫外線照射を施すことにより、評価サンプルを作製した。

（比較例３）
各々のダイシングテープ（Ｃ１〜Ｃ４）について、ダイシングテープからＰＥＴフィルムを剥離する前に、ダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層全面に紫外線照射を施すことにより、紫外線硬化型粘着剤層を予め硬化した半導体加工用ダイシングテープ（Ｃ１Ｅ〜Ｃ４Ｅ）を作製した。
これらの半導体加工用ダイシングテープからＰＥＴフィルムを剥離し、半導体加工用ダイシングテープの紫外線硬化された粘着剤層を半導体ウェハとリングフレームに貼り合せようと試みたが、紫外線硬化により粘着剤層が粘着力を消失したため、貼り合せができなかった。

試験例
実施例１〜３および比較例１〜３の各サンプルについて耐溶剤、サポート部材剥離性の評価試験を以下のように行った。
得られた結果をまとめて下記表１および２に示す。

「耐溶剤性」
実施例、比較例で調整した評価サンプルの半導体ウェハ側から有機溶剤としてメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を吹きつけながら、２０ｒｐｍで回転させスピン洗浄を施した。洗浄・乾燥終了後に半導体加工用ダイシングテープの半導体ウェハが貼られていない領域の粘着剤層を観察し、粘着剤の溶解または膨潤が見られなかったものを○とし合格と判定、粘着剤の溶解または膨潤が見られたものを×とし不合格とした。

「サポート部材剥離性」
米国特許出願公開第２０１１／０２７２０９２号明細書に開示される方法を用いることにより、厚さ約７００μｍの６ｉｎｃｈシリコンウェハ上に、プラズマポリマー分離層、シリコーンゴム接着剤層、サポート部材として厚さ２.５ｍｍのガラス板が、順に積層された構造体を得た。

実施例、比較例における半導体ウェハの代わりに、上記のようにして得られた構造体のウェハ背面（プラズマポリマー分離層等が積層されていない面）にダイシングテープを貼り合せ、リングフレーム上に固定した後、Ｓｕｓｓ社製Ｄｅ-Ｂｏｎｄｅｒ ＤＢ１２Ｔに供することにより、サポート部材の剥離性を評価した。
サポート部材のプラズマポリマー分離層とウェハ表面の間で剥離したものを○とし合格と判定、サポート部材のプラズマポリマー分離層とウェハ表面の間で剥離せず、ウェハ背面とダイシングテープの間で剥離したものを×とし不合格とした。また、構造体１のウェハ背面（プラズマポリマー分離層等が積層されていない面）にダイシングテープを貼付けることができなかったものも、同様に×として不合格とした。

上記表１、２から、実施例１〜３ではダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層の紫外線硬化前のゲル分率に因らず、全てのダイシングテープで耐溶剤性、サポート部材剥離性共に合格であり、良好な結果であった。一方、比較例１ではダイシングテープの紫外線硬化型粘着剤層の紫外線硬化前のゲル分率が低い場合、耐溶剤性が不合格となり、ダイシングテープの構成に因って評価結果が左右されるという結果であり、汎用性に乏しい。また、比較例２、３では、紫外線硬化により耐溶剤性は合格であるものの、サポート部材の剥離ができない、もしくはダイシングテープの貼り付け自体ができないという結果であり、半導体製造工程としては不適当であることがわかる。

１ 半導体ウェハ
２ 接着剤
３ サポート部材
４ ダイシングテープ
５ 紫外線硬化型粘着剤層（硬化前）
６ 紫外線硬化型粘着剤層（硬化後）
７ 基材フィルム
８ リングフレーム
９ 紫外線
１０ マスク
１１ 有機溶剤
１２ 半導体チップ
１３ ピックアップニードル
１４ ダイシングテープ
１５ セパレータ

Claims (2)

1. （ａ）半導体ウェハの回路面側に接着剤を介してサポート部材を貼り合わせる工程、
   （ｂ）該半導体ウェハの回路面とは反対側の裏面を薄型加工する工程、
   （ｃ）該半導体ウェハの回路面とは反対側の裏面上に、少なくとも紫外線硬化型粘着剤層を有するダイシングテープを貼り合わせる工程、
   （ｄ）該半導体ウェハを、該接着剤層およびサポート部材から剥離する工程、
   （ｅ）該半導体ウェハ上の該接着剤の残渣を、有機溶剤を用いて洗浄する工程、および、
   （ｆ）該半導体ウェハを切断してチップ化する工程を含む半導体ウェハのダイシング方法であって、
   前記（ｅ）の工程の前に、前記ダイシングテープにおける、前記半導体ウェハが貼着されていない領域の粘着剤層が、紫外線照射によって硬化されていることを特徴とする半導体ウェハのダイシング方法。
2. 基材樹脂フィルムの少なくとも一方の面に粘着剤層が形成された半導体加工用ダイシングテープであって、該粘着剤層が放射線硬化性粘着剤層であり、前記粘着剤層における、半導体ウェハおよびダイシングフレームが貼着されない領域の粘着剤層が、予め紫外線照射によって硬化されていることを特徴とする半導体加工用ダイシングテープ。

Images