JP2015017159A - 半導体ウェハ加工用粘着フィルム、薄層化された半導体ウェハの製造方法及び半導体チップの製造方法 - Google Patents
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Abstract
半導体ウェハの薄層化から半導体ウェハの個片化までの一連の工程に適用し得る、半導体ウェハ加工用粘着フィルムを提供すること。
【解決手段】
基材フィルムと、該基材フィルムの一方面上に設けられた粘着剤層と、を備える半導体ウェハ加工用粘着フィルムであって、
前記基材フィルムが、160℃における貯蔵せん断弾性率G’が5.0×103Pa以上、且つ、貯蔵せん断弾性率G’に対する損失せん断弾性率G”の比である損失係数G”/G’が3.0以下のポリウレタンフィルムであり、
前記粘着剤層が、アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸及びグリシジル(メタ)アクリレートを含むモノマー混合物を重合して得られるポリマーを含み、
前記モノマー混合物が、前記アルキル(メタ)アクリレート及び前記(メタ)アクリル酸の合計100質量部に対して、90〜99質量部以下の前記アルキル(メタ)アクリレート及び1〜10質量部の前記(メタ)アクリル酸を含み、且つ、前記(メタ)アクリル酸1モルに対して、0.25〜2.5モルの前記グリシジル(メタ)アクリレートを含む、半導体ウェハ加工用粘着フィルム。
【選択図】なし
Description
本発明の半導体ウェハ加工用粘着フィルムの好適な一実施形態について、以下に説明する。
ポリウレタンAは、ポリアルキレングリコールに由来する構造単位と、ジイソシアネートに由来する構造単位とを有するポリエーテル系ポリウレタンである。このようなポリウレタンAでは、ポリアルキレングリコールに由来する構造単位によりソフトセグメントを形成し、ジイソシアネートに由来する構造単位によりハードセグメントを形成することができる。
ポリウレタンBは、ポリエステルポリオールに由来する構造単位と、ジイソシアネートに由来する構造単位とを有するポリエステル系ポリウレタンである。このようなポリウレタンBでは、ポリエステルポリオールに由来する構造単位によりソフトセグメントを形成し、ジイソシアネートに由来する構造単位によりハードセグメントを形成することができる。
ポリウレタンCは、ポリカーボネートジオールに由来する構造単位とジイソシアネートに由来する構造単位とを有するポリカーボネート系ポリウレタンである。このようなポリウレタンCでは、ポリカーボネートジオールに由来する構造単位によりソフトセグメントを形成し、ジイソシアネートに由来する構造単位によりハードセグメントを形成することができる。
δ=(ΔEv/V)0.5
(式中、ΔEvは液体のモル蒸発エネルギーであり、Vはモル体積である)
によって定義される値であり、Fedorsの方法により化学構造から計算することができる(R.F. Fedors, A Method for Estimating Both the Solubility Parametersand Molar Volumes of Liquids, Polym. Eng. Sci., 14(2), p.147, 1974を参照)。
本実施形態に係る薄層化した半導体ウェハの製造方法は、半導体ウェハの回路形成面に、上記粘着フィルムを貼着する貼着工程と、上記粘着フィルムが貼着された上記半導体ウェハの回路非形成面を加工して、上記半導体ウェハを薄層化する薄層化工程と、を有する。
本実施形態に係る半導体チップの製造方法は、上記粘着フィルムが貼着された半導体ウェハを個片化(ダイシング)する個片化工程と、個片化された半導体ウェハを、上記粘着フィルム上からピックアップして半導体チップを得るピックアップ工程と、を有する。
本発明に係る半導体チップの製造方法の他の実施形態は、半導体ウェハの回路形成面に、第一の粘着フィルムを貼着する第一の貼着工程と、第一の粘着フィルムが貼着された半導体ウェハの回路非形成面を加工して、半導体ウェハを薄層化する薄層化工程と、薄層化された半導体ウェハの回路非形成面に、第二の粘着フィルムを貼着する第二の貼着工程と、第二の粘着フィルムが貼着された半導体ウェハを個片化する個片化工程と、個片化された半導体ウェハを、第二の粘着フィルム上からピックアップして半導体チップを得るピックアップ工程と、を有するものである。
43.20質量部の2−エチルヘキシルアクリレート(東亜合成株式会社製)、1.80質量部のアクリル酸(株式会社日本触媒製)、3.55質量部のグリシジルメタクリレート(日油株式会社製)、溶媒として55.00質量部の酢酸エチル、及び、重合開始剤として0.09質量部のアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−65,和光純薬工業株式会社製)を混合し、窒素雰囲気下、50℃で24時間反応させて、粘着剤ポリマー(PSA−1)の酢酸エチル溶液(以下、場合により「PSA−1溶液」という。)を得た。
29.40質量部のn−ブチルアクリレート(三菱化学株式会社製)、0.60質量部のアクリル酸(株式会社日本触媒製)、溶媒として70.00質量部の酢酸エチル、及び、重合開始剤として0.06質量部のアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−65,和光純薬工業株式会社製)を混合し、窒素雰囲気下、50℃で24時間反応させて、粘着剤ポリマー(PSA−2)の酢酸エチル溶液(以下、場合により「PSA−2溶液」という。)を得た。
72.0質量部のポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG 650、数平均分子量約650、三菱化学株式会社製)、28.0質量部のジフェニルメタンジイソシアネート(和光純薬工業株式会社製)、0.01質量部のジブチルスズジラウレート(和光純薬株式会社製)を混合し、180℃で3時間反応させてポリウレタンを得た。次いで、得られたポリウレタンを加圧成型機で成型し、厚さ200μmの基材フィルムを作製した。なお、GPC法で測定したところ、得られたポリウレタンの数平均分子量は31000、重量平均分子量は65000であった。
57.0質量部のポリライトOD−X−240(商品名、分子量約1000の1,4−ブタンジオールとアジピン酸との縮合重合物、ポリエステルポリオール、DIC株式会社製)、7.5質量部の1,4−ブタンジオール、35.5質量部のジフェニルメタンジイソシアネート(和光純薬工業株式会社製)、0.01質量部のジブチルスズジラウレート(和光純薬工業株式会社製)を混合し、180℃で3時間反応させてポリウレタンを得た。次いで、得られたポリウレタンを加圧成型機で成型し、厚さ150μmの基材フィルムを作製した。なお、GPC法で測定したところ、得られたポリウレタンの数平均分子量は47000、重量平均分子量は96000であった。
53.0質量部の3−メチル−1,5−ペンタンジオール(和光純薬工業株式会社製)、47.0質量部のエチレンカーボネート(和光純薬工業株式会社製)、触媒として0.00072質量部の酢酸鉛三水和物を混合し、160℃で16時間反応させて、数平均分子量1000のポリカーボネートジオールを得た。次いで、64.0質量部の上記ポリカーボネートジオールと、8.0質量部の1,4−ブタンジオール(和光純薬工業株式会社製)と、28.0質量部のヘキサメチレンジイソシアネート(和光純薬工業株式会社製)、0.01質量部のジブチルスズジラウレート(和光純薬工業株式会社製)を混合し、180℃で3時間反応させてポリウレタンを得た。次いで、得られたポリウレタンを加圧成型機で成型し、厚さ100μmの基材フィルムを作製した。なお、GPC法で測定したところ、得られたポリウレタンの数平均分子量は28000、重量平均分子量は89000であった。
63.0質量部のポリライトOD−X−240(商品名、分子量約1000の1,4−ブタンジオールとアジピン酸との縮合重合物、ポリエステルポリオール、DIC株式会社製)、6.0質量部の1,4−ブタンジオール(和光純薬工業株式会社製)、31.0質量部のジフェニルメタンジイソシアネート(和光純薬工業株式会社製)、0.01質量部のジブチルスズジラウレート(和光純薬工業株式会社製)を混合し、180℃で3時間反応させてポリウレタンを得た。次いで、得られたポリウレタンを加圧成型機で成型し、厚さ200μmの基材フィルムを作製した。なお、GPC法で測定したところ、得られたポリウレタンの数平均分子量は50000、重量平均分子量は100000であった。
85.0質量部のポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG 1500、数平均分子量約1500、三菱化学株式会社製)、15.0質量部のジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(和光純薬工業株式会社製)、0.01質量部のジブチルスズジラウレート(和光純薬工業株式会社製)を混合し、180℃で3時間反応させてポリウレタンを得た。次いで、得られたポリウレタンを加圧成型機で成型し、厚さ150μmの基材フィルムを作製した。なお、GPC法で測定したところ、得られたポリウレタンの数平均分子量は48000、重量平均分子量は140000であった。
49.0質量部のアジピン酸(和光純薬工業株式会社製)、14.5質量部のイソフタル酸(和光純薬工業株式会社製)、36.5質量部の1,4−ブタンジオール(和光純薬工業株式会社製)、触媒として40質量ppmのチタニウムテトラブチレート(和光純薬工業株式会社製)を混合し、240℃でエステル化反応を行い、数平均分子量1200のポリエステルポリオールを調製した。次いで、63.0質量部の上記ポリエステルポリオール、5.0質量部の1,4−ブタンジオール(和光純薬工業株式会社製)、32.0質量部のジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(和光純薬工業株式会社製)、0.01質量部のジブチルスズジラウレート(和光純薬工業株式会社製)を混合し、180℃で3時間反応させてポリウレタンを得た。得られたポリウレタンを加圧成型機で成型し、厚さ150μmの基材フィルムを作製した。なお、GPC法で測定したところ、得られたポリウレタンの数平均分子量は51000、重量平均分子量は120,000であった。
(粘着フィルムの作製)
合成例1で得られたPSA−1溶液を、固形分量が20質量%になるようトルエンで希釈して、塗布液を調製した。次いで、作製例1で得られた基材フィルム(PUR−1)の一面上に塗布液を塗布し、65℃で5分間乾燥させて、厚さ5μmの粘着剤層を形成した。粘着剤層上に、厚さ38μmの剥離フィルム(Purex A31、帝人デュポンフィルム株式会社製)をラミネートし、実施例1の粘着フィルムを得た。
得られた粘着フィルムを2枚(それぞれ粘着フィルムA、粘着フィルムBという。)用いて、下記(a)〜(e)の工程により、半導体チップを製造した。なお、粘着フィルムは貼着時に剥離フィルムを剥離して使用した。
(a)研削工程(バックグラインド工程)
シリコンウェハ(直径200mm、厚さ725μm)の一方面上に粘着フィルムAを貼着し、当該シリコンウェハを粘着フィルムAを介して研削装置の定盤上に積置し、真空吸着により固定した。次いで、粘着フィルムAを貼着した面と反対側の面を、水をかけて冷却しながら厚さが200μmになるまで研削加工した。
シリコンウェハの研削加工された面をフッ硝酸により化学エッチングして、厚さ180μmにまで薄層化した。
シリコンウェハの化学エッチングが施された面に粘着フィルムBを貼着し、上記(a)で貼着した粘着フィルムAを剥離し、粘着フィルムBを介してシリコンウェハダイシング装置のチャックテーブル上に積置し、真空吸着により固定した。次いで、粘着フィルムBが貼着された面と反対側の面からダイヤモンドブレードによる切断を行い、シリコンウェハをチップ状に個片化した。続いて、粘着フィルムBを伸張させて、個片化されたウェハ間を拡張させた。
O3及びClF3によるガスエッチングを行った。このとき、粘着フィルムBは150℃に加熱された。
粘着フィルムB上から個片化されたウェハをピックアップすることにより、半導体チップを得た。
基材フィルムとして、作製例2で得られた基材フィルム(PUR−2)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、粘着フィルムの作製及び半導体チップの製造を行った。
基材フィルムとして、作製例3で得られた基材フィルム(PUR−3)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、粘着フィルムの作製及び半導体チップの製造を行った。
基材フィルムとして、作製例4〜6で得られた基材フィルム(PUR−4)、基材フィルム(PUR−5)及び基材フィルム(PUR−6)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、粘着フィルムの作製及び半導体チップの製造を行った。
合成例2で得られたPSA−2溶液を、固形分量が20質量%になるようトルエンで希釈して、塗布液を調製した。次いで、100質量部の当該塗布液と10質量部のE−AX(多官能エポキシ化合物の5質量%酢酸エチル溶液、総研化学株式会社製)とを混合し、作製例1で得られた基材フィルム(PUR−1)の一面上に塗布し、65℃で5分間乾燥させて、厚さ5μmの粘着剤層を形成した。粘着剤層上に、厚さ38μmの剥離フィルム(Purex A31、帝人デュポンフィルム株式会社製)をラミネートし、比較例4の粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムを用いて、実施例1と同様の方法により、半導体チップの製造を行った。
作製例1〜6で得られた基材フィルムの貯蔵せん断弾性率G’及び損失係数G”/G’を、Advanced Reometric Expansion System(ARES)(Reometric Scientific社製)を用いて、せん断モード、周波数1Hz、160℃の条件で測定した。測定結果は表1に示すとおりであった。
2−1.耐水性評価
工程(a)及び(b)において、シリコンウェハと粘着フィルムAの間への水又はフッ硝酸の浸入が観測された場合をB、観測されなかった場合をAとして評価した。結果は表2に示すとおりであった。
工程(c)において、個片化されたシリコンウェハの粘着フィルムBからの剥離・脱落が観測された場合をB、観測されなかった場合をAとして評価した。結果は表2に示すとおりであった。
工程(e)において、ピックアップした際に糊残りが観測された場合をB、糊残り無く容易にピックアップが可能であった場合をAとして評価した。結果は表2に示すとおりであった。
工程(d)の後、エッチングガスに曝された部分に変色・変形が生じ、粘着剤層が固着して個片化されたシリコンウェハのピックアップが困難となった場合をB、変色・変形が生じず、糊残り無く容易にピックアップできた場合をAとして評価した。結果は表2に示すとおりであった。
工程(e)の後、粘着フィルムBをダイシング装置の装置定盤(チャックテーブル)から外す際、粘着フィルムBの基材フィルムが装置定盤に融着して、取り外し困難となっていた場合をB、基材フィルムの融着が無く容易に粘着フィルムBを外すことができた場合をAとして評価した。結果は表2に示すとおりであった。
Claims (5)
- 基材フィルムと、該基材フィルムの一方面上に設けられた粘着剤層と、を備える半導体ウェハ加工用粘着フィルムであって、
前記基材フィルムが、160℃における貯蔵せん断弾性率G’が5.0×103Pa以上、且つ、貯蔵せん断弾性率G’に対する損失せん断弾性率G”の比である損失係数G”/G’が3.0以下のポリウレタンフィルムであり、
前記粘着剤層が、アルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸及びグリシジル(メタ)アクリレートを含むモノマー混合物を重合して得られるポリマーを含み、
前記モノマー混合物が、前記アルキル(メタ)アクリレート及び前記(メタ)アクリル酸の合計100質量部に対して、90〜99質量部以下の前記アルキル(メタ)アクリレート及び1〜10質量部の前記(メタ)アクリル酸を含み、且つ、前記(メタ)アクリル酸1モルに対して、0.25〜2.5モルの前記グリシジル(メタ)アクリレートを含む、半導体ウェハ加工用粘着フィルム。 - 半導体ウェハの回路形成面に、請求項1に記載の半導体ウェハ加工用粘着フィルムを貼着する貼着工程と、
前記半導体ウェハ加工用粘着フィルムが貼着された前記半導体ウェハの回路非形成面を加工して、前記半導体ウェハを薄層化する薄層化工程と、
を有する、薄層化された半導体ウェハの製造方法。 - 請求項1に記載の半導体ウェハ加工用粘着フィルムが貼着された半導体ウェハを個片化する個片化工程と、
個片化された前記半導体ウェハを、前記半導体ウェハ加工用粘着フィルム上からピックアップして半導体チップを得るピックアップ工程と、
を有する半導体チップの製造方法。 - 半導体ウェハの回路形成面に、第一の粘着フィルムを貼着する第一の貼着工程と、
前記第一の粘着フィルムが貼着された前記半導体ウェハの回路非形成面を加工して、前記半導体ウェハを薄層化する薄層化工程と、
薄層化された前記半導体ウェハの回路非形成面に、第二の粘着フィルムを貼着する第二の貼着工程と、
前記第二の粘着フィルムが貼着された前記半導体ウェハを個片化する個片化工程と、
個片化された前記半導体ウェハを、前記第二の粘着フィルム上からピックアップして半導体チップを得るピックアップ工程と、
を有し、
前記第一の粘着フィルム及び前記第二の粘着フィルムのうち少なくとも一方が、請求項1に記載の半導体ウェハ加工用粘着フィルムである、半導体チップの製造方法。 - 前記半導体ウェハ加工用粘着フィルムが貼着されている前記半導体ウェハに対して、前記半導体ウェハ加工用粘着フィルムが130℃以上に加熱される加工を施す加工工程をさらに有する、請求項2〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
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