JP2015056446A - 半導体ウエハ表面保護用粘着テープおよび半導体ウエハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザーを用いて半導体ウエハ内部に集光させて内部に改質層を形成した後、または半導体ウエハ表面に所定深さの溝を形成した後に、半導体ウエハ裏面を研削しても、カーフシフトや半導体ウエハの研削屑による汚染を抑制することができ、導体ウエハ表面保護テープを剥離した際のチップへの糊残りを防止することができる半導体ウエハ表面保護用粘着テープを提供する。【解決手段】本発明の半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、基材フィルムと、基材フィルムの少なくとも片面側に設けられ、粘着剤からなる中間層と、中間層の基材フィルムと反対側であって最外層に設けられた最外粘着剤層とを有する粘着テープであって、中間層は、粘着テープ形成後の硬化処理により硬化する材料で形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ表面保護用粘着テープおよび該半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いた半導体ウエハの加工方法に関する。さらに詳しくは、内部に集光点が合わされレーザーが照射されることにより内部に改質領域が形成された半導体ウエハの裏面または表面に所定深さの溝が形成された半導体ウエハの裏面を研磨する際に、半導体ウエハの回路パターンが形成された表面に貼合され半導体ウエハの表面を保護するために用いるのに特に適した半導体ウエハ表面保護用粘着テープおよび該半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いた半導体ウエハの加工方法に関する。

半導体パッケージは、高純度シリコン単結晶等をスライスして半導体ウエハとした後、イオン注入、エッチング等により該ウエハ表面に集積回路を形成して製造される。集積回路が形成された半導体ウエハの裏面を研削等することにより、半導体ウエハは所望の厚さにされる。この際、半導体ウエハ表面に形成された集積回路を保護するために、半導体ウエハ表面保護用粘着テープが用いられる。従来、半導体ウエハは、裏面研削が終了した後にダイシング工程へ運搬され、半導体チップに加工される。半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、一般的に、基材フィルムに粘着剤層が積層されてなり、半導体ウエハの裏面に粘着剤層を貼付して用いるようになっており、半導体ウエハの裏面研削が完了した後、ウエハ表面から剥離される。

ところが、近年では、ＩＣカードの普及が進み、チップの薄型化が望まれている。このため、従来は厚さが３５０μｍ程度であった半導体チップを、厚さ５０〜１００μｍあるいはそれ以下まで薄くする必要が生じている。このようなチップの薄型化を達成するため、新たな半導体ウエハの切断方法が提案されている。まず半導体ウエハの表面側からブレードを用いて所定深さの溝を形成した後、半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いて半導体ウエハの裏面側から半導体ウエハを研削することでチップを製造する方法（いわゆる先ダイシング法）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、上述のブレードによる溝の形成に替えて、レーザーをウエハ内部に集光することで内部に改質層を形成し、その後、半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いて半導体ウエハの裏面側から半導体ウエハを研削することでチップを製造する方法（いわゆる先ステルス法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−３３５４１１号公報 特開２００４−１１１４２８号公報

上記先ダイシング法や先ステルス法のような半導体ウエハの切断方法を用いた場合、従来から汎用されている半導体ウエハ表面保護用粘着テープでは、半導体ウエハをチップに個片化した後本来のチップ間隔が崩れてしまう、いわゆるカーフシフトを抑制するため、弾性率を高くする必要があった。しかしながら、半導体ウエハ表面保護用テープの弾性率を高めると、半導体ウエハ表面のパターン段差への追従性が不十分となり、半導体ウエハ裏面研削時に発生した研削屑が半導体ウエハ表面保護用テープと半導体ウエハとの間に侵入し、半導体ウエハを汚染してしまうという問題点があった。特に、先ダイシング法や先ステルス法においては、研削加工の途中で半導体ウエハが個片化されるため、研削屑の浸入がより発生しやすい。

また、先ダイシング法および先ステルス法においても、通常の研削時と同様、半導体ウエハ表面保護テープを剥離する際にチップ表面に粘着剤層の残渣が付着してしまう、いわゆる糊残りが生じないことが重要である。しかしながら、先ダイシング法および先ステルス法においては、半導体ウエハ表面保護テープ剥離時にチップ間に空隙があるため、粘着剤層として紫外線硬化型粘着剤を使用した場合、紫外線照射による硬化反応が酸素で阻害され、特に、チップ端部で糊残りが発生することが懸念される。

そこで、本発明は、レーザーを用いて半導体ウエハ内部に集光させて内部に改質層を形成した後、または半導体ウエハ表面に所定深さの溝を形成した後に、半導体ウエハの裏面を研削しても、カーフシフトを抑制することができるとともに、半導体ウエハの研削屑による汚染を抑制することができ、導体ウエハ表面保護テープを剥離した際のチップへの糊残りを防止することができる半導体ウエハ表面保護用粘着テープを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明による半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、基材フィルムと、前記基材フィルムの少なくとも片面側に設けられ、粘着剤からなる中間層と、前記中間層の前記基材フィルムと反対側であって最外層に設けられた最外粘着剤層とを有する粘着テープであって、前記中間層は、前記粘着テープ形成後の硬化処理により硬化する材料で形成されていることを特徴とする。

上記半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、前記中間層のみが、前記粘着テープ形成後の硬化処理により硬化する材料で形成されていることが好ましい。

上記半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、前記硬化処理前の２５℃における貯蔵弾性率が、前記中間層は２×１０⁴〜８×１０⁴Ｐａであり、前記最外粘着剤層は１０⁵〜１０⁶Ｐａであることが好ましい。

また、上記半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、ステンレス鋼(Steel Use Stainless、ＳＵＳ)の研磨面に対する２５℃における前記硬化処理後の粘着力が、０．５〜４．０Ｎ／２５ｍｍであり、かつ前記硬化処理前の粘着力の１０〜５０％であることが好ましい。

また、上記半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、前記最外粘着剤層の厚さが１〜１０μｍであることが好ましい。

また、上記半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、前記中間層の厚さが２０〜２００μｍであることが好ましい。

また、上記半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、前記基材フィルムが少なくともポリエステル樹脂を含む層を有することが好ましい。

また、上記半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、前記基材フィルムがポリエステル樹脂とポリオレフィン樹脂の積層フィルムであることが好ましい。

また、上記課題を解決するために、本願発明による半導体ウエハの加工方法は、予め半導体ウエハ表面の切断予定部位に、半導体ウエハの最終製品厚さと同等以上の深さに溝切り加工する溝切り工程、もしくは、半導体ウエハ内部にレーザーを照射することで改質領域を形成する改質領域形成工程と、前記溝切り工程または前記改質領域形成工程の前または後に、前記半導体ウエハの表面に請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープを貼合する保護テープ貼合工程と、前記半導体ウエハの裏面を研削することで前記半導体ウエハをチップに個片化する研削工程とを含むことを特徴とする。

また、上記半導体ウエハの加工方法は、前記保護テープ貼合工程と前記研削工程との間に、前記半導体ウエハ表面保護用粘着テープに放射線を照射する放射線照射工程を含むことが好ましい。

本発明によれば、レーザーを用いて半導体ウエハ内部に集光させて内部に改質層を形成した後、または半導体ウエハ表面に所定深さの溝を形成した後に、半導体ウエハの裏面を研削しても、カーフシフトを抑制することができるとともに、半導体ウエハの研削屑による汚染を抑制することができ、導体ウエハ表面保護テープを剥離した際のチップへの糊残りを防止することができる。

本発明の実施形態に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープの構造を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いたバックグラインド工程を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いたバックグラインド工程を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いたバックグラインド工程の後のダイシング工程を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いたバックグラインド工程の後のダイシング工程を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いたバックグラインド工程の後のエキスパンド工程を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを用いたバックグラインド工程の後のピックアップ工程を模式的に示す断面図である。 実施例および比較例の評価に用いた半導体ウエハの回路パターンおよび切断予定部位に設けられた溝を模した疑似段差の位置、形状、大きさを示す断面図である。 実施例および比較例の評価におけるカーフ幅の観察地点を示す説明図である。

以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１は、図１に示すように、基材フィルム２上に中間層３が形成されており、この中間層３の上には最外粘着剤層４が設けられている。また、必要に応じて、最外粘着剤層４の上に表面が離型処理された剥離フィルム（図示せず）が積層されている。以下、本実施形態の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１の各構成要素について詳細に説明する。なお、以下の説明は、一例として、中間層３が放射線硬化型粘着剤で形成されている例を中心に説明するが、本発明がこの範囲に限られないことはいうまでもない。

（基材フィルム２）
基材フィルム２は、公知のプラスチック、ゴム等を用いることができるが、放射線硬化型中間層３や最外粘着剤層４に含まれる放射線硬化成分が硬化する波長の放射線の透過性の良いものを選択するのがよい。なお、ここで、放射線とは、例えば、紫外線のような光、あるいはレーザー光、または電子線のような電離性放射線を総称して言うものであり、以下、これらを総称して放射線と言う。

このような基材フィルム２を構成する樹脂としては、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、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のエンジニアリングプラスチック、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が挙げられる。また、これらを複層にしたものを使用してもよい。特にカーフシフトの低減および加工時のハンドリングの面から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の剛性を有する樹脂組成物からなるものが好ましい。基材フィルム２として上記のような剛性フィルムを用いた場合、基材フィルム２の厚みは、強伸度特性、放射線透過性、半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１の剥離性、貼合機におけるカット性の観点から１０〜１００μｍが適当であり、更に２５〜７５μｍであるものが好ましい。更に、このような剛性フィルムの片面もしくは両面にポリオレフィン基材を積層することも半導体ウエハ研削時のクッション性付与および半導体ウエハ表面の埋め込み性の観点から好ましい。積層するポリオレフィンとしては低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレンなどが好ましい。

基材フィルム２の放射線硬化型中間層３が設けられる側の表面には、放射線硬化型中間層３との密着性を向上させるために、コロナ処理やプライマー層を設ける等の処理を適宜施してもよい。なお、基材フィルム２の放射線硬化型中間層３が設けられない側の表面をシボ加工もしくは滑剤コーティングすることも好ましく、これによって、半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１の保管時におけるブロッキングを防止する等の効果を得ることができる。

（放射線硬化型中間層３）
放射線硬化型中間層３は、放射線を照射することにより硬化する放射線硬化型の粘着剤組成物から構成されている。放射線硬化型とすることで、半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１を半導体ウエハに貼合する時には半導体ウエハの表面へ十分追従するとともに、半導体ウエハから剥離する時には剥離力を低下させることができる。放射線硬化型中間層３は直接半導体ウエハには接触しないが、硬化させることで凝集力が向上することや、粘性が低下して剥離力の分散を抑えることで、半導体ウエハからの剥離力が低下する。半導体ウエハの表面への追従性の観点から、放射線硬化型中間層３は、放射線硬化前において貯蔵弾性率が低いことが好ましい。具体的には２５℃における放射線硬化前の貯蔵弾性率が１０³〜１０⁵Ｐａ、更には２×１０⁴〜８×１０⁴Ｐａであることが好ましい。放射線硬化型中間層３の貯蔵弾性率が１０³Ｐａより小さいと、放射線硬化型中間層３の凝集力が不十分であり剥離時に糊残りが発生する可能性があり、１０⁵Ｐａより大きいと半導体ウエハ表面のパターンの段差への追従性が不十分となる可能性がある。

また、先ダイシング法や先ステルス法における半導体ウエハの裏面研削時においては、貯蔵弾性率が高いことがカーフシフト抑制の点から好ましいため、半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１を半導体ウエハに貼合させ、半導体ウエハ表面のパターンに十分追従させた後に、放射線を照射し放射線硬化型中間層３を硬化させた状態で研削することも好ましい。

このような放射線硬化型中間層３を構成する放射線硬化型の粘着剤組成物としては、特に限定されることはなく、粘着剤ポリマーと放射線重合性化合物を併用するか、または粘着剤を構成するポリマー中に、放射線で重合する官能基を組み込んだポリマーを使用することができ、例えば、アクリル系粘着剤と放射線重合性化合物とを主成分としてなるものを使用することができる。これらアクリル系粘着剤、及び放射線重合性化合物については具体的には以下のものが適用可能である。

アクリル系粘着剤は、例えば（メタ）アクリル系共重合体及び硬化剤から成る。（メタ）アクリル系共重合体は、例えば（メタ）アクリル酸エステルを重合体構成単位とする重合体、（メタ）アクリル酸エステルと官能性単量体との共重合体、及びこれらの重合体の混合物等が挙げられる。これらの重合体の分子量としては、例えば重量平均分子量が１０万〜１００万程度である。

また、硬化剤は、（メタ）アクリル系共重合体が有する官能基と反応させて粘着力及び凝集力を調整するために用いられるものである。例えば、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）トルエン、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）ベンゼン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ′−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミンなどの分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、１，４−キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネートなどの分子中に２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート系化合物、テトラメチロール−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリメチロール−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、トリメチロールプロパン−トリ−β−（２−メチルアジリジン）プロピオネートなどの分子中に２個以上のアジリジニル基を有するアジリジン系化合物等が挙げられる。硬化剤の添加量は、所望の貯蔵弾性率が得られるように調整すればよく、（メタ）アクリル系共重合体１００質量部に対して０．１〜５．０質量部が適当である。

放射線硬化型粘着剤は、前記のアクリル系粘着剤と放射線重合性化合物とを主成分としてなるのが一般的である。放射線重合性化合物とは、例えば紫外線の照射によって三次元網状化しうる分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも２個以上有する低分子量化合物が広く用いられる。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や、オリゴエステルアクリレート等が広く適用可能である。

また、アクリル系粘着剤として、上記の様なアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリレート系オリゴマーを用いることもできる。ウレタンアクリレート系オリゴマーは、ポリエステル型またはポリエーテル型などのポリオール化合物と、多価イソシアナート化合物（例えば、２，４−トリレンジイソシアナート、２，６−トリレンジイソシアナート、１，３−キシリレンジイソシアナート、１，４−キシリレンジイソシアナート、ジフェニルメタン４，４−ジイソシアナートなど）を反応させて得られる末端イソシアナートウレタンプレポリマーに、ヒドロキシル基を有するアクリレートあるいはメタクリレート（例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレートなど）を反応させて得られる。

放射線硬化型粘着剤中のアクリル系粘着剤と放射線重合性化合物との配合比としては、アクリル系粘着剤１００質量部に対して放射線重合性化合物を５０〜２００質量部、好ましくは７０〜１５０質量部である。

更には、放射線硬化型樹脂は、上記のようにアクリル系粘着剤に放射線重合性化合物を配合する代わりに、アクリル系粘着剤自体を放射線重合性アクリル酸エステル共重合体とすることも可能である。

また、紫外線硬化型樹脂を重合させる場合には、光重合性開始剤、例えばイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ベンジルメチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等を併用することができる。これらのうち少なくとも１種類を添加することにより、効率よく光重合反応を進行させることができる。

さらに、放射線硬化型中間層３を構成する放射線硬化型の粘着剤組成物には、所望により、各種添加成分を含有させることができ、例えば、弾性率を低減させるために可塑剤等を添加することも望ましい。

放射線硬化型中間層３の厚さは、半導体ウエハ表面の段差への埋め込み性および裏面研削工程でのクッション性、カーフシフト量の低減の観点から、２０〜２００μｍが適当であり、好ましくは２０〜７０μｍである。放射線硬化型中間層３が薄すぎると半導体ウエハ表面の段差への追従性が不十分になり、放射線硬化型中間層３が厚すぎるとカーフシフト量が大きくなる可能性があるため、好ましくない。なお、放射線硬化型中間層３は複数の層が積層された構成であってもよい。

なお、本実施の形態においては、中間層３は放射線照射処理により硬化する放射線硬化型の粘着剤を用いて形成するようにしたが、放射線照射処理の他、加熱処理、化学的処理等の硬化処理により硬化する成分を含む粘着剤を用いてもよい。

（最外粘着剤層４）
半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１には、放射線硬化型中間層３の基材フィルム２と反対側の面に、いわゆる感圧型の粘着剤からなる最外粘着剤層４が形成されている。ここで、感圧型の粘着剤とは、放射線硬化する成分を実質的に含まないものであることを意味する。「実質的に含まない」とは、含んでいても量が少なく（例えばベース樹脂に対して２０部以下）、それ自体は放射線照射による粘着力の変化が少ない粘着剤を意味する。例えば、放射線照射後の中間層との相関剥離抑制を目的として、少量の放射線硬化成分を添加させても構わない。

最外粘着剤層４の感圧型粘着剤は、高弾性率であることが好ましく、２５℃における貯蔵弾性率が好ましくは１０⁵〜１０⁸Ｐａ、更に好ましくは１０⁵〜１０⁶Ｐａである。

最外粘着剤層４を構成する感圧型粘着剤組成物としては、特に限定されるものではないが、アクリル系粘着剤を用いることが好ましい。アクリル系粘着剤としては、上述の放射線硬化型中間層３と同様のものを用いることができるが、カーフシフトの抑制を目的として高弾性率とするためには、ベース樹脂として高分子量の樹脂を用いることや、硬化剤の量を増やすなどすることが適している。また、紫外線硬化型のオリゴマーなど低分子量成分はカーフシフトを悪化させる可能性があるため添加しない、もしくは少量の添加とする。特に先ダイシング法や先ステルス法においては、個片化によるチップ間の空隙もあることから、放射線硬化による局所的な硬化収縮により、半導体ウエハ表面およびチップ間への噛み込み、糊残りの発生が懸念される点からも放射線硬化成分を含まないことが好ましい。

本発明における最外粘着剤層４には、上記の成分以外に、本発明の目的を損なわない範囲で、他の成分を含有することができ、例えば、粘着付与剤、粘着調整剤、界面活性剤、その他の改質剤等を配合することができる。

最外粘着剤層４は、厚さが１〜１０μｍであることが好ましい。最外粘着剤層４の厚さが、１μｍ未満であるとカーフシフト量が大きくなり、１０μｍを超えると半導体ウエハ表面の段差への埋め込み性が悪くなる。

また、半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１は、半導体ウエハに貼合して使用に供される部分（本実施形態においては基材フィルム２と放射線硬化型中間層３と最外粘着剤層４との積層体）のステンレス鋼(Steel Use Stainless、ＳＵＳ)板に対する放射線照射後の２５℃における粘着力が、好ましくは０．５〜４．０Ｎ／２５ｍｍ、より好ましくは１．０〜３．０Ｎ／２５ｍｍであり、かつ、放射線照射前の粘着力の１０〜５０％であることが望ましい。放射線により過度に硬化させると硬化収縮も大きくなるため、見かけの粘着力は低下してもウエハ表面段差に粘着剤が噛み込むことで糊残り発生のリスクが高まる。また、研削加工前に放射線硬化させる場合は特に、０．５Ｎ／２５ｍｍ以下では個片化後のチップが欠損する可能性がある。放射線照射後の粘着力が４．０Ｎ／２５ｍｍ以上であると、剥離時に例えば加熱などにより粘着力を低下させたとしても十分に粘着力が落ちず、糊残りが発生する可能性がある。

また、半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１には、必要に応じて剥離フィルムが最外粘着剤層４上に設けられる。剥離フィルムは、セパレーターや剥離層、剥離ライナーとも呼ばれ、粘着剤層を保護する目的のため、また粘着剤を平滑にする目的のために、設けられる。剥離フィルムの構成材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルムや紙などが挙げられる。剥離フィルムの表面には粘着剤層からの剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理等の剥離処理が施されていても良い。また、必要に応じて、放射線硬化型中間層３が環境紫外線等意図しない紫外線の暴露によって反応してしまわないように、紫外線防止処理が施すことも好ましい。剥離フィルムの厚みは、通常１０〜１００μｍ、好ましくは２５〜５０μｍ程度である。

＜製造方法＞
次に、本発明の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１の製造方法について説明する。まず、剥離フィルム上に放射線硬化型中間層３を構成する放射線硬化型の粘着剤組成物を塗布、乾燥させて得られる粘着剤層を、基材フィルム２上へ転写して放射線硬化型中間層３を形成する。その後、放射線硬化型中間層３上に、最外粘着剤層４を構成する感圧型粘着剤組成物を塗布、乾燥させて最外粘着剤層４を形成することにより、本発明の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１を得ることができる。放射線硬化型中間層３は、基材フィルム２上に放射線硬化型中間層３を構成する放射線硬化型の粘着剤組成物を直接塗布して乾燥させることにより形成してもよい。また、最外粘着剤層４は、剥離フィルム上に最外粘着剤層４を構成する感圧型粘着剤組成物を塗布、乾燥させて得られる粘着剤層を、放射線硬化型中間層３上に転写することにより形成してもよい。

＜使用方法＞
次に、本発明の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１の使用方法、すなわち半導体ウエハの加工方法の一例について説明する。まず、図２に示すように、ブレード（図示しない）やレーザーを用いて半導体ウエハ５の表面側より半導体ウエハ５に最終製品厚さと同等以上の深さの溝７を形成した（溝切り工程）後、回路パターンが形成された半導体ウエハ５の表面に、半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１の最外粘着剤層４を貼合する（保護テープ貼合工程）。

次に、図３（Ａ）に示すように、溝７を形成した半導体ウエハ５について、研削装置８で裏面を研削する研削工程により、図３（Ｂ）に示すように、溝７に到達するまで研削を行う。これにより、半導体ウエハ５がチップ１１に個片化される。

研削工程が終了した後は、図４に示すように、ダイシングテープ６を半導体ウエハ５の裏面に貼り合せるとともに、ダイシングテープ６の外周部にリングフレーム９を貼り合せる。その後、図５に示すように、半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１を剥離する。

その後は、例えば、図６に示すように、半導体ウエハ５及びリングフレーム９が貼り合わされたダイシングテープ６をエキスパンド装置のステージ（図示しない）上に載置し、リングフレーム９を固定した状態で、エキスパンド装置の突き上げ部材１０を上昇させ、ダイシングテープ６をエキスパンドする。

そして、図７に示すように、ダイシングテープ６の裏面側から突き上げピン１２でチップ１１を突上げてコレット１３により吸着してピックアップすることにより、半導体チップ１１を得ることができる。

上記では、先ダイシング法を用いた半導体ウエハ表面保護用粘着テープ１の使用方法について説明したが、先ダイシング法に替えて先ステルス法を用いてもよい。先ステルス法を用いる場合、溝切り工程に替えて、半導体ウエハ内部にレーザーを照射することで改質領域を形成する改質領域形成工程を実施する。改質領域形成工程は、保護テープ貼合工程の後に実施してもよい。

以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

〔粘着剤層組成物の調製〕
［粘着剤組成物２Ａ］
２−エチルヘキシルアクリレート８０質量部、２−ヒドロキシアクリレート１９質量部、メタクリル酸１質量部からなる共重合体１００質量部に対して、５官能のウレタンアクリレートオリゴマー１００質量部、ポリイソシアネートとしてコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製、商品名）４．０質量部、光重合開始剤としてＳＰＥＥＤＣＵＲＥ ＢＫＬ（ＬＡＭＢＳＯＮ社製、商品名）５．０質量部を加えて混合して、粘着剤組成物２Ａを得た。

粘着剤組成物２Ａを剥離フィルムに乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように塗布して乾燥させ、粘着剤層を得た。得られた粘着剤層について、ずり方式の粘弾性装置(レオメトリックス製、ＡＲＥＳ)により、貯蔵弾性率を測定した。測定条件は、０℃から測定を開始し昇温速度５℃／分、周波数１Ｈｚで、２５℃に達した時点での値とした。試験片は、粘着剤層を積層して、厚さ約２ｍｍ、直径８ｍｍの円筒形にしたものを用いた。粘着剤組成物２Ａからなる粘着剤層の２５℃における貯蔵弾性率は６×１０⁴Ｐａであった。

［粘着剤組成物２Ｂ］
２−エチルヘキシルアクリレート７５質量部、２−ヒドロキシアクリレート２４質量部、メタクリル酸１質量部からなる共重合体１００質量部に対してポリイソシアネートとしてコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製）５．０質量部を加えて混合して、粘着剤組成物２Ｂを得た。

粘着剤組成物２Ｂについても、上記粘着剤組成物２Ａと同様にして粘着剤層を形成し、同様の方法で貯蔵弾性率を測定した。粘着剤組成物２Ｂからなる粘着剤層の２５℃における弾性率は２×１０⁵Ｐａであった。

［粘着剤組成物２Ｃ］
２−エチルヘキシルアクリレート７５質量部、２−ヒドロキシアクリレート２４質量部、メタクリル酸１質量部からなる共重合体１００質量部に対してポリイソシアネートとしてコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製）３．０質量部を加えて混合して、粘着剤組成物２Ｃを得た。

粘着剤組成物２Ｃについても、上記粘着剤組成物２Ａと同様にして粘着剤層を形成し、同様の方法で貯蔵弾性率を測定した。粘着剤組成物２Ｃからなる粘着剤層の２５℃における弾性率は１×１０⁵Ｐａであった。

［粘着剤組成物２Ｄ］
２−エチルヘキシルアクリレート８０質量部、２−ヒドロキシアクリレート１９質量部、メタクリル酸１質量部からなる共重合体１００質量部に対して、６官能のウレタンアクリレートオリゴマー７０質量部、ポリイソシアネートとしてコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製、商品名）６．０質量部、光重合開始剤としてＳＰＥＥＤＣＵＲＥ ＢＫＬ（ＬＡＭＢＳＯＮ社製、商品名）５．０質量部を加えて混合して、粘着剤組成物２Ｄを得た。

粘着剤組成物２Ｄについても、上記粘着剤組成物２Ａと同様にして粘着剤層を形成し、同様の方法で貯蔵弾性率を測定した。粘着剤組成物２Ｄからなる粘着剤層の２５℃における弾性率は８×１０⁴Ｐａであった。

［粘着剤組成物２Ｅ］
２−エチルヘキシルアクリレート７５質量部、２−ヒドロキシアクリレート２４質量部、メタクリル酸１質量部からなる共重合体１００質量部に対してポリイソシアネートとしてコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製）１０．０質量部を加えて混合して、粘着剤組成物２Ｅを得た。

粘着剤組成物２Ｅについても、上記粘着剤組成物２Ａと同様にして粘着剤層を形成し、同様の方法で貯蔵弾性率を測定した。粘着剤組成物２Ｅからなる粘着剤層の２５℃における弾性率は４×１０⁵Ｐａであった。

［粘着剤組成物２Ｆ］
２−エチルヘキシルアクリレート８０質量部、２−ヒドロキシアクリレート１９質量部、メタクリル酸１質量部からなる共重合体１００質量部に対して、６官能のウレタンアクリレートオリゴマー１５０質量部、ポリイソシアネートとしてコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製、商品名）４．０質量部、光重合開始剤としてＳＰＥＥＤＣＵＲＥ ＢＫＬ（ＬＡＭＢＳＯＮ社製、商品名）５．０質量部を加えて混合して、粘着剤組成物２Ｆを得た。

粘着剤組成物２Ｆについても、上記粘着剤組成物２Ａと同様にして粘着剤層を形成し、同様の方法で貯蔵弾性率を測定した。粘着剤組成物２Ｆからなる粘着剤層の２５℃における弾性率は３×１０⁴Ｐａであった。

［粘着剤組成物２Ｇ］
２−エチルヘキシルアクリレート８０質量部、２−ヒドロキシアクリレート１９質量部、メタクリル酸１質量部からなる共重合体１００質量部に対して、５官能のウレタンアクリレートオリゴマー１００質量部、３官能のウレタンアクリレートオリゴマー５０質量部、ポリイソシアネートとしてコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製、商品名）４．０質量部、光重合開始剤としてＳＰＥＥＤＣＵＲＥ ＢＫＬ（ＬＡＭＢＳＯＮ社製、商品名）５．０質量部を加えて混合して、粘着剤組成物２Ｇを得た。

粘着剤組成物２Ｇについても、上記粘着剤組成物２Ａと同様にして粘着剤層を形成し、同様の方法で貯蔵弾性率を測定した。粘着剤組成物２Ｇからなる粘着剤層の２５℃における弾性率は１×１０⁴Ｐａであった。

［粘着剤組成物２Ｈ］
２−エチルヘキシルアクリレート８０質量部、２−ヒドロキシアクリレート１９質量部、メタクリル酸１質量部からなる共重合体１００質量部に対して、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート１０質量部を反応させ、ポリイソシアネートとしてコロネートＬ（日本ポリウレタン株式会社製、商品名）５．０質量部、光重合開始剤としてＳＰＥＥＤＣＵＲＥ ＢＫＬ（ＬＡＭＢＳＯＮ社製、商品名）５．０質量部を加えて混合して、粘着剤組成物２Ｈを得た。

粘着剤組成物２Ｈについても、上記粘着剤組成物２Ａと同様にして粘着剤層を形成し、同様の方法で貯蔵弾性率を測定した。粘着剤組成物２Ｈからなる粘着剤層の２５℃における弾性率は１×１０⁵Ｐａであった。

［半導体ウエハ表面保護用粘着テープの作製］
［実施例１］
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート基材樹脂フィルムの片面に粘着剤組成物２Ａを乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように塗布して乾燥させた。更に、この上に粘着剤層組成物２Ｂを乾燥後の膜厚が５μｍとなるように塗布して乾燥させ、厚さ８５μｍの実施例１に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［実施例２］
厚さ４０μｍのポリエチレンテレフタレート基材樹脂フィルムの両面に厚さ３０μｍの低密度ポリエチレンをドライラミネート法により積層させ、１００μｍの基材フィルムを得た。この積層フィルムに、粘着剤組成物２Ａを乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように塗布して乾燥させた。更に、この上に粘着剤層組成物２Ｃを乾燥後の膜厚が１０μｍとなるように塗布して乾燥させ、厚さ１４０μｍの実施例２に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［実施例３］
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート基材樹脂フィルムの片面に粘着剤組成物２Ｄを乾燥後の膜厚が４０μｍとなるように塗布して乾燥させた。更に、この上に粘着剤層組成物２Ｅを乾燥後の膜厚が５μｍとなるように塗布して乾燥させ、厚さ９５μｍの実施例３に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［実施例４］
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート基材樹脂フィルムの片面に粘着剤組成物２Ｆを乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように塗布して乾燥させた。更に、この上に粘着剤層組成物２Ｃを乾燥後の膜厚が５μｍとなるように塗布して乾燥させ、厚さ８５μｍの実施例３に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［実施例５］
実施例１と同様の方法にて実施例５に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。ただし、評価において、半導体ウエハ表面保護用粘着テープを半導体ウエハに貼合した後、半導体ウエハ表面保護用粘着テープの基材フィルム側より５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射させ、その後、半導体ウエハ裏面の研削加工を行った。

［比較例１］
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート基材樹脂フィルムの片面に粘着剤組成物２Ｂを乾燥後の膜厚が１０μｍとなるように塗布して乾燥させ、厚さ６０μｍの比較例１に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［比較例２］
粘着剤組成物２Ｂの乾燥後の膜厚が４０μｍとなるようにした以外は、比較例１と同様にして、厚さ９０μｍの比較例２に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［比較例３］
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート基材樹脂フィルムの片面に粘着剤組成物２Ｇを乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように塗布して乾燥させた。更に、この上に粘着剤層組成物２Ｈを乾燥後の膜厚が１０μｍとなるように塗布して乾燥させ、厚さ９０μｍの比較例３に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［比較例４］
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート基材樹脂フィルムの片面に粘着剤組成物２Ｂを乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように塗布して乾燥させた。更に、この上に粘着剤層組成物２Ａを乾燥後の膜厚が３０μｍとなるように塗布して乾燥させ、厚さ１１０μｍの比較例４に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［比較例５］
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート基材樹脂フィルムの片面に粘着剤組成物２Ａを乾燥後の膜厚が４０μｍとなるように塗布して乾燥させ、厚さ９０μｍの比較例５に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。

［比較例６］
比較例５と同様の方法にて比較例４に係る半導体ウエハ表面保護用粘着テープを得た。ただし、評価において、半導体ウエハ表面保護用粘着テープを半導体ウエハに貼合した後、半導体ウエハ表面保護用粘着テープの基材フィルム側より５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射させ、その後、半導体ウエハ裏面の研削加工を行った。

［特性評価試験］
＜カーフシフト＞
厚さが７２５μｍの８インチ径の半導体ウエハに、図８に示すように、半導体ウエハの回路パターンおよび切断予定部位に設けられた溝を模した疑似段差を形成した。具体的には、回路パターンの段差を疑似的に形成するために、６０μｍ幅で１０μｍ深さのラインを１０ｍｍ間隔で格子状に設けた。さらに、切断予定部位に設けられた溝として、上記ライン幅の中央にさらに３０μｍ幅で６０μｍ深さの溝を設けた。

実施例１〜３、比較例１〜４の半導体ウエハ表面保護用粘着テープを、貼合機として日東精機株式会社製ＤＲ８５００ＩＩ（商品名）を用いて、上記擬似段差を形成した半導体ウエハの表面に貼合し、半導体ウエハの裏面をグラインダー（株式会社ディスコ製、ＤＧＰ８７６０（商品名））を用いて半導体ウエハの厚さが３０μｍとなるまで研削し、擬似段差ウエハを個片化させた。

裏面研削後の半導体ウエハについて、図９に示すように、半導体ウエハ中心部および周辺部２点の計３点においてカーフ（溝）を光学顕微鏡により観察し、カーフ幅を測定した。カーフ幅は、図９に示すように、１点の観測箇所につき、互いに直交するカーフの直交点近傍における横方向の幅（Ｘ方向のカーフ幅）と縦方向の幅（Ｙ方向のカーフ幅）とを測定した。そして、研削前のカーフ幅（３０μｍ）からの変化量の絶対値をＸ方向およびＹ方向で平均し、更に観察した３点における平均値で評価した。評価結果を表１に示す。カーフ幅の変化量が、３μｍ未満であるものを優良品として◎、３μｍ以上５μｍ未満であるものを良品として○、５μｍ以上で不良品として×で示した。

＜ダストの侵入、糊残り＞
カーフ幅を観察後に、実施例１、２および比較例３については、半導体ウエハ表面保護用粘着テープの基材フィルム側より５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射させた。その後、半導体ウエハの研削面に比較例３の半導体ウエハ表面保護用粘着テープを貼合した後、半導体ウエハの表面（擬似段差面）に貼合されていた半導体ウエハ表面保護用粘着テープを剥離した。なお、ここで半導体ウエハの研削面に貼合する比較例３の半導体ウエハ表面保護用粘着テープは、ダストの侵入などを観察するに際してチップを固定する目的で使用するものである。半導体ウエハの表面を光学顕微鏡により観察してダスト浸入および糊残りの有無をそれぞれ評価した。評価結果を表１に示す。ダスト浸入、糊残りが確認できなかったものを良品として○、一箇所でもダスト浸入、糊残りがあったものを不良品として×で示した。なお、比較例４については、半導体ウエハの裏面を研削している際に、個片化されたチップが半導体表面保護用粘着テープから脱落してしまう、いわゆるチップ飛びが多数発生したため、ダストの侵入および糊残りの評価は行わなかった。

＜ＳＵＳに対する粘着力＞
各実施例および各比較例に係る放射線照射前の半導体表面保護用粘着テープから幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの試験片をそれぞれ３点採取し、その試験片をＪＩＳ Ｒ ６２５３に規定する２８０番の耐水研磨紙で仕上げたＪＩＳ Ｇ ４３０５に規定する厚さ１．５ｍｍ〜２．０ｍｍのＳＵＳ鋼板上に２ｋｇのゴムローラを３往復かけ圧着し、１時間放置後、測定値がその容量の１５〜８５％の範囲に入るＪＩＳ Ｂ ７７２１に適合する引張試験機（ここでは、インストロン社製の引張試験機：ツインコラム卓上モデル５５６７）を用いて、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで９０°引きはがし法により常温（２５℃）、湿度５０％で粘着力を測定し、３点の平均値を求めた。上記各実施例および各比較例に係る半導体表面保護用粘着テープの残り部分で上記と同様の試験片を３点採取し、上記と同様にＳＵＳ鋼板に貼合して１時間放置後、５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して硬化させた後、上記と同様にして、紫外線照射後の半導体表面保護用粘着テープの粘着力を測定し、３点の平均値を求めた。結果を表１および表２に示す。なお、比較例１，２については、中間層にも最外層にも紫外線硬化型の粘着剤は用いていないが、半導体ウエハの裏面を研削した後に紫外線照射を行った。中間層にも最外層にも紫外線硬化型の粘着剤を用いていないため、紫外線照射の前後において粘着力の変化はなかった。このことから、実施例において最外層に感圧型の粘着剤を用いた場合であっても、中間層に紫外線硬化型の粘着剤を用い、中間層を紫外線放射により硬化させることで、半導体表面保護用粘着テープ全体の粘着力が低下することが実証された。

表１に示すように、基材フィルム上に紫外線硬化型の粘着剤層（請求項における放射線硬化型中間層に相当）を持ち、かつ、最外層に感圧型の粘着剤層（請求項における最外粘着剤層）を持つ実施例１〜５についてはカーフシフト量が少なく、研削屑の浸入がなく研削加工可能であり、糊残りも発生しなかった。更に、研削加工前に紫外線硬化型の粘着剤層を紫外線で硬化させた実施例５においてはカーフシフト量をより良好に抑えることができた。

一方、表２に示すように、感圧型の粘着剤層のみを設けた比較例１および２については、研削屑の浸入が確認された。紫外線硬化型の粘着剤層のみを１層設けた比較例６については、研削屑の浸入は防止できたもののカーフシフト量が多いことが確認された。また、紫外線照射により、粘着力は低下しているものの、硬化収縮が大きくなり、ウエハ表面段差に粘着剤が噛み込むことで糊残り発生した。さらに、紫外線硬化型の粘着剤層のみを１層設け、研削加工前に紫外線硬化させた比較例７は、粘着力が低すぎるため個片化された半導体チップが加工中に飛んでしまうという現象が確認された。また、貯蔵弾性率が異なる紫外線硬化型の粘着剤層を２層、貯蔵弾性率が高い方が外層となるように設けた比較例３、および基材フィルム上に感圧型の粘着剤層、外層に紫外線硬化型の粘着剤層を設けた比較例４は、カーフシフト量が多いことが確認された。カーフシフト量を抑制するために比較例４の紫外線硬化型の粘着剤層よりも貯蔵弾性率が低い紫外線硬化型の粘着剤層を外層として設けた比較例５では、ウエハ表面段差への埋め込み性が悪くダストの侵入が確認された。

これらの実施例及び比較例からわかるように、本発明の半導体ウエハ加工用粘着テープは、カーフシフト量を少なくし、研削屑の浸入を防止するとともに糊残りなく剥離可能という効果を奏する。

１：半導体ウエハ表面保護用粘着テープ
２：基材フィルム
３：放射線硬化型中間層
４：最外粘着剤層
５：半導体ウエハ
６：ダイシングテープ
７：溝
８：研削装置
９：リングフレーム
１１：チップ

Claims (10)

1. 基材フィルムと、
   前記基材フィルムの少なくとも片面側に設けられ、粘着剤からなる中間層と、
   前記中間層の前記基材フィルムと反対側であって最外層に設けられた最外粘着剤層と
   を有する粘着テープであって、
   前記中間層は、前記粘着テープ形成後の硬化処理により硬化する材料で形成されている
   ことを特徴とする半導体ウエハ表面保護用粘着テープ。
2. 前記中間層のみが、前記粘着テープ形成後の硬化処理により硬化する材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ。
3. 前記硬化処理前の２５℃における貯蔵弾性率が、前記中間層は２×１０⁴〜８×１０⁴Ｐａであり、前記最外粘着剤層は１０⁵〜１０⁶Ｐａであることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ。
4. ステンレス鋼(Steel Use Stainless、ＳＵＳ)の研磨面に対する２５℃における前記硬化処理後の粘着力が、０．５〜４．０Ｎ／２５ｍｍであり、かつ前記硬化処理前の粘着力の１０〜５０％であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ。
5. 前記最外粘着剤層の厚さが１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ。
6. 前記中間層の厚さが２０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ。
7. 前記基材フィルムが少なくともポリエステル樹脂を含む層を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ。
8. 前記基材フィルムがポリエステル樹脂とポリオレフィン樹脂の積層フィルムであることを特徴とする請求項７に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープ。
9. 予め半導体ウエハ表面の切断予定部位に、半導体ウエハの最終製品厚さと同等以上の深さに溝切り加工する溝切り工程、もしくは、半導体ウエハ内部にレーザーを照射することで改質領域を形成する改質領域形成工程と、
   前記半導体ウエハの表面に請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の半導体ウエハ表面保護用粘着テープを貼合する保護テープ貼合工程と、
   前記半導体ウエハの裏面を研削することで前記半導体ウエハをチップに個片化する研削工程とを含むことを特徴とする半導体ウエハの加工方法。
10. 前記保護テープ貼合工程と前記研削工程との間に、前記半導体ウエハ表面保護用粘着テープに放射線を照射する放射線照射工程を含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体ウエハの加工方法。

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