JP2017165880A - 半導体加工用シート - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本発明の一実施形態に係る半導体加工用シートの断面図である。本実施形態に係る半導体加工用シート1は、基材2と、基材2の一方の面側(図1では上側の面側)に積層された中間層3と、中間層3の基材2とは反対側に積層された最外層4とを備えて構成される。本実施形態に係る半導体加工用シート1は、一例として、突起物を有する半導体ウエハまたは半導体チップの加工用シートとして好ましく用いられ、特に、突起物を有する半導体ウエハまたは半導体チップのためのデボンドシートなどとして好ましく用いられる。以下、本実施形態に係る半導体加工用シート1を、突起物を有する半導体ウエハまたは半導体チップの加工用シートとして用いる場合を例にとって説明する。
本実施形態に係る半導体加工用シート1が備える最外層4は、エネルギー線硬化性粘着剤からなる。これにより、半導体加工用シートのエネルギー線照射前の、シリコンミラーウエハに対する粘着力を上述した範囲に調整することが容易となる。一方で、突起物を有するチップを最外層4から剥離する前に、エネルギー線硬化性粘着剤からなる最外層4に対してエネルギー線を照射することで、最外層4の粘着性を低下させることができる。したがって、突起物を欠損させることなく容易に剥離することが可能となる。
エネルギー線硬化性粘着剤(A)は、エネルギー線硬化性基が導入された重合体(A1)を含んでいてもよいし、エネルギー線硬化性基が導入された重合体(A1)を除くエネルギー線硬化性化合物(A3)を含有するものであってもよい。本実施形態におけるエネルギー線硬化性粘着剤(A)がエネルギー線硬化性化合物(A3)を含有する場合には、エネルギー線硬化性を有しない重合体(A2)等の重合体をも含有することが好ましい。特に、エネルギー線硬化性粘着剤(A)としては、貯蔵弾性率の制御を行い易く、塗工性および耐溶剤性が優れているという点で、エネルギー線硬化性基が導入された重合体(A1)を使用することが好ましい。
本実施形態におけるエネルギー線硬化性粘着剤(A)が、エネルギー線硬化性基が導入された重合体(A1)を含有する場合、かかる重合体(A1)は、最外層4にそのまま含有されていてもよく、また少なくともその一部が架橋剤と架橋反応を行って架橋物として含有されていてもよい。
本実施形態におけるエネルギー線硬化性粘着剤(A)がエネルギー線硬化性を有しない重合体(A2)を含有する場合、当該重合体(A2)は、最外層4にそのまま含有されていてもよく、また少なくともその一部が架橋剤と架橋反応を行って架橋物として含有されていてもよい。重合体(A2)としては、フェノキシ樹脂、アクリル系重合体(A2−1)、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ゴム系樹脂、アクリルウレタン樹脂等が挙げられる。これらのうち、アクリル系重合体(A2−1)を用いる場合について詳しく説明する。
エネルギー線硬化性粘着剤(A)は、エネルギー線硬化性基が導入された重合体(A1)を除くエネルギー線硬化性化合物(A3)を含有するものであってもよく、この場合、上述したエネルギー線硬化性を有しない重合体(A2)を合わせて含有することが好ましい。また、エネルギー線硬化性を有しない重合体(A2)に代えて、またはこれと共にエネルギー線硬化性基が導入された重合体(A1)を含有していてもよい。エネルギー線硬化性化合物(A3)は、エネルギー線硬化性基を有し、エネルギー線の照射を受けると重合する化合物である。
架橋剤の種類としては、例えば、エポキシ系化合物、ポリイソシアネート系化合物、金属キレート系化合物、アジリジン系化合物等のポリイミン化合物、メラミン樹脂、尿素樹脂、ジアルデヒド類、メチロールポリマー、金属アルコキシド、金属塩等が挙げられる。これらの中でも、架橋反応を制御し易いことなどの理由により、エポキシ系化合物またはポリイソシアネート化合物であることが好ましく、特にポリイソシアネート化合物であることが好ましい。
最外層4を形成する場合、上記の成分に加えて、光重合開始剤、染料や顔料等の着色材料、難燃剤、フィラーなどの各種添加剤を使用してもよい。
最外層4を硬化させるためのエネルギー線としては、電離放射線、すなわち、紫外線、電子線、X線などが挙げられる。これらのうちでも、比較的照射設備の導入の容易な紫外線が好ましい。
本実施形態における最外層4の厚さは、30μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、特に8μm以下であることが好ましい。特に、最外層4の厚さが10μm以下である場合、チップを剥離する際の剥離性がさらに向上する。本実施形態では、上述のとおり半導体加工用シート1のエネルギー線照射前のシリコンミラーウエハに対する粘着力が高いことを必要とする。そのため、粘着性の強い粘着剤を用いる必要があり、エネルギー線照射後においても、突起物を有するチップの剥離性を高めることが容易でないことがある。しかしながら、最外層4の厚さを10μm以下程度まで低減することで、粘着性の強い粘着剤を用いた場合であっても、突起物を有するチップの剥離性を向上させることができる。一方、最外層4の厚さは、最外層4がエネルギー線硬化性粘着剤からなることによる効果を一層高める観点から、1μm以上であることが好ましく、特に3μm以上であることが好ましい。
本実施形態に係る半導体加工用シート1が備える中間層3では、23℃における損失正接が、0.4以上であり、0.5以上であることが好ましい。損失正接とは、tanδとも表記され、損失弾性率(G’’)の値を貯蔵弾性率(G’)の値で割った値として定義される。23℃における損失正接が0.4以上であることで、突起物の埋め込みの際に、突起物の周囲の空隙の発生を最小限に抑えることができ、チップの脱落および溶剤の突起物周囲への浸入が防止される。結果として、優れた突起物の埋め込み性が達成される。
本実施形態に係る半導体加工用シート1の基材2は、半導体ウエハまたは半導体チップの溶剤洗浄といった加工に適するものであれば、その構成材料は特に限定されず、通常は樹脂系の材料を主材とするフィルム(以下「樹脂フィルム」という。)から構成される。
本実施形態に係る半導体加工用シート1は、被着体に最外層4を貼付するまでの間、最外層4を保護する目的で、最外層4の基材2側の面と反対側の面に、剥離シートが積層されていてもよい。剥離シートの構成は任意であり、プラスチックフィルムを剥離剤等により剥離処理したものが例示される。プラスチックフィルムの具体例としては、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、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、およびポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンフィルムが挙げられる。剥離剤としては、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系等を用いることができるが、これらの中で、安価で安定した性能が得られるシリコーン系が好ましい。剥離シートの厚さについては特に制限はないが、通常20〜250μm程度である。
半導体加工用シート1のエネルギー線照射前の、シリコンミラーウエハに対する粘着力は、12000mN/25mm以上であり、15000mN/25mm以上であることが好ましい。最外層4のエネルギー線照射前の粘着力が12000mN/25mm以上であることで、最外層4への突起物の埋め込みが良好となり、また、突起物と最外層4とが十分に接着され、接着後に自然に剥離することが防止される。その結果、突起物の周囲に空隙が生じにくくなり、空隙に起因したチップの脱落や、突起物周囲への溶剤の浸入が防止され、優れた突起物の埋め込み性が達成される。
半導体加工用シート1は、例えば、次の通りに製造することができる。
図2および図3を参照して、本実施形態に係る半導体加工用シート1を、突起物を有するチップを製造する際のデボンドシートとして使用する例を以下に説明する。
(1)中間層の作製
アクリル酸n−ブチル90質量部(固形分換算値;以下同様に表記)と、アクリル酸10質量部とを共重合させて、アクリル系共重合体を得た。このアクリル重合体100質量部と、トリレンジイソシアネート(TDI)系架橋剤(東洋インキ社製,BHS8515)0.3質量部とを溶媒中で混合し、中間層用の塗布溶液を得た。
得られた中間層と、基材としてのポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルム(厚さ:80μm)とを貼合することにより、中間層における基材側の面とは反対側の面に工程フィルムとしての剥離シートが積層された状態で、中間層および基材の積層体を得た。
アクリル酸2−エチルヘキシル69質量部(固形分換算値;以下同様に表記)と、メタクリル酸メチル10質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル20質量部と、アクリル酸1質量部とを共重合させて、アクリル系共重合体を得た。
工程(2)において得られた積層体の中間層に貼付されている工程フィルムとしての剥離シートを剥離し、露出した中間層の面と、工程(3)において得られた積層体の最外層の剥離シート側の面とは反対の面とを貼り合せることにより、剥離シートと最外層と中間層と基材とが順に積層された積層体、すなわち最外層の中間層とは反対の面が剥離シートにより保護された状態の半導体加工用シートを得た。
最外層の厚さを5μmに変更する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
エネルギー線硬化性基が導入された重合体のためのアクリル系共重合体として、アクリル酸2−エチルヘキシル74質量部と、メタクリル酸メチル10質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル15質量部と、アクリル酸1質量部とを共重合させたアクリル系共重合体を使用し、アクリル系共重合体のアクリル酸2−ヒドロキシエチル単位100モル当たり80モル(80モル%)のMOIが付加されるように、アクリル系共重合体100g当たり、MOIを16.1g使用する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
エネルギー線硬化性基が導入された重合体のためのアクリル系共重合体として、アクリル酸n−ブチル69質量部と、メタクリル酸メチル10質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル20質量部と、アクリル酸1質量部とを共重合させたアクリル系共重合体を使用する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
最外層の厚さを5μmに変更し、さらに、エネルギー線硬化性基が導入された重合体のためのアクリル系共重合体として、アクリル酸2−エチルヘキシル74質量部と、メタクリル酸メチル10質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル15質量部と、アクリル酸1質量部とを共重合させたアクリル系共重合体を使用し、アクリル系共重合体のアクリル酸2−ヒドロキシエチル単位100モル当たり80モル(80モル%)のMOIが付加されるように、アクリル系共重合体100g当たり、MOIを16.1g使用する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
エネルギー線硬化性基が導入された重合体のためのアクリル系共重合体として、アクリル酸n−ブチル79質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル20質量部と、アクリル酸1質量部とを共重合させたアクリル系共重合体を使用する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
中間層のためのアクリル系共重合体として、アクリル酸n−ブチル85質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル15質量部とを共重合させたアクリル系共重合体を使用する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
エネルギー線硬化性基が導入された重合体のためのアクリル系共重合体として、アクリル酸2−エチルヘキシル70質量部と、メタクリル酸メチル10質量部と、アクリル酸2−ヒドロキシエチル20質量部とを共重合させたアクリル系共重合体を使用する以外、実施例1と同様にして半導体加工用シートを作製した。
アクリル酸n−ブチル90質量部と、アクリル酸10質量部とを共重合させて、第1のアクリル系共重合体を得た。
2−EHA:アクリル酸2−エチルヘキシル
MMA:メタクリル酸メチル
HEA:アクリル酸2−ヒドロキシエチル
MOI:2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート
AA:アクリル酸
BA:アクリル酸n−ブチル
突起物付きウエハとして、高さ25μm、直径30μmおよびピッチ50μmのエポキシ樹脂でできた円柱形状の構造物が設けられたシリコンウエハを用意した。このシリコンウエハに対して、実施例または比較例で作製した半導体加工用シートを、ラミネーター(リンテック社製,RAD−3510F/12)を用いて、貼付速度10mm/s、ウエハ突出量20μmおよびローラー圧力0.1MPaの条件で貼付した。このとき、シリコンウエハの突起物が設けられた面と、半導体加工用シートから剥離シートを剥離して露出した最外層の面とを貼付した。
S:24時間後のエアー幅が5μm以下である。
A:24時間後のエアー幅が5μmを超えるが「完全浮き」でない。
B:24時間後において「完全浮き」である。
ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にシリコーン系の剥離剤層が形成されてなる剥離シート(リンテック社製,SP−PET381031,厚さ38μm)を用意した。実施例および比較例において調製した中間層用の塗布溶液を、上記の剥離シートの剥離面上にナイフコーターにて塗布した。得られた塗膜を100℃の環境下に1分間経過させることにより塗膜を乾燥させて、各塗工用組成物から形成された厚さ40μmの試験用の中間層と剥離シートとが貼り合わされたものを複数準備した。
シリコンミラーウエハに対して、実施例または比較例で作製した半導体加工用シートを25mmの幅に裁断したものを、ラミネーター(リンテック社製,RAD−3510F/12)を用いて、貼付速度10mm/s、ウエハ突出量20μmおよびローラー圧力0.1MPaの条件で貼付した。このとき、シリコンミラーウエハの一面と、半導体加工用シートから剥離シートを剥離して露出した最外層の面とを貼付した。これを、23℃、50%RHの雰囲気下に20分間放置した。
試験例1と同様に、突起物付きウエハに対して、半導体加工用シートから剥離シートを剥離して露出した最外層の面を貼付した。その後、23℃、50%RHの雰囲気下に20分間放置した後、紫外線照射装置(リンテック社製,RAD−2000m/12)を用い、窒素雰囲気下にてシートの基材側から紫外線(UV)照射(照度230mW/cm2,光量190mJ/cm2)を行った。
S:剥離力が300mN/8mm以下であり、欠損数が0である。
A:剥離力が300mN/8mmを超え、欠損数が0である。
B:欠損数が1以上である。
厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート製基材フィルムの片面にシリコーン系の剥離剤層が形成されてなる剥離シート(リンテック社製:SP−PET381031)の剥離面上に、実施例および比較例において調製した最外層のための粘着剤組成物を、コンマコーターにて塗布した。これを100℃の環境下に1分間経過させることにより塗膜を乾燥させて、各塗工用組成物から形成された厚さ40μmの試験用の最外層と剥離シートとが貼り合わされたものを複数準備した。これらの試験用の最外層を貼り合わせることにより、厚さ200μmの最外層の積層体を得た。
実施例および比較例において製造した半導体加工用シートにおいて、剥離シートを剥離して露出した最外層の面と、片面がミラー研磨されたシリコンウエハ(直径8インチ,厚み50μm)のミラー面とを貼付した。貼付は、23℃の環境下で、貼付圧0.3MPa、貼付速度5mm/秒で行った。また、シートの外周部にリングフレーム(RF)を同条件で貼付した。
2…基材
3…中間層
4…最外層
20W…突起物付きウエハ
20C…チップ
21…ウエハ
22…硬質支持体
23…突起物
24a,24b…リングフレーム
25…洗浄装置
26…ピックアップシート
Claims (10)
- 基材と、前記基材の一方の面側に積層された中間層と、前記中間層の前記基材とは反対側に積層された最外層とを備えた半導体加工用シートであって、
前記最外層は、エネルギー線硬化性粘着剤からなり、
前記中間層の23℃における損失正接は、0.4以上であり、
前記半導体加工用シートのエネルギー線照射前の、シリコンミラーウエハに対する粘着力は、12000mN/25mm以上であり、
前記中間層は、エネルギー線が照射されてもレオロジー特性が実質的に変化しない材料からなる
ことを特徴とする半導体加工用シート。 - 前記材料は、非エネルギー線硬化性の材料、または、エネルギー線硬化性の材料を硬化させたものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体加工用シート。
- 前記最外層の厚さは、1〜10μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体加工用シート。
- 前記最外層は、メタクリル酸メチルを単量体成分として含むアクリル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体加工用シート。
- 前記最外層は、エネルギー線硬化性基が導入されたアクリル系重合体を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体加工用シート。
- 前記最外層のエネルギー線照射後の、23℃における貯蔵弾性率は、270MPa以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体加工用シート。
- 突起物を有する半導体ウエハまたは半導体チップの加工用シートであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体加工用シート。
- 前記突起物は、樹脂製突起物であることを特徴とする請求項7に記載の半導体加工用シート。
- 前記半導体加工用シートを半導体ウエハに貼付した状態で有機溶剤に接触させる工程を含む半導体ウエハの加工方法に使用されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体加工用シート。
- 前記有機溶剤の溶解度パラメータは、10以下であることを特徴とする請求項9に記載の半導体加工用シート。
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