JP2022091098A - 粘着テープ - Google Patents

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哲也 服部
Tetsuya Hattori
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Abstract

【課題】粘着テープに対して基板を貼付した状態で、この基板を厚さ方向に切断することで個片化された部品を得た後に、個片化された部品から粘着テープを剥離させる際に、部品に糊残りが生じるのを的確に抑制または防止して優れた剥離性をもって剥離させることができる粘着テープを提供すること。【解決手段】粘着テープ100は、基材4と、この基材4の一方の面に積層された粘着層2とを備え、基板および部品のうちの少なくとも1種を仮固定して用いられ、粘着層2は、粘着性を有するベース樹脂と、エネルギーの付与により硬化する硬化性樹脂とを含有し、前記エネルギーの付与により、前記粘着層2上に積層された前記基板および部品に対する粘着力が低下するものであり、粘着テープ100を平面視で見たとき、基材4と粘着層2との界面に形成されている気泡は、面積が100μm2以上のものの数が15.0個/mm2以下となっている。【選択図】図4

Description

本発明は、基板および部品を仮固定して用いられる粘着テープに関するものである。
近年の電子機器の高機能化とモバイル用途への拡大に対応して半導体装置の高密度化、高集積化の要求が強まり、ICパッケージの大容量高密度化が進んでいる。
これらの半導体装置の製造方法としては、例えば、まず、基板としての半導体基板(半導体ウエハ)に粘着テープを貼付し、半導体基板の周囲をウエハリングで固定しながら、ダイシングソーを用いたダイシング工程で、半導体基板を厚さ方向に切断することで、半導体基板を個々の半導体素子(半導体チップ)に切断分離(個片化)する。次いで、ウエハリングを用いて粘着テープを放射状に伸ばすことで、隣接する半導体素子同士の間に間隙を形成するエキスパンディング工程の後、個片化した半導体素子を、ニードルを用いて突き上げた状態で、ピックアップするピックアップ工程を行う。次いで、このピックアップした半導体素子を金属リードフレームあるいは基板(例えばテープ基板、有機硬質基板等)に搭載するための搭載工程へ移送する。ピックアップされた半導体素子は、搭載工程で、例えば、アンダーフィル材を介してリードフレームあるいは基板に接着され、その後、リードフレームあるいは基板上で半導体素子を封止部により封止することで半導体装置が製造される。
このような半導体装置の製造に用いられる粘着テープ(ダイシングテープ)について、近年、種々の検討がなされている(例えば、特許文献1参照。)。
この粘着テープは、一般に、基材(フィルム基材)と、この基材上に形成された粘着層とを有するものであり、粘着層により半導体基板が固定される。また、半導体基板のダイシング工程後に半導体素子のピックアップが実現できるように、粘着層は、通常、粘着性を有するベース樹脂および光硬化性樹脂等を含有する樹脂組成物で構成されている。つまり、ダイシング工程後、粘着層にエネルギーが付与されると、樹脂組成物が硬化して粘着層の粘着性が低下し、そのため、ピックアップ工程において、半導体素子を、ニードルを用いて突き上げた際に、半導体素子から粘着テープを剥離させることができ、その結果、半導体素子のピックアップが実現できるようになっている。
この粘着テープを用いた半導体装置の製造方法では、半導体素子から粘着テープを剥離させるピックアップ工程において、半導体素子に粘着テープの一部が残存する糊残りを生じることなく、半導体素子をピックアップすることが求められるが、この糊残りの発生が的確に抑制された粘着テープの開発が求められているのが実情であった。
また、このような粘着テープの開発は、基板としての半導体基板(半導体用ウエハ)を厚さ方向に切断することで、部品としての半導体素子を得る際に用いられる粘着テープに限らず、ガラス基板、セラミック基板、樹脂材料基板および金属材料基板のような各種基板を厚さ方向に切断(個片化)して、個片化された部品を得る際に用いられる粘着テープについても同様に求められている。
特開2009-245989号公報
本発明の目的は、粘着テープに対して基板を貼付した状態で、この基板を厚さ方向に切断することで個片化された部品を得た後に、個片化された部品から粘着テープを剥離させる際に、部品に糊残りが生じるのを的確に抑制または防止して優れた剥離性をもって剥離させることができる粘着テープを提供することにある。
このような目的は、下記(1)~(10)に記載の本発明により達成される。
(1) 樹脂材料を含有する基材と、該基材の一方の面に積層された粘着層と、を備える積層体により構成され、基板および部品のうちの少なくとも1種を仮固定して用いられる粘着テープであって、
前記粘着層は、粘着性を有するベース樹脂と、エネルギーの付与により硬化する硬化性樹脂とを含有し、前記エネルギーの付与により、前記粘着層上に積層された前記基板および部品に対する粘着力が低下するものであり、
当該粘着テープを平面視で見たとき、前記基材と前記粘着層との界面に形成されている気泡は、面積が100μm以上のものの数が、15.0個/mm以下であることを特徴とする粘着テープ。
(2) 当該粘着テープを平面視で見たとき、前記気泡の占有面積は、0.01mm/1.0mm以下である上記(1)に記載の粘着テープ。
(3) 前記基材は、その前記粘着層側の表面において、JIS B 0601(2013)で規定される表面粗さを表すパラメータである、粗さ曲線要素の平均長さSmは、100μm以下である上記(1)または(2)に記載の粘着テープ。
(4) 前記基材は、その前記粘着層側の表面において、JIS B 0601(2013)で規定される表面粗さを表すパラメータである、算術平均粗さRaは、1.0μm以下である上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の粘着テープ。
(5) 前記樹脂材料は、ポリオレフィン系樹脂である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の粘着テープ。
(6) 前記粘着層は、前記エネルギーの付与前において、30℃における弾性率が1.0×10Pa以上1.0×10MPa以下である上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の粘着テープ。
(7) 当該粘着テープは、前記粘着層上に、基板を固定した状態で、前記基板から前記基材の厚さ方向の途中まで到達するように切断して、前記基板を個片化することで複数の部品を形成し、その後、当該粘着テープを面方向に伸長しつつ、前記部品を、前記基材側から突き上げた状態で、前記基材の反対側から引き抜くことで、前記粘着層から分離する際に用いられるものである上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の粘着テープ。
(8) 当該粘着テープは、下記要件Aを満足する上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の粘着テープ。
要件A:シリコン基板(直径6インチ、厚さ500μm、#2000研磨)を当該粘着テープに固定し、その後、厚さ30μmのブレードを用いて、前記シリコン基板を厚さ方向に前記基材の途中に到達するまで切断して個片化することで縦6mm×横6mmの大きさのシリコンチップを得た後、紫外線強度:55mW/cm2、照射強度:200mJ/cm2の紫外線を前記粘着層に照射し、その後、前記基材の面方向に前記基材を102%の大きさに伸長し、前記基材の前記粘着層と反対側の面からニードルで1.5mm突き上げた状態として、前記シリコンチップを、真空コレットを用いてピックアップすることで、当該粘着テープから剥離させたときに、前記シリコンチップの裏面の糊残り率が1.0%以下であること。
(9) 前記粘着層は、その厚さが5μm以上50μm以下である上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の粘着テープ。
(10) 前記基材は、その厚さが30μm以上150μm以下である上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の粘着テープ。
本発明によれば、粘着テープを平面視で見たとき、基材と粘着層との界面に形成されている気泡のうち面積が100μm以上のものの数が15.0個/mm以下に設定されている。そのため、粘着テープに対して基板を貼付した状態で、この基板を厚さ方向に切断することで個片化された部品を得た後に、個片化された部品から粘着テープを剥離させる際に、部品に糊残りが生じるのを的確に抑制または防止して、優れた剥離性をもって剥離させることができる。
本発明の粘着テープを用いて製造された半導体装置の一例を示す縦断面図である。 図1に示す半導体装置を、本発明の粘着テープを用いて製造する方法を説明するための縦断面図である。 図1に示す半導体装置を、本発明の粘着テープを用いて製造する方法を説明するための縦断面図である。 粘着テープの実施形態を示す縦断面図である。 図4に示す粘着テープを製造する方法を説明するための縦断面図である。
以下、本発明の粘着テープについて詳細に説明する。
まず、本発明の粘着テープを説明するのに先立って、本発明の粘着テープを用いて製造された半導体装置について説明する。
<半導体装置>
図1は、本発明の粘着テープを用いて製造された半導体装置の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図1に示す半導体装置10は、半導体チップ(半導体素子)20と、半導体チップ20を支持するインターポーザー(基板)30と、複数の導電性を有するバンプ(端子)70と、半導体チップ20を封止するモールド部(封止部)17とを有している。
インターポーザー30は、絶縁基板であり、例えばポリイミド・エポキシ・シアネート・ビスマレイミドトリアジン(BTレジン)等の各種樹脂材料で構成されている。このインターポーザー30の平面視形状は、通常、正方形、長方形等の四角形とされる。
インターポーザー30の上面(一方の面)には、例えば、銅等の導電性金属材料で構成される端子41が、所定形状で設けられている。
また、インターポーザー30には、その厚さ方向に貫通して、図示しない複数のビア(スルーホール:貫通孔)が形成されている。
各バンプ70は、それぞれ、各ビアを介して、一端(上端)が端子41の一部に電気的に接続され、他端(下端)は、インターポーザー30の下面(他方の面)から突出している。
バンプ70のインターポーザー30から突出する部分は、ほぼ球形状(Ball状)をなしている。
このバンプ70は、例えば、半田、銀ろう、銅ろう、燐銅ろうのようなろう材を主材料として構成されている。
また、インターポーザー30上には、端子41が形成されている。この端子41に、接続部81を介して、半導体チップ20が有する端子21が電気的に接続されている。
なお、本実施形態では、図1に示すように、端子21は、半導体チップ20に形成されている面側から突出する構成をなしており、端子41も、インターポーザー30から突出する構成をなしている。
また、半導体チップ20と、インターポーザー30との間の間隙には、各種樹脂材料で構成されるアンダーフィル材が充填され、このアンダーフィル材の硬化物により、封止層80が形成されている。この封止層80は、半導体チップ20と、インターポーザー30との接合強度を向上させる機能や、前記間隙への異物や水分等の浸入を防止する機能を有している。
さらに、インターポーザー30の上側には、半導体チップ20と、インターポーザー30とを覆うように形成されたモールド部17が半導体封止材料の硬化物(封止材)で構成されており、これにより、半導体装置10内において半導体チップ20が封止され、半導体チップ20に対する異物や水分等の浸入が防止される。
半導体チップ20(半導体素子)は、図3に示すように、半導体チップ本体部23(半導体素子本体部)と、半導体チップ本体部23の下面側から突出して設けられた端子21とを有している。半導体チップ本体部23は、その上面側に回路(図示せず)が作り込まれており、主としてSi、SiC、GaNまたはGaのような半導体材料で構成されている。
かかる構成の半導体装置10および半導体チップ20は、例えば、粘着テープを用いた半導体装置の製造方法により、以下のようにして製造される。
<半導体装置の製造方法>
図2、図3は、図1に示す半導体装置を、本発明の粘着テープを用いて製造する方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図2、図3中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
[1A]まず、基材4と、基材4の上面に積層された粘着層2とを有する積層体により構成された粘着テープ100(以下、単に「粘着テープ100」ということもある。)を用意し、その後、図2(a)に示すように、この粘着テープ100をダイサーテーブル200の上に設置する。
なお、この粘着テープ100に関する詳細な説明は後に行うこととする。
[2A]次に、図2(b)に示すように、その中心部122に半導体基板7(半導体用ウエハ)を、粘着層2の上に置き、軽く押圧し、半導体基板7を積層(貼付)する(貼付工程)。
この半導体基板7には、その上面に個片化することで形成される半導体チップ20(半導体チップ本体部23)が備える回路が予め形成され、また、下面には端子21が予め形成されており、半導体基板7は、回路が形成されている側の上面を粘着層2側にして粘着テープ100に貼付されている。そのため、粘着層2には、半導体基板7の回路が形成されている側の上面、すなわち凹凸が形成されている凹凸面が接合される。
なお、前記工程[1A]および本工程[2A]では、粘着テープ100に半導体基板7を予め貼着した後に、ダイサーテーブル200に設置しても良い。
[3A]次に、粘着層2の外周部121をウエハリング9で固定し、その後、図示しない、ダイシングソー(ブレード)を用いて基板としての半導体基板7を切断(ダイシング)して半導体基板7を個片化することで粘着テープ100上に部品としての半導体チップ20を得る(個片化工程;図2(c)参照)。
この際、粘着テープ100は、緩衝作用を有しており、半導体基板7を切断する際の割れ、欠け等を防止する。
また、ブレードを用いた半導体基板7の切断は、図2(c)に示すように、基材4の厚さ方向の途中まで到達するように実施する。これにより、半導体基板の個片化を確実に実施することができる。
なお、この際、半導体基板7の切断時に生じる粉塵が飛散するのを防止すること、さらには、半導体基板7が不必要に加熱されるのを抑制することを目的に、半導体基板7には切削水を供給しつつ、半導体基板7が切断される。
[4A]次に、粘着層2の外周部121におけるウエハリング9による固定を維持した状態で、ダイサーテーブル200の外周部220に対して、その中心部210を上方に突き上げることで、粘着テープ100を放射状に伸ばし、これにより、個片化した半導体基板7すなわち部品としての半導体チップ20同士の間に、一定の間隔を有する間隙を形成する(エキスパンディング工程;図2(d)参照。)。そして、この間隙が形成された状態で、半導体チップ20を、真空コレットまたはエアピンセットによる吸着等によりピックアップする(ピックアップ工程;図2(e)参照。)。
この半導体チップ20のピックアップは、粘着テープ100を放射状に伸ばす前記エキスパンディング工程の後に、粘着層2にエネルギーを付与することで粘着層2を硬化させて、粘着層2の粘着力を低下させる。そして、ダイサーテーブル200に設けられたニードル(図示せず)を厚さ方向にダイサーテーブル200から突出させることで、粘着テープ100に貼付された半導体チップ20を、ニードルを用いて突き上げ、これにより、粘着テープ100から剥離させた状態として実施される。なお、粘着層2に対するエネルギーの付与は、上記の通り、エキスパンディング工程の後であってもよいし、エキスパンディング工程に先立って実施してもよい。
この本工程[4A]において、隣接する半導体チップ20同士の間に間隙を形成しつつ、ニードルにより半導体チップ20を突き上げた状態として、半導体チップ20をピックアップする際に、本発明の粘着テープ100が用いられる。すなわち、本工程[4A]における半導体チップ20からの粘着テープ100の剥離において、粘着テープ100として、この粘着テープ100を平面視で見たとき、基材4と粘着層2との界面に形成されている気泡のうち面積が100μm以上のものの数が15.0個/mm以下に設定されているものが用いられる。
そのため、本工程[4A]において、半導体チップ20から粘着テープ100を剥離させる際に、半導体チップ20に対して粘着層2の一部が残存する糊残りが生じるのを的確に抑制または防止して、優れた剥離性をもって半導体チップ20から粘着テープ100を剥離させることができるが、その詳細な説明は後に行うこととする。
以上のような工程[1A]~工程[4A]を経ることにより、粘着テープ100を用いて、半導体基板7から半導体チップ20が分離(個片化)される。すなわち、粘着テープ100が備える粘着層2上に、半導体基板7を固定した状態で、半導体基板7から基材4の厚さ方向の途中まで到達するように切断して、半導体基板7を個片化することで複数の半導体チップ20を形成する。その後、粘着テープ100を面方向に伸長して、半導体チップ20同士の間に一定間隔の間隙を形成した状態で、粘着層2にエネルギーを付与することで粘着層2を硬化させた後、さらに、基材4側から半導体チップ20を突き上げた状態として、基材4の反対側から引き抜くことにより、半導体チップ20が粘着層2から分離(剥離)される。
[5A]次に、ピックアップした半導体チップ20を、真空コレットまたはエアピンセットから実装用プローブ等に受け渡して上下反転させた後、図3(a)に示すように、この半導体チップ20が備える端子21と、インターポーザー30が備える端子41とを、端子41上に設けられた半田バンプ85を介して対向させて、インターポーザー30上に載置する。すなわち、半導体チップ20の端子21が形成された面を下側にして、半導体チップ20(半導体素子)をインターポーザー30(基板)上に載置する。
[6A]次に、図3(b)に示すように、端子21と端子41との間に介在した半田バンプ85を加熱しつつ、インターポーザー30と半導体チップ20とを接近させる。
これにより、溶融した半田バンプ85が端子21および端子41の双方に接触し、この状態で、冷却することで、接続部81が形成され、その結果、接続部81を介して、端子21と端子41とが電気的に接続される(搭載工程;図3(c)参照。)。
[7A]次に、半導体チップ20と、インターポーザー30との間に形成された間隙に、各種樹脂材料で構成されるアンダーフィル材(封止材)を充填し、その後、このアンダーフィル材を硬化させることにより、アンダーフィル材の硬化物で構成された封止層80を形成する(封止層形成工程;図3(d)参照。)。
[8A]次に、インターポーザー30の上側に、半導体チップ20と、インターポーザー30とを覆うように、モールド部17(封止部)を形成することで、半導体チップ20をインターポーザー30とモールド部17とで封止するとともに、インターポーザー30が備えるビアを介して端子41の一部に電気的に接続された、バンプ70をインターポーザー30の下側から突出するように形成する(図3(e)参照。)。
ここで、モールド部17による封止は、例えば、形成すべきモールド部17の形状に対応した内部空間を備える成形型を用意し、この内部空間内に配置された半導体チップ20とインターポーザー30とを覆うように、粉末状をなす半導体封止材料を内部空間に充填する。そして、この状態で、半導体封止材料を加熱することにより硬化させて、半導体封止材料の硬化物とすることにより行われる。
以上のような工程を有する半導体装置の製造方法により、半導体装置10が得られる。より詳しくは、前記工程[1A]~[8A]を実施した後に、前記工程[4A]~[8A]を繰り返して実施することで、1つの半導体基板7から複数の半導体装置10を一括して製造することができる。
以下、このような半導体装置10の製造方法に用いられる、本発明の粘着テープ100について説明する。
<粘着テープ>
図4は、粘着テープの実施形態を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
粘着テープ100は、樹脂材料を含有する基材4と、この基材4の上面(一方の面)に積層された粘着層2とを備える積層体により構成され、半導体基板7(基板)および半導体チップ20(部品)を仮固定して用いられるものであり、前述したように、粘着層2は、粘着性を有するベース樹脂と、エネルギーの付与により硬化する硬化性樹脂とを含有し、エネルギーの付与により、粘着層2上に積層された半導体基板7および半導体チップ20に対する粘着力が低下するものである。
この粘着テープ100を用いた、前述したような半導体装置10の製造方法では、前記工程[4A]での、半導体チップ20から粘着テープ100を剥離させるピックアップ工程において、半導体チップ20に粘着テープ100の一部が残存する糊残りの発生が的確に抑制されている粘着テープ100の開発が求められているのが実情であった。
本発明者は、このような実情を解決することを目的に、鋭意検討を重ねた結果、ピックアップした半導体チップ20に糊残りが生じるのは、粘着テープ100において、基材4と粘着層2との界面に残存している、気泡の数を考慮する必要があることが判ってきた。
そして、本発明者は、さらに検討を重ねた結果、基材4と粘着層2との界面に残存する気泡の数が少なくなるようにコントロールすること、具体的には、粘着テープ100を平面視で見たとき、基材4と粘着層2との界面に形成されている気泡として、面積が100μm以上のものの数を、15.0個/mm以下に設定することにより、前記実情を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明では、粘着テープ100を平面視で見たとき、基材4と粘着層2との界面に形成されている気泡は、面積が100μm以上のものの数が15.0個/mm以下に設定されている。そのため、粘着テープ100に対して半導体基板7を貼付した状態で、この半導体基板7を厚さ方向に切断することで個片化された半導体チップ20を得た後に、個片化された半導体チップ20から粘着テープ100を剥離させる際に、半導体チップ20に糊残りが生じるのを的確に抑制または防止して、優れた剥離性をもって剥離させることができる。したがって、前記工程[8A]において、複数の半導体装置10を、信頼性の高いものとして得ることができる。
以下、このような粘着テープ100(ダイシングテープ)が有する、基材4および粘着層2について、詳述する。
<基材4>
基材4は、主として樹脂材料から成り、シート状をなしており、この基材4上に設けられた粘着層2を支持する機能を有している。また、前記工程[4A]における、粘着テープ100を面方向に対して伸長するエキスパディング工程において、その伸長を実現させるためのものである。
かかる樹脂材料としては、特に限定されず、例えば、オレフィン系樹脂、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、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂(エステル類高分子)、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトンのようなポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマー(スチレン系高分子)、アクリル樹脂、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリビニルイソプレン、ポリカーボネート(カーボネート系高分子)等の熱可塑性樹脂や、これらの熱可塑性樹脂の混合物が用いられる。
これらの樹脂材料は、光(可視光線、近赤外線、紫外線)、X線、電子線等のエネルギー線を透過し得る材料であることから、エネルギー線を基材4側から基材4を透過させて粘着層2に照射する場合に好ましく用いることができる。そのため、エネルギー線を基材4側から粘着層2に照射することで、粘着層2の粘着性を低下させて半導体チップ20を容易にピックアップすることができる。
特に、樹脂材料としては、ポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。オレフィン系樹脂を用いることで、後述する基材4の表面粗さを表すパラメータを、比較的容易に、後述する範囲内に設定することができる。
かかるポリオレフィン系樹脂としては、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレンのようなポリエチレン系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン-メチルメタクリレート共重合体(EMMA)、エチレン-メタクリレート共重合体(EMAA)や、亜鉛イオン架橋体、ナトリウムイオン架橋体またはカリウムイオン架橋体としてのエチレン系アイオノマー等のアイオノマーのようなエチレン共重合体等が挙げられる。
また、基材4は、導電性を有する導電性材料を含有することが好ましい。このような導電性材料が含まれることで、導電性材料に帯電防止剤としての機能を発揮させて、前記個片化工程[3A]、および、前記ピックアップ工程[4A]における、半導体チップ20での静電気の発生を的確に抑制または防止することができる。
この導電性材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、界面活性剤、永久帯電防止高分子(IDP)、金属材料、金属酸化物材料および炭素系材料等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらのうち界面活性剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤等が挙げられる。
永久帯電防止高分子(IDP)としては、例えば、ポリエーテルとポリオレフィンブロックポリマー系列、ポリエステルアミド系列、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリウレタン系列等の全てのIDPを用いることができる。
また、金属材料としては、金、銀、銅または銀コート銅、ニッケル等が挙げられ、これらの金属粉が好ましく用いられる。
金属酸化物材料としては、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、アンチモンティンオキサイド(ATO)、インジウムジンクオキサイド(IZO)、酸化スズ(SnO)、酸化亜鉛(ZnO)、等が挙げられ、これらの金属酸化物粉が好ましく用いられる。
さらに、炭素系材料としては、カーボンブラック、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブのようなカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、CNナノチューブ、CNナノファイバー、BCNナノチューブ、BCNナノファイバー、グラフェン等が挙げられる。
これらの中でも、導電性材料としては、界面活性剤、永久帯電防止高分子(IDP)、金属酸化物材料およびカーボンブラックのうちの少なくとも1種であることが好ましい。これらのものは、抵抗率の温度依存性が小さいものであることから、前記工程[3A]において、半導体基板7をダイシングする際に、基材4が加熱されたとしても、その表面抵抗値の変化量を小さくすることができる。
さらに、基材4は、鉱油のような軟化剤、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、マイカ、クレーのような充填材、酸化防止剤、光安定剤、滑剤、分散剤、中和剤、着色剤等を含有するものであってもよい。
基材4の厚さは、例えば、30μm以上150μm以下であるのが好ましく、80μm以上120μm以下であるのがより好ましい。基材4の厚さがこの範囲内であると、基材4としての機能をより確実に発揮させて、前記工程[3A]における半導体基板7のダイシングおよび前記工程[4A]における半導体チップ20のピックアップを、優れた作業性により実施することができる。
さらに、基材4は、その表面に、粘着層2に含まれる構成材料と反応性を有する、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基のような官能基が露出していてもよい。
また、基材4は、異なる前記樹脂材料で構成される層を複数積層した積層体(多層体)で構成されるものであってもよい。
ここで、前述の通り、本発明では、粘着テープ100を平面視で見たとき、基材4と粘着層2との界面に形成されている気泡は、面積が100μm以上のものの数が15.0個/mm以下に設定され、これにより、半導体チップ20から粘着テープ100を剥離させる際に、半導体チップ20に糊残りが生じるのを的確に抑制または防止して、優れた剥離性をもって剥離させることができる。
この基材4と粘着層2との界面に形成される気泡は、本発明者の検討により、基材4の粘着層2側の表面における表面粗さを表すパラメータを、適宜設定することにより、その数を少なくし得ることが判っている。
具体的には、基材4の粘着層2側の表面において、JIS B 0601(2013)で規定される表面粗さを表すパラメータである、粗さ曲線要素の平均長さSmは、100μm以下であることが好ましく、5μm以上70μm以下であることがより好ましく、5μm以上40μm以下であることがさらに好ましい。また、算術平均粗さRaは、1.0μm以下であることが好ましく、0.05μm以上0.5μm以下であることがより好ましく、0.05μm以上0.25μm以下であることがさらに好ましい。粗さ曲線要素の平均長さSmおよび算術平均粗さRaのうちの少なくとも一方を前記範囲内に設定することにより、前記面積が100μm以上の気泡の数を、比較的容易に15.0個/mm以下に設定することができる。
また、粘着テープ100を平面視で見たとき、基材4と粘着層2との界面に形成されている気泡のうち面積が100μm以上のものの数は、前述の通り、15.0個/mm以下であれば良いが、0.001個/mm以上13.0個/mm以下であることが好ましく、0.01個/mm以上7.0個/mm以下であることがより好ましく、0.1個/mm以上2.0個/mm以下であることがさらに好ましい。
さらに、前記面積が100μm以上の気泡の占有面積は、1.0×10-2mm/1.0mm以下であることが好ましく、1.0×10-6mm/1.0mm以上5.0×10-3mm/1.0mm以下であることがより好ましく、1.0×10-5mm/1.0mm以上2.5×10-3mm/1.0mm以下であることがさらに好ましい。
前記面積が100μm以上の気泡の数および占有面積を、それぞれ、前記範囲内に設定することにより、半導体チップ20から粘着テープ100を剥離させる際に、半導体チップ20に糊残りが生じるのをより的確に抑制または防止することができる。
また、このような粘着テープ100は、直径6インチ、厚さ500μm、#2000研磨したシリコン基板(シリコンウエハ)を粘着テープ100に固定し、その後、厚さ30μmのブレードを用いて、前記シリコン基板を厚さ方向に基材4の途中に到達するまで切断して個片化することで縦6mm×横6mmの大きさのシリコンチップを得た後、紫外線強度:55mW/cm2、照射強度:200mJ/cm2の紫外線を粘着層2に照射し、その後、基材4の面方向に基材4を102%の大きさに伸長し、基材4の粘着層2と反対側の面からニードルで1.5mm突き上げた状態として、前記シリコンチップを、真空コレットを用いてピックアップすることで、粘着テープ100から剥離させたときに、前記シリコンチップの裏面の糊残り率が1.0%以下であることが好ましく、0.01%以下であることがより好ましく、0.004%以下であることがさらに好ましい。前記糊残り率が前記上限値以下であることを満足することにより、各種の半導体基板7を用いて得られた半導体チップ20を、前記工程[4A]においてピックアップする際、すなわち、半導体チップ20から粘着テープ100を剥離させる際に、半導体チップ20に糊残りが生じるのをより的確に抑制または防止することができる。また、前記工程[4A]において、半導体チップ20における糊残りの発生を、より的確に抑制または防止することができるため、この半導体チップ20のピックアップをより安定的に実施することができる。
<粘着層2>
粘着層2は、前記工程[3A]において、半導体基板7をダイシングする際に、半導体基板7を粘着して支持し、かつ、前記工程[4A]において、粘着層2にエネルギーを付与して粘着層2が硬化することにより、半導体基板7を個片化して得られた半導体チップ20をピックアップし得る程度の粘着性を有するものである。
かかる機能を備える粘着層2は、(1)粘着性を有するベース樹脂と、(2)粘着層2を硬化させる硬化性樹脂と、を主材料として含有する樹脂組成物で構成される。
以下、この樹脂組成物に含まれる各成分について、順次、詳述する。
(1)ベース樹脂
ベース樹脂は、粘着性を有し、半導体基板7に対する粘着性を粘着層2に付与するために、樹脂組成物中に含まれるものである。
このようなベース樹脂としては、アクリル系樹脂(粘着剤)、シリコーン系樹脂(粘着剤)、ポリエステル系樹脂(粘着剤)、ポリ酢酸ビニル系樹脂(粘着剤)、ポリビニルエーテル系樹脂(粘着剤)、スチレン系エラストマー樹脂(粘着剤)、ポリイソプレン系樹脂(粘着剤)、ポリイソブチレン系樹脂(粘着剤)またはウレタン系樹脂(粘着剤)のような粘着層成分として用いられる公知のものが挙げられるが、中でも、アクリル系樹脂を用いることが好ましい。アクリル系樹脂は、耐熱性に優れ、また、比較的容易かつ安価に入手できることから、ベース樹脂として好ましく用いられる。
アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルをモノマー主成分とするポリマー(ホモポリマーまたはコポリマー)をベースポリマーとするもののことを言う。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシルのような(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルのような(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル、(メタ)アクリル酸フェニルのような(メタ)アクリル酸アリールエステル等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチルのような(メタ)アクリル酸アルキルエステルであることが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、特に、耐熱性に優れ、また、比較的容易かつ安価に入手できる。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステルとメタクリル酸エステルとの双方を含む意味で用いることとする。
アクリル系樹脂は、凝集力、耐熱性等の改質等を目的として、必要に応じて、ポリマーを構成するモノマー成分として、共重合性モノマーを含むものが用いられる。
このような共重合性モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6-ヒドロキシヘキシルのようなヒドロキシル基含有モノマー、(メタ)アクリル酸グリシジルのようなエポキシ基含有モノマー、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸のようなカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸、無水イタコン酸のような酸無水物基含有モノマー、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドのようなアミド系モノマー、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t-ブチルアミノエチルのようなアミノ基含有モノマー、(メタ)アクリロニトリルのようなシアノ基含有モノマー、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、イソブチレンのようなオレフィン系モノマー、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエンのようなスチレン系モノマー、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル系モノマー、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルのようなビニルエーテル系モノマー、塩化ビニル、塩化ビニリデンのようなハロゲン原子含有モノマー、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチルのようなアルコキシ基含有モノマー、N-ビニル-2-ピロリドン、N-メチルビニルピロリドン、N-ビニルピリジン、N-ビニルピペリドン、N-ビニルピリミジン、N-ビニルピペラジン、N-ビニルピラジン、N-ビニルピロール、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルオキサゾール、N-ビニルモルホリン、N-ビニルカプロラクタム、N-(メタ)アクリロイルモルホリン等の窒素原子含有環を有するモノマー等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
これら共重合性モノマーの含有量は、アクリル系樹脂を構成する全モノマー成分に対して、40重量%以下であることが好ましく、10重量%以下であることがより好ましい。
また、共重合性モノマーは、アクリル系樹脂を構成するポリマーにおける主鎖の末端に含まれるものであってもよいし、その主鎖中に含まれるもの、さらには、主鎖の末端と主鎖中との双方に含まれるものであってもよい。
さらに、共重合性モノマーには、ポリマー同士の架橋等を目的として、多官能性モノマーが含まれていてもよい。
多官能性モノマーとしては、例えば、1,6-ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(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、ウレタン(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ブチルジ(メタ)アクリレート、ヘキシルジ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、エチレン-酢酸ビニルコポリマーおよび酢酸ビニルポリマー等も、共重合性モノマー成分として用いることができる。
なお、このようなアクリル系樹脂(ポリマー)は、単一のモノマー成分または2種以上のモノマー成分の混合物を重合させることにより生成させることができる。また、これらモノマー成分の重合は、例えば、溶液重合方法、乳化重合方法、塊状重合方法、懸濁重合方法等の重合方法を用いて実施することができる。
アクリル系樹脂は、前記工程[3A]において、半導体基板7をダイシングする際に、アクリル系樹脂による半導体基板7等の汚染を防止するという観点から、低分子量物の含有量が少ないものであることが好ましい。この場合、アクリル系樹脂の重量平均分子量としては、好ましくは30万~500万に設定され、より好ましくは50万~500万に設定され、さらに好ましくは80万~300万に設定される。なお、アクリル系樹脂の重量平均分子量が、モノマー成分の種類等によっては、50万未満であると、半導体基板7等に対する汚染防止性が低下し、その結果、半導体チップ20を剥離させた際に糊残りが生じるおそれがある。
なお、アクリル系樹脂は、ヒドロキシル基やカルボキシル基(特に、ヒドロキシル基)のような、架橋剤や光重合開始剤に対して反応性を有する官能基(反応性官能基)を有していることが好ましい。これにより、架橋剤や光重合開始剤がポリマー成分であるアクリル系樹脂に連結するため、粘着層2からこれら架橋剤や光重合開始剤が漏出することを的確に抑制または防止することができる。その結果、前記工程[4A]におけるエネルギー線照射時により、粘着層2の半導体基板7に対する粘着性が確実に低下される。
(2)硬化性樹脂
硬化性樹脂は、例えば、エネルギー線の照射により硬化する硬化性を備えるものである。この硬化によってベース樹脂が硬化性樹脂の架橋構造に取り込まれた結果、粘着層2の粘着力が低下する。
このような硬化性樹脂としては、例えば、紫外線、電子線等のエネルギー線の照射によって三次元架橋可能な重合性炭素-炭素二重結合を、官能基として少なくとも2個以上分子内に有する低分子量化合物が用いられる。具体的には、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)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(メタ)アクリレート、1,4-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレートのような(メタ)アクリル酸と多価アルコールとのエステル化物、エステルアクリレートオリゴマー、2-プロペニル-ジ-3-ブテニルシアヌレート等の炭素-炭素二重結合含有基を有しているシアヌレート系化合物、トリス(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(2-メタクリロキシエチル)イソシアヌレート、2-ヒドロキシエチル ビス(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ビス(2-アクリロキシエチル)2-[(5-アクリロキシヘキシル)-オキシ]エチルイソシアヌレート、トリス(1,3-ジアクリロキシ-2-プロピル-オキシカルボニルアミノ-n-ヘキシル)イソシアヌレート、トリス(1-アクリロキシエチル-3-メタクリロキシ-2-プロピル-オキシカルボニルアミノ-n-ヘキシル)イソシアヌレート、トリス(4-アクリロキシ-n-ブチル)イソシアヌレートのような炭素-炭素二重結合含有基を有しているイソシアヌレート系化合物、市販のオリゴエステルアクリレート、芳香族系、脂肪族系等のウレタンアクリレート、ビスフェノールA系のエポキシアクリレート等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、官能基数が6官能以上であるオリゴマーが含まれることが好ましく、官能基数が15官能以上であるオリゴマーが含まれることがより好ましい。これにより、エネルギー線の照射により硬化性樹脂をより確実に硬化させることができる。また、このような硬化性樹脂は、ウレタンアクリレートであることが好ましい。これにより、粘着層2に適度な柔軟性を付与することができる。そのため、ピックアップ時に半導体チップ20を突き上げる際に、粘着層2に糊割れが生じるのを的確に抑制または防止することができる。
なお、このウレタンアクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル型またはポリエーテル型等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-ジイソシアナート等)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(メタ)アクリレート(例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等)を反応させて得られたものが挙げられる。
また、硬化性樹脂には、特に限定されないが、重量平均分子量の異なる2つ以上の硬化性樹脂が混合されているのが好ましい。このような硬化性樹脂を利用すれば、エネルギー線照射による樹脂の架橋度を容易に制御することができ、前記工程[4A]における半導体チップ本体部23(半導体チップ20)のピックアップ性を向上させることができる。また、このような硬化性樹脂として、例えば、第1の硬化性樹脂と、第1の硬化性樹脂よりも重量平均分子量が大きい第2の硬化性樹脂との混合物等が用いられてもよい。
硬化性樹脂を、第1の硬化性樹脂と、第2の硬化性樹脂との混合物とする場合、第1の硬化性樹脂の重量平均分子量は、100~1000程度であることが好ましく、200~500程度であることがより好ましい。また、第2の硬化性樹脂の重量平均分子量は、1000~30000程度であることが好ましく、1000~10000程度であることがより好ましく、2000~5000程度であることがさらに好ましい。さらに、第1の硬化性樹脂の官能基数は、1~5官能基であることが好ましく、第2の硬化性樹脂の官能基数は、6官能基以上であることが好ましい。かかる関係を満足することにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。
硬化性樹脂は、ベース樹脂100重量部に対して50重量部以上200重量部以下で配合されることが好ましく、100重量部以上180重量部以下で配合されることがより好ましい。これにより、樹脂組成物中に、硬化性樹脂およびベース樹脂を、それぞれ添加することにより発揮される機能を、硬化性樹脂とベース樹脂との双方に確実に発揮させることができる。
なお、この硬化性樹脂は、前述したアクリル系樹脂として、二重結合導入型アクリル系樹脂を用いた場合、すなわち、炭素-炭素二重結合を、側鎖、主鎖中または主鎖の末端に有しているものを用いた場合には、その樹脂組成物中への添加を省略するようにしてもよい。これは、アクリル系樹脂が二重結合導入型アクリル系樹脂である場合には、エネルギー線の照射により、二重結合導入型アクリル系樹脂が備える炭素-炭素二重結合の機能によって、粘着層2が硬化し、これにより、粘着層2の粘着力が低下することによる。
(3)光重合開始剤
また、粘着層2は、エネルギー線の照射により半導体基板7に対する粘着性が低下するものであるが、エネルギー線として紫外線等を用いる場合には、硬化性樹脂には、硬化性樹脂の重合開始を容易とするために光重合開始剤を含有することが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、α-ヒドロキシ-α,α’-ジメチルアセトフェノン、2-メチル-2-ヒドロキシプロピオフェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ミヒラーズケトン、アセトフェノン、メトキシアセトフェノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、2,2-ジエトキシアセトフェノン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)-フェニル]-2-モルホリノプロパン-1、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジル、ベンゾイン、ジベンジル、α-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタール、2-ヒドロキシメチルフェニルプロパン、2-ナフタレンスルホニルクロリド、1-フェノン-1,1-プロパンジオン-2-(o-エトキシカルボニル)オキシム、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、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、3,3’-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、o-アクリルオキシベンゾフェノン、p-アクリルオキシベンゾフェノン、o-メタクリルオキシベンゾフェノン、p-メタクリルオキシベンゾフェノン、p-(メタ)アクリルオキシエトキシベンゾフェノン、1,4-ブタンジオールモノ(メタ)アクリラート、1,2-エタンジオールモノ(メタ)アクリラート、1,8-オクタンジオールモノ(メタ)アクリラートのようなアクリラートのベンゾフェノン-4-カルボン酸エステル、チオキサンソン、2-クロロチオキサンソン、2-メチルチオキサンソン、2,4-ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、2,4-ジクロロチオキサンソン、2,4-ジエチルチオキサンソン、2,4-ジイソプロピルチオキサンソン、アゾビスイソブチロニトリル、β-クロールアンスラキノン、カンファーキノン、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィノキシド、アシルホスフォナート、ポリビニルベンゾフェノン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、t-ブチルアントラキノン、2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体、等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、これらの中でも、ベンゾフェノン誘導体およびアルキルフェノン誘導体であることが好ましい。これらの化合物は分子中に反応性官能基として水酸基を備えるものであり、この反応性官能基を介して、ベース樹脂や硬化性樹脂に連結することができ、光重合開始剤としての機能をより確実に発揮させることができる。
光重合開始剤は、ベース樹脂100重量部に対して0.1重量部以上50重量部以下で配合されることが好ましく、0.5重量部以上10重量部以下で配合されることがより好ましい。上記のように光重合開始剤の配合量を調整することによって、樹脂組成物中に、光重合開始剤を添加することにより発揮される機能を、光重合開始剤に確実に発揮させることができる。
(4)架橋剤
さらに、硬化性樹脂には、架橋剤が含まれていてもよい。架橋剤が含まれることで、硬化性樹脂の硬化性の向上が図られる。
架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤、尿素樹脂系架橋剤、メチロール系架橋剤、キレート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、メラミン系架橋剤、多価金属キレート系架橋剤、酸無水物系架橋剤、ポリアミン系架橋剤、カルボキシル基含有ポリマー系架橋剤等が挙げられる。これらの中でもイソシアネート系架橋剤が好ましい。
イソシアネート系架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、多価イソシアネートのポリイソシアネート化合物およびポリイソシアネート化合物の三量体、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアネート化合物の三量体または末端イソシアネートウレタンプレポリマーをフェノール、オキシム類等で封鎖したブロック化ポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
また、多価イソシアネートとして、例えば、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、ジフェニルメタン-2,4’-ジイソシアネート、3-メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-2,4’-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、2,2,4-トリメチル-ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも2,4-トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネートから成る群より選択される少なくとも1種の多価イソシアネートが好ましい。
架橋剤は、ベース樹脂100重量部に対して0.01重量部以上50重量部以下で配合されることが好ましく、5重量部以上50重量部以下で配合されることがより好ましい。上記のように架橋剤の配合量を調整することで、樹脂組成物中に、架橋剤を添加することにより発揮される機能を、架橋剤に確実に発揮させることができる。
(5)その他の成分
さらに、粘着層2を構成する樹脂組成物には、上述した各成分(1)~(4)の他に他の成分として、導電性材料、粘着付与剤、老化防止剤、粘着調整剤、充填材、着色剤、難燃剤、軟化剤、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤等のうちの少なくとも1種が含まれていてもよい。
なお、これらのうち導電性材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、前記基材4に含まれる導電性材料として説明したのと、同様のものを用いることができる。
このような導電性材料が含まれることで、導電性材料に帯電防止剤としての機能を発揮させて、前記個片化工程[3A]、および、前記ピックアップ工程[4A]における、半導体チップ20での静電気の発生が的確に抑制または防止される。
基材4および粘着層2のうちの一方に導電性材料を含有させる構成とする場合には、基材4に導電性材料を含有させることが好ましい。これにより、半導体チップ20に導電性材料を確実に付着させることなく、半導体チップ20での静電気の発生をより的確に抑制または防止することができる。
また、これらのうち粘着付与剤としては、特に限定されないが、例えば、ロジン樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族芳香族共重合系石油樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、粘着層2の厚さは、特に限定されないが、例えば、5μm以上50μm以下であるのが好ましく、5μm以上10μm以下であるのがより好ましい。粘着層2の厚さをかかる範囲内とすることで、粘着層2を、前記個片化工程[3A]において、半導体基板7に対する良好な粘着力を発揮し、かつ、前記ピックアップ工程[4A]において、粘着層2と半導体基板7との間において、良好な剥離性を発揮する程度の粘着性を備えるものとできる。
さらに、粘着層2は、粘着層2を硬化させる前(エネルギーの付与前)の30℃における弾性率が1.0×10Pa以上1.0×10Pa以下であることが好ましく、5.0×10Pa以上5.0×10Pa以下であることがより好ましく、5.0×10Pa以上7.0×10Pa以下であることがさらに好ましい。これにより、基材4と粘着層2との界面に形成されている気泡のうち、面積が100μm以上であるものの数を、比較的容易に15.0個/mm以下に設定することができる。
また、粘着層2は、粘着層2を硬化させた後(エネルギーの付与後)の25℃における弾性率が1.0×10Pa以上1.0×1010Pa以下であることが好ましく、5.0×10Pa以上5.0×10Pa未満であることがより好ましい。これにより、前記ピックアップ工程[4A]において、半導体チップ20を突き上げる際に、粘着層2がクッション層としての機能を発揮することから、粘着層2に糊割れが生じるのを的確に抑制または防止することができる。
なお、粘着層2の弾性率は、例えば、動的粘弾性測定装置(DMA)を用いて、昇温3℃/分、周波数10Hzの条件で測定することができる。
また、粘着層2は、異なる前記樹脂組成物で構成される層を複数積層した積層体(多層体)で構成されるものであってもよい。
次に、かかる構成の粘着テープ100は、例えば、以下のようにして製造することができる。
<粘着テープの製造方法>
図5は、図4に示す粘着テープを製造する方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図5中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
[1B]まず、基材4を用意する(図5(a)参照。)
基材4の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、カレンダー法、インフレーション押出し法、Tダイ押出し法のような押出成形法、湿式キャスティング法等の一般的な成形方法が挙げられる。なお、基材4が積層体で構成される場合、かかる構成のその基材4の製造方法としては、例えば、共押出し法、ドライラミネート法等の成形方法が用いられる。
また、基材4は、無延伸で用いることができ、さらに、必要に応じて一軸または二軸の延伸処理を施したものを用いるようにしてもよい。
[2B]次に、基材4の上面に粘着層2を形成する(図5(b)参照。)。
基材4の表面(上面)には、基材4と粘着層2との密着性を向上させることを目的に、コロナ処理、クロム酸処理、マット処理、オゾン暴露処理、火炎暴露処理、高圧電撃暴露処理、イオン化放射線処理、プライマー処理、アンカーコート処理のような表面処理が施されていてもよい。
また、粘着層2は、基材4上に、粘着層2の構成材料である樹脂組成物を溶剤に溶解してワニス状にした液状材料を、塗布または散布した後、溶剤を揮発させて粘着層2を形成することにより得ることができる。
なお、溶剤としては、特に限定されないが、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、トルエン、酢酸エチル、ジメチルホルムアルデヒド等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、基材4上への液状材料の塗布または散布は、例えば、ダイコート、カーテンダイコート、グラビアコート、コンマコート、バーコートおよびリップコート等の方法を用いて行うことができる。
[3B]次に、基材4上に形成された粘着層2に対して、中心側と外周側とが分離されるように、粘着層2の厚さ方向に基材4を残存させて円環状に粘着層2の一部を除去することにより、粘着層2を中心部122と外周部121とを備えるものとする(図5(c)参照。)。
粘着層2の一部を円環状に除去する方法としては、例えば、除去すべき領域を取り囲むように打ち抜いた後、この打ち抜かれた領域に位置する粘着層2を除去する方法が挙げられる。
また、除去すべき領域に対する打ち抜きは、例えば、ロール状金型を用いる方法や、プレス金型を用いる方法を用いて行うことができる。中でも、連続的に粘着テープ100を製造することができるロール状金型を用いる方法が好ましい。
なお、本工程では、粘着層2の一部をリング状(円形状)に打ち抜いて中心部122と外周部121とを形成したが、粘着層2の一部を打ち抜く形状は、前述した半導体装置の製造方法において、粘着層2の外周部121をウエハリングで固定できる形状となっていれば如何なる形状のものであってもよい。具体的には、打ち抜く形状としては、例えば、上述した円形状の他、楕円状、俵型状のような長円状や、四角形状、五角形状のような多角形状等が挙げられる。
[4B]次に、基材4上に形成された粘着層2に対して、セパレーター1を積層することにより、粘着層2がセパレーター1で被覆された粘着テープ100を得る(図5(d)参照。)。
粘着層2にセパレーター1を積層する方法としては、特に制限されないが、例えば、ロールを用いたラミネート方法、プレスを用いたラミネート方法を用いることができる。これらの中でも、連続的に生産できるという生産性の観点から、ロールを用いたラミネート方法が好ましい。
なお、セパレーター1としては、特に限定されないが、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタラートフィルム等が挙げられる。
また、セパレーター1は、粘着テープ100の使用時に剥がされるために、表面を離型処理されたものを使用してもよい。離型処理としては離型剤をセパレーター1表面にコーティングする処理や、セパレーター1表面に細かい凹凸をつける処理等が挙げられる。なお、離型剤としては、シリコーン系、アルキッド系、フッ素系等のものが挙げられる。
以上のような工程を経て、セパレーター1で被覆された粘着テープ100を形成することができる。
なお、本実施形態で製造されたセパレーター1で被覆された粘着テープ100は、前述した粘着テープ100を用いた半導体装置の製造方法において、粘着テープ100をセパレーター1から剥離した後に使用される。
また、セパレーター1が被覆する粘着層2から、このセパレーター1を剥がす際には、粘着層2の面に対してセパレーター1を90°以上180°以下の角度で剥離を行うことが好ましい。セパレーター1を剥離する角度を前記範囲とすることで、粘着層2とセパレーター1との界面以外での剥離を確実に防止することができる。
以上、本発明の粘着テープについて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の粘着テープが備える各層には、同様の機能を発揮し得る、任意の成分が添加されていてもよく、あるいは、基材は、前記実施形態で説明したように、1層で構成されるものの他、複数の層で構成されるものであってもよく、例えば、前述した基材の粘着層とは反対側の面に、帯電防止層を備えるものであってもよい。
また、粘着テープが備える各層の構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することもできる。
さらに、粘着テープを用いて形成する半導体装置の構成によっては、半導体装置10が備えるモールド部17の形成を省略することもできる。
また、粘着テープが貼付された半導体基板を厚さ方向に切断(ダイシング)することで、切断片すなわち部品として半導体チップを得る場合に限らず、粘着テープ上に基板を仮固定した状態で、基板を厚さ方向に切断することで部品を得た後に、部品を粘着テープから剥離させる必要が生じる各種の基板加工用途にも、本発明の粘着テープを適用することができる。本発明の粘着テープにより貼付される基板としては、上述した半導体基板(半導体用ウエハ)の他に、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラス基板、アルミナ、窒化ケイ素、酸化チタンなどのセラミック基板、アクリル、ポリカーボネート、ゴムなどの樹脂材料基板、金属材料基板等が挙げられる。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
なお、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
1.原材料の準備
まず、各実施例および各比較例の粘着テープ100の製造に用いた原材料を以下に示す。
(ポリオレフィン系樹脂1)
ポリオレフィン系樹脂1として、低密度ポリエチレン(住友化学社製、「スミカセンF200-0」、比重:0.92g/cm)を用意した。
(ベース樹脂1)
ベース樹脂1として、アクリル酸ブチル、アクリル酸、メタクリル酸ブチル、2-エチルヘキシルアクリレート、N,N-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも2種を混合し、常法によりトルエン溶媒中にて溶液重合させて生成されたアクリル共重合体を用意した。
なお、ベース樹脂(アクリル共重合体)1におけるガラス転移点および重量平均分子量は、以下に示す通りであった。
ベース樹脂1(ガラス転移点:-14℃、重量平均分子量:50万)
(硬化性樹脂1)
硬化性樹脂1として、4官能のオリゴマーのウレタンアクリレート(日本化薬株式会社製、品番:KAYARAD RP-1040)を用意した。
(架橋剤1)
架橋剤1として、ポリイソシアネート(日本ポリウレタン工業社製、品番:コロネートL)を用意した。
(光重合開始剤1)
光重合開始剤1として、ベンジルジメチルケタール(チバスペシャルティケミカルズ社製、品番:イルガキュア651)を用意した。
2.粘着テープ100の作製
[実施例1]
押出成形機が備える押出し機から、ポリオレフィン系樹脂1を押し出して、厚さ100μmの基材4を作製した。
また、超深度形状測定顕微鏡(キーエンス社製、「VK9700」)を用いて、倍率20倍における基材4の粘着層2を形成する側の表面における、粗さ曲線要素の平均長さSmおよび算術平均粗さRaを測定した。SmおよびRaは、それぞれ、JIS B 0601(2013)に準拠して測定した。その結果、粗さ曲線要素の平均長さSmは80μm、算術平均粗さRaは0.75μmであった。
次に、ベース樹脂1(100重量部)、硬化性樹脂1(ベース樹脂100重量部に対して140重量部)、架橋剤1(ベース樹脂100重量部に対して5重量部)および光重合開始剤1(ベース樹脂100重量部に対して3重量部)が配合された樹脂組成物を含有する液状材料を作製した。この液状材料を、乾燥後の粘着層2の厚さが10μmになるようにして基材4にバーコート塗工した後、80℃で1分間乾燥させて、基材4の上面(一方の面)に粘着層2を形成することで、実施例1の粘着テープ100を得た。
なお、粘着テープ100が備える粘着層2について、エネルギーの付与前において、30℃における弾性率を、動的粘弾性測定装置(DMA)を用いて、昇温3℃/分、周波数10Hzの条件で測定したところ、8.2×10Paであった。
[実施例2~6、比較例1~2]
押出成形機を用いて基材4を成形する際に、押出成形機が備える金属ロールとして表面粗さが異なるものを用いて、基材4の粘着層2を形成する側の表面における、粗さ曲線要素の平均長さSmおよび算術平均粗さRaを、表1に示すように変更し、粘着層2を形成するための樹脂組成物として表1に示す含有量となっているものを用いたこと以外は、前記実施例1と同様にして粘着テープ100を作製した。
3.評価
得られた各実施例および各比較例の粘着テープ100を、以下の方法で評価した。
3-1.気泡の確認
各実施例および各比較例の粘着テープ100について、それぞれ、基材4と粘着層2との界面に形成されている気泡を、デジタルマイクロスコープ装置(キーエンス社製、「VHX6000」)を用いて測定し、これらのうち、面積が100μm以上の気泡について、1mm×1mm面積当たりにおける数(個/mm)、および、1mm×1mm面積当たりにおける占有面積(mm/1.0mm)を算出した。なお、デジタルマイクロスコープ装置を用いた気泡の測定は、粘着テープ100における、3.2mm×2.3mmの領域について、5行×2列の10箇所で実施し、測定された気泡のうち、面積が100μm以上の気泡の数および占有面積を10箇所の領域毎に求め、その後、これらの平均値を求めることで、面積が100μm以上の気泡の数および占有面積を得た。
3-2.糊残りの有無の確認
シリコンで構成されるシリコンウエハ(SUMCO社製、直径6インチ、厚さ650μm)を用意し、#320番手のホイールにて厚さ530μmのシリコンウエハを得た後、厚さ500μmに#2000番ホイールで研削した後の研削面に、各実施例および各比較例の粘着テープ100を、粘着層2をシリコンウエハ側にして固定し、前記シリコンウエハを厚さ方向に基材4の途中に到達するまで切断して個片化することで縦6mm×横6mmの大きさのシリコンチップを得た後、紫外線強度:55mW/cm2、照射強度:200mJ/cm2の紫外線を粘着層2に照射した。そして、基材4の面方向に基材4を102%の大きさに伸長し、基材4の粘着層2と反対側の面からニードルで1.5mm突き上げた状態として、前記シリコンチップを、真空コレットを用いてピックアップした。
次いで、粘着テープ100が引き剥がされたシリコンチップの表面を、光学顕微鏡(倍率×100倍)にて観察し、粘着層2が残存している領域の面積(cm)を測定することで、粘着層2が残存している糊残り率(%)を求めた。
3-3.シリコンチップの汚染性の評価
シリコンで構成されるシリコンウエハ(SUMCO社製)を用意し、常法により荒削りして厚さ230μmのこのシリコンウエハを得た後、厚さ200μmに#2000番ホイールで研削した後の研削面に、各実施例および各比較例の粘着テープ100を、粘着層2をシリコンウエハ側にして固定した。その後、シリコンウエハを厚さ方向に基材4の途中に到達するまで切断して個片化することで縦6mm×横6mmの大きさの複数のシリコンチップを得た。その後、60℃で基材4の面方向に粘着テープ100を放射状に伸ばした状態で、粘着層2に紫外線照度:55W/cm、紫外線照射量:200mJ/cmの条件で紫外線を照射することでエネルギーを付与して粘着層2を硬化させた。
次いで、シリコンチップを、先端直径が100μmの4つのニードルを用いてニードルの突き上げ量を1000[μm]として、突き上げた。
次いで、ニードルによるシリコンチップの突き上げを維持した状態で、真空コレットによる吸着により、シリコンチップをピックアップした。
以上のような、吸着によるシリコンチップのピックアップを、各実施例および各比較例の粘着テープ100について、それぞれ、200個ずつ繰り返して実施した。
そして、各実施例および各比較例の粘着テープ100について、それぞれ、ピックアップしたシリコンチップにおけるチップ表面を、光学顕微鏡(倍率×500)を用いて観察して、シリコンチップのチップ汚染性を、以下の基準にしたがって評価した。
◎◎:200個のシリコンチップについて、
チップ表面に汚染(糊付着や切削屑付着など)が発生していなかった
◎:198個以上200個未満のシリコンチップについて、
チップ表面に汚染(糊付着や切削屑付着など)が発生していなかった
○:195個以上198個未満のシリコンチップについて、
チップ表面に汚染(糊付着や切削屑付着など)が発生していなかった
△:193個以上195個未満のシリコンチップについて、
チップ表面に汚染(糊付着や切削屑付着など)が発生していなかった
×:193個未満のシリコンチップについて、
チップ表面に汚染(糊付着や切削屑付着など)が発生していなかった
以上のようにして実施した、各種評価の評価結果を表1に示す。
Figure 2022091098000002
表1に示したように、各実施例の粘着テープでは、前記気泡の数が15.0個/mm以下に設定されていることから、シリコンチップにおける糊残りの発生を的確に抑制または防止して、シリコンチップをピックアップすることができた。
これに対して、各比較例の粘着テープでは、前記気泡の数を15.0個/mm以下
に設定することができず、シリコンチップにおいて、糊残りが生じる結果を示した。
1 セパレーター
2 粘着層
4 基材
7 半導体基板
9 ウエハリング
10 半導体装置
17 モールド部
20 半導体チップ
21 端子
23 半導体チップ本体部
30 インターポーザー
41 端子
70 バンプ
80 封止層
81 接続部
85 半田バンプ
100 粘着テープ
121 外周部
122 中心部
200 ダイサーテーブル
210 中心部
220 外周部

Claims (10)

  1. 樹脂材料を含有する基材と、該基材の一方の面に積層された粘着層と、を備える積層体により構成され、基板および部品のうちの少なくとも1種を仮固定して用いられる粘着テープであって、
    前記粘着層は、粘着性を有するベース樹脂と、エネルギーの付与により硬化する硬化性樹脂とを含有し、前記エネルギーの付与により、前記粘着層上に積層された前記基板および部品に対する粘着力が低下するものであり、
    当該粘着テープを平面視で見たとき、前記基材と前記粘着層との界面に形成されている気泡は、面積が100μm以上のものの数が、15.0個/mm以下であることを特徴とする粘着テープ。
  2. 当該粘着テープを平面視で見たとき、前記気泡の占有面積は、0.01mm/1.0mm以下である請求項1に記載の粘着テープ。
  3. 前記基材は、その前記粘着層側の表面において、JIS B 0601(2013)で規定される表面粗さを表すパラメータである、粗さ曲線要素の平均長さSmは、100μm以下である請求項1または2に記載の粘着テープ。
  4. 前記基材は、その前記粘着層側の表面において、JIS B 0601(2013)で規定される表面粗さを表すパラメータである、算術平均粗さRaは、1.0μm以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の粘着テープ。
  5. 前記樹脂材料は、ポリオレフィン系樹脂である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の粘着テープ。
  6. 前記粘着層は、前記エネルギーの付与前において、30℃における弾性率が1.0×10Pa以上1.0×10MPa以下である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の粘着テープ。
  7. 当該粘着テープは、前記粘着層上に、基板を固定した状態で、前記基板から前記基材の厚さ方向の途中まで到達するように切断して、前記基板を個片化することで複数の部品を形成し、その後、当該粘着テープを面方向に伸長しつつ、前記部品を、前記基材側から突き上げた状態で、前記基材の反対側から引き抜くことで、前記粘着層から分離する際に用いられるものである請求項1ないし6のいずれか1項に記載の粘着テープ。
  8. 当該粘着テープは、下記要件Aを満足する請求項1ないし7のいずれか1項に記載の粘着テープ。
    要件A:シリコン基板(直径6インチ、厚さ500μm、#2000研磨)を当該粘着テープに固定し、その後、厚さ30μmのブレードを用いて、前記シリコン基板を厚さ方向に前記基材の途中に到達するまで切断して個片化することで縦6mm×横6mmの大きさのシリコンチップを得た後、紫外線強度:55mW/cm2、照射強度:200mJ/cm2の紫外線を前記粘着層に照射し、その後、前記基材の面方向に前記基材を102%の大きさに伸長し、前記基材の前記粘着層と反対側の面からニードルで1.5mm突き上げた状態として、前記シリコンチップを、真空コレットを用いてピックアップすることで、当該粘着テープから剥離させたときに、前記シリコンチップの裏面の糊残り率が1.0%以下であること。
  9. 前記粘着層は、その厚さが5μm以上50μm以下である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の粘着テープ。
  10. 前記基材は、その厚さが30μm以上150μm以下である請求項1ないし9のいずれか1項に記載の粘着テープ。
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