JP2609130B2 - 半導体ウエハの保護部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体ウエハの裏面を研磨する際にその回
路パターン形成面に貼着される保護部材に関し、保護部
材を剥離離去した研磨ウエハを水による洗浄のみで清澄
にできるようにしたものである。

従来の技術 半導体ウエハの製造工程においては、IC等の回路パタ
ーンの形成工程を終えた半導体ウエハはこれをできるだ
け薄くするため裏面研磨工程におかれて例えば0.6mm程
度の厚さのものが0.3〜0.4mm程度にされ、その後必要に
応じ素子単位等に分断される。裏面研磨工程では半導体
ウエハが破損したり、回路パターン形成面が研磨くず等
で汚染、損傷することを防ぐため、その回路パターン形
成面に予め保護部材が貼着される。裏面研磨を終えると
保護部材はウエハより剥離離去され、得られた研磨ウエ
ハは洗浄される。

従来、前記保護部材としては、水溶性有機化合物ない
し非イオン系界面活性剤を配合した水エマルジョンタイ
プのアクリル系感圧接着剤を、合成樹脂フィルムに塗布
したものが知られていた（特開昭61−43677号公報）。

発明が解決しようとする課題 火災防止や環境衛生等の観点から有機溶剤の使用中止
が強く求められている。しかし、前記の保護部材では水
による洗浄に先立ち、アセトンやイソプロピルアルコー
ル等の親水性有機溶剤で研磨ウエハを洗浄する必要があ
った。

本発明は、保護部材を剥離離去した研磨ウエハを水に
よる洗浄のみで清澄にすることができる保護部材の提供
を目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、非イオン系界面活性剤を含有する溶液タイ
プのアクリル系感圧接着剤を用いて、架橋構造の感圧接
着剤層を形成することにより、上記の課題を克服したも
のである。

すなわち、本発明は、非イオン系界面活性剤を配合し
た溶液タイプで、かつ数平均分子量40万以上の架橋型ア
クリル系共重合体を主成分とする感圧接着剤をゲル分率
が60％以上となるよう架橋処理して形成した、半導体ウ
エハの回路パターン形成面に貼着される感圧接着剤層
と、これを支持する耐水性シートからなることを特徴と
する半導体ウエハの保護部材を提供するものである。

作 用 溶液タイプとした感圧接着剤を用いて非イオン系界面
活性剤を含有し、かつゲル分率が60％以上のアクリル系
感圧接着剤層とすることにより、非イオン系界面活性剤
がウエハとの貼着界面にブリードして薄層（通常、50Å
以下）を形成し、これにより感圧接着剤成分を残留させ
ることなく保護部材をスムースに剥離離去することがで
きる。また、研磨ウエハ上に残留した非イオン系界面活
性剤層は水のみで容易に洗浄除去することができ、その
際、非イオン系界面活性剤により保護部材に基づくもの
でない非水溶性物質も洗浄除去される。従って、有機溶
剤を用いる必要なく研磨ウエハの回路パターン形成面を
清澄にすることができる。もちろん、裏面研磨時の水の
浸入防止、研磨くずによるパターン面の汚染防止、剥が
れによるウエハの損傷防止等の保護機能、及び剥離時の
研磨ウエハの割れ防止等の剥離容易性も満足する。

発明の構成要素の例示 第１図に例示したように、本発明の保護部材は、耐水
性シート１に感圧接着剤層２を付設したものよりなる。

耐水性シート１は、衝撃緩和と、保護部材が洗浄水等
で侵されて剥離困難となることを防止するためのもの
で、例えば厚さが25〜150μｍのポリプロピレンシー
ト、ポリエチレンテレフレートシート、ポリカーボネー
トシート、ポリエチレンシート、エチレン・酢酸ビニル
共重合体シート、エチレン・プロピレン共重合体シー
ト、ポリ塩化ビニルシートの如きプラスチックシートな
どが用いられる。自動貼着装置により保護部材を半導体
ウエハの回路パターン形成面に自動的に貼着する方式を
採る場合には、ポリプロピレンシート、ポリエチレンテ
レフレートシート、ポリカーボネートシートなどからな
る腰の強いものが好ましく用いられる。耐水性シートの
形状を、貼着対象である半導体ウエハの平面形状に対応
するよう成形した場合には、保護部材貼着後の成形処理
が不要となる。保護部材貼着後の成形処理は、水の浸入
原因となる剥がれを発生しやすい。

感圧接着剤層２は、溶液タイプとしたアクリル系感圧
接着剤を耐水性シートに塗布することにより形成され
る。水エマルジョンの状態で塗布しても本発明の目的は
達成されず、有機溶剤による洗浄が必要となる。

アクリル系感圧接着剤としては、数平均分子量が40万
以上、就中40万〜300万の架橋型アクリル系共重合体を
主成分とするものが用いられる。数平均分子量が40万未
満のものでは凝集力に乏しくてウエハに残留しやすい。
架橋型のアクリル系共重合体は、アクリル酸系アルキル
エステルを主体にこれと、架橋性官能基を有する共重合
性モノマと、その他必要に応じ改質モノマとを、乳化重
合方式、バルク重合方式、溶液重合方式などで代表され
る通例の重合方式を適用して得ることができる。

アクリル酸系アルキルエステルとしては例えばメチル
基、エチル基、ブチル基、２−エチルヘキシル基、デシ
ル基、ドデシル基などで代表される炭素数が30以下、就
中14以下のアルキル基を有するアクリル酸やメタクリル
酸のエステルなどが用いられる。

アクリル系共重合体を架橋型のものとするために用い
られる架橋性官能基を有する共重合性モノマの代表例と
してはアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、イ
タコン酸の如きカルボキシル基含有モノマ、アクリル酸
２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエ
チル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル
酸２−ヒドロキシプロピル、Ｎ−メチロールメタクリル
アミドの如きヒドロキシル基含有モノマ、アクリルアミ
ド、メタクリルアミドの如きアミド基含有モノマ、アク
リル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルの如きエポ
キシ基含有モノマ、N,N−ジメチルアミノエチルアクリ
レートの如きアミノ基含有モノマなどがあげられる。そ
の使用量は、アクリル酸系アルキルエステル100重量部
あたり、１〜30重量部、就中２〜10重量部が一般であ
る。

必要に応じ用いられる改質モノマとしては、スチレ
ン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニ
ルなどで代表されるアクリル系感圧接着剤に公知のもの
があげられる。その使用量は通常アクリル酸系アルキル
エステルに対し等量以下、就中30重量％以下である。

本発明において用いられるアクリル系感圧接着剤は、
架橋剤を配合してアクリル系共重合体を架橋処理しうる
ようにしたものである。架橋剤としてはポリイソシアネ
ート化合物、メラミン系化合物、エポキシ系化合物、過
酸化物、金属系化合物などで代表される公知のものを用
いてよい。架橋剤は、ゲル分率が60％以上、就中65％以
上の感圧接着剤層が形成されるよう使用される。感圧接
着剤層のゲル分率が60％未満では、凝集力不足でウエハ
に残留しやすくなる。

感圧接着剤には、非イオン系界面活性剤が配合され
る。その配合量はアクリル系共重合体100重量部あた
り、0.01〜30重量部、就中0.1〜10重量部が適当であ
る。配合量が0.01重量部では添加効果に乏しいし、30重
量部を超えると凝集力の低下で感圧接着剤成分が残留し
やすくなり、水洗浄のみで除去しきれなくなる。用いう
る非イオン系界面活性剤の代表例としては、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
オクチルフェニルエーテルの如きポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイル
エーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルの如き
ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリエチレングリ
コール、アルカノールアマイドなどがあげられる。HLB
が８〜20、就中12以上で水洗除去の容易なものが好まし
く用いられる。

本発明で用いられるアクリル系感圧接着剤は可塑剤を
含有していてもよい。可塑剤は接着力の調整剤ないし接
着力の上昇抑制剤や、ブリード剤ないしブリード助剤な
どとして必要に応じ添加される。その添加量は粘度、分
子量、相溶性等に応じて適宜に決定される。一般には、
アクリル系共重合体100重量部あたり１〜150重量部、就
中３〜80重量部である。用いうる可塑剤の代表例として
はジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチル
フタレート、ジオクチルフタレート、ジノニルフタレー
ト、ジイソデシルフタレートの如きフタル酸エステル
系、ブチルオレエートの如き脂肪酸エステル系、ジイソ
デシルアジペートの如きアジピン酸エステル系、トリフ
ェニルホスフェートの如きリン酸エステル系、トリ−２
−エチルヘキシルトリメリテートの如きトリメリテート
系、その他のエポキシ系やポリエステル系のものなどが
あげられる。

本発明の保護部材は、有機溶剤を用いて溶液タイプと
した感圧接着剤を耐水性シートに塗布し、これを架橋処
理する方法などにより得ることができる。感圧接着剤層
の厚さは適宜に決定してよいが、一般には５〜100μｍ
とされる。接着力をステンレス板に対する180度ピール
値（常温、引張速度300mm/分）に基づき、10〜600g/20m
mに調節したものが適当である。

第１図のように、本発明の保護部材には通常、保管時
等における感圧接着剤層２を保護するため、その感圧接
着剤層２にセパレータ３等が貼着される。セパレータ
は、裏面研磨工程に導入される半導体ウエハの回路パタ
ーン形成面に保護部材を貼着する前に剥離離去される。
紙、プラスチックフィルム、金属箔などからなる柔軟な
薄葉体でセパレータは形成され、必要に応じ剥離剤で表
面処理して離形性が付与される。また、第２図のよう
に、セパレータ３を長尺体でキャリアテープ機能をもた
せ、これに複数の保護部材Ｓを裏面研磨工程に導入され
る半導体ウエハ４に対応させて配列貼着し、順次導入さ
れる半導体ウエハ４に保護部材Ｓを自動的に貼着できる
よう、自動貼着装置の適用が可能な形態とされる場合も
ある。なお、５は圧着ロール、６は反転ロールである。

発明の効果 本発明の保護部材によれば、架橋処理した感圧接着剤
層に非イオン系界面活性剤を含有せしめたので、保護部
材剥離後の研磨ウエハを水による洗浄処理のみで保護部
材に基づくものでない非水溶性の汚染物質も含めて清澄
にすることができる。従って、有機溶剤による洗浄処理
が不要である。

また、裏面研磨時に要求される汚染防止、破損防止、
損傷防止、剥がれ防止等の保護機能、及び研磨ウエハを
破損させないスムースな剥離除去性にも優れている。

実施例 参考例１ アクリル酸エチル50部（重量部、以下同じ）、アクリ
ル酸２−エチルヘキシル50部、アクリロニトリル15部及
びアクリル酸５部を、ポリオキシエチレンアルキルフェ
ノールエーテル３部、ラウリルメルカプタン0.2部及び
過硫酸アンモニウム0.3部を含むイオン交換水150部中
で、窒素置換下65℃で共重合させて、数平均分子量が90
万のアクリル系共重合体を含有する水エマルジョンを得
た。

参考例２ アルリル酸ブチル100部と、アクリロニトリル５部
と、アクリル酸５部を酢酸エチル中で常法により共重合
させて、数平均分子量が80万のアクリル系共重合体を含
有する溶液を得た。

参考例３ アクリル酸２−エチルヘキシル55部と、アクリル酸エ
チル45部と、アクリル酸２−ヒドロキシエチル５部を酢
酸エチル中で常法により共重合させて、数平均分子量が
85万のアクリル系共重合体を含有する溶液を得た。

実施例１ 参考例１で得た水エマルジョンよりアクリル系共重合
体を塩析させて水洗し、乾燥後トルエンを加えて30重量
％溶液とし、この溶液にアクリル系共重合体100部あた
りジエチルフタレート50部、ポリイソシアネート化合物
６部及びポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
（HLB:12）３部を加えて感圧接着剤の溶液を得た。

次に、その感圧接着剤溶液を半導体ウエハの平面形状
に対応した形状に切り抜いた厚さ50μｍのポリエチレン
テレフタレートフィルムからなる耐水性シートに塗布
し、80℃で10分間加熱処理して厚さ20μｍの架橋感圧接
着剤層を有する保護部材を得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板（SUS
304）に対する接着力（20℃、65％R.H.、180度ピール、
引張速度300mm/分）は、200g/20mmであった。また、感
圧接着剤層のゲル分率は70％であった。なお、ゲル分率
は、剥離性処理した支持フィルム上に感圧接着剤を塗布
し、80℃で10分間加熱処理して厚さ10μｍの架橋感圧接
着剤層とし、これを支持フィルムより剥がしてトルエン
（20℃）中に24時間浸漬し、浸漬前後における重量変化
より算出した。

実施例２ 参考例２で得た溶液に、アクリル系共重合体100部あ
たりジオクチルフタレート30部、ポリイソシアネート化
合物８部及びポリオキシエチレンラウリルエーテル（HL
B:10）５部を加えて感圧接着剤の溶液を得た。

次に、その感圧接着剤溶液を半導体ウエハの平面形状
に対応した形状に切り抜いた厚さ100μｍのエチレン・
酢酸ビニル共重合フィルムからなる耐水性シートにおけ
るコロナ処理面に塗布し、80℃で10分間加熱処理して厚
さ20μｍの架橋感圧接着剤層を有する保護部材を得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は150g/20mmであった。また、感圧接着剤層の
ゲル分率は80％であった。

実施例３ 参考例３で得た溶液に、アクリル系共重合体100部あ
たりポリイソシアネート化合物７部と、ポリオキシエチ
レンオレイルエーテル（HLB:18）５部を加えて感圧接着
剤の溶液を得、これを用いて実施例１に準じ保護部材を
得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は300g/20mmであった。また、感圧接着剤層の
ゲル分率は90％であった。

比較例１ トルエンを用いた溶液に代えて、参考例１で得た水エ
マルジョンをそのまま用いて実施例１に準じ感圧接着剤
を調製し、その保護部材を得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は180g/20mmであった。また、感圧接着剤層の
ゲル分率は75％であった。

比較例２ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを配合し
ない感圧接着剤溶液を用いたほかは実施例１に準じて保
護部材を得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は250g/20mmであった。

比較例３ ポリオキシエチレンラウリルエーテルを配合しない感
圧接着剤溶液を用いたほかは実施例２に準じて保護部材
を得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は200g/20mmであった。

比較例４ ポリオキシエチレンオレイルエーテルを配合しない感
圧接着剤溶液を用いたほかは実施例３に準じて保護部材
を得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は550g/20mmであった。

比較例５ ポリイソシアネート化合物の添加量を２部とした感圧
接着剤溶液を用いたほかは実施例１に準じて保護部材を
得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は560g/20mmであり、感圧接着剤層のゲル分率
は20％であった。

比較例６ ポリイソシアネート化合物の添加量を２部とした感圧
接着剤溶液を用いたほかは実施例２に準じて保護部材を
得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は400g/20mmであり、感圧接着剤層のゲル分率
は30％であった。

比較例７ ポリイソシアネート化合物の添加量を２部とした感圧
接着剤溶液を用いたほかは実施例３に準じて保護部材を
得た。

保護部材における感圧接着剤層のステンレス板に対す
る接着力は550g/20mmであり、感圧接着剤層のゲル分率
は35％であった。

評価試験 実施例、比較例で得た保護部材を、所定の回路パター
ンが形成された直径４インチ、厚さ約0.6mmの半導体ウ
エハの回路パターン形成面に貼着したのち常法により半
導体ウエハを裏面研磨処理して厚さ約0.3mmとし、得ら
れた研磨ウエハより保護部材を剥離離去した。半導体ウ
エハに対する保護部材の貼着時間は24時間であった。

ついで、その研磨ウエハを純水中に浸漬して10分間超
音波洗浄したのち、赤外線ヒータで乾燥させた。得られ
た研磨ウエハの回路パターン形成面（保護部材貼着面）
につき、これに付着する異物の数を大きさに基づきラン
ク分けして調べた。測定には日立DECO社製LS−5000を用
いた。

I :0.28〜0.39μｍ II:0.39〜1.50μｍ III:1.50〜2.50μｍ IV:2.50μｍ以上 上記の結果を表に示した。

表より、本発明の保護部材によれば、水のみの洗浄で
充分に清澄なウエハが得られることがわかる。

一方、実施例のいずれの保護部材においても、その裏
面研磨時に水が浸入したり、研磨くずでパターン面が汚
染されたり、保護部材が剥がれたりすることはなく、損
傷防止等のウエハ保護機能は完全であった。また、保護
部材の剥離離去に際し研磨ウエハを割ることなく容易に
剥離できた。

なお、比較例１の保護部材にあっては異物の残留が多
量であったほか、水の浸入、ウエハの割れも生じた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の保護部材の構成例を示した平面図、第
２図は保護部材の自動貼着方法の説明図である。 1:耐水性シート、2:感圧接着剤層 3:セパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 由樹 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電気工業株式会社内 (72)発明者 重村 栄二 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電気工業株式会社内 (72)発明者 桑原 豊 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−101678（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非イオン系界面活性剤を配合した溶液タイ
   プで、かつ数平均分子量40万以上の架橋型アクリル系共
   重合体を主成分とする感圧接着剤をゲル分率60％以上と
   なるよう架橋処理して形成した、半導体ウエハの回路パ
   ターン形成面に貼着される感圧接着剤層と、これを支持
   する耐水性シートからなることを特徴とする半導体ウエ
   ハの保護部材。