JP3766306B2 - 加熱剥離型自己粘着シート - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室温付近では自己粘着力が強くて半導体ウエハ等のワークその他の被着体を強固に固定でき、かつ所望により短時間の加熱で自己粘着力を低下させて上記被着体を容易に剥離できる加熱剥離型自己粘着シートに関する。更に詳しくは、上記の自己粘着力の温度による変化すなわち感温特性がリバーシブルであり、上記被着体の固定と剥離を繰返すことができる加熱剥離型自己粘着シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハを素子小片（チップ）に切断分離（ダイシング）する際のワーク支持台に半導体ウエハを固定するための粘着シートとして、特開昭60-196956 号公報には、基材フィルム表面に光照射により硬化して三次元網状化する性質の粘着剤層を積層したものが開示されている。この粘着シートは、その裏面側がワーク支持台上に真空吸着その他の任意の手段で固定され、表面側の粘着剤層でシリコン単結晶からなるウエハを粘着により固定し、このウエハ表面に集積回路を形成し、表面を研磨して所定の厚みとし、これをダイシングした後、光照射で粘着剤層を硬化させ、粘着力を低下させてチップのピックアップを可能にする。
【０００３】
また、特開平9-153471号公報には、粘着層として側鎖結晶性高分子を用い、温度変化により粘着力を下げてピックアップ性を向上させることが開示されている。また、特開平11-316820 号公報には、粘着層に熱膨張性の微小粒子を含有する熱膨張性粘着層を用い、加熱膨張により剥離性を付与することが開示され、また特開平10-25456号公報には、粘着層として加熱硬化性化合物および加熱重合開始剤を配合し、加熱により粘着力を低下させることが開示され、また特開平7-263351号公報には、融点が10℃以上で、かつ融点以上での粘着力が融点未満の３倍以上となる粘着剤を用い、冷却により粘着力を低下させることが開示されている。
【０００４】
しかし、これらの粘着シートは、固定力が不足したり、チップのピックアップが困難であったり、また粘着剤の剥離でウエハの表面が汚染されたり、かつ粘着力の変化がリバーシブルでなく、粘着シートが使い捨てとなって経済的でない等の問題があった。そして、最近では、半導体集積回路の大容量化および高集積化や小型化が図られるのに伴い、チップ表面の汚染がなく、かつダイシングや研磨の際は強い粘着力でチップの飛散を防止し、次工程に移行する際は粘着力が低下してチップを容易にピックアップすることができ、しかも繰返し使用が可能で経済性に優れた粘着シートの開発が望まれるようになった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、室温付近では強い粘着力によってウエハ等の被着体を強く固定でき、加熱したときは粘着力が低下して被着体を弱い力で容易に外すことができ、しかもこの温度による粘着特性の変化がリバーシブルであり、上記の固定と剥離を繰返しても粘着特性が変化せず、さらに被着体の剥離後に粘着層一部が被着体に移行して被着体を汚染することが無く、たとえば半導体ウエハのダイシング用やコンデンサー、ＬＥＤ等の電子部品の製造工程、組立て工程その他においてワークの仮固定に使用でき、またガラス板、金属板、プラスチック板等の表面保護シート用としても利用することができる加熱剥離型の粘着シートを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る加熱剥離型自己粘着シートは、基材シートの少なくとも片面にゴムや熱可塑性エラストマーからなる自己粘着層を備え、この自己粘着層は、表層のダイナミック硬度が 1.5 〜 20mN ／μ m 2 で、かつ常温からの温度上昇と共に自己粘着力の低下する加熱剥離型であって、該自己粘着層の自己粘着力を直径５．１ mm のステンレス鋼製円柱形プローブを用いてイマージョン速度３０ mm ／分、テスト速度６００ mm ／分、加圧５０ gf 、ディスタント５ mm の条件で測定したとき、上記自己粘着力が25℃で980〜5000mN／20mm2、80℃で900mN／20mm2以下に設定され、この加熱剥離型自己粘着層の温度による粘着力の変化がリバーシブルであり、この加熱剥離型自己粘着層が半導体ウエハの固定用であることを特徴とする。なお、上記自己粘着層の表面は、使用開始の直前まで剥離が容易なカバーシートで被覆されることが好ましい。
【０００７】
上記の基材シートは、自己粘着層の支持体となるものであり、一般にはプラスチックシートが用いられるが、紙、布、不織布、金属箔など、またはこれらとプラスチックとの積層体、プラスチックフィルムもしくはシート同士の積層体を用いることができる。なお、上記基材シートの厚さは、一般には 500μｍ以下が好ましく、特に好ましくは１〜 300μｍ、さらに好ましいのは５〜 250μｍ程度であるが、これに限定されず、厚みの点でフィルムまたはシートと呼ばれる範囲のものを含むことができる。
【０００８】
上記基材シートの表面は、自己粘着層との密着性を高めるために、紫外線、電子線、プラズマ、コロナ等の活性線処理を施すことができる。また、ポリエステル系、ポリウレタン系またはポリアクリル系等の易接着性樹脂によるアンカー処理等を施すことができる。
【０００９】
上記の自己粘着層は、柔軟性ポリマーからなる平滑面の自己粘着力（タック力とも呼ばれる）によって被着面を固定する機能を備えている。このような自己粘着層は、特開2000-139903 号公報等によって知られているが、この発明は、上記自己粘着層が有する加熱剥離性、すなわち常温下では強い自己粘着力で被着物に固定されるが、加熱すると自己粘着力が低下して被着物の剥離が容易になる性質の発見に基づいて成されたものであり、この発明では、基材シートの少なくとも片面に上記の加熱剥離型自己粘着層が設けられる。すなわち、この自己粘着層は、加熱剥離型自己粘着シートの使用目的に応じて、基材シートの片面または両面に設けられる。
【００１０】
加熱剥離型自己粘着層を基材シートの片面に設けた場合、他の面には後記するように加熱剥離性の低い安定型自己粘着層その他の固定手段、例えば任意の接着剤や両面粘着テープを設け、該他の固定手段で基材シートを任意の加工機械のワーク支持台上に固定し、上記の加熱剥離型自己粘着層上にウエハ等のワークを固定することができる。他方、他の面に固定手段を設けない場合は、該他の面を加工機械のワーク支持台上に真空吸着その他の任意の手段で、またはこれらを併用して固定することができ、上記の真空吸着を用いた場合は、加熱剥離型自己粘着シートにあらかじめ多数の小孔を開けておくことにより、自己粘着シートとワーク間の固定に自己粘着力および真空吸着を併用することができる。そして、両面に加熱剥離型自己粘着層を設けた場合は、片面をウエハ等のワークに固定し、他の面をワーク支持台に固定することができる。
【００１１】
上記の加熱剥離型自己粘着層は、その自己粘着力が常温で高く、加熱で低下する加熱剥離性を備えているため、上記の加熱剥離型自己粘着層をウエハ等の被着体に常温下で重ねて押圧すると、被着体を強い粘着力で固定することができる。そして、必要に応じて上記の自己粘着層を所定温度に加熱すると、粘着力が低下し、上記の被着体を加熱剥離型粘着シートから容易に剥離することができる。しかも、上記の粘着は、粘着剤によるものでなく、柔軟性ポリマーからなる平滑面の自己粘着力によるものであるため、被着体から剥離する際に柔軟性ポリマーの一部が欠落して被着体に移行したり、被着体を汚染したりすることがなく、リペアー性に優れる。
【００１２】
上記の自己粘着力は、直径５．１ mm のステンレス鋼製円柱形プローブを用いてイマージョン速度３０ mm ／分、テスト速度６００ mm ／分、加圧５０ gf 、ディスタント５ mm の条件で測定したとき、直径５．１ mm のステンレス鋼製円柱形プローブを用いてイマージョン速度３０ mm ／分、テスト速度６００ mm ／分、加圧５０ gf 、ディスタント５ mm の条件で測定したとき、25℃で980〜5000mN／20mm2、好ましくは1000〜4500mN／20mm2、特に好ましくは1100〜4000mN／20mm2に設定される。この25℃での粘着力が980mN／20mm2未満では、被着体の固定力が不足し、反対に5000mN／20mm2を超えると感温性が低下し、加熱剥離性が悪化する。一方、80℃での粘着力は、900mN／20mm2以下、好ましくは850mN／20mm2以下、特に好ましくは800mN／20mm2以下に設定される。この80℃での粘着力が900mN／20mm2を超えると、被着体の剥離が困難になる。なお、上記自己粘着力は、柔軟性ポリマーの組成、硬化度、自己粘着層の平均表面粗度（Ｒa）、表面模様形状等を変更することによって適宜に設定される。
【００１３】
上記の柔軟性ポリマーとしてはゴムおよび熱可塑性エラストマーが挙げられる。ゴムとしては、天然ゴムおよびシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが例示される。また、熱可塑性エラストマーとしては、エステル系、ポリアミド系およびポリオレフィン系のものが例示される。これらの柔軟性ポリマーは、単体で用いてもよく、２以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
前記自己粘着層の表面の平均表面粗度（Ｒa）は0.12μｍ以下が好ましく、特に0.08μｍ以下が好ましく、0.05μｍ以下が最も好ましく、平均表面粗度（Ｒa）が0.12μｍを超えると、自己粘着による固定が不可能になる。また、上記自己粘着層の表層のダイナミック硬度は、１〜20mN／μm2が好ましく、特に1.5〜15mN／μm2が好ましい。上記のダイナミック硬度が１mN／μm2未満では、剥離が困難になって前記のリペアー性が低下し、反対に20mN／μm2を超えると、固定力が不足する。
【００１５】
上記の加熱剥離型自己粘着層は、凹凸模様、好ましくは単位模様の繰返しからなる凹凸模様の少なくとも凸部表面で構成し、これによって加熱剥離型の感温特性を向上させることができる。例えば、基材シート上に柔軟性ポリマーを積層する際、スクリーン印刷等の印捺手段により、柔軟性ポリマーを単位模様の繰返しからなる模様状に印捺して凹凸模様を形成し、しかるのち易剥離性のカバーシートを積層してカバーシートの易剥離性平滑面を重ねて押圧し、柔軟性ポリマーからなる印捺模様の凸部表面をカバーシートの易剥離性平滑面と同じ表面平均粗度に成形して自己粘着性を与えることができる。
【００１６】
また、基材シート上に柔軟性ポリマーを均一な厚みに積層し、しかるのち凹凸模様を有する金型またはロールを用いてエンボス加工を施すこともできる。また、上記同様に基材シート上に柔軟性ポリマーを均一な厚みに積層した後、あらかじめエンボス加工を施したカバーシートを重ね、押圧してカバーシートの凹凸模様を転写することができる。ただし、いずれの場合も、凸部表面は前記の平均表面粗度（Ｒa ）およびダイナミック硬度を有することが好ましい。
【００１７】
このように、加熱剥離型自己粘着層の表面を単位模様の繰返しからなる凹凸模様の凸部で構成する場合、単位模様の凸部は、点もしくは線またはこれらの結合からなるものが好ましく、点の形状は、円形、三角形、四角形その他を任意に選択することができる。また、線状模様では縦横の縞、格子、ネット状等の任意の模様を選択することができる。ただし、単位模様における凸部と凹部の面積比は、５／95〜90／10が好ましく、特に好ましいのは７／93〜80／20、最も好ましいのは10／90〜80／20である。この面積比が上記の範囲を外れると、自己粘着力の温度依存性すなわち感温特性が不十分になり易く、特に下限を外れると室温下での粘着力が不足し、被着物の固定が不可能になる。なお、凹凸模様の深さは、0.01〜0.5mm が好ましい。また、凸部の表面に窪みを形成して吸盤効果を発揮させることもできる。
【００１８】
上記の自己粘着シートは、基材シートの表裏両面に上記の加熱剥離型自己粘着層を形成し、片面の自己粘着層によって半導体ウエハを固定し、他面の自己粘着層によってワーク支持台に固定してもよい。また、他面には自己粘着層を設けることなく、ワーク支持台に真空吸引によって固定することもできる。また、他面に非加熱剥離性の安定型自己粘着層、すなわち後記のように加熱による自己粘着力の低下が少ない自己粘着層を形成し、その自己粘着力を利用してワーク支持台に固定することもできる。この安定型自己粘着層を形成した場合は、ワーク支持台に自己粘着シートを貼着するときの施工性が良好となり、自己粘着シートと支持台との間に空気をかみこむことなく施工することができるので、自己粘着シート表面の平面性が向上する。
【００１９】
本発明の加熱剥離型自己粘着シートの粘着特性は、シート表面の平面性で大きく影響され、平面性が悪化すると、自己粘着シートの面内の粘着特性の変動が大きくなる。したがって、上記の安定型自己粘着層による貼着を利用することにより、反対側の加熱剥離型自己粘着層における粘着特性の面内変動を抑制することができる。また、安定型自己粘着層を用いた場合は、強い固定力を持つと同時に、良好な剥離性も得られ、自己粘着シートを張り替える必要が生じた場合に簡単に剥離して交換することができ、かつ支持台表面を自己粘着層の構成成分で汚染しない利点を備え、リペアー性に優れている。
【００２０】
上記自己粘着シートの平面性により粘着特性の面内変動を抑制するため、本発明の基材シートとして、発泡体からなるプラスチックフィルムを用い、これによってシートにクッション性を付与して粘着シート表面の平面性を改善することができる。
【００２１】
上記の安定型自己粘着層は、加熱剥離型自己粘着層と同様に柔軟性ポリマーを積層して得られるが、その加熱剥離性は、前記柔軟性ポリマーの組成やゴム硬度、表面架橋度等によって加熱剥離型自己粘着層よりも低く設定される。すなわち、常温時と加熱時における自己粘着力の差が小さくなるように設定される。この自己粘着力は、25℃では 980mN／20mm2 以上が好ましく、特に好ましいのは1000mN／20mm2 以上、最も好ましいのは1100mN／20mm2 以上であるのに対し、80℃では900 mN ／20mm2 以上が好ましく、特に好ましいのは 950mN／20mm2 以上、最も好ましいのは1000mN／20mm2 以上である。
【００２２】
なお、表層のダイナミック硬度は、加熱剥離型自己粘着層よりも低く、0.01〜１mN／μm2、特に0.02〜 0.8mN／μm2とするのが好ましい。また、表面は平滑であることが好ましく、その平均表面粗度（Ｒa ）は、加熱剥離型自己粘着層と同程度の0.12μｍ以下、好ましくは0.08μｍ以下、特に好ましくは0.05μｍ以下に設定される。
【００２３】
この発明の加熱剥離型自己粘着シートは、前記のように半導体ウエハのダイシング用やコンデンサー、ＬＥＤ等の電子部品の製造工程、組立て工程および印刷工程等においてワークの仮固定に使用できるが、その被着体として半導体ウエハを用いることが最も好適であり、半導体ウエハのダイシングや研磨の際に半導体ウエハやチップを基材シートの片面に自己粘着層の粘着力で強く保持できる一方、チップをピックアップする際は、加熱という簡単な操作で容易に粘着力を低下させることができる。そのため、常温下のダイシング中にチップが飛散することがなく、また加熱時の剥離力が小さいので、ピックアップする際に作業性が低下せず、かつ自己粘着層の一部がチップに移行してチップを汚染することもない。また、加熱による粘着力の低下は、リバーシブルな特性であるため、上記の作業に際して粘着シートの繰返し使用が可能になり、経済的にも有利である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施形態１
基材フィルムとして表裏両面がプラズマ処理された発泡タイプのポリエチレンテレフタレートフィルムを、また加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマーとして比較的高い硬度の柔軟性ポリマーを、また安定型自己粘着層用柔軟性ポリマーとして比較的硬度の低い柔軟性ポリマーを、また第１、第２のカバーフィルムとして片面が易剥離処理され、該処理面の平均表面粗度（Ｒa ）が0.12μｍ以下、好ましくは0.08μｍ以下、特に好ましくは0.05μｍ以下のポリエチレンテレフタレートフィルムをそれぞれ用意する。
【００２５】
上記基材フィルムの表面に加熱剥離型自己粘着層用の比較的高い硬度の柔軟性ポリマーからなる未架橋の柔軟性ポリマー層を積層し、この柔軟性ポリマー層表面に第１カバーフィルムの易剥離処理面を重ねてローラで圧着し、柔軟性ポリマー層表面に第１カバーフィルムの平均表面粗度を転写し、得られた基材フィルム、柔軟性ポリマー層および第１カバーフィルムの積層体を電子線照射装置に導いて第１カバーフィルム側から電子線照射を行って柔軟性ポリマー層を架橋させることにより、自己粘着力が25℃において 980〜5000mN／20mm2 、好ましくは1000〜4500mN／20mm2 、特に好ましくは1100〜4000mN／20mm2 であって、80℃において900mN／20mm2 以下、好ましくは 850mN／20mm2 以下、特に好ましくは 800mN／20mm2 以下の加熱剥離型自己粘着層を形成し、同時に該自己粘着層を基材フィルムと接着する。なお、表層のダイナミック硬度は、１〜20mN／μm2、好ましくは1.5 〜15mN／μm2に、また平均表面粗度（Ｒa ）は、0.12μｍ以下、好ましくは0.08μｍ以下、特に好ましくは0.05μｍ以下に設定される。
【００２６】
次いで、上記の積層体における基材フィルムの裏面に安定型自己粘着層用の比較的低い硬度の柔軟性ポリマーからなる未架橋のポリマー層を積層し、この柔軟性ポリマー層表面に第２カバーフィルムの易剥離処理面を重ね、得られた積層体に前記同様に第２カバーフィルム側から電子線照射を行って安定型自己粘着層用の柔軟性ポリマー層を架橋させ、自己粘着力が25℃においては 980mN／20mm2 以上、好ましくは1000mN／20mm2 以上、特に好ましくは1100mN／20mm2 以上であって、80℃においては 900 mN ／20mm2 以上、好ましくは 950mN／20mm2 以上、特に好ましくは1000mN／20mm2 以上の安定型自己粘着層を形成し、同時に該自己粘着層を基材フィルムと接着する。なお、表層のダイナミック硬度は、0.01〜１mN／μm2、好ましくは0.02〜 0.8mN／μm2に、また平均表面粗度（Ｒa ）は、0.12μｍ以下、好ましくは0.08μｍ以下、特に好ましくは0.05μｍ以下に設定される。
【００２７】
得られた加熱剥離型自己粘着シート複合体は、半導体ウエハの研磨やダイシング用に好適であり、常温下で上記複合体の第２カバーフィルムを剥離し、現われた安定型自己粘着層を加工機のワーク支持台に重ねて上記の自己粘着シートを固定し、次いで第１カバーフィルムを剥離し、現われた加熱剥離型自己粘着層に半導体ウエハを重ねて押圧すると、半導体ウエハが固定される。このとき、ワーク支持台に安定型自己粘着層を介して基材シートが固定され、この基材シートに加熱剥離型自己粘着層を介して半導体ウエハが固定され、いずれの固定力も強固であるため、半導体ウエハの研磨やダイシングは支障なく行われる。
【００２８】
そして、ダイシングが終了した場合は、上記の加熱剥離型自己粘着層をワーク支持台にあらかじめ組込まれているヒータによって温度40〜 100℃に加熱すると、安定型自己粘着層の粘着力がほとんど低下することなく、加熱剥離型自己粘着層の粘着力のみが大幅に低下するため、チップのピックアップを容易に行うことができ、しかもピックアップの際に上記粘着層の一部の剥離移行によるチップ裏面の汚染が生じない。
【００２９】
ピックアップが終わり、上記の加熱剥離型自己粘着層の温度が常温に戻ると、その粘着力は再び元通り高くなり、また加熱すると再び低下し、その粘着力の感温性がリバーシブルであり、しかも上記のとおりチップの汚染がないため、加熱剥離型自己粘着シートの繰返し利用が可能である。また、ワーク支持台に対する固定を自己粘着層で行うので、上記シートを一端からめくることによって剥離も容易であり、剥離によってワーク支持台を汚染することもなく、リペアー性も良好である。
【００３０】
実施形態２
上記の実施形態１において、第１カバーフィルムとして、あらかじめエンボス加工によって単位模様の繰返しからなる凹凸模様を形成したものを用い、加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマー表面に上記の第１カバーフィルムを重ねて圧着することにより、上記の柔軟性ポリマー表面に凹凸模様であって、その凸部と凹部の面積比が５／95〜90／10の凹凸模様を成形し、その他は実施形態１と同様にして加熱剥離型自己粘着シート複合体を製造する。得られた加熱剥離型自己粘着シート複合体は、実施形態１と同様に使用することができるが、加熱剥離型自己粘着層の表面に凹凸模様を有するので、加熱剥離性が向上し、半導体ウエハのダイシングに用いた際、チップのピックアップが一層容易になる。
【００３１】
実施形態３
上記の実施形態１において、基材フィルム表面に加熱剥離型自己粘着層を積層する際、その積層をスクリーン印刷等の印捺法で行うことにより凹凸模様を、その凸部と凹部の面積比が５／95〜90／10となるように形成し、その他は実施形態１と同様にして実施形態３の加熱剥離型自己粘着シート複合体を製造する。得られた加熱剥離型自己粘着シート複合体は、実施形態１と同様に使用することができるが、加熱剥離型自己粘着層の表面に凹凸模様を有するので、加熱剥離性が向上し、半導体ウエハのダイシングに用いた際、チップのピックアップが一層容易になる。しかも、加熱剥離型自己粘着層の積層を印捺により行うので、加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマー使用量を節約することができる。
【００３２】
実施形態４
上記実施形態１の基材シートを非発泡のポリエチレンテレフタレートフィルムに変更し、その他は実施形態１と同様にして基材シート表面に加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマーおよび第１カバーフィルムを順に積層し、電子線照射を行った。次いで、この積層体に第１カバーフィルムの上からエンボスロールによるエンボス加工を施し、上記の柔軟性ポリマー層に凹凸模様を成形し、基材シート、加熱剥離型自己粘着層および第１カバーフィルムの３層からなる加熱剥離型自己粘着シート複合体を得る。なお、裏面の安定型自己粘着層および第２カバーシートの積層を省略する。得られた複合体は、基材シートの裏面を両面粘着テープや真空吸着でワーク支持台に固定することにより、実施形態１〜３と同様に半導体ウエハのダイシング用に使用することができる。ただし、安定型自己粘着層を有しないため、製造コストを下げることができる。
【００３３】
【実施例】
柔軟性ポリマーを用いて種々の加熱剥離型自己粘着シートを試作し、その性能を比較した。なお、以下の記載で「部」は重量部を示す。また、粘着力、表面ダイナミック硬度および平均表面粗度は、下記にしたがって測定した。
【００３４】
１．粘着力
レスカ社製タッキング試験機ＴＡＣ−II型を用いて下記条件で測定した。
制御方式：コントロールロード、イマージョン速度：30mm／分、テスト速度： 600mm／分、加圧：50gf、加圧時間：30秒、ディスタンス：５mm、プローブ：円柱形φ5.1 ステンレス製、測定温度：25℃および80℃
【００３５】
本測定に関しては、測定プローブと試料の平行出しが測定値に大きく影響するので、測定前に平行出しを行い、かつ測定時に加熱プレートの上に極薄ゴムシート（クレハエラストマー社製、商品名「ぺらぺら君ＳＲ60ＮＪＫ 0.2 ｔ」）を敷き、その上に試料をセットして行った。
【００３６】
２．表層ダイナミック硬度
ダイナミック硬度計（島津製作所製「島津ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ202 型」）を用い、試験モード：３（軟質材料試験）、圧子の種類： 115、試験荷重：1.97ｍＮ、負荷速度：0.142 ｍＮ／秒、保持時間：５秒の条件で測定した。試料はスライドガラス上にエポキシ接着剤で固定し、測定台にセットした。本測定法で評価されるダイナミック硬度は、試料の表面からの深さによって異なる測定値が得られる。この発明では、表面から３μｍの測定値を表層硬度とした。
【００３７】
３．平均表面粗度（Ｒa ）
小坂研究所製ＳＥ 200型表面粗さ計を用い、縦倍率：1000、横倍率：20、カットオフ：0.08mm、測定長：８mm、測定速度：0.1mm ／分の条件で測定した。
【００３８】
実施例１
加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマーとして、市販のシリコーンゴム組成物（ゴム硬度：70度）を用意し、２本ロールを用いて 100℃で混練、可塑化し、厚み３mmのゴムシートを成形した。得られた未架橋のゴムシートを切断して１cm角の細片とし、この細片をトルエンに対する重量比率が30％となるように秤量し、トルエンと共に真空脱泡装置付き攪拌機に投入し攪拌して上記細片をトルエンに溶解し、得られた溶液にペンタエリスリトールテトラアクリレートを、シリコーンゴム組成物 100部に対して２部の割合で添加し、均一に攪拌した後、真空脱泡装置を駆動し、脱泡し、シリコーンゴム溶液を調整した。
【００３９】
一方、安定型自己粘着層用の柔軟性ポリマーとして、市販のシリコーンゴム組成物（ゴム硬度：10度）を用意し、その他は上記の加熱剥離型自己粘着層用と同様にしてシリコーンゴム溶液を調整した。
【００４０】
基材シートとして、表裏両面がプラズマ処理された発泡タイプのポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み： 100μｍ）を、またカバーフィルムとして、片面が易剥離処理され、かつその処理表面の平均表面粗度（Ｒa ）が0.04μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：38μｍ）をそれぞれ用意した。
【００４１】
上記の基材フィルムおよび加熱剥離型自己粘着層用のシリコーンゴム溶液をロールコーターに供給し、基材フィルムの表面に上記のシリコーンゴム溶液を乾燥後厚みが 100μｍとなるように塗布してオーブンに導入、乾燥し、そのゴム層表面に前記のカバーフィルムの易剥離性処理面を重ね、圧着ロールで連続的に押さえて積層した。次いで、得られた積層体を電子線照射装置に導入し、カバーフィルム側から 200KV、15Mradの電子線照射を行ってカバーフィルム、ゴム層（加熱剥離型自己粘着層）および基材フィルムからなる総厚み 238μｍの積層体を得、これをロール状に巻き取った。
【００４２】
上記の積層体および前記の安定型自己粘着層用シリコーンゴム溶液をロールコーターに供給し、積層体を構成する基材フィルムの裏面に上記のシリコーンゴム溶液を乾燥後厚みが 100μｍとなるように塗布してオーブンに導入、乾燥し、そのゴム層表面に前記カバーフィルムの易剥離性処理面を重ね、圧着ロールで連続的に押さえて積層した。得られた積層体を電子線照射装置に導入し、裏面のカバーフィルム側から 200KV、８Mradの電子線照射を行って表側カバーフィルム、ゴム層（加熱剥離型自己粘着層）、基材フィルム、ゴム層（安定型自己粘着層）および裏側カバーフィルムからなる総厚み 376μｍの積層体とし、これをロール状に巻取り、加熱剥離型自己粘着シート複合体を得た。
【００４３】
得られた実施例１の加熱剥離型自己粘着シート複合体において、表側の加熱剥離型自己粘着層および裏側の安定型自己粘着層の特性を下記の表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
上記の表１に示すように、実施例１の加熱剥離型自己粘着シートは、その表側の加熱剥離型自己粘着層が優れた加熱剥離性を備え、裏側の安定型自己粘着層の温度による粘着力変化が小さく、安定した固定力を備えており、この安定型自己粘着層を表面平滑なアルミニウム板に貼着した際、空気を噛み込むことなく極めて容易に、かつ強固に固定することができ、しかも固定後に自己粘着シートを一端からめくることにより、容易に剥離することができ、上記アルミニウム板の表面を汚染することもなく、リペアー性に優れていた。
【００４６】
上記の加熱剥離型自己粘着シートを半導体ウエハのダイシング工程におけるウエハ固定用シートとして用い、ウエハ支持台に上記の自己粘着シートを裏側の安定型自己粘着層で固定し、表側の加熱剥離型自己粘着層によってウエハを固定したところ、ダイシング時は強い固定力でウエハを保持することができ、飛散するチップは皆無であった。また、ダイシング終了後は、自己粘着シートをウエハ支持台に固定したまま約80℃に加熱することにより、チップの全数を容易にピックアップすることができた。また、自己粘着層によるチップの汚染も皆無であった。そして、同じ粘着シートを用いて同じ作業を５回繰り返したが、粘着シートの性能低下はなく、リサイクル使用が可能で、実用性に優れていた。
【００４７】
比較例１
上記の実施例１において、基材フィルムの表裏両面にゴム硬度10度のシリコーンゴムを用いる以外は実施例１と同様にして自己粘着シートを得た。この比較例１の自己粘着シートは、表裏両面に実施例１の安定型自己粘着層が積層されているため、加熱剥離性に欠けていた。この自己粘着シートを、実施例１と同様に半導体ウエハのダイシング工程におけるウエハの固定用に使用したところ、ウエハの固定力は強くてダイシング時のチップの飛散は皆無であったが、加熱剥離性が劣るため、チップのピックアップがほとんど不可能であった。
【００４８】
実施例２
実施例１において、表側のゴム層（加熱剥離型自己粘着層）に重ねるカバーフィルムとして、あらかじめエンボス加工によって多数のダイヤ柄（一辺の長さが２mm）を所定のピッチで形成し、かつ易剥離性処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、上記のゴム層表面に多数のダイヤ形凸部を形成し、更に第１回目の電子線照射条件を 200KV、８Mradに変更する以外は、実施例１と同様にして実施例２の加熱剥離型自己粘着シート複合体を得た。ただし、上記のエンボス加工で得られる凹凸模様の単位模様において、ダイヤ形の凸部と残りの凹部の面積比は、70／30とした。
【００４９】
得られた実施例２の加熱剥離型自己粘着シートにおいて、加熱剥離型自己粘着層の粘着力は、25℃において1400mN／20mm2 、80℃において 400mN／20mm2 であり、優れた加熱剥離性を有していた。この実施例２の自己粘着シートを実施例１と同様に半導体ウエハのダイシング用に使用したところ、実施例１と同様の高い実用性を示した。
【００５０】
実施例３
前記の実施例１において、基材フィルムとして表裏両面をプラズマ処理した非発泡のポリエステルフィルムを用い、その他は実施例１と同様にして表側のゴム層を積層、乾燥してカバーフィルムを重ね、次いで電子線照射を 200KV、10Mradで行った。次いで、エンボスロールを用い、ロール温度 100℃、ニップ圧 150Ｎ／cmの条件下で上記の表側ゴム層にカバーフィルムの上からエンボス加工を施し、一辺長が 1.2mmのダイヤ形凸部が多数個規則的に配列され、凸部と凹部の面積比が20／80の凹凸模様を成形した。なお、実施例１における裏面側の安定型自己粘着層の積層は省略した。
【００５１】
得られた実施例３の加熱剥離型自己粘着シートは、表面の加熱剥離型自己粘着層の粘着力が25℃において1500mN／20mm2 、80℃において 400mN／20mm2 であり、優れた加熱剥離性を有していた。そして、この実施例３の加熱剥離型自己粘着シートの裏面を市販の両面粘着テープで半導体ウエハの支持台に固定し、ダイシング用に使用したところ、実施例１と同様に実用性に優れていた。
【００５２】
実施例４
前記の実施例１において、表面の加熱剥離型自己粘着層用柔軟性ポリマーとして、ゴム硬度が70度のシリコーンゴム組成物に代え、ゴム硬度が10度の室温硬化型のＲＴＶシリコーンゴムを用い、これをスクリーン印刷法によって実施例１の基材フィルム（発泡タイプのポリエチレンテレフタレートフィルム）の表面に模様状に積層した。模様は、直径１mm、厚み20μｍのドットが規則的に配列されて該ドットの表面を凸部とする凹凸模様であり、凸部と凹部の面積比は50／50に設定された。なお、裏面側の安定型自己粘着層は、実施例１と同様に形成した。
【００５３】
得られた実施例４の加熱剥離型自己粘着シートにおいて、加熱剥離型自己粘着層の粘着力は、25℃において2000mN／20mm2 、80℃において 300mN／20mm2 であり、優れた加熱剥離性を有していた。そして、この実施例４の加熱剥離型自己粘着シートを半導体ウエハのダイシング用支持台に固定し、ダイシング用に使用したところ、実用性は実施例１同様に優れていた。
【００５４】
実施例５
前記の実施例２において、表面側のシリコーンゴムに代えて硬度70度のＥＰＤＭを用い、その架橋時の電子線照射条件を 200KV、15Mradとし、その照射を２回行う以外は、実施例２と同様にして実施例５の加熱剥離型自己粘着シートを得た。この実施例５の加熱剥離型自己粘着シートにおいて、表面のＥＰＤＭからなる加熱剥離型自己粘着層の表面ダイナミック硬度は、 1.5mN／μｍ2 であった。また、粘着力は、25℃において1600mN／20mm2 、80℃において 350mN／20mm2 であり、優れた加熱剥離性を有していた。そして、この実施例５の加熱剥離型自己粘着シートも半導体ウエハの固定用として、実施例２と同様に実用性の高いものであった。
【００５５】
【発明の効果】
上記のとおり、請求項１に係る発明は、加熱剥離型自己粘着シートを、常温下では自己粘着層の粘着力によって半導体ウエハに固定し、半導体ウエハを被覆することができ、かつ加熱によって半導体ウエハから容易に剥離することができ、その際に半導体ウエハの表面を汚染することがなく、しかも上記の固定および剥離を繰返すことができ、半導体ウエハのダイシングに際し、その仮固定等に用いるのに好適である。
【００５６】
特に請求項２に係る発明は、繰返し使用が一層容易になると共にリペア性も向上する。また、請求項３に係る発明は、加熱剥離型自己粘着層の感温性が向上し、取扱いが容易になる。また、請求項４に係る発明は、シートの平面性が向上し、加熱剥離型自己粘着層における粘着特性の面内変動を抑制し、取扱いを一層容易にすることができる。また、請求項５に係る発明は、半導体ウエハの研磨やダイシングに際し、半導体ウエハを強固に固定してチップの飛散を防止することができ、かつダイシング後におけるチップのピックアップが容易である。
【発明の属する技術分野】
この発明は、室温付近では自己粘着力が強くて半導体ウエハ等のワークその他の被着体を強固に固定でき、かつ所望により短時間の加熱で自己粘着力を低下させて上記被着体を容易に剥離できる加熱剥離型自己粘着シートに関する。更に詳しくは、上記の自己粘着力の温度による変化すなわち感温特性がリバーシブルであり、上記被着体の固定と剥離を繰返すことができる加熱剥離型自己粘着シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハを素子小片（チップ）に切断分離（ダイシング）する際のワーク支持台に半導体ウエハを固定するための粘着シートとして、特開昭60-196956 号公報には、基材フィルム表面に光照射により硬化して三次元網状化する性質の粘着剤層を積層したものが開示されている。この粘着シートは、その裏面側がワーク支持台上に真空吸着その他の任意の手段で固定され、表面側の粘着剤層でシリコン単結晶からなるウエハを粘着により固定し、このウエハ表面に集積回路を形成し、表面を研磨して所定の厚みとし、これをダイシングした後、光照射で粘着剤層を硬化させ、粘着力を低下させてチップのピックアップを可能にする。
【０００３】
また、特開平9-153471号公報には、粘着層として側鎖結晶性高分子を用い、温度変化により粘着力を下げてピックアップ性を向上させることが開示されている。また、特開平11-316820 号公報には、粘着層に熱膨張性の微小粒子を含有する熱膨張性粘着層を用い、加熱膨張により剥離性を付与することが開示され、また特開平10-25456号公報には、粘着層として加熱硬化性化合物および加熱重合開始剤を配合し、加熱により粘着力を低下させることが開示され、また特開平7-263351号公報には、融点が10℃以上で、かつ融点以上での粘着力が融点未満の３倍以上となる粘着剤を用い、冷却により粘着力を低下させることが開示されている。
【０００４】
しかし、これらの粘着シートは、固定力が不足したり、チップのピックアップが困難であったり、また粘着剤の剥離でウエハの表面が汚染されたり、かつ粘着力の変化がリバーシブルでなく、粘着シートが使い捨てとなって経済的でない等の問題があった。そして、最近では、半導体集積回路の大容量化および高集積化や小型化が図られるのに伴い、チップ表面の汚染がなく、かつダイシングや研磨の際は強い粘着力でチップの飛散を防止し、次工程に移行する際は粘着力が低下してチップを容易にピックアップすることができ、しかも繰返し使用が可能で経済性に優れた粘着シートの開発が望まれるようになった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、室温付近では強い粘着力によってウエハ等の被着体を強く固定でき、加熱したときは粘着力が低下して被着体を弱い力で容易に外すことができ、しかもこの温度による粘着特性の変化がリバーシブルであり、上記の固定と剥離を繰返しても粘着特性が変化せず、さらに被着体の剥離後に粘着層一部が被着体に移行して被着体を汚染することが無く、たとえば半導体ウエハのダイシング用やコンデンサー、ＬＥＤ等の電子部品の製造工程、組立て工程その他においてワークの仮固定に使用でき、またガラス板、金属板、プラスチック板等の表面保護シート用としても利用することができる加熱剥離型の粘着シートを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る加熱剥離型自己粘着シートは、基材シートの少なくとも片面にゴムや熱可塑性エラストマーからなる自己粘着層を備え、この自己粘着層は、表層のダイナミック硬度が 1.5 〜 20mN ／μ m 2 で、かつ常温からの温度上昇と共に自己粘着力の低下する加熱剥離型であって、該自己粘着層の自己粘着力を直径５．１ mm のステンレス鋼製円柱形プローブを用いてイマージョン速度３０ mm ／分、テスト速度６００ mm ／分、加圧５０ gf 、ディスタント５ mm の条件で測定したとき、上記自己粘着力が25℃で980〜5000mN／20mm2、80℃で900mN／20mm2以下に設定され、この加熱剥離型自己粘着層の温度による粘着力の変化がリバーシブルであり、この加熱剥離型自己粘着層が半導体ウエハの固定用であることを特徴とする。なお、上記自己粘着層の表面は、使用開始の直前まで剥離が容易なカバーシートで被覆されることが好ましい。
【０００７】
上記の基材シートは、自己粘着層の支持体となるものであり、一般にはプラスチックシートが用いられるが、紙、布、不織布、金属箔など、またはこれらとプラスチックとの積層体、プラスチックフィルムもしくはシート同士の積層体を用いることができる。なお、上記基材シートの厚さは、一般には 500μｍ以下が好ましく、特に好ましくは１〜 300μｍ、さらに好ましいのは５〜 250μｍ程度であるが、これに限定されず、厚みの点でフィルムまたはシートと呼ばれる範囲のものを含むことができる。
【０００８】
上記基材シートの表面は、自己粘着層との密着性を高めるために、紫外線、電子線、プラズマ、コロナ等の活性線処理を施すことができる。また、ポリエステル系、ポリウレタン系またはポリアクリル系等の易接着性樹脂によるアンカー処理等を施すことができる。
【０００９】
上記の自己粘着層は、柔軟性ポリマーからなる平滑面の自己粘着力（タック力とも呼ばれる）によって被着面を固定する機能を備えている。このような自己粘着層は、特開2000-139903 号公報等によって知られているが、この発明は、上記自己粘着層が有する加熱剥離性、すなわち常温下では強い自己粘着力で被着物に固定されるが、加熱すると自己粘着力が低下して被着物の剥離が容易になる性質の発見に基づいて成されたものであり、この発明では、基材シートの少なくとも片面に上記の加熱剥離型自己粘着層が設けられる。すなわち、この自己粘着層は、加熱剥離型自己粘着シートの使用目的に応じて、基材シートの片面または両面に設けられる。
【００１０】
加熱剥離型自己粘着層を基材シートの片面に設けた場合、他の面には後記するように加熱剥離性の低い安定型自己粘着層その他の固定手段、例えば任意の接着剤や両面粘着テープを設け、該他の固定手段で基材シートを任意の加工機械のワーク支持台上に固定し、上記の加熱剥離型自己粘着層上にウエハ等のワークを固定することができる。他方、他の面に固定手段を設けない場合は、該他の面を加工機械のワーク支持台上に真空吸着その他の任意の手段で、またはこれらを併用して固定することができ、上記の真空吸着を用いた場合は、加熱剥離型自己粘着シートにあらかじめ多数の小孔を開けておくことにより、自己粘着シートとワーク間の固定に自己粘着力および真空吸着を併用することができる。そして、両面に加熱剥離型自己粘着層を設けた場合は、片面をウエハ等のワークに固定し、他の面をワーク支持台に固定することができる。
【００１１】
上記の加熱剥離型自己粘着層は、その自己粘着力が常温で高く、加熱で低下する加熱剥離性を備えているため、上記の加熱剥離型自己粘着層をウエハ等の被着体に常温下で重ねて押圧すると、被着体を強い粘着力で固定することができる。そして、必要に応じて上記の自己粘着層を所定温度に加熱すると、粘着力が低下し、上記の被着体を加熱剥離型粘着シートから容易に剥離することができる。しかも、上記の粘着は、粘着剤によるものでなく、柔軟性ポリマーからなる平滑面の自己粘着力によるものであるため、被着体から剥離する際に柔軟性ポリマーの一部が欠落して被着体に移行したり、被着体を汚染したりすることがなく、リペアー性に優れる。
【００１２】
上記の自己粘着力は、直径５．１ mm のステンレス鋼製円柱形プローブを用いてイマージョン速度３０ mm ／分、テスト速度６００ mm ／分、加圧５０ gf 、ディスタント５ mm の条件で測定したとき、直径５．１ mm のステンレス鋼製円柱形プローブを用いてイマージョン速度３０ mm ／分、テスト速度６００ mm ／分、加圧５０ gf 、ディスタント５ mm の条件で測定したとき、25℃で980〜5000mN／20mm2、好ましくは1000〜4500mN／20mm2、特に好ましくは1100〜4000mN／20mm2に設定される。この25℃での粘着力が980mN／20mm2未満では、被着体の固定力が不足し、反対に5000mN／20mm2を超えると感温性が低下し、加熱剥離性が悪化する。一方、80℃での粘着力は、900mN／20mm2以下、好ましくは850mN／20mm2以下、特に好ましくは800mN／20mm2以下に設定される。この80℃での粘着力が900mN／20mm2を超えると、被着体の剥離が困難になる。なお、上記自己粘着力は、柔軟性ポリマーの組成、硬化度、自己粘着層の平均表面粗度（Ｒa）、表面模様形状等を変更することによって適宜に設定される。
【００１３】
上記の柔軟性ポリマーとしてはゴムおよび熱可塑性エラストマーが挙げられる。ゴムとしては、天然ゴムおよびシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等の合成ゴムが例示される。また、熱可塑性エラストマーとしては、エステル系、ポリアミド系およびポリオレフィン系のものが例示される。これらの柔軟性ポリマーは、単体で用いてもよく、２以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
前記自己粘着層の表面の平均表面粗度（Ｒa）は0.12μｍ以下が好ましく、特に0.08μｍ以下が好ましく、0.05μｍ以下が最も好ましく、平均表面粗度（Ｒa）が0.12μｍを超えると、自己粘着による固定が不可能になる。また、上記自己粘着層の表層のダイナミック硬度は、１〜20mN／μm2が好ましく、特に1.5〜15mN／μm2が好ましい。上記のダイナミック硬度が１mN／μm2未満では、剥離が困難になって前記のリペアー性が低下し、反対に20mN／μm2を超えると、固定力が不足する。
【００１５】
上記の加熱剥離型自己粘着層は、凹凸模様、好ましくは単位模様の繰返しからなる凹凸模様の少なくとも凸部表面で構成し、これによって加熱剥離型の感温特性を向上させることができる。例えば、基材シート上に柔軟性ポリマーを積層する際、スクリーン印刷等の印捺手段により、柔軟性ポリマーを単位模様の繰返しからなる模様状に印捺して凹凸模様を形成し、しかるのち易剥離性のカバーシートを積層してカバーシートの易剥離性平滑面を重ねて押圧し、柔軟性ポリマーからなる印捺模様の凸部表面をカバーシートの易剥離性平滑面と同じ表面平均粗度に成形して自己粘着性を与えることができる。
【００１６】
また、基材シート上に柔軟性ポリマーを均一な厚みに積層し、しかるのち凹凸模様を有する金型またはロールを用いてエンボス加工を施すこともできる。また、上記同様に基材シート上に柔軟性ポリマーを均一な厚みに積層した後、あらかじめエンボス加工を施したカバーシートを重ね、押圧してカバーシートの凹凸模様を転写することができる。ただし、いずれの場合も、凸部表面は前記の平均表面粗度（Ｒa ）およびダイナミック硬度を有することが好ましい。
【００１７】
このように、加熱剥離型自己粘着層の表面を単位模様の繰返しからなる凹凸模様の凸部で構成する場合、単位模様の凸部は、点もしくは線またはこれらの結合からなるものが好ましく、点の形状は、円形、三角形、四角形その他を任意に選択することができる。また、線状模様では縦横の縞、格子、ネット状等の任意の模様を選択することができる。ただし、単位模様における凸部と凹部の面積比は、５／95〜90／10が好ましく、特に好ましいのは７／93〜80／20、最も好ましいのは10／90〜80／20である。この面積比が上記の範囲を外れると、自己粘着力の温度依存性すなわち感温特性が不十分になり易く、特に下限を外れると室温下での粘着力が不足し、被着物の固定が不可能になる。なお、凹凸模様の深さは、0.01〜0.5mm が好ましい。また、凸部の表面に窪みを形成して吸盤効果を発揮させることもできる。
【００１８】
上記の自己粘着シートは、基材シートの表裏両面に上記の加熱剥離型自己粘着層を形成し、片面の自己粘着層によって半導体ウエハを固定し、他面の自己粘着層によってワーク支持台に固定してもよい。また、他面には自己粘着層を設けることなく、ワーク支持台に真空吸引によって固定することもできる。また、他面に非加熱剥離性の安定型自己粘着層、すなわち後記のように加熱による自己粘着力の低下が少ない自己粘着層を形成し、その自己粘着力を利用してワーク支持台に固定することもできる。この安定型自己粘着層を形成した場合は、ワーク支持台に自己粘着シートを貼着するときの施工性が良好となり、自己粘着シートと支持台との間に空気をかみこむことなく施工することができるので、自己粘着シート表面の平面性が向上する。
【００１９】
本発明の加熱剥離型自己粘着シートの粘着特性は、シート表面の平面性で大きく影響され、平面性が悪化すると、自己粘着シートの面内の粘着特性の変動が大きくなる。したがって、上記の安定型自己粘着層による貼着を利用することにより、反対側の加熱剥離型自己粘着層における粘着特性の面内変動を抑制することができる。また、安定型自己粘着層を用いた場合は、強い固定力を持つと同時に、良好な剥離性も得られ、自己粘着シートを張り替える必要が生じた場合に簡単に剥離して交換することができ、かつ支持台表面を自己粘着層の構成成分で汚染しない利点を備え、リペアー性に優れている。
【００２０】
上記自己粘着シートの平面性により粘着特性の面内変動を抑制するため、本発明の基材シートとして、発泡体からなるプラスチックフィルムを用い、これによってシートにクッション性を付与して粘着シート表面の平面性を改善することができる。
【００２１】
上記の安定型自己粘着層は、加熱剥離型自己粘着層と同様に柔軟性ポリマーを積層して得られるが、その加熱剥離性は、前記柔軟性ポリマーの組成やゴム硬度、表面架橋度等によって加熱剥離型自己粘着層よりも低く設定される。すなわち、常温時と加熱時における自己粘着力の差が小さくなるように設定される。この自己粘着力は、25℃では 980mN／20mm2 以上が好ましく、特に好ましいのは1000mN／20mm2 以上、最も好ましいのは1100mN／20mm2 以上であるのに対し、80℃では900 mN ／20mm2 以上が好ましく、特に好ましいのは 950mN／20mm2 以上、最も好ましいのは1000mN／20mm2 以上である。
【００２２】
なお、表層のダイナミック硬度は、加熱剥離型自己粘着層よりも低く、0.01〜１mN／μm2、特に0.02〜 0.8mN／μm2とするのが好ましい。また、表面は平滑であることが好ましく、その平均表面粗度（Ｒa ）は、加熱剥離型自己粘着層と同程度の0.12μｍ以下、好ましくは0.08μｍ以下、特に好ましくは0.05μｍ以下に設定される。
【００２３】
この発明の加熱剥離型自己粘着シートは、前記のように半導体ウエハのダイシング用やコンデンサー、ＬＥＤ等の電子部品の製造工程、組立て工程および印刷工程等においてワークの仮固定に使用できるが、その被着体として半導体ウエハを用いることが最も好適であり、半導体ウエハのダイシングや研磨の際に半導体ウエハやチップを基材シートの片面に自己粘着層の粘着力で強く保持できる一方、チップをピックアップする際は、加熱という簡単な操作で容易に粘着力を低下させることができる。そのため、常温下のダイシング中にチップが飛散することがなく、また加熱時の剥離力が小さいので、ピックアップする際に作業性が低下せず、かつ自己粘着層の一部がチップに移行してチップを汚染することもない。また、加熱による粘着力の低下は、リバーシブルな特性であるため、上記の作業に際して粘着シートの繰返し使用が可能になり、経済的にも有利である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施形態１
基材フィルムとして表裏両面がプラズマ処理された発泡タイプのポリエチレンテレフタレートフィルムを、また加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマーとして比較的高い硬度の柔軟性ポリマーを、また安定型自己粘着層用柔軟性ポリマーとして比較的硬度の低い柔軟性ポリマーを、また第１、第２のカバーフィルムとして片面が易剥離処理され、該処理面の平均表面粗度（Ｒa ）が0.12μｍ以下、好ましくは0.08μｍ以下、特に好ましくは0.05μｍ以下のポリエチレンテレフタレートフィルムをそれぞれ用意する。
【００２５】
上記基材フィルムの表面に加熱剥離型自己粘着層用の比較的高い硬度の柔軟性ポリマーからなる未架橋の柔軟性ポリマー層を積層し、この柔軟性ポリマー層表面に第１カバーフィルムの易剥離処理面を重ねてローラで圧着し、柔軟性ポリマー層表面に第１カバーフィルムの平均表面粗度を転写し、得られた基材フィルム、柔軟性ポリマー層および第１カバーフィルムの積層体を電子線照射装置に導いて第１カバーフィルム側から電子線照射を行って柔軟性ポリマー層を架橋させることにより、自己粘着力が25℃において 980〜5000mN／20mm2 、好ましくは1000〜4500mN／20mm2 、特に好ましくは1100〜4000mN／20mm2 であって、80℃において900mN／20mm2 以下、好ましくは 850mN／20mm2 以下、特に好ましくは 800mN／20mm2 以下の加熱剥離型自己粘着層を形成し、同時に該自己粘着層を基材フィルムと接着する。なお、表層のダイナミック硬度は、１〜20mN／μm2、好ましくは1.5 〜15mN／μm2に、また平均表面粗度（Ｒa ）は、0.12μｍ以下、好ましくは0.08μｍ以下、特に好ましくは0.05μｍ以下に設定される。
【００２６】
次いで、上記の積層体における基材フィルムの裏面に安定型自己粘着層用の比較的低い硬度の柔軟性ポリマーからなる未架橋のポリマー層を積層し、この柔軟性ポリマー層表面に第２カバーフィルムの易剥離処理面を重ね、得られた積層体に前記同様に第２カバーフィルム側から電子線照射を行って安定型自己粘着層用の柔軟性ポリマー層を架橋させ、自己粘着力が25℃においては 980mN／20mm2 以上、好ましくは1000mN／20mm2 以上、特に好ましくは1100mN／20mm2 以上であって、80℃においては 900 mN ／20mm2 以上、好ましくは 950mN／20mm2 以上、特に好ましくは1000mN／20mm2 以上の安定型自己粘着層を形成し、同時に該自己粘着層を基材フィルムと接着する。なお、表層のダイナミック硬度は、0.01〜１mN／μm2、好ましくは0.02〜 0.8mN／μm2に、また平均表面粗度（Ｒa ）は、0.12μｍ以下、好ましくは0.08μｍ以下、特に好ましくは0.05μｍ以下に設定される。
【００２７】
得られた加熱剥離型自己粘着シート複合体は、半導体ウエハの研磨やダイシング用に好適であり、常温下で上記複合体の第２カバーフィルムを剥離し、現われた安定型自己粘着層を加工機のワーク支持台に重ねて上記の自己粘着シートを固定し、次いで第１カバーフィルムを剥離し、現われた加熱剥離型自己粘着層に半導体ウエハを重ねて押圧すると、半導体ウエハが固定される。このとき、ワーク支持台に安定型自己粘着層を介して基材シートが固定され、この基材シートに加熱剥離型自己粘着層を介して半導体ウエハが固定され、いずれの固定力も強固であるため、半導体ウエハの研磨やダイシングは支障なく行われる。
【００２８】
そして、ダイシングが終了した場合は、上記の加熱剥離型自己粘着層をワーク支持台にあらかじめ組込まれているヒータによって温度40〜 100℃に加熱すると、安定型自己粘着層の粘着力がほとんど低下することなく、加熱剥離型自己粘着層の粘着力のみが大幅に低下するため、チップのピックアップを容易に行うことができ、しかもピックアップの際に上記粘着層の一部の剥離移行によるチップ裏面の汚染が生じない。
【００２９】
ピックアップが終わり、上記の加熱剥離型自己粘着層の温度が常温に戻ると、その粘着力は再び元通り高くなり、また加熱すると再び低下し、その粘着力の感温性がリバーシブルであり、しかも上記のとおりチップの汚染がないため、加熱剥離型自己粘着シートの繰返し利用が可能である。また、ワーク支持台に対する固定を自己粘着層で行うので、上記シートを一端からめくることによって剥離も容易であり、剥離によってワーク支持台を汚染することもなく、リペアー性も良好である。
【００３０】
実施形態２
上記の実施形態１において、第１カバーフィルムとして、あらかじめエンボス加工によって単位模様の繰返しからなる凹凸模様を形成したものを用い、加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマー表面に上記の第１カバーフィルムを重ねて圧着することにより、上記の柔軟性ポリマー表面に凹凸模様であって、その凸部と凹部の面積比が５／95〜90／10の凹凸模様を成形し、その他は実施形態１と同様にして加熱剥離型自己粘着シート複合体を製造する。得られた加熱剥離型自己粘着シート複合体は、実施形態１と同様に使用することができるが、加熱剥離型自己粘着層の表面に凹凸模様を有するので、加熱剥離性が向上し、半導体ウエハのダイシングに用いた際、チップのピックアップが一層容易になる。
【００３１】
実施形態３
上記の実施形態１において、基材フィルム表面に加熱剥離型自己粘着層を積層する際、その積層をスクリーン印刷等の印捺法で行うことにより凹凸模様を、その凸部と凹部の面積比が５／95〜90／10となるように形成し、その他は実施形態１と同様にして実施形態３の加熱剥離型自己粘着シート複合体を製造する。得られた加熱剥離型自己粘着シート複合体は、実施形態１と同様に使用することができるが、加熱剥離型自己粘着層の表面に凹凸模様を有するので、加熱剥離性が向上し、半導体ウエハのダイシングに用いた際、チップのピックアップが一層容易になる。しかも、加熱剥離型自己粘着層の積層を印捺により行うので、加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマー使用量を節約することができる。
【００３２】
実施形態４
上記実施形態１の基材シートを非発泡のポリエチレンテレフタレートフィルムに変更し、その他は実施形態１と同様にして基材シート表面に加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマーおよび第１カバーフィルムを順に積層し、電子線照射を行った。次いで、この積層体に第１カバーフィルムの上からエンボスロールによるエンボス加工を施し、上記の柔軟性ポリマー層に凹凸模様を成形し、基材シート、加熱剥離型自己粘着層および第１カバーフィルムの３層からなる加熱剥離型自己粘着シート複合体を得る。なお、裏面の安定型自己粘着層および第２カバーシートの積層を省略する。得られた複合体は、基材シートの裏面を両面粘着テープや真空吸着でワーク支持台に固定することにより、実施形態１〜３と同様に半導体ウエハのダイシング用に使用することができる。ただし、安定型自己粘着層を有しないため、製造コストを下げることができる。
【００３３】
【実施例】
柔軟性ポリマーを用いて種々の加熱剥離型自己粘着シートを試作し、その性能を比較した。なお、以下の記載で「部」は重量部を示す。また、粘着力、表面ダイナミック硬度および平均表面粗度は、下記にしたがって測定した。
【００３４】
１．粘着力
レスカ社製タッキング試験機ＴＡＣ−II型を用いて下記条件で測定した。
制御方式：コントロールロード、イマージョン速度：30mm／分、テスト速度： 600mm／分、加圧：50gf、加圧時間：30秒、ディスタンス：５mm、プローブ：円柱形φ5.1 ステンレス製、測定温度：25℃および80℃
【００３５】
本測定に関しては、測定プローブと試料の平行出しが測定値に大きく影響するので、測定前に平行出しを行い、かつ測定時に加熱プレートの上に極薄ゴムシート（クレハエラストマー社製、商品名「ぺらぺら君ＳＲ60ＮＪＫ 0.2 ｔ」）を敷き、その上に試料をセットして行った。
【００３６】
２．表層ダイナミック硬度
ダイナミック硬度計（島津製作所製「島津ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ202 型」）を用い、試験モード：３（軟質材料試験）、圧子の種類： 115、試験荷重：1.97ｍＮ、負荷速度：0.142 ｍＮ／秒、保持時間：５秒の条件で測定した。試料はスライドガラス上にエポキシ接着剤で固定し、測定台にセットした。本測定法で評価されるダイナミック硬度は、試料の表面からの深さによって異なる測定値が得られる。この発明では、表面から３μｍの測定値を表層硬度とした。
【００３７】
３．平均表面粗度（Ｒa ）
小坂研究所製ＳＥ 200型表面粗さ計を用い、縦倍率：1000、横倍率：20、カットオフ：0.08mm、測定長：８mm、測定速度：0.1mm ／分の条件で測定した。
【００３８】
実施例１
加熱剥離型自己粘着層用の柔軟性ポリマーとして、市販のシリコーンゴム組成物（ゴム硬度：70度）を用意し、２本ロールを用いて 100℃で混練、可塑化し、厚み３mmのゴムシートを成形した。得られた未架橋のゴムシートを切断して１cm角の細片とし、この細片をトルエンに対する重量比率が30％となるように秤量し、トルエンと共に真空脱泡装置付き攪拌機に投入し攪拌して上記細片をトルエンに溶解し、得られた溶液にペンタエリスリトールテトラアクリレートを、シリコーンゴム組成物 100部に対して２部の割合で添加し、均一に攪拌した後、真空脱泡装置を駆動し、脱泡し、シリコーンゴム溶液を調整した。
【００３９】
一方、安定型自己粘着層用の柔軟性ポリマーとして、市販のシリコーンゴム組成物（ゴム硬度：10度）を用意し、その他は上記の加熱剥離型自己粘着層用と同様にしてシリコーンゴム溶液を調整した。
【００４０】
基材シートとして、表裏両面がプラズマ処理された発泡タイプのポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み： 100μｍ）を、またカバーフィルムとして、片面が易剥離処理され、かつその処理表面の平均表面粗度（Ｒa ）が0.04μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：38μｍ）をそれぞれ用意した。
【００４１】
上記の基材フィルムおよび加熱剥離型自己粘着層用のシリコーンゴム溶液をロールコーターに供給し、基材フィルムの表面に上記のシリコーンゴム溶液を乾燥後厚みが 100μｍとなるように塗布してオーブンに導入、乾燥し、そのゴム層表面に前記のカバーフィルムの易剥離性処理面を重ね、圧着ロールで連続的に押さえて積層した。次いで、得られた積層体を電子線照射装置に導入し、カバーフィルム側から 200KV、15Mradの電子線照射を行ってカバーフィルム、ゴム層（加熱剥離型自己粘着層）および基材フィルムからなる総厚み 238μｍの積層体を得、これをロール状に巻き取った。
【００４２】
上記の積層体および前記の安定型自己粘着層用シリコーンゴム溶液をロールコーターに供給し、積層体を構成する基材フィルムの裏面に上記のシリコーンゴム溶液を乾燥後厚みが 100μｍとなるように塗布してオーブンに導入、乾燥し、そのゴム層表面に前記カバーフィルムの易剥離性処理面を重ね、圧着ロールで連続的に押さえて積層した。得られた積層体を電子線照射装置に導入し、裏面のカバーフィルム側から 200KV、８Mradの電子線照射を行って表側カバーフィルム、ゴム層（加熱剥離型自己粘着層）、基材フィルム、ゴム層（安定型自己粘着層）および裏側カバーフィルムからなる総厚み 376μｍの積層体とし、これをロール状に巻取り、加熱剥離型自己粘着シート複合体を得た。
【００４３】
得られた実施例１の加熱剥離型自己粘着シート複合体において、表側の加熱剥離型自己粘着層および裏側の安定型自己粘着層の特性を下記の表１に示す。
【００４４】
【表１】
上記の表１に示すように、実施例１の加熱剥離型自己粘着シートは、その表側の加熱剥離型自己粘着層が優れた加熱剥離性を備え、裏側の安定型自己粘着層の温度による粘着力変化が小さく、安定した固定力を備えており、この安定型自己粘着層を表面平滑なアルミニウム板に貼着した際、空気を噛み込むことなく極めて容易に、かつ強固に固定することができ、しかも固定後に自己粘着シートを一端からめくることにより、容易に剥離することができ、上記アルミニウム板の表面を汚染することもなく、リペアー性に優れていた。
【００４６】
上記の加熱剥離型自己粘着シートを半導体ウエハのダイシング工程におけるウエハ固定用シートとして用い、ウエハ支持台に上記の自己粘着シートを裏側の安定型自己粘着層で固定し、表側の加熱剥離型自己粘着層によってウエハを固定したところ、ダイシング時は強い固定力でウエハを保持することができ、飛散するチップは皆無であった。また、ダイシング終了後は、自己粘着シートをウエハ支持台に固定したまま約80℃に加熱することにより、チップの全数を容易にピックアップすることができた。また、自己粘着層によるチップの汚染も皆無であった。そして、同じ粘着シートを用いて同じ作業を５回繰り返したが、粘着シートの性能低下はなく、リサイクル使用が可能で、実用性に優れていた。
【００４７】
比較例１
上記の実施例１において、基材フィルムの表裏両面にゴム硬度10度のシリコーンゴムを用いる以外は実施例１と同様にして自己粘着シートを得た。この比較例１の自己粘着シートは、表裏両面に実施例１の安定型自己粘着層が積層されているため、加熱剥離性に欠けていた。この自己粘着シートを、実施例１と同様に半導体ウエハのダイシング工程におけるウエハの固定用に使用したところ、ウエハの固定力は強くてダイシング時のチップの飛散は皆無であったが、加熱剥離性が劣るため、チップのピックアップがほとんど不可能であった。
【００４８】
実施例２
実施例１において、表側のゴム層（加熱剥離型自己粘着層）に重ねるカバーフィルムとして、あらかじめエンボス加工によって多数のダイヤ柄（一辺の長さが２mm）を所定のピッチで形成し、かつ易剥離性処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、上記のゴム層表面に多数のダイヤ形凸部を形成し、更に第１回目の電子線照射条件を 200KV、８Mradに変更する以外は、実施例１と同様にして実施例２の加熱剥離型自己粘着シート複合体を得た。ただし、上記のエンボス加工で得られる凹凸模様の単位模様において、ダイヤ形の凸部と残りの凹部の面積比は、70／30とした。
【００４９】
得られた実施例２の加熱剥離型自己粘着シートにおいて、加熱剥離型自己粘着層の粘着力は、25℃において1400mN／20mm2 、80℃において 400mN／20mm2 であり、優れた加熱剥離性を有していた。この実施例２の自己粘着シートを実施例１と同様に半導体ウエハのダイシング用に使用したところ、実施例１と同様の高い実用性を示した。
【００５０】
実施例３
前記の実施例１において、基材フィルムとして表裏両面をプラズマ処理した非発泡のポリエステルフィルムを用い、その他は実施例１と同様にして表側のゴム層を積層、乾燥してカバーフィルムを重ね、次いで電子線照射を 200KV、10Mradで行った。次いで、エンボスロールを用い、ロール温度 100℃、ニップ圧 150Ｎ／cmの条件下で上記の表側ゴム層にカバーフィルムの上からエンボス加工を施し、一辺長が 1.2mmのダイヤ形凸部が多数個規則的に配列され、凸部と凹部の面積比が20／80の凹凸模様を成形した。なお、実施例１における裏面側の安定型自己粘着層の積層は省略した。
【００５１】
得られた実施例３の加熱剥離型自己粘着シートは、表面の加熱剥離型自己粘着層の粘着力が25℃において1500mN／20mm2 、80℃において 400mN／20mm2 であり、優れた加熱剥離性を有していた。そして、この実施例３の加熱剥離型自己粘着シートの裏面を市販の両面粘着テープで半導体ウエハの支持台に固定し、ダイシング用に使用したところ、実施例１と同様に実用性に優れていた。
【００５２】
実施例４
前記の実施例１において、表面の加熱剥離型自己粘着層用柔軟性ポリマーとして、ゴム硬度が70度のシリコーンゴム組成物に代え、ゴム硬度が10度の室温硬化型のＲＴＶシリコーンゴムを用い、これをスクリーン印刷法によって実施例１の基材フィルム（発泡タイプのポリエチレンテレフタレートフィルム）の表面に模様状に積層した。模様は、直径１mm、厚み20μｍのドットが規則的に配列されて該ドットの表面を凸部とする凹凸模様であり、凸部と凹部の面積比は50／50に設定された。なお、裏面側の安定型自己粘着層は、実施例１と同様に形成した。
【００５３】
得られた実施例４の加熱剥離型自己粘着シートにおいて、加熱剥離型自己粘着層の粘着力は、25℃において2000mN／20mm2 、80℃において 300mN／20mm2 であり、優れた加熱剥離性を有していた。そして、この実施例４の加熱剥離型自己粘着シートを半導体ウエハのダイシング用支持台に固定し、ダイシング用に使用したところ、実用性は実施例１同様に優れていた。
【００５４】
実施例５
前記の実施例２において、表面側のシリコーンゴムに代えて硬度70度のＥＰＤＭを用い、その架橋時の電子線照射条件を 200KV、15Mradとし、その照射を２回行う以外は、実施例２と同様にして実施例５の加熱剥離型自己粘着シートを得た。この実施例５の加熱剥離型自己粘着シートにおいて、表面のＥＰＤＭからなる加熱剥離型自己粘着層の表面ダイナミック硬度は、 1.5mN／μｍ2 であった。また、粘着力は、25℃において1600mN／20mm2 、80℃において 350mN／20mm2 であり、優れた加熱剥離性を有していた。そして、この実施例５の加熱剥離型自己粘着シートも半導体ウエハの固定用として、実施例２と同様に実用性の高いものであった。
【００５５】
【発明の効果】
上記のとおり、請求項１に係る発明は、加熱剥離型自己粘着シートを、常温下では自己粘着層の粘着力によって半導体ウエハに固定し、半導体ウエハを被覆することができ、かつ加熱によって半導体ウエハから容易に剥離することができ、その際に半導体ウエハの表面を汚染することがなく、しかも上記の固定および剥離を繰返すことができ、半導体ウエハのダイシングに際し、その仮固定等に用いるのに好適である。
【００５６】
特に請求項２に係る発明は、繰返し使用が一層容易になると共にリペア性も向上する。また、請求項３に係る発明は、加熱剥離型自己粘着層の感温性が向上し、取扱いが容易になる。また、請求項４に係る発明は、シートの平面性が向上し、加熱剥離型自己粘着層における粘着特性の面内変動を抑制し、取扱いを一層容易にすることができる。また、請求項５に係る発明は、半導体ウエハの研磨やダイシングに際し、半導体ウエハを強固に固定してチップの飛散を防止することができ、かつダイシング後におけるチップのピックアップが容易である。
Claims (5)
- 基材シートの少なくとも片面にゴムや熱可塑性エラストマーからなる自己粘着層を備え、この自己粘着層は、表層のダイナミック硬度が 1.5 〜 20mN ／μ m 2 で、かつ常温からの温度上昇と共に自己粘着力の低下する加熱剥離型であって、該自己粘着層の自己粘着力を直径５．１ mm のステンレス鋼製円柱形プローブを用いてイマージョン速度３０ mm ／分、テスト速度６００ mm ／分、加圧５０ gf 、ディスタント５ mm の条件で測定したとき、上記自己粘着力が25℃で980〜5000mN／20mm2、80℃で900mN／20mm2以下に設定され、この加熱剥離型自己粘着層の温度による粘着力の変化がリバーシブルであり、この加熱剥離型自己粘着層が半導体ウエハの固定用であることを特徴とする加熱剥離型自己粘着シート。
- 加熱剥離型自己粘着層が基材シートの片面に設けられ、基材シートの他面には表層のダイナミック硬度が０．０１〜１ mN ／μ m 2 であって、かつ自己粘着力が 25 ℃で 980mN ／ 20mm 2 以上、 80 ℃で 900mN ／ 20mm 2 以上である加熱剥離性の低い安定型自己粘着層が設けられた請求項１記載の加熱剥離型自己粘着シート。
- 加熱剥離型自己粘着層が単位模様の繰返しからなる凹凸模様の少なくとも凸部表面を構成している請求項１または２に記載の加熱剥離型自己粘着シート。
- 基材シートが発泡体からなる請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱剥離型自己粘着シート。
- 基材シート片面の加熱剥離型自己粘着層が半導体ウエハの固定用であり、基材シート他面の安定型自己粘着層が半導体ウエハの加工機械におけるワーク支持台への固定用である請求項２〜４のいずれかに記載の加熱剥離型自己粘着シート。
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