JP3945565B2

JP3945565B2 - Semiconductor wafer processing method

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Publication number: JP3945565B2
Application number: JP2001329146A
Authority: JP
Inventors: 米克彦堀; 元公市永; 橋和弘高
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP2003129011A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハの加工方法に関し、特に、半導体ウエハを極薄にまで研削する際に好適に使用される半導体ウエハの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣカードの普及が進み、さらなる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。また、生産性を向上するためウエハの大口径化が検討されてきた。
【０００３】
回路パターン形成後にウエハ裏面を研削することは従来より行われており、その際、回路面に粘着シートを貼付して、回路面の保護およびウエハの固定を行い、裏面研削を行っている。従来、この用途には、軟質基材上に粘着剤が塗工されてなる粘着シートが用いられていた。しかし、軟質基材を用いた粘着シートでは、貼付時にかける張力が残留応力として蓄積してしまう。ウエハが大口径の場合や極薄に研削すると、ウエハの強度よりも粘着シートの残留応力が勝り、この残留応力を解消しようとする力によってウエハに反りが発生してしまっていた。また研削後にはウエハが脆いため、軟質基材では搬送時にウエハが破損してしまうことがあった。
【０００４】
このため、薄膜ウエハや大口径ウエハの保護用粘着シートの基材として、硬質基材の使用が検討されている。
また、硬質基材として汎用されている単層のポリエチレンテレフタレートフィルムは、比較的低張力で貼付することが可能であるが、やはり貼付時にかけられる張力は研削後であっても残留し、粘着シートの収縮が起こり、これに伴いウエハが湾曲することもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであって、薄膜ウエハや大口径ウエハの裏面研削時に、ウエハを湾曲させずに極薄にまで研削可能で、かつ搬送作業において極薄ウエハを扱っても破損などを起こさない半導体ウエハ加工用粘着シートを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体ウエハの加工方法は、
応力緩和性フィルムと、ヤング率×厚さが１×１０ ⁵ 〜１×１０ ⁶ Ｎ／ｍの範囲にある剛性フィルムとが積層されてなる基材と、該基材の片面上に形成されたエネルギー線硬化型粘着剤層とからなる半導体ウエハ加工用粘着シートの該粘接着層に、回路パターンが形成されたウエハ表面を貼付し、
該ウエハの裏面を極薄にまで研削し、
研削された該ウエハを吸着保持しながら搬送する
ことを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る半導体ウエハの加工方法においては、前記応力緩和性フィルムが、その引張試験において、１０％伸張時の応力緩和率が、 1 分後で、４０％以上であることが好ましい。
本発明に係る半導体ウエハの加工方法は、半導体ウエハ裏面を厚さ１００μｍ以下に研削する際の半導体ウエハの加工方法として好ましい。
【０００８】
このような本発明の半導体ウエハの加工方法によれば、特に半導体ウエハの裏面を、ウエハを湾曲させずに極薄にまで研削できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明についてさらに具体的に説明する。
本発明に係る半導体ウエハ加工用粘着シート１０は、図１に示すように、応力緩和性フィルム１と、剛性フィルム２とが積層されてなる基材と、該基材の片面上に形成されたエネルギー線硬化型粘着剤層３とからなる。
【００１０】
なお、図１では、、応力緩和性フィルム１上にエネルギー線硬化型粘着剤層３が形成されている態様を示したが、粘着剤層３／剛性フィルム２／応力緩和性フィルム１の積層構造であってもよい。しかし、本発明では特に図１に示す構成をとることが好ましい。
応力緩和性フィルム１は、応力緩和性に優れ、具体的には引張試験における１０％伸張時の応力緩和率が、1分後で、４０％以上、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは６０％以上である。応力緩和率は高いほど好ましく、その上限は、理論的には１００％であり、場合によっては９９．９％、９９％あるいは９５％であってもよい。
【００１１】
応力緩和性フィルム１は応力緩和性に優れるため、被着体に貼付後速やかに残留応力が減衰する。したがって、粘着シート１０を貼付後、極薄にまで研削され脆くなったウエハであっても、粘着シート１０の全体の残留応力が極めて小さいので、湾曲させずに保持できる。
また、応力緩和性フィルム１の厚みは、好ましくは３０〜１０００μｍ、さらに好ましくは５０〜８００μｍ、特に好ましくは８０〜５００μｍである。
【００１２】
応力緩和性フィルム１は、樹脂性フィルムからなり、上記の物性を満たすかぎり、特に限定されず、樹脂そのものが上記の物性を示すものであっても、他の添加剤を加えることにより、上記物性となるものであっても良い。また、応力緩和性フィルム１は硬化性樹脂を製膜、硬化したものであっても、熱可塑性樹脂を製膜したものであっても良い。
【００１３】
硬化性樹脂としては、光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂等が用いられ、好ましくは光硬化型樹脂が用いられる。
光硬化型樹脂としては、たとえば、光重合性のウレタンアクリレート系オリゴマーを主剤とした樹脂組成物が好ましく用いられる。
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たとえば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たとえば２−ヒドロキシエチルアクリレートまたは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。このようなウレタンアクリレート系オリゴマーは、分子内に光重合性の二重結合を有し、光照射により重合硬化し、被膜を形成する。
【００１４】
本発明で好ましく用いられるウレタンアクリレート系オリゴマーの分子量は、１０００〜５００００、さらに好ましくは２０００〜３００００の範囲にある。上記のウレタンアクリレート系オリゴマーは一種単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。
上記のようなウレタンアクリレート系オリゴマーのみでは、成膜が困難な場合が多いため、通常は、光重合性のモノマーで稀釈して成膜した後、これを硬化してフィルムを得る。光重合性モノマーは、分子内に光重合性の二重結合を有し、特に本発明では、比較的嵩高い基を有するアクリルエステル系化合物が好ましく用いられる。
【００１５】
このようなウレタンアクリレート系オリゴマーを稀釈するために用いられる光重合性のモノマーの具体例としては、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、アダマンタン（メタ）アクリレートなどの脂環式化合物、
フェニルヒドロキシプロピルアクリレート、ベンジルアクリレートなどの芳香族化合物、もしくはテトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、モルホリンアクリレート、Ｎ−ビニルピロリドンまたはＮ−ビニルカプロラクタムなどの複素環式化合物が挙げられる。また必要に応じて多官能（メタ）アクリレートを用いてもよい。
【００１６】
上記光重合性モノマーは、ウレタンアクリレート系オリゴマー１００重量部に対して、好ましくは５〜９００重量部、さらに好ましくは１０〜５００重量部、特に好ましくは３０〜２００重量部の割合で用いられる。
応力緩和性フィルム１を、上記の光硬化型樹脂から形成する場合には、該樹脂に光重合開始剤を混入することにより、光照射による重合硬化時間ならびに光照射量を少なくすることができる。
【００１７】
このような光重合開始剤としては、ベンゾイン化合物、アセトフェノン化合物、アシルフォスフィンオキサイド化合物、チタノセン化合物、チオキサントン化合物、パーオキサイド化合物等の光開始剤、アミンやキノン等の光増感剤などが挙げられ、具体的には、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、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、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンなどが例示できる。
【００１８】
光重合開始剤の使用量は、樹脂の合計１００重量部に対して、好ましくは０．０５〜１５重量部、さらに好ましくは０．１〜１０重量部、特に好ましくは０．５〜５重量部である。
上記のような硬化性樹脂は、オリゴマーまたはモノマーを前述の物性値となるよう種々の組合せの配合より選択することができる。
【００１９】
また、上述の樹脂中に、炭酸カルシウム、シリカ、雲母などの無機フィラー、鉄、鉛等の金属フィラー、顔料や染料等の着色剤等の添加物が含有されていてもよい。
応力緩和性フィルム１の成膜方法としては、液状の樹脂（硬化前の樹脂、樹脂の溶液等）を、後述する剛性フィルム２上に薄膜状にキャストした後に、これを所定の手段によりフィルム化することで基材を製造できる。このような製法によれば、成膜時に樹脂にかかる応力が少なく、フィッシュアイの形成が少ない。また、膜厚の均一性も高く、厚み精度は、通常２％以内になる。
【００２０】
別の成膜方法として、Ｔダイやインフレーション法による押出成形やカレンダー法により製造して、応力緩和性フィルム１を単層のフィルムとして用意してもよい。
剛性フィルム２としては、種々の薄層品が用いられ、耐水性、耐熱性、剛性等の点から、合成樹脂フィルムが好ましく用いられる。剛性フィルム２のヤング率×厚さは好ましくは５．０×１０⁴N/m以上、さらに好ましくは１×１０⁵〜１×１０⁶N/mの範囲にあることが好ましい。ここで、剛性フィルム２の厚さは、通常１０μm〜５mmであり、好ましくは５０〜５００μmである。
【００２１】
このような剛性フィルム２としては、具体的には、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム等のポリオレフィンフィルム；ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリアミドフィルムなどが用いられる。剛性フィルム２は、上記した各種フィルムの単層品であってもよく積層品であってもよい。
【００２２】
上記のうちでも、剛性フィルム２としては、ウエハにイオン汚染等の悪影響を与えないものが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド等が特に好ましい。
応力緩和性フィルム１と剛性フィルム２との積層は前述した通り一方のフィルムにもう一方のフィルムの原料をキャストして直接行ってもよく、また、接着剤あるいは粘着剤を用いてもよい。接着剤層あるいは粘着剤層の厚さは１μｍ〜１００μｍ程度であり、剥がれない程度の接着力があればよい。
【００２３】
本発明に係る半導体ウエハ加工用粘着シート１０は、図１に示すように基材の片面、好ましくは応力緩和性フィルム２の上にエネルギー線硬化型粘着剤層３が形成されてなる。
エネルギー線硬化型粘着剤は、一般的には、アクリル系粘着剤と、エネルギー線重合性化合物とを主成分としてなる。エネルギー線硬化型粘着剤に用いられるエネルギー線重合性化合物としては、たとえば特開昭６０−１９６９５６号公報および特開昭６０−２２３１３９号公報に開示されているような光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、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あるいは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、オリゴエステルアクリレート、ウレタンアクリレート系オリゴマーなどが用いられる。
【００２４】
エネルギー線硬化型粘着剤中のアクリル系粘着剤とエネルギー線重合性化合物との配合比は、アクリル系粘着剤１００重量部に対してエネルギー線重合性化合物は５０〜２００重量部、好ましくは５０〜１５０重量部、特に好ましくは７０〜１２０重量部の範囲の量で用いられることが望ましい。この場合には、得られる粘着シートは初期の接着力が大きく、しかもエネルギー線照射後には粘着力は大きく低下する。したがって、裏面研削終了後におけるウエハとエネルギー線硬化型粘着剤層との界面での剥離が容易になる。
【００２５】
また、エネルギー線硬化型粘着剤層３は、側鎖にエネルギー線重合性基を有するエネルギー線硬化型共重合体から形成されていてもよい。このようなエネルギー線硬化型共重合体は、粘着性とエネルギー線硬化性とを兼ね備える性質を有する。側鎖にエネルギー線重合性基を有するエネルギー線硬化型共重合体は、たとえば、特開平５−３２９４６号公報、特開平８−２７２３９号公報等にその詳細が記載されている。
【００２６】
上記のようなアクリル系エネルギー線硬化型粘着剤は、エネルギー線照射前にはウエハに対して充分な接着力を有し、エネルギー線照射後には接着力が著しく減少する。すなわち、エネルギー線照射前には、ウエハを充分な接着力で保持するが、エネルギー線照射後には、研削されたウエハを容易に剥離することができる。
【００２７】
本発明の粘着シート１０は、上記粘着剤をコンマコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーターなど一般に公知の方法にしたがって基材の片面上に適宜の厚さで塗工して乾燥させてエネルギー線硬化型粘着剤層３を形成し、次いで必要に応じエネルギー線硬化型粘着剤層上に離型シートを貼り合わせることによって得られる。エネルギー線硬化型粘着剤層３は、基材のどちらの面に塗工してもよいが、応力緩和性フィルム１側に塗工することによりウエハを研磨した後のウエハの面状態が良好となるので好ましい。
【００２８】
エネルギー線硬化型粘着剤層３の厚さは、その材質にもよるが、通常は各々３〜１００μm程度であり、好ましくは１０〜５０μm程度である。
基材の上面、すなわち粘着剤層３が設けられる側の基材面には粘着剤との密着性を向上するために、コロナ処理を施したりプライマー等の他の層を設けてもよい。
【００２９】
このような本発明に係る半導体ウエハ加工用粘着シート１０は、たとえば極薄半導体ウエハの保管、移送あるいは加工時における表面保護シートとして好適であり、特にウエハ裏面を極薄にまで研磨する際に、回路面を保護するための保護用粘着シートとして有用である。
本発明の粘着シート１０を用いた半導体ウエハの裏面研削工程においては、まず、粘着シート１０の粘着剤層３にウエハ表面を貼付する。ウエハ表面には、回路パターンが形成されている。この貼付工程は、ウエハ専用のラミネーター装置を用いて極力張力をかけないように行われるが、完全に張力をかけずに貼付を行うことは実質的に不可能である。したがって、通常の粘着シートではこの際の張力が粘着シート中に残留応力として蓄積するが、本発明の粘着シート１０においては、応力緩和により内部応力が減衰する。
【００３０】
次いで、ウエハの裏面をグラインダー等により、所定の厚さになるまで研削し、必要に応じエッチング等による化学研削を行う。
このような研削によりウエハは、例えば厚み３０μｍ〜１００μｍにまで研削される。上記のように、通常の粘着シートでは貼付時の張力が粘着シート中に残留応力として蓄積され、極薄ウエハを湾曲させる原因となるが、本発明の粘着シート１０においては、応力緩和により内部応力が減衰するため、ウエハを極薄にまで研削してもウエハが湾曲することはない。また、続く搬送作業においても、剛性フィルム２が積層されているため、ウエハを上面あるいは下面のどちらから吸着保持してもウエハに直接局部的な応力が負荷されず、破損することがない。
【００３１】
次いで、エネルギー線硬化型粘着剤層３に、粘着シート１０の裏面（基材側）からエネルギー線を照射して、粘着剤層３の接着力を低下させて、粘着シート１０を、ウエハから剥離する。
なお、本発明に係る半導体ウエハ加工用粘着シートは、上記したような裏面研削時の表面保護だけでなく、シリコンウエハの鏡面研磨時の保護用としても使用でき、さらに半導体ウエハ加工における各種の工程に使用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係る半導体ウエハ加工用粘着シートによれば、半導体ウエハ、特に大口径ウエハの裏面を、ウエハを湾曲させずに極薄にまで研削できる。さらに、搬送作業で極薄となったウエハを扱っても破損してしまうことがない。
【００３３】
【実施例】
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、以下において「ヤング率」、「応力緩和率」、「ウエハの反り」、「ウエハ研磨適性」および「ウエハ搬送性」は次の方法で測定される値を示す。
「ヤング率」
試験速度２００mm／分でＪＩＳＫ−７１２７に準拠して測定した。
「弾性率」Ｇ’（捻り剪断法）
試験片：８mmφ×３mmの円柱
測定器：DYNAMIC ANALYZER RDA II (REOMETRIC社製)
周波数：１Hz
「応力緩和率」
実施例および比較例で作成した粘着シートの応力緩和性フィルムを幅１５mm、長さ１００mmに切り出し試験片を得る。この試験片を、オリエンテック社製TENSILON RTA-100を用いて速度200mm/minで引っ張り、１０％伸張時の応力Ａと、伸張停止の１分後の応力Ｂとから（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００（％）により算出する。「ウエハの反り」
実施例および比較例で作成した粘着シートをシリコンウエハ（200mmφ、厚み750μm）に、テープラミネーター（リンテック社製Adwill RAD-3500）を用いて貼付した。その後、研磨装置（ディスコ社製、DFG-840）を用いてSiウエハの厚みが100μmとなるように研削した。研削後、粘着シートを除去せずに、ウエハ定盤上にテープ面を上にして乗せる。
【００３４】
測定は定盤をゼロ地点とし、17カ所の測定ポイントを求めた。反り量は、最大値と最小値の差とした。
「ウエハ研磨適性」
下記のパターンのドット印刷をバンプ（バッドマーク）として鏡面側に施したシリコンウエハ（200mmφ、厚み750μm）の鏡面側に、実施例および比較例で作成した粘着シートをテープラミネーターで貼付した。その後、研磨装置を用いてシリコンウエハの厚みが100μｍとなるように研磨した。
・ドット印刷のパターン
ドット径：500〜600μｍ、ドット高さ：70μｍ、ドット間ピッチ：10mm
・評価方法
良：研磨によって発生するディンプルの深さが２μｍ未満のもの
不良：研磨によって発生するディンプルの深さが２μｍ以上のもの
「ウエハ搬送性」
「ウエハの反り」の評価で得られる、粘着シートを貼付し研磨された状態のシリコンウエハを、ウエハキャリア交換装置（リンテック社製、Adwill RAD-CXV）のウエハ収納部に積載した。該装置の搬送用アームの吸着パッドを用いて、シリコンウエハの粘着シート側の面を吸着保持し、搬送して200mmウエハ用カセットケースに収納した。
【００３５】
１０枚のウエハを処理し、カセットケースの収納までの間にシリコンウエハに割れおよび欠けが全く起きなかったものについては良、発生したものは不良とした。
【００３６】
【実施例１】
（１）重量平均分子量５０００のウレタンアクリレート系オリゴマー（荒川化学社製）５０重量部と、イソボルニルアクリレート２５重量部と、フェニルヒドロキシプロピルアクリレート２５重量部と、光重合開始剤（チバ・スペシャルティケミカルズ社製、イルガキュア１８４）２．０重量部と、フタロシアニン系顔料０．２重量部とを配合して、応力緩和性フィルムをキャスト成膜するための光硬化性を有する樹脂組成物を得た。
【００３７】
得られた樹脂組成物を、ファウンテンダイ方式により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ社製：厚み３８μｍ）の上に厚みが１１０μｍとなるように塗工して樹脂組成物層を形成した。塗工直後に、樹脂組成物層の上にさらに同じＰＥＴフィルムをラミネートし、その後、高圧水銀ランプ（１６０Ｗ／cm、高さ１０cm）を用いて、光量２５０ｍＪ／cm²の条件で紫外線照射を行うことにより樹脂組成物層を架橋・硬化させて、両面のＰＥＴフィルムを剥離して、厚さ１１０μｍの応力緩和性フィルム層を得た。
（２）エネルギー線硬化型粘着剤として、アクリル系粘着剤（n-ブチルアクリレート９０重量部とアクリル酸１０重量部との共重合体：重量平均分子量約６０万）１００重量部と、分子量約７０００のウレタンアクリレートオリゴマー１５０重量部、硬化剤（トルイレンジイソシアナートとトリメチロールプロパンの付加物）５重量部と、光重合開始剤（チバ・スペシャルティケミカルズ社製、イルガキュア１８４）５重量部とを配合した。この組成物をロールナイフコーターによる転写塗工により、（１）により得られた応力緩和性フィルムの片面に塗布乾燥し、厚さ２０μｍの粘着剤層を形成した。
（３）剛性フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製：厚み１２５μｍ）を使用し、この片面に永久粘着型のアクリル系粘着剤（リンテック社製：ＰＡ−Ｔ１）をロールナイフコーターによる直接塗工で厚さ２０μｍとなるように塗布した。
（４）応力緩和性フィルムの前記エネルギー線硬化型粘着剤層を形成していない面に対し、剛性フィルムの粘着剤層面を貼り合わせることにより、半導体ウエハ加工用粘着シートを得た。
【００３８】
半導体ウエハ加工用粘着シートに使用した応力緩和性フィルムの応力緩和率、および剛性フィルムのヤング率、並びに半導体ウエハ加工用粘着シートのウエハ研磨適性、およびウエハ搬送性を上記に示す方法で測定した。結果を表１に示す。
【００３９】
【実施例２】
剛性フィルムとして厚み２００μｍの中密度ポリエチレンを用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００４０】
【実施例３】
剛性フィルムとして厚み１８８μｍのポリエチレンテレフタレートを用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
【比較例１】
剛性フィルムに代えて、厚み５０μｍの低密度ポリエチレンを用いた以外は、実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
【比較例２】
応力緩和性フィルムを使用せず、剛性フィルムに直接エネルギー線硬化型粘着剤を塗布した以外は、実施例３と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
【比較例３】
剛性フィルムを使用しない以外は、実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体ウエハ加工用粘着シートの断面図を示す。
【符号の説明】
１…応力緩和性フィルム
２…剛性フィルム
３…エネルギー線硬化型粘着剤層
１０…半導体ウエハ加工用粘着シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for processing a semiconductor wafer, in particular, it relates to a processing method of a semiconductor wafer which is suitably used for grinding a semiconductor wafer to the ultrathin.
[0002]
[Prior art]
In recent years, IC cards have been widely used, and further reduction in thickness has been desired. For this reason, it is necessary to reduce the thickness of a semiconductor chip, which has conventionally been about 350 μm, to a thickness of 50 to 100 μm or less. In addition, increasing the diameter of the wafer has been studied in order to improve productivity.
[0003]
Grinding the back surface of the wafer after forming the circuit pattern is conventionally performed. At this time, an adhesive sheet is attached to the circuit surface to protect the circuit surface and fix the wafer, and then perform back surface grinding. Conventionally, a pressure-sensitive adhesive sheet in which a pressure-sensitive adhesive is coated on a soft substrate has been used for this application. However, in the pressure sensitive adhesive sheet using a soft base material, the tension applied at the time of sticking accumulates as residual stress. When the wafer has a large diameter or is ground to a very thin thickness, the residual stress of the pressure-sensitive adhesive sheet is superior to the strength of the wafer, and the wafer is warped by the force for eliminating the residual stress. In addition, since the wafer is fragile after grinding, the soft substrate may be damaged during transportation.
[0004]
For this reason, use of a hard base material is examined as a base material of the adhesive sheet for protection of a thin film wafer or a large diameter wafer.
In addition, single-layer polyethylene terephthalate film, which is widely used as a hard substrate, can be applied with a relatively low tension, but the tension applied at the time of application remains even after grinding, and the adhesive sheet The shrinkage of the wafer occurs and the wafer may be bent accordingly.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the prior art as described above, and is capable of grinding to a very thin thickness without bending the wafer when grinding a back surface of a thin film wafer or a large-diameter wafer, and is extremely important in a transfer operation. An object of the present invention is to provide an adhesive sheet for processing a semiconductor wafer that does not cause damage even when a thin wafer is handled.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A method for processing a semiconductor wafer according to the present invention includes:
A base material formed by laminating a stress relaxation film and a rigid film having a Young's modulus × thickness in the range of 1 × 10 ⁵ to 1 × 10 ⁶ N / m, and formed on one surface of the base material Affixing the wafer surface on which the circuit pattern is formed to the adhesive layer of the adhesive sheet for processing a semiconductor wafer comprising an energy ray curable adhesive layer,
Grind the backside of the wafer to a very thin thickness,
The ground wafer is conveyed while being sucked and held .
[0007]
In the method for processing a semiconductor wafer according to the present invention , it is preferable that the stress relaxation film has a stress relaxation rate of 10 % or more after 1 minute in a tensile test of 40% or more after one minute.
The semiconductor wafer processing method according to the present invention is preferable as a semiconductor wafer processing method when the back surface of the semiconductor wafer is ground to a thickness of 100 μm or less.
[0008]
According to the semiconductor wafer processing method of the present invention, the back surface of the semiconductor wafer can be ground to an extremely thin thickness without bending the wafer.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a semiconductor wafer processing pressure-sensitive adhesive sheet 10 according to the present invention was formed on a base material on which a stress relaxation film 1 and a rigid film 2 were laminated, and on one side of the base material. It consists of an energy ray curable pressure-sensitive adhesive layer 3.
[0010]
1 shows an embodiment in which the energy ray curable pressure-sensitive adhesive layer 3 is formed on the stress relaxation film 1, but a laminated structure of the pressure-sensitive adhesive layer 3 / the rigid film 2 / the stress relaxation film 1 is shown. It may be. However, in the present invention, it is particularly preferable to adopt the configuration shown in FIG.
The stress relaxation film 1 has excellent stress relaxation properties. Specifically, the stress relaxation rate at 10% elongation in a tensile test is 40% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% after 1 minute. That's it. The higher the stress relaxation rate, the better. The upper limit is theoretically 100%, and may be 99.9%, 99% or 95% depending on the case.
[0011]
Since the stress relaxation film 1 is excellent in stress relaxation, the residual stress is attenuated immediately after being applied to the adherend. Therefore, even a wafer that has been ground to an extremely thin thickness after application of the pressure-sensitive adhesive sheet 10 and becomes brittle can be held without bending because the overall residual stress of the pressure-sensitive adhesive sheet 10 is extremely small.
The thickness of the stress relaxation film 1 is preferably 30 to 1000 μm, more preferably 50 to 800 μm, and particularly preferably 80 to 500 μm.
[0012]
The stress relaxation film 1 is made of a resinous film and is not particularly limited as long as the above physical properties are satisfied. Even if the resin itself exhibits the above physical properties, the above physical properties can be obtained by adding other additives. It may be what becomes. Further, the stress relaxation film 1 may be a film obtained by curing and curing a curable resin, or may be a film obtained by forming a thermoplastic resin.
[0013]
As the curable resin, a photocurable resin, a thermosetting resin, or the like is used, and a photocurable resin is preferably used.
As the photocurable resin, for example, a resin composition containing a photopolymerizable urethane acrylate oligomer as a main ingredient is preferably used.
The urethane acrylate oligomer includes a polyol compound such as a polyester type or a polyether type and a polyvalent isocyanate compound such as 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and 1,3-xylylene diisocyanate. 1, 4-xylylene diisocyanate, diphenylmethane 4,4-diisocyanate, and the like, a terminal isocyanate urethane prepolymer obtained by reacting with an acrylate or methacrylate having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl acrylate or 2-hydroxy Ethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, polyethylene glycol acrylate, polyethylene glycol methacrylate, etc. Obtained by. Such a urethane acrylate oligomer has a photopolymerizable double bond in the molecule and is polymerized and cured by light irradiation to form a film.
[0014]
The molecular weight of the urethane acrylate oligomer preferably used in the present invention is in the range of 1000 to 50000, more preferably 2000 to 30000. The above urethane acrylate oligomers can be used alone or in combination of two or more.
Since only the urethane acrylate oligomer as described above is often difficult to form, it is usually diluted with a photopolymerizable monomer and then cured to obtain a film. The photopolymerizable monomer has a photopolymerizable double bond in the molecule, and in the present invention, an acrylic ester compound having a relatively bulky group is preferably used.
[0015]
Specific examples of photopolymerizable monomers used for diluting such urethane acrylate oligomers include isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclo Alicyclic compounds such as pentenyloxy (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, adamantane (meth) acrylate,
Aromatic compounds such as phenylhydroxypropyl acrylate and benzyl acrylate, or heterocyclic compounds such as tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, morpholine acrylate, N-vinyl pyrrolidone and N-vinyl caprolactam can be mentioned. Moreover, you may use polyfunctional (meth) acrylate as needed.
[0016]
The photopolymerizable monomer is used in an amount of preferably 5 to 900 parts by weight, more preferably 10 to 500 parts by weight, and particularly preferably 30 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the urethane acrylate oligomer.
When the stress relaxation film 1 is formed from the above-mentioned photocurable resin, the polymerization curing time and the amount of light irradiation by light irradiation can be reduced by mixing a photopolymerization initiator in the resin.
[0017]
Examples of such photopolymerization initiators include photoinitiators such as benzoin compounds, acetophenone compounds, acylphosphine oxide compounds, titanocene compounds, thioxanthone compounds, and peroxide compounds, and photosensitizers such as amines and quinones. Specifically, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyldiphenyl sulfide, tetramethylthiuram monosulfide, azobisisobutyronitrile, dibenzyl, diacetyl, β- Examples include crawl anthraquinone.
[0018]
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.05 to 15 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, and particularly preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total resin. It is.
The curable resin as described above can be selected from various combinations of oligomers or monomers so as to have the above-described physical property values.
[0019]
The above-mentioned resin may contain additives such as inorganic fillers such as calcium carbonate, silica and mica, metal fillers such as iron and lead, and colorants such as pigments and dyes.
As a method of forming the stress relaxation film 1, a liquid resin (resin before curing, resin solution, etc.) is cast into a thin film on the rigid film 2 described later, and then formed into a film by a predetermined means. By doing so, the substrate can be manufactured. According to such a manufacturing method, the stress applied to the resin during film formation is small, and the formation of fish eyes is small. Moreover, the uniformity of the film thickness is also high, and the thickness accuracy is usually within 2%.
[0020]
As another film forming method, the stress relaxation film 1 may be prepared as a single layer film by manufacturing by extrusion molding by a T-die or an inflation method or a calendar method.
Various thin layer products are used as the rigid film 2, and a synthetic resin film is preferably used from the viewpoint of water resistance, heat resistance, rigidity, and the like. The Young's modulus × thickness of the rigid film 2 is preferably 5.0 × 10 ⁴ N / m or more, more preferably 1 × 10 ⁵ to 1 × 10 ⁶ N / m. Here, the thickness of the rigid film 2 is usually 10 μm to 5 mm, preferably 50 to 500 μm.
[0021]
Specific examples of such a rigid film 2 include polyolefin films such as polypropylene film and polymethylpentene film; polyvinyl chloride film, polyethylene naphthalate film, polyimide film, polyether ether ketone film, polyether sulfone film, Polystyrene film, polyethylene terephthalate film, polybutylene terephthalate film, polyurethane film, polyamide film and the like are used. The rigid film 2 may be a single-layer product or a laminated product of the various films described above.
[0022]
Among the above, the rigid film 2 is preferably one that does not give adverse effects such as ion contamination to the wafer, and specifically, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene naphthalate, polyamide, and the like are particularly preferable.
Lamination of the stress relaxation film 1 and the rigid film 2 may be performed directly by casting the raw material of the other film on one film as described above, or may use an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. The thickness of the adhesive layer or the pressure-sensitive adhesive layer is about 1 μm to 100 μm, and it is only necessary to have an adhesive force that does not peel off.
[0023]
As shown in FIG. 1, the pressure-sensitive adhesive sheet 10 for processing a semiconductor wafer according to the present invention has an energy ray-curable pressure-sensitive adhesive layer 3 formed on one side of a substrate, preferably a stress relaxation film 2.
The energy beam curable pressure-sensitive adhesive generally comprises an acrylic pressure-sensitive adhesive and an energy beam polymerizable compound as main components. Examples of the energy ray-polymerizable compound used in the energy ray-curable pressure-sensitive adhesive can be three-dimensionally reticulated by light irradiation as disclosed in, for example, JP-A-60-196956 and JP-A-60-223139. Low molecular weight compounds having at least two photopolymerizable carbon-carbon double bonds in the molecule are widely used. Specifically, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol Tetraacrylate, dipentaerythritol monohydroxypentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate or 1,4-butylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, polyethylene glycol Diacrylate, oligoester acrylate, urethane acrylate-based oligomer is used.
[0024]
The compounding ratio of the acrylic pressure-sensitive adhesive and the energy beam polymerizable compound in the energy ray curable pressure sensitive adhesive is 50 to 200 parts by weight, preferably 50 to 50 parts by weight of the energy ray polymerizable compound with respect to 100 parts by weight of the acrylic pressure sensitive adhesive. It is desirable to use in an amount in the range of 150 parts by weight, particularly preferably 70 to 120 parts by weight. In this case, the obtained pressure-sensitive adhesive sheet has a large initial adhesive strength, and the pressure-sensitive adhesive strength greatly decreases after irradiation with energy rays. Therefore, peeling at the interface between the wafer and the energy ray curable pressure-sensitive adhesive layer after completion of back surface grinding becomes easy.
[0025]
The energy beam curable pressure-sensitive adhesive layer 3 may be formed of an energy beam curable copolymer having an energy beam polymerizable group in the side chain. Such an energy beam curable copolymer has the property of having both adhesiveness and energy beam curable properties. Details of the energy beam curable copolymer having an energy beam polymerizable group in the side chain are described in, for example, JP-A Nos. 5-32946 and 8-27239.
[0026]
The acrylic energy ray-curable pressure-sensitive adhesive as described above has a sufficient adhesive force to the wafer before the energy ray irradiation, and the adhesive force significantly decreases after the energy ray irradiation. That is, the wafer is held with a sufficient adhesive force before energy beam irradiation, but after the energy beam irradiation, the ground wafer can be easily peeled off.
[0027]
The pressure-sensitive adhesive sheet 10 of the present invention is formed by coating the pressure-sensitive adhesive with a suitable thickness on one side of a substrate according to a generally known method such as a comma coater, gravure coater, die coater, reverse coater, etc. It is obtained by forming the curable pressure-sensitive adhesive layer 3 and then bonding a release sheet on the energy ray-curable pressure-sensitive adhesive layer as necessary. The energy ray curable pressure-sensitive adhesive layer 3 may be applied to either surface of the substrate, but the surface state of the wafer after polishing the wafer by applying to the stress relaxation film 1 side is good. This is preferable.
[0028]
The thickness of the energy ray-curable pressure-sensitive adhesive layer 3 is usually about 3 to 100 μm, preferably about 10 to 50 μm, although it depends on the material.
In order to improve the adhesiveness to the pressure-sensitive adhesive, the top surface of the base material, that is, the surface of the base material on which the pressure-sensitive adhesive layer 3 is provided may be subjected to corona treatment or other layers such as a primer.
[0029]
Such an adhesive sheet 10 for processing a semiconductor wafer according to the present invention is suitable, for example, as a surface protection sheet at the time of storage, transfer or processing of an ultrathin semiconductor wafer, especially when polishing the back surface of the wafer to an extremely thin thickness. It is useful as a protective adhesive sheet for protecting the circuit surface.
In the back grinding process of a semiconductor wafer using the pressure-sensitive adhesive sheet 10 of the present invention, first, the wafer surface is attached to the pressure-sensitive adhesive layer 3 of the pressure-sensitive adhesive sheet 10. A circuit pattern is formed on the wafer surface. This sticking step is performed so as not to apply tension as much as possible by using a laminator device dedicated to the wafer, but it is practically impossible to stick without completely applying tension. Therefore, in a normal pressure-sensitive adhesive sheet, the tension at this time accumulates as residual stress in the pressure-sensitive adhesive sheet, but in the pressure-sensitive adhesive sheet 10 of the present invention, the internal stress is attenuated by stress relaxation.
[0030]
Next, the back surface of the wafer is ground to a predetermined thickness by a grinder or the like, and chemical grinding by etching or the like is performed as necessary.
By such grinding, the wafer is ground to a thickness of 30 μm to 100 μm, for example. As described above, in a normal pressure-sensitive adhesive sheet, the tension at the time of sticking is accumulated as a residual stress in the pressure-sensitive adhesive sheet and causes the ultrathin wafer to bend. However, in the pressure-sensitive adhesive sheet 10 of the present invention, internal stress is reduced due to stress relaxation. Therefore, even if the wafer is ground to an extremely thin thickness, the wafer will not be bent. In the subsequent transfer operation, since the rigid film 2 is laminated, even if the wafer is sucked and held from either the upper surface or the lower surface, local stress is not directly applied to the wafer and the wafer is not damaged.
[0031]
Next, the energy ray curable pressure-sensitive adhesive layer 3 is irradiated with energy rays from the back surface (base material side) of the pressure-sensitive adhesive sheet 10 to reduce the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer 3 and peel off the pressure-sensitive adhesive sheet 10 from the wafer. To do.
The adhesive sheet for processing a semiconductor wafer according to the present invention can be used not only for surface protection during back grinding as described above, but also for protection during mirror polishing of a silicon wafer, and various processes in semiconductor wafer processing. Can be used for
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the pressure-sensitive adhesive sheet for processing a semiconductor wafer according to the present invention, the back surface of a semiconductor wafer, particularly a large-diameter wafer, can be ground to an extremely thin thickness without bending the wafer. Furthermore, even if a wafer that has become extremely thin during the transfer operation is handled, it will not be damaged.
[0033]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the following, “Young's modulus”, “stress relaxation rate”, “wafer warpage”, “wafer polishability”, and “wafer transportability” indicate values measured by the following methods.
"Young's modulus"
The measurement was performed according to JIS K-7127 at a test speed of 200 mm / min.
"Elastic modulus" G '(torsional shear method)
Specimen: Cylinder measuring 8mmφ x 3mm: DYNAMIC ANALYZER RDA II (manufactured by REOMETRIC)
Frequency: 1Hz
"Stress relaxation rate"
The stress relaxation film of the pressure-sensitive adhesive sheet prepared in Examples and Comparative Examples is cut into a width of 15 mm and a length of 100 mm to obtain a test piece. The test piece was pulled at a speed of 200 mm / min using TENSILON RTA-100 manufactured by Orientec Co., Ltd. From the stress A at the time of 10% elongation and the stress B after 1 minute of the extension stop, (AB) / A Calculated by x100 (%). "Wafer warpage"
The pressure-sensitive adhesive sheets prepared in Examples and Comparative Examples were attached to a silicon wafer (200 mmφ, thickness 750 μm) using a tape laminator (Adwill RAD-3500 manufactured by Lintec Corporation). Then, it grind | polished so that the thickness of Si wafer might be set to 100 micrometers using the polisher (the Disco company make, DFG-840). After grinding, the tape is placed on the wafer surface plate without removing the adhesive sheet.
[0034]
The measurement was performed with the surface plate as the zero point, and 17 measurement points were obtained. The amount of warpage was the difference between the maximum value and the minimum value.
"Wafer polishing aptitude"
The adhesive sheets prepared in Examples and Comparative Examples were attached with a tape laminator to the mirror surface side of a silicon wafer (200 mmφ, thickness 750 μm) on which the dot printing of the following pattern was applied as a bump (bad mark) on the mirror surface side. Then, it grind | polished so that the thickness of a silicon wafer might be set to 100 micrometers using the polisher.
・ Dot printing pattern Dot diameter: 500-600μm, dot height: 70μm, dot pitch: 10mm
・ Evaluation method is good: Dimple depth generated by polishing is less than 2 μm Defective: Dimple depth generated by polishing is 2 μm or more “wafer transportability”
The silicon wafer, which was obtained by evaluating the “wafer warpage” and was polished with an adhesive sheet, was loaded on the wafer storage unit of a wafer carrier exchange device (Adwill RAD-CXV, manufactured by Lintec Corporation). Using the suction pad of the transfer arm of the apparatus, the surface on the adhesive sheet side of the silicon wafer was sucked and held, and transferred and stored in a 200 mm wafer cassette case.
[0035]
10 wafers were processed, and the silicon wafers that were not cracked or chipped before the cassette case was stored were judged good, and those that occurred were considered bad.
[0036]
[Example 1]
(1) Urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 5,000 (manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.), 25 parts by weight of isobornyl acrylate, 25 parts by weight of phenylhydroxypropyl acrylate, and photopolymerization initiator (Ciba Specialty Chemicals) Irgacure 184) 2.0 parts by weight and 0.2 parts by weight of a phthalocyanine pigment were blended to obtain a photocurable resin composition for casting a stress relaxation film.
[0037]
The obtained resin composition was applied on a polyethylene terephthalate (PET) film (manufactured by Toray Industries, Inc .: thickness 38 μm) by a fountain die method so as to have a thickness of 110 μm to form a resin composition layer. Immediately after coating, the same PET film is further laminated on the resin composition layer, and then UV irradiation is performed using a high-pressure mercury lamp (160 W / cm, height 10 cm) under the condition of a light amount of 250 mJ / cm ^2. Thus, the resin composition layer was crosslinked and cured, and the PET films on both sides were peeled off to obtain a 110 μm-thick stress relaxation film layer.
(2) As an energy ray-curable pressure-sensitive adhesive, 100 parts by weight of an acrylic pressure-sensitive adhesive (copolymer of 90 parts by weight of n-butyl acrylate and 10 parts by weight of acrylic acid: weight average molecular weight of about 600,000) and a molecular weight of about 7000 150 parts by weight of a urethane acrylate oligomer, 5 parts by weight of a curing agent (addition product of toluylene diisocyanate and trimethylolpropane), and 5 parts by weight of a photopolymerization initiator (Irgacure 184, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were blended. . This composition was applied and dried on one side of the stress relaxation film obtained in (1) by transfer coating using a roll knife coater to form an adhesive layer having a thickness of 20 μm.
(3) A polyethylene terephthalate film (Toray Industries, Inc. thickness: 125 μm) is used as a rigid film, and a permanent adhesive acrylic adhesive (Lintec Corporation: PA-T1) is applied directly to this side by a roll knife coater. It applied so that it might become 20 micrometers in thickness.
(4) A pressure-sensitive adhesive sheet for processing a semiconductor wafer was obtained by bonding the pressure-sensitive adhesive layer surface of the rigid film to the surface of the stress relaxation film on which the energy ray-curable pressure-sensitive adhesive layer was not formed.
[0038]
The stress relaxation rate of the stress relaxation film used for the semiconductor wafer processing adhesive sheet, the Young's modulus of the rigid film, the wafer polishing suitability of the semiconductor wafer processing adhesive sheet, and the wafer transportability were measured by the methods described above. The results are shown in Table 1.
[0039]
[Example 2]
The same operation as in Example 1 was performed except that medium density polyethylene having a thickness of 200 μm was used as the rigid film. The results are shown in Table 1.
[0040]
[Example 3]
The same operation as in Example 1 was performed, except that polyethylene terephthalate having a thickness of 188 μm was used as the rigid film. The results are shown in Table 1.
[0041]
[Comparative Example 1]
The same operation as in Example 1 was performed except that low-density polyethylene having a thickness of 50 μm was used instead of the rigid film. The results are shown in Table 1.
[0042]
[Comparative Example 2]
The same operation as in Example 3 was performed except that the energy ray curable adhesive was directly applied to the rigid film without using the stress relaxation film. The results are shown in Table 1.
[0043]
[Comparative Example 3]
The same operation as Example 1 was performed except not using a rigid film. The results are shown in Table 1.
[0044]
[Table 1]

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an adhesive sheet for processing semiconductor wafers according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stress relaxation film 2 ... Rigid film 3 ... Energy ray hardening-type adhesive layer 10 ... Adhesive sheet for semiconductor wafer processing

Claims

A base material formed by laminating a stress relaxation film and a rigid film having a Young's modulus × thickness in the range of 1 × 10 ⁵ to 1 × 10 ⁶ N / m, and formed on one surface of the base material Affixing the wafer surface on which the circuit pattern is formed to the adhesive layer of the adhesive sheet for processing a semiconductor wafer comprising an energy ray curable adhesive layer,
Grind the backside of the wafer to a very thin thickness,
A method for processing a semiconductor wafer, comprising transporting the ground wafer while sucking and holding the wafer.

2. The method of processing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein the stress relaxation film has a stress relaxation rate at 10% elongation of 40% or more after 1 minute in the tensile test.

The semiconductor wafer processing method according to claim 1, wherein the back surface of the semiconductor wafer is ground to a thickness of 100 μm or less.