JP3963631B2

JP3963631B2 - 半導体ウエハ固定用シート

Info

Publication number: JP3963631B2
Application number: JP2000094093A
Authority: JP
Inventors: 誠二齋田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP2001279193A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板状の半導体ウエハをダイシング（チップ小片に切断・分離）する際に該半導体ウエハを固定するシートに係り、特に耐水性の向上により切削屑の混入を防止し、さらに、一旦粘着されたチップを無闇に脱落させない半導体ウエハ固定用シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハをダイシング・ピックアップする手段としては、半導体ウエハ固定用シート上に貼り付けられた半導体ウエハを該半導体ウエハ固定用シートの上面ごと回転丸刃等のダイシングブレードで切断し、その後、紫外線照射によって粘着力を低下させてから各チップ毎にピックアップするのが一般的である。ここで、該半導体ウエハ固定用シートに積層される粘着剤は、半導体ウエハ切断時には高い粘着力が必要であり、ピックアップ時にはその粘着力を低下させなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる手段では、半導体ウエハダイシング時に供給される冷却水によって、該半導体ウエハ固定用シートの粘着剤が吸水してしまい、条件によっては、チップ裏面への切りカスの混入やブレードへ粘着剤が付着してしまった。この切削屑は、チッピング（上記切断時に作成される半導体ウエハチップを部分的に欠けさせる現象）の原因となっている。また、該半導体ウエハ固定用シートにあっては、従来要求されている特性も備えていなければならない。該特性としては、ダイシング性（半導体ウエハをチップにダイシングする際にチップが飛散させない性質）、再剥離性（一旦シリコン製半導体ウエハにシートを貼り付けた後しばらくしてから該シートを剥離しても粘着剤がウエハ裏面に転写しない性質）、紫外線照射後のチップ保持性がある。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、従来の特性を備える一方、冷却水を浴びても吸水せずチッピングを生じさせない半導体ウエハ固定用シートを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記に鑑み鋭意検討を行った結果、粘着剤中の紫外線架橋性オリゴマの分子中に水酸基が耐水性の低下をもたらし、チッピングを発生させる要因であることがわかり、該水酸基を除去することを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明は、半導体ウエハ固定用シートの粘着剤を、ベースポリマ１００重量部、紫外線架橋性オリゴマ５〜３００重量部、光重合開始剤０．１〜１５重量部及び硬化剤０．０５〜３０重量部で配合し、上記紫外線架橋性オリゴマの主成分を次の一般式で表されるエポキシ（メタ）アクリレート及び／又はエポキシアルキル（メタ）アクリレートとしたものである。
【０００７】
【化２】
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明における紫外線架橋性オリゴマは、紫外線照射を受けた光重合開始剤によって粘着剤全体を硬化させてその剥離接着力を低下させるためのものであり、上記一般式で表される特定のエポキシ（メタ）アクリレート及び／又はエポキシアルキル（メタ）アクリレートを用いることにより、冷却水を浴びても吸水せず、これにより半導体ウエハダイシング時にチッピング（上記切断時に作成される半導体ウエハチップを部分的に欠けさせる現象）の原因となる切削屑を発生させないものである。
【０００９】
この該紫外線架橋性オリゴマの配合比はあまりに少ないと硬化が遅くダイシング性やピックアップ性が悪くなって作業性に劣り、あまりに多いと光に敏感になり保存安定性が悪くなりチッピング性、再剥離性さらには紫外線照射後のチップ保持性が悪くなるため、好ましくは５〜３００重量部、さらに好ましくは２０〜１００重量部がよい。
【００１０】
本発明において、上記紫外線架橋性オリゴマの主成分を上記「化２」で開示した一般式で表されるエポキシアルキル（メタ）アクリレートとしたのは、耐水性を向上させるためである。これは、従来のエポキシアクリレートで冷却水によって乳化しやすかった原因となるアルコール性の水酸基を排除したため、達成された。
【００１１】
上記一般式の化合物製造方法は、次のような公知の方法により製造することができる。例えば、２，２−（４−ハイドロオキシフェニル）プロパンジグリシジエーテルの如きエポキシ成分１モルと、例えばフェニル（メタ）アクリレートの如き（メタ）アクリル酸エステル成分２モルを適当な熱重合禁止剤の存在下に加熱反応させることにより上記一般式の化合物が得られる。かかる一般式の化合物の製造原料としてのエポキシ樹脂成分は、例えばエチレングリコール型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン等のグリシジルアミノ型エポキシ樹脂又は脂環式エポキシ樹脂等を使用することができる。
【００１２】
これらエポキシ樹脂と反応させるべき（メタ）アクリル酸エステルの化合物としては、Ｐ−ニトロフェニル（メタ）アクリレート、Ｐ−クロロフェニル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、Ｐ−メチルフェニル（メタ）アクリレート、Ｐ−メトキシフェニル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート又はラウリル（メタ）アクリレートの如き公知の（メタ）アクリル酸エステルを使用できる。特に好ましいものは置換基を有しても良いフェニル（メタ）アクリレートである。
【００１３】
かかる反応に使用する触媒としては、第四アンモニウム塩、第四ホスホニウム塩及び第三級アミン等の公知の触媒を用いることができる。また、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸エステルとの反応は、好ましくは５０℃〜１５０℃、より好ましくは８０℃〜１３０℃において、通常０．１時間〜１０時間、好ましくは０．５時間〜５時間反応させればよい。
【００１４】
本発明における上記光重合開始剤は、紫外線照射を受けた際に上記紫外線架橋性オリゴマのラジカル重合を開始させ硬化させることにより粘着剤全体を硬化させてその剥離接着力を低下させるためのものであり、この配合比はあまりに少ないと光反応性が悪くなって硬化が遅く作業性に劣り、あまりに多いと光に敏感になり保存安定性が悪くなり再剥離性や紫外線照射後のチップ保持性が悪くなるため、好ましくは０．１〜１５重量部、さらに好ましくは３〜５重量部がよい。
【００１５】
上記光重合開始剤としては、具体的にはベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、ベンゾフェノン類又はキサントン類等がある。ベンゾインとしてはベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル等があり、アセトフェノン類としてはベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−アセトフェノン、２，２―ジエトキシ−２−アセトフェノン、１，１−ジクロロアセトフェノン等がある。アントラキノン類としては２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ターシャリブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノンの如き、
２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等があり、ケタール類としてはアセトフェノンジメチルケータル、ベンジルジメチルメタール、ベンジルジフエニルサルフアイド、テトラメチルチウラムモノサルフアイド、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等がある。
【００１６】
該光重合開始剤には、必要に応じて公知の安息香酸系、第三級アミン等といった光重合促進剤の１種又は２種以上の組合せを併用しても良い。第三級アミンとしてはトリエチルアミン、テトラエチルペンタアミン、ジメチルアミノエーテル等がある。
【００１７】
本発明において硬化剤を配合させたのは、粘着剤として凝集力を高めつつ貼り合わせ時の汚染を押さえ、再貼り合わせを可能にするためである。また、あまりに多いと初期粘着力が低くなりあまりに少ないと汚染性が高くなるため、該硬化剤は０．０５〜３０重量部、好ましくは１．０〜５．０重量部配合するのがよい。
【００１８】
該硬化剤としては、イソシアネート、硫黄と加流促進剤の混合物、ポリアルキルフェノール、有機過酸化物等があり、これらの単独物のみならず混合物であってもよい。上記イソシアネートとしては、多価イソシアネート化合物、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−キシレンジイソシアナート、ジフエニルメタン−４，４’−ジイソシアナート、ジフエニルメタン−２，４’−ジイソシアナート、３−メチルジフエニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ジシクロキシシルメタン−４，４’−ジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン−２，４’ジイソシアナート、リジンイソシアナート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート等がある。
【００１９】
本発明における粘着剤に重合禁止剤を配合することにより意図しない重合（例えば熱による重合）を防止させることもできる。この重合禁止剤としては、ピクリン酸、フエノール、ハイドロキノン、ハイドルキノンモノメチルエーテル等がある。
【００２０】
本発明におけるベースポリマとしては、一般に知られているアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等を用いることができる。
【００２１】
該アクリル系粘着剤には、従来公知のアクリル系粘着剤を適宜選択して使用でき、一般的には、アクリル酸エステル系を主たる構成単量体単位とする単独重合体（主モノマ）及びコモノマとの共重合体から選ばれたアクリル系共重合体、その他の官能性単量体（官能基含有モノマ）との共重合体及びこれら重合体の混合物がある。ここで、上記主モノマとしては、ばエチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等があり、上記コモノマとしては、酢酸ビニル、アクリルニトリル、アクリルアマイド、スチレン、メチルメタクリレート、メチルアクリレート等がある。また、上記官能基含有モノマとしては、メタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリルアマイド、メチロールアクリルアマイド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等がある。
【００２２】
前記ゴム系粘着剤としては、例えば、天然ゴム、合成イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンブロツク共重合体、スチレン・イソプレンブロツク共重合体、ブチルゴム、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリビニルエーテル、シリコーンゴム、ポリビニルイソブチルエーテル、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、クラフトゴム、再生ゴム、スチレン・エチレン・ブチレン・ブロツクコポリマ、スチレン・プロピレン・ブチレン・ブロツクコポリマ、スチレン・イソプレン・ブロツクポリマ、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・アクリルエステル共重合体、メチル・メタアクリレート・ブタジエン共重合体、ポリイソブチレン・エチレン・プロピレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリイソブチレン・シリコンゴム、ポリビニルイソブチルエーテル・クロロプレン等があり、これらの単独物のみならず混合物であってもよい。
【００２３】
本発明にあっては、粘着付与樹脂を必要に応じて添加することができる。該粘着付与樹脂としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂、水添石油樹脂、クロマン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、キシレン樹脂等の単独物又は混合物といった水酸基を有しないものがある。
【００２４】
なお、本発明にかかる半導体固定用シートで積層される粘着剤は、一般に５〜５０μｍの厚みで形成される。これはあまりに厚いと紫外線照射による硬化が遅くなりあまりに薄いと粘着剤としての機能（チップ保持）を発揮し得なくなるためである。また、該粘着剤には従来公知の充填剤、老化防止剤、軟化剤、安定剤若しくは着色剤などを適宜選択して添加することができる。
【００２５】
本発明における基材としての紫外線透過シートは、該紫外線透過シート側からの紫外線を粘着剤にまで届かせるものがよく、例えばポリ塩化ビニル、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニルコポリマ、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の単独層又は複数層を採用できる。なお、一般に半導体ウエハ固定用シートの基材の厚みは１０〜５００μｍの範囲内から選択される。
【００２６】
なお、本発明にかかる半導体固定用シートは、必要に応じて粘着剤上にポリエチレンラミネート紙、剥離処理プラスチックフイルム等の剥離紙又は剥離シートを密着させて保存される。
【００２７】
本発明にあっては、基材としての紫外線透過シートと、該紫外線透過シート上に積層された粘着剤を有する半導体ウエハ固定用シートであって、該粘着剤が、ベースポリマ１００重量部、紫外線架橋性オリゴマ５〜３００重量部、光重合開始剤０．１〜１５重量部及び硬化剤０．０５〜３０重量部を有し、上記紫外線架橋性オリゴマが次の一般式で表されるエポキシ（メタ）アクリレート及び／又はエポキシアルキル（メタ）アクリレートを主成分とし、これにより半導体ウエハダイシング時に冷却水を浴びても粘着剤自体が吸水せずチッピングを生じさせない。
【００２８】
【実施例】
本発明にかかる半導体ウエハ固定用シートの各実施例と比較例の粘着剤の主要配合物とその特性値を表１に開示しつつ詳細に説明する。なお、表１における配合物の数値の単位は重量部である。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１における紫外線架橋性オリゴマは、実施例及び比較例２〜７においてエチレングリコールジフェニルアクリレート、比較例１においてエチレングリコールアクリレートを採用した。また、実施例・各比較例では光重合開始剤としてベンゾインイソプロピルエーテルを、硬化剤としてイソシアネート系硬化剤としての日本ポリウレタン工業社製のコロネートＬ４５を採用した。なお、表への記載を省略したが、実施例・各比較例にはベースポリマとしてアクリルゴム１００重量部（日本ゼオン社製のＡＲ５３Ｌ）を採用し、熱重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテル０．３重量部が配合されている。
【００３１】
特性値の測定にあっては、上記配合比で作成した粘着剤を１０μｍの厚さで基材として採用された紫外線透過シートとしてのポリエチレンテレフタレート製のシートに塗布し１００℃、１分間加熱乾燥したもので行った。また、実施例及び比較例で採用された紫外線照射は、照射光量１００ｍＪ／ｃｍ²の高圧水銀灯で行ったものである。
【００３２】
表１の「チッピング性」は、板状の半導体ウエハを０．４ｍｍ×１０．０ｍｍ角チップにダイシングする際にチップが０．２ｍｍ以上欠けたものを×、欠けがなかったものを○とし、「ダイシング性」は半導体ウエハを０．３ｍｍ×０．３ｍｍ角チップにダイシングする際にチップが飛散しなかったのを○、ウエハの端部に形成されたチップのみが飛散したのを△、全体的に飛散したのを×とした。
【００３３】
表１の特性値における「再剥離性」は一旦シリコン製半導体ウエハにシートを貼り付けてから６５℃で７日保存した後該シートを剥離した際にウエハ表面に粘着剤が２００倍の顕微鏡で発見されたのを×、２００倍の顕微鏡でも発見できなかったのを○としている。「紫外線照射後のチップ保持性」は、前記ダイシング性で○だった半導体ウエハ固定用シートに照射光量１００ｍＪ／ｃｍ²の高圧水銀灯で紫外線照射した後、チップが一つでも半導体ウエハ固定用シートから剥がれたのを×、一つも剥がれなかったのを○とした。また、「ピックアップ性」はダイシングされたチップを従来公知のピックアップ装置でピックアップした際に１つもピックアップミスのなかったものを○、１つでもミスがあったものを×とした。
【００３４】
水酸基を有する紫外線架橋型オリゴマを採用した比較例１ではチッピング性に劣り、紫外線架橋性オリゴマの量を少なくした比較例２ではダイシング性、再剥離性及び光反応性に劣り、紫外線架橋性オリゴマの量を多くした比較例３ではチッピング性、ダイシング性及び紫外線照射後のチップ保持性に劣った。
【００３５】
光重合開始剤の量を少なくした比較例４では再剥離性に劣り、光重合開始剤の量を多くした比較例５では再剥離性及び紫外線照射後のチップ保持性に劣った。また、硬化剤の量を少なくした比較例６では再剥離性に劣り、硬化剤の量を多くした比較例７ではチッピング性、ダイシング性及び紫外線照射後のチップ保持性に劣った。
【００３６】
【発明の効果】
本発明にかかる半導体ウエハ固定用シートは、基材としての紫外線透過シートと、該紫外線透過シート上に積層された粘着剤を有する半導体ウエハ固定用シートであって、該粘着剤が、ベースポリマ１００重量部、紫外線架橋性オリゴマ５〜３００重量部、光重合開始剤０．１〜１５重量部及び硬化剤０．０５〜３０重量部を有し、上記紫外線架橋性オリゴマが特定の一般式で表されるエポキシ（メタ）アクリレート及び／又はエポキシアルキル（メタ）アクリレートを主成分とし、これにより従来の特性を備える一方、冷却水を浴びても吸水せずチッピングを生じさせない。

Claims

基材としての紫外線透過シートと、該紫外線透過シート上に積層された粘着剤を有する半導体ウエハダイシング用シートであって、該粘着剤が、ベースポリマ１００重量部、紫外線架橋性オリゴマ５〜３００重量部、光重合開始剤０．１〜１５重量部及び硬化剤０．０５〜３０重量部を有し、上記紫外線架橋性オリゴマの主成分が次の一般式で表されるエポキシアルキル（メタ）アクリレートであることを特徴とする半導体ウエハダイシング用シート。
（上記式中におけるＲはエポキシ樹脂骨格を、Ｒ’は置換基を有してもよいフェニル基又はアルキル基を、Ｒ”は水素又はメチル基を表す）