JP4271409B2 - 脆質材料の加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脆質材料の加工方法に係り、更に詳しくは、両面粘着剤層を備えたシート等を介して硬質板に貼付された半導体ウェハ等の脆質材料を剥がす方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子産業や光学産業等において、表面に回路パターンが形成された半導体ウェハが広く利用されるに至っている。この半導体ウェハの厚みは、従来２００μｍ〜３００μｍ程度に研削加工を施していたが、近時のＩＣチップの小型化や薄型化の要請により、５０μｍ程度の極薄への加工が主流になりつつある。そのため、研削加工後の半導体ウェハの保管、搬送する際に、半導体ウェハに割れや傷が発生し易くなる。そこで、研削加工を行う前に、半導体ウェハを補強し、且つ、半導体ウェハのハンドリング性を確保するため、半導体ウェハをガラス板等の硬質板に固定する方法を採用する場合がある。半導体ウェハを硬質板に固定するに際しては、これらをワックスを介して貼付する手法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ワックスを介して貼付する場合、ワックスの厚さを均一に塗布することが困難であり、半導体ウェハを平滑り研削することが難しくなる。また、ワックス硬質板の端部からワックスがはみ出す傾向が強く、作業性に支障があるという不都合を生じる。更に、半導体ウェハを硬質板から剥がした後、有機溶剤を用いて洗浄しなければならず、自然環境の汚染を招来するという点において好ましくない。
【０００４】
そこで、本出願人より、特開２０００−１３６３６２号公報に開示されるように、ワックスに代えて熱収縮性のフィルムの両面に粘着剤層を備えた両面粘着シートを用いて硬質板と半導体ウェハとを貼付する方法が提案されている。
【０００５】
しかしながら、前記シートを用いて貼付した場合には、研削加工後、熱処理がある工程に使用できないという不都合がある。
【０００６】
そこで、本発明者が種々の実験を行ったところ、硬質板から半導体ウェハを剥がす前に、液体中に浸漬することによって、極薄化した半導体ウェハの割れ等を回避できることを知見した。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、前述した不都合を契機とする知見に基づいて案出されたものであり、その目的は、硬質板に貼付された半導体ウェハ等の脆質材料を容易に剥がすことができ、且つ、剥離時における脆質材料の割れや傷の発生を防止することができる脆質材料の加工方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、脆質材料が両面に粘着剤層を有する両面粘着シートを介して硬質板に固定されたユニットを形成し、前記硬質板から脆質材料を剥離する工程を含む加工方法において、
前記ユニットを前記粘着剤と不溶又は難溶の液体中に浸漬させて、両面粘着シートと脆質材料との界面、又は、両面粘着シートと硬質板との界面に前記液体を侵入させた後、
前記ユニットを前記液体中から取り出し前記ユニットの脆質材料側に転写テープを介してその周囲をリングフレームに固定し、
前記ユニットの硬質板側を吸着固定し、
前記リングフレームの一端側を徐々に持ち上げ、脆質材料を転写テープ側に転写することにより、前記ユニットの端部より脆質材料を硬質板から剥離する、という手法を採っている。
また、本発明は、脆質材料が両面に粘着剤層を有する両面粘着シートを介して硬質板に固定されたユニットを形成し、前記硬質板から脆質材料を剥離する工程を含む加工方法において、
前記ユニットの脆質材料側に転写テープを介してその周囲をリングフレームに固定した後、
前記ユニットを前記粘着剤と不溶又は難溶の液体中に浸漬させて、両面粘着シートと脆質材料との界面、又は、両面粘着シートと硬質板との界面に前記液体を侵入させた後、
前記ユニットを液体中から取り出し前記ユニットの硬質板側を吸着固定し、
前記リングフレームの一端側を徐々に持ち上げ、脆質材料を転写テープ側に転写することにより、前記ユニットの端部より脆質材料を硬質板から剥離する、という手法を採っている。このような手法により、粘着剤層の剥離抵抗力が低下するようになり、剥離時における脆質材料及び硬質板への負荷を軽減することができる。これにより、極薄化によって剛性が低下した脆質材料であっても、硬質板から容易に剥がすことができ、且つ、脆質材料及び硬質板の割れ等を防止することが可能となる。しかも、従来のようにワックス洗浄に使用するような有機溶剤を用いることなく剥離できるので、近時の環境問題に対応することができる。
【０００９】
また、本発明における脆質材料は半導体ウェハを対象とすることができる。このような半導体ウェハに本発明を適用することで、加工精度の厳格なる要求に十分に応えることができる。
【００１０】
更に、前記半導体ウェハを前記両面粘着シートを介して硬質板に固定した後、半導体ウェハを所定厚に研削加工することによりユニットを形成する方法を採用してもよく、更に、半導体ウェハを所定厚に研削加工した後、さらに所定サイズのチップにダイシングしてユニットを形成する方法を採ってもよい。これにより、種々のユニットに対応して半導体ウェハの剥離を行うことが可能となる。
【００１１】
また、前記粘着剤層は、紫外線硬化型粘着剤層からなり、前記粘着剤と不溶又は難溶の液体が、脱イオン水、純水又はアルコールの何れかを用いるとよい。粘着剤層に紫外線硬化型粘着剤を用いた場合、紫外線を照射して粘着剤層を硬化させることにより、液体中から取り出しても、侵入した液体により剥離した界面は、再付着することがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における硬質板としては、例えば、ガラス板、石英板や、アクリル板、ポリ塩化ビニル板、ポリエチレンテレフタレート板、ポリプロピレン板、ポリカーボネート板等のプラスチック板が使用できる。硬質板のＡＳＴＭＤ ８８３により定義される硬度は、好ましくは７０ＭＰａ以上である。硬質板の厚みは、その材質にもよるが、通常は、０．１〜１０mm程度である。また、両面粘着シートの粘着剤層に紫外線硬化型粘着剤を用いる場合には、硬質板は、紫外線透過性の材質により形成される。
【００１４】
図１に示すように、本発明に用いる両面粘着シート１２は、基材フィルム１４、基材フィルム１４の脆質材料１０に貼付する側の粘着材層１５，及び硬質板１１に貼付する側の粘着剤層１５’よりなる。基材フィルム１４は寸法安定性、耐熱性、耐溶剤性にすぐれることから、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等のポリエステルフィルムが好ましく使用される。粘着剤層１５、１５’は、使用する液体Ｌにそれぞれ不溶性または難溶性であれば何ら限定されるものではないが、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリウレタン系、ポリビニルエーテル系の再剥離型の粘着剤や紫外線硬化型粘着剤あるいは水膨潤性の粘着剤が用いられる。
粘着剤層１５、１５’のうち、剥離操作を行う際、先に剥離して欲しい被着体（脆質材料１０または硬質板１１）の側に設けられる粘着剤層は、紫外線硬化型粘着剤や水膨潤性の粘着剤からなることが特に好ましい。粘着剤層が紫外線硬化型粘着剤であり、液体Ｌに浸漬する前に紫外線硬化していれば、ユニットＵを液体Ｌから取り出して乾燥した後でも、粘着剤が紫外線で硬化しているため被着体との界面が再び粘着することがない。また、粘着剤層が水膨潤性粘着剤であり液体Ｌが水（脱イオン水、純水等）であれば、粘着剤層と被着体との界面に水が侵入しやすく、また剥離した直後に乾燥しにくいため、その界面が再び粘着しにくくなる。
前記粘着剤層の反対面に設けられる粘着剤層（後から剥離したい側）は、前述した粘着剤の中から選択でき、さらに両側に設けられる粘着剤層は同種の粘着剤であってもよいし、異なってもよい。
なお、粘着剤１５，１５’の選択により、ユニットＵから脆質材料１０を剥がした際に、両面粘着シート１２が、硬質板１１に残着する場合と、脆質材料１０に付着して硬質板１１に残らない場合がある。脆質材料１０に付着した場合は、剥離した後に脆質材料１０に残った両面粘着シート１２を剥離すればよい。
本発明に用いる液体Ｌは、使用する粘着剤層１５、１５’と不溶または難溶であり、乾燥が可能であれば何ら限定されないが、水やアルコール等の環境に安全な液体が好ましい。脆質材料１０が半導体ウエハであり、液体Ｌに水を使用する場合は半導体ウエハに悪影響を及ぼさないよう脱イオン水や純水を用いることが好ましい。
本発明において、不溶または難溶という用語は、粘着剤に液体Ｌが接触した場合に、液体Ｌが粘着剤に吸収されずにその表面を被覆し、粘着力を消失させるように働く性質を表す。反対に、粘着剤が液体Ｌに可溶であれば、粘着剤に液体Ｌが吸収されその表面が軟化し、粘着力が増すような性質を示す。
ユニットＵを液体Ｌに浸漬することにより、液体Ｌは毛細管現象により顕微鏡では検出できない程度の量が粘着剤層と被着体との界面に侵入するものと考えられる。粘着剤は液体Ｌに不溶または難溶なので、液体Ｌが侵入した界面は非粘着状態となり剥離しやすくなる。
なお、液体Ｌの毛細管現象を促進させるためには、液体Ｌに界面活性剤を添加してもよい。脆質材料１０が半導体ウェハである場合は、非イオン性界面活性剤を使用することが好ましい。また、ユニットＵを浸漬した液体Ｌの槽に超音波処理を行って、液体Ｌの毛細管現象を促進させてもよい。
本発明において、ユニットＵから脆質材料１０を剥離する手段は、何ら限定はない。ユニットＵの脆質材料１０側に転写テープ１８を粘着し、この転写テープ１８ごと脆質材料１０を剥離すれば、脆質材料１０を破損する可能性が小さくなるので好ましい（図４）。また、転写テープ１８の周囲にダイシング等に使用するリングフレーム１９を貼着し、このリングフレーム１９でユニットＵを固定するとリングフレーム１９の操作で、剥離作業が可能となるので好ましい。転写テープ１８を脆質材料１０に貼着するのは、液体Ｌに浸漬する前であっても、後であってもよい。
本発明に使用する転写テープ１８は、市販のダイシングテープをそのまま使用することができる。市販のダイシングテープを使用すれば、転写テープ１８に脆質材料１０を転写した後、そのままの状態でダイシングすることが可能となる。
【００１５】
なお、脆質材料及び硬質板を接着するための両面粘着シート及び転写テープは、脆質材料が面的に広がりを有していることに対応した説明概念であって、細長いテープをも含むものである。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明に係る方法の具体的な実施例を、図面及び比較例を参照しながら説明する。
【００１７】
［実施例１］
先ず、脆質材料となる材料として、２００ｍｍ径、７２５μｍ厚の半導体シリコンウェハ１０を適用し、５０μｍまで研削加工することにより脆質材料とした。また、硬質板として、２００ｍｍ径、７００μｍ厚のガラス板１１（ソーダライムガラス）を使用した。
両面粘着シート１２は、両面が紫外線硬化型の両面粘着シートを用いた。ここでは、基材フィルム１４をポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ、厚さ２５μｍ）とし、基材フィルム１４の両面の粘着剤層１５，１５’を紫外線硬化性官能基を有するアクリルポリマーからなる２０μｍ厚の紫外線硬化型粘着剤層とした。
また、転写テープ１８は、紫外線硬化型のダイシングテープ（リンテック株式会社製、Ａｄｗｉｌｌ Ｄ６５０）を使用した。
先ず、テープラミネータ（リンテック株式会社製、Ａｄｗｉｌｌ ＲＡＤ３５００／ｍ１２）を用いて、両面粘着シート１２の一方の面をシリコンウェハ１０（鏡面側）に貼付し、両面粘着シート１２をシリコンウェハ１０の外周に沿って切断した。次いで、両面貼付装置（リンテック株式会社製、Ａｄｗｉｌｌ ＲＡＤ８００１ＬＡ）を用いて、両面粘着シート１２の他方の面をガラス板１１に貼付し、図１に示されるように、シリコンウェハ１０をガラス板１１上に固定した。
次に、ガラス板１１に固定されたシリコンウェハ１０を研削装置（ディスコ社製、ＤＦＧ−８４０）に搭載し、シリコンウェハ１０を仕上げ厚さが５０μｍとなるまで研削した。さらに、ダイシング装置（東京精密社製、ＡＷＤ４０００Ｂ）を用い、図２に示されるように、シリコンウェハ１０を１０ｍｍ×１０ｍｍのサイズのチップに分割してユニットＵを形成した。
そして、紫外線照射装置（リンテック株式会社製、Ａｄｗｉｌｌ ＲＡＤ２０００／ｍ８）を用いて、ガラス板１１側から紫外線を照射し、両面粘着シート１２の各粘着剤層１５，１５’を両方とも硬化させた。続いて、テープマウンタ（リンテック株式会社製、Ａｄｗｉｌｌ ＲＡＤ２５００／ｍ８）を用いて、ユニットＵのシリコンウェハ１０（チップ）面に転写テープ１８を貼付し、転写テープ１８を介してシリコンウェハ１０（チップ）をリングフレーム１９（ディスコ社製、ＭＯＤＴＦ２−８−１）に固定した。
リングフレーム１９に固定されたユニットＵを、図３に示されるように、粘着剤層１５，１５’が不溶の液体Ｌ（２５℃の脱イオン水）の水槽Ｗに１２時間浸漬した。その後、図４に示されるように、水槽Ｗから取り出したユニットＵのガラス板１１側を吸着テーブルＴ上に載置してから吸着保持した。そして、リングフレーム１９の一端側を徐々に持ち上げることによって、両面粘着シート１２とシリコンウェハ１０との層間で剥離し、図５に示されるように、シリコンウェハ１０（チップ）をガラス板１１から転写テープ１８に転写した。結果を表１に示す。
【００１８】
［実施例２］
実施例２では、実施例１に対し、シリコンウェハ１０の研削加工後にはダイシングを行わず、転写テープ１８にシリコンウェハ１０を転写した後に、転写テープ１８上でフルカットダイシングを行った。結果を表１に示す。
【００１９】
［実施例３］
実施例３では、先ず、テープラミネータを用いて、両面粘着シート１２の一方の面をガラス板１１に貼付し、両面粘着シート１２をガラス板１１の外周に沿って切断した。次いで、両面貼付装置を用いて、両面粘着シート１２の他方の面をシリコンウェハ１０に貼付し、シリコンウェハ１０をガラス板１１上に固定した。
ガラス板１１に固定されたシリコンウェハ１０を研削装置に搭載し、シリコンウェハ１０を仕上げ厚さが５０μｍとなるまで研削した。さらに、ダイシング装置を用いて、シリコンウェハ１０を１０ｍｍ×１０ｍｍのサイズのチップに分割してユニットＵを形成した。
次に、紫外線照射装置を用いて、ガラス板１１側から紫外線を照射し、両面粘着シート１２の各粘着剤層１５，１５’を両方とも硬化させた。その後、ユニットＵを、粘着剤１５が不溶の液体Ｌ（２５℃の脱イオン水）の水槽Ｗに１２時間浸漬した。
次いで、テープマウンタを用いて、水槽Ｗから取り出したユニットＵのシリコンウェハ１０（チップ）面に転写テープ１８を貼付し、転写テープ１８を介してシリコンウェハ１０（チップ）をリングフレーム１９に固定した。
そして、ユニットＵのガラス板１１側を吸着テーブルＴ上に載置してから吸着保持した。その後、リングフレーム１９の一端側を徐々に持ち上げることによって、両面粘着シート１２とシリコンウェハ１０との層間で剥離し、シリコンウェハ１０（チップ）をガラス板１１から転写テープ１８に転写した。結果を表１に示す。
なお、実施例３において使用するシリコンウェハ１０、ガラス板１１、両面粘着テープ１２その他の装置類等は実施例１と同じものを使用した。
【００２０】
［実施例４］
実施例４では、実施例３に対し、シリコンウェハ１０の研削加工後にはダイシングを行わず、転写テープ１８にシリコンウェハ１０を転写した後に、転写テープ１８上でフルカットダイシングを行った。結果を表１に示す。
【００２１】
［実施例５〜実施例８］
実施例１〜４に対し、両面粘着テープ１２のガラス板１１に貼付する側の粘着剤層１５’を水膨潤型のアクリル系粘着剤（厚さ２０μｍ）とし、シリコンウェハ１０に貼付する側の粘着剤層１５を実施例１と同様に紫外線硬化型粘着剤を使用した。これ以外は、同様の加工を行って、それぞれを実施例５〜実施例８とした。結果を表１に示す。
【００２２】
［比較例１，２］
比較例１，２では、前記ユニットＵを不溶の液体の水槽Ｗに浸漬しなかった以外は、実施例１，２と同様の加工を行った。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
以上のように、各実施例及び比較例において１枚のシリコンウェハ１０から得られたチップ（周辺チップを除く）及び硬質板１１をそれぞれ観察し、表１に示されるような結果を得た。
【００２５】
ここで、表１に示されるように、実施例１〜８について、割れが発生したチップは５０枚中１枚もなく、硬質板１１についても割れが発生しなかった。これに対し、比較例１，２については、割れが発生したチップ１７の枚数が５０枚中１２枚、４２枚となり、硬質板１１には割れが発生した。
【００２６】
従って、前記実施例１〜８は、脆質材料１０を剥がすときに、比較例１，２よりもチップ及び硬質板１１の割れを回避することができることが明らかである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、両面粘着シートを介して貼付された脆質材料及び硬質板を液体に所定時間浸漬させることにより、両面粘着シートの粘着剤層と脆質材料又は硬質板との間に液体が侵入し、当該粘着剤層の剥離抵抗力を低下させることができる。これにより、硬質板から脆質材料を容易に剥がすことができ、且つ、脆質材料の割れや傷等を効果的に回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法が適用される脆質材料がシートを介して硬質板に貼付された状態を示す概略断面図。
【図２】脆質材料のダイシングを行った後の状態を示す断面図。
【図３】脆質材料及び硬質板を液体に浸漬した状態を示す断面図。
【図４】脆質材料及び硬質板を剥離する状態を示す断面図。
【図５】脆質材料及び硬質板を剥離した後の状態を示す断面図。
【符号の説明】
１０ 脆質材料（半導体シリコンウェハ）
１１ 硬質板（ガラス板）
１２ 両面粘着シート
１５，１５’ 粘着剤層
Ｌ 液体
Ｕ ユニット

Claims (6)

1. 脆質材料が両面に粘着剤層を有する両面粘着シートを介して硬質板に固定されたユニットを形成し、前記硬質板から脆質材料を剥離する工程を含む加工方法において、
   前記ユニットを前記粘着剤と不溶又は難溶の液体中に浸漬させて、両面粘着シートと脆質材料との界面、又は、両面粘着シートと硬質板との界面に前記液体を侵入させた後、
   前記ユニットを前記液体中から取り出し前記ユニットの脆質材料側に転写テープを介してその周囲をリングフレームに固定し、
   前記ユニットの硬質板側を吸着固定し、
   前記リングフレームの一端側を徐々に持ち上げ、脆質材料を転写テープ側に転写することにより、前記ユニットの端部より脆質材料を硬質板から剥離することを特徴とする脆質材料の加工方法。
2. 脆質材料が両面に粘着剤層を有する両面粘着シートを介して硬質板に固定されたユニットを形成し、前記硬質板から脆質材料を剥離する工程を含む加工方法において、
   前記ユニットの脆質材料側に転写テープを介してその周囲をリングフレームに固定した後、
   前記ユニットを前記粘着剤と不溶又は難溶の液体中に浸漬させて、両面粘着シートと脆質材料との界面、又は、両面粘着シートと硬質板との界面に前記液体を侵入させた後、
   前記ユニットを液体中から取り出し前記ユニットの硬質板側を吸着固定し、
   前記リングフレームの一端側を徐々に持ち上げ、脆質材料を転写テープ側に転写することにより、前記ユニットの端部より脆質材料を硬質板から剥離することを特徴とする脆質材料の加工方法。
3. 前記脆質材料は半導体ウェハであることを特徴とする請求項１又は２記載の脆質材料の加工方法。
4. 前記半導体ウェハを前記両面粘着シートを介して硬質板に固定した後、
   前記半導体ウェハを所定厚に研削加工することによりユニットを形成することを特徴とする請求項３記載の脆質材料の加工方法。
5. 前記半導体ウェハを所定厚に研削加工した後、さらに所定サイズのチップにダイシングしてユニットを形成することを特徴とする請求項４記載の脆質材料の加工方法。
6. 前記粘着剤層は、紫外線硬化型粘着剤層からなり、前記粘着剤と不溶又は難溶の液体が、脱イオン水、純水又はアルコールであることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の脆質材料の加工方法。

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