JP4550633B2

JP4550633B2 - 半導体ウエハ加工用テープ

Info

Publication number: JP4550633B2
Application number: JP2005072893A
Authority: JP
Inventors: 朗矢吹; 正三矢野
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2025-03-15
Also published as: JP2006261195A

Description

本発明は、半導体ウエハ加工用テープに関し、より詳細には、ダイシング加工時に半導体ウエハを固定するための半導体ウエハ加工用テープに関する。

ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体装置の製造工程においては、シリコンやガリウムヒ素などの半導体ウエハは小片に切断分離（ダイシング）され、ピックアップ工程に移され、その後の工程に供される。ここで一般的な半導体ウエハのダイシング工程及びピックアップ工程について図２及び３を参照しながら説明する。なお、各図の説明において同一の要素には同一の符号を付す。

まず、両端がホルダーに固定されている、基材フィルム上に粘着剤を塗布した半導体ウエハ加工用テープ３３に、半導体ウエハ３１を貼着し（図２（ａ））、ダイシングを行いウエハ３１を素子小片（チップ）３１ａに分割する（図２（ｂ））。次いで、チップをピックアップするために矢印Ａ方向にエキスパンドしてチップ間の間隔を拡張し（図２（ｃ））、前チップのピックアップもしくは一部チップのピックアップを行う。一部チップのピックアップを行った場合（図２（ｄ））は、一度エキスパンドを解き（図２（ｅ））、後日ピックアップするためにカセット４１に収容しておく（図３）。

従来の半導体ウエハ加工用テープ（以下、単に「粘着テープ」ともいう。）としては、基材フィルム上に粘着剤が塗布されて粘着剤層が形成されるが、その基材フィルムが粘着剤層が塗布される粘着剤被塗布層、中間層およびエキスパンドリング接触層がこの順に積層されているものが開示されている（例えば特許文献１参照）。この場合、中間層を構成する材料としては、可塑剤を含む塩化ビニル樹脂（以下、「ＰＶＣ」ともいう。）が用いられている。

しかしながら、特許文献１に記載の粘着テープは、ＰＶＣを含み、その押出加工時若しくはダイシング時にＰＶＣ由来の熱分解物や塩化水素等の腐食性ガスを発生する可能性があり、通常はＰＶＣの熱安定性を向上させる熱安定剤が添加されている。この熱安定剤には金属イオンを含む化合物が含まれ、この化合物がチップの誤動作を引き起こす遠因となったり、ウエハやチップを汚染したりするという問題があった。また、テープの表面に可塑剤が移行し、この可塑剤によりウエハやチップが汚染されると共に、ウエハを固定する粘着剤の粘着力が経時的に弱まりダイシング加工時にチップが飛散してしまう。この結果、半導体チップの生産歩留まりが低下していた。また、押出加工される際に発生する腐食性物質が半導体ウエハ加工用テープに付着し、ウエハ、チップ上の回路、ボンディング工程、モールドボンディング工程により製造される集積回路の信頼性が失われる恐れもあった。

他方、粘着テープ用基材の構成に中間層を有することによって良好なエキスパンド性を有する粘着テープの開発も行われている。特許文献２には、粘着テープ用基材の中間層を構成する材料として、ポリブテン−１、ポリウレタン、ポリエステルエラストマー、１、２−ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体若しくはスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物、スチレン−エチレン−ペンテン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）又はスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）からなる粘着テープが開示され、更に、前述した材料とポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−αオレフィン共重合体との混合物からなる中間層を備えた粘着テープも開示されている。

しかしながら、粘着テープにポリオレフィンフィルムが使用される場合には、粘着テープは、ダイシング後のエキスパンド時にエキスパンドリングに接触する部分で局部的に延伸されるいわゆるネッキング現象を起こし、チップ間の距離を十分に拡張することができないという問題があった。また、粘着テープは、エキスパンド直後は抗張力があるが、ピックアップ中に応力緩和を起こしチップの重さによりたるんでくる。このため、ピックアップ時にチップの破損等が発生し、半導体チップの生産歩留まりが低下していた。
一方、粘着テープ用基材に中間層を有する粘着テープの開発もなされている。特許文献３には、粘着テープ用基材の中間層を構築する材料として、水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体２０〜７０質量％と、ポリプロピレン８０〜３０質量％との樹脂組成物を用いる粘着テープが記載されている。

しかしながら、最近のＩＣチップの高度集積化により、チップサイズはより小さくなっている。同じエキスパンド量でもチップが小さくなると、チップ間隔は小さくなり、ピックアップの際に機械による認識が困難になる。そこで、チップ間隔を広げるため、より広げようと機械的にテープを拡張するも、従来の粘着テープでは、部分的にテープが伸びるのみでチップ間隔はほとんど広がらない。最悪のケースは切り込んだ部分でテープが切れることがしばしばであった。

さらに、ＩＣチップの高度集積化により、ウエハ自体も薄くなっている。通常、ダイシングではウエハとともに粘着剤層を貫通し、基材フィルムの一部まで切断する。このとき、従来の粘着テープでは、基材フィルムからダイシング屑が発生し、ウエハを汚染することがあった。ダイシング屑は糸状であり、そしてこの糸状屑には粘着剤が付着している。このような糸状の屑がダイシングされたチップに付着すると容易には除去できないため、チップの歩留まり率が低下してしまう。ウエハ自体の肉厚が薄くなることにより、ダイシング屑による悪影響はますます大きくなる。

また、ダイシング前にウエハをテープに張り合わせ金属フレームに固定するが、この時、テープを金属フレームに合わせて所定の形状（通常は円形）にロータリーカッターを用いてカットする。ロータリーカッターの刃先は継続して使用していると丸くなるため、従来の粘着テープではテープが完全にカットされなくなり、製造歩留まりが悪くなるという欠点があった。

特開平６−１３４９４１号公報特開平２−２１５５２８号公報特開平１１−１９９８４０号公報

本発明はエキスパンド性が良好で、半導体チップへのダイシング屑の影響が少なく、かつカッティング性の良い、半導体ウエハ加工用テープを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記問題点について鋭意検討した結果、
（１）基材フィルム上に粘着剤層が形成され、前記基材フィルムは粘着剤層側から順に粘着剤被塗布層、中間層、エキスパンドリング接触層からなる半導体ウエハ加工用テープであって、前記粘着剤被塗布層が、水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体を１０〜２５質量％含む樹脂組成物であり、前記中間層は水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体を含有した樹脂組成物で構成され、前記中間層中の水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体の前記樹脂組成物中の含有量が、前記粘着剤被塗布層における水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体の含有量よりも大きいことを特徴とする半導体ウエハ加工用テープ、
を提供するものである。

本発明の半導体ウエハ加工用テープはエキスパンド性が良好で、半導体チップへのダイシング屑の影響が少なく、かつカッティング性に優れる。

本発明においては、粘着剤被塗布層には水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体が用いられる。水素添加するのは、水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体（以後、「ＨＳＢＲ」という）がプロピレンとの相溶性が良く、かつブタジエン中の二重結合の存在により起こる酸化劣化等に起因してもろくなるのを防止するためである。スチレン構成単位の含有率は、好ましくは５〜４０質量％であり、より好ましくは５〜１５質量％である。これは、５質量％未満では、スチレン−ブタジエン共重合体を安定して重合できなくなる場合があり、また４０質量％を超えると、硬くて脆くなる場合があるからである。スチレン−ブタジエン共重合体としては、ブロック型共重合体又はランダム型共重合体のいずれも用いられる。このうち、スチレン相が均一に分散して剛性が小さくなることから、スチレン−ブタジエン共重合体は、ランダム型共重合体であることが好ましい。共重合体の剛性を小さくすることで、押出加工性が良好となり、厚さムラを一層低減することができる。

本発明において、ＨＳＢＲとブレンドするポリマーは相溶する樹脂であれば特に限定されないが、ポリプロピレン（以下、「ＰＰ」という）が好ましい。
ＨＳＢＲはゴム状であるため、粘着剤被塗布層に１０〜２５質量％含有させることにより、ダイシング時における削り屑の発生を低減できる。ヒゲ低減効果はこの範囲内であれば十分効果があるが、２５質量％を超えると基材表面にべとつきが生じ、基材をロール状に巻いたとき、基材同士がくっついてしまい、実用上好ましくない。

中間層中の水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体の含有量は、前記粘着剤被塗布層における水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体の含有量よりも大きくすることが好ましい。ＨＳＢＲ含有量を粘着剤被塗布層よりも大きくすることにより、よりエキスパンド性をアップできるとともに、カッティングの際、刃の食い込みが大きくなるため、刃先が丸くなっても、良好なカッティング性を保つことができる。

粘着剤被塗布層の厚さは、好ましくは５〜２０μｍであり、より好ましくは５〜１５μｍである。ダイシング時のブレードの切り込み深さは一般的には３０〜５０μｍであり、粘着剤層は一般的には５〜１０μｍであるため、前記粘着剤被塗布層の肉厚を５〜２０μｍとすることにより、ブレードが中間層まで達するようになり、ダイシング屑の発生量を少なくすることができる。したがって、粘着剤被塗布層は薄いほど好ましい。しかし、５μｍ未満では、安定して粘着剤被塗布層を成形できることができず、粘着剤被塗布層がなくなり、中間層がフィルム表面に析出し、押出成形直後に成形ロールに密着してしまい、フィルムを安定して成形することがある。

中間層の厚さは、好ましくは３０〜８０μｍであり、より好ましくは４〜６０μｍである。３０μｍより小さくすると、エキスパンド性及びカッティング性の低下となる。また、８０μｍより大きくなると、基材フィルムが軟らかくなりすぎ、ウエハを貼合した際（図２−ａ）、ウエハの自重により基材フィルムが大幅にたるんでしまい、カセットケースへの収納ができなくなる場合がある。

粘着剤被塗布層において、水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体（ＨＳＢＲ）とＭＦＲ７ｇ／１０ｍｉｎ以上のポリプロピレンをブレンドした樹脂を用いることが好ましい。ＨＳＢＲとブレンドするポリマーは、相溶性のよいポリプロピレン（ＰＰ）が好ましい。さらに、ＰＰはＭＦＲ７ｇ／１０ｍｉｎ以上（２３０℃、荷重２１．１８Ｎ、ＪＩＳＫ６７５８に準拠）を用いることにより、ダイシング時における削り屑の発生をより低減できる。４０ｇ／１０ｍｉｎ以上となると製造時にリップ部分からフィルム状に押し出した後、冷却前に形状が崩れてしまうことがある。

エキスパンドリング接触層は、例えば粘着剤被塗布層を構成する樹脂と同様のものからなっていてもよい。なお、上記、エキスパンドリング接触層の厚さが、１０μｍ以下であると成形が困難となってしまうことがあるので、１０μｍ以上が好ましい。また、中間層よりも大きくなるとエキスパンド性が低下するため、中間層よりも小さいほうが好ましい。

基材フィルムは、例えば多層ダイ成形あるいはインフレーション成形による共押出法、ドライラミネート法、又は各層を接着性樹脂にて接着する等の従来公知の方法で作製される。ここで、用いられる接着性樹脂としては、共押出できる一般の接着性樹脂であればよく、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体や無水マレイン酸グラフトポリオレフィンのような無水物グラフトポリオレフィン等を挙げることができる。エキスパンドリング接触層の厚さは、好ましくは０．５〜１０μｍであり、より好ましくは１〜５μｍである。上記の接着性樹脂はエキスパンドリング接触層と中間層との相溶性がよい場合や中間層と粘着剤被塗布層との相溶性がよい場合は省略することも可能である。なお、基材フィルムの厚さは、好ましくは１５〜４００μｍであり、より好ましくは５０〜２００μｍである。

基材フィルムの粘着剤被塗布層の表面側に設けられる粘着剤層としては、任意のものを用いることができるが、アクリル系粘着剤が好ましく、このようなアクリル系粘着剤として、具体的には、アクリル酸エステルを主たる構成単位とする単独重合体若しくは共重合体から選ばれたアクリル系重合体が用いられ、またエチレンとアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレートなどの官能性単量体との共重合体及び上記アクリル計重合体と上記官能性単量体との共重合体との混合物が好ましく用いられる。上記アクリル系重合体としては、炭素数１〜１０のアルキルアルコールのアクリル酸エステル、炭素数１〜１０のアルキルアルコールのメタアクリル酸エステル、酢酸ビニルエステル、アクリルニトリル、ビニルアルキルエーテルなどを好ましく使用できる。粘着剤層の厚さは、好ましくは５〜２０μｍであり、より好ましくは８〜１２μｍである。

本発明の半導体ウエハ加工用テープは通常、粘着剤層に離型層が積層されたものとして供給され、使用時には離型層を剥がされる。離型層としては、紙にシリコーンオイル若しくはワックスを含浸させたもの、又は離型プラスチックフィルムなどが好適に用いられる。また、この離型層の厚さは、ロール巻きに支障のない厚さであればよく、例えば５〜３００μｍ程度であり、好ましくは２０〜５０μｍである。

用意した各基材フィルム（表１）の表面に粘着剤の粘着性向上のためコロナ処理を施した後、アクリル系粘着剤を乾燥後の厚さが１０μｍになるよう塗工し、図１に示す通りの半導体ウエハ加工用テープを作成した。
その後、ベアウエハ（肉厚１００μm）を得られた半導体ウエハ加工用テープに貼合し、以下のダイシング条件にてダイシングを行った。

（ダイシング条件）
ダイシング装置：ＤＩＳＣＯ社製ＤＡＤ−３４０
回転丸刃：ＤＩＳＣＯ社製ＮＢＣ−ＺＨ２０５０−２７ＨＥＤＤ
回転丸刃回転数：４０、０００ｒｐｍ
切削速度：１００ｍｍ／ｓ
切削水流量：２０ｍｌ／ｓ
ダイシングサイズ：５ｍｍ角
粘着テープにおける回転丸刃の切り込み深さ：４０μｍ

評価（（１）〜（４））した結果を表に示す。
（１）ウエハ（６インチ、１００μm厚）上のダイシング屑数
ダイシング後（図１−ｂの状態で）、ウエハ上の異物を顕微鏡（１００倍）で観察し、異物（ダイシング屑）の個数をカウントした。

（２）エキスパンド性
半導体ウエハ加工用テープに６インチウエハをマウントし、ダイシングを行った（チップサイズは５ｍｍ角）。紫外線照射（５００ｍＪ／ｍ^２）後、シートをダイボンダー（ＮＥＣマシナリー製ＣＰＳ−１００ＦＭ）で固定リングを１０ｍｍ引き下げてチップ間巾を測定した。
△：１００μｍ以下
○：１００〜３００μｍ
◎：３００μｍ〜

（３）成形安定性
多層の押出ライン（スクリュー径５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ）にて押出し、一番薄い層の層厚が安定して成形できるかを判断した。
成形可能：層厚が±５％以内
成形困難：層厚が±５％以上

（４）カッティング性
テープを円形にカットする際、使い古しの刃先の丸くなったロータリーカッターを用い、滑らかにカットできるかを測定した。
◎：全周にわたり、完全にカットできた
○：一部、未カット部分があった
△：ほとんど、未カット部分であった

いずれの実施例からも明らかなように、粘着剤被塗布層が水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体を１０質量％以上含む組成物で構成されている場合には、いずれの特性も満足する結果となり、さらに中間層を構成する樹脂組成物中の水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体が粘着剤被塗布層を構成する樹脂組成物より多い場合には、さらに良好なエキスパンド性およびカッティング性ともに満足な結果を示した（実施例１〜３、５）。中間層を構成する樹脂組成物中の水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体の配合量が粘着剤被塗布層を構成する樹脂組成物と同じ場合には、エキスパンド性が１００μｍ以下であったが、チップ間隙を検知する画像認識の精度が高い装置を使用する場合には十分使用することができる（実施例６）。
それに対して粘着剤被塗布層を構成する樹脂組成物中のＨＳＢＲが１０％未満である比較例１では、ダイシング屑の個数に問題が生じ、逆にＨＳＢＲが２５％を越える比較例２の場合には、基材フィルムの成形ができず評価できなかった。
また粘着剤被塗布層にエチレン系共重合体をもちいた比較例３では、ダイシング屑の個数がきわめて多く、問題が生じた。

本発明の半導体ウエハ加工用テープの一実施形態を示す断面図である。半導体ウエハのダイシングおよびピックアップ工程を説明する工程図である。半導体ウエハがダイシング工程後にカセットに収容されている状態を示す図である。

符号の説明

１：基材フィルム
２：粘着剤被塗布層
３：中間層
４：エキスパンドリング接触層
７：粘着剤層
１０：半導体ウエハ加工用テープ
１１：離型層
１２：離型層付き半導体ウエハ加工用テープ

Claims

基材フィルム上に粘着剤層が形成され、
前記基材フィルムは粘着剤層側から順に粘着剤被塗布層、中間層、エキスパンドリング接触層からなる半導体ウエハ加工用テープであって、
前記粘着剤被塗布層が、水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体を１０〜２５質量％含む樹脂組成物であり、
前記中間層は水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体を含有した樹脂組成物で構成され、
前記中間層中の水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体の前記樹脂組成物中の含有量が、前記粘着剤被塗布層における水素添加したスチレン−ブタジエン共重合体の含有量よりも大きいことを特徴とする半導体ウエハ加工用テープ。