JP4608759B2 - 半導体ウエハ加工用粘着シート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンやガリウムヒ素などの半導体ウエハを加工する際に使用するウエハ加工用の粘着シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハに貼着し、ダイシング、エキスパンティング等を行い、次いで該半導体ウエハをピックアップすると同時にマウンティングする際に用いる半導体ウエハ加工用シートとして、紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有する基材上に紫外線及び／又は電子線により重合硬化反応をする粘着剤層が塗布された粘着シートを用い、ダイシング後に紫外線及び／又は電子線を粘着剤層に照射し、粘着剤層を重合硬化反応をさせ、粘着力を低下せしめて半導体ウエハ（チップ）をピックアップする方法が知られている。
【０００３】
近年、電子機器分野では部品が小型化・軽量化しており、また、半導体ウエハ上への精密加工が可能となり、ダイシングの際のウエハのカットサイズ#が小さくなってきている。しかし、200gf/25mm以下の粘着力のシートを用いた場合、小チップのダイシングの際、粘着力が弱く、ウエハからチップが飛ぶという問題があった。
特開昭62-59684号公報には、光照射前200〜1000gf/20mmであり、光照射後は150gf/25mm以下となる接着フィルムについての記載があるが、粘着特性の１つである凝集力については検討がされていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、半導体ウエハ加工に際して、不純性が少なくかつ耐チッピング特性に優れ、小チップのダイシングの際のチップ飛びを防ぐ半導体ウエハ加工用粘着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】
本発明は、紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材面上にベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤及び架橋剤とからなる粘着剤層を塗布してなる半導体ウエハ加工用粘着シートにおいて、対シリコンウエハ鏡面に対しての放射線照射前の粘着力が200〜2000gf/25mmかつ放射線照射後の粘着力が10〜50gf/25mmでかつＪＩＳ Ｚ ０２３７保持力で規定される凝集力が５mm以下である半導体ウエハ加工用粘着シートである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
ベース樹脂にアクリル酸ブチルとアクリル酸２−エチルヘキシルと酢酸ビニルとを共重合して得られる重量平均分子量１００００００〜２００００００の共重合体を用いることで、硬化前の粘着力をアップすることができ、ダイシングの際のチップの飛散をなくすことができる。
【０００８】
ベース樹脂にアクリル酸２−エチルヘキシルとアクリル酸ブチル、酢酸ビニル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルとを共重合して得られた重量平均分子量２５００００〜３５００００の共重合体を用いることで、硬化前の粘着剤層に十分な凝集力を付与することができ、エキスパンディング時にアルミリング等の専用治具から粘着シートが剥離、脱落する恐れがなくなる。更に硬化反応後の粘着剤層にも十分な凝集力を付与することができ、ダイシング時にチッピングを抑えることができる。
【０００９】
アクリル酸ブチルとアクリル酸２−エチルヘキシルと酢酸ビニルとを共重合して得られる重量平均分子量１００００００〜２００００００の共重合体とアクリル酸２−エチルヘキシルとアクリル酸ブチル、酢酸ビニル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルとを共重合して得られた重量平均分子量２５００００〜３５００００の共重合体の重量比は０．５：９９．５〜４０：６０の範囲であり、好ましく１：９９〜３０：７０の範囲である。０．５未満になると放射線照射前の粘着力が不足して、ダイシングの際にチップ飛びの原因となり、４０を越えると粘着剤層の凝集力が不足し、チッピングの原因になる。
【００１０】
前記放射線重合性化合物混合物は、紫外線及び／又は電子線による硬化反応前には半導体ウエハに対して十分な粘着力を有し、硬化反応後には粘着力が低下し半導体ウエハ（チップ）のピックアップを容易に行うことができ、しかも高い凝集力を保つために５０００以上、好ましくは８０００以上、更に好ましくは１００００以上の分子量を持つ多官能ウレタンアクリレートと１０００以下の分子量を持つ多官能アクリレートモノマーまたは２種類以上のアクリレートモノマーとを混合する必要がある。
【００１１】
５０００以上の分子量を持つ多官能ウレタンアクリレートを用いることで、硬化反応前の粘着剤層に十分な凝集力を付与することができ、エキスパンディング時にアルミリング等の専用治具から粘着シートが剥離、脱落する恐れがなくなる。しかも蛍光灯下に長時間暴露しても粘着力を安定することができ、更に硬化反応後の粘着剤層にも十分な凝集力を付与することができ、ダイシング時にチッピングを抑えることができる。分子量が５０００以下であると粘度が低くなり、粘着剤層の凝集力が不足し、官能基数が１であると硬化後の粘着剤層の架橋密度が十分に上がらず、硬化後の粘着力の低下が不十分となる。
【００１２】
一方、５０００以上の分子量を持つ多官能のウレタンアクリレートのみでは粘度が高く取扱が困難で、硬化後の粘着力の低下が十分でなくチップのピックアップが困難になる。これを調整するために１０００以下の分子量を持つ多官能のアクリレートモノマーを併用すると粘着物性のバランスが好適になる。多官能のアクリレートモノマーを使用するのは硬化後の粘着剤層の架橋密度を上げ、粘着力を十分に低下させるためのであり、これらの組み合わせ以外では硬化後の粘着力の低下が十分でなくチップのピックアップが困難になる等という問題が発生する。
【００１３】
本発明において用いる放射線重合性化合物中の多官能のウレタンアクリレートとしては、ジイソシアネート、ポリオール及びヒドロキシ（メタ）アクリレートとにより合成される化合物であり、好ましくは２個のアクリロイル基を有するウレタンアクリレートである。前記のイソシアネートとしては、例えばトルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等を挙げることができる。前記のポリオールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール等を挙げることができる。前記のヒドロキシ（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−ヒドルキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドルキシプロピル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００１４】
また放射線重合性化合物中の多官能アクリレートモノマーとしては、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート、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ト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等を挙げることができる。
放射線重合性化合物の多官能のウレタンアクリレートと多官能のアクリレートモノマーの重量比は１０：９０〜９０：１０の範囲であり、好ましく２０：８０〜８０：２０の範囲である。多官能ウレタンアクリレートの重量比が１０未満になると粘着剤層の凝集力が不足し、９０を越えると硬化後の粘着力の低下が十分でなくチップのピックアップが困難になるという問題が生じる。
【００１５】
本発明に用いる放射線重合性重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、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挙げられる。
【００１６】
本発明に用いる架橋剤としては、具体的には多価イソシアネートのポリイソシアネート化合物およびポリイソシアート化合物の三量体、上記ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアネート化合物の三量体または末端イソシアネートウレタンプレポリマーをフェノール、オキシム類などで封鎖したブロック化ポリイソシアネート化合物が挙げられる。
【００１７】
多価イソシアネートの具体例としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、1,3-キシリレンジイソシアネート、1,4-キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4-4'-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-2-4'-ジイソシアネート、3-メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4-4'-ジイソシアネート、ジシキウロヘキシルメタン-2-4'-ジイソシアネート、リジンイソシアネートなどがあげられる。
【００１８】
架橋剤の混合割合は、ベース樹脂１００重量部に対して、２〜１２重量部、好ましくは２．５〜７重量部である。２重量部より少ないと、粘着剤層の凝集力が不足し、チッピング性が悪くなる。また、１２重量部を超える量で用いられると、放射線照射前の粘着力が不足し、チップ飛びの原因となり、好ましくない。
【００１９】
放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤の混合割合は、ベース樹脂１００重量部に対して、放射線重合性化合物が３０〜９０重量部、放射線重合性重合開始剤０．０５〜２０重量部の混合割合である。放射線重合性化合物の割合が３０重量部未満であると硬化後の粘着力の低下が十分でなくチップのピックアップが困難になり、９０重量部を越えると粘着剤層の凝集力が不足し好ましくない。放射線重合性重合開始剤の割合が０．０５重量部未満であると紫外線及び／又は電子線照射における放射線重合性化合物の硬化反応が乏しくなり粘着力の低下が不十分となりピックアップ時にチップが取れなくなるので好ましくなく、２０重量部を越えると硬化時に架橋反応が短鎖で終点を迎え、分子量の小さなものが残り、パーティクルの原因になることや硬化の粘着力が低すぎるために、チップのピックアップの際にチップがシートから外れるので好ましくない。
【００２０】
また本発明の粘着剤には、凝集力を高めるためにロジン樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族芳香族共重合系石油樹脂等の粘着付与剤等を添加しても構わない。
【００２１】
さらに上記の粘着剤層中に帯電防止剤を添加することもできる。帯電防止剤を添加することにより、エキスパンド時あるいはピックアップ時に発生する静電気を抑制できるため、チップの信頼性が向上する。帯電防止剤としては、具体的にはアニオン性、カチオン性、非イオン性、ないし両イオン性の一般に公知の界面活性剤、カーボンブラック、銀、ニッケル、アンチモンドープスズ酸化物、スズドープインジウム酸化物などの粉体が用いられる。帯電防止剤は、粘着剤層中に０〜３０重量部、特には０〜２０重量部の範囲で用いられることが好ましい。
【００２２】
本発明に用いるフィルム基材は、紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するものである。この例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢ビ共重合体、アイオノマー、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ビニルポリイソプレン、ポリカーボネート等の一般的な熱可塑性樹脂からなる透明フィルムが用いられる。さらに透明であればこれらの樹脂の混合物からなるフィルムあるいはこれらの樹脂の積層フィルムでもあってもよい。
【００２３】
本発明において、前記粘着剤層の厚さは特に限定されるものではないが、５〜３５μｍ程度であるのが好ましい。
本発明において、前記粘着剤層を前記基材上に形成し、半導体ウエハ加工用粘着紙とを製造するには、粘着剤層を構成する成分をそのまま、または適当な有機溶剤により溶液化し、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従って適宜の厚みに塗布又は散布等により基材上に塗工し、例えば８０〜１００℃、３０秒〜１０分程度加熱処理等により乾燥させることにより得ることができる。
【００２４】
本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートを使用するには公知の方法を用いることができ、例えば半導体ウエハ加工用粘着シートを半導体ウエハに貼り付けて固定した後、回転丸刃で半導体ウエハを素子小片（以下チップという）に切断する。その後、前記加工用粘着シートの基材側から紫外線及び／又は電子線を照射し、次いで専用治具を用いて前記ウエハ加工用粘着シート放射状に拡大しチップ間を一定間隔に広げた後、チップをニードル等で突き上げるとともに、真空コレット、エアピンセット等で吸着する方法等によりピックアップすると同時にマウンティングすればよい。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定するものではない。
《実施例１》
アクリル酸ブチル７０重量部とアクリル酸２−エチルヘキシル２５重量部と酢酸ビニル５重量部とを共重合して得られた重量平均分子量１５０００００の共重合体(A)１０重量部とアクリル酸２−エチルヘキシル５０重量部とアクリル酸ブチル１０重量部、酢酸ビニル３７重量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３重量部とを共重合して得られた重量平均分子量３０００００の共重合体(B)９０重量部に対し、放射線重合性化合物として分子量が１１０００の２官能ウレタンアクリレート(C)と分子量が５００の５官能アクリレートモノマー(D)が、それぞれ３０重量部、３０重量部、放射線重合性重合開始剤(E)として２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンをベース樹脂１００重量部に対して５重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(F)をベース樹脂１００重量部に対して、６重量部を配合した粘着剤層となる樹脂溶液を、剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに乾燥後の厚さが１０μｍになるように塗工し、８０℃５分間乾燥した。その後、基材として厚さ１００μｍのポリエチレンシート(タマポリ、SE-620N)をラミネートし、半導体加工用粘着シートを作製した。
【００２６】
《実施例２》Eを１重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例３》 Eを15重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例４》 Fを４重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例５》 Fを１０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例６》 Cを２０、 Dを２０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例７》 Cを４０、 Dを４０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例８》 Cを４５、 Dを１５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例９》 Cを１５、 Dを４５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例10》 Aを５、 Bを９５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例11》 Aを３０、 Bを７０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
【００２７】
《比較例１》 Eを0.02重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例２》 Eを２５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例３》 Fを１重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例４》 Fを１５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例５》 Cを１０、 Dを１０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例６》 Cを５０、 Dを５０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例７》 Cを５７、 Dを３重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例８》 Cを３、 Dを５７重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例９》Aを０．３、 Bを９９．７重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例10》 Aを５０、 Bを５０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
【表３】

【００３１】
【表４】

【００３２】
尚、実施例及び比較例の評価は、以下の評価方法を用いた。
（１）放射線照射前粘着力
実施例あるいは比較例において得られた塗工後７日後の粘着フィルムを２３℃、６５％RHの雰囲気下で、シリコンウエハ鏡面に２ｋｇゴムローラーを往復させることにより貼り付け、20分放置した後、万能型引っ張り試験機(TENSILON)を用いて剥離強度300mm/minで180゜剥離粘着力を測定した。 ＪＩＳＺ０２３７準拠。
【００３３】
（２）放射線照射後粘着力
（１）と同様の条件で貼り付け、放置後、基材フィルム側から高圧水銀灯で85mW/cm²ライン速度5m/minで紫外線照射した後、同様に１８０゜剥離粘着力を測定した。
（３）凝集力
２３℃、１時間保持でズレを測定する。ＪＩＳＺ０２３７準拠
【００３４】
（４）チップ飛び
半導体ウエハを、粘着シートに保持固定し、ダイシングソー(DISCO製 DAD-2H6M)を用いてスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、カッティングスピード１２０ｍｍ／ｍｉｎ．で、５mm□のチップサイズにカット後、粘着シートより剥離したチップの総数をカウントし、評価した。
評価基準
○：５個以下
△：５〜１０個
×：１０個以上
【００３５】
（５）チッピング特性
５インチサイズの半導体ウエハを、粘着シートに保持固定し、ダイシングソー(DISCO製 DAD-2H6M)を用いてスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、カッティングスピード１２０ｍｍ／ｍｉｎ．でチップサイズにカット後、チップを粘着シートより剥離しその裏面の欠けの状態を実体顕微鏡で観察することにより評価した。
評価基準
○：チップの欠けの幅が最大で30mm以下のもの
△：チップの欠けの幅が最大で30〜50mmのもの
×：チップの欠けの幅が最大で50mm以上のもの
【００３６】
（６）パーティクル測定
５インチサイズの半導体ウエハを、粘着シートに保持固定し、放射線を照射し、ウエハを粘着シートより剥離しその裏面に付着している粒子を実体顕微鏡で観察することにより評価した。
評価基準
○：３個以下
△：３〜１０個
×：１０個以上
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体ウエハ加工に際して優れたエキパンド性を示し、かつ耐チッピング特性に優れた半導体ウエハ加工用粘着シートが得られる。

Claims (1)

1. 紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材面上にベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤、及び架橋剤からなる粘着剤層を塗布してなる半導体ウエハ加工用粘着シートであり、対シリコンウエハ鏡面に対しての放射線照射前の粘着力が２００〜２０００ｇｆ/２５ｍｍかつ放射線照射後の粘着力が１０〜５０ｇｆ/２５ｍｍでかつＪＩＳＺ０２３７保持力で規定される凝集力が５ｍｍ以下である半導体ウエハ加工用粘着シートであって、
   前記粘着剤層は、前記ベース樹脂１００重量部に対して、放射線重合性化合物が３０〜９０重量部、放射線重合性重合開始剤が０．０５〜２０重量部で架橋剤が２〜１２重量部を含有し、
   更に前記ベース樹脂が、アクリル酸ブチルとアクリル酸２−エチルヘキシルと酢酸ビニルとを共重合して得られる重量平均分子量１００００００〜２００００００の共重合体０．５〜４０重量％と、アクリル酸２−エチルヘキシルとアクリル酸ブチル、酢酸ビニル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルとを共重合して得られた重量平均分子量２５００００〜３５００００の共重合体９９．５〜６０重量％からなるとともに、
   前記放射線重合性化合物が、１０００以下の分子量を持つ多官能のアクリレートモノマー１０重量％〜９０重量％と、５０００以上の分子量を持つ多官能のウレタンアクリレート９０重量％〜１０重量％との混合物からなることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着シート。