JP4667308B2

JP4667308B2 - 半導体ウェハダイシング用保護シート及びそれを用いた半導体ウェハのダイシング方法

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Publication number: JP4667308B2
Application number: JP2006174302A
Authority: JP
Inventors: 誠史宮川; 俊也浦川; 芳久才本
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2026-06-23
Also published as: JP2008004836A

Description

本発明は、半導体ウェハダイシング用保護シート及びそれを用いた半導体ウェハのダイシング方法に関する。更に詳しくは、半導体ウェハの回路非形成面の研削及び研削後に、個々の半導体チップに切断するダイシング工程における半導体ウェハの破損防止に有用で、生産性向上を図り得る半導体ウェハダイシング用保護シート及びそれを用いた半導体ウェハのダイシング方法に関する。

半導体ウェハを加工する方法は、半導体ウェハの回路形成面（以下、半導体ウェハ表面）に半導体ウェハ表面保護用の粘着フィルムを貼り付ける保護シート貼着工程、半導体ウェハの回路非形成面（以下、半導体ウェハ裏面）に研削、研磨などの加工を行うウェハ裏面加工工程、粘着フィルムを剥離する剥離工程、半導体ウェハをチップに分割切断するダイシング工程、分割された半導体チップをリードフレームへ接合するダイボンディング工程を経た後、半導体チップを外部保護のために樹脂で封止するモールド工程等により構成され、これらの加工を行って半導体ウェハが得られる。

半導体ウェハ表面には、ポリイミド膜、アルミニウム電極やダイシングするためのスクライブラインなどがあり、その表面形状は起伏に富んだ凹凸形状を有している。また、近年、標準的なＬＳＩに比較して起伏の大きな金バンプ、高周波用デバイスの実装基板接合に用いられる半田ボールなどのバンプが形成されたウェハなども多く見られるようになり、ダイシングに際して、これら凹凸を有する半導体ウェハの破損を防止することが大きな課題となっている。
従来、ダイシング工程においては、半導体ウェハの一方の面をダイシングテープと呼ばれる接着フィルムに貼り付けて固定して、半導体ウェハの他方の面からダイシングブレードで切断分離する手法が取られている。

ダイシング時のチップの破損（チッピング）を抑制する観点から、ウェハの回路形成面側にフィルムを接着させ、回転するダイシングブレードで非回路形成面から切断する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、従来の薄層の接着フィルムでは、回路形成面に凹凸を有するウェハに適用した場合、フィルムと回路形成面との間に空隙が生じ、切断時に発生する屑による回路形成面の汚染や破損を十分に抑制することが困難であった。具体的には、回路形成面のポリイミド等の保護膜が一部剥離してしまったり、空隙を通じてダイシングによる切削屑が回路形成面に浸入して付着するなどの汚染が懸念されるのが現状である。

特に、近年の高密度実装技術の開発により、半導体ウェハの製造加工も大きく変遷しようとしており、球状パターン型電極としてチップと回路基板を接続するために付設されている半田バンプ付設の半導体ウェハが増加しつつある。半田バンプは、球状であったり、台形に類似の形状であったりとデバイスやメーカーのデザインにより異なるが、２０〜２００μｍといった、従来の半導体ウェハの表面形状にあった凹凸ではなく、非常に高い段差を有する凹凸がパターン上に配列された形状となる。また、最近では、実装サイズをより小さくしようとする技術検討から、ウェハレベルパッケージという技術が普及しつつある。これは、半導体ウェハのプロセス（前工程）終了後、メタル製膜を行い、再配線、メタルポスト形成し、ウェハの状態で樹脂を封止し、その後半田バンプを付設する工程である。このパッケージでは、従来の２５％程度のサイズとなるため、将来的な実装技術の中心となる可能性が示唆される。

このウェハレベルパッケージにおいても、最終的にはダイシング加工が必要となるが、半田バンプの高さは、高い場合には、２５０μｍとも、５００μｍとも言われており、より高い凹凸段差を有する半導体ウェハ加工に対する最適な半導体ウェハダイシング用保護シート及びそれを用いた半導体ウェハのダイシング方法の提案が望まれている。その他にも、半導体ウェハ表面のスクライブラインの深さが深くなったり、細くなったり、半導体ウェハの周辺部までデザインされたり、また、ポリイミド膜の厚さ、アルミパッドの形状の変更や、液晶ドライバー用半導体ウェハでは、２０〜５０μｍの金バンプの付設など、半導体ウェハ表面形状はより複雑になってきており、それらに適した技術が望まれている。

凹凸を有するウェハのダイシング加工方法として、コンデンサ型シリコンマイクを有するウェハに、シリコンマイク形成部の凹凸よりも厚みの大きい接着剤層を有する粘着フィルムを貼着し、さらに好ましくは、裏面も粘着フィルムで保護する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この方法によれば、厚みの凹凸が緩和され、接着面からの切削屑や切削水などの侵入は抑制しうるものの、振動電極板と固定電極板との間には、なお空隙が存在し、また、接着層を厚くしただけでは、球状のバンプの凹凸を吸収することは困難であり、ダイシング時の半導体チップの破損の問題は完全には解決できなかった。
特開平４−２９８０６３号公報特開２００４−３３５５８３公報

上記問題点を考慮した本発明の目的は、表面に半田バンプのような大きな段差の凹凸形状を有する半導体ウェハをダイシングする際に、半導体ウェハの破損や回路形成面の汚染を防止し得る半導体ウェハダイシング用保護シートを提供することにある。本発明のさらなる目的は、このような保護シートを用いた、回路形成面に大きな段差の凹凸形状を有する半導体ウェハの、ダイシング時の半導体チップの破損や、回路表面の汚染を防止し得る半導体ウェハのダイシング方法を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、特定の物性を有する樹脂層を形成した保護シートを用いることで上記問題点を解決しうることを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明の構成は以下に示すとおりである。
＜１＞主面に半導体集積回路が形成された半導体ウェハのダイシングに際して、主面に貼着して用いる半導体ウェハダイシング用保護シートであって、基材シートの片面に、（ａ）密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３であり、（ｂ）４０℃における降伏応力が１×１０^７Ｐａ以下であり、且つ、（ｃ）２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上である樹脂層（Ａ）を備えてなることを特徴とする半導体ウェハダイシング用保護シート。

＜２＞主面に半導体集積回路が形成された半導体ウェハの主面に、基材シートの片面に、（ａ）密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３であり、（ｂ）４０℃における降伏応力が１×１０^７Ｐａ以下であり、且つ、（ｃ）２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上である樹脂層（Ａ）を備えてなる半導体ウェハダイシング用保護シートの樹脂層（Ａ）側を貼着する保護シート貼着工程と、該半導体ウェハを裏面側からフルカットダイシングして個片に分割するウェハ分割工程と、を有し、且つ、前記半導体ウェハの主面に高さ［ｈ］の突起状物が形成されており、前記半導体ウェハダイシング用保護シートにおける樹脂層（Ａ）の厚みを［ｔ］としたときに、樹脂層（Ａ）の厚み［ｔ］と前記突起状物の高さ［ｈ］が、ｔ≧ｈの関係を満たすことを特徴とする半導体ウェハのダイシング方法。
＜３＞前記保護シート貼着工程が、半導体ウェハの主面に、半導体ウェハダイシング用保護シートを、樹脂層（Ａ）を介して４０℃〜１００℃の温度領域で加圧しながら貼着する工程であることを特徴とする＜２＞又は＜３＞に記載の半導体ウェハのダイシング方法。

本発明によれば、半導体ウェハ表面に半田バンプのような大きな段差の凹凸形状を有するウェハをダイシングする際に、半導体ウェハの破損や回路表面の汚染を防止し得る半導体ウェハダイシング用保護シートを提供することができる。
また、前記本発明の保護シートを用いることで、回路形成面に大きな段差の凹凸形状を有する半導体ウェハの破損や回路表面の汚染を防止し得る半導体ウェハのダイシング方法を提供することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の半導体ウェハダイシング用保護シートは、主面に半導体集積回路が形成された半導体ウェハのダイシングに際して、主面に貼着して用いる半導体ウェハダイシング用保護シートであって、基材シートの片面に、（ａ）密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３であり、（ｂ）４０℃における降伏応力が１×１０^７Ｐａ以下であり、且つ、（ｃ）２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上である樹脂層（Ａ）を備えてなることを特徴とする。
以下、この樹脂層を構成する樹脂の物性について述べる。
［（ａ）密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３］
本発明に係る樹脂層は、密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３であることを要する。密度は、より好ましくは８３０〜８９０ｋｇ／ｍ^３、特に好ましくは８５０〜８９０ｋｇ／ｍ^３である。密度が上記の範囲にあることにより、半導体ウェハから粘着フィルムを剥離する際の樹脂層の凝集力制御（半導体ウェハ表面への樹脂残り低減）効果が得られる。

［（ｂ）４０℃における降伏応力が１×１０^７Ｐａ以下］
本発明に係る樹脂層は、４０℃における降伏応力が、１×１０^７Ｐａ以下であることを要する。より好ましくは１．０×１０^７Ｐａ以下５．０×１０^４Ｐａ以上、特に好ましくは１．０×１０^７Ｐａ以下１．０×１０^５Ｐａ以上である。このように、４０℃の温度条件下で、十分な塑性を有する樹脂層（Ａ）を有する。降伏応力が上記の範囲にあることに、４０℃の温度条件下において、段差の高い凹凸に対する吸収能力の向上効果が得られる。

［（ｃ）２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上］
本発明に係る樹脂層は、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上であることを要する。２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´は、より好ましくは２×１０^６Ｐａ以上、特に好ましくは３×１０^６Ｐａ以上である。このように、２５℃の温度条件下で貯蔵弾性率Ｅ´を前記範囲とすることで、ダイシングブレードの振動や、ダイシング時の応力集中による半導体チップ表面の損傷を効果的に防止できる。

本発明の粘着フィルムは、樹脂層（Ａ）を形成する樹脂を押出成形などの公知の成形法により製膜したものと基材フィルムを、例えば、押出ラミネート法、ドライラミネート法などのラミネート法により、基材フィルムの片表面に樹脂層（Ａ）を積層することにより製造することができる。

次に、上記物性を満たす樹脂層（Ａ）を形成するのに好適な樹脂について説明する。
樹脂層（Ａ）を形成する樹脂は、オレフィン系共重合体を主成分として含むことが好ましい。オレフィン系共重合体は、半導体ウェハの回路劣化因子になりうる腐食性イオンや金属イオンなどが混入し難い性質を持ち、環境への負荷が低い材料であることから、本発明の半導体ウェハダイシング用保護シートに適する。尚、本発明のオレフィン系共重合体は、炭素原子数２〜１２のα−オレフィンから選ばれる少なくとも２種のα−オレフィンを主な単位成分とするα−オレフィン共重合体であることが、大きな段差の凹凸形状を有する半田バンプ等を付設した半導体ウェハに対する密着性と低汚染性を発現する点で好ましい。なお、本明細書においては、「エチレン」はα−オレフィンの１種と見なす。

炭素原子数２〜１２のα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン等が挙げられる。貼り付け適性に優れる組合せとしては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・１−ブテン共重合体、プロピレン・１−ブテン・炭素原子数５〜１２のα−オレフィンの三元共重合体、エチレン・プロピレン・炭素原子数４〜１２のα−オレフィンの三元共重合体、プロピレン、１−ブテン・炭素原子数５〜１２のα−オレフィンの３成分共重合体等が挙げられる。また、上記のオレフィン系共重合体は単独でも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。

上記のオレフィン系共重合体の中でも、本願発明における上記物性を満足する好ましい共重合体の例としては、次の共重合体が例示できる。まず、エチレンがベースの二元共重合体としては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・オクテン共重合体が好ましく、プロピレンがベースの二元共重合体としては、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・ブテン共重合体、プロピレン・オクテン共重合体が好ましい。また、これらの二元共重合体に、さらに他の炭素原子数３〜２０のα−オレフィンを共重合させた三元共重合体も好ましく用いられる。

これらの共重合体において、ベースのエチレン及びプロピレン構造単位と共重合されるα−オレフィンの炭素原子数が８を超えると、樹脂層（Ａ）の柔軟性が低下し、バンプに対する密着性が悪化する傾向がある。
ベースがエチレンの場合、エチレンに共重合されるα−オレフィンコモノマーのコモノマー含量について、本願発明における上記物性を満足させるために最適なコモノマー含量は５〜３５ｍｏｌ％、より好ましくは８〜３３ｍｏｌ％、さらに好ましくは１０〜３０ｍｏｌ％である。
樹脂層（Ａ）は、前記オレフィン系共重合体を主成分として含有することが好ましく、その含有量は、通常、樹脂層（Ａ）における全固形分に対し、６０〜１００重量％程度であることが好ましく、７０〜１００重量％程度であることがさらに好ましい。

樹脂層（Ａ）を形成する樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、オレフィン系共重合体以外に、副成分として熱可塑性エラストマー、エチレン及びα−オレフィンのコオリゴマー、合成樹脂などの成分を含有させることもできる。これら成分により、例えば４０℃〜１００℃の貼り付け温度に対する軟化温度の調整、および使用環境温度における粘着適性を調整することができる。

樹脂層（Ａ）に副成分として用いうる熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなどが挙げられる。なかでも、水分含有率、イオン含有率を低く保ったまま柔軟性や粘着性を改良するには、ポリスチレン系エラストマーおよびポリオレフィン系エラストマーが好ましい。ポリスチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、他のスチレン・ジエン系ブロック共重合体またはその水素添加物などが挙げられる。このＳＩＳの具体例としては、ＪＳＲ株式会社から商品名：ＪＳＲＳＩＳ（登録商標）として、またはシェル化学株式会社から商品名：クレイトンＤ（登録商標）として市販されているものなどが挙げられる。また、ＳＥＰＳの具体例としては、株式会社クラレから商品名：セプトン（登録商標）として市販されているものなどが挙げられる。

ポリオレフィン系エラストマーとしては、硬質部となるポリプロピレン等の結晶性の高いポリマーを形成するポリオレフィンブロックと、軟質部となる非晶性を示すモノマー共重合体ブロックとのブロック共重合体が挙げられ、具体的には、オレフィン（結晶性）・エチレン・ブチレン・オレフィン（結晶性）ブロック共重合体、ポリプロピレン・ポリエチレンオキシド・ポリプロピレンブロック共重合体、ポリプロピレン・ポリオレフィン（非晶性）・ポリプロピレンブロック共重合体等を例示することができる。具体例としては、ＪＳＲ株式会社から商品名：ＤＹＮＡＲＯＮ（登録商標）として市販されているものが挙げられる。

エチレン及びα−オレフィンとのコオリゴマーは、通常、常温で液体状のものである。α−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、４−メチル−１−ペンテン等の炭素数３〜２０のα−オレフィンが挙げられる。これらの中でも、炭素数３〜１４のα−オレフィンが好ましい。具体例としては、三井化学株式会社から商品名：ルーカント（登録商標）、ハイワックス（登録商標）、エクセレックス（登録商標）として市販されているものが挙げられる。
樹脂層の形成に使用しうる合成樹脂としては、非ハロゲンで主成分のオレフィン系共重合体とのアロイ化が容易なものが好ましく、具体例としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、炭素数３〜２０のα−オレフィン単独重合体、酢酸ビニル樹脂などが挙げられる。

また、本発明における樹脂層（Ａ）は、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´を１×１０^６Ｐａ以上とすることが、ダイシング加工中の半導体チップ表面の破損防止の観点から重要であるが、４０℃における降伏応力を前記した好ましい範囲に維持しながら、この貯蔵弾性率を達成するためには、主成分の樹脂としてエチレン−α−オレフィン共重合体を選択することが好ましい。
また、前記（ａ）〜（ｃ）の物性を満たす樹脂は市販品としても入手可能であり、そのような樹脂としては、例えば、三井化学（株）社製のタフマー（商品名）などを挙げることができる。

本発明で使用する樹脂層（Ａ）を形成する樹脂には、半導体ウェハに対する易貼り付け性、易剥離性、非汚染性などの特性を損なわない範囲でこの種の樹脂に一般的に配合される各種添加剤を含有していてもよい。
このような添加剤としては、例えば、各種の紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、滑剤、柔軟剤、粘着性付与剤等が挙げられる。樹脂層（Ａ）に用いる好ましい添加剤としては、半導体ウェハに悪影響を与えないように、その種類を選定し、配合量も最小限にすることが好ましい。

半導体ウェハ表面に付設された高い段差を吸収し、保護シートとウェハとを密着させ、ダイシング加工時の破損や回路汚染を防止する樹脂層（Ａ）の厚みは、使用目的に応じて適宜選択することができるが、樹脂層（Ａ）の厚みは、半導体ウェハ表面に付設された半田バンプなどの凹凸の形状やサイズに適合するよう選択することが好ましい。例えば、１００μｍの段差を有する回路表面を保護しようとする場合、樹脂層（Ａ）の厚みは、１００μｍ以上であることが好ましく、２００μｍの段差であれば、２００μｍ以上の厚みであることが好ましい。ただし、高い段差を有する半導体ウェハへの密着性に関しては、半導体ウェハ表面に付設された半田バンプなどの高差だけでなく、その形状や配置による影響も大きく、半導体ウェハに適した樹脂層（Ａ）の厚み設計が適宜必要である。
即ち、半導体ウェハの主面に高さ［ｈ］の突起状物が形成されている場合（＝回路表面の最大高低差がｈの場合）、半導体ウェハダイシング用保護シートにおける樹脂層（Ａ）の厚みを［ｔ］としたときに、樹脂層（Ａ）の厚み［ｔ］と突起状物の高さ［ｈ］が、ｔ≧ｈの関係を満たすことが好ましく、さらに好ましくは、ｔ≧１．１ｈの関係を満たすことである。

本発明のダイシング用保護シートにおける樹脂層（Ａ）は単層構造をとってもよく、また、複数の異なる樹脂層を２層以上積層してなる重層構造をとることもできる。
樹脂層の厚みに関しては、重層構造の樹脂層の場合には、複数の層の厚みの合計が、上記範囲を満たすことが好ましい。
樹脂層（Ａ）が重層構造である場合、半田バンプなどの吸収性を損なわない弾性率、厚みの樹脂層（Ａ）の組み合わせを選択することが好ましい。また、該シート剥離時に、樹脂層（Ａ）間で界面剥離しないような、層間タックを制御する必要がある。
重層構造の場合、例えば、基材フィルムと隣接する層にハ凹凸吸収性のような特性を与え、回路に直接接触する面には低汚染性のような特性を与えるといった設計も可能となる。

樹脂層(Ａ)を形成する基材フィルムは、ポリオレフィン単層、ポリエステル単層或いはポリオレフィンとポリエステルの積層など、半導体ウェハの製造工程により使い分けることができる。例えば、ポリエステルとポリオレフィンの積層タイプの場合、半導体ウェハの研削加工において、シリコン部の厚みが薄くなればなるほど、半導体ウェハの自身の結晶化度やポリイミド膜の収縮、バンプ付設の応力などにより半導体ウェハが反るといった問題点も懸念され、ポリエステルとポリオレフィンの厚みと剛性のバランスを取って、半導体ウェハの反り量を低減することもできる。
基材フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アルキルアクリレート共重合体（アルキル基の炭素数は１〜４である）、エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステルナフタレートなどのポリエステルが好ましい。

基材フィルムの構成、その厚みに関しては、半導体ウェハのダイシング加工における切断刃がフルカットダイシングを行うことを考慮して、半導体ウェハ破損防止の観点から基材フィルムの設計が必要となる。例えば、該ダイシング用保護シートの構成としては、例えば、（ｉ）ポリオレフィン／樹脂層（Ａ）、（ｉｉ）ポリエステル／樹脂層（Ａ）、（ｉｉｉ）ポリエステル／ポリオレフィン／樹脂層（Ａ）、（ｉｖ）ポリオレフィン／ポリエステル／樹脂層（Ａ）の４パターンが挙げられる。ダイシング加工工程での半導体ウェハの装置への導入を考えた場合、（ｉ）〜（ｉｖ）の構成で用いられる保護用シートの総厚は、１０００μｍ以下となることが好ましく、より好ましくは、７００μｍ以下である。また、ダイシング用保護シートを用いた半導体ウェハの保護方法に関して、樹脂層（Ａ）の密着性を損なわない、該シートの貼り付け、ダイシング加工後の剥離を含めた半導体ウェハ製造プロセスの作業性を考慮すると、ポリエステル層の厚みは、５〜１００μｍであり、より好ましくは１０〜１００μｍである。また、ポリオレフィン層の厚みに関しては、１０〜４００μｍであり、より好ましくは３０〜３００μｍである。

本発明に係わる半導体ウェハダイシング用保護シートを用いた半導体ウェハのダイシング方法は、主面に半導体集積回路が形成された半導体ウェハの主面に、基材シートの片面に（ａ）密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３であり、（ｂ）４０℃における降伏応力が１×１０^７Ｐａ以下であり、且つ、（ｃ）２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上である樹脂層（Ａ）を備えてなる半導体ウェハダイシング用保護シートの樹脂層（Ａ）側を貼着する保護シート貼着工程と、該半導体ウェハを裏面側からフルカットダイシングして個片に分割するウェハ分割工程と、を有することを特徴とする。
このダイシング方法では、まず、半導体ウェハダイシング用保護シートを、樹脂層（Ａ）を介して加温加圧しながら半導体ウェハ表面に貼付する。
その後、該保護シートを剥離することなしに半導体ウェハを好ましくは、半導体の回路非形成面（裏面）より切断刃を進入させ、切断刃の先端が保護シートに達するようにフルカットダイシングして分割切断するダイシング工程を行う。その後、保護シートを剥離して、得られた半導体チップを外部保護のために樹脂で封止するモールド工程の任意の次工程に付して半導体ウェハを製造するものである。

保護シート貼着工程においては、樹脂層（Ａ）を、高い段差を有する半導体ウェハ表面へ密着させるという観点から、４０〜１００℃の温度領域にて加圧しながら密着させる。密着させる際の力としては、貼付ローラーの押付力として、３〜１００ｋｇｆであることが好ましい。より好ましくは、１０〜８０ｋｇｆである。
このような条件下で貼着工程を行うことで（ａ）密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３であり、（ｂ）４０℃における降伏応力が、１×１０^７Ｐａ以下である樹脂層（Ａ）の特徴を最大限活かすことが可能となる。温度が４０℃未満であると樹脂層（Ａ）の降伏応力が高すぎて段差吸収能力が発現せず、回路と樹脂層との間に空隙が発生し、ダイシング加工時の半導体ウェハ割れの原因となる。また、温度が高すぎ、１００℃を超えると、樹脂層（Ａ）の弾性率が低くなり過ぎ、樹脂層（Ａ）のはみ出しや、シート厚みムラ等が発生する懸念がある。
加圧条件は、上記範囲とすることで、段差を十分吸収することができ、樹脂層（Ａ）のはみ出しや、シート厚みムラ等の懸念もない。
従って、樹脂層（Ａ）の厚み、該シート貼り付ける側の半導体ウェハ上の段差形状、配置などにより、４０〜１００℃の温度領域、３〜１００ＭＰａの貼付ローラー押付力領域の最適な組み合わせを適宜選択することが好ましい。例えば、４５℃／４０ｋｇｆ、５０℃／３５ｋｇｆといった加温加圧条件などが挙げられる。

本発明の半導体ウェハダイシング用保護シートを半導体ウェハの表面に貼り付ける操作は、人手により行われる場合もあるが、一般に、ロール状の半導体ウェハ表面保護シートを取り付けた自動貼り機と称される装置によって行われる。このような自動貼り機として、例えばタカトリ（株）製、型式：ＡＴＭ−１１００ＥＦ、日東精機（株）製、型式：ＤＲ８５００−ＩＩシリーズ等が挙げられる。

本発明におけるダイシング工程において、半導体ウェハをダイシングする装置、器具、及びダイシング方法等については特に制限はなく、公知の装置、器具、ダイシング方法等を用いることができる。例えば、半導体ウェハの主面にダイシング用保護シートを貼着した後、反転させ、保護シートを介して半導体ウェハをダイシング装置のチャックテーブル等に固定し、半導体ウェハの裏面（回路非形成面）側から所定の位置、即ち、ダイシングラインに沿ってダイシングブレード（切断刃）により冷却水をかけながら切断し、ダイシングブレードの先端が樹脂層（Ａ）に達するまでの深さでダイシングを行うなどの方法をとることができる。
ダイシング装置としては、例えば、（株）ディスコ製、型式：ＤＦＤ６５１、同、型式：ＤＦＤ６３６１、同、型式：ＤＦＤ６４５０、（株）東京精密製、型式：Ａ−ＷＤ−２００Ｔ、同、型式：Ａ−ＷＤ−２５０Ｓなどが例示できる。

ダイシング加工中、及び、行方向、列方向のダイシングが全て完了した後にわたり、切削屑の除去と温度制御のため、切削水が供給される。ダイシング加工完了後に流水セイン上、エアブローなどで切削屑、切削水を除去した後、保護シートを剥離して半導体チップを得る。このダイシング加工工程において、本発明の保護シートの樹脂層（Ａ）は、半導体ウェハの表面凹凸を吸収してその表面が半導体ウェハの表面に空隙を形成することなく密着しているため、ダイシングブレードの振動や応力集中による半導体ウェハの破損を効果的に防止し、さらに、半導体ウェハ表面への切削水や切削屑の侵入、付着が抑制され、回路表面が汚染される懸念がない。

半導体ウェハのダイシング加工後には、分割された半導体チップから、この保護シートが剥離されるが、本発明の保護シートの樹脂層（Ａ）は、（ｃ）２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上であるため、水洗後の常温雰囲気下においても、表面に半田バンプのような大きな段差の凹凸形状を有する半導体ウェハから容易に剥離することができる。保護シートを剥離する際に加温する場合には４０℃未満の温度であることが好ましい。より好ましくは３５℃未満である。
保護テープを剥離する方法としては、分割されたチップを本発明の半導体ウェハダイシング用保護シート側からニードルピンで突き上げ、エアピンセットで吸着する方法や、本発明の半導体ウェハダイシング用保護シートに接着された分割後のチップの裏面側に、一旦別の粘着フィルムを貼り付けて固定してから、本発明の半導体ウェハダイシング用保護シートを剥離するなどの方法が用いられる。

以上述べたように、本発明の保護シートを半導体ウェハ表面に貼り付けて保護することにより、突起状物を完全に密着吸収できるため、ウェハ主面及びバンプ電極の切削屑による汚染を完全に防止できると共に、ウェハ表面における保護膜（ポリイミド等）の剥離や、裏面（回路及び突起状物が形成されていない面）におけるチッピングの問題を著しく低減することができる。しかもこの保護シートは粘着剤層を必要としないため、いわゆる糊残りの問題が発生しない。さらに、ダイシング後の分割されたチップは、既に表面（回路形成面＝突起状物の形成面）が下を向いた状態で保護シート上に搭載されているため、チップをピックアップした後基板にフェースダウンでマウントする際のチップ反転操作を省略できるという利点をも有するものである。

以下、実施例を示して本発明についてさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例に示した各種特性値は下記の方法で測定した。
＜１．各種特性の測定方法＞
１−１．密度（ｋｇ／ｍ^３）
ＡＳＴＭＤ１５０５に準拠する。
１−２．降伏応力（Ｐａ）
樹脂のペレットをコアキシャルシリンダーに充填し、２００℃で十分溶融し、シリンダー内の温度を４０℃まで降温させる。その後、せん断速度０．０１〜１．０ｓｅｃ^−１の領域において応力を測定し、切片より降伏応力を算出した。動的粘弾性測定装置（レオメトリックス社製：形式：ＲＭＳ８００）を用いて、測定周波数は１Ｈｚとし、歪みは０．１％の測定条件とした。
１−３．貯蔵弾性率Ｅ´（Ｐａ）
実施例記載の方法でシート状に製膜した樹脂を、熱プレス法により適宜積層して厚みが０．９〜１．２ｍｍの範囲のシートとした。このシートから、機械方向３０ｍｍ、機械方向と直交する方向１０ｍｍの短冊状にサンプリングして、動的粘弾性測定装置〔レオメトリックス社製、形式；ＲＳＡ−ＩＩ、フィルム引っ張り試験用アタッチメントを使用〕を用いて、周波数１Ｈｚにて、１０〜１２０℃の温度範囲で貯蔵弾性率を測定する。具体的には、上記アタッチメントを介して動的粘弾性測定装置にセットし、１０℃から１２０℃まで３℃／分の昇温速度で昇温しながら貯蔵弾性率を測定し、得られた測定チャートから、所望の温度における貯蔵弾性率Ｅ´の値を読み取る。

＜２．実用評価方法：半導体ウェハのダイシング＞
２−１．評価用半導体ウェハの作製
主面に集積回路パターン（チップサイズ１０ｍｍ、有効チップ数２７６個／ウェハ）が形成されており、表面の保護膜としてポリイミド膜を有する直径２００ｍｍの半導体シリコンウェハの裏面を、常法により研削してシリコンの厚みを４００μｍとした。前記ウェハの主面に、突起状物として高さ３００μｍ、直径３５０μｍの半田ボールバンプを、ピッチ（隣接する二つのバンプの中心間距離）５００μｍで格子状に搭載した。１チップあたりのバンプ搭載数は３２４個（縦１８個×横１８個）であった。

２−２．ダイシング
前記ウェハの主面に、下記実施例及び比較例に記載の半導体ウェハダイシング用保護シートを貼り付けた後、リングフレームを前記ウェハのセンターとリングフレームのセンターが一致するように貼り付けた。
前記リングフレームと前期半導体ウェハダイシング用保護シートで保持された前記半導体ウェハを、全自動ウェハダイシング装置〔（株）ディスコ製、ＤＦＤ６５１〕のチャックテーブル上に前記ウェハの裏面が上になるように載せて真空吸着により固定し、高速で回転するダイシングブレードを前記ウェハの主面のダイシングラインに沿って移動させながら、前記半導体ウェハをその全厚さにわたってフルカットダイシングした。このとき、放熱や研削屑の除去を目的として、切削部位に純水を掛けながら行った。ダイシング後のウェハは前記チャックテーブルに固定したままの状態で純水を用いたスピン洗浄及びスピン乾燥を行った。

２−３．ダイシング後のチップの顕微鏡観察
ダイシングにより分割されたウェハ上の有効チップ２７６個のうち１０個を前記半導体ウェハダイシング用保護シート上から取り去り、各々のチップの主面（ポリイミド及びバンプが搭載された面）及び裏面（研削されたシリコン面）を光学顕微鏡で４００倍に拡大して観察し、主面については、チップ破損のモードとしての「ポリイミド膜の剥離」、チップ汚染のモードとしての「切削屑や樹脂による汚染」の有無を確認し、これらが見られるものについては「不良」と評価し、１０個中の「不良」が発生したチップ数を計測した。同様にチップの裏面について、チップ破損のモードとしての「チッピング（欠け）」の有無を確認し、欠けが生じたものを「不良」と評価し、「不良」と判定されたチップ数を計数した。これらの結果を下記表１及び表２に示す。

〔実施例１〕
樹脂層（Ａ）として、密度８１０ｋｇ／ｍ^３、４０℃における降伏応力が、５．０×１０^６Ｐａ、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が３．９×１０^６Ｐａのエチレン−α−オレフィン共重合体〔三井化学（株）製、タフマー〕を押出成型法により厚み３５０μｍとなるように製膜して、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された片表面上に積層して、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、前記で得た評価用半導体ウェハの主面に６０℃の温度条件で貼付ローラーの押付力４５ｋｇｆで加圧して貼り合わせた後、フルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表１に示す。

〔実施例２〕
樹脂層（Ａ）として、密度８８０ｋｇ／ｍ^３、４０℃における降伏応力が、８．５×１０^６Ｐａ、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が４．５×１０^６Ｐａのエチレン−α−オレフィン共重合体〔三井化学（株）製、タフマー〕を押出成型法により厚み３５０μｍとなるように製膜して、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された片表面上に積層して、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、評価用半導体ウェハの主面に６０℃で加圧して貼り合わせてフルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表１に示す。

〔実施例３〕
樹脂層（Ａ）として、密度８６０ｋｇ／ｍ^３、４０℃における降伏応力が、５．０×１０^６Ｐａ、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が４．２×１０^６Ｐａのエチレン−α−オレフィン共重合体〔三井化学（株）製、タフマー〕を押出成型法により厚み３５０μｍとなるように製膜して、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された片表面上に積層して、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、評価用半導体ウェハの主面に６０℃で加圧して貼り合わせてフルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表１に示す。

〔実施例４〕
樹脂層（Ａ）として、エチレン−α−オレフィン共重合体〔三井化学（株）製、タフマー〕８０重量部と、エチレン−メタクリル酸共重合体〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、ニュクレル〕２０重量部を、混練押出機を用いて混合し、マスターバッチ化したものを用いた。得られた樹脂は密度８３０ｋｇ／ｍ^３、４０℃における降伏応力が８．７×１０^６Ｐａ、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が５．９×１０^６Ｐａであった。この樹脂を押出成型法により厚み３５０μｍとなるように製膜して、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された片表面上に積層して、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、評価用半導体ウェハの主面に６０℃で加圧して貼り合わせてフルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表１に示す。
〔実施例５〕
半導体ウェハダイシング用保護シートの貼り合わせ温度を、４５℃とした以外は全て、実施例１と同様にして実用評価を行った。結果を表１に示す。

〔比較例１〕
樹脂層（Ａ）として密度７９０ｋｇ／ｍ^３、４０℃における降伏応力が、５．０×１０^６Ｐａ、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が３．２×１０^６Ｐａのエチレン−α−オレフィン共重合体〔三井化学（株）製、タフマー〕を押出成型法により厚み３５０μｍとなるように製膜して、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された片表面上に積層して、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、評価用半導体ウェハの主面に６０℃で加圧して貼り合わせてフルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表２に示す。

〔比較例２〕
樹脂層（Ａ）として密度９００ｋｇ／ｍ^３、４０℃における降伏応力が、５．０×１０^６Ｐａ、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が５．３×１０^６Ｐａのエチレン−α−オレフィン共重合体〔三井化学（株）製、タフマー〕を押出成型法により厚み３５０μｍとなるように製膜して、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された片表面上に積層して、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、評価用半導体ウェハの主面に６０℃で加圧して貼り合わせてフルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表２に示す。

〔比較例３〕
樹脂層（Ａ）として密度８６０ｋｇ／ｍ^３、４０℃における降伏応力が、３．０×１０^７Ｐａ、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が７．１×１０^６Ｐａのエチレン−α−オレフィン共重合体〔三井化学（株）製、タフマー〕を押出成型法により厚み３５０μｍとなるように製膜して、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された片表面上に積層して、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、評価用半導体ウェハの主面に６０℃で加圧して貼り合わせてフルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表２に示す。

〔比較例４〕
樹脂層（Ａ）として密度８１０ｋｇ／ｍ^３、４０℃における降伏応力が、５．５×１０^６Ｐａ、２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が５．０×１０^５Ｐａのエチレン−α−オレフィン共重合体〔三井化学（株）製、タフマー〕を押出成型法により厚み３５０μｍとなるように製膜して、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された片表面上に積層して、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、評価用半導体ウェハの主面に６０℃で加圧して貼り合わせてフルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表２に示す。

〔比較例５〕
樹脂層（Ａ）の厚みを２８０μｍとした以外は全て、実施例１と同様にして実用評価を行った。結果を表２に示す。
〔比較例６〕
アクリル酸エチル４８重量部、アクリル酸−２−エチルヘキシル２７重量部、アクリル酸メチル２０重量部、メタクリル酸グリシジル５重量部、及び重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド０．５重量部を混合し、トルエン６５重量部、酢酸エチル５０重量部が入った窒素置換フラスコ中に撹拌しながら８０℃で５時間かけて滴下し、さらに５時間撹拌して反応させた。反応終了後、冷却し、これにキシレン２５重量部、アクリル酸２．５重量部、及びテトラデシルベンジルアンモニウムクロライド１．５重量部を加え、空気を吹き込みながら８０℃で１０時間反応させ、光重合性炭素−炭素二重結合が導入されたアクリル酸エステル共重合体溶液を得た。この溶液に、共重合体（固形分）１００重量部に対して光開始剤としてベンゾイン７重量部、イソシアネート系架橋剤（三井化学（株）製、商品名：オレスターＰ４９−７５Ｓ）２重量部、１分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を２個以上有する低分子量化合物としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亞合成（株）製、商品名：アロニックスＭ−４００）１５重量部を添加し紫外線硬化型粘着剤溶液を得た。

得られた紫外線硬化型粘着剤溶液を、片表面にシリコーン処理（離型処理）が施された厚み３８μｍのＰＥＴフィルム（剥離フィルム）の離型処理が施された側の面に、コンマコーターにより塗布、乾燥して厚み３５０μｍの放射線硬化型粘着剤層（Ａ）を得た。これに、予め準備した厚み１００μｍの別のポリオレフィンフィルム〔三井・デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックス〕のコロナ放電処理された側の面をドライラミネーターにより貼り合わせて押圧して、紫外線硬化型粘着剤層をポリオレフィンフィルムの片表面に転写積層し、総厚み４５０μｍの半導体ウェハダイシング用保護シートを作製した。
作製した半導体ウェハダイシング用保護シートを、評価用半導体ウェハに６０℃で加圧して貼り合わせてフルカットダイシングを行い、分割されたチップのうち任意の１０個について光学顕微鏡を用いて観察し、前記評価基準に従って「不良」発生状況を計数、記録した。結果を表２に示す。

〔比較例７〕
半導体ウェハダイシング用保護シートの貼り合わせ面をウェハの裏面とした以外は全て、実施例４と同様にして実用評価を行った。結果を表２に示す。
なお、下記表１及び表２において、（ｂ）降伏応力は４０℃、（ｃ）貯蔵弾性率は２５℃における測定結果である。

表１の結果より、特定の樹脂密度、降伏応力及び貯蔵弾性率を制御された樹脂層を有する本発明の半導体ウェハダイシング用保護シートは、非常に高い凹凸を有する半導体ウェハをダイシング加工する際に有用な部材であり、半導体ウェハの破損、汚染などを防止することができることがわかる。
他方、本発明の範囲外の物性を有する比較例１〜４の保護シートでは、ダイシング加工時の主面のポリイミド膜剥離を抑制できず半導体チップの破損を招いており、樹脂層の厚みが本発明における請求項２の範囲外である比較例５では、主面のポリイミド膜剥離に加えて、さらに主面の汚染も生じていることがわかる。比較例６からは、単に接着剤層を厚くしただけの保護シートでは、半導体の主面に汚染を生じることがわかる。また、本発明と同様の構成の保護シートを半導体ウェハの裏面に貼着しても、ウェハ裏面のチッピングが抑制できないことが比較例７からわかる。

Claims

主面に半導体集積回路が形成された半導体ウェハのダイシングに際して、主面に貼着して用いる半導体ウェハダイシング用保護シートであって、
基材シートの片面に、（ａ）密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３であり、（ｂ）４０℃における降伏応力が１×１０^７Ｐａ以下であり、且つ、（ｃ）２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上である樹脂層（Ａ）を備えてなることを特徴とする半導体ウェハダイシング用保護シート。
主面に半導体集積回路が形成された半導体ウェハの主面に、基材シートの片面に、（ａ）密度が８００〜８９０ｋｇ／ｍ^３であり、（ｂ）４０℃における降伏応力が１×１０^７Ｐａ以下であり、且つ、（ｃ）２５℃における貯蔵弾性率Ｅ´が１×１０^６Ｐａ以上である樹脂層（Ａ）を備えてなる半導体ウェハダイシング用保護シートの樹脂層（Ａ）側を貼着する保護シート貼着工程と、
該半導体ウェハを裏面側からフルカットダイシングして個片に分割するウェハ分割工程と、を有し、且つ、前記半導体ウェハの主面に高さ［ｈ］の突起状物が形成されており、前記半導体ウェハダイシング用保護シートにおける樹脂層（Ａ）の厚みを［ｔ］としたときに、樹脂層（Ａ）の厚み［ｔ］と前記突起状物の高さ［ｈ］が、ｔ≧ｈの関係を満たすことを特徴とする半導体ウェハのダイシング方法。
前記保護シート貼着工程が、半導体ウェハの主面に、半導体ウェハダイシング用保護シートを、樹脂層（Ａ）を介して４０℃〜１００℃の温度領域で加圧しながら貼着する工程であることを特徴とする請求項２に記載の半導体ウェハのダイシング方法。