JP5030461B2 - 半導体ウェハの裏面研削に用いる表面保護テープ用基材フィルム - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェハの裏面研削（以下、バックグラインドという）工程で使用される表面保護テープ用基材フィルムに関する。

半導体を製造する場合には、半導体ウェハの表面にイオン注入等で回路を形成した後、ウェハを所定の厚さにするためにウェハの回路形成面とは反対の面をグラインダー等で研削するバックグラインド工程を経るのが一般的である。

近年、ＩＣカードや各種携帯端末用等バックグラインド後の厚みが薄いものが求められている。従来半導体ウェハの厚みが３００μｍ程度であったものが、最近では１００μｍあるいはそれよりも薄くなってきている。半導体ウェハの薄肉化は、半導体ウェハの強度が低下すると共に、バックグラインド中に半導体ウェハが破損したりする問題を抱えていた。

このような状況の中、半導体ウェハのバックグラインド時に使用される表面保護テープについて、様々な提案がなされている。

特開平１１−３４５７９０号公報 特開２０００−８０１０号公報

本発明者らは、上記問題に鑑み検討を重ねた結果、表面保護テープの厚み精度や基材フィルム内に含まれるフィッシュアイ等の異物が、バックグラインド後の半導体ウェハの厚み精度に影響を及ぼすことを見出した。

本発明の目的は、フィッシュアイ等の異物による突起がなく表面平滑性に優れるとともに、本来であれば相反する特性である、基材フィルムの巻き状態でのブロッキング等のない表面滑性に優れた、半導体ウェハのバックグラインド時に使用される表面保護テープ用基材フィルムを提供することにある。

本発明は、半導体ウェハのバックグラインド時に用いる、半導体ウェハの回路形成面を保護する表面保護テープ用の基材フィルムにおいて、環状オレフィン系樹脂を含む中心層と、分岐状低密度ポリエチレン樹脂を含む表裏層とを有する表面保護テープ用基材フィルムであり、下記要件を満たすことを特徴とする。
１）ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して測定したときの、基材フィルムの表裏両面の表面粗さＲａが０．８μｍ以下であり、かつ少なくとも一方の面の表面粗さＲａが０．０５μｍ以上である。
２）直径１２インチあたりの厚みの（最大値−最小値）の値が４μｍ以下である。

本発明の表面保護テープ用基材フィルムは、表面保護テープを半導体ウェハに貼り付ける際に、シワ等が生じないように引っ張りながら貼り付けても、引張弾性率が大きいため、バックグラインド工程後の半導体ウェハの反りを防止することができ、フィッシュアイ等の異物による表面突起がないため、バックグラインド後部分的に厚み精度が悪くなるようなことはない。また、表面保護テープ用の基材フィルムとしてハンドリング性に優れ、ブロッキング等により生産性を低下させることがない。

本発明において、環状オレフィン系樹脂とは、（ａ）環状オレフィンの開環（共）重合体を、必要に応じてマレイン酸やシクロペンタジエン付加のごとき変性を行った後、水素添加した重合体、（ｂ）環状オレフィンの付加重合体または（ｃ）環状オレフィンとエチレン、プロピレン等α−オレフィンとの付加共重合体などを例示でき、環状オレフィンとしてはノルボルネンやテトラシクロドデセン等が例示できる。
この環状オレフィン系樹脂としては、具体的には日本ゼオン株式会社製の「ＺＥＯＮＯＲ」、三井化学株式会社製の「アペル」、またはＴｉｃｏｎａ社製の「Ｔｏｐａｓ」などを例示することができる。

環状オレフィン系樹脂のガラス転移点は、５０℃以上１７０℃以下であることが好ましい。また、該環状オレフィン系樹脂はこの温度範囲の中で、５０℃以上８５℃未満のものと８５℃以上１７０℃以下のものの二つのグループに分けられる。

表面保護テープ用基材フィルムとして必要な剛性を得るためには、環状オレフィン系樹脂のガラス転移温度は５０℃以上であることが好ましい。５０℃未満では充分な剛性が得られず、バックグラインド後の半導体ウェハの反りを防止することが困難となり好ましくない。

環状オレフィン系樹脂のガラス転移点が８５℃以上であると、分岐状低密度ポリエチレン樹脂との積層構成とする場合に、充分な接着強度を得ることが困難となり好ましくない。また、環状オレフィン系樹脂のガラス転移点が１７０℃を超えると、フィルムの成形性が悪くなり生産性が低下し好ましくない。

ガラス転移点が８５℃〜１７０℃の環状オレフィン系樹脂を使用する場合には、分岐状低密度ポリエチレン樹脂との多層構成とするのに、該環状オレフィン系樹脂の層と分岐状低密度ポリエチレン樹脂の層との間に、ガラス転移点が５０℃以上８５℃未満の環状オレフィン系樹脂からなる中間層を設けるのが好ましい。

本発明において、分岐状低密度ポリエチレン樹脂とは、高圧法すなわち１０００気圧以上の高圧下ラジカル重合法で製造され、エチル基などの短鎖分岐のほか長鎖分岐を含む、密度の低いポリエチレン樹脂のことをいう。
分岐状低密度ポリエチレン樹脂の密度としては、０．９１４〜０．９４０ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．９２１〜０．９３４ｇ／ｃｍ^３の範囲であり、ＭＦＲ（温度１９０℃、荷重２１．２Ｎ）は０．８〜３０ｇ／１０分、好ましくは２〜１０ｇ／１０分の範囲である。

本発明において、分岐状低密度ポリエチレン樹脂を表裏層とするのは、酸化防止剤に代表される添加剤を極微量または含有しなくても押出成形等の加工が可能なためである。

酸化防止剤とは、高分子材料等が常温または加熱下に空気中の酸素によって酸化分解を起こすのを防ぐために添加される物質のことであり、アルキルフェノール、アルキレン・ビスフェノール、アルキルフェノール・チオエーテル、有機亜リン酸エステル、芳香族アミンまたはフェノール・ニッケル複合体などを例示できる。

このような添加剤は分子量が小さいため、高分子材料中を拡散・移動し、表面にブリードアウトすることがあり、半導体ウェハのバックグラインド時に使用する表面保護テープ用の基材フィルムとして用いる場合に、半導体ウェハを汚染する可能性があり好ましくない。
表面保護テープ用基材フィルムに含まれる酸化防止剤等の添加剤の量は、５００ｐｐｍ以下、好ましくは３００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１５０ｐｐｍ以下である。

本発明における表面保護テープ用基材フィルムの総厚みは５０〜２５０μｍが好ましい。総厚みが５０μｍ未満であると、バックグラインド時の応力吸収性に乏しくなり好ましくない、また２５０μｍを超えると厚み開差が大きいものとなり好ましくない。各層の厚み比率は、総厚みを１００としたとき１０〜３５／８０〜３０／１０〜３５となることが好ましい。また、表裏層と中心層との間に層間強度を向上させる目的で中間層を設ける場合には、中間層と中心層を合わせた厚み比率が、前記中心層の厚み比率と同じであれば良い。中心層の厚み比率が３０％未満となると剛性が乏しくなり好ましくない。また表裏層の厚みが１０％未満となるとバックグラインド時の応力吸収性に乏しくなり好ましくない。

また、総厚みの精度は直径１２インチあたりの最大厚みと最小厚みの差が４μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下であることがよい。この厚みの差はフィッシュアイ等の異物による突起を含めたものである。最大厚みと最小厚みの差が４μｍを超えると、バックグラインド時に厚み精度の優れた半導体ウェハを得ることができなかったり、バックグラインドの際に生じる応力が均一にかからないために、半導体ウェハの破損につながり好ましくない。
ここで総厚みの精度を直径１２インチあたりとしたのは、半導体ウェハの直径に相当する面積を基準としたためである。バックグラインド時に回路形成面を保護するテープ用の基材フィルムとしては、半導体ウェハの面積内の厚み精度が重要だからである。したがって直径１２インチに限定されるものではなく、バックグラインドされる半導体ウェハの直径に相当する面積内の総厚み精度が、４μｍ以下であることが好ましい。

本発明における表面保護テープ用基材フィルムの表裏両面の表面粗さRaは０．８μm以下であることが好ましい。Raが０．８μmを超えると基材フィルム表面の凹凸が大きくなり、バックグラインド時に厚み精度の優れたウェハを得ることができず好ましくない。
表面保護テープ用基材フィルムの少なくとも一方の面の表面粗さRaは０．０５μm以上であることが好ましい。Raが０．０５μmより小さいと、基材フィルムを巻き取った状態のときブロッキング等の不具合が生じる可能性があり好ましくないが、表裏両面ともRaが０．０５μmより小さい場合に不具合が生じる可能性があるのであって、どちらか一方の面のRaが０．０５μm以上であれば問題ない。また表裏両面ともRaが０．０５以上であっても、もちろん問題はない。

本発明における表面保護テープ用基材フィルムは、ヤング率が１０００ＭＰａ以上であることが好ましい。表面保護テープ用基材フィルムのヤング率が１０００ＭＰａ未満であると、バックグラインド後表面保護テープ用基材フィルムの応力により、半導体ウェハに反りが生じ好ましくない。ヤング率の上限値は、表面保護テープ用基材フィルムの構成から考えると、１００００ＭＰａになると考えられる。

本発明における表面保護テープ用基材フィルムは、Ｔダイスまたは環状ダイスを使用した押出法やカレンダー法等、従来から用いられている方法で成形することが可能であるが、基材フィルムの厚み精度の点から考えると、Ｔダイスを使用した押出法が好ましいため、以下Ｔダイスを使用した押出法について説明する。

複数の押出機を用い、それぞれの原料樹脂をそれぞれの押出機に投入し、１６０〜３００℃に設定された押出機中で溶融・混練された後、Ｔダイスから板状に押出され、表面温度が４０℃の冷却ロールにて冷却固化され、次いで巻き取り機にて巻き取り、ロール状の基材フィルムを得る。原料樹脂が混合物の場合には投入ホッパへ原料を投入する前に混合するのが好ましい。

基材フィルムの表面を所定の表面粗さにするには、上記方法にて得たロール状基材フィルムを、別の工程にて表面加工することにより得られるが、押出成形の際、Ｔダイスから押出される板状物を、表面が梨地加工された２本の金属ロールまたは１本の金属ロールと金属の無端ベルトで挟圧しながら冷却することによっても得ることができる。工程数が少ないという点では、後者の方が好ましい。
ここで、金属ロールまたは金属無端ベルトの表面粗さは、Rz＝０．８〜１０μmであることが好ましい。金属ロールまたは金属無端ベルトの表面粗さRzの値がこの範囲にあると、基材フィルムの表面粗さRaが０．０５〜０．８μmの範囲となり好ましい。

このようにして得られた表面保護テープ用基材フィルムは、優れた厚み精度と表面粗さを有している。

以下に比較例と共に実施例で、より詳細に説明する。
尚、以下の各例での表面粗さRaおよび厚み精度は次のとおり測定し得たものである。

●表面粗さ Ｒａ
得られた表面保護テープ用基材フィルムについて、ＪＩＳ Ｂ０６１０に準拠し、東京精密株式会社製サーフコム５７０Ａを用いて、カットオフ０．８ｍｍ、測定端子の駆動速度０．３ｍｍ／秒、測定長さ２．５ｍｍで測定した。

●厚み精度
得られた表面保護テープ用基材フィルムについて、４００ｍｍ×４００ｍｍの大きさの試料を、任意の位置から無作為に１０枚抽出し、１枚について縦横１０ｍｍ間隔で計１６００箇所の厚みを尾崎製作所製デジタルリニアゲージＤ−１０ＨＳを用いて測定した。同様の測定を残りの９枚についても行い、計１６０００点の測定値を得、その中の最大値と最小値の差を計算によって求めた。
●層間強度
得られた表面保護テープ用基材フィルムについて、幅１ｃｍ、１８０℃剥離、引張速度２００ｍｍ／分で層間を剥離させ強度を測定した。
層間強度は １Ｎ／ｃｍ以上を良好とした。

（実施例１）
環状オレフィン系樹脂（日本ゼオン株式会社製 ＺＥＯＮＯＲ ７５０Ｒ（Ｔｇ：７０℃））を中心層となるように、また分岐状低密度ポリエチレン樹脂（宇部丸善株式会社製 Ｆ５２２Ｎ 密度：０．９２２ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：５、添加剤無添加）を表裏層となるよう別々の押出機に原料樹脂を投入し、温度２６０℃のＴダイスを用いて３層共押出によりフラット状フィルムを押出した後、表面温度が４０℃であり、表面粗さＲｚが１．２μｍの金属ロールと表面温度が２０℃であり、表面粗さＲｚが３．８μｍの金属無端ベルトで挟圧しながら冷却固化させ引き取った後、巻き取り機で巻き取って表面保護テープ用基材フィルムを得た。得られたフィルムの総厚みは１００μｍであり、各層の厚みは２５μｍ／５０μｍ／２５μｍであった。

前記得られたフィルムの一部をカットして、試料片を作成し、表面粗さおよび厚み精度を測定した。結果は表１に示した。

（実施例２）
環状オレフィン系樹脂（日本ゼオン株式会社製 ＺＥＯＮＯＲ １０２０Ｒ（Ｔｇ：１０２℃））を中心層となるように、環状オレフィン系樹脂（日本ゼオン株式会社製 ＺＥＯＮＯＲ ７５０Ｒ（Ｔｇ：７０℃））を中心層に隣接する中間層となるよう、また分岐状低密度ポリエチレン樹脂（宇部丸善株式会社製 Ｆ５２２Ｎ 密度：０．９２２ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：５、添加剤無添加）を表裏層となる５層構成とし、総厚みが１００μｍで、各層の厚みが２５μｍ／１０μｍ／３０μｍ／１０μｍ／２５μｍとなる以外は、実施例１と同様の条件で表面保護用基材フィルムを得た。
得られたフィルムの一部をカットして、試料片を作成し、表面粗さおよび厚み精度を測定した。結果は表１に示した。

（比較例１）
結晶性ポリプロピレン樹脂（株式会社プライムポリマー製 Ｆ１３２）を中心層とした以外は実施例１と同様にして表面保護テープ用基材フィルムを得た。
得られたフィルムの一部をカットして、試料片を作成し、表面粗さおよび厚み精度を測定した。結果は表１に示した。

（比較例２）
挟圧、冷却固化に用いたロールが、表面が鏡面の金属ロール１と表面が鏡面の金属無端ベルト用いた以外は実施例１と同様の条件で成形を行ったが、フィルムと金属ロールとの剥離性が悪いため、安定して成形することが困難であった。
得られたフィルムも裏表両面の表面粗さが小さく、滑性の悪いフィルムでありハンドリング性に劣るものとなった。
得られたフィルムから採取した試料を用いて、表面粗さおよび厚み精度を測定した。結果は表１に示した。

Claims (1)

1. 半導体ウェハの裏面研削時に用いる表面保護テープにおいて、環状オレフィン系樹脂を含む中心層と、分岐状低密度ポリエチレン樹脂を含む表裏層とを有し、下記要件を満たすことを特徴とする表面保護テープ用基材フィルム。
   １）ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して測定したときの、基材フィルムの表裏両面の表面粗さＲａが０．８μｍ以下であり、かつ少なくとも一方の面の表面粗さＲａが０．０５μｍ以上である。
   ２）直径１２インチあたりの厚みの（最大値−最小値）の値が３μｍ以下である。