JP5219554B2

JP5219554B2 - バックグラインド用基体フィルム及びその製造方法

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Publication number: JP5219554B2
Application number: JP2008046663A
Authority: JP
Inventors: 真明岡川; 茂佐合; 隆太斎藤
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: JP2009206280A

Description

本発明は、大型半導体ウエハをバックグラインド工程により超薄型化した場合にも、半導体ウエハの反りを小さく抑えることができるバックグラインド用基体フィルムに関する。

半導体ウエハの製造工程において、パターンが形成されたウエハの裏面には、所定の厚さまでバックグラインダー等の研削装置で研削するバックグラインド工程が施される。その際、ウエハを保護し、研削加工を容易にする目的等でウエハ表面（回路形成面）には半導体ウエハ加工用シートを貼り合わせて研削が行われる。半導体加工用シートとしては、基材上に粘着剤層が積層されている粘着シートが用いられる。

前記バックグラインド工程により研削された半導体ウエハでは、反りが発生する問題がある。バックグラインドフィルムはバックグラインド時の摩擦熱により加熱され、バックグラインド終了後は常温まで冷却されるが、バックグラインド終了後の冷却過程で発生するバックグラインドフィルムの収縮応力により半導体ウエハ側に反りが発生するのである。

半導体ウエハの超薄型化（５０μｍ以下）の進行により、バッググラインドフィルムの反りに追随して貼着された半導体ウエハにも反りが発生しやすくなり、ひいては半導体ウエハチップに欠けが発生するという問題が生じている（例えば、図１）。近年、半導体ウエハは８インチ、１２インチに大型化され、ＩＣカード用途などではさらに大型化が要求されてきている。また、半導体ウエハの最終厚みが１００μmを下回る程の超薄型化が要求されてきている。そのため、バッググラインドフィルムの反りに追随して貼着された半導体ウエハにも反りが発生しやすくなり、反りの問題が顕在化してきている。

例えば、８インチのウエハを５０μm 程度に研削した場合には、保護シートの種類やウエハの種類にもよるが、大きいものでは５０mm 程度にもウエハが反り上がる。

このような超薄型ウエハに生じた反りは、ウエハの搬送に大きな支障をきたす。すなわち、反り上がったウエハは従来の搬送方式では搬送できず、また一般的に使用されている専用収納ケースに収納することもできない。また、超薄型ウエハチップの端部に欠けが発生するという問題も生じている（例えば、図１）。

そのため、研削後の半導体ウエハの反りを解消することが大きな課題となっており、バックグラインド工程で反りが生じにくい寸法安定性に優れるバッググラインドフィルムが望まれている。

このような問題を解決するため、特許文献１では、極めて引張り弾性率の低い層を別途中間層として設けることにより、基材のわずかな寸法変化を緩和し、ウエハの反りを抑制する半導体ウエハ加工用保護シートが提案されている。しかし、この場合、緩和しきれない寸法変化が発生した場合には、反りが大きくなるなどの問題が挙げられる。

また、特許文献２では、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系共重合体からなる基材フィルムの方表面に粘着剤を塗布した半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムが提案されている（請求野範囲、実施例１等）。

また、特許文献３では、ジエン系ブロック重合体の水素添加物及び極性基変性オレフィン系重合体から選ばれる少なくとも１種を含むエラストマーからなるバックグラインドフィルムが提案されている。
特開２００６−１２８２９２号公報特開２００６−２６１４８２号公報特開２００５−１９１２９６号公報

本発明は、薄型半導体ウエハのバックグラインド工程において、該半導体ウエハに貼着して用いても該半導体ウエハに反りが生じにくい優れた寸法安定性を有するバックグラインド用基体フィルム及びバッググラインドフィルムを提供することを目的とする。

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、非晶性オレフィンとポリプロピレン系樹脂とからなる樹脂組成物を含むバックグラインド用基体フィルムが、バックグラインド工程において寸法安定性に優れることを見いだした。かかる知見に基づき、さらに研究を重ねて本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は下記のバックグラインド用基体フィルム及びその製造方法を提供する。

項１. 非晶性オレフィンとポリプロピレン系樹脂とを含むバックグラインド用基体フィルム。

項２. 非晶性オレフィン１５〜５０重量％とポリプロピレン系樹脂５０〜８５重量％とからなる樹脂組成物を含む項１に記載のバックグラインド用基体フィルム。

項３. 厚みが５０〜３００μｍである項１又は２に記載のバックグラインド用基体フィルム。

項４. 項１〜３のいずれかに記載のバックグラインド用基体フィルムのＡ層の表面にさらに粘着剤層及び離型フィルムを有するバックグラインドフィルム。

項５. 項４に記載のバックグラインドフィルムを半導体ウエハの表面（回路面）に貼着し、該半導体ウエハの裏面を研削し、該半導体ウエハからバックグラインドフィルムを除去することを特徴とする半導体ウエハのバックグラインド方法。項６. バックグラインド基体フィルムの製造方法であって、非晶性オレフィンとポリプロピレン系樹脂を含む樹脂を押出成形することを特徴とする製造方法。

本発明のバッググラインド用基体フィルムは、薄型半導体ウエハのバックグラインド工程において寸法安定性に優れているため、該半導体ウエハの反りを抑制することができる。また、バックグラインド用基体フィルムの巻き取り時においてブロッキングを効果的に抑制することができる。

Ｉ．バックグラインド用基体フィルム
本発明のバックグラインド用基体フィルムは、非晶性オレフィンとポリプロピレン系樹脂とからなる樹脂組成物を含むことを特徴とする。かかる特徴を有していれば単層であっても２層以上の多層構造を有していてもよい。

本発明で用いられる非晶性オレフィンは、エチレン及び炭素数３〜２０のα−オレフィンからなる群から選ばれた二種以上のオレフィンを必須として構成されるオレフィン共重合体である。

炭素数３〜２０のα−オレフィンとしては、直鎖状及び分岐状のα−オレフィンが含まれ、具体的には、直鎖状のα−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、1−ヘキセン、１−へプテン、1−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン等が例示され、分岐状のα−オレフィンとしては、３−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、２−エチル−１−ヘキセン、２，２，４−トリ
メチル−１−ペンテン等が例示される。

非晶性オレフィンは、温度１３５℃におけるテトラリン溶媒による極限粘度［η］が好ましくは０．３〜１０．０であり、より好ましくは０．５〜７．０であり、更に好ましくは０．７〜５．０である。極限粘度［η］の測定は、１３５℃テトラリン中でウベローデ粘度計を用いて行う。サンプルは３００ｍｇを１００ｍｌテトラリンに溶解し、３ｍｇ／ｍｌの溶液を調製した。更に当該溶液を１／２、１／３、１／５に希釈し、それぞれを１３５℃（±０．１℃）の恒温油槽中で測定する。それぞれの濃度で３回繰り返し測定し、得られた値を平均して用いる。

非晶性オレフィンは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、ＪＩＳＫ７１２２に準拠して測定した場合に、結晶の融解に基く１Ｊ／ｇ以上のピーク及び結晶化に基づく１Ｊ／ｇ以上のピークのいずれをも有しないことが好ましい。示差走査熱量計は、たとえば島津製作所製ＤＳＣ−６０を用い、昇温及び降温過程のいずれも１０℃／ｍｉｎの速度で測定を行う。

非晶性オレフィンは、樹脂ペレットにした場合、粘着性を示すことがあり、市販されているもののなかには、ポリプロピレン系樹脂等とブレンドすることにより粘着性を抑えたものがある。

非晶性オレフィンとしては、たとえば、住友化学株式会社製「タフセレン」、三井化学株式会社製「タフマー」等が例示できる。

本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂は結晶性のものが好ましい。結晶性プロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独重合体あるいはプロピレンと少量のα−オレフィン及び／又はエチレンとのランダム又はブロック共重合体が挙げられる。前記ポリプロピレン系樹脂が共重合体である場合には、ランダム共重合体の場合、該共重合体中の他のα−オレフィン及び／又はエチレンの共重合割合は一般に合計で１０重量％以下、好ましくは０．５〜７重量％であり、ブロック共重合体の場合、該共重合体中の他のα−オレフィン及び／又はエチレンの共重合割合は一般に１〜４０重量％、好ましくは１〜２５重量％、更に好ましくは２〜２０重量％、特に好ましくは３〜１５重量％である。これらのポリプロピレン系重合体は、２種以上の重合体を混合したものであってもよい。ポリプロピレンの結晶性の指標としては例えば、融点、結晶融解熱量などが用いられ、融点は１２０℃〜１７６℃、結晶融解熱量は６０Ｊ／ｇ〜１２０Ｊ／ｇの範囲にあることが好ましい。

該ポリプロピレン系樹脂は、気相重合法、バルク重合法、溶媒重合法及び任意にそれらを組み合わせて多段重合を採用することができ、また、重合体の数平均分子量についても特に制限はないが、好ましくは１０，０００〜１，０００，０００に調整される。

この結晶性ポリプロピレン系樹脂としては、ＪＩＳＫ７２１０に準拠して温度２３０℃、荷重２１．１８Ｎで測定したＭＦＲ（メルトフローレート）が、０．５〜２０ｇ／１０分、好ましくは０．５〜１０ｇ／１０分の範囲のものがよい。

本発明のバックグラインド用基体フィルムの典型例として、次の単層バックグラインド用基体フィルムが例示されるが、これに限定されない。

本発明のバックグラインド用基体フィルムは、非晶性オレフィン１５〜５０重量％とポリプロピレン系樹脂５０〜８５重量％とからなる樹脂組成物を含むことを特徴とする。

用いられる非晶性オレフィン及びポリプロピレン系樹脂は、いずれも上記したものから選択することができる。

非晶性オレフィンの割合は、非晶性オレフィンとポリプロピレン系樹脂をあわせた樹脂組成物の重量に対し、一般に１５〜５０重量％、好ましくは３０〜５０重量％である。また、ポリプロピレン系樹脂の割合は、該樹脂組成物の重量に対し、一般に５０〜８５重量％、好ましくは５０〜７０重量％である。かかる範囲であると、バックグラインド時に発生する反りを抑制することができ、フィルム巻き取り時のブロッキングが効果的に抑制されるため好適である。

本発明における単層バックグラインド用基体フィルムの厚みは、容易にロ−ル状に巻くことができる程度であれば良い。たとえば５０〜３００μｍ程度であり、好ましくは６０〜２５０μｍ程度、より好ましくは７０〜２００μｍである。

ＩＩ．バックグラインド用基体フィルムの製造方法
本発明のバックグラインド用基体フィルムは、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。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。

押出機上に設置された投入ホッパへ原料となる非晶オレフィン１５〜５０重量％及びポリプロピレン系樹脂５０〜８５重量％を含む原料樹脂を投入し、１６０〜２４０℃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３０℃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、ロール状の単層フィルムを得る。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。上記の原料樹脂は、ドライブレンド又は溶融混練し調製することができる。原料樹脂をスクリュー式押出機に供給し、１８０〜２２５℃でＴダイからフィルム状に押出し、これを５０〜７０℃の冷却ロ−ルに通しながら冷却して実質的に無延伸で引き取る。或いは、原料樹脂を一旦ペレットとして取得した後、上記の様に押出成形してもよい。

なお、引き取りの際に実質的に無延伸とするのは、バックグラインド工程において、延伸したことによるフィルムの収縮を抑制するためである。この実質的に無延伸とは、無延伸、或いは、バックグラインド時のウェハの反りに影響を与えない程度の僅少の延伸を含むものである。通常、フィルム引き取りの際に、たるみの生じない程度の引っ張りであればよい。

上記で得られるバックグラインド用基体フィルムの表面に粘着剤層及び離型フィルムを設ける方法は、公知の方法を採用することができる。バックグラインドフィルムは、通常テープ状にカットされたロール巻き状態で取得される。
ＩＩＩ．バックグラインドフィルム
得られるバックグラインド用基体フィルムの片方の表面上に公知の粘着剤をコートして粘着剤層が形成され、さらに該粘着剤層上に離型フィルムが設けられて、バックグラインドフィルムが製造される。粘着剤層の厚さは、例えば、１０〜２００μｍ程度、離型フィルムの厚さは、例えば、１０〜１００μｍ程度であればよい。

粘着剤層で用いられる粘着剤成分としては、公知の粘着剤を特に制限なく使用できる。例えば、特開２００６−１２８２９２号公報等に記載された粘着剤成分を用いることができる。なお、離型フィルムも公知のものが用いられる。

粘着剤としては、たとえば、一般的に使用されている感圧性粘着剤を使用でき、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の適宜な粘着剤を用いることができる。なかでも、半導体ウエハヘの接着性、剥離後の半導体ウエハの超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性などの点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。

具体的には、（メタ）アクリル酸エステルを主たる構成単量体単位とする単独重合体および共重合体から選ばれたアクリル系重合体、その他の官能性単量体との共重合体、およびこれら重合体の混合物が用いられる。例えば、（メタ）アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸２−ヒドロキシエチルなどが好ましく使用できる。

バックグラインドフィルムは、通常テープ状にカットされたロール巻き状態で取得される。

ＩＶ．半導体ウエハのバックグラインド方法
本発明のバックグラインド方法は、バックグラインドフィルムを半導体ウエハの表面（回路面）に貼着し、該半導体ウエハの裏面を研削し、半導体ウエハからバックグラインドフィルムを除去する。

具体的には、該バックグラインドフィルムの粘着剤層から離型フィルムを剥離して、粘着剤層の表面を露出させて、その粘着剤層を介して集積回路が組み込まれた側の半導体ウエハの表面に貼着する。半導体ウエハの研削前の厚みは、通常、３００μｍ〜１０００μｍ程度である。次いで、半導体ウエハを固定して、その裏面を常法により研削する。研削後の半導体ウエハの厚みは、得られるチップのサイズ、回路の種類、用途等に応じて選択されるが、例えば、５０μｍ〜２００μｍ程度となる。裏面研削が終了した後、必要に応じケミカルエッチング工程やＣＭＰ（メカノケミカルポリッシング）工程を追加してもよい。その後、バックグラインドフィルムを剥離（除去）する。また、必要に応じて、バックグラインドフィルム剥離後に、半導体ウエハ表面に対して、水洗、プラズマ洗浄等の洗浄処理が施される。

以下に、本発明を、実施例及び比較例を用いてより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。なお「％」は重量％を意味する。
＜原料＞
実施例及び比較例において下記の原料を用いた。以下、下記の略語で示す。

非晶ＰＰ：非晶性オレフィン（住友化学株式会社製タフセレン）
ＰＰ：ポリプロピレン系樹脂（サンアロマー株式会社製 PC412Ａ）
＜反りの評価＞
ウェハの代替として、常温（25℃）から50℃の温度域で、半導体ウェハと同程度に寸法安定性の良いポリイミド（PI）テープ（住友スリーエム株式会社製スコッチポリイミドテープ No.5434、厚さ53μｍ）を使用した。

実施例及び比較例で作成したバックグラインド用基体フィルムに上記PIテープ（幅2 cm×長さ14 cm）を貼付け、サンプルとして切り出し、2枚のステンレス板（厚み２ｍｍ）に挟み、50℃に設定したオーブン内で１０分間加熱した。その後、サンプルを取り出して常温（２５℃）で１０分間放冷し、フィルムの収縮によって発生する反りを測定した。

反り量は、バックグラインド用基体フィルムにPIテープを貼り付けた状態で、バックグラインド用基体フィルムが上側になるように水平面上に置き、該水平面から最も浮いているPIテープの端部の高さ（ｍｍ）を測定した（図２）。反りが３ｍｍ以下を「○」とし、３ｍｍを越えるものを「×」とした。
＜ブロッキングの評価＞
実施例及び比較例で得られたフィルムの任意の場所から、たて100 mm×よこ30 mm（フィルムの流れ方向をたて方向、幅方向をよこ方向としてサンプルを切り出した）の大きさに測定用サンプルを2枚切り出した。2枚の測定用サンプルを、同一面（冷却ロールと接する面）同士がたて40 mm×よこ30 mm の面積で重なり合うようにし、この重なり合った測定用サンプルを2枚のガラス板で挟み、その上から、サンプルが重なり合っている部分に600 gの重りをのせた。これを40℃の恒温槽の中に入れ、7日間放置した。7日後、恒温槽より取り出したサンプルを、新東科学株式会社製剥離試験器（Peeling TESTER HEIDON−17）にセットし、引張り速度200 mm／minで、180度せん断剥離強度を測定し、4.9 N／10 mm以下であれば、ブロッキングなしとした。

実施例１
非晶ＰＰ２０重量％及びＰＰ８０重量％をドライブレンドし、これを原料樹脂とした。原料樹脂をバレル温度１８０〜２２０℃の多層押出機に供給した。２３０℃のＴダイスから押出し、設定温度４０℃の引き取りロールにて冷却固化して、無延伸の状態で巻き取った。得られた基体フィルムの厚みは１５０μｍであった。

実施例２〜５、比較例１〜２
表１に記載の樹脂組成及び配合割合にすること以外は実施例１と同様に処理して、実施例２〜５、比較例１〜２の単層基体フィルムを得た。

バッググラインド用基体フィルムの反りに追随して半導体ウエハにも反りが発生し欠けが発生することを模式的に示した図である。バッググラインド用基体フィルムの反りの測定方法を模式的に示した図である。

Claims

非晶性オレフィンとポリプロピレン系樹脂とを含む単層バックグラインド用基体フィルム。
非晶性オレフィン１５〜５０重量％とポリプロピレン系樹脂５０〜８５重量％とからなる樹脂組成物を含む請求項１に記載の単層バックグラインド用基体フィルム。
厚みが５０〜３００μｍである請求項１又は２に記載の単層バックグラインド用基体フィルム。
請求項１〜３のいずれかに記載の単層バックグラインド用基体フィルムのＡ層の表面にさらに粘着剤層及び離型フィルムを有するバックグラインドフィルム。
請求項４に記載のバックグラインドフィルムを半導体ウエハの表面（回路面）に貼着し、該半導体ウエハの裏面を研削し、該半導体ウエハからバックグラインドフィルムを除去することを特徴とする半導体ウエハのバックグラインド方法。
単層バックグラインド基体フィルムの製造方法であって、非晶性オレフィンとポリプロピレン系樹脂を含む樹脂を押出成形することを特徴とする製造方法。