JP6419728B2 - ウエハ保護用粘着シート - Google Patents

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Description

本発明は、ウエハの研磨研削工程において当該ウエハ表面に貼付される保護シートとして好適な、ウエハ保護用粘着シートに関する。
近年、電子機器の高集積化に伴い、半導体チップの薄型化及び極小化の要求は激化している。極めて薄い半導体チップを得てデバイスに実装しようとする際、チップに分割する前の半導体ウエハのバンプ等を有する回路パターン形成面とは反対側の面に研磨研削加工を施した上で、半導体ウエハを個々のチップに切断するダイシング工程を経る方法が採用されている。
このような工程の際に、半導体ウエハの回路パターン面が、損傷されたり、もしくは研磨屑や研磨水等により汚染されたりするのを防止するため、半導体ウエハの回路パターン形成面を保護する必要がある。
また、半導体ウエハは、それ自体が肉薄で脆いのに加え、回路パターンの表面が凹凸を有するため、わずかな外力によっても破損しやすいという問題がある。
このような半導体ウエハの加工時における回路パターン面の保護と半導体ウエハの破損防止を目的として、研磨研削加工時に、半導体ウエハの回路パターン面にバックグラインドシートを貼着する方法が知られている。
また、このような粘着シートには、半導体ウエハのバンプ等を有する回路パターン形成面の凹凸に対する追従性も求められる。
凹凸に対する追従性が不十分な粘着シートを用いた場合、粘着シートの粘着剤層と半導体ウエハ表面との接着性が不十分となる。その結果、研磨加工時において、粘着シートの剥離、パターン形成面への研磨屑や研磨水の浸入、加工ミス、ティンプルの発生、チップ飛び等の発生や、更には半導体ウエハが破損する場合もある。
上記の問題点を解決し得る粘着シートの開発を目指し、種々の粘着シートが提案されている。
例えば、特許文献1には、ウエハ表面の凹凸に追従でき、且つウエハ汚染やウエハ割れを防止できる半導体ウエハ保持保護用粘着シートの提供を目的として、基材層の片面に、所定の弾性率及びゲル分率を有し、アクリル系ポリマー及び放射線硬化型オリゴマーを含有する中間層を設け、該中間層の表面に、放射線硬化型粘着剤層が形成された粘着シートが開示されている。
特開2005−303068号公報
特許文献1記載の粘着シートは、中間層の表面に粘着剤層が形成された構成を有しているが、放射線照射後の中間層の弾性率を向上させるために、当該中間層には、低分子成分の放射線硬化型オリゴマーが含まれている。
ところで、特許文献1記載の粘着シートを長期間保管すると、この粘着シートの中間層内に含まれる低分子成分である放射線硬化型オリゴマーの一部が、粘着剤層内へ移行する傾向にある。それにより、当該粘着剤層の粘着力が不安定となると共に、エネルギー線照射後に粘着剤層が過度に硬化してしまうと問題を引き起こす恐れがある。そのため、特許文献1記載の粘着シートは、経時安定性の点で問題がある。
なお、このような経時安定性の劣る粘着シートは、長期間保管後に使用した場合、もしくは被着体貼付した状態で長期間放置した場合、エネルギー線照射後における中間層と粘着剤層との密着性が不十分となる傾向がある。そのために、長期間放置後の当該粘着シートを剥離する際に粘着剤層の破断や被着体上に粘着剤層の残渣が付着する場合がある。
本発明は、エネルギー線照射後の中間層と粘着剤層との密着性に優れるため、被着体に貼付後に再剥離する際に、被着体への粘着剤層の残渣の付着を抑制し得、ウエハ表面の凹凸の差が大きい被着体に対しても優れた追従性を有し、且つ、長期間保管しても粘着力の変化率が小さく優れた経時安定性を有する、ウエハ保護用粘着シートを提供することを目的とする。
本発明者らは、基材、中間層、及び粘着剤層をこの順で有するウエハ保護用粘着シートについて、当該中間層を、非エネルギー線硬化性アクリル系重合体と、特定の質量平均分子量のエネルギー線硬化性アクリル系重合体とを所定の割合で含む中間層形成用組成物から形成された層とすることで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記〔1〕〜〔6〕を提供する。
〔1〕基材、中間層、及び粘着剤層をこの順で有するウエハ保護用粘着シートであって、
前記中間層が、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(A)100質量部、及び質量平均分子量が5万〜25万のエネルギー線硬化性のアクリル系重合体(B)25質量部以上を含む中間層形成用組成物から形成された層であり、
前記粘着剤層が、エネルギー線硬化型のアクリル系重合体(C)を含む粘着剤組成物から形成された層である、ウエハ保護用粘着シート。
〔2〕(A)成分の質量平均分子量が、30万〜150万である、上記〔1〕に記載のウエハ保護用粘着シート。
〔3〕前記中間層形成用組成物中の(B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対して、37質量部以上150質量部以下である、上記〔1〕又は〔2〕に記載のウエハ保護用粘着シート。
〔4〕(A)成分が、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1’)に由来する構成単位(a1)及び官能基含有モノマー(a2’)に由来する構成単位(a2)を有するアクリル系共重合体(A1)である、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載のウエハ保護用粘着シート。
〔5〕(B)成分が、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(b1’)に由来する構成単位(b1)及び官能基含有モノマー(b2’)に由来する構成単位(b2)を有するアクリル系共重合体(B0)と、重合性化合物(Xb)とを反応させて得られるエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B1)である、上記〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載のウエハ保護用粘着シート。
〔6〕(C)成分が、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(c1’)に由来する構成単位(c1)及び官能基含有モノマー(c2’)に由来する構成単位(c2)を有するアクリル系共重合体(C0)と、重合性化合物(Xc)とを反応させて得られるエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(C1)である、上記〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載のウエハ保護用粘着シート。
本発明のウエハ保護用粘着シートは、エネルギー線照射後の中間層と粘着剤層との密着性に優れるため、被着体に貼付後に再剥離する際に、被着体への粘着剤層の残渣の付着を抑制し得、ウエハ表面の凹凸の差が大きい被着体に対しても優れた追従性を有し、且つ、長期間保管しても粘着力の変化率が小さく優れた経時安定性を有する。
本発明のウエハ保護用粘着シートの構成の一例を示す、ウエハ保護用粘着シートの断面図である。
以下の記載において、「質量平均分子量(Mw)」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定されるポリスチレン換算の値であり、具体的には実施例に記載の方法に基づいて測定した値である。
また、例えば「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の双方を示す語として用いており、他の類似用語についても同様である。
さらに、本発明において、「エネルギー線」とは、紫外線又は電子線を意味し、紫外線が好ましい。
〔ウエハ保護用粘着シートの構成〕
本発明のウエハ保護用粘着シート(以下、単に「粘着シート」ともいう)は、基材、中間層、及び粘着剤層をこの順で有するものであれば、特に制限されない。
図1は、本発明のウエハ保護用粘着シートの構成の一例を示す、ウエハ保護用粘着シートの断面図である。
本発明のウエハ保護用粘着シートの構成としては、図1(a)に示される、基材11、中間層12、及び粘着剤層13をこの順で有するウエハ保護用粘着シート1aや、図1(b)に示される、粘着剤層13上に、更に剥離材14を有するウエハ保護用粘着シート1b等が挙げられる。
なお、ウエハ保護用粘着シート1bが有する剥離材14は、半導体ウエハの回路パターン形成面に貼付される際には除去されるものである。
また、本発明の一態様のウエハ保護用粘着シートは、ウエハ保護用粘着シート1aの基材11の中間層12及び粘着剤層13が積層された面とは反対側の面上に剥離処理を施し、ウエハ保護用粘着シート1aをロール状に巻いた構成としてもよい。
なお、本発明の一態様のウエハ保護用粘着シートは、上記以外の層を有していてもよい。
例えば、基材11と中間層12との層間密着力を向上させるために、基材11と中間層12との間に易接着層を設けたウエハ保護用粘着シートとしてもよい。
この易接着層を形成する材料としては、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物等が挙げられる。
また、本発明の一態様のウエハ保護用粘着シートは、基材11と中間層12との間、もしくは基材11の中間層12及び粘着剤層13が設けられた面とは反対側の面上に、帯電防止剤を含有した帯電防止層を設けたウエハ保護用粘着シートとしてもよい。
当該帯電防止剤としては、例えば、第4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第1〜第3アミノ基等のカチオン性化合物;スルホン酸塩基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基、ホスホン酸塩基等のアニオン性化合物;アミノ酸系、アミノ硫酸エステル系等の両性化合物;アミノアルコール系、グリセリン系、ポリエチレングリコール系等のノニオン性化合物等が挙げられる。
<基材>
本発明の一態様のウエハ保護用粘着シートが有する基材としては、特に制限はないが、ウエハ保護用粘着シートをウエハに貼付してウエハを極薄にまで研磨研削する際にも、ウエハを安定して保持し得るとの性質を有しているとの観点から、樹脂フィルムが好ましい。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリスチレン系フィルム、ポリフェニレンサルファイド系フィルム、シクロオレフィンポリマー系フィルム、ポリウレタン系フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、ポリイミド系フィルム、フッ素樹脂フィルム等が挙げられる。
なお、本発明一態様で用いる基材は、上述の樹脂を1種のみ有する樹脂フィルムであってもよく、上述の樹脂を2種以上有する樹脂フィルムであってもよい。
なお、本発明一態様で用いる基材は、これらの樹脂フィルムの架橋フィルムであってもよい。
また、本発明の一態様で用いる樹脂フィルムは、1つの樹脂フィルムからなる単層フィルムでもよく、複数の樹脂フィルムが積層した複層フィルムであってもよい。
これらの樹脂フィルムの中でも、ウエハ保護用粘着シートをウエハに貼付してウエハを極薄にまで研磨研削する際にも、ウエハを安定して保持し得るとの性質を有しているとの観点から、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルムがより好ましい。
なお、上述の樹脂フィルムは、公知のフィラー、着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、有機滑剤、触媒等を含有させてもよい。
また、樹脂フィルムは、透明なものであっても、所望により着色又は金属等が蒸着されていてもよい。
基材の厚さは、好ましくは10〜500μm、より好ましくは15〜300μm、更に好ましくは20〜200μmである。
基材の厚さが10μm以上であれば、高温での耐変形性(寸法安定性)に優れる。一方、基材の厚みが500μm以下であれば、ウエハ保護用粘着シートをウエハに貼付して、ウエハの裏面を研磨加工する際、研磨加工時の振動による、ウエハ保護用粘着シートの変形を抑えることができる。
なお、本発明において、「基材の厚み」とは、基材を構成する全体の厚みを示し、例えば、複数の樹脂フィルムが積層してなる基材については、当該「複数の樹脂フィルム」の厚みの合計がその基材の厚みである。
<中間層>
本発明のウエハ保護用粘着シートが有する中間層は、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(A)100質量部、及び質量平均分子量が5万〜25万のエネルギー線硬化性のアクリル系重合体(B)25質量部以上を含む中間層形成用組成物から形成された層である。
当該中間層を設けることで、凹凸差が大きい被着体に対する追従性に優れたウエハ保護用粘着シートとなるため、当該ウエハ保護用粘着シートを貼付したウエハを研磨研削加工した際に、ウエハの破損、及び研削屑や研削水の浸入を防止し得る。
中間層の厚さは、被着体となる半導体ウエハが有するバンプの高さにより適宜選択されるが、好ましくは10〜800μm、より好ましくは15〜600μm、更に好ましくは20〜400μmである。
中間層の厚さが10μm以上であれば、凹凸差が大きい被着体に対する追従性を良好とすることができる。一方、中間層の厚さが800μm以下であれば、本発明の粘着シートの変形を抑制することができる。
中間層を形成する材料である中間層形成層組成物は、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(A)(以下、「アクリル系重合体(A)」又は「(A)成分」ともいう)100質量部、及び質量平均分子量が5万〜25万のエネルギー線硬化性のアクリル系重合体(B)(以下、「アクリル系重合体(B)」又は「(B)成分」ともいう)25質量部以上を含む。
上記(B)成分の含有量が25質量部未満であると、エネルギー線照射後におけるウエハ保護用粘着シートの中間層と粘着剤層との密着性が不十分となるために、形成される中間層を有する粘着シートを被着体から剥離する際に、粘着剤層の破断や半導体ウエハ上に粘着剤層の残渣が生じやすくなる。
中間層形成用組成物中の(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、25質量部以上であるが、エネルギー線照射後における中間層と粘着剤層との密着性の向上をし得る中間層を形成する観点から、好ましくは30質量部以上、より好ましくは37質量部以上、更に好ましくは40質量部以上である。
また、本発明の一態様のウエハ保護用粘着シートの端部から中間層の一部の浸み出しを抑制する観点から、中間層形成用組成物中の(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは150質量部以下、より好ましくは140質量部以下、更に好ましくは130質量部以下である。
中間層形成用組成物中の(A)成分及び(B)成分の合計含有量は、中間層形成用組成物の全量(100質量%)に対して、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、また、好ましくは99.9質量%以下、より好ましくは99.0質量%以下、更に好ましくは98.0質量%以下である。
なお、中間層形成用組成物は、上記(A)成分、(B)成分の他に、更に光重合開始剤や架橋剤を含有することが好ましい。また、これら以外の他の添加剤を含有してもよい。
以下、中間層形成用組成物中に含まれる各成分について説明する。
[(A)成分:非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(A)]
非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(A)としては、例えば、直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を有する重合体、環状構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構成単位を有する重合体等が挙げられる。
(A)成分の質量平均分子量(Mw)は、好ましくは30万〜150万、より好ましくは35万〜130万、より好ましくは40万〜120万、更に好ましくは40万〜110万、より更に好ましくは45万〜90万である。
(A)成分としては、(B)成分との相溶性の観点から、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1’)(以下、「モノマー(a1’)」ともいう)に由来する構成単位(a1)及び官能基含有モノマー(a2’)(以下、「モノマー(a2’)」ともいう)に由来する構成単位(a2)を有するアクリル系共重合体(A1)を含むことが好ましく、アクリル系共重合体(A1)であることがより好ましい。
なお、アクリル系共重合体(A1)の共重合の形態は、特に限定されず、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
アクリル系共重合体(A1)の含有量は、中間層形成用組成物中に含まれる(A)成分の全量(100質量%)に対して、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、更に好ましくは90〜100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
モノマー(a1’)が有するアルキル基の炭素数としては、(B)成分との相溶性の観点から、より好ましくは4〜12、更に好ましくは4〜8、より更に好ましくは4〜6である。
モノマー(a1’)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、ブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
アクリル系共重合体(A1)における、構成単位(a1)の含有量は、アクリル系共重合体(A1)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは50〜99.5質量%、より好ましくは60〜99質量%、更に好ましくは70〜95質量%、より更に好ましくは80〜93質量%である。
構成単位(a1)の含有量が50質量%以上であれば、凹凸差が大きい被着体に対する追従性が良好な粘着シートとすることができるため好ましい。
また、構成単位(a1)の含有量が99.5質量%以下であれば、構成単位(a2)の含有量を十分に確保し、(B)成分との相溶性を良好とすることができるため好ましい。
また、アクリル系共重合体(A1)は、構成単位(a1)として、炭素数4以上(好ましくは4〜12、より好ましくは4〜8、更に好ましくは4〜6)のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位(a11)を有することが好ましい。
構成単位(a1)中の構成単位(a11)の含有比率は、アクリル系共重合体(A1)が有する構成単位(a1)の全量(100質量%)に対して、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは85質量%以上であり、また、好ましくは100質量%以下である。
モノマー(a2’)が有する官能基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、エポキシ基、アミノ基、シアノ基、ケト基、窒素原子含有環基、アルコキシシリル基等が挙げられる。
また、具体的なモノマー(a2’)としては、例えば、ヒドロキシ基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、アミノ基含有物モノマー、シアノ基含有モノマー、ケト基含有モノマー、窒素原子含有環を有するモノマー、アルコキシシリル基含有モノマー等が挙げられる。
これらの中でも、ヒドロキシ基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、及びエポキシ基含有モノマーから選ばれる1種以上が好ましく、カルボキシ基含有モノマーがより好ましい。
ヒドロキシ含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ビニルアルコール、アリルアルコール等の不飽和アルコール類等が挙げられる。
これらの中でも、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好ましい。
カルボキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられる。
これら中でも、(メタ)アクリル酸が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
エポキシ含有モノマーとしては、エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル及び非アクリル系エポキシ基含有モノマーが挙げられる。
エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル(メタ)アクリレート、3−エポキシシクロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、非アクリル系エポキシ基含有モノマーとしては、例えば、グリシジルクロトネート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
アクリル系共重合体(A1)における、構成単位(a2)の含有量は、アクリル系共重合体(A1)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは0.5〜50質量%、より好ましくは1〜40質量%、更に好ましくは5〜30質量%、より更に好ましくは7〜20質量%である。
構成単位(a2)の含有量が0.5質量%以上であれば、(B)成分との相溶性を良好とすることができるため好ましい。
また、構成単位(a2)の含有量が50質量%以下であれば、凹凸差が大きい被着体に対する追従性が良好な粘着シートとすることができるため好ましい。
アクリル系共重合体(A1)は、上記モノマー(a1’)及び(a2’)以外の他のモノマー(a3’)に由来する構成単位(a3)を有していてもよい。
他のモノマー(a3’)としては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレート等の環状構造を有する(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン等が挙げられる。
アクリル系共重合体(A1)における、構成単位(a3)の含有量は、アクリル系共重合体(A1)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは0〜30質量%、より好ましくは0〜20質量%、更に好ましくは0〜10質量%、より更に好ましくは0〜5質量%である。
なお、上述のモノマー(a1’)〜(a3’)は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
(A)成分の合成方法については、特に限定されるものではなく、例えば、原料モノマーを溶媒中に溶解して、重合開始剤、連鎖移動剤等の存在下で溶液重合する方法や、乳化剤、重合開始剤、連鎖移動剤、分散剤等の存在下で、原料モノマーを用いて水系でエマルション重合する方法にて製造される。
なお、当該重合方法において、必要に応じて、増粘剤、濡れ剤、レベリング剤、消泡剤等の添加剤を添加してもよい。
重合反応は、60〜100℃の温度条件下、2〜8時間かけて行われることが好ましい。
重合時の原料モノマーの濃度は、好ましくは30〜70質量%、より好ましくは40〜60質量%である。
重合の際に使用される重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物、過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド等の過酸化物、過硫酸アンモニウムと亜硫酸ソーダ、酸性亜硫酸ソーダ等との組み合わせからなるレドックス系の重合開始剤等が挙げられる。
重合開始剤の添加量は、原料モノマーの全量100質量部に対して、好ましくは0.2〜2質量部、より好ましくは0.3〜1質量部である。
重合の際に使用される連鎖移動剤としては、例えば、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸ノニル、チオグリコール酸−2−エチルヘキシル、β−メルカプトプロピオン酸−2−エチルヘキシル等のチオグリコール酸エステル類、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン、1−メチル−4−イソプロピリデン−1−シクロヘキセン等が挙げられる。
これらの中でも、チオグリコール酸エステル類、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン、1−メチル−4−イソプロピリデン−1−シクロヘキセンが好ましい。
連鎖移動剤の添加量は、原料モノマーの全量100質量部に対して、好ましくは0.001〜3質量部である。
[(B)成分:エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(B)]
エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(B)としては、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体に対して、エネルギー線重合性基が導入されたアクリル系重合体である。
なお、上記エネルギー線重合性基は、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体の主鎖に導入されていてもよく、側鎖に導入されていてもよい。
中間層に(B)成分を含有することで、エネルギー線を照射した際、(B)成分と粘着剤層中の(C)成分とが反応して結合して、ウエハ保護用粘着シートの中間層と粘着剤層との密着性が向上すると考えられる。そのため、剥離時に被着体上に粘着剤層の残着を抑制し得るウエハ保護用粘着シートとすることができる。
非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体としては、直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を有するアクリル系重合体や、環状構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構成単位を有するアクリル系重合体等が挙げられる。
エネルギー線重合性基は、エネルギー線重合性の炭素−炭素二重結合を含む基であればよく、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられるが、エネルギー線重合基の導入が容易であるとの観点から、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
なお、当該エネルギー線重合性基は、アルキレン基、アルキレンオキシ基、ポリアルキレンオキシ基等を介して、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体の主鎖又は側鎖と結合されていてもよい。
(B)成分の質量平均分子量(Mw)は、5万〜25万であり、好ましくは6万〜22万、より好ましくは7万〜20万、更に好ましくは8万〜18万、より更に好ましくは8.5万〜15万である。
(B)成分のMwが5万未満であると、得られるウエハ保護用粘着シートの経時安定性が劣る。つまり、当該粘着シートを長期間保管した際、(B)成分の一部が粘着剤層内へ移行し、当該粘着シートの粘着力が不安定となると共に、エネルギー線照射後に、粘着剤層が過度に硬化してしまう恐れがある。その結果、当該粘着シートは、長期間保管後に使用した場合、もしくは被着体貼付した状態で長期間放置した場合、エネルギー線照射後における中間層と粘着剤層との密着性が不十分となるために、当該粘着シートを剥離する際に粘着剤層の破断や被着体上に粘着剤層の残渣が付着する場合がある。
一方、(B)成分のMwが25万を超えると、エネルギー線照射後における中間層と粘着剤層との密着性が劣り、ウエハ保護用粘着シートを剥離する際に、粘着剤層の破断や被着体であるウエハ上に粘着剤層の残渣が付着する場合がある。
(B)成分としては、経時安定性に優れた粘着シートとする観点、並びに、形成される中間層と粘着剤層とのエネルギー線照射後における密着性を向上させた粘着シートとする観点から、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(b1’)(以下、「モノマー(b1’)」ともいう)に由来する構成単位(b1)及び官能基含有モノマー(b2’)(以下、「モノマー(b2’)」ともいう)に由来する構成単位(b2)を有するアクリル系共重合体(B0)と、重合性化合物(Xb)とを反応させて得られるエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B1)を含むことが好ましく、エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B1)であることがより好ましい。
なお、アクリル系共重合体(B0)、(B1)の共重合の形態は、特に限定されず、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
アクリル系共重合体(B1)の含有量は、中間層形成用組成物中に含まれる(B)成分の全量(100質量%)に対して、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、更に好ましくは90〜100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
モノマー(b1’)が有するアルキル基の炭素数としては、より好ましくは4〜12、更に好ましくは4〜8、より更に好ましくは4〜6である。
モノマー(b1’)としては、上述のモノマー(a1’)として例示したものが挙げられ、これらの中でも、ブチル(メタ)アクリレート又は2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、ブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
アクリル系共重合体(B0)における、構成単位(b1)の含有量は、アクリル系共重合体(B0)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは50〜99質量%、より好ましくは55〜95質量%、更に好ましくは60〜90質量%、より更に好ましくは65〜85質量%である。
構成単位(b1)の含有量が50質量%以上であれば、形成される中間層の形状を十分に維持することができるため好ましい。
また、構成単位(b1)の含有量が99質量%以下であれば、重合性化合物(Xb)との反応点となる官能基を有する構成単位(b2)の含有量を十分に確保でき、形成される中間層と粘着剤層とのエネルギー線照射後の密着性を向上させることができるため好ましい。
モノマー(b2’)としては、上述のモノマー(a2’)として例示したものが挙げられるが、ヒドロキシ基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、及びエポキシ基含有モノマーから選ばれる1種以上が好ましく、ヒドロキシ基含有モノマーがより好ましく、ヒドロキシアクリル(メタ)アクリレートが更に好ましく、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートがより更に好ましい。
アクリル系共重合体(B0)における、構成単位(b2)の含有量は、アクリル系共重合体(B0)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは1〜50質量%、より好ましくは5〜45質量%、更に好ましくは10〜40質量%、より更に好ましくは15〜35量%である。
構成単位(b2)の含有量が1質量%以上であれば、形成される中間層と粘着剤層とのエネルギー線照射後の密着性を向上させるために十分な重合性化合物(Xb)との反応点を確保できるため好ましい。
また、構成単位(b2)の含有量が50質量%以下であれば、形成される中間層の形状を十分に維持することができるため好ましい。
アクリル系共重合体(B0)は、上記モノマー(b1’)及び(b2’)以外の他のモノマー(b3’)に由来する構成単位(b3)を有していてもよい。
他のモノマー(b3’)としては、上述のモノマー(a3’)として例示したものが挙げられる。
アクリル系共重合体(B0)における、構成単位(b3)の含有量は、アクリル系共重合体(B0)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは0〜30質量%、より好ましくは0〜20質量%、更に好ましくは0〜10質量%、より更に好ましくは0〜5質量%である。
なお、上述のモノマー(b1’)〜(b3’)は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
なお、アクリル系共重合体(B0)は、上述の(A)成分と同様の方法により、合成することができる。
エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B1)は、このアクリル系共重合体(B0)の構成単位(b2)中の官能基と、重合性化合物(Xb)とが反応し、重合性化合物(Xb)が有するエネルギー線重合性基が、アクリル系共重合体(B0)の主鎖及び側鎖の少なくとも一方に導入されたものである。
重合性化合物(Xb)は、エネルギー線重合性基を有する化合物であって、アクリル系共重合体(B0)の構成単位(b2)中の官能基と反応し得る置換基(以下、単に「反応性置換基」ともいう)を有する化合物であれば、特に制限されない。
なお、重合性化合物(Xb)の中でも、上記反応性置換基を有すると共に、エネルギー線重合性基を1分子あたり1〜5個有する化合物であることが好ましい。
上記反応性置換基としては、例えば、イソシアネート基、カルボキシル基、エポキシ基等が挙げられ、イソシアネート基が好ましい。
上記エネルギー線重合性基としては、上述のとおり、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
具体的な重合性化合物(Xb)としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、メタ−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート、アリルイソシアネート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
これらの重合性化合物(Xb)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、上記反応性置換基として好適なイソシアネート基を有しており、且つアクリル系共重合体(B0)とエネルギー線重合性基との距離が適当となる化合物であるとの観点から、(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートが好ましい。
アクリル系共重合体(B1)の合成方法としては、例えば、アクリル系共重合体(B0)に対し、イソシアネート基を有する重合性化合物(Xb)を導入する場合、酢酸エチル等の有機溶液中で、ジブチル錫ラウレート等の触媒を用い、室温(25℃)、常圧の環境下にて、10〜30時間程度、アクリル系共重合体(B0)とイソシアネート基を有する重合性化合物(Xb)とを反応させる方法が挙げられる。
アクリル系共重合体(B1)の合成時における、重合性化合物(Xb)の配合量は、アクリル系共重合体(B0)が有する全官能基数100当量に対して、好ましくは20〜100当量、より好ましくは30〜95当量、更に好ましくは40〜90当量、より更に好ましくは55〜85当量である。
アクリル系共重合体(B1)において、アクリル系共重合体(B0)が有する官能基数と重合性化合物(Xb)の配合量の関係について、形成される中間層と粘着剤層とのエネルギー線照射後の密着性を向上させる観点から、下記式(1)より算出されるαの値が、好ましくは1〜50、より好ましくは2〜40、更に好ましくは3〜35、より更に好ましくは5〜30である。
なお、上記αの値は、アクリル系共重合体(B1)が有するエネルギー線重合性基数に相当するものである。
式(1):α=〔Pb〕×〔Qb〕×〔Rb〕/100
(式(1)中、〔Pb〕は、アクリル系共重合体(B0)の全構成単位100質量部に対する構成単位(b2)の含有量を示す。〔Qb〕は、アクリル系共重合体(B0)が有する当該官能基含有モノマー由来の官能基100当量に対する、重合性化合物(Xb)の当量を示す。〔Rb〕は、重合性化合物(Xb)が有するエネルギー線重合性基数を示す。)
[架橋剤]
中間層形成用組成物は、さらに架橋剤を含有することが好ましい。
架橋剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、及びそれらのアダクト体等のイソシアネート系架橋剤;エチレングリコールグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤;ヘキサ〔1−(2−メチル)−アジリジニル〕トリフオスファトリアジン等のアジリジン系架橋剤;アルミニウムキレート等のキレート系架橋剤;等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、イソシアネート系架橋剤が好ましい。
架橋剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.1〜7質量部、更に好ましくは0.5〜5質量部である。
[光重合開始剤]
中間層形成用組成物は、さらに光重合開始剤を含有することが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンジル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ルニトリル、ジベンジル、ジアセチル、8−クロールアンスラキノン等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜15質量部、より好ましくは0.1〜10質量部、更に好ましくは0.5〜7質量部である。
[中間層形成用組成物中に含まれる他の添加剤]
中間層形成用組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、他の添加剤を含有してもよい。
他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填剤、防錆剤、顔料、染料、粘着付与剤等が挙げられる。
これらの添加剤を含有する場合、それぞれの添加剤の含有量は、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜6質量部、より好ましくは0.01〜2質量部である。
なお、中間層形成用組成物は、基材や剥離材の面上に中間層を形成する際、塗布性を向上させる観点から、更に有機溶媒で希釈して、中間層形成用組成物の溶液の形態としてもよい。
有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、トルエン、キシレン、n−プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
なお、使用する有機溶媒は、(A)成分及び(B)成分の合成時に使用した有機溶媒をそのまま用いてもよいし、合成時に使用された有機溶媒以外の1種以上の有機溶媒を加えてもよい。
中間層形成用組成物を溶液の形態とする場合、当該中間層形成用組成物の溶液の固形分濃度としては、好ましくは5〜70質量%、より好ましくは10〜60質量%、更に好ましくは15〜50質量%である。
<粘着剤層>
本発明のウエハ保護用粘着シートが有する粘着剤層は、エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(C)(以下、「アクリル系重合体(C)」又は「(C)成分」ともいう)を含む粘着剤組成物から形成された層である。
当該粘着剤層を設けたウエハ保護用粘着シートは、エネルギー線照射前は、被着体であるウエハを十分に保持し得る優れた粘着力を有するが、エネルギー線照射後には、粘着力が低下し、被着体のウエハから容易に剥離することができる。
また、エネルギー線照射により、当該粘着剤層と中間層との境界面において、当該粘着剤層中の(C)成分と、中間層中の(B)成分とが反応して結合して、中間層と粘着剤層との密着性が向上すると考えられる。そのため、被着体に貼付後に再剥離する際に、被着体への粘着剤層の残渣の付着を抑制し得るウエハ保護用粘着シートとすることができる。
粘着剤組成物中の(C)成分の含有量は、粘着剤組成物の全量(100質量%)に対して、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、また、好ましくは99.9質量%以下、より好ましくは99.0質量%以下、更に好ましくは98.0質量%以下である。
粘着剤層の厚さは、良好な粘着力を有し、凹凸差が大きい被着体に対する追従性を良好なウエハ保護用粘着シートとする観点から、好ましくは1〜100μm、より好ましくは1〜75μm、更に好ましくは1〜50μmである。
粘着剤層を形成する材料である粘着剤組成物は、エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(C)を含むが、更に架橋剤や光重合開始剤を含有することが好ましい。また、これら以外の他の添加剤を含有してもよい。
以下、粘着剤組成物中に含まれる各成分について説明する。
[(C)成分:エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(C)]
エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(C)としては、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体に対して、エネルギー線重合性基が導入されたアクリル系重合体である。
なお、上記エネルギー線重合性基は、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体の主鎖に導入されていてもよく、側鎖に導入されていてもよい。
非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体としては、直鎖又は分岐鎖のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を有するアクリル系重合体や、環状構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構成単位を有するアクリル系重合体等が挙げられる。
エネルギー線重合性基は、エネルギー線重合性の炭素−炭素二重結合を含む基であればよく、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられるが、エネルギー線重合基の導入が容易であるとの観点から、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
なお、当該エネルギー線重合性基は、アルキレン基、アルキレンオキシ基、ポリアルキレンオキシ基等を介して、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体の主鎖又は側鎖と結合されていてもよい。
(C)成分の質量平均分子量(Mw)は、好ましくは10万〜150万、より好ましくは20万〜120万、より好ましくは25万〜100万、更に好ましくは30万〜90万、より更に好ましくは35万〜80万である。
(C)成分としては、エネルギー線の照射によって、粘着力が効果的に低下し得る粘着シートとする観点から、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(c1’)(以下、「モノマー(c1’)」ともいう)に由来する構成単位(c1)及び官能基含有モノマー(c2’)(以下、「モノマー(c2’)」ともいう)に由来する構成単位(c2)を有するアクリル系共重合体(C0)と、重合性化合物(Xc)とを反応させて得られるエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(C1)を含むことが好ましく、エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(C1)であることがより好ましい。
なお、アクリル系共重合体(C0)、(C1)の共重合の形態は、特に限定されず、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
アクリル系共重合体(C1)の含有量は、粘着剤組成物中に含まれる(C)成分の全量(100質量%)に対して、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、更に好ましくは90〜100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
モノマー(c1’)が有するアルキル基の炭素数としては、好ましくは1〜18、より好ましくは1〜12、更に好ましくは1〜8、より更に好ましくは1〜6である。
モノマー(c1’)としては、上述のモノマー(a1’)として例示したものが挙げられるが、ブチル(メタ)アクリレート、又は2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、ブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
アクリル系共重合体(C0)における、構成単位(c1)の含有量は、形成される粘着剤層の粘着力を向上させる観点から、アクリル系共重合体(C0)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは50〜99.5質量%、より好ましくは60〜99質量%、更に好ましくは70〜98質量%、より更に好ましくは80〜96質量%である。
モノマー(c2’)としては、上述のモノマー(a2’)として例示したものが挙げられるが、ヒドロキシ基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、及びエポキシ基含有モノマーから選ばれる1種以上が好ましく、ヒドロキシ基含有モノマーがより好ましく、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが更に好ましい。
アクリル系共重合体(C0)における、構成単位(c2)の含有量は、アクリル系共重合体(B0)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは0.5〜40質量%、より好ましくは1〜30質量%、更に好ましくは2〜25質量%、より更に好ましくは3〜15質量%である。
構成単位(c2)の含有量が0.5質量%以上であれば、重合性化合物(Xc)との反応点となる官能基を有する構成単位(c2)の含有量を十分に確保でき、エネルギー線の照射により、硬化性の高い粘着剤層を形成することができるため、被着体に貼付後、粘着シートを剥離する際に、被着体への粘着剤層の残渣の発生を防止しながら、剥離することができる。さらに、形成される粘着剤層と中間層とのエネルギー線照射後の密着性を向上させることができる。
また、構成単位(c2)の含有量が40質量%以下であれば、粘着剤組成物の溶液を塗布し、粘着剤層を形成する際に、十分なポットライフを確保することができる。
アクリル系共重合体(C0)は、上記モノマー(c1’)及び(c2’)以外の他のモノマー(c3’)に由来する構成単位(c3)を有していてもよい。
その他のモノマー(c3’)としては、上述のモノマー(a3’)として例示したものが挙げられる。
アクリル系共重合体(C0)における、構成単位(c3)の含有量は、アクリル系共重合体(C0)の全構成単位(100質量%)に対して、好ましくは0〜20質量%、より好ましくは0〜10質量%、更に好ましくは0〜5質量%、より更に好ましくは0〜1質量%である。
なお、上述のモノマー(c1’)〜(c3’)は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
なお、アクリル系共重合体(C0)は、上述の(A)成分及び(B0)成分と同様の方法により、合成することができる。
エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(C1)は、このアクリル系共重合体(C0)の構成単位(c2)中の官能基と、重合性化合物(Xc)とが反応し、重合性化合物(Xc)が有するエネルギー線重合性基が、アクリル系共重合体(C0)の主鎖及び側鎖の少なくとも一方に導入されたものである。
重合性化合物(Xc)としては、上述の重合性化合物(Xb)と同じ化合物を用いることができるが、それらの中でも、反応性置換基を有すると共に、エネルギー線重合性基を1分子あたり1〜5個有する化合物であることが好ましい。
上記反応性置換基としては、例えば、イソシアネート基、カルボキシル基、エポキシ基等が挙げられ、イソシアネート基が好ましい。
上記エネルギー線重合性基としては、上述のとおり、(メタ)アクリロイル基、ビニル基等が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
具体的な重合性化合物(Xc)としては、上述の重合性化合物(Xb)として例示したものが挙げられ、(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートが好ましい。
なお、重合性化合物(Xc)は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アクリル系共重合体(C1)の合成方法としては、上述の(B1)成分と同様である。
アクリル系共重合体(C1)の合成時における、重合性化合物(Xc)の配合量は、アクリル系共重合体(C0)が有する全官能基数100当量に対して、好ましくは10〜90当量、より好ましくは20〜80当量、更に好ましくは30〜70当量、より更に好ましくは35〜65当量である。
アクリル系共重合体(C1)において、アクリル系共重合体(C0)が有する官能基数と重合性化合物(Xc)の配合量の関係について、エネルギー線照射前は適度な粘着力を有しつつも、エネルギー線照射後には、粘着力が効果的に低下し得る粘着シートを得る観点から、下記式(2)より算出されるβの値が、好ましくは0.5〜50、より好ましくは1.0〜40、更に好ましくは1.2〜35、より更に好ましくは1.5〜30である。
なお、上記βの値は、アクリル系共重合体(C1)が有するエネルギー線重合性基数に相当するものである。
式(2):β=〔Pc〕×〔Qc〕×〔Rc〕/100
(式(2)中、〔Pc〕は、アクリル系共重合体(C0)の全構成単位100質量部に対する構成単位(c2)の含有量を示す。〔Qc〕は、アクリル系共重合体(C0)が有する当該官能基含有モノマー由来の官能基100当量に対する、重合性化合物(Xc)の当量を示す。〔Rc〕は、重合性化合物(Xc)が有するエネルギー線重合性基数を示す。)
[架橋剤]
粘着剤組成物は、さらに架橋剤を含有することが好ましい。
架橋剤としては、上述の中間層形成用組成物が含有する架橋剤として例示されたものが挙げられるが、イソシアネート系架橋剤が好ましい。なお、架橋剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
架橋剤の含有量は、(C)成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.1〜7質量部、更に好ましくは0.5〜4質量部である。
[光重合開始剤]
中間層形成用組成物は、さらに光重合開始剤を含有することが好ましい。
光重合開始剤としては、上述の中間層形成用組成物が含有する光重合開始剤として例示されたものが挙げられる。なお、光重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始剤の含有量は、(C)成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.1〜7質量部、更に好ましくは0.5〜4質量部である。
[粘着剤組成物中に含まれる他の添加剤]
粘着剤組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、他の添加剤を含有してもよい。
他の添加剤としては、例えば、粘着付与剤、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填剤、防錆剤、顔料、染料等が挙げられる。
これらの添加剤を含有する場合、それぞれの添加剤の含有量は、(C)成分100質量部に対して、好ましくは0.01〜6質量部、より好ましくは0.01〜2質量部である。
また、粘着剤組成物には、(C)成分以外の樹脂成分を含有してもよい。
(C)成分以外の樹脂成分としては、例えば、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体、ポリイソブチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。
これらの(C)成分以外の樹脂成分の含有量は、粘着剤組成物の全量(100質量%)に対して、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは1質量%以下である。
なお、粘着性組成物は、基材や剥離材の面上に中間層を形成する際、塗布性を向上させる観点から、更に有機溶媒で希釈して、粘着性組成物の溶液の形態としてもよい。
有機溶媒としては、上述の中間層形成用組成物を希釈する際に用いる有機溶媒として例示したものが挙げられる。
なお、使用する有機溶媒は、(C)成分の合成時に使用した有機溶媒をそのまま用いてもよいし、合成時に使用された有機溶媒以外の1種以上の有機溶媒を加えてもよい。
粘着剤組成物を溶液の形態とする場合、当該粘着剤組成物の溶液の固形分濃度としては、好ましくは5〜70質量%、より好ましくは10〜60質量%、更に好ましくは15〜50質量%である。
<剥離材>
本発明のウエハ保護用粘着シートは、粘着剤層上に、更に剥離材を有していてもよい。
剥離材としては、両面剥離処理をされた剥離シート、片面剥離処理された剥離シート等が挙げられる。これらの剥離シートは、剥離材用基材上に剥離剤を塗布したものが挙げられる。
剥離材用基材としては、例えば、上述の基材として用いられる樹脂フィルムが挙げられ、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、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系フィルム、及びポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系フィルムが好ましい。
剥離剤としては、例えば、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、イソプレン系樹脂、ブタジエン系樹脂等のゴム系エラストマー、長鎖アルキル系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
剥離材の厚さは、特に制限ないが、好ましくは10〜200μm、より好ましくは25〜150μmである。
〔ウエハ保護用粘着シートの製造方法〕
本発明のウエハ保護用粘着シートの製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法により製造することができる。
例えば、基材の面上に、上述の中間層形成用組成物の溶液を塗布して、中間層を形成し、別の剥離材の面上に、上述の粘着剤組成物の溶液を塗布して、粘着剤層を形成し、形成した中間層と粘着剤層とを貼り合わせることで製造することができる。
中間層形成用組成物の溶液もしくは粘着性組成物の溶液を、基材又は剥離材の面上に塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等が挙げられる。
具体的な製造方法として、図1(b)に示すウエハ保護用粘着シート1bの製造方法としては、例えば、基材11の一方の面に、中間層形成用組成物の溶液を直接塗布し、乾燥して中間層12を形成する。また、別に、剥離材14の剥離処理面上に、粘着性組成物の溶液を直接塗布し、乾燥させて粘着剤層13を形成し、当該粘着剤層13と基材11上に形成した中間層12とを貼り合わせて製造する方法等が挙げられる。
なお、ウエハ保護用粘着シート1bを得た後、剥離材14を除去すれば、図1(a)に示すウエハ保護用粘着シート1aを製造することができる。
また、厚みのある中間層を形成する際には、剥離材の剥離処理面上に、中間層形成用組成物の溶液を直接塗布し、乾燥して、中間層付き剥離材を2枚以上製造し、2枚の中間層付き剥離材の中間層を互いに貼り合わせて、厚みのある中間層を形成することもできる。
以下の製造例で用いた成分及び生成した化合物の重量平均分子量(Mw)は、以下に記載の方法により測定した値を使用した。
<重量平均分子量(Mw)>
ゲル浸透クロマトグラフ装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC−8020」)を用いて、下記の条件下で測定し、標準ポリスチレン換算にて測定した値を用いた。
(測定条件)
・カラム:「TSK guard column HXL−H」「TSK gel GMHXL(×2)」「TSK gel G2000HXL」(いずれも東ソー株式会社製)
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:テトラヒドロフラン
・流速:1.0mL/min
製造例1
(非エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(A−1)〜(A−3)の合成)
ブチルアクリレート(BA)90質量部、及びアクリル酸(AAc)10質量部を、酢酸エチル溶媒中に添加し、重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を1.0質量部添加して、溶液重合を進行させて、非エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(A−1)〜(A−3)((A−1)のMw:50万、(A−2)のMw:10万、(A−3)のMw:120万)をそれぞれ得た。なお、重合時間を調整することで、所望のMwを有するアクリル系共重合体を得た。
製造例2
(エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B−1)〜(B−3)の合成)
ブチルアクリレート(BA)62質量部、メチルメタクリレート(MMA)10質量部、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)28質量部を、酢酸エチル溶媒中に添加し、重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を1.0質量部添加して、溶液重合を進行させ、一定時間経過後、アクリル系共重合体(BA/MMA/HEA=62/10/28(質量%))を得た。
続いて、当該アクリル系共重合体に対し、添加したHEA中の全水酸基数100当量に対するイソシアネート基数が80当量となる量のメタクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加して反応させ、側鎖にエネルギー線重合性基を有する、エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B−1)〜(B−3)((B−1)のMw:10万、(B−2)のMw:60万、(B−3)のMw:40万)をそれぞれ得た。なお、所望のMwを有するエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体を得るためにアクリル系共重合体(BA/MMA/HEA)の重合時間を調整し、当該アクリル系共重合体の質量平均分子量を制御した。また、アクリル系共重合体(B−1)〜(B−3)のいずれにおいても、上記式(1)から算出されるαの値は22.4である。
製造例3
(1)エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(C−1)の合成
ブチルアクリレート(BA)74質量部、メチルメタクリレート(MMA)20質量部、及び2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)6質量部を、酢酸エチル溶媒中に添加し、重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を1.0質量部添加して、溶液重合を進行させ、一定時間経過後、アクリル系共重合体(BA/MMA/HEA=74/20/6(質量%))を得た。続いて、当該アクリル系共重合体に対し、添加した2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)中の全水酸基数100当量に対するイソシアネート基数が50当量となる量のメタクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加して反応させ、側鎖にエネルギー線重合性基を有する、エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(C−1)(Mw:60万)を得た。なお、アクリル系共重合体(C−1)における、上記式(2)から算出されるαの値は3である。
(2)粘着剤層付き剥離シートの作製
上記のエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(C−1)の固形分100質量部に対して、トリレンジイソシアネート系架橋剤(トーヨーケム社製、商品名「BHS 8515」)を0.5質量部、光重合開始剤として、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(BASF社製、商品名「イルガキュア184」)を3.9質量部配合し、酢酸エチルで希釈して、固形分濃度35質量%の粘着剤組成物の溶液を調製した。
そして、剥離シート(リンテック社製、商品名「SP−PET381031」、シリコーン剥離処理を行ったポリエチレンテレフタレートフィルム)の剥離処理がされた面上に、調製した粘着剤組成物の溶液を、乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布して、塗布膜を形成した。次いで、当該塗布膜を100℃で1.5分間乾燥させて粘着剤層を形成し、粘着剤層付き剥離シートを得た。
実施例1〜4、比較例1〜8
(1)中間層形成用組成物の調製
表1に示す種類及び配合量(固形分比)の非エネルギー線硬化性アクリル系共重合体、エネルギー線硬化性化合物、架橋剤、及び光重合開始剤を添加し、酢酸エチルで希釈して、固形分濃度35質量%の中間層形成用組成物の溶液を調製した。
表1中に記載の中間層形成用組成物の調製に使用した各成分の詳細を以下に示す。
<非エネルギー線硬化性のアクリル共重合体>
・「A−1」:製造例1で得た非エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(A−1)、Mw=50万。
・「A−2」:製造例1で得た非エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(A−2)、Mw=10万。
・「A−3」:製造例1で得た非エネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(A−3)、Mw=120万。
<エネルギー線硬化性化合物>
・「B−1」:製造例2で得たエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B−1)、Mw=10万。
・「B−2」:製造例2で得たエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B−2)、Mw=60万。
・「B−3」:製造例2で得たエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B−3)、Mw=40万。
・「14−29B」(商品名、大日精化工業社製):5〜9官能ペンタエリスリトール系ウレタンアクリレート、Mw=2300、Mw/エネルギー線硬化性基数の比=328〜460、固形分濃度80質量%。
<架橋剤>
・「BHS 8515」(商品名、トーヨーケム社製):トリレンジイソシアネート系架橋剤。
<光重合開始剤>
・「イルガキュア184」(商品名、BASF社製):1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン。
(2)ウエハ保護用粘着シートの作製
剥離シート(リンテック社製、商品名「SP−PET381031」、シリコーン剥離処理を行ったポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ:38μm)の剥離処理がされた面上に、上記のとおり調製した中間層形成用組成物の溶液を、乾燥後の厚さが45μmとなるように塗布し塗布膜を形成した。次いで、当該塗布膜を100℃で2分間乾燥させて、中間層を形成し、中間層付き剥離シートを作製した。
なお、当該中間層付き剥離シートについては、同じものを2枚作製し、2枚の中間層付き剥離シートの中間層同士を貼り合わせて、厚さ90μmの中間層が2枚の剥離シートで狭持された積層シートを得た。
そして、この積層シートの一方の剥離シートを除去し、表出した中間層の面上に、基材として、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルム(厚み:120μm)を積層した。
また、他方の剥離シートも除去し、表出した中間層の面上に、製造例3で作製した、粘着剤層付き剥離シートの粘着剤層を貼り合わせて、図1(b)の示されたような、基材(120μm)/中間層(90μm)/粘着剤層(20μm)/剥離シート(38μm)から構成されるウエハ保護用粘着シートを得た。
なお、比較例7においては、調製した中間層形成用組成物の製膜性が悪く、上記の作成過程で、剥離シートから剥離シートを除去する際に、中間層の一部が剥離シートに付着して、ウエハ保護用粘着シートを作製することができなかった。
実施例及び比較例で作製したウエハ保護用粘着シートについて、以下の方法に基づいて「密着性」及び「凹凸に対する追従性」の評価をした。その結果を表1に示す。
また、実施例1及び比較例8で作製したウエハ保護用粘着シートについては、更に以下の方法に基づいて「経時安定性」の評価をした。その結果を表2に示す。
<密着性>
実施例及び比較例で作製したウエハ保護用粘着シートに対して、光量500mJ/cm2の紫外線を照射し、粘着剤層を硬化させた。
次いで、粘着シートの剥離シートを除去し、硬化した粘着剤層に対して、5mm間隔で縦11×横11ラインの切れ込みを入れ、碁盤目(マス目の数:100)の切れ込みを入れた。なお、切れ込みの深さは、粘着剤層(20μm)を完全に切り込む深さであるが、中間層(90μm)には深く切り込まない程度(具体的には20μm以上110μm未満)となるように調整した。
そして、当該粘着剤層の面上に、セロハン粘着テープ(ニチバン株式会社製、商品名「セロテープ(登録商標)」)を貼付し、23℃、50%RH(相対湿度)で20分間静置後、一方の手でウエハ保護用粘着シートを押さえながら、他方の手で、上記セロハン粘着テープの端を持ち、ウエハ保護用粘着シートに対して直角の方向に当該セロハン粘着テープを引っ張り、粘着剤層の面上から瞬間的に剥離した。
セロハン粘着テープを剥離後、ウエハ保護用粘着シートの粘着剤層上の碁盤目の切れ込みを目視で確認し、粘着剤層と中間層との剥離が見られるマス目の数を数え、紫外線照射後におけるウエハ保護用粘着シートの中間層と粘着剤層との密着性を評価した。表1には、100マス中の中間層と粘着剤層との剥離が見られたマス目の数を示している。表1に記載のマス目の数が少ないほど、紫外線照射後におけるウエハ保護用粘着シートの中間層と粘着剤層との密着性が優れているといえる。
<凹凸に対する追従性>
バンプウエハ(バンプ径:100μm、バンプピッチ:200μm、バンプ高さ:80μm)の凸(バンプ)が形成された面に対し、貼付温度60℃、貼付速度20mm/sにて、上述の実施例及び比較例で作製したウエハ保護用粘着シートの剥離シートを除去し表出した粘着剤層を介して、ウエハ保護用粘着シート貼付装置(リンテック社製、製品名「RAD−3510」)を用いて貼付した。
そして、粘着シート貼付後のバンプウエハの凸(バンプ)周囲の気泡の直径を光学顕微鏡にて各5点測定し、その直径の平均値の大きさによって、以下の基準に基づき、ウエハ保護用粘着シートの凹凸に対する追従性を評価した。
A:気泡の直径が162μm未満であった。
B:気泡の直径が162μm以上165μm未満であった。
C:気泡の直径が165μm以上であった。
<経時安定性>
実施例1〜4及び比較例8で作製したウエハ保護用粘着シートを、「23℃で1ヶ月間」及び「40℃で1ヶ月」それぞれ保管した。
そして、保管前、23℃で1ヶ月間保管後、40℃で1ヶ月間保管後のそれぞれのウエハ保護用粘着シートの紫外線(UV)照射前及び紫外線(UV)照射後の粘着力を以下の方法に基づいて測定した。
(粘着シートの粘着力の測定方法)
剥離シートを除去し粘着剤層が表出したウエハ保護用粘着シートを、23℃、65%RH(相対湿度)の環境下、半導体ウエハ鏡面に対して、2kgゴムローラーを往復させて貼付し、20分間静置した。
その後、万能型引張試験機(株式会社オリエンテック製、製品名「TENSILON/UTM−4−100」)を用いて、剥離速度300mm/minにて、UV照射前における180°剥離粘着力(mN/25mm)をそれぞれ測定した。
また、上記と同様にして、半導体ウエハに貼付及び静置後のウエハ保護用粘着シートに対し、紫外線照射装置(リンテック社製、製品名「RAD−2000」)を用いて、基材側から紫外線を照射(光量:500mJ/cm2、照度:220mW/cm2、照射速度:15mm/s)した後、上記と同じ条件にて、UV照射後における剥離粘着力(mN/25mm)をそれぞれ測定した。
表2には、23℃もしくは40℃にて1ヶ月保管した、UV照射前及びUV照射後における粘着シートの剥離粘着力の測定結果を示している。
また、下記式より、UV未照射及びUV照射後のウエハ保護用粘着シートの経時による粘着力変化率を算出した。
〔粘着力変化率(%)〕=|X0−X|/X0×100
(X0:保管前のウエハ保護用粘着シートの粘着力
X:「23℃で1ヶ月間保管後」又は「40℃で1ヶ月間保管後」のウエハ保護用粘着シートの粘着力)
そして、この算出した粘着力変化率の値により、下記の基準に従って、ウエハ保護用粘着シートの経時安定性を評価した。
A:いずれの条件においても、粘着力変化率の値が10%未満である。
F:いずれかの条件において、粘着力変化率の値が10%以上である。
Figure 0006419728
Figure 0006419728
表1及び2より、実施例1〜4で作製したウエハ保護用粘着シートは、UV照射後における中間層と粘着剤層との密着性、凹凸に対する追従性、及び経時安定性のいずれにおいても優れる結果となった。
一方、比較例1、4〜6で作製したウエハ保護用粘着シートは、UV照射後における中間層と粘着剤層との密着性に劣り、また、比較例1〜4で作製したウエハ保護用粘着シートは、凹凸に対する追従性が劣る結果となった。
また、比較例8で作製したウエハ保護用粘着シートは、UV照射後における中間層と粘着剤層との密着性及び凹凸に対する追従性は良好であるものの、表2に示すとおり、異なる環境下で長期間保存した場合の粘着力変化量が大きく、経時安定性が劣る結果となった。
なお、比較例7においては、調製した中間層形成用組成物の製膜性が悪く、ウエハ保護用粘着シートの作製ができなかった。そのため、「密着性」及び「凹凸に対する追従性」の評価をせずに終了した。
本発明のウエハ保護用粘着シートは、半導体ウエハの研磨研削加工時やダイシング工程時に、半導体ウエハの回路パターン形成面を保護するために、回路パターン形成面に貼付されるバックグラインドテープの用途として、好適に使用し得る。
1a、1b ウエハ保護用粘着シート
11 基材
12 中間層
13 粘着剤層
14 剥離材

Claims (6)

  1. 基材、中間層、及び粘着剤層をこの順で有するウエハ保護用粘着シートであって、
    前記中間層が、非エネルギー線硬化性のアクリル系重合体(A)100質量部、及び質量平均分子量が5万〜25万のエネルギー線硬化性のアクリル系重合体(B)25質量部以上を含む中間層形成用組成物から形成された、エネルギー線硬化性を有する層であり、
    前記粘着剤層が、エネルギー線硬化型のアクリル系重合体(C)を含む粘着剤組成物から形成された、エネルギー線硬化性を有する層である、ウエハ保護用粘着シート。
  2. (A)成分の質量平均分子量が、30万〜150万である、請求項1に記載のウエハ保護用粘着シート。
  3. 前記中間層形成用組成物中の(B)成分の含有量が、(A)成分100質量部に対して、37質量部以上150質量部以下である、請求項1又は2に記載のウエハ保護用粘着シート。
  4. (A)成分が、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1’)に由来する構成単位(a1)及び官能基含有モノマー(a2’)に由来する構成単位(a2)を有するアクリル系共重合体(A1)である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のウエハ保護用粘着シート。
  5. (B)成分が、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(b1’)に由来する構成単位(b1)及び官能基含有モノマー(b2’)に由来する構成単位(b2)を有するアクリル系共重合体(B0)と、重合性化合物(Xb)とを反応させて得られるエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(B1)である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のウエハ保護用粘着シート。
  6. (C)成分が、炭素数1〜18のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(c1’)に由来する構成単位(c1)及び官能基含有モノマー(c2’)に由来する構成単位(c2)を有するアクリル系共重合体(C0)と、重合性化合物(Xc)とを反応させて得られるエネルギー線硬化性のアクリル系共重合体(C1)である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のウエハ保護用粘着シート。
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