JPH09165558A - 半導体ウェハ保護用粘着フィルム及びこれを用いた表面保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱のみで容易に半導体ウェハから粘着フィル
ムを剥離できる安価な半導体ウェハ保護用粘着フィルム
及びこれを用いた表面保護方法を提供すること。 【解決手段】粘着剤と熱収縮性をプラスチックフィルム
基材からなり、前記粘着剤を構成するモノマーの２０〜
８０重量％が側鎖の炭素原子数が８以上の櫛形ポリマー
であり、架橋剤として脂肪族２官能イソシアネートを用
いることを特徴とする、シリコンウェハに対する接着力
が、粘着剤の融点付近で５０gf／２５mm以上且つ、８０
℃で２０gf／２５mm以下である半導体ウェハの保護用粘
着フィルムを、それを構成する粘着剤の融点以上の温度
で被着体に貼り付け、融点より１０℃低いか又は５℃高
い範囲で、被着体小片毎に切断した後、８０〜１５０℃
で加熱してフィルムを収縮させて被着体より剥離、除去
することを特徴とした表面保護方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ保護
用粘着フィルム及びこれを用いた表面保護方法に係わ
り、更に詳しくは、半導体ウェハを加工する際に、切断
屑等の異物が電子回路面に付着することを防止し、加熱
により被着体より容易に剥離、除去できる半導体ウェハ
保護用粘着フィルム及びこれを用いた表面保護方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路形成後の半導体ウェハは、裏面
を機械的に研磨すルバックグラインド、回路チップ毎に
半導体ウェハを切断するダイシング、リードフレームに
半導体チップを接着するダイボンディング、これらを樹
脂で封止するモールディングを経て、いわゆる集積回路
（ＩＣ）になる。これらの工程の中でダイシングの際に
半導体ウェハは、裏面を粘着フィルムで固定し回転式丸
刃を用いてダイシングされ、エキスパンディング、ピッ
クアップしてダイボンディングされる。ダイシングの際
に半導体ウェハ回路面は、回転式丸刃の冷却、発生した
切り屑の除去を目的に常時水により洗浄されているもの
の、発生した楔状の切り屑が電子回路面に突き刺さった
り、電子回路面に付着して半導体ウェハ表面が汚染さ
れ、ＩＣの製造歩留まりを低下させるという問題があ
る。特に、近年における回路密度の向上により、この問
題点は深刻化している。これらの問題を解決するための
方法として、特公平５−７１６８号公報に開示されるよ
うに、放射線架橋型の粘着剤を、熱収縮性プラスチック
フィルムに塗布し電子回路形成後の半導体ウェハ表面に
貼り付け、ダイシングの際に表面を保護し、ダイボンデ
ィング直前にＵＶを照射することにより、粘着剤を３次
元架橋させることにより半導体ウェハとの接着力を低下
させ、更に加熱することによりプラスチックフィルムを
粘着剤とともに、収縮剥離させる方法が提案されてい
る。しかしこの方法では、放射線架橋型粘着剤が非常に
高価であること、架橋後の接着力のバラツキが大きいこ
と、放射線の照射装置が必要であり、例えばＵＶの場合
には、ランプのメンテナンスが必要である等の欠点が挙
げられる。更に電子回路の種類にもよるが、あまり強い
ＵＶを照射するとＩＣのメモリー機能が損なわれる恐れ
もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの欠点
を鑑み、放射線架橋型粘着剤及び放射線照射装置を用い
ることなく、加熱のみで容易に半導体ウェハから粘着フ
ィルムを剥離できる安価な半導体ウェハ保護用粘着フィ
ルム及びこれを用いた表面保護方法を提供することを目
的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これらの
問題を解決するために鋭意検討した結果、側鎖の炭素原
子数が８以上の楔形ポリマーを、粘着剤として用いる
と、該粘着剤が側鎖結晶性を有し室温付近に一次転移
点、即ち融点を持ち、この融点よりも１０℃以上高い温
度での接着力低下は、無定形の粘着剤の二次転移点（Ｔ
ｇ）以上での接着力低下よりも顕著であることを見出し
た。更に、これらの粘着剤を、脂肪族２官能イソシアネ
ートを用いて架橋すると、高温側と低温側の差を保った
まま凝集力を向上できることを見出し本発明に至った。
ここで粘着剤の融点とは、ＤＳＣ（示差走査熱量計、昇
温速度１０℃／分）で測定した鋭い吸熱ピークの頂点の
温度である。また、ダイシングのみでなく、その前の加
工工程から表面保護に用いることが可能であることも確
認した。即ち本発明は、粘着剤と熱収縮性をプラスチッ
クフィルム基材からなり、前記粘着剤を構成するモノマ
ーの２０〜８０重量％が側鎖の炭素原子数が８以上の櫛
形ポリマーであり、架橋剤として脂肪族２官能イソシア
ネートを用いることを特徴とする、シリコンウェハに対
する接着力が、粘着剤の融点付近で５０gf／２５mm以上
且つ、８０℃で２０gf／２５mm以下である半導体ウェハ
の保護用粘着フィルム及びこれを用いた表面保護方法に
関するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いる熱収縮性プラスチックフィルムとして
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリエステル、ポリスチレン等が使用できる。その構成
は単一層でも多層でも良い。また厚さは、６〜１８０μ
ｍが好ましい。熱収縮性プラスチックフィルムは、後に
塗布される粘着剤との密着を高める目的から、物理的又
は化学的処理の何れか又は両方の処理をした方が好まし
い。物理的処理を例示すると、サンドブラスト、研磨処
理等があり、化学処理としては、コロナ処理、プラズマ
処理、プライマー処理等が挙げられるが、処理の際に熱
が加わるとフィルムが収縮する恐れがあるので、収縮フ
ィルムの収縮温度以上の熱がかからない処理が好まし
い。処理と効果の兼ね合いからコロナ処理がより好まし
い。また収縮率は、剥離の温度にもよるが一般には、８
０〜１５０℃で数秒間加熱後の収縮率が１０％以上のも
のが好ましい。この収縮率が１０％未満になると、加熱
時に粘着フィルムがうまく剥離しなくなるという不都合
が生じる恐れがある。

【０００６】上述の粘着フィルムに塗布する粘着剤に
は、楔形ポリマーで、該ポリマーの側楔の炭素原子数が
８以上のものを用いる。楔形ポリマーとは、N.A.Plate
et.al.;J.Polym.Sci.;Mcromolecular Reviews.8,117-25
3(1974) で定義されるように、１本の主鎖が多数の枝分
かれを持つもので、ポリマーを構成するモノマーが炭素
原子数４以上の側鎖を持つものである。本発明では、側
鎖の炭素原子数が８以上のものを使用する。その例とし
て、ポリ（α−オレフィン）、ポリ（アクリル酸アルキ
ルエステル）、ポリ（メタクリル酸アルキルエステ
ル）、ポリ（ビニルアルキルエーテル）、ポリ（ビニル
アルキルエステル）、ポリ（アルキルスチレン）等が挙
げられる。これらの中でポリ（アクリル酸アルキルエス
テル）、ポリ（メタクリル酸アルキルエステル）が特に
好ましく、この場合ポリマーを構成するモノマーの２０
〜８０重量％が炭素原子数９以上、好ましくは１２以上
のアルキルエステルである必要がある。これは、エステ
ル炭素原子数が９以上で側鎖結晶性を有するようにな
り、一次転移点（融点）が観察されるようになるためで
ある。これらのモノマーを例示すると、アクリル酸ドデ
シル、アクリル酸テトラデシル、アクリル酸ペンタデシ
ル、アクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシ
ル、アクリル酸ドコサン等が挙げられ、メタクリル酸誘
導体についても同様であるが、これらに限定されるもの
ではない。アルキルエステルは直鎖の方が好ましいが、
枝分かれしていても構わない。これら長鎖エステルモノ
マー量が全体モノマーの２０重量％未満になると、ポリ
マーの融点以上での接着力の低下が緩慢になるため好ま
しくない。また、長鎖エステルモノマー量が８０重量％
よりも多くなると、融点付近での接着力が低くなり、粘
着剤として使用できないので好ましくない。長鎖エステ
ルモノマーの種類は、所望の融点に合わせて選定する。
粘着剤の融点は、粘着フィルム使用温度よりも低い方が
好ましく、更に具体的には０〜４０℃が好ましい。粘着
フィルムを粘着剤の融点以下にすると接着力が下がり保
持できなくなる恐れがある。

【０００７】粘着剤ポリマーには、接着力等の制御のた
めに汎用のアクリル酸（メタクリル酸）誘導体を用いる
こともできる。汎用のアクリルモノマーとしては、アク
リル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
ヘキシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル
酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキ
シプロピル、アクリル酸アミド、アクリル酸グリシジ
ル、アクリル酸−２−シアノエチル、アクリロニトリル
等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
メタクリル酸誘導体についても同様である。本発明の目
的を失わない範囲で、前述の長鎖エステルモノマーと共
重合したり、これらの２種類以上のホモポリマーをブレ
ンドしたり、これらを組み合わせても構わない。むしろ
所望の特性を満足させるために変性する方が好ましい。

【０００８】粘着剤に用いるアクリル酸（メタクリル
酸）誘導体のポリマーは、従来公知の方法で重合され、
重合方法、重合溶媒、重合開始剤等に限定はないが、そ
の重量平均分子量は、ポリスチレン換算で３０万〜１５
０万が好ましく、５０万〜１００万であれば更に好まし
い。分子量が３０万以下になると、粘着フィルム剥離時
に粘着剤が凝集破壊を起こし易くなるため好ましくな
い。また、１５０万を越えても、被着体との接着力が弱
くなったり、汎用の溶媒に溶け難くなるため好ましくな
い。

【０００９】粘着剤は、その凝集力を向上させる目的か
ら架橋剤によって架橋する必要がある。その架橋剤とし
ては、脂肪族２官能イソシアネートを用いる。これを例
示すると、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤ
Ｉ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（Ｔ
ＭＤＩ）、（ポリ）エチレングリコールとＨＭＤＩ又は
ＴＭＤＩの付加物、（ポリ）プロピレングリコールとＨ
ＭＤＩ又はＴＭＤＩの付加物等が挙げられるが、これら
に限定されるものではない。脂肪族の代わりに芳香族の
イソシアネートを使用すると、架橋構造が剛直になるた
め結晶転移が起こり難くなる。一方、２官能の代わりに
３官能又は４官能のイソシアネートを使うと、架橋構造
が密になり過ぎるため、分子の運動が制限され結晶転移
が生じ難くなる。これらの理由から、架橋剤として脂肪
族２官能イソシアネートが必須である。架橋剤の添加量
としては、粘着剤ポリマーの水酸基に対し、架橋剤中の
イソシアネート基が０．１〜５．０当量になるように配
合するのが望ましい。０．１当量未満では、粘着剤の凝
集力不足による糊残りが発生し、５．０当量より多い
と、架橋の密度が高くなり過ぎ接着力が低下するので好
ましくない。粘着剤中に、水又は粘着剤以外の水酸基が
存在すると、イソシアネートがそれと反応し、所望の凝
集力が得られないため好ましくないので、これらが混入
しないように注意する。また、錫触媒が存在すると、イ
ソシアネートの反応を促進し、素早く反応を完結させる
ことができる。粘着剤にはその他、タック付与剤、着色
剤等の添加剤を添加することもできる。

【００１０】前述の熱収縮性プラスチックフィルムに、
粘着剤を均一に塗布、乾燥することにより、目的の粘着
フィルムを得る。該粘着フィルムを製造するための塗
工、搬送、乾燥の方法については特に制限はないが、乾
燥を行う際の温度は重要である。あまり温度を高くし過
ぎると、熱収縮性フィルムが収縮してしまい、半導体ウ
ェハから剥離する際に充分に収縮せず、その結果うまく
剥離しない恐れがある。フィルム上に塗布する粘着剤厚
みは、接着力を勘案して決定され、一般に１〜１５μｍ
が好ましいが限定はない。

【００１１】この半導体ウェハ保護用粘着フィルムの接
着力は、粘着剤の融点付近ではある程度高く、加熱剥離
する高温で低くなるのが好ましい。具体的には、シリコ
ンウェハに対する接着力が、粘着剤の融点付近で５０gf
／２５mm以上あり且つ、８０℃で２０gf／２５mm以下に
なるのが好ましい。融点付近で５０gf／２５mm以下だと
半導体ウェハ加工時に、粘着フィルムが剥がれてしまう
恐れがある。また、８０℃で２０gf／２５mm以上ある
と、収縮させて剥がす際にきれいに剥離しないことがあ
る。

【００１２】このようにして得られた半導体ウェハ保護
用粘着フィルムを電子回路形成後の半導体ウェハの回路
面に貼り付ける。貼り付け温度は、粘着剤の融点以上が
好ましい。融点以下だとタック性に乏しいため、うまく
貼り付かない。貼り付け圧力、貼り付け方法に限定はな
い。このようにして、半導体ウェハ保護用粘着フィルム
を貼り付けられた半導体ウェハは、バックグラインド、
ダイシング等の加工を行い、この間、半導体ウェハ保護
用粘着フィルムは、半導体ウェハ電子回路面を保護す
る。

【００１３】この半導体ウェハ保護用粘着フィルムで保
護した半導体ウェハを加工する時の方法は、従来の方法
で行われれば良く特に限定はないが、融点より１０℃低
いか又は５℃高い範囲で行われるのが好ましい。あまり
温度が上がり過ぎるとフィルムが収縮して剥がれる恐れ
があり、低過ぎても接着力が低下して保持できなくなる
ので好ましくない。

【００１４】次に、ダイシング後のチップの加熱を行う
ことによって、半導体ウェハ保護用フィルムの剥離を行
う。その加熱方法は、ダイシングフィルムに付けたまま
加熱する方法、ピックアップ後に加熱する方法、リード
フレーム上に載せダイボンディングする際の熱により加
熱する方法等があるが限定されるものではない。その中
でもダイボンディング時の熱を利用する方法は、効率良
く、ダイボンディング時までチップ表面を保護できるた
め好ましい。その温度は、熱収縮性フィルムが充分に収
縮する温度であり且つ、チップにダメージを与えない範
囲である必要がある。一般には、８０〜１５０℃が好ま
しい。最後に、加熱により粘着フィルムを収縮させて、
半導体チップより浮いた状態にして、粘着フィルムを除
去する。その除去方法としては、ブロー、吸引、チップ
を裏返しての自然落下等が挙げられるが限定されるもの
ではない。この時、加熱しても接着力が高いままだと粘
着フィルムが、チップから浮かなくなりうまく除去でき
ないので好ましくない。

【００１５】本発明は、粘着剤として融点を有するもの
を使用し、その融点よりも１０℃以上での接着力が大き
く低下するものと、熱収縮性のプラスチックフィルムの
組み合わせから成る粘着フィルムを、半導体ウェハの回
路面保護等に使用するものである。接着力が必要となる
半導体ウェハ加工時は、粘着剤のも融点付近で操作し、
逆に低い接着力が要求される剥離時には、粘着剤の融点
よりも１０℃以上且つ、熱収縮フィルムの収縮温度以上
に加熱することにより、半自動的に剥離させるものであ
る。操作性の観点から粘着剤の融点は０〜４０℃が好ま
しく、そのためには、粘着剤が楔形のポリマー構造を有
し、該ポリマーの側鎖の炭素原子数が８以上であれば良
い。楔形ポリマー構造を有する粘着剤を構成するモノマ
ーとしては、その２０〜８０％が炭素原子数９以上のエ
ステルを有するアクリル酸（メタクリロル酸）エステル
が好ましい。更に、架橋剤の脂肪族２官能のイソシアネ
ートは、密な架橋構造をつくる３、４官能のものや、分
子構造として剛直な芳香族のものに比べ、よりフレキシ
ブルな構造となり、側鎖の結晶性を阻害することなく、
スムーズな状態変化、即ち高温側での顕著な接着力の低
下をもたらすことを可能にした。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
尚、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００１７】合成例１、２ アクリル酸ヘキサデシル（以下Ｃ１６Ａと略す）、アク
リル酸エチル（以下ＥＡと略す）、アクリル酸−２−ヒ
ドロキシエチル（以下ＨＥＡと略す）を、重合開始剤と
してアゾビスイソブチロニトリル（以下ＡＩＢＮと略
す）を用い窒素気流中、酢酸エチル（以下ＥｔＡｃと略
す）を溶媒として８０℃で４時間重合しアクリルポリマ
ーを得た。残留モノマー及び低分子量物を除去する目的
から、このポリマー溶液の大略１０倍容量のエチルアル
コール中で充分に撹拌、洗浄した。析出したアクリル酸
ポリマーを単離し真空乾燥機で８０℃、１２時間乾燥し
ドライポリマーを得た。このドライポリマーを固形分濃
度が２０重量％になるようにトルエンに溶解、希釈しア
クリル粘着剤を得た。各材料の仕込み量、得られたアク
リルポリマーの重量平均分子量及び融点を表１に示す。

【００１８】合成例３ Ｃ１６Ａの代わりにアクリル酸オクダデシル（以下Ｃ１
８Ａと略す）を用いた他は、合成例１、２と同様にして
アクリル粘着剤を得た。各材料の仕込み量、得られたア
クリルポリマーの重量平均分子量及び融点を表１に示
す。

【００１９】

【表１】

【００２０】実施例１〜３ 合成例１、２及び３で得られた粘着剤にアクリルポリマ
ー中の水酸基に対し、０．６当量のヘキサメチレンジイ
ソシアネート（以下ＨＭＤＩと略す、和光純薬株式会社
製）を添加、混合した。これらの粘着剤を乾燥後の厚み
が１０μｍになるように、２５μｍ厚みの熱収縮性ポリ
エステルフィルム（東洋紡績株式会社製、スペースクリ
ーンＳ２６００）に均一になるよう塗布し、６０℃で２
０分間乾燥し粘着フィルムを得た。得られた粘着フィル
ムを、２μｍ厚みのα線遮蔽用ポリイミド樹脂（日立化
成工業株式会社製、Ｐ１×１４００）を塗布した４イン
チシリコンウェハに表２に示すように融点よりも約１０
℃高い温度で６kgf/cm、２ｍ／分の条件で貼り付け、カ
ッターナイフで５mm角の格子状に切れ目を入れた。この
シリコンウェハを１００℃、１０分加熱した。何れの粘
着フィルムも加熱により、シリコン上にカールしエアブ
ローで容易に除去できた。除去後のシリコンウェハに糊
残りは全く観察されなかった。表２に融点付近及び８０
℃でのシリコンウェハに対する接着力を示す。

【００２１】実施例４ 合成例１の粘着剤に、０．１当量のＨＭＤＩを添加、混
合した。その他は実施例１と同様に行った。加熱による
テストではうまくカールし、糊残りも見られなかった。

【００２２】実施例５ 合成例１の粘着剤に、５．０当量のＨＭＤＩを添加、混
合した。その他は実施例１と同様に行った。加熱による
テストではうまくカールし、糊残りも見られなかった。

【００２３】比較例１ 架橋剤に何も使用しない他は、実施例１と同様に行っ
た。加熱後はカールはしたが、ブローでは除去できず、
糊残りが見られた。

【００２４】比較例２ 架橋剤に０．６当量の芳香族イソシアネート（コロネー
トＬ、日本ポリウレタン工業株式会社）を用いた他は、
実施例１と同様に行った。加熱によるテストではカール
したが除去はでき難く、糊残りは見られなかった。

【００２５】比較例３ 汎用の粘着フィルム（Ｔｇ：−４３℃）の粘着剤を用い
て、実施例１と同様の検討を行った。剥離のための加熱
を行っても粘着フィルムはカールせず、うまく剥離でき
なかった。

【００２６】比較例４ 基材のフィルムに２５μｍ厚みのポリエステルフィルム
（ＥＭＢＬＥＴ、ニチカ株式会社）を用いた他は、実施
例１と同様の検討を行った。加熱によるフィルムの収縮
は全く見られなかった。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、半導体ウェハ保護用粘
着フィルムを用いて、半導体ウェハのバックグライン
ド、ダイシング等の加工を行えば、該工程では半導体ウ
ェハの回路面を保護し、剥離時には、放射線照射を行う
ことなく、加熱するだけで簡単に半導体ウェハ保護用粘
着フィルムを除去することが可能となり、工程の簡略化
が図れる。また、半導体ウェハに限らず同じような加工
を行うものに対しても適用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐久間 和則 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮工場内 (72)発明者 大山 泰 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘着剤と熱収縮性をプラスチックフィルム
   基材からなり、前記粘着剤を構成するモノマーの２０〜
   ８０重量％が側鎖の炭素原子数が８以上の櫛形ポリマー
   であり、架橋剤として脂肪族２官能イソシアネートを用
   いることを特徴とする、シリコンウェハに対する接着力
   が、粘着剤の融点付近で５０gf／２５mm以上且つ、８０
   ℃で２０gf／２５mm以下である半導体ウェハの保護用粘
   着フィルム。
2. 【請求項２】粘着剤が、炭素原子数９以上のアルキル基
   を持つアクリル酸（メタクリル酸）エステルを２０〜８
   ０重量％含むポリ〔アクリル酸（メタクリル酸）アルキ
   ルエステル〕をベースレジンとする請求項１記載の半導
   体ウェハ保護用粘着フィルム。
3. 【請求項３】粘着剤の融点が０〜４０℃である請求項１
   又は２記載の半導体ウェハ保護用フィルム。
4. 【請求項４】脂肪族２官能イソシアネートがヘキサメチ
   レンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）である請求項１乃至
   ３いずれか記載の半導体ウェハ保護用フィルム。
5. 【請求項５】脂肪族２官能イソシアネートが１，１，２
   −トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤ
   Ｉ）である請求項１乃至３いずれか記載の半導体ウェハ
   保護用フィルム。
6. 【請求項６】請求項１乃至５に記載の表面保護用粘着フ
   ィルムを、それを構成する粘着剤の融点以上の温度で被
   着体に貼り付け、融点より１０℃低いか又は５℃高い範
   囲で、表面保護用フィルムを被着体小片毎に切断した
   後、８０〜１５０℃で加熱してフィルムを収縮させて被
   着体より剥離、除去することを特徴とした表面保護方
   法。