JPH10284444A - 半導体ウエハ保護用フィルム及びこれを用いた半導体ウエハ裏面の化学エッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】化学エッチング加工時には半導体ウエハを強固
に保持し、加工後に剥離する際には半導体ウエハを破損
することなく簡単に剥離できる半導体ウエハ保護用保護
用フィルムを提供すること。 【解決手段】粘着剤の融点より高い温度での接着力が、
融点より低い温度での接着力の３倍以上となるようにし
た該粘着剤を、プラスチックフィルムの基材に塗布して
なる半導体ウエハ保護用フィルム、、及び該半導体ウエ
ハ保護用フィルムを貼り付けて半導体ウエハ裏面を化学
エッチングすることで薄膜化加工を行い、その後粘着剤
の融点より低い温度で半導体ウエハ保護用フィルムを剥
離する半導体ウエハ裏面の化学エッチング方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ裏面
を化学エッチングする際の半導体ウエハデバイス面の保
護に用いられる半導体保護用フィルム及びこれを用いた
半導体ウエハ裏面の化学エッチングに関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータに代表される半
導体機器は、小型化・薄型化により高精細化が求められ
ている。そのため、半導体パッケージや半導体チップも
同様な傾向にある。通常、半導体チップの原料となる半
導体ウエハの加工は、デバイス面の作成後、半導体裏面
をバックグラインドと呼ばれる機械的研削により２００
μｍ程度にまで研磨する。また、さらに薄板化する際に
バックグラインドによる研削では、ウエハに大きなスト
レスが発生し、破損の原因になる。そこで、ストレスを
緩和するために、半導体ウエハの研削面を化学エッチン
グすることが行われている。

【０００３】この化学エッチングは、半導体ウエハのデ
バイスを作成した面、すなわちウエハ表面をテープ状の
保護膜で覆いその面を下、すなわちウエハ裏面を上に
し、高速で回転させ上方からエッチング液を噴出させる
ようにしている。その後、半導体ウエハのチップ化、す
なわちダイシング工程の前に、該保護膜を剥離する必要
がある。

【０００４】前述したように近年、半導体機器は高精細
化が求められ、そこに用いられる半導体チップも小型化
・薄型化が進められている。そこで例えば、１００μｍ
以下の薄型ウエハを保持するために、接着力を強くする
と剥離時、ウエハを破損してしまい、剥離を容易にする
ために保護膜の接着力を低くすると、エッチング加工時
にエッチング液のしみ込みまたは、保護膜のはがれ等の
問題を生じる。以上のことから薄型半導体ウエハをエッ
チング加工する際に用いる保護膜は、エッチング時には
ウエハを強く保持し、剥離時には金属箔を容易に剥離で
きるという相反する特性が求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この問題を解決する手
段として、放射線硬化型の粘着剤を用いた粘着フィル
ムを用い、剥離時にＵＶ等の放射線を照射して粘着剤を
三次元架橋させることによって、接着力なを低下させて
容易に剥離させる方法、加熱発砲型の粘着剤を用いた
粘着フィルムを使用し剥離時に加熱することにより粘着
剤を発砲させ、金属箔との接着面積を低下させて、容易
に剥離する方法等が挙げられる。しかし、の方法てで
は、放射線照射装置が必要になること、照射後の接着力
にばらつきが生じ易いこと、基材フィルムにを冷蔵した
り自然光から剥離するなど保管や工程管理に注意を必要
とする。一方の方法では、粘着剤を発砲させるため
に、１００℃以上の高温が必要である。また、何れの方
法でも汎用の粘着フィルムに比較すると非常に高価であ
るという欠点がある。

【０００６】本発明は、これらの欠点を鑑み、薄型半導
体をエッチング加工する際は、半導体ウエハとの粘着力
が強く、半導体ウエハを強く保持し一方、エッチング加
工後、半導体ウエハから剥離する際は、半導体ウエハに
ダメージを与えることなく、容易に剥離することができ
る半導体保護用フィルム及びこれを用いた半導体ウエハ
裏面の化学エッチング方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために鋭意検討した結果、側鎖の炭素数が
８以上の櫛形ポリマーを粘着剤として用いると、該粘着
剤が側鎖結晶性を示すと共に融点を持ち、この融点を境
にして顕著な接着力の温度依存性が発現することを見い
出し、本発明に至った。本発明は、粘着剤の融点より高
い温度での接着力が融点より低い温度での接着力の３倍
以上となるようにした該粘着剤をプラスチックフィルム
の基材に塗布してなる半導体保護用粘着フィルム、及び
該半導体保護用粘着フィルムの粘着剤の融点より高い温
度で半導体ウエハと半導体保護用粘着フィルムを貼り付
けて、化学エッチングを行い、その後、粘着剤の融点よ
り低い温度で半導体保護用粘着フィルムを剥離する半導
体ウエハ裏面の化学エッチングに関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明において用いるプラスチッ
クフィルムは、化学エッチングにより薄膜化した際のス
トレスによって、ウエハ破損の原因となる様なソリ等の
変形が生じない弾性率が必要であり、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン又はこれらの共重合
体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体が挙げられ、単一層でも２層以上の積層体
でも良い。フィルムの種類及び構造については制限な
く、厚みは５０μｍ以上が好ましい。プラスチックフィ
ルム基材は、後に塗布させる粘着剤との密着力を高める
目的から、物理的処理、化学的処理又はその両方の処理
を行うことができる。物理的処理としてはサンドブラス
ト処理、研磨処理等が挙げられ、化学的処理としてはコ
ロナ処理、プラズマ処理、プライマ処理等がある。

【０００９】粘着剤は、櫛形ポリマで、該ポリマの側鎖
の炭素数が８以上のものを用いるのもが好ましい。櫛形
ポリマとは、１本の主鎖が多数の枝分かれを持つもの
で、ポリマを構成するモノマに炭素数４以上の側鎖を持
つものである。本発明では側鎖の炭素数が８以上のもの
としてポリ（α−オレフィン）、ポリ（アルキルアクリ
レート）、ポリ（アルキルメタクリレート）、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（アルキルアクリレート）、ポリ（アルキ
ルメタクリレート）が特に好ましく、ポリマを構成する
モノマの５０重量％以上が炭素数９以上のエステルを有
するアルキルエステルであることが好ましい。炭素数が
１２以上であれば更に好ましい。また、これらの量は６
０重量％以上であれば更に好ましい。エステル炭素数が
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）が観測されるようになるためである。

【００１０】これらのモノマとして、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、メ
タクリル酸ドデシル、メタクリル酸テトラデシル、メタ
クリル酸ペンタデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、メ
タクリル酸オクタデシル、メタクリル酸ドコサン等が挙
げられるが、これらに限定するものではない。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
差し支えない。これらの長鎖エステルモノマが全体モノ
マの５０重量％未満になると、ポリマの融点前後での接
着力の変化が緩慢になる。融点前後での接着力の差を３
倍以上にしたのは、半導体ウエハの強固な保持と剥離性
を勘案したものであり、融点より５〜１０℃離れた温度
での接着力を用いる。直鎖エステルモノマの種類は、所
望の融点に合わせて選定する。その融点は０℃以上が好
ましく、１０℃以上であれば更に好ましい。０℃未満で
は、エッチング加工後の金属箔を剥離する際に０℃未満
にする必要があり、冷却に特殊な装置や多大なエネルギ
ーが必要となる。

【００１１】粘着剤ポリマには、接着力等の制御のため
に汎用アクリル酸及び／又はメタクリル酸の誘導体を用
いることもできる。これらのモノマを例示すると、アク
リル酸、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、アクリル酸アミド、アクリル
酸グリシジル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、
アクリル酸−２−シアノエチル、アクリロニトリル、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル
等が挙げられるが、これらに限定するものではない。ま
た、メタクリル酸の誘導体についても同様である。本発
明の目的を損なわない範囲で前述のモノマを共重合した
り、２種以上のポリマをブレンドすることも可能であ
る。むしろ、所望の特性を満足させるために変性したほ
うが好ましい。

【００１２】粘着剤に用いるアクリル酸及び／又はメタ
クリル酸の誘導体のポリマは、従来の方法で重合され
る。重合方法、溶媒、重合開始剤等に制限はないが、そ
の重量平均分子量はポリスチレン換算で３０万から１５
０万の範囲が好ましく、５０万から１５０万の範囲であ
れば更に好ましい。分子量が３０万未満では、粘着剤の
凝集力が小さくなり、１５０万を越えても粘着体との接
着力が弱くなったり、汎用の溶媒は溶け難くなる。粘着
剤には、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。粘着剤は、その凝集力を向上させる目的か
ら架橋剤及びその触媒によって架橋することも可能であ
る。これを例示すると、イソシアネート、エポキシ、ア
ミン、イミド、メラミン等の樹脂が挙げられる。しか
し、架橋の密度を高くし過ぎると、接着力が低下するほ
かに、接着力の温度依存性が低下することになる。

【００１３】前述のプラスチックフィルムに粘着剤を均
一に塗布、乾燥することによって、半導体ウエハ保護用
フィルムを得る。塗布、乾燥、搬送の方法に特に制限は
ない。塗布厚みは半導体ウエハとの接着力を勘案して決
定すべきであり、好ましくは１〜１５μｍであるがこれ
に制限されない。このようにして得られた半導体ウエハ
保護用フィルムを半導体ウエハと貼り付ける。貼り付け
温度は、粘着剤の融点より高い温度であり、融点よりも
１０℃以上高くするのが好ましい。貼り付け圧力、貼り
付け方法には制限はない。

【００１４】この半導体ウエハ保護用フィルムで固定さ
れた半導体ウエハを化学エッチングにより加工する温度
は、貼り付け温度と同様に粘着剤の融点より高い温度が
好ましく、融点より１０℃以上高ければ更に好ましい。
最後に、エッチング加工した半導体ウエハを半導体ウエ
ハ保護用テープより剥離し、その後の工程に用いるダイ
シングフィルムの転着をする際の温度は、粘着剤の融点
より低い温度にすることが必要であり、融点より１０℃
以上低くするのが好ましい。この温度が高いと、接着力
が十分に低下せず、薄膜化の加工を行った半導体ウエハ
が破損することがあり好ましくない。

【００１５】

【作用】本発明は、接着力が粘着剤の融点より高い温度
（以降、融点以上と表現）で高く、逆に融点より低い温
度（以降、融点以下と表現）で接着力が低くなることを
半導体ウエハ保護用フィルムに用いたものである。その
ため、高い接着力を要する半導体ウエハ裏面の化学エッ
チング時には、粘着剤の融点以上で操作し、逆に低い粘
着力が要求される剥離時には、粘着剤の融点以下で操作
する。操作性の観点から粘着剤の融点は、１０〜３５℃
が好ましく、そのためには粘着剤が櫛形ポリマ構造を有
し、該ポリマの側鎖の炭素数が８以上であるのが好まし
い。櫛形ポリマ構造を有する粘着剤を構成するモノマと
しては、その５０重量％以上が炭素数１２以上のエステ
ルからなるものが最も好ましい。

【００１６】

【実施例】次に実施例を説明するが、本発明はこの実施
例に限定されるものではない。 合成例１ アクリル酸ヘキサデシル（以下Ｃ₁₆Ａと略す）２０重量
部、アクリル酸テトラデシル（以下Ｃ₁₄Ａと略す）７０
重量部、アクリル酸エチル（以下ＥＡと略す）１０重量
部及びアクリル酸−２−ヒドロキシエチル（以下ＨＥＡ
と略す）２重量部を、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）０．０５重量部
を用い、窒素気流中で酢酸エチル（以下ＥｔＡｃと略
す）１０２重量部を溶媒として８０℃で４時間重合し、
アクリルエラストマ溶液を得た。残留モノマ及び低分子
量物を除去する目的から、このエラストマ溶液の大略１
０倍容量のエチルアルコールで十分に撹拌、洗浄した。
析出したアクリル酸エラストマーを単離し、真空乾燥機
中で８０℃、１２時間乾燥し、ドライエラストマを得
た。このドライエラストマを固形分濃度が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。得られたアクリルエラストマの重量平均分子量及び
融点は、それぞれ７７０，０００、１５．２℃であっ
た。分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミュションクロマトグ
ラフィー）によるポリスチレン換算重量平均分子量であ
り、融点はＤＳＣ（示差走査熱量計）による測定値（１
０℃／分）である。

【００１７】合成例２ Ｃ₁₆Ａ８０重量部、ＥＡ２０重量部、ＨＥＡ２重量部を
用いた以外は、合成例１と同様にしてアクリル粘着剤を
得た。得られたアクリルエラストマの重量平均分子量及
び融点は、それぞれ７１０，０００、２４．５℃であっ
た。

【００１８】実施例１ 合成例１で得られた粘着剤に、アクリルポリマ中の水酸
基に対して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。和光純薬製）を添加、混合
し、これらの粘着剤を乾燥後の厚みが１０μｍになるよ
うに、１８８μｍ厚さのポリエステルフィルムに均一に
塗布し、１００℃で２０分乾燥し、粘着フィルムを得
た。得られた粘着フィルムを６００μｍのシリコンウエ
ハ表面に融点よりも１０℃高い２５℃で６ｋｇｆ／ｃ
ｍ、２ｍ／分の条件で貼り付け、ウエハ裏面をフッ化水
素系のエッチャントを５０℃でシャワーリングして、ウ
エハ厚みが５０μｍになるまでスピンエッチング加工を
した。最後に加工後のシリコンウエハを粘着フィルムの
融点以下の５℃で剥離した。この試験結果を表１に示
す。

【００１９】実施例２ ２５０μｍのポリエステルフィルムを用いた以外は、実
施例１と同様の試験を行った。この試験結果を表１に示
す。

【００２０】実施例３ 合成例２で得られた粘着剤を用い、貼付温度３５℃、剥
離温度２０℃以外は実施例１と同様の試験を行った。こ
の試験結果を表１に示す。何れの粘着フィルムモスピン
エッチング加工により、シリコンウエハからの剥離等の
不都合は観察されなかった。最後に加工後のシリコンウ
エハを粘着フィルムの融点以下で剥離した。その剥離温
度（括弧内の数値、℃）と、その温度での接着強度を表
１に示す。

【００２１】比較例１ 汎用の粘着フィルム（ＨＡＥ−１５０３、日立化成工業
株式会社製）を用いて、実施例１〜３と同様の検討を行
った。スピンエッチング加工時に不都合は生じなかった
が、剥離時に接着力が大きく、シリコンウエハは変形し
てしまった。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明の半導体ウエハ保護用フィルムを
用いて、半導体ウエハ裏面の化学エッチングによる薄膜
化加工には、半導体ウエハを強固に保持し、また、加工
後の剥離時には特殊な装置や多大なエネルギーを必要と
せずに、安価でかつ容易に半導体ウエハを加工すること
が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩貝 進 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 上原 寿茂 茨城県下館市大字小川15000番地 日立化 成工業株式会社下館研究所内式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともプラスチックフィルム基材と粘
   着剤から構成され、該粘着剤の融点よりも高い温度での
   接着力が、融点より低い温度での接着力の３倍以上とな
   る特性を有する半導体ウエハ保護用フィルム。
2. 【請求項２】粘着剤の融点が、１０℃以上である請求項
   １記載の半導体ウェハ保護用フィルム。
3. 【請求項３】粘着剤が櫛形ポリマーであり、該ポリマー
   の側鎖の炭素数が８以上である請求項１又は請求項２記
   載の半導体ウエハ保護用フィルム。
4. 【請求項４】粘着剤を構成するモノマーの５０重量％以
   上が、炭素数９以上のエステルを有するアクリル酸エス
   テル及び／又はメタクリル酸エステルからなる請求項３
   記載の半導体ウェハ保護用フィルム。
5. 【請求項５】請求項１記載の半導体ウエハ保護用フィル
   ムの粘着剤の融点より高い温度で、半導体ウエハデバイ
   ス面に半導体ウエハ保護用フィルムを貼り付けて、半導
   体ウエハを回転させながら、裏面に薬液をかける化学エ
   ッチング、いわゆるスピンエッチングを行い、裏面にそ
   の後の工程に用いるダイシングフィルムを貼り付けた
   後、粘着剤の融点より低い温度で半導体ウエハ保護用フ
   ィルムをデバイス面より剥離することを特徴とする半導
   体ウエハの化学エッチング方法。
6. 【請求項６】半導体ウエハ保護用フィルムの粘着剤の融
   点より１０℃以上高い温度で、半導体ウエハデバイス面
   に半導体ウエハ保護用フィルムを貼り付けて、スピンエ
   ッチングを行い、裏面にダイシングフィルムを貼り付け
   た後、融点より１０℃以上低い温度で、半導体ウエハの
   デバイス面より半導体ウエハ保護用フィルムを剥離する
   ことを特徴とする半導体ウエハの化学エッチング方法。