JPS60201643A - 半導体ウエハの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体ウェハを素子小片に切断分離したの
ちこの小片をピックアップする半導体ウェハの処理方法
に関する。

肖初、半導体ウェハを素子小片に切断分離する際には、
形成すべき素子形状に合わせて半導体つエバ表面に浅く
楔状溝を入れたのち、外力を加えて分割する方法がとら
れていた。しかし、この方法では分離精度が悪く、しか
も切断分離後、素子小片を次のマウント工程へ移すのに
人手を要して作業性が低かった。

その後、半導体ウェハを予め接着薄板に貼り付けて固定
したのち、このウェハを回転丸刃で素子形状に沿って切
断し、次いで形成された素子小片を接着薄板からピック
アップすると同時にマウントするというダイレクトピッ
クアップ方式がとられるようになった。

上記の方法では、回転丸刃を用いての半導体ウェハの切
断時に、摩擦熱の除去と切断ぐずの除去とを目的として
２ｋｇ／ｃｄ程度の水圧をかけながら水で洗浄する。こ
のため、上記の接着薄板はこの洗浄水の水圧に耐えるだ
けの接着力が必要である。

しかし、この接着薄板の接着力が大きすぎると、形成さ
れた素子小片の接着薄板からのピックアップが容易でな
くなる。このため、接着薄板の接着力は、上記の水圧に
耐えうる大きさでしかもピックアップの作業性が低下し
ない程度の大きさとなるように制御されている。

しかしながら、接着薄板の接着力を上記のように制御し
うるのは、形成される素子小片が２０−′程度までの大
きさの場合であり、近年の集積度の増大したＬ　Ｓ’　
Ｉ用の素子小片のように５０−あるいはそれ以上の大き
さのも−のでは、上記のように接着薄板の接着力を制御
することは困難であり、上記のダイレクトピンクアップ
方式が適用できないという間頭が生じてきてくる。

しかも、上記従来のダイレクトピックアップ方式では、
上述した接着力の制御とともにピックアップの円滑化を
図るだめに、ピックアップに際して接着薄板側から素子
小片をニードルで突き上げるという補助的な手段を採用
している。このだめ上記突き上げにより素子裏面が傷つ
けられこれが不良率の増加につながったり、素子裏面に
電極があるウェハへの適用を困難としている。また接着
成分が上記突き上げによって素子小片に転着してしまう
という問題もある。

そこで、この発明者らは、裏面に電極を有しまた素子小
片の大きさが５０−以上となる場合でも適用でき、実質
的な不良率が皆無となるようなまた接着成分の転着のお
こりにくい半導体ウェハの処理方法を探究するべく鋭意
検討した結果、この発明をなすに至った。

すなわち、この発明は、半導体ウェハを素子小片に切断
分離したのちこの小片をピックアップする処理方法であ
って、上記ウェハを光透過性の支持体とこれに設けられ
た光照射により硬化し三次元網状化する性質を有する感
圧性接着剤層とからなる接着薄板上に上記接着剤層を介
して貼り付けた状態で素子小片に切断分離し、その後上
記接着剤層のピックアップするべき素子小片に対応する
部分にのみ上記支持体を介して光照射し、この照射部分
の上記小片を接着薄板側からニードルで突き上げること
なくそのままあるいは接着薄板に押し上げなどの変形を
加えてピックアップすることを特徴とする半導体ウェハ
の処理方法に係るものである。

この発明の特徴点の一つは上記特定の接着薄板を用いた
ことであり、この接着薄板によればその接着力をウェハ
切断後のピックアップの作業性を考慮せずに充分な大き
さとすることができるため、ウェハの切断時にはこの接
着薄板は素子小片と強固に接着して、洗浄水の水圧が加
えられても素子小片が脱落することがない。

一方、ウェハ切断後は、接着薄板の支持体側から光照射
し感圧性接着剤層を硬化させて三次元網状化させると、
とにより、この接着剤層は凝集力が上昇しこれにともな
い粘着性をほとんど失うため、接着薄板の素子小片に対
する接着力は大幅に低下する。このため、素子小片の大
きさにはほとんどかかわりなく、つまり素子小片の大き
さが５０−以上であってもピックアップを容易に行うこ
とができる。

しかも、上記接着力の大幅な低下により、ピックアップ
に際して従来の如き接着薄板側からニードルで突き上げ
るという補助的な手段が不要となり、光照射後そのまま
あるいは接着薄板に押し上げなどの変形を加えるだけで
円滑なピックアップを行えるため、素子裏面の損傷が回
避され不良率を実質的に皆無とすることができるととも
に裏面に電極があるようなウェハに対しても支障なく適
用でき、また接着成分の素子裏面への転着が防がれる。

この発明のもう一つの特徴点は、上記切断分離後の光照
射をピックアップするべき素子小片に対応する部分にの
み行うようにしたことである。すなわち、前述の如く光
照射によって接着剤層の接着力が著しく低下するため、
かかる光照射を接着剤層の全面に亘ってつまり切断分離
された素子小片のすべての部分に亘って行ったときには
、素子小片側々のピックアップ時に隣接する小片が一諸
に剥離し飛散してしまうという問題がある。これに対し
、上記この発明の如き部分的光照射を行えば、ピックア
ップするべき小片のみが接着力の低下をきたし隣接する
他の小片は強固な接着力を維持しているため、上述の如
き問題をきたすことなく、素子小片を１個づつ確実にピ
ックアップできる。

この発明に用いる接着薄板を構成する光透過性のつまり
通常１８０〜４６０ｎｍの光を透過しうる性質を持った
支持体としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのプラス
チックフィルムが挙げられる。このフィルムの厚みとし
ては通常１０〜１００μｍ程度とするのがよい。

この光透過性の支持体上に設けられた光照射により硬化
し三次元網状化する性質を有する感圧性接着剤層は、た
とえば通常のゴム系あるいはアクリル系の感圧性接着剤
に分子中に少なくとも２個の光重合性炭素−炭素二重結
合を有する低分子量化合物（以下、光重合性化合物とい
う）および光重合開始剤が配合されてなる感圧性接着剤
組成物を用いて形成される。

上記のゴム系あるいはアクリル系の感圧性接着剤は、天
然ゴム、各種の合成ゴムなどのゴム系ポリマーあるいは
ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）ア
クリル酸アルキルエステルとこれと共重合可能な他の不
飽和単量体との共重合物などのアクリル系ポリマーをベ
ースポリマーとし、これに必要に応じてポリイソシアネ
ート化合物、アルキルエーテル化メラミン化合物の如キ
架橋剤などが配合されたものである。なお、上記のベー
スポリマーが分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を持
つものであってもよい。

上記の光重合性化合物は、その分子量が通常１ｏ、ｏｏ
ｏ以下程度であるのがよく、より好ましくは、光照射に
よる感圧性接着剤層の三次元網状化が効率よくなされる
ように、その分子量が５，０００以下でかつ分子内の光
重合性炭素−炭素二重結合の数が２〜６個のものを用い
るのがよい。このようなとくに好ましい光重合性化合物
としては、例えばトリメチロールプロパントリアクリレ
ート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペ
ンタエリヌリトールトリアクリレート、ペンタエリスリ
トールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモ
ノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリト
ールへキサアクリレートなどが挙げられる。また、その
他の光重合性化合物としては、１・４−ブチレングリコ
ールジアクリレート、１・６−ヘキサンジオールジアク
リレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、市
販のオリゴエステルアクリレートなどが挙げられる。

光重合性化合物としては、上記の化合物のうちの１種を
単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよく、その
使用量は、通常上記のベースポリマー１００重量部に対
して５〜１００重量部、好適には１０〜７０重量部の範
囲とするのがよい。

この使用量が少なすぎると、感圧性接着剤層の光照射に
よる三次元網状化が不充分となり、接着薄板の素子小片
に対する接着力の低下の程度が小さすぎて好ましくない
。また、この使用量が多すぎると、感圧性接着剤層の可
塑化が著しく半導体ウェハ切断時に必要な接着力が得ら
れないため好ましくない。

上記の光重合開始剤としては、例えばイソプロピルベン
ゾインエーテル、インブチルベンゾインエーテル、ベン
ゾフェノン、ミヒラー氏ケトン、クロロチオキサントン
、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、
ジエチルチオキサントン、アセトフェノンジエチルケタ
ール、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシシク
ロへキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシメチルフェ
ニルプロパンなどが挙げられ、これらのうちの１種を単
独であるいは２種以上の混合で使用すればよい。

この光重合開始剤の使用量としては、通常上記のベース
ポリマー１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲
とするのがよい。この使用量が少なすぎると、感圧性接
着剤層の光照射による三次元網状化が不充分となり、接
着薄板の素子小片に対する接着力の低下の程度が小さす
ぎて好ましくない。１だ、この使用量が多すぎるとそれ
に見合う効果が得られないばかりか、素子小片の表面に
この光重合開始剤が残留するため好ましくない。なお、
必要に応じてこの光重合開始剤とともにトリエチルアミ
ン、テトラエチルペンタアミン、ジメチルアミノエタノ
ールなどのアミン化合物を光重合促進剤として併用して
もよい。

上記の各成分が混合されてなる感圧性接着剤組成物を用
いて感圧性接着剤層を形成するには、光透過性の支持体
上にこの組成物を塗布し、必要に応じて加熱すればよい
。このようにして形成される感圧性接着剤層の厚みとし
ては通常５〜４０μｍであるのがよい。

また、この感圧性接着剤層は、通常１００係モジユラス
（２０°Ｃ）が１０ｋｇ／ｃｒＡ以下、好適ニハ６ｋｇ
　／　ｃｒｌ以下であるのがよく、また、通常はトルエ
ンに２４時間浸漬してめたゲル分率が５５重量係未満で
ゲルの膨潤度が２０倍以上であるのがよい。

この発明において上記の光透過性の支持体と感圧性接着
剤層とからなる接着薄板を用いて裏面に電極を有するか
もしくは有しない半導体ウェハを素子小片に切断分離お
よびピックアップするには、まず上記薄板に半導体ウェ
ハを貼り付けて固定したのち、回転丸刃でとのウェハを
素子小片に切断する。

この際の接着薄板の半導体ウェハに対する１８０°剥離
接着力（剥離速度８００ｍｍ１分）は、光照射前には通
常２００〜１，０００　ｇ／２０關、好適には３００〜
９００ｇ、／２０闘であり、上記の切断時に加えられる
通常２　ｋｇ　／　ｄｌ程度の水圧によつ・でもこの接
着薄板から素子小片が剥がれ落ちることはない。

その後、接着薄板（感圧性接着剤層）のピックアップす
るべき素子小片に対応する部分にめみ上記薄板の支持体
側から高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプなどにより、
１８０〜４６０　ｎｍの波長の光を数秒ないし数分程度
照射する。照射部分の感圧性接着剤層は、光重合性化合
物同志が重合するとともにベースポリマーにもラジカル
が発生してこのポリマーと光重合性化合物とが反応する
ことにより、接着剤層は硬化し三次元網状化する。

なお、ここでいう三次元網状化とは、通常、接着剤層を
トルエンに２４時間浸漬してめたゲル分率が光照射前の
約１．５倍以上、好適には１．６倍以上となり、かつこ
のゲル分率が６０重量係以上、好適には６５重量％以上
となることを意味する。

捷た、光照射後の上記の接着剤層は、上記と同様にして
めたゲルの膨潤度が通常１８倍以下、好適には１３倍以
下となるのがよい。

このように三次元網状化することにより、接着剤層の凝
集力は光照射前に比べて著しく上昇し、通常１００％モ
ジュラＩ（２０°Ｃ）が２０ｋｇ／７以上、好適には４
０　ｋｇ／Ｃｄ以上となる。これにともないこの接着剤
層の粘着性はほとんど失われて、接着薄板の素子小片に
対する接着力は大幅に低下し、このときの１８０°剥離
接着力（剥離速度３０９ｍｍ１分）は通常１００ｇ／２
０朋以下、好適には６０　ｇ　／　２０　ｍｍ以下とな
る。

なお、上記接着剤層のピックアップするべき素子小片に
対応する部分にのみ光照射を行う方法としては、高圧水
銀ランプや超高圧水銀ランプで発生した光を集光し、光
学レンズ系あるいは光ファイバーを用いて所望の照射部
分に光を導く方法がある。まだ、上記照射するべき部分
以外を適当な手段でマスクして、このマスク状態で通常
方式の光照射を行うようにしてもよい。

このようにして接着力が著しく低下された部分の素子小
片は、ついで接着薄板側からニードルで突き上げること
なくそのままあるいは接着薄板に押し上げなどの変形を
加えてエアピンセットで吸着したシ治具を用いて素子側
面をつかむなどの方法によりピックアップされると同時
にマウントされる。

この際、素子裏面を傷つけたり接着成分の転着をきたす
ことはなく、素子小片が５０−以上の大きさであっても
、前記接着力の低下によってピックアップを容易に行う
ことができ、またピックアップするべき小片の接着力だ
けが低下しているため隣接小片の同時剥離などをきたす
ことなく、素子小片を１個づつ確実にピックアップする
ことができる。

以下に、この発明の実施例を記載する。以下において部
とあるのは重量部を意味する。

実施例１ アクリル酸ブチル１００部、アクリロニトリル５部およ
びアクリル酸５部からなる配合組成物をトルエン中で共
重合させて、数平均分子量３００゜０００のアクリル系
共重合物を得た。

この共重合物１００部にポリイソシアネート化合物（日
本ポリウレタン社製商品名コロネートし）５部、ジペン
タエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート３
０部およびα−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケト
ン１部を添加し混合して感圧性接着剤組成物を調製した
。

この組成物を５０μｍの厚みのポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの片面に接着剤層の厚みが１０μｍとなる
ように塗工し、１３０°Ｃで３分間加熱して接着薄板を
得た。

つぎに、この接着薄板に直径５インチの大きさの半導体
ウェハを貼り付け、回転丸刃を用いて５０−の大きさの
素子小片に切断した。この切断は２　ｋｇ　／　ｄの水
圧の水で洗浄しながら行ったが、上記のいずれの接着薄
板においても素子小片が剥がれ落ちることはなかった。

この切断後、接着薄板の支持体側から高圧水銀ランプ（
４０Ｗ／ＣｒＬ）で発生した光を集光して２秒間ピック
アップするべき素子小片に対応する部分にのみ光照射し
たのち、この照射部分の素子小片をニードルで突き上げ
ることなくそのままエアピンセットで吸着することによ
りピックアップした。このピックアップ作業は非常に容
易で、しかも素子裏面の損傷や接着剤層の素子小片への
移行は全く認められず、隣接する素子小片の飛散も生じ
なかった。

比較例 ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレ
ート３０部およびα−ヒドロキシシクロへキシルフェニ
ルケトン１部を使用しなかった以外は、実施例１と同様
にして比較のだめの接着薄板をつくり、この薄板を用い
て実施例１と同様の半導体ウェハの処理を行った。

この処理においては、切断作業は比較的良好に行うこと
ができたが、切断後素子小片をピックアップする際にこ
の小片が接着薄板に強固に接着されたままであるため、
ピップアップを円滑に行うことができなかった。またピ
ックアップに際してニードルで突き上げるという素子裏
面を傷つける結果となる補助的な手段を付加した場合で
も上記同様良好なピックアップを行えなかった。

実施例２ アクリル系共重合物（実施例１と同じもの）１００部に
ポリイソシアネート化合物（実施例１と同じもの）５部
、ペンタエリスリトールトリアクリレート４０部および
インブチルベンシイジエーテル０．５部を添加し混合し
て感圧性接着剤組成物を調製した。この組成物を用いて
実施例１と同様にして接着薄板を得た。この薄板を用い
て実施例１の場合と同様の半導体ウェハの処理を行った
ところ、切断作業およびピックアップ作業が容易でまた
ピックアップ時の素子小片の損傷、飛散並びに接着成分
の転着は全くみられなかった。

実施例３ アクリル系共重合物（実施例１と同じもの）１００部に
ポリイソシアネート化合物（実施例１と同じもの）５部
、ジペンタエリヌリトールモノヒドロキシペンタアクリ
レート２５部、ジメチルチオキサントン１部およびトリ
エチルアミン１部を添加し混合して感圧性接着剤組成物
を調製した。

この組成物を用いて実施例１と同様にして接着薄板を得
た。この薄板を用いて実施例１の場合と同様の半導体ウ
ェハの処理を行ったところ、切断作業およびピックアッ
プ作業が容易でまたピックアップ時の素子小片の損気飛
散並びに接着成分の転着は全くみられなかった。

実施例４ アクリル酸ブチル１００部とアクリル酸７．５部とから
なる配合組成物をトルエン中で共重合させて、数平均分
子量ａｏｏ、ｏｏｏのアクリル系共重合物を得た。共重
合物としてこのアクリル系共重合物を用いた以外は実施
例１と同様にして接着薄板を得た。この接着薄板を用い
て実施例１の場合と同様の半導体ウェハの処理を行った
。ただし、半導体ウェハとしては裏面に電極が形成され
てなるものを用いた。その結果、切断作業およびピック
アップ作業が容易でまたピックアップ時の素子小片の損
傷、飛散並びに接着成分の転着は全く認められないこと
が判った。

実施例５ ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレ
ート３０部のかわりに多官能オリゴエステルアクリレー
ト（東亜合成化学工業社製商品名アロエックスＭ−８０
８０）５０部を用いた以外は実施例１と同様にして接着
薄板を得た。この薄板を用いて実施例１の場合と同様の
半導体ウェハの処理を行った。ただし、ピックアップ時
に接着薄板を素子側に押し上げるという変形を加えた。

その結果、切断作業およびピックアップ作業が容易でま
たピックアップ時の素子小片の損気飛散並びに接着成分
の転着現象は全く認められないことが判った。

つぎに、上記の実施例および比較例で用いた接着薄板な
いしこの薄板形成用の感圧性接着剤組成物につき、光照
射前後の１８０°剥離接着力、１００％モジュラム、ゲ
ル分率およびゲルの膨潤度を下記の方法にて測定した。

〈１８０°剥離接着力〉 接着薄板の半導体ウェハに対する１８０°剥離接着力（
剥離速度３ＱＱｍｍ／分）を測定した。また、上記の接
着薄板を半導体ウェハに貼り付けて支持体側から前記実
施例ないし比較例と同様の条件で光照射したのちの上記
の接着力を測定した。

〈１００％モジュラス〉 感圧性接着剤組成物をそれぞれ剥離処理を施した５０μ
ｍの厚みのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面
に厚みが１０μｍとなるように塗工し、１３０°Ｃで３
分間加熱したのち、５部ｍｖｖｘ５０關の大きさに切断
し、棒状にまとめることにより断面積が０．５　ｍｌの
糸状の試験片を得た。この試験片について２０°０にお
ける１００％モジュラスを測定した。また、この試験片
に前記実施例ないし比較例と同様の条件で光照射したの
ち、同様の１００％モジュラスを測定した。

くゲル分率、ゲルの膨潤度〉 感圧性接着剤組成物をそれぞれ１００チモジユラス用試
験片の場合と同様にして塗工、加熱を行つたのち、５０
ｍｍ×５ＱＱｍｍの大きさに切断したものを試験片とし
た。この試験片をトルエンに２４時間浸漬してゲル分率
とゲルの膨潤度を調べた。

また、この試験片に前記実施例ないし比較例と同様の条
件で光照射したのち、これをトルエンに２４時間浸漬し
てゲル分率とゲルの膨潤度を調べた。

上記の試験結果を下記の表に示した。なお、下記の表に
おいてＡ欄は光照射前の測定値を示し、Ｂ欄は光照射後
の測定値を示す。

上記の結果から明らかなように、この発明の半導体ウェ
ハの処理方法によれば、上記ウェハが裏面に電極を有す
るかどうかに関係なく、半導体ウェハの素子小片への切
断時には、前記の接着薄板と素子小片とが強固に接着し
ているため素子小片が が剥がれ落ちることなく、しかもウェハ切断後に△ は、前記の接着薄板の支持体側からピックアップするべ
き素子小片部分にのみ光照射することにより、素子小片
の大きさが５０−以上であっても、素子裏面の損傷や接
着成分転着の原因となるニードルで突き上げるという補
助手段を付加することなく、ピックアップを容易に行う
ことができるとともに隣接する素子小片が飛散すること
もない。

また、このように素子小片のピックアップを容易に行え
る理由の一つは、前記の接着薄板の感圧接着剤層が光照
射により三次元網状化して凝集力が著しく上昇するのＫ
ともない素子小片に対する接着力が大幅に低下するため
であることがわかる。

特許出願人　日東電気工業株式会社 代理　人　弁理士祢宜元邦夫

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体ウェハを素子小片に切断分離したのちこの
   小片をピックアップする処理方法であって、上記ウェハ
   を光透過性の支持体とこれに設けられた光照射により硬
   化し三次元網状化する性質を有する感圧性接着剤層とか
   らなる接着薄板上に上記接着剤層を介して貼り付けた状
   態で素子小片に切断分離し、その後上記接着剤層のピッ
   クアップするべき素子小片に対応する部分にのみ上記支
   持体を介して光照射し、この照射部分の上記小片を接着
   薄板側からニードルで突き上げることなくそのままある
   いは接着薄板に押し上げなどの変形を加えてピックアッ
   プすることを特徴とする半導体ウェハの処理方法。
2. （２）感圧性接着剤層の半導体ウェハに対する１８０°
   剥離接着力（剥離速度８００龍／分）が２００〜１，０
   ００，９／２０朋であり、この接着力が光照射により１
   ００ｇ／２０ｍ１以下となる特許請求の範囲第（１）項
   記載の半導体ウェハの処理方法。
3. （３）感圧性接着剤層がベースポリマー１００重量部、
   分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも２個
   有する低分子量化合物５〜１００重量部および光重合開
   始剤０．１〜５重量部を必須成分として含む感圧性接着
   剤組成物を支持体上に塗工して設けられた特許請求の範
   囲第（２）項記載の半導体ウェハの処理方法。
4. （４）感圧性接着剤層が光照射によりそのゲル分率が６
   ０重量係以上でかつ光照射前のゲル分率の１．５倍以上
   となる特許請求の範囲第（３）項記載の半導体ウェハの
   処理方法。