TWI452109B - Insulating tape for semiconductor wafer surface protection - Google Patents

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Tomomi Arahashi
Kazuyuki Okamoto
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Furukawa Electric Co Ltd
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Description

半導體晶圓表面保護用黏著膠帶
本發明有關一種半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。更詳言之，有關使用在將半導體晶圓研削成薄膜時的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
就半導體封裝體而言，係對高純度單晶矽等進行切片，製成半導體晶圓後，利用離子注入、蝕刻等在該晶圓表面形成積體電路，從而製造出半導體封裝體。藉由對形成有積體電路的半導體晶圓的背面進行研削等，從而使半導體晶圓成為所需厚度。此時，為了保護形成在半導體晶圓表面的積體電路，而使用半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。經背面研削後的半導體晶圓在背面研削結束後收納於晶圓盒(cassette)中，並搬運到切割步驟，加工成半導體晶片。半導體晶圓表面保護用黏著膠帶一般藉由在基材膜上層合黏著劑層，並在半導體晶圓的背面貼附黏著劑層而供於使用。
以往，形成於半導體晶圓表面的積體電路的表面階差小，在較小的表面階差時，在使用以往的半導體 晶圓表面保護用黏著膠帶對半導體晶圓的背面進行研削的情況下，半導體晶圓的厚度精度(TTV)亦不會有問題。
但是，近年來，隨著高密度安裝技術的進步，需要實現半導體晶片的小型化，隨之，需要加大積體電路的階差或者利用間距寬度狹小之突起電極修飾來實現高密化。由此，在對形成有階差大的積體電路或狹小間距的突起電極之半導體晶圓背面進行研削時，為了使半導體晶圓表面保護用黏著膠帶追隨電路圖案等，而使用由軟質的基材膜或軟質的黏著劑層所成的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
但是，在使用軟質的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶時，在研削時會引起半導體晶圓的變動，有導致厚度精度(TTV)變差之情況。此外，該等半導體晶圓表面保護用黏著膠帶會因其柔軟而發生翹曲，並有時由於在研削後半導體晶圓變脆而在搬送時會導致半導體晶圓破損。此外，在研削後從半導體晶圓剝離半導體晶圓表面保護用黏著膠帶時，會有導致黏著劑層的一部分殘留在晶圓表面、產生所謂的殘膠之情況。
另一方面，即使在使用由硬質的基材膜或硬質的黏著劑層所成的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶時，也會因硬質而使其對半導體晶圓的追隨性變差，存在在半導體晶圓表面保護用黏著膠帶與半導體晶圓之間產生間隙的部分，因此有時會導致厚度精度(TTV)變差。此外，在研削時半導體晶圓表面保護用黏著膠帶與半導體晶圓未 充分密合，因此亦有半導體晶圓破損之情況。
為了減少半導體晶圓的翹曲和破損，已揭示有調整了應力緩和性的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶(參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-261842號公報
但是，在上述專利文獻1記載的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶中，會因晶圓的表面狀態、切割線(scribe line)等之凹凸深度、形狀而有侵入灰塵、研削水的問題。此外，厚度精度(TTV)低的問題尚未能完全解決。
為此，本發明的目的在於提供一種半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，其能夠防止殘膠或灰塵、研削水的侵入，並且能夠以高厚度精度(TTV)研削半導體晶圓，能夠減少半導體晶圓的翹曲和破損。
為了解決上述課題，本申請發明的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，其特徵為其係在基材膜上具有黏 著劑層之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，且在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力為0.8~2.5N/25mm，在加熱到50℃時的黏著力為1N/25mm以下，且應力鬆弛率為10~18%。
上述半導體晶圓表面保護用黏著膠帶較好使上述黏著劑層的厚度比半導體晶圓的表面階差厚10μm以上。
此外，上述半導體晶圓表面保護用黏著膠帶中，黏著劑層較好為使具有乳液的黏著劑組合物乾燥者。
此外，上述半導體晶圓表面保護用黏著膠帶中，構成上述黏著劑的主要成分之聚合物較好為(甲基)丙烯酸系聚合物。
此外，上述半導體晶圓表面保護用黏著膠帶中，上述黏著劑層之玻璃化轉變溫度較好為-30~-20℃。
此外，上述半導體晶圓表面保護用黏著膠帶較好在研削半導體晶圓時使用。
此外，上述半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的上述應力鬆弛率較好為10.2~17.3%。
根據本發明，能夠防止灰塵、研削水的侵入，並且能夠以高厚度精度(TTV)研削半導體晶圓，能夠減小半導體晶圓的翹曲和破損。
以下，對本發明的實施形態進行詳細說明。
本發明實施形態之半導體表面保護用黏著膠帶係在基材膜的至少一面塗布至少1種黏著劑，形成黏著劑層。以下，對本實施形態的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的各構成要素進行詳細說明。
(基材膜)
作為基材膜，可以使用日本特開2004-186429中記載的基材膜等公知者，可舉出例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、離聚物等之α-烯烴之均聚物或共聚物；聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等之工程塑料；或者聚胺基甲酸酯、苯乙烯-乙烯-丁烯或戊烯系共聚物等之熱塑性彈性體。或者也可將從該等中選出的2種以上混合而得的混合物或者將其多層化而得的基材。基材膜的厚度較好為50~200μm。
(黏著劑層)
黏著劑層較好不經過紫外線等硬化而能夠直接剝離的壓敏型黏著劑層。構成黏著劑層的黏著劑組合物只要是使黏著劑層在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力為0.8~2.5N/25mm、在加熱到50℃時的剝離黏著力為1N/25mm以下、且半導體晶圓表面保護用黏著 膠帶的應力鬆弛率為10~18%的組合物，則沒有特別限定，主要成分的聚合物較佳為(甲基)丙烯酸系聚合物。藉由使用(甲基)丙烯酸系聚合物作為主要成分的聚合物，從而容易控制黏著力，可控制凝膠分率等，因此能夠減少有機物對半導體晶圓的污染、能夠減少在剝離半導體晶圓表面保護用黏著膠帶後黏著劑在半導體晶圓的殘留。
作為(甲基)丙烯酸系聚合物的共聚物，例如可以如日本特開2003-82307般將以(甲基)丙烯酸烷基酯為主要成分的單體混合物、含有自由基聚合性官能基且環氧乙烯或環氧丙烯的平均加成莫耳數為15以下的非離子系反應性乳化劑、以及利用由氧化還原系聚合引發劑引發的乳液聚合而得到的丙烯酸乳液系聚合物作為主要成分。
此外，可以使用以丙烯酸乳液系聚合物為主要成分、且將作為主要單體的(甲基)丙烯酸烷基酯與根據需要添加的可與該等主要單體共聚的其他單體進行乳液聚合而得的聚合物。
丙烯酸系黏著劑的再剝離性良好，且容易控制黏著力。此外，藉由使用乳液系聚合物並改變粒徑，從而比溶劑系更容易控制應力緩和性及內聚力。
作為主要單體而使用之(甲基)丙烯酸之烷基酯系單體的具體例，可舉出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸異戊 酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸異癸酯等。該等單體可單獨使用，亦可混合使用2種以上。但較好混合2種以上使用，藉由將2種以上單體混合，可發揮作為各種黏著劑的功能。更好為混合3種以上，最佳為至少將(甲基)丙烯酸甲酯(methyl(meth)acrylate)、丙烯酸丁酯(butyl acrylate)及(甲基)丙烯酸2-乙基己酯(2-ethylhexyl acrylate)之3種共聚合。藉由共聚合3種單體，從而可提高半導體晶圓對表面階差的追隨性，並且可以減少包括剝離半導體晶圓表面保護用黏著膠帶後的黏著劑殘留在內的半導體晶圓的污染。
進而，除上述主要單體以外，亦可依據需要基於乳液粒子的穩定化、黏著劑層對基材之密著性的提高、以及對被接著體的初期接著性的提高等目的，併用共聚合性單體。
作為上述共聚合性單體，可以列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、巴豆酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、N,N-二乙基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、丙烯醯基嗎啉等。該等單體可單獨使用，亦可混合2種以上使用。
此外，為了調整黏著劑層的凝膠分率，可以在使丙烯酸乳液系共聚物聚合時共聚合多官能單體成分。作為其他方法，可以藉由混合水分散性交聯劑來調整凝膠 分率。作為水分散性交聯劑，主要使用環氧系交聯劑。較好不使用水分散性交聯劑而使丙烯酸乳液系共聚物聚合，從而可使因殘留的交聯劑所致的污染消失。
作為多官能單體，可舉出例如二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯等。
在上述單體混合物中添加聚合引發劑和界面活性劑(乳化劑)等，使用通常的乳液聚合方法，合成丙烯酸乳液系聚合物。乳液聚合可以使用一般的一次性聚合、連續滴加聚合、分批滴加聚合等任意方法，其方法沒有特別限定。
作為界面活性劑，可以併用十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨、十二烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯烷基醚硫酸鈉、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鈉等陰離子系，聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚等非離子系界面活性劑等。可從該等界面活性劑中使用1種或2種以上，較好併用2種以上的界面活性劑。特佳為併用聚丙二醇系化合物及聚環氧乙烷烷基苯基醚，由此，可以減少有機物對半導體 晶圓的污染。
界面活性劑的配合量相對於全部單體混合物100重量份為0.5~10重量份，較佳為1~7重量份左右。在界面活性劑的配合量超過10重量份時，黏著劑的內聚力降低，對被粘體的污染量增加，並且會有因界面活性劑滲出於黏著劑層表面而造成污染之情況。此外，在乳化劑的配合量未達0.5重量份時，會有無法維持穩定乳化之情況。
作為聚合引發劑，可列舉出2,2' -偶氮雙異丁腈、2,2' -偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2' -偶氮雙(N,N' -二亞甲基異丁基脒)等偶氮系化合物，以及過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽，過氧化苯甲醯、第三丁基過氧化氫等過氧化物系化合物，過氧化氫水溶液與抗壞血酸、過氧化氫水溶液與氯化亞鐵、過硫酸鹽與亞硫酸氫鈉等氧化還原系聚合引發劑等。
理想的是以相對於全部單體混合物100重量份為0.01~1.0重量份的範圍使用聚合引發劑。
此外，作為(甲基)丙烯酸系聚合物的(甲基)丙烯酸系共聚物之製造方法之一，有使丙烯酸烷基酯等單體(1)與具有可與後述硬化劑反應之官能基的單體(2)在有機溶劑中共聚合之方法。
作為單體(1)，可舉出丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙 基己酯等。該等單體可單獨使用，亦可混合2種以上使用。
作為單體(2)，可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、中康酸、檸康酸、富馬酸、馬來酸、丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺等。該等單體可單獨使用，亦可混合2種以上使用。
(甲基)丙烯酸系共聚物可藉由利用常用方法以溶液聚合法使上述單體(1)與(2)共聚合而得。
在丙烯酸乳液系聚合物的情況下，即使無交聯劑亦可使用，在溶劑中聚合之(甲基)丙烯酸系共聚物可藉由進一步配合硬化劑而控制黏著力。藉由調整硬化劑的配合份數，而可得到特定的黏著力。
硬化劑係與(甲基)丙烯酸系共聚物所具有的官能基反應而用於調整黏著力和內聚力者。可舉出例如1,3-雙(N,N-二縮水甘油基胺基甲基)環己烷、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基胺基甲基)甲苯、1,3-雙(N,N-二縮水甘油基胺基甲基)苯、N,N,N’,N’-四縮水甘油基-間-二甲苯二胺等分子中具有2個以上環氧基之環氧系化合物，2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、1,3-二甲苯二異氰酸酯、1,4-二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯等分子中具有2個以上異氰酸酯基的異氰酸酯系化合物，四羥甲基-三-β-氮丙啶基丙酸酯、三羥甲基-三-β-氮丙啶基丙酸酯、三羥甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、三羥甲基丙烷-三-β-(2-甲基氮丙啶)丙酸酯等分子中具 有2個以上氮丙啶基的氮丙啶系化合物等。
此外，黏著劑層的玻璃化轉變溫度(Tg)較佳為-30~-20℃，進而較佳為-27~-23℃。在黏著劑層的玻璃化轉變溫度(Tg)未達-30℃時，因黏著劑層柔軟而容易形成殘膠，超過-20℃時，會變硬，因此追隨性變差。
將如上所述的黏著劑組合物塗布在基材樹脂膜上，使其乾燥，由此可形成黏著劑層。黏著劑層的厚度較佳為10~300μm，並且較佳比半導體晶圓的表面階差厚10μm以上。半導體晶圓的表面階差是指從半導體晶圓的未形成積體電路的部分的表面到形成積體電路的部分的表面的長度、即積體電路的高度。藉由使黏著劑層的厚度比半導體晶圓的表面階差厚10μm以上，從而容易使黏著劑層追隨該表面階差。本實施形態之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的黏著劑層可較好地追隨表面階差30μm以下的半導體晶圓。又，黏著劑層可以是層合多層的構成。此外，在基材膜與黏著劑層之間可以根據需要設置底塗層等中間層。
此外，為了在供於實際使用之前保護黏著劑層，可以在黏著劑層側根據需要貼附通常被用作隔離物的合成樹脂膜。作為合成樹脂膜的構成材料，可舉出聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯等合成樹脂膜或紙等。為了提高自黏著劑層的剝離性，可以根據需要對合成樹脂膜的表面實施聚矽氧處理、長鏈烷基處理、氟處理等剝離處 理。合成樹脂膜的厚度通常為10~100μm，較佳為25~50μm左右。
本實施形態之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力為0.8~2.5N/25mm、且在加熱到50℃時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力為1N/25mm以下。此處，不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)是將JIS G 4305中規定的SUS304鋼板進行鏡面加工後，用研磨紙研磨而得到的不銹鋼。研磨方法依據JIS Z 0237進行，研磨紙使用粗糙度280#的研磨紙。
若在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力未達0.8，則灰塵、研削水容易侵入切割線。此外，若在加熱到50℃時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力超過1N/25mm，則在加熱剝離時容易形成殘膠。此外，若在常溫時的黏著力超過2.5N/25mm，則有在加熱剝離時會使黏著力超過1N/25mm之情況。
為了使本實施形態之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力為0.8~2.5N/25mm、且在加熱到50℃時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力為1N/25mm以下，例如宜在溶劑系中對丙烯酸2-乙基己酯等側鏈長的單體添加2倍~3倍重量份的具有羥基的單體、並適當配合1~3重量份之間的加成物系異氰酸酯系交聯劑。
本實施形態之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的應力鬆弛率為10~18%，較佳為15~18%。本發明中，半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的應力鬆弛率是指對初期應力值減小的應力的比例。具體而言，在壓縮平行板上設置寬25mm、長65mm的試驗片，使彎曲壓頭接觸試驗片的厚度，以1.0mm/min的速度進行壓縮，施加載荷直到應力為50N，對將應力50N時的位移保持3分鐘時所得的應力進行測定，按照下式(1)算出該應力鬆弛率。式(1)中，F0 為初期壓縮應力，本發明中為50N。F(t) 為經過t小時後的壓縮應力，本發明中為經過3分鐘後的壓縮應力。又，本應力緩和測定可以使用例如Instron公司製的拉伸試驗機(雙柱桌上型5567)進行測定。
[數1]應力鬆弛率R(t)=(F0- F(t) )/F0 ×100[%] (1)
在半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的應力鬆弛率小於10%時，黏著劑層對於半導體晶圓表面階差的追隨性變差，在研削半導體晶圓背面時會引起半導體晶圓破裂、厚度精度(TTV)變差。另一方面，超過18%超時，黏著劑層對於半導體晶圓表面階差的追隨性良好，但另一面，在研削時會使施加於半導體晶圓的力逃逸，會有導致厚度精度(TTV)變差之情況。
為了使半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的應力鬆弛率為10~18%，例如在基材採用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜的情況下，在乳液系中，對如甲基丙烯酸甲酯般之側鏈短的單體添加1倍以上~2倍以下的重量份的如丙烯酸2-乙基己酯般之側鏈長的單體，使中間長度的單體為側鏈長的單體之重量份的1份以下，並控制粒徑；並且在溶劑系中，以具有羥基的單體的2倍~3倍的重量份添加如丙烯酸2-乙基己酯般之側鏈長的單體，並適當配合材料使加成物系異氰酸酯系交聯劑在1~3重量份之間，由此可以得到該範圍之應力鬆弛率。應力鬆弛率較佳為10.2~17.3%。
<使用方法>
接著，對本發明之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的使用方法進行說明。
本發明之半導體晶圓之加工方法如下，首先，以黏著劑層成為貼合面之方式在半導體晶圓的電路圖案面貼合本發明之半導體晶圓表面保護膠帶。接著，對半導體晶圓的無電路圖案之面側進行研削直到半導體晶圓的厚度達到特定厚度，例如10~100μm。然後，使該半導體晶圓表面保護膠帶的貼合面為下側，載置在加熱吸附台上，在該狀態下，可以使用貼合用輥在半導體晶圓的無電路圖案的經研削後的面側貼合切割-黏晶膜(dicing-die bonding film)。然後，在半導體晶圓表面保護膠帶的基材膜背面接 著熱封型(熱融合型)的剝離膠帶，從半導體晶圓剝離半導體晶圓表面保護膠帶即可。
以下，基於實施例對本發明更詳細加以說明，但本發明不受該等實施例之限定。
<實施例1>
在經過脫離子的純水中添加加成有烯丙基的聚氧乙烯烷基苯基醚化合物及聚丙二醇化合物作為界面活性劑，並添加過硫酸銨作為聚合引發劑，邊加熱邊攪拌。接著，在攪拌溶液中滴加甲基丙烯酸甲酯17重量份、丙烯酸丁酯20重量份、丙烯酸2-乙基己酯22重量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯4重量份，再繼續攪拌，進行聚合，得到丙烯酸乳液黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為50μm之方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度120μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作實施例1之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<實施例2>
在經過脫離子的純水中添加加成有烯丙基的聚氧乙烯烷基苯基醚化合物及聚丙二醇化合物作為界面活性劑，並添加過硫酸銨作為聚合引發劑，邊加熱邊攪拌。接著，在攪拌溶液中滴加甲基丙烯酸甲酯30重量份、丙烯酸丁酯 45重量份、丙烯酸2-乙基己酯50重量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯3重量份，再繼續攪拌，進行聚合，得到丙烯酸乳液黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為55μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度120μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作實施例2的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<實施例3>
在經過脫離子的純水中添加加成有烯丙基的聚氧乙烯烷基苯基醚化合物及聚丙二醇化合物作為界面活性劑，並添加過硫酸銨作為聚合引發劑，邊加熱邊攪拌。接著，在攪拌溶液中滴加甲基丙烯酸甲酯30重量份、丙烯酸丁酯43重量份、丙烯酸2-乙基己酯47重量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯3重量份，再繼續攪拌，進行聚合，得到丙烯酸乳液黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為45μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度165μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作實施例3的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<實施例4>
在乙酸乙酯中添加丙烯酸2-乙基己酯62重量份、丙烯酸2-羥基乙酯25重量份、甲基丙烯酸2重量份，進行聚合，得到丙烯酸系共聚物。在聚合後的丙烯酸系共聚物配合2質量份的加成物系異氰酸酯系交聯劑CORONATE L(商品名、日本聚胺基甲酸酯公司製)，為了調整成容易塗敷的粘度，而用乙酸乙酯進行調整，得到黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為50μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度165μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作實施例4的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<實施例5>
在乙酸乙酯中添加丙烯酸2-乙基己酯65重量份、丙烯酸2-羥基乙酯30重量份、甲基丙烯酸2重量份，進行聚合，得到丙烯酸系共聚物。在聚合後的丙烯酸系共聚物中配合2.5質量份的加成物系異氰酸酯系交聯劑CORONATE L(商品名、日本聚胺基甲酸酯公司製)，為了調整為容易塗敷的粘度，而用乙酸乙酯進行調整，得到黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為50μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度165μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 (EVA)膜上，以此進行層合，製作實施例5的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<比較例1>
在經過脫離子的純水中添加加成有烯丙基的聚氧乙烯烷基苯基醚化合物及聚丙二醇化合物作為界面活性劑，並添加過硫酸銨作為聚合引發劑，邊加熱邊攪拌。接著，在攪拌溶液中滴加甲基丙烯酸甲酯25重量份、丙烯酸丁酯20重量份、丙烯酸2-乙基己酯20重量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯4重量份，再繼續攪拌，進行聚合，得到丙烯酸乳液黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為45μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度120μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作比較例1的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<比較例2>
在經過脫離子的純水中添加加成有烯丙基的聚氧乙烯烷基苯基醚化合物及聚丙二醇化合物作為界面活性劑，並添加過硫酸銨作為聚合引發劑，邊加熱邊攪拌。接著，在攪拌溶液中滴加甲基丙烯酸甲酯20重量份、丙烯酸丁酯52重量份、丙烯酸2-乙基己酯55重量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯3重量份，再繼續攪拌，進行聚合，得到丙烯酸 乳液黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為55μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度120μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作比較例2的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<比較例3>
在經過脫離子的純水中添加加成有烯丙基的聚氧乙烯烷基苯基醚化合物及聚丙二醇化合物作為界面活性劑，並添加過硫酸銨作為聚合引發劑，邊加熱邊攪拌。接著，在攪拌溶液中滴加甲基丙烯酸甲酯30重量份、丙烯酸丁酯53重量份、丙烯酸2-乙基己酯55重量份、甲基丙烯酸縮水甘油酯3重量份，再繼續攪拌，進行聚合，得到丙烯酸乳液黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為45μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度120μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作比較例4的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<比較例4>
在乙酸乙酯中添加丙烯酸2-乙基己酯40重量份、丙烯酸2-羥基乙酯20重量份、甲基丙烯酸2重量份，進行 聚合，得到丙烯酸系共聚物。在聚合後的丙烯酸系共聚物中配合4質量份的加合物系異氰酸酯系交聯劑CORONATE L(商品名、日本聚胺基甲酸酯公司製)，為了調整為容易塗敷的粘度，而用乙酸乙酯進行調整，得到黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為50μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度165μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作比較例5的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
<比較例5>
在乙酸乙酯中添加丙烯酸2-乙基己酯60重量份、丙烯酸2-羥基乙酯30重量份、甲基丙烯酸2重量份，進行聚合，得到丙烯酸系共聚物。在聚合後的丙烯酸系共聚物中配合3質量份的加成物系異氰酸酯系交聯劑CORONATE L(商品名、日本聚胺基甲酸酯公司製)，為了調整成容易塗敷的粘度，而用乙酸乙酯進行調整，得到黏著劑組合物。
在厚度25μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之隔離物上以乾燥後膜厚為40μm的方式塗布黏著劑組合物，使其乾燥後，貼合在厚度165μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜上，以此進行層合，製作比較例6的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。
按照以下方式對上述實施例及比較例的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶測定應力鬆弛率、黏著劑層在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力、黏著劑層在加熱到50℃時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力、黏著劑層的玻璃化轉變溫度(Tg)。其結果示於表1及表2。
(應力鬆弛率)
將上述實施例及比較例的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶分別切斷成寬25mm、長65mm，製作成試驗片。使用Instron公司製的拉伸試驗機(雙柱桌上型5567)，將試驗片設置在壓縮平行板上，使彎曲壓頭接觸試驗片的厚度，以速度1.0mm/min進行壓縮，施加載荷直到應力為50N，對將應力50N時的位移保持3分鐘時所得的應力進行測定。由初期應力50N和所測得的應力之差求出因應力緩和而減少的應力，算出對初期應力值減少的應力之比例，得到應力鬆弛率。
(常溫時對SUS的黏著力)
從實施例及比較例的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶對寬25mm×長300mm的試驗片採集3點。在利用JIS R 6253中規定的280#耐水研磨紙進行加工的JIS G 4305中規定的厚度2.0mm的SUS鋼板上對各試驗片用2kg的橡膠輥往復3次進行壓接，放置1小時後，使用測定值落入 其容量的15~85%的範圍之適合於JIS B 7721的拉伸試驗機，測定25℃時的黏著力。測定設定為依據180度剝離法進行的測定，此時的拉伸速度設定為300mm/min。
(加熱到50℃時對於SUS的黏著力)
按照與上述常溫時對於SUS的黏著力測定相同的步驟，用熱板從SUS板側對試驗片進行加熱，使其穩定在50℃，對利用180度剝離法從SUS板進行剝離時的黏著力進行測定。
(玻璃化轉變溫度)
使用DSC(示差掃描量熱計)對實施例及比較例的半導體表面保護用黏著膠帶以10℃/分鐘的升溫速度進行測定。由該結果求出半導體表面保護用黏著膠帶的黏著劑層的玻璃化轉變溫度。實施例及比較例的半導體表面保護用黏著膠帶的基材樹脂膜的玻璃化轉變溫度與黏著劑層的玻璃化轉變溫度不同，因此可以利用該方法容易地求出黏著劑層的玻璃化轉變溫度。
此外，對上述的實施例及比較例的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶進行以下試驗，並對其性能進行評價。評價結果示於表1及表2。
(薄膜研削試驗)
使用日東精機股份有限公司製之DR8500II(商品名 )作為貼附機，在半導體晶圓上貼合實施例及比較例之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶。作為半導體晶圓，使用在厚度為725μm的8英寸晶圓上形成約7μm厚的聚醯亞胺膜並形成有寬200μm、深5μm切割線的半導體晶圓。然後，使用具有聯機(in line)機構的研磨機(DISCO股份有限公司製之DFG8760(商品名))，分別對25片半導體晶圓進行研磨，研磨至厚度為80μm為止。此外，為了提高半導體晶圓的強度，利用乾式抛光(dry polish)進行最終精加工。
(薄膜研削性評價)
以目視觀察以上述方法進行研削的半導體晶圓有無邊緣裂縫(edge crack)及破損。其結果示於表1及表2。將幾乎無邊緣裂縫且25片半導體晶圓均可良好地進行研削者設為優良品，以“○”表示；將雖然觀察到若干邊緣裂縫但可使半導體晶圓無破損地進行研削者或者25片半導體晶圓中有1片~2片破損者設為良品，以“△”表示；將3片以上半導體晶圓破損者設為不良品，以“×”表示。
(TTV測定評價)
利用TTV測定裝置Semdex300(ISIS公司、商品名)對以上述方法進行研削的半導體晶圓測定各任意點厚度。其結果示於表1及表2。將25片半導體晶圓的厚度偏 差均未達4μm者設為優良品，以“◎”表示；將25片半導體晶圓的厚度偏差均為4μm以上且未達5μm者設為良品，以“○”表示；將25片半導體晶圓中的3片以上的厚度偏差顯示為5μm以上者設為不良品，以”×”表示。
(灰塵侵入評價)
利用光學顯微鏡對以上述方法進行研削的半導體晶圓觀察切割線。其結果示於表1及表2。將灰塵或研削水未侵入切割線者設為良品，以“○”表示；將灰塵或研削水侵入切割線者設為不良品，以“×”表示。
(殘膠評價：加熱剝離)
利用光學顯微鏡對剝離實驗中在50℃進行剝離後的晶圓表面進行觀察，將以塊狀或鬚狀存在的黏著劑作為殘膠，並對其有無進行評價。其結果示於表1及表2。將在所有晶圓中未出現殘膠者設為良品，以“○”表示；將即便1片產生殘膠者也設為不良品，以“×”表示。
(搬送試驗)
使用聯機裝置(DISCO股份有限公司製之DFG8760(商品名)及DISCO股份有限公司製之DFM2700(商品名)之一體型)，將上述薄膜研削試驗中研削至厚度50μm的貼附有半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的狀態的半導體晶圓，從背部研磨步驟搬送至切割-黏晶膜的貼合 步驟及剝離步驟。切割-黏晶膜係使用日立化成工業公司製之FH-900-20(商品名)，切割-黏晶膜的貼合係在60℃進行。其結果示於表1及表2。
(搬送性評價)
針對各實施例及各比較例的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，將上述各步驟中可無吸附誤差(error)地進行搬送者設為良品，以“○”表示；將在任一步驟中即便是1片半導體晶圓發生吸附誤差而無法搬送者設為不良品，以“×”表示。
如表1所示，實施例1~5中，黏著劑層在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力為0.8~2.5N/25mm，在加熱到50℃時的黏著力為1N/25mm以下，半導體晶圓表面保護用黏著膠帶的應力鬆弛率為10~18%，因此在搬送性、薄膜研削性、灰塵等的侵入、厚度精度(TTV)中均顯示出良好結果。尤其在實施例1~3中，丙烯酸共聚物的聚合方法為乳液系，因此能夠控制搬送性、薄膜研削性、灰塵等的侵入、厚度精度(TTV)最佳的黏著劑，從而顯示出厚度精度(TTV)特別優異的結果。
另一方面，比較例1中，應力鬆弛率未達10%，因此黏著劑層對於半導體晶圓表面階差的追隨性差 ，空氣進入到表面階差與黏著劑層之間，產生凹窩(dimple)，從而顯示出厚度精度(TTV)差的結果。此外，由於玻璃化轉變溫度超過-20℃，亦使追隨性變差，空氣進入到表面階差與黏著劑層之間，產生凹窩，從而顯示出厚度精度(TTV)差的結果。進而，由於黏著劑層厚度並未比半導體晶圓的表面階差厚10μm以上，亦會使黏著劑層對半導體晶圓表面階差的追隨性變差，顯示出厚度精度(TTV)差的結果。此外，由於應力鬆弛率未達10%且黏著劑層的厚度並未比半導體晶圓的表面階差厚10μm以上，因此對於表面階差的追隨亦變差，產生該間隙，在研削時的壓力作用下膠帶無法支撐晶圓，顯示出薄膜研削性略差的結果。
此外，比較例2中，由於應力鬆弛率超過18%，因此引起半導體晶圓的變動，顯示出厚度精度(TTV)差的結果。此外，由於玻璃化轉變溫度未達-30℃，因此黏著劑柔軟，引起半導體晶圓的變動，由此亦顯示出厚度精度(TTV)差的結果。
此外，比較例3中，加熱到50℃時的黏著力超過在常溫時的黏著力即1N/25mm，因此顯示出殘膠差的結果。
此外，比較例4中，由於應力鬆弛率未達10%，因此黏著劑層對於半導體晶圓表面階差的追隨性差，顯示出厚度精度(TTV)差的結果。黏著劑層在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力未達 0.8N/25mm，因此有侵入灰塵等之情況。此外，由於玻璃化轉變溫度超過-20℃，因此對晶圓的追隨性亦變差，顯示出厚度精度(TTV)差的結果。此外，應力鬆弛率未達10%時，無法使施加於膠帶的力緩和而發生晶圓翹曲，從而發生吸附誤差，因此顯示出搬送性變差的結果。此外，在應力鬆弛率未達10%時，由於黏著力小，因此對晶圓的追隨不足，產生該間隙，由此顯示出在研削時的壓力作用下膠帶無法支撐晶圓而使薄膜研削性變差的結果。
此外，比較例5中，黏著劑層在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)的黏著力未達0.8N/25mm，因此有侵入灰塵等之情況。

Claims (5)

  1. 一種使用在將半導體晶圓研削之際的半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，其特徵在於其係在基材膜上具有黏著劑層之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，前述黏著膠帶在常溫時對於不銹鋼(Steel Use Stainless、SUS)之黏著力為0.8~2.5N/25mm，在加熱到50℃時之黏著力為1N/25mm以下，且以式(1)所示應力鬆弛率為10.2~17.3%，應力鬆弛率R(t)=(F0 -F(t) )/F0 ×100[%] (1)惟，F0 ：作為初期壓縮應力之50N，F(t) ：使彎曲壓頭接觸，以1.0mm/min的速度進行壓縮，施加載荷直到應力為50N，對將應力50N時的位移保持t=3分鐘時所得的應力。
  2. 如請求項1之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，其中前述黏著劑層之厚度比半導體晶圓的表面階差厚10μm以上。
  3. 如請求項1或2之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，其中前述黏著劑層係使具有乳液之黏著劑組合物乾燥而得者。
  4. 如請求項1之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶，其中構成前述黏著劑層的主成分之聚合物為(甲基)丙烯酸系聚合物。
  5. 如請求項1之半導體晶圓表面保護用黏著膠帶， 其中前述黏著劑層之玻璃化轉變溫度為-30~-20℃。
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