WO1991002377A1 - Film for wafer processing - Google Patents

Description

明 細 書

ウェハ加工用フ ィ ルム

技 術 分 野

本発明は、 シ リ コ ン ゥェ八等のゥェ Λを研磨加工す る際に破損防止のために用いる ゥェ八加工用フ ィ ルム に関する。

背 景 技 術

半導体集積回路 （ I C ) は通常、 高純度シ リ コ ン単 結晶等の半導体材料をス ラ イ ス して ウエノ、 と した後、 エッ チング等によ り 集積回路を組み込み、 ダイ シング してチッ プ化する方法で製造されている。

I C ウェハの裏面を研磨する工程において、 ウェハ の破損を防止した り 、 研磨作業を容易にする ため、 ゥ エノ、表面に粘着剤層を有する ウェハ加工用フ ィ ルムを 貼付する こ と が一般に行われている。

ゥェ八加工用フ ィ ルムは一般に粘着剤をフ ィ ルム状 基材の片面に塗工し、 乾燥して、 フ ィ ルム状基材の上 に粘着剤層を形成し たものであるが、 ゥェ八加工用フ イ ルムの保管ある いは輸送時に、 粘着剤層を保護する ため、 セパ レ一夕 と呼ばれる合成樹脂フ ィ ルムを粘着 剤層の上に貼付し、 粘着剤層を基材と セパ レー夕で挟 み込んだ構造になっている。 ウェハ加工の際にはセパ レ一タを剝して ウェハ加工用フ ィ ルムをウェハに貼付 し、 加工終了後これをゥェ Λから剝す。 ウ ェハ加: I 用 フ ィ ルム を ウ ェハ表面に貼付す る と き、 該加工用フ ィ ルムの粘着剤層と ウエノ \の間に空気 を挟み込む と、 該フ ィ ルムをウェハから剝す際に粘着 剤がウェハ表面に残 り易 く な り 、 その残存物が i c ゥ ェノ\を腐食させ、 ひいては I Cの機能を低下させる原 因と なる。

ま た、 該フ イ ルムから異物がウエノ、表面に転着した 場合も I C ウェハを腐食させ、 ひいては I Cの機能を 低下させる原因と なる。

空気の挟み込みの問題を解決する ために例えば次の よ う な方法が実閧昭 58— 1 3 1 63 1号公報に提案されてい る。 その方法によれば、 シ リ コーン系剝離剤を塗布し て表面粗度を .土 Ο . ΐ μ ιη以下と した樹脂フ ィ ルムをセ パレー夕 （剝離層） と して用いる こ と によ り 、 粘着剤 層である感圧性接着剤層の表面がセパ レー夕 によ り荒 されるのを防止し、 ウェハ加工用フ ィ ルムをゥェ Αに 貼付する際、 該フ ィ ルムの粘着剤層と ウェハの間に空 気が挟み込まれる こ と を防止する こ とができ る。 しか し、 シ リ コーン系剝離剤を用いている ため、 粘着剤層 に剝離剤が転写し、 半導体ウェハ表面が汚染される と い う 欠点があ り 、 こ の方法は満足で き る方法ではな い o

ま た、 特開昭 63— 1 77423号公報に提案されている方 法、 すなわち、 低密度ポ リ エチ レンないしポ リ メ チル ペンテンからなる剝離層を有する半導体ウェハの固定 部材を用いる方法によれば、 セパ レー夕からの剝離剤 等の転写による半導体ウェハの汚染は防げるが、 低密 度ポ リ エチ レ ンの表面張力が高いため粘着剤層である 感圧性接着剤層と剝離層の剝離性が悪く 、 該剝離層を 半導体固定部材から剥離する際に粘着剤層表面が荒ら される。 そのため、 ウェハ表面に ウェハ加工用フ ィ ル ムを貼付する際、 粘着剤層と ウェハ と の界面に空気を 含んだ微細な間隙が多数発生する。 ウェハ裏面研磨の 後、 ウエノ、加工用フ ィ ルムを剝す際に、 空気と接触す る ウエノ、表面近傍に粘着剤が残存し易く な り 、 残存粘 着剤がウェハを腐食させる原因と なる。

上記のよ う に、 I C ウエノ \を研磨加工する際に用い る ウエノ \加工用フ ィ ルム と して、 ゥェ Λ表面の汚染及 び腐食を防止でき る有用なフ イ ルムが未だないのが現 状である。

発 明 の 開 示

本発明は、 上記問題を解決し、 ウエノ、を研磨加工す る際に用い られる優れたゥェ Λ加工用フ ィ ルムを提供 する こ と を目的とする。 詳し く は、 ウェハ表面を汚染 及び腐食させないゥェ八加工用フ ィ ルムを提供する こ と を 目的 と する。

本発明は、 フ ィ ルム状の基材、 該基材の片面に設け られた粘着剤層、 および該粘着剤層の上に配された合 成、樹脂フ ィ ルムを有する ウエノ、加工用フ ィ ルムであつ て、 該合成樹脂フ ィ ルムの該粘着剤層に接する表面の 表面粗度が 2 μ ιη以下である ウェハ加工用フ ィ ルムで あ る 。 以下こ の合成樹脂フ ィ ルム をセパ レ ー 夕 と 称 す。

ウェハの腐食は、 ウェハを研磨し た後に ウェハ加工 用フ ィ ルムをウェハ表面から剝離する際、 ウェハ表面 に粘着剤が残存した場合ある いはウ エノ、表面が転着物 で汚染された場合等に発生する。

ウェハ表面に粘着剤が残存する現象は、 粘着剤層と ウエノ、の間に空気が挟み込まれた場合、 空気と接触し ていたウエノ、表面近傍において、 特に発生し易い。 粘 着剤層 と ウェハの間に空気を挟み込まないよ う にする には、 ウェハ表面に接着される粘着剤層の表面をフ ラ ヅ 卜 にする こ とがよ く 、 そのためにはセパ レー夕の表 面粗度を小さ く する こ とが効果的である。

ま たウエノ、表面に汚染物を転着させないためには、 セパ レータ表面に剥離剤等、 ウェハを汚染する物質を 塗布しないこ とが有効である。

ま た、 粘着剤層からセパ レータを剝離する と き に、 セパ レー夕の剝離性が悪い と粘着剤層表面を荒す原因 と なるので、 剝離性の良いセパ レータを用いる こ とが 望まれる。

さ らに、 セパ レー夕が滑剤等を多量に含有している と 、 滑剤等がブ リ ー ド を起こ し、 粘着剤層表面に転写 される原因と なるので、 滑剤等を多量に用いないこ と が有効である。

本発明者らはこのよ う な点について検討を重ねた結 果、 本発明を完成した。

本発明のウエノ、加工用フ ィ ルムにおいては、 表面粗 度が小さいセパ レータを用いる ため、 セパレー夕が粘 着剤層の表面を荒らさない。 その結果、 こ の加工用フ ィ ルムをゥェ Λに貼付する際に粘着剤層と ゥェ八の間 に空気が挟まれないので、 こ の加工用フ ィ ルムをゥェ ハか ら剝し た際に粘着剤がウェハ表面に残存しない。 従っ て本発明のウェハ加工用フ ィ ルムを用いれば、 ゥ エノ、を汚染させた り 腐食させた り する こ と な く 、 ゥェ ハを加工する こ と ができ る と い う 優れた効果が発揮さ れる 。

発明を実施する ための最良の形態

本発明のウェハ加工用フ ィ ルムの使用対象と なる ゥ エノ、はシ リ コ ンのみな らず、 ゲルマニウ ム、 ガ リ ウ ム ー ヒ素、 ガ リ ウ ム一 リ ン、 ガ リ ウ ム ー ヒ素ー ァノレ ミ ニ ゥ 厶等、 いかなる半導体ゥェ八でも よい。

本発明で用いるセパレー夕は、 その製造方法に特に 制限はなく 、 押し出 し成形法、 イ ン フ レーシ ョ ン法、 カ レンダ一法等、 公知の方法で製造された合成樹脂フ イ リレム よ り なる 。 セパ レー夕の材料と しては例えばポ リ オ レフ ィ ン、 ポ リ エステル、 ポ リ ア ミ ド 、 ポ リ アク リ ル、 ポ リ プロ ピレン等の合成樹脂を挙げる こ と ができ、 なかでもポ リ プロ ピレンが好ま しい。 表面張力が大き く 、 剝離性 の悪い合成樹脂をセパ レ一夕 に用いた場合、 セパ レー タが粘着剤層の表面を荒らすので好ま し く ない。

二軸延伸し たポ リ プロ ピレンフ ィ ルムはセパ レータ と して更に好ま し く 用い られる。 未延伸フ ィ ルムや一 軸延伸フ ィ ルムをセパレ一夕 に用いる と、 ゥェ八加工 用フ ィ ルムからセパレータを剝離する際に、 未軸延伸 フ ィ ルムでは伸びて しま う こ とがあ り 、 一軸延伸フ ィ ルムでは延伸方向に裂ける こ とがあ り 、 いずれも作業 性を悪く するので好ま し く ない。 さ らに一般的には二 軸延伸する と フ ィ ルムの透明度が向上する ため、 異物 の存在が発見し易く 、 ウェハの汚染防止管理の点でも 二軸延伸フ ィ ルムが好ま しい。

セパレ一夕の厚みは、 好ま し く は 1 0〜 2 , 00 0 μ m、 更に好ま し く は 2 0〜 2 0 0 mである。 1 0 μ mよ り薄い と作業性が悪く な り 、 2 , 0 0 0 μ ιηよ り 厚い と柔軟性が 低下して作業性が悪く なるので好ま し く ない。

セパ レー夕の粘着剤層に接する側の面の表面粗度は J I S Β 06 0 1に定められた基準長さ 0. 8 mmにおける最大 高さで 2 μ m以下である。 この基準長さ と は、 被測体 表面の粗さを測定する際のサンプルの基準測定長であ る。 この表面粗度が 2 μ πιを超える と、 セパ レー夕が 粘着剤層表面を荒し、 その結果、 セパ レ一タ を剝して ウエノヽ加工用フ ィ ルムをウェハに貼付した と き に ゥェ ハ と粘着剤層との間に空気が入 り 、 ウェハ加工用フ ィ ルムをウエノヽから剝した と き に ウェハ表面にスポッ 卜 状に粘着剤が残存し、 これがウェハの腐食の原因とな るので好ま し く ない。

本発明で用いるセパレ一タ と しては、 A S TM D - 2 440 に従っ て測定し たシ ョ ァ D型硬度が 3 0以上の合成樹脂 フ ィ ルムが好ま しい。 この硬度が 3 0よ り小さ い と フ ィ ル厶の剛性が不足し、 作業性が悪く なるので好ま し く ない。

本発明で用い られるセパ レー夕は、 滑剤の含有量が 合成樹脂 1 0 0 重量部に対し 5重量部以下である こ と が好ま しい。 さ らに好ま しいのは 0 〜 0. 1 重量部であ る。 滑剤の含有量が 0. 5重量部よ り 多く なる と 、 セパ レータ表面に滑剤がブ リ ー ド し、 粘着剤層を汚染する ので好ま し く ない。 滑剤の含有量が 0. 1重量部以下で ある と滑剤のブ リ ー ドが殆どな く 、 粘着層の汚染がな い。 最も好ま しいのは滑剤を含有しないこ と である。

本発明で用い られる滑剤と しては、 グ リ セ リ ンモノ ステア レー 卜等のグ リ セ リ ンモノ エステル、 メ チ レン ビスステア リ ルア ミ ド等の ビスア ミ ド 、 エル力酸ア ミ ド等の脂肪族ア ミ ド など通常滑剤と称せられる ものの 一 _Q

ϋ ― 他、 ステアリ ン酸カルシウム等の塩酸捕捉剤と して添 加されるものが挙げられる。

滑剤以外の添加剤、 すなわち 2. 6 ジターシャルブチ ルー 4ーメチルフヱノール等の安定剤 （抗酸剤） 、 ま たはシリカ、 タルク等の無機充てん剤の総添加量は、 钴着剤層の汚染を防止する観点よ り、 樹脂 1 0 0重量部 に対し、 1重量部以下が好ましい。

セパレータ用の合成樹脂フ ィ ルムは、 市販品の中か ら適宜選択することができるが、 ウエノ \の汚染防止の 点から、 ク リーン度がクラス 1 00. 0 00以下の環境で生 産されたものが好ましい。 クラス 1 00. 000以下とは、 作業環境中の空気 1立方フィート中に 0. 5 /x m以上の 塵埃が 1 00 . 000 個以下であることを指す。

本発明で用いるフ ィルム状基材と しては、 その製造 方法および種類に特に制限はなく、 押し出し成形法、 イ ンフ レーショ ン法、 カ レンダ一法等、 公知の方法に よ り製造された合成樹脂フ ィ ルムよ り適宜選択でき る。 基材の材料を例示すれば、 エチ レン -酢酸ビニル 共重合体、 ボリブタジエン、 軟質塩化ビニル樹脂、 ポ リオレフ.イ ン、 ポリエステル、 ポリ アミ ド等の熟可塑 性工ラス トマー、 ジェン系、 二 ト リル系、 シ リ コ ン 系、 アク リル系等の合成ゴム等が挙げられる。 これら の中で、 ゥェ八を研磨する際の衝撃を吸収し、 ゥェ八 を保護する観点より、 A STM D - 244 0 に従って測定した 新たな用紙 シ ョ ァ型硬度が 40以下のフ ィ ルムが好ま しい。

フ ィ ルム状基材の厚みは、 保護する ウェハの形状、 表面状態および研磨方法等の条件によ り 適宜決められ るが、 通常 10〜2, 000 x mが好ま しい。

本発明において粘着剤層に用い られる粘着剤は、 粘 着性を有する ものであれば特に種類の限定はな く 、 ァ ク リ ル系、 ゴム系等公知の も のを用 い る こ と がで き る。

基材の表面に設ける粘着剤層の厚みは、 ウェハの表 面状態、 形状、 研磨方法等の条件によ り 適宜決め られ るが、 通常 2〜 100 2 mが好ま しい。 更に好ま し く は 5〜50μ ηιである。

粘着剤をフ ィ ルム状基材に塗布する方法と しては、 従来公知の塗布方法、 例えばロールコーター法、 グラ ビアロール法、 バーコ一 卜法等が採用でき、 基材の片 面全面に塗布する。

以下本発明を実施例によ り 説明するが、 これらは本 発明を限定する ものではない。

実施例および比較例における評価は、 次の方法によ つ た ο

a . 酸化度

通常、 新品のシ リ コ ン ゥェ Λは表面がわずかに酸化 された酸化ケィ素になっ ている。 このウェハ表面を E S C Aで元素分析した場合、 酸素とケィ素の ピークの 面積値の比の値は平均 1.30である。 一方ウェハ表面が 腐食する と、 表面の酸化ケィ素の量が増加し、 酸素と ケィ素のピークの面積値の比の値が 1.30よ り大き く な る。 この比の値 1.30をも と に酸化度を判定した。

E S C Aの測定装置及び測定条件 ：

装置 ： VG Scientific 社製、 ESCA LAB MK II X線源 ： M g k α線

X線出力 ： 300 W

測定真空度 ： 1 10_³mbar以下

b . 汚染度

日立電子エンジニア リ ング㈱製レーザー表面検査装 置 HLD-300Bによ り粘着剤の残存等によるウエノ、の汚染 度合を調べた。 汚染度は直径 0.2μ ιη以上の汚染箇所 の個数と して示す。

c . 破壊電圧

I Cウェハの端子から電圧を徐々 にかけ、 その I C が破壊する電圧を破壊電圧と した。 測定方法は、 ゥェ ハ加工用フ ィルムを I Cウェハ表面に貼付してウェハ の裏面を研磨し、 該フ ィ ルムを剝し、 ウェハを 70°C、 80 % R. H.の環境下で 2000時間放置した後、 破壊電圧を 測定した。 ウェハの腐食がない場合の I Cの破壊電圧 は 22Vであった。 これを標準値とする。 ゥェ Λが腐食 される と破壊電圧は低下する。

実施例 1 市販の厚さ 200 μ ιηのエチレン一酢酸ビニル共重合 樹脂フ イ ルムをフ ィ ルム状基材に用い、 この基材の片 面に コ ロナ放電処理を施し、 この面にアク リ ル系粘着 剤 （三井東圧化学㈱製、 商品名 " ァロマテ ッ クス " ） をロールコ一夕一によ り塗布し、 乾燥させ、 厚さ約 30 μ mの粘着剤層を設けたウェハ加工用フ ィ ルムを作成 し た。

ポ リ プロ ピレン樹脂 1 00重量部に対し滑剤と してェ ルカ酸ア ミ ド を D . 1重量部加え、 ク ラ ス 1 00 , 00 0 の環 境下で、 表面粗度の最大値が 1 μ mである二軸延伸ポ リ プロ ピレンフ ィ ルムを作成しセパ レ一夕 と した。

このセパ レータ を上記粘着フ イ ルムの粘着剤層上に 配し、 ゥェ A加工用フ ィ ルムを得た。

このウエノ \加工用フ ィ ルムからセパ レ一タを剝して ミ ラーウエノヽ （直径 4 イ ンチ） 表面に貼 り 合わせ、 24 時間放置し た後、 こ のフ ィ ルムをウェハから剝し、 ゥ ェ八の酸化度および汚染度を評価した。 その結果を第 1 表に示す。

一方、 上記ウェハ加工用フ イ ルムからセパ レータを 剝し、 アルミニウ ムをパターニングし た I C シ リ コ ン ウェハ （直径 4 イ ンチ） 表面に貼 り 、 24時間放置した 後、 このフ ィ ルムを剝し、 I C シ リ コ ン ゥェ Λの破壊 電圧を評価し た。 その結果を第 1 表に示す。 セパ レー タをウエノ、加工用フ ィ ルムから剝離、 除去する作業性 に問題はなかっ た。

実施例 2

エル力酸アミ ド の添加量を 0. 5重量部と し、 表面粗 度の最大値を 2 μ πι と した以外は実施例 1 と 同様の試 験を行っ た。 結果を第 1 表に示す。 セパ レー夕をゥェ ノヽ加工用フ ィ ルムから剝離、 除去する作業性に問題は なかつ た。

実施例 3

エル力酸ア ミ ドの添加量を Q . 5重量部と した一軸延 伸ポ リ プロ ピレンフ ィ ルムを作成し、 セパ レータ と し た以外は実施例 1 と 同様の試験を行っ た。 結果を第 1 表に示す。 セパレー夕をウェハ加工用フ ィ ルムから剝 離する際、 延伸方向に裂ける ものが極く 稀に認められ た。

実施例 4

フ ィ ルム状基材と して、 市販の厚さ 30 0 ju mのブタ ジェンゴムシー ト を用い、 セパ レー夕 と してエル力酸 ア ミ ド の添加量を 1 . 0重量部と し た表面粗度の最大値 が 2 j mである二軸延伸ポリ プロ ピレン フ ィ ルムを用 いた以外 実施例 1 と 同様の試験を行っ た。 結果を第 1 表に示す。 セパ レータをウェハ加工用フ ィ ルムから 剝離、 除去する作業性に問題はなかっ た。

実施例 5

フ ィ ル厶状基材と して、 市販の厚さ 3 0 0 μ ιηのブタ ジェン ゴムシー ト を用い、 セパ レー夕 と してエル力酸 ア ミ ドの添加量を 1重量部と し た表面粗度の最大値 が 1 μ ηιである二軸延伸ポ リ エチレンテ レフ タ レー ト フ ィ ルムを用いた以外は実施例 1 と 同様の試験を行つ た。 結果を第 1 表に示す。 セパレータの剝離性があま り 良好ではなかっ た。

実施例 6

エル力酸ア ミ ド を添加せずに得た、 表面粗度の最大 値が 0. 5 μ mの二軸延伸ポ リ プロ ピレン 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。 結果を第 1 表に示す。 セパ レー夕をウエノ、加工用フ ィ ルムから 剝離、 除去する作業性に問題はなかっ た。

比較例 1

セパ レ一タ と してエル力酸ア ミ ド の添加量を 2 . 5 重 量部と した表面粗度の最大値が 3 μ mである二軸延伸 ポ リ プロ ピレン フ イ ルムを用いた以外は実施例 1 と同 様の試験を行っ た。 結果を第 1 表に示す。 セパ レー夕 をウェハ加工用フ ィ ルムから剝離、 除去する作業性に 問題はなかっ た。

比較例 2

フ ィ ルム状基材と して、 市販の厚さ 3 00 μ ιηのブタ ジェンゴムシー ト を用い、 セパ レー夕 と してエル力酸 ア ミ ド の添加量を 0. 5 重量部と し た表面粗度の最大値 が 5 ja mである二軸延伸ポ リ エチ レンテ レフ 夕 レー ト 一 - - 丄 4 ―

フ ィ ルムを用いた以外は実施例 1 と同様の試験を行つ た。 結果を第 1 表に示す。 セパレー夕の剝離性が悪か つ た。

比較例 3 、 フ ィ ルム状基材と して、 市販の厚さ 3 0 0 a mのブタ ジェンゴムシー ト を用い、 セパ レータ と してエル力酸 アミ ドの添加釁を 1 . 0重量部と した表面粗度の最大値 が 3 μ mである未延伸低密度ポ リ エチ レンフ イ ルムを 用いた以外は実施例 1 と同様の試験を行った。 結果を 第 1 表に示す。 セパレータの剝離性が悪く 、 剝離する 際セ レー夕が伸び、 作業性が悪かっ た。

比較例 4

セパレータ と してエル力酸ア ミ ドの添加量を 0 . 5 重 量部と した表面粗度の最大値が 3 μ mである二軸延伸 ポ リ プロ ピレンフ ィ ルムを用いた以外は実施例 1 と同 様の試験を行った。 結果を第 1 表に示す。 セパレータ をウェハ加工用フ ィ ルムから剥離、 除去する作業性に 問題はなかつた。

第 1 表

*1：二軸：二軸延伸、 一軸：—軸延伸、

PP :ポリプロピレン、 PET：ポリエチレンテレフタレ一卜 PE：ポリエチレン

Claims

請 求 の 範 囲

1 . フ ィ ルム状の基材、 該基材の片面に設け られた粘 着剤層、 および該粘着剤層の上に配された合成樹脂フ イ ルムを有する ウェハ加工用フ ィ ルムであっ て、 該合 成樹脂フ ィ ルムの該粘着剤層に接する表面の表面粗度 が 2 μ ιη以下である ウェハ加工用フ ィ ルム。

2 . 前記合成樹脂フ ィ ルムがシ ョ ァ D型硬度が 3 0以 上である こ と を特徴とする請求項 1 のゥェノ\加工用フ イ ルム。

3 . 前記合成樹脂フ ィ ルムが二軸延伸フ ィ ルムである こ と を特徵とする請求項 1 の ウエノ、加工用フ ィ ルム。

4 . 前記合成樹脂フ ィ ルムがポ リ プロ ピ レン フ ィ ルム である こ と を特徴とする請求項 1 のウェハ加工用フ ィ ルム。

5 . 前記合成樹脂フ ィ ルムが二軸延伸ポ リ プロ ピ レン フ ィ ルムである こ と を特徵とする請求項 4 のウェハ加 ェ用フ ィ ルム。

6 . 前記合成樹脂フ ィ ルムがポ リ プロ ピ レ ン 1 00重量 部に対して滑剤を 0. 5 重量部以下含有する請求項 4 ま たは 5 のウエノヽ加工用フ ィ ルム。

7 . 前記合成樹脂フ ィ ルムがポ リ プロ ピ レ ン 1 00重量 部に対して滑剤を 0. 1 重量部以下含有する請求項 4 ま たは 5 のウエノ \加工用フ ィ ルム。