(57)【要約】【課題】半導体素子を固定可能で、かつ加工後に半導体素子を容易に剥離可能にした半導体支持部材及び半導体素子の加工方法を提供する。【解決手段】  ２５℃〜１２５℃での熱膨張係数が２０ｐｐｍ／℃以下のガラス繊維補強樹脂板からなる応力下で変形可能なシートと、半導体素子と接する面のピール強度が２０Ｎ／ｍ以下である半導体固定部材とを有することを特徴とする半導体支持部材。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５℃〜１２５℃での熱膨張係数が２０ｐｐｍ／℃以下のガラス繊維補強樹脂板からなる応力下で変形可能なシートと、半導体素子と接する面のピール強度が２０Ｎ／ｍ以下である半導体固定部材とを有することを特徴とする半導体支持部材。
【請求項２】
請求項１記載の半導体支持部材と半導体素子を貼り合わせ後、半導体素子に必要な加工を施した後、応力下で変形可能なシートを変形させることにより半導体素子を剥離することを特徴とする半導体素子の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体支持部材及び半導体素子の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化や、屈曲性の半導体部品、屈曲性のディスプレイなど画像制御用半導体部品の要請から、極薄の半導体素子が必要とされている。極薄の半導体素子は反りや割れが発生しやすいため、半導体素子の加工工程においてガラス板や金属板などの支持部材を半導体素子に貼付し、半導体素子の加工後に半導体素子から支持部材を剥離することで、反りや割れを防止することが行われている。従来、半導体素子と支持部材の貼付には、液状ワックスや粘着テープなど用いていたが、これらはボイドレスで半導体素子を貼付し難い、半導体素子を割ることなく剥離し難い、または、半導体素子表面に汚染が残存しやすい等の課題があった。また、刺激により気体を発生する気体発生剤を含有する粘着テープを用いる方法が提案されているが、光などを半導体素子に照射する工程を経る必要があり、工程管理が難しくなっていた。また、支持部材の基材として、熱膨張係数が大きいものを使用すると、半導体素子のそりが大きくなるといった課題があった。よって、半導体素子を支持部材にボイドレスで貼付可能であり、剥離時に熱、ＵＶなどの刺激が不要で、半導体素子をほとんど変形させずに剥離可能な半導体支持部材が求められていた。
【特許文献１】特開２００３−２３１８７１号公報
【非特許文献１】日本接着学会誌  ＶＯＬ３９，８  ｐ．２９５（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、半導体素子をボイドレスで支持部材に貼付し半導体素子に反りを生じることなく固定することができ、かつ半導体素子の加工後に半導体素子を容易に剥離することができる半導体支持部材及び半導体素子の加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、（１）２５℃〜１２５℃での熱膨張係数が２０ｐｐｍ／℃以下のガラス繊維補強樹脂板からなる応力下で変形可能なシートと、半導体素子と接する面のピール強度が２０Ｎ／ｍ以下である半導体固定部材とを有することを特徴とする半導体支持部材に関する。
【０００５】
また、本発明は、（２）前記（１）記載の半導体支持部材と半導体素子を貼り合わせ後、半導体素子に必要な加工を施した後、応力下で変形可能なシートを変形させることにより半導体素子を剥離することを特徴とする半導体素子の加工方法に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の半導体支持部材を使用することにより、半導体素子を支持部材にボイドレスで貼付することができ、半導体素子に反りを生じることなく固定することができる。また、半導体素子を加工後に、半導体支持部材を変形することにより、容易に半導体素子を剥離することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の半導体支持部材は、２５℃〜１２５℃での熱膨張係数が２０ｐｐｍ／℃以下のガラス繊維補強樹脂板からなる応力下で変形可能なシートと、半導体素子と接する面のピール強度が２０Ｎ／ｍ以下である半導体固定部材とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明で使用する応力下で変形可能なシートは、２５℃〜１２５℃での熱膨張係数が２０ｐｐｍ／℃以下であり、好ましくは３〜１８ｐｐｍ／℃であり、より好ましくは３〜１２ｐｐｍ／℃である。前記熱膨張係数が２０ｐｐｍ／℃を超える場合は、そり、たわみが大きくなる傾向がある。なお、２５℃〜１２５℃での熱膨張係数は、熱機械分析装置等を用いて、一般的に、長さＬｍｍのサンプルの２５℃〜１２５℃での伸びＸｍｍを求め、次式により算出することができる。
【０００９】
平均熱膨張係数（ｐｐｍ／℃）＝Ｘ／Ｌ／１００＊１００００００
本発明で用いる応力下で変形可能なシートが前記熱膨張係数を有するには、基材としてガラス繊維補強樹脂板を用いることが必須である。ガラス繊維としては、例えば、ガラス繊維の平織り、綾織り、朱子織り物などが挙げられ、樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、硬質塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
また、２５℃〜１２５℃での熱膨張係数が２０ｐｐｍ／℃以下の基材からなる応力下で変形可能なシートは、作業性がより向上する点で、図１に示す測定法で得られるたわみ量が１０ｍｍ以下であることが好ましく、０〜７ｍｍであることがよりで好ましい。更に、シートの厚さは０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、０．３〜５ｍｍであることがより好ましく、０．５〜３ｍｍであることが特に好ましい。前記シートの厚さを０．１〜１０ｍｍにすることにより、経済的であり、シートのたわみが少なく、半導体素子を貼り付けた状態での取り扱い性が良好になる傾向にある。
【００１０】
本発明で使用する半導体固定部材は、半導体素子と接する面のピール強度が２０Ｎ/ｍ以下であり、好ましくは１〜１５Ｎ／ｍであり、より好ましくは３〜１０Ｎ／ｍである。前記ピール強度が２０Ｎ／ｍを超える場合は、半導体素子を支持部材から剥離することが出来ず、半導体素子が割れてしまうことがある。
【００１１】
半導体固定部材としては、例えば、軟質塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ＮＢＲ、アクリルゴムなどからなるシート及びこれらに粘着剤を塗布したものがあげられる。
【００１２】
また、ピール強度は、９０°ピール強度にて２５℃で測定した値である。
【００１３】
半導体固定部材の形状は、特に限定されないが、シート状又はフィルム状であることが好ましい。半導体固定部材の厚さは、０．０１〜１ｍｍであることが好ましく、０.０５〜０．２ｍｍであることがより好ましい。前記半導体固定部材の厚さを０．０１〜１ｍｍにすることにより、半導体との密着性が向上する傾向にある。
【００１４】
本発明の半導体支持部材は、応力下で変形可能なシートと半導体固定部材とを積層した構成を有する。積層数は特に限定されないが最外層が応力下で変更可能なシートと半導体固定部材とになるようにすることが好ましい。応力下で変形可能なシートと半導体固定部材は、通常、粘着層を介して積層される。粘着層としては、例えば、積層面に粘着剤や接着剤を塗布又は粘着フィルムを貼付することにより形成される。粘着フィルムとしては、粘着剤が塗布されたフィルム、自己粘着性を有するフィルムなどが用いられ、例えば、市販されているＢＧ（バックグラインド）テープやダイシングテープなどが使用できる。
【００１５】
本発明の半導体素子の加工方法は、前記半導体支持部材と半導体素子を貼り合わせた後、半導体素子に必要な加工を施した後、応力下で変形可能なシートを変形させることにより半導体素子を剥離することを特徴とする。
まず、半導体素子は半導体支持部材の半導体固定部材側と、ラミネータなどを用いて公知の方法により貼り合わされる（図２参照）。本発明で用いられる半導体素子は特に限定されず、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、各種セラミック、ガリウム砒素などの化合物半導体素子などが挙げられる。より具体的にはガラスなどの支持基盤上に５００℃程度で結晶化させて形成した低温多結晶シリコン膜、１０００℃程度で結晶化させて形成した高温多結晶シリコン膜、アモルファスシリコン膜などが使用される。これら半導体素子の厚さは特に限定されないが、本発明の半導体支持部材は単体では取り扱いが困難な厚さ０．２μｍ〜５０μｍの半導体素子にも適用することができる。半導体素子と半導体固定部材との貼り合わせには、粘着性または接着性を有するフィルム、粘着剤、接着剤などが使用され、剥離後の半導体素子に残存しないものが望ましい。粘着性または接着性を有するフィルムとしては、粘着剤または接着剤を塗布してなるフィルムまたは自己粘着性を有するフィルムを用いることができ、剥離し易さや剥離後の半導体素子への付着等を勘案すると自己粘着性を有するフィルムが好適である。フィルムとしては、例えば、市販されているＢＧ（バックグラインド）テープやダイシングテープなどが使用できる。また、粘着剤や接着剤としては、熱や光などの刺激により架橋、ゲル化する接着成分を使用しても良い。熱や光などの刺激によりゲル化する接着成分としては、架橋性成分と非架橋性成分の組合せであることが好ましく、架橋性成分としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂などが例示され、なかでも光で架橋するものが低温、短時間で架橋可能な点で好ましい。非架橋性成分としては、各種溶剤、反応性希釈剤、可塑剤などが好ましい。
【００１６】
半導体支持部材を半導体素子に貼り付けた後、半導体装置を作製する際に、例えば、０℃〜１２０℃の温度にさらされるが、本発明の半導体支持部材の応力下で変更可能なシートの２５℃〜１２５℃での熱膨張係数は２０ｐｐｍ／℃以下であるため、半導体素子のそりを抑えることが出来る。半導体支持部材と半導体素子との貼り合わせは、好ましくは１５℃〜８０℃、さらに好ましくは２０℃〜６０℃の温度下で行われる。
【００１７】
本発明の半導体素子の加工方法では、次いで、半導体素子に必要な加工を施した後、応力下で変形可能なシートを変形させることにより半導体素子を剥離する。半導体支持部材付き半導体素子は、必要に応じて、ダイシング加工、洗浄加工、エッチング加工、ワイヤボンディングにより半導体素子とインナーリードとをワイヤで接続する工程、半導体素子と及びワイヤを封止剤で封止する工程などの加工工程が施される。その後、応力下で変形可能なシートに応力をかけて変形させることにより半導体素子を半導体支持部材から剥離する。応力の大きさは、通常、２０Ｎ〜１００Ｎであり、本発明の半導体支持部材の応力下で変形可能なシートは前記範囲の応力下で容易に変形する。また、本発明の半導体支持部材の半導体固定部材は半導体素子と接する面のピール強度が２０Ｎ／ｍ以下であるので、前記範囲の応力で半導体素子を半導体支持部材から容易に剥離することができる（図３参照）。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の半導体支持部材について、実施例により、具体的に説明するが、本発明は，これに制限されるものではない。
【００１９】
実施例１
半導体素子として１５ｃｍ角のガラス板（厚さ２０μｍ）上に多結晶シリコン膜（厚さ０．２μｍ）を形成したもの、応力下で変形可能なシートとして厚さ０．４ｍｍ、２０ｃｍ四方のガラス繊維／エポキシ樹脂積層板（日立化成工業株式会社製、高Ｔｇエポキシ多層材料ＭＣＬ−Ｅ−６７（ガラス繊維織物にエポキシ樹脂を含浸して、銅箔で挟んで加圧加熱し、エポキシ樹脂を硬化したもの））から、銅箔を溶解除去したものを使用した。この基板の２５℃〜１２５℃での熱膨張係数は１３ｐｐｍ／℃である。ガラス繊維／エポキシ樹脂積層板上に半導体固定部材として柔軟な塩化ビニルフィルム基材の片面に粘着剤を塗布した粘着フィルム（日立化成工業株式会社株）製、ＨＡＥ１５０３Ｌ（商品名）を用いた。）を粘着剤面がガラス繊維／エポキシ樹脂積層板（シート）と接するように室温（２５℃）でラミネートした。ガラス繊維／エポキシ樹脂積層板に接する面の塩化ビニルフィルム粘着剤面の２５℃における９０°ピール強度は２００Ｎ／ｍであった。半導体固定部材と半導体素子のピール強度は１５Ｎ／ｍであった。
【００２０】
さらに、塩化ビニルフィルム基材と半導体素子が接するように６０℃で貼り付けた（図２）。これを２５℃に冷却した場合にもそりは発生しなかった。
【００２１】
なお１２０℃でのそりの測定は図４に示すように平板上に積層体［半導体支持部材（前記応力下で変形可能なシートと前記半導体固定部材）と半導体素子］を置き、最高点の高さを測定した。この状態で半導体素子をボイドが混入することなく半導体素子の固定が可能であった。なお、図４において、積層体は凸部側より半導体素子、半導体固定部材、応力下で変形可能なシートの順に積層されたものである。
【００２２】
また、応力下で変形可能なシートとして用いたガラス繊維／エポキシ樹脂積層板のたわみ量は、図１に示すように２０ｃｍ四方のガラス繊維／エポキシ樹脂積層板の両端から５ｍｍ以内に高さ５０ｍｍの金属製のブロックを置き、室温で１０分間放置した後、図１に両矢印で示すガラス繊維／エポキシ樹脂積層板の中心部のたわみ量を定規で測定した。結果を表１に示した。
【００２３】
その後、半導体素子にポリイミドフィルムを接着シートを介して張り付けた後、室温（２５℃）で、図３のようにガラス繊維／エポキシ樹脂積層板（シート）に圧縮応力（２０Ｎ）を加え、たわませた。半導体素子（ウエハ）はクラックが入ることなく剥離できた。半導体素子の表面には半導体支持部材の転写は見られなかった。剥離性は良好（○）であった。結果を表１に示した。
【００２４】
比較例１
ガラス繊維／エポキシ樹脂積層板の代わりに、硬質塩化ビニル板（２５℃〜１２５℃での平均熱膨張係数が８０ｐｐｍ）上に柔軟な塩化ビニルフィルム基材の片面に粘着剤を塗布した粘着フィルム（日立化成工業（株）製ＨＡＥ１５０６を用いた）の基材面が硬質塩化ビニル板と接するようラミネートし、また、粘着剤面が半導体素子と接するよう６０℃でラミネートした他は実施例１と同様に半導体素子を固定した。硬質塩化ビニル板に接する面の塩化ビニルフィルム基材の２５℃における９０°ピール強度は２００Ｎ／ｍであった。半導体固定部材と半導体素子のピール強度は１６Ｎ／ｍであった。
【００２５】
これを２５℃に冷却した場合には、そりが２ｍｍ生じた。この状態で半導体素子をボイドが混入することなく半導体素子の固定が可能であった。その後、半導体素子にポリイミドフィルムを接着シートを介して張り付けた後、室温（２５℃）で、図３のように硬質塩化ビニル板（シート）に圧縮応力（２０Ｎ）を加え、たわませた。半導体素子（ウエハ）はクラックが入ることなく剥離できた。半導体素子の表面には半導体支持部材の転写は見られなかった。剥離性は良好（○）であった。結果を表１に示した。なお、そりとたわみ量の測定は、実施例１と同様に行なった。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に使用するシートのたわみ量を測定する方法を示す図である。
【図２】本発明の半導体素子の固定法（室温ラミネート）を示す図である。
【図３】半導体素子（ウエハ）を半導体支持部材から剥離する方法を示す図である。
【図４】積層体の反りを測定する方法を示す図である。
【図１】
2008141162.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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