(57)【要約】【課題】２５μｍ以上の凹凸のあるバンプを有する半導体ウエハを研削しても、ウエハの破損やディンプルの発生の少ない研磨ができる半導体ウエハ裏面研削用粘着シートを提供する。【解決手段】半導体ウエハ裏面研削用粘着シートが、基材フィルム（１）の片面に回路形成面の凹凸を吸収するためのバンプ吸収性の粘着剤層（２）もしくはバンプ吸収層（４）が積層されており、基材フィルム（１）の反対側の面に、厚さが２５〜２０００μｍでショアＤ硬度６０〜９８の硬質基材層（３）が積層されている半導体ウエハ裏面研削用粘着シート。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハを裏面研削する際に回路形成面に貼付される半導体ウエハ裏面研削用粘着シートであって、該粘着シートが基材フィルム（１）の片面に回路形成面の凹凸を吸収するためのバンプ吸収性の粘着剤層（２）が積層されており、基材フィルム（１）の反対側の面に、厚さが２５〜２０００μｍでショアＤ硬度６０〜９８の硬質基材層（３）が積層されている半導体ウエハ裏面研削用粘着シート。
【請求項２】
半導体ウエハを裏面研削する際に回路形成面に貼付される半導体ウエハ裏面研削用粘着シートであって、該粘着シートが基材フィルム（１）の片面に回路形成面の凹凸を吸収するためのバンプ吸収層（４）及び粘着剤層（５）が積層されており、基材フィルム（１）の反対側の面に、厚さが２５〜２０００μｍでショアＤ硬度６０〜９８の硬質基材層（３）が積層されている半導体ウエハ裏面研削用粘着シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ裏面研削用粘着シートに係り、特に２５μｍ以上の凹凸のあるバンプを有する半導体ウエハを良好に研磨でき、ディンプルの発生を抑制することのできる半導体ウエハ裏面研削用粘着シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップの製造に用いられるウエハにはシリコンウエハ、ガリウム−砒素等があり、中でもシリコンウエハが多用されている。シリコンウエハは高純度の単結晶シリコンを厚さ５００〜１０００μｍ程度に薄くスライスすることにより製造されているが、近年５０μｍ程度の回路付きウエハやウエハレベルＣＳＰ等に代表されるパッケージ化された１００〜５００μｍのハンダバンプを有するウエハの需要が増えてきている。
【０００３】
従来、ミラーウエハや２５μｍ以下の比較的凹凸の少ない回路面の半導体ウエハの裏面研削用粘着シートとしては、例えば特許文献１に記載されているような、ショアＤ硬度が４０以下である基材シートの表面に粘着剤を設けた半導体保護用シートを回路面に貼付することで、裏面研削が可能であったが、前記のような２５μｍを超える凹凸を有するウエハにこのシートを用いると、裏面研削の際に該粘着シートが凹凸を十分吸収できず、研磨や研削等の工程で加わる応力によって基材が変形し、ディンプルと呼ばれるウエハ上の凹凸が発生したり、ウエハの割れを生じてしまう。
【０００４】
このような問題を改善する目的で、回路面やハンダボールの高さが２５μｍを超えるウエハに関しては、例えば特許文献２に記載されているような、ＪＩＳ−Ａ硬度が１０〜５５の軟質基材にショアＤ硬度３０〜５０の基材を積層する手段が開示されている。しかし、これらの方法では、軟質基材により２５μｍ以上の凹凸を吸収する改善効果は認められるが、用いる被着体のウエハの厚さが薄くなると、吸収された応力が緩和する際に基材が変形することにより、ウエハ表面のディンプルが発生してしまうという問題があり、更なる改善が求められていた。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−１８１９０号公報
【特許文献２】特開２０００−８０１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、２５μｍ以上の凹凸のあるバンプを有する半導体ウエハを研削しても、破損やディンプルの少ない研磨ができる半導体ウエハ裏面研削用粘着シートを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、この課題について鋭意検討を行った結果、基本的に基材フィルムと粘着層からなる粘着シートに、回路形成面の凹凸を吸収するためのバンプ吸収性の粘着剤層もしくはバンプ吸収層、及び硬質基材層を付加した特定の構成とすることにより、この課題が解決できることを見出し本発明に至った。
【０００８】
即ち、本発明の第一の発明は、半導体ウエハを裏面研削する際に回路形成面に貼付される半導体ウエハ裏面研削用粘着シートであって、該粘着シートが基材フィルムの片面に回路形成面の凹凸を吸収するためのバンプ吸収性の粘着剤層が積層されており、基材フィルムの反対側の面に、厚さが２５〜２０００μｍでショアＤ硬度６０〜９８の硬質基材層が積層されている半導体ウエハ裏面研削用粘着シートである。
【０００９】
更に第二の発明は、半導体ウエハを裏面研削する際に回路形成面に貼付される半導体ウエハ裏面研削用粘着シートであって、該粘着シートが基材フィルムの片面に回路形成面の凹凸を吸収するためのバンプ吸収層及び粘着剤層が積層されており、基材フィルムの反対側の面に、厚さが２５〜２０００μｍでショアＤ硬度６０〜９８の硬質基材層が積層されている半導体ウエハ裏面研削用粘着シートである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明について詳細を説明する。本発明の粘着シートの基本的な構成は、図１に示したように基材フィルム（１）の片面にバンプ吸収性の粘着剤層（２）を積層し、基材フィルム（１）の反対側の面に硬質基材層（３）を積層したシート、若しくは、図２に示すように、基材フィルム（１）の片面にバンプ吸収層（４）と粘着剤層（５）を順次積層し、基材フィルム（１）の反対側の面に硬質基材層（３）を積層したシートである。
【００１１】
本発明の基材フィルム（１）としては、一般的に半導体ウエハの裏面研削用粘着テープに用いられているものであれば特に限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテート等のポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル等の基材フィルムが適宜選択できる。又、基材フィルム（１）の厚さは、その目的によって選択されるが、一般的には５０〜２００μｍの範囲のものが用いられる。
【００１２】
本発明は、前記のように図１に示したバンプ吸収性の粘着剤層（２）、もしくは図２に示したバンプ吸収層（４）を有することが必要である。これらの層はいずれも、回路面の凹凸やハンダボール等の凹凸を吸収できるものであればよいが、２５μｍ以上の凹凸を吸収するためには、そのショアＤ硬度が５〜４０のものが好ましい。ショアＤ硬度が５未満では、バンプ吸収性の粘着剤層（２）もしくはバンプ吸収層（４）に外圧が加わった場合、該バンプ吸収層が変形したりする可能性が高く、この変形により半導体ウエハにクラック等の不具合を生じる場合が有り、４０を超えると凹凸を十分吸収しきれない恐れが有る。
【００１３】
バンプ吸収性の粘着剤層（２）としては、一般的な感圧型粘着剤、紫外線硬化型粘着剤、加熱硬化型粘着剤又は加熱発泡型粘着剤等を用いることができる。一般的な感圧型粘着剤としてはアクリル系、ゴム系、シリコーン系など従来公知の粘着剤が用いられる。紫外線硬化型粘着剤としては、一般感圧型粘着剤に硬化性化合物及び紫外線硬化開始剤を配合したものであり、紫外線の照射によりその粘着力を調整することができるものである。また、加熱硬化型粘着剤は、一般感圧型粘着剤に硬化性化合物及び加熱硬化開始剤を配合したものであり、加熱することによりその粘着力を調整することができるものである。
【００１４】
バンプ吸収層（４）としては、比較的軟質のポリエチレンやポリブタジエン、酢酸ビニル含有量の高いエチレンビニルアセテート等の基材が挙げられる。
【００１５】
これらバンプ吸収性の粘着剤層（２）及びバンプ吸収層（４）の厚さは、回路面またはハンダボール等のバンプの凹凸を吸収するために、その高さより大きいことが必要である。
【００１６】
又、図２のバンプ吸収層（４）を用いた構成では、その上面に粘着剤層（５）を設ける。この粘着剤層としては、本発明の用途に適した粘着性を有するもので有れば特に限定されるものではなく、一般的に用いられる感圧型粘着剤、紫外線硬化型粘着剤、加熱硬化型粘着剤又は加熱発泡型粘着剤等を用いることができる。又、この粘着剤層の厚さは特に制限はないが、塗工性や作業性を考慮すると５〜５０μｍの範囲が好ましい。
【００１７】
本発明においては、ただ単に前記の基材フィルム（１）及びバンプ吸収性の粘着剤層（２）若しくはバンプ吸収層（４）を積層した粘着シートでは、本発明の課題を解決することはできず、図１及び図２に示した硬質基材層（３）を設けることが極めて重要で有る。即ち、基材フィルム（１）の粘着剤層と反対側の面に、硬度の高い硬質基材層を設ける事によって、この粘着シートを２５μｍ以上の凹凸を有するウエハの背面研削に用いたときに、バンプ吸収層に蓄積された応力を分散できることを見出し本発明に至った。
【００１８】
本発明の硬質基材層（３）は、ショアＤ硬度が６０〜９８、好ましくは７０〜９０であり、この範囲においては最も良好にディンプルの発生を抑制できる。この硬度が６０未満では、凹凸に追従した吸収材の応力を分散できず、硬質基材層が変形してウエハ表面にディンプルが発生してしまう。一方でこの硬度が９８を超えると、半導体ウエハ裏面研削用シートを半導体ウエハに貼り合わせ、ウエハ形状に沿ってカッティングする際に、該シートが硬すぎるためカッター刃の寿命を低下させる。尚、本発明でいうショアＤ硬度とは、ＡＳＴＭ  Ｄ−２２４０によるＤ型ショア硬度計を使用した値である。
【００１９】
硬質基材の厚さは、２５〜２０００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍの範囲である。２５μｍ未満では、バンプ吸収層とともに硬質基材も変形するため応力分散できずディンプルが発生してしまう。又、２５μｍ以上であれば問題はないが、２０００μｍを超えると、半導体ウエハに裏面研削用粘着シートを貼り合せた時に気泡が混入したり、カッティング性が悪くなる等の作業性の問題が生じ、又コスト面からも２０００μｍ以下である。
【００２０】
この硬質基材層（３）としては、ショアＤ硬度が前記の範囲のものであれば、従来公知の合成樹脂を適宜選択できるが、具体的にはポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド等からなる硬質基材が挙げられる。
【００２１】
本発明の粘着シートの各層は、粘着剤層が紫外線硬化型粘着剤の場合には、硬質基材層側から照射される紫外線を粘着剤層にまで届かせる必要があるため、紫外線透過性のものから適宜選択される。また、粘着剤層が加熱硬化型粘着剤や加熱発泡型粘着剤の場合には、加熱時に使用される温度より高い温度の融点を有しているものから適宜選択される。
【００２２】
本発明の粘着シートは、必要に応じて、上記ウエハ粘着剤層の粘着面にポリエチレンラミネート紙、剥離処理プラスチックフィルム等の剥離紙又は剥離シートを密着させて保存される。
【００２３】
本発明の粘着シートの製造方法は、特に限定されるものではなく、Ｔダイ共押出法、インフレーション共押出法、カレンダー押出法等の一般的な公知の方法で製造することができる。又、各層を構成するフィルムを、接着剤を用いて公知のラミネート法により積層してもよい。更に粘着剤層は、粘着剤層以外の各層の積層フィルムに、公知の方法で塗工することでも形成することができる。本発明の粘着シートの基本的な構成は、前記の図１又は図２のいずれであっても良く、その具体的な使用方法に合わせて適宜選択すれば良いが、その生産性の観点からすると図１の構成の方が、層構成が少なくて済む点でより優れている。
【００２４】
本発明の粘着シートは、２５μｍ以上のバンプを有する半導体ウエハのバンプ側の面に貼付してその面を保護し、半導体ウエハの裏面加工を行うのに好適に用いるものである。該粘着シートを用いることにより、半導体ウエハの裏面加工時のディンプルの発生やウエハの破損が防止できる。特に１５０μｍ以上のバンプを有する半導体ウエハを厚さ１００μｍ以下のような薄型のウエハまで裏面研削が可能である。
【００２５】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明する。
（評価方法）
１．ディンプルの評価
各実施例及び比較例の半導体ウエハ裏面研削用粘着シート上に、直径５インチ、厚さ６５０μｍ、回路面のバンプ（ハンダボール）１５０μｍの半導体ウエハをマウンター（株式会社タカトリ製マウンターＡＴＭ−１１００）にて貼り付け、半導体ウエハ裏面研削用シートをカッティングしてから研磨機（株式会社ディスコ製バックグラインダーＤＦＧ−８４１）を用いてウエハの裏面を厚さが３段階の指定厚さ（２５０μｍ、１５０μｍ、５０μｍ）になるまで研磨し、研削後の半導体ウエハ表面のディンプルの発生状態を目視にて以下の規準で評価し（Ｎ＝１０）、その結果を表１に示した。
大：目視で明確に確認できるものが１０枚のうち１枚でも存在する。
小：目視で確認しずらいものが１０枚のうち１枚でも存在する。
○：全て目視では確認できない。
【００２６】
２．クラックの評価
前記の研削で５０μｍまで研削したときに、１０枚中１枚でもウエハにクラック（割れ）が生じたものを×、それ以外を○とした。
３．作業性
前記マウンターでのカッティングにてカッター刃の寿命を評価し、各実施例及び比較例の裏面研削用粘着シートを５０枚分カッティングした時に、カッター刃が０．５ｍｍ以上磨り減っていた場合を×、それ以外を○とした。
【００２７】
（実施例１）
基材フィルム及び硬質基材層として、以下のフィルムを用い両者をドライラミネートした積層基材シートを得た。
（基材フィルム）
日本ポリオレフィン（株）製：ＶＨ６１０Ｓ
材質：エチレンビニルアセテート
ショアＤ硬度：４５、厚さ：１２０μｍ
（硬質基材層）
帝人デュポンフィルム（株）製：メリネックス
材質：ポリエチレンテレフタレート
ショアＤ硬度：７８、厚さ：１００μｍ
バンプ吸収性の粘着剤層としては、アクリル酸エチル−アクリル酸２−エチルへキシルの共重合体１００部に、架橋剤として２，４−トルイレンジイソシアネート３部を配合し、均一に混ざるように攪拌機にて１時間攪拌した。得られた粘着剤をコンマコーターを用いて、ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ：３８μｍ）に塗布し、７０℃から１００℃に昇温しながら粘着剤層を乾燥し、厚さ２００μｍのバンプ吸収性の粘着剤層を形成した積層フィルムを得た。この積層フィルムの粘着剤層側を、前記の積層基材シートの基材フィルム側に押圧して、該粘着剤層を転写させ、その後乾燥機中で４５℃にて７日間放置することにより、半導体裏面研削用粘着シートを得た（図１の構成）。
【００２８】
（実施例２）
積層基材シートの基材フィルム側に、バンプ吸収層としてＥＶＡフィルム（厚さ２５０μｍ、ショアＤ硬度３０）をドライラミネート法で積層し、その上に厚さ２０μｍの粘着剤層を形成した以外は、実施例１と同様にして、半導体裏面研削用粘着シートを得た（図２の構成）
【００２９】
（比較例１）
バンプ吸収層を設けなかった以外は、実施例２と同様にして、半導体裏面研削用粘着シートを得た。
（比較例２〜５）
硬質基材層のショアＤ硬度及び厚さを、表１に記載した値とした以外は、実施例１と同様にして、半導体裏面研削用粘着シートを得た。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１に示したように、実施例１及び実施例２のものは、１５０μｍまでの研削では、ディンプルの発生は認められず、５０μｍまで研削すると極微小なディプルが発生するが、使用可能な程度のものであった。それに対して、バンプ吸収層を有しない比較例１のものでは、２５０μｍまでの研削であっても目視で明確に確認できる程度のディンプルが発生し、５０μｍまで研削するとクラックが発生した。又、硬質基材層の硬度が低い比較例２ではディンプルが発生し易く、一方で硬度が高い比較例３では、ディンプルの発生は認められないが、半導体ウエハ裏面研削用テープを５０枚分カッティングするとカッター刃が０．５μｍ磨り減り寿命が低下した。更に硬質基材層の厚さが薄い比較例４ではディンプルが発生し易く、厚さが大きい比較例５では、カッター刃の寿命が低下した。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の半導体裏面研削用粘着シートは、半導体ウエハの研削時に、凹凸を吸収したバンプ吸収性の粘着剤層またはバンプ吸収層に蓄えられた応力を、硬質基材層が分散する作用を有する。従って２５μｍ以上の凹凸のあるバンプを有する半導体ウエハを研削しても、ウエハの破損やディンプルの発生の少ない研磨ができる。特に１５０μｍ以上のバンプを有する半導体ウエハを厚さ１００μｍ以下のような薄型のウエハまで裏面研削が可能である。又、該粘着シートは、硬質基材層を有しているが、カッティング性にも優れ、大きな凹凸を有する半導体の裏面研削用として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体裏面研削用粘着シートの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の半導体裏面研削用粘着シートの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  基材フィルム
２  バンプ吸収性粘着剤層
３  硬質基材層
４  バンプ吸収層
５  粘着剤層
【図１】
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【図２】
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