(57)【要約】【課題】本発明は、多数のはんだボールが突出し、凹凸を有する半導体ウエハに対して、良好に貼着することができ、且つ加熱により半導体ウエハから剥離することができる粘着シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】基材フィルム上に、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有した無溶剤型アクリル系粘着剤層を有する半導体ウエハ加工用粘着シート、及び基材フィルム上に、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有した無溶剤の粘着剤層用塗液を層状に形成し、該層に対して紫外線を照射することによって粘着性が付与された無溶剤型アクリル系粘着剤層を得る半導体ウエハ加工用粘着シートの製造方法。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルム上に、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有した無溶剤型アクリル系粘着剤層を有することを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着シート。
【請求項２】
前記アクリル系ポリマーとアクリル系モノマーの含有量が重量比で５：５〜１：９であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ加工用粘着シート。
【請求項３】
前記無溶剤型アクリル系粘着剤層の厚さが１０μｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ加工用粘着シート。
【請求項４】
基材フィルム上に、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有した無溶剤の粘着剤層用塗液を層状に形成し、該層に対して紫外線を照射することによって粘着性が付与された無溶剤型アクリル系粘着剤層を得ることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハの搬送、加工、汚染防止、保護のために使用される半導体ウエハ加工用粘着シート（以下、粘着シートと称する）及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路は、シリコン単結晶をスライスしてウエハとした後、該ウエハを研磨して薄板とし、このウエハに回路を形成して半導体ウエハを作製し、ダイシング、エキスパンディング等の工程を経てＩＣチップを形成し、次いで、ＩＣチップをピックアップすると同時にマウンティングすることにより製造されている。そして、上記半導体集積回路を製造する各過程において、粘着シートが使用されている。
従来の上記粘着シートとしては、樹脂フィルム等の基材フィルムの表面に、ゴムやアクリル樹脂等の粘着剤を設けた粘着シートが使用されていた。しかし、このような粘着剤を用いた粘着シートでは、経時変化により粘着剤が劣化し、ウエハ加工後に半導体ウエハから剥離しにくく、剥離後半導体ウエハに粘着剤が残ってしまうという問題を有していた。そこで、近年粘着シートとして、紫外線を照射することにより接着力が低下する紫外線硬化型粘着剤を使用した粘着シート（例えば、特許文献１〜３参照）が提案されている。
ところで、近年半導体ウエハ上に回路を形成し、その裏面に回路から導通された多数のはんだボールが突出した形態の半導体装置が開発され、前記粘着シートとして、この多数のはんだボールが突出した面に良好に貼着することが要望されている。
しかしながら、前記従来の紫外線硬化型粘着剤を使用した粘着シートでは、凹凸を有するはんだボールが突出した面に良好に貼着することができないという問題を有していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８８７５７号公報
【特許文献２】
特開平９−１１１２００号公報
【特許文献３】
特開２００２−８８３１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決すべく鋭意努力した結果見いだしたものであり、多数のはんだボールが突出し、凹凸を有する半導体ウエハに対して、良好に貼着することができ、且つ加熱により半導体ウエハから剥離することができる粘着シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の粘着シートは、基材フィルム上に、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有した無溶剤型アクリル系粘着剤層を有することを特徴とする。
また、本発明の粘着シートの製造方法は、基材フィルム上に、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有した無溶剤の粘着剤層用塗液を層状に形成し、該層に対して紫外線を照射することによって粘着性が付与された無溶剤型アクリル系粘着剤層を得ることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の粘着シートを構成する基材フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の樹脂フィルム、シリコーンゴムや天然ゴム等のゴムフィルム等が挙げられる。
【０００７】
粘着剤層には、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有する。アクリル系ポリマーは、下記に示すモノマーを重合したものが挙げられる。例えば炭素数１〜１２のアルキル基を有するものが挙げられ、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等があり、これらは単独または２種類以上組み合わせて用いることができる。また、末端に２〜６個のビニル基を有する繰り返し単位が２〜２０程度のアクリルオリゴマーを含有してもよい。アクリルオリゴマーとしては、エポキシアクリレートオリゴマー、ウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー等を挙げることができる。これらは単独または２種類以上組み合わせて用いることができる。このようなアクリルオリゴマーの分子量は、５００以上であり、好ましくは１０００〜１２０００であり、特に好ましくは３０００〜１００００である。
また、粘着剤層に含有させるアクリル系モノマーとしては、前記アクリル系モノマーで例示したものが使用できる。
【０００８】
上記粘着剤層には光重合開始剤を含有させるものであり、光重合開始剤としては、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ジフェニルスルファイド、アントラセン、ベンゾフェノン、ジフェニルジスルファイド、ジアセチル、ヘキサクロルブタジエン、アセトフェノン、チオキサントン等が挙げられ、これらは単独または２種類以上組み合わせて使用することができる。
また、粘着剤層には、必要に応じて可塑剤を含有させてもよい。可塑剤としては、フタル酸エステル系、アジピン酸エステル系、リン酸エステル系、トリメリット酸エステル系、クエン酸エステル系、エポキシ系及びポリエステル系等が挙げられ、これらは単独または２種類以上を組み合わせて使用することができる。含有量は、アクリル系ポリマーとアクリル系モノマーの合計量１００重量部に対して１〜５０重量部が好ましい。さらに好ましくは５〜３０重量部である。１重量部より少ないと可塑剤の効果がでにくい。逆に５０重量部を越えると凝集力が弱くなり好ましくない。
【０００９】
粘着剤層には、前記アクリル系ポリマーとアクリル系モノマーの含有量が重量比で５：５〜１：９の割合で含有することが好ましい。アクリル系モノマーの含有量が５０重量％未満では、粘着剤層の粘着力が十分でなく、凹凸を有するはんだボールが突出した面を有する半導体ウエハに良好に貼着することができにくい。一方、アクリル系ポリマーの含有量が１０重量％未満では、半導体ウエハから粘着シートを剥離する際に粘着剤層が半導体ウエハに残存しやすくなる。特にアクリル系ポリマーとアクリル系モノマーの含有量が重量比で３：７〜１：９である場合は、半導体ウエハに良好に貼着でき、剥離後も粘着剤層が半導体ウエハに残存することがないため好ましい。本発明における粘着剤層の厚さは、特に限定されるものではないが１０μｍ〜５ｍｍであることが、多数のはんだボールが突出し、凹凸を有する半導体ウエハに対して、良好に貼着することができるため好ましい。
【００１０】
次に本発明の粘着シートの製造方法について説明する。
本発明における粘着剤層は、前記に挙げたアクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有するものであって、その製造時に溶剤を使用しない。溶剤型粘着剤層では、多数のはんだボールが突出し、凹凸を有する半導体ウエハに対して、良好に貼着することができず、例え貼着できても該粘着剤層を加熱して剥離する際に半導体ウエハから剥がすことができない。また、溶剤型粘着剤では、基材フィルム塗工後にドライヤーで溶剤を揮発させる工程が必須である。したがって、溶剤を揮発させるために大量のエネルギーを必要とし、該溶剤を外部に開放すれば周囲の大気または排水を汚染し環境に悪く、一方、溶剤を回収するには専用の回収機を使用するため多大な設備投資が必要となる。さらに溶剤型粘着剤では一回の塗工で基材フィルム上に５０μｍ程度の厚さしか塗工できず、本発明の目的のような半導体ウエハ上の凹凸に良好に貼着しうる膜厚が必要な場合には、数回重ねて塗工する必要があって製造上問題を有する。
【００１１】
本発明の粘着シートは、基材フィルム上に、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を含有した無溶剤の粘着剤層用塗液を層状に形成し、該層に対して紫外線を照射することによって粘着性が付与された無溶剤型アクリル系粘着剤層を得るものである。
上記粘着剤層用塗液は、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光重合開始剤を混合すればよく、該塗液は、基材フィルム上に、エアドクターコーティング、ブレードコーティング、ナイフコーティング、リバースコーティング、トランスファロールコーティング、グラビアロールコーティング、キスコーティング、キャストコーティング、スプレーコーティング、スロットオリフィスコーティング、カレンダーコーティング、電着コーティング、ディップコーティング、ダイコーティング等のコーティング、フレキソ印刷等の凸版印刷、ダイレクトグラビア印刷、オフセットグラビア印刷等の凹版印刷、オフセット印刷等の平版印刷、スクリーン印刷等の孔版印刷等の印刷等の手段により層状に形成すればよい。
【００１２】
上記塗液層に粘着性を得るための紫外線の照射量は、１００ｍＪ／ｃｍ２〜５０００ｍＪ／ｃｍ２であることが、半導体ウエハに対する粘着力を十分に得るため好ましく、更に１００ｍＪ／ｃｍ２〜１０００ｍＪ／ｃｍ２であることが好ましい。１００ｍＪ／ｃｍ２未満では粘着剤層の重合度が低く凝集力が十分でないため、半導体ウエハから粘着シートを剥離する際に粘着剤層が半導体ウエハに残存しやすいため好ましくない。粘着性を得るための紫外線は、超高圧水銀灯、キセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等により照射すればよい。このような本発明における粘着剤層は、紫外線によって粘着性を得ることができるため、その製造時に有機溶剤を使用しない。よって、有機溶剤使用による大量のエネルギーの消費や、溶剤を外部に開放したことによる大気または排水の汚染の問題、溶剤を回収するための専用の回収機を使用するために必要な設備投資等の問題を解決することができる。
【００１３】
本発明において、上記粘着シートを半導体ウエハに貼着する方法は、ロールラミネーターやプレス機、真空ラミネーター等を使用すればよく、より粘着力が必要な場合は、加圧や紫外線照射などの処理を行ってもよい。それにより粘着シートが半導体ウエハに強固に固定される。
また、粘着シートを貼着した半導体ウエハは、研磨機の基板、ガラス板、プラスチック板、金属板等の被着体に粘着した後、加工される。したがって、この場合では、粘着シートは、粘着剤層の少なくとも片面に剥離性を有する基材フィルムが設けられた積層構成を有する。そして、半導体ウエハの加工に使用される際には、当該基材フィルムが剥離され、両面に粘着性を有する粘着剤層のみが半導体ウエハと被着体との間に介在することになる。
また、粘着シートを半導体ウエハに貼着した後、粘着シート面を被着体に真空吸着して半導体ウエハに対して研磨やダイシング等の加工を行う場合には、基材フィルムを剥離性にしないで粘着剤層が基材フィルムに接着する構成とする。
【００１４】
本発明の粘着シートは半導体ウエハに貼着して使用するものであって、シリコン単結晶をスライスしてウエハとした後に行うウエハの研磨加工や、ウエハに回路を形成して半導体ウエハを作製した後に行う薄板化を行うための研磨加工や、その後に行うダイシングやエキスパンディング等の加工の際に使用される。
本発明の粘着シートは、半導体ウエハから加熱して剥離するものであって、その加熱温度は４０℃〜８０℃にすれば粘着力が低下し、半導体ウエハ表面に粘着剤が残存しないで汚染することなく容易に剥離することができるため好ましい。粘着シートの粘着剤層を加熱する方法としては、半導体ウエハが貼着された粘着シートをホットプレートにのせて加熱する方法、ドライヤー等で温風をあてて加熱する方法、赤外線ランプ等により加熱する方法、高周波等をあてて加熱する方法等を挙げることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１
２−エチルヘキシルアクリレート１０００ｇ、アクリル酸４０ｇ、分子量調整剤としてｎ−ドデシルメルカプタン０．１ｇ及び重合開始剤として２，２‘−アゾビス４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル０．０３ｇをフラスコに投入し、重合を行いアクリル系ポリマーを得た。次にこのアクリル系ポリマー１００重量部に対して、アクリル系モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレート１００重量部及びアクリル酸２０重量部を加えて冷却しアクリル系液状樹脂を得た。該液状樹脂１００重量部に対して、更にアセトフェノン系光重合開始剤（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ社製、商品名：Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３）を３重量部加えて混合し、無溶剤型アクリル系粘着剤層用塗液を得た。
次に該粘着剤層用塗液を易接着処理した厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムという）に厚さが２００μｍになるように塗工し、窒素雰囲気中で紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ２照射して粘着性が付与された無溶剤型アクリル系粘着剤層を形成し、本発明の粘着シートを得た。次に該粘着剤層の表面に、厚さが３８μｍの剥離処理が施されたＰＥＴフィルムを貼り合せた。
次に該粘着シートを１５０ｍｍ×２５ｍｍの大きさに切断し、剥離処理が施されたＰＥＴフィルムを剥して粘着剤層面を直径が９０〜１１０μｍでピッチが３００μｍのハンダボール付きシリコンウエハ上にロールラミネーターを使用して貼り合わせた。このハンダボールと粘着シートにおける粘着剤層との貼着状態を観察したところ、粘着剤層はハンダボールの凹凸を吸収し完全にハンダボールを埋め込んでいることが確認できた。その後、この粘着シートが貼着されたシリコンウエハを常温常湿環境下に一ヶ月間放置した後、シリコンウエハと粘着シートとの貼着状態を観察したが、粘着剤層がシリコンウエハから剥離している箇所はなかった。
次に上記粘着シートが貼着されたシリコンウエハの粘着シート面を下にしてホットプレート上で６０℃に加熱し、粘着シートを１８０°の角度で剥離したところ、５Ｎでシリコンウエハから剥がすことができた。また、粘着シートが剥離されたシリコンウエハの表面を観察した結果、粘着剤はシリコンウエハ上に残っていなかった。
【００１６】
実施例２
前記実施例１で得た本発明の粘着シートを１５０ｍｍ×２５ｍｍの大きさに切断し、剥離処理が施されたＰＥＴフィルムを剥して粘着剤層面を直径が９０〜１００μｍでピッチが２００μｍのハンダボール付きシリコンウエハ上にロールラミネーターを使用して貼り合わせた。このハンダボールと粘着シートにおける粘着剤層との貼着状態を観察したところ、粘着剤層はハンダボールの凹凸を吸収し完全にハンダボールを埋め込んでいることが確認できた。その後、この粘着シートが貼着されたシリコンウエハを常温常湿環境下に一ヶ月間放置した後、シリコンウエハと粘着シートとの貼着状態を観察したが、粘着剤層がシリコンウエハから剥離している箇所はなかった。
次に上記粘着シートが貼着されたシリコンウエハの粘着シート面を下にしてホットプレート上で６０℃に加熱し、粘着シートを１８０°の角度で剥離したところ、７Ｎでシリコンウエハから剥がすことができた。また、粘着シートが剥離されたシリコンウエハの表面を観察した結果、粘着剤はシリコンウエハ上に残っていなかった。
【００１７】
実施例３
実施例１において、アクリル系ポリマー１００重量部に対して、アクリル系モノマーとして２−エチルヘキシルアクリレート８００重量部及びアクリル酸４０重量部を加えて冷却しアクリル系液状樹脂を得た以外は同様にして本発明の粘着シートを得た。
次にこの粘着シートを実施例１と同様のシリコンウエハに貼着した結果、粘着剤層はハンダボールの凹凸を吸収し完全にハンダボールを埋め込んでいることが確認できた。その後、この粘着シートが貼着されたシリコンウエハを常温常湿環境下に一ヶ月間放置した後、シリコンウエハと粘着シートとの貼着状態を観察したが、粘着剤層がシリコンウエハから剥離している箇所はなかった。
次に上記粘着シートが貼着されたシリコンウエハの粘着シート面を下にしてホットプレート上で６０℃に加熱し、粘着シートを１８０°の角度で剥離したところ、７Ｎでシリコンウエハから剥がすことができた。また、粘着シートが剥離されたシリコンウエハの表面を観察した結果、粘着剤はシリコンウエハ上に残っていなかった。
【００１８】
比較例１
温度計、攪拌機、還流冷却管、窒素導入管を備えたフラスコ中にｎ−ブチルアクリレート９４重量部、アクリル酸６重量部、過酸化ベンゾイル０．３重量部、酢酸エチル４０重量部、トルエン６０重量部を投入し、窒素導入管より窒素を導入しフラスコ内を窒素雰囲気とした後、６５℃に加温して１０時間重合反応を行いアクリルポリマー溶液を得た。このアクリルポリマー溶液に固形分が２０％となるように酢酸エチルを加え、さらに固形分１００重量部に対してポリイソシアネート（日本ポリウレタン工業社製、商品名：コロネートＬ）１重量部を加え、粘着剤層用塗液とした。該粘着剤層用塗液を実施例１と同様の剥離処理を施したＰＥＴフィルムに乾燥後の塗布厚が２５μｍとなるよう塗工、乾燥し、溶剤型粘着剤層を有する比較用の粘着シートを作製した。次にこの粘着シートを使用して実施例１と同様にしてＰＥＴフィルムを剥し、粘着剤層面を直径が９０〜１１０μｍでピッチが３００μｍのハンダボール付きシリコンウエハ上にロールラミネーターを使用して貼り合わせた。このハンダボールと粘着シートにおける粘着剤層との貼着状態を観察したところ、粘着剤層はハンダボールの凹凸を吸収し完全にハンダボールを埋め込んでいることが確認できた。その後、この粘着シートが貼着されたシリコンウエハを常温常湿環境下に一ヶ月間放置した後、シリコンウエハと粘着シートとの貼着状態を観察したが、粘着剤層がシリコンウエハから剥離している箇所はなかった。
次に上記粘着シートが貼着されたシリコンウエハの粘着シート面を下にしてホットプレート上で６０℃に加熱し、粘着シートを１８０°の角度で剥離を試みたが、５Ｎでシリコンウエハから剥がすことができず、４９Ｎの剥離力を加えたが、剥がすことはできなかった。
【００１９】
比較例２
実施例１において、粘着シートを溶剤型紫外線硬化粘着剤からなる層が形成された粘着シート（綜研化学社製  商品名：ＳＷ−２２）に代えた以外は同様に行い、シリコンウエハにロールラミネーターで貼り合わせたところハンダボールの凹凸を吸収できず、貼りあわせ直後に剥がれてしまい、貼着することができなかった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の粘着シートは有機溶剤を使用しないで製造できるため環境に影響させる問題が生じることなく、製造に多大な設備を必要としない。また、多数のはんだボールが突出し、凹凸を有する半導体ウエハに対して、良好に貼着することができ、長期間剥離しないで貼着した状態を維持することができる。また、半導体ウエハから粘着シートを剥離する際は、加熱により粘着剤層の粘着力が低下するため、容易に剥離することができる。