(57)【要約】【課題】半導体ウエハ加工に際して、不純性が少なくかつ耐チッピング特性に優れダイシングの際のチップ飛びを防ぐ半導体ウエハ加工用粘着シートを提供すること。【解決手段】紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材面上にベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤、並びに架橋剤からなる粘着剤を塗布してなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、粘着剤厚みが１〜１０μｍであり、かつ粘着剤が、ベース樹脂１００重量部、放射線重合性化合物３０〜９０重量部、放射線重合性重合開始剤０．０５〜２０重量部及び架橋剤２〜１２重量部からなる粘着剤であることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着シート。・・【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材面上にベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤、並びに架橋剤からなる粘着剤を塗布してなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、粘着剤厚みが１〜１０μｍであり、かつ粘着剤が、ベース樹脂１００重量部、放射線重合性化合物３０〜９０重量部、放射線重合性重合開始剤０．０５〜２０重量部及び架橋剤２〜１２重量部からなる粘着剤であり、その放射線重合性化合物が、５００以上１０００以下の分子量を持つ５官能以上のアクリレートモノマー１５重量％〜８５重量％と、５０００以上の分子量を持つ２官能のウレタンアクリレート８５重量％〜１５重量％との混合物であることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンやガリウムヒ素などの半導体ウエハを加工する際に使用するウエハ加工用の粘着シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハに貼着し、ダイシング、エキスパンティング等を行い、次いで該半導体ウエハをピックアップすると同時にマウンティングする際に用いる半導体ウエハ加工用シートとして、紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有する基材上に紫外線及び／又は電子線により重合硬化反応をする粘着剤層が塗布された粘着シートを用い、ダイシング後に紫外線及び／又は電子線を粘着剤層に照射し、粘着剤層を重合硬化反応させ、粘着力を低下せしめて半導体ウエハ（チップ）をピックアップする方法が知られている。
【０００３】
また近年電子機器の小型化高性能化の進展に伴い、３次元パッケージが開発されている。そのためには単にパッケージを３次元に積層するだけでなく、チップ自体を薄くすることが求められている。
【０００４】
従来の加工技術によりチップを薄化した場合、大きく２つの問題があった。
第一の問題としては、従来プロセスで発生するウエハ加工時のダメージによるチップの機械的な強度の低下である。裏面のダイシングラインにチッピング（チップ欠け）を生じてしまう。この裏面チッピングは、チップの機械的強度を低下させて、製造歩留まりの低下やパッケージとしての信頼性低下の要因となる。この問題は今までのウエハでも問題になっていたが、薄型化により特に重大な問題となる。
第二の問題としては、ウエハ自体が反るためにチップ個片にした後ピックアップする際に取れにくい問題がある。放射線照射後の粘着力の低下が不十分であるとピックアップ時に、チップが取れずに歩留まりが悪くなる、あるいは無理に取ろうとした場合チップが割れる問題点があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８‐１８８７５７号公報
【特許文献２】
特開平９‐３６３２８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、薄型半導体ウエハ加工に際して、耐チッピング特性に優れ、かつ放射線照射後易ピックアップ性である半導体ウエハ加工用粘着シートを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、紫外線及び／又は電子線に対し透過性を有するフィルム基材面上にベース樹脂、放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤、並びに架橋剤からなる粘着剤を塗布してなる半導体ウエハ加工用粘着シートであって、粘着剤厚みが１〜１０μｍであり、かつ粘着剤が、ベース樹脂１００重量部、放射線重合性化合物３０〜９０重量部、放射線重合性重合開始剤０．０５〜２０重量部及び架橋剤２〜１２重量部からなる粘着剤であり、その放射線重合性化合物が、５００以上１０００以下の分子量を持つ５官能以上のアクリレートモノマー１５重量％〜８５重量％と、５０００以上の分子量を持つ２官能のウレタンアクリレート８５重量％〜１５重量％との混合物であることを特徴とする半導体ウエハ加工用粘着シート、である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において用いられる紫外線及び／又は電子線に対して透過性を有するフィルム基材としては、紫外線及び／又は電子線に対して透過性を有するものであれば特に限定されず、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢ビ共重合体、アイオノマー、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ビニルポリイソプレン、ポリカーボネート等の一般的な熱可塑性樹脂からなる透明フィルムを用いることができる。さらに透明であればこれらの樹脂の混合物からなるフィルムあるいはこれらの樹脂の積層フィルムでもあってもよい。
また粘着剤との密着性を上げるために、これら基材の表面にコロナ処理を行ってもよい。
【０００９】
本発明に用いる粘着剤中の放射線重合性化合物、放射線重合性重合開始剤の混合割合は、ベース樹脂１００重量部に対して、放射線重合性化合物が３０〜９０重量部、放射線重合性重合開始剤０．０５〜２０重量部である。放射線重合性化合物の割合が３０重量部未満であると硬化後の粘着力の低下が十分でなくチップのピックアップが困難になり、９０重量部を越えると粘着剤層の凝集力が不足し好ましくない。
【００１０】
本発明に用いる放射線重合性化合物混合物は、紫外線及び／又は電子線による硬化反応前には半導体ウエハに対して十分な粘着力を有し、硬化反応後には粘着力が低下し半導体ウエハ（チップ）のピックアップを容易に行うことができ、しかも高い凝集力を保つために、５０００以上、好ましくは８０００以上、更に好ましくは１００００以上の分子量を持つ２官能ウレタンアクリレートと５００以上１０００以下の分子量を持つ５官能以上のアクリレートモノマーとを混合したものである。また、５００以上１０００以下の分子量を持つ５官能以上のアクリレートモノマーは、２種類の５官能以上アクリレートモノマーを併用しても良い。
【００１１】
５０００以上の分子量を持つ２官能ウレタンアクリレートを用いることで、硬化反応前の粘着剤層に十分な凝集力を付与することができ、エキスパンディング時にアルミリング等の専用治具から粘着シートが剥離、脱落する恐れがなくなる。しかも蛍光灯下に長時間暴露しても粘着力を安定することができ、更に硬化反応後の粘着剤層にも十分な凝集力を付与することができ、ダイシング時にチッピングを抑えることができる。分子量が５０００以下であると粘度が低くなり、粘着剤層の凝集力が不足し、官能基数が１であると硬化後の粘着剤層の架橋密度が十分に上がらず、硬化後の粘着力の低下が不十分となる。
【００１２】
一方、５０００以上の分子量を持つ２官能のウレタンアクリレートのみでは、硬化後の粘着力の低下が十分でなくチップのピックアップが困難になる。これを調整するために  分子量が５００以上で１０００以下の５官能以上のアクリレートモノマーを併用すると粘着物性のバランスが好適になる。５官能以上のアクリレートモノマーを使用するのは硬化後の粘着剤層の架橋密度を上げ、粘着力を十分に低下させるためのであり、チップのピックアップが容易になる。
【００１３】
本発明において用いる放射線重合性化合物中の２官能のウレタンアクリレートとしては、ジイソシアネート、ポリオール及びヒドロキシ（メタ）アクリレートとにより合成される化合物であり、好ましくは２個のアクリロイル基を有するウレタンアクリレートが好適に用いられる。前記のジイソシアネートとしては、例えばトルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等を挙げることができる。前記のポリオールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール等を挙げることができる。前記のヒドロキシ（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−ヒドルキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドルキシプロピル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００１４】
また放射線重合性化合物中の５官能以上アクリレートモノマーとしては、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等を挙げることができる。
放射線重合性化合物の２官能のウレタンアクリレートと５官能以上のアクリレートモノマーの重量比は１５：８５〜８５：１５の範囲であり、好ましく２５：７５〜７５：２５の範囲である。２官能ウレタンアクリレートの重量比が下限値未満になると粘着剤層の凝集力が不足し、上限値を越えると硬化後の粘着力の低下が十分でなくチップのピックアップが困難になるという問題が生じる。
【００１５】
放射線重合性重合開始剤の割合が０．０５重量部未満であると紫外線及び／又は電子線照射における放射線重合性化合物の硬化反応が乏しくなり粘着力の低下が不十分となりピックアップ時にチップが取れなくなるので好ましくなく、２０重量部を越えると硬化時に架橋反応が短鎖で終点を迎え、分子量の小さなものが残り、パーティクルの原因になることや硬化の粘着力が低すぎるために、チップのピックアップの際にチップがシートから外れるので好ましくない。
【００１６】
放射線重合性重合開始剤としては、例えば、２−２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノンなどが挙げられる。
【００１７】
架橋剤としては、具体的には多価イソシアネートのポリイソシアネート化合物およびポリイソシアート化合物の三量体、上記ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られる末端イソシアネート化合物の三量体または末端イソシアネートウレタンプレポリマーをフェノール、オキシム類などで封鎖したブロック化ポリイソシアネート化合物が挙げられる。
【００１８】
多価イソシアネートの具体例としては、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、１，４−キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４−４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−２−４’−ジイソシアネート、３−メチルジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４−４’−ジイソシアネート、ジシキウロヘキシルメタン−２−４’−ジイソシアネート、リジンイソシアネートなどがあげられる。
【００１９】
本発明に用いる粘着剤中の架橋剤の混合割合は、ベース樹脂１００重量部に対して、２〜１２重量部、好ましくは２．５〜７重量部である。２重量部より少ないと、粘着剤層の凝集力が不足し、チッピング性が悪くなる。また、１２重量部を超える量で用いられると、放射線照射前の粘着力が不足し、チップ飛びの原因となり、好ましくない。
【００２０】
また本発明の粘着剤には、凝集力を高めるためにロジン樹脂、テルペン樹脂、クマロン樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族芳香族共重合系石油樹脂等の粘着付与剤等を添加しても構わない。
【００２１】
さらに上記の粘着剤中に帯電防止剤を添加することもできる。帯電防止剤を添加することにより、エキスパンド時あるいはピックアップ時に発生する静電気を抑制できるため、チップの信頼性が向上する。帯電防止剤としては、具体的にはアニオン性、カチオン性、非イオン性、ないし両イオン性の一般に公知の界面活性剤、カーボンブラック、銀、ニッケル、アンチモンドープスズ酸化物、スズドープインジウム酸化物などの粉体が用いられる。帯電防止剤は、粘着剤中に０〜３０重量部、特には０〜２０重量部の範囲で用いられることが好ましい。
【００２２】
本発明において、前記粘着剤層の厚さは１〜１０μｍ、好ましくは３〜８μｍである。
厚みが下限値μｍ未満であると、粘着力が充分でなくダイシング時にチップが飛散する問題があり、上限値を超えるとチップのピックアップが困難になる。
本発明において、前記粘着剤層を前記基材上に形成し、半導体ウエハ加工用粘着紙とを製造するには、粘着剤層を構成する成分をそのまま、または適当な有機溶剤により溶液化し、コンマコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコーターなど一般に公知の方法に従って適宜の厚みに塗布又は散布等により基材上に塗工し、例えば８０〜１００℃、３０秒〜１０分程度加熱処理等で乾燥させることにより得ることができる。
【００２３】
本発明の半導体ウエハ加工用粘着シートを使用するには公知の方法を用いることができ、例えば半導体ウエハ加工用粘着シートを半導体ウエハに貼り付けて固定した後、回転丸刃で半導体ウエハをチップに切断する。その後、前記加工用粘着シートの基材側から紫外線及び／又は電子線を照射し、次いで専用治具を用いて前記ウエハ加工用粘着シート放射状に拡大しチップ間を一定間隔に広げた後、チップをニードル等で突き上げるとともに、真空コレット、エアピンセット等で吸着する方法等によりピックアップすると同時にマウンティングすればよい。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例により、更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定するものではない。
《実施例１》
アクリル酸ブチル７０重量部とアクリル酸２−エチルヘキシル２５重量部と酢酸ビニル５重量部とを共重合して得られた重量平均分子量５０００００の共重合体（Ａ）１０重量部とアクリル酸２−エチルヘキシル５０重量部とアクリル酸ブチル１０重量部、酢酸ビニル３７重量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル３重量部とを共重合して得られた重量平均分子量３０００００の共重合体（Ｂ）９０重量部からなるベース樹脂１００重量部に対し、放射線重合化合物として分子量が１１０００の２官能ウレタンアクリレート（Ｃ）を３０重量部、分子量が７００の５官能アクリレートモノマー（Ｄ）を３０重量部、放射線重合性重合開始剤（Ｅ）として２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを５重量部、ポリイソシアネート系架橋剤（Ｆ）を６重量部を配合した粘着剤層となる樹脂溶液を、剥離処理した厚さ３８μｍのポリエステルフィルムに乾燥後の厚さ（塗工厚み）が５μｍになるように塗工し、８０℃５分間乾燥した。その後、基材として厚さ１００μｍのポリエチレンシート（タマポリ、ＳＥ−６２０Ｎ）をラミネートし、半導体加工用粘着シートを作製した。
なお以下の評価は、剥離処理したポリエステルフィルムを剥離した後に実施した。
【００２５】
《実施例２》（Ｅ）を１重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例３》（Ｅ）を１５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例４》  （Ｆ）を４重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例５》  （Ｆ）を１０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例６》  （Ｃ）を２０重量部、  （Ｄ）を２０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例７》  （Ｃ）を４０重量部、  （Ｄ）を４０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例８》  （Ｃ）を４５重量部、  （Ｄ）を１５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例９》  （Ｃ）を１５重量部、  （Ｄ）を４５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例１０》塗工厚みを２μｍに変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《実施例１１》塗工厚みを８μｍに変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
【００２６】
《比較例１》  （Ｅ）を０．０２重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例２》  （Ｅ）を２５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例３》  （Ｆ）を１重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例４》  （Ｆ）を１５重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例５》  （Ｃ）を１０重量部、  （Ｄ）を１０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例６》  （Ｃ）を５０重量部、  （Ｄ）を５０重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例７》（Ｃ）を５７重量部、  （Ｄ）を３重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例８》  （Ｃ）を３重量部、  （Ｄ）を５７重量部に変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例９》塗工厚みを０．５μｍに変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
《比較例１０》塗工厚みを１５μｍに変えた以外は実施例１と同様の方法でサンプルを作成し、評価した。
【００２７】
【表１】
2004319810.tif 000002
【００２８】
【表２】
2004319810.tif 000003
【００２９】
尚、実施例及び比較例の評価は、以下の評価方法を用いた。
（１）放射線照射前粘着力
実施例あるいは比較例において得られた塗工後７日後の粘着フィルムを２３℃、６５％ＲＨの雰囲気下で、シリコンウエハ鏡面に２ｋｇゴムローラーを往復させることにより貼り付け、２０分放置した後、万能型引っ張り試験機（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）を用いて剥離強度３００ｍｍ／ｍｉｎで１８０゜剥離粘着力を測定した。  ＪＩＳＺ０２３７準拠。粘着力が１．６Ｎ／２５ｍｍ幅以上のものを合格とした。１．６Ｎより低い粘着力ではダイシングの際にチップが飛散する恐れがある。
（２）放射線照射後粘着力
（１）と同様の条件で貼り付け、放置後、基材フィルム側から高圧水銀灯で８５ｍＷ／ｃｍ２ライン速度５ｍ／ｍｉｎで紫外線照射した後、同様に１８０゜剥離粘着力を測定した。粘着力が０．１Ｎ〜０．５Ｎ／２５ｍｍ幅のものを合格とした。０．１Ｎより低い粘着力ではダイシング後チップを取る際に隣接するバラける恐れがあり、また０．５Ｎより高い粘着力ではダイシング後チップを取ることが出来ない可能性がある。
（３）凝集力
２３℃、１時間保持でズレを測定する。ＪＩＳＺ０２３７準拠で凝集力のズレが、３ｍｍ以下のものを合格とした。３ｍｍよりズレが大きい粘着剤では、ダイシングの際にチップを保持できない問題がある。
（４）チップ飛び
半導体ウエハを、粘着シートに保持固定し、ダイシングソー（ＤＩＳＣＯ製  ＤＡＤ−２Ｈ６Ｍ）を用いてスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、カッティングスピード１２０ｍｍ／ｍｉｎ．で、５ｍｍ□のチップサイズにカット後、粘着シートより剥離したチップの総数をカウントし、評価した。
評価基準
○：５個以下
×：６個以上
（５）チッピング特性
５インチサイズの半導体ウエハを、粘着シートに保持固定し、ダイシングソー（ＤＩＳＣＯ製  ＤＡＤ−２Ｈ６Ｍ）を用いてスピンドル回転数３０，０００ｒｐｍ、カッティングスピード１２０ｍｍ／ｍｉｎ．でチップサイズにカット後、チップを粘着シートより剥離しその裏面の欠けの状態を実体顕微鏡で観察することにより評価した。
評価基準
○：チップの欠けの幅が最大で３０ｍｍ未満のもの
×：チップの欠けの幅が最大で３０ｍｍ以上のもの
（６）パーティクル測定
５インチサイズの半導体ウエハを、粘着シートに保持固定し、放射線を照射し、ウエハを粘着シートより剥離しその裏面に付着している粒子を実体顕微鏡で観察することにより評価した。
評価基準
○：３個以下
×：４個以上
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体ウエハ加工に際して優れたエキパンド性を示し、かつ耐チッピング特性に優れた半導体ウエハ加工用粘着シートが得られる。