(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルム上に粘着剤層を有してなる粘着テープであって、
前記粘着剤層は、放射線硬化性アクリル系ベース樹脂と、放射線照射もしくは加熱によって開環重合反応を生じて体積膨張をおこす環状化合物とを主成分とし、
前記環状化合物が、環状カーボナート（プロピレンカーボネートを除く）、チオカーボナート、スピロオルトエステル、ビシクロオルトエステル、ビニルシクロプロパノン環状アセタールからなる群より選択される１または２以上の化合物である
ことを特徴とする粘着テープ。
【請求項２】
基材フィルム上に、
放射線硬化性アクリル系ベース樹脂を含み、放射線照射もしくは加熱によって体積収縮を生ずる層と、
放射線硬化性アクリル系ベース樹脂と、環状カーボナート（プロピレンカーボネートを除く）、チオカーボナート、スピロオルトエステル、ビシクロオルトエステル、ビニルシクロプロパノン環状アセタールからなる群より選択される１または２以上である環状化合物を含み、放射線照射もしくは加熱によって開環重合反応を生じて体積膨張を生ずる層と、
がこの順で積層された粘着剤層を有してなることを特徴とする粘着テープ。
【請求項３】
前記環状化合物が、以下の化１〜１６に示される化合物からなる群より選択される１または２以上の化合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の粘着テープ。
【化１】
0004629992.tif 000022
【化２】
0004629992.tif 000023
【化３】
0004629992.tif 000024
【化４】
0004629992.tif 000025
【化５】
0004629992.tif 000026
【化６】
0004629992.tif 000027
【化７】
0004629992.tif 000028
【化８】
0004629992.tif 000029
【化９】
0004629992.tif 000030
【化１０】
0004629992.tif 000031
【化１１】
0004629992.tif 000032
【化１２】
0004629992.tif 000033
【化１３】
0004629992.tif 000034
【化１４】
0004629992.tif 000035
【化１５】
0004629992.tif 000036
【化１６】
0004629992.tif 000037
【請求項４】
半導体ウェハの固定に使用される粘着剤であって、アクリル系ベース樹脂と開環重合によって体積膨張をおこす環状カーボナート（プロピレンカーボネートを除く）、チオカーボナート、スピロオルトエステル、ビシクロオルトエステル、ビニルシクロプロパノン環状アセタールからなる群より選択される１または２以上である環状化合物を有し、放射線の照射によって硬化し粘着力が低下することを特徴とする粘着剤。
【請求項５】
前記環状化合物が、以下の化１〜１６に示される化合物からなる群より選択される１または２以上の化合物であることを特徴とする請求項４に記載の粘着剤。
【化１】
0004629992.tif 000038
【化２】
0004629992.tif 000039
【化３】
0004629992.tif 000040
【化４】
0004629992.tif 000041
【化５】
0004629992.tif 000042
【化６】
0004629992.tif 000043
【化７】
0004629992.tif 000044
【化８】
0004629992.tif 000045
【化９】
0004629992.tif 000046
【化１０】
0004629992.tif 000047
【化１１】
0004629992.tif 000048
【化１２】
0004629992.tif 000049
【化１３】
0004629992.tif 000050
【化１４】
0004629992.tif 000051
【化１５】
0004629992.tif 000052
【化１６】
0004629992.tif 000053
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハを研削加工し薄膜化する工程、あるいは素子小片に切断する工程において使用する粘着剤と粘着テープに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣなどの半導体装置の組立工程は、パターン形成後の半導体ウェハ等を個々のチップに切断分離（ダイシング）する工程と、チップを基板等にマウントする工程を有する。
ダイシング工程では、半導体ウェハをあらかじめ粘着テープに貼り付けて固定した後、回転丸刃によりチップ形状に沿ってダイシングを行い、マウント工程は、チップを粘着テープから剥離（ピックアップ）させ、基板等にマウントするダイレクトピックアップ方式が取られている。
上記ダイシング工程では、回転丸刃を用いて半導体ウエハを切断する時に回転丸刃の冷却と切断屑の除去を目的として、2kg/cm2程度の水圧下で洗浄水を回転丸刃と半導体ウエハに放水する。このため、ダイシング加工時の素子固定粘着力は回転丸刃による切断衝撃力に耐えると同時に、この水圧に耐え得るだけの力が必要とされ、粘着テープの粘着力は強いほど良い。
【０００３】
一方、ダイシング後のピックアップ工程においては、素子が粘着テープから容易に剥離できる性質が要求される。すなわち、ダイシング工程時とピックアップ工程時それぞれの素子固定粘着力を素子小片の大きさに合わせて制御しなければならず、粘着テープの粘着力を素子小片の大きさに合わせて設定する必要がある。また、近年の集積度が増大したLSI用の素子等では25mm2あるいはそれ以上の大きさがあり、一つ一つの素子固定粘着力が大きく、粘着テープからのピックアップが困難となっている。
そのため、例えば紫外線のような光、または電子線のような電離性放射線（以下、総称して放射線と言う）を透過する支持体と、この支持体上に塗工された放射線照射により硬化する性質を有する粘着剤層とからなる粘着テープが開発されている。この粘着テープはダイシング時には強力な素子固定粘着力を有し、半導体ウエハを素子小片に切断分離後、支持体側より放射線照射を行ない放射線硬化性粘着剤層を硬化させて、素子固定粘着力を低下させ、ピックアップを容易にするものである。
これらの放射線硬化型粘着テープは放射線透過性の支持体上に放射線硬化性粘着剤を塗工した半導体ウエハ固定用粘着テープであって、その粘着剤中に含まれる放射線重合性化合物を放射線照射によって硬化させ粘着剤に三次元網状化構造を与えて、その流動性を低下させ、粘着力を低下させる原理に基づくものである。
【０００４】
しかしながら、半導体ウエハ固定用粘着テープに貼合すべき半導体ウエハの表面性状は、鏡面またはこれに近いものばかりではない。ウエハ表面は研削処理あるいはエッチング処理、または金蒸着などメタル蒸着等の特殊処理が施されるのが一般的であり、素子固定粘着力はウエハの表面状態により著しく変動する。放射線照射後においても素子固定粘着力は素子小片の貼合面状態により変動し、剥離性の制御を困難にする。
さらには、貼合される半導体ウェハの厚みもますます薄くなり、100umより薄いものが取り扱われるようになってきている。そのため、損傷を防止するためにもピックアップ時の易剥離性の要求が大きくなっている。
また、半導体ウエハは、ダイシング工程に先立ち、所定の厚さに薄くする為、ウエハ裏面をバックサイドグラインダーと呼ばれる装置により研削加工し薄膜化される。
その際、研削ダスト等からの汚染を防ぐとともに研削加工時の衝撃によるウエハの破損を防ぐために、半導体ウエハの表面に保護用粘着テープを貼り合わせる。研削加工終了後は、当該ウエハ表面に貼り合わされた保護用粘着テープを剥離し、ダイシング加工が施される。このような保護用粘着テープにおいても半導体ウエハの薄膜化に伴い、易剥離性が求められている。
【特許文献１】特開昭６０−２５２６８１
【非特許文献１】遠藤  剛，金澤  昭彦，三田  文雄，日本接着学会誌，ＶＯＬ３９，ＮＯ．３，（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような半導体素子の大型化・半導体ウェハの薄膜化は、半導体素子の粘着テープからのピックアップや半導体ウェハからの保護テープの剥離を困難にする。また、半導体素子の表面性状によって、粘着テープとの粘着力が変化することによって半導体素子のピックアップの作業性を悪化させ、生産性が低下するという問題を生じる。
本発明は、粘着テープにおいて、半導体素子しもしくは半導体ウェハを固定する際には必要な粘着力を有し、それらを剥離する際には容易に剥離することができる粘着テープを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような従来の粘着テープの剥離性の問題点を克服するため種々検討を重ねた結果、粘着剤が放射線照射もしくは加熱によって開環重合反応を生じて体積膨張をおこす環状化合物を含むことによって、ウェハ固定時には必要な粘着力を有し、ウェハもしくは素子を剥離する際には放射線もしくは熱などの刺激によって粘着剤を硬化・体積膨張させることによって容易に剥離できることを見出した。
特に、放射線硬化性のアクリル系ベース樹脂を用いる粘着剤に
開環重合反応を起こす環状化合物を加えることにより、粘着剤が放射線照射によって硬化するとともに、体積膨張し、被着体との易剥離性が得られることを見出した。また、放射線硬化性のアクリル系粘着剤では放射線照射時の硬化によって一般的には体積収縮をおこすが、放射線照射によって体積膨張を起こす材料を添加することにより、粘着剤全体の体積収縮を抑制することによって被着体との密着性を低下させ、易剥離性を向上できる。
すなわち本発明は、
（１）基材フィルム上に粘着剤層を有してなる粘着テープであって、前記粘着剤層は、放射線硬化性アクリル系ベース樹脂と、放射線照射もしくは加熱によって開環重合反応を生じて体積膨張をおこす環状化合物とを主成分とし、前記環状化合物が、環状カーボナート（プロピレンカーボネートを除く）、チオカーボナート、スピロオルトエステル、ビシクロオルトエステル、ビニルシクロプロパノン環状アセタールからなる群より選択される１または２以上の化合物であることを特徴とする粘着テープ、
（２）基材フィルム上に、放射線硬化性アクリル系ベース樹脂を含み、放射線照射もしくは加熱によって体積収縮を生ずる層と、放射線硬化性アクリル系ベース樹脂と、環状カーボナート（プロピレンカーボネートを除く）、チオカーボナート、スピロオルトエステル、ビシクロオルトエステル、ビニルシクロプロパノン環状アセタールからなる群より選択される１または２以上である環状化合物を含み、放射線照射もしくは加熱によって開環重合反応を生じて体積膨張を生ずる層と、がこの順で積層された粘着剤層を有してなることを特徴とする粘着テープ、
（３）前記環状化合物が、化１〜１６に示される化合物からなる群より選択される１または２以上の化合物であることを特徴とする（１）または（２）に記載の粘着テープ、
（４）半導体ウェハの固定に使用される粘着剤であって、アクリル系ベース樹脂と開環重合によって体積膨張をおこす環状カーボナート（プロピレンカーボネートを除く）、チオカーボナート、スピロオルトエステル、ビシクロオルトエステル、ビニルシクロプロパノン環状アセタールからなる群より選択される１または２以上である環状化合物を有し、放射線の照射によって硬化し粘着力が低下することを特徴とする粘着剤、
（５）前記環状化合物が、化１〜１６に示される化合物からなる群より選択される１または２以上の化合物であることを特徴とする（４）に記載の粘着剤、を提供するものである。
なおここで放射線とは紫外線のような光線、または電子線などの電離性放射線をいう。また、「主成分とする」とは粘着剤層の５０重量％以上がアクリル系ベース樹脂と、開環重合反応を生ずる環状化合物で構成されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の半導体固定用粘着テープを用いれば、半導体ウエハもしくは半導体素子を固定する際には十分に固定することができる粘着力を有し、剥離時には、粘着剤層を硬化させ、かつ、体積収縮を抑制することによって、半導体ウエハの表面性状やウェハ厚みにかかわらず安定した低粘着力が得られ、半導体ウェハもしくは半導体素子を粘着テープから容易に剥離することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の粘着テープは少なくとも基材フィルムと粘着剤層から構成される粘着テープであって、粘着剤層に外部刺激によって開環重合を生じ体積膨張をおこす環状化合物を含むものである。  重合を開始させる外部刺激としては放射線照射もしくは加熱がある。本発明の粘着テープの粘着剤層に用いられるアクリル系ベース樹脂はアクリル酸またはメタクリル酸のエステルを主な構成単位とする単独重合体またはアクリル酸またはメタクリル酸あるいはそのエステルあるいはその酸アミドなどおよびその他の共重合性コモノマーとの共重合体またはこれら重合体の混合物である。そのモノマーおよびコモノマーとしては例えばアクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキルエステル、例えばメチルエステル、エチルエステル、ブチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、オクチルエステル、グリシジルエステル、ヒドロキシメチルエステル、２−ヒドロキシエチルエステル、ヒドロキシプロピルエステル、およびアクリル酸もしくはメタクリル酸のアミドおよびＮ−置換アミド例えばＮ−ヒドロキシメチルアクリル酸アミドもしくはメタクリル酸アミドなどがあげられる。これに必要に応じてポリイソシアネート化合物またはアルキルエーテル化メラミン化合物の如き架橋剤が配合されたものを使用できる。特に放射線照射によって硬化するアクリル系粘着剤をもちいた場合には、放射線照射によってアクリル系粘着剤が硬化しそれに伴う粘着力の低下と、環状化合物の開環重合に伴う体積膨張によって、より易剥離性の効果を奏する。
【０００９】
本発明においては、上記のような粘着剤に膨張性開環重合反応を起こす環状化合物が含有される。この開環重合反応を起こす環状化合物は、モノマー、オリゴマーまたはこれらの混合物であっても差し支えない。
これらの環重合反応を起こす環状化合物としては、環状カーボナイト、スピロオルトエステル（ＳＯＥ）、ビシクロオルトエステル（ＢＯＥ）、ビニルシクロプロパノン環状アセタールなどが挙げられる。
環状カーボナートには、例えば式１〜５に示すもの等がある。また、チオカーボナートにおいても、開環重合に伴う体積膨張が見られ、例えば式６に示すものがある。
【式１】
【００１０】
0004629992.tif 000002
【式２】
【００１１】
0004629992.tif 000003
【式３】
【００１２】
0004629992.tif 000004
【式４】
【００１３】
0004629992.tif 000005
【式５】
【００１４】
0004629992.tif 000006
【式６】
【００１５】
0004629992.tif 000007
スピロオルトエステル（ＳＯＥ）では、式７、式８に示すものがある。
【式７】
【００１６】
0004629992.tif 000008
【式８】
【００１７】
0004629992.tif 000009
ビシクロオルトエステル（ＢＯＥ）では、例えば式９に示すものがある。
【式９】
【００１８】
0004629992.tif 000010
スピロオルトカーボナート（ＳＯC）では、例えば式１０〜１５に示すものがある。
【式１０】
【００１９】
0004629992.tif 000011
【式１１】
【００２０】
0004629992.tif 000012
【式１２】
【００２１】
0004629992.tif 000013
【式１３】
【００２２】
0004629992.tif 000014
【式１４】
【００２３】
0004629992.tif 000015
【式１５】
【００２４】
0004629992.tif 000016
ビニルシクロプロパノン環状アセタールでは、式１６に示すものがある。
【式１６】
【００２５】
0004629992.tif 000017
【００２６】
なお本発明の粘着剤には放射線硬化性化合物として上記の化合物に、放射線硬化性の他の化合物例えば脂肪族のポリオールのアクリレートまたはメタクリレートなどの１種以上を併用することができる。これらの化合物を例示すれば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、などのアクリル酸またはメタクリル酸エステルなど、またはこれらのオリゴマーなどである。
なお本発明の粘着剤には、イソシアネート系の硬化剤を添加することが好ましい。添加効果は紫外線等の放射線照射前の初期粘着力を所望の大きさに保持することである。
なお本発明の粘着テープを紫外線照射によって硬化させる場合には、光重合開始剤を１種あるいは２種以上を粘着剤層に添加することによって、硬化反応時間または紫外線照射量が少なくても効率よく硬化反応を進行させ、素子固定粘着力を低下させることが出来る。
さらに本発明に用いられる粘着剤には必要に応じてタッキファイヤー、粘度調整剤、界面活性剤などあるいはその他の改質剤および慣用成分を配合することができる。
【００２７】
本発明に用いられる膨張性開環重合反応を起こす環状化合物の開環重合はカチオン重合やラジカル重合によって進行する。加熱もしくは放射線照射によってカチオンやラジカルを発生する重合開始剤を添加することによって開環重合を進行させることができる。例えば環状カーボナートでは、式１７に示す開環重合を生ずる。
【式１７】
【００２８】
0004629992.tif 000018
カチオン重合開始剤としては、各種のオニウム塩、例えばヘキサフロロホスフェートやテトラフロロボロレート、アリルジアゾニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルヨードニウム塩などの芳香族ヨードニウム塩PF6,  AsF6,  SbF6のようなアニオンをもつスルホニウム塩等がある。ラジカル重合開始剤としてはイソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルオキサントン、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等があり、カチオン重合開始剤と併用することもできる。
また、式１８、式１９  に示すように、紫外線を照射すると，ラジカル種とイオン種が発生する開始剤を用いても良い。
【式１８】
【００２９】
0004629992.tif 000019
【式１９】
【００３０】
0004629992.tif 000020
【００３１】
本発明に使用される基材としてはプラスチック、ゴムなどが好ましく用いられ、放射線照射にて放射線硬化性粘着剤を硬化させる場合には、照射する放射線の種類に応じてその放射線に対して透過性の良いものを使用する必要がある。一般的に、粘着剤の硬化には紫外線が使用されるため、紫外線透過性の良いものが望ましい。このような基材として使用しうるポリマーの例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマーなどのα−オレフィンの単独重合体または共重合体あるいはこれらの混合物、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン−酢酸ビニル共重合体などの塩化ビニル系重合体あるいは共重合体、フッ化ビニル−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン共重合体、FEP、PFAなどのフッ素系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のエンジニアリングプラスチック等があげられる。この支持体の形状はシートまたはフィルム状が一般的であり、その厚さは10〜200uｍ程度とするのが良い。この基材上の粘着剤層の厚さは特に制限はないが２〜50uｍが望ましい。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例を用いて詳細に説明する。
なお、本発明は以下の実施例に限定されるものでない。
実施例１
アクリル系ベース樹脂（２−エチルヘキシル アクリレートとｎ−ブチル アクリレートとの共重合体）１００重量部にポリイソシアネート化合物３重量部、膨張性開環重合を行う環状化合物として式１に示すカーボナート６０重量部、架橋性を向上させるためのグリシジルエーテルを５重量部、および光重合開始剤としてアリルスルホニウム塩１重量部とを混合して、放射線硬化性粘着剤を調製した。この粘着剤を厚さ50uｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に乾燥後の粘着剤層の厚さが15uｍとなるように塗工し、加熱乾燥してウエハ固定用粘着テープを得た。
比較例１
粘着剤の組成を、開環重合を行う環状化合物とグリシジルエーテルに代えて、光反応性官能基を有するアクリル系オリゴマーを60重量部としたほかは、実施例１同様に、アクリル系ベース樹脂（２−エチルヘキシル アクリレートとｎ−ブチル アクリレートとの共重合体）100重量部にポリイソシアネート化合物３重量部、アリルスルホニウム塩１重量部とを混合して調整した粘着剤をもちい、実施例１と同様にウエハ固定用粘着テープを得た。
評価方法
上記の実施例および比較例の粘着テープについて、下記のようにピックアップ成功率を評価した。直径５インチ、厚さ ７５μｍのシリコンウエハに粘着テープを貼合し、１０×１０ｍｍにダイシングした後、乾燥後高圧水銀灯（80w/cm）下に10秒間曝し、ダイボンディングマシーンでピックアップピンによる突き上げ高さを０．３ｍｍにした場合と、０．５ｍｍにした場合とでピックアップ試験を行い、ピックアップチップ１００個でのピックアップ成功率を求めた。
実施例および比較例でのピックアップ試験の結果を表１に示す。
比較例１ではピックアップ時の抵抗力が大きく、一部のチップはピックアップできない。しかし上記実施例１では、問題なく容易にピックアップすることができる。
【００３３】
【表１】
0004629992.tif 000021
【００３４】
その他の実施形態
第２の粘着剤の調整
アクリル系ベース樹脂（２−エチルヘキシル アクリレートとｎ−ブチル アクリレートとの共重合体）１００重量部にポリイソシアネート化合物３重量部、グリシジルエーテルを５重量部、α―ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン１質量部とを混合して、放射線硬化性粘着剤を調製した。
この粘着剤を厚さ50uｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に乾燥後の粘着剤層の厚さが1０uｍとなるように塗工し、さらにその上に、実施例１で用いた膨張性開環重合をおこす化合物を含む粘着剤を乾燥後の厚さ１０μｍとなるように塗工し、加熱乾燥してウエハ固定用粘着テープを得た。このテープを用いても、良好なピックアップ特性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の粘着テープは、半導体ウェハ研削時の保護テープや半導体ウェハのダイシング時の半導体固定用粘着テープとして使用することができる。