(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム１００重量部、水添石油樹脂４０〜１９０重量部およびイソシアネート系硬化剤１〜３０重量部を含有し、放射線硬化剤を含まない半導体ウエハ固定用シートの粘着剤。
【請求項２】
３．０×１０５〜５．９×１０６ｄｙｎ／ｃｍ２の貯蔵弾性率を有することを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ固定用シートの粘着剤。
【請求項３】
シート状の基材と、この基材に積層された粘着剤を備え、粘着剤が請求項１記載の半導体ウエハ固定用シートの粘着剤であると共に半導体ウエハ固定用シートであって、この半導体ウエハ固定用シートの１８０度剥離粘着力（ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７  １０．４に準拠：剥離速度３００ｍｍ／分、試験体を半導体ウエハで形成）が２０〜３００ｇｆ／２０ｍｍである半導体ウエハ固定用シート。
【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からチップ小片に切断・分離する際に該半導体ウエハを固定するシートの粘着剤に係り、特にチップ保持性及び非汚染性が高く、極小の半導体チップの切断に適した半導体ウエハ固定用シートの粘着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハ固定用シートの粘着剤は、形成すべきチップ形状に切断される際の半導体ウエハを固定するシート（例えば特開昭６０−１９６９５６号公報参照）に積層される。半導体ウエハの切断・分離手段としては、半導体ウエハを回転丸刃で切断するフルダイシング方法と、形成すべきチップ小片に合わせて半導体ウエハ表面に浅く楔状溝を入れた後に外力を加えて分割するハーフダイシング方法がある。
【０００３】
該シートをフルダイシング方法に対応させるためにはフルダイシング時の衝撃だけでなく分離後の水洗時に受ける水圧に耐え得るようにチップ保持性（粘着力）を設定しなければならない。特に、極小チップと呼ばれる０．３〜１．０ｍｍ角のチップの場合には小さい接触面積での上記性質を発現させなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる特殊な用途に用いられる粘着剤として、エマルジヨン型アクリル系粘着剤が知られているが、水に溶けやすく且つ形状が直径約０．３μｍの球形であり粘着剤面と半導体ウエハ界面に水が侵入しやすいため、ダイシング時に供給される冷却水を含み粘着力を低下させ半導体ウエハをダイシングするとむやみに飛散してしまうという課題（チップ保持性が低いという課題）がある。また、エマルジョン型アクリル系粘着剤には界面活性剤が添加されているため、該界面活性剤がウエハチップに付着しチップを汚染してしまうだけでなくチップの電気特性を悪化させるという課題（非汚染性が高いという課題）を有する。
【０００５】
また、特開昭６０−１９６９５６号公報には光透過性の支持体と、この支持体上に設けられた光照射により硬化する粘着剤層とを備えた半導体ウエハを固定するための薄板が開示されている。半導体ウエハを切断・分離する際には半導体ウエハを粘着剤層に強固に固定し、切断後には紫外線を照射して該粘着剤層を硬化させ粘着力を減少させて切断・分離させたチップ素子を容易にピックアップさせることができる。しかしながら、かかる方法では高価な紫外線照射装置が必須であり高価な製品になってしまうという新たな課題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、半導体ウエハを切断・分離する際には半導体ウエハをシート上に強固に固定する一方、切断・分離された小片の半導体素子をピックアップする際には粘着剤が該素子に付着することなく容易にピックアップでき、さらには特別な装置を必要とせずに安価に製造できる半導体ウエハ固定用シートの粘着剤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記に鑑み鋭意検討を行った結果、半導体ウエハ固定用シートに使用される粘着剤の主剤をエラストマ、粘着付与樹脂および硬化剤とすると共に所定比率で作製することにより上記課題を解決できることを見出だし、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明にかかる半導体ウエハ固定用シートの粘着剤は、エラストマ１００重量部、粘着付与樹脂５〜２００重量部および硬化剤０．０５〜３０重量部からなるものである。
【０００９】
上記エラストマを採用したのはエラストマの分子骨格が軟らかいため、半導体ウエハにしっかりと貼り付き、ダイシング時にチップがむやみに飛散せず安定してダイシングできるためである。また、チップ飛散によるブレードの破損がなくなりブレードの耐久性が向上し、生産性向上につながるためである。
【００１０】
該エラストマとしては、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、スチレン・ブタジエンブロック共重合体、ブチルゴム、ポリイソブチレン・シリコンゴム、ポリビニルイソブチルエーテル・クロロプレン、ニトリルゴム、クラフトゴム、スチレン・エチレン・ブチレンブロックコポリマ、スチレン・プロピレン・ブチレンブロックコポリマ、スチレン・イソプレンブロックコポリマ、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、メチル・メタアクリレート・ブタジエン共重合体、ポリイソブチレン・エチレン・プロピレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリブタジエン、アクリロニトリル・アクリルエステル共重合体、ポリビニルエーテル等があり、これらの単独物のみならず混合物であってもよい。また、これらの再生ゴムであってもよい。
【００１１】
上記粘着付与樹脂を採用したのは上記目的を達成しつつ従来の粘着力を持たせるためであり、該粘着付与樹脂の添加量はあまりに少ないと粘着効果が出ずあまりに多いと軟らかくなりすぎて非汚染性が低くなってしまうため、５〜２００重量部、好ましくは１０〜１００重量部がよい。
【００１２】
本発明の粘着剤に含まれる上記粘着付与樹脂の具体例としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂、水添石油樹脂があり、これらの単独物のみならず混合物であってもよい。上記ロジン系樹脂としては、ロジン、重合ロジン、水添ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル、ロジンフェノール樹脂等があり、上記テルペン系樹脂としては、テルペン、テルペンフェノール樹脂、芳香族変成テルペン樹脂等がある。また、上記水添石油樹脂としては、芳香族系のもの、ジシクロペンンタジエン系のもの、脂肪族系のもの等がある。
【００１３】
本発明に係る粘着剤に上記硬化剤を採用したのは、粘着剤として凝集力を高めつつ非汚染性を高めるためであるが、あまりに多く混合すると粘着剤全体としての物性が不安定になりあまりに少ないと非汚染性が低くなるため０．０５〜３０重量部、好ましくは１．０〜５．０重量部混合するのがよい。
【００１４】
該硬化剤としては、イソシアネート、硫黄と加流促進剤の混合物、ポリアルキルフェノール、有機過酸化物等があり、これらの単独物のみならず混合物であってもよい。上記イソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート等があり、上記硫黄と加流促進剤としてはチアゾール系加流促進剤、スルフェンアミド系加流促進剤、チウラム系加流促進剤、ジチオ酸塩系加流促進剤等がある。上記ポリアルキルフェノールとしては、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等があり、上記有機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジクロミルパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート等がある。
【００１６】
また、本出願に係る他の発明の特徴は、上記主要成分を上記の所定量の範囲内において調整配合することにより得られる粘着剤の貯蔵弾性率を、３．０×１０5〜５．９×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2の範囲内に設定するものである。この貯蔵弾性率は、あまりに小さいと表面張力エネルギーが大きくなりすぎ軟化しすぎ切断・分離された素子に粘着剤が付着するという非汚染性が低下してしまい、あまりに大きいと表面張力エネルギーが不足し硬化してしまい切断・分離の際に切断された素子がむやみに飛散してしまうため、上記範囲内に設定するのが好ましい。なお、貯蔵弾性率は３０℃において粘着剤を粘弾性測定装置にて測定した際の値である。
【００１７】
また、本出願に係る他の発明の特徴は、シート状の基材と、この基材に積層された粘着剤を備え、粘着剤が請求項１記載の半導体ウエハ固定用シートの粘着剤であると共に半導体ウエハ固定用シートであって、この半導体ウエハ固定用シートの１８０度剥離粘着力（ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７  １０．４に準拠：剥離速度３００ｍｍ／分、試験体を半導体ウエハで形成）が２０〜３００ｇｆ／２０ｍｍ、好ましくは６０〜１００ｇｆ／２０ｍｍであることである。
【００１８】
このような値に限定するのは、かかる値は粘着剤の組成や厚みによって異なるが、特定することによってチップ保持性がさらに向上するためである。かかる１８０度剥離粘着力（剥離速度３００ｍｍ／分）があまりに大きいと非汚染性が低下しあまりに小さいとダイシング時に固定された筈のチップがみだりに飛んでしまう。
【００１９】
なお、本出願にかかる各発明としての粘着剤を支持する支持体は、従来公知の支持体を適宜選択して使用でき、例えばポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックフイルムなどがある。該支持体としての厚みは適宜変更して使用でき一般に１０〜５００μｍの範囲内から選択される。
【００２０】
【実施例】
本発明にかかる半導体ウエハ固定用シートの粘着剤の各実施例と比較例を、主要配合物とその特性値を表１〜表４に開示しつつ詳細に説明する。なお、各表における配合物の数値の単位は重量部である。
【００２１】
【表１】
0004040706.tif 000002
【００２２】
【表２】
0004040706.tif 000003
【００２３】
【表３】
0004040706.tif 000004
【００２４】
【表４】
0004040706.tif 000005
【００２５】
エラストマとして可塑度（ＪＩＳ  Ｋ  ６３００）３０を有するマレーシア産天然ゴム、粘着付与樹脂として荒川化学工業社製アルコンＰ−９０（Ｃ5Ｃ9水添石油樹脂）を表に示す割合にて配合し、表外の老化防止剤としての川口化学社製のＡＮＴＡＧＥ  Ｗ−５００を２重量部、トルエン５７０重量部を添加して攪拌溶解したものにイソシアネート系硬化剤としての日本ポリウレタン工業社製のＣＯＲＯＮＡＴＥ２０６７を表に示す割合にて添加して粘着剤を得た。なお、表３に開示した比較例３、比較例４では、粘着付与樹脂として、それぞれテルペン樹脂（安原化学社製ＹＳＲＥＳＩＮ  １２５０）、テルペンフェノール樹脂（同社ＹＳ  ＲＥＳＩＮ  ＰＯＬＹ  ＳＴＡＲ  １００）を用いた。
【００２６】
特性値の測定にあっては、上記配合比で作成した粘着剤を１０μｍの厚さでポリ塩化ビニルフイルムに塗布し１００℃、１分間加熱乾燥してたもので行った。
【００２７】
特性値における貯蔵弾性率は測定温度３０℃においてレオメトリックファーイースト社製の粘弾性測定装置ダイナミックアナライザーＲＤＡ−１１を用いて測定したものであり、１８０度剥離粘着力（ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７  １０．４に準拠：剥離速度３００ｍｍ／分、試験体を半導体ウエハで形成）の単位はｇｆ／２０ｍｍである。
【００２８】
チップ保持性は、半導体固定用シート上に厚さ４００μｍのシリコン製半導体ウエハを貼り付けてから２０分後に０．５ｍｍ角チップへとフルカットした際、チップがまったく飛ばないものを「５」、１０％未満のチップが飛んだものを「４」、１０％以上２０％未満のチップが飛んだものを「３」、２０％以上５０％未満のチップが飛んだものを「２」、５０％以上のチップが飛んだものを「１」とした。
【００２９】
非汚染性は、シリコン製半導体ウエハを粘着剤に貼り付けてから６５℃で７日保存した後に剥離された際のウエハ表面を顕微鏡２００倍で観察したときに粘着剤が見つけられなかったものを「４」、最大直径２０μｍ以上１００μｍ未満の糊の塊があったものを「３」、最大直径１ｍｍ以上の糊の塊があったものを「２」、ウエハ表面の全面に糊が残っていたものを「１」とした。
【００３０】
実施例１〜４では、貯蔵弾性率が３．０×１０５〜５．９×１０６ｄｙｎ／ｃｍ２の範囲で且つ１８０度剥離粘着力（剥離速度３００ｍｍ／分）が２０〜３００ｇｆ／２０ｍｍの範囲にあるため、チップ保持性に優れ且つ非汚染性にも優れていた。
【００３１】
実施例５〜８の粘着剤は、エラストマ１００重量部、粘着付与樹脂５〜２００重量部及び硬化剤０．０５〜３０重量部の配合比で製造されたものであるが、貯蔵弾性率が３．０×１０５〜５．９×１０６ｄｙｎ／ｃｍ２の範囲外であり且つ１８０度剥離粘着力（剥離速度３００ｍｍ／分）が２０〜３００ｇｆ／２０ｍｍの範囲外であるため、製品としては本発明の目的を達成する範囲にあるがチップ保持性及び／又は非汚染性に若干劣るものであった。
【００３２】
比較例１〜４の粘着剤は、主要成分の配合比が本発明の範囲外であり、貯蔵弾性率及び１８０°剥離粘着力も上述の範囲外となり、粘着付与樹脂が含まれないとチップ保持性が悪く（比較例１参照）、多いと非汚染性が悪かった（比較例２参照）。また、硬化剤が多いとチップ保持性が悪く（比較例３参照）、硬化剤が含まれないと非汚染性が悪かった（比較例４参照）。
【００３３】
実施例９〜１２は、表４に開示したように実施例１〜８と同様に調整した粘着剤であり、実施例９では可塑度が２０のマレーシア産天然ゴムを用い、実施例１０〜１２では可塑度４５のマレーシア産天然ゴムを用いた。また、粘着付与樹脂として、実施例９及び１０では前述のＡＲＫＯＮ  Ｐ−９０を用い、実施例１１及び１２では前述のＹＳ  ＲＥＳＩＮ  １２５０及びＹＳ  ＲＥＳＩＮ  ＰＯＬＹ  ＳＴＡＲ  １００を各々用いたものである。なお、表４中の特性値は上述の方法と同様な方法で行ったものである。
【００３４】
該実施例から明らかなように、エラストマの可塑度や粘着付与樹脂自体を変えてもチップ保持性、非汚染性に優れた粘着剤を得られることができた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明にかかる半導体ウエハ固定用シートの粘着剤は、エラストマ１００重量部、粘着付与樹脂５〜２００重量部および硬化剤０．０５〜３０重量部からなり、これによりチップ保持性及び非汚染性が高く、特に極小のチップへのフルダイシングができるという効果を有する。
【００３６】
上記配合比の粘着剤の貯蔵弾性率を３．０×１０5〜５．９×１０6ｄｙｎ／ｃｍ2に特定することによって、さらにチップ保持性及び非汚染性が高く、特に極小のチップへのフルダイシングができるという効果を有する。
【００３７】
また、他の発明にかかる半導体ウエハ固定用シートは、上記配合比の粘着剤の半導体ウエハに対する１８０度剥離粘着力（ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７  １０．４に準拠：剥離速度３００ｍｍ／分、試験体を半導体ウエハで形成）を２０〜３００ｇｆ／２０ｍｍに限定し、これによりチップ保持性及び非汚染性がさらに高く、特に極小のチップへのフルダイシングができるという効果を有する。