JP7850802B2 - 半導体加工用粘着テープ - Google Patents

半導体加工用粘着テープ

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Description

本発明は、半導体加工用粘着テープに関する。さらに詳述すると、本発明は、半導体加工用粘着テープ、当該半導体加工用粘着テープの使用方法、及び当該半導体加工用粘着テープを利用した半導体装置の製造方法に関する。
近年、各種電子機器の小型化及び多機能化の急速な進展に伴い、各種電子機器に搭載される半導体チップの小型化及び薄型化が求められている。
半導体チップの薄型化は、一般に、半導体ウエハの裏面を研削することにより行われる。また、薄型化された半導体チップを得るための手法として、先ダイシング法(DBG:Dicing Before Grinding)と呼ばれる手法が知られている。DBGは、半導体ウエハの表面側(回路形成面側)から所定深さの溝をダイシングブレード等により形成した後、半導体ウエハ裏面側から研削を行い、研削により半導体ウエハを個片化して半導体チップを得る手法である。
DBGでは、半導体ウエハの裏面研削と、半導体ウエハの個片化を同時に行うことができるので、薄型化された半導体チップを効率よく製造することができる。
また、DBGの変形法として、半導体ウエハの表面側に溝を形成することなく、半導体ウエハの内部にレーザー又はプラズマ等により改質領域を形成し、半導体ウエハの裏面研削時の応力等で半導体ウエハを個片化して半導体チップを得る手法も提案されている。この手法の場合、半導体ウエハが改質領域を起点として結晶方向に切断される。そのため、ダイシングブレードを用いたDBGよりもチッピングの発生を低減できる。その結果、抗折強度に優れた半導体チップを得ることができ、半導体チップのさらなる薄型化が可能となる。また、ダイシングブレード等により半導体ウエハ表面に所定深さの溝を形成するDBGと比較して、ダイシングブレードにより半導体ウエハを削り取る領域がないため(換言すれば、カーフ幅が極小であるため)、半導体チップの収率に優れるという利点もある。
ところで、DBG又はDBGの変形法等の半導体ウエハの裏面研削工程を含む半導体チップの製造時には、半導体ウエハ表面の回路を保護し、また、半導体ウエハ及び半導体チップを保持するために、半導体ウエハ表面にバックグラインドシートと呼ばれる半導体加工用粘着テープを貼付するのが一般的である。
このような半導体加工用粘着テープとしては、例えば、緩衝層と、基材と、粘着剤層とがこの順で積層された積層構造を有する半導体加工用粘着テープが提案されている(例えば、特許文献1等を参照)。
特開2015-183008号公報
ところで、DBG又はDBGの変形法等の半導体ウエハの裏面研削工程を含む半導体チップの製造時において、半導体ウエハをグラインダ等により裏面研削する際に、半導体ウエハの外周に余分な半導体加工用粘着テープがあると、グラインダが余分な半導体加工用粘着テープを咬み込むことがある。そこで、半導体加工用粘着テープは、裏面研削の前に半導体ウエハの外周に沿って切断される。
しかしながら、半導体チップの小型化及び薄型化に伴い、半導体加工用粘着テープの切断時に生じるカットダストによって、半導体チップの欠けや破損(以下、これらを「半導体チップのクラック」と称する)が発生することがある。
そこで、本発明者らは、半導体チップのクラックの発生を抑制すべく、カットダストが発生する主要因について検討した。その結果、半導体加工用粘着テープを刃で切断する際、刃と緩衝層との接触により緩衝層が擦られて、緩衝層を構成する樹脂が撚れ等を起こして切断面が荒れることで、カットダストが発生していることを突き止めた。
本発明者らは、かかる知見に基づき、カットダストの発生を抑制する手法として、半導体加工用粘着テープの刃による切断性を高めて、緩衝層の切断面の荒れを抑制することが有効であると考え、さらに鋭意検討を進め、本発明に至った。
したがって、本発明の課題は、刃による切断性に優れる半導体加工用粘着テープを提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の要件を満たす緩衝層を有する半導体加工用粘着テープが、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記[1]~[7]に関する。
[1] 緩衝層と、基材と、粘着剤層とがこの順で積層された積層構造を有し、
前記緩衝層が、下記要件(α)及び下記要件(β)の双方を満たす、半導体加工用粘着テープ。
・要件(α):前記緩衝層の23℃における破断エネルギーが15MJ/m以上である。
・要件(β):温度23℃において前記緩衝層を引張試験に供したときに、破断ひずみ(ε100)の80%のひずみ(ε80)が前記破断ひずみ(ε100)に増加するまでの、応力の増加勾配Δρ80-100が、30MPa以上である。
[2] 前記基材が、下記要件(γ)を満たす、上記[1]に記載の半導体加工用粘着テープ。
・要件(γ):温度23℃における破断ひずみ(ε100)と温度23℃における破断応力(ρ100)との積が、60MPa以上である。
[3] 前記粘着剤層の厚さが、100μm未満である上記[1]又は[2]に記載の半導体加工用粘着テープ。
[4] 上記[1]~[3]のいずれかに記載の半導体加工用粘着テープの使用方法であって、
半導体ウエハの裏面研削を行う際に、前記半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの表面に貼付し、前記半導体加工用粘着テープを前記半導体ウエハの外周に沿って切断する、使用方法。
[5] 上記[1]~[3]のいずれかに記載の半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの表面に貼付し、前記半導体加工用粘着テープを前記半導体ウエハの外周に沿って切断する工程(S1)を含む、半導体装置の製造方法。
[6] 上記[5]に記載の半導体装置の製造方法において、
さらに、下記工程(S2)を含む、半導体装置の製造方法。
・工程(S2):前記半導体ウエハを裏面側から研削する工程
[7] 上記[6]に記載の半導体装置の製造方法において、
さらに、下記工程(S3)を含む、半導体装置の製造方法。
・工程(S3):前記半導体ウエハをダイシングして個片化する工程
[8] 上記[6]に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体ウエハとして、表面側に溝が形成された半導体ウエハを用い、
前記工程(S2)において、前記半導体ウエハを、前記溝を起点として複数のチップに個片化させる、製造方法。
[9] 上記[6]に記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体ウエハとして、内部に改質領域が形成された半導体ウエハを用いるか、又は、前記工程(S1)の後に前記半導体ウエハの内部に改質領域を形成し、
前記工程(S2)において、前記半導体ウエハを、前記改質領域を起点として複数のチップに個片化させる、製造方法。
本発明によれば、刃による切断性に優れる半導体加工用粘着テープを提供することが可能となる。
本発明の半導体加工用粘着テープの一例を示す概略断面図である。 本発明の半導体装置の製造方法の工程概略図である。 Abaqusによる解析モデルを示す図である。 「刃による切断性の評価(1):シミュレーションによる評価」における実施例1sim.と比較例3sim.のAbaqusによる解析画像である。 「刃による切断性の評価(2):実験による評価」における実施例1exp.と比較例3exp.の断面の走査型電子顕微鏡(SEM)の観察結果(図面代用写真)である。
本明細書に記載された数値範囲の上限値および下限値は任意に組み合わせることができる。例えば、数値範囲として「A~B」及び「C~D」が記載されている場合、「A~D」及び「C~B」の数値範囲も、本発明の範囲に含まれる。
本明細書に記載された数値範囲「下限値~上限値」は、特に断りのない限り、下限値以上、上限値以下であることを意味する。
本明細書において、実施例の数値は、上限値又は下限値として用いられ得る数値である。
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を包含する概念であり、他の類似の用語についても同様である。例えば、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」及び「メタクリロイル基」の両方を包含する概念である。
本明細書において、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値である。
[半導体加工用粘着テープの態様]
本発明の半導体加工用粘着テープは、緩衝層と、基材と、粘着剤層とがこの順で積層された積層構造を有する。そして、緩衝層が、下記要件(α)及び下記要件(β)の双方を満たす。
・要件(α):前記緩衝層の23℃における破断エネルギーが15MJ/m以上である。
・要件(β):温度23℃において前記緩衝層を引張試験に供したときに、破断ひずみ(ε100)の80%のひずみ(ε80)が前記破断ひずみ(ε100)に増加するまでの、応力の増加勾配Δρ80-100が、30MPa以上である。
図1に、本発明の半導体加工用粘着テープの一態様の断面模式図を示す。図1に示す半導体加工用粘着テープ1は、緩衝層11と、基材12と、粘着剤層13とがこの順で積層された積層構造を有する。
図1に示す半導体加工用粘着テープ1は、緩衝層11と、基材12と、粘着剤層13とが、他の層を介することなく、直接積層されている。したがって、図1に示す半導体加工用粘着テープ1は、緩衝層11、基材12、及び粘着剤層13のみから構成されている。
但し、半導体加工用粘着テープ1は、このような形態には必ずしも限定されない。例えば、緩衝層11と基材12との間、基材12と粘着剤層13との間の少なくともいずれかに、必要に応じて他の層が設けられていてもよい。当該他の層としては、例えばプライマー層、ウエハの回路面に形成されているバンプを埋め込むための層等が挙げられる。また、粘着剤層13の表面には、使用時まで粘着剤層13を保護するための剥離シートが積層されていてもよい。さらに、緩衝層11の表面にはコート層が設けられていてもよい。
なお、図1中、緩衝層11、基材12、及び粘着剤層13は、それぞれ単層構造であるが、これらは多層構造であってもよい。
以下、半導体加工用粘着テープの各部材の物性及び構成について、詳細に説明する。
なお、以降の説明では、「半導体加工用粘着テープ」を、単に「粘着テープ」と略記することもある。
[緩衝層]
緩衝層は、半導体ウエハの裏面研削時の応力を緩和して、半導体ウエハに割れ及び欠けが生じることを防止する機能を有する。また、半導体ウエハに粘着テープを貼付し、半導体ウエハの外周に沿って粘着テープが切断された後、半導体ウエハは粘着テープを介してチャックテーブル上に配置され裏面研削されるが、粘着テープが緩衝層を有することで、半導体ウエハがチャックテーブルに適切に保持されやすくなる。このように、半導体ウエハの裏面研削を行う場合、粘着テープが緩衝層を有することによって、多大な利点がある。
しかし、その一方で、緩衝層が基材と比較して軟質であるが故に、欠点も存在する。具体的には、粘着テープの切断時に緩衝層の樹脂が撚れ等を起こし、切断面が荒れて、カットダストが発生することがある。
本発明者らは、上記欠点を解消すべく熟慮を重ねた結果、粘着テープの刃による切断性を高めて、緩衝層の切断面の荒れを抑制することが、カットダストの抑制に有効であるとの考えに至り、鋭意検討を行った。その結果、緩衝層の破断エネルギーと、緩衝層の応力-ひずみ線図における破断点近傍の応力の増加勾配とに着目することによって、緩衝層の刃による切断性を優れたものとできることを見出した。そして、さらに検討を重ねて、上記要件(α)及び上記要件(β)を特定するに至った。
<要件(α)>
要件(α)では、緩衝層の23℃における破断エネルギーが15MJ/m以上であることを規定している。緩衝層の23℃における破断エネルギーが15MJ/m以上であり、且つ緩衝層が要件(β)も満たすことで、緩衝層の刃による切断性を優れたものとできる。緩衝層の23℃における破断エネルギーが15MJ/m以上であると、緩衝層は、刃が当たっても変形し難く、緩衝層の撚れ等が抑制され、切断性が良好になるものと推察される。
なお、緩衝層の23℃における破断エネルギーが15MJ/m未満であると、緩衝層の刃による切断性を優れたものとできない。
ここで、緩衝層の刃による切断性をより優れたものとしやすくする観点から、緩衝層の23℃における破断エネルギーは、好ましくは17MJ/m以上、より好ましくは22MJ/m以上、更に好ましくは27MJ/m以上である。
また、刃の摩耗を防ぐ観点から、緩衝層の23℃における破断エネルギーは、好ましくは150MJ/m以下である。
なお、緩衝層の23℃における破断エネルギーは、JIS K7161:1994及びJIS K7127:1999に基づく23℃における引張試験により得られる、応力とひずみとを線図化した応力-ひずみ線図において、破断点までを積分した値である。ひずみは、初期の試験片長さ(mm)×伸度(%)により求めることができる。なお、後述する破断応力及び破断ひずみは、それぞれ上記引張試験における破断時(破断点)の応力及びひずみである。
<要件(β)>
要件(β)では、温度23℃において緩衝層を引張試験に供したときに、破断ひずみ(ε100)の80%のひずみ(ε80)が前記破断ひずみ(ε100)に増加するまでの、応力の増加勾配Δρ80-100が、30MPa以上であることを規定している。応力の増加勾配Δρ80-100が、30MPa以上であると、加工硬化(ひずみ硬化)によって、刃による切断の過程で緩衝層の硬化の度合いが向上し、刃による切断時に緩衝層の変形(伸び)が抑制される。そのため、緩衝層の撚れ等が抑制され、切断性が良好になるものと推察される。
なお、緩衝層の応力の増加勾配Δρ80-100が、30MPa未満であると、緩衝層の刃による切断性を優れたものとできない。
ここで、緩衝層の刃による切断性をより優れたものとする観点から、応力の増加勾配Δρ80-100は、好ましくは50MPa以上、より好ましくは70MPa以上、更に好ましくは75MPa以上、より更に好ましくは80MPa以上、更になお好ましくは85MPa以上、一層好ましくは90MPa以上、より一層好ましくは95MPa以上、更に一層好ましくは100MPa以上である。また、応力の増加勾配Δρ80-100は、通常、200MPa以下である。
<他の物性値>
緩衝層は、基材と比較して軟質の層である。これにより、半導体ウエハの裏面研削時の応力が適切に緩和される。
なお、半導体ウエハの裏面研削時の応力をより適切に緩和しやすくする観点から、緩衝層の23℃における弾性率は、好ましくは1,200MPa以下、より好ましくは1,000MPa以下、更に好ましくは800MPa以下、より更に好ましくは700MPa以下、更になお好ましくは500MPa以下である。
また、上記の破断エネルギー及び応力の増加勾配Δρ80-100を得やすくする観点から、緩衝層の破断応力は、好ましくは30MPa以上、より好ましくは50MPa以上、更に好ましくは55MPa以上、より更に好ましくは60MPa以上である。
さらに、応力の増加勾配Δρ80-100を得やすくする観点から、緩衝層の破断ひずみ(ε100)は、好ましくは0.50以上、より好ましくは1.0以上、更に好ましくは1.1以上、より更に好ましくは1.2以上、更になお好ましくは1.3以上、一層好ましくは1.4以上である。
<緩衝層の厚さ>
緩衝層の厚さは、半導体ウエハの裏面研削時の応力を適切に緩和する観点から、好ましくは1μm~100μm、より好ましくは5μm~80μm、更に好ましくは10μm~60μmである。
<緩衝層の構成>
緩衝層は、半導体ウエハの裏面研削時の応力を適切に緩和する機能を有し、且つ上記要件(α)及び上記要件(β)を満たすものであれば、特に制限なく用いることができるが、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、緩衝層は、エネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物の硬化物であることが好ましい。
以下、エネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物から形成される層に含まれる各成分について順に説明する。
<<エネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物から形成される層>>
エネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物は、エネルギー線が照射されることで硬化する。
本明細書において、「エネルギー線」とは、電磁波又は荷電粒子線の中でエネルギー量子を有するものを意味する。エネルギー線の例としては、紫外線、放射線、電子線等が挙げられる。紫外線は、例えば、紫外線源として高圧水銀ランプ、ヒュージョンランプ、キセノンランプ、ブラックライト又はLEDランプ等を用いることで照射できる。電子線は、電子線加速器等によって発生させたものを照射できる。
エネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物は、より具体的には、ウレタン(メタ)アクリレート(a1)を含むことが好ましい。緩衝層形成用組成物は、上記(a1)成分を含有することで、緩衝層の破断エネルギーを上記範囲に調整しやすい。
また、緩衝層形成用組成物は、上記(a1)に加えて、環形成原子数6~20の脂環基又は複素環基を有する重合性化合物(a2)及び官能基を有する重合性化合物(a3)から選択される1種以上を含有することがより好ましい。
また、緩衝層形成用組成物は、上記(a1)~(a3)成分に加えて、多官能重合性化合物(a4)を含有してもよい。
さらに、緩衝層形成用組成物は光重合開始剤を含有することが好ましく、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の添加剤や樹脂成分を含有してもよい。
以下、エネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物中に含まれる各成分について詳細に説明する。
(ウレタン(メタ)アクリレート(a1))
ウレタン(メタ)アクリレート(a1)とは、少なくとも(メタ)アクリロイル基及びウレタン結合を有する化合物であり、エネルギー線照射により重合硬化する性質を有するものである。ウレタン(メタ)アクリレート(a1)は、オリゴマーまたはポリマーであり、本実施形態ではオリゴマーが好ましい。
なお、以降の説明では、「ウレタン(メタ)アクリレート(a1)」を「成分(a1)」ともいう。
成分(a1)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000~100,000、より好ましくは2,000~60,000、更に好ましくは2,000~10,000未満である。
また、成分(a1)中の(メタ)アクリロイル基数(以下、「官能基数」ともいう)としては、単官能、2官能、もしくは3官能以上でもよいが、単官能又は2官能であることが好ましい。
成分(a1)は、例えば、ポリオール化合物と、多価イソシアネート化合物とを反応させて得られる末端イソシアネートウレタンプレポリマーに、ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートを反応させて得ることができる。なお、成分(a1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
成分(a1)の原料となるポリオール化合物は、ヒドロキシ基を2つ以上有する化合物であれば特に限定されない。具体的なポリオール化合物としては、例えば、アルキレンジオール、ポリエーテル型ポリオール、ポリエステル型ポリオール、ポリカーボネート型ポリオール等が挙げられる。これらの中でも、ポリエステル型ポリオール又はポリカーボネート型ポリオールが好ましい。
なお、ポリオール化合物としては、2官能のジオール、3官能のトリオール、4官能以上のポリオールのいずれであってもよいが、2官能のジオールが好ましく、ポリエステル型ジオールまたはポリカーボネート型ジオールがより好ましい。
多価イソシアネート化合物としては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート類;イソホロンジイソシアネート、ノルボルナ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、ジシクロヘキシルメタン-2,4’-ジイソシアネート、ω,ω’-ジイソシアネートジメチルシクロヘキサン等の脂環族系ジイソシアネート類;4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、テトラメチレンキシリレンジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート等の芳香族系ジイソシアネート類等が挙げられる。
これらの中でも、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートが好ましい。
上述のポリオール化合物と、多価イソシアネート化合物とを反応させて得られる末端イソシアネートウレタンプレポリマーに、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートを反応させてウレタン(メタ)アクリレート(a1)を得ることができる。ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、少なくとも1分子中にヒドロキシ基及び(メタ)アクリロイル基を有する化合物であれば、特に限定されない。
具体的なヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、5-ヒドロキシシクロオクチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;N-メチロール(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリルアミド;ビニルアルコール、ビニルフェノール、ビスフェノールAのジグリシジルエステルに(メタ)アクリル酸を反応させて得られる反応物;等が挙げられる。
これらの中でも、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
末端イソシアネートウレタンプレポリマー及びヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートを反応させる条件としては、必要に応じて添加される溶剤、触媒の存在下、60℃~100℃で、1時間~4時間反応させる条件が好ましい。
緩衝層形成用組成物中の成分(a1)の含有量は、緩衝層形成用組成物の全量(100質量%)に対して、好ましくは10質量%~80質量%、より好ましくは30質量%~80質量%、更に好ましくは40質量%~80質量%である。
(環形成原子数6~20の脂環基又は複素環基を有する重合性化合物(a2))
環形成原子数6~20の脂環基又は複素環基を有する重合性化合物(a2)(以下、「成分(a2」ともいう)は、環形成原子数6~20の脂環基又は複素環基を有する重合性化合物であり、さらには、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物であることが好ましく、より好ましくは1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。成分(a2)を用いることで、得られる緩衝層形成用組成物の成膜性を向上させることができる。
なお、成分(a2)の定義と、後述する成分(a3)の定義とは重複する部分があるが、重複部分は成分(a3)に含まれる。例えば、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基と、環形成原子数6~20の脂環基又は複素環基と、水酸基、エポキシ基、アミド基、アミノ基等の官能基とを有する化合物は、成分(a2)と成分(a3)の両方の定義に含まれるが、本発明において当該化合物は、成分(a3)に含まれるものとする。
成分(a2)が有する脂環基又は複素環基の環形成原子数は、好ましくは6~20であるが、より好ましくは6~18、さらに好ましくは6~16である。当該複素環基の環構造を形成する原子としては、例えば、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げられる。
なお、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造の化合物の当該環自体を構成する原子の数を表し、環を構成しない原子(例えば、環を構成する原子に結合した水素原子)や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。
具体的な成分(a2)としては、例えば、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、アダマンタン(メタ)アクリレート等の脂環基含有(メタ)アクリレート;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、モルホリン(メタ)アクリレート等の複素環基含有(メタ)アクリレート;等が挙げられる。
なお、成分(a2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
脂環基含有(メタ)アクリレートの中ではイソボルニル(メタ)アクリレートが好ましく、複素環基含有(メタ)アクリレートの中ではテトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートが好ましい。
緩衝層形成用組成物が成分(a2)を含む場合、緩衝層形成用組成物中の成分(a2)の含有量は、緩衝層形成用組成物の全量(100質量%)に対して、好ましくは10質量%~80質量%、より好ましくは20質量%~70質量%である。
(官能基を有する重合性化合物(a3))
官能基を有する重合性化合物(a3)(以下、「成分(a3)」ともいう)は、水酸基、エポキシ基、アミド基、アミノ基等の官能基を含有する重合性化合物であり、さらには、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物であることが好ましく、より好ましくは1つの(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。
成分(a3)は、成分(a1)との相溶性が良好であり、緩衝層形成用組成物の粘度を適度な範囲に調整しやすくなる。また、当該組成物から形成される緩衝層の破断エネルギーを上記範囲に調整しやすくなり、緩衝層を比較的薄くしても緩衝性能が良好になる。
成分(a3)としては、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレート、エポキシ基含有化合物、アミド基含有化合物、アミノ基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、フェニルヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキサノール(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキサノールアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート等が挙げられる。
エポキシ基含有化合物としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられ、これらの中では、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリレートが好ましい。
アミド基含有化合物としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
アミノ基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、第1級アミノ基含有(メタ)アクリレート、第2級アミノ基含有(メタ)アクリレート、第3級アミノ基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、水酸基含有(メタ)アクリレートが好ましく、フェニルヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の芳香環を有する水酸基含有(メタ)アクリレート、シクロヘキサノール(メタ)アクリレート、4-tert-ブチルシクロヘキサノールアクリレート等の脂環式環を有する水酸基含有(メタ)アクリレートがより好ましく、脂環式環を有する水酸基含有(メタ)アクリレートが更に好ましい。当該脂環式環の環形成炭素数は、好ましくは6~20、より好ましくは6~18、更に好ましくは6~16である。
なお、成分(a3)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
緩衝層形成用組成物が成分(a3)を含む場合、緩衝層形成用組成物中の成分(a3)の含有量は、緩衝層の破断エネルギーを上記範囲に調整しやすくする観点、緩衝層形成用組成物の成膜性を向上させやすくする観点から、緩衝層形成用組成物の全量(100質量%)に対して、好ましくは5質量%~50質量%、より好ましくは10質量%~40質量%、更に好ましくは20質量%~30質量%である。
また、緩衝層形成用組成物が成分(a2)及び(a3)の双方を含む場合、緩衝層形成用組成物中の成分(a2)と成分(a3)との含有量比[(a2)/(a3)]は、質量比で、好ましくは0.5~3.0、より好ましくは1.0~3.0、更に好ましくは1.3~3.0、より更に好ましくは1.5~2.8である。
なお、上記要件(α)及び(β)を満たす緩衝層を調製しやすくする観点から、緩衝層形成用組成物は成分(a3)を含むことが好ましく、当該成分(a3)としては、脂環式環を有する水酸基含有(メタ)アクリレートであることが好ましい。
(多官能重合性化合物(a4))
多官能重合性化合物(a4)(以下、「成分(a4)」ともいう)とは、光重合性不飽和基を2つ以上有する化合物をいう。光重合性不飽和基は、炭素-炭素二重結合を含む官能基であり、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、ビニルベンジル基等が挙げられる。光重合性不飽和基は2種以上を組み合わせてもよい。多官能重合性化合物中の光重合性不飽和基と成分(a1)中の(メタ)アクリロイル基とが反応したり、成分(a4)中の光重合性不飽和基同士が反応したりすることで、三次元網目構造(架橋構造)が形成される。多官能重合性化合物を使用すると、光重合性不飽和基を1つしか含まない化合物を使用した場合と比較して、エネルギー線照射により形成される架橋構造が増加するため、緩衝層が特異な粘弾性を示し、破断エネルギーを上記範囲に調整しやすくなる。
なお、成分(a4)の定義と、先述した成分(a2)や成分(a3)の定義とは重複する部分があるが、重複部分は成分(a4)に含まれる。例えば、環形成原子数6~20の脂環基又は複素環基を有し、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する化合物は、成分(a4)と成分(a2)の両方の定義に含まれるが、本発明において当該化合物は、成分(a4)に含まれるものとする。また、水酸基、エポキシ基、アミド基、アミノ基等の官能基を含有し、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する化合物は、成分(a4)と成分(a3)の両方の定義に含まれるが、本発明において当該化合物は、成分(a4)に含まれるものとする。
上記観点から、多官能重合性化合物中における光重合性不飽和基の数(官能基数)は、2~10が好ましく、3~6がより好ましい。
また、成分(a4)の重量平均分子量は、好ましくは30~40,000、より好ましくは100~10,000、更に好ましくは200~1,000である。
具体的な成分(a4)としては、例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、(メタ)アクリル酸ビニル、アジピン酸ジビニル、N,N'-メチレンビス(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
これらの中でも、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが好ましい。
なお、成分(a4)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
緩衝層形成用組成物中の成分(a4)の含有量は、緩衝層形成用組成物の全量(100質量%)に対して、好ましくは0質量%~40質量%、より好ましくは0質量%~20質量%、更に好ましくは0質量%~15質量%である。
(成分(a1)~(a4)以外の重合性化合物(a5))
緩衝層形成用組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、上記の成分(a1)~(a4)以外のその他成分として、重合性化合物(a5)(以下、「成分(a5)」ともいう)を含有してもよい。
成分(a5)としては、例えば、炭素数1~20のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート;スチレン、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム等のビニル化合物:等が挙げられる。
なお、成分(a5)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
緩衝層形成用組成物中の成分(a5)の含有量は、好ましくは0質量%~20質量%、より好ましくは0質量%~10質量%、更に好ましくは0質量%~5質量%、より更に好ましくは0質量%~2質量%である。
(光重合開始剤)
緩衝層形成用組成物には、緩衝層を形成する際、光照射による重合時間を短縮させ、また、光照射量を低減させる観点から、さらに光重合開始剤を含有することが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン化合物、アセトフェノン化合物、アシルフォスフィノキサイド化合物、チタノセン化合物、チオキサントン化合物、パーオキサイド化合物、さらには、アミンやキノン等の光増感剤等が挙げられ、より具体的には、例えば、1-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-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、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、8-クロロアンスラキノン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキシド等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
緩衝層形成用組成物中の光重合開始剤の含有量は、エネルギー線重合性化合物の合計量100質量部に対して、好ましくは0.05質量部~15質量部、より好ましくは0.1質量部~10質量部、更に好ましくは0.3質量部~5質量部である。
(その他の添加剤)
緩衝層形成用組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の添加剤を含有してもよい。その他の添加剤としては、例えば、帯電防止剤、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填剤、防錆剤、顔料、染料等から選択される1種以上が挙げられる。これらの添加剤を配合する場合、緩衝層形成用組成物中の各添加剤の含有量は、エネルギー線重合性化合物の合計量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~6質量部、より好ましくは0.1質量部~3質量部である。
(樹脂成分)
緩衝層形成用組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、樹脂成分を含有してもよい。樹脂成分としては、例えば、ポリエン・チオール系樹脂や、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、及びスチレン系共重合体等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。
緩衝層形成用組成物中のこれらの樹脂成分の含有量は、好ましくは0質量%~20質量%、より好ましくは0質量%~10質量%、更に好ましくは0質量%~5質量%、より更に好ましくは0質量%~2質量%である。
エネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物から形成される緩衝層は、上記組成の緩衝層形成用組成物をエネルギー線照射により重合硬化して得られる。つまり、当該緩衝層は、緩衝層形成用組成物の硬化物である。
したがって、当該緩衝層は、成分(a1)由来の重合単位を含む。また、当該緩衝層は、成分(a2)由来の重合単位及び成分(a3)由来の重合単位のうちの少なくとも1つを含有することが好ましい。さらに、成分(a4)由来の重合単位及び成分(a5)由来の重合単位のうちの少なくとも一方を含有していてもよい。
緩衝層における各重合単位の含有割合は、通常、緩衝層形成用組成物を構成する各成分の比率(仕込み比)に一致する。例えば、緩衝層形成用組成物中の成分(a1)の含有量が緩衝層形成用組成物の全量(100質量%)に対して10質量%~70質量%の場合、緩衝層は成分(a1)に由来する重合単位を10質量%~70質量%含有する。また、緩衝層形成用組成物中の成分(a2)の含有量が緩衝層形成用組成物の全量(100質量%)に対して10質量%~80質量%の場合、緩衝層は成分(a2)に由来する重合単位を10質量%~80質量%含有する。成分(a3)~(a5)についても同様である。
緩衝層の23℃における破断エネルギーは、緩衝層がエネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物の硬化物である場合には、例えば上述のウレタン(メタ)アクリレート(a1)の重量平均分子量や緩衝層の厚みを調整し、またモノマー種を適宜選択することにより制御できる。
[基材]
基材は、粘着テープの支持体としての機能を有する。
基材としては、各種の樹脂フィルムが挙げられる。具体的には、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のポリエチレン、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、エチレン-ノルボルネン共重合体、ノルボルネン樹脂等のポリオレフィン;エチレン-酢酸ビニル共重合体、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等のエチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等のポリ塩化ビニル;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、全芳香族ポリエステル等のポリエステル;ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、フッ素樹脂、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、アクリル系重合体などから選ばれる1種以上からなる樹脂フィルムが挙げられる。またこれらの架橋フィルム、アイオノマーフィルムのような変性フィルムも用いられる。基材は、これら樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂からなる樹脂フィルムの単層フィルムであってもよく、これらの樹脂フィルムを2種以上積層した積層フィルムであってもよい。
なお、基材は、緩衝層と比較して硬質であるため、刃による切断時に緩衝層と比較して切断面の荒れ等が発生し難いが、刃による切断性により優れる基材とする観点から、基材は、下記要件(γ)を満たすことが好ましい。
・要件(γ):温度23℃における破断ひずみ(ε100)と温度23℃における破断応力(ρ100)との積が、60MPa以上である。
また、基材は、23℃における弾性率が、好ましくは200MPa以上、より好ましくは500MPa以上、更に好ましくは1,000MPa以上である。また、好ましくは30,000MPa以下、より好ましくは10,000MPa以下、更に好ましくは6,000MPa以下である。
基材の厚さは特に限定されないが、110μm以下であることが好ましく、15μm~110μmであることがより好ましく、20μm~105μmであることが更に好ましい。基材の厚さを110μm以下とすることで、粘着テープの剥離力を制御しやすくなる。また、基材の厚さを15μm以上とすることで、基材が粘着テープの支持体としての機能を果たしやすくなる。
また、基材には、本発明の効果を損なわない範囲において、可塑剤、滑剤、赤外線吸収剤、紫外線吸収剤、フィラー、着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、触媒等を含有させてもよい。また、基材は、透明なものであっても、不透明なものであってもよく、所望により着色又は蒸着されていてもよい。
また、基材の少なくとも一方の表面には、緩衝層及び粘着剤層の少なくとも一方との密着性を向上させるために、コロナ処理等の接着処理を施してもよい。また、基材は、上記した樹脂フィルムと、樹脂フィルムの少なくとも一方の表面に被膜された易接着層とを有しているものでもよい。
易接着層を形成する易接着層形成用組成物としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等を含む組成物が挙げられる。易接着層形成用組成物には、必要に応じて、架橋剤、光重合開始剤、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填剤、防錆剤、顔料、染料等を含有してもよい。
易接着層の厚さとしては、好ましくは0.01μm~10μm、より好ましくは0.03μm~5μmである。なお、本願実施例における易接着層の厚さは、基材の厚さに対して小さいため、易接着層を有する樹脂フィルムの厚みと基材の厚みとは実質的に同一である。また、易接着層の材質は柔らかいため、弾性率に与える影響は小さく、基材の弾性率は、易接着層を有する場合でも、樹脂フィルムのヤング率と実質的に同一である。
例えば、要件(γ)で規定される、温度23℃における破断ひずみ(ε100)と温度23℃における破断応力(ρ100)との積、及び基材の弾性率は、樹脂組成の選択、可塑剤の添加、樹脂フィルム製造時の延伸条件などにより制御できる。具体的には、基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムを用いる場合、共重合成分中のエチレン成分の含有割合が多くなると、基材の弾性率は低下する傾向がある。また、基材を構成する樹脂組成物に対して可塑剤の配合量が多くなると基材の弾性率は低下する傾向がある。
[粘着剤層]
粘着剤層は、常温において適度な感圧接着性を有する限り特に限定はされないが、23℃におけるせん断貯蔵弾性率が0.05MPa~0.50MPaであるものが好ましい。半導体ウエハの表面には、回路等が形成され通常凹凸がある。粘着剤層のせん断貯蔵弾性率が上記範囲内となることで、凹凸があるウエハ表面に粘着テープを貼付する際、ウエハ表面の凹凸と粘着剤層とを十分に接触させ、かつ粘着剤層の接着性を適切に発揮させることが可能になる。そのため、粘着テープの半導体ウエハへの固定を確実に行い、かつ裏面研削時にウエハ表面を適切に保護することが可能になる。これらの観点から、粘着剤層のせん断貯蔵弾性率は、0.12~0.35MPaであることがより好ましい。なお、粘着剤層のせん断貯蔵弾性率とは、粘着剤層がエネルギー線硬化性粘着剤から形成される場合には、エネルギー線照射による硬化前のせん断貯蔵弾性率を意味する。
せん断貯蔵弾性率は以下の方法により測定できる。厚みが約0.5~1mmの粘着剤層を直径7.9mmの円形に打ち抜いたものを測定試料とする。レオメトリック社製の動的粘弾性測定装置ARESを用い、周波数1Hz、-30℃から150℃の温度範囲を昇温速度3℃/分で温度変化させたときの測定試料の弾性率を測定する。測定温度23℃での弾性率を、23℃におけるせん断貯蔵弾性率とする。
粘着剤層の厚さは、100μm未満であることが好ましく、5~80μmがより好ましく、10~70μmがさらに好ましい。粘着剤層をこのように薄くすると、粘着テープの切断時におけるカットダストの発生が抑制され、裏面研削時に生じる半導体チップのクラックを一層防止しやすくなる。
粘着剤層は、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等から形成されるが、アクリル系粘着剤が好ましい。
また、粘着剤層は、エネルギー線硬化性粘着剤から形成されることが好ましい。粘着剤層は、エネルギー線硬化性粘着剤から形成されることで、エネルギー線照射による硬化前には、23℃におけるせん断貯蔵弾性率を上記範囲に設定しつつ、硬化後においては剥離力を1000mN/50mm以下に容易に設定することが可能になる。
以下、粘着剤の具体例について詳述するが、これらは非限定的例示であり、本発明における粘着剤層はこれらに限定的に解釈されるべきではない。
エネルギー線硬化性粘着剤としては、例えば、非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂(「粘着性樹脂I」ともいう)に加え、粘着性樹脂以外のエネルギー線硬化性化合物を含むエネルギー線硬化性粘着剤組成物(以下、「X型の粘着剤組成物」ともいう)が使用可能である。また、エネルギー線硬化性粘着剤として、非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂の側鎖に不飽和基を導入したエネルギー線硬化性の粘着性樹脂(以下、「粘着性樹脂II」ともいう)を主成分として含み、粘着性樹脂以外のエネルギー線硬化性化合物を含まない粘着剤組成物(以下、「Y型の粘着剤組成物」ともいう)も使用してもよい。
さらに、エネルギー線硬化性粘着剤としては、X型とY型の併用型、すなわち、エネルギー線硬化性の粘着性樹脂IIに加え、粘着性樹脂以外のエネルギー線硬化性化合物も含むエネルギー線硬化性粘着剤組成物(以下、「XY型の粘着剤組成物」ともいう)を使用してもよい。
これらの中では、XY型の粘着剤組成物を使用することが好ましい。XY型のものを使用することで、硬化前においては十分な粘着特性を有する一方で、硬化後においては、半導体ウエハに対する剥離力を十分に低くすることが可能である。
ただし、粘着剤としては、エネルギー線を照射しても硬化しない非エネルギー線硬化性の粘着剤組成物から形成してもよい。非エネルギー線硬化性の粘着剤組成物は、少なくとも非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂Iを含有する一方、上記したエネルギー線硬化性の粘着性樹脂II及びエネルギー線硬化性化合物を含有しないものである。
なお、以下の説明において「粘着性樹脂」は、上記した粘着性樹脂I及び粘着性樹脂IIの一方又は両方を指す用語として使用する。具体的な粘着性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられるが、アクリル系樹脂が好ましい。
以下、粘着性樹脂として、アクリル系樹脂が使用されるアクリル系粘着剤についてより詳細に説明する。
<アクリル系樹脂>
アクリル系樹脂には、アクリル系重合体(b)が使用される。アクリル系重合体(b)は、少なくともアルキル(メタ)アクリレートを含むモノマーを重合して得たものであり、アルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を含む。アルキル(メタ)アクリレートとしては、アルキル基の炭素数が1~20のものが挙げられ、アルキル基は直鎖であってもよいし、分岐であってもよい。アルキル(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(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、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。アルキル(メタ)アクリレートは、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
また、アクリル系重合体(b)は、粘着剤層の粘着力を向上させる観点から、アルキル基の炭素数が4以上であるアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を含むことが好ましい。該アルキル(メタ)アクリレートの炭素数としては、好ましくは4~12、さらに好ましくは4~6である。また、アルキル基の炭素数が4以上であるアルキル(メタ)アクリレートは、アルキルアクリレートであることが好ましい。
アクリル系重合体(b)において、アルキル基の炭素数が4以上であるアルキル(メタ)アクリレートは、アクリル系重合体(b)を構成するモノマー全量(以下単に“モノマー全量”ともいう)に対して、好ましくは40質量%~98質量%、より好ましくは45質量%~95質量%、更に好ましくは50質量%~90質量%である。
アクリル系重合体(b)は、アルキル基の炭素数が4以上であるアルキル(メタ)アクレート由来の構成単位に加えて、粘着剤層の弾性率や粘着特性を調整するために、アルキル基の炭素数が1~3であるアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位を含む共重合体であることが好ましい。なお、該アルキル(メタ)アクリレートは、炭素数1又は2のアルキル(メタ)アクリレートであることが好ましく、メチル(メタ)アクリレートがより好ましく、メチルメタクリレートが更に好ましい。アクリル系重合体(b)において、アルキル基の炭素数が1~3であるアルキル(メタ)アクリレートは、モノマー全量に対して、好ましくは1質量%~30質量%、より好ましくは3質量%~26質量%、更に好ましくは6質量%~22質量%である。
アクリル系重合体(b)は、上記したアルキル(メタ)アクリレート由来の構成単位に加えて、官能基含有モノマー由来の構成単位を有することが好ましい。官能基含有モノマーの官能基としては、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、エポキシ基等が挙げられる。官能基含有モノマーは、後述の架橋剤と反応し、架橋起点となったり、不飽和基含有化合物と反応して、アクリル系重合体(b)の側鎖に不飽和基を導入させたりすることが可能である。
官能基含有モノマーとしては、水酸基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー等が挙げられる。これらのモノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、水酸基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマーが好ましく、水酸基含有モノマーがより好ましい。
水酸基含有モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;ビニルアルコール、アリルアルコール等の不飽和アルコール等が挙げられる。
カルボキシ基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸;フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、シトラコン酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸及びその無水物、2-カルボキシエチルメタクリレート等が挙げられる。
官能基含有モノマーは、アクリル系重合体(b)を構成するモノマー全量に対して、好ましくは1質量%~35質量%、より好ましくは3質量%~32質量%、更に好ましくは6質量%~30質量%である。
また、アクリル系重合体(b)は、上記以外にも、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド等の上記のアクリル系モノマーと共重合可能なモノマー由来の構成単位を含んでもよい。
上記アクリル系重合体(b)は、非エネルギー線硬化性の粘着性樹脂I(アクリル系樹脂)として使用することができる。また、エネルギー線硬化性のアクリル系樹脂としては、上記アクリル系重合体(b)の官能基に、光重合性不飽和基を有する化合物(不飽和基含有化合物ともいう)を反応させたものが挙げられる。
不飽和基含有化合物は、アクリル系重合体(b)の官能基と結合可能な置換基、及び光重合性不飽和基の双方を有する化合物である。光重合性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、ビニルベンジル基等が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
また、不飽和基含有化合物が有する、官能基と結合可能な置換基としては、イソシアネート基やグリシジル基等が挙げられる。したがって、不飽和基含有化合物としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシアネート、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、不飽和基含有化合物は、アクリル系重合体(b)の官能基の一部に反応することが好ましく、具体的には、アクリル系重合体(b)が有する官能基の50~98モル%に、不飽和基含有化合物を反応させることが好ましく、55~93モル%反応させることがより好ましい。このように、エネルギー線硬化性アクリル系樹脂において、官能基の一部が不飽和基含有化合物と反応せずに残存することで、架橋剤によって架橋されやすくなる。
なお、アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは30万~160万、より好ましくは40万~140万、さらに好ましくは50万~120万である。
<エネルギー線硬化性化合物>
X型又はXY型の粘着剤組成物に含有されるエネルギー線硬化性化合物としては、分子内に不飽和基を有し、エネルギー線照射により重合硬化可能なモノマー又はオリゴマーが好ましい。
このようなエネルギー線硬化性化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,4-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-へキサンジオール(メタ)アクリレート等の多価(メタ)アクリレートモノマー、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート,ポリエーテル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等のオリゴマーが挙げられる。
これらの中でも、比較的分子量が高く、粘着剤層のせん断貯蔵弾性率を低下させにくい観点から、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが好ましい。
エネルギー線硬化性化合物の分子量(オリゴマーの場合は重量平均分子量)は、好ましくは100~12,000、より好ましくは200~10,000、更に好ましくは400~8,000、より更に好ましくは600~6,000である。
X型の粘着剤組成物におけるエネルギー線硬化性化合物の含有量は、粘着性樹脂100質量部に対して、好ましくは40質量部~200質量部、より好ましくは50質量部~150質量部、さらに好ましくは60質量部~90質量部である。
一方で、XY型の粘着剤組成物におけるエネルギー線硬化性化合物の含有量は、粘着性樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部~30質量部、より好ましくは2質量部~20質量部、さらに好ましくは3質量部~15質量部である。XY型の粘着剤組成物では、粘着性樹脂が、エネルギー線硬化性であるため、エネルギー線硬化性化合物の含有量が少なくても、エネルギー線照射後、十分に剥離力を低下させることが可能である。
<架橋剤>
粘着剤組成物は、さらに架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤は、例えば粘着性樹脂が有する官能基含有モノマー由来の官能基に反応して、粘着性樹脂同士を架橋するものである。架橋剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等、及びそれらのアダクト体等のイソシアネート系架橋剤;エチレングリコールグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤;ヘキサ[1-(2-メチル)-アジリジニル]トリフォスファトリアジン等のアジリジン系架橋剤;アルミニウムキレート等のキレート系架橋剤;等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、凝集力を高めて粘着力を向上させる観点、及び入手し易さ等の観点から、イソシアネート系架橋剤が好ましい。
架橋剤の配合量は、架橋反応を促進させる観点から、粘着性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~10質量部、より好ましくは0.03質量部~7質量部、さらに好ましくは0.05質量部~4質量部である。
<光重合開始剤>
また、粘着剤組成物がエネルギー線硬化性である場合には、粘着剤組成物は、さらに光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤を含有することで、紫外線等の比較的低エネルギーのエネルギー線でも、粘着剤組成物の硬化反応を十分に進行させることができる。
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン化合物、アセトフェノン化合物、アシルフォスフィノキサイド化合物、チタノセン化合物、チオキサントン化合物、パーオキサイド化合物、さらには、アミンやキノン等の光増感剤等が挙げられ、より具体的には、例えば、1-ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、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ルニトリル、ジベンジル、ジアセチル、8-クロールアンスラキノン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキシド等が挙げられる。
これらの光重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始剤の配合量は、粘着性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~10質量部、より好ましくは0.03質量部~5質量部、更に好ましくは0.05質量部~5質量部である。
<その他の添加剤>
粘着性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の添加剤を含有してもよい。その他の添加剤としては、例えば、帯電防止剤、酸化防止剤、軟化剤(可塑剤)、充填剤、防錆剤、顔料、染料等が挙げられる。これらの添加剤を配合する場合、添加剤の配合量は、粘着性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~6質量部である。
また、粘着性組成物は、基材、緩衝層や剥離シートへの塗布性を向上させる観点から、さらに有機溶媒で希釈して、粘着性組成物の溶液の形態としてもよい。
有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサン、n-ヘキサン、トルエン、キシレン、n-プロパノール、イソプロパノール等が挙げられる。
なお、これらの有機溶媒は、粘着性樹脂の合成時に使用された有機溶媒をそのまま用いてもよいし、該粘着剤組成物の溶液を均一に塗布できるように、合成時に使用された有機溶媒以外の1種以上の有機溶媒を加えてもよい。
[剥離シート]
粘着テープの表面には、剥離シートが貼付されていてもよい。剥離シートは、具体的には、粘着テープの粘着剤層の表面に貼付される。剥離シートは、粘着剤層表面に貼付されることで輸送時、保管時に粘着剤層を保護する。剥離シートは、剥離可能に粘着テープに貼付されており、粘着テープが使用される前(すなわち、ウエハ貼付前)には、粘着テープから剥離されて取り除かれる。
剥離シートは、少なくとも一方の面が剥離処理をされた剥離シートが用いられ、具体的には、剥離シート用基材の表面上に剥離剤を塗布したもの等が挙げられる。
剥離シート用基材としては、樹脂フィルムが好ましく、当該樹脂フィルムを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等のポリエステル樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂等が挙げられる。剥離剤としては、例えば、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、イソプレン系樹脂、ブタジエン系樹脂等のゴム系エラストマー、長鎖アルキル系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
剥離シートの厚さは、特に制限ないが、好ましくは10μm~200μm、より好ましくは20μm~150μmである。
[半導体加工用粘着テープの製造方法]
本発明の半導体加工用粘着テープの製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法により製造することができる。
例えば、緩衝層と、基材と、粘着剤層とがこの順で積層された積層構造を有する粘着テープの製造方法は以下のとおりである。
緩衝層がエネルギー線重合性化合物を含む緩衝層形成用組成物から形成される場合には、剥離シート上に緩衝層形成用組成物を塗工、硬化して設けた緩衝層と、基材とを貼り合わせ、剥離シートを除去することで、緩衝層と基材との積層体が得られる。
そして、剥離シート上に設けた粘着剤層を、積層体の基材側に貼り合わせ、粘着剤層の表面に剥離シートが貼付された粘着テープを製造することができる。粘着剤層の表面に貼付される剥離シートは、粘着テープの使用前に適宜剥離して除去すればよい。
剥離シート上に緩衝層を形成する方法としては、剥離シート上に緩衝層形成用組成物を、公知の塗布方法にて、直接塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜にエネルギー線を照射することで、緩衝層を形成することができる。また、基材の片面に、緩衝層形成用組成物を直接塗布して、加熱乾燥あるいは塗布膜にエネルギー線を照射することで、緩衝層を形成してもよい。
緩衝層形成用組成物の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等が挙げられる。また、塗布性を向上させるために、緩衝層形成用組成物に対して有機溶媒を配合し、溶液の形態として、剥離シート上に塗布してもよい。
緩衝層形成用組成物がエネルギー線重合性化合物を含む場合、緩衝層形成用組成物の塗布膜に対して、エネルギー線を照射することで硬化させ、緩衝層を形成することが好ましい。緩衝層の硬化は、一度の硬化処理で行ってもよいし、複数回に分けて行ってもよい。例えば、剥離シート上の塗布膜を完全に硬化させて緩衝層を形成した後に基材に貼り合わせてもよく、当該塗布膜を完全に硬化させずに半硬化の状態の緩衝層形成膜を形成し、当該緩衝層形成膜を基材に貼り合わせた後、再度エネルギー線を照射して完全に硬化させて緩衝層を形成してもよい。当該硬化処理で照射するエネルギー線としては、紫外線が好ましい。なお、硬化する際は、緩衝層形成用組成物の塗布膜が暴露された状態でもよいが、剥離シートや基材で塗布膜が覆われ、塗布膜が暴露されない状態でエネルギー線を照射して硬化することが好ましい。
剥離シート上に粘着剤層を形成する方法としては、剥離シート上に粘着剤(粘着剤組成物)を、公知の塗布方法にて、直接塗布して塗布膜を加熱乾燥することで、粘着剤層を形成することができる。
また、基材の片面に、粘着剤(粘着剤組成物)を直接塗布して、粘着剤層を形成してもよい。粘着剤の塗布方法としては、緩衝層の製造法で示した、スプレーコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等が挙げられる。
[半導体加工用粘着テープの使用方法]
本発明の半導体加工用粘着テープは、半導体ウエハの裏面研削を行う際に、半導体ウエハの表面(回路形成面)に貼付し、半導体ウエハの外周に沿って切断して、使用される。
本発明の一態様において、本発明の半導体加工用粘着テープは、半導体ウエハを裏面研削する際に(詳細には、半導体ウエハの裏面研削工程を含む半導体チップの製造時に)、半導体ウエハの表面(回路形成面)に貼付し、半導体ウエハの外周に沿って切断して、使用される。
半導体ウエハの裏面研削工程を含む半導体チップの製造方法としては、半導体ウエハを裏面研削した後にダイシングして個片化する方法、上述したDBG又はDBGの変形法が挙げられる。
本発明の半導体加工用粘着テープは、刃による切断性に優れる。そのため、当該半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの外周に沿って切断する際に、カットダストが発生し難く、半導体ウエハの裏面研削工程を含む半導体チップの製造時において、当該カットダストに起因する半導体チップの欠けや破損の発生が抑制される。
したがって、本発明の一態様では、下記(1)又は(2)の使用方法が提供される。
(1)本発明の半導体加工用粘着テープの使用方法であって、半導体ウエハを裏面研削する際に、前記半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの表面に貼付し、前記半導体加工用粘着テープを前記半導体ウエハの外周に沿って切断する、使用方法。
(2)上記(1)の使用方法において、半導体ウエハとして、表面側に溝が形成された半導体ウエハ又は内部に改質領域が形成された半導体ウエハを用いる、使用方法。
[半導体装置の製造方法]
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体ウエハの裏面研削工程を含む半導体チップの製造方法であり、本発明の半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの表面(回路形成面)に貼付し、前記半導体加工用粘着テープを前記半導体ウエハの外周に沿って切断する工程(S1)を含む。
本発明の半導体加工用粘着テープは、刃による切断性に優れる。そのため、上記工程(S1)において、カットダストが発生し難く、当該カットダストに起因する半導体チップのクラックの発生が抑制される。
本発明の半導体装置の製造方法の工程概略図を図2に示す。
本発明の半導体装置の製造方法は、大まかには、半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの表面(回路形成面)に貼付し、前記半導体加工用粘着テープを前記半導体ウエハの外周に沿って切断する工程(S1)と、前記半導体ウエハを裏面側から研削する工程(S2)とを含む。
前記半導体ウエハは、工程(S2)の後、ダイシングして個片化してもよい(態様1)。
また、前記半導体ウエハは、工程(S2)において個片化してもよい(態様2)。
具体的には、前記半導体ウエハとして、表面側に溝が形成された半導体ウエハを用い、工程(S2)において、前記半導体ウエハを、前記溝を起点として複数のチップに個片化させてもよい。
また、前記半導体ウエハとして、内部に改質領域が形成された半導体ウエハを用いるか、又は、前記工程(S1)の後に前記半導体ウエハの内部に改質領域を形成し、工程(S2)において、前記半導体ウエハを、改質領域を起点として複数のチップに個片化させてもよい。
以下に、各工程の詳細について説明する。
<工程(S1)>
工程(S1)では、本発明の半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの表面(回路形成面)に貼付し、前記半導体加工用粘着テープを前記半導体ウエハの外周に沿って切断する。
半導体加工用粘着テープは、半導体ウエハの表面(回路形成面)およびその外周に拡がる外周テーブルを覆うように貼り付けられる。そして、半導体加工用粘着テープは、半導体ウエハの外周に沿って、カッター等の刃により緩衝層側の面から入刃されて切断される。切断速度は、通常10~300mm/sである。切断時の刃の温度は室温でもよく、また、刃を加熱して切断してもよい。
本製造方法で用いられる半導体ウエハとしては、例えば、シリコンウエハ、ガリウム砒素ウエハ、炭化ケイ素ウエハ、タンタル酸リチウムウエハ、ニオブ酸リチウムウエハ、窒化ガリウムウエハ、インジウム燐ウエハ、及びガラスウエハ等が挙げられる。
半導体ウエハの裏面研削前の厚さは特に限定されないが、通常は500μm~1000μm程度である。
また、半導体ウエハの表面への回路形成は、エッチング法及びリフトオフ法等の従来汎用されている方法を含む様々な方法により行うことができる。
本製造方法においてDBGを採用する場合、工程(S1)において半導体加工用粘着テープを貼付する半導体ウエハは、表面に溝が形成された半導体ウエハである。
表面に溝が形成された半導体ウエハは、従来公知のウエハダイシング装置等を用いてレーザーダイシングやブレードダイシング等により作製することができる。当該溝は、半導体ウエハを個片化して半導体チップにする際の分割起点となる。
本製造方法においてDBGの変形法を採用する場合、工程(S1)において半導体加工用粘着テープを貼付する半導体ウエハは、内部に改質領域が形成された半導体ウエハである。但し、当該改質領域は、工程(S1)の後に形成してもよい。
改質領域は、半導体ウエハにおいて、脆質化された部分であり、半導体ウエハを個片化して半導体チップにする際の分割起点となる。
内部に改質領域が形成された半導体ウエハは、半導体ウエハの内部に焦点を合わせたレーザーの照射やプラズマの照射により作製される。レーザー又はプラズマの照射は、半導体ウエハの表面側から行っても、裏面側から行ってもよい。
工程(S1)が完了した、半導体加工用粘着テープ付きの半導体ウエハは、チャックテーブル上に載置され、チャックテーブルに吸着されて保持される。その際、半導体加工用粘着テープ付きの半導体ウエハは、チャックテーブルと半導体加工用粘着テープの緩衝層とが直接接するようにチャックテーブル上に載置される。つまり、半導体ウエハは、表面側がチャックテーブル側に配置される。
<態様1>
態様1では、工程(S2)を実施した後、工程(S3)を実施して、半導体ウエハを個片化する。
態様1では、表面に溝が形成された半導体ウエハや内部に改質領域が形成された半導体ウエハのような分割起点を有する半導体ウエハではなく、このような分割起点を有しない半導体ウエハが用いられる。
(工程(S2))
工程(2)では、チャックテーブル上の半導体ウエハの裏面を研削する。
裏面研削後の半導体ウエハの厚さは、特に限定されないが、好ましくは5μm~100μm程度、より好ましくは10μm~45μmである。
(工程(S3))
工程(S3)では、工程(S2)を実施した半導体ウエハをダイシングして個片化する。ダイシングは、ブレードダイシングやレーザーダイシング等、従来公知の方法を採用して適宜実施することができる。
個片化された半導体チップの形状は、方形でもよいし、矩形等の細長形状となっていてもよい。また、個片化された半導体チップの厚さは特に限定されないが、好ましくは5μm~100μm程度、より好ましくは10μm~45μmである。
個片化された半導体チップの面積は特に限定されないが、好ましくは600mm未満、より好ましくは400mm未満、さらに好ましくは300mm未満である。
<態様2>
態様2では、工程(S2)において、半導体ウエハを裏面研削するとともに、半導体ウエハを個片化する。
(工程(S2))
工程(S2)では、チャックテーブル上の半導体ウエハの裏面を研削して、半導体ウエハを複数の半導体チップに個片化する。
ここで、態様2における第一実施形態では、表面に溝が形成された半導体ウエハが用いられる。この場合には、少なくとも溝の底部に至る位置まで半導体ウエハの裏面研削を行う。この裏面研削により、溝は、半導体ウエハを貫通する切り込みとなり、半導体ウエハは切り込みにより分割されて、個々の半導体チップに個片化されることになる。
また、態様2における第二実施形態では、内部に改質領域が形成された半導体ウエハが用いられる。又は、前記工程(S1)の後に前記半導体ウエハの内部に改質領域を形成してもよい。態様2における第二実施形態では、改質領域に至るまで裏面研削を行ってもよいが、厳密に改質領域まで至らなくてもよい。すなわち、改質領域を起点として半導体ウエハが破壊されて半導体チップに個片化されるように、改質領域に近接する位置まで裏面研削を行えばよい。
また、得られた複数の半導体チップは、後述するピックアップテープを貼付してからピックアップテープを延伸し、チップ間の隙間を広げるようにしてもよい。
また、裏面研削の終了後、チップのピックアップに先立ち、ドライポリッシュを行ってもよい。
個片化された半導体チップの形状、厚さ、面積は、態様1で説明したとおりである。
なお、内部に改質領域が形成された半導体ウエハを用いる場合、個片化された半導体チップの厚さを50μm以下、より好ましくは10μm~45μmとすることが容易になる。
本発明の半導体加工用粘着テープは、刃による切断性に優れる。そのため、上記工程(S1)において、カットダストが発生し難い。したがって、態様1の工程(S2)及び態様2の工程(S2)において、薄型化・小型化された半導体チップを製造する場合であっても、当該カットダストに起因する半導体チップの欠けや破損の発生が抑制される。
<半導体加工用粘着テープの剥離>
工程(S2)の後、個片化された半導体ウエハ(すなわち、複数の半導体チップ)から、半導体加工用粘着テープを剥離する。
本工程は、例えば、以下の方法により行う。
半導体加工用粘着テープの粘着剤層が、エネルギー線硬化性粘着剤から形成される場合には、エネルギー線を照射して粘着剤層を硬化する。次いで、個片化された半導体ウエハの裏面側に、ピックアップテープを貼付し、ピックアップが可能なように位置及び方向合わせを行う。その際、ウエハの外周側に配置したリングフレームもピックアープテープに貼り合わせ、ピックアップテープの外周縁部をリングフレームに固定する。ピックアップテープには、ウエハとリングフレームを同時に貼り合わせてもよいし、別々のタイミングで貼り合わせてもよい。次いで、ピックアップテープ上に保持された複数の半導体チップから粘着テープを剥離する。
その後、ピックアップテープ上にある複数の半導体チップをピックアップし基板等の上に固定化して、半導体装置を製造する。なお、ピックアップテープは、特に限定されないが、例えば、基材と、基材の少なくとも一方の面に設けられた粘着剤層を備える粘着テープによって構成される。
また、ピックアップテープの代わりに、接着テープを用いることもできる。接着テープとは、フィルム状接着剤と剥離シートとの積層体、ダイシングテープとフィルム状接着剤との積層体や、ダイシングテープとダイボンディングテープの両方の機能を有する接着剤層と剥離シートとからなるダイシング・ダイボンディングテープ等が挙げられる。また、ピックアップテープを貼付する前に、個片化された半導体ウエハの裏面側にフィルム状接着剤を貼り合わせてもよい。フィルム状接着剤を用いる場合、フィルム状接着剤はウエハと同形状としてもよい。
接着テープを用いる場合やピックアップテープを貼付する前に個片化された半導体ウエハの裏面側にフィルム状接着剤を貼り合わせる場合には、接着テープやピックアップテープ上にある複数の半導体チップは、半導体チップと同形状に分割された接着剤層と共にピックアップされる。そして、半導体チップは接着剤層を介して基板等の上に固定化され、半導体装置が製造される。接着剤層の分割は、レーザーやエキスパンドによって行われる。
以上、本発明の半導体装置の製造方法について説明したが、本発明の半導体加工用粘着テープは、半導体ウエハを個片化した際に、カーフ幅の小さく、より薄化された半導体チップ群が得られるDBGの変形法に特に好ましく使用できる。
なお、本発明の半導体加工用粘着テープは、ガラス、セラミック等の加工時にも被加工物を一時的に保持するために使用することも勿論可能である。また、各種の再剥離粘着テープとしても使用できる。
本発明について、以下の実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[製造例A1~A4、比較製造例B1~B3、参考例C1~C2]
<製造例A1:緩衝層A-1の形成>
ウレタンアクリレートオリゴマー(CN8888、アルケマ株式会社製)75質量部と、4-tert-ブチルシクロヘキサノールアクリレート25質量部との合計100質量部に対して、光重合開始剤(BASF社製「イルガキュア1173」、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン)を2.0質量部配合し、緩衝層用組成物を得た。
得られた緩衝層用組成物を、ナイフコート法により、基材であるPETフィルム(東洋紡株式会社製「コスモシャインA4300」、両面易接着層付PETフィルム、厚み:50μm)の上に厚みが28μmになるように塗工して緩衝層用組成物層を形成し、塗工直後に緩衝層用組成物層に高圧水銀ランプを用いて、照度160mW/cm、照射量500mJ/cmの条件で紫外線照射を行うことにより緩衝層用組成物層を硬化させ、基材であるPETフィルムの一方の面に厚さ28μmの緩衝層A-1を形成し、緩衝層A-1付きPET基材を作製した。
<製造例A2:緩衝層A-2の形成>
緩衝層用組成物の配合を、以下のように変更し、製造例A1と同様の方法で、基材であるPETフィルム上に厚さ28μmの緩衝層A-2を形成した。
・ウレタンアクリレートオリゴマー(CN8888、アルケマ株式会社製):50質量部
・4-tert-ブチルシクロヘキサノールアクリレート:40質量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:10質量部
・光重合開始剤(BASF社製「イルガキュア1173」):2.0質量部
<製造例A3:緩衝層A-3の形成>
緩衝層用組成物の配合を、以下のように変更し、製造例A1と同様の方法で、基材であるPETフィルム上に厚さ28μmの緩衝層A-3を形成した。
・ウレタンアクリレートオリゴマー(CN8888、アルケマ株式会社製):50質量部
・4-tert-ブチルシクロヘキサノールアクリレート:45質量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:5質量部
・光重合開始剤(BASF社製「イルガキュア1173」):2.0質量部
<製造例A4:緩衝層A-4の形成>
緩衝層用組成物の配合を、以下のように変更し、製造例A1と同様の方法で、基材であるPETフィルム上に厚さ28μmの緩衝層A-4を形成した。
・ウレタンアクリレートオリゴマー(CN8888、アルケマ株式会社製):50質量部
・イソボルニルアクリレート:45質量部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:5質量部
・光重合開始剤(BASF社製「イルガキュア1173」):2.0質量部
<比較製造例B1:緩衝層B-1の製造の形成>
緩衝層用組成物の配合を、以下のように変更し、製造例A1と同様の方法で、基材であるPETフィルム上に厚さ28μmの緩衝層B-1を形成した。
・ウレタンアクリレートオリゴマー(CN8888、アルケマ株式会社製):50質量部
・3,3,5-トリメチルシクロヘキサノールアクリレート:50質量部
・光重合開始剤(BASF社製「イルガキュア1173」):2.0質量部
<比較製造例B2:緩衝層B-2の形成>
緩衝層用組成物の配合を、以下のように変更し、製造例A1と同様の方法で、基材であるPETフィルム上に厚さ28μmの緩衝層B-2を形成した。
・ウレタンアクリレートオリゴマー(CN8888、アルケマ株式会社製):50質量部
・イソボルニルアクリレート:45質量部
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート:5質量部
・光重合開始剤(BASF社製「イルガキュア1173」):2.0質量部
<比較製造例B3:緩衝層B-3の形成>
緩衝層用組成物の配合を、以下のように変更し、製造例A1と同様の方法で、基材であるPETフィルム上に厚さ28μmの緩衝層B-3を形成した。
・ウレタンアクリレートオリゴマー(CN8888、アルケマ株式会社製):50質量部
・環状トリメチロールプロパンフォルマルアクリレート:50質量部
・光重合開始剤(BASF社製「イルガキュア1173」):2.0質量部
<参考例C1:基材C-1>
基材C-1として、PETフィルム(東洋紡株式会社製「コスモシャインA4300」、両面易接着層付PETフィルム、厚み:50μm)を準備した。
<参考例C2:基材C-2>
基材C-2として、ポリオレフィン(PO)フィルム(低密度ポリオレフィンフィルム、厚み:25μ))を準備した。
[測定方法及び評価方法]
<緩衝層及び基材の各種物性値の測定・算出>
基材及び緩衝層の弾性率、破断エネルギー、破断応力、及び破断ひずみは、精密万能試験機(株式会社島津製作所製装置名「オートグラフAG-IS」)を用いて測定した。
具体的には、緩衝層A-1~A-4、緩衝層B-1~B-3、基材C-1~基材C-2について、幅1.5mm×長さ150mm×厚さ0.2mmの測定用サンプルを作製した。そして、当該測定用サンプルについて、チャック間100mm(測定用サンプルの長手方向の両端25mmずつを装置に固定)、引張速度200mm/sec、23℃、50%RHの条件にて、測定を行った。また、その際に得られた応力-ひずみデータから、緩衝層A-1~A-4、緩衝層B―1~B-3、基材C-1~基材C-2について、破断ひずみ(ε100)の80%のひずみ(ε80)が破断ひずみ(ε100)に増加するまでの、応力の増加勾配Δρ80-100を算出した。また、破断応力と破断ひずみ(ε100)の積も算出した。
<刃による切断性の評価(1):シミュレーションによる評価>
汎用有限要素解析ソフトウエアである「Abaqus」を用い、半導体加工用粘着テープを刃で切断した際の断面の状態をシミュレーションにより評価した。
解析モデルを図3に示す。
半導体ウエハは長方形とし、該半導体ウエハ上に緩衝層と基材とが積層した積層構造を有する半導体加工用粘着テープを積層した解析モデルを想定した。なお、当該解析モデルでは、半導体加工用粘着テープの一方の端部は半導体ウエハに拘束された状態であり、もう一方の端部は外周テーブル側に完全拘束された状態を想定した。そして、緩衝層表面と刃の刃先との成す角度を57.2°に設定し、切断速度80mm/sで、刃を半導体ウエハの沿った直線方向に移動させたときの半導体加工用粘着テープの断面の状態を解析した。
なお、上記解析モデルにおいて、刃物性は剛体とした。
また、刃については、アートナイフ(OLFA社製、型番「XB10」)の使用を想定し、当該アートナイフのうち、切断に関与する箇所のみをモデル化して、寸法を入力した。
緩衝層及び基材は、以下の組み合わせで解析した。
・実施例1sim.:緩衝層A-1/PET
・実施例2sim.:緩衝層A-2/PET
・実施例3sim.:緩衝層A-3/PET
・実施例4sim.:緩衝層A-4/PET
・比較例1sim.:緩衝層B-1/PET
・比較例2sim.:緩衝層B-2/PET
・比較例3sim.:緩衝層B-3/PET
・参考例1sim.:PET
・参考例2sim.:PO
緩衝層の厚さは28μmとした。基材の厚さは50μmとした。
また、緩衝層及び基材の物性値として、上記精密万能試験機により測定した応力-ひずみデータと、当該データに基づく弾性率、降伏応力、及び破断点を入力した。
なお、刃と緩衝層間の摩擦係数は0.25に設定した。
評価基準は、以下のとおりとし、3以上を合格とした。
1:シート断面が非常に荒れている。
2:シート断面が荒れている。
3:シート断面がやや荒れている。
4:シート断面に荒れが僅かに見られる程度である。
5:シート断面に荒れが見られない。
<刃による切断性の評価(2):実験による評価>
下記構成の半導体加工用粘着テープを準備した。
・実施例1exp.:衝層A-1/PET/粘着剤層
・比較例3exp.:緩衝層B-3/PET/粘着剤層
(粘着剤層の形成)
n-ブチルアクリレート(BA)65質量部、メチルメタクリレート(MMA)20質量部、及び2-ヒドロキシエチルアクリレート(2HEA)15質量部を共重合して得たアクリル系重合体に、当該アクリル系重合体の全水酸基のうち80モル%の水酸基に付加するように、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(MOI)を反応させて、エネルギー線硬化性のアクリル系樹脂(Mw:50万)を得た。
このエネルギー線硬化性のアクリル系樹脂100質量部に、エネルギー線硬化性化合物である多官能ウレタンアクリレートを6質量部、イソシアネート系架橋剤(東ソー株式会社製「コロネートL」)を0.375質量部、光重合開始剤としてビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキシドを1質量部配合し、メチルエチルケトンで希釈し、固形分濃度32質量%の粘着剤組成物の塗工液を調製した。
(半導体加工用粘着テープの作製)
剥離シート(リンテック社製、商品名「SP-PET381031」)の剥離処理面に、上記で得た粘着剤組成物の塗工液を塗工し、加熱乾燥させて、剥離シート上に厚さが30μmの粘着剤層を形成した。
そして、製造例A1で形成した緩衝層A-1付きPET基材のPET基材側の面に、粘着剤層を貼り合わせ、緩衝層A-1/PET基材/粘着剤層の積層構造を有する半導体加工用粘着テープを作製した。
同様に、比較製造例B3で形成した緩衝層B-3付きPET基材のPET基材側の面に、粘着剤層を貼り合わせ、緩衝層B-3/PET基材/粘着剤層の積層構造を有する半導体加工用粘着テープを作製した。
(評価)
実施例1exp.及び比較例3exp.の半導体加工用粘着テープを、直径12インチ、厚み775μmのシリコンウエハに、バックグラインド用テープラミネーター(リンテック社製、装置名「RAD-3510F/12」)を用いて貼付した。そして、半導体加工用粘着テープを、シリコンウエハの外周に沿って、アートナイフ(OLFA社製、型番「XB10」)で切断した。アートナイフは、半導体加工用粘着テープの緩衝層側から入刃した。緩衝層表面と刃の刃先との成す角度は57.2°とした。また、切断速度は80mm/sとした。切断した半導体加工用粘着テープの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、シート断面の評価(1)と同様の基準にて評価した。
「刃による切断性の評価(1):シミュレーションによる評価」の結果のうち、実施例と比較例の結果を表1に示し、参考例の結果を表2に示す。
また、「刃による切断性の評価(2):実験による評価」の結果を表3に示す。
さらに、「刃による切断性の評価(1):シミュレーションによる評価」における実施例1sim.と比較例3sim.の解析画像を図4に示し、「刃による切断性の評価(2):実験による評価」における走査型電子顕微鏡(SEM)の観察結果を図5に示す。
表1より、以下のことがわかる。
緩衝層が要件(α)及び要件(β)を満たす実施例1sim.、実施例2sim.、実施例3sim.、実施例4sim.では、いずれも刃による切断性が良好であることがわかる。
これに対し、比較例1sim.、比較例2sim.では、緩衝層が要件(β)を満たしておらず、いずれも刃による切断性に劣ることがわかる。
また、比較例3sim.では、緩衝層が要件(α)も要件(β)も満たしておらず、刃による切断性に極めて劣ることがわかる。
表2より、以下のことがわかる。
基材が要件(γ)を満たす参考例1sim.及び参考例2sim.では、いずれも刃による切断性が良好であることがわかる。
ここで、参考例2sim.では、要件(β)を満たしていないにもかかわらず、刃による切断性が良好であることから、基材については、要件(α)及び要件(β)による切断性の良否を判断できないことがわかる。
表3より、以下のことがわかる。
表3に示す実施例1exp.及び比較例3exp.は、実施例1sim.及び比較例3sim.を実験的に確かめた結果である。実施例1exp.及び比較例3exp.により検討した刃による切断性の評価結果は、実施例1sim.及び比較例3sim.により検討した刃による切断性の評価結果と完全に一致していることがわかる。
このことは、図4及び図5に示す結果からも明らかである。
1 半導体加工用粘着テープ
11 緩衝層
12 基材
13 粘着剤層

Claims (9)

  1. 緩衝層と、基材と、粘着剤層とがこの順で積層された積層構造を有し、
    前記緩衝層が、下記要件(α)及び下記要件(β)の双方を満たす、半導体加工用粘着テープ。
    ・要件(α):前記緩衝層の23℃における破断エネルギーが15MJ/m以上である。
    ・要件(β):温度23℃において前記緩衝層を引張試験に供したときに、破断ひずみ(ε100)の80%のひずみ(ε80)が前記破断ひずみ(ε100)に増加するまでの、応力の増加勾配Δρ80-100が、30MPa以上である。
  2. 前記基材が、下記要件(γ)を満たす、請求項1に記載の半導体加工用粘着テープ。
    ・要件(γ):温度23℃における破断ひずみ(ε100)と温度23℃における破断応力(ρ100)との積が、60MPa以上である。
  3. 前記粘着剤層の厚さが、100μm未満である、請求項1又は2に記載の半導体加工用粘着テープ。
  4. 請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体加工用粘着テープの使用方法であって、
    半導体ウエハを裏面研削する際に、前記半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの表面に貼付し、前記半導体加工用粘着テープを前記半導体ウエハの外周に沿って切断する、使用方法。
  5. 請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体加工用粘着テープを半導体ウエハの表面に貼付し、前記半導体加工用粘着テープを前記半導体ウエハの外周に沿って切断する工程(S1)を含む、半導体装置の製造方法。
  6. 請求項5に記載の半導体装置の製造方法において、
    さらに、下記工程(S2)を含む、半導体装置の製造方法。
    ・工程(S2):前記半導体ウエハを裏面側から研削する工程
  7. 請求項6に記載の半導体装置の製造方法において、
    さらに、下記工程(S3)を含む、半導体装置の製造方法。
    ・工程(S3):前記半導体ウエハをダイシングして個片化する工程
  8. 請求項6に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記半導体ウエハとして、表面側に溝が形成された半導体ウエハを用い、
    前記工程(S2)において、前記半導体ウエハを、前記溝を起点として複数のチップに個片化させる、製造方法。
  9. 請求項6に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記半導体ウエハとして、内部に改質領域が形成された半導体ウエハを用いるか、又は、前記工程(S1)の後に前記半導体ウエハの内部に改質領域を形成し、
    前記工程(S2)において、前記半導体ウエハを、前記改質領域を起点として複数のチップに個片化させる、製造方法。

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