JPH06349799A

JPH06349799A - シリコンウェハーのバックグラインド方法

Info

Publication number: JPH06349799A
Application number: JP16325793A
Authority: JP
Inventors: Toshishige Uehara; 寿茂上原; Tomohisa Ota; 共久太田; Yutaka Yamaguchi; 豊山口
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】高温処理プロセスにも適応可能で、バックグ
ラインディング後には簡単な操作で容易に剥離しうる保
護膜を用いる全自動化可能なバックグラインド方法を提
供する。【構成】（ａ）分子内に不飽和２重結合を有し、重量
平均分子量が２００〜５０，０００の範囲で、アルキレ
ン付加モル数が５以上のポリオキシアルキレン（メタ）
アクリレートオリゴマー１００重量部及び（ｂ）分子内
に不飽和２重結合を１分子あたり２個以上有する多官能
アルキレン若しくはアリーレン（メタ）アクリレートモ
ノマー１〜３００重量部を必須成分とする樹脂組成物を
シリコンウェハーの回路形成した表面に塗布し、次いで
樹脂組成物の塗膜に放射線を照射して硬化せしめること
により保護樹脂膜を形成し、次いでシリコンウェハーの
背面をグラインドし、グラインドしたシリコンウェハー
を水、温水、酸性水溶液又はアルカリ水溶液に浸漬した
後、保護樹脂膜を剥離するシリコンウェハーのバックグ
ラインド方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリコンウェハーのバッ
クグラインド方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子製造工程においては、通常、
シリコンウェハー表面に回路形成を行った後、ウェハー
裏面を研削してウェハーを所定の厚みにするバックグラ
インディングが行われる。このバックグラインディング
に際しては、ウェハーは、回路形成された表面を樹脂テ
ープ等の保護膜により保護したうえで研削装置のステー
ジに真空吸着させて一時的に保持される。従ってこの保
護膜には、グラインド時にはシリコンウェハーと強固に
密着するとともに、グラインド後には容易に剥離可能で
あることが要求される。

【０００３】従来用いられてきた保護膜としては、粘着
フィルムまたはプラスチックフィルム以外の素材に粘着
剤を塗布した構成物等が挙げられる。しかし例えば、粘
着フィルムを使った一時的保持方法の場合、以下に挙げ
るような問題点がある。（１）粘着フィルムの剥離を全
自動のラインに組み込むのが困難である。特に使用に供
した後粘着フィルムを剥離する際、シリコンウェハーか
ら粘着剤及び粘着フィルムを残すことなく完全に剥離す
る作業は複雑で、全自動化が至難な技術である。（２）
高温処理プロセス（通常１５０〜１８０℃）に耐え得る
汎用の耐熱性フィルムがないため、用途は加熱工程のな
い常温プロセスへの適応に限られている。（３）粘着フ
ィルムの基材の厚みは４０〜１００μｍと厚く、そのた
めシリコンウェハーを含めた被保持物全体の厚みが増
し、製造・保管・運搬・使用時等の作業性が悪い。
（４）原価が粘着フィルムの基材の分だけ高くなる。

【０００４】次に、このような粘着フィルムの代替手段
としては、フィルムレジストが考えられるが、低耐熱性
や、高価格等の問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に鑑
みてなされたものであって、高温処理プロセスにも適応
可能で、バックグラインディング後には簡単な操作で容
易に剥離しうる保護膜を用いる全自動化可能なバックグ
ラインド方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の組
成からなる耐熱性樹脂組成物であって、その硬化物膜が
水、温水、酸性水溶液又はアルカリ水溶液による処理に
よって速やかに剥離可能となるものを保護膜用樹脂組成
物として用いることにより上記目的が達成されることを
見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】すなわち、本発明は、（ａ）分子内に不飽
和２重結合を有し、重量平均分子量が２００〜５０，０
００の範囲で、アルキレン付加モル数が５以上のポリオ
キシアルキレン若しくはアリーレン（メタ）アクリレー
トオリゴマー１００重量部及び（ｂ）分子内に不飽和２重結合を１分子あたり２個以上
有する多官能アルキレン（メタ）アクリレートモノマー
１〜３００重量部を必須成分とする樹脂組成物をシリコンウェハーの回路
形成した表面に塗布し、次いで樹脂組成物の塗膜に放射
線を照射して硬化せしめることにより保護樹脂膜を形成
し、次いでシリコンウェハーの背面をグラインドし、グ
ラインドしたシリコンウェハーを水、温水、酸性水溶液
又はアルカリ水溶液に浸漬した後、保護樹脂膜を剥離す
ることを特徴とするシリコンウェハーのバックグライン
ド方法を提供するものである。

【０００８】本発明で用いられる樹脂組成物の（ａ）成
分であるポリオキシアルキレン（メタ）アクリレートオ
リゴマーは通常、ヒドロキシル基又はカルボキシル基を
有するポリオキシアルキレンポリマーとヒドロキシル基
又はカルボキシル基と反応性を有する官能基を有する
（メタ）アクリレートモノマーとの反応により得られ
る。ポリオキシアルキレンポリマーとしては、アルキレ
ン付加モル数が５以上のポリオキシエチレンジグリコー
ル、ポリオキシエチレンジグリコール酸、ポリオキシプ
ロピレンジグリコール、ポリオキシプロピレンジグリコ
ール酸等のポリオール、ポリオール酸等のポリマーが挙
げられる。ポリオキシアルキレン（メタ）アクリレート
オリゴマーにポリブタジエン（１、２付加型、１、４付
加型）、ポリイソプレン等を共重合したものが用いられ
る。

【０００９】ポリオキシアルキレン（メタ）アクリレー
トオリゴマーの具体例としては、分子内に不飽和２重結
合を有するポリオキシアルキレンオリゴマーと（メタ）
アクリル酸とのエステル交換や（メタ）アクリルイソシ
アネートとの反応により得られるオリゴマー、ポリオキ
シアルキレングリコール酸とグリシジル（メタ）アクリ
レートとの反応により得られるオリゴマー等がある。更
に具体的には、ポリエチレングリコールやポリプロピレ
ングリコールの（メタ）アクリル酸付加物、ポリエチレ
ングリコールやポリプロピレングリコールの（メタ）ア
クリルイソシアネート付加物、ポリエチレングリコール
酸やポリプロピレングリコール酸のグリシジル（メタ）
アクリレート付加物、ポリエチレングリコールジグリジ
ルエーテルの（メタ）アクリル酸付加物等が挙げられ
る。

【００１０】プレポリマーの重量平均分子量としては、
２００〜５０、０００の範囲にあるものが選択される。

【００１１】次に（ｂ）成分の分子内に不飽和２重結合
を１分子あたり２個以上有する多官能アルキレン若しく
はアリーレン（メタ）アクリレートモノマーとしては
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチ
ルグリコールジアクリレート、アリルアルコールジアク
リレート、レゾルシノールジアクリレート、アジピン酸
ジアクリレート、フタル酸ジアクリレート、エチレン付
加モル数が５以下のポリエチレングリコールジアクリレ
ート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリ
セリントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ
アクリレート、ソルビトールテトラアクリレート等の
（メタ）アクリル酸付加物が挙げられる。

【００１２】（ｃ）成分の分子内にシリル基と不飽和２
重結合を各々１個以上持つ単官能又は多官能シリコン
（メタ）アクリレートとしては、ジメチロールシラン、
トリメチロールシラン又はテトラメチロールシランの２
−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート付加物等を用
いることができる。不飽和２重結合の数は、硬化性を上
げ、架橋度を高めるためには１分子あたり２個以上とす
ることが好ましい。

【００１３】上述した各成分は単独で使用してもよい
し、必要に応じて２種以上併用してもよい。なお、本発
明の樹脂組成物は比較的低分子量のオリゴマ−を主成分
とする無溶剤樹脂であるが、塗工作業性の点から、少量
の溶剤を使用しても構わない。

【００１４】本発明におけるオリゴマー、モノマー、シ
リコン（メタ）アクリレートの使用量は、樹脂組成物全
体の粘度、シリコンウェハーへの密着性、水又は水溶液
による樹脂の剥離の容易さ、耐熱性等に鑑み決められる
が、オリゴマー１００重量部に対し、モノマー配合量は
１〜３００重量部とする。１重量部未満であると十分な
表面硬度が得られず、３００重量部を超えると目的達成
後皮膜の剥離が困難となる。好ましい範囲は１０〜５０
重量部である。更に（ｃ）成分のシリコン（メタ）アク
リレートを１０〜３００重量部配合することにより、剥
離性が更に改善される。

【００１５】本発明の樹脂組成物を紫外線によって硬化
させる場合、光開始剤又は増感剤の少なくとも一方が必
要であるが、そのほかに希釈剤、可塑剤、酸化防止剤、
充填剤、着色剤、導電性付与剤や膨潤剤等の添加剤を配
合してもよい。樹脂の塗布厚さは、０．１μｍ〜１０ｍ
ｍの範囲で、好ましくは１μｍ〜１ｍｍの範囲で選択さ
れる。

【００１６】本発明における放射線の線量は吸収線量で
０．１〜３０Ｍｒａｄ、より好ましくは１〜１０Ｍｒａ
ｄ、紫外線の場合０．０１〜３０Ｊ／ｃｍ²の範囲で使
用されるが、０．１〜３Ｊ／ｃｍ²がより好ましい。照
射の際注意を要するのは活性ラジカルの酸素による失活
である。これを防ぐためには、窒素等の不活性ガスを用
いて適当な酸素濃度にしたり、プラスチックフィルムを
樹脂上にラミネートして、酸素を遮蔽することが好まし
い。この際、ベンゾフェノンやミヒラーケトンのごとき
光開始剤、増感剤又はそれらの誘導体をオリゴマー１０
０重量部に対して好ましくは０．１〜３０重量部、更に
好ましくは０．５〜１０重量部添加することによって、
効率よく開始反応を行わせることができる。

【００１７】本発明で使用する放射線照射した保持樹脂
の剥離液としては水温が０℃以上１００℃以下の水、温
水（熱水）で使えるが、使いやすさ、安全性の点から、
水温は２０℃〜６０℃が望ましい。また水以外の剥離液
としては、酸・アルカリの水溶液を使うことができる。
それらの濃度は、０．１０％〜９０．０％で可能である
が、１０．０％以下の水溶液が安全作業性の点からより
好ましい。

【００１８】このようにして得られた保持用の樹脂組成
物は、機械的強度・表面硬度・静電気特性・等の特性が
要求されるシリコンウェハーの一時的な保持用途に適用
され、シリコンウェハー背面をグラインドした後は速や
かに剥離可能な皮膜を提供する。

【００１９】グラインドに供されるシリコンウェハーの
肉厚としては２ｍｍ以下のものが本発明に適している
が、そりや破損などの変形しやすい薄手の１ｍｍ以下の
ものが更に好適である。

【００２０】

【作用】本発明の効果が発現する理由は必ずしも明確で
はないが、以下のように推察される。即ちオリゴマーと
モノマーの不飽和２重結合が放射線照射によりラジカル
重合を開始し、更にモノマー又はシリコン（メタ）アク
リレートの反応点が非常に多いことから高度に架橋され
た網目構造体が形成され、これが強固な皮膜となるた
め、シリコンウェハー保持の役割を果たすことができ
る。またモノマー又はシリコン（メタ）アクリレートは
反応点が多いため、重合収縮が生じるが、この時点では
樹脂はシリコンウェハー上に拘束されており見かけ上の
収縮は起こらず、残留応力を持つことになる。ここに、
水又は酸性又はアルカリ性水溶液が浸入してきて樹脂が
膨潤し、クラック発生の核ができ、膨潤した保持用皮膜
は一層容易に剥離を起こすものと考えられる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。（ａ）成分プレポリマー１の製造（部は重量部を表わす。以下同
じ。）２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５部、メチルア
クリレート９．５部、アクリル酸０．５部、ポリオキシ
エチレンジグリコール酸（エチレン付加モル数９）７０
部、β−メルカプトプロピオン酸２．５部、４，４′−
アゾビス−４−シアノバレリン酸３部をＮ₂下７０℃で
５時間反応させた後、グリシジルメタクリレート１０
部、ハイドロキノン０．０１部、Ｎ，Ｎ′−ジメチルド
デシルアミン０．０５部を加え、昇温し、８５℃で５時
間反応させ、末端又は側鎖に不飽和２重結合を有するポ
リエチレングリコール酸のグリシジルメタクリレート付
加物とアクリルマクロマーの比率がほぼ７：３である重
合体組成物を得た。

【００２２】プレポリマー２の製造２−ヒドロキシエチルアクリレート１５部、アクリルア
マイド５部、エチルアクリレート１３部、アクリル酸
０．５部、ポリオキシエチレンジグリコール酸（エチレ
ン付加モル数１３）６０部、チオグリコール酸４部、
４，４′−アゾビス−４−シアノバレリン酸３部をＮ₂
下７０℃で５時間反応させた後、グリシジルメタクリレ
ート１０部、ハイドロキノン０．０１部、Ｎ，Ｎ′−ジ
メチルドデシルアミン０．０５部を加え、昇温し、９０
℃で５時間反応を行い、末端又は側鎖に不飽和２重結合
を有する重合体組成物を得た。このとき、ポリエチレン
グレコール酸のグリシジルメタクリレート付加物とアク
リルマクロマーの比率はほぼ６：４であった。

【００２３】プレポリマー３：ポリオキシエチレンジア
クリレート（分子量約３００）プレポリマー４：ポリオキシエチレンジアクリレート
（分子量約５００）プレポリマー５：ポリオキシエチレンジアクリレート
（分子量約７００）プレポリマー６：ポリオキシプロピレンジアクリレート
（分子量約３００）プレポリマー７：ポリオキシプロピレンジアクリレート
（分子量約５００）プレポリマー８：ポリオキシプロピレンジアクリレート
（分子量約８００）（ｂ）成分モノマー１：１，６−ヘキサンジオールジアクリレートモノマー２：トリメチロールプロパントリアクリレートモノマー３：トリエチレングリコールジメタクリレート（ｃ）成分トリメチロールシランビス−オキシエチルアクリレート以上のようにして得た（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各成分
を表１に示す割合で混合、攪拌した樹脂組成物を厚さが
０．５ｍｍのシリコンウェハー上に厚さが１０μｍにな
るように塗布した。これらの樹脂組成物を塗工したシリ
コンウェハー上に、窒素パージしながら酸素濃度が１０
０ｐｐｍ以下の雰囲気になるようにして、紫外線照射装
置で、紫外線を１Ｊ／ｃｍ²照射した。このようにして
作製した皮膜付きシリコンウェハーの回路形成した表面
を固定しながら、背面を厚さが初期厚みの半分になるま
でグラインド装置で研磨した。その後表面を肉眼観察
し、状態を最初のものと比較した。また上記皮膜付きシ
リコンウェハーを水中に浸漬し、皮膜の剥離時間の測定
及び剥離後のシリコンウェハー表面状態を観察し、最初
のものと比較した。鉛筆による表面硬度と体積抵抗率の
測定も同時に行った。結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明によるシリコンウェハーの一時的
保持方法は、実施例からも明らかなように、皮膜強度、
表面硬度、静電気特性に優れ、使用後は水により短時間
で剥離するため、シリコンウェハーの一時的保持に適し
ており、全自動化可能なバックグラインド方法であり、
その工業的価値は極めて大である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）分子内に不飽和２重結合を有し、
重量平均分子量が２００〜５０，０００の範囲で、アル
キレン付加モル数が５以上のポリオキシアルキレン（メ
タ）アクリレートオリゴマー１００重量部及び（ｂ）分
子内に不飽和２重結合を１分子あたり２個以上有する多
官能アルキレン若しくはアリーレン（メタ）アクリレー
トモノマー１〜３００重量部を必須成分とする樹脂組成
物をシリコンウェハーの回路形成した表面に塗布し、次
いで樹脂組成物の塗膜に放射線を照射して硬化せしめる
ことにより保護樹脂膜を形成し、次いでシリコンウェハ
ーの背面をグラインドし、グラインドしたシリコンウェ
ハーを水、温水、酸性水溶液又はアルカリ水溶液に浸漬
した後、保護樹脂膜を剥離することを特徴とするシリコ
ンウェハーのバックグラインド方法。
【請求項２】（ａ）分子内に不飽和２重結合を有し、
重量平均分子量が２００〜５０，０００の範囲で、アル
キレン付加モル数が５以上のポリオキシアルキレン（メ
タ）アクリレートオリゴマー１００重量部、（ｂ）分子
内に不飽和２重結合を１分子あたり２個以上有する多官
能アルキレン（メタ）アクリレートモノマー１〜３００
重量部及び（ｃ）分子内にシリル基と不飽和２重結合と
を各々１個以上持つ単官能又は多官能シリコン（メタ）
アクリレート１〜３００重量部を必須成分とする樹脂組
成物をシリコンウェハーの回路形成した表面に塗布する
請求項１記載のシリコンウェハーのバックグラインド方
法。
【請求項３】グラインドに供されるシリコンウェハー
の肉厚が１ｍｍ以下である請求項１又は２記載のバック
グラインド方法。