JPH07105367B2 - 半導体ウエハダイシング用粘着シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリコンやガリウムヒ素
などの半導体ウエハをダイシングによりチップ化する時
に使用するウエハダイシング用粘着シートに関するもの
であって、ダイシング時に塩素イオンの発生がなく、エ
キスパンド時に拡張率の均一な伸びを示す半導体ウエハ
ダイシング用粘着シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコンやガリウムヒ素などの半導体ウ
エハをウエハチップに分離するために半導体ウエハをあ
らかじめ粘着シートに貼着固定し、その後にダイシン
グ、洗浄、乾燥、エキスパンド、ピックアップ、マウン
ティングがなされているが、これらの工程中においてウ
エハチップが粘着シートから脱離飛散することが生じて
いる。また、ウエハチップの脱離飛散を抑えるために接
着力を強くすることは容易にできるが、ピックアップ時
にウエハチップが粘着シートから剥がれ難く、近年、集
積度が高くなりウエハチップの面積が大きくなるにつれ
てピックアップが困難になってきている。これらの点を
解決するために紫外線を透過させ得る表面基材とその表
面基材の上に塗布された紫外線照射により架橋硬化し、
接着力が低減する性能を有する粘着剤層を形成した半導
体ウエハ固定用紫外線硬化型粘着シートを使用すること
により、ダイシング、洗浄、乾燥工程中は強接着力を保
ち、その後支持体側から紫外線を照射し紫外線硬化型粘
着剤層を架橋硬化させて接着力を低減させ、ウエハチッ
プのピックアップを容易にできるようにしている。

【０００３】これらの紫外線硬化型粘着シートの表面基
材としては、ポリ塩化ビニル及びその共重合体のフィル
ムやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィンフィルム
が使用されており、このうちポリ塩化ビニル及びその共
重合体のフィルムは塩素を含有するうえ可塑剤が添加さ
れているために種々な問題を引き起こしている。

【０００４】まず、塩素はウエハを完全に切断し粘着シ
ートの粘着剤層及び表面基材のフィルム層の一部まで切
断させるいわゆるフルカット方式では、ダイシング時に
回転刃でフィルムを切る時に生じる摩擦熱でポリ塩化ビ
ニル及びその共重合体のフィルムが分解され塩素イオン
が発生し、この塩素イオンがウエハチップに付着し半導
体部品の配線の断線などのトラブルになる。

【０００５】次に、可塑剤はこれが配合されていること
により、ウエハチップのエキスパンド適正は良好である
が、紫外線を照射した時に粘着剤層中に移行し、また、
粘着剤に含まれている紫外線硬化型化合物と相溶性があ
るため、スムーズに架橋硬化が起こらず、紫外線を照射
させても粘着シートの接着力が低減しなく、ウエハチッ
プに粘着剤が転移付着しピックアップが困難になる。ま
た、粘着シートを保管させておく時に徐々に可塑剤が粘
着剤層中に移行して、保管条件にもよるが４〜６ケ月経
つと紫外線照射前の接着力が半減することもある。この
ためウエハチップ製造工程時、特にダイシング及び洗浄
工程等でウエハチップが脱離飛散し低歩留の原因となっ
ている。また、このためにポリ塩化ビニル及びその共重
合体フィルムと紫外線硬化型粘着剤の界面に、可塑剤の
移行を防止するバリヤー層としてアクリル系、ウレタン
系、塩化ビニル系等の塗料を塗布することがなされてい
るが、可塑剤の移行を完全に遮断することはできず、ま
た、メチルメタクリレート、メラミン及びエポキシ系等
により可塑剤の移行をある程度抑制できてもこれらは一
般に柔軟性に欠け硬く、エキスパンド時に適切な拡張が
できず粘着剤層面のヒビワレ、白化、破けが起きる。ま
た、伸びても不均一になりウエハチップの間隔がバラバ
ラになりピックアップが困難になる。

【０００６】次に、ポリオレフィンフィルムを使用した
時は可塑剤は添加されていないので粘着剤層への悪影響
はなく、ウエハチップが可塑剤で汚染されるという問題
もなく、また、粘着シートの経時変化も少なく品質も安
定していて保管も容易であるが、エキスパンド工程で均
一に伸びにくい欠点がある。また、低密度ポリエチレン
やエチレン−酢酸ビニル共重合体等の比較的伸ばし易い
ポリオレフィンフィルムを使用すると、エキスパンド時
によく伸びるが周辺部の円形リングに接する部分が特に
伸び易く亀裂や破断が起こり易い。逆にポリブテンや高
密度ポリエチレン等のように比較的伸ばし難いポリオレ
フィンフィルムでは、周辺部をフラットリングに張った
後、収縮する力でフラットリングから浮きめくれが生ず
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来技術
の問題点に着目して、ダイシング時に塩素イオンの発生
がなく、ウエハチップの素子小片の脱離飛散がなく、紫
外線を照射して粘着剤層を架橋硬化し接着力を低減させ
た後にエキスパンド工程で拡張率の均一な伸びを示し、
粘着剤層及び表面基剤フィルム層にヒビワレ、白化、亀
裂、破け等が起こらずピックアップ適正にも優れ、さら
に、必要に応じて表面処理層を施こされ表面基材フィル
ムと粘着剤層の接着が強いため半導体製造工程で粘着剤
がシリコンウエハのチップに転移付着したりダイシング
時の回転刃の表面に付着することを抑制し、しかも可塑
剤の影響がないため紫外線照射後の接着力も適切に低減
し、また、製品の経時変化も少ない半導体ウエハダイシ
ング用粘着シートを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は半導体チップ
製造においてダイシングに必要な強度を有し、また、前
述の欠点のないダイシングフィルムの開発に鋭意検討し
た結果、以下に記述するような表面基材が適することを
見い出し本発明を完成させた。即ち、本発明は表面基材
として紫外線を透過させ得る内部可塑化ポリ塩化ビニル
フィルムとポリオレフィンフィルムの少なくとも２つの
層からなる積層体を使用し、そのポリオレフィンフィル
ム側の表面に紫外線硬化型粘着剤層を積層してなる半導
体ウエハダイシング用粘着シートである。

【０００９】これまでに、ポリ塩化ビニル及びその共重
合体フィルムやポリオレフィンフィルムを使用する旨の
記載は多いが、本発明のような積層体でもって使用し、
塩素イオンを防止し、可塑剤の移行を抑え、ポリ塩化ビ
ニルフィルムのエキスパンド性の良さを兼ね備えた粘着
シートについて具体的に記載されたものは全くない。

【００１０】ここでいう内部可塑化ポリ塩化ビニルフィ
ルムとは、ポリ塩化ビニルにＤＢＰやＤＯＰなどの可塑
剤を配合することなく、塩化ビニルと他のモノマーを共
重合することによって可塑性を付与したポリ塩化ビニル
から得られたフィルムを意味するもので、内部可塑化ポ
リ塩化ビニルとしては、自体公知の内部可塑化ポリ塩化
ビニルであれば、いずれも使用することができるが、た
とえば、塩化ビニルと共重合し得るものモノマーを共重
合させて得られる共重合体、特に、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル、塩化ビニル−高級アルキルビニルエーテル、塩化
ビニル−エチレン酢酸ビニル、塩化ビニル−アクリレー
ト、塩化ビニル−エチレン、塩化ビニル−プロピレン等
の共重合体が挙げられる。

【００１１】また、ポリオレフィンフィルムの原料であ
るポリオレフィンとしては、オレフィンの単独重合体、
またはオレフィンを主体としそれと共重合し得るモノマ
ーとの共重合体が使用され、好ましいポリオレフィンと
しては、たとえば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエ
チレン、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、
エチレン−アクリル酸エチル共重合体、アイオノマー樹
脂、ポリブチレン、ポリブテン等が挙げられる。

【００１２】本発明における表面基材を構成する前記積
層体は、上層が内部可塑化ポリ塩化ビニルフィルムの層
であって、下層がポリオレフィンフィルムからなる層構
成を基本とするものであるが、その中間層として、紫外
線透過性を損なわない範囲で他の透明な樹脂からなるフ
ィルムの層を介在させることもできる。

【００１３】前記積層体は、あらかじめ成形されたそれ
ぞれのフィルムを接着剤によって積層する方法、フィル
ム同士を加熱圧着する方法あるいは、それぞれの溶融樹
脂を共押出しして積層する方法などが適宜採用すること
ができる。

【００１４】なお、以後の説明は、内部可塑化ポリ塩化
ビニルフィルムとポリオレフィンフィルムの２層からな
る積層体についてのものである。前記内部可塑化ポリ塩
化ビニルフィルムとポリオレフィンフィルムの積層体の
厚みは、３０ないし１６０ミクロン、好ましくは、６０
ないし１３０ミクロンである。ここで内部可塑化ポリ塩
化ビニルフィルムの厚みは２０ないし１００ミクロン、
好ましくは４０ないし７０ミクロンが良い。２０ミクロ
ン以下ではポリオレフィンフィルムの性能に偏るためエ
キスパンドした時に均一に伸びずに、周辺部だけが大き
く伸びたり中央部だけが伸びなかったりし、また、基材
フィルムの復元しようとする力でフラットリングから剥
がれたり、チップ間隔が狭まったりして良好なエキスパ
ンド適性が得られない。一方、１００ミクロン以上にな
るとポリオレフィンフィルムが薄くなってしまい、ダイ
シング時に回転刃がポリオレフィンフィルムだけでなく
内部可塑化ポリ塩化ビニルフィルム層まで届いてしま
い、その摩擦熱によって塩素イオンが発生する。

【００１５】また、ポリオレフィンフィルムの厚みとし
ては１０ないし５０ミクロン、好ましくは２０ないし４
０ミクロンが良い。１０ミクロン以下であればダイシン
グ時に回転刃がポリオレフィンフィルムを突切って、内
部可塑化ポリ塩化ビニルフィルムまで切ってしまい、逆
に５０ミクロン以上になればポリオレフィンフィルムの
性能に偏るため、エキスパンド時に均一な伸びやエキス
パンド後のフラットリングからの剥がれが生じる。

【００１６】次いで、貼合フィルムのポリオレフィンフ
ィルム側の表面に、直接または表面処理層を介して紫外
線硬化型粘着剤層を設ける。ここでいう表面処理剤を使
用する目的はポリオレフィンフィルムと紫外線硬化型粘
着剤との接着性を向上させ、ダイシング、洗浄、乾燥、
紫外線照射、エキスパンド及びピックアップ工程で粘着
剤がウエハの素子小片に転移付着することを防止してい
る。また、ダイシング時の回転刃の表面に粘着剤が付着
することも抑制している。

【００１７】表面処理剤として使用される塗料として
は、ポリオレフィンフィルムに親和性があるポリマーと
紫外線硬化型粘着剤に親和性のあるポリマーが同じもの
である時は単一で、違うものであるときは混合して使用
することが好ましい。即ち、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、イソシアネート化合物、ゴムとアクリル酸のグラ
フト重合体とイソシアネート化合物との混合物、塩素化
ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等が用いられる。
また、コロナ放電処理を施し粘着剤とフィルムの密着性
を上げることもよく用いられる。

【００１８】次ぎに、紫外線硬化型粘着剤層であるが、
ここでいう紫外線硬化型粘着剤には公知のものが広く使
用され、特にアクリル系粘着剤に紫外線重合性プレポリ
マーそして／もしくは紫外線重合性モノマーを１ないし
１５０％配合した紫外線硬化型粘着剤が用いられる。即
ち、アクリル系粘着剤に紫外線重合性化合物を混合した
粘着剤が用いられる。アクリル系粘着剤としては炭素数
が２ないし８個のアクリル酸エステル重合物及び酢酸ビ
ニル、塩化ビニリデン、メタクリル酸エステル等のビニ
ル系モノマーとの共重合物を主成分としたものを挙げる
ことができる。

【００１９】一方、紫外線重合性プレポリマーとしては
ポリエステルモノアクリレート、ポリエステルジアクリ
レート、ポリエステルトリアクリレート、エポキシアク
リレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルア
クリレート、メラミンアクリレート、アルキッドアクリ
レート、シリコンアクリレート等であって、具体的には
イソデシルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラ
ウリルアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリ
レート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ポリ
エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコ
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、ペンタエリスリトールトリアクリレート等を
挙げることができる。

【００２０】また、紫外線重合性モノマーとしては単官
能性モノマーとして、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シプロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアク
リレート等があり、二官能性モノマーとしてはジシクロ
ペンタニルジアクリレート、１，３−ブタンジオールジ
アクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレー
ト、ポリエチレングリコールジアクリレート等がある。
また、三官能性以上のモノマーとしてはトリメチロール
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、ジペンタエリスリトールトリアクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等があ
る。

【００２１】次に、紫外線硬化型粘着剤には架橋剤が配
合され、さらに紫外線硬化反応を向上させるために、増
感剤を配合することにより効果的である。架橋剤として
は過酸化物、ポリイソシアネート、リン酸金属塩等を挙
げることができる。また、増感剤としてはベンゾイン、
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、ジフェニルスルファイド、アントラセン、ベン
ゾフェノン、α−クロロアントラキノン、ジフェニルジ
スルファイド、ジアセチル、ヘキサクロルブタジエン、
ペンタクロルブタジエン、オクタクロロブテン、１−ク
ロルメチルナフタリン等を挙げることができ、０．１な
いし５％配合され通常は３％以下で充分に効果が発揮さ
れる。

【００２２】上記、紫外線硬化型粘着剤組成物は、トル
エン、酢酸エチル、メチルエチルケトン等の溶剤を用い
て粘着剤として調整し、通常の方法により前述の２層構
造体のポリオレフィンフィルム側の表面に塗布して粘着
剤層を設け、半導体ウエハダイシング用粘着シートを得
ることができる。また、必要に応じてこの粘着シートの
粘着剤層は剥離シートと組み合わせて保護される。

【００２３】このようにして得られたウエハダイシング
用粘着シートを用いて半導体チップを製造するには、ま
ず、ウエハダイシング用粘着シートの粘着剤層上に半導
体ウエハを粘着固定する。この場合本発明の紫外線硬化
型粘着剤は接着力が１２０ないし１０００ｇ／２５ｍｍ
で半導体ウエハを固定することができる。

【００２４】次にダイシングソーを使って半導体ウエハ
の表面に形成されている素子を囲むように縦横に格子状
に完全カットする。続いて、ウエハダイシング用粘着シ
ートの表面基材側から紫外線源を用い紫外線を照射して
紫外線硬化型粘着剤を架橋反応させ、さらに、エキスパ
ンドさせた後、真空チャックでウエハダイシング用粘着
シートから剥離分離し半導体チップを得ることができ
る。

【００２５】本発明に使用する紫外線は２００ないし４
００ｎｍの波長範囲で紫外線源としては水銀アーク・低
圧・中圧・高圧水銀ランプ、炭酸アーク等を用いること
ができ、また、紫外線照射時間は０．１ないし１０秒間
で充分である。本発明の紫外線硬化型粘着剤は紫外線照
射により接着力は１０ないし１００ｇ／２５ｍｍに低減
し、真空チャックでウエハダイシングシートから容易に
剥離することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によるウエハダイシング用粘着シ
ートは基材として、内部可塑化ポリ塩化ビニルフィルム
とポリオレフィンフィルムとの少なくとも２つの層から
なり、そのポリオレフィンフィルム側の表面に紫外線硬
化型粘着剤の層が形成され、ダイシング時に回転刃がウ
エハを切り、次に紫外線硬化型の粘着剤層を切り、さら
に、表面基材のフィルムの一部を切る。このダイシング
時に回転刃はポリオレフィンフィルムの層の中間までし
か届かず、内部可塑化ポリ塩化ビニルフィルムの層まで
届かない。そのためダイシング時に回転刃とウエハの間
の摩擦熱が発生しても塩素イオンは発生しない。

【００２７】また、本発明による粘着シートは基材に可
塑剤が添加されていないため、可塑剤が添加されている
ポリ塩化ビニル及びその共重合体フィルムを使用してい
る粘着シートに比較すると製品の接着力の経時変化はな
く、紫外線照射後の接着力の適切な低減が得られる。

【００２８】さらに、半導体ウエハをダイシングして紫
外線を照射させ接着力を低減させた後にエキスパンド工
程で拡張させる時に、均一な伸びを示しチップ間に充分
な間隔が得られウエハチップのピックアップを確実に行
うことができるものである。

【００２９】

【実施例１】 アクリル系２液型粘着剤（ＳＷ−２Ｂ）綜研科学 １００重量部 紫外線硬化型化合物（ポリエステルオリゴマー）大日精化 ９０重量部 架橋剤（コロネートＬ） １５重量部 増感剤（ベンゾフェノン） ３重量部 上記、配合組成の紫外線硬化型粘着剤を調整し、これを
シリコーン樹脂がコートされている厚さ５０ミクロンの
ポリエステルフィルム上に、乾燥後の厚みが１０ミクロ
ンになるようにアプリケーターを用いて塗布し、１００
℃で２分間乾燥する。乾燥後に内部可塑化ポリ塩化ビニ
ルフィルム（厚さ６０ミクロン）とエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体フィルム（厚さ４０ミクロン）を貼合したフ
ィルムのエチレン−酢酸ビニル共重合体側の表面に前記
の粘着剤がくるように貼合する。

【００３０】このようにして得られたウエハダイシング
用粘着シートを用いてダイシングテストを行い、接着
力、塩素イオン量、エキスパンド適正を試験し、結果を
試験結果表に示した。

【００３１】

【比較例１】実施例１で使用した紫外線硬化型粘着剤を
用いてポリ塩化ビニルフィルム（厚さ８０ミクロン：可
塑剤３５重量部を含む）に塗布貼合し、実施例１と同様
に各種試験を行い、結果を試験結果表に示した。

【００３２】

【比較例２】実施例１で使用した紫外線硬化型粘着剤を
用いてポリブテンフィルム（厚さ１００ミクロン）に貼
合し、実施例１と同様に各種試験を行い、結果を試験結
果表に示した。

【００３３】

【試験結果】 【表】

＊１・・・ステンレス板（ＳＵＳ−＃３０４ １２００
メッシュ 仕上げ）への接着力。 ＊２・・・粘着シートの切込み深さ２０ミクロンにダイ
シングした後に、この粘着シートを純水中に入れて１０
０℃２時間加熱抽出してイオンクロマトグラフ（ダイオ
ネックスＱＩＣ）で分析定量した。 ＊３・・・シリコンウエハをダイシングソーで２×２ｍ
ｍにフルカットし紫外線硬化後ウエハ拡張装置で延伸し
た時の結果（外観、チップ間隔）。 上記、試験結果より実施例１ではいずれの項目に対して
も全く問題ない結果であるが、比較例１では接着力の項
の４０℃、３カ月後のＵＶ照射前／後の値に、また、比
較例２ではエキスパンド適性に異常が発生していること
が判る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハダイシング用粘着シートに
   おいて、紫外線透過用の表面基材が、内部可塑化ポリ塩
   化ビニルフィルムとポリオレフィンフィルムを層構成材
   とする少なくとも２層からなる積層フィルムのポリオレ
   フィンフィルム側の表面に、紫外線の照射によって接着
   力が低減する紫外線硬化型の粘着剤層を形成したことを
   特徴とする半導体ウエハダイシング用粘着シート。
2. 【請求項２】 前記粘着剤層が、表面処理剤の層を介し
   てポリオレフィンフィルムの層に形成されている請求項
   １記載の半導体ウエハダイシング用粘着シート。