JPH0888205A - 半導体ウエハに付着した異物の除去用粘着テ―プと除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粘着テ―プを用いたドライ洗浄方式におい
て、糊残りによるウエハ表面の汚染やウエハ損傷の問題
などをきたすことなく、半導体ウエハに付着した異物を
高い除去率で除去することを目的とする。 【構成】 異物除去用粘着テ―プ１として、支持フイル
ム１１上に粘着剤層１２を設けてなり、この粘着剤層１
２が（メタ）アクリル酸アルキルエステル系ポリマ―を
主成分とし、ゲル分率が５０％以上で、シリコンウエハ
（ミラ―面）に対する１８０度引き剥がし粘着力が５０
０ｇ以下／２０mm幅であるものを使用し、この粘着テ―
プ１を半導体ウエハの表面および／または裏面に貼り付
けたのち、剥離操作して、半導体ウエハの表面および／
または裏面に付着する異物を粘着剤層１２面に吸着させ
て半導体ウエハから除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスに
おける洗浄工程に適用される、半導体ウエハに付着した
異物の除去用粘着テ―プと除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高密度化、高集積化、また回路
の多様化が進むにつれて、半導体ウエハに存在する塵
埃、金属不純物などの異物（パ―テイクル）が製品の歩
留り、製品の信頼性に大きく影響するようになつてき
た。たとえば、半導体ウエハの表面（回路パタ―ン形成
面）に存在する異物は、回路形成時に回路の断線やシヨ
―トの原因となる。また、半導体ウエハの裏面（回路パ
タ―ン面の反対面）に存在する異物は、回路形成時の露
光工程で焦点を狂わす原因となり、また隣接するウエハ
の表面に転写して回路の断線やシヨ―トの原因となる。

【０００３】このため、ＬＳＩの製造工程では、製造工
程内の清浄度のレベルアツプ、ウエハ洗浄技術のレベル
アツプに努めており、さまざまな清浄化技術が提案さ
れ、実施されてきた。とくに、洗浄工程は全工程の約３
０％を占めており、歩留りや信頼性アツプのキ―ポイン
トである。しかし、最近のＬＳＩの高密度化、高集積化
に伴い、従来のウエハ洗浄方法の問題が顕在化してき
た。

【０００４】ウエハ洗浄方法には、ウエツト洗浄（超純
水、薬液などによる）と、ドライ洗浄（ＵＶオゾン、Ｏ
₂ プラズマなど）があり、一般にはウエツト洗浄がその
汎用性、経済性のバランスのよさから頻繁に適用され
る。ウエツト洗浄の問題点は、洗浄によりウエハから除
去された異物のウエハへの再付着であり、とくにウエハ
裏面に付着している異物は著しい汚染源となる。また、
ウエツト洗浄は乾燥工程を必要とするため、乾燥工程で
のウエハ汚染の問題が同様に存在する。

【０００５】ウエツト洗浄の短所を補う洗浄方法とし
て、洗浄方法のドライ化（ＵＶオゾン、Ｏ₂ プラズマな
ど）が進んでおり、異物の再付着の低減、乾燥工程の省
略などの利点を活かしているが、ドライ洗浄は異物に対
して十分な除去能力を示さず、多量の汚染物の除去に適
していないことがわかつてきた。

【０００６】別の試みとして、特開昭４８−３５７７１
号公報、特開昭５３−９２６６５号公報、特開平１−１
３５５７４号公報などには、粘着テ―プを用い、半導体
ウエハの表面に付着した異物を上記テ―プの粘着剤層面
に吸着させて除去する方法が提案されている。この方法
は、一種のドライ洗浄といえるので、ウエツト洗浄にお
ける異物の再付着の問題や乾燥工程での汚染の問題を回
避することができ、しかもＵＶオゾン、Ｏ₂ プラズマな
どの他のドライ洗浄に比べ、異物の除去能力をより高め
られるものと期待されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記提案の
方法は、粘着テ―プとして、塑性変形しやすい高粘着力
のものを用いても、異物除去効果が十分に上がらず、逆
に剥離操作に際し、糊残りによるウエハ表面の汚染やウ
エハ損傷の問題を生じやすく、さらに粘着剤中に含まれ
る不純物によるアルミ配線などの腐食の問題もあつた。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、ウエツ
ト洗浄方式に比べて有用な粘着テ―プを用いたドライ洗
浄方式において、特定の粘着テ―プを用いることによつ
て、糊残りによるウエハ表面の汚染やウエハ損傷の問
題、さらには不純物によるアルミ配線などの腐食の問題
をきたすことなく、半導体ウエハに付着した異物を高い
除去率で除去することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的に対して、鋭意検討した結果、粘着テ―プとして、
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系ポリマ―を主成
分とした、特定のゲル分率および特定の粘着力を有する
ものを用いたときには、糊残りによるウエハ表面の汚染
やウエハ損傷の問題、さらには不純物によるアルミ配線
などの腐食の問題を一切きたすことなく、半導体ウエハ
に付着した異物を高い除去率で除去できることを見い出
し、本発明を完成するに至つた。

【００１０】すなわち、本発明は、第一に、上記特定の
粘着テ―プとして、支持フイルム上に粘着剤層を設けて
なり、この粘着剤層が、（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステル系ポリマ―（以下、アクリル系ポリマ―という）
を主成分とし、ゲル分率が５０％以上で、シリコンウエ
ハ（ミラ―面）に対する１８０度引き剥がし粘着力が５
００ｇ以下／２０mm幅であることを特徴とする半導体ウ
エハに付着した異物の除去用粘着テ―プを提供するもの
である。

【００１１】また、第二に、半導体ウエハの表面および
／または裏面に、上記特定の粘着テ―プを貼り付けたの
ち、剥離操作して、半導体ウエハの表面および／または
裏面に付着する異物を粘着剤層面に吸着させて半導体ウ
エハから除去することを特徴とする半導体ウエハに付着
した異物の除去方法を提供するものである。

【００１２】

【発明の構成・作用】図１は、本発明の異物除去用粘着
テ―プの一例を示したものである。１は粘着テ―プで、
支持フイルム１１上に粘着剤層１２を設け、この上にセ
パレ―タ１３を重ね合わせた構成となつている。

【００１３】支持フイルム１１は、たとえば、ポリエス
テル、ポリカ―ボネ―ト、ポリ塩化ビニル、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレ―ト共
重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレン共重合体などのプラスチツクからなる厚さが通
常１０〜１，０００μｍのフイルムである。

【００１４】粘着剤層１２は、アクリル系ポリマ―を主
成分とした、常態下で粘着力、つまり感圧接着性を有す
るもので、ゲル分率が５０％以上、好ましくは５５〜９
５％で、シリコンウエハ（ミラ―面）に対する１８０度
引き剥がし粘着力が５００ｇ以下／２０mm幅、好ましく
は５０〜３００ｇ／２０mm幅とされたものである。な
お、ゲル分率は、粘着剤層１２を支持フイルム１１上か
ら剥ぎ取つて、トルエン（２０℃）中に２４時間浸漬
し、浸漬前後の重量変化から算出される値である。ま
た、上記の１８０度引き剥がし粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−
０２３７に準じて、常温、剥離速度３００mm／分の条件
下で測定される値である。

【００１５】このようなアクリル系ポリマ―を主成分と
した粘着剤層１２は、天然ゴムや合成ゴムなどを主成分
とした他の粘着剤に比べて、イオン性不純物が少なく、
これを半導体ウエハに適用しても、不純物によるアルミ
配線などの腐食の問題をきたさない。また、ゲル分率が
５０％以上であることにより、異物の吸着固定力が大き
くなつて、除去効果が飛躍的に向上し、しかも剥離操作
時のウエハ表面への糊残りが少なくなつて、ウエハの汚
染が回避される。さらに、１８０度引き剥がし粘着力が
５００ｇ以下／２０mm幅であることにより、剥離操作が
容易となつて、剥離操作時に半導体ウエハに損傷をきた
す心配がない。

【００１６】この粘着剤層１２は、アクリル系ポリマ―
に架橋剤としてポリイソシアネ―ト化合物、エポキシ系
化合物、メラミン系化合物、過酸化物などを配合し、必
要によりその他の添加剤を配合した粘着剤組成物を、支
持フイルム１１上に塗着したのち、加熱などにより架橋
処理するか、あるいは離型紙上に上記と同じ方法で形成
した粘着剤層を支持フイルム１１上に貼着することによ
り、形成できる。その際、アクリル系ポリマ―の組成や
分子量などに応じて、架橋剤の種類や添加量、架橋処理
の条件などを選択することにより、ゲル分率および粘着
力を前記範囲に容易に設定できる。このようにして形成
される粘着剤層１２の厚さは、とくに限定されないが、
通常は５〜１００μｍであるのがよい。

【００１７】上記のアクリル系ポリマ―は、一般に、
（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主モノマ―と
し、これに架橋性官能基を有する共重合性モノマ―と、
さらに必要によりその他の改質用モノマ―を加えたモノ
マ―混合物を、乳化重合方式、バルク重合方式、溶液重
合方式などの重合方式により、ラジカル重合させること
により、合成できる。このようにして得られるアクリル
系ポリマ―は、低分子量物の含有量が少ないものである
のがよく、その数平均分子量が４０万以上、とくに４０
万〜３００万の範囲にあるものが望ましい。

【００１８】主モノマ―である（メタ）アクリル酸アル
キルエステルとしては、たとえば、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、イソデシル基、イソアミル
基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、イソオクチル
基、イソノニル基、イソデシル基、ドデシル基などの炭
素数が３０以下、とくに１４以下のアルキル基を有する
アクリル酸やメタクリル酸のアルキルエステルが用いら
れる。

【００１９】架橋性官能基を有する共重合性モノマ―と
しては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、
イタコン酸などのカルボキシル基含有モノマ―、アクリ
ル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキ
シエチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタク
リル酸２−ヒドロキシプロピル、Ｎ−メチロ―ルアクリ
ルアミドなどのヒドロキシ基含有モノマ―、アクリルア
ミド、メタクリルアミドなどのアミド基含有モノマ―、
アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどの
エポキシ基含有モノマ―、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチ
ルアクリレ―トなどのアミノ基含有モノマ―などが挙げ
られる。これらのモノマ―は、粘着剤のゲル分率や粘着
力を調整するために用いられるものであり、一般には、
主モノマ―である（メタ）アクリル酸アルキルエステル
１００重量部に対して、０．１〜３０重量部、好ましく
は２〜１０重量部の割合で用いられる。

【００２０】必要により用いられるその他の改質用モノ
マ―としては、たとえば、酢酸ビニル、スチレン、Ｎ−
ビニルピロリドン、アクリロニトリル、メタクリロニト
リルなどの、いわゆるアクリル系粘着剤に通常用いられ
るものがすべて使用できる。これらの改質用モノマ―の
使用量は、主モノマ―である（メタ）アクリル酸アルキ
ルエステルとの合計量中、通常５０重量％以下であるの
がよい。

【００２１】セパレ―タ１３は、粘着テ―プ１の保管時
や流通時などでの汚染防止の点から、半導体ウエハに貼
り付けるまでの間、粘着剤層１２の表面を保護するため
のもので、上記貼り付け使用時に剥離除去される。この
セパレ―タ１３は、通常、紙（無塵紙）、プラスチツク
フイルム、金属箔などからなる柔軟な薄葉体で、必要に
より剥離剤で表面処理して離型性を付与したものが用い
られる。

【００２２】本発明においては、上記構成の粘着テ―プ
を用いて、半導体ウエハに付着した異物を除去するが、
この方法は、まず、半導体ウエハの表面および／または
裏面の全面に粘着テ―プを貼り付けて、粘着剤層面を上
記ウエハ上の異物に対し十分に馴染ませる。これは、た
とえば、粘着テ―プをウエハ上にハンドロ―ラにより押
圧したのち、数分程度放置するといつた方法で行えばよ
い。

【００２３】このように貼り付けたのち、粘着テ―プの
端部より引き剥がす、剥離操作を施すと、半導体ウエハ
上の異物は粘着剤層面に強く吸着固定されて、上記ウエ
ハから効果的に除去される。その際、半導体ウエハ表面
の損傷や糊残りによる汚染といつた問題はほとんど生じ
ない。また、粘着剤中の不純物がその後のアルミ配線部
分などを腐食させるといつた心配もとくにない。

【００２４】このようにして半導体ウエハ上の異物を高
い除去率（通常０．２μｍ以上の大きさの異物を７５％
以上の除去率）で洗浄除去することができ、これによ
り、回路形成時の回路の断線やシヨ―ト、露光不良発生
が低減し、最終的に作製される半導体デバイスの歩留り
や信頼性が大幅に向上する。また、地球環境保全の立場
からみて、従来のウエツト洗浄やドライ洗浄のような純
水、薬品、空気、電力などを大量に消費する洗浄方式
を、上記本発明の方式に置き換えることで、地球環境保
全に大きく寄与させることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明の異物除去用粘着
テ―プとその除去方法によれば、半導体ウエハの損傷や
糊残りによる汚染といつた問題、さらには粘着剤中の不
純物によるアルミ配線などの腐食の問題をきたすことな
く、半導体ウエハに付着した異物を高い除去率で洗浄除
去できる効果があり、また従来の他の洗浄方式などに比
べて、地球環境保全の面での寄与効果も得られる。

【００２６】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。なお以下、部とあるのは重量部を意味
するものとする。

【００２７】実施例１ アクリル酸ｎ−ブチル８０部とアクリロニトリル１５部
とアクリル酸５部を、酢酸エチル中で常法により共重合
させることにより、数平均分子量が８０万のアクリル系
ポリマ―を含むポリマ―溶液を得た。このポリマ―溶液
に、アクリル系ポリマ―１００部に対し、ポリイソシア
ネ−ト化合物からなる架橋剤３部を加えて、粘着剤溶液
を調製した。

【００２８】厚さ５０μｍのポリエステル支持フイルム
のコロナ処理面に、上記の粘着剤溶液を塗布し、１２０
℃で１０分間加熱架橋処理して、厚さ２０μｍの粘着剤
層を有する粘着テ―プを作製した。この粘着テ―プの粘
着剤層のゲル分率は５５％、シリコンウエハ（ミラ―
面）に対する粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−０２３７に準じて
測定される１８０度引き剥がし粘着力（常温、剥離速度
３００mm／分）で２００ｇ／２０mm幅であつた。

【００２９】つぎに、０．２μｍ以上の大きさの異物が
０個である５インチシリコンウエハ（回路パタ―ンのな
いミラ―ウエハ）を所定の工程（イオン打ち込み処理工
程）に通して異物を付着させ、レ―ザ―表面検査装置
〔日立電子エンジニアリング（株）製のＬＳ−５００
０；シリコンウエハのミラ―面のみ異物数をカウントす
ることができる装置〕を用い、ミラ―面に付着した０．
２μｍ以上の大きさの異物の数をカウントした。なお、
ウエハの表裏に付着する異物をカウントするため、ミラ
―面を表裏逆にした２通りの場合について同様の検査を
行つた。

【００３０】異物洗浄試験として、上記のように異物を
付着させたシリコンウエハのミラ―面に、前記の方法で
作製した粘着テ―プを、ハンドロ―ラを用いて貼り付
け、３分間放置したのち、粘着テ―プを剥離操作して、
洗浄した。この洗浄後、再びレ―ザ―表面検査装置を用
いて、ミラ―面に付着している０．２μｍ以上の大きさ
の異物の数をカウントした。この貼り付けおよび剥離操
作による洗浄後の異物数と、洗浄前の異物数とから、異
物除去率を算出した。

【００３１】これとは別に、粘着剤による汚染試験とし
て、０．２μｍ以上の大きさの異物が０個である５イン
チシリコンウエハ（回路パタ―ンのないミラ―ウエハ）
のミラ―面に、前記の方法で作製した粘着テ―プを、ハ
ンドロ―ラを用いて貼り付け、３分間放置したのち、粘
着テ―プを剥離操作した。この操作後、レ―ザ―表面検
査装置を用いて、ミラ―面に付着している０．２μｍ以
上の大きさの異物の数をカウントし、粘着剤の付着によ
る汚染状況を調べた。

【００３２】なお、上記の異物洗浄試験（異物除去率の
測定）および粘着剤汚染試験（付着異物数の測定）に際
し、一連の作業は、クラス１０のクリ―ンル―ム内（温
度２３℃、湿度６０％）で行つた。これらの試験結果
は、後記の表１（ウエハ表面）および表２（ウエハ裏
面）に示されるとおりであつた。

【００３３】実施例２ 架橋剤として、ポリイソシアネ−ト化合物３部に代え、
エポキシ系化合物０．５部を用いた以外は、実施例１と
同様にして、粘着テ―プを作製した。この粘着テ―プの
粘着剤層のゲル分率は８１％、シリコンウエハ（ミラ―
面）に対する粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−０２３７に準じて
測定される１８０度引き剥がし粘着力（常温、剥離速度
３００mm／分）で１２０ｇ／２０mm幅であつた。つぎ
に、この粘着テ―プを用いて、実施例１と同様にして、
異物洗浄試験（異物除去率の測定）および粘着剤汚染試
験（付着異物数の測定）を行つた。これらの試験結果
は、後記の表１および表２に示されるとおりであつた。

【００３４】比較例１ 架橋剤であるポリイソシアネ−ト化合物の使用量を、３
部から１部に変更した以外は、実施例１と同様にして、
粘着テ―プを作製した。この粘着テ―プの粘着剤層のゲ
ル分率は４５％、シリコンウエハ（ミラ―面）に対する
粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−０２３７に準じて測定される１
８０度引き剥がし粘着力（常温、剥離速度３００mm／
分）で３２０ｇ／２０mm幅であつた。つぎに、この粘着
テ―プを用いて、実施例１と同様にして、異物洗浄試験
（異物除去率の測定）および粘着剤汚染試験（付着異物
数の測定）を行つた。これらの試験結果は、後記の表１
および表２に示されるとおりであつた。

【００３５】比較例２ 架橋剤として、ポリイソシアネ−ト化合物３部に代え、
エポキシ系化合物０．０２部を使用した以外は、実施例
１と同様にして、粘着テ―プを作製した。この粘着テ―
プの粘着剤層のゲル分率は４１％、シリコンウエハ（ミ
ラ―面）に対する粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−０２３７に準
じて測定される１８０度引き剥がし粘着力（常温、剥離
速度３００mm／分）で３３０ｇ／２０mm幅であつた。つ
ぎに、この粘着テ―プを用いて、実施例１と同様にし
て、異物洗浄試験（異物除去率の測定）および粘着剤汚
染試験（付着異物数の測定）を行つた。これらの試験結
果は、後記の表１および表２に示されるとおりであつ
た。

【００３６】比較例３ 架橋剤であるポリイソシアネ−ト化合物の使用量を、３
部から０．５部に変更した以外は、実施例１と同様にし
て、粘着テ―プを作製した。この粘着テ―プの粘着剤層
のゲル分率は２９％、シリコンウエハ（ミラ―面）に対
する粘着力は、ＪＩＳ Ｚ−０２３７に準じて測定され
る１８０度引き剥がし粘着力（常温、剥離速度３００mm
／分）で６８５ｇ／２０mm幅であつた。つぎに、この粘
着テ―プを用いて、実施例１と同様にして、異物洗浄試
験（異物除去率の測定）および粘着剤汚染試験（付着異
物数の測定）を行つた。これらの試験結果は、後記の表
１および表２に示されるとおりであつた。

【００３７】比較例４ 天然ゴムを主成分とするゴム系粘着剤の溶液を、厚さ５
０μｍのポリエステル支持フイルムのコロナ処理面に塗
布し、１５０℃で５分間加熱架橋処理して、厚さ２０μ
ｍの粘着剤層を有する粘着テ―プを作製した。この粘着
テ―プの粘着剤層のゲル分率は６６％、シリコンウエハ
（ミラ―面）に対する粘着力としては、ＪＩＳ Ｚ−０
２３７に準じて測定される１８０度引き剥がし粘着力
（常温、剥離速度３００mm／分）で３３０ｇ／２０mm幅
であつた。つぎに、この粘着テ―プを用いて、実施例１
と同様にして、異物洗浄試験（異物除去率の測定）およ
び粘着剤汚染試験（付着異物数の測定）を行つた。これ
らの試験結果は、後記の表１および表２に示されるとお
りであつた。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】上記の表１，表２の結果から明らかなよう
に、本発明の実施例１，２の粘着テ―プによれば、シリ
コンウエハの表面や裏面に付着した異物を、ウエハの汚
染をきたすことなく、８０％前後の高い除去率で除去で
きることがわかる。また、本発明の実施例１，２の粘着
テ―プによれば、剥離操作に際し、半導体ウエハに割れ
などの損傷をきたさないものであることも確認された。

【００４１】これに対し、比較例１〜３の粘着テ―プで
は、異物除去率が低く、とくに比較例３の粘着テ―プ
は、ゲル分率の低さからくる粘着剤層の凝集力の不足に
より、粘着剤成分がウエハ表面に転写して、異物除去率
がマイナス値となる、つまり付着異物が逆に増加してく
ることがわかる。また、この比較例３の粘着テ―プは、
粘着力が大きすぎるため、剥離操作に際し、ウエハに割
れなどの損傷をきたすものであることも確認された。さ
らに、粘着剤としてゴム系のものを用いた比較例４の粘
着テ―プでは、異物除去率がやや高くなつているが、実
施例１，２の粘着テ―プにはなお及ばないものであるこ
とがわかる。

【００４２】なお、上記の実施例１，２および比較例１
〜４で示した洗浄方法を、所定の半導体ウエハの製造工
程に適用し、最終的に得られた半導体デバイスの歩留り
を集計した結果、実施例１，２の方法では、比較例１〜
４の方法と比較して、歩留りが約１３〜４６％高くなる
ことがわかつた。また、実施例１，２および比較例１〜
３の方法では、アルミ配線を施したのちにアルミ配線部
分に腐食などの問題を生じなかつたが、粘着剤としてゴ
ム系のものを用いた比較例４の方法では、アルミ配線部
分に著しい腐食が認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異物除去用粘着テ―プの一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 粘着テ―プ １１ 支持フイルム １２ 粘着剤層 １３ セパレ―タ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持フイルム上に粘着剤層を設けてな
   り、この粘着剤層が、（メタ）アクリル酸アルキルエス
   テル系ポリマ―を主成分とし、ゲル分率が５０％以上
   で、シリコンウエハ（ミラ―面）に対する１８０度引き
   剥がし粘着力が５００ｇ以下／２０mm幅であることを特
   徴とする半導体ウエハに付着した異物の除去用粘着テ―
   プ。
2. 【請求項２】 半導体ウエハの表面および／または裏面
   に、請求項１に記載の粘着テ―プを貼り付けたのち、剥
   離操作して、半導体ウエハの表面および／または裏面に
   付着する異物を粘着剤層面に吸着させて半導体ウエハか
   ら除去することを特徴とする半導体ウエハに付着した異
   物の除去方法。