JPS60201646A - 半導体ウエハの固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体ウェハを素子小片に切断分離する際
の半導体ウェハの固定方法に関するもので、さらに詳し
くは、切断分離された素子小片を位置固定のまま吸引移
送するのに好適な固定方法に閃するものである。

複雑なパターンが形成されている集積回路用半導体ウェ
ハを素子小片に切断分離し、この素子小片を以後の組立
ラインに移送する方法として、ウェハの外径より大なる
貫通孔をもつ平板金属製治具の片側全面に、ポリエステ
ルフィルムを支持体とする感圧性接着フィルムを、垂直
方向から外力を加えてもほとんど変形しない程度に手で
張力を加えながら貼着し、上記の貫通孔から露出した感
圧性接着剤層面に、ウェハを軟質接着性薄板を介して貼
り付け、その後、ウェハを切断し、位置固定のまま裏面
から素子小片を１個１個ニードルで突き上げて吸引移送
する方法が提案されている。

この方法によると素子小片が位置ずれすることなく接着
性薄板に固定されているため、この素子小片を以後の組
立ラインに正確に移送することができる。しかし、この
方法には、上記の治具の片面に感圧性接着フィルムを張
力を加えながら貼り付けるときに、張力を一定にするの
に高度の熟練を要し、しかも非能率的であるという欠点
がある。

また、この方法は、近年の集積度の増大したＬＳＩのよ
うに素子小片の大きさが５０＋Ｊ程度あるいはそれ以上
となる場合には適用できないという欠点がある。これは
次のような理由による。

すなわち、この方法においては、半導体ウェハを素子小
片に切断する際に、摩擦熱を除去するとともに切断くず
を除去するために２　ｋｇ　／　ｃ４程度の水圧の水に
よる洗浄が行われる。このため、ウェハ切断時の素子小
片の固定には、この洗浄水によって素子小片が剥がれ落
ちないだけの接着力が必要とされる。しかし、この接着
力が大きすぎると、素子小片を吸引移送する際に、素子
小片の剥離が困難となる。

そこで、半導体ウェハを感圧性接着フィルムに直接貼着
せずに軟質接着性薄板を介して貼着し、この接着性薄板
の接着力を、ウェハ切断時の洗浄水によって素子小片が
剥がれ落ちないだけの大きさでかつ吸引移送時の作業性
を低下させない大きさに制御している。

しかし、接着性薄板の接着力をこのように制御しうるの
は素子小片の大きさが２０−程度までであり、これが５
０−程度あるいはそれ以上となるとこのような制御が困
難となる。このため、素子小片の大きさが５０−以上と
なると上記の方法が適用できなくなる。

そこで、この発明者らは、上記の欠点を解消することを
目的として鋭意検討した結果、この発明をなすに至った
。

すなわち、この発明は、半導体ウェハを素子小片に切断
分離する際に、半導体ウェハの外径より大なる貫通孔を
持つ平板治具の片面に感圧性接着フィルムを貼り付け、
上記の貫通孔から露出したこの接着フィルムの感圧性接
着剤層上に半導体ウェハを貼着して固定する半導体ウェ
ハの固定方法において、上記の感圧性接着フィルムが加
熱により収縮しうる光透過性のプラスチックフィルムか
らなる支持体とこの支持体上に設けられた光照射により
硬化し三次元網状化する性質を有する感圧性接着剤層と
からなり、上記の平板治具の片面にこの接着フィルムを
貼り付けたのち上記の半導体ウェハの貼着を行う前にこ
の接着フィルムを加熱収縮させることを特徴とする半導
体ウニノーの固定方法に係るものである。

この発明の半導体ウェハの固定方法によれば、支持体が
熱収縮性である感圧性接着フィルムを用いているため、
この接着フィルムを平板治具に貼り付けたのち加熱する
だけでこの接着フィルムを垂直方向から外力を加えても
ほとんど変形しない程度の張力状態とすることができる
。このため、従来の方法のように接着フィルムの貼り付
けに熟練を必要とせず、しかも貼り付けの作業性も大幅
に向上させることができる。

また、この発明の方法によれば、従来の方法のように軟
質接着性薄板を用いず、上記の接着フィルムの感圧性接
着剤層上に直接半導体ウェハを貼着させるが、この接着
フィルムは上記の張力状態を保持しうるように平板治具
と強固に接着するだけの接着力を有するもの、つまりウ
ェハを貼着した場合は容易に剥離できないだけの接着力
を有するものである。このため、ウェハの切断時には素
子小片はこの接着フィルムに強固に接着して固定されて
おり、洗浄水によっても剥がれ落ちることがなく、また
位置ずれも起こらない。

一方、切断後には、平板治具との接着部分をマスクして
接着フィルムの支持体側から光照射することにより、上
記の接着部分を除く感圧性接着剤層を硬化させて三次元
網状化させると、この接着剤層は凝集力が著しく上昇し
、これにともない粘着性をほとんど失うため、制子小片
に対する接着フィルムの接着力は大幅に低下する。この
ため、素子小片の大きさにかかわりなく、つまり５０　
ｍＡ程度あるいはそれ以上の大きさの素子小片であって
も接着フィルムからの剥離が容易で吸引移送を作業性良
好に行うことができる。

このように、この発明の半導体ウェハの固定方法によれ
ば、素子小片の大きさが５０−以上となる場合でも、ウ
ェハの切断分離および吸引移送を作業性よく行うことが
できる。

この発明の方法において用いる感圧性接着フィルムを構
成する支持体は、加熱により収縮しうる光透過性のプラ
スチックフィルムからなる。このプラスチックフィルム
としては、加熱収縮後にニードルが突き刺されてもこれ
によって裂けたり破れたりすることがないものが選択さ
れ、通常は縦軸方向と横軸方向の収縮率の差が２０％以
下で実質的に等方向性に収縮性を有し、しかも収縮率が
３〜５０％で加熱収縮の応力緩和が小さいものが好まし
い。また、このプラスチックフィルムとしては、加熱収
縮後に１８０〜４６０　ｎｍの光を透過するフィルムが
用いられる。

このプラスチックフィルムの具体例としては、縦軸方向
および横軸方向の収縮率が上記のようになるように延伸
され、上記のような光透過性を有するポリエステルフィ
ルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム
、ポリ塩化ビニルフィルムなどが挙げられる。この中で
も物理的強度の点からはポリエステルフィルムあるいは
ポリプロピレンフィルムがとくに好ましい。また、この
プラスチックフィルムの厚みとしては通常２０〜１００
μｍ程度とするのがよい。

このようなプラスチックフィルムからなる支持体上に設
けられた光照射により硬化し三次元網状化する性質を有
する感圧性接着剤層は、例えば通常のゴム系あるいはア
クリル系の感圧性接着剤に、分子中に少な（とも２個の
光重合性炭素−炭素二重結合を有する低分子量化合物（
以下、光重合性化合物という）および光重合開始剤が配
合されてなる感圧性接着剤組成物を用いて形成される。

上記のゴム系あるいはアクリル系の感圧性接着剤は、天
然ゴム、各種の合成ゴムなどのゴム系ポリマーあるいは
ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）ア
クリル酸アルキルエステルとこれと共重合可能な他の不
飽和単量体との共重合物などのアクリル系ポリマーをベ
ースポリマーとし、必要に応じてポリイソシアネート化
合物、アルキルエーテル化メラミン化合物などの架橋剤
が配合されたものである。なお、上記のベースポリマー
が分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を持つものであ
ってもよい。

上記の光重合性化合物は、その分子量が通常１０．００
０以下程度であるのがよく、より好ましくは、光照射に
よる感圧性接着剤層の三次元網状化が効率よくなされる
ように、その分子量が５．０００以下でかつ分子内の光
重合性炭素−炭素二重結合の数が２〜６個のものを用い
るのがよい。

このようなとくに好ましい光重合性化合物としては、例
えばトリメチロールプロパントリアクリレート、テトラ
メチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ
アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシ
ペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールへキサア
クリレートなどが挙げられる。また、その他の光重合性
化合物としては、■・４−ブチレングリコールジアクリ
レート、■・６−ヘキサ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、市販のオリゴエ
ステルアクリレートなどが挙げられる。

光重合性化合物としては、上記の化合物のうちの１種を
単独で用いてもよいし２種以上を併用してもよく、その
使用量は、通常上記のベースポリマー１００重量部に対
して１〜１００重量部の範囲とするのがよい。この使用
量が少なすぎると、感圧性接着剤層の光照射による三次
元網状化が不充分となり、感圧性接着フィルムの素子小
片に対する接着力の低下の程度が小さすぎて好ましくな
い。また、この使用量が多すぎると、感圧性接着剤層の
可塑化が著しく半導体ウェハ切断時に必要な接着力が得
られないため好ましくない。

上記の光重合開始剤としては、例えばイソプロピルベン
ゾインエーテル゛、イソブチルベンゾインエーテル、ベ
ンゾフェノン、ミヒラー氏ケトン、クロロチオキサント
ン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン
、ジエチルチオキサントン、アセトフェノンジエチルケ
タール、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシシ
クロへキシルフェニルケ、トン、２−ヒドロキシメチル
フェニルプロパンなどが挙げられ、これらのうちの１種
を単独であるいは２種以上の混合、で使用すればよい０ この光重合開始剤の使用量としては、通常上記のベース
ポリマー１００重量部に対して０．１〜５重量部の範囲
とするのがよい。この使用量が少なすぎると、感圧性接
着剤層の光照射による三次元網状化が不充分となり、感
圧性接着フィルムの素子小片に対する接着力の低下の程
度が小さすぎて好ましくない。また、この使用量が多す
ぎるとそれに見合う効果が得られないばかりか、素子小
片にこの光重合開始剤が残留するため好ましくない。

なお、必要に応じてこの光重合開始剤とともにトリエチ
ルアミン、テトラエチルペンタアミン、ジメチルアミノ
エタノールなどのアミン化合物を光重合促進剤として併
用してもよい。

上記の各成分が混合されてなる感圧性接着剤組成物を用
いて感圧性接着剤層を形成するには、通常は、上記の熱
収縮性でかつ光透過性の支持体上にこの組成物を塗布し
、必要に応じて加熱すればよい。ただし、この加熱は支
持体の収縮が起こらない条件で行うのがよい。このよう
にして形成される感圧性接着剤層の厚みとしては通常５
〜４０μｍであるのがよい。

また、この感圧性接着剤層は、通常１００％モジュラス
（２０°Ｃ）が１０ｋｇ／ｃ１Ａ以下であルノがよく、
また、通常はトルエンに２４時間浸漬してめたゲル分率
が５５重量％未満でゲルの膨潤度が２０倍以上であるの
がよい。

なお、上記の感圧性接着剤層の形成は、場合によっては
、熱収縮性を付与される前のプラスチックフィルムに上
記の組成物を塗布し、必要に応じて加熱し、次いでこの
フィルムを延伸することにより行ってもよい。

この発明の半導体ウェハの固定方法においては、まず、
半導体ウェハの外径より大なる貫通孔を持つ平板治具の
片面に、上記のように構成されてなる感圧性接着フィル
ムを貼り付ける。上記の平板治具は通常金属製であり、
また、貫通孔の数はひとつとは限られず複数個であって
もよい。

次に、上記の接着フィルムを加、熱して収縮させる。こ
の加熱は通常１００〜１８０°Ｃで５〜６０秒間程度行
えばよく、これによって接着フィルムは垂直方向から外
力を加えてもほとんど変形しない程度の張力状態となる
。接着フィルムをこのような張力状態とすることにより
、このあとに行われる半導体ウェハの正確な位置固定と
切断が容易となり、しかもウェハ切断時に素子小片の位
置ずれが起こらない。

上記の加熱収縮後、上記の貫通孔から露出した接着フィ
ルムの感圧性接着剤層上に半導体ウエノ１をパターンが
形成された面とは反対側の面（以下、裏面という）から
貼着して固定する。このときの接着フィルムのウェハ裏
面に対する１８０剥離接着力（剥離速度８００１１１ｆ
ｆ／分）は、通常２００〜１．０００　ｆ　／２０ｍｙ
ｔｔである。このため、ウェハの切断時には接着フィル
ムと素子小片とは強固に接着しており、２　ｋｇ　／　
ｃＡ程度の水圧の洗浄水によっても素子小片が剥がれ落
ちることがなく、また位置ずれも生じない。

第１図はこの発明の固定方法により固定された半導体ウ
ェハが素子小片に切断された状態の一例を示す平面図で
あり、第２図は第１図のＩ−１線断面図である。両図に
おいて１は半導体ウェハの外径より大なる貫通孔を持つ
平板治具、２は感圧性接着フィルムであり、この接着フ
ィルム２は光透過性の支持体３と光照射により硬化し三
次元網状化する性質を有する感圧性接着剤層４とから構
成されている。５は通常５０〜１０〇−程度の大きさの
素子小片であり、この素子小片は正確な位置に固定され
ている。

この発明の方法により上記のように固定されている素子
小片を、以後の組立ラインに吸引移送するには、まず、
上記の接着フィルムと平板治具との接着部分をマスクし
た状態で支持体側から光照射する。この光照射により感
圧性接着剤層において光重合性化合物どうしが重合する
とともに、ペースポリマーにもラジカルが発生してこの
ポリマーと光重合性化合物とが反応し、この接着剤層は
硬化し三次元網状化する。上記の光照射は、通常、高圧
水銀ランプ、超高圧水銀ランプなどにより１８０〜４６
０　’ｎｍの波長の光を１０〜１８０秒程度照射するこ
とにより行えばよい♂ なお、ここでいう三次元網状化とは、通常、接着剤層を
トルエンに２４時間浸漬してめたゲル分率が光照射前の
約１．４倍以上となり、かつこのゲル分率が５５重量％
以上となることを意味する。

また、光照射後の接着剤層は上記と同様にしてめたゲル
の膨潤度が通常１８倍以下となるのがよい。

このように三次元網状化することにより、接着剤層の凝
集力は光照射前に比べて著しく上昇し、通常１００％モ
ジュラス（２０°Ｃ）が２０ｋｇ／ｃＡ以上となる。こ
れにともない接着剤層の粘着性はほとんど失われて、接
着フィルムの接着力は大幅に低下し、このときの素子小
片に対する１８０剥離接着力（剥離速度８００ｍｍ１分
）は通常１５０９　／　２０　ｒａｍ以下となる。この
ため、素子小片の大きさが５０−以上であっても接着フ
ィルムからの素子小片の剥離を容易に行うことができる
ため吸引移送の作業性は良好である。

以下にこの発明の実施例を記載す、る。な＄、以下にお
いて部とあるのは重量部を意味する。

実施例１ アクリル酸ブチル１００部、アクリロニトリル５部およ
びアクリル酸５部からなる配合組成物をトルエン中で共
重合させて、数平均分子量ａｏｏ、ｏｏｏのアクリル系
共重合物を得た。

この共重合物１００部にポリイソシアネート化合物（日
本ポリウレタン社製商品名コロネー）Ｌ）５部、ジペン
タエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート１
５部およびα−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケト
ン１部を添加し混合して感圧性接着剤組成物を調製した
。

この組成物を２５μｍの厚みの延伸ポリエチレンテレフ
タレートフィルム（熱収縮率が縦１０％、横５％、熱収
縮後１８０〜４６０ｎｍの光を透過するフィルム）の片
面に接着剤層の厚みが１０μｍとなるように塗工し、９
０°Ｃで３分間加熱して感圧性接着フィルムを得た。

この接着フィルムを直径１６．５ｃｍの貫通孔を持つ平
板治具の片面に貼り付け、次いでこの接着フィルムを１
１０°Ｃで１０秒間加熱して収縮させた。

これによって接着フィルムは垂直方向から外力を加えて
もほとんど変形しない程度の張力状態となった。

次に上記の貫通孔から露出した接着フィルムの・感圧性
接着剤層上に直径１０ｃ１ｎ、厚み０．２５　ｆｌの半
導体ウェハを裏面側から貼着して固定したのち、このウ
ェハを７５−の大きさの素子小片に切断した。この切断
は２　ｋｇ　／　ｃＩＩの水圧の水で洗浄しながら行っ
たが、素子小片の剥離や位置ずれは生じなかった。

ウェハ切断後、上記の接着フィルムと平板治具との接着
部分をマスクしたのち支持体側から高圧水銀ランプ（４
０Ｗ／ｃｍ）で１５ｃｍの距離から２０秒間光照射した
。次いで素子小片をニードルで１個ずつ突き上げながら
吸引移送したところ、接着フィルムから素子小片が容易
に剥離して吸引移送の作業性が良好であった。

実施例２ アクリル系共重合物（実施例１と同じもの）１００部に
ポリイソシアネート化合物（実施例１と同じもの）５部
、ペンタエリスリトールトリアクリレート２０部および
インブチルベンゾインエーテル０５部を添加し混合して
感圧性接着剤組成物を調製した。この組成物を用いて実
施例１と同様にして感圧性接着フィルムを作製した。

この接着フィルムを実施例１と同様の平板治具の片面に
貼り付け、次いでこの接着フィルムを１１０°Ｃで１０
秒間加熱して収縮させた。これによって接着フィルムは
垂直方向から外力を加えてもほとんど変形しない程度の
張力状態となった。

次に上記の平板治具の貫通孔から露出した接着フィルム
の感圧性接着剤層上に直径１０ｃＩｎ、厚み０、２５　
ＭＭの半導体ウェハを裏面側から貼着して固定したのち
、このウェハを７５−の大きさの素子小片に切断した。

このとき実施例１と同様に洗浄しながら切断したが素子
小片の剥離や位置ずれは生じなかった。

ウェハ切断後、実施例１と同様にして光照射したのち吸
引移送したところ、接着フィルムから素子小片が容易に
剥離して吸引移送の作業性が良好であった。

比較例 ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレ
ート１５部およびα−ヒドロキシシクロへキシルフェニ
ルケトン１部を使用しなかった以外は実施例１と同様に
して感圧性接着剤組成物を調製し、この組成物を用いて
実施例１と同様にして感圧性接着フィルムを得た。

この接着フィルムを実施例１と同様の平板治具の片面に
貼り付け、次いでこの接着フィルムを１１０°Ｃで１０
秒間加熱して収縮させた。これによって接着フィルムは
垂直方向から外力を加えてもほとんど変形しない程度の
張力状態となった。

次に上記の平板治具の貫通孔から露出した接着フィルム
の感圧性接着剤層上に直径１０Ｃ１ｎ、厚み０、２５　
朋の側導体ウェハを裏面側から貼着して固定したのち、
このウェハを７５−の大きさの素子小片に切断した。こ
のとき実施例１と同様に洗浄しながら行ったが、素子小
片の剥離や位置ずれは生じなかった。

ウェハ切断後、素子小片をニードルで１個ずつ突き上げ
て吸引移送しようとしたが、接着フィルムから素子小片
が剥離せず吸引移送できなかった。

また、実施例１と同様にして光照射し、次いで吸引移送
しようとしたが、上記同様に吸引移送できなかった。

試験例 く１８０剥離接着力〉 上記の実施例１，２および比較例で用いた感圧性接着フ
ィルムの半導体ウェハ裏面に対する１８０剥離接着力（
剥離速度８０Ｑｙｔｔｙｔｔ／分）を測定した。また、
上記の接着フィルムを半導体ウェハ裏面に貼り付けて支
持体側から高圧水銀ランプ（４０Ｗ　／ａｒｓ　）で１
５ｃｎＬの距離から２０秒間光照射したのち、上記の接
着力を測定した。

く１００％モジュラス〉 上記の実施例１，２および比較例で用いた感圧性接着剤
組成物をそれぞれ剥離処理を施した５０μｍの厚みのポ
リエチレンテレフタレートフィルムの表面に厚み１０　
ｆｉｍとなるように塗工し、９０°Ｃで３分間加熱した
のち、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断し、棒状にま
るめることにより断面積が０．５−の糸状の試験片を得
た。この試験片について２０℃における１００％モジュ
ラスを測定した。また、この試験片に上記と同様の条件
で光照射したのち、同様の１００％モジュラスを測定し
た。

くゲル分率、ゲルの膨潤度〉 上記の感圧性接着剤組成物をそれぞれ１００％モジュラ
ス用試験片の場合と同様に塗工、加熱したのち、５０部
ｍｘ５００πＭの大きさに切断したものを試験片とした
。この試験片をトルエンに２４時間浸漬してゲル分率と
ゲルの膨潤度を調べた。

また、この試験片に上記と同様の条件で光照射したのち
、これをトルエンに２４時間浸漬してゲル分率とゲルの
膨潤度を調べた。

上記の試験結果を下記の表に示した。なお、下記の表に
おいてＡ欄は光照射前の測定値を示し、Ｂ欄は光照射後
の測定値を示す。

上記の実施例から明らかなように、この発明の半導体ウ
ェハの固定方法によれば、平板治具の片面に感圧性接着
フィルムを貼り付けたのち加熱するだけでこのフィルム
を垂直方向から外力を加えてもほとんど変形することの
ない張力状態とすることができる。また、ウェハ切断時
には接着フィルムと素子小片が強固に接着しており、素
子小片の剥離や位置すれが生じない。一方、ウェハ切断
時には、光照射により接着フィルムからの素子小片の剥
離が容易となるため吸引移送を作業性よく行うことがで
きる。

また、上記のように光照射により接着フィルムからの素
子小片の剥離が容易となるのは、上記の接着フィルムの
感圧性接着剤層が光照射により三次元網状化して凝集力
が著しく上昇し、これにともない粘着性をほとんど失う
ため、接着フィルムの素子小片に対する接着力が大幅に
低下するためであることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体ウェハの固定方法を説明する
ための平面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線断面図である
。 １・・・平板治具、２・・・感圧性接着フィルム、３・
・・支持体、４・・・感圧性接着剤層、５・・・素子小
片。 特許出願人　日東電気工業株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体ウェハを素子小片に切断分離する際に、半
   導体ウェハの外径より大なる貫通孔を持つ平板治具の片
   面に感圧性接着フィルムを貼り付け、上記の貫通孔から
   露出したこの接着フィルムの感圧性接着剤層上に半導体
   ウェハを貼着して固定する半導体ウェハの固定方法にお
   いて、上記の感圧性接着フィルムが加熱により収縮しう
   る光透過性のプラスチックフィルムからなる支持体とこ
   の支持体上に設けられた光照射により硬化し三次元網状
   化する性質を有する感圧性接着剤層とからなり、上記の
   平板治具の片面にこの接着フィルムを貼り付けたのち上
   記の半導体ウェハの貼着を行う前にこの接着フィルムを
   加熱収縮させることを特徴とする半導体ウェハの固定方
   法。
2. （２）感圧性接着フィルムが光照射前には半導体ウェハ
   に対して２００〜１．０００　ｆ／２０鰭の１８♂剥離
   接着力を有し、光照射後にはこの接着力が１５０ｆ／２
   ０酊以下となる特許請求の範囲第（１）項記載の半導体
   ウエノ・の固定方法。
3. （３）感圧性接着剤層がベースポリマー１００重量部、
   分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも２個
   有する低分子量化合物１〜１００重量部および光重合開
   始剤０．１〜５重量部を必須成分として含む感圧性接着
   剤組成物を支持体に塗工して設けられた特許請求の範囲
   第（２）項記載の半導体ウェハの固定方法。
4. （４）感圧性接着剤層が光照射によりそのゲル分率が５
   ５重量％以上でかつ光照射前のゲル分率の１．４倍以上
   となる特許請求の範囲第（３）項記載の半導体ウェハの
   固定方法。