JP2005303068A - 半導体ウエハ保持保護用粘着シートおよび半導体ウエハの裏面研削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエハ表面の凹凸の差が大きくてもその凹凸に追従でき、かつウエハ汚染やウエハ割れを防止できる半導体ウエハ保持保護用粘着シートを提供すること。
【解決手段】 半導体ウエハ加工時において、半導体ウエハ表面に貼り付けて半導体ウエハを保持保護するための粘着シートであって、基材層（３）の片面に、２５℃における弾性率が１０〜１０００ｋＰａでありかつゲル分が２６〜４５％の中間層（１）が設けられ、該中間層（１）の表面に粘着剤層（２）が形成されていることを特徴とする半導体ウエハ保持保護用粘着シート。
【選択図】 図１

Description

本発明の半導体ウエハ保持保護用粘着シートは、例えばシリコンやガリウム−ヒ素などの半導体ウエハの加工時に使用される半導体ウエハ保持保護用粘着シートに関する。より詳細には、半導体ウエハの回路パターン形成面（以下、単に「パターン面」と称する場合がある）の裏面を研磨研削するバックグラインド工程において、パターン面に貼り付けてパターン面を保護し、同時に研磨研削により薄肉化した半導体ウエハを保持するための半導体ウエハ裏面研削用粘着シートとして用いられる。また本発明の半導体ウエハ保持保護用粘着シートは、ウエハを１つ１つのパターン毎に切断し、半導体素子として分割するダイシング工程においてウエハを保持保護するために用いるダイシング用粘着シートとして用いられる。本発明の半導体ウエハ保持保護用粘着シートは、半導体ウエハ裏面研削用粘着シートとして、特に有用である。

半導体ウエハの回路パターン形成面の反対側の面に研磨研削加工を施すバックグラインド工程、またウエハを個々のチップに切断するダイシング工程では、パターン面が損傷したり研削くずや研削水などにより汚染されるのを防止するため、パターン面を保護しておく必要がある。また、半導体ウエハ自体が肉薄で脆いのに加え、半導体ウエハのパターン表面が凹凸状であるため、わずかな外力によっても破損しやすいという問題がある。

このような半導体ウエハの加工時におけるパターン面の保護と半導体ウエハの破損防止を図るため、バックグラインド工程では、半導体ウエハのパターン面にバックグラインドテープなどの粘着シートを貼着する方法が知られている。また、ダイシング工程においてはダイシングテープが用いられる。前記粘着シートとしては、例えば、ショアーＤ型硬度が４０以下である基材シートの表面に粘着層を設けたシリコンウエハ加工用フィルムが提案されている（特許文献１参照）。また、ショアーＤ型硬度が４０以下である基材フィルムの片側表面上にショアーＤ型硬度が４０よりも大きい補助フィルムが積層され、基材フィルムの他方の表面上に粘着層が配設されたウエハ加工用フィルムが提案されている（特許文献２参照）。

しかし、近年、半導体ウエハのパターン表面の凹凸の差が大きくなってきている。例えば、ポリイミド膜付きのウエハでは、前記凹凸の差が１〜２０μｍ程度である。また、不良半導体チップを認識するための不良マーク（バッドマーク）は高低差１０〜７０μｍ程度の凹凸を有している。さらに、パターン状の電極に形成されるバンプの高さは２０〜２００μｍ程度である。そのため、従来公知の粘着シートを用いる方法では、これらの凹凸に対してシートが追従できず、粘着剤とウエハ表面との間の接着が不十分となる。その結果、ウエハ加工時において、シートの剥離、パターン面への研削水や異物の浸入、加工ミス、ディンプルの発生、チップ飛びなどが起きたり、さらにはウエハが破損する場合もある。

また、半導体ウエハを加工する際に使用するバックグラインドテープやダイシングテープは、加工後の剥離を容易にするため放射線硬化型の保持保護用粘着シートを用いる場合が多くなってきている。しかし、特に取り扱いが容易な紫外線効果型の場合、パターン表面の凹凸が埋まらず隙間が残ると、酸素による硬化不良が発生し糊残りする場合があった。

上記問題に対処するために、基材層と粘着剤層の間に、弾性率が３０〜１０００ｋＰａでありかつゲル分が２０％以下の中間層を設けた半導体ウエハ保持保護用粘着シートが提案されている（特許文献３）。特許文献３に記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シートは、ウエハ表面の凹凸の差がある程度大きくても追従性がよく、パターン面への研削水や異物の浸入でき、また研削後のウエハ割れを防止することができる。しかし、特許文献３に記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シートでは、研削機の圧力によって中間層がウエハ側面にはみ出してウエハ汚染が生じる場合がある。またウエハ汚染により、研削時の割れや研削不良を生じやすくなるため好ましくない。
特開昭６１−１０２４２号公報 特開昭６１−２６０６２９号公報 特開２００１−２０３２５５号公報

本発明は、ウエハ表面の凹凸の差が大きくてもその凹凸に追従でき、かつウエハ汚染やウエハ割れを防止できる半導体ウエハ保持保護用粘着シートを提供することを目的とする。

さらには本発明は、前記半導体ウエハ保持保護用粘着シートを用いた、半導体ウエハの裏面研削方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討した結果、以下に示す半導体ウエハ保持保護用粘着シートを見出し、本発明を完成した。すなわち本発明は以下に示す通りである。

１．半導体ウエハ加工時において、半導体ウエハ表面に貼り付けて半導体ウエハを保持保護するための粘着シートであって、
基材層（３）の片面に、２５℃における弾性率が１０〜１０００ｋＰａでありかつゲル分が２６〜４５％の中間層（１）が設けられ、該中間層（１）の表面に粘着剤層（２）が形成されていることを特徴とする半導体ウエハ保持保護用粘着シート。

２．中間層（１）の厚さｔ₁ が２０〜５００μｍであり、粘着剤層（２）の厚さｔ₂ が１〜１００μｍであって、その比が、ｔ₂ ／ｔ₁ ＝０．０１〜０．５であることを特徴とする上記１記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。

３．中間層（１）が、アクリル系ポリマーを構成材料として含有することを特徴とする上記１または２記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。

４．中間層（１）が、さらに放射線硬化型オリゴマーを含有することを特徴とする上記３記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。

５．粘着剤層（２）が、アクリル系ポリマーを構成材料として含有することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。

６．粘着剤層（２）が、分子内に炭素−炭素二重結合を有する放射線硬化型のアクリル系ポリマーを含有する放射線硬化型粘着剤層であることを特徴とする上記５記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。

７．放射線硬化型粘着剤層（２）は、放射線硬化前において、２５℃における弾性率が１０〜５００ｋＰａでありかつゲル分が１８〜３０％であることを特徴とする上記６記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。

上記１〜７のいずれかに記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シートの粘着剤層（２）を、回路パターンが組み込まれた側の半導体ウエハの表面に貼り合わせた状態で、半導体ウエハの裏面を研削加工することを特徴とする半導体ウエハの裏面研削方法。

上記本発明の半導体ウエハ保持保護用シートは、基材層（３）と粘着剤層（２）との間に、特定の高い弾性率を有しかつ所定のゲル分を有する中間層（１）を有しているため、当該粘着シートを、ウエハ表面に貼り付ける際には、中間層（１）と粘着剤層（２）の適度な変形により、半導体ウエハ表面の高低差の大きい凹凸にも良く追従することができる。そのため、ウエハと保持保護シートが良く接着され、ウエハ裏面の研削加工時における、ウエハパターン面への研削水や異物の浸入、加工ミス、ディンプルの発生、ウエハ割れなどを大きく減少できる。特に、半導体ウエハのパターン面の高低差の大きい凹凸を有する場合に研削したウエハの厚み精度の点で有効であり、凹凸高低差が１０μｍ以上、さらには１５μｍ以上の場合に好適である。特に２５〜２５０μｍのときに有効である。

また、中間層（１）が特定の高い弾性率を有していることから、研削機の圧力によって中間層（１）がウエハ側面にはみ出してウエハ汚染が生じること抑えることができ、研削時の割れや研削不良が生じことをより効果的に抑えることもできる。

また本発明の半導体ウエハ保持保護用シートは、粘着剤層（２）を放射線硬化型の粘着剤により形成することで、ウエハ表面からの剥離性に優れ、しかもウエハに対する保持性及び補強性の高いを提供することができる。

かかる本発明の半導体ウエハ保持保護用粘着シートは、特許文献３に記載の粘着シートのように、中間層の弾性率が本発明よりも低いものに比べて、前記の効果、すなわち、ウエハ表面の凹凸への追従性、ウエハ汚染、ウエハ割れ等に対する効果に優れる。

ウエハの薄型化にも好適である。ウエハの厚みを３００μｍ以下、好ましくは２５０〜３０μｍ程度に裏面研削する場合に有効である。

以下、本発明の実例を図面にもとづいて説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。図１は、本発明の半導体保持保護用粘着シートを模式的に示す断面図である。

図１において、１は中間層を示し、中間層（１）の弾性率は１０〜１０００ｋＰａ、好ましくは１０〜７００ｋＰａである。中間層（１）の弾性率が１０ｋＰａ未満であると、中間層が柔らかくなるため、シート又はテープ形状安定性が低下し、例えば長期保存や荷重がかかった場合シートが変形する可能性が高い。またシートへかかる圧力により、中間層がはみ出し、半導体ウエハを汚染する問題がある。また中間層（１）の弾性率が１０００ｋＰａを超える場合には、本発明が求める半導体ウエハ表面の凹凸への追従性が劣るため、ウエハの研削加工時に隙間から水の浸入や割れ、ディンプルの発生などが生じやすくなる。

なお、「弾性率」とは、中間層を、動的粘弾性測定装置『レオメトリックスＡＲＥＳ』（レオメトリック社製）で測定（周波数：１Ｈｚ，プレート径：７．９ｍｍφ，歪み：１％（２５℃），サンプル厚３ｍｍ）した２５℃での弾性率Ｇ' である。

また中間層（１）のゲル分は、２６〜４５％である。好ましくは３０〜４５％である。中間層（１）のゲル分が４５％を超えると、適用時のポリマーの動きが悪くなり、凹凸面への追従性が劣るため、ウエハの研削加工時に割れやディンプルの発生などが生じやすくなる。この場合、たとえ弾性率が上記範囲内であっても、ゲル分が高いと追従性が劣り、好ましくない。一方、ゲル分が２６％より低い場合には、裏面研削時に上はに作用する研削機の圧力によって中間層がウエハ側面にはみ出し、これが研削時の割れや研削不良を生じ易くなるため好ましくない。

なお、「ゲル分」とは、重量が約０．８ｇ（Ｗ１）の中間層をトルエンと酢酸エチルの混合溶剤（１：１）１００ｇに中に２５℃で７日間浸漬させた後、乾燥した後の重量：Ｗ２（ｇ）を求め、｛（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１｝×１００（％）、により求められた値である。

中間層（１）の厚さは、ウエハ表面の凹凸の高さや、ウエハの保持性、保護性を損なわない範囲で適宜選択できるが、好ましくは２０〜５００μｍ、さらに好ましくは３０〜２００μｍ程度である。中間層（１）の厚さが２０μｍ未満では、ウエハパターン面の凹凸への追従性が発揮されにくくなり、ウエハの研削加工時に割れやディンプルの発生が生じやすくなる。また中間層（１）の厚さが５００μｍを超えると、中間層のはみ出しや、シートの貼り付けに時間がかかり作業効率が低下したり、研削加工機器に入らなかったりする問題がある。またシートをウエハから剥離する際、シートの曲げ応力により、研削加工後の薄肉のウエハが破損する恐れが生じる。

中間層（１）の材料としては、上記範囲の特性を有するものであれば特に限定されないが、粘着剤層（２）との接着性（投錨性）が良好であり、また弾性率の調整の容易さなどの点からアクリル系ポリマーが好ましい。アクリル系ポリマーを構成する主モノマーとしては、具体的には（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸ラウリルなどのアルキル基の炭素数が４〜１２の（メタ）アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。なお、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。これらの（メタ）アクリル酸エステルの中から、１種または２種以上が用いられる。

前記アクリル系ポリマーには、上記主モノマーの他に弾性率およびゲル分の調整のため、およびその他要求される特性に応じて共重合可能な他のモノマーを併用してもよい。この他のモノマーは、全モノマーの３０重量％未満の範囲で、各モノマーの種類に応じて適宜その使用量を選択できる。

他のモノマーとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピルなどのアルキル基の炭素数が１〜３の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸ステアリルなどのアルキル基の炭素数が１３〜１８の（メタ）アクリル酸アルキルエステル；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシ基含有モノマー；（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル、グリセリンジメタクリレート、（メタ）アクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチルグリシジル、（メタ）アクリル酸アミノエチル、２メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどの他の官能性モノマー；トリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートなどの多官能性モノマー；酢酸ビニル、スチレン、（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、（メタ）アクリロイルモルホリン、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド、（メタ）アクリルアミドなどが挙げられる。

上記アクリル系ポリマーは、上記単量体またはその混合物を、溶液重合法、塊状重合法、乳化重合法、懸濁重合法等の方法で共重合させて得られる。

中間層（１）に用いるポリマーの数平均分子量は、上記範囲の特性を保てば限定はされないが、好ましくは１万〜２００万の範囲が望ましい。１万未満では高温化で容易に流れてしまい、シート形状保持が難しく、また２００万を超えると、貼付け時の凹凸追従性に劣る場合がある。

中間層（１）に用いるポリマーには、上述の範囲でゲル分を含ませることができ、このために架橋剤として、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、メラミン系架橋剤等、周知のものを添加することができる。架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマー１００重量部に対して、０．００５〜４重量部程度配合するのが好ましい。

中間層（１）は、上記特性を損なわない範囲で他の成分（添加剤）を含んでいてもよい。このような成分としては、例えば、粘着付与剤、可塑剤、柔軟剤、充填剤、酸化防止剤などが挙げられる。また中間層（１）は、放射線硬化型オリゴマー（紫外線硬化型オリゴマー等）を含有できる。放射線硬化型オリゴマーを添加しておくと、剥離時に放射線を照射する際にわずかに中間層（１）を硬化させることができる。放射線硬化型オリゴマーは、ベースポリマー１００重量部に対して、３５重量部以下、好ましくは０．５〜３５重量部程度配合するのが好ましい。

前記中間層（１）は、一層で構成されていてもよいが、同種または異種の複数の層からなる多層構造を有していてもよい。

粘着剤層（２）を構成する粘着剤としては、慣用の粘着剤、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤などが挙げられ、特に接着力の調整の容易さ、分子設計の容易さの点でアクリル系粘着剤が好ましい。粘着剤は１種を単独で、又は２種以上を混合して使用することもできる。

アクリル系接着剤のベースポリマーであるアクリル系ポリマーとしては、例えば、メチル基やエチル基、プルピル基やイソプルピル基、ｎ−ブチル基やｔ−ブチル基、イソブチル基やアミル基、イソアミル基やへキシル基、へプチル基やシクロヘキシル基、２−エチルヘキシル基やオクチル基、イソオクチル基やノニル基、イソノニル基やデシル基、イソデシル基やウンデシル基、ラウリル基やトリデシル基、テトラデシル基やステアリル基、オクタデシル基やドデシル基の如き炭素数３０以下、特に４〜１８の直鎖又は分岐のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルの１種又は２種以上を成分とする重合体などがあげられる。

上記アクリル系ポリマーの調製にあたっては、上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルと共重合可能な他のモノマーを添加し、官能基や極性基の導入による接着性の改良、または共重合体のガラス転移温度をコントロールして凝集力や耐熱性を改善、改質しても良い。この目的で用いられる共重合可能な他のモノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸やマレイン酸、フマル酸やクロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルや（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチルや（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチルや（メタ）アクリル酸ｌ０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリルや（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）−メチルアクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートの如き燐酸基含有モノマーなどがあげられる。

主成分である（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モノマーとは、前者が７０〜１００重量％、好ましくは８５〜９５重量％、後者が３０〜０重量％、好ましくは１５〜５重量％となるようにするのがよく、この範囲で使用することにより接着性、凝集力などのバランスをうまくとることができる。

加えてアクリル系ポリマーの架橋処理等を目的に多官能モノマーなども必要に応じて共重合用のモノマー成分として用いうる。かかるモノマーの例としては、ヘキサンジオ一ルジ（メタ）アクリレートや（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレートやネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートや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）アクリレートやジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシアクリレートやポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレートなどがあげられる。多官能モノマーもｌ種又は２種以上を用いることができ、その使用量は、粘着特性等の点より全モノマーの３０重量％以下が好ましい。

このようなアクリル系ポリマーの調製は、例えばｌ種又は２種以上の成分モノマーの混合物に溶液重合方式や乳化重合方式、塊状重合方式や懸濁重合方式等の適宜な方式を適用して行うことができる。

本発明において、上記アクリルポリマーの数平均分子量は、例えば２０万〜３００万程度、好ましくは２５万〜１５０万程度である。

粘着剤を構成するポリマーは架橋構造を有していてもよい。このような粘着剤は、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基などの官能基を有するモノマー（例えばアクリル系モノマー）を含むモノマー混合物から得られたポリマーに、架橋剤を配合することにより得られる。架橋構造を有するポリマーを含む粘着剤層（２）を備えたシートでは、自己保持性が向上するので、シートの変形を防止でき、シートの平板状態を維持できる。そのため、半導体ウエハに正確に且つ自動貼り付け装置などを用いて簡易に貼り付けることができる。

放射線硬化型粘着剤に、公知慣用の架橋剤、例えば、エポキシ系架橋剤、アジリジン系架橋剤、ポリイソシアネート等のイソシアネート系架橋剤などを使用できる。架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマー１００重量部に対して、０．００５〜４重量部程度配合するのが好ましい。

また、本発明においては、粘着剤層（２）として放射線硬化型の粘着剤を用いることが好ましい。粘着剤層（２）を放射線硬化型粘着剤で構成すると、シートの貼り付け時には、前記オリゴマー成分により粘着剤に塑性流動性が付与されるため、貼り付けが容易になるとともに、シート剥離時には、放射線の照射により低接着性物質が生成するため、ウエハから容易に剥離できる。

放射線硬化型粘着剤としては、例えば、粘着性物質に、放射線照射により硬化して低接着性物質を形成するオリゴマー成分を配合することにより得られる。なお、粘着剤層（２）の形成に、放射線硬化型のオリゴマーを添加された放射線硬化型粘着剤を用いた場合には、粘着テープの保管により、オリゴマーの移動が発生し、テープの保管による変化が現れ易い。また、上記放射線硬化型粘着剤としては、分子内に炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーがあげられる。かかる放射線硬化型粘着剤には、オリゴマーの移動による変化はなく好ましい。放射線硬化型粘着剤は、これら２種のタイプのものを併用することもできる。

なお、本発明において放射線としては、ポリマー硬化可能なものであれば特に限定されず、例えばＸ線、電子線、紫外線などが挙げられるが、取り扱いの容易さから紫外線が好ましい。

分子内に炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーについて説明する。アクリル系ポリマーの分子内側鎖に炭素−炭素二重結合を導入するには、既知の様々な方法があるが、分子設計の容易さから、あらかじめポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と付加反応し得るようなもう一方の官能基とかつ炭素−炭素二重結合を有するモノマーを、炭素−炭素二重結合を維持したまま縮合あるいは付加反応させる方法が好ましい。

これら官能基の組合せの例としては、たとえば、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基などがあげられ、これらで反応後上記ポリマーを生成するような組合せであればどのような組合せであってもかまわないが、特に反応追跡の容易さからヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適に用いられる。

例えば炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物の例として、メタクリロイルイソシアネートや２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α, α−ジメチルベンジルイソシアネートなどがあげられる。

このようなイソシアネート化合物と反応するヒドロキシル基含有化合物の例としては、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシルなどの、その分子内にエステル結合を有するものや、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルなどの、その分子内にエーテル結合を有する化合物が好適に用いられる。しかしながらいずれも反応後、上記ポリマー構造を生成し得るような化合物であればこれらに限定されない。

また、放射線硬化型粘着剤に配合される放射線硬化性オリゴマーとしては、ウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系など種々のオリゴマーの選択、組み合わせが可能である。これら放射線硬化性オリゴマーは、特性を悪化させない程度の放射線硬化性オリゴマーを加えることが好ましい。放射線硬化性オリゴマーは、通常ポリマー１００重量部に対して３０重量部以下の範囲内であり、好ましくは０〜１０重量部の範囲である。

放射線硬化型粘着剤は、通常、重合開始剤を含む。重合開始剤としては、従来より知られた物を適宜使用でき、例えば、紫外線による硬化方式を採る場合に配合されることのある光重合開始剤の例としては、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α―ヒドロキシーα、α´―ジメチルアセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのα−ケトール化合物；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系化合物；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、アニソインメチルエーテルなどのベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタールなどのケタール系化合物；２−ナフタレンスルフォニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド系化合物；１−フェノンー１，１−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムなどの光学活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３´−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物；チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソンなどのチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナートなどが挙げられる。これらの重合開始剤の使用量は、例えば、上記放射線硬化性ポリマー（またはオリゴマー）１００重量部に対して、１〜１０重量部程度である。

さらに、粘着剤層（２）には、加熱により発泡又は膨張する成分を含有させてもよい。熱発泡性又は膨張性成分としては、例えば、イソブタン、プロパン等の加熱により容易にガス化する物質を弾性を有する殻内に内包させた熱膨張性微小球［例えば、商品名：マイクロスフィア、松本油脂製薬（株）製など］などが例示できる。粘着剤層（２）にこのような熱発泡性又は熱膨張性成分を含有させると、ウエハ研削加工後、加熱処理により粘着剤層（２）が膨張して、粘着剤層（２）とウエハとの接着面積が著しく減少するため、ウエハから容易にシートを剥離できる。

粘着剤層（２）の弾性率はウエハに対する接着性や保持性を損なわない範囲で適宜設定できるが、好ましくは１０〜５００ｋＰａである。１０ｋＰａ未満では、粘着剤が柔らかくなるためウエハの保持性や保護性が低下する恐れがあり、また５００ｋＰａを超えると初期の接着力が得られない場合がある。

放射線硬化型粘着剤層の場合には、放射線硬化前において、弾性率が３０〜５００ｋＰａでありかつゲル分が１８〜３０％であることが、凹凸吸収性、圧力下におけるウエハ汚れ（はみ出し）、剥離性の点から好ましい。

粘着剤層（２）の厚さは、ウエハの保持性や保護性を損なわない範囲で適宜設定できるが、好ましくは１〜１００μｍ、さらに好ましくは２〜６０μｍ程度である。粘着剤層（２）の厚さが１μｍ未満では粘着剤層（２）の破壊による中間層（１）の析出の恐れがあり、また１００μｍを超えると、本シートをウエハに貼付する際、ウエハ表面の凹凸に追従しにくくなり、何れも好ましくない。

粘着剤層（２）の厚さｔ₂ と中間層（１）の厚さｔ₁ との比は、ｔ₂ ／ｔ₁ ＝０．０１〜０．５、好ましくは０．０２〜０．３程度である。ｔ₂ ／ｔ₁ が０．０１未満では、放射線照射後に接着力が十分低下せず剥離が困難となる恐れがあり、またｔ₂ ／ｔ₁ が０．５を超えると中間層の効果が発揮されずウエハパターン面の凹凸への追従性が発揮されにくくなり、ウエハの研削加工時に割れやディンプルの発生が生じやすくなる。

基材層（３）は特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン系樹脂；ポリイミド（ＰＩ）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）；ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などのポリ塩化ビニル系樹脂；ポリ塩化ビニリデン系樹脂；ポリアミド系樹脂；ポリウレタン；ポリスチレン系樹脂；アクリル系樹脂；フッ素樹脂；セルロース系樹脂；ポリカーボネート系樹脂などの熱可塑性樹脂のほか、熱硬化性樹脂、金属箔、紙などが例示できる。なお、基材層（３）は、同種の、または異種の材料からなる複数の層により多層構造としてもよい。

本発明の半導体ウエハ保持保護用シートは、図１に示すように上記の中間層（１）、粘着剤層（２）、及び基材層（３）を積層したシート状物であって、基材層（３）の片面に中間層（１）を設け、中間層（１）の表面に粘着剤層（２）を形成したことを特徴とするものである。

また、本発明の半導体ウエハ保持保護用シートは、図２に示す様にこれを巻回してテープ状としてもよい。この場合、粘着剤層（２）の保護のため、その上に剥離フィルム層（４）を積層してもよい。剥離フィルム層（４）は、従来より公知のシリコーン処理やフッ素処理されたプラスチックフィルム（ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなど）、紙、非極性材料（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）などが挙げられる。

また、本発明の半導体ウエハ保持保護用シートをテープ状に巻回する場合、図３に示すように剥離フィルム層（４）を用いず、基材の反対面（すなわち巻回した場合に粘着剤層（２）と接触する面）に剥離処理層（５）を設けることで巻き戻ししやすくすることもできる。

剥離処理層（５）は、従来より公知の剥離剤を用いて処理を行えば良く、例えばシリコーン処理、フッ素処理、長鎖アルキル基含有ポリマー処理などが挙げられる。

本発明の半導体ウエハ保持保護用シートの製造方法は特に限定されず、基材層（３）上に、中間層（１）および粘着剤層（２）を形成することで本発明の半導体ウエハ保持保護用シートを得ることができる。中間層組成物および粘着剤組成物を塗布するには、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工などの塗工方式を用いて行えばよく、これらは直接基材上に形成しても良いし、表面に剥離処理を行った剥離紙等に形成後、基材に転写しても良い。

本発明の半導体保持保護用シートは、半導体ウエハ表面（回路パターン形成面）に、粘着剤層（２）の面が前記ウエハ側となるように重ね合わせ、押圧しながら貼り付けることができる。

より具体的には、例えば（ｉ）テーブル上にウエハを載置し、その上に本発明の粘着シートを粘着剤層（２）がウエハ側になるように重ね、圧着ロールなどの押圧手段により、押圧しながら貼り付ける。また、（ii）加圧可能な容器（たとえばオートクレーブなど）中で、ウエハと本シートを上記のように重ね、容器内を加圧することでウエハに貼り付けることもできる。この際、押圧手段により押圧しながら貼り付けてもよい。さらに、（iii ）真空チャンバー内で、上記と同様に貼り付けることもできる。またこれらの方法で貼り付ける際に、３０〜１５０℃程度の加熱を行ってもよい。貼り付け方法はこれらに限定されるものではない。

貼り付けられたシートは、半導体ウエハの研削加工後、人力又は機械により剥離される。この際、粘着剤に放射線硬化型粘着剤を用いた場合は、剥離前に適当な放射線を照射することで、粘着剤層の接着力が低下し、容易に剥離することが出きるので好ましい。

以下、本発明を実施例に基づいてより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。また、以下において部とあるのは、重量部を意味するものとする。

下記条件で作製された粘着シートを、半導体ウエハに貼り付け、研削し、粘着シートの剥離を行い、「水浸入」、「研削後ウエハ割れ」および「ウエハ汚染」の評価を行った。結果を表１に示す。

（貼り合わせ）
下記条件で粘着シートを作製し、高さ８０μｍ、１５０μｍ、２５０μｍのバンプの形成された厚さ６２５μｍ（バンプ含まず）の６インチウエハ２５枚に該粘着シートを日東精機（株）製ＤＲ−８５００IIを用いて貼り合わせた。これは、上述（ｉ）の方法（テーブル上にウエハを載置し、その上に本発明のシートを粘着剤層（２）がウエハ側になるように重ね、圧着ロールなどの押圧手段により、押圧しながら貼り付ける）に相当する。

（研削）
上記方法により粘着シートを貼り合わせたウエハを、ディスコ（株）製シリコンウエハ研削機により厚さ２８０μｍまで研削を行った。

（剥離）
上記方法により研削を行ったウエハを、日東精機（株）製ＤＲ−８５００IIを用いて粘着シートの剥離を行った。なお、粘着剤に感圧接着剤を用いた場合は、研削後粘着シート背面に剥離用テープを貼り付けて、該テープとともに粘着シートを剥離した。また、粘着剤にＵＶ粘着剤を用いた場合は、ウエハを研削後、粘着シートに４００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射して粘着剤層を硬化させ、同様に剥離用テープを貼り付けて、該テープとともに粘着シートを剥離した。

［評価項目］
（水浸入）
研削中にウエハと粘着シートとの間に研削水が染み込む現象をいい、これによりウエハが汚染される。粘着シートを剥離後、光学顕微鏡観察（２００倍）により、２５枚中１枚でもウエハ上に水が確認されたウエハは、水浸入ありとした。

（ウエハ割れ）
研削中にバンプの凹凸が粘着シートで吸収されず発生する。研削中に２５枚中１枚でもウエハの割れが発生されたウエハは、割れありとした。

（ウエハ汚染：はみ出し）
研削後、粘着シートを剥離し、ウエハの外周を光学顕微鏡観察（２００倍）し、２０μｍ以上の大きさの粘着剤成分が１ケ所でも見られた場合にはウエハ汚染ありとした。

粘着剤として、以下の感圧粘着剤とＵＶ（紫外線）硬化型粘着剤を調製した。

［感圧粘着剤］
アクリル酸２−エチルヘキシル８２部、アクリル酸３部およびアクリルアミド１５部からなる配合混合物を酢酸エチル１００部中で溶液重合して数平均分子量７００，０００のアクリル系共重合体ポリマーを得た。続いてこの得られたポリマー１００部に、エステル系可塑剤（大日本インキ化学工業社製，ジオクチルフタレート）２０部、メラミン系架橋剤（大日本インキ化学工業社製，Ｊ−８２０−６０Ｎ）０．１部およびイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン工業社製，コロネートＨＬ）３部を添加して離型処理されたフィルム上に塗布することで粘着剤層を調製した。

［ＵＶ硬化型粘着剤］
アクリル酸エチル７０部、アクリル酸ブチル７０部およびアクリル酸２−ヒドロキシエチル４０部からなる配合混合物をトルエン溶液中で共重合させ、数平均分子量３００，０００のアクリル系共重合体ポリマーを得た。続いてこの共重合ポリマーに対し、４３部の２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを付加反応させ、ポリマー分子内側鎖に炭素−炭素二重結合を導入した。このポリマー１００部に対して、さらにイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業社製，コロネートＬ）０. １部およびアセトフェノン系光重合開始剤（チバ・スペシャルティケミカルズ社製，イルガキュア６５１）０. ３部を混合し、離型処理されたフィルム上に塗布することで粘着剤層を調製した。なお、粘着剤層形成後（放射線照射前）の弾性率は２０ｋＰａ、ゲル分は２５％であった。

中間層を形成する材料（組成物）として、以下のポリマーＡ乃至Ｆを調製した。

［ポリマーＡ］
アクリル酸ブチル５０部、アクリル酸７部およびアクリル酸エチル５０部をトルエン中で溶液重合法により共重合し、ポリマーを得た。このポリマー１００部に対してイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業社製，コロネートＬ）０．０５部、紫外線硬化型オリゴマー（日本合成化学社製，ＵＶ−１７００Ｂ）１５部およびアセトフェノン系光重合開始剤（チバ・スペシャルティケミカルズ社製，イルガキュア６５１）２部を添加し、ポリマーＡとした。なお、中間層形成後のポリマーＡの弾性率は１０ｋＰａ、ゲル分は３０％であった。

［ポリマーＢ］
アクリル酸２−エチルヘキシル５０部、メタクリル酸１０部およびアクリル酸エチル３０部をトルエン中で溶液重合法により共重合し、ポリマーを得た。このポリマー１００部に対してエポキシ系架橋剤（三菱瓦斯化学社製，テトラッドＣ）０．５部、紫外線硬化型オリゴマー（東亞合成社製，アロニックスＭ２７０）８部およびアセトフェノン系光重合開始剤（チバ・スペシャルティケミカルズ社製，イルガキュア６５１）１．５部を添加し、ポリマーＢとした。なお、中間層形成後のポリマーＢの弾性率は７００ｋＰａ、ゲル分は３０％であった。

［ポリマーＣ］
アクリル酸ブチル３０部、アクリル酸２部およびアクリル酸エチル３０部をトルエン中で溶液重合法により共重合し、ポリマーを得た。このポリマー１００部に対してエポキシ系架橋剤（三菱瓦斯化学社製，テトラッドＣ）２．４部を添加し、ポリマーＣとした。なお、中間層形成後のポリマーＣの弾性率は１０００ｋＰａ、ゲル分は４５％であった。

［ポリマーＤ］
アクリル酸ブチル９５部、アクリル酸５部をトルエン中で溶液重合法により共重合し、ポリマーを得た。このポリマー１００部に対してメラミン系架橋剤（大日本インキ化学工業社製，ＳＪ−８２０−６０Ｎ）５部を添加し、ポリマーＤとした。なお、中間層形成後のポリマーＤの弾性率は２０００ｋＰａ、ゲル分は６５％であった。

［ポリマーＥ］
アクリル酸ブチル８０部、アクリル酸エチル２０部およびアクリル酸５部をトルエン中で溶液重合法により共重合し、ポリマーを得た。このポリマー１００部に対してエポキシ系架橋剤（三菱瓦斯化学社製，テトラッドＣ）０．０２部を添加し、ポリマーＥとした。なお、中間層形成後のポリマーＥの弾性率は５ｋＰａ、ゲル分は２５％であった。

［ポリマーＦ］
アクリル酸２−エチルヘキシル７５部、アクリルアミド２０部およびアクリル酸５部をトルエン中で溶液重合法により共重合し、ポリマーを得た。このポリマー１００部に対してエポキシ系架橋剤（三菱瓦斯化学社製，テトラッドＣ）０．０５部を添加し、ポリマーＦとした。なお、中間層形成後のポリマーＦの弾性率は５００ｋＰａ、ゲル分は１％であった。

実施例１
基材層（３）として厚さ１４０μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合物（ＥＶＡ）フィルムを用い、その上にポリマーＡを厚さ１００μｍで設け、中間層（１）を形成した。さらに中間層の上にＵＶ硬化型粘着剤を厚さ５μｍとなるよう設け、粘着剤層（２）を形成した。このシートを高さ８０μｍのバンプ付きウエハに貼り付け、研削、剥離を行った。その結果「水浸入」、「ウエハ割れ」および「ウエハ汚染」なく作業できた。

実施例２
基材層（３）として厚さ２００μｍのポリエチレン（ＰＥ）フィルムを用い、その上にポリマーＢを厚さ１４０μｍで設け、中間層（１）を形成した。さらに中間層（１）の上にＵＶ硬化型粘着剤を厚さ２０μｍとなるよう設け、粘着剤層（２）を形成した。このシートを高さ１５０μｍのバンプ付きウエハに貼り付け、研削、剥離を行った。その結果「水浸入」、「ウエハ割れ」および「ウエハ汚染」なく作業できた。

実施例３
基材層（３）として厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、その上にポリマーＣを厚さ２００μｍで設け、中間層（１）を形成した。さらに中間層の上にＵＶ硬化型粘着剤を厚さ４０μｍとなるよう設け、粘着剤層（２）を形成した。このシートを高さ２５０μｍのバンプ付きウエハに貼り付け、研削、剥離を行った。その結果「水浸入」、「ウエハ割れ」および「ウエハ汚染」なく作業できた。

比較例１
基材層（３）として厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、その上にポリマーＤを厚さ１００μｍで設け、中間層（１）を形成した。さらに中間層の上に感圧粘着剤を厚さ２０μｍとなるよう設け、粘着剤層（２）を形成した。このシートを高さ８０μｍのバンプ付きウエハに貼り付け、研削、剥離を行った。その結果、中間層の弾性率が高く固すぎたため、バンプを埋めることができず「水浸入」が発生した。また「ウエハ割れ」も発生した。「ウエハ汚染」は発生しなかった。

比較例２
基材層（３）として厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、その上にポリマーＥを厚さ２００μｍで設け、中間層（１）を形成した。さらに中間層（１）の上にＵＶ硬化型粘着剤を厚さ４０μｍとなるよう設け、粘着剤層（２）を形成した。このシートを高さ１５０μｍのバンプ付きウエハに貼り付け、研削、剥離を行った。その結果、中間層のゲル分率が低く、研削中のウエハ保持性が劣るため、研削時に「ウエハ割れ」が生じた。また剥離が困難となり、「ウエハ汚染」を生じた。

比較例３
基材層（３）として厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、その上にポリマーＦを厚さ２００μｍで設け、中間層（１）を形成した。さらに中間層（１）の上にＵＶ硬化型粘着剤を厚さ４０μｍとなるよう設け、粘着剤層（２）を形成した。このシートを高さ１５０μｍのバンプ付きウエハに貼り付け、研削、剥離を行った。その結果、「水浸入」、「ウエハ割れ」および「ウエハ汚染」なく作業できた。その結果「水浸入」、「ウエハ割れ」は発生しなかったが、研削時の圧力により、粘着剤残渣が残り「ウエハ汚染」が発生した。

本発明の半導体ウエハ保持保護用粘着シートの断面図の一例である。 本発明の半導体ウエハ保持保護用粘着シートをテープ状に巻回した場合の断面図の一例である。 本発明の半導体ウエハ保持保護用粘着シートをテープ状に巻回した場合の断面図の他の一例である。

符号の説明

１ 中間層
２ 粘着剤層
３ 基材層
４ 剥離フィルム層
５ 剥離処理層

Claims (8)

1. 半導体ウエハ加工時において、半導体ウエハ表面に貼り付けて半導体ウエハを保持保護するための粘着シートであって、
   基材層（３）の片面に、２５℃における弾性率が１０〜１０００ｋＰａでありかつゲル分が２６〜４５％の中間層（１）が設けられ、該中間層（１）の表面に粘着剤層（２）が形成されていることを特徴とする半導体ウエハ保持保護用粘着シート。
2. 中間層（１）の厚さｔ₁ が２０〜５００μｍであり、粘着剤層（２）の厚さｔ₂ が１〜１００μｍであって、その比が、ｔ₂ ／ｔ₁ ＝０．０１〜０．５であることを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。
3. 中間層（１）が、アクリル系ポリマーを構成材料として含有することを特徴とする請求項１または２記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。
4. 中間層（１）が、さらに放射線硬化型オリゴマーを含有することを特徴とする請求項３記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。
5. 粘着剤層（２）が、アクリル系ポリマーを構成材料として含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。
6. 粘着剤層（２）が、分子内に炭素−炭素二重結合を有する放射線硬化型のアクリル系ポリマーを含有する放射線硬化型粘着剤層であることを特徴とする請求項５記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。
7. 放射線硬化型粘着剤層（２）は、放射線硬化前において、２５℃における弾性率が１０〜５００ｋＰａでありかつゲル分が１８〜３０％であることを特徴とする請求項６記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シート。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の半導体ウエハ保持保護用粘着シートの粘着剤層（２）を、回路パターンが組み込まれた側の半導体ウエハの表面に貼り合わせた状態で、半導体ウエハの裏面を研削加工することを特徴とする半導体ウエハの裏面研削方法。
   
   
   

Images