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JP2017082094A - 半導体加工用両面粘着テープ - Google Patents

半導体加工用両面粘着テープ Download PDF

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JP2017082094A
JP2017082094A JP2015212136A JP2015212136A JP2017082094A JP 2017082094 A JP2017082094 A JP 2017082094A JP 2015212136 A JP2015212136 A JP 2015212136A JP 2015212136 A JP2015212136 A JP 2015212136A JP 2017082094 A JP2017082094 A JP 2017082094A
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啓太 富士原
Keita Fujiwara
啓太 富士原
洸造 上田
Kozo Ueda
洸造 上田
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられる半導体加工用両面粘着テープであって、刺激を与えることにより容易かつ確実に半導体加工用両面粘着テープと支持板との間で剥離できる半導体加工用両面粘着テープを提供する。【解決手段】ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられる半導体加工用両面粘着テープであって、基材と前記基材の両面に形成された粘着剤層とからなり、支持板と接着する側の粘着剤層が、刺激により気体を発生する気体発生剤を含有するものであり、かつ、該支持板と接着する側の粘着剤層に接する側の前記基材にドット状の離型処理が施されており、前記離型処理を施したドットの直径が0.5〜3mmであり、かつ、前記支持板と接着する側の粘着剤層は、周波数10Hzで測定した23℃における剪断貯蔵弾性率が1.0×103〜1.0×109Pa・sである半導体加工用両面粘着テープ。【選択図】 なし

Description

本発明は、ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられる半導体加工用両面粘着テープであって、刺激を与えることにより容易かつ確実に半導体加工用両面粘着テープと支持板との間で剥離できる半導体加工用両面粘着テープに関する。
半導体チップの製造工程においては、ウエハの加工時に取扱いを容易にし、破損したりしないようにするためにウエハを支持板に固定することが行われている。例えば、高純度なシリコン単結晶等から切り出した厚膜ウエハを所定の厚さにまで研削して薄膜ウエハとする場合に、接着剤組成物を介して厚膜ウエハを支持板に接着することが行われる。
ウエハを支持板に接着する接着剤組成物には、加工工程中にウエハを強固に固定できるだけの高い接着性とともに、工程終了後にはウエハを損傷することなく剥離できることが求められる(以下、「高接着易剥離」ともいう。)。
高接着易剥離を実現した接着剤組成物として特許文献1には、アゾ化合物等の刺激により気体を発生する気体発生剤を含有する接着層を有する両面接着テープを用いたウエハの処理方法が記載されている。特許文献1に記載されたウエハの処理方法では、まず、両面接着テープを介してウエハを支持板に固定する。その状態で研削工程等を行った後に刺激を与えると、気体発生剤から発生した気体がテープの表面とウエハとの界面に放出され、その圧力によって少なくとも一部が剥離される。特許文献1の両面接着テープを用いれば、ウエハを損傷することなく、かつ、糊残りもすることなく剥離できる。
また、特許文献2には、支持板と接着する側の粘着剤層が刺激により気体を発生する気体発生剤を含有するものであり、かつ、該支持板と接着する側の粘着剤層に接する側の基材にドット状の離型処理が施されており、該離型処理を施したドットの直径xと1cmあたりのドットの個数yとが一定の関係を満たす、半導体加工用両面粘着テープが開示されている。特許文献2に記載された半導体加工用両面粘着テープを用いれば、刺激を与えて気体発生剤から気体を発生させることにより剥離を行うことができるとともに、基材と粘着剤層との間に空気溜まりが形成され、この空気溜まりの存在によって粘着剤層の表面が波打った形状に変化することにより、いったん剥離した支持板が、支持板自体の自重によって再び粘着剤層と密着して剥離できなくなる(以下、これを「再密着」ともいう)のを防止することができる。
特開2003−231872号公報 国際公開第2009/075196号公報
近年、半導体チップについては、高性能化、高集積化が図られており、コスト競争もますます熾烈になってきている。半導体チップの製造工程についても、より高効率で、かつ、より高歩留りであることが求められている。特許文献2に記載された半導体加工用両面粘着テープは、極めて画期的であり、半導体チップの製造方法を高効率化できるものであるが、より高効率で、かつ、より高歩留りで半導体チップを製造できる半導体加工用両面粘着テープが求められるようになってきている。
本発明は、上記現状に鑑み、ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられる半導体加工用両面粘着テープであって、刺激を与えることにより容易かつ確実に半導体加工用両面粘着テープと支持板との間で剥離できる半導体加工用両面粘着テープを提供することを目的とする。
本発明は、ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられる半導体加工用両面粘着テープであって、基材と前記基材の両面に形成された粘着剤層とからなり、支持板と接着する側の粘着剤層が、刺激により気体を発生する気体発生剤を含有するものであり、かつ、該支持板と接着する側の粘着剤層に接する側の前記基材にドット状の離型処理が施されており、前記離型処理を施したドットの直径が0.5〜3mmであり、かつ、前記支持板と接着する側の粘着剤層は、周波数10Hzで測定した23℃における剪断貯蔵弾性率が1.0×10〜1.0×10Pa・sである半導体加工用両面粘着テープである。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、特許文献2に記載された半導体加工用両面粘着テープをもとに、より容易かつ確実に半導体加工用両面粘着テープと支持板との間で剥離できる条件について検討した。その結果、刺激を与えたときに基材と粘着剤層との間に形成される空気溜まりにより変形する粘着剤層の表面の波形状が「尖っている」場合に、より確実に剥離ができることを見出した。そして、更に鋭意検討の結果、離型処理を施したドットの直径を一定の範囲内とし、かつ、粘着剤層の23℃における剪断貯蔵弾性率を一定の範囲内とすることにより、「尖った波形状」を実現して、より容易かつ確実に半導体加工用両面粘着テープと支持板との間で剥離できることを見出し、本発明を完成した。
本発明の半導体加工用両面粘着テープ(以下、単に「両面粘着テープ」ともいう。)は、基材と該基材の両面に形成された粘着剤層とからなる。
上記基材は特に限定されないが、光を透過又は通過するものであることが好ましく、例えば、アクリル、オレフィン、ポリカーボネート、塩化ビニル、ABS、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロン、ウレタン、ポリイミド等の透明な樹脂からなるシート、網目状の構造を有するシート、孔が開けられたシート等が挙げられる。
上記基材は、コロナ処理等の粘着剤層との接着性を向上させるための処理が施されていてもよい。
上記基材の支持板と接着する側の粘着剤層に接する側の面にはドット状の離型処理が施されている。
本明細書において離型処理とは、周囲に対して粘着力又は接着力の低い領域を形成する処理をすべて含む。
また、ドット状とは、離型処理部のドット(点)が基材の略全面に規則的に又はランダムに分布していることを意味する。
図3(a)(b)にドット状の離型処理の例を表す模式図を示したが、本発明はこれらの例にのみ限定されるものではない。
ドット(点)の形状は特に限定されず、例えば円形をはじめ、三角形状、四角形状、星型形状等どのような形状であってもよい。
上記ドット(点)の直径の下限は0.5mm、上限は3mmである。ドット(点)の直径をこの範囲内とし、粘着剤層の23℃における剪断貯蔵弾性率を調整することにより、刺激を与えたときに基材と粘着剤層との間の空気溜まりにより、粘着剤層の表面に「尖った波形状」を形成させることができ、より確実に両面粘着テープと支持板との間で剥離させることができる。上記ドット(点)の直径が0.5mm未満であると、粘着剤層の変形が不充分となり、充分な剥離力が得られないことがある。上記ドット(点)が3mmを超えると、粘着剤層の変形が「尖った波形状」とはならずに、充分な剥離力が得られないことがある。ドット(点)の直径の好ましい上限は2.0mmである。
上記ドット(点)の密度は特に限定されないが、例えば、ドット(点)の直径が0.5mmの場合、1cmあたりのドット(点)の個数の好ましい下限は1個、好ましい上限は12個であり、ドット(点)の直径が3mmの場合、1cmあたりのドット(点)の個数の好ましい下限は1個、好ましい上限は1個である。上記ドット(点)の密度がこの範囲内であると、刺激を与えたときに確実に粘着剤層が波打った形状となり、再密着を防止することができる。
上記ドット状の離型処理を施す方法は特に限定されないが、離型剤をグラビア印刷等の印刷方法により処理する方法が簡便であり好ましい。
上記離型剤は特に限定されず、例えば、シリコン系、長鎖アルキル系、フッ素系の離型剤等を用いることができる。
上記長鎖アルキル系離型剤は、例えば、一方社油脂工業社製のピーロイル1050、ピーロイル406等が挙げられる。
上記シリコン系離型剤は、例えば、信越化学工業社製のKM722T、KF412SP等が挙げられる。
上記フッ素系離型剤は、例えば、スリーエム社製のEGC−1720、日進化成社製のダイフリー等が挙げられる。
また、離型剤を用いる方法以外にも、PET基材等にコロナ処理等の接着性向上処理を施す際に、ドット状にマスクしたうえでコロナ処理を行う方法等が挙げられる。
上記粘着剤層のうち支持板と接着する側の粘着剤層(以下、「支持板側粘着剤層」ともいう)は、周波数10Hzで測定した23℃における剪断貯蔵弾性率の下限が1.0×10Pa・s、上限が1.0×10Pa・sである。上記支持板側粘着剤層の剪断貯蔵弾性率をこの範囲内とし、上記ドット(点)の直径を調整することにより、刺激を与えたときに基材と粘着剤層との間の空気溜まりにより、粘着剤層の表面に「尖った波形状」を形成させることができ、より確実に両面粘着テープと支持板との間で剥離させることができる。上記剪断貯蔵弾性率が1.0×10Pa・s未満であると、気体発生剤から発生した気体による体積変化が粘着剤層の反対側に伝わらず、充分な剥離力が得られないことがある。上記剪断貯蔵弾性率が1.0×10Pa・sを超えると、粘着剤層の変形が起こらずに、充分な剥離力が得られないことがある。上記剪断貯蔵弾性率の好ましい下限は、1.0×10Pa・s、上限は1.0×10Pa・sである。
なお、本明細書において、剪断貯蔵弾性率とは、動的粘弾性スペクトル測定装置(例えば、IT計測制御社製、品番:DVA200)により、周波数10Hz、昇温速度6℃/分で−50℃〜+150℃の範囲で測定し、23℃おいて求めた値である。
上記支持板側粘着剤層を構成する粘着剤は、上記剪断貯蔵弾性率を満たすものであれば特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
特にスパッタリング、リフロー等の高温工程を含む加工に供するときに支持板を貼り合わせてこれを保護する用途に用いる場合には、特に高い耐熱性が要求される。このような耐熱性に優れた支持板側粘着剤層は、例えば、酸価が25mgKOH/g以下、かつ、水酸基価が25mgKOH/g以下である(メタ)アクリル系樹脂と、TG−DTA測定にて150℃で1時間保持した際の重量減少が5%以下の気体発生剤とを含有するものが好適である。
以下に、このような耐熱性に優れた支持板側粘着剤層について詳しく説明する。
上記支持板側粘着剤層に用いる(メタ)アクリル系樹脂は、酸価が25mgKOH/g以下であることが好ましい。酸価が25mgKOH/gを超えると、加熱によって粘着剤層の粘着力が昂進するため、気体を発生させても充分に接着力を低減させることができないことがある。
なお、本明細書において、酸価とは、JIS K 6751に準拠した方法により測定することができる値であって、上記(メタ)アクリル系樹脂1g中に含有される酸を中和するのに必要なKOHの重量を意味する。
上記支持板側粘着剤層に用いる(メタ)アクリル系樹脂は、水酸基価が25mgKOH/g以下であることが好ましい。水酸基価が25mgKOH/gを超えると、加熱によって粘着剤層の粘着力が昂進するため、気体を発生させても充分に接着力を低減させることができないことがある。
なお、本明細書において、水酸基価とは、JIS K 0070に準拠した方法により測定することができる値であって、上記(メタ)アクリル系樹脂1g中に含有される水酸基量に相当するKOHの重量を意味する。
上記支持板側粘着剤層に用いる(メタ)アクリル系樹脂は、上記所定の酸価及び水酸基価を有するものであれば特に限定されず、例えば、常温で粘着性を有するポリマーとして、一般の(メタ)アクリル系ポリマーの場合と同様に、主モノマーとしてアルキル基の炭素数が通常2〜18の範囲にあるアクリル酸アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステルと、官能基含有モノマーと、更に必要に応じてこれらと共重合可能な他の改質用モノマーとを、常法により共重合させることにより得られる官能基含有(メタ)アクリル系ポリマー等が挙げられる。なかでも、アルキル基の炭素数が6以上の官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーが好ましい。上記官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は通常20万〜200万程度である。
上記支持板側粘着剤層を構成する粘着剤は、光照射により架橋、硬化する光硬化型粘着剤成分を含有する光硬化型粘着剤や、加熱により架橋、硬化する熱硬化型粘着剤成分を含有する熱硬化型粘着剤等の硬化型粘着剤も好適である。
上記支持板側粘着剤層を構成する粘着剤として硬化型粘着剤を用いる場合には、未硬化の状態で半導体用ウエハと支持板との貼合わせ時には高い粘着性を発揮させることができる一方、剥離前に硬化型粘着剤を硬化させて剪断貯蔵弾性率を上記範囲内とすることにより、確実に剥離を行うことができる。
即ち、上記支持板側粘着剤層を構成する粘着剤として硬化型粘着剤を用いる場合には、硬化後において剪断貯蔵弾性率が上記範囲内であればよい。
上記光硬化型粘着剤としては、例えば、重合性ポリマーを主成分として、光重合開始剤を含有する光硬化型粘着剤が挙げられる。
上記熱硬化型粘着剤としては、例えば、重合性ポリマーを主成分として、熱重合開始剤を含有する熱硬化型粘着剤が挙げられる。
上記重合性ポリマーは、例えば、分子内に官能基を持った(メタ)アクリル系ポリマー(以下、官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーという)をあらかじめ合成し、分子内に上記の官能基と反応する官能基とラジカル重合性の不飽和結合とを有する化合物(以下、官能基含有不飽和化合物という)と反応させることにより得ることができる。
上記官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーは、常温で粘着性を有するポリマーとして、一般の(メタ)アクリル系ポリマーの場合と同様に、アルキル基の炭素数が通常2〜18の範囲にあるアクリル酸アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステルを主モノマーとし、これと官能基含有モノマーと、更に必要に応じてこれらと共重合可能な他の改質用モノマーとを常法により共重合させることにより得られるものである。上記官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は通常20万〜200万程度である。
上記官能基含有モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基含有モノマー;アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル等のヒドロキシル基含有モノマー;アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有モノマー;アクリル酸イソシアネートエチル、メタクリル酸イソシアネートエチル等のイソシアネート基含有モノマー;アクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノエチル等のアミノ基含有モノマー等が挙げられる。
上記共重合可能な他の改質用モノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン等の一般の(メタ)アクリル系ポリマーに用いられている各種のモノマーが挙げられる。
上記官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーに反応させる官能基含有不飽和化合物としては、上記官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーの官能基に応じて上述した官能基含有モノマーと同様のものを使用できる。例えば、上記官能基含有(メタ)アクリル系ポリマーの官能基がカルボキシル基の場合はエポキシ基含有モノマーやイソシアネート基含有モノマーが用いられ、同官能基がヒドロキシル基の場合はイソシアネート基含有モノマーが用いられ、同官能基がエポキシ基の場合はカルボキシル基含有モノマーやアクリルアミド等のアミド基含有モノマーが用いられ、同官能基がアミノ基の場合はエポキシ基含有モノマーが用いられる。
上記光重合開始剤は、例えば、250〜800nmの波長の光を照射することにより活性化されるものが挙げられ、このような光重合開始剤としては、例えば、メトキシアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体化合物;ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等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、アセトフェノンジエチルケタール等のケタール誘導体化合物;フォスフィンオキシド誘導体化合物;ビス(η5−シクロペンタジエニル)チタノセン誘導体化合物、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、クロロチオキサントン、ト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、α−ヒドロキシシクロヘ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等の光ラジカル重合開始剤が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱重合開始剤は、熱により分解し、重合を開始する活性ラジカルを発生するものが挙げられ、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等が挙げられる。これら熱重合開始剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記光硬化型粘着剤又は熱硬化型粘着剤は、更に、ラジカル重合性の多官能オリゴマー又はモノマーを含有することが好ましい。ラジカル重合性の多官能オリゴマー又はモノマーを含有することにより、光硬化性又は熱硬化性が向上する。
上記多官能オリゴマー又はモノマーは、分子量が1万以下であるものが好ましく、より好ましくは加熱又は光の照射による粘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5000以下でかつ分子内のラジカル重合性の不飽和結合の数が2〜20個のものである。
上記多官能オリゴマー又はモノマーは、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ヘキサアクリレート又は上記同様のメタクリレート類等が挙げられる。その他、1,4−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコール#700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、上記同様のメタクリレート類等が挙げられる。これらの多官能オリゴマー又はモノマーは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記支持板側粘着剤層を構成する粘着剤は、気体発生剤を含有する。
上記気体発生剤は特に限定されず、例えば、アゾ化合物、アジド化合物等の従来公知の気体発生剤を用いることができる。
また、本発明の半導体加工用両面粘着テープを用いて半導体用ウエハを支持板に固定した状態で高温工程を行う場合、上記気体発生剤は、TG−DTA(熱重量−示差熱分析)測定にて150℃で1時間保持したときの重量減少量が5%以下であることが好ましい。5%を超えると、加熱時に気体発生剤が消費され気体が発生してしまうため、所望の時期に気体を発生させることが困難となることがある。
なお、本明細書において、TG−DTA測定にて150℃で1時間保持したときの重量減少量が5%以下とは、気体発生剤単体を10℃/minの昇温速度で35℃から150℃まで加温し、150℃に達した時点から1時間経過時点までの間の重量減少量が5%以下であることをいう。
上記気体発生剤としては、具体的には例えば、3−アジドメチル−3−メチルオキセタン、テレフタルアジド、p−tert−ブチルベンズアジドや、3−アジドメチル−3−メチルオキセタンを開環重合することにより得られるグリシジルアジドポリマー(GAP)等のアジド基を有するポリマー等や、ケトプロフェンや2−キサントン酢酸等のカルボン酸化合物又はその塩や、1H−テトラゾール、5,5’−ビステトラゾールジアンモニウム塩、5,5’−ビステトラゾールアミンモノアンモニウム塩、5,5’−ビステトラゾールピペラジン塩等のテトラゾール化合物又はその塩等が挙げられる。これらの気体発生剤は、主に波長400nm以下の紫外線領域の光を照射することにより窒素ガスを発生する。
上記気体発生剤の含有量は特に限定されないが、上記(メタ)アクリル系樹脂100重量部に対する好ましい下限が1重量部、好ましい上限は100重量部である。上記気体発生剤の含有量がこの範囲内であると、充分な粘着性と気体発生性とを両立することができる。より好ましい下限は3重量部、より好ましい上限は50重量部である。
上記支持板側粘着剤層には、以上の成分のほか、粘着剤としての凝集力の調節を図る目的で、所望によりイソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物等の一般の粘着剤に配合される各種の多官能性化合物を適宜配合してもよい。また、帯電防止剤、可塑剤、樹脂、界面活性剤、ワックス、微粒子充填剤等の公知の添加剤を加えることもできる。
また、樹脂の安定性を高めるために熱安定剤、酸化防止剤を配合させてもよい。このような添加剤は、例えばフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、有機スズ系安定剤、鉛系安定剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記支持板側粘着剤層には、更に、上記気体発生剤への光による刺激を増幅させる目的により光増感剤を配合してもよい。かかる光増感剤を配合することによってより少ない光の照射により気体を放出させることができる。また、光増感剤を配合することによってより広い波長領域の光により気体を放出させることができるので、被着体がポリアミド等の気体発生剤から気体を発生させる波長の光を透過しないものであっても、被着体越しに光を照射して気体を発生させることができ被着体の選択の幅が広がる。
上記光増感剤は特に限定されないが、例えば、チオキサントン増感剤等が好適である。
本発明の両面粘着テープの粘着剤層のうちウエハと接着させる側の粘着剤層(以下、「ウエハ側粘着剤層」ともいう)は特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。なかでも、刺激によって硬化する粘着剤を用いる場合には、刺激を与える前には柔軟でウエハの表面に形成された回路の凹凸への追従性に優れる一方、光等の刺激を与えることにより硬化して粘着力が低減して、支持板が剥離した後には、めくるようにして容易にウエハから剥離することができることから好適である。
上記ウエハ側粘着剤層に用いる刺激によって硬化する粘着剤は、例えば、上記光硬化型粘着剤や熱硬化型粘着剤等が挙げられる。
本発明の両面粘着テープを製造する方法としては特に限定されず、例えば、基材上に、上記粘着剤等をドクターナイフやスピンコーター等を用いて塗工する等の従来公知の方法を用いることができる。
本発明の両面粘着テープは、ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられるものである。剥離時には、刺激を与えることにより支持板側粘着剤層中に含まれる気体発生剤から気体が発生し、該気体の圧力により両面粘着テープと支持板との間で剥離する。このとき両面粘着テープの基材と支持板側粘着剤層との間に空気溜まりが生じて支持板側粘着剤層全体が波打った形状に変形することにより、支持板の再密着を確実に防止することができる。このように、まず両面粘着テープと支持板との間で剥離した後、残った柔軟な両面粘着テープをめくるようにしてウエハから剥離できることから、ほとんどウエハを損傷することがない。
図1は、従来の支持板と接着する側に気体発生剤を含有させた粘着剤層を有する両面粘着テープを用いて接着した支持板と半導体ウエハに、刺激(光)を与えた場合の模式図である。図1(a)において、半導体ウエハ1と支持板2とは両面粘着テープ3を介して接着されている。ここで両面粘着テープ3は、基材31の両面に粘着剤層32と粘着剤層33とが形成されているものであり、支持板と接着する側の粘着剤層32は光照射により気体を発生する気体発生剤を含有している。このような積層体に光を照射すると、粘着剤層32に含有される気体発生剤から気体が発生する。発生した気体は粘着剤層32の外に出ようとするが、通常は基材−粘着剤層間の接着力の方が基材−支持板間の接着力よりも高いことから、ほとんどの気体は基材−支持板間の接着界面に放出される。この放出された気体の圧力により基材−支持板間の接着界面の少なくとも一部が剥がされて、支持板が剥離される(図1(b))。ところが、いったん剥離したとしても、支持板自体の自重によって再び粘着剤層と密着(再密着)してしまい剥離できなくなる(図1(c))。
図2は、本発明の両面粘着テープを用いて接着した支持板と半導体ウエハに、刺激(光)を与えた場合の模式図である。図2(a)において、半導体ウエハ1と支持板2とは両面粘着テープ4を介して接着されている。ここで両面粘着テープ4は、基材41の両面に粘着剤層42と粘着剤層43とが形成されているものであり、支持板と接着する側の粘着剤層42は光照射により気体を発生する気体発生剤を含有している。そして、粘着剤層42と接する側の基材41にドット状に離型処理が施されている(離型処理部411)。
このような積層体に光を照射すると、粘着剤層42に含有される気体発生剤から気体が発生する。発生した気体は粘着剤層42の外に出ようとし、従来の場合と同様に基材−支持板間の接着界面に気体が放出され、放出された気体の圧力により基材−支持板間の接着界面の少なくとも一部が剥がされて支持板が剥離される。一方、基材41−粘着剤層42間には離型処理部411が設けられており、この部分はその周りに比べて接着力が劣る。そのため、粘着剤層42から発生した気体は、剥離処理部411にも放出される。その結果、基材41−粘着剤層間42の界面には離型処理部411に該当する部位に空気溜まり5が形成され、この空気溜まり5の存在によって粘着剤層42が波打った形状に変化する(図2(b))。本発明の両面粘着テープでは、離型処理を施したドットの直径を一定の範囲内とし、かつ、粘着剤層の23℃における剪断貯蔵弾性率を一定の範囲内とすることにより、変形後の粘着剤層の表面の波形状が「尖っている」ことにより、より確実に両面粘着テープと支持板との間で剥離でき、いったん剥離した支持板が自重によって再び粘着剤層と密着しようとしても再密着することもない(図2(c))。
本発明によれば、ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられる半導体加工用両面粘着テープであって、刺激を与えることにより容易かつ確実に半導体加工用両面粘着テープと支持板との間で剥離できる半導体加工用両面粘着テープを提供することができる。
従来の両面粘着テープを用いて接着した支持板と半導体ウエハに刺激を与えた場合の剥離状況を説明する模式図である。 本発明の両面粘着テープを用いて接着した支持板と半導体ウエハに刺激を与えた場合の剥離状況を説明する模式図である。 ドット状の離型処理の例を表す模式図である。
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
(実施例1)
(1)基材の調製
両面にコロナ処理を施した厚さ50μmの透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの一方の面に、全面に易接着処理した後、グラビア方式で図3で黒として示したドットの模様同様、長鎖アルキル系離型剤ピーロイル1050を印刷した。これにより一方の面の全体に、離型剤が処理された直径0.5mmの円形のドットが10個/cmの密度で均一に設けられた基材を得た。
(2)支持板側粘着剤組成物の調製
アクリル系共重合体(SKダイン 1495、綜研化学社製)を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、可塑剤(UN−5500、根上工業社製)20重量部、気体発生剤としてグリシジルアジドポリマー(GAP5003、日本油脂社製)5重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(コロネートL45、日本ポリウレタン社製)0.1重量部を加え、支持板側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を調整した。
(3)ウエハ側粘着剤組成物の調製
下記の化合物を酢酸エチルに溶解させ、紫外線を照射して重合を行い、重量平均分子量70万のアクリル共重合体からなる光硬化性粘着剤の酢酸エチル溶液を得た。
・2エチルヘキシルアクリレート 83重量部
・ブチルアクリレート 10重量部
・アクリル酸 2重量部
・2−ヒドロキシエチルアクリレート 5重量部
・光重合開始剤 0.2重量部
(イルガキュア651、50%酢酸エチル溶液)
・ラウリルメルカプタン 0.01重量部
得られた光硬化性粘着剤の酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、2−イソシアナトエチルメタクリレート3.5重量部を加えて反応させ、更に、反応後の酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、光重合開始剤(イルガキュア651)5重量部、ポリイソシアネート1.0重量部を混合しウエハ側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を調製した。
(4)両面粘着テープの作製
支持板側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、得られた基材の離型剤処理が施された側の面上に乾燥皮膜の厚さが約30μmとなるようにドクターナイフで塗工し、110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後の粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。乾燥後の支持板側粘着剤層の表面に離型処理が施されたPETフィルムをラミネートした。
次に、ウエハ側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、表面に離型処理が施されたPETフィルムの上に乾燥皮膜の厚さが約40μmとなるようにドクターナイフで塗工し110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後のウエハ側粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。
次いで、支持板側粘着剤層を設けた基材の支持板側粘着剤層のないコロナ処理を施した面と、ウエハ側粘着剤層を設けた離型処理が施されたPETフィルムのウエハ側粘着剤層の面とを貼り合わせた。その後、40℃、3日間静置して養生を行った。これにより両面に粘着剤層が設けられ、その表面が離型処理が施されたPETフィルムで保護された両面粘着テープを得た。
得られた両面粘着テープの支持板側粘着剤層について、動的粘弾性スペクトル測定装置(IT計測制御社製、品番:DVA200)により、周波数10Hz、昇温速度6℃/分で−50℃〜+150℃の範囲で測定し、23℃における剪断貯蔵弾性率を求めたところ、1.1×10Paであった。
(実施例2)
基材上のドットの直径を3mm、密度を3個/cmとした以外は、実施例1と同様にして両面粘着テープを得た。
(実施例3)
(1)基材の調製
両面にコロナ処理を施した厚さ50μmの透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの一方の面に、全面に易接着処理した後、グラビア方式を用いて、図3で黒として示したドットの模様同様、長鎖アルキル系離型剤ピーロイル1050を印刷した。これにより一方の面の全体に、離型剤が処理された直径0.5mmの円形のドットが10個/cmの密度で均一に設けられた基材を得た。
(2)支持板側粘着剤組成物の調製
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応器を用意し、この反応器内に、2−エチルヘキシルアクリレート51重量部、イソボロニルアクリレート38量部、ヒドロキシエチルアクリレート19重量部、メタクリル酸1重量部、ラウリルメルカプタン0.01重量部と、酢酸エチル180重量部を加えた後、反応器を加熱して還流を開始した。続いて、上記反応器内に、重合開始剤として1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.01重量部を添加し、還流下で重合を開始させた。次に、重合開始から1時間後及び2時間後にも、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを0.01重量部ずつ添加し、更に、重合開始から4時間後にt−ヘキシルパーオキシピバレートを0.05重量部添加して重合反応を継続させた。そして、重合開始から8時間後に、固形分40重量%、重量平均分子量30万のアクリル共重合体を得た。得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、2−イソシアナトエチルメタクリレート9重量部を加えて反応させた。
得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、光重合開始剤(IRGACURE 369、BASF JAPAN社製)1重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(コロネートL45、日本ポリウレタン社製)0.5重量部、シリコーン化合物(EBECRYL350、ダイセル・オルネクス社製)5重量部、ヒュームドシリカ(レオロシールMT−10、トクヤマ社製)35重量部、気体発生剤として5,5−ビステトラゾールピペラジン塩(東洋紡社製)3重量部を加え、支持板側粘着剤組成物(光硬化性粘着剤組成物)の酢酸エチル溶液を調整した。
(3)両面粘着テープの作製
支持板側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、得られた基材の離型剤処理が施された側の面上に乾燥皮膜の厚さが約30μmとなるようにドクターナイフで塗工し、110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後の粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。乾燥後の支持板側粘着剤層の表面に離型処理が施されたPETフィルムをラミネートした。
次に、実施例1と同様の方法により調製したウエハ側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、表面に離型処理が施されたPETフィルムの上に乾燥皮膜の厚さが約40μmとなるようにドクターナイフで塗工し110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後のウエハ側粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。
次いで、支持板側粘着剤層を設けた基材の支持板側粘着剤層のないコロナ処理を施した面と、ウエハ側粘着剤層を設けた離型処理が施されたPETフィルムのウエハ側粘着剤層の面とを貼り合わせた。その後、40℃、3日間静置して養生を行った。これにより両面に粘着剤層が設けられ、その表面が離型処理が施されたPETフィルムで保護された両面粘着テープを得た。
得られた両面粘着テープの支持板側粘着剤層について、波長405nmの紫外線を支持板側粘着剤層表面への照射強度が100mW/cmとなるよう照度を調節して30秒間照射して硬化させた後、23℃における剪断貯蔵弾性率を求めたところ、9.8×10Paであった。
(実施例4)
基材上のドットの直径を3mm、密度を3個/cmとした以外は、実施例3と同様にして両面粘着テープを得た。
(比較例1)
(1)基材の調製
両面にコロナ処理を施した厚さ50μmの透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの一方の面に、全面に易接着処理した後、グラビア方式で図3で黒として示したドットの模様同様、長鎖アルキル系離型剤ピーロイル1050を印刷した。これにより一方の面の全体に、離型剤が処理された直径1mmの円形のドットが10個/cmの密度で均一に設けられた基材を得た。
(2)支持板側粘着剤組成物の調製
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応器を用意し、この反応器内に、2−エチルヘキシルアクリレート88重量部、ヒドロキシエチルアクリレート19重量部、メタクリル酸1重量部、ラウリルメルカプタン0.01重量部と、酢酸エチル180重量部を加えた後、反応器を加熱して還流を開始した。続いて、上記反応器内に、重合開始剤として1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.01重量部を添加し、還流下で重合を開始させた。次に、重合開始から1時間後及び2時間後にも、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを0.01重量部ずつ添加し、更に、重合開始から4時間後にt−ヘキシルパーオキシピバレートを0.05重量部添加して重合反応を継続させた。そして、重合開始から8時間後に、固形分36重量%、重量平均分子量60万のアクリル共重合体を得た。得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、2−イソシアナトエチルメタクリレート4重量部を加えて反応させた。
得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、ポリイソシアネート系架橋剤(コロネートL45、日本ポリウレタン社製)0.01重量部、シリコーン化合物(EBECRYL350、ダイセル・オルネクス社製)2重量部、可塑剤(UN−5500、根上工業社製)20重量部、ヒュームドシリカ(レオロシールMT−10、トクヤマ社製)12重量部、気体発生剤として5,5−ビステトラゾールピペラジン塩(東洋紡社製)3重量部を加え、支持板側粘着剤組成物(光硬化性粘着剤組成物)の酢酸エチル溶液を調整した。
(3)両面粘着テープの作製
支持板側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、得られた基材の離型剤処理が施された側の面上に乾燥皮膜の厚さが約30μmとなるようにドクターナイフで塗工し、110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後の粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。乾燥後の支持板側粘着剤層の表面に離型処理が施されたPETフィルムをラミネートした。
次に、実施例1と同様の方法により調製したウエハ側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、表面に離型処理が施されたPETフィルムの上に乾燥皮膜の厚さが約40μmとなるようにドクターナイフで塗工し110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後のウエハ側粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。
次いで、支持板側粘着剤層を設けた基材の支持板側粘着剤層のないコロナ処理を施した面と、ウエハ側粘着剤層を設けた離型処理が施されたPETフィルムのウエハ側粘着剤層の面とを貼り合わせた。その後、40℃、3日間静置して養生を行った。これにより両面に粘着剤層が設けられ、その表面が離型処理が施されたPETフィルムで保護された両面粘着テープを得た。
得られた両面粘着テープの支持板側粘着剤層について、波長405nmの紫外線を支持板側粘着剤層表面への照射強度が100mW/cmとなるよう照度を調節して30秒間照射して硬化させた後、23℃における剪断貯蔵弾性率を求めたところ、8.8×10Paであった。
(比較例2)
(1)基材の調製
両面にコロナ処理を施した厚さ50μmの透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの一方の面に、全面に易接着処理した後、グラビア方式で図3で黒として示したドットの模様同様、長鎖アルキル系離型剤ピーロイル1050を印刷した。これにより一方の面の全体に、離型剤が処理された直径2.5mmの円形のドットが4個/cmの密度で均一に設けられた基材を得た。
(2)支持板側粘着剤組成物の調製
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応器を用意し、この反応器内に、2−エチルヘキシルアクリレート51重量部、イソボロニルアクリレート38量部、ヒドロキシエチルアクリレート19重量部、メタクリル酸1重量部、ラウリルメルカプタン0.01重量部と、酢酸エチル180重量部を加えた後、反応器を加熱して還流を開始した。続いて、上記反応器内に、重合開始剤として1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.01重量部を添加し、還流下で重合を開始させた。次に、重合開始から1時間後及び2時間後にも、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを0.01重量部ずつ添加し、更に、重合開始から4時間後にt−ヘキシルパーオキシピバレートを0.05重量部添加して重合反応を継続させた。そして、重合開始から8時間後に、固形分40重量%、重量平均分子量30万のアクリル共重合体を得た。得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、2−イソシアナトエチルメタクリレート9重量部を加えて反応させた。
得られたアクリル共重合体を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、光重合開始剤(IRGACURE 369、BASF JAPAN社製)1重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(コロネートL45、日本ポリウレタン社製)0.5重量部、シリコーン化合物(EBECRYL350、ダイセル・オルネクス社製)5重量部、ヒュームドシリカ(レオロシールMT−10、トクヤマ社製)35重量部、多官能アクリル5重量部、気体発生剤として5,5−ビステトラゾールピペラジン塩(東洋紡社製)3重量部を加え、支持板側粘着剤組成物(光硬化性粘着剤組成物)の酢酸エチル溶液を調整した。
(3)両面粘着テープの作製
支持板側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、得られた基材の離型剤処理が施された側の面上に乾燥皮膜の厚さが約30μmとなるようにドクターナイフで塗工し、110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後の粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。乾燥後の支持板側粘着剤層の表面に離型処理が施されたPETフィルムをラミネートした。
次に、実施例1と同様の方法により調製したウエハ側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、表面に離型処理が施されたPETフィルムの上に乾燥皮膜の厚さが約40μmとなるようにドクターナイフで塗工し110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後のウエハ側粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。
次いで、支持板側粘着剤層を設けた基材の支持板側粘着剤層のないコロナ処理を施した面と、ウエハ側粘着剤層を設けた離型処理が施されたPETフィルムのウエハ側粘着剤層の面とを貼り合わせた。その後、40℃、3日間静置して養生を行った。これにより両面に粘着剤層が設けられ、その表面が離型処理が施されたPETフィルムで保護された両面粘着テープを得た。
得られた両面粘着テープの支持板側粘着剤層について、波長405nmの紫外線を支持板側粘着剤層表面への照射強度が100mW/cmとなるよう照度を調節して30秒間照射して硬化させ、更に、150℃、30分間熱処理して硬化させた後、23℃における剪断貯蔵弾性率を求めたところ、1.3×10Paであった。
(比較例3)
(1)基材の調製
両面にコロナ処理を施した厚さ50μmの透明なポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの一方の面に、全面に易接着処理した後、グラビア方式で図3で黒として示したドットの模様同様、長鎖アルキル系離型剤ピーロイル1050を印刷した。これにより一方の面の全体に、離型剤が処理された直径0.2mmの円形のドットが10個/cmの密度で均一に設けられた基材を得た。
(2)支持板側粘着剤組成物の調製
アクリル系共重合体(SKダイン 1495、綜研化学社製)を含む酢酸エチル溶液の樹脂固形分100重量部に対して、可塑剤(UN−5500、根上工業社製)5重量部、ヒュームドシリカ(レオロシールMT−10、トクヤマ社製)5重量部、グリシジルアジドポリマー(GAP5003、日本油脂社製)を5重量部、ポリイソシアネート系架橋剤(コロネートL45、日本ポリウレタン社製)2重量部を加え、支持板側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を調整した。
(3)両面粘着テープの作製
支持板側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、得られた基材の離型剤処理が施された側の面上に乾燥皮膜の厚さが約30μmとなるようにドクターナイフで塗工し、110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後の粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。乾燥後の支持板側粘着剤層の表面に離型処理が施されたPETフィルムをラミネートした。
次に、実施例1と同様の方法により調製したウエハ側粘着剤組成物の酢酸エチル溶液を、表面に離型処理が施されたPETフィルムの上に乾燥皮膜の厚さが約40μmとなるようにドクターナイフで塗工し110℃、5分間加熱して溶剤を揮発させ塗工溶液を乾燥させた。乾燥後のウエハ側粘着剤層は乾燥状態で粘着性を示した。
次いで、支持板側粘着剤層を設けた基材の支持板側粘着剤層のないコロナ処理を施した面と、ウエハ側粘着剤層を設けた離型処理が施されたPETフィルムのウエハ側粘着剤層の面とを貼り合わせた。その後、40℃、3日間静置して養生を行った。これにより両面に粘着剤層が設けられ、その表面が離型処理が施されたPETフィルムで保護された両面粘着テープを得た。
得られた両面粘着テープの支持板側粘着剤層について、23℃における剪断貯蔵弾性率を求めたところ、1.2×10Paであった。
(比較例4)
基材上のドットの直径を3.5mm、密度を3個/cmとした以外は、比較例3と同様にして両面粘着テープを得た。
(評価)
実施例及び比較例で得られた両面粘着テープについて、以下の方法により剥離性の評価を行った。
結果を表1に示した。
(剥離性の評価)
両面粘着テープのウエハ側粘着剤層を保護するPETフィルムを剥がし、直径20cm、
厚さ約750μmのシリコンウエハに貼り付け、一方、支持板側粘着剤層を保護するPETフィルムを剥がし、直径20.4cmのガラス板を真空プレス機を用いて粘着剤層に貼り付けてサンプルを作製した。
次いで、ガラス板が分から超高圧水銀灯を用いて、365nmの紫外線をガラス板表面への照射強度が40mW/cmとなるように照度を調節して、照射120秒後に、ウエハをテーブルに吸着した状態で、支持板をゆっくりと上方に持ち上げたときに、抵抗なく剥離できた場合を「○」と、全く剥離できなかった場合を「×」と評価した。
Figure 2017082094
本発明によれば、ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられる半導体加工用両面粘着テープであって、刺激を与えることにより容易かつ確実に半導体加工用両面粘着テープと支持板との間で剥離できる半導体加工用両面粘着テープを提供することができる。
1 半導体ウエハ
2 支持板
3 両面粘着テープ
31 基材
32 支持板と接着する側の粘着剤層
33 ウエハと接着する側の粘着剤層
4 両面粘着テープ
41 基材
411 離型処理部
42 支持板と接着する側の粘着剤層
43 ウエハと接着する側の粘着剤層
5 空気溜まり

Claims (1)

  1. ICチップの製造時に半導体用ウエハと支持板とを接着して半導体用ウエハを補強するために用いられる半導体加工用両面粘着テープであって、
    基材と前記基材の両面に形成された粘着剤層とからなり、
    支持板と接着する側の粘着剤層が、刺激により気体を発生する気体発生剤を含有するものであり、かつ、該支持板と接着する側の粘着剤層に接する側の前記基材にドット状の離型処理が施されており、
    前記離型処理を施したドットの直径が0.5〜3mmであり、かつ、
    前記支持板と接着する側の粘着剤層は、周波数10Hzで測定した23℃における剪断貯蔵弾性率が1.0×10〜1.0×10Pa・sである
    ことを特徴とする半導体加工用両面粘着テープ。
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