JP3330851B2

JP3330851B2 - ウエハ研削方法

Info

Publication number: JP3330851B2
Application number: JP17591697A
Authority: JP
Inventors: 橋和弘高; 口克久田; 部和義江
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2017-07-01
Also published as: JPH1126406A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、ウエハ研削方法に関し、
特に表面に回路パターンが形成されたウエハを極めて薄
く研削することが可能なウエハ研削方法に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】近年、マネーカードのようなカー
ドの中にＩＣを埋め込むニーズが増加している。このた
め、従来は厚さが３５０μｍ程度であった半導体チップ
を、厚さ５０〜１００μｍあるいはそれ以下まで薄くす
る必要が生じている。

【０００３】パターン形成後にウエハ裏面を研削するこ
とは従来より行われており、その目的はパターン形成中
に生じた酸化物被膜の除去あるいは厚さの均一化という
点にある。このようなウェハの裏面研削時には、回路表
面を、紫外線硬化型の保護用粘着シート（特開昭６０−
１８９９３８号公報）等によって保護して行っていた。

【０００４】このような紫外線硬化型保護シートを用い
る場合には、該シートを回路面に貼付し、裏面研削を行
った後に、紫外線照射してシートの粘着力を低下させて
シートの剥離を行っていた。したがって、裏面研削中
は、粘着剤層は未硬化状態にある。前述したような３５
０μｍ程度の厚さまで研削する場合には、粘着剤層が柔
軟なままでも問題はなかったが、より薄く（例えば１５
０μｍ以下に）研削しようとすると、均一な厚さに研削
を行うことが困難であり、また研削中にウエハが損壊す
ることもあった。このため、従来の紫外線硬化型粘着シ
ートを用いて、従来法によって裏面研削を行ったので
は、極薄のＩＣチップを歩留り良く製造することができ
なかった。また、裏面研削中に発生する研削屑が粘着シ
ートの基材に付着することがあり、紫外線を照射しても
研削屑の付着部においては紫外線が遮断されるため、こ
の部分においては粘着剤層が充分に硬化せずに、粘着力
が十分に低下せず、糊残りの原因となることもあった。

【０００５】本発明者らは、上記のようなウエハの厚さ
の不均一化およびウエハ損壊のメカニズムについて鋭意
研究を行ったところ、その原因の一つとして、粘着剤層
が柔軟過ぎると、研削処理中にウェハが微妙に上下ある
いは左右に変位する点にあることを突き止めた。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に鑑み
てなされたものであって、極薄のＩＣチップを歩留りよ
く製造することが可能なウエハの研削方法を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【発明の概要】本発明に係るウエハ研削方法は、回路が
形成されたウェハ表面に、エネルギー線硬化型粘着シー
トを貼付し、エネルギー線を照射して粘着剤層を硬化さ
せた後、該粘着シートがウエハ表面に貼付された状態で
ウエハの裏面を研削することを特徴としている。

【０００８】このような本発明によれば、ウエハを、厚
さ５０〜２５０μｍに研削することができる。また、本
発明においては、前記エネルギー線硬化型粘着シートの
粘着剤層の粘着力が、エネルギー線照射前には１００〜
２０００ｇ／25mmであり、エネルギー線照射後には１０
０ｇ／25mm未満であることが好ましく、さらにエネルギ
ー線照射前の粘着剤層の弾性率が１×１０⁷dyn/cm²未
満であり、エネルギー線照射後の弾性率が１×１０⁷dyn
/cm²以上であることが好ましい。

【０００９】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係るウエハ研削方
法について、具体的に説明する。本発明に係るウエハ研
削方法においては、まず、回路が形成されたウェハ表面
に、エネルギー線硬化型粘着シートを貼付する。

【００１０】回路パターンの形成は、従来より公知のエ
ッチング法、リフトオフ法等によって行われる。回路パ
ターンが形成されたウエハ面には、該パターンにより段
差が１０〜６０μｍ程度の凹凸が形成される。

【００１１】次いで、ウエハの回路面にエネルギー線硬
化型粘着シートを貼付する。本発明で用いられるエネル
ギー線硬化型粘着シートは、基材フィルムと、その上に
形成されたエネルギー線硬化型粘着剤層とからなり、そ
の形状は、テープ状、ラベル状などあらゆる形状をとり
うる。

【００１２】基材フィルムとしては、耐水性および耐熱
性に優れているものが適し、特に合成樹脂フィルムが適
する。本発明では、ウエハに粘着シートを貼付した後
に、電子線（ＥＢ）や紫外線（ＵＶ）などのエネルギー
線照射が行われているので、ＥＢ照射の場合は、該基材
フィルムは透明である必要はないが、ＵＶ照射を行う場
合は、有色であっても透明な材料を基材フィルムとして
用いる必要がある。

【００１３】このような基材フィルムとしては、具体的
には、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィル
ム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、
ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリウ
レタンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）
アクリル酸共重合体フィルム、エチレン−（メタ）アク
リル酸メチル共重合体フィルム、エチレン−（メタ）ア
クリル酸エチル共重合体フィルム等が用いられる。また
これらの積層フィルムであってもよい。基材フィルムの
膜厚は、通常は１０〜３００μｍ程度であり、好ましく
は５０〜２００μｍ程度である。

【００１４】基材フィルム上に形成されているエネルギ
ー線硬化型粘着剤層は、たとえば粘着剤とエネルギー線
重合性化合物からなる。粘着剤としては、アクリル系、
ポリエステル系、天然ゴム系等従来公知の粘着剤が特に
制限されることなく用いられる。これらの内でも、アク
リル系粘着剤が好ましく、特にアクリル酸エステルを主
たる構成単位とするアクリル系粘着剤が好ましい。

【００１５】アクリル酸エステルとしては、たとえば、
炭素数１〜１０のアルキルアルコールのアクリル酸エス
テル、炭素数１〜１０のアルキルアルコールのメタクリ
ル酸エステル等が用いられる。

【００１６】また、この他にも、本発明の目的を損なわ
ない範囲で、水酸基、アミノ基、置換アミノ基、グリシ
ジル基等を含有するアクリル酸エステル；および（メ
タ）アクリル酸、酢酸ビニル、アクリロニトリル、ビニ
ルアルキルエーテル等から導かれる構成単位が、アクリ
ル系粘着剤中に含有されていてもよい。

【００１７】これらのモノマーを重合して得られる共重
合体の重量平均分子量は、好ましくは５．０×１０⁴〜
２．０×１０⁶であり、さらに好ましくは１．０×１０
⁵〜１．０×１０⁶である。

【００１８】上記のようなアクリル系粘着剤は、架橋剤
を使用することにより粘着力と凝集力とを任意の値に設
定することができる。このような架橋剤としては、多価
イソシアネート化合物、多価エポキシ化合物、多価アジ
リジン化合物、キレート化合物等がある。

【００１９】またエネルギー線硬化型粘着剤層に用いら
れるエネルギー線重合性化合物としては、たとえば特開
昭６０−１９６，９５６号公報および特開昭６０−２２
３，１３９号公報に開示されているような光照射によっ
て三次元網状化しうる分子内に光重合性炭素−炭素二重
結合を少なくとも２個以上有する低分子量化合物が広く
用いられ、具体的には、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、
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あるいは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
が用いられる。

【００２０】さらにエネルギー線重合性化合物として、
上記のようなアクリレート系化合物のほかに、ウレタン
アクリレート系オリゴマーを用いることもできる。ウレ
タンアクリレート系オリゴマーは、ポリエステル型また
はポリエーテル型などのポリオール化合物と、多価イソ
シアネート化合物たとえば２，４−トリレンジイソシア
ネート、２，６−トリレンジイソシアネート、１，３−
キシリレンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタン４，４−ジイソシアネ
ートなどを反応させて得られる末端イソシアネートウレ
タンプレポリマーに、ヒドロキシル基を有するアクリレ
ートあるいはメタクリレートたとえば２−ヒドロキシエ
チルアクリレートまたは２−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒ
ドロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコ
ールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレ
ートなどを反応させて得られる。

【００２１】粘着剤中のアクリル系粘着剤とエネルギー
線重合性化合物との配合比は、アクリル系粘着剤１００
重量部に対してエネルギー線重合性化合物は５０〜２０
０重量部、好ましくは５０〜１５０重量部、特に好まし
くは７０〜１２０重量部の範囲の量で用いられることが
望ましい。

【００２２】また、エネルギー線硬化型粘着剤層は、側
鎖にエネルギー線重合性基を有するエネルギー線硬化型
共重合体から形成されていてもよい。このようなエネル
ギー線硬化型共重合体は、粘着性とエネルギー線硬化性
とを兼ね備える性質を有する。側鎖にエネルギー線重合
性基を有するエネルギー線硬化型共重合体は、たとえ
ば、特開平５−３２９４６号公報、特開平８−２７２３
９号公報等にその詳細が記載されている。

【００２３】上記のような組成を有するエネルギー線硬
化型粘着剤層のエネルギー線照射前の粘着力は、通常は
１００ｇ／25mm以上、好ましくは１００〜２０００ｇ／
25mmであり、特に好ましくは２００〜１０００ｇ／25mm
である。また、該粘着剤層のエネルギー線照射後の粘着
力は、通常は１００ｇ／25mm未満、好ましくは２ｇ／25
mm以上１００ｇ／25mm未満であり、特に好ましくは５〜
６０ｇ／25mmである。

【００２４】さらに、上記粘着剤層のエネルギー線硬化
前における弾性率は、通常は１×１０⁷dyn/cm²未満、
好ましくは１×１０⁵dyn/cm²以上１×１０⁷dyn/cm²
未満、特に好ましくは５×１０⁵ 〜５×１０⁶dyn/cm²
であり、硬化後における弾性率は、通常は１×１０⁷dy
n/cm²以上、好ましくは１×１０⁷〜１×１０¹⁰dyn/cm
²以上、特に好ましくは１×１０⁸〜１×１０⁹dyn/cm
² である。

【００２５】ここで、弾性率は以下の手法により決定さ
れる値である。すなわち、粘着剤層を構成するエネルギ
ー線硬化型粘着剤を直径８mm、厚さ３mmの粘着剤小片と
し、エネルギー線を照射前の小片の弾性率を、粘弾性測
定装置（DYNAMICANALYZER RDA II、Rheometrics 社製）
を用いて１Ｈｚで測定して得られるグラフより、２５℃
の値を読み取ってエネルギー線を照射前の弾性率とす
る。

【００２６】粘着剤層を構成するエネルギー線硬化型粘
着剤を長さ５０mm、幅４mm、厚さ０．２mmの粘着剤小片
とし、８０Ｗ／cmの高圧水銀灯下に置き、１秒間エネル
ギー線を照射し、硬化後の小片の弾性率を、粘弾性測定
装置（レオバイブロン：ＤＤＶ−II−ＥＰ、オリエンテ
ック（株）製）を用いて１１Ｈｚで測定して得られるグ
ラフより、２５℃の値を読み取ってエネルギー線を照射
後の弾性率とする。

【００２７】このようなエネルギー線硬化型粘着剤層の
膜厚は、通常は、３〜１００μｍ程度であり、好ましく
は５〜５０μｍ程度である。さらに上記のエネルギー線
硬化型粘着剤層中に、ＵＶ照射用の場合には、ＵＶ開始
剤を混入することにより、ＵＶ照射による重合硬化時間
ならびにＵＶ照射量を少なくすることができる。

【００２８】このようなＵＶ開始剤としては、具体的に
は、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、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、
ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラ
ムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、ジ
ベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノン、
アセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトンなどが挙げられる。

【００２９】本発明で用いられるエネルギー線硬化型粘
着シートは、上記エネルギー線硬化型粘着剤をコンマコ
ーター、グラビアコーター、ダイコーター、リバースコ
ーターなど一般に公知の方法にしたがって各種の基材上
に適宜の厚さで塗工して乾燥させて粘着剤層を形成し、
次いで必要に応じ粘着剤層上に離型シートを貼り合わせ
ることによって得られる。

【００３０】上記のような特性を有する粘着剤を用いる
と、エネルギー線照射前には柔軟性を有するため、ウェ
ハ表面の回路の凹凸に対応して塑性変形を起こし、回路
の凹凸に追従して粘着剤層が変形し、凹凸を緩衝する。

【００３１】次いで、この状態で粘着剤層にエネルギー
線を照射すると、回路の凹凸を緩衝したまま粘着剤層が
硬化する。エネルギーの照射量は、硬化後の粘着剤の物
性が上記した範囲内にあるようにできれば十分であり、
粘着剤の組成により様々であるが、一般的には、エネル
ギー線として紫外線を用いる場合には４０〜４００mJ／
cm²程度であり、電子線を用いる場合には０．１〜１０
０kGy 程度である。

【００３２】この状態でウエハ裏面を研削すると、粘着
剤層の変形によってウエハ表面の凹凸が緩衝されている
ので、ウエハの面の凹凸に影響を受けることなく、ウエ
ハを均一な厚さに研削することができる。また、粘着剤
層は硬化されており、塑性変形を起こすことはないの
で、ウエハを安定して保持することができ、ウエハを極
めて薄く研削することができる。

【００３３】さらに、従来は研削後に紫外線照射を行っ
て粘着力の低下を行っていたため、研削屑が粘着シート
面に付着していると、切削屑付着部分において紫外線の
照射不良が起こり、糊残りの原因となることがあった
が、本発明では、研削前に紫外線照射を行っているの
で、紫外線の照射不良が起こることはなく、ウエハ面に
粘着剤が残留することもなくなる。

【００３４】一方、エネルギー線の照射により粘着力は
低下するものの、粘着剤がウエハ表面の回路の凹凸に追
従して密着した状態であるため、ウエハ研削中はウエハ
を十分に保持することができ、ウエハ研削中に剥離した
り、また冷却水や洗浄水の浸透を起こすこともない。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、ウエハ表面の凹凸を粘
着剤層によって緩衝し、該粘着剤層を硬化した状態でウ
エハの研削を行っているので、ウエハを極めて薄く研削
することができ、しかもウエハの損壊を防止することが
できる。したがって、極薄のＩＣチップを歩留りよく製
造することが可能になる。

【００３６】

【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００３７】なお、以下の実施例および比較例におい
て、「１８０°剥離粘着力」の測定、「ウエハ裏面研削
試験」は次のようにして行った。１８０°剥離粘着力実施例で得られたエネルギー線硬化型粘着シートを２３
℃、６５％ＲＨの雰囲気下で、半導体ウエハ鏡面に２kg
ゴムローラーを往復させることにより貼り付け、３０分
間放置した後、万能型引張試験機（株式会社オリエンテ
ック製、TENSILON / UTM-4-100）を用いて剥離速度３０
０mm／分で１８０°剥離粘着力を測定した。また、同様
の条件で貼付、放置後、エネルギー線硬化型粘着シート
側から高圧水銀灯（８０Ｗ／cm）で照射距離１０cm、ラ
インスピード５ｍ／分で紫外線照射した後、同様に１８
０°剥離粘着力を測定した。ウエハ裏面研削試験（１）試験用ウエハ表面に回路が形成され、回路面の段差が３０μｍ、５０
μｍの８インチシリコンウエハ（平均厚さ７２５μｍ）
をそれぞれ用意し、テストに用いた。（２）ウエハ裏面研削試験上記（１）で作成したウエハサンプルの表面（回路面）
に、以下の実施例により作成したエネルギー線硬化型粘
着シートをウエハ形状に沿って５kgゴムローラーを用い
て貼付した。

【００３８】ａ）実施例では、エネルギー線硬化型粘着
シート側から高圧水銀灯（８０Ｗ／cm）を光源とし、照
射距離１０cm、ラインスピード５ｍで紫外線照射した
後、シートを貼付していないウエハ裏面側をウエハ・グ
ラインダー（株式会社ディスコ製ＤＦＧ８４０）にてウ
エハ厚１５０μｍまで研削し、シートを剥離してウエハ
の状態を目視にて観察した。

【００３９】ｂ）比較例では、シートを貼付していない
ウエハ裏面側をウエハ・グラインダー（株式会社ディス
コ製ＤＦＧ８４０）にてウエハ厚１５０μｍまで研削し
た後、エネルギー線硬化型粘着シート側から高圧水銀灯
（８０Ｗ／cm）を光源とし、照射距離１０cm、ラインス
ピード５ｍで紫外線照射し、シートを剥離してウエハの
状態を目視にて観察した。

【００４０】また、実施例および比較例におけるエネル
ギー線硬化型粘着剤としては以下のものを用いた。（Ａ１）ブチルアクリレート７０重量部、２−ヒドロ
キシエチルアクリレート３０重量部からなる重量平均分
子量６００，０００の共重合体の２５％酢酸エチル溶液
１００重量部と、メタクリロイルオキシエチルイソシア
ナート８．４重量部との反応物。（Ａ２）ブチルアクリレート５０重量部、メチルメタ
クリレート２０重量部、２−ヒドロキシエチルアクリレ
ート３０重量部からなる重量平均分子量４００，０００
の共重合体の２５％酢酸エチル溶液１００重量部と、メ
タクリロイルオキシエチルイソシアナート７．０重量部
との反応物。（Ａ３）ブチルアクリレート８５重量部、２−エチル
ヘキシルアクリレート１０重量部、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート５重量部からなる重量平均分子量３５
０，０００の共重合体の２５％酢酸エチル溶液１００重
量部と、メタクリロイルオキシエチルイソシアナート
１．７重量部との反応物。（Ａ４）アクリル系粘着剤（東亜合成化学工業株式会
社製、商品名アロンＳ−１５１１Ｘ）１００重量部と平
均分子量約３，０００のウレタンアクリレート４０重量
部との混合物。

【００４１】

【実施例１】上記（Ａ１）１００重量部、アセトフェノ
ン系光重合開始剤（チバ・ガイギー社製、商品名イルガ
キュアー１８４）０．１重量部、多価イソシアナート化
合物（日本ポリウレタン社製、商品名コロネートＬ）
０．５重量部を混合し、エネルギー線硬化型粘着剤組成
物を得た。

【００４２】このエネルギー線硬化型粘着剤組成物を、
乾燥後の塗布厚が３０μｍになるように、１００μｍ厚
のポリエチレンフィルムに塗布した後、１００℃で１分
間乾燥し、エネルギー線硬化型粘着シートを得た。得ら
れたエネルギー線硬化型粘着シートを用いて紫外線照射
前後の「１８０°剥離粘着力」の測定を行った。また回
路面の段差３０μｍのウエハサンプルについて、「ウエ
ハ裏面研削試験ａ）」を行った。結果を表１に示す。

【００４３】

【実施例２】実施例１の（Ａ１）の代わりに（Ａ２）を
用いた他は実施例１と同様にしてエネルギー線硬化型粘
着シートを得た。このエネルギー線硬化型粘着シートを
用いて紫外線照射前後の「１８０°剥離粘着力」の測定
を行った。また回路面の段差３０μｍのウエハサンプル
について、「ウエハ裏面研削試験ａ）」を行った。結果
を表１に示す。

【００４４】

【実施例３】実施例１の（Ａ１）の代わりに（Ａ３）を
用いた他は実施例１と同様にしてエネルギー線硬化型粘
着シートを得た。このエネルギー線硬化型粘着シートを
用いて紫外線照射前後の「１８０°剥離粘着力」の測定
を行った。また回路面の段差３０μｍのウエハサンプル
について、「ウエハ裏面研削試験ａ）」を行った。結果
を表１に示す。

【００４５】

【実施例４】実施例１の（Ａ１）の代わりに（Ａ４）を
用いた他は実施例１と同様にしてエネルギー線硬化型粘
着シートを得た。このエネルギー線硬化型粘着シートを
用いて紫外線照射前後の「１８０°剥離粘着力」の測定
を行った。また回路面の段差３０μｍのウエハサンプル
について、「ウエハ裏面研削試験ａ）」を行った。結果
を表１に示す。

【００４６】

【実施例５】実施例１のエネルギー線硬化型粘着剤組成
物を乾燥後の塗布量が５０μｍになるように塗布した他
は実施例１と同様にしてエネルギー線硬化型粘着シート
を得た。このエネルギー線硬化型粘着シートを用いて紫
外線照射前後の「１８０°剥離粘着力」の測定を行っ
た。また回路面の段差５０μｍのウエハサンプルについ
て、「ウエハ裏面研削試験ａ）」を行った。結果を表１
に示す。

【００４７】

【実施例６〜８】実施例５の（Ａ１）の代わりに（Ａ
２）、（Ａ３）、（Ａ４）を用いた他は実施例５と同様
にしてエネルギー線硬化型粘着シートを得た。このエネ
ルギー線硬化型粘着シートを用いて紫外線照射前後の
「１８０°剥離粘着力」の測定を行った。また回路面の
段差５０μｍのウエハサンプルについて、「ウエハ裏面
研削試験ａ）」を行った。結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【比較例１〜８】実施例１〜８において、「ウエハ裏面
研削試験ａ）」の代わりに「ウエハ裏面研削試験ｂ）」
を行った他は同様の実験を行った。結果を表２に示す。

【００５０】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/304

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回路が形成されたウェハ表面に、エネル
ギー線硬化型粘着シートを貼付し、エネルギー線を照射して粘着剤層を硬化させた後、該粘
着シートがウエハ表面に貼付された状態でウエハの裏面
を研削することを特徴とするウエハ研削方法。
【請求項２】前記ウエハを、厚さ５０〜２５０μｍに
研削することを特徴とする請求項１に記載のウエハ研削
方法。
【請求項３】前記エネルギー線硬化型粘着シートの粘
着力が、エネルギー線照射前には１００ｇ／25mm以上で
あり、エネルギー線照射後には１００ｇ／25mm未満であ
ることを特徴とする請求項１または２に記載のウエハ研
削方法。
【請求項４】前記エネルギー線硬化型粘着シートの粘
着剤層の弾性率が、エネルギー線照射前には１×１０⁷
dyn/cm²未満であり、エネルギー線照射後には１×１０
⁷dyn/cm² 以上であることを特徴とする請求項１〜３の
何れかに記載のウエハ研削方法。