JP2006282794A - ウエハダイシング用粘着テープ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、小チップにおけるダイシング時に発生するチッピング性を損なわず、エキスパンド工程でのチップ間隔の拡張性に優れるウエハダイシング用粘着テープを提供するものである。
【解決手段】 フィルム状支持体を構成する少なくともその一層としてあるいは、フィルム状支持体と該フィルム状支持体に塗布される粘着剤層との中間に、雰囲気温度により可逆的に軟化−硬化変化し得る中間層を有することを特徴とするウエハダイシング用粘着テープ。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ウエハをチップに切断する際に使用する、いわゆるウエハダイシング用粘着テープに関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体装置の製造工程においては、パターン形成後のウエハは、通常、その厚さを薄くするため、その裏面を研削した後に個々のチップに切断分離するダイシング工程が行われる。その際、ウエハはあらかじめウエハダイシング用粘着テープに貼着固定され、チップ形状に沿って該粘着テープの基材フィルム層の一部まで切断するフルカット方式が採用されている。

また、ダイシング後の次工程では、個々のチップはウエハダイシング用粘着テープからピックアップされ、リードフレームにマウントされるが、その際ウエハダイシング用粘着テープを放射状に延伸することによって均一にチップ間隔を広げる、いわゆるエキスパンドした状態で、ピックアップする方式が採用されている。
近年、ダイシングするチップサイズが１ｍｍ未満のものも多くなり、ピックアップ工程でのエキスパンド時においては、チップ間隔を大きく広げるためエキスパンド性が要求されるとともに、ウエハのダイシング時に、ウエハ切断面の欠け（チッピング）のないことが必要とされる。

それに対して、チッピング性とエキスパンド性に優れるウエハダイシング用粘着テープとして、基材に塩化ビニルを使用したテープが開示されている（例えば特許文献１）。しかしながら、塩化ビニル製基材フィルムは使用後の焼却時に有毒なハロゲンを含有する有毒ガスが発生するとともに、ダイシング加工時の熱に耐えるように、安定剤が配合されることがあり、この安定剤がチップに及ぼす影響を考慮すると好ましくない。
また粘着剤層に側鎖結晶化可能ポリマーを用いた半導体ウエハダイシング用粘着テープが開示されているが（例えば、特許文献２）、該側鎖結晶化可能ポリマーは、半導体ウエハへの汚染性が悪く、得られたチップの特性を大きく損なう可能性がある。

特開２００１−２２６６４７号公報 特開平９−２４９８５８号公報

本発明は、小チップにおけるダイシング時に発生するチッピング性を損なわず、エキスパンド工程でのチップ間隔の拡張性に優れるウエハダイシング用粘着テープを提供するものである。

本発明者らは、このような従来のウエハを小片化し、チップを得る工程にいたるまでのプロセスにおいての問題点を克服するために種々の検討を重ねた結果、フィルム状支持体を構成する少なくともその一層としてあるいは、フィルム状支持体と該フィルム状支持体に塗布される粘着剤層との中間に、雰囲気温度により可逆的に軟化−硬化変化し得る中間層を有するウエハダイシング用粘着テープが、ダイシング時のチップの保持性に優れると共に、チッピングの抑制効果があり、かつエキスパンド工程においては、エキスパンド性に優れることを見出し、本発明を完成するにいたった。

すなわち本発明は、
（１）フィルム状支持体を構成する少なくともその一層としてあるいは、フィルム状支持体と該フィルム状支持体に塗布される粘着剤層との中間に、雰囲気温度により可逆的に軟化−硬化変化し得る中間層を有することを特徴とするウエハダイシング用粘着テープ、
（２）前記中間層を構成する樹脂組成物中のベース樹脂は側鎖結晶性ポリマーであることを特徴とする（１）記載のウエハダイシング用粘着テープ、
（３）２３℃における貯蔵弾性率が２．０×１０^６Ｐａ以上であるとともに、一次溶融転移温度Ｔｍ以上での貯蔵弾性率が３．０×１０^５Ｐａ以下であることを特徴とする（２）記載のウエハダイシング用粘着テープ、
を提供するものである。

本発明のウエハダイシング用粘着テープは、ダイシング時に要求されるダイシング時のチップの保持力、チッピングなど従来からの要求特性を損なうことなく、エキスパンド時のチップの拡張性を増大させることが可能となり、１ｍｍ未満の微小チップにおいても何ら問題なくピックアップすることが可能となる。

本発明においては、フィルム状支持体を構成する少なくともその一層としてあるいは、フィルム状支持体と該フィルム状支持体に塗布される粘着剤層との中間に、雰囲気温度により可逆的に軟化−硬化変化し得る中間層が配置される。
したがって本発明のウエハダイシング用粘着テープは、中間層を構成する層に、加熱あるいは冷却といった温度差を与えることにより、可逆的に硬度が変化し、ダイシング時には硬化させることによりチッピング性を損なうことなく加工でき、エキスパンド時には軟化させることによりチップ間隔を広げることができるので、良好にピックアップできる。しかもその変化が迅速で進行するので、加工効率を落とすことがない。

このテープは、例えば以下のように使用される。
（ａ）まずウエハをダイシングする前に、予めウエハの回路形成面とは反対側のウエハ研削面に本発明のウエハダイシング用粘着テープを室温（例えば２３℃）で貼合する。
（ｂ）次に、ウエハをダイシングにより小個片化する工程では、加工時に切断ブレード及びウエハにかける切削水温度を室温２３℃より低い温度の冷却水を用いてダイシングを行うことによってチップをしっかり保持し得る硬度に硬化させる。
（ｃ）さらにウエハが固定された、本発明のウエハダイシング用粘着テープの粘着面に固定フレームを貼合し、該粘着テープの背面（基材フィルム面）へ室温（例えば２３℃）より高い温度のステージに載置するか、もしくは熱風を吹きつけることにより、エキスパンドされる。

前記（ｂ）工程では、本発明のウエハダイシング用粘着テープの中間層が硬化し、チッピングを少なくでき、（ｃ）工程では中間層が軟化することにより十分なエキスパンド性を確保でき、ピックアップ性が良好となる。

中間層には側鎖結晶性ポリマーを使用するのが好ましい。本発明における側鎖結晶性ポリマーのＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）測定を通常の条件に従い、昇温速度１０℃／分、空気雰囲気下で行うと、図１に示すような融解−温度曲線が得られる。本発明の粘着テープにおける中間層は温度の上昇とともに、大きな吸熱ピークを示す。吸熱ピークが観察される前後はほとんど融解−温度曲線は平坦であり、吸熱前の融解−温度曲線が平坦な部分の点Ａと吸熱後の融解−温度曲線が平坦な部分の点Ｂを直線で結ぶ。この直線をベースラインとする。点Ａからさらに温度を上げると、熱量−温度曲線の勾配は最大となる。この点Ｃで接線を引き、その接線が前記ベースラインと交わる点が融解開始温度Ｔｉである。点Ｃを越えてさらに温度上昇させると、吸熱曲線はピークに達する。この点が一次溶融転移温度Ｔｍである。本発明では、第一次溶融転移温度Ｔｍとは、加熱前は秩序ある序列に配列に整合されているポリマーの特定の部分が加熱されることによって無秩序な状態を生起する温度をいう。さらに温度上昇させると、融解完了点Ｂに達する。このときの温度が融解完了温度Ｔｅである。本発明における側鎖結晶性ポリマーはこのような変化が可逆的に行われることになる。

本発明のウエハダイシング用粘着テープの中間層は、側鎖結晶性ポリマーのうちでも上記の溶融開始温度Ｔｉで軟化−硬化変化するものが好ましい。このポリマーは、溶融開始温度Ｔｉより高温に加熱することで柔軟化し、この温度より低くすることにより硬化する。
側鎖結晶性のポリマーは、好ましくはアクリル酸エステル、メタアクリル酸エステルを主成分とするポリマーであって、側鎖として好ましくは炭素数１０以上の直鎖状アルキル基、さらに好ましくは炭素数１０以上２４以下の直鎖状アルキル基を有する。上記アクリル酸エステル、メタアクリル酸エステルとして具体的には、（メタ）アクリル酸、（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−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシルエチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸アミド、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸−２−シアノエチル、アクリロニトリル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

また、本発明のウエハダイシング用粘着テープの中間層として、ガラス転移点温度を境に軟化−硬化変化する熱可塑性の樹脂を用いることも好ましい。この樹脂は、ガラス転移点温度より高温に加熱することで柔軟化し、この温度以下に冷却することにより硬化する。このような熱可塑性樹脂としては、スチレン−ブタジエン共重合体が挙げられる。ただし、ウエハ形状保持層に使用される熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、粘着テープを構成するフィルム状支持体のガラス転移点温度以下である。このような熱可塑性樹脂は、少なくともガラス転移温度まで冷却することにより硬化して、問題なくダイシングできる。
粘着テープのウエハ形状保持層を構成する樹脂については、上記の樹脂に限らず、雰囲気温度により、所定の温度を境に可逆的に軟化−硬化変化するものであれば、どのような樹脂でもよい。

さらに粘着テープの中間層として紫外線硬化型樹脂などの化学反応により硬質化する樹脂を併用する事も出来るが、この場合中間層は少なくとも２種類の樹脂から構成され、各々が放射線照射により硬化する放射線硬化型の樹脂と所定の温度に冷却することで結晶化する性質を有する側鎖結晶性のポリマー、及び／またはガラス転移点温度より高温に加熱することで柔軟化する熱可塑性の樹脂から成ることが好ましい。このような放射線硬化型樹脂としては、例えば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、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、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や、オリゴエステルアクリレート等が広く適用可能である。

また、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、多価イソシアナート化合物（例えば、２，４−トリレンジイソシアナート、２，６−トリレンジイソシアナート、１，３−キシリレンジイソシアナート、１，４−キシリレンジイソシアナート、ジフェニルメタン４，４−ジイソシアナートなど）を反応させて得られる末端イソシアナ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（例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、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ものなどが挙げられる。
中間層の厚さは、硬化時にその層厚でウエハ形状を保持できる厚さであれば、特に制限はなく、その点を満たせば薄い程よい。好ましくは１０〜２００μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍである。

中間層に用いる樹脂の硬度は、常温での状態と加熱して軟化した状態とでそれぞれ異なり、２３℃での貯蔵弾性率が２．０×１０^６Ｐａ以上、軟化状態の貯蔵弾性率が５．０×１０^５Ｐａ未満であることが好ましい。上記の範囲外の硬度では、ダイシング時のチッピングの抑制効果は少なく、また軟化状態の弾性率が上記範囲よりも高いと、エキスパンド時のダイシングテープの拡張特性が大きく損なってしまう。

本発明方法のダイシングテープに於ける基材フィルムは、通常プラスチック、ゴム等が好ましく用いられる。基材フィルムについては、粘着剤に放射線硬化型の粘着剤を使用する場合には、放射線透過性のものを、紫外線照射によって硬化させる場合は、光透過性の良いものを選択する。この様なフィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合体、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー等のα−オレフィンの単独重合体または共重合体、或いはこれらの混合物、ポリウレタン、スチレン−エチレン−ブテンもしくはペンテン系共重合体等の熱可塑性エラストマー等があげられ、基材フィルムの要求特性に応じて任意に選ぶことができる。

これらの基材フィルムは、従来公知の押出法を用いて製造出来るが、種々の樹脂を積層して得られる基材フィルムの場合には、共押出し法、ラミネート法などで製造され、この際通常のラミネートフィルムの製法に於いて普通に行われている様に、樹脂と樹脂の間に接着層を設けても良い。この様なフィルムの厚さは、強・伸度特性、放射線透過性、ダイシング条件の観点から５０〜２００μｍが適当である。

基材フィルム上に設けられる粘着剤としては、ダイシング加工終了後のウエハからダイシングテープを剥離する際に、当該ウエハへの破損やウエハ表面への粘着剤残留による汚染などの不具合を生じないものであれば特に制限はないが、放射線、好ましくは紫外線硬化により粘着剤が三次元網状化を呈し、粘着力が低下すると共に剥離した後のウエハ表面に粘着剤などの残留物が生じ難い、紫外線硬化型の粘着剤を使用するのが好ましい。この様な紫外線硬化型粘着剤としては、所望の紫外線硬化性を示す限り特に制限は無いが、例えば、２−エチルヘキシルアクリレートとｎ−ブチルアクリレートとの共重合体から成るアクリル系粘着剤１００重量部に対して、紫外線硬化性の炭素−炭素二重結合を有する（メタ）アクリレート化合物５〜２００重量部とを含有し、光開始剤および光増感剤、その他従来公知の粘着付与剤、軟化剤、酸化防止剤、等を配合してなる組成をあげることができる。この放射線硬化性粘着剤層の厚さは、ダイシング時のチッピング特性、チップ保持性など考慮しなければ特に制限はないが、通常５〜５０μｍが適当である。

次に本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１） 基材フィルムとして、厚さ５０μｍのアイオノマー樹脂ハイミラン１８５６（三井デュポン製商品名）のフィルム上に、中間層として厚さ５０μｍの約５０℃に第一次溶融転移温度を有する側鎖結晶性のポリマーから成る樹脂層（炭素数１０以上の直鎖状アルキル基を側鎖とするアクリル酸エステルを主成分とするポリマー）を塗布したのち、これに粘着剤層として、厚さ１０μｍの紫外線硬化性の粘着剤を塗布し、ダイシングテープを調製した。なお、この中間層に用いた樹脂層の硬度は、常温（２３℃）で２．０×１０^７Ｐａ、軟化後（５０℃）で３．２×１０^４Ｐａであった。

エキスパンド性の試験方法としては、２００μｍ品厚さの５インチ金付きシリコンウエハの回路パターン面の反対面に、上記のウエハダイシング用粘着テープを既存のダイシングテープ貼合装置ＵＣＴＭ−１００マニュアル機（古河電気工業株式会社製、商品名）を用いて２３℃の環境下で貼合した。この５インチ金付きシリコンウエハをダイサーによってテープ層までハーフカットし、チップ化（小片化）した。さらに次工程で紫外線照射機によってチップ化されたシリコンウエハが貼合されたウエハダイシング用粘着テープの基材フィルム面より、紫外線を照射した。

次のエキスパンド工程では、ウエハ拡張装置を用い、ステージを５５℃に加熱した状態でチップ化されたウエハが貼合されたウエハダイシング用粘着テープを拡張させ、エキスパンド性を試験した。
また、チッピング評価においては、ダイシング工程まで上記と同様の方法とし、紫外線照射後、ダイシングテープより、シリコンチップを取出し、裏面のチッピングを観察し測定した。

（実施例２）
基材フィルムとして厚さ５０μｍのポリプロピレン系フィルム上に、中間層として約５０℃に第一次溶融転移温度を有する側鎖結晶性のポリマーからなる実施例１と同様の樹脂層を５０μｍの厚さに塗布し、粘着剤層として厚さ１０μｍの紫外線硬化型アクリル系粘着剤を塗布し、ダイシングテープを調製した。このウエハダイシング用粘着テープを実施例１と同様にウエハの表面保護面に貼合したのち、実施例１と同様にチッピング性とエキスパンド性を試験した。

（比較例１） 実施例１に於いて、基材フィルムとして、厚さ１００μｍのアイオノマー樹脂ハイミラン１８５６（三井デュポン製商品名）のフィルム上に、１０μｍの紫外線硬化性の粘着剤を塗布し、ダイシングテープを調製した。つまり、中間層である、側鎖結晶性のポリマー層を用いないこととした。これについて、加熱温度を５５℃にした以外は実施例１と同様の試験を行った。

（貯蔵弾性率測定方法）
動的粘弾性測定装置 装置名：ＡＲＥＳ レオメトリックス社製
周波数：１Ｈｚ

なお、各試験の評価基準は次の通りである。
（ダイシング試験条件）
以下の条件で半導体ウェハのダイシング試験を行った。
ダイシング装置 ：ＤＩＳＣＯ社製 ＤＡＤ−３４０（商品名）
ブレード ：ＤＩＳＣＯ社製 ＮＢＣ−ＺＨ２０５０ ２７ＨＥＤＤ（商品）
ブレード回転数 ：４００００ｒｐｍ
切削速度 ：１００ｍｍ／ｓｅｃ
切込厚さ ：３０μｍ
切削水量 ：１．２リットル／ｍｉｎ
切削水設定温度 ：１８℃
ダイシングサイズ ：１ｍｍ角
ウェハ ：Ｓｉ金蒸着ウェハ
ウェハサイズ ：５インチ
ウェハ厚み ：２００μｍ
ウェハの裏面研削粗さ：＃２０００研磨面

上記のようにウエハのダイシング試験を行い、以下のようにチッピングの測定を行った。

（１）チッピング測定及び評価
測定場所：ウエハの裏面側（粘着テープ貼着面）
評価方法ならびに測定数：切断した１チップ４辺当たりの最大チッピング（最大欠け）平均値とし（１チップの平均値）、更に、ウエハ中の任意の５０チップを測定し、１チップ当りの平均値を算出した。
（判定）
チッピング判定：５０μｍ未満を◎
５０μｍ以上、７０μｍ未満を○
７１μｍ以上を×とした。

（２）エキスパンド性評価
上記の条件でダイシングし、以下の条件で、エキスパンド性を評価した。ＵＶ照射装置によりテープに貼合されたウエハをテープ側から紫外線照射した。その後、ウエハ拡張装置を用いて、エキスパンド工程により個々に切断されたチップ間隔を拡張し評価した。評価方法は、ダイシングした後の紫外線照射後、エキスパンド前ウエハ最外径を１００％とした場合のエキスパンド後のウェハ最外径を拡張率として測定した。

（紫外線照射条件）
紫外線照射装置 ：古河電気工業社製 ＵＶＭ−２００（商品名）
紫外線照射ランプ ：ウシオ電機製、高圧水銀灯 ＵＶＬ２０００ＲＳ（商品名）
紫外線照射量 ：５００ｍＪ（照度：４０ｍＷ／ｃｍ2 、照射時間：１２．５）

（エキスパンド条件）
ウェハ拡張装置：型番：ＨＳ−１８１０（ＨＵＧＬＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ社製、商品名）
エキスパンド時のテープ引落し量：３０ｍｍ
ステージ加熱温度：５５℃
（判定）
エキスパンド性判定
エキスパンド前のウエハ最外径を１００％としたときのエキスパンド後のウェハ最外径の拡張率を測定した。
拡張率 ：１３０％未満を×
１３１〜１６０％未満を○
１６１％以上を◎

総合判定 使用上での支障 問題なし ：◎
限定して使用可 ：○
問題あり（不合格） ：×

表１の実施例からわかるように、本発明のウエハダイシング用粘着テープは、チッピング性もエキスパンド性も満足できる結果を示したが、中間層を有しない比較例１はエキスパンド性に問題が生じた。

本発明のウエハダイシング用粘着テープの中間層のＤＳＣチャートの一例である。

符号の説明

Ａ：溶融開始前の点
Ｂ：溶融終了の点
Ｃ：熱量−温度曲線の勾配が最大となる点
Ｔｉ：溶融開始温度
Ｔｍ：一次溶融転移温度
Ｔｅ：融解完了温度

Claims (3)

1. フィルム状支持体を構成する少なくともその一層としてあるいは、フィルム状支持体と該フィルム状支持体に塗布される粘着剤層との中間に、雰囲気温度により可逆的に軟化−硬化変化し得る中間層を有することを特徴とするウエハダイシング用粘着テープ。
2. 前記中間層を構成する樹脂組成物中のベース樹脂は側鎖結晶性ポリマーであることを特徴とする請求項１記載のウエハダイシング用粘着テープ。
3. ２３℃における貯蔵弾性率が２．０×１０^６Ｐａ以上であるとともに、一次溶融転移温度Ｔｍ以上での貯蔵弾性率が３．０×１０^５Ｐａ以下であることを特徴とする請求項２記載のウエハダイシング用粘着テープ。
   

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