JP2008280505A - 半導体加工用テープ - Google Patents

Abstract

【課題】加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するための半導体加工用テープであって、加熱工程後であっても容易に粘着力を低減させて剥離が可能である半導体加工用テープを提供する。
【解決手段】加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するための半導体加工用テープであって、基材の少なくとも一方の面に、光硬化型粘着剤と光を照射したときに前記光硬化型粘着剤と反応する光反応性基を有するブリード剤とを含有する粘着剤層を有し、室温においては半導体に対して高い粘着力を有し、１２０℃以上に加熱したときには前記ブリード剤が前記粘着剤層と半導体との間にブリードアウトしてブリード層を形成することにより接着昂進を起こすことがなく、かつ、剥離したときに前記ブリード剤が前記半導体上に残存しない半導体加工用テープ。
【選択図】 なし

Description

本発明は、加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するための半導体加工用テープに関する。

半導体の製造においては、加工時に半導体の取扱いを容易にし、破損したりしないようにするために半導体加工用テープを貼付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、厚膜ウエハを支持板に接着して補強する際に両面粘着テープが用いられる。また、所定の厚さに研削された薄膜ウエハを個々のＩＣチップにダイシングする際にも、ダイシングテープと呼ばれる粘着テープが用いられる。

半導体加工用テープには、加工工程中に半導体を強固に固定できるだけの高い粘着性とともに、工程終了後には半導体を損傷することなく剥離できることが求められる。これに対して特許文献１には、紫外線等の光を照射することにより硬化して粘着力が低下する光硬化型粘着剤を用いた粘着テープが開示されている。このような粘着テープは、加工工程中には確実に半導体を固定できるとともに、紫外線等を照射することにより容易に剥離することができる。

しかしながら、このような光硬化型粘着剤を用いた粘着テープであっても、加熱工程を有する半導体の加工時に用いた場合には、紫外線等を照射しても充分に粘着力が低下せず、剥離できないことがあるという問題があった。これは、加熱によって粘着剤の接着力が昂進するためであると考えられる。
粘着剤の接着力昂進を抑制する手段としては、シリコーンオイル等のブリード剤（接着力調整剤）を配合することが知られている。しかしながら、このようなブリード剤を配合した場合、剥離後の半導体の表面に接着力調整剤が残存し、このような汚染した半導体を用いて製造した半導体パッケージ部品は内部に揮発性の有機分を含むため電子部品としての信頼性が劣ることがあるという問題があった。
特開平５−３２９４６号公報

本発明は、加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するための半導体加工用テープであって、加熱工程後であっても容易に粘着力を低減させて剥離が可能である半導体加工用テープを提供することを目的とする。

本発明は、加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するための半導体加工用テープであって、基材の少なくとも一方の面に、光硬化型粘着剤と光を照射したときに前記光硬化型粘着剤と反応する光反応性基を有するブリード剤とを含有する粘着剤層を有し、室温においては半導体に対して高い粘着力を有し、１２０℃以上に加熱したときには前記ブリード剤が前記粘着剤層と半導体との間にブリードアウトしてブリード層を形成することにより接着昂進を起こすことがなく、かつ、剥離したときに前記ブリード剤が前記半導体上に残存しない半導体加工用テープである。
以下に本発明を詳述する。

本発明者らは、鋭意検討の結果、光硬化型粘着剤に対して該光硬化型粘着剤と反応する光反応性基を有するブリード剤として添加することにより、室温においては半導体に対して充分に高い粘着力を発揮でき、半導体を加熱する工程において１２０℃以上に加熱したときには上記ブリード剤が粘着剤層と半導体との間にブリードアウトしてブリード層を形成することにより接着昂進を起こすことがなく、かつ、剥離時に紫外線等の光を照射したときには光硬化型粘着剤の硬化反応とともにブリード剤中の光反応性基が光硬化型粘着剤と反応して化学結合するために剥離してもブリード剤が半導体上に残存しないことを見出し本発明を完成するに至った。

本発明の半導体加工用テープは、基材と基材の少なくとも一方の面に形成された粘着剤層とからなる。
本発明の半導体加工用テープは、一方の面にのみ粘着剤層が形成された片面粘着テープであってもよく、両面に粘着剤層が形成された両面粘着テープであってもよい。

上記基材として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。

上記粘着剤層は、光硬化型粘着剤と光を照射したときに該光硬化型粘着剤と反応する光反応性基を有するブリード剤とを含有する。
上記光硬化型粘着剤としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。具体的には、例えば、分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル系の重合性ポリマーと、ラジカル重合性の多官能オリゴマー又はモノマーとを主成分とし、必要に応じて光重合開始剤を含んでなる光硬化型粘着剤を用いたもの等が挙げられる。
このような光硬化型粘着剤からなる粘着剤層は、光の照射により粘着剤層の全体が均一にかつ速やかに重合架橋して一体化するため、重合硬化による弾性率の上昇が著しくなり、粘着力が大きく低下する。

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。

上記多官能オリゴマー又はモノマーとしては、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５，０００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。このようなより好ましい多官能オリゴマー又はモノマーとしては、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。

上記光重合開始剤としては、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、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、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。

上記光反応性基を有するブリード剤は、粘着剤層が室温においては半導体に対して高い粘着力を有し、加熱したときにはブリード剤が粘着剤層と半導体との間にブリードアウトしてブリード層を形成するという性能を発揮するように、上記光硬化型粘着剤との組み合わせを選択する。具体的には、光を照射したときに上記光硬化型粘着剤と反応する光反応性基を有するという前提のもと、室温においては上記光硬化型粘着剤との相溶性が高く粘着性を阻害しない一方、加熱条件下においては上記光硬化型粘着剤との相溶性が低下してブリードアウトするものを選択する。

上記光硬化型粘着剤と光反応性基を有するブリード剤との組み合わせとしては、具体的には例えば、光硬化型粘着剤が分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル系重合性ポリマーであり、かつ、光反応性基を有するブリード剤がラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル系オリゴマーであって、前記（メタ）アクリル酸アルキルエステル系重合性ポリマーを構成するモノマーと前記（メタ）アクリルオリゴマーを構成するモノマーとが異種のもの等が挙げられる。
上記分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル系重合性ポリマーと（メタ）アクリル系オリゴマーとは、いずれも（メタ）アクリル系であることから室温における相溶性は比較的高く、充分な粘着力を発揮することができる。
しかしながら、加熱高温時には分子が自由に運動しやすい状態になるため、構成モノマーが異種のものである（構造が異なる）ことに由来する相溶性の低下によって（メタ）アクリル系オリゴマーがブリードアウトしやすくなる。更に光照射により、分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル系重合性ポリマーが架橋して硬化すると同時に（メタ）アクリル系オリゴマーとも反応して化学結合することから、ブリードアウトした（メタ）アクリル系オリゴマーが半導体上に移行することもない。これらのブリード剤は、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（メタ）アクリル系オリゴマーは、主鎖構造中にポリプロピレングリコール構造又はポリエチレングリコール構造を有することが好ましい。ポリプロピレングリコール構造又とポリエチレングリコール構造の両方を有していても構わない。半導体のなかでも、回路等が形成された表面に凹凸のある半導体は、そのアンカー効果によって特に剥離が難しくなる傾向がある。主鎖構造中にポリプロピレングリコール構造又はポリエチレングリコール構造を有する（メタ）アクリル系オリゴマーをブリード剤として用いた場合には、表面に凹凸のある半導体であっても確実に剥離を行うことができる。これは、その理由は明らかでないが、このような（メタ）アクリル系オリゴマーを配合することにより加熱によって粘着剤の接着力が昂進するのが抑制されるためであると考えられる。

上記主鎖構造中にポリプロピレングリコール構造又はポリエチレングリコール構造を有する（メタ）アクリル系オリゴマーとしては特に限定されないが、例えば、ポリエチレンジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、プロポキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、ポリエチレンジメタクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート、プロポキシ化ビスフェノールＡジメタクリレート等が挙げられる。
また、市販品としては、例えば、ＮＫエステルＡＰＧ−７００（新中村化学工業社製）、ＮＫエステルＡ−ＢＰＥ−３０（新中村化学工業社製）、ＮＫエステルＡ−Ｂ１２０６ＰＥ（新中村化学工業社製）、ＮＫエステルＡ−１０００（新中村化学工業社製）等を用いることができる。

上記（メタ）アクリル系オリゴマーの分子量としては特に限定されないが、好ましい下限は１００、好ましい上限は２００００である。１００未満であるとブリードアウトしても充分な接着力昂進抑制作用を発揮なかったり、加熱時に揮発してしまったりすることがあり、２００００を超えると、ブリードアウトしにくくなることがある。より好ましい上限は３０００である。

上記分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル系重合性ポリマーに対する（メタ）アクリル系オリゴマーの配合量としては特に限定されないが、分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル系重合性ポリマー１００重量部に対する好ましい下限は１重量部、好ましい上限は１００重量部である。１重量部未満であると、ブリードアウトしても充分な接着力昂進抑制作用を発揮できないことがあり、１００重量部を超えると、粘着力性能が不充分となることがある。

上記粘着剤層は、粘着剤としての凝集力の調節を図る目的で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。更に、粘着剤の安定性を高めるために熱安定剤、酸化防止剤を配合してもよい。

本発明の半導体加工用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。

本発明の半導体加工用テープは、加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するために好適に用いることができる。本発明の半導体加工用テープでは、室温においては半導体に対して高い粘着力を有し、１２０℃以上に加熱したときにはブリード剤が粘着剤層と半導体との間にブリードアウトしてブリード層を形成することにより接着昂進を起こすことがなく、かつ、剥離したときにブリード剤が半導体上に残存しない。
なお、ここで１２０℃以上としたのは、スパッタリング、ドライエッチング、酸変性、蒸着の半導体の加熱工程の多くが１２０℃以上に加熱するものであること、及び、一般に粘着剤の接着力昂進は１２０℃以上に加熱されたときに特に著しいこと等を勘案したものである。

本発明によれば、加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するための半導体加工用テープであって、加熱工程後であっても容易に粘着力を低減させて剥離が可能である半導体加工用テープを提供することができる。

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）光硬化型粘着剤の調製
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。
ブチルアクリレート ７９重量部
エチルアクリレート １５重量部
アクリル酸 １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

（２）粘着剤層用組成物溶液の調製
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、アクリル系オリゴマー（新中村化学社製、ＮＫオリゴＵ−３２４Ａ：主鎖ウレタン骨格、分子量１３００）２０重量部、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０．５重量部を混合し粘着剤層用組成物溶液を調製した。

（３）半導体加工用テープの製造
得られた粘着剤層用組成物溶液を、片面にコロナ処理を施した厚さ７５μｍの透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのコロナ処理上に乾燥皮膜の厚さが約１５μｍ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。次いで、粘着剤層の表面に離型処理が施されたＰＥＴフィルムを貼り付けた。その後、４０℃、３日間静置養生を行い、半導体加工用テープを得た。

（実施例２）
アクリル系オリゴマーとして新中村化学工業社製、ＮＫエステルＡＰＧ−２００（主鎖ポリプロピレングリコール骨格、分子量約３００）を用いた以外は実施例１と同様にして粘着剤層用組成物溶液、半導体加工用テープを得た。

（実施例３）
アクリル系オリゴマーとして新中村化学社製、ＮＫエステルＡＰＧ−７００（主鎖ポリプロピレングリコール骨格、分子量約８００）を用いた以外は実施例１と同様にして粘着剤層用組成物溶液、半導体加工用テープを得た。

（実施例４）
アクリル系オリゴマーとして新中村化学社製、ＮＫエステルＡ−２００（主鎖ポリエチレングリコール骨格、分子量約３００）を用いた以外は実施例１と同様にして粘着剤層用組成物溶液、半導体加工用テープを得た。

（実施例５）
アクリル系オリゴマーとして新中村化学社製、ＮＫエステルＡ−ＢＰＥ−３０（主鎖ポリエチレングリコール骨格、分子量約１７００）を用いた以外は実施例１と同様にして粘着剤層用組成物溶液、半導体加工用テープを得た。

（比較例１）
実施例１で得られた光硬化性粘着剤の酢酸エチル溶液に、（メタ）アクリル系オリゴマーを添加しなかった以外は実施例１と同様にして粘着剤層用組成物溶液を調製し、これを用いて半導体加工用テープを製造した。

（比較例２）
実施例１で得られた光硬化性粘着剤の酢酸エチル溶液に、アクリル系オリゴマー４０重量部に代えてシリコーンオイル（信越化学社製、ＫＦ−９６−１０ｃｓ）２重量部を添加した以外は実施例１と同様にして粘着剤層用組成物溶液を調製し、これを用いて半導体加工用テープを製造した。

（評価）
実施例１及び比較例１、２で製造した半導体加工用テープについて、以下の方法により評価を行った。
結果を表１に示した。

（１）剥離性の評価
得られた半導体加工用テープをバックグラインドテープとして用い、回路が形成されていない厚み７００μｍのシリコンウエハ（ベアウエハ）の回路面をテープ側として貼り付け、シリコンウエハを７０μｍの厚みに薄化研削した。次いで、全体を１８０℃、２０分間加熱した。加熱後、シリコンウエハの研削面側にダイシングテープを貼り付け、吸着固定し、バックグラインドテープ側から超高圧水銀灯を利用して４０ｍＷ／ｃｍ^２の強度で１分間照射した後、バックグラインドテープを剥離した。１０枚のウエハについて実施し、バックグラインドテープを剥離するときの応力でウエハの割れや、回路の破損が生じないか、回路面に粘着剤が残っていないかを観察した。
また、同様の評価を、段差約５μｍの回路が形成された厚み７００μｍのシリコンウエハ（回路ウエハ）を用いて行った。

（２）ＩＣチップの汚染性の評価
（１）で破損することなく剥離、ダイシングテープに転写できた回路シリコンウエハ（ベアウエハ）について、５ｍｍ×５ｍｍにダイシングして半導体チップを得た。得られた半導体チップをダイアタッチフィルムを利用して回路基板にダイボンディングした後、樹脂封止を行い、ダイシングにより個片化して半導体パッケージを得た。
得られた半導体パッケージを、ＪＥＤＥＣのレベルＩＩに準拠して前処理を行った後に、２６０℃に加熱したリフロー炉を通過させて、超音波探傷装置を利用して半導体パッケージ内部に気泡等が発生していないかを観察した。１０個のチップについて観察し、気泡等の異常が認められなかった半導体パッケージの数を求めた。

本発明によれば、加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するための半導体加工用テープであって、加熱工程後であっても容易に粘着力を低減させて剥離が可能である半導体加工用テープを提供することができる。

Claims (3)

1. 加熱工程を有する半導体の加工時において半導体に貼付してこれを保護するための半導体加工用テープであって、
   基材の少なくとも一方の面に、光硬化型粘着剤と光を照射したときに前記光硬化型粘着剤と反応する光反応性基を有するブリード剤とを含有する粘着剤層を有し、
   室温においては半導体に対して高い粘着力を有し、１２０℃以上に加熱したときには前記ブリード剤が前記粘着剤層と半導体との間にブリードアウトしてブリード層を形成することにより接着昂進を起こすことがなく、かつ、剥離したときに前記ブリード剤が前記半導体上に残存しない
   ことを特徴とする半導体加工用テープ。
2. 光硬化型粘着剤が分子内にラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステル系重合性ポリマーであり、かつ、光反応性基を有するブリード剤がラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル系オリゴマーであって、前記（メタ）アクリル酸アルキルエステル系重合性ポリマーを構成するモノマーと前記（メタ）アクリルオリゴマーを構成するモノマーとが異種のものであることを特徴とする請求項１記載の半導体加工用テープ。
3. ラジカル重合性の不飽和結合を有する（メタ）アクリル系オリゴマーは、主鎖構造中にポリプロピレングリコール構造又はポリエチレングリコール構造を有することを特徴とする請求項２記載の半導体加工用テープ。