JP5189124B2

JP5189124B2 - ダイシング用固定シート及びダイシング方法

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Publication number: JP5189124B2
Application number: JP2010066431A
Authority: JP
Inventors: 昌司山本
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP2010141367A

Description

本発明は、半導体ウエハなどを素子小片に切断分離（ダイシング）する際に、当該半導体ウエハ等の被切断体を固定するために用いるダイシング用固定シートに関する。さらには当該ダイシング用固定シートを用いたダイシング方法に関する。

従来よりシリコン、ガリウム、砒素等を材料とする半導体ウエハは、大口径の状態で製造された後、素子が形成された小片に切断分離（ダイシング）され、さらにマウント工程に移される。この際、半導体ウエハにはダイシング工程、洗浄工程、エキスパンディング工程、ピックアップ工程、マウンティング工程の各工程が施されるが、ダイシング工程からピックアップ工程に至る工程では、半導体ウエハを固定するために、半導体ウエハは固定シートに貼り付けられている。当該ダイシング用固定シートとしては、プラスチックフィルムからなる基材上にアクリル系粘着剤等が５〜３０μｍ程度塗布されてなる粘着シートが一般的に用いられている。

前記ダイシング工程では、回転する丸刃（ブレード）によって半導体ウエハを切断するが、その際に半導体ウエハを保持するダイシング用固定シートの基材内部まで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式が主流となってきている。

しかし、フルカットで半導体ウエハを切断する際に、ダイシング用固定シートとして、従来のアクリル系粘着剤等を粘着層とする粘着シートを用いた場合には、半導体素子（ウエハ）の裏側面にチッピングと呼ばれる割れ（クラック）が発生する。近年、ＩＣカードなどの普及に伴って、半導体素子の薄型化が進んでおり、半導体素子のチッピングは、半導体素子の重大な強度低下を招き、その信頼性を著しく低下させるといった問題があつた。

このような問題を解決する手段として、例えば、特開平５−３３５４１１号公報には、まず、素子の形成された半導体ウエハのダイシングを行ない、然る後にダイシングされた溝の深さまでバックグラインド（裏面研削）を行なうことにより、薄型化した半導体素子片を製造する方法（先ダイシング法）が提案されている。しかし、この方法では、チッピングの発生は抑えられるもの、予めダイシングによって半導体ウエハに数十から数百μｍの切れ込みを入れるため、バックグラインド工程に搬送する過程で、その切れ込み部分で半導体ウエハが割れてしまいやすく、半導体ウエハの歩留まりの低下を招くことになる。

特開平５−３３５４１１号公報

本発明は上記のような従来技術の問題を解決しようとするものであり、半導体ウエハ等の被切断物の歩留まりを低下させることなく、ダイシング時のチッピングの発生を防止することができるダイシング用固定シートを提供すること、さらには当該ダイシング用固定シートを用いたダイシング方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すく、鋭意検討した結果、以下に示すダイシング用固定シートにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、基材フィルム上に接着層が設けられたダイシング用固定シートにおいて、前記接着層を形成する接着剤のベースポリマーがホットメルト型熱可塑性樹脂であり、接着層の貯蔵弾性率が、２０℃において１×１０⁶ 〜１×１０⁹ Ｐａであることを特徴とするダイシング用固定シート、に関する。

ダイシング時におけるチッピングの発生のメカニズムは、概ね次の通りであることが推定される。すなわち、図２に示すように、半導体ウエハａなどのダイシング工程では、通常、ニッケル中にダイヤモンド粒子（粒径）を分散させたダイヤモンドブレードｂを用いて、ブレードｂの進行方向対して下方向にブレードｂを回転させながら移動させるダウンカットとよばれる方式によって切断が行われている。その際、ダイシング用固定シート１０として、粘着層がアクリル系粘着剤により形成されているものを用いた場合には、半導体ウエハａの格子欠陥又はブレードｂの表面のダイヤモンドの欠落などによって、半導体ウエハａの切断時に微小なクラックが生じ、しかも切断され薄くなったａ′部にブレードｂの回転方向である下向きの押し下げ力が加わることによりａ′部に変形が生じて、割れ、即ち、チッピングを生ずると考えられる。

上記本発明のダイシング用固定シートの接着層を形成する接着剤のベースポリマーはホットメルト型熱可塑性樹脂であり、アクリル系粘着剤の貯蔵弾性率（２０℃，通常１×１０⁴ 〜１×１０⁶ Ｐａ未満）に比べて大きな貯蔵弾性率を有するため、アクリル系粘着剤よりも変形し難く、半導体ウエハのダイシング時に切断面に微小なクラツクが生じたとしても、半導体ウエハ自身が変形しにくくなってチツピングを抑えられる。

本発明のダイシング用固定シートにおいて、前記接着層の貯蔵弾性率は、２０℃において、１×１０⁶ 〜１×１０⁹ Ｐａである。前記貯蔵弾性率を有するような接着層により、チツピングを効果的に抑えられる。なお、前記貯蔵弾性率が大きくなるとホットメルト型接着剤としての機能（たとえば接着性）が不十分となるため、前記貯蔵弾性率の上限は前記範囲とするのが好ましい。貯蔵弾性率は、好ましくは、１×１０⁷ 〜１×１０⁹ Ｐａである。

また前記本発明のダイシング用固定シートは、５０℃以上の温度で、接着層をＳｕｓ３０４ＢＡ板に貼り付けたときの、２３℃におけるＳｕｓ３０４ＢＡ板に対する接着層の引き剥がし力が、０．５Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましい。

接着層を形成するホットメルト型熱可塑性樹脂は特に制限されないが、ダイシング時の素子小片の飛び（チップ飛び）を防止するため、常温（２３℃）において粘着性（タック）を有することが好ましい。そのため、Ｓｕｓ３０４ＢＡ板にダイシング用固定シートの接着層を貼り付けた後、引き剥がすときの、当該接着層の引き剥がし力が、０．５Ｎ／２５ｍｍ以上となるものが好ましい。好ましくは０．８Ｎ／２５ｍｍ以上である。一方、前記引き剥がし力が大きくなると、チップをピックアップ（剥離）するときのストレスによってチップを破損するおそれがあるため、前記接着力は１．５Ｎ／２５ｍｍ程度以下、さらには１．２Ｎ／２５ｍｍとするのが好ましい。なお、本発明のダイシング用固定シートは、接着層を形成するホットメルト型熱可塑性樹脂の軟化以上の温度で被切断体に貼り付けすることにより、接着シートとして作用するため、Ｓｕｓ３０４ＢＡ板へのダイシング用固定シートの貼り付けは、５０℃以上、好ましくは５０〜８０℃の温度で行われる。

また、前記本発明のダイシング用固定シートは、基材フィルムの融点が、接着層の融点よりも２０℃以上高いことが好ましい。

本発明のダイシング用固定シートでは基材フィルムおよび接着層のいずれにも熱可塑性樹脂が用いられ、またダイシング用固定シートは、５０℃以上の領域で貼付けが行われるため、当該領域において、接着層のみが有効に接着層として作用するように、基材フィルムは、接着層を形成するホットメルト型熱可塑性樹脂の融点よりも２０℃以上高いものを用いるのが好ましい。特に、基材フィルムの融点が、接着層の融点よりも３０℃以上高いものが好ましい。

さらに、本発明は、前記ダイシング用固定シートの接着層を、５０℃以上の温度においてダイシング対象の被切断体へ貼り付けた後、被切断体をダイシングすることを特徴とするダイシング方法、に関する。

本発明のダイシング用固定シートは、接着層を形成するホットメルト型熱可塑性樹脂の軟化以上の温度で被切断体に貼り付けることにより、接着シートとして作用するため、ダイシング対象の被切断体へ貼り付けは、５０℃以上、特に５０〜８０℃の温度において行うのが好ましい。

本発明のダイシング用固定シートの接着層は、常温域における貯蔵弾性率が、従来用いられてきたアクリル系粘着剤よりも高いホットメルト型熱可塑性樹脂により形成されているため、ダイシング時において半導体ウエハにブレード回転方向である下向きの変形が起こり難く、その結果、チッピングの発生を抑制でき、チップの信頼性を向上できる。

ダイシング用固定シートの断面図である。ダイシングでチッピングが生じる概念図である。

以下、本発明のダイシング用固定シートを図１を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、本発明のダイシング用固定シートは、基材フィルム１１上に、接着層１２が設けられている。また、必要に応じて、接着層１２の基材１１とは反対側にはセパレータを有する。図１では、基材フィルムの片面に接着層を有するが、基材フィルムの両面に接着層を形成することもできる。

基材フィルム１１の材料は、特に制限されるものではないが、ダイシング後のエキスパンディングに耐え得る柔軟性を有しているものが好ましい。例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン及びこれらの架橋体などのポリマーがあげられる。また、前記ポリマーは単体で用いてもよく、必要に応じて数種をブレンドしてもよく、また多層構造として用いてもよい。

基材フィルム１１の厚みは、通常１０〜３００μｍ、好ましくは３０〜２００μｍ程度である。基材フィルム１１は、従来より公知の製膜方法により製膜できる。例えば、湿式キャスティング法、インフレーション押出し法、Ｔダイ押出し法などが利用できる。

基材フィルム１１は、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸または二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。また、基材フィルム１１の表面には、必要に応じてマット処理、コロナ放電処理、プライマー処理、架橋処理（化学架橋（シラン））などの慣用の物理的または化学的処理を施すことができる。

接着層１２を形成するベースポリマーは、公知乃至慣用のホットメルト型熱可塑性樹脂であれば何ら限定されるものではない。ホットメルト型熱可塑性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、低結晶（アモルファス）ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリ酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステルー無水マレイン酸共重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体などのエチレン共重合体やポリオレフィン変性ポリマーなどのオレフィン系共重合体；ブタジエン系エラストマー、エステル系エラストマー、スチレン系エラストマー、スチレン−ブタジエン系エラストマー、スチレン−イソプレン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー；熱可塑性ポリエステル；ポリアミド１２系共重合体などのポリアミド系樹脂；ポリウレタン；ポリスチレン系樹脂；セロファン；ポリアクリロニトリル；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などのポリ塩ビニル系樹脂、アクリル系エラストマーなどがあげられる。上記ホットメルト型熱可塑性樹脂は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。

これらホットメルト型熱可塑性樹脂の中でも、超低密度ポリエチレン（好ましくは、密度０．９１０ｇ／ｃｍ³ 以下）、エチレン−酢酸ビニル共重合（好ましくは、酢酸ビニル含量１０〜５０重量％）、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体（好ましくは、（メタ）アクリル酸含量５〜３０重量％）、アイオノマー樹脂、低結晶性（アモルファス）ポリプロピレン（結晶化度５０％以下）、ブタジエン系エラストマー（例えば、商品名：ダイナロン，ＪＳＲ（株）製）、熱可塑性ポリエステル（例えば、商品名：バイロンＧＶ１００、バイロンＧＶ７００など，東洋紡績（株）製）、スチレン系エラストマー等の熱可塑性エラストマーなどが好適である。

また、接着層１２の形成には、必要に応じて、上記ホットメルト型熱可塑性樹脂にテルペン樹脂、ロジン系樹脂、石油系樹脂などの粘着付与剤、可塑剤、ワックス等の添加剤を適当量添加した組成物を用いることにより、接着性を向上させることができる。特に、ホットメルト型熱可塑性樹脂がエチレン−酢酸ビニル共重合体の場合には、テルペン樹脂などの粘着付与剤等を添加するのが好適である。

接着層１２を形成するホットメルト型熱可塑性樹脂またはその組成物の融点は、貼付け性などの点から、好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは３０〜１００℃、特に好ましくは４０〜８０℃程度である。

接着層１２の厚みは、接着層としての接着力を発現する厚みであれば特に限定されるものではないが、一般的には３μｍ以上、さらに好ましくは３〜２０μｍ、特に好ましくは５〜１０μｍ程度である。

接着層１２は、たとえば、慣用のホツトメルト型接着剤の塗布方法により設けることができる。すなわち、基材フィルム１１との共押出、押出ラミ、慣用接着剤を用いての接着ラミ、溶媒に溶かしての湿式塗工等によって形成される。

セパレータ１３は、ラベル加工のため、または接着層１２を平滑にする目的のために、必要に応じて設けられる。セパレータ１３の構成材料としては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルム等があげられる。セパレータ１３の表面には、接着層１２からの剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理等の離型処理が施されていても良い。セパレータ１３の厚みは、通常１０〜２００μｍ、好ましくは２５〜１００μｍ程度である。

本発明のダイシング用固定シートは、ダイシング用固定シートの被切断体への貼付を、好ましくは通常５０℃以上で行うこと以外は、常法に従って用いられる。ダイシング用固定シートを貼付後にはダイシングを行うが、ダイシングは、常温に戻したのちに行われる。ダイシング工程は、ブレードを高速回転させ、被切断体を所定のサイズに切断する。ダイシングは、基材内部まで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。

以下、実施例に基づいて本発明を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はない。なお、接着層の貯蔵弾性率は、動的粘弾性スペクトロメーターで測定した。
実施例１
接着層を形成するホットメルト型熱可塑性樹脂としてエチレン−酢酸ビニル共重合体（貯蔵弾性率２×１０⁷ Ｐａ，酢酸ビニル含量３０重量％，融点５０℃）を、基材フィルムを形成する低密度ポリエチレン（融点１１０℃）と共にＴダイ押出機により共押出しした後、形成した接着層にセパレータを貼り合わせてダイシング用固定シートを作製した。接着層の厚みは１０μｍと基材フィルムの厚みは８０μｍとした。
実施倒２
実施例１において、接着層の形成に、ホットメルト型熱可塑性樹脂としてスチレン系エラストマー（貯蔵弾性率７×１０⁸ Ｐａ，スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン重合体，スチレンセグメントの融点約９３℃）１００重量部と粘着付与剤（石油系樹脂）１０重量部の混合物を用いたほかは実施例１に準じてダイシング用固定シートを作製した。接着層の貯蔵弾性率は８×１０⁶ Ｐａ、融点はスチレンセグメントで９３℃であった。
実施例３
実施例１において、接着層の形成に、ホットメルト型熱可塑性樹脂としてスチレン系エラストマー（貯蔵弾性率７×１０⁸ Ｐａ，スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン，スチレンセグメントの融点約９３℃）を用いたほかは実施例１に準じてダイシング用固定シートを作製した。
比較例１
アクリル酸ブチル９５重量部及びアクリル酸５重量部を常法により共重合させて得られたアクリル系共重合体を含有する溶液にポリイソシアネート化合物（商品名「コロネートＬ」，日本ポリウレタン製）５量部を加えて、アクリル系粘着剤溶液を調製した。上記で調製した粘着剤溶液を、低密度ポリエチレン製基材フィルム（融点１１０℃，８０μｍ）のコロナ処理面に塗布した後、８０℃で１０分間加熱架橋して、厚さ１０μｍアクリル系接着層（貯蔵弾性率２×１０⁵ Ｐａ）を形成した。次いで、当該接着層面にセパレータを貼り合せてダイシング用固定シートを作製した。
（評価試験）
実施例及び比較例で得られたダイシング用固定シートを下記の方法により評価した。結果を表１に示す。
（１）引き剥がし力
ダイシング用固定シートを２５ｍｍ幅で短冊状にサンプリングし、セパレータを剥した後、５０℃のホツトプレート上でＳｕｓ４３０ＢＡ板に貼付した。前記貼付サンプルを常温（２３℃）雰囲気下で約３０分静置し、充分に常温雰囲気に慣らした後、万能引張圧縮試験機によって下記の条件で引き剥がし力を測定した。
＜引き剥がし力測定条件＞
剥離角度：１８０゜
引き剥がし速度：３００ｍｍ／分。
（２）チップ飛び評価
ダイシング用固定シートに、５０℃で、厚さ３５０μｍの６インチウエハをマウントし、以下の条件でダイシングした。ダイシング後、目視によりチップの飛びの数をカウントした。
＜ダイシング条件＞
ダイサー：ＤＩＳＣＯ社製，ＤＦＤ−６５１
ブレード：ＤＩＳＣＯ社製，２７ＨＥＣＣ
ブレード回転数：４００００ｒｐｍ
ダイシング速度：１００ｍｍ／秒
ダイシング深さ：シート表面から３０μｍ
ダイシングサイズ：３ｍｍ×３ｍｍ
カットモード：ダウンカット。
（３）チッピング評価
ダイシング用固定シートに、５０℃で、厚さ１５０μｍの６インチウエハをマウントし、以下の条件でダイシングした。ダイシング後、任意のチップ５０個をサンプリングし、チップ側面のチッピングを光学顕微鎖で観察し、チッピングのウエハ深さ方向（μｍ）の大きさごとにカウントした。
＜ダイシング条件＞
ダイサ−：ＤＩＳＣＯ社製，ＤＦＤ−６５１
ブレード：ＤＩＳＣＯ社製，２７ＨＥＣＣ
ブレード回転数：４００００ｒｐｍ
ダイシング速度：１００ｍｍ／秒
ダイシング深さ：シート表面から３０μｍ
ダイシングサイズ：３ｍｍ×３ｍｍ
カットモード：ダウンカット。

表１から、比較例のように従来のアクリル系粘着剤を接着層とするダイシング用固定シートはチッピングが多数認められるが、実施例のダイシング用固定シートではチッピングが殆ど認められない。また、引き剥がし力を０．５Ｎ／２５ｍｍ以上とすることにより、チップ飛びがなくなることが認められる。また、実施例では半導体ウエハの歩留まりも良好であった。

１１：基材フィルム
１２：接着層
１３：セパレータ

Claims

基材フィルム上に接着層が設けられたダイシング用固定シートにおいて、
前記接着層は前記基材フィルムとの共押出により形成されたものであって、前記接着層を形成する接着剤のベースポリマーがホットメルト型熱可塑性樹脂であり、接着層の貯蔵弾性率が、２０℃において１×１０^６〜１×１０^９Ｐａ、接着層の厚さが３〜１０μｍであり、
前記ホットメルト型熱可塑性樹脂が、超低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、アイオノマー樹脂、低結晶性ポリプロピレン、ブタジエン系エラストマー及び熱可塑性ポリエステルからなる群より選択される少なくとも１種であり、
前記基材フィルムは熱可塑性樹脂により形成されたものであり、前記基材フィルムの融点が接着層の融点よりも２０℃以上高いことを特徴とするダイシング用固定シート。
５０℃以上の温度で、接着層をＳｕｓ３０４ＢＡ板に貼り付けたときの、２３℃におけるＳｕｓ３０４ＢＡ板に対する接着層の引き剥がし力が、０．５Ｎ／２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のダイシング用固定シート。
前記ホットメルト型熱可塑性樹脂の融点が３０〜１００℃であることを特徴とする請求項１または２記載のダイシング用固定シート。
請求項１〜３のいずれかに記載のダイシング用固定シートの接着層を、当該接着層を形成するホットメルト型熱可塑性樹脂の軟化以上の温度である５０℃以上の温度においてダイシング対象の被切断体へ貼り付け、常温に戻した後に、被切断体をダイシングすることを特徴とするダイシング方法。