JP5302951B2 - 粘着シート - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウエハなどの電子部材の加工に用いられる粘着シートに関し、特に、半導体ウエハを極薄にまで研削する際に回路表面を保護するため、あるいは半導体ウエハのダイシング時にウエハを保持するために好適に使用される粘着シートに関する。
電子部材の代表例である半導体ウエハは、表面に回路が形成された後、ウエハの裏面側に研削加工を施し、ウエハの厚さを調整する裏面研削工程や、ウエハを所定のチップサイズに個片化するダイシング工程が行われる。
裏面研削時には、回路を保護するためにウエハの回路表面にはバックグラインドテープと呼ばれる粘着シートが貼付される。またウエハのダイシング時にはチップの飛散を防止するため、ウエハ裏面側にダイシングテープと呼ばれる粘着シートが貼付される。
これらの電子部材の加工に用いる粘着シート、特にバックグラインドテープにおいては、
回路やウエハ本体へのダメージを防止すること、
剥離後の回路上に粘着剤が残留(糊残り)しないこと、
裏面研削時に発生する研削屑の洗い流しや研削時に発生する熱を除去するための研削水が回路面に浸入することを防止すること、
研削後のウエハの厚み精度を充分に保つこと、などが要求される。
また、ダイシングテープにおいては、
ダイシング時にはウエハを充分な接着力で保持できること、
ダイシング後にチップ間隔を離間するために十分なエキスパンド性を有すること、
チップのピックアップ時には、チップをダイシングテープから容易に剥離できること、
ピックアップされたチップ裏面に粘着剤が残留しないこと、などが要求される。
このような粘着シートとしては、樹脂フィルムからなる基材上に紫外線などのエネルギー線により硬化するエネルギー線硬化型粘着剤層が設けられた粘着シートが広く用いられている。エネルギー線硬化型粘着シートによれば、ウエハの裏面研削時、ダイシング時には強い接着力でウエハ(チップ)を保持できるため、回路面への切削水の浸入やチップの飛散を防止できる。また、裏面研削終了後あるいはダイシング終了後には、粘着剤層にエネルギー線を照射することで粘着剤層が硬化し、接着力が低減されるため、糊残りすることなく、ウエハ(チップ)を粘着シートから剥離できる。
エネルギー線硬化型粘着剤としては、アクリル系の粘着ポリマーに、比較的低分子量のエネルギー線硬化性樹脂および光重合開始剤を配合してなる粘着剤が知られている。しかし、かかる粘着剤においては、各成分の混合が必ずしも均一ではなく、また低分子量物質を含むため、エネルギー線硬化を行っても、粘着剤の硬化不全が起きたり、また低分子量物質が未反応で残留することがある。このため、ウエハ(チップ)に粘着剤が残留したり、低分子量物質によりウエハ(チップ)が汚染されることがあった。
このような問題を解消するため、アクリル系の粘着ポリマーにエネルギー線重合性基を含む化合物を反応させ、粘着ポリマーの分子内にエネルギー線重合性基を導入したエネルギー線重合性粘着ポリマー(以下、「アダクト型粘着剤」と記載することがある)と、光重合開始剤とからなるエネルギー線硬化型粘着剤層を有するウエハ加工用粘着シートが提案されている(特許文献1)。このようなアダクト型粘着剤によれば、エネルギー線重合性基が粘着剤層内に均一に分散し、また低分子量物質も少ないため、硬化不全や低分子量物質による汚染が低減される。
特開平9-298173号公報
近年、回路設計の高密度化により、ウエハ表面には微細な配線や回路パターンによる凹凸が多数形成されるようになった。この結果、上記のようなアダクト型粘着剤を使用したウエハ加工用粘着シートにおいても糊残りの発生が散見されることになった。これは回路表面の凹凸間の微細な隙間に粘着剤が充填され、その硬化物が隙間に拘束される結果、剥離の際の引っ張り力により粘着剤の硬化物が切断され、回路面に残留するためと考えられる。さらに、アダクト型粘着剤を使用したウエハ加工用粘着シートにおいては、粘着剤層を硬化すると、脆質化し、エキスパンド性が低下することがあり、特にダイシング後にチップのピックアップを容易にするために高い拡張率でエキスパンドを行うと、粘着シートが裂けてしまうことがあった。
したがって、粘着剤硬化物の破断伸度を向上させることで、剥離時に粘着剤硬化物が引き延ばされても破断することなく伸長し、隙間による拘束から離脱し、周囲の粘着剤硬化物と一体となって回路面から剥離でき、糊残りを低減しうる可能性がある。また、粘着剤硬化物の破断部分をきっかけに粘着シートが裂けることを防止しうる可能性がある。
すなわち、本発明はバックグラインドテープやダイシングテープとして用いられている電子部材加工用の粘着シート、特に、アダクト型粘着剤を用いたエネルギー線硬化型粘着シートにおいて、粘着剤硬化物の破断伸度を向上させ、高いエキスパンド性を付与するとともに、粘着シートの剥離後のウエハ(チップ)の糊残りを防止することを目的としている。なお、本発明において、テープには粘着テープ、粘着シートの意味を含むものとする。シートには粘着シート、粘着テープの意味を含むものとする。
このような課題の解決を目的とした本発明の要旨は以下のとおりである。
(1)基材と、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る粘着シートであって、
前記エネルギー線硬化型粘着剤層が、重量平均分子量10万以上のアクリル系粘着性重合体を含み、
該アクリル系粘着性重合体に、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなる、粘着シート。
(2)前記アクリル系粘着性重合体が、側鎖に下記式(1)で示される重合性基含有ポリアルキレンオキシ基が結合してなる(1)に記載の粘着シート。
Figure 0005302951
(式中、Rは水素またはメチル基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素または炭素数1〜4のアルキル基であり、nは2以上の整数であり、複数あるR〜Rは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
(3)前記アクリル系粘着性重合体が、該重合体100g当たり、1×1022〜1×1024個の重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を含む(2)に記載の粘着シート。
(4)前記エネルギー線硬化型粘着剤層の硬化後の破断伸度が16%以上である(1)に記載の粘着シート。
(5)上記(1)に記載の粘着シートのエネルギー線硬化型粘着剤に電子部材を貼付し、該電子部材の裏面研削を行う、電子部材の裏面研削方法。
(6)上記(1)に記載の粘着シートのエネルギー線硬化型粘着剤に電子部材を貼付し、該電子部材のダイシングを行う、電子部材のダイシング方法。
本発明によれば、アダクト型粘着剤を用いたエネルギー線硬化型粘着シートにおいて、粘着剤硬化物の破断伸度が向上する。この結果、エキスパンド性が向上し、また表面に微細な配線や回路パターンによる凹凸が多数形成されている電子部材であっても、粘着剤層の硬化後に粘着シートを電子部材から剥離する際に、粘着剤硬化物が引き延ばされても破断することなく伸長し、隙間による拘束から離脱し、周囲の粘着剤硬化物と一体となって回路面から剥離でき、糊残りを低減することができる。
以下、本発明の好ましい態様について、その最良の形態も含めて、さらに具体的に説明する。以下では、本発明の粘着シートについて、電子部材として半導体ウエハの加工に使用した例をあげて説明するが、本発明の粘着シートの適用分野は半導体ウエハに限定されない。
本発明の粘着シートは、基材と、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、前記エネルギー線硬化型粘着剤層が、重量平均分子量10万以上のアクリル系粘着性重合体(A)を含み、該アクリル系粘着性重合体(A)に、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなる。
[(A)アクリル系粘着性重合体]
アクリル系粘着性重合体(A)の主骨格の構造は特に限定はされず、粘着剤として使用されている各種のアクリル系共重合体が用いられる。ポリアルキレンオキシ基は、-(-R-O-)m-示される。ここで、Rはアルキレン基であり、好ましくは炭素数1〜6のアルキレン基、特に好ましくは炭素数2または3のアルキレン基である。また、炭素数1〜6のアルキレン基の中でも好ましくはエチレン、プロピレン、ブチレンまたはテトラメチレン、特に好ましくはエチレンまたはプロピレンである。また、mは好ましくは2〜6さらに好ましくは2〜4である。また、重合性基は、たとえばエネルギー線重合性の炭素−炭素二重結合を含む基であり、具体的には(メタ)アクリロイル基等を例示することができる。
したがって、本発明で好ましく用いられるアクリル系粘着性重合体(A)は、その側鎖に下記式(1)で示される重合性基含有ポリアルキレンオキシ基が結合してなる。
Figure 0005302951
式中、Rは水素またはメチル基、好ましくはメチル基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素または炭素数1〜4のアルキル基であり、好ましくは水素であり、またnは2以上の整数であり、好ましくは2〜4である。複数存在するR〜Rは互いに同一であっても異なっていてもよい。すなわち、nが2以上であるため、上記(1)式で表される重合性基含有ポリアルキレンオキシ基には、Rが2以上含まれる。この際、2以上存在するRは、互いに同一であっても異なっていてもよい。R〜Rについても同様である。
アクリル系粘着性重合体(A)の重量平均分子量は、100,000以上であり、好ましくは100,000〜1,500,000であり、特に好ましくは150,000〜1,000,000である。また、アクリル系粘着性重合体(A)中には、100g当たり、通常1×1022〜1×1024個、好ましくは2×1022〜5×1023個、特に好ましくは3×1022〜1×1023個の重合性基含有ポリアルキレンオキシ基が含有されている。またアクリル系粘着性重合体(A)のガラス転移温度は、通常−70〜10℃程度である。
側鎖に重合性基含有ポリアルキレンオキシ基が結合してなるアクリル系粘着性重合体(A)は、官能基含有モノマー単位を有するアクリル系共重合体(a1)と、該官能基に反応する置換基を有する重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)とを反応させることによって得られる。
官能基含有モノマーは、重合性の二重結合と、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、置換アミノ基、エポキシ基等の官能基を分子内に有するモノマーであり、好ましくはヒドロキシル基含有不飽和化合物、カルボキシル基含有不飽和化合物が用いられる。
このような官能基含有モノマーのさらに具体的な例としては、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、2-ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシブチルメタクリレート等のヒドロキシル基含有アクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有化合物があげられる。
上記の官能基含有モノマーは、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。アクリル系共重合体(a1)は、上記官能基含有モノマーから導かれる構成単位と、(メタ)アクリル酸エステルモノマーあるいはその誘導体から導かれる構成単位とからなる。(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、アルキル基の炭素数が1〜18である(メタ)アクリル酸アルキルエステルが用いられる。(メタ)アクリル酸エステルモノマーの誘導体としては、ジメチルアクリルアミド、ジメチルメタクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ジエチルメタクリルアミド等のジアルキル(メタ)アクリルアミドがあげられる。これらの中でも、特に好ましくはメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ジメチルアクリルアミド等である。
アクリル系共重合体(a1)は、上記官能基含有モノマーから導かれる構成単位を通常3〜100重量%、好ましくは5〜40重量%、特に好ましくは10〜30重量%の割合で含有し、(メタ)アクリル酸エステルモノマーあるいはその誘導体から導かれる構成単位を通常0〜97重量%、好ましくは60〜95重量%、特に好ましくは70〜90重量%の割合で含有してなる。
アクリル系共重合体(a1)は、上記のような官能基含有モノマーと、(メタ)アクリル酸エステルモノマーあるいはその誘導体とを常法にて共重合することにより得られるが、これらモノマーの他にも蟻酸ビニル、酢酸ビニル、スチレン等が共重合されていてもよい。
上記官能基含有モノマー単位を有するアクリル系共重合体(a1)を、該官能基に反応する置換基を有する重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)と反応させることによりアクリル系粘着性重合体(A)が得られる。
重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)には、アクリル系共重合体(a1)中の官能基と反応しうる置換基が含まれている。この置換基は、前記官能基の種類により様々である。たとえば、官能基がヒドロキシル基またはカルボキシル基の場合、置換基としてはイソシアナート基、エポキシ基等が好ましく、官能基がカルボキシル基の場合、置換基としてはイソシアナート基、エポキシ基等が好ましく、官能基がアミノ基または置換アミノ基の場合、置換基としてはイソシアナート基等が好ましく、官能基がエポキシ基の場合、置換基としてはカルボキシル基が好ましい。このような置換基は、重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)1分子毎に一つずつ含まれている。
また重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)には、エネルギー線重合性炭素−炭素二重結合が、1分子毎に1〜5個、好ましくは1〜2個含まれている。
このような重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)の具体例としては、下記式(2)で示される化合物があげられる。
Figure 0005302951
式中、R〜Rおよびnは前記と同様であり、NCOは置換基としてのイソシアナート基を示す。
重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)は、上記アクリル系共重合体(a1)の官能基含有モノマー100当量当たり、通常20〜100当量、好ましくは40〜95当量、特に好ましくは60〜90当量の割合で用いられる。
アクリル系共重合体(a1)と重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)との反応は、通常は、室温程度の温度で、常圧にて、24時間程度行なわれる。この反応は、例えば酢酸エチル等の溶液中で、ジブチル錫ラウレート等の触媒を用いて行なうことが好ましい。
この結果、アクリル系共重合体(a1)中の側鎖に存在する官能基と、重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(a2)中の置換基とが反応し、重合性基含有ポリアルキレンオキシ基がアクリル系共重合体(a1)中の側鎖に導入され、アクリル系粘着性重合体(A)が得られる。
[(B)架橋剤]
本発明で用いられるエネルギー線硬化型粘着剤は、上記のようなアクリル系粘着性重合体(A)単独で形成されていてもよいが、これを架橋剤(B)にて部分架橋して用いてもよい。架橋剤(B)としては、有機多価イソシアナート化合物、有機多価エポキシ化合物、有機多価イミン化合物等があげられる。
上記有機多価イソシアナート化合物としては、芳香族多価イソシアナート化合物、脂肪族多価イソシアナート化合物、脂環族多価イソシアナート化合物およびこれらの有機多価イソシアナート化合物の三量体、ならびにこれら有機多価イソシアナート化合物とポリオール化合物と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等をあげることができる。有機多価イソシアナート化合物としては、たとえば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、ジフェニルメタン-2,4'-ジイソシアナート、3-メチルジフェニルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン-4,4'-ジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタン-2,4'-ジイソシアナート、トリメチロールプロパンアダクトトルイレンジイソシアナート、リジンイソシアナートなどがあげられる。
上記有機多価エポキシ化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)ベンゼン、1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)トルエン、N,N,N',N'-テトラグリシジル-4,4-ジアミノジフェニルメタン等をあげることができる。
上記有機多価イミン化合物としては、N,N'-ジフェニルメタン-4,4'-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン-トリ-β-アジリジニルプロピオナート、テトラメチロールメタン-トリ-β-アジリジニルプロピオナート、N,N'-トルエン-2,4-ビス(1-アジリジンカルボキシアミド)トリエチレンメラミン等をあげることができる。
このような架橋剤(B)の使用量は、アクリル系粘着性重合体(A)100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部、特に好ましくは1〜10重量部程度である。
[(C)光重合開始剤]
また、本発明のウエハ加工用粘着シートの使用にあたり、エネルギー線硬化型粘着剤層を硬化させるために、エネルギー線として紫外線を用いる場合には、上記の粘着剤中に光重合開始剤(C)を混入することにより、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。
このような光重合開始剤(C)としては、具体的には、ベンゾフェノン、アセトフェノン、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、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール、2,4-ジエチルチオキサンソン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、ベンジル、ジベンジル、ジアセチル、β−クロールアンスラキノン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。光重合開始剤(C)は、アクリル系粘着性重合体(A)の合計100重量部に対して0.1〜10重量部、特には0.5〜5重量部の範囲の量で用いられることが好ましい。
本発明の粘着シートの粘着剤層は、上記のようなアクリル系粘着性重合体(A)、および必要に応じ架橋剤(B)、光重合開始剤(C)からなる。また、これら成分に加え、前述した粘着剤層に要求される好適物性を損なわない限り、他の成分を添加してもよい。
[エネルギー線硬化型粘着剤]
このようなエネルギー線硬化型粘着剤は、エネルギー線照射により、接着力が激減する。エネルギー線としては、具体的には、紫外線、電子線等が用いられる。
本発明において用いられるエネルギー線硬化型粘着剤層は、エネルギー線照射前には、充分な接着力を有し、ウエハの裏面研削時にはウエハを確実に保持し、またウエハのダイシング時にはチップの飛散を防止する。また、エネルギー線照射による硬化後の粘着剤は接着力が著しく低減され、かつ高い破断伸度を有する。この結果、粘着剤層の硬化後であっても十分なエキスパンド性を有し、またウエハ表面に微細な配線や回路パターンによる凹凸が多数形成されている場合であっても、粘着剤層の硬化後に粘着シートをウエハ(チップ)から剥離する際に、粘着剤硬化物が引き延ばされても破断することなく伸長し、隙間による拘束から離脱し、周囲の粘着剤硬化物と一体となって回路面から剥離でき、糊残りを低減することができる。
エネルギー線照射による硬化後の粘着剤層の破断伸度は、好ましくは10〜50%、さらに好ましくは16〜45%である。また、バックグラインドテープとして用いる場合、特に好ましくは20〜40%であり、ダイシングテープとして用いる場合、特に好ましくは16〜35%である。
さらに、エネルギー線硬化型粘着剤層のエネルギー線照射による硬化後のヤング率は、好ましくは500MPa以下であり、さらに好ましくは5〜450MPaである。また、バックグラインドテープとして用いる場合、さらに好ましくは150MPa以下であり、特に好ましくは10〜100MPaである。ダイシングテープとして用いる場合、さらに好ましくは450MPa以下であり、特に好ましくは20〜450MPaである。エネルギー線硬化後の粘着剤層の破断伸度およびヤング率がこの範囲にあれば、ウエハから剥離する際に粘着剤層が引き延ばされやすくなるとともに、剥離力が充分に低下し、粘着剤がシリコンウエハに残留するおそれがなくなる。
上記エネルギー線硬化型粘着剤層は、エネルギー線の照射により硬化し、接着力が激減する。たとえば、半導体ウエハ鏡面に対する接着力は、エネルギー線の照射前には、好ましくは2000〜16000mN/25mm、さらに好ましくは5000〜12000mN/25mm程度であるのに対し、照射後には、照射前の1〜50%程度にコントロールできる。
さらに、硬化前の粘着剤層の貯蔵弾性率G'(23℃)は、好ましくは0.04〜0.3MPaである。また、バックグラインドテープとして用いる場合、さらに好ましくは0.05〜0.1MPaであり、ダイシングテープとして用いる場合、さらに好ましくは0.05〜0.25MPaである。損失弾性率/貯蔵弾性率で定義されるtanδ値(23℃)は、好ましくは0.2〜2である。また、バックグラインドテープとして用いる場合、さらに好ましくは0.3〜1の範囲にあり、ダイシングテープとして用いる場合、さらに好ましくは0.25〜1の範囲にある。硬化前の粘着剤層の粘弾性が上記範囲にあると、ウエハへの貼付を円滑に行えるようになる。
このように、本発明におけるエネルギー線硬化型粘着剤は、エネルギー線照射前には被着体に対して充分な粘着性を有する。一方、エネルギー線照射後には、被着体に対する接着力が激減し、粘着剤を残留することなく被着体から除去することができる。このため、このエネルギー線硬化型粘着剤は、貼付後の剥離を前提とした用途に好ましく使用される。
[粘着シート]
本発明に係る粘着シートは、前述したアクリル系粘着性重合体(A)を主成分とするエネルギー線硬化型粘着剤層と、基材とからなる。
本発明の粘着シートの基材としては、特に限定はされないが、たとえばエネルギー線として紫外線を用いる場合には、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、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、ポリウレタンフィルム、エチレン酢ビフィルム、アイオノマー樹脂フィルム、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)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素樹脂フィルム等の透明フィルムが用いられる。またこれらの架橋フィルムも用いられる。さらにこれらの積層フィルムであってもよい。
また、エネルギー線として電子線を用いる場合には、透明である必要はないので、上記の透明フィルムの他、これらを着色したフィルム、または不透明フィルム等を用いることができる。
本発明の粘着シートは、該エネルギー線硬化型粘着剤をロールコーター、ナイフコーター、ロールナイフコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテン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。また粘着剤層を剥離フィルム上に設け、これを上記基材に転写することで製造してもよい。
粘着剤層の厚さは、用途によって様々であるが、通常は3〜50μm、好ましくは10〜40μm程度であり、粘着剤層の厚さが薄くなると粘着性や表面保護機能が低下するおそれがある。また、基材の厚さは、通常は50〜500μm、好ましくは100〜300μm程度であり、基材の厚さが薄くなると操作性や表面保護機能が低下するおそれがある。
[電子部材の裏面研削方法]
次に、本発明の粘着シートの使用例として、粘着シートを用いた電子部材の裏面研削方法を、ウエハの裏面研削方法を例に説明する。
ウエハの裏面研削においては、表面に回路が形成された半導体ウエハの回路面に粘着シートを貼付して、回路面を保護しつつウエハの裏面を研削し、所定厚みのウエハとする。
半導体ウエハは、シリコンウエハであってもよく、またガリウム・砒素などの化合物半導体ウエハであってもよい。表面に所定の回路が形成されたウエハの研削前の厚みは特に限定はされないが、通常は650〜750μm程度である。
ウエハの裏面研削時には、表面の回路を保護するために、回路面に本発明の粘着シートを貼付する。裏面の研削は、グラインダーおよびウエハ固定のための吸着テーブル等を用いた公知の手法により行われる。
裏面研削工程後、粘着シートにエネルギー線を照射し、粘着剤を硬化させ、粘着力を低減した後、回路面から粘着シートを剥離する。本発明の粘着シートによれば、エネルギー線照射前には、充分な接着力を有し、ウエハの裏面研削時にはウエハを確実に保持し、また切削水の回路面への浸入を防止できる。また、エネルギー線照射による硬化後の粘着剤は、接着力が著しく低減され、かつ高い破断伸度を有する。この結果、ウエハ表面に微細な配線や回路パターンによる凹凸や隙間が多数形成されている場合であっても、隙間に拘束されている粘着剤硬化物が引き延ばされても破断することなく伸長し、回路面の凹凸、隙間による拘束から離脱し、周囲の粘着剤硬化物と一体となって回路面から剥離でき、回路面への糊残りを低減することができる。
[電子部材のダイシング方法]
また、本発明の粘着シートは、エネルギー線照射により接着力が激減する性質を有するため、電子部材をダイシングするダイシングシートとして使用することもできる。半導体ウエハのダイシング方法を例に説明する。
ダイシングシートとして使用する場合には、ウエハの裏面に本発明の粘着シートを貼付する。ダイシングシートの貼付は、ローラーを備えたマウンターと呼ばれる装置により行われるのが一般的だが、特に限定はされない。
半導体ウエハのダイシング方法は特に限定はされない。一例として、ウエハのダイシング時には、ダイシングテープの周辺部を、リングフレームにより固定した後、ダイサーなどの回転丸刃を用いるなどの公知の手法により、ウエハのチップ化を行う。また、レーザー光を用いたダイシング法であってもよい。
次いで、粘着シートにエネルギー線を照射し、粘着剤を硬化させ、粘着力を低減した後、チップを粘着シートからピックアップする。なお、チップのピックアップに先立ち、チップ間隔を離間するため、粘着シートをエキスパンドしてもよい。本発明の粘着シートにおいては、粘着剤層を硬化させた後でも、十分なエキスパンド性を有し、破断することなくチップ間隔を拡張することができる。ピックアップされたチップは、その後、常法によりダイボンド、樹脂封止がされ半導体装置が製造される。本発明の粘着シートによればチップ裏面への糊残りが低減され、チップ裏面の残留物による悪影響は生じない。
[その他の使用形態]
また、本発明の粘着シートは、ダイシング・ダイボンド兼用シートとして用いることもできる。この場合には、粘着剤層には、アクリル系粘着性重合体(A)、架橋剤(B)、光重合開始剤(C)に加えて、さらにエポキシなどの熱硬化性樹脂、および熱硬化性樹脂の硬化促進剤を配合する。また、基材としては、粘着剤層が形成される面の表面張力が、40mN/m 以下のフィルムを使用することが望ましい。
粘着シートをダイシング・ダイボンド兼用シートとして使用する場合には、まず、該シートをダイシング装置上に、リングフレームにより固定し、半導体ウエハの一方の面をシートの粘着剤層上に載置し、軽く押圧し、ウエハを固定する。
次いで、ダイシングソーなどの切断手段を用いて、上記のウエハを切断しICチップを得る。この際に粘着剤層も同時に切断する。次いで粘着剤層にエネルギー線を照射する。その後、必要に応じてエキスパンドを行い、ICチップのピックアップを行うと、切断された粘着剤層をICチップ裏面に固着残存させて基材から剥離することができる。
次いで粘着剤層を介してICチップをダイパッド部に載置し、加熱する。加熱により熱硬化性樹脂が接着力を発現し、ICチップとダイパッド部とを強固に接着することができる。
以上、本発明の粘着シートについて、半導体ウエハの裏面研削およびダンシングに適用した場合を例にとり説明したが、本発明の粘着シートは、半導体ウエハのみならず、各種電子素子のパッケージ、ガラス、セラミクス、グリーンセラミクス、化合物半導体等の電子部材その他の部材の加工にも使用できる。
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。また、各成分の配合量(含有量)は、断りがない限りすべて固形分での値とする。
(実施例1)
(エネルギー線硬化型粘着剤の作成)
ブチルアクリレート73.2重量部、ジメチルアクリルアミド10重量部、官能基含有モノマーとして2−ヒドロキシエチルアクリレート16.8重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量500,000のアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の100重量部に対し、下記式で示される重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(2-(2-methacryloyloxyethyloxy)ethyl isocyanate)24重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシル基100当量に対して83当量)とを反応させ、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系粘着性重合体を得た(アクリル系粘着性重合体100g当たり重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を5.8×1022個含む)。
Figure 0005302951
アクリル系粘着性重合体100重量部に対し、架橋剤として多価イソシアナート化合物(コロネートL(日本ポリウレタン社製))2.0重量部と、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)3.3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。
(粘着シートの作成)
エネルギー線硬化型粘着剤組成物を溶媒(酢酸エチル)で30重量%溶液となるよう濃度を調整し、ロールナイフコーターを用いて、乾燥後の塗布厚が40μmとなるように、剥離シートとしてシリコーン剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm)の剥離処理面に塗布し、120℃で1分間乾燥した後、厚さ110μmのポリエチレンフィルムを積層し、粘着シートを得た。
「粘着力」
得られた粘着シートの粘着力を以下のように測定した。
被着体をシリコンウエハの鏡面とした以外は、JIS Z0237に準じて、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300mm/分、剥離角度180°にて粘着シートの粘着力を測定し、エネルギー線硬化前の粘着力とした。
また、粘着シートをシリコンウエハの鏡面に貼付してから、23℃、65%RHの雰囲気下に20分間放置した後、粘着シートの基材側より、紫外線照射装置(リンテック株式会社製、RAD−2000m/12)を用いて、紫外線照射(照射条件:照度230mW/cm,光量180mJ/cm)を行った。紫外線照射後の粘着シートにつき、上記と同様にして粘着力を測定し、エネルギー線硬化後の粘着力とした。
「表面汚染性」
上記粘着シートを、半導体ウエハの裏面研削時の表面保護シート(バックグラインドテープ)として用いた際の表面汚染性を以下のように評価した。
リンテック株式会社製、ラミネーターRAD−3510を用いて、シリコンダミーウエハ(直径インチ、厚さ725μm)の回路面に上記粘着シートを貼付した。その後、ウエハ裏面研削装置(株式会社ディスコ製、DGP−8760)を用いてウエハ厚を100μmまで研削した。次に粘着シートの基材側より、紫外線照射装置(リンテック株式会社製、RAD−2000m/12)を用いて、紫外線照射(照射条件:照度230mW/cm,光量180mJ/cm)を行った。次いで、テープマウンター(リンテック株式会社製、RAD−2500m/12)を用いて、研削面にダイシングテープ(リンテック株式会社製、D−185)を貼付し、前記粘着シートをシリコンダミーウエハの回路面から剥離した。
次いでシリコンダミーウエハの回路面(粘着シートに貼付されていた面)をデジタル顕微鏡(キーエンス社製、デジタルマイクロスコープVHX−200)を用いて倍率2000倍で観察し、粘着剤残渣が観察されなかった場合を、表面汚染性「良好」とし、残渣が観察された場合を「不良」と評価した。
また、上記粘着剤のエネルギー線硬化後の「ヤング率」、「破断伸度」およびエネルギー線硬化前の「貯蔵弾性率」、「tanδ」を以下のように評価した。
「ヤング率、破断伸度」
測定サンプルは以下のように調製した。
エネルギー線硬化型粘着剤組成物をロールナイフコーターを用いて、乾燥後の塗布厚が40μmとなるように、シリコーン剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm)の剥離処理面に塗布し、120℃で1分間乾燥した後、さらに同じPETフィルムを他面に積層した。次いで、一方のPETフィルムを剥離し、エネルギー線硬化型粘着剤層を露出させた。
同じように調製したエネルギー線硬化型粘着剤層を全厚が200μmになるまで順次積層した。次いで、上記サンプルに、紫外線照射(照射条件:照度230mW/cm,光量600mJ/cm)を両面から2回ずつ行い硬化させた。その後、サンプルを15mm×140mmに型抜きして、測定用サンプルを得た。
測定は測定長(チャック間距離)15mm×100mmで、JIS K7127に準じて万能型引張試験機(株式会社オリエンテック製、TENSILON/UTM−4−100)を用いて行った。
「貯蔵弾性率、tanδ」
前記と同様の方法で、エネルギー線硬化型粘着剤層を全厚が8mmになるまで順次積層した。ついで、直径8mmの円柱型に型抜きして測定用サンプルを得た。
このサンプルの23℃における貯蔵弾性率、tanδを粘弾性測定装置(REOMETRIC社製、DYNAMIC ANALYZER RADII)を用いて測定した。
(実施例2)
(エネルギー線硬化型粘着剤の作成)
ブチルアクリレート80重量部、ジメチルアクリルアミド10重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート10重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量680,000のアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体100重量部と、2-(2-methacryloyloxyethyloxy)ethyl isocyanate13.2重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシル基100当量に対して77当量)とを反応させ、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系粘着性重合体を得た(アクリル系粘着性重合体100g当たり重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を3.5×1022個含む)。
上記アクリル系粘着性重合体を用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
(エネルギー線硬化型粘着剤の作成)
ブチルアクリレート73.2重量部、ジメチルアクリルアミド10重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート16.8重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量500,000のアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の固形分100重量部と、methacryloyloxyethyl isocyanate18.6重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシル基100当量に対して83当量)とを反応させ、アルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系粘着性重合体を得た(アクリル系粘着性重合体100g当たり重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を6.1×122個含む)。
上記アクリル系粘着性重合体を用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
(エネルギー線硬化型粘着剤の作成)
ブチルアクリレート62重量部、メチルメタクリレート10重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート28重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量600,000のアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の固形分100重量部と、methacryloyloxyethyl isocyanate30重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシル基100当量に対して80当量)とを反応させ、アルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系粘着性重合体を得た(アクリル系粘着性重合体100g当たり重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を8.9×1022個含む)。
上記アクリル系粘着性重合体を用いた以外は実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
(エネルギー線硬化型粘着剤の作成)
ブチルアクリレート85重量部、官能基含有モノマーとし2−ヒドロキシエチルアクリレート15重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量600,000のアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の100重量部に対し、重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(2-(2-methacryloyloxyethyloxy)ethyl isocyanate) 20.6重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシル基100当量に対して80当量)とを反応させ、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系粘着性重合体を得た(アクリル系粘着性重合体100g当たり重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を5.16×1022個含む)。
このアクリル系粘着性重合体100重量部に対し、架橋剤として多価イソシアナート化合物(コロネートL(日本ポリウレタン社製))0.45重量部と、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)3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。
(粘着シートの作成)
エネルギー線硬化型粘着剤組成物を溶媒(酢酸エチル)で25重量%溶液となるよう濃度を調整し、ロールナイフコーターを用いて、乾燥後の塗布厚が10μmとなるように、剥離シートとしてシリコーン剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm)の剥離処理面に塗布し、100℃で1分間乾燥した後、厚さ80μmのエチレン-メタクリル酸共重合フィルム(共重合重量比=91:9)を積層し、粘着シートを得た。
得られた粘着シートのエネルギー線硬化前後の粘着力を上記と同様に測定した。また、上記粘着剤のエネルギー線硬化後の「ヤング率」、「破断伸度」およびエネルギー線硬化前の「貯蔵弾性率」、「tanδ」を前記のように評価した。また、上記粘着シートを、半導体ウエハのダイシングシートとして用いた際の裏面汚染性およびエキスパンド性を以下のように評価した。
「裏面汚染性」
直径6インチ、厚さ350μmの研磨(♯2000)したシリコンウエハの研磨面にテープマウンター(リンテック株式会社製、RAD−2500m/12)を用いて、粘着シートを貼付した。粘着シートの外周部をリングフレームに固定し、ウエハダイシング装置(DFD−651、ディスコ社製)を用い、ブレード(NBC−ZH205O−SE27HECC、ディスコ社製)で、粘着シートへの切り込み量30μm、チップサイズ10mm×10mmの条件でフルカットダイシングした。ダイシング終了後に、ダイボンド装置(ダイボンダー、BESTEM−D02、キヤノンマシナリー社製)を用いて、3mm引き落としの条件で粘着シートをエキスパンドし、次いでチップのピックアップを行った。チップのピックアップは、4本の突き上げピンが正方形に配置され、その中心に1本の突き上げピンが配置された突き上げ装置を用い、周辺4ピンの突き上げ高さ100μm、中心ピンの突き上げ高さ600μmで粘着シートの裏面側からチップを突き上げピックアップを行った。
次いでピックアップしたチップの研磨面(シートに貼付されていた面)をデジタル顕微鏡(キーエンス社製、デジタルマイクロスコープVHX−200)を用いて倍率2000倍で観察し、粘着剤残渣が観察されなかった場合を、裏面汚染性「良好」とし、残渣が観察された場合を「不良」と評価した。
「エキスパンド性」
直径6インチ、厚さ350μmの研磨(♯2000)したシリコンウエハの研磨面にテープマウンター(リンテック株式会社製、RAD−2500m/12)を用いて、粘着シートを貼付した。粘着シートの外周部をリングフレームに固定し、ウエハダイシング装置(DFD−651、ディスコ社製)を用い、ブレード(NBC−ZH205O−SE27HECC、ディスコ社製)で、粘着シートへの切り込み量30μm、チップサイズ10mm×10mmの条件でフルカットダイシングした。ダイシング終了後に、下記2つの条件で粘着シートをエキスパンドした。
「条件A」エキスパンド装置(ダイボンダー、CSP−100VX、NECマシナリー社製)を用いて12mm引き落としの条件で粘着シートをエキスパンドした。
「条件B」エキスパンド装置(半自動エキスパンダー、ME−300B、JCM社製)を用いて10mm引き落としの条件で粘着シートをエキスパンドした。
ダイシングシートを所定の量まで引き落とした際に粘着シートの破断がなかった場合を「良好」とし、粘着シートが破断した場合を「不良」と評価した。
(実施例4)
2−エチルヘキシルアクリレート40重量部、酢酸ビニル40重量部、官能基含有モノマーとして2−ヒドロキシエチルアクリレート20重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量600,000のアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の100重量部に対し、重合性基含有ポリアルキレンオキシ化合物(2-(2-methacryloyloxyethyloxy)ethyl isocyanate) 27.4重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシル基100当量に対して80当量)とを反応させ、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系粘着性重合体を得た(アクリル系粘着性重合体100g当たり重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を6.5×1022個含む)。
このアクリル系粘着性重合体100重量部に対し、架橋剤として多価イソシアナート化合物(コロネートL(日本ポリウレタン社製))1.07重量部と、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)3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。
上記エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた以外は実施例3と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
ブチルアクリレート85重量部、官能基含有モノマーとして2−ヒドロキシエチルアクリレート15重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量600,000のアクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の100重量部に対し、methacryloyloxyethyl isocyanate 16重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシル基100当量に対して80当量)とを反応させ、アルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系粘着性重合体を得た(アクリル系粘着性重合体100g当たり重合性基含有アルキレンオキシ基を5.35×1022個含む)。
このアクリル系粘着性重合体100重量部に対し、架橋剤として多価イソシアナート化合物(コロネートL(日本ポリウレタン社製))0.45重量部と、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)3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。
上記エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた以外は実施例3と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
(比較例4)
2−エチルヘキシルアクリレート40重量部、酢酸ビニル40重量部、官能基含有モノマーとして2−ヒドロキシエチルアクリレート20重量部を用いて酢酸エチル溶媒中で溶液重合し、重量平均分子量の600,000アクリル系共重合体を生成した。このアクリル系共重合体の100重量部に対し、methacryloyloxyethyl isocyanate 21.4重量部(アクリル系共重合体の官能基であるヒドロキシル基100当量に対して80当量)とを反応させ、アルキレンオキシ基を介して重合性基が結合してなるアクリル系粘着性重合体を得た(アクリル系粘着性重合体100g当たり重合性基含有アルキレンオキシ基を6.84×1022個含む)。
このアクリル系粘着性重合体100重量部に対し、架橋剤として多価イソシアナート化合物(コロネートL(日本ポリウレタン社製))1.07重量部と、光重合開始剤としてイルガキュア184(チバ・スペシャリティケミカルズ社製)3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。
上記エネルギー線硬化型粘着剤組成物を用いた以外は実施例3と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
Figure 0005302951

Claims (4)

  1. 基材と、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る粘着シートであって、
    前記エネルギー線硬化型粘着剤層が、重量平均分子量10万以上のアクリル系粘着性重合体を含み、
    該アクリル系粘着性重合体に、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合し
    前記アクリル系粘着性重合体が、側鎖に下記式(1)で示される重合性基含有ポリアルキレンオキシ基が結合し、
    前記アクリル系粘着性重合体が、該重合体100g当たり、1×1022〜1×1024個の重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を含む粘着シート。
    Figure 0005302951
    (式中、Rは水素またはメチル基であり、R〜Rはそれぞれ独立に水素または炭素数1〜4のアルキル基であり、nは2以上の整数であり、複数あるR〜Rは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
  2. 前記エネルギー線硬化型粘着剤層の硬化後の破断伸度が16%以上である請求項1に記載の粘着シート。
  3. 基材と、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る粘着シートであって、
    前記エネルギー線硬化型粘着剤層が、重量平均分子量10万以上のアクリル系粘着性重合体を含み、
    該アクリル系粘着性重合体に、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合し前記アクリル系粘着性重合体が、側鎖に下記式(1)で示される重合性基含有ポリアルキレンオキシ基が結合し、前記アクリル系粘着性重合体が、該重合体100g当たり、1×1022〜1×1024個の重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を含む粘着シートのエネルギー線硬化型粘着剤に電子部材を貼付し、該電子部材の裏面研削を行う、電子部材の裏面研削方法。
    Figure 0005302951
    (式中、R は水素またはメチル基であり、R 〜R はそれぞれ独立に水素または炭素数1〜4のアルキル基であり、nは2以上の整数であり、複数あるR 〜R は互いに同一であっても異なっていてもよい。)
  4. 基材と、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る粘着シートであって、
    前記エネルギー線硬化型粘着剤層が、重量平均分子量10万以上のアクリル系粘着性重合体を含み、
    該アクリル系粘着性重合体に、ポリアルキレンオキシ基を介して重合性基が結合し前記アクリル系粘着性重合体が、側鎖に下記式(1)で示される重合性基含有ポリアルキレンオキシ基が結合し、前記アクリル系粘着性重合体が、該重合体100g当たり、1×1022〜1×1024個の重合性基含有ポリアルキレンオキシ基を含む粘着シートのエネルギー線硬化型粘着剤に電子部材を貼付し、該電子部材のダイシングを行う、電子部材のダイシング方法。
    Figure 0005302951
    (式中、R は水素またはメチル基であり、R 〜R はそれぞれ独立に水素または炭素数1〜4のアルキル基であり、nは2以上の整数であり、複数あるR 〜R は互いに同一であっても異なっていてもよい。)
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