JP5783540B2 - ウェーハ加工用基材 - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハ加工用基材に関する。
半導体装置の製造過程は、バックグラインディングまたはダイシング工程などの過程を含み、この過程では、表面保護シートまたはダイシングシートのような粘着シートが使用される。
最近、半導体装置の小型化及び軽量化の要求が増加するに伴い、上記のようなウェーハ加工用粘着シートの性能が重要になっている。
例えば、ウェーハの一面にのみ回路を形成した既存の方式より高い集積率を達成するために、ウェーハの両面に回路を設ける試みがされている。このように、ウェーハの両面に回路を設けるためには、ウェーハ加工用シートが付着した状態で高温工程が進行されなければならない。したがって、ウェーハ加工用シートには、優れた耐熱性及び高温での寸法安定性などが要求される。しかし、単純に耐熱性や寸法安定性を確保するために、高い融点を有する硬質基材を使用する場合、ウェーハを保護する機能が低下し、応力緩和性などが劣化し、工程の過程でウェーハの破損を誘発する可能性が大きい。
また、ウェーハ加工用シートの基材は、応力緩和性に優れていて、魚眼（ｆｉｓｈ ｅｙｅ）などのような欠点があってはならない。すなわち、応力緩和性が劣化するか、基材に突出部位が存在する場合、残留応力または工程の過程での不均一な圧力の印加に起因してウェーハが破損されるおそれが高くなる。このような要求は、特にさらに薄い厚さを有する、大口径のウェーハに対する要求の増加につれてさらに高くなっている。
また、ウェーハ加工用シートには、優れた切断性が要求される。切断性が劣化する場合、加工工程中に切断不良が発生するようになり、この場合、ウェーハ加工工程が不連続的に行われるようになる。したがって、ウェーハ加工用シートの切断性が劣化すれば、工程効率が低下し、また、ウェーハの破損も誘発されることができる。
特許文献１では、薄膜のウェーハに適用されても、その破損を防止することができることを目的にし、特定範囲の貯蔵弾性率を有する粘着シートを開示する。
しかし、特許文献１を含む、現在まで知られた技術では、前述のように、多様に要求される物性をすべて満足するウェーハ加工用シートが提示されていない。
大韓民国特許公開第２００６−００４７５２６号公報
本発明の目的は、ウェーハ加工用基材、その製造方法、ウェーハ加工用粘着シート及びウェーハ加工方法を提供することにある。
本発明は、高分子量重合体及び単量体成分を含む光硬化性組成物の光硬化物であり、ガラス転移温度（Ｔｇ：Ｇｌａｓｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）が−２０℃〜４５℃であり、２３℃での靭性値（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）が１０Ｋｇ・ｍｍ〜２５０Ｋｇ・ｍｍであるウェーハ加工用基材に関する。
以下、本発明のウェーハ加工用基材を詳しく説明する。
本発明のウェーハ加工用基材は、光硬化性組成物の光硬化物であり、上記光硬化物は、前述したような範囲のガラス転移温度及び靭性値を有する。本明細書において用語「光硬化性組成物」は、電磁波の照射により架橋、重合または硬化されることができる成分を含む組成物を意味し、上記で電磁波は、マイクロ波（ｍｉｃｒｏｗａｖｅｓ）、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、Ｘ線、及びγ線はもちろん、α−粒子線（α−ｐａｒｔｉｃｌｅ ｂｅａｍ）、プロトンビーム（ｐｒｏｔｏｎ ｂｅａｍ）、中性子ビーム（ｎｅｕｔｒｏｎ ｂｅａｍ）及び電子線（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）のような粒子ビームを総称する意味として使用される。
本発明において上記のような光硬化物、すなわち基材は、ガラス転移温度が−２０℃〜４５℃、好ましくは、−１０℃〜４０℃、より好ましくは、−５℃〜４０℃、最も好ましくは、０℃〜３５℃であることができる。本発明においてガラス転移温度は、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）を使用して測定することができる。また、本発明においてＤＳＣ測定時に２個以上のガラス転移温度が測定される場合、組成物の各成分を考慮した平均値を代表値としてガラス転移温度とする。本発明において基材のガラス転移温度が−２０℃未満なら、光硬化物が基材として作用しにくくなるおそれがあり、４０℃を超過すれば、基材のウェーハ追従性及び応力緩和性が悪くなるおそれがある。
また、本発明において上記基材は、２３℃、好ましくは、２０℃〜２５℃、より好ましくは、１５℃〜３０℃の温度での靭性値が１０Ｋｇ・ｍｍ〜２５０Ｋｇ・ｍｍ、好ましくは、１０Ｋｇ・ｍｍ〜２００Ｋｇ・ｍｍ、より好ましくは、１０Ｋｇ・ｍｍ〜１５０Ｋｇ・ｍｍ、さらに好ましくは、２５Ｋｇ・ｍｍ〜１５０Ｋｇ・ｍｍであることができる。本発明において靭性値は、引張試験を通じて測定することができる。具体的に、光硬化物、すなわち基材を縦の長さが１５ｍｍであり、横の長さが１５ｍｍであるフィルム形状の試験片に切断する。上記で試験片の大きさは、引張試験時に試験片を引張試験機器に固定するためにテーピング（ｔａｐｉｎｇ）する部位を除いた部位の大きさを意味する。試験片を製造した後、試験片の縦方向が引張試験機器の引張方向に位置するように試験機器に固定し、測定温度で縦方向に試験片を１８０ｍｍ／ｍｉｎ〜２２０ｍｍ／ｍｉｎ、好ましくは、２００ｍｍ／ｍｉｎの速度に引張しながら、試験片が切断する時までの距離（ｄｉｓｔａｎｃｅ）による荷重（ｆｏｒｃｅ）を測定し、グラフを図示し、図示されたグラフで引張曲線の面積を積分し、靭性値を測定することができる。
靭性値が１０Ｋｇ・ｍｍ未満なら、基材が過度に硬い性質を示すか、または基材として形成されにくいおそれがある。また、靭性値が２５０Ｋｇ・ｍｍを超過すれば、切断性などの特性が劣化するおそれがある。
本発明において上記のような光硬化物を形成する光硬化性組成物の具体的な種類は、特に限定されず、多様な高分子量重合体を使用して形成することができる。
本発明において用語「高分子量重合体」は、２つまたはそれ以上の単量体が重合された重合体を包括する意味として使用される。本発明において上記高分子量重合体は、重量平均分子量（Ｍｗ：Ｗｅｉｇｈｔ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ）が約５００〜１，０００，０００、好ましくは、約１，０００〜９００，０００、より好ましくは、約３，０００〜８００，０００であることができる。重量平均分子量は、ＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）で測定した標準ポリスチレンに対する換算数値を意味する。
本発明の１つの例示において、高分子量重合体は、（メタ）アクリル酸エステル系単量体を含む単量体混合物の重合体（以下、「アクリル系重合体」という）であることができる。以下、本明細書では、上記のような（メタ）アクリル酸エステル系単量体の重合体を含む光硬化性組成物を第１類型の光硬化性組成物として記述することができる。本発明において高分子量重合体が上記類型の場合、光硬化性組成物は、（メタ）アクリル酸エステル系単量体を含む単量体混合物の部分重合物を含むことができる。上記部分重合物において単量体混合物に含まれていた一部の単量体は、重合され、上記高分子量重合体を形成し、未反応の単量体は、単量体成分として光硬化性組成物に含まれることができる。しかし、本発明において光硬化性組成物を構成する方式は、上記方式に限定されない。本発明においては、例えば、部分重合方式を適用せず、重合体及び単量体成分を別に混合し、光硬化性組成物を形成することもできる。
本発明において単量体混合物に含まれる（メタ）アクリル酸エステル系単量体の種類は、特に限定されず、例えば、アルキル（メタ）アクリレート；アルコキシ基を有する（メタ）アクリレート、脂環式基（ａｌｉｃｙｃｌｉｃ ｇｒｏｕｐ）を有する（メタ）アクリレート；芳香族基を有する（メタ）アクリレート；及びヘテロ環を有する（メタ）アクリレートよりなる群から選択された１つ以上を含むことができる。
上記でアルキル（メタ）アクリレートの例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルブチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート及びテトラデシル（メタ）アクリレートなどのような炭素数１〜１４のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートを挙げることができ、アルコキシ基を有する（メタ）アクリレートとしては、２−（２−エトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリレート、エチレングリコールフェニルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（重合度：２〜８）フェニルエーテル（メタ）アクリレート、エチレングリコールノニルフェニルエーテル（メタ）アクリレートまたはポリエチレングリコール（重合度：２〜８）ノニルフェニルエーテル（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。また、脂環式基を有する（メタ）アクリレートの例としては、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレートまたはジシクロペンテニルオキシ（メタ）アクリレートなどを挙げることができ、芳香族基を有する（メタ）アクリレートの例としては、フェニルヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートまたはベンジル（メタ）アクリレートなどを挙げることができ、ヘテロ環を有する（メタ）アクリレートの例としては、イソボルニル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレートまたはモルホリニル（メタ）アクリレートなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明において上記部分重合物を形成する単量体混合物は、極性官能基、具体的には、ヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素含有基またはグリシジル基を有する単量体をさらに含むことができる。上記でヒドロキシ基を有する単量体としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、８−ヒドロキシオクチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチレングリコール（メタ）アクリレートまたは２−ヒドロキシプロピレングリコール（メタ）アクリレートなどを挙げることができ、カルボキシル基を有する単量体としては、（メタ）アクリル酸、２−（メタ）アクリロイルオキシ酢酸、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピオン酸、４−（メタ）アクリロイルオキシ酪酸、アクリル酸二量体、イタコン酸、マレイン酸またはマレイン酸無水物などを挙げることができ、窒素含有基を有する単量体としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンまたはＮ−ビニルカプロラクタムなどを挙げることができ、グリシジル基を有する単量体としては、グリシジル（メタ）アクリレートなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の単量体混合物は、上記記述された単量体以外にも、必要に応じて任意の単量体をさらに含むことができる。また、本発明において単量体混合物に含まれる各成分の重量比率は、特に限定されず、硬化効率や目的する光硬化物の物性、例えばガラス転移温度及び靭性値を考慮して調節することができる。
本発明において上記のような単量体混合物を部分重合させる方法は、特に限定されず、例えば、塊状重合（ｂｕｌｋ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）のような公知の方式を使用することができる。
また、部分重合時に、単量体の転換率などは、特に限定されず、硬化効率や目的する物性を考慮して調節することができる。
本発明の第１類型の光硬化性組成物は、多官能性アクリレートをさらに含むことができる。本発明において多官能性アクリレートは、前述の部分重合後に別に配合されるか、または場合によっては、部分重合物を形成する単量体混合物にあらかじめ含まれていてもよい。また、必要に応じて、高分子量重合体、単量体成分及び多官能性アクリレートを別に配合し、光硬化性組成物を構成することもできる。
本発明において上記多官能性アクリレートの種類は、特に限定されるものではない。本発明においては、例えば、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペート（ｎｅｏｐｅｎｔｙｌｇｌｙｃｏｌ ａｄｉｐａｔｅ）ジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバル酸（ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｐｕｉｖａｌｉｃ ａｃｉｄ）ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（ｄｉｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｎｙｌ）ジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性ジ（メタ）アクリレート、ジ（メタ）アクリロキシエチルイソシアヌレート、アリル（ａｌｌｙｌ）化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール（メタ）アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性ヘキサヒドロフタル酸ジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチルプロパンジ（メタ）アクリレート、アダマンタン（ａｄａｍａｎｔａｎｅ）ジ（メタ）アクリレートまたは９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル）フルオレン（ｆｌｕｏｒｉｎｅ）などのような２官能型アクリレート；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、３官能型ウレタン（メタ）アクリレートまたはトリス（メタ）アクリロキシエチルイソシアヌレートなどの３官能型アクリレート；ジグリセリンテトラ（メタ）アクリレートまたはペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートなどの４官能型アクリレート；プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートなどの５官能型アクリレート；及びジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートまたはウレタン（メタ）アクリレート（例えば、イソシアネート単量体及びトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートの反応物など）の６官能型アクリレートなどを使用することができるが、これらに限定されるものではない。
本発明において多官能性アクリレートは、高分子量重合体及び単量体成分の合計重量１００重量部に対して、０．０１重量部〜１０重量部で含まれることができる。しかし、上記含量は、工程効率またはガラス転移温度や靭性値のような光硬化物の物性などを考慮して変更されることができる。
本発明において特に断りがない限り、単位「重量部」は、重量比率を意味する。
本発明において上記第１類型の光硬化性組成物は、光開始剤をさらに含むことができ、上記光開始剤は、光照射による重合体、単量体成分または多官能性アクリレートの重合反応を誘導することができる。
本発明において使用することができる光開始剤の種類は、特に限定されず、例えば、ベンゾイン系、ヒドロキシケトン系、アミノケトン系、ペルオキシド系またはホスフィンオキシド系などのような公知の光開始剤を使用することができる。
本発明の光硬化性組成物は、上記光開始剤を、高分子量重合体及び単量体成分の合計重量１００重量部に対して、０．０１重量部〜１０重量部、好ましくは、０．１重量部〜５重量部で含むことができる。本発明においては、光開始剤の含量を上記範囲に制御することによって、効果的な硬化反応を誘導し、硬化後の残存成分による物性低下などを防止することができる。
一方、本発明の他の例示において、上記高分子量重合体は、ウレタン系アクリレート、エステル系アクリレート、エーテル系アクリレートまたはエポキシアクリレートなどのような成分であることができる。以下、上記のようなアクリレートをオリゴマー成分として記述することができ、このような成分を含む光硬化性組成物は、第２類型の光硬化性組成物として記述されることができる。
本発明においてウレタン系アクリレートとしては、例えば、ポリイソシアネート化合物及びヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートの反応物を使用することができる。この場合、ポリイソシアネート化合物の種類は、特に限定されない。本発明においては、例えば、上記化合物は、２個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートであることができ、その種類としては、脂肪族（ａｌｉｐｈａｔｉｃ）、脂環族（ｃｙｃｌｏａｌｉｐｈａｔｉｃ）または芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）ポリイソシアネートが含まれることができ、具体的には、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またはジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートイソホロンジイソシアネート（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）などを例示することができる。また、本発明においてウレタンアクリレートを形成するヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートの種類も、特に限定されず、その例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレートまたは８−ヒドロキシオクチル（メタ）アクリレートなどのようなヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。
また、本発明においては、ウレタン系アクリレートとして、エステル系ポリオール及びイソシアネート化合物の反応物である末端イソシアネートウレタンプレポリマーとヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートの反応物を使用することもできる。この場合、使用することができるエステル系ポリオールとしては、この分野において公知の通常の成分が例示されることができ、具体的には、ポリオール及び／またはエーテル系ポリオール；及び二塩基酸またはその無水物などの酸成分とのエステル化反応物を例示することができる。上記でポリオールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール及び３−メチル−１，５−ペンタンジオールなどを挙げることができ、エーテル系ポリオールの例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたはポリテトラメチレングリコールなどのポリアルキレングリコールまたはポリエチレンポリプロポキシブロックポリマージオールなどのブロックまたはランダムポリマーのジオールなどを挙げることができ、酸成分の例としては、アジピン酸（ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ）、コハク酸（ｓｕｃｃｉｎｉｃ ａｃｉｄ）、フタル酸（ｐｈｔｈａｌｉｃ ａｃｉｄ）、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸及びテレフタル酸などの二塩基酸またはその無水物などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、上記で使用することができるイソシアネート化合物及びヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートの具体的な種類は、前述した通りである。
また、本発明においては、ウレタン系アクリレートとして、エーテル系ポリオール及びイソシアネート化合物の反応物である末端イソシアネートウレタンプレポリマーとヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートの反応物を使用することもできる。
また、本発明において使用することができるエステル系アクリレートは、エステル系ポリオール及び（メタ）アクリル酸の脱水縮合反応物であることができる。この場合、使用されることができるエステル系ポリオールとしては、例えば、前述したような化合物を使用することができる。
また、本発明においてエーテル系アクリレートは、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートまたはポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレートなどであることができる。
また、本発明においてエポキシアクリレートの例としては、エポキシ樹脂及び（メタ）アクリル酸の付加反応物を挙げることができる。この場合、エポキシ樹脂の種類は、特に限定されず、この分野において公知の一般的な芳香族または脂肪族エポキシ樹脂を使用することができる。
本発明において上記各化合物を反応させて、それぞれのオリゴマー成分を製造する場合、反応条件や反応物の比率などは、特に限定されない。すなわち、本発明においては、目的とする光硬化物の物性を考慮して、上記反応条件を適切に選択することができる。また、本発明においては、上記オリゴマー成分の製造過程では、上記例示された化合物に追加の他の成分を一緒に適切に反応させることもできる。
本発明においては、前述したオリゴマー成分のうちウレタン系アクリレートを使用することが好ましいが、これらに限定されるものではない。
本発明において第２類型の光硬化性組成物は、反応性単量体をさらに含むことができる。
本発明において上記オリゴマー成分とともに含まれることができる反応性単量体の種類は、特に限定されず、例えば、第１光硬化性組成物の場合で記述したような（メタ）アクリル酸エステル系単量体、極性官能基を有する単量体または多官能性アクリレートや、アルコキシ基含有単量体；芳香族基含有単量体またはヘテロ環含有単量体などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明において単量体成分は、前述のオリゴマー成分１００重量部に対して１０重量部〜４００重量部で含まれることができる。単量体成分の含量比率を上記のように制御し、光硬化性組成物の製膜効率を優秀に維持し、その光硬化物の物性を効率的に制御することができる。
本発明において第２類型の光硬化性組成物も、必要に応じて光開始剤をさらに含むことができる。この場合、使用されることができる光開始剤の種類は、前述した通りである。また、上記光開始剤は、高分子量重合体及び単量体成分の合計重量１００重量部に対して、０．０１重量部〜１０重量部、好ましくは、０．１重量部〜５重量部で含むことができ、これを通じて効果的な硬化反応を誘導し、硬化後の残存成分による物性低下などを防止することができる。
本発明において上記第１または第２類型の光硬化性組成物は、また、必要に応じて染料及び顔料、エポキシ樹脂、架橋剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、調色剤、補強剤、充填剤、消泡剤、界面活性剤、光増感剤及び可塑剤よりなる群から選択された１つ以上の添加剤をさらに含むことができる。
本発明において前述した光硬化性組成物の光硬化物で構成される基材の形状は、特に限定されない。本発明においては、例えば、上記光硬化物がフィルムまたはシート形状であることができる。また、上記のようなフィルムまたはシート形状の基材は、後述するようなキャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）方式を通じて形成することが好ましいが、これに限定されるものではない。基材がフィルムまたはシート形状を有する場合、その厚さは、特に限定されず、例えば、約５μｍ〜４００μｍまたは約１０μｍ〜３００μｍの範囲に設定されることができる。
また、本発明においては、後述するウェーハ加工用シートの構成時に粘着剤層との密着性向上の観点から、上記基材にプライマー処理またはコロナ処理などのような表面処理を行うこともでき、ウェーハ加工工程の効率性のために適切な色相を付与することもできる。
また、本発明は、ガラス転移温度が−２０℃〜４５℃であり、２３℃での靭性値が１０Ｋｇ・ｍｍ〜２５０Ｋｇ・ｍｍである光硬化物を形成することができ、高分子量重合体及び単量体成分を含む光硬化性組成物をキャスティングする段階と；キャスティングした組成物を硬化させる段階と；を含むウェーハ加工用基材の製造方法に関する。
すなわち、本発明においては、前述した各成分を含む光硬化性組成物をキャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）方式で製膜し、硬化させて基材を形成する。本発明においては、このような方式で基材を製造することによって、基材上に魚眼のような突出部位の発生を防止し、均一な基材を形成することができる。これにより、本発明においては、基材がウェーハ加工に適用された時に不均一な圧力によるウェーハのクラック及びフライングオフ（ｆｌｙｉｎｇ ｏｆｆ）現象を抑制することができる。また、上記のような方式で基材を形成することによって、基材の切断性及び応力緩和特性を極大化することができる。
本発明において上記光硬化性組成物をキャスティングする具体的な方法は、特に限定されず、例えば、目的する厚さを考慮して、バーコート、ナイフコート、ロールコート、スプレイコート、グラビアコート、カーテンコート、コンマコートまたはリップコートなどの方式で行うことができる。
本発明においては、キャスティング工程後に光硬化性組成物に電磁波、例えば、紫外線を照射して硬化させる。この場合、組成物に電磁波を照射する方式は、特に限定されず、この分野における公知の手段を採用することができる。例えば、本発明において紫外線の照射方式を採用する場合、紫外線の照射は、金属ハライドランプ、高圧水銀ランプ、ブラックライトランプ、無電極ランプまたはキセノンランプ（ｘｅｎｏｎ ｌａｍｐ）などの手段を使用して行うことができる。また、この際、紫外線などの照射条件は、特に限定されず、使用する組成物の組成や、光硬化物の物性を考慮して選択することができる。
また、本発明は、前述した本発明による基材と；上記基材の一面または両面に形成された粘着剤層と；を含むウェーハ加工用粘着シートに関する。
本発明において上記粘着シートは、例えば、バックグラインディング工程での表面保護シート、ダイシングシートまたはピックアップシートなどに使用されることができる。
図１は、本発明の１つの例示による粘着シート１の断面図を示す。図１に示されたように、本発明の粘着シート１は、前述した本発明による基材１１を含み、上記基材１１上に形成された粘着剤層１２を含むことができる。
本発明において粘着シートに含まれる粘着剤層１２の具体的な種類は、特に限定されるものではない。この分野においては、表面保護シート、ダイシングシートまたはピックアップシートなどのウェーハ加工用粘着シートに使用されることができる多様な粘着剤が公知にされていて、本発明においては、上記のような粘着剤のうち適切な粘着剤を制限なく選択して使用することができる。本発明においては、例えば、粘着剤層として、シリコン系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤またはアクリル系粘着剤を使用することができる。本発明においては、好ましくは、アクリル系粘着剤、具体的には多官能性架橋剤により架橋されたアクリル系重合体を含む粘着剤を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明において、上記粘着剤層の厚さなども、特に限定されず、例えば、約０．５μｍ〜６０μｍ、好ましくは、約１μｍ〜４０μｍの範囲内に調節されることができる。
また、図２に示されたように、本発明のウェーハ加工用粘着シート２は、粘着剤層１２への異物流入防止などの観点から、粘着剤層１２上に適切な離型シート２１を追加に積層することもできる。
また、本発明は、ウェーハに本発明による粘着シートを付着する段階と；粘着シートが付着したウェーハを加工する段階と；を含むウェーハ加工方法に関する。
本発明のウェーハ加工方法は、本発明による粘着シートを使用することを特徴とする。例えば、本発明においては、前述した本発明の粘着シートをプレスまたはホットロールラミネート（ｈｏｔ ｒｏｌｌ ｌａｍｉｎａｔｅ）方式などでウェーハにラミネートした後、ウェーハ加工工程を行うことができる。
また、上記でウェーハ加工工程は、ダイシング、バックグラインディングまたはピックアップなどであることができ、この際、具体的な工程条件などは、特に限定されない。
本発明においては、優れた耐熱性及び寸法安定性を示す基材を提供することができる。また、本発明は、応力緩和性に優れていて、残留応力によるウェーハの破損を防止することができ、ウェーハ加工過程での不均一な圧力の印加によるウェーハの損傷や飛散などを抑制することができ、優れた切断性を示す基材を提供する。これにより、本発明の基材は、ダイシング、バックグラインディングまたはピックアップなどを含む各種ウェーハ加工工程での加工用シートとして効果的に使用されることができる。
本発明の例示的なウェーハ加工用粘着シートの断面図である。 本発明の例示的なウェーハ加工用粘着シートの断面図である。
以下、本発明による実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲が下記提示された実施例に限定されるものではない。
製造例１．アクリル系部分重合物（Ａ１）の製造
窒素ガスが還流され、温度調節が容易となるように冷却装置を設置した１Ｌ反応器に２−エチルヘキシルアクリレート（２−ＨＥＡ）６０重量部、イソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）３５重量部及びアクリル酸（ＡＡ）５重量部の単量体混合物を投入し、酸素除去のために窒素ガスをパージングした。その後、温度を６０℃に維持した状態で混合物を均一にした後、反応開始剤としてジエチルヘキシルペルオキシジカボネートを０．０１５重量部、連鎖移動剤であるｎ−ドデシルメルカプタン（ｎ−ＤＤＭ）０．０８重量部を投入して反応させ、固形分が２５重量％であり、重量平均分子量が４００，０００であり、ガラス転移温度が−２１℃である部分重合されたアクリル系シロップを製造した。上記でシロップの重量平均分子量は、シロップ内に含まれた重合体の重量平均分子量である。
製造例２．アクリル系部分重合物（Ａ２）の製造
窒素ガスが還流され、温度調節が容易となるように冷却装置を設置した１Ｌ反応器に２−エチルヘキシルアクリレート（２−ＨＥＡ）７０重量部、イソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）２７重量部及びヒドロキシエチルアクリレート（２−ＨＥＡ）３重量部の単量体混合物を投入し、酸素除去のために窒素ガスをパージングした。その後、温度を６０℃に維持した状態で混合物を均一にした後、反応開始剤としてジエチルヘキシルペルオキシジカボネートを０．０１５重量部、連鎖移動剤であるｎ−ドデシルメルカプタン（ｎ−ＤＤＭ）０．０４重量部を投入して反応させ、固形分が３５重量％であり、重量平均分子量が８００，０００であり、ガラス転移温度が−３６℃である部分重合されたアクリル系シロップを製造した。上記でシロップの重量平均分子量は、シロップ内に含まれた重合体の重量平均分子量である。
実施例１
上記アクリル系部分重合物（Ａ１）７０重量部に対してイソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）３０重量部を追加に混合し、多官能性アクリレートとして１，６−ヘキサンジオールジアクリレート１重量部及び光開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（イルガキュア１８４）１．０重量部を投入した後、混合及び脱泡し、組成物を製造した。その後、製造された組成物を厚さが約１４０μｍとなるようにポリエステル系離型フィルムにバーコーターを用いてコーティングした。その後、酸素との接触を遮断するために、上記コーティング層にポリエステル系離型フィルムを追加に積層し、金属ハライドランプを使用して光量が８００ｍＪ／ｃｍ２となるように光（ＵＶ−Ａ領域）を照射し、光硬化物（基材）を製造した。
実施例２〜７及び比較例１〜３
光硬化性組成物の組成を下記表１のように変更したことを除いて、実施例１に準ずる方法で光硬化物を製造した。
Figure 0005783540
比較例４
厚さが１４０μｍであるポリプロピレンフィルム（融点（Ｔｍ）：８０℃）を比較例４の基材に適用し、物性を比較した。
上記実施例及び比較例の基材に対して下記方式で物性を評価し、その結果を表２に整理して記載した。
〈ガラス転移温度の測定〉
ガラス転移温度は、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ、ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（製））を使用して、昇温速度を１０℃／分に設定して評価した。測定時に、２個以上のガラス転移温度が測定される場合、使用された組成物の各成分の含量を考慮した平均値でガラス転移温度を記載した。
〈靭性値の測定〉
実施例及び比較例の基材を１５ｍｍ×３５ｍｍ（横×縦）の大きさに切断し、試験片を製造した。その後、試験片の縦方向の上端及び下端をそれぞれ１０ｍｍの長さでテーピングした。次に、試験片の上端及び下端のテーピングした部位を測定機器（ＸＰ Ｐｌｕｓ、ＴＡ（製））の機械方向と直交する方向に固定させ、２３℃で２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で試験片を引張しながら、試験片が切断する時までの距離によって測定された荷重のグラフ（Ｘ軸：ｄｉｓｔａｎｃｅ、Ｙ軸：ｆｏｒｃｅ）を図示し、グラフで引張曲線を積分し、靭性値を計算した。
〈基材成形性測定〉
基材成形性は、下記基準によって評価した。
〔基材成形性評価基準〕
○：硬化後に基材としての役目を行うことができる適切な支持力及び形状を有する状態の硬化物に形成される場合
×：硬化後に過度に粘性が高いか、基材としての支持力が十分ではないか、または基材としての形状を有しない場合
〈切断性測定〉
粘着フィルムの製造
２−エチルヘキシルアクリレート（２−ＥＨＡ）９０重量部及び２−ヒドロキシエチルアクリレート１０重量部を重合された形態で含むアクリル系重合体をメタクリロイルオキシエチルイソシアネート（ＭＯＩ）と反応させた反応物を含む粘着剤層を実施例及び比較例の基材上に３０μｍの厚さで形成し、粘着フィルムを製造した。
切断性測定
ウェーハマウンタ（Ｗａｆｅｒ Ｍｏｕｎｔｅｒ）を用いて上記粘着フィルムに８インチシリコンウェーハ（Ｓｉ−ウェーハ）を付着し、エキスペンダ（ｅｘｐｅｎｄｅｒ、ＨＳ−１８１０、Ｈｕｇｌｅｅｌ ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｉｎｃ）を用いてフィルムをウェーハ形状に沿って切断した。次に、ステージ（ｓｔａｇｅ）の高さを３に調整し、粘着フィルムの切断面を観察した。具体的に切断の開始地点及び中間部分を顕微鏡（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観測し、切断面のバー生成程度と切断時に破断された部分の面積から下記基準によって切断性を評価した。
〔切断性評価基準〕
○：フィルムの切断開始部位を５０倍率で観測する時、解像度６４０×４８０の面積部分で観測される、フィルムの全面積に対する破断によって生成された部分の面積の比率が３％未満の場合
△：フィルムの切断開始部位を５０倍率で観測する時、解像度６４０×４８０の面積部分で観測される、フィルムの全面積に対する破断によって生成された部分の面積の比率が４％〜７％の場合
×：フィルムの切断開始部位を５０倍率で観測する時、解像度６４０×４８０の面積部分で観測される、全面積に対する破断によって生成された部分の面積の比率が８％以上の場合
〈付着性測定〉
切断性測定時と同一の粘着フィルムに、ウェーハマウンタ（Ｗａｆｅｒ Ｍｏｕｎｔｅｒ、ＤＳ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，ＤＹＷＭＤＳ−８’）を用いて８インチシリコンウェーハ（Ｓｉ−Ｗａｆｅｒ）を付着し、付着したウェーハの表面を観察し、ラミネーション気泡が発生した部分を計数した後、下記基準によって付着性を評価した。
〔付着性評価基準〕
○：発生気泡の数が３個以下
△：発生気泡の数が４〜７個
×：発生気泡の数が８個以上
〈ウェーハ研削性測定〉
切断性測定時と同一の粘着フィルムに、ウェーハマウンタ（Ｗａｆｅｒ Ｍｏｕｎｔｅｒ、ＤＳ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｉｎｃ．，ＤＹＷＭＤＳ−８’）を用いて８インチシリコンウェーハ（Ｓｉ−Ｗａｆｅｒ）を付着し、エキスペンダ（Ｅｘｐｅｎｄｅｒ）を用いてフィルムをウェーハ形状に沿って切断し、ウェーハ裏面研削器（ＳＶＧ−５０２ＭＫＩＩ８）を使用して研削しながら、ウェーハの反り、損傷及びクラックの発生頻度によって下記基準でウェーハ研削性を評価した。
〔研削性評価基準〕
○：ウェーハの反り、損傷及びクラック発生なし
△：ウェーハの反りが約１〜５ｍｍ程度発生するか、またはウェーハの損傷及びクラックが弱く発生
×：ウェーハの反りが５ｍｍ以上に発生するか、またはウェーハの損傷及びクラックが多量発生
上記のように測定した結果を下記表２に整理して記載した。
Figure 0005783540
上記表２から確認されるように、本発明による実施例を使用した粘着フィルムは、基材成形性に優れていて、ウェーハ加工用シートに要求される切断性、付着性及び研削性がすべて優れていた。
一方、比較例１の場合、ガラス転移温度が過度に低くて、その靭性値を測定することができず、基材としての成形も難しいため、切断性、付着性及び研削性などの測定も不可能であった。
また、比較例２は、ガラス転移温度が過度に高く、靭性値が低い結果、切断性、付着性及びウェーハ研削性がすべて劣悪であった。
また、比較例３は、靭性値が過度に低く、切断性及び研削性において劣悪な結果を示した。追加に、ガラス転移温度を有しない且つ靭性値が過度に高い比較例４も、切断性及び研削性において非常に劣悪な結果を示した。
１ ウェーハ加工用粘着シート
２ ウェーハ加工用粘着シート
１１ 基材
１２ 粘着剤層
２１ 離型シート

Claims (15)

  1. アクリル系重合体及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体を含むか、あるいはウレタン系アクリレート、エステル系アクリレート、エーテル系アクリレートまたはエポキシ系アクリレートを含む高分子量重合体、並びに（メタ）アクリル酸エステル系単量体、極性官能基を有する単量体、多官能性アクリレート、アルコキシ基含有単量体、芳香族基含有単量体またはヘテロ環含有単量体を含む単量体成分を含む、光硬化性組成物の光硬化物であり、ガラス転移温度が０℃〜３５℃であり、２３℃で靭性値が１０Ｋｇ・ｍｍ〜２５０Ｋｇ・ｍｍであり、
    前記靱性値は、試験片を縦方向に２００ｍｍ／ｍｉｎの速度に引張しながら試験片が切断する時までの距離による荷重を測定し、グラフを図示し、図示されたグラフで引張曲線の面積を積分することによって測定され、前記試験片は、縦の長さが１５ｍｍであり、横の長さが１５ｍｍであるフィルム形状に切断することによって、厚さが１４０μｍとなるように調製される、ウェーハ加工用基材。
  2. ２３℃で靭性値が１０Ｋｇ・ｍｍ〜２００Ｋｇ・ｍｍである、請求項１に記載のウェーハ加工用基材。
  3. ２０℃〜２５℃で靭性値が１０Ｋｇ・ｍｍ〜２５０Ｋｇ・ｍｍである、請求項１に記載のウェーハ加工用基材。
  4. 前記高分子量重合体は、重量平均分子量が５００〜１，０００，０００である、請求項１に記載のウェーハ加工用基材。
  5. 前記光硬化性組成物は、（メタ）アクリル酸エステル系単量体を含む単量体混合物の部分重合物を含む、請求項１に記載のウェーハ加工用基材。
  6. （メタ）アクリル酸エステル系単量体が、アルキル（メタ）アクリレート、アルコキシ基を有する（メタ）アクリレート、脂環式基を有する（メタ）アクリレート、芳香族基を有する（メタ）アクリレート及びヘテロ環基を有する（メタ）アクリレートよりなる群から選択された１つ以上を含む、請求項５に記載のウェーハ加工用基材。
  7. 前記単量体混合物が、ヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素含有基またはグリシジル基を有する単量体をさらに含む、請求項５に記載のウェーハ加工用基材。
  8. 前記光硬化性組成物が多官能性アクリレートをさらに含む、請求項５に記載のウェーハ加工用基材。
  9. 前記光硬化性組成物が光開始剤をさらに含む、請求項１に記載のウェーハ加工用基材。
  10. ガラス転移温度が０℃〜３５℃であり、２３℃で靭性値が１０Ｋｇ・ｍｍ〜２５０Ｋｇ・ｍｍである光硬化物を形成することができ、アクリル系重合体及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体を含むか、あるいはウレタン系アクリレート、エステル系アクリレート、エーテル系アクリレートまたはエポキシ系アクリレートを含む高分子量重合体、並びに（メタ）アクリル酸エステル系単量体、極性官能基を有する単量体、多官能性アクリレート、アルコキシ基含有単量体、芳香族基含有単量体またはヘテロ環含有単量体を含む単量体成分を含む、光硬化性組成物をキャスティングする段階；及びキャスティングした組成物を硬化させる段階と；を含み、
    前記靱性値は、試験片を縦方向に２００ｍｍ／ｍｉｎの速度に引張しながら試験片が切断する時までの距離による荷重を測定し、グラフを図示し、図示されたグラフで引張曲線の面積を積分することによって測定され、前記試験片は、縦の長さが１５ｍｍであり、横の長さが１５ｍｍであるフィルム形状に切断することによって、厚さが１４０μｍとなるように調製される、ウェーハ加工用基材の製造方法。
  11. 前記光硬化性組成物のキャスティングをバーコート、ナイフコート、ロールコート、スプレイコート、グラビアコート、カーテンコート、コンマコートまたはリップコート方式で行う、請求項１０に記載のウェーハ加工用基材の製造方法。
  12. 請求項１に記載の基材；及び上記基材の一面または両面に形成された粘着剤層を含むウェーハ加工用粘着シート。
  13. 前記粘着剤層は、多官能性架橋剤により架橋されたアクリル系重合体を含む、請求項１２に記載のウェーハ加工用粘着シート。
  14. 半導体ウェーハの一面に請求項１２に記載の粘着シートを付着する段階；及び粘着シートが付着したウェーハを加工する段階を含むウェーハ加工方法。
  15. 前記ウェーハの加工段階がバックグラインディング段階またはダイシング段階である、請求項１４に記載のウェーハ加工方法。
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