JP4452127B2 - 半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム及び該粘着フィルムを用いる半導体ウェハ保護方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム、及び該半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを用いる半導体ウェハの裏面加工方法に関する。詳しくは、シリコン、ガリウム−砒素等の半導体ウェハの集積回路が形成された側の面に粘着フィルムを貼着して該ウエハの他の面を加工する際に用いる半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム、及び該半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを用いる半導体ウエハの裏面加工方法に関する。更に詳しくは、薄層化した半導体チップの製造工程、特に、粘着フィルム剥離工程において、半導体ウェハの破損防止、生産性向上のために好適である半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム及びそれを用いる半導体ウェハの裏面加工方法に関する。

半導体ウェハを加工する工程は、半導体ウェハの回路形成面に半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを貼着する工程、半導体ウェハの回路非形成面を加工する工程、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを剥離する工程、半導体ウェハを分割切断するダイシング工程、分割された半導体チップをリードフレームへ接合するダイボンディング工程を経た後、半導体チップを外部保護の為に樹脂で封止するモールド工程、等により構成されている。
特に、厚みが１５０μｍ以下に薄層化された半導体チップを製造する工程において、ウェハの裏面加工は、従来行なわれている研削工程において２００〜１５０μｍ程度まで薄層化し、次いで、研磨加工、エッチング加工等により更に薄層化する場合がある。薄層化されたウェハは、剛性が低下しており、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを剥離する際に、割れ、クラック等が発生する等、重大な支障が発生することがある。

従来、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを剥離する工程では、２５〜５０ｍｍ幅の剥離用テープをプレスローラを用いて、半導体ウェハの表面に貼付けられた半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム上に貼付け、この剥離用テープを引っ張ることにより、半導体ウェハ表面から表面保護用粘着フィルムを剥離する方法が採られている。

例えば、特開平１１−１６８６２号公報には、半導体ウェハ等の板状部材に貼付されたシートを接着テープを用いて剥離するシート剥離装置において、前記接着テープを前記シートの端部に接着し、前記テープを引っ張って前記シートを剥離するシートの剥離装置、及び剥離方法が開示されている。この剥離装置には、ポリエチレンテレフタレート等の耐熱性フィルムに感熱性接着剤層を設けた感熱性接着テープ、又は基材自体に感熱性接着性を有する感熱性接着テープが使用されることが記載されている。上記剥離方法は、板状部材に接着されたシートの端部に接着テープを接着することにより、板状部材の全面を押圧することを回避することに特徴がある。そのため、例えば、板状部材が半導体ウェハ等である場合、その破損を防止できるとしている。

しかし、近年益々半導体チップの薄層化の要求が高まっており、厚みが３０〜１５０μｍ程度のチップも望まれている。このように薄層化された半導体ウェハの場合、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムの剥離の際、半導体ウェハに割れが発生することがある。また半導体ウェハに割れが生じることなく剥離できた場合であっても、剥離速度が従来手法の剥離に比べ遅くする必要があり、半導体製造工程の製造効率が低下するという重大な欠点がある。従って、このように薄層化された半導体ウェハであっても破損することなく、且つ従来手法の剥離時間と同程度の時間で、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを剥離できる半導体ウェハの保護方法が望まれている。
特開平１１−１６８６２号公報

本発明の目的は、上記問題に鑑み、半導体ウェハが厚み１５０μｍ以下程度に薄層化された場合であっても、半導体ウェハが破損することなく、且つ従来手法の剥離時間と同程度の時間で、半導体ウェハから剥離できる半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム、及び該粘着フィルムを用いる半導体ウェハの保護方法を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムの基材フィルムに着目し、基材フィルムの少なくとも一層に５０℃でのＭＤ方向及び、ＴＤ方向の収縮率がそれぞれ５％未満であり、且つ７０〜１００℃の温水及び雰囲気下に１秒以上加熱した時のＭＤ方向、若しくはＴＤ方向の少なくとも一方の収縮率が５〜９９％であり、厚みが１０〜２００μｍである樹脂層（Ａ）を用いることにより、上記課題が解決できることを見出し本発明に到った。

すなわち、本発明は、基材フィルムの片表面に粘着剤層が形成された半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムであって、基材フィルムの少なくとも一層に５０℃でのＭＤ方向及び、ＴＤ方向の収縮率がそれぞれ５％未満であり、且つ７０〜１００℃の温水若しくは雰囲気下に１秒以上加熱した時のＭＤ方向、若しくはＴＤ方向の少なくとも一方の収縮率が５〜９９％であり、厚みが１０〜２００μｍである樹脂層（Ａ）を用いることを特徴とする半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムに関する。
前記樹脂層（Ａ）が、ポリエステル系延伸フィルムであることは好ましい態様である。

また、本発明の他の発明は、半導体ウェハの回路形成面に前記の半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを貼着する第一工程、半導体ウェハの回路非形成面を加工する第二工程を順次実施し、７０〜１００℃の温水に浸漬若しくは、該温水を接射、或いは同温度の雰囲気で加熱し、該半導体ウエハ表面から該半導体ウエハ表面保護用粘着テープを剥離する第三工程を実施することを特徴とする半導体ウエハ表面保護方法である。
本発明に係わる半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムを用いることにより、半導体ウェハの裏面研削加工において、ウェハ厚みが１５０μｍ以下になるまで薄層化された場合であっても、７０〜１００℃の温水に浸漬若しくは、該温水を接射、或いは同温度の雰囲気で加熱し、該半導体ウエハ表面から該半導体ウエハ表面保護用粘着テープを容易に剥離することができ、ウェハの破損を防止できる。

本発明の粘着フィルムは、半導体ウェハが厚み１５０μｍ以下程度に薄層化された場合であっても、半導体ウェハが破損することなく、且つ従来手法の剥離時間と同程度の時間で、半導体ウェハから剥離できるので、該粘着フィルムを用いる半導体ウェハの保護方法は、産業上極めて有用な方法である。

以下、本発明について詳細に説明する。
先ず、本発明に係わる半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムについて説明する。本発明に係わる半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムは、基材フィルムの片表面に粘着剤層を形成することにより製造される。通常、粘着剤層を保護するために、粘着剤層の表面に剥離フィルムが貼着される。剥離フィルムを剥離したときに露出する粘着剤層の表面を介して半導体ウェハ表面に貼着することを考慮し、粘着剤層による半導体ウェハ表面の汚染防止を図るためには、剥離フィルムの片面に、粘着剤塗布液を塗布、乾燥して粘着剤層を形成した後、得られた粘着剤層を基材フィルムの片面に転写する方法が好ましい。

本発明に係わる粘着フィルムに用いる基材フィルムの特徴は、基材フィルムの少なくとも一層が、５０℃でのＭＤ方向及び、ＴＤ方向の収縮率がそれぞれ５％未満、且つ７０〜１００℃の温水に浸漬、若しくは雰囲気下において、１秒以上好ましくは１０秒以上加熱した時のＭＤ方向、若しくはＴＤ方向の少なくとも一方の収縮率が５〜９９％、好ましくは１０〜９９％であり、厚みが１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１５０μｍである樹脂層（Ａ）を有することにある。基材フィルム全体の厚みは５０〜３５０μｍが好ましく、更に好ましくは５０〜３００μｍである。
更に、基材フィルムの少なくとも１層の２３〜６０℃における貯蔵弾性率が少なくとも１×１０^７Ｐａ以上であることが好ましい。更に好ましくは、少なくとも１×１０^８Ｐa以上である。

基材フィルムの少なくとも１層の２３〜６０℃における貯蔵弾性率が１×１０^６Ｐａ未満である場合は、半導体ウェハの回路非形成面を加工する第二工程おいて、加工時に発生する熱により、粘着フィルムが破壊され、半導体ウェハに破損が生じることがある。
樹脂層（Ａ）を形成する樹脂として、ポリエステル系延伸フィルムが好ましく使用できる。ポリエステル系延伸フィルムの代表的市販品としては、東洋紡績（株）製、商品名：スペースクリーン、三菱樹脂（株）製、商品名：ヒシペットが挙げられる。
本発明に用いるポリエステル系延伸フィルムは、一般に食品包装、ラベル、結束等として用いられ、機械的、光学的、熱的性質、気体透過性、耐薬品性、安全衛生性で優れた性能を持っている。ポリエステル系延伸フィルムの代表的なものは、ポリエチレンテレフタレートフィルムがあり、ポリエチレンテレフタレートはテレフタル酸とエチレングリコールの縮合物である。テレフタル酸はキシレンから得られるｐ−キシレンを分離精製し、酸化して得られる。他にフタル酸、トルエンなどからも得られる。エチレングリコールはエチレンを銀触媒等を用いて直接酸化してエチレンオキサイドを作り、加水分解して得られる。エチレン、塩素、水よりエチレンクロルヒドリンを経て製造する方法も行われている。ポリエチレンテレフタレートの製造法としては、エステル交換法が用いられ、ジメチルテレフタレートとエチレングリコールとの交換反応により製造される。また、テレフタル酸の一部を他のジカルボン酸に置き換え、ポリメチレングリコールや多価アルコールを組合わせたポリエステルも製造されている。成形法はＴダイ法、インフレーション法、カレンダー法等が用いられているが、厚み偏差、加工速度等の利点より、Ｔダイ法が多く用いられている。Ｔダイ法は大きく２軸延伸法と、１軸延伸法の２種類に分類されるが、本願はそのどちらでも構わない。

本発明の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムに用いる基材フィルムは、上記特性を有する樹脂層（Ａ）に、裏面加工時の振動吸収、半導体ウエハ表面の段差吸収等を目的として低弾性率樹脂層を積層することが好ましい。低弾性率樹脂層を形成する樹脂について例示すると、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アルキルアクリレート共重合体（アルキル基の炭素数１〜４）、アクリルゴム等が挙げられる。これらの内、エチレン−酢酸ビニル共重合体を用いることが好ましい。更に好ましくは、酢酸ビニル単位の含有量が５〜５０重量％程度のエチレン−酢酸ビニル共重合体である。

低弾性率樹脂層の厚みは３０〜２５０μｍであることが好ましい。より好ましくは３０〜１５０μｍである。厚みが３０μｍ未満であるとウエハ表面の段差を充分に吸収できない場合がある。また、２５０μｍを超えるとウエハの裏面加工後の半導体ウエハの厚みが大きくばらつき、半導体ウエハの品質に悪影響を及ぼす場合がある。

基材フィルムの代表的な製造方法として、Ｔダイ押出法、インフレーション法、カレンダー法等が挙げられる。上記特性を有する樹脂層（Ａ）を少なくとも１層含む多層フィルムを製造する方法としては、例えば、低弾性率樹脂を押出機で押出成形しながら、予め用意しておいた上記フィルムとラミネートする方法や、予め溶液又はエマルション液とした低弾性率樹脂を、ロールコーター、コンマコーター、ダイコーター、メイヤーバーコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター等の公知の方法に従って塗布、乾燥して、予め用意しておいたフィルム上に低弾性率樹脂層を形成する方法が用いられる。この場合、低弾性率樹脂層を直接フィルム上に塗布、乾燥してもよいし、表面にシリコーン処理等の離型処理を施した工程フィルム上に塗布、乾燥した後、ドライラミネート法等の慣用の方法を用いて、低弾性率樹脂層を基材フィルムに転写させる方法等が挙げられる。これら多層フィルムの層間における接着力を高めるために、両層の間に新たに接着層を設けてもよいし、コロナ放電処理または化学処理等を施しても良い。粘着剤層を設ける面にはコロナ放電処理または化学処理等を施すことが好ましい。

本発明の半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム（以下、粘着フィルムと略称する）に用いる粘着剤層は、半導体ウエハ表面に対し極めて低汚染性であることが好ましい。粘着フィルムを剥離した後、ウエハ表面に汚染が多い場合は洗浄する必要があるが、薄層化したウエハにおいては、洗浄工程において破損する頻度が高くなる。

本発明において、粘着剤層は、通常、架橋剤と反応し得る官能基を有する粘着剤ポリマー１００重量部、及び、１分子中に２個以上の架橋反応性官能基を有する架橋剤０．１〜３０重量部を含む。このような粘着剤としては、例えば、放射線硬化型、熱硬化型、加熱発泡型等の粘着力スイッチング機能を有する粘着剤、スイッチング機能を有しない通常の粘着剤等が挙げられる。
スイッチング機能を有しない通常の粘着剤としては、天然ゴム系、合成ゴム系、シリコーンゴム系、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル等のアクリル系粘着剤等が挙げられる。これらの粘着剤の中でも、粘着剤物性の制御、再現性等を考慮するとアクリル系の粘着剤が好ましい。

粘着剤がアクリル系である場合、粘着剤ポリマーを構成する主モノマーは、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルを含むものが好ましい。アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルの例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル等が挙げられる。これらは単独で使用しても、又、２種以上を混合して使用してもよい。主モノマーの使用量は、粘着剤ポリマーの原料となる全モノマーの総量中に、６０〜９９重量％の範囲で含まれていることが好ましい。かかる組成のモノマー混合物を用いることにより、ほぼ同組成のアクリル酸アルキルエステル単位、メタクリル酸アルキルエステル単位、又はこれらの混合単位を含むポリマーが得られる。

粘着剤ポリマーは、架橋剤と反応し得る官能基を有していることが好ましい。架橋剤と反応し得る官能基としては、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。粘着剤ポリマー中にこれらの架橋剤と反応しうる官能基を導入する方法としては、粘着剤ポリマーを重合する際にこれらの官能基を有するコモノマーを共重合させる方法が一般に用いられる。

例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、メサコン酸モノアルキルエステル、シトラコン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステル、マレイン酸モノアルキルエステル、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、ターシャル−ブチルアミノエチルアクリレート、ターシャル−ブチルアミノエチルメタクリレート等が挙げられる。これらのコモノマーの内の１種を上記主モノマーと共重合させてもよいし、又２種以上を共重合させてもよい。上記の架橋剤と反応しうる官能基を有するコモノマーの使用量（共重合量）は、粘着剤ポリマーの原料となる全モノマーの総量中に、１〜４０重量％の範囲内で含まれていることが好ましい。かかる組成のモノマー混合物を用いることにより、ほぼ同組成のコモノマー単位を含むポリマーが得られる。

本発明において、上記粘着剤ポリマーを構成する主モノマー単位及び架橋剤と反応し得る官能基を有するコモノマー単位の他に、界面活性剤としての性質を有する特定のコモノマー（以下、重合性界面活性剤と称する）を共重合してもよい。重合性界面活性剤は、主モノマー及びコモノマーと共重合する性質を有しており、万一粘着剤層に起因する汚染がウエハ表面に生じたとしても、水洗により容易に除去することが可能となる。

このような重合性界面活性剤の例としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルのベンゼン環に重合性の１−プロペニル基を導入したもの〔第一工業製薬（株）製；商品名：アクアロンＲＮ−１０、同ＲＮ−２０、同ＲＮ−３０、同ＲＮ−５０等〕、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの硫酸エステルのアンモニウム塩のベンゼン環に重合性の１−プロペニル基を導入したもの〔第一工業製薬（株）製；商品名：アクアロンＨＳ−１０、同ＨＳ−２０等〕、及び分子内に重合性二重結合を持つ、スルホコハク酸ジエステル系のもの〔花王（株）製；商品名：ラテムルＳ−１２０Ａ、同Ｓ−１８０Ａ等〕等が挙げられる。

さらに必要に応じて、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、イソシアネートエチルアクリレート、イソシアネートエチルメタクリレート、２−（１−アジリジニル）エチルアクリレート、２−（１−アジリジニル）エチルメタクリレート等の自己架橋性の官能基を持ったモノマー、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン等の重合性二重結合を持ったモノマー、ジビニルベンゼン、アクリル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル等の多官能性のモノマー等を共重合してもよい。

粘着剤ポリマーの重合反応機構としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等が挙げられる。粘着剤の製造コスト、モノマーの官能基の影響及び半導体ウエハ表面へのイオンの影響、等を等慮すれば、ラジカル重合によって重合することが好ましい。ラジカル重合反応によって重合する際、ラジカル重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ジ−ターシャル−ブチルパーオキサイド、ジ−ターシャル−アミルパーオキサイド等の有機過酸化物、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２−メチルブチロニトリル、４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド等のアゾ化合物、等が挙げられる。

粘着剤ポリマーの重合法としては、乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法等の公知の重合法を適宜選択して用いることができる。粘着剤ポリマーを乳化重合法により重合する場合には、前記したラジカル重合開始剤の中で、水溶性の過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物、同じく水溶性の４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド等の分子内にカルボキシル基を持ったアゾ化合物が好ましく用いられる。半導体ウエハ表面へのイオンの影響を考慮すれば、過硫酸アンモニウム、４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド等の分子内にカルボキシル基を持ったアゾ化合物がさらに好ましい。４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド等の分子内にカルボキシル基を持ったアゾ化合物が特に好ましい。

本発明に用いる１分子中に２個以上の架橋反応性官能基を有する架橋剤は、粘着剤ポリマーが有する官能基と反応させて、架橋密度、粘着力及び凝集力を調整する為に用いる。架橋剤としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、レソルシンジグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤、トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、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）、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレン−１，６−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）、Ｎ，Ｎ’−トルエン−２，４−ビス（１−アジリジンカルボキシアミド）、トリメチロールプロパン−トリ−β−（２−メチルアジリジン）プロピオネート等のアジリジン系架橋剤、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトルエンジイソシアネート３付加物、ポリイソシアネート等のイソシアネート系架橋剤等が挙げられる。これらの架橋剤は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

又、粘着剤が水系（エマルションを含む）である場合には、イソシアネート系架橋剤は水との副反応による失活速度が速い為、粘着剤ポリマーとの架橋反応が十分に進行しない場合がある。従って、この場合には上記の架橋剤の中でアジリジン系もしくはエポキシ系の架橋剤を用いることが好ましい。

本発明における１分子中に２個以上の架橋反応性官能基を有する架橋剤の含有量は、粘着剤ポリマー１００重量部に対し架橋剤０．１〜３０重量部、特に好ましくは０．５〜２５重量部である。架橋剤の含有量が少ないと、粘着剤層の凝集力が不十分となり、ウエハ表面に汚染を生じることがある。多過ぎると、粘着剤層とウエハ表面との密着力が弱くなり、研削加工中に水や研削屑が浸入し、ウエハを破損したり、研削屑によるウエハ表面の汚染が生じることがある。

本発明における粘着剤層を構成する粘着剤には、上記の架橋剤と反応しうる官能基を有する粘着剤ポリマー、一分子中に２個以上の架橋反応性官能基を有する架橋剤の他に、粘着特性を調整する為に、ロジン系、テルペン樹脂系等のタッキファイヤー、各種界面活性剤等を適宜含有してもよい。又、粘着剤ポリマーがエマルション液である場合は、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等の増膜助剤を本発明の目的に影響しない程度に適宜含有してよい。

また、粘着剤中に放射性硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分、放射線重合開始剤を加えることにより、粘着剤層を放射線硬化型の粘着剤とすることもできる。この放射線硬化型の粘着剤を用いた場合、半導体ウエハ表面から粘着フィルムを剥離する前に紫外線等の放射線を照射することで、該粘着剤を硬化させ、粘着力を低減することができる。

粘着剤層の厚みは、半導体ウエハ表面の汚染性、粘着力等に影響を及ぼす。粘着剤層の厚みが薄くなると、ウエハ表面に残留することがある。粘着剤層の厚みが厚すぎると粘着力が高くなり、剥離の際の作業性が低下することがある。かかる観点から、粘着剤層の厚みは１〜１００μｍであることが好ましい。

本発明において、基材フィルムの片表面に粘着剤層を形成する際には、上記粘着剤を溶液又はエマルション液（以下、これらを総称して粘着剤塗布液と称する）として、ロールコーター、コンマコーター、ダイコーター、メイヤーバーコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター等の公知の方法に従って塗布、乾燥して粘着剤層を形成する方法を用いることができる。この際、塗布した粘着剤層を環境に起因する汚染等から保護する為に、塗布した粘着剤層の表面に剥離フィルムを貼着することが好ましい。あるいは、剥離フィルムの片表面に、上記の公知の方法に従って粘着剤塗布液を塗布、乾燥して粘着剤層を形成した後、ドライラミネート法等の慣用の方法を用いて粘着剤層を基材フィルムに転写させる方法（以下、転写法という）をとってもよい。

粘着剤を乾燥する際の乾燥条件には特に制限はないが、一般的には、８０〜３００℃の温度範囲において、１０秒〜１０分間乾燥することが好ましい。さらに好ましくは、８０〜２００℃の温度範囲において１５秒〜５分間乾燥する。本発明においては、架橋剤と粘着剤ポリマーとの架橋反応を十分に促進させる為に、粘着剤塗布液の乾燥が終了した後に、粘着フィルムを４０〜８０℃において５〜３００時間程度加熱してもよい。
粘着フィルムの粘着力は、ウエハ裏面の研削加工、薬液処理時等におけるウエハの保護性と、ウエハから剥離する際の作業性との双方に影響する為、ウエハ裏面の研削加工、薬液処理時等におけるウエハの保護性（研削水、研削屑及び薬液等の浸入防止）を考慮して決定される。具体的には、ＪＩＳ Ｚ−０２３７に規定される方法に準拠して、被着体としてＳＵＳ３０４−ＢＡ板を用い、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、剥離角度１８０度の条件下で測定した粘着力が、０．０５〜２．５Ｎ／２５ｍｍであることが好ましい。より好ましくは０．０５〜２．０Ｎ／２５ｍｍである。なお、粘着剤が粘着力スイッチング機能を有する粘着剤である場合には、加熱硬化、放射線硬化、熱発泡等により粘着力を低下させた状態での粘着力が前記の範囲にあることが好ましい。

本発明の粘着フィルムの製造方法は上記のとおりであるが、半導体ウエハ表面の汚染防止の観点から、基材フィルム、剥離フィルム、粘着剤等、全ての原料及び資材の製造環境、粘着剤塗布液の調整、保存、塗布及び乾燥環境は、米国連邦規格２０９ｂに規定されるクラス１，０００以下のクリーン度に維持されていることが好ましい。

次に、本発明の半導体ウエハの裏面加工方法について説明する。本発明の半導体ウエハの裏面加工方法は、半導体ウエハの裏面を研削加工、化学エッチング加工、またはこれらの操作を共に実施する際に、上記半導体ウエハ表面保護粘着フィルムを用いることに特徴がある。その詳細は、通常、温度が１８〜３０℃に管理された室内近傍の温度において上記粘着フィルムの粘着剤層から剥離フィルムを剥離し、粘着剤層の表面を露出させ、粘着剤層を介して、半導体ウエハの表面に貼着する。次いで、研削機のチャックテーブル等に粘着フィルムの基材フィルム層を介して半導体ウエハを固定し、半導体ウエハの裏面に対し、研削加工、研磨加工、化学エッチング加工等を実施する。本発明においては、研削加工、研磨加工、化学エッチング加工等の何れかを単独で行ってもよいし、複数の加工を組み合わせて行ってもよい。複数の加工を組み合わせて行う場合、その順番は特に規定しないが、通常、研削加工の後に、研磨加工または化学エッチング加工等を行う。

研削加工、化学エッチング加工等が終了した後、該粘着フィルムを剥離する。いずれの裏面加工方法においても、必要に応じて、粘着フィルムを剥離した後の半導体ウエハ表面に対して、水洗、プラズマ洗浄等の処理を施してもよい。この様な一連の工程中の、半導体ウエハ裏面の研削加工、化学エッチング等の操作によって、半導体ウエハは研削前の厚みが、通常、５００〜１０００μｍであるのに対して、本発明の方法を適用することにより、１５０μｍ以下になるまで、破損等のトラブルを生じることなしに薄層化することができる。半導体チップの種類等に応じ、１００μｍ以下まで、時には５０μｍ程度まで薄層化することができる。裏面の研削加工後のウエハの厚みと化学エッチング後のウエハの厚みは、半導体ウエハの種類、目標最終厚み等により適宜決められる。裏面を研削する前の半導体ウエハの厚みは、半導体ウエハの直径、種類等により適宜決められ、裏面研削後のウエハ厚みは、得られる集積回路の種類、用途等により適宜決められる。

表面保護用粘着フィルムを半導体ウェハの表面に貼着する操作は、人手により行われる場合もあるが、一般に、ロール状の表面保護用粘着フィルムを取り付けた自動貼り機と称される装置によって行われる。このような自動貼り機として、例えばタカトリ（株）製、形式：ＡＴＭ−１０００Ｂ、同ＡＴＭ−１１００、同ＴＥＡＭ−１００、帝国精機（株）製、形式：ＳＴＬシリーズ等が挙げられる。

裏面研削方式としては、スルーフィード方式、インフィード方式等の公知の研削方式が採用される。通常、いずれの方法においても、半導体ウェハと砥石に水を供給して冷却しながら裏面研削が行われる。裏面研削終了後、必要に応じて、ウェットエッチング、ポリッシングが行われる。ウェットエッチング工程及びポリッシング工程は、半導体ウェハ裏面に生じた歪の除去、半導体ウェハのさらなる薄層化、酸化膜等の除去、電極を裏面に形成する際の前処理等を目的として行われる。エッチング液は、上記の目的に応じて適宜選択される。

裏面研削工程、及びエッチング工程がそれぞれ終了した後、半導体ウェハ表面から表面保護用粘着フィルムが剥離される。これらの一連の操作は、人手により行われる場合もあるが、一般的に自動剥がし機と称される装置を用いて行われる。このような自動剥がし機としては、タカトリ（株）製、形式：ＡＴＲＭ−２０００Ｂ、同ＡＴＲＭ−２１００、帝国精機（株）製、形式：ＳＴＰシリーズ等が挙げられる。但し、ウェハ厚みが１５０μｍ以下になるまで薄層化された場合には、粘着フィルム剥離時のウェハ破損、及びウェハ反りによる搬送時の搬送不良等が心配される。

本発明に係わる半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムを用いることにより、半導体ウェハの裏面研削加工において、ウェハ厚みが１５０μｍ以下になるまで薄層化された場合であっても、７０〜１００℃の温水に浸漬若しくは、該温水を接射、或いは同温度の雰囲気で加熱し、該半導体ウエハ表面から該半導体ウエハ表面保護用粘着テープを容易に剥離することができ、ウェハの破損を防止できる。

表面保護用粘着フィルムを剥離した後の半導体ウェハ表面は、必要に応じて洗浄される。洗浄方法としては、水洗浄、溶剤洗浄等の湿式洗浄、プラズマ洗浄等の乾式洗浄等が挙げられる。湿式洗浄の場合、超音波洗浄を併用してもよい。これらの洗浄方法は、半導体ウェハ表面の汚染状況により適宜選択される。
本発明の半導体ウェハ保護方法が適用できる半導体ウェハとして、シリコンウェハに限らず、ゲルマニウム、ガリウム−ヒ素、ガリウム−リン、ガリウム−ヒ素−アルミニウム等のウェハが挙げられる。

以下、実施例を示して本発明についてさらに詳細に説明する。以下に示す全ての実施例及び比較例において、米国連邦規格２０９ｂに規定されるクラス１，０００以下のクリーン度に維持された環境において粘着剤塗布液の調製及び塗布、半導体シリコンウエハの裏面研削、並びに半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムの剥離評価等を実施した。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、実施例に示した各種特性値は下記の方法で測定した。

１．各種特性の測定方法
１−１．粘着力測定（ｇ／２５ｍｍ）
下記に規定した条件以外は、全てＪＩＳ Ｚ０２３７−１９９１に規定される方法に準じて測定する。２３℃の雰囲気下において、実施例または比較例で得られた粘着フィルムをその粘着剤層を介して、２０ｃｍ×５ｃｍの長方形のＳＵＳ３０４−ＢＡ板（ＪＩＳ Ｇ４３０５−１９９１規定）の表面に貼着し、同サイズに粘着フィルムをカットし、６０分放置する。但し、粘着フィルムはＭＤ方向がＳＵＳ３０４−ＢＡ板の２０ｃｍの辺に、ＴＤ方向がＳＵＳ３０４−ＢＡ板の５ｃｍの辺に対するように粘着フィルムを貼着する。試料のＭＤ方向の一端を挟持し、剥離角度１８０度、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ．でＳＵＳ３０４−ＢＡ板の表面から試料を剥離する際の応力を測定し、２５ｍｍ幅に換算する。

１−２．貯蔵弾性率（Ｐａ）
１）粘着剤層
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムの粘着剤層の部分を厚さ１ｍｍになるように積層し、直径８ｍｍの粘弾性測定用試料を作製する。動的粘弾性測定装置（レオメトリックス社製：形式：ＲＭＳ−８００）を用いて、１５０℃及び２００℃において貯蔵弾性率を測定する。測定周波数は１Ｈｚとし、歪みは０．１〜３％とする。
２）基材フィルム層
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムの基材フィルム層部分を切断し、長方形（ＭＤ方向：３０ｍｍ、ＴＤ方向：１０ｍｍ）の試料を作製する。動的粘弾性測定装置（レオメトリックス社製：形式：ＲＳＡ−ＩＩ）を用いて、０〜３００℃までの貯蔵弾性率（機械方向）を測定する。測定周波数は、１Ｈｚとし、歪みは０．０１〜０．１％とする。但し、積層基材フィルムの場合は、各層独立で測定を行った。

１−３．基材フィルムの寸法変化率（％）
基材フィルムを正方形（ＭＤ方向：３０ｃｍ、ＴＤ方向：３０ｃｍ）に切断し、パンチでスポット（ＭＤ方向：２５ｃｍ、ＴＤ方向：２５ｃｍ）を基材フィルムに開け、試料を作製する。２次元測定機（（株）ミツトヨ製：形式：ＣＲＹＳＴＡＬ＊μＶ６０６）を用いて、基材フィルムに開けられたスポット間隔を測定する。測定後、試料を５０℃のオーブン内にサンプルを静置する。２分後に該サンプルをオーブンから取り出し、スポット間隔を測定し、加熱前後での寸法変化率を計算する。試料１０枚について測定し、その平均値で示す。

１−４．半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムの剥離評価（１）
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム貼着工程後、半導体ウェハ裏面研削工程で75μmまで研削したウェハを、ウォーターバスにおいて、８０℃の温水に10秒間浸漬し、半導体ウエハ表面保護用フィルムが自然に剥離するかを確認した。１０枚のミラーウェハについて評価し、自然に剥離した枚数を示す。

１−５．半導体ウエハ表面保護用粘着フィルムの剥離評価（２）
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム貼着工程後、半導体ウェハ裏面研削工程で75μmまで研削したウェハを、剥離機（日東精機（株）製、形式：ＨＲ８５００ＩＩ）を用いて、ウェハ表面から半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを剥離する。１０枚のミラーウェハについて評価し、剥離の際にウェハの割れが発生するかを確認した。

２．表面保護用粘着フィルムの製造例
２−１．基材フィルムの製造例１
樹脂層（Ａ）として、ポリエステル系延伸フィルム[（株）東洋紡績製、商品名：東洋紡スペースクリーン 、厚み：６０μm]を選定した。粘着剤層を形成する側の表面にコロナ処理を施し、基材フィルム１とした。尚、ウォーターバスに於いて、８０℃×１秒の収縮率はＭＤ方向が６５％、ＴＤ方向の収縮率０％であった。５０℃での収縮率は、ＭＤ方向、ＴＤ方向共に収縮率０％。貯蔵弾性率は、２３℃において１．５ＧＰａ、６０℃において１．２ＧＰａであった。

２−２．基材フィルムの製造例２
樹脂層（Ａ）として、ポリエステル系延伸フィルム[（株）三菱樹脂製、商品名：ヒシペット 、厚み：６０μm]を選定した。粘着剤層を形成する側の表面にコロナ処理を施し、基材フィルム２とした。尚、ウォーターバスに於いて、８０℃×１秒の収縮率はＭＤ方向が７２％、ＴＤ方向の収縮率５％であった。５０℃での収縮率は、ＭＤ方向、ＴＤ方向共に収縮率０％。貯蔵弾性率は、２３℃において２．０ＧＰａ、６０℃において１．７ＧＰａであった。

２−３．基材フィルムの製造例３
樹脂層（Ａ）として、ポリエステル系延伸フィルム[（株）東洋紡績製、商品名：東洋紡スペースクリーン 、厚み：６０μm]を選定し、その片表面に、低弾性率樹脂層として厚さ１２０μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（三井・デュポンポリケミカル（株）製、銘柄：エバフレックスＰ−１９０５（ＥＶ４６０）フィルムを積層した。この際、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムの粘着剤層を形成する側の面にコロナ放電処理を施し、基材フィルム３とした。

２−４．基材フィルムの比較製造例１
５０℃におけるフィルムＭＤ方向及び、ＴＤ方向の収縮率が其々、０．０％であり、８０℃の温水に１秒浸漬した時のＭＤ方向、ＴＤ方向の収縮率が其々、０．１％以下、０．０％である、２軸延伸ポリエチレンテレフタレート[帝人デュポンフィルム（株）製、商品名：テイジンテトロンフィルム 、厚み：５０μm]を選定し、粘着剤層を形成する側の表面にコロナ処理を施し、基材フィルム４とした。尚、貯蔵弾性率は、２３℃において２．０ＧＰａ、６０℃において１．５ＭＰａであった。

２−５．基材フィルムの比較製造例２
５０℃におけるフィルムＭＤ方向及び、ＴＤ方向の収縮率が其々、０．０％であり、８０℃の温水に１秒浸漬した時のＭＤ方向、ＴＤ方向の収縮率が其々、０．１％以下、０．０％である、２軸延伸ポリエチレンテレフタレート[帝人デュポンフィルム（株）製、商品名：テイジンテトロンフィルム 、厚み：５０μm] を選定し、その片表面に、低弾性率樹脂層として、Ｔダイ押出法にて成形した厚さ１２０μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体（三井・デュポンポリケミカル（株）製、銘柄：エバフレックスＰ−１９０５（ＥＶ４６０）フィルムを積層した。この際、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムの粘着剤層を形成する側の面にコロナ放電処理を施し、基材フィルム５とした。

２−６． 粘着剤層を構成する粘着剤塗布液の調製
重合反応機に脱イオン水１５０重量部、重合開始剤として４，４’−アゾビス−４−シアノバレリックアシッド〔大塚化学（株）製、商品名：ＡＣＶＡ〕を０．５重量部、アクリル酸ブチル５２．２５重量部、メタクリル酸メチル２５重量部、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル１５重量部、メタクリル酸６重量部、アクリルアミド１重量部、水溶性コモノマーとしてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（エチレンオキサイドの付加モル数の平均値；約２０）の硫酸エステルのアンモニウム塩のベンゼン環に重合性の１−プロペニル基を導入したもの〔第一工業製薬（株）製：商品名：アクアロンＨＳ−２０〕０．７５重量部を添加し、攪拌下で７０℃において９時間乳化重合を実施し、アクリル樹脂系水エマルジョンを得た。これを１４重量％アンモニア水で中和し、固形分４０重量％を含有する粘着剤ポリマーエマルジョン（粘着剤主剤）を得た。得られた粘着剤主剤エマルジョン１００重量部（粘着剤ポリマー濃度：４０重量％）を採取し、さらに１４重量％アンモニア水を加えてｐＨ９．３に調整した。次いで、アジリジン系架橋剤〔日本触媒化学工業（株）製、商品名：ケミタイトＰＺ−３３〕４.０重量部、及びジエチレングリコールモノブチルエーテル５重量部を添加して粘着剤層を構成する粘着剤塗布液を得た。

２−７ 粘着フィルムの製造
片表面にシリコーン処理（離型処理）が施された厚み３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（剥離フィルム）の離型処理が施された側の面に、前述の粘着剤塗布液をロールコーターにより塗布し、１２０℃で1分間乾燥し、厚み１０μｍの粘着剤層を形成した。これに、前項で得られた基材フィルム１〜５のコロナ処理が施された側の面を、それぞれドライラミネーターにより貼り合わせて押圧して、粘着剤層をそれぞれのコロナ処理が施された側の面に転写させた。転写後、６０℃において４８時間加熱した後、室温まで冷却することにより、半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム１〜５を得た。基材フィルム１〜５を用いて作製された粘着フィルム１〜５それぞれ半導体ウエハ表面保護フィルム１〜５とした。得られた半導体ウエハ表面保護用粘着フィルム１〜５の粘着力は、順番に０．６Ｎ/２５ｍｍ、０．６Ｎ/２５ｍｍ、０．７Ｎ/２５ｍｍ、０．６Ｎ/２５ｍｍ、０．７Ｎ/２５ｍｍであった。

３−１．実施例１
半導体ウェハ（ミラーウェハ）に対する、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム１の剥離性能を評価した。半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム１を１０枚のミラーウェハ（直径：８インチ、厚み：７５０μｍ）の全表面に貼着した状態で、裏面研削機（（株）ディスコ製、形式：ＤＦＧ８６０）を用いて、厚みが７５μｍになるまでウェハ裏面を研削した。次いで、ウォーターバスにおいて、８０℃の温水に10秒間浸漬し、半導体ウエハ表面保護用フィルム剥離評価を実施した。１０枚のミラーウェハで実施し、１０枚とも自然に剥離した。得られた結果を表１に示す。

３−２．実施例２
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム２を用いた以外、保護方法の実施例１と同様の方法を実施した。その結果、全ての評価で実施例１と同様の結果が得られた。得られた結果を表１に示す。

３−３．実施例３
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム３を用いた以外、保護方法の実施例１と同様の方法を実施した。その結果、全ての評価で実施例１と同様の結果が得られた。得られた結果を表１に示す。

３−４．比較例１
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム４を用いた以外、保護方法の実施例１と同様の方法を実施した。その結果、ウォーターバスにおいて、８０℃の温水に10秒間浸漬し、半導体ウエハ表面保護用フィルム剥離評価を実施した。１０枚のミラーウェハで実施したところ、１０枚とも剥離することが出来なかった。得られた結果を表１に示す。

３−５．比較例２
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム５を用いた以外、保護方法の実施例１と同様の方法を実施した。その結果、ウォーターバスにおいて、８０℃の温水に10秒間浸漬し、半導体ウエハ表面保護用フィルム剥離評価を実施した。１０枚のミラーウェハで実施したところ、１０枚とも剥離することが出来なかった。得られた結果を表１に示す。

３−６．比較例３
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム１を貼着した後、半導体ウェハ裏面研削工程で７５μmまで研削したウェハを、剥離機（日東精機（株）製、形式：ＨＲ８５００ＩＩ）を用いて、ウェハ表面から半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを剥離した。１０枚のミラーウェハについて評価し、４枚のウェハで搬送時にロボットアームとウェハとで吸着不良が発生し、４枚のウェハで剥離の際にウェハの割れが発生した。得られた結果を表１に示す。

３−７．比較例４
半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム１を用い、ウォーターバスの湯水温度を５０℃とする以外は、保護方法の実施例１と同様の半導体ウエハ表面保護用フィルム剥離評価を実施した。１０枚のミラーウェハで実施したところ、１０枚とも剥離することが出来なかった。得られた結果を表１に示す。

Claims (7)

1. 基材フィルムの片表面に粘着剤層が形成された半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムであって、
   基材フィルムの少なくとも一層に、
   ポリエステル系延伸フィルムであり、
   ５０℃での機械方向（以下、ＭＤ方向という）及び、機械方向と直交する方向（以下、ＴＤ方向という）の収縮率がいずれも５％未満であり、
   ７０〜１００℃の温水、若しくは雰囲気下において、１秒以上加熱したとき、ＭＤ方向、若しくはＴＤ方向の少なくとも一方の収縮率が５〜９９％であり、
   厚みが１０〜２００μｍである
   樹脂層（Ａ）を含むことを特徴とする、半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム。
2. 前記樹脂層（Ａ）の２３〜６０℃における貯蔵弾性率が、１×１０^７Ｐａ以上であることを特徴とする、請求項１記載の半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム。
3. 基材フィルムに、樹脂層（Ａ）よりも弾性率の低い低弾性率樹脂層を少なくとも１層含むことを特徴とする請求項１記載の半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム。
4. 低弾性率樹脂層が、エチレン− 酢酸ビニル共重合体を含有してなる樹脂層であることを特徴とする請求項３記載の半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム。
5. 低弾性率樹脂層の厚みが３０〜２５０μｍであることを特徴とする請求項３記載の半導体ウェハ表面保護用粘着フィルム。
6. 半導体ウェハの回路形成面に、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体ウェハ表面保護用粘着フィルムを貼着する第一工程、
   半導体ウェハの回路非形成面を加工する第二工程、および
   ７０〜１００℃の温水に浸漬、若しくは該温水を接射させ、該半導体ウエハ表面から該半導体ウエハ表面保護用粘着テープを剥離する第三工程、を含むことを特徴とする半導体ウエハ表面保護方法。
7. 前記第二工程を経た後の半導体ウェハの厚みが１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の半導体ウェハ保護方法。