JP5154192B2

JP5154192B2 - 脆質部材加工用粘着シートおよび脆質部材の処理方法

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Publication number: JP5154192B2
Application number: JP2007273580A
Authority: JP
Inventors: 仁大橋; 道生金井
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-10-22
Also published as: JP2009101438A

Description

本発明は、半導体ウエハ等の脆質部材の搬送や半導体ウエハの裏面研削等の加工に代表される各種の処理工程を含む、脆質部材の処理方法に好適に用いられる脆質部材加工用粘着シートに関する。また、本発明は、脆質部材の処理方法に関する。

近年のＩＣカードの普及にともない、その構成部材であるウエハの薄型化が進められている。従来３５０μｍ程度の厚みであったウエハを、５０〜１００μｍあるいはそれ以下まで薄くすることが求められるようになった。

脆質部材であるウエハは、薄くなるにつれて、加工や運搬の際、破損する危険性が高くなる。このため、ウエハを極薄まで研削したり、極薄のウエハを運搬したりする場合は、ウエハをガラス板やアクリル板のような硬質板上に両面粘着シートなどにより固定・保護して作業を進めるのが望ましい。

しかしながら、両面粘着シートでウエハと硬質板とを貼り合わせる方法では、一連の工程を終えた後、ウエハを硬質板から剥離する際、ウエハが割れてしまうことがあった。２枚の薄層品が貼り合わせてなる積層物を剥離する際には、薄層品の何れか一方、または両者を湾曲させて剥離する必要がある。しかし、硬質板を湾曲することは不可能ないし困難であるため、ウエハ側を湾曲せざるをえない。このため、脆弱なウエハにひずみがかかって割れてしまうことになる。

このような問題を解決するための手段として、ウエハの変形をできる限り低減して剥離を行う方法や、ウエハに保護フィルムを積層するなどしてウエハを補強した上で剥離を行う方法、さらにはウエハを硬質板に固定する手段として、接着力を制御可能な粘着剤や両面粘着テープを用い、剥離時に粘着剤の発泡などの適宜な手段により接着力を低下させた後に剥離を行う方法などが種々提案されている（特許文献１〜５）。

特許文献６では、硬質板を使用せずに、比較的剛性の高い樹脂フィルムを用いた脆質部材の保護方法が開示されている。
特開2004-153227号公報特開2005-116678号公報特開2003-324142号公報特開2005-277037号公報国際特許公開WO2003/049164 特開2004-63678号公報

ウエハを硬質板上に保持した場合には、ウエハを剥離する際にウエハ側を変形することとなる。このため、ウエハの破損を完全に防止することは難しい。また、発泡などにより接着力を低減するように設計された特殊な粘着剤や両面粘着テープを使用した場合には、ウエハに接着剤が残着し、ウエハを汚染してしまう可能性もある。特許文献６に提案されている方法では、剛性の樹脂フィルム側を変形してウエハからの剥離を行うため、ウエハの破損という問題は解消できる。しかし、樹脂フィルムであるため、形状保持性が必ずしも十分ではなく、ウエハの搬送時にウエハが破損するおそれがある。

本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものである。すなわち、本発明は、半導体ウエハ等の脆質部材の搬送や裏面研削等の加工を施す際に、脆質部材を安定して保持でき、しかも所要の処理が終了した後には、脆質部材を破損することなく剥離することができる脆質部材の処理方法に好ましく用いられる脆質部材加工用粘着シートを提供することを目的としている。

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）第１のフィルムと第２のフィルムとを有し、これらの周縁部が結着されてなる積層フィルム基材と、
該積層フィルム基材の両外表面に形成された粘着剤層とからなる脆質部材加工用粘着シート。

（２）前記積層フィルム基材の内側表面同士の静摩擦係数が０．１以上である（１）に記載の脆質部材加工用粘着シート。

（３）上記（１）に記載の脆質部材加工用粘着シートの第１のフィルム側に脆質部材を再剥離可能に固定し、第２のフィルム側に硬質板を再剥離可能に固定する工程、
前記脆質部材に処理を行う工程、
前記第１のフィルムを、脆質部材の外縁形状と略同形状に完全に切断する工程、
脆質部材と第１のフィルムとの積層体を硬質板から分離する工程、
脆質部材から第１のフィルムを剥離する工程を含む脆質部材の処理方法。

（４）脆質部材が半導体ウエハであり、該半導体ウエハに施される処理が、半導体ウエハの裏面研削あるいは半導体ウエハの搬送である（３）に記載の処理方法。

本発明においては、周縁部においてのみ結着された積層フィルム基材を有する脆質部材加工用粘着シートを介して半導体ウエハ等の脆質部材を硬質板に固定して保護しているため、脆質部材の搬送・保管・加工時において脆質部材を変形することなく保持できる。また、所要の処理の後には、積層フィルム基材を切断することで脆質部材を硬質板から容易に分離できるため、脆質部材の剥離が容易になり、脆質部材の破損が防止される。

以下、本発明について図面を参照しながら、本発明の脆質部材の処理方法を説明するとともに、本発明の脆質部材加工用粘着シートについて、さらに具体的に説明する。

図１に示すように、本発明に係る脆質部材の処理方法では、脆質部材加工用粘着シート１の片面に脆質部材２を再剥離可能に固定し、他面に硬質板３を再剥離可能に固定する。

脆質部材２としては、シリコンウエハ、ガリウム・ヒ素ウエハ等の各種半導体ウエハ、セラミックス板、ガラス板、金属板等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの中でも、本発明の処理方法は、表面に回路が形成された半導体ウエハに適用することが特に好ましい。さらに、裏面研削を施されて厚みが極めて薄くなり、強度が極端に低下した半導体ウエハに好ましく適用できる。

硬質板３は、脆質部材２の搬送・保管・加工時において、これを支持し保護する機能を果たす。硬質板３としては、たとえばガラス板、石英板や、アクリル板、ポリ塩化ビニル板、ポリエチレンテレフタレート板、ポリプロピレン板、ポリカーボネート板等のプラスチック板が使用できる。硬質板３のＡＳＴＭＤ８８３により定義される硬度は、好ましくは７０ＭＰａ以上である。硬質板３の厚さは、その材質にもよるが、通常は、０．１〜１０ｍｍ程度である。硬質板３の径は、脆質部材２の径と同一またはこれよりも若干大きめのものが採用される。さらに、後述するように、脆質部材加工用粘着シート１の粘着剤層１１ａ、１２ａとして、紫外線硬化型の粘着剤を使用する場合は、硬質板３は、紫外線透過性の材質により形成される。

本発明では、上記硬質板３上に、脆質部材加工用粘着シート１を介して脆質部材２が固定されてなる。

脆質部材加工用粘着シート１は、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とを有し、これらの周縁部が結着されてなる積層フィルム基材１０と、積層フィルム基材１０の両外表面に形成された粘着剤層１１ａおよび１２ａからなる。

積層フィルム基材１０は、図１にその断面図を示したように、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とを有し、これらの周縁部が結着されてなる積層フィルム基材があげられる。図１において、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との接触面での周縁部における符号１３は、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との結着部１３を示す。第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とは、常態においては、気密的に密着一体化している。すなわち、積層フィルム基材１０は、２枚のフィルムが周縁部において結着、固定された積層フィルムである。結着部１３は、貼付される脆質部材２の外縁よりも外側に位置するように設けられる。

第１のフィルム１１および第２のフィルム１２は、適度な柔軟性を有する樹脂フィルムであれば、特に限定されず、各種の樹脂フィルムが使用可能である。このような樹脂フィルムとしては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン、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、エチレン（メタ）アクリル酸エステル共重合体等のエチレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリ塩化ビニル、アクリルゴム、ポリアミド、ウレタン、ポリイミド等の樹脂フィルムが挙げられる。また、それぞれのフィルム１１およびフィルム１２はこれらの単層であってもよいし、積層体からなってもよい。また、架橋等の処理を施したフィルムであってもよい。さらに、第１のフィルム１１および第２のフィルム１２は、熱可塑性樹脂を押出成形によりシート化したフィルムであってもよいし、硬化性樹脂を所定手段により薄膜化、硬化してシート化したフィルムが使われてもよい。硬化性樹脂としては、たとえば、エネルギー線硬化性のウレタンアクリレート系オリゴマーを主剤とし、比較的嵩高い基を有するアクリレートモノマーを希釈剤とし、必要に応じて光重合開始剤を配合した樹脂組成物が用いられる。

第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とは、同種の樹脂フィルムから形成されていてもよく、また結着し密着一体化できる限りにおいて異種の樹脂フィルムから形成されていてもよい。

第１のフィルム１１および第２のフィルム１２の厚さは、それぞれ好ましくは５〜２００μｍ、さらに好ましくは１０〜１５０μｍ、特に好ましくは２０〜１００μｍである。したがって、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との合計厚さは、好ましくは１０〜４００μｍ、さらに好ましくは２０〜３００μｍ、特に好ましくは４０〜２００μｍである。

第１のフィルムと第２のフィルムとの結着は、熱による融着であってもよく、また接着剤による接着であってもよい。接着剤を用いる場合には、アクリル系等の強力な接着剤を使用することが好ましい。

積層フィルム基材１０は、たとえば第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とを重ね、リング状加熱部を備えた熱圧着装置で第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とを熱圧着して得られる。また、一方のフィルム表面にリング状に接着剤層を形成し、他方のフィルムを積層することで、積層フィルム基材１０を得ることもできる。積層フィルム基材１０の製造後に、結着部の外径に沿って、基材を切断してもよい。

第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との結着部１３は、図２に平面図（第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との接触面における平面図）を示すように、積層フィルム基材１０の周縁部に設けられる。結着部１３は、積層フィルム基材１０の周縁部の全周に連続的に設けられていても良く、不連続に設けられていても良い。結着部１３に囲繞された内部領域では、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とが気密的に密着一体化してなる。

本発明における脆質部材２の処理が、半導体ウエハの裏面研削である場合には、半導体ウエハには剪断方向（横方向）に応力が加えられ、同時に積層フィルム基材１０にも剪断方向への応力が伝搬する。この結果、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との接触面でフィルムが滑り、フィルムの位置ズレが起こることがある。このようなフィルムの位置ズレが発生すると、裏面研削が不可能になる。

上記のようなフィルムの位置ズレを防止するため、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との接触面、すなわち、積層フィルム基材１０の内側表面同士の静摩擦係数は、好ましくは０．１以上、さらに好ましくは０．１５以上、特に好ましくは０．２以上である。ここで、積層フィルム基材１０の内側表面同士の静摩擦係数とは、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との接触面においてJIS K 7125に準じて測定された値である。静摩擦とは、滑り開始時に「しきい値」を超えるときの摩擦を意味し、静摩擦係数は「しきい値」から求めた係数であり、μ_Ｓ＝Ｆ_ｓ／Ｆ_ｐで定義される。ここで、μ_Ｓは静摩擦係数、Ｆ_ｓは静摩擦力、Ｆ_ｐは滑り片の質量によって生じる法線力をしめす。静摩擦係数の測定条件について、図６に示す静摩擦係数測定装置を参照してさらに具体的に説明する。

図６に示す静摩擦係数測定装置２０は、水平なテーブル２１と、滑り片２２およびテーブル２１を水平方向に動かす駆動機構（図示せず）からなる。滑り片２２は、接触面積（底面積）40cm²（一辺の長さ63 mm）で底面がフェルト２２ａで覆われてなり、全質量は200±2gである。試験フィルム２３，２４は、それぞれ第１のフィルム１１、第２のフィルム１２の何れか一方であり、試験フィルム２３は、前記滑り片２２の底面を覆うようにセットされる。試験フィルム２３のサイズは63 mm×80 mmであり、試験フィルム２４のサイズは80 mm×100 mmである。試験フィルム２３，２４は、積層フィルム基材１０を構成した際に、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との接触面となる表面同士が接触するようにセットされる。試験フィルム２３がセットされた滑り片２２は、バネ２５を介してロードセル２６に接続される。なおバネ２５のバネ定数は、0.2N/mmである。静摩擦係数測定装置２０を上記のように構成した後、100mm/minでテーブル２１を水平移動させて、ロードセル２６で荷重を読み取る。測定値から、JIS K 7125に準拠して静摩擦係数を算出する。

第１のフィルム１１と第２のフィルム１２の表面は目的の静摩擦係数を得るために、ブラスト処理、コロナ処理、コート処理、プラズマ処理、電子線処理などを行ってもよい。

脆質部材加工用粘着シート１は、図１に示したように、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とからなる積層フィルム基材１０と、その両外側の面に粘着剤層１１ａ、１２ａが設けられた構成からなる。粘着剤層１１ａ、１２ａとしては、再剥離可能であれば、特に限定はされず、従来公知の粘着剤が使用できる。たとえば通常の弱粘着剤であってもよく、また、剥離力を紫外線照射により制御できる紫外線硬化型粘着剤であってもよい。粘着剤層１１ａ、１２ａの厚みは特に限定はされず、通常は１〜３００μｍ程度であり、好ましくは５〜５０μｍである。

積層フィルム基材１０の両外側の面に設けられる粘着剤層１１ａ、１２ａは、どちらも同じものであってもよいが、両側が異なる材質のものでもよい。後述する工程において、第１のフィルム１１は、脆質部材２に貼着された状態で硬質板３から分離される。その後の第１のフィルム１１の除去を容易にするために、粘着剤層１１ａは、弱粘着剤または紫外線硬化型粘着剤からなることが好ましい。

なお、本発明においては、脆質部材２上に、さらに保護テープなどを貼り合わせ、脆質部材２を補強してもよい。

本発明の処理方法では、上述したように、硬質板３上に、脆質部材加工用粘着シート１を介して脆質部材２を固定する。この際の順序は特に限定はされず、予め脆質部材加工用粘着シート１が貼着された硬質板３に脆質部材２を貼着してもよく、この逆でもよい。脆質部材２が、表面に回路が形成された半導体ウエハの場合には、回路面側を脆質部材加工用粘着シート１に貼り合わせて、回路面の保護を行う。

次いで、脆質部材２に任意の処理を行う。この処理は、脆質部材２の用途に応じて様々であり、種々の加工処理、あるいは搬送や保管等をも含む。たとえば脆質部材２が表面に回路が形成された半導体ウエハの場合には、加工処理としては、ウエハ裏面に対するエッチング処理、ポリッシング処理、スパッタ処理、蒸着処理、研削処理等である。なお、脆質部材２に施される処理が、保管、搬送である場合には、かかる処理に先立ち、脆質部材２上に、さらに保護テープなどを貼り合わせ、脆質部材２を補強してもよい。

その後、前記硬質板３から脆質部材２を分離する。この際に、図３に示すように、第１のフィルム１１を、脆質部材２の外縁形状と略同形状に完全に切断する。第１のフィルムの切断は、カッターやレーザー光を用いて行う。第１のフィルム１１を切断することでフィルム端部における第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との間の気密性が解除されるため、フィルム端部を起点として、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２とを分離できるようになる。

第１のフィルム１１の切断と同時に、第２のフィルム１２も切断してもよいが、第２のフィルム１２を切断しなくてもよい。第２のフィルム１２を切断しない場合には、第２のフィルム１２の端部を折り返したり、あるいは引き延ばすことで、第１のフィルムと第２のフィルムとの間の気密性を容易に解除できる。

また、硬質板３の径は、前述したように、脆質部材２の径と同一またはこれよりも若干大きめである。結着部１３の内径は、図１に示したように、硬質板３の径よりも小さくても良く、また図４に示したように、硬質板３の径よりも大きくても良い。図４に示す構成においては、第１のフィルムと第２のフィルムとを同時に切断する。

上記工程により、第１のフィルム１１と第２のフィルム１２との間の気密性が解除される。この結果、図５に示すように、脆質部材２と第１のフィルム１１との積層体を硬質板３から分離できる。

その後、脆質部材２から第１のフィルム１１を剥離する。なお、粘着剤層１１ａ、を紫外線硬化型粘着剤で形成した場合には、第１のフィルム１１を脆質部材２から剥離する前に、粘着剤層１１ａに紫外線照射を行うことで、粘着力が低減するため、脆質部材２の剥離がさらに容易になる。

本発明においては、周縁部においてのみ結着された積層フィルム基材を有する脆質部材加工用粘着シートを介して脆質部材を硬質板に固定して保護している。脆質部材を硬質板に固定して保護しているため、脆質部材の搬送・保管・加工時において脆質部材を変形することなく保持できる。また、所要の処理の後には、積層フィルム基材を切断することで脆質部材を硬質板から容易に分離できるため、脆質部材の剥離が容易になり、脆質部材の破損が防止される。

本発明の脆質部材の処理方法の一工程を示す。本発明の脆質部材の処理方法の一工程を示す。本発明の脆質部材の処理方法の一工程を示す。本発明の脆質部材の処理方法の一工程における変形例を示す。本発明の脆質部材の処理方法の一工程を示す。静摩擦係数測定装置を示す。

符号の説明

１・・・脆質部材加工用粘着シート
１０・・・積層フィルム基材
１１・・・第１のフィルム
１１ａ・・・粘着剤層
１２・・・第２のフィルム
１２ａ・・・粘着剤層
１３・・・結着部
２・・・脆質部材
３・・・硬質板
２０・・・静摩擦係数測定装置
２１・・・テーブル
２２・・・滑り片
２２ａ・・・フェルト
２３・・・試験フィルム
２４・・・試験フィルム
２５・・・バネ
２６・・・ロードセル

Claims

第１のフィルムと第２のフィルムとを有し、これらの周縁部が結着され、２枚のフィルムが気密的に密着一体化してなる積層フィルム基材と、
該積層フィルム基材の両外表面に形成された粘着剤層とからなる粘着シートの第１のフィルム側に脆質部材を再剥離可能に固定し、第２のフィルム側に硬質板を再剥離可能に固定する工程、
前記脆質部材に処理を行う工程、
前記第１のフィルムを、脆質部材の外縁形状と略同形状に完全に切断する工程、
脆質部材と第１のフィルムとの積層体を硬質板から分離する工程、
脆質部材から第１のフィルムを剥離する工程を含む脆質部材の処理方法。
脆質部材が半導体ウエハであり、該半導体ウエハに施される処理が、半導体ウエハの裏面研削あるいは半導体ウエハの搬送である請求項１に記載の処理方法。
請求項１または２のいずれか１項に記載の処理方法に用いられる粘着シート。