説明

加工用粘着シート及びそれを用いた板状材料の製造方法

【課題】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ウエハなどのワークをブレーキングにより個片化する加工工程において、個片化されたワークを(チップ)の位置ずれや飛散をさせることなく寸法精度よく得るための固定用粘着シートに関するもので、ワークを研削、研磨などの前工程から一貫で固定し加工できる板状材料の製造方法に関するものである。
【解決手段】
すなわち本発明は、加工対象物(以下ワークと称す)を固定する固定用粘着シートであって、該粘着シートの粘着剤が紫外線硬化型であり、当該ワークに粘着シートを貼り合わせて紫外線照射により粘着シートの粘着剤を硬化させた後にブレーキングによりワークを個片化する工程に使用する固定用粘着シートである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウエハなどのワークをブレーキングにより個片化する加工工程において、個片化されたワークを(チップ)の位置ずれや飛散をさせることなく寸法精度よく得るための加工用粘着シートに関するもので、また、ワークを研削、研磨などの前工程から一貫で固定し加工できる板状材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来サファイアウエハなどの板状材料の加工は、所望の表面加工を施した後に砥石などで厚みを低減し、実装に適する厚みに加工し、機械的加工やレーザー加工、それらの複合的な加工によりチップ状に個片化する工法が取られてきた。しかしながら、昨今のウエハの仕上がり厚みの薄化やウエハの薄肉化によるウエハの反りの顕在化などからワークの固定方法が種々検討されている。
【0003】
ウエハの加工については、セラミックスやサファイア、ガラスなどの基板(サブストレート)にワックスや接着剤で固定して研削、研磨を行う方法が知られている(特許文献1)。しかし、洗浄に労力がかかる上、環境負荷も大きく、次工程への移行の際に薄化したウエハを基板から剥がす際や搬送の際にウエハが破損する可能性があった。そこで、ウエハの研削、研磨からチップ状へ個片化する分割工程までワークを固定する方法として粘着シートによる固定が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特許文献1 特許2767196(日化精工)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、ウエハなどのワークをブレーキングにより個片化する加工工程において、個片化されたワークを飛散させることなく寸法精度よく得るための加工用粘着シート及び、ワークを研削、研磨などの前工程から一環で固定し加工できる方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、ウエハなどのワークの加工において、研削、研磨などの方法により薄化する工程に使用する加工用粘着シート、飛散なく精度よくチップ状に個片化する分割工程におけるワークの固定方法を開発するに至った。
【0007】
すなわち本発明は、加工対象物(以下ワークと称す)を固定する固定用粘着シートであって、該粘着シートの粘着剤が紫外線硬化型であり、アクリル系ポリマー100質量部と、不飽和結合を2個以上有する紫外線重合性化合物20〜200質量部を含有し、前記紫外線硬化型粘着剤層の、紫外線硬化後における貯蔵弾性率が1×10Pa以上であり、前記不飽和結合を2個以上有する紫外線重合性化合物の内、20〜80質量%が、不飽和結合を4個以上有する紫外線重合性化合物である、当該ワークに粘着シートを貼り合わせて紫外線照射により粘着シートの粘着剤を硬化させた後にブレーキングによりワークを個片化する工程に使用する固定用粘着シートである。
【0008】
他の発明は、ウエハなどのワークに粘着シートを貼り合わせて裏面を研削加工し、外線照射により粘着シートの粘着剤を硬化させた後にブレーキングによりワークを個片化することを特徴とする板状材料の製造方法についてである。
【0009】
粘着シートに用いられる紫外線硬化型粘着剤層は、アクリル系ポリマー100質量部と不飽和結合を2個以上有する紫外線重合性化合物20〜200質量部と、を含有する。
【0010】
そして、紫外線硬化型粘着剤層は、紫外線硬化後に、1×10Pa以上の貯蔵弾性率(E’)を有する。貯蔵弾性率(E’)が1×10Pa未満では、ブレーキングによりワークを分割した際に個片化されたチップとチップの間に糊残りが発生することがある。
【0011】
ここで、貯蔵弾性率(E’)は以下の手法により決定される値である。まず、紫外線硬化型粘着剤を厚さ0.03mmで剥離フィルム上に形成し、もう一方を剥離フィルムで保護したサンプルを作製する。これを80W/Gmの高圧水銀灯下に置き、積算光量が150mJ/cmとなるまで紫外線を照射し、硬化後のサンプルを幅3mmで切り出し測定試料としたのち粘弾性測定装置(SRA3、ティ・エイ・インスツルメント社製)を用いて、ひずみ:0.1%、測定温度:25℃で測定して得られるグラフより、1.0Hzの値を読み取って貯蔵弾性率(E’)とする。
【0012】
<アクリル系ポリマー>
アクリル系ポリマーは、(メタ)アクリル酸エステル単位、カルボキシル基含有単量体単位、及びヒドロキシル基含有単量体単位を有するビニル重合体である。アクリル系ポリマーは、(メタ)アクリル酸エステル単位、カルボキシル基含有単量体単位、及びヒドロキシル基含有単量体単位以外のビニル化合物由来の単量体単位を有してもよい。
【0013】
(メタ)アクリル酸エステルは特に限定されず、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、及びベンジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基は直鎖構造であってもよく、枝分かれ構造や二重結合やエーテル結合等を有してもよい。
【0014】
アルキル基に枝分かれ構造を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えばイソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、及び2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0015】
カルボキシル基含有単量体は、カルボキシル基を有するビニル化合物である点以外は特に限定されず、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、アクリルアミドN−グリコール酸、及びケイ皮酸等の不飽和カルボン酸が挙げられる。
【0016】
ヒドロキシル基含有単量体はヒドロキシル基を有するビニル化合物であれば特に限定されず、例えば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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及びポリビニルアルコール等が挙げられる。
【0017】
アクリル系ポリマーは上記の単量体以外に、エポキシ基、アミド基、アミノ基、メチロール基、スルホン酸基、スルファミン酸基、及び(亜)リン酸エステル基からなる群のうちの1種以上の官能基を有するビニル化合物(以下、「官能基含有単量体」という)に由来する単量体単位を含んでもよい。
【0018】
エポキシ基を有する官能基含有単量体としては、例えばアリルグリシジルエーテル及び(メタ)アクリル酸グリシジルエーテル等が挙げられる。
【0019】
アミド基を有する官能基含有単量体としては、例えば(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
【0020】
アミノ基を有する官能基含有単量体としては、例えばN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0021】
メチロール基を有する官能基含有単量体としては、例えばN−メチロールアクリルアミド等が挙げられる。
【0022】
アクリル系ポリマーは、例えばエチレン、スチレン、ビニルトルエン、酢酸アリル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、バーサテイク酸ビニル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、(メタ)アクリロニトリル、又はビニルイソブチルエーテル等のビニル化合物等に由来する単量体単位を有してもよい。
【0023】
アクリル系ポリマー100質量部中のカルボキシル基含有単量体単位の含有量は0.3〜15質量部が好ましい。アクリル系ポリマー100質量部中のカルボキシル基含有単量体単位の含有量がこの範囲だと、ガラス転移温度(Tg)が−40〜−10℃の範囲となり、常温で適度な粘度となるため好ましい。
【0024】
アクリル系ポリマー100質量部中のヒドロキシル基含有単量体単位の含有量は0.3〜15質量部が好ましい。アクリル系ポリマー100質量部中のヒドロキシル基含有単量体単位の含有量がこの範囲だと、ガラス転移温度(Tg)が−40〜−10℃の範囲となり、常温で適度な粘度となるため好ましい。
【0025】
上記のようなアクリル系ポリマーは、架橋剤を使用することにより接着力と凝集力とを任意の値に設定することができる。このような架橋剤としては、多価イソシアネート化合物、多価エポキシ化合物、多価アジリジン化合物、キレート化合物等がある。
【0026】
多価イソシアネート化合物としては、例えば、芳香族系イソシアネート、脂環族系イソシアネート、及び脂肪族系イソシアネート等が挙げられ、具体的にはトリレンジイソシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、およびこれらのアダクトタイプのもの等が用いられる。
【0027】
多価エポキシ化合物としては、具体的にはエチレングリコールジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル等が用いられる。
【0028】
多価アジリジン化合物としては、具体的にはトリス−2,4,6−(1−アジリジニル)−1,3,5−トリアジン、トリス〔1−(2−メチル)−アジリジニル〕ホスフィンオキシド、ヘキサ〔1−(2−メチル)−アジリジニル〕トリホスファトリアジン等が用いられる。
【0029】
キレート化合物としては、具体的にはエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が用いられる。
【0030】
上記架橋剤の添加量はアクリル系ポリマー100質量部に対して0.01〜20質量部である。架橋剤添加量が少ないと粘着剤の凝集力が得られず紫外線照射前の粘着力が高くなりすぎて取り扱いがしにくくなる場合がある。架橋剤添加量が過剰だと粘着剤が硬くなり、ワークになじみにくくなることがある。
【0031】
<不飽和結合を2個以上有する紫外線重合性化合物>
また紫外線硬化型粘着剤層に用いられる紫外線重合性化合物としては、光照射によって三次元網状化しうる分子内に光重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも2個以上有する低分子量化合物が広く用いられ、具体的には、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートあるいは1,4−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、市販のオリゴエステルアクリレートなどが用いられる。
【0032】
さらに紫外線重合性化合物として、上記のようなアクリレート系化合物のほかに、ウレタンアクリレートを用いることもできる。ウレタンアクリレートは、アルコール性のOH基を有する化合物に、多価イソシアネート化合物を反応させてイソシアネート末端とし、このイソシアネート末端をヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートと反応させて(メタ)アクロイル基末端とすることにより得られる。
【0033】
アルコール性のOH基を有する化合物としては、例えばポリプロピレンオキサイドやポリエチレングリコール等のポリエーテル型のポリオール化合物、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル型のポリオール化合物、グリセリンまたはペンタエリスリトール等の多価アルコール等が挙げられる。
【0034】
多価イソシアネート化合物としては、例えば2,4−トリ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、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、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート等が挙げられる。
【0035】
ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば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、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
【0036】
紫外線重合性化合物としてウレタンアクリレートのオリゴマーを用いる場合、数平均分子量が500〜30000のものが好ましく、1000〜10000のものがより好ましい。この範囲内であれば、加工中にワークを保持するだけの十分な粘着力が得られると共に、粘着シートをワークから剥離した際の糊残りがしにくいため好ましい。ウレタンアクリレートオリゴマーの数平均分子量があまりに高すぎると、被着体であるワークへのなじみ性が悪く粘着力が不足する場合があり、ウレタンアクリレートオリゴマーの数平均分子量があまりに低すぎると粘着シートをワークから剥離した際に、ワーク上に形成された凹凸部などに糊残りが発生する場合がある。なお数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)によりポリスチレン換算の数平均分子量として測定した値である。
【0037】
さらに本発明においては、複数の紫外線重合性化合物を組み合わせて使用することが好ましい。たとえば、不飽和結合を2個以上有する紫外線重合性化合物の内、20〜80質量%、好ましくは60〜75質量%が不飽和結合を4個以上、好ましくは6個以上有する紫外線重合性化合物であることが望ましい。不飽和結合を4個以上有する紫外線重合性化合物の具体的な例としては、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、1,6−ビス(グリセリルウレタン)ヘキサン−テトラメタクリレート等の不飽和結合を4個有する紫外線重合性化合物、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、1,6−ビス(ペンタエリスリトールウレタン)ヘキサン−ヘキサアクリレート、ビス(ペンタエリスリトールウレタン)イソホロン−ヘキサアクリレート、ビス(ペンタエリスリトールウレタン)トルエン−ヘキサアクリレート等の不飽和結合を6個有する紫外線重合性化合物があげられる。このような不飽和結合を4個以上有する紫外線重合性化合物を20〜80質量%用いることにより、紫外線照射により充分に硬化するとともに、紫外線照射前の粘着剤としての凝集力低下を抑制できる。
【0038】
<配合量>
アクリル系ポリマーと紫外線重合性化合物との配合比は、アクリル系ポリマー100質量部に対して紫外線重合性化合物は20〜200質量部、好ましくは50〜175質量部の範囲の量で用いられることが望ましい。この場合には、得られる粘着シートは初期の粘着力が大きくなり、加工中にワークを保持するだけの十分な粘着力が得られると共に、紫外線照射後には粘着力は大きく低下するため、容易にワークから粘着シートを剥離することができる。
【0039】
紫外線重合性化合物の割合が20質量部未満では、紫外線照射後に粘着シートが被着体と容易に剥離せずに分割されたチップの剥離に手間取る場合がある。一方、200質量部を超えて過剰に配合すると紫外線照射後に粘着剤が硬くなりすぎて分割加工時にチップのずれや飛散が生じることがある。
【0040】
<その他の成分>
さらに上記の紫外線硬化型粘着剤層中に、UV照射用の場合には、紫外線硬化反応開始剤を混入することにより、紫外線照射による重合硬化時間ならびに紫外線照射量を少なくすることができる。
【0041】
このような紫外線硬化反応開始剤としては、具体的には、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ベンゾフェノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2−エチルヘキシル−4−ジメチルアミノベンゾエート、エチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン等の化合物が挙げられる。
【0042】
紫外線硬化反応開始剤は、前述した化合物を単独で用いるほか、任意の割合で2種類以上の化合物を混合して用いてもよい。
【0043】
紫外線硬化型粘着剤層中には、発明の効果を阻害しない範囲で他の素材を配合することができる。例えば、熱重合禁止剤、軟化剤、老化防止剤、充填剤、紫外線吸収剤、及び光安定剤等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【0044】
粘着シートの製造方法としては、基材上に粘着剤層を積層して粘着シートとする方法があり、粘着剤を塗布する方法、印刷する方法がある。粘着剤を塗布する方法としては、例えばグラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ナイフコーター、ダイコーター又はロールコーター等のコーターで基材上に粘着剤を直接又は間接的に塗布する方法がある。印刷する方法としては、凸板印刷、凹板印刷、平板印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷又はスクリーン印刷がある。
【実施例】
【0045】
本発明に係わる実施例及び加工方法について詳細に説明する。
【0046】
<使用材料> (1)アクリル系ポリマー
[アクリル系ポリマーA]
ブチルアクリレート74質量部、メチルメタクリレート20質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート1質量部、及びアクリル酸5質量部を共重合したもの。ガラス転移温度Tg=−28.8℃、合成品。
【0047】
[アクリル系ポリマーB]
ブチルアクリレート50質量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート45質量部、アクリル酸5質量部を共重合したもの。ガラス転移温度Tg=−33℃、合成品。
【0048】
<使用材料> (2)紫外線重合性化合物
[紫外線重合性化合物A]
ポリ(プロピレンオキサイド)ジオールの末端にヘキサメチレンジイソシアネートを反応させてなる末端イソシアネートオリゴマに、更に2−ヒドロキシエチルアクリレートを反応させてなり、数平均分子量(Mn)が3,400、ビニル基数は1分子あたり2個であるウレタンアクリレートのオリゴマー(DIC製)。
【0049】
[紫外線重合性化合物B]
ポリ(プロピレンオキサイド)ジオールの末端にイソホロンジイソシアネートを反応させてなる末端イソシアネートオリゴマに、更にペンタエリスリトールトリアクリレートを反応させてなり、数平均分子量(Mn)が1100で、ビニル基数は1分子あたり6個であるウレタンアクリレートのオリゴマー(DIC製)。
【0050】
[紫外線重合性化合物C]
ペンタエリスリトールのOH末端にヘキサメチレンジイソシアネートを反応させてなる末端イソシアネート化合物に、更に2−ヒドロキシエチルアクリレートを反応させてなるウレタンアクリレート(合成品)。分子量1270、ビニル基数は1分子あたり4個。
【0051】
<使用材料> (3)架橋剤
トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネート付加物の合成品イソシアネート、市販品。
【0052】
<使用材料> (4)紫外線硬化反応開始剤
1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン系光重合開始剤(BASFジャパン製)。
【0053】
<使用材料> (5)基材フィルム
[基材フィルムA]
ポリエチレンテレフタレート 100μm
【0054】
[基材フィルムB]
エチレンとプロピレンと1−ブテンの共重合体 80μm
【0055】
<実施例1>
アクリル系ポリマーA100質量部と、紫外線重合性化合物100質量部(紫外線重合性化合物A30質量部、紫外線重合性化合物B70質量部、不飽和結合を4個以上有する紫外線重合性化合物の比率:70質量%)、架橋剤10質量部、紫外線硬化反応開始剤5質量部とを混合して紫外線硬化型粘着剤を調製した。この紫外線硬化型粘着剤を用いて、前述の方法で貯蔵弾性率(E’)を評価した。結果を表1に示す。
【0056】
【表1】

【0057】
(評価方法)
(1)貯蔵弾性率(E’)
紫外線硬化型粘着剤を厚さ0.03mmで剥離フィルム上に形成し、もう一方を剥離フィルムで保護したサンプルを作製する。これを80W/Gmの高圧水銀灯下に置き、積算光量が150mJ/cmとなるまで紫外線を照射し、硬化後のサンプルを幅3mmで切り出し測定試料としたのち粘弾性測定装置(SRA3、ティ・エイ・インスツルメント社製)を用いて、ひずみ:0.1%、測定温度:25℃で測定して得られるグラフより、1.0Hzの値を読み取って貯蔵弾性率(E’)とした。
【0058】
(研削性評価)
4inchのサファイアウエハに粘着シートを貼り合せ、研削装置を用いて80μm厚まで研削した。この評価を3回繰り返して行い、割れの発生有無を確認した。なお、この時粘着シートはダイシングフレームにて固定した。
○:割れ発生なし
×:割れ発生あり
【0059】
(分割性評価1)
【0060】
で得られた80μmまで研削したウエハを粘着シートに貼ったままの状態で、1mm角にステルスダイシング(浜松ホトニクス社登録商標)を行った後、分割装置を用いて1mm角に分断し、分割性の確認を行った。この時規定の寸法形状に分割できなかったチップ(異常チップ)の数をカウントし以下の基準で評価した。なお、前記研削性評価で割れが発生したウエハについては、割れにかかるチップを除いたチップサイズを総数として、以後に記載の実験を行った。
◎:全て分割できたもの(異常チップ 0個)
○:異常チップ 1〜3個
△:異常チップ 4〜10個
×:異常チップ 10個以上
【0061】
(分割性評価2)
【0062】
の実験において、ウエハを1mm角のチップに分割した際にチップの位置ずれや飛散が発生した数を確認し、以下の基準で評価した。
◎:0個
○:1〜3個
△:4〜10個
×:10個以上
【0063】
1mm角に分割したチップ100個を抜き取り、テープ貼り合せ面及び側面の観察を行い糊残りの有無を確認した。糊残り発生チップ数を以下の基準で評価した。
◎:0個
○:1〜3個
△:4〜10個
×:10個以上
【0064】
<実施例2〜14、比較例1〜8>
アクリル系ポリマー、紫外線重合性化合物を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして粘着シートを得た。結果を表1に示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
加工対象物(以下ワークと称す)を固定する固定用粘着シートであって、該粘着シートの粘着剤が紫外線硬化型であり、アクリル系ポリマー100質量部と、不飽和結合を2個以上有する紫外線重合性化合物20〜200質量部を含有し、前記紫外線硬化型粘着剤層の、紫外線硬化後における貯蔵弾性率が1×10Pa以上であり、前記不飽和結合を2個以上有する紫外線重合性化合物の内、20〜80質量%が、不飽和結合を4個以上有する紫外線重合性化合物である、当該ワークに粘着シートを貼り合わせて紫外線照射により粘着シートの粘着剤を硬化させた後にブレーキングによりワークを個片化する工程に使用する固定用粘着シート。
【請求項2】
請求項1に記載のワークがウエハであり、ウエハに請求項1に記載の粘着シートを貼り合わせて裏面を研削加工し、紫外線照射により粘着シートの粘着剤を硬化させた後にブレーキングによりワークを個片化することを特徴とする板状材料の製造方法。