半導体ウエハ加工用保護シート及び半導体ウエハの裏面研削方法
【課題】 大型ウエハをバックグラインド工程により超薄型化した場合にも、半導体ウエハの反りを小さく抑えることができる半導体ウエハ加工用保護シートを提供すること。また、当該保護シートを用いた半導体ウエハの裏面研削方法を提供すること。
【解決手段】 半導体ウエハの裏面を研削する際に、パターン形成された半導体ウエハ表面を保護するために用いる半導体ウエハ加工用保護シートにおいて、前記保護シートは、基材と粘着剤層との間に、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなる中間層を有しており、基材の引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上であり、基材と第２中間層との間に設けられた第１中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ未満であり、かつ第２中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ〜０．６ＧＰａであることを特徴とする半導体ウエハ加工用保護シート。
【解決手段】 半導体ウエハの裏面を研削する際に、パターン形成された半導体ウエハ表面を保護するために用いる半導体ウエハ加工用保護シートにおいて、前記保護シートは、基材と粘着剤層との間に、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなる中間層を有しており、基材の引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上であり、基材と第２中間層との間に設けられた第１中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ未満であり、かつ第２中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ〜０．６ＧＰａであることを特徴とする半導体ウエハ加工用保護シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体の製造工程におけるウエハの研削工程において、ウエハ表面を保護するためにウエハに貼合せて用いる半導体ウエハ加工用保護シートに関する。また当該半導体ウエハ加工用保護シートを用いた半導体ウエハの裏面研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの製造工程において、通常、パターンを形成したウエハの裏面には、所定の厚さまでウエハをバックグラインダー等の研削装置で研削するバックグラインド工程が一般的に施される。その際、ウエハを保護する目的等でウエハ表面には半導体ウエハ加工用保護シートを貼り合わせて、一般的に研削が行われる。半導体ウエハ加工用保護シートとしては、基材上に粘着剤層が積層されている粘着シートが用いられる。
【０００３】
前記バックグラインド工程において研削されウエハには、反りが生じる問題がある。最近、半導体ウエハは８インチ、１２インチに大型化され、またＩＣカード用途などでは薄型化が要求された結果、研削後の半導体ウエハに反りが生じやすく、反りを解消することが大きな課題になっている。特に、ＩＣカード、スタックドＩＣなどの超薄型チップにおいては最終ウエハの厚みが１００μｍを下回るような薄さが要求されるため反りも大きくなる。たとえば、８インチのウエハを５０μｍ程度に研削した場合には、保護シートの種類やウエハの種類にもよるが、反りの大きいものでは５ｃｍ程度にもウエハが反り上がる。このような超薄型ウエハに生じた反りは、ウエハの搬送に大きな支障をきたす。すなわち、反り上がったウエハは従来の搬送方式では搬送できず、また一般的に使用されている専用収納ケースに収納することもできない。さらに、薄く研削されたウエハはたとえ反りが小さくともその強度は低く、小さな衝撃で簡単に割れてしまう。
【０００４】
この研削後のウエハの反りは、ウエハ自体の反りによる影響も大きいが、それ以上に保護シートの残存応力による要因が大きいことがわかってきている。特に、貼合せ時の引っ張り応力、押し付け圧力による保護シート内の歪はウエハが薄くなった後には大きな反りを引き起こす要因となる。それゆえ、この残存応力を低減させるために、保護シートの貼合せ方法だけでなく、保護シートの構成にも種々改良が加えられ残存応力発生しないような構成が求められている。例えば、基材フィルムと粘着剤層とで構成された半導体ウエハ保護用粘着シートであって、基材フィルムの引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上である半導体ウエハ保護用粘着シートが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
しかし、このような引張り弾性率が高い基材を用いた場合、引張り弾性率が高いがゆえに、その基材のわずかな寸法変化がウエハを反らす原因になる。例えば、わずかな温度変化や吸水による基材の寸法変化によって薄いウエハの場合には、数ｍｍ程度の反りの増減が発生する傾向にある。
【０００６】
また、本出願人は、引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上の基材上に、引張り弾性率が０．１ＧＰａ以下の低弾性率層が積層されている半導体ウエハ加工用保護シートを提案している（出願時未公開）。上記保護シートによると、低弾性率層の作用により引張り弾性率が高い基材を用いた場合でもウエハの反りを十分に抑制することができる。しかし、超薄型にウエハを研削した場合には反りが大きくなる傾向にあった。
【特許文献１】特開２０００−２１２５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、大型ウエハをバックグラインド工程により超薄型化した場合にも、半導体ウエハの反りを小さく抑えることができる半導体ウエハ加工用保護シートを提供することを目的とする。また、当該保護シートを用いた半導体ウエハの裏面研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す半導体ウエハ加工用保護シートにより前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、半導体ウエハの裏面を研削する際に、パターン形成された半導体ウエハ表面を保護するために用いる半導体ウエハ加工用保護シートにおいて、
前記保護シートは、基材と粘着剤層との間に、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなる中間層を有しており、
基材の引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上であり、
基材と第２中間層との間に設けられた第１中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ未満であり、かつ
第２中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ〜０．６ＧＰａであることを特徴とする半導体ウエハ加工用保護シート、に関する。
【００１０】
本発明者らは、引張り弾性率の高い基材と引張り弾性率の低い層（第２中間層）との間に、極めて引張り弾性率の低い層（第１中間層）を別途設けることにより、基材のわずかな寸法変化を緩和し、その結果ウエハの反りを効果的に抑制することができることを見出したものである。
【００１１】
基材と粘着剤層の間に設けられる中間層は、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなり、それ以上の層が設けられていてもよい。ただし、引張り弾性率が１ＭＰａ未満である第１中間層は、基材と第２中間層との間に設けられる必要がある。第１中間層を基材と第２中間層との間に設けることにより、スポンジ効果により基材のわずかな寸法変化を効果的に緩和することができる。また、第２中間層を設けることにより、保護シートの剥離性を向上させることができる。さらに、第２中間層を有する保護シートをウエハに貼り付けることによりウエハに剛性を付与することができる。
【００１２】
また、前記基材の引張り弾性率は０．６ＧＰａ以上である。基材の引張り弾性率が大きく、基材が硬い場合には、ウエハの反りを抑制することができる。基材の引張り弾性率は、貼り付けや剥離の作業性の向上、研削後におけるウエハの反りを抑える点からは、１ＧＰａ以上であるのが好ましい。ただし、基材の引張り弾性率は、大きすぎるとウエハから剥離する際に不具合の原因となるため、１０ＧＰａ以下であるのが好ましい。
【００１３】
また、基材と第２中間層との間に設けられる第１中間層の引張り弾性率は、０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。第１中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ以上の場合には、基材のわずかな寸法変化を効果的に緩和することができないため、特に、大型のウエハを超薄型化する場合にウエハの反りが大きくなる傾向にある。
【００１４】
また、前記第２中間層の引張り弾性率は１ＭＰａ〜０．６ＧＰａであり、好ましくは３ＭＰａ〜０．１ＧＰａであり、さらに好ましくは２０ＭＰａ〜０．１ＧＰａである。第２中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ未満の場合には、保護シート全体の剛性が低くなるためウエハの保持性が低下したり、ウエハからの剥離性が悪くなる傾向にある。一方、０．６ＧＰａを超える場合には、わずかな寸法変化によってウエハの反りが大きくなったり、保護シート全体の剛性が高くなりすぎるため、保護シートのウエハへの貼付け作業性やウエハからの剥離性が悪くなる傾向にある。
【００１５】
前記第１中間層の厚さは１〜５０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは１〜２０μｍである。第１中間層の厚さが１μｍ未満の場合には、基材のわずかな寸法変化を緩和することが困難になり、一方５０μｍを超える場合には、保護シートを切断した時に微細屑が発生しやすくなる傾向にある。
【００１６】
本発明は、半導体ウエハの表面に、前記半導体ウエハ加工用保護シートを貼付した状態で、半導体ウエハの裏面を研削する半導体ウエハの裏面研削方法に関する。
【００１７】
上記半導体ウエハの裏面研削方法では、半導体ウエハの直径をａ（インチ）、研削後の半導体ウエハの厚みをｂ（μｍ）としたとき、ｂ／ａ（μｍ／インチ）の値が少なくとも２７（μｍ／インチ）以下になるまで、半導体ウエハの裏面研削を行うことができ、超薄型化しても反りを小さく抑えることができる。ウエハの反りは薄型研削において問題になってくるが、本発明の半導体ウエハ加工用保護シートによれば、前記ｂ／ａ（μｍ／インチ）値が少なくとも２７（μｍ／インチ）以下になるまで超薄型化してもウエハの反りを抑えることができる。たとえば、直径８インチのウエハであれば、厚さ５０μｍ以下に裏面研削しても、ウエハの反りを小さく抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の半導体ウエハ加工用保護シートは、基材、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなる中間層、及び粘着剤層を有する。中間層は３層以上の多層構造体であってもよい。前記第１中間層は、基材上に他の層を介することなく直接積層されていてもよく、他の層を介して積層されていてもよい。粘着剤層は、保護シートをウエハへ接着するために設けられる。前記粘着剤層上には、必要に応じてセパレータを設けることができる。該保護シートはシートを巻いてテープ状とすることもできる。
【００１９】
前記粘着剤層を構成する粘着剤は、公知の粘着剤を特に制限なく使用することができる。他の特性（たとえば、テープ保管性）との関係上、粘着剤層の引張り弾性率は０．０１ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２０】
粘着剤は、ベースポリマーの組成、架橋剤の種類、配合比などを適宜に組み合わせて調整する。たとえば、ベースポリマーのＴｇ、架橋密度をコントロールすることで粘着剤層の引張り弾性率を制御することが可能である。
【００２１】
粘着剤としては、たとえば、一般的に使用されている感圧性粘着剤を使用でき、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の適宜な粘着剤を用いることができる。なかでも、半導体ウエハヘの接着性、剥離後の半導体ウエハの超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性などの点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
【００２２】
前記アクリル系ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、ｓ−ブチルエステル、ｔ−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステルなどのアルキル基の炭素数１〜３０、特に炭素数４〜１８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステルなど）及び（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル（例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステルなど）の１種又は２種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマーなどがあげられる。なお、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。
【００２３】
前記アクリル系ポリマーは凝集力、耐熱性などの改質を目的として、必要に応じ、前記（メタ）アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。このようなモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル、（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどのリン酸基含有モノマー；アクリルアミド、アクリロニトリルなどがあげられる。これら共重合可能なのモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の４０重量％以下が好ましい。
【００２４】
さらに、前記アクリル系ポリマーは、架橋させるため、多官能性モノマーなども、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。このような多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ（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、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）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、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレートなどがあげられる。これらの多官能性モノマーも１種又は２種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の３０重量％以下が好ましい。
【００２５】
前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。粘着剤層は半導体ウエハ等の汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは３０万以上、さらに好ましくは４０万〜３００万程度である。
【００２６】
また、前記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高めるため、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤などの架橋剤を添加し反応させる方法があげられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、さらには、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、上記ベースポリマー１００重量部に対して、１〜５重量部程度配合するのが好ましい。さらに、粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤などの添加剤を用いてもよい。
【００２７】
また、粘着剤としては、放射線硬化型粘着剤を使用できる。放射線硬化型粘着剤は炭素−炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。放射線硬化型粘着剤としては、放射線（特に紫外線）照射によって粘着力が低下するものが望ましい。かかる粘着剤層によれば、バックグラインド工程後に紫外線照射によって、保護シートの剥離を容易に行うことができる。
【００２８】
放射線硬化型粘着剤としては、たとえば、一般的な粘着剤に、放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の放射線硬化性粘着剤を例示できる。一般的な粘着剤としては、前記アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の感圧性粘着剤と同様のものがあげられる。
【００２９】
配合する放射線硬化性のモノマー成分としては、たとえば、ウレタンオリゴマー、ウレタン（メタ）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、テトラメチロールメタンテトラ（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、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレートなどがあげられる。また放射線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系など種々のオリゴマーがあげられ、その分子量が１００〜３００００程度の範囲のものが適当である。放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば５〜５００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部程度である。
【００３０】
また、放射線硬化性の粘着剤としては、上記説明した添加型の放射線硬化性粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の放射線硬化性粘着剤があげられる。内在型の放射線硬化性粘着剤は、低分子成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、または多くは含まないため、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤在中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができるため好ましい。
【００３１】
前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。このようなベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、前記例示したアクリル系ポリマーがあげられる。
【００３２】
前記アクリル系ポリマーへの炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素−炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計が容易である。たとえば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基および炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の放射線硬化性を維持したまま縮合または付加反応させる方法があげられる。
【００３３】
これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基などがあげられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、上記炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと前記化合物のいずれの側にあってもよいが、前記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、前記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、たとえば、メタクリロイルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネートなどがあげられる。また、アクリル系ポリマーとしては、前記例示のヒドロキシ基含有モノマーや２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物などを共重合したものが用いられる。
【００３４】
前記内在型の放射線硬化性粘着剤は、前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー（特にアクリル系ポリマー）を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に前記放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。放射線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー１００重量部に対して３０重量部の範囲内であり、好ましくは０〜１０重量部の範囲である。
【００３５】
前記放射線硬化型粘着剤には、紫外線線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させる。光重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α，α´−ジメチルアセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのα−ケトール系化合物；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフエノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系化合物；べ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、アニソインメチルエーテルなどのベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタールなどのケタール系化合物；２−ナフタレンスルホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド系化合物；１−フェノン−１，１―プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムなどの光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物；チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソンなどのチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナートなどがあげられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば１〜１０重量部、好ましくは３〜５重量部程度である。
【００３６】
また熱発泡型粘着剤を用いることができる。熱発泡型粘着剤は、前記一般的な感圧性粘着剤に熱膨張性微粒子が配合されたものである。熱発泡型粘着剤は、熱による熱膨張性微粒子の発泡により、接着面積が減少して剥離が容易になるものであり、熱膨張性微粒子の平均粒子径は１〜２５μｍ程度のものが好ましい。より好ましくは５〜１５μｍであり、特に１０μｍ程度のものが好ましい。熱膨張性微粒子としては、加熱下に膨張する素材を特に制限なく使用できるが、たとえば、ブタン、プロパン、ペンタンなどの如き低沸点の適宜のガス発泡性成分をインサイト重合法等により、塩化ビニリデン、アクリロニトリル等の共重合物の殻壁でカプセル化した熱膨張性マイクロカプセルを用いることができる。熱膨張性マイクロカプセルは、前記粘着剤との分散混合性に優れているなどの利点も有する。熱膨張性マイクロカプセルの市販品としては、たとえば、マイクロスフェアー（商品名：松本油脂社製）などがあげられる。
【００３７】
前記粘着剤に対する熱膨張性微粒子（熱膨張性マイクロカプセル）の配合量は、前記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができるが、一般的には、ベースポリマー１００重量部に対して、１〜１００重量部程度、好ましくは５〜５０重量部、更に好ましくは１０〜４０重量部である。
【００３８】
粘着剤層の厚みは適宜決定することができるが他の特性との関係上、５〜１００μｍ程度、好ましくは１５〜５０μｍ程度である。
【００３９】
第１中間層は、１ＭＰａ未満の引張り弾性率であればその材料は特に制限されず、前記粘着剤層と同様の物質や、一般的に樹脂フィルムといわれるポリエチレン（ＰＥ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）などの各種軟質樹脂、またはアクリルやウレタンなどを混合した混合樹脂を使用することができる。引張り弾性率は、ベースポリマーの組成、架橋剤の種類、配合比などを適宜に組み合わせて調整することができる。たとえば、ベースポリマーのＴｇ、架橋密度をコントロールすることで第１中間層の引張り弾性率を制御することが可能である。第１中間層の厚さは特に制限されないが、１〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは１〜２０μｍである。
【００４０】
第２中間層は、１ＭＰａ〜０．６ＧＰａの引張り弾性率であればその材料は特に制限されず、例えば、前記第１中間層の形成材料と同様の材料を使用することができる。引張り弾性率は、ベースポリマーの組成、架橋剤の種類、配合比などを適宜に組み合わせて調整することができる。たとえば、ベースポリマーのＴｇ、架橋密度をコントロールすることで第２中間層の引張り弾性率を制御することが可能である。第２中間層の厚さは特に制限されないが、ウエハの保持性、ウエハへの貼付け性、及びウエハからの剥離性などの観点から２０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは５０〜１５０μｍである。
【００４１】
基材の材料としては、半導体ウエハ加工用保護シートに使用される各種の材料を特に制限なく使用することができる。その材料としては、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、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（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、セルロース系樹脂、及びこれらの架橋体などのポリマーがあげられる。これら材料は必要に応じて数種をブレンドしたものを用いることができる。
【００４２】
これら基材は、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸または二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。前記基材は一層または多層のいずれでもよい。基材が多層構造の場合には、上記材料に加えて、アクリル系ポリマーやアクリル系とウレタン系の混合物から得られるフィルムを組み合わせることができる。またその表面には、必要に応じてマット処理、コロナ放電処理、プライマー処理、架橋処理（化学架橋（シラン））などの慣用の物理的または化学的処理を施すことができる。
【００４３】
前記基材は一層または多層のいずれでもよいが、基材全体の引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上になるように調整する。多層構造の場合には、そのうち少なくとも一層は、引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上のものを使用することが好ましい。引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上の基材としては、例えば、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、ポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステルフィルム；２軸延伸ポリプロピレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルムなどのポリオレフィン系フィルム；ポリカーボネートフィルム；延伸ポリアミドフィルム；ポリエーテルエーテルケトンフィルム；ポリスチレンフィルムなどのスチレン系ポリマーフィルムなどがあげられる。
【００４４】
これら基材の厚み（多層の場合は総厚み）は、保護シート付きウエハの剛性を高める観点から厚い方が良いが、保護シートの剥離などの作業性を考慮すると１０〜２００μｍ程度が好ましく、より好ましくは５０〜１００μｍ程度である。
【００４５】
本発明の半導体ウエハ加工用保護シートの作製は、たとえば、基材上に、直接中間層を形成し、該中間層上に粘着剤層を形成する方法が挙げられる。また、別途、セパレータ上に中間層や粘着剤層を形成した後、それを基材に貼り合せる方法等を採用することができる。
【００４６】
セパレータは、必要に応じて設けられる。セパレータの構成材料としては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルム等があげられる。セパレータの表面には、粘着剤層からの剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理等の離型処理が施されていても良い。セパレータの厚みは、通常１０〜２００μｍ、好ましくは２５〜１００μｍ程度である。
【００４７】
本発明の半導体ウエハ加工用保護シートは、常法に従って、半導体ウエハに裏面研削工程を施す際に、半導体ウエハ表面を保護するために用いられる。半導体ウエハ表面のパターン面への保護シートの貼り付けは、テーブル上にパターン面が上になるように半導体ウエハを載置し、その上に保護シートの粘着剤層をパターン面に重ね、圧着ロールなどの押圧手段により、押圧しながら貼り付ける。また、加圧可能な容器（例えばオートクレーブなど）中で、半導体ウエハと保護シートを上記のように重ね、容器内を加圧するによりウエハに貼り付けることも出きる。この際、押圧手段により押圧しながら貼り付けてもよい。また、真空チャンバー内で、上記と同様に貼り付けることもできる。貼付け方法はこれら限定されるものではなく、貼り付ける際に、加熱をすることもできる。薄型加工は、常法を採用できる。薄型加工機としては、研削機、ＣＭＰパッド等があげられる。薄型加工は、半導体ウエハが所望の厚さになるまで行われる。
【００４８】
本発明の半導体ウエハ加工用保護シートを用いることにより、半導体ウエハの超薄型化が可能であり、半導体ウエハの直径をａ（インチ）とし、研削後の半導体ウエハの厚みをｂ（μｍ）としたとき、ｂ／ａ（μｍ／インチ）の値が少なくとも２７（μｍ／インチ）以下になるまで、さらには１０（μｍ／インチ）以下、特に５（μｍ／インチ）以下の超薄型になるまで行うことができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。合成したポリマーの数平均分子量、各層の引張り弾性率は以下の方法で測定した。
【００５０】
〔数平均分子量の測定〕
合成したアクリル系ポリマーの数平均分子量は以下の方法で測定した。アクリル系ポリマーをＴＨＦに０．１ｗｔ％で溶解させて、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いてポリスチレン換算により数平均分子量を測定した。詳しい測定条件は以下の通りである。
ＧＰＣ装置：東ソー製、ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ
カラム：東ソー製、（ＧＭＨHR−Ｈ）＋（ＧＭＨHR−Ｈ）＋（Ｇ２０００ＨHR）
流量：０．８ｍｌ／ｍｉｎ
濃度：０．１ｗｔ％
注入量：１００μｌ
カラム温度：４０℃
溶離液：ＴＨＦ
〔引張り弾性率の測定方法〕
基材、第１中間層、第２中間層、及び粘着剤層の各引張り弾性率は以下のようにして測定した。厚み１０μｍ〜１００μｍの各サンプルを幅１０ｍｍの短冊状に切断し、２３℃において各短冊状の部分１ｃｍを１分間に５０ｍｍの速さで引張り、得られたＳ−Ｓ曲線の初期弾性率を引張り弾性率とした。
【００５１】
実施例１
エチルアクリレート０．５９モル、ブチルアクリレート０．５９モル、及び２−ヒドロキシエチルアクリレート０．２６モルからなる配合組成物をトルエン溶液中で共重合させて、数平均分子量３０万のアクリル系共重合ポリマーの溶液を得た。このアクリル系共重合ポリマーの溶液（固形分）１００重量部に対して、さらにポリイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン（株）製、コロネートＬ）１重量部を混合して粘着剤を調製した。この粘着剤を離型処理されたセパレータ上に塗布することで粘着剤層を形成した。この粘着剤層上にＥＶＡフィルム（第２中間層）をラミネートし、さらにＥＶＡフィルム上に前記粘着剤を塗布して第１中間層を形成した。その後、第１中間層上にＰＥＴフィルム（基材）をラミネートして半導体ウエハ加工用保護シートを作製した。
【００５２】
比較例１
実施例１で調製した粘着剤を離型処理されたセパレータ上に塗布することで粘着剤層を形成した。また、ＰＥＴフィルム（基材）上にＥＶＡフィルム（第２中間層）を押出しラミネートした積層フィルムを作製した。そして、作製した積層フィルムのＥＶＡフィルム上に前記セパレータ付き粘着剤層を貼り合わせて半導体ウエハ加工用保護シートを作製した。
【００５３】
実施例１及び比較例１の半導体ウエハ加工用保護シートを８インチミラーウエハ（厚み６００μｍ）に貼り合わせ、ＤＩＳＣＯ製バックグラインダーＤＦＧ８４０にて５０μｍまで研削した後、ウエハの反りを測定した。その後、ＧＮＸ２００Ｐ（岡本社製）を用いてウエハ裏面をさらに２μｍポリッシングした後、ウエハの反りを測定した。結果を表１に示す。
【００５４】
（反り量）
平板上に保護シートを貼り付けた状態のウエハを保護シートが上側になるように置き、平板上から最も浮いているウエハ端部の高さ（ｍｍ）を測定した。
【００５５】
【表１】
表１から明らかなように、本発明の半導体ウエハ加工用保護シートを用いることにより、大型ウエハを超薄型に研削した場合であってもウエハの反りを効果的に抑制することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体の製造工程におけるウエハの研削工程において、ウエハ表面を保護するためにウエハに貼合せて用いる半導体ウエハ加工用保護シートに関する。また当該半導体ウエハ加工用保護シートを用いた半導体ウエハの裏面研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの製造工程において、通常、パターンを形成したウエハの裏面には、所定の厚さまでウエハをバックグラインダー等の研削装置で研削するバックグラインド工程が一般的に施される。その際、ウエハを保護する目的等でウエハ表面には半導体ウエハ加工用保護シートを貼り合わせて、一般的に研削が行われる。半導体ウエハ加工用保護シートとしては、基材上に粘着剤層が積層されている粘着シートが用いられる。
【０００３】
前記バックグラインド工程において研削されウエハには、反りが生じる問題がある。最近、半導体ウエハは８インチ、１２インチに大型化され、またＩＣカード用途などでは薄型化が要求された結果、研削後の半導体ウエハに反りが生じやすく、反りを解消することが大きな課題になっている。特に、ＩＣカード、スタックドＩＣなどの超薄型チップにおいては最終ウエハの厚みが１００μｍを下回るような薄さが要求されるため反りも大きくなる。たとえば、８インチのウエハを５０μｍ程度に研削した場合には、保護シートの種類やウエハの種類にもよるが、反りの大きいものでは５ｃｍ程度にもウエハが反り上がる。このような超薄型ウエハに生じた反りは、ウエハの搬送に大きな支障をきたす。すなわち、反り上がったウエハは従来の搬送方式では搬送できず、また一般的に使用されている専用収納ケースに収納することもできない。さらに、薄く研削されたウエハはたとえ反りが小さくともその強度は低く、小さな衝撃で簡単に割れてしまう。
【０００４】
この研削後のウエハの反りは、ウエハ自体の反りによる影響も大きいが、それ以上に保護シートの残存応力による要因が大きいことがわかってきている。特に、貼合せ時の引っ張り応力、押し付け圧力による保護シート内の歪はウエハが薄くなった後には大きな反りを引き起こす要因となる。それゆえ、この残存応力を低減させるために、保護シートの貼合せ方法だけでなく、保護シートの構成にも種々改良が加えられ残存応力発生しないような構成が求められている。例えば、基材フィルムと粘着剤層とで構成された半導体ウエハ保護用粘着シートであって、基材フィルムの引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上である半導体ウエハ保護用粘着シートが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
しかし、このような引張り弾性率が高い基材を用いた場合、引張り弾性率が高いがゆえに、その基材のわずかな寸法変化がウエハを反らす原因になる。例えば、わずかな温度変化や吸水による基材の寸法変化によって薄いウエハの場合には、数ｍｍ程度の反りの増減が発生する傾向にある。
【０００６】
また、本出願人は、引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上の基材上に、引張り弾性率が０．１ＧＰａ以下の低弾性率層が積層されている半導体ウエハ加工用保護シートを提案している（出願時未公開）。上記保護シートによると、低弾性率層の作用により引張り弾性率が高い基材を用いた場合でもウエハの反りを十分に抑制することができる。しかし、超薄型にウエハを研削した場合には反りが大きくなる傾向にあった。
【特許文献１】特開２０００−２１２５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、大型ウエハをバックグラインド工程により超薄型化した場合にも、半導体ウエハの反りを小さく抑えることができる半導体ウエハ加工用保護シートを提供することを目的とする。また、当該保護シートを用いた半導体ウエハの裏面研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す半導体ウエハ加工用保護シートにより前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、半導体ウエハの裏面を研削する際に、パターン形成された半導体ウエハ表面を保護するために用いる半導体ウエハ加工用保護シートにおいて、
前記保護シートは、基材と粘着剤層との間に、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなる中間層を有しており、
基材の引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上であり、
基材と第２中間層との間に設けられた第１中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ未満であり、かつ
第２中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ〜０．６ＧＰａであることを特徴とする半導体ウエハ加工用保護シート、に関する。
【００１０】
本発明者らは、引張り弾性率の高い基材と引張り弾性率の低い層（第２中間層）との間に、極めて引張り弾性率の低い層（第１中間層）を別途設けることにより、基材のわずかな寸法変化を緩和し、その結果ウエハの反りを効果的に抑制することができることを見出したものである。
【００１１】
基材と粘着剤層の間に設けられる中間層は、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなり、それ以上の層が設けられていてもよい。ただし、引張り弾性率が１ＭＰａ未満である第１中間層は、基材と第２中間層との間に設けられる必要がある。第１中間層を基材と第２中間層との間に設けることにより、スポンジ効果により基材のわずかな寸法変化を効果的に緩和することができる。また、第２中間層を設けることにより、保護シートの剥離性を向上させることができる。さらに、第２中間層を有する保護シートをウエハに貼り付けることによりウエハに剛性を付与することができる。
【００１２】
また、前記基材の引張り弾性率は０．６ＧＰａ以上である。基材の引張り弾性率が大きく、基材が硬い場合には、ウエハの反りを抑制することができる。基材の引張り弾性率は、貼り付けや剥離の作業性の向上、研削後におけるウエハの反りを抑える点からは、１ＧＰａ以上であるのが好ましい。ただし、基材の引張り弾性率は、大きすぎるとウエハから剥離する際に不具合の原因となるため、１０ＧＰａ以下であるのが好ましい。
【００１３】
また、基材と第２中間層との間に設けられる第１中間層の引張り弾性率は、０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。第１中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ以上の場合には、基材のわずかな寸法変化を効果的に緩和することができないため、特に、大型のウエハを超薄型化する場合にウエハの反りが大きくなる傾向にある。
【００１４】
また、前記第２中間層の引張り弾性率は１ＭＰａ〜０．６ＧＰａであり、好ましくは３ＭＰａ〜０．１ＧＰａであり、さらに好ましくは２０ＭＰａ〜０．１ＧＰａである。第２中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ未満の場合には、保護シート全体の剛性が低くなるためウエハの保持性が低下したり、ウエハからの剥離性が悪くなる傾向にある。一方、０．６ＧＰａを超える場合には、わずかな寸法変化によってウエハの反りが大きくなったり、保護シート全体の剛性が高くなりすぎるため、保護シートのウエハへの貼付け作業性やウエハからの剥離性が悪くなる傾向にある。
【００１５】
前記第１中間層の厚さは１〜５０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは１〜２０μｍである。第１中間層の厚さが１μｍ未満の場合には、基材のわずかな寸法変化を緩和することが困難になり、一方５０μｍを超える場合には、保護シートを切断した時に微細屑が発生しやすくなる傾向にある。
【００１６】
本発明は、半導体ウエハの表面に、前記半導体ウエハ加工用保護シートを貼付した状態で、半導体ウエハの裏面を研削する半導体ウエハの裏面研削方法に関する。
【００１７】
上記半導体ウエハの裏面研削方法では、半導体ウエハの直径をａ（インチ）、研削後の半導体ウエハの厚みをｂ（μｍ）としたとき、ｂ／ａ（μｍ／インチ）の値が少なくとも２７（μｍ／インチ）以下になるまで、半導体ウエハの裏面研削を行うことができ、超薄型化しても反りを小さく抑えることができる。ウエハの反りは薄型研削において問題になってくるが、本発明の半導体ウエハ加工用保護シートによれば、前記ｂ／ａ（μｍ／インチ）値が少なくとも２７（μｍ／インチ）以下になるまで超薄型化してもウエハの反りを抑えることができる。たとえば、直径８インチのウエハであれば、厚さ５０μｍ以下に裏面研削しても、ウエハの反りを小さく抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の半導体ウエハ加工用保護シートは、基材、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなる中間層、及び粘着剤層を有する。中間層は３層以上の多層構造体であってもよい。前記第１中間層は、基材上に他の層を介することなく直接積層されていてもよく、他の層を介して積層されていてもよい。粘着剤層は、保護シートをウエハへ接着するために設けられる。前記粘着剤層上には、必要に応じてセパレータを設けることができる。該保護シートはシートを巻いてテープ状とすることもできる。
【００１９】
前記粘着剤層を構成する粘着剤は、公知の粘着剤を特に制限なく使用することができる。他の特性（たとえば、テープ保管性）との関係上、粘着剤層の引張り弾性率は０．０１ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００２０】
粘着剤は、ベースポリマーの組成、架橋剤の種類、配合比などを適宜に組み合わせて調整する。たとえば、ベースポリマーのＴｇ、架橋密度をコントロールすることで粘着剤層の引張り弾性率を制御することが可能である。
【００２１】
粘着剤としては、たとえば、一般的に使用されている感圧性粘着剤を使用でき、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の適宜な粘着剤を用いることができる。なかでも、半導体ウエハヘの接着性、剥離後の半導体ウエハの超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性などの点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
【００２２】
前記アクリル系ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、ｓ−ブチルエステル、ｔ−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステルなどのアルキル基の炭素数１〜３０、特に炭素数４〜１８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステルなど）及び（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル（例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステルなど）の１種又は２種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマーなどがあげられる。なお、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。
【００２３】
前記アクリル系ポリマーは凝集力、耐熱性などの改質を目的として、必要に応じ、前記（メタ）アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。このようなモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル、（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどのリン酸基含有モノマー；アクリルアミド、アクリロニトリルなどがあげられる。これら共重合可能なのモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の４０重量％以下が好ましい。
【００２４】
さらに、前記アクリル系ポリマーは、架橋させるため、多官能性モノマーなども、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。このような多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ（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、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）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、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレートなどがあげられる。これらの多官能性モノマーも１種又は２種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の３０重量％以下が好ましい。
【００２５】
前記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。粘着剤層は半導体ウエハ等の汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは３０万以上、さらに好ましくは４０万〜３００万程度である。
【００２６】
また、前記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高めるため、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤などの架橋剤を添加し反応させる方法があげられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、さらには、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、上記ベースポリマー１００重量部に対して、１〜５重量部程度配合するのが好ましい。さらに、粘着剤には、必要により、前記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤などの添加剤を用いてもよい。
【００２７】
また、粘着剤としては、放射線硬化型粘着剤を使用できる。放射線硬化型粘着剤は炭素−炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。放射線硬化型粘着剤としては、放射線（特に紫外線）照射によって粘着力が低下するものが望ましい。かかる粘着剤層によれば、バックグラインド工程後に紫外線照射によって、保護シートの剥離を容易に行うことができる。
【００２８】
放射線硬化型粘着剤としては、たとえば、一般的な粘着剤に、放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の放射線硬化性粘着剤を例示できる。一般的な粘着剤としては、前記アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の感圧性粘着剤と同様のものがあげられる。
【００２９】
配合する放射線硬化性のモノマー成分としては、たとえば、ウレタンオリゴマー、ウレタン（メタ）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、テトラメチロールメタンテトラ（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、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレートなどがあげられる。また放射線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系など種々のオリゴマーがあげられ、その分子量が１００〜３００００程度の範囲のものが適当である。放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば５〜５００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部程度である。
【００３０】
また、放射線硬化性の粘着剤としては、上記説明した添加型の放射線硬化性粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の放射線硬化性粘着剤があげられる。内在型の放射線硬化性粘着剤は、低分子成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、または多くは含まないため、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤在中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができるため好ましい。
【００３１】
前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。このようなベースポリマーとしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、前記例示したアクリル系ポリマーがあげられる。
【００３２】
前記アクリル系ポリマーへの炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素−炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計が容易である。たとえば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基および炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の放射線硬化性を維持したまま縮合または付加反応させる方法があげられる。
【００３３】
これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基などがあげられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、上記炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと前記化合物のいずれの側にあってもよいが、前記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、前記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、たとえば、メタクリロイルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネートなどがあげられる。また、アクリル系ポリマーとしては、前記例示のヒドロキシ基含有モノマーや２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物などを共重合したものが用いられる。
【００３４】
前記内在型の放射線硬化性粘着剤は、前記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー（特にアクリル系ポリマー）を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に前記放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。放射線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー１００重量部に対して３０重量部の範囲内であり、好ましくは０〜１０重量部の範囲である。
【００３５】
前記放射線硬化型粘着剤には、紫外線線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させる。光重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α，α´−ジメチルアセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのα−ケトール系化合物；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフエノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系化合物；べ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、アニソインメチルエーテルなどのベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタールなどのケタール系化合物；２−ナフタレンスルホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド系化合物；１−フェノン−１，１―プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムなどの光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物；チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソンなどのチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナートなどがあげられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば１〜１０重量部、好ましくは３〜５重量部程度である。
【００３６】
また熱発泡型粘着剤を用いることができる。熱発泡型粘着剤は、前記一般的な感圧性粘着剤に熱膨張性微粒子が配合されたものである。熱発泡型粘着剤は、熱による熱膨張性微粒子の発泡により、接着面積が減少して剥離が容易になるものであり、熱膨張性微粒子の平均粒子径は１〜２５μｍ程度のものが好ましい。より好ましくは５〜１５μｍであり、特に１０μｍ程度のものが好ましい。熱膨張性微粒子としては、加熱下に膨張する素材を特に制限なく使用できるが、たとえば、ブタン、プロパン、ペンタンなどの如き低沸点の適宜のガス発泡性成分をインサイト重合法等により、塩化ビニリデン、アクリロニトリル等の共重合物の殻壁でカプセル化した熱膨張性マイクロカプセルを用いることができる。熱膨張性マイクロカプセルは、前記粘着剤との分散混合性に優れているなどの利点も有する。熱膨張性マイクロカプセルの市販品としては、たとえば、マイクロスフェアー（商品名：松本油脂社製）などがあげられる。
【００３７】
前記粘着剤に対する熱膨張性微粒子（熱膨張性マイクロカプセル）の配合量は、前記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができるが、一般的には、ベースポリマー１００重量部に対して、１〜１００重量部程度、好ましくは５〜５０重量部、更に好ましくは１０〜４０重量部である。
【００３８】
粘着剤層の厚みは適宜決定することができるが他の特性との関係上、５〜１００μｍ程度、好ましくは１５〜５０μｍ程度である。
【００３９】
第１中間層は、１ＭＰａ未満の引張り弾性率であればその材料は特に制限されず、前記粘着剤層と同様の物質や、一般的に樹脂フィルムといわれるポリエチレン（ＰＥ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）などの各種軟質樹脂、またはアクリルやウレタンなどを混合した混合樹脂を使用することができる。引張り弾性率は、ベースポリマーの組成、架橋剤の種類、配合比などを適宜に組み合わせて調整することができる。たとえば、ベースポリマーのＴｇ、架橋密度をコントロールすることで第１中間層の引張り弾性率を制御することが可能である。第１中間層の厚さは特に制限されないが、１〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは１〜２０μｍである。
【００４０】
第２中間層は、１ＭＰａ〜０．６ＧＰａの引張り弾性率であればその材料は特に制限されず、例えば、前記第１中間層の形成材料と同様の材料を使用することができる。引張り弾性率は、ベースポリマーの組成、架橋剤の種類、配合比などを適宜に組み合わせて調整することができる。たとえば、ベースポリマーのＴｇ、架橋密度をコントロールすることで第２中間層の引張り弾性率を制御することが可能である。第２中間層の厚さは特に制限されないが、ウエハの保持性、ウエハへの貼付け性、及びウエハからの剥離性などの観点から２０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは５０〜１５０μｍである。
【００４１】
基材の材料としては、半導体ウエハ加工用保護シートに使用される各種の材料を特に制限なく使用することができる。その材料としては、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、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（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、セルロース系樹脂、及びこれらの架橋体などのポリマーがあげられる。これら材料は必要に応じて数種をブレンドしたものを用いることができる。
【００４２】
これら基材は、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸または二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。前記基材は一層または多層のいずれでもよい。基材が多層構造の場合には、上記材料に加えて、アクリル系ポリマーやアクリル系とウレタン系の混合物から得られるフィルムを組み合わせることができる。またその表面には、必要に応じてマット処理、コロナ放電処理、プライマー処理、架橋処理（化学架橋（シラン））などの慣用の物理的または化学的処理を施すことができる。
【００４３】
前記基材は一層または多層のいずれでもよいが、基材全体の引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上になるように調整する。多層構造の場合には、そのうち少なくとも一層は、引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上のものを使用することが好ましい。引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上の基材としては、例えば、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、ポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステルフィルム；２軸延伸ポリプロピレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルムなどのポリオレフィン系フィルム；ポリカーボネートフィルム；延伸ポリアミドフィルム；ポリエーテルエーテルケトンフィルム；ポリスチレンフィルムなどのスチレン系ポリマーフィルムなどがあげられる。
【００４４】
これら基材の厚み（多層の場合は総厚み）は、保護シート付きウエハの剛性を高める観点から厚い方が良いが、保護シートの剥離などの作業性を考慮すると１０〜２００μｍ程度が好ましく、より好ましくは５０〜１００μｍ程度である。
【００４５】
本発明の半導体ウエハ加工用保護シートの作製は、たとえば、基材上に、直接中間層を形成し、該中間層上に粘着剤層を形成する方法が挙げられる。また、別途、セパレータ上に中間層や粘着剤層を形成した後、それを基材に貼り合せる方法等を採用することができる。
【００４６】
セパレータは、必要に応じて設けられる。セパレータの構成材料としては、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂フィルム等があげられる。セパレータの表面には、粘着剤層からの剥離性を高めるため、必要に応じてシリコーン処理、長鎖アルキル処理、フッ素処理等の離型処理が施されていても良い。セパレータの厚みは、通常１０〜２００μｍ、好ましくは２５〜１００μｍ程度である。
【００４７】
本発明の半導体ウエハ加工用保護シートは、常法に従って、半導体ウエハに裏面研削工程を施す際に、半導体ウエハ表面を保護するために用いられる。半導体ウエハ表面のパターン面への保護シートの貼り付けは、テーブル上にパターン面が上になるように半導体ウエハを載置し、その上に保護シートの粘着剤層をパターン面に重ね、圧着ロールなどの押圧手段により、押圧しながら貼り付ける。また、加圧可能な容器（例えばオートクレーブなど）中で、半導体ウエハと保護シートを上記のように重ね、容器内を加圧するによりウエハに貼り付けることも出きる。この際、押圧手段により押圧しながら貼り付けてもよい。また、真空チャンバー内で、上記と同様に貼り付けることもできる。貼付け方法はこれら限定されるものではなく、貼り付ける際に、加熱をすることもできる。薄型加工は、常法を採用できる。薄型加工機としては、研削機、ＣＭＰパッド等があげられる。薄型加工は、半導体ウエハが所望の厚さになるまで行われる。
【００４８】
本発明の半導体ウエハ加工用保護シートを用いることにより、半導体ウエハの超薄型化が可能であり、半導体ウエハの直径をａ（インチ）とし、研削後の半導体ウエハの厚みをｂ（μｍ）としたとき、ｂ／ａ（μｍ／インチ）の値が少なくとも２７（μｍ／インチ）以下になるまで、さらには１０（μｍ／インチ）以下、特に５（μｍ／インチ）以下の超薄型になるまで行うことができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。合成したポリマーの数平均分子量、各層の引張り弾性率は以下の方法で測定した。
【００５０】
〔数平均分子量の測定〕
合成したアクリル系ポリマーの数平均分子量は以下の方法で測定した。アクリル系ポリマーをＴＨＦに０．１ｗｔ％で溶解させて、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いてポリスチレン換算により数平均分子量を測定した。詳しい測定条件は以下の通りである。
ＧＰＣ装置：東ソー製、ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ
カラム：東ソー製、（ＧＭＨHR−Ｈ）＋（ＧＭＨHR−Ｈ）＋（Ｇ２０００ＨHR）
流量：０．８ｍｌ／ｍｉｎ
濃度：０．１ｗｔ％
注入量：１００μｌ
カラム温度：４０℃
溶離液：ＴＨＦ
〔引張り弾性率の測定方法〕
基材、第１中間層、第２中間層、及び粘着剤層の各引張り弾性率は以下のようにして測定した。厚み１０μｍ〜１００μｍの各サンプルを幅１０ｍｍの短冊状に切断し、２３℃において各短冊状の部分１ｃｍを１分間に５０ｍｍの速さで引張り、得られたＳ−Ｓ曲線の初期弾性率を引張り弾性率とした。
【００５１】
実施例１
エチルアクリレート０．５９モル、ブチルアクリレート０．５９モル、及び２−ヒドロキシエチルアクリレート０．２６モルからなる配合組成物をトルエン溶液中で共重合させて、数平均分子量３０万のアクリル系共重合ポリマーの溶液を得た。このアクリル系共重合ポリマーの溶液（固形分）１００重量部に対して、さらにポリイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン（株）製、コロネートＬ）１重量部を混合して粘着剤を調製した。この粘着剤を離型処理されたセパレータ上に塗布することで粘着剤層を形成した。この粘着剤層上にＥＶＡフィルム（第２中間層）をラミネートし、さらにＥＶＡフィルム上に前記粘着剤を塗布して第１中間層を形成した。その後、第１中間層上にＰＥＴフィルム（基材）をラミネートして半導体ウエハ加工用保護シートを作製した。
【００５２】
比較例１
実施例１で調製した粘着剤を離型処理されたセパレータ上に塗布することで粘着剤層を形成した。また、ＰＥＴフィルム（基材）上にＥＶＡフィルム（第２中間層）を押出しラミネートした積層フィルムを作製した。そして、作製した積層フィルムのＥＶＡフィルム上に前記セパレータ付き粘着剤層を貼り合わせて半導体ウエハ加工用保護シートを作製した。
【００５３】
実施例１及び比較例１の半導体ウエハ加工用保護シートを８インチミラーウエハ（厚み６００μｍ）に貼り合わせ、ＤＩＳＣＯ製バックグラインダーＤＦＧ８４０にて５０μｍまで研削した後、ウエハの反りを測定した。その後、ＧＮＸ２００Ｐ（岡本社製）を用いてウエハ裏面をさらに２μｍポリッシングした後、ウエハの反りを測定した。結果を表１に示す。
【００５４】
（反り量）
平板上に保護シートを貼り付けた状態のウエハを保護シートが上側になるように置き、平板上から最も浮いているウエハ端部の高さ（ｍｍ）を測定した。
【００５５】
【表１】
表１から明らかなように、本発明の半導体ウエハ加工用保護シートを用いることにより、大型ウエハを超薄型に研削した場合であってもウエハの反りを効果的に抑制することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの裏面を研削する際に、パターン形成された半導体ウエハ表面を保護するために用いる半導体ウエハ加工用保護シートにおいて、
前記保護シートは、基材と粘着剤層との間に、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなる中間層を有しており、
基材の引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上であり、
基材と第２中間層との間に設けられた第１中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ未満であり、かつ
第２中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ〜０．６ＧＰａであることを特徴とする半導体ウエハ加工用保護シート。
【請求項２】
前記第１中間層の厚さが１〜５０μｍである請求項１記載の半導体ウエハ加工用保護シート。
【請求項３】
半導体ウエハの表面に、請求項１又は２記載の半導体ウエハ加工用保護シートを貼付した状態で、半導体ウエハの裏面を研削する半導体ウエハの裏面研削方法。
【請求項４】
半導体ウエハの直径をａ（インチ）、研削後の半導体ウエハの厚みをｂ（μｍ）としたとき、ｂ／ａ（μｍ／インチ）の値が少なくとも２７（μｍ／インチ）以下になるまで半導体ウエハの裏面研削を行う請求項３記載の半導体ウエハの裏面研削方法。
【請求項１】
半導体ウエハの裏面を研削する際に、パターン形成された半導体ウエハ表面を保護するために用いる半導体ウエハ加工用保護シートにおいて、
前記保護シートは、基材と粘着剤層との間に、少なくとも第１中間層及び第２中間層からなる中間層を有しており、
基材の引張り弾性率が０．６ＧＰａ以上であり、
基材と第２中間層との間に設けられた第１中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ未満であり、かつ
第２中間層の引張り弾性率が１ＭＰａ〜０．６ＧＰａであることを特徴とする半導体ウエハ加工用保護シート。
【請求項２】
前記第１中間層の厚さが１〜５０μｍである請求項１記載の半導体ウエハ加工用保護シート。
【請求項３】
半導体ウエハの表面に、請求項１又は２記載の半導体ウエハ加工用保護シートを貼付した状態で、半導体ウエハの裏面を研削する半導体ウエハの裏面研削方法。
【請求項４】
半導体ウエハの直径をａ（インチ）、研削後の半導体ウエハの厚みをｂ（μｍ）としたとき、ｂ／ａ（μｍ／インチ）の値が少なくとも２７（μｍ／インチ）以下になるまで半導体ウエハの裏面研削を行う請求項３記載の半導体ウエハの裏面研削方法。
【公開番号】特開２００６−１２８２９２（Ｐ２００６−１２８２９２Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１２５３８（Ｐ２００４−３１２５３８）
【出願日】平成１６年１０月２７日（２００４．１０．２７）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２７日（２００４．１０．２７）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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