KR102666524B1 - 신규한 웨이퍼 백그라인딩 테이프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규한 웨이퍼 백그라인딩 테이프에 관한 것이다.
본 발명의 웨이퍼 백그라인딩 테이프는 반도체 웨이퍼 등의 워크로부터 박리할 때 돌출된 요철로부터 원활히 분리되어 손쉬운 박리가 가능하고 점착층의 깨짐을 방지하여 점착층의 잔여물 발생을 적절히 방지하는 것이 가능하다.

Description

신규한 웨이퍼 백그라인딩 테이프 {Novel wafer backgrinding tape}
본 발명은 신규한 웨이퍼 백그라인딩 테이프에 관한 것이다.
근래들어, 휴대 전화나 퍼스널 컴퓨터 등의 소형화, 박형화, 다기능화가 급속히 진행되어, 그것들에 탑재되는 반도체 장치도 마찬가지로 박형화, 고밀도화가 요구되고 있다. 종래의 반도체 칩의 접속 방법인 와이어 본딩에 비해 공간 절약하여 실장 가능한 플립 칩 실장이 개발되어 있다. 플립 칩 실장은, 반도체 칩 표면과 기판을 전기적으로 접속할 때, 반도체 웨이퍼 표면에 형성된 볼 형상이나 원주 형상의 범프에 의하여 접속한다.
이와 같은 범프는, 종래에는 그 높이가 100㎛ 이하인 것이 주류였지만, 반도체 칩의 소형화의 요구에 대하여 접합 신뢰성을 확보하기 위하여, 높이가 200㎛를 초과하는 범프를 사용하게 되었다.
이와 같이 범프가 형성된 반도체 웨이퍼를 이면 연삭하는 경우, 범프 부분을 갖는 웨이퍼 표면을 보호하기 위해 반도체 가공용 시트가 웨이퍼 표면에 부착되어 지는데 종래의 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 이용하면 범프를 갖는 웨이퍼 표면을 충분히 밀착하여 지지할 수 없다.
그러면 반도체 웨이퍼 표면의 범프와 반도체 표면 보호용 테이프의 사이를 통해서 연삭수가 침입하는 경우가 발생한다. 일단 연삭수가 웨이퍼 표면과 테이프 표면 사이에 침투하면 침입한 연삭수에 의해서 웨이퍼 표면과 점착층 사이에 박리가 진행되고 연삭수와 웨이퍼의 연삭 중 발생하는 분진 가루에 의해서 웨이퍼 표면이 오염되거나, 심할 경우 표면 보호용 점착필름이 벗겨져 웨이퍼의 파손을 초래할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 점착층의 두께를 두껍게 하여 웨이퍼 표면의 범프를 에워싸고 밀착력을 향상시키고 에너지 경화 후 점착층이 단단하고 깨지기 쉬워져 박리시 점착층이 깨짐에 의해 점착층의 파편이 웨이퍼 회로면에 남는 문제가 발생할 수 있다.
또한 과도한 밀착에 의해서 웨이퍼 회로면에 범프 사이로 점착층이 끼임에 의한 점착층의 잔류물이 남는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼 회로면의 범프 위에 라미네이트 되어 요철을 추종할 수 있고, 백그라인딩 공정 중에 연삭수의 오염으로부터 보호하면서 박리시 웨이퍼와 테이프 점착층 사이에 과도한 밀착이나 에너지 조사 후 점착층의 과도한 경도 증가로 인한 잔류물로부터 보호할 수 있는 웨이퍼 백그라인딩 테이프를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트는
기재 필름;
기재 필름의 일면에 적용된 요철흡수층; 및
요철흡수층의 반대면에 적용된 점착층; 을 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트로서,
상기 점착층은 비닐 아세테이트를 포함하는 아크릴레이트 단량체를 3 내지 15%로 함유하고,
상기 점착층은 에너지선에 의해 경화되고, 경화 후 점착층의 최대 인장 하중(C)에 대한 최대변위(D)의 비인 C/D가 0 N/mm 초과 1 N/mm 미만인 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트를 제공한다.
상기 요철흡수층은 녹는점이 30 내지 70℃인 수지를 포함하는 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트인 것일 수 있다.
상기 기재 필름은 두께가 25 내지 100㎛이고,
기재 필름의 반대면에 적용된 요철흡수층; 및
기재 필름의 반대면에 적용된 요철흡수층의 반대면에 적용된 점착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 점착층은 광개시재를 추가로 더 포함하고,
광개시재는 아크릴계 단량체 대비 0.1 내지 5 중량부로 포함하고,
점착층이 요철흡수층의 반대면에 도포되어 반도체 웨이퍼의 패턴면에 첩부되는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 점착층의 두께가 200㎛일 때 에너지선에 의한 경화 후 파단신도가 30% 이상인 것일 수 있다.
상기 요철흡수층의 두께가 10 내지 600㎛인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트인 것일 수 있다.
상기 기재 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴레부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에터설폰(PES), 폴리에터에터케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리우레탄(PU)으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 요철흡수층은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 층 및 폴리에틸렌비닐아세테이트를 포함하는 층을 포함하는 것일 수 있다.
상기 점착층은 일체형 점착제를 포함하고, 에너지선 경화물질을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
상기 일체형 점착제는 관능기를 갖는 모노머 (a), 반응성 모노머(b) 및 주쇄 모노머(c)를 포함하며,
관능기를 갖는 모노머 (a)는 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 크로톤산 및 이타콘산을 포함하는 군으로 부터 선택되는 어느 하나 이상이며,
반응성 모노머(b)는 (메타)아크릴로일옥시에틸이소시아네이트, (메타)아크릴로일옥시프로필이소시아네이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 히드록시(메타)아크릴산, 히드록시글리시딜(메타)아크릴레이트, 아민(메타)아크릴산 및 아민글리시딜(메타)아크릴레이트를 포함하는 군으로 부터 선택되는 어느 하나 이상이며,
주쇄 모노머(c)는 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 아크릴산, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 스타이렌 모노머, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 데실아크릴레이트, 비닐아세테이트를 포함하는 군으로 부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명에서는 또한 점착층의 반대면에 적용된 박리재를 더 포함하고,
상기 박리재는 점착층을 반도체 웨이퍼의 패턴면에 적용하기 전에 박리되어 제거되는 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트를 제공할 수 있다.
본 발명에서는 또한 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트가 50㎛ 이상의 돌기를 갖는 반도체 웨이퍼에 적용되는 단계; ㅅ
회로가 형성된 반도체 이면을 연삭하는 단계; 및
에너지선을 조사하고 점착시트를 웨이퍼로부터 탈리하는 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호 방법을 제공한다.
이하, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트를 하기에 상세히 설명한다.
반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트
본 발명의 반도체 웨이퍼 포면 보호용 점착시트는, 기재와, 기재의 일방의 명 상에 형성된 요철 흡수층과 요철 흡수층 상에 형성된 점착층을 구비한다. 반도체 웨이퍼 포면 보호용 점착시트는, 이들 3 개의 부재로 구성되어도 되고, 각 층의 구성은 단층이거나 혹은 다층 구조로 형성될 수 있다. 또한 본 발명의 취지를 해지지 않는 범위 내에서 추가로 다른 층이 형성되어도 된다.
예를 들어, 반도체 웨이퍼 포면 보호용 점착시트는, 점착층 상에, 추가로 박리재를 갖는 것이어도 된다. 박리재는, 반도체 가공용 시트의 점착층을 보호하기 위해서, 점착층에 첩부되는 것이다.
이하, 반도체 가공용 시트를 구성하는 각 구성 요소에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
기재
본 발명에서는 기재필름의 적어도 한 면에는 수지층 혹은 아크릴 경화로 이루어진 요철 흡수층이 있으며 상면에는 점착층이 구성되어 있다. 점착층의 상부에는 점착층을 보호하기 위하여 박리재가 위치할 수 있다.
기재 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴레부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리 에스터와 폴리이미드(PI), 폴리에터설폰(PES), 폴리에터에터케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC), 폴리우레탄(PU) 수지를 사용할 수 있다. 그 중에서 폴리에텔렌 테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
기재 필름의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나 너무 얇으면 점착 필름의 형태를 유지하기 어려워지고 너무 두꺼우면 기재 필름의 생산성에 영향을 주어 제조비용의 증가로 이어진다. 이에 기재 필름의 두께는 적절히 설정하여, 10 내지 300㎛, 바람직하게는 25 내지 100㎛가 바람직하다.
요철 흡수층
본 발명에서는, 점착층과 기재 사이에 요철 흡수층이 형성된다. 요철 흡수층이 형성됨으로써, 반도체 가공용 시트의 요철 흡수성을 양호하게 하여, 점착층이 반도체 웨이퍼 등의 워크에 밀착하기 쉬워진다. 밀착성을 양호하게 하면, 웨이퍼의 요철 부분과 점착층 사이에 간극이 작아지거나 없어지기 때문에, 점착층은, 요철 부분에 접촉하는 부분이어도 공기와 접촉하기 어려워져, 공기 중의 산소에 의해 에너지선 경화가 저해되는 것을 방지할 수 있다.
이로써, 점착층의 에너지선 조사 후, 요철 부분에 접촉하는 위치에서의 점착층의 경화 부족이 일어나기 어려워지기 때문에, 점착층의 파단 응력 및 파단 신도를 높게 함과 함께, 점착 물질의 잔존을 방지할 수 있다.
본 발명의 요철 흡수층으로서는, 합성 수지를 필름상으로 성형 가공한 필름을 이용하는 것이 바람직하다.
필름으로 선택할 수 있는 수지는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체나 에틸렌메타크릴산 공중합체와 그것들의 금속 가교체(아이오노머) 등의 폴리올레핀류나 아크릴레이트 모노머 및 기타 중합성 모노머를 함유하는 조성물을 에너지선 조사에 의해 경화시켜 필름 형상으로 한 것을 사용할 수 있다. 각각의 수지는 단독으로 단층 기재로서 사용해도 되고, 수지를 조합하여 혼합하거나 상이한 수지의 복층 구성으로 해도 된다.
또한, 테이프를 식별하기 위해 착색용 안료 등을 배합하는 등 물성에 영향을 미치지 않는 범위에서 첨가물을 첨가해도 된다. 이들 원료 수지 중에서도, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-α-올레핀 공중합체(α-올레핀의 탄소수 3∼8), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등이 바람직하고, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체가 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 아세트산 바이닐 단위의 함유량이 20질량%∼40질량% 정도인 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체이거나 밀도가 0.80 ∼ 0.93 이하의 에틸렌 수지, 프로필렌 수지 혹은 에틸렌-프로필렌 공중합 수지, 그 저밀도 에틸렌-프로필렌 수지와 블렌딩해서 사용할 수 있다.
상기 제시한 수지를 사용할 경우 요철 흡수층의 융점이 30 ∼ 70℃ 범위에서 녹는점을 갖는 것으로 조절할 수 있고, 반도체 웨이퍼 회로면에 존재하는 요철을 효과적으로 추종할 수 있게 된다.
기재 필름의 적층체로 요철 흡수층을 필름상으로 성형하여 적층하는 방법은 합성 수지를 T다이 압출기를 이용하여 압출하면서 기재 필름의 편표면과 라미네이트 하는 방법, 기재필름과 이종 혹은 동종 수지층을 공압출 하는 방법, 기재필름과 이종 혹은 동종 수지층을 라미네이트 하는 방법 등을 들 수 있다. 이때 기재필름과 적층되는 요청 흡수층과의 접착력을 높이기 위해서 프라이머 등의 화학처리나 코로나 처리를 통해 양측의 접착력을 증가 시킬 수 있다.
점착층
한편, 점착층은, 기재 필름의 적어도 편표면에 위치하고 있으며 특히 요철 흡수층에 도막이 형성되어 반도체 웨이퍼 패턴면에 첩부되어진다. 상기 점착층이 에너지선 경화성 점착제로 이루어지고, 상기 점착층에 비닐 아세테이트 모노머를 3% 내지 15% 포함하는 성분으로 구성되면 점착층이 반도체 웨이퍼의 요철을 추종할 때 과도한 밀착을 방지하여 점착성분이 회로면에 남는 것을 방지할 수 있다. 점착층을 형성하는 점착제로는 특별히 한정되지 않지만, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 우레탄계 점착제 등이 있으며, 이중 아크릴계 점착제가 바람직하다.
상기 점착층은 에너지선 경화성 점착제를 사용하여 제조한 것으로 에너지선 경화성 점착제를 제조하는 방법에는 크게 두 가지가 있다. 하나는 고분자형 아크릴 점착제를 주제로하여 저분자 올리고머 또는 아크릴레이트 모노머를 물리적으로 혼합하는 방법이 있고 다른 하나는 탄소-탄소 이중결합을 가진 저분자 아크릴레이트 모노머를 점착 고부자 측쇄에 부가반응으로 도입시켜 하나의 화합물로 거동하게 만든 것이다.
고분자형 점착 조성물에 에너지선 경화형 화합물질을 혼합한 형태로 블렌드형 점착제와 고분자형 점착 조성물을 제조한 후 측쇄에 탄소-탄소 이중결합을 부가반응으로 도입하는 일체형 점착제로 구분할 수 있는데, 본 발명에서는 일체형 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기에서 언급하는 일체형 점착제는 관능기를 갖는 모노머(a)와 반응하여 측쇄에 연결되는 탄소-탄소 이중결합을 갖는 반응성 모노머(b), 그리고 반응성 모노머(b)와 반응하지 않으며 주쇄를 구성하여 인장신율을 부여하는 모노머(c)로 구성된다.
이와 같은 일체형 점착제의 경우, 점착제의 에너지선 경화시 점착력을 저하시키기 위해서 경화를 위한 탄소-탄소 이중결합의 불포화기를 많이 도입하지 않아도, 적은 함량의 불포화기를 가지고도 에너지선 조사시 충분한 원하는 점착력의 저하를 이끌어 낼 수 있고, 과도하게 딱딱해지는 것을 방지할 수 있게 된다.
관능기를 갖는 모노머(a)는 일체형 점착제를 만들기 위해서 고분자형 점착 조성물에 하이드록시기나 에폭시기 혹은 카르복실기를 갖는 기능성 그룹을 함유하는 모노머를 의미한다.
상기 관능기를 갖는 모노머(a)는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 3-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트 등의 하이드록시기 함유 (메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, ß-메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, (3,4-에폭시시클로헥실)메틸(메타)아크릴레이트, 3-에폭시시클로-2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트 등의 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 크로톤산, 이타콘산 등의 카르복실산 중 적어도 한 가지 이상 사용할 수 있다.
관능기를 갖는 모노머(a)와 반응할 수 있는 반응성 모노머(b)의 관능기로는 이소시아네이트기, 에폭시기, 카르복실기를 들 수 있고, 부가 반응에 사용할 수 있는 관능기 조합으로는 카르복실기와 에폭시기, 히드록실기와 이소시아네이트기, 카르복실기와 아민기 등의 반응성이 좋은 관능기의 조합을 들 수 있으며, 본 발명에서는 부가방법과 물질에 제한을 두지 않는다.
상기 반응성 모노머(b)는 (메타)아크릴로일옥시에틸이소시아네이트, (메타)아크릴로일옥시프로필이소시아네이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 히드록시(메타)아크릴산, 히드록시글리시딜(메타)아크릴레이트, 아민(메타)아크릴산 및 아민글리시딜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 특별히 반응성 모노머의 사용을 제한하는 것은 아니나 위에서 언급한 관능기 조합에 따라서 관능기를 선택할 수 있다.
상기 반응성 모노머(b)와 반응하지 않는 주쇄를 구성하는 모노머(c)는 아크릴 중합체의 분자량을 결정하며 점착층의 인장신율 특성에 영향을 미친다.
주쇄 구성 모노머(c)는 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 아크릴산, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 스타이렌 모노머, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 데실아크릴레이트, 아세트산 비닐로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용해도 된다. 특히 아세트산 비닐 모노머를 포함하는 것이 바람직하며 1% 내지 20% 범위에서 사용이 가능하고 더 바람직하게는 3% 내지는 15% 범위에서 사용하는 것이 좋다. 아세트산 비닐 모노머의 함량이 3% 미만으로 들어가면 점착층의 탄성이 부여되지 못하여 요철 주변에 과도한 밀착이 발생할 수 있고, 15% 이상이면 탄성이 지나치게 높아져 점착력이 저하되거나 밀착력이 나빠질 수 있다.
본 발명에서는 아세트산 비닐 모노머의 함량을 3% 이상 함유하여 적당한 탄성을 부여함으로써 박리성이 우수하고 15% 이하로 조절함으로써 과도하게 뻣뻣해지는 것을 방지하는 점착층을 제조하는 것을 게시한다.
상기 관능기를 갖는 모노머(a)와 주쇄를 구성하는 모노머(c)를 중합하고 측쇄에 연결되어 탄소-탄소 이중결합을 갖는 반응성 모노머(b)를 중합하여 일체형 점착제를 제조하고, 경화제와 광중합성 개시제를 포함시킴으로써 에너지선 경화형 점착층을 제조할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성에 포함되는 경화제로서는, 디이소시아네이트계 경화제(예컨대, 헥사메틸렌디이소시아네이트), 멜라민계 열경화제, 에폭시계 열경화제 등이 단독으로 또는 혼합되어 사용된다.
경화제의 함유량은 원하는 점착력이나 탄성률에 따라 조정하면 되며, 상기 중합체 100질량부에 대하여 0.01 내지 10질량부가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5질량부이다.
또한 본 발명의 점착 조성물에는 광중합 개시제가 포함된다. 점착층에 포함되는 광중합 개시제는 특별히 제한이 없고 종래 알려져 있는 것을 이용할 수 있다. 디이소시아네이트계 경화제(예컨대, 헥사메틸렌디이소시아네이트), 멜라민계 열경화제, 에폭시계 열경화제 등이 단독으로 또는 혼합되어 사용된다.
광개시제의 함량은 일체형 점착 바인더 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부가 바람직하다. 광개시제의 함량이 일체형 점착 바인더 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이하이면 에너지선 조사 후 광경화가 이루어지지 않아 점착층과 웨이퍼 사이에서 충분한 접착력의 감소를 가져오지 못한다. 따라서 연삭 후 박편화된 웨이퍼의 박리시 보호 필름의 제거가 수월하지 않아 표면에 잔류물이 남을 수 있고 심한 경우 웨이퍼의 파손을 초래할 수 있다.
상기의 방법으로 제조된 점착액으로 점착층을 형성할 때는 점착제 도포방법을 이용하여 형성할 수 있다. 점착제를 톨루엔, 아세트산 에틸 등으로 희석하여 도공에 적당한 점도를 형성하고 롤 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터, 다이 코터, 리버스 롤 코터 등의 통상적인 장비를 이용하여 순차적으로 도포, 건조하여 점착층을 형성한다. 도공시 기재 필름과 요철 흡수층으로 순차적으로 구성된 필름의 요철 흡수층 위에 도공액을 도포하고 건조하여 점착층을 형성하고 필요에 따라 박리재를 이용하여 점착층을 보호하는 방법과 이형 박리재를 이용하여 박리재 위에 도공액을 도포하고 건조하여 생성된 점착층을 기재 필름과 요철 흡수층의 순차적으로 형성된 필름의 요철 흡수층에 전사시키는 방법을 택할 수 있다.
점착층과 맞닿는 요철 흡수층의 밀착을 향상시키기 위해서 코로나 처리 혹은 화학적 처리인 프라이머 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 형성되는 점착층의 두께는 특별히 제한하는 것은 아니나 5 내지 100㎛ 일 수 있고 바람직하게는 10 내지 50㎛ 일 수 있다. 5㎛ 이하의 두께에서는 충분한 점착력을 발휘하기 어렵고 연삭 공정 중 연삭수의 침투, 밀착성 부족에 의한 더스트(dust) 침투 등이 발생할 우려가 있다. 또한 100㎛를 초과하면 과도한 점착력으로 요철 주변의 잔류물의 발생하거나 요철 구조물의 손상을 줄 수있고, 에너지선 경화 후 과도하게 경도가 상승함에 따른 점착층의 깨짐, 또한 그로인한 잔류물의 비산 등이 발생할 수 있다.
박리 필름
박리 필름으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등의 폴리에스테르 수지 필름, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지 등의 폴리올레핀 수지 필름 등의 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 필요에 따라서 그 표면에 박리를 용이하게 하기 위해서 실리콘계 수지, 올레핀계 수지, 이소프렌계 수지, 부타디엔계 수지 등의 고무계 엘라스토머, 장사슬 알킬계 수지, 알키드계 수지, 불소계 수지 등을 처리하여 이형 처리가 실시된 것이 바람직하다. 그러나 박리를 용이하게 하는 이형물질의 이형으로 인해 점착층의 점착력이 일정하게 유지되지 않을 가능성이 있기 때문에 상기 수지를 이용한 필름에 특별한 처리를 실시하지 않고 사용할 수도 있다.
박리 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상 10μm∼200μm, 보다 바람직하게는 15∼120㎛, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 80㎛ 이다.
반도체 웨이퍼의 보호 방법
본 발명의 웨이퍼 보호용 점착 시트는 50㎛ 이상 높이의 돌기를 갖는 반도체 웨이퍼에 요철부위에 가온가압이 가능한 라미네이트 장비를 사용하여 소정의 온도를 부여하여 웨이퍼의 패턴이 형성된 면에 점착 시트를 첩부한다.
구체적으로 요철 흡수층의 녹는점 이상의 온도가 가해지는 반도체 웨이퍼의 구경(口徑)과 유사한 크기의 테이블에 반도체 웨이퍼의 회로면의 이면과 맞닿도록 위치하고 -50 mmHg 이상의 압력으로 진공을 가하여 웨이퍼를 고정시킨다.
박리재가 제거된 보호필름의 점착층면을 상기 테이블에 위치한 웨이퍼의 돌기와 마주보도록 위치시키고 압력과 온도를 가할 수 있는 표면이 러버재질의 롤러를 이용하여 첩부 시키는 공정을 포함한다. 이때 압력은 100 내지 500 kPa을 가하는 것이 바람직하고 온도는 20 내지 80도의 온도를 가하는 것이 바람직하다.
롤러는 테이블에 위치한 반도체 웨이퍼의 회로면과 보호 필름의 점착층면을 첩부시키는 역할을 수행하며 이 때 피드 속도는 1 내지 10 mm/s 가 바람직하다. 상기의 공정을 통해 반도체 웨이퍼와 보호 필름은 첩부되어지고 칼날에 의해서 웨이퍼의 외곽면을 따라서 보호 필름이 절단되어 지고, 테이블에 진공을 해제하여 보호 필름이 부착된 웨이퍼를 필요에 따라 연삭공정에 적용된다.
이하 공정에 특별한 제한을 두지 않으며, 예를 들면 연삭 후 폴리싱, 에칭 및 금속 스퍼터링 공정, 에너지선 조사 후 반도체 웨이퍼로부터 보호 필름을 박리하여 제거하는 공정, 웨이퍼에 형선된 패턴의 형태를 따라서 칩을 절편화 시키는 공정 및 외부 충격으로부터 보호하기 위해 보강 소재를 추가하거나 수지로 밀봉하는 공정 등이다.
본 발명의 웨이퍼 백그라인딩 테이프는 반도체 웨이퍼 등의 워크로부터 박리할 때 돌출된 요철로부터 원활히 분리되어 손쉬운 박리가 가능하고 점착층의 깨짐을 방지하여 점착층의 잔여물 발생을 적절히 방지하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼 백그라인딩 테이프 층간 구조의 일 예시를 나타낸 것이다.
인장시험
에너지선 경화형의 점착층 조성물은 PET계 이형필름 (SKC, 제품명 SG-31, 두께 36㎛) 상에 콤마 코팅 방식으로 도포하여 건조 후 50㎛ 도막을 형성하였고 편부에 위치한 이형필름을 벗기고 도막층을 적층하는 것을 반복하여 이형필름을 배제한 점착층의 최종두께가 200㎛ 의 도착층을 얻었다.
이와 같이 형성한 점착층의 양면에 이형필름이 첩부된 상태로 자외선원으로 고압 수은 램프를 사용하고 조사조건으로 광 파장 365nm 의 조도 50mW/㎠, 광량 400mJ/㎠ 의 조건하에서 자외선을 조사하였다.
이와 같이 형성한 점착층을 가로 20mm, 길이 120mm 의 크기로 제단하고 인장신율 측정장치 (KYUNGSUNG TESTING MACHINE 社, 모델명 KST-005S)에 의해 상기 시료를 50mm 간격으로 부착하고 인장 변위는 200mm/min 의 속도로 인장시켜 점착층이 파단되는 시점까지 실험을 진행하였다.
5번의 실험을 실시하여 그 값의 최하값과 최상값을 배제한 3개의 값의 평균을 각각의 신율, 최대 인장 하중, 최대 변위에 대해서 값을 구하였고 최대 인장 하중의 강도(C)와 최대변위(D)를 C/D 의 값으로 계산하여 표기하고 신율을 기재하였다.
웨이퍼 요철 매립성 특성 분석
반도체 웨이퍼의 요철을 갖는 웨이퍼에 라미네이트 장비 (CUON 社, 제품명 CUWLS-120)를 이용하여 CHUCK 60℃, ROLLER 60℃의 온도를 가하고 Laminate ROLLER에 300kPa의 압력이 부여된 상태로 5mm/s 의 속도로 보호용 테이프를 첩부시켰다.
광학현미경 (OLYMPUS 社, 모델명 MX50)을 이용하여 50배(접안 10배, 광각 5배)의 배율로 보호 필름이 요철을 매립한 형태를 관찰하였다.
보호필름의 점착층과 요철 흡수층이 효과적으로 요철을 매립하여 그 형태를 추종하였다면 요철의 형태를 유지하고 있고 이때를 ○ 라고 평가하였다.
만약, 보호필름의 효과적으로 요철을 추종하지 못하여 요철 부위에 들뜸이 발생하여 요철과 요철 사이가 들뜨고 일부가 웨이퍼에 첩부된 경우를 △, 요철 위로 매립되지 않고 완전히 들뜬 상태를 x 로 표기하였다.
점착층 잔류물 평가
점착층의 잔류물 평가와 동일한 조건으로 반도체 웨이퍼를 보호 필름과 첩부시키고 반도체 웨이퍼의 요철면에 보호필름이 첩부된 상태에서 자외선원으로 고압 수은 램프를 사용하고 조사조건으로 광 파장 365nm 의 조도 50mW/㎠, 광량 400mJ/㎠ 의 조건하에서 자외선을 조사하고 손으로 180˚ 각도로 보호필름을 박리하였다.
상기와 동일한 광학현미경의 동일한 배율을 이용하여 보호필름과 첩부된 웨이퍼의 요철 주변을 관찰하고 점착층이 잔류하는 현상이 확인되는 경우 x, 요철 주변에 두께가 없는 얼룩이 확인 되는 경우 △, 확인되지 않는 경우를 ○ 라고 평가하였다.
박리 후 점착층 깨짐 평가
점착층 잔류물 평가와 동일한 방법으로 반도체 웨이퍼에 보호 필름을 첩부시키고 자외선 조사를 통해 보호필름을 박리하였다.
상기와 동일한 광학현미경의 동일한 배율을 이용하여 웨이퍼와 박리된 보호필름의 접착부를 관찰하여 점착층 표면에 요철 매립 사이구간에 깨짐(crack)이 있는지 확인하여 모든 사이구간이 깨져있는 경우를 x, 9개의 요철 주변을 관찰하여 3개 이하로 깨짐이 있는 경우를 △, 요철 주변에 깨짐이 없는 경우를 ○ 라고 평가하였다.
<점착층 조성물 E1의 제조>
2-에틸헥실아크릴레이트 60 중량부, 에틸아크릴레이트 12 중량부, 아크릴산 21중량부, 비닐 아세테이트 5 중량부를 중합한 후 톨루엔으로 30%까지 희석한 후에 글리시딜아크릴레이트를 상기 아크릴산 중합부의 75 몰% 비율로 부가중합하였다.
가교제(MITSUBISHI GAS CHEMICAL 社, 제품명 TETRAD-X)를 상기 아크릴계 단량체 대비 0.5중량부 첨가하고 광개시제 (IGM 社 제품명 Irgacure 184) 2중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
<점착층 조성물 E2의 제조>
2-에틸헥실아크릴레이트 55 중량부, 에틸아크릴레이트 12 중량부, 아크릴산 21중량부, 비닐 아세테이트 10 중량부를 중합한 후 톨루엔으로 30%까지 희석한 후에 글리시딜아크릴레이트를 상기 아크릴산 중합부의 75 몰% 비율로 부가중합하였다. 가교제(MITSUBISHI GAS CHEMICAL 社, 제품명 TETRAD-X)를 상기 아크릴계 단량체 대비 0.5중량부 첨가하고 광개시제 (IGM 社 제품명 Irgacure 184) 2중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
< 점착층 조성물 E3의 제조>
2-에틸헥실아크릴레이트 68 중량부, 에틸아크릴레이트 12 중량부, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트 10중량부, 비닐 아세테이트 10 중량부를 중합한 후 톨루엔으로 30%까지 희석한 후에 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트를 2-하이드록시에틸메타크릴레이트의 70 몰% 비율로 부가중합하였다.
가교제(Nippon polyurethan 社, 제품명 Coronate L)를 상기 아크릴계 단량체 대비 1 중량부 첨가하고 광개시제 (IGM 社 제품명 Irgacure 184) 2중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
<점착층 조성물 F1의 제조>
2-에틸헥실아크릴레이트 60 중량부, 에틸아크릴레이트 22 중량부, 아크릴산 1중량부, 비닐 아세테이트 10 중량부를 중합한 후 톨루엔으로 30%까지 희석하여 아크릴 점착제를 제조하였다. 제조된 점착제에 우레탄 아크릴레이트 올리고머(NIPPON GOSEI 社 , 제품명 UV7600BX)를 상기 아크릴계 점착제 중량대비 20 중량부 첨부하고 가교제(MITSUBISHI GAS CHEMICAL 社, 제품명 TETRAD-X)를 상기 아크릴계 점착제 중량대비 0.5중량부 첨가하고 광개시제 (IGM 社 제품명 Irgacure 184) 2중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
<점착층 조성물 F2>
2-에틸헥실아크릴레이트 60 중량부, 에틸아크릴레이트 22 중량부, 아크릴산 1중량부, 비닐 아세테이트 10 중량부를 중합한 후 톨루엔으로 30%까지 희석하여 아크릴 점착제를 제조하였다. 제조된 점착제에 에폭시 아크릴레이트 올리고머 (미원스페셜케미칼I 社 , 제품명 Miramer M600)를 상기 아크릴계 점착제 중량대비 7.5 중량부 첨부하고 우레탄 아크릴레이트 올리고머(ENTIS 社, 제품명 EB284)를 상기 아크릴 점착액 중량대비 24 중량부 첨가하고, 가교제(MITSUBISHI GAS CHEMICAL 社, 제품명 TETRAD-X)를 상기 아크릴계 점착제 중량대비 0.5중량부 첨가하고 광개시제 (IGM 社 제품명 Irgacure 184) 2중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
<점착층 조성물 F3>
2-에틸헥실아크릴레이트 60 중량부, 에틸아크릴레이트 17 중량부, 아크릴산 21중량부를 중합한 후 톨루엔으로 30%까지 희석한 후에 글리시딜아크릴레이트를 상기 아크릴산 중합부의 75 몰% 비율로 부가중합하였다.
가교제(MITSUBISHI GAS CHEMICAL 社, 제품명 TETRAD-X)를 상기 아크릴계 단량체 대비 0.5중량부 첨가하고 광개시제 (IGM 社 제품명 Irgacure 184) 2중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
<점착층 조성물 F4>
2-에틸헥실아크릴레이트 60 중량부, 에틸아크릴레이트 10 중량부, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 10중량부, 비닐 아세테이트 20 중량부를 중합한 후 톨루엔으로 30%까지 희석한 후에 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트를 2-하이드록시에틸메타크릴레이트의 70 몰% 비율로 부가중합하였다.
가교제(Nippon polyurethan 社, 제품명 Coronate L)를 상기 아크릴계 단량체 대비 1 중량부 첨가하고 광개시제 (IGM 社 제품명 Irgacure 184) 2중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
<기재가 부착된 요철 흡수층 G>
기재가 부착된 요철 흡수층의 복합 필름으로써 두께 50㎛ 의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 위에 요철 흡수층으로 두께 200㎛ 의 폴리 에틸렌비닐 아세테이트(EVA) 수지 (VA 함량 28%)로 이루어진 수지층을 T다이 공법으로 압출하여 약 200㎛ 두께로 라미네이트 시켜 총 두께 250㎛의 필름을 제조하였다.
실시예 1. 실시예 1의 보호테이프 제조
기재가 부착된 요철흡수층 G의 표면에 코로나 처리를 실시하고 제조된 E1 혼합액을 콤마 코터를 이용하여 복합 필름 위에 직접 코팅을 통해 도포하고 건조하여 도막 두께가 20㎛가 되도록 코팅하여 점착층 면에 두께 40㎛의 무처리 폴리에틸렌 필름을 첩부하여 보호 테이프를 제조하였다.
실시예 2. 실시예 2의 보호테이프 제조
기재가 부착된 요철흡수층 G의 표면에 코로나 처리를 실시하고 제조된 E2 혼합액을 콤마 코터를 이용하여 복합 필름 위에 직접 코팅을 통해 도포하고 건조하여 도막 두께가 20㎛가 되도록 코팅하여 점착층 면에 두께 40㎛의 무처리 폴리에틸렌 필름을 첩부하여 보호 테이프를 제조하였다.
실시예 3. 실시예 3의 보호테이프 제조
기재가 부착된 요철흡수층 G의 표면에 코로나 처리를 실시하고 제조된 E3 혼합액을 콤마 코터를 이용하여 복합 필름 위에 직접 코팅을 통해 도포하고 건조하여 도막 두께가 20㎛가 되도록 코팅하여 점착층 면에 두께 40㎛의 무처리 폴리에틸렌 필름을 첩부하여 보호 테이프를 제조하였다.
비교예 1. 비교예 1의 보호테이프 제조
기재가 부착된 요철흡수층 G의 표면에 코로나 처리를 실시하고 제조된 F1 혼합액을 콤마 코터를 이용하여 복합 필름 위에 직접 코팅을 통해 도포하고 건조하여 도막 두께가 20㎛가 되도록 코팅하여 점착층 면에 두께 40㎛의 무처리 폴리에틸렌 필름을 첩부하여 보호 테이프를 제조하였다.
비교예 2. 비교예 2의 보호테이프 제조
기재가 부착된 요철흡수층 G의 표면에 코로나 처리를 실시하고 제조된 F2 혼합액을 콤마 코터를 이용하여 복합 필름 위에 직접 코팅을 통해 도포하고 건조하여 도막 두께가 20㎛가 되도록 코팅하여 점착층 면에 두께 40㎛의 무처리 폴리에틸렌 필름을 첩부하여 보호 테이프를 제조하였다.
비교예 3. 비교예 3의 보호테이프 제조
기재가 부착된 요철흡수층 G의 표면에 코로나 처리를 실시하고 제조된 F3 혼합액을 콤마 코터를 이용하여 복합 필름 위에 직접 코팅을 통해 도포하고 건조하여 도막 두께가 20㎛가 되도록 코팅하여 점착층 면에 두께 40㎛의 무처리 폴리에틸렌 필름을 첩부하여 보호 테이프를 제조하였다.
비교예 4. 비교예 4의 보호테이프 제조
기재가 부착된 요철흡수층 G의 표면에 코로나 처리를 실시하고 제조된 F4 혼합액을 콤마 코터를 이용하여 복합 필름 위에 직접 코팅을 통해 도포하고 건조하여 도막 두께가 20㎛가 되도록 코팅하여 점착층 면에 두께 40㎛의 무처리 폴리에틸렌 필름을 첩부하여 보호 테이프를 제조하였다.
[표 1]
상기 표 1에서 실시예 1 내지 3의 조성물은 신율이 30% 이상이고 최대 인장 하중 (C) / 최대변위(D) 의 비율이 1 미만으로 점착층의 깨짐이 발생하지 않았고 요철 추종성이 우수하고 요철 주변부의 잔류물이 전혀 남지 않았다.
이는 요철 흡수층의 녹는점 이상의 온도에서 매립화될 때 점착층이 요철의 형태를 추종하는 것을 효과적으로 유지하고 있으며 과도한 밀착이 발생하지 않고 에너지선 조사 후 웨이퍼로부터 보호 필름을 박리시 효과적으로 제거되는 우수한 성능을 보였다.
한편, 비교예 1 및 2에서는 일체형 점착제가 아닌 에너지선 경화물질을 별로도 첨가함으로써 점착층내 점성이 증가하여 매립성이 향상되나 지나친 점성의 증가로 인해 요철 주위부로 점착층이 파고들어 잔류물이 발생하고 에너지선 경화시 점착층의 망상구조가 지나치게 많이 형성되어 보호 필름의 점착층 표면에서 깨짐 현상이 발생하는 것을 볼 수 있고, 보호 필름을 웨이퍼로부터 박리할 때 요철 부위에 끼임에 의해 박리성이 저해되고 보호 필름이 갖는 반발력으로 인해 박리가 어려워지는 것을 확인할 수 있다.
비교예 3에서는 아세트산 비닐 모노머를 도입하지 않을 경우, 요철 추종성은 양호하였으나 과도한 밀착이 발생하여 요철 주변부에 오염을 유발하였고 에너지선 조사 후 일부 깨짐 현상이 관찰되었다.
비교예 4에서는 녹는점 이상의 온도에서 웨이퍼 표면의 요철을 추종할 때 과도하게 도입된 아세트산 비닐 모노머에 의해서 점착층이 탄성이 증가하여 요철 흡수층의 추종성을 떨어뜨려 매립성에 방해가 되거나 매립 후 다시 점착층의 형태가 복원되어 매립성이 나빠지는 결과를 보여주었다.
110: 박리재
111: 점착층
112: 요철 흡수층
113: 기재필름층

Claims (12)

  1. 기재 필름;
    기재 필름의 일면에 적용된 요철흡수층; 및
    요철흡수층의 반대면에 적용된 점착층; 을 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트로서,
    상기 점착층은 비닐 아세테이트를 3 내지 15%로 함유하고,
    상기 점착층은 에너지선에 의해 경화되고, 경화 후 점착층의 최대 인장 하중(C)에 대한 최대변위(D)의 비인 C/D가 0 N/mm 초과 1 N/mm 미만인 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요철흡수층은 녹는점이 30 내지 70℃인 수지를 포함하는 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름은 두께가 25 내지 100㎛이고,
    기재 필름의 반대면에 적용된 요철흡수층; 및
    기재 필름의 반대면에 적용된 요철흡수층의 반대면에 적용된 점착층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 점착층은 광개시재를 추가로 더 포함하고,
    광개시재는 아크릴계 단량체 대비 0.1 내지 5 중량부로 포함하고,
    점착층이 요철흡수층의 반대면에 도포되어 반도체 웨이퍼의 패턴면에 적용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  5. 제4항에 있어서
    상기 점착층의 두께가 200㎛일 때 에너지선에 의한 경화 후 파단신도가 30% 이상인 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  6. 제1항에 있어서
    상기 요철흡수층의 두께가 10 내지 600㎛인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기재 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴레부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리이미드(PI), 폴리에터설폰(PES), 폴리에터에터케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리우레탄(PU)으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 요철흡수층은 폴리에틸렌비닐아세테이트를 포함하는 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 점착층은 일체형 점착제를 포함하고, 에너지선 경화물질을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 일체형 점착제는 관능기를 갖는 모노머 (a), 반응성 모노머(b) 및 주쇄 모노머(c)를 포함하며,
    관능기를 갖는 모노머 (a)는 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 크로톤산 및 이타콘산을 포함하는 군으로 부터 선택되는 어느 하나 이상이며,
    반응성 모노머(b)는 (메타)아크릴로일옥시에틸이소시아네이트, (메타)아크릴로일옥시프로필이소시아네이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 히드록시(메타)아크릴산, 히드록시글리시딜(메타)아크릴레이트, 아민(메타)아크릴산 및 아민글리시딜(메타)아크릴레이트를 포함하는 군으로 부터 선택되는 어느 하나 이상이며,
    주쇄 모노머(c)는 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 아크릴산, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 스타이렌 모노머, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 데실아크릴레이트, 비닐아세테이트를 포함하는 군으로 부터 선택되는 어느 하나 이상인 것인,
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  11. 제1항에 있어서, 점착층의 반대면에 적용된 박리재를 더 포함하고,
    상기 박리재는 점착층을 반도체 웨이퍼의 패턴면에 적용하기 전에 박리되어 제거되는 것인, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착시트가 50㎛ 이상의 돌기를 갖는 반도체 웨이퍼에 적용되는 단계;
    회로가 형성된 반도체 이면을 연삭하는 단계; 및
    에너지선을 조사하고 점착시트를 웨이퍼로부터 탈리하는 공정을 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호 방법,
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