KR20040041666A - 반도체 웨이퍼 고정용 어셈블리 시스템 및 반도체 웨이퍼제조 방법 - Google Patents
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Abstract
개시된 것은 웨이퍼를 가공하는데 적합한 반도체 웨이퍼 고정용 어셈블리 시스템이며, 시스템은 (a) 홀딩 블럭; (b) 반도체 웨이퍼; 및 (c) 세라믹 블럭 및 반도체 웨이퍼 사이에 위치하는 접착제 조성물을 포함하며, 여기서, 접착제 조성물은 물; 하나 이상의 이형제 및 하나 이상의 수지를 포함하고, 여기서, 접착제 조성물은 반도체 웨이퍼보다 홀딩 블럭에 더 강하게 접착된다. 또한 개시된 것은 반도체 웨이퍼를 가공하는 방법이며, (a) 홀딩 블럭을 제공하는 단계; (b) 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계; (c) 홀딩 블럭 또는 반도체 웨이퍼의 한쪽면을 전술한 수성 접착제 조성물로 코팅하는 단계; (d) 반도체 웨이퍼의 한쪽면을 코팅된 홀딩 블럭에 또는 반도체 웨이퍼의 코팅된 면을 홀딩 블럭에 접촉시키는 단계; (e) 반도체 웨이퍼의 다른 면을 폴리싱하는 단계; 및 (f) 코팅된 세라믹 홀딩 블럭으로부터 반도체 웨이퍼를 제거하는 단계를 포함한다.
Description
현대의 전자장치를 제조하는데 가장 빈번히 사용되는 집적칩은 작고, 깨지기 쉬운 실리콘 웨이퍼로부터 만들어진다. 웨이퍼 표면의 결점은 최종 집적칩의 전기적 성능에 악영향을 미칠 수 있기 때믄에, 이런 웨이퍼는 편평하고, 오염이 없고, 거울같은 표면으로 가공되는 것이 필수적이다.
통상적으로, 기질 웨이퍼는 다이아몬드 날의 단결정 규소봉(diamond-sawing single crystal silicon rods)에 의해 잘려진다. 안전한 구조적 집적성의 집적칩을 확보하기 위해, 절단 과정동안 생성된 결정 표면의 거친 부분이 먼저 제거될 필요가 있다.
흠이 없는 표면을 얻기 위한 첫번째 작업을 "래핑(lapping)"이라 한다. 래핑 작업은 굵은 알루미나 또는 탄화규소 연마제 입자와 같은 굵은 연마제를 사용한다. 래핑은 절단 작업으로부터 유래한 거친 표면 결점을 제거한다. 래핑은 또한 표면에편평성과 평행성을 제공한다.
래핑 작업 후에, 남아있는 표면의 결점을 제거하기 위해 일련의 폴리싱(polishing)단계가 진행된다. 폴리싱 작업 동안, 다수의 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)는, 각각의 개별 웨이퍼를 수동으로 폴리싱할 필요성을 없애기 위해, 주형 어셈블리에 의해서 또는 접착제 물질에 의해서 통상적으로 비세라믹(즉, 금속) 또는 세라믹 담체 또는 폴리싱 헤드상에 실장되거나 또는 "정착(fixtured)"된다. 주형 어셈블리는 실리콘 웨이퍼를 자리에 지탱할 수 있도록 내장된 폴리우레탄 및 플라스틱 지탱 고리로 구성된다. 접착제 물질은 적절한 용매에 용해되어 있는 왁스 또는 수지일 수 있다.
그렇지만, 휘발성 유기 용매와 관련된 문제를 피하기 위해 수계 접착제 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 접착제 물질은 천연물(즉, 로진)로부터 유도되어 사용되기 때문에, 배치대 배치 편차와 관련된 불일치로 제품 편차에 대한 엄격한 조절을 유지하는 것을 어렵게 만든다. 이어서, 배치대 배치 편차는 웨이퍼 결점을 유도하는 비세라믹 또는 세라믹 담체 또는 폴리싱 헤드에 대한 반도체 웨이퍼의 접착문제를 유발시킬 수 있다. 따라서, 배치대 배치 편차로부터 유래하는 문제를 피하기 위해서는, 합성성분 또는 제품을 포함하는 접착제 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명은 수계 접착제 조성물을 제공하고 합성성분을 이용하여 전술한 문제를 회피한다.
미국특허 제5,942,445호는 절단 직후 얻어진 얇은 원형의 웨이퍼를 표면 연마에 의해 편평하게 하는 단계 및 편평해진 웨이퍼의 양면을 동시에 폴리싱하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼 제조방법을 개시한다. 이 특허는 웨이퍼와 기저판 사이에 왁스등 접착제의 존재를 개시한다.
미국특허 제5,534,053호는 정착용 접착제에 대전방지제를 첨가함으로써 처리된 실리콘 웨이퍼 및 정착용 접착제 필름 상에 정전하를 감소 또는 제거하는 방법을 개시한다.
본 발명은 반도체 웨이퍼를 가공하는데 적합한 반도체 웨이퍼 고정용 어셈블리 시스템을 제공하며 또한 반도체 웨이퍼 제조 방법을 제공한다.
발명의 개요
본 발명은 웨이퍼를 가공하는데 적합한 반도체 웨이퍼 고정용 어셈블리 시스템을 제공하며, 그 시스템은
(a) 홀딩 블럭;
(b) 반도체 웨이퍼; 및
(c) 세라믹 블럭 및 반도체 웨이퍼 사이에 개재된 수성 접착제 조성물을 포함하고, 접착제 조성물은 물; 폴리에틸렌 글리콜, 불소가 함유되지 않은 에톡실계 계면활성제, 불소화계면활성제, 및 실리콘(silicone) 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 이형제(release agent); 및 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체, 비닐아세테이트 중합체, 로진-변형된 말레인산 수지, 노보락(novolak) 수지, 및 하기의 화학식에 의해 표현되는 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함한다:
여기서, 각 R1, R2, 및 R3는 단독적으로 수소 또는 메틸이고; R은 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; 각 R4및 R5는 단독적으로 수소 또는 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; R6은 탄소원자 1 내지 20개의 히드로카르빌기이고; w, x, y, 및 z는 단독적으로 1 내지 100까지의 수이며, 여기서 접착제 조성물은 반도체 웨이퍼보다 홀딩 블럭에 더 강하게 접착된다.
본 발명은 또한 반도체 웨이퍼 제조 방법을 제공하는데, 그 방법은
(a) 홀딩 블럭을 제공하는 단계;
(b) 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계;
(c) 홀딩 블럭 또는 반도체 웨이퍼의 한쪽면을, 물; 폴리에틸렌 글리콜, 불소가 함유되지 않은 에톡실계 계면활성제, 불소화계면활성제, 및 실리콘 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 이형제; 및 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체, 비닐아세테이트 중합체, 로진-변형 말레인산 수지, 노보락 수지, 및 하기의 화학식에 의해 표현되는 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 수지를 포함하는 수성 접착제 조성물로 코팅하는 단계
(여기서, 각 R1, R2, 및 R3는 단독적으로 수소 또는 메틸이고; R은 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; 각 R4및 R5는 단독적으로 수소 또는 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; R6은 탄소원자 1 내지 12개의 히드로카르빌기이고; w, x, y, 및 z는 단독적으로 1 내지 100까지의 수이다);
(d) 반도체 웨이퍼의 한쪽면 (앞서 코팅한 면의 반대면)을 코팅된 홀딩 블럭에, 또는 반도체 웨이퍼의 코팅된 면을 코팅된 홀딩 블럭(코팅되지 않은)에 접촉시켜 반도체 웨이퍼를 코팅된 홀딩 블럭에 접착시키는 단계;
(e) 반도체 웨이퍼의 다른 면을 폴리싱하는 단계; 및
(f) 코팅된 세라믹 홀딩 블럭으로부터 반도체 웨이퍼를 제거하는 단계를 포함한다.
바람직한 구체예의 설명
하나의 구체예에서, 본 발명은 웨이퍼를 가공하는데 적합한 반도체 웨이퍼 고정용 어셈블리 시스템을 제공하는데, 그 시스템은 (a) 홀딩 블럭; (b) 반도체 웨이퍼; 및 (c) 홀딩 블럭 및 반도체 웨이퍼 사이에 개재된 접착제 조성물을 포함하며, 여기서, 접착제 조성물은 반도체 웨이퍼보다 홀딩 블럭에 더 강하게 접착된다.
홀딩 블럭
본 어셈블리 시스템의 홀딩 블럭은 바람직하게는 편평하여야 하고, 0℃ 내지 100℃의 온도 변화에 대해 뒤틀림이 없어야 하고, 그리고 신속한 가열에 대하여 순응하여야 한다. 하나의 구체예에서, 홀딩 블럭은 탄화규소, 산화아연, 산화알루미늄, 또는 이산화 티타늄과 같은 세라믹 물질로 만들어진다.
홀딩 블럭에 사용될 수 있는 비세라믹 물질의 적절한 예는 금속 및 고온 열경화성 수지, 베이클라이트(Bakelite), 고온 폴리이미드, 및 고도 가교성 폴리우레탄과 같은 다양한 중합체 유도 물질을 포함한다.
접착제 조성물
본 발명의 접착제 조성물은, 물; 폴리에틸렌 글리콜, 불소가 함유되지 않은 에톡실계 계면활성제, 불소화계면활성제, 및 실리콘 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 이형제; 및 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체, 비닐아세테이트 중합체, 로진-변형 말레인산 수지, 노보락 수지, 및 하기의 화학식에 의해 표현되는 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함한다:
여기서, 각 R1, R2, 및 R3는 단독적으로 수소 또는 메틸이고; R은 탄소원자 1내지 4개의 히드로카르빌기이고; 각 R4및 R5는 단독적으로 수소 또는 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; R6은 탄소원자 1 내지 20개, 일레로서, 탄소원자 5 내지 15개의 히드로카르빌기이고; w, x, y, 및 z는 단독적으로 1 내지 100까지의 수이며, 여기서 접착제 조성물은 반도체 웨이퍼보다 홀딩 블럭에 더 강하게 접착된다.
본원에서 사용된 "이형제 (release agent)"는 웨이퍼로 전이되는 접착제가 최소가 되도록 웨이퍼 제거를 촉진하기 위한 반도체 웨이퍼 및 접착제 조성물 사이의 계면으로 이동하는 첨가제를 의미한다.
본원에서 사용된 "히드로카르빌 치환체" 또는 "히드로카르빌기"는 본 기술 분야에서 당업자에게 잘 알려져 있는 보통의 상식으로 사용되었다. 특히, 그것은 탄소 원자가 나머지 분자에 직접 결합되고 현저한 탄화수소 특성을 갖는 기를 의미한다. 히드로카르빌 기의 예는
(1) 탄화수소 치환체, 즉, 지방족 (예컨대, 알킬 또는 알케닐), 지방족고리 (예컨대, 시클로알킬, 시클로알케닐) 치환체, 및 방향족-, 지방족-, 지방족고리-치환 방향족 치환체, 또한 분자의 다른 부분을 통해 고리가 완성되는 고리형 치환체(예컨대, 두 치환체가 함께 지방족 고리 라디칼을 형성);
(2) 치환된 탄화수소 치환체, 즉, 본 발명의 정황상, 현저한 탄화수소 치환체 (예컨대, 할로(특히 염소화 및 불소화), 히드록시, 알콕시, 머캅토, 알킬머캅토, 니트로, 니트로소, 및 설폭시)를 변형시키지 않은 비탄화수소기를 함유하는 치환체;
(3) 헤테로 치환체, 즉, 현저한 탄화수소 특성을 가지며, 본 발명의 정황상, 탄소원자로 달리 구성된 고리나 사슬에서 탄소 외에 다른 것을 포함하는 치환체. 헤테로원자는 황, 산소, 질소를 들 수 있으며, 피리딜, 퓨릴, 티에닐 및 이미다졸일과 같은 치환체를 포함한다. 일반적으로, 히드로카르빌 기에서 탄소원자 매10개마다 둘 이하, 바람직하게는 하나 이하, 비탄화수소 치환체가 존재할 것이다. 통상적으로, 히드로카르빌 기에는 비탄화수소 치환체는 없다.
하나의 구체예에서, 본 수성 접착제 조성물에 존재하는 이형제는 접착제 조성물의 0.05 중량% 내지 20 중량%, 하나의 구체예에서는, 0.1 내지 15 중량%, 그리고 하나의 구체예에서는, 0.5 중량% 내지 10 중량%의 수준으로 존재한다.
하나의 구체예에서, 본 수성 접착제 조성물에 존재하는 물은 접착제 조성물의 5 중량% 내지 95 중량%, 하나의 구체예에서는, 30 중량% 내지 90 중량%, 그리고 하나의 구체예에서는, 60 중량% 내지 80 중량%의 수준으로 존재한다.
하나의 구체예에서, 수지는 접착제 조성물의 5 내지 40 중량%, 하나의 구체예에서는, 10 중량% 내지 30 중량%, 그리고 하나의 구체예에서는, 15 중량% 내지 25 중량%의 수준으로 존재한다.
본 발명의 폴리에틸렌 글리콜은 바람직하게는 100 내지 50,000, 하나의 구체예에서 100 내지 5000, 하나의 구체예에서 5,000 내지 30,000, 및 하나의 구체예에서 100 내지 500의 범위의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는다. 그것들은 "CRISANOLTM폴리에틸렌 글리콜"이란 상품명으로 Clariant Corporation으로부터 상업적으로 구입할 수 있다. 하나의 구체예에서, 폴리에틸렌 글리콜은 접착제 조성물의 1 - 15 중량%, 및 하나의 구체예에서 4 - 10 중량%로 존재한다.
불소가 존재하지 않는 에톡실계 계면활성제는 특별히 한정하지 않는다. 몇가지 일반 예는 "NEODOLTM" 및 "TERGITOLTM"이란 이름으로 상업적으로 구입할 수 있는 것을 포함한다.
불소화 계면활성제는 이온성 및 비이온성 계면활성제를 둘다 포함하고, 퍼플루오로알킬기를 갖는 화합물을 포함한다. 하나의 구체예에서, 퍼플루오로알킬기를 갖는 화합물은 화학식 CnF2n+1X로 나타내며, 여기서 X는 S02또는 (CH2)20H이고 그리고 n은 4 내지 14이다. 비제한적인 적절한 예로는 Dupont에서 구입가능한 상품명 "ZONYL?", Dainippon Ink & Chemicals, Inc.로부터 구입가능한 상품명 "MEGAFACETM", 및 3M으로부터 구입가능한 상품명 "FLUORADTM"등의 불소화 계면활성제를 포함한다.
실리콘 중합체는 실리콘-우레탄 공중합체를 비롯한 폴리디메틸실록산(PDMS) 물질을 포함하지만, 이것으로 제한하지 않는다, 이론에 얽매이려는 의도는 없지만, 실리콘 중합체는 그것의 낮은 표면장력 때문에 표면으로 이전되어 코팅을 벗겨내는 작용을 한다고 믿어진다. "반응성" 변형된 및 "비반응성" 변형된 PDMS 중합체 둘 다 사용될 수 있다.
이론에 얽매이려는 의도는 없지만, "반응성" 변형된 PDMS 물질은 벌크 및 상하 양쪽의 결합 계면에서 덜 상이한 접착제 성질을 제공하기 위해 접착제 매트릭스에 화학적으로 결합될 수 있다고 믿어진다. "비반응성" 변형된 PDMS 물질은 수계 에서 사용하기 위해 제한된 수용해도를 갖는 알콕실레이트-변형된 PDMS를 포함한다.
이론에 얽매이려는 의도는 없지만, 실리콘우레탄 공중합체(디메틸실록산 단위로 만들어진 폴리우레탄 공중합체)는 상분리 없이 실리콘의 매우 높은 방출 성질과 조합된 고온 안정성을 필름을 형성하는 우레탄의 성질에 부여한다고 믿어진다. 그런 공중합체는 Dinichiseika Color and Chemicals MFG Co. Ltd. (DNS)로부터, 및 Polyurethane Specialties Co. Inc.로부터 상업적으로 구입할 수 있다.
(메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트 중합체는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 반복 단위를 포함하는 어떤 중합체도 될 수 있다. 하나의 구체예에서, (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트 중합체는 스티렌-아크릴산 공중합체이다. 이 공중합체는 바람직하게는 500 내지 300,000의 범위이고, 하나의 구체예에서 500 내지 2500의 범위, 및 하나의 구체예에서 500 내지 50,000 범위의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는다. 그것들은, 예컨대, S.C. Johnson Polymer로부터 상품명 "JONCRYL?"로 상업적으로 구입할 수 있다. 이 JONCRYL?물질은 일반적으로 물, 수산화 암모늄 및 스티렌-아크릴산 공중합체를 포함하는 수용액이다. 하나의 구체예에서, 스티렌 아크릴산 공중합체는 접착제 조성물의 약 5 내지 40 중량%의 수준으로 접착제 조성물내에 존재한다.
폴리비닐 아세테이트는 어떤한 방식으로도 제한되지 않는다. 하나의 구체예에서, 그것은 National Starch Chemical Corporation으로부터 수성 에멀션으로 구입할 수 있다. 하나의 구체예에서, 비닐 아세테이트는 덱스트린-변형된 폴리비닐 아세테이트이다. 하나의 구체예에서, 비닐 아세테이트 중합체는 비닐알콜-비닐아세테이트 공중합체를 포함한다. 이 공중합체는 수산화 나트륨과 같은 적절한 촉매의 존재하에, 출발 폴리비닐 아세테이트를 메탄올로 부분 가수분해하여 제조할 수 있다. 비닐알콜-비닐아세테이트 공중합체는 바람직하게는 5000 내지 250,000의 범위 및 하나의 구체예에서 10,000 내지 100,000의 범위 및 하나의 구체예에서 5,000 내지 50,000 범위의 중량평균 분자량(Mw)를 갖는다. 이 공중합체들은 예컨대, Clariant Corporation으로부터 "MOWIOL?"이란 상품명으로 상업적으로 구입할 수 있다. 어떤 바람직한 Mowiol 공중합체는 Mowiol 3-83, Mowiol 8-88, Mowiol 5-72 및 Mowiol 15-20을 포함한다. 이 상품명의 첫번째 숫자는 분자량 및 점도와 관련되고,두번재 숫자는 가수분해 정도에 관련된다. 예컨대 Mowiol 3-83은 83 % 가수분해된 폴리비닐 아세테이트이고, Pw (중량 평균 중합 정도) 350을 가지며, Mowiol 8-88는 Pw 1000을 갖고 88 % 가수분해된 폴리비닐 아세테이트이다.
하기 화학식으로 표현되는 중합체는
바람직하게는 에톡실계 노닐페놀과 폴리(에틸아크릴레이트-코-메타크릴산-코-3-(1-이소시아나토-1-메틸에틸)-알파-메틸스티렌)의 첨가생성물이며, 상기 첨가생성물은하기 화학식으로 표현되고,
여기서, w, x, y, 및 z는 각각 에틸 아크릴레이트, 아크릴산, 3-(1-이소시아나토-1-메틸에틸)-알파-메틸스티렌/에톡실계 노닐페놀 첨가생성물, 및 보여지는 바와 같이 에틸렌 옥시드의 반복 단위의 수를 나타낸다. 파리미터 w, x, 및 y는 이런 중합체의 적절한 분자량 및 다양한 반복 단위의 적절한 비율을 얻도록 본 기술분야에서 당업자에 의해 변경할 수 있다. 물에서 공중합체의 25 중량% 용액은 Aldrich로부터 구입할 수 있다 (제품 번호 45,815-5; 점도 10-100 cps; bp 73℃).
본 발명의 로진-변형된 말레인산 수지는 그것의 종류에 제한이 없고, 그것의 상업적으로 구입할 수 있는 제품은 상품명 "MALKYDTM" 및 "HIPARACTM"으로 구입할 수 있는 것, 예컨대, Malkyd No.31 및 Malkyd No.32 (Arakawa Chemicals Co., Ltd.에서), Hiparac C 및 Hiparac PR (Nippon Shellac Co., Ltd.에서), Harimac 145P 및 Harimac R-120AH (Harima Chemical Industry Co., Ltd.에서) 등을 포함한다.
본 발명의 노보락 수지는 어떤 방식으로도 제한되지 않는다. 바람직한 노보락 수지는 오르소- 및 파라-크레졸로부터 만들어진 것을 포함하고, 그리고 하나의 구체예에서, 증가된 수성 염기 용해도를 제공하기 위해, 노보락 수지는 폴리히드록시계 페놀계 수지가 선호된다.
접착제 조성물은 반도체 웨이퍼보다 홀딩 블럭에 더 강하게 접착된다. 이는홀딩 블럭과 접착제 조성물 사이의 접착력이 반도체 웨이퍼와 접착제 조성물 사이의 접착력보다 더 강하다는 것을 의미한다.
본 발명의 수성 접착제 조성물은 또한 임의의 성분을 포함할 수 있다. 어떤 바람직한 성분은 2 내지 5 탄소원자를 갖는 알콜, 수산화 암모늄 수용액 및 살생제(biocide) 조성물을 포함한다. 적절한 알콜의 예는 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올 (이소프로판올), 1- 및 2-부탄올, 및 1-, 2-, 및 3-펜탄올을 포함하며, 이소프로판올이 가장 바람직하다. 하나의 구체예에서, 수산화 암모늄은 0.5 중량% 내지 60 중량% 희석 용액이다. 살생제 조성물의 예는 디메틸옥사졸리딘 (예컨대 4,4-디메틸옥사졸리딘) 및 3,4,4-트리메틸옥사졸리딘과 같은 화합물을 포함한다. 하나의 구체예에서, 살생제 조성물은 수성 접착제 조성물의 0.05 중량% 내지 1 중량% 수준으로 존재한다.
본 발명은 또한 반도체 웨이퍼 제조 방법을 제공하는데, 그 방법은
(a) 홀딩 블럭을 제공하는 단계;
(b) 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계;
(c) 홀딩 블럭 또는 반도체 웨이퍼의 한쪽면을 전술한 수성 접착제 조성물로 코팅하는 단계;
(d) 반도체 웨이퍼의 코팅된 면을 홀딩 블럭(코팅되지 않은)에 또는 코팅된 홀딩 블럭을 반도체 웨이퍼의 한쪽 면(앞서 코팅한 면의 반대면)에 접촉시켜 반도체 웨이퍼가 코팅된 홀딩 블럭에 접착되는 단계;
(e) 반도체 웨이퍼의 다른 코팅되지 않은 면을 폴리싱하는 단계; 및
(f) 코팅된 세라믹 홀딩 블럭으로부터 반도체 웨이퍼를 제거하는 단계를 포함한다.
하나의 구체예에서, 단계(d)에 앞서, 코팅된 홀딩 블럭 또는 코팅된 반도체 웨이퍼를 80 - 95 ℃의 온도로, 및 하나의 구체예에서, 90 - 95 ℃의 온도로 가열한다.
하기의 특정 실시에는 본 발명의 조성물을 제조하는 방법 및 이용하는 방법의 상세한 설명을 제공할 것이다. 그러나 이 실시예들은 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 한정하거나 또는 제한하는 것으로 의도되어서는 안되며, 본 발명을 실시하기 위하여 배타적으로 사용되어야만 하는 조건, 파라미터 또는 값을 제공하는 것으로 해석되어서는 안된다. 특별한 언급이 없는 한, 모든 부(parts) 및 퍼센트는 중량기준이다.
실시예 1
하기의 접착제 조성물은 어떤 통상적 조성을 나타낸다. 모든 무게는 그램이다. 하기의 표 1 및 2는 비닐알콜-비닐아세테이트 공중합체 수지를 갖는 몇가지 조성을 나타낸다.
표 1
표 2
하기의 표 3 및 4는 스티렌-아크릴산 공중합체 수지를 갖는 몇가지 조성을 나타낸다.
표 3
표 4
하기의 표 5는 에톡실계 노닐페놀과 폴리(에틸 아크릴레이트-코-메타크릴산-코-3-(1-이소시아나토-1-메틸에틸)-알파-메틸스티렌)의 첨가생성물을 갖는 일부 조성을 나타낸 것이다.
표 5
*또한 2.45% Aquanol P-1 (수성 비닐알콜-비닐아세테이트 공중합체) 및0.22% 수성 NH40H 포함.
1Clariant Corporation의 비닐아세테이트-비닐알콜 공중합체;
2폴리에틸렌 글리콜; 분자량은 표시된대로 (200, 300, 10,000);
3Angus Chemical Co.의 살생제 조성물; 4, 4-디메틸옥사졸리딘; 3,4,4-트리메틸옥사졸리딘; 2-아미노-2-메틸-1-프로판올;
4Dai Nippon International Corporation의 퍼플루오로알킬기를 포함하는 불소화계면활성제;
5Shin-Etsu의 실리콘 폴리에톡실레이트;
6Union Carbide의 노닐페놀 폴리에톡실레이트; (대안적으로, Union Carbide의 "Surfynol 440", 선형 에톡실레이트가 사용될 수 있다).
7S. C. Johnson Polymer의 스티렌-아크릴산 공중합체 수용액 및 수산화 암모늄 용액;
83M의 퍼플루오로알킬기를 포함하는 불소화계면활성제;
9Aldrich의 에톡실계 노닐페놀과 폴리[에틸아크릴레이트-코-메타크릴산-코-3-(1-이소시아나토-1-메틸에틸)-알파-메틸스티렌]의 첨가생성물; (Cat.No. 45,815-5)
실시예 2
홀딩 블럭과 세라믹 웨이퍼에 접착제 조성물을 적용하기 위한 기본 공정:
접착제 조성물은 스프레이, 퍼들(puddle) 코팅 또는 다른 용매계 분배방법을 사용하여 스핀 코팅에 의해 홀딩 블럭에 적용한다. 코팅된 홀딩 블럭은 핫 플레이트, 적외선 가열기 또는 강제 열공기 건조기에서 블럭을 가열(90 - 95 ℃)하여 건조시킨다. 폴리싱되지 않은 웨이퍼를 웨이퍼 상에 가온 코팅된 블럭을 가압하는 것에 의하여 접착제에 접착시켰다. 웨이퍼/접착제/홀딩 블럭의 "샌드위치"를 냉각시키는 동안 어셈블리에 압력을 걸어주거나 또는 시스템에 진공을 걸어주는 것에 의해 접착이 보조되었다.
냉각된 웨이퍼는 본 기술 분야에서 당업자에게 공지된 폴리싱용 연마제를 포함하는 수성 슬러리에 의하여 폴리싱하였다. 이것은 수정, 경석, 탄화규소 등 또는 그것의 혼합물을 포함할 수 있지만 이것만으로 한정하는 것은 아니다. 웨이퍼는 목적하는 표면 폴리싱이 얻어질 때까지 일련의 미세한 폴리싱제로 폴리싱하였다.
폴리싱된 웨이퍼/접착제/홀딩 블럭 배열은 냉수로 린싱하고 회전에 의하여 공기건조시켰다. 폴리싱된 웨이퍼는 홀딩 블럭에 대부분 접착된 채 남아있는 접착제로부터 웨이퍼를 분리함으로써 최종적으로 제거되었다. 분리는 웨이퍼와 접착제 사이의 계면에 블레이드 하나 또는 여러개의 블레이드를 적용하는 것 및 웨이퍼를 형태변형이나 깨짐 없이 깨끗하게 분리할 수 있는 충분한 힘을 가하는 것에 의해 수행될 수 있다. 웨이퍼의 폴리싱되지 않은 면에 부착된 채 남아 있는 어떠한 접착제라도 적절한 클리닝 액으로 제거/세척될 수 있다.
상기 언급한 모든 문헌은 본원에서 참고문헌에 의하여 인용하였다. 실시예, 또는 명백히 언급한 것을 제외하고, 본 명세서에서 특정하는 물질의 양, 반응조건, 분자량, 탄소원자의 수 등 모든 숫자적 표현은 "약"이란 단어에 의하여 변형된 것으로 이해되어야 한다.
본 발명이 그것의 바람직한 구체예에 관련하여 설명하였지만, 그 자체의 다양한 변형은 본 명세서를 읽은 본 기술분야의 당업자에게 명백할 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본원에 개시된 발명은 첨부된 청구항의 범위에 속하는 그런 변형을 포괄하고자 하는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (23)
- 반도체 웨이퍼를 가공하는데 적합한 반도체 웨이퍼 고정용 어셈블리 시스템으로서,(a) 홀딩 블럭;(b) 반도체 웨이퍼; 및(c) 홀딩 블럭 및 반도체 웨이퍼 사이에 개재된 수성 접착제 조성물을 포함하며, 상기 접착제 조성물은 물; 폴리에틸렌 글리콜, 불소가 함유되지 않은 에톡실계 계면활성제, 불소화계면활성제, 및 실리콘 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 이형제(release agent); 및 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체, 비닐아세테이트 중합체, 로진-변형 말레인산 수지, 노보락 수지, 및 하기의 화학식에 의해 표현되는 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함하고,여기서, 각 R1, R2, 및 R3는 단독적으로 수소 또는 메틸이고; R은 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; 각 R4및 R5는 단독적으로 수소 또는 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; R6은 탄소원자 1 내지 20개의 히드로카르빌기이고;w, x, y, 및 z는 단독적으로 1 내지 100까지의 수이며; 여기서, 접착제 조성물은 반도체 웨이퍼보다 홀딩 블럭에 더 강하게 접착되는 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 이형제가 접착제 조성물의 약 0.05 중량% 내지 약 20 중량%의 수준으로 존재하는 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 수지는 접착제 조성물의 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 수준으로 존재하는 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 물은 접착제 조성물의 약 5 중량% 내지 약 95 중량%의 수준으로 존재하는 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 불소화계면활성제는 퍼플루오로알킬기를 갖는 화합물이고, 그 화합물은 화학식 CnF2n+1X로 나타내며, 여기서, X는 S02또는 (CH2)20H이고; 그리고 n은 약 4 내지 14인 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체는 스티렌-아크릴산 공중합체인 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 비닐 아세테이트 중합체는 비닐알콜-비닐아세테이트 공중합체인 것인 어셈블리 시스템.
- 제7항에 있어서, 비닐알콜-비닐아세테이트 공중합체는 약 5,000 내지 약 250,000의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 접착제 조성물은 2 내지 5개의 탄소원자를 갖는 알콜, 수산화 암모늄 수용액 및 살생제(biocide) 조성물 중 하나 이상의 성분을 더 포함하는 것인 어셈블리 시스템.
- 제9항에 있어서, 알콜은 이소프로판올인 것인 어셈블리 시스템.
- 제9항에 있어서, 살생제 조성물은 디메틸옥사졸리딘 및 3,4,4-트리메틸옥사졸리딘으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 이형제는 폴리에틸렌 글리콜이고, 수지는 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체인 것인 어셈블리 시스템.
- 제12항에 있어서, (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체는 스티렌-아크릴산 공중합체인 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 이형제는 폴리에틸렌 글리콜이고, 수지는 비닐 아세테이트 중합체인 것인 어셈블리 시스템.
- 제14항에 있어서, 비닐 아세테이트 중합체는 비닐아세테이트-비닐알콜 공중합체인 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 접착제 조성물은, 약 5 중량% 내지 약 95 중량%의 물, 약 100 내지 5000의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 약 0.05 중량% 내지 약 20 중량%의 폴리에틸렌 글리콜, 및 약 500 내지 약 50,000의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 스티렌-아크릴산 공중합체를 포함하는 것인 어셈블리 시스템.
- 제16항에 있어서, 스티렌-아크릴산 공중합체는 약 500 내지 약 2500의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 접착제 조성물은, 약 5 중량% 내지 약 95 중량%의 물, 약 100 내지 5000의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 약 0.05 중량% 내지 약 20 중량%의 폴리에틸렌 글리콜, 약 500 내지 50,000의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 비닐알콜-비닐아세테이트 공중합체, 및 디메틸옥사졸리딘 및3,4,4-트리메틸옥사졸리딘을 포함하는 0.05 중량% 내지 1 중량%의 살생제 조성물을 포함하는 것인 어셈블리 시스템.
- 제1항에 있어서, 홀딩 블럭은 세라믹 홀딩 블럭인 것인 어셈블리 시스템.
- 제19항에 있어서, 세라믹 홀딩 블럭은 탄화규소, 산화아연, 산화알루미늄, 또는 이산화 티타늄 물질을 포함하는 것인 어셈블리 시스템.
- 반도체 웨이퍼의 제조 방법으로서,(a) 홀딩 블럭을 제공하는 단계;(b) 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계;(c) 상기 홀딩 블럭을 수성 접착제 조성물로 코팅하는 단계로서, 접착제 조성물은 물; 폴리에틸렌 글리콜, 불소가 함유되지 않은 에톡실계 계면활성제, 불소화계면활성제, 및 실리콘 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 이형제; 및 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체, 비닐아세테이트 중합체, 로진-변형 말레인산 수지, 노보락 수지, 및 하기의 화학식에 의해 표현되는 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함하고,여기서, 각 R1, R2, 및 R3는 단독적으로 수소 또는 메틸이고; R은 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; 각 R4및 R5는 단독적으로 수소 또는 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; R6은 탄소원자 1 내지 20개의 히드로카르빌기이며; w, x, y, 및 z는 단독적으로 1 내지 100까지의 수인 단계;(d) 반도체 웨이퍼의 한쪽면을 코팅된 홀딩 블럭에 접촉시켜 반도체 웨이퍼를 코팅된 홀딩 블럭에 접착키는 단계;(e) 반도체 웨이퍼의 다른 면을 폴리싱하는 단계; 및(f) 코팅된 홀딩 블럭으로부터 반도체 웨이퍼를 제거하는 단계를 포함하는 것인 반도체 웨이퍼의 제조 방법.
- 반도체 웨이퍼의 제조 방법으로서(a) 홀딩 블럭을 제공하는 단계;(b) 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계;(c) 반도체 웨이퍼의 한쪽면을 수성 접착제 조성물로 코팅하는 단계로서, 접착제 조성물은 물; 폴리에틸렌 글리콜, 불소가 함유되지 않은 에톡실계 계면활성제, 불소화계면활성제, 및 실리콘 중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 이형제; 및 (메트)아크릴산 또는 (메트)아크릴레이트계 중합체, 비닐아세테이트 중합체, 로진-변형 말레인산 수지, 노보락 수지, 및 하기의 화학식에 의해 표현되는중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함하며,여기서, 각 R1, R2, 및 R3는 단독적으로 수소 또는 메틸이고; R은 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; 각 R4및 R5는 단독적으로 수소 또는 탄소원자 1 내지 4개의 히드로카르빌기이고; R6은 탄소원자 1 내지 20개의 히드로카르빌기이며; w, x, y, 및 z는 단독적으로 1 내지 100까지의 수인 단계;(d) 단계(c)에서 반도체 웨이퍼의 코팅된 면을 홀딩 블럭에 접촉시켜 반도체 웨이퍼를 코팅된 홀딩 블럭에 접착시키는 단계;(e) 반도체 웨이퍼의 다른 코팅되지 않은 면을 폴리싱하는 단계; 및(f) 코팅된 홀딩 블럭으로부터 반도체 웨이퍼를 제거하는 단계를 포함하는 것인 반도체 웨이퍼의 제조 방법.
- 제21항에 있어서, 단계(d)에 앞서, 단계(c)의 코팅된 홀딩 블럭을 80 - 95 ℃의 온도로 가열하는 것인 제조 방법.
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