KR20120104450A - 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물 - Google Patents

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KR20120104450A
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Abstract

본 발명은, 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물, 웨이퍼 가공 필름 및 반도체 웨이퍼 가공 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 다이싱 공정 또는 백그라인딩 공정 등의 반도체 웨이퍼 가공 공정에서, 피착체인 웨이퍼에 대한 박리력을 효과적으로 감소시킬 수 있어서, 공정 효율을 높이고, 웨이퍼의 휘어짐이나 균열과 같은 손상을 방지할 수 있는 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물, 웨이퍼 가공 필름 및 반도체 웨이퍼 가공 방법을 제공할 수 있다.

Description

웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물{Pressure-sensitive adhesive composition for a film used for processing wafer}
본 발명은, 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물, 웨이퍼 가공 필름 및 반도체 웨이퍼 가공 방법에 관한 것이다.
웨이퍼 가공 필름은, 다이싱(dicing)이나 백그라인딩(back grinding) 등의 웨이퍼 가공 공정에서 웨이퍼를 고정하기 위하여 사용하는 점착 필름이다. 이러한 웨이퍼 가공 필름은, 웨이퍼 가공 공정에서 웨이퍼를 임시적으로 고정하고, 가공 공정이 종료된 후에 웨이퍼로부터 박리 제거되는 것이 일반적이다. 전자 제품이나 가전 제품의 소형화 및 경량화가 급격히 진행되면서, 반도체 패키지에 포함되는 웨이퍼의 대구경화와 박형화에 대한 요구가 증가하고, 이에 따라 웨이퍼 가공 필름의 물성도 중요해지고 있다.
본 발명은 본 발명은, 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물, 웨이퍼 가공 필름 및 반도체 웨이퍼 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 아크릴 중합체 및 광감응성 가스 발생제를 포함하는 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물에 관한 것이다.
본 문서에서 웨이퍼 가공 필름은, 다이싱이나 백그라인딩과 같은 웨이퍼 가공 과정에서 웨이퍼를 임시적으로 고정하거나, 상기 웨이퍼의 보호 또는 보강을 위하여 사용되는 점착 필름을 의미한다.
상기 아크릴 중합체는 유리전이온도(Tg: glass transition temperature)가 -50℃ 내지 15℃인 것이 바람직하다. 아크릴 중합체의 유리전이온도가 -50℃ 미만이면, 박리 속도에 따라서, 박리력이 크게 증가하게 된다. 이에 따라, 웨이퍼 가공 과정에서 웨이퍼 가공 필름을 박리하는 통상적인 박리 속도에서의 박리력이 지나치게 높아져서, 박리 과정에서 웨이퍼의 손상이 발생할 우려가 있다. 또한, 아크릴 중합체의 유리전이온도가 15℃를 초과하면, 반도체 웨이퍼에 대한 젖음성의 저하 및 들뜸 현상이 발생할 우려가 있다.
또한, 상기 아크릴 중합체는 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)이 5만 내지 100만인 것이 바람직하다. 본 문서에서 용어 「중량평균분자량」은, GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미한다. 또한, 본 문서에서는 특별하게 달리 규정하지 않는 한, 용어 분자량은 중량평균분자량을 의미한다. 아크릴 중합체의 분자량이 5만 미만이면, 점착제의 응집력 저하로 인해 전사로 인한 오염이 발생할 우려가 있고, 100만을 초과하면, 점착 특성이 저하될 우려가 있다.
상기 아크릴 중합체로는, 전술한 물성을 만족하는 것이라면, 점착제의 제조 시에 사용되는 일반적인 중합체를 모두 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 중합체는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 90 중량부 내지 99.9 중량부; 및 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 0.1 중량부 내지 10 중량부를 중합된 형태로 포함할 수 있다.
(메타)아크릴산 에스테르 단량체로는, 예를 들면, 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있고, 점착제의 응집력이나 유리전이온도 또는 점착성을 고려하여, 탄소수가 1 내지 14인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이러한 단량체의 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 상기 중 1종 또는 2종 이상이 중합체에 포함될 수 있다.
가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체는, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체와 공중합될 수 있고, 공중합된 후에 중합체 사슬의 측쇄 또는 말단에 가교성 관능기를 제공할 수 있는 단량체를 의미하고, 상기에서 가교성 관능기의 예로는, 히드록시기, 카복실기, 아미드기, 글리시딜기 또는 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 점착 수지의 제조 분야에서는 목적하는 가교성 관능기를 가지는 다양한 공중합성 단량체가 알려져 있으며, 이러한 단량체는 모두 본 발명에서 사용될 수 있다. 이러한 단량체로는, 예를 들면, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산, 말레산 무수물, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있고, 상기 중 1종 또는 2종 이상이 중합체에 포함되어 있을 수 있다.
아크릴 중합체는, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 90 중량부 내지 99.9 중량부 및 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 0.1 중량부 내지 10 중량부를 중합된 형태로 포함할 수 있다. 이러한 중량 비율에서 점착제의 초기 접착력, 내구성, 점착성 및 응집력 등을 탁월하게 유지할 수 있다. 본 문서에서는 단위 중량부는 각 성분간의 중량의 비율을 의미한다.
아크릴 중합체에는 필요에 따른 다른 공중합성 단량체가 중합된 형태로 포함되어 있을 수 있다. 이러한 공중합성 단량체로는, 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시되는 단량체가 사용될 수 있고, 이는 유리전이온도를 조절하거나, 중합체에 다양한 기능성을 부여하기 위하여 사용될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 식에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬을 나타내고, R4는 시아노; 알킬로 치환 또는 비치환된 페닐; 아세틸옥시; 또는 COR5를 나타내며, 이 때 R5는 알킬 또는 알콕시 알킬로 치환 또는 비치환된 아미노 또는 글리시딜옥시를 나타낸다.
상기 식의 R1 내지 R5의 정의에서 알킬 또는 알콕시는 탄소수 1 내지 8의 알킬 또는 알콕시를 의미하며, 바람직하게는 메틸, 에틸, 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시이다.
상기 화학식 1의 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴로니트릴, N-메틸 (메타)아크릴아미드 또는 N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드와 같은 질소계 단량체; 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트와 같은 (메타)아크릴산 에스테르; 또는 비닐 아세테이트와 같은 카복실산의 비닐 에스테르 등의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학식 1의 단량체는, 약 20 중량부 이하의 비율로 중합체에 포함될 수 있고, 이에 따라 상기 단량체의 사용에 따른 점착제의 유연성이나 박리력의 저하를 방지할 수 있다.
상기와 같은 아크릴 중합체는 통상의 방식으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 필요한 단량체를 목적하는 비율에 따라 혼합한 단량체 혼합물을 용액 중합(solution polymerization), 광중합(photo polymerization), 괴상 중합(bulk polymerization), 현탁 중합(suspension polymerization) 또는 유화 중합(emulsion polymerization) 등의 통상의 중합 방식으로 중합시켜 제조할 수 있고, 이 경우, 필요에 따라서 적절한 중합 개시제나 사슬 이동제가 함께 사용될 수도 있다.
상기 점착제 조성물은, 광감응성 가스 발생제를 포함한다. 용어 「광감응성 가스 발생제」는, 예를 들면, 자외선(UV) 등과 같이, 소정 파장 범위의 전자기파에 노출되면 가스를 발생시킬 수 있는 물질을 의미한다.
광감응성 가스 발생제로는, 예를 들면, 디아조 화합물 또는 옥심(oxime) 화합물을 사용할 수 있고, 구체적으로는 200 nm 내지 400 nm 파장의 광의 조사 시에 가스를 발생시킬 수 있는 디아조 화합물 또는 옥심 화합물을 사용할 수 있다. 디아조 화합물은 분자 구조 중에 서로 결합되어 있는 두 개의 질소 원자를 포함하는 화합물이며, 200 nm 내지 400 nm의 파장의 조사 시에 질소(N2) 가스를 생성할 수 있고, 옥심 화합물은, 200 nm 내지 400 nm의 파장의 조사 시에 이산화탄소(CO2) 가스를 배출할 수 있다.
상기 화합물 중 디아조 화합물을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 디아조 화합물로는, 예를 들면, 디아조퀴논(di-azo-quinone) 화합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 2-디아조나프톨술폰산 또는 2-디아조나프톨술폰산의 에스테르 등을 사용할 수 있고, 상기에서 에스테르로는, 하나 이상의 페놀성 수산기를 함유하는 방향족 화합물과의 에스테르를 들 수 있으며, 구체적으로는 노볼락 화합물, 2,3,4-트리히드록시 벤조페논 또는 2,3,4,4'-테트라히드록시 벤조페논 등과의 에스테르를 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 상기 광감응성 가스 발생제로는, 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산, 노볼락 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트, 2,3,4-트리히드록시 벤조페논 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트 또는 2,3,4,4'-테트라히드록시 벤도페논 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트 등의 1종 또는 2종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
점착제 조성물은, 상기 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 내지 30 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 내지 15 중량부의 광감응성 가스 발생제를 포함할 수 있다. 광감응성 가스 발생제의 함량을 상기 범위로 제어함으로 해서, 반도체 가공 공정에서 탁월한 박리 특성을 확보할 수 있다. 그러나, 상기 가스 발생제의 함량은 예시적인 것이고, 가스 발생제의 함량은 분자 당 생성할 수 있는 가스의 양이나, 목적하는 박리 특성 등을 고려하여, 적절히 변경할 수 있다.
점착제 조성물은 또한 다관능성 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 다관능성 가교제는 사용량에 따라 점착제의 점착 특성을 조절할 수 있으며, 경우에 따라서는 아크릴 중합체 내에 포함되어 있는 가교성 관능기와 반응하여, 점착제의 응집력을 향상시키는 작용을 할 수 있다.
다관능성 가교제로도, 이 분야에서 공지되어 있는 통상적인 가교제가 사용될 수 있고, 그 예로는, 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 또는 금속 킬레이트 가교제 등을 들 수 있다.
이소시아네이트 가교제로는, 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등과 같은 디이소시아네이트 화합물이나, 상기 디이소시아네이트 화합물을 폴리올과 반응시킨 유형의 가교제를 예시할 수 있고, 상기에서 폴리올로는 트리메틸롤 프로판 등을 예시할 수 있다. 또한, 에폭시 가교제로는, 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 트리글리시딜 에테르, 트리메틸롤프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N'.N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 또는 글리세린 디글리시딜 에테르 등이 예시될 수 있고, 아지리딘 가교제로는, N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌멜라민, 비스이소프탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 또는 트리-1-아지리디닐 포스핀 옥시드 등이 예시될 수 있으며, 금속 킬레이트 가교제로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 또는 바나듐과 같은 다가 금속의 일종 또는 이종 이상이 배위되어 있는 아세틸 아세톤 또는 아세토아세트산 에틸 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다관능성 가교제는 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 가교제의 함량이 0.1 중량부보다 작으면, 점착제의 응집력이 떨어져서 고온 또는 고습 조건 하에서 응집 파괴가 일어날 우려가 있고, 10 중량부를 초과하면, 층간 박리나 들뜸 현상이 발생하는 등 내구신뢰성이 저하되거나, 또는 상용성이나 유동성이 감소될 우려가 있다.
점착제 조성물은 또한, 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위 내에서, 점착성 부여 수지, 개시제, 저분자량체, 에폭시 수지, 경화제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 소포제, 계면 활성제, 발포제, 유기염, 증점제 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택된 일종 또는 이종 이상의 첨가제를 적절히 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 기재; 및 상기 기재의 일면 또는 양면에 형성되고, 아크릴 중합체 및 광감응성 가스 발생제를 포함하는 점착제층을 가지는 웨이퍼 가공 필름에 관한 것이다.
도 1은 상기 가공 필름을 예시적으로 나타낸 것이고, 기재(20)상에 점착제층(10)이 형성되어 있는 필름을 나타내는 단면도이다.
웨이퍼 가공 필름의 기재로는 예를 들면, 23?, 바람직하게는 20℃ 내지 25℃, 보다 바람직하게는 15℃ 내지 30℃의 온도에서 측정된 인성 수치(toughness)가 240 Kg?mm 미만, 바람직하게는 내지 210 Kg?mm 이하, 보다 바람직하게는 50 Kg?mm 내지 150 Kg?mm인 필름 또는 시트를 사용할 수 있다.
용어 「인성(toughness) 수치」는 인장 시험을 통해 측정되는 필름의 물성으로서, 그 강성과 연성의 정도를 나타내는 수치이다. 인성 수치는, 예를 들면, 하기 방법으로 측정할 수 있다. 우선, 인성 수치를 측정할 시편을 제작한다. 이 때 시편은, 예를 들면, 필름 형상을 가지고, 세로의 길이가 15 mm이고, 가로의 길이가 15 mm일 수 있다. 상기 시편의 크기는 테스트 시 시편의 고정을 위해 테이핑되는 부분을 제외한 크기를 의미한다. 시편의 세로 방향을 인장 시험기의 방향과 직교하는 방향으로 설치 및 고정하고, 시편의 세로 방향으로 180 mm/min 내지 220 mm/min, 바람직하게는 200 mm/min의 인장 속도로 인장하면서, 시편이 절단될 때까지의 거리(distance)에 따라 측정된 하중(force) 그래프를 작성한다. 작성된 그래프에 시편의 넓이 및 두께를 적용하여 연신율(elongation) 및 인장 강도(tensile strength)의 그래프(X축: elongation, Y축: tensile strength)를 작성하고, 작성된 그래프를 적분하여, 그 면적을 계산함으로써 시편의 인성 수치를 측정할 수 있다.
기재의 인성 수치를 240 Kg?mm 미만으로 조절하여, 기재의 탄성률 및 절단성을 적절하게 유지할 수 있다. 또한, 기재의 쿠션성을 우수하게 유지하여, 웨이퍼 가공 공정에서 가해지는 스트레스를 완화시키고, 가공 정밀도를 높이고, 웨이퍼를 효과적으로 보호할 수 있다.
기재는 또한 웨이퍼 가공 공정의 효율성을 고려하여, -10℃ 내지 100℃의 온도, 바람직하게는 약 20℃의 온도에서 1 × 107 Pa 내지 1 × 109 Pa의 저장 탄성률을 가질 수 있다.
기재의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 합성 고무, 합성 수지 또는 천연 수지 등의 소재를 사용하여 제조된 필름 또는 시트를 사용할 수 있다. 기재의 구체적인 예로는, PE(poly(ethylene)) 또는 PP(poly(propylene)) 시트 등의 올레핀 시트; EVA(ethylene vinyl acetate) 시트; 에틸렌과 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트의 공중합체 시트; 에틸렌과 α-올레핀의 공중합체 시트; 프로필렌과 α-올레핀의 공중합체 시트; PET(poly(ethylene terephthalate)) 또는 PBT(poly(butylenes terephthalate)) 등의 폴리에스테르 시트; PVC(poly(vinyl chloride)) 시트, 엘라스토머 시트 또는 우레탄 시트 등의 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다. 상기에서 2종 이상의 기재란, 전술한 각 기재가 이종 이상 적층되어 이루어지거나, 또는 상기 중 2 이상의 수지의 블렌드물로부터 제조되는 필름 또는 시트를 의미할 수 있다. 상기 기재는, 이 분야에서 공지된 일반적인 방법에 의해 제조할 수 있으며, 대표적인 제조 방법의 예로는, T-다이 압출법, 인플레이션법 또는 카렌다법 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
기재의 두께는 그 용도에 따라 적절히 선택되는 것으로 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 바람직하게는 50 ㎛ 내지 300 ㎛의 범위 내에서 적절하게 조절될 수 있다.
기재에는 또한 점착제층과의 밀착성 향상의 관점에서 프라이머 처리 또는 코로나 처리 등과 같은 표면 처리가 되어 있을 수 있으며, 공정의 효율성을 위하여 적절한 색상이 부여되어 있을 수도 있다.
상기 기재의 일면 또는 양면에 형성되는 점착제층은 이미 기술한 점착제 조성물을 경화시켜 형성할 수 있다. 상기에서 경화는 전자기파의 조사나 적정 온도에서의 유지 등의 공정을 통하여, 점착제 조성물이 점착 특성을 발현할 수 있는 상태로 변화되는 과정을 의미한다.
점착제층을 형성하는 구체적인 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 전술한 점착제 조성물을 기재에 도포 및 경화시키는 방식이나, 점착제 조성물을 박리성 기재에 도포 및 경화시켜 점착제층을 형성하고, 기재에 전사하는 방법을 사용할 수도 있다. 기재 또는 박리성 기재의 표면에 점착제 조성물을 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 바 코트, 나이프 코트, 롤 코트, 스프레이 코트, 그라비어 코트, 커튼 코트, 콤마 코트 또는 립 코트 등의 수단을 사용하여 수행할 수 있다. 또한, 점착제 조성물을 경화시키는 방법 역시 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 열경화 또는 광경화 방식을 채용할 수 있다.
상기 점착제층의 형성 단계에서 적절한 건조 및 숙성 과정을 거쳐, 점착제층의 가교 구조를 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 점착제층 내에서 아크릴 중합체는 다관능성 가교제에 의해 가교된 상태로 존재할 수 있다. 가교 구조의 조절을 통하여, 탄성을 가지고, 응집력이 강한 점착제층을 얻을 수 있으며, 이에 따라 필름의 내구신뢰성 등의 점착물성과 절단성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 필름의 점착제층은 80% 내지 99%의 가교 밀도를 가지는 것이 바람직하다. 가교 밀도가 80% 미만이면, 점착제층의 응집력이 저하되고, 점착제층 성분이 웨이퍼 등으로 전사되어 잔사가 남게 될 우려가 있다. 또한, 점착제층의 가교 밀도가 99%를 초과하면, 박리력이 저하되어 웨이퍼 가공 시 수 분사에 의한 수침이 발생할 우려가 있다.
상기에서 가교 밀도는 하기 일반식 1로 측정한 수치이다.
[일반식 1]
가교 밀도 = B/A × 100
상기 일반식 1에서, A는 경화된 점착제 조성물의 질량을 나타내고, B는, 상기 질량 A의 경화 후 점착제 조성물을 상온에서 에틸 아세테이트에 48 시간 침적시킨 후에 채취한 불용해분의 건조 질량을 나타낸다.
상기와 같은 점착제층의 두께는 0.5 ㎛ 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 내지 30 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 점착제층의 두께가 상기 범위를 벗어나는 경우 균일한 점착제층을 얻기 어려워 필름의 물성이 불균일해 질 우려가 있다.
상기 필름은 또한 점착제층으로의 이물 유입의 방지 등의 관점에서, 점착제층 상에 부착된 박리 필름을 추가로 포함할 수 있다. 도 2은 하나의 예시적인 필름을 나타내는 도면이고, 기재(20)의 일면에 점착제층(10)이 형성되고, 상기 점착제층(10) 상에 박리 필름(30)이 형성된 경우를 나타낸다. 박리 필름으로는, 예를 들면 PET 필름과 같은 폴리에스테르 필름이나 올레핀 필름의 일면 또는 양면을 실리콘 또는 알키드 계열의 이형제로 이형 처리한 필름을 사용할 수 있다. 박리 필름의 두께는 용도에 따라 적절히 설정되는 것으로 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 10 ㎛ 내지 70 ㎛의 범위에서 적절히 선택될 수 있다.
본 발명은 또한, 반도체 웨이퍼에 상기 웨이퍼 가공 필름을 부착하는 단계; 웨이퍼 가공 필름이 부착된 반도체 웨이퍼를 가공하는 단계; 및 웨이퍼 가공 필름에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 방법에 관한 것이다.
상기 방법에서는, 예를 들면, 프레스 방식이나 핫 롤 라미네이트 방식으로 필름을 웨이퍼에 부착하고, 웨이퍼 가공 공정을 수행한다. 상기 웨이퍼 가공 공정의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 대표적인 예로는 다이싱 공정 또는 백그라인딩 공정을 들 수 있다. 다이싱 공정 또는 백그라인딩 공정이 수행되는 조건은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 통용되는 조건을 적절히 채용하면 된다.
상기 가공 공정 후에, 점착제층으로 자외선을 조사한다. 상기 점착제층은 광감응성 가스 발생제를 포함하고, 이에 따라 자외선의 조사에 의해 점착제층의 내부에서 가스가 발생한다. 점착제층의 부피는 발생되는 가스에 의해 팽창되게 되고, 이에 따라 웨이퍼와 점착제층의 박리력이 효과적으로 감소하여, 이어지는 박리 공정이 효과적으로 수행될 수 있다.
자외선 조사 조건은 점착제층 내에 포함된 발생제가 충분한 기체를 발생시켜, 박리력이 효과적으로 저하될 수 있을 정도라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 파장이 200 nm 내지 400 nm이고, 광량 5 mW/cm2 내지 200 mW/cm2인 자외선을 약 5초 내지 60초, 바람직하게는 약 10초 내지 30초 동안 조사할 수 있다.
상기 방법에서는, 자외선의 조사 후에 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 가공용 필름으로부터 박리하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
자외선 조사 공정을 거치게 되면, 점착제층은 부피 팽창에 수반하여, 웨이퍼에 대한 접착력이 감소하게 되고, 이에 따라 웨이퍼로부터의 보호 필름의 박리 공정을 용이하게 진행할 수 있다.
본 발명에서는 다이싱 공정 또는 백그라인딩 공정 등의 반도체 웨이퍼 가공 공정에서, 피착체인 웨이퍼에 대한 박리력을 효과적으로 감소시킬 수 있어서, 공정 효율을 높이고, 웨이퍼의 휘어짐이나 균열과 같은 손상을 방지할 수 있는 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물, 웨이퍼 가공 필름 및 반도체 웨이퍼 가공 방법을 제공할 수 있다.
도 1 및 2는 예시적인 웨이퍼 가공 필름의 단면도를 나타내는 도면이다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
제조예 1. 아크릴 중합체의 제조
에틸헥실 아크릴레이트(EHA) 65 중량부, 에틸 아크릴레이트(EA) 15 중량부, 메틸 아크릴레이트(MA) 17.5 중량부 및 히드록시에틸 아크릴레이트(HEA) 2.5 중량부를 용제에 희석시키고, 적정 조건에서 중합시켜, 유리전이온도가 -36.2℃이며, 분자량이 80만이고, 분자량 분포(PDI)가 3.12이며, 고형분 함량이 20%인 아크릴 중합체를 제조하였다.
실시예 1.
제조된 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여, 에틸 아세테이트에 10 중량%의 농도로 희석된 노볼락 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트(MIPHOTOPAC 100, 미원사(제)) 1 중량부 및 이소시아네이트계 가교제 0.5 중량부를 첨가하고, 300 rpm 내지 400 rpm의 조건으로 1시간 동안 배합하여 코팅액을 제조하였다. 제조된 코팅액을 두께가 38㎛인 PET 이형 필름 상에 건조 후 두께가 10㎛가 되도록 코팅하고, 110℃의 온도에서 3분 동안 건조하였다. 이어서, 건조된 코팅층을 두께가 80 ㎛인 PET 필름에 전사하고, 40℃에서 24 시간 동안 숙성시켜, 웨이퍼 가공 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 12 및 비교예 1
코팅액의 제조 시에 성분을 하기 표 1 및 2와 같은 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 웨이퍼 가공 필름을 제조하였다.

 실시예
2 3 4 5 6 7
아크릴 중합체 100 100 100 100 100 100
이소시아네이트가교제 0.5 0.7 1.0 1.5 0.7 0.7
광감응성
가스발생제		 A1 5.0 1.0 1.0 1.0 - -
A2 - - - - 10.0 5.0
A1: 노볼락 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트(MIPHOTOPAC100)
A2: 2,3,4,4'-테트라히드록시 벤도페논 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트(MIPHOTOPAC435)

실시예 비교예
8 9 10 11 12 1
아크릴 중합체 100 100 100 100 100 100
이소시아네이트가교제 0.7 0.7 1.0 1.5 1.0 0.5
광감응성
가스발생제		 A1 - - - - - -
A2 10.0 5.0 10.0 10.0 5.0 -
A1: 노볼락 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트(MIPHOTOPAC100)
A2: 2,3,4,4'-테트라히드록시 벤도페논 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트(MIPHOTOPAC435)
1. UV 조사 전 박리력 측정
실시예 또는 비교예에서 제조된 웨이퍼 가공 필름을 폭이 25 mm이고, 길이가 10 cm가 되도록 재단하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편을, 표면에 폴리이미드층이 1 ㎛의 두께로 형성되어 있는 웨이퍼에 상온에서 라미네이션하였다. 라미네이션된 상태를 20분 동안 유지하고, 인장 시험기를 사용하여, 300 m/min의 박리 속도 및 90도의 박리 각도로 웨이퍼 가공 필름을 박리하면서 박리력을 측정하였다.
2. UV 조사 후 박리력 측정
UV 조사 전 박리력의 측정 시와 동일한 시편의 점착제층에, 수은 램프를 사용하여, UV-A 영역의 자외선을 15초 동안 조사(100 mW/cm2)하고, UV 조사 전 박리력의 측정 시와 동일한 방식으로 박리 강도를 측정하였다.
측정된 결과를 하기 표 3에 정리하여 기재하였다.
UV 조사 전 박리력(단위: g/25mm) UV 조사 후 박리력(단위: g/25mm)
실시예 1 597 483
실시예 2 563 523
실시예 3 398 363
실시예 4 218 199
실시예 5 143 159
실시예 6 763 49
실시예 7 778 461
실시예 8 812 94
실시예 9 768 35
실시예 10 515 186
실시예 11 167 130
실시예 12 155 86
비교예 1 653 663
10: 기재
20: 점착제층
30: 박리 필름

Claims (20)

  1. 아크릴 중합체 및 광감응성 가스 발생제를 포함하는 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합체는 유리전이온도가 -50℃ 내지 15℃인 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합체는 중량평균분자량이 5만 내지 100만인 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합체는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 90 중량부 내지 99.9 중량부; 및 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체 0.1 중량부 내지 10 중량부를 중합된 형태로 포함하는 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 가교성 관능기가 히드록시기, 카복실기, 아미드기, 글리시딜기 또는 이소시아네이트기인 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 광감응성 가스 발생제가 디아조 화합물 또는 옥심 화합물인 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 광감응성 가스 발생제가 디아조퀴논 화합물인 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 광감응성 가스 발생제가 2-디아조나프톨술폰산 또는 2-디아조나프톨술폰산의 에스테르인 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 광감응성 가스 발생제가, 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산, 노볼락 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트, 2,3,4-트리히드록시 벤조페논 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트 및 2,3,4,4'-테트라히드록시 벤도페논 2-디아조-1-나프톨-5-술포네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 광감응성 가스 발생제는 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 내지 30 중량부로 포함되는 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 다관능성 가교제를 추가로 포함하는 웨이퍼 가공 필름용 점착제 조성물.
  12. 기재; 및 상기 기재의 일면 또는 양면에 형성되고, 아크릴 중합체 및 광감응성 가스 발생제를 포함하는 점착제층을 가지는 웨이퍼 가공 필름.
  13. 제 12 항에 있어서, 기재는 23℃에서의 인성 수치가 240 Kg?mm 미만인 웨이퍼 가공 필름.
  14. 제 12 항에 있어서, 기재는 두께가 10 ㎛ 내지 500 ㎛인 웨이퍼 가공 필름.
  15. 제 12 항에 있어서, 점착제층은 두께가 0.5 ㎛ 내지 50 ㎛인 웨이퍼 가공 필름.
  16. 제 12 항에 있어서, 점착제층상에 형성된 이형 필름을 추가로 포함하는 웨이퍼 가공 필름.
  17. 반도체 웨이퍼에 제 12 항에 따른 웨이퍼 가공 필름을 부착하는 단계; 웨이퍼 가공 필름이 부착된 반도체 웨이퍼를 가공하는 단계; 및 웨이퍼 가공 필름에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 반도체 웨이퍼 가공 단계가 다이싱 단계 또는 백그라인딩 단계인 반도체 웨이퍼 가공 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 자외선 조사 단계에서 파장이 200 nm 내지 400 nm이고, 광량이 5 mW/cm2 내지 200 mW/cm2인 자외선을 5초 내지 60초 동안 조사하는 반도체 웨이퍼 가공 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 자외선의 조사 후에 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 가공용 필름으로부터 박리하는 단계를 추가로 수행하는 반도체 웨이퍼 가공 방법.
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