JP7058841B2 - バックグラインドテープ - Google Patents

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Description

［関連出願との相互引用］
本出願は、２０１８年１月２２日付韓国特許出願第１０－２０１８－０００７９６３号および２０１９年１月８日付韓国特許出願第１０－２０１９－０００２４５９号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれている。
本発明は、バックグラインドテープに関する。
最近、電子機器の小型化、高機能化、大容量化の傾向が拡大しており、これに伴う半導体パッケージの高密度化、高集積化に対する必要性が急激に大きくなっている。これを反映して半導体チップの大きさがますます大きくなっており、同時にチップの厚さは薄くなっており、回路の集積度は高まっている。しかし、半導体チップ自体のモジュラスは低くなって製造工程や最終製品の信頼性に問題を引き起こしている。
このような半導体の大型化および薄型化の要求に応じて、ウェハー後面を微細なダイヤモンド粒子で構成された研磨ホイールで研磨してチップの厚さを薄くすることによって組み立てを容易にする研削（Ｂａｃｋ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）工程が必須として行われるが、前記研削工程中に多量のシリコン残余物（Ｄｕｓｔ）およびパーティクル（Ｐａｒｔｉｃｌｅ）による汚染と亀裂の発生のようなウェハーの損傷が頻繁に発生している。これにより、半導体ウェハー表面保護用粘着フィルムまたはバックグラインドテープ（Ｂａｃｋ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ Ｔａｐｅ）の役割がさらに重要視されている。
半導体素子がより小型化および薄型化されることによりウェハー（ｗａｆｅｒ）を従来よりさらに薄い厚さまで研削する工程が求められ、これにより、ウェハーを１００μｍ内外の厚さに研削する工程で使う粘着フィルムを５０μｍ内外の厚さにウェハーを研削する工程に適用する場合、粘着テープのクリープ変形（ｃｒｅｅｐ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が高く、研削以後にダイのアラインメントが歪むなどの問題が生じ得る。
本発明は、薄い厚さを有するウェハーを研削する工程に容易に適用されることができ、粘着テープのクリープ変形（ｃｒｅｅｐ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を低い水準に維持して研削以後にダイのアラインメントが歪むなどの問題を防止できるバックグラインドテープを提供する。
また、本発明は前記バックグラインドテープを利用したウェハーの研削方法を提供する。
本明細書においては、高分子基材；および粘着層；を含み、前記粘着層はガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位を３０～６０重量％含む（メタ）アクリレート樹脂を含み、前記粘着層のガラス転移温度が－２０℃～１０℃であるバックグラインドテープが提供される。
また、本明細書においては、前記バックグラインドテープを利用したウェハーの研削方法が提供される。
以下、発明の具体的な実施形態によるバックグラインドテープおよびウェハーの研削方法についてより具体的に説明する。
本明細書において、（メタ）アクリレートはアクリレート［ａｃｒｙｌａｔｅ］および（メタ）アクリレート［（ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ］をいずれも含む意味である。
前述したように、発明の一実施形態によれば、高分子基材；および粘着層；を含み、前記粘着層はガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位を３０～６０重量％含む（メタ）アクリレート樹脂を含み、前記粘着層のガラス転移温度が－２０℃～１０℃であるバックグラインドテープが提供され得る。
本発明者らは高分子基材および粘着層を含むバックグラインドテープに関する研究を行い、前記粘着層が、ガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位を３０～６０重量％含む（メタ）アクリレート樹脂を含み、－２０℃～１０℃のガラス転移温度を有し、５０μｍ内外の薄い厚さを有するウェハーを研削する工程に容易に適用され得、粘着テープのクリープ変形（ｃｒｅｅｐ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を低い水準に維持して研削以後にダイのアラインメントが歪むなどの問題を防止できることを実験により確認して発明を完成した。
より具体的には、前記粘着層が－２０℃～１０℃のガラス転移温度を有することによって９０℃で２０，０００Ｐａの力を加える時のクリープ（ｃｒｅｅｐ）変形が１０～３０％であり得る。９０℃で２０，０００Ｐａの力を加える条件はバックグラインド工程で裏面研削時に研磨ホイールによって受ける水平方向の力に対応され得、前記粘着層が前記条件で１０～３０％のクリープ（ｃｒｅｅｐ）変形を有することによってバックグラインド工程後ダイのアラインメントが歪むことを防止することができる。
前記粘着層に対して９０℃で２０，０００Ｐａの力を加える時のクリープ（ｃｒｅｅｐ）変形が１０％未満であれば、粘着層のモジュラスが高いため付着安定性が低下して工程中に脱着され得る。また、前記粘着層に対して９０℃で２０，０００Ｐａの力を加える時のクリープ（ｃｒｅｅｐ）変形が３０％超えると、粘着層のモジュラスが低いためダイのアラインメントが歪んだり半導体回路面に粘着剤の残渣が生じたりし得る。
前記クリープ（ｃｒｅｅｐ）変形は、所定の材料に一定の力を長時間加える時の時間による材料の変形を意味し、時間が経つほど変形度も増加する傾向を示す。
前記実施形態のバックグラインドテープは、上述した粘着層を含んで低い水準のクリープ変形率を示し得、これにより、バックグラインド工程（ｂａｃｋｇｒｉｎｄｉｎｇ）でバックグラインドテープが付着した半導体ウェハーに力が加えられても粘着層の変形がそれほど大きくなく、バックグラインド工程（ｂａｃｋｇｒｉｎｄｉｎｇ）中にウェハーに加えられる力によるダイシフト（ｄｉｅ－ｓｈｉｆｔ）の発生を抑制することができる。
前記粘着層は、ガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位を３０～６０重量％含む（メタ）アクリレート樹脂を含むことによって－２０℃～１０℃のガラス転移温度を有し得る。より具体的には、ガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーは０℃～１００℃のガラス転移温度を有し得る。
前記ガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーの具体的な例としては、メチルアクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート（ｉｓｏｂｏｒｎｙｌ （ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、およびシクロヘキシル（メタ）アクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ （ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）からなる群より選ばれた１種以上の化合物が挙げられる。
また、前記（メタ）アクリレート樹脂は、前記ガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位とともに、炭素数２～１２のアルキル基を有する（メタ）アクリレート系繰り返し単位または架橋性官能基を含有した（メタ）アクリレート系繰り返し単位をさらに含み得る。
具体的には、前記（メタ）アクリレート樹脂はガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位３０～６０重量％；および炭素数２～１２のアルキル基を有する（メタ）アクリレート系繰り返し単位または架橋性官能基を含有した（メタ）アクリレート系繰り返し単位４０～７０重量％を含み得る。
前記炭素数２～１２のアルキル基を有する（メタ）アクリレート系繰り返し単位は、ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ－オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレートまたはデシル（メタ）アクリレートからなる群より選ばれた１種以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位であり得る。
前記架橋性官能基を含有した（メタ）アクリレート系繰り返し単位の具体的な例としてはヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素を含む官能基などを含有した（メタ）アクリレート系繰り返し単位が挙げられ、前記架橋性官能基を含有した（メタ）アクリレート系繰り返し単位は前記架橋性官能基を含有した（メタ）アクリレート系単量体に由来し得る。
この時ヒドロキシル基含有（メタ）アクリレート系単量体の例としては、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートまたは２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどが挙げられ、カルボキシル基含有（メタ）アクリレート系単量体の例としては、（メタ）アクリル酸などが挙げられ、窒素を含む官能基を含有した（メタ）アクリレート系単量体の例としては（メタ）アクリロニトリル、Ｎ－ビニルピロリドンまたはＮ－ビニルカプロラクタムなどが挙げられるが、これに制限されるものではない。
前記で（メタ）アクリレート樹脂は、重量平均分子量が１０万～１５０万、好ましくは２０万～１００万であり得る。前記（メタ）アクリレート樹脂の重量平均分子量が１０万未満であれば、コーティング性または凝集力が低下し、剥離時に被着体に残余物が残ったり、または粘着剤破壊現象が起きる恐れがある。また、前記（メタ）アクリレート樹脂の重量平均分子量が１５０万を超えると、粘度が高いため希釈溶剤を過量投入しなければならずコーティング性が低下し得る。
一方、前記粘着層は、紫外線硬化型粘着剤または熱硬化型粘着剤を含み得る。紫外線硬化型粘着剤を使用する場合には紫外線を照射し、粘着剤の凝集力およびガラス転移温度を上げて粘着力を低下させ、熱硬化型粘着剤の場合は温度を加えて粘着力を低下させる。
前記（メタ）アクリレート系樹脂にはまた相容性などのその他機能性向上の観点から、酢酸ビニル、スチレンまたはアクリロニトリル炭素－炭素二重結合含有低分子量化合物などがさらに含まれ得る。
前記粘着層は、多官能（メタ）アクリレート化合物をさらに含み得る。
前記多官能（メタ）アクリレート化合物は、１００～１００，０００の重量平均分子量を有し、多官能性ウレタン（メタ）アクリレートおよび多官能性（メタ）アクリレート単量体またはオリゴマーからなる群より選ばれた１種以上を含み得る。
前記重量平均分子量は、ＧＰＣ法によって測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
前記多官能（メタ）アクリレート化合物の含有量は、前記（メタ）アクリレート樹脂１００重量部に対して５重量部～４００重量部、好ましくは１０重量部～２００重量部であり得る。前記多官能（メタ）アクリレート化合物の含有量が５重量部未満であれば硬化後の粘着力低下が充分でなく、前記多官能（メタ）アクリレート化合物の含有量が４００重量部を超えると紫外線照射前の粘着剤の凝集力が不足し得る。
前記粘着層は、光開始剤をさらに含み得る。前記光開始剤の種類も特に限定されず、この分野で知られている一般的な開始剤の使用が可能であり、その含有量は前記多官能（メタ）アクリレート化合物１００重量部に対して０．０５重量部～２０重量部であり得る。前記光開始剤の含有量が０．０５重量部未満であれば、紫外線照射による硬化反応が不足し得る。前記光開始剤の含有量が２０重量部を超えると硬化過程には架橋反応が短い単位で起きたり、未反応紫外線硬化型化合物が発生して被着体の表面残渣の原因になるか硬化後の剥離力が過度に低くなる。
前記粘着層は、イソシアネート系化合物、アジリジン系化合物、エポキシ系化合物および金属キレート系化合物からなる群より選ばれた１種以上の架橋剤をさらに含み得る。
前記架橋剤は、前記多官能（メタ）アクリレート化合物１００重量部に対して２重量部～４０重量部、好ましくは２重量部～２０重量部の量で含まれ得る。前記含有量が２重量部未満であれば、粘着剤の凝集力が不足する恐れがあり、２０重量部を超えると、紫外線照射前の粘着力が不足し得る。
前記粘着層は、ロジン樹脂、テルペン（ｔｅｒｐｅｎｅ）樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂および脂肪族芳香族共重合石油樹脂からなる群より選ばれた１種以上の粘着付与剤をさらに含み得る。
前記粘着層を形成する粘着剤組成物を塗布および乾燥する方法は、特に限定されず、例えば前記それぞれの成分を含む組成物をそのまま、または適宜の有機溶剤に希釈してコンマコーター、グラビアコーター、ダイコーターまたはリバースコーターなどの公知の手段で塗布した後、６０～２００℃の温度で１０秒～３０分間溶剤を乾燥させる方法を用いることができる。また、前記過程では粘着剤の十分な架橋反応を進行させるためのエイジング（ａｇｉｎｇ）工程を追加的に行うこともできる。
前記粘着層の厚さは大きく限定されるものではないが、例えば５μｍ～３００μｍ、または１０μｍ～１００μｍの範囲であり得る。
一方、前記高分子基材が具体的に限定されるものではなく、例えば前記高分子基材は、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、低密度ポリエチレン、線状ポリエチレン、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、ポリプロピレンのランダム共重合体、ポリプロピレンのブロック共重合体、ホモポリプロピレン、ポリメチルペンテン（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－メチルメタクリレート共重合体、エチレン－アイオノマー共重合体、エチレン－ビニルアルコール共重合体およびポリブテン、スチレンの共重合体からなる群より選ばれた１種以上の高分子樹脂を含み得る。
前記高分子基材の厚さは大きく限定されるものではないが、例えば１０μｍ～５００μｍの範囲であり得る。
一方、発明の他の実施形態によれば、前記バックグラインドテープを利用したウェハーの研削方法が提供され得る。
前記バックグラインドテープを半導体ウェハーの一面に粘着させた状態で半導体のウェハーの研削工程が行われ得る。前記研削工程以後に前記バックグラインドテープに対して紫外線照射または加熱処理などを行い、これを剥離し得る。
半導体のウェハーの研削工程で前記バックグラインドテープを使う様態は大きく限定されるものではないが、例えば前記バックグラインドテープを常温で５０μｍ厚さまでハーフカットした回路面に付着した後バックグラインドテープが付着した面を真空テーブルに固定して回路面の裏面を研削し得る。そして、前記研削されたウェハーに対してバックグラインドテープにＵＶ Ａ ５００ｍＪ／ｃｍ２以上照射する方法により前記バックグラインドテープを除去し得る。
本発明によれば、薄い厚さを有するウェハーを研削する工程に容易に適用されることができ、粘着テープのクリープ変形（ｃｒｅｅｐ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を低い水準に維持して研削以後にダイのアラインメントが歪むなどの問題を防止できるバックグラインドテープと、前記バックグラインドテープを利用したウェハーの研削方法が提供されることができる。
発明を下記の実施例でより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は本発明を例示するだけであり、本発明の内容は下記の実施例によって限定されない。
［製造例：（メタ）アクリレート樹脂の製造］
製造例１
窒素ガスが還流されて温度調節が容易であるように冷却装置を設置した反応器に下記２－エチルヘキシルアクリレート（２－ＥＨＡ）２７ｇ、メチルアクリレート（ＭＡ、ガラス転移温度８６℃）４８ｇとヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）２５ｇで構成される単量体の混合物を投入した。
次いで、前記単量体混合物１００重量部を基準に連鎖移動剤（ＣＴＡ：ｃｈａｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｇｅｎｔ）であるｎ－ＤＤＭ ４００ｐｍと溶剤として酢酸エチル（ＥＡｃ）１００重量部を投入し、反応器内に酸素を除去するために窒素を注入しながら３０℃で３０分以上十分に混合した。以後温度は５０℃に上昇維持し、反応開始剤であるＶ－７０［２，２’－アゾビス（４－メトキシ－２、４－ジメチルバレロニトリル）（２，２’－Ａｚｏｂｉｓ（４－ｍｅｔｈｏｘｙ－２，４－ｄｉｍｅｔｈｙｌｖａｌｅｒｏｎｉｔｒｉｌｅ））］３００ｐｐｍの濃度を投入して反応を開始させた後２４時間重合して１次反応物を製造した。
前記１次反応物に２－メタクリロイルオキシエチルイソシアネート（ＭＯＩ）２４．６重量部（１次反応物内のＨＥＡに対して７０モル％）およびＭＯＩに対して１重量％の触媒（ＤＢＴＤＬ：ジブチル錫ジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌ ｔｉｎ ｄｉｌａｕｒａｔｅ））を配合し、４０℃で２４時間反応させて１次反応物内の重合体測鎖に紫外線硬化基を導入して（メタ）アクリレート系高分子樹脂（重量平均分子量：約９０万ｇ／ｍｏｌ）を製造した。
製造例２
２－エチルヘキシルアクリレート（２－ＥＨＡ）２７ｇヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ）２５ｇで構成される単量体の混合物を投入したことを除いては、製造例１と同様の方法で（メタ）アクリレート系高分子樹脂（重量平均分子量：約９０万ｇ／ｍｏｌ）を製造した。
［実施例および比較例：バックグラインドテープの製造］
実施例１
前記製造例１の（メタ）アクリレート系高分子樹脂１００ｇにＴＤＩ系イソシアネート硬化剤７ｇ、および光開始剤（Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４）３ｇを混合して粘着剤組成物を製造した。前記粘着剤組成物を離型処理された厚さ３８μｍのＰＥＴに塗布し、１１０℃で３分間乾燥して厚さ２０μｍの粘着剤層（ガラス転移温度Ｔｇ－１７℃）を形成した。
比較例１
前記製造例２の（メタ）アクリレート系高分子樹脂１００ｇにＴＤＩ系イソシアネート硬化剤７ｇ、および光開始剤（Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４）３ｇを混合して粘着剤組成物を製造した。前記粘着剤組成物を離型処理された厚さ３８μｍのＰＥＴに塗布し、１１０℃で３分間乾燥して厚さ２０μｍの粘着剤層（ガラス転移温度Ｔｇ－５５℃）を形成した。
［実験例］
実験例１：Ｃｒｅｅｐの測定方法
前記実施例および比較例の粘着剤層に対して９０℃で２０，０００Ｐａの力を加える時のクリープ（ｃｒｅｅｐ）変形を測定した。
より具体的には、前記実施例および比較例の粘着剤層を１ｍｍ以上の厚さで形成した後ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のＡＲＥＳ－Ｇ２を用いて測定した。８ｍｍ ステンレス鋼板を用いて９０℃で２０，０００Ｐａの力を１００秒間加え、粘着剤層のクリープ（ｃｒｅｅｐ）変形を測定した。
実験例２：ウェハーの研削テスト
前記実施例および比較例の粘着剤が使用されたバックグラインドテープそれぞれを利用して、５０μｍ厚さでハーフカットが実施された半導体回路面にバックグラインドテープを付着した後７８０μｍのウェハーを５０μｍ厚さまで裏面研削を実施した。ＵＶ Ａ ５００ｍＪ／ｃｍ２を照射してバックグラインドテープを除去した後にグラインド前後のダイのアラインメントを比較した。
Figure 0007058841000001
前記表１で確認されるように、実施例１のバックグラインドテープの粘着層に対して９０℃で２０，０００Ｐａの力を加える時のクリープ（ｃｒｅｅｐ）変形が２０％であり、グラインド前後にダイのアラインメントが歪まないことが確認された。
これに対して、比較例１のバックグラインドテープの粘着層に対して９０℃で２０，０００Ｐａの力を加える時、クリープ（ｃｒｅｅｐ）変形が１００％であり、グラインド前後にダイのアラインメントが歪みダイが壊れることが確認された。

Claims (9)

  1. 高分子基材；および粘着層；を含み、
    前記粘着層は、ガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位３０～６０重量％、炭素数２～１２のアルキル基を有する（メタ）アクリレート系繰り返し単位、および架橋性官能基を含有した（メタ）アクリレート系繰り返し単位を含む（メタ）アクリレート樹脂を含み、
    前記粘着層のガラス転移温度が－２０℃～１０℃である、バックグラインドテープ。
  2. 前記ガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーは、メチルアクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート（ｉｓｏｂｏｒｎｙｌ （ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）、およびシクロヘキシル（メタ）アクリレート（ｈｙｄｒｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ （ｍｅｔｈ）ａｃｒｙｌａｔｅ）からなる群より選ばれた１種以上の化合物を含む、請求項１に記載のバックグラインドテープ。
  3. 前記（メタ）アクリレート樹脂は、ガラス転移温度が０℃以上の単量体またはオリゴマーに由来した繰り返し単位３０～６０重量％；および
    炭素数２～１２のアルキル基を有する（メタ）アクリレート系繰り返し単位または架橋性官能基を含有した（メタ）アクリレート系繰り返し単位４０～７０重量％を含む、請求項１に記載のバックグラインドテープ。
  4. 前記粘着層に対して９０℃で２０，０００Ｐａの力を加える時のクリープ（ｃｒｅｅｐ）変形が１０～３０％である、請求項１～３のいずれか一項に記載のバックグラインドテープ。
  5. 前記粘着層は、多官能（メタ）アクリレート化合物をさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のバックグラインドテープ。
  6. 前記多官能（メタ）アクリレート化合物は、１００～１００，０００の重量平均分子量を有し、多官能性ウレタン（メタ）アクリレートおよび多官能性（メタ）アクリレート単量体またはオリゴマーからなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項５に記載のバックグラインドテープ。
  7. 前記粘着層は、光開始剤、
    イソシアネート系化合物、アジリジン系化合物、エポキシ系化合物および金属キレート系化合物からなる群より選ばれた１種以上の架橋剤、
    または
    ロジン樹脂、テルペン（ｔｅｒｐｅｎｅ）樹脂、フェノール樹脂、スチレン樹脂、脂肪族石油樹脂、芳香族石油樹脂および脂肪族芳香族共重合石油樹脂からなる群より選ばれた１種以上の粘着付与剤をさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のバックグラインドテープ。
  8. 前記高分子基材は、低密度ポリエチレン、線状ポリエチレン、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、ポリプロピレンのランダム共重合体、ポリプロピレンのブロック共重合体、ホモポリプロピレン、ポリメチルペンテン（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－メチルメタクリレート共重合体、エチレン－アイオノマー共重合体、エチレン－ビニルアルコール共重合体およびポリブテン、スチレンの共重合体からなる群より選ばれた１種以上の高分子樹脂を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のバックグラインドテープ。
  9. 請求項１～８のいずれか一項に記載のバックグラインドテープを利用したウェハーの研削方法。
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