KR100261618B1 - 웨이퍼를 연마하도록 보호하고 지탱시키는 웨이퍼 리테이너와, 웨이퍼 리테리너를 연마기의 기판에 접착시키고 연마기의 기판으로부터 탈착시키는 방법 - Google Patents

웨이퍼를 연마하도록 보호하고 지탱시키는 웨이퍼 리테이너와, 웨이퍼 리테리너를 연마기의 기판에 접착시키고 연마기의 기판으로부터 탈착시키는 방법 Download PDF

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Abstract

탈착이 가능하게 발포츠어(2) 표면위로 웨이퍼를 흡수할 수 있는 발포층(2) ; 발포층(2)을 연마기의 기판(7)에 접착시키기 위한 감압 접착제층(3) ; 감압 접착제층(3)에 접착되고 분리될 수 있는 릴리즈 시트(release sheet)(4)로 구성되어 있고, 이때 감압접착제층(3)은 15℃ 보다 좁은 온도범위에서 제 1차 용액전이가 일어나는 폴리머(polymer)를 포함하는 접착성분을 지닌 접착제 조성물을 포함함을 특징으로 하는 본 발명에 따른 연마된 웨이퍼를 지탱하기 위한 웨이퍼 리테이너에 관한 것이다. 따라서 본 발명은 웨이퍼 리테이너와 웨이퍼 리테이너가 기판(7)을 간편히 냉각하는 방법에 의해 기판과 접착제층(3)으로 부터 분리되고 이로인해 연마 공정후 웨이퍼 리테이너를 쉽게 교환하고 대체할수 있는 특징으로 지닌 연마기의 기판으로 부터 웨이퍼 리테이너를 접착/탈착시키는 방법을 제공한다.

Description

[발명의 명칭]
웨이퍼(wafer)를 연마하도록 보호하고 지탱시키는 웨이퍼 리테이너(wafer retainer)와, 웨이퍼 리테이너를 연마기의 기판에 접착시키고 연마기의 기판으로부터 탈착시키는 방법
[발명의 상세한 설명]
[기술적 측면]
본 발명은 워크피스(workpiece)가 연마를 목적으로 연마기의 기판(base plate)위에 놓여있을때 반도체와 같은 워크피스를 연마하도록 보호하고 지탱시키는데 사용되는 리테이너(retainer)와, 리테이너를 연마기의 기판에 접착시키고 기판으로부터 탈착시키는 방법에 관한 것이다.
[선행기술]
최근의 반도체업계에서 IC의 집적도는 비약적으로 증대되었다. 4M에서 16M로 증가하더니 현재 64M 수준으로 진행중이다.
상기 상황하에서, 고질의 표면을 가진 웨이퍼에 대한 요구가 높아졌다. IC의 집적도를 증대시키기 위해, 웨이퍼의 화학적, 전기적 특성의 향상은 차치하고, 웨이퍼 위에 기구가 구성되도록 할당되어진 최소폭의 축소가 점점 요구되어지고 있다. 과거의 0.5 마이크론과 비교해서 현재는 0.35 마이크론이 요구되는 실정이다.
이와 같은 고정밀 처리를 달성하기 위해 웨이퍼 표면의 편평함, 웨이퍼 두께의 균일성과 정확성이 더욱 엄격히 요구되고 있다. 정확히 말하자면, 최종 미러 피니싱(mirrorfinishing)과 연마 후, 전면 두께 변이(Total Thickness Variation : TTV)는 1 마이크론 이하, IC 칩 한개의 크기인 20mm 정사각형에 대한 국소두께변이(Local Thickness Variation : LTV)는 0.2 마이크론 이하일 필요가 있다.
연마 처리중의 이러한 정밀요구를 충족시키기 위하여 웨이퍼는 기판의 평면과 정확하게 평행선으로 연마기의 기판위에 설치되어야 한다. 일반적으로 다음의 두 방법이 연마기의 기판위에 웨이퍼를 설치하는데 사용되어 왔다.
방법중 하나는 용융된 왁스를 가열된 기판위에 적용하는 것이다. 웨이퍼는 왁스를 통해 기판에 고정된다.
이 방법에 따르면, 기판에 고정된 웨이퍼는 연마된다. 연마 후, 기판은 왁스를 녹이기 위해 다시 가열되고 웨이퍼는 기판으로부터 탈착된다. 그후 웨이퍼의 왁스 부착물을 제거하기 위해 웨이퍼는 유기용매로 세척된다.
이 방법은 연마된 웨이퍼의 두께 변이율이 적다는 점에서는 유리하다. 그러나, 기판을 가열하고 식히는 단계가 매 연마 전 후에 요구된다. 이것은 바람직하지 못하게 왁스를 가열해 녹이는 단계와 왁스부착물을 제거하기 위해 웨이퍼를 세척하는데 사용하는 유해한 유기용매의 사용을 필요하게 한다.
또 다른 방법은 본 발명에 기술된 웨이퍼 리테이너를 사용하는 것이다. 먼저 리테이너는 기판위에 고착되고 웨이퍼는 물과 같은 용액을 통해 리테이너의 표면에 흡수된다. 이 방법에 따르면, 웨이퍼는 연마처리중 기판에 쉽게 설치되고 탈착될 수 있어 효율을 증대시키고 자동화가 용이하다. 웨이퍼 리테이너는 일반적으로 높은 접착강도를 가진 강한 감압(感壓) 접착제(PSA ; Pressure-Sensitive Adhesive)에 의해 기판에 고정된다.
그러나 이 방법은 웨이퍼 리테이너의 외면에 형성된 접착제층이 기판에 강력하게 밀착되어서 일반적인 방법으로 웨이퍼 리테이너를 기판으로부터 탈착시키려고 할때 약 2~30kg/인치 폭 정도의 접착강도가 요구된다. 정확히 말해서, 최대 57kg의 힘이 485mm 직경의 연마기 기판으로부터 웨이퍼 리테이너를 탈착시키는데 필요하다. 그러므로 사용된 웨이퍼 리테이너를 새것으로 교체하는데 특별히 많은 양의 노력이 필요하게 된다.
그러므로 본 발명의 목적은 (1)웨이퍼가 연마될때 연마기의 기판에 강하게 안정적으로 고정하고, 탈착할때는 기판으로부터 쉽게 벗어나는 웨이퍼를 보호, 지탱하는 웨이퍼 리테이너를 제공하고, (2)웨이퍼 리테이너를 연마기의 기판에 접착시키고 기판으로부터 탈착시키는 방법을 제공하고, (3)웨이퍼 리테이너를 교환하거나 교체시에 기판과 웨이퍼 리테이너의 접착제층을 단순히 식힘으로써 연마기의 기판으로부터 쉽게 벗어나는 웨이퍼 리테이너를 제공하고, (4)웨이퍼 리테이너를 연마기의 기판에 접착시키고 기판으로부터 탈착시키는 방법을 제공하는데 있다.
[발명의 개시]
본 발명에 따르면 연마된 웨이퍼를 보호, 지탱하기 위한 웨이퍼 리테이너에는 다음과 같은 것이 포함된다: 탈착이 가능하게 발포층 표면위로 웨이퍼를 흡수할 수 있는 발포층 ; 발포층을 연마기의 기판에 접착시키기 위한 감압 접착체층 ; 감압 접착제층에 접착되고 분리될 수 있는 릴리즈 시트(release sheet) 여기서 감압접착제층은 15℃ 보다 좁은 온도범위에서 제1차 용액전이가 일어나는 폴리머 (polymer)를 포함하는 접착성분을 가지고 있다.
본 발명의 실시태양으로써, 접착제 조성물은 20℃ 이하에서 감압접착제층이 실질적으로 연마기의 기판에 비접착성을 갖고, 20℃ 이상의 온도에서 연마기의 기판에 실질적 접착성을 갖게 되는 양만큼 사이드 체인(side chain) 결정가능한 폴리머를 포함하고 있다.
본 발명의 실시태양으로써, 가이드 체인 결정가능한 폴리머는 주 성분으로써 아크릴산 에스테르 및/또는 사이드 체인으로써 탄소 10 또는 그 이상을 포함하는 스트레이트 체인(straight-chain) 알킬그룹을 지닌 메타크릴산 에스테르를 포함한다.
본 발명의 실시태양으로써, 가이드 체인 결정가능한 폴리머는 10~14개의 탄소원자를 가진 아크릴레이트(메타크릴레이트)와, 아크릴산과 1~4개의 탄소원자를 가진 아크릴레이트(메타크릴레이트)를 구성하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 단량체의 공중합체이다.
본 발명의 또다른 실시태양으로써, 공중합체는 다음과 같은 성분을 포함한다 : 40~95중량%의 10~14개의 탄소원자를 지닌 아크릴레이트(메타크릴레이트)의 ; 1~10중량%의 아크릴산 ; 및/또는 5~40중량%의 1~4개의 탄소원자를 지닌 아크릴레이트(메타크릴레이트)를 포함한다.
본 발명에 따라 연마기의 기판에 웨이퍼 리테이너를 접착시키고, 기판으로부터 탈착시키는 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다 ; 감압접착제층으로부터 웨이퍼 리테이너의 릴리즈 시트를 제거함으로써 웨이퍼 리테이너를 연마기의 기판에 접착시키고, 기판을 T1 온도로 유지하면서 웨이퍼 리테이너의 감압접착제층이 연마기의 기판에 접착케 하고, 웨이퍼 리테이너의 사용 후 기판의 온도를 T1 온도에서 T2 온도로 식혀서 T2 온도가 T1 온도보다 낮아지게 하면서 웨이퍼 리테이너를 연마기의 기판으로부터 탈착시킨다.
본 발명의 실시태양으로써, T1의 온도는 20℃ 또는 그 이상이고 T2의 온도는 20℃ 이하이다.
본 발명의 또다른 실시태양으로써, T1의 온도는 25℃ 또는 그 이상이고, T2의 온도는 20℃ 이하이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 웨이퍼 리테이너의 단면도이다.
제2a도는 백킹 필름(backing film)을 형성하기 위한 기재상(substrate)에 형성된 발포층의 상태를 나타내는 단면도이다. 제2b도는 접착필름을 보여주는 단면도이다.
제3도는 제2a도는 나타난 백킹 필름의 발포층의 표면부위가 버프(buff)된 상태를 나타내는 단면도이다.
제4도는 제3도에서 나타난 백킹 필름의 윗면에 형판(template)이 놓여진 상태를 보여주는 단면도이다.
제5도는 본 발명의 웨이퍼 리테이너가 기판에 접착된 상태를 보여주는 단면도이다.
[발명을 수행하기 위한 최상의 방법]
본 발명에 따른 연마될 웨이퍼를 보호, 지탱하는 웨이퍼 리테이너는 적어도 다음과 같은 것을 포함한다 : 탈착이 가능하게 발포층 표면위로 웨이퍼를 흡수할 수 있는 발포층 ; 발포응을 연마기의 기판에 접착시키기 위한 감압접착제 층 ; 감압접착제층에 접착되고 떼어낼 수 있는 릴리즈 시트ㆍ웨이퍼 리테이너는 상기의 세개층으로 구성될 수도 있고 부가적인 층을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 4층 웨이퍼 리테이너를 얻기 위해 발포층과 접착제층 사이에 기재 시트가 부가적으로 형성될 수도 있다.
기재 시트로써 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르이미드, 폴리우레탄과 같은 합성수지로 만든 시트가 사용될 수 있다. 예를 들어 폴리에스테르(토레이사에서 제조한 루미러)가 사용될 수 있다.
예를 들어 기재 시트에 비닐 클로라이드 폴리머, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트-비닐 알코올 삼중합체와 같은 비닐 폴리머와 우레탄 폴리머를 포함하는 폼 조성물과 디메틸포름할데히드와 같은 적당한 폼 용매를 바르고 습식응고방식에 의해 폼 조성물을 응고시킴으로써 발포층이 형성된다. 발포층의 표면지역, 특히 표면에 형성된 껍질층은 웨이퍼가 그 위로 쉽게 흡수되도록 잘 버프(buff)된다.
잡착제층은 발포층의 표층 또는 웨이퍼 리테이너가 기재를 포함할 때는 기재의 뒷표면(연마기의 기판을 마주보고 있는 표면)위에 형성된다.
접착제층은 15℃보다 좁은 온도범위에서 제 1차 용액전이가 일어나는 폴리머를 포함하는 접착조성물로 만들어진다. 접착조성물은 약 5℃와 50℃ 사이에서 제 1차 용액전이를 가진 폴리머 조성물이다. 이 전이는 15℃보다 좁은 온도, 바람직하게는 10℃보다 좁은 온도범위에서 일어난다.
폴리머의 제 1차 용액전이는 점탄성미터(viscoelasticity meter)에 의해 측정될 수 있다.
일본특허공보 평4-507425호에서 나타난 것처럼, 접착조성물은 결과로 생기는 접착제층이 약 20℃ 또는 그 이하 온도에서 기판에 실질적 비 접착성을 갖고 약 20℃ 이상 온도에서 기판에 실질적 접착성을 갖도록 사이드-체인 결정가능한 폴리머를 충분히 포함한다.
웨이퍼의 연마 중에 웨이퍼 리테이너의 온도 T1은 바람직하게는 20℃ 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 25~35℃ 사이, 가장 바람직하게는 25~30℃ 사이 이다. 기판으로부터 웨이퍼 리테이너를 탈착시 웨이퍼 리테이너의 온도 T2는 20℃ 이하, 더욱 바람직하게는 약 10~20℃사이 이다.
사이드-체인 결정가능한 폴리머로써는, 사이드-체인 결정가능 및/또는 메인-체인(main-chain)결정가능한 폴리머가 선호된다. 이 폴리머들은 온도 의존 접착특성을 나타내는 폴리머들을 포함한다. 접착조성물에 사용될 결정가능한 폴리머는 사이드-체인 결정가능한 폴리머와 메인-체인 결정가능 폴리머를 둘 다 포함할 수도 있다. 메인-체인 결정가능 폴리머가 그들의 골격 구조에 의해 결정가능한 반면에 사이드-체인 결정가능한 폴리머는 결정가능한 사이드-체인 일부분을 포함한다. 이와 같은 폴리머의 예는 싱글 스테레오레귤러 폴리올레핀 알킬 아크릴레이트와 알킬메탈크릴레이트에서 선택된 것을 포함한다.
본 발명에서 사용된 사이드-체인 결정가능 폴리머는 둘 또는 다수의 다른 고분자의 혼합물을 함유하도록 제조될 수 있다.
일반적으로 이 폴리머들은 다음 식의 단량체 단위 X를 포함한다.
Figure kpo00001
상기식에서
M은 폴리머의 메인-체인(또는 골격원자)을 형성할 수 있는 2가 그룹이고,
S는 스페이서 유니트(spacer unit),
C는 결정가능 그룹이다.
이 폴리머들은 일반적으로 적어도 약 20 Joules/g의 용융열(△Hf)를 지니고 바람직하기로는 적어도 약 40 Joules/g 이다.
폴리머는 약 50~100 중량%의 X로 표시되는 단량체 단위를 함유한다. 만약 폴릴머가 100% 이하의 X를 함유할 경우, 이것은 부가적으로 Y 또는 Z 또는 Y와 Z 모두로 표시되는 단량체 단위를 함유한다. 상기에서 Y는 어떠한 극성 또는 비극성 단량체 또는 극성, 비극성 단량체의 혼합물로써 X 또는 Z와 중합될 수 있는 것이며, Z는 극성 또는 비극성 단량체의 혼합물이다.
이러한 극성 단량체의 예는 폴리옥시알킬렌, 하이드록시에틸아크릴레이트, 아크릴아마이드와 메타크릴아마이드를 포함하는 아크릴레이트를 포함한다. 이 단량체들은 대부분의 기재에 대한 접착성을 증대시킨다.
폴리머의 골격(M으로 정의된다)은 유기구조체(지방족 또는 방향족 탄화수소, 에테르, 에스테르, 아마이드 등) 또는 무기구조체(설파이드, 포스파진, 실리콘 등)일 수 있고, 스페이서 결합은 예를 들면 에스테르, 아마이드, 탄화수소, 페닐, 에테르 또는 (예를 들면 카르복실-알킬암모니움 또는 썰포니움 또는 포스포니움, 이온페어 또는 다른 공지 이온페어) 이온염과 같은 적당한 유기 또는 무기 유니트로 이루어진 결합일 수 있다.
"S"와 "C"로 정의되는 사이드체인은 지방족 또는 방향족 또는 지방족과 방향족의 결합일수 있다. 그러나 결정화 상태를 진입할 수 있도록 하여야 한다. 일반적인 예로서는 적어도 10개 탄소원자의 선형 지방족 사이드체인, 예를 들면 C14~C22아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 아크릴아마이드 또는 메타크릴아마이드, 비닐에테르 또는 에스테르, 실록산 또는 알파올레핀 ; 적어도 6개 탄소원자를 지닌 플루오르네이티드(fluorinated) 지방족 사이드체인 ; 및 p-알킬 스틸렌 사이드체인으로서 알킬그룹은 8~24 탄소원자를 지닌 것이다.
사이드체인의 성분(moiety)의 길이는 일반적으로 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐에스테르, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, 비닐에테르와, α-올레핀 경우의 사이드체인 간의 거리보다 5배 이상 길다.
사이드체인 유니트의 양은 폴리머 볼륨의 50% 이상이고, 바람직하게는 65% 이상이다.
하나 또는 그 이상의 상기한 폴리머 타입에 첨가하여, 접착조성물은 테키화이어와 같은 (예를 들면 로진, 폴리에스테르)의 종래의 첨가제, 항산화제, 화이브로스(fibrous) 또는 논-화이브로스 필러와 착색체를 포함한다. 추가 접착제는 역시 접착제 조성물의 열민감성에 큰 영향을 주지 않는다면 접착제 조성물을 함유할 수 있다. 접착제 조성물중에 함유된 결정가능한 폴리머의 양은 바람직하기로는 약 40 중량% 내지 약 100 중량% 범위이다.
특별히 접착제 조성물에 함유된 폴리머의 예는 다음과 같다.
(1) 90-97 중량부 테트라데실 아크릴레이트와 3-10 중량부 아크릴산의 공중합체
(2) 10-60 중량부의 라우릴 아크릴레이트와 40-90 중량부의 테트라데실 아크릴레이트 및 3-10 중량부의 아크릴산의 공중합체
(3) 70-90 중량부의 테트라데실 아크릴레이트, 5-20 중량부의 부틸 아크릴레이트 및 3-10 중량부의 아크릴산의 공중합체
(4) 70-90 중량부의 헥사데실 아크릴레이트, 5-20 중량부의 부틸 아크릴레이트 및 3-10 중량부의 아크릴산의 공중합체
상기의 (1) 내지 (4)의 공중합체를 함유하는 접착제 조성물에 사용하는 적당한 온도는 다음과 같다.
(1) 약 20℃. 접착력의 급격한 저하는 약 15℃ 또는 그 이하인 경우의 온도
(2) 약 10 내지 약 20℃. 약 10℃인 경우 접착력의 급격한 저하는 약 5℃ 또는 그 이하이고, 약 20℃의 경우 접착력의 급격한 저하는 약 15℃ 또는 그 이하인 경우의 온도
(3) 약 0 내지 약 15℃. 약 0℃인 경우 접착력의 급격한 저하는 약 -5℃ 또는 그 이하이고, 약 15℃의 경우 접착력의 급격한 저하는 약 10℃ 또는 그 이하인 경우의 온도
(4) 약 15 내지 약 35℃. 약 15℃인 경우 접착력의 급격한 저하는 약 10℃ 또는 그 이하이고, 약 35℃의 경우 접착력의 급격한 저하는 약 30℃ 또는 그 이하인 경우의 온도
특별히 적당한 것은 10-14 탄소원자를 지닌 (메타)아크릴레이트, 아크릴산 및/또는 1-4 탄쇠원자를 지닌 (메타)아크릴레이트의 공중합체이고, 민감성과 점성이 잘 조화된 온도를 요한다. 상기의 공중합체는 40중량% 또는 그 이상, 바람직하기로는 45 내지 95중량%의 10-14 탄소원자를 지닌 (메타)아크릴레이트, 1 내지 10중량%, 바람직하기로는 2 내지 5중량%의 아크릴산 및/또는 5 내지 40중량%, 바람직하기로는 10 내지 35중량%의 (메타)아크릴레이트를 함유한다.
상기의 온도의존 접착특성을 나타내는 폴리머를 포함하는 접착제 조성물을 균일한 두께를 가진 접착제층을 형성하기 위해 발포층이나 기재시트에 직접 적용할 수 있다. 선택적으로 접착제 조성물이 얇은 기재시트에 얇고 균일하게 적용된 후 접착제층을 가지게 된 기재가 발포층과 함께 박막화되거나, 위에 형성된 발포층을 포함한 기재시트와 함께 박막화 될 수 있다.
접착제 조성물은 원래의 상태로 또는 에멀젼(emulsion) 또는 적당한 용매가 있는 라텍스(latex)상태로 적용될 수 있다. 폴리머와 첨가제를 형성할 수 있는 적당한 단량체들은 발포층이나 기재시트에 직접 적용될 수 있고, 가열, 라디에이션(radiation), 또는 이 분야에 능숙한 사람이라면 알 수 있는 어떤 다른 적당한 방법에 의해 건조될 수 있다.
릴리즈 시트(또는 릴리즈 필름 : release film)는 웨이퍼 리테이너가 실질적으로 사용될 때까지 접착제층이 릴리즈 시트에 의해 보호받게 하기 위해 접착제층의 노출된 표면에 접착된다.
릴리즈 시트는 예를 들어 종이와 같은 부드럽고, 얇은 필름, 폴리프로필렌 필름과 같은 플라스틱 필름, 필요하다면 릴리싱(releasing)을 용이하게 하기 위해 표면이 릴리스 에이젼트(release agent)로 처리된 금속호일(foil)로 구성된다. 특히 실리콘 처리된 폴리에스터 필름이 더스팅(dusting)특성과 부드러움의 견지에서 선호된다.
상기구조를 가진 웨이퍼 리테이너는 다음과 같은 방법으로 연마기의 기판에 접착된다. 먼저, 기판이 연마기로부터 빼내져서 닦여지고 웨이퍼 리테이너가 접착될 표면이 상온(일반적으로 약 25℃)에 노출되도록 장착면이 수평이 되도록 설치한다. 웨이퍼 리테이너는 포장에서 꺼내져서 웨이퍼 리테이너의 점착면으로부터 릴리즈 시트를 제거한 후, 점착면이 기판의 노출면과 접촉하도록 기판위에 설치한다. 이때 웨이퍼 리테이너는 리테이너의 중심부가 기판에 먼저 접착하고 리테이너의 주위를 향해 점진적으로 접착하도록, 기판에 접착되기 전 약간 구부러지는 것이 바람직하다. 그러면 압력이 어떤 적당한 방법에 의해 웨이퍼 리테이너의 전(全) 상부표면에 위로부터 골고루 적용된다. 압력은 바람직하기로는 1kg/cm2또는 그 이하이다. 압력적용의 예로써 웨이퍼 리테이너는 충분히 두꺼운 탄성재 평판으로 누를 수 있다. 가장 바람직하기로는 리테이너가 플라스틱 시트로 덮히는 것이다. 플라스틱 시트 밑의 공기는 감압을 획득하기 위해 흡인되고 이렇게 하여 웨이퍼 리테이너에 압력을 가하게 된다.
상기 처리과정을 통해 웨이퍼 리테이너 기재의 뒤쪽 표면상의 접착제층은 기판에 밀착된다. 이때에 기판에 밀착된 웨이퍼 리테이너의 접착강도는 리테이너가 기판으로부터 일반적으로 탈착될 때 나타나는 것과 같은 약 5.1 내지 7.6kg/cm (2~3kg/인치)범위이다.
상기방법으로 연마기에 웨이퍼 리테이너를 접착시키고 일련의 웨이퍼 처리 과정 후에, 웨이퍼 리테이너는 다음과 같은 방법으로 기판으로부터 탈착된다. 웨이퍼 리테이너의 뒤쪽면에 형성된 온도활성의 감압접착제의 점착성은 기판을 상온에서 약 5℃ 내린 온도, 즉 20℃로 냉각시킴으로써 급속히 저하된다. 점착강도는 약 0.51 내지 1.27kg/cm(0.2~0.5kg/인치)범위로 저하되어 웨이퍼 리테이너가 기판으로부터 쉽게 탈착되게 한다. 기판은 기판을 물이나 냉수에 담그거나, 흠뻑 적시거나, 차가운 공기에 노출시킴으로써 식혀질 수 있다.
이렇게 하여 본 발명에 따른 웨이퍼 리테이너에서 접착제층을 형성하는 접착제 조성물은 15℃보다 좁은 범위에서 제 1차 용액전이나 일어나는 폴리머를 포함한다. 온도활성의 감압접착제를 포함하는 이와 같은 접착제 조성물을 가지고, 기판에 대한 접착제층의 점착강도는 기판과 웨이퍼 리테이너를 냉각시킴으로써 훨씬 저하될 수 있다. 이렇게 하여 웨이퍼 리테이너는 한번 사용한 리테이너를 새것과 교체시, 쉽게 기판으로부터 탈착될 수 있다.
제 1차 용액전이는 점진적으로 온도를 증가시킴에 의해 폴리머의 점탄성이 측정될때 관찰했던 것처럼 유리전이점과 녹는점 사이의 중간온도에서 일어나는 온도 현상을 말한다. 온도를 임의로 정한 온도(예를 들어 2~5℃)로 변화시킴에 의해서, 폴리머는 결정체가 되던지 반대로 비결정체가 되어서 상기 기술된 기판에 대한 폴리머의 점탄성에 급격한 변화를 초래한다.
이하에서는 본 발명이 실시예를 통해서 자세히 기술될 것이다. 그러나 본 발명이 이 실시예에 국한된 것은 아니다.
[실시예 1]
제2a도에 나타난 것과 같이 조성물 I(제1도표에 나타난 조성물을 갖고 있다)은 폴리에스터 필름 1(토레이사에서 제조한 루미러 : 두께 188 마이크론)위에 700 마이크론의 두께로 코팅되었다. 조성물 I은 다음에 발포층 2을 형성하기 위해 습식 응고되었다. 이 합성물은 세정처리와 건조처리과정을 거쳐 백킹 필름이 취득하였다. 백킹 필름의 가장 바깥쪽의 100 마이크론(제2a도에서 2a로 표시되어 있다)은 제3도에서 나타난 백킹 필름이 취득된 곳에서 버핑(buffing)에 의해 박막화되었다.
온도 활성의 감압접착제(란덱사에서 제조)는 폴리에스터 필름 3C(토레이사에서 제조한 루미러 : 두께 25 마이크론)의 한쪽 면 위에 20 마이크론의 두께로 코팅되어서 접착제층 3a을 형성했다. 이 폴리에스터 필름의 다른면 위에 재래의 접착제 조성물(AR-798 : 산쿄 화학회사에서 제조한 아크릴 접착제)이 20마이크론의 두께를 갖도록 코팅되서 접착제층 3b를 형성했다. 그리고 나서 각각의 접착제층은 릴리즈 시트 4로 덮여졌다. 그리하여 릴리즈 시트 4가 있는 이중 코팅된 접착제 필름 A가 제2b도에서 나타난 것처럼 취득되었다.
상기 접착제 필름 A의 접착제층 3b 위의 릴리즈 시트 4가 벗겨지고 상기 접착제 필름 A의 접착제층 3b이 백킹 필름의 폴리에스터 필름 1에 접착되어서 위에 온도활성의 감압접착제가 제공되 있는 백킹 필름 5을 생산하게 됐다. 제1도에서 참조번호 3(3a, 3b, 3c를 포함한다)은 접착제층을, 참조번호 4는 릴리즈 시트를 의미한다.
백킹 필름 5은 485mm 직경의 원으로 잘랐다. 웨이퍼를 설치하고 보호, 지탱하기 위한 오목한 부분을 가진 형판 6(유리 에폭시 레진으로 구성되었다)이 프레스(press)에 의해 백킹 필름 5에 접착되었다. 이리하여 백킹필름을 가진 형판이 취득되었다(제4도).
위에 이중 코팅된 접착제 테잎을 가진 형판 6은 바깥 직경이 485mm이고 일곱개의 15.2cm(6인치 포켓) 오목한 부분을 갖고 있다. 형판 6은 접착제층에 접착되 있는 릴리즈 시트와 함께 그 한쪽 면에 제공된 접착제층을 포함한다. 릴리즈 시트가 접착제층으로 부터 벗겨지고 형판 6은 백킹필름 5에 접착되었다. 이리하여 웨이퍼 리테이너가 완성되었다.
다음에는 제5도에서 나타난 것처럼, 웨이퍼 리테이너의 릴리즈 시트 4가 웨이퍼 리테이너로부터 벗겨지고 웨이퍼 리테이너는 연마기의 상부 세라믹 기판 7에 가볍게 접착되었다. 그 이후, 석영(무게 10kg, 바깥쪽 직경 485mm)으로 구성된 평판이 형판 6위로 균일하게 설치되었고 접착제가 상부기판 7과 친밀해지도록 30분동안 놓아두었다. 접착온도는 25℃였다.
상기 웨이퍼는 한쪽 연마기(SPM-18, 후지꼬시 기가이 제작)를 사용함으로써 결과측정 되었다. 실리콘 모노크리스탈 P(100)(직경 : 15.2cm(6 인치)의 웨이퍼가 제2도표에 기술된 조건하에서 연마되었다. 각각 30분이 소요되는 50회의 연마가 계속하여 수행되었다. 이렇게 웨이퍼 리테이너가 사용된 후, 재 사용 불가한 웨이퍼 리테이너를 가진 상부 세라믹 기판은 20℃의 깨끗한 물에 담가졌다. 온도 활성의 감압접착제를 가진 웨이퍼 리테이너는 7kg의 분리력만 가지고도 상부기판에서 쉽게 떨어졌다.
[실시예 2]
온도 활성의 감압접착제가 20 마이크론의 두께로 직접 코팅되어서 실시예 1에서 기술된 것과 똑같은 방법으로 제조된 백킹 필름의 뒷쪽 면(예를 들어 폴리에스터 필름 1면)위에 접착제층 3을 형성했다. 릴리즈 시트 4가 제1도에서 나타난 구조를 가진 백킹필름 5를 제조하기 위해 이 접착제층에 밀착되었다.
485mm 직경에 일곱개의 6인치 포켓(오목한 부분)을 가진 형판(유리 에폭시 레진 시트로 구성되어 있다)이 실시예 1에서 사용된 같은 이중 코팅된 접착제 필름 A를 사용함으로써 상부 세라믹 기판에 접착되었다. 정확히 말해 이중코팅된 접착제 필름 A의 접착제층 3a이 상부 세라믹 기판에 접착되었다. 접착은 형판에 1.5kg/cm2의 하중을 적용하여 25℃에서 2분간 시행되었다. 더욱이, 상기 백킹필름은 15.2cm(6인치)의 직경을 가진 원으로 잘려졌다. 릴리즈 시트 4가 벗겨진 후에, 각각의 원 모양의 백킹필름은 형판의 포켓(오목한 부분)에 삽입되었다. 이리하여 백킹필름이 상부 세라믹 기판에 장착되어서 웨이퍼 리테이너가 취득되었다
상기 웨이퍼 리테이너는 한쪽면 연마기(SPM-19, 후지꼬시키카이사 제조)를 사용함으로써 결과 측정되었다. 실리콘 모노 크리스탈 P(100)(직경 : 15.2cm(6인치))의 웨이퍼가 제2도표에 기술된 조건하에서 연마되었다. 각각 30분이 소요되는 50회의 연마가 계속하여 수행되었다. 이렇게 웨이퍼 리테이너가 사용된 후, 재사용 불가한 웨이퍼 리테이너를 가진 상부 세라믹 기판은 20℃의 깨끗한 물에 담가졌다. 형판 역시 2.8kg의 분리력만 가지고도 상부 기판에서 쉽게 떨어졌다.
[비교실시예 1]
조성물 I이 폴리에스터 필름 1(토레이사에서 제조한 루미러 ; 직경 188 마이크론)위에 700 마이크론의 두께로 코팅되었다. 조성물 I은 그 이후 습식 응고되었다. 이 합성물은 세정처리와 건조처리과정을 거쳐 제2도에서 나타난 구조를 가진 백킹필름이 취득되었다. 백킹필름의 가장 바깥쪽의 100 마이크론(제2도에서 2a로 표시되어 있다)은 제3도에서 나타난 백킹필름이 취득된 곳에서 버핑(buffing)에 의해 박막화되었다.
시판되고 있는 이중코팅 접착테이프(ST-442, 스미또모 3M사 제조)가 상기 백킹필름의 폴리에스터 필름 1에 접착되었고 재래 감압접착제를 가진 백킹필름이 제작되었다.
이 백킹필름은 485mm 직경의 원으로 잘려졌다. 실시예 1에서와 같이 웨이퍼를 설치하고 보호, 지탱하기 위한 오목한 부분을 가진 형판 6(유리 에폭시 레진으로 구성되었다)이 프레스에 의해 백킹필름 5에 접착되었다. 이리하여 백킹필름을 가진 강판이 취득되었다(제4도).
이중 코팅 접착테이프를 가진 형판 6은 바깥 직경이 485mm 이고 7개의 15.2cm(6인치) 포켓(오목한 부분)을 갖고 있다. 상기한 바와 같이 형판 6은 접착제 층에 접착되 있는 릴리즈 시트와 함께 그 한쪽 면에 제공된 접착제층을 포함한다. 이리하여 웨이퍼 리테이너가 완성되었다.
다음에는 제5도에 나타난 것과 같이, 웨이퍼 리테이너의 릴리즈 시트가 벗겨지고 웨이퍼 리테이너는 연마기의 상부 세라믹 기판에 가볍게 접착되었다. 그 이후 석영(무게 10kg, 바깥쪽 직경 485mm)으로 구성된 평판이 형판 위로 균일하게 설치되었고 상부기판과 친밀해지도록 30분 동안 놓아두었다. 접착온도는 25℃였다.
상기 웨이퍼는 한쪽 면 연마기(SPM-19, 후미꼬시 키카이사 제작)를 사용함으로써 결과 측정되었다. 실리콘 모노 크리스탈 P(100)(직경 : 15.2cm(6인치))의 웨이퍼가 제2도표에서 기술된 조건하에서 연마되었다. 각각 30분이 소요되는 50회의 연마가 계속하여 수행되었다. 이렇게 웨이퍼 리테이너가 사용된 후, 재사용 불가한 웨이퍼 리테이너는 상부 세라믹 기판에서 34kg의 분리력만 가지고도 쉽게 떨어졌다. 비교예 1의 웨이퍼 리테이너의 형판은 실시예 1과 2의 웨이퍼 리테이너의 형판처럼 쉽게 떨어질 수가 없었다.
[표 1]
Figure kpo00002
[표 2]
Figure kpo00003
[실시예 3]
(여기부터, "부"는 "중량부"를 나타낸다)
A. 폴리머의 제조
테트라데실아크릴레이트 45부, 도데실아크릴레이트 50부, 아크릴산 5부, 아조비스 이소부티로니트릴(AIBN) 0.3부가 톨루엔 200부와 혼합되어, 이 단량체가 폴리머화되도록 20시간 동안 60℃에서 교반하였다. 그 결과 생겨난 폴리머는 분자량 500,000에 녹는점이 10℃였다.
폴리머 용액은 폴리머 용액의 고체부분이 30중량%가 되도록 용매(헵탄 : 에틸아세테이트 = 90부 : 10부)를 사용하여 제조되었다. 온도활성의 감압접착제가 교차결합체(케미타이토 PZ-33)0.1부를 이 폴리머 용매 100부에 첨가함으로써 취득되었다.
B. 웨이퍼 리테이너의 제조와 그것의 측정
릴리즈 시트를 가진 이중 코팅 접착제 필름 B는 이중 코팅 접착제 필름 A의 온도 활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도 활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
웨이퍼 리테이너는 릴리즈 시트를 가진 이중 코팅 접착제 필름 B을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 웨이퍼 리테이너가 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 웨이퍼 리테이너는 웨이퍼 리테이너를 가진 상부 세라믹 기판이 약 0℃의 깨끗한 물에 담겨졌다는 것을 제외하고는 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정하였다.
온도 활성의 감압접착제를 가진 웨이퍼 리테이너가 6kg의 분리력만 가지고도 상부기판으로 부터 분리되었다.
[실시예 4]
A. 폴리머의 제조
테트라데실아크릴레이트 45부, 아크릴산 5부, 아조비스 이소부티로니트릴 (AIBN) 0.3부가 톨루엔 200부와 혼합되어, 이 단량체가 폴리머화되도록 20시간 동안 60℃에서 교반하였다. 그 결과 생겨난 폴리머는 분자량 500,000에 녹는점이 21℃였다.
폴리머 용액은 폴리머 용액의 고체 부분이 30중량%가 되도록 용매(헵탄 : 에틸아세테이트 = 90부 : 10부)를 사용하여 제조되었다. 온도활성의 감압접착제가 교차결합체(케미타이토 PZ-33)0.1부를 이 폴리머 용매 100부에 첨가함으로써 취득되었다.
B. 웨이퍼 리테이너의 제조와 그것의 측정
위에 릴리즈 시트가 제공된 이중 코팅 접착제 필름 C는 이중 코팅 접착제 필름 A의 온도 활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도 활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
웨이퍼 리테이너는 릴리즈 시트를 가진 이중 코팅 접착제 필름 C을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 웨이퍼 리테이너가 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 웨이퍼 리테이너는 웨이퍼 리테이너를 가진 상부 세라믹 기판이 약 10℃의 깨끗한 물에 담겨졌다는 것을 제외하고는 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정하였다.
온도 활성의 감압접착제를 가진 웨이퍼 리테이너가 5kg의 분리력만 가지고도 상부기판으로 부터 분리되었다.
[실시예 5]
A. 폴리머의 제조
헥사데실아크릴레이트 50부, 도데실아크릴레이트 45부, 아크릴산 5부, 아조비스 이소부티로니트릴 (AIBN) 0.3부가 톨루엔 200부와 혼합되어, 이 단량체가 폴리머화되도록 20시간 동안 60℃에서 교반하였다. 그 결과 생겨난 폴리머는 분자량 500,000에 녹는점이 20℃였다.
폴리머 용액은 폴리머 용액의 고체부분이 30중량%가 되도록 용매(헵탄 : 에틸아세테이트 = 90부 : 10부)를 사용하여 제조되었다. 온도활성의 감압접착제가 교차결합체(케미타이토 PZ-33)0.1부를 이 폴리머 용매 100부에 첨가함으로써 취득되었다.
B. 웨이퍼 리테이너의 제조와 그것의 측정
위에 릴리즈 시트가 제공된 이중 코팅 접착제 필름 D는 이중 코팅 접착제 필름 A의 온도 활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도 활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
웨이퍼 리테이너는 릴리즈 시트를 가진 이중 코팅 접착제 필름 D을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 웨이퍼 리테이너가 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 웨이퍼 리테이너는 웨이퍼 리테이너를 가진 상부 세라믹 기판이 약 10℃의 깨끗한 물에 담겨졌다는 것을 제외하고는 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정하였다.
온도 활성의 감압접착제를 가진 웨이퍼 리테이너가 4kg의 분리력만 가지고도 상부기판으로 부터 분리되었다.
[실시예 6]
A. 폴리머의 제조
헥사데실아크릴레이트 75부, 부틸아크릴레이트 20부, 아크릴산 5부, 아조비스 이소부티로니트릴 (AIBN) 0.3부가 톨루엔 200부와 혼합되어, 이 단량체가 폴리머화되도록 20시간 동안 60℃에서 교반하였다. 그 결과 생겨난 폴리머는 분자량 400,000에 녹는점이 20℃였다.
폴리머 용액은 폴리머 용액의 고체 부분이 30중량%가 되도록 용매(헵탄 : 에틸아세테이트 = 90부 : 10부)를 사용하여 제조되었다. 온도활성의 감압접착제가 교차결합체(케미타이토 PZ-33)0.1부를 이 폴리머 용매 100부에 첨가함으로써 취득되었다.
B. 웨이퍼 리테이너의 제조와 그것의 측정
위에 릴리즈 시트가 제공된 이중 코팅 접착제 필름 E는 이중코팅 접착제 필름 A의 온도 활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도 활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
웨이퍼 리테이너는 릴리즈 시트를 가진 이중 코팅 접착제 필름 E을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 웨이퍼 리테이너가 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 웨이퍼 리테이너는 웨이퍼 리테이너를 가진 상부 세라믹 기판이 약 10℃의 깨끗한 물에 담겨졌다는 것을 제외하고는 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정하였다.
온도 활성의 감압접착제를 가진 웨이퍼 리테이너가 7kg의 분리력만 가지고도 상부기판으로 부터 분리되었다.
[비교실시예 2]
부틸아크릴레이트 100부, 아크릴로니트릴 5부, 아크릴산 5부로 구성된 접착제가 제조되었다.
위에 릴리즈 시트가 제공된 이중 코팅 접착제 필름 A의 온도활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도 활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
웨이퍼 리테이너는 릴리즈 시트를 가진 이중코팅 접착제 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 웨이퍼 리테이너가 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 웨이퍼 리테이너가 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정하였다.
온도 활성의 감압접착제를 가진 웨이퍼 리테이너가 28kg의 분리력만 가지고도 상부기판으로부터 분리되었다.
본 발명에 따르면, 연마될 웨이퍼를 보호, 지탱하기 위한 웨이퍼 리테이너의 교체 또는 대체는 각각의 연마처리후에 실시되는데, 웨이퍼 리테이너가 기판과 웨이퍼 리테이너의 접척제 층을 단순히 식힘으로써 기판으로부터 쉽게 분리되기 때문에 교체, 대체가 실제적으로 용이하다.

Claims (7)

  1. 탈착이 가능하게 발포층(2) 표면위로 웨이퍼를 흡수할 수 있는 발포층(2) ; 발포층(2)을 연마기의 기판에 접착시키기 위한 감압 접착제층(3) ; 감압 접착제층 (3)에 접착되고 감압 접착제층(3)에 분리될 수 있는 릴리즈 시트(release sheet) (4)로 구성되어 있고, 이때 감압 접착제층(3)은 15℃ 보다 좁은 온도범위에서 제 1차 용액전이가 일어나는 폴리머(polymer)를 포함하는 접착성분을 지닌 접착제 조성물을 포함함을 특징으로 하고, 접착제 조성물은 20℃ 이하에서 감압접착제층(3)이 실질적으로 연마기의 기판에 비접착성을 갖고, 20℃이상의 온도에서 연마기의 기판에 실질적 접착성을 갖게 되는 양만큼 사이드 체인(side chain) 결정가능한 폴리머를 포함함을 특징으로 하는 연마된 웨이퍼를 지탱하기 위한 웨이퍼 리테이너.
  2. 제1항에 있어서, 사이드 체인 결정가능한 폴리머는 주 성분으로써 아크릴산 에스테르 및/또는 사이드 체인으로써 탄소원자 10 또는 그 이상을 포함하는 스트레이트 체인(straight-chain) 알킬그룹을 지닌 메타크릴산 에스테르를 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 리테이너.
  3. 제1항에 있어서, 사이드 체인 결정가능한 폴리머는 10~14개의 탄소원자를 가진 아크릴레이트(메타크릴레이트)와, 아크릴산과 1~4개의 탄소원자를 가진 아크릴레이트(메타크릴레이트)를 구성하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 단량체의 공중합체임을 특징으로 하는 웨이퍼 리테이너.
  4. 제3항에 있어서, 공중합체는 40~95중량%의 10~14개의 탄소원자를 지닌 아크릴레이트(메타크릴레이트)의 ; 1~10중량%의 아크릴산 ; 및/또는 5~40중량%의 1~4개의 탄소원자를 지닌 아크릴레이트(메타크릴레이트) 성분을 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 리테이너.
  5. 제1항에 따른 웨이퍼 리테이너를 이용하여, 감압접착제층(3)으로부터 웨이퍼 리테이너의 릴리즈 시트(4)를 제거함으로써 웨이퍼 리테이너를 연마기의 기판에 접착시키고, 기판을 T1 온도로 유지하면서 웨이퍼 리테이너의 감압접착제층(3)이 연마기의 기판에 접착케 하고, 웨이퍼 리테이너의 사용 후 기판의 온도를 T1 온도에서 T2 온도로 식혀서 T2 온도가 T1 온도보다 낮아지게 하면서 웨이퍼 리테이너를 연마기의 기판으로부터 탈착시키는 단계를 포함하는 연마기의 기판에서 웨이퍼 리테이너를 접착시키고 탈착시키는 방법.
  6. 제5항에 있어서, T1의 온도는 20℃ 또는 그 이상이고 T2의 온도는 20℃ 이하 임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, T1의 온도는 25℃ 또는 그 이상이고, T2의 온도는 20℃ 이하 임을 특징으로 하는 방법.
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