KR100412020B1 - 반도체 웨이퍼용 점착테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체를 만들기 위한 웨이퍼의 표면 보호용 점착테이프에 관한 것으로, 발명의 주된 목적은 웨이퍼 프레임과 UV경화 점착테이프가 웨이퍼를 적절히 고정하여 다이싱 공정이 오류없이 진행되도록 하는데 있으며, 웨이퍼에 마스킹(Masking)하여 외부의 입자로부터 손상, 오염되는 것을 충분히 보호하며, 절삭공정시 발생하는 비산 다이(Die)로부터 웨이퍼 표면을 보호할 수 있도록 하는데 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 점착테이프는 고투명성 PO필름(Poly Olefin Film)에 폴리우레탄계 공중합물을 도포하고, 폴리에스터 이형필름을 합판시키되, 상기 폴리우레탄계 공중합물은 지방족 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)로 이루어지고, 5~10중량%의 엔비닐피롤리돈 우레탄 아크릴레이트 모노머, 5~10중량%의 이소시아네이트 에틸메타 아크릴레이트 모노머, 5~10중량%의 하이드록시 터미네이티드 아크릴레이트 모노머, 10~20중량%의 헥사네디올 이아크릴레이트 모노머, 3~8중량%의 트리메티롤 프로판 트리아크릴레이트, 광개시제로서 5~10중량%의 이소프로필 벤조이 에스테르, 5~10중량%의 에틸아세테이트, 0~5중량%의 경화제를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

반도체 웨이퍼용 점착테이프{An Adhesive Tape for Semiconductor}

본 발명은 반도체를 만들기 위한 웨이퍼의 표면 보호용 점착테이프에 관한것으로, 더 상세하게는 다이절삭(Dicing)공정 진행시 웨이퍼 프레임과 웨이퍼에 붙여 웨이퍼가 외부 물질로부터 오염 및 손상되는 것을 예방하고, 또 비산하는 다이(Die)로부터 웨이퍼를 보호하고자 하는데 마스킹 용도로 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.

일반적으로 전자부품의 제조가 용이하도록 하기 위해서는 반도체의 크기 및 두께를 줄여야 하고, 이와 같이 얇은 반도체를 만들기 위해서는 웨이퍼의 두께를 얇게 가공해야 하는 바, 웨이퍼의 두께를 얇게 하기 위해서는 배면을 연마하여 제거하는 것이 가장 쉬운 방법이다.

그러나 웨이퍼는 본래 깨지기 쉬운 성질을 가진데다가 특히 연마 공정중에 파손되기 쉽기 때문에 감압성 점착제 테이프를 사용하여 보호하였다.

이와 같이 반도체 업체에서 널리 사용하고 있는 웨이퍼 보호용 점착테이프는 적당한 점도를 나타내는 고분자수지를 용제에 녹여서 저점도의 용액으로 제조하고, 이를 아크릴 수지계통이나 에폭시 수지계통의 베이스 필름에 도포한 다음, 용제를 증발시켜 만든 형태이다.

그러나 점착력에 따라 자칫 반도체 웨이퍼 표면으로부터 점착테이프를 떼어 내는 과정에서 반도체 표면의 미세한 회로를 손상시킬 수 있기 때문에 표면보호용으로 사용하는 소재의 품질이 아주 중요하다.

그리고 점착테이프를 사용하는데 있어서 반도체 산업 특유의 까다로운 품질이 요구 되어야 하기 때문에 생산 공정상의 제한 요소도 비교적 많다.

근래에는 상기와 같은 결점을 해결하기 위해 기존의 용제형 점착테이프를 사용하는 대신 테이프를 떼어내는 과정에서 반도체 표면과 점착테이프와의 점착력을 약하게 하여 과도한 응력이 반도체 웨이퍼 표면에 발생하는 것을 줄임으로써, 회로의 손상을 억제하여 반도체의 불량률을 줄일 수 있는 UV경화 점착테이프의 개발에 대한 노력이 이루어지고 있으며, 일부 시제품 및 양산제품을 반도체 생산공정에 적용하고 있다.

그러나 이러한 UV경화 점착테이프는 주로 코팅을 목적으로 제조된 것이므로 도료생산업체를 중심으로 발전하여 왔으며, 점착제의 성능이 도포하고자 하는 표면과의 부착력이 우수해야 한다는 점 때문에 기존의 점착제료로 널리 사용되어온 아크릴 수지 계통이나 에폭시 수지 계통이 주류를 이루고 있다.

그러아 이러한 아크릴 수지 계통이나 에폭시 수지 계통의 제품들의 기능이 많은 부분 발전되었음에도 불구하고 점착제의 불균일로 인한 경시변화와 공정투입상에서의 문제점 수정이 빈번한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 기존의 반도체 웨이퍼 보호 점착테이프가 가지고 있는 기능적 미비점들을 보완하고 UV경화 점착테이프 기능을 충분히 발휘할 수 있도록 개량하기 위하여 안출된 것으로 발명의 주된 목적은 웨이퍼 프레임과 UV경화 점착테이프가 웨이퍼를 적절히 고정하여 다이싱 공정이 오류없이 진행되도록 하는데 있으며, 더 나가서 점착테이프를 자동라인으로 손쉽게 웨이퍼에 마스킹(Masking)하여 외부의 입자로부터 손상, 오염되는 것을 충분히 보호하며, 절삭공정시 발생하는비산 다이(Die)로부터 웨이퍼 표면을 보호할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 점착테이프는 고투명성 PO필름(Poly Olefin Film)에 폴리우레탄계 공중합물을 도포하고, 폴리에스터 이형필름을 합판시키되, 상기 폴리우레탄계 공중합물은 지방족 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)로 이루어지고, 5~10중량%의 엔비닐피롤리돈 우레탄 아크릴레이트 모노머, 5~10중량%의 이소시아네이트 에틸메타 아크릴레이트 모노머, 5~10중량%의 하이드록시 터미네이티드 아크릴레이트 모노머, 10~20중량%의 헥사네디올 이아크릴레이트 모노머, 3~8중량%의 트리메티롤 프로판 트리아크릴레이트, 광개시제로서 5~10중량%의 이소프로필 벤조이 에스테르, 5~10중량%의 에틸아세테이트, 0~5중량%의 경화제를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 점착테이프의 확대 단면도이고,

도 2는 본 발명의 점착테이프 제조과정을 보인 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

1 : PO필름 2 : 언와인딩 재치대

3 : 점착제 4 : 코팅헤드

5 : 가이드롤러 6 : 건조장치

7 : 와인딩 재치대 8 : 이형필름 유니트

41 : 코팅드럼 42 : 콤마

43 : 용기 61 : 챔버

81 : 이형필름

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에서의 특징은 고투명성 PO필름에 폴리우레탄계 공중합물을 도포하고 폴리에스터 이형필름을 합판시키되, 상기 폴리우레탄계 공중합물은 지방족 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)로 이루어 지는데, 이는 엔비닐피롤리돈 우레탄 아크릴레이트 모노머가 5~10중량%, 이소시아네이트 에틸메타 아크릴레이트 모노머가 5~10중량%, 하이드록시 터미네이티드 아크릴레이트 모노머가 5~10중량%, 헥사네디올 이아크릴레이트 모노머가 10~20중량%, 트리메티롤 프로판 트리아크릴레이트가 3~8중량%, 광개시제로 이소프로필 벤조이 에스테르를 5~10중량%, 에틸아세테이트를5~10중량%, 그리고 경화제 0~5중량%를 혼합하여 이루어지는 것이다.

그리고 상기한 경화제는 에폭시계 경화제, 혹은 인산염계 경화제, 혹은 이소시아네이트계 경화제를 사용할 수 있다.

상기 에폭시계 경화제는 폴리아민(PA: Poly-amine), 또는 폴리아미도 레진(PAR: Polyamido Resin), 폴리설파이드 레진(Polysulfide Resin) 중 어느 하나로 하되, 0.5~3중량%의 혼합비율을 가지도록 한다.

또 상기 인산염계 경화제는 트리베이직 소듐포스페이트(TSP:Tri-basic Sodiumphosphate)와 트리소듐 오르토포스페이트(Tri-sodium Orthophosphate)로 하면서 0.1~2중량%의 혼합비율을 가지도록 한다.

그리고 상기 이소시아네이트계 경화제는 디메칠 아미노-에칠 메타클레이트, 4,4-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2,4,6-트리이소프로필페닐 디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트 및 나프탈렌 디이소시아네이트로 하면서 1~3중량%의 혼합비율을 가지도록 할 수 있다.

본 발명의 제조 방법을 설명한다.

제1공정(PO필름제조공정)

이 PO필름은 LDPE Resin, LLDPE Resin, PP Resin을 압출성형기로 만들되, 두께를 일정하게 잘 맞추기 위하여 토출량과 라인 스피드(Line Speed)를 정확히 한다. 아울러 투명도를 정확히 나타내야 하므로 온도조건도 정확히 셋팅하고, 생산 후, 외부의 이물이 흡착되지 않고 외부 빛에 노출되지 않도록 생산즉시 밀봉포장한다.이때, 상기 토출량 및 라인스피드는 일반적으로 필름 제조공정에서 토출량은 기기의 capacity로서, 최대 토출량은 기기설계 및 제작시에 정해지며, 상기 압출기의 토출량은 시간당 100kg/hour으로 한다.또한, 생산속도 또는 라인스피드는 토출량과의 상관관계에 따르며, 50㎛ 두께 및 1500mm의 폭으로 생산할 때의 라인스피드는 (분당)30m/min이다.

제2공정(점착제 준비공정)

이 점착제는 위의 구성에서 서술한 바와 같이 지방족 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)로 이루어 지며, 엔비닐피롤리돈 우레탄 아크릴레이트 모노머를 5~10중량%, 이소시아네이트 에틸메타 아크릴레이트 모노머 5~10중량%, 하이드록시 터미네이티드 아크릴레이트 모노머 5~10중량%, 헥사네디올 이아크릴레이트 모노머 10~20중량%, 트리메티롤 프로판 트리아크릴레이트 3~8중량%, 광개시제로 이소프로필 벤조이 에스테르를 5~10중량%, 에틸아세테이트를 5~10중량%, 그리고 경화제 0~5중량%를 혼합한다.

상기 경화제는 에폭시계 경화제의 경우 0.5~3중량%의 혼합비율, 인산염계 경화제의 경우 0.1~2중량%의 혼합비율, 이소시아네이트계 경화제의 경우 1~3중량%의 혼합비율로 하는 것이 바람직하다.

상기 에폭시계 경화제는 폴리아민(PA: Poly-amine), 또는 폴리아미도 레진(PAR: Polyamido Resin), 폴리설파이드 레진(Polysulfide Resin) 중 어느 하나로 하고, 또 상기 인산염계 경화제는 트리베이직 소듐포스페이트(TSP:Tri-basic Sodiumphosphate)와 트리소듐 오르토포스페이트(Tri-sodium Orthophosphate)로 하고, 상기 이소시아네이트계 경화제는 디메칠 아미노-에칠 메타클레이트, 4,4-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2,4,6-트리이소프로필페닐 디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트 및 나프탈렌 디이소시아네이트로 선택하여 배합한다.

상기 경화제에 더하여 사용하는 용제로는 톨루엔, 메틸알콜, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤 중에서 선택하여 사용할 수 있으며, 이는 점착제의 점도 보정과 점착코팅시 작업성, 점착표면과 내부의 건조를 조정하기 위한 희석용제로 사용하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 점착제는 충분히 교반시킨 후, 사용하게 되는데 각각의 모노머들을 잘 선택하였기 때문에 미반응 모노머가 없이 서로 잘 반응하여 미그레이션(Migration)이 없다.

제3공정(코팅준비공정)

제1공정에서 준비된 PO필름(1)은 언와인딩(Unwinding) 재치대(2)에 걸고, 제2공정에서 준비된 점착제(3)는 코팅드럼(41)과 콤마(Comma)(42)를 가지는 코팅헤드(4)의 용기(43)에 담는다.

그리고 언와인딩 재치대(2)에 걸린 PO필름(1)을 코팅드럼(41)을 거쳐 가이드롤러(5)에 거치시킨다.

제4공정(코팅공정)

언와인딩 재치대(2)로부터 풀려 나오는 PO필름(1)이 코팅드럼(41)에 접하면서 통과하면 PO필름(1)의 표면에 수㎛의 두께로 점착제가 도포된다.

이때 점착제의 두께는 코팅헤드(4)의 콤마(42)의 각도(코팅드럼에 묻은 점착제를 일정한 두께로 남기고 긁어 내기 위한 각도), 콤마(42)와 코팅드럼(41)과의 간격, 그리고 PO필름이 코팅드럼(41)에 접하고 지나가는 속도 등에 의해 결정되는 것이다.

제5공정(건조공정)

점착제가 도포된 PO필름을 복수의 챔버(61)로 이루어진 건조장치(6)를 통과시켜 인위적으로 건조시킨다.

상기 챔버(61)는 각각의 셋팅된 온도가 모두 다르며, 이들 온도의 조정에 따라 경시변화에 영향을 주기 때문에 매우 중요하다.이때, 상기 챔버느 5개의 죤(zone)으로 구성되어 있는데, 각 zone의 온도는 60℃, 75℃, 90℃, 80℃, 70℃로 셋팅하여 챔버내에 온도구배를 맞추어서 배출기류의 와류가 생기지 않게 하고, 용제는 완전히 날려버리고, 이소시안나이트는 충분히 반응시키고, UV경화제는 활성화되지 않게 한다.

제6공정(와인딩공정)

일측면에 점착제가 도포된 PO필름(1)은 와인딩 재치대(7)에 걸어 감아 주되, 그 일측의 이형필름 유니트(8)에서 함께 풀어주고 있는 이형필름(81)이 점착제(3)층위로 밀착되면서 함께 감기도록 한다.

이때, 상기한 점착테이프 및 이형필름은 차후 본 발명의 점착테이프를 사용할 때 웨이퍼의 직경에 따라 분리하여 사용하기에 편리하도록 그 폭이 여러 등분으로 분할되면서 감기도록 하는 것이 좋다.

이와같이 와인딩되면 점착테이프가 완성되는 것이며, 신속히 밀봉포장하여 경시변화가 발생하지 않는 상태로 보관하도록 한다.

참고로 와인딩된 점착테이프를 경우에 따라서는 와인딩 공정 다음으로 에이징(Aging)공정을 거칠 수도 있으며, 상기의 전반적인 공정은 반도체 산업분야에서 사용될 제품이므로 청정관리도가 높은 실내 즉, Class1000 이하의 청정공간(Clean Room)에서 실시 해야 바람직 하다.

또, 원, 부 자재의 입고시부터 완제품의 출하, 상차까지 준청정한 환경에서 제조되고 기능이 부여되어야 하고, 특히 완제품 포장시 햇빛에 노출되지 않도록 밀봉포장하여 기능이 열화되지 않도록 한다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 점착테이프는 반도체 웨이퍼 제조시 다이싱공정 진행시 웨이퍼 프레임과 웨이퍼에 붙여 웨이퍼가 외부물질로부터 오염, 손상되는 것을 예방하고, 비산하는 다이(Die)로부터 웨이퍼를 보호할 수 있게 되는 것이다.

그리고 본 발명에서 중요한 점은 점착제에서 주제, 첨가제, 경화제, 용제 등을 배합하되, 각각의 모노머들을 잘 선택하였기 때문에 미반응 모노머가 없이 서로 잘 반응하여 미그레이션(Migration)이 없는 것이 큰 장점이며, 이는 웨이퍼에 붙였을 때는 점착력이 우수하고, 보호기능이 끝난 뒤에는 UV조사에 의해 점착력이 거의 상실되기 때문에 웨이퍼 표면을 손상시키지 않는다는 점에서 좋다.

Claims (4)

1. 고투명성 PO필름에 폴리우레탄계 공중합물을 도포하고, 폴리에스터 이형필름을 합판시키되, 상기 폴리우레탄계 공중합물은 지방족 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)로 이루어지고,

   5~10중량%의 엔비닐피롤리돈 우레탄 아크릴레이트 모노머,

   5~10중량%의 이소시아네이트 에틸메타 아크릴레이트 모노머,

   5~10중량%의 하이드록시 터미네이티드 아크릴레이트 모노머,

   10~20중량%의 헥사네디올 이아크릴레이트 모노머,

   3~8중량%의 트리메티롤 프로판 트리아크릴레이트,

   광개시제로서 5~10중량%의 이소프로필 벤조이 에스테르,

   5~10중량%의 에틸아세테이트,

   0~5중량%의 경화제를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 점착 테이프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 경화제는 폴리아민(PA: Poly-amine), 또는 폴리아미도 레진(PAR: Polyamido Resin), 폴리설파이드 레진(Polysulfide Resin) 중 어느 하나로 이루어진 에폭시계 경화제로 하면서 0.5~3중량%의 혼합비율을 가지는 것을 특징으로 하는반도체 웨이퍼용 점착 테이프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 경화제는 트리베이직 소듐포스페이트(TSP:Tri-basic Sodiumphosphate)와 트리소듐 오르토포스페이트(Tri-sodium Orthophosphate)로 이루어진 인산염계 경화제로 하면서 0.1~2중량%의 혼합비율을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 점착 테이프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 경화제는 디메칠 아미노-에칠 메타클레이트, 4,4-디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 2,4,6-트리이소프로필페닐 디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 톨리딘 디이소시아네이트 및 나프탈렌 디이소시아네이트로 이루어진 이소시아네이트계 경화제로 하면서 1~3중량%의 혼합비율을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 점착 테이프.