KR101005058B1 - 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트 - Google Patents

내열성 다이싱 테이프 또는 시이트 Download PDF

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가즈유키 기우치
토모카즈 다카하시
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 70℃ 이상의 유리 전이 온도를 가진 기판; 및 상기 기판의 적어도 한쪽 면에 배치된 적어도 하나의 감압성 접착제 층으로서, 해당 감압성 접착제 층이 실온에서 200℃까지 2℃/분의 승온 속도로 가열된 경우 2% 미만의 가열시 중량 손실도를 갖는 감압성 접착제 층을 포함하고, 상기 감압성 접착제 층은 상기 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 실리콘 경면 웨이퍼(silicon mirror wafer)에 적용하고, 이어서 200℃에서 30초간 가열한 후 23℃로 냉각한 경우 0.5 N/20 ㎜ 이하의 접착력(박리 속도: 300 ㎜/분; 박리 각도: 180°)을 갖는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트에 관한 것이다.
감압성 접착제 층, 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트

Description

내열성 다이싱 테이프 또는 시이트{HEAT-RESISTANT DICING TAPE OR SHEET}
본 발명은 반도체 웨이퍼 다이싱에 사용하기 위한 내열성 감압성 접착제(pressure-sensitive adhesive) 테이프 또는 시이트 및 이것을 이용해서 얻어진 반도체 부품에 관한 것이다.
실리콘 기판 혹은 화합물 기판, 상기 기판의 한쪽 면에 형성된 활성층(active layer) 및 상기 기판의 다른 쪽 면에 형성된 열방사 특성을 향상시키기 위한 전극 또는 금속막을 포함하는 반도체 소자는, 이산형 소자(discrete device), 예를 들어 IGBT, 고주파 증폭기 및 수직형 전극 반도체(vertical-electrode semiconductor), 예를 들어 LED와 같은 다양한 유형의 소자를 포함한다. 종래의 기판의 매우 큰 두께 때문에, 지금까지는 보호 테이프(이면 연마 테이프(back grinding tape))를 상기 활성층에 부착하고 나서, 이면 연마(back-grinding)를 실시하고, 상기 보호층을 박리한 후, 고온에서 스퍼터링 등에 의해 이면 금속 증착을 실시하는 공정을 포함하는 기법을 이용하는 것이 가능하였다.
그러나, 반도체 소자에 있어서 성능 향상을 향한 최근의 경향에 따라, 실리콘 기판, 화합물 기판 및 기타 기판은 얇아지고 있어, 이제까지 사용되고 있는 상 기 기법은 이에 대처하기가 곤란해지고 있다. 즉, 예를 들어, 이면 연마 후 보호층을 박리하고 나서 이면 증착을 행할 경우 반송 동안 웨이퍼가 파손되는 것과 같은 문제가 현저해지고 있다. 이러한 상황 하에, 페데스탈 웨이퍼(pedestal wafer)에 의해 지지되고 있는 상태에서 반도체 웨이퍼가 두께 감소 및 이면 증착 처리됨으로써 반송과 관련된 문제를 극복하는 기법들이 제안되고 있다. 이들 중, 가열 박리형(heat-peelable) 감압성 접착제 시이트를 이용하는 페데스탈 기법은 만족스러운 자체 박리 특성을 얻는 페데스탈 기법으로서 제안되어 있었다.
그러나, 가열 박리형 감압성 접착제 시이트의 사용은 다음과 같은 문제를 가지고 있다. 페데스탈 웨이퍼가 부착된 박형의 반도체 웨이퍼의 반도체 웨이퍼 쪽에 다이싱 테이프를 부착하고, 그 후 상기 페데스탈 웨이퍼를 가열에 의해 분리할 경우, 이 열은 상기 다이싱 테이프에도 전달되게 된다. 이 때문에, PVC, 폴리올레핀 등을 기판으로서 이용하는 통상의 다이싱 테이프의 경우, 접착력이 상당히 증가하거나 기판 용융이 일어난다. 게다가, 두께 감소에 의해, 심지어 양면 전극 유형이 아닌 반도체 웨이퍼는 가열하면서 다이싱 테이프 상에서 프로브 시험을 실시할 경우도 있다. 특히, 내열성을 가진 다이싱 테이프에 대한 요구가 증가하고 있다.
또한, 일본국 공개 특허 제2005-116610호 공보에 개시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼의 이면을 연마하고 나서 프로세스에 따라 상기 반도체 웨이퍼로부터 이면 연마 테이프를 박리한 직후 상기 반도체 웨이퍼에 다이싱 테이프를 부착할 필요가 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼에 대한 전기 시험(전도 시험)은 효율을 감안해서 상기 웨이퍼가 상기 다이싱 테이프에 부착된 상태에서 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 접착물(adherend)에 적용한 후 약 200℃의 가열공정을 경유하더라도 용융되어 변형을 일으키거나 접착력의 상당한 증가를 일으키지 않고 매우 우수한 내열성을 가지며, 또한 접착물을 오염시키는 일없이 접착 목적의 수행 후에 용이하게 박리될 수 있는 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트가 다이싱을 행하는 데 이용되는 공정을 포함하는 반도체 칩의 제조 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법에 의해 얻어질 수 있는 반도체 칩을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 전술한 문제점을 해소하기 위해 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 매우 우수한 내열성을 가지고 또한 가열 공정 후에도 만족스럽게 제거될 수 있는 다이싱 테이프 또는 시이트가 기판 및 상기 다이싱 테이프 또는 시이트의 감압성 접착제 층을 구성하는 특정 물질을 이용함으로써 얻어질 수 있다는 것을 발견하게 되었다. 이와 같이 해서 본 발명은 완성되었다.
즉, 본 발명은 하기 제1항 내지 제7항에 관한 것이다:
1. 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트로서,
70℃ 이상의 유리 전이 온도를 가진 기판; 및
상기 기판의 적어도 한쪽 면에 배치된 적어도 하나의 감압성 접착제 층(pressure-sensitive adhesive layer)으로서, 해당 감압성 접착제 층이 실온에서 200℃까지 2℃/분의 승온 속도로 가열된 경우 2% 미만의 가열시 중량 손실도를 갖는 것인 감압성 접착제 층
을 포함하고, 상기 감압성 접착제 층은 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 실리콘 경면 웨이퍼에 적용하고, 이어서 200℃에서 30 초간 가열한 후 23℃로 냉각한 경우 0.5 N/20 ㎜ 이하의 접착력(박리 속도: 300 ㎜/분; 박리 각도: 180°)을 갖는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
2. 상기 제1항에 있어서, 상기 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 실리콘 경면 웨이퍼에 적용하고, 이어서 200℃에서 30 초간 가열한 후 23℃로 냉각하고 나서, 상기 실리콘 경면 웨이퍼로부터 박리한 후, 상기 실리콘 경면 웨이퍼는 10% 이하의 표면 탄소원소비 증가율(ΔC)을 갖는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
3. 상기 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 베이스 중합체로서 아크릴 중합체를 포함하고,
상기 아크릴 중합체는 모든 단량체 성분을 기준으로 알콕시기를 가진 단량체를 단량체 성분으로서 5 중량% 이상의 양으로 함유하는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
4. 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 베이스 중합체로서 아크릴 중합체를 포함하고,
상기 아크릴 중합체는 모든 단량체 성분을 기준으로 질소 원자 함유 기를 가진 단량체를 단량체 성분으로서 3 중량% 이상의 양으로 함유하는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
5. 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 25℃에서의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.5 이하이고 50℃에서의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.15 이하인 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
6. 상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 측쇄를 가진 베이스 중합체를 포함하고,
모든 측쇄의 1% 이상은 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
7. 상기 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 중량 평균 분자량이 500,000 이상인 베이스 폴리머를 포함하는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
본 발명의 상기 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트에 있어서, 해당 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 실리콘 경면 웨이퍼에 부착하고, 이어서 200℃에서 30 초간 가열하고 나서 23℃에서 냉각하고, 그 후 상기 실리콘 경면 웨이퍼로부터 박리한 경우, 상기 실리콘 경면 웨이퍼는 10% 이하의 표면 탄소 원소비 증가율(ΔC)을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트의 감압성 접착제 층은 베이스 중합체로서 아크릴 중합체로 구성될 수 있다. 이 경우, 아크릴 중합체는 바람 직하게는 모든 단량체 성분을 기준으로 알콕시기를 가진 단량체를 단량체 성분으로서 5 중량% 이상의 양으로 함유한다. 또한, 아크릴 중합체는 모든 단량체 성분을 기준으로 질소 원자 함유 기를 가진 단량체를 단량체 성분으로서 3 중량% 이상의 양으로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트의 감압성 접착제 층은 25℃에서의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.5 이하이고 50℃에서의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.15 이하인 것이 바람직하다.
상기 감압성 접착제 층을 구성하는 베이스 중합체는 측쇄를 가진 중합체이고, 여기서, 모든 측쇄의 1% 이상은 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 것이 바람직하다. 또, 상기 베이스 중합체의 중량 평균 분자량은 500,000 이상인 것이 바람직하다.
또, 본 발명은 하기 제8항에 관한 것이다:
8. (1) 반도체 웨이퍼를 가열 박리형 테이프 또는 시이트에 부착하고, 상기 반도체 웨이퍼를 연마하고 나서, 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트가 부착되어 있는 면과는 반대쪽에 있는 상기 형성된 얇아진(즉, 박형의) 반도체 웨이퍼의 면에 상기 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 의한 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 부착하는 공정;
(2) 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트를 가열에 의해 박리하는 공정; 및
(3) 상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 반도체 웨이퍼의 칩을 제조하는 공정
을 포함하는 반도체 칩의 제조 방법.
또한, 본 발명은 하기 제9항에 관한 것이다:
9. (1) 반도체 웨이퍼를 가열 박리형 테이프 또는 시이트에 부착하고, 상기 반도체 웨이퍼를 연마하고 나서, 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트가 부착되어 있는 면과는 반대쪽에 있는 상기 형성된 박형 반도체 웨이퍼의 면에 상기 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 의한 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 부착하는 공정;
(2) 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트를 가열에 의해 박리하는 공정; 및
(3) 상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 반도체 웨이퍼의 칩을 제조하는 공정
에 의해 얻어질 수 있는 반도체 칩.
본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트는 매우 우수한 내열성을 가진다. 이 때문에, 상기 다이싱 테이프 또는 시이트는 가열시 변형되기 어렵고, 상기 감압성 접착제 층은 밀착력 혹은 접착력이 변화되기 어렵다. 그 결과, 상기 다이싱 테이프 또는 시이트는 반도체 웨이퍼 등의 접착물에 부착되고 나서 200℃까지 가열된 경우에도, 예를 들어, 변형되어 상기 접착물을 파손시키고, 감압성 접착제가 밀착력이 감소되며, 감압성 접착제가 접착력이 상당히 증가되어 상기 접착물로부터 제거하기 곤란하게 되는 문제를 일으키기 어렵다. 따라서, 본 발명의 다이싱 테이프 또는 시이트는 제거시 접착물 표면을 오염시키지 않고, 용이하게 만족스럽게 박리될 수 있다.
본 발명의 반도체 칩의 제조 방법에 의하면, 다이싱 테이프의 감압성 접착제에 의한 반도체 칩의 오염이나 다이싱 테이프의 변형에 의한 반도체 칩의 파손이 고도로 억제되기 때문에, 반도체 칩의 생산성 및 수율이 상당히 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체 칩은 다이싱 테이프의 감압성 접착제에 의한 오염이 상당히 감소된다.
내열성 다이싱 테이프 또는 시이트
본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트는 기판, 및 이 기판의 적어도 한쪽 면 위에 중첩된 감압성 접착제 층을 포함하는 구조를 가진다. 필요에 따라 상기 감압성 접착제 층의 표면(감압성 접착제 면)에 적절한 세퍼레이터(separator)가 중첩 배치될 수 있다. 상기 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트는 그의 용도에 따라 시이트 형상이나 롤 형상 등의 적절한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 다이싱에 사용할 경우, 주어진 형상으로 절단된 테이프 또는 시이트가 바람직하다.
기판
본 발명에 있어서의 기판으로서는, 열 용융을 피하기 위해서, 유리 전이 온도가 70℃ 이상인 것을 이용할 수 있다. 유리 전이 온도가 70℃ 이상인 것은 종래의 또는 통상의 기판으로부터 적절하게 선택될 수 있다. 기판은 특히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 반도체 웨이퍼의 가공시 블레이드 커팅 혹은 예비커팅 등의 절단 공정에서의 가공성의 관점에서 수지 필름 등의 유기 물질로 이루어진 기판을 이용하는 것이 바람직하다. 기판을 구성하는 물질의 예로는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET), 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)(PBT) 등의 폴리에스테르류; 폴리이미드류(PI); 폴리에테르이미드류(PEI); 폴리(페닐 설페이트); 폴리아마이드류, 전체적으로 방향족 폴리아마이드류(아라미드류) 등의 아마이드 수지; 폴리(염화비닐)(PVC); 폴리(페닐렌 설파이드)(PPS); 폴리에테르에테르케톤류(PEEK); 폴리카보네이트류(PC); 폴리에틸렌(PE); 폴리프로필렌(PP); 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/아세트산 비닐 공중합체(EVA) 등과 같은, 1개 이상의 α-올레핀류로부터 유도된 단량체 단위를 함유하는 올레핀 수지류; 불소 수지류; 및 실리콘 수지류 등을 들 수 있다. 이들 물질은 단독으로 혹은 2종 이상 조합해서 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 유리 전이 온도(Tg)는 2℃/분의 승온 속도 조건하에 TMA(thermalmechanical analyzer)(THASS/150℃, 세이코 인스트루먼츠 인코포레이티드의 제품)를 이용한 측정에 따라 TMA 변곡점(infection point)으로 정의된다.
상기 기판은 단층 구성 또는 다층 구성을 가질 수 있다. 자외선 경화형의 감압성 접착제가 감압성 접착제 층을 구성하는 감압성 접착제로서 사용될 경우, 자외선의 통과를 억제하지 않는 기판을 사용하는 것이 바람직하다.
기판의 두께는 특히 제한되지 않는다. 그러나, 예를 들어 다이싱 블레이드에 의한 절삭 등의 절단 공정에서의 가공성의 관점에서, 그 두께는 예를 들어 5 내지 300 ㎛, 바람직하게는 25 내지 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 35 내지 200 ㎛의 범위 내에서 선택될 수 있다.
상기 감압성 접착제 층에 대한 점착성을 향상시킬 목적으로, 기판의 표면은 예를 들어 크롬산 처리, 오존에의 노출, 화염에의 노출, 고장력 전기충격 또는 이온화 방사선에 의한 처리 등의 화학적 또는 물리적 산화 처리와 같은 통상의 표면 처리를 실시해도 무방하다. 또한, 기판의 표면은 프라이머 또는 이소시아네이트 고정제(anchoring agent) 등의 앵커 코트(anchor coat)에 의한 코팅 처리를 실시해도 무방하다.
감압성 접착제 층
본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트의 감압성 접착제 층은 해당 감압성 접착제 층이 실온(예를 들어 약 23℃)에서 200℃까지 2℃/분의 승온 속도로 가열된 경우 2% 미만, 바람직하게는 1% 미만, 더욱 바람직하게는 0.5% 미만의 가열시 중량 손실도(degree of weight loss)를 가진다. 반도체 칩 등의 가공시 사용하기 위한 다이싱 테이프 등은, 다이싱 테이프 등이 처리 공정에서 고온으로 가열된 경우에도 감압성 접착제 특성이 상당히 열적 열화로 인해 증감되지 않거나 밀착력이 감소되지 않도록 내열성을 지닐 것이 요구된다. 감압성 접착제 층의 가열시 중량 손실도가 상기 범위 이내인 한, 이 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트가 의도된 용도에 적합한 테이프 또는 시이트를 만드는 내열성을 지니는 것으로 판정될 수 있다. 감압성 접착제 층의 접착력은 다음과 같다. 다이싱 테이프 또는 시이트가 실리콘 경면 웨이퍼에 적용되고, 상기 테이프 또는 시이트를 가진 이 웨이퍼는 200℃까지 가열된 후 냉각된다. 그 후, 상기 다이싱 테이프 또는 시이트는 감압성 접착제 층의 표면과 실리콘 경면 웨이퍼의 표면이 180°의 각도를 형성하는 방식으로 300 ㎜/분의 박리 속도 및 23 ± 3℃에서 박리된다. 이 박리시, 접착력은 0.5 N/20 ㎜ 이하, 바람직하게는 0.3 N/20 ㎜ 이하이다. 그 접착력이 0.5 N/20 ㎜ 이하인 경우, 다이싱 테이프 또는 시이트는 매우 우수한 이형성을 가질 수 있고, 접착제 잔류의 발생도 감소될 수 있다. 상기 감압성 접착제 층의 접착력 정도는 의도된 용도 등에 따라 상기 범위 내에서 증감될 수 있다. 이 점에 있어서, 감압성 접착제 층의 접착력이 실리콘 경면 웨이퍼를 이용해서 결정되는 이유는, 실리콘 경면 웨이퍼의 표면의 조도(roughness)에 관한 상태가 소정의 평활도이고 실리콘 경면 웨이퍼가 다이싱되어 픽업되게 될 반도체 웨이퍼 등과 같은 물질로 이루어져 있기 때문이다. 또한, 접착력이 23 ± 3℃의 온도에서 측정되는 이유는, 픽업이 통상 실온(약 23℃)에서 수행되기 때문이다.
감압성 접착제 층은, 실리콘 경면 웨이퍼에 적용되고, 이어서 200℃에서 30 초간 가열되고, 실온까지 냉각되고 나서, 박리될 경우, 그 얻어진 것의 실리콘 경면 웨이퍼 표면상의 표면 탄소원소비 증가율(ΔC)은 10% 이하, 바람직하게는 9% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하로 되도록 구성되는 것이 바람직하다. 표면 탄소원소비 증가율(%)은, 예를 들어 ESCA 장치(X선 광전자 분광기)를 이용해서 다이싱 테이프 등이 적용된 실리콘 웨이퍼 표면상의 표면 탄소원소비 C2(%)와 다이싱 테이프 적용 후 그로부터 상기 테이프를 제거한 후의 실리콘 웨이퍼 표면상의 탄소 원자비 C1(%)를 구하고, 식 ΔC= C1-C2를 이용해서 이들 구한 값 간의 차이를 산출함으로써 얻어진다. 표면 탄소원소비 증가율(ΔC(%))의 값은 예를 들어 베이스 중합체의 분자량 분포, 그 속의 탄소-탄소 이중 결합 작용기의 수, 사용된 가교제의 양 등을 조절함으로써 10% 이하로 되도록 조절될 수 있다. 표면 탄소원소비 증가율(ΔC)이 상기 범위 내인 경우, 이 다이싱 테이프 또는 시이트는 반도체 칩 등의 전자 부품 가공을 위해 감압성 접착제 시이트에 요구되는 낮은 오염성을 충족시키는 것으로 생각될 수 있다. 감압성 접착제 층이 후술하는 에너지선 경화형의 감압성 접착제로 구성된 경우, 표면 탄소원소비 증가율(ΔC) 값은 에너지선 조사 및 후속의 박리 후에 구해진 것이다.
감압성 접착제 층은 상기 특성을 만족하는 한 특히 제한되지 않는다. 예를 들어, 베이스 중합체로서 아크릴 중합체를 함유하는 감압성 접착제로 구성될 수 있다. 아크릴 중합체는 주된 단량체로서 예를 들어 탄소 원자수 1 내지 20개(바람직하게는 탄소 원자수 2 내지 16개, 더욱 바람직하게는 2 내지 12개)를 함유하는 알킬기를 가진 알킬(메타)아크릴레이트를 함유하는 것이 바람직하다. 그의 구체적인 예로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 아이소프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, s-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 아이소펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 아이소옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 아이소노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 아이소데실(메타)아크릴레이트, 운데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 트라이데실(메타)아크릴레이트, 테트라데실(메타)아크릴레이트, 펜타데실(메타)아크릴레이트, 헥사데실(메타)아크릴레이트, 헵타데실(메타)아크릴레이트, 옥타데실(메타)아크릴레이트, 노나데실(메타)아크릴레이트, 에이코실(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 알킬(메타)아크릴레이트로서는 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 아이소보닐(메타)아크릴레이트 등의 지환식 탄화수소기를 가진 (메타)아크릴산 에스테르를 들 수 있다. 이러한 알킬(메타)아크릴레이트는 단독으로 혹은 2종 이상 조합해서 사용될 수 있다. 알킬(메타)아크릴레이트의 함량은 일반적으로 아크릴 중합체를 구성하는 단량체 성분 전체를 기준으로 60 중량% 이상이다.
아크릴 중합체는 알킬(메타)아크릴레이트와 공중합가능한 기타 단량체(공중합성 단량체)를 함유할 수 있다. 공중합성 단량체로서 특정 구조를 포함하는 단량체를 사용함으로써, 감압성 접착제에 내열성 혹은 비오염성 등의 원하는 특성이 부여될 수 있다.
예를 들어, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트 또는 에톡시에틸(메타)아크릴레이트 등의 알콕시기를 가진 단량체가 공중합성 단량체로서 이용될 경우, 측쇄로서 알콕시기를 가진 아크릴 중합체가 얻어질 수 있다. 이러한 중합체를 감압성 접착제의 베이스 중합체로서 사용하는 것은 다음과 같은 이점이 있다. 활성 원자가 존재하는 접착물 표면에 다이싱 테이프 또는 시이트가 적용될 경우, 감압성 접착제 층을 구성하는 아크릴 중합체는 이들 원자와 화학결합을 형성하는 것이 억제된다. 그 결과, 다이싱 테이프 또는 시이트는 접착물에 적용 후 시간 경과에 따른 접착력의 증가가 억제되고, 적용으로부터 장시간의 경과 후에도 픽업 등의 작업이 원활하게 수행될 수 있다. 알콕시기를 가진 단량체의 사용량은 모든 단량체 성분을 기준으로 5 중량% 이상(예를 들어 5 내지 35 중량%), 바람직하게는 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 25 중량% 이상의 범위에서 선택될 수 있다.
질소 원자 함유 기를 가진 단량체가 공중합성 단량체로서 사용될 경우, 측쇄 로서 질소 원자 함유 기를 가진 아크릴 중합체가 얻어질 수 있다. 이러한 중합체를 감압성 접착제를 구성하는 데 사용하는 것은 예를 들어 이와 같이 해서 얻어지는 감압성 접착제가 매우 우수한 내열성을 가지고, 또 예를 들어 약 200℃의 고온에서도 탄성률이 갑작스럽게 감소되는 것을 억제하는 효과를 가진다. 질소 원자 함유 기를 가진 공중합성 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴아마이드, N,N-다이메틸(메타)아크릴아마이드, N-메틸올(메타)아크릴아마이드, N-메틸올프로판(메타)아크릴아마이드, N-하이드록시메틸(메타)아크릴아마이드, 2-(메타)아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산, (메타)아크릴아미도프로판설폰산 등의 (N-치환)아마이드 단량체; 아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-다이메틸아미노(메타)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 아미노알킬(메타)아크릴레이트 단량체; N-비닐피롤리돈, N-메틸비닐피롤리돈, N-비닐피리딘, N-비닐피페리돈, N-메틸비닐피롤리돈, N-비닐피리딘, N-비닐피페리돈, N-비닐피리미딘, N-비닐피페라진, N-비닐피라진, N-비닐피롤, N-비닐이미다졸, N-비닐옥사졸, N-비닐모폴린, N-비닐카프롤락탐, (메타)아크릴로일모폴린 등의 질소 원자 함유 고리를 가진 단량체; N-사이클로헥실말레이미드, N-아이소프로필말레이미드, N-라우릴말레이미드, N-페닐말레이미드 등의 말레이미드 단량체; N-메틸이다콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-옥틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, N-사이클로헥실이다콘이미드, N-라우릴이타콘이미드 등의 이타콘이미드 단량체; N-(메타)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드, N-(메타)아크릴로일-6-옥시헥사메틸숙신이미드, N-(메타)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌숙신이미드 등의 숙신이미드 단량체를 들 수 있다. 질소 원자 함유 기를 가진 단량체의 함유량은 모든 단량체 성분을 기준으로 3 중량% 이상, 바람직하게는 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 20 중량% 이상인 것이 바람직하다.
공중합성 단량체의 다른 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸말산,
크로톤산 등의 카복실 함유 단량체; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산 무수물기를 가진 단량체; 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-하이드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-하이드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 10-하이드록시데실(메타)아크릴레이트, 12-하이드록시라우릴(메타)아크릴레이트, (4-하이드록시메틸사이클로헥실)메틸(메타)아크릴레이트 등의 하이드록시 함유 단량체; 스타이렌설폰산, 아릴설폰산, 설포프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일옥시나프탈렌설폰산 등의 설포 함유 단량체; 2-하이드록시에틸 아크릴로일포스페이트 등의 포스페이트기 함유 단량체를 들 수 있다. 또, 가교 목적을 위해서, 헥산다이올 다이(메타)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글라이콜 다이(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글라이콜 다이(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글라이콜 다이(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이(메타)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 또는 우레탄(메타)아크릴레이트 등의 다작용성 단량체를 사용할 수 있다. 밀착력, 내열성 등을 조절하기 위해 사용되는 경우 이외에, 이들 공중합성 단량체는 감압성 접착제 층이 후술하는 에너지 선 경화형의 것인 경우에도 유용하다.
1종 이상의 공중합성 단량체가 선택되어 사용될 수 있다. 공중합성 단량체의 사용량은 모든 단량체 성분을 기준으로 40 중량% 이하인 것이 바람직하다.
아크릴 중합체는 전술한 단량체를 중합함으로써 얻어질 수 있다. 여기서 중합은 용액 중합, 유화 중합, 벌크 중합 또는 현탁 중합 등의 종래의 기법에 의해 수행될 수 있고, 이용되는 중합 기법은 특히 제한되지 않는다. 감압성 접착제의 베이스 중합체로서 사용되는 아크릴 중합체는, 감압성 접착제가 반도체 웨이퍼 등의 접착물을 오염시키는 것을 방지하는 관점에서 저분자량 중합체의 함량이 낮은 것이 바람직하다. 따라서, 아크릴 중합체의 중량 평균 분자량은 일반적으로 450,000 이상, 바람직하게는 500,000 이상(예를 들어 500,000 내지 3,000,000), 더욱 바람직하게는 600,000 이상(예를 들어, 600,000 내지 3,000,000), 특히 바람직하게는 800,000 이상(예를 들어 800,000 내지 3,000,000)이다. 아크릴 중합체의 중량 평균 분자량을 상기 범위 이내가 되도록 조절하기 위해, 단량체의 종류와 그 양, 중합 온도 및 기타 조건을 적절하게 조절한다. 또한, 외부 가교제를 이용해서 그의 중량 평균 분자량을 증가시키는 것도 가능하다. 외부 가교제로서, 임의의 통상의 가교제를 이용할 수 있다. 그 예로는 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물, 멜라민 수지, 우레아 수지, 산 무수물을 포함하는 무수 화합물 및 폴리아민 화합물 등의 복수의 반응성 작용기를 가진 화합물을 들 수 있다. 외부 가교제를 이용할 경우, 가교제의 사용량은, 분자량, 감압성 접착제 특성 및 기타 특성이 이 외부 가교제와 가교될 중합체 간의 균형을 고려하면서 원하는 범위 내로 되는 중합체를 수득하도록 적절하게 선택되어 결정될 수 있다. 예를 들어, 그 양은 베이스 폴리머 100 중량부에 대해서 약 0.01 내지 5 중량부의 범위에서 선택될 수 있 다.
감압성 접착제 층을 구성하는 감압성 접착제는 예를 들어 가열 박리형의 감압성 접착제 또는 에너지선 경화형의 감압성 접착제와 같이, 접착력이 적절한 시점에서 감소될 수 있는 감압성 접착제로 구성되는 것이 바람직하다. 그 이유는 이러한 감압성 접착제 층을 이용하는 다이싱 테이프 또는 시이트가 이면 연마 등의 처리 공정에서 접착물(예를 들어, 반도체 웨이퍼)에 단단하게 고착될 수 있고, 또한, 상기 처리공정의 완료 후에, 상기 접착물을 파손하거나 상기 접착물에 접착제를 잔류시키는 일없이 용이하게 박리될 수 있기 때문이다. 에너지선의 예로는 자외선이나 전자선을 들 수 있다.
에너지선 경화형의 감압성 접착제는 예를 들어, 베이스 중합체로서 에너지선 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 가진 에너지선 중합성 베이스 중합체를 이용함으로써 제조될 수 있다. 탄소-탄소 이중 결합은 중합체의 측쇄에 존재할 수 있거나 또는 그의 주사슬 내 혹은 그의 주사슬 단부에 존재할 수 있으며, 탄소-탄소 이중 결합의 위치는 특히 제한되지 않는다. 그의 측쇄에 탄소-탄소 이중 결합을 가진 베이스 중합체는, 이들 중합체가 분자 설계의 관점에서 유리하기 때문에 바람직하다. 예를 들어, 측쇄에 탄소-탄소 이중 결합을 가진 아크릴 중합체를 얻고자 할 경우, 이용가능한 방법의 예로는, 예를 들어 하이드록시 함유 단량체 또는 카복실 함유 단량체 등의 반응성 작용기를 가진 공중합성 단량체를, 아크릴-중합체 제조용의 중합시 공중합시킴으로써, 반응의 기준점으로서 작용하는 작용기를 가진 아크릴 중합체를 예비 제조하는 단계; 및 이 중합체를 에너지선 중합성 탄소-탄소 이중 결합 및 아크릴 중합체 중의 작용기와 반응가능한 기를 가진 화합물과 축합 또는 부가반응시키되, 이때 상기 탄소-탄소 이중 결합의 에너지선 경화성을 유지하는 단계를 포함하는 방법을 들 수 있다. 베이스 중합체에 도입될 반응성 작용기와 이 작용기와 반응가능한 기의 조합의 예로는 카복실과 에폭시의 조합, 카복실과 아지리딜의 조합 및 하이드록실과 이소시아네이트의 조합을 들 수 있다. 이들 조합 중, 하이드록실과 이소시아네이트의 조합이 후속 반응의 용이성의 관점에서 바람직하다.
구체적으로는, 측쇄에 탄소-탄소 이중 결합을 가진 아크릴 중합체는, 예를 들어, 하이드록실기를 가진 아크릴 중합체를 탄소-탄소 이중 결합을 가진 이소시아네이트 화합물과 반응시킴으로써 얻어질 수도 있다. 하이드록실기를 가진 아크릴 중합체의 예로는, 상기 열거한 하이드록실 함유 단량체를 함유하는 아크릴 중합체, 단량체 성분으로서 2-하이드록시에틸비닐에테르, 4-하이드록시부틸비닐에테르, 다이에틸렌 글라이콜 모노비닐에테르 등의 에테르 화합물을 들 수 있다. 에너지선 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 가진 이소시아네이트 화합물의 구체적인 예로는 메타크릴로일 이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트, m-아이소프로페닐-α,α-다이메틸벤질 이소시아네이트를 들 수 있다.
측쇄에 에너지선 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 가진 아크릴 중합체가 베이스 중합체로서 사용될 경우, 모든 측쇄의 1% 이상(예를 들어, 1 내지 90%)은 각각 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 모든 측쇄의 10% 이상(예를 들어, 10 내지 85%)은 각각 탄소-탄소 이중 결합을 가진다. 특히 바람직하게는 모든 측쇄의 25% 이상(예를 들어, 25 내지 75%)은 각각 탄소-탄소 이중 결합을 가진다. 탄소-탄소 이중 결합을 상기 범위 내의 양으로 측쇄에 도입하기 위해서, 베이스 중합체와 부가 또는 축합 반응이 실시될 탄소-탄소 이중 결합을 가진 화합물의 양이 적절하게 조절되는 방법을 이용할 수 있다. 또한, 아크릴 중합체는 측쇄과 그 주사슬의 양쪽 모두에 있어서 탄소-탄소 이중 결합을 가질 수 있다.
탄소-탄소 이중 결합이 베이스 중합체 내로 도입되는 상기 방법에 의해 제조되는 것 이외에도, 에너지선 경화형의 감압성 접착제는 에너지선 경화성 화합물(단량체 또는 올리고머)를 베이스 중합체 내에 혼입시킴으로써 제조될 수 있다. 에너지선 경화성 화합물로서, 에너지 선으로 조사할 때 반응해서 베이스 중합체와의 가교 구조를 형성하는 어떠한 화합물도 사용될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 몰당 2종 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 가진 화합물(단량체 또는 올리고머)을 사용하는 것이 바람직하다. 그 예로는, 트라이메틸올프로판 트라이(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글라이콜 다이(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산다이올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글라이콜 다이(메타)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등의 다가 알코올과 (메타)아크릴산과의 에스테르; 에스테르 아크릴레이트 올리고머; 및 2-프로페닐 3-부테닐 시아누레이트 등의 시아누레이트 화합물을 들 수 있다. 이들 중 특히 바람직한 것은 다이펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등의 분자당 6개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 가진 화합물이다. 이러한 에너지선 경화성 화합물의 점도 등은 특히 제한되지 않는다. 1 또는 2종 이상의 에너지선 경화성 화합물을 선택해서 이용할 수 있다.
에너지선 경화성 화합물의 경우, 화합물의 혼입량은 특히 제한되지 않는다. 그 양은 감압성 접착제 층이 픽업과정에서(감압성 접착제의 경화 후) 반도체 웨이퍼로부터 박리될 때 충분히 감소된 접착력을 가지도록 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 그 양은 전체 감압성 접착제의 중량을 기준으로 40 내지 75 중량%, 바람직하게는 50 내지 70 중량%의 범위 내에서 선택될 수 있다. 대안적으로, 화합물의 양은 베이스 중합체 100 중량부에 대해서 10 내지 300 중량부, 바람직하게는 30 내지 150 중량부의 범위 내에서 선택될 수 있다. 에너지선 경화성 화합물은 상기 에너지선 경화성 베이스 중합체와 함께 사용될 수 있다.
에너지선 경화성 베이스 중합체가 에너지선 경화형의 감압성 접착제의 제조에 이용될 경우, 저분자량 성분인 에너지선 경화성 화합물을 사용할 필요가 없거나, 또는 이 화합물의 사용량은 사용된 경우보다 상당히 저감될 수 있다. 따라서, 안정한 층 구조를 가진 감압성 접착제 층은 시간 경과에 따라 해당 감압성 접착제 층을 통해 저분자 성분이 이동하는 문제가 없이 형성될 수 있다. 그 결과, 접착물에의 적은 오염성의 관점으로부터도, 에너지선 중합성 베이스 중합체를 이용하는 것이 바람직하다.
광중합 개시제는 통상 에너지선 경화형의 감압성 접착제, 특히 자외선 조사시 중합/경화반응을 일으키는 자외선 경화형의 감압성 접착제 내에 혼입된다. 광중합 개시제의 예로는 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 아이소프로필 에테르, 벤조인 아이소부틸 에테르 등의 벤조인 알킬 에테르; 벤질, 벤조인, 벤조페논, α-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 등의 방향족 케톤; 벤질 다이메틸 케탈 등의 방향족 케 탈; 폴리비닐벤조페논, 클로로티오크산톤, 도데실티오크산톤, 다이메틸티오크산톤, 다이에틸티오크산톤 등의 티오크산톤 화합물을 들 수 있다. 이 중합 개시제의 사용량은 감압성 접착제를 함유하는 베이스 중합체 100 중량부에 대해서 예를 들어 약 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 약 0.5 내지 5 중량부의 범위 내에서 선택될 수 있다.
감압성 접착제 층을 구성하는 감압성 접착제는 전술한 성분들 외에 필요에 따라 점착화제, 산화방지제, 충전제 등의 종래의 혹은 통상의 첨가제를 함유할 수 있다.
본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트의 제조시, 기판 상에 감압성 접착제 층을 형성하는 방법은 특히 제한되지 않고 종래의 방법을 이용할 수 있다. 그 예로는, 감압성 접착제를 기판의 표면에 직접 적용하는 방법, 적절한 이형 처리가 실시된 시이트상에 감압성 접착제를 적용하고, 임의적으로 코팅을 건조하여 감압성 접착제 층을 형성하고 나서, 이 감압성 접착제 층을 기판에 전사하는 방법을 들 수 있다.
감압성 접착제 층의 두께는 특히 제한되지 않지만, 바람직하게는, 1 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 20 ㎛의 범위 내이다. 다이싱 테이프에 점착된 반도체 웨이퍼가 다이싱할 때 진동하는 경우가 있다. 이 경우, 이 진동의 진폭이 크면, 반도체 웨이퍼의 절단 칩에 치핑(chipping)이 생길 수 있다. 그러나, 본 발명에 있어서 감압성 접착제 층의 두께를 50 ㎛ 이하로 조절하면, 반도체 웨이퍼 다이싱시 일어나는 진동의 진폭이 지나치게 커지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 치핑이 감소된다. 감압성 접착제 층의 두께를 1 ㎛ 이상으로 조절하면, 반도체 웨이퍼는 다이싱하는 동안 감압성 접착제 층으로부터 용이하게 분리되는 것을 방지하도록 틀림없이 유지될 수 있다. 이와 같이 해서, 다이싱 실패의 발생은 방지될 수 있다.
감압성 접착제 층은 25℃, 1㎐의 주파수에서 측정된 경우의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.5 이하(예를 들어, 0.01 내지 0.50, 특히 0.01 내지 0.40), 그리고 50℃, 1㎐의 주파수에서 측정된 경우의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.15 이하(예를 들어, 0.001 내지 0.15, 특히 0.01 내지 0.12)인 것이 바람직하다. 25℃에서의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.5 이하이고 50℃에서의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.15 이하인 경우, 다이싱 테이프 또는 시이트는 장기간 접착 후에도 우수한 이형성을 유지할 수 있다. 한편, 25℃, 1㎐의 주파수에서 측정한 경우의 감압성 접착제 층의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.01 이상이고 50℃, 1㎐의 주파수에서 측정한 경우의 감압성 접착제 층의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.001 이상인 경우, 이 감압성 접착제 층은 반도체 웨이퍼의 습윤 특성을 우수하게 유지할 수 있고, 공극 발생도 감소시킬 수 있다. 또한, 손실 탄젠트(tanδ)는 tanδ= G"/G'로서 정의되며, 여기서, G'는 감압성 접착제 층의 저장 탄성률(storage modulus)이고, G"는 그의 손실 탄성률(loss modulus)이다.
본 발명의 다이싱 테이프 또는 시이트는 필요에 따라 세퍼레이터를 가질 수 있다. 이 세퍼레이터는 감압성 접착제 층을 보호하는 기능, 라벨 기능 및 감압성 접착제 층의 표면을 평활화하는 기능을 가진다. 상기 세퍼레이터를 구성하는 물질은 특히 제한되지 않고, 그 예로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 등의 합성 수지 필름이나 종이를 들 수 있다. 상기 세퍼레이터의 표면 은, 감압성 접착제 층으로부터 증강된 이형성을 가지도록 하기 위해서, 실리콘 처리, 장쇄 알킬형 이형제에 의한 처리 또는 불소 화학 처리 등의 적절한 이형 처리를 실시할 수도 있다. 또한, 감압성 접착제 층이 자외선 경화형의 감압성 접착제 층 등으로 구성된 경우, 상기 세퍼레이터는 감압성 접착제 층이 환경상의 자외선의 작용에 의해 반응하는 것을 방지하기 위해서 자외성 차단 처리를 실시하는 것도 가능하다. 세퍼레이터의 두께는 특히 제한되지 않지만, 예를 들어, 약 10 내지 200 ㎛, 바람직하게는 약 25 내지 100 ㎛이다.
이와 같이 해서 얻어진 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트는 전자 부품을 가공하는 감압성 접착제 테이프를 비롯한 광범위한 용도에 이용될 수 있고, 이들 용도는 특히 제한되지 않는다. 특히, 다이싱 테이프 또는 시이트는, 그의 매우 우수한 내열성을 활용하도록 하기 위해서, 발열에 의해 수반되거나 가열을 포함하는 작업에 유리하게 이용될 수 있다. 특히 적합한 용도는 이하에 상세히 설명하는 본 발명의 반도체 칩 제조용의 프로세스에서 다이싱 테이프 또는 시이트로서 이용되는 것이다.
반도체 칩의 제조 방법
본 발명의 다이싱 테이프 또는 시이트는 다이싱에 의해 반도체 웨이퍼를 칩으로 절단할 때의 다이싱 테이프로서 유리하게 이용될 수 있다. 특히, 본 발명의 다이싱 테이프 또는 시이트는 가열시 변형/변화되기 어렵기 때문에, 열처리 공정 및 발열을 수반하는 공정, 특히, 반도체 칩 제조 공정에서 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명의 다이싱 테이프 또는 시이트에 의해 실행될 수 있는 반도체 칩 제조 방법의 예는 이하의 일련의 공정을 포함하는 반도체 칩 제조 방법을 포함한다:
(1) 반도체 웨이퍼를 가열 박리형 테이프 또는 시이트에 부착하고, 상기 반도체 웨이퍼를 연마하고 나서, 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트가 부착되어 있는 면과는 반대쪽에 있는 상기 형성된 박형 반도체 웨이퍼의 면에 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 부착하는 공정;
(2) 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트를 가열에 의해 박리하는 공정; 및
(3) 상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 반도체 웨이퍼의 칩을 제조하는 공정.
공정 (1)은 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 접착물에 부착하는 공정이다. 접착물로서의 박형 반도체 웨이퍼는, 적절한 가열 박리형 테이프 또는 시이트(가열 박리형의 이면 연마 테이프 또는 시이트)에 접착된 반도체 웨이퍼를 원하는 두께를 갖도록 연마함으로써 얻어진 것이다. 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 적용할 때, 상기 박형 반도체 웨이퍼는 가열 박리형 테이프 등에 부착 유지되고, 이 다이싱 테이프 또는 시이트는 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트가 부착되어 있는 면과는 반대쪽에 있는 반도체 웨이퍼의 면에 부착된다. 이 공정을 통해서, 상기 박형 반도체 웨이퍼는 한쪽 면이 가열 박리형 테이프 등으로 덮이게 되고, 다른 쪽면이 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트로 덮이게 되며, 이에 따라 가열 박리형 테이프 또는 시이트, 박형 반도체 웨이퍼 및 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트가 이 순서로 적층되어 이루어진 다층 상태로 된다.
공정 (2)는 반도체 웨이퍼를 얇게 하는(즉, 박형으로 하는) 공정에 사용된 가열 박리형 테이프 또는 시이트가 가열에 의해 박리되는 공정이다. 이 공정에서의 가열 온도 및 시간은 사용된 가열 박리형 테이프 또는 시이트에 따라 적절하게 선택될 수 있지만, 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트의 내열성을 고려하면서 200℃ 이하의 온도 및 30초 이하의 시간을 선택하는 것이 바람직하다. 본 발명의 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트는 열에 의해 거의 변형되지 않으므로, 반도체 웨이퍼는 다이싱 테이프 또는 시이트의 변형에 의해 손상되는 것이 상당히 억제된다. 또한, 감압성 접착제 층은 열에 의해 변화되기 쉽지 않으므로, 가열 공정 전에서부터 가열 공정 후까지의 전반적인 시간에 걸쳐 적당한 접착력(adhesive force) 및 밀착력(cohesive force)을 유지한다. 따라서, 감압성 접착제 층은 반도체 웨이퍼가 다이싱에 의해 칩으로 절단되는 후속 공정 (3)에서 반도체 웨이퍼를 단단히 유지하고, 칩 산포 현상(chip scattering) 등의 문제가 일어나기 어렵다. 절단에 의해 형성된 반도체 칩을 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트로부터 분리하고자 할 경우, 반도체 칩은 감압성 접착제에 의해 오염되는 일없이 분리될 수 있다. 특히, 감압성 접착제가 에너지선 경화형의 감압성 접착제와 같이 접착력을 용이하게 감소시킬 수 있는 감압성 접착제를 함유할 경우, 감압성 접착제의 접착력은 원하는 어떠한 시간에도 저감될 수 있어, 반도체 칩은 용이하게 분리될 수 있다. 따라서, 제조된 반도체 칩은 가공 공정에 사용된 다이싱 테이프 등에 의해 오염되는 일은 극히 적다.
상기 공정 (1), (2) 및 (3)은 순차적으로 수행할 수 있거나, 저장, 이송 또는 다른 공정(예를 들어, 이면 금속 증착 공정)과는 분리할 수도 있다. 상기 공정 (1) 내지 (3)의 전후에 하나 이상의 다른 공정을 수행할 수 있다. 본 발명의 반도체 칩의 제조 방법은 반도체 칩에 이용되는 이외에도 반도체 패키지, 유리 제품, 카메라 등의 다이싱에 적용가능하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 더욱 상세히 참조해서 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 제한되는 것으로 이해해서는 안된다.
실시예 1
기판 필름으로는 두께 50 ㎛(유리 전이 온도 78℃(TMA에 의해 측정됨))를 가진 폴림(에틸렌 테레프탈레이트)로 이루어진 필름을 사용하였다. 이 필름의 한쪽 면에는 코로나 처리를 실시하였다.
통상의 방법으로 아세트산 에틸 중에서 메틸아크릴레이트 75 중량부, 메톡시에틸 아크릴레이트 10 중량부, N-비닐피롤리돈 10 중량부 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 5 중량부를 공중합하였다. 2-메타크릴로일옥시에틸렌 이소시아네이트의 NCO기는 얻어진 공중합체에 있어서 2-하이드록시에틸 아크릴레이트로부터 유도된 측쇄 말단 OH기의 90%와 부가반응되었다. 이와 같이 해서, 측쇄에 탄소-탄소 이중 결합이 도입된 동시에 중량 평균 분자량이 500,000인 아크릴 공중합체를 함유하는 용액을 얻었다.
상기 아크릴 공중합체를 함유하는 용액에, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트를 디이소시아네이트와 반응시켜 얻어진 자외선 경화성 올리고머(25℃에서의 점도 10 ㎩·sec) 130 중량부, 광중합 개시제(상품명: "이르가큐어 651"(Irgacure 651), 시바 스페셜티 케미칼스 컴파니 제품) 3 중량부 및 폴리이소시아네이트 화합물(상품명: "코로네이트 L"(Coronate L), 닛폰 폴리우레탄 컴파니 리미티드의 제품) 2 중량부를 첨가하였다. 이와 같이 해서, 자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 용액 A를 얻었다.
이 자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 용액 A를 기판 필름의 코로나 처리된 면에 적용하고, 80℃에서 10 분간 가열/가교를 행하였다. 이와 같이 해서, 두께 5 ㎛를 가진 자외선 경화형의 감압성 접착제 층을 형성하였다. 이어서, 방사선 경화형의 감압성 접착제 층의 표면에 세퍼레이터를 접착시켜 자외선 경화형의 다이싱 테이프를 제조하였다.
실시예 2
통상의 방법으로 아세트산 에틸 중에서 메틸아크릴레이트 75 중량부, 메톡시에틸 아크릴레이트 10 중량부, N-비닐피롤리돈 5 중량부 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 10 중량부를 공중합하였다. 2-메타크릴로일옥시에틸렌 이소시아네이트의 NCO기는 얻어진 아크릴 공중합체에 있어서 2-하이드록시에틸 아크릴레이트로부터 유도된 측쇄 말단 OH기의 90%와 부가반응되었다. 이와 같이 해서, 측쇄에 탄소-탄소 이중 결합이 도입된 동시에 중량 평균 분자량이 600,000인 아크릴 공중합체를 함유하는 용액을 얻었다.
상기 아크릴 공중합체를 함유하는 용액에, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트를 디이소시아네이트와 반응시켜 얻어진 자외선 경화성 올리고머(25℃에서의 점도 10 ㎩·sec) 130 중량부, 광중합 개시제(상품명: "이르가큐어 651", 시바 스페 셜티 케미칼스 컴파니의 제품) 3 중량부 및 폴리이소시아네이트 화합물(상품명: "코로네이트 L", 닛폰 폴리우레탄 컴파니 리미티드의 제품) 2 중량부를 첨가하였다. 이와 같이 해서, 자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 용액 B를 얻었다.
자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 A 대신에 자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 B를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 절차를 행함으로써 자외선 경화형의 다이싱 테이프를 제조하였다.
비교예 1
통상의 방법으로 아세트산 에틸 중에서 메틸아크릴레이트 95 중량부 및 아크릴산 5 중량부를 공중합하였다. 이와 같이 해서, 중량 평균 분자량이 800,000인 아크릴 공중합체를 함유하는 용액을 얻었다. 상기 아크릴 공중합체를 함유하는 용액에, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트를 디이소시아네이트와 반응시켜 얻어진 자외선 경화성 올리고머(25℃에서의 점도 10 ㎩·sec) 130 중량부, 광중합 개시제(상품명: "이르가큐어 651", 시바 스페셜티 컴파니의 제품) 3 중량부 및 폴리이소시아네이트 화합물(상품명: "코로네이트 L", 닛폰 폴리우레탄 컴파니 리미티드의 제품) 2 중량부를 첨가하였다. 이와 같이 해서, 자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 용액 C를 얻었다.
자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 A 대신에 자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 C를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 절차를 행함으로써 자외선 경화형의 다이싱 테이프를 제조하였다.
비교예 2
기판으로서 폴리(염화 비닐)(유리 전이 온도 55℃)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 절차를 행함으로써 자외선 경화형의 다이싱 테이프를 제조하였다.
시험 평가
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 다이싱 테이프에 대해서 이하의 시험 평가를 행하였다.
가열 후의 접착력
상기 실시예 및 비교예의 각각에서 얻어진 다이싱 테이프를 테이프 폭이 20 ㎜인 스트립 형태로 절단하였다. 이 다이싱 테이프를 실리콘 웨이퍼(신에츠 한도타이 컴파니 리미티드의 제품인 상품명 "CZN<100>2.5-3.5(4인치)")의 경면에 부착하고 나서, 200℃에서 30 초간 열판 상에서 가열하였다. 이 테이프-보유 실리콘 웨이퍼를 실온(23℃)까지 냉각한 후, 상기 다이싱 테이프에 대해서 해당 다이싱 테이프의 이면(기판 면)으로부터 자외선(조사 시간: 20 초; 조사 강도: 500 mJ/㎠)을 조사하였다. 그 후, 상기 다이싱 테이프를 박리 각도 180°, 박리 속도 300 ㎜/분에서 박리하여, 다이싱 테이프의 접착력(박리력)을 측정하였다. 접착력이 0.5 N/20 ㎜ 이하인 다이싱 테이프는 우수한 것으로 판정한 반면, 0.5 N/20 ㎜보다 큰 접착력을 가진 것은 불량으로 평가하였다. 얻어진 결과는 하기 표 1에 표시하였다.
가열시 중량 손실도 의 결정
상기 실시예 및 비교예의 각각에서 얻어진 감압성 접착제를 TG/TGA에 의해 분석하여 가열시의 중량 손실도를 결정하였다. 시험시, 시료를 공기 분위기 중 2℃/분의 승온 속도에서 200℃까지 가열하였다. 손실도가 2% 미만인 감압성 접착제는 우수한 것으로 판정한 반면, 손실도가 2% 이상인 것은 불량으로 판정하였다. 얻어진 결과는 하기 표 1에 표시하였다.
장치: TG/TGA 200(SII 나노테크놀로지의 제품)
실리콘 경면 웨이퍼에 대한 표면 탄소 원소비 증가율(ΔC)의 평가
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 다이싱 테이프의 각각을 경면 실리콘 웨이퍼에 부착하고 200℃에서 30 초간 열판 상에서 가열하였다. 다음에, 이 테이프-담지 실리콘 웨이퍼를 실온(23℃)까지 냉각하였다. 그 후, 상기 다이싱 테이프를 접착력 측정 시험과 마찬가지 방법으로 박리하였다. 테이프가 박리된 실리콘 웨이퍼 표면에 대해 ESCA 장치에 의해 표면 탄소원소비(C1(%))를 검사하였다. 또한, 원래의 경면 실리콘 웨이퍼 표면에 대해서 ESCA 장치에 의해 표면 탄소원소비(C2(%))를 검사하였다. 이 검사 조건은 하기와 같다.
이어서, 이하의 식을 이용해서 C1(%) 값과 C2(%) 값으로부터 표면 탄소원소비 증가율(ΔC)을 산출하였다. 이 산출 결과에 의거해서, ΔC가 10% 이하인 다이싱 테이프는 우수한 것으로 판정하고, ΔC가 10% 보다 큰 것은 불량으로 판정하였다.
ΔC(%) = (표면 탄소원소비(C1(%)))-(표면 탄소원소비(C2(%)))
<ESCA 표면 분석의 검사 조건>
장치: 퀀텀 2000, ULVAC-PHI Co.의 제품
X-선 설정: φ 200 ㎛를 가진 포인트 분석[30W(15 ㎸)]
X-선 공급원: 단색 ALKα
광전자 픽업 각도: 45°.
감압성 접착제 층의 손실 탄젠트( tan δ)
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 자외선 경화형의 아크릴 감압성 접착제 A 내지 C를 세퍼레이터에 도포하고 나서, 100℃에서 3 분간 건조시켜 건조 두께 50 ㎛인 감압성 접착제 층을 형성하였다. 2㎏ 핸드 롤러를 이용해서, 세퍼레이터 및 감압성 접착제 층의 총 두께가 3 ㎜가 되도록 전체 표면을 균일하게 가압하였다. 이어서, 시료는 탈포 목적을 실시하기 위해, 그 시료를 온도 50℃, 압력 5 ㎏/㎠의 조건 하에서 오토클레이브에서 처리하였다. 이와 같이 해서, 각 감압성 접착제 층을 검사하기 위한 시료를 제조하였다. 점탄성 검사(viscoelastic examination)는 -5℃ 내지 75℃의 온도 범위에서 ω= 1㎐, 플레이트 직경 φ 7.9㎜, 응력 1%(25℃)의 조건 하에, 레오메트릭스사(Rheometrics Inc.)의 제품인 "ARES"(상품명)로 행하였다. 손실 탄젠트(tanδ)는 25℃ 및 50℃에서의 저장 탄성률(G")의 확인치와 손실 탄성률(G')의 확인치로부터 식 tanδ= G"/G'를 이용해서 산출하였다.
종합 평가
종합 평가에 있어서, 모든 평가, 즉, 가열시의 중량 손실도, 손실 탄젠트 tanδ, 접착력 및 표면 탄소원소비 증가율(ΔC)에 대해 "우수"로 평가된 다이싱 테이프는 우수한 것으로 판정하였고, 상기 평가 항목 중 적어도 하나에서 "불량"으로 평가된 다이싱 테이프는 불량으로 평가하였다. 이하의 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 및 2의 다이싱 테이프의 경우, 반도체 웨이퍼는 모두 장착 후 6시간 및 1주 경과 후에도 우수하게 분리될 수 있었고, 이들 다이싱 테이프는 픽업을 위해 매우 우수한 적합성을 가진 것으로 확인되었다. 또한, 표면 탄소원소비 증가율(ΔC)의 값은 적었고, 이들 다이싱 테이프는 접착제 잔류의 감소에 효과적이었으며, 비오염성이 매우 우수한 것으로 확인되었다. 이에 반하여, 비교예 1 및 2의 다이싱 테이프의 어느 것도 이형성 및 비오염성의 양쪽 모두에 대해 만족스럽지 않았다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
접착력 확인치(N/20 ㎜) 0.25 0.30 2.65 기판 용융으로 인해
측정불가능함
판정 우수 우수 불량 불량
가열시의
중량 손실도		 확인치(%) 1.6 1.4 1.3 1.6
판정 우수 우수 우수 우수
손실 탄젠트
(tanδ)		 25℃에서의 확인치 0.35 0.40 0.69 0.35
50℃에서의 확인치 0.05 0.10 0.28 0.05
표면 탄소
원소비 증가율
(ΔC)		 확인치(%) 4.9 7.4 21.0 기판 용융으로 인해
측정불가능함
판정 우수 우수 불량 불량
종합 평가 우수 우수 불량 불량
이상, 본 발명을 그의 구체적인 실시형태를 참조해서 상세히 설명하였지만, 해당 기술 분야의 당업자라면, 다양한 변경예 및 변형예가 본 발명의 영역으로부터 벗어나는 일 없이 이루어질 수 있다는 점을 명백히 이해할 수 있을 것이다.
본 출원은 일본국 특허출원 제2006-195429호(출원일: 2006년 7월 18일)에 기초한 것으로, 이 기초 출원의 내용은 본 명세서에 참고 인용되어 있다.
또한, 본 명세서에서 인용된 모든 문헌도 그 전체 내용이 본 명세서에 참고 인용되어 있다.

Claims (9)

  1. 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트로서,
    70℃ 이상의 유리 전이 온도를 가진 기판; 및
    상기 기판의 적어도 한쪽 면에 배치되며, 실온에서 200℃까지 2℃/분의 승온 속도로 가열된 경우 2% 미만의 가열시 중량 손실도를 갖는 적어도 하나의 감압성 접착제 층(pressure-sensitive adhesive layer)을 포함하고,
    상기 감압성 접착제 층은, 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 실리콘 경면 웨이퍼에 적용하고, 이어서 200℃에서 30 초간 가열한 후 23℃로 냉각한 경우 0.5 N/20 ㎜ 이하의 접착력(박리 속도: 300 ㎜/분; 박리 각도: 180°)을 갖는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 실리콘 경면 웨이퍼에 적용하고, 이어서 200℃에서 30 초간 가열하고 23℃로 냉각하고 나서, 상기 실리콘 경면 웨이퍼로부터 박리한 후, 상기 실리콘 경면 웨이퍼가 10% 이하의 표면 탄소원소비 증가율(ΔC)을 갖는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 베이스 중합체로서 아크릴 중합체를 포함하고,
    상기 아크릴 중합체는 모든 단량체 성분을 기준으로 알콕시기를 가진 단량체를 단량체 성분으로서 5 중량% 이상의 양으로 함유하는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 베이스 중합체로서 아크릴 중합체를 포함하고,
    상기 아크릴 중합체는 모든 단량체 성분을 기준으로 질소 원자 함유 기를 가진 단량체를 단량체 성분으로서 3 중량% 이상의 양으로 함유하는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 25℃에서의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.5 이하이고 50℃에서의 손실 탄젠트(tanδ)가 0.15 이하인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 측쇄를 가진 베이스 중합체를 포함하고,
    모든 측쇄의 1% 이상은 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 감압성 접착제 층은 중량 평균 분자량이 500,000 이상 인 베이스 폴리머를 포함하는 것인 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트.
  8. (1) 반도체 웨이퍼를 가열 박리형(heat-peelable) 테이프 또는 시이트에 부착하고, 상기 반도체 웨이퍼를 연마하여 박형 반도체 웨이퍼를 생성하고, 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트가 부착되어 있는 면과는 반대쪽에 있는 상기 박형 반도체 웨이퍼의 면에 제1항에 의한 내열성 다이싱 테이프 또는 시이트를 부착하는 공정;
    (2) 상기 가열 박리형 테이프 또는 시이트를 가열에 의해 박리하는 공정; 및
    (3) 상기 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 반도체 웨이퍼의 칩을 제조하는 공정
    을 포함하는 반도체 칩의 제조 방법.
  9. 삭제
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