KR101834973B1 - 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법에 있어서, 폴리우레탄 필름을 적용하고, 상기 필름의 제조를 위한 습식제조공정을 제공하며, 이는 균일한 두께의 폴리우레탄 필름을 제조하는 공정에 관한 것이며, 제조 공정 시 기포 발생을 방지하는 필름 제조공정을 제공하는 데 있다.
이를 위하여, 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프의 필름 제조방법에 있어서, 롤 방식으로 감긴 PET film을 unwinder에 장착하는 단계(S10); 수지를 묽게 만들어 코팅성을 좋게 하기 위하여, 용매 85 wt% 내지 89 wt% 에 폴리우레탄 10 wt%내지 12wt%을 함침시켜서, 완전히 녹이는 단계(S20); 폴리우레탄 필름의 강도 조절을 위하여, 가교제 1.0wt% 내지 3.0wt%를 혼합하여 액화 폴리 우레탄필름을 형성시키는 단계(S30); 슬롯다이(20)를 통하여, 사전 설정된 두께로, 상기 액화 폴리 폴리우레탄 수지를 PET 필름위에 코팅시키는 코팅 제조 단계(S40); 용제를 휘발시키는 건조단계(S50); 타측의 롤(100)방식으로 감는 단계(S60); 분자구조의 안정성을 위한 숙성단계(S70); 상기 PET필름(10)과 건조된 폴리우레탄 필름을 분리시키는 단계(S80); 로 이루어진 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법에 관한 것이다.
이는 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법으로서, 균일한 두께의 다이싱 테이프를 제공하여, 질의 안정성을 높이는 효과를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 롤투롤 방식을 제공하여 PET필름 위에 폴리우레탄 수지를 코팅하여 필름을 제조하는 공정에서 기포가 발생되지 않으므로 품질을 증가시키는 효과를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 롤투롤 방식으로, 자동화 설비구축이 매우 용이하며, 생산단가가 저렴하면서, 생산성을 더욱 향상되는 효과를 제공하고자 하는 것이다.
또한, Wet코팅의 롤투롤 방식에 의하여 높은 강도 구현에 가능하며, 제품의 외관 신뢰성 확보, 색상 구현의 효과를 제공하고자 하는 것이다.

Description

롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법{Manufacturing method of dicing tape by used liquid process}

본 발명은 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법에 있어서, 폴리우레탄 필름을 적용하고, 상기 필름의 제조를 위한, 습식제조공정을 제공하며, 이는 균일한 두께의 폴리우레탄 필름을 제조하는 공정에 관한 것이며, 제조 공정 시 기포 발생을 방지하는 필름 제조공정을 제공하는 데 있다.

일반적으로 다이싱 테이프란 반도체 칩 제조공정에서 반도체 웨이퍼에 패턴을 형성한 후 개개의 칩으로 절단하는 다이싱 과정에서 반도체 웨이퍼를 고정하기 위해 사용되는 테이프를 말한다.

일반적으로 반도체 칩의 조립공정은 마운트공정, 다이싱 공정, 픽업공정으로 진행하게 되는데, 이때 마운트 공정에서는 반도체 웨이퍼를 다이싱 테이프에 부착하여 일정한 점착력으로 반도체 웨이퍼를 다이싱 테이프에 고정시키게 되며, 다이싱 공정에서는 다이싱 테이프에 부착된 웨이퍼를 개개의 칩 형태로 절단하게 된다. 이 후, 다이싱 테이프의 점착력을 감소시키는 과정을 거쳐 픽업공정에서 개개의 칩을 다이싱 테이프로부터 박리하고 다음 공정으로 이송시키게 된다.

상기와 같은 일련의 과정에서 사용되는 다이싱 테이프는 마운트 및 다이싱 공정까지는 일정한 점착력으로 반도체 웨이퍼와 접합하고 있어야 하며, 픽업공정에서는 점착력이 감소하여 칩을 다이싱 테이프로부터 웨이퍼 Chip이 쉽게 박리되어야 하는 특성이 요구된다.

반도체 소자는 반도체 웨이퍼를 이용하여 제조한다. 그래서 다수의 반도체 소자가 서로 일정한 간격이 형성된 상태에서 반도체 웨이퍼에 형성된다. 이렇게 형성된 반도체 소자는 IC, LSI, 액정 드라이버, 플래시 메모리 등이다.

그리고 각 소자들 사이의 간격을 따라 웨이퍼를 절단함으로써, 각각의 반도체 소자를 생산한다. 이렇게 웨이퍼를 절단하는 다이싱 방법은 기존에는 완성된 반도체 웨이퍼에서 소자가 형성되어 있지 않은 웨이퍼의 뒷면을 연삭하기 위해 웨이퍼의 앞면에 테이프를 적층시킨다. 그 다음, 웨이퍼가 일정 정도의 두께를 가지도록 웨이퍼의 뒷면을 연삭한다. 그리고 웨이퍼가 일정 정도의 두께를 가지도록 웨이퍼를 CMP나 드라이 폴리싱(dry ploshing) 등의 방법으로 폴리싱한다.

그리고 폴리싱이 완료된 상태에서 웨이퍼의 앞면에 적층된 테이프에 자외선을 조사하고, 웨이퍼의 뒷면에 다이싱 테이프를 접착한다. 그런 다음, 웨이퍼 앞면에 적층된 테이프는 자외선에 의해 경화되어 있으므로 제거하고, 웨이퍼에 형성된 복수의 소자는 다이싱 방법으로 분리한다.

상기와 같은 다이싱테이프에 적용하는 기재필름(Base Film) 제조하는 종래기술은 건식방법인 압출생산 방식을 사용하고 있으며, 해당되는 다이싱 테이프 적용 기재필름(Base Film)의 재료를 압출기에 넣어서, 압출시키는 공정에서, 균일한 두께를 유지하지 못하고, 다소 불균일한 두께로 인하여 균일한 치수를 유지하지 못하는 문제점이 있는 것이다.

이는 도 1에 나타난 바와 같이, 기존의 film의 경우 제조 방법이 T-die 압출방식으로 진행되었다. T-die 압출 방식은 현재 플라스틱 소재의 Film 제조 방식으로 널리 사용되고 있는 방식이다.

Film의 원료가 되는 수지는 작은 알갱이 형태(일명 Pellet)로 되어있고, 호퍼에 투입되게 된다. 호퍼에 투입된 원료는 고온의 압출기를 통해 용융상태가 되어 T-die에서 일정 두께로 토출되어 롤을 통과하면서 우리가 사용하는 필름 형태가 된다.

T-die 압출은 고온의 원료가 융용상태에서 냉각되면서 다시 원래 상태로 돌아가는 열가소성 특징으로 인해 제조된 필름은 가공이 끝나고 바로 사용이 가능하다. 또한 제조 공정이 비교적 간단하여 대량생산이 가능하고, 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 그러나 필름 특성이 투입되는 원료에 100% 의존되어 필름 특성 변경, 조절에 어려움이 따른다.

또한 원료의 용융점이 높을 경우 제대로 녹지않아 필름에 Gel, Fisheye 형태의 외관 불량이 다수 발생하게 되는 문제점이 있는 것이다. 이런 필름상의 외관 불량으로 인해 다이싱 공정상에 심각한 불량이 발생되고 있는 것이다.

또한, 종래의 다이싱 테이프는 PVC, PO(폴리올레핀) 필름을 사용하고 있으나, PVC 소재는 국내외적적으로 환경 규제물질로써, 사용 규제를 받고 있는 추세이며, PO 필름은 PE, PP 복합 소재로써 두께 편차 최소화, 연신 비율 조절함에 있어 기술적 구현이 어려운 문제점이 있는 것이다.

대한민국 특허공보 10-807910 대한민국 특허공보 10-751182 대한민국 공개특허공보 10-2015-51954

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 환경규제에 자유로운 폴리우레탄을 액화시키며, PET필름에 상기 액화된 폴리우레탄을 코팅하는 동시에, 사전 설정된 두께가 형성되도록 롤투롤(roll to roll) 방식으로 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프의 필름 제조방법에 있어서, 롤 방식으로 감긴 PET film을 unwinder에 장착하는 단계(S10); 수지를 묽게 만들어 코팅성을 좋게 하기 위하여, 용매 85 wt% 내지 89 wt% 에 폴리우레탄 10 wt%내지 12wt%을 함침시켜서, 완전히 녹이는 단계(S20); 폴리우레탄 필름의 강도 조절을 위하여, 가교제 1.0wt% 내지 3.0wt%를 혼합하여 액화 폴리 우레탄필름을 형성시키는 단계(S30); 슬롯다이(20)를 통하여, 사전 설정된 두께로, 상기 액화 폴리 폴리우레탄 수지를 PET 필름위에 코팅시키는 코팅 제조 단계(S40); 용제를 휘발시키는 건조단계(S50); 타측의 롤(100)방식으로 감는 단계(S60); 분자구조의 안정성을 위한 숙성단계(S70); 상기 PET필름(10)과 건조된 폴리우레탄 필름을 분리시키는 단계(S80); 로 이루어진 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법에 관한 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법으로서, 균일한 두께의 다이싱 테이프를 제공하여, 질의 안정성을 높이는 효과를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 롤투롤 방식을 제공하여 PET필름 위에 폴리우레탄 수지를 코팅하여 필름을 제조하는 공정에서 기포가 발생되지 않으므로 품질을 증가시키는 효과를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 롤투롤 방식으로, 자동화 설비구축이 매우 용이하며, 생산단가가 저렴하면서, 생산성을 더욱 향상되는 효과를 제공하고자 하는 것이다.

또한, Wet코팅의 롤투롤 방식에 의하여 높은 강도 구현에 가능하며, 제품의 외관 신뢰성 확보, 색상 구현의 효과를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래기술의 발명의 제조공정단계를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 제조공정단계를 나타낸 개략도.

본 발명의 여러 실시 예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른

반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법을 살펴보면,

반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프의 필름 제조방법에 있어서,

롤 방식으로 감긴 PET film을 unwinder에 장착하는 단계(S10);

수지를 묽게 만들어 코팅성을 좋게 하기 위하여, 용매 85 wt% 내지 89 wt% 에 폴리우레탄 10 wt%내지 12wt%을 함침시켜서, 완전히 녹이는 단계(S20);

폴리우레탄 필름의 강도 조절을 위하여, 가교제 1.0wt% 내지 3.0wt%를 혼합하여 액화 폴리 우레탄필름을 형성시키는 단계(S30);

슬롯다이(20)를 통하여, 사전 설정된 두께로, 상기 액화 폴리 폴리우레탄 수지를 PET 필름(10)위에 코팅시키는 코팅 제조 단계(S40);

용제를 휘발시키는 건조단계(S50);

타측의 롤(100)방식으로 감는 단계(S60)

분자구조의 안정성을 위한 숙성단계(S70);

상기 PET필름(10)과 건조된 폴리우레탄 필름을 분리시키는 단계(S80);

로 이루어진 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 상기 폴리우레탄은 열에 의해 한번 경화되면, 되돌아가지 않는 열경화성 폴리우레탄(Polyurethan)으로 이루어진 것이다.

일반적으로 습식 방식은 액상의 도료를 사용하여 표면 코팅처리 하는 방법을 말하며, 필름이나 금속 판넬, 종이 위에 코팅액을 도포하게 되며, 도포하는 방법은 다양하다.

통상적으로 스프레이 분사 방식, Dipping 방식, 실크스크린 인쇄, 그라비아 코팅, 콤마 코팅 등이 이용되는데, 스프레이 분사, dipping 방식, 실크스크린 인쇄 등은 일정 규격의 시트 상태에 코팅하는 방식으로 코팅 작업이 연속적으로 이루어지지 않는다.

본 발명은 액상의 폴리우레탄 수지를 슬롯다이 코터로 필름위에 도포하여 건조 과정을 거치고 roll 형태로 감기 때문에 코팅이 중단 되지 않고 연속 작업이 가능하다는 기술적 특징이 있는 것이다.

이를 위하여, 이하, 도 2을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 사용되는 우레탄 필름의 주요 성분인 폴리우레탄은 활성 수산기(-OH)와 이소시아네이트기(-N=C=O)의 부가 중합반응(Addition Polymerization Reaction)에 의해 반응열을 발생시키면서 우레탄결합이 형성된다.

이러한 우레탄결합기(-NH-COO-)를 함유한 폴리머의 통칭을 폴리우레탄(PU)이라고 한다.

폴리우레탄은 경도가 높으면서 탄성이 좋으며, 내마모성이 뛰어나며, 기계적 강도가 높으며, 내오존성이 좋으며, 저온특성이 우수하며, 진동흡수성이 우수하며, 성형이 자유로우며, 금속과 접착력이 우수한 장점을 갖고 있다.

본 발명은 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름을 제조하는 데 있어서, 종래의 건식방법의 문제점을 해결하기 위하여 습식방법을 채택하는것을 특징으로 하는 것이다.

이를 위하여,

습식제조공정의 첫번째 공정(S10)으로서, 롤 방식으로 감긴 PET film을 unwinder에 장착하는 단계(S10);이며,

S20단계로서, 용매 85 wt% 내지 89 wt% 에 폴리우레탄 10 wt%내지 12wt%을 함침시켜서, 완전히 녹이는 단계를 특징으로 한다.

이는 통상의 건조된 폴리우레탄을 용매에 녹여서, 코팅공정을 위하여 끈적한 액상상태로 녹이는 공정을 의미하는 것이다.

상기 S20 단계에 가교제 1.0wt% 내지 3.0wt%를 혼합하여 액화 우레탄필름을 형성시키는 단계(S30);를 형성시키는 것이다.

이러한 액화 우레탄필름은 코팅을 위한 점도를 형성시키는 것이며, 상기 코팅을 위한 적절한 점도 형성은 녹이는 온도를 조절하여 설정되는 것을 특징으로 하는 것이다.

PET 필름(10)위에 상기 액화 폴리우레탄필름을 슬롯다이(20)를 통하여, 사전에 설정된 두께로, 상기 액화 폴리우레탄수지를 PET필름(10)상면에 코팅시키는 단계(S40);를 형성시키는 것이다.

상기 슬롯다이(20)의 슬롯을 통하여, 액화 폴리우레탄이 통과되며, 코팅액의 두께는 액화 폴리우레탄의 공급하는 펌프의 용량을 제어하여, 조절시키는 것이다.

S50단계로서, 휘발성 용제를 휘발시키는 건조가 필요하며,

S60단계로서, 타측에 위치한 롤(100)방식으로 감는 단계를 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 롤투롤 방식으로 연속적인 자동생산에 매우 유리하며, 해당분야의 종래기술에서는 볼 수 없는 연속적이고, 자동생산이 가능하며, 동시에 균일한 코팅두께의 제조가 가능한 제조방법을 특징으로 하는 것이다.

S70단계로서는 분자구조의 안정성을 위한 숙성단계을 의미하며, 이는 건조된 폴리우레탄 필름의 가교 반응과 미휘발 용제를 완벽히 빼내기 위해 고온(60)에서 48시간 숙성시키는 것이다.

S80단계로서, 상기 PET필름(10)과 건조된 폴리우레탄 필름을 분리시키는 단계를 포함하는 것이다.

실시예로서, 상세히 설명하면,

본 발명의 Wet코팅 방식은 종전의 열가소성 폴리우레탄(Polyurethane), TPU 수지를 사용하지 않고, 열에 의해 한번 경화되면, 되돌아가지 않는 열경화성 폴리우레탄(Polyurethan), PU수지를 채택하는 것을 특징으로 한다.

PU수지는 우레탄 폴리머(Urethane Polymer)형태로 용매에 용해되어 있는 형태이며, 열에 의해 용매가 휘발되고 폴리머(Polymer)의 가교반응에 의해 우레탄 필름(Urethane film)의 형태가 된다.

건조 후에 반응이 아직 완벽히 끝나지 않은 상태이며 레진(Resin)속의 가교제(crosslinker)가 일정 온도 및 시간에 의해 가교 반응이 완료된 후에 완전한 필름(Film) 형태가 완성되는 것이다.

PU 수지를 사용하였을때의 장점은 필름(Film)특성을 쉽게 변경할 수 있다는 점이다.

Film의 주요 물성인 두께는 코팅 공정시, Shim 두께조절, Resin 투입 압력 조절 등을 통해 실시간으로 조절 가능하고, 인장강도 및 신장율은 가교제(crosslinker) 함량비 조절을 통해 구현 가능하다.

또한 부가적으로 Resin에 안료를 넣어 필름 색상을 자유롭게 변경할 수 있다는 장점이 있다.

종래의 압출 방식을 통해 제작된 우레탄 필름(Urethane film)은 원료 용융상태가 100% 완벽하지 않고 불완전하여 필름에 Gel 형태의 이물과 색상 불균일 등 외관적으로 문제가 있다.

따라서 본 발명은 이러한 문제들을 해결하기 위해 PU 수지를 Wet 코팅 방식으로 직접 Film을 제조하는 공정을 특징으로 하는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: PET 필름
20: 슬롯다이
100: 롤

Claims (2)

1. 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프의 필름 제조방법에 있어서,
   롤 방식으로 감긴 PET film을 unwinder에 장착하는 단계(S10);
   수지를 묽게 만들어 코팅성을 좋게 하기 위하여, 용매 85 wt% 내지 89wt% 에 폴리우레탄 10 wt%내지 12wt%을 함침시켜서, 완전히 녹이는 단계(S20);
   폴리우레탄 필름의 강도 조절을 위하여, 가교제 1.0wt% 내지 3.0wt%를 혼합하여 액화 폴리 우레탄 수지를 형성시키는 단계(S30);
   슬롯다이(20)를 통하여, 사전 설정된 두께로, 상기 액화 폴리우레탄 수지를 PET 필름위에 코팅시키는 코팅 제조 단계(S40);
   용제를 휘발시키는 건조단계(S50);
   타측의 롤(100)방식으로 감는 단계(S60)
   분자구조의 안정성을 위한 숙성단계(S70);
   상기 PET필름(10)과 건조된 폴리우레탄 필름을 분리시키는 단계(S80);
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폴리우레탄은 열에 의해 한번 경화되면, 되돌아가지 않는 열경화성 폴리우레탄(Polyurethan)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식에 의하여 반도체 웨이퍼 제조공정에 사용되는 다이싱 테이프용 폴리우레탄 필름의 제조방법.
   

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