KR102040252B1 - 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름 - Google Patents

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Abstract

기재층, 중간층 및 점착층을 포함하고, 상기 중간층은 히드록시기 함유 고무계 수지와 이소시아네이트 화합물의 중합체의 고무 수지, 티올 화합물, 희석 모노머 및 광개시제를 포함하는 중간층 형성용 조성물의 광경화물을 포함하고, 상기 중간층의 25℃ 저장탄성률이 상기 중간층의 80℃ 저장탄성률의 10 내지 100 배인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 제공한다.

Description

반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름 {SURFACE PROTECTING ADHESIVE FILM FOR SEMICONDUCTOR WAFER}
반도체 웨이퍼를 가공함에 있어서 표면을 보호할 필요가 있는 경우에 반도체 웨이퍼의 표면에 부착하여 표면을 보호하는 역할을 하는 점착 필름에 관한 것이다.
최근 전자 제품의 소형화 및 경량화 등이 급격히 진행되고 있으며, 이에 따라 반도체 패키지의 리드레스(leadless)화, 박형화 및 칩의 고집적화에 대한 요구도 증가하고 있다. 이러한 요구에 대응하여, 상기 반도체 패키지에 포함되는 웨이퍼의 대구경화 및 박형화에 대한 요구 역시 증가하고 있다.
그러나, 대구경화의 진행에 따라 연삭 (backgrinding) 공정 중 웨이퍼 오염 및 균열 발생과 같은 웨이퍼의 손상이 빈번히 발생하고 있으며, 이에 따라 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름의 역할이 더욱 중요시되고 있다.
상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름은 다층 구조를 가질 수 있고, 일반적으로 기본적인 지지 역할을 하는 기재층을 포함하게 된다. 이러한 기재층은 반도체 웨이퍼의 가공 공정 중에 필름의 안정성을 확보하는 데 중요한 역할을 하며, 점착 필름이 적절한 외력에 의해 평평하게 잘 부착될 수 있고, 필요한 경우 적절한 외력에 의해 잔사 없이 박리될 수 있도록 구조적으로 적합한 강성 및 연신 성능을 부여하는 역할을 한다.
본 발명의 일 구현예는 단차 흡수능이 뛰어나고, 박리시 잔사가 없는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 기재층, 중간층 및 점착층을 포함하고, 상기 중간층은 히드록시기 함유 고무계 수지와 이소시아네이트 화합물의 중합체의 고무 수지, 티올 화합물, 희석 모노머 및 광개시제를 포함하는 중간층 형성용 조성물의 광경화물을 포함하고, 상기 중간층의 25℃ 저장탄성률이 상기 중간층의 80℃ 저장탄성률의 10 내지 100 배인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 제공한다.
상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름은 구현예는 단차 흡수능이 뛰어나고, 박리시 가공성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 범프가 일면에 형성된 반도체 웨이퍼에 적용하는 모식적인 단면도이다.
도 3은 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 범프가 일면에 형성된 반도체 웨이퍼에 적용한 뒤, 이면 연삭에 의해 소정의 두께로 형성된 반도체 웨이퍼의 모식적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에서:
기재층, 중간층 및 점착층을 포함하고,
상기 중간층은 히드록시기 함유 고무계 수지와 이소시아네이트 화합물의 중합체의 고무 수지; 티올 화합물; 희석 모노머; 및 광개시제;를 포함하는 중간층 형성용 조성물의 광경화물을 포함하고,
상기 중간층의 25℃ 저장탄성률이 상기 중간층의 80℃ 저장탄성률의 10 내지 100 배인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에서, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 기재층(10), 중간층(20) 및 점착층(30)을 포함한다. 상기 점착 필름은 상기 기재층(10) 및 점착층(30) 사이에 중간층(20)이 포함된 구조를 가짐으로써 우수한 단차 흡수 성능을 구현할 수 있다.
상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 반도체 웨이퍼 등의 반도체 제품이나 광학계 제품 등을 정밀 가공하는 공정에서, 반도체 웨이퍼 또는 제품을 보유하거나 보호하기 위한 필름으로, 웨이퍼 등의 표면 보호나 파손방지를 위해 사용된다.
일 구현예에서, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 일면에 범프 (bump)를 형성한 웨이퍼의 이면 연삭 공정 (혹은, '백그라인딩 (backgrinding) 공정'이라고도 함)에 적용된다. 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 회로 등과 같은 범프가 형성된 웨이퍼에 적용시 범프의 단차에 대하여 우수한 단차 흡수능을 발휘하고, 또한, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)의 박리시 잔류물을 최소화하여 우수한 비오염 성능을 제공할 수 있으므로, 이러한 범프가 형성된 웨이퍼에 적용하기에 적합하다.
전극, 회로 등과 같은 범프가 일면에 형성된 웨이퍼는 이면 연삭 공정을 수행하기 위해, 먼저 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 상기 범프가 형성된 일면에 점착시킨 뒤, 이면 연삭 공정을 수행하여 소정의 두께를 갖는 웨이퍼를 제조한다. 범프에 의해 발생한 표면 단차가 크면, 범프 부분에 응력이 집중되어 웨이퍼가 쉽게 파손될 수 있기 때문에, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 범프가 형성된 일면에 부착한 뒤 이면 연삭 공정을 수행하여 웨이퍼를 파손으로부터 보호한다.
상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 상기 기재층(10), 상기 중간층(20) 및 상기 점착층(30)의 3층 구조를 가짐에 따라 전술한 범프가 형성된 웨이퍼의 이면 연삭 공정에 적용시 우수한 단차 흡수능을 발휘하면서, 동시에, 상기 중간층(20)과 상기 점착층(30) 간의 계면 부착성이 우수하여, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)의 박리시 잔사를 발생시키지 않을 수 있다.
상기 기재층(10)은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리비닐클로라이드 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-알킬아크릴레이트 공중합체 필름 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기재층(10)의 두께는, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100) 자체의 강도에 영향을 주고, 또 이면 연삭 공정 수행시의 웨이퍼 파손 방지에도 영향을 주기 때문에, 웨이퍼의 표면 단차, 범프의 유무 등에 따라, 적절한 두께를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 기재층(10)은 압출 공정, 광경화 공정, 캐스팅 공정, 캘린더링 공정, 열경화 공정 등에 의해 제조될 수 있다.
예를 들어, 아크릴 필름은 자외선 경화를 통해 얻을 수 있고, 압출 공정에 의해 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름을, 또한, 열경화 공정에 의해 폴리우레탄 필름을 제조할 수 있으며, 나아가, 폴리비닐클로라이드 필름은 캐스팅 공정이나 캘린더링 공정에 의해 형성될 수 있다.
상기 기재층(10)의 두께는 약 50㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다. 상기 기재층(10)의 두께에 제한이 있는 것은 아니나, 상기 범위의 두께를 유지함으로써 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100) 제조 공정상 유리하고 불필요한 단차 상승을 방지할 수 있다는 점에서 유리하다.
상기 중간층(20)은 히드록시기 함유 고무계 수지와 이소시아네이트 화합물의 중합체의 고무 수지, 티올 화합물, 희석 모노머 및 광개시제 혼합하여 중간층 형성용 조성물을 준비한 뒤, 이를 광경화하여 형성될 수 있다.
상기 중간층(20)은 상기 중간층 형성용 조성물을 광경화시켜 형성됨에 따라, 25℃ 저장탄성률과 80℃ 저장탄성률의 차이가 크게 되도록 제조될 수 있다. 즉, 상기 중간층의 25℃ 저장탄성률이 상기 중간층의 80℃ 저장탄성률의 10 내지 100 배, 구체적으로, 10 내지 30배 일 수 있다.
상기 중간층 형성용 조성물은 티올 화합물을 포함하기 때문에, 경화시 경화물의 분자량이 낮아지게 된다. 고온에서 분자량이 낮은 경화물이 먼저 연화되어 상온과 고온의 저장탄성률의 차이가 커진다.
범프가 형성된 웨이퍼의 이면 연삭 공정에서, 범프가 예를 들어, 80㎛ 이상의 높이를 가지는 경우, 단차를 흡수하기 위해서는 범프 높이 이상으로 형성된 두꺼운 중간층을 갖는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 사용할 수 있다. 그러나, 두꺼운 중간층을 형성하면서 동시에 높은 연성을 가지도록 형성하게 되면 이면 연삭 공정 중 점착제 성분이 비어져 나오거나, 연성이 더욱 강해지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름은 상기 중간층이 상온에서는 일정 수준으로 저장 탄성률을 가져서 형상을 유지하면서, 이면 연삭 공정 중 점착제 성분이 비어져 나오거나, 연성이 더욱 강해지는 공정상 문제를 발생하지 않도록, 고온에서 저장 탄성률이 많이 낮아지도록 설계된다.
상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름은 상온에서 높은 저장 탄성률을 가지기 때문에 상온에서의 단차 흡수능이 떨어지지만, 범프가 형성된 반도체 웨이퍼와 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 고온에서 적층시킨다면 높은 범프에 대하여도 단차 흡수능이 우수하게 발현될 수 있다.
즉, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름은 고온에서 범프가 형성된 반도체 웨이퍼와 적층하여 공정을 수행하게 되면, 단차 흡수능도 우수하게 발현하면서도 두꺼운 중간층 형성시 발생하는 공정상 문제를 해결할 수 있다.
상기 중간층은, 구체적으로, 25℃ 저장탄성률이 10 MPa 내지 1 MPa 일 수 있다. 25℃에서 상기 범위의 저장탄성률을 가지도록 함으로써 중간층이 두꺼워도 형상 유지에 유리하고, 이면 연삭 공정 중 점착제 성분이 비어져 나오거나, 연성이 더욱 강해지거나, 또는 롤 작업시 주름이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
상기 중간층은, 구체적으로, 80℃ 저장탄성률이 5,000 Pa 내지 50,000 Pa 일 수 있다. 80℃에서 상기 범위의 저장탄성률을 가지도록 함으로써 고온 적층 공정시 단차 흡수에 유리하다.
상기 히드록시기 함유 고무계 수지는 공지의 고무계 수지에 히드록시기를 도입하여 제조할 수 있다.
예를 들어, 상기 히드록시기 함유 고무계 수지는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)계 고무, 스티렌-부타디엔(SB)계 고무, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)계 고무, 스티렌-에틸렌-부틸렌_스티렌(SEBS)계 고무, 천연고무(LATEX), 부틸계 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나에 히드록시기를 도입한 것일 수 있다. 상기 부틸계 고무의 구체적인 예는 폴리부타디엔 고무, 이소부틸렌-이소프렌 고무 등일 수 있다.
상기 고무계 수지에 히드록시기를 도입하는 방법은 공지된 방법이 제한 없이 사용될 수 있고, 상기 히드록시기 함유 고무계 수지는, 예를 들어, 폴리부타디엔 디올 수지일 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트기를 함유하는 화합물로서, 상기 히드록시기 함유 고무계 수지의 히드록시기와 경화 작용을 통해 경화물의 분자량 높일 수 있다.
또한, 일정 수준 이상의 분자량을 가지는 고무계 수지를 사용해야 적절한 양의 희석 모노머를 혼합하여 코팅하기 좋은 점도를 맞출 수 있습니다.
예를 들어, 상기 히드록시기 함유 고무계 수지의 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000 일 수 있다.
예를 들어, 상기 이소시아네이트 화합물은 아이소포론디이시아네이트, 자일렌디이소시아네이트(XDI), 헥사메틸렌디이소아네이트(HDI), 메틸렌디페닐디이소시아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 고무 수지는 히드록시기 함유 고무계 수지 대 이소시아네이트 화합물이 3 : 6 내지 5 : 4의 몰비로 혼합되어 중합될 수 있다.
상기 고무 수지는, 예를 들어, 2-히드록시에틸아크릴레이트와 같은 캡핑제를 추가하여 중합될 수 있다. 상기 캡핑제의 히드록시기는 상기 이소시아네이트 화합물과 반응하여 상기 고무 수지에 이중 결합을 부여함으로써, 광경화 가능하게 한다.
상기 티올 화합물은 이미 중합되어 형성된 상기 고무 수지와 함께 사용되어 상기 고무 수지와 상기 희석 모노머의 광경화 반응시 사슬 길이를 조절할 수 있다. 티올 화합물의 함량이 높아질수록 고온에서의 중간층의 저장 탄성률 하락의 정도가 증가하여 중간층의 연성이 커진다. 이와 같이, 상기 티올 화합물은 상기 중간층(20) 형성하는 광경화물의 경화시 작용하여 고온에서의 상기 중간층(20)의 연화 (softness)의 정도를 조절할 수 있다.
상기 티올 화합물은 통상적으로 연쇄 이동제로 쓰이는 화합물이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 티올 화합물은 3-머캅토부티레이트 화합물; 또는 라우릴머캅탄, n-도데실머캅탄 또는 n-옥틸머캅탄과 같은 머캅탄화합물일 수 있다.
상기 중간층 형성용 조성물은 상기 고무 수지 및 상기 희석 모노머 합계 100 중량부 대비 상기 티올 화합물은 0.5 내지 2 중량부 포함할 수 있다. 상기 중간층 형성용 조성물은 상기 함량 범위로 상기 포함하여 상기 중간층 (20)이 두께를 두껍지 않게 하면서도 우수한 단차 흡수능을 갖도록 할 수 있는 수준으로 연화 (softness)의 정도를 조절할 수 있다.
상기 희석 모노머는 지환족(메타)아크릴레이트 모노머 및 관능기 함유 (메타)아크릴계 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 지환족(메타)아크릴레이트 모노머는, C3-C15 지환족기를 함유한 (메타)아크릴레이트일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 지환족(메타)아크릴레이트 모노머는 지환족 축합고리 함유 아크릴레이트일 수 있다.
상기 지환족(메타)아크릴레이트 모노머는, 예를 들어, 싸이클로펜실(메타)아크릴레이트, 싸이클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 관능기 함유 (메타)아크릴계 모노머는 히드록시기 함유 (메타)아크릴계 모노머, 카르복실기 함유 (메타)아크릴계 모노머, 질소 함유 (메타)아크릴계 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 관능기 함유 (메타)아크릴계 모노머는, 예를 들어, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산, 2-이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트, 3-이소시아네이토프로필 (메타)아크릴레이트, 4-이소시아네이토부틸 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 중간층 형성용 조성물은 상기 고무 수지 100 중량부 대비 80 내지 130 중량부의 상기 지환족(메타)아크릴레이트 모노머를 포함될 수 있다. 상기 중간층 형성용 조성물은 상기 함량으로 상기 지환족(메타)아크릴레이트 모노머를 희석 모노머로서 포함하여 적절한 수준, 예를 들어, 30~50℃의 유리전이온도를 확보할 수 있고, 중간층과 기재층, 중간층과 점착층간 일정 수준 이상의 밀착력을 확보할 수 있다.
상기 중간층 형성용 조성물은 상기 고무 수지 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부의 상기 관능기 함유 (메타)아크릴계 모노머를 포함될 수 있다. 상기 중간층 형성용 조성물은 상기 함량으로 상기 관능기 함유 (메타)아크릴계 모노머를 희석 모노머로서 포함하여 상기 지환족(메타)아크릴레이트와의 반응을 통해 적절한 수준의 유리전이온도를 확보할 수 있다.
상기 광개시제는 공지된 광개시제로 사용되는 화합물이 제한없이 사용될 수 있고, 예를 들면, 벤질디메틸케탈계 개시제, 벤조인계 개시제, 히드록시 케톤계 개시제, 아미노 케톤계 개시제, 카프로락탐계 개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 광개시제로서 상업적으로 수득 가능한 시바가이기(Ciba Geigy)사의 이가큐어(Irgacure)#184(하이드록시사이클로헥실페닐케톤 (hydroxycyclohexyl phenylketone)), 이가큐어(Irgacure)#907(2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-온(2-methyl-1[4-(methythio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-on)), 이가큐어(Irgacure)#500 (하이드록시케톤과 벤조페논(hydroxy-ketones and benzo phoenone)), 이가큐어(Irgacure)#651 (벤질디메틸케톤(benzildimethyl-ketone)), 다로큐어(Darocure)#1173(2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one)), 다로큐어(Darocure)#116, CGI#1800 (비스아실포스핀옥사이드(bisacylphosphineoxide)) 또는 CGI#1700 (비스아실포스핀 옥사이드와 벤조페논(bisacylphosphine oxide and hydroxy ketone)) 등을 사용할 수 있다.
상기 광개시제의 함량은 상기 고무 수지 100 중량부 대비 0.001 내지 0.5 중량부일 수 있다.
상기 중간층(20)의 두께는 약 50㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 상기 중간층(20)의 두께는 웨이퍼 표면의 요철의 높이 웨이퍼의 보유성, 웨이퍼의 보호성 등을 손상하지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있고, 상기 범위를 두께를 유지함으로써, 웨이퍼의 이면 연삭 가공시 웨이퍼가 깨지거나, 이면에 딤플이 발생하는 것을 억제하고, 범프가 형성된 웨이퍼에 적용되는 경우, 우수한 단차 흡수능을 발휘할 수 있고, 상기 중간층(20)의 상부로 상기 점착층(30)을 형성하는데 있어도 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 중간층 형성용 조성물에 첨가되는 첨가제는, 필요에 따라, 통상 사용되는 첨가제, 예를 들어 노화방지제, 충전제, 안료, 착색제, 난연제, 대전방지제, 자외선흡수제 등을 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착필름의 기능을 저해하지 않는 범위 내에서 첨가할 수 있다. 이들 첨가제는 그 종류에 따라 통상의 양으로 이용될 수 있다.
상기 중간층 형성용 조성물을 상기 기재층(10) 상부에 도포한 뒤, 광중합 개시제의 종류에 따라서 전리성 방사선이나 자외선 등의 방사선, 가시광 등을 조사함으로써 광경화하여 상기 중간층(20)을 형성할 수 있다. 방사선 등의 종류나 조사에 사용되는 램프의 종류 등은 적절히 선택할 수 있고, 형광 케미컬 램프, 블랙라이트, 살균 램프 등의 저압 램프나, 메탈 할라이드 램프, 고압 수은 램프 등의 고압 램프 등을 이용할 수 있다.
구체적으로, 상기 중간층(20)은 UV광을 방사하는 블랙라이트 UV 램프에 의해 경화되어 형성될 수 있고, 예를 들어, 상기 블랙라이트 UV 램프가 약 5W, 주파장이 약 365nm일 수 있다. 상기 블랙라이트 UV 램프를 사용함으로써 중간층(20) 형성 과정 중 부분중합 등에 있어서의 발열 문제를 개선할 수 있고, 일정 두께를 형성하는 중간층 표면 및 내부에 경화도 차이 없이 경화할 수 있다는 점에서 블랙라이트 UV램프를 사용하는 것이 유리하다.
상기 점착층(30)은 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)의 상기 중간층(20) 상부에 형성되고, 광경화성 감압성 점착제로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 점착층(30)은 광경화형 아크릴계 수지를 포함한 감압성 점착제이다.
상기 점착층(30)은 반도체 웨이퍼 등의 제품을 가공할 때에는 적절한 점착력을 가져 공정 중 상기 반도체 웨이프에 확실히 부착되어 있고, 가공 후에는 제품 등에 부하를 걸지 않으면서 용이하게 박리할 수 있어야 한다. 예를 들어, 열경화제 및 광개시제를 일정 함량 함유하는 상기 점착층(30)을 열경화에 의해 상기 중간층(20) 상부에 성막하여 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 제조하고, 이면 연삭 가공이 완료된 후에는 추가적인 광조사에 의해 상기 점착층(30)을 웨이퍼로부터 박리할 수 있다. 즉, 상기 점착층(30)은 광조사 전 박리력이 광조사 후의 박리력보다 크다.
상기 점착층(30)은, 광경화형 아크릴계 수지를 포함한 감압성 점착제를 필요에 따라 용제 등을 더 혼합하여 상기 중간층(20) 상에 직접 도포함으로써 형성하거나, 상기 광경화형 아크릴계 수지를 포함한 감압성 점착제를 이형 필름 상에 도포하여 미리 상기 점착층(30)을 형성하고 나서 상기 점착층(30)을 상기 (20)중간층에 접합하여 형성할 수도 있다.
상기 점착층(30)은 광경화형 아크릴계 수지를 포함할 수 있고, 구체적으로, 상기 광경화형 아크릴계 수지는 상기 광경화형 아크릴계 수지는 분자 내에 탄소-탄소 이중결합을 갖고, 친수성 관능기 함유 모노머에 기인한 구조단위를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 친수성 관능기는 수산기, 아미노기, 카르복실기, 설폰기, 모르폴린기, 글리시딜기 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 광경화형 아크릴계 수지는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 아이소부틸기, 아밀기, 아이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 사이클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 아이소옥틸기, 노닐기, 아이소노닐기, 데실기, 아이소데실기, 운데실기, 라우릴기, 트라이데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 옥타데실기, 도데실기와 같은 탄소수 30 이하, 4 내지 18의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 알킬에스테르; 및 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 아이소부틸기, 아밀기, 아이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 사이클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 아이소옥틸기, 노닐기, 아이소노닐기, 데실기, 아이소데실기, 운데실기, 라우릴기, 트라이데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 옥타데실기, 도데실기와 같은 탄소수 30 이하, 4 내지 18의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 갖는 싸이클로알킬에스테르의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 모노머 성분을 중합하여 얻어질 수 있다.
상기 광경화형 아크릴계 수지는 상기 탄소-탄소 이중결합을 갖고, 친수성 관능기 함유 모노머 약 1 중량% 내지 약 30 중량%를 포함하는 모노머 성분을 중합하여 얻어질 수 있고, 상기 광경화형 아크릴계 수지는 상기 탄소-탄소 이중결합을 갖고, 친수성 관능기 함유 모노머에 기인한 구조 단위를 상기 범위의 함량에 따라 포함함으로써 적절한 응집력을 가지는 점착층(30)을 형성할 수 있고, 이로 인해 웨이퍼 표면 오염이 없는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 제공할 수 있다.
상기 점착층(30)은 상기 광경화형 아크릴계 수지의 중량평균 분자량을 적절히 조절하여 적절한 응집력을 가지는 점착층(30)을 형성할 수 있고, 이로 인해 웨이퍼 표면 오염이 없는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 광경화형 아크릴계 수지의 중량평균 분자량이 약 20만 내지 약 200만일 수 있다.
상기 광경화형 아크릴계 수지의 유리전이 온도는 약 -55℃ 내지 약 -20℃일 수 있다. 상기 점착층이 포함하는 구조단위의 유리전이 온도를 약 -55℃ 내지 약 -20℃로 유지함으로써 적절한 응집력을 가지는 점착층(30)을 형성할 수 있고, 이로 인해 웨이퍼 표면 오염이 없는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 제공할 수 있다.
상기 점착층(30)의 두께는 약 10㎛ 내지 약 60㎛ 일 수 있다. 상기 점착층(30)의 두께는 웨이퍼의 보유성이나 보호성을 손상하지 않는 범위로 적절히 설정할 수 있으나, 상기 범위의 두께를 유지함으로써 점착층(30)의 파괴가 중간층(20)에 영향을 주지 않을 수 있고, 웨이퍼에 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 적용시 점착 및 박리를 용이하게 할 수 있다.
도 2는 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 범프(40)가 일면에 형성된 반도체 웨이퍼(50)에 적용하는 모식적인 단면도이다. 도 2에서, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)에서 상기 점착층(30)이 상기 반도체 웨이퍼(50)의 상기 범프(40)가 형성된 일면에 접하는 방향, 즉, 화살표 방향으로 부착된다.
도 3은 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 범프(40)가 일면에 형성된 반도체 웨이퍼(50)에 적용한 뒤, 이면 연삭에 의해 소정의 두께로 형성된 반도체 웨이퍼(50)의 모식적인 단면도이다. 도 3에서, 점선으로 표시된 부분은 이면 연삭 공정으로 잘려나간다.
상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 반도체 웨이퍼(50)를 정밀 가공하는 공정에서, 표면에 존재하는 회로 패턴 등이 손상되거나, 공정 중에 발생한 이물질 또는 화학 물질 등에 의해 반도체 웨이퍼(50)가 오염되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 반도체 웨이퍼의 정밀 가공이 완료된 이후에 제거되어야 하며, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 이면 연삭 공정 중 반도체 웨이퍼(50)의 표면을 손상시키지 않고 보호할 수 있고, 이면 연삭 공정 후 박리 잔사 없이 제거될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)은 단차 흡수능이 우수하여 범프(40)가 형성된 반도체 웨이퍼(50)의 이면 연삭 공정에 유용하게 적용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 범프(40)의 높이가 약 80㎛ 내지 약 200㎛인 반도체 웨이퍼(50)에 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름(100)을 적용하여 이면 연삭 공정을 수행하여, 반도체 웨이퍼(50)를 효과적으로 보호할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
( 실시예 )
실시예 1
기재층으로서 50㎛ 두께의 폴리에틸렌프탈레이트 (PET) 필름을 준비하였다.
상기 중간층 형성용 조성물을 얻기 위하여, 먼저 폴리부타디엔디올 고무, 자일렌디이소시아네이트(XDI), 헥사메틸렌디이소아네이트(HDI) 및 캡핑제로서 2-히드록시에틸아크릴레이트를 4 : 4.5 : 0.5 : 2 의 몰비로 혼합하고, 이소보닐아크릴레이트가 20 중량% 포함되도록 추가하여 중합 반응시켜 폴리부타디엔 우레탄의 고무 수지를 제조하였다. 상기 얻어진 폴리부타디엔 우레탄의 고무 수지 40 중량%, 희석 모노머로서 이소보닐아크릴레이트 45 중량%, 히드록시프로필아크릴레이트 15 중량%를 혼합한 혼합물 100 중량부에 대하여 광개시제로서 1 중량부의 Irgacure 651 및 1 중량부의 3-머캅토부티레이트 (상품명: karenzMT PE1, 제조사: 쇼와 덴코사)를 첨가하여 중간층 형성용 조성물을 제조하였다.
상기 중간층 형성용 조성물을 이형 PET 필름 사이에 코팅 후 5W, 주파장이 365nm인 블랙라이트 UV램프에 의해 경화시켜 두께가 350㎛인 중간층을 형성하고, 이를 상기 기재층에 전사하여, 기재-중간층 합판하였다. 중간층의 다른 한 면은 이형 PET인 상태로 합판을 진행하였다.
별도로, 에틸헥실아크릴레이트 85 중량%, 히드록시에틸아크릴레이트 15 중량% 를 중합한 중합체 (중량평균분자량 50만, 유리전이온도 -56℃)를 얻은 뒤, 상기 중합체 중 상기 히드록시 에틸 아크릴레이트에 기인한 구조 단위의 93 중량%를 2-이소시아네이토메틸아크릴레이트 (2-(isocyanato)methylacrylate)와 함께 반응시켜 광경화형 아크릴계 수지를 제조하였다. 상기 광경화형 아크릴계 수지 100 중량부에 광개시제로서 Irgacure651를 10 중량부 첨가하여 점착층 형성용 조성물을 제조하였다. 상기 점착층 형성용 조성물을 이형 PET 필름에 코팅 후 90℃ 온도의 오븐에 3분 동안 방치하여 성막되도록 하여 두께가 50㎛인 점착층을 형성하고, 상기 중간층과 합지함으로써 기재층, 중간층 및 점착층을 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착필름을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서 중간층 형성용 조성물 중 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 2 중량부의 3-머캅토부티레이트 첨가하여 중간층 형성용 조성물을 제조한 점을 제외하고, 실시예 1에서와 동일하게 제조하여, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착필름을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 중간층 형성용 조성물 중 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 3-머캅토부티레이트를 첨가하지 않고 제조한 점을 제외하고, 실시예 1에서와 동일하게 제조하여, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착필름을 제조하였다
실험예 1: 저장탄성률 측정
실시예 1-2 및 비교예 1-2에서 제조된 중간층에 대하여 25℃ 및 80℃에서 레오미터 (TA instruments, ARES-G2)를 사용하여 저장탄성률을 측정하고, 하기 표 1에 기재하였다. 또한, 각각의 온도에서 손실탄성률을 측정하여, Tan delta 값을 손실탄성률/저장탄성률로 계산하여 하기 표 1에 기재하였다.
구분 저장탄성률[Pa] Tan delta
25℃ 80℃ 25℃ 80℃
실시예 1 5.8 x 106 2.3 x 105 0.32 0.59
실시예 2 4.7 x 106 1.5 x 105 0.43 0.72
비교예 1 6.5 x 106 6.9 x 105 0.33 0.42
실험예 2: 단차 흡수능 평가
실시예 1-3 및 비교예 1-2의 각 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 범프(Bump) 높이가 150㎛, 폭(Pitch)이 50㎛으로 패턴화된 웨이퍼 상에 점착층이 부착하도록 하고, 압력: 0.3 MPa, 속도: 10 mm/min 조건으로 부착하였다.
현미경으로 범프 주변 기포 관찰하여 기포 면적 계산하였다.
하기 평가 기준에 따라 관찰한 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
<평가 기준>
◎: 단차 흡수 90% 이상 (기포 면적이 10% 이하)
○: 단차 흡수 70 ~ 90% 미만 (기포 면적이 10% 초과 ~ 30% 이하)
△: 단차 흡수 50 ~ 70% 미만 (기포 면적이 30% 초과 ~ 50% 이하)
×: 단차 흡수 50% 미만 (기포 면적이 50% 초과)
25℃ 60℃ 80℃
실시예 1 X △ ○
실시예 2 X ○ ◎
비교예 1 X × △
상기 표 2에서, 실시예 1-2는 비교예 1에 비해, 60℃ 및 80℃의 고온에서 우수한 단차 흡수능을 보여준다. 따라서, 실시예 1-2는 고온에서 작업하여 우수한 단차 흡수능을 발휘하면서도, 상온에서는 적절한 저장 탄성률을 가져서 형상을 유지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
10: 기재층
20: 중간층
30: 점착층
40: 범프
50: 반도체 웨이퍼
100: 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름

Claims (21)

  1. 기재층, 중간층 및 점착층을 포함하고,
    상기 중간층은 히드록시기 함유 고무계 수지와 이소시아네이트 화합물이 혼합되어 중합된 중합체의 고무 수지; 티올 화합물; 희석 모노머; 및 광개시제;를 포함하는 중간층 형성용 조성물의 광경화물을 포함하고,
    상기 중간층의 25℃ 저장탄성률이 상기 중간층의 80℃ 저장탄성률의 10 내지 100 배이고,
    상기 중간층 형성용 조성물은 상기 고무 수지 및 상기 희석 모노머 합계 100 중량부 대비 상기 티올 화합물을 0.5 내지 2 중량부 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히드록시기 함유 고무계 수지는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)계 고무, 스티렌-부타디엔(SB)계 고무, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)계 고무, 스티렌-에틸렌-부틸렌_스티렌(SEBS)계 고무, 천연고무(LATEX), 부틸계 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나에 히드록시기를 도입한
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이소시아네이트 화합물은 아이소포론디이시아네이트, 자일렌디이소시아네이트(XDI), 헥사메틸렌디이소아네이트(HDI), 메틸렌디페닐디이소시아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고무 수지는 히드록시기 함유 고무계 수지 대 이소시아네이트 화합물이 3 : 6 내지 5 : 4의 몰비로 혼합되어 중합된
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 티올 화합물은 3-머캅토부티레이트, 라우릴머캅탄, n-도데실머캅탄, n-옥틸머캅탄, 라우릴 머캅탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.

  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 희석 모노머는 지환족(메타)아크릴레이트 모노머 및 관능기 함유 (메타)아크릴계 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지환족(메타)아크릴레이트 모노머는 싸이클로펜실(메타)아크릴레이트, 싸이클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합을 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 관능기 함유 (메타)아크릴계 모노머는 히드록시기 함유 (메타)아크릴계 모노머, 카르복실기 함유 (메타)아크릴계 모노머, 질소 함유 (메타)아크릴계 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 중간층 형성용 조성물은 상기 고무 수지 100 중량부 대비 상기 지환족(메타)아크릴레이트 모노머 80 내지 130 중량부를 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 중간층 형성용 조성물은 상기 고무 수지 100 중량부 대비 상기 관능기 함유 (메타)아크릴계 모노머 10 내지 50 중량부를 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 중간층의 25℃ 저장탄성률이 10 MPa 내지 1 MPa인
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 중간층의 80℃ 저장탄성률이 5,000 Pa 내지 50,000 Pa 인
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 점착층은 광경화성 감압성 점착제로 이루어진
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 점착층은 광경화형 아크릴계 수지를 포함한 감압성 점착제이고, 광조사 전 박리력이 광조사 후의 박리력보다 큰
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기재층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리비닐클로라이드 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-알킬아크릴레이트 공중합체 필름 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 기재층의 두께가 50㎛ 내지 100㎛인
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 중간층의 두께가 50㎛ 내지 500 ㎛인
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 점착층의 두께가 10㎛ 내지 60㎛인
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  20. 제1항에 있어서,
    일면에 범프를 형성한 웨이퍼의 이면 연삭 공정에 적용되고, 범프를 형성한 상기 웨이퍼의 일면에 상기 점착층이 부착되는
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 범프의 높이가 80㎛ 내지 200㎛인
    반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름.
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