KR102401234B1 - 에너지선 경화형 화합물을 함유하는 점착시트 및 반도체 칩의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지선 경화형 화합물을 함유하는 점착시트 및 반도체 칩의 제조방법에 관한 것으로, 점착성분과 실록산을 함유하는 화합물을 포함하는 점착층이 기재 상에 박리 불가능하게 적층됨으로써, 웨이퍼 이면의 표면장력을 낮추고, 다이싱 시에는 소편된 반도체 칩의 형태를 잘 유지하며, 에너지선에 의해 경화되면 접착력이 충분히 소실되어 반도체 칩을 용이하게 픽업할 수 있도록 된 것이다.

Description

에너지선 경화형 화합물을 함유하는 점착시트 및 반도체 칩의 제조방법{Adhesion having energy ray curable compounds and method for manufacturing semiconductor chip using the same}
본 발명은 반도체 칩에 사용되는 점착시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실록산을 갖는 화합물로 점착층 성형된 점착시트와 웨이펴 표면 간의 표면에너지가 낮아지도록 함으로써, 접착된 웨이퍼와 서브스트리트 사이에 충진된 필러에 의해 반도체 칩의 이면이 오염되는 것을 방지하도록 된 에너지선 경화형 화합물을 함유하는 점착시트 및 반도체 칩의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 패턴이 형성된 웨이퍼 표면에 범프라는 돌기를 형성하여 서브스트레이트에 연결하는 방법이 많이 사용되고 있다. 이때, 범프는 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 연결 역할도 하게 되고, 칩과 서브스트레이트의 열팽창 계수 차이에 의해 스트레스를 범프만으로 제어할 수 없으므로 반드시 범프와 범프 사이 공간을 폴리머로 채워주는 언더필 공정이 병행되어야 한다.
이처럼, 범프와 서브스트레이트 사이를 채워주는 언더필 공정은 캐필러리로 언더필 재료를 칩 옆면에서 주사하여 범프 사이사이를 흘러가서 채워지도록 수행된다. 이때, 언더필 재료에 의해 반도체 칩의 이면에 오염이 발생하게 되고, 이면이 오염된 반도체 칩은 비주얼 검사 장비에서 칩의 크랙으로 인식되어 반도체 생산 수율을 감소시키는 원인이 된다.
따라서, 언더필을 실시하는 공정에서 보다 간편한 방식으로 필러에 의한 반도체 칩의 이면의 오염을 방지할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
또한, 종래의 다이싱용 점착 시트에 대해 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 분리시키고 픽업하는 방법에 대해서 다수의 선행 문헌이 검색되지만, 종래 기술과는 달리 분리된 칩의 이면의 표면 장력을 낮추는 방법이 개시된 진일보된 기술에 대한 문헌을 찾기 어려웠다.
따라서, 언더필 공정에서의 반도체 이면의 필러의 오염을 방지하면서 분리된 칩의 이면의 표면 장력을 낮출 수 있는 새로운 기술 및 공정의 새로운 기술 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1368171호(2014.02.27 공고) 대한민국 공개특허 제10-2018-0048811호(2018.05.10. 공개)
상기된 요구를 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 다이싱 시에는 소편된 반도체 칩의 형태를 잘 유지하고, 이후 에너지선을 조사하여 경화된 후에는 접착력이 충분히 소실되어 칩을 용이하게 픽업할 수 있으며, 소편된 반도체 칩이 서브스트레이트와 부착 후 폴리머를 이용한 필러로 언더필이 실시될 때 반도체 칩의 이면에 오염을 방지하도록 된 에너지선 경화형 화합물을 함유하는 점착시트 및 반도체 칩의 제조방법을 제공함에 있다.
상술된 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 에너지선 경화형 화합물을 함유하는 점착시트는 점착성분과 실록산을 함유하는 화합물을 포함하는 점착층이 기재 상에 박리 불가능하게 적층될 수 있다.
여기서, 점착층의 표면장력이 30mN/m 이하일 수 있다.
그리고 점착성분이 에너지선 경화성일 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 반도체 칩의 제조방법에서, 표면에 범프를 포함하는 반도체 웨이퍼의 이면을 연삭하는 공정; 웨이퍼 이면에 상기된 점착시트를 점착하고, 다이싱하여 반도체 칩화하는 공정; 반도체 칩이 부착된 점착시트에 에너지선을 조사하여 점착력을 저하시키는 조사 공정;과, 반도체 칩을 점착시트로부터 떼어내는 픽업 공정;을 포함하여 이루어질 수 있다.
전술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 실록산을 포함하는 화합물을 함유한 점착 시트를 제작하여 사용함으로써, 웨이퍼 이면의 표면장력을 낮추고, 다이싱 시에는 소편된 반도체 칩의 형태를 잘 유지하며, 에너지선에 의해 경화되면 접착력이 충분히 소실되어 반도체 칩을 용이하게 픽업할 수 있는 효과가 있다.
이와 더불어 웨이퍼가 서브스트레이트와 접착된 후 캐필러리를 이용하여 필러를 충진시킬 때 과도하게 충진된 필러가 반도체 칩의 이면을 오염시키는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고 점착층에 포함되는 실록산기 함유 화합물이 웨이퍼의 연삭면에 유막을 형성하고, 이로 인해 웨이퍼 연삭면과 점착제의 상호작용이 낮아져 과도한 점착이 방지되고, 적당한 박리성이 제공되어 칩의 픽업성이 현저하게 향상될 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 또한, 다양한 실시예에서 언급된 구성들 중 각 실시예에서 상호 유사한 구성 및 관련 구성은 대체 또는 교체되거나 추가될 수 있다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
<점착시트>
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 에너지선 경화형 화합물을 함유하는 점착시트에 대해 자세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 점착시트는 기재 상에 점착층이 성형되어 있다. 이 점착시트는 피착제에 점착 또는 박리되어도 점착층이 피착제로 전사되지 않고, 기재와 함께 피착제에서 분리될 수 있다.
여기서, 기재는 특별히 한정되지 않으나, 내수성 및 내열성이 우수한 것이 적합하고, 종류로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌·프로필렌 공중합체, 폴리 프로필렌, 폴리 부텐, 폴리 부타디엔, 에틸렌·초산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산 에틸 공중합체, 폴리염화비닐, 염화비닐·초산비닐 공중합체, 에틸렌·염화비닐·초산비닐 공중합체, 폴리 우레탄, 폴리이미드, 아이오노머 등을 재료로 하는 합성수지 필름이 사용될 수 있다. 또한, 이들을 재료로 하여 만들어진 합성수지 필름은 2종 이상이 적층되거나 조합해서 사용될 수도 있다. 그리고 이들 합성수지 필름에 대해 착색하거나 인쇄하는 공정은 에너지선 투과를 저해하지 않는 범위에서 가능할 수 있다.
이러한 기재의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 통상 30~300㎛이고, 바람직하게는 40~250㎛일 수 있다. 그리고 기재의 점착층과 접하는 기재의 접착력을 향상시키기 위해서 코로나 처리를 실시하거나 프라이머 코팅 처리를 실시할 수 있다.
일례로, 점착 시트가 반도체 칩의 제조방법에 사용될 때, 반도체 칩의 픽업 시 점착 시트를 늘려서 반도체 칩 간 거리를 멀게할 수 있다. 이 경우에 기재는 연신성이 우수한 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 직쇄 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌·프로필렌 공중합체, 폴리 프로필렌, 폴리 부텐, 폴리 부타디엔, 에틸렌·초산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌·(메타)아크릴산 에틸 공중합체, 폴리염화비닐, 염화비닐·초산비닐 공중합체, 에틸렌·염화비닐·초산비닐 공중합체 및, 폴리 우레탄 필름 등이 사용될 수 있다. (이후 문장 삭제)
이때, 기재는 점착 시트의 점착 성분이 자외선 등에 에너지선에 의해 경화되는 점착층을 구현할 경우 에너지선이 투과되는 재료가 사용될 수 있다.
이때, 점착시트의 점착 성분은 적당한 재박리성이 있으면 그 종류는 특정되지 않고, 일례로 고무계, 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및, 비닐 에테르계 등 범용의 점착제로 만들어질 수 있다. 이들 중에서도 특히 아크릴계 점착제가 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
여기서, 아크릴계 점착제는 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르 모노머와, 관능기 함유 모노머를 주원료로 해서 얻어지는 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체를 주성분으로 할 수 있다.
또한, (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 예를 들면, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 헥실, (메타)아크릴산 옥틸, (메타)아크릴산 2-에틸헥실과, (메타)아크릴산 이소옥틸 등이 사용될 수 있다.
그리고 점착층의 재료로서의 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체는 분자량이 바람직하게는 100,000 이상이고, 특히 바람직하게는 150,000~1,000,000일 수 있다. 그리고 아크릴계 점착제의 유리전이온도는 통상 20℃ 이하, 바람직하게는 -70~0℃정도이고, 대략 23℃ 정도의 상온에서 점착성을 가질 수 있다.
한편, 점착시트의 점착층은 자외선 등의 에너지선의 조사에 의해 경화되어 재박리되는 에너지선 경화형의 점착제를 포함하는 조성물로 만들어지는 것이 바람직할 수 있다. 이때, 에너지선 경화성의 점착제는 일반적으로, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체와, 에너지선 중합성 화합물을 주성분으로 해서 만들어질 수 있다.
여기서, 에너지선 중합성 화합물은 예를 들면, 광조사에 의해 3차원 망상화 가능한 분자 내에 광중합성 탄소-탄소 이중결합을 적어도 2개 이상 갖는 저분자량 화합물이 이용될 수 있다. 구체적으로는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 또는 1,4-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 올리고에스테르아크릴레이트와, 우레탄아크릴레이트 등이 이용될 수 있다.
그리고 에너지선 경화성의 점착층에서 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체와 에너지선 중합성 화합물의 배합비는 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체 100 중량부에 대해 에너지선 중합성 화합물은 10~1000 중량부, 바람직하게는 20~500 중량부, 특히 바람직하게는 50~200 중량부일 수 있다. 이 경우에 얻어지는 점착 시트는 초기의 점착력이 크고, 에너지선 조사 후의 점착력이 크게 저하될 수 있다. 따라서, 이 점착 시트는 다이싱 시에는 웨이퍼 또는 칩을 확실하게 파지하고, 픽업 시에는 에너지선 조사에 의해 점착력이 크게 저하되므로 칩의 픽업이 확실하게 수행될 수 있다.
또한, 에너지선 경화성 점착제는 측쇄에 에너지선 중합성기를 갖는 에너지선 경화형 공중합체로 형성되어 있어도 된다. 이러한 에너지선 경화형 공중합체는 점착성과 에너지선 경화성을 겸비하는 성질을 갖는다. 또한, 에너지선 경화형 공중합체는 상기와 같은 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체에 에너지선 중합성 탄소-탄소 이중결합을 갖는 측쇄가 설치된 것일 수 있다. 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체의 관능기와 반응할 수 있는 치환기와 에너지선 중합성 탄소-탄소 이중결합이 포함되어 있는 화합물을 (메타)아크릴산 에스테르 공중합체와 반응시켜 얻을 수 있다.
여기서, 에너지선으로 자외선을 사용하는 경우, 점착층에 광중합 개시제를 배합하는 것이 바람직할 수 있다. 광중합 개시제는 구체적으로, 벤조페논, 아세토페논, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인안식향산, 벤조인안식향산 메틸, 벤조인디메틸케탈, 2,4-디에틸티옥산톤, α-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤질디페닐설파이드, 테트라메틸티우람모노설파이드, 아조비스이소부티로니트릴, 벤질, 디벤질, 디아세틸, β-클로로안트라퀴논 또는, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등일 수 있다. 이들 광중합 개시제는 단독으로 또는 2종 이상으로 조합하여 사용할 수 있다.
이때, 광중합 개시제의 배합량은 에너지선 경화형 점착제(에너지선 경화형 공중합체) 100 중량부에 대해 0.5~30 중량부, 바람직하게는 0.5~10 중량부의 범위로부터 적절히 선택할 수 있다.
한편, 점착층은 실록산기 함유 화합물이 배합될 수 있다.
이 실록산기 함유 화합물은 1,000 내지 200,000 범위의 중량 평균 분자량을 갖고, 백본 및 백본에 부착된 폴리실록산 함유 측쇄를 포함하는 에스테르 공중합체일 수 있다.
또한, 실록산 함유 화합물의 분자량은 비교적 낮은 것이 바람직하고, 분자량이 1,000~200,000이고, 바람직하게는 2,000~50,000일 수 있다. 분자량이 이 범위면, 부착 후의 반도체 칩과 점착제의 계면에 존재하는 실록산기 함유 화합물이 칩으로 전사되기 쉬워지므로 칩의 픽업성을 향상시켜 픽업시 핀의 높이를 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이 범위의 분자량을 갖는 실록산 함유하는 화합물은 아크릴 점착제와의 상용성이 좋아 표면 에너지의 저하의 특성을 잘 구현할 수 있고, 이 범위를 넘어서는 분자량이 큰 화합물은 아크릴 점착제와의 비상용성으로 인하여 함마톤 효과와 같은 분화구 현상을 일으킬 수 있다.
여기서 공중합체의 백본에 부착된 폴리실록산 함유 측쇄는 서로 독립적으로 부분 구조 (가)에 의해서 제시된다.
Figure 112020126755181-pat00001
...(가)
여기서, 파라미터 a는 1 내지 200의 범위이고, 파라미터 b는 1 또는 100의 범위일 수 있다.
또한, Rc, Rd, Re, Rf, Rg 및 Rh 는 서로 독립적으로 1 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 선형, 포화, 할로겐화 또는 비-할로겐화 알킬기, 3 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 분지형, 포화, 할로겐화 또는 비-할로겐화 알킬기, 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 아릴기, 각 경우에 7 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 알킬아릴기 또는 아릴알킬기, 또는 알콕시알킬렌옥시드 잔기 또는 알콜시폴리알킬렌오시드 잔기를 나타낸다.
또한, 실록산 화합물에 공중합체 되는 A 화합물은 아랄킬 화합물이거나, 아크릴 화합물, 폴리 에테르 화합물, 카르복실 화합물일 수 있다. 또한, (메타)아크릴산 에스테르 공중합체와의 반응성이 불활성인 것이 바람직하기 때문에 이소시아네이트기, 아민기, 에폭시기 등의 에스테르 공중합체의 관능기와 반응하지 않는 화합물인 것이 바람직할 수 있다.
실록산기 함유 화합물의 배합비율은, 실록산기 함유 화합물의 종류에 따라 일률적으로 결정할 수는 없으나, 일반적으로는 아크릴 점착제 성분 100 중량부에 0.01~10 중량부, 바람직하게는 0.02~5 중량부 정도 사용될 수 있다.
이처럼 점착층은 실질적으로 통상의 점착 성분 또는 에너지선 경화성의 점착성분과, 이중결합을 최소한 2개 이상 갖고 있는 에너지 중합성 화합물, 에너지선 중합시 반응하는 광개시제 및 실록산기 함유 화합물로 이루어질 수 있다다. 여기서, 통상의 점착 성분은 상기와 같이 에너지선 경화성의 점착 성분일 수도 있다.
또한, 점착층은 점착 성분 및 실록산기 함유 화합물에 더하여 본 발명의 취지를 손상시키지 않는 범위에서 다른 성분이 더 배합될 수 있다. 다른 성분으로서는 전술한 광중합 개시제 외에 가교제, 점착부여제, 무기 충전재, 가소제, 대전방지제, 산화방지제, 노화방지제, 안료 및 염료 중 적어도 1개일 수 있다.
가교제는 다가 이소시아네이트 화합물, 다가 아지리딘 화합물, 킬레이트 화합물 등의 통상의 것일 수 있다. 여기서, 다가 이소시아네이트 화합물은 톨루일렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사 메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 이들의 다가 이소시아네이트와 다가 알코올의 부가물 등일 수 있다. 이외에 가교제는 폴리이소시아네이트 이외의 가교제가 병용될 수 있다. 예를들어, 이외의 가교제는 에폭시계 가교제, 아지리딘계 가교제, 멜라민 수지계 가교제, 요소 수지계 가교제, 산무수 화합물계 가교제, 폴리아민계 가교제와, 카르복실기 함유 중합체계 가교제 중 적어도 1개일 수 있다.
이러한 가교제는 점착 성분 100 중량부에 대해 통상 0.01~10 중량부, 바람직하게는 0.1~5 중량부, 보다 바람직하게는 0.5~3 중량부의 비율일 수 있다.
한편, 점착층의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 통상 1~100㎛이고, 바람직하게는 5~40㎛일 수 있다.
또한, 실록산기 함유 화합물, 특히 미반응의 실록산기 함유 화합물을 포함하는 점착층에 반도체 웨이퍼 등의 피착체를 점착하면 점착층 중의 실록산기 함유 화합물이 스며나오게 되고, 이 상태는 피착체와의 계면에 유막(油膜)이 형성된 것과 같은 상태가 될 수 있다. 그 결과, 밀착된 실리콘 웨이퍼 배면에 유막이 형성되어 표면에너지가 낮아지고, 캐필러리를 이용한 언더필(underfill)을 실시할 때 칩 표면이 에폭시 화합물에 의해 오염되는 것을 막을 수 있다.
또한, 위와 같이 형성된 유막은 점착층이 피착체에 과도하게 밀착되는 것을 방지하므로, 연삭 직후의 웨이퍼 이면이 활성화된 상태더라도 적당한 박리성을 얻을 수 있다. 따라서, 다이싱 후의 칩의 픽업 불량도 저감되는 효과가 있다.
<점착시트의 제조방법>
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 점착시트의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 점착층을 구성하는 각 성분을 적절한 용매에 용해 또는 분산해서 얻은 조성물을 기재 상에 도포 건조하여 제조할 수 있다. 다른 예로, 점착층을 박리 필름 상에 성형하고, 이것을 기재에 전사함으로써 제조할 수도 있다. 또한, 점착시트의 사용 전에 점착층을 보호하기 위해서 점착층의 윗면에 박리 필름을 적층할 수도 있다.
<반도체 장치의 제조방법>
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 점착시트를 사용한 반도체장치의 제조방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 반도체장치의 제조방법에 있어서, 먼저 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼(이하, ‘웨이퍼’라 함)의 이면을 연삭한다.
이때, 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼일 수 있고, 또한 갈륨, 비소 등의 화합물 반도체 웨이퍼일 수 있다.
이 웨이퍼의 연삭 전의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 통상은 650~750㎛ 정도일 수 있다.
또한, 이면 연삭시에는 표면의 회로를 보호하기 위해 웨이퍼의 회로면에 표면보호시트가 점착될 수 있다.
이때, 표면보호시트는 이 종류의 용도에 사용되고 있는 각종의 재박리 가능한 점착 시트가 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.
또한, 이면 연삭은 그라인더 및 웨이퍼 고정을 위한 흡착 테이블 등을 사용한 공지의 수법에 의해 행해질 수 있다. 이면 연삭공정 후, 연삭에 의해 생성된 파쇄층을 제거하는 처리가 행해질 수 있다.
이면 연삭 공정 후의 웨이퍼 마무리 두께는 특별히 한정되지 않으나, 극박의 가공에 바람직한 인라인처리에도 가능하기 때문에 20~100㎛ 정도일 수 있다. 이외에도 통상의 공정에 적용 가능하므로 100~400㎛ 정도의 통상의 마무리 두께일 수 있다.
다음으로, 웨이퍼의 이면에 점착시트를 점착한다. 점착시트의 점착은 롤러를 구비한 마운터에 의해 행해지는 것이 일반적이나, 특별히 한정되지 않는다.
여기서, 점착시트는 픽업성이 향상되어 픽업시 핀의 높이를 저감시킬 수 있는 자외선 경화형 점착 시트가 특히 바람직할 수 있다. 또한, 점착시트는 점착층 중에 포함되는 실록산기 함유 화합물이 웨이퍼의 연삭면에 유막을 형성하기 때문에 점착력에 의한 웨이퍼 연삭면과 점착제의 상호작용이 적어질 수 있다. 이 때문에, 가령 연삭 직후의 연삭면이 활성화 상태에 있는 웨이퍼에서도 웨이퍼와 점착층이 과도하게 접착되는 경우가 없어지고, 적당한 박리성이 달성되므로, 다이싱 후의 픽업공정에 있어서 픽업성이 현저하게 향상될 수 있다.
끝으로, 절편화된 직접회로(IC) 플립 칩 또는 다이는 범프와 인쇄 배선 보드(PWB)에 부착되어 리플로우 공정을 거쳐 범프를 녹여 칩을 기판에 솔더링한다. 여기서, 솔더볼(bump)은 패키징 기판 또는 마더보드 상의 도전성 트레이스와 범프형 칩간에 직접 전기적 접속을 형성할 수 있다. 이 과정에서 솔더볼과 패드와의 접착신뢰성 등이 약해지는 문제점이 발생할 수 있다.
이 문제점을 개선하고 솔더볼의 접착력을 보강하기 위하여 솔더볼과 패드 사이의 공간에 에폭시 수지 등을 도포하는 언더필(underfill)을 수행할 수 있다.
칩과 기판 사이의 부분을 충전하는 언더필 재료의 부족, 즉 공극(void)을 피하기 위해 언더필 재료는 일반적으로 다소 과잉 사용될 수 있다. 이는 언더필 재료의 가열에 의해 언더필 재료가 유출될 수 있다.
하지만, 본 발명을 적용할 경우, 다이싱 공정에서 점착시트가 반도체 칩의 이면의 표면에너지를 낮추게 되므로 언더필 재료의 과잉에 따른 오염이 방지될 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서, ‘픽업성공높이’, ‘언더필에 의한 오염성’의 평가는 다음과 같이 행하였다.
먼저, 실리콘 더미 웨이퍼(직경 200mm, 두께 0.75mm)를 그라인더 장치로 두께 250㎛까지 연삭한다. 그라인더 장치에 의한 연삭처리 종료 후 1시간 이내에 점착시트를 웨이퍼 연삭면에 점착한다.
다음으로, 연삭 후 1시간 이내에 웨이퍼를 5mm x 5mm 의 반도체 칩 사이즈로 다이싱한다. 또한, 다이싱 후 30분 이내에 점착시트에 에너지선으로 자외선을 기재면으로부터 조사한다.
이때, 다이싱 후 웨이퍼에 비산된 반도체 칩이 있는지 확인하고 웨이퍼의 엣지부를 포함한 비산된 칩의 개수를 육안으로 확인하여 아래 [표 1]에 기재하였다.
또한, 자외선 조사 후 6시간 이내에 반도체 칩을 픽업해서 픽업 성공 높이 (들어올리는 핀의 높이를 낮추어 픽업이 가능한 최소한의 높이)를 측정하여 픽업성을 평가한다.
다음으로, 픽업 후 다이 어태치 장비를 이용하여 서브스트레이트에 고정하고, 리플로우를 거쳐 서브스트레이트에 장착된 칩 측면에서 주사기(syringe) 분배를 통해 언더필 조성물 100mg을 25℃의 온도에서 토출시켜 기판과 소분화된 웨이퍼 칩사이에 충진한다.
이때, 언더필 조성물을 이용하여 기판과 칩 사이의 공간을 채우는 언더필을 수행하고, 언더필 조성물을 경화시킨다. 경화는 135℃ 온도에서 10분간 실시할 수 있다.
끝으로, 언더필 실시 후 칩의 배면에 오염되는 정도를 현미경을 이용하여 관찰하고 언더필에 의한 오염성 평가를 실시한다.
또한, 비교를 위해 실록산을 함유한 첨가제의 함량에 따른 점착시트의 점착층의 표면에너지를 표기하고, 2kg 롤러를 이용하여 웨이퍼를 점착시트에 붙였다 약 20분 정지 후 떼었을 때의 웨이퍼면의 표면에너지와, 이때의 언더필에 의한 오염성을 비교예와 실시예에서 평가하였다.
실시예와 비교예에 사용되는 실록산을 함유한 화합물은 아크릴 화합물 100 중량부에 대하여 A : 미포함, B : 0.001 ~ 0.01 중량부, C : 0.02 ~ 0.1 중량부, D : 0.2 ~ 3 중량부, E : 3.1 ~ 5 중량부, F : 6 ~ 10 중량부 범위 중에 한 함량을 적용해 평가를 진행하였다.
각 공정의 조건은 이하와 같다.
(연삭공정)
그라인더 장치 : 디스코사제 DFP8761
(점착시트의 마운트 공정)
마운터 : 디스코사제 DFM2800
(다이싱 공정)
다이싱 장비 : 디스코사제 DFD640
블레이드 : 디스코사제 ZH05-SD3500-N1-50 CC
(자외선 조사공정)
자외선 조사 장비 : Phoseon 사제 FE400
조도 : 3,896 mW/㎠
광량 : 5,477 mJ/㎠
측정장비 : EIT 사제 LED CURE L395 / 40W
(픽업공정)
다이어태치 장비 : 신카와제 SPA-210
핀 개수 : 4핀
핀 들어올림 높이 : 500㎛를 기준으로 20개씩 실시하여 1개라도 실패시 모두 성공할 때까지 50㎛ 단위씩 위로 올렸고, 20개를 모두 성공시 50㎛ 단위로 아래로 내려 모두 성공하는 최소한의 핀 들어올림 높이를 평가해서 기록했다.
(언더필 공정)
언더필 장비 : SEC사제 TCP-435A
(실시예 1)
본 실시예에서는, 에너지선 경화형 점착성분으로 하기의 점착액을 사용하였다.
아크릴산 부틸, 메틸메타아크릴레이트 및 하이드록시에틸아크릴레이트를 질량비 7:2:1의 비율로 아세트산에킬 중에서 상법에 의해 공중합하여 주쇄에 대해 수산기가 결합된 아크릴 중합체를 포함하는 용액을 얻었다.
계속해서, 이 아크릴 공중합체 100 중량부에 대해 에너지선 경화물질로 상품명 “Miramer PU610" (미원스페셜케미칼 주식회사제) 30중량부, 광중합 개시제로서 상품명 ”Omnirad 184" (IGM Resins 주식회사제) 2.5 중량부, 실록산 함유 첨가제로 “BYK-307" (BYK 주식회사제) 상기된 C 범위의 중량부와, 가교제로서 폴리이소시아네이트계 화합물 “AK75" (애경화학 주식회사제)을 1 중량부 첨가하여 자외선 경화형 아크릴계 점착제 용액을 얻었다.
이 점착제 조성물을 박리필름 “SG31" (SK C 주식회사제, 두께 36㎛)에 도포하고, 100℃에서 3분간 가열하여 가교시켰다. 이를 통해 방사선 경화형의 점착층은 두께 10㎛인 자외선 경화형 점착층으로 형성하였다.
기재필름은 한쪽 면에 코로나 방전 처리가 실시된 두께가 80㎛의 폴리염화비닐필름을 사용했고, 코로나 처리면에 자외선 경화형 점착층을 적층하여 점착시트를 얻었다.
얻은 점착시트를 사용하여 상기된 평가 방법으로 “픽업성공높이”, “언더필에 의한 오염성”, “점착시트 점착면의 표면에너지” 및 “점착시트를 붙였다 뗀 웨이퍼의 표면에너지”를 평가하였다. 평가 결과를 아래 [표 1]에 기재하였다.
(실시예 2)
실록산 함유 화합물의 배합량이 상기 언급된 D 범위의 중량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 점착시트를 얻었다. 평가 결과를 아래 [표 1]에 기재하였다.
(실시예 3)
실록산 함유 화합물의 배합량이 상기 언급된 E 범위의 중량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 점착시트를 얻었다. 평가 결과를 아래 [표 1]에 기재하였다.
(비교예 1)
실록산 함유 화합물을 사용하지 않는 상기 언급된 A 중량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 점착시트를 얻었다. 평가 결과를 아래 [표 1]에 기재하였다.
(비교예 2)
실록산 함유 화합물의 배합량이 상기 언급된 B 범위의 중량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 점착시트를 얻었다. 평가 결과를 아래 [표 1]에 기재하였다.
(비교예 3)
실록산 함유 화합물의 배합량이 상기 언급된 F 범위의 중량부로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 점착시트를 얻었다. 평가 결과를 아래 [표 1]에 기재하였다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3
실록산 함유 화합물 A B F C D E
픽업 공정 픽업가능
높이(㎛)		 700 650 300 350 350 300
다이싱공정 칩 비산(개) 0 0 17 0 0 3
표면에너wlmN/cm2) 점착시트
점착면		 35 33 19 21 22 21
웨이퍼
부착면		 57 53 47 49 48 47
언더필 오염성 X X ◎ △ ◎ ◎
위 [표 1]을 보면, 실시예 1,2,3의 픽업성과 언더필 오염성은 실록산 함유 화합물을 사용하지 않은 비교예 1이나, 실록산 함유 화합물이 실시예 1,2,3보다 미달된 함량을 첨가한 비교예 2보다 우수한 결과를 보여주고 있다. 또한, 실록산 함유 화합물이 과량으로 적용된 비교예 3은 언더필에 의한 오염성은 좋아지는 것을 확인 할 수 있으나, 점착력의 과도한 저하로 인하여 웨이퍼를 유지하는 힘이 충분하지 못하여 다이싱 공정에서 절편화된 칩이 비산되는 것을 확인할 수 있다.
특히, 실시예 1에서 제시된 실록산 함유 화합물의 함유량 이상에서는 백그라인딩 후 수분 내에 웨이퍼가 마운트 되는 현재의 반도체 장비 시스템에서도 픽업성이 좋아지는 것을 확인할 수 있다. 실록산 함유 화합물을 본지에서 규정하는 함유량을 사용할 경우 픽업 성능과 언더필에 의한 오염성을 향상되는 것을 확인하였다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시 예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 아크릴산 부틸, 메틸메타아크릴레이트 및 하이드록시에틸아크릴레이트가 공중합된 공중합체,
    에너지선 경화형 화합물, 및
    실록산을 함유하는 화합물을 포함하는 점착층이 기재 상에 박리 불가능하게 적층되어 있는 점착시트로서,
    상기 점착층의 표면장력이 30mN/m 이하이고,
    공중합체 100 중량부에 대하여 실록산을 함유하는 화합물이 0.2 내지 3 중량부로 포함되는 것인 점착시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 표면에 패턴회로를 갖는 반도체 웨이퍼의 이면을 연삭하는 공정;
    상기 웨이퍼 이면에 청구항 1항의 점착시트를 점착하고, 다이싱하여 반도체 칩화하는 공정;
    상기 반도체 칩이 부착된 점착시트에 에너지선을 조사하여 점착력을 저하시키는 조사 공정;
    상기 반도체 칩을 점착시트로부터 떼어내는 픽업공정;
    소편된 반도체 칩을 서브스트레이트에 언더필을 이용하여 부착시키는 공정;을 포함하는 에너지선 경화형 화합물을 함유하는 점착시트를 이용한 반도체 칩의 제조방법.
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