KR19990008033A - 연마천과 연마기의 기판으로부터 연마천을 부착/탈착시키는 방법 - Google Patents

연마천과 연마기의 기판으로부터 연마천을 부착/탈착시키는 방법 Download PDF

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KR19990008033A
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요시타네 시게타
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조우카 에이겐
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Abstract

본 발명에 따른 연마천은 연마천 기재(1); 연마천 기재(1)의 한쪽 면에 얇게 씌운 감압접착층(2); 감압접착층(2)에 분리가 가능하게 부착된 릴리즈 시트(3)을 포함한다. 감압접착층(2)은 15℃ 보다 좁은 온도 범위에서 제1차 용융전이가 일어나는 폴리머를 포함하는 접착성분을 포함한다. 그러므로, 본 발명은 연마천과 접착제층 및 기판을 단순히 냉각함으로서 기판에서 연마천을 분리함으로서, 연마기의 기판으로부터 연마천을 접착/탈착 시키는 방법을 제공한다.

Description

연마천과 연마기의 기판으로부터 연마천을 부착/탈착시키는 방법
제1도는 본 발명에 따른 연마천의 단면도이다.
제2도는 연마천의 기재의 단면도이다.
제3도는 양면접착테이프의 단면도이다.
제4도는 본 발명에 따른 또 다른 연마천의 단면도이다.
제5도는 본 발명에 따른 또 하나의 다른 연마천의 단면도이다.
[발명을 수행하기 위한 최상의 방법]
제1도에 따라, 본 발명의 연마천은 적어도, 연마천 기재 1, 연마천 기재 1의 한족 표면에 형성된 감압접착제층 2, 감압접착제층에 탈착가능하게 접착되어 있는 릴리즈 시트 3로 구성되어 있다.
(연마천 기재)
본 발명의 연마천 기재는 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 그리고 비닐 수지(예를들어 발포체(foam body))를 구성하는 그룹에서 선택한 적어도 하나의 조성물 또는 상기 조성물과 그룹에서 선택한 적어도 하나의 조성물 또는 상기 조성물과 기초 물질의 복합체로 구성되어 있다. 발포체와 복합체의 예시는 다음에 상세히 기술된다.
(1) 발포체(foam body)
폼 바디는 예를들어 습식응고방식에 의해 우레탄 폴리머와 디메틸포름아미드를 포함하는 폼 조성물을 음고시킴으로써 형성될 수 있다. 또 한편으로는, 비닐 클로라이드 폴리머, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트-비닐 알코올 삼중합체와 같은 비닐 폴리머, 우레탄 폴리머를 포함하는 폼 조성물과 디메틸포름할데히드와 같은 적당한 폼 용매가 습식 응고방식에 의해 폼 바디를 형성하는데 사용될 수도 있다.
우레탄 폴리머로써, 폴리에테르 우레탄 수지, 폴리에스체르 우레탄 수지, 폴리에스테르에테르 우레탄 수지 중 어떤 것이라도 사용될 수 있다. 우레탄 수지의 생성에 사용되는 폴리올 조성물의 예로는 폴리(옥시에틸렌 글리콜), 폴리(옥시프로필렌 글리콜), 폴리(옥시테트라메틸렌 글리콜), 폴리에틸렌 에디페이트, 폴리프로필렌 에디페이트, 폴리(옥시테트라메틸렌 에디페이트)를 포함한다. 우레탄 수지의 생성에 사용되는 이소시안산염 조성물의 예로는 4,4'-디페닐메탄 디이소시안염,ㅡ 2,4-톨리렌 디이소시안염을 포함한다.
우레탄 수지의 생성에 사용되는 체인 익스팬더(chain expander)의 예로는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 프로필렌 글리콜을 포함한다.
예를들어, 폴리(옥시프로필렌 글리콜)가 폴리올 조성물로써, 4,4'-디페닐메탄디이소시안염 조성물로써, 1,4'-부탄디올이 체인 익스팬더로써, 에탄올이 중합(polymerization) 억제제로써, 디메틸포름아미드가 용매로써, 우레탄 폴리머의 디메틸포름아미드 용액을 형성하기 위해 사용된다.
폼 조성물은 카본블랙(carbon black)과 같은 필러(filler)와 계면활성제와 같은 분산 안정제(dispersion stabilizer), 습식응고 보고제를 포함할 수 있다.
이와 같이 얻어진 폼 조성물은 아래의 기술된 습식응고방식에 의해 발포체를 형성하기 위해 표면부분이 탈착가능한 지지체(support)에 발라진다.
폼 조성물이 발라진 지지체는 미리 결정된 온도의 물에 담겨졌다가 미리 결정된 시간 동안 미리 결정된 온도의 뜨거운 물에 담겨진다. 침수기간동안 폼 조성물에 포함된 용매는 삼투에 의해 물로 대체되고, 폼 조성물로부터 용매를 제거하여 폼 조성물의 거품화를 낮춘다. 이렇게 하여, 탄성 발포체가 지지체 위에 형성된다. 그 위에 형성된 발포체와 함께 합성된 지지체는 물에서 빼내어져, 미리 결정된 시간동안 미리 결정된 온도의 뜨거운 공기에 말려져서 폼 바디를 얻기위해 버프(buff) 된다.
(2) 복합체(composite)
복합체는 상기의 발포체 조성물과 함께 기초물질을 주입시키고, 그 결과 합성된 물질을 상기된 습식응고방식에 의해 응고시킴으로써 생성될 수 있다. 기초물질로써, 비직조성뮤와 같은 섬유(예를들어 니폰펠트사의 BS-300)가 사용될 수 있다.
(접착제층)
접착제층은 연마천 기재의 뒷 표면위에 형성된다.
접착제층을 형성하기 위한 접착제 조성물은 약 15℃ 보다 좁은 범위내에서 제1차 용융전이가 일어나는 폴리머를 포함한다. 접착조성물은 약 5℃와 50℃ 사이에서 제1차 용융전이를 가진 조성물이다. 이 전이는 바람직하게는 15℃ 보다 좁은 온도, 더욱 바람직하게는 10℃ 보다 좁은 온도범위에서 일어난다.
폴리머의 제1차 용융전이는 점탄성미터(viscoelasticity meter)에 의해 측정될 수 있다.
일본 특허공보 평4-507425호에서 나타난 것처럼, 접착조성물은 결과로 생기는 접착제층이 약 20℃ 또는 그 이하 온도에서 기판에 실질적 비접착성을 갖고 약 20℃ 이상 온도에서 기판에 실질적 접착성을 갖도록 사이드 체인 결정 가능한 폴리머를 충분히 포함한다.
웨이퍼의 연마중에 연마천의 온도 T1은 바람직하게는 약 25~35℃ 사이, 더욱 바람직하게는 약 25~30℃ 사이이다. 기판으로부터 연마천을 탈착시, 연마천의 온도 T2는 바람직하게는 약 15~25℃ 사이, 더욱 바람직하게는 약 15~20℃ 사이이다.
사이드 체인 결정가능한 폴리머로써는, 사이드-체인 결정가능 및/또는 메인-체인(main-chain) 결정가능한 폴리머가 선호된다. 이 폴리머들을 온도 의존 접착 특성을 나타내는 폴리머들을 포함한다. 접착조성물에 사용될 결정가능한 폴리머는 사이드-체인 결정가능한 폴리머와 메인-체인 결정가능 폴리머를 둘 다 포함할 수도 있다. 메인-체인 결정가능 폴리머가 그들의 골격 구조에 의해 결정가능한 반면에 사이드-체인 결정가능한 폴리머는 결정가능한 사이드-체인 일부분을 포함한다. 이와 같은 폴리머의 예는 싱글 단일 입체규칙성 폴리올레핀 알킬아크릴레이트와 알킬메탈크릴레이트에서 선택된 것을 포함한다.
본 발명에서 사용된 사이드-체인 결정가능한 폴리머는 둘 또는 다수의 다른 고분자의 혼합물을 함유하도록 제조될 수 있다.
일반적으로 이 폴리머들은 다음식의 단량체 단위 X를 포함한다.
-M-
│
S
│
C
상기식에서, M은 폴리머의 메인-체인(또는 골격원자)을 형성할 수 있는 2가 그룹이고, S는 스페이서 유니트(spacer unit), C는 결정화 가능한 그룹이다.
이 폴리머들은 일반적으로 적어도 약 20Joules/g의 용융열(△Hf)을 지니고 바람직하게는 적어도 약 40Joules/g의 용융열을 지닌다.
폴리머는 약 50~100중량%의 X로 표시되는 단량체 단위를 함유한다. 만약 폴리머가 100% 이하의 X를 함유할 경우, 이것은 부가적으로 Y 또는 Z, 또는 Y와 Z 모두로 표시되는 단량체 단위를 함유한다. 상기에서 Y는 어떠한 극성 또는 비극성 단량체 또는 극성, 비극성 단량체의 혼합물로써 X 또는 Z의 중합될 수 있는 것이며, Z는 극성 또는 비극성 단량체의 혼합물이다.
이러한 극성 단량체의 예는 폴리옥시알킬렌, 하이드록시에틸아크릴레이트, 아크릴아마이드와 메타크릴아마이드를 포함하는 아크릴레이트이다. 이 단량체들은 대부분 기재에 대한 접착성을 증대시킨다.
폴리머의 골격(M으로 정의된다)은 유기구조체(지방족 또는 방향족 탄화수소, 에스테르, 에테르, 아마이드 등) 또는 무기구조체(설파이드, 포스파진, 실리콘 등)일 수 있고, 스페이서 결합은 예를들면 에스테르, 아마이드, 탄화수소, 페닐, 에테르 또는(예를들어 카르복실-알킬 암모니움 또는 설포니움 또는 포스포니움, 이온페어 또는 다른 공지 이온페어) 이온염과 같은 적당한 유기 또는 무기 유니트로 이루어진 결합일 수 있다.
사이드-체인(S와 C로 정의된다)은 지방족 또는 방향족 또는 지방족과 방향족의 결합일 수 있으나 결정화 상태로 진입할 수 있어야 한다. 일반적인 예로써는 적어도 10개 탄소원자의 선형 지방족 사이드 체인, 예를들면 C14-C22아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 아크릴아마이드 또는 메타크릴아마이드, 비닐에테르 또는 에스테르, 실록산 또는 알파올레핀; 적어도 6개 탄소원자를 지닌 폴루오르네이티드(fluorinated) 지방족 사이드체인; 및 P-알킬 스틸렌 사이드체인으로서 알킬그룹은 8~24 탄소원자를 지닌 것이다.
사이드체인의 성분(moiety)의 길이는 일반적으로 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐에스테르, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, 비닐에테르와 α-올레핀 경우의 사이드체인 간의 거리보다 5배 이상 길다.
사이드체인 유니트의 양은 폴리머 볼륨의 50% 이상이고, 바람직하게는 65% 이상이다.
하나 또는 그 이상의 상기한 폴리머 타입에 첨가하여, 접착조성물은 테키화이어(tackifier)(예를들면 로진, 폴리에스테르)의 종래의 첨가제, 항상화제, 화이브로스(fibrous) 또는 논-화이브로스 필터와 착색제를 포함한다. 추가 접착제는 역시 접착제 조성물의 열민감성에 큰 영향을 주지 않는다면 접착제 조성물을 함유할 수 있다. 접착물 조성물 중에 함유된 결정가능한 폴리머의 양은 바람직하기로는 약 40중량% 내지 약 100중량% 범위와 약 70중량% 내지 약 98중량% 범위이다.
특별히 접착제 조성물에 함유된 폴리머의 예는 다음과 같다.
(1) 90~97중량부 테트라데실 아크릴레이트와 3~10중량부 아크릴산의 공중합체
(2) 10~60중량부의 라우릴 아크릴레이트, 40~90중량부의 테트라데실 아크릴레이트 및 3~10중량부의 아크릴산의 공중합체
(3) 70~90중량부의 테트라데실 아크릴레이트, 5~20중량부의 부틸 아크릴레이트 및 3~10중량부의 아크릴산의 공중합체
(4) 70~90중량부의 헥사데실 아크릴레이트, 5~20중량부의 부틸 아크릴레이트 및 3~10중량부의 아크릴산의 공중합체
상기의 (1) 내지 (4)의 공중합체를 함유하는 접착제 조성물에 사용하는 적당한 온도는 다음과 같다.
(1) 약 20℃; 접착력의 급격한 저하는 약 15℃ 또는 그 이하인 경우의 온도
(2) 약 10 내지 약 20℃; 약 10℃인 경우 접착력의 급격한 저하는 약 5℃ 또는 그 이하이고, 약 20℃의 경우 접착력의 급격한 저하는 약 15℃ 또는 그 이하인 경우의 온도
(3) 약 0 내지 약 15℃; 약 0℃인 경우 접착력의 급격한 저하는 약 -5℃ 또는 그 이하이고, 약 15℃의 경우 접착력의 급격한 저하는 약 10℃ 또는 그 이하인 경우의 온도
(4) 약 15 내지 약 35℃; 약 15℃인 경우 접착력의 급격한 저하는 약 10℃ 또는 그 이하이고, 약 35℃의 경우 접착력의 급격한 저하는 약 30℃ 또는 그 이하인 경우의 온도.
특별히 적당한 것은 10-14 탄소를 지닌(메타)아크릴레이트, 아크릴산 및/또는 1-4 탄소를 지닌 (메타)아크릴레이트의 공중합체이고, 민감성과 점성이 잘 조화된 온도를 요한다. 상기의 공중합체는 40중량% 또는 그 이상, 바람직하기로는 45 내지 95중량%의 10-14 탄소를 지닌 (메타)아크릴레이트, 1 내지 10중량%, 바람직하기로는 2 내지 5중량%의 아크릴산 및/또는 5 내지 40중량%, 바람직하기로는 10 내지 35중량%의 (메타)아크릴레이트를 함유한다.
상기의 온도의존 접착특성을 나타내는 폴리머를 포함하는 접착제 조성물을 균일한 두께를 가진 접착제층을 형성하기 위해 발포층이나 기재시트에 직접 적용할 수 있다. 선택적으로 접착제 조성물이 얇은 기재시트에 얇고 균일하게 적용된 후 접착제층을 가지게 된 기재가 발포층과 함게 박막화되거나, 위에 형성된 발포층을 포함한 기재시트와 함께 박막화 될 수 있다.
접착제 조성물은 원래의 상태로 또는 에멀젼(emulsion) 또는 적당한 용매가 있는 라텍스(latex) 상태로 적용될 수 있다. 폴리머와 첨가제를 형성할 수 있는 적당한 단량체들은 발포층이나 기재시트에 직접 적용될 수 있고, 가열, 라디에이션(radiation), 또는 이 분야에 능숙한 사람이라면 알 수 있는 어떤 다른 적당한 방법에 의해 건조될 수 있다.
릴리즈 시트(또는 릴리즈 필름:release film)는 웨이퍼 리테이너가 실질적으로 사용될때까지 접착제층이 릴리즈 시트에 의해 보호받게 하기 위해 접착제층의 노출된 표면에 접착된다. 릴리즈 시트는 예를들어 종이와 같은 부드럽고, 얇은 필름, 폴리프로필렌 필름과 같은 플라스틱 필름, 필요하다면 릴리싱(releasing)을 용이하게 하기 위해 표면이 릴리즈 에이젼트(release agent)로 처리된 금속호일(foil)로 구성된다. 특히 실리콘 처리된 폴리에스터 필름이 더스팅(dusting) 특성과 부드러움의 견지에서 선호된다.
상기 구조를 가진 연마천은 다음과 같은 방법으로 연마기의 기판에 접착된다.
먼저, 연마기의 기판이 닦여진다. 연마천은 상온에서 (일반적으로 25℃) 포장에서 꺼내져서 기판에 부착된 점성이 있는 표면으로부터 릴리즈 시트를 제거한다.
이때 릴리즈 시트의 끝부분이 먼저 제거되고 기판의 끝에 줄을 맞추고 기판의 끝에 부착하여 이러한 점진적 방법으로 전 표면에 부착한다.
그리고 나서 연마는 테스트 모형(dummy)을 사용하여 수행된다.
상기 처리과정을 통하여 연마천 뒤쪽 표면상의 접착제층은 기판에 밀착된다.
이때에 기판에 밀착된 연마천의 접착강도는 연마천이 기판으로부터 일반적으로 탈착될때 나타나는 것과 같은 약 2~3kg/인치 범위이다.
상기 방법으로 연마기에 연마천을 부착시키고 일련의 웨이퍼 처리 과정 후에, 연마천은 다음과 같은 방법으로 기판으로부터 탈착된다. 연마천 뒤쪽면에 형성된 온도 활성의 감압접착제의 점착성은 기판을 상온에서 약 5℃ 내린 온도, 즉 20℃로 냉각시킴으로써 급속히 저하된다. 점착강도는 약 0.2~0.5kg/인치 범위로 저하되어 연마천이 기판으로부터 쉽게 탈착되게 한다.
기판은 기판은 물이나 냉수에 담그거나, 흠뻑 적시거나, 차가운 공기에 노출시킴으로써 식혀질 수 있다.
이렇게 하여, 본 발명에 따른 연마천에서 접착제층을 형성하는 접착제 조성물은 약 15℃ 보다 좁은 범위에서 제1차 용융전이가 일어나는 폴리머를 포함한다.
온도활성의 감압접착제를 포함하는 이와 같은 접착제 조성물을 가지고, 기판에 대한 접착제층의 점착강도는 기판과 연마천의 접착제층을 냉각시킴으로써 훨씬 저하될 수 있다. 이렇게 하여 연마천은 한번 사용한 연마천을 새것과 교체시, 쉽게 기판으로부터 탈착될 수 있다.
제1차 용융전이는 점진적으로 온도를 증가시킴에 의해 폴리머의 전탄성이 측정될때 관찰했던 것처럼 유리전이점과 녹는 점 사이의 중간온도에서 일어나는 온도현상을 말한다. 온도를 임의로 정한 온도(예를들어 2~5℃)로 변화시킴에 의해서, 폴리머는 결정체가 되던지 반대로 비결정체가 되어서 상기된 기판에 대한 폴리머의 점탄성에 급격한 변화를 초래한다.
이하에서는 본 발명이 실시예를 통하여 자세히 기술될 것이다. 그러나 본 발명이 이 실시예에 국한된 것은 아니다.
[실시예 1]
폴리에스터 비직조섬유는 조성물 Ⅰ(제1도표에 나타난 조성물을 갖고 있다)과 함께 주입되어지고 조성물 Ⅰ은 습식응고되었다. 이 합성물은 세정처리와 건조처리과정을 거쳐서 양면에 스킨(skin)층을 가진 원래천이 취득되었다. 원래천의 각면의 가장 바깥족 100마이크론은 버프(buff)되었고 제2도에 나타난 연마천 기재 1가 획득되었다.
제3도에서 나타난 것과 같이, 온도 활성의 감압접착제(란덱사에서 제조)는 폴리에스터 필름 4(토레이사에서 제조한 루미러:두께 25마이크론)의 한쪽 면 위에 50마이크론의 두께로 코팅되어 접착제층 2이 형성되었다. 이 폴리에스터 필름 4의 다른면 위에 재래의 접착제 조성물(AR-798:산쿄화학회사에서 제조한 아크릴 접착제)이 50마이크론의 두께를 갖도록 코팅되어 접착제층 5을 형성했다. 그리고 나서 각각의 접착제층 2,5은 릴리즈 시트 3 또는 6로 덮여졌다. 그리하여 릴리즈 시트 3, 6를 가진 이중 코팅된 접착제 필름 A가 취득되었다.
상기 접착제 필름 A의 접착제층 5 위의 릴리즈 시트 6가 벗겨지고 상기 접착제 필름 A의 접착제층 5이 노출되고 제4도에서 나타난 연마천 기재 1에 접착되어서 위에 온도활성의 감압점착제가 있는 연마천을 생산하게 됐다.
다음에 연마천 7은 60인치 직경의 원으로 잘려졌다. 릴리즈 시트 3는 온도 활성의 감압접착제 2가 벗겨지고, 연마천 7은 연마기의 세라믹 기판하부(직경:59인치)에 가볍게 부착되었다. 접착온도는 25℃였다.
모형물질은 접착제가 기판과 확실히 접착하는 것을 보장하기 위해 연마기를 사용해 수분동안 연마되었다. 그 이후 웨이퍼는 제2도표에 기술된 조건하에서 연마되었다. 각각 30분이 소요되는 연마가 50차례 시행되었다. 이와 같이 연마천이 사용된 후, 기판에 계속 부착되있는 더 이상 사용불가능한 연마천 7은 5분 동안 20℃서 냉수에 노출되었다. 이리하여 온도활성의 감압접착제를 가진 연마천 7은 12kg의 분리력만 가지고도 기판으로부터 쉽게 떨어졌다.
[표 1]
[표 2]
[실시예 2]
제5도표에서 나타난 연마천 7은 다음과 같이 생성되었다. 온도활성의 감압 접착제 2가(란덴사 제조) 폴리우레탄 폼 연마천 기재 1(IC 1000, 로델사 제조)의 뒷면에 20 마이크론의 두께로 직접 코팅되고, 릴리즈 시트 3가 접착제층 2에 부착되었다.
다음에, 연마천 7은 24인치의 직경을 가진 원으로 잘려진다. 릴리즈 시트 3은 온도활성의 감압접착제 2가 벗겨내지고, 연마천 7은 연마기의 기판 하부(직경:23인치)에 가볍게 부착되었다. 접착온도는 25℃였다.
모형물질은 접착제가 기판과 확실히 접하는 것을 보장하기 위해 연마기를 사용해 수분동안 연마되었다. 그 이후 웨이퍼는 제3도표에 기술된 조건하에서 연마되었다. 각각 5분이 소요되는 연마가 150 차례 계속적으로 시행되었다. 이와 같이 연마천이 사용된 후, 기판에 계속 부착되 있는 더 이상 사용 불가한 연마천은 10분 동안 20℃에서 냉수에 노출되었다. 이리하여 온도활성의 감압접착제를 가진 연마천은 4.8kg의 분리력만 가지고도 기판으로부터 쉽게 떨어졌다.
[표 3]
(비교실시예 1)
실시예 1에서처럼, 폴리에스터 비직조섬유는 조성물 Ⅰ(제1도표에 나타난 조성물을 갖고 있다)과 함게 주입되어지고 조성물 Ⅰ은 습식응고되었다. 이 합성물은 세정처리와 건조처리과정을 거쳐서 양면에 스킨층을 가진 원래천이 취득되었다.
원래천의 각 면이 가장 바깥쪽 100 마이크론은 버프되었고, 제2도에 나타난 연마천 기재 1가 취득되었다.
양쪽면에 코팅된 재래의 접착제(두게:50마이크론)를 포함하고 있는 폴리에스터 필름(루미러, 토레이사 제작, 두께:25마이크론)으로 구성되 있고, 현재 시중에 유통되고 있는 이중코팅 접착테이프(ST-442, 스미토모 3M 주식회사 제조)가 연마천 기재 1의 뒷면에 부착되었다. 이리하여 재래의 이중코팅 접착테이프를 가진 연마천이 생산되었다.
다음에 연마천은 직경 60인치의 원으로 잘려졌다. 릴리즈 시트가 벗겨지고, 연마천은 연마기의 기판하부(직경:59인치)에 가볍게 부착되었다. 접착온도는 25℃였다.
모형물질은 접착제가 기판과 확실히 접하는 것을 보장하기 위해 연마기를 사용해 수분 동안 연마되었다. 그 이후 웨이퍼는 제2도표에 기술된 조건하에서 연마되었다. 각각 30분이 소요되는 연마가 50차례 계속적으로 시행되었다. .이와 같이 연마천이 사용된 후, 기판에 계속 부착되 있는 더 이상 사용불가한 연마천은 기판에서 약 120kg의 분리력을 소요하며 분리되었다.
[실시예 3]
(이후부터, 부는 중량부를 나타낸다)
A. 감압접착제의 제조
테트라데실아크릴레이트 45부, 도데실아크릴레이트 50부, 아크릴산 5부, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.3부가 톨루엔 200부와 혼합되어, 이 단량체가 폴리머화되도록 20시간 동안 60℃에서 교반하였다. 그 결과 생겨난 폴리머는 분자량 500,000에 녹는점이 10℃였다.
폴리머 용액은 고체부분이 30중량%가 되도록 용매(헵탄:에틸 아세테이트=90부:10부)를 사용하여 제조되었다. 온도활성의 감압접착제가 교차결합제(케미타이토 PZ-33) 0.1부를 이 폴리머 용매 100부에 첨가함으로써 취득되었다.
B. 연마천의 제조와 그것의 측정
릴리즈 시트를 가진 이중코팅 접착제 필름 B는 이중팅 접착제 필름 A의 온도활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도활성의 감암접착제가 사용되었다는 점을 제외하고 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
연마천은 릴리즈 시트를 가진 이중코팅 접착제 필름 B를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 연마천이 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 연마천은 연마천이 약 0℃에서 깨끗한 물에 담겨짐에 의해 기판에서 분리되었다는 점을 제외하고는 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정되었다.
연마천은 웨이퍼 연마 동안 기판하부에 잘 접착했다. 연마천은 약 9kg의 분리력을 가지고 기판하부에서 쉽게 분리되었다.
[실시예 4]
A. 감압접착제의 제조
테트라데실아크릴레이트 95부, 아크릴산 5부, AIBN 0.3부가 톨루엔 200부와 혼합되어, 이 단량체가 폴리머화되도록 20시간 동안 60℃에서 교반하였다. 그 결과 생겨난 폴리머는 분자량 500,000에 녹는점이 21℃였다.
폴리머 용액은 폴리머 용액의 고체부분이 30중량%가 되도록 용매(헵탄:에틸 아세테이트=90부:10부)를 사용하여 제조되었다. 온도활성의 감압접착제가 교차결합제(케미타이토 PZ-33) 0.1부를 이 폴리머 용매에 100부 첨가함으로써 취득되었다.
B. 연마천의 제조와 그것의 측정
위에 릴리즈 시트가 제공된 이중코팅 접착제 필름 C는 이중코팅 접착제 필름 A의 온도활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고는 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
연마천은 릴리즈 시트를 가진 상기 이중코팅 접착제 필름 C을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 연마천이 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 연마천은 연마천이 약 10℃에서 깨끗한 물에 담겨짐으로써 기판에서 분리되었다는 점을 제외하고는 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정되었다.
연마천은 웨이퍼 연마동안 기판 하부에 잘 접착했다. 연마천은 약 7kg의 분리력을 가지고 기판하부에서 쉽게 분리되었다.
[실시예 5]
A. 감압접착제의 제조
헥사데실아크릴레이트 50부, 도데실아크릴레이트 45부, 아크릴산 5부, AIBN 0.3부가 톨루엔 200부와 혼합되어 이 단량체가 폴리머화되도록 20시간 동안 60℃에서 교반하였다. 그 결과 생겨난 폴리머는 분자량 500,000에 녹는점이 20℃였다.
폴리머 용액은 폴리머 용액의 고체부분이 30중량%가 되도록 용매(헵탄:에틸 아세테이트=90부:10부)를 사용하여 제조되었다. 온도활성의 감압접착제가 교차결합제(케미타이토 PZ-33) 0.1부를 폴리머 용매 100부에 첨가함으로써 취득되었다.
B. 연마천의 제조와 그것의 측정
위에 릴리즈 시트가 제공된 이중코팅 접착제 필름 D는 이중코팅 접착제 필름 A의 온도 활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
연마천은 릴리즈 시트를 가진 상기 이중코팅 접착제 필름 D를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 연마천이 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 연마천은 연마천이 약 10℃에서 깨끗한 물에 담겨짐으로써 기판에서 분리되었다는 점을 제외하고는 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정되었다.
연마천은 웨이퍼 연마동안 기판 하부에 잘 접착했다. 연마천은 약 6kg의 분리력을 가지고 기판하부에서 쉽게 분리되었다.
[실시예 6]
A. 감압접착제의 제조
헥사데실아크릴레이트 75부, 부틸아크릴레이트 20부, 아크릴산 5부, 아조비스 이소부티로니트릴(AIBN) 0.3부가 톨루엔 200부와 혼합되어, 이 단량체가 폴리머화 되도록 20시간 동안 60℃에서 교반하였다. 그 결과 생겨난 폴리머는 분자량 400,000에 녹는점이 20℃였다.
폴리머 용액은 폴리머 용액의 고체부분이 30중량%가 되도록 용매(헵탄:에틸 아세테이트=90부:10부)를 사용하여 제조되었다. 온도활성의 감압접착제가 교차결합제(케미타이토 PZ-33) 0.1부를 폴리머 용매 100부에 첨가함으로써 취득되었다.
B. 연마천의 제조와 그것의 측정
위에 릴리즈 시트가 제공된 이중코팅 접착제 필름 E는 이중코팅 접착제 필름 A의 온도활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고는 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
연마천은 릴리즈 시트를 가지니 상기 이중코팅 접착제 필름 E을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 연마천이 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
그 결과 생겨난 연마천은 연마천이 약 10℃의 깨끗한 물에 담겨짐으로써 기판에서 분리되었다는 점을 제외하고 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정되었다.
연마천은 웨이퍼 연마동안 기판 하부에 잘 접착했다. 연마천은 약 10kg의 분리력을 가지고 기판 하부에서 쉽게 분리되었다.
[비교실시예 2]
부틸아크릴레이트 100부, 아크릴로니트릴 5부, 아크릴산 5부로 구성된 접착제가 제조되었다.
위에 릴리즈 시트가 제공된 이중코팅 접착제 필름은 이중코팅 접착제 필름 A의 온도활성의 감압접착제(란덱사 제조) 대신에 상기 온도활성의 감압접착제가 사용되었다는 점을 제외하고 실시예 1의 이중코팅 접착제 필름 A이 제조된 것과 똑같은 방법으로 취득되었다.
연마천은 릴리즈 시트를 가진 상기 이중코팅 접착제 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 연마천이 취득되었던 것과 똑같은 방법으로 취득되었다. 그 결과 생겨난 연마천은 실시예 1과 똑같은 방법으로 측정되었다.
연마천은 웨이퍼 연마동안 기판 하부에 잘 접착했다. 연마천은 40kg의 분리력을 가지고 기판 하부에서 분리되었다.
본 발명에 따르면, 연마천의 교환 또는 대체는 각각의 연마처리후에 실시되는데 기판과 연마천의 접착층을 단순히 식힘으로써 연마천이 기판으로부터 분리될 수 있기 때문에 교환, 대체가 실제적으로 용이하다.
[기술적 측면]
본 발명은 반도체 웨이퍼(wafer)와 같이 연마될 워크피스(workpiece)가 연마될때 연마기의 기판에 부착되어 워크피스를 연마하는데 사용되는 연마천과 연마기의 기판에 연마천을 부착시키고 기판으로부터 연마천을 탈착시키는 방법에 관한 것이다.
[선행기술]
최근의 반도체 산업에서, IC의 집적도는 급속하게 증가되었다. 4M에서 16M으로 증가하더니, 현재 64M 수준으로 진행되고 있다.
상기 상황을 비추어 볼때, IC가 형성되는 양질의 표면을 가진 웨이퍼에 대한 요구가 증가되고 있다. IC의 집적도를 증가시키기 위해, 웨이퍼의 화학적, 전기적 특성의 향상은 차치하고 웨이퍼 위에 형성되는 기구에 할당되는 최소폭의 축소가 현저히 요구되고 있다. 현재는 과거의 0.5 마이크론과 비교해 0.35 마이크론이 요구되고 있다. 더욱이 비트(bit)당 비용절감에 따른 웨이퍼의 크기는 급격히 증가되어 왔다. 웨이퍼 크기의 증가와 함께, 웨이퍼를 처리하기 위한 기계의 크기도 증가되어 왔다. 예를들어 웨이펄 표면의 거울마감(mirror-finishing)을 위한 연마 처리 작업에서, 59인치 직경의 기판이 있는 연마기가 8' 직경 웨이퍼를 연마하는데 사용되는데 반해, 약 42인치 직경의 기판이 있는 연마기는 5' 직경 웨이퍼를 연마하는데 사용된다. 일반적으로, 웨이퍼의 연마는 연마슬러리(slurry)가 존재하는 상태에서 연마천과의 마찰을 야기시키고 연마천을 연마기의 기판하부에 유지하고 처리될 웨이퍼를 기판상부에 유지함으로써 완성된다.
그러므로 연마천의 크기는 연마기의 기판ㄴ 하부의 크기와 동일해야 한다. 정확히 말하면, 59인치 직경의 연마천은 8' 직경 웨이퍼를 연마하는데 사용되는데 비해 약 42인치 직경의 연마천은 5' 직경 웨이퍼를 연마하는데 일반적으로 사용된다.
일반적으로, 연마천은 고성능 양면 접착 테이프를 가진 연마기의 기판에 고정된다; 말하자면, 양면에 접착층을 가진 테이프를 의미한다. 이와 같은 접착 테이프위에 연마천의 뒷표면이 부착된다. 그러나, 이와 같은 부착방법에서, 연마천의 뒷 표면위에 형성된 접착층이 기판에 너무 단단히 부착되어, 기판에 부착된 연마천이 일반적 방법으로 탈착될대 약 2~3kg/인치 폭의 접착강도가 나타난다. 이것은 최소한 156kg의 힘이 42인치 직경의 기판으로부터 연마천을 탈착시킬때 요구 되고, 59인치 직경의 기판이 사용될때는 최소한 180kg의 힘이 요구된다는 것을 의미한다. 이와 같이 사용하던 연마천을 새것과 교체할때 엄청나게 많은 양의 노동이 필요하게 된다.
이와 같이 여기에 기술되는 발명은 (1) 웨이퍼가 연마될때 연마기의 기판에 강하게, 안정적으로, 그리고 정확하게 고정하고 탈착을 목적으로 할때 기판으로부터 쉽게 탈착되는 연마천을 제공하고, (2) 이와 같은 연마천을 연마기의 기판에 부착시키고 기판으로부터 탈착시키는 방법을 제공하고, (3) 연마천을 교환하거나 대체시킬때 단순히 기판과 연마천의 접착층을 냉각시킴으로써 연마기의 기판에서 쉽게 떼어낼 수 있는 연마천을 제공하고, (4) 이와 같은 연마천을 연마기 기판에 부착시키고 기판으로부터 탈착시키는 방법을 제공한다는 장점들을 가능케 한다.
[발명의 개시]
본 발명에 따르면 연마천은 연마천 기재(substrate); 연마천 기재의 한쪽 면에 얇게 씌운 감압접착층(pressure-sensitive adhesive layer); 약 15℃ 보다 좁은 온도 범위에서 제1차 용융전이(first-order melt transition)가 일어나는 폴리머를 포함하는 접착성분을 가지고 있는 감압접착층에 분리가 가능하게 부착된 릴리즈 시트(release sheet)를 포함한다.
본 발명의 실시태양으로써 폴리머는 사이드 체인(side-chain) 결과가능한 폴리머이고, 이 폴리머는 약 20℃ 또는 그 이하의 온도에서는 감압접착제층이 실질적으로 연마기의 기판에 비접착성을 갖고, 약 20℃ 또는 그 이상의 온도에서는 연마기의 기판에 실질적 접착성을 갖게 되는 양만큼 포함되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시태양으로써, 사이드 체인 결정가능한 폴리머는 주성분으로써 아크릴산 에스테르 및/또는 사이드체인으로써 탄소 10 또는 그 이상을 포함하는 스트레이트 체인(straight-chain) 알킬 그룹을 지닌 메타크릴산 에스테르를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시태양으로써, 사이드 체인 결정가능한 폴리머는 10~14개의 탄소를 가진 아크릴레이트(메타크릴레이트)와 아크릴산 및 1~4개의 탄소를 가진 아크릴레이트(메타크릴레이트)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 단량체와의 공중합체이다.
본 발명의 또 다른 실시태양으로써, 공중합체는 10~14개의 탄소를 지닌 약 40~95중량%의 아크릴레이트(메타크릴레이트); 약 1~10중량%의 아크릴산; 및/또는 1~4개의 탄소를 가진 약 5~40중량%의 아크릴레이트(메타크릴레이트)를 포함한다.
본 발명에 따라 연마기의 기판에 연마천을 접착시키고, 기판으로부터 탈착시키는 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:감압접착제층으로부터 연마천의 릴리즈 시트를 제거함으로써 연마천을 연마기의 기판에 접착시키고, 기판을 T1 온도로 유지하면서 연마천의 감압접착제층이 연마기의 기판에 접착케하고, 연마천 사용후 기판의 온도를 T1 온도에서 T2 온도로 식혀서 T2 온도가 T1 온도보다 낮아지게 하면서 연마천을 연마기의 기판으로부터 탈착시킨다.
본 발명의 실시태양으로써, T1의 온도는 약 20℃ 또는 그 이상이고, T2의 온도는 약 20℃ 이하이다.
본 발명의 또 다른 실시태양으로써, T1의 온도는 약 25℃ 또는 그 이상이고, T2의 온도는 약 20℃ 이하이다.

Claims (8)

  1. 연마천 기재; 연마천 기재의 한쪽 면에 얇게 씌운 감압접착층; 약 15℃ 보다 좁은 온도 범위에서 제1차 용융전이가 일어나는 폴리머를 포함하는 접착성분을 가지고 있는 감압접착층에 분리가 가능하게 부착된 릴리즈 시트를 포함하는 연마천
  2. 제1항에 있어서, 폴리머는 사이드체인 결정가능한 폴리머이고, 이 사이드체인 결정가능한 폴리머는 약 20℃ 또는 그 이하의 온도에서는 감압접착층이 실질적으로 연마기의 기판에 비접착성을 갖고, 약 20℃ 또는 그 이상의 온도에서는 연마기의 기판에 실질적 접착성을 갖게 되는 양만큼 포함되어 있음을 특징으로 하는 연마천.
  3. 제2항에 있어서, 사이드 체인 결정가능한 폴리머는 주성분으로써 아크릴산 에스테르 및/또는 사이드체인으로써 탄소 10 또는 그 이상을 포함하는 스트레이트 체인 알킬그룹을 지닌 메타크릴산 에스테르를 포함함을 특징으로 하는 연마천.
  4. 제2항에 있어서, 사이드 체인 결정가능한 폴리머는 10~14개의 탄소를 가진 아크릴레이트(메타크릴레이트)와 아크릴산 및 1~4개의 탄소를 가진 아크릴레이트(메타크릴레이트)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 단량체와의 공중합체임을 특징으로 하는 연마천.
  5. 제4항에 있어서, 공중합체는 10~14개의 탄소를 지닌 약 40~95중량%의 아크릴레이트(메타크릴레이트); 약 1~10중량%의 아크릴산; 및/또는 1~4개의 탄소를 가진 약 5~40중량%의 아크릴레이트(메타크릴레이트)를 포함함을 특징으로 하는 연마천.
  6. 감압접착층으로부터 연마천의 릴리즈 시트를 제거함으로써 연마천을 연마기의 기판에 접착시키고; 기판을 T1 온도로 유지하면서 연마천의 감압접착층이 연마기의 기판에 접착케하고; 연마천의 사용후 기판의 온도를 T1 온도에서 T2 온도로 식혀서 T2 온도가 T1 온도보다 낮아지게 하면서 연마천을 연마기의 기판으로부터 탈착시키는 단계를 포함하는 연마기의 기판에 제1항에 따른 연마천을 접착시키고, 기판으로부터 탈착시키는 방법.
  7. 제6항에 있어서, T1의 온도는 약 20℃ 또는 그 이상이고, T2의 온도는 약 20℃ 이하인 방법.
  8. 제6항에 있어서, T1의 온도는 약 25℃ 또는 그 이상이고, T2의 온도는 약 20℃ 이하인 방법.
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