KR19990028881A - 반도체 웨이퍼 가공 접착제 및 테이프 - Google Patents

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리차드 이. 베네트
기어드 씨. 버드
마크 케이. 네스티가드
엘리아노 루딘
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스프레이그 로버트 월터
미네소타마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

반도체 웨이퍼 가공 테이프가 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상의 열가소성 엘라스토머 블록을 포함하는 비감압성 접착제층을 포함한다. 접착제는 임의로 점착화 수지, 액상 고무 또는 광가교결합제와 같은 접착력 조절제를 포함할 수 있다. 이 테이프는 웨이퍼 연마 및 웨이퍼 다이싱 적용에 유용하다. 반도체 웨이퍼의 가공 방법이 개시되어 있다.

Description

반도체 웨이퍼 가공 접착제 및 테이프
반도체 집적 회로(IC) 칩은 복잡한 공업 기계, 자동차 또는 일상 생활 용품 등을 위한 전자 부품에 흔히 사용된다. 반도체 IC 칩의 생산은 많은 반도체 요소를 함유하는 반도체 웨이퍼의 제작에서부터 출발한다. 궁극적으로는, 웨이퍼를 개별 반도체 요소("다이(die)"로 불림)로 소잉(sawing)하거나 다이싱하며, 각 요소가 반도체 IC 칩이 된다.
대개, 반도체 웨이퍼는 고순도 단일 실리콘 주괴(鑄傀)를 약 500 내지 1000 ㎛ 두께의 얇은 원형 웨이퍼로 슬라이싱하거나(slicing) 소잉하여 제조한다. 웨이퍼를 도핑시키면 그의 전기적 특성을 변환시킬 수 있다. 그리고나서 통상적으로 석판인쇄술에 의해 웨이퍼의 정면에 전자 회로를 인가한다. 분리선을 또한 웨이퍼 상에 석판인쇄시켜 웨이퍼를 개별 반도체 IC 칩으로 최종적으로 다이싱하기 위한 절단 마크를 제공한다.
웨이퍼 직경은 관례적으로 약 7.62 내지 10.16 ㎝(약 3 내지 4 인치)이다. 그러나, 개별 IC 칩이 그 보다 더 커질 수 있기 때문에, 대개의 웨이퍼 직경은 약 12.7 내지 20.32 ㎝(약 5 내지 8 인치)로 증가되어 단일 웨이퍼로부터 보다 많은 다이를 형성할 수 있게 한다. 웨이퍼 직경은 약 30.48 내지 40.64 ㎝(약 12 내지 16 인치)까지도 증가될 수 있으며 이 보다 큰 크기로 가능하다.
정밀한 전자 회로를 대기 중의 분진, 습기, 공기 중에 운반되는 부식성 산 등에 의해 오염되는 것을 막기 위해, 웨이퍼 정면에는 실리콘 옥시니트라이드와 같은 무기 물질 또는 폴리이미드와 같은 유기 물질일 수 있는 부동층(passivation layer)이 제공되어 있다.
전자 부품의 제조를 용이하게 하기 위해, 웨이퍼의 두께( 및 그에 따른 형성되는 반도체 IC 칩의 두께) 감소시키는 것이 바람직하다. 통상적인 공정은 웨이퍼의 정면을 진공 단에 대면하게 유지하면서 웨이퍼의 배면을 연마 잔해 제거를 위한 물 분무 존재 하에 웨이퍼의 배면을 두께 약 200 내지 500 ㎛로 연마하는 것을 포함한다. 그러나, 웨이퍼는 본래 깨어지기 쉽고 연마 공정 중에 파손되기 쉬우며 이러한 문제점은 웨이퍼 직경이 커질수록 더 심각해진다. 그밖에, 웨이퍼 연마 공정은 전자 회로를 오염시킬 수 있는 분진을 발생시킨다. 또한, 웨이퍼 정면을 진공 단에 대면하게 유지하는데, 이는 부동층 및 하부 회로를 침식할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(특별히 정면)를 파손, 오염 및 침식으로부터 보호할 필요가 있다.
일찍이 이 문제점을 해결하려는 시도로 웨이퍼의 정면 위에 파라핀 왁스 층을 사용하였다(왁스층은 최종적으로 용매 세척에 의해 제거됨). 이 시도의 단점은 미국 특허 제 4,853,286호(나리마쯔(Narimatsu) 일동)에 서술되어 있다. 다른 시도로는 포토레지스트 코팅을 웨이퍼 정면 상에 스핀 코팅시켰으나, 이는 웨이퍼 파손을 항상 막아주지는 못했다.
보다 최근에는, 감압성 접착제(PSA) 테이프를 사용하여 웨이퍼 정면을 보호하였다. 때로는 PSA 테이프를 단독으로 사용하고 때로는 PSA 테이프가 고착될 수 있는 표면을 제공하는 포토레지스트 코팅과 조합하여 사용한다. 그러나, 이러한 기술 문헌에 따라, 접착제 테이프로 웨이퍼 보호의 문제점이 완전히 해결될 수는 없었다. 앞서 언급한 미국 특허 제 4,853,286호는 웨이퍼 파손이 여전히 발생하고 접착제 표면에 분진이 쌓여 웨이퍼를 오염시킬 수 있음을 지적한다. 유럽 특허 공개 제 0 530 729호는 만일 PSA 테이프가 웨이퍼에 대한 강한 초기 접착력을 갖거나 또는 접착력이 테이프를 웨이퍼에 부착시킨 순간부터 제거할 때까지 증가하는 경우 후에 PSA 테이프를 제거함에 있어서 어려움이 있음을 논의하였다.
반도체 웨이퍼 배면 연마 작업(본원에서는 종종 "웨이퍼 연마"로 불림)에 유용한 것으로 보고된 다양한 접착제 테이프가 개시되어 있다. 예를 들면, 앞서 언급한 미국 특허 제 4,853,286호가 파손을 방지하기 위해 웨이퍼 연마 중에 사용되는 웨이퍼 가공 필름을 개시하고 있다. 이 필름은 기저 필름, 구입가능한 통상적인 접착제(예, 아크릴, 에스테르, 우레탄 또는 합성 고무 접착제) 층, 및 기저 필름의 비접착제 면에 적층된 임의의 지지 필름을 포함한다. 미국 특허 제 5,126,178호(타케무라(Takemura) 일동)은 한 면(제거가능한 릴리이스 필름으로 보호됨) 상에 감압성 접착제를 갖고 배면 상에는 인산 기재 계면활성제를 갖는 기저 필름을 포함하는 웨이퍼 가공 필름을 기재하였다. 감압성 접착제는 아크릴 기재, 비닐 기재 또는 고무 기재일 수 있으며, 수성 에멀션 유형 감압성 접착제가 바람직하다. 미국 특허 제 5,183,699호(타케무라 일동)에는 웨이퍼 연마 시 사용되어 파손을 막아주는 웨이퍼 가공 필름이 개시되어 있다. 이 웨이퍼 가공 필름은 기저 필름 및 이 기저 필름 상의 접착제(예, 종래의 아크릴 또는 고무 기재 접착제) 층을 포함한다. 접착제층 상에는 2 ㎛ 이하의 표면 거칠기를 갖는 합성 수지 필름이 배치되어 있다.
유럽 특허 공개 제 0 252 739호는 반도체 웨이퍼의 후면을 연마하는 과정 중에 웨이퍼의 정면에 도포되는 접착제 시이트를 기재하고 있다. 이 접착제 시이트는 기저 시이트 및 필수적으로 불포화 카르복실산 함유 단량체 및 아크릴 에스테르 유형 단량체의 공중합체로 이루어진 것이 바람직한 수팽윤성, 수용성 접착제 층을 포함한다. 유럽 특허 공개 제 0 530 729호는 반도체 웨이퍼의 배면을 연마하는데 사용되는 감압성 접착제 테이프를 개시한다. 이 감압성 접착제는 약한 초기 접착력을 갖고 시간의 경과에 따른 접착 강도 증가를 보이지 않으며, 수성 아크릴 수지 에멀션 접착제, 비이온성 계면활성제, 에폭시 유형 및(또는) 아지리딘 유형 가교결합제 및 수용성 유기 화합물을 포함한다.
일본 공개 특허 출원 제 62-58638호는 반도체 웨이퍼의 배면을 연마할 때 웨이퍼의 패턴화 표면을 보호하는 부재를 개시하였다. 이 보호 부재는 고 탄성율(modulus) 및 크기 안정성을 갖는 내습성 시이트를 포함한다. 내습성 시이트 상에는 감압성 접착제(예, 아크릴, 고무, 폴리비닐 에테르 또는 우레탄 유형 접착제)가 침착되어 있다.
그러나, 여전히 반도체 웨이퍼 연마 공정에서 보다 큰 효용성을 갖는 접착제 테이프에 대한 요구가 계속되고 있다. 그러한 테이프는 몇몇 바람직한 특성을 갖는 것이 바람직할 것이다. 예를 들면, 테이프는 실리콘, 폴리이미드, 실리콘 옥시니트라이드 및 포토레지스트 코팅과 같은 표면에 충분한 초기 접착력을 신속하게 제공하여 반도체 웨이퍼가 가공후의 단계들을 견뎌낼 수 있게 하고, 필요한 때에는 쉽게 제거되도록 해야 한다. 단일 테이프가 상기 각각의 표면에 허용가능한 초기 접착력을 제공하여 다른 표면에 대해 다른 테이프를 공급해야만하는 필요를 없앨 수 있다면 바람직할 것이다. 그러나, 최종 접착력은 테이프를 제거함으로써 웨이퍼를 통상적인 산업 기준에서 허용되는 것(대개 약 1/1000개 미만의 와퍼) 보다 많은 수로 파단시키거나 균열시키고 또는 웨이퍼의 후속 공정에 해를 끼칠 수 있는 접착제 잔류물을 남길 만큼 커서는 안된다.
또한 만일 테이프의 초기 및 최종 접착력 특성이 수일, 보다 바람직하게는 수주에 걸친 저장 기간 동안 유지된다면 바람직하다. 즉, 특정 PSA와 관련된 문제점인 시간이 지남에 따라 접착력의 공정 또는 재료 한정 증가(종종 접착력 증가로 불림)가 없어야 한다. 또한 접착제 내 계면활성제 및 기타 이동상 성분이 접착 결합선으로 이동하여 약한 경계층을 형성함으로써 발생할 수 있는 시간 경과에 따른 접착력의 현저한 변화가 없어야 한다. 저장 중에 그의 초기 및 최종 접착력 특성을 유지하는 접착제는 장기간의 저장 수명을 갖는 테이프를 제공할 뿐만 아니라 반도체 웨이퍼에 부착한 직후 연마 공정을 수행해야 하는 필요를 없애준다.
다른 바람직한 특성으로는 접착제 테이프를 잔류물을 남기지 않고 제거할 수 있는 능력이 있으며, 이는 반도체 웨이퍼를 현미경 하에서 관찰할 때 검색되는 반도체 웨이퍼의 광학 밀도 변화와 관련이 있고 부동층 상에 남아 있는 극소량의 접착제 잔류물 또는 부동층의 부분적 제거로 인해 초래될 수 있다. 또한 접착제는 연마 중에 사용되는 물 분사에 의해 웨이퍼가 늘어지는 것을 방지할 수 있도록 물에 영향을 받지 않는 것이 유리하다.
웨이퍼 연마 후에 대개 몇몇 중간 제조 단계를 거친 후 반도체를 개별 반도체 IC 칩으로 소잉하거나 다이싱한다. 웨이퍼 다이싱은 통상적으로 웨이퍼의 연마된 배면을 PSA 테이프(종종 다이싱 테이프로 불림)의 접착제 표면에 부착시키고, 테이프가 부착된 웨이퍼를 진공 단에 고정시켜 이동하지 못하게 하고, 물 분사되는 회전 다이아몬드 톱을 사용하여 사전에 반도체 웨이퍼 상에 석판인쇄된 절단 마크를 따라 절단함으로써 수행한다. 그리고나서 개별 반도체 IC 칩을 다이싱 테이프로부터 제거한다. 이 작업은 보통 진공 픽업이 IC 칩의 상단을 집어 다이싱 테이프로부터 IC 칩을 제거하는 동안 동시에 IC 칩의 면적 내 다이싱 테이프의 백킹(backing)을 밀어주는 니들 또는 탐침에 의해 촉진된다. 제거된 IC 칩은 이후 즉시 추가 가공할 수 있고 또는 후에 완성된 물품에 조립하기 위해 저장할 수 있다.
선행 기술 문헌은 접착제 다이싱 테이프를 사용할 때 당면하게 되는 여러 가지 어려움을 기재하고 있다. 예를 들면, 유럽 특허 공개 제 0 520 515호 및 0 157 508호는 반도체 웨이퍼를 테이프에 고착시키는데 충분한, 그러나 다이싱되는 IC 칩의 제거를 방해할 정도로 크지는 않은 접착 수준의 필요성에 대해 논의하였다.
웨이퍼 다이싱 작업에 사용되는 접착제 테이프는 이전에 개시되어 있다. 예를 들면, 유럽 특허 공개 제 0 520 515호가 개별 패턴으로 절단되어 개개의 반도체 칩을 형성하는 반도체 웨이퍼를 고정시키는데 사용되는 테이프를 개시하였다. 이 테이프는 3층 적층된 지지 필름의 한 표면 상에 광경화성 감압성 접착제를 포함한다. 감압성 접착제는 아크릴 접착제, 시아누레이트 또는 이소시아누레이트 화합물 및 폴리에스테르 또는 폴리올 우레탄 아크릴레이트를 함유하는 것이 바람직하다. 유럽 특허 공개 제 0 588 180호는 광투과성 필름 및 공중합된 광개시제를 함유하는 광가교결합가능한 감압성 접착제를 포함하는 다이싱 테이프에 대해 기재하고 있다. 상기 감압성 접착제는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴 에스테르, 비닐 아세테이트 또는 다양한 비닐 알킬 에테르 단량체로부터 합성될 수 있다.
일본 공개 특허 출원 제 62121781호는 종래의 감압성 접착제를 부텐 유형 중합체 필름에 도포한 반도체 웨이퍼 다이싱 필름에 대해 기재하고 있다. 일본 공개 특허 출원 제 5-230426호는 고무형 탄성 물질로 제조된 기저 필름 상 접착제 층(특별히 아크릴 유형 접착제)을 포함하는 웨이퍼 다이싱 용 접착제 테이프에 대해 개시하였다.
앞서 언급한 유럽 특허 공개 제 0 157 508 호는 연마 단계 중에 반도체 웨이퍼를 보호하기 위해 그리고 반도체 웨이퍼를 IC 요소 칩으로 절단하여 분리시킬 때 웨이퍼를 고정시키기 위해 사용되는 얇은 접착제 시이트를 기재한다. 이 접착제 시이티는 광투과성 지지체 및 광투과에 의해 경화되어 3차원 망상 구조를 형성할 수 있는 감압성 접착제를 포함한다. 이때 접착제는 고무 또는 아크릴 기재 감압성 접착제, 광중합성 화합물 및 광중합 개시제의 혼합물을 포함한다.
그러나, 반도체 웨이퍼 다이싱 공정에 보다 많이 활용될 수 있는 접착제 테이프에 대한 요구가 여전히 계속되고 있다. 그러한 테이프는 몇몇 바람직한 특성을 갖는 것이 바람직할 것이다. 예를 들면, 테이프는 실리콘 웨이퍼( 및 테이프를 부착시킬 필요가 있는 금 판금 또는 스테인레스 강철 기계 부품과 같은 다른 표면)에 대한 충분한 초기 접착력을 제공하여 생산되는 반도체 IC 칩이 웨이퍼 다이싱 중에 늘어지지 않도록 해야한다 그러나, 최종 접착력은 반도체 IC 칩을 테이프로부터 제거할 때 통상적인 산업 기준에서 허용되는 것 보다 많은 수로 파단되거나 균열되어서는 안된다. 또한 반도체 웨이퍼를 다이싱 테이프에 부착시킨 시점으로부터 생산된 반도체 IC 칩을 다이싱 후 테이프로부터 제거할 때까지는 수일 또는 수주가 경과할 수 있기 때문에 초기 및 최종 접착력 특성이 수일, 보다 바람직하게는 수주에 걸친 저장 기간 동안 유지되는 것이 바람직하다. 만일 접착력이 시간이 지남에 따라 실질적으로 증가한다면 다이싱 후 바로 사용하지 않을 경우에는 테이프로부터 다이싱된 반도체 IC 칩을 회수하여 저장 할 필요가 있을 수 있다.
반도체 IC 칩은 또한 IC 칩의 납땜 및 포장과 같은 후속 공정을 저해할 수 있는 접착제 잔류물이 남지 않도록 접착제 테이프로부터 깨끗이 제거되어야한다. 또한 접착제가 테이프로부터 톱날에 붙지 않는 것이 유리한데, 이는 반도체 IC 칩이 오염되는 것을 막기 위해 축적되는 접착제 잔류물을 세정하기 위한 웨이퍼 다이싱 작업의 주기적 중단이 요구될 수 있기 때문에하다. 또한, 접착제가 톱날에 붙지 않는다면 톱날이 뜻하지 않게 테이프 백킹을 절단하는 것을 막는데 유리한 두꺼운 접착제 층을 사용할 수 있다. 만일 테이프 백킹을 웨이퍼 다이싱 중에 부분적으로 절단하면, 테이프는 약해질 수 있고 후속 공정 중에 빨리 파단될 수 있다.
접착제는 또한 다이싱 공정에 사용되는 물분무에 의해 느슨해지는 웨이퍼가 많아지는 것을 막기 위해 물에 영향을 받지 않는 것이어야 한다.
마지막으로, 웨이퍼 연마 및 웨이퍼 다이싱 작업 모두에 사용될 수 있어 다른 공정에 다른 테이프를 공급해야하는 필요성을 제거할 수 있는 단일 접착제 테이프를 갖는 것이 유리하다.
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼를 가공하는데 유용한 접착제 조성물 및 테이프에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하고 반도체 웨이퍼를 연마하고 다이싱(dicing)하는데 유용한 접착제 조성물 및 테이프에 관한 것이다.
<발명의 요약>
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼의 연마 및 다이싱을 모두 포함하는 반도체 웨이퍼 가공에 유용한 접착제 조성물 및 테이프에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 접착제 조성물 및 웨이퍼 가공 테이프는 포토레지스트층, 폴리이미드 부동층, 실리콘 옥시니트라이드 부동층 및 실리콘과 같은 중요한 기판에 낮은 초기 접착력을 제공한다. 바람직한 실시 양태는 시간이 경과하여도 극미의 접착력 증가를 보이기 때문에 눈에 보일 정도의 양만큼 접착제 잔류물을 남기지 않으면서 반도체 웨이퍼 및(또는) 반도체 IC 칩이 웨이퍼 가공 테이프로부터 쉽게 제거될 수 있도록 한다.
한 실시 양태에서, 본 발명은 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상에 비감압성 접착제층을 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프를 제공한다. 이때 접착제는 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함한다. 접착제는 실온에서 1 × 106㎩ 보다 큰 저장 탄성율을 갖는 것이 바람직하다. 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체는 열가소성 물질(바람직하게는 약 5 내지 30%, 보다 바람직하게는 8 내지 25%, 가장 바람직하게는 15 내지 25% 양의 스티렌) 부분 및 고무 엘라스토머 부분을 포함한다. 특히 바람직한 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체의 예에는 스티렌 블록 및 에틸렌/프로필렌 블록을 갖는 공중합체, 예컨데 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체 및 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체가 포함된다.
본 발명에 따른 바람직한 반도체 웨이퍼 가공 테이프는 실리콘, 폴리이미드, 실리콘 옥시니트라이드 및 포토레지스트 코팅 중 하나에 대해 직선폭(인치) 당 약 20 내지 500 g(보다 바람직하게는 약 20 내지 200 g)의 박리 접착력을 보이며 주변 조건 하에서 7일 동안 상기 물질들과 접촉한 상태로 방치한 후에도 이 수준을 유지한다.
원하는 물질에 필수 접착력을 제공하기 위해 접착제 내에 점착화 수지(대개 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 점착화 수지의 합중량을 기준으로 하여 10 중량% 미만, 보다 바람직하게는 3 내지 8 중량%), 액상 고무(대개 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 액상 고무의 합중량을 기준으로 하여 20 중량% 미만, 보다 바람직하게는 약 5 내지 20 중량% 미만) 또는 광가교결합제와 같은 접착력 조절제를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 점착화 수지 및 액상 고무 접착력 조절제는 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 수소화시킨 경우에 특히 유용하다. 광가교결합제는 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 수소화시키지 않은 경우에 특히 유용하다.
본 발명의 다른 실시 양태는 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상에 20℃에서 2.7 × 106내지 4.0 × 106㎩의 저장 탄성율을 보이는 수소화 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하는 비감압성 접착제를 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프를 제공한다. 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 및 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체가 이 실시 양태에서 특히 바람직하다.
본 발명의 특히 바람직한 한 양태는 앞서 서술한 구조를 갖는 웨이퍼 다이싱 테이프를 제공한다. 이 테이프는 기계방향으로 약 100 내지 200%(보다 바람직하게는 약 120 내지 165%)의 파단 신장율을 가질 수 있는 약 12 내지 50 ㎛(보다 바람직하게는 약 12 내지 25 ㎛, 가장 바람직하게는 약 12 내지 15 ㎛)의 비교적 얇은 백킹을 갖는 것이 유리할 수 있다. 이들 웨이퍼 다이싱 테이프는 반도체 웨이퍼에 부착시킬 때나 주변 조건 하에서 15 일 동안 웨이퍼와 접촉된 채로 방치 한 후에도 직선폭(인치) 당 약 20 내지 200 g의 박리 접착력을 제공할 수 있어 유리하다.
본 발명은 또한 반도체 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다. 이 방법은 (a) 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계; (b) 반도체 웨이퍼를 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상에 비감압성 접착제층을 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프의 접착제 표면에 접착 결합시키는 단계; 및 (c) 웨이퍼의 배면을 연마하거나 웨이퍼를 집적 회로 반도체 칩으로 다이싱함으로써 반도체 웨이퍼를 가공하는 단계를 포함한다.
상기 접착제는 앞서 기재한 바와 같은 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함한다.
<발명의 바람직한 실시 양태의 상세한 설명>
본 발명은 넓게는 웨이퍼 연마 및 웨이퍼 다이싱 공정을 포함하는 웨이퍼 가공 적용에 유용한 접착제 조성물 및 접착제 테이프에 관한 것이다. 본원에서 "웨이퍼 연마"는 반도체 웨이퍼의 배면을 연마하여 그의 두께를 감소시키는 공정을 나타내는 것으로 사용되었으며, 그 절차는 반도체 웨이퍼 제조에 있어서 널리 공지되어 있다. 본원에서 "웨이퍼 다이싱"은 반도체 웨이퍼를 개별 다이 또는 반도체 IC 칩으로 소잉하거나 다이싱하는 공정을 나타내는 것으로 사용되었으며, 그 절차 또한 반도체 웨이퍼를 IC 칩으로 전환시킴에 있어서 널리 공지된 단계이다.
본 발명의 바람직한 접착제 조성물 및 웨이퍼 가공 테이프는 포토레지스트층, 유기 부동층(예, 폴리이미드), 무기 부동층(예, 실리콘 옥시니트라이드) 또는 실리콘과 같은 중요한 반도체 산업 물질에 낮은 최종 접착력을 제공한다. 바람직한 실시 양태는 시간이 지나도 극미의 접착력 증가를 보여 반도체 웨이퍼 및(또는) 반도체 IC 칩이 통상적인 산업 기준에서 허용되는 것 보다 많은 수로 파단되거나 균열되지 않고, 눈(나안)에 보일 정도의 양으로 접착제 잔류물을 남기지 않으면서 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프로부터 쉽게 제거될 수 있다. 가장 바람직한 본 발명의 실시 양태는 상기 언급한 물질 표면 중 몇몇, 가장 바람직하게는 모두에 대해 위와 같은 특성을 보이는 것이다. 본 발명의 가장 바람직한 실시 양태는 또한 반도체 웨이퍼 및(또는) 반도체 IC 칩으로부터 잔류물을 남기지 않고 제거될 수 있다.
한 양태에서, 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프는 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상에 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하는 비감압성 접착제(비-PSA)층을 포함한다.
"영구 백킹"은 임시 보호 릴리이스 라이너와 같은 제거가능하거나 떼어낼수 있는 부품이 아닌 웨이퍼 가공 테이프의 일체적인 부분을 형성하도록 의도된 물질 또는 백킹층을 의미한다. 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프의 광범위한 활용울 촉진하기 위해, 영구 백킹은 몇몇 특성을 갖는 것이 바람직할 것이다. 예를 들면, 영구 백킹은 취급, 저장 및 운반이 용이한 롤 형태로 코어를 중심으로 감길 수 있을 만큼의 충분한 가요성을 가져야만 한다. 또한 영구 백킹은 영구 백킹의 절단을 요하는 반도체 IC 칩 제조 단계에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 보다 쉽게 사용될 수 있는 좁은 폭으로 후에 분할되거나 절단될 수 있는 광폭 웹을 제조할 수 있도록 칼로 절단가능하여야 한다. 영구 백킹은 종래의 웨이퍼 가공 산업 기준 하에 허용가능한 것 보다 많은 물추출가능한 화합물 또는 이온성 성분을 갖지 않는 것이 바람직하며, 이러한 물질을 전혀 갖지 않아 영구 백킹의 감수성(感水性)을 저하시키고 반도체가 이러한 물질에 의해 오염될 가능성을 저하시키는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 웨이퍼 가공 테이프에 유용한 영구 백킹은 단층 필름 또는 다층 필름으로 제공될 수 있다. 백킹의 두께는 생성되는 테이프를 웨이퍼 연마 및 웨이퍼 다이싱 장치가 쉽게 취급할 수 있는 한 광범위하게 변화될 수 있다. 이러한 지침 하에서, 영구 백킹의 두께는 대개 약 5 내지 500 ㎛이며, 웨이퍼 다이싱 테이프의 경우에는 영구 백킹의 두께가 약 12 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 약 12 내지 25 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 약 12 내지 15 ㎛인 것이 가장 바람직하다. 또한 특히 다이싱 용도에 사용하려는 웨이퍼 가공 테이프는 충분히 연신가능하여 반도체 다이의 제거를 촉진하는데 사용될 수 있는 푸쉬-업 니들 또는 프로브를 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 웨이퍼 다이싱 테이프에 사용하기 바람직한 영구 백킹은 기계방향으로 약 70 내지 240 ㎪ 및 횡방향으로 약 100 내지 300 ㎪의 파단시 인장 강도를 보이는 것이다. 유사하게, 웨이퍼 다이싱 용도에 사용하기 바람직한 영구 백킹의 기계방향 파단 신장율은 약 100 내지 200%(보다 바람직하게는 120 내지 165%)이고, 횡방향 파단 신장율은 약 30 내지 90%이다. 위와 같은 범위 보다 작거나 또는 큰 인장 강도를 영구 백킹은 반도체 IC 칩 제거 프로브에 접촉될 때 웨이퍼 다이싱 공정에 사용하기 바람직한 본 발명의 영구 백킹 보다 더 많이 신장될 것이다. 그 결과, 프로브 이동 거리가 증가되기 때문에 바람직한 범위 내에 있지 않는 백킹은 제조 속도가 느려질 수 있다. 또한 영구 백킹의 견고도가 증가됨에 따라(즉 인장 강도는 높고, 신장율은 낮음), 보다 흔한 큰 직경의 반도체 웨이퍼를 가공하는 것이 쉬워진다.
본 발명의 웨이퍼 가공 테이프에 유용한 영구 백킹을 제조할 수 있는 물질에는 폴리올레핀(예, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐 및 폴리메틸펜텐), 에틸렌/비닐 단량체 공중합체(예, 에틸렌/(메트) 아크릴산 공중합체 및 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체), 폴리부타디엔, 폴리(비닐클로라이드), 폴리우레탄, 폴리아미드 및 폴리에스테르(특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트)가 포함된다.
본 발명에 유용한 접착제 조성물은 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하는, 보다 바람직하게는 필수적으로 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체로 이루어진 비-PSA 물질이다. "비-PSA"는 감압 특성을 보이지 않는 접착제를 의미한다. 감압성 접착제는 단지 작은 압력만을 가하여도 다양한 물질의 영구적이고 적극적인 점착성을 보이는 접착제를 일컫는 것으로 통상적으로 이해되어 왔다. 감압성 접착제의 허용되는 정량적 기술은 저장 탄성율(G')이 약 3 × 105㎩ 미만(실온, 약 20 내지 22 ℃에서 10 라디안/초로 측정)인 물질은 감압성 접착제 특성을 보이고 상기 값 보다 큰 저장 탄성율을 갖는 물질은 그렇지 않은 것을 나타내는 달키스트 기준선(Dahlquist Criterion line)에 의해 결정된다. 그러므로 보다 구체적으로 본원에서는 비-PSA가 적어도 달키스트 기준선 이상의 저장 탄성율을 갖는 물질, 보다 바람직하게는 저장 탄성율이 1 × 106 ㎩ 이상인 물질을 나타내는 것으로 사용된다.
"열가소성 엘라스토머 블록 공중합체"는 A 및 B 블록 또는 부분으로 분할된 공중합체를 의미하며 열가소성 뿐만 아니라 엘라스토머(즉, 고무) 특성을 보이는 공중합체를 의미한다. 간략히 "열가소성 엘라스토머" 및 "블록 공중합체"는 본원에서 종종 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 나타내는 것으로 사용된다. 그러므로, 열가소성 엘라스토머는 통상적인 열열가소성 수지(예, 아크릴레이트 및 비닐) 뿐만 아니라 천연 및 합성 고무와 쉽게 구별될 수 있다. 본 발명의 접착제 조성물 및 웨이퍼 가공 테이프에 유용한 열가소성 엘라스토머에는 방사형, 선형 A-B 이블록 및 선형 A-B-A 삼블록 공중합체와 이들의 블렌드를 포함하는 다블록 공중합체가 포함된다. 상기 구조식에서 A는 비고무 열가소성 부분(예, 말단 블록)을 나타내고, B는 고무 엘라스토머 부분(예, 중간블록)를 나타낸다. 그러나, 소량의 다른 단량체가 블록 공중합체 내로 유입될 수 있다.
열가소성 A 블록의 예로는 모노- 및 폴리시클릭 방향족 탄화수소, 보다 구체적으로는 모노- 및 폴리시클릭 아렌이 있다. 모노- 및 폴리시클릭 아렌의 예로는 모노시클릭 및 비시클릭 구조의 치환 및 비치환 폴리(비닐)아렌이 있다. 바람직한 열가소성 엘라스토머는 실온에서 상분리될 수 있는 충분한 부분 분자량을 갖는 치환 또는 비치환 모노시클릭 아렌의 열가소성 부분을 포함한다. 열가소성 A 블록은 알케닐 아렌의 단독중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다. 열가소성 A 블록 내의 알케닐 아렌은 모노알케닐 아렌이 바람직하다. 용어 "모노알케닐 아렌"은 o-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 1,3-디메틸스티렌, 알파-메틸스티렌 및 기타 고리 알킬화 스티렌, 구체적으로 고리 메틸화 스티렌 및 비닐 나프탈렌, 비닐 안트라센 등과 같은 다른 모노알케닐 폴리시클릭 방향족 화합물을 포함하는 스티렌 및 그의 유사물 및 동족물과 같은 벤젠 종류를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 바람직한 모노알케닐 아렌은 스티렌 및 알파-메틸스티렌과 같은 모노비닐 모노시클릭 아렌이고 스티렌이 특히 바람직하다.
개별 열가소성 A 블록은 우수한 도메인 형성을 촉진하기 위해 약 6,000 이상의 수평균 분자량을 갖는 것이 바람직하고, 약 8,000 내지 30,000의 수평균 분자량이 보다 바람직하다. 열가소성 A 블록은 대개 약 5 내지 30 중량%, 바람직하게는 8 내지 25 중량%의 블록 공중합체를 구성한다. B 블록이 포화 고무 엘라스토머 부분을 포함하는 경우, 가장 바람직한 열가소성 엘라스토머는 A 블록의 함유량이 블록 공중합체의 약 15 내지 25 중량%을 구성하는 것이다.
A-B-A는 선형 및 분지형이고 말단이 서로 다르지만 모두 스티렌 또는 스티렌 동족물(이 구조는 종종 A-B-C 블록 공중합체로 공지되어 있음)로부터 유도된 구조를 포함하는 블록 공중합체를 포함한다.
바람직한 고무 엘라스토머 B 부분은 단량체의 단독중합체 또는 두 개 이상의 지방족 컨쥬게이트 디엔 단량체의 공중합체로 구성된 중합체 블록이다. 컨쥬게이트 디엔은 4 내지 8 개 탄소 원자를 함유하는 것이 바람직하다. 적합한 컨쥬게이트 디엔 단량체의 예로는 1,3-부타디엔(부타디엔), 2-메틸-1,3-부타디엔(이소프렌), 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔(피페릴렌), 1,3-헥사디엔 등이 포함된다.
가장 바람직한 스티렌계 블록 공중합체에서는, 고무 부분이 1,4 및 1,2 이성질체의 혼합물을 포함하는 중앙 블록을 갖는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체돠 같은 불포화 전구체의 수소화에 의해 포화될 수 있다. 불포화 전구체를 수소화시키면, 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌 블록 공중합체가 얻어진다. 유사하게, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 전구체를 수소화시키면, 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체가 얻어진다. 고무 엘라스토머 부분을 형성하기 위해 폴리이소프렌, 폴리부타디엔 및 스티렌-부타디엔 고무와 같은 고무 물질을 또한 사용할 수 있다. 부타디엔 및 이소프렌이 또한 특히 바람직하다. 다른 컨쥬게이트 디엔의 혼합물을 또한 사용할 수 있다. 선형 이블록 및 삼블록 공중합체를 위한 B 블록의 수평균 분자량은 약 4,500 내지 180,000 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명에 유용한 방사형 블록 공중합체는 미국 특허 제 3,281,383호에 기재된 유형을 갖는 것으로 하기 일반식을 갖는 것이다.
(A-B)nX
상기 식에서, A는 스티렌 또는 스티렌 동족물로부터 중합된 열가소성 블록이고, B는 앞서 지적한 바와 같이 컨쥬게이트 디엔으로부터 유도된 고무 엘라스토머 블록이고, X는 사염화규소, 사염화주석 또는 디비닐 벤젠과 같은 2 내지 4 개의 작용기를 갖는 유기 또는 무기 연결 분자(미국 특허 제 3,281,383호에 다른 화합물들이 언급되어 있음)이다. X는 보다 많은 작용기를 가질 수 있으며, 이때 "n"은 A의 작용기에 대응하는 수이다. 방사형 블록 공중합체의 수평균 분자량은 약 125,000 내지 400,000 범위 내인 것이 바람직하다.
열가소성 엘라스토머는 또한 방사형 또는 선형 삼블록 공중합체 및 간단한 이블록 공중합체의 혼합물을 포함할 수 있다. 그러나, 삼블록 및 이블록 공중합체의 혼합물 내 이블록 공중합체의 미율이 약 85 중량%를 넘지않아야 하며 일반적으로는 30% 정도의 낮은 비율이 사용된다.
구입가능한 다양한 열가소성 엘라스토머를 본 발명에 사용할 수 있으며(단독으로 또는 배합물로), SOLPRENE 계 물질(필립스 페트롤리움 캄파니(Phillips Petroleum Co.)), FINAPRENE 계 물질(피나(Fina)), TUFPRENE 및 ASAPRENE 계 물질(아사히(Asahi)), STEREON 계 물질(파이어스톤 신테틱 러버 앤드 라텍스 캄파니(Firestone Synthetic Rubber & Latex Co.)), EUROPRENE SOL T 계 물질(에니켐(Enichem)), VECTOR 계 물질(덱스코 폴리머스(Dexco Polymers)) 및 CARIFLEX TR 계 물질(쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Co.))이 포함된다. SEPTON 2002, 2005, 2007, 2023, 2043 및 2063과 같은 SEPTON 계 물질(쿠라라이 캄파니 리밋티드(Kuraray Co. Ltd.))이 또한 유용하다. D-1101, D-1102, D-1107P, D-1111, D-1112, D1114PX, D-1116, D-1117P, D-1118X, D-1119, D-1122X, D-1124, D1125PX, D-1184, D-1300X, D-1320X, 4141, 4158, 4433, RP-6408, RP-6409, RP-6614, RP-6906, RP-6912, G-1650, G-1651, G-1652, G-1654X, G1657, G1701X, G-1702X, G-1726X, G-1750X, G-1765, FG-1901X, FG-1921X, FG-1924 및 TKG-101과 같은 CRATON 계 물질이 또한 유용하다. 일반적으로, KRATON계 수소화 열가소성 엘라스토머가 바람직하다.
매우 바람직한 물질 종류는 스티렌 부분 및 에틸렌/프로필렌 부분을 포함하는 수소화 블록 공중합체, 특별히 결합계수가 100%로 보고되고, 스티렌 약 15 내지 25%(보다 바람직하게는 18 내지 23%)를 갖고, 인장 강도가 약 3100 psi이고, 파단시 약 9% 고정되는 것이다. 이러한 물질은 다음과 같은 저장 탄성율 프로파일을 보일 수 있다(10 라디안/초):
0℃에서 약 2.5 × 106내지 4..0 × 106㎩, 20℃에서 약 2.7 × 106내지 4..0 × 106㎩ 및 40℃에서 약 2.9 × 106내지 3.8 × 106㎩. 이 종류의 물질 중 대표적인 것으로는 KRATON RP-6906 및 RP-6912가 있으며, RP-6912가 4 개의 분리된 블록(스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌-에틸렌/프로필렌)을 갖는 선형 다블록 공중합체로서 특히 탁월하다. 이들 물질의 블렌드가 또한 유용하다. 이 종류의 물질은 접착력 조절제를 첨가하지 않고도 유용한 수준의 접착력을 제공할 수 있어 유리하다.
본 발명에 유용한 특정 열가소성 엘라스토머는 웨이퍼 가공 용도에 최대로 활용되기 위해 너무 낮거나(특히 특정 수소화 열가소성 엘라스토머) 또는 너무 높은(특히 특정 비수소화 열가소성 엘라스토머) 고유한 접착력 수준을 가질 수 있다. 그밖에, 특정 열가소성 엘라스토머는 결합하려는 기판 표면을 충분히 적실 수 있고, 열등한 성질의 코팅을 형성할 수 있고, 코팅이 어려울 수 있고 또는 웨이퍼 가공 적용시 최상의 효용성을 위해 그의 배합물일 수 있다. 따라서 본 발명의 접착제 조성물은 열가소성 엘라스토머의 고유 접착력, 습윤능 또는 코팅능을 증가시키기 위한 점착화 수지 또는 액상 고무 또는 열가소성 엘라스토머의 고유 접착력을 감소시키기 위한 광가교결합제와 같은 접착력 조절제를 추가로 및 임의로 포함할 수 있다.
점착화 수지는 열가소성 엘라스토머의 초기 접착 강도를 향상시키고 탄성율은 감소시켜 접착제 조성물이 도포되려는 기판의 표면을 신속히 적시는 능력을 개선하기 위해 열가소성 엘라스토머에 첨가시킬 수 있다. 점착화 수지는 또한 낮은 점도, 개선된 코팅능 및 개선된 박리 접착력과 같은 다른 바람직한 특성을 접착제 조성물에 부여할 수 있다.
본 발명의 접착제 조성물에 유용한 점착화 수지는 C5내지 C9불포화 탄화수소 단량체, 폴리테르펜, 합성 폴리테르펜 등으로부터 중합에 의해 유도된 수지를 포함한다. 점착화 수지는 에틸렌 불포화를 함유할 수 있지만, 포화 점착화 수지가 수소화 열가소성 엘라스토머와 함께 사용되는 경우에 바람직하다. 탄화수소 점착화 수지는 주로 올레핀 및 디올렌핀으로 이루어진 단량체의 중합에 의해 제조할 수 있으며, 예를 들면, 이소프렌 제조 방법의 잔류 부산물 단량체를 포함한다. 이들 탄화수소 점착화 수지는 대개 약 80℃ 내지 145℃의 볼 및 링 연화점을 보이고, 산수가 약 0 내지 2이고, 비누화값이 1 미만이다. 본 발명의 접착제 조성물에 유용한 점착화 수지는 대개 저분자량 물질, 예를 들면, 약 350 내지 2,500의 중량 평균 분자량 물질이다. 또한 점착화 수지는 열가소성 엘라스토머와 상용가능한 것이 바람직한데, 이는 실온에서 이들 성분의 상분리가 육안으로 확인되지 않음을 의미한다.
본 발명의 접착제 조성물에 유용하고 C5올레핀 단편을 기초로하는 구입가능한 접착화 수지의 예로는 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니(Goodyear Tire and Rubber Co.)로부터 입수가능한 Wingtack(상품명) 95 및 Wingtack(상품명) 115(윙택 플러스(Wingtack Plus)) 점착화 수지가 포함된다. 가른 탄화수소 수지에는 헤르큘스 케미칼 캄파니(Hercules Chemical Co.)로부터 입수가능한 Regalrez(상품명) 1078, Regalrez(상품명) 1094 및 Regalrez(상품명) 1126; 아라카와 포레스트 케미칼 인더스트리즈(Arakawa Forest Chemical Industries)로부터 입수가능한 Arkon(상품명)과 같은 Arkon 수지; 및 엑손 케미칼 캄파니(Exxon Chemical Co.)로부터 입수가능한 Escorez(상품명)이 있다. 본 발명에 유용한 송진의 유도체, 특히 수소화 유도체의 예로는 헤르큘스 케미칼 캄파니로부터 입수가능한 Foral(상품명) 85 및 Foral(상품명) 105가 있다.
다른 적합한 수지에는 알리시클릭, 모노 및 비시클릭 모노테르펜과 같은 테르펜 탄화수소의 중합 및(또는) 공중합체 의해 얻어지는 중합체 수지상 물질과 같은 테르펜 중합체 및 이들의 혼합물로서, 카렌, 이성질체화 피넨, 테르피넨, 투르펜틴 및 다양한 다른 테르펜이 포함된다. 구입가능한 테르펜 유형 수지에는 아리조나 케미칼 코포레이션(Arizona Chemical Corp.)으로부터 입수가능한 Zonarez(상품명) 테르펜 B-시리즈 및 7000 시리즈가 포함된다. Zonarez(상품명) 테르펜 수지에 대해 보고된 가장 대표적인 특성은 볼 및 링 연화점이 약 80 내지 145℃이고 비누화수가 1 미만인 것이 포함된다.
점착화 수지를 원하는 기판에 적절한 수준의 접착력을 부여하는 양인 유효량 사용한다. 사용되는 점착화 수지의 실질적인 양은 원하는 접착력 수준, 결합될 기판 및 열가소성 엘라스토머의 모듈러스에 좌우된다. 불충분한 양의 점착화 수지는 적절한 접착력의 증가를 초래할 수 없다. 한편, 점착화제는 허용될 수 없을 만큼 높은 수준의 최종 접착력을 초래하는 양으로 사용되어서는 안되는데 이는 웨이퍼 가공 테이프를 제거할 때 반도체 웨이퍼 허용될 수 없을 만큼 높은 수준으로 파손시킬 수 있기 때문이다. 일반적으로, 접착제의 비-PSA 특성을 유지하면서 원하는 접착력을 성취하는데 필요한 점착화 수지의 최소량을 사용하며, 그 량은 대개 점착화 수지 및 열가소성 엘라스토머의 합중량을 기준으로하여 10 중량% 미만이다. 약 3 내지 8 중량%를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
대안으로, 접착제 조성물의 초기 접착 강도를 증가시키고, 그의 모듈러스를 감소시키고, 결합될 표면에 대한 습윤능을 개선하기 위해 액상 고무를 사용할 수 있다. 액상 고무는 열가소성 엘라스토머와 사용가능하도록 선택해야 하며, 이는 실온에서 상분리가 눈으로 확인되지 않아야 함을 의미한다. 액상 고무의 분자량은 약한 경계층과 웨이퍼 가공 테이프의 조기 파손을 초래할 수 있는 액상 고무의 접착 결합선으로의 이동 습성을 억제하도록 선택해야 한다. 약 25,000 내지 50,000의 분자량이 유용하다. 부분적으로 수소화된 액상 고무를 사용할 수 있지만, 수소화 액상 이소프렌 고무(예, 쿠라라이 캄파니 리밋티드로부터 입수가능한 분자량이 대략 25,000인 Kuraray LIR 290)와 같은 보다 완전히 수소화된 것이 바람직하다.
액상 고무는 점착화제와 관련하여 상기 논의한 것과 같은 기준으로 선택되는 유효량으로 사용하여야 한다. 이러한 변수에서, 대표적인 액상 고무의 양은 열가소성 엘라스토머 및 액상 고무의 합중량을 기준으로 하여 20 중량% 미만이고, 5 내지 20 중량% 미만이 보다 바람직하다.
한편, 만일 열가소성 엘라스토머의 최종 접착력이 너무 높아 웨이퍼 가공 테이프를 쉽게 제거할 수 없다면, 적절히 광가교결합제를 첨가하여 열가소성 엘라스토머의 최종 접착력을 감소시킬 수 있다. 본원에서 사용된 "광가교결합제"는 자외선(예를 들면, 약 250 내지 400 ㎚의 파장을 갖는 광선)에 노출시킬 때 열가소성 엘라스토머를 가교결합시키는 시약을 나타낸다.
본 발명에 사용하기 적합한 광가교결합제에는 벤즈알데하이드, 아세트알데하이드 및 이들의 치환체와 같은 알데하이드; 아세토페논, 벤조페논 및 이들의 치환 유도체, 예컨데 Sandoray 1000(상품명)(산도즈 케미칼즈 인코포레이션(Sandoz Chemicals, Inc.)와 같은 케톤; 벤조퀴논, 안트라퀴논 및 이들의 치환 유도체와 같은 퀴논; 2-이소프로필티옥산톤 및 2-도데실티옥산톤과 같은 티옥산톤; 및 2,4-비스-(트리클로로메틸)-6-(3',4'-디메톡시페닐)-sym-트리아진과 같은 특정 발색단 치환 할로메틸-sym-트리아진이 포함되며, 마지막으로 열거된 물질들은 할로겐 오염물을 발생시킬 수 있기 때문에 덜 바람직하다.
광가교결합제는 경화 유효량으로 사용하며, 이는 접착제를 가교결합시키기에 충분한양을 사용하여 원하는 기판에 원하는 최종 접착력 특성을 제공하는 것을 의미한다. 불충분한 양의 광가교결합제는 접착제 조성물의 부적당한 경화(즉, 가교결합)를 초래하여 접착력이 너무 높게 유지시킬 수 있으며, 한편 과량의 광가교결합제는 접착제 조성물의 부피 내에 불균일한 경화를 초래할 수 있다. 이러한 변수 내에서, 광가교결합제의 양은 대개 열가소성 엘라스토머의 약 0.05 내지 2 중량%, 보다 바랍직하게는 약 0.2 내지 1 중량%, 가장 바람직하게는 약 0.3 내지 0.5 중량%이다.
미량의 첨가물이 접착제 조성물 내에 또한 포함될 수 있다. 그러한 첨가물에는 안료, 염료, 가소화제, 충전제, 안정화제, 자외선 흡수제, 항산화제, 가공유 등이 있다. 사용되는 첨가물의 양은 원하는 최종 특성에 따라 변할 수 있다.
웨이퍼 가공 용도에 증강된 효용성을 제공하기 위해, 웨이퍼 가공 테이프는 IC 반도체 웨이퍼 상으로 이동하여 오염시킬 수 있는 이온성 불순물을 필수적으로 함유하지 않아야 한다.
본 발명의 접착제 조성물 및 웨이퍼 가공 테이프는 쉽게 제조될 수 있다. 대개, 열가소성 엘라스토머 및 임의의 점착화 수지 또는 액상 고무를 실온에서 용해되지 않고 눈으로 확인될 수 있는 열가소성 엘라스토머가 보이지 않을 때까지 수시간(대개 약 2 내지 4 시간) 동안 롤러 제분기 또는 기타 저전단 혼합 장치를 사용하여 톨루엔(미량의 헵탄 및(또는) 시클로헥산, 또는 메틸 에틸 케톤과 이소프로판올의 동중량부 블렌드 미량과 블렌딩될 수 있음)과 같은 비극성 유기 용매에 용해시킨다. 만일 광가교결합제를 포함시킨다면, 이때 완전한 용액화를 위해 롤러 제분기 상에서 추가 블렌딩 시키며 첨가할 수 있다. 결과된 용액화 열가소성 엘라스토머는 상기 기재한 유형의 비극성 유기 용매를 추가 사용하여 경화성 점도(예를 들면, 약 4,000 내지 5,000 cps)를 제공하는 고체 함량(예, 약 25%)로 희석시킬 수 있다. 희석 용매로는 톨루엔/메틸 에틸 케톤/이소프로판올의 50중량%/25중량%/25 중량% 블렌드가 특히 바람직하다.
그리고나서 용매 용액을 나이프 피복, 슬롯티드 나이프 피복 또는 후진 롤 피복을 포함하는 다양한 피복 방법에 의해 영구 백킹에 도포하고 일정 온도(예를 들면, 약 65 내지 120℃) 및 일정 시간(예, 수분 내지 약 1 시간) 동안 건조시켜 접착제 테이프를 제공할 수 있다. 건조된 접착층 두께는 약 10 내지 수백(예, 약 200) 미크론에 걸쳐 변화될 수 있으며, 웨이퍼 연마 공정을 위해서는, 건조 접착제 두께가 약 80 내지 90 ㎛인 것이 보다 바람직하지만, 웨이퍼 다이상 공정을 위해서는 약 50 내지 100 ㎛의 건조 접착제 두께가 사용될 수 있다.
만일 광가교결합제를 사용했다면, 접착제를 약 250 내지 400 ㎚의 파장을 갖는 자외선에 노출시킬 수 있다. 접착제를 가교결합시키는데 필요한 파장이 상기 바람직한 범위일 때, 복사 에너지는 약 100 내지 1,500 mJ/㎠이고, 보다 바람직하게는 약 200 내지 800 mJ/㎠dlek. 접착제는 웨이퍼 가공(연마 또는 다이싱) 전 또는 후에 가교결합시킬 수 있다.
일단 접착제 조성물이 건조되어 웨이퍼 가공 테이프가 얻어지면, 테이프의 접착제 표면을 임의로 폴리올레핀(예, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌) 또는 폴리에스테르(예, 폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름과 같은 임시적이고, 제거가능한 릴리이스 라이너 또는 실리콘, 왁스, 불화탄소 등과 같은 릴리이스 물질로 가공된 종이 또는 플라스틱 필름을 사용하여 보호할 수 있다. 본 발명은 하기 무제한 실시예를 참고로하여 보다 충분히 이해될 것이다. 실시예는 하기 서술되는 특정 검사 방법에 의해 평가하였다. 검사 방법 및 실시예에 주어진 모든 칫수는 공인 칫수이다.
검사 방법
박리 접착력 검사 방법 A
웨이퍼 연마 용도에서 당면하게되는 다양한 기판에 대한 박리 접착력을 웨이퍼 가공 테이프의 샘플(폭 25 ㎜ 및 길이 대략 130 ㎜)을 대략 2 ㎏ 고무 코팅된 롤러를 2 회 이동시켜 부착시킴으로써 평가하였다. 그리고나서 웨이퍼 가공 테이프가 부착된 기판을 23℃ 및 50% 상대습도(RH)에서 실시예에서 "방치"로 지정된 시간 동안 방치하였다.
다음으로, 기판의 반대편 표면(즉, 웨이퍼 가공 테이프가 부착되지 않은 기판의 표면)을 인스트루먼터스, 인코포레이션(Instrumentors, Inc.)의 Slip-Peel Tester Model SP-102C-3M90 접착력 검사기의 접착력 검사 캐리지에 테이프로 단단히 고정시켰다. 웨이퍼 가공 테이프 검사 스트립의 한 자유 말단은 접착력 검사기의 힘 감지기에 부착시키고 검사 스트립을 180°각 및 30 ㎝/분의 속도로 기판으로부터 박리시켰다. 박리 접착력을 g(gliw, 대략 g/25 ㎜)으로 기록하였으며 하기 실시예들과 관련하여 보고된 값들은 2 회 이상의 측정값의 평균이다.
반도체 웨이퍼 제조 산업에서 웨이퍼 가공 테이프의 넓은 허용성을 촉진하기 위해 박리 접착력 값은 약 20 내지 500 gliw, 가장 바람직하게는 약 20 내지 200 gliw이어야만 한다. 접착제 조성물은 시간의 경과에 따라 극미의 접착력 증가를 보이는 것, 즉 최종 접착력이 여전히 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
웨이퍼 가공 테이프가박리가능한 것으로 볼 수 있는지의 여부를 또한 정성적으로 평가하였다. 만일 파단 또는 파열 없이 기판으로부터 제거될 수 있다면 그리고 사람의 나안으로 기판 상에서 접착제 잔류물이 확인되지 않는다면 테이프는 박리가능한 것으로 본다.
박리 접착력을 측정한 기판은 (1) 매끄러운 폴리이미드(매끈한 표면을 갖는 반도체 실리콘 웨이퍼에 도포됨); (2) 반도체 IC 칩의 제조에 통상적으로 사용되는 것으로 대표적인 IC 폴리이미드 부동층(전자 회로가 석판인쇄되어 있는 반도체 실리콘 웨이퍼에 도포되어 결합을 위해 노출된 표면이 폴리이미드 및 전자 회로 물질 모두임); (3) 반도체 웨이퍼 제조에 통상적으로 사용되는 것으로 대표적인 에폭시 기재 포토레지스트층(바로 앞에 기재한 IC 폴리이미드 부동층 상에 코팅됨); 및 (4) 반도체 IC 칩의 제조에 통상적으로 사용되는 것으로 대표적인 IC 실리콘 옥시니트라이드 부동층(결합을 위한 노출된 표면이 실리콘 옥시니트라이드 및 전자 회로 물질 모두이도록 전자 회로가 석판인쇄되어 있는 반도체 실리콘 웨이퍼에 도포됨)이다.
박리 접착력 검사 B
웨이퍼 다이싱 용도에서 마주치게되는 다양한 기판에 대한 박리 접착력을 또한 평가하였다. 고정된 날 갭 면도칼을 사용하여 대략 115 ㎜ × 19 ㎜의 웨이퍼 가공 테이프 검사 스트립을 절단하고 매끄러운 표면을 갖는 반도체 실리콘 웨이퍼, 부유 유리 및 등급 315 스테인레스 강철 기판에 대략 2 ㎏ 고무 코팅된 롤러를 2회 통과시켜 접착 결합시켰다. 기판 표면을 보풀이 없는 천에 묻힌 디아세톤 알콜로 예비세정하고나서 헵탄으로 헹구고 공기 건조시켰다. 샘플을 21℃ 및 55% RH에서 실시예에 "방치"로 지정된 시간 동안 콘디셔닝시켰다. 인스트루먼터스, 인코포레이션의 Slip-Peel 검사기 모델 SP-102C 3M90 접착력 검사기로 박리 접착력을 측정하였다. 웨이퍼 가공 테이프 검사 스트립의 한 자유 말단을 접착력 검사기의 힘감지기에 부착시키고 검사 스트립을 180°각에서 30 ㎝/분의 속도로 박리하였다. 박리 접착력은 g(gliw)으로 기록하고 하기 실시예들과 관련하여 보고된 값들은 5 회 측정값의 평균이다. 웨이퍼 다이싱 적용에서, 박리 접착력은 약 20 내지 200 gliw인 것이 바람직하고, 약 40 내지 150 gliw인 것이 보다 바람직하고, 약 100 gliw가 가장바람직하며, 실질적인 접착력은 다이의 크기에 좌우될 수 있어 작은 다이는 종종 큰 박리 접착력을 필요로한다. 접착제 조성물은 시간의 경과에 따른 극미의 접착력 증가를 보이는 것, 즉 최종 접착력이 여전히 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
반도체 와퍼 연마
와퍼 연마 적용에서 와퍼 가공 테이프의 활용도를 반도체 실리콘 와퍼의 폭과 적어도 같은 폭을 갖는 테이프 샘플을 사용하여 평가하였다. 테이프를 실온의 class 1000 세정실 내에서 대략 2 ㎏ 고무-코팅된 롤러를 1회 통과시켜 와퍼의 비실리콘 표면에 도포하였다. 그리고나서 와퍼 처리 테이퍼가 부착된 실리콘 와퍼를 주변 조건에서 8 시간 이하, 통상적으로는 1 시간 미만 방치하였다.
그리고나서 테이프를 부착시킨 반도체 와퍼를 Disco Model DFG-83H/6 와퍼 연마기의 진공 손잡이 상에 테이프쪽을 아래로 놓았다. 연마 공정 중에 반도체 와퍼를 일련의 3 개 연마 휠아래에 통과시켰다(각각 디스코 코포레이션(Disco Corp.)으로부터 입수 가능). wp 1 dusak 휠(모델 제 RS-01-2-40/60-NA-A)를 실리콘 120 ㎛를 제거하였고, 제 2 연마 휠(모델 제 RS-01-2-20/30-NA-C)는 실리콘 100 ㎛를 제거하였고, 제 3 연마 휠(모델 제 RS-03-2-2/34-P)는 실리콘 10 ㎛를 제거하였다. 총 연마 시간은 약 10 분이었다. 제 연마 휠 후, 반도체 와퍼를 물로 세척하여 연마 잔해를 제거하고 공기 건조시키고 주변 조건 하에서 약 16 시간 동안 방치하였다.
대략 와퍼 연부로부터 0.5 인치 이격되게 고정 날 갭 면도칼을 사용하여 노출된 백킹 와퍼 가공 테이프의 25 ㎜ 폭 검사 스트립 두 개를 절단하였다. 50 ㎜ 폭 Nitto BT 315S 제거가능한 테이프(니토 덴코 캄파니(Nitto Denko Co.)를 다음으로 와퍼 가공 테이프의 노출된 백킹의 중심에 대략 2 ㎏ 고무 코팅된 롤러를 2 회 통과시켜 도포하였다. 2 개의 절단된 스트립 사이에서 와퍼 가공 테이프의 중간 부분에 부착된 제거가능한 테이프를 손으로 제거하였다. 와퍼 가공 테이프의 노출된 백킹의 두 개 연부 조각을 제거가능한 테이프를 사용하지 않고 손으로 제거하였다. 다음으로, 반도체 와퍼의 반대 표면(즉, 검사 스트립이 부착되지 않은 표면)을 인스트루먼터스, 인코포레이션의 Slip-Peel 검사기 모델 SP-102C 3M90 접착력 검사기의 접착력 검사 캐리지에 단단히 테이프를 부착시켰다. 웨이퍼 가공 테이프 검사 스트립의 한 자유 말단을 접착력 검사기의 힘감지기에 부착시키고 검사 스트립을 180°각에서 30 ㎝/분의 속도로 박리하였다. 박리 접착력은 g(gliw)으로 기록하였으며, 각 실시예들과 관련하여 보고된 값은 단일 측정으로부터 얻은 것이었다.
웨이퍼 가공 테이프를 반도체 웨이퍼로부터 웨이퍼의 파단 또는 파열 없이 제거할 수 있다면 또는 웨이퍼 상에 사람이 나안으로 확인할 수 있는 잔류물이 남아 있지 않다면 테이프가 박리가능하며 따라서 웨이퍼 연마 적용에 유용한 것으로 보았다.
반도체 웨이퍼 다이싱
200 ㎟의 테이프 샘플을 147 ㎜ 직경의 웨이퍼 테이프 링(#8572, 스위스랜드의 베르그의 구스타프 비르쯔 아게.(Gustav Wirz AG.)로부터 입수 가능) 상에 연신하고 외부 잠금 링으로 고정시켜 웨이퍼 다이싱 테이프로서의 웨이퍼 가공 테이프의 특이적 활용도를 평가하였다. 두께가 약 0.43 ㎜이고 직경이 127 ㎜인 연마 실리콘 웨이퍼를 연신된 필름 상에 웨이퍼와 연신된 필름 사이에 공기가 포획되지 않도록 주의하며 놓았다. 테이프의 배면을 따라 손가락으로 부드럽게 눌러 존재할 수 있는 임의의 공기 주머니를 제거하였다. 실리콘 웨이퍼를 부착시킨 채로 30 분 동안, Disco Abrasive System 자동 다이싱 톱(모델 제 DAD-2H/5, 외경이 50.8 ㎜이고 두께가 0.050 ㎜인 Disco NDCZ-205-L 톱탈이 부착됨)을 사용하여 다이싱하였다. 다이싱 톱을 30 psi의 물세척을 사용하며 25.4 ㎜/초의 속도로 작동시켜 실리콘 웨이퍼를 크기 4.3 ㎜ × 4.3 ㎜ 다이로 절단 중심 상에서 절단하였다. 웨이퍼 다이싱 공정 중에 테이프가 씻겨진 다이의 수를 기록하였다.
반도체 웨이퍼 잔류물
웨이퍼의 검사 표면(즉, 웨이퍼 가공 테이프를 제거한 표면)을 Zeiss Microscope Camera Model MM 100이 구비된 Zeiss Axioplan Universal Semiconductor 현미경 하에 두고 128X 이상의 확대력 하에서 전체 표면을 검사 표면의 광학밀도 변화에 대해 광학적으로 심사하였다. 검사 표면의 광학 밀도 변화는 모두 잔류물로 보았다. 그리고나서 잔류물진 표면적 백분율을 평가하였다. 일반적으로, 얼룩이 존재하는 것은 웨이퍼 가공 테이프를 사용할 수 있는 범위를 제한할 수 있기 때문에 바람직하지 못한 것으로 본다.
인장 강도 및 파단 신장율
몇몇 실시예에 대한 인장 강도 및 파단 신장율을 검사하였다. 보다 구체적으로 기재하면, 고정 칼날 갭 면도칼을 사용하여 크기가 대략 150 ㎜ × 20 ㎜인 검사 스트립을 절단함으로써 검사 샘플을 제조하였다. 검사 전 샘플에 결합된 모든 릴리이스 라이너를 제거하였다. 검사 샘플을 4 시간 이상 21℃ 및 55% RH에서 예비콘디셔닝한 후, 50 파운드 무게추를 갖고, 크로스헤드 속도가 125 ㎜/분이고, 갭이 50 ㎜인 인스트론 인장 검사기 모델 1122로 측정하였다. 샘플은 기계방향 및 횡방향 모두에서 검사하였고 인장 강도 및 파단 신장율도 모두 측정하였다. 인장 강도는 파단시 힘을 테이프의 단면적으로 나누어 Lb/인치2단위로 계산하고나서 킬로파스칼(㎪)로 전환시켰다. 하기 실시예에 보고된 결과들은 5 회 측정값의 평균값이다.
실시예 1 내지 11
본 발명에 따른 웨이퍼 가공 테이프 1조를 제조하였다. 각 실시예의 웨이퍼 가공 테이프에 사용된 접착제 조성물은 열가소성 엘라스토머 30 g 및 톨루엔 70 g을 1.14 ℓ(1 쿼트) 유리 자 내에서 배합하고, 자를 봉하고, 자를 용해되지 않은 열가소성 엘라스토머가 눈으로 확인되지 않을 때까지 롤러 제분기 상에 두었다. 총 혼합 시간은 8 시간 미만이었다. 그리고나서 접착제 조성물 용액을 50 ㎛ 두께 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 두께 약 76 ㎛의 건조 접착제 코팅 두께를 제공하는 코팅 갭을 갖는 둥근면 나이프 구조의 나이프박스를 사용하여 코팅시켰다. 코팅시킨 후, 웨이퍼 가공 테이프를 실온에서 약 10 분 동안 그리고나서는 82℃에서 10 분 동안 건조시켰다.
하기 표 1은 각 실시예에 사용된 열가소성 엘라스토머의 상품명과 열가소성 엘라스토머의 유형에 대한 기재 및 열가소성 엘라스토머 내 스티렌의 백분율(스티렌%)이 제시되어 있다. 표 1에서(이후 표들에서도 마찬가지임), 냔는 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체를 나타내고, SBS는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 나타낸고, SB는 스티렌-부타디엔 블록 공중합체를 나타내고, SEBS는 스티렌-에틸렌/부티렌-스티렌 블록 공중합체를 나타내고, SEPS는 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체를 나타내고, SEPSEP는 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체를 나타낸다. KRATON 물질은 쉘 케미칼 캄파니로부터 구입가능하다.
표 1에는 또한 기판이 매끈한 폴리이미드이고, 방치 시간이 1일 일 때의 박리 접착력 검사(방법 A)의 결과와 웨이퍼 가공 테이프의 박리 가능성에 대한 관찰이 제시되어 있다.
실시예 열가소성 탄성중합체 검사
상품명 유형 스티렌% 박리 접착력 (gliw) 박리가능성
1 Kraton D-1107P SIS 14 1448 있음
2 Kraton D-1114PX SIS 19 852 있음
3 Kraton D-1102 SBS 28 * 없음
4 Kraton D-1118X SBS 30 * 없음
5 Kraton D-1122X (SB)n 37 80 있음
6 Kraton G-1657 SEBS 13 40 있음
7 Kraton G-1726X SEBS 30 11 있음
8 Kraton G-1650 SEBS 29 31 있음
9 Kraton G-1701X SEP 47 0 있음
10 Kraton RP-6906 SEPS 18 20 있음
11 Kraton RP-6912 SEPSEP 23 199 있음
* 박리 접착력이 너무 커서 테이프를 제거할 수 없음.
표 1은 불포화 물질은 큰 접착력을 초래할 소지가 많기 때문에 포화 열가소성 엘라스토머가 본 발명에 사용하는 데 적합함을 나타낸다(실시예 6은 시간 경과에 따른 접착력 증가를 보였고 실시예 8은 건조시 매끈한 표면을 형성하지 못함). 그러나, 불포화 물질의 접착력 수준은 상기 서술한 바와 이후의 다른 실시예에서 제시되는 바와 같이 광가교결합제의 혼입을 통해 유용하게 저하시킬 수 있다. 표 1에 구체적으로 제시되어 있지는 않지만, 각 실시예는 달키스트 기준선 이상의 저장 탄성율을 가졌다.
실시예 12 내지 19
본 발명에 따른 웨이퍼 가공 테이프 1 조를 하기 표 2a 및 2b에 제시된 열가소성 엘라스토머를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1 내지 11과 관련하여 서술된 절차를 따라 제조하였다. SEB(I)S는 이소프렌 아암을 갖는 SEBS 블록 공중합체를 나타낸다. SEPTON 물질은 쿠라라이 캄파니 리밋티드로부터 구입할 수 있다. 웨이퍼 가공 테이프를 표 2a 및 2b에 제시된 기판 및 방치 시간일 때의 박리 접착력(검사 방법 A 사용)에 대해 평가하고, 테이프의 박리 가능성에 대해서도 관찰하였다. 본 실시예에서, 폴리이미드 기판은 상기 서술된바와 같은 IC 폴리이미드 부동층이었다. 실시예 5, 6, 7, 10 및 11은 표 2a 및 2b에서 반복하였다.
실시예 열가소성 탄성중합체 검사
상품명 유형 스티렌% 기질 방치 (일) 박리 접착력 (gliw) 박리 가능성
12 Kraton D-1125PX SIS 30 IC 폴리이미드 1 795 있음
포토레지스트 1 193 있음
13 Septon 2002 SEPS 30 IC 폴리이미드 1 45 있음
IC 폴리이미드 7 91 있음
포토레지스트 1 3 있음
포토레지스트 7 9 있음
14 Septon 2005 SEPS 20 IC 폴리이미드 1 79 있음
IC 폴리이미드 7 62 있음
포토레지스트 1 11 있음
포토레지스트 7 93 있음
15 Septon 2007 SEPS 30 IC 폴리이미드 1 6 있음
IC 폴리이미드 7 3 있음
포토레지스트 1 3 있음
포토레지스트 7 3 있음
16 Septon 2023 SEPS 13 IC 폴리이미드 1 45 있음
IC 폴리이미드 7 162 있음
포토레지스트 1 17 있음
포토레지스트 7 28 있음
실시예 열가소성 탄성중합체 검사
상품명 유형 스티렌% 기질 방치 (일) 박리 접착력 (gliw) 박리 가능성
17 Septon 2043 SEPS 13 IC 폴리이미드 1 1362 있음
IC 폴리이미드 7 1986 있음
포토레지스트 1 851 있음
포토레지스트 7 993 있음
18 Septon 2063 SEPS 13 IC 폴리이미드 1 1192 있음
IC 폴리이미드 7 1759 있음
포토레지스트 1 150 있음
포토레지스트 7 709 있음
19 Kraton TKG101 SEB(I)S 18 IC 폴리이미드 1 766 있음
IC 폴리이미드 7 1220 있음
10 Kraton RP-6906 SEPS 18 IC 폴리이미드 1 20 있음
IC 폴리이미드 7 62 있음
포토레지스트 1 31 있음
포토레지스트 7 54 있음
5 Kraton D-1122X (SB) 37 IC 폴리이미드 1 187 있음
IC 폴리이미드 7 454 있음
포토레지스트 1 20 있음
포토레지스트 7 213 있음
6 Kraton G-1657 SEBS 13 IC 폴리이미드 1 256 있음
IC 폴리이미드 7 1221 있음
포토레지스트 1 28 있음
포토레지스트 7 102 있음
7 Kraton G-1726X SEBS 30 IC 폴리이미드 1 3 있음
IC 폴리이미드 7 6 있음
포토레지스트 7 3 있음
11 Kraton 6912 SEPSEP 23 IC 폴리이미드 1 94 있음
IC 폴리이미드 7 210 있음
포토레지스트 1 20 있음
포토레지스트 7 40 있음
표 2a 및 2b은 표 1의 매끈한 폴리이미드에 대해 비교적 큰 접착력을 갖는 물질이 표 2a 및 2b의 기판에 대해서도 비교적 큰 접착력을 가짐을 나타내며, 포토레지스트층에 대한 접착력은 종종 IC 폴리이미드 부동층에 대한 접착력 보다 작음을 나타낸다. SEPS 블록 공중합체가 일반적으로 가장 바람직하다. 표 2a 및 2b에 구체적으로 제시되어 있지는 않지만, 각 실시예는 달키스트 기준선 이상의 저장 탄성율을 가졌다.
실시예 20 내지 25
본 발명에 따른 웨이퍼 가공 테이프 1조를 하기 표 3(열가소성 엘라스토머의 상대적인 %는 중량%임)에 제시된 2개의 다른 열가소성 엘라스토머의 블렌드를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1 내지 11과 관련하여 서술된 절차를 따라 제조하였다. 표 3에는 기판이 IC 폴리이미드 부동층일 때의 방법 A 박리 접착력 검사의 결과와 테이프들의 박리 가능성에 관한 관찰이 또한 기재되어 있다.
실시예 열가소성 탄성 중합체 검사
양 및 상품명 유형 방치 (일) 박리 접착력 (gliw) 박리 가능성
20 90%/10% Kraton RP-6906/Septon 2043 SEPS/SEPS 1 111 있음
7 170 있음
21 75%/25% Kraton RP-6906/Septon 2043 SEPS/SEPS 1 128 있음
7 119 있음
22 50%/50% Kraton RP-6906/Septon 2043 SEPS/SEPS 1 795 있음
7 283 있음
23 90%/10% Kraton RP-6906/Kraton TKG101 SEPS/SEB(I)S 1 119 있음
7 99 있음
24 75%/25% Kraton RP-6906/Kraton TKG101 SEPS/SEB(I)S 1 173 있음
7 108 있음
25 50%/50% Kraton RP-6906/Kraton TKG1051 SEPS/SEB(I)S 1 510 있음
7 233 있음
표 3은 블렌드에 사용되는 블록 공중합체의 유형 및 블렌드에 사용되는 블록 공중합체의 상대량을 달리하여 박리 접착력을 유용하게 조절할 수 있음을 나타낸다. 상이한 SEPS 블록 공중합체의 블렌드 또는 그와 조절된 SEBS 블록 공중합체(예, SEB(I)S 블록 공중합체)의 블렌드가 특히 바람직하다. 표 3에 구체적으로 제시되어 있지는 않지만, 각 실시예는 달키스트 기준선 이상의 저장 탄성율을 가졌다.
실시예 26 내지 30
본 발명에 따른 웨이퍼 가공 테이프 1조를 접착제 조성물을 여러 가지 양의 Kraton G-1650 열가소성 엘라스토머 및 Regalrez 1094 점착화 수지(헤르큘스, 인코포레이션으로부터 입수가능한 탄화수소 수지)와 톨루엔 115 g을 배합하여 제조하는 것을 제외하고는 실시예 1 내지 11과 관련하여 서술한 바대로 제조하였다. 실시예 26 내지 30에 사용된 접착제 배합물에 관한 보다 구체적인 정보는 하기 표 4에 제시되어 있다. 표 4에는 또한 기판이 IC 폴리이미드 부동층일 때의 박리 접착력 검사(방법 A)의 결과와 테이프들의 박리가능성에 대한 관찰이 함께 보고되어 있다.
실시예 접착제 조성물 검사
열가소성 탄성중합체의 양 (g) 점착화 수지의 양 (g) 점착화 수지% 방치 (일) 박리 접착력 (gliw) 박리 가능성
26 48.5 1.5 3 1 6 있음
7 34 있음
27 47.0 3.0 6 1 82 있음
7 77 있음
28 45.5 4.5 9 1 235 있음
7 312 있음
29 44.0 6.0 12 1 184 있음
7 340 있음
30 42.5 7.5 15 1 193 있음
7 653 있음
표 4는 점착화 수지가 접착제 조성물의 박리 접착력 강도를 증가시키는데 유용할 수 있음을 나타낸다. 대개 양은 10 중량%(열가소성 엘라스토머 및 점착화 수지의 합중량을 기준으로 함) 미만이고, 약 3 내지 8 중량%가 보다 바람직하다. 표 4에 구체적으로 제시되어 있지는 않지만, 각 실시예는 달키스트 기준선 이상의 저장 탄성율을 가졌다.
실시예 31 및 32
본 발명에 따른 웨이퍼 가공 테이프 한 쌍을 접착제 조성물이 여러 가지 양의 Kraton RP-6906 열가소성 엘라스토머와 액상 고무 성분으로서 약 25,000의 분자량을 갖는 Kuraray LIR-290 액상 수소화 이소프렌 중합체를 포함하는 것을 제외하고는 실시예 1 내지 11과 관련하여 서술된 바대로 제조하였다. 그밖에, 실시예 31 및 32의 접착제 조성물을 1 파인트 유리 자 내에서 제조하였다. 실시예 32의 웨이퍼 가공 테이프는 프라이머층을 또한 포함하였고, 그의 조성은 실시예 37과 관련하여 하기 서술될 것이다. 본 실시예의 접착제 조성물들에 관한 추가 정보는 하기 표 5에 제시되어 있다. 실시예 10은 표 5에서 반복하였다. 기판이 폴리이미드 부동층 및 에폭시-기재 포토레지스트층인 박리 접착력 검사(방법 A)의 결과와 테이프들의 박리 가능성에 대한 관찰이 또한 표 5에 제시되어 있다.
실시예 접착제 조성물 검사
열가소성 탄성중합체의 양 (g) 액상 고무의 양 (g) 액상 고무% 기질 방치 (일) 박리 접착력 (gliw) 박리 가능성
10 30 0 0 폴리이미드 1 43 있음
폴리이미드 7 45 있음
포토레지스트 1 51 있음
포토레지스트 7 74 있음
31 47.5 2.5 5 폴리이미드 1 37 있음
폴리이미드 7 96 있음
포토레지스트 1 20 있음
포토레지스트 7 28 있음
32 45.0 5.0 10 폴리이미드 1 56 있음
폴리이미드 7 105 있음
포토레지스트 1 17 있음
포토레지스트 7 23 있음
표 5는 소량의 액상 고무가 접착제 조성물의 박리 접착력 강도를 조절하는데 유용할 수 있음을 나타낸다. 사용된 액상 고무의 양은 대개 20 중량% 미만(열가소성 엘라스토머 및 액상 고무의 합중량을 기준으로 함) 미만이고, 보다 바람직하게는 약 5 내지 20 중량5 미만이다. 표 5에 구체적으로 제시되어 있지는 않지만, 각 실시예의 저장 탄성율은 달키스트 기준선 이상이었다.
실시예 6, 10, 11, 30 및 32의 웨이퍼 가공 테이프를 상기 서술된 반도체 웨이퍼 연마 검사에 적용하고 그의 박리 접착력을 측정하여(반도체 웨이퍼 연마 검사와 관련하여 서술된 절차를 사용) 하기 표 6에 보고된 결과를 얻었다. 일단 웨이퍼 가공 테이프를 제거하고, 반도체 웨이퍼의 표면을 상기 서술된 반도체 웨이퍼 잔류물 검사 방법에 따라 심사하고, 그 결과를 테이프의 박리가능성에 대한 관찰과 함께 표 6에 역시 기재하였다.
실시예 접착제 조성물 검사
열가소성 탄성중합체 점착화 수지% 액상 고무% 박리 접착력 (gliw) 잔류물 % 박리 가능성
6 Kraton G-1657 (SEBS) 0 0 56 0 있음
10 Kraton RP-6906 (SEPS) 0 0 43 0 있음
11 Kraton RP-6912 (SEPSEP) 0 0 57 0 있음
30 Kraton G-1650 (SEBS) 15 0 85 10 있음
32 Kraton RP-6906 (SEPS) 0 10 370 5 있음
실시예 33 내지 36
본 발명에 따른 웨이퍼 가공 테이프 1 조를 제조하였다. 각 실시예를 위한 웨이퍼 가공 테이프에 사용된 접착제 조성물은 1 파인트 유리 자 내에서 열가소성 엘라스토머 20 g과 톨루엔 46 g을 배합하고나서 상기 유리 자를 봉하고 롤러 제분기 상에 놓아 용해되지 않은 열가소성 엘라스토머가 눈으로 확인되지 않을 때까지 혼합시킴으로써 얻었다. 이때, 벤조페논 광가교결합제를 첨가하고, 블렌드를 추가 1 시간 동안 롤러 제분기 상에서 혼합시켜 벤조페논을 확실히 용해시킨다. 그리고나서 접착제 조성물을 두께 50 ㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 코팅시키고 실시예 1 내지 11과 관련하여 서술한 절차를 사용하여 건조시켰다. 건조 후, 접착제 코팅된 필름을 200 와트/인치 매질 압력 수은 램프 4개의 뱅크 아래를 24 m/분의 속도로 6회 통과시켜 접착제 코팅된 시이트에 총 600 mJ/㎠을 제공하였다(광출력은 버지니아주 스털링 소재의 일렉트로닉 인스트루먼테이션 테크놀리지스, 인코포레이션으로부터 입수가능한 모델 UM 365 H-S 광미터기를 사용하여 측정하였다). 이들 실시예에 사용된 접착제 조성에 대한 보다 많은 정보가 하기 표 7에 제시되어 있으며, 여기에서 광가교결합제의 %는 열가소성 엘라스토머의 중량을 기준으로 한다. 실시예 5 및 12에 기재된 접착제는 표 7에서와 같이 재구성하여 재검사하였다. 표 7에는 또한 테이프의 박리가능성에 대한 관찰과 함께 다양한 기판(IC 폴리이미드 부동층 및 에폭시 기재 포토레지스트층)에 대한 박리 접착력 검사(방법 A) 결과가 제시되어 있다.
실시예 접착제 조성물 검사
열가소성 탄성중합체 광가교결합제 % 기질 방치 (일) 박리 접착력 (gliw) 박리 가능성
12 Kraton D-1125PX 0 IC 폴리이미드 1 993 있음
IC 폴리이미드 7 1476 있음
33 Kraton D-1125PX 0.5 IC 폴리이미드 1 9 있음
IC 폴리이미드 7 11 있음
34 Kraton D-1125PX 1.0 IC 폴리이미드 1 11 있음
IC 폴리이미드 7 270 없음
35 Kraton D-1125PX 2.0 IC 폴리이미드 1 675 없음
IC 폴리이미드 7 1178 없음
5 Kraton D-1122X 0 IC 폴리이미드 20 분 6 있음
IC 폴리이미드 3 454 있음
포토레지스트 20 분 3 있음
포토레지스트 3 213 있음
36 Kraton D-1122X 0.5 IC 폴리이미드 20 분 1 있음
IC 폴리이미드 3 119 있음
포토레지스트 20 분 <1 있음
포토레지스트 3 60 있음
표 7은 광가교결합제를 사용하여 수소화되지 않은 열가소성 엘라스토머, 특히 SIS 및 SBS 열가소성 엘라스토머의 박리 접착력을 감소시킬 수 있음을 나타낸다. 그러나, 광가교결합제의 양을 증가시키면 웨이퍼 가공 테이프의 제거 후 결화된 표면 상에 접착제 잔류물이 남을 수 있다. 광가교결합제의 양은 대개 열가소성 엘라스토머의 약 0.05 내지 2 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.2 내지 1 중량%, 가장 바람직하게는 약 0.3 내지 0.5 중량%이다. 표 7에 구체적으로 제시되어 있지는 않지만, 실시예 각각의 열가소성 엘라스토머는 달키스트 기준선 이상의 저장 탄성율을 갖는다.
추가로 본 발명에 따른 웨이퍼 가공 테이프 3개 1 조를 제조하였다. 이들 테이프는 벤조페논 광가교결합제 0%, 0.5% 및 1.0%(열가소성 엘라스토머의 중량을 기준으로 함)가 첨가된 실시예 18의 접착제 조성물을 사용하였다. 이어서 광가교결합제를 함유한 접착제 조성물을 50 ㎛ 두게 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 건조 두께 약 85 ㎛로 코팅시키고 실시예 1 내지 11과 관련하여 서술한 절차를 따라 건조시켰다. 건조 후, 접착제 코팅된 필름을 단일 200 와트/인치 매질 압력 수은 램프 아래를 24 m/분의 속도로 6회 통과시켜 접착제 코팅된 시이트에 총 600 mJ/㎠을 제공하였다(광출력은 상기와 같이 모델 UM 365 H-S 광미터기를 사용하여 측정하였다).
그리고나서 웨이퍼 가공 테이프 두 번째 조의 박리 접착력을 평가하고(검사 방법 A 사용) IC 폴리이미드 기판 상에서 16 시간 동안 방치시켰다(IC 폴리이미드 기판은 다른 실시예에 사용된 것과 다른 폴리이미드 및 다른 전자 회로 패턴을 갖는 것을 제외하고는 반도체 웨이퍼 제조 산업에서 사용되는 대표적인 것이다). 벤조페논을 함유하지 않은 샘플의 박리 접착력은 170 gliw이고, 0.5% 벤조페논을 함유한 샘플의 박리 접착력은 118 gliw이고, 1.0% 벤조페논을 함유한 샘플의 박리 접착력은 37 gliw이었다. 3 개 샘플 모두 박리가능하였다. 이 실시예들에 사용된 열가소성 엘라스토머의 저나 탄성율은 달키스트 기준선 이상이었다.
두 번째 실시예 조로부터 수소화 열가소성 엘라스토머, 특히 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 기재인 엘라스토머를 포함하는 접착제 조성물의 박리 접착력을 감소시키기 위해 광가교결합제를 사용하는 것이 유용할 수 있음을 나타낸다.
실시예 37
헤드 폐쇄 5.7 ℓ(5 갤런 ) 들통에 Kraton RP-6906 열가소성 엘라스토머 3.85 ㎏ 및 톨루엔 7.15 ㎏을 첨가하였다. 그리고나서 봉해진 들통을 두 개의 대형 롤러 제분기 상에 두고, 용해되지 않은 열가소성 엘라스토머가 눈으로 확인되지 않을 때까지 혼합물을 혼합하였다(약 16 시간). 그리고나서 열가소성 엘라스토머 용액을 톨루엔/메틸 에틸 케톤/이소프로판올의 50 중량%/25 중량%/25 중량%를 포함하는 희석 용매를 사용하여 25 고체% 농도로 희석하였다. 양변위 펌프를 사용하여 열가소성 엘라스토머 용액을 50 ㎛ 두께 폴리에틸렌 테레프탈레이트 백킹 상에 건조 두께 84 ㎛로 슬롯 다이 코팅시켰다. 백킹은 용매가 톨루엔/메틸 에틸 케톤의 65 중량%/35 중량% 블렌드로 이루어지고 중합체가 같은 중량부의 폴리클로로프렌 고무, 칼슘 아연 공명혼성체, 테르펜 수지 및 동 중량부의 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 중합체 및 페놀성 수지의 블렌드로 이루어진 10% 고체 중합체/용매 용액을 포함하는 두께 5 ㎛의 프라이머층(건조두께)로 사전에 코팅시켰다(상기 아크릴로 니트릴-부타디엔 고무 중합체 및 페놀계 수지의 합중량부가 전체 중합체 중량의 약 60 %와 같음).
습식 코팅된 필름을 1 및 2 구역은 약 65℃에 고정되고, 3 구역은 약 80℃에 고정되고 4 구역은 약 93℃에 고정되고 각각의 선속도는 약 7.6 및 3 m/분인 4 구역 공기 주입 건조 오븐을 통과시켜 프라이머 및 열가소성 엘라스토머 용액을 따로따로 건조시켰다. 오븐을 빠져나갈 때, 실리콘 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 릴리이즈 라이너를 건조된 접착제 표면에 적층시키고나서 이 구조를 롤로 말았다. 그리고나서 롤로 감겨진 제품을 class 1000 세정실 내에서 두젠베리(Dusenberry) 전단 분할기를 사용하여 개별 롤로 전환시켰다.
그리고나서 기판으로서 IC 폴리이미드 부동층 및 에폭시 기재 포토레지스트층을 갖는 실시예 37에 대해 반도체 웨이퍼 연마 검사를 실시하여 평가하였다. 박리 접착력은 반도체 웨이퍼 연마 검사에서 서술한 바와 같이 측정하였다. 웨이퍼 가공 테이프를 제거한 후 기판 표면의 조건에 대한 관찰과 함께 결과를 하기 표 8에 제시하였다. 표 8에는 또한 반도체 웨이퍼 제조에 널리 사용되는 시판중인 3 개의 웨이퍼 가공 테이프에 대해 기재하였다. 일반적으로 시판되는 테이프에는 아크릴 접착제층(두께 25 ㎛ 미만)이 도포된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체 백킹(두께 125 내지 150 ㎛)이 포함된다.
실시예 검사 기질 방치 (일) 박리 접착력 (gliw) 관찰
37 IC 폴리이미드 7 23 종종 미량의 잔류물이 있음
포토레지스트 1 85 잔류물 또는 기타 손상이 없음
실리콘 옥시니트라이드 1 34 얼룩 또는 기타 손상이 없음
Mitsui Toatsu SB135S-B IC 폴리이미드 7 85 중간 정도의 얼룩
포토레지스트 1 199 포토레지스트층의 파열: 잔류물이 많음
실리콘 옥시니트라이드 1 108 잔류물 또는 기타 손상이 없음
Mitsui Toatsu SB205S-I IC 폴리이미드 7 170 잔류물이 약간 있음
포토레지스트 1 284 포토레지스트층의 파열: 잔류물이 많음
Nitto Denko BT150E-AL IC 폴리이미드 7 1477 잔류물이 많음
포토레지스트 1 256 포토레지스트층의 파열: 잔류물이 많음
표 8로 3 개의 널리 사용중인 시판용 테이프에 비교한 탁월한 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프의 탁월한 성능을 알 수 있다. 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프는 IC 폴리이미드 상에 이따금씩 미량의 잔류물 만을 보이지만 시판중인 테이프는 높은 수준의 잔류물을 보였다. 포토레지스트층 상에서, 실시예 37의 웨이퍼 가공 테이프는 어떠한 잔류물이나 손상도 보이지 않았고 시판 중인 테이프는 파손 및 잔류물 모두를 보였다. 표 8에 구체적으로 제시되지는 않았으나, 실시예 37은 달키스트 기준선 이상의저장 탄성율을 가졌다.
실시예 38 내지 43
본 발명에 따라 일련의 웨이퍼 가공 테이프를 제조하였다. 각 실시예에서, 접착제 조성물은 열가소성 엘라스토머 24 중량5, 톨루엔 69 중량% 및 이소프로판올 7 중량%를 포함하는 열가소성 엘라스토머의 용매 용액을 제조함으로써 얻었다. 상기 성분들을 1.14 ℓ(1 갤런) 금속 캔 내로 배합하고나서 롤러 제분기 상에서 24 시간 동안 용해되지 않은 열가소성 엘라스토머가 눈으로 확인되지 않을 때까지 혼합하였다. 그리고나서 접착제 조성물을 실시예 37과 관련하여 기재한 바와 같이 프라이밍한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 백킹 상에 코팅하였다. 접착제 코팅은 약 50 ㎛의 건조 접착제 두게를 제공하도록 설정된 둥근면 나이프를 갖는 9 인치 폭 나이프박스를 사용하여 5 ft/분의 속도로 수행하였다. 이어서 접착제 코팅된 필름을 건조시켰다. 열가소성 엘라스토머 및 백킹 두께는 하기 표 9에 제시된 바와 같이 다양하였다.
실시예 열가소성 탄성중합체 백킹 두께
상품명 유형 스티렌% (㎛)
38 Kraton G-1657 SEBS 13 23
39 Kraton RP-6906 SEPS 18 23
40 Kraton 6912 SEPSEP 23 23
41 Kraton G-1657 SEBS 13 14
42 Kraton RP-6906 SEPS 18 14
43 Kraton 6912 SEPSEP 23 14
그리고나서 몇몇 실시예의 인장 강도 및 신장 특성을 상기 기재된 바와 같이 검사하였으며 결과를 하기 표 10에 제시하였다. 하기 표 10에는 또한 시판되어 널리 사용되고 있는, 대략 110 ㎛ 두께의 비닐 백킹과 대략 10 ㎛ 두께의 아크릴 감압성 접착제를 포함하는, 웨이퍼 다이싱 테이프인 Nitto Denko V-12-S가 제시되어 있다.
실시예 기계 방향 횡방향
인장 강도 (㎪) 신장율 (%) 인장 강도 (㎪) 신장율 (%)
38 209 164 264 68
39 190 142 300 79
41 95 119 125 31
42 100 128 175 86
Nitto Denko V-12-S 135 262 90 363
표 10은 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프가 시판되는 테이프 보다 큰 횡방향 인장강도 및 낮은 신장율(기계 및 횡방향 모두)을 가짐을 제시한다. 낮은 인장 강도 또는 높은 신장율을 갖는 영구 백킹은 반도체 IC 칩 제거 프로브에 접촉될 때 인장 강도가 높고 신장율이 낮은 영구 백킹 보다 더 많이 연신될 것이다. 더 많이 연신되는 백킹은 프로브 이동 거리가 증가하기 때문에 느린 제조 속도를 초래할 수 있다. 더욱이, 영구 백킹의 견고도가 증가하기 때문에(즉, 높은 인장 강도, 낮은 신장율), 보다 흔해진 큰 직경의 반도체 웨이퍼를 취급하기가 쉽다.
본 실시예는 또한 하기 표 12a 및 12b에 제시된 다양한 기판 및 방치 시간과 함께 검사 방법 B를 사용하여 박리 접착력을 검사하였고 결과를 표 12a 및 12b에 제시하였다.
실시예 44 내지 49
일련의 접착제 코팅된 테이프를 제조하였다. 각 실시예에서, 접착제 조성물은 열가소성 엘라스토머 28 중량%, 톨루엔 64 중량% 및 이소프로판올 8 중량%를 1.14 ℓ(1 쿼트) 자 내에서 배합하고, 자를 봉하고, 블렌드를 롤러 상에서 24 시간 동안 용해되지 않은 열가소성 엘라스토머가 눈으로 확인되지 않을 때까지 혼합함으로써 얻어진 열가소성 엘라스토머 28 %고용체를 포함하였다. 그리고나서 접착제 조성물을 두께 50 ㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 백킹 상에 대략 100 ㎛ 코팅 두께 갭을 갖는 둥근면 드로우 바를 갖는 드로우 나이프를 사용하여 코팅시켰다. 그리고나서 접착제 코팅된 필름을 70℃에서 30 분 동안 건조시켜 약 20 내지 30 ㎛의 건조 접착제 두게를 얻었다. 열가소성 엘라스토머는 하기 표 11에 도시된 것들을 사용하였다.
실시예 열가소성 탄성중합체
상품명 유형 스티렌%
44 Kraton D-1113 PX SIS 16
45 Kraton D-1125 PX SIS 30
46 Kraton D-1107 PX SIS 14
47 Kraton D-112P-12 SIS 14
48 Kraton D-1117 P SIS 17
49 Kraton RP-6912 SEPSEP 23
하기 표 12a 및 12b에 결과와 함께 제시된 여러 가지 기판 및 방치 시간으로 검사 방법 B를 사용하여 박리 접착력을 검사하는 실시예를 실시하였다.
실시예 기질 와퍼 방치 후 박리 접착력 (gliw)
4 시간 1 일 3 일 15 일 30 일
38 실리콘 웨이퍼 19.6 37.1 65.3 67.9 70.9
39 실리콘 웨이퍼 23.7 33.9 50.8 41.1 49.3
40 실리콘 웨이퍼 112.7 142.3 190+ 158.6 169.6
41 실리콘 웨이퍼 28.1 36.3 46.7 50.3 45.5
42 실리콘 웨이퍼 38.8 48.7 42.2 47.2 35.4
43 실리콘 웨이퍼 63.9 190+ 190+ 190+ 190+
44 실리콘 웨이퍼 104.9 190+ 190+ 190+ 190+
45 실리콘 웨이퍼 3.4 23.1 45.5 190+ 190+
46 실리콘 웨이퍼 98.9 98.1 190+ 190+ 190+
47 실리콘 웨이퍼 175.3 114.7 190+ 190+ 190+
48 실리콘 웨이퍼 31.8 190+ 190+ 190+ 190+
49 실리콘 웨이퍼 21.5 48.0 81.0 166.1 190+
Nitto Denko V-12-S 실리콘 웨이퍼 70.6 92.6 90.4 95.7 100
38 유리 116.4 80.1 190+ 122.3 150.6
39 유리 76.7 75.7 143.2 146.2 150.1
40 유리 190+ 171.3 190+ 190+ 190+
41 유리 75.1 31 36.7 74.4 130.1
42 유리 31.2 47.6 54.9 62.8 69.9
Nitto Denko V-12-S 유리 95.1 96.8 102.5 111.2 120.5
실시예 기질 와퍼 방치 후 박리 접착력 (gliw)
4 시간 1 일 3 일 15 일 30 일
38 유리 116.4 80.1 190+ 122.3 150.6
39 유리 76.7 75.7 143.2 146.2 150.1
40 유리 190+ 171.3 190+ 190+ 190+
41 유리 75.1 31 36.7 74.4 130.1
42 유리 31.2 47.6 54.9 62.8 69.9
Nitto Denko V-12-S 유리 95.1 96.8 102.5 111.2 120.5
40 스테인레스 강철 91.7 140.8 129.9 157.9 143.5
41 스테인레스 강철 19.5 29.1 54.2 68.4 50.9
42 스테인레스 강철 21.5 33.2 43.4 48.3 41.2
43 스테인레스 강철 61.2 78.0 190+ 190+ 190+
Nitto Denko V-12-S 스테인레스 강철 76.1 87.6 88.4 95.5 102.5
상기 데이터는 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프가 비교적 얇은 영구 백킹에 혼입될 수 있는 능력을 보여준다. 백킹을 절단하지 않고 반도체 웨이퍼를 쉽게 다이싱할 수 있는 비교적 두꺼운 접착제층을 사용할 수 있는 것이 유리할 수 있다. 또한 얇은 백킹의 경우에는, 코어를 중심으로 감겨져 롤을 형성할 수 있는 테이프의 양을 증가시킬 수 있으며, 이는 테이프 롤 교환 빈도수를 저하시킴으로써 제조 효율을 증가시킬 수 있다.
상기 논의한 바와 같은 접착력 조절제를 사용함으로써 본 실시예의 접착력을 선택적으로 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프는 바람직하게는 2 주동안, 보다 바람직하게는 약 1 개월 동안 극미한 접착력 증가를 보이기 때문에 오랜 저장 수명을 제공하며 다이싱 직후 반도체 IC 칩을 제거하여 실질적으로 필요할 때까지 저장해야할 필요가 없다. 표 12a 및 12b에 구체적으로 제시되어 있지는 않지만, 본 발명의 각 실시예는 달키스트 기준선 이상의 저장 탄성율을 갖는다.
몇몇 실시예를 상기한 반도체 웨이퍼 다이싱 검사를 사용하여 평가하였다. 하기 표 13에 보고된 결과는 웨이퍼 다이싱 공정 중에 테이프가 씻겨 없어진 다이의 수를 나타낸다.
실시예 다이 유실
38 29
39 297
41 26
42 83
Nitto Denko V-12-S 38
표 13은 광범위하게 사용되고 있는 시판용 테이프를 사용하여 얻어진 것 보다 우수한 결과를 본 발명의 바람직한 실시예(실시예 38 및 41)로부터 얻음을 제시한다. 그러나, 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프는 두꺼운 접착제층을 갖기 때문에 시판용 테이프 보다 작업하기가 쉽다. 그리하여, 본 발명의 테이프에 사용되는 백킹을 절단하지 않고 반도체 웨이퍼를 다이싱할 수 있었다. 시판용 테이프의 백킹을 절단하지 않고 반도체 웨이퍼를 다이싱할 수 없었다. 만일 테이프 백킹을 웨이퍼 다이싱 중에 절단하면, 조기에 파손될 수 있다. 또한, 접착제층이 두꺼움에도 불구하고 본 발명의 웨이퍼 가공 테이프는 다이싱 톱날에 접착제 잔류물을 남기지 않았다.
본 발명의 다양한 수정 및 변형이 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 당업자는 명백히 이해할 것이다. 본 발명이 본원에 서술된 예시적 실시 양태에 제한되지 않음을 양지해야 한다.

Claims (38)

  1. 영구 백킹(backing) 및 이 영구 백킹 상의 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하는 비감압성 접착제층을 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  2. 제 1 항에 있어서, 접착제 조성물의 저장 탄성율(modulus)이 실온에서 1 × 106㎩ 보다 큰 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  3. 제 1 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체가 15 내지 25 중량%의 스티렌을 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  4. 제 1 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체가 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체인 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  5. 제 1 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체가 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체인 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  6. 제 1 항에 있어서, 접착제가 점착화 수지를 더 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  7. 제 6 항에 있어서, 점착화 수지가 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 점착화 수지의 합중량을 기준으로 하여 10 중량% 미만의 양으로 존재하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  8. 제 7 항에 있어서, 점착화 수지가 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 점착화 수지의 합중량을 기준으로 하여 약 3 내지 8 중량%의 양으로 존재하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  9. 제 1 항에 있어서, 접착제가 액상 고무를 더 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  10. 제 9 항에 있어서, 액상 고무가 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 액상 고무의 합중량을 기준으로 하여 20 중량% 미만의 양으로 존재하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  11. 제 10 항에 있어서, 액상 고무가 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 액상 고무의 합중량을 기준으로 하여 약 5 내지 20 중량% 미만의 양으로 존재하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  12. 제 1 항에 있어서, 영구 백킹에 접착제를 결합시키기 위한 프라이머를 더 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  13. 제 1 항에 있어서, 접착제의 노출된 층 상에 제거가능한 임시 보호 라이너를 더 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  14. 제 13 항에 있어서, 제거가능한 임시 보호 라이너가 박리제를 포함하지 않는 폴리에스테르 필름인 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  15. 제 1 항에 있어서, 노출된 접착제층 상에 반도체 웨이퍼를 더 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  16. 제 1 항에 있어서, 테이프가 실리콘, 폴리이미드, 실리콘 옥시니트라이드 부동층(passivation layer) 및 포토레지스트 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기판에 대해 직선폭(인치) 당 약 20 내지 500 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  17. 제 16 항에 있어서, 테이프가 실리콘, 집적 회로 폴리이미드 부동층, 실리콘 옥시니트라이드 부동층 및 포토레지스트 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기판에 대해 직선폭(인치) 당 약 20 내지 200 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  18. 제 16 항에 있어서, 테이프가 주변 조건하에서 7일 이상 동안 상기 기판과 접촉한 채로 방치된 후 직선폭(인치) 당 약 20 내지 500 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  19. 제 17 항에 있어서, 테이프가 주변 조건하에서 7일 이상 동안 상기 기판과 접촉한 채로 방치된 후 직선폭(인치) 당 약 20 내지 200 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  20. 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상의 비감압성 접착제층을 포함하고, 이때 접착제가 수소화 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 점착화 수지, 액상 고무 및 광가교결합제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 접착력 조절제를 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  21. 제 20 항에 있어서, 접착력 조절제가 수소화 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 점착화 수지의 합중량을 기준으로 하여 3 내지 8 중량%의 양으로 존재하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  22. 제 20 항에 있어서, 접착제 조절제가 수소화 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 액상 고무의 합중량을 기준으로 하여 5 내지 20 중량% 미만의 양으로 존재하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  23. 제 20 항에 있어서, 테이프가 실리콘, 집적 회로 폴리이미드 부동층, 실리콘 옥시니트라이드 부동층 및 포토레지스트 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기판에 대해 직선폭(인치) 당 약 20 내지 200 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  24. 제 23 항에 있어서, 테이프가 주변 조건 하에서 7일 이상 동안 상기 기판과 접촉한 채로 방치된 후 직선폭(인치) 당 약 20 내지 200 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  25. 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상의 비감압성 접착제층을 포함하고, 이때 접착제가 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 및 광가교결합제를 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  26. 제 25 항에 있어서, 테이프가 실리콘, 집적 회로 폴리이미드 부동층, 실리콘 옥시니트라이드 부동층 및 포토레지스트 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기판에 대해 직선폭(인치) 당 약 20 내지 200 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  27. 제 26 항에 있어서, 테이프가 주변 조건 하에서 7일 이상 동안 상기 기판과 접촉한 채로 방치된 후 직선폭(인치) 당 약 20 내지 200 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  28. 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상의 비감압성 접착제층을 포함하고, 이때 접착제가 저장 탄성율이 20℃에서 2.7 × 106내지 4.0 × 106㎩인 수소화 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  29. 제 28 항에 있어서, 수소화 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체가 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 블록 공중합체인 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  30. 제 28 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체가 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌-에틸렌/프로필렌 블록 공중합체인 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  31. 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상에 실온에서 1 × 106㎩ 보다 큰 저장 탄성율을 갖고, 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하는 비감압성 접착제층을 포함하고, 또한 실리콘, 폴리이미드, 실리콘 옥시니트라이드 부동층 및 포토레지스트 코팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기판에 대해, 기판에 테이프를 부착시켰을 때나 주변 조건 하에서 7일 이상 동안 상기 기판과 접촉한 채로 방치한 후에 모두 직선폭(인치) 당 약 20 내지 500 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  32. 제 31 항에 있어서, 점착화 수지, 액상 고무 및 광가교결합제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 접착력 조절제를 더 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  33. 제 31 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체가 스티렌 및 에틸렌/프로필렌의 블록을 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  34. 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상에 실온에서 1 × 106㎩ 보다 큰 저장 탄성율을 갖고, 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하는 비감압성 접착제층을 포함하고, 또한 반도체 웨이퍼의 실리콘 표면에 대해 테이프를 부착시켰을 때나 주변 조건 하에서 7일 이상 동안 상기 기판과 접촉한 채로 방치한 후에 모두 직선폭(인치) 당 약 20 내지 500 g의 박리 접착력을 나타내는 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  35. 제 34 항에 있어서, 기판에 테이프를 부착시켰을 때와 주변 조건 하에서 15 일 이상 상기 기판과 접촉한 채로 방치한 후의 박리 접착력이 직선폭(인치) 당 약 20 내지 200 g인 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  36. 제 26 항에 있어서, 영구 백킹의 두께가 약 12 내지 25 ㎛인 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  37. 제 26 항에 있어서, 영구 백킹의 기계방향으로의 파단 신장율이 약 120 내지 165%인 반도체 웨이퍼 가공 테이프.
  38. (a) 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계;
    (b) 상기 반도체 웨이퍼를 영구 백킹 및 이 영구 백킹 상에 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체를 포함하는 비감압성 접착제층을 포함하는 반도체 웨이퍼 가공 테이프의 접착제 표면에 접착 결합시키는 단계; 및
    (c) 웨이퍼의 배면을 연마하거나 웨이퍼를 집적 회로 반도체 칩으로 다이싱함으로써 반도체 웨이퍼를 가공하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼의 가공 방법.
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