KR20000011870A - 반도체웨이퍼유지및보호용고온-용융시트및그적용방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 표면이 큰 조도(粗度, roughness)를 가지더라도 잘 추종할 수 있는 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 시트에 관한 것이다. 반도체 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 반도체 웨이퍼를 처리하는 중에 반도체 웨이퍼를 유지 및 보호하기 위해 반도체 웨이퍼의 표면에 적용된다. 시트는 105℃ 이하의 용융점을 갖는 고온-용융층(1)을 포함한다. 감압(pressure-sensitive) 접착층(2)은 고온-용융층(1)의 한쪽 표면상에 형성된다. 나아가 고온-용융층(1)보다 20℃ 이상 높은 용융점을 갖는 강화층(3)은 고온-용융층(1)의 한쪽 표면상에 형성될 수 있다. 감압 접착층(2)이 고온-용융층(1)의 한쪽 표면에 형성될 때, 강화층(3)은 그것에 대향하는 표면에 형성된다.

Description

반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트 및 그 적용 방법{Hot-melt Sheet for Holding and Protecting Semiconductor Wafers And Method for Applying the Same}
본 발명은 반도체 웨이퍼를 유지 및 보호 즉, 실리콘, 갈륨-비소 등을 포함하는 반도체 웨이퍼 처리시에 사용되는 고온-용융 시트 및 그 적용 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 웨이퍼의 배면을 다듬고 연마시, 회로 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼상의 표면(이후에는 간단하게 "패턴된 표면"으로 언급한다)에 열-융합에 의해 적용되므로써, 패턴된 표면을 보호하는 동시에, 얇은 반도체 웨이퍼를 유지하는 고온-용융 시트 및 그 적용 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼상에 회로패턴이 형성된 표면의 반대표면이 다듬어지고 연마될 때, 패턴된 표면은 연마 먼지, 연삭액(grinding water) 등으로 인한 손상 또는 오염으로부터 보호되어야 한다. 나아가, 반도체 웨이퍼 자체는 얇고 부서지기 쉬우며, 반도체 웨이퍼의 패턴된 면은 불균일한 형태를 가지며, 또 반도체 웨이퍼들은 거기에 작은 외력이 작용되면 부서지기 쉬운 문제점이 있다.
반도체 웨이퍼의 패턴된 면을 보호하고 반도체 웨이퍼 처리시 파손(breakage)을 방지하기 위하여, 감압(pressure-sensitive) 접착 시트를 반도체 웨이퍼의 패턴된 표면에 적용하는 방법이 공지되어 있다. 예를 들어, JP-A-61-10242호에는 40이하의 쇼어 D 경도를 갖는 기판의 시트와 필름 자체의 표면 상에 형성된 감압 접착층으로 구성된 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 필름이 기술되어 있다(여기서 쓰인 용어"JP-A"는 "일본 특허 공개 공보"를 뜻한다). 나아가, JP-A-61-260629호에는 40이하의 쇼어 D 경도를 갖는 기판 필름과, 기판 필름의 한쪽 표면 위에 적층된 40을 초과하는 쇼어 D 경도를 갖는 보조 필름 및 기판 필름의 다른 표면에 형성된 감압 접착층으로 구성된 웨이퍼를 처리하기 위한 필름이 기술되어 있다.
최근에, 반도체 웨이퍼들의 패턴된 표면의 조도가 증가하고 있다. 예를 들어, 폴리이미드(polyimide) 필름이 사용된 웨이퍼는 약 1 내지 20μm의 조도(거칠기)를 갖는다. 나아가, 불량(defective) 반도체 칩을 인식하기 위한 불량 마크(bad marks)는 10 내지 70μm의 조도를 갖는다. 또한 패턴된 전극 상에 형성된 범프(bump)의 높이는 약 20 내지 200μm이다. 이러한 이유에서, 종래의 감압 접착 시트를 사용하는 방법에서, 종래의 접착 시트는 불균일성(unevenness)을 따르지 못하므로, 감압 접착제와 웨이퍼 표면 사이의 불충분한 접착이 일어난다. 결과적으로, 시트의 필링(peeling), 패턴된 표면에 연삭액 또는 외부 물질의 침투, 처리 오차(processing error), 딤플링(dimpling) 등이 발생할 수 있고, 또한 웨이퍼 처리시 웨이퍼가 부서질 수도 있다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 웨이퍼 표면의 조도가 크더라도 그 웨이퍼 표면 상의 불균일성을 충분히 추종할 수 있는 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 시트 및 그 적용 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 표면에서의 우수한 배출(release) 특성을 갖고, 웨이퍼 표면에 대해 훼손(staining)이 적은 특성을 가지는 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 시트 및 그 적용 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 뛰어난 응용 작업성을 가지며, 또한 웨이퍼에 대해 높은 유지 및 강화 특성을 갖는 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 시트 및 그 적용 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한 광범위한 조사 결과로, 특정한 용융점을 갖는 고온-용융층이 설치된 시트가 조도가 크더라도 반도체 웨이퍼의 불균일도를 잘 추종하며, 연마 작업 완료 후에 웨이퍼 표면을 훼손하지 않고 쉽게 떨어지는 것이 밝혀졌다. 본 발명은 이 발견에 근거하여 완성되었다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 반도체 웨이퍼 처리시 반도체 웨이퍼를 유지 및 보호하기 위해 반도체 웨이퍼의 표면에 적용하므로써 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온 용융 시트가 제공되고, 이 시트는 105℃ 이하의 용융점을 갖는 고온-용융층을 포함한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 상기한 바와 같이 반도체 웨이퍼 상에 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트를 입힌 후, 웨이퍼에 시트를 적용하기 위해 고온-용융 시트를 가열하는 것으로 구성된 반도체 웨이퍼를 유지 및 보호하기 위해 반도체 웨이퍼 표면에 고온-용융 시트를 적용하는 방법이 제공된다.
상기 방법에서 감압 접착층이 고온-용융층의 한쪽 표면에 형성되고, 상기 시트는 감압 접착층이 반도체 웨이퍼와 마주하는 방식으로 입혀진다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트의 일 예를 도시하는 개략 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트의 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트의 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트의 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트의 다른 예를 도시하는 개략 단면도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1: 고온-용융층 2: 감압 접착층
3: 강화층 4: 배출 필름층
본 명세서에서 사용된 용어 "용융점(melting point)"은 ASTM D3418에 따라 측정된 값을 의미한다.
본 발명의 실시예는, 필요하다면, 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명된다.
도 1 내지 도 5 는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼를 유지 및 보호하기 위한 고온-용융 시트의 예를 각각 도시하는 개략 단면도이다. 이들 도면에서, 같은 의미를 갖는 부재나 부품은 같은 부호로 지시된다.
도 1에서 도시한 예에서, 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 고온-용융층(1)으로만 구성된다.
고온-용융층(1)은 105℃ 이하(예를 들어, 30 내지 105℃), 바람직하게는 100℃ 이하(예를 들어, 30에서 100℃), 더 바람직하게는 40 내지 80℃의 용융점을 갖는다. 고온-용융층(1)의 용융점이 105℃를 초과하면, 고온-용융 시트를 반도체 웨이퍼의 패턴된 표면에 적용할 시 고온-용융층(1)을 충분히 용융시키기 위해서는 120℃ 이상의 고온이 요구되며, 이것은 취급특성이나 설비의 관점에선 불리하다. 나아가, 응용 처리(application process)가 고온에서 수행되는 경우에도, 고온-용융층(1)을 구성하는 요소들로 웨이퍼의 패턴된 표면을 완전히 채우는 것이 어렵다. 부가해서, 계면(interfacial) 응력이 냉각시 웨이퍼와 시트 사이의 선형 팽창계수의 차이로 인해 생성되기 쉽다. 결과적으로, 웨이퍼는 웨이퍼의 배면 연마시 부서지기 쉽다. 나아가, 고온-용융층(1)이 웨이퍼에 강하게 접착되어 웨이퍼에서 고온-용융층(1)을 떼어내기 어려운 경우가 많다. 고온-용융층(1)이 30℃이하의 용융점을 가지면, 시트는 웨이퍼의 배면 연마시 온도가 약간 올라감에 의해 연화된다. 결과적으로, 시트의 웨이퍼-유지 특성은 감소하고, 이는 종종 웨이퍼의 균열을 초래한다.
고온-용융층(1)의 두께는 웨이퍼의 유지 특성과 보호 특성이 손상되지않는 범위 내에서 적절히 선택할 수 있다. 고온-용융층(1)의 두께는 일반적으로 20 내지 1000μm이며, 바람직하게는 50 내지 500μm이다. 고온-용융층(1)의 두께가 20μm이하라면, 시트가 웨이퍼의 패턴된 표면의 불균일도를 보충해주는 특성을 보여주는 것이 힘들어지고, 웨이퍼가 웨이퍼의 연마 단계에서 균열이나, 딤플링(dimpling)이 되는 경우가 많아진다. 반면에, 고온-용융층(1)의 두께가 1000μm를 초과하면, 시트를 적용하는데 많은 시간이 소요되고, 이에 의해 작업효율이 감소된다. 부가해서, 웨이퍼에서 시트를 떼어낼 시, 연마 후의 얇은 웨이퍼는 시트의 굽힙응력으로 인해 부서질 수 있다.
고온-용융층(1)은 가열에 의해 연화되거나 녹는 고온-용융재로 구성된다. 어떠한 고온-용융재도 상기한 범위내에서 고온-용융층(1)의 용융점이 조정되는 한 사용될 수 있다. 고온-용융재는 열가소성 수지와 왁스를 포함한다. 고온-용융재는 약 105℃ 이하(예를 들어, 30에서 105℃). 더 바람직하게는 100℃ 이하(예를 들어, 30에서 100℃), 가장 바람직하게는 40에서 80℃의 용융점을 갖는다. 고온-용융재는 단독으로 쓰이거나 그 혼합물로 사용될 수 있다. 웨이퍼-유지 특성, 웨이퍼로부터의 배출 특성, 웨이퍼 표면으로부터의 훼손 방지 등을 고려할 때, 고온-용융층(1)은 적어도 열가소성 수지를 포함해야 한다.
사용가능한 열가소성수지의 예는 폴리에틸렌(PE); 폴리부텐(polybutene); 에틸렌 공중합체 또는 수정된 폴리올레핀 공중합체, 예를 들어, 에틸렌/에틸 아크릴레이트(ethylene/ethyl acrylate) 공중합체(EEA), 에틸렌/에틸 아크릴레이트/멀릭 무수물(ethylene/ethyl acrylate/maleic anhydride) 공중합체(EEAMAH), 에틸렌/글리시딜 메타아크릴레이트 공중합체(EGMA, ethylene/glycidyl metacrylate copolymer), 에틸렌/메타아크릴산 공중합체(EMAA, ethylene/metacrylic acid copolymer), 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(EVA, ethylene/vinyl acetate copolimer) 및 이오노머 수지(IONO, ionomer resins)와 같은 폴리올레핀(polyolefin) 공중합체(copolymer); 부타디엔 탄성중합체(TPE-B, butadiene elastomers), 에스테르(ester) 탄성중합체(TPE-E)와 스티렌/이소-프렌(styrene/isoprene) 탄성중합체(TPE-SIS)와 같은 열가소성 탄성중합체; 열가소성 폴리에스테르(polyester); 폴리아미드 12 공중합체와 같은 폴리아미드(polyamide) 수지; 폴리우레탄(polyurethanes); 폴리스티렌(polystyrene) 수지; 셀로판(cellophane); 폴리아크릴로니트라일(polyacrylonitrile); 메틸 메타아크릴레이트(methyl methacrylate)와 같은 아크릴 수지 및; 비닐 염화물/비닐 아세테이트(vinyl chloride/vinyl acetate) 공중합체와 같은 폴리비닐 염화물 수지를 포함한다.
이러한 재료들 중에서, 다음 재료들은 자주 사용된다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)(예를 들어, 0.90 내지 0.96g/cm3, 바람직하게는 0.91 내지 0.94g/cm3의 밀도를 갖는 폴리에틸렌); 에틸렌 공중합체, 예를 들어, 에틸렌/에틸 아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(EVA)(예를 들어, EVA는 에틸렌의 60 내지 90중량%를 가지고 비닐 아세테이트의 10 내지 40중량%를 가지며, 바람직하게는 에틸렌의 50 내지 90중량%를 가지고, 비닐 아세테이트의 5 내지 50중량%를 가짐)와 이오노머 수지(IONO)와 같은 폴리올레핀 공중합체; 열가소성 고분자 중량 폴리에스테르(예를 들어, VYLONTMGV100과 VYLONTMGV700); 그리고 열가소성 탄성중합체들이다. 이들 열가소성체 수지는 단독으로 사용될 수 있거나 2개 또는 그 이상의 조합으로도 사용될 수 있다.
고온-용융층(1)은 고온-용융재료 포함할 수 있지만, 이는 특성(용융 특성, 배출 특성 등)이 나빠지지 않는 범위내에서 다른 성분(첨가제)을 함유할 수 있다. 이러한 첨가제의 예는 점성강화제(tackifier), 가소제(plasticizer), 연화제(softener), 충진제(filler) 및 항산화제(antioxidant)를 포함한다. 고온-용융층(1)은 단일 층으로 구성될 수도 있지만, 각각 같거나 서로 다른 2 이상의 층의 다층 구조를 가질 수도 있다.
도 1에 예시된 고온-용융 시트는 예를 들어 압출성형과 같은 종래의 주조방법을 사용하여 고온-용융재를 포함한 복합물을 시트로 주조하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 가열에 의해 녹거나 연화되는 최소한 하나의 고온-용융층(1)을 가지며, 이 시트는 가열하는 수단(heating means)으로 고온-용융재를 유동화하여 반도체 웨이퍼의 패턴된 표면에 적용할 수 있다. 이 경우, 유동화된 고온-용융재는 전체 표면에 퍼져 패턴된 표면의 불균일한 부분을 추종할 수 있다. 그러므로, 패턴된 표면이 큰 불균일도를 갖지더라도, 그 재료는 표면의 형상을 추종하기 위해 스텝마크(step marks)를 잘 흡수할 수 있다. 결과적으로, 반도체 웨이퍼와 고온-용융 시트사이에 어떠한 간격(gap)도 형성되지 않고, 시트는 웨이퍼의 연마 공정시 필링(peel)되지 않으며, 이때문에 연삭액이나 외부 물질의 침입, 가공 오차(processing error), 딤플링, 웨이퍼의 파손 등이 예방된다. 나아가 고온-용융층(1)이 105℃ 이하의 낮은 용융점을 갖기 때문에, 고온-용융 시트는 간단한 가열 기기와 쉬운 가열 작업을 사용융 적용될 수 있다. 동시에, 수지는 단시간 내에 패턴된 표면의 불균일한 부분의 작은 공간에도 확실히 충진될 수 있다. 더욱이, 일반적으로 적절한 접착력으로 웨이퍼에 접착되는 고온-용융층(1)은 약간만 가열함으로써 연화될 수 있다. 결과적으로, 연마가 끝난 후, 고온-용융 시트는 쉽고 분명히 웨이퍼 표면을 훼손하지 않고 배출될 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 고온-용융층(1)과 고온-용융층(1)의 한쪽 표면에 형성된 감압 접착층(2)으로 구성되어 있다.
접착층(2)을 구성하는 감압 접착제는 통상적인 감압 접착제이며, 그 예로는 아크릴 단량체(acrylic monomer)(아크릴 접착제)의 공중합체, 실리콘 감압 접착제와 고무 접착제를 포함한다. 이들 중, 아크릴 접착제가 널리 사용된다. 이들 접착제들은 단독으로 쓰이거나 둘 또는 그 혼합물로 사용될 수 있다.
접착제를 구성하는 중합체(polymer)는 교차결합된(crosslinked) 구조를 가질 수 있다. 이러한 중합체는 교차결합된 매개체하에서 카복실(carboxyl), 하이드로옥실(hydroxyl), 에폭시와 아미노 그룹들과 같은 기능성 그룹들을 가지는 단량체(예를 들어, 아크릴 단량체)를 포함하는 단량체 혼합물을 중합하여 얻어질 수 있다. 교차결합된 구조를 갖는 중합체를 포함한 이러한 감압 접착층(2)이 설치된 고온-용융 시트는 향상된 자가-보전(self-retension) 특성을 갖는다. 그로인해 변형을 방지하며 시트가 평판 상태를 유지하도록 한다. 결과적으로, 이러한 형태의 고온-용융 시트는 자동 응용기(applicator) 등을 사용융 반도체 웨이퍼에 쉽고 정확히 접착될 수 있다.
또한 자외선-경화(UV-cure) 감압 접착제가 감압 접착제로 사용될 수 있다. 이러한 감압 접착제는 예를 들어 감압 재료에 낮은 접착력을 갖는 물질을 형성하기 위해 자외선 방사로 경화되는 저중합체(oligomer)성분을 혼합함으로써 얻을 수 있다. 감압 접착층(2)이 자외선-경화 감압 접착제로 구성되었다면, 상기 저중합체 성분은 고온-용융 시트에 적용시에 감압 접착제에 가소성 유동성(plastic fluidity)을 부여한다. 결과적으로, 시트의 응용이 쉬워지며, 또한 저 접착력 물질이 시트를 배출하는데 자외선 방사로 형성되기 때문에, 시트는 쉽게 웨이퍼에서 배출할 수 있다.
감압 접착층(2)은 가열에 의해 거품을 생성하거나 팽창할 수 있는 성분을 포함할 수도 있다. 열에 의해 거품을 생성하거나 팽창하는 성분은 탄성 쉘과 그 안에 들어있는(encapsulated) 가열시 쉽게 가스화 되는 물질들(이소-부탄(iso-butane), 프로판(propane) 등)이 포함된 열-팽창성 미소구체(microsphere)(예를 들어, 마츠모토 유시 세이야쿠 가부시키 가이샤에 의해 제조된 MICROSPHERETM)를 포함한다. 감압 접착층(2)이 이러한 열-포말성(heat-foamable) 또는 열-팽창성 성분을 포함하면, 감압 접착층(2)은 연마 완료후 열에 의해 팽창된다. 결과적으로, 감압 접착층(2)과 웨이퍼의 접촉 영역은 크게 감소하고 고온-용융 시트는 쉽게 웨이퍼로부터 떨어질 수 있다.
감압 접착층(2)의 두께는 고온-용융 시트의 웨이퍼 유지 및 보호 특성이 손상되지 않는 범위 내에서 적절하게 결정될 수 있다. 감압 접착층의 두께는 일반적으로 1 내지 100μm이며, 바람직하게는 2 내지 60μm이다. 감압 접착층의 두께가 100μm를 초과할 경우, 최종 고온-용융 시트는 웨이퍼 표면의 불균일도를 따르기 힘들어진다. 감압 접착층(2)의 두께(t2) 대 고온-용융층(1)의 두께(t1)의 비, 즉 t2/t1은 0.01 내지 0.5이며 바람직하게는 0.02 내지 0.3이다.
도2에 도시한 고온-용융 시트는 예를 들어, 통상적인 주조 방법(예를 들어, 압출 주조)으로 상술한 고온-용융재를 포함하는 성분을 시트로 주조한 다음, 이렇게 얻어진 시트(고온-용융층(1)에 상응하는)의 한쪽 표면에 감압 접착제를 적용하여 감압 접착층(2)을 형성하기 위해 건조한다.
감압 접착층(2)이 설치된 고온-용융 시트에서, 감압 접착층(2)은 웨이퍼와 고온-용융층(1) 사이에 위치한다. 그러므로, 연마 완료 후, 고온-용융 시트는 웨이퍼 표면에 어떠한 고온-용융 재료의 조각도 남기지 않고 웨이퍼를 쉽고 확실히 배출될 수 있다.
도 3에 도시한 반도체 웨이퍼의 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 고온-용융층(1)과 고온-용융층(1)의 한쪽 면에 형성된 강화층(3)으로 구성된다.
강화층(3)의 용융점은 고온-용융층(1)의 용융점보다 20℃ 이상, 바람직하게는 30℃이상이 더 높다. 강화층(3)을 구성하는 재료는 상기 요구사항을 만족시키는 용융점을 가지는 한 특별히 제한되지 않는다. 재료를 예시하면 열가소성 수지, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스테르; 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리올레핀 수지; 폴리이미드(PI); 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK); 폴리비닐 염화물(PVC)과 같은 폴리비닐 염화물 수지; 폴리염화비닐리덴 수지; 폴리아미드 수지; 폴리우레탄; 폴리스티렌 수지; 아크릴 수지, 플루오르 수지; 셀룰로우즈 수지 및; 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지를 포함하고, 나아가 열경화성(thermosetting) 수지와 금속 박막(metal foil)과 페이퍼를 포함한다. 강화층(3)을 구성하는 재료에 따라, 고온-용융층(1)을 구성하는 열가소성 수지로 예시된 수지는 상술한 용융점에 대한 요구사항이 만족되는 한 사용될 수 있다. 이들 재료들은 단독으로 쓰이거나 2가지 또는 그 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 강화층(3)은 각각 같거나 서로 다른 다수의 층으로 구성된 다층 구조를 가질 수 있다.
도3에 예시된 고온-용융 시트는 종래의 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어 적층(lamination) 방법(예를 들어, 압출 적층이나 건조 적층) 또는 고온-용융층(1)을 구성하는 고온-용융 재료나 고온-용융 재료를 포함한 합성물 및, 강화층(3)을 구성하는 재료 또는 그 재료를 포함하는 복합물로 구성된 시트를 사용한 코팅 방법이 있다. 보다 명확히 말하면, 고온-용융층(1)과 강화층(3)이 시트의 형태일 때, 적층 방법이 사용되고; 고온-용융층(1)이나 강화층(3)중 하나가 복합물 형태이고, 다른 하나가 시트 형태일 때 코팅 방법이 사용되며, 고온-용융층(1)과 강화층(3) 양자가 복합물 형태일 때 고온 압출 성형 방법이 사용된다.
강화층(3)이 설치된 고온-용융 시트에서, 강화층(3)은 열 적용 단계에서 용융되지 않는다. 그러므로, 고온-용융 시트는 강화층 면으로부터 압력을 작용하므로써 강화층(3)에 적용될 수 있다. 따라서, 적용시 작업성이 좋고 또한 웨이퍼 표면에서의 불균일도에 대한 추종성(follow-up property)이 매우 향상되었다. 나아가, 가압하에서 고온-용융 시트를 웨이퍼에 적용할 시, 강화층(3)이 녹지 않았으므로 고온-용융 시트 표면은 평판 형태를 유지하는 동안 고온-용융층(1)은 녹거나 연화되어 웨이퍼 표면을 추종한다. 결과적으로, 웨이퍼 처리시 딤플링(dimpling)의 발생이 감소될 수 있다. 나아가, 웨이퍼 처리가 완료된 후 조차도, 강화층(3)에 의한 웨이퍼 유지 및 강화 특성은 향상될 수 있다.
도 4에 도시된 예에서, 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 고온-용융층(1)과, 고온-용융층(1)의 한쪽 표면에 형성된 감압 접착층(2) 및, 고온-용융층(1)의 다른 표면에 형성된 강화층(3)으로 구성된다. 이 고온-용융 시트는 도 1 내지 도 3의 고온-용융 시트 제조시 사용된 것과 동일한 방법을 사용하거나 또는 이들 방법을 적절하게 조합하므로써 제조될 수 있다. 감압 접착층(2)과 강화층(3)을 갖고 있기 때문에, 이 고온-용융 시트는 도 2 및 도 3의 고온-용융 시트 양쪽의 이점을 갖고 있다.
도 5에 도시한 반도체 웨이퍼의 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 접착층(2)의 표면에 형성된 배출 필름층(4)이 도 4의 고온-용융 시트와 다르다. 배출 필름층(4)을 구성하는 배출 필름의 예는 실리콘이나 불소(fluorine)로 처리된 가소성 필름(폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 등)이나 페이퍼; 그리고 폴리에틸렌과 폴리프로필렌과 같은 무극성(non-polar) 재료(특히, 무극성 중합체)이다. 배출 필름층(4)은 예를 들어 상술한 통상적인 적층방법이나 코팅방법을 사용하여 형성된다.
배출 필름(4)은 도 1 내지 도 4의 고온-용융 시트의 고온-용융층(1)이나 감압 접착층(2)의 표면에 형성될 수 있다. 배출 필름층(4)의 형성은 감압 접착층(2)이나 고온-용융층(1)을 사용되기 전까지 보호해준다.
본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 테이프(tape)의 형태로 감겨질(wound) 수 있다.
반도체 웨이퍼의 유지 및 보호용 고온-용융 시트는 반도체 웨이퍼의 표면(회로가 패턴된 표면)위에 고온-용융 시트를 중첩하여 반도체 웨이퍼에 적용할 수 있고, 이러한 방법은 고온-용융층(1)의 표면 또는 감압 접착층(2)(만일 고온-용융층(1)의 한쪽 표면 위에 형성되었다면)의 표면이 웨이퍼의 면을 마주하고, 가열에 의해 고온-용융층(1)을 유동화하여 냉각시키는 방식이다.
더욱 명확히 하면, 반도체 웨이퍼의 유지 및 보호를 위한 고온-용융 시트는 예를 들면 다음 방식으로 반도체 웨이퍼에 적용할 수 있다.
1) 웨이퍼가 가열 수단을 구비하는 열판(hot plate) 위에 놓여진다. 고온-용융 시트는 고온-용융층(1)(또는 형성된다면 감압 접착층(2))이 웨이퍼의 면과 마주하도록 웨이퍼 상에 중첩된다. 열판은 고온-용융층(1)이 충분히 녹거나 연화되는 온도(예를 들어, 고온-용융층(1)의 용융점보다 10℃이상 높은 온도, 바람직하게는 15℃이상 높은 온도)로 가열된 후, 예를 들어 스탠드(stand)가 허용될 정도로 냉각한다. 따라서, 고온 용융 시트가 웨이퍼에 적용된다. 요구되거나 필요하다면, 고온-용융 시트의 응용은 예를 들어 프레스 롤(press roll)을 사용한 가압 수단 하에서 수행될 수 있다. 열판은 적절한 온도, 예를 들어 응용(application) 온도까지 예열될 수 있다.
2) 고온-용융 시트가 열-조절된(thermo-regulated) 컨테이너(예를 들어, 압력용기(autoclave))안에서 웨이퍼 상에 중첩되고, 이 컨테이너가 상술한 온도까지 가열된 후 냉각된 다음, 웨이퍼에 고온-용융 시트를 적용한다. 이 경우, 고온-용융 시트의 적용은 적절한 수단을 사용하여 가압하에서 수행된다. 고온-용융 시트가 감압 접착층(2)를 가질 경우, 고온-용융 시트는 감압 접착층(2)을 통해 웨이퍼에 임시로 고정되고, 이 조합체(assembly)는 상기 컨테이너에 놓여 가열되어 고온-용융 시트를 웨이퍼에 적용한다.
3) 고온-용융 시트는 진공 챔버(vacuum chamber)안에서 상기한 1)과 같은 방식으로 웨이퍼에 적용될 수 있다.
연마작업의 완료 후, 반도체 웨이퍼에 적용된 고온-용융 시트는 인력(human force)나 기계 양쪽에 의해 쉽게 배출될 수 있다. 고온-용융 시트와 웨이퍼의 일체식 생성물(product)이 고온-용융 시트 배출시 가열되면, 고온-용융층은 배출이 더 용이하게 되도록 연화된다. 고온수(water)나 공기유동(air stream)이 가열을 위해 사용될 수 있다. 또한 고온-용융층(1)을 용융 또는 연화하거나 이를 적절한 용제(solvent)를 사용하여 용융시킴으로써 웨이퍼로부터 고온-용융층을 제거하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시에 따른 반도체 웨이퍼의 유지 및 보호용 고온-용융 시트와 그 적용 방법에서, 고온-용융 시트는 특정한 용융점을 갖는 적어도 하나의 고온-용융층을 가지며, 이 시트는 반도체 웨이퍼에 고온-용융층을 가열함으로써 적용될 수 있다. 그러므로, 고온-용융 시트는 웨이퍼 표면이 큰 조도를 갖는다하더라도 웨이퍼 표면에 밀접하게 추종할 수 있다. 결과적으로, 유지 및 보호 시트는 어떠한 틈(gap)도 형성하지 않고 웨이퍼에 기밀하게 접착될 수 있으므로, 웨이퍼의 배면을 연마할 때, 연삭액이나 외부 물질이 패턴된 표면에 침입하는 것과, 가공 오차, 딤플링(dimpling)의 발생, 웨이퍼의 파손 등을 방지할 수 있다.
유지 및 보호용 시트는 웨이퍼에 적절한 접착 강도로 접착되고, 시트는 약간만의 가열에 의해 연화된다. 결과적으로, 시트는 웨이퍼 표면을 훼손하지 않고 쉽게 배출될 수 있다.
나아가, 고온-용융 시트는 뛰어난 응용-작업성을 가지며, 또한 웨이퍼에 대한 높은 강화 특성과 유지 특성을 가진다.
감압 접착층을 가진 고온-용융 시트는 웨이퍼로부터의 배출 특성을 향상시키며, 또한 웨이퍼 표면의 훼손(staining)을 상당히 예방할 수 있다.
나아가, 강화층을 가진 고온-용융 시트는 가열-응용에서 향상된 작업성과, 웨이퍼 연마시 향상된 처리성(processability) 및, 웨이퍼에의 향상된 강화 및 유지 특성을 나타낸다.
본 발명은 다음 예들에 의해 더욱 상세하게 설명된다. 단, 본 발명이 여기에만 제한되지 않는 것으로 해석되어야 함을 알아야만 한다.
각 예에 사용된 반도체 웨이퍼는 5인치의 웨이퍼 치수에, (범프(bump)를 제외하고)625μm의 두께를 가지며, 한쪽 면에 100 내지 150μm의 높이와 250μm의 피치(pitch)의 범프를 가진다.
이들 예에 사용된 감압 접착제는 다음과 같다.
A1(용액(solution)형 감압 접착제):
부틸 아크릴레이트 95중량부, 아크릴 산(acrylic acid) 5중량부 및, 에틸 아세테이트에서 아조비스이소부틸로니트릴(azobisisobutyronitrile) 0.2 중량부, 이렇게 얻어진 중합체의 100중량부에, 이소시안네이트(isocyanate) 교차결합제(crosslinking agent) 5중량부 및 에폭시(epoxy) 교차결합작용제 0.1중량부를 동시에 중합하여 준비된 감압 접착제.
A2(유제(乳劑, emulsion)형 감압 접착제):
폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르(polyoxyethylene nonylphenyl ether)(乳化劑, emulsifier) 0.5중량부를 함유한 물 100중량부에 부틸 아크릴레이트 70중량부, 부틸 메타아크릴레이트 28중량부, 아크릴산 2중량부와 2,2-아조비스(azobis)(2-아미디노프로페인, 2-amidinopropane) 디하이드로클로라이드(dihydrochloride)(기폭약, initiator) 0.1중량부를 첨가하고, 이것을 유제-중합(emulsion-polymerizing)하며 멜라민(melamin) 교차결합제의 중합체의 고체 재료를 100중량부당 4중량부를 중합체에 더하여 준비된 감압 접착제.
A3(자외선-경화(UV-curing) 접착제):
상기 A1과 같은 방식으로 얻어진 중합체의 100중량부에 디펜타에릴쓰리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate) 100중량부와 광중합(光重合, photopolymerization) 기폭제 5중량부를 더하여 준비된 감압 접착제.
고온-용융 시트는 웨이퍼 표면(범프가 형성된 표면)에 다음 방법으로 "가열하여("under heating")" 적용된다.
M1(가열 중에 적용):
웨이퍼는 고온-용융시트의 고온-용융층이 녹거나 연화되어 유동하는 온도까지 가열된 가열 테이블상에 놓여진다. 고온-용융 시트는 고온-용융층(또는 형성된다면 감압 접착층)이 웨이퍼의 면을 마주하도록 그 위에 중첩되고, 거기서 프레스 롤을 사용하여 적용된다.
M2(가열 후에 적용):
고온-용융 시트는 접착층이 웨이퍼의 면을 마주하는 식으로 웨이퍼 위에 중첩된다. 가(假) 고정 후에, 이 합성물은 고온-용융층이 녹거나 유화되어 흐르는 온도까지 가열된 오토클레이브(autoclave)에 넣어지고, 녹는다.
M3(가열 중에 적용):
진공 챔버에서, 웨이퍼는 고온-용융층이 녹거나 연화되어 흐르는 온도로 가열된 가열 테이블 위에 놓여진다. 고온-용융 시트는 고온-용융층(또는 형성된다면 감압 접착층)이 웨이퍼의 면과 마주하도록 중첩된 다음 녹는다.
예 1
고온-용융 시트로서 용융점 98℃, 두께 150μm와 0.917의 밀도를 가지는 폴리에틸렌 필름(PE-1)은 140℃의 온도에서 적용방법 M3에 의해 웨이퍼에 적용된다. 280μm의 두께를 갖는 웨이퍼의 배면 연마 후, 고온-용융 시트의 배면에 배출 필름이 적용되고 고온-용융 시트는 이 테이프와 함께 배출된다.
예 2
고온-용융 시트는 건조두께 5μm에서, 용융점 65℃, 두께 150μm를 갖는 에틸렌/에틸 아크릴레이트 공중합체 필름(EEA)에 감압 접착제 A2를 적용하므로써 준비된다. 이렇게 얻어진 고온-용융 시트는 90℃의 온도에서 적용방법 M2에 의해 웨이퍼에 적용된다. 웨이퍼의 배면 연마 후, 고온-용융 시트는 예 1과 같은 방식으로 배출된다.
예 3
접착제 A1은 건조두께 15μm에서, 용융점 60℃, 두께 140μm를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(에틸렌 함유량: 67중량%) 필름(EVA-1)의 한쪽 표면에 적용된다. 용융점 250℃와 두께 38μm를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET)은 강화층으로서 고온-용융 시트를 얻기 위해 EVA-1 필름의 다른 표면에 적용된다. 이러한 고온-용융 시트는 80℃의 온도에서 적용방법 M1에 의해 웨이퍼에 적용된다. 웨이퍼의 배면 연마 후, 고온-용융 시트는 예 1과 같은 방식으로 배출된다.
예 4
접착제 A1은 건조두께 40μm에서 용융점 60℃, 두께 200μm를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(에틸렌 함유량: 67중량%) 필름(EVA-2)의 한쪽 표면에 적용된다. 40μm의 두께를 갖는 알루미늄 박막이 강화층으로서 EVA-2 필름의 다른 표면에 고온-용융 시트를 얻기 위해 적용된다. 고온-용융 시트는 80℃의 온도에서 적용방법 M1에 의해 웨이퍼에 적용된다. 고온-용융 시트는 예 1과 같은 방식으로 배출된다.
예 5
용융점 90℃와 180μm의 두께를 갖는 폴리프로필렌 필름(PP-1)은 강화층으로서 고온-용융 시트를 얻기 위해 용융점 170℃와 두께 40μm를 갖는 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(에틸렌 함유량: 86중량%) 필름(EVA-3)의 한쪽 표면에 적용된다. 이 고온-용융 시트는 130℃의 온도에서 적용방법 M3에 의해 웨이퍼에 적용된다. 웨이퍼의 배면 연마 후, 고온-용융 시트는 예 1과 같은 방식으로 배출된다.
예 6
접착제 A3는 건조 두께 40μm에서 용융점 90℃와 두께 300μm를 갖는 이오노머 필름(IONO)의 한쪽 표면에 적용된다. 용융점 250℃와 38μm의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 강화층으로서 고온-용융 시트를 얻기 위해 IONO필름의 다른 표면에 적용된다. 상기 고온-용융 시트는 100℃의 온도에서 적용방법 M1에 의해 웨이퍼에 적용된다. 웨이퍼의 배면 연마 후, 고온-용융 시트는 접착층을 경화시키기 위해 자외선-방사된(자외선을 쪼인) 다음 배출된다.
비교 예 1
용융점 118℃, 두께 100μm 및 밀도 0.932를 갖는 폴리에틸렌 필름(PE-2)은 160℃의 온도에서 적용방법 M1에 의해 웨이퍼에 적용된다. 웨이퍼의 배면 연마 후, 고온- 용융 시트는 예 1과 같은 방식으로 배출된다.
비교 예 2
접착제 A2는 건조 두께 5μm에서 용융점 170℃, 두께 100μm를 갖는 폴리프로필렌(PP-2) 필름의 한쪽 표면에 적용된다. 용융점 250℃와 두께 38μm를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(PET)은 강화층으로서 고온-용융 시트를 얻기 위해 PP-2필름의 다른 표면에 적용된다. 상기 고온-용융 시트는 200℃의 온도에서 적용 방법 M3에 의해 웨이퍼에 적용된다. 웨이퍼의 배면 연마 후, 고온-용융 시트는 예1과 동일한 방식으로 배출된다.
평가:
상기 예들과 비교 예들은 고온-용융 시트와 웨이퍼 사이에 연삭액이 침투하는지, 웨이퍼가 연마단계에서 크랙킹이 생기는지, 고온-용융 시트가 배출 테이프와 함께 쉽게 배출되는지를 검증하기 위해 각각 관측되었다.
이렇게 얻어진 결과들이 표 1에서 나타난다.
본 발명이 특정한 실시예들을 참조하여 자세하게 설명되었지만, 본 기술분야에 숙련된 자(당 업자)에게는 다양한 변화와 변경이 본 발명의 정신과 범주로부터 이탈함 없이 만들어질 수 있다는 것은 명백하다.

Claims (8)

  1. 반도체 웨이퍼의 처리시 반도체 웨이퍼를 유지 및 보호하기 위해 반도체 웨이퍼의 표면에 적용되며, 105℃ 이하의 용융점을 가지는 고온-용융층(1)을 포함하는 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고온-용융층(1)의 한쪽 표면에는 접착층(2)이 형성된 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고온-용융층(1)의 한쪽 표면에는 상기 고온-용융층(1)보다 20℃ 이상 더 높은 용융점을 가지는 강화층(3)이 형성된 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 고온-용융층(1)보다 20℃ 이상 더 높은 용융점을 갖는 강화층(3)이 상기 접착층(2)에 형성된 표면과 대향하는 고온-용융층(1)의 표면상에 형성된 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트.
  5. 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트를 반도체 웨이퍼의 한 표면에 적용하는 방법에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼 처리시 상기 반도체 웨이퍼를 유지 및 보호하기 위해 반도체 웨이퍼의 한 표면에 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트를 적용하여 중첩하는 단계와,
    가열하에 상기 웨이퍼의 시트를 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 시트는 상기 웨이퍼의 한 표면상에 105℃이하의 용융점을 갖는 고온-용융층(1)를 포함하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 고온-용융층(1)보다 20℃ 이상 높은 용융점을 가지는 강화층(3)이 상기 웨이퍼와 마주하는 상기 면과 대향하는 상기 고온-용융층(1)의 표면 상에 형성되는 적용방법.
  7. 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트를 상기 웨이퍼의 한 표면에 적용하는 방법에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼를 처리시 반도체 웨이퍼를 유지 및 보호하기 위해 반도체 웨이퍼 유지 및 보호용 고온-용융 시트를 반도체 웨이퍼의 한 표면에 적용하여 중첩시키는 단계와,
    가열하에 상기 웨이퍼의 시트를 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 시트는 105℃이하의 용융점을 갖는 고온-용융층(1)와 감압 접착층(2)이 상기 웨이퍼를 직면하는 방식으로 그 표면상에 형성된 감압 접착층(2)를 포함하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 고온-용융층(1)보다 20℃ 이상 높은 용융점을 가지는 강화층(3)이 상기 감압 접착층(2)을 가지는 표면에 대향하는 상기 고온-용융층(1)의 표면상에 형성되는 적용방법.
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