KR20060009243A - 관통구조를 갖는 박막화 회로기판의 제조방법과 보호용점착테이프 - Google Patents

관통구조를 갖는 박막화 회로기판의 제조방법과 보호용점착테이프 Download PDF

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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

(a) 미리 회로기판 표면에 관통부 상당부를, 적어도 회로기판의 최종 제품 두께 정도의 깊이로 홈절개 가공하고,
(b) 회로기판의 이면 연삭가공전에, 홈절개 가공된 회로기판 표면에 보호용 점착테이프를 붙여 합치고,
(c) 미리 홈절개 가공된 부위가 관통되지 않을 정도의 두께까지 회로기판의 이면 연삭가공을 하고,
(d) 회로기판의 이면 연삭가공 종료 후에 상기 보호용 점착테이프를 맞추어 붙인 채로, 회로기판의 이면 전면을 드라이 에칭처리하고,
(e) 상기 드라이 에칭처리에 의해, 회로기판 표면의 홈절개 가공부를 관통시켜 관통구조부를 형성하는 각 공정을 갖는, 박막화 회로기판의 제조방법, 및 상기 방법에 이용하는 보호용 점착테이프.

Description

관통구조를 갖는 박막화 회로기판의 제조방법과 보호용 점착테이프{METHOD OF PRODUCING FILM-THINNING CIRCUIT BOARD HAVING PENETRATED STRUCTURE AND PROTECTING ADHESIVE TAPE}
본 발명은, 마이크로·엘렉트로·메커니컬·시스템(Micro Electro-Mechanica l Systems, 이하 MEMS라고 한다) 구조부, 또는 기반을 관통하는 구조부를 갖는 박막화 회로기판 등의 제조방법과, 이것에 이용하는 보호용 점착(粘着)테이프에 관한 것이다.
종래, 회로기판상의 관통구조부를 형성하는 방법으로서는, 미리 최종 제품 두께까지 박막화한 회로기판에 대해서 회로내의 관통구조 상당부를, 레이저광 또는 플라스마 조사에 의해서 용해 제거하여 관통시킴으로써 형성하고 있었다. 해당 관통부를 포함하는 회로의 제조방법은, 반도체웨이퍼의 제조방법의 연장에 있고, 실리콘 등의 웨이퍼상(上)에 형성되고 있다.
이러한 관통구조를 갖는 회로기판의 용도로서는, 예를 들면 MEMS(마이크로·엘렉트로·메커니컬·시스템) 구조부를 갖는 각종의 모션센서 등이 있다.
이러한 회로기판으로서는, 통상 실리콘 또는 화합물 반도체의 웨이퍼나, 세라믹, 각종 유리 등의 기판이 이용된다. 그 중에서도 많이 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼는, 단결정 인상법(引上法)에 의해 얻어진 고순도 실리콘의 잉곳(ingot)으로부터 500∼1000㎛ 정도의 두께로 슬라이스되어 제조되고 있다. 이와 같이 제조된 실리콘웨이퍼 표면에, 반도체웨이퍼에 있어서의 회로패턴 형성방법과 같은 제조방법으로 관통구조가 형성되어 각종의 모션센서회로가 제조된다. 이어서, 이 관통구조가 형성된 웨이퍼는, 각종 용도에 적응하거나 또는 각종의 모션센서의 특성에 필요한 소정의 두께로 얇게 하기 위해, 웨이퍼 이면을 백사이드 그라인더로 불리는 장치에 의해 연삭가공하여 박막화한다. 나아가서는, 필요에 따라서 연삭가공시의 파쇄층 등 연삭변형을 제거하는 목적으로, 케미컬, CMP(케미컬·메카니컬·폴리싱) 등으로 대표되는 스트레스 릴리프(relief) 처리를 실시하는 경우도 있다.
그 후, 회로내의 관통구조 상당부를 레이저광 또는 플라스마 조사에 의한 부분적인 절단 가공으로 웨이퍼를 관통시키는 것에 의해 형성하여, 회로기판이 제조되고 있다. 또한, 최근에는, 모션센서의 성능향상을 목적으로, 웨이퍼 자체를 보다 한층 박막화하는 것도 검토되고 있다.
그런데, 이러한 종래의 MEMS 구조부를 갖는 회로기판의 제조방법에서는, MEMS 구조부를 형성할 때의 소정 웨이퍼 두께가 300㎛ 이상으로 두꺼운 경우에는, 해당 웨이퍼의 연삭가공에 의한 웨이퍼 자체의 파손이 없고 웨이퍼 자체의 강도도 높다. 따라서, 연삭가공 후의 웨이퍼에 MEMS부를 형성할 때의 웨이퍼 취급에 있어서, 웨이퍼 및/또는 MEMS 구조부의 파손이나 크랙 등은 발생하기 어려운 것이었다. 그 때문에 제조에 있어서의 원료에 대한 제품비율에도 문제는 없고, 안정된 생산이 가능하였다.
한편, 반도체에서는 근년의 모바일기기에의 실장 등의 용도확대에 수반하여, 스택(stack)형 CSP(칩·사이즈·패키지)로 대표되는, 삼차원 고밀도 실장형 패키지가 급속히 보급되어 있다. 이것에 따라 칩 면적과 패키지 투영면적의 동일화와 패키지 두께의 박막화에 수반하는, 실장되는 칩 자체의 박막화, 즉 반도체웨이퍼 자체의 두께를, 25∼100㎛로 극단적으로 박막화하지 않으면 안되게 되었다. 마찬가지로 각종의 모션센서에 있어서도, 한층 더 성능향상 등과 합하여, 회로기판의 박막화가 진행되고 있다. 각종의 모션센서에서는, 상기 반도체와 같은 극단적인 박막화는 현재 상태에서는 필요로 하지 않았다. 그러나, 웨이퍼 등 회로기판의 소정 두께가 300㎛ 이하, 또는 최근 많이 검토가 행하여지고 있는 100㎛ 정도로 얇은 경우에는, 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 연삭가공 후의 웨이퍼에 관통구조부를 형성할 때의 공정간 반송이나 치공구(治工具) 등과의 접촉에 의해 파손이나 크랙 등 불량이 생기기 쉬워져, 제조 제품비율이 현저하게 저하한다.
한편, 회로가 형성된 웨이퍼 표면에 테이프재를 붙인 상태로, 웨이퍼의 이면을 연마, 에칭하고, 이어서 반도체소자에 상당하는 영역을 마스킹한 후 웨이퍼의 이면측으로부터 에칭을 더 실시하는 것에 의해 웨이퍼를 개개의 반도체소자로 분리하는 방법도 알려져 있다. 그러나, 이 방법은, 관통구조의 회로기판의 제조방법은 아니다.
발명의 개시
본 발명은, (a) 미리 회로기판 표면에 관통부 상당부를, 적어도 회로기판의 최종 제품 두께 정도의 깊이로 홈절개(gouging) 가공하는 공정과,
(b) 회로기판의 이면 연삭가공전에, 홈절개 가공된 회로기판 표면에 보호용 점착테이프를 붙여 합치는 공정과,
(c) 미리 홈절개 가공된 부위가 관통하지 않을 정도의 두께까지 회로기판의 이면 연삭가공을 하는 공정과,
(d) 회로기판의 이면 연삭가공 종료 후에 상기 보호용 점착테이프를 붙여 합친 채로, 회로기판의 이면 전면을 드라이 에칭처리하는 공정과,
(e) 상기 드라이 에칭처리에 의해, 회로기판 표면의 홈절개 가공부를 관통시켜 해당 관통구조부를 형성하는 공정을 가져 이루어지는, 박막화 회로기판의 제조방법이다.
또한, 본 발명은, 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 드라이 에칭장치의 회로기판 흡착 고정 스테이지와 충분히 밀착하여, 드라이 에칭시에 흡착력 부족에 의한 불량이 생기지 않는, 상기 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프이다.
또한, 본 발명은, 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 드라이 에칭장치의 회로기판 흡착 고정 스테이지와의 흡착력에 있어서 적어도 1500Pa인 상기 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프이다.
또한, 본 발명은, 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체에 있어서의 융점이, 적어도 100℃인 열가소성수지로 이루어지는 상기 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프이다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 아래와 같은 기재로부터 보다 분명해질 것이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명에 의하면, 이하의 수단이 제공된다 :
(1) (a) 미리 회로기판 표면에 관통부 상당부를, 적어도 회로기판의 최종 제품 두께 정도의 깊이로 홈절개 가공하는 공정과,
(b) 회로기판의 이면 연삭가공전에, 홈절개 가공된 회로기판 표면에 보호용 점착테이프를 붙여 합치는 공정과,
(c) 미리 홈절개 가공된 부위가 관통하지 않을 정도의 두께까지 회로기판의 이면 연삭가공을 하는 공정과,
(d) 회로기판의 이면 연삭가공 종료 후에 상기 보호용 점착테이프를 붙여 합친 채로, 회로기판의 이면 전면을 드라이 에칭처리하는 공정과,
(e) 상기 드라이 에칭처리에 의해, 회로기판 표면의 홈절개 가공부를 관통시켜 해당 관통구조부를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는, 박막화 회로기판의 제조방법.
(2) 상기의 본 보호용 점착테이프가, 방사선 투과성의 필름형상 지지체로 구성되고, 적어도 드라이 에칭시의 기판온도 상승에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것을 특징으로 하는, (1) 항에 기재된 박막화 회로기판의 제조방법.
(3) 상기의 회로기판 표면에 홈절개 가공하는 공정에 있어서, 레이저광 또는 플라스마 조사에 의해 홈절개 가공을 하는 것을 특징으로 하는, (1) 또는 (2) 항에 기재된 박막화 회로기판의 제조방법.
(4) 상기 회로기판 표면에 보호용 점착테이프를 붙여 합치는 공정에 있어서, 그 분위기가 적어도 드라이 에칭처리시의 분위기와 같은 정도의 감압 상태로 붙여 합치는 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (3) 중의 어느 한 항에 기재된 박막화 회로기판의 제조방법.
(5) 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 드라이 에칭장치의 회로기판 흡착 고정 스테이지와 충분히 밀착하여, 드라이 에칭시에 흡착력 부족에 의한 불량이 생기지 않는 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (4) 중의 어느 한 항에 기재된 회로기판의 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프.
(6) 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 드라이 에칭장치의 회로기판 흡착 고정 스테이지와의 흡착력에 대해 적어도 1500Pa인 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (4) 중의 어느 한 항에 기재된 회로기판의 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프.
(7) 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체에 있어서의 융점이, 적어도 100℃인 열가소성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는, (1) 내지 (4) 중의 어느 한 항에 기재된 회로기판의 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프.
(8) 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 열가소성 폴리에스테르수지를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, (5) 내지 (7) 중의 어느 한 항에 기재된 보호용 점착테이프.
(9) 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 폴리에스테르계 엘라스토머수지를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, (5) 내지 (7) 중의 어느 한 항에 기재된 보호용 점착테이프.
(10) 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 분기(分岐) 구조를 가져도 좋은 폴리올레핀계 수지를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, (5) 내지 (7) 중의 어느 한 항에 기재된 보호용 점착테이프, 및
(11) 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 가교 필름을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, (5) 내지 (7) 중의 어느 한 항에 기재된 보호용 점착테이프.
한편, 본 발명에 있어서 MEMS 구조부란, MEMS 기술에 이용되는 구조부이다.
이하에 본 발명을 더 설명한다.
본 발명자들은, 종래의 수법에 따라 회로내에 관통구조부를 갖는 회로기판의 박막화 제조방법에 있어서의 문제점을 극복하기 위해, 여러 가지 검토를 거듭하였다. 그 결과, 다음의 지견을 얻었다. 즉, 우선, 기판으로서 적용하는 웨이퍼의 이면 연삭가공 전에 미리 회로를 형성함과 동시에 웨이퍼를 관통시키는 구조를 갖는 MEMS 부위의 형상으로, 웨이퍼를 관통시키기 직전의 깊이에 머무른, 즉 적어도 회로기판의 최종 제품 두께 정도의 깊이의 홈절개 가공을 실시한다. 그 다음에, 웨이퍼의 회로면에 보호용 점착테이프를 붙여 합치고, 해당 MEMS 부위의 홈이 관통하지 않을 두께까지 웨이퍼 이면을 연삭가공하고, 그 후 웨이퍼 이면 전면의 드라이에칭을 실시하여 불필요한 두께 분의 기판 웨이퍼를 제거한다. 이것에 의해, 기판조각 등의 쓰레기나 더스트(dust)를 발생시키는 일이 없고, 상기 홈절개부를 관통시켜, 박막화한 기판상에 관통구조부를 형성함과 동시에, 안정된 박막화 기판의 생산이 가능해지는 것을 발견하였다. 본 발명은, 이 지견에 기초하여 완성하기에 이른 것이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
즉, 본 발명에 대해서는, 플라스마 에칭장치 챔버내의 회로기판 흡착 고정 스테이지에 밀착할 수 있는 흡착력이 되는 보호용 점착테이프를, 기판을 관통하는 부분에 상당하는 홈 등의 부위를 갖는 MEMS 형상으로, 적어도 회로기판의 최종 완성 두께 정도의 깊이로, 또는 조금 깊은 정도에서(본 명세서 및 청구의 범위에서는, 단순히, 회로기판의 최종 완성 두께 정도의 깊이라고 한다.) 기판을 관통하지 않고 홈절개 가공된 기판의 회로면에 붙여 합쳐, 해당 홈절개부가 관통하지 않을 정도의 소정 두께로 이면 연삭가공 종료 후, 플라스마 조사 등에 의한 드라이 에칭처리를 실시함으로써, 박막화하여 홈절개 가공부를 관통시킨다. 이렇게 하여 미세한 관통구조부를 갖고, 박막화한 회로기판을 용이하게 제조할 수 있다.
상기의 드라이 에칭의 구체적인 방법으로서는, 플라스마 조사에 의한 플라스마 에칭으로, 예를 들면 실리콘웨이퍼를 회로기판으로서 사용하는 경우에는, 감압하에서 불필요한 두께 분의 기판 웨이퍼를 고주파로 여기된 불소가스에 의한 반응으로 기화 제거하는 방법이 있다.
이 때에, 이러한 플라스마처리 전에 회로 표면에 붙여 합쳐진 보호용 점착테이프와 관통구멍부에 해당하는 홈절개부에 갇힌 공기가, 플라스마 처리시의 장치 챔버내 분위기와 달리, 예를 들면 양압(챔버내 기압보다 높은 경우)이 되는 경우는, 홈절개부가 관통하기 직전에 해당 홈절개부에 갇힌 공기가 분출하여, 관통구조부 주변 부위의 파손, 또는 기판 자체의 파손이 생겨 버린다. 따라서, 이러한 보호용 점착테이프를 붙여 합치는 분위기는, 사용하는 기판에 따른 플라스마 에칭장치의 에칭조건에 의존하기 때문에, 한정할 수는 없지만, 적어도 대기압보다도 감압한 분위기에서 붙여 합치는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 이러한 기판의 플라스마 에칭처리에 사용하는, 플라스마 에칭장치의 플라스마 에칭처리시의 챔버내의 분위기와 같은 정도의 감압 상태로, 회로기판 표면에 보호용 점착테이프를 붙여 합친다.
또한, 플라스마 에칭처리에서는 연삭가공시와 같이 직접, 냉각수를 이용할 수 없다. 따라서, 본 발명의 반도체 웨이퍼 제조방법에 사용할 수 있는 보호용 점착테이프는, 필름형상 지지체로서 적어도 드라이 에칭시의 기판온도 상승에 의해 테이프 자체에 약간의 용해나 변질을 일으켰다고 해도, 공정상 문제가 되는 보호성능의 저하나, MEMS 구조부의 형성을 할 수 없는 등의 불량이 실질적으로 생기지 않는 내열성을 갖는 것이다.
또한, 보호용 점착테이프는 필름형상 지지체로서 기판에 붙여 합친 후 드라이 에칭장치 챔버내의 회로기판 흡착 고정 스테이지로부터 기판이 떠오르지(기판의 일부로부터 멀어진다) 않게 밀착하여, 동장치의 냉각효과를 충분히 얻기에 충분한 흡착력이 되는 것을 사용한다.
이러한 필름형상 지지체를 구성하는 수지로서는, 바람직하게는 융점이 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이다. 플라스마 에칭장치의 회로기판 흡착 고정 스테이지와의 흡착력으로서는, 예를 들면 회로기판의 흡착 고정 스테이지에 정전흡착에 의한 고정 스테이지를 사용했을 경우는, 플라스마 조사시를 본떠 플라스마 조사시의 전압을 인가한 상태에서의 정전흡착력이 이용된다. 또한, 그 외의 방식의 경우는, 회로기판 흡착 고정시의 기판과 흡착 고정 스테이지간의 내박리력(흡착력)이 이용된다. 본 발명에서는, 그 흡착력은 상기와 같이 회로기판 흡착 고정 스테이지에, 에칭처리시 회로기판의 깊이를 생기지 않게 할 정도로 밀착할 수 있는 정도의 힘을 갖는다. 그 흡착력은, 바람직하게는 적어도 1500Pa, 보다 바람직하게는 적어도 2000Pa이다. 이러한 보호용 점착테이프는 임의의 재료로부터 적당히 선택하여 사용할 수 있다. 나아가서는, 이러한 물성을 만족하기 위해, 화학 가교 또는 전자선 가교에 의한 내열성능을 향상시킨 재료도 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 필름형상 지지체가 표면 보호성능이나 회로기판이 안정된 박막화 연삭성능을 발휘하기 위해, 적어도 1층 이상의 수지로 구성되는 경우, 플라스마 에칭시 회로기판의 흡착 고정 스테이지와 접촉하는 측의 구성층에는, 이러한 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 에칭처리에 의해 제거하는 두께는, 바람직하게는 1∼50㎛, 보다 바람직하게는 5∼20㎛이지만, 이것은 MEMS 구조부에 따라 다르고, 특별히 이것에 제한하는 것은 아니다.
상기의 플라스마 조사에 의한 플라스마 에칭자체는 공지이다. 구체적으로는, 예를 들면 불소가스를 고주파 RF방전에 의해, 전리 및 여기시켜 웨이퍼 이면을 에칭한다.
본 발명의 제조방법에 있어서 사용되는 홈절개 가공장치 및 백사이드 그라인더는 임의의 것을 이용할 수 있다. 플라스마 에칭장치로서는, 이른바 반도체 웨이퍼 등의 박막화 연삭가공 후의 가공변형 제거(스트레스 릴리프)를 목적으로 개발된 것으로, 플라스마 에칭시에 과도하게 웨이퍼 온도가 상승하지 않게 웨이퍼의 흡착 고정 스테이지에 정전 흡착방식과 함께, 냉각장치가 집어 넣어진 것이 바람직하게 이용된다.
본 발명의 방법에 이용되는 보호용 점착테이프에 있어서의 필름형상 지지체는, 통상, 플라스틱, 고무 등이 바람직하게 이용된다. 필름형상 지지체는, 점착제에 방사선 경화형의 수지 또는 점착제를 사용하는 경우에는, 방사선 투과성의 것을, 자외선 조사에 의해서 경화시키는 경우는, 광투과성이 좋은 것을 선택한다. 또한, 필름형상 지지체가 적어도 1층 이상의 수지로 구성되는 경우, 플라스마 에칭시에 기판의 흡착 고정 스테이지와 접촉하는 측의 구성층에는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 열가소성 폴리에스테르수지, 폴리에스테르·폴리에테르형이나 폴리에스테르·폴리에스테르형 등의 폴리에스테르계 엘라스토머수지의 필름이나, 폴리프로필렌, 폴리-4-메틸펜텐-1 등의 분기구조를 갖는 폴리올레핀계 수지의 필름, 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체 등의 가교 폴리올레핀계 수지의 필름을 들 수 있다.
또한, 이러한 수지 또는 필름 이외의 구성층을 갖는 경우는, 그 구성층에 사용되는 수지로서 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 아이오노머 등의 α-올레핀의 단독 중합체 또는 공중합체, 또는 이들의 혼합물, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 엔지니어링 플라스틱, 폴리우레탄, 스틸렌-에틸렌-부텐 또는 펜텐계 공중합체 등의 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있고, 필름형상 지지체의 요구특성에 따라 임의로 선택할 수 있다.
이러한 필름형상 지지체는, 통상의 방법에 의해 압출법을 이용하여 제조할 수 있지만, 여러 가지의 수지를 적층하여 얻을 수 있는 필름형상 지지체의 경우에는, 공압출법, 라미네이트법 등으로 제조되고, 이 때 통상의 라미네이트 필름의 여러 방법에 있어서 보통으로 실시되고 있는 바와 같이, 수지와 수지의 사이에 접착층을 설치해도 좋다. 이러한 필름형상 지지체의 두께는, 강도·신도(伸度)특성, 방사선 투과성의 관점으로부터 바람직하게는 30∼300㎛이며, 보다 바람직하게는 50∼150㎛이다.
필름형상 지지체상에 설치되는 점착제로서는, 박막화 연삭가공 종료후의 웨이퍼로부터 보호용 점착테이프를 박리할 때에, 해당 웨이퍼에의 파손이나 웨이퍼 표면에의 점착제 잔류에 의한 오염 등의 불량이 생기지 않는 것이면, 특별히 제한은 없지만, 방사선, 바람직하게는 자외선 경화에 의해 점착제가 삼차원 망형상화를 나타내고, 점착력이 저하함과 동시에 박리한 후의 웨이퍼 표면에 점착제 등의 잔류물이 생기기 어려운, 자외선 경화형의 점착제를 사용하는 것이 바람직하다.
이 필름형상 지지체상에 설치되는 방사선 경화형 점착제층의 두께는, 회로기판 표면에의 밀착성을 양호하게 하기 위해서, 바람직하게는 10∼200㎛이고, 보다 바람직하게는 20∼100㎛이다.
이러한 방사선 경화형 점착제로서는, 원하는 자외선 경화성을 나타내는 한 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 2-에틸헥실아크릴레이트와 n-부틸아크릴레이트와의 공중합체로 이루어지는 아크릴계 점착제에, 자외선 경화성의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물을 함유하는 것을 들 수 있다.
이러한 아크릴계 점착제는, (메타)아크릴계 공중합체 및 경화제를 필수성분으로 하는 것이다. (메타)아크릴계 공중합체는, 예를 들면 (메타)아크릴산에스테르를 중합체 구성단위로 하는 중합체, 및 (메타)아크릴산에스테르계 공중합체의 (메타)아크릴계 중합체, 또는 관능성 단량체와의 공중합체, 및 이들 중합체의 혼합물 등을 들 수 있다. 이들 중합체의 분자량으로서는 중량 평균분자량이 50만∼100만 정도의 고분자량의 것이 일반적으로 적용된다.
또한, 경화제는, (메타)아크릴계 공중합체가 갖는 관능기와 반응시켜 점착력 및 응집력을 조정하기 위해서 이용되는 것이다. 예를 들면, 1, 3-비스(N, N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥산, 1, 3-비스(N, N-디글리시딜아미노메틸)톨루엔, 1, 3-비스(N, N-디글리시딜아미노메틸)벤젠, N, N, N, N'-테트라글리시딜-m-크실렌디아민 등의 분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 화합물, 2, 4-톨릴렌디이소시아네이트, 2, 6-톨릴렌디이소시아네이트, 1, 3-크실렌디이소시아네이트, 1, 4-크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄-4, 4'-디이소시아네이트 등의 분자 중에 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 이소시아네이트계 화합물, 테트라메틸올-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 트리메틸올-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 트리메틸올프로판-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 트리메틸올프로판-트리-β-(2-메틸 아지리딘)프로피오네이트 등의 분자중에 2개 이상의 아지리디닐기를 갖는 아지리딘계 화합물 등을 들 수 있다. 경화제의 첨가량은, 원하는 점착력에 따라 조정하면 좋고, (메타)아크릴계 공중합체 100질량부에 대해서 0.1∼5.0질량부가 적당하다.
또한, 상기의 방사선 중합성 화합물은, 예를 들면 광조사에 의해서 삼차원 망형상화할 수 있는 분자내에 광중합성 탄소-탄소 이중결합을 적어도 2개 이상 갖는 저분자량 화합물이 폭 넓게 이용되고, 구체적으로는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 1, 4-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1, 6-헥산디올디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트나, 올리고 에스테르아크릴레이트 등이 폭 넓게 적용 가능하다.
또한, 상기와 같은 아크릴레이트계 화합물 외에, 우레탄아크릴레이트계 올리고머를 이용할 수도 있다. 우레탄아크릴레이트계 올리고머는, 폴리에스테르형 또는 폴리에테르형 등의 폴리올 화합물과, 다가 이소시아나트 화합물(예를 들면, 2, 4-톨릴렌디이소시아나트, 2, 6-톨릴렌디이소시아나트, 1, 3-크실렌디이소시아나트, 1, 4-크실렌디이소시아나트, 디페닐메탄4, 4-디이소시아나트 등)을 반응시켜 얻을 수 있는 말단 이소시아나트우레탄 프리폴리머에, 히드록실기를 갖는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트(예를 들면, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 등)를 반응시켜 얻을 수 있다.
방사선 경화형 점착제중의 아크릴계 점착제와 방사선 중합성 화합물과의 배합비로서는, 아크릴계 점착제 100질량부에 대해서 방사선 중합성 화합물을 바람직하게는 50∼200질량부, 보다 바람직하게는 50∼150질량부의 범위에서 배합한다.
이 배합비의 범위인 경우, 방사선조사 후에 점착제층의 점착력은 크게 저하한다.
또는, 방사선 경화형 점착제는, 상기와 같이 아크릴계 점착제에 방사선 중합성 화합물을 배합하는 대신에, 아크릴계 점착제 자체를 방사선 중합성 아크릴산 에스테르 공중합체로 하는 것도 가능하다.
또한, 방사선에 의해 점착제층을 중합시키는 경우에는, 광중합성 개시제, 예를 들면 이소프로필벤조인에테르, 이소부틸벤조인에테르, 벤조페논, 미히라즈케톤(Michler's ketone), 클로로티옥산톤, 벤질메틸케탈, α-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시메틸페닐프로판 등을 병용할 수 있다. 이들중 적어도 1종류를 점착제층에 첨가하는 것에 의해, 효율적으로 중합반응을 진행시킬 수 있다.
또한, 방사선 경화형 점착제에는 광중합성 개시제 이외에, 광증감제, 기타 임의의 점착부여제, 연화제, 산화방지제 등을 배합할 수 있다.
본 발명의 회로기판의 박막화 제조방법은, 회로내에 기판 관통구멍을 갖는 구조부가 형성되어 이루어지는 각종의 모션센서 등에 적용된다. 회로기판의 박막화 연삭가공은, 예를 들면, 다음의 일련의 공정으로 이루어진다.
(a) 미리 회로기판 표면에 회로내의 관통구멍부에 상당하는 형상으로, 적어도 회로기판의 최종 제품 두께 정도의 깊이로 홈절개 가공하는 공정,
(b) 회로기판의 이면 연삭가공 전에, 홈절개 가공된 회로기판 표면에 보호용 점착테이프를 붙여 합치는 공정,
(c) 미리 홈절개 가공된 부위가 관통하지 않을 정도의 두께까지 회로기판의 이면 연삭가공을 하는 공정,
(d) 회로기판의 이면 연삭가공 종료 후에 상기 보호용 점착테이프를 붙여 합한 채로, 회로기판의 이면 전면을 플라스마 에칭처리하는 공정, 및
(e) 상기 플라스마 에칭처리에 의해, 회로기판 표면의 홈절개 가공부가 관통하여 관통구조를 형성하는 공정.
본 발명의 관통구조를 갖는 박막화 회로기판의 제조방법은, 각종의 모션센서 등에 적용되는 회로기판내에 기판을 관통하는 홈 등의 형상을 갖는 미세한 MEMS 구조부의 형성에 있어서 특히 그 효과가 현저하고, 동일한 관통구조부가 안정된 효율적인 형성과, 보다 박막화한 회로기판의 제조를 실시할 수 있다고 하는 뛰어난 효과를 이룬다.
또한 본 발명의 보호용 점착테이프는, 필름형상 지지체에 플라스마 에칭처리에 대한 내열성을 갖고, 회로기판의 흡착 고정 스테이지와의 양호한 밀착성을 얻을 수 있어, 상기의 관통구조부를 갖는 박막화 회로기판의 제조방법으로 이용하는데 적합하다.
다음에 본 발명을 실시예에 기초하여 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
필름 지지체로서 두께 100㎛의 폴리부틸렌테레프탈레이트{미쓰비시 엔지니어링 플라스틱사제 노바듀란 5510S(상품명), 융점 216℃}의 필름상에, 점착제층으로서 두께 30㎛의 자외선 경화성의 점착제(2-에틸헥실아크릴레이트와 n-부틸아크릴레이트의 공중합체로 이루어지는 아크릴계 점착제 100질량부에 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 80질량부와 광개시제로서 α-히드록시-시클로헥실페닐케톤 1질량부를 혼합한 것)를 도포하여, 보호용 점착테이프를 조제하였다.
상기 보호용 점착테이프를, 회로가 형성됨과 함께 105㎛의 깊이로 관통구멍 형상으로 홈절개된, 지름 6인치(15.24cm), 두께 약 600㎛의 회로기판 표면에, 감압하에서 보호용 점착테이프를 붙여 합칠 수 있는 전자동형 첩합(貼合)장치{타카토리사제 TEAM 100(상품명)}를 이용하여 대기압으로부터 80kPa 감압된 분위기내에서 붙여 합친 후, 백사이드 그라인더{디스코사제 DFG850(상품명)}를 사용하여, 회로기판의 이면측을 연삭가공{백그라인딩(BG)가공}하는 것에 의해, 해당 회로기판 두께를 110㎛로 완성하였다.
이어서, 상기 회로기판에 보호용 점착테이프를 붙여 합친 채로, 플라스마 에칭장치를 이용하고, 또한 회로기판의 이면측을 불소계 가스에 의한 에칭처리를 실 시하고, 또한 10㎛ 제거함으로써, 회로기판을 소정의 두께 100㎛로 완성함과 동시에, 홈절개부를 관통시켜 MEMS 구조부를 형성함과 동시에 보호용 점착테이프의 내열성으로서 변질의 유무를 확인하였다. 또한, 기존의 보호용 테이프 박리장치{닛토덴코사제 HR8500II(상품명)}를 이용하여, 붙여 합친 보호용 점착테이프에 자외선을 500mJ/㎠ 조사한 후, 박막화한 회로기판으로부터 보호용 점착테이프를 박리하여, 그 박리성으로서 박리하기 쉬움 및 박막화한 회로기판 및 MEMS 구조부의 파손 등의 유무를 확인하였다. 또한, 필름형상 지지체의 흡착성으로서, 플라스마 에칭장치의 흡착 스테이지에 보호용 점착테이프를 회로기판에 붙여 합친 것을, 플라스마 에칭조사시와 같게 흡착 고정시킨 후, 플라스마를 조사하지 않는 상태로 상기 회로기판과 흡착 스테이지 사이의 흡착력을 로드 셀(Load Cell)에 의해 측정하였다. 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 2
필름형상 지지체로서, 두께 100㎛의 폴리에스테르계 엘라스토머{토오레·듀퐁사제 하이트렐 G4704(상품명), 융점 170℃}의 필름상에, 두께 30㎛의 실시예 1과 같은 자외선 경화형 수지층(2-에틸헥실아크릴레이트와 n-부틸아크릴레이트의 공중합체로 이루어지는 아크릴계 점착제 100질량부에 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 80질량부와 광개시제로서 α-히드록시-시클로헥실페닐케톤 1질량부를 혼합한 것)를 도포하여, 보호용 점착테이프를 조제하였다.
상기 보호용 점착테이프를 실시예 1과 같이 회로기판 표면에 붙여 합친 후, 보호용 테이프 표면으로부터 자외선을 500mJ/㎠ 조사하였다. 또한, 보호용 점착테 이프 이외는, 실시예 1과 같이 보호용 점착테이프의 내열성으로서, 연삭가공처리 후의 플라스마 에칭처리에 의한 보호용 점착테이프의 용해 등 외관형상의 변질상황과, 보호용 점착테이프의 박리성, 및 보호용 점착테이프 박리 후의 관통구조부의 파손 상황, 필름형상 지지체의 흡착성을 시험하였다. 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 3
필름형상 지지체로서 두께 100㎛의 폴리-4-메틸펜텐-1{미쓰이가가쿠제 TPX, MX 002(상품명), 융점 235℃} 필름상에, 점착제층으로서 두께 30㎛의 2-에틸헥실아크릴레이트와 n-부틸아크릴레이트와의 공중합체로 이루어지는 아크릴계 점착제를 도포하여, 보호용 점착테이프를 조제하였다.
상기 보호용 점착테이프를 실시예 1과 같이 회로기판에 붙여 합치고, 보호용 점착테이프의 박리시에 자외선조사를 실시하지 않는 점 이외는, 실시예 1과 같이, 보호용 점착테이프의 내열성으로서, 연삭가공처리 후의 플라스마 에칭처리에 의한 보호용 점착테이프의 용해 등 외관장의 변질상황과, 보호용 점착테이프의 박리성, 및 보호용 점착테이프 박리 후의 관통구조부의 파손상황, 필름형상 지지체의 흡착성을 시험하였다. 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
비교예 1
실시예 1에 있어서, 보호용 점착테이프의 필름형상 지지체로서 에틸렌-초산비닐 공중합체{토오레사제, 울트라센 627(상품명) : 초산비닐 함유율 20질량%, 융점 85℃)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 같은 보호용 점착테이프를 조제하고, 실 시예 1과 같이, 보호용 점착테이프의 내열성으로서, 연삭가공처리 후의 플라스마 에칭처리에 의한 보호용 점착테이프의 용해 등 외관형상의 변질상황과, 보호용 점착테이프의 박리성, 및 보호용 점착테이프 박리 후의 관통구조부의 파손상황, 필름형상 지지체의 흡착성을 시험하였다. 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
비교예 2
실시예 1에 있어서, 상기 보호용 점착테이프를, 회로가 형성됨과 함께 105㎛의 깊이로 MEMS 구조부의 관통구멍 형상으로 홈절개된, 실시예 1과 같은 지름 6인치(15.24cm)의 회로기판 표면에, 감압하에서 보호용 점착테이프를 붙여 합칠 수 있는 전자동형 첩합장치{타카토리사제 TEAM100(상품명)}를 이용하여 80kPa의 감압 분위기내에서 붙여 합친 후, 백사이드 그라인더{디스코사제 DFG850(상품명)}를 사용하여, 회로기판의 이면측을 연삭가공하는 것에 의해, 상기 회로기판 두께를 110㎛로 완성하였다.
이어서, 상기 회로기판에 보호용 점착테이프를 붙여 합친 채로, CMP(케미컬·메카니컬·폴리싱) 장치를 이용하여 회로기판의 이면측을 더 연마하고, 10㎛ 더 제거함으로써, 회로기판을 소정의 두께 100㎛로 완성함과 동시에 홈절개부를 관통시켜 MEMS 구조부를 형성하여, 실시예 1과 같이, 보호용 점착테이프의 내열성으로서, 관통구멍을 형성하기 위한 연삭가공처리 후의 보호용 점착테이프의 용해 등 외관형상의 변질상황과, 보호용 점착테이프의 박리성, 및 보호용 점착테이프 박리 후의 관통구조부의 파손 상황, 필름형상 지지체의 흡착성을 시험하였다. 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
비교예 3
실시예 1에 있어서, 보호용 점착테이프의 필름형상 지지체로서 고밀도 폴리에틸렌{토오레사제, 니포론하드 6200(상품명), 융점 135℃}을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 같은 보호용 점착테이프를 조제하고, 실시예 1과 같이, 보호용 점착테이프의 내열성으로서, 연삭가공처리 후의 플라스마 에칭처리에 의한 보호용 점착테이프의 용해 등 외관형상의 변질상황과, 보호용 점착테이프의 박리성, 및 보호용 점착테이프 박리 후의 MEMS 구조부의 파손상황, 필름형상 지지체의 흡착성을 시험하였다. 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
비교예 4
실시예 1에 있어서, 상기 보호용 점착테이프를, 회로가 형성됨과 함께 105㎛의 깊이로 관통구조부의 관통구멍 형상으로 홈절개된, 실시예 1과 같은 지름 6인치(15.24cm)의 회로기판 표면에, 기존의 보호용 점착테이프 첩합장치{닛토덴코사제 DR8500II(상품명)}를 사용하여 대기중에서 붙여 합친 후, 백사이드 그라인더{디스코사제 DFG850(상품명)}를 사용하여, 회로기판의 이면측을 연삭가공하는 것에 의해 상기 회로기판 두께를 110㎛로 완성하였다. 이어서 실시예 1과 같이, 보호용 점착테이프의 내열성으로서, 연삭가공처리 후의 플라스마 에칭처리에 의한 보호용 점착테이프의 용해 등 외관형상의 변질상황과, 보호용 점착테이프의 박리성, 및 보호용 점착테이프 박리 후의 관통구조부 및 주변부위의 파손상황, 필름형상 지지체의 흡착성을 시험하였다. 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
또한, 이하 각 시험의 평가기준은 다음과 같다.
(1) 보호용 점착테이프 내열성
Ｏ : 외관상 필름형상 지지체의 용해 등의 변질은 볼 수 없다.
× : 외관상 필름형상 지지체의 용해가 관찰되거나, 또는 기판의 흡착 고정 스테이지에 융착하여 다음 공정으로의 반송을 할 수 없다.
(2) 필름형상 지지체의 흡착성[1]
Ｏ : 회로기판과 회로기판 흡착 고정 스테이지 사이의 흡착력이 1500Pa 이상.
× : 회로기판과 회로기판 흡착 고정 스테이지 사이의 흡착력이 1500Pa 미만.
(3) 필름형상 지지체의 흡착성[2]
Ｏ : 플라스마 에칭시 회로기판이 뜨는 등 불량은 발생하지 않는다.
× : 플라스마 에칭시 회로기판이 뜨는 일이 발생한다.
(4) 관통구조부 형성성
Ｏ : 현미경 관찰에 의해 파손·마이크로 크랙 등의 불량이 없다.
× : 현미경 관찰에 의해 파손·마이크로 크랙 등의 불량이 있다.
(5) 보호용 점착테이프 박리성
Ｏ : 웨이퍼의 파손 및 마이크로 크랙의 발생이 없어, 용이하게 박리할 수 있다.
× : 웨이퍼의 파손 또는 마이크로 크랙의 발생이 있거나, 또는 박리할 수 없다.
Figure 112005055227178-PCT00001
상기 표 1의 결과로부터 분명한 바와 같이, 비교예 1에서는, 플라스마 에칭 후, 해당 회로기판 흡착 고정 스테이지로부터 박리하지 못하고, 다음 공정의 보호용 점착테이프 박리장치에 회로기판을 반송할 수 없었다.
또한 비교예 2에서는 CMP에 의한 회로기판 이면의 연마에 의해 관통구조부의 형성에 있어서, 홈절개 가공부의 관통시, 발생한 연마쓰레기 및 홈절개부의 파손조각이 미세한 관통구조부내에 체류하여, 이동을 반복하는 것에 의해 관통구조부 주변에 크랙이 생겨 버렸다. 비교예 3에서는, 회로기판 흡착 고정 스테이지에의 흡착력이 불충분하여, 충분한 냉각효과를 얻지 못하고, 필름형상 지지체에 변성을 볼 수 있었다. 비교예 4에서는, 관통구조부의 형성에 있어서, 홈절개 가공부의 관통의 순간에, 갇혀 있던 공기가 폭발적으로 분출하여, 관통구조부 주변의 크랙과 웨이퍼의 파손이 생겨 버렸다.
이것에 대해, 본 발명의 방법에 의한 실시예 1∼3에서는, 보호용 점착테이프 내열성, 보호용 점착테이프 박리성, MEMS 구조부 형성성, 필름형상 지지체의 흡착성이 모두 양호하고, MEMS 구조부를 갖는 박막화한 회로기판의 제조를 효율적으로 실현할 수 있다.
본 발명의 방법은, 관통구조부를 갖는 회로기판의 제조에 있어서, 제품의 박막화에 있어서의 종래법에서의 제문제점을 극복하고, MEMS 구조부가 안정된 형성 방법, 각종 모션센서가 안정된 제조방법으로서 적합한 방법이다.
또한 본 발명의 보호용 점착테이프는, 상기 제조방법으로 회로기판을 제조할 때에 사용하는데 적합한 것이다.
본 발명을 그 실시형태와 함께 설명했지만, 특별히 지정하지 않는 한, 본 발명을 상세한 설명의 어느 부분에 있어서도 한정하려고 하는 것이 아니고, 첨부의 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하는 일 없이 폭넓게 해석되어야 한다고 생각한다.

Claims (11)

  1. (a) 미리 회로기판 표면에 관통부 상당부를, 적어도 회로기판의 최종 제품 두께 정도의 깊이로 홈절개 가공하는 공정과,
    (b) 회로기판의 이면 연삭가공전에, 홈절개 가공된 회로기판 표면에 보호용 점착테이프를 붙여 합치는 공정과,
    (c) 미리 홈절개 가공된 부위가 관통하지 않을 정도의 두께까지 회로기판의 이면 연삭가공을 하는 공정과,
    (d) 회로기판의 이면 연삭가공 종료 후에 상기 보호용 점착테이프를 붙여 합친 채로, 회로기판의 이면 전면을 드라이 에칭처리하는 공정과,
    (e) 상기 드라이 에칭처리에 의해, 회로기판 표면의 홈절개 가공부를 관통시켜 관통구조부를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는, 박막화 회로기판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보호용 점착테이프가, 방사선 투과성의 필름형상 지지체로 구성되고, 적어도 드라이 에칭시의 기판온도 상승에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것을 특징으로 하는, 박막화 회로기판의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 회로기판 표면에 홈절개 가공하는 공정에 있어서, 레이저광 또는 플라스마 조사에 의해 홈절개 가공을 하는 것을 특징 으로 하는, 박막화 회로기판의 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 회로기판 표면에 보호용 점착테이프를 붙여 합치는 공정에 있어서, 그 분위기가 적어도 드라이 에칭처리시의 분위기와 같은 정도의 감압 상태로 붙여 합치는 것을 특징으로 하는, 박막화 회로기판의 제조방법.
  5. 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 드라이 에칭장치의 회로기판 흡착 고정 스테이지와 충분히 밀착하여, 드라이 에칭시에 흡착력 부족에 의한 불량이 생기지 않는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 기재된 회로기판의 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프.
  6. 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 드라이 에칭장치의 회로기판 흡착 고정 스테이지와의 흡착력에 있어서 적어도 1500Pa인 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 기재된 회로기판의 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프.
  7. 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체에 있어서의 융점이 적어도 100℃인 열가소성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 기재된 회로기판의 제조방법에 이용하는 보호용 점착테이프.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 열가소성 폴리에스테르수지를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 보호용 점착테이프.
  9. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 폴리에스테르계 엘라스토머수지를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 보호용 점착테이프.
  10. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 분기 구조를 가져도 좋은 폴리올레핀계 수지를 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 보호용 점착테이프.
  11. 제 5 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 보호용 점착테이프를 구성하는 필름형상 지지체가, 가교필름을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 보호용 점착테이프.
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