KR20080108026A - 취성재료의 처리방법 - Google Patents

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KR20080108026A
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히토시 오하시
나오푸미 이즈미
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린텍 가부시키가이샤
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Abstract

반도체 웨이퍼 등의 취성재료의 반송이나 이면 연삭 등의 가공을 수행할 때에, 취성재료를 안정되게 지지할 수 있고, 필요한 처리가 종료된 후에는, 취성재료를 파손하지 않고 박리할 수 있으며, 두께 정밀도가 높은 취성재료의 처리방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 의한 취성재료의 처리방법은, 가요성 글래스 기판상에, 취성재료를 다시 박리할 수 있도록 고정하는 공정; 상기 취성재료에 처리를 행하는 공정; 상기 취성재료 측을 지지수단에 의하여 고정하는 공정, 및; 상기 가요성 글래스 기판을 구부려 취성재료로부터 박리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
취성재료, 웨이퍼, 박리, 연삭, 점착, 가요성, 전착장치

Description

취성재료의 처리방법{Method of treating brittle material}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 취성재료의 반송이나 이면 연삭 등의 가공을 수행할 때의 처리방법에 관한 것이다.
최근 IC 카드 등의 보급에 발맞추어, 그 구성부재인 IC칩을 제조하기 위한 반도체 웨이퍼의 박형화가 진행되고 있다. 종래 350㎛ 정도 두께의 웨이퍼를, 50 내지 100㎛ 또는 그 이하까지 얇게 하는 것이 요구되는 실정이다.
취성재료인 웨이퍼가 박형화됨에 따라, 가공이나 운반시에, 파손될 위험성이 높아진다. 이 때문에, 웨이퍼를 극박(極薄)으로 연삭하거나, 매우 얇은 웨이퍼를 운반하는 등의 경우에는, 웨이퍼를 글래스판이나 아크릴판과 같은 경질판 위에 양면 점착시트 등으로 고정·보호하여 작업을 수행하는 것이 바람직하다.
그러나, 양면 점착시트로 웨이퍼와 경질판을 접합하는 방법에 따르면, 일련의 공정을 끝낸 다음 양자를 박리할 때, 웨이퍼가 깨져버리는 경우가 있다. 2매의 박층 제품이 접합되어 이루어진 적층물을 박리할 때에는, 박층 제품의 어느 한쪽, 또는 양쪽을 구부려 박리할 필요가 있다. 그러나, 경질판을 구부리는 것은 불가능하거나 곤란하기 때문에, 웨이퍼 측을 구부리게 할 수 밖에 없다. 이 때문에, 취약한 웨이퍼에 변형이 가해져서 부서지게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 웨이퍼의 변형을 가능한 한 감소시켜 박리를 행하는 방법이나, 웨이퍼에 보호필름을 적층하는 등으로 웨이퍼를 보강한 후에 박리를 행하는 방법, 나아가서는 웨이퍼를 경질판에 고정하는 수단으로서, 접착력을 제어가능한 점착제나 양면 점착 테이프를 이용하여 박리시에 점착제의 발포 등의 적절한 수단에 의하여 접착력을 저하시킨 후에 박리를 행하는 방법 등 여러가지가 제안되고 있다.(특허문헌 1 내지 5)
특허문헌 6에서는, 경질판을 사용하지 않고, 비교적 경도가 높은 수지필름을 이용한 취성재료의 보호방법이 개시되어 있다.
특허문헌 7에서는, 0.5 내지 3mm의 두께를 갖고, 두께 편차가 2㎛ 이내인 합성수지제의 반도체 웨이퍼용 지지 플레이트가 개시되어 있다. 반도체 웨이퍼의 고정수단으로서는, 자외선 조사에 의하여 가스를 발생시키는 점착 테이프가 예시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특개2004-153227호 공보
[특허문헌 2] 일본국 특개2005-116678호 공보
[특허문헌 3] 일본국 특개2003-324142호 공보
[특허문헌 4] 일본국 특개2005-277037호 공보
[특허문헌 5] 국제특허공개WO2003/049164
[특허문헌 6] 일본국 특개2004-63678호 공보
[특허문헌 7] 일본국 특개2005-333100호 공보
웨이퍼를 경질판 위에 지지하는 경우에는, 웨이퍼를 박리할 때에 웨이퍼 측을 변형시키게 된다. 이 때문에, 웨이퍼의 파손을 완전히 방지하는 것이 어렵다. 또한 발포 등에 의하여 접착력을 저하시키도록 설계된 특수한 점착제나 양면 점착 테이프를 사용하는 경우에는, 웨이퍼에 접착제가 잔류하여, 웨이퍼를 오염시킬 가능성도 있다. 특허문헌 6, 특허문헌 7에 제안되어 있는 방법에서는, 강성의 수지 필름 또는 수지 페이스트 측을 변형시켜 웨이퍼로부터의 박리를 행하기 때문에, 박리공정에 있어서의 웨이퍼의 파손의 문제가 해소될 수 있다. 그러나, 지지체가 수지로 이루어지기 때문에, 형상 지지성이 반드시 충분하지는 않아서, 웨이퍼반송시에 웨이퍼가 파손될 우려가 있다. 또한 수지 필름 또는 수지 플레이트는, 내열성이 낮아 열변형이 일어나기 쉬우며,상온에서도 소성 변형되기 때문에 반복적으로 사용할 수 없다. 또한, 두께 오차를 작게 하는 것이 곤란하며, 그 두께 오차가 처리 후의 웨이퍼의 두께 정밀도에 영향을 미치는 경우가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래기술에 수반하는 문제를 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 취성재료의 반송이나 이면 연삭 등의 가공 등 소정의 처리를 수행할 때에, 취성재료를 안정되게 지지할 수 있고, 필요한 처리가 종료된 후에는, 취성재료를 파손하지 않고 박리할 수 있는, 두께 정밀도가 높은 취성재료의 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 과제해결을 목적으로 하는 본 발명의 요지는 아래와 같다.
(1) 가요성 글래스 기판상에, 취성 부재를 다시 박리할 수 있도록 고정하는 공정;
상기 취성 부재에 처리를 행하는 공정;
상기 취성 부재 측을 지지수단에 의하여 고정하는 공정, 및;
상기 가요성 글래스 기판을 구부려 취성 부재로부터 박리하는 공정을 포함하는 취성 부재의 처리방법.
(2) (1)항에 있어서, 상기 가요성 글래스 기판의 외경은, 상기 취성 부재의 외경과 동일하거나 그보다 큰 취성 부재의 처리방법.
(3) (1)항에 있어서, 상기 가요성 글래스 기판은, 30도 이상 구부러지는 취성 부재의 처리방법.
(4) (1)항에 있어서, 상기 박리공정은, 가요성 글래스 기판의 단부를 파지하고, 단부를 취성부재로부터 끌어올리면서 가요성 기판의 꺾임 방향으로 이동하여 박리하는 취성 부재의 처리방법.
(5) (1)항에 있어서, 상기 박리공정은, 제1링프레임에 팽팽하게 설치된 제1점착시트를 취성 부재에 부착하고, 제2링프레임에 팽팽하게 설치된 제2점착시트를 가요성 글래스 기판에 부착한 후,
제1점착시트 측을 흡착 테이블 상에 고정시키고,
제1링프레임과 제2링프레임의 간격을 이간시켜, 제2점착시트에 부착된 가요 성 글래스 기판을 구부리면서 취성 부재의 표면으로부터 박리하는 취성 부재의 처리방법.
(6) (1)항 내지 (5)항 중 어느 한 항에 있어서, 취성 부재는, 반도체 웨이퍼인 취성 부재의 처리방법.
(7) (6)항에 있어서, 취성 부재에 행하여지는 처리는, 반도체 웨이퍼의 이면 연삭인 취성 부재의 처리방법.
본 발명에 있어서는, 가요성 글래스 기판에 취성재료를 고정하여 보호하기 때문에, 취성재료의 반송·보관·가공시에 있어서 취성재료를 변형시키지 않고 지지할 수 있고, 두께 정밀도가 높은 취성재료의 처리를 수행할 수 있다. 또한, 종래 이용되고 있는 경질 글래스 판과 달리, 본 발명에서 사용하는 가요성 글래스 기판은 구부러질 수 있기 때문에, 취성재료로부터 가요성 글래스 기판을 박리할 때, 취성재료를 변형시키지 않고 가요성 글래스 기판측을 변형시켜 박리할 수 있기 때문에, 취성재료의 파손을 방지하게 된다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하면서, 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명에 의한 처리방법에서는, 도 1에 나타난 바와 같이, 가요성 글래스 기판(1) 위에 임시점착수단(2)을 통하여 취성재료(3)가 다시 박리될 수 있도록 고 정시켜, 취성재료(3)를 보호하는 구조체(10)를 형성한다.
보호대상인 취성재료(3)로서는, 실리콘 웨이퍼, 갈륨·비소웨이퍼 등의 각종 반도체 웨이퍼, 광학 글래스, 세라믹 플레이트 등의 정밀가공이 요구되는, 부서지기 쉬운 재질로 이루어지는 피가공물을 들 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 이들 중에도, 특히 반도체 웨이퍼가 바람직하며, 구체적으로는, 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼를 적용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 본 발명에 의한 처리방법은, 이면 연삭을 수행하여 두께가 매우 얇아져서, 강도가 극단적으로 저하된 반도체 웨이퍼에 바람직하게 적용할 수 있다.
가요성 글래스 기판(1)은, 상기 취성재료(3)의 반송·보관·가공시에 있어서, 이것을 지지하고 보호하는 기능을 수행한다. 또한, 취성재료(3)으로부터 가요성 글래스 기판(1)을 박리할 때에는, 가요성 글래스 기판(1) 측을 변형, 만곡시켜 박리를 행한다. 이 때문에, 가요성 글래스 기판(1)은, 적절한 구부림 물성을 갖는 것이 특히 바람직하다.
구체적으로는, 가요성 글래스 기판(1)은, 구부러질 때에 30도 이상, 바람직하게는 40도 이상, 더욱 바람직하게는 50도 이상 구부러지는 것이 좋다. 즉, 본 발명에서 사용하는 가요성 글래스 기판(1)의 최대 구부림 각도는 30도 이상이다. 최대 구부림 각도는, 가요성 글래스 기판(1)의 일단을 지지하고, 타단을 기판의 꺾임 방향으로 꺾어 구부릴 때의 파괴 직전의 최대 구부림 접선각도로 정의된다. 최대 구부림 각도가 지나치게 작은 경우에는 가요성 글래스 기판(1)이 구부림 도중에 항복점에 도달하여, 가요성 글래스 기판(1)의 파손이나, 취성재료(3)의 파손을 초래 할 우려가 있다.
가요성 글래스 기판(1)은, 그 재질에 특별히 한정되지는 않지만, 상기 바람직한 구부림 물성을 만족할 수 있는 재료로서는, 예를 들면 일본국 특개평5-32431호 공보에 기재된 화학강화 글래스를 들 수 있다. 이러한 화학강화 글래스는, 구체적으로, 62 내지 75중량%의 SiO2, 5 내지 15중량%의 Al2O3, 4 내지 10중량%의 Li2O, 4 내지 12중량%의 Na2O, 및 5.5 내지 15중량%의 ZrO2를 함유하고, 또한 Na2O/ZrO2의 중량비가 0.5 내지 2.0, Al2O3/ZrO2의 중량비가 0.4 내지 2.5인 글래스(이하, 「원료 글래스」라고 기재한다)를, Na 이온 및/또는 K 이온을 함유하는 처리욕에서 이온 교환처리하여 화학강화하여 얻어진다.
Na 이온 및/또는 K 이온을 함유하는 처리욕으로서는, 질산나트륨 및/또는 질산칼륨을 함유하는 처리욕을 이용하는 것이 바람직하지만, 질산염에 한정되지 않고, 황산염, 중황산염, 탄산염, 중탄산염, 할로겐화물을 이용한 것도 좋다. 처리욕이 Na 이온을 포함하는 경우에는, 이 Na 이온이 글래스 속의 Li 이온과 이온 교환하며, 또한 처리욕이 K 이온을 포함하는 경우에는, 이 K 이온이 글래스 속의 Na 이온과 이온교환하고, 또한 처리욕이 Na 이온 및 K 이온을 포함하는 경우에는, 이들 Na 이온 및 K 이온이, 글래스 속의 Li 이온 및 Na 이온과 각각 이온 교환한다. 이 이온 교환에 의하여, 글래스 표층부의 알칼리 금속 이온이, 보다 큰 이온 반경의 알칼리 금속 이온으로 치환되고, 글래스 표층부에 압축 응력층이 형성되어 글래스가 화학강화된다. 원료 글래스는, 우수한 이온 교환성능을 가지고 있어, 이온 교환 에 의하여 형성된 압축응력층은 깊고, 구부림저항 강도가 높기 때문에, 얻어지는 화학강화 글래스는 우수한 내파괴성을 가진다. 압축응력층의 깊이는, 적절한 구부림저항 강도가 얻어지는 정도이며, 압축응력층의 깊이는, 예를 들어 글래스 단면의 편광 현미경 관찰 등의 방법에 의하여 측정된다.
이러한 화학강화 글래스는, 상술한 구부림 물성을 가지며, 구부려도 파괴되지 않는 가요성(flexibility)을 보인다. 또한, 만곡(彎曲) 후에 응력을 제거하면, 신속하게 형상이 복원된다.
가요성 글래스 기판(1)의 두께는, 특별히 한정되지는 않지만, 300 내지 1,500㎛ 정도가 적당하다. 가요성 글래스 기판(1)의 두께가 지나치게 얇으면, 취성재료를 지지하기 위한 충분한 강도가 얻어지지 않는 경우가 있으며, 또한 지나치게 두꺼우면, 박리공정에 있어서 가요성 글래스 기판을 구부릴 수 없는 경우가 있다.
또한, 가요성 글래스 기판(1)의 직경은, 보호대상인 취성재료(3)의 직경과 동일하거나 이보다 약간 큰 것이 사용된다. 보다 구체적으로는, 가요성 글래스 기판(1)은, 보호대상인 취성재료(3)의 외경보다도, 바람직하게는 0.1 내지 5mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2mm 정도 큰 외경을 가진다. 아울러, 후술하는 바와 같이, 임시점착수단(2)을 자외선 경화형 점착제를 이용하여 구성하는 경우에는, 가요성 글래스 기판(1)은 자외선 투과성을 가지는 것이 바람직하다.
가요성 글래스 기판(1)의 최대 구부림 각도는, 동일한 재료라면 두께가 작을수록 커진다.
구조체(10)는, 상기 가요성 글래스 기판(1) 위에, 임시점착수단(2)을 통하여 취성재료(3)가 다시 박리될 수 있게 고정되어 이루어진다. 임시점착수단(2)은, 취성재료(3)를 가요성 글래스 기판(1) 위에 안정되게 지지할 수 있고, 또한 간편하게 박리할 수 있는 기능을 가진다. 임시점착수단(2)은 이러한 기능을 가지는 한 특별히 한정되지는 않고, 단층의 점착 필름이라도 좋고, 또한 도 1에 나타낸 바와 같이 양면 점착 테이프이어도 좋다. 예를 들어 임시점착수단(2)은, 약점착제로 이루어지는 단층 점착 필름이어도 좋다. 또한, 자외선 경화형 점착제로 이루어지는 단층 필름이어도 좋다. 자외선 경화형 점착제는, 자외선 조사에 의하여 점착력이 소실 또는 격감되기 때문에, 자외선 조사 전에는 취성재료(3)를 가요성 글래스 기판(1) 위에 안정되게 지지하고, 자외선 조사 후에는 용이하게 박리할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 가요성 글래스 기판(1)은, 수지판과는 달리, 투명하며 자외선 투과성을 가지기 때문에, 자외선 경화형 점착제를 사용하여도 아무런 지장은 없다.
또한, 취급 용이성 등의 관점에서, 임시점착수단(2)은 도 1에 나타낸 바와 같이 양면 점착 테이프로 이루어지는 것이 특히 바람직하다.
양면 점착 테이프(2)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 중심에 기재(21)와, 그 양측 면에 점착제 층(22), (23)이 설치된 구성으로 이루어진다. 이 경우, 중심에 배치되는 기재(21)로서는, 특별히 한정되지 아니하며, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 필름으로 이루어진다. 또한 기재(21)의 양측 면에 설치되는 점착제 층(22), (23)으로서는, 재박리가 가능하다면, 종래 공지의 점착제를 사용할 수 있다. 예를 들어 통상의 약점착제라도 좋고, 박리력을 자외선 조사에 의하여 제어할 수 있는 자외선 경화형 점착제라도 좋다.
이 기재(21)의 양측 면에 설치된 점착제 층(22), (23)은, 양쪽이 동일한 재질이어도 좋으며, 양측이 다른 재질이어도 좋다. 예를 들어 점착제 층 (22), (23) 중 어느 한쪽을 자외선 경화형 점착제로 구성하고, 다른 한쪽을 자외선 비경화성 점착제로 구성하여도 좋다. 박리시에, 취성재료(3)에 점착되는 측의 점착제 층(22)이, 가요성 글래스 기판(1) 측에 설치되는 점착제 층(23)보다도 박리력이 작게 되도록 선택되는 구성이라면, 가요성 글래스 기판(1)을 취성재료(3)로부터 박리할 때에, 양면 점착 테이프(2)가 가요성 글래스 기판(1) 측에 부착되어 잔류하며, 취성재료(3) 측에 잔존하지 않고 박리되기 때문에, 취성재료(3)로부터 양면 접착 테이프(2)를 다시 박리하는 공정이 불필요하게 된다. 한편, 가요성 글래스 기판(1)에 부착되는 측의 점착제 층(22)이, 취성재료(3) 측에 설치된 점착제 층(2)보다도 박리력이 작게 되도록 선택된 구성이라면, 가요성 글래스 기판(1)을 취성재료(3)으로부터 박리할 때에, 양면 점착 테이프(2)가 취성재료(3)의 표면에 부착되어 잔류하며, 가요성 글래스 기판(1) 측에 잔존하지 않고 박리되기 때문에, 취성재료(3)의 보호막으로서 사용할 수 있다.
구조체(10)에 있어서는, 취성재료(3) 위에, 보호 테이프 등을 추가로 접합하여, 취성재료(3)를 보강하여도 좋다.
상기 구조체(10)의 실현수단은 특별히 한정되지는 않고, 미리 임시점착수단(2)이 부착된 가요성 글래스 기판(1)에 취성재료(3)를 부착하여도 좋고, 그 반대로 하여도 좋다. 취성재료(3)가, 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼인 경우에는, 회로면 측을 임시점착수단(2)에 부착시켜, 회로면의 보호를 행한다.
다음으로, 취성재료(3)에 임의 처리를 수행한다. 이 처리는, 취성재료(3)의 용도에 따라 여러 형태로 행할 수 있고, 각종 가공처리, 또는 반송이나 보관 등도 포함한다. 예를 들어 취성재료(3)가 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼 기판인 경우에는, 가공처리로서 웨이퍼 이면에 대한 에칭 처리, 폴리싱(polishing) 처리, 스퍼터 처리, 증착처리, 연삭처리 등을 수행할 수 있다. 또한, 취성재료(3)에 행하여지는 처리가, 보관, 반송인 경우에는, 이러한 처리에 앞서, 취성재료(3) 위에, 보호 테이프 등을 추가로 접합하여, 취성재료(3)를 보강하여도 좋다.
그 후에, 상기 가요성 글래스 기판(1)을 취성재료(3)으로부터 박리한다. 박리공정에 앞서, 도 1에 나타난 바와 같이, 취성재료(3)의 변형을 방지하기 위하여, 취성재료(3) 측을 지지수단(11)에 의하여 고정한다. 지지수단(11)은, 취성재료(3)를 변형시키지 않고 지지할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어 흡착 테이블, 점착 테이블이 있고, 또한 취성재료(3)의 재질에 따라서는 전자석 등의 자성재료인 경우라도 좋다.
이러한 지지수단(11)으로 취성재료(3)를 고정하면서, 도 3, 도 7에 나타난 것처럼, 가요성 글래스 기판(1) 측을 박리한다. 그 결과, 취성재료(3)의 변형이 방지되기 때문에, 취성재료(3)의 파손이 감소한다.
본 발명에서는, 취성재료(3)를 지지하기 위하여, 가요성 글래스 기판(1)을 사용하기 때문에, 취성재료(3)를 가요성 글래스 기판(1)으로부터 박리할 때, 가요성 글래스 기판(1)을 구부려서 박리할 수 있다.
가요성 글래스 기판(1)을 구부려 박리하기 위해서는, 예를 들어 가요성 글래 스 기판(1)의 단부를 파지하고, 단부를 취성재료(30)로부터 끌어올리면서, 가요성 글래스 기판(1)의 꺾임 방향으로 이동한다. 가요성 글래스 기판(1)의 단부를 파지하는 수단은 어떠한 것이라도 무방하나, 예를 들어 도 2a의 사시도, 도 2b의 측면도에 나타내는 바와 같이, 에어실린더(31) 등에 의하여 상하 이동이 가능하도록 지지된 상부가동판(32)과, 하부삽입판(33)과, 이들을 지지하는 축(34)으로 이루어지는 박리지그(30)가 바람직하게 이용된다. 이 박리지그(30)를 사용하는 경우에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 하부삽입판(33)을 취성재료(30)와 임시점착수단(2)의 사이에 삽입하고, 상부가동판(32)을 하강시켜, 하부삽입판(33)과 상부가동판(32)으로 가요성 글래스 기판(1)의 단부를 파지한다. 그 후, 도 3에 나타내는 바와 같이, 단부를 취성재료(3)로부터 끌어올리면서, 가요성 글래스 기판(1)의 꺾임 방향으로 이동하여, 가요성 글래스 기판(1)을 구부리면서, 박리한다. 이 방법에 의하면, 임시점착수단(2)이 가요성 글래스 기판(1)과 함께 박리되기 때문에, 취성재료(3)로부터 임시점착수단(2)을 다시 박리하는 공정이 불필요하게 된다. 또한, 하부삽입판(33)을 가요성 글래스 기판(1)과 임시점착수단(2)의 사이에 삽입하여 가요성 글래스 기판(1)의 박리를 행하는 것도 바람직하다. 이 경우에, 임시점착수단(2)은, 취성재료(3) 위에 부착되어 잔류하지만, 임시점착수단(2)은 유연하기 때문에, 취성재료(3)로부터의 박리는 용이하다.
가요성 글래스 기판(1)의 박리 후에, 지지수단(11)의 지지력을 해제함으로써, 파손이나 오염이 없는 취성재료가 회수된다. 또한, 지지수단(11)의 지지력을 해제하는 데는, 예를 들어 지지수단이 흡착 테이블인 경우에는, 흡인력을 해제하면 되고, 또한, 점착 테이프인 경우에는, 이를 박리하면 된다. 자성재료의 경우에는, 전자석 등을 사용하고, 필요한 공정이 종료된 후에 통전을 정지함으로써, 지지수단의 지지력은 해제된다.
또한, 취성재료(3)가 반도체 웨이퍼인 경우에는, 지지수단(11)으로서 다이싱 시트를 사용하여도 좋다. 다이싱 시트 위에 반도체 웨이퍼를 고정하면서 가요성 글래스 기판(1)을 박리함으로써, 다이싱 시트 상의 반도체 웨이퍼가 전착된다. 따라서, 이면 연삭공정에 이어지는 다이싱 공정으로의 이행이 간편하게 행하여 진다.
특별히 다이싱 시트 상에 반도체 웨이퍼를 전착하는 경우에는, 2쌍의 링프레임, 2매의 박리용 점착시트 및 박리수단으로서의 전착장치(40)를 이용한 다음의 방법을 채용하는 것이 바람직하다.
우선, 링프레임(RF)에 팽팽하게 설치된 점착시트(AS)로 이루어진 고정지그 2벌을 준비한다. 다음으로, 상기 2벌의 고정지그로, 가요성 글래스 기판(1)과 반도체 웨이퍼(3)의 적층체를 끼워 넣는다. 이하, 반도체 웨이퍼(3) 측의 고정지그를, 제1고정지그라 칭하고, 이 지그를 구성하는 링프레임을 제1링프레임(RF1), 점착시트를 제1점착시트(AS1)라 칭한다. 마찬가지로, 가요성 글래스 기판(1) 측의 고정지그를 제2고정지그라 칭하며, 이 지그를 구성하는 링프레임을 제2링프레임(RF2), 점착시트를 제2점착시트(AS2)라 칭한다.
전착장치(40)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 회전축(41), 상기 회전축(41)에 부착된 한 쌍의 박판상 암(42), 및 피처리물을 일시적으로 고정하는 지지수단으로서의 흡착 테이블(43)로 이루어진다. 상기 2벌의 고정지그에 협지된 가요성 글래 스 기판(1)과 반도체 웨이퍼(3)의 적층체를, 상기 전착장치(40)에 장착한다. 이때, 제1고정지그 측을 흡착 테이블(43) 위에 고정한다. 이어서, 박판상 암(42)을 링프레임(RF1), (RF2)의 사이에 삽입한다. 도 4에 있어서의 A-A선 단면도를 도 5에 도시하고, 또한 도 4의 측면도를 도 6에 도시한다.
그 후, 박판상 암(42)이 연결되어 있는 회전축(41)을 회전시켜, 제1링프레임(R1)과 제2링프레임(RF2)의 간격을 이간시킨다(도 7). 그 결과, 가요성 글래스 기판(1)은, 제2고정지그의 이동에 동반하여 변형되고, 구부러지면서 반도체웨이퍼(3)의 표면으로부터 박리된다.
그 후, 반도체 웨이퍼(3)의 표면에 임시점착수단(2)이 부착되어 잔류하는 경우에는, 이를 박리제거하여, 반도체 웨이퍼(3)가 제1점착시트(AS1)상에 전착된다.
제1링프레임(RF1)에 팽팽하게 설치된 제1점착시트(AS1)상에 전착된 반도체 웨이퍼(3)는, 웨이퍼 카세트(미도시)에 수납되고, 다음 공정인 다이싱 공정 등으로 이송된다. 이 경우, 제1점착시트(AS1)는 그대로 다이싱 시트로서 사용할 수 있다. 한편, 제2고정지그에 지지된 가요성 글래스 기판(1)은 제2점착시트(AS2)로부터 박리되어, 필요에 따라 세정, 변형 제거 후, 다시 사용된다.
한편, 본 발명에 의한 취성재료의 처리방법에 관하여, 반도체 웨이퍼에 적용한 예를 주로 하여 설명하였으나, 본 발명의 구조 및 방법은, 반도체 웨이퍼 뿐만 아니라, 글래스, 세라믹 등의 각종 취성재료에 적용할 수 있다.
(실시예)
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 가요성 글래스 기판(1)의 최대 구부림 각도는, 아래와 같이 측정하였다.
도 8은, 가요성 글래스 기판의 구부림 각도의 측정방법을 나타낸 도면이다. 도 8a에 있어서, 두께 25mm×폭 200mm×길이 250mm의 목판이나 철판 등의 경질판(61A)의 위에, 두께 3mmmm×폭 200mm×길이 250mm의 고무시트나 비닐시트 등의 연질시트(62A)를 부착하였다. 같은 크기의 연질시트(62B)를 부착한 같은 크기의 경질판(61B)을 준비하고, 28mm×250mm의 면을 서로 합지하였다. 맞닿음 면의 상단을 A지점으로 하고, A지점을 기점으로 꺾여서 구부러지는 움직임이 가능하도록 A지점 부근에 경첩을 설치한다. 연질시트(62A)가 부착된 경질판(61A)은 움직이지 않도록 고정되며, 연질시트(62B)가 부착된 경질판(61B)는 A지점에서 꺾여 굽혀질 수 있다.
그리고, 두께 25mm×폭 150mm×길이 250mm의 반원기둥상 경질판(65)은, 길이 250mm의 반경 12.5mm의 반원기둥으로 제작되어 있다. 이 반원기둥 경질판(65)에 두께 3mmmm×폭 290mm×길이 250mm의 제2연질시트(66)를 도 8에 나타내는 바와 같이 부착해 둔다.
가요성 글래스 기판의 구부림 각도 측정시에는, A지점이 가요성 글래스 기판의 원중심선과 일치하도록 배치된다. 그리고, 가요성 글래스 기판이 움직이지 않도록 상기 제2점착시트(66)가 부착된 반원기둥 경질판(65)이 가요성 글래스 기판상에 압착된다. 반원기둥 경질판(65)이 가요성 글래스 기판을 압착하는 위치는, 제2연질 시트(66)의 반원기둥 최외곽부와 가요성 글래스 기판의 원 중심선이 일치하는 위치이다.
다음으로 도 8b에 나타내는 바와 같이 연질시트(62B)가 부착된 경질판(61B)이 화살표(67) 방향으로, A지점을 기점으로하여 천천히 회전한다. 가요성 글래스 기판은 제2연질시트(66)가 부착된 반원기둥 경질판(65)의 하부 반원기둥의 원호를 따라 구부려진다. 화살표(67)의 방향으로 회전하는 각도는, 구부림 각도로 약 초당 1°로 행한다. 구부림 각도는, 연질시트(62A)의 상면과 연질시트(62B)의 상면과의 각도(69)로 나타내었다. 그리고, 최대 구부림 각도는, 가요성 글래스 기판이 화살표(67) 방향으로 점점 밀어올려져서, 부서지는 때의 각도로 하였다. 연질시트(62A)의 상면과 연질시트(62B)의 상면과의 각도(69)는, 분도기를 사용하여 1°단위로 계측하였다.
또한, 지지성, 박리성의 평가는, 아래와 같이 수행하였다.
(1) 지지성
양면 점착 테이프를 통하여 소정의 가요성 글래스 기판과 취성재료로서의 8인치 실리콘 웨이퍼(두께 720㎛)를 적층하였다. 이어서, 웨이퍼 이면 연삭기(가부시키가이샤 디스코사 제품, DFG-840)를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 두께가 50㎛가 될 때까지 연삭을 수행하여, 구조체를 형성하였다. 평활한 판상에 높이 50mm, 직경 50mm의 원기둥상의 지지대를 두고, 아울러 그 지지대 상에 연삭한 실리콘 웨이퍼를 가요성 글래스 기판 측을 밑으로 하여, 웨이퍼의 중심과 지지대의 중심이 일치하도록 위치시켰다. 평활한 판으로부터 가요성 글래스 기판의 에지부까지의 거리를 정 규 측정하여, 49mm 내지 51mm라면 양호, 그 외라면 불량으로 판단하였다.
(2) 박리성
도 3 또는 도 7에 나타내는 박리수단을 이용하여 가요성 글래스 기판의 박리를 행하였다. 반도체 웨이퍼 측을 파손, 오염하지 않고 박리할 수 있는 것을 양호로, 반도체 웨이퍼를 박리할 수 없거나, 웨이퍼의 파손, 오염이 있는 경우를 불량으로 판단하였다.
(실시예 1)
(양면 점착 테이프의 제조)
점착제 A 및 B로서, 아래의 점착제를 준비하였다.
점착제 A: 2-에틸헥실아크릴레이트 85중량부, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 15중량부로 이루어지는 중량 평균 분자량 400,000의 공중합체 100중량부와, 트릴렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판의 부가물로 이루어지는 가교제 9.4중량부를 배합한 점착제.
점착제 B: 부틸아크릴레이트 80중량부, 메틸메타크릴레이트 10중량부, 2-하이드록시에틸아크릴레이트 5중량부로 이루어지는 중량 평균 분자량 500,000의 공중합체 100중량부와 트릴렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판의 부가물로 이루어지는 가교제 0.9중량부를 배합한 점착제.
두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 롤 코터를 이용하여 점착제 A를 건조 두께 20㎛가 되도록 도포 건조하고, 박리필름과 라미네이트하였다. 이어서, 별도의 박리필름에 점착제 B를 건조두께 20㎛가 되도록 도포 건조하고, PET의 점착제 A를 도포한 면의 반대면에 라미네이트하여 양면 점착 시트를 얻었다.
(가요성 글래스 기판의 제조)
63중량%의 SiO2, 14중량%의 Al2O3, 6중량%의 Li2O, 10중량%의 Na2O, 및 10중량%의 ZrO2의 조성비로 이루어진 원료 글래스 혼합물을 1,500 내지 1,600℃에서 5시간 가열용융한 다음, 철판상에 흘려 부어서 프레스를 하여 글래스판을 얻었다. 다음으로 소망하는 크기로 가공·연마하고, 외경 201mm, 두께 0.5mm의 원형 글래스판을 얻었다. 이어서, 글래스판을 360℃의 KNO3: 60%, NaNO3: 40%의 혼염용융액에 3시간 침지하고, 글래스판 표면부의 이온 교환을 수행하여, 압축응력층이 100㎛인 화학강화된 가요성 글래스 기판을 얻었다. 이 글래스의 최대 구부림 각도는, 약 40도였다.
(구조체의 형성)
양면의 박리 필름을 벗겨낸 양면 점착시트를 개재하여 가요성 글래스 기판 A와 두께 720㎛의 8인치 실리콘 웨이퍼를 진공하에서 적층하였다. 그 후, 웨이퍼 표면 연삭기(가부시키가이샤 디스코사 제품 DFG-840)를 이용하여 실리콘 웨이퍼의 두께가 50㎛가 될 때까지 연삭을 행하고, 도 3에 도시된 박리수단을 이용하여 가요성 글래스 기판 A의 박리를 행하였다. 이 구조체의 지지성과 박리성의 평가를 행하였다. 지지성, 박리성 모두 양호하였다.
(실시예 2)
도 7에 도시된 박리수단을 이용하여 가요성 글래스 기판의 박리를 행한 이외 에는 실시예 1과 동일한 조작을 행하였다. 지지성, 박리성 모두 양호하였다.
(실시예 3)
(가요성 글래스 기판의 제조)
실시예 1과 같은 조성비로 이루어진 원료 글래스 혼합물을 1,500 내지 1,600℃로 5시간 가열용융한 후, 철판상에 흘려 부어서 프레스를 하여 글래스판을 얻었다. 다음으로 소망하는 크기로 가공·연마하고, 외경 201mm, 두께 1mm의 원형 글래스판을 얻었다. 이어서, 글래스판을 360℃의 KNO3: 60%, NaNO3: 40%의 혼염용융액에 3시간 침지하고, 글래스판 표면부의 이온 교환을 수행하여, 압축응력층이 100㎛인 화학강화된 가요성 글래스 기판 B을 얻었다. 이 글래스의 최대 구부림 각도는, 약 32도였다. 도 7에 도시된 박리수단을 이용하여 가요성 글래스 기판 B의 박리를 행한 이외에는 실시예 2와 동일한 조작을 행하였다. 지지성, 박리성 모두 양호하였다.
[산업상 이용가능성]
본 발명에 있어서는, 가요성 글래스 기판에 취성재료를 고정하여 보호하기 때문에, 취성재료의 반송·보관·가공시에 있어서 취성재료를 변형시키지 않고 지지할 수 있다. 또한, 종래의 경질 글래스와 달리, 본 발명에서 사용하는 가요성 글래스 기판은 구부러질 수 있기 때문에, 취성재료로부터 가요성 글래스 기판을 박리 할 때, 취성재료를 변형시키지 않고, 가요성 글래스 기판 측을 변형시켜서 박리할 수 있기 때문에, 취성재료의 파괴를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 취성재료의 처리방법의 일 공정을 나타낸 도면
도 2는 박리수단의 일태양을 나타낸 도면
도 3은 박리수단을 이용하여 가요성 글래스 기판을 박리하는 공정을 나타낸 도면
도 4는 다른 태양에 의한 박리수단을 이용하여 가요성 글래스 기판을 박리하는 공정을 나타낸 도면
도 5는 도 4의 A-A 선 단면도
도 6은 도 4의 측면도
도 7은 다른 태양에 의한 박리수단을 이용하여 가요성 글래스 기판을 박리하는 공정을 나타낸 도면
도 8은 가요성 글래스 기판의 구부림 각도의 측정방법을 나타낸 도면
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 가요성 글래스 기판 2: 양면 점착 테이프(임시점착수단)
21: 기재 22, 23: 점착제 층
3: 취성재료 10: 구조체
11: 지지수단 30: 박리수단
31: 에어실린더 32: 상부가동판
33: 하부삽입판 34: 축
40: 전착장치 (다른 박리수단)
41: 회전축 42: 박판상 암
43: 흡착 테이블 61A, 61B: 경질판
62A, 62B: 연질시트 65: 반원기둥 경질판
66: 제2연질시트 69: 각도

Claims (7)

  1. 가요성 글래스 기판상에, 취성재료를 다시 박리할 수 있도록 고정하는 공정;
    상기 취성재료에 처리를 행하는 공정;
    상기 취성재료 측을 지지수단에 의하여 고정하는 공정, 및;
    상기 가요성 글래스 기판을 구부려 취성재료로부터 박리하는 공정을 포함하는 취성재료의 처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 글래스 기판의 외경은, 상기 취성재료의 외경과 동일하거나 그보다 큰 취성재료의 처리방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 글래스 기판은, 30도 이상 구부러지는 취성재료의 처리방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 박리공정은, 상기 가요성 글래스 기판의 단부를 파지하고, 상기 단부를 상기 취성재료로부터 끌어올리면서, 상기 가요성 글래스 기판의 꺾임 방향으로 이동하여 박리하는 취성재료의 처리방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 박리공정은, 제1링프레임에 팽팽하게 설치된 제1점착시트를 상기 취성재료에 부착하고, 제2링프레임에 팽팽하게 설치된 제2점착시트를 상기 가요성 글래스 기판에 부착한 후,
    상기 제1점착시트 측을 흡착 테이블 상에 고정시키고,
    상기 제1링프레임과 상기 제2링프레임의 간격을 이간시켜, 상기 제2점착시트에 부착된 상기 가요성 글래스 기판을 구부리면서 상기 취성재료의 표면으로부터 박리하는 취성재료의 처리방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 취성재료는, 반도체 웨이퍼인 취성재료의 처리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 취성재료에 행하여지는 처리는, 상기 반도체 웨이퍼의 이면 연삭인 취성재료의 처리방법.
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