KR20130040591A - 점착제 조성물, 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 및 그 제조방법 및 장치 - Google Patents

점착제 조성물, 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 및 그 제조방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 점착제 조성물, 및 그로부터 형성된 점착층을 포함하며 반도체 제조 공정 중에 사용되는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 및 그 제조방법과 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, -40 ~ 20℃의 유리전이온도 및 500,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 갖는 아크릴 점착제, 자외선 경화형 아크릴레이트, 광개시제 및 열경화제를 포함하는 점착제 조성물, 및 이 점착제 조성물 층을 연속적으로 열 경화 및 자외선 경화하여 얻어지는 점착층을 포함하는, 장기 점착력 안정성 및 픽업성이 우수한 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프, 그리고 그 다이싱 테이프를 제조하는 방법 및 그에 사용되는 장치에 관한 것이다.

Description

점착제 조성물, 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 및 그 제조방법 및 장치{ADHESIVE COMPOSITION, DICING TAPE FOR SEMICONDUCTOR WAFER AND METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 점착제 조성물, 및 그로부터 형성된 점착층을 포함하며 반도체 제조 공정 중에 사용되는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 및 그 제조방법과 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, -40 ~ 20℃의 유리전이온도 및 500,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 공중합체, 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물, 광개시제 및 열경화제를 포함하는 점착제 조성물, 및 이 점착제 조성물 층을 인-라인(in-line)으로 연속하여 열 경화 및 자외선 경화시켜 얻어지는 점착층을 포함하는, 장기 점착력 안정성 및 픽업성이 우수한 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프, 그리고 그 다이싱 테이프를 제조하는 방법 및 그에 사용되는 장치에 관한 것이다.
반도체 제조공정에 있어서, 다이싱 테이프가 웨이퍼에 마운팅(mounting)된 후 개별 칩의 크기로 절단하는 공정인 다이싱(Dicing) 공정이 진행되고, 이어서 절단된 각각의 칩을 픽업(pick-up)하여 PCB 기판이나 리드 프레임(Lead Frame) 기판에 내장하는 패키징 공정이 진행된다.
이러한 다이싱 및 패키징 공정에 있어서는, 다이싱 공정시 웨이퍼 패턴 뒷면에 부착된 다이싱 테이프에 의한 칩핑(chipping) 및 수침이 없어야 한다. 또한, 픽업 공정시 자외선 경화에 의해 다이싱 테이프의 점착층과 웨이퍼 칩 계면 사이의 박리력이 감소되어야 적은 힘으로도 칩과의 탈착이 가능하게 된다.
일부 다이싱 테이프의 경우 픽업 공정시 자외선 경화 공정을 필요로 하지 않아 전체 반도체 제조공정이 간소해지는 이점이 있다. 하지만 이러한 다이싱 테이프는 칩의 손상이 쉬운 두께 200㎛ 이하의 박막 웨이퍼를 사용하는 공정에는 적절치 못하다.
종래 사용되어온 다이싱 테이프는 일반적으로 웨이퍼 두께 150~250 ㎛ 수준에 적용되었다. 하지만 칩의 두께가 50~100 ㎛ 수준으로 됨에 따라, 픽업 능력이 보다 개선된 다이싱 테이프가 요구되고 있다.
기존의 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프의 작업성을 개선하기 위해 다이싱 테이프의 점착층을 다중 구조로 하는 방법이 대한민국 공개특허 제2005-0016168호에 제안되어 있다. 그러나 이 기술과 같이 다이싱 테이프 구조에서 기재 필름과 점착층 사이에 1층 이상의 중간층을 형성하는 방식은 기본적으로 작업 시간과 재료비, 인건비 등을 증가시킬 뿐만 아니라 불량 발생률이 높아지는 문제가 있다. 또한, 코팅을 두 번 실시함으로써 많은 시간이 소요되고, 1차 코팅시 리와인딩(rewinding) 과정에서 중간층과 기재 사이가 완벽하게 결합되지 않고, 기재 배면에 코팅면이 전이되는 문제점이 있다.
따라서, 작업성이 우수하고, 다이싱 공정에서는 양호한 점착력을 나타내며, 픽업공정시 픽업 불량이 발생되지 않도록 점착층에 탄성 모듈러스가 부여될 수 있는 점착제 조성물 및 다이싱 테이프의 개발이 요청되고 있다.
대한민국 공개특허 제2005-0016168호
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 픽업 능력 및 내구성이 향상되고 작업성이 우수한 점착제 조성물, 및 그로부터 형성된 점착층을 갖는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 및 그 제조방법과 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, -40 ~ 20℃의 유리전이온도 및 500,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 공중합체, 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물, 광개시제 및 열경화제를 포함하는 점착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기재 필름, 점착층 및 이형 필름을 포함하며, 상기 점착층은 -40 ~ 20℃의 유리전이온도 및 500,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 공중합체, 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물, 광개시제 및 열경화제를 포함하는 점착제 조성물 층을 인-라인(in-line)으로 연속하여 열 경화 및 자외선 경화시켜 얻어진 것임을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (1) -40 ~ 20℃의 유리전이온도 및 500,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 공중합체, 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물, 광개시제 및 열경화제를 포함하는 점착제 조성물의 층을 제1필름 위에 형성하는 단계; (2) 상기 점착제 조성물 층을 열 경화시키는 단계; (3) 상기 열 경화된 점착제 조성물 층을 연속하여 인-라인(in-line)으로 자외선 경화시키는 단계; 및 (4) 상기 자외선 경화된 점착제 조성물 층을 제2필름과 합지시키는 단계;를 포함하는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 롤(Roll) 방식으로 일렬로 배치되어 연결된 언와인더, 코팅 헤드, 열 경화용 챔버, 자외선 경화기 및 리와인더를 포함하며, 상기 언와인더는 상기 코팅 헤드에 제1필름을 제공하고; 상기 코팅 헤드는 제공된 필름 상에 점착제 조성물 층을 도포하며; 상기 열 경화용 챔버는 상기 점착제 조성물 층을 열 경화시키고; 상기 자외선 경화기는 상기 열 경화된 점착제 조성물 층을 자외선 경화시키며; 상기 리와인더는 상기 자외선 경화된 점착제 조성물 층을 제2필름과 합지시키는 것을 특징으로 하는, 인라인(In-line) 방식 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 다이싱 테이프는 반도체 제조공정 중 웨이퍼를 개별 칩으로 절삭하는 다이싱 공정에서 물에 의한 침투 및 보푸라기 등의 발생을 방지하며, 픽업 공정에서 우수한 픽업 능력을 나타내고, 반도체 웨이퍼 칩 사이즈에 상관없이 우수한 내구성과 모듈러스를 지니며, 반도체 칩의 손상과 잔여물에 의한 회로면 오염을 최소화시키는 효과를 가진다. 본 발명의 다이싱 테이프는 두께 100㎛ 이하의 웨이퍼를 사용한 반도체 제조공정에서 특히 적합하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다이싱 테이프의 일 구체예의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 다이싱 테이프 제조장치의 일 구체예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
A. 점착제 조성물
본 발명의 점착제 조성물은, -40 ~ 20℃의 유리전이온도 및 500,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 공중합체, 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물, 광개시제 및 열경화제를 포함한다.
본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 -30℃ 미만이면 다이싱 테이프의 점착층의 결합력이 낮아져 코팅시 기재필름과의 부착력이 부족하게 된다. 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 20℃를 초과하면 용제(solvent)에 대한 용해도가 떨어져 점착 조성물 코팅시 겔(gel) 발생 등의 문제가 있다. 또한 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량이 500,000 미만이어도 다이싱 테이프의 점착층의 결합력이 낮아져 코팅시 기재필름과의 부착력이 부족하게 되고, 반대로 그 중량평균분자량이 2,000,000를 초과하여도 용제에 대한 용해도가 떨어져 점착 조성물 코팅시 겔 발생 등의 문제가 있다.
본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 아크릴계 공중합체는 바람직하게는 중합단위로 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 하이드록시 에틸메타크릴레이트 등으로부터 선택되는 2종 이상의 단량체를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 구체예에 따르면, 아크릴계 공중합체로서 부틸아크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체가 사용된다. 이 경우, 유리전이온도가 낮은 모노머인 부틸아크릴레이트의 양이 증가할수록 연질이면서 점착력 향상에 효과가 있고, 유리전이온도가 높은 메틸메타크릴레이트의 양이 증가할수록 점착층의 응집력이 향상이 되므로, 양자의 사용비율이 적절하게 조절되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 아크릴 모노머의 조성으로서, 모노머 총 100중량%에 대하여 부틸아크릴레이트 70~90중량% 및 메틸메타크릴레이트 10~30중량%를 사용하면 상기한 목표 유리전이온도를 달성할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물은 자외선에 의해 경화될 수 있는 탄소-탄소 이중결합을 가지며, 바람직하게는 반응성기, 예컨대, 히드록실기, 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 관능기를 분자 내에 가진다. 이러한 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물로는, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타디에리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에스테르 아크릴레이트계 올리고머 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 이러한 저분자량의 아크릴레이트 화합물은 픽업 공정후 자외선 경화시 점착층과 칩 사이의 점착력을 현저하게 낮추어 칩의 탈착이 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, 또한 저분자량이 가지는 고유의 성질인 유동성으로 인해 초기 점착력을 높이는 역할을 하기도 한다.
본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물의 양은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 바람직하게는 30 ~ 150 중량부, 보다 더 바람직하게는 50 ~ 100 중량부이다. 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물의 양이 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 30 중량부 미만이면 사용효과가 충분치 않을 수 있으며, 150 중량부를 초과하면 점착층의 모듈러스가 지나치게 낮아져 다이싱 테이프의 점착층이 웨이퍼에 부착될 경우 시간 경과에 따라 점착층의 마이그레이션(migration) 발생하고, 이에 따라 제품의 신뢰성에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 광개시제로 바람직하게는, 하이드록시 알킬페논계 광개시제(예컨대, 하이드록시 사이클로헥실-페닐 케톤), 포스핀 옥사이드계 광개시제, 벤조페놀계 광개시제 등이 단독으로 또는 혼합되어 사용된다. 본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 광개시제의 양은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 바람직하게는 0.1 ~ 10 중량부, 보다 더 바람직하게는 0.2 ~ 5 중량부이다. 광개시제의 양이 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 0.1 중량부 미만이면 광경화 시 개시 반응의 양이 적어 가교밀도가 떨어지는 문제가 있을 수 있으며, 10 중량부를 초과하면 미반응된 개시제로 인해 부가반응이 발생될 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 열경화제로 바람직하게는, 디이소시아네이트계 경화제(예컨대, 헥사메틸렌 디이소시아네이트), 멜라민계 열경화제, 에폭시계 열경화제 등이 단독으로 또는 혼합되어 사용된다. 본 발명의 점착제 조성물에 포함되는 열경화제의 양은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 바람직하게는 0.1 ~ 5 중량부이다. 열경화제의 양이 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 0.1 중량부 미만이면 점착물의 응집력이 부족하여 웨이퍼에 부착시 점착층이 피착면에 전이가 되는 문제가 있을 수 있으며, 5 중량부를 초과하면 과경화 되어 감압점착특성을 부여하지 못하며 미반응된 관능기가 수분과 반응하여 신뢰성에 대한 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물에는 상기한 성분들 이외에 용제(예컨대 에틸 아세테이트, 톨루엔, 메틸에틸케톤)가 더 함유될 수 있으며, 그 밖에 필요에 따라 아크릴계 점착제 조성물의 제조에 통상 사용되는 첨가제 성분들, 예컨대 경화촉진제, 분산제 등이 더 포함될 수 있다. 본 발명의 점착제 조성물 제조방법에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 중합체 조성물 제조 방법에 따라 통상의 장비를 사용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 아크릴계 공중합체와 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물을 용제와 함께 균일하게 혼합한 후, 광개시제, 열경화제 및 기타 임의성분들을 투입하고 추가혼합하는 방식으로 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
B. 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프
본 발명의 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프는 기재 필름, 점착층 및 이형 필름을 포함하며, 여기에서 점착층이, 앞서 설명한 본 발명의 점착제 조성물 층을 인-라인(in-line)으로 연속하여 열 경화 및 자외선 경화시켜 얻어진 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 다이싱 테이프에 포함되는 기재 필름으로는, 폴리올레핀(PO) 필름 또는 폴리염화비닐(PVC) 필름이 사용될 수 있다. 폴리올레핀 필름의 예로는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA)등의 열가소성 수지를 단독으로 또는 혼합 사용하여 제조된 필름을 들 수 있다. 또한, 기재 필름의 재료로는 유리전이온도가 60 ~ 250℃이고, 열수축율이 4% 이하인 것이 적합하다.
폴리올레핀(PO)계 기재 필름의 경우, 웨이퍼가 점점 박형화에 따라 다이싱 공정시 버(Burr)가 발생되어 작업성에 문제가 있을 수 있으며, 이는 폴리염화비닐(PVC) 필름을 사용함으로써 해결될 수 있다. 하지만 폴리염화비닐 필름에는 연화를 위하여 가소제가 함유되어 있는데, 이 가소제 때문에 점착제 코팅시 전이가 발생되어 시간 경과에 따른 픽업 불량이 가속화될 수 있다. 그러나 본 발명에서는 다이싱 테이프의 제조시 점착층을 인라인(in-line)으로 2번에 걸쳐 경화시킴으로써 픽업성을 향상시키므로, 폴리염화비닐 기재필름을 사용하더라도 상기한 바와 같은 문제점이 발생하지 않는다.
기재 필름은 인장강도 1.0 kg/mm2 이상 (보다 바람직하게는 1.5 kg/mm2 이상), 인장신율 100% 이상(보다 바람직하게는 200% 이상) 및 광투과율 80% 이상의 물성을 갖는 것이 바람직하다. 또한 기재 필름은 픽업 공정시 필요한 수준으로 확장(expanding)될 수 있도록 1축 또는 2축으로 연신처리된 것이 바람직하다. 기재 필름의 표면은 기재와의 밀착성을 증가시키기 위해 매트(Matt) 처리, 코로나(Corona) 처리, 프라이머(Primer) 처리 등에 의해 물리적 또는 화학적으로 처리된 것이 바람직하다.
기재 필름의 두께는 바람직하게는 30 ~ 200㎛, 보다 바람직하게는 50 ~ 150㎛이다. 기재 필름 두께가 30㎛ 미만이면 픽업을 위한 확장공정에서 파단될 수 있어 작업성이 불량해지며, 자외선 조사시 발생하는 열에 의해 쉽게 점착테이프의 변형이 일어날 수 있다. 또한, 기재 필름 두께가 200㎛를 초과하면 픽업 공정에서 확장에 어려움이 발생되어 픽업 불량을 야기할 수 있다.
본 발명의 다이싱 테이프에 포함되는 점착층은 앞서 설명한 본 발명의 점착제 조성물 층을 인-라인(in-line)으로 연속하여 열 경화 및 자외선 경화시켜 얻어진 것이다. 인-라인 열 경화 및 자외선 경화 방법의 구체예에 대해서는 후술하는 다이싱 테이프 제조방법에서 자세히 설명한다.
본 발명의 점착제 조성물 층이 1차경화인 열경화를 거치게 되면 180° 박리력이 100~300gf/25mm인 점착력을 갖는 감압점착성을 나타내게 되고, 이로써 웨이퍼의 다이싱 공정시 필요한 유동성이 점착층에 부여된다. 이어서 2차경화인 자외선 경화를 거치면서 점착층이 필요한 모듈러스, 내열성, 내구성 등의 특성을 갖게 되고, 이에 의해 픽업 공정시 우수한 픽업능력을 나타내게 된다. 2차 경화인 자외선 경화는, 점착층 내 겔 분율이 10 ~ 30% 수준이 되도록 진행되는 것이 바람직하다. 2차 경화인 자외선 경화가 불충분하여 겔 분율이 10중량%에 못미치면, 점착층의 모듈러스 및 가교도가 낮아져, 응집력이 떨어지게 된다. 반대로 자외선 경화가 지나쳐서 겔 분율이 30%를 초과하면, 점착층의 점착성능이 현저하게 떨어져서 웨이퍼에 부착시 기포 발생 및 칩 플라잉(Chip flying)이 발생할 우려가 있다.
바람직하게, 상기 점착층은 절단 공정시 필요한 자외선 경화 전 점착력은 50 ~ 250gf/25mm, 픽업 공정시 필요한 자외선 경화 후 점착력은 5 ~ 20gf/25mm의 특성을 가진다.
상기 점착층의 모듈러스는 1 ~ 800Mpa인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ~ 500Mpa이다. 점착층의 모듈러스가 1Mpa 미만이면 픽업성 및 내구성이 저하되기 쉽고, 800Mpa를 초과하면 점착층의 응집력이 지나치게 높아져서 작업성이 오히려 나빠질 수 있다. 점착층의 모듈러스가 상기 범위 내일 경우 반도체 공정 안에서 다이싱 테이프를 적용할 때 점착층이 적절한 모듈러스와 유동성을 동시에 가지게 되어, 웨이퍼 마운팅(mounting)시 기포가 발생되지 않으며, 웨이퍼 절삭시 물에 의한 칩 이탈을 방지할 수 있는 등, 웨이퍼 가공시 작업성에 있어서 보다 유리하다.
바람직하게는, 상기 점착층 두께는 5 ~ 30 ㎛이다. 점착층 두께가 5㎛ 미만이면 웨이퍼 마운팅시 부착성의 문제가 있을 수 있고, 30㎛를 초과하면 코팅공정 시 용제에 의한 마이크로 버블이 발생될 수 있고, 또한 점착층의 모듈러스가 저하되어 픽업 불량이 발생되는 문제가 있을 수 있다. 바람직하게, 상기 점착층은 단일층 구조를 갖는다.
본 발명의 다이싱 테이프에 포함되는 이형 필름으로는, 실리콘계, 불소계등의 재질의 필름이 사용될 수 있다. 이형 필름은 바람직하게는 이형력이 30g/25mm이하의 물성을 갖는다. 바람직한 이형 필름의 두께는 10 내지 100 ㎛인데, 이형 필름 두께가 10㎛ 미만이면 열에 의해 필름의 변형 문제가 있을 수 있고, 100㎛를 초과하면 코팅 공정 시 장력이 과하게 걸려 완제품이 와인딩되기 어려운 문제가 있을 수 있다.
C. 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조방법 및 장치
앞서 설명한 본 발명의 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프는, 바람직하게는, (1) 앞서 설명한 본 발명의 점착제 조성물의 층을 제1필름 위에 형성하는 단계; (2) 상기 점착제 조성물 층을 열 경화시키는 단계; (3) 상기 열 경화된 점착제 조성물 층을 연속하여 인-라인(in-line)으로 자외선 경화시키는 단계; 및 (4) 상기 자외선 경화된 점착제 조성물 층을 제2필름과 합지시키는 단계;를 거쳐 제조될 수 있다.
또한 상기한 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조방법은, 바람직하게는, 롤(Roll) 방식으로 일렬로 배치되어 연결된 언와인더(unwinder), 코팅 헤드, 열 경화용 챔버, 자외선 경화기 및 리와인더(rewinder)를 포함하며, 상기 언와인더는 상기 코팅 헤드에 제1필름을 제공하고; 상기 코팅 헤드는 제공된 필름 상에 점착제 조성물 층을 도포하며; 상기 열 경화용 챔버는 상기 점착제 조성물 층을 열 경화시키고; 상기 자외선 경화기는 상기 열 경화된 점착제 조성물 층을 자외선 경화시키며; 상기 리와인더는 상기 자외선 경화된 점착제 조성물 층을 제2필름과 합지시키는 것을 특징으로 하는, 인라인(in-line) 방식 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조 장치를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서는 상기 제1필름이 앞서 설명한 이형 필름이고, 제2필름이 앞서 설명한 기재 필름이다. 본 발명의 다른 구체예에 따르면, 상기 제1필름이 앞서 설명한 기재 필름이고, 제2필름이 앞서 설명한 이형 필름이다.
제1필름 위에 점착제 조성물의 층을 형성하는 방법으로는 직접 코팅이 사용될 수도 있고, 다른 필름 상에 조성물을 코팅하고 건조한 후 제1필름 위에 코팅층을 전사하는 전사코팅 방식이 사용될 수도 있다. 조성물 코팅 방법으로는 슬롯 다이(Slot die) 코팅, 그라비아(Gravure) 코팅, 콤마(Comma) 코팅, 롤 리버스(Roll reverse) 코팅, 립(Rip) 코팅 등과 같이 도막을 형성시킬 수 있는 방법이면 어떤 방식이든 제한없이 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 구체예에서는 슬롯 다이를 사용하는 전사 코팅 방식에 의해 제1필름 위에 점착제 조성물의 층을 형성한다. 제1필름의 공급은 언와인더에 의해 수행될 수 있다.
점착제 조성물 층을 열 경화는 통상 열 경화용 챔버 내에서 열풍에 의해 진행되며, 열 경화된 점착제 조성물 층은 연속하여 인-라인(in-line)으로 자외선 경화기를 거치며 자외선 경화된다. 앞서 설명한 바와 같이, 2차 경화인 자외선 경화는 점착층 내 겔 분율이 10 ~ 30중량% 수준이 되도록 진행되는 것이 바람직하다.
자외선 경화기를 빠져나온 점착층을 제2필름과 합지(lamination)시킴으로써 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프의 제조가 완료된다. 점착층과 제2필름과의 합지는 리와인더에 의해 와인딩함으로써 수행될 수 있다.
도 2를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 다이싱 테이프 제조장치의 일 구체예의 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로, 도시된 장치는 롤(Roll) 방식으로 일렬로 배치되어 연결된 언와인더(4), 코팅 헤드(5), 열 경화용 챔버(6), 자외선 경화기(7) 및 리와인더(8)를 구비한다.
언와인더(4)는 코팅 헤드(5)에 제1필름(예컨대, 이형 필름)을 제공한다. 제1필름은 도시된 장치에서 다수의 가이드 롤(Guide Roll)을 경유할 수 있다. 제공된 제1필름은 코팅 헤드(5) 방향으로 진행되고, 코팅 헤드(5)는 제1필름 상에 점착제 조성물 층을 도포한다. 슬롯 다이 방식의 코팅 헤드가 사용될 수 있다. 표면 상에 도포된 점착제 조성물 층을 갖는 제1필름은 이어서 열 경화용 챔버(6)로 이동하고, 여기서 점착제 조성물 층이 열풍에 의해 건조 및 경화된다. 열 경화용 챔버(6)는 코팅 헤드(5)와 자외선 경화기(7) 사이에서 이동 가능하도록 배치되고, 챔버 안에서 급기 및 배기를 통해 점착층을 건조 및 경화시킨다. 또한, 열 경화용 챔버(6)는 표면 상에 도포된 점착제 조성물 층을 갖는 제1필름의 정전기를 제전하는 이오나이저(Ionizer)를 추가로 포함할 수도 있다. 열 경화용 챔버(6)를 통과한, 열 경화된 점착제 조성물 층을 갖는 제1필름은 이어서 바로 자외선 경화기(7)로 이동하고, 여기서 2차로 자외선 경화를 진행한다. 이 때, 점착층에 포함된 개시제 및/또는 경화제 함량을 고려하여, 자외선 조사 조건으로서 조사 시간, 높이, 강도, 광량 등을 적절히 조절하여 원하는 모듈러스 값을 구현할 수 있다. 자외선 경화가 끝난 후 리와인더(8)에서 자외선 경화된 점착제 조성물 층을 제2필름과 합지시켜 와인딩함으로써 최종 다이싱 테이프 제품이 롤 형태로 얻어진다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
아크릴계 공중합체 합성예 1
온도계 및 냉각기가 구비된 4구 플라스크에 질소분위기 하에서 에틸아세테이트와 톨루엔을 각각 260g 및 180g 투입하고 80℃로 승온하였다. 여기에 모노머로서 메틸 메타크릴레이트 90g, 부틸 메타크릴레이트 200g, 에틸 아크릴레이트 25g, 에틸헥실 아크릴레이트 60g 및 하이드록시 에틸메타크릴레이트 25g와 개시제로서 터셔리부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 12g으로 구성된 혼합물을 3시간에 걸쳐서 적하하고, 결과 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 유지하여 반응시켰다. 추가로 터셔리부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 1g을 톨루엔 7.5g에 용해시킨 혼합액을 10분간 적하하고, 결과 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 유지하여 반응시켰다. 수득한 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 100만이었고, 유리전이온도는 10℃이었으며, 산가가 0.1mg KOH/g 미만이었고, 점도는 5000~10000cps 범위 내였다.
아크릴계 공중합체 합성예 2
모노머로서 메틸 메타크릴레이트 113g, 부틸 메타크릴레이트 63g, 에틸 아크릴레이트 63g, 에틸헥실 아크릴레이트 214g 및 하이드록시에틸메타크릴레이트 28g을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 제조된 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 50만이었고, 유리전이온도는 -10℃이었으며, 산가가 0.1mg KOH/g 미만이었고, 점도는 5000~10000cps 범위 내였다.
아크릴계 공중합체 합성예 3
온도계 및 냉각기가 구비된 4구 플라스크에 질소분위기 하에서 유기용매인 에틸아세테이트 260g, 톨루엔 180g을 각각 투입후 플라스크 용액 온도를 100℃로 승온하였다. 여기에, 모노머로서 메틸메타크릴레이트 93g, 부틸아크릴레이트모노머 156g, 이소프로필메타아크릴레이트 271g, 하이드록시에틸메타크릴레이트 80g 및 아크릴산 31g과 개시제로서 터셔리부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 3.0g의 혼합액을 드롭핑 펀넬을 사용하여 100℃에서 3시간동안 적하하여 중량평균분자량이 20만이고, 유리전이온도가 -42℃인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
실시예 1
합성예 1에서 제조된 아크릴계 공중합체 100 중량부, 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물로서 미원상사의 제품인 에스테르 아크릴레이트계 올리고머인 Miramer PS610(미원 스페셜티 케미칼) 50 중량부 및 용제로서 에틸 아세테이트 40 중량부를 혼합하고, 10분간 교반하였다. 그 후 열경화제로서 헥사메틸렌 디이소시아네이트 3 중량부 및 광개시제로서 하이드록시 사이클로헥실-페닐 케톤 1 중량부를 투입하고, 30분 동안 교반하여 점착제 조성물을 수득하였다.
도 2에 도시한 바와 같은 구성의 장치를 사용하여, 제조된 점착제 조성물을 두께가 38㎛인 실리콘계 이형 필름에 도포한 후, 열 경화 챔버 내에서 100℃에서 2분간 열풍으로 건조 및 경화시키고, 이어서 바로 자외선 경화기를 통해 2차 경화한 후, PVC 기재 필름과 합지하고 40℃에서 72시간 숙성하여, 점착층의 두께가 10㎛인 다이싱 테이프를 제조하였다.
실시예 2
합성예 2에서 제조된 아크릴계 공중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 점착층의 두께가 10㎛인 다이싱 테이프를 제조하였다.
비교예 1
2차 자외선 경화를 진행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 점착층의 두께가 10㎛인 다이싱 테이프를 제조하였다.
비교예 2
2차 자외선 경화를 진행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 점착층의 두께가 10㎛인 다이싱 테이프를 제조하였다.
비교예 3
합성예 3에서 제조된 아크릴계 공중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 점착층의 두께가 10㎛인 다이싱 테이프를 제조하였다.
비교예 4
합성예 3에서 제조된 아크릴계 공중합체를 사용하고, 2차 자외선 경화를 진행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 점착층의 두께가 10㎛인 다이싱 테이프를 제조하였다.
시험예 1: 점착력 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 다이싱 테이프의 점착력을 평가하였다. 평가는 JIS Z 0237 규격 및 KS T 1028 규격(점착 테이프 시험방법)에 의거하여 만능시험기를 사용하여 180°박리력을 측정함으로써 수행되었다. 점착력 평가를 위해 실시예 및 비교예의 다이싱 테이프를 길이 100mm, 폭 25mm로 절단한 후, 상온에서 2Kg의 압력 및 300mm/분의 속도로 1회 왕복하여 피착제인 반도체 웨이퍼에 부착하였고, 30분 경과 후 180o 박리력을 점착력으로서 측정하였다. 다음으로 피착제에 부착된 다이싱 테이프에 대하여 300mJ/cm2의 광량으로 별도의 자외선(UV) 조사를 시행하였으며, 같은 방법으로 박리력을 측정하였다, 측정된 UV 조사 전후 박리력을 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 다이싱 테이프를 피착제에 부착한 후 3일이 경과된 시점에서, 상기와 마찬가지로 UV 조사 전후 박리력을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00001

상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예의 다이싱 테이프의 경우, 시간 경과에 따른 점착력 상승의 억제가 비교예 대비 우수하고, UV 경화 후 점착력이 비교예 대비 낮아서 우수한 픽업성을 나타낼 수 있었다.
시험예 2: 칩핑 및 칩 플라잉 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 다이싱 테이프를 8인치의 200㎛ 웨이퍼에 부착하고, 다이싱 장치(디스코社, DFD6361)를 사용하여 절단 및 세정공정을 실시한 후 육안 및 광학현미경으로 관찰하였다. 절단공정은 칩 크기 2mm * 2mm, 블레이드 속도 50mm/s, 블레이드 높이 70㎛, 블레이드 회전수 30,000rpm의 조건으로 실시하였고, 세정공정은 웨이퍼가 회전하는 동안 초순수 및 압력공기를 분사하여 실시하여, 칩 모서리가 손상되는 불량인 칩핑(chipping)과 칩이 비산되는 개수(칩 플라잉)를 기록하였다. 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험예 3: 픽업특성 평가
상기 시험예 2에서 절단 및 세정공정이 끝난 웨이퍼를 자외선 조사장치를 사용하여 150mJ/cm2의 광량으로 자외선 조사하고, 상온에서 20분간 방치한 후, 다이어태치 장비(세크론社, SDB-30US)를 사용하여 픽업특성을 평가하였다. 픽업 공정은 칩 크기 5mm * 8mm, 핀 수 5 개, 확장 5mm을 조건 1로 설정하고, 칩 크기 12mm * 15mm, 핀 수 9 개, 확장 5mm을 조건 2로 설정한 후, 핀 높이(Height) 400㎛ 내지 800㎛의 범위에서 웨이퍼 중앙부의 칩 10개에 대하여 실시하였다. 설정된 핀 높이에서 1회의 픽업공정으로 모든 칩이 픽업되었을 경우를 ○, 2 내지 3회의 픽업공정으로 모든 칩이 픽업되었을 경우를 △, 그 이상의 횟수로 픽업공정을 하여야 했을 경우를 X 로 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure pat00002

상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예의 다이싱 테이프의 경우, 칩핑 및 칩 플라잉이 전혀 발생하지 않았으며, 시험된 모든 크기의 칩 및 핀 높이에서 비교예보다 우수한 픽업특성을 나타내었다. 또한 점착 조성물에 있어서도, 아크릴 수지의 분자량 및 유리전이 온도가 높을수록 픽업 특성이 양호하였음을 알 수 있다.
1: 기재 필름, 2: 점착층, 3: 이형 필름, 4: 언와인더, 5: 코팅 헤드
6: 열 경화용 챔버, 7: 자외선 경화기, 8: 리와인더

Claims (11)

  1. -40 ~ 20℃의 유리전이온도 및 500,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 공중합체, 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물, 광개시제 및 열경화제를 포함하는 점착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 아크릴계 공중합체가 중합단위로 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트 및 하이드록시 에틸메타크릴레이트로부터 선택되는 2종 이상의 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 자외선 경화형 아크릴레이트 화합물이 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타디에리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에스테르 아크릴레이트계 올리고머 및 우레탄아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  4. 기재 필름, 점착층 및 이형 필름을 포함하며,
    상기 점착층은 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 점착제 조성물 층을 인-라인으로 연속하여 열 경화 및 자외선 경화시켜 얻어진 것임을 특징으로 하는,반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프.
  5. 제4항에 있어서, 기재 필름이 폴리올레핀 필름 또는 폴리염화비닐 필름인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프.
  6. 제4항에 있어서, 점착층은 절단 공정시 필요한 자외선 경화 전 점착력은 50 ~ 250gf/25mm, 픽업 공정시 필요한 자외선 경화 후 점착력은 5 ~ 20gf/25mm을 나타내는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프.
  7. (1) 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 점착제 조성물의 층을 제1필름 위에 형성하는 단계;
    (2) 상기 점착제 조성물 층을 열 경화시키는 단계;
    (3) 상기 열 경화된 점착제 조성물 층을 연속하여 인-라인으로 자외선 경화시키는 단계; 및
    (4) 상기 자외선 경화된 점착제 조성물 층을 제2필름과 합지시키는 단계;를 포함하는,
    반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 제1필름이 이형 필름이고, 제2필름이 기재 필름인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 제(1)단계에서 점착제 조성물의 층이 슬롯 다이를 사용하는 전사 코팅 방식에 의해 제1필름 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 제(3)단계에서 자외선 경화가 점착제 층 내 겔 분율이 10 ~ 30중량% 수준이 되도록 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조방법.
  11. 롤 방식으로 일렬로 배치되어 연결된 언와인더, 코팅 헤드, 열 경화용 챔버, 자외선 경화기 및 리와인더를 포함하며,
    상기 언와인더는 상기 코팅 헤드에 제1필름을 제공하고;
    상기 코팅 헤드는 제공된 필름 상에 점착제 조성물 층을 도포하며;
    상기 열 경화용 챔버는 상기 점착제 조성물 층을 열 경화시키고;
    상기 자외선 경화기는 상기 열 경화된 점착제 조성물 층을 자외선 경화시키며;
    상기 리와인더는 상기 자외선 경화된 점착제 조성물 층을 제2필름과 합지시키는 것을 특징으로 하는,
    인라인 방식 반도체 웨이퍼용 다이싱 테이프 제조 장치.
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