KR20140062984A - 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름 및 이를 이용한 웨이퍼 연마 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제1 아크릴계 공중합체를 포함하는 버퍼층; 및 제2 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착층을 포함하고, 상기 제1 아크릴계 공중합체와 상기 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도 차이가 -10℃ 내지 10℃인, 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름 및 이를 이용한 웨이퍼 연마 방법에 대한 것이다.
반도체 장치는 고순도의 실리콘 단결정을 슬라이스하여 웨이퍼를 얻은 후 집적회로를 형성하고, 회로 형성 표면에 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 점착한 후 그라인딩, 러빙, 폴리싱 등의 수단으로 뒷면을 연삭하는 공정을 거친 후 다이싱하여 필요시 웨이퍼를 적층하여 에폭시 수지로 몰딩하여 반도체 칩을 제조하고 있다.
웨이퍼 표면 보호용 점착 필름 혹은 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름은 웨이퍼의 뒷면 연삭 공정시에는 웨이퍼와 충분히 밀착하여 웨이퍼의 파손 및 오염물 침투를 방지해야 하고, 공정을 마친 후에도 웨이퍼의 파손없이 박리되어야 하며 잔여물이 남아 오염되는 현상이 없어야 한다.
최근의 반도체 기술의 발달과 혁신 경향에 따라 반도체 칩은 지속적으로 경박 단소화되어가고 있으며, 반도체 표면 회로에 100 μm이하의 돌출 형상을 갖는 플립 칩 실장 기술이 증가하고 있다. 또한, 회로상에 폴리이미드 등의 보호막이나 증착막 혹은 스크라이브 라인등에 의하여 생기는 요철도 존재한다. 이와 같이 웨이퍼의 표면은 다양해지고 있으며, 웨이퍼의 뒷면 연삭 공정중에는 웨이퍼 자체가 파손되지 않아야 함은 물론이며, 칩 레벨에서의 파손이나 크랙이 발생하지 않아야 하며, 또한 연삭 공정이 끝난 후에는 자외선 조사에 의하여 웨이퍼로부터 용이하게 박리되어야 하며, 표면에 점착층의 일부가 잔류하지 않아야 한다. 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름의 돌출부 밀착성이 부족하면 웨이퍼 표면의 돌출물의 영향으로 파손이 생기거나, 표면의 돌출부위에 상응하는 뒷면 부위가 움푹하게 패이는 dimple이 발생하게 되고, 연삭후 웨이퍼의 두께 정밀도가 나빠져 다이싱 등의 후속 공정에 영향을 주거나 제품 불량의 원인이 되기도 한다. 또한, 웨이퍼의 연삭 공정 중에 웨이퍼 표면과 점착층 사이에 물이 침투하고 그것에 기인하여 웨이퍼가 파손되거나 연삭 찌꺼기가 침투하여 표면을 오염시키기도 한다.
또한, 연삭 후 웨이퍼를 박리하는 때에는 점착제의 일부가 잔류하여 웨이퍼 표면을 오염시키기도 한다. 특히, 돌출 부위의 주변부는 돌출부의 형태에 따라 충분한 자외선 조사가 이루어지지 않을 경우도 있어 특별히 점착제 잔류물의 발생에 취약하며 광반응이 부족할 경우 점착력의 감소가 부족하여 돌출부를 파손시키는 등 문제가 발생하기도 한다.
일본 특허 출원 번호 제1996-347432호에서는 1개의 점착층으로 코팅 두께를 높였으나 점착성과 돌출부 밀착성의 복합적인 특성을 동시에 만족하지 못하여 웨이퍼의 파단 혹은 잔여물이 발생한다.
한국 특허 출원 공개 제10-2006-0120113호에서는 웨이퍼의 외경보다 작은 직경에는 점착층을 형성하지 않게 하였으나 돌출부의 보호에 취약함이 있다.
없음
본 발명의 목적은 점착층과 버퍼층간의 상용성이 좋아 공정 중 스트레스로 인한 박리 혹은 웨이퍼 크랙, 범프 등의 돌출부 훼손 등의 불량이 없는 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼의 이면 연삭 공정시 웨이퍼와 충분히 밀착하여 웨이퍼의 파손 및 오염물 침투를 방지하고, 자외선 조사 후 웨이퍼의 파손 없이 박리되며 잔여물이 남지않는 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양태는 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름에 관한 것이다.
상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름은 제1 아크릴계 공중합체를 포함하는 버퍼층; 및 제2 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착층을 포함하고, 상기 제1 아크릴계 공중합체와 상기 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도 차이가 -10℃ 내지 10℃인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태는, 상기 언급된 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 요철 회로 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면에 부착하는 단계; 상기 웨이퍼 이면을 연삭 및 가공하는 단계; 상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름에 자외선을 조사하는 단계; 및
상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 상기 웨이퍼 표면으로부터 박리시키는 단계를 포함하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름은 점착층과 버퍼층 간의 상용성이 좋아 공정 중 스트레스로 인한 박리 혹은 웨이퍼 크랙, 범프 등의 돌출부 훼손 등의 불량이 발생하지 않는다.
또한 연삭 후 웨이퍼 박리시 점착제 잔류물이 발생하지 않을 뿐 아니라 웨이퍼 표면의 요철과 높은 밀착력으로 인해 요철로 인한 굴곡을 안전하게 보호하기 때문에 요철로 인한 파손 혹은 dimple 현상 혹은 제품 불량의 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름의 횡단면도이다. 상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름은 기재필름(1), 버퍼층(2), 점착층(3) 및 보호필름(4)으로 구성된다.
본 발명은 웨이퍼 이면을 연삭하는 때에 그 반대면인 웨이퍼의 요철 회로 패턴이 형성된 표면을 보호하기 위해 사용하는 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에 따른 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름은 제1 아크릴계 공중합체를 포함하는 버퍼층; 및 제2 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착층을 포함하고, 상기 제1 아크릴계 공중합체와 상기 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도 차이가 -10℃ 내지 10℃일 수 있다. 즉, 제1 아크릴계 공중합체와 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도 차의 절대값이 10 ℃ 이하일 수 있다. 반도체 웨이퍼와의 합착, 웨이퍼 뒷면 연삭 공정 및 탈착 공정 중에, 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름에도 많은 스트레스가 가해지며, 이로 인해 당해 점착 필름 내 점착층과 버퍼층간의 층간 박리 현상이 발생할 수 있다. 상기 제1 아크릴계 공중합체와 상기 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도 차이가 -10℃ 내지 10℃이면 버퍼층과 점착층의 고분자간 상용성을 개선하여 층간 박리 현상을 방지할 수 있다. 바람직하게는, 유리전이온도 차이(제1 아크릴계 공중합체의 유리전이온도-제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도)는 -10℃ 내지 0℃일 수 있다.
상기 점착층의 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 -30℃ 내지 0℃일 수 있다. 상기 유리전이온도 범위에서 자외선 조사 전에는 웨이퍼 표면과 점착력이 증가하고 자외선 조사 후에 점착제의 잔여물로 인한 웨이퍼 표면 오염이 없으며 또한 웨이퍼 이면 연삭 후에는 웨이퍼 파손을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름은 자외선 조사 전에는 반도체 웨이퍼와 우수한 점착력을 보이나 자외선 조사에 의해 반도체 웨이퍼와의 점착력이 현저히 감소하여 점착제 일부가 잔류하여 웨이퍼 표면을 오염시키는 문제가 발생하지 않는다. 또한 습식 백그라인딩 과정 중에서 다량의 물 등이 사용되는데 웨이퍼 표면과의 점착력이 우수하여 물 등의 이물이 웨이퍼에 접촉하게 되는 것을 방지할 수 있다.
상기 버퍼층의 제1 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 -40℃ 내지 10℃일 수 있다. 바람직하게는 -40℃ 내지 0℃의 범위일 수 있다. 상기 범위에서 웨이퍼 표면의 요철과 높은 밀착력으로 인해 요철로 인한 굴곡을 안전하게 보호하기 때문에 요철로 인한 파손 혹은 dimple 현상 혹은 제품 불량의 문제를 일으키지 않을 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 제1 아크릴계 공중합체의 유리전이온도보다 높을 수 있다. 더욱 특히 바람직하게는 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 제1 아크릴계 공중합체의 유리전이온도보다 1 내지 10℃ 더 높을 수 있다. 제1 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도보다 낮은 것은, 버퍼층이 반도체 표면의 범프 혹은 표면의 요철로 인한 돌출부를 안전하게 밀착시켜 줌으로써 연삭시 웨이퍼가 받는 충격을 완화시킬 수 있다는 측면에서 바람직하다.
상기 점착층은 제2 아크릴계 공중합체 외에, 상기 제2 아크릴계 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 20 중량부의 경화제 및 0.01 내지 10 중량부의 광개시제를 추가로 포함할 수 있다.
점착층의 제2 아크릴계 공중합체는 알킬기의 탄소수가 2 내지 12인 알킬(메타)아크릴레이트 단량체의 중량부가 30 내지 90일 수 있다. 상기 제2 아크릴계 공중합체의 함량은 점착층의 전체 고형 중량을 기준으로 35 ~ 99 중량%가 적합하다. 상기 범위에서 필름 형성성이 좋고 잔류물 발생이 감소될 수 있다. 바람직하게는 55 ~ 98 중량%이다.
상기 점착층은 경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화제는 열경화 방식에 의해 가교구조를 형성할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화제의 비제한적인 예로는 이소시아네이트계 경화제, 에폭시계 경화제, 아지리딘계 경화제, 유기산계 경화제, 멜라민계 경화제 또는 이들의 1종 이상의 혼합물 등이 있다. 이들은 경화 목적에 따라 1종 또는 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다. 경화제는 아크릴계 공중합체의 측쇄에 도입된 관능기와 반응하여 경화할 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 측쇄에 도입된 관능기가 카르복실계인 경우에는 주로 경화제로 에폭시계를 많이 사용하며 측쇄에 도입된 관능기가 하이드록실계이면 이소시아네이트 경화제를 주로 사용한다. 이 외에도 멜라민계 등을 사용할 수 있으며 에폭시계, 이소시아네이트계, 멜라민계 등을 2 성분 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 이소시아네이트계 경화제의 구체적인 예로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트 및 상기 중 어느 하나의 폴리올, 예를 들어 트리메틸롤 프로판과의 반응물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들수 있다. 또한, 상기 에폭시계 경화제의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다. 상기 아지리딘계 경화제의 예로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프탈로일-1-(2-메틸아지리딘), 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드 또는 이들의 1종 이상 혼합물 등이 있다. 상기 멜라민계 경화제의 구체적인 예로는 멜라민, 부톡시메틸 멜라민, 헥사메톡시메틸 멜라민, 트리메톡시메틸 멜라민 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 이들을 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용할 수 있다.
상기 점착층은 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광개시제로는 아세토페논류, 벤조페논류, 안트라퀴논류, 나프토퀴논류, 티오크산톤류, 질소 화합물, 과산화물, 2,3-디알킬디온 화합물, 디설파이드 화합물, 플루오로아민 화합물 등, 자외선에 의해 분자 사슬이 끊겨 라디칼을 생성할 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 광개시제를 첨가하면 점착층 성분 중 아크릴계 공중합체의 측쇄의 탄소-탄소 이중결합이 라디칼에 의해 가교 반응을 하고 가교반응에 의해 점착층의 유리전이온도가 상승해 점착층은 택(Tack)을 소실하게 된다. 택(Tack)을 소실하게 되면 상부의 절연 접착층으로부터 박리하는데 힘이 작게 소요될 수 있다.
상기 점착층의 노광 전 점착력은 6 N/25mm 내지 20 N/25mm이며, 노광 후 점착력이 1 N/25mm 이하로 감소될 수 있다. 바람직하게는 상기 점착층의 노광 전 점착력은 7 N/25mm 내지 15 N/25mm이며, 노광 후 점착력이 0.90 N/25mm 이하로 감소될 수 있다. 상기 노광 후 점착력은 10 내지 2000 mJ/cm2의 자외선 조사 후 점착력이다. 바람직하게는, 상기 노광 후 점착력은 400 내지 1500 mJ/cm2의 자외선 조사 후 점착력이다.
상기 점착층의 두께는 1 내지 50 ㎛범위일 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 30 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 범위인 것은 필름 박리 시 점착 물질 일부가 웨이퍼 표면을 오염시키는 측면과 범프 추종성 측면에서 유리하다.
상기 버퍼층은 제1 아크릴계 공중합체 외에, 당해 제1 아크릴계 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.001 내지 10 중량부의 경화제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제1 아크릴계 공중합체는 알킬기의 탄소수가 2 내지 12 인 알킬(메타)아크릴레이트 단량체의 중량부가 40 내지 99일 수 있다. 상기 제1 아크릴계 공중합체의 함량은 버퍼층의 전체 고형 중량을 기준으로 60 ~ 100 중량%가 적합하다. 상기 범위에서 필름 형성성이 좋고 웨이퍼에 대한 밀착력이 우수할 수 있다. 바람직하게는 70 ~ 99.999 중량%이다.
버퍼층의 경화제로는 열경화 방식에 의해 가교구조를 형성할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 상기 경화제의 비제한적인 예로는 이소시아네이트계 경화제, 에폭시계 경화제, 아지리딘계 경화제, 유기산계 경화제, 멜라민계 경화제 또는 이들의 1종 이상의 혼합물 등이 있다. 이들은 경화 목적에 따라 1종 또는 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다. 경화제는 아크릴계 공중합체의 측쇄에 도입된 관능기와 반응하여 경화할 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다. 측쇄에 도입된 관능기가 카르복실계인 경우에는 주로 경화제로 에폭시계를 많이 사용하며 측쇄에 도입된 관능기가 하이드록실계이면 이소시아네이트 경화제를 주로 사용한다. 이 외에도 멜라민계 등을 사용할 수 있으며 에폭시계, 이소시아네이트계, 멜라민계 등을 2 성분 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 각 경화제의 예는 앞의 점착층의 경화제에서 설명한 것과 같다.
상기 버퍼층의 두께는 10 ㎛ 내지 300 ㎛범위일 수 있으며, 바람직하게는 20 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위일 수 있다. 상기 범위인 것은 웨이퍼 뒷면 연삭시 쿠션성이 저하되어 범프 형성면이 파손되는 측면 내지 필름 박리시 범프 형성면이 파손되는 측면에서 유리하다.
상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름은 버퍼층 표면을 커버하는 기재필름과 상기 점착층 표면을 커버하는 보호필름을 추가로 포함할 수 있다.
상기 기재 필름으로는 특별한 제한은 없지만 열가소성의 플라스틱 필름이 사용될 수 있으며, 익스팬딩(expanding)이 가능한 것이어야 좋다. 이면연삭 공정 중 물리적 충격을 웨이퍼가 받으면 크랙이 발생하거나 깨져서 회로 설계된 웨이퍼가 손상받는다. 따라서 기재 필름이 열가소성 및 익스팬딩이 가능한 필름이어야 한다는 의미는 그라인딩 공정에 의한 물리적 충격을 필름이 흡수하여 충격을 완화시킴으로 인해 웨이퍼를 보호해야 한다는 것이다. 기재 필름은 익스팬딩이 가능해야 할 뿐만 아니라 자외선 투과성인 것이 바람직하고 특히 점착층 조성물이 경화 가능한 파장의 자외선에 대해서 투과성이 우수한 필름인 것이 바람직하다. 따라서, 기재 필름에는 자외선 흡수제 등이 포함되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 이면연삭 공정시 물리적 충격도 크지만 최종적으로 CMP 슬러리에 의해 폴리싱이 진행되므로 이에 접하는 기재 필름은 화학적으로 안정할 필요가 있다. 상기 기재 필름으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌/초산비닐 공중합체, 폴리에틸렌/스타이렌부타디엔 고무의 혼합물, 폴리비닐클로라이드 필름 등의 폴리올레핀계 필름 등이 주로 사용될 수 있는데 폴리 올레핀계 고분자는 화학적으로 안정한 특성을 보인다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리(메틸메타크릴레이트)등의 플라스틱이나 폴리우레탄, 폴리아미드-폴리올 공중합체 등의 열가소성 엘라스토머 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 기재 필름은 폴리올레핀 칩을 블렌딩하여 용융시켜 압출 방식으로 필름을 형성할 수도 있고 블로잉 방식으로도 필름을 형성할 수도 있다. 블렌딩하는 칩의 종류에 따라 형성되는 필름의 내열성 및 기계적 물성이 결정된다. 상기 제조되는 기재 필름은 점착층과의 접착력을 증가시키기 위하여 표면 개질을 하는 것이 바람직하다. 기재 필름의 두께는 작업성, 자외선 투과성 등의 측면에서 통상 30 내지 300㎛가 바람직하다. 상기 범위에서 자외선 조사 시 발생하는 열에 의한 필름의 변형 감소, 백그라인딩시 발생하는 물리적 충격 완화 및 비용 측면에서 유리할 수 있다. 범프가 형성된 요철이 심한 웨이퍼 표면을 충진하기 위해서는 기재 필름의 두께가 50 내지 200㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 보호 필름은 점착층을 외부 이물이나 충격으로부터 보호할 수 있는 것이면 어떤 것이든 가능하다. 반도체 웨이퍼 백그라인딩 공정 중에는 보호 필름을 제거하여 공정을 진행하므로 제거가 용이한 필름을 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용할 수 있다. 또한, 보호 필름은 이형성을 더 부여하기 위해서 표면을 폴리디메틸실록산이나 플루오린계 이형제 등으로 개질시킨 것을 사용할 수도 있다.
본 발명의 다른 양태는, 상기 언급된 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 요철 회로 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면에 부착하는 단계; 상기 웨이퍼 이면을 연삭 및 가공하는 단계; 상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름에 자외선을 조사하는 단계; 및
상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 상기 웨이퍼 표면으로부터 박리시키는 단계를 포함하는 웨이퍼의 가공 방법에 관한 것이다.
상기 자외선 조사 단계는 10 내지 2000 mJ/cm2의 자외선을 조사하는 것일 수 있다. 바람직하게, 상기 자외선 조사 단계는 400 내지 1500 mJ/cm2의 자외선을 조사하는 것이다. 상기 점착 필름의 자외선 조사 전 점착력은 6 N/25mm 내지 20 N/25mm이었으나, 상기 자외선 조사에 의해 점착력이 1 N/25mm 이하로 감소될 수 있다. 바람직하게는 상기 점착 필름의 자외선 조사 전 점착력은 7 N/25mm 내지 15 N/25mm이며, 자외선 조사 후 점착력이 0.90 N/25mm 이하로 감소될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
제조예 1: 점착층용 아크릴 공중합체 용액의 제조
1 L의 유리 자켓 반응기에 유기용매인 에틸아세테이트 200 g을 먼저 투입하고, 상기 반응기 상부 중앙에 교반 장치를 설치하고 한쪽에는 환류 냉각기를, 다른 한쪽에는 질소 공급 라인을 설치하였으며, 교반 속도를 200 rpm으로 유지하면서 자켓에 온도 조절이 가능한 증류수 순환 장치를 연결하여 온도를 60 ℃로 조절하였다. 1시간 동안 지속적으로 질소가 공급되도록 하였다. 용액 온도를 65 ℃로 올린 후 에틸아세테이트 200 g, 2-에틸헥실아크릴레이트 138 g, 2-히드록시에틸아크릴레이트 60 g, 아크릴 산 5 g, 아조비스이소부틸로나이트릴 1.0 g의 혼합액을 드랍핑 펀넬을 이용하여 3시간동안 적하하였다.
아조비스이소부틸로나이트릴 0.2 g 및 에틸아세테이트 4 g 혼합액을 투입한 다음, 온도를 70℃로 승온시킨 후 이를 5시간 동안 유지시켰다. 이후 아조비스이소부틸로나이트릴 0.2 g 및 에틸아세테이트 4 g 혼합액을 투입하고 1시간 동안 방치하였다.
마지막으로 2-메타크릴로일 옥시 에틸 이소시아네이트 36 g과 에틸아세테이트 20 g을 투입하고 6시간 동안 방치한 뒤 중합 반응을 종결하였다. 반응 종결 후 에틸아세테이트를 추가 투입하여 고형분 함량을 24%로 보정하여 제조예 1의 아크릴 공중합체 용액(유리전이온도: -9℃)을 제조하였다.
제조예 2: 점착층용 아크릴 공중합체 용액의 제조
상기의 제조예 1 중 2-에틸헥실아크릴레이트 178 g, 2-히드록시에틸아크릴레이트 20 g, 아크릴 산 5 g, 2-메타크릴로일 옥시 에틸 이소시아네이트 12 g을 사용한 것 외에는 동일한 조건을 사용하여 제조예 2의 아크릴 공중합체 용액(유리전이온도: -28℃)을 제조하였다.
제조예 3: 점착층용 아크릴 공중합체 용액의 제조
상기의 제조예 1 중 2-에틸헥실아크릴레이트 188 g, 2-히드록시에틸아크릴레이트 10 g, 아크릴 산 3 g, 2-메타크릴로일 옥시 에틸 이소시아네이트 6 g을 사용한 것외에는 동일한 조건을 사용하여 제조예 3의 아크릴 공중합체 용액(유리전이온도: -38℃)을 제조하였다.
제조예 4: 점착층용 아크릴 공중합체 용액의 제조
상기의 제조예 1 중 2-에틸헥실아크릴레이트 78 g, 2-히드록시에틸아크릴레이트 60 g, 메틸메타아크릴레이트 60 g, 아크릴 산 5 g를 사용한 것외에는 동일한 조건을 사용하여 제조예 4의 아크릴 공중합체 용액(유리전이온도: 5℃)을 제조하였다.
제조예 5: 버퍼층용 아크릴 공중합체 용액의 제조
1 L의 유리 자켓 반응기에 유기용매인 에틸아세테이트 80 g과 톨루엔 80 g을 먼저 투입하고, 상기 반응기 상부 중앙에 교반 장치를 설치하고 한쪽에는 환류 냉각기를, 다른 한쪽에는 질소 공급 라인을 설치하였으며, 교반 속도를 150 rpm으로 유지하면서 자켓에 온도 조절이 가능한 증류수 순환 장치를 연결하여 온도를 60 ℃로 조절하였다. 1시간 동안 지속적으로 질소가 공급되도록 하였다. 용액 온도를 75 ℃로 올린 후 에틸아세테이트 70 g 과 톨루엔 70 g, 2-에틸헥실 아크릴레이트 60 g, 에틸 아크릴레이트 60 g, 2-히드록시에틸아크릴레이트 20 g, 메틸 아크릴레이트 40 g, 아조비스이소부틸로나이트릴 1.0 g의 혼합액을 드랍핑 펀넬을 이용하여 5시간동안 적하하였다.
아조비스이소부틸로나이트릴 0.2 g 및 에틸아세테이트 4 g 혼합액을 투입한 다음, 온도를 70℃로 승온시킨 후 이를 5시간 동안 유지시켰다. 반응 종결 후 에틸아세테이트를 추가 투입하여 고형분 함량을 35%로 보정하여 제조예 5의 아크릴 공중합체(유리전이온도: -11℃)를 제조하였다.
제조예 6: 버퍼층용 아크릴 공중합체 용액의 제조
상기의 제조예 5 중 2-에틸헥실 아크릴레이트 120 g, 에틸 아크릴레이트 20 g, 2-히드록시에틸아크릴레이트 20 g, 메틸 아크릴레이트 20 g를 사용한 것 외에는 동일하게 하여 제조예 6의 아크릴 공중합체 용액(유리전이온도: -30℃)을 제조하였다.
제조예 7: 버퍼층용 아크릴 공중합체 용액의 제조
상기의 제조예 5 중 2-에틸헥실 아크릴레이트 40 g, 에틸 아크릴레이트 60 g, 2-히드록시에틸아크릴레이트 20 g, 메틸 아크릴레이트 60 g를 사용한 것 외에는 동일하게 하여 제조예 7의 아크릴 공중합체 용액(유리전이온도: -5℃)을 제조하였다.
제조예 8: 버퍼층용 아크릴 공중합체 용액의 제조
상기의 제조예 5 중 2-에틸헥실 아크릴레이트 120 g, 옥틸 아크릴레이트 60 g를 사용한 것 외에는 동일하게 하여 제조예 8의 아크릴 공중합체 용액(유리전이온도: -43℃)을 제조하였다.
상기 제조된 제조예 1 내지 8의 아크릴 공중합체의 유리 전이 온도를 정리하면 아래 표 1과 같다.
| 제조예 1 | 제조예 2 | 제조예 3 | 제조예 4 | 제조예 5 | 제조예 6 | 제조예 7 | 제조예 8 | |
| 유리전이온도(℃) | -9 | -28 | -38 | 5 | -11 | -30 | -5 | -43 |
실시예 1: 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름의 제조
제조예 1의 아크릴계 공중합체 용액 100g(고형 중량), 경화제 AK-75 (애경화학) 2g, 광개시제 IC-184 (Ciba-Geigy) 1g을 혼합하고 교반하여 점착층 조성물을 수득하였다.
또한, 제조예 5의 아크릴계 공중합체 용액 100g(고형 중량), 경화제 AK-75 (애경화학) 0.001g을 혼합하고 교반하여 버퍼층 조성물을 수득하였다.
기재필름 HUSH1317 (Achilles사)의 한쪽 면에 상기 버퍼층 조성물을 두께 90 um로 코팅하였다. 상기 점착층 조성물은 이형 처리된 PET 보호필름의 한쪽 면에 두께 10 um로 코팅하였다. 버퍼층 조성물이 코팅된 기재필름과 점착층 조성물이 코팅된 PET 보호필름을 합지하여 40℃에서 48시간 건조하여 실시예 1의 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 3: 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름의 제조
상기 실시예 1에서 점착층과 버퍼층의 아크릴계 공중합체를 아래 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 제조하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 점착층 아크릴계 공중합체 |
제조예 1 | 제조예 2 | 제조예 1 | 제조예 3 | 제조예 4 | 제조예 1 | 제조예 2 | 제조예 2 |
| 유리전이온도(℃)(A) | -9 | -28 | -9 | -38 | 5 | -9 | -28 | -28 |
| 버퍼층 아크릴계 공중합체 |
제조예 5 | 제조예 6 | 제조예 7 | 제조예 6 | 제조예 7 | 제조예 6 | 제조예 5 | 제조예 8 |
| 유리전이온도(℃) (B) | -11 | -30 | -5 | -30 | -5 | -30 | -11 | -43 |
| A-B | 2 | 2 | -4 | -8 | 10 | 21 | -17 | 15 |
실험예
상기 제조된 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 필름에 대해 자외선 조사 전 후 점착력; 연삭 후 웨이퍼 파손 여부; 및 필름 제거 후 잔여물 존재 여부를 아래와 같은 방법으로 평가하고 그 결과를 표 3에 나타내었다.
자외선 조사 전 후 점착력
노광전 점착력 측정은 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다. Sus-304 판 (폭 50 mm, 길이 200 mm)에 필름(폭 25 mm, 길이 250 mm)를 붙인 후, 2 kg 하중의 압착 롤러를 이용하여 300 mm/min의 속도로 1회 왕복시켜 압착하였다. 압착 후 30분 경과 후에 시험편의 접은 부분을 180°뒤집어 약 25 mm를 벗긴 후, 10 N 로드셀(Load Cell)에서 인장 강도기의 위쪽 클립에 상기 시험편을, 아래쪽 클립에 상기 필름을 고정시키고, 300 mm/min의 인장 속도로 당겨 벗길 때의 하중을 측정하였다. 상기 인장 시험기는 "Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343"을 사용하였다. 노광후 점착력은 sus-304 시험편에 압착한 후 700 mJ/cm2의 자외선을 조사한 것을 제외하고는 노광전 점착력 측정과 동일한 방법을 사용하였다. 측정 도중 층간 박리가 발생하여 정상적인 측정값을 구하기 어려운 경우는 층간박리로 표기하였다.
웨이퍼의 이면 연삭 후 웨이퍼의 파손 여부 및 필름 제거 후 잔여물의 존재
높이 70 um, 피치 230 um의 범프를 갖는 두께 750 um의 반도체 웨이퍼 표면에 60℃, 0.4 MPa의 조건에서 상기 보호 필름을 점착한 후 반도체 연삭기로 두께 200 um까지 연삭하였다. 연삭 공정 후 700 mJ/cm2의 자외선을 조사한 다음 보호 필름을 제거하였다. 반도체 웨이퍼를 광학현미경으로 관찰하여 파손 및 잔여물의 잔류 유무를 확인하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |||
| 점착력 (N/25mm) |
노광전 | 8.2 | 13.4 | 14.6 | 18.9 | 6.2 | 층간 박리 | 층간 박리 | 18.9 | |
| 점착력 (N/25mm) |
노광후 | 0.45 | 0.80 | 0.87 | 0.98 | 0.32 | 0.72 | 0.79 | 0.98 | |
| 연삭 후 웨이퍼 파손 |
없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 없음 | 있음 | 없음 | ||
| 필름 제거후 잔여물 |
없음 | 없음 | 없음 | 없음 (극소량) |
없음 | 없음 | 없음 | 발생 | ||
위 표 3에서 버퍼층과 점착층의 아크릴계 공중합체의 유리전이온도차가 -10℃ 내지 10℃ 범위인 실시예 1 내지 3의 점착 필름은 상기 공중합체간 상용성이 좋아 층간 박리가 발생하지 않고 웨이퍼 이면 연삭 후 웨이퍼 파손이 없는 반면, 비교예 1, 2 및 3은 유리전이온도차가 10℃를 초과하여 층간 박리가 발생할 뿐 아니라 웨이퍼가 파손됨을 확인할 수 있다. 점착층의 Tg가 0 ℃를 초과하는 실시예 5의 경우 노광 전,후의 점착력이 실시예 1 내지 3보다는 좋지 않았다. 또한, 점착층의 Tg가 -30 ℃ 미만인 실시예 4의 경우 점착력이 너무 강하여 공정 상 문제가 될 정도는 아니나 소량의 잔여물이 나타났으며, 강한 점착력으로 인해 필름 탈착 공정시 강한 에너지가 필요한 단점이 있다.
Claims (11)
- 제1 아크릴계 공중합체를 포함하는 버퍼층; 및
제2 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착층을 포함하고,
상기 제1 아크릴계 공중합체와 상기 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도 차이가 -10℃ 내지 10℃인, 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름. - 제1항에 있어서, 상기 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도가 -30℃ 내지 0℃인 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 점착층이 제2 아크릴계 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 20 중량부의 경화제 및 0.01 내지 10 중량부의 광개시제를 추가로 포함하는 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 점착층의 노광 전 점착력은 6 N/25mm 내지 20 N/25mm이며, 노광 후 점착력이 1 N/25mm 이하로 감소되는 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름.
- 제4항에 있어서, 상기 노광 후 점착력이 10 내지 2000 mJ/cm2의 자외선 조사 후 점착력인 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 버퍼층이 제1 아크릴계 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.001 내지 10 중량부의 경화제를 추가로 포함하는 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 아크릴계 공중합체가 알킬기의 탄소수가 2 내지 12 인 알킬(메타)아크릴레이트 단량체의 중량부가 40 내지 99인 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 아크릴계 공중합체가 알킬기의 탄소수가 2 내지 12 인 알킬(메타)아크릴레이트 단량체의 중량부가 30 내지 90인 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 버퍼층 표면을 커버하는 기재필름과 상기 점착층 표면을 커버하는 보호필름을 추가로 포함하는 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름.
- 제1항 또는 제2항의 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 요철 회로 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면에 부착하는 단계;
상기 웨이퍼 이면을 연삭 및 가공하는 단계;
상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름에 자외선을 조사하는 단계; 및
상기 웨이퍼 백그라인딩 점착 필름을 상기 웨이퍼 표면으로부터 박리시키는 단계를 포함하는 웨이퍼의 가공 방법. - 제10항에 있어서, 상기 자외선 조사 단계가 10 내지 2000 mJ/cm2의 자외선을 조사하는 것인 방법.
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-
2012
- 2012-11-15 KR KR1020120129358A patent/KR20140062984A/ko not_active Application Discontinuation
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