KR20170028158A - 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물 및 그를 이용한 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물의 제거방법 - Google Patents

웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물 및 그를 이용한 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물의 제거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조성물 총중량에 대하여, (A) 하이드록실 아민류 화합물 0.5~20 중량%, (B) 비이온성 계면활성제 0.1~2 중량%, 및 (C) 잔량의 물을 포함하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물을 제공한다.

Description

웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물 및 그를 이용한 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물의 제거방법{Composition for carrying out preprocessing prior to cleaning of residue of an adhesive layer after the back grinding of wafer and method for removing residue of an adhesive layer after the back grinding of wafer using the same}
본 발명은 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물 및 그를 이용한 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물의 제거방법에 관한 것이다.
반도체의 제조에 있어서 3차원의 반도체 실장은 고밀도를 더욱 실현하고, 또한 대용량화를 실현하기 위해 필수 공정으로 요구되고 있다. 3차원 실장 기술이란, 1개의 반도체칩을 박형화하고, 또한 이것을 실리콘 관통 전극(TSV; through silicon via)에 의해 결선(結線)하면서 다층으로 적층시켜가는 반도체 제조 기술이다. 이를 실현하기 위해서는, 반도체 회로가 형성된 기판을 비회로 형성면(「배면」이라고도 함) 연삭에 의해 박형화하고, 또한 배면에 TSV를 포함하는 전극 형성을 행하는 공정이 필요하다.
상기 실리콘 기판의 배면 연삭 공정은 연삭면의 배면을 실리콘, 유리 등의 지지체에 접착시키는 접착층을 형성시킴으로써 웨이퍼의 파손을 방지하는 방식으로 실시되고 있다. 상기 접착층은 실리콘계 접착제, 폴리실록산계 접착제 등으로 형성된다.
상기 배면연삭 후에는 상기 접착층을 박리에 의해 제거하게 되는데, 이때, 접착층 잔류물이 완전하게 제거되지 않고 범프볼(Bump ball) 상부에 잔존하게 된다. 상기와 같이 잔존하는 접착층 잔류물은 세정액에 의해 제거하고 있다. 그러나, 상기 접착층 잔류물의 세정시에 세정액에 의해 범프볼의 표면이 손상되는 문제가 발생되므로, 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼 배면연삭 후 세정에 의한 접착층 잔류물의 제거시, 범프볼(Bump ball)의 표면 손상 없이 접착층 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물을 이용하여 접착층 잔류물을 효과적으로 제거하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 조성물 총중량에 대하여,
(A) 하이드록실 아민류 화합물 0.5~20 중량%,
(B) 비이온성 계면활성제 0.1~2 중량%, 및
(C) 잔량의 물을 포함하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은,
웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법으로서,
접착층 잔류물 제거용 세정액으로 세정공정을 실시하기 전에, 세정에 의한 범프볼 표면의 손상을 방지하기 위하여 전처리공정을 실시하며,
상기 전처리공정은 조성물 총중량에 대하여, (A) 하이드록실 아민류 화합물 0.5~20 중량%, (B) 비이온성 계면활성제 0.1~2 중량%, 및 (C) 잔량의 물을 포함하는 전처리액으로 세정공정을 수행할 웨이퍼 면에 도포하는 공정인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법을 제공한다.
본 발명의 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물은 범프볼의 표면 손상 없이 접착층 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법은 범프볼의 표면 손상 없이 접착층 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있어서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은, 조성물 총중량에 대하여,
(A) 하이드록실 아민류 화합물 0.5~20 중량%,
(B) 비이온성 계면활성제 0.1~2 중량%, 및
(C) 잔량의 물을 포함하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물은 범프볼의 표면 손상 없이 접착층 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있는 효과를 제공한다. ,
상기 전처리 조성물은 Sn 합금으로 형성된 범프볼에 바람직하게 사용되며, 상기 Sn 합금으로는 Sn-Pb계, Sn-Cu계, Sn-Ag(Cu)계, Sn-Bi계 등을 들 수 있다. 특히, 상기 전처리 조성물은 Sn-Ag계 합금에 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 Sn-Ag계 합금으로는 Sn-Ag을 들 수 있다.
본 발명의 전처리 조성물은 폴리실록산계 세정액을 사용하여 접착층 잔류물을 제거하는 경우의 전처리에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물에 있어서, 상기 (A) 하이드록실 아민류 화합물은 범프볼 표면에 흡착하여 폴리실록산계 등의 세정액 처리 시 범프볼 표면의 부식을 최소화한다.
상기 하이드록실 아민류 화합물은 조성물 총중량에 대하여, 0.5~20 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1~12 중량%로 포함되는 것이 좋다. 하이드록실 아민류 화합물이 0.5 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 범프볼 표면의 부식억제 효과가 미미하며, 20 중량%를 초과하면 전처리 조성물의 비용이 증가한다.
상기 하이드록실 아민류 화합물로는 하이드록실아민, 디에틸하이드록실아민 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 (B) 비이온성 계면활성제는 기판에 대한 젖음성을 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 비이온성 계면활성제는 조성물 총 중량에 대하여, 0.1~2 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1~1 중량%로 포함되는 것이 좋다. 비이온성 계면활성제가 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 기판에 대한 젖음성 향상 효과가 미미하며, 2 중량%를 초과하면 조성물 안정성에 영향을 줄 수 있으며, 조성물 현탁이 발생 할 수 있다.
상기 비이온성 계면활성제로는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르(polyoxyethylene octyl phenyl ether), 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 뷰틸 에테르(polyoxyethylene polyoxypropylene butyl ether), 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르(polyoxyethylene nonylpheyl ether), 폴리에틸렌 글리콜-블락-폴리프로필렌 글리콜 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이들 중에서도 글리콜류 계면활성제가 더욱 바람직하게 사용될 수 있으며, 특히, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 식각액 조성물에 포함되는 (c) 물은 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 포함된다. 상기 물은 특별히 한정하지 않으나, 탈이온수를 이용하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 물은 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항 값이 18㏁·㎝ 이상인 탈이온수를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 성분들은 반도체 공정용으로 사용가능 한 순도의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 시판되는 것을 사용하거나, 공업용 등급을 당업계에 통상적으로 공지된 방법에 따라 정제하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 전처리 조성물에는 전술한 성분 이외에 통상의 첨가제를 더 첨가할 수 있다.
또한, 본 발명은
웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법으로서,
접착층 잔류물 제거용 세정액으로 세정공정을 실시하기 전에, 세정에 의한 범프볼의 표면의 손상을 방지하기 위하여 전처리공정을 실시하며,
상기 전처리공정은 조성물 총중량에 대하여, (A) 하이드록실 아민류 화합물 0.5~20 중량%, (B) 비이온성 계면활성제 0.1~2 중량%, 및 (C) 잔량의 물을 포함하는 전처리액을 세정공정을 수행할 웨이퍼 면에 도포하는 공정인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법에 관한 것이다.
상기 전처리액은 Sn 합금으로 형성된 범프볼에 바람직하게 사용되며, 상기 Sn 합금으로는 Sn-Pb계, Sn-Cu계, Sn-Ag(Cu)계 등을 들 수 있다. 특히, 상기 전처리 조성물은 Sn-Ag계 합금에 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 Sn-Ag계 합금으로는 Sn-Ag을 들 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다. 하기 실시예에서 사용하는 물질들은 특별한 언급이 없는 경우 시중에서 구입하여 사용한다.
실시예 1~5 및 비교예 1~4: 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물 의 제조
하기 표 1에 기재된 성분들을 해당 성분으로 혼합하여 실시예 1~5 및 비교예 1~4의 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물을 제조하였다.
시험예 : 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물의 성능 평가
(1) 시험 1
실리콘 웨이퍼 상에 SnAg 범프볼을 형성하고 그 위에 폴리실록산계 접착제를 코팅하여 접착층을 형성하여 경화시킨 후, 상기 접착층을 필링(peeling)한 후 2 X 2cm 로 절단한 기판을 준비하였다.
상기 기판을 폴리실록산계 접착제 잔류물 제거용 세정액으로 25℃에서 처리하여 접착제 잔류물을 제거하고 폴리실록산계 접착제 잔류물의 제거속도를 평가하고, 범프볼의 표면 손상을 SEM을 이용하여 평가하였다. 평가결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(2) 시험 2
실리콘 웨이퍼 상에 SnAg 범프볼을 형성하고 그 위에 폴리실록산계 접착제를 코팅하여 접착층을 형성하여 경화시킨 후, 상기 접착층을 필링(peeling)한 후 2 X 2cm 로 절단한 기판을 준비하였다.
상기 기판을 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4의 전처리 조성물을 이용하여 처리하였다.
상기 전처리가 완료된 기판을 폴리실록산계 접착제 잔류물 제거용 세정액으로 25℃에서 처리하여 접착제 잔류물을 제거하고 폴리실록산계 접착제 잔류물의 제거속도를 평가하고, 범프볼의 표면 손상을 SEM을 이용하여 평가하였다. 평가결과는 하기 표 1에 나타내었다.
DEHA HA MEA PEG 400 DIW 전처리 유무 폴리실록산계 접착제 잔류물의 제거속도 SnAg bump ball damage
Damage 수/200개당
실시예1 5 0.1 94.9 O 3min 이내 7/200
실시예2 10 0.5 89.5 O 3min 이내 3/200
실시예3 5 1 94 O 3min 이내 3/200
실시예4 2 1 97 O 3min 이내 6/200
실시예5 2 1 98 O 3min 이내 9/200
비교예1 5 95 O 3min 이내 28/200
비교예2 5 1 94 O 3min 이내 30/200
비교예3 10 90 O 3min 이내 28/200
비교예4 표면 전처리 미실시 3min 이내 32/200
(단위 중량%)
주)
DEHA: 디에틸하이드록실아민
HA : 하이드록실아민
MEA: 모노메탄올아민
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전처리 조성물인 실시예 1 내지 5로 전처리를 실시한 경우에는 범프볼의 손상이 현저하게 감소되었으며, 폴리실록산계 접착제 잔류물의 제거 속도도 우수한 것으로 확인되었다.
반면, 전처리 공정을 실시하지 않은 비교예 4의 경우와 본 발명과 다른 조성으로 제조된 전처리 조성물인 비교예 1 내지 3의 조성물로 전처리를 실시한 경우는 폴리실록산계 접착제 잔류물의 제거 속도는 우수하였으나, 범프볼의 표면 손상이 큰 것으로 확인되었다.

Claims (5)

  1. 조성물 총중량에 대하여,
    (A) 하이드록실 아민류 화합물 0.5~20 중량%,
    (B) 비이온성 계면활성제 0.1~2 중량%, 및
    (C) 잔량의 물을 포함하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하이드록실 아민류 화합물은 하이드록실아민 및 디에틸하이드록실아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비이온성 계면활성제는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르(polyoxyethylene octyl phenyl ether), 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 뷰틸 에테르(polyoxyethylene polyoxypropylene butyl ether), 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르(polyoxyethylene nonylpheyl ether), 및 폴리에틸렌 글리콜-블락-폴리프로필렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물에 대한 세정전 전처리 조성물.
  4. 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법으로서,
    접착층 잔류물 제거용 세정액으로 세정공정을 실시하기 전에, 세정에 의한 범프볼의 표면의 손상을 방지하기 위하여 전처리공정을 실시하며,
    상기 전처리공정은 조성물 총중량에 대하여, (A) 하이드록실 아민류 화합물 0.5~20 중량%, (B) 비이온성 계면활성제 0.1~2 중량%, 및 (C) 잔량의 물을 포함하는 전처리액을 세정공정을 수행할 웨이퍼 면에 도포하는 공정인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 범프볼은 Sn 합금으로 형성된 것인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면연삭 후의 접착층 잔류물을 제거하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018021273A1 (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 富士フイルム株式会社 キット、洗浄剤組成物および半導体素子の製造方法

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