KR20200024591A - 백 그라인딩 테이프 - Google Patents

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KR20200024591A
KR20200024591A KR1020180101458A KR20180101458A KR20200024591A KR 20200024591 A KR20200024591 A KR 20200024591A KR 1020180101458 A KR1020180101458 A KR 1020180101458A KR 20180101458 A KR20180101458 A KR 20180101458A KR 20200024591 A KR20200024591 A KR 20200024591A
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김은영
이광주
연보라
윤미선
유영창
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은, 우수한 요철 흡수능을 통해 웨이퍼의 균열을 억제하여 보다 향상된 웨이퍼 보호 성능을 구현할 수 있는 백 그라인딩 테이프에 대한 것이다.

Description

백 그라인딩 테이프{BACK GRINDING TAPE}
본 발명은 백 그라인딩 테이프에 관한 것으로, 반도체의 제조 공정 중 백 그라인딩 공정에서 반도체 웨이퍼의 표면에 부착하여 표면 보호 역할을 하는 점착성 테이프에 관한 것이다.
최근 전자기기의 소형화, 고기능화, 대용량화 추세가 확대되고 이에 따른 반도체 패키지의 고밀도화, 고집적화에 대한 필요성이 급격히 커지고 있다. 이를 반영하여, 반도체 칩 크기가 점점 커지고, 동시에 칩의 두께는 얇아지며 회로의 집적도는 높아지고 있다. 그런데, 반도체 칩 자체의 모듈러스는 낮아져서 제조 공정이나 최종 제품의 신뢰성에 문제점을 야기하고 있다.
이러한, 반도체의 대형화 및 박형화의 요구에 따라, 웨이퍼 후면을 미세한 다이아몬드 입자로 구성된 연마휠로 갈아 칩의 두께를 얇게 함으로써 조립을 용이하게 하는 연삭(Back Grinding) 공정이 필수적으로 수행되는데, 상기 연삭 공정 중 다량의 실리콘 잔여물(Dust) 및 파티클(Particle)에 의한 오염과 균열 발생과 같은 웨이퍼의 손상이 빈번히 발생하고 있다. 이에 따라 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름 또는 백 그라인딩 테이프(Back Grinding Tape)의 역할이 더욱 중요시되고 있다.
특히, 요철이 있는 반도체 웨이퍼의 백 그라인딩 공정에서는 요철 흡수가 중요한데, 이때 요철 흡수가 충분하지 않은 경우, 반도체 웨이퍼에 백 그라인딩 테이프 부착 후 기포가 크게 발생하여 웨이퍼가 파손될 수 있다.
따라서, 원활한 백 그라인딩 공정을 위해 요철 흡수능이 뛰어난 반도체 공정용 백 그라인딩 테이프가 요구되고 있다.
본 발명은, 우수한 요철 흡수능을 통해 웨이퍼의 균열을 억제하여 보다 향상된 웨이퍼 보호 성능을 구현할 수 있는 백 그라인딩 테이프를 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 고분자 기재층; (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층; 및 점착층;을 포함하고, 상기 중간층의 가교도는 60% 이하이고, 하기 일반식 1의 회복율이 80% 이하인, 백 그라인딩 테이프가 제공된다:
[일반식 1]
회복율(%) = {90℃에서 10,000 Pa의 압력을 가하여 측정한 크립 변형의 최댓값(A) - 상기 압력 제거 후 회복된 크립 변형의 최솟값(B)}/ A * 100
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 백 그라인딩 테이프에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 상기 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트[acrylate] 및 (메타)크릴레이트[(meth)acrylate]를 모두 포함하는 의미이다.
본 명세서에서, 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는, 우레탄 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 올리고머로부터 유래한 중합체 또는 공중합체를 의미한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 고분자 기재층; (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층; 및 점착층;을 포함하고, 상기 중간층의 가교도는 60% 이하이고, 하기 일반식 1의 회복율이 80% 이하인, 백 그라인딩 테이프가 제공될 수 있다:
[일반식 1]
회복율(%) = {90℃에서 10,000 Pa의 압력을 가하여 측정한 크립 변형의 최댓값(A) - 상기 압력 제거 후 회복된 크립 변형의 최솟값(B)}/ A * 100
본 발명자들은 고분자 기재층; (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층; 및 점착층;을 포함하고, 상기 중간층의 가교도는 60% 이하이고, 상기 일반식 1의 회복율이 80% 이하인, 백 그라인딩 테이프를 반도체 웨이퍼 백 그라인딩 공정에 사용하는 경우, 우수한 요철 흡수를 통해 요철이 있는 반도체 웨이퍼의 연마에 용이하게 적용될 수 있어, 백 그라인딩 공정 중 발생하는 웨이퍼 균열을 억제하여 보다 향상된 웨이퍼 보호 성능을 구현할 수 있다는 점을 실험을 통해서 확인하고 발명을 완성하였다.
보다 구체적으로, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층은 가교도가 60% 이하, 또는 58% 이하, 또는 55% 이하이고, 상기 일반식 1의 회복율이 80% 이하, 또는 78% 이하, 또는 76% 이하일 수 있는데, 상기 중간층이 상기 가교도 및 회복율을 만족하는 경우, 필름의 형상 안정성을 확보하면서도 범프 웨이퍼의 요철을 효과적으로 흡수할 수 있다.
이때, 상기 가교도(Degree of cross-linking)는 가교 고분자의 다리걸침 정도를 말하는 것으로, 샘플의 건조 전후의 중량 변화를 통해 구할 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층의 가교도의 값이 60% 이하인 경우, 고분자의 유동성을 확보할 수 있어 최적의 요철 흡수능이 구현되는 효과를 나타낼 수 있으나, 가교도의 값이 60%를 초과하는 경우, 고분자의 유동성이 떨어지면서 요철 흡수능이 떨어져 웨이퍼 연삭 가공시 균열이나 딤플이 발생할 우려가 있다.
한편 상기 중간층은 상기 일반식 1의 회복율이 80% 이하, 또는 78% 이하, 또는 76% 이하일 수 있는데, 상기 회복율은 90℃에서 10,000 Pa의 압력을 가하여 측정한 크립 변형의 최댓값 대비 상기 압력 제거 후 회복된 크립 변형의 최솟값의 비율을 의미한다.
이때, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층의 상기 일반식 1의 회복율이 80% 이하인 경우, 웨이퍼의 요철 매립 후 매립 형상을 잘 유지하게 되어 효율적인 요철 매립의 효과를 구현할 수 있으나, 상기 일반식 1의 회복율이 80%를 초과하는 경우, 요철을 매립한다하고 하여도 interlayer 층이 다시 원래 형상으로 돌아가려 하기 때문에 범프 주변에 기포가 생겨 반도체 웨이퍼 백 그라인딩 시 웨이퍼 파손의 문제가 나타날 우려가 있다.
한편, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층은 광경화 공정 또는 열경화 공정에 의해 제조될 수 있으며, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체는 (메트)아크릴레이트계 단량체 간의 (공)중합체를 포함하며, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 및 (메트)아크릴레이트계 단량체 간의 (공)중합체를 포함할 수 있다.
이때, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 20 내지 40 중량% 및 (메트)아크릴레이트계 단량체 60 내지 80 중량% 간의 (공)중합체를 포함할 수 있으며, 상기 함량 범위로 사용되는 것이 최종 다층 필름의 내수성과 층간의 밀착성을 동시에 향상시킬 수 있어 바람직하다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 40중량%, 또는 20 내지 30중량%로 포함될 수 있으며, 상기 함량 범위로 사용되는 것이 최적의 경화 효율을 구현하면서 경제성이 뛰어나 바람직하다.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체의 함량은 조성물 총 중량에 대하여 60 내지 80중량%, 또는 70 내지 80중량%로 포함될 수 있으며, 상기 함량 범위로 사용되는 것이 다른 층과의 밀착력을 확보할 수 있음과 동시에 코팅성을 확보할 수 있어 바람직하다.
한편, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는, 주사슬의 반복 단위 중에 우레탄 결합(-NHCOO-)을 가지는 고분자 수지로서, 디올계 화합물과 디이소이아네이트 화합물의 축합 중합 반응에 의해 형성될 수 있다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 합성하는데 사용되는 디올계 화합물의 구체적인 예로는, 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 디에틸렌 글리콜, 폴리카보네이트 다이올 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 합성하는데 사용되는 이소시아네이트의 구체적인 예로는, 4 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 이소시아네이트로서, 예를 들면, 테트라메틸렌 1,4-다이이소시아네이트, 펜타메틸렌 1,5-메틸렌다이이소시아네이트, 헥사메틸렌 1,6-다이이소시아네이트, 2-메틸-1,5-다이이소시아네이토펜탄, 옥타메틸렌-1,8-다이이소시아네이트, 데카메틸렌 1,10-다이이소시아네이트, 도데카메틸렌 1,12-다이이소시아네이트, 테트라데카메틸렌 1,14-다이이소시아네이트, 2,2,4- 및 2,4,4-트라이메틸헥산 이소시아네이트, 1,3-비스(1-이소시아네이토-1-메틸에틸)벤젠 (m-TMXDI), 리신 다이이소시아네이트의 유도체 등을 들 수 있고, 상기 이소시아네이트의 혼합물도 사용될 수 있다. 또한, 이소보론 디이소시아네이트, 디페닐메탄-4,4’디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
한편, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체는 (메트)아크릴레이트계 단량체 간의 (공)중합체를 포함하며, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 및 (메트)아크릴레이트계 단량체 간의 (공)중합체를 포함할 수 있는데, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체의 구체적인 예로는, 지방족 (메트)아크릴레이트, 지환족 (메트)아크릴레이트, 방향족 (메트)아크릴레이트, 히드록시기 함유 (메트)아크릴레이트, 카르복실기 함유(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 지방족 알킬(메트)아크릴레이트로는, 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트를 들 수 있고, 구체적으로는, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, sec-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 이소노닐 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 지환족 알킬(메트)아크릴레이트로는, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알킬기를 갖는 사이클로알킬(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 구체적으로는, 이소보닐아크릴레이트(IBOA), 트리메틸사이클로헥실 아크릴레이트, 싸이클로펜실(메타) 아크릴레이트, 싸이클로헥실(메트)아크릴레이트, 디사이클로펜타닐메타아크릴레이트, 디사이클로펜테닐옥시메타아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 방향족 알킬(메트)아크릴레이트로는, 탄소수 6 내지 30의 방향족기를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 구체적으로는, 페닐히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, o-페닐페놀 EO (메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐페녹시프로필 (메트)아크릴레이트, 페놀 EO (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 히드록시기 함유 (메트)아크릴레이트로는, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 상기 카르복실기 함유(메트)아크릴레이트로는, (메타)아크릴산(acrylic acid), 크로톤산(crotonic acid), 말레산(maleic acid), 푸마르산(fumaric acid) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
한편, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함하는 중간층은 경화제 또는 광개시제 추가적으로 포함 할 수 있다.
상기 경화제의 구체적인 예로는, 다관능성 아크릴레이트 등의 극성 단량체일 수 있고, 구체적으로는, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,2-에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 1,12-도데칸디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 아디페이트 디(메트)아크릴레이트, 히드록시피발산 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메트)아크릴레이트, 디(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 (메트)아크릴레이트, 디메틸롤 디 시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메트)아크릴레이트, 아다만탄 디(메트)아크릴레이트, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴록시에틸이소시아누레이트, 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트 및 이소시아네이트 단량체와 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트의 반응물인 우레탄 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 경화제의 함량은 중간층 형성용 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는, 0.5 내지 2중량%로 포함될 수 있으며, 상기 함량 범위로 사용되는 것이 최적의 경화 효율을 구현하면서 경제성이 뛰어나 바람직하다.
한편, 상기 광개시제는 광조사에 의해 광경화 반응을 개시하는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 구체적인 예로는, 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐)페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2, 2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 광개시제는 중간층 형성용 조성물 총 중량에 대하여, 0.1 내지 5중량%, 0.3 내지 1.5중량%로 포함될 수 있으며, 상기 함량 범위로 사용되는 것이 최적의 광경화 효율을 구현하면서 경제성이 뛰어나 바람직하다.
한편, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 10,000 내지 300,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 구체적으로, 10,000 내지 300,000 g/mol, 또는 20,000 내지 200,000 g/mol, 또는 30,000 내지 150,000 g/mol, 또는 35,000 내지 100,000 g/mol 일 수 있으며, 상기 범위의 중량평균분자량의 값을 만족하는 경우, 코팅성을 확보할 수 있어 보다 바람직하다.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체는 300,000 내지 700,000 g/mol, 또는 400,000 내지 700,000 g/mol, 또는 500,000 내지 600,000 g/mol 의 중량평균분자량을 가질 수 있으며, 상기 범위의 중량평균분자량의 값을 만족하는 경우, 코팅성을 확보할 수 있어 보다 바람직하다.
한편, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층은 30㎛ 내지 300㎛, 또는 40㎛ 내지 200㎛, 또는 50㎛ 내지 150㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 범위를 만족하는 경우, 적정 응력 완화성을 구현하여 외부의 물리적 충격으로부터 패턴을 보호하기 적합하고, 특히, 외부 수분을 흡수하더라도 패턴 면에 영향을 최소화할 수 있다.
상기 중간층의 두께가 30 ㎛ 미만이면 웨이퍼의 요철을 흡수하지 못할 우려가 있으며, 300 ㎛ 초과이면 필름의 형상 안정성이 저하되고, 장시간 저장이나 하중이 걸렸을 경우 시트가 변형되거나 중간층이 돌출되어 반도체 웨이퍼가 오염되는 문제점이 나타날 수 있다.
한편, 상기 고분자 기재층은 백 그라인딩 테이프에서 전체 층을 지지하는 역할을 하며, 구체적인 기재가 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌, 선형 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체, 폴리프로필렌의 블록 공중합체, 호모폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐(polymethylpentene), 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-아이오노머 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 및 폴리부텐, 스티렌의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 수지를 포함할 수 있다.
이때, 상기 고분자 기재층은 5㎛ 내지 200㎛, 또는 10㎛ 내지 150㎛, 또는 50㎛ 내지 150㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 고분자 기재층이 상기 두께 범위를 만족하는 경우, 적정 강도를 구현하면서도 핸들링이 용이하며, 백 그라인딩 공정에서 불필요한 단차 발생을 막아 공정에 영향을 미치지 않아 바람직하나, 5㎛ 미만이면 필름의 형상을 잘 지지하지 못하거나 핸들링이 어려울 수 있고, 200㎛ 초과이면 웨이퍼 부착시 기포 발생이 증가할 수 있고, 필름의 응력 완화율이 저하될 수 있다.
한편, 상기 점착층은 구체적인 조성이 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 아크릴레이트계 열경화성 수지, 경화제, 광개시제 및 용매를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다.
상기 점착층은 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층의 상부에 형성되며, 웨이퍼 패턴에 인접하여 부착되는 층이며, 광경화성 감압성 점착제 소재가 선택될 수 있다.
상기 점착층은 반도체 웨이퍼 등의 제품을 가공할 때에는 적절한 점착력을 가져 공정 중 상기 반도체 웨이퍼에 확실히 부착되어 있고, 가공 후에는 제품 등에 부하를 걸지 않으면서 용이하게 박리할 수 있어야 한다. 따라서, 열경화제 및 광개시제를 일정 함량 함유하는 소재가 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 점착층은 열경화에 의해 상기 중간층의 상부에 성막하여 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 점착 필름을 제조하고, 백 그라인딩 공정이 완료된 후에는 추가적인 광조사에 의해 상기 점착층을 웨이퍼 표면으로부터 박리할 수 있는 소재가 적용되는 것이 바람직하다.
상기 점착층은 아크릴레이트계 열경화성 수지를 포함할 수 있으며, 용매, 열경화제 및 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 아크릴레이트계 열경화성 수지는, 아크릴레이트계 단량체, 중합 개시제 및 용매를 혼합하여 중합 반응을 수행하고, 중합된 아크릴레이트계 중합체를 경화제와 반응시켜 제조될 수 있다.
상기 점착층은 전술한 성분에 추가 첨가제 및 용매를 포함하는 점착층 조성물을 상기 중간층 상부에 도포하고 이를 열경화함으로써 형성할 수 있으며, 또는 별도의 이형성 기재 필름에 형성하고 나서 이를 상기 중간층에 접합하여 형성할 수 있다.
한편, 상기 점착층의 두께는 0.5㎛ 내지 50㎛ 일 수 있다.
상기 점착층이 상기 두께 범위를 만족하는 경우, 웨이퍼 표면에 점착 및 박리가 용이하나, 점착제층의 두께가 상기 범위를 벗어나는 경우 균일한 점착층을 얻기 어렵고 필름의 물성이 불균일해 질 수 있다. 두께가 0.5㎛ 미만일 경우, 층의 두께가 너무 얇아 점착력이 저하될 수 있고, 반대로 두께가 50㎛를 초과하는 경우, 과도한 두께로 인해 점착 필름 제거 시 웨이퍼 표면에 잔사가 잔존할 문제점이 있다.
본 발명은, 우수한 요철 흡수능을 통해 웨이퍼의 균열을 억제하여 보다 향상된 웨이퍼 보호 성능을 구현할 수 있는 백 그라인딩 테이프를 제공한다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1: 중간층 조성물의 제조]
제조예 1-1
폴리카보네이트 다이올 20g, 아이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 2g을 혼합하여 중합 반응을 진행한 뒤, EtOH 0.02g를 사용하여 말단을 캡핑하여, 중량 평균분자량이 80,000g/mol인 폴리우레탄 올리고머를 합성하였다.
다음으로, 상기 제조된 폴리우레탄 올리고머 22g, 에틸헥실아크릴레이트(EHA) 32.1g, 메틸아크릴레이트(MA) 23.4g, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 7.8g, 히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 15.6g 및 cross-linker HDDA 0.2 mg, 광개시제로 Irgacure651 를 0.2g 혼합하여 중간층 조성물(1-1)을 제조하였다.
제조예 1-2
폴리카보네이트 다이올 20g, 아이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 2g을 혼합하여 중합 반응을 진행한 뒤, EtOH 0.02g를 사용하여 말단을 캡핑하여, 중량 평균분자량이 80,000g/mol인 폴리우레탄 올리고머를 합성하였다.
다음으로, 상기 제조된 폴리우레탄 올리고머 20g, 에틸헥실아크릴레이트(EHA) 40.0g, 오소페닐페녹실에틸아크릴레이트(OPPEA) 24.0g, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 8.0g, 히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 8.0g 및 cross-linker HDDA 0.2 mg, 광개시제로 Irgacure651 를 0.2g 혼합하여 중간층 조성물(1-2)을 제조하였다.
제조예 1-3
2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 72g, 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-HEA) 13g, 중합 개시제로 벤조일 퍼옥사이드 0.1g, Toluene 100g을 사용하여 아크릴계중합체 185g을 제조하였다. (중량 평균 분자량 500,000g/mol)
다음으로, 상기 제조된 (공)중합체를 6관능 NCO 경화제 (Asaikasei) 0.8 g을 혼합하여 중간층 조성물(1-3)을 제조하였다.
제조예 1-4
폴리카보네이트 다이올 20g, 아이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 2g을 혼합하여 중합 반응을 진행한 뒤, EtOH 0.02g를 사용하여 말단을 캡핑하여, 중량 평균분자량이 80,000g/mol인 폴리우레탄 올리고머를 합성하였다.
다음으로, 상기 제조된 폴리우레탄 올리고머 22g, 에틸헥실아크릴레이트(EHA) 32.1g, 오소페닐페녹실에틸아크릴레이트(OPPEA) 23.4g, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 7.8g, 히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 15.6g 및 cross-linker HDDA 0.2 mg, 광개시제로 Irgacure651을 0.2g 혼합하여 중간층 조성물(1-4)을 제조하였다.
제조예 1-5
Propylene glycol propoxylate-B-ethoxylate polyol 27g, 아이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 3g, 를 혼합하여 중합 반응을 진행한 뒤, EtOH 0.02g을 사용하여 말단을 캡핑하여, 중량 평균 분자량이 35,000g/mol인 폴리우레탄 올리고머를 합성하였다.
다음으로, 상기 제조된 폴리우레탄 올리고머 30g, 에틸헥실아크릴레이트(EHA) 28.0g, 메틸아크릴레이트(MA) 21.0g, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 7.0g, 히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 14.0g 및 cross-linker HDDA 0.2 mg, 광개시제로 Irgacure651 를 0.2g 혼합하여 중간층 조성물(1-5)을 제조하였다.
제조예 1-6
2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 72g, 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-HEA) 13g, 중합 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드 0.1g, Toluene 100g를 사용하여 아크릴계 중합체 185g를 제조하였다. (중량 평균 분자량 500,000g/mol)
다음으로, 상기 제조된 (공)중합체를 6 관능 NCO 경화제 (Asaikasei) 4g을 혼합 하여 중간층 조성물(1-6)을 제조하였다.
제조예 1-7
2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 25.5g, 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-HEA) 17g, 오소페닐페녹실에틸아크릴레이트 (OPPEA) 29.7g, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 12.8g, 중합 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드 0.1g, Toluene 100g를 사용하여 아크릴계 중합체 185g를 제조하였다. (중량 평균 분자량 600,000g/mol)
다음으로, 상기 제조된 (공)중합체를 6 관능 NCO 경화제 (Asaikasei) 1.5g을 혼합하여 중간층 조성물(1-7)을 제조하였다.
제조예 1-8
EHA 50g, IBOMA 35g, HEA 15g 를 혼합하여 중합 반응을 진행하여, 중량 평균 분자량이 35,000g/mol인 아크릴 올리고머를 합성하였다.
다음으로, 상기 제조된 아크릴 올리고머 40g, 에틸헥실아크릴레이트(EHA) 24.0g, 오소페닐페녹실에틸아크릴레이트(OPPEA) 18.0g, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 6.0g, 히드록시에틸 아크릴레이트(HEA) 12.0g 및 cross-linker HDDA 0.2 mg, 광개시제로 Irgacure651 를 0.2g 혼합하여 중간층 조성물(1-8)을 제조하였다.
[제조예 2: 점착층 조성물의 제조]
2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 72g, 2-하이드록시에틸아크릴레이트(2-HEA) 13g를 중합 개시제로는 벤조일 퍼옥사이드 0.1g, 메틸에틸케톤(MEK) 100g를 사용하여 아크릴계 중합체 185g를 제조하였다.
상기 제조된 아크릴계 중합체 100g와 메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트(MOI) 15g와 반응시켜 아크릴계 열경화성 수지를 제조하였다.
제조된 열경화성 수지 30g과 메틸에틸케톤(MEK) 70g, 6 관능 NCO 경화제 (Asaikasei) 1.5g을 혼합하여 열경화성 점착층 조성물을 제조하였다.
[실시예 및 비교예: 백 그라인딩 테이프의 제조]
하기 실시예 또는 비교예에서 고분자 기개층으로는 120 μm 두께의 PE film 을 구입하여 사용하였다.
실시예 1
고분자 기재층의 상부에 제조예 1-1에 따른 중간층 조성물을 도포하고, 산소를 차단하기 위해 상기 코팅층 위에 투명한 이형성 기재 필름을 접합하고, 이를 주파장이 365nm인 UV램프를 사용하여 경화시켜 두께가 100㎛인 중간층을 형성하였다. 이형성 필름은 점착층 합지 직전에 제거하였다.
이형성 필름 상부에 상기 제조예 2에 따른 점착층 조성물을 도포하고, 110℃ 온도의 오븐에서 3분 동안 방치하여 두께가 10 ㎛ 인 점착층을 형성하였다.
다음으로, 상기 점착층을 상기 중간층과 합지하고, 최종적으로, 고분자 기재층, 중간층 및 점착층이 순차로 적층된 백 그라인딩 테이프를 제조하였다.
실시예 2
제조예 1-1에 따른 중간층 조성물 대신 제조예 1-2의 중간층 조성물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 백 그라인딩 테이프를 제조하였다.
실시예 3
상기 고분자 기재층의 상부에 제조예 1-3에 따른 중간층 조성물을 도포하고, 110℃ 온도의 오븐에서 7 분 동안 방치하여 두께가 100 ㎛인 중간층을 형성하였다. 이형성 필름은 점착층 합지 직전에 제거하였다.
이형성 필름 상부에 상기 제조예 2 에 따른 점착층 조성물을 도포하고, 110℃ 온도의 오븐에서 3 분 동안 방치하여 두께가 10 ㎛ 인 점착층을 형성하였다.
다음으로, 상기 점착층을 상기 중간층과 합지하고, 최종적으로, 고분자 기재층, 중간층 및 점착층이 순차로 적층된 백 그라인딩 테이프를 제조하였다.
비교예 1, 2 및 5
제조예 1-1에 따른 중간층 조성물 대신 제조예 1-4, 1-5 또는 1-8의 중간층 조성물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 백 그라인딩 테이프를 제조하였다.
비교예 3 및 4
제조예 1-3에 따른 중간층 조성물 대신 제조예 1-6 내지 1-7의 중간층 조성물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 백 그라인딩 테이프를 제조하였다.
[시험예]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 백 그라인딩 테이프에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 가교도의 측정
상기 실시예 및 비교예의 제조 공정 중 중간층 조성물을 이형필름 사이에 코팅하여 0.1 내지 0.3 g의 샘플을 제조하였다.
상기 샘플을 50 mL 에틸아세테이트(ethyl acetate) 용제에 48h 담근 후 철메쉬로 여과하고, 110℃ 온도에서 2 시간 건조하였다.
초기 샘플량 대비 건조 후 남아있는 샘플의 양을 계산하여 가교도를 측정하였다.
(2) 회복율의 측정
상기 실시예 및 비교예의 제조 공정 중 중간층 조성물을 이형성 기재 필름에 별도로 도포하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 중간층을 800㎛까지 적층 후, 8mm 지름으로 원형 샘플을 제조하였다.
ARES에 샘플 로딩 후 90℃에서 10,000 Pa의 압력을 300초 동안 가하여 크립 변형의 최댓값(A)을 측정하였다.
이후, 상기 압력 제거 후 600초 동안 방치하여 회복된 크립 변형의 최솟값(B)을 측정하였다.
하기 일반식 1에 따라 크립 변형의 최댓값 대비 상기 압력 제거 후 회복된 크립 변형의 최솟값의 비율을 계산하였다.
[일반식 1]
회복율(%) = {90℃에서 10,000 Pa의 압력을 가하여 측정한 크립 변형의 최댓값(A) - 상기 압력 제거 후 회복된 크립 변형의 최솟값(B)}/ A * 100
(3) 요철 흡수능 평가
실시예 및 비교예의 백 그라인딩 테이프를 폭 2.5cm, 길이 25cm로 하는 샘플을 준비하였다.
상기 샘플을 bump height 50 μm, pitch 60 ㎛의 bumped wafer에 라미하여 요철 흡수 정도를 측정하였으며, 하기 기준에 따라 요철 흡수능을 평가하였다.
<요철 흡수능 평가 기준>
◎: 90% 이상
○: 70% 이상 내지 90% 미만
△: 50% 이상 내지 70% 미만
Ⅹ: 50% 미만
가교도(%) 회복율 (%) 요철 흡수능
실시예 1 30 76 ◎
실시예 2 25 72 ◎
실시예 3 55 76 ○
비교예 1 60 82 Ⅹ
비교예 2 68 65 △
비교예 3 75 95 Ⅹ
비교예 4 58 86 Ⅹ
비교예 5 49 85 △
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 중간층의 가교도는 60% 이하이고, 상기 일반식 1의 회복율이 80% 이하인 실시예 1 내지 3의 경우, 우수한 요철 흡수능을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
이에 따라, 반도체 공정, 특히 백 그라인딩 공정에 사용되는 경우, 우수한 요철 흡수를 통해 공정 중 발생하는 웨이퍼 균열을 억제하여 보다 향상된 웨이퍼 보호 성능을 구현할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

Claims (10)

  1. 고분자 기재층; (메트)아크릴레이트계 (공)중합체 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자를 포함한 중간층; 및 점착층;을 포함하고,
    상기 중간층의 가교도는 60% 이하이고, 하기 일반식 1의 회복율이 80% 이하인, 백 그라인딩 테이프:
    [일반식 1]
    회복율(%) = {90℃에서 10,000 Pa의 압력을 가하여 측정한 크립 변형의 최댓값(A) - 상기 압력 제거 후 회복된 크립 변형의 최솟값(B)}/ A * 100
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 및 (메트)아크릴레이트계 단량체 간의 (공)중합체를 포함하는, 백 그라인딩 테이프.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 고분자는 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 20 내지 40 중량% 및 (메트)아크릴레이트계 단량체 60 내지 80 중량% 간의 (공)중합체를 포함하는, 백 그라인딩 테이프.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (메트)아크릴레이트계 (공)중합체는 (메트)아크릴레이트계 단량체 간의 (공)중합체를 포함하는, 백 그라인딩 테이프.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고분자 기재층은 5㎛ 내지 200㎛의 두께를 갖는, 백 그라인딩 테이프.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 중간층은 30 ㎛ 내지 300 ㎛ 의 두께를 갖는, 백 그라인딩 테이프.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 점착층은 0.5㎛ 내지 50㎛의 두께를 갖는, 백 그라인딩 테이프.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 고분자 기재층은 저밀도 폴리에틸렌, 선형 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체, 폴리프로필렌의 블록 공중합체, 호모폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐(polymethylpentene), 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-아이오노머 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 및 폴리부텐, 스티렌의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 수지를 포함하는, 백 그라인딩 테이프.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 점착층은 아크릴레이트계 열경화성 수지, 경화제, 광개시제 및 용매를 포함하는, 백 그라인딩 테이프.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 백 그라인딩 테이프는 요철이 있는 반도체 웨이퍼의 연마에 사용되는, 백 그라인딩 테이프.
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