KR20220072358A - 광경화형 조성물 및 반도체 공정용 기재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광경화형 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 코팅층을 포함하는 반도체 공정용 기재를 제공한다.
Description
본 발명은 광경화형 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 코팅층을 포함하는 반도체 공정용 기재에 관한 것이다.
다이싱 공정이나 이면 연삭 공정과 같은 반도체 웨이퍼 가공 공정에서의 보호 필름은 반도체 공정용 기재 및 점착층을 포함하는 다층 구조의 라미네이트 제품으로서, 반도체 공정 중에 웨이퍼를 균열 등으로부터 일시적으로 보호하기 위해 사용된다.
상기 반도체 공정용 기재는 기재필름을 포함하며, 기재필름으로 플라스틱 필름이 주로 사용된다. 이와 같은 플라스틱 필름은, 각종 열가소성 수지를 용융시키고, 용융된 수지를 T자형 다이, 흡취 압출 또는 칼렌더링 공법 등에 적용하여 제조될 수 있다. 이와 같이, 압출이나 칼렌더링 공법에 의해 제조된 필름은 생산성이 우수하고, 가격이 저렴하다는 장점이 있다.
반도체 웨이퍼 가공 공정에 있어, 보호 필름은 웨이퍼 표면에 부착되었다가, 이면 연삭 공정과 같은 가공 공정 이후, 자외선을 조사한 다음 박리되어 제거된다. 이렇게 보호 필름은 박리하는 과정에서, 다층 구조를 갖는 보호 필름은 반도체 공정용 기재와 결합력이 약한 다른 층 간에 계면 분리가 발생하여 보호 필름의 박리가 어려운 문제가 있다.
이에, 각 층간 계면 결합력이 높은 테이프의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 계면 부착력이 우수한 광경화형 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 코팅층을 포함하는 반도체 공정용 기재를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지, (메트)아크릴산을 포함하는 (메트)아크릴레이트계 모노머 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하고, 상기 (메트)아크릴레이트계 모노머는 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 초과 7 중량부 미만으로 포함되는 것인 광경화형 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기재필름; 및 상기 광경화형 조성물의 경화물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 반도체 공정용 기재가 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 광경화형 조성물은 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 있어, 각 층간 계면 부착력을 향상시킬 수 있는 코팅층을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 공정용 기재는 층간 계면 부착력이 우수하여, 이면 연삭 공정 이후 웨이퍼 표면으로부터 본 발명의 반도체 공정용 기재를 포함하는 반도체 표면 보호용 점착 테이프를 박리하는 경우 층간 계면 분리가 억제될 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 공정용 기재를 나타낸 도면이다.
도 2는 계면 부착력을 측정하는 구조의 모식도이다.
도 2는 계면 부착력을 측정하는 구조의 모식도이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 통칭하는 의미로 사용된다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 화합물의 “중량평균분자량” 및 “수평균분자량”은 그 화합물의 분자량과 분자량 분포를 이용하여 계산될 수 있다. 구체적으로, 50 ml의 유리병에 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF)와 화합물을 넣어 화합물의 농도가 1 wt%인 샘플 시료를 준비하고, 표준 시료(폴리스티렌, polystyrene)와 샘플 시료를 필터(포어 크기가 0.45 ㎛)를 통해 여과시킨 후, GPC 인젝터(injector)에 주입하여, 샘플 시료의 용리(elution) 시간을 표준 시료의 캘리브레이션(calibration) 곡선과 비교하여 화합물의 분자량 및 분자량 분포를 얻을 수 있다. 이 때, 측정 기기로 Infinity II 1260(Agilient 社)를 이용할 수 있고, 유속은 1.00 mL/min, 컬럼 온도는 35.0 ℃로 설정할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지, (메트)아크릴산을 포함하는 (메트)아크릴레이트계 모노머 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하고, 상기 (메트)아크릴레이트계 모노머는 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 초과 7 중량부 미만으로 포함되는 것인 광경화형 조성물이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 광경화형 조성물은 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 있어, 각 층간 계면 부착력을 향상시킬 수 있는 코팅층을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지는 이소시아네이트 말단기를 갖는 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머와, 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 반응 생성물일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머는, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌 함유 반복단위를 포함하는 폴리알킬렌 폴리올 및 디이소시아네이트계 화합물의 반응 생성물일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리알킬렌 폴리올 및 디이소시아네이트계 화합물을 포함하는 제1 혼합물을 반응시켜, 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머를 제조할 수 있다. 폴리알킬렌 폴리올과 디이소시아네이트계 화합물 간의 중합 반응을 통해 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머가 형성될 수 있다. 즉, 상기 디이소시아네이트계 화합물의 이소시아네이트기와 상기 폴리알킬렌 폴리올의 히드록시기 간에 반응이 진행됨에 따라 우레탄(urethane) 결합이 형성되며, 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리알킬렌 폴리올은, 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 함유 반복단위, 탄소수 2 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 함유 반복단위, 탄소수 3 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 함유 반복단위, 또는 탄소수 1 내지 3의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 함유 반복단위를 포함할 수 있다. 전술한 반복단위를 포함하는 폴리알킬렌 폴리올을 이용하여, 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머 및 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지를 형성함으로써, 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 있어, 각 층간 계면 부착력을 향상시킬 수 있는 코팅층을 구현할 수 있는 광경화형 조성물을 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 탄소수 1 내지 5의 알킬렌 함유 반복단위는 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R은 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌이다.
또한, 상기 폴리알킬렌 폴리올은 2 이상의 히드록시기를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리알킬렌 폴리올은, 전술한 알킬렌 함유 반복단위를 포함하는 폴리알킬렌 디올일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리알킬렌 폴리올의 분자량은 1,000 g/mol 내지 5,000 g/mol 일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리알킬렌 폴리올의 분자량은 1,500 g/mol 내지 4,000 g/mol, 2,000 g/mol 내지 3,000 g/mol, 1,000 g/mol 내지 3,500 g/mol, 또는 2,000 g/mol 내지 5,000 g/mol일 수 있다. 전술한 범위의 분자량을 가지는 폴리알킬렌 폴리올을 사용하여 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지를 형성함으로써, 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 있어, 각 층간 계면 부착력을 향상시킬 수 있는 코팅층을 구현할 수 있는 광경화형 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 디이소시아네이트계 화합물은 비스(이소시아네이트메틸) 사이클로헥산, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메타자일렌 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 디이소시아네이트계 화합물의 종류를 전술한 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리알킬렌 폴리올과 상기 디이소시아네이트계 화합물의 몰비는 1:1 내지 1:1.5일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리알킬렌 폴리올과 상기 디이소시아네이트계 화합물의 몰비는, 1:1.1 내지 1:1.4, 1:1.2 내지 1:1.3, 1:1 내지 1:1.3, 또는 1:1.2 내지 1:1.5일 수 있다. 상기 폴리알킬렌 폴리올과 상기 디이소시아네이트계 화합물의 몰비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머가 안정적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 폴리알킬렌 폴리올과 상기 디이소시아네이트계 화합물의 몰비를 전술한 범위로 조절함으로써, 후술하는 바와 같이 적절한 중량평균분자량을 가지는 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지를 효과적으로 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지는 이소시아네이트 말단기를 갖는 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머와 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물을 포함하는 제2 혼합물의 반응 생성물일 수 있다. 즉, 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머와 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 중합 반응을 통해 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지가 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머의 말단에 위치하는 이소시아네이트기와 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 반응성기 간에 반응이 진행되어 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지가 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지의 말단은 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물로 아크릴레이트화 하여 캡핑(capping)될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물은 히드록시기(-OH)를 함유할 수 있다. 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머의 말단에 위치하는 이소시아네이트기와의 중합 반응성 측면에서, 히드록시기를 반응성기로 함유하는 (메트)아크릴레이트계 화합물을 사용할 수 있다. 반응성기로 히드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트계 화합물은 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머의 말단에 위치하는 이소시아네이트기와 반응하여, 우레탄 결합을 형성할 수 있다. 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지는 UV에 대한 경화 속도가 빠르며, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 광경화형 조성물의 경화물은 계면 부착력이 우수한 코팅층을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물은 카복실기를 함유하지 않을 수 있다. 즉, 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물은 반응성기로 카복실기를 함유하지 않을 수 있다. 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물에 카복실기가 반응성기로 함유되는 경우, 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머의 말단에 위치하는 이소시아네이트기와의 반응성이 좋지 않아, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지를 형성하는 것이 용이하지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 카복실기를 반응성기로 함유하지 않는 (메트)아크릴레이트계 화합물을 이용하여, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 있어, 각 층간 계면 부착력을 향상시킬 수 있는 코팅층을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물은 탄소수 4 이하의 알킬렌을 함유할 수 있다. 구체적으로, 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물은 히드록시메틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 및 히드록시부틸 (메트)아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 탄소수 4 이하의 알킬렌을 갖는 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물과 상기 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머로부터 유래된 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 상기 광경화형 조성물은 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 있어, 각 층간 계면 부착력을 향상시킬 수 있는 코팅층을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리알킬렌 폴리올과 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 몰비는 1:0.1 내지 1:0.3일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리알킬렌 폴리올과 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 몰비는 1:0.1 내지 1:0.2, 또는 1:0.2 내지 1:0.3일 수 있다. 상기 폴리알킬렌 폴리올과 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 몰비를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 광경화형 조성물의 경화물을 포함하는 코팅층의 계면 부착력 향상 효과 및 기계적 물성을 보다 개선시킬 수 있다. 또한, 상기 폴리알킬렌 폴리올과 상기 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 몰비가 전술한 범위 내인 경우, 상기 광경화형 조성물의 코팅성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 함유 반복단위를 포함할 수 있다. 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지에 포함된 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 함유 반복단위는 상기 폴리알킬렌 폴리올에서 유래된 것일 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지가 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 함유 반복단위를 포함함으로써, 상기 광경화형 조성물은 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 있어, 각 층간 계면 부착력을 향상시킬 수 있는 코팅층을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량은 20,000 g/mol 내지 80,000 g/mol 일 수 있다. 구체적으로, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량은 30,000 g/mol 내지 70,000 g/mol, 40,000 g/mol 내지 60,000 g/mol, 20,000 g/mol 내지 60,000 g/mol, 20,000 g/mol 내지 50,000 g/mol, 20,000 g/mol 내지 45,000 g/mol, 20,000 g/mol 내지 40,000 g/mol, 50,000 g/mol 내지 80,000 g/mol, 60,000 g/mol 내지 80,000 g/mol, 또는 70,000 g/mol 내지 80,000 g/mol 일 수 있다.
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량이 전술한 범위 내인 경우, 상기 광경화형 조성물은 계면 부착력 및 기계적 물성이 개선된 코팅층을 구현할 수 있다. 또한, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 광경화형 조성물의 코팅성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 모노머는 (메트)아크릴산을 포함한다. 상기 (메트)아크릴산을 포함하는 (메트)아크릴레이트계 모노머를 포함함으로써, 광경화형 조성물은 계면 부착력 및 기계적 물성이 개선된 코팅층을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 모노머는 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 초과 7 중량부 미만, 1.5 중량부 초과 5 중량부 이하, 3 중량부 이상 7 중량부 미만, 3 중량부 이상 5 중량부 이하, 3 중량부 이상 4 중량부 이하 또는 4 중량부 이상 5 중량부 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 상기 (메트)아크릴레이트계 모노머를 사용하는 경우, 광경화성 조성물은 각 층간 계면 부착력을 향상시킬 수 있는 코팅층을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 모노머는 (메트)아크릴산 외에도 반응성기를 함유하는 (메트)아크릴레이트 화합물을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 (메트)아크릴레이트계 모노머는 히드록시기 함유 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산 외의 카르복시기 함유 (메트)아크릴레이트, 질소계 관능기 함유 (메트)아크릴레이트, 또는 기타 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 더 포함할 수 있고, 바람직하게는 (메트)아크릴산 외의 카르복시기 함유 (메트)아크릴레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 초과 4 중량부 미만, 0.5 중량부 초과 3 중량부 이하, 1 중량부 이상 4 중량부 미만, 1 중량부 이상 3 중량부 이하, 1 중량부 이상 2 중량부 이하 또는 2 중량부 이상 3 중량부 이하로 포함되는 것일 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 상기 경화제를 사용하는 경우, 광경화성 조성물이 적절한 수준으로 경화되어 층 형상을 원활하게 형성하면서도 계면 부착력이 우수한 코팅층을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 이소시아네이트계 경화제는 디이소시아네이트계 화합물을 사용할 수 있고, 상기 디이소시아네이트계 화합물은 비스(이소시아네이트메틸) 사이클로헥산, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메타자일렌 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 다만, 상기 디이소시아네이트계 화합물의 종류를 전술한 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따르면. 상기 광경화형 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있고, 상기 광개시제로서 당업계에서 사용되는 광개시제를 제한 없이 채택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 광개시제로 HP-8(미원스페셜티 社), Irgacure#651(BASF 社), Irgacure#1173(BASF 社) 및 CP-4(Irgacure#184) 중 적어도 하나를 사용할 수 있으나, 상기 광개시제의 종류를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광개시제의 함량은 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여, 0.3 중량부 내지 5 중량부 일 수 있다. 구체적으로, 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여, 상기 광개시제의 함량은 0.5 중량부 내지 4.5 중량부, 1 중량부 내지 4 중량부, 1.5 중량부 내지 3.5 중량부 이하, 2 중량부 내지 3 중량부, 2.5 중량부 내지 3 중량부, 0.3 중량부 내지 3.5 중량부, 0.7 중량부 내지 3.2 중량부, 1.5 중량부 내지 3 중량부, 3 중량부 내지 5 중량부, 3 중량부 내지 4.5 중량부, 또는 3 중량부 내지 4 중량부일 수 있다. 상기 광개시제의 함량을 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 광경화형 조성물의 광경화 반응을 효과적으로 수행할 수 있다. 또한, 상기 광개시제의 함량이 전술한 범위 내인 경우, 코팅층의 계면 부착력을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광경화성 조성물은 점도의 조절을 위해 희석용 단량체를 더 포함할 수 있다. 상기 희석용 단량체는 필요한 수준의 조성물 점도를 달성하기 위해 포함될 수 있으며, 상기 희석용 단량체로는 알킬기 함유 (메트)아크릴레이트계 단량체 및 고리형 알킬기 함유 (메트)아크릴레이트계 단량체 중 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 알킬기 함유 (메트)아크릴레이트계 단량체는, 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-5-(메트)아크릴레이트, 및 이소옥틸 (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 고리형 알킬기 함유 (메트)아크릴레이트계 단량체는 이소보닐 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, t-부틸시클로헥실 (메트)아크릴레이트 및 트리메틸사이클로헥실 (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 희석용 단량체는 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여 40 중량부 내지 80 중량부, 45 중량부 내지 75 중량부, 50 중량부 70 중량부, 55 중량부 65 중량부, 40 중량부 내지 70 중량부, 40 중량부 내지 65 중량부, 40 중량부 내지 60 중량부, 40 중량부 내지 55 중량부, 40 중량부 내지 50 중량부, 또는 40 중량부 내지 45 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 희석용 단량체를 포함하는 경우, 광경화성 조성물의 코팅성이 효과적으로 향상될 수 있고, 균일한 도포층 형성이 가능할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 기재필름; 및 상기 광경화형 조성물의 경화물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 반도체 공정용 기재를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 공정용 기재는 층간 계면 부착력이 우수하여, 이면 연삭 공정 이후 웨이퍼 표면으로부터 본 발명의 반도체 공정용 기재를 포함하는 반도체 표면 보호용 점착 테이프를 박리하는 경우 층간 계면 분리가 억제될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 공정용 기재를 나타낸 도면이다.
도 1a를 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 공정용 기재(100)는 기재필름(10), 상기 기재필름(10)의 일면 상에 구비되는 코팅층(20)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 코팅층은 전술한 광경화형 조성물의 경화물을 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리올레핀 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름 및 폴리에틸렌 필름 중에서 선택되는 것일 수 있으나, 상기 기재필름의 종류를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기재필름의 두께는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 일 수 있다. 구체적으로, 상기 기재필름의 두께는 20 ㎛ 내지 80 ㎛, 40 ㎛ 내지 60 ㎛, 10 ㎛ 내지 70 ㎛, 15 ㎛ 내지 65 ㎛, 25 ㎛ 내지 62.5 ㎛, 30 ㎛ 내지 57 ㎛, 35 ㎛ 내지 55 ㎛, 45 ㎛ 내지 50 ㎛, 40 ㎛ 내지 100 ㎛, 42.5 ㎛ 내지 75 ㎛, 45 ㎛ 내지 72.5 ㎛, 또는 50 ㎛ 내지 65 ㎛ 일 수 있다. 상기 기재필름의 두께가 전술한 범위 내인 경우, 기계적 물성이 우수한 상기 반도체 공정용 기재를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기재필름은 상기 코팅층과 접하는 면 상에 히드록시기를 포함하는 프라이머층을 포함하는 것일 수 있다. 상기 프라이머층은 코팅층과 기재필름을 보다 견고하게 밀착시키기 위해 구비되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기재필름 상에 상기 광경화형 조성물을 도포하고, 상기 광경화형 조성물을 광경화시켜, 기재필름 상에 코팅층을 형성할 수 있다. 즉, 상기 코팅층은 접합 필름 또는 접착제 없이 상기 기재필름 상에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 300 nm 내지 400 nm 의 파장 값을 가지는 UV 램프를 사용하여, 1.0 J/cm2 내지 1.5 J/cm2의 광량으로 조사하여 상기 광경화형 조성물을 경화시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 코팅층의 두께는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 일 수 있다. 구체적으로. 상기 코팅층의 두께는 15 ㎛ 내지 85 ㎛, 20 ㎛ 내지 75 ㎛, 25 ㎛ 내지 70 ㎛, 30 ㎛ 내지 65 ㎛, 35 ㎛ 내지 60 ㎛, 40 ㎛ 내지 55 ㎛, 45 ㎛ 내지 50 ㎛, 48 ㎛ 내지 50 ㎛, 49 ㎛ 내지 51 ㎛ 또는 53 ㎛ 내지 55 ㎛ 일 수 있다. 상기 코팅층의 두께를 전술한 범위로 조절함으로써, 상기 코팅층의 기계적 물성을 보다 개선시킬 수 있다.
도 1b를 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 반도체 공정용 기재(100)는 기재필름(10), 상기 기재필름(10)의 일면 상에 구비되는 코팅층(20), 상기 코팅층(20)의 일면 상에 구비되는 하드 코팅층(30)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 코팅층(20)은 전술한 광경화형 조성물의 경화물을 포함한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 하드 코팅층은 당업계에서 사용되는 하드 코팅층을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 하드 코팅층은, 용제, 광(UV)경화형 수지, 택-프리(tack-free) 첨가제, 및 광개시제를 포함하는 하드 코팅층 조성물의 경화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 하드 코팅층의 두께는 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛ 일 수 있다. 상기 하드 코팅층의 두께가 전술한 범위 내인 경우, 상기 반도체 공정용 기재의 내구성 및 기계적 물성을 보다 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기재필름과 상기 코팅층의 계면 부착력이 2000 g/in 이상, 2200 g/in 이상, 2300 g/in 이상, 2500 g/in 이상, 3000 g/in 이상, 3100 g/in 이상 또는 3500 g/in 이상일 수 있다. 상기 범위 내의 계면 부착력을 갖는 경우, 이면 연삭 공정 이후 웨이퍼 표면으로부터 본 발명의 반도체 공정용 기재를 포함하는 반도체 표면 보호용 점착 테이프를 박리하는 경우 층간 계면 분리가 억제될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예
5구 2L 반응기에, 폴리알킬렌 폴리올로서 분자량이 2,000 g/mol인 폴리프로필렌 글리콜(SC2204, 한국폴리올주식회사), 디이소시아네이트계 화합물로서 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI, 에보닉)를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하였다. 이때, 폴리프로필렌 글리콜과 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트의 몰비는 1:1.2이었다.
이후, 제1 혼합물을 65 ℃로 승온 유지하고, 주석계열의 촉매인 디부틸주석디라우레이트(dibutyltin dilaurate; DBTDL) 50 ppm을 투입하고 발열 반응을 유도하여, 이소시아네이트 말단기를 갖는 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머를 제조하였다.
이후, 제조된 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머와 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물인 2-히드록시에틸메타크릴레이트(2-HEMA, 일본 촉매 社)를 혼합하여 제2 혼합물을 제조하고, FT-IR(Fourier-transform infrared spectroscopy)로 2250 cm-1의 NCO 피크가 소멸되는 것을 확인함으로써, 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지를 제조하였다. 이때, 폴리프로필렌 글리콜과 2-HEMA의 몰비가 1:0.2로, 2-HEMA가 첨가되었다.
실시예 1
상기 제조예에서 제조한 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지 100 중량부, 경화제로서 이소시아네이트 화합물인 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 1 중량부, (메트)아크릴레이트계 모노머로서 아크릴산 3 중량부, 광개시제로서 Irgacure#651(BASF 社) 0.1 중량부를 혼합하여 광경화형 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 6 및 비교에 1 내지 5
경화제 및 (메트)아크릴레이트계 모노머의 함량을 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여 하기 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광경화형 조성물을 제조하였다.
| 단위: 중량부 | 경화제 | (메트)아크릴레이트계 모노머 |
| 실시예 1 | 1 | 3 |
| 실시예 2 | 1 | 4 |
| 실시예 3 | 1 | 5 |
| 실시예 4 | 1 | 2 |
| 실시예 5 | 2 | 2 |
| 실시예 6 | 3 | 2 |
| 비교예 1 | 0 | 0 |
| 비교예 2 | 1 | 1.5 |
| 비교예 3 | 1 | 7 |
| 비교예 4 | 0.5 | 2 |
| 비교예 5 | 4 | 2 |
실험예: 계면 부착력의 측정 및 평가
일면에 히드록시기를 포함하는 프라이머층을 갖는 PET 필름을 2개 준비하였다. 하나의 PET 필름의 프라이머층 상에 실시예 1의 광경화형 조성물을 슬롯 다이를 이용하여 도포하고, 이후 질소 조건에서 파장 340 nm의 UV 램프를 이용하여 총광량을 1.5 J/cm2로 조사하여 상기 광경화형 조성물을 경화시켰다. 이를 통해, PET 필름 상에 두께가 약 50 μm인 코팅층을 형성하고, 다른 PET 필름의 프라이머층과 접하도록 적층하여 PET 필름-코팅층-PET 필름의 접합체를 제조하였다.
실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 5의 광경화형 조성물을 각각 이용하여 상기와 동일한 방법으로 접합체를 제조하였다.
도 2에 계면 부착력을 측정하는 구조의 모식도를 나타내었다.
Texture analyzer를 이용하여, 상기 접합체(200)를 상부 및 하부 지그(51, 52)에 장착시키고, 300 mm/min의 일정한 속도로 코팅층 상부의 PET 필름(42)과 코팅층 하부의 PET 필름(41)을 잡아당길 때 발생하는 힘을 측정하였다.
하기 표 2에 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5의 광경화형 조성물을 이용한 접합체의 계면 부착력 측정 결과를 나타내었다.
계면 부착력을 측정한 결과, 2000 g/in 이상인 경우 OK로, 2000 g/in 미만인 경우 NG로 표시하여 계면 부착력을 평가하였다.
| 계면 부착력(g/in) | 평가 결과 | |
| 실시예 1 | 2500 | OK |
| 실시예 2 | 3100 | OK |
| 실시예 3 | 3500 | OK |
| 실시예 4 | 2000 | OK |
| 실시예 5 | 2200 | OK |
| 실시예 6 | 2300 | OK |
| 비교예 1 | 700 | NG |
| 비교예 2 | 1200 | NG |
| 비교예 3 | 1700 | NG |
| 비교예 4 | 1300 | NG |
| 비교예 5 | 1800 | NG |
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 6에서 제조된 광경화성 조성물은 계면 부착력이 2000 g/in 이상으로 높아 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 적용되는 경우 각 층의 계면 분리가 발생하지 않는 코팅층을 제공할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
반면, 경화제 및 (메트)아크릴레이트 모노머를 포함하지 않는 비교예 1은 비교예 중에서도 계면 부착력이 가장 낮은 것을 확인할 수 있다.
또한, 경화제를 너무 많은 양으로 포함하거나 적은 양으로 포함하는 경우, 또는 (메트)아크릴레이트계 모노머를 너무 많은 양으로 포함하거나 적은 양으로 포함하는 경우 역시 계면 부착력이 낮아 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프에 적용되는 경우 각 층의 계면 분리가 발생할 우려가 있는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 구현예에 따른 광경화형 조성물은 우수한 계면 부착력을 달성할 수 있고, 특히 표면에 히드록시기를 갖는 프라이머층이 구비된 기재필름 간의 부착력을 향상시킬 수 있어 다층 구조의 반도체 표면 보호용 점착 테이프를 웨이퍼 표면으로부터 박리하는 경우라도 각 층간 계면 분리가 발생하지 않을 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 반도체 공정용 기재
200: 접합체
10: 기재필름
20: 코팅층
30: 하드 코팅층
41, 42: PET 필름
51, 52: 지그
200: 접합체
10: 기재필름
20: 코팅층
30: 하드 코팅층
41, 42: PET 필름
51, 52: 지그
Claims (11)
- 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지, (메트)아크릴산을 포함하는 (메트)아크릴레이트계 모노머 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하고,
상기 (메트)아크릴레이트계 모노머는 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여 1.5 중량부 초과 7 중량부 미만으로 포함되는 것인 광경화형 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트계 경화제는 상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 초과 4 중량부 미만으로 포함되는 것인 광경화형 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 이소시아네이트계 경화제는 비스(이소시아네이트메틸) 사이클로헥산, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메타자일렌 디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 및 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트 중 1종 이상을 포함하는 것인 광경화형 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트 수지는 이소시아네이트 말단기를 갖는 폴리알킬렌 우레탄 프리폴리머와 반응성기 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물의 반응 생성물인 것인 광경화형 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 우레탄 (메트)아크릴레이트계 수지의 중량평균분자량은 20,000 g/mol 내지 80,000 g/mol 인 것인 광경화형 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 광경화형 조성물은 광개시제를 더 포함하는 것인 광경화형 조성물.
- 기재필름; 및
제1항에 따른 광경화형 조성물의 경화물을 포함하는 코팅층;을 포함하는 반도체 공정용 기재.
- 제7항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 10 μm 내지 100 μm인 것인 반도체 공정용 기재.
- 제7항에 있어서,
상기 기재필름은 상기 코팅층과 접하는 면 상에 히드록시기를 포함하는 프라이머층을 포함하는 것인 반도체 공정용 기재.
- 제7항에 있어서,
상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리올레핀 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름 및 폴리에틸렌 필름 중에서 선택되는 것인 반도체 공정용 기재.
- 제7항에 있어서,
상기 기재필름과 상기 코팅층의 계면 부착력이 2000 g/in 이상인 것인 반도체 공정용 기재.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020200159862A KR20220072358A (ko) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | 광경화형 조성물 및 반도체 공정용 기재 |
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|---|---|
| KR20220072358A true KR20220072358A (ko) | 2022-06-02 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20220072358A (ko) |
-
2020
- 2020-11-25 KR KR1020200159862A patent/KR20220072358A/ko unknown
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