KR20230037387A - 점착 조성물, 이를 포함하는 점착시트 - Google Patents

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KR20230037387A
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Abstract

본 발명은 폴리머 중합체; 가교제; 및 첨가제를 포함하는 점착 조성물로서,
상기 폴리머 중합체는 아크릴계 폴리머 중합체를 포함하고, 상기 가교제는 아지리딘 화합물을 포함하고, 상기 첨가제는 염기성 첨가제를 포함하고, 상기 점착 조성물은 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여 상기 염기성 첨가제를 0.05 내지 1 중량부 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 조성물 및 이를 포함하는 점착시트에 관한 것이다.

Description

점착 조성물, 이를 포함하는 점착시트{ADHESIVE COMPOSITION AND ADHESIVE FILM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 점착 조성물 및 이를 포함하는 점착시트에 관한 것이다.
휴대용 전자기기의 소형화를 위하여, 반도체 칩의 박형화가 요구되고 있다. 반도체 칩의 박형화를 위하여 반도체 웨이퍼에 대한 박막 연삭(grinding) 및 다이싱(dicing) 공정이 필요하고, 연삭 및 다이싱 공정에서 웨이퍼를 보호 및/또는 고정하기 위한 점착시트(adhesive film)가 사용된다. 점착시트는 반도체 웨이퍼 가공 시 웨이퍼 보호를 위하여 웨이퍼에 점착되고, 필요에 따라 웨이퍼로부터 제거되어야 한다. 점착시트를 웨이퍼로부터 제거, 즉 박리하기 위하여 다양한 방법이 사용될 수 있다.
관련하여, 대한민국 공개특허 제 10-2018-0092803호 등은 점착시트에 이소시아네이트 가교제를 사용하고 있는데, 상기 가교제를 사용할 경우 겔분율이 상승곡선 형태를 띄게되어 점착시트 제조 후 1일차부터 필요성능을 얻을 수 없었고, 혼합안정성의 확보가 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 첨가제로 아크릴산 등의 산첨가제를 사용할 경우 혼합안정성이 제작 후 8시간 기준 40% 이상의 변화율을 나타내게 되어 점착시트로서 필요한 성능을 만족시키기 어렵다는 문제점이 있었다.
이에 따라, 점착시트 제작 후 1일차부터 필요한 점착 성능을 얻을 수 있고, 혼합안정성 또한 향상시킬 수 있는 점착시트의 필요성이 대두된다.
대한민국 공개특허 제10-20180092803호(2018.08.28. 공개)
본 발명은 점착시트 제작 후 1일차부터 목표 겔분율을 확보할 수 있어 보관비용 및 시간절약에 유리하고, 잔존물질이나 이물발생이 적으며, 경시변화에 따른 점도변화 및 혼합안정성이 낮아 공정안정성을 확보할 수 있는 점착 조성물 및 이를 포함하는 점착시트를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 폴리머 중합체; 가교제; 및 첨가제를 포함하는 점착 조성물로서,
상기 폴리머 중합체는 아크릴계 폴리머 중합체를 포함하고, 상기 가교제는 아지리딘 화합물을 포함하고, 상기 첨가제는 염기성 첨가제를 포함하고, 상기 점착 조성물은 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여 상기 염기성 첨가제를 0.05 내지 1 중량부 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 점착 조성물을 포함하여 형성된 점착시트를 제공한다.
본 발명에 따른 점착 조성물 및 이를 포함하는 점착시트는, 점착시트 제작 후 1일차부터 목표 겔분율을 확보할 수 있어 보관비용 및 시간절약에 유리하고, 잔존물질이나 이물발생이 적으며, 경시변화에 따른 점도변화 및 혼합안정성이 낮아 공정안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 점착 조성물을 통해 제조된 점착시트를 나타낸 도이다.
본 발명은 제작 후 1일차부터 목표 겔분율을 확보할 수 있어 보관비용 및 시간절약에 유리하고, 잔존물질이나 이물발생이 적으며, 경시변화에 따른 점도변화 및 혼합안정성이 낮아 공정안정성을 확보할 수 있는 점착시트를 제조하기 위한 점착 조성물 및 이를 포함하는 점착시트에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 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.
본 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 있는 것을 의미한다.
<점착 조성물>
본 발명은, 제작 후 1일차부터 목표 겔분율을 확보할 수 있어 보관비용 및 시간절약에 유리하고, 잔존물질이나 이물발생이 적으며, 경시변화에 따른 점도변화 및 혼합안정성이 낮아 공정안정성을 확보할 수 있는 점착 조성물을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 점착시트는 점착시트를 웨이퍼에 부착하기 위한 목적으로, 본 발명의 점착 조성물을 포함하거나 이로부터 제조된 것 일 수 있고, 점착 조성물에 의하여 형성되는 점착층이 기재에 도포된 상태로 점착시트가 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 점착 조성물은 폴리머 중합체; 가교제; 및 첨가제를 포함하며, 추가적으로 광중합 개시제 및/또는 용매 등을 더 포함할 수 있다. 이때, 첨가제는 점착력 조절 첨가제, 염기성 첨가제, 염료, 및/또는 안료 등을 포함할 수 있고, 용매는 점도 조절을 위하여 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하 각 성분을 구체적으로 설명한다.
폴리머 중합체
상기 점착 조성물에 포함되는 폴리머 중합체는, 아크릴계 폴리머 중합체인 것이 열경화와 UV경화의 두 가지 타입의 반응을 모두 할 수 있는 이유로 바람직하다. 또한, 아크릴계 폴리머를 사용하는 경우, 베이스기재와의 밀착성과 코팅성을 확보하기 유용한 이점이 있다. 상기 아크릴계 폴리머 중합체는 탄소수 1 내지 12의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체 유래의 반복단위 및 탄소수 2 내지 5의 에폭시기 등의 극성 단량체 유래의 반복단위를 포함하여 중합된 아크릴계 폴리머 중합체를 포함할 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 12의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체는 해당 탄소수를 만족하는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 함유하는 알킬 (메타)아크릴레이트이다. 예를 들어, 부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 12의 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체는 아크릴계 폴리머 중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 100 중량%에 대하여 10 내지 90 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량 범위를 만족하는 경우 단차 메움성 및 밀착력을 충분히 확보할 수 있고, 응집력이 저하에 따른 공정성 저하를 방지할 수 있으므로 바람직하다.
상기 극성 단량체는 적어도 1종 이상의 극성기와 함께 중합성 불포화 결합을 포함하는 단량체를 함유하여 이루어지는 것으로, 구체적으로 (메트)아크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이소크로톤산, 이들의 산무수물(예를 들어, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산 무수물 함유 단량체) 등의 카르복실기 함유 단량체; (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 3-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, 비닐알코올, 알릴알코올 등의 수산기(히드록실기) 함유 단량체; (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메트)아크릴아미드, N-메틸올 (메트)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-부톡시메틸 (메트)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메트)아크릴아미드 등의 아미드기 함유 단량체; (메트)아크릴산 아미노에틸, (메트)아크릴산 디메틸아미노에틸, (메트)아크릴산t-부틸아미노에틸 등의 아미노기 함유 단량체; (메트)아크릴산 글리시딜, (메트)아크릴산 메틸글리시딜 등의 에폭시기 함유 단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노기 함유 단량체; N-비닐-2-피롤리돈, (메트)아크릴로일모르폴린, N-비닐피페리돈, N-비닐피페라진, N-비닐피롤, N-비닐이미다졸 등의 복소환 함유 비닐계 단량체; 비닐술폰산 나트륨 등의 술폰산기 함유 단량체; 2-히드록시에틸 아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 단량체; 시클로헥실말레이미드, 이소프로필 말레이미드 등의 이미드기 함유 단량체; 2-메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 등의 이소시아네이트기 함유 단량체 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 카르복실기 함유 단량체 및 에폭시기를 함유 단량체를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 극성 단량체는 아크릴계 폴리머 중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 100 중량%에 대하여 10 내지 90 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량 범위를 만족하는 경우 응집력이 향상되어 내구성이 향상될 수 있으며, 점착력 또한 향상될 수 있는 이점이 있다.
상기 아크릴계 폴리머 중합체는 전술한 각 단량체의 일부 또는 전체를 중합시켜 형성되는 것일 수 있다. 상기 아크릴계 폴리머 중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 괴상중합, 용액중합, 유화중합 또는 현탁중합 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 용액중합이 바람직하다. 또한, 중합 시 통상 사용되는 용매, 중합 개시제 등이 더 포함될 수 있다.
상기 아크릴계 폴리머 중합체의 합성에 있어서, 용액 중합으로 행하는 경우의 유기 용제로서는, 케톤계, 에스터계, 알코올계, 방향족계 유기용제를 사용할 수 있으며, 그 중에서도 초산에틸(ethyl acetate), 메탄올(methyl alcohol), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 중합 개시제로는 α, α＇-아조비스아이소뷰티로나이트릴 등의 아조비스계, 벤조일퍼옥사이드 등의 유기 과산화물계 등의 라디칼 발생제를 통상 이용한다. 이 때, 필요에 따라 촉매, 중합 금지제를 병용할 수 있고, 중합 온도 및 중합시간을 조절하는 것에 의해, 원하는 분자량의 아크릴계 폴리머 중합체를 얻을 수 있다.
이와 같이 합성된 아크릴계 폴리머 중합체는 고형분이 30 내지 40 중량%이고, 점도가 2,000 내지 3,000 cps(25℃)가 되도록 조절될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 폴리머 중합체는 점착 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량범위를 만족하는 경우, 점착층의 두께를 충분히 높이는데 유리하고, 다이코팅, 그라비아코팅 등의 공정에서 요구되는 적절한 점도 확보가 가능한 이점이 있다. 또한, 가교제와의 빠른 반응에 따른 겔화 발생을 방지할 수 있으며, 점도 상승으로 인한 코팅 공정성 저하의 문제를 방지할 수 있는 이점이 있다.
가교제
본 발명의 점착 조성물은 아지리딘 화합물을 포함하는 가교제를 포함한다.
가교제로서 이소시아네이트계 화합물을 적용하는 경우, 공기 중의 수분과의 추가반응 때문에 점착시트 제조 1일차부터 의도하는 겔분율(70 %이상)의 효과를 얻기 힘들며, 7일차 이후에 70%이상의 겔분율을 얻을 수 있어 공정안정성, 공정시간 및 비용 등의 문제점이 있었다.
이에, 본 발명 점착 조성물에 포함되는 이와 같은 종래 문제를 해결한 가교제로, 아지리딘(Azriridine) 계열의 가교제를 포함한다. 상기 가교제는 예를들어, N-(아미노에틸)아지리딘, N-아미노에틸-N-아지리딜에틸아민, N,N-비스-2-아미노프로필-N-아지리딜에틸아민, N-3,6,9-트리아자노닐아지리딘, 1-아지리딘카르복사미드, N,N'-헥사메틸렌비스(2-메틸) 및 트리메틸올프로판 트리스(2-메틸-1-아지리딘프로피오네이트) 중에서 선택되는 1종 이상이 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 가교제는 1-아지리딘카르복사미드, N,N'-헥사메틸렌비스(2-메틸) 및 트리메틸올프로판 트리스(2-메틸-1-아지리딘프로피오네이트)를 포함할 수 있다.
상기 점착 조성물은 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여, 상기 가교제를 1 내지 70 중량부 포함할 수 있다. 상기 함량범위를 만족하는 경우, 폴리머 중합체의 가교 정도를 적절하게 조절할 수 있으며, 이에 따라 부족한 가교로 인해 점착층의 택력이 지나치게 높아짐에 따른 박리 시 잔여물이 남는 문제 및 지나친 가교로 인한 점착 조성물의 겔화 발생 등으로 충분한 점착력을 확보하지 못하는 문제를 방지할 수 있는 이점이 있으며, 점착시트 제작 후 1일차부터 목표 겔분율을 확보할 수 있어 보관비용 및 시간절약에 유리하고, 잔존물질이나 이물발생이 적으며, 경시변화에 따른 점도변화 및 혼합안정성이 낮아 공정안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
첨가제
본 발명의 점착 조성물은 첨가제를 포함하며, 특히 염기성 첨가제를 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여 상기 염기성 첨가제를 0.05 내지 1 중량부 미만으로 포함하는 것이 점착 조성물 제조 후 빠르게 굳어버리는 효과를 완화하여 공정의 효율성을 향상시키는 측면에서 바람직하다. 또한 1중량부 이상으로 첨가할 경우 과량의 염기물질이 조성물의 가교반응을 억제시켜서 점착제로서의 성능을 확보할 수 없게 된다. 미반응 점착조성물이 과량 잔존하여 높은 점착력이 나타난다.
상기 염기성 첨가제는 구체적으로, 수산화나트륨 수산화나트륨 (NaOH), 수산화칼륨 (KOH), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화암모늄(NH4OH) 등에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일실시예에 따르는 염기성 첨가제는 점착 조성물에 포함될 경우 점착 조성물 제조 후 빠르게 굳어버리는 효과를 완화하여 공정의 효율성을 향상시키는 효과를 가진다.
상기 점착 조성물은 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여 상기 염기성 첨가제를 0.05 내지 1 중량부 미만 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량부 포함할 수 있다.
상기 범위를 만족하는 경우, 상기 점착 조성물을 이용하여 점착시트 제작 후 1일차부터 목표 겔분율을 확보할 수 있어 보관비용 및 시간절약에 유리하고, 경시변화에 따른 점도변화 및 혼합안정성이 낮아 공정안정성을 확보할 수 있다는 이점이 있다.
상기 첨가제로, 염기성 첨가제 외에, 점착력 조절 첨가제, 염료, 및/또는 안료 등을 더 포함할 수 있다.
상기 점착력 조절 첨가제는 예를 들어 메톡시 폴리에틸렌글리콜(Methoxy polyethyleneglycol), 폴리옥시에틸렌라우릴에테르(Polyoxyethylene Lauryl Ether) 등을 들 수 있으며, 시판품으로는 신나카무라 사의 M130G, 한농화성사의 Koremul-LE-7 등을 들 수 있다.
상기 점착 조성물은 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여 상기 첨가제를 1 내지 40 중량부 포함할 수 있다.
광중합 개시제
상기 점착 조성물은 광중합 개시제를 포함할 수 있다.
본 발명의 점착 조성물에 포함되는 광중합 개시제는 상기 경화성 모노머를 중합시킬 수 있는 것이라면 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 특히, 상기 광중합 개시제는 중합특성, 개시효율, 흡수파장, 입수성, 가격 등의 관점에서 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심계 화합물 및 티오크산톤계 화합물, 및 포스핀 옥사이드 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함 할 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물로서는, 예를 들면 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들면 벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등이 있다. 시판품으로는 IGM Resins사의 OMNIRAD 481 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물로서는, 예를 들면 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸계 화합물로서는, 예를 들면 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등을 들 수 있다.
상기 옥심계 화합물로서는, 예를 들면 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 시판품으로는 BASF 사의 Irgacure® OXE-01, OXE-02, OXE-03 등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
상기 포스핀 옥사이드 화합물로서는, 예를 들면 트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으며, 시판품으로 BASF 사의 Darocur TPO, IRGACURE-819 가 대표적이다.
본 발명의 점착 조성물에 포함되는 광중합 개시제는 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 포함될 수 있다.
용제
본 발명에 따른 점착 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다.
상기 용제의 구체적인 예로는 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알코올류, 에스테르류 및 아미드류 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 구체적으로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 메틸아밀케톤, 메틸에틸케톤(MEK, Methyl ethyl ketone), 이소부틸케톤, 시클로헥사논, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올 및 3-에톡시프로피온산 에틸, 1,3-부틸렌글라이콜디아세테이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 에틸렌글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 메톡시부틸 아세테이트, 에틸렌글리콜및 γ-부티롤락톤등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 내지 2종 이상일 수 있다.
상기 점착 조성물은 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여 상기 용제를 20 내지 90 중량부 포함할 수 있고, 바람직하게는 30 내지 70 중량부 포함할 수 있다.
<점착시트의 제조>
도 1는 본 발명에 따른 점착시트를 나타낸 도이다. 본 발명에 따른 점착시트(100)를 제작하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 이형필름(130)을 준비하고, 건조 후 점착층(120)의 두께가 10 내지 30㎛가 되도록, 점착 조성물을 상기 이형필름(130)의 이형면에 도공하고, 도공된 이형필름(130)을 100℃에서 3분 건조하여 용매를 휘발시켜 점착층(120)을 형성한다. 이후, 이형필름(130)의 배면(점착 조성물 도공면)에 기재(110)를 라미네이션하여 접합할 수 있다. 이때, 이형필름(130)은 38㎛ 실리콘 이형처리 필름이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 기재(110)는 상기 <점착시트>에서 기술된 기재에 관한 내용이 그대로 적용될 수 있다. 이에 따라, 점착 조성물이 도공된 이형필름(130)이 기재(110)에 접합됨에 의하여 점착층(120)이 형성될 수 있다. 점착시트(100)는 이형필름(130), 점착층(120), 기재(110)의 순서대로 적층되어 제작될 수 있다.
본 실시예에 따른 점착시트(100)는 이형필름(130)을 제거한 후 웨이퍼에 밀착 또는 부착될 수 있고, 웨이퍼 가공 이후, 필요에 따라, 웨이퍼로부터 점착시트(100)가 박리될 수 있다.
<점착시트>
본 발명에 따른 점착시트(100)는 기재(110) 및 점착층(120)을 포함한다. 이때, 점착층(120)은, 상술한 본 발명의 점착 조성물로 제조되는 것으로, 소정의 공정을 통하여 기재(110)에 점착되어 있을 수 있다. 예를 들어 설명하면, 소정의 공정을 통하여 점착층(120)은 기재(110)와 기결합된 상태로 존재하고, 필요에 따라 점착층(120)을 통하여 점착시트(100)가 웨이퍼와 점착되도록 할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
기재 (110)
본 발명에 따른 기재(110)는 반도체 웨이퍼를 가공하기 위하여 사용되는 것으로 점착층(120)이 점착될 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 PE(Polyethylene; 폴리에틸렌), PP(Polypropylene; 폴리프로필렌), PC(Polycarbonate; 폴리카보네이트), PET(Polyethylene Terephthalate; 폴리에틸렌테트라프탈레이트), TAC(Triacetate Cellulose; 트리아세틸셀룰로오스), PI(Polyimide; 폴리이미드), PEEK(Poly Ether Ether Ketone; 폴리에테르에테르케톤), PVC(Polyvinyl Chloride; 폴리염화비닐) 및 PMMA(Polymethyl methacrylate; 폴리메틸메타아크릴레이트) 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 PE(Polyethylene; 폴리에틸렌)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
기재(110)의 두께는 통상의 반도체 웨이퍼 가공용 점착시트에 있어서의 기재의 두께일 수 있으며, 통상 20 내지 200㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 내지 120㎛일 수 있다. 상기 두께 범위를 만족하는 경우, 웨이퍼 가공 시 발생하는 충격을 충분히 흡수하여 웨이퍼의 손상을 방지 할 수 있고, 충격에 의한 점착시트의 뜯어짐 현상을 줄일 수 있는 이점이 있다. 기재의 두께가 높을 경우에는 웨이퍼 가공을 위한 장비에 적절히 셋업하기 어려우며, 두께 균일도를 맞추기가 어려울 수 있다.
상기 기재(110)는 단일층일 수 있고, 2층 이상의 층이 적층된 복층일 수 있다. 또한, 기재(110)의 점착층(120)이 접하는 면에는 밀착성을 향상시키기 위하여, 코로나 처리 및 프라이머 처리 등의 표면 처리를 실시할 수 있다.
점착층 (120)
본 발명에 따른 점착층(120)은 점착시트(100)를 웨이퍼에 밀착 또는 점착하기 위한 층으로, 상술한 본 발명의 점착 조성물에 의하여 형성되고, 상기 기재(110) 상에 마련될 수 있다.
점착층(120)의 두께는 5 내지 40㎛일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 30㎛일 수 있다. 상기 두께 범위를 만족하는 경우 점착력, 겔분율, 두께 편차를 조절하기에 유리한 이점이 있다. 두께가 낮을 경우 점착력이 낮아져 웨이퍼를 충분히 고정하지 못하는 문제가 발생 할 수 있으며, 두께가 높을 경우 점착제 제조 시 충분한 경화가 진행되지 않아 점착제층 겔분율이 낮게 형성되고, 점착시트의 제거 시 잔여물이 웨이퍼에 전사될 수 있다.
점착시트 (100)
본 발명에 따른 점착시트(100)는 반도체 웨이퍼 가공을 위하여 사용되며, 웨이퍼에 부착되기 위하여 점착력을 가지는 점착층(120) 및 점착층(120)이 도포된 기재(110)를 포함한다. 좀 더 상세히 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점착시트(100)는 점착 조성물에 의하여 형성되는 점착층(120) 및 점착층(120)이 점착되어 있는 기재(110)를 포함한다.
웨이퍼 가공 시, 웨이퍼를 보호 및 고정하기 위하여 점착시트(100)를 사용할 수 있고, 상기 웨이퍼 가공 과정이 완료되면 점착시트(100)는 웨이퍼로부터 박리되어야 한다. 예를 들어 설명하면, 웨이퍼를 박형화하기 위한 후면 연삭(back grinding; 백 그라인딩) 공정에 있어서, 후면 연삭 과정 중 웨이퍼를 보호하기 위하여 웨이퍼에 점착시트(100)가 밀착 또는 점착되어야 한다. 예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 점착시트(100)를 사용하여 웨이퍼를 약 100㎛ 정도의 두께로 연삭할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 웨이퍼에 대한 후면 연삭 과정이 완료되면, 점착시트(100)는 웨이퍼로부터 박리되어야 한다. 이와 같이, 점착시트(100)는 필요에 따라, 웨이퍼에 효과적으로 밀착 또는 점착되기 위한 점착력을 가지면서도, 점착시트(100)의 박리시에는 웨이퍼에 손상을 가하지 않으며 박리되어야 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 점착 조성물을 통해 제조된 점착시트의 점착력 (N/inch)은 0.5 내지 2.0일 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 1.5일 수 있다. 상기 점착시트의 점착력(N/inch)이 상기 수치범위를 만족하는 경우, 가공체를 고정하는 장비(SUS)에 대한 점착력이 적절하여 가공체가 빠지거나 박리되지 않는 문제가 발생하지 않고, 잔존물질이나 이물발생이 적은 이점이 있다. 만일 상기 점착시트의 점착력이 0.5 미만인 경우, 가공체를 고정하는 힘(점착력)이 부족하여 가공체가 빠지거나 크랙이 발생할 수 있고, 점착력이 2.0 초과인 경우 가공체를 고정하는 장비(SUS)에 대한 점착력이 높게 나타나 장비(SUS)의 접착면에서 높은 장력이 걸려 장비모터가 비상 정지하는 등의 공정상 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 점착 조성물을 통해 제조된 점착시트의 혼합안정성(cP)이 하기 수학식 1을 통해 계산되는 변화율(%)이 0.1 내지 40 % 일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 25 %일 수 있다. 상기 혼합안정성은, 본원 실시예에서 측정된 방법에 따른 점도를 의미하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
[수학식 1]
(변화율) = 100*[(점착시트 제조시점으로부터 8시간 후 혼합안정성)-(점착시트 제조시점 직후 혼합안정성)]/(점착시트 제조시점 직후 혼합안정성)
상기 점착시트의 혼합안정성이 상기 수치범위를 만족하는 경우, 경시변화에 따른 점도가 안정하여 공정안정성을 확보할 수 있고, 공정시 발생하는 공정 시간 및 비용 등을 절약할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 점착 조성물을 통해 제조된 점착시트의 겔분율(%)은 60이상일 수 있고, 바람직하게는 70 이상일 수 있다. 상기 점착시트의 겔분율이 상기 수치범위를 만족하는 경우, 점착시트 제작 후 1일차부터 목표 겔분율을 확보할 수 있어 보관비용 및 시간절약에 유리하고, 잔존물질이나 이물발생이 적어 공정상 높은 효율성을 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
<실시예>
실시예 및 비교예: 점착 조성물 및 점착시트의 제조
실시예 1
(1) 아크릴 폴리머 제조
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate, 2-EHAM) 110 중량부, 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, BAM) 90 중량부, 2,3-에폭시프로필 메타크릴레이트(2,3-epoxypropyl methacrylate, GMA) 15 중량부, 아크릴산(acrylic acid, AAc) 15 중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 초산에틸(ethyl acetate, EAC) 150 중량부에 투입한 후, 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 80℃로 유지하였다. 상기 단량체 혼합물을 균일하게 혼합한 후, 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴)(2,2'-azobis(isobutyronitrile), AIBN) 0.8 중량부 및 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide, BPO) 0.8 중량부를 투입하였다. 이후 교반시키며, UV램프(10mW)를 조사하여 아크릴 중합체를 제조하였다. 제조된 아크릴 중합체를 MEK(메틸에틸케톤)과 혼합하여 고형분 함량을 35%, 점도는 2,500cPs(25℃)로 만들었다.
(2) 점착 조성물의 제조
상기 아크릴 폴리머에 상기 아크릴폴리머 100부에 가교제 A인 SMC-A100(아지리딘계열 가교제, AK 케미컬) 5부, 점착력 조절 첨가제 M130G(Methoxy polyethyleneglycol, 신나카무라) 5부, 광중합 개시제 OMNIRAD 481(1,1-hydroxycyclohexyl-phenyl ketone, IGM Resins) 1부 및 용매 MEK 50부를 혼합하고 염기첨가제 KOH를 0.05부 첨가하여 점착 조성물을 제조하였다.
(3) 점착시트의 제조
상기 점착 조성물을 이형필름(38㎛ 실리콘이형처리 필름, 율촌社)의 이형면에 건조 후 20㎛에 맞추어서 도공 한다. 도공된 필름을 100℃ 3분 건조하여 용매를 휘발시키고, 이형필름의 배면(점착조성물 도공면)에 기재(110PE, 오쿠라社)를 라미네이션 하여 접합한다. 최종적으로 이형필름-점착층-기재(베이스 필름)의 구성으로 제작하였다.
실시예 2
염기첨가제 KOH를 0.1부 첨가한 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
실시예 3
점착력 조절 첨가제로 Koremul-LE-7(Polyoxyethylene Lauryl Ether, 한농화성)을 5부 첨가하고, 염기첨가제로 NaOH를 0.05부 첨가한 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
실시예 4
가교제 B인 HD-105(Trimethylolpropane tris(-N-aziridinyl) propionate, 두리켐)를 5부 혼합하고, 점착력 조절 첨가제로 Koremul-LE-7(Polyoxyethylene Lauryl Ether, 한농화성)을 5부 첨가하고, 염기첨가제로 KOH를 0.06부 첨가한 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
비교예 1
염기첨가제 KOH를 1.1부 첨가한 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
비교예 2
산첨가제 아크릴산을 0.05부 첨가한 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
비교예 3
산첨가제 황산을 0.05부 첨가한 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
비교예 4
가교제 C인 TDI(coronate-L, 일본우레탄)을 5부 혼합하고, 염기성 첨가제를 첨가하지 않은 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
비교예 5
가교제 C인 TDI(coronate-L, 일본우레탄)을 5부 혼합하고, 염기성 첨가제 KOH를 0.06 부 첨가한 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
비교예 6
가교제 D인 HDI(coronate-HXR, Hexamethylene Diisocyanate, 일본우레탄)을 5부 혼합하고, 염기성 첨가제를 첨가하지 않은 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
비교예 7
가교제 D인 HDI(coronate-HXR, Hexamethylene Diisocyanate, 일본우레탄)을 5부 혼합하고, 염기성 첨가제 KOH를 0.06 부 첨가한 점만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 조성물 및 점착시트를 제조하였다.
실시예 및 비교예의 점착 조성물의 조성을 하기 [표 1]에 나타내었다.
아크릴폴리머 가교제 점착력 조절 첨가제 염기 첨가제 산 첨가제 개시제 용매
가교제A 가교제B 가교제C 가교제D M130G Koremul-LE-7 KOH NaOH 아크릴산 황산
실시예1 100 5 5 0.05 1 50
실시예2 100 5 5 0.1 1 50
실시예3 100 5 5 0.05 1 50
실시예4 100 5 5 0.06 1 50
비교예1 100 5 5 1.1 1 50
비교예2 100 5 5 0.05 1 50
비교예3 100 5 5 0.05 1 50
비교예4 100 5 5 - 1 50
비교예5 100 5 5 0.06 1 50
비교예6 100 5 3 - 1 50
비교예7 100 5 3 0.06 1 50
가교제A : SMC-A100(아지리딘계열 가교제, AK 케미컬)
Aziridinecarboxamide, N,N'-1,6-hexanediylbis[2 methyl]
[화학식 1]
Figure pat00001
가교제B : HD-105(Trimethylolpropane tris(β-N-aziridinyl) propionate, 두리켐)
[화학식 2]
Figure pat00002
가교제C : TDI(coronate-L, 일본우레탄)
-TDI(Toluene diisocyanet) Polymer
[화학식 3]
Figure pat00003
가교제D : HDI(coronate-HXR, Hexamethylene Diisocyanate, 일본우레탄)
[화학식 4]
Figure pat00004
아크릴 폴리머: 본원 합성예에 따른 아크릴 폴리머
점착력 조절 첨가제: M130G(Methoxy polyethyleneglycol, 신나카무라), Koremul-LE-7(Polyoxyethylene Lauryl Ether, 한농화성)
염기 첨가제: KOH, NaOH
산 첨가제: 아크릴산, 황산(H2,SO4)
광중합 개시제: OMNIRAD 481 (1-hydroxycyclohexylphenylketone, igmresins)
용매: 메틸에틸케톤(MEK, Methyl ethyl ketone)
<실험예>
1. 혼합안정성 측정
점착시트를 제작하기 위한 점착제 조성물을 레오미터(MCR-300)를 사용하여 측정하였다. 혼합된 조성물을 제작 후 0시간, 2시간, 4시간, 6시간, 8시간 별 점도를 온도 23℃ 상대습도 50%에서 측정하고, 초기 점도에서 8시간 후 점도까지의 변화율을 계산한 값이다.
2. 점착시트 제조 후 겔분율 평가
점착시트를 구성하는 점착제를 두께 30um, 100mm*100mm의 사이즈로 재단하고, 그 점착제층을 Stainless Mesh(Mesh size 250)로 감싸고, 상기 Mesh 단독의 질량을 뺌에 의해 점착제만의 질량을 산출하고, 이때의 질량은 M1이라 하였다. 다음으로 상기 Stainless Mesh로 감싼 점착제를 온도 23℃ 상대습도 50% 환경하에서 초산에틸에 72시간 침지시켰다. 그 후 Mesh에 감싼 점착제를 취출하고, 130℃오븐 중에서 30분동안 건조시키고, 추가로 23℃ 상대습도 50%의 환경 하에서 24시간 풍건시켰다. 건조 후, 그 질량을 정밀 천칭으로 칭량하고, 상기 Mesh 단독의 질량을 뺌에 의해 용출 후 점착제의 질량을 산출하고, 이 때의 질량을 M2로 하였다. 겔분율(%)은 (M1/M2)*100으로 나타난다.
3. 점착력 평가
점착시트를 304 SUS와 Mirror Wafer에 점착하여 박리력을 평가하였다. 제조된 점착시트를 폭 25mm, 길이 150mm으로 절삭하여 샘플을 준비한 후, 만능시험기(Shimadzu 社)를 이용하여 180°박리(peel) 점착력을 측정하였다. 좀 더 상세히 설명하면, 상기 준비된 점착시트 샘플의 점착층을 304 SUS와 Mirror Wafer 각각에 점착하여 고정한 후, 한쪽 측면을 만능시험기의 로드셀 클램프에 고정시키고, 속도300mm/min으로 점착시트를 박리하며 점착력을 측정하였다.
상기 실험 결과는 아래 [표 2] 및 [표 3]에 나타내었다.
혼합안정성(cP)
0hr 2hr 4hr 6hr 8hr 변화율(%)
실시예1 634 645 658 668 680 7.3
실시예2 640 645 654 655 660 3.1
실시예3 620 640 650 657 660 6.5
실시예4 630 641 655 657 662 5.1
비교예1 630 631 632 630 640 1.6
비교예2 630 670 750 800 890 41.3
비교예3 640 670 780 910 950 48.4
비교예4 600 803 990 1600 3041 406.8
비교예5 600 743 790 820 970 61.7
비교예6 600 709 860 1003 1608 168.0
비교예7 600 680 730 943 1030 71.7
겔분율(%) 점착력(1일차) 점착력(7일차)
1일차 3일차 7일차 21일차 100차 Wafer(N/inch) Wafer(N/inch)
실시예1 74.5 75.1 74.7 74.6 75 1.2 1.2
실시예2 75 75 75.1 75.3 75.1 1.2 1.2
실시예3 74.5 75.1 75 75 75 1.3 1.2
실시예4 75 75 75 75 75 1.1 1.3
비교예1 45 48 48 49 42 3.4 3.8
비교예2 74 74.5 75 75 74 1.3 1.3
비교예3 72 72 73 73 73 1.2 1.2
비교예4 45 67 76 79 80 2.6 1.8
비교예5 45 70 79 80 80 2.2 1.7
비교예6 37 49 68 80 80 2.3 1.6
비교예7 39 45 71 80 80 2.4 1.7
상기 [표 2] 및 [표 3]를 참조하면,
본 발명에 따른 점착 조성물의 혼합안정성 및 상기 점착 조성물을 이용해 제조한 점착시트의 겔분율 및 점착력을 평가한 결과, 실시예 1 내지 4의 경우 경시변화에 따른 혼합안정성(0시간 ~ 8시간)의 변화가 매우 낮아 혼합안정성이 확보될 수 있었고, 경시변화에 따른 겔분율이 1일차부터 70% 이상을 확보할 수 있으며 100일차까지 안정성있는 겔분율 수치범위를 유지하였으며, 본 발명에서 의도하는 경시변화에 따른 점착시트의 점착력이 0.5 내지 2.0의 수치범위를 만족하여 공정안정성 또한 확보할 수 있었다.
반면, 비교예 1 내지 7의 경우 경시변화에 따른 혼합안정성(0시간 ~ 8시간)의 변화가 실시예에 비하여 상대적으로 너무 커 의도하는 혼합안정성을 확보하기 어렵고, 본 발명에서 의도하는 겔분율 (70% 이상)을 확보하기 어렵거나, 경시변화에 따른 점착시트의 점착력이 2.0을 초과하여 가공체를 고정하는 장비(SUS)에 대한 점착력이 높게 나타나 장비(SUS)의 접착면에서 높은 장력이 걸려 장비모터가 비상 정지하는 등의 공정상 문제가 발생하였다.

Claims (10)

  1. 폴리머 중합체; 가교제; 및 첨가제를 포함하는 점착 조성물로서,
    상기 폴리머 중합체는 아크릴계 폴리머 중합체를 포함하고,
    상기 가교제는 아지리딘 화합물을 포함하고,
    상기 첨가제는 염기성 첨가제를 포함하고,
    상기 점착 조성물은 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여 상기 염기성 첨가제를 0.05 내지 1 중량부 미만으로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    점착 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착 조성물로부터 제조된 점착시트의 점착력은 0.5 내지 2.0 N/inch 인 것을 특징으로 하는,
    점착 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착 조성물로부터 제조된 점착시트의 혼합안정성(cP)은, 하기 수학식 1을 통해 계산되는 변화율(%)이 0.1 내지 40 %인 것을 특징으로 하는,
    점착 조성물;
    [수학식 1]
    (변화율) = 100*[(점착시트 제조시점으로부터 8시간 후 혼합안정성)-(점착시트 제조시점 직후 혼합안정성)]/(점착시트 제조시점 직후 혼합안정성)
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착 조성물로부터 제조된 점착시트의 겔분율(%)은 60 이상인 것을 특징으로 하는,
    점착 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가교제는, N-(아미노에틸)아지리딘, N-아미노에틸-N-아지리딜에틸아민, N,N-비스-2-아미노프로필-N-아지리딜에틸아민, N-3,6,9-트리아자노닐아지리딘, 1-아지리딘카르복사미드, N,N'-헥사메틸렌비스(2-메틸) 및 트리메틸올프로판 트리스(2-메틸-1-아지리딘프로피오네이트) 중에서 선택되는 1종 이상이 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 가교제는 1-아지리딘카르복사미드, N,N'-헥사메틸렌비스(2-메틸) 및 트리메틸올프로판 트리스(2-메틸-1-아지리딘프로피오네이트)에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    점착 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 염기성 첨가제는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화 칼슘 및 수산화암모늄에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    점착 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 첨가제는 점착력 조절 첨가제를 더 포함하고,
    상기 점착력 조절 첨가제는 메톡시 폴리에틸렌글리콜 및 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 중 선택된 1 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    점착 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착 조성물은 광중합 개시제를 더 포함하고,
    상기 점착 조성물은 상기 폴리머 중합체 100 중량부에 대하여,
    상기 가교제를 1 내지 70 중량부,
    상기 첨가제를 1 내지 40 중량부, 및
    상기 광중합 개시제를 0.1 내지 5 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는,
    점착 조성물.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 점착제 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 점착시트.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 점착시트는 반도체 웨이퍼 가공용인 것을 특징으로 하는 점착시트.

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