KR20230170296A - 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프 - Google Patents

반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 상태에 따르면 범프 매립성이 우수하고 박리가 용이한 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물이 제공되며, 상기 조성물은 (메트)아크릴레이트계 제1 중합체;와 제2 중합체와 이소시아네이트계 화합물의 반응생성물인 (메트)아크릴계 공중합체;를 포함한다.

Description

반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프{COMPOSITION FOR FORMING INTERLAYER OF WAFER SURFACE PROTECTING TAPE AND WAFER SURFACE PROTECTING TAPE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 범프에 대한 매립성이 우수하고 점착층의 밀림이 발생하지 않아 박리가 용이한 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물에 관한 것이다.
백그라인딩 공정은 반도체 전공정을 마친 웨이퍼의 후면을 연삭하여 웨이퍼의 두께를 얇고 균일하게 가공하는 공정이다. 연삭 가공시 가해지는 압력과 온도에 의해 웨이퍼가 깨지거나 뒤틀리는 것을 방지하고, 웨이퍼 표면에 형성된 회로 및 범프가 손상되는 것을 방지하며 이물질들로부터 웨이퍼 표면을 보호하기 위해서 연삭 공정 이전에 웨이퍼 표면 보호용 테이프가 웨이퍼 앞면에 부착될 수 있다.
또한 백그라인딩 공정이후 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 제거되어야 하는바, 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 UV와 같은 에너지선이 조사된 후 박리력이 감소하여 박리가 용이하고 점착층의 물질이 웨이퍼 표면에 잔사하지 않는 것이 바람직하다. 그러나 웨이퍼 연삭으로 인한 압력으로 점착층의 밀림이 발생하는 경우, 점착층이 공기 중에 노출될 수 있고 이로 인해 UV 조사 후에도 박리력이 충분히 감소하지 못하는 문제점이 있다.
한편, 최근 플립 칩 본딩(Flip Chip Bonding)기술 및 웨이퍼 레벨 패키징(Wafer Level Packaging)기술이 널리 이용되면서 백그라인딩 공정 이전에 기판과 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 전도성 범프(Bump)가 형성되기도 하는데 통상적으로 범프의 높이는 50 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도이다.
이에 범프의 보호가 우수하면서 연삭에 의한 압력에도 점착층의 밀림이 발생하지 않아 UV 조사 후 박리가 용이한 웨이퍼 표면 보호용 테이프가 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 범프에 대한 매립성이 우수하고 점착층의 밀림이 발생하지 않아 박리가 용이한 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 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 실시상태는 알킬기 함유 제1 (메트)아크릴레이트계 단량체 및 관능기 함유 제2 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 제1 단량체 혼합물의 제1 중합체; 와 탄소수 5 내지 10의 알킬기 함유 제3 (메트)아크릴레이트계 단량체, 아민기 함유 제4 (메트)아크릴계 단량체 및 히드록시기 함유 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하는 제2 단량체 혼합물의 제2 중합체와 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물의 반응 생성물인 (메트)아크릴계 공중합체;를 포함하며, 상기 (메트)아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 200,000 g/mol 이상 400,000 g/mol 이하인 것이며, 상기 (메트)아크릴계 공중합체의 함량은 상기 제1 중합체 100 중량에 대하여 10 중량부 이상 30 중량부 이하인 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시상태는 기재필름, 중간층 및 점착층이 순차적으로 적층되며, 상기 중간층은 상기 중간층 형성용 조성물을 포함하는 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 중간층 형성용 조성물을 포함한 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 범프에 대한 매립성이 우수하여 웨이퍼 연삭시 범프의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 중간층 형성용 조성물을 포함한 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 웨이퍼 연삭시 웨이퍼의 균열 및 뒤틀림을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 중간층 형성용 조성물을 포함한 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 점착층의 밀림이 발생하지 않아 UV 조사 후 박리력 감소가 일어날 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 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시상태를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
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, "제1"및 "제2"와 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용되며, 상기 서수에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 발명의 권리 범위 내에서 제1 구성요소는 제2 구성요소로도 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본원 명세서 전체에서, "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 통칭하는 의미로 사용된다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "단량체 단위(monomer unit)"는 중합체 내에서 단량체가 반응된 형태를 의미할 수 있고, 구체적으로 그 단량체가 중합 반응을 거쳐서 그 중합체의 골격, 예를 들면, 주쇄 또는 측쇄를 형성하고 있는 형태를 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 화합물의 “중량평균분자량” 및 “수평균분자량”은 그 화합물의 분자량과 분자량 분포를 이용하여 계산될 수 있다. 구체적으로, 1 ml의 유리병에 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF)과 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 40.0 ℃로 설정할 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 화합물의 점도는 25 ℃의 온도에서 브룩필드 점도계로 측정한 값일 수 있다.
본원 명세서 전체에서, “알킬"은 관능기 내에 불포화 결합이 존재하지 않는 사슬형 탄화수소 구조를 포함하는 것을 의미할 수 있다. 또한, “시클로 알킬"은 관능기 내에 불포화 결합이 존재하지 않는 탄소 고리 구조를 포함할 수 있으며, 단일 고리(monocyclic ring) 또는 다중 고리(polycyclic ring)를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는;
알킬기 함유 제1 (메트)아크릴레이트계 단량체 및 관능기 함유 제2 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 제1 단량체 혼합물의 제1 중합체;와
탄소수 5 내지 10의 알킬기 함유 제3 (메트)아크릴레이트계 단량체, 아민기 함유 제4 (메트)아크릴계 단량체 및 히드록시기 함유 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하는 제2 단량체 혼합물의 제2 중합체와 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물의 반응 생성물인 (메트)아크릴계 공중합체;를 포함하며,
상기 (메트)아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 200,000 g/mol 이상 400,000 g/mol 이하인 것이며,
상기 (메트)아크릴계 공중합체의 함량은 상기 제1 중합체 100 중량에 대하여 10 중량부 이상 30 중량부 이하인 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 중간층 형성용 조성물을 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 범프에 대한 매립성이 우수하여 웨이퍼 연삭시 범프의 손상을 방지할 수 있고 연삭과정중 웨이퍼에 가해지는 압력에도 점착층의 밀림이 발생하지 않아 UV 조사 후 박리력 감소가 잘 일어날 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시상태에 따른 중간층 형성용 조성물에 포함되는 성분들에 대하여 구체적으로 설명한다.
(1)제1 단량체 혼합물의 제1 중합체
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 제1 중합체는 중간층 형성용 조성물의 주성분으로서, 중간층 형성용 조성물 100 중량에 대하여 75 중량부 이상 90 중량부 이하일 수 있다.
상기 알킬기 함유 제1 (메트)아크릴레이트계 단량체는 중간층의 저장 탄성률이 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층으로서 적절한 값을 갖도록 선택될수 있다. 구체적으로는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 예를 들어 탄소수 1 내지 20의 선형 또는 분지형의 알킬기를 함유한 (메트)아크릴레이트 단량체일 수 있다. 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 10인 것이 바람직하고, 탄소수 1 내지 5인것이 더 바람직할 수 있다. 구체적으로, 상기 알킬기 함유 제1 (메트)아크릴레이트계 단량체는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, n-펜틸 (메트)아크릴레이트, 1-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 1,1-디메틸프로필 (메트)아크릴레이트, 2,2-디메틸프로필 (메트)아크릴레이트, 3-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 1-에틸프로필 (메트)아크릴레이트일 수 있다.
상기 관능기 함유 제2 (메트)아크릴계 단량체는 히드록시기 함유 (메트)아크릴계 단량체, 카르복실기 함유 (메트)아크릴계 단량체, 아민기 함유 (메트)아크릴계 단량체, 모르폴린기 함유 (메트)아크릴계 단량체, 술폰산기 함유 (메트)아크릴계 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 관능기 함유 제 2 (메트)아크릴계 단량체는 카르복실기 함유 (메트)아크릴계 단량체인 것이 바람직하며 그중에서도 아크릴산인 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 알킬기 함유 제1 (메트)아크릴레이트계 단량체의 함량은 85 중량부 이상 95 중량부 이하, 87.5 중량부 이상 92.5 중량부 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 관능기 함유 제2 (메트)아크릴계 단량체의 함량은 5 중량부 이상 15 중량부 이하, 7.5 중량부 이상 12.5 중량부 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 중합체의 중량평균분자량은 400,000 g/mol 이상 1,000,000 g/mol 이하, 500,000 g/mol 이상 700,000 g/mol 이하, 550,000 g/mol 이상 650,000 g/mol 이하일 수 있다.
(2)제2 단량체 혼합물의 제2 중합체
본 발명의 일 실시상태에 따른 상기 제2 단량체 혼합물은 탄소수 5 내지 10의 알킬기 함유 제3 (메트)아크릴레이트계 단량체, 아민기 함유 제4 (메트)아크릴계 단량체 및 히드록시기 함유 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함할 수 있다.
상기 탄소수 5 내지 10의 알킬기 함유 제3 (메트)아크릴레이트계 단량체는 n-펜틸 (메트)아크릴레이트, 이소펜틸 (메트)아크릴레이트, n-헥실 (메트)아크릴레이트, 이소헥실 (메트)아크릴레이트, n-헵틸 (메트)아크릴레이트, 이소헵틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 에틸헥실 (메트)아크릴레이트, n-노닐 (메트)아크릴레이트, 이소노닐 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 및 이소데실 (메트)아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 아민기 함유 제4 (메트)아크릴계 단량체는 (메트)아크릴아미드 계열의 화합물일 수 있다. 구체적으로, 상기 아민기 함유 제4 (메트)아크릴계 단량체는 (메트)아크릴아미드, N-에틸 (메트)아크릴아미드, N-t-부틸 (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메트)아크릴아미드, N,N-디에틸 (메트)아크릴아미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 히드록시기 함유 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체는, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 및 2-히드록시프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 히드록시기를 함유하는 (메트)아크릴레이트계 단량체를 사용함으로써, 상기 (메트)아크릴계 공중합체의 유리전이온도 및 중량평균분자량을 조절하여, 상기 중간층은 상기 반도체 웨이퍼 보호용 테이프에서 요구되는 물성을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 탄소수 5 내지 10의 알킬기 함유 제3 (메트)아크릴레이트계 단량체의 함량은 60 중량부 이상 80 중량부 이하, 65 중량부 이상 75 중량부 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 아민기 함유 제4 (메트)아크릴계 단량체의 함량은 10 중량부 이상 30 중량부 이하, 15 중량부 이상 25 중량부 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 상기 히드록시기 함유 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체의 함량은 0 중량부 초과 20 중량부 이하, 5 중량부 이상 15 중량부 이하일 수 있다.
(3)(메트)아크릴계 공중합체
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 공중합체는, 상기 제2 단량체 혼합물의 제2 중합체와 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물의 반응 생성물일 수 있다. 예를 들어, 상기 (메트)아크릴계 공중합체는 상기 제2중합체가 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물로 변성된 것일 수 잇다. 구체적으로, 상기 (메트)아크릴계 공중합체는 상기 제2 중합체와 상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물의 부가 반응을 통해 형성될 수 있다. 이때, 상기 부가 반응은 부가 중합 반응(addition polymerization reaction)을 의미할 수 있다. 상기 (메트)아크릴계 공중합체는, 상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물이 상기 히드록시기 함유 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위에 결합된 것일 수 있다. 즉, 상기 부가 반응에 의하여 상기 중합체의 측쇄에 존재하는 히드록시기와 상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물의 말단에 존재하는 이소시아네이트기가 반응하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체의 측쇄에 우레탄 결합이 형성될 수 있다. 상기 (메트)아크릴계 공중합체의 측쇄에 우레탄 결합이 형성됨에 따라, 상기 중간층의 전단 강도 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 상기 반도체 웨이퍼 보호용 테이프에서 요구되는 물성을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물은 하기 화학식 1의 화합물일 수 있다:
[화학식 1]
상기 식에서 R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고;
R2는 수소 또는 메틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물은 메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물의 함량은, 상기 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체 100 mol%에 대하여, 70 mol% 초과 90 mol% 미만, 60 mol% 초과 90 mol% 미만, 75 mol% 이상 85 mol% 이하일 수 있다. 상기 범위의 함량을 가지는 경우, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 UV 조사 후 충분한 가교 반응이 진행되어 박리력이 감소할 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물이 메타크릴로일옥시예틸 이소시아네이트인 경우 상기 (메트)아크릴계 공중합체는 메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 변성된 (메트)아크릴계 공중합체로 칭할 수 있다.
상기 (메트)아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 200,000 g/mol 이상 400,000 g/mol 이하, 150,000 g/mol 이상 400,000 g/mol 이하, 150,000 g/mol 이상 300,000 g/mol 이하, 250,000 g/mol 초과 400,000 g/mol 미만, 250,000 g/mol 초과 350,000 g/mol 미만일 수 있다. 상기 (메트)아크릴계 공중합체의 중량평균분자량이 상기 범위내에 드는 경우 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 적절한 저장 탄성률 가져 범프에 대한 매립성이 우수할 수 있다.
(4)중간층 형성용 조성물
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 중간층 형성용 조성물은 상기 제1 중합체와 상기 (메트)아크릴계 공중합체를 포함할 수 있고 상기 (메트)아크릴계 공중합체의 함량은 상기 제1 중합체 100 중량에 대하여 10 중량부 이상 30 중량부 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 15 중량부 이상 30 중량부 이하, 20 중량부 이상 30 중량부 이하, 25 중량부 이상 30 중량부 이하일 수 있다. 상기 범위의 함량을 가짐으로써 범프에 대한 매립성이 우수하며 동시에 웨이퍼 연삭 가공에 의한 압력에도 점착층의 밀림이 발생하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 중간층 형성용 조성물은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 당업계에서 사용되는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물은 경화제, 광개시제 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함량은 상기 중간층의 물성을 저하시키지 않는 범위에서 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 중합체 100 중량부에 대하여, 상기 경화제의 함량은 0.1 중량부 이상 1 중량부 이하, 상기 광개시제의 함량은 0.1 중량부 이상 1 중량부 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 중간층 형성용 조성물을 열처리하여 상기 중간층을 형성할 수 있다. 즉, 상기 중간층은 상기 중간층 형성용 조성물의 건조물 또는 열경화물을 포함할 수 있다. 상기 열처리는 상기 중간층 형성용 조성물을 100 ℃ 이상 150 ℃ 이하의 온도로 건조시키는 방법으로 진행될 수 있다. 이후, 상기 중간층에 광을 조사함으로써, 상기 중간층은 광경화될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 중간층 형성용 조성물의 점도는 25 ℃에서 1,000 cPs 이상 3,000 cPs 이하인 것일 수 있다. 구체적으로, 25 ℃에서 상기 점착층 형성용 조성물의 점도는 1,500 cPs 이상 2,500 cPs 이하, 1,800 cPs 이상 2,300 cPs 이하일 수 있다. 25 ℃에서의 점도가 상술한 범위를 만족하는 상기 중간층 형성용 조성물은 코팅 시의 흐름성이 좋아 양호한 외관을 구현할 수 있는 우수한 코팅성을 구현할 수 있고, 작업성이 우수할 수 있다.
(5)반도체 웨이퍼 보호용 테이프
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 기재필름, 중간층 및 점착층이 순차적으로 적층되며 상기 중간층은 상기 중간층 형성용 조성물을 포함하는 것일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참고로 하면, 본 발명의 일 실시상태에 따른 상기 반도체 웨이퍼 보호용 테이프(100)는 중간층(20)의 일면 상에 구비되는 기재필름(10), 중간층(20)의 타면 상에 구비되는 점착층(30)을 포함할 수 있다. 또한 상기 반도체 웨이퍼 보호용 테이프(100)는 점착층(30)의 일면상에 구비되는 이형필름(40)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리올레핀 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌 필름일 수 있으나, 상기 기재 필름의 종류를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재필름의 두께는 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 기재 필름의 두께는 15 ㎛ 이상 65 ㎛ 이하, 20 ㎛ 이상 80 ㎛ 이하, 25 ㎛ 이상 62.5 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이상 57 ㎛ 이하, 35 ㎛ 이상 55 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하, 42.5 ㎛ 이상 75 ㎛ 이하, 45 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 45 ㎛ 이상 72.5 ㎛ 이하, 또는 50 ㎛ 이상 65 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 기재필름의 두께가 전술한 범위 내인 경우, 기계적 물성이 우수한 상기 반도체 웨이퍼 보호용 테이프를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 중간층의 두께는 50 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 70 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하, 70 ㎛ 이상 110 ㎛ 이하, 80 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 중간층의 두께가 전술한 범위 내인 경우, 상기 중간층을 포함하는 상기 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 반도체 웨이퍼 연삭 가공시 웨이퍼의 균열 및 뒤틀림을 방지할 수 있고, 웨이퍼 표면에 형성된 범프에 대해서 우수한 매립성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 점착층은 아크릴계 광경화성 수지, 열 경화제 및 광개시제를 포함하는 점착층 형성용 조성물로부터 형성될 수 있다. 상기 점착층은 반도체 웨이퍼 가공시에는 웨이퍼 표면에 대해 박리력이 높을 수 있고, 웨이퍼 가공 후에는 추가적인 광조사에 의해 박리력이 감소하여 용이하게 박리될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 점착층의 두께는 1 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 점착층의 두께는 본 발명의 효과가 발휘되는 범위 내에서 적절히 설정할 수 있다.
상기 점착층은, 아크릴계 광경화성 수지를 포함한 점착제 형성용 조성물에 필요에 따라 용제 및 첨가제 등을 더 혼합하여 상기 중간층상에 직접 도포함으로써 형성하거나, 상기 점착제 형성용 조성물을 이형 필름 상에 도포하여 미리 상기 점착층을 형성한 뒤 상기 점착층을 상기 중간층에 접합하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체 공정용 기재는 상기 점착층의 일면 상에 구비되는 이형필름을 더 포함할 수 있다. 상기 이형필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리올레핀 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌 필름일 수 있으나, 상기 이형 필름의 종류를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 이형필름의 두께는 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 이형 필름의 두께는 20 ㎛ 이상 80 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이상 60 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이상 65 ㎛ 이하, 25 ㎛ 이상 62.5 ㎛ 이하, 30 ㎛ 이상 57 ㎛ 이하, 35 ㎛ 이상 55 ㎛ 이하, 45 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하, 40 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하, 42.5 ㎛ 이상 75 ㎛ 이하, 45 ㎛ 이상 72.5 ㎛ 이하, 또는 50 ㎛ 이상 65 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 이형 필름의 두께가 전술한 범위 내인 경우, 상기 점착층을 효과적으로 보호할 수 있고, 상기 점착층으로부터 상기 이형필름을 용이하게 박리시킬 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.
실시예 1
(1)제1 중합체 제조
부틸아크릴레이트(BA), 아크릴산(AA)를 혼합하여 제1 단량체 혼합물을 제조하였다. 이때, 제1 단량체 혼합물 100 중량부 기준으로, 부틸아크릴레이트함량은 90 중량부, 아크릴산의 함량은 10 중량부이었다.
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 반응기에 단량체 혼합물을 투입하였다. 이후, 제1 단량체 혼합물 100 중량부 기준으로, 사슬이동제(CTA: chain transfer agent)인 n-DDM 300 ppm과 용제로서 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 투입하고, 상기 반응기 내에 산소를 제거하기 위해 질소를 주입하면서 30 ℃에서 30분 이상 충분히 혼합하였다. 이후 온도를 50 ℃로 상승시킨 후 유지하고, 반응개시제인 V-70[2,2-'아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴;2,2'-Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile)]을 300 ppm의 농도를 분할 투입하고 반응을 개시시킨 후 24시간 중합하여 전환율이 95% 이상인 제1 중합체를 제조하였으며, 상기 제1 중합체의 중량평균분자량은 600,000 g/mol이었다.
(2)(메트)아크릴계 공중합체 제조
2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 다이메틸아크릴아마이드(DMAA) 및 2-히드록시에틸아크릴레이트(2-HEA)를 혼합하여 제2 단량체 혼합물을 제조하였다. 이때, 제2 단량체 혼합물 100 중량부 기준으로, 2-에틸헥실아크릴레이트의 함량은 69 중량부, 다이메틸아크릴아마이드의 함량은 18 중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트의 함량은 13 중량부이었다.
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 반응기에 제2 단량체 혼합물을 투입하였다. 이후, 제2 단량체 혼합물 100 중량부 기준으로, 사슬이동제(CTA: chain transfer agent)인 n-DDM 1500 ppm과 용제로서 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 투입하고, 상기 반응기 내에 산소를 제거하기 위해 질소를 주입하면서 30 ℃에서 30분 이상 충분히 혼합하였다. 이후 온도를 50 ℃로 상승시킨 후 유지하고, 반응개시제인 V-70[2,2-'아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴;2,2'-Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile)]을 300 ppm의 농도를 분할 투입하고 반응을 개시시킨 후 24시간 중합하여 전환율이 95% 이상인 제2 중합체를 제조하였다.
이후, 상기에서 제조된 제2 중합체와 메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트를 혼합하였다. 이때, 메타크릴로일옥시에틸 아이소시아네이트의 함량은, 제 2중합체 제조 시에 사용된 2-HEA 100 mol%에 대하여 80 mol%이었다. 이후, 메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트 100 중량부 대비 1 중량부의 촉매(DBTDL:dibutyl tin dilaurate)를 배합하고, 40 ℃에서 24 시간 동안 반응시켜, 메타크릴로일옥시에틸 아이소시아네이트 변성된 (메트)아크릴계 공중합체를 제조하였다. 이때, (메트)아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 300,000 g/mol이었다.
(3)중간층 제조
상기 제 1중합체 100 중량부에 대하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체 10 중량부, 에폭시계 경화제(AK-5EX) 0.1 중량부, 광개시제인 Igacure-654 0.5 중량부를 혼합하여, 중간층 형성용 조성물인 혼합물을 제조하였다.
이후, 중간층 형성용 조성물의 코팅 작업성을 향상시키기 위하여, 63번 스핀들에서 브룩필드 점도계(10 rpm의 회전속도)로 측정한 점도가 25 ℃에서 2,100 cPs가 되도록 고형분을 30%로 조절하였다.
이후, 이형 처리된 PET 필름 상에 중간층 형성용 조성물을 도포하고, 120 ℃에서 4 분 동안 건조하여, 두께가 90 ㎛인 중간층을 제조하였다.
(4) 점착층 제조
점착층 형성용 조성물의 단량체 혼합물 100 중량부에 대해서, 25 중량부의 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 50 중량부의 메틸아크릴레이트(MA), 25 중량부의 2-히드록시에틸아크릴레이트(2-HEA)를 혼합하여 점착층 형성용 조성물의 단량체 혼합물을 제조하였다.
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 반응기에 상기 단량체 혼합물을 투입하였다. 이후, 상기 단량체 혼합물 100 중량부 기준으로, 사슬이동제(CTA: chain transfer agent)인 n-DDM 50 ppm과 용제로서 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 투입하고, 상기 반응기 내에 산소를 제거하기 위해 질소를 주입하면서 30 ℃에서 30분 이상 충분히 혼합하였다. 이후 온도는 50 ℃로 상승 유지하고, 반응개시제인 V-70[2,2'-Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile)] 300ppm의 농도를 분할 투입하고 반응을 개시시킨 후 24시간 중합하여 전환율이 95% 이상인 중합체를 제조하였다.
상기 중합체 중 상기 히드록시에틸아크릴레이트에 기인한 구조 단위의 90 중량%를 2-이소시아네이토메틸아크릴레이트(2-(isocyanato)methylacrylate)와 함께 반응시켜 광경화형 아크릴계 수지를 제조하였다. 상기 광경화형 아크릴계 수지 100 중량부에 대해서, 열경화제로서 이소시아네이트계 경화제(MGH-80B) 0.5 중량부, 열경화지연제인 아세틸아세톤 3 중량부, 광개시제인 Igacure-184 0.5 중량부를 혼합하여, 점착층 형성용 조성물을 제조하였다.
이후, 점착층 형성용 조성물의 코팅 작업성을 향상시키기 위하여, 63번 스핀들에서 브룩필드 점도계(10 rpm의 회전속도)로 측정한 점도가 25 ℃에서 4,100 cPs가 되도록 고형분을 25%로 조절하였다.
이후, 이형 처리된 PET 필름 상에 점착층 형성용 조성물을 도포하고, 120 ℃에서 2 분 동안 건조하여, 두께가 40 ㎛인 점착층을 제조하였다.
(5)웨이퍼 표면 보호용 테이프 제조
기재필름으로서 두께가 50 ㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 준비하였다. 다음으로, PET 필름 상에 상기에서 제조된 중간층을 부착하고 이형필름을 제거하였다. 다음으로, 중간층 타면에 상기에서 제조된 점착층을 부착하고, 최종적으로 기재필름, 중간층 및 점착층이 순차로 적층된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 제조하였다. 점착층에 형성된 이형 처리된 PET 필름은 웨이퍼 표면 부착 직전 제거될 수 있다.
실시예 2
상기 제 1중합체 100 중량부에 대하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체 20 중량부를 혼합한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 제조하였다.
실시예 3
상기 제 1중합체 100 중량부에 대하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체 30 중량부를 혼합한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 제조하였다.
비교예 1
상기 (메트)아크릴계 공중합체를 포함하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 제조하였다.
비교예 2
상기 제 1중합체 100 중량부에 대하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체 5 중량부를 혼합한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 제조하였다.
비교예 3
상기 제 1중합체 100 중량부에 대하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체 35 중량부를 혼합한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 제조하였다.
실험예
*범프 매립성 평가 실험
높이 60㎛, 피치(pitch) 60㎛의 범프 볼이 제작된 웨이퍼 상에 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프의 점착층을 웨이퍼 표면에 부착하고 상기 부착된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 라미네이션 장비(EXCELAM II-655Q)로 온도 50℃, 갭(gap) 3 mm 및 3 m/min 속도로 압착하여 라미네이션한 후 10분이 지난뒤, 디지털 현미경을 통해 범프와 상기 테이프가 붙지 않은 부분의 거리를 측정하였다. 하기 표 1에 범프와 상기 테이프가 붙지 않은 거리를 나타내었다.
점착층 밀림 평가 실험
높이 60㎛, 피치(pitch) 60㎛의 범프 볼이 제작된 웨이퍼 상에 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프의 점착층을 웨이퍼 표면에 부착하고 상기 부착된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 라미네이션 장비(EXCELAM II-655Q)로 온도 50℃, 갭(gap) 3 mm 및 3 m/min 속도로 압착하여 라미네이션한 후 10분이 지난뒤, 디지털 현미경을 통해 점착층의 밀림이 발생하였는지 관찰하였다. 이때, 점착층의 밀림이 발생한 경우 하기 표 1에 “O”로, 점착층의 밀림이 발생하지 않은 경우 하기 표 1에 “X”로 표기하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
범프 매립성
(㎛, 붙지 않은 거리)		 20 10 8 50 40 5
점착층 밀림
발생 여부		 X X X X X O
상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 실시예 1에서 제조된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 비교예 1 및 비교예 2 대비하여 범프와 테이프가 붙지 않은 거리가 더 짧은 것을 확인하였다. 즉, 실시예 1에서 제조된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 상기 제 1중합체 100 중량부에 대하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체 10 중량부를 포함함으로써 범프에 대한 매립성이 상기 (메트)아크릴계 공중합체를 10 중량부 미만으로 포함한 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프에 비해 우수한 것을 확인하였다.
또한, 실시예 2 및 실시예 3에서 제조된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 상기 제 1중합체 100 중량부에 대하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체 20 및 30 중량부를 포함함으로써 범프에 대한 매립성이 더욱 향상된 것을 확인하였다.
한편, 비교예 3에서 제조된 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 상기 제 1중합체 100 중량부에 대하여, 상기 (메트)아크릴계 공중합체 30 중량부를 초과하여 포함함으로써 라미네이션으로 인한 압력에 의해 점착층의 밀림이 발생한 것을 확인하였다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 중간층 형성용 조성물로부터 형성된 중간층을 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프는 범프에 대한 매립성이 우수하며 동시에 웨이퍼 연삭 가공에 의한 압력에도 점착층의 밀림이 발생하지 않아 UV조사 후 박리력 감소가 일어날 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.
10: 기재필름
20: 중간층
30: 점착층
40: 이형필름
100: 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프

Claims (10)

  1. 알킬기 함유 제1 (메트)아크릴레이트계 단량체 및 관능기 함유 제2 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 제1 단량체 혼합물의 제1 중합체;와
    탄소수 5 내지 10의 알킬기 함유 제3 (메트)아크릴레이트계 단량체, 아민기 함유 제4 (메트)아크릴계 단량체 및 히드록시기 함유 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체를 포함하는 제2 단량체 혼합물의 제2 중합체와 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물의 반응 생성물인 (메트)아크릴계 공중합체;를 포함하며,
    상기 (메트)아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 200,000 g/mol 이상 400,000 g/mol 이하인 것이며,
    상기 (메트)아크릴계 공중합체의 함량은 상기 제1 중합체 100 중량에 대하여 10 중량부 이상 30 중량부 이하인 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (메트)아크릴계 공중합체는, 상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물이 상기 히드록시기 함유 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체 단위에 결합된 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 알킬기 함유 제1 (메트)아크릴레이트계 단량체는 탄소수 1 내지 20 의 알킬기 함유 (메트)아크릴레이트계 단량체인 것인 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서.
    상기 관능기는 히드록시기, 카르복실기, 아민기, 모르폴린기, 술폰산기 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물의 함량은, 상기 제5 (메트)아크릴레이트계 단량체 100 mol%에 대하여, 70 mol% 초과 90 mol% 미만인 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물은 화학식 1의 화합물인 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물:
    [화학식 1]

    상기 식에서,
    R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고;
    R2는 수소 또는 메틸기이다.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 (메트)아크릴레이트기 함유 이소시아네이트계 화합물은 메타크릴로일옥시에틸 이소시아네이트인 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 중합체의 중량평균분자량은 500,000 g/mol 이상 700,000 g/mol 이하인 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물은 경화제, 광개시제 및 이들의 조합으로부터 선택된 하나를 더 포함하는 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물.
  10. 기재필름, 중간층 및 점착층이 순차적으로 적층되며,
    상기 중간층은 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물을 포함하는 것인 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프.
KR1020220070634A 2022-06-10 2022-06-10 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프를 위한 중간층 형성용 조성물 및 이를 포함하는 반도체 웨이퍼 표면 보호용 테이프 KR20230170296A (ko)

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