KR20240083188A - 반도체 웨이퍼 보호용 테이프 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 기재 및 보호막 형성층을 포함할 수 있다. 보호막 형성층은 에폭시계 수지, 바인더, 필러, 페놀계 경화제, 인계 경화 촉매 및 이미다졸계 경화 촉매를 포함할 수 있다. 반도체 웨이퍼 보호용 테이프의 상온 보관성 및 안전성이 향상될 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 보호용 테이프에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기재 및 보호막 형성층을 포함하는 반도체 웨이퍼 보호용 테이프에 관한 것이다.
반도체는 도체와 부도체의 중간정도의 전기 전도율을 상온에서 갖는 물질이다. 일반적으로 실리콘(Si) 입자에 도핑 원소를 첨가하여 제조되며 집적회로를 만드는데 쓰인다. 일반적으로 반도체 웨이퍼 상에 반도체 집적회로가 형성된다.
근래에 반도체는 페이스 다운(face down) 방식으로 불리는 방법에 의해 제조되고 있다. 이는 집적 회로의 반도체 칩 상의 배선용 접점과 절연 기관 또는 리드 프레임과 같은 접속 단자가 그들의 표면끼리 서로 마주 보도록 접착시켜, 전기적으로 접속하는 방법을 의미한다.
따라서, 이 방법에서는 반도체 칩에서 회로가 형성된 일 측이 칩 탑재부 등에 접하고 있으며, 회로가 형성되지 않은 반도체 칩의 타 측이 노출되어 있어 다이싱 공정 중에 포함된 기계적인 연마 공정으로 인하여 크랙 등이 발생할 수 있다.
그러므로, 상기 타 측에는 반도체 칩을 보호하기 위하여 유기물 기반의 보호막이 형성되는 경우가 많다. 이 보호막은 반도체 웨이퍼 보호용 테이프 또는 다이싱 테이프와 일체화 된 반도체 웨이퍼 보호용 테이프를 사용하여 형성되며, 반도체 웨이퍼를 외부 환경과의 접촉에 의한 오염 또는 물리적/화학적 손상 등으로부터 보호하기 위하여 균일성, 투과성, 내열성 및 보관성 등이 향상될 필요가 있다.
예를 들면, 일본공개특허공보 제2002-280329호는 균일성을 향상시킨 칩용 보호막 형성용 시트를 개시하고 있다.
본 발명의 일 과제는 상온 보관성이 향상된 반도체 웨이퍼 보호용 테이프를 제공하는 것이다.
예시적인 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 기재 및 상기 기재 상에 배치되고 에폭시계 수지, 바인더, 필러, 페놀계 경화제 및 경화 촉매를 포함하는 보호막 형성층을 포함하며, 상기 경화 촉매는 인계 경화 촉매 및 이미다졸계 경화 촉매를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 페놀계 경화제의 함량은 상기 보호막 형성층의 총 중량 중 0 중량% 초과 및 20 중량% 이하일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 인계 경화 촉매의 함량은 상기 보호막 형성층의 총 중량 중 1 중량% 이하이고 상기 이미다졸계 경화 촉매의 함량은 상기 보호막 형성층의 총 중량 중 0.2 중량% 미만일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 이미다졸계 경화 촉매의 함량은 상기 보호막 형성층의 총 중량 중 0.1 중량% 미만일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 기재는 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 에폭시계 수지는 비스페놀계 에폭시 수지 및 크레졸 노볼락형 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 바인더는 아크릴계 폴리머를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 필러는 실리카를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 하기 식 1로 정의되는 점도 변화율이 30 % 이하일 수 있다.
[식 1]
점도 변화율(%) = (|A2-A1|)/A1×100
상기 식 1 중, A1은 상기 보호막 형성층 1 g의 25 ℃에서 점도(Pa·s)이며, A2는 상기 보호막 형성층 1 g을 25 ℃에서 4주 동안 방치한 후의 점도(Pa·s)일 수 있다.
일부 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 상기 점도 변화율이 15 % 이하일 수 있다.
일부 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 경화율이 80 % 이상일 수 있다.
일부 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 경화 후의 전단강도가 6 MPa 이상일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 보호막 형성층은 착색제 및 커플링제를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 커플링제는 실란 커플링제를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 상기 보호막 형성층 상에 형성되는 이형층을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 상기 보호막 형성층 상에 순차적으로 적층되는 점착층 및 다이싱 테이프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 페놀계 경화제, 인계 경화 촉매 및 이미다졸계 경화 촉매를 포함하는 보호막 형성층을 포함할 수 있다.
상술한 경화제를 포함함에 따라, 시간이 경과됨에 따른 상술한 테이프의 상온에서의 점도 변화율이 감소하는 방향으로 개선될 수 있다. 상기 테이프는 생산된 이후 발열량이 개선되어 보관성이 용이해질 수 있으며 보다 바람직하게는 상온 보관성이 향상될 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼에 접착 또는 점착된 이후 경화율 및 경화 후의 발열량이 개선될 수 있다.
상술한 경화 촉매를 포함함에 따라, 상술한 테이프의 점도 변화율이 향상될 수 있으며 상온에서의 보관성 및 안전신뢰성이 개선될 수 있다.
도 1 내지 3은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프의 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 반도체 웨이퍼 보호용 테이프를 제공한다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면 및 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면 및 실시예들에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프(이하, 테이프로 약칭될 수 있다)는 기재(100) 및 기재(100) 상에 형성되는 보호막 형성층(200)을 포함할 수 있다.
보호막 형성층(200)은 반도체 웨이퍼에 접착된 이후 경화되어 보호막의 기능을 수행하기 위해 도입될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 보호막 형성층(200)은 기재(100) 상에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 기재(100) 상에 보호막 형성층(200)이 직접적으로 형성될 수 있다. "직접적으로 형성"된다는 것은 기재(100)와 보호막 형성층(200) 사이에 다른 층 또는 이종 물질이 배치되지 않음을 의미할 수 있다.
보호막 형성층(200)은 반도체 웨이퍼의 후면에 직접 접착 내지 점착되는 부분으로서, 그 형상은 반도체 웨이퍼의 형상과 동일 내지는 유사하게 변형될 수 있다. 그러나, 반도체 웨이퍼는 원형의 형상을 갖는 것이 일반적이기 때문에 바람직한 일부 실시예들에 있어서, 보호막 형성층(200)의 형상은 원형 또는 타원형일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 보호막 형성층(200)은 롤 형상일 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 보호막 형성층(200)은 경화제를 포함할 수 있다. 상기 경화제는 보호막 형성층(200)으로부터 보호막이 형성되면서 열경화의 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 상술한 기능을 수행할 수 있는 경화제이면 특별히 제한되지 않으며 예를 들면 상술한 경화제는 아민계 경화제, 아미드계 경화제, 산무수물계 경화제, 페놀계 경화제, 메르캅탄계 경화제, 시아네이트 에스테르계 경화제 등을 포함할 수 있다. 상술한 경화제들은 단독으로 사용되거나, 2이상이 병용되어 사용될 수 있다.
상기 아민계 경화제로서, 예를 들면, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민 등의 쇄상 지방족 아민; 이소포론디아민, 벤젠디아민, 비스(4―아미노시클로헥실)메탄, 비스(아미노메틸)시클로헥산, 디아미노디시클로헥실메탄 등의 지환식 아민; 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디에틸톨루엔디아민, 디아미노디에틸디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술폰 등의 방향족 아민; 벤질디메틸아민, 트리에틸렌디아민, 피페리딘, 2―(디메틸아미노메틸)페놀, 2, 4, 6―트리스(디메틸아미노메틸)페놀, DBU(1, 8―디아자비시클로(5, 4, 0)―운데센―7), DBN(1,5―디아자비시클로(4, 3, 0)―노넨―5) 등의 제 2급 및 3급 아민 등을 들 수 있다.
상기 아미드계 경화제로서, 예를 들면, 디시안디아미드 및 그 유도체, 폴리아미드 수지(폴리아미노아미드 등) 등을 들 수 있다.
상기 산무수물계 경화제로서, 예를 들면, 무수말레인산, 도데세닐 무수석신산 등의 지방족 산무수물; 무수프탈산, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산 등의 방향족 산무수물; 무수메틸나딕산, 테트라히드로 무수프탈산, 메틸테트라히드로 무수프탈산, 헥사히드로 무수프탈산, 4―메틸헥사히드로 무수프탈산 등의 지환식 산무수물 등을 들 수 있다.
상기 페놀계 경화제로서, 예를 들면, 페놀노볼락 수지, 크레졸노볼락 수지, 비페닐형 노볼락 수지, 트리페닐메탄형 페놀 수지, 나프톨노볼락 수지, 페놀비페닐렌 수지, 페놀아랄킬 수지, 비페닐아랄킬형 페놀 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 벤조옥사진환을 가지는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 메르캅탄계 경화제로서, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리스(3―메르캅토프로피오네이트), 트리스―[(3―메르캅토프로피오닐옥시)―에틸]―이소시아누레이트, 펜타에리스리톨테트라키스(3―메르캅토프로피오네이트), 테트라에틸렌글리콜비스(3―메르캅토프로피오네이트), 펜타에리스리톨테트라키스(3―메르캅토부티레이트), 1, 4―비스(3―메르캅토부티릴옥시)부탄, 트리메틸올프로판트리스(3―메르캅토부티레이트), 트리메틸올에탄트리스(3―메르캅토부티레이트), 폴리설파이드폴리머 등을 들 수 있다.
바람직하게는, 보호막 형성층(200)은 페놀계 경화제를 포함할 수 있다. 페놀계 경화제를 포함하는 테이프는 보호막 형성층(200)의 안정성이 향상되어 상온 보관성이 개선될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 페놀계 경화제는 보호막 형성층(200)의 총 중량 중 0 중량% 초과 및 20 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 테이프의 보호막 형성층(200)의 기계적 안전성 및 보관 신뢰성이 개선될 수 있으며 상온 보관성이 향상될 수 있다. 또한, 경화율이 개선되어 반도체 웨이퍼 보호 효과가 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 보호막 형성층(200)은 경화 촉매를 포함할 수 있다. 상술한 경화 촉매는 상기 테이프가 반도체 웨이퍼에 점착된 이후 보호막 형성층(200)의 경화를 촉진시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 경화 촉매로서 예를 들면, 이미다졸계 화합물, 디시안디아미드, 제3 급 아민, 인계 화합물, 루이스산 화합물, 카티온 중합 개시제 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나, 2이상이 조합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 있어서, 보호막 형성층(200)은 인계 경화 촉매 및 이미다졸계 경화 촉매를 포함할 수 있다. 상기 인계 경화 촉매는 경화에 기여하지 않으며 보호막 형성층(200)을 안정화하고, 안정화된 보호막 형성층(200)의 내열성의 향상에 기여할 수 있다.
이들을 모두 포함함으로써, 보호막 형성층(200)은 상온에서 방치되는 기간동안 점도가 크게 상승하지 않아 테이프의 상온 보관성이 개선될 수 있다. 또한, 테이프에 점착된 이후 경화율이 향상될 수 있다.
상기 인계 경화 촉매로서는, 예를 들면 트리페닐포스핀, 디페닐(p-톨릴)포스핀, 트리스(알킬페닐)포스핀, 트리스(알콕시페닐)포스핀, 트리스(알킬·알콕시페닐)포스핀, 트리스(디알킬페닐)포스핀, 트리스(트리알킬페닐)포스핀, 트리스(테트라알킬페닐)포스핀, 트리스(디알콕시페닐)포스핀, 트리스(트리알콕시페닐)포스핀, 트리스(테트라알콕시페닐)포스핀, 트리알킬포스핀, 디알킬아릴포스핀 및 알킬디아릴포스핀 등의 유기 포스핀류, 그리고 이들 유기 포스핀류와 유기 보론류의 착물, 및 이들 유기 포스핀류에 무수 말레산, 1,4-벤조퀴논, 2,5-톨루퀴논, 1,4-나프토퀴논, 2,3-디메틸벤조퀴논, 2,6-디메틸벤조퀴논, 2,3-디메톡시-5-메틸-1,4-벤조퀴논, 2,3-디메톡시1,4-벤조퀴논 혹은 페닐-1,4-벤조퀴논 등의 퀴논 화합물, 또는 디아조페닐메탄 등의 화합물을 부가하여 이루어지는 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 이미다졸계 경화 촉매로서는, 예를 들면 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가물, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5히드록시메틸이미다졸, 2,3-디히드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸, 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸륨클로라이드, 2-메틸이미다졸린 등을 들 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 인계 경화 촉매 함량은 보호막 형성층(200) 총 중량 기준 0 중량% 초과 및 1 중량% 이하이고 상기 이미다졸계 경화 촉매 함량은 보호막 형성층 총 중량 기준 0 중량% 초과 및 1 중량% 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 인계 경화 촉매의 함량은 0 중량% 초과 및 0.3 중량% 미만일 수 있다. 상기 범위에서 보호막 형성층의 경화율이 향상되고 반도체 웨이퍼의 보호 효과가 개선될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 이미다졸계 경화 촉매의 함량은 0 중량% 초과 및 0.2 중량% 미만일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 이미다졸계 경화 촉매의 함량은 0 중량% 초과 및 0.1 중량% 미만일 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 테이프의 점도 변화율이 보다 더 개선될 수 있으며 내열성이 향상되거나 상온에서의 보관이 더욱 용이할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 보호막 형성층(200)은 에폭시계 수지 및 바인더를 포함할 수 있다.
상기 에폭시계 수지는 가열됨에 따라 3차원 그물형화되어, 단단한 피막을 형성하는 특성을 가질 수 있다. 보호막 형성층(200)이 상기 에폭시계 수지를 포함함에 따라, 가열 후 경화상태에서 안정적인 보호막이 반도체 웨이퍼의 표면에 형성될 수 있다.
상기 에폭시계 수지로서는, 예를 들면 비스페놀형 에폭시계 수지, 스피로 환형 에폭시계 수지, 나프탈렌형 에폭시계 수지, 비페닐형 에폭시계 수지, 테르펜형 에폭시계 수지, 글리시딜에테르형 에폭시계 수지, 글리시딜아민형 에폭시계 수지, 노볼락형 에폭시계 수지 등을 들 수 있다.
상기 비스페놀형 에폭시계 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 테트라브로모비스페놀 A형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 상기 글리시딜에테르형 에폭시계 수지로서는 예를 들면, 트리스(글리시딜옥시페닐)메탄, 테트라키스(글리시딜옥시페닐)에탄 등을 들 수 있다. 상기 글리시딜아민형 에폭시 수지로서는, 예를 들면 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄 등을 들 수 있다. 상기 노볼락형 에폭시계 수지로서는, 예를 들면 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, α-나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 브롬화 페놀 노볼락형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 에폭시계 수지는 비스페놀형 에폭시계 수지 및 크레졸 노볼락형 에폭시계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이들을 포함함에 따라, 점도 변화율, 경화율 및 경화 후 발열량이 개선 및 향상될 수 있다. 따라서, 상온에서의 테이프 보관성이 용이해질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 에폭시계 수지의 함량은 보호막 형성층(200) 총 중량을 기준으로 0 중량% 초과 및 20 중량% 이하일 수 있다. 바람직하게는, 0 중량% 초과 및 18 중량% 이하, 또는 0 중량% 초과 및 16 중량% 이하일 수 있다. 상기 범위에서 테이프의 상온 보관성 및 내열성이 향상될 수 있다.
상기 바인더를 포함함에 따라, 테이프의 조작성이 개선될 수 있다. 상기 바인더로서는, 아크릴계 폴리머, 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 고무계 폴리머 등을 예로 들 수 있다. 바람직하게는, 바인더로서 아크릴계 폴리머가 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 폴리머로는, 예를 들면, (메타)아크릴산에스테르 모노머와 (메타)아크릴산 유도체로부터 도출되는 구성 단위로 이루어지는 (메타)아크릴산에스테르 공중합체를 들 수 있다. 여기서 상기 (메타)아크릴산에스테르 모노머로는, 바람직하게는 알킬기의 탄소수가 1∼18인 (메타)아크릴산알킬에스테르, 예를 들면, (메타)아크릴산메틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산프로필, (메타)아크릴산부틸 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 (메타)아크릴산 유도체로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산글리시딜, (메타)아크릴산히드록시에틸 등을 들 수 있다.
상술한 화합물들 중에서도 메타크릴산글리시딜 등을 구성 단위로서 사용하여 아크릴계 폴리머에 글리시딜기를 도입하면, 상술한 열경화성 성분으로서의 에폭시 수지와의 상용성이 향상될 수 있고, 보호막 형성 층(200) 경화 후의 유리 전이 온도(Tg)가 높아져, 내열성이 향상될 수 있다. 또한, 아크릴산히드록시에틸 등을 구성 단위로서 사용하여 아크릴계 폴리머에 수산기를 도입하는 경우, 반도체 웨이퍼에 대한 밀착성이나 점착 관련된 물성을 조작할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 바인더의 함량은 보호막 형성층(200) 총 중량 중 0 중량% 초과 및 20 중량% 이하일 수 있다. 바람직하게는, 0 중량% 초과 및 18 중량% 이하일 수 있다. 상기 범위에서 반도체 웨이퍼와 적절히 밀착됨으로써 점착성이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 보호막 형성층(200)은 필러 및/또는 착색제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 보호막 형성층은(200)은 필러 및 착색제를 포함할 수 있다. 이에 따라, 파장 1600 ㎚ 및 550 ㎚의 광선 투과율을 상술한 범위로 제어하는 것이 가능해질 수 있다. 또한, 착색제를 포함하여 박리력의 조정가능성 및 이에 수반되는 작업 용이성이 향상될 수 있다.또한, 보호막 형성층(200)이 필러를 포함하는 경우, 경화 후 보호막의 경도를 높게 유지할 수 있으며 내습성을 향상시킬 수 있다. 경화 후의 보호막의 열팽창 계수를 반도체 웨이퍼의 열팽창 계수에 근접시킬 수 있어, 이로 인해 가공 중의 반도체 웨이퍼의 휨을 감소시킬 수 있으며 반도체 웨이퍼의 동작안정성이 향상될 수 있다.
상술한 필러로서는, 예를 들면 결정 실리카, 용융 실리카, 합성 실리카 등의 실리카나, 알루미나, 유리 벌룬 등의 무기 필러를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2이상이 조합되어 사용될 수 있다. 상술한 것들 중, 실리카가 바람직할 수 있으며, 합성 실리카가 보다 바람직할 수 있고, 반도체 장치의 오작동의 요인이 되는 선원을 극력 제거한 타입의 합성 실리카가 더욱 바람직할 수 있다.
상기 필러의 형상으로는 구형, 바늘형, 부정형등을 들 수 있지만, 구형인 것이 바람직할 수 있고, 특히 진구형인 것이 바람직할 수 있다. 필러가 구형 또는 진구형이면, 광선의 난반사가 발생하기 어렵고, 적외선 검사를 양호하게 행할 수 있다.
상술한 무기 필러 외에도 기능성의 필러를 배합한 필러가 보호막 형성층(200)에 포함될 수 있다. 기능성의 필러로는 예를 들면, 다이 본드 후의 도전성의 부여를 목적으로 한 금, 은, 구리, 니켈, 알루미늄, 스테인레스, 카본, 세라믹, 또는 니켈, 알루미늄 등을 은으로 피복한 도전성 필러를 들 수 있다. 또는, 열전도성의 부여를 목적으로 한 금, 은, 구리, 니켈, 알루미늄, 스테인레스, 실리콘, 게르마늄 등의 금속 재료나 이들의 합금 등의 열전도성 필러 등을 들 수 있다.
상기 필러의 평균 입경은 예를 들면, 0.01 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 또는 0.1 ㎛ 내지 2.0㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 필러 입자끼리 응집되어 접착성이 지나치게 증가하는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 실리카 입자는 보호막 형성층(200) 총 중량 중 10 중량% 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 충전제를 포함하는 보호막 형성층(200)의 열 팽창 계수가 조절될 수 있으며, 내열성이 향상되어 상온에서 장시간 보관되어도 점도의 변화율이 개선될 수 있다.
상기 착색제로서는, 예를 들면 무기계 안료, 유기계 안료, 유기계 염료 등 공지된 것을 사용할 수 있지만, 광선 투과율의 제어성 측면에서, 무기계 안료를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 무기계 안료로서는 예를 들면, 카본 블랙, 코발트계 색소, 철계 색소, 크롬계 색소, 티탄계 색소, 바나듐계 색소, 지르코늄계 색소, 몰리브덴계 색소, 루테늄계 색소, 백금계 색소, ITO(인듐주석옥사이드)계 색소, ATO(안티몬주석옥사이드)계 색소 등을 들 수 있다.
상술한 유기계 안료 및 유기계 염료로서는, 예를 들면 아미늄계 색소, 시아닌계 색소, 메로시아닌계 색소, 크로코늄계 색소, 스쿠아릴늄계 색소, 아즈레늄계 색소, 폴리메틴계 색소, 나프토퀴논계 색소, 피릴륨계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 나프탈로시아닌계 색소, 나프토락탐계 색소, 아조계 색소, 축합 아조계 색소, 인디고계 색소, 페리논계 색소, 페릴렌계 색소, 디옥사딘계 색소, 퀴나크리돈계 색소, 이소인돌리논계 색소, 퀴노프탈론계 색소, 피롤계 색소, 티오인디고계 색소, 금속 착체계 색소(금속 착염 염료), 디티올 금속 착체계 색소, 인돌페놀계색소, 트리알릴메탄계 색소, 안트라퀴논계 색소, 디옥사딘계 색소, 나프톨계 색소, 아조메틴계 색소, 벤즈이미다졸론계 색소, 피란트론계 색소 및 스렌계 색소 등을 들 수 있다. 이들 안료 또는 염료는 목적으로 하는 광선 투과율로 조정하기 위해 적절히 혼합되어 사용될 수 있다.
상술한 착색제들 중에서도, 특히 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 카본 블랙에 의하면, 파장 1600㎚ 및 550㎚의 광선 투과율 제어가 개선될 수 있다. 상기 착색제의 함량은 보호막 형성층(200)의 총 중량 중 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 보호막 형성층(200)은 커플링제를 포함할 수도 있다. 커플링제를 함유함으로써, 보호막 형성층(200)의 경화 후의 단계에서 보호막의 내열성을 해치지 않으면서 동시에 보호막과 반도체 웨이퍼의 접착성·밀착성·점착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 내수성(내습열성)을 개선시킬 수 있다. 커플링제로는, 그 범용성과 비용적인 측면에서 실란 커플링제가 바람직하다.
상기 실란 커플링제로는, 예를 들면 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-(메타크릴옥시프로필)트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-6-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-6-(아미노에틸)-γ-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-우레이도프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술판, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 이미다졸실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 커플링제의 함량은 보호막 형성층(200)의 총 중량 중 0 중량% 초과 및 1 중량% 이하일 수 있다. 상기 범위에서, 보호막의 접착성 및 점착성 등이 개선될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 기재(100)는 반도체 웨이퍼 보호용 테이프가 웨이퍼에 부착된 후에 박리되는 박리시트의 기능을 수행할 수 있다. 경화된 반도체 웨이퍼 보호용 테이프 또는 경화되지 않은 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 기재(100)가 박리된 이후에 웨이퍼 보호의 기능을 적절히 제공할 수 있다.
기재(100)는 반도체 웨이퍼의 다이싱 및 익스팬딩에 적절한 것이라면 그 재질은 특별히 제한되지 않을 수 있다.
기재(100)는 고분자 수지를 주 재료로 하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 기재(100)는 저밀도 폴리에틸렌(Low Density PolyEthylene, LDPE)계 수지, 선형 저밀도 폴리 에틸렌(Line Low Density PolyEthylene, LLDPE)계 수지, 고밀도 폴리에틸렌(High Density PolyEthylene, HDPE)계 수지를 포함하는 폴리에틸렌계 수지; 폴리 프로필렌계 수지; 등을 포함하는 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있다. 또는, 에틸렌-초산비닐계 중합체 수지, 에틸렌-(메타)아크릴산계 중합체 수지, 에틸렌-(메타)아크릴산에스테르계 중합체 수지 등의 에틸렌계 중합체 수지를 포함할 수 있다. 또는, 폴리염화비닐계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리스타이렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지 및 폴리아마이드계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 포함될 수도 있고, 2 이상이 조합되어 포함될 수도 있다.
바람직하게는, 기재(100)는 상술한 수지들 중에서도 환경 친화적 측면 또는 경제적 측면에서 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 기재(100)의 두께는 1 ㎛ 내지 300 ㎛, 또는 10 ㎛ 내지 300 ㎛, 바람직하게는, 20 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 페놀계 경화제, 인계 경화 촉매 및 이미다졸계 경화 촉매를 포함하는 보호막 형성층(100)을 포함하는 테이프는 하기 식 1로 정의되는 점도 변화율이 30 % 이하일 수 있다. 바람직하게는, 상기 점도 변화율은 15 % 이하일 수 있다.
[식 1]
점도 변화율(%) = (|A2-A1|)/A1Х100
식 1 중, A1은 보호막 형성층(100) 1 g의 25 ℃에서 점도(Pa·s)며, A2는 보호막 형성층(100) 1 g을 25 ℃에서 4주 동안 방치한 후의 점도(Pa·s)일 수 있다.
상기 범위를 갖는 보호막 형성층(100)을 포함하는 테이프는 상온에서 보관이 용이할 수 있으며 장시간 방치되어도 기존의 것과 동일 내지 유사한 상태를 유지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 보호막 형성층(100)은 경화율이 80 % 이상일 수 있다. 상기 범위에서, 보호막 형성층(100)이 보호막으로 경화되는 비율이 증가된 것일 수 있으며 이에 따라 상술한 테이프가 보호막으로서 적절하게 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 보호막 형성층(100)은 경화된 이후 측정된 전단강도가 6 MPa 이상일 수 있다. 상기 범위에서, 보호막 형성층(100)이 경화된 보호막의 접착력이 향상될 수 있으며 테이프 사용에 있어서 안전신뢰성이 개선될 수 있다.
도 2 및 도 3은 각각 예시적인 실시예들에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프를 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 기재(100), 보호막 형성층(200) 및 이형층(300)이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프를 웨이퍼에 부착하는 경우, 이형층(300)을 분리한 후 외부로 노출된 보호막 형성층(200)을 반도체 웨이퍼에 부착할 수 있다. 반도체 웨이퍼 보호용 테이프가 웨이퍼에 부착된 후 기재(100)는 박리될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 이형층(300)은 기재(100)와 동일 내지 유사한 재료로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일부 실시예들에 있어서, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 보호막 형성층(200)과 다이싱 테이프(500)가 함께 배치된 일체형 패키지 시트일 수 있다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프는 기재(100), 보호막 형성층(200), 점착층(400) 및 다이싱 테이프(500)가 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 점착층(400)은 감압 접착제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다이싱 테이프(500)를 포함하는 반도체 웨이퍼 보호용 테이프를 반도체 웨이퍼에 부착하는 경우, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프의 기재(100)를 제거한 후 보호막 형성층(200)을 웨이퍼에 부착할 수 있다. 다이싱 테이프(500)를 포함하는 반도체 웨이퍼 보호용 테이프가 부착된 반도체 웨이퍼를 다이싱 할 수 있다. 반도체 웨이퍼의 다이싱이 완료된 경우, 보호막 형성층(200)에 부착된 다이싱 테이프(500)는 점착층(400)과 함께 제거될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 이해를 돕기 위한 구체적인 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 및 비교예의 제조
보호막 형성층 총 중량 기준 에폭시계 수지로서 크레졸 노볼락 수지 5.05 중량%, 비스페놀 F형 수지 10 중량%, 바인더로서 아크릴 공중합체(단위: BA40-EA25-AN30-MMA2-GMA3, Mw: 80만, Tg: 15 ℃), 필러로서 구상 실리카(아드마텍, SC-4050) 50 중량%, 착색제로서 카본 블랙(MA-100) 0.2 중량%, 커플링제로서 실란 커플링제(신에츠, KBM-403) 1 중량%, 경화제로서 경화제 1을 16 중량%, 경화 촉매 1을 0.3 중량%, 경화 촉매 4를 0.05 중량% 혼합하여 보호막 형성층을 제조하기 위한 도포제를 제조하였다. 이를 상기 기재 위에 도포한 후 오븐으로 120 ℃에서 3분간 건조시켜 반도체 웨이퍼 보호용 테이프(실시예 1)를 제조하였다.
이후, 경화제와 경화 촉매의 종류 및 함량을 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 반도체 웨이퍼 보호용 테이프(실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 3)를 제조하였다.
각 실시예 및 비교예들에 있어서, 사용된 경화제 및 경화 촉매의 종류 및 함량은 하기 표 1에 나타내었다.
구분 | 경화제 1 (중량%) |
경화제 2 (중량%) |
경화제 3 (중량%) |
경화 촉매 1 (중량%) |
경화 촉매 2 (중량%) |
경화 촉매 3 (중량%) |
경화 촉매 4 (중량%) |
실시예 1 | 16 | - | - | 0.3 | - | - | 0.05 |
실시예 2 | 16 | - | - | 0.25 | - | - | 0.1 |
실시예 3 | - | 16 | - | 0.3 | - | - | 0.05 |
실시예 4 | 16 | - | - | - | 0.3 | - | 0.05 |
실시예 5 | 16 | - | - | - | - | 0.3 | 0.05 |
실시예 6 | 16 | - | - | 0.3 | - | - | 0.2 |
비교예 1 | 16 | - | - | 0.3 | - | - | - |
비교예 2 | 16 | - | - | - | - | - | 0.35 |
비교예 3 | - | - | 16 | 0.3 | - | - | 0.05 |
한편, 사용된 경화제 및 경화 촉매의 종류는 하기와 같았다.
경화제 1: 페놀 경화제 (코오롱유화, KPH-F2004)
경화제 2: 자일록계 페놀 경화제 (Meiwa, MEH-7800)
경화제 3: 아민 경화제 (Sigma-Aldrich,4.4-DDS)
경화 촉매 1: 인계 촉진제 (Hokko,TPP)
경화 촉매 2: 인계 촉진제 (Hokko,TPP-k)
경화 촉매 3: 인계 촉진제 (Hokko,TPP-mk)
경화 촉매 4: 이미다졸 화합물 (시코쿠, 큐아졸 2PZ)
실험예
(1) 점성(viscosity) 평가
각 실시예 및 비교예에 따른 반도체 웨이퍼 보호용 테이프 제조에 사용된 도포제를 이용하여, 두께 800 ㎛ 및 지름 8 mm를 만족하도록 시편을 제작하였다. 이들을 모두 점도계(TA사 G2 ARES)에 투입한 후, 각속도 5 rad/s 및 힘 5 N의 조건 및 -30 ℃부터 180 ℃까지 1분당 10 ℃씩 승온시키는 조건으로 점도(Pa·s)를 측정하였다. 이때, 120 ℃에서 복합 점도(Complex Viscosity, 단위: Pa·s)를 측정하였다.
측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
(2) 점도 변화율 평가
상술한 시편들을 25 ℃에서 4주간 방치한 후에 측정한 것을 제외하고는 상기 점성(viscosity) 평가와 동일하게 점도(Pa·s)를 측정하였다. 점도 변화율(%)은 하기 식 1로 계산되었다.
점도 변화율(%) = (|A2-A1|)/A1Х100
상술한 식에서, A1은 상기 보호막 형성층 1 g의 25 ℃에서 점도(Pa·s)이며, A2는 상기 보호막 형성층 1 g을 25 ℃에서 4주 동안 방치한 후의 점도(Pa·s)이다.
측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
(3) 발열량 평가
상술한 시편들 각각에 있어서 시편의 양을 5 ~ 10 mg씩 소분하여 -50 ℃부터 300 ℃까지 1분당 10 ℃씩 승온시키는 조건으로 N2 분위기에서 DSC를 수행하여 발열량을 측정하였다.
측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
(4) 경화율 평가
경화 전 엔탈피를 상술한 실시예와 비교예에서 테이프를 제조한 직후에 DSC를 수행하여 얻었다. 또한, 상술한 실시예 및 비교예들을 130 ℃에서 2시간동안 경화시켰다. 경화 후 엔탈피를 DSC를 수행하여 얻었다. 경화율은 다음과 같이 계산되었다.
경화율(%) = (경화 전 엔탈피 - 경화 후 엔탈피)/경화 전 엔탈피×100
측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
(5) 경화 후 발열량 평가 평가
상술한 경화된 시편들을 -50 ℃부터 300 ℃까지 1분당 10 ℃씩 승온시키는 조건으로 N2 분위기에서 DSC를 수행하여 발열량을 측정하였다.
측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
(6) 전단강도(Die Shear Strength) 평가
실시예 및 비교예들에 있어서, 테이프 제조에 사용된 도포제를 너비×두께는 5 mmХ5 mm, 두께는 500 ㎛인 칩(chip)에 라미네이션하였다. 이후, 각각의 라미네이션된 칩들을 너비×두께는 20 mmХ20 mm, 두께는 500 ㎛인 반도체 웨이퍼에 접착시켰다. 이를 175 ℃에서 2시간동안 경화시켰으며, 250 ℃로 예열된 플레이트에서 전단강도를 측정하였다.
구분 | 점도 (Pa·s) |
점도 변화율 (%) |
발열량 (J/g) |
경화율 (%) |
경화후발열량 (J/g) |
전단강도 (MPa) |
실시예 1 | 9,150 | 4 | 74 | 95 | 4 | 6.8 |
실시예 2 | 10,240 | 10 | 70 | 96 | 3 | 6.7 |
실시예 3 | 8,980 | 5 | 75 | 93 | 5 | 6.6 |
실시예 4 | 9,270 | 4 | 76 | 95 | 4 | 6.8 |
실시예 5 | 9,020 | 6 | 74 | 92 | 6 | 6.9 |
실시예 6 | 10,670 | 46 | 68 | 96 | 3 | 5.9 |
비교예 1 | 8,880 | 3 | 76 | 67 | 25 | 4.8 |
비교예 2 | 12,250 | 154 | 65 | 98 | 1 | 5.5 |
비교예 3 | 9,340 | 71 | 73 | 70 | 22 | 5.1 |
비교예 3과 실시예들을 참조하면, 아민계 경화제(경화제 3)를 사용한 비교예 3에서 점도 변화율이 큰 값으로 상온 보관성이 저하된 것을 확인할 수 있다.
비교예 1 및 2와 실시예들을 참조하면, 인계 경화 촉매(경화 촉매 1 내지 3)와 이미다졸계 경화 촉매(경화 촉매 4) 중 어느 하나를 사용하지 않은 비교예 1 또는 2에서 점도 변화율이 큰 값을 가지며 경화율 및 발열량 들이 열화된 것을 확인할 수 있다.
비교예 2와 실시예들을 참조하면, 이미다졸계 경화 촉매(경화 촉매 4)를 0.2 중량% 이상으로 포함하는 비교예 2에 있어서, 점도 변화율이 증가된 값을 가지며 상온 보관성이 열위에 있는 것을 확인할 수 있다.
아울러, 실시예 6의 경우에는 경화촉매가 다소 과량으로 첨가되어 점도 변화율이 다른 실시예들보다 다소 높고 전단강도가 열위에 있는 것을 확인할 수 있다.
100: 기재
200: 보호막 형성층
300: 이형층 400: 점착층
500: 다이싱 테이프
300: 이형층 400: 점착층
500: 다이싱 테이프
Claims (17)
- 기재; 및
상기 기재 상에 배치되고 에폭시계 수지, 바인더, 필러, 페놀계 경화제 및 경화 촉매를 포함하는 보호막 형성층을 포함하고,
상기 경화 촉매는 인계 경화 촉매 및 이미다졸계 경화 촉매를 포함하는 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 페놀계 경화제의 함량은 상기 보호막 형성층의 총 중량 중 0 중량% 초과 및 20 중량% 이하인, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 인계 경화 촉매의 함량은 상기 보호막 형성층의 총 중량 중 1 중량% 이하이고 상기 이미다졸계 경화 촉매의 함량은 상기 보호막 형성층의 총 중량 중 0.2 중량% 미만인, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 3에 있어서, 상기 이미다졸계 경화 촉매의 함량은 상기 보호막 형성층의 총 중량 중 0.1 중량% 미만인, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 기재는 폴리올레핀계 수지를 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 에폭시계 수지는 비스페놀형 에폭시계 수지 및 크레졸 노볼락형 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 바인더는 아크릴계 폴리머를 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 필러는 구형의 실리카를 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 하기 식 1로 정의되는 점도 변화율이 30 % 이하인, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프:
[식 1]
점도 변화율(%) = (|A2-A1|)/A1Х100
(식 1 중, A1은 상기 보호막 형성층 1 g의 25 ℃에서 점도(Pa·s)이며, A2는 상기 보호막 형성층 1 g을 25 ℃에서 4주 동안 방치한 후의 점도(Pa·s)임).
- 청구항 9에 있어서, 상기 점도 변화율이 15 % 이하인, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 경화율이 80 % 이상인, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 경화 후의 전단강도는 6 MPa 이상인, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 보호막 형성층은 착색제 및 커플링제를 더 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 13에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙을 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 13에 있어서, 상기 커플링제는 실란 커플링제를 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 보호막 형성층 상에 형성되는 이형층을 더 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
- 청구항 1에 있어서, 상기 보호막 형성층 상에 순차적으로 적층되는 점착층 및 다이싱 테이프를 더 포함하는, 반도체 웨이퍼 보호용 테이프.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220165516A KR20240083188A (ko) | 2022-12-01 | 2022-12-01 | 반도체 웨이퍼 보호용 테이프 |
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JP2002280329A (ja) | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Lintec Corp | チップ用保護膜形成用シートおよび半導体チップの製造方法 |
-
2022
- 2022-12-01 KR KR1020220165516A patent/KR20240083188A/ko unknown
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