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KR20070027465A - 점착 시트 및 이 점착 시트를 이용한 제품의 가공 방법 - Google Patents

점착 시트 및 이 점착 시트를 이용한 제품의 가공 방법 Download PDF

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KR20070027465A
KR20070027465A KR1020060085306A KR20060085306A KR20070027465A KR 20070027465 A KR20070027465 A KR 20070027465A KR 1020060085306 A KR1020060085306 A KR 1020060085306A KR 20060085306 A KR20060085306 A KR 20060085306A KR 20070027465 A KR20070027465 A KR 20070027465A
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KR
South Korea
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adhesive sheet
layer
adhesive
sensitive adhesive
pressure
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Application number
KR1020060085306A
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English (en)
Inventor
고헤이 야노
고우지 아카자와
요시노리 요시다
도모히로 곤타니
Original Assignee
닛토덴코 가부시키가이샤
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Publication date
Application filed by 닛토덴코 가부시키가이샤 filed Critical 닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

반도체 웨이퍼 등의 제품을 가공할 때에 사용되는 점착 시트로, 가공 중에 반도체 웨이퍼 등을 오염시키거나 파손하는 일이 없고, 점착 시트의 잔류 응력에 의한 제품의 휨을 작게 할 수 있는 점착 시트 및 점착 시트에 사용되는 적층 시트를 제공하기 위해, 점착 시트는 기재, 중간층 및 점착제층을 이 순서대로 갖는 점착 시트로서, 중간층은 23℃에서의 인장 탄성률이 10MPa 이상 100MPa 이하이고, 이 중간층이 (메트)아크릴산 에스터 모노머 70중량부 내지 99중량부와 불포화 카복실산 1중량부 내지 30중량부를 합계로 100중량부 혼합한 혼합물을 중합하여 얻어지는 아크릴계 폴리머를 이용하여 이루어지며, 또한 기재는 23℃에서의 인장 탄성률이 0.6GPa 이상인 층을 적어도 1층 포함한다.

Description

점착 시트 및 이 점착 시트를 이용한 제품의 가공 방법{PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE SHEET AND METHOD OF PROCESSING ARTICLES}
본 발명은 점착 시트 및 이 점착 시트를 이용하여 제품을 가공하는 방법에 관한 것이며, 특히 반도체 웨이퍼 등의 반도체 제품이나 광학계 제품 등을 정밀 가공하는 공정에서 제품을 유지하거나 보호하기 위해 사용되는 점착 시트 및 이 점착 시트를 이용하여 제품을 가공하는 방법에 관한 것이다.
광학 산업이나 반도체 산업 등에 있어서, 렌즈 등의 광학 부품이나 반도체 웨이퍼 등의 반도체 제품을 정밀 가공할 때에 웨이퍼 등의 표면 보호나 파손 방지를 위해 점착 시트가 사용된다.
예컨대 반도체 칩의 제조 공정에 있어서는, 고순도 실리콘 단결정 등을 슬라이스하여 웨이퍼로 한 후, 웨이퍼 표면에 IC 등의 소정의 회로 패턴을 에칭 형성하여 집적 회로를 조립하고, 이어서 웨이퍼 이면을 연삭기에 의해 연삭하여, 웨이퍼의 두께를 100 내지 600㎛ 정도까지 얇게 한 후, 최종적으로 다이싱하여 칩화함으로써 제조되고 있다. 반도체 웨이퍼 자체가 두께가 얇아 무르고, 또한 회로 패턴 에는 요철이 있어, 연삭 공정이나 다이싱 공정으로의 반송시에 외력이 가해지면 파손되기 쉽다. 그 때문에, 회로 패턴면 등을 보호하고 반도체 웨이퍼의 파손을 방지하기 위해, 회로 패턴면에 점착 시트를 접착하여 작업하는 것이 행해지고 있다.
여기서 사용되는 점착 시트로서는, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체(EVA) 등의 기재 시트에 점착제층을 갖는 점착 시트가 알려져 있다.
그런데, 최근, 회로 패턴면의 요철의 고저차가 커지고 있고, 또한 IC 카드, 적층(stacked) IC 등의 초경량형 칩에 있어서는, 반도체 웨이퍼의 두께가 100㎛를 하회하도록 박형화가 요구되게 되었다. 예컨대 EVA와 같은 연질 기재를 이용한 점착 시트에서는, 패턴면에 대한 추종성은 문제가 없지만, 기재의 강성이 모자라기 때문에 웨이퍼 연삭 후에 휨이 발생하거나 웨이퍼의 자체 무게에 의한 굽힘이 생겼다. 휨이나 굽힘이 발생한 웨이퍼는 종래 반송 방식으로서는 반송할 수 없고, 일반적으로 사용되고 있는 전용 수납 케이스에 수납할 수도 없다.
그래서, 강성이 있는 기재 PET와 연질인 기재 EVA를 접합한 기재가 상정되지만, 접착제를 통해 기계적으로 접착한 경우에는, 접합할 때 주어지는 응력이 필름내에 잔류하여 기재가 휘어 버린다. 또한, T 다이법이나 캘린더법 등에 의해 적층체를 형성하는 경우에는, 제막할 때의 열수축에 의해 필름내에 잔류 응력이 발생하여 버린다. 이와 같이 잔류 응력이 발생한 기재를 이용한 점착 시트에서는, 접합시의 인장 응력, 압착 압력 등에 의한 점착 시트내의 비뚤어짐에 의해, 웨이퍼 연삭시에 웨이퍼가 파손하거나 연삭 후에 웨이퍼에 큰 휨이 생기거나 하는 문제가 있 었다.
잔류 응력의 저감을 목적으로 한 점착 시트가 개시되어 있다. 예컨대, 일본 특허공개 제2000-150432호 공보에는 인장 시험에 있어서 10% 신장시의 응력 완화율이 40%/분 이상인 점착 시트가 제시되어 있고, 일본 특허공개 제2003-261842호 공보에는 강성 필름에 응력 완화성 필름이 접착제층을 통해 접합된 기재를 갖는 점착 시트가 제시되어 있고, 일본 특허공개 제2004-200451호 공보나 일본 특허공개 제2005-19518호 공보에는 특정한 인장 탄성률을 갖는 층을 포함하는 기재 상에 점착제층이 설치된 점착 시트가 제시되어 있고, 일본 특허공개 제2002-69396호 공보에는 양쪽 최외층으로서 저탄성률 필름을, 내층으로서 고탄성률 필름을 갖는 기재 필름으로 형성된 반도체 웨이퍼 보호용 점착 필름이 제시되어 있다.
또한, 일본 특허공개 제2004-107644호 공보 및 일본 특허공개 제2004-122758호 공보에는, 우레탄 폴리머와 바이닐계 폴리머를 유효 성분으로서 함유하는 복합 필름을 중간층으로서 갖는 점착 시트가 개시되어 있다.
그러나, 상기 점착 시트는 오염물에 의한 문제를 포함하는 것이었다. 잔류 응력을 저감시키기 위해 탄성률이 다른 필름 등을 적층하면, 적층 필름의 종류에 따라서는 필름내의 성분이 블리딩(bleeding out)에 의해 점착제층을 통과하여 점착제층 표면까지 이동하여 피착체 표면을 오염시키는 경우가 있었다. 또한, 점착제에 기인하는 유기물이나 입자 등에 의해 피착체 표면을 오염시키는 경우가 있었다.
웨이퍼는 개개의 칩으로 절단되는 다이싱 공정을 거친 후, 와이어 본딩, 수지에 의한 밀봉 등이 실시된다. 이러한 공정에서도 사용되는 점착 시트는 점착제 층을 구성하는 점착제에 기인하는 유기물이나 입자 등에 의해 웨이퍼 등의 피착체가 오염되지 않는 것이 필요하다.
웨이퍼 표면의 오염물은 와이어 본딩의 전단(shear) 강도에 영향을 주는 것이 알려져 있다. 즉, 반도체 칩을 제조할 때에 행해지는 와이어 본딩에 있어서는 볼과 패드 사이의 접착 강도가 높을 것이 요구되지만, 웨이퍼 상의 알루미늄 표면에 부착된 유기물이나 입자 등은 금 와이어 알루미늄 표면에 대한 접착을 저해하는 요인이 되어, 알루미늄 표면에 다량의 오염 물질이 부착하면 오염 물질이 기점이 되어 밀봉 수지가 벗겨지거나, 밀봉 수지에 크랙이 들어가거나, 와이어 본딩 전단 강도가 저하된다고 하는 문제가 발생한다.
또한, 종래부터 점착제로서는 용제형 아크릴계 점착제가 사용되어 왔지만, 용제형 아크릴계 점착제는 유기 용매 중에서 합성되기 때문에, 도공시의 용제의 휘발이 환경적으로 문제가 되어, 수분산형 아크릴계 점착제로의 전환이 도모되고 있다. 그러나, 수분산형 아크릴계 점착제는 용제형 아크릴계 점착제에 비해 유화제를 사용하기 때문에 저오염성을 달성하는 것은 곤란했다.
특히 최근, 반도체 집적 회로의 고밀도화 및 고성능화 등에 따라, 반도체 웨이퍼 및 이로부터 얻어지는 반도체 칩의 회로면에 대한 오염의 관리가 엄격해지고 있다. 이 때문에, 웨이퍼 가공용 점착 시트에는 종래에 비해 보다 저오염성이 요청되어지고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 예컨대 연마 후의 반도체 웨이퍼의 두께가 얇더라도, 연삭 공정 중에 웨이퍼가 파손하는 일이 없고, 또한 점착 시트의 잔류 응력에 의한 웨이퍼의 휨이 작고, 더욱이 점착제층과의 투묘력(投錨力)이 우수하며, 또한 저오염성을 달성할 수 있는 반도체 웨이퍼 등의 제품을 가공하는 공정에서 사용되는 점착 시트 및 이 점착 시트를 이용하여 제품을 가공하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 점착 시트는 기재, 중간층 및 점착제층을 이 순서대로 갖는 점착 시트로서, 상기 중간층은 23℃에서의 인장 탄성률이 10MPa 이상 100MPa 이하이고, 이 중간층이 (메트)아크릴산 에스터 모노머 70중량부 내지 99중량부와 불포화 카복실산 1중량부 내지 30중량부를 합계로 100중량부가 되도록 혼합한 혼합물을 중합하여 얻어지는 아크릴계 폴리머를 이용하여 이루어지며, 또한 기재는 23℃에서의 인장 탄성률이 0.6GPa 이상인 필름을 적어도 1층 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 중간층의 두께는 50㎛ 이상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 중간층은 방사선을 조사하여 경화시켜 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제품의 가공 방법은 상기 임의의 점착 시트를 정밀 가공되는 제품에 접착하여 유지 및/또는 보호한 상태로 정밀 가공하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 정밀 가공되는 제품이 반도체 웨이퍼이고, 상기 반도체 웨이퍼의 직경을 a(인치), 연삭 후의 반도체 웨이퍼의 두께를 b(㎛)로 했을 때, b/a(㎛/인치)가 27 (㎛/인치) 이하가 될 때까지 연삭 가공할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 점착 시트는 기재, 중간층 및 점착제층을 이 순서대로 갖는 적층체로서, 이 중간층은 23℃에서의 인장 탄성률이 10MPa 이상 100MPa 이하인 것이 필요하고, 15MPa 이상 80MPa 이하인 것이 바람직하다. 중간층의 인장 탄성률이 10MPa 이상 100MPa 이하이면, 제품을 가공할 때에 제품 표면에 점착 시트를 부착하는 부착 작업성을 향상시킬 수 있고, 또한 제품 가공 후에 제품으로부터 점착 테이프를 박리하는 박리 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 중간층의 「인장 탄성률」이란, 두께가 10㎛ 이상 100㎛ 이하인 측정 대상물(여기서는, 중간층, 점착제층 등)을 폭 10㎜의 단책(短冊) 형상으로 절단하여 시험편을 제작하고, 23℃에서 단책 형상 시험편(길이 1cm 부분)을 1분 동안 50㎜의 속도로 잡아 당겼을 때에 얻어지는 S-S 곡선으로부터 구해지는 초기 탄성률을 말한다.
이 중간층은 (메트)아크릴산 에스터 모노머 70중량부 내지 99중량부와 불포화 카복실산 1중량부 내지 30중량부를 합계로 100중량부가 되도록 혼합한 모노머 혼합물을 중합하여 얻어지는 아크릴계 폴리머를 이용하여 이루어진다. 본 발명에 있어서는, 중간층의 형성에 사용되는 불포화 카복실산의 배합량이 2중량부 이상 25중량부 이하인 것이 바람직하고, 3중량부 이상 20중량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. 불포화 카복실산의 배합량이 1중량부 미만이면 점착제층과의 밀착성이 모자 라게 되고, 30중량부를 초과하면 중간층의 탄성률이 급격히 높아져 연삭 후의 웨이퍼의 휨을 효과적으로 억제할 수 없다.
한편, 모노머 혼합물을 중합할 때에는 중합 개시제를 첨가하여 방사선 조사함으로써 중간층을 형성하는 것이 바람직하다. 불포화 카복실산을 공중합시킴으로써 점착제 중에 존재하는 극성 성분과 질소의 상호작용에 의해 중간층과 점착제층의 밀착성, 즉 투묘성이 향상된다.
불포화 카복실산 이외의 극성 모노머, 예컨대 하이드록실기 함유 모노머, 아크릴산 아마이드 등의 극성 모노머를 공중합시킨 경우에는, 점착제층과의 밀착성을 향상시키는 것은 가능하지만, 자외선 조사에 의한 중합시에 생성된 저분자 성분이 점착제층 표면에 블리딩하여 점착 시트를 부착하는 웨이퍼 등의 피착체 표면을 오염시키는 원인이 된다. 이에 반해, 본원발명과 같이 불포화 카복실산을 공중합시켜 형성된 중간층은 중합시에 저분자 성분이 생성하더라도 점착제층 표면에 블리딩하지 않는다. 그 이유는 분명하지 않지만, 불포화 카복실산이 갖는 카복실기는 매우 극성이 높기 때문에, 점착제층 중에 존재하는 극성기에 잡혀 점착제층 표면에 블리딩하지 않는 것이 아닌가 추정된다. 한편, 하이드록실기 함유 모노머나 아크릴산 아마이드 등은 점착제층 중의 극성기에 잡히지 않기 때문에 점착제층 표면에 블리딩한다고 추정된다.
자외선 조사에 의한 중합에 있어서는, 자외선 조사량이나 조사 시간 등을 크게 하면 중합이 일찍 완료하기 때문에, 생산성의 관점에서는 자외선 조사량 등을 크게 하는 쪽이 바람직하다. 그러나, 자외선 조사량 등을 크게 하면 저분자 성분 이 대량 발생하여 버리기 때문에, 오염의 관점에서는 불리하게 된다. 그 때문에, 가령 자외선 조사량을 많게 하여 저분자 성분이 다량으로 발생했다고 해도 오염으로 이어지지 않을 것이 요망되고, 본 발명에 의하면 오염으로 이어지지 않는 중간층을 실현할 수 있다.
중간층을 형성하기 위해 사용되는 (메트)아크릴산 에스터 모노머로서는, (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸, (메트)아크릴산 프로필, (메트)아크릴산 뷰틸, (메트)아크릴산 t-뷰틸, (메트)아크릴산 펜틸, (메트)아크릴산 헥실, (메트)아크릴산 2-에틸헥실, (메트)아크릴산 옥틸, (메트)아크릴산 아이소옥틸, (메트)아크릴산 노닐, (메트)아크릴산 아이소노닐 등의 (메트)아크릴산 에스터 등을 들 수 있다.
중간층을 형성하기 위해 사용되는 불포화 카복실산으로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 크로톤산, 무수 말레산 등의 카복실기 함유 단량체 또는 그의 산무수물 등을 들 수 있다.
본 발명에서의 중간층의 형성에 있어서는, 상기 아크릴산 에스터 모노머와 상기 불포화 카복실산 이외에 광중합 개시제가 포함되는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 광중합 개시제로서는, 4-(2-하이드록시에톡시)페닐(2-하이드록시-2-프로필)케톤, α-하이드록시-α,α'-다이메틸아세토페논, 2-메틸-2-하이드록시프로피오페논, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨계 화합물; 메톡시아세토페논, 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-다이에톡시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)-페닐]-2-모폴리노프로페인-1 등의 아세토페논계 화합물, 벤조인에 틸에터, 벤조인아이소프로필에터, 아니솔인메틸에터 등의 벤조인에터계 화합물; 벤질다이메틸케탈 등의 케탈계 화합물; 2-나프탈렌설폰일 클로라이드 등의 방향족 설폰일 클로라이드계 화합물; 1-페닐-1,1-프로페인다이온-2-(o-에톡시카보닐)-옥심 등의 광활성 옥심계 화합물; 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-다이메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 싸이오잔톤, 2-클로로싸이오잔톤, 2-메틸싸이오잔톤, 2,4-다이메틸싸이오잔톤, 아이소프로필싸이오잔톤, 2,4-다이클로로싸이오잔톤, 2,4-다이에틸싸이오잔톤, 2,4-다이아이소프로필싸이오잔톤 등의 싸이오잔톤계 화합물; 캄파퀴논; 할로젠화케톤; 아실포스핀옥사이드; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다.
광중합 개시제의 배합량은 중간층을 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 0.01중량부 이상 5중량부 이하인 것이 바람직하고, 0.1중량부 이상 3중량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
중간층에는 필요에 따라 보통 사용되는 첨가제, 예컨대 자외선 흡수제, 노화방지제, 충전제, 안료, 착색제, 난연제, 대전방지제 등을 본 발명의 효과를 저해하지않는 범위내에서 첨가할 수 있다. 이들 첨가제는 그 종류에 따라 통상의 양으로 사용된다.
또한, 도공의 점도 조정을 위해 소량의 용제를 가하여도 좋다. 용제로서는, 통상 사용되는 용제 중에서 적절히 선택할 수 있지만, 예컨대 톨루엔, 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로헥산온, 사이클로펜탄온 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서 중간층은 아크릴계 모노머, 불포화 카복실산 및 필요에 따라 광중합 개시제 등을 포함하는 혼합물을 기재 상에 도포하고, 광중합 개시제의 종류 등에 따라 α선, β선, γ선, 중성자선, 전자선 등의 전리성 방사선이나 자외선 등의 방사선을 조사하여 경화시킴으로써 형성할 수도 있다. 또한, 이 혼합물을 기재 상에 도포한 후, 추가로 그 위에 박리처리된 세퍼레이터 등을 포개어 이 세퍼레이터 상으로부터 방사선을 조사하여 경화시켜 형성할 수도 있다.
이 때, 산소에 의한 중합 저해를 회피하기 위해 기재 등의 위에 도포한 아크릴계 모노머 및 불포화 카복실산 등을 포함하는 혼합물 상에 세퍼레이터를 탑재해 산소를 차단할 수도 있고, 불활성 가스를 충전한 용기내에 기재를 넣어 산소 농도를 낮출 수도 있다.
본 발명에 있어서, 방사선 등의 종류나 조사에 사용되는 램프의 종류 등은 적절히 선택할 수 있으며, 예컨대 자외선 조사에는 고압 수은 램프, 형광 케미칼 램프나 블랙라이트 등의 저압 램프, 엑시머 레이저, 메탈할라이드 램프 등의 자외선원, 전자선원 등을 사용할 수 있다.
자외선 등의 조사량은 중간층에 요구되는 특성 등에 따라 임의로 설정할 수 있지만, 일반적으로는 자외선의 조사량은 200 내지 10,000mJ/cm2의 범위내에서 선택하는 것이 바람직하다. 자외선의 조사량이 200mJ/cm2 이상이면 충분한 중합율이 얻어지고, 10,000mJ/cm2 이하이면 열화를 일으키는 일이 없다.
또한, 자외선 조사할 때의 온도에 관해서는 특별히 한정이 있는 것은 아니며 임의로 설정할 수 있지만, 온도가 지나치게 높으면 중합열에 의한 정지 반응이 일어나기 쉬워져 특성 저하의 원인이 되기 쉬우므로 통상은 70℃ 이하이며, 바람직하게는 50℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 30℃ 이하이다.
본 발명의 점착 시트에 있어서의 중간층의 두께는 목적 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 특히 정밀 부품의 가공용으로 이용하는 경우, 중간층의 두께는 50㎛ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80㎛ 이상이다. 또한, 상한치는 300㎛인 것이 바람직하고, 250㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 200㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 점착 시트를 구성하는 기재는, 23℃에서의 인장 탄성률이 0.6GPa 이상인 층을 적어도 1층 갖는다. 기재의 인장 탄성률이 커서 딱딱한 경우에는 웨이퍼의 휨을 효과적으로 억제할 수 있기 때문이다. 기재의 인장 탄성률은 부착 작업성이나 박리 작업성의 향상, 연삭 후의 웨이퍼의 휨의 억제 등의 관점에서는 1GPa 이상인 것이 바람직하다. 또한, 기재의 인장 탄성률이 지나치게 크면 웨이퍼로부터 박리할 때 불량의 원인이 되기 때문에 인장 탄성률은 10GPa 이하인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서 기재의 인장 탄성률이란, 두께가 10㎛ 이상 100㎛ 이하인 기재를 폭 10㎜의 단책 형상으로 절단하여 시험편을 제작하고, 23℃에서의 단책 형상 시험편(길이 1cm 부분)을 1분 동안 100%의 비율로 잡아 당겼을 때에 얻어지는 S-S 곡선으로부터 구해지는 초기 탄성률을 말한다.
본 발명에 있어서의 기재로서는 일반적인 반도체 웨이퍼의 가공용 점착 시트 등에 사용되는 각종 필름을 사용할 수 있다. 한편, 본 발명에 있어서 「필름」이 라고 하는 경우는 시트를 포함하며, 「시트」라고 하는 경우에는 필름을 포함하는 개념으로 한다.
기재를 구성하는 재료로서는, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤공중합 폴리프로필렌, 블록공중합 폴리프로필렌, 호모폴리프로필렌, 폴리뷰텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산 에스터 (랜덤, 교대)공중합체, 에틸렌-뷰텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리스타이렌, 폴리에터에터케톤, 폴리염화바이닐, 폴리염화바이닐리덴, 불소 수지, 셀룰로스계 수지 및 이들의 가교체 등의 폴리머를 들 수 있다.
필름의 재료는 용도나 필요에 따라서, 설치되는 점착제층의 종류 등에 따라 적절히 결정하는 것이 바람직하며, 예컨대 자외선 경화형 점착제를 설치하는 경우에는 자외선 투과율이 높은 기재가 바람직하다. 또한, 이들 재료로 이루어지는 기재는 무연신이어도 좋지만, 필요에 따라 1축 또는 2축으로 연신처리되어도 좋다.
단, 본 발명에 있어서의 기재는 23℃에서의 인장 탄성률이 0.6GPa 이상인 층을 적어도 1층 포함하는 것이 필요하며, 이러한 층으로서는, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등의 폴리에스터 필름; 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 고밀도 폴리에틸렌 필름 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리카보네이트 필름; 연신 폴리아마이드 필름; 폴리에터에터케톤 필름; 폴리스타이렌 필름 등의 스타이렌계 폴리머 필름 등을 들 수 있다.
기재에는 필요에 따라 통상 사용되는 첨가제 등을 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위내에서 사용할 수 있다. 예컨대 첨가제로서 노화방지제, 충전제, 안료, 착색제, 난연제, 대전방지제, 자외선 흡수제 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 기재의 표면에 필요에 따라 매트 처리, 코로나방전 처리, 프라이머 처리, 가교 처리(실레인 등의 화학 가교 처리) 등의 관용의 물리적 처리 또는 화학적 처리를 실시할 수 있다.
본 발명에 사용되는 기재의 두께(적층체의 경우에는 총 두께)는 웨이퍼의 강성을 높이기 위해서는 두꺼운 쪽이 바람직하지만, 가공 공정 중의 수납 카세트의 수납 공간, 가공 후 박리할 때의 박리 작업성 등을 고려하면, 10㎛ 이상 200㎛ 이하 정도인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이상 100㎛ 이하 정도이다.
본 발명의 점착 시트는 중간층 상에 점착제층을 갖는다.
본 발명의 점착 시트를 구성하는 점착제층은 인장 탄성률이 0.1GPa 이하인 것이 바람직하다. 점착제층을 형성하는 점착제의 베이스 수지의 종류나 조성, 가교제 등의 종류, 이들의 배합비 등을 적절히 선택함으로써, 점착제층의 인장 탄성률을 조정할 수 있다. 예컨대, 베이스 폴리머의 유리전이온도(Tg), 가교 밀도 등을 조절함으로써 점착제층의 인장 탄성률을 조정할 수 있다.
점착제층을 형성하는 점착제로서는, 예컨대 일반적으로 사용되고 있는 감압성 점착제 등을 이용할 수 있으며, 아크릴계 점착제, 천연 고무나 스타이렌계 공중 합체 등의 고무계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 고무계 점착제 등을 이용할 수 있다. 이들 중에서는, 반도체 웨이퍼 등에 대한 접착성, 박리 후의 반도체 웨이퍼의 초순수나 알코올 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 관점에서, 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제를 이용하는 것이 바람직하다.
아크릴계 폴리머로서는, 예컨대 (메트)아크릴산 알킬에스터(예컨대, 메틸에스터, 에틸에스터, 프로필에스터, 아이소프로필에스터, 뷰틸에스터, 아이소뷰틸에스터, s-뷰틸에스터, t-뷰틸에스터, 펜틸에스터, 아이소펜틸에스터, 헥실에스터, 헵틸에스터, 옥틸에스터, 2-에틸헥실에스터, 아이소옥틸에스터, 노닐에스터, 데실에스터, 아이소데실에스터, 운데실에스터, 도데실에스터, 트라이데실에스터, 테트라데실에스터, 헥사데실에스터, 옥타데실에스터, 에이코실에스터 등의 알킬기의 탄소수 1 내지 30, 특히 탄소수 4 내지 18의 직쇄상 또는 분지형의 알킬 에스터 등) 및 (메트)아크릴산 사이클로알킬에스터(예컨대, 사이클로펜틸에스터, 사이클로헥실에스터 등)의 1종 또는 2종 이상을 단량체 성분으로 하여 이들을 중합하여 수득된 아크릴계 폴리머 등을 들 수 있다.
한편, (메트)아크릴산 에스터란 아크릴산 에스터 및/또는 메타크릴산 에스터를 말하며, 본 발명에 있어서 (메트)와 같이 표시한 경우에는 모두 같은 의미이다.
아크릴계 폴리머는 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로 하여 (메트)아크릴산 알킬에스터 또는 사이클로알킬에스터와 공중합가능한 다른 모노머 성분에 대응하는 단위를 포함할 수 있다.
이러한 모노머 성분으로서, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 카복시에틸(메트) 아크릴레이트, 카복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카복실기 함유 모노머; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산무수물 모노머; (메트)아크릴산 2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산 2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산 2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산 2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산 4-하이드록시뷰틸, (메트)아크릴산 6-하이드록시헥실, (메트)아크릴산 8-하이드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-하이드록시데실, (메트)아크릴산 10-하이드록시데실, (메트)아크릴산 12-하이드록시라우릴, (4-하이드록시메틸사이클로헥실)메틸(메트)아크릴레이트 등의 하이드록실기 함유 모노머; 스타이렌설폰산, 알릴설폰산, 2-(메트)아크릴아마이드-2-메틸프로페인설폰산, (메트)아크릴아마이드프로페인설폰산, 설포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌설폰산 등의 설폰산기 함유 모노머; 2-하이드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 모노머; 아크릴아마이드, 아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다.
이들 공중합가능한 모노머 성분은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 이들 공중합가능한 모노머의 사용량은 전체 모노머 성분의 40중량% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 아크릴계 폴리머에는, 가교시키기 위해 다작용성 모노머 등을 포함할 수 있다. 이러한 다작용성 모노머로서는, 예컨대 헥세인다이올 다이(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트, 펜 타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리에스터(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 다작용성 모노머도 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 다작용성 모노머의 사용량은 점착 특성 등의 점에서 전체 모노머 성분의 30중량% 이하인 것이 바람직하다.
아크릴계 폴리머는 모노머 1종류로 이루어지는 혼합물 또는 2종 이상의 모노머로 이루어지는 혼합물을 중합함으로써 얻어진다. 아크릴계 폴리머를 형성하기 위한 중합 방법으로서는 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등의 어떠한 방법이어도 좋다.
점착제층은, 반도체 웨이퍼 등의 제품의 접착면을 오염시키지 않도록 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이러한 점에서, 아크릴계 폴리머의 수평균분자량은 바람직하게는 30만 이상, 더욱 바람직하게는 40만 내지 300만 정도이다.
또한, 아크릴계 폴리머 등의 수평균 분자량을 높이기 위해 외부 가교방법을 적절히 채용할 수 있다. 이러한 외부 가교방법으로서는, 폴리아이소사이아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물, 멜라민계 가교제 등의 가교제를 첨가하여 반응시키는 방법을 들 수 있다. 그 사용량은 가교해야 할 베이스 폴리머와의 밸런스에 의해, 추가적으로는 점착제로서의 사용 용도에 의해서 적절히 결정된다. 일반적으로 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부 정도 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 점착제에는 필요에 따라 상기 성분 외에 종래 공지된 각종 점착부여제, 노화방지제 등의 첨가제를 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 점착제로서 방사선 경화형 점착제를 이용하는 것이 바람직하다. 방사선 경화형 점착제는, 예컨대 점착성 물질에 방사선 등을 조사함으로써 경화하여 저접착성 물질을 형성하는 올리고머 성분을 배합함으로써 얻어진다. 방사선 경화형 점착제를 이용하여 점착제층을 형성하면, 시트의 부착시에는 올리고머 성분에 의해 점착제에 소성 유동성이 부여되기 때문에 용이하게 부착할 수 있으며, 백 그라인딩(back-grinding) 공정 후에 있어서의 시트 박리시에는 방사선을 조사하면 저접착성 물질이 형성되기 때문에, 반도체 웨이퍼 등의 제품으로부터 용이하게 박리할 수 있다.
방사선 경화형 점착제로서는, 분자내에 탄소-탄소 이중결합 등의 방사선 경화성 작용기를 갖고 또한 점착성을 나타내는 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 일반적인 점착제에 방사선 경화성 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합한 첨가형 방사선 경화형 점착제나, 베이스 폴리머가 탄소-탄소 이중결합을 폴리머 측쇄 또는 주쇄중 또는 주쇄 말단에 갖는 내재형 방사선 경화형 점착제 등을 사용할 수 있다. 한편, 점착제층을 경화시키기 위해 사용되는 방사선으로서는, 예컨대 X선, 전자선, 자외선 등을 들 수 있으며, 취급의 용이함으로부터 자외선을 사용하는 것이 바람직하지만, 특별히 이들에 한정되는 것은 아니다.
첨가형 방사선 경화형 점착제를 구성하는 일반적인 점착제로서는 상술한 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 감압성 점착제를 사용할 수 있다.
방사선 경화성 작용기를 갖는 모노머로서는, 예컨대 우레탄 올리고머, 우레탄(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메테인 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 모노하이드록시펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-뷰테인다이올 다이(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 방사선 경화성 올리고머 성분으로서는 우레탄계, 폴리에터계, 폴리에스터계, 폴리카보네이트계, 폴리뷰타다이엔계 등의 각종 올리고머를 들 수 있고, 그 분자량이 100 내지 30,000 정도의 범위인 것이 적당하다. 방사선 경화성의 작용기를 갖는 모노머 성분이나 올리고머 성분의 배합량은 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100중량부에 대하여, 예컨대 5 내지 500중량부인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 40 내지 150중량부 정도이다.
내재형 방사선 경화형 점착제는 저중합 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없고, 또는 대부분은 포함하지 않기 때문에, 경시적으로 올리고머 성분 등이 점착제중을 이동하는 사태는 발생하지 않고, 안정한 층구조의 점착제층을 형성할 수 있다.
내재형 방사선 경화형 점착제에 있어서는 베이스 폴리머로서 탄소-탄소 이중결합을 갖고 또한 점착성을 갖는 것을 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다. 이러한 베이스 폴리머는 그 기본 골격이 아크릴계 폴리머인 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 아크릴계 폴리머로서는 아크릴계 점착제의 설명에 있어서 이미 예시한 아크릴계 폴리머와 동일한 것을 들 수 있다.
기본 골격으로서의 아크릴계 폴리머에 탄소-탄소 이중결합을 도입하는 방법으로서는 특별히 제한되지 않고 다양한 방법을 채용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 분자 설계가 용이하게 되기 때문에, 탄소-탄소 이중결합을 아크릴계 폴리머의 측쇄에 도입하여 탄소-탄소 이중결합을 갖는 베이스 폴리머를 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예컨대 미리 아크릴계 폴리머에 작용기를 갖는 모노머를 공중합한 후, 이 작용기와 반응할 수 있는 작용기와 탄소-탄소 이중결합을 갖는 화합물을 탄소-탄소 이중결합의 방사선 경화성을 유지한 채로 축합 또는 부가반응시켜, 아크릴계 폴리머의 측쇄에 탄소-탄소 이중결합을 도입할 수 있다.
아크릴계 폴리머에 공중합되는 모노머의 작용기와 이 작용기와 반응할 수 있는 작용기의 조합의 예를 이하에 나타낸다. 예컨대, 카복실기와 에폭시기, 카복실기와 아지리딜기, 하이드록실기와 아이소사이아네이트기 등을 들 수 있다. 이들 작용기의 조합 중에서도 하이드록실기와 아이소사이아네이트기의 조합이 반응 추적이 용이하기 때문에 적합하다.
또한, 이들 작용기의 조합에 있어서, 임의의 작용기가 기본 골격인 아크릴계 폴리머의 측에 있어도 좋지만, 예컨대 하이드록실기와 아이소사이아네이트기의 조합으로는 아크릴계 폴리머가 하이드록실기를 갖고, 작용기와 반응할 수 있는 작용기를 포함하는 화합물이 아이소사이아네이트기를 갖는 것이 바람직하다.
이 경우, 아이소사이아네이트기를 갖는 상기 화합물로서는, 예컨대 메타크릴로일아이소사이아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸아이소사이아네이트, m-아이소프 로펜일-α,α-다이메틸벤질아이소사이아네이트 등을 들 수 있다.
또한, 작용기(여기서는, 하이드록실기)를 갖는 아크릴계 폴리머로서는, 이미 아크릴계 점착제의 설명에서 예시한 하이드록실기 함유 모노머나 2-하이드록시에틸바이닐에터계 화합물, 4-하이드록시뷰틸바이닐에터계 화합물, 다이에틸렌글라이콜모노바이닐에터계 화합물 등을 아크릴계 폴리머에 공중합한 것을 들 수 있다.
내재형 방사선 경화형 점착제는 탄소-탄소 이중결합을 갖는 베이스 폴리머(특히 아크릴계 폴리머)를 단독으로 사용할 수 있지만, 특성을 악화시키지 않는 범위내에서 상술한 방사선 경화성 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합할 수도 있다. 방사선 경화성 올리고머 성분 등의 배합량은 통상 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 30중량부 이하이며, 바람직하게는 0 내지 10중량부의 범위이다.
상기 방사선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시키는 경우 광중합개시제를 함유시킨다. 광중합 개시제로서는, 예컨대 4-(2-하이드록시에톡시)페닐(2-하이드록시-2-프로필)케톤, α-하이드록시-α,α'-다이메틸아세토페논, 2-메틸-2-하이드록시프로피온페녹시, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨계 화합물; 메톡시아세토페논, 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)-페닐]-2-모폴리노프로페인-1 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인에틸에터, 벤조인아이소프로필에터, 아니소인메틸에터 등의 벤조인에터계 화합물; 벤질다이메틸케탈 등의 케탈계 화합물; 2-나프탈렌설폰일 클로라이드 등의 방향족 설폰일 클로라이드계 화합물; 1-페논-1,1-프로페인다이온-2-(o-에톡시카보닐)옥심 등의 광활성 옥심계 화합물; 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-다 이메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 싸이오잔톤, 2-클로로싸이오잔톤, 2-메틸싸이오잔톤, 2,4-다이메틸싸이오잔톤, 아이소프로필싸이오잔톤, 2,4-다이클로로싸이오잔톤, 2,4-다이에틸싸이오잔톤, 2,4-다이아이소프로필싸이오잔톤 등의 싸이오잔톤계 화합물; 캄파퀴논, 할로젠화 케톤, 아실포스핀옥사이드, 아실포스포네이트 등을 들 수 있다.
광중합 개시제의 배합량은 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 예컨대 1 내지 10중량부, 바람직하게는 3 내지 5중량부 정도이다.
본 발명에 있어서의 점착제로서는 열발포형 점착제를 이용할 수 있다. 열발포형 점착제란 상기 감압성 점착제에 열팽창성 미립자가 배합된 것이다. 열발포형 점착제는 열에 의한 열팽창성 미립자의 발포에 의해 접착 면적이 감소하여 박리가 용이하게 행해지는 것이고, 열팽창성 미립자는 평균 입경이 1㎛ 내지 25㎛ 정도의 것이 바람직하고, 5㎛ 내지 15㎛ 정도의 것이 더욱 바람직하며, 특히 10㎛ 정도의 것이 바람직하다.
열팽창성 미립자로서는 가열하에 팽창하는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있지만, 예컨대 뷰테인, 프로페인, 펜테인 등의 같은 저비점의 가스발포성 성분을 인-사이트(in-site) 중합법 등에 의해서, 염화바이닐리덴, 아크릴로나이트릴 등의 공중합물의 각벽(殼壁, shell)에서 캡슐화한 열팽창성 마이크로캡슐을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 열팽창 마이크로캡슐은 상기 점착제와의 분산 혼합성이 우수하다는 이점도 있다. 열팽창성 마이크로캡슐로서는, 예컨대 마츠모토 유지(주)제의 상품명 마이크로스피어 등을 시판품으로서 입수할 수 있다.
열팽창성 마이크로캡슐의 배합량은 점착제의 종류 등에 따라 점착제층의 점착력을 적당히 저하할 수 있는 양을 선택하는 것이 바람직하며, 일반적으로는 점착제의 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 1중량부 내지 100중량부 정도인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5중량부 내지 50중량부이며, 특히 바람직하게는 10중량부 내지 40중량부이다.
본 발명에 있어서 점착제층은 상술한 점착제를 필요에 따라 용제 등을 사용하여 중간층 상에 직접 도포함으로써 형성할 수도 있고, 점착제를 박리라이너 등에 도포하여 미리 점착제층을 형성하고 나서 이 점착제층을 중간층에 접합하여 형성할 수도 있다.
본 발명에 있어서의 점착제층의 두께는 특별히 한정되지 않고 적절히 결정할 수 있지만, 다른 특성과의 관계상 5㎛ 내지 100㎛ 정도인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15㎛ 내지 50㎛ 정도이다.
본 발명의 점착 시트는 점착제층을 보호하기 위해 필요에 따라 세퍼레이터를 설치할 수 있다. 세퍼레이터는 예컨대 종이, 플라스틱 필름 등으로 이루어지며, 이 플라스틱 필름을 형성하는 재료로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다. 세퍼레이터의 표면에는 점착제층으로부터의 박리성을 높이기 위해 필요에 따라 실리콘 처리, 장쇄 알킬 처리, 불소 처리 등의 이형 표면 처리가 실시되고 있는 것이 바람직하다. 세퍼레이터의 두께는 통상 10㎛ 내지 200㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 25㎛ 내지 100㎛ 정도이다.
본 발명의 점착 시트는 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 제품을 가공할 때의 통상적인 방법에 따라 사용된다. 여기서는, 반도체 웨이퍼의 이면을 연삭 가공할 때에 사용하는 예를 나타낸다. 우선, 테이블 상에 IC 회로 등의 패턴면이 위로 되게 하여 반도체 웨이퍼를 탑재하고, 그 패턴면 위에 본 발명의 점착 시트를 그 점착제층이 접하 도록 포개고, 압착롤 등의 가압 수단에 의해 가압하면서 부착한다. 또는, 가압가능한 용기(예컨대 오토클레이브)내에 상기한 바와 같이 반도체 웨이퍼와 점착 시트를 포갠 것을 위치시킨 후, 용기내를 가압하여 반도체 웨이퍼와 점착 시트를 접착할 수도 있고, 이것에 가압 수단을 병용할 수도 있다. 또한, 진공 챔버내에서 반도체 웨이퍼와 점착 시트를 접착할 수도 있고, 점착 시트의 기재의 융점 이하의 온도로 가열함으로써 접착할 수도 있다.
반도체 웨이퍼의 이면 연마 가공 방법으로서는 통상의 연삭 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 상기한 바와 같이 하여 점착 시트를 접착한 반도체 웨이퍼의 이면을 연마하기 위한 가공기로서 연삭기(백 그라인딩), CMP(화학적 기계적 연마; Chemical Mechanical Polishing)용 패드 등을 이용하여 원하는 두께가 될 때까지 연삭한다. 방사선 경화형 점착제를 사용하여 점착제층을 형성한 점착 시트를 이용한 경우에는 연삭이 종료한 시점에서 방사선 등을 조사하여 점착제층의 점착력을 저하시키고 나서 박리한다.
본 발명에 있어서는, 웨이퍼의 직경을 a(인치), 연삭 후의 웨이퍼의 두께를 b(㎛)로 했을 때, b/a(㎛/인치)의 값이 27(㎛/인치) 이하가 될 때까지 웨이퍼의 이면 연삭을 행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 웨이퍼를 박형화하더라도 휨 을 작게 억제할 수 있다. 웨이퍼의 휨은 박형 연삭에 있어서 문제가 되어 오지만, 본 발명의 점착 시트를 이용하여 이면 연삭을 행하면, b/a의 수치를 27(㎛/인치) 이하로 할 수 있기 때문에 박형화하더라도 웨이퍼의 휨을 억제할 수 있다. 예컨대, 직경 8인치의 웨이퍼이면 두께 50㎛ 정도까지 이면 연삭하더라도 웨이퍼의 휨을 작게 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 인장 탄성률이 높은 기재를 인장 탄성률이 낮은 중간층을 사이에 협지하여 반도체 웨이퍼에 부착하게 되므로 반도체 웨이퍼와 점착 시트의 상호작용에 의해 웨이퍼 전체가 강성이 있는 물체로 되어, 연삭 후의 웨이퍼의 휨을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 인장 탄성률이 낮은 중간층을 갖기 때문에, 점착 시트 자체는 유연하여 접합 작업 및 박리 작업을 양호하게 실행할 수 있다. 여기서는, 기재 및 중간층을 특정의 인장 탄성률로 제어한 것에 의의가 있다.
본 발명의 점착 시트는 중간층이 아크릴계 모노머와 불포화 카복실산을 이용하여 형성되기 때문에, 점착제층과 중간층의 투묘력이 충분한 점착 시트를 실현할 수 있으며, 웨이퍼 등의 제품을 연삭 가공할 때에 제품 표면에 접착하더라도 저오염을 달성할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 가공 후에 있어서, 웨이퍼 표면에 잔존하는 유기 성분의 양이 적어 저오염을 달성할 수 있고, 와이어 본딩 불량이나 밀봉 수지의 파손이 생기지 않는다.
또한, 본 발명에 의하면, MEK 등의 용제를 사용하는 일 없이 점착 시트를 형성할 수 있기 때문에 환경 문제를 발생하는 일이 없다.
실시예
이하에 실시예를 이용하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 한편, 이하의 실시예에 있어서 부는 중량부를 의미한다.
(실시예 1)
냉각관, 온도계 및 교반 장치를 갖춘 반응 용기에, 뷰틸 아크릴레이트 25부, t-뷰틸 아크릴레이트 65부 및 아크릴산 5부와, 광중합 개시제로서 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에테인-1-온(등록상표 「이르가큐어 651」, 시바 스페셜티 케미칼즈(주) 제품) 0.3부를 투입하고, 이것에 자외선을 조사하여 중합율이 10%가 되도록 광중합시킴으로써 증점시켜, 도공할 수 있는 점도로 조정한 프리폴리머를 제작했다.
이어서 수득된 프리폴리머를 두께 75㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 상에 경화 후의 두께가 100㎛가 되도록 도포하고, 박리처리된 세퍼레이터를 포개고, 그 면에 블랙라이트를 이용하여 자외선(조도 5mW/cm2, 광량 300mJ/cm2)을 조사하여 경화시켜 PET 필름 상에 중간층을 형성했다. 단, 이 PET 필름의 23℃에서의 인장 탄성률은 2GPa였다.
다음으로, 뷰틸 아크릴레이트 97부, 아크릴산(AA) 3부 및 2,2-아소비스아이소뷰티로나이트릴(AIBN) 0.1부로 이루어진 배합물을 톨루엔 용액 중에서 공중합시켜 중량평균분자량 1.07×106, 수평균분자량 2.63×105의 아크릴계 공중합체 폴리머 를 수득했다. 이 아크릴계 공중합체 폴리머 용액의 고형분 100부에 대하여, 추가로 폴리아이소사이아네이트계 가교제(상품명 「코로네이트 L」, 닛폰폴리우레탄공업(주) 제품) 2부 및 에폭시계 가교제(상품명 「테트라드 C」, 미쓰비시가스화학(주) 제품) 2부를 혼합하여 점착제층용 도포액을 조정했다. 이 점착제층용 도포액을 박리처리된 세퍼레이터 상에 도포하여 두께 30㎛의 점착제층을 형성하고, 다음으로 이 점착제층에 상기 중간층을 포개어 접합함으로써 기재/중간층/점착제층/세퍼레이터의 층구성을 갖는 점착 시트를 제작했다. 한편, 점착제층의 23℃에서의 인장 탄성률은 0.1MPa였다.
(실시예 2)
자외선 조사에 의해 중간층을 형성하는 공정에서, 블랙라이트 대신에 메탈할라이드 램프(5mW/cm2, 5,000mJ/cm2)를 사용하여 자외선 조사한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 중간층을 경화시켜 점착 시트를 제작했다.
(실시예 3)
실시예 1에서의 중간층의 형성에 있어서, 뷰틸 아크릴레이트 80부, 아크릴산 20부 및 광중합 개시제로서 이르가큐어 651을 0.3부 배합하여 아크릴 폴리머를 형성하고, 이 아크릴 폴리머를 기재 상에 도포하고, 블랙라이트 대신에 메탈할라이드 램프(5mW/cm2, 5,000mJ/cm2)를 사용하여 자외선을 조사하여 중간층을 경화시킨 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 점착 시트를 제작했다.
(비교예 1)
실시예 1에 있어서, 중간층을 형성하는 재료의 종류와 배합량을 뷰틸 아크릴레이트 30부, t-뷰틸 아크릴레이트 70부 및 광중합 개시제로서 이르가큐어 651을 0.3부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 점착 시트를 제작했다.
(비교예 2)
실시예 1에 있어서, 중간층을 형성하는 재료와 배합량을 뷰틸 아크릴레이트 25부, t-뷰틸 아크릴레이트 65부, 아크릴로일모폴린(ACMO) 10부 및 광중합 개시제로서 이르가큐어 651을 0.3부로 변경하고, 중간층 형성에 사용되는 자외선 조사용 램프를 메탈할라이드 램프(5mW/cm2, 5,000mJ/cm2)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 같이 하여 점착 시트를 제작했다.
(비교예 3)
실시예 1에 있어서, 중간층용 아크릴 폴리머를 형성하는 재료의 배합량을 뷰틸 아크릴레이트 25부, t-뷰틸 아크릴레이트 65부, 2-하이드록시에틸아크릴레이트(HEA) 10부 및 광중합 개시제로서 이르가큐어 651을 0.3부에 변경하고, 중간층 형성에 사용되는 자외선 조사용 램프를 메탈할라이드 램프(5mW/cm2, 5,000mJ/cm2)로 변경한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 점착 시트를 제작했다.
(비교예 4)
냉각관, 온도계 및 교반 장치를 갖춘 반응 용기에, 라디칼 중합성 모노머로서 뷰틸 아크릴레이트 10부, t-뷰틸 아크릴레이트 25부, 아크릴산(AA) 15부, 트라이메틸올프로페인트라이올 5부와, 광중합 개시제로서 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐 에테인-1-온(등록상표 「이르가큐어 651」, 시바 스페셜티 케미칼즈(주) 제품) 0.15부와, 폴리올로서 폴리옥시테트라메틸렌글라이콜(분자량 650, 미쓰비시화학(주) 제품) 35부를 투입하여 교반하면서, 자일렌다이아이소사이아네이트(XDI) 15부를 적하하고, 65℃에서 2시간 반응시켜 우레탄 폴리머와 아크릴계 모노머의 혼합물을 수득했다. 한편, 폴리아이소사이아네이트 성분과 폴리올 성분의 사용량은 NCO/OH(당량비)=1.10였다.
우레탄 폴리머와 아크릴계 모노머 혼합물을 두께 75㎛의 PET 필름 상에 경화 후의 두께가 100㎛가 되도록 도포했다. 이 위로부터 메탈할라이드 램프를 이용하여 자외선(조도 5mW/cm2, 5,000mJ/cm2)을 조사하여 경화시켜 PET 필름 상에 중간층을 형성했다. 한편, PET 필름의 23℃에서의 인장 탄성률은 2GPa였다.
(비교예 5)
실시예 1에 있어서, 중간층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여 점착 시트를 제작했다.
(비교예 6)
중간층용 수지로서 폴리뷰틸렌테레프탈레이트(PBT)를 이용하고, 기재로서의 PET 필름 상에 PBT를 압출 라미네이트(중간층의 두께 100㎛, 인장 탄성률 1.1GPa)하여 적층체를 형성한 것 외에는 실시예 1과 같이 하여 점착 시트를 제작했다.
<평가시험 등>
(1) 분자량이 10만 이하인 비율(%)
중간층에 대하여, 이하의 조건에 의해 겔 투과 크로마토그래피를 이용하여 측정을 했다. 'TSK 표준 폴리스타이렌' 환산치로서 산출하여, 수득된 미분 분자량 곡선의 면적비로부터 중간층에서의 분자량이 10만 이하인 성분의 함유량을 구했다.
GPC 장치: 도소(TOSOH)제 HLC-8120
GPC 칼럼: GMH-H(S)/GMH-H(S)
유량: 0.5㎖/분
검출기: HLC-8120
농도: 0.1wt%
주입량: 100㎕
용리액: THF
(2) 인장 탄성률
실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 6의 각각 같은 조성의 중간층을 세퍼레이터를 이용하여 세퍼레이터/중간층/세퍼레이터가 되도록 형성하고, 폭 1cm×길이 1cm로 절단한 후 세퍼레이터를 제거하고, 중간층만을 길이 방향으로 인장 속도 50㎜/분으로 잡아 당겼을 때의 S-S 곡선으로부터 구해지는 초기 탄성률을 인장 탄성률로 했다. 한편, 두께, UV 조사 조건 등의 중간층 형성에 필요한 각 조건은 해당하는 각 실시예, 비교예 등과 동일한 조건을 채용했다.
(3) 휨량, 균열의 평가
두께 625㎛의 8인치 실리콘 웨이퍼를 20장 준비하고, 이것에 수득된 점착 시트를 닛토정기(주)제의 「DR-8500III」를 이용하여 접합한 후, 디스코(주)제의 실 리콘 웨이퍼 연삭기에 의해 두께 50㎛가 될 때까지 연삭을 행했다. 이에 대하여, 하기에 나타내는 평가를 행했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(i) 휨량
연삭한 후의 실리콘 웨이퍼를 점착 시트를 접착한 채로, 평판 상에 점착 시트면이 위가 되도록 정치했다. 평판으로부터 가장 올라와 있는 실리콘 웨이퍼 부분(보통은 웨이퍼 단부)의 평판면으로부터의 거리를 측정했다. 휨량의 평균치를 구했다. 단, 웨이퍼 20장의 측정치를 평균한 평균치로 나타낸다. 휨량의 평균치가 5㎜ 이하의 것이 바람직하고, 8㎜를 넘는 것은 불량이다.
(ii) 균열
연삭 중에 실리콘 웨이퍼에 균열이 발생했는지 여부를 관찰하고, 1장이라도 균열이 생긴 경우에는 기호 「×」, 1장도 균열이 생기지 않은 경우에는 기호 「○」로 표시했다. 단, 웨이퍼의 연삭 매수는 5장으로 평가했다.
(4) 박리성의 평가
마운트 박리기 PM-8500(닛토덴코(주) 제품)를 이용하고, 상기 (3) 휨량의 평가와 같이 하여 연삭한 연삭 후의 웨이퍼로부터 점착 시트의 박리를 행하여 박리성을 하기 기준에 의해 평가했다.
평가 기준:
○ : 문제 없이 점착 시트를 박리할 수 있었던 경우
× : 박리 미스가 발생하여 에러에 의해 기계가 정지한 경우
(5) 오염성의 평가
수득된 점착 시트를 청정하게 관리된 실리콘 미러 웨이퍼에 닛토정기(주)제의 테이프 접합기 「DR8500」를 이용하여 부착하고(부착 압력 2MPa, 부착 속도 12m/분), 40℃중에 24시간 방치 후, 점착 시트를 닛토정기(주)제의 테이프 박리기「HR8500」를 이용하여 박리하고(박리 속도 12m/분, 박리 각도 180도), 웨이퍼 상에 전사한 유기물을 하기에 나타내는 X선 광전자 분광 분석(XPS) 장치를 이용하여 측정했다. 완전히 점착 시트를 부착하고 있지 않은 웨이퍼도 동일하게 분석하여, 검출된 탄소원자의 원자%의 증가량에 의해 유기물의 전사량을 평가했다. 한편, 탄소원자의 원자%는 탄소, 질소, 산소, 실리콘 등의 각 원소 비율(총량 100%)로부터 산출했다. 탄소의 증가량(ΔC)을 점착 시트 부착 전(블랭크)의 상태와 비교하여 오염성의 지표로 했다.
또한, 탄소의 증가량(ΔC)은 식: ΔC=(박리 후의 웨이퍼 표면의 C량) - (블랭크 웨이퍼 표면의 C량)으로부터 구했다. 한편, ΔC는 20 이하이면 오염성은 낮아 양호하다고 말할 수 있다.
XPS 장치: 알박파이사 제품의 ESCA「Quantum 2000」
X레이 세팅: 200㎛ 직경 [30W(15kV)]의 포인트 분석
X선원: 모노클로 Alkα
광전자 취출 각도: 45도
진공도: 5×10-9torr
중화 조건: 중화총과 이온총(중화 모드)의 병용
한편, 폭 좁은 스캔 스펙트럼에 대하여, Cls의 C-C 결합에 기인하는 피크를 285.0eV로 보정했다.
(6) 투묘력
수득된 점착 시트의 점착제층 면에 두께 50㎛의 PET 테이프를 접합한 후, 점착제층과 중간층의 계면에서 T 박리(점착 시트와 PET 테이프의 단부를 180도 역방향으로 잡아 당겨 점착제층과 중간층의 계면으로 박리하고, 박리한 점착 시트와 PET 테이프가 이루는 각도가 약 180도가 되도록 벗기는 박리 방법)하여, 그 때의 박리력을 측정했다. 한편, 투묘력은 실용성을 고려하면 3N 이상인 것이 바람직하다.
Figure 112006064198413-PAT00001
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 점착 시트를 사용하여 가공을 한 웨이퍼는 휨량이 5㎜ 이하이며, 후속하는 공정으로 반송할 때에 전혀 문제가 없었다. 또한, 실시예 1 내지 3의 점착 시트를 사용하여 두께 50㎛까지 웨이퍼의 연마 가공을 하더라도 1장도 균열이 생기지 않고, 연삭 후 문제 없이 웨이퍼로부터 점착 시트를 박리할 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 3의 점착 시트는 투묘력의 평가에서 양호한 결과가 얻어지며, 웨이퍼 등의 피착체에 풀 잔존물 등이 생기지 않는 것을 알았다. 또한, 실시예 1 내지 3의 점착 시트는 웨이퍼에 대한 오염이 적고, 저오염성을 실현할 수 있는 것을 알았다. 특히, 본 발명에 의하면, 예컨대 실시예 2, 3에 나타낸 바와 같이, 10만 이하의 분자량의 비율이 많더라도 저오염성을 실현할 수 있는 것을 알았다. 한편, 저오염성이 실현되므로 와이어 본딩 불량이나 밀봉 수지의 파손도 생기지 않는 것이다.
한편, 극성 모노머를 사용하지 않고 있는 비교예 1은 투묘력이 뒤떨어져 있고, 극성 모노머로서 ACMO 또는 HEA를 채용한 비교예 2 및 3, 또한 우레탄 성분을 포함하는 중간층을 형성한 비교예 4의 점착 시트는 웨이퍼에의 오염이 큰 것을 알았다. 또한, 중간층을 설치하고 있지 않은 비교예 5는 휨량이 5㎜ 이상이며, 또한 인장 탄성률이 1.1GPa인 중간층을 갖는 비교예 6의 점착 시트는 연삭시에 균열이 생기고 박리시에는 박리 미스가 발생했다.
본 발명에 의하면, 반도체 제품이나 광학계 제품 등의 제품을 가공할 때에 제품의 파손 등을 막아 제품에 큰 휨을 생기게 하지 않고, 또한 점착제층과의 투묘성이 우수하여 저오염성을 달성할 수 있는 점착 시트 및 이 점착 시트를 이용하여 제품 등을 가공하는 방법을 제공할 수 있다. 예컨대, 반도체 웨이퍼에 본 발명의 점착 시트를 접착하여 반도체 웨이퍼를 박막 연마하더라도 파손하는 일이 없다. 또한, 점착 시트의 잔류 응력에 의한 웨이퍼의 휨을 작게 할 수 있기 때문에 일반적으로 사용되고 있는 전용 수납 케이스에 수납할 수도 있다.
본 발명의 점착 시트는 반도체 웨이퍼의 이면 연삭시나 다이싱시에 사용되는 반도체 웨이퍼 가공용 점착 시트로서 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 반도체 칩의 제조시에 행해지는 와이어 본딩에 있어서 알루미늄 표면과 금 와이어 사이에서 계면 파괴하는 일이 없고 높은 전단 강도를 유지시킬 수 있다. 더욱이, 저오염성이라고 하는 특징을 살려, 사용시 또는 사용 종료 후에 점착 시트의 박리를 수반하는 각종 용도, 예컨대 각종 공업 부재, 특히 반도체, 회로, 각종 프린트 기판, 각종 마스크, 리드 프레임 등의 미세 가공 부품의 제조시에 표면 보호나 파손 방지를 위해 사용하는 점착 시트로서 폭넓게 사용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기재, 중간층 및 점착제층을 이 순서대로 갖는 점착 시트에 있어서,
    상기 중간층은 23℃에서의 인장 탄성률이 10MPa 이상 100MPa 이하이고, 이 중간층이 (메트)아크릴산 에스터 모노머 70중량부 내지 99중량부와 불포화 카복실산 1중량부 내지 30중량부를 합계로 100중량부가 되도록 혼합한 혼합물을 중합하여 얻어지는 아크릴계 폴리머를 이용하여 이루어지며, 또한 기재는 23℃에서의 인장 탄성률이 0.6GPa 이상인 필름을 적어도 1층 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층의 두께가 50㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 점착 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층이 방사선을 조사하여 경화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 점착 시트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 방사선이 자외선이고, 이 자외선의 조사량이 200mJ/cm2 이상 10,000mJ/cm2 이하인 것을 특징으로 하는 점착 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재의 두께가 10㎛ 이상 200㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 점착 시트.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 중간층이 방사선을 조사하여 경화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 점착 시트.
  7. 기재, 중간층 및 점착제층을 이 순서대로 갖는 점착 시트로서, 상기 중간층은 23℃에서의 인장 탄성률이 10MPa 이상 100MPa 이하이고, 이 중간층이 (메트)아크릴산 에스터 모노머 70중량부 내지 99중량부와 불포화 카복실산 1중량부 내지 30중량부를 합계로 100중량부가 되도록 혼합한 혼합물을 중합하여 얻어지는 아크릴계 폴리머를 이용하여 이루어지며, 또한 기재는 23℃에서의 인장 탄성률이 0.6GPa 이상인 필름을 적어도 1층 포함하는 점착 시트를, 정밀 가공되는 제품에 접착하여 유지 및/또는 보호한 상태로 정밀 가공하는 것을 특징으로 하는 제품의 가공 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정밀 가공되는 제품이 반도체 웨이퍼이고, 이 반도체 웨이퍼의 직경을 a(인치), 연삭 후의 반도체 웨이퍼의 두께를 b(㎛)로 했을 때, b/a(㎛/인치)가 27(㎛/인치) 이하가 될 때까지 연삭 가공할 수 있는 것을 특징으로 하는 제품의 가공 방 법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 중간층의 두께가 50㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 제품의 가공 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 중간층이 방사선을 조사하여 경화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 제품의 가공방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 방사선이 자외선이고, 이 자외선의 조사량이 200mJ/cm2 이상 10,000mJ/cm2 이하인 것을 특징으로 하는 제품의 가공 방법.
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