防静电模片粘贴膜、其制备方法及使用其的晶圆切割工序与流程

文档序号:19417821发布日期:2019-12-14 01:06阅读:1066来源:国知局
防静电模片粘贴膜、其制备方法及使用其的晶圆切割工序与流程

本发明涉及在如研磨前切割(dicingbeforegrinding;dbg)或研磨前隐形切割(stealthdicingbeforegrinding;sdbg)等的晶圆切割工序中使用的模片粘贴膜(dieattachfilm;daf),即,具有抗静电功能并在特定条件下易于粘合和脱粘的daf及使用其的晶圆切割工序。



背景技术:

通常,晶圆切割工序是指在半导体制备工序中位于称为晶片制备工艺的前工序和称为组装(assembly)工序的后工序之间的工序,也是指通过切割形成有多个半导体芯片或模片的晶片后分成单个模片的工序。

在一般晶圆切割工序中,使用高速旋转的刀片(blade)或使用具有特定能量的激光沿着晶片上形成的模片之间的划线(scribeline)进行切割。

将厚度小于或等于200μm的薄(thin)晶圆切割(sawing)成单个模片的使用刀片的现有方法导致过多的边缘开裂(edgecrack)、碎裂(chipping)和横截面裂缝,从而降低模片的断裂强度(fracturestrength),即,降低模片承受断裂的力量。结果,即使受到小的外部冲击,模片也容易破裂。由于使用刀片而导致的晶片边缘裂缝等是起因于晶片和刀片之间的机械接触引起的振动、摩擦热等。

为了提高模片的断裂强度,必须使对切割表面的损坏(damage)最小化。为此,已经提出了一种减小刀片厚度或降低切割速度的方法。然而,刀片厚度的减小是有限的,并且切割速度的降低导致批量生产率降低。

另一方面,作为另一方法,已经提出了一种研磨前切割(dbg)即在晶片的背面研磨(backgrinding)之前通过刀片切割来相对减小对晶片的冲击的方法。然而,该方法难以应用目前通常应用的芯片粘接薄膜(daf)工艺,并且在背面研磨后也模片在环形安装座(ringmount)中很难保持正确的位置。其中,环形安装座是通常支撑经过切割的晶片的装置,是由内部下面被胶带堵塞的不锈钢(stainlesssteel)圆形环构成的半导体器件。

作为使用激光的晶圆切割方法之一的研磨前隐形切割(sdbg)由于其相对较高的批量生产率和对切割表面的低损坏而受到关注。sdbg晶片切割方法根据光源的类型具有不同的切割原理。

然而,在dbg或sdbg晶圆切割工序中的daf封装(packaging)时,当贴合薄膜时,由于与晶圆或半导体芯片之间的接触而在daf薄膜中发生电荷移动,从而形成电双层(+层和-层),在拾取(pickup)半导体芯片时由于daf的剥离而发生剥离静电,结果,在半导体芯片堆叠(stack)时在相邻的半导体芯片中发生静电电流放电,导致发生器件击穿问题。

(现有技术文献)

(专利文献)

韩国公开专利号10-2013-0037638(公开日:2013.04.16)

韩国公开专利号10-2017-0088285(公开日:2017.08.01)



技术实现要素:

技术问题

本发明的目的在于通过使用具有抗静电功能的模片粘贴膜(daf)作为在如dbg或sdbg等晶片切割工序中使用的daf膜,提供一种能够防止由于在半导体堆叠(stack)时的静电电流放电而半导体芯片的器件击穿的新颖的daf。

解决问题的方案

为了达到上述目的,本发明的防静电模片粘贴膜(daf)包括:切割膜,包括抗静电层、聚烯烃薄膜(polyolefinfilm;pofilm)层及压敏粘合剂(pressuresensitiveadhesive;psa)层;及粘合剂层,层叠在切割膜的上述压敏粘合剂层的上部。

作为本发明的优选实施例,在上述切割膜中,可以顺次层叠有抗静电层、聚烯烃薄膜层及压敏粘合剂层,或可以顺次层叠有聚烯烃薄膜层、抗静电层及压敏粘合剂层。

作为本发明的优选实施例,上述抗静电层可以包括选自al、al2o3、ito(indiumtinoxide,铟锡氧化物)、ni及ag中的一种以上。

作为本发明的优选实施例,上述粘合剂层可以包括处于b阶段状态的粘合剂或处于b阶段状态的粘合膜。

作为本发明的优选实施例,上述处于b阶段状态的粘合剂可以包括60至75重量百分比的数均分子量为600,000至1,000,000的热塑性树脂、10至25重量百分比的上述环氧树脂、2至10重量百分比的固化剂、4至15重量百分比的无机填料、0.1至2重量百分比的固化促进剂及0.1至4重量百分比的偶联剂。

作为本发明的优选实施例,在防静电模片粘贴膜中,当上述抗静电层的厚度为5至30nm时,粘合剂层的剥离静电压(esd,electrostaticdischarge)可以为0.1kv至0.8kv。

作为本发明的优选实施例,上述抗静电层的表面电阻可以为1ⅹ102至1ⅹ1012ohm/sq。

作为本发明的优选实施例,上述粘合剂层的储存弹性率可以满足下述方程式6。

[方程式6]

18≤粘合剂层的固化前在25℃下的储存弹性率值(mpa)/粘合剂层的固化前在130℃下的储存弹性率值(mpa)≤90

在方程式6中,上述储存弹性率值为使用购买自珀金埃尔默公司的产品名称为diamonddma的动态热机械分析仪来在10℃/分钟的升温速度、-30℃至300℃的测定温度和10hz的测定频率条件下对宽度为20mm且长度为5mm的样品进行测定而得到。

作为本发明的优选实施例,上述粘合剂层的固化后在260℃下uv的储存弹性率值可以为3mpa或更大。

作为本发明的优选实施例,当上述粘合剂层的厚度为20μm时,上述粘合剂层的固化后在260℃下的剪切粘合强度可以为4至10mpa。

作为本发明的优选实施例,紫外线固化之前,在上述切割膜的压敏粘合剂层和上述粘合剂层之间的在22℃下的粘合力可以为80至300n/m,在紫外线固化之后,在上述切割膜的压敏粘合剂层和上述粘合剂层之间的在22℃下的粘合力可以为20n/m或更小。

作为本发明的优选实施例,在上述压敏粘合剂层和上述粘合剂层之间的粘合力在-15℃至-7℃的温度下成为最大粘合力,上述最大粘合力可以为300至700n/m。

作为本发明的优选实施例,上述切割膜的压敏粘合剂层和上述粘合剂层之间的粘合力可以被设置为使得在uv固化之前的粘合力满足下述方程式1至方程式5且在-13℃至-15℃下的粘合力高于在-7℃至-10℃下的粘合力。

[方程式1]

在150n/m≤0℃下的粘合力≤470n/m

[方程式2]

在220n/m≤-3℃至-5℃下的粘合力≤520n/m

[方程式3]

在300n/m≤-7℃至-10℃下的粘合力≤540n/m

[方程式4]

在305n/m≤-13℃至-15℃下的粘合力≤700n/m

[方程式5]

在-18℃至-20℃下的粘合力≤500n/m

作为本发明的优选实施例,上述压敏粘合剂层可以由压敏粘合树脂形成,上述压敏粘合树脂包括90至97重量百分比的丙烯酸共聚物树脂、2至8重量百分比的热固化剂及0.1至2重量百分比的光引发剂。

作为本发明的优选实施例,上述丙烯酸共聚物树脂可以包括相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯共聚反应10至40重量份的丙烯酸-2-羟乙酯和10至45重量份的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯而得到的共聚物。

作为本发明的优选实施例,上述共聚物可以为进一步共聚选自甲基丙烯酸乙基己酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种以上而得到的共聚物。

作为本发明的优选实施例,在上述共聚时,甲基丙烯酸乙基己酯的含量相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯可以为5至135重量份。

作为本发明的优选实施例,在上述共聚时,上述甲基丙烯酸羟乙酯的含量相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯可以为3至30重量份。

作为本发明的优选实施例,在上述粘合剂层和上述压敏粘合剂层之间的粘合力在-20℃至-7℃的温度下成为最大粘合力,上述最大粘合力可以为300至700n/m。

作为本发明的优选实施例,在本发明的模片粘贴膜中,粘合剂层的平均厚度可以为5μm至60μm,且上述切割膜层的平均厚度可以为60μm至150μm。

作为本发明的优选实施例,上述压敏粘合剂层的平均厚度可以为5μm至30μm,且上述抗静电层的平均厚度可以为1nm至30nm。

作为本发明的优选实施例,当从粘合剂层的上部方向观察到本发明的模片粘贴膜时,上述粘合剂层存在于压敏粘合剂层的内部,且粘合剂层的面积可以小于压敏粘合剂层的面积。

作为本发明的优选实施例,在本发明的模片粘贴膜中,上述粘合剂层的上部可以进一步层叠有保护膜层(或离型膜层)。

本发明的另一目的涉及一种如上所述的模片粘贴膜的制备方法,上述模片粘贴膜可以通过执行包括如下步骤的工序来制备:步骤1,制备包括抗静电层、聚烯烃薄膜层及压敏粘合剂层的切割膜;及步骤2,通过将粘合膜层叠在上述切割膜的压敏粘合剂层的上部来一体化或将粘合剂浇铸在上述切割膜的压敏粘合剂层的上部并干燥以形成粘合层。

作为本发明的优选实施例,在上述切割膜中,可以顺次层叠有抗静电层、聚烯烃薄膜层及压敏粘合剂层,或可以顺次层叠有聚烯烃薄膜层、抗静电层及压敏粘合剂层。

作为本发明的优选实施例,上述粘合膜或粘合层可以处于b阶段状态。

本发明的再一目的在于提供一种研磨前切割(dbg)或研磨前隐形切割(sdbg)晶圆切割工序,其特征在于,使用如上所述的模片粘贴膜。

发明的效果

本发明的模片粘贴膜具有如下效果,即,剥离静电压低,因此可以防止由于在半导体封装时的电荷带电引起的器件击穿,从而大大降低了缺陷率,在uv固化之前,薄膜内粘合剂层和压敏粘合剂层之间保持高粘合力,在uv固化之后,薄膜内粘合剂层和压敏粘合剂层之间的粘合力变得非常低,从而可以有效地粘合和脱粘,以能够增大晶圆切割和半导体芯片拾取工艺效率。

附图说明

图1至图3分别为本发明的一优选实施例,即,本发明的抗静电daf的示意图。

图4示意性示出本发明的daf的粘合剂层在uv固化前与晶片层压,然后通过uv固化使与psa之间的粘合力变弱,从而将daf的粘合剂层与晶片一起拾取,以层叠芯片的示意图。

符号说明

1:粘合剂层

2:压敏粘合剂层

3:聚烯烃薄膜层、

4、4':抗静电层

10:切割膜

30:离型膜层

100、200、300、400:抗静电daf

具体实施方式

在本发明中使用的术语中,“b阶段(b-stage)状态”是指半固化状态,具体而言,是指在材料的固化反应中中间状态。而且,“c阶段(c-stage)状态”是指完全固化的状态。

下面,对本发明进行更详细的说明。

在研磨前切割(dbg)或sdbg晶圆切割工序中,在将daf粘附在研磨背面的晶片的背面之后,剥离粘附在晶片的经过研磨的背面的相对面的背景胶带,然后对daf进行扩大(expanding)工序,并进行uv照射工序。之后,依次进行半导体芯片拾取工艺、半导体芯片堆叠(stack)工艺、引线键合工艺和emc模制工艺以制备半导体芯片。

当daf粘合时,通过与半导体接触形成由于电荷转移引起的双电层(+层和-层),在半导体芯片拾取工序时,daf膜中的粘合剂层与切割膜层(包括压敏粘合剂层)分离,此时发生剥离静电。并且,daf膜经过扩大(expanding)工序等,且应保持适当粘合力直至上述uv照射工序。在uv照射之后,为了顺利拾取半导体芯片,粘合力应降低。

本发明涉及满足如上所述的条件的防静电模片粘贴膜(下面称为daf)。

如图1至图2的示意图所示,本发明的daf包括:切割膜10、10',其包括抗静电层4、4’、聚烯烃薄膜(pofilm)层3及压敏粘合剂(psa)层2;及粘合剂层1,层叠在切割膜的上述压敏粘合剂层2上部。

而且,如图1的示意图所示,在本发明的daf的切割膜中,可以顺次层叠有抗静电层4、聚烯烃薄膜层3及压敏粘合剂层2。

并且,如图2的示意图所示,在本发明的daf的切割膜中,可以顺次层叠有聚烯烃薄膜层3、抗静电层4'及压敏粘合剂层2。

当从粘合剂层1的上部方向观察到本发明的daf时,上述粘合剂层1存在于压敏粘合剂层2的内部,且粘合剂层的面积可以小于压敏粘合剂层的面积。

并且,在本发明的daf中,保护膜层(或离型膜层)30、30'可以进一步层叠在上述粘合剂层1上部上,且如图3的a至c所示,可以形成为各种形式。

下面,对构成本发明的daf的切割膜和粘合剂层进行具体说明。

构成切割膜的聚烯烃薄膜层用作基材,其实例可以包括选自低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯的聚烯烃共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物及乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物中的一种或两种或更多种的聚烯烃树脂,优选地,可以包括选自选自低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯及无规共聚聚丙烯中的一种或两种或更多种的聚烯烃树脂,且可以有单层或多层形成。

其次,构成切割膜的抗静电层用来通过降低daf的剥离静电电压而防止在半导体封装时由于电荷带电发生器件击穿,其平均厚度为1nm至35nm,优选为2至30nm,更优选为2至25nm。此时,若将抗静电层形成为具有小于1nm的平均厚度,则存在技术限制,且可能存在剥离静电电压增加至1kv或更高的问题,若抗静电层的平均厚度大于35nm,则uv透射率降低至小于5%,从而可能导致难以uv固化压敏粘合剂层的问题。

而且,上述抗静电层可以由选自al、al2o3、ito(indiumtinoxide,氧化铟锡)、ni和ag中的一种或两种或更多种形成。

[压敏粘合剂层]

其次,构成切割膜的压敏粘合剂层需要在粘合剂层经过uv固化之前保持与粘合剂层的高粘合力,在粘合剂层经过uv固化之后,粘合力变得很弱,从而容易从粘合剂层剥离。上述压敏粘合剂层可以通过直接在上述聚烯烃薄膜或抗静电层的一面上浇铸涂敷和干燥压敏粘合树脂来形成,或通过使用压敏粘合树脂来制备单独的压敏粘合膜,然后在上述聚烯烃膜或抗静电层的一面上层压上述压敏粘合膜来形成压敏粘合剂层。

本发明的daf中压敏粘合剂层的平均厚度优选为5μm至30μm,此时,若压敏粘合剂层的厚度小于5μm,则由于粘合力不足而在扩晶过程中切割膜与环形框架脱离,若厚度大于30μm,则在浇铸薄膜后干燥时,剩下残留溶剂,导致与粘合剂粘合膜固定化的问题。

在形成上述压敏粘合剂层时使用的压敏粘合树脂包括丙烯酸共聚物树脂、热固化剂及光引发剂。

上述丙烯酸共聚物树脂优选包括相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯共聚反应10至40重量份的丙烯酸-2-羟乙酯和10至45重量份的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯的共聚物,优选地,包括相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯共聚反应15至38重量份的丙烯酸-2-羟乙酯和20至40重量份的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯的共聚物,更优选地,包括相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯共聚反应15至35重量份的丙烯酸-2-羟乙酯和25至38.5重量份的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯的共聚物。

此时,若丙烯酸-2-羟乙酯的使用量小于10重量份,则在0℃以下的压敏粘合剂层的粘合力会非常低,若使用量大于40重量份,则会存在在约-7至-10℃下具有最大粘合力的问题。而且,若甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯小于10重量份,则会存在在约-3至-5℃下具有最大粘合力的问题。若使用量大于45重量份,则psa的uv固化后粘合力变得太低,导致在拾取工序中可能存在环形框架脱离或芯片飞散的问题。

并且,上述丙烯酸共聚物树脂可以为除了丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸-2-羟乙酯及甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯之外进一步共聚选自甲基丙烯酸乙基己酯和甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或两种而制成的共聚物。

更具体而言,上述丙烯酸共聚物树脂可以相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯进一步共聚5至135重量份的上述甲基丙烯酸乙基己酯,优选地,进一步共聚5至75重量份的甲基丙烯酸乙基己酯,更优选地,进一步共聚6至45重量份的甲基丙烯酸乙基己酯来制成。

并且,上述丙烯酸共聚物树脂可以相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯进一步共聚3至30重量份的甲基丙烯酸羟乙酯,优选地,进一步共聚4至20重量份的甲基丙烯酸羟乙酯,更优选地,进一步共聚5至10重量份的甲基丙烯酸羟乙酯来制成。

而且,上述丙烯酸共聚物树脂的含量相对于压敏粘合树脂的总重量优选为90至97重量百分比,优选为91至96.5重量百分比,更优选为92至96重量百分比。此时,若丙烯酸共聚物树脂的含量小于90重量百分比,则压敏粘合剂层与粘合剂层之间的uv固化前低温粘合力会低,若上述含量大于97重量百分比,则可能存在由于其他组分相对太小而整体粘合性劣化的问题。

并且,上述压敏粘合树脂可以包括2至8重量百分比的热固化剂,优选地,包括3至7重量百分比的热固化剂,若热固化剂的含量小于2重量百分比,则由于压敏粘合剂层的凝聚力不足而可能存在压敏粘合剂层转移到环形框架或粘合膜层的问题,若上述含量大于8重量百分比,则uv前粘合力变得太低,导致从环形框架脱离的问题。而且,作为上述热固化剂,可以使用本领域中使用的一般热固化剂,优选地,可以使用多异氰酸酯,更优选地,可以使用包括选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基亚甲基二异氰酸酯中的至少一种的多异氰酸酯。

并且,上述压敏粘合树脂可以包括0.1至2重量百分比的光引发剂,优选地,可以包括0.4至1.5重量百分比的光引发剂,更优选地,可以包括0.5至1.2重量百分比的光引发剂。而且,作为光引发剂,可以使用本领域中使用的常规光引发剂,优选地,作为光引发剂,可以使用选自二苯甲酮、苯乙酮、安息香、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、苯偶姻苯甲酸、苯偶姻苯甲酸甲酯、苯偶姻二甲基缩酮、2,4-二乙基噻吨酮、羟基环己基苯基酮、苄基二苯硫醚、四甲基秋兰姆单硫化物、偶氮二异丁腈、苄基、二苄基、二乙酰基及β-氯蒽醌中的一种或两种以上的混合物。

包括如上所述的抗静电层、聚烯烃薄膜层及压敏粘合剂层的上述切割膜的平均厚度为60μm至150μm,且优选为80μm至130μm,此时,若切割膜的平均厚度小于60μm,则当扩晶时,薄膜被撕裂或力量不能顺利地传递,因此晶片不会被分割。若平均厚度大于150μm,则当扩张薄膜时,太多的力量可能会转移到晶片上,从而可能导致芯片飞散。

[粘合剂层]

其次,上述粘合剂层可以通过在压敏粘合剂层的一面上浇铸和干燥粘合树脂(或粘合剂)来形成,或在通过使用粘合树脂来形成粘合膜之后,在压敏粘合剂层的一侧上层压上述粘合膜来与切割膜一体化。

本发明的上述粘合剂层处于b阶段状态,并且当在与晶片层压之后通过uv固化弱化psa粘合力时,将粘合剂层与晶片一起拾取,以层叠芯片(参照图4)。

在形成上述粘合剂层时使用的粘合树脂(或粘合剂)可以将包括热塑性树脂、环氧树脂、固化剂、无机填料、固化促进剂及偶联剂的组合物混合来制成。

上述热塑性树脂的数均分子量可以为600,000至1,000,000,优选地,数均分子量可以为700,000至900,000,更优选地,可以为740,000至870,000。此时,若热塑性树脂的数均分子量小于600,000,则会存在由于耐热性不足而可靠性降低的问题。若数均分子量大于1,000,000,则会存在由于凝聚力过大而初始粘合特性劣化的问题。

作为这样的热塑性树脂,可以使用丙烯酸类共聚物树脂,优选使用玻璃化转变温度为10至20℃的丙烯酸类共聚物树脂,更优选使用玻璃化转变温度为12至18℃的丙烯酸类共聚物树脂。上述丙烯酸共聚物树脂可以是丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯及,丙烯酸缩水甘油酯和丙烯腈的共聚物,此时,作为上述共聚物的单体的丙烯酸缩水甘油酯和丙烯腈可以以6.5至12的重量比共聚,更优选地,丙烯酸缩水甘油酯和丙烯腈可以以8至10的重量比共聚。

而且,热塑性树脂的含量相对于粘合树脂的总重量优选为60至75重量百分比,优选为62至74重量百分比,更优选为65至72重量百分比,若热塑性树脂的含量小于60重量百分比,则增强膜在固化前可能具有不足的弹性,从而使粘合效果变差且难以制备。若热塑性树脂的含量大于75重量百分比,则由于热固性部分的含量不足,因此总交联度低,导致固化后粘合力降低和耐热性不足的问题。

并且,在上述粘合树脂组分中,上述环氧树脂优选通过将双酚基环氧树脂和甲酚酚醛清漆基环氧树脂以1:0.2至1.2的重量比,优选地,以1:0.5至1.2的重量比混合使用。此时,若甲酚酚醛清漆环氧树脂的使用量小于0.2重量比,则形成三维交联的交联点可能不足且耐热性可能不足。若甲酚酚醛清漆环氧树脂的使用量超过1.2重量比,则交联度过高,导致可能存在耐冲击性差的问题。而且,上述双酚类环氧树脂优选为当量为400至500g/eq且软化点为57至70℃的双酚a型环氧树脂,更优选为当量为440至495g/eq且软化点为60℃至68℃的双酚a型环氧树脂。并且,上述甲酚酚醛清漆基环氧树脂可以是当量为150至250g/eq且软化点为48至54℃的甲酚酚醛清漆环氧树脂,更优选为当量为180至220g/eq且软化点为50至54℃的甲酚酚醛清漆环氧树脂。而且,环氧树脂的含量相对于粘合树脂的总重量优选为10至25重量百分比,优选为12至22重量百分比,更优选为15至20重量百分比。若环氧树脂含量小于10重量百分比,则可能存在增强膜的固化后粘合力不足的问题。若环氧树脂含量大于25重量百分比,则固化前后的脆性很强,因此可能在剪切时存在粘合效果降低的现象,并且在固化后的耐冲击性会存在问题。

并且,在粘合树脂组分中,上述固化剂可以是本领域中使用的常规固化剂,优选使用oh当量为95至120g/eq且软化点为110至130℃的苯酚酚醛清漆树脂,更优选使用oh当量为100至110g/eq且软化点为115至125℃的苯酚酚醛清漆树脂。并且,固化剂的含量相对于粘合树脂的总重量优选为2至10重量百分比,优选为3至8重量百分比,更优选为4至7.5重量百分比。若固化剂的含量小于2重量百分比,由于增强膜的固化后交联密度太低,可能存在粘合力不足的问题。若固化剂的含量大于10重量百分比,则可能存在由于剩余的未反应固化剂而可靠性降低的问题。

并且,在粘合树脂组分中,上述无机填料用来补充尺寸稳定性和耐热性,并且可以使用选自二氧化硅、氧化铝、炭黑、二氧化钛及钛酸钡中的一种或多种。而且,上述无机填料的平均粒径为10至100nm,优选为10至50nm。并且,无机填料的含量相对于粘合树脂的总重量为4至15重量百分比,优选为6至13重量百分比,更优选为7至12.5重量百分比,若无机填料的含量小于4重量百分比,则热膨胀系数可能增加,从而由于热膨胀和收缩导致基板之间的粘合力可能劣化。若含量大于15重量百分比,则可能存在粘合力显着降低的问题。

并且,在粘合树脂组分中,上述固化促进剂用来当对处于b阶段的粘合剂层进行uv固化时加速固化,且可以使用咪唑基固化促进剂或磷基固化促进剂,且优选使用咪唑基固化促进剂。此时,上述咪唑基固化促进剂可以包括选自四国公司的2e4mz、2e4mz-a、2e4mz-cn、2pz、2pz-cn、2p4mz、c11z、c11z-cn、c11z-cns、c17z、2mz、2mz-h、2phz-s、2phz-pw、2p4mhz-pw及tbz中的一种或多种。而且,上述磷基固化促进剂可以包括选自三苯基膦、三丁基膦、三甲苯基膦、三甲硅烷基膦、氧化膦、三苯基硼酸三苯基鏻、四苯基鏻及四苯基膦酸酯中的一种或多种。而且,固化促进剂的含量相对于粘合树脂的总重量为0.1至2重量百分比,优选为0.1至1重量百分比,更优选为0.1至0.8重量百分比。若固化促进剂的含量小于0.1重量百分比,则可能存在由于在工序中产品固化时间变得太长而生产率显着降低的问题,若固化促进剂的含量大于1重量百分比,则由于经时稳定性不足而存在使用时间缩短的问题。

并且,在粘合树脂组分中,上述偶联剂起到增加由于无机填料表面与有机材料之间的化学键合而产生的粘合力的作用,并且可以使用本领域中使用的一般偶联剂,但优选使用硅烷偶联剂。而且,偶联剂的含量相对于粘合树脂的总重量为0.1至4重量百分比,优选地,0.5至2.5重量百分比,更优选地,0.5至2重量百分比。若偶联剂含量小于0.1重量百分比,则可能存在由于无法充分包围无机填料表面而粘合力降低的问题,若偶联剂含量大于4重量百分比,则挥发性低分子材料的含量变得太高,从而由于剩余的偶联剂而降低可靠性。

在本发明中,上述粘合剂层的平均厚度为3μm至60μm,优选为5μm至55μm,更优选为10μm至50μm。若粘合剂层的平均厚度小于3μm,则可能存在拾取性能劣化的问题。若平均厚度大于60μm,则拾取性能差且在扩大切割工艺时可能会分割芯片。

上述粘合剂层的uv固化前的储存弹性率可满足以下方程式6。

0≤在粘合剂层uv固化之前25℃下的储存弹性率值(mpa)/在粘合剂层uv固化之前130℃下的储存弹性率值(mpa)≤90,优选地,18≤在粘合剂层uv固化之前25℃下的储存弹性率值(mpa)/在粘合剂层uv固化之前130℃下的储存弹性率值(mpa)≤90,更优选地,20≤在粘合剂层uv固化之前25℃下的储存弹性率值(mpa)/在粘合剂层uv固化之前130℃下的储存弹性率值(mpa)≤80。

在上述方程式6中,上述储存弹性率值为使用购买自珀金埃尔默公司的产品名称为diamonddma的动态热机械分析仪来在10℃/分钟的升温速度、-30℃至300℃的测定温度和10hz的测定频率条件下对宽度为20mm且长度为5mm的样品进行测定而得到。

并且,上述粘合剂层的uv固化后在260℃下的储存弹性率值可以为3mpa或更大,优选地,可以为3.2至11mpa。并且,上述粘合剂层的uv固化后在25℃下的储存弹性率值可以为140至300mpa,优选地,可以为148至275mpa。

并且,上述粘合剂层的厚度为20μm时,上述粘合剂层的固化后在260℃下的剪切粘合强度可以为4至10mpa,优选地,可以为4.5至9.0mpa。剪切粘合强度与粘合膜的回流(reflow)性有关,若剪切粘合强度小于4mpa,则可能存在粘合力过低,回流性劣化,粘合膜内产生裂缝等问题,若剪切粘合强度大于10mpa,则可能存在粘合膜的耐冲击性降低的问题。

在本发明的daf中,在紫外线固化之前,在上述切割膜的压敏粘合剂层和上述粘合剂层之间的在22℃下的粘合力可以为80至300n/m,优选地,可以为100至200n/m,更优选地,可以为120至180n/m,在紫外线固化之后,在上述切割膜的压敏粘合剂层和上述粘合剂层之间的在22℃下的粘合力可以为4至20n/m,优选地,可以为4至15n/m或更小,更优选地,可以为5至15n/m。此时,若在22℃下的粘合力小于4n/m,则由于粘合力过低而存在在扩大切割工艺时芯片分割或飞散。

并且,在本发明的daf中,在上述压敏粘合剂层和上述粘合剂层之间的粘合力在-15℃至-10℃下的温度下成为最大粘合力,优选地,在-15℃至-13℃下的温度下成为最大粘合力,上述最大粘合力可以为300至700n/m。

并且,在本发明的daf中,在上述切割膜的压敏粘合剂层和上述粘合剂层之间的在uv固化之前粘合力满足下述方程式1至方程式5,且在-13℃至-15℃下的粘合力高于在-7℃至-10℃下的粘合力。

[方程式1]

150n/m≤0℃下的粘合力≤470n/m,优选地,180n/m≤0℃下的粘合力≤450n/m

[方程式2]

220n/m≤-3℃至-5℃下的粘合力≤520n/m,优选地,245n/m≤-3℃至-5℃下的粘合力≤510n/m

[方程式3]

300n/m≤-7℃至-10℃下的粘合力≤540n/m,优选地,305n/m≤-7℃至-10℃下的粘合力≤505n/m

[方程式4]

305n/m≤-13℃至-15℃下的粘合力≤700n/m,优选地,310n/m≤-13℃至-15℃下的粘合力≤600n/m

[方程式5]

-18℃至-20℃下的粘合力≤500n/m,优选地,200n/m≤-18℃至-20℃下的粘合力≤450n/m

如上所述的本发明的防静电模片粘贴膜(daf)可以通过执行包括如下步骤的工序来制备:步骤1,制备包括抗静电层、聚烯烃薄膜层及压敏粘合剂层的切割膜;及步骤2,通过将粘合膜层叠在上述切割膜的压敏粘合剂层的上部来一体化或将粘合剂浇铸在上述切割膜的压敏粘合剂层的上部并干燥以形成粘合剂层。

在步骤1的上述切割膜中,可以顺次层叠有抗静电层、聚烯烃薄膜层及压敏粘合剂层,或可以顺次层叠有聚烯烃薄膜层、抗静电层及压敏粘合剂层。

而且,步骤2的上述粘合膜或粘合剂层处于b-阶段状态。

如上所述,在本发明中,可以使用上述防静电模片粘贴膜来执行研磨前切割(dbg)或研磨前隐形切割(sdbg)晶圆切割工序。

下面,通过实施例对本发明进行更具体的说明,但下述实施例不限定本发明的范围,而应解释为有助于理解本发明。

[实施例]

准备例1-1:粘合剂用树脂和粘合膜的制备

将67重量百分比的作为热塑性树脂的数均分子量为800,000且玻璃化转变温度为15℃且含有3重量百分比的丙烯酸缩水甘油酯的丙烯酸共聚物(n公司,商品名称:sg-p3)、8重量百分比的当量为475g/eq且软化点为65℃的双酚a环氧树脂(k化学公司,商品名称:yd-011)、8重量百分比的当量为200g/eq且软化点为52℃的甲酚酚醛清漆环氧树脂(k化学公司,商品名称:ydcn1p)、6重量百分比的作为固化剂的oh当量为106g/eq且软化点为120℃的苯酚酚醛清漆树脂(kolonchemicalco.,ltd,商品名称:kph-f2004)、9.5重量百分比的平均粒径为15至17nm的二氧化硅(e公司制备的aerosilr972)、0.5重量百分比的作为固化促进剂的咪唑化合物(四国化成工业制品curezol2ph)及1重量百分比的硅烷偶联剂(shin-etsuco.,ltd.的kbm-303)混合来准备粘合剂用树脂。

其次,将上述粘合剂用树脂浇铸在经过离型处理的聚酯膜上,然后在140℃下热风干燥5分钟,以制备平均厚度为20μm的b阶段粘合膜。

准备例1-2至准备例1-7及比较准备例1-1至比较准备例1-6

通过以与上述准备例1-1相同的方式制备粘合树脂和粘合膜,制备具有下表1中所示组成和组成比的树脂,然后使用该树脂来分别制备粘合膜来进行准备例1-2至1-7和比较准备例1-1至1-6。

表1

实验例1:粘合膜的物理性能测定

作为准备例和比较准备例中制备的粘合膜的物理性能的储存弹性率和粘合强度通过以下方法测定,结果示于下表2中。

(1)储存弹性率测定

针对20mm×5mm×20μm(宽×长×厚)尺寸的层叠成50层的样品,通过使用动态热机械分析仪(珀金埃尔默(perkinelmer)公司,diamonddma)并应用-30℃至300℃的测定温度(10℃/分钟的升温速度)和10hz的测定频率来基于测定方法测定储存弹性率。而且,测定在25℃和130℃下的固化前处于b阶段状态的粘合膜的储存弹性率值,并且,针对相同的组成的粘合膜测定固化后的在25℃和260℃下的处于c阶段状态的粘合膜的储存弹性率。而且,表2的储存弹性率值是通过将测定的储能模量值除以样品厚度而获得的值。

(2)剪切粘合强度测定

至于剪切粘合强度,将粘合膜(厚度:20μm)与厚度为0.5mm的上基板晶片(wafer)在60℃下贴合,切成5mm×5mm的尺寸,在130℃和1kgf的压力下粘合到厚度为0.5mm的下基板晶片上,并在180℃下固化2小时。在固化完成后,以0.5mm/sec的速度和260℃下测定下基板晶片的剪切粘合强度。此时,在固化后,260℃下的剪切粘合强度必须在4至10mpa的范围内。

表2

如上表2的测定结果所示,总体上,准备例1-1至1-7的粘合膜在固化前后的储存弹性率和粘合强度呈现出适当的范围。

与此相反,在热塑性树脂含量小于60重量百分比的比较准备例1-1的情况下,由于固化前缺乏弹性,粘合层容易破裂,从而难以制备。因此,存在无法测定在130℃下的储存弹性率的问题。在热塑性树脂含量大于75重量百分比的比较准备例1-2的情况下,由于热固性部分的含量不足而总交联度低,因此25℃/130℃下的储存弹性率值比小于20,固化后260℃下的储存弹性率低,存在粘合力降低且耐热性不足的问题。

并且,在环氧树脂中不使用甲酚酚醛清漆树脂的比较准备例1-3的情况下,形成三维交叉的交联点不足,因此存在耐热性和粘合性不足的问题,在甲酚酚醛清漆基环氧树脂使用量大于1.2重量份的比较准备例1-4的情况下,储存弹性率值和粘合强度总体上优异,但25℃/130℃储存弹性率比超过90且交联度太高,因此可能存在耐冲击性差的问题。

在无机填料的使用量小于4重量百分比的比较准备例1-5的情况下,热膨胀系数上升,因此存在由于固化后260℃下的热膨胀和收缩而基板之间的粘合力降低的问题,且存在在260℃下的储存弹性模量太低的问题。而且,在无机填料的使用量大于15重量百分比的比较准备例1-6的情况下,由于相对于下基板晶片的填充性不足而粘合力显着降低。

准备例2-1:psa粘合树脂和层压薄膜的制备

将94重量百分比的数均分子量为600,000且玻璃化转变温度为-40℃的丙烯酸共聚物树脂、5重量百分比的作为热固化剂的多异氰酸酯(aekyungchemicalindustries.,ltd.的ak75)及1重量百分比的光引发剂(cibaspecialtychemicalinc,irgacure184)混合而成的混合树脂浇铸在经过离型处理的聚酯膜上,然后在140℃下热风干燥5分钟以获得平均厚度为10μm的psa膜。之后,在室温(15至30℃)下将压敏粘合剂层贴合到80μm聚烯烃膜(由包括pillmaxco.制备的epg-80、中密度聚乙烯及无规共聚物聚丙烯的聚烯烃树脂制成)来制备层压膜。

此时,上述丙烯酸共聚物树脂是通过相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己酯共聚33.3重量份的丙烯酸-2-羟乙酯和33.3重量份的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯来制备的。

准备例2-2至2-5和比较准备例2-1至2-6

除了在具有下表3所示组成的丙烯酸共聚物树脂之后,使用其来分别制备具有下表3的组成的层压膜之外,以与上述准备例2-1相同的方法制备层压膜。

表3

实验例2:压敏粘合剂层对于粘合剂层的基于温度的粘合力测定

使用25℃辊式层压机在上述准备例2-1至2-5和比较准备例2-1至2-6中制备的层压膜的压敏粘合剂层方向与准备例1-1的粘合膜贴合,然后以25mm(宽度)×100mm(长度)尺寸剪切来制备样品。其次,将准备的样品在厚度为500μm的8英寸硅晶片(用discoco.,ltd.制备的dfd-840研磨设备进行#2300研磨处理的晶片)的背面上的daf膜的粘合剂层的方向上在60℃下进行辊层压,然后以180°角度和300mm/分钟速度的测定条件测定切割膜对于粘合剂层的基于温度的uv固化前粘合力(-20至22℃)。

并且,在uv固化后,使用高压汞灯紫外线照射器(dymax公司的dymax2000-ec)来从切割膜侧以200mj/cm2的照射量照射紫外线,在22℃下测定粘合力。压敏粘合剂层对于粘合剂层的uv固化前的基于温度的粘合力和uv固化后25℃粘合力测定结果如下表4所示。

表4

参照上表4的实验结果,在准备例2-1至准备例2-7的情况下,满足方程式1至方程式5且在-15℃下的粘合力高于在-10℃或-20℃下的粘合力。

与此相反,在丙烯酸共聚物树脂中不包括hea的比较准备例2-1的情况下,在约0℃下具有最大粘合力,且在比较准备例2-2的情况下,在-5℃下具有最大粘合力。而且,在hea含量大于40重量份的比较准备例2-3的情况下,在-10℃下具有最大粘合力。在moi含量大于45重量百分比的比较准备例2-4的情况下,低温粘合力在-15℃下具有最大值并具有适当的粘合力。然而,在uv固化之后,发生由于粘合力过低而芯片飞散的问题。而且,在hea的含量小于10重量份的比较准备例2-5的情况下,uv固化后粘合力为过高的20n/m。并且,在使用丙烯酸共聚物树脂的含量小于90重量百分比的压敏粘合树脂的比较准备例2-6的情况下,总体上低温粘合力与准备例2-1至2-7相比较低。

准备例3-1:形成有抗静电层的聚烯烃薄膜的制备

对于准备例2-1中使用的厚度为80μm的聚烯烃薄膜(filmax公司的epg-80),在温度为1000℃且3×10-4torr环境下的坩埚中,将铝沉积在经电晕处理的切割膜背面上,以制备厚度为约2nm的形成有抗静电层的聚烯烃薄膜。

准备例3-2至准备例3-5和比较准备例3-1至3-3

除了以如下表5所示的厚度形成抗静电层来分别制备聚烯烃薄膜之外,以与上述准备例3-1相同的方法制备形成有抗静电层的聚烯烃薄膜。

实验例3:形成有抗静电层的聚烯烃薄膜的物理性能测定

对准备例3-1至3-5和比较准备例3-1至3-3中制备的各个聚烯烃薄膜的透射率和表面电阻进行测定,其结果如下表5所示。

此时,使用紫外线/可见光谱仪(visiblespectrometer,jasco公司的v-550)在550nm的波长领域下测定透射率。当uv透射率小于5%时,紫外线不会透过,且无法顺利实现压敏粘合剂层的紫外线固化,因此若透射率为5%,则不合格。

而且,使用表面电阻测定器(trek公司的152-1电阻测定器)来以100v电压测定表面电阻。

表5

参照上表5的测定结果,可以确认准备例3-1至3-5具有5%或更大的透过率且具有适当表面电阻。与此相反,在抗静电层大于40nm的比较准备例3-1和3-2的情况下,透射率小于5%,即,透射率过低,且表面电阻与准备例3-5相比不会更低。

通过本实验,可以确认将抗静电层的厚度形成为最大小于40nm,优选地,等于或小于30nm,最小等于或大于1nm,优选地,等于或大于2nm,这在透射率和表面电阻方面有利。

实施例1:防静电模片粘贴膜的制备

准备了在准备例3-1制备的形成有抗静电层的聚烯烃薄膜。在上述形成有抗静电层的聚烯烃薄膜的另一面层压在准备例2-1制备的psa膜之后,剥离作为离型膜的聚酯薄膜。其次,在上述psa膜上部层压(或贴合)上述准备例1-1的粘合膜来制备如图1所示顺次层叠抗静电层4-聚烯烃薄膜层3-压敏粘合剂层2-粘合剂层1的形态的daf膜。

实施例2至实施例5和比较例1至比较例7

除了如下表6所示改变切割膜之外,以与上述实施例1相同的方法制备顺次层叠抗静电层-聚烯烃薄膜层-压敏粘合剂层-粘合剂层的形态的daf膜。

实施例6

通过代替准备例3-1的切割膜而使用在准备例3-5制备的切割膜来制备如图2所示顺次层叠聚烯烃薄膜层3-抗静电层4'-压敏粘合剂层2-粘合剂层1的形态的daf膜。

表6

实验例4:粘合剂层的剥离静电电压、uv固化前后的粘合力测定及拾取性测定

(1)剥离静电电压测定

对上述实施例和比较例中制备的daf膜进行uv照射,并以切割膜表面与ito基板(玻璃)相接的方式将daf膜放置在其上,然后以300mm/分钟的速率剥离粘合膜并测定剥离粘合膜的切割膜粘合剂表面的静电电压。使用statirondz-4(shishido公司)设备来在与切割膜隔开30mm的距离的状态下测定静电电压,其结果示于下表7中。

作为参考,在比较例3的情况下,不存在抗静电层。

(2)在uv固化前后的对于粘合剂层的压敏粘合剂层的粘合力测定

对在上述实施例和比较例制备的daf膜的uv固化前后的对于粘合剂层的切割膜的粘合力进行测定,其结果示于下表7。此时,通过在厚度为500μm的8英寸硅晶片(通过用disco公司制备的dfd-840研磨设备进行#2300研磨处理而获得的晶片)的背面沿daf膜的粘合剂层的方向上对daf膜进行辊层压,然后以300mm/分钟的速度180°剥离切割膜的压敏粘合剂层和粘合剂层,从而测定在uv固化前后的切割膜的压敏粘合剂层的粘合剂层的剥离强度。作为参考,在uv固化后,压敏粘合剂层的粘合力降低,使得与粘合剂层(粘合膜)之间的剥离变得容易。

表7

参照上表7的测定结果,在没有抗静电层的比较例3的情况下,剥离静电电压为较高的1.2kv,如上所述,在剥离静电电压较高时,存在在半导体封装中可能发生由于电荷带电导致的器件击穿的问题。在形成有抗静电层的实施例1至8和比较例3至6的情况下,呈现等于或小于0.8kv的低剥离静电电压。

并且,可以确认实施例1至8在uv固化后呈现小于20n/m的低粘合力,从而确保了与粘合膜(粘合剂层)之间的适当剥离性。然而,在粘合剂层的厚度为小于3μm的2μm的比较例3的情况下,由于与晶片之间的粘合力不足而存在无法测定接触层和压敏粘合剂层之间的粘合力的问题,在粘合剂层的厚度为大于60μm的65μm的比较例4的情况下,存在在uv固化后也具有大于20n/m的高粘合力的问题。

实验例5:是否确保dbg和sdbg的工序性的测试

测定实施例和比较例的daf膜的基于温度的粘合力最大值和daf拾取性。

(1)基于温度的粘合力最大值测定

测定在daf膜的粘合剂层和压敏粘合剂层之间的基于温度的粘合力最大值(-20℃、-15℃、-10℃、-7℃、-3℃、0℃及5℃),由此,确认在扩大(expanding)工序中的分裂性确保和在粘合剂层和压敏粘合剂层之间是否发声浮起,其结果示于下表8。此时,粘合力示出最大粘合力和在成为最大粘合力时的温度。

(2)芯片是否分裂和是否发生浮起

关于芯片是否分裂,将daf膜和固定环框架一起在70℃下层压到厚度为100μm的8英寸晶片。使用切割机(disco公司制备的dfd-6361)将晶片切割成9mm×12mm(宽×高)的尺寸而留下20μm的晶片厚度。将切割的晶片和其上贴合daf的环形框架置于-10℃的扩大装置中,并以80mm/sec的扩大速度和10mm的扩大高度对切割膜进行扩大切割处理。

与通过刀片切割的总线数相比,当实际通过扩大成功分裂的线数为90%或更大时,测定为良好(o),当实际通过扩大成功分裂的线数小于90%时,测定为不良(x)。而且,当分裂的晶片的边缘(edge)部分的粘合剂层和切割膜psa粘合剂之间的浮起小于1mm时,测定为“未发生”,当分裂的晶片的边缘(edge)部分的粘合剂层和切割膜psa粘合剂之间的浮起等于或大于1mm时,测定为“发生”,其结果示于下表8。

(3)daf膜的拾取性测定

关于拾取性,以与先前实验例中相同的方式对在上述实验例5-(2)中分裂的晶片和daf膜进行uv照射,并使用拾取设备(shinkawa公司制备的spa-300)在22℃的气氛中拾取晶片。此时,针销的高度在0.25mm和0.30mm处被拾取,当拾取成功率为95%或更高时,表示为良好(o),当拾取成功率小于95%时,表示为不良(x)。

表8

参照上表8的测定结果,在实施例1至实施例8的情况下,未发生浮起,且芯片未分裂。并且,拾取性优异。

与此相反,在用比较准备例2-1或比较准备例2-2的压敏粘合树脂形成压敏粘合剂层的比较例5和比较例6的情况下,呈现最大粘合力的温度比实施例更高,拾取性差。

并且,抗静电层厚度分别为40nm和50nm的比较例1和比较例2也呈现较低的拾取性。

而且,在粘合剂层厚度为2μm的比较例3的情况下,由于粘合剂层和晶片之间的粘合力不足而存在在拾取时仅拾取晶片而不拾取粘合剂层的问题。在粘合剂层厚度为65μm的比较例4的情况下,由于粘合剂层和压敏粘合剂层之间的粘合力高而拾取性差,还发生晶片不分裂的问题。

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