CN110872474A

CN110872474A - 切割片胶膜用基膜及其制作方法

Info

Publication number: CN110872474A
Application number: CN201811010839.8A
Authority: CN
Inventors: 林仲箎; 李静惠; 程永雄
Original assignee: Yisheng Enterprise Co Ltd
Current assignee: Yisheng Enterprise Co Ltd
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2020-03-10

Abstract

一种切割片胶膜用基膜，应用于底材的切割制程或是研磨制程，包括:第一膜层，由聚烯烃聚合物和苯乙烯系弹性体组成，其中聚烯烃聚合物占第一膜层的重量组份为95％‑80％及苯乙烯系弹性体占第一膜层的重量组份为5％‑20％；第二膜层，由聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物组成，其中聚烯烃聚合物占第二膜层的重量组份为30％‑70％及烯烃嵌段共聚物占第二膜层的重量组份为70％‑30％；以及第三膜层，由聚烯烃聚合物和苯乙烯系弹性体组成，其中聚烯烃聚合物占第三膜层的重量组份为95％‑80％及苯乙烯系弹性体占第三膜层的重量组份为5％‑20％，且第二膜层设置在第一膜层与第三膜层之间。

Description

切割片胶膜用基膜及其制作方法

技术领域

本发明是有关于一种基膜，尤其是指一种具有回弹性且可以在切割制程或是研磨制程中避免产生切割粉屑以污染底材的一种切割片胶膜用基膜及其制作方法。

背景技术

现有技术中，对于以硅、砷化镓为主的半导体制程，以切割(dicing)步骤及其他例如研磨步骤中为了确保晶圆或是芯片的完整性及可靠性，以及保护晶圆或是芯片为目的，通常会在欲切割或是欲研磨的晶圆或是芯片的下方设置有切割片，一般都使用以聚烯烃树脂或聚氯乙烯树脂为主的塑料膜片，但是传统的聚烯烃树脂的本身材质的回弹性(或称回复性)不足，特别是在切割晶圆或是晶圆研磨的时候造成切割粉屑。当在进行晶圆切割时，为了使晶圆能够确实的被切断以形成多个芯片，切割刀除了切割晶圆之外也会将置于晶圆下方的切割片一并裁切，然而下方的切割片不一定会整个切断有可能只有局部被裁切。然而，在切割刀裁切的过程中，由于切割片的材料会使得在切割晶圆的过程中同时产生切割粉屑，而这些切割粉屑特别是会附着在切割在线、或是因为切割而分离的芯片与芯片之间的断面上。

而当有这些切割粉屑大量的附着于芯片而对芯片进行密封时，附着于芯片的切割粉屑会因后续的封装制程中所产生的热而分解，其分解物会破坏封装后产品的可靠度，而有可能造成该芯片无法操作或是操作不良。然而在晶圆切割制程之后虽然会进行一道洁净制程，例如清洗或是吹净制程，但是这些附着于芯片上的切割屑较难以经由洗净而去除，并且用肉眼是无法察觉这些切割粉屑是否存在，因此切割粉屑的产生使得切割步骤后的芯片的良率下降。

因此，为了改善切割屑产生而污染晶圆(或芯片)的缺点，在进行晶圆切割时，利用γ(Gamma)射线对以聚烯烃树脂为主的塑料膜片产生辐射交联，但是利用γ射线会增加制程的成本。当使用聚氯乙烯树脂做为切割膜片时，虽然利用γ射线对聚氯乙烯树脂产生辐射交联，使得聚氯乙烯树脂会缩聚，但是使用聚氯乙烯树脂亦或产生另一个需要解决的问题在于，对于进行完半导体制程之后所回收的聚氯乙烯树脂在焚烧时，容易产生大量的有毒性气体，进而污染环境，因此，如何将毒气在合格的范围内排放或是进行处理又会是半导体厂需要解决的另外一个问题。

因此，为了改善使用聚氯乙烯做为切割膜片所造成的缺陷，日本公开专利第JP2009-004568号公开利用聚丙烯(PP，polypropylene)、苯乙烯弹性体(SEBS,styreneethylene butylene styrene block copolymer)及苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯嵌段共聚物(SEEPS)来做为主层材料以解决切割粉屑的问题。然而，苯乙烯弹性体以及苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯嵌段共聚物都属于热塑弹体性材料，理论上添加弹性体是可以提升膜片的柔软度、降低切割粉屑发生的现象，但是利用上述组成成份所形成的弹性体在热熔加工时，容易产生自黏性，如果含量过高，在流延制程或吹膜加工制程时无法成膜。而在日本专利公开第JP2009-004568号这篇中公开了其弹性体添加量50％～100％这个含量，在熟悉此技术领域的技术人员可以很轻易的得知，不太可能有成膜的空间。

另外，中国台湾地区发明专利公告第I588234号利用聚乙烯和苯乙烯弹性体混合成膜来解决切割粉屑的问题，且以两层结构组合。在此篇专利还叙述了切割基膜具有良好的扩张性，但两层结构中的下层材料并无添加弹性体，因此在实际使用上仍有切割粉屑发生的风险。

此外，中国发明专利公开第CN106133879A号利用环状烯烃聚合物(例如 COC，Cyclo Olefin Copolymer)和非环状烯烃聚合物，例如低密度聚乙烯 (LDPE，Low densitypolyethylene)的混合成分来制作切削片抑制层材料，这样组成成份的材料一般应用在易撕膜的技术领域上，若应用在晶圆切割制程中，要降低产生切割粉屑的效果并不理想。

发明内容

为了解决现有技术中切割膜在进行切割时会产生切割屑的问题，本发明主要揭露一种基膜，其具有良好回弹性和扩张性，使得具有此特性的基膜应用于切割步骤或是研磨步骤时，不会产生切割粉屑或是研磨粉屑，增加切割制程或是研磨制程之后的底材的可靠性。

本发明的另一目的在于提供一种具有三层结构的基膜，利用基膜的最上层及最下层的材料具有良好的回弹性，设置在底材的下方进行切割或是研磨时，当切割刀以此基膜为切割终止层时，即使被切割刀切断或是局部裁切也不会产生粉屑，使得在经过切割之后或是研磨之后的晶圆或是芯片不会因为粉屑的污染而影响良率。

本发明的再一目的在于提供一种具有三层结构的基膜，此基膜具有紫外光(UVlight)高穿透率，当圆切割步骤或研磨步骤完成之后，将此基膜由底材上移除时，利用紫外光照射即可由底材的背面移除，不会有基膜残留在底材上，对后续制程不会有任何影响。

根据上述目的，本发明提供一种基膜，应用于底材的切割制程或是研磨制程，包括:第一膜层，由聚烯烃聚合物和苯乙烯系弹性体组成，其中聚烯烃聚合物占第一膜层的重量组份为95％-80％及苯乙烯系弹性体占第一膜层的重量组份为5％-20％；第二膜层，由聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物组成，其中聚烯烃聚合物占第二膜层的重量组份为30％-70％及烯烃嵌段共聚物占第二膜层的重量组份为70％-30％；以及第三膜层，由聚烯烃聚合物和苯乙烯系弹性体组成，其中聚烯烃聚合物占第三膜层的重量组份为95％-80％及苯乙烯系弹性体占第三膜层的重量组份为5％-20％，且第二膜层设置在第一膜层与第三膜层之间。

附图说明

图1根据本发明所揭露的技术，表示底材设置在基膜上的俯视图。

图2根据本发明所揭露的技术，表示切割片胶膜的结构截面示意图。

图3根据本发明所揭露的技术，表示基膜的结构截面示意图。

图4根据本发明所揭露的技术，表示形成基膜的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术特征及优点，能更为相关技术领域人员所了解，并得以实施本发明，在此配合所附的图式、具体阐明本发明的技术特征与实施方式，并列举较佳实施例进一步说明。以下文中所对照的图式，为表达与本发明特征有关的示意，并未亦不需要依据实际情形完整绘制。而关于本案实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的技术内容，亦不再加以陈述。

首先，请参考图1，在图1中表示底材设置在切割片胶膜上的俯视图。在图1中，切割片胶膜10藉由黏胶(未在图中表示)设置在底材20的下表面上。此切割片胶膜10的目的在于:底材20在切割或是研磨的过程中，防止研磨或是切割底材20时所产生的切割粉屑对底材20造成污染，实现对底材 20的保护作用。在本发明的实施例中，底材20可以是半导体制程中的晶圆、芯片、或是要进行切割或是研磨的金属、有机材料或是无机材料。而在以下的实施例中，则是针对半导体制程中的晶圆或是芯片来举例说明。

另外，要说明的是，当底材20为半导体晶圆时，要对晶圆20进行切割时，可以将本发明所揭露的切割片胶膜10利用黏着层(未在图中表示)贴附在晶圆20的背面(即相反于主动面的那一面)，然后进行切割制程，将晶圆 20切割形成多个芯片202。

若要对晶圆进行研磨时，为了保护晶圆20的主动面，则可以将切割片胶膜10设置在晶圆20的主动面上，然后将晶圆20上下表面倒置，针对晶圆20的下表面(即背面)进行研磨，其优点在于，本发明所揭露的切割片胶膜10具有良好的回弹性，因此在研磨的过程中，由于研磨设备设置在晶圆 20的下表面之后，具有一个朝向下方(由研磨设备朝向晶圆20的主动面)的压力(或称应力)，由于本发明所揭露的切割片胶膜10本身材质具有回弹性及扩张性，因此当研磨设备施加于晶圆20的下表面的压力传达到基膜10时，藉由切割片胶膜10的回弹性和扩张性可以将此向下的应力释放，使得晶圆 20在研磨的过程中不需要担心研磨设备所施加于晶圆20的应力会造成晶圆 20的破损，而解决了现有技术中，以一般不具有回弹性或是回弹性不佳的塑料膜片来贴附在晶圆20的主动面上，在研磨的过程中若塑料膜片无法释放来自于研磨设备向下的压力，则有可能会造成塑料膜片及/或晶圆20破裂，而损害晶圆20。

另外，在图1中，设置在底材20下方的基膜10的尺寸大小刻意绘制较大是为了方便说明和容易理解，然而切割片胶膜10的实际大小及形状并不会影响本发明的实质所要解决技术问题的技术特征。

接着，请参考图2。图2是根据本发明所揭露的技术，表示切割片胶膜的结构截面示意图。在图2中，切割片胶膜10由下往上依序包含基膜110、胶层120及离型膜(亦称剥离膜)130，其中胶层120由溶剂型热固压克力胶、硬化剂及UV光起始剂所组成；离型膜(releasefilm)130可以使用拉伸聚酯 (BOPET)、拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(BOPEN)、拉伸聚丙烯(BOPP)、聚丁二烯膜、聚甲基戊烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯共聚物膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯膜、聚氨酯膜、乙烯乙酸乙烯酯膜、离聚物树脂膜、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物膜、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜、聚酰亚胺膜或是氟树脂膜等耐高温的材料。而加工步骤则是先将胶层120涂布在离型膜130上，然后再将胶层120的另一面与基膜110对贴，藉此来形成切割片胶膜10，以下则是对切割片胶膜10中的基膜110做详细的说明。

请参考图3，图3是根据本发明所揭露的技术，表示切割片胶膜中的基膜的结构截面示意图。在图3中，基膜110主要由三层膜层所构成，其中第一膜层1104为由聚烯烃聚合物和苯乙烯系弹性体组成，聚烯烃聚合物占第一膜层1104的重量组份为95％-80％及苯乙烯系弹性体占第一膜层1104的重量组份为5％-20％。第二膜层1102，由聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物组成，其中聚烯烃聚合物占第二膜层1102的重量组份为30％-70％及烯烃嵌段共聚物占第二膜层1102的重量组份为70％-30％。第三膜层1106，同样由聚烯烃聚合物和苯乙烯系弹性体组成，其中聚烯烃聚合物占第三膜层1106的重量组份为95％-80％及苯乙烯系弹性体占第三膜层1106的重量组份为5％-20％，且第二膜层1102设置在第一膜层1104与第三膜层1106之间，其中第一膜层1104、第二膜层1102及第三膜层1106中的聚烯烃聚合物的密度范围0.87 g/cm³-0.97g/cm³。

由上述组成可以得知，第一膜层1104与第三膜层1106是具有相同的材料和相同的组成，其中，构成第一膜层1104与第三膜层1106的苯乙烯系弹性体为苯乙烯－乙烯/二烯块状共聚物(SBS)或是苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物(SEBS)，在本发明的较佳实施例中为了让基膜110具有良好的回弹性及扩张性，采用苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物(SEBS)为较佳的选择。而构成第一膜层1104及第三膜层1106的烯烃嵌段共聚物聚烯烃系弹性体则是为低密度聚丙烯(LDPE，Low density Polyethylene)。

而在基膜110的第二膜层1102的聚烯烃聚合物为低密度聚丙烯(LDPE)，而聚烯烃系弹性体则是由陶氏化学(Dow Chemical Company)所制造的 INFUSE^TM，其为烯烃嵌段共聚物。具体来说烯烃嵌段共聚物(OBC，olefin block copolymer)，其熔体指数(melt index)在每2.16Kg在温度为190℃的条件下则为0.5-1、5-15或是15-30(g/10min)、密度范围为0.866g/cm³-0.887g/cm³及其熔点(melting point)范围为118℃-122℃。由于第二膜层1102中的烯烃嵌段共聚物具有耐热性、抗磨损性、弹性恢复以及在高低温压缩变形性能较佳，对于本发明所揭露的基膜10来说，可提高整体的回弹性及缩变形性能，然而第二膜层1102本身具有较高的黏着性，目前大多都应用在汽车材料、胶带或是熔融黏着剂，并未将烯烃嵌段共聚物 (OBC)应用于切割或研磨的底材的基膜，但也由于第二膜层1102本身具有较高的黏着性，与第一膜层1104及第三膜层1106结合时，无需要再额外使用其他黏着层。

另外，在本发明所揭露的基膜110具有紫外光高穿透率，基膜110在 350nm-400nmUV光波长的穿透率至少70％，也就是说当具有基膜110的切割片胶膜10藉由胶层120无论是贴附在底材20的上表面或是下表面时，藉由紫外光(UV light)的照射之后，就可以轻易的由底材20的上表面或是下表面移除，而不会残留在底材20的上表面或是下表面。

接着请参考图4。图4是表示本发明形成基膜110的步骤流程图，在说明基膜110的形成步骤时也同时配合图3一同来说明。

步骤40，提供形成第一膜层1104及第三膜层1106的聚烯烃聚合物及苯乙烯系弹性体。其中，聚烯烃聚合物可以是低密度聚丙烯，占第一膜层1104 及第三膜层1106的重量组份为95％-80％以及苯乙烯系弹性体可以是苯乙烯－乙烯/二烯块状共聚物(SBS)或是苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物 (SEBS)，其占第一膜层1104及第三膜层1106的重量组份为5％-20％，在本发明的较佳实施例中，采用苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物(SEBS)来做为弹性体的主要成份。

接着，步骤42，执行混炼步骤，将形成第一膜层1104及第三膜层1106 的聚烯烃聚合物及苯乙烯系弹性体按照步骤40的重量组份的比例经过混合后进行混炼造粒。于本发明的实施例中，混炼步骤是利用螺杆混炼机来达成，为了是要聚烯烃聚合物及苯乙烯系弹性体充份的混合均匀，于此步骤中，螺杆混炼机可以是单螺杆混炼机或是双螺杆混炼机，在本发明的较佳实施例中是利用双螺杆混炼机来完成步骤42。

紧接着，步骤44，执行造粒步骤。对于前述步骤42所形成的混合物进行造粒以形成多颗塑料粒子。在此步骤44中，利用常见的塑料造粒(或是称为塑料抽粒)的方式，先将对聚烯烃聚合物及苯乙烯系弹性体的混合物置于料桶中，经加热后将聚烯烃聚合物及苯乙烯系弹性体的混合物经由挤压而形成条状，此步骤即是所谓的抽丝。接着，再将这些条状的塑料经过冷却步骤，最后把这些条状的塑料切割成一颗一颗的塑料粒子，即完成造粒步骤。

接下来，步骤46，提供形成第二膜层1102的聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物，其中聚烯烃聚合物占第二膜层1102的重量组份为30％-70％及烯烃嵌段共聚物占第二膜层1102的重量组份为70％-30％。

接着，步骤48，对形成第二膜层1102的聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物执行混炼步骤。与前述步骤42相同，将形成第二膜层1102的聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物按照步骤46的重量组份的比例经过混合后进行混炼造粒。同样的，在聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物的混炼步骤中也是利用螺杆混炼机来达成，为了是要聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物充份的混合均匀，于此步骤中，螺杆混炼机可以是单螺杆混炼机或是双螺杆混炼机，在本发明的较佳实施例中是利用双螺杆混炼机来完成步骤48。

紧接着，步骤50，对聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物的混合物执行造粒步骤。于此步骤50与先前步骤44相同。利用常见的塑料造粒(或是称为塑料抽粒)的方式，先将对聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物的混合物置于料桶中，经加热后将聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物的混合物经由挤压而形成条状，此步骤即是所谓的抽丝。接着，再将这些条状的塑料(聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物的混合物)经过冷却步骤，最后把这些条状的塑料切割成一颗一颗的塑料粒子，即完成造粒步骤。

步骤52，执行挤出成膜制程，以形成具有三层膜层的基膜。将前述步骤 44完成造粒、且要形成第一膜层1104及第三膜层1106的塑料粒子与步骤 50完成造粒、且要形成第二膜层1102的塑料粒子，分别通入三台不同的挤出机进行挤出成膜，使得组份为聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物的第二膜层 1102在组份为聚烯烃聚合物及苯乙烯系弹性体的第一膜层1104及第三膜层 1106之间，以形成本发明中具有三层膜层的基膜110。

因此，根据以上所述，可以得知，本发明所揭露的基膜110有以下优点: 对于晶圆20的主动面进行切割所预设的尺寸大小，因此基膜110最好是具有不会产生切割粉屑的材质。第二、基膜110可以扩张含盖整个晶圆20，因此基膜110需要有良好的扩张性。第三、基膜110具有良好的UV光穿透率，容易解胶移除不会有残留。当完成切割步骤之后，对于基膜10照射紫外光 (UV light)进行解胶，而由晶圆20的背面(下表面)上顺利移除。第四、基膜110具有良好的回弹性。当完成晶圆切割步骤之后，形成多个芯片，对于每一个芯片利用针向上顶起，而可以提取(pick up)芯片202(如图1所示)，而基膜10本身具有缩变形性能可以慢慢的回复该基膜10在切割前的形状。因此，聚烯烃聚合物可以提供扩张性，苯乙烯系弹性体及烯烃嵌段共聚物提供的回弹性与抑制切割粉屑。而苯乙烯系弹性体及烯烃嵌段共聚物的种类与含量则是决定能否具有高UV穿透率，使得基膜110除了让UV光照射并具有高穿透率而可以由底材20上解胶而移除。所以本发明所揭露的具有三层膜层的基膜110同时具有良好的回弹性及扩张性，应用于底材20的切割或是研磨制程，特别是晶圆的切割或是研磨制程，不会产生切割粉屑而污染切割后的芯片或是经过研磨后的晶圆，提高芯片的良率之外，所使用的材料及成份在回收之后，也不会有大量的毒气产生，造成环境污染。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明之权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域之专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本发明所揭示之精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims

1.一种基膜，应用于底材的切割制程或是研磨制程，其特征在于，所述基膜包括:

第一膜层，由聚烯烃聚合物和苯乙烯系弹性体组成，其中所述聚烯烃聚合物占所述第一膜层的重量组份为95％-80％及所述苯乙烯系弹性体占所述第一膜层的重量组份为5％-20％；

第二膜层，由聚烯烃聚合物和烯烃嵌段共聚物组成，其中所述聚烯烃聚合物占所述第二膜层的重量组份为30％-70％及所述烯烃嵌段共聚物占所述第二膜层的重量组份为70％-30％；以及

第三膜层，由聚烯烃聚合物和苯乙烯系弹性体组成，其中所述聚烯烃聚合物占所述第三膜层的重量组份为95％-80％及所述苯乙烯系弹性体占所述第三膜层的重量组份为5％-20％，且所述第二膜层设置在所述第一膜层与所述第三膜层之间。

2.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述第一膜层及所述第三膜层的所述苯乙烯系弹性体为苯乙烯－乙烯/二烯块状共聚物(SBS)或是苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物(SEBS)。

3.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述第一膜层及所述第三膜层的所述聚烯烃系聚合物的密度为0.87g/cm³-0.97g/cm³。

4.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述第二膜层的所述聚烯烃聚合物的密度为0.87g/cm³-0.97g/cm³。

5.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述第二膜层的所述烯烃嵌段共聚物的熔体指数(melt index)为0.5-1、5-15或是15-30(g/10min)。

6.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述第二膜层的所述烯烃嵌段共聚物的密度范围为0.866g/cm³-0.887g/cm³。

7.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述第二膜层的所述烯烃嵌段共聚物的熔点(melting point)范围为118℃-122℃。

8.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述基膜设置在所述底材的任一表面上。

9.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述基膜在350nm-400nm UV光波长的穿透率至少70％。

10.如权利要求1所述的基膜，其特征在于，所述底材为晶圆、电路板、无机材料或是有机材料。