CN111655811B - 用于暂时附接的粘合剂片以及使用其制造半导体器件的方法 - Google Patents

用于暂时附接的粘合剂片以及使用其制造半导体器件的方法 Download PDF

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Abstract

本公开内容涉及用于暂时附接的粘合剂片以及用于使用其制造半导体器件的方法,所述粘合剂片耐热性优异,并且即使当在半导体制造过程期间经受高温过程时也可以实现足够的粘合强度,并且在剥离步骤中可以表现出足够的由光固化引起的粘合强度降低。

Description

用于暂时附接的粘合剂片以及使用其制造半导体器件的方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0042889号和于2019年3月26日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0034620号的申请日的权益,其全部内容通过引用并入本文。
本公开内容涉及用于暂时附接的粘合剂片以及使用其制造半导体器件的方法。
背景技术
近来,电子器件的朝向小型化、薄化、和更高容量的趋势扩大,并且对半导体封装的较高密度和高集成化的需求迅速增加。为了反映这一点,半导体芯片的尺寸逐渐增加,同时芯片的厚度变得更薄。
薄半导体芯片具有在制造过程期间难以处理的问题。因此,应用使用粘合剂片等将薄半导体芯片暂时附接,以暂时附接的状态加工、处理并输送半导体芯片的方法。
然而,由于在半导体制造过程中在高温条件下进行多个过程,因此需要粘合剂片的高耐热性使得在该过程期间不发生诸如粘合强度降低的问题。此外,在完成一系列步骤之后的将附接的薄半导体芯片分离的步骤中,还需要足够的剥离力使得没有残余物等残留在表面上以不损坏半导体芯片。
近来,作为暂时粘合剂材料,使用其粘合强度通过紫外照射而降低的可紫外固化粘合剂。然而,在常规粘合剂的情况下,存在如下问题:粘合剂中的添加剂例如光引发剂在高温过程中热分解、或者由于添加剂的迁移现象而使在剥离阶段中的粘合强度降低不足。
因此,为了使粘合剂片用于暂时附接,需要开发能够以优异水平满足粘合强度、耐热性、和剥离力中的全部的粘合剂片。
发明内容
技术问题
本公开内容的一个目的是提供用于暂时附接的粘合剂片,所述粘合剂片耐热性优异,并且即使当在制造半导体的过程期间经受高温过程时也可以实现足够的粘合强度,并且在剥离步骤中可以表现出足够的由光固化引起的粘合强度降低。
本公开内容的另一个目的是提供使用上述用于暂时附接的粘合剂片制造半导体器件的方法。
技术方案
根据本公开内容的一个方面,提供了用于暂时附接的粘合剂片,其包括:基底膜,所述基底膜在23℃下以300mm/分钟的速率拉伸时的在机器方向(machine direction,MD)上的伸长率为200%或更大;以及粘合剂层,所述粘合剂层包含具有光反应性官能团的粘结剂树脂、在300nm或更大的波长处具有活性的光引发剂、和多官能交联剂,其中用光照射经热处理的粘合剂层之后测量的粘合强度(A2)相对于在90℃至150℃的温度下对粘合剂层进行热处理之后测量的初始粘合强度(A1)的比率为30%或更小。
根据本公开内容的另一个方面,提供了用于制造半导体器件的方法,所述方法包括以下步骤:将用于暂时附接的粘合剂片的粘合剂层附接至半导体器件的预定部分;使附接有粘合剂片的半导体器件经受预定过程;在预定过程之后用紫外光照射用于暂时附接的粘合剂片的基底膜;以及将用于暂时附接的粘合剂片从半导体器件分离。
在下文中,将详细描述根据本公开内容的实施方案的用于暂时附接的粘合剂片以及使用其制造半导体器件的方法。
在整个说明书中除非另有说明,否则本文中所使用的技术术语仅用于描述具体实施方案,并不旨在限制本公开内容。
除非上下文另外明确指出,否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式。
本文中使用的术语“包括”或“包含”指定特定特征、区域、整数、步骤、动作、要素、和/或组分,但不排除存在或添加不同的特定特征、区域、整数、步骤、动作、要素、组分、和/或组。
包括序数例如“第一”、“第二”等的术语仅用于将一个组分与另外的组分区分的目的,并不受所述序数限制。例如,在不脱离本公开内容的范围的情况下,第一组分可以称为第二组分,并且类似地,第二组分可以称为第一组分。
作为本发明人进一步研究的结果,发现在用于半导体制造过程中的用于暂时附接的粘合剂片中,基底膜由具有优异的拉伸特性和紫外透射率的耐热性聚合物形成,并且粘合剂层由能够在基底膜的透射波长区域中引发光聚合的特定组分形成,从而在半导体制造过程期间实现优异的粘合强度,并且即使当经受高温过程时,也在剥离步骤中表现出足够的由光固化引起的粘合强度降低效果。因此,发现半导体制造过程的效率得到改善并且所制造的半导体的品质优异。
I.用于暂时附接的粘合剂片
根据本发明的一个实施方案,提供了用于暂时附接的粘合剂片,其包括基底膜和粘合剂层,其中用光照射经热处理的粘合剂层之后测量的粘合强度(A2)相对于在90℃至150℃的温度下对粘合剂层进行热处理之后测量的初始粘合强度(A1)的比率为30%或更小。
优选地,用光照射经热处理的粘合剂层之后测量的粘合强度(A2)相对于在90℃至150℃的温度下对粘合剂层进行热处理之后测量的初始粘合强度(A1)的比率(R)可以如以下一般式1所限定。
[一般式1]
R(%)=A2'*100/A1'
在一般式1中,A1’为在100℃下热处理3小时之后测量的粘合剂层的粘合强度,以及
A2’为用200nm至500nm的复合波长区域中的紫外光以100mJ/cm2至1000mJ/cm2的强度照射经热处理的粘合剂层之后测量的粘合剂层的粘合强度。
粘合剂层的粘合强度比率(R)是用于即使在制造半导体的过程中的高温条件下也实现优异的粘合强度并且在剥离步骤中表现出足够的由光固化引起的粘合强度降低效果的指数。当根据本公开内容的用于暂时附接的粘合剂片满足30%或更小的上述粘合强度比率(R)的值时,其可以应用于半导体制造过程,从而显著改善过程的效率并且制造高品质半导体。粘合强度比率R可以通过调节粘合剂层的材料、粘合剂层的过程条件等来获得。
在本公开内容中,当粘合强度比率R大于30%时,无法实现足够的由光固化引起的剥离力效应。在这种情况下,存在的问题是在目标半导体的表面上可能存在粘附残余物、或其可能引起半导体的损坏。优选地,上述变化的比率可以为20%或更小,优选地为15%或更小,并且更优选地为10%或更小。
基底膜
根据本公开内容的一个实施方案的基底膜在制造半导体的过程中的高温条件下不引起劣化或变形,并且其为拉伸特性优异并因此可以容易地应用于拾取过程的伸长率为200%或更大的材料。
在本公开内容中,基底膜在23℃下以300mm/分钟的速率拉伸时,满足在机器方向(MD)上的伸长率为200%或更大。当伸长率小于200%时,拾取过程的成功率可能显著降低。在本公开内容中,基底膜的伸长率可以优选地满足250%或更大,并且更优选地300%或更大。
在本公开内容中,基底膜可以包含选自以下的一种或更多种聚合物化合物:聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物,和聚对苯二甲酸丁二醇酯。优选地,基底膜可以包含聚烯烃、或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
在本公开内容中,当基底膜包含两种或更多种聚合物的混合物时,其包括具有其中各自包含上述聚合物的膜层合成两个或更多个层的结构的膜、和包含上述聚合物中的两者或更多者的单层膜二者。
此外,基底膜包含上述耐热性聚合物组分,并且同时,满足在300nm或更大的波长处的透射率为50%或更大,从而使下述粘合剂层中的光引发剂容易地引发光聚合反应。
当基底膜在300nm或更大的波长处的透射率小于50%时,粘合剂层的光引发剂的光吸收不足并因此在分离粘合剂片的步骤中粘合强度的降低可能不足。
基底膜的厚度没有特别限制,并且通常可以形成至5μm至500μm的厚度,并且优选地,其可以形成至10μm至300μm或50μm至100μm的厚度。在这种情况下,其可以在半导体的高温过程中进行支撑,并且其可以在粘合剂片的剥离步骤中没有损坏地剥离。
可以在不影响本公开内容期望的效果的范围内使基底膜经受另外的处理以改善性能。例如,可以对基底膜的表面进行常规的物理处理或化学处理例如哑光处理、电晕放电处理、底漆处理、和交联处理。
粘合剂层
根据本公开内容的一个实施方案的粘合剂层可以形成在基底膜的一个表面上,并且由满足上述粘合强度比率(R)的特定材料形成。根据本公开内容,粘合剂层由由于热而实现优异的粘合强度并且通过紫外照射而表现出优异的粘合强度降低效果的材料形成。特别地,通过使用与特定光引发剂组合的具有光反应性官能团的粘结剂树脂,即使当波长从相对低透射率的基底膜透射时也可以实现优异的光引发效率,并且即使在高温过程之后也可以实现优异的粘合强度降低效果。
根据本公开内容,由于粘合剂层包括包含具有光反应性官能团的粘结剂树脂和在300nm或更大的波长处具有活性的光引发剂的粘合剂层,因此上述组分的组合即使在高温条件下也可以在半导体制造过程期间实现足够的粘合强度,并且在剥离步骤中由于光固化可以容易地降低粘合强度。
根据本公开内容,粘合剂层可以通过使用用于形成包含上述组分的粘合剂层的组合物来形成。
在本公开内容中,具有光反应性官能团的粘结剂树脂包含彼此不同的两种或更多种类型的丙烯酸类重复单元,并且根据特定的接枝共聚物结构,即使在高温过程中也可以实现优异的粘合稳定性。
在本公开内容中,粘结剂树脂包含:含有苯甲酰基苯基的第一基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元,和含有选自羟基、羧基和含氮官能团中的一个或更多个官能团的第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元。
在本公开内容中,第一(甲基)丙烯酸酯重复单元的苯甲酰基苯基通过紫外照射产生自由基以引发固化反应,并且使得即使在高温过程之后也可以实现稳定的粘合强度降低效果。苯甲酰基苯基可以意指由以下化学式1表示的官能团。
[化学式1]
Figure GDA0002594063450000061
一个或更多个苯甲酰基苯基可以取代在第一基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元中。
第一基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元可以衍生自通过具有苯甲酰基苯基的化合物与基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的加成反应所获得的单体。其具体实例包括苯甲酰基苯基甲基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基正丙基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基异丙基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基正丁基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基叔丁基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基仲丁基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基戊基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基2-乙基丁基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基正辛基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基异辛基(甲基)丙烯酸酯、苯甲酰基苯基异壬基(甲基)丙烯酸酯等,但不限于此。
在本公开内容中,第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元由于诸如羟基、羧基、和含氮官能团的结构而可以实现交联结构,从而通过三维交联结构改善粘合剂的内聚力,并且在半导体制造过程期间可以表现出足够的粘合强度。
羟基、羧基、和含氮官能团中的一者或更多者可以取代在第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元中。
第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元可以衍生自含有羟基的基于(甲基)丙烯酸酯的单体,并且这样的单体的实例包括(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙二醇酯等。
第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元可以衍生自含有羧基的基于(甲基)丙烯酸酯的单体,并且这样的单体的实例包括(甲基)丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸等。
第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元可以衍生自含有含氮官能团的基于(甲基)丙烯酸酯的单体,并且这样的单体的实例包括(甲基)丙烯腈、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺等。
根据本公开内容,20mol%至95mol%的第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元可以包含可光聚合的基于(甲基)丙烯酸酯的侧链。可光聚合的基于(甲基)丙烯酸酯的侧链可以衍生自能够与第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元的羟基、羧基、和含氮官能团结合的可光聚合化合物,并且具体地,其可以衍生自具有异氰酸酯基或环氧基的化合物。
可光聚合化合物的具体实例包括能够与羟基反应的化合物,例如(甲基)丙烯酰氧基异氰酸酯、(甲基)丙烯酰氧基甲基异氰酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基异氰酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基异氰酸酯、间丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯、甲基丙烯酰基异氰酸酯、或烯丙基异氰酸酯;通过使二异氰酸酯化合物或多异氰酸酯化合物与(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯反应所获得的丙烯酰基单异氰酸酯化合物;通过使二异氰酸酯化合物或多异氰酸酯化合物与多元醇化合物和(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯反应所获得的丙烯酰基单异氰酸酯化合物;等等。此外,作为能够与羧基反应的化合物,可以提及选自(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚等中的一者或更多者,但不限于此。
当可光聚合的基于(甲基)丙烯酸酯的侧链取代小于20mol%的第二(甲基)丙烯酸酯重复单元时,存在由紫外照射引起的剥离力的降低不足的可能性,而当其通过大于95mol%的第二(甲基)丙烯酸酯重复单元取代时,存在在紫外照射之前粘合剂的内聚力降低的可能性。
在本公开内容中,除了上述第一基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元和第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元之外,具有光反应性官能团的粘结剂树脂还可以包含另外的基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元。
例如,作为不含如上所述的特定官能团的重复单元,可以为衍生自脂族(甲基)丙烯酸酯、脂环族(甲基)丙烯酸酯、芳族(甲基)丙烯酸酯等的重复单元。
脂族(甲基)丙烯酸酯可以为含有具有1至20个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,并且其具体实例可以为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯等。
脂环族(甲基)丙烯酸酯可以为含有具有3至30个碳原子的环烷基的(甲基)丙烯酸环烷基酯等,并且其具体实例可以为丙烯酸异冰片酯(IBOA)、丙烯酸三甲基环己酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸二环戊酯、甲基丙烯酸二环戊烯酯、甲基丙烯酸二环戊烯氧基酯等。
芳族(甲基)丙烯酸酯可以为含有具有6至30个碳原子的芳基的(甲基)丙烯酸烷基酯,并且其具体实例可以为(甲基)丙烯酸苯基羟基丙酯、邻苯基苯酚EO(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯基苯氧基丙基酯、苯酚EO(甲基)丙烯酸酯等。
在本公开内容中,具有光反应性官能团的粘结剂树脂的重均分子量可以为100,000g/mol至30,000,000g/mol,并且优选400,000g/mol至2,000,000g/mol。当粘结剂树脂具有在上述范围内的重均分子量时,其表现出适当的涂覆特性和内聚力,并因此不发生诸如在剥离步骤中在被粘物上留下残余物的问题,这是优选的。
在本公开内容中,光引发剂为在300nm或更大的波长处具有活性的组分,并且为在从上述基底膜透射的波长处引发光聚合以容易地降低粘合剂层的粘合强度的组分。
光引发剂的实例可以为双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、1-羟基-环己基-苯基-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮、2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、氧基-苯基-乙酸2-[2-氧代-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯、氧基-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、噻吨酮等,并且优选地,可以使用双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦。这些可以单独或以两者或更多者的组合使用。当光引发剂由上述组分形成时,由于透过本公开内容的基底膜的紫外光引起的活性优异。
在本公开内容中,基于100重量份的具有光反应性官能团的粘结剂树脂,光引发剂可以以0.1重量份至40重量份、优选1重量份至20重量份的量包含在内。当光引发剂以上述含量范围包含在内时,可以引起有效的固化反应以防止由固化之后的剩余组分引起的物理特性等的劣化。
在本公开内容中,粘合剂层还可以包含多官能交联剂。
在本公开内容中,多官能交联剂为赋予粘合剂层内聚力的组分,并且其实例包括选自以下的一种或更多种化合物:基于异氰酸酯的化合物、基于氮丙啶的化合物、基于环氧的化合物、和基于金属鳌合物的化合物。可以没有特别限制地使用基于异氰酸酯的化合物、基于氮丙啶的化合物、基于环氧的化合物和基于金属螯合物的化合物,只要其为通常用于本领域中的化合物即可。
在本公开内容中,基于100重量份的具有光反应性官能团的粘结剂树脂,交联剂可以以0.1重量份至30重量份、优选1重量份至10重量份的量包含在内。当交联剂的量小于0.1重量份时,粘合剂层的内聚力可能不足,而当交联剂的量大于40重量份时,粘合剂层不能确保在光固化之前足够的粘合强度,并因此可能发生剥离现象等。
在基底膜上形成包含如上所述的组分的粘合剂层的方法没有特别限制,例如,可以使用将用于形成本公开内容的粘合剂层的组合物直接涂覆在基底膜上以形成粘合剂层的方法,或者将用于形成本公开内容的粘合剂层的组合物涂覆在可剥离基底上以形成粘合剂层,并利用可剥离基底将粘合剂层转移到基底膜上的方法等。
在这种情况下,对用于形成粘合剂层的粘合剂组合物进行涂覆和干燥的方法没有特别限制,例如,可以使用如下方法:将包含各组分的组合物原样涂覆,或者将组合物稀释在合适的溶剂中并通过已知的装置例如逗号涂覆机、凹版涂覆机、模涂覆机、或反向涂覆机等将其涂覆,然后在60℃至200℃的温度下将溶剂干燥10秒至30分钟。此外,上述过程还可以包括老化过程以进行粘合剂的充分的交联反应。
粘合剂层的厚度没有特别限制,但是例如,粘合剂层通常可以形成为5μm至100μm的厚度。当粘合剂层在上述厚度范围内形成时,其可以在半导体的高温过程中进行支撑,并且可以在粘合剂片的剥离步骤中没有损坏地进行剥离。
在本公开内容中,粘合剂层由两个层构成,粘合剂层形成在基底膜的各表面上,以及粘合剂片还包括在粘合剂层的其上未形成基底膜的表面上的离型膜。
在本公开内容中,还可以包括形成在粘合剂层上的离型膜,具体地,还可以包括在粘合剂层的其上未形成基底膜的一个表面上的离型膜。可以使用的离型膜的实例包括选自以下的一种或更多种塑料膜:聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚四氟乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、氯乙烯共聚物膜、聚酰亚胺膜等。
可以用基于醇酸树脂的脱模剂、基于有机硅的脱模剂、基于氟的脱模剂、基于不饱和酯的脱模剂、基于聚烯烃的脱模剂、或基于蜡的脱模剂中的一者或更多者使如上所述的离型膜的表面经受脱模处理。其中,特别优选具有耐热性的基于醇酸树脂的脱模剂、基于有机硅的脱模剂、或基于氟的脱模剂。
离型膜通常可以以10μm至500μm、优选20μm至200μm的厚度形成,但不限于此。
根据本公开内容的用于暂时附接的粘合剂片可以用作用于半导体加工的保护膜、载体膜、或用于拾取过程的膜。特别地,当应用于用于拾取过程的膜时,由于基底膜的优异的拉伸特性和粘合剂层的低剥离力特性,可以显著地改善切割物的拾取成功率。
此外,根据本公开内容的用于暂时附接的粘合剂片可以包括一个或更多个粘合剂层,从而可以形成在基底膜的一个表面或两个表面上。
此外,用于制造用于暂时附接的粘合剂片的方法没有特别限制,例如,可以使用在基底膜上顺序地形成粘合剂层和离型膜(根据需要)的方法、或者单独制造具有形成在基底膜上的粘合剂层的离型膜然后将离型膜层合的方法等。
层合方法没有特别限制,例如,可以使用热辊层合法或层合压制法。其中,就连续过程可能性和效率而言,优选热辊层合法。热辊层合法可以在10℃至100℃的温度下在0.1Kgf/cm2至10Kgf/cm2的压力下进行,但不限于此。
图1和2示出了根据本公开内容的一个实施方案的用于暂时附接的粘合剂片10的截面图。
参照图1(a),根据本公开内容的实施方案的用于暂时附接的粘合剂片10可以具有其中层合有基底膜100和粘合剂层200的结构。
当粘合剂片10应用于半导体制造过程时,粘合剂层200的其上未形成基底膜100的表面200(a)可以附接至半导体器件的预定部分。
参照图1(b),根据本公开内容的一个实施方案的用于暂时附接的粘合剂片10可以具有其中顺序地层合有基底膜100、粘合剂层200、和离型膜300的结构。
当粘合剂片10应用于半导体制造过程时,离型膜300从粘合剂层200剥离,然后粘合剂层200的离型膜300从中剥离的一个表面可以附接至半导体器件的预定部分。
参照图2(a),根据本公开内容的一个实施方案的用于暂时附接的粘合剂片10可以具有其中在基底膜100的各表面上形成有第一粘合剂层210和第二粘合剂层220的结构。
在这种情况下,第一粘合剂层210、基底膜100、和第二粘合剂层220可以顺序地层合。
当粘合剂片10应用于半导体制造过程时,任一粘合剂层的其上未形成基底膜100的表面可以附接至半导体器件的预定部分。例如,第二粘合剂层220的其上未形成基底膜100的表面220(a)可以附接至半导体器件的预定部分。
参照图2(b),根据本公开内容的一个实施方案的用于暂时附接的粘合剂片10可以具有其中可以顺序地层合有第一离型膜310、第一粘合剂层210、基础膜100、第二粘合剂层220、和第二离型膜320的结构。
当粘合剂片10应用于半导体制造过程时,第一离型膜310和第二离型膜320从第一粘合剂层210和第二粘合剂层220剥离,并且第一粘合剂层210和第二粘合剂层220的第一离型膜310和第二离型膜320从中剥离的一个表面可以附接至半导体器件的预定部分。
随后,在粘合剂片10的剥离步骤中,可以通过用紫外光照射第一粘合剂层210并穿过下部基底膜100来使第二粘合剂层220光固化。因此,粘合剂层的粘合强度降低,并且用于暂时附接的粘合剂片10可以容易地从半导体器件剥离。
II.用于制造半导体器件的方法
根据本公开内容的另一个实施方案,提供了使用上述用于暂时附接的粘合剂片来制造半导体器件的方法。
通常,制造半导体器件的方法包括在高温条件下进行的步骤,并且在这种情况下,存在基底膜和粘合剂层热分解或者粘合剂层中包含的添加剂等分离的问题。在这种情况下,在制造半导体的过程期间可能无法实现足够的粘合强度,或者在剥离步骤中无法实现足够的由于粘合剂片的光固化而产生的粘合强度降低。
根据本公开内容的用于暂时附接的粘合剂片由具有UV透明性的材料形成基底膜,或者由能够改善在基底膜的透射波长区域中的光聚合的引发和反应性的特定组分形成粘合剂层,从而改善以上提及的全部问题。因此,已发现半导体制造过程的效率改善并且所制造的半导体的品质优异。
根据本公开内容的另一个方面的用于制造半导体器件的方法包括以下步骤:将用于暂时附接的粘合剂片的粘合剂层附接至半导体器件的预定部分;使附接有粘合剂片的半导体器件经受预定步骤;在预定过程之后用紫外光照射用于暂时附接的粘合剂片的基底膜;以及将用于暂时附接的粘合剂片从半导体器件分离。
与用于暂时附接的粘合剂片相关的内容包括全部上述内容,并且作为用于制造半导体器件的方法,可以没有任何特别限制地使用公知的制造方法等,不同之处在于以下描述的详细过程条件。
在根据本公开内容的另一个方面的用于制造半导体器件的方法中,照射紫外光的步骤是这样的步骤:引发粘合剂层的光固化,从而由于粘合剂层的粘合强度降低而使粘合剂片能够容易地从半导体器件剥离。
在根据本公开内容的一个实施方案的用于制造半导体器件的方法中,当用于暂时附接的粘合剂片还包括离型膜时,所述方法还可以包括,在将粘合剂片的粘合剂层附接至半导体器件的预定部分之前,将离型膜从粘合剂层剥离。
已发现,基于上述方法,半导体器件的制造过程的效率得到改善并且所制造的半导体的品质优异。
有益效果
根据本公开内容的用于暂时附接的粘合剂片在半导体制造过程中具有适当的粘合强度,并且在过程完成之后可以通过光固化容易地降低粘合强度以促进剥离。
此外,根据本公开内容的用于暂时附接的粘合剂片耐热性优异,并且即使当应用于半导体制造过程并经受高温过程时,粘合剂片也可以在剥离步骤中表现出足够的由于光固化而产生的粘合强度降低。
特别地,当应用于用于拾取过程的膜时,由于基底膜的优异的拉伸特性和粘合剂层的低剥离力特性,可以大大改善切割物的拾取成功率。
附图说明
图1和2示意性地示出了根据本公开内容的一个实施方案的用于暂时附接的粘合剂片10的截面结构。
具体实施方式
给出优选实施例以帮助理解本发明。然而,呈现这些实施例仅用于举例说明目的,并且本发明的范围不限于此。
制备例:用于形成粘合剂层的组合物的制备
制备例1
将由75g丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)、5g 4-苯甲酰基苯基甲基丙烯酸酯和20g丙烯酸羟基乙酯(HEA)组成的单体混合物放入配备有冷却系统的反应器中以使实现氮气的回流和容易的温度控制。随后,基于100g单体混合物,向其中添加400pm作为链转移剂(chaintransfer agent,CTA)的n-DDM(正十二烷基硫醇)和100g作为溶剂的乙酸乙酯(EAc),并在注入氮气以除去反应器中的氧气的同时在30℃下彼此充分混合30分钟或更长。然后,使温度升高并保持在62℃,并向其中添加300ppm作为反应引发剂的V-60(偶氮双异丁腈)从而引发反应,然后聚合6小时以制备初级反应材料。
将24g 2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(MOI)(基于初级反应材料中的HEA为90mol%)和0.24g催化剂(DBTDL:二月桂酸二丁基锡)混合在初级反应材料中,并在40℃下反应24小时以将紫外固化基团引入到初级反应材料中的聚合物的侧链中,从而制备基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂树脂(a-1)。
将4g基于TDI的异氰酸酯固化剂和2g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基-氧化膦与100g基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂树脂(a-1)混合,从而制备用于形成粘合剂层的组合物(A-1)。
制备例2
将由20g丙烯酸乙酯、63g丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)、2g丙烯酸4-苯甲酰基苯酯和15g丙烯酸羟基乙酯(HEA)组成的单体混合物放入配备有冷却系统的反应器中以使实现氮气的回流和容易的温度控制。随后,基于100g单体混合物,向其中添加400pm作为链转移剂(CTA)的n-DDM(正十二烷基硫醇)和100g作为溶剂的乙酸乙酯(EAc),并在注入氮气以除去反应器中的氧气的同时在30℃下彼此充分混合30分钟或更长。然后,使温度升高并保持在62℃,并向其中添加300ppm作为反应引发剂的V-60(偶氮双异丁腈)从而引发反应,然后聚合6小时以制备初级反应材料。
将15g 2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(MOI)(基于初级反应材料中的HEA为76mol%)和0.15g催化剂(DBTDL:二月桂酸二丁基锡)混合在初级反应材料中,并在40℃下反应24小时以将紫外固化基团引入到初级反应材料中的聚合物的侧链中,从而制备基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂树脂(a-2)。
将5g基于TDI的异氰酸酯固化剂和3g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基-氧化膦与100g基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂树脂(a-2)混合,从而制备用于形成粘合剂层的组合物(A-2)。
制备例3
将4g基于TDI的异氰酸酯固化剂和3g作为光引发剂的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮与100g制备例1的基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂树脂(a-1)混合,从而制备用于形成粘合剂层的组合物(A-3)。
比较制备例1
将由80g丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)和20g丙烯酸羟基乙酯(HEA)组成的单体混合物放入配备有冷却系统的反应器中以使实现氮气的回流和容易的温度控制。随后,基于100g单体混合物,向其中添加400pm作为链转移剂(CTA)的n-DDM(正十二烷基硫醇)和100g作为溶剂的乙酸乙酯(EAc),并在注入氮气以除去反应器中的氧气的同时在30℃下彼此充分混合30分钟或更长。然后,使温度升高并保持在62℃,并向其中添加300ppm作为反应引发剂的V-60(偶氮双异丁腈)从而引发反应,然后聚合6小时以制备初级反应材料。
将24g 2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯(MOI)(基于初级反应材料中的HEA为90mol%)和0.24g催化剂(DBTDL:二月桂酸二丁基锡)混合在初级反应材料中,并在40℃下反应24小时以将紫外固化基团引入到初级反应材料中的聚合物的侧链中,从而制备基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂树脂(b-1)。
将4g基于TDI的异氰酸酯固化剂和2g作为光引发剂的双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基-氧化膦与100g基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂树脂(b-1)混合,从而制备用于形成粘合剂层的组合物(B-1)。
比较制备例2
将4g基于TDI的异氰酸酯固化剂与100g制备例1的基于(甲基)丙烯酸酯的粘结剂树脂(a-1)混合,从而制备用于形成粘合剂层的组合物(B-2)。
实施例和比较例
实施例1
将制备例1的用于形成粘合剂层的组合物(A-1)涂覆到经离型处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(38μm厚)上,然后在110℃下干燥3分钟以形成厚度为约30μm的粘合剂层。将形成的粘合剂层层合到100μm厚的基底膜(聚丙烯膜)上,然后使其经受老化以获得用于暂时附接的粘合剂片。
实施例2至3和比较例1至2
以与实施例1中相同的方式制备用于暂时附接的粘合剂片,不同之处在于应用下表1中所示的组分和用量。基底膜的伸长率(%)为当在23℃下以300mm/分钟的速率拉伸宽度为5mm且长度为40mm的试样时在MD(机器方向)上的伸长率。
[表1]
类别 基底膜(伸长率(%)) 粘合剂层
实施例1 聚丙烯(420) 制备例1(A-1)
实施例2 聚对苯二甲酸丁二醇酯(792) 制备例2(A-2)
实施例3 聚丙烯(420) 制备例3(A-3)
比较例1 聚丙烯(420) 比较制备例1(B-1)
比较例2 聚丙烯(420) 比较制备例2(B-2)
比较例3 聚萘二甲酸乙二醇酯(126) 制备例1(A-1)
实验例1:粘合强度和剥离强度的评估
对于根据实施例和比较例制备的用于暂时附接的粘合剂片,通过以下方法评估粘合强度和由光固化引起的剥离强度,并且结果示于下表2中。
将在实施例和比较例中制备的用于暂时附接的粘合剂片切割成25mm的宽度,然后使用2kg辊制备粘附至硅晶片的样品。
随后,制备经热处理的样品,将其放在100℃的热板上3小时以使与粘附至硅晶片的用于暂时附接的粘合剂片的基底表面接触。
(1)粘合特性的评估
使用由Stable Micro Systems制造的质构分析仪(Texture Analyzer)以300mm/分钟的速度和180度的角度测量粘合剂片的粘合强度(gf/25mm)
(2)剥离特性的评估
使如上制备的未经热处理的样品和经热处理的样品在300mJ/cm2(使用具有200nm至500nm的复合波长的汞灯)的强度的条件下在基底膜侧上经受紫外照射。对经照射的样品和未经照射的样品的特性进行测试,并且评估所获得的结果。
此外,通过以上测量的粘合强度通过以下一般式测量粘合强度比率(R)。
[一般式1]
R(%)=A2'*100/A1'
在一般式1中,A1’为在100℃下热处理3小时之后测量的粘合剂层的粘合强度,以及A2’为在热处理然后紫外照射之后测量的粘合剂层的粘合强度。
实验例2:拾取特性的评估
在将根据实施例和比较例制造的用于暂时附接的粘合剂片的离型膜剥离之后,在25℃的温度下将粘合剂层表面安装在镜面晶片(8英寸、80μm的厚度)中。接着,制备经热处理的样品,将其放在100℃的热板上3小时以使与附接至硅晶片的暂时附接粘合剂片的基底膜表面接触。
在以下条件下对经热处理的样品进行切割过程以具有10mm×10mm的芯片尺寸。随后,通过强度为300mJ/cm2的紫外光从基底膜表面照射切割样品以制备用于测量拾取特性的样品。
通过使用SPA-400(SHINKAWA)设备在以下条件下拾取所制备的样品,并且如下表2所示测量其成功率。
–切割条件–
设备:DFD-650(DISCO)
刀片类型:27HEBB(DISCO)
切割刀片高度(切割深度):80μm
切割速度:50mm/秒
刀片转速:40,000rpm
–拾取条件–
装置:SPA-400(SHINKAWA)
扩展高度:3mm
针数:10
针插入高度:0.2mm
针插入速度:10mm/秒
[表2]
Figure GDA0002594063450000171
从上表2确定,根据本公开内容制备的用于暂时附接的粘合剂片即使在热处理之后也具有小于30%的粘合强度比率(R),使得粘合剂片具有大的粘合强度降低并且可以被除去而没有残余粘合剂。相反地,在比较例1和2中,在热处理之后的粘合强度比率R为30%或更大并且粘合强度高,使得出现粘合剂残余物并且拾取成功率不足。确定在比较例3中,不仅具有低的粘合强度变化率,而且基底膜的拉伸特性不足并因此拾取过程是不可能的。
[符号说明]
10:用于暂时附接的粘合剂片
100:基底膜
200:粘合剂层
300:离型膜。

Claims (10)

1.一种用于暂时附接的粘合剂片,包括:
基底膜,所述基底膜在23℃下以300mm/分钟的速率拉伸时的在机器方向MD上的伸长率为200%或更大;以及
粘合剂层,所述粘合剂层包含具有光反应性官能团的粘结剂树脂、在300nm或更大的波长处具有活性的光引发剂、和多官能交联剂,
其中粘合强度A2相对于初始粘合强度A1的比率R为30%或更小,所述初始粘合强度A1是在90℃至150℃的温度下对所述粘合剂层进行热处理之后测量的,而所述粘合强度A2是用光照射经上述热处理的所述粘合剂层之后测量的,
其中所述粘结剂树脂包含:含有苯甲酰基苯基的第一基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元,和含有选自羟基、羧基和含氮官能团中的一个或更多个官能团的第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元,其中20mol%至95mol%的所述第二基于(甲基)丙烯酸酯的重复单元包含可光聚合的基于(甲基)丙烯酸酯的侧链。
2.根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片,其中粘合强度A2相对于初始粘合强度A1的比率R根据以下一般式1限定:
[一般式1]
R=A2’*100/A1’
其中,在一般式1中,A1’为在100℃下热处理3小时之后测量的所述粘合剂层的粘合强度,以及
A2’为用200nm至500nm的复合波长区域中的紫外光以100mJ/cm2至1000mJ/cm2的剂量照射经在100℃下热处理3小时的所述粘合剂层之后测量的所述粘合剂层的粘合强度。
3.根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片,其中所述基底膜在300nm或更大的波长处的透射率为50%或更大。
4.根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片,其中所述基底膜包含选自以下的一种或更多种聚合物化合物:聚丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚丁烯、聚丁二烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物,和聚对苯二甲酸丁二醇酯。
5.根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片,其中所述光引发剂为选自以下的一者或更多者:双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、1-羟基-环己基-苯基-酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、氧基-苯基-乙酸2-[2-氧代-2-苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯、氧基-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、和噻吨酮。
6.根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片,所述用于暂时附接的粘合剂片用作用于半导体加工的保护膜、载体膜、或用于拾取过程的膜。
7.根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片,还包括在所述粘合剂层的其上未形成所述基底膜的一个表面上的离型膜。
8.根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片,其中
所述粘合剂层形成在所述基底膜的一个表面上,以及
所述粘合剂片还包括形成在所述粘合剂层的其上未形成所述基底膜的一个表面上的离型膜。
9.根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片,其中
所述粘合剂层由两个层构成,
所述粘合剂层形成在所述基底膜的各表面上,以及
所述粘合剂片还包括在所述粘合剂层的其上未形成所述基底膜的表面上的离型膜。
10.一种用于制造半导体器件的方法,包括以下步骤:
将根据权利要求1所述的用于暂时附接的粘合剂片的粘合剂层附接至半导体器件的预定部分;
使附接有所述粘合剂片的所述半导体器件经受预定过程;
在所述预定过程之后用紫外光照射所述用于暂时附接的粘合剂片的基底膜;以及
将所述用于暂时附接的粘合剂片从所述半导体器件分离。
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