KR100751182B1 - 박막 웨이퍼의 다이싱용 다이 본드 필름의 제조방법 - Google Patents

박막 웨이퍼의 다이싱용 다이 본드 필름의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다이 본드 필름의 고정용 접착제층 위에 상부 점착제 필름의 상부 점착층을 적층하는 제 1 적층 단계, 상기 제 1 적층 단계에서 형성된 필름을 하프 컷팅하여 제거하는 제 1 제거 단계, 상기 제 1 제거 단계에서 형성된 필름 상에 하부 점착제 필름의 하부 점착층을 적층하는 제 2 적층 단계 ; 및 상기 제 2 적층 단계에서 형성된 필름을 링 프레임 크기에 맞게 하프 컷팅하여 제거하는 제 2 제거 단계를 포함하는 다이싱 다이 본드 필름의 제조방법, 그에 의해 제조된 다이싱 다이 본드 필름에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 칩 플라잉(chip flying)이 없고 픽업성이 우수한 다이싱 다이 본드 필름을 제조할 수 있다.
다이싱 다이 본딩 필름, 다이싱, 다이싱 테이프, 점착층, 칩플라잉, 고정용 접착제층

Description

박막 웨이퍼의 다이싱용 다이 본드 필름의 제조방법{METHOD FOR PREPARING DIE BOND FILM USEFUL FOR DICING OF THIN WAFER}
도 1은 종래의 다이싱 다이 본드 필름의 단면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의해 제조된 다이싱 다이 본드 필름의 단면 개략도이다.
도 3은 링 프레임 및 웨이퍼가 접착된 필름의 정면 개략도이다.
도 4는 링 프레임 및 웨이퍼와 하부 점착층 및 고정용 접착제층과의 관계를 나타내는 평면 개략도이다.
도 5는 본 발명에 의한 다이싱 다이 본드 필름을 제조하는 방법을 나타내는 공정 개략도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 다이 본드 필름, 11 : 기재층, 12 : 고정용 접착제층
20 : 상부 접착제 필름, 21 : 기재층, 22 : 상부 점착층
30 : 하부 점착제 필름, 31 : 지지 기재층, 32 : 하부 점착층
40 : 제 1 적층 단계에서 형성된 필름
50 : 제 1 제거 단계에서 하프 커팅된 상태의 필름
60 : 제 1 제거 단계에서 외곽부가 제거된 상태의 필름
70 : 제 2 적층 단계에서 형성된 필름
80 : 제 2 제거 단계에서 형성된 필름
100 : 웨이퍼, 110 : 링 프레임
박막 웨이퍼의 다이싱 다이 본드 필름의 제조방법 및 그에 의해 제조된 다이싱 다이 본드 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제 1 적층 단계, 제 1 제거 단계, 제 2 적층 단계 및 제 2 제거 단계를 포함하는 지지기재층, 하부 점착층, 상부 점착층 및 고정용 접착제층을 포함하는 다이 본드 필름의 제조방법, 그에 의해 제조된 다이싱 다이 본드 필름에 관한 것이다.
종래 반도체 장치의 제조시에는 큰 직경의 실리콘 웨이퍼를 다이싱 테이퍼로 고정하여 다이싱함으로써 반도체 칩으로 절단하고, 계속해서 이 칩을 다이싱 테이프로부터 박리, 취출하고 리드 프레임 등의 반도체 페키지 기재상에 경화성 액상 접착제를 접착 고정하여 제조하였다.
최근에는 공정의 간략화, 액상 접착제의 유동성분에 의한 반도체 부품의 오염등으로 인해 상기 다이싱 테이퍼의 접착층과 다이 본드제를 겸비한 점착 시트로 이루어지는 다이싱 다이 본드 시트가 요구되었다.
즉, 박막 웨이퍼 다이싱(Dicing) 공정에 있어서는 점착층과 고정용 접착제층의 접착력이 우수하여 웨이퍼를 링 프레임에 잘 고정시킬 수 있고, 다이 본드시에 는 점착층과 고정용 접착제층의 접착력이 낮아 두 층 사이의 경계면에서 박리가 일어나 픽업에 문제가 없는 점착층과 접착층을 일체화한 필름을 제공하여야 한다.
상기의 방법으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 지지 기재층 상에 점착층, 웨이퍼 고정용 접착제층을 순차적으로 적층하고 있고, 다이 본드를 위한 픽업시에 칩을 고정용 접착제층과 동시에 감압 점착층으로부터 박리 가능한 필름에 관하여 다수의 업체에 의해 소개되어 있다.
이 방법에서는 다이싱 테이프와 고정용 접착제층이 일체화되어 있기 때문에 기존 다이싱 테이프와 액상 페이스트를 사용하는 방법과 비교하여 공정이 간략하게 되는 이점을 갖고 있다.
그렇지만 전자 제품이 경박단소화하여 웨이퍼의 두께가 얇아지고 칩의 크기가 커짐에 따라 픽업시에 점착층과 고정용 접착제층의 박리력이 높아 칩에 균열이 발생하고 픽업이 되지 않는 문제가 발생하고 있다.
상기 문제를 해결하기 위해 점착층과 고정용 접착제층 사이에 기재층을 삽입하여 픽업을 개선하는 방법이 소개되고 있으나 접착제층의 끈적임을 통해 박리력을 조정하여야 하는 문제가 있다.
또한 점착층과 고정용 접착제층의 박리력을 낮추기 위해 점착층의 끈적임을 낮출 경우에는 웨이퍼를 고정하고 있는 링 프레임에 대한 점착층의 접착력이 낮아져서 다이싱 공정 또는 다이싱 후 세정 고정에서 웨이퍼의 링 프레임에 대한 고정에 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼를 링 프레임에 고정시키기에 필요한 충분한 접착력을 갖는 하부 점착층과 다이 본드 공정에서 고정용 접착제층과 쉽게 픽업이 이루어지는 낮은 접착력을 갖는 상부 점착층 등 적어도 2층 이상의 점착층을 사용하여 웨이퍼 가공 공정성이 우수한 다이싱 다이 본드 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 2층 이상의 점착제층을 사용한 다이싱 다이 본드 필름을 가능한 단순한 공정으로 쉽게 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
다이 본드 필름의 고정용 접착제층 위에 상부 점착제 필름의 상부 점착층을 적층하는 제 1 적층 단계 ;
상기 제 1 적층 단계에서 형성된 필름을 하프 컷팅하여 제거하는 제 1 제거 단계 ;
상기 제 1 제거 단계에서 형성된 필름 상에 하부 점착제 필름의 하부 점착층을 적층하는 제 2 적층 단계 ; 및
상기 제 2 적층 단계에서 형성된 필름을 링 프레임 크기에 맞게 하프 컷팅하여 제거하는 제 2 제거 단계를 포함하는 다이싱 다이 본드 필름의 제조방법에 관계한다.
상기 제 1 제거 단계는 제거된 후의 고정용 접착제층 폭(R)이 웨이퍼 외경 ≤ R ≤ 링 프레임 내경이 되도록 커팅하는 것이 바람직하고, 상기 제 2 제거 단계 는 제거된 후의 하부 점착제층 폭(L)이 링프레임 내경 ≤ L ≤ 링 프레임 외경이 되도록 커팅하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 고정용 접착제, 지지 기재층, 상부 및 하부 점착층을 포함하는 다이싱 다이 본드 필름에 관계한다.
이하에서 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 다이싱 다이 필름 제조 방법은 도 5에 도시된 바와 같이,
고정용 접착제층 위에 상부 점착제 필름의 상부 점착층을 적층하는 제 1 적층 단계, 상기 제 1 적층 단계에서 형성된 필름을 하프 컷팅하여 제거하는 제 1 제거 단계, 상기 제 1 제거 단계에서 형성된 필름 상에 하부 점착제 필름의 하부 점착층을 적층하는 제 2 적층 단계 ; 및 상기 제 2 적층 단계에서 형성된 필름을 링 프레임 크기에 맞게 하프 컷팅하여 제거하는 제 2 제거 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.이를 각 단계별로 상세하게 설명하면 하기와 같다.
다이 본드 필름의 고정용 접착제층 위에 상부 점착제 필름의 상부 점착층을 적 층하는 제 1 적층 단계
도 5를 참조하면, 제 1 적층 단계는 고정용 접착제(12)의 접착면 위에 상부 점착층(22)의 점착제면을 적층하는 단계로서, 다이본드필름(10)의 고정용 접착제 층(12) 위에 상부 점착제 필름(20)의 상부 점착층(22)을 적층한다. 따라서 상기 제 1 적층 단계에서 형성된 필름(40)은 저부로부터 기재층(11), 고정용 접착제층(12), 상부 점착층(22) 및 기재층(21)순으로 적층된다. 여기서 기재층(21)이 제 1 제거 단계 이전에 먼저 제거될 수 있다.
상기 제 1 적층 단계에서 형성된 필름을 하프 컷팅하여 제거하는 제 1 제거 단계
제 1 제거 단계는 상기 적층 1 단계에서 형성된 필름(40)을 하프 컷팅하여 외곽부를 제거하는 단계(50, 60)로서, 상기 적층 1 단계에서 형성된 필름을 고정용 접착제층의 기재층(11)을 저부로 하여 웨이퍼와 유사한 크기로 하프 컷팅(half cutting)을 실시하는 단계이다. 이때의 하프 커팅은 고정용 접착제층의 기재층(11)의 일정부분까지의 깊이로 자르며 완전하게 잘리지 않도록 하여야 한다. 왜냐하면 고정용 접착제층의 두께보다 같거나 작게 자를 경우 외곽부를 제거할 때 중앙부의 들림 현상이나 외곽부의 제거가 용이하지 않고 너무 깊이 자르면 기재층이 잘려서 찢어지는 현상이 발생할 수 있다.
하프 컷팅 후, 커팅된 외곽부의 고정용 접착제층(12)과 상부 점착층(22)을 제거(60) 및 상부 점착층의 기재층(21)을 제거한다. 한편 상부 점착층의 기재층(21)을 하프 커팅 전에 제거할 수 있다. 제 1 제거 단계에서는 고정용 접착제층 상부에 웨이퍼가 고정되어야 하기 때문에 제거된 후의 고정용 접착제층 폭(R)이 웨이퍼 외경 ≤ R ≤ 링 프레임 내경이 되도록 커팅하는 것이 바람직하다. 이와 같은 방법에 의해 상기 제 1 제거 단계에서 형성된 필름(60)은 저부로부터 기재 층(11), 고정용 접착제층(12) 및 상부 점착층(22)순으로 적층되고, 고정용 접착제층(12) 및 상부 점착층(22)의 외곽부가 제거된다.
상기 제 1 제거 단계에서 형성된 필름상에 하부 점착제 필름의 하부 점착층을 적층하는 제 2 적층 단계
제 2 적층 단계는 상기 제 1 제거 단계에서 형성된 필름(60) 상에 하부 점착제 필름의 하부 점착층(32)을 적층한다. 하부 점착층(32)이 상부 점착층(22) 및 기재층(11) 위에 적층되어 하부 점착층(32)은 기재층(11), 고정용 접착제층(12) 및 상부 점착층(22) 각각에 접착되어 있다(필름(70)). 따라서 상기 제 2 적층 단계에서 형성된 필름(70)은 저부로부터 기재층(11), 고정용 접착제층(12), 상부 점착층(22), 하부 점착층(32) 및 기재층(31)순으로 적층된다.
상기 제 2 적층 단계에서 형성된 필름을 링 프레임 크기에 맞게 하프 컷팅하여 제거하는 제 2 제거 단계
제 2 제거 단계는 상기 적층 2 단계에서 형성된 필름(70)을 링 프레임 크기에 맞게 하프 컷팅하여 제거하는 단계로서(80), 상기 적층 2 단계에서 형성된 필름을 고정용 접착제층의 기재층(11)을 저부로 하여 링 프레임과 유사한 크기로 하프 컷팅(half cutting)을 실시하는 단계이다. 이때 하프 컷팅은 고정용 접착제층의 기재층(11)의 일정 부분까지의 깊이로 자르며 완전하게 잘리지 않도록 절단하는 것이다.
하프 컷팅 후, 하부 점착층(32) 및 지지 기재층(31)을 링프레임의 두께(a)만큼 제거하여 필름(80)을 형성한다. 이와 같은 방법에 의해 상기 제 2 제거 단계에서 형성된 필름(80)은 지지기재층(31)을 저부로 하여 하부 점착층(32), 상부 점착층(22), 고정용 접착제층(12) 및 기재층(11) 순으로 적층된다.
또한 상기 공정을 거쳐 형성된 필름(80)의 상기 고정용 접착제층의 기재층(11)을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 고정용 접착제층의 기재층(11)이 제거된 후, 고정용 접착제층을 웨이퍼 배면에 놓이게 한 후 링 프레임을 사용하여 웨이퍼 마운트 공정을 실시할 수 있다.
본 발명의 제조방법에서, 상기 제 1 제거 단계에서 제거된 후의 고정용 접착제 층의 폭(R)이 웨이퍼 외경 ≤ R ≤ 링 프레임 내경이 되도록 커팅하는 것이 바람직하다. 폭 R은 고정용 접착제층(12)의 길이/면적이 되는데, 여기에 웨이퍼가 접착하기 때문에 R은 웨이퍼의 크기 이상이어야 충분히 웨이퍼를 접착할 수 있고, 링 프레임 내경을 초과한다면 링이 삽입될 수 없으므로 링 프레임 내경 이하이어야 한다.
상기 제 2 제거 단계는 제거된 후의 하부 점착층 폭(L)이 링프레임 내경≤ L ≤ 링 프레임 외경이 되도록 커팅하는 것이 바람직하다. 링 프레임에 하부 점착층(32)를 이용하여 웨이퍼를 단단히 고정시키기 위해서 링프레임에 접착시킬 수 있는 길이만큼의 크기를 남기고 제거하는 것이 바람직하다.
아래에서는 지지기재층, 상부 및 하부 점착층 및 고정용 접착제를 형성하는 조성물에 대해 상술한다.
하부 점착층(32)을 이루는 조성물은 웨이퍼를 링 프레임에 고정시키기에 필요한 충분한 접착력을 유지하기 위해서 링 프레임과 하부 점착층(32) 사이의 박리력이 0.007N/mm 이상임을 만족하는 일반적인 점착제 조성이면 되고 어떤 제한이 있는 것은 아니다.
본원 발명의 상부 점착층(22) 및 하부 점착층(32)을 형성하는 조성물은 아크릴 공중합체, 불포화 결합을 갖는 아크릴화합물 및 광개시제를 포함한다.
상기 아크릴 공중합체는 중량 평균 분자량 10만 이상인 것이 좋고, 바람직하게는 15만~70만 범위인 것이 적당하다. 아크릴공중합체의 중량 평균 분자량이 10만 미만이면 코팅성이 저하되어 물성이 균일하게 나타나지 않는 문제가 발생할 수 있다.
아크릴 공중합체의 모노머로서는, 알킬기의 탄소수가 15 미만인 아크릴산 알킬 에스테르나 메타아크릴산 알킬 에스테르 등이 바람직하게 사용된다. 또한 아크릴산, 메타아크릴산, 크로톤산 , 말레인산, 무수 말레인산, 이타콘산 등의 카르복시산 함유 불포화 화합물이나 2-히드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시 프로필 (메타)아크릴레이트, N-메티롤 (메타)아크릴아미드, 메타 아릴 술폰산, N-비닐 피롤리돈, 프로피온산 비닐, 초산 비닐, 스티렌 등을 사용할 수 있다.
상부 점착층(22)은 고형분 100 기준으로 30 내지 90 중량부인 아크릴 공중합체를 포함한다. 상부 점착층(22)은 고정용 접착제층(12)과 쉽게 픽업이 이루어지 는 낮은 접착력을 가져야 하기 때문에 하부 점착층(32)에 비해 아크릴공중합체를 고형분 기준으로 다소 적은 중량부를 포함하게 된다. 특히 상부 점착층은 UV 경화에 의해 고정용 접착제층과 낮은 박리력이 요구되기 때문에 불포화 결합을 갖는 아크릴 화합물이 하부 점착층에 비해 높은 중량부를 포함한다. 따라서 상부 점착제층의 경우 하부 점착제층에 대해 낮은 함량의 아크릴공중합체를 포함한다.
상기 아크릴계 공중합체가 고형분 100 기준으로 30중량부 미만이면 코팅성 및 지지기재층과의 접착력에 문제가 있고, 90중량부를 초과하면 UV 경화의 효과가 거의 나타나지 않는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본원 발명의 하부 점착층(32)에 사용된 아크릴 공중합체의 유리전이온도는 -30℃ 미만이고, 상부 점착층(22)에 사용된 아크릴 공중합체의 유리전이온도는 -30℃ 이상이어야 한다. 더욱 바람직하게는 하부 점착층(32)에 사용되는 아크릴 공중합체의 유리전이온도는 -70℃ 내지 -30℃ 이고, 상부 점착층(22)에 사용되는 아크릴 공중합체의 유리전이온도는 -30℃ 내지 50℃ 인 경우이다.
즉 고정용 접착제 층과 인접하고 있는 상부 점착층의 경우 아크릴 공중합체의 유리 전이 온도는 -30℃ 이상인 것이 바람직한데, -30℃ 미만에서는 자체적으로 끈적임이 많기 때문에 다이 본드 과정에서 픽업시 문제가 발생할 수 있다.
또한 하부 점착층(32)의 경우에는 유리 전이 온도가 -30℃ 미만인 아크릴 공중합체를 사용하는 것이 바람직한데, 이와 같은 이유는 하부 점착층의 경우에는 지지 기재층(31) 및 웨이퍼 고정용 링 프레임과의 접착력을 높이기 위해 초기 점착력 이 중요하고, 또 유리 전이 온도가 -30℃ 이상일 경우에는 지지 기재층(31) 또는 웨이퍼 고정용 링 프레임과의 접착력이 낮기 때문에 다이싱 공정 또는 다이싱 후 세정 공정에서 하부 점착층(32)과 지지 기재층(31) 또는 웨이퍼 고정용 링 프레임이 박리가 일어나는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
상기 불포화 결합을 갖는 아크릴 화합물로는 특별한 경우가 아닌 한, 적어도 한 분자 내에 2개 이상의 불포화 결합을 갖는 아크릴 수지가 바람직하다. 우레탄계 아크릴 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 또한 에폭시 아크릴 수지, 폴리에스테르 아크릴 수지, 폴리에테르 아크릴 수지 등이 사용될 수 있다.
우레탄계 아크릴 수지의 중량 평균 분자량은 500 내지 10,000 정도 범위의 것을 사용할 수 있으며, 1,000~4,000 정도가 더욱 바람직하다. 중량 평균 분자량이 500 미만에서는 다른 층으로의 전사가 발생할 수 있고, 10,000을 넘게되면 경화 수축률이 낮은 문제가 있기 때문이다. 특히 고정용 접착제와 인접하고 있는 상부 점착제의 경우 중량 평균 분자량이 10,000 보다 높은 우레탄계 아크릴 수지를 사용하면 UV 경화 후에도 경화 수축률이 낮기 때문에 표면 끈적임이 높아 픽업시에 문제가 발생할 수 있다.
또한 불포화 결합을 갖는 아크릴 화합물로는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-아크로일록시 프로필 (메타)아크릴레이트 1-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 폴리카프로락톤 폴리올 모노(메타)아크릴레이트, 2-하이드록 시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 3-페녹시 프로필 아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, (2-메타아크릴로일록시에틸헥사하이드로 프탈레이트, 2-메타아크릴로일록시에틸 숙신산 에스테르, 네오 펜틸글리콜모노(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산다이올모노(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 다이펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트(Dipentaerythritolpenta(meth)acrylate), 글리세린 다이(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴(메타)아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate), 이소데실(메타)아크릴레이트(isodecyl (meth)acrylate), 2-(2-에톡시에톡시)에틸(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, 에톡시부가형 노닐페놀(메타)아크릴레이트(ethoxylated nonylphenolacrylate), 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 1,3-부티렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 에톡시 부가형 비스페놀-에이디(메타)아크릴레이트, 시클로헥산디메탄올디(메타)아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-메타아크릴로일록시에틸포스페이트, 2-메타아크릴로일록시에틸포스페이트, 디메틸올 트리시클로 데케인 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 등이 있다.
상기 상부 점착층(22)은 고형분 100 기준으로 10 내지 70 중량부의 불포화 결합을 갖는 아크릴화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
상부 점착층(22)은 UV 경화 후 고정용 접착제층(12)과 쉽게 픽업이 이루어지기 위하여 낮은 접착력을 가져야 하기 때문에 하부 점착층(32)에 비해 불포화결합을 갖는 아크릴화합물을 아크릴공중합체 기준으로 다소 높은 함량을 포함하게 된다. 하부 점착층은 UV 경화 후에도 상부 점착층과의 접착력이 높아야 하고 또한 UV 경화의 영향이 거의 없어야 하기 때문에 상부 점착층에 비해 불포화결합을 갖는 아크릴 화합물의 함량이 작다.
상부 점착층의 경우 불포화 결합을 갖는 아크릴 화합물은 고형분 100 기준으로 10 중량부 미만에서는 UV 경화 후 수축율이 낮아서 접착제와의 박리력이 높아 픽업시 문제가 발생할 수 있으며 70 중량부 초과 시에서는 UV 경화 후 수축율이 너무 높아 이 또한 픽업시 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명에서 광개시제로는 벤조 페논, 벤조인, 이소프로필 벤조인 에테르, 이소부틸 벤조인 에테르, 2-에틸 안트라퀴논, 클로로 안트라퀴논, 클로로 티오크산톤, 도데실 티오크산톤, 2,4-디메틸 티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 벤질 디메틸 케탈, 히드록시 시클로헥실 페닐 케톤, 히드록시 디메틸 아세토페논, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모르포린-1-온, 4-벤조일-4'-메틸디페닐 설피드, 4-메틸 벤조페논, 4-페닐 벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐 포스핀 등이 있다.
또한 원활한 광개시 반응을 위하여 광개시 촉진제를 사용할 수 있다. 광개시 촉진제로는 에틸-4-디메틸아미노 벤조에이트, 2-에틸핵실 4-디메틸아미노 벤조에이트 등이 사용될 수 있다.
광개시제 또는 광개시 촉진제는 고형분 100 기준으로 0.1 내지 10 중량부 범위에서 사용할 수 있다. 특히 0.5~5 중량부 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
본원 발명의 상부 점착층(22)을 형성하는 조성물은 상술한 성분들 이외에 경화제 및 무기입자 중 하나 이상을 추가로 포함할 수도 있다.
상기 경화제로서는, 비스페놀 A와 에피클로로히드린과의 반응에 의해 생성된 에폭시 수지, 페놀 수지와 에피클로로히드린과의 반응에 의해 생성된 에폭시 수지, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 트리글리시딜 에테르, 1,6-핵산디올 디글리시딜 에테르, 트리메티롤프로판 트리글리시딜 에테르, 폴리글리세롤 폴리글리시딜 에테르 등의 에폭시계 화합물과 헥사메톡시 메틸 멜라민, 헥사에톡시 메틸 멜라민 등의 멜라민계 화합물, 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트릴렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄 4,4'-디이소시아네이트. 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 1,3-비스 이소시아노메틸 시클로헥산, 테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트 등 이소시아네이트계 화합물이 있으며 바인더의 작용기에 따라 에폭시계 화합물 또는 이소시아네이트계 화합물 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 무기입자로는 수산화 알루미늄, 산화 아연, 유산 바륨, 탈크, 산화 티타늄, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 질화 붕소, 규산 칼슘, 규 산 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 결정성 실리카, 비결정성 실리카 등을 들 수 있고, 무기입자의 형상은 특별히 제한되지는 않는다. 이러한 무기입자는 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 지지 기재층(31)은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체 및 폴리 염화비닐로 구성된 군에서 선택되는 것이다.
지지 기재층(31)의 두께는 50~150㎛ 이지만 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 고정용 접착제층(12)은 일반적으로 바인더 폴리머, 에폭시 수지, 에폭시 경화제 등으로 구성된다.
바인더 폴리머로서는 특별히 정해진 것은 아니며 크랙 등의 발생을 저하시킬 수 있는 것이면 가능하다. 일반적으로 이미드 수지, 니트릴 부타디엔 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 아크릴 공중합체, 우레탄 고무 등을 사용할 수 있다. 특히 이미드 수지나 아크릴 공중합체 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
에폭시 수지는 특별히 정해진 것은 아니며 분자내에 에폭시기를 함유하고 있으면 사용 가능하다. 특히 신뢰성 측면에서 방향족 화합물이 바람직하고 분자내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 화합물 사용이 바람직하다.
에폭시 경화제로는 일반적으로 아민, 폴리아미드, 산무수물, 불화 붕소, 페놀성 수산기를 가지는 화합물 등이 바람직하다. 특히 본 발명에서는 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S 등의 비스페놀계 수지 및 페놀 노볼락, 크레졸 노볼락 등의 페놀 수지가 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 의해 제조된 다이싱 다이 본드 필름은 점착층이 지지 기재층(31) 위에 적층된 하부 점착층(32) 및 하부 점착층(32) 위에 적층된 상부 점착층(22)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 다이싱 다이 본드 필름의 단면 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 다이싱 다이 필름은 지지기재층(31), 하부점착층(32), 상부 점착층(22) 및 고정용 접착체층(12)을 포함한다.
본 발명에서는 점착층이 접착력이 상이한 상부 및 하부 점착층(32) 등 2층 이상을 포함하는데, 하부 점착층(32)이 지지 기재층(31) 위에 적층되고, 상부 점착층(22)이 하부 점착층(32) 위에 순차적으로 적층될 수 있다.
상기 하부 점착층(32)은 웨이퍼를 링 프레임에 고정시키기에 필요한 충분한 접착력을 갖고, 상기 상부 점착층(22)은 다이 본드 공정에서 고정용 접착제층(12)과 쉽게 픽업이 이루어지도록 낮은 접착력을 갖는다.
특히, 고정용 접착제층(12)과 인접한 상부 점착층(22)은 다이 본드 공정에서 쉽게 픽업이 이루어지기 위해서는 고정용 접착제(12)와 상부 점착층(22) 사이의 박리력은 UV경화 후 0.020N/mm 이하이며, 다이싱 공정에서 웨이퍼를 링 프레임에 고정된 상태를 유지하기 위해서는 링 프레임과 하부 점착층(32) 사이의 박리력은 0.007N/mm 이상인 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게 고정용 접착제(12)와 상부 점착층(22) 사이의 박리력은 UV 경화 후 0.002N/mm 내지 0.020 N/mm 이고, 링 프레임(110)과 하부 점착층(32) 사이의 박리력은 0.007N/mm 내지 1.000 N/mm 인 경우이다.
링프레임(110)과 하부 점착층(32) 사이의 필 박리력(Peel strength)이 0.007N/mm 미만이면 칩 플라잉 현상이 생길 수 있고, 1.000 N/mm 초과하면 링프레임에서 하부 점착층을 제거하기가 용이하지 않고 잔사가 발생하는 문제가 생길 수 있다.
UV경화 후 고정용 접착제(12)와 상부 점착층(22) 사이의 필 박리력(Peel strength)이 0.020N/mm 초과이면 픽업 성공율이 현저히 저하될 수 있고, 0.002 N/mm 미만이면 칩 플라잉 (chip flying)문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 다이싱 다이 본드 필름은 각각의 층을 기재층에 코팅 및 건조하여 코팅 필름을 얻고 이를 라미네이션 과정을 통해 최종적으로 지지 기재층(31), 하부 점착층(32), 상부 점착층(22) 및 고정용 접착제층(12)의 4개층으로 구성된다. 또는 하나의 코팅 필름 위에 직접 코팅을 실시할 수도 있다.
상기와 같이 접착력을 달리한 2층의 점착층을 사용하여 지지 기재층(31), 하부 점착층(32), 상부 점착층(22) 및 접착제층의 4개층으로 구성된 다이싱 다이 본드 필름은 다이싱 공정 및 다이싱 고정 이후 세정 공정에서는 링 프레임에 대한 상기 필름의 접착력이 우수하여 웨이퍼를 흔들림 없이 고정하고 다이 본드 공정에서는 픽업시 고정용 접착제와의 접착력이 낮아 픽업 성공율이 우수한 특성을 보여 준다.
이하에서 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나. 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
[아크릴 공중합체 합성예 1]
환류가 가능한 플라스크에 냉각기를 설치한 후 2-에틸 핵실 아크릴레이트 78중량부, 에틸 아크릴레이트 6 중량부, 비닐 아세테이트 모노머 6 중량부, 아크릴산 5 중량부, 2-히드록시 에틸 메타아크릴레이트 5 중량부를 플라스크에 넣고, 중합 개시제로 아조비스 이소부티로니트릴(azobis isobutyronitrile) 0.1 중량부 및 중합 용제로 초산 에틸 90 중량부를 첨가한 후 초산 에틸의 환류 온도에서 5시간 반응하였다. 다시 아조비스 이소부티로니트릴(azobis isobutyronitrile) 0.1 중량부를 톨루엔 10 중량부에 용해한 후 이를 플라스크에 더한 후 환류 온도에서 3시간 반응을 더하였다. 이때 합성된 수지를 시차 주사 열량계(DSC)를 통해 유리 전이 온도와 겔크로마토그라피(GPC)를 통해 중량 평균 분자량을 측정하였다. 합성된 수지의 중량 평균 분자량은 40만 이었으며, 유리 전이 온도는 -50℃ 였다.
[아크릴 공중합체 합성예 2]
환류가 가능한 플라스크에 냉각기를 설치한 후 메틸 메타아크릴레이트 23중량부, 2-에틸 핵실 아크릴레이트 39중량부, 에틸 아크릴레이트 6 중량부, 비닐 아세테이트 모노머 12 중량부, 아크릴산 12 중량부, 2-히드록시 에틸 메타아크릴레이 트 8 중량부를 플라스크에 넣고, 중합 개시제로 아조비스 이소부티로니트릴(azobis isobutyronitrile) 0.1 중량부 및 중합 용제로 초산 에틸 90 중량부를 첨가한 후 초산 에틸의 환류 온도에서 5시간 반응하였다. 다시 아조비스 이소부티로니트릴(azobis isobutyronitrile) 0.1 중량부를 톨루엔 10 중량부에 용해한 후 이를 플라스크에 더한 후 환류 온도에서 3시간 반응을 더하였다. 이때 합성된 수지를 시차 주사 열량계(DSC)를 통해 유리 전이 온도와 겔크로마토그라피(GPC)를 통해 중량 평균 분자량을 측정하였다. 합성된 수지의 중량 평균 분자량은 60만 이었으며, 유리 전이 온도는 -20℃ 였다.
[아크릴 공중합체 합성예 3]
환류가 가능한 플라스크에 냉각기를 설치한 후 메틸 메타아크릴레이트 23중량부, 2-에틸 핵실 아크릴레이트 39중량부, 에틸 아크릴레이트 11 중량부, 비닐 아세테이트 모노머 12 중량부, 아크릴산 15 중량부를 플라스크에 넣고, 중합 개시제로 아조비스 이소부티로니트릴(azobis isobutyronitrile) 0.1 중량부 및 중합 용제로 초산 에틸 90 중량부를 첨가한 후 초산 에틸의 환류 온도에서 5시간 반응하였다. 다시 아조비스 이소부티로니트릴(azobis isobutyronitrile) 0.1 중량부를 톨루엔 10 중량부에 용해한 후 이를 플라스크에 더한 후 환류 온도에서 3시간 반응을 더하였다. 이때 합성된 수지를 시차 주사 열량계(DSC)를 통해 유리 전이 온도와 겔크로마토그라피(GPC)를 통해 중량 평균 분자량을 측정하였다. 합성된 수지의 중량 평균 분자량은 50만 이었으며, 유리 전이 온도는 -15℃ 였다.
[제조예 1]
에폭시기를 갖는 아크릴공중합체 수지[NAGASE CHEMTEX사제, SG-P3 TEA] 60 중량부에, 나프톨형 에폭시 수지[ NIPPON KAYAKU사제, NC-7300L] 11 중량부, 크레졸 노볼락 수지[MEIWA Plastics사제, MEH-7800 4S] 11 중량부와 경화 촉진제로서 2-페닐 4-메틸 이미다졸 0.3 중량부, 그리고 γ-글리시독시 프로필 트리 메톡시 실란[ CHISSO Chemical사제, S-510] 2중량부, 실리카[DEGUSSA제, R-972 ] 12 중량부를 첨가하였다. 여기에 전체 고형분이 30중량%가 되도록 메틸 에틸 케톤을 첨가한 후 1시간 동안 교반하였다. 교반이 끝난 조성물은 비드밀을 사용하여 고르게 분산하였다. 분산이 끝난 조성물은 두께 38미크론의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 코팅한 후 80℃에서 10분간 건조하여 두께 20미크론의 고정용 접착제층(12)를 얻었다.
[제조예 2]
고형분 30%, 유리 전이 온도가 -35℃이며 중량 평균 분자량이 40만인 아크릴 공중합체 100중량부에 6관능기의 우레탄아크릴레이트[SHIN NAKAMURA사제, U-15HA] 50 중량부, 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트[EASTMAN사제, CAB-551-0.2] 20중량부, 이소시아네이트 함유 아크릴공중합체 경화제[일본폴리우레탄사, L-45] 2중량부, 에폭시 함유 아크릴공중합체 경화제[SOKEN Chemical,5XM] 5중량부 및 광중합 개시제로 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-원(2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one)[CIBA GEIGY,IRGACURE-651] 1.5중량부를 첨가하였다. 여기에 전체 고형분이 30중량%가 되도록 초산 에틸을 첨가한 후 1시간 동안 교반하였다. 교반이 끝난 조성물은 두께 38미크론의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 건조 후 두께가 10 미크론이 되도록 코팅한 후 80℃에서 10분간 건조를 하였다. 건조 후에 40℃에서 3일간 방치하여 상부 점착층 (22)를 얻었다.
[제조예 3]
고형분 30%, 유리 전이 온도가 -50℃이며 중량 평균 분자량이 20만인 아크릴 공중합체 267중량부에 6관능기의 우레탄아크릴레이트[SHIN NAKAMURA사제, U-15HA] 20 중량부, 이소시아네이트 함유 아크릴공중합체 경화제[일본폴리우레탄사, L-45] 4중량부, 에폭시 함유 아크릴공중합체 경화제[SOKEN Chemical,5XM] 15중량부 및 광중합 개시제로 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-원(2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one)[CIBA GEIGY,IRGACURE-651] 1중량부를 첨가하였다. 여기에 전체 고형분이 30중량%가 되도록 초산 에틸을 첨가한 후 1시간 동안 교반하였다. 교반이 끝난 조성물은 두께 38미크론의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 건조 후 두께가 20 미크론이 되도록 코팅한 후 80℃에서 10분간 건조를 하였다. 건조 후에 100미크론의 폴리올레핀 필름에 전사하여 40℃에서 3일간 방치하여 하부 점착층(32)를 얻었다.
실시예 1
[제조예 1]에서 코팅한 다이 본드 필름의 고정용 접착제층(12) 위에 상부 점착제 필름의 상부 점착층(22)을 적층 하였다. 적층이 끝난 필름은 고정용 접착제층의 기재층(11)인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 아래쪽으로 놓이게 한 후 웨이퍼와 유사한 크기로 하프 컷팅(half cutting)을 실시한다. 이때 하프 컷팅은 고정용 접착제층(12)의 기재층(11)인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 일정 부분까지 의 깊이로 자르며 완전하게 잘리지 않도록 절단하는 것이다. 하프 컷팅 후, 커팅된 외곽부의 고정용 접착제층(12)과 상부 점착층(22)을 제거 및 상부 점착층의 기재층(21)을 제거한다. 상기 제거 단계에서 형성된 필름(60) 상에 [제조예 3]에서 제조한 하부 점착제 필름의 하부 점착층(32)을 적층한다. 적층이 끝난 필름(70)은 고정용 접착제층(12)의 기재층(11)인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 아래쪽으로 놓이게 한 후 링 프레임과 유사한 크기로 하프 컷팅(half cutting)을 실시한다. 이때 하프 컷팅은 고정용 접착제층(12)의 기재층인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 일정 부분까지의 깊이로 자르며 완전하게 잘리지 않도록 주의한다. 상기 공정을 거친 적층된 필름을 사용하여 고정용 접착제층(12)이 두께 80미크론의 웨이퍼 배면에 놓이게 한 후 링 프레임을 사용하여 60℃ 온도에서 0.1MPa의 압력으로 웨이퍼 마운트 공정을 실시한다. 이때 링 프레임의 배면에는 하부점착층(32)이 접착되어 있다. 뒤이어 다이싱 장치에 웨이퍼 마운트가 끝난 웨이퍼를 고정하고, 100mm/sec의 속도에서 10mm × 10mm 칩 크기로 절단한다. 다시 UV 경화기를 통하여 웨이퍼 아래면에서 200mJ/cm2의 노광량으로 조사한 후 픽업 장치에서 픽업성을 평가하였다.
비교예 1
[제조예 1]에서 코팅한 고정용 접착제층(12)을 기재층(11)인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 아래쪽으로 놓이게 한 후 웨이퍼와 유사한 크기로 하프 컷팅(half cutting)을 실시한다. 하프 컷팅이 끝난 후 가운데 부분을 제외하고 외곽 부분의 고정용 접착제층(12)을 제거한다. 고정용 접착제층(12) 표면에 [제조예 3] 에서 제조한 하부 점착제 필름의 하부 점착층(32)을 적층한다. 적층이 끝난 필름은 고정용 접착제층(12)의 기재층(11)인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 아래쪽으로 놓이게 한 후 링 프레임과 유사한 크기로 하프 컷팅(half cutting)을 실시한다. 이때 하프 컷팅은 접착제층(12)의 기재층인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 일정 부분까지의 깊이로 자르며 완전하게 잘리지 않도록 주의한다. 상기 공정을 거친 적층된 필름을 사용하여 고정용 접착제층(A)가 두께 80미크론의 웨이퍼 배면에 놓이게 한 후 링 프레임을 사용하여 60℃ 온도에서 0.1MPa의 압력으로 웨이퍼 마운트 공정을 실시한다. 이때 링 프레임의 배면에는 하부점착층(32)가 접착되어 있다. 뒤이어 다이싱 장치에 웨이퍼 마운트가 끝난 웨이퍼를 고정하고, 100mm/sec의 속도에서 10mm × 10mm 칩 크기로 절단한다. 다시 UV 경화기를 통하여 웨이퍼 아래면에서 200mJ/cm2의 노광량으로 조사한 후 픽업 장치에서 픽업성을 평가하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 적층 필름의 물성 평가
상기 실시예 1및 비교예 1에 의해 제조된 적층 필름의 물성을 다음과 같이 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 다이싱 공정시 칩 플라잉(Chip Flying) : 다이싱 장치에 웨이퍼 마운트가 끝난 웨이퍼를 고정하고, 100mm/sec의 속도에서 10mm × 10mm 칩 크기로 절단한다. 이때 점착제 표면으로부터 칩의 날림 현상이 있는지 여부를 관찰한다.
(2) 다이싱 후 세정시 칩 플라잉(Chip Flying) : 다이싱이 끝난 웨이퍼를 30,000r.p.m.으로 회전시키면서 초순수로 세정한다. 이때 칩의 날림 현상이 있는지 여부를 관찰한다.
(3) 다이싱 공정 시 링 프레임과 그와 인접한 점착제층과의 필 박리력(Peel strength) : 링 프레임과 점착제층을 180°필 박리력 측정
측정 조건 - 로드 셀(load cell) : 5N, 속도 : 500mm/min, 시편 : 15mm
(4) 픽업 성공률 : 픽업 장치를 통하여 픽업시 성공율을 표시하였다.
(5) 고정용 접착제층과 그와 인접한 점착제층과의 필 박리력(Peel strength) :
고정용 접착제층과 점착제층을 180°필 박리력 측정
측정 조건 - 로드 셀(load cell) : 5N, 속도 : 500mm/min, 시편 : 15mm
Figure 112006053260264-pat00001
상기 표 1을 통해서 확인되는 바와 같이, 고정용 접착제와 인접한 상부 점착층(22)은 점착력이 낮아 픽업성이 우수하고 링 프레임과 인접한 하부 점착층(32)은 점착력이 높아 웨이퍼 고정성이 높기 때문에 비교예 1 및 2 보다 다이싱 공정시 칩 플라잉이 없고 픽업이 우수하다.
이상에서 바람직한 구현예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시 될 수 있으므로, 이러한 다양한 변형예들도 본 발명의 보호 범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 의해 제조된 다이싱 다이 본드 필름은 다이싱 공정 및 다이싱 후 세정 공정에서는 웨이퍼의 링 프레임에 대한 고정력이 우수하여 칩 플라잉(chip flying)이 없고, 픽업 공정에서는 접착제층과 부착력이 낮아 박리가 잘 되기 때문에 픽업 성공율이 우수하여 박막의 웨이퍼 사용에도 적합하다.
이때 고정용 접착제층에 인접된 상부 점착층은 하부의 점착층에 의해 고정될 수 있으므로 하나의 층으로 점착층을 구성할 때 발생할 수 있는 기재 필름과의 접착력을 고려하지 않을 수 있는 장점을 갖는다.

Claims (7)

  1. 지지기재층, 점착층 및 고정용 접착제층을 포함하는 다이싱 다이 본드 필름을 제조함에 있어서,
    다이 본드 필름의 고정용 접착제층 위에 상부 점착층을 적층하는 제 1 적층 단계 ;
    상기 제 1 적층 단계에서 형성된 필름을 하프 컷팅하여 제거하는 제 1 제거 단계 ;
    상기 제 1 제거 단계에서 형성된 필름 상에 하부 점착층을 적층하는 제 2 적층 단계 ; 및
    상기 제 2 적층 단계에서 형성된 필름을 링 프레임 크기에 맞게 하프 컷팅하여 제거하는 제 2 제거 단계를 포함하는 다이싱 다이 본드 필름의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,상기 제 1 제거 단계는 제거된 후의 고정용 접착제층 폭(R)이 웨이퍼 외경 ≤ R ≤ 링 프레임 내경이 되도록 커팅하는 단계임을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 제거 단계는 제거된 후의 하부 점착제층 폭(L)이 링프레임 내경 ≤ L ≤ 링 프레임 외경이 되도록 커팅하는 단계임을 특징으로 하는 다이싱 다이 본드 필름의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 상부 점착층은 고형분 100 기준
    아크릴 공중합체 30 내지 90 중량부 ;
    불포화 결합을 갖는 아크릴화합물 10 내지 70 중량부 ; 및
    광개시제 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 지지 기재층이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체 및 폴리 염화비닐로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 의해서 제조된 다이싱 다이 본드 필름.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 하부 점착층과 링 프레임 사이의 필 박리력(Peel strength)이 0.007N/mm 내지 1.000N/mm 이고, 상기 상부 점착층과 고정용 접착제층 사이의 필 박리력(Peel strength)이 UV 경화 후 0.002 N/mm 내지 0.020 N/mm인 것을 특징으로 하는 다이싱 다이 본드 필름.
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