KR20140050793A - 반도체용 점착 필름 및 이를 포함한 다이싱 다이본드 필름 - Google Patents

반도체용 점착 필름 및 이를 포함한 다이싱 다이본드 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 점착층 및 기재필름을 포함하는 점착 필름에 관한 것으로,
상기 기재필름의 신율(A)에 대한 상기 점착 필름의 신율(B)의 비(B/A)가 0.7 이하인 것을 특징으로 하는 반도체용 점착 필름을 제공한다.

Description

반도체용 점착 필름 및 이를 포함한 다이싱 다이본드 필름{DICING FILM FOR SEMICONDUCTOR AND DICING DIE BOND FILM COMPRISING THE SAME}
본 발명은 반도체용 점착 필름 및 이를 포함하는 다이싱 다이본드 필름에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서 회로 설계된 웨이퍼는 다음과 같은 패키징 공정을 거친다. 700 미크론 이상의 두께를 갖는 웨이퍼를 백그라인딩한 후 다이싱 테이프 또는 다이싱 다이본딩 테이프를 라미네이션한 후 큰 직경을 갖는 크기에서 다이싱을 통해 작은 칩들로 분리되고, 분리된 각 칩들은 PCB 기판이나 리드프레임 기판 등의 지지부재에 접착공정을 통해 본딩되는 단계적 공정을 거친다. 즉, 웨이퍼의 박막화(백그라인딩 공정), 웨이퍼 이면에 다이싱테이프 또는 다이싱 다이본딩 테이프를 마운팅하는 공정(마운팅 공정), 마운팅된 웨이퍼를 일정한 크기로 절단하는 공정(다이싱 공정), 다이싱이 완료된 웨이퍼에 자외선를 조사하는 공정(자외선조사 공정), 개별화된 칩 하나하나를 들어올리는 공정(픽업 공정), 들어올린 칩을 지지부재에 접착시키는 공정(다이본딩 공정)으로 이루어진다. 이때 다이싱 테이프은 마운팅 공정 시에 웨이퍼 이면에 부착되어 다이싱 공정 시 다이싱 테이프의 점착제가 갖는 강한 점착력으로 웨이퍼의 진동을 방지하고 강하게 지지해주며 블레이드에 의해 칩 표면이나 측면에 크랙이 발생하는 것을 방지해준다. 또한 픽업 공정 시에는 필름을 익스팬딩하여 쉽게 픽업이 이루어지도록 한다.
최근에는 다이싱 다이본딩 필름을 사용하는 방식이 증가하고 있는데 이 방식은 필름상의 에폭시를 다이싱 테이프 역할을 하는 필름의 상부 면에 위치시키고 이 다이싱 테이프의 점착제와 필름상 에폭시 사이에서 픽업시켜서 종래의 두 단계 공정을 한 단계로 줄임으로써 시간적인 측면과 수율적인 측면에서 한층 유리한 방식이다.
반도체 공정의 다층구조 및 고집적화가 이루어짐에 따라 사용되는 웨이퍼는 점점 더 박막화된다. 최근에는 80미크론 이하의 웨이퍼가 사용되며 이러한 박막의 웨이퍼 칩을 픽업하는 경우에는 웨이퍼의 휨이 발생하거나 작은 외부 충격에 의해서도 칩이 손상될 우려가 있으므로 기존의 픽업/다이본딩 설비의 픽업을 하기 위한 설비 조정 변수를 기존의 두꺼운 두께를 갖는 웨이퍼를 픽업할 때보다 낮추어서 진행할 필요가 있다. 픽업/다이본딩 설비의 픽업을 하기 위한 설비 조정 변수는 익스팬딩량, 핀 개수, 핀 상승 높이, 핀 상승 속도, 감압 압력 및 콜렛 종류 등을 들 수 있다. 이중 핀 상승 높이 및 핀 상승 속도 등은 픽업을 조정하기 위한 핵심적인 변수인데 칩 두께가 얇아지면 이 두 변수의 조정폭이 크게 줄어든다. 픽업을 용이하게 하기 위해 핀 상승 높이를 늘리면 두께가 얇은 칩은 쉽게 크랙이 가거나 손상을 받기 때문에 패키징(Packaging)후에도 신뢰성 불량 등을 야기하게 된다. 따라서 80미크론 이하의 박막 웨이퍼의 픽업에 사용할 다이싱 테이프는 기존의 두꺼운 두께의 웨이퍼 픽업에 사용되던 다이싱 테이프보다 자외선 경화 후 웨이퍼에 대한 박리력을 현저히 낮추어 박막 웨이퍼에서도 픽업을 용이하게 해야 한다. 상기의 이유로 감압점착형(일반다이싱 테이프)보다 자외선 경화형 다이싱 테이프를 많이 사용하게 되었다.
또한 50 미크론 이하의 박형 웨이퍼를 사용하게 되면서 다이아몬드 블레이드를 이용한 기존 다이싱 공정은 웨이퍼에 전달되는 압력이 상대적으로 강하게 작용하여 웨이퍼의 절단면외에 크랙을 야기하므로 새로운 칩의 개별화 공정이 필요하게 되었다. 대표적인 예가 스텔스다이싱, 다이싱 비포 그라인딩(DBG, Dicing Before Grinding) 공정이다. 스텔스다이싱은 웨이퍼 내부에 레이저를 집광시켜 선택적으로 개별부를 형성하고, 그 뒤 -20℃ 내지 0℃ 정도의 저온에서 물리적인 인장을 통하여 선택적 개질부 라인을 따라 웨이퍼와 접착층이 동시에 개별화되는 방법이다. DBG는700μm이상의 두꺼운 웨이퍼 상태에서 블라이드 혹은 레이저 다이싱을 실시하고 웨이퍼의 뒷면을 그라인딩하는 방법이다.
한편, 대한민국 특허 출원 공개 제2011-0115982호에서는 인장 장력에 의해 적합하게 파단될 수 있는 스텔스다이싱용 혹은 DBG용으로 적합한 다이 본드 필름을 제공한다. 상기 특허는 다이 본드 필름, 즉 접착 필름의 파단 신장율에 대해 한정하고 있을 뿐 점착층 혹은 점착 필름에 대해서는 기재하고 있지 않다. 일반적으로 인장 장력에 의한 파단에 있어 기재필름층 혹은 접착층의 파단 신장율이나 모듈러스는 중요한 인자로 다루어지고 있었으나 점착층이나 점착필름이 인장 장력에 의한 파단에 있어 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는 밝혀진 바가 없었다. 본 발명에 이르러, 점착층과 기재필름의 두께비율 및 신율비율의 조절에 의해 인장시 기재필름이 받는 힘을 접착층에 전달함으로써 접착층의 상온 파단이 가능해짐을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 되었다.
대한민국 특허 출원 공개 제2011-0115982호
없음
본 발명의 목적은 상온에서 스텔스다이싱 혹은 다이싱 비포 그라인딩이 가능한 점착 필름 및 이를 포함하는 다이싱 다이본드 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 픽업성이 양호한 점착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상온에서 스텔스다이싱 또는 다이싱 비포 그라인딩이 가능함으로써 스텔스다이싱에서 저온으로 유지하기 위한 work time 시간을 최소화하고 저온 파단 후 열풍 건조시 발생하는 점착 필름의 수척에 의한 칩의 로테이션 등의 공정 문제를 감소시켜 반도체 생산 공정에서 생산성이 향상된 점착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태는,
점착층 및 기재필름을 포함하는 점착 필름으로,
상기 기재필름의 신율(A)에 대한 상기 점착 필름의 신율(B)의 비(B/A)가 0.7 이하인 것을 특징으로 하는 반도체용 점착 필름 및 이를 포함하는 반도체 다이싱 다이본드 필름에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태는, 아크릴계 점착 바인더 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 점착 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 아크릴계 점착 바인더, 이소시아네이트계 경화제 및 광개시제를 포함하는 점착 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 점착 필름은 상온에서 스텔스다이싱 또는 다이싱 비포 그라인딩이 가능함으로써 스텔스다이싱에서 저온으로 유지하기 위한 work time 시간을 최소화하고 저온 파단 후 열풍 건조시 발생하는 점착 필름의 수척에 의한 칩의 로테이션 등의 공정 문제를 감소시켜 반도체 생산 공정에서 생산성을 향상시킨다.
본 발명에 따른 점착 필름은 자외선 경화후 웨이퍼에 대한 대한 박리력이 현저히 저하되어 박막 웨이퍼에서도 픽업성이 양호하다.
본 발명에 따른 점착 필름은 두께가 얇은 칩에 사용시 칩에 쉽게 손상이 가거나 크랙이 생기는 등의 신뢰성 불량 문제를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 다이싱 다이본딩 필름의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 양태에 따른 다이싱 다이본딩 필름을 사용하여 다이싱 공정을 수행하는 상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 구체적 양태를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 각 함량은 고형분 기준이다.
본 발명의 일 양태는,
점착층 및 기재필름을 포함하는 점착 필름으로,
상기 기재필름의 신율(A)에 대한 상기 점착 필름의 신율(B)의 비(B/A)가 0.7 이하인 것을 특징으로 하는 반도체용 점착 필름에 관한 것이다. 기재필름의 신율(A)에 대한 상기 점착 필름의 신율(B)의 비(B/A)가 0.7 이하가 됨으로써 상온에서 스텔스다이싱 또는 다이싱 비포 그라인딩시 접착층이 양호하게 파단될 수 있다.
상기 양태에서, 상기 점착층의 두께는 상기 기재필름 두께의 20 내지 40%일 수 있다. 바람직하게는, 점착층의 두께는 기재필름 두께의 25 내지 35%, 특히 바람직하게는 30%일 수 있다. 점착층의 두께가 상기 범위이면 상온에서 스텔스다이싱 또는 다이싱 비포 그라인딩시 접착층이 양호하게 파단되는 특성이 부여될 수 있다.
기재필름은 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌/초산비닐 공중합체, 폴리에틸렌/스티렌부타디엔 고무의 혼합물, 폴리비닐클로라이드 등의 폴리올레핀계 필름이 주로 사용될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리(메틸메타크릴레이트) 등의 고분자나 폴리우레탄, 폴리아미드-폴리올 공중합체 등의 열가소성 엘라스토머 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 양태에서, 본 발명에 따른 점착 필름의 점착층은 이소시아네이트계 경화제를 포함할 수 있다. 상기 이소시아네이트계 경화제로 바람직하게는 이소시아네이트 트라이머, 더 바람직하게는 다관능(multi functional) 이소시아네이트계 경화제를 사용할 수 있다. 상기 '다관능(multi functionl)'이란 이소시아네이트 작용기의 수가 다수, 구체적으로 3개 이상인 것을 의미한다. 상기 이소시아네이트계 경화제는 점착층 조성물의 고형성분 100 중량부에 대해 2 내지 20 중량부, 바람직하게는 5 내지 18 중량부, 특히 바람직하게는 7 내지 15 중량부로 포함될 수 있다.
상기 양태에서, 본 발명에 따른 점착 필름의 점착층은 아크릴계 점착 바인더를 추가로 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 점착 바인더는 점착층 조성물의 고형성분 100 중량부에 대해 80 내지 98 중량부로 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 점착 필름의 점착층은 또한 광개시제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서 상기 언급된 점착 필름 및 당해 점착 필름의 점착층 위에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 다이싱 다이본드 필름이 제공된다. 상기 접착층은 반도체 다이싱 다이본드 필름에 통상 사용되는 접착 조성물이 제한 없이 사용될 수 있다. 접착 조성물은 예를 들어, 고분자 바인더 수지, 에폭시 수지, 경화제, 경화촉매 등을 포함할 수 있다.
상기 반도체 다이싱 다이본드 필름은 상온에서 스텔스다이싱 또는 다이싱 비포 그라인딩이 가능하다. 본원에서, 용어 “상온”은 15℃에서 30℃ 사이의 온도, 특히 25℃의 온도를 말한다.
본 발명의 다른 양태는 본 발명의 반도체 다이싱 다이본드 필름에 의해 접속된 반도체 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태에서 아크릴계 점착 바인더 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 점착 조성물이 제공된다.
본 점착 조성물은 접착층에 대하여 점착성을 갖는 것이 바람직하다. 이럴 경우, 반도체 웨이퍼를 다이싱할 때에 반도체 웨이퍼가 고정되어 다이싱이 용이하게 될 수 있다.
본 점착 조성물은 자외선 조사 등에 의해 접착층에 대한 점착력이 저하되는 것이 바람직하다. 이럴 경우, 다이싱 공정 후 접착층을 점착층으로부터 박리할 때 박리가 가능할 수 있다.
상기 점착 조성물은 광개시제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 알파-아미노 케톤 화합물, 벤질디메틸-케탈 화합물 또는 알파-하이드록시 케톤 화합물일 수 있다.
상기 이소시아네이트계 경화제는 바람직하게 이소시아네이트 트라이머일 수 있다. 상기 이소시아네이트계 경화제는 점착 조성물의 전체 고형분 100 중량부에 대해 2 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 점착 조성물에 의해 형성된 점착 필름 및 상기 점착 필름의 점착층 상에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 다이싱 다이본드 필름에 관한 것이다. 또한, 상기 반도체 다이싱 다이본드 필름에 의해 접속된 반도체 장치가 제공된다.
점착층의 코팅 방식도 특별한 제한은 없고 접착층을 박리 기재에 코팅하는 방법과 동일한 방법을 사용할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 양태에 따른 다이싱 다이 본딩 필름의 단면도를 나타낸 것이다. 상기 다이싱 다이 본딩 필름은 폴리올레핀 필름 등의 익스팩딩이 가능한 기재 필름(106)에 점착층(104)이 코팅될 수 있고, 상기 점착층 상부에 접착층(102)이 형성될 수 있으며, 상기 접착층(102)을 보호하기 위한 이형필름(101)이 더 존재할 수 있다.
기재 필름(106)은 다이싱 시의 절삭성이나 익스팬딩성을 개선하기 위해 복층의 구조를 지녀도 좋다.
기재 필름(106)에 점착층(104)을 형성시키는 방법은 직접 코팅할 수도 있고, 이형필름 등에 코팅한 후에 건조 완료 후 전사방식에 의해 전사시킬 수도 있다. 전자이건 후자이건 점착층(104)을 형성시키는 도포 방법은 균일한 도막층을 형성시킬 있는 것이면 어느 것이든 제한이 없으며 바 코팅, 그라비아 코팅, 콤마 코팅, 리버스 롤 코팅, 어플리케이터 코팅, 스프레이 코팅, 립 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.
이하에서는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 본 발명의 일 양태에 따른 다시싱 다이 본딩 필름을 이용한 다이싱 공정을 설명하도록 한다.
먼저, 도 2a에 도시된 것과 같이, 이형필름(101)을 박리한 후에 웨이퍼(W)의 후면에 본 발명의 일 양태에 따른 반도체용 다이싱 다이본드 필름을 라미네이션한다.
다음, 도 2b에 도시된 것과 같이, 웨이퍼(W)를 설계된 회로의 크기대로 자르는 다이싱 공정을 수행한다. 상기 다이싱의 일례로서, 스텔스 다이싱을 할 수 있는데, 스텔스 다이싱은 레이저를 이용하여 웨이퍼 두께의 10 내지 30%를 남기고 개질시키게 되며, 웨이퍼(W)에 접해 있는 접착층(102)에는 어떠한 물리적 작용이 가해지지 않게 된다.
다음, 도 2c에 도시된 것과 같이, 익스팬션 장비를 이용하여 웨이퍼(W)를 조각화한다. 이때, 두께 방향으로 개질된 웨이퍼(W), 상기 웨이퍼 하면의 접착층(102), 점착층(104) 및 기재 필름(106)의 횡방향(도면의 가로 방향) 연신을 하게 되면 상기 횡방향 연신력이 웨이퍼(W)에 전달되어 웨이퍼는 개질된 라인을 따라 분단되게 된다. 이때 웨이퍼(W)와 접착층이 동시에 분단되어야 후속의 픽업 공정에 유리한데, 본 발명의 일 양태에 따른 점착 필름은 접착층(102)이 웨이퍼(W)와 동시에 분단되어 우수한 분단 특성을 보인다.
이하, 본 발명에 따른 반도체용 점착 조성물의 아크릴계 점착 바인더, 이소시아네이트계 경화제 및 광개시제의 각 구성에 대해 상술한다.
아크릴계 점착 바인더
아크릴계 점착 바인더는 점착력을 부여해줄 수 있는 아크릴계 모노머를 주 모노머로 하고, 거기에 기능성 아크릴 모노머 및 중합반응 개시제를 부가하여 중합 반응함으로써 제조될 수 있다. 바람직하게는, 아크릴 모노머, 기능성 아크릴 모노머 및 중합반응 개시제가 중합 반응되어 아크릴 폴리올 점착 바인더 수지를 제조한다.
아크릴 모노머는 필름에 점착력을 부여하는 기능을 한다. 아크릴 모노머는 특별한 제한이 없으며, 탄소수 4개 내지 20개의 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들면, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트 및 옥타데실메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
기능성 아크릴 모노머는 히드록시 모노머, 에폭시기 모노머 및 반응성 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 히드록시 모노머와 에폭시기 모노머의 조합을 사용할 수 있다.
히드록시 모노머는 특별한 제한이 없으며, 히드록시기를 포함하는 탄소수 4개 내지 20개의 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르 또는 다른 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 히드록시메틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트 및 비닐카프로락탐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
에폭시기 모노머는 특별한 제한이 없으며, 에폭시기를 포함하되 탄소수 4개 내지 20개의 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르 또는 다른 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 글리시딜아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트를 사용할 수 있다.
반응성 모노머는 탄소수 20 이상의 모노머 단독 또는 혼합을 사용할 수 있다. 예를 들면, 라우릴아크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 세틸아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트, 옥타데실메타크릴레이트 등이 바람직하다.
중합반응 개시제로는 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조비스계, 벤조일퍼옥사이드 등의 유기과산화물게 등의 라디칼 발생제를 사용할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다. 이때 필요에 따라, 촉매, 중합반응 금지제를 병용할 수 있다.
중합반응은 중합 온도 80-120℃ 및 중합 시간 1-70시간, 바람직하게는 5-15시간에서 수행할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
아크릴계 점착 바인더는 점착 조성물의 고형분 100 중량부에 대해 80 내지 98 중량부로 포함될 수 있다.
이소시아네이트계 경화제
이소시아네이트계 경화제로는 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트릴렌 디이소시아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아네이토메틸 시클로헥산, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸롤프로판의 트릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리메틸롤프로판의 크실렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌 비스 트리이소시아네이트 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 이소시아네이트 트라이머 경화제가 사용될 수 있으며, 더 바람직하게는 다관능(multi-functional) 이소시아네이트계 경화제가 좋다. 그 예로는 아사히카세이의 TKA-75B, TPA-90SB, TPA-100, THA-100, MFA-90X, TKA-90SB의 트라이머와 MFA-100, MHG-80B, 21S-75SE가 있다. 이소시아네이트 트라이머 경화제 혹은 다관능 이소시아네이트계 경화제는 경화 후 밀도가 타 경화제에 비해 높아 도막 자체의 하드니스를 증가시키므로 상온에서의 스텔스다이싱과 같은 공정에 유리할 수 있다. 특히 다관능 이소시아네이트 경화제는 크로스링킹 확률이 높아 상온에서의 스텔스다이싱 공정에 유리하다.
상기 이소시아네이트계 경화제는 점착층 조성물의 고형성분 100 중량부에 대해 2 내지 20 중량부, 바람직하게는 5 내지 18 중량부, 특히 바람직하게는 7 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 경화제 함량이 2 중량부 미만이면 상온에서 스텔스다이싱에 필요한 파단력이 제대로 발현되지 않으며 광경화 후 점착력이 상승하여 pick up성에도 악영향을 미칠 수 있다. 20 중량부를 초과할 경우에는 미반응 이소시아네이트에 의해 다이 접착용 접착 필름과의 박리력이 상대적으로 무거워져 픽업성이 나빠지게 될 수 있으며 지나친 경화반응에 의한 다이싱 공정에서의 불리함을 야기할 수 있다.
광개시제
본 발명에 사용될 수 있는 광개시제로는 알파-아미노 케톤 화합물, 벤질디메틸-케탈 화합물, 알파-하이드록시 케톤 화합물 등을 사용할 수 있다. 상기 광개시제는 광경화형 점착 조성물 중 고형분 100중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량부, 특히 바람직하게는 약 2 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 광경화 후 점착력의 손실이 적어 픽업성이 나빠질 수 있으며, 3 중량부를 초과할 경우에는 점착력 손실이 더 이상 발생되지 않으며, 웨이퍼 또는 다이접착용 접착필름과의 부착력을 올려 광경화 후 픽업성이 오히려 나빠질 수 있다.
용매
상기 점착 조성물은 용매를 추가로 포함할 수 있다. 상기 용매는 반도체용 점착 조성물의 점도를 낮게 하여 필름의 제조가 용이하도록 한다. 구체적으로 톨루엔, 자일렌, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 벤젠, 아세톤, 메틸에틸케톤, 테트라히드로 퓨란, 디메틸포름알데히드, 시클로헥사논 등의 유기용매를 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 관점은 상기 점착 조성물로 형성된 반도체용 점착 필름에 관한 것이다. 본 발명의 조성물을 사용하여 반도체용 점착필름을 형성하는 데에는 특별한 장치나, 설비가 필요치 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래 알려져 있는 통상의 제조방법을 제한없이 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 각 성분을 용매에 용해시킨 후 비즈밀을 이용하여 충분히 혼련시킨 후, 어플리케이터를 이용하여 이형처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름상에 도포하고 100도 오븐에서 10~30분 가열 건조하여 적당한 도막 두께를 가지는 점착필름을 얻을 수 있다.
다른 구체예에서는 기재 필름, 점착층(기재필름과 점착층이 점착 필름에 포함된다), 접착층 및 보호 필름을 포함하여 구성된 반도체용 다이싱 다이본드 필름이 제공되며, 기재 필름-점착층-접착층-보호 필름의 순서로 적층시켜 이용할 수 있다.
상기 다이싱 다이본드 필름의 두께는 5 내지 200um인 것이 바람직하고, 10 내지 100um인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위에서 충분한 접착력과 경제성의 발란스를 갖는다. 더욱 바람직하게는 15 내지 60um 이다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
1. 실시예 1-5: 반도체용 점착 조성물 및 점착 필름의 제조
하기 표 1에 기재된 조성의 아크릴계 바인더, 경화제, 광개시제에 용매, 메틸에틸케톤에 분산시켜 전체 조액의 고형분이 20%가 되도록 투입한 다음, 비즈밀을 이용하여 충분히 혼련시켜 반도체용 점착 조성물을 제조하였다.
박리기재 PET 필름(Toyobo社, TS-002)에 점착 조성물을 아래 표 1에 기재된 두께로 각각 도포한 후 건조시켰다. 100㎛ 두께 혹은 70㎛ 두께의 기재필름 폴리프로필렌 필름(JSR)을 라미네이션시켜 점착 필름을 제조하였다.
2. 비교예 1-5: 반도체용 점착 조성물 및 점착 필름의 제조
상기 실시예 1 내지 5에서 하기 표 1에 기재된 성분을 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법을 실시하여 반도체용 점착 조성물 및 점착 필름을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 함량 및 사양은 다음 표 1과 같다:
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
SR-09184R 90 90 94 90 97.5 90
Seracryl SA9029 87 83 87 87
MFA-100 8 8 4 13 17 8 1.5 13
YD-011 7.8 12.8
IC-379 2 2 2 2 1 2
2MZ 0.2 0.2
고형분 합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
점착층 두께(um) 30 20 30 30 30 10 30 30 10 30
기재필름 두께(um) 100 70 100 100 100 100 100 100 100 100
점착/기재 두께 비 30% 28% 30% 30% 30% 10% 30% 30% 10% 30%
1. 아크릴계 점착 바인더 1: SR-09184R (제조원: Samwha Chemicals)
2. 아크릴계 점착 바인더 2: Seracryl SA9029 (제조원: Samwha Chemicals)
3. 이소시아네이트계 경화제 : MFA-100(제조원: Asahikasai Chemicals)
4. 에폭시계 경화제 :YD-011(국도화학)
5. 광개시제: IC-379(제조원: Ciba Chemicals)
6. 이미다졸 촉매: 2MZ(시코쿠 화학)
1. 다이싱 다이본드 필름 제조
(1) 접착층 제조
아크릴계 점착 바인더 KLS-1046DR(수산기값 13mgKOH/g, 산가 63mgKOH/g, Tg 38℃, 평균분자량 690,000, 제조원: 후지쿠라 상사) 400g, WS-023(수산기 값 혹은 산가 20 mgKOH/g, Tg -5℃, 평균분자량 500,000, 수산기 혹은 카르복시기 함유량 20, 제조원: 나가세켐텍) 60g, 크레졸 노볼락계로 이루어진 에폭시 수지 YDCN-500-4P(제조원: 국도화학, 분자량 10,000이하) 60g, 크레졸 노볼락계 경화제 MEH-7800SS(제조원:메이와플라스틱산업) 40g, 이미다졸계 경화촉매 2P4MZ (제조원: 사국화학) 0.1g, 머켑토 실란커플링제 KBM-803(제조원: 신에쯔주식회사) 0.5g, 에폭시 실란커플링제KBM-303(제조원: 신에쯔주식회사) 0.5g 및 무정형 실리카 충진제 (OX-50, 제조원: 대구사) 20g을 혼합한 후, 500rpm에서 2시간 정도 1차 분산시켰다.
1차 분산 이후 밀링을 실시하였다. 밀링은 주로 무기 입자를 이용한 비드 밀링 방법을 사용하였다. 밀링이 완료된 후 38㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 이형 필름의 편면에 건조 후 막 두께 20㎛로 하여 코팅을 실시하였다. 코팅된 면을 보호하기 위해 코팅층 상부 면에 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 적층하여 접착층을 제조하였다.
(2) 다이싱 다이본드 필름 제조
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 제조한 점착 필름을 각각 광폭코팅한 후, 상기 (1)에서 제조한 접착층에서 보호기재 PET 필름을 제거한 후 이에 라미네이션한 후 1일간 방치하였다.
2. 실험예 : 실시예 및 비교예에서 제조된 접착 조성물 필름의 물성 평가
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 점착 필름 및 상기 항목 3.에서 제조된 다이싱 다이본드 필름의 물성에 대해 다음 방법으로 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
비교항목 단위 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
기재필름 신율 % 321 245 321 321 321 321 321 321 321 321
점착필름 신율 % 180 132 204 165 143 290 272 304 285 299
점착필름/기재필름 신율 비 % 56 54 64 51 45 90 85 95 89 93
접착제 분단율 99% 이상 매우 양호
95% 이상 양호 		매우양호 매우양호 양호 매우양호 매우양호 불량 불량 불량 불량 불량
Pick up 성공률 Stroke(um) 200 200 250 350 300 200 700 400 250 450
성공률(%) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
UV전 Peel strength N/25mm 1.42 1.34 1.59 0.38 0.34 1.31 1.96 1.79 0.27 0.45
UV후 Peel strength 0.13 0.12 0.15 0.10 0.39 0.22
(1) 점착 필름 및 기재 필름의 신율
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에서 제조한 점착 조성물을 이용하여 제조된 점착 필름을 폭 10 mm, 길이 50 mm로 제작한 후 10 N 로드셀(Load Cell)에서 인장 강도기의 상하 클립에 고정시키고, 200 mm/min의 인장 속도로 당겨 끊어질 때의 신율을 측정하였다. 기재필름인 폴리프로필렌 필름에 대해서도 상기와 같은 방법으로 신율을 측정하였다.
상기 인장 시험기는 "Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343"을 사용하였다.
(2) 상온 분할성:
상기 3.에서 제조된 각각의 다이싱 다이본드 필름을 두께 50㎛의 웨이퍼에 60 ℃에서 라미네이션한 후웨이퍼의 중심부 30㎛을 레이저를 이용해 개질부를 형성하였다.이때 칩의 크기는 10mm×10㎜로 다이싱하였고 25℃로 온도를 고정시킨 상태에서 웨이퍼 링 익스팬션을 실시하였다. 익스팬션은 총 12mm을 실시하며 1차로 7mm를 200mm/s로 상승시킨 후 5초간 유지하며 추가로 5mm을 10mm/s의 속도로 상승시켰다. 그 후 필름을 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였다.
조각화된 웨이퍼 200개를 떼어내어 접착제의 분할이 99%이상 이루어지면 매우 양호 95%이상 이루어지면 양호95% 미만이면 불량으로 [표2]에 나타내었다.
(3) 다이싱 다이본딩 필름 픽업(pick-up) 성공률 측정
상기 실험예 (2)상온 분할성 평가와 동일한 방법으로 스텔스 다이싱을 실시하고,실리콘 웨이퍼 중앙부의 칩 200개에 대하여 다이본더 장치(SDB-1000M, 세크론)를 이용하여 픽업시험을 실시하고 그 성공률(%)을 측정한 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
(4) 자외선 조사 전후 필 강도
필 강도 측정은 한국 공업 규격 KS-A-01107(점착 테이프 및 점착 시이트의 시험 방법)의 8항에 따라 시험하였다. 다이 접착용 접착층에 폭 25mm, 길이 250mm의 시료를 붙인 후, 다이 접착용 접착층에 접착 테이프를 붙인 후 2kg 하중의 압착 롤러를 이용하여 300mm/min의 속도로 1회 왕복시켜 압착하였다. 압착 후 30분 경과 후에 시험편의 접은 부분을 180˚로 뒤집어 약 25mm를 벗긴 후, 10N Load Cell에서 시험편을 인장강도기의 위쪽 클립에 다이 접착용 접착층을 시험판 아래쪽 클립에 고정시키고, 300mm/min의 인장속도로 당겨 벗길 때의 하중을 측정하였다. 인장 시험기는 "Instron Series 1X/s Automated materials Tester-3343"을 사용하였으며, 자외선 조사는 70mW/㎠의 조도를 가진 고압수은등에서 3초간 조사하여 노광량 200mJ/㎠로 조사하였으며, 샘플은 자외선 조사 전후로 각각 10개씩 측정하여 평균값을 측정하여 [표2]에 나타내었다.
상기 표 2의 결과에서 확인할 수 있는 바와 같이 실시예 1 내지 5의 점착 필름은 기재필름의 신율(A)에 대한 점착 필름의 신율(B)의 비(B/A)가 0.7 이하로 상온에서 스텔스다이싱시 접착층의 양호한 분단이 나타나는 반면, 비교예 1 내지 5의 점착 필름은 비(B/A)가 0.7 초과하여 상온에서 스텔스다이싱시 접착층의 분단이 불량하였다.
또한, 본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름은 200 내지 350 stroke(μm)의 힘으로 픽업 성공률이 100%인 반면, 비교예의 다이싱 다이본딩 필름은 최대 700 stroke(μm)의 힘으로 픽업 성공률이 100%이므로, 본 발명에 따른 다이싱 다이본딩 필름은 박막 형태의 웨이퍼에 가해지는 힘을 최소화하여 칩에 크랙이 가거나 손상이 가는 것을 방지할 수 있다.

Claims (14)

  1. 점착층 및 기재필름을 포함하는 점착 필름으로,
    상기 기재필름의 신율(A)에 대한 상기 점착 필름의 신율(B)의 비(B/A)가 0.7 이하인 것을 특징으로 하는 반도체용 점착 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 점착층의 두께가 상기 기재필름 두께의 20 내지 40%인 반도체용 점착 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 점착층이 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 반도체용 점착 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 경화제가 이소시아네이트 트라이머인 반도체용 점착 필름.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 경화제 혹은 이소시아네이트 트라이머가 점착층의 전체 100 중량부에 대해 2 내지 20 중량부로 포함되는 반도체용 점착 필름.
  6. 제1항에 따른 점착 필름 및 상기 점착 필름의 점착층 위에 형성된 접착층을 포함하는 반도체 다이싱 다이본드 필름.
  7. 제6항에 따른 반도체 다이싱 다이본드 필름에 의해 접속된 반도체 장치.
  8. 아크릴계 점착 바인더 및 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 점착 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 점착 조성물이 광개시제를 추가로 포함하는 점착 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광개시제가 알파-아미노 케톤 화합물, 벤질디메틸-케탈 화합물 또는 알파-하이드록시 케톤 화합물인 점착 조성물.
  11. 제8항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 경화제가 이소시아네이트 트라이머인 점착 조성물.
  12. 제8항 또는 제11항에 있어서, 상기 이소시아네이트계 경화제 또는 상기 이소시아네이트 트라이머가 점착 조성물의 전체 고형분 100 중량부에 대해 2 내지 20 중량부인 점착 조성물.
  13. 제8항에 따른 점착 조성물에 의해 형성된 점착 필름 및 접착층을 포함하는 반도체 다이싱 다이본드 필름.
  14. 제13항에 따른 반도체 다이싱 다이본드 필름에 의해 접속된 반도체 장치.
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