KR20150015967A - 반도체 다이싱 다이본딩 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다이싱 공정에서 인장에 의해 필름의 개편화가 쉽게 일어나게 할 수 있는 반도체 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 다이싱 다이 본딩 필름은, 기저필름, 점착층, 및 접착층을 포함하고, 상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이며, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이고, 상기 기저필름은 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상이다.
[일반식 1]
복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.

Description

반도체 다이싱 다이본딩 필름 {Semiconductor dicing die bonding film}
본 발명은 다이싱 공정에서 인장에 의해 필름의 개편화가 쉽게 일어나게 할 수 있는 반도체 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩의 제조 공정은 웨이퍼에 미세한 패턴을 형성하는 공정 및 최종 장치의 규격에 맞도록 웨이퍼를 연마하여 패키징(packaging)하는 공정을 포함한다. 패키징 공정은 반도체 칩의 불량을 검사하는 웨이퍼 검사 공정; 웨이퍼를 절단하여 낱개의 칩으로 분리하는 다이싱 공정; 분리된 칩을 회로 필름(circuit film) 또는 리드 프레임의 탑재판에 부착시키는 다이본딩 공정; 반도체 칩 상에 구비된 칩 패드와 회로 필름 또는 리드 프레임의 회로 패턴을 와이어와 같은 전기적 접속 수단으로 연결시키는 와이어 본딩 공정; 반도체 칩의 내부 회로와 그 외의 부품을 보호하기 위해 봉지재로 외부를 감싸는 몰딩 공정; 리드와 리드를 연결하고 있는 댐바를 절단하는 트림 공정; 리드를 원하는 형태로 구부리는 포밍 공정; 및 완성된 패키지의 불량을 검사하는 완성품 검사공정 등을 포함한다.
상기 다이싱 공정을 통해, 복수개의 칩들이 형성된 반도체 웨이퍼로부터 서로 분리된 개별칩들이 제조된다. 광의적으로 다이싱 공정은 반도체 웨이퍼의 후면을 그라인딩(grinding)하고, 칩들 사이의 다이싱 라인을 따라 반도체 웨이퍼를 절단함으로써 서로 분리된 복수개의 개별칩들을 제조하는 공정이다.
한편, 전자기기의 소형화 및 메모리 용량 증대에 따라 반도체 칩들을 수직으로 쌓아가는 MCP(multi-chip package) 기술이 최근 많이 사용되고 있고, 많은 칩들을 쌓기 위해 개개의 칩 두께는 얇아져야 한다. 그러나, 블레이드를 이용하여 웨이퍼를 다이싱하는 방법은 칩이 갈라지거나 깨지기 쉬워 한계가 있었다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 두께운 웨이퍼 상태에서 웨이퍼를 부분 절삭하고 이후에 부분 절삭된 지점까지 그라인딩 함으로써 얇게 절삭된 칩을 얻는 방법이나, 웨이퍼의 절삭 예정 라인 내부에 레이저광을 조사하여 개질영역을 형성함으로써 절단이 쉽게 되게 하는 방법이 제시되어 왔다.
그러나, 상술한 방법들은 웨이퍼의 개편화는 쉽게 이루어지지만, 접착필름이 부착된 웨이퍼가 접착필름과 동시에 개편화 되는 것은 쉽지 않다. 따라서, 저탄성체인 접착필름을 함께 개편화 하기 위해 온도를 낮추고 부착된 다이싱 필름을 등방향으로 크게 인장시킴으로써 접착필름의 개편화를 유도하는 방법이 사용되고 있었다.
그러나, 필름의 길이방향(Machinery Direction)과 수직방향(Transverse Direction)의 인장 특성의 차이가 크기 때문에 개편화가 원활히 이루어지지 않고 얇은 웨이퍼의 경우 응력 차이로 인해 칩이 손상을 받을 수 있는 문제점이 있었다.
아울러, 접착층의 길이방향과 수직방향의 연신율에서 큰 차이가 있는 경우 인장력에 의해 접착력의 개편화가 일어날 때 개편화된 칩 사이의 간격이 불균일하게 되는 문제점이 있었으며, 점착층의 Tg가 너무 낮은 경우나 높은 경우 각각 픽업시 불리하거나, 박리가 일어날 수 있다는 단점이 존재하는 실정이었다.
본 발명은 다이싱 공정에서 인장에 의해 웨이퍼 및 필름의 개편화가 쉽게 일어나게 할 수 있는 반도체 다이싱 다이 본딩 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 다이싱 다이 본딩 필름은, 기저필름, 점착층, 및 접착층을 포함하고, 상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이며, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이고, 상기 기저필름은 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상이다.
[일반식 1]
복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.
상기에서, 기저필름의 길이방향 및 수직방향의 인장 15% 모듈러스가 상온에서 40MPa 이상일 수 있고, 상기 기저필름의 길이방향 및 수직방향의 15% 모듈러스 차이가 10MPa 이하일 수 있다.
한편, 상기 기저필름은 폴리올레핀 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 및 에틸렌-알킬아크릴레이트 공중합체 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나일 수 있다.
또한, 상기 기저필름은 화학적, 물리적 가교 처리된 폴리올레핀계 엘라스토머, 또는 금속을 포함하는 결합구조를 가지는 폴리올레핀계 엘라스토머를 포함하는 수지로부터 제조되는 필름을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 점착층은 자외선 경화형 점착제를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자외선 경화형 점착제는 아크릴계 수지, 광개시제 및 가교제를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 접착층은 에폭시 수지, 아크릴계 수지, 및 경화제를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은 기저필름, 점착층, 접착층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층된 반도체 웨이퍼를 완전 분단 또는 분단 가능하게 부분 처리하는 단계; 상기 처리된 반도체 웨이퍼를 익스팬딩 하는 단계; 및 상기 익스펜딩한 반도체 웨이퍼의 기저필름에 자외선을 조사하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분단에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하고, 상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이며, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이고, 상기 기저필름은 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상일 수 있다.
[일반식 1]
복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.
본 발명에 따른 다이싱 다이 본딩 필름은 개편화가 쉽고, 수축이 쉬워 원활한 픽업 공정을 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은, 기저필름, 점착층, 및 접착층을 포함하고, 상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이며, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이고, 상기 기저필름은 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상인 다이싱 다이 본딩 필름을 제공한다.
[일반식 1]
복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 반도체 다이싱 다이본딩 필름에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 기저필름, 점착층, 및 접착층을 포함하고, 상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이며, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이고, 상기 기저필름은 상기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상인 다이싱 다이 본딩 필름이 제공될 수 있다.
이전에는 필름의 길이방향(Machinery Direction)과 수직방향(Transverse Direction)의 인장 특성의 차이가 크기 때문에 개편화가 원활히 이루어지지 않고 얇은 웨이퍼의 경우 응력 차이로 인해 칩이 손상을 받을 수 있고, 점착층의 Tg가 너무 낮은 경우나 높은 경우 각각 픽업 시 불리하거나, 박리가 일어날 수 있다는 단점이 존재하는 실정이었다. 또한, 기저필름의 Tg가 일정값 이상인 경우 웨이퍼나 접착제의 저온 분단 공정에서 탄성력이 충분히 확보되지 않아 개편화가 원활하게 수행되지 않을 수 있는 문제점이 있었다.
이에 본 발명자들은 점착층의 Tg가 -50℃ 내지 -35℃이고, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이며, 상기 기저필름의 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상인 경우, 개편화가 쉽다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 측면에 따른 다이싱 다이 본딩 필름은, 기저필름, 점착층, 및 접착층을 포함하고, 상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이고, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이며, 상기 기저필름의 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상이다.
[일반식 1]
복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.
인장력에 의해 접착 필름의 개편화가 용이하게 일어나기 위해서는 접착 필름의 인장특성이 중요하다. 이론적으로는 고무 특성을 가지는 접착제의 연신율이 작은 것이 개편화에는 용이하지만 너무 작을 경우에는 필름 물성이 좋지 않아 제조 공정에 어려움이 있다. 상기에서 접착층은 인장 연신율은 상온에서 5mm/s 속도로 연신 시 100 내지 900%인 경우가 개편화에 최적의 수치가 될 수 있다.
한편, 인장에 의한 칩의 개편화는 영하의 온도에서 빠른 속도로 인장이 이루어 지는 데 이때 접착층과 계면을 이루고 있는 점착제의 Tg(glass transition temperature)가 -50℃ 내지 -35℃인 것이 바람직할 수 있다. 이는 -50℃ 미만인 경우 UV 조사 후에도 접착층과의 점착력이 너무 커져 픽업이 어려워 질 수 있고, -35℃ 초과일 경우 저온 인장 시 접착층과의 계면 접착이 불량하여 박리가 일어날 수 있기 때문이다.
접착층의 Tg는 사용되는 아크릴 고분자의 모노머 조성과 가교 밀도에 의해 결정될 수 있는데, 가교 가능한 작용기를 많이 도입해 가교 밀도를 증가시키면 Tg가 증가하게 되고, 사용되는 모노머의 측쇄 길이가 길어지거나 측쇄 가지 수가 많아지면 Tg는 감소하게 된다. 한편, 기저필름의 Tg는 필름 상의 고분자 수지의 결정화도를 낮춤으로서 구현할 수 있고, 접착제층의 연신율은 사용되는 고분자 수지의 함량을 낮추거나 또는 사용되는 필러의 함량을 증가시킴으로써 낮출 수 있다.
특히, 상기 기저필름의 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상일 수 있다.
[일반식 1]
복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.
기저필름의 복원 특성이 부족하면 칩 및 접착제의 개편화를 위한 저온 익스팬딩 공정에서 분단 특성이 부족할 뿐 아니라 이후 열 수축 공정에서 인장된 필름의 복원이 충분히 이루어 지지 않아 서브 링 및 웨이퍼가 부착된 다이싱 다이본딩 필름이 자동 이송 공정에서 문제가 발생할 수 있다. 복원 특성이 우수한 기저필름은 기저필름 제조 시 탄성 특성이 우수한 특히 엘라스토머 같은 수지를 도입하거나 폴리올레핀 분자 구조 내에 미량의 가교 구조를 형성할 수 있게 하면 복원 특성이 우수해질 수 있다.
한편, 상기에서 기저필름의 길이방향 및 수직방향의 인장 15% 모듈러스가 상온에서 40MPa 이상일 수 있고, 상기 기저필름의 길이방향 및 수직방향의 15% 모듈러스 차이가 10MPa 이하일 수 있다.
또한, 상기 기저필름은 폴리올레핀 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 및 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나일 수 있다.
기저 필름의 구체적인 종류는 일반적으로 사용되는 기저필름이라면 특별히 한정되지 않으며, 저밀도 폴리에틸렌 필름, 선형 폴리에틸렌 필름, 중밀도 폴리에틸렌 필름, 고밀도 폴리에틸렌 필름, 초저밀도 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체 필름, 폴리프로필렌의 블록 공중합체 필름, 호모폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐(polymethylpentene), 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 필름, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 필름, 에틸렌-아이오노머 공중합체 필름, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름, 폴리부텐 필름, 스틸렌의 공중합체 또는 엘라스토머 등의 일종 또는 이종 이상의 필름을 들 수 있다. 상기에서 이종 이상의 기저 필름은, 전술한 각 기저 필름이 2층 이상 적층된 구조의 필름 또는 전술한 수지의 2종 이상의 블렌드물로부터 제조된 필름을 의미한다. 위와 같은 기저 필름에는 또한 필요에 따라 매트 처리, 코로나 방전처리, 프라이머 처리 또는 가교 처리 등의 관용적인 물리적 또는 화학적 처리를 가할 수 있다.
본 발명에서 바람직하게는, 상기 기저필름은 화학적, 물리적 가교 처리된 폴리올레핀계 엘라스토머, 또는 금속을 포함하는 결합구조를 가지는 폴리올레핀계 엘라스토머를 포함하는 수지로부터 제조되는 필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 점착제층은 자외선 경화형 점착제를 포함할 수 있다. 즉, 상기 점착제층은 특별히 제한되지 않고, 통상의 자외선 경화형 점착제를 사용하여 필름을 구성할 수 있다.
또한, 상기 자외선 경화형 점착제는 아크릴계 수지, 광개시제 및 가교제를 더 포함할 수 있다.
상기에서 아크릴계 수지는 중량평균분자량이 10만 내지 150만, 바람직하게는 20만 내지 100만일 수 있다. 중량평균분자량이 10만 미만이면, 코팅성 또는 응집력이 저하되어, 박리 시에 피착체에 잔여물이 남거나, 또는 점착제 파괴 현상이 일어날 우려가 있다. 또한, 중량평균분자량이 150만을 초과하면, 베이스 수지가 자외선 경화형 화합물의 반응을 방해하여, 박리력 감소가 효율적으로 이루어지지 않을 우려가 있다. 이러한 아크릴계 수지는 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 가교성 관능기 함유 단량체의 공중합체일 수 있다. 이 때 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 예로는 알킬 (메타)아크릴레이트를 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 가지는 단량체로서, 펜틸 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트 또는 데실 (메타)아크릴레이트의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다. 알킬의 탄소수가 큰 단량체를 사용할수록, 최종 공중합체의 유리전이온도가 낮아지므로, 목적하는 유리전이온도에 따라 적절한 단량체를 선택하면 된다. 또한, 가교성 관능기 함유 단량체의 예로는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 또는 질소 함유 단량체의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다. 이 때 히드록실기 함유 화합물의 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 카복실기 함유 화합물의 예로는, (메타)아크릴산 등을 들 수 있으며, 질소 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴로니트릴, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 아크릴계 수지에는 또한 상용성 등의 기타 기능성 향상의 관점에서, 초산비닐, 스틸렌 또는 아크릴로니트릴 탄소-탄소 이중결합함유 저분자량 화합물 등이 추가로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 자외선 경화형 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 중량평균분자량이 500 내지 300,000 정도인 다관능성 화합물(ex. 다관능성 우레탄 아크릴레이트, 다관능성 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머 등)을 사용할 수 있다. 이 분야의 평균적 기술자는 목적하는 용도에 따른 적절한 화합물을 용이하게 선택할 수 있다. 상기 자외선 경화형 화합물의 함량은 전술한 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 5 중량부 내지 400 중량부, 바람직하게는 10 중량부 내지 200 중량부일 수 있다. 자외선 경화형 화합물의 함량이 5 중량부 미만이면, 경화 후 점착력 저하가 충분하지 않아 픽업성이 떨어질 우려가 있고, 400 중량부를 초과하면, 자외선 조사 전 점착제의 응집력이 부족하거나, 이형 필름 등과의 박리가 용이하게 이루어지지 않을 우려가 있다.
상기 광개시제의 종류 역시 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 알려진 일반적인 개시제의 사용이 가능하며, 그 함량은 상기 자외선 경화형 화합물 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 내지 20 중량부일 수 있다. 광개시제의 함량이 0.05 중량부 미만이면, 자외선 조사에 의한 경화 반응이 부족해져 픽업성이 저하될 우려가 있고, 20 중량부를 초과하면 경화 과정에는 가교 반응이 짧은 단위로 일어나거나, 미반응 자외선 경화형 화합물이 발생하여 피착체 표면의 잔사에 원인이 되거나, 경화 후 박리력이 지나치게 낮아져 픽업성이 저하될 우려가 있다. 또한, 점착부에 포함되어 접착력 및 응집력을 부여하기 위한 가교제의 종류 역시 특별히 한정되지 않으며, 이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 에폭시계 화합물 또는 금속 킬레이트계 화합물 등의 통상의 화합물을 사용할 수 있다. 상기 가교제는 베이스 수지 100 중량부에 대하여 2 중량부 내지 40 중량부, 바람직하게는 2 중량부 내지 20 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 상기 함량이 2 중량부 미만이면, 점착제의 응집력이 부족할 우려가 있고, 20 중량부를 초과하면, 자외선 조사 전 점착력이 부족하여, 칩 비산 등이 일어날 우려가 있다.
본 발명의 점착층에는 또한 로진 수지, 터펜(terpene) 수지, 페놀 수지, 스티렌 수지, 지방족 석유 수지, 방향족 석유 수지 또는 지방족 방향족 공중합 석유 수지 등의 점착 부여제가 적절히 포함될 수 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 점착층을 기재 필름 상에 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 기재 필름 상에 직접 본 발명의 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 형성하는 방법 또는 박리성 기재 상에 일단 점착제 조성물을 도포하여 점착층을 제조하고, 상기 박리성 기재를 사용하여 점착제층을 기재 필름 상에 전사하는 방법 등을 사용할 수 있다.
이 때 점착제 조성물을 도포 및 건조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 상기 각각의 성분을 포함하는 조성물을 그대로, 또는 적당한 유기용제에 희석하여 콤마 코터, 그라비아 코터, 다이 코터 또는 리버스 코터 등의 공지의 수단으로 도포한 후, 60℃ 내지 200℃의 온도에서 10초 내지 30분 동안 용제를 건조시키는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 과정에서는 점착제의 충분한 가교 반응을 진행시키기 위한 에이징(aging) 공정을 추가적으로 수행할 수도 있다.
한편, 접착제층은 에폭시 수지, 저탄성 고분자량 수지. 및 경화제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 상기 에폭시 수지에는 이 분야에서 공지된 일반적인 접착제용 에폭시 수지가 포함될 수 있으며, 예를 들면, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 함유하고, 중량평균분자량이 100 내지 2,000인 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 위와 같은 에폭시 수지는 경화 공정을 통해 하드한 가교 구조를 형성하여, 탁월한 접착성, 내열성 및 기계적 강도를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명에서는 특히 평균 에폭시 당량이 100 내지 1,000인 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지의 에폭시 당량이 100 미만이면, 가교 밀도가 지나치게 높아져서, 접착 필름이 전체적으로 딱딱한 성질을 나타낼 우려가 있고, 1,000을 초과하면, 내열성이 저하될 우려가 있다. 위와 같은 에폭시 수지의 예로는, 비스페놀 A 에폭시 수지 또는 비스페놀 F 에폭시 수지 등의 이관능성 에폭시 수지; 또는 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 또는 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지 등의 3개 이상의 관능기를 가지는 다관능성 에폭시 수지의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 특히 상기 에폭시 수지로서 이관능성 에폭시 수지 및 다관능성 에폭시 수지의 혼합 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 사용하는 용어 『다관능성 에폭시 수지』는 3개 이상의 관능기를 가지는 에폭시 수지를 의미한다. 즉, 일반적으로 이관능성 에폭시 수지는 유연성 및 고온에서의 흐름성 등은 우수하나, 내열성 및 경화 속도가 떨어지는 반면, 관능기가 3개 이상인 다관능성 에폭시 수지는 경화 속도가 빠르고, 높은 가교 밀도로 인해 탁월한 내열성을 보이나, 유연성 및 흐름성이 떨어진다. 따라서, 상기 두 종류의 수지를 적절히 혼합, 사용함으로 해서, 접착층의 탄성률 및 택(tack) 특성을 제어하면서도, 다이싱 공정 시에 칩의 비산이나 버의 발생을 억제할 수 있다.
저탄성 고분자량 수지는 접착제 내에서 소프트 세그먼트를 이루어 고온에서의 응력 완화 특성을 부여하는 역할을 할 수 있다. 본 발명에서는 상기 고분자량 수지로서, 상기 에폭시 수지와 블렌딩되어 필름 형성 시에 부서짐을 유발하지 않고, 가교 구조의 형성 후 점탄성을 나타낼 수 있으며, 다른 성분과의 상용성 및 보관 안정성이 우수한 것이라면, 어떠한 수지 성분도 사용될 수 있다.
상기 저탄성 고분자량 수지의 구체적인 종류는, 전술한 특성을 만족하는 한, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에서는 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 페녹시, 반응성 아크릴로니트릴부타디엔 고무 또는 아크릴계 수지 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기에서 아크릴계 수지의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산 및 그 유도체를 포함하는 아크릴계 공중합체를 들 수 있으며, 이 때 (메타)아크릴산 및 그 유도체의 예로는 (메타)아크릴산; 메틸 (메타)아크릴레이트 또는 에틸 (메타)아크릴레이트 등의 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 함유하는 알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴로니트릴 또는 (메타)아크릴아미드; 및 기타 공중합성 단량체들이 포함된다.
상기 아크릴계 수지는 또한 글리시딜기, 히드록시기, 카복실기 및 아민기 등의 일종 또는 이종 이상의 관능기를 포함할 수 있으며, 이와 같은 관능기는 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 히드록시 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트 또는 카복시 (메타)아크릴레이트 등의 단량체를 공중합시킴으로써 도입할 수 있다.
접착제 조성물에 포함될 수 있는 경화제는 상기 에폭시 수지 및/또는 저탄성 고분자량 수지와 반응하여, 가교 구조를 형성할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에서는 상기 두 성분과 동시에 반응하여 가교 구조를 형성할 수 있는 경화제를 사용할 수 있는데, 이와 같은 경화제는 접착제 내의 소프트 세그먼트 및 하드 세그먼트와 각각 가교 구조를 이루어 내열성을 향상시키는 동시에, 양자의 계면에서 두 세그먼트의 가교제로 작용하여 반도체 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법은 기저필름, 점착층, 접착층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층된 반도체 웨이퍼를 완전 분단 또는 분단 가능하게 부분 처리하는 단계; 상기 처리된 반도체 웨이퍼를 익스팬딩 하는 단계; 및 상기 익스펜딩한 반도체 웨이퍼의 기저필름에 자외선을 조사하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분단에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하고, 상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이며, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이고, 상기 기저필름은 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상일 수 있다.
[일반식 1]
복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
제조예 1
(1) P-1 점착제 제조
2-에틸헥실 아크릴레이트 75g, 2-에틸헥실 메타아크릴레이트 10g, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 15g을 에틸아크릴레이트 용매 300g 하에서 공중합하여 중량평균분자량이 85만인 공중합체를 얻었다. 여기에 광경화 물질인 아크릴이소시아네이트 화합물 10g을 첨가하여 반응물을 얻었다. 그 후, 여기에 다관능 이소시아네이트 올리고머 10중량부와 광개시제로서 다로커 TPO(Darocur TPO)를 1g 혼합하여 자외선 경화형 점착제 조성물 P-1을 제조하였다. 얻어진 점착제 조성물을 DSC를 통해 분석한 결과 Tg는 -47℃로 측정되었다.
(2) P-2 점착제 제조
상기 P-1 점착제 제조예에서 2-에틸헥실 아크릴레이트 55g, 2-에틸헥실 메타아크릴레이트 25g, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 20g을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착제 조성물 P-2를 제조하였다. 얻어진 공중합체의 분자량은 63만이었고, 점착제 P-2의 Tg는 -36℃로 측정되었다.
(3) P-3 점착제 제조
상기 P-1 점착제 제조예에서 2-에틸헥실 아크릴레이트 86g, 2-에틸헥실 메타아크릴레이트 3g, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 11g을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착제 조성물 P-3를 제조하였다. 얻어진 공중합체의 분자량은 74만이었고, 점착제 P-3의 Tg는 -52℃로 측정되었다.
(4) P-4 점착제 제조
상기 P-1 점착제 제조예에서 2-에틸헥실 아크릴레이트 45g, 2-에틸헥실 메타아크릴레이트 35g, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 20g을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착제 조성물 P-4를 제조하였다. 얻어진 공중합체의 분자량은 90만이었고, 점착제 P-4의 Tg는 -31℃로 측정되었다.
제조예 2
기저필름을 하기와 같은 코드로 분류하여 하기 방법에 따라 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.
(1) Tg 측정
기저필름의 Tg는 시차 주사 열량계(DSC, Differerential Scanning Calorimeter)를 이용하여 측정하였다.
(2) 복원율 측정
기저필름을 각각 길이 100mm, 폭 10mm 크기로 절단하여 시편을 제작하고, 상기 시편을 만능재료 시험기(UTM, Universal Testing Machine, 모델명 Zwick Z010)에 50mm 부분을 남겨두고 장착한 후 20mm/s의 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하였다. 그 후, 상기 시편을 60℃ 오븐에서 30초 동안 방치 후, 늘어난 시편 길이(L)을 측정하여 하기 식을 이용하여 복원율을 계산하였다.
복원율(%)= 100-(L-50)/50 X 100
(3) 모듈러스 측정
기저필름의 15% 모듈러스는 ASTM D-3330 기준에 따라 각각 시편을 제작한 후, 만능재료 시험기(UTM, Universal Testing Machine, 모델명 Zwick Z010)를 이용하여 25℃에서 100mm/min의 속도로 인장한 후 연장율이 15%인 지점에서의 인장력을 0.15(15%)로 나누어 계산하였다.
기저필름 코드 Tg(℃) 복원율(%) 15% 모듈러스(MPa)
길이방향 수직방향 길이방향 수직방향 차이
T -16.9 94.7 94.6 49 45 4
R -21.9 98.0 94.1 59 54 5
U -1.8 92.7 93.3 89 81 8
L -4.7 94.4 91.8 72 65 7
I -29.0 97.1 95.8 33 32 1
H -15.4 95.5 90.1 74 62 12
M -27.1 78.7 76.7 46 45 1
제조예 3 : 다이싱 필름 제조
상기 실시예 1에서 제조된 점착제 조성물 P-1 내지 P-4를 이형 처리된 두께 38um 의 폴리에스테르 필름 위에 건조 후의 두께가 10um가 되도록 도포하고, 110℃에서 3분간 건조하였다. 건조된 점착층을 상기 제조예 2의 기저필름들에 각각 라미네이트 하여 다이싱 필름을 제조하였다.
제조예 4 : 다이본딩 필름 제조
(1) 다이본딩 필름 DB-1의 제조
고분자량 지방족 에폭시 수지(SA-71, 엘지화학, Tg 20℃, 중량 평균 분자량 85만) 90중량부, 지방족계 에폭시 수지(노볼락형 에폭시 수지, 연화점 94℃) 30중량부, 에폭시 수지의 경화제로 페놀수지(페놀 노볼락 수지, 연화점 94℃) 20중량부, 중온 개시 경화 촉진제(2-메틸 이미다졸) 0.1중량부, 고온 개시 경화 촉진제(2-페닐-4-메틸-이미다졸) 0.5중량부, 충진제로 실리카(용융 실리카, 평균입경 75nm) 20 중량부로 이루어진 조성물과 메틸에틸케톤을 교반 혼합하여 바니쉬를 제조하였다.
상기 바니쉬를 두께 38um의 기저필름(SKC, RS-216)에 도포하고, 110℃에서 5분 간 건조하여 도막 두께 20um인 다이접착 필름 DB-1을 제조하였다.
(2) 다이본딩 필름 DB-2의 제조
상기 다이본딩 필름 DB-1의 제조에서 에폭시 수지로 노볼락형 에폭시 수지 (연화점 94℃) 30중량부, 액상형 (80wt%) 비스페놀 A 형 에폭시 수지 38g을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 다이본딩 필름 DB-2를 제조하였다.
실시예 및 비교예 : 다이싱 다이본딩 필름 제조
상기 제조예 3 및 4에 따라 제조된 다이싱 필름과 다이 본딩 필름을 폴라미네이터(Fujishoko 사)를 이용하여 30 ℃에서 5kgf/cm2 의 조건으로 라미네이트하고, 원형으로 절단하여 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 실시예 1 내지 6, 및 비교예 1 내지 7의 다이싱 다이 본딩 필름을 제조하였다.
다이싱 다이 본딩 필름 다이싱 필름 다이 본딩 필름
점착제 기저필름
실시예 1 P-1 T DB-1
실시예 2 P-2 T DB-1
실시예 3 P-2 R DB-2
실시예 4 P-1 R DB-1
실시예 5 P-1 R DB-2
실시예 6 P-2 R DB-2
비교예 1 P-3 T DB-1
비교예 2 P-4 T DB-1
비교예 3 P-1 U DB-1
비교예 4 P-1 L DB-1
비교예 5 P-1 I DB-1
비교예 6 P-1 H DB-1
비교예 7 P-1 M DB-1
시험예
8인치 80um 두께의 미러웨이퍼와 웨이퍼 링을 마운터를 이용하여 60℃에서 상기 실시예 1 내지 6, 및 비교예 1 내지 7의 다이싱 다이 본딩 필름들에 각각 부착하였다. 365nm 10W 레이저 다이싱 장비(한빛 레이저, 빔 spot size 15um)를 이용하여 웨이퍼를 10x10mm 크기의 정사각형 모양의 다이로 약 50um 깊이로 부분 절삭하였다.
상기 레이저에 의해 부분 절삭된 웨이퍼가 부착된 다이싱 다이 본딩 필름들을 각각 저온 익스팬딩 장치에서 -10℃에서 익스팬딩 높이가 15mm, 익스팬딩 속도를 100mm/s로 익스팬딩하여 웨이퍼와 점착필름의 동시 개편화를 진행하였다.
상기와 같이 개편화가 진행된 웨이퍼 부착 다이싱 다이 본딩 필름은 웨이퍼가 부착된 부분은 포러스 진공척을 이용하여 고정하고, 웨이퍼와 웨이퍼링 사이의 인장된 필름 부분을 120℃의 열풍으로 2분 간 열수축 시켰다. 그 후, 다이싱 필름의 웨이퍼가 부착된 반대편에 300mJ의 자외선을 조사하고 자동 카세트 이송장치를 이용해 픽업장치(Shinkawa SP300)에 이송한 후 픽업을 진행하였다.
주요 특성 평가항목은 열수축 공정 진행 후, 웨이퍼와 웨이퍼링 사이의 복원특성에 의한 처짐상태를 육안 및 픽업장비를 이용하여 확인하여, 상(처짐이 없이 완전히 복원), 중(약간 처짐이 있으나 자동 이송 시 문제가 되지 않는 상태), 및 하(처진 상태가 완전히 복원되지 않아 이송장치에 걸려 불량이 발생하는 상태)로 평가하였다.
이후, 익스팬딩된 웨이퍼는 기저필름의 길이방향과 수직방향에 대해 5 군데의 칩간 간경을 측정하고 평균을 내었다. 칩간 간격이 필름 길이방향과 수직방향 모두에서 30um 이상이면 상, 둘 중 하나만 30um 이상이면 중, 둘 다 30um 이하이면 하로 평가하였다.
또한, 픽업 장치에서 픽업을 행하여 웨이퍼와 다이 접착필름의 개편화 정도를 평가하였다. 픽업 성공률이 90% 이상이면 상, 90% 미만 70% 초과이면 중, 70% 이하이면 하로 평가하였다.
상기 특성들 측정 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
필름 복원상태 평가 픽업 특성 칩간 간격(um) 평가
픽업 성공률(%) 평가 길이방향 수직방향 평가
실시예1 상 98 상 35 31 상
실시예 2 상 97 상 42 40 상
실시예 3 상 100 상 48 45 상
실시예 4 상 97 상 38 33 상
실시예 5 상 100 상 41 39 상
실시예 6 상 99 상 45 43 상
비교예1 상 83 중 31 27 중
비교예 2 상 65 하 46 42 상
비교예 3 중 48 하 18 10 하
비교예 4 중 76 중 29 24 하
비교예 5 상 67 하 25 <10 하
비교예 6 상 82 중 38 21 중
비교예 7 하 <20 하 측정불가 측정불가 하
상기 표 3에서 나타나듯이, 실시예 1 내지 6의 경우 익스팬딩 공정과 픽업 공정이 무리없이 진행될 수 있지만, 비교예 1 내지 7과 같이 점착제 Tg가 -35 내지 -50℃ 범위 밖이거나, 기저필름의 Tg가 -5℃ 보다 높은 경우, 또는 기저필름 모듈러스가 40 MPa 보다 낮은 경우에는, 익스팬딩 공정에서 칩과 접착필름의 개편화가 충분히 이루어지지 아니하거나, 칩간 간격이 충분치 않아 픽업 불량을 야기할 뿐 아니라 복원율이 90% 보다 적은 경우는 열수축 공정에 의한 복원력이 충분치 아니하여 공정상 문제가 발생한다는 점을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 기저필름, 점착층, 및 접착층을 포함하고,
    상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이며,
    상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이고,
    상기 기저필름은 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상인 다이싱 다이 본딩 필름.
    [일반식 1]
    복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
    상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기저필름의 길이방향 및 수직방향의 인장 15% 모듈러스가 상온에서 40MPa 이상인 다이싱 다이 본딩 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기저필름의 길이방향 및 수직방향의 15% 모듈러스 차이가 10MPa 이하인 다이싱 다이 본딩 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기저필름은 폴리올레핀 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 및 에틸렌-알킬아크릴레이트 공중합체 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나인 다이싱 다이 본딩 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기저필름은 화학적, 물리적 가교 처리된 폴리올레핀계 엘라스토머, 또는 금속을 포함하는 결합구조를 가지는 폴리올레핀계 엘라스토머를 포함하는 수지로부터 제조되는 필름을 포함하는 다이싱 다이 본딩 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 점착층은 자외선 경화형 점착제를 포함하는 다이싱 다이 본딩 필름.
  7. 제6항에 있어서, 상기 자외선 경화형 점착제는 아크릴계 수지, 광개시제 및 가교제를 더 포함하는 다이싱 다이 본딩 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 에폭시 수지, 아크릴계 수지, 및 경화제를 포함하는 다이싱 다이 본딩 필름.
  9. 기저필름, 점착층, 접착층, 및 웨이퍼가 하부로부터 순차적으로 적층된 반도체 웨이퍼를 완전 분단 또는 분단 가능하게 부분 처리하는 단계;
    상기 처리된 반도체 웨이퍼를 익스팬딩 하는 단계; 및
    상기 익스펜딩한 반도체 웨이퍼의 기저필름에 자외선을 조사하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분단에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하고,
    상기 점착층의 Tg는 -50℃ 내지 -35℃ 이며, 상기 기저필름의 Tg는 -5℃ 이하이고, 상기 기저필름은 하기 일반식 1로 계산되는 복원율이 길이방향 및 수직방향에서 각각 90% 이상인 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법.
    [일반식 1]
    복원율(%) = 100-(L-50)/50 x 100
    상기 일반식 1에서 L은 길이 50mm, 폭 10mm의 기저필름을 길이방향 또는 수직방향으로 20mm/s 속도로 75mm 인장시킨 후, 5초 동안 유지하고, 60℃에서 30초 동안 방치한 후 측정한 길이이다.
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