半导体晶元表面保护粘结膜及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种粘结膜，其特征在于，上述粘结膜包括：基材膜，拉伸弹性区域(B)与拉伸塑性区域(A)的面积比(B/A)为0.015以下且延伸率为250％以上；以及粘结层，形成于上述基材膜上。并且，本发明提供一种粘结膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备包含氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物及丙烯酸酯单体的组合物的步骤，使上述组合物固化来形成基材膜的步骤，以及在上述基材膜上形成粘结层的步骤；上述基材膜的拉伸弹性区域(B)与拉伸塑性区域(A)的面积比(B/A)为0.015以下且延伸率为250％以上。
【专利说明】半导体晶元表面保护粘结膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半导体晶元（semiconductor wafer)表面保护粘结膜及其制备方 法。更详细地涉及一种以将上述粘结膜附着于晶元之后切断时产生的毛刺（Burr)最小化 为特征的粘结膜。
【背景技术】
[0002] 最近，随着电子产品的小型化及轻量化等急剧变化，对半导体封装件的无铅 (leadless)化、薄型化及芯片的高集成化的要求也逐渐增加。为了满足这种要求，同样，对 上述半导体封装件所包括的晶元的大口径化及薄型化的要求也逐渐增加。
[0003] 但是，随着大口径化，在背面磨削工序中频繁发生像晶元污染及龟裂一样的晶元 的损坏，由此晶元加工用保护膜的作用尤为重要。
[0004] 在韩国公开专利第10-2007-0019572号中提供了一种粘结片，对由丙烯酸 (acrylate)类聚合物形成的中间层的初始弹性模量及损耗角正切、凝胶含量等进行限定， 即使晶元表面的凹凸的高低差大，也可以适从其凹凸，但是，在工序过程中仍存在切断晶元 时切断性明显变差的问题。像这样，在保护膜的切断性下降的情况下，在半导体加工工序过 程中，因膜的切断不良而导致只能不连续地进行半导体加工工序，致使工序的有效性下降， 当前，持续地对此进行研宄。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的抟术问题
[0006] 为了解决上述问题，本发明涉及一种半导体晶元表面保护粘结膜，其目的在于，调 节粘结膜所包含的基材膜的弹性和韧性，在将粘结膜接合于半导体晶元表面并切断时，将 粘结膜的切断碎肩的产生最小化。
[0007] 抟术方案
[0008] 为了达成上述目的，本发明提供一种粘结膜，其特征在于，包括：基材膜，拉伸弹性 区域⑶与拉伸塑性区域（A)的面积比（B/A)为0.015以下且延伸率为250%以上；以及 粘结层，形成于上述基材膜上。
[0009] 并且，为了达成本发明的另一目的，本发明提供一种粘结膜的制备方法，其特 征在于，包括如下步骤：制备包含氨基甲酸乙醋丙稀酸醋低聚物（Urethane acrylate oligomer)及丙稀酸醋单体的组合物的步骤，使上述组合物固化来形成基材膜的步骤，以及 在上述基材膜上形成粘结层的步骤；上述基材膜的拉伸弹性区域（B)与拉伸塑性区域（A) 的面积比（B/A)为0.015以下且延伸率为250%以上。
[0010] 有益效果
[0011] 在半导体制备工序中，通过使用切断性及附着性卓越且缓冲性优秀的本发明的粘 结膜，在晶元背面磨削等半导体制备工序中能够显著提高生产效率。
[0012] 并且，通过使用利用本发明的制备方法来生产的粘结膜，在晶元附着上述粘结膜 并切断时，膜中不产生异物，并且由于切断面干净，能够将毛刺（Burr)的产生最小化。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1示出了本发明的一实施例的粘结膜的剖视图。
[0014] 图2示出了本发明的一实施例的包括剥离膜的粘结膜的剖视图。
[0015] 图3示出了从基材膜的拉伸实验中得到的拉伸曲线（elongation graph)。
【具体实施方式】
[0016] 参照后面要说明的实施例会让本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的 方法更加明确。但是，本发明并不局限于以下所公开的实施例，能够以互不相同的各种方式 实施，本实施例只用于使本发明的公开内容更加完整，有助于本发明所属【技术领域】的普通 技术人员完整地理解发明的范畴，本发明根据发明要求保护范围的范畴而定义。在说明书 全文中，相同的附图标记表示相同的结构要素。
[0017] 下面，对本发明进行详细的说明。
[0018] 粘结膜
[0019] 本发明提供一种粘结膜，其特征在于，包括：基材膜，拉伸弹性区域（B)与拉伸塑 性区域（A)的面积比（B/A)为0.015以下且延伸率为250%以上；以及粘结层，形成于上述 基材膜上。
[0020] 屈服强度表示在基材膜的拉伸试验中得到的拉伸曲线中从弹性区域到塑性区域 的转折点上的力，以屈服强度为基准，将从拉伸长度0到屈服强度的拉伸曲线积分面积称 为拉伸弹性区域面积，将从屈服强度到规定拉伸长度的拉伸曲线积分面积称为拉伸塑性区 域面积。此时，弹性区域表示在向物质施加载荷的过程中除去载荷的情况下物质可恢复到 初始状态的区域，与弹性区域相反，塑性区域表示即使除去载荷物质也无法回到原来状态 的区域。
[0021] 在本发明的情况下，其目的在于，提供一种在切断半导体晶元时能够将毛刺最小 化的半导体晶元表面保护粘结膜，此时，特征在于，基材膜的拉伸弹性区域（B)与拉伸塑性 区域（A)的面积比（B/A)为0.015以下。优选地，上述面积比可以为0.005?0.015。上述 面积比是利用拉伸弹性区域（B)的面积/拉伸塑性区域（A)的面积来计算的，在上述面积 比大于0.015的情况下，存在产生很多毛刺的问题。并且，考虑到毛刺产生的最小化，可将 利用拉伸弹性区域面积/拉伸塑性区域面积的面积比设为0. 01以下。
[0022] 更加详细地，在适用于半导体晶元的粘结膜中，在进行上述粘结膜所包括的基材 膜的拉伸实验时，在弹性区域大于塑性区域的情况下，可维持优秀的弹性，但是，在晶元研 磨工序时，具有晶元会弯曲一定程度的现象，即产生晶元的扭曲的担忧，在弹性区域小于塑 性区域的情况下，基材膜的弹性下降，维持泥泞或柔软的状态，因而具有切断晶元时产生较 少的毛刺的优点。因此，基材膜的弹性区域和塑性区域的比率在维持规定的粘结力及形状 且使毛刺产生最小化的方面可成为重要的调节因素。
[0023] 并且，本发明的特征在于，通过上述基材膜的拉伸试验测定出的延伸率为250%以 上。延伸率的上限不受限制，但是，优选为，可以是250?400%以上。上述延伸率是指拉伸 试验时材料增加的比率，在基材膜的延伸率小于250%的情况下，在晶元研磨工序时，具有 产生晶元的龟裂或损坏的担忧。
[0024] 上述基材膜的特征在于，包含30?70重量％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物及 30?70重量％的丙烯酸酯单体。在上述氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物小于30重量％的情 况下，针对光聚合性组合物的固化收缩率增加，很难实现基材膜，在上述氨基甲酸乙酯丙烯 酸酯低聚物大于70重量％的情况下，作业粘度变高，导致作业性存在问题。
[0025] 并且，在上述丙烯酸酯单体小于30重量％的情况下，具有基材膜的初始粘附力下 降的担忧，在大于70重量％的情况下，具有因凝聚力下降而导致耐久性存在问题的担忧。
[0026] 上述基材膜所包含的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物可将多元醇共聚物、异氰酸酯 化合物和具有羟基的丙烯酸酯进行混合而合成。
[0027] 上述多元醇共聚物包含（-(^0^0-)^ (-CH2CH(CH2CH3)〇-)n(n，m =整数）的反复 单位，多元醇共聚物的优选例为聚醋多元醇（polyester polyol)、聚醚多元醇（polyether polyol)、聚碳酸醋多元醇（polycarbonate polyol)、聚己内醋多元醇（polycaprolactone polyol)或四氢呋喃环氧丙烧开环共聚物（tetrahydrofurane propyleneoxide ring opening copolymer)等。
[0028] 与其他多元醇相比，上述聚碳酸酯多元醇的耐水解性等耐久性及耐热性优秀，在 形成本发明的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物时，韧性（toughness)也优秀，在这点上，优选 的是上述聚碳酸酯多元醇。
[0029] 根据情况，上述多元醇共聚物可以与山梨糖醇酐脂肪酸醋（sorbitan fatty acid ester)、失水山梨醇脂肪酸醋（polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester)或它们的 混合物一起混合使用。
[0030] 优选地，上述异氰酸酯化合物具有1至3个异氰酸酯基，作为优选的例 子，可以由2, 4-甲苯二异氰酸醋（2, 4-tolyene diisocyanate)、1，5-萘二异氰 酸醋（1，5-Naphthalenediisocyanate)、2, 6_ 甲苯二异氛酸醋、1，3_ 二甲苯二异 氰酸醋（1，3-Xylenediisocyanate)、1，4-二甲苯二异氰酸醋、1，6-己二异氰酸醋 (1,6-hexanediisocyanate)、异佛尔酮二异氛酸醋（IHH，isophoronediisocyanate)及它 们的混合物组成。
[0031] 具有上述羟基的丙烯酸酯，例如，可以包含2_(甲基）丙烯酸羟乙酯、2_(甲基）丙 烯酸羟丙酯、4-(甲基）丙烯酸羟丁酯、6-(甲基）丙烯酸羟己酯，8-(甲基）丙烯酸羟辛酯 等。
[0032] 并且，可以向上述氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物添加氨基甲酸乙酯反应催化剂、 聚合引发剂等。上述氨基甲酸乙酯反应催化剂是在氨基甲酸乙酯反应中少量添加的催化 剂，作为其优选的例子，可以包含环烧酸铜（copper naphthenate)、环烧酸钴、环烧酸锌、月 桂酸丁基锡（butyltinlaurate)、三乙胺（tristhylamine)或2_(甲基）三乙稀二酰胺。
[0033] 并且，作为上述聚合引发剂的优选的例子，可以由二月桂酸二丁基锡OBTDL， dibutyltin dilaurate)、对苯二酷（hydroquinone)、氢醌单甲醚、苯醌，吩噻嘆及它们的混 合物组成。
[0034] 更加详细地，上述氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的重均分子量可以为5000? 50000。在上述氨基甲酸乙酯丙烯酸酯的重均分子量小于5000的情况下，具有延伸率变低 的担忧，在大于50000的情况下，因高的粘度而导致作业性存在问题。
[0035] 上述基材膜所包含的上述丙烯酸酯单体的种类不受特别的限制，例如，可以使用 烷基丙烯酸酯。此时，若单体所包含的烷基过于成为长链，则具有粘结剂的凝聚力下降且很 难调节玻璃化转变温度（Tg)或粘结性的担忧，因此优选地，使用具有碳原子数为1至12的 烧基的烧基丙條酸醋。
[0036] 作为这种单体的例子，可例举丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异 丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯 酸2-乙基丁酯、丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸 异壬酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸酚酯及丙烯酸十四酯，可以混合它们中的一个以上来使用。
[0037] 上述基材膜将上述丙烯酸酯单体的种类中丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-2-羟乙酯作 为必需成分包含。作为丙烯酸酯单体包含丙烯酸异冰片酯、丙烯酸-2-羟乙酯时，基材膜具 有可以与粘结层兼容的粘结力和优秀的耐水性。
[0038] 并且，在本发明中，在将上述丙烯酸异冰片酯或丙烯酸-2-羟乙酯与氨基甲酸乙 酯丙烯酸酯低聚物进行混合的情况下，在作为晶元的保护膜来适用时，具有因对晶元表面 的湿润性、耐水性及再剥离性更加优秀，能够得到将毛刺产生最小化的基材膜的优点。
[0039] 本发明的基材膜可包含规定含量的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物及丙烯酸酯单 体，还可以追加包含0. 01?5. 0重量％的光引发剂。在上述光引发剂小于0. 01重量％的情 况下，具有固化速度明显下降，导致固化效率下降的担忧，在上述光引发剂大于5.0重量％ 的情况下，存在因残存成分而导致的物理性质降低的问题。
[0040] 作为上述光引发剂，可以使用能够商业性地得到的西巴-盖吉（CibaGeigy)公司 的艳佳固（Irgacure)#184(轻基环己基苯基酮（hydroxycyclohexylphenylketone))、艳 佳固#907(2-甲基-1-[4-(甲硫）苯基]-2-吗啉代-丙-1-酮（21161:1171-1[4-(11161:1171:11；[0) phenyl]-2-morpholino-propan-l-on))、艳佳固 #500 (轻基酮和苯甲酮（hydroxy-ketones andbenzophoenone))、艳佳固 #651(苯偶酰二甲基酮（benzildimethyl-ketone))、德牢 固（Darocure)#1173(2_ 轻基 _2_ 甲基-1-苯基-丙-1-酮（2-hydroxy-2-methyl-l-phen yl-propan-l-one))、德牢固 #116、CGI#1800 (双酰基氧化勝（bisacylphosphineoxide))或 CGI#1700(双酰基氧化勝和苯甲酮（bisacylphosphineoxideandhydroxyketone))。 [0041] 并且，在本发明的基材膜中，作为其他添加制，可使用有效剂量的常规的消泡剂、 流平剂或附着增强剂等，优选地，添加〇. 1?1重量％。
[0042] 上述基材膜的特征在于，厚度为50?300 ym。在上述基材膜的厚度小于50 ym的 情况下，在晶元研磨工序中无法吸收冲击，具有晶元变形的担忧，在大于300 ym的情况下， 在研磨加工之后，在从薄的晶元除去粘结膜时，存在因弯曲应力（bending stress)而导致 晶元损坏的担忧。
[0043] 本发明提供一种粘结膜，其特征在于，包括基材膜10,拉伸弹性区域（B)与拉伸塑 性区域（A)的面积比（B/A)为0.015以下且延伸率为250%以上；粘结层20,形成于上述基 材膜10上。此时，上述粘结层20的特征在于，包含硅酮类粘结剂、合成橡胶类粘合剂、天然 橡胶类粘结剂或丙稀酸类粘结剂。
[0044] 并且，在不对发明的效果产生影响的范围内，除了上述成分之外，上述粘结层还可 以包含选自由粘结性赋予树脂、低分子量体、环氧树脂、固化剂、紫外稳定剂、防氧化剂、调 色剂、增强剂、消泡剂、表面活性剂、发泡剂、有机盐、增稠剂及阻燃剂组成的组中的一个以 上的添加制。
[0045] 在本发明的基材膜上形成的粘结层的厚度优选为0. 5?50 ym，更优选为1? 30 ym。在上述粘结层的厚度超过上述范围的情况下，很难得到均匀的粘结层，导致具有膜 的物理性质不均匀的担忧。更加详细地，在粘结层的厚度小于0. 5 ym的情况下，具有粘结 力下降的担忧，在大于50 ym的情况下，具有因粘附力增加在除去粘结膜时晶元残存粘结 膜的问题。
[0046] 本发明的粘结膜除了基材膜及粘结层之外还可以包括形成于上述粘结层上的剥 离膜。如上所述的剥离膜的具体的种类不受特别的限制，例如，可以使用利用硅酮或醇酸类 的离型剂来对聚对苯二甲酸乙二醇醋（PET，polyethylene terephthalate)膜或稀径类膜 等的单面或双面进行离型处理的膜。根据其用途，适当地设定如上所述的剥离膜的厚度，该 厚度不受特别的限制，例如，可以在10?70 um的范围内适当地选择。
[0047] 本发明的粘结膜可以作为半导体晶元背面磨削时的保护膜等半导体加工用膜来 利用。这种本发明的粘结膜因使用满足上述特征性的物理性质的基材膜而呈现优秀的切断 性、附着性、缓和性及缓冲性，从而可以在晶元的背面磨削等工序中提高产品的量产效率。
[0048] 粘结膜的制备方法
[0049] 并且，本发明提供一种粘结膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：制备包含 氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物及丙烯酸酯单体的组合物的步骤，使上述基材膜组合物固化 来形成基材膜的步骤，以及在上述基材膜上形成粘结层的步骤；上述基材膜的拉伸弹性区 域⑶与拉伸塑性区域（A)的面积比（B/A)为0.015以下且延伸率为250%以上。
[0050] 本发明的粘结膜的制备方法包括制备包含上述氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物及 丙烯酸酯单体的组合物的步骤。此时，利用常规的方法，例如，依次添加氨基甲酸乙酯丙烯 酸酯低聚物、丙烯酸酯单体及光引发剂等，并在常温下以l〇〇〇rpm(每分钟转数）以上的均 匀的速度进行搅拌来得到上述组合物。
[0051] 可通过光照射对上述组合物执行UV固化，来形成基材膜，并在固化的上述基材膜 上形成粘结层。此时，在上述基材膜上形成粘结层的方法不受特别的限制。
[0052] 例如，可以使用利用棒式涂敷、刮刀式涂敷、辊涂、溅射式涂敷、凹版涂敷、帘式淋 涂、逗号刮涂和/或边缘式涂敷等方式来直接在上述基材膜的表面涂敷粘结剂涂敷液并干 燥的方法，或者将粘结剂涂敷液涂敷在剥离性基材的表面并干燥之后将形成于上述剥离性 基材的表面的粘结剂层转印到基材膜表面并进行时效处理的方法等。
[0053] 本发明的粘结膜用于保护半导体晶元表面，可通过如下的步骤在半导体晶元的单 面加工半导体晶元：附着粘结膜的步骤，该粘结膜包括拉伸弹性区域（B)与拉伸塑性区域 (A)的面积比（B/A)为0.015以下且延伸率为250%以上的基材膜和形成于上述基材膜上 的粘结层；及对附着有上述粘结膜的半导体晶元进行加工的步骤。
[0054] 此时，上述半导体晶元的加工可包括背面磨削或切割工序，利用压制法或热辊层 压法等方式将上述粘结膜合在晶元，并使上述粘结膜固定于像研磨机一样的磨削工具之 后，执行背面磨削工序。
[0055] 如上所述，本发明的粘结膜包括具有规定的拉伸弹性区域及拉伸塑性区域的面积 比及延伸率的基材膜，从而将切断晶元时产生的毛刺最小化，进而因对晶元的湿润性、剥离 性及耐水性等优秀，而能够有效地适用于背面磨削工序，并且在执行上述背面磨削工序之 后，可连续地执行晶元的切割、小片接合、引线键合及成型等常规的半导体封装件工序。
[0056] 以上，以本发明的实施例为中心进行了说明，但这仅是示例，如果是本发明所属技 术领域的普通技术人员应当理解能够从中实施各种变形及等同的其他实施例。因此，本发 明的真正的技术保护范围应借助所附的发明要求保护范围而进行判断。
[0057] 实施例及比较例
[0058] 〈制备例A>
[0059] 使53重量％聚碳酸酯多元醇和27重量％异佛尔酮二异氰酸酯在80°C条件下进行 反应之后，添加20重量％丙烯酸羟乙酯使它们反应，由此制备出氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低 聚物。
[0060] 〈制备例B>
[0061] 使用68重量％聚碳酸酯多元醇、22重量％异佛尔酮二异氰酸酯及10重量％丙烯 酸羟乙酯，像上述制备例A-样制备出氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
[0062] 〈制备例C>
[0063] 使用70重量％聚醚多元醇、20重量％异佛尔酮二异氰酸醋及10重量％丙稀酸轻 乙酯，像上述制备例A-样制备出氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
[0064] 〈制备例D>
[0065] 使用81重量％聚醚多元醇、10重量％异佛尔酮二异氰酸酯及9重量％丙烯酸羟乙 酯，像上述制备例A-样制备出氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物。
[0066] 表 1
【权利要求】
1. 一种粘结膜，其特征在于，包括： 基材膜，拉伸弹性区域（B)与拉伸塑性区域（A)的面积比（B/A)为0.015以下，且延伸 率为250%以上；以及 粘结层，其形成于所述基材膜上。
2. 根据权利要求1所述的粘结膜，其特征在于，所述基材膜包含30?70重量％的氨基 甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物及30?70重量％的丙烯酸酯单体。
3. 根据权利要求2所述的粘结膜，其特征在于，所述氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物的 重均分子量为5000?50000。
4. 根据权利要求2所述的粘结膜，其特征在于，所述丙烯酸酯单体包含丙烯酸异冰片 酯及丙烯酸-2-羟乙酯。
5. 根据权利要求2所述的粘结膜，其特征在于，所述基材膜还包含0. 01?5. 0重量％ 的光引发剂。
6. 根据权利要求1所述的粘结膜，其特征在于，所述基材膜的厚度为50?300 ym。
7. 根据权利要求1所述的粘结膜，其特征在于，所述粘结层包含硅酮类粘结剂、合成橡 胶类粘合剂、天然橡胶类粘结剂或丙烯酸类粘结剂。
8. 根据权利要求1所述的粘结膜，其特征在于，所述粘结层的厚度为0. 5?50 ym。
9. 根据权利要求1所述的粘结膜，其特征在于，还包含形成于所述粘结层上的剥离膜。
10. -种粘结膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 制备包含氨基甲酸乙酯丙烯酸酯低聚物及丙烯酸酯单体的组合物的步骤， 使所述组合物固化来形成基材膜的步骤，以及 在所述基材膜上形成粘结层的步骤； 其中，所述基材膜的拉伸弹性区域（B)与拉伸塑性区域（A)的面积比（B/A)为0.015 以下，且延伸率为250%以上。
【文档编号】H01L21/301GK104428874SQ201380036862
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2012年7月10日
【发明者】金民政, 赵显珠, 徐周用, 李在官, 金章淳 申请人:乐金华奥斯有限公司