CN113136148B - 一种晶圆研磨胶带基材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆研磨胶带基材及其制备方法，基材包括基材内层和基材外层，其中，基材外层的原料按照质量份数计包括以下组分：低密度聚乙烯10‑35份、茂金属线性低密度聚乙烯25‑60份、改性无机填料10‑30份，其中改性无机填料是由偶联剂对气相二氧化硅进行表面活性改性得到；基材内层的原料按照质量份数计包括以下组分：醋酸乙烯含量为5wt%‑20wt%的乙烯‑醋酸乙烯共聚物50‑75份、茂金属线性低密度聚乙烯10‑35份。本发明的基材采用了双层流延结构，其基材外层中添加了改性无机填料以增加基材外层的刚性，其基材内层采用了乙烯‑醋酸乙烯共聚物结构配方起到抗震吸能的作用，同时乙烯‑醋酸乙烯共聚物在与胶粘剂涂覆时不需底涂就可以与胶粘剂很好的粘结。

Description

一种晶圆研磨胶带基材及其制备方法
技术领域
本发明涉及研磨胶带技术领域，具体涉及一种晶圆研磨胶带基材及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展，在半导体器件的制造领域，半导体器件的尺寸不断减小，电子芯片的尺寸也不断减小。为此，在半导体器件制造过程中，在晶圆的功能面上形成众多半导体器件之后，进行晶圆背面研磨工艺(Back Grinding，简称BG)，采用平坦化工艺研磨晶圆与功能面对应的背面去除部分厚度的晶圆，以减小后续形成的芯片厚度。在研磨晶圆背面的过程中，会先在晶圆的功能面上覆盖一层保护胶带(BG tape)，以保护晶圆在研磨过程中免受杂质或水的污染，确保芯片的质量。
由于以往晶圆设研磨保护胶带采用基材+(中间层)+填充层(起到包覆晶圆功能区凸起部分)+粘结层的三层(甚至四层)结构，以及三次及以上的涂覆工艺，给晶圆研磨胶带质量管控带来很多复杂的因素，造成晶圆研磨胶带生产的高成本和较长的生产周期。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种晶圆研磨胶带基材。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆研磨胶带基材，所述基材包括基材内层和基材外层，其中，
所述基材外层的原料按照质量份数计包括以下组分：低密度聚乙烯10-35份、茂金属线性低密度聚乙烯25-60份、改性无机填料10-30份，其中改性无机填料是由偶联剂对气相二氧化硅进行表面活性改性得到；
所述基材内层的原料按照质量份数计包括以下组分：醋酸乙烯含量为5wt％-20wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物50-75份、茂金属线性低密度聚乙烯10-35份。
作为一种具体的实施方式，所述基材外层的厚度控制在15-50um；基材内层的厚度控制在65-100um。
作为一种具体的实施方式，所述改性无机填料采用了钛酸酯类偶联剂对气相二氧化硅进行表面活性改性得到。
作为一种具体的实施方式，所述改性无机填料的添加量为15-20份。
本发明的另一个目的是提供上述晶圆研磨胶带基材的制备方法，包括以下步骤：
按照质量份数分别称取基材外层和基材内层所需的原料，并分别加入到A挤出机料斗和B挤出机料斗中，分别混合呈熔体，而后采用流延法将基材外层的熔体和基材内层的熔体通过衣架式共挤模头流延挤出至冷却辊上冷却成型，而后经后钢辊压花、电晕后由收卷机构进行收卷呈卷状基材原膜。
质量熔体经急冷辊冷却定型后，再次升温，通过精密钢辊进行压花处理，即后压花工艺，一方面赋予薄膜非胶面的雾面纹路，有利于收卷薄膜叠层之间的排气保证收卷的质量，另一方面在压花的同时起到回火处理消除薄膜内部的应力的作用，使的我们基材在后续涂胶时尺寸稳定性更好。且该工艺步骤简单，实施方便，生产周期短、成本低。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的晶圆研磨胶带基材，其基材采用了双层流延结构，其基材外层与研磨盘接触，因此通过茂金属线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯添加改性无机填料增加了基材外层的刚性，而基材内层与后续的粘胶层相粘结，这里采用了乙烯-醋酸乙烯共聚物结构配方起到抗震吸能的作用，同时乙烯-醋酸乙烯共聚物在与胶粘剂涂覆时不需底涂就可以与胶粘剂很好的粘结。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
实施例1
不同质量份数的改性无机填料对胶带性能的影响
本例中提供一种晶圆研磨胶带基材，该基材包括基材内层和基材外层，其中，
基材外层的原料按照质量份数计包括以下组分：低密度聚乙烯25份(采用了杨子巴斯夫低密度聚乙烯2420H)、茂金属线性低密度聚乙烯60份(采用了埃克森化学茂金属线性低密度聚乙烯2018EB)及改性无机填料，这里改性无机填料的添加量分别为8份、10份、15份、20份、30份、35份，其中改性无机填料是由钛酸酯类偶联剂对气相二氧化硅进行表面活性改性得到；
基材内层的原料按照质量份数计包括以下组分：醋酸乙烯含量为18wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物75份(采用了韩华乙烯-醋酸乙烯共聚物1826)、茂金属线性低密度聚乙烯25份(采用了埃克森化学茂金属线性低密度聚乙烯2018EB)。
本例中还提供了一种晶圆研磨胶带的制备方法，包括以下步骤：
1)制备基材，按照质量份数分别称取基材外层和基材内层所需的原料，并分别加入到A挤出机料斗和B挤出机料斗中，分别混合呈熔体，其中挤出机1-3区温度分别设置为195℃，210℃，220℃，其他各区以及模头温度设置在240℃；而后采用流延法将基材外层的熔体和基材内层的熔体通过衣架式共挤模头(这里的模头购自美国科罗炼模头)流延挤出至冷却辊上冷却成型，基材外层与基材内层的厚度分别为35微米、80微米；而后经后钢辊压花、电晕后由收卷机构进行收卷呈卷状基材原膜；
2)在基材原膜上通过涂覆工艺在基材内层背离基材外层的另一侧涂覆一层30-60um厚的填充粘结层，用0.05mm厚度的单面离型PET膜做转移涂布，设备为太仓广盛高精密涂布机，涂布干胶厚度为35微米，得到研磨用保护胶带。
对由以上配方制得的研磨用保护胶带进行性能测试，测试数据见表1。
测试方法如下：
1、压陷硬度：参照(GB/T10807-2006)进行测试
2、抗压强度：参照(GB/T 8813)进行测试
3、耐水性测试：将胶带在常温水中浸泡，于不同时间取出后用一定的压力刮粘合剂层，观察粘合剂层是否从填充层上脱落；
4、裂纹评价法：
1)在12英寸Si镜面晶圆(厚度：775μm)的单面粘贴背面研磨带，
2)从背面研磨带的与粘贴面相反一侧的面进行切割，以得到10.5mm×10.5mm的小片593个；
3)以镜面晶圆的厚度为25μm的方式进行背面研磨；
4)通过并行传送(inline transport)将背面研磨后的镜面晶圆安装好切割带A6038C(威士达半导体科技(张家港)有限公司)和环形框；
5)然后，隔着切割带用光学显微镜(×200)观察镜面晶圆表面，确认有无裂纹产生，根据相对于全部小片数(593个)的裂纹产生数(产生了裂纹的小片的数目)的比例，进行裂纹评价。
表1
改性无机填料含量 8份 10份 15份 20份 30份 35份
透光率：％ 75 70 68 65 60 45
耐水性 ＞10天 ＞10天 ＞10天 ＞10天 ＞10天 ＞10天
压陷硬度 ±9 ±9.5 ±11 ±15 ±15 ±15
抗压强度：MPa 50 55 58 60 62 63
裂纹 5.5％ 4.8％ 4.5％ 3.5％ 3.2％ 3.1％
从表1中我们可以看出，添加了改性无机填料，其胶带的耐水性均较好；同时在其他组分相同的情况下，随着改性无机填料材料添加量的增加，好的一方面是导致晶圆裂纹占比下降，抗压强度提高，不好的一方面是其透光率有所下降，影响后续工序的进行，其优选的一个范围在15-20份。
实施例2
基材内层中乙烯-醋酸乙烯共聚物的VA含量对胶带的性能影响
本例中提供一种晶圆研磨胶带基材，该基材包括基材内层和基材外层，其中，
基材外层的原料按照质量份数计包括以下组分：低密度聚乙烯25份(采用了杨子巴斯夫低密度聚乙烯2420H)、茂金属线性低密度聚乙烯60份(采用了埃克森化学茂金属线性低密度聚乙烯2018EB)及改性无机填料15份；
基材内层的原料按照质量份数计包括以下组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物75份、茂金属线性低密度聚乙烯25份(采用了埃克森化学茂金属线性低密度聚乙烯2018EB)，这里乙烯-醋酸乙烯共聚物中VA的含量分别采用了3wt％、5wt％、10wt％、18wt％、20wt％、22wt％。
其胶带的制备方法及测试方法同实施例1，测试结果见表2。
表2
Figure BDA0002964836060000041
Figure BDA0002964836060000051
从表2中我们可以看出，在其他组分相同的情况下，随着乙烯-醋酸乙烯共聚物中VA的含量的增加，其胶带的透光率和耐水性均有所提高，同时晶圆裂纹占比下降，而其抗压强度和压陷硬度也有所下降，综合各项性能，其乙烯-醋酸乙烯共聚物中VA的含量最优选择在18wt％。
实施例3
基材内层中乙烯-醋酸乙烯共聚物含量对胶带性能的影响
本例中提供一种晶圆研磨胶带基材，该基材包括基材内层和基材外层，其中，
基材外层的原料按照质量份数计包括以下组分：低密度聚乙烯10份(采用了杨子巴斯夫低密度聚乙烯2420H)、茂金属线性低密度聚乙烯50份(采用了埃克森化学茂金属线性低密度聚乙烯2018EB)及改性无机填料10份；
基材内层的原料按照质量份数计包括以下组分：茂金属线性低密度聚乙烯30份(采用了埃克森化学茂金属线性低密度聚乙烯2018EB)以及VA含量为25％的乙烯-醋酸乙烯共聚物分别为45份、50份、60份、70份、75份、80份。
其胶带的制备方法及测试方法同实施例1，测试结果见表3。
乙烯-醋酸乙烯共聚物含量 45份 50份 60份 70份 75份 80份
透光率：％ 66 68 68 70 75 75
耐水性 ＜8天 ＜8天 ＜9天 ＞10天 ＜10天 ＜9天
压陷硬度 ±7.5 ±8.2 ±8.5 ±9 ±9 ±9
抗压强度：MPa 65 60 58 50 50 50
裂纹 8.5％ 7.0％ 6.7％ 6.5％ 5.5％ 6.0％
从表3中我们可以看出，在其他组分相同的情况下，随着基材内层中乙烯-醋酸乙烯共聚物含量的增加，透光率和耐水性有所提高，压陷硬度也有所提高，晶圆裂纹率有所下降，而其抗压强度也有所下降。综合胶带的整体性能，基材内层中乙烯-醋酸乙烯共聚物含量控制在70-75份。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种晶圆研磨胶带基材，其特征在于，所述基材包括基材内层和基材外层，其中，
所述基材外层的原料按照质量份数计包括以下组分：低密度聚乙烯10-35份、茂金属线性低密度聚乙烯25-60份、改性无机填料10-30份，其中改性无机填料是由偶联剂对气相二氧化硅进行表面活性改性得到；
所述基材内层的原料按照质量份数计包括以下组分：醋酸乙烯含量为5wt%-20wt%的乙烯-醋酸乙烯共聚物50-75份、茂金属线性低密度聚乙烯10-35份，
所述基材的制备过程包括以下步骤：
按照质量份数分别称取基材外层和基材内层所需的原料，并分别加入到A挤出机料斗和B挤出机料斗中，分别混合呈熔体，而后采用流延法将基材外层的熔体和基材内层的熔体通过衣架式共挤模头流延挤出至冷却辊上冷却成型，而后经后钢辊压花、电晕后由收卷机构进行收卷呈卷状基材原膜。
2.根据权利要求1所述的晶圆研磨胶带基材，其特征在于，所述基材外层的厚度控制在15-50μm；基材内层的厚度控制在65-100μm。
3.根据权利要求1所述的晶圆研磨胶带基材，其特征在于，所述改性无机填料采用了钛酸酯类偶联剂对气相二氧化硅进行表面活性改性得到。
4.根据权利要求1所述的晶圆研磨胶带基材，其特征在于，所述改性无机填料的添加量为15-20份。
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