KR20150081232A - 다이싱 필름 및 다이싱 다이본딩 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기재 필름 및 점착층을 포함하고 상기 점착층의 저장탄성률이 30℃에서 3x105 내지 4x106 Pa이며 상기 점착층의 가교 밀도가 80% 내지 99%인 다이싱 필름과 상기 다이싱 필름을 포함한 다이싱 다이본딩 필름과 상기 다이싱 다이본딩 필름을 이용한 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 관한 것이다.

Description

다이싱 필름 및 다이싱 다이본딩 필름{DICING FILM AND DICING DIE-BONDING FILM}
본 발명은 다이싱 필름 및 다이싱 다이본딩 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 패키징 공정의 다이싱 과정에서 픽업성을 향상시키고 박형화된 반도체 칩의 손상을 방지 수 있는 다이싱 필름과 상기 다이싱 필름을 포함한 다이싱 다이본딩 필름과 상기 다이싱 다이본딩 필름을 이용한 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 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.
상기와 같은 반도체 웨이퍼의 박형화에 따라 접착층과 점착층의 분리 시 과도한 힘이 가해질 경우 박형화된 칩의 손상이 있을 수 있어, 다이싱 공정에서 픽업성이 저하되는 문제점이 존재하는 실정이었다.
본 발명은 반도체 패키징 공정의 다이싱 과정에서 픽업성을 향상시키고 박형화된 반도체 칩의 손상을 방지 수 있는 다이싱 필름과 상기 다이싱 필름을 포함한 다이싱 다이본딩 필름과 상기 다이싱 다이본딩 필름을 이용한 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 기재 필름; 및 점착층을 포함하고, 상기 점착층의 저장탄성률이 30℃에서 3.0*105 내지 4.0*106 Pa이며, 상기 점착층의 가교 밀도가 80% 내지 99%인 다이싱 필름이 제공된다.
상기 점착층의 저장탄성률이 80℃에서 1.0*105 Pa 이상, 또는 1.0 * 105 Pa 내지 4.0 * 105 Pa일 수 있다.
상기 점착층은 점착 수지, 광개시제 및 가교제를 포함할 수 있다.
상기 점착 수지는 -28℃ 내지 -58℃의 유리 전이 온도를 갖는 (메타)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 (메타)크릴레이트를 모두 포함하는 의미이다.
상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 에폭시계 화합물 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 점착층은 상기 점착 수지 100중량부 대비 광개시제 0.1 내지 20중량부 및 가교제 0.1 내지 40중량부를 포함할 수 있다.
상기 기재필름은 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.
상기 기재 필름은 10 ㎛내지 200 ㎛의 두께를 갖고, 상기 점착층은 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한, 본 명세서에서는, 상기 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름의 적어도 일면에 형성된 접착층을 포함하는, 다이싱 다이본딩 필름이 제공된다.
상기 접착층은 열가소성 수지, 에폭시 수지 및 경화제를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지는 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에스테르 이미드, 폴리아미드, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 페녹시, 반응성 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합 고무 및 (메타)아크릴레이트계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자 수지를 포함할 수 있다.
상기 경화제는 페놀계 수지, 아민계 경화제, 및 산무수물계 경화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 접착층은 상기 에폭시 수지 100중량부 대비 상기 열가소성 수지 10 내지 1,000중량부 및 상기 경화제 10 내지 700중량부를 포함할 수 있다.
상기 접착층은 인계 화합물, 붕소계 화합물 및 인-붕소계 화합물 및 이미다졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 경화 촉매를 더 포함할 수 있다.
상기 접착층은 1 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한, 본 명세서에서는, 다이싱 다이본딩 필름; 및 상기 다이싱 다이본딩 필름의 적어도 일면에 적층된 웨이퍼;를 포함하는 반도체 웨이퍼를 완전 분단 또는 분단 가능하게 부분 처리하는 전처리 단계; 상기 전처리한 반도체 웨이퍼의 기재 필름에 자외선을 조사하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분단에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계;를 포함하는, 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 반도체 패키징 공정의 다이싱 과정에서 픽업성을 향상시키고 박형화된 반도체 칩의 손상을 방지 수 있는 다이싱 필름과 상기 다이싱 필름을 포함한 다이싱 다이본딩 필름과 상기 다이싱 다이본딩 필름을 이용한 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법이 제공될 수 있다.
반도체 웨이퍼의 박형화에 따라 접착층과 점착층의 분리 시 과도한 힘이 가해질 경우 박형화된 칩의 손상이 발생할 수 있으며 픽업성이 저하되는 문제점이 존재하였는데, 상기 다이싱 필름, 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 따르며, 픽업성을 향상시켜 원활한 픽업 공정이 가능해지며 박형화된 반도체 칩의 손상을 방지 수 있다.
이하에서는 발명의 구체적인 구현예의 다이싱 필름, 다이싱 다이본딩 필름 및 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 기재 필름; 및 점착층을 포함하고, 상기 점착층의 저장탄성률이 30℃에서 3*105 내지 4*106 Pa이며, 상기 점착층의 가교 밀도가 80% 내지 99%인, 다이싱 필름이 제공될 수 있다.
본 발명자들은 픽업성을 향상시키고 박형화된 반도체 칩의 손상을 방지하기 위한 방법에 대한 연구를 진행하여, 특정의 저장탄성률 및 가교 밀도를 갖는 점착층을 포함한 다이싱 필름을 사용하면, 반도체 패키징 공정의 다이싱 과정에서 픽업성을 향상시키고 박형화된 반도체 칩의 손상을 방지 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
종래에는 다이싱 필름의 점착층의 점착력을 낮추어 픽업성을 높이는 방법이 시도된 적이 있으나, 단순히 점착층이 점착력만을 낮추는 것으로는 픽업성 향상에 한계가 있었으며 오히려 픽업성이 저하되는 결과가 나타나기도 하였다. 이에 본 발명자들은 상술한 특정의 저장탄성률 및 가교 밀도를 갖는 점착층을 적용하여 이러한 문제점을 해결하였다.
상술한 바와 같이, 상기 점착층의 저장탄성률이 30℃에서 3*105 내지 4*106 Pa일 수 있다. 상기 점착층의 저장탄성률이 30℃에서 3*105 Pa 미만이면, 점착층과 접착층의 분리 시 큰 힘이 필요하며 다이싱 과정에서 박형화된 반도체 칩의 손상을 야기할 수 있다. 또한, 상기 점착층의 저장탄성률이 30℃에서 4*106 Pa 초과이면, 점착층의 강도가 상승하여 픽업성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 점착층의 가교 밀도가 80% 내지 99%, 또는 85% 내지 98%일 수 있다. 상기 점착층의 가교도가 80% 미만인 경우 점착제 및 접착제 간의 투묘작용(anchoring)이 높아지져서 이들간의 분리되시 필요한 힘이 상승되어 반도체 웨이퍼의 픽업성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 점착층의 가교도가 99% 초과이면, 상기 점착층의 점착력이 크게 저하되어 다이싱 공정시 칩 플라잉 현상 등의 발생할 수 있다.
또한, 상기 다이싱 필름을 이용시 반도체 웨이퍼의 픽업성을 높이기 상기 점착층의 저장탄성률이 30℃에서 3*105 내지 4*106 Pa 이며, 상기 점착층의 저장탄성률이 80℃에서 1.0*105 Pa 이상, 또는 1.0 * 105 Pa 내지 4.0 * 106 Pa일 수 있다.
상술한 내용을 제외하고는 상기 점착층의 구체적인 조성이 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 상기 점착층은 점착 수지, 광개시제 및 가교제를 포함할 수 있다.
상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 에폭시계 화합물 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 점착층은 상기 점착 수지 100중량부 대비 가교제 0.1 내지 40중량부를 포함할 수 있다. 상기 가교제의 함량이 너무 작으면 상기 점착층의 응집력이 부족할 수 있으며, 상기 가교제의 함량이 너무 높으면 상기 점착층이 광경화 이전에 점착력이 충분히 확보하지 못하여 칩 비산 현상 등이 발생할 수 있다.
상기 광개시제의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니며, 통상적으로 알려진 광개시제를 사용할 수 있다. 또한, 상기 점착층은 상기 점착 수지 100중량부 대비 광개시제 0.1 내지 20중량부를 포함할 수 있다.
상기 기재 필름의 구체적인 종류는 일반적으로 사용되는 기재필름이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 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 하나의 고분자 필름일 수 있다.
상기 기재 필름은 10 ㎛내지 200 ㎛의 두께를 갖고, 상기 점착층은 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 점착 수지는 -28℃ 내지 -58℃, 또는 -30℃ 내지 -55℃의 유리 전이 온도를 갖는 (메타)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 (메타)크릴레이트를 모두 포함하는 의미이다.
상기 (메타)아크릴레이트계 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.
상기 가교성 관능기 함유 단량체의 예로는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 또는 질소 함유 단량체의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다.
상기 히드록실기 함유 화합물의 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 또는 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기 함유 화합물의 예로는, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산, 또는 말레산 무수물 등을 들 수 있다.
상기 질소 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴로니트릴, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 수지에는 또한 상용성 등의 기타 기능성 향상의 관점에서, 초산비닐, 스틸렌 또는 아크릴로니트릴 등이 추가로 포함될 수 있다.
상기 점착층은 자외선 경화형 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 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 점착 수지 100 중량부에 대하여, 1 중량부 내지 400 중량부, 바람직하게는 5 중량부 내지 200 중량부일 수 있다. 자외선 경화형 화합물의 함량이 1 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 자외선 경화 점착제는 상기의 첨가형 자외선 경화형 화합물 뿐 아니라, 아크릴 공중합체에 탄소-탄소 이중결합을 측쇄 또는 주쇄 말단에 결합된 형태로도 사용가능하다. 즉, (메타)아크릴계 공중합체는 또는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 가교성 관능기 함유 단량체를 포함하는 주사슬의 측쇄에 결합된 자외선 경화형 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화형 화합물의 종류는, 광경화성 관능기(ex. 자외선 중합성 탄소-탄소 이중결합)를 한 분자당 1 내지 5개, 바람직하게는 1 또는 2개 포함하고, 또한 상기 주사슬에 포함되는 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 가지는 한 특별히 제한되지는 아니한다. 이때 주사슬의 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기의 예로는 이소시아네이트기 또는 에폭시기 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 자외선 경화형 화합물의 구체적인 예로는 주사슬에 포함된 히드록시기와 반응할 수 있는 관능기를 포함하는 것으로서, (메타)아크릴로일옥시 이소시아네이트, (메타)아크릴로일옥시 메틸 이소시아네이트, 2-(메타)아크릴로일옥시 에틸 이소시아네이트, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필 이소시아네이트, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸 이소시아네이트, m-프로페닐-α, α-디메틸벤질이소시아네이트, 메타크릴로일이소시아네이트, 또는 알릴 이소시아네이트; 디이소시아네이트 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물을 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸과 반응시켜 얻어지는 아크릴로일 모노이소시아네이트 화합물; 디이소시아네이트 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물, 폴리올화합물 및 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸을 반응시켜 얻어지는 아크릴로일 모노이소시아네이트 화합물; 또는 주사슬에 포함되는 카복실기와 반응할 수 있는 관능기를 포함하는 것으로써 글리시딜(메타)아크릴레이트 또는 알릴 글리시딜 에테르 등의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 자외선 경화형 화합물은 주사슬에 포함된 가교성 관능기의 5몰% 내지 90몰%를 치환하여 베이스 수지의 측쇄에 포함될 수 있다. 상기 치환량이 5몰% 미만이면 자외선 조사에 의한 박리력 저하가 충분하지 않을 우려가 있고, 90몰%를 초과하면 자외선 조사 전의 점착제의 응집력이 저하될 우려가 있다.
상기 점착층은 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.
상기 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 점착층을 기재 필름 상에 전사하는 방법 등을 사용할 수 있다.
상기 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, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 다이싱 필름 및 상기 다이싱 필름의 적어도 일면에 형성된 접착층을 포함하는, 다이싱 다이본딩 필름이 제공될 수 있다.
상기 접착층은 열가소성 수지, 에폭시 수지 및 경화제를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지는 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에스테르 이미드, 폴리아미드, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 페녹시, 반응성 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합 고무 및 (메타)아크릴레이트계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자 수지를 포함할 수 있다.
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.
상기 에폭시 수지는 경화 공정을 통해 하드한 가교 구조를 형성하여, 탁월한 접착성, 내열성 및 기계적 강도를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로 상기 에폭시 수지는 평균 에폭시 당량이 100 내지 1,000인 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 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.
상기 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.
또한, 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.
상기 접착층에 포함되는 경화제는 상기 에폭시 수지 및/또는 열가소성 수지와 반응하여, 가교 구조를 형성할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 상기 경화제는 페놀계 수지, 아민계 경화제, 및 산무수물계 경화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 접착층은 상기 에폭시 수지 100중량부 대비 상기 열가소성 수지 10 내지 1,000중량부 및 상기 경화제 10 내지 700중량부를 포함할 수 있다.
상기 경화 촉매는 상기 경화제의 작용이나 상기 반도체 접착용 수지 조성물의 경화를 촉진 시키는 역할을 하며, 반도체 접착 필름 등의 제조에 사용되는 것으로 알려진 경화 촉매를 큰 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 경화 촉매로는 인계 화합물, 붕소계 화합물 및 인-붕소계 화합물 및 이미다졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 경화 촉매의 사용량은 최종 제조되는 접착 필름의 물성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 상기 에폭시 수지, (메타)아크릴레이트계 수지 및 페놀 수지의 총합 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 10중량부로 사용될 수 있다.
상기 다이싱 다이본딩 필름은 또한, 상기 접착층 상에 형성된 이형필름을 추가로 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 이형필름의 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐공중합체 필름 또는 폴리이미드 필름 등의 일종 또는 이종 이상의 플라스틱 필름을 들 수 있다.
상기와 같은 이형필름의 표면은 알킬드계, 실리콘계, 불소계, 불포화에스테르계, 폴리올레핀계 또는 왁스계등의 일종 또는 이종 이상으로 이형 처리되어 있을 수 있으며, 이중 특히 내열성을 가지는 알키드계, 실리콘계 또는 불소계 등의 이형제가 바람직하다.
이형필름은 통상 5 ㎛내지 500 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛내지 200 ㎛정도의 두께로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 다이싱 다이본딩 필름을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 기재필름상에 점착부, 접착부 및 이형 필름을 순차로 형성하는 방법, 또는 다이싱필름(기재필름+점착부) 및 다이본딩 필름 또는 접착부가 형성된 이형필름을 별도로 제조한 후, 이를 라미네이션 시키는 방법 등이 사용될 수 있다.
상기에서 라미네이션 방법은 특별히 한정되지 않으며, 핫롤라미네이트 또는 적층프레스법을 사용할 수 있고, 이중 연속공정 가능성 및 효율성 측면에서 핫롤라미네이트법이 바람직하다. 핫롤라미네이트법은 10℃내지 100℃의 온도에서 0.1 Kgf/㎠내지 10 Kgf/㎠의 압력으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 다이싱 다이본딩 필름; 및 상기 다이싱 다이본딩 필름의 적어도 일면에 적층된 웨이퍼;를 포함하는 반도체 웨이퍼를 완전 분단 또는 분단 가능하게 부분 처리하는 전처리 단계; 상기 전처리한 반도체 웨이퍼의 기재 필름에 자외선을 조사하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분단에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하는, 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법이 제공될 수 있다.
상기 다이싱 다이본딩 필름에 관한 내용을 상술한 내용을 모두 포함한다.
상기 다이싱 방법의 세부 단계에 관한 내용을 제외하고, 통상적으로 알려진 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법에 사용되는 장치, 방법 등을 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 다이싱 필름을 포함한 다이싱 다이본딩 필름을 사용함에 따라서, 반도체 패키징 공정의 다이싱 과정에서 픽업성을 향상시키고 박형화된 반도체 칩의 손상을 방지 수 있다.
발명의 구체적인 구현예를 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 발명의 구체적인 구현예를 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[ 제조예 : ( 메타 ) 아크릴레이트게 수지의 제조]
제조예 1
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성과 같이 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA) 68.5중량부, 메틸 아크릴레이트(MA) 8.5중량부와 히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 23중량부로 구성되는 단량체들의 혼합물을 투입하였다.
이어서, 상기 단량체 혼합물 100중량부를 기준으로 사슬이동제(CTA:chain transfer agent)인 n-DDM 400pm과 용제로써 에틸아세테이트(EAc) 100중량부를 투입하고, 상기 반응기 내에 산소를 제거하기 위해 질소를 주입하면서 30℃에서 30분 이상 충분히 혼합하였다. 이후 온도는 62℃로 상승 유지하고, 반응개시제인 V-60(Azobisisobutylonitrile) 300ppm의 농도를 투입하고 반응을 개시시킨 후 6시간 중합하여 1차 반응물을 제조하였다.
상기 1차 반응물에 2-메타크로일옥시에틸이소시아네이트(MOI) 24.6중량부(1차 반응물 내의 HEA에 대하여 80몰%) 및 MOI 대비 1중량%의 촉매(DBTDL:dibutyl tin dilaurate)를 배합하고, 40℃에서 24시간 동안 반응시켜 1차 반응물 내의 중합체 측쇄에 자외선 경화기를 도입하여 (메타)아크릴레이트계 고분자 수지를 제조하였다(유리전이온도: -38.2℃).
제조예 2 내지 5
표 1에 나타낸 조성을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 (메타)아크릴레이트계 고분자 수지를 제조하였다
제조예 (단위: g)
1 2 3 4 5 6
1차
반응물		 2-EHA 68.5 60.6 86.5 85.0 92.0 48.0
MA 8.5 15.2
EHMA 30.0 9.8
HEA 23.0 9.4 13.5 15.0 8.0 27.0
2차
반응물		 MOI 24.6 10.0 15.3 15.0 10.2 25.3
유리전이온도 (℃) -38.2 -43.2 -53.2 -52.6 -59.0 -26.6
2-EHA: 2-에틸 헥실 아크릴레이트
MA: 메틸 아크릴레이트
EHMA: 2-에틸 헥실 메타아크릴레이트
HEA: 하이드록시 에틸 아크릴레이트
MOI: 2-메타크로일옥시에틸이소시아네이트
[ 제조예 : 다이싱 필름, 다이본딩 필름 및 다이싱 다이본딩 필름의 제조]
실시예 1
(1) 다이본딩 필름의 제조
고분자량 아크릴 수지(Tg 20℃, 중량 평균분자량 85만) 90 g와 에폭시 수지(노볼락형 에폭시 수지, 연화점 94℃) 30 g, 에폭시 수지의 경화제로 페놀수지(페놀 노볼락 수지, 연화점 94℃) 20 g, 중온 개시 경화 촉진제(2-메틸 이미다졸) 0.1g, 고온 개시 경화 촉진제(2-페닐-4-메틸-이미다졸) 0.5 g, 충진제로 실리카(평균입경 75mm) 20 g 이루어진 조성물과 메틸에틸케톤을 교반 혼합하였다.
이를 이형 처리된 두께 38um의 PET에 도포하고, 110℃에서 3분간 건조하여 도막 두께 20um인 다이본딩 필름을 제조하였다.
(2) 다이싱 필름의 제조
상기 제조예 1의 (메타)아크릴레이트계 고분자 수지 100 g에 TDI계 이소시아네이트 경화제 7 g, 및 광개시제(Irgacure 184) 3 g을 혼합하여 점착제 조성물을 제조하였다.
상기 점착제 조성물을 이형 처리된 두께 38um의 PET에 도포하고, 110℃에서 3분 동안 건조하여 두께 10um인 점착제층을 형성하였다. 형성된 점착제층을 100um 폴리 올레핀 기재필름에 합지 후 에이징을 거쳐 다이싱 필름을 제조하였다.
또한, 상기의 이형처리된 두께 38um PET에 형성된 점착제층을 동일한 이형처리된 PET에 합지 후 에이징을 거쳐 점착제의 저장탄성률을 측정하는데 사용하였다.
(3) 다이싱 다이본딩 필름 제조
상기 제조된 다이싱 필름에 원형으로 절단된 다이 본딩 필름을 5kgf/cm2의 조건으로 합지를 통해 전사한 후 다이싱 다이본딩 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 4
다이싱 필름 제조시 하기 표2에 기재된 (메타)아크릴레이트계 고분자 수지를 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다이싱 다이 본딩 필름을 제조하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2
(메타)아크릴레이트계 고분자 수지
100 g		 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4 제조예 3 제조예 5 제조예 6
TDI 경화제 [g] 7 3 3 6 2 1 10
광개시제 [g] 3 3 3 3 3 3 3
실험예
상기 실시예 및 비교예의 다이싱 다이본딩 필름에 대하여 하기 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[ 실험예1 : 점착제 저장탄성률]
상기 실시예 및 비교예의 [다이싱 필름의 제조]에 기재된 바와 같이, 이형 처리된 PET 필름(두께 38um)에 형성된 10um 두께의 점착제층을 이형 처리된 PET 필름(두께 38um)에 합지 후 에이징된 샘플을 이용하여, 점착층을 여러장 적층하여 두께 1mm의 점착제 샘플을 제조하였다.
상기 제조된 두께 1mm의 측정 샘플을 길이 17mm, 폭 5mm의 직사각형 모양으로 커팅한 후 DMA(Dynamic Mechanical Analysis, TA instrument 사)를 이용하여 주파수 1Hz, pre-load force 0.01 N, 승온속도 10 ℃/분 조건으로 -30℃에서 150℃의 저장탄성률을 측정하였다. 이렇게 측정된 30℃와 80℃에서 점착제의 저장탄성률(Pa)을 표 3에 나타내었다.
[ 실험예2 : 점착제 가교밀도 ]
상기 이형 처리된 PET에 형성된 10um 두께 점착제층을 이형처리된 PET에 합지 후 에이징된 샘플에서 점착제층만 0.5g(a) 취득하여 용제 에틸아세테이트 200g에 1일간 담궈두었다. 그리고, 상기 점착제층이 담긴 용제를 중량을 측정한 200메쉬철망(c)에 거른 후 80℃에서 1시간 건조 후 중량(b)을 측정하였다.
그리고, 하기 식으로 가교밀도를 측정하여 표 3에 나타내었다.
가교밀도(%) = [(건조 후 점착제와 철망 중량 b - 철망 중량 c) / (초기중량 a)] x 100
[ 실험예3 : 점착력 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 다이싱 다이본딩 필름을 폭 25mm가 되도록 커팅한 후 광량 300mJ/cm2(조도 70mW/cm2) 조건의 자외선을 다이싱 필름의 기재면에서 조사하여 점착력 측정 샘플을 준비하였다.
상기 준비된 샘플을 상온에서 180도 각도로 속도 300mm/s 조건으로 다이싱에서 다이본딩 필름을 박리하는 힘(gf/25mm)을 측정한 후 그 결과값을 표 3에 나타내었다.
[ 실험예4 : 픽업성 ]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 다이싱 다이본딩 필름의 이형필름을 벗겨낸 후 다이본딩면을 미러 웨이퍼(8인치, 두께 80um)에 온도 60℃에서 마운팅한 후 칩 크기가 10mm x 10mm 가 되도록 하기 조건으로 다이싱을 실시하였다.
이어 다이싱된 샘플에 광량 300mJ/cm2 (조도 70mW/cm2) 조건의 자외선을 다이싱 필름의 기재면에서 조사하여 픽업측정샘플을 준비하였다.
상기 준비된 샘플을 SPA-400(SHINKAWA) 이용하여 하기의 조건으로 픽업을 시행하여 성공률을 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
-다이싱 조건-
기기 : DFD-650(DISCO)
블레이드 타입 : 27HEBB(DISCO)
커팅 블레이드 높이 (cut depth) : 80um
다이싱 스피드 : 50mm/s
블레이드 회전수 : 40,000 rpm
-픽업 조건-
기기 : SPA-400(SHINKAWA)
익스펜딩 높이 : 3mm
니들 개수 : 10개
니들 올림 높이(needle piunge up height) : 0.2mm
니들 올림 속도(needle piunge up speed) : 10mm/s
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2
점착제 저장탄성률(Pa) 30℃ 2.0x106 6.0x105 5.2x105 1.6x106 3.4x105 3.4x105 6.2x106
80℃ 9.1x105 2.8x105 3.2x105 9.6x105 2.0x105 2.0x105 4.5x106
점착제 가교밀도(%) 96.4 94.8 94.7 96.1 86.8 70.7 99.5
UV 후 점착력(gf/25mm) 7.2 11.2 10.2 9.2 12.1 17.4 5.1
픽업 성공률(%) 100 100 100 100 100 22 64
상기 표3에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 점착층은 30℃에서 3.0*105 내지 2.0*106 의 저장 탄성율 및 80℃에서 1.0*105 Pa 이상의 저장 탄성율 및 80% 내지 99%의 가교 밀도를 갖는데, 이에 따라 접착층 및 점착층이 분리시 박형화된 칩에 손상이 발생하지 않으며 픽업성을 높일 수 있는 것으로 확인되었다.
이에 반하여, 비교예 1 및 2의 점착층은 점착제의 가교 밀도가 너무 낮거나(비교예1), 30℃에서 저장 탄성율이 너무 높아서(비교예2) 픽업 성공율이 70%이하가 된다는 점이 확인되었다.

Claims (16)

  1. 기재 필름; 및 점착층을 포함하고,
    상기 점착층의 저장탄성률이 30℃에서 3*105 내지 4*106 Pa이며,
    상기 점착층의 가교 밀도가 80% 내지 99%인, 다이싱 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착층의 저장탄성률이 80℃에서 1.0*105 Pa 이상인, 다이싱 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 점착층은 점착 수지, 광개시제 및 가교제를 포함하는, 다이싱 필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 점착 수지는 -28℃ 내지 -58℃의 유리 전이 온도를 갖는 (메타)아크릴레이트계 수지를 포함하는, 다이싱 필름.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 아지리딘계 화합물, 에폭시계 화합물 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는, 다이싱 필름.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 점착층은 상기 점착 수지 100중량부 대비 광개시제 0.1 내지 20중량부 및 가교제 0.1 내지 40중량부를 포함하는, 다이싱 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기재필름은 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 하나의 고분자 필름인, 다이싱 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름은 10 ㎛내지 200 ㎛의 두께를 갖고,
    상기 점착층은 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 갖는, 다이싱 필름.
  9. 제1항의 다이싱 필름; 및 상기 다이싱 필름의 적어도 일면에 형성된 접착층을 포함하는, 다이싱 다이본딩 필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접착층은 열가소성 수지, 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는, 다이싱 다이본딩 필름.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에스테르 이미드, 폴리아미드, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 케톤, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 페녹시, 반응성 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합 고무 및 (메타)아크릴레이트계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자 수지를 포함하는, 다이싱 다이본딩 필름.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 경화제는 페놀계 수지, 아민계 경화제, 및 산무수물계 경화제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는,
    다이싱 다이본딩 필름.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 에폭시 수지 100중량부 대비 상기 열가소성 수지 10 내지 1,000중량부 및 상기 경화제 10 내지 700중량부를 포함하는, 다이싱 다이본딩 필름.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 접착층은 인계 화합물, 붕소계 화합물 및 인-붕소계 화합물 및 이미다졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 경화 촉매를 더 포함하는, 다이싱 다이본딩 필름.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 접착층은 1 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 갖는, 다이싱 다이본딩 필름.
  16. 제9항의 다이싱 다이본딩 필름; 및 상기 다이싱 다이본딩 필름의 적어도 일면에 적층된 웨이퍼;를 포함하는 반도체 웨이퍼를 완전 분단 또는 분단 가능하게 부분 처리하는 전처리 단계;
    상기 전처리한 반도체 웨이퍼의 기재 필름에 자외선을 조사하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분단에 의해 분리된 개별 칩들을 픽업하는 단계를 포함하는, 반도체 웨이퍼의 다이싱 방법.
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