專利名稱：：切片和晶片附連粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明整體涉及一種單層粘合劑，在半導體器件制造中，該單層粘合劑用作切割帶，并且還用作晶片附連粘合劑，以用于切割薄晶片和后續(xù)的切割芯片的晶片附連操作。
背景技術(shù)：
：其上形成有集成電路的半導體材料(例如硅和砷化鎵)的晶片具有相對較大的直徑。在集成電路(IC)的制備中，這種晶片被粘附至壓敏粘合劑條帶(有時又稱作切割帶)，并被切割成IC芯片。然后，從切割帶移出IC芯片(單個晶片或多個晶片)，將粘合劑涂覆至芯片或基板上，將該芯片設(shè)置在基板上并使粘合劑固化以將晶片附連至基板上。在將晶片切割成單個芯片的步驟中，切割帶必須為半導體晶片提供強效粘附力。然而，切割帶隨后還應當為晶片提供充分低的粘附力，以允許各芯片從該條帶快速、干凈、容易地移出。也就是說，當移出芯片時，切割帶具有降低的粘附力是有用的，并且在芯片上不應該有來自切割帶的殘余物。因此，已經(jīng)制備了與晶片的粘附力具有這樣一種平衡的切割帶在切片步驟中強效粘附，然而在將芯片從條帶移出時該條帶也可從各芯片釋放而未在芯片上留下殘余物。一些已經(jīng)制備的切割帶在暴露于紫外光之后可以去粘性化，以改善各個芯片的干凈移出。如果粘附力失衡，則很難進行切割晶片以及拾取和布置各個芯片的步驟。當從切割帶移出各個芯片時，如果切割帶的粘附力不平衡并且一些粘合劑保留在各個芯片上，那么就需要額外的步驟來將粘合劑殘余從芯片移除。這些額外的步驟通常包括使用有機溶劑。在切割操作和芯片分離完成之后，隨后必須將第二粘合劑設(shè)置在芯片和基板之間，以將芯片在基板上牢固地保持就位。該第二粘合劑(通常稱為晶片附連粘合劑)可以被涂覆在芯片與電路相對的表面上，或者其可以直接被涂覆到芯片將要粘合的基板上。使用單獨的晶片附連粘合劑需要額外的步驟和設(shè)備，以將粘合劑放置在芯片或者基板上。一些單獨的晶片附連粘合劑已經(jīng)為環(huán)氧樹脂，其可以在芯片已設(shè)置在基板上后被固化。
發(fā)明內(nèi)容已經(jīng)存在對這樣一種單層粘合劑膜的需要，這種粘合劑膜提供晶片切割功能所需的粘合力和干凈釋放之間的適當平衡，使得在分離后能將粘合劑從薄膜背襯轉(zhuǎn)移，并且在后續(xù)的晶片附連步驟中提供所需的必要粘合。因此，在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種粘合劑組合物，其包含具有官能團的丙烯酸酯聚合物、多官能熱固性樹脂、多官能丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合反應催化劑或固化劑，適于固化多官能熱固性樹脂的潛熱催化劑以及丙烯酸鹽，其中所述丙烯酸酯聚合物和熱固性樹脂能夠相互反應。針對本發(fā)明的這個目的，術(shù)語"丙烯酸酯"和"丙烯酸樹脂"包含丙烯酸和甲基丙烯酸的衍生物。提及具有官能團的丙烯酸酯聚合物應該理解為描述具有至少一個不是丙烯?；蚣谆；墓倌軋F。在其它實施例中，本發(fā)明涉及一種粘合劑，其包含至少約50重量百分比(wt%)的含官能團的丙烯酸酯聚合物、約20重量％至約40重量％的多官能熱固性樹脂、有效量的多官能丙烯酸酯、用于固化該丙烯酸酯聚合物的催化劑、用于固化該多官能熱固性樹脂的潛熱催化劑或固化劑，以及丙烯酸鹽，其中該丙烯酸酯聚合物和熱固性樹脂能夠形成粘合劑反應產(chǎn)物。在另外的實施例中，本發(fā)明涉及一種制備粘合劑的方法，包括提供具有官能團的丙烯酸酯聚合物，提供多官能熱固性樹脂(其中所述丙烯酸酯聚合物和所述熱固性樹脂能夠相互反應)，提供多官能丙烯酸酯，提供丙烯酸酯聚合反應催化劑或固化劑，提供適于固化所述多官能熱固性樹脂的潛熱催化劑，提供丙烯酸鹽(可任選為金屬鹽)，將聚合物、熱固性樹脂、多官能丙烯酸酯、潛熱催化劑和丙烯酸鹽混合以形成混合物，以及任選地對混合物進行除氣處理。具體實施例方式所表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)的所有數(shù)值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。假定本文所有數(shù)字均被術(shù)語"約"修飾。在一個實施例中，提供的是一種粘合劑組合物，其包含具有官能團的丙烯酸酯聚合物、多官能熱固性樹脂、在一起的多官能丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合物催化劑或固化劑，適于固化所述多官能熱固性樹脂的潛熱催化劑，以及丙烯酸鹽，其中所述丙烯酸酯聚合物和所述熱固性樹脂能夠相互反應。具有官能團的合適的丙烯酸酯聚合物包括，例如，直鏈或支鏈的單官能不飽和丙烯酸酯或非叔烷基醇的甲基丙烯酸酯的共聚物，其垸基具有1至14個，特別是4至12個碳原子，并且一個或多個(甲基)丙烯酸酯官能單體具有另外的官能團。通常采用的單官能單體包括(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酉旨、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯和(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯。具有額外官能團的(甲基)丙烯酸酯官能單體包括上述單體，其中所述(甲基)丙烯酸酯還具有一個或多個選自羧基、羥基、縮水甘油基、酰胺基和酐基的取代基。在一些實施例中，尤其優(yōu)選的是具有另外的官能團的(甲基)丙烯酸酯單體，該(甲基)丙烯酸酯單體可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥基丁酯、甲基丙烯酸羥基丁酯、丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯和N-羥甲基丙烯酰胺中的一者或多者。合適的多官能熱固性樹脂包括(例如)聚環(huán)氧官能團樹脂及其氮丙啶類似物。存在于本發(fā)明的粘合劑組合物中的多官能縮水甘油醚環(huán)氧樹脂的含量為約15重量％至約40重量％。在其它實施例中，存在于所述粘合劑組合物中的多官能縮水甘油醚環(huán)氧樹脂的含量為約23重量%至約37重量％。本發(fā)明的其他粘合劑組合物可以包含在15重量％和40重量％之間的任何數(shù)量或任何數(shù)量范圍的多官能縮水甘油醚環(huán)氧樹脂。優(yōu)選的多官能縮水甘油醚環(huán)氧樹脂包括平均每個分子具有兩個以上縮水甘油基的那些環(huán)氧樹脂。縮水甘油醚環(huán)氧樹脂的具體實例包括多官能酚醛型環(huán)氧樹脂(由酚醛與環(huán)氧氯丙垸的反應合成)、甲酚醛環(huán)氧樹脂和雙酚A醛環(huán)氧樹脂。市售的多官能縮水甘油醚環(huán)氧樹脂的實例包括可得自俄亥俄州哥倫布市的HexionSpecialtyChemicals公司的商品名為Epon1050、Epon160、Epon164、Epon1031、EponSU-2.5、EponSU-3和EponSU-8的那些環(huán)氧樹脂；可得自DowChemicalCo.，MidlandMI(密歇根州米德蘭市的道爾化學公司)的"DEN"系列環(huán)氧樹脂；以及可得自HuntsmanChemical,EastLansing,MI(密歇根州東蘭辛市的Huntsman化學公司)的Tactix756和Tactix556環(huán)氧樹脂。在一些實施例中，可用的多官能縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(其為雙酚8A的二縮水甘油醚)包括(但不限于)可得自HexionSpecialtyChemicals的商品名為EponResins825、826和828的那些；可得自DowChemicalCo.(道爾化學公司)的D.E.R.330、331和332樹脂；以及可得自CibaSpecialtyChemicals,Tarrytown，NY(紐約州塔利頓村的汽巴精化有限公司)的AralditeGY6008、GY6010和GY2600樹脂。可用的多官能縮水甘油醚環(huán)氧樹脂的實例(其為雙酚F的二縮水甘油醚)包括(但不限于)可得自HexionSpecialtyChemicals的商品名為EPONResin862的那些；以及可得自CibaSpecialtyChemicals(汽巴精化有限公司)的AralditeGY281、GY282、GY285、PY306和PY307樹脂。該多官能縮水甘油醚環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當量通常為約170至約500，在其它實施例中，為約170至約350，并且在其他實施例中為約170至約250。環(huán)氧官能團的平均范圍為1.5至10。該丙烯酸酯聚合物和熱固性樹脂能夠相互發(fā)生反應(通常通過開環(huán)反應或縮合反應進行)，使得反應產(chǎn)物為鏈延長的聚合物和/或交聯(lián)聚合物。合適的多官能丙烯酸酯包括(例如)二、三、四羥基化合物的(甲基)丙烯酸酯，例如二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、三羥甲基丙垸三丙烯酸酯、三丙烯酸甘油酯、三丙烯酸季戊四醇酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯和四甲基丙烯酸季戊四醇酯。高支化多元醇的丙烯酸酯(例如可得自SartomerCo，ExtonPA(賓夕法尼亞州Exton的Sartomer公司)的CN2301、2302、2303、2304)也是可用的。三羥甲基丙烷三丙烯酸酯特別適用于通過光化學誘導的聚合反應來減少粘合劑的粘性。9合適的丙烯酸酯聚合反應催化劑包括(例如)光引發(fā)劑和熱引發(fā)劑，在特別需要延長的儲藏期限的應用中光引發(fā)劑通常是優(yōu)選的。合適的紫外光激活的光引發(fā)劑的實例是Irgacure651、Irgacure184、Irgacure369、Irgacure819和Darocur1173(全部是CibaSpecialtyChemicalsCo.(汽巴精化有限公司)的產(chǎn)品)，以及LucirinTPO-L(BASFCorp.(巴斯夫公司)的產(chǎn)品)。在一些實施例中，可以使用熱引發(fā)劑。熱引發(fā)劑包括有機過氧化物(例如，過氧化苯甲酰)、偶氮化合物、苯醌、亞硝基化合物、酰鹵、腙、巰基化合物、吡喃鎗化合物、咪唑、氯三嗪、安息香、安息香烷基醚、二酮、苯酮，以及它們的混合物。合適的熱引發(fā)劑的實例是作為Vazo52、Vazo64和Vazo67偶氮化合物熱引發(fā)劑銷售的那些，這些全部來自DuPont(杜邦公司)。適用于固化所述多官能熱固性樹脂的合適的潛熱催化劑包括，例如，可用于一部分環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑的潛在催化劑。示例性的催化劑包括嵌段咪唑MZ-A、MA-OK和PHZ-S(Air產(chǎn)品)，以及聚合物鍵合的咪唑例如Intelimer7004(LandecInc.)。在一些實施例中，可以使用咪唑催化劑(特別是固體)，例如l、3二垸基咪唑鹽、咪唑衍生物-過度金屬絡(luò)合物、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2、4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑-(l)']乙基-s-三嗪等等。催化劑(如果實施例中存在)占組合物的至少約0.01重量％、優(yōu)選至少約0.1重量％。在其它實施例中，催化劑可以不超過組合物的約5重量％，優(yōu)選不超過約10重合適的丙烯酸鹽包括(例如)含通過一個或多個多價金屬鹽橋連接的低聚物單元的(甲基)丙烯酸。這種鹽橋可以在高于環(huán)境溫度時分離，從而改善粘合劑組合物的流動特性。合適的丙烯酸鹽包括SartomerCN2404(聚酯丙烯酸鹽低聚物)和CN2405(—種聚氨酯丙烯酸鹽低聚物)。固性樹脂為環(huán)氧樹脂。在一些實施例中，丙烯酸酯聚合物為丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物。在另外一些實施例中，多官能丙烯酸酯包括三羥甲基丙垸三丙烯酸酯。在一些實施例中，聚合物催化劑或固化劑為光引發(fā)的自由基固化劑。在一些實施例中，潛熱催化劑為咪唑促進劑。在另外一些實施例中，丙烯酸鹽為丙烯酸金屬鹽。在一些實施例中，半導體晶片具有活性表面、基板表面以及與基板表面相鄰的粘合劑層。半導體晶片的活性表面為具有集成電路的區(qū)域，而基板表面不具有集成電路。在其它實施例中，半導體芯片具有活性表面、基板表面以及與基板表面相鄰的固化粘合劑的區(qū)域。在一些實施例中，粘合劑具有背襯。在另外一些實施例中，將粘合劑的組分混合并涂覆至防粘襯里上以形成粘合帶前體。在一些實施例中，將粘合帶前體加熱以形成條帶。在其它實施例中，將粘合帶前體層合至合適的背襯。所述背襯(如果存在的話)可以是彈性體，例如離子鍵聚合物乙丙橡膠(EPR)，如DuPont(杜邦公司)的Surlyn等等。在其他實施例中，將所述條帶層合至晶片。通過以下實例進一步說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點，但不應該將在這些實例中列舉的具體材料及其用量以及其它的條件和細節(jié)理解為對本發(fā)明的不當限制。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>硅晶片移除的力。以30.5厘米/分鐘的剝離速度測量該力。在樣品已通過FusionSystemsUVCuringUnit(H燈，0.5J/cm2)(馬里蘭州的蓋塞斯堡市)一次后，測量從有機硅晶片移除一些樣品的力。粘合劑膜的特性使用動態(tài)機械分析儀(特拉華州紐卡斯爾市的TAInstrumentsInc.)，在25'C下測量紫外光照射和熱固化的粘合劑膜的模量。當粘合劑膜以1(TC/分鐘進行加熱時，用可購自TAInstruments,Inc.的差示掃描量熱儀(DSC)測量放熱化學處理的峰值溫度。用DSC測量固化的粘合劑膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。膠層空隙測試用手持橡膠輥將粘合劑膜樣品層合至玻璃顯微鏡蓋片。將層合的膜樣品用紫外線輻照(FusionSystemsH燈，0.5J/cm2)進行處理。將Surlyn膜從輻照處理過的粘合劑膜移除。將具有粘合劑膜樣品的玻璃顯微鏡蓋片布置在加熱至IO(TC的熱的板上，并將第二個玻璃顯微鏡蓋片小心地布置在粘合劑膜樣品上并用手操作2.3千克的橡膠輥來實現(xiàn)層合。在設(shè)定為16(TC的烘箱中加熱層合樣品一小時。用設(shè)定為30倍放大的顯微鏡看不到任何空隙。制備丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸縮水甘油酯(BA/GMA)共聚物將以下物質(zhì)加入946毫升的瓶中72.0克丙烯酸丁酯(密歇根州米德蘭市的道爾化學公司)、48.0克甲基丙烯酸縮水甘油酯(美國賓夕法尼亞州伊斯頓的SartomerCo.Inc.)、0.18克2，2'-偶氮二(2-甲基丁腈)(美國特拉華州威爾明頓市的杜邦公司)、140克乙酸乙酯和140克甲苯。將溶液以每分鐘一升的速率用氮吹掃兩分鐘。將瓶密封并置于維持在6(TC的水浴中24小時。反應混合物為29.5重量％的固體，測得的特性粘度為0.78dL/g，而Brookfield粘度為0.7帕斯卡-秒。實例1將所有組分在廣口瓶中混合，然后在處于室溫的真空烘箱中于減壓條件下進行大約三分鐘的除氣處理。當涂層在85'C下于強制通風烘箱中加熱7分鐘后，用刮刀式涂膠機將粘合劑涂層溶液施加至經(jīng)有機硅處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜，以生成25pm厚的粘合劑。實例1-6<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(a)乙酸乙酯/甲苯(1:1)中的30%的聚合物溶液的重量比較例-來自HitachiChem.Co.America,Ltd.(美國日立化工有限公司)的FH8000粘合膜表1-比較例和實例1的測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表2-實例2-6的測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>剝離方式-初始剝離測試過程中粘合劑與晶片分層剝離方式-UV暴露后的剝離測試過程中Surlyn背襯與粘合劑分層。在不背離本發(fā)明的范圍和原則的前提下，本發(fā)明的各種修改和更改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，并且應該理解，本發(fā)明不應不當?shù)叵抻谏衔乃龅氖纠詫嵤├?quán)利要求1.一種粘合劑組合物，其包含具有官能團的丙烯酸酯聚合物；多官能熱固性樹脂；多官能丙烯酸酯；丙烯酸酯聚合反應催化劑或固化劑；適用于固化所述多官能熱固性樹脂的潛熱催化劑；以及丙烯酸鹽，其中所述丙烯酸酯聚合物和所述熱固性樹脂能夠相互反應。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的組合物，其中所述多官能熱固性樹脂包含環(huán)氧樹脂。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述丙烯酸酯聚合物包含丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述多官能丙烯酸酯包含三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的組合物，其中所述聚合反應催化劑或固化劑包含光引發(fā)的自由基固化劑。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的組合物，其中所述潛熱催化劑包含咪唑促進劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述丙烯酸鹽包含多價金屬離子。8.—種適用于連續(xù)用作切割帶和晶片附連粘合劑的粘合劑轉(zhuǎn)移切割帶，其包括根據(jù)權(quán)利要求l所述的粘合劑組合物；以及背襯。9.一種粘合劑，其包含至少約50重量百分比(重量％)的含官能團的丙烯酸酯聚合物；約20重量％至約40重量％的多官能熱固性樹脂；有效量的多官能丙烯酸酯；用于固化所述丙烯酸酯聚合物的催化劑；用于固化所述多官能熱固性樹脂的潛熱催化劑；以及丙烯酸鹽，其中所述丙烯酸酯聚合物和所述熱固性樹脂能夠形成粘合劑反應產(chǎn)物。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中所述多官能丙烯酸酯的含量大于0重量°/。且小于約10重量％。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中所述潛熱催化劑的含量大于0重量％且小于約10重量％。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中所述丙烯酸鹽包含多價金屬禺子。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其還包括背襯。14.一種半導體晶片，其包括活性表面和基板表面，以及與所述基板表面相鄰的根據(jù)權(quán)利要求9所述的粘合劑組合物的層。15.—種半導體芯片，其包括活性表面和基板表面，以及與所述基板表面相鄰的根據(jù)權(quán)利要求9所述的粘合劑組合物的層。16.—種半導體芯片，其包括活性表面和基板表面以及固化的粘合劑的區(qū)域，所述固化的粘合劑的區(qū)域包含與所述基板表面相鄰的根據(jù)權(quán)利要求9所述的反應產(chǎn)物。17.—種制備粘合劑的方法，其包括提供具有官能團的丙烯酸酯聚合物；提供多官能熱固性樹脂；提供多官能丙烯酸酯；提供丙烯酸酯聚合物催化劑或固化劑；提供適用于固化所述多官能熱固性樹脂的潛熱催化劑；提供丙烯酸鹽；將所述聚合物、熱固性樹脂、多官能丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合物催化劑或固化劑、潛熱催化劑和丙烯酸鹽混合以形成混合物；以及任選地對所述混合物進行除氣處理，其中所述丙烯酸酯聚合物和所述熱固性樹脂能夠相互反應。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其還包括將所述混合物涂覆至防粘襯里上以形成粘合帶前體。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其還包括任選在將所述粘合帶前體與背襯層合后，加熱所述粘合帶前體以形成條帶。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其還包括將所述條帶層合至晶片上。全文摘要本發(fā)明提供了一種單層粘合劑，所述單層粘合劑提供晶片切割功能所需的粘合力和干凈釋放之間的適當平衡，并且還在后續(xù)的晶片附連步驟中提供了所需的必要粘合。所述粘合劑組合物包含具有官能團的丙烯酸酯聚合物、多官能熱固性樹脂、多官能丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合反應催化劑或固化劑、適用于固化所述多官能熱固性樹脂的潛熱催化劑，以及丙烯酸鹽，其中所述丙烯酸酯聚合物和所述熱固性樹脂能夠相互反應。文檔編號C09J133/08GK101636462SQ200880008680公開日2010年1月27日申請日期2008年3月7日優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日發(fā)明者埃里克·G·拉森,大衛(wèi)·J·普勞特,謝里爾·L·摩爾,邁克爾·A·克羅普申請人:3M創(chuàng)新有限公司