一种晶圆切割用低剥离力UV减粘保护膜及其制备方法与流程

本技术涉及半导体加工用压敏胶粘材料，更具体地说，它涉及一种晶圆切割用低剥离力uv减粘保护膜及其制备方法。

背景技术：

1、晶圆切割制程中，uv减粘保护膜主要用于晶圆切割工序的临时固定，在切割过程中提供稳定的粘接力以避免晶圆移位，切割完成后经紫外光照射，胶层剥离力显著降低，可实现芯片的无损拾取。这类保护膜通常以丙烯酸酯压敏胶体系为基础，通过引入硅氧烷类组分调节界面性能，以满足低剥离力的使用需求，同时对剥离后的表面洁净度有较高要求。

2、目前常用的硅氧烷减粘组分多为结构简单的聚二甲基硅氧烷单丙烯酸酯，其在胶层中呈均匀分散状态，若要获得较好的界面减粘效果，通常需要提升整体添加比例，易对胶层本体的内聚力与持粘性能造成负面影响，且该类组分易在存储及使用过程中发生迁移析出，剥离后可能残留于晶圆表面，对后续加工工序造成不利影响，行业内难以在低添加量下同时实现高效界面减粘与低表面残留。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中硅氧烷减粘组分需较高添加量才能实现界面减粘效果，且易迁移析出、剥离后表面残留风险较高，难以在低添加量下同时兼顾高效界面减粘与低表面残留的问题，本技术提供一种晶圆切割用低剥离力uv减粘保护膜及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种晶圆切割用低剥离力uv减粘保护膜，采用如下的技术方案：

3、一种晶圆切割用低剥离力uv减粘保护膜，包括基材层以及形成于基材层一侧表面的uv减粘胶层，所述uv减粘胶层按重量份计包括：键合型丙烯酸酯基体共聚物100份、界面富集型光响应硅氧烷单体4至8份、超支化聚酯丙烯酸酯3至6份。

4、通过采用上述技术方案，以丙烯酸酯基体为胶层提供基础压敏粘接性能，搭配功能单体与交联剂共同调控胶层的界面性能与内聚强度，适配晶圆切割工序的使用需求。

5、优选的，界面富集型光响应硅氧烷单体为三段式分子结构，一端为单端封端的直链聚二甲基硅氧烷基，中间为直链亚烷基连接的肉桂酰氧基，另一端为羟烷基酯键连接的丙烯酸酯基团。

6、通过采用上述技术方案，聚二甲基硅氧烷片段具有较低的表面能，在胶液体系中可产生向表面迁移的热力学驱动力，使单体自发向胶层界面移动；中间直链亚烷基结构可调节分子的柔顺性与空间位阻，适配胶液体系的黏度环境，保障迁移速率的同时避免分子过度团聚；末端丙烯酸酯基团可参与紫外光引发的自由基交联反应，为主要锚定方式；肉桂酰氧基结构可在高剂量紫外光作用下发生部分[2+2]光环加成反应，作为辅助锚定方式，双重反应位点共同作用，使迁移至界面的功能单体能够通过共价键稳定锚定于胶层交联网络中，降低功能分子向被粘物迁移析出的可能性。

7、优选的，键合型丙烯酸酯基体共聚物由丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯与4-丙烯酰氧基二苯甲酮共聚制得，重均分子量为80000至120000g/mol，光引发单元共价嵌入聚合物主链。

8、通过采用上述技术方案，光引发官能团通过共价键连接于聚合物主链之上，随聚合物分子均匀分散在胶层整体，避免了游离小分子引发剂易向界面迁移、局部团聚的问题；在紫外光作用下，共价结合的引发单元可从主链位点均匀引发交联反应，使胶层内部的交联网络分布更均一，有助于提升胶层内聚性能的稳定性，同时减少游离引发剂碎片向界面迁移的路径，降低小分子残留的风险。

9、优选的，uv减粘胶层的粘接侧界面处硅元素含量为胶层本体内部硅元素含量的3至5倍。

10、通过采用上述技术方案，硅元素在胶层中呈梯度分布状态，功能组分集中作用于粘接侧界面，在较低的整体添加量下即可发挥界面减粘作用，无需提升胶层整体的硅元素占比，减少硅氧烷组分对胶层本体力学性能与粘接性能的影响，实现界面减粘性能与胶层本体性能的独立调控。该硅元素含量比例可采用x射线光电子能谱仪对胶层截面进行深度扫描测试得到，分别采集粘接侧表面与胶层中部本体区域的硅元素原子百分比并计算比值。

11、第二方面，本技术提供了一种晶圆切割用低剥离力uv减粘保护膜的制备方法，采用如下的技术方案：

12、一种晶圆切割用低剥离力uv减粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：

13、s1、基体树脂合成：在氮气保护氛围下，将丙烯酸酯单体、可聚合光引发剂与部分基础混合溶剂投入反应容器，搅拌均匀后升温，匀速滴加溶有热引发剂的基础混合溶剂溶液，滴加完成后保温反应，补加热引发剂后升温继续熟化，降温过滤后得到键合型丙烯酸酯基体共聚物溶液；

14、s2、胶液避光复配：全程避光条件下，向键合型丙烯酸酯基体共聚物溶液中加入界面富集型光响应硅氧烷单体、超支化聚酯丙烯酸酯，补加剩余基础混合溶剂调节固含量，再加入聚二甲基硅氧烷乙酸酯，恒温搅拌，过滤去除杂质后得到uv减粘胶液；

15、s3、界面定向富集：将uv减粘胶液通入扁平微通道，使硅氧烷功能单体向涂布侧界面定向迁移富集，富集后的胶液直接输送至涂布工位；

16、s4、涂布熟化成膜：采用微凹涂布工艺将预富集后的胶液涂布于基材表面，经热风烘干去除溶剂，再经低剂量紫外光预固化锚定界面富集的功能单体，之后在线贴合离型膜，收卷后恒温熟化得到成品。

17、优选的，步骤s1中，丙烯酸酯单体由丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯按质量比60～64:16～20:8～12组成；可聚合光引发剂为4-丙烯酰氧基二苯甲酮，其用量为丙烯酸酯单体总质量的3.0%至6.0%；热引发剂为偶氮二异丁腈，总用量为单体总质量的0.08至0.12%；反应升温至70至80℃，滴加时长控制为1.5至2.5h，保温反应时间为2.5至3.5h，补加后升温至78至82℃，熟化时间为1.5至2.5h。

18、优选的，步骤s2中，基础混合溶剂由乙酸乙酯与丙二醇甲醚醋酸酯按质量比6.5:3.5至7.5:2.5复配而成；聚二甲基硅氧烷乙酸酯的用量为复合溶剂总质量的0.3至0.5%；恒温搅拌温度为23至27℃，搅拌时间为20至30min；最终uv减粘胶液的固含量为38%至42%。

19、通过采用上述技术方案，复配溶剂体系可兼顾极性与非极性组分的溶解性能，保障各组分均匀分散；少量硅氧烷助剂可调节胶液的界面张力，降低功能单体的迁移阻力，辅助其向界面方向扩散，该类助剂沸点较低，可在后续烘干工序中随溶剂一同挥发排出，不会残留于最终胶层结构中，避免引入额外的残留风险。

20、优选的，步骤s3中，扁平微通道的截面高度为0.5至1.0mm，胶液在通道内的停留时间为8至12min，胶液在通道内的线速度为0.8至1.2cm/s；富集完成后，胶液涂布侧界面的硅元素含量为本体的3至5倍。

21、通过采用上述技术方案，扁平微通道内可形成稳定的层流流动状态，流体径向混合作用较弱，靠近通道壁面的流体流速较低，硅氧烷功能单体有充足的时间借助表面能梯度向涂布侧对应的通道壁面迁移聚集；扁平微通道的下壁面为涂布侧对应壁面，采用低表面能的聚二甲基硅氧烷材质，上壁面采用高表面能的不锈钢材质，利用上下壁面的表面能差驱动硅氧烷功能单体向低表面能的下壁面定向迁移，涂布时下壁侧胶液对应胶层的粘接侧，由此实现功能单体向粘接侧的单向富集。通过调控通道尺寸与胶液停留时间，可精准控制界面与本体的硅元素浓度比例，仅通过流体力学特性即可实现功能组分的定向分布，无需额外的表面处理或改性工序，工艺可控性强，便于规模化生产衔接。富集效果可通过在线取样检测胶液涂布侧表面硅元素含量进行监控，保障批次产品的性能稳定性。

22、优选的，步骤s4中，基材为电晕处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，厚度为23至27μm；离型膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯离型膜，厚度为45至55μm；热风烘干温度为75至85℃，烘干时间为2.5至3.5min；uv减粘胶层的干膜厚度为15至20μm。

23、优选的，步骤s4中，恒温熟化的温度为38至42℃，熟化时间为20至28h。

24、通过采用上述技术方案，恒温熟化过程中，胶层内部的溶剂缓慢均匀挥发，羟基与酯基发生逐步的酯交换与氢键重排，超支化聚酯丙烯酸酯的多支化结构可提供更多氢键作用位点，促进胶层内聚强度提升，同时界面区域的功能单体可进一步调整排布状态，使界面富集结构更稳定，最终形成内聚性能均匀、界面性能稳定的胶层结构。

25、综上所述，本技术具有以下有益效果：

26、由于本技术采用三段式分子结构的界面富集型光响应硅氧烷单体，结合扁平微通道界面定向富集工艺，驱动硅氧烷功能单体向粘接侧界面定向迁移富集，在较低整体添加量下即可有效提升界面减粘效率，同时单体可通过光化学反应与胶层网络共价锚定，获得了uv减粘效果明显且功能单体不易迁移析出的效果，适配晶圆加工的洁净度要求。

27、本技术中优选采用共价嵌入光引发单元的键合型丙烯酸酯基体共聚物，由于光引发单元化学键合于聚合物主链，避免了游离引发剂的迁移与析出，提升了胶层交联均匀性与内聚强度，获得了持粘性能稳定且界面小分子残留量低的效果，可保障晶圆切割过程的贴合可靠性。

28、本技术的制备方法，通过避光复配、界面定向富集与恒温熟化工序的有序衔接，配合微凹涂布工艺精准控制胶层厚度，实现功能单体界面分布与胶层交联程度的稳定调控，因此获得了产品性能均一性好且工艺适配规模化量产的效果。

29、本技术中优选采用超支化聚酯丙烯酸酯作为交联组分，由于其多支化的分子结构可提供更多交联位点，适度提升胶层交联密度的同时不破坏压敏粘接特性，获得了胶层内聚强度与粘接性能平衡适配的效果。