热固型芯片接合薄膜、切割/芯片接合薄膜及半导体装置的制造方法_4

文档序号:9230407阅读:来源:国知局
烯酸甲酯的共聚物、丙烯酸与丙 烯腈的共聚物、丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物。
[0109] 上述丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为_30°C以上且30°C以下、更 优选为_20°C以上且15°C以下。通过将上述丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度设为_30°C 以上,从而芯片接合薄膜变硬,断裂性提高,通过设为30°C以下,从而低温下的晶圆层压 性提高。作为玻璃化转变温度为_30°C以上且30°C以下的丙烯酸类树脂,例如可列举出 Nagase Chemtex Corporation 制造的 SG-708-6 (玻璃化转变温度:4°C )、SG-790 (玻璃化 转变温度:_25°C )、WS-023(玻璃化转变温度:-5°C )、SG-70L(玻璃化转变温度:-13°C )、 SG-80H (玻璃化转变温度:7. 5°C )、SG-P3 (玻璃化转变温度:12°C )。
[0110]另外,作为形成前述聚合物的其它单体,没有特别限定,例如可列举出丙烯酸、甲 基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等那样的含 羧基单体、马来酸酐或衣康酸酐等那样的酸酐单体、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基) 丙烯酸2-羟基丙醋、(甲基)丙烯酸4-羟基丁醋、(甲基)丙烯酸6-羟基己醋、(甲基) 丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯或丙烯 酸(4-羟基甲基环己基)_甲酯等那样的含羟基单体、苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基) 丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯或(甲基) 丙烯酰氧基萘磺酸等那样的含磺酸基单体、或者2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等那样的含 磷酸基单体。
[0111] 作为前述热固性树脂的配混比率,只要为在规定条件下加热时芯片接合薄膜3、3' 发挥作为热固型的功能的水平就没有特别限定,优选为5~60重量%的范围内、更优选为 10~50重量%的范围内。
[0112] 前述芯片接合薄膜3、3'当中,含有环氧树脂、酚醛树脂、以及丙烯酸类树脂,将 前述环氧树脂和前述酚醛树脂的总重量设为X,将前述丙烯酸类树脂的重量设为Y时,X/ (X+Y)为0. 3以上且不足0. 9是优选的,更优选为0. 35以上且不足0. 85、进一步优选为0. 4 以上且不足0.8。随着环氧树脂和酚醛树脂的含量增多,变得容易断裂,另一方面,向半导 体晶圆4粘接的粘接性降低。另外,随着丙烯酸类树脂的含量增多,在粘贴时、处理时芯片 接合薄膜3、3'变得不易产生裂纹,操作性变得良好,另一方面,变得难以断裂。所以,通过 将ΧΛΧ+Υ)设为0. 3以上,从而在利用Stealth Dicing由半导体晶圆4获得半导体元件5 时,变得更容易使芯片接合薄膜3、3'与半导体晶圆4同时断裂。另外,通过使ΧΛΧ+Υ)不 足0.9,能够使操作性良好。
[0113] 预先使本发明的芯片接合薄膜3、3'以某种水平交联时,可以在制作时预先添加与 聚合物的分子链末端的官能团等进行反应的多官能性化合物作为交联剂。由此,能够提高 高温下的粘接特性,实现耐热性的改善。
[0114] 作为前述交联剂,可以采用现有公知的交联剂。尤其是,更优选为甲苯二异氰酸 酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、多元醇与二异氰酸酯的 加成物等多异氰酸酯化合物。作为交联剂的添加量,相对于100重量份前述聚合物,通常优 选设为0.05~7重量份。交联剂的量多于7重量份时,粘接力会降低,因而不优选。另一 方面,少于0. 05重量份时,内聚力不足,因而不优选。另外,也可以与这样的多异氰酸酯化 合物一同,根据需要而一并含有环氧树脂等其它多官能性化合物。
[0115] 另外,芯片接合薄膜3、3'中可以根据其用途适当配混填料。填料的配混使导电性 的赋予、导热性的提高、弹性模量的调节等成为可能。作为前述填料,可列举出无机填料和 有机填料,从处理性的提高、导热性的提高、熔融粘度的调整、触变性的赋予等特性的观点 出发,优选无机填料。作为前述无机填料,没有特别限制,例如可列举出氢氧化铝、氢氧化 镁、碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、硼酸铝晶须、氮化硼、 结晶二氧化硅、非晶二氧化硅等。这些可以单独或组合使用2种以上来使用。从提高导热性 的观点出发,优选氧化铝、氮化铝、氮化硼、结晶二氧化硅、非晶二氧化硅。另外,从上述各特 性的平衡良好的观点出发,优选结晶二氧化硅或非晶二氧化硅。另外,出于导电性的赋予、 导热性的提高等的目的,作为无机填料,也可以使用导电性物质(导电填料)。作为导电填 料,可列举出将银、铝、金、铜、镍、导电性合金等制成球状、针状、鳞片状的金属粉、氧化铝等 金属氧化物、无定形炭黑、石墨等。
[0116] 前述填料的平均粒径优选为0. 005~10 μπκ更优选为0. 005~1 μπι。这是因为, 通过将前述填料的平均粒径设为〇. 005 μ m以上,从而能够使对被粘物润湿的润湿性和粘 接性良好。另外,通过设为10 ym以下,从而能够使为了赋予上述各特性而添加的填料的效 果充分,并且能够确保耐热性。需要说明的是,填料的平均粒径例如为利用光度式的粒度分 布计(HORIBA制造,装置名:LA-910)求出的值。
[0117] 作为芯片接合薄膜包含无机填料时的含量,相对于用于形成芯片接合薄膜的粘接 剂组合物的总量优选为10重量%以上且90重量%以下、更优选为20重量%以上且70重 量%以下、进一步优选为30重量%以上且60重量%以下。通过设为上述上限以下,从而能 够防止拉伸储能模量变高,能够使对被粘物润湿的润湿性和粘接性良好。另外,通过设为上 述下限以上,从而能够使芯片接合薄膜因拉伸应力而适宜地断裂。
[0118] 需要说明的是,芯片接合薄膜3、3'中,除了前述填料之外,可以根据需要适当配混 其它添加剂。作为其它添加剂,例如可列举出阻燃剂、硅烷偶联剂或离子捕捉剂等。作为前 述阻燃剂,例如可列举出三氧化锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。这些可以单独或组合使用 2种以上来使用。作为前述硅烷偶联剂,例如可列举出β-(3, 4-环氧环己基)乙基三甲氧 基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等。这 些化合物可以单独或组合使用2种以上来使用。作为前述离子捕捉剂,例如可列举出水滑 石类、氢氧化铋等。这些可以单独或组合使用2种以上来使用。
[0119] 作为芯片接合薄膜的构成材料,也可以使用热固化催化剂。作为其含量,芯片接合 薄膜包含丙烯酸类树脂、环氧树脂和酚醛树脂时,相对于100重量份丙烯酸类树脂成分优 选为0. 01~5重量份、更优选为0. 1~3重量份。通过使含量为上述下限以上,能够使在芯 片接合时未发生反应的环氧基彼此在后续工序中聚合,从而使该未反应的环氧基减少乃至 消失。其结果,能够制造使半导体元件粘接固定在被粘物上而不会剥离的半导体装置。另 一方面,通过使配混比例为上述上限以下,能够防止固化阻碍的发生。
[0120] 作为前述热固化催化剂,没有特别限定,例如可列举出咪唑系化合物、三苯基膦系 化合物、胺系化合物、三苯基硼烷系化合物、三卤代硼烷系化合物等。它们可以单独或组合 使用2种以上来使用。
[0121] 作为前述咪唑系化合物,可列举出2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2_i烷基咪唑 (商品名:C11Z)、2-十七烷基咪唑(商品名:C17Z)、1,2-二甲基咪唑(商品名:1.2DMZ)、 2-乙基-4-甲基咪唑(商品名:2E4MZ)、2_苯基咪唑(商品名:2PZ)、2_苯基-4-甲基咪唑 (商品名:2P4MZ)、1_苄基-2-甲基咪唑(商品名:1B2MZ)、1_苄基-2-苯基咪唑(商品名: 182?2)、1-氰基乙基-2-甲基咪唑(商品名:21^-0的、1-氰基乙基-2-^烷基咪唑(商 品名:C11Z-CN)、1_氰基乙基-2-苯基咪唑鑰偏苯三酸盐(商品名!2PZCNS-PW)、2, 4-二氨 基-6-[2'_甲基咪唑基-0-)]-乙基-均三嗪(商品名:2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2'-十一 烷基咪唑基-0-)]-乙基-均三嗪(商品名:C11Z-A)、2,4-二氨基-6-[2'_乙基-4'-甲 基咪唑基-0- )]-乙基-均三嗪(商品名:2E4MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2' -甲基咪唑 基-0-)]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物(商品名:2MA-0K)、2_苯基-4, 5-二羟基甲基咪 唑(商品名:2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑(商品名:2P4MHZ-PW)等(均为 四国化成工业株式会社制造)。
[0122] 作为前述三苯基膦系化合物,没有特别限定,例如可列举出三苯基膦、三丁基膦、 三(对甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、二苯基甲苯基膦等三有机基膦、四苯基溴化鱗(商 品名:TPP-PB)、甲基三苯基鱗(商品名:TPP-MB)、甲基三苯基氯化鱗(商品名:TPP-MC)、甲 氧基甲基三苯基鱗(商品名:TPP-M0C)、苄基三苯基氯化鱗(商品名:TPP-ZC)等(均为北 兴化学工业株式会社制造)。另外,作为前述三苯基膦系化合物,优选对环氧树脂实质上显 示非溶解性。对环氧树脂为非溶解性时,能够抑制热固化过度地推进。作为具有三苯基膦 结构且对环氧树脂实质上显示非溶解性的热固化催化剂,例如可例示出甲基三苯基鱗(商 品名:TPP-MB)等。需要说明的是,前述"非溶解性"是指包含三苯基膦系化合物的热固化催 化剂对于包含环氧树脂的溶剂为不溶性,更详细而言,是指在10~40°C的温度范围内不会 溶解10重量%以上。
[0123] 作为前述三苯基硼烷系化合物,没有特别限定,例如可列举出三(对甲基苯基)膦 等。另外,作为三苯基硼烷系化合物,还包括具有三苯基膦结构的化合物。作为该具有三苯 基膦结构和三苯基硼烷结构的化合物,没有特别限定,例如可列举出四苯基鱗四苯基硼酸 盐(商品名:TPP-K)、四苯基鱗四对甲苯基硼酸盐(商品名:TPP-MK)、苄基三苯基鱗四苯基 硼酸盐(商品名:TPP-ZK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S)等(均为北兴化学工业 株式会社制造)。
[0124] 作为前述氨基系化合物,没有特别限定,例如可列举出单乙醇胺三氟硼酸酯 (Stella Chemifa Corporation 制造)、双氛胺(Nacalai Tesque,Inc.制造)等。
[0125] 作为前述三卤代硼烷系化合物,没有特别限定,例如可列举出三氯硼烷等。
[0126] 芯片接合薄膜3、3'的厚度(层叠体的情况下为总厚度)没有特别限定,例如可以 从1~200 μ m的范围中选择,优选为5~100 μ m、更优选为10~80 μ m。
[0127] 前述切割/芯片接合薄膜10、12的芯片接合薄膜3、3'优选用隔离膜保护起来(未 图示)。隔离膜具有作为保护芯片接合薄膜3、3'直至供给于实用为止的保护材料的功能。 另外,隔离膜还可以作为向粘合剂层2上转印芯片接合薄膜3、3'时的支撑基材来使用。隔 离膜在向切割/芯片接合薄膜的芯片接合薄膜3、3'上粘贴工件时被剥离。作为隔离膜,也 可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、利用氟系剥离剂、丙烯酸长链烷基
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