TW202128938A - 膜狀燒成材料、具支撐片之膜狀燒成材料、積層體、以及裝置之製造方法 - Google Patents

膜狀燒成材料、具支撐片之膜狀燒成材料、積層體、以及裝置之製造方法 Download PDF

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中山秀一
市川功
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日商琳得科股份有限公司
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Abstract

本發明係關於一種膜狀燒成材料(1)，含有：燒結性金屬粒子(10)；黏合劑成分(20)，係在室溫下為固體；以及液體成分(30)，係沸點為300℃至450℃，且在室溫下為液體。

Description

膜狀燒成材料、具支撐片之膜狀燒成材料、積層體、以及裝置之製造方法
本發明係關於一種膜狀燒成材料、具支撐片之膜狀燒成材料、積層體、以及裝置之製造方法。 本申請案基於2019年11月22日在日本提出申請之日本特願2019-211632號主張優先權，且引用該申請案之內容至本文中。
近年來，伴隨著汽車、空調、電腦等的高電壓、高電流化，這些物品所搭載之電力用半導體元件(功率元件)需求逐漸提高。電力用半導體元件基於在高電壓、高電流下所使用之特徴，故自半導體元件之生熱便容易成為問題。 自以往，由於自半導體元件所產生的熱之排熱，故而亦存在有在半導體元件之周圍安裝有散熱座(heat sink)的情況。然而，若在散熱座與半導體元件之間的接合部之熱傳導性非為良好，則有效率的排熱受到妨礙。
作為熱傳導性優異的接合材料係例如專利文獻1揭示一種膏狀金屬微粒子組成物，係混合有：特定之加熱燒結性金屬粒子；特定之高分子分散劑；以及特定之揮發性分散媒介。若將前述組成物燒結，則成為熱傳導性優異之固態金屬。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-111800號公報。
[發明所欲解決之課題]
然而，即便如專利文獻1般在燒成材料為膏狀的情況下，不易使塗佈之膏的厚度均勻化，而處於缺乏厚度穩定性的傾向。是以，本發明人為了解決厚度穩定性之問題，便思及到將以往以膏狀之組成物所提供之燒成材料改以膜狀來提供。
為了將燒成材料作成膜狀，只要於燒成材料調配黏合劑成分而形成為膜狀即可。在膜狀之燒成材料中，若考量到燒成時之昇華性，則較佳為燒結性金屬粒子之含量多、黏合劑成分之含量少。 此外，燒成材料係例如使用於將半導體晶圓藉由切割而單片化後之晶片與基板的燒結接合。再者，若於膜狀之燒成材料之一側(表面)設置支撐片，則可使用在將半導體晶圓單片化為晶片時所使用之切割片。進而，能夠藉由使用刀片等而與半導體晶圓一同單片化來加工為與晶片同形狀之膜狀的燒成材料。
然而，若在膜狀之燒成材料中之黏合劑成分之含量變少，則膜狀之燒成材料與支撐片的接著力容易變得不充分，而存在有產生切割不良的問題。本發明之發明人檢討了藉由在膜狀之燒成材料中增加黏合劑成分之含量，來改善膜狀之燒成材料與支撐片的接著力。確認到若增加黏合劑成分之含量則可改善上述接著力，但卻得知在將藉由切割而單片化後之晶片來與基板透過膜狀燒成材料進行燒結接合時，會產生膜狀之燒成材料從晶片與基板之間滲出之問題。若於進行燒結接合時，膜狀之燒成材料從晶片與基板之間滲出，則燒結後之燒結體的厚度呈不穩定。再者，若滲出之膜狀的燒成材料波及基板表面的其他電路配線，則有因通電不良等而損及電氣特性的可能性。
本發明有鑒於上述情形所完成之發明，其目的在於提供一種膜狀燒成材料，相對於支撐片之接著力充分，且切割適性優異，在半導體晶片與基板之燒結結合時不易從晶片與基板之間滲出；另提供一種具支撐片之膜狀燒成材料、積層體、以及使用有前述膜狀燒成材料或前述具支撐片之膜狀燒成材料或積層體的裝置之製造方法。 [用以解決課題之手段]
本發明具有以下之態樣。 [1] 一種膜狀燒成材料，含有：燒結性金屬粒子；黏合劑成分，係在室溫下為固體之；以及液體成分，係沸點為300℃至450℃且在室溫下為液體。 [2] 一種具支撐片之膜狀燒成材料，具備：如[1]所記載之膜狀燒成材料；以及支撐片，係設置於前述膜狀燒成材料之至少一側。 [3] 如[2]所記載之具支撐片之膜狀燒成材料，其中前述支撐片係於基材膜上設置有黏著劑層之支撐片；於前述黏著劑層上設置有前述膜狀燒成材料。 [4]一種積層體，係貼附有如[2]或[3]所記載之具支撐片之膜狀燒成材料、以及晶圓，並依序積層有前述支撐片、前述膜狀燒成材料、以及前述晶圓。 [5] 一種裝置之製造方法，係具有：將於如[1]所記載之膜狀燒成材料貼附半導體晶片所獲得之具膜狀燒成材料的半導體晶片貼附於基板之表面的步驟；以及將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片之膜狀燒成材料進行燒成、加壓，而將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片與基板進行接合的步驟。 [6] 一種裝置之製造方法，係具有：將如[4]所記載之積層體的半導體晶圓與膜狀燒成材料加以切割的步驟；將前述經切割之膜狀燒成材料與支撐片剝離，獲得具膜狀燒成材料的半導體晶片的步驟；將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片貼附於基板之表面的步驟；以及將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片中之膜狀燒成材料進行燒成、加壓，而將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片與基板進行接合的步驟。 [發明功效]
根據本發明，可提供一種相對於支撐片之接著力充分且切割適性優異且在半導體晶片與基板之燒結結合時不易從晶片與基板之間滲出的膜狀燒成材料、具支撐片之膜狀燒成材料、以及積層體。再者，可提供一種使用前述膜狀燒成材料、具支撐片之膜狀燒成材料、以及積層體的裝置之製造方法。
以下，就本發明一實施形態，適當參照圖式加以說明。 此外，以下說明所使用之圖為了易於分辨本發明之特徴，方便起見有時將作為主要部分的部分放大顯示，各構成要素之尺寸比率等並不限於與實際相同。
[膜狀燒成材料] 本實施形態之膜狀燒成材料含有：燒結性金屬粒子；黏合劑成分，係在室溫下為固體；液體成分，係沸點為300℃至450℃，且在室溫下為液體。 圖1係以以示意方式表示本實施形態之膜狀燒成材料的剖面圖。膜狀燒成材料1含有燒結性金屬粒子10、黏合劑成分20、以及液體成分30。
膜狀燒成材料可由1層(單層)所構成，亦可由2層以上之複數層所構成。於膜狀燒成材料為由複數層所構成之情況，這些複數層互相可相同亦可不同，這些複數層之組合只要無損本發明之功效，則無特別限定。 此外，本說明書中，不限於膜狀燒成材料之情況，所謂「複數層互相可相同亦可不同」，意指「可全部層相同，亦可全部層皆不同，還可僅一部分層相同」，進而，所謂「複數層相互不同」，意指「各層的構成材料、構成材料之調配比、及厚度的至少一者相互不同」。
膜狀燒成材料之燒成前的厚度並無特別限制，較佳為10μm至200μm，較佳為20μm至150μm，更佳為30μm至90μm。 此處，所謂「膜狀燒成材料之厚度」，意指膜狀燒成材料整體的厚度，例如所謂由複數層所構成之膜狀燒成材料之厚度，意指構成膜狀燒成材料之全部層的合計厚度。
本說明書中，「厚度」係以在隨機選擇的5部位測定厚度後以平均所表示之值，並可依據JIS(Japanese Industrial Standard；日本工業標準) K7130，使用定壓厚度測定器而取得。
(剝離膜) 膜狀燒成材料可在被積層於剝離膜上的狀態下加以提供。只要於使用時將剝離膜剝離，再配置於使膜狀燒成材料進行燒結接合之對象物上即可。剝離膜亦具有作為用以防止膜狀燒成材料之損傷或髒污附著之保護膜的功能。剝離膜只要設置於膜狀燒成材料之至少一側即可，亦可設置於膜狀燒成材料之兩側。
作為剝離膜可使用例如：聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二烯膜、聚甲基戊烯膜、聚氯乙烯膜、氯乙烯共聚物膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二酯膜、聚對苯二甲酸丁二酯膜、聚胺基甲酸乙酯膜、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物膜、離子聚合物樹脂膜、乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物膜、乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜、聚醯亞胺膜、氟樹脂膜等的透明膜。再者，亦可使用這些膜之交聯膜。進而，亦可為這些膜之積層膜。再者，可使用將這些膜進行著色後之膜、不透明膜等。作為剝離劑可列舉例如：聚矽氧系、氟系、烯烴系、醇酸樹脂系、含長鏈烷基之胺甲酸酯等的剝離劑。
剝離膜之厚度通常為10μm至500μm，較佳為15μm至300μm，特佳為20μm至250μm左右。
[燒結性金屬粒子] 本實施形態之膜狀燒成材料包含燒結性金屬粒子。 燒結性金屬粒子係可藉由將膜狀燒成材料以金屬粒子之融點以上的溫度進行加熱處理而使粒子彼此熔融、結合而形成燒結體的金屬粒子。藉由形成燒結體，能夠將膜狀燒成材料與相接於該膜狀燒成材料而燒成後之物品進行燒結接合。具體而言，能夠透過膜狀燒成材料而將晶片與基板進行燒結接合。 燒結性金屬粒子相較於後述之非燒結的金屬粒子，為較易於進行燒結之粒子。
作為燒結性金屬粒子之金屬種類可列舉：銀、金、銅、鐵、鎳、鋁、鈀、鉑、鈦、鋇。作為燒結性金屬粒子可列舉上述金屬種類之金屬、這些金屬的氧化物或合金等，較佳為銀及氧化銀。再者，亦可為含有2種以上的上述金屬種類之鈦酸鋇等的氧化物。燒結性金屬粒子可僅調配1種類，亦可調配為2種類以上的組合。
燒結性金屬粒子較佳為作為奈米尺寸之銀粒子的銀奈米粒子。
本說明書中，所謂「燒結性金屬粒子」具體而言意指包含粒徑為100nm以下之金屬元素的粒子。 膜狀燒成材料所含之燒結性金屬粒子的粒徑只要為100nm以下且可發揮上述燒結性的燒結性金屬粒子，則無特別限制，可為50nm以下，亦可為30nm以下。此外，所謂膜狀燒成材料所含之金屬粒子的粒徑係定為利用電子顯微鏡所觀察到之金屬粒子粒徑的投影面積圓等效直徑。落於上述粒徑範圍的金屬粒子由於燒結性優異故而較佳。 膜狀燒成材料所含之燒結性金屬粒子的粒徑，相對於利用電子顯微鏡所觀察到之金屬粒子的粒徑之投影面積圓等效直徑為100nm以下的粒子而求出之粒徑之數量平均值可為0.1nm至95nm，可為0.3nm至50nm，可為0.5nm至30nm。此外，測定對象之金屬粒子係設為依每1個膜狀燒成材料而隨機選擇的100個以上。例如，測定對象之金屬粒子係依每1個膜狀燒成材料而隨機選擇的100個之金屬粒子。
本實施形態之膜狀燒成材料除了調配有粒徑100nm以下之金屬粒子(燒結性金屬粒子)之外，亦可進而調配有不相當於該金屬粒子的粒徑超過100nm的非燒結性之金屬粒子。非燒結性之金屬粒子相較於前述燒結性金屬粒子為不易進行燒成之粒子。本說明書中，所謂「非燒結性之金屬粒子」具體而言意指包含粒徑超過100nm之金屬元素的粒子。粒徑超過100nm之非燒結性之金屬粒子的粒徑，相對於利用電子顯微鏡所觀察到之金屬粒子之粒徑的投影面積圓等效直徑超過100nm之粒子而求出之粒徑的數量平均值可為超過150nm至50000nm以下，可為150 nm至10000nm，可為180nm至5000nm。此外，測定對象之金屬粒子定為依每1個膜狀燒成材料而隨機選擇的100個以上。例如，測定對象之金屬粒子係依每1個膜狀燒成材料而隨機選擇的100個之金屬粒子。
作為粒徑超過100nm之非燒結性之金屬粒子的金屬種類可列舉與作為上述燒結性金屬粒子之金屬種類所例示之金屬粒子相同的金屬粒子。作為非燒結性之金屬粒子較佳為銀、銅、及這些元素的氧化物。非燒結性之金屬粒子可僅調配1種類，亦可調配為2種類以上之組合。 粒徑100nm以下之燒結性金屬粒子與粒徑超過100nm之非燒結性之金屬粒子可相互相同亦可相互不同。例如，粒徑100nm以下之燒結性金屬粒子可為銀粒子，粒徑超過100nm之非燒結性之金屬粒子可為銀或氧化銀粒子。例如，粒徑100nm以下之燒結性金屬粒子可為銀或氧化銀粒子，粒徑超過100nm之非燒結性之金屬粒子可為銅或氧化銅粒子。
於本實施形態之膜狀燒成材料中，燒結性金屬粒子的含量相對於所有金屬粒子之總質量(100質量%)可為10質量%至100質量%，亦可為20質量%至95質量%。
燒結性金屬粒子及／或非燒結性之金屬粒子的表面可披覆有有機物。藉由具有有機物之披覆層，能夠使相對於黏合劑成分之相溶性提升，並可防止粒子彼此之凝聚，而均勻地分散。 於燒結性金屬粒子及／或非燒結性之金屬粒子的表面披覆有有機物的情況，燒結性金屬粒子及非燒結性之金屬粒子的質量係設為包含披覆物之值。
[黏合劑成分] 黏合劑成分係在室溫下為固體，可藉由調配黏合劑成分而將燒成材料成形為膜狀，可對燒成前之膜狀燒成材料賦予黏著性。黏合劑成分可為藉由作為膜狀燒成材料之燒成的加熱處理而產生熱分解之熱分解性物質。 本說明書中，所謂「室溫」，意指25℃。 本說明書中，所謂「液體」，意指在室溫下可使用B型黏度計測定黏度的狀態。本說明書中，所謂「固體」，意指在室溫下無法使用B型黏度計測定黏度的狀態。 黏合劑成分只要能夠獲得本發明之功效，則無特別限定，作為黏合劑成分之較佳一例，可列舉樹脂。作為樹脂，可列舉丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚乳酸、纖維素衍生物的聚合物等，較佳為丙烯酸系樹脂。丙烯酸系樹脂包含有(甲基)丙烯酸酯化合物之均聚物、(甲基)丙烯酸酯化合物的2種以上之共聚物、(甲基)丙烯酸酯化合物與其他共聚性單體的共聚物。
構成黏合劑成分之樹脂中，源自(甲基)丙烯酸酯化合物之構成單元的含量較佳為相對於構成單元之總質量(100質量%)而為50質量%至100質量%，更佳為80質量%至100質量%，進而佳為90質量%至100質量%。 此處所謂「源自」，意指受到前述單體進行聚合時必要之構造性改變。
作為(甲基)丙烯酸酯化合物之具體例可列舉：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、 (甲基)丙烯酸己酯、 (甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、 (甲基)丙烯酸十一烷酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸異硬脂酯等的(甲基)丙烯酸烷酯；(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、 (甲基)丙烯酸3-羥基丁酯等的(甲基)丙烯酸羥基烷酯；(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯等的(甲基)丙烯酸苯氧基烷酯；(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-丙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基丁酯等的(甲基)丙烯酸烷氧基烷酯；單(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸乙氧基二乙二醇酯、 (甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基聚乙二醇酯、單(甲基)丙烯酸聚丙二醇酯、 (甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇酯、(甲基)丙烯酸乙氧基聚丙二醇酯、 (甲基)丙烯酸壬基苯氧基聚丙二醇酯等的(甲基)丙烯酸聚烷二醇酯；(甲基)丙烯酸環己酯、 (甲基)丙烯酸4-丁基環己酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊二烯酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯等的(甲基)丙烯酸環烷酯；(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃酯等。較佳為(甲基)丙烯酸烷酯或(甲基)丙烯酸烷氧基烷酯，作為(甲基)丙烯酸酯化合物更佳為：(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、以及(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯，進而佳為(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，特佳為甲基丙烯酸2-乙基己酯。
本說明書中，所謂「(甲基)丙烯酸酯」的概念包含「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」兩者。 作為丙烯酸樹脂較佳為具有源自甲基丙烯酸酯之構成單元的丙烯酸樹脂。藉由使黏合劑成分含有源自甲基丙烯酸酯之構成單元，能夠以較低溫進行燒成，而於燒結後容易滿足用以獲得充分的接著強度之條件。
作為其他共聚合性單體，只要為可與上述(甲基)丙烯酸酯化合物共聚合的化合物，則無特別限制，可列舉例如：(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、馬來酸、乙烯基鄰苯二甲酸等的不飽和羧酸類；乙烯基苄基甲醚、乙烯基縮水甘油醚、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丁二烯、異戊二烯等的含乙烯基之自由基聚合性化合物。
構成黏合劑成分之樹脂的質量平均分子量(Mw)較佳為10,000至1,000,000，更佳為10,000至800,000。藉由使樹脂的質量平均分子量為上述範圍內，作為膜可展現充分的膜強度，並且易於賦予柔軟性。 此外，本說明書中，所謂「質量平均分子量」只要無特別說明，則指凝膠滲透層析(GPC；Gel Permeation Chromatography)法所測定之聚苯乙烯換算值。
構成黏合劑成分之樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)可使用以下所示之Fox公式來計算而求出，樹脂的Tg較佳為-60℃至50℃，更佳為-30℃至10℃，進而佳為-20℃以上至未達0℃。藉由使自Fox公式所求出之樹脂的Tg為上述上限值以下，膜狀燒成材料與被附著體(例如晶片、基板等)在燒成前之黏著力提升。除此之外，膜狀燒成材料之柔軟性提高。另一方面，藉由使Fox公式所求出之樹脂的Tg為上述下限值以上，可維持膜形狀，更容易自支撐片等扯離膜狀燒成材料。 1／Tg＝(W1／Tg1)＋(W2／Tg2)＋…＋(Wm／Tgm) (式中，Tg為構成黏合劑成分之樹脂的玻璃轉移溫度，Tg1，Tg2，…Tgm為成為構成黏合劑成分之樹脂原料之各單體的均聚物之玻璃轉移溫度，W1，W2，…Wm為各單體之質量分率。其中，W1＋W2＋…＋Wm＝1。) 前述Fox公式中之各單體的均聚物之玻璃轉移溫度可使用高分子數據手冊或黏著手冊所記載之值。
黏合劑成分可為藉由作為膜狀燒成材料之燒成的加熱處理而產生熱分解之熱分解性物質。黏合劑成分被熱分解一事能夠藉由燒成所致黏合劑成分的質量減少來確認。此外，作為黏合劑成分所調配之成分較佳為藉由燒成而幾乎被熱分解，但作為黏合劑成分所調配之成分的全部質量亦可不藉由燒成而被熱分解。 黏合劑成分，相對於燒成前之黏合劑成分的總質量(100質量%)，藉由後述燒成溫度進行燒成後之質量可成為10質量%以下，亦可成為5質量%以下，亦可成為3質量%以下。
[液體成分] 本實施形態之膜狀燒成材料含有沸點為300℃至450℃且在室溫下為液體之液體成分。藉由含有前述液體成分，本實施形態之膜狀燒成材料與支撐片之接著力成為充分且切割適性優異，並且在半導體晶片與基板之燒結結合時可抑制該液體成分自晶片與基板之間的滲出。
液體成分之沸點為300℃至450℃，較佳為310℃至430℃，更佳為320℃至420℃。若沸點為前述範圍之下限值以上，則即便在後述膜狀燒成材料之製造方法中的燒成材料組成物中之溶媒的乾燥步驟中，液體成分仍不易揮發，成為於膜狀燒成材料中含有液體成分，結果使膜狀燒成材料與支撐片之接著力成為充分，且切割適性優異。若沸點為前述範圍之上限值以下，則在後述膜狀燒成材料之燒成步驟中，液體成分被蒸發或是被熱分解。 本說明書中所謂「沸點」，意指常壓(101,325Pa)下之沸點。 再者，本說明書中「溶媒」，意指沸點未達300℃且在室溫下為液體之物質。
液體成分在後述膜狀燒成材料的製造方法中之燒成材料組成物中的溶媒之乾燥步驟的乾燥溫度中之蒸氣壓較佳為100Pa以下，更佳為10Pa以下，進而佳為1.0Pa以下。若蒸氣壓為前述上限值以下，則即便在後述膜狀燒成材料之製造方法中之燒成材料組成物中的溶媒之乾燥步驟中，液體成分仍不易揮發，而成為於膜狀燒成材料中含有液體成分，結果使膜狀燒成材料與支撐片之接著力成為充分，且切割適性優異。 前述蒸氣壓之下限值只要具有本發明之功效則無特別限定，可為例如0.01Pa以上，亦可為0.02Pa以上，亦可為0.03Pa以上。作為前述前述蒸氣壓較佳為例如0.01Pa以上至100Pa以下，更佳為0.02Pa以上至10Pa以下，更佳為0.03Pa以上至1.0Pa以下。
液體成分相對於膜狀燒成材料之總質量的含有比例較佳為0.1質量%至3.0質量%，更佳為0.2質量%至2.5質量%，進而佳為0.3質量%至2.0質量%，進而佳為0.4質量%至1.5質量%，特佳為0.5質量%至1.0質量%。若液體成分之含有比例為前述範圍之下限值以上，則膜狀燒成材料與支撐片之接著力成為充分，且切割適性優異。 若液體成分之含有比例為前述範圍之上限值以下，則抑制在半導體晶片與基板之燒結結合時，膜狀燒成材料自晶片與基板之間滲出。
膜狀燒成材料中之液體成分的含有比例可藉由將經去除燒結性金屬粒子及非燒結性之金屬粒子所得之成分藉由IR(Infrared)、氣相層析等進行分析而獲得。自膜狀燒成材料去除燒結性金屬粒子及非燒結性之金屬粒子可藉由例如以下方法加以進行。
在將燒成前之膜狀燒成材料與重量約10倍量之有機溶媒混合後，將該混合物靜置約30分鐘直到燒結性金屬粒子及非燒結性之金屬粒子沉降為止。將該上清液利用注射器抽取，在120℃進行乾燥10分鐘後回收殘留物，藉此可自膜狀燒成材料分取出去除掉燒結性金屬粒子及非燒結性之金屬粒子的成分。作為上述有機溶媒只要可溶解黏合劑成分、液體成分，則無特別限定，可列舉例如乙酸乙酯、甲基乙基酮(MEK；Methyl ethyl ketone)、甲苯等。
作為液體成分只要沸點為300℃至450℃且在室溫下為液體，則可為單體，亦可為多聚體。作為單體可列舉例如：己二酸雙(2-乙基己基)酯(沸點：335℃)、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己基)酯(沸點：361℃)、偏苯三酸三(2-乙基己基)酯(沸點：414℃)、鄰苯二甲酸二丁酯(沸點：340℃)、磷酸三甲苯酯(沸點：410℃)。這些可單獨使用，亦可組合使用。
本實施形態之膜狀燒成材料除了上述燒結性金屬粒子、非燒結性之金屬粒子、黏合劑成分、及液體成分之外，亦可在無損本發明之功效的範圍內，含有不相當於燒結性金屬粒子、非燒結性之金屬粒子、黏合劑成分、及液體成分的其他添加劑。
作為可被本實施形態之膜狀燒成材料所含有之其他添加劑可列舉：溶媒、分散劑、黏著賦予劑、保存穩定劑、消泡劑、熱分解促進劑、及抗氧化劑等。添加劑可僅含有1種，亦可含有2種以上。這些添加劑並無特別限定，可適當選擇在本發明所屬技術領域中通常使用之添加劑。 其他添加劑相對於膜狀燒成材料之總質量的含有比例較佳為2質量%以下，更佳為1質量%以下。
後述本實施形態之具支撐片之膜狀燒成材料較佳為具備：膜狀燒成材料；以及支撐片，係設置於前述膜狀燒成材料之至少一側(表面)；前述膜狀燒成材料相對於支撐片之黏著力(a2)小於前述膜狀燒成材料相對於半導體晶圓之黏著力(a1)，且前述黏著力(a1)為0.1N／25mm以上，前述黏著力(a2)為0.1N／25mm以上至0.5N／25mm以下。
本實施形態之膜狀燒成材料中，藉由後述(黏著力(a1)之測定)所記載的方法而獲得之相對於晶圓之黏著力較佳為0.1N／25mm以上，更佳為0.5N／25mm以上，進而佳為1.0N／25mm以上。藉由使黏著力(a1)為上述下限值以上，則切割適性優異。再者，在晶片與基板利用燒成前之膜狀燒成材料來被暫時固定的狀態下進行搬送時，能夠抑制晶片位置偏移。
本實施形態之膜狀燒成材料中，藉由後述(黏著力(a2)之測定)所記載的方法而獲得之相對於支撐片的黏著力較佳為0.1N／25mm以上至0.5Ｎ／25mm以下，更佳為0.2N／25mm以上至0.5N／25mm以下，進而佳為0.2N／25mm以上至0.4N／25mm以下。藉由相對於支撐片之黏著力(a2)成為前述範圍之下限值以上，則切割適性優異。 藉由使黏著力(a2)小於黏著力(a1)，且為上述上限值以下，則在拾取晶圓經切割而單片化後之晶片時，容易自支撐片剝離膜狀燒成材料，可容易拾取經切割之具膜狀燒成材料之晶片。
[組成] 本實施形態之膜狀燒成材料可由燒結性金屬粒子、黏合劑成分、液體成分、及其他添加劑所構成，這些成分的含量(質量%)之和可成為100質量%。 於本實施形態之膜狀燒成材料包含非燒結性之金屬粒子的情況，膜狀燒成材料可由燒結性金屬粒子、非燒結性之金屬粒子、黏合劑成分、液體成分、及其他添加劑所構成，這些成分的含量(質量%)之和可成為100質量%。
膜狀燒成材料中，燒結性金屬粒子的含量相對於在室溫下為液體之成分以外的所有成分(以下表記為「固形物」。)之總質量(100質量%)較佳為15質量%至98質量%，更佳為15質量%至95質量%，進而佳為20質量%至90質量%。藉由使燒結性金屬粒子之含量為上述上限值以下，能夠充分確保黏合劑成分之含量，故而能夠維持膜形狀。另一方面，藉由使燒結性金屬粒子之含量為上述下限值以上，則燒結性金屬粒子彼此或燒結性金屬粒子與非燒結性之金屬粒子在燒成時會熔接，在燒成後展現高接合接著強度(剪切接著力)。
在膜狀燒成材料包含非燒結性之金屬粒子的情況，燒結性金屬粒子及非燒結性之金屬粒子的總含量相對於膜狀燒成材料中之固形物的總質量(100質量%)較佳為50質量%至98質量%，更佳為70質量%至97質量%，進而佳為80質量%至95質量%。
膜狀燒成材料中之黏合劑成分的含量相對於固形物之總質量(100質量%)較佳為2質量%至50質量%，更佳為3質量%至30質量%，進而佳為5質量%至20質量%。藉由使黏合劑成分之含量為上述上限值以下，能夠充分確保燒結性金屬粒子之含量，故而提高膜狀燒成材料與被附著體之接合接著力。另一方面，藉由使黏合劑成分之含量為上述下限值以上，能夠維持膜形狀。
膜狀燒成材料中，燒結性金屬粒子與黏合劑成分之質量比率(燒結性金屬粒子：黏合劑成分)較佳為50：1至1：1，更佳為35：1至2.5：1，進而佳為20：1至4：1。於膜狀燒成材料包含非燒結性之金屬粒子的情況，燒結性金屬粒子及非燒結性之金屬粒子與黏合劑成分之質量比率((燒結性金屬粒子＋非燒結性之金屬粒子)：黏合劑成分)較佳為50：1至1：10，更佳為35：1至1：4，進而佳為20：1至1：2.5。
膜狀燒成材料中，液體成分相對於燒結性金屬粒子100質量份之含量較佳為0.1質量份至30質量份，更佳為0.2質量份至25質量份，進而佳為0.3質量份至20質量份。
膜狀燒成材料中，液體成分之含量相對於黏合劑成分100質量份較佳為0.1質量份至150質量份，更佳為0.4質量份至125質量份，進而佳為0.6質量份至100質量份。
膜狀燒成材料中，後述燒成材料組成物所含之包含較高沸點之溶媒的溶媒相對於膜狀燒成材料的總質量之含有比例較佳為1%以下。
膜狀燒成材料中，液體成分之含量相對於燒結性金屬粒子及黏合劑成分的合計100質量份較佳為0.1質量份至25質量份，更佳為0.1質量份至20質量份，進而佳為0.1質量份至15質量份。
根據上述本實施形態之膜狀燒成材料，由於為膜狀，故而厚度穩定性優異。再者，本實施形態之膜狀燒成材料由於含有沸點為300℃至450℃且在室溫下為液體之液體成分，故而相對於支撐片之接著力成為充分，切割適性優異，且可抑制在半導體晶片與基板之燒結結合時自晶片與基板之間滲出。
膜狀燒成材料可成為於至少一側(表面)設置有支撐片的具支撐片之膜狀燒成材料。 具支撐片之膜狀燒成材料的細節在後詳述。
[膜狀燒成材料之製造方法] 膜狀燒成材料可使用含有該膜狀燒成材料之構成材料之燒成材料組成物而形成。 例如，於膜狀燒成材料之形成對象面，塗敷或印刷上包含用以構成膜狀燒成材料之各成分及溶媒的燒成材料組成物，並對應於需要使溶媒揮發，藉此可於目標部位形成膜狀燒成材料。 作為膜狀燒成材料之形成對象面可列舉剝離膜之表面。
於塗敷燒成材料組成物的情況，作為溶媒較佳為沸點未達200℃之溶媒，可列舉例如：正己烷(沸點：68℃)、乙酸乙酯(沸點：77℃)、2-丁酮(沸點：80℃)、正庚烷(沸點：98℃)、甲基環己烷(沸點：101℃)、甲苯(沸點：111℃)、乙醯丙酮(沸點：138℃)、正二甲苯(沸點：139℃)及び二甲基甲醯胺(沸點：153℃)等。這些可單獨使用，亦可組合使用。
燒成材料組成物之塗敷只要利用公知之方法進行即可，可列舉例如使用以下各種塗佈機之方法：氣刀塗佈機、刮刀塗佈機、棒式塗佈機、凹版塗佈機、缺角輪塗佈機(註冊商標)、輥式塗佈機、輥刀塗佈機、簾幕式塗佈機、模具塗佈機、刀式塗佈機、網版塗佈機、Meyer棒式塗佈機、輕觸式塗佈機等。
於印刷燒成材料組成物的情況，作為溶媒只要可在印刷後揮發乾燥即可，較佳為沸點為65℃至280℃。作為如此般的較高沸點之溶媒可列舉：如上文所例示的沸點為未達200℃的溶媒、或是異佛爾酮(沸點：215℃)、丁基卡必醇(沸點：230℃)、1‐癸醇(沸點：233℃)、丁基卡必醇乙酸酯(沸點：247℃)等。 若沸點超過280℃，則在印刷後溶媒變得不易利用揮發乾燥來揮發，而難以確保所欲之形狀，或是於燒成時造成溶媒殘留在膜內而可能造成接合接著性變差。若沸點低於65℃則於印刷時該溶媒揮發，而有損及厚度之穩定性之虞。若使用沸點為200℃至280℃的溶媒，則能夠抑制印刷時之溶媒揮發所致之黏度上升，而能夠獲得印刷適性。
燒成材料組成物之印刷可利用公知之印刷方法加以進行，可列舉例如下述方法：柔版印刷等之凸版印刷、照相凹版印刷等之凹版印刷、套版印刷等的平板印刷、絲網印刷或滾網印刷等的網版印刷、利用噴墨印刷機等的各種印刷機的印刷等。
於燒成材料組成物包含溶媒的情況，溶媒相對於燒成材料組成物之總質量的含有比例較佳為5質量%至60質量%，更佳為10質量%至50質量%，進而佳為15質量%至40質量%。若溶媒之含有比例為前述範圍內，則獲得良好的塗敷性。
膜狀燒成材料之形狀只要配合燒結接合之對象的形狀而適當設定即可，較佳為圓形或矩形。圓形係對應於半導體晶圓之形狀的形狀。矩形係對應於晶片之形狀的形狀。所謂對應之形狀，意指與燒結接合之對象的形狀成為相同形狀或大致相同形狀。 於膜狀燒成材料為圓形的情況，圓之面積可為3.5cm2 至1,600cm2 ，亦可為85 cm2 至1,400cm2 。於膜狀燒成材料為矩形的情況，矩形之面積可為0.01 cm2 至25cm2 ，亦可為0.25 cm2 至9cm2 。 特別是，若印刷燒成材料組成物，則容易形成所欲之形狀的膜狀燒成材料。
燒成材料組成物之乾燥條件並無特別限定，於燒成材料組成物含有溶媒的情況，較佳為使之加熱乾燥，於此情況，較佳為在例如70℃至250℃、例如在80℃至180℃，以10秒鐘至10分鐘的條件使之乾燥。本實施形態之膜狀燒成材料係含有沸點為300℃至450℃且在室溫下為液體之液體成分，故而即便在燒成材料組成物中之溶媒的乾燥步驟中，液體成分亦不易揮發，成為於膜狀燒成材料中包含液體成分，結果膜狀燒成材料與支撐片之接著力成為充分，且切割適性優異。
[具支撐片之膜狀燒成材料] 本實施形態之具支撐片之膜狀燒成材料係具備有：上述膜狀燒成材料；以及支撐片，係設置於前述膜狀燒成材料之至少一側(表面)。前述支撐片係於基材膜上之整面或是外周部設置有黏著劑層，較佳為前述黏著劑層上設置有前述膜狀燒成材料。前述膜狀燒成材料可直接接觸設置於黏著劑層，亦可直接接觸設置於基材膜。藉由採用本形態，能夠將具支撐片之膜狀燒成材料用作將半導體晶圓加以單片化成為晶片時所使用之切割片。並且藉由使用刀片等而與半導體晶圓一起單片化，能夠與晶片加工成相同形狀之膜狀燒成材料，且能夠製造具膜狀燒成材料的半導體晶片。
以下，就具支撐片之膜狀燒成材料之一實施形態加以說明。於圖2及圖3顯示本實施形態之具支撐片之膜狀燒成材料的概略剖面圖。如圖2、圖3所示，本實施形態之具支撐片之膜狀燒成材料100a及膜狀燒成材料100b係於外周部具有黏著部的支撐片2之內周部以可剝離的方式暫時地黏著有膜狀燒成材料1。如圖2所示，支撐片2係於基材膜3之上面具有黏著劑層4的黏著片，成為前述黏著劑層4之內周部表面被膜狀燒成材料所覆蓋，而於外周部露出著黏著部之構成。再者，如圖3所示，支撐片2亦可為於基材膜3之外周部具有環狀黏著劑層4的黏著片，且基材膜3之內周部表面被膜狀燒成材料所覆蓋之構成。
膜狀燒成材料1於支撐片2之內周部形成為與所貼附的工件(半導體晶圓等)為大致相同形狀。支撐片2之外周部具有黏著部。較佳之態樣中，較支撐片2來得小直徑的膜狀燒成材料1係同心圓狀方式積層於圓形之支撐片2上。外周部之黏著部如圖所示般，用於環狀框5之固定。
(基材膜) 作為基材膜3並無特別限定，可使用例如由低密度聚乙烯(LDPE；low density polyethylene)、線性低密度聚乙烯(LLDPE；Linear Low Density Polyethylene)，乙烯/丙烯共聚物、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、聚氯乙烯、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚胺基甲酸乙酯膜、離子聚合物等所構成之膜等。此外，本說明書中「(甲基)丙烯酸」的概念包含「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」兩者而加以使用。 再者，對於支撐片要求更高耐熱性的情況，作為基材膜3可列舉：聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯膜；聚丙烯、聚甲基戊烯等的聚烯烴膜等。再者，亦可使用這些之交聯膜或利用放射線、放電等所進行之改質膜。基材膜亦可為上述膜之積層體。
再者，這些膜亦可積層2種類以上，或是組合使用。進而，亦可使用將這些膜進行著色後者，或是施予印刷後者等。再者，膜亦可藉由擠出成形將熱塑性樹脂薄片化、或是經過延伸，亦可使用藉由預定手段將硬化性樹脂薄膜化、硬化而薄片化後者。
基材膜之厚度並無特別限定，較佳為30μm至300μm、更佳為50μm至200μm。藉由使基材膜之厚度成為上述範圍，即便進行利用切割之切入，基材膜之斷裂仍不易產生。再者，由於對於具支撐片之膜狀燒成材料賦予了充分的可撓性，故而相對於工件(例如半導體晶圓等)顯示良好的貼附性。
基材膜亦可藉由於表面塗佈剝離劑而實施剝離處理所獲得。作為剝離處理所使用之剝離劑可使用：醇酸樹脂系、聚矽氧系、氟系、不飽和聚酯系、聚烯烴系、蠟系等，特別是醇酸樹脂系、聚矽氧系、氟系之剝離劑具有耐熱性故而較佳。
為了使用上述剝離劑將基材膜之表面進行剝離處理，只要將剝離劑直接以無溶劑、或是溶劑稀釋或乳膠化，藉由凹版塗佈機、Meyer棒式塗佈機、氣刀塗佈機、輥式塗佈機等進行塗佈，而將塗佈有剝離劑之基材膜供於常溫下或加熱下、或藉由電子線進行硬化即可，或是將塗佈有剝離劑之基材膜利用濕式壓合或乾式壓合、熱熔融壓合、熔融擠出壓合、共擠出加工等來形成積層體即可。
(黏著劑層) 支撐片2係至少於該支撐片2之外周部具有黏著部。黏著部較佳為在具支撐片之膜狀燒成材料100a及膜狀燒成材料100b的外周部具有將環狀框5暫時固定之功能，而於所需之步驟後能夠將環狀框5剝離。從而，黏著劑層4可使用弱黏著性之弱黏著劑，亦可使用藉由能量線照射而使黏著力下降之能量線硬化性的黏著劑。再剝離性黏著劑層可藉由公知之各種黏著劑(例如：橡膠系、丙烯酸系、聚矽氧系、胺基甲酸乙酯系、乙烯醚系等的通用黏著劑、表面有凹凸之黏著劑、能量線硬化型黏著劑、含熱膨脹成分之黏著劑等)而形成。
如圖2所示，支撐片2亦可為於基材膜3之上側整面具有黏著劑層4的通常構成之黏著片，並於前述黏著劑層4之內周部表面由膜狀燒成材料所覆蓋，使黏著部露出於外周部之構成。於此情況，黏著劑層4之外周部係用於上述環狀框5之固定，於內周部可剝離地積層有膜狀燒成材料。作為黏著劑層4可與上述同樣地使用弱黏著性者，再者亦可使用能量線硬化性黏著劑。
再者，圖3所示之構成中，於基材膜3之外周部形成環狀之黏著劑層4而成為黏著部。此時，黏著劑層4可為由上述黏著劑所構成之單層黏著劑層，亦可為包含由上述黏著劑所構成之黏著劑層的雙面膠帶切斷成為環狀之黏著劑層。
作為弱黏著劑可較佳地使用丙烯酸系黏著劑、聚矽氧系黏著劑。再者，考量到膜狀燒成材料之剝離性，黏著劑層4在23℃對SUS(Stainless used steel；不鏽鋼)板的黏著力較佳為30mN／25mm至120mN／25mm，更佳為50mN／25mm至100mN／25mm，進而佳為60 mN／25mm至90mN／25mm。若該黏著力過低，則環狀框有時會脫落。再者，若黏著力過高，則難以自環狀框剝離，而不易將環狀框進行再利用。亦即，若黏著力為前述範圍之下限值以上，能夠抑制環狀框脫落。若黏著力為前述範圍之上限值以下，則容易自環狀框剝離，而變得容易將環狀框進行再利用。
圖2之構成的支撐片中，於使用能量線硬化性之再剝離性黏著劑層的情況，亦可於積層有膜狀燒成材料之區域預先進行能量線照射，使黏著性降低。此時，其他區域可無須進行能量線照射，而例如基於朝環狀框5之接著之目的來預先將黏著力持續維持為高。為了僅於其他區域不進行能量線照射，例如只要於與基材膜之其他區域對應的區域藉由印刷等而設置能量線遮蔽層，而自基材膜側進行能量線照射即可。再者，圖2之構成的支撐片中，為了將基材膜3與黏著劑層4之接著成為強固，可於基材膜3中設置有黏著劑層4之面，對應於所需來實施噴砂或溶劑處理等所進行之凹凸化處理、或是電暈放電處理、電子線照射、電漿處理、臭氧/紫外線照射處理、火焰處理、鉻酸處理、熱風處理等的氧化處理等。再者，亦可實施底漆處理。
黏著劑層4之厚度並無特別限定，較佳為1μm至100μm，進而佳為2μm至80μm，特佳為3μm至50μm。
具支撐片之膜狀燒成材料係於外周部具有黏著部之支撐片的內周部可剝離地暫時黏著有膜狀燒成材料。以圖2所示之構成例中，具支撐片之膜狀燒成材料100a係於由基材膜3與黏著劑層4所構成之支撐片2的內周部可剝離地積層有膜狀燒成材料1，使黏著劑層4露出於支撐片2之外周部。該構成例中，較佳為於支撐片2之黏著劑層4上以同心圓狀的方式可剝離地積層有較支撐片2來得小直徑的膜狀燒成材料1。
上述構成之具支撐片之膜狀燒成材料100a係在支撐片2之外周部所露出之黏著劑層4處貼附環狀框5。
再者，亦可於針對環狀框之黏膠部位(黏著片之外周部中所露出的黏著劑層)上進而另外設置環狀之雙面膠帶或是黏著劑層。雙面膠帶具有黏著劑層／芯材／黏著劑層之構成，雙面膠帶中之黏著劑層並無特別限定，可使用例如：橡膠系、丙烯酸系、聚矽氧系、聚乙烯醚等的黏著劑。黏著劑層係在製造後述具晶片之基板時，於該黏著劑層之外周部貼附環狀框。作為雙面膠之芯材，可較佳地使用例如：聚酯膜、聚丙烯膜、聚碳酸酯膜、聚醯亞胺膜、氟樹脂膜、液晶聚合物膜等。
圖3所示之構成例中，於基材膜3之外周部形成環狀之黏著劑層4而作為黏著部。於圖4顯示圖3所示之具支撐片之膜狀燒成材料100b的立體圖。此時，黏著劑層4可為由上述黏著劑所構成之單層黏著劑層，亦可為將包含由上述黏著劑所構成之黏著劑層的雙面黏著帶切斷成為環狀之黏著劑層。膜狀燒成材料1係可剝離地被積層於圍繞於黏著部的基材膜3之內周部。於該構成例中，較佳為於支撐片2之基材膜3上以同心圓狀的方式可剝離地積層有較支撐片2來得小直徑的膜狀燒成材料1。
於具支撐片之膜狀燒成材料亦可在供於使用之前的期間中，於膜狀燒成材料及黏著部之任一表面或兩表面，以用以避免與外部之接觸之表面保護為目的而設置剝離膜。
作為表面保護膜(剝離膜)亦可藉由於上文所列舉之聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯及聚丙烯等的基材膜表面，使用剝離劑而實施上述剝離處理所獲得。作為剝離處理所使用之剝離劑可列舉於基材膜之說明中所例示之剝離劑。
具支撐片之膜狀燒成材料之厚度較佳為1μm至500μm，更佳為5μm至300μm，進而佳為10μm至150μm。
[具支撐片之膜狀燒成材料之製造方法] 前述具支撐片之膜狀燒成材料可藉由以上述各層成為對應位置關係的方式來依序積層而製造。 例如，於基材膜上積層黏著劑層或膜狀燒成材料的情況，只要於剝離膜上塗敷或印刷含有用以構成黏著劑層或膜狀燒成材料之成分及溶媒的黏著劑組成物或燒成材料組成物，對應於需要使之乾燥使溶媒揮發而成為膜狀，藉此預先於剝離膜上形成黏著劑層或膜狀燒成材料，再將該已形成的黏著劑層或膜狀燒成材料中之與接觸前述剝離膜之側為相反側的露出面來和基材膜之表面貼合即可。此時，黏著劑組成物或燒成材料組成物較佳為塗敷或印刷於剝離膜之剝離處理面。剝離膜只要在積層構造形成後對應於需要來去除即可。
例如，在製造於基材膜上積層有黏著劑層、且於前述黏著劑層上積層有膜狀燒成材料之具支撐片之膜狀燒成材料(支撐片為基材膜及黏著劑層之積層物的具支撐片之膜狀燒成材料)的情況，利用上述方法預先於基材膜上積層黏著劑層，另外於剝離膜上塗敷或印刷含有用以構成膜狀燒成材料之成分及溶媒的燒成材料組成物，對應於需要使之乾燥使溶媒揮發而成為膜狀，藉此預先於剝離膜上形成膜狀燒成材料，將該膜狀燒成材料之露出面與基材上已積層之黏著劑層的露出面貼合，將膜狀燒成材料積層於黏著劑層上，藉此獲得具支撐片之膜狀燒成材料。於剝離膜上形成膜狀燒成材料的情況，燒成材料組成物亦較佳為塗敷或印刷於剝離膜之剝離處理面，剝離膜只要在積層構造形成後，對應於需要來去除即可。
如此般，構成具支撐片之膜狀燒成材料之基材以外的層都以預先形成於剝離膜上再貼合於作為目標之層的表面的方法進行積層，故而只要對應於需要適當選擇採用如此般之步驟的層，來製造具支撐片之膜狀燒成材料即可。
此外，具支撐片之膜狀燒成材料可在設置所有需要之層後，於相對於該支撐片為相反側之最表層的表面貼合有剝離膜的狀態下加以保管。
[積層體] 作為本發明之一實施形態，提供一種貼附有前述具支撐片之膜狀燒成材料與晶圓並依序積層有前述支撐片、前述膜狀燒成材料、前述晶圓的積層體。 積層體可用作後述裝置之製造方法中之中間體。
圖5係以示意方式表示本發明一實施形態相關之積層體的剖面圖。積層體120係積層有具支撐片之膜狀燒成材料100與半導體晶圓18，並依序積層有支撐片2、膜狀燒成材料1、及半導體晶圓18。半導體晶圓18可直接接觸設置於膜狀燒成材料1。
半導體晶圓可為矽晶圓及碳化矽晶圓，再者可為鎵/砷等的化合物半導體晶圓。半導體晶圓之表面亦可形成有電路。朝晶圓表面形成電路可藉由包含蝕刻法、掀離法(lift-off)等的以往通用的方法的各種方法而進行。半導體晶圓中之電路面的相反面(內面)亦可利用使用研磨機等的公知之手段來進行研磨。於內面研磨時，為了保護表面之電路可於電路面貼附被稱為表面保護片之黏著片。內面研磨可藉由將晶圓之電路面側(亦即表面保護片側)藉由夾具台等固定，而將未形成有電路之內面側藉由研磨機進行研磨而進行。晶圓研磨後之厚度並無特別限定，通常為20μm至500μm左右。之後，對應於需要而去除內面研磨時所產生之破碎層。 破碎層之去除可藉由化學蝕刻、或電漿蝕刻等而進行。於研磨後，可於內面設置金屬膜，金屬膜可為單一膜或是複數膜。金屬膜之形成可分別使用電鍍或無電鍍或濺鍍等各種方式。
所貼附之工件(晶圓等)的形狀通常而言為圓形，從而膜狀燒成材料1、及支撐片2的形狀亦較佳為圓形。
積層體120中，膜狀燒成材料1之直徑較佳為與半導體晶圓18之直徑相同、或者大於半導體晶圓18之直徑。
積層體120中，支撐片2之直徑較佳為大於膜狀燒成材料1之直徑。
積層體可藉由將前述具支撐片之膜狀燒成材料與晶圓以成為對應之位置關係的方式積層而製造。
[裝置之製造方法] 繼而就本實施形態之具支撐片之膜狀燒成材料的利用方法，使用半導體晶圓作為晶圓，將前述燒成材料適用於半導體裝置之製造的情況為例進行說明。
本發明之裝置之製造方法的第1實施形態具有：將上述積層體之半導體晶圓與膜狀燒成材料加以切割的步驟(以下，亦稱為步驟1。)；將前述切割後之膜狀燒成材料與支撐片剝離，獲得具膜狀燒成材料的半導體晶片的步驟(以下，亦稱為步驟2。)；將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片貼附於基板之表面的步驟(以下，亦稱為步驟3。)；以及將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片中之膜狀燒成材料進行燒成、加壓，而將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片與基板進行接合的步驟(以下，亦稱為步驟4。)。 以下，參照圖6，並就半導體裝置之製造方法的上述步驟1至步驟4來加以說明。
・步驟1 步驟1中，如圖6(a)所示，使用具支撐片之膜狀燒成材料100中之膜狀燒成材料1貼附於半導體晶圓18而依序積層有支撐片2、膜狀燒成材料1、及半導體晶圓18的積層體120。
繼而，如圖6(b)所示，進行半導體晶圓之切割。依照晶圓表面所形成之各電路來切割半導體晶圓／膜狀燒成材料／支撐片之積層體，獲得晶片／膜狀燒成材料／支撐片之積層體。切割係以將半導體晶圓與膜狀燒成材料一同切斷的方式進行。根據本實施形態之具支撐片之膜狀燒成材料，於切割時，在膜狀燒成材料與支撐片之間發揮出黏著力，故而能夠防止晶片缺陷或晶片飛出，且切割適性優異。切割之方法並無特別限定，作為一例可列舉下述方法：於半導體晶圓切割時，將支撐片之周邊部(支撐體之外周部)藉由環狀框固定後，使用切割刀片等的旋轉圓刃等的公知之手法而進行半導體晶圓之單片化的方法等。利用切割之朝支撐片的切入深度可將膜狀燒成材料完全切斷，較佳為自膜狀燒成材料與支撐片之邊界設定0μm至30μm。藉由減少朝支撐片之切入量，能夠抑制切割刀片之摩擦所致之構成支撐片的黏著劑層或基材膜之熔融或毛邊等的產生。 此外，於表面形成有電路之半導體晶圓經單片化者(晶片)特別稱為元件或半導體元件。 本實施形態之具支撐片之膜狀燒成材料含有沸點為300℃至450℃且在室溫下為液體之液體成分，故而在切割時，膜狀燒成材料與支撐片之接著力為充分，故而能夠防止晶片缺陷或晶片飛出等的切割不良，且切割適性優異。
・步驟2 步驟2中，係將前述切割後之膜狀燒成材料1與支撐片2剝離，獲得具膜狀燒成材料的半導體晶片130。 步驟2中，亦可例如將上述支撐片進行擴展。於選擇伸展性優異之膜作為支撐片之基材膜的情況，支撐片具有優異之擴展性。藉由利用筒夾(collet)等的通用手段來拾取切割後之具膜狀燒成材料的半導體晶片，而將膜狀燒成材料與支撐片剝離。結果獲得於內面具有膜狀燒成材料之晶片(具膜狀燒成材料的半導體晶片)。
如圖6(c)所示，可對於形成有切痕C之積層體120，自該積層體120之基材膜3側施加力，並將半導體晶片19連同前述切割後之膜狀燒成材料1自支撐片之黏著劑層4扯離(拾取)，而獲得具膜狀燒成材料的半導體晶片130。
此處，作為一實施形態，能夠製造具備有晶片19與膜狀燒成材料1之具膜狀燒成材料的半導體晶片130。
圖6(c)中，顯示下述一例：自半導體裝置之製造裝置中的上頂部(圖示省略)使突起部(銷)70突出，突起部70之前端部係將積層體120自該積層體120之基材膜3側進行上頂，藉此對形成有切痕C及半導體晶片19之積層體120朝突起部70之突出方向施加力。此時，能夠適當調節突起部70之突出量(上頂量)、突出速度(上頂速度)、突出狀態之保持時間(上舉等待時間)等的上頂條件。突起部70之個數並無特別限定，只要適當選擇即可。
再者，圖6(c)中，顯示以下一例：藉由半導體裝置之製造裝置的上提部71，而將半導體晶片19上提，藉此與膜狀燒成材料1一同地將半導體晶片19自黏著劑層4剝離。此處，以箭頭I表示半導體晶片19之上提方向。
此外，前述拾取中，將積層體120上頂之方法可為公知之方法，例如除上述般之藉由突起部來進行上頂的方法以外，還可舉出沿著積層體120使滑動器移動，藉此將該積層體120上頂之方法。
此外，將半導體晶片19上提之方法可為公知之方法，可列舉例如藉由真空筒夾來將半導體晶片19之表面吸附而進行上提的方法等。
・步驟3 繼而，步驟3中，如圖6(d)所示，於基板6之表面貼附具膜狀燒成材料的半導體晶片130中之膜狀燒成材料1。藉此，透過膜狀燒成材料1來將晶片19貼附於基板6。基板6亦包含有導線架及散熱座等。根據本實施形態之膜狀燒成材料，即便在膜狀燒成材料與基板之間仍可期待發揮黏著力。即便在晶片與基板利用燒成前之膜狀燒成材料來暫時固定的狀態下，仍可抑制在搬送時等晶片位置產生偏移。
・步驟4 繼而，步驟4中，將膜狀燒成材料燒成，而將晶片19與基板6進行燒結接合(圖6e)。可預先將具膜狀燒成材料的半導體晶片130中之膜狀燒成材料1的露出面貼附於基板6，將基板6與晶片19透過膜狀燒成材料1進行燒結接合。藉由燒成，使膜狀燒成材料1之燒結性金屬粒子彼此熔融、結合而形成燒結體11，使得晶片19與基板6產生燒結接合而獲得半導體裝置140。本實施形態之膜狀燒成材料含有沸點為300℃至450℃且在室溫下為液體的液體成分，故而在晶片19與基板6之燒結結合時，可抑制膜狀燒成材料自晶片19與基板6之間滲出。
將膜狀燒成材料燒成之加熱溫度只要考量膜狀燒成材料之種類等而適當決定即可，較佳為100℃至600℃，更佳為150℃至550℃，進而佳為200℃至500℃。加熱時間只要考量膜狀燒成材料之種類等而適當決定即可，較佳為5秒鐘至180分鐘，更佳為5秒鐘至150分鐘，進而佳為10秒鐘至120分鐘。
膜狀燒成材料之燒成可進行對膜狀燒成材料施加壓力而進行燒成之加壓燒成。作為加壓條件之一例為0.1MPa至50MPa左右，較佳為0.5 MPa至30MPa，更佳為1.0 MPa至20MPa。
膜狀燒成材料之燒成較佳為首先將膜狀燒成材料加熱，而在成為上述加熱溫度後進行上述加壓來實施。
此外，上述實施形態中，雖已就膜狀燒成材料之晶片與該晶片之基板的燒結接合來例示，但膜狀燒成材料之燒結接合對象並不限定於上述所例示者，可對與膜狀燒成材料接觸而進行燒結而成之各種物品進行燒結接合。
再者，本發明之裝置之製造方法的第2實施形態具有：將上述膜狀燒成材料貼附了半導體晶片所得之具膜狀燒成材料的半導體晶片貼附於基板之表面的步驟；以及將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片中之膜狀燒成材料進行燒成、加壓，而將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片與基板進行接合的步驟。
上述第1實施形態中，可藉由使用刀片等而與半導體晶圓一起進行單片化，而加工為與晶片相同形狀之膜狀燒成材料，且能夠製造具膜狀燒成材料的半導體晶片。另一方面，第2實施形態中，係於膜狀燒成材料貼附上經單片化之半導體晶片獲得具膜狀燒成材料的半導體晶片，再將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片貼附於基板之表面，將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片中之膜狀燒成材料進行燒成、加壓，而將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片與基板進行接合，藉此能夠製造裝置。 第2實施形態中之具膜狀燒成材料的半導體晶片朝基板之表面的貼附可以在第1實施形態之步驟3中所說明的條件下進行。再者，第2實施形態中之具膜狀燒成材料的半導體晶片中之膜狀燒成材料的燒成、加壓可以在第1實施形態之步驟4中所說明之條件下進行。
此外，上述實施形態中，雖已就膜狀燒成材料之晶片與該該晶片之基板的燒結接合來加以例示，但膜狀燒成材料之燒結接合對象並不限定於上述所例示者，而可對與膜狀燒成材料接觸而燒成後之各種物品進行燒結接合。 [實施例]
以下，藉由實施例等來進一步具體說明本發明，但本發明的範圍並不被限定於這些實施例等。
[實施例1至實施例3、比較例1及比較例2] [燒成材料組成物之製造] 以下顯示燒成材料組成物之製造所使用之成分。此處，關於粒徑100nm以下之金屬粒子係表記為「燒結性金屬粒子」。
[燒結性金屬粒子內包膏材料] ・Alconano銀膏ANP-4(有機披覆複合銀奈米膏，應用奈米粒子研究所公司製造：醇衍生物披覆銀粒子，金屬含量80質量%以上，平均粒徑100nm以下的銀粒子(燒結性金屬粒子)25質量%以上)
[黏合劑成分] ・丙烯酸聚合物(甲基丙烯酸2-乙基己酯聚合物，質量平均分子量260,000，L-081，日本合成化學公司製造，MEK稀釋品，固形物58.4質量%，Tg：-10℃)
[液體成分] ・己二酸雙(2-乙基己)酯(沸點：335℃)
利用下述表1所示之調配來混合各成分，獲得實施例1至實施例3及比較例1至比較例2所對應之燒成材料組成物。表1中之各成分的值係顯示質量%。此外，表1中之黏合劑成分、金屬粒子的含有比例係顯示作為固形物之含有比例。
[膜狀燒成材料之製造] 於剝離膜(厚度38μm，SP-PET381031，琳得科公司製造)之單面塗敷上述所得之燒成材料組成物，於150℃使之乾燥10分鐘，藉此獲得膜狀燒成材料。
[具支撐片之膜狀燒成材料之製造] 將上述所得之膜狀燒成材料與剝離膜一同地裁切為直徑153mm之圓形狀。 作為於厚度70μm之基材膜上積層有厚度10μm之黏著劑層的支撐片係使用切割片(Adwill G-011，琳得科公司製造)，於前述切割片之黏著劑層面貼附上裁切為圓形狀之膜狀燒成材料，而獲得於基材膜上具有黏著劑層之切割片(支撐片)上積層有圓形之膜狀燒成材料與剝離膜的具支撐片之膜狀燒成材料。
[黏著力(a1)之測定] 準備經進行化學機械拋光處理到表面成為算術平均粗度(Ra)為0.02μm的矽晶圓(科學技術研究所公司製造，直徑：150mm、厚度：500μm)作為黏著對象之被附著體。 繼而，於去除剝離膜等之表面保護膜後，將具支撐片之膜狀燒成材料在50℃貼合於矽晶圓之處理面。繼而，自膜狀燒成材料剝離支撐片，而將厚度12μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET；Polyethylene terephthalate)膜張貼於經暴露之膜狀燒成材料而強固地進行接著(背襯)。該PET膜與膜狀燒成材料之積層體以成為寬度25mm、長度100mm以上的方式製作切口來進行切斷，獲得由膜狀燒成材料及PET膜所構成之積層體貼附於矽晶圓而成的積層體。 將所得之積層體在23℃、相對濕度50%之氛圍下放置20分鐘後，使用萬能型拉伸試驗機(Instron公司製造，5581型試驗機)，依據JIS Z0237：2000進行180°扯離試驗。具體而言，自矽晶圓將以PET膜作為背襯的各例之膜狀燒成材料依各PET膜而以剝離速度300mm／分鐘進行剝離。此時之剝離係以矽晶圓及膜狀燒成材料互相接觸之面彼此成為180°之角度的方式來將以PET膜作為背襯之膜狀燒成材料朝長度方向剝離。然後，測定該180°剝離時之荷重(剝離力)，而將該測定值設為黏著力(a1)[N／25mm]。
[黏著力(a2)之測定] 將各例之具支撐片之膜狀燒成材料在23℃、相對濕度50%的氛圍下放置20分鐘後，使用萬能型拉伸試驗機(Instron公司製造，5581型試驗機)，依據JIS Z0237：2000進行180°扯離試驗。具體而言，於自各例之具支撐片之膜狀燒成材料去除剝離膜等之表面保護膜後，將厚度12μm之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜貼合於經暴露之膜狀燒成材料。繼而自支撐片將膜狀燒成材料依各PET膜以剝離速度300mm／分鐘進行剝離。此時之剝離係以支撐片及膜狀燒成材料之互相接觸的面彼此成為180°之角度的方式將以PET膜作為背襯之膜狀燒成材料與PET膜一同地朝長度方向剝離。然後，測定該180°剝離時之荷重(剝離力)，而將該測定值設為黏著力(a2)[N／25mm]。將結果顯示於表1。 此外，於使用切割片(Adwill G-011，琳得科公司製造)作為支撐片的情況，藉由以前述切割片之黏著劑層與膜狀燒成材料相接之方式進行貼合，而作為具支撐片之膜狀燒成材料。
[具支撐片之膜狀燒成材料之切割適性的評價] 自具支撐片之膜狀燒成材料將剝離膜剝離，將露出之膜狀燒成材料側之面使用貼帶機(Adwill RAD2500，琳得科公司製造)來貼附於前經化學機械研磨處理而具有算術平均粗度(Ra)為0.02μm以下之表面的矽被附著體構件(直徑150mm、厚度500μm，科學技術研究所公司製造)的處理面。將所得之貼附有具支撐片之膜狀燒成材料片的矽晶圓裝設於切割用環狀框(Disco公司製造)，使用切割裝置(DFD-651，Disco公司製造)，利用以下的切割條件進行自矽被附著體側切斷之切割步驟，而分割為5mm×5mm之大小的晶片。在藉由切割步驟所得之晶片中，確認到於切割步驟中有無晶片自支撐片脫落。將無脫落之晶片的情況設為A，將有脫落之晶片的情況設為B。將結果顯示於表1。 [各種條件] ・切割刀片：NBC-ZH2050-SE27HECC，Disco公司製造 ・刀片厚度：0.03mm ・刀刃伸出量：0.76mm ・刀片轉速：40,000rpm ・切斷速度：40mm／秒鐘 ・支撐片朝基材之切入深度：20μm ・切削水量：1.0L／分鐘 ・切削水溫度：20℃
[膜狀燒成材料的滲出性之評價] 於2mm之半導體晶片的內面貼附同等尺寸的上述膜狀燒成材料，獲得具膜狀燒成材料的半導體晶片。將膜狀燒成材料之剝離膜剝離，而於銅基板上將膜狀燒成材料面朝下，評價在50℃、5MPa進行加壓時有無自晶片端部之滲出。滲出係藉由數位顯微鏡(基恩斯公司製造，VHX-5000)進行觀察。將自晶片端部滲出後之距離的最大值未達150μm者設為A，最大值為150μm以上者設為B。
[表1]
  實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 比較例2
黏合劑[質量%] 5.0 5.0 4.9 10.0 5.0
金屬粒子[質量%] 94.5 94.0 93.6 90.0 95.0
液體成分[質量%] 0.5 1 1.5 - -
黏著力[N／25mm] 對晶圓(a1) 0.8 1.3 ＞1.5 (凝聚破壞) ＞1.5 (凝聚破壞) 0.1
對支撐片(a2) 0.2 0.25 0.3 0.4 0.06
切割評價 A A A A B
滲出性評價 A A A B A
比較例1中，將藉由切割而單片化後之晶片與基板透過膜狀燒成材料進行燒結接合時，確認到膜狀之燒成材料自晶片與基板之間滲出，而滲出性評價評為×。再者，相對於比較例1而減少黏合劑之含有比例的比較例2中，膜狀燒成材料與支撐片的接著不充分，而產生切割不良。 另一方面，本發明之含有液體成分的實施例1至實施例3中，膜狀燒成材料與切割帶的接著充分，且將藉由切割而單片化後之晶片與基板透過膜狀燒成材料進行燒結接合時，並未產生膜狀之燒成材料自晶片與基板之間滲出。
各實施形態中之各構成及這些組合等僅為一例，可在不超出本發明之主旨的範圍進行構成之附加、省略、置換、及其他變更。再者，本發明並不受各實施形態所限定，僅受請求項(申請專利範圍)之範圍所限定。
1:膜狀燒成材料 2:支撐片 3:基材膜 4:黏著劑層 5:環狀框 6:基板 10:燒結性金屬粒子 11:燒結體 18:晶圓 19:晶片 20:黏合劑成分 30:液體成分 70:突起部 71:上提部 100a:具支撐片之膜狀燒成材料 100b:具支撐片之膜狀燒成材料 120:積層體 130:具膜狀燒成材料的半導體晶片 140:半導體裝置 C:切痕 I:箭頭
[圖1]係以示意方式表示本發明一實施形態相關之膜狀燒成材料的剖面圖。[圖2]係以示意方式表示將本發明一實施形態相關之具支撐片之膜狀燒成材料貼附於環狀框的狀態之剖面圖。[圖3]係以示意方式表示將本發明一實施形態相關之具支撐片之膜狀燒成材料貼附於環狀框的狀態之剖面圖。[圖4]係以示意方式表示將本發明一實施形態相關之具支撐片之膜狀燒成材料貼附於環狀框的狀態的立體圖。[圖5]係以示意方式表示本發明一實施形態相關之積層體的剖面圖。[圖6]係以示意方式表示本發明一實施形態相關之裝置之製造方法的剖面圖。
1:膜狀燒成材料
10:燒結性金屬粒子
20:黏合劑成分
30:液體成分

Claims (6)

  1. 一種膜狀燒成材料，含有：燒結性金屬粒子；黏合劑成分，係在室溫下為固體；以及液體成分，係沸點為300℃至450℃，且在室溫下為液體。
  2. 一種具支撐片之膜狀燒成材料，具備：如請求項1所記載之膜狀燒成材料；以及支撐片，係設置於前述膜狀燒成材料之至少一側。
  3. 如請求項2所記載之具支撐片之膜狀燒成材料，其中前述支撐片為於基材膜上設置有黏著劑層之支撐片，於前述黏著劑層上設置有前述膜狀燒成材料。
  4. 一種積層體，貼附有如請求項2或3所記載之具支撐片之膜狀燒成材料以及晶圓，並依序積層有前述支撐片、前述膜狀燒成材料、以及前述晶圓。
  5. 一種裝置之製造方法，具有：將於請求項1所記載之膜狀燒成材料貼附半導體晶片所得之具膜狀燒成材料的半導體晶片貼附於基板之表面的步驟；以及 將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片中之膜狀燒成材料進行燒成、加壓，而將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片與基板進行接合的步驟。
  6. 一種裝置之製造方法，具有：將如請求項4所記載之積層體中的半導體晶圓與膜狀燒成材料加以切割的步驟； 將前述經切割之膜狀燒成材料與支撐片剝離，獲得具膜狀燒成材料的半導體晶片的步驟； 將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片貼附於基板之表面的步驟；以及 將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片中之膜燒成材料進行燒成、加壓，而將前述具膜狀燒成材料的半導體晶片與基板進行接合的步驟。
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