TW202419564A - 硬化組成物及其應用 - Google Patents
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Abstract
一種硬化組成物，包含有機組分及無機組分。有機組分包括具有酯基的環氧材料，且具有酯基的環氧材料選自具有酯基的氧雜環丙烷化合物或具有酯基的氧雜環丁烷化合物。無機組分包括無機粒子。以有機組分的總量為100wt%計，具有酯基的環氧材料的總量為90wt%以上且小於100wt%。由硬化組成物經固化反應所形成的抗壓硬化支撐物具有6GPa以上的壓縮模數且1MPa以上的與矽材間的拉伸附著力。由硬化組成物所形成的抗壓硬化支撐物能夠附著並支撐矽晶圓的邊緣導角部，以避免處理矽晶圓的過程導致矽晶圓受損，同時，也能夠在處理後容易地自矽晶圓上被移除。
Description
本發明是有關於一種支撐件及半導體元件的製備方法，特別是指一種抗壓硬化支撐物、形成該抗壓硬化支撐物的硬化組成物及該抗壓硬化支撐物的用途。
隨著人工智慧、虛擬實境或擴增實境等領域的興起，對於具有高速、低延遲、低耗電量及輕薄等多功能特性的電子產品的需求日益增加，致使應用至如此的電子產品的半導體晶片的設計成為業界廣泛研究的議題。在半導體晶片的設計中，三維晶片堆疊技術成為了開發的重點之一。
三維晶片堆疊技術是將數個晶片堆疊設置而在三維空間進行垂直整合的技術，而如此的技術中一重要環節在於晶片中的矽晶圓的厚度。在電子產品的厚度有限的條件下，當矽晶圓夠薄，則可堆疊較多的晶片。因此，矽晶圓的薄化技術成為關注的對象。
然而，在矽晶圓的薄化過程中，往往因矽晶圓的邊緣導角的存在，導致矽晶圓易發生崩邊現象，致使矽晶圓產生例如破裂或缺角等損傷，而使得良率降低。為解決上述問題，往往透過對矽晶圓的邊緣導角部進行修整或採取多階段研磨矽晶圓，例如中國大陸公告第104078345號。雖然上述方法可以減少矽晶圓薄化過程中矽晶圓產生損傷的問題，但如此的做法不僅要克服整修精準度的難題，且還會增加製程時間。
因此，本發明的第一目的，即在提供一種硬化組成物。
於是，本發明硬化組成物，包含有機組分及無機組分。該有機組分包括起始劑及至少一種具有酯基的環氧材料，且該具有酯基的環氧材料選自於具有酯基的氧雜環丙烷化合物或具有酯基的氧雜環丁烷化合物。該無機組分包括至少一種無機粒子。以該有機組分的總量為100wt%計，該具有酯基的環氧材料的總量為90wt%以上且小於100wt%，且由該硬化組成物經固化反應所形成的抗壓硬化支撐物具有6GPa以上的壓縮模數且1MPa以上的與矽材間的拉伸附著力。
本發明的第二目的，即在提供一種硬化組成物。
於是，本發明硬化組成物，包含有機組分及無機組分。該有機組分包括起始劑及至少一種具有酯基的環氧材料，且該具有酯基的環氧材料選自於具有酯基的氧雜環丙烷化合物或具有酯基的氧雜環丁烷化合物。該無機組分包括至少一種平均粒徑為50nm至1000nm的無機粒子。以該有機組分的總量為100wt%計，該具有酯基的環氧材料的總量為90wt%以上且小於100wt%，且以該硬化組成物的總量為100wt%計，該無機組分的總量為35wt%至80wt%。
本發明的第三目的，即在提供一種抗壓硬化支撐物。
於是，本發明抗壓硬化支撐物是由上述的硬化組成物經固化反應所形成，且該抗壓硬化支撐物具有6GPa以上的壓縮模數且1MPa以上的與矽材間的拉伸附著力。
本發明的第四目的，即在提供一種抗壓硬化支撐物的用途。
於是，本發明抗壓硬化支撐物的用途，包含：將上述的抗壓硬化支撐物設置在一矽晶圓的邊緣導角部的表面上，以支撐該矽晶圓的邊緣導角部。
本發明的第五目的，即在提供一種半導體元件的製備方法。
於是，本發明半導體元件的製備方法，包含：將上述的硬化組成物設置在一半導體構件的一間隙，並使該硬化組成物進行固化反應，而在該間隙中形成抗壓硬化支撐物，其中，該半導體構件包含一載板及一疊置在該載板的表面上的矽晶圓，且該矽晶圓具有邊緣導角部，而該邊緣導角部與該載板間界定出該間隙；對該半導體構件的矽晶圓相反於該載板的一表面進行包括研磨處理的處理程序。
本發明的功效在於：透過該硬化組成物的設計，由該硬化物組成物所形成的抗壓硬化支撐物能夠穩固地附著於該矽晶圓的邊緣導角部，並支撐該矽晶圓的邊緣導角部，以避免在對該矽晶圓進行包含研磨處理的處理程序的過程中，造成矽晶圓的邊緣導角部發生崩邊現象，而導致矽晶圓產生例如破裂或缺角等損傷，同時，該抗壓硬化支撐物也能夠在該處理程序執行後容易地自矽晶圓上被移除。
以下將就本發明內容進行詳細說明。
＜硬化組成物的第一態樣＞
本發明硬化組成物的第一態樣包含有機組分及無機組分。該有機組分包括起始劑及至少一種具有酯基的環氧材料，且該具有酯基的環氧材料選自於具有酯基的氧雜環丙烷化合物或具有酯基的氧雜環丁烷化合物。該無機組分包括至少一種無機粒子。以該有機組分的總量為100wt%計，該具有酯基的環氧材料的總量為90wt%以上且小於100wt%，且由該硬化組成物經固化反應所形成的抗壓硬化支撐物具有6GPa以上的壓縮模數且1MPa以上的與矽材間的拉伸附著力。
[有機組分]
在該有機組分中，該起始劑可單獨一種使用或混合多種使用，且該起始劑例如但不限於熱酸起始劑。該熱酸起始劑例如但不限於四級銨封端六氟化銻(quaternary ammonium blocked antimony hexafluoride)或四級銨封端三氟甲磺酸(quaternary ammonium blocked triflic acid)等。該四級銨封端六氟化銻例如但不限於King Industries公司的商品名K-PURE
®CXC-1612的產品。該四級銨封端三氟甲磺酸例如但不限於King Industries公司的商品名K-PURE
®TAG-2689的產品。在本發明的一些實施態樣中，以該有機組分的總量為100wt%計，該起始劑的總量為0.5wt%至3.0wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該有機組分的總量為100wt%計，該起始劑的總量為0.5wt%至1.5wt%。
在本發明的一些實施態樣中，以該有機組分的總量為100wt%計，該具有酯基的環氧材料的總量為90wt%至99.5wt%。
在該有機組分中，該具有酯基的氧雜環丙烷化合物可單獨一種使用或混合多種使用，且該具有酯基的氧雜環丙烷化合物例如不限於
、
、
、
、
，n為1至3、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
，或
等。
在該有機組分中，該具有酯基的氧雜環丁烷化合物可單獨一種使用或混合多種使用，且該具有酯基的氧雜環丁烷化合物例如不限於
、
、
、
、
、
，或
等。
在本發明的一些實施態樣中，該有機組分還包括稀釋劑。該稀釋劑可單獨一種使用或混合多種使用，且該稀釋劑例如但不限於多官能基丙烯酸酯或多官能基甲基丙烯酸酯等。該多官能基丙烯酸酯例如但不限於三羥甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯等。該三羥甲基丙烷三丙烯酸酯例如但不限於臺灣長興公司的型號EM231的產品。該季戊四醇三丙烯酸酯例如但不限於臺灣長興公司的型號EM235的產品。在本發明的一些實施態樣中，以該有機組分的總量為100wt%計，該稀釋劑的總量為大於0wt%且小於10wt%。
在本發明的一些實施態樣中，該有機組分還包括分散劑。該分散劑可單獨一種使用或混合多種使用，且該分散劑例如但不限於磷酸酯系分散劑。該磷酸酯系分散劑例如但不限於廠牌為楠本化成(株)社且型號為HIPLAAD ED152的聚醚磷酸酯胺鹽分散劑或廠牌為畢克化學公司(BYK Additives & Instruments)且型號為DISPERBYK-111的磷酸酯聚酯分散劑在本發明的一些實施態樣中，以該有機組分的總量為100wt%計，該分散劑的總量為大於0wt%且5.5wt%以下。在本發明的一些實施態樣中，以該有機組分的總量為100wt%計，該分散劑的總量為2wt%至5.5wt%。
[無機組分]
該無機粒子的尺寸例如但不限於奈米級或微米級。在本發明的一些實施態樣中，該無機粒子的平均粒徑為50nm至1000nm。在本發明的一些實施態樣中，該無機粒子的平均粒徑為50nm至300nm。該無機粒子的型態例如但不限於球形。在本發明的一些實施態樣中，該無機粒子的球形度為0.85以上。該無機粒子例如但不限於氧化鋁粒子或二氧化矽粒子等。在本發明的一些實施態樣中，該無機粒子為球形氧化鋁粒子。在本發明的一些實施態樣中，該球形氧化鋁粒子的球形度為0.85以上。在本發明的一些實施態樣中，以該硬化組成物的總量為100wt%計，該無機組分的總量為35wt%至80wt%。在本發明的一些實施態樣中，以該硬化組成物的總量為100wt%計，該無機組分的總量為35wt%至50wt%。
＜硬化組成物的第二態樣＞
本發明硬化組成物的第二態樣包含有機組分及無機組分。該有機組分包括起始劑及至少一種具有酯基的環氧材料，且該具有酯基的環氧材料選自於具有酯基的氧雜環丙烷化合物或具有酯基的氧雜環丁烷化合物。該無機組分包括至少一種平均粒徑為50nm至1000nm的無機粒子。以該有機組分的總量為100wt%計，該具有酯基的環氧材料的總量為90wt%以上且小於100wt%，且以該硬化組成物的總量為100wt%計，該無機組分的總量為35wt%至80wt%。
在該第二態樣中，該有機組分與該無機組分如上述第一態樣中的有機組分與無機組分，故不再贅述。
＜抗壓硬化支撐物及其用途＞
本發明抗壓硬化支撐物，是由上述的硬化組成物經固化反應所形成，且該抗壓硬化支撐物具有6GPa以上的壓縮模數且1MPa以上的與矽材間的拉伸附著力。該矽材例如但不限於玻璃片或矽晶圓等。該矽晶圓例如但不限於矽晶圓裸片或載有積體電路的矽晶圓等。
在本發明的一些實施態樣中，該抗壓硬化支撐物具有6GPa至9GPa的壓縮模數。在本發明的一些實施態樣中，該抗壓硬化支撐物具有3.3MPa以上的與矽材間的拉伸附著力。
本發明抗壓硬化支撐物的用途包含將如上述的抗壓硬化支撐物設置在一矽晶圓的邊緣導角部的表面上，以支撐該矽晶圓的邊緣導角部。該矽晶圓例如但不限於矽晶圓裸片或載有積體電路的矽晶圓等。該邊緣導角部的導角例如但不限於圓形導角、弧形導角，或梯形導角等。
＜半導體元件的製備方法＞
本發明半導體元件的製備方法包含：步驟(a)，將硬化組成物設置在一半導體構件的一間隙，並使該硬化組成物進行固化反應，而在該間隙中形成抗壓硬化支撐物，其中，該半導體構件包含一載板及一疊置在該載板的表面上的矽晶圓，且該矽晶圓具有邊緣導角部，而該邊緣導角部與該載板間界定出該間隙；及步驟(b)，對該半導體構件的矽晶圓相反於該載板的一表面進行包括研磨處理的處理程序。
該硬化組成物如上所述，故不再贅述。該載板例如但不限於玻璃片、矽晶圓裸片、載有積體電路的矽晶圓，或保護膠膜等。在本發明的一些實施態樣中，該載板具有邊緣導角部。在本發明的一些實施態樣中，該載板的邊緣導角部與該矽晶圓的邊緣導角部在空間上重疊，而界定出該間隙。
在該步驟(b)中，該研磨處理的目的在於對該半導體構件的矽晶圓進行減薄，以降低該矽晶圓的厚度。在本發明的一些實施態樣中，該處理程序還包括拋光處理。該拋光處理的目的在於降低該半導體構件的矽晶圓的表面的粗糙度。在本發明的一些實施態樣中，該處理程序還包括清洗處理。
在本發明的一些實施態樣中，本發明半導體元件的製備方法還包含步驟(c)，在執行該處理程序後，移除該抗壓硬化支撐物。移除該抗壓硬化支撐物的方式例如但不限於利用溶液溶解或分解該抗壓硬化支撐物。該溶液例如但不限於硫酸雙氧水混合溶液。在本發明的一些實施態樣中，利用硫酸雙氧水混合溶液移除該抗壓硬化支撐物。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
實施例1
將18.99wt%的
(廠牌：宇部興產株式會社；型號：OXIPA)、33.97wt%的
(廠牌：江蘇泰特爾新材料科技有限公司；型號：TTA-21P)、1.5wt%的聚醚磷酸酯胺鹽分散劑[廠牌：楠本化成(株)社；型號：HIPLAAD ED152]及0.54wt%的四級銨封端三氟甲磺酸(熱酸起始劑；廠牌：King Industries公司；商品名：K-PURE
®TAG-2689)混合，且利用行星攪拌機(廠牌：THINKY；型號：ARV-310P)，並在常壓下，以1500rpm的轉速，進行6分鐘的攪拌處理，同時，在該攪拌處理的過程中，將溫度控制在小於40℃，然後，冷卻至室溫，形成有機組分。將45wt%的球形氧化鋁粒子(平均粒徑為250nm且球形度為0.99)加入至該有機組份中，並利用該行星攪拌機，在常壓下，以1500rpm的轉速，進行2分鐘的攪拌處理。接著，利用三滾筒機(廠牌：EXAKT；型號：E-120S-450)進行分散處理，然後，利用該行星攪拌機，在＜100kPa的負壓下，以1500rpm的轉速，進行6分鐘的攪拌脫泡處理，同時，在該攪拌脫泡處理的過程中，將溫度控制在小於40℃。重複上述攪拌脫泡處理，共四次，獲得硬化組成物。
實施例2至6
實施例2至6的硬化組成物的配置與實施例1大致相同，主要差異在於：改變各成分的種類與用量，參閱表1。
比較例1
將24.96wt%的
(廠牌：江蘇泰特爾新材料科技有限公司；型號：TTA-21P)、23.66wt%的
(廠牌：DIC corporation；型號：EPICLON 830)、5.55wt%的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(廠牌：臺灣長興公司；型號：EM231)及0.83wt%的四級銨封端六氟化銻(廠牌：King Industries公司；商品名：K-PURE
®CXC-1612)混合，且利用行星攪拌機(廠牌：THINKY；型號：ARV-310P)，並在常壓下，以1500rpm的轉速，進行6分鐘的攪拌處理，同時，在該攪拌處理的過程中，將溫度控制在小於40℃，然後，冷卻至室溫，形成有機組分。將44.75wt%的球形氧化鋁粒子(平均粒徑為250nm且球形度為0.99)及0.25wt%的二氧化矽奈米粒(平均原生粒徑為12nm；商品名：AEROSIL
®200)加入至該有機組份中，並利用該行星攪拌機，在常壓下，以1500rpm的轉速，進行2分鐘的攪拌處理。接著，利用三滾筒機(廠牌：EXAKT；型號： E-120S-450)進行分散處理，然後，利用該行星攪拌機，在＜100kPa的負壓下，以1500rpm的轉速，進行6分鐘的攪拌脫泡處理，同時，在該攪拌脫泡處理的過程中，將溫度控制在小於40℃。重複上述攪拌脫泡處理，共四次，獲得硬化組成物。
比較例2至6
比較例2至6的硬化組成物的配置與比較例1大致相同，主要差異在於：改變各成分的種類與用量，參閱表2。
評價項目
移除性的量測：為能夠清楚描述量測過程，以下以實施例1的硬化組成物進行說明，而其餘實施例及比較例皆依照該過程進行量測。將厚度為780μm的測試晶圓(dummy wafer；成分：摻雜硼的P型矽材；廠牌：台媛科技有限公司；型號：W12DISDUMMYC)裁切成9cmx2cm的裁切片。利用耐熱雙面膠，在厚度為500μm且尺寸為10cmx10cm的測試玻璃片(dummy glass)的表面上黏貼離型膜[廠牌：華宏新技股份有限公司；型號：PCT025S-C10-1020；成分：聚對苯二甲酸環己烷二甲酯[poly(1,4-cyclohexylene dimethylene terephthalate]，簡稱PCT)，然後，在該離型膜上設置厚度為300μm的墊片，接著，將實施例1的硬化組成物點膠在該離型膜上，而形成厚度大約等於該墊片的厚度的膠體，接著，蓋上該裁切片。然後，設置於溫度設定在200℃的烘箱中60分鐘，以使該膠體進行固化反應，而形成抗壓硬化支撐物。接著，將該離型膜及測試玻璃片移除，形成包含該裁切片及設置在該裁切片上的該抗壓硬化支撐物的檢測樣品，其中，該抗壓硬化支撐物的直徑為5mm且厚度為300μm。將該檢測樣品浸泡於100℃且60克的硫酸雙氧水混合溶液中，並觀察該檢測樣品中的抗壓硬化支撐物是否溶解於該硫酸雙氧水混合溶液中，其中，該硫酸雙氧水混合溶液是由雙氧水溶液(包含30wt%的雙氧水)及硫酸溶液(包含98wt%的硫酸)配製而成，且該雙氧水溶液與該硫酸水溶液的重量比例為1：10。判斷標準如下：O表示抗壓硬化支撐物溶解於硫酸雙氧水混合液中所需時間為10分鐘以下；X表示抗壓硬化支撐物溶解於硫酸雙氧水混合液中所需時間為大於10分鐘。
壓縮模數的量測：檢測樣品的製作方式如同上述脫離性的量測中檢測樣品的製作方式。利用超微小硬度計(廠牌：SHIMADZU；型號：DUH-W201S)對該檢測樣品進行測量，且量測條件如下：測試模式(test mode)為加載-卸載(load-unload)測試、測試壓力(test force)為195.0mN、加載速度(loading speed)為4mN/sec、保持時間(hold time)為5sec、深度尺度(depth scale)為10.00μm，且測試計數(test count)為20。該壓縮模數愈大，表示抗壓硬化支撐物越具有抗壓性，而能夠用於支撐矽晶圓。
支撐性的量測：為能夠清楚描述量測過程，以下以實施例1的硬化組成物進行說明，而其餘實施例及比較例皆依照該過程進行量測。將一矩形載板(成分：摻雜硼的P型矽材；廠牌：台媛科技有限公司；型號：W12DISDUMMYC)與具有邊緣導角部的矽晶圓(厚度為780μm；導角為圓形導角)疊置，且該邊緣導角部與該載板的表面間構成一尺寸約為400μm的間隙。將實施例1的硬化組成物填滿該間隙，然後，置於溫度設定200℃的烘箱中60分鐘，以使該硬化組成物進行固化反應，而於該間隙中形成抗壓硬化支撐物。接著，利用研磨機，對該矽晶圓相反於該載板的一表面進行研磨處理，以使該矽晶圓被薄化。然後，觀察該矽晶圓的邊緣碎裂(chipping)程度。判斷標準如下：○表示薄化至厚度為小於10μm時，未有裂縫(crack)；△表示薄化至厚度為10μm以上且小於50μm時，出現裂縫；X表示薄化至厚度為50μm至200μm時，出現裂縫；XX表示薄化至厚度為200μm以上時，出現裂縫。
拉伸附著力的量測：為能夠清楚描述量測過程，以下以實施例1的硬化組成物進行說明，而其餘實施例及比較例皆依照該過程進行量測。將厚度為780μm的測試晶圓(dummy wafer；成分：摻雜硼的P型矽材；廠牌：台媛科技有限公司；型號：W12DISDUMMYC)進行裁切處理，獲得尺寸為2.5cmx7.5cm的一第一矩形裁切片及一第二矩形裁切片。在該第一矩形裁切片的中央的兩相對邊緣分別設置兩片厚度為300μm的墊片，而在該等墊片間形成一間隔，接著，將0.007克的實施例1的硬化組成物塗抹在該第一矩形裁切片的中央處的兩個墊片間的該間隔，而形成厚度為300μm的塗層，然後，將該第二矩形裁切片的中央處與該第一矩形裁切片的中央處疊置在一起，並呈十字形堆疊。然後，置於溫度設定在200℃的烘箱中60分鐘，以使該硬化組成物進行固化反應，形成直徑為4mm且厚度為0.3mm的抗壓硬化支撐物。接著，利用雙面膠，將兩片尺寸為2.5cmx7.5cm的載玻片分別黏貼在該第一矩形裁切片的表面及該第二矩形裁切片的表面上，獲得檢測樣品。然後，利用拉力試驗機(廠牌：shimadzu；型號：EZ-Test)對該檢測樣品進行量測，且量測條件為5mm/min的試驗速度，並記錄該第一矩形裁切片與該第二矩形裁切片剝離時的最大推力值。將該最大推力值除以該塗層的面積，即為拉伸附著力(tensile adhesion)。該拉伸附著力愈大，表示抗壓硬化支撐物越能夠附著於矽晶圓上，而能夠減少在該處理程序執行過程中脫離該矽晶圓。
黏度的量測：利用包含錐針(spindle；型號：CPE-51)的黏度計(Brookfield Spindle type viscometer；型號：RVDV-II+PCP)對實施例1、比較例1及比較例3的硬化組成物進行量測，且量測條件如下：溫度為25℃、時間為5分鐘，且轉速為1rpm。
表1
| 「--」表示未量測 | 實施例 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||
| 有機組分 | 具有酯基的環氧材料 | OXIPA | 18.99 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| TTA-21P | 33.97 | 51.22 | 59.10 | 51.22 | 51.22 | 61.17 | |||
| 佔有機組分的含量(wt%) | 96.3 | 93.1 | 98.5 | 93.1 | 93.1 | 96.2 | |||
| 分散劑 | ED152 | 1.5 | 3 | 0 | 3 | 3 | 1.5 | ||
| 熱酸起始劑 | CXC-1612 | 0 | 0.78 | 0.9 | 0.78 | 0.78 | 0.93 | ||
| TAG-2689 | 0.54 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 含量(wt%) | 55.0 | 55.0 | 60.0 | 55.0 | 55.0 | 63.6 | |||
| 無機組分 | 氧化鋁 | 球形奈米粒子 | 平均粒徑為250nm (球形度為0.99) | 45 | 45 | 40 | 0 | 0 | 0 |
| 平均粒徑為600nm (球形度為0.95) | 0 | 0 | 0 | 0 | 45 | 0 | |||
| 球形微米粒子 | 平均粒徑為 5μm (球形度為0.97) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 二氧化矽 | 球形奈米粒子 | 平均粒徑為 400nm (球形度為0.99) | 0 | 0 | 0 | 45 | 0 | 36.4 | |
| 奈米粒 | 平均原生粒徑為12nm | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 含量(wt%) | 45.0 | 45.0 | 40.0 | 45.0 | 45.0 | 36.4 | |||
| 評價項目 | 移除性 | O | O | O | O | O | O | ||
| 壓縮模數(GPa) | 8 | 7.5 | 7 | 8 | 7.5 | 7 | |||
| 支撐性 | O | -- | -- | -- | -- | -- | |||
| 拉伸附著力(MPa) | ＞4 | ＞4 | ＞4 | 3.3 | ＞4 | 3.7 | |||
| 黏度(cP) | 2200 | -- | -- | -- | -- | -- |
表2
| 「--」表示未量測 | 比較例 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||||
| 有機組分 | 具有酯基的環氧材料 | OXIPA | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| TTA-21P | 24.96 | 98.5 | 0 | 51.22 | 79.5 | 59.5 | |||
| 佔有機組分的含量(wt%) | 45.4 | 98.5 | 0 | 93.1 | 79.5 | 59.5 | |||
| 不具有酯基的環氧材料 | EPICLON 830 | 23.66 | 0 | 65.28 | 0 | 20 | 40 | ||
| 分散劑 | ED152 | 0 | 0 | 0 | 3 | 0 | 0 | ||
| 多官能基丙烯酸酯 | EM231 | 5.55 | 0 | 27.97 | 0 | 0 | 0 | ||
| 熱酸起始劑 | CXC-1612 | 0.83 | 1.5 | 0.75 | 0.78 | 0.5 | 0.5 | ||
| TAG-2689 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 含量(wt%) | 55.0 | 100 | 94 | 55.0 | 100 | 100 | |||
| 無機組分 | 氧化鋁 | 球形奈米粒子 | 平均粒徑為250nm (球形度為0.99) | 44.75 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 平均粒徑為600nm (球形度為0.95) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||
| 球形微米粒子 | 平均粒徑為 5μm (球形度為0.97) | 0 | 0 | 0 | 45 | 0 | 0 | ||
| 二氧化矽 | 球形奈米粒子 | 平均粒徑為 400nm (球形度為0.99) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 奈米粒 | 平均原生粒徑為12nm | 0.25 | 0 | 6 | 0 | 0 | 0 | ||
| 含量(wt%) | 45.0 | 0 | 6.0 | 45.0 | 0 | 0 | |||
| 評價項目 | 移除性 | X | O | X | O | X | X | ||
| 壓縮模數(GPa) | 8 | 3.5 | 5 | 7.5 | 4 | 4.5 | |||
| 支撐性 | O | XX | X | -- | -- | -- | |||
| 拉伸附著力(MPa) | ＞4 | 2.6 | ＞4 | 0.8 | ＞4 | ＞4 | |||
| 黏度(cP) | 24000 | -- | 28000 | -- | -- | -- |
由表1的實施例1至6可知，在本發明硬化組成物中，將該具有酯基的環氧材料的含量控制在90wt%以上，同時，將拉伸附著力控制在1MPa以上及該壓縮模數控制在6GPa以上，或將無機粒子的平均粒徑與含量分別控制在50nm至1000nm與35wt%以上，致使由該硬化組成物所形成的抗壓硬化支撐物能夠穩固地附著於矽晶圓上，且能夠具有抗壓性而支撐該矽晶圓的邊緣導角部，此外，該抗壓硬化支撐物還能夠自該矽晶圓上被移除。
反觀比較例1至6。在比較例1中，該硬化組成物的具有酯基的環氧材料的含量為45.4wt%，在如此的條件下，由該硬化組成物所形成的抗壓硬化支撐物雖然能夠穩固地附著於矽晶圓上，且能夠具有抗壓性而支撐該矽晶圓的邊緣導角部，但難以自該矽晶圓上被移除，而殘留在矽晶圓上，導致矽晶圓的後續應用受影響。
在比較例2中，該硬化組成物未有無機粒子且壓縮模數為3.5GPa，在如此的條件下，由該硬化組成物所形成的抗壓硬化支撐物雖然能夠附著於矽晶圓上，且能夠自該矽晶圓上被移除，但抗壓硬化支撐物的抗壓性差，而難以支撐該矽晶圓的邊緣導角部，致使在處理矽晶圓的過程中，矽晶圓的邊緣導角部易發生崩邊現象，而導致矽晶圓產生例如破裂或缺角等損傷。
在比較例3中，該硬化組成物未使用具有酯基的環氧材料且壓縮模數為5GPa及無機粒子的含量為6wt%，在如此的條件下，由該硬化組成物所形成的抗壓硬化支撐物雖然能夠附著於矽晶圓上，但該抗壓硬化支撐物的抗壓性差，而難以支撐該矽晶圓的邊緣導角部，致使在處理矽晶圓的過程中，矽晶圓的邊緣導角部易發生崩邊現象，而導致矽晶圓產生例如破裂或缺角等損傷，此外，該抗壓硬化支撐物難以自該矽晶圓上被移除，而殘留在矽晶圓上，導致矽晶圓後續應用受影響。
在比較例4中，該硬化組成物的無機粒子的平均粒徑為5μm且拉伸附著力為0.8MPa，在如此的條件下，由該硬化組成物所形成的抗壓硬化支撐物雖然能夠支撐該矽晶圓的邊緣導角部且能夠自該矽晶圓上被移除，但不易附著於該矽晶圓上，致使在處理矽晶圓的過程中，容易自該矽晶圓上脫離。
在比較例5及6中，該硬化組成物的具有酯基的環氧材料的含量為79.5wt%及59.5wt%、未有無機粒子且壓縮模數為4GPa~4.5GPa，在如此的條件下，由該硬化組成物所形成的抗壓硬化支撐物雖然能夠附著於矽晶圓上，但抗壓硬化支撐物的抗壓性差，而難以支撐該矽晶圓的邊緣導角部，致使在處理矽晶圓的過程中，矽晶圓的邊緣導角部易發生崩邊現象，而導致矽晶圓產生例如破裂或缺角等損傷，此外，該抗壓硬化支撐物難以自該矽晶圓上被移除，而殘留在矽晶圓上，導致矽晶圓後續應用受影響。
綜上所述，透過該硬化組成物的設計，由該硬化物組成物所形成的抗壓硬化支撐物能夠穩固地附著於該矽晶圓的邊緣導角部，並支撐該矽晶圓的邊緣導角部，以避免在對該矽晶圓進行包含研磨處理的處理程序的過程中，造成矽晶圓的邊緣導角部發生崩邊現象，而導致矽晶圓產生例如破裂或缺角等損傷，同時，該抗壓硬化支撐物也能夠在該處理程序執行後容易地自矽晶圓上被移除，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
無。
Claims (22)
- 一種硬化組成物，包含： 有機組分，包括起始劑及至少一種具有酯基的環氧材料，且該具有酯基的環氧材料選自於具有酯基的氧雜環丙烷化合物或具有酯基的氧雜環丁烷化合物；及 無機組分，包括至少一種無機粒子； 其中，以該有機組分的總量為100wt%計，該具有酯基的環氧材料的總量為90wt%以上且小於100wt%，且 由該硬化組成物經固化反應所形成的抗壓硬化支撐物具有6GPa以上的壓縮模數且1MPa以上的與矽材間的拉伸附著力。
- 如請求項1所述的硬化組成物，其中，該抗壓硬化支撐物具有6GPa至9GPa的壓縮模數。
- 如請求項1所述的硬化組成物，其中，該具有酯基的氧雜環丙烷化合物為 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，或 。
- 如請求項1所述的硬化組成物，其中，該具有酯基的氧雜環丁烷化合物為 、 、 、 、 、 ，或 。
- 如請求項1所述的硬化組成物，其中，該無機粒子的平均粒徑為50nm至1000nm。
- 如請求項1所述的硬化組成物，其中，該無機粒子的平均粒徑為50nm至300nm。
- 如請求項1至6中任一項所述的硬化組成物，其中，該無機粒子為球形氧化鋁粒子。
- 如請求項7所述的硬化組成物，其中，該球形氧化鋁粒子的球形度為0.85以上。
- 一種硬化組成物，包含： 有機組分，包括起始劑及至少一種具有酯基的環氧材料，且該具有酯基的環氧材料選自於具有酯基的氧雜環丙烷化合物或具有酯基的氧雜環丁烷化合物；及 無機組分，包括至少一種平均粒徑為50nm至1000nm的無機粒子； 其中，以該有機組分的總量為100wt%計，該具有酯基的環氧材料的總量為90wt%以上且小於100wt%，且 以該硬化組成物的總量為100wt%計，該無機組分的總量為35wt%至80wt%。
- 如請求項9所述的硬化組成物，其中，該具有酯基的氧雜環丙烷化合物為 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 ，或 。
- 如請求項9所述的硬化組成物，其中，該具有酯基的氧雜環丁烷化合物為 、 、 、 、 、 ，或 。
- 如請求項9所述的硬化組成物，其中，該無機粒子的平均粒徑為50nm至1000nm。
- 如請求項9所述的硬化組成物，其中，該無機粒子的平均粒徑為50nm至300nm。
- 如請求項9至13中任一項所述的硬化組成物，其中，該無機粒子為球形氧化鋁粒子。
- 如請求項14所述的硬化組成物，其中，該球形氧化鋁粒子的球形度為0.85以上。
- 一種抗壓硬化支撐物，是由請求項1至15中任一項所述的硬化組成物經固化反應所形成，且該抗壓硬化支撐物具有6GPa以上的壓彈性模數且1MPa以上的與矽材間的拉伸附著力。
- 一種抗壓硬化支撐物的用途，包含：將如請求項16所述的抗壓硬化支撐物設置在一矽晶圓的邊緣導角部的表面上，以支撐該矽晶圓的邊緣導角部。
- 一種半導體元件的製備方法，包含： 將請求項1至15中任一項所述的硬化組成物設置在一半導體構件的一間隙，並使該硬化組成物進行固化反應，而在該間隙中形成抗壓硬化支撐物，其中，該半導體構件包含一載板及一疊置在該載板的表面上的矽晶圓，且該矽晶圓具有邊緣導角部，而該邊緣導角部與該載板間界定出該間隙； 對該半導體構件的矽晶圓相反於該載板的一表面進行包括研磨處理的處理程序。
- 如請求項18所述的半導體元件的製備方法，還包含在執行該處理程序後，移除該抗壓硬化支撐物。
- 如請求項19所述的半導體元件的製備方法，其中，利用硫酸雙氧水混合溶液移除該抗壓硬化支撐物。
- 如請求項18所述的半導體元件的製備方法，其中，該載板具有邊緣導角部。
- 如請求項21所述的半導體元件的製備方法，其中，該載板的邊緣導角部與該矽晶圓的邊緣導角部在空間上重疊，而界定出該間隙。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| TW202419564A true TW202419564A (zh) | 2024-05-16 |
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