TWI701800B - 三次元積體積層電路製造用板片以及三次元積體積層電路之製造方法 - Google Patents

三次元積體積層電路製造用板片以及三次元積體積層電路之製造方法 Download PDF

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Abstract

一種三次元積體積層電路製造用板片1，其係介於具有貫穿電極的複數個半導體晶片之間，為了將前述複數個半導體晶片相互接著而成為三次元積體積層電路所使用之三次元積體積層電路製造用板片1，前述三次元積體積層電路製造用板片1係至少具備硬化性的接著劑層13，而且構成接著劑層13之材料係在硬化前之90℃的熔融黏度為1.0×100~5.0×105Pa．s，硬化物在0~130℃之平均線膨脹係數為45ppm以下。此種三次元積體積層電路製造用板片1，其半導體晶片之間的接續電阻不容易產生變化，而能夠製造具有較高的可靠性之三次元積體積層電路。

Description

三次元積體積層電路製造用板片以及三次元積體積層電路之製造方法
本發明係有關於一種適合於製造三次元積體積層電路之板片、及使用該板片之三次元積體積層電路之製造方法。
近年來，從電子電路的大容量化、高功能化之觀點而言，將複數個半導體晶片立體地層積而成之三次元積體積層電路(以下有稱為「積層電路」之情形)的開發係進展中。在此種積層電路，為了小型化．高功能化，係使用具有從電路形成面起貫穿至其相反面的貫穿電極(TSV)之半導體晶片。此時，被層積的半導體晶片彼此，係藉由各自所具備的貫穿電極(或設置在貫穿電極的端部之凸塊)彼此的接觸而被電性連接。
製造此種積層電路時。為了確保上述的電性連接及機械強度，係使用樹脂組成物，在將貫穿電極彼此電性連接之同時，將半導體晶片彼此接著。例如，特許文獻1係提案揭示一種方法，其係使通常被稱為非導電性膜(Non-Conductive Film,NCF)之膜狀接著劑介於半導體晶片之間，而將半導體晶片彼此接著之方法。
此種接著劑，係在溫度循環試驗上亦被要求半導 體晶片之間的接續電阻不產生變化之較高的可靠性。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-010368號公報
但是，先前的接著劑，係在溫度循環試驗，有未必能夠確保良好的結果之問題。
本發明係鑒於此種實際情況而進行，其目的係提供一種三次元積體積層電路製造用板片，其半導體晶片之間的接續電阻不容易產生變化，而能夠製造具有較高的可靠性之三次元積體積層電路。又，本發明之目的，係提供此種三次元集積體積層電路之製造方法。
為了達成上述目的，本發明第1係提供一種三次元積體積層電路製造用板片，其係介於具有貫穿電極的複數個半導體晶片之間，為了將前述複數個半導體晶片相互接著而成為三次元積體積層電路所使用之三次元積體積層電路製造用板片，其特徵在於：前述三次元積體積層電路製造用板片係至少具備硬化性的接著劑層，而且構成接著劑層之材料係在硬化前之90℃的熔融黏度為1.0×100~5.0×105Pa．s，硬化物在0~130℃之平均線膨脹係數為45ppm以下(發明1)。
上述發明(發明1)之三次元積體積層電路製造用板片，因為接著劑層在硬化前之90℃的熔融黏度為上述範圍，所 以使接著劑層介於半導體晶片之間時，接著劑層係良好地追隨在半導體晶片表面之貫穿電極或凸塊引起的凹凸。又，因為接著劑層的硬化物之平均線膨脹係數為45ppm以下，所以與半導體晶片的線膨脹係數之差變小且能夠減低在接著劑層與半導體晶片之間可能產生的應力。因此，上述發明(發明1)之三次元積體積層電路製造用板片，係能夠使半導體晶片彼此的接續可靠性成為較高者。
在上述發明(發明1)，構成前述接著劑層之材料的硬化物，其玻璃轉移溫度係以150℃以上、350℃以下為佳(發明2)。
在上述發明(發明1、2)，構成前述接著劑層之材料的硬化物，其藉由熱重量測定得到之5%質量減少溫度，係以350℃以上為佳(發明3)。
在上述發明(發明1~3)，前述接著劑層的厚度(T2)之標準偏差，係以2.0μm以下為佳(發明4)。
在上述發明(發明1~4)，前述接著劑層硬化後之在23℃之儲存彈性模數，係以1.0×102MPa以上、1.0×105MPa以下為佳(發明5)。
在上述發明(發明1~5)，較佳是前述接著劑層藉由差示掃描熱量分析法，以升溫速度10℃/分鐘所測定之發熱起始溫度(TS)為70℃~150℃的範圍內，發熱尖峰溫度(TP)為TS+5~60℃(發明6)。
在上述發明(發明1~6)，構成前述接著劑層之材料，係以含有熱硬化性成分、高分子量成分、硬化劑及硬化觸 媒為佳(發明7)。
在上述發明(發明1~7)，構成前述接著劑層之材料，係以含有助焊劑成分為佳(發明8)。
在上述發明(發明1~8)，構成前述接著劑層之材料係以含有無機填料為佳(發明9)。
在上述發明(發明1~9)，前述三次元積體積層電路製造用板片，較佳是進一步具備：黏著劑層，其係層積在前述接著劑層的一面側；及基材，其係層積在前述黏著劑層之與前述接著劑層為相反的面側(發明10)。
在上述發明(發明10)，前述接著劑層的厚度(T2)對前述基材的厚度(T1)之比(T2/T1)，係以0.01以上、1.5以下為佳(發明11)。
在上述發明(發明10、11)，前述黏著劑在23℃之儲存彈性模數，係以1×103Pa以上、1×109Pa以下為佳(發明12)。
在上述發明(發明10~12)，前述基材在23℃之拉伸彈性模數，係以100MPa以上、5000MPa以下為佳(發明13)。
在上述發明(發明10~13)，由前述黏著劑層及前述基材所構成之積層體，係以切割板片為佳(發明14)。
本發明第2係提供一種三次元積體積層電路之製造方法，其特徵在於包含下列步驟：將前述三次元積體積層電路製造用板片(發明1~9)之前述接著劑層的一面或前述三次元積體積層電路製造用板片(發明10~14)之前述接著劑層之與前述黏著劑層為相反的面、與具備貫穿電極之半導體晶圓的至少一面貼合之步驟；將前述半導體 晶圓與前述三次元積體積層電路製造用板片的前述接著劑層同時切割，而使附接著劑層之半導體晶片成為個片化之步驟；將經個片化之複數個前述附接著劑層之半導體晶片，以將前述貫穿電極彼此電性連接且將前述接著劑層與前述半導體晶片交替地配置之方式複數層層積，而得到半導體晶片積層體之步驟；及使在前述半導體晶片積層體之前述接著劑層硬化，而將構成前述半導體晶片積層體之前述半導體晶片彼此接著之步驟(發明15)。
使用本發明之三次元積體積層電路製造用板片時，半導體晶片之間的接續電阻不容易產生變化，而能夠製造具有較高的可靠性之三次元積體積層電路。又，使用本發明的製造方法時，能夠製造此種三次元積體積層電路。
1、2‧‧‧三次元積體積層電路製造用板片
11‧‧‧基材
12‧‧‧黏著劑層
13‧‧‧接著劑層
14‧‧‧剝離板片
第1圖係本發明的第1實施形態之三次元積體積層電路製造用板片的剖面圖。
第2圖係本發明的第2實施形態之三次元積體積層電路製造用板片的剖面圖。
[用以實施發明之形態]
以下，說明本發明的實施形態。
[三次元積體積層電路製造用板片]
第1圖係顯示第1實施形態之三次元積體積層電路製造用 板片1之剖面圖。如第1圖所顯示，本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1(以下有稱為「製造用板片1」之情形)，係具備接著劑層13、及層積在該接著劑層13的至少一面之剝離板片14。又，亦可將剝離板片14省略。
又，第2圖係顯示第2實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2之剖面圖。如第2圖所顯示，本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2(以下，有稱為「製造用板片2」之情形)，係具備基材11、層積在基材11的至少一面側之黏著劑層12、層積在黏著劑層12之與基材11為相反側之接著劑層13。又，在接著劑層13之與黏著劑層12為相反面，亦可層積剝離板片14。
在第2實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2，由基材11及黏著劑層12所構成之積層體，亦可為切割板片(dicing sheet)，此時，製造用板片2係成為切割板片一體型接著板片。又，上述積層體亦可為背面研磨板片(back grinding sheet)，此時，製造用板片2係成為背面研磨板片一體型接著板片。
本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，係介於具有貫穿電極之複數個半導體晶片之間，為了將該複數個半導體晶片相互接著且成為三次元積體積層電路而使用。貫穿電極之一端或兩端亦可從半導體晶片的表面突出。又，半導體晶片亦可進一步具備凸塊，此時，該凸塊可設置在貫穿電極的一端或兩端。
1.接著劑層
(1)物性
在本實施形態之三次元積體積層電路用板片1、2，接著劑層13係具有硬化性。在此，所謂具有硬化性，係指接著劑層13能夠藉由加熱等而硬化。亦即，接著劑層13係在構成製造用板片1、2之狀態為未硬化。接著劑層13可為熱硬化性，或是亦可為能量線硬化性。但是，從將製造用板片1、2使用在積層電路的製造方法時，能夠良好地進行硬化的觀點而言，接著劑層13係以熱硬化性為佳。具體而言，將製造用板片1、2使用在積層電路的製造方法時，係如後述，接著劑層13係以被貼附在半導體晶圓之狀態被個片化。藉此，能夠得到半導體晶片與經個片化的接著劑層13之積層體。該積層體係其接著劑層13側的面為貼附在半導體晶片的積層體上，而在該狀態下進行接著劑層13的硬化。通常，半導體晶片係不具有對能量線之透射性，或是多半的情況該透射性為非常低，即便是此種情況，若接著劑層13具有熱硬化性，就能夠使接著劑層13迅速地硬化。
(1-1)熔融黏度
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，構成接著劑層13之材料在硬化前之90℃的熔融黏度(以下，有稱為「90℃熔融黏度」之情形)，其上限值為5.0×105Pa．s以下，較佳為1.0×105Pa．s以下，特佳為5.0×104Pa．s以下。90℃熔融黏度為上述上限值以下時，在使接著劑層13介於電極之間時，能夠良好地追隨在半導體晶片表面之起因於貫穿電極或凸塊之凹凸，而能夠防止在半導體晶片與接著劑層13之界面產生 空隙。又，90℃熔融黏度之下限值為1.0×100Pa．s以上，較佳為1.0×101Pa．s以上，特佳為1.0×102Pa．s以上。90℃熔融黏度為上述下限值以上時，構成接著劑層13之材料不會過度流動，在接著劑層13貼附時或半導體晶片層積時，能夠防止裝置的污染。因此，本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，係藉由構成的材料之90℃熔融黏度為上述範圍，而成為具有較高的可靠性者。
在此，構成接著劑層13的材料之90℃熔融黏度，係使用流量測試器而測得的值，詳細的試驗方法係如後述的實施例所顯示。
(1-2)平均線膨脹係數
在本實施形態，構成接著劑層13之材料，其硬化物在0~130℃之平均線膨脹係數(以下，有簡稱為「平均線膨脹係數」之情形)，其上限值為45ppm以下，較佳為35ppm以下，特佳為25ppm以下。平均線膨脹係數為上述上限值以下時，由硬化物所構成的接著劑層13與半導體晶片之線膨脹係數之差變小，基於此種差，能夠減低在接著劑層13與半導體晶片之間可能產生之應力。藉此，本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，係能夠使半導體晶片彼此的接續可靠性成為較高者，特別是在實施例顯示之溫度循環試驗，成為顯示較高的接續可靠性者。
另一方面，平均線膨脹係數的下限值係沒有特別限制，從薄膜形成性的觀點而言，係以5ppm以上為佳，以10ppm以上為較佳。
在此，構成接著劑層13之材料的平均線膨脹係數，係使用熱機械分析裝置而測得的值，詳細的試驗方法係如後述的實施例所顯示。
(1-3)玻璃轉移溫度
在本實施形態，構成接著劑層13之材料，其硬化物的玻璃轉移溫度(Tg)之下限值，係以150℃以上為佳，以200℃以上為更佳，以240℃以上為特佳。硬化物的玻璃轉移溫度為上述下限值以上時，因為在溫度循環試驗時硬化物不變形且不容易產生應力，乃是較佳。另一方面，硬化物的玻璃轉移溫度之上限值係沒有特別限制，從抑制硬化物脆化之觀點而言，係以350℃以下為佳，以300℃以下為較佳。
在此，構成接著劑層13之材料的硬化物之玻璃轉移溫度，係使用動態黏彈性測定機器(TA Instruments公司製、DMA Q800)，在頻率11Hz、振幅10μm且以升溫速度3℃/分鐘，測定使其從0℃起升溫至300℃為止且依照拉伸模式時的黏彈性時之tanδ(損失彈性模數/儲存彈性模數)最大點的溫度。玻璃轉移溫度的詳細的試驗方法，係如後述的實施例所顯示。
(1-4)5%質量減少溫度
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，構成接著劑層13之材料的硬化物，藉由熱重量測定之5%質量減少溫度，係以350℃以上為佳，特別是以360℃以上為佳。藉由該5%質量減少溫度為350℃以上，接著劑層13的硬化物係成為對高溫的耐性優異者。因此，在積層電路的製造等，即便該硬化物被曝露在高溫時，亦能夠抑制伴隨著該硬化物的含有 成分分解而產生揮發成分等，而能夠良好地維持積層電路的性能。又，該5%質量減少溫度的上限係沒有特別限定，但是該5%質量減少溫度，係通常以500℃以下為佳。該5%質量減少溫度的測定方法，係如後述之試驗例所顯示。
(1-5)儲存彈性模數
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，接著劑層13硬化後之在23℃之儲存彈性模數，係以1.0×102MPa以上為佳，特別是以1.0×103MPa以上為佳。又，該儲存彈性模數係以1.0×105MPa以下為佳，特別是以1.0×104MPa以下為佳。藉由該儲存彈性模數為上述範圍，在製造積層電路時，將半導體晶片與經個片化的接著劑層13交替地層積而成之積層體，係成為具有良好的強度者。其結果，即便進一步層積半導體晶片時或操作該積層體時，均能夠良好地維持積層體的狀態，而能夠製造具有優異的品質之積層電路。又，該儲存彈性模數的測定方法，係如後述的試驗例所顯示。
(1-6)藉由差示掃描熱量分析法之發熱起始溫度及發熱尖峰溫度
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，在硬化前之接著劑層13，係藉由差示掃描熱量分析(DSC)法，以升溫速度10℃/分鐘所測定的發熱起始溫度(TS)，係以70℃~150℃的範圍為佳，特別是以100℃~150℃的範圍為佳，進一步以120℃~150℃的範圍為佳。藉由該發熱起始溫度(TS)為上述範圍，例如，能夠抑制在接受使用切割刀片切割半導體晶圓時所產生的熱量時於未蓄意的階段引起接著劑層13產生 硬化，同時製造用板片1、2的保存安定性亦優異。特別是為了製造積層電路，將複數個半導體晶片層積之後，將存在於半導體晶片之間之複數層的接著劑層13總括地使其硬化時，能夠抑制在半導體晶片積層完成前於未蓄意的階段引起接著劑層13產生硬化。
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，在硬化前之接著劑層13，藉由差示掃描熱量分析(DSC)法，以升溫速度10℃/分鐘所測定的發熱尖峰溫度(TP)，係以發熱起始溫度(TS)+5~60℃為佳，特別是以TS+5~50℃為佳，進一步以TS+10~40℃為佳。藉由該發熱尖峰溫度(TP)為上述範圍，在使接著劑層13硬化時，從硬化的開始至完成為止的時間係成為較短的時間。通常，使用NCF之接著劑而製造積層電路時，接著劑的硬化是需要時間的。因此，在積層電路的製造之生產作業時間(tact time)，多半是依照接著劑的硬化時間來規定。因而，如上述藉由至接著劑層13硬化為止之時間為較短，能夠有效地縮短生產作業時間。特別是製造積層電路時，為了製程的效率化，係有將複數個半導體晶片層積(暫時放置)之後，最後總括地使存在於半導體晶片之間之複數層的接著劑層13硬化之情形。即便是此種情況，藉由該發熱尖峰溫度(TP)為上述範圍，能夠抑制在半導體晶片積層完成前於未蓄意的階段，引起存在於製程初期所層積的半導體晶片之間的接著劑層13產生硬化。
又，藉由差示掃描熱量分析法之發熱起始溫度及發熱尖峰溫度的測定方法，係如後述之試驗例所顯示。
(1-7)接著劑層的厚度等
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，接著劑層13的厚度(T2)係以2μm以上為佳，特別是以5μm以上為佳，進一步以10μm以上為佳。又，該厚度(T2)係以500μm以下為佳，特別是以300μm以下為佳，進一步以100μm以下為佳。藉由接著劑層13的厚度(T2)為2μm以上，能夠將存在於半導體晶片之貫穿電極或凸塊良好地埋入至接著劑層13。又，藉由接著劑層13的厚度(T2)為500μm以下，在將具有貫穿電極之半導體晶片透過接著劑層13而接著時，接著劑層13不會過度地在側面滲出，而能夠製造可靠性較高的半導體裝置。又，接著劑層13的厚度(T2)，係設定為在製造用板片1以50mm間隔、合計測定100點時之平均值。
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，接著劑層13的厚度(T2)之標準偏差，係以2.0μm以下為佳，特別是以1.8μm以下為佳，進一步以1.6μm以下為佳。藉由該標準偏差為2.0μm以下，在使用製造用板片1、2，將半導體晶圓的貫穿電極或凸塊埋入至接著劑層13時，能夠更確實地防止產生空隙且能夠有效地製造具有均勻的厚度之品質良好的積層電路。特別是因為積層電路係將複數個半導體晶片層積而得到，所以使積層電路的厚度均勻係變得困難，但是藉由使用接著劑層13的厚度之標準偏差為上述範圍之製造用板片1、2，將半導體晶圓的貫穿電極或凸塊埋入至接著劑層13時，能夠更確實地防止產生空隙，且得到具有均勻的厚度之積層電路係變得容易。又，接著劑層13的厚度(T2)的標準偏 差之測定方法，係如後述之試驗例所顯示。
在具備基材11之第2實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2，接著劑層13的厚度(T2)對基材11的厚度(T1)之比(T2/T1)，係以0.01以上為佳，特別是以0.1以上為佳，進一步以0.4以上為佳。又，該比(T2/T1)係以1.5以下為佳，特別是以1.0以下為佳，進一步以0.9以下為佳。藉由該比(T2/T1)為上述範圍，基材11與接著劑層13的厚度平衡係成為良好者，將製造用板片2貼附在半導體晶圓時的操作性變為優異，同時調整該貼附時的貼附適合性係變得容易。其結果，能夠良好地進行該貼附，且能夠製造具有優異的品質之積層電路。特別是藉由該比(T2/T1)為0.01以上，基材11在製造用板片1的相對厚度係成為較小者，能夠將製造用板片1的相對剛性抑制成為較低。其結果，在將製造用板片1貼附於半導體晶圓時，將存在於半導體晶圓的貫穿電極或凸塊良好地埋入至接著劑層13係變得容易。另一方面，藉由該比(T2/T1)為1.5以下，基材11在製造用板片1的相對厚度係成為較大者，且能夠將製造用板片1的相對剛性維持為較高。其結果，製造用板片1的操作性係成為優異者，且容易將製造用板片1貼附在半導體晶圓。又，基材11的厚度(T1)係設為在製造用板片1以50mm間隔、合計測定100點時之平均值。
(2)材料
本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，接著劑層13係由滿足前述90℃熔融黏度及平均線膨脹係數之材料所構成。
(2-1)熱硬化性成分
構成接著劑層13之材料，係以含有熱硬化性成分為佳。熱硬化性成分係只要通常被使用在半導體晶片的連接用之接著劑成分，就只要沒有特別限定。具體而言可舉出環氧樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、聚酯樹脂、胺甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯并
Figure 106105693-A0202-12-0014-5
嗪樹脂、苯氧基樹脂等，該等能夠單獨使用1種或組合2種以上而使用。該等之中，從接著性等的觀點而言，係以環氧樹脂及酚樹脂為佳，以環氧樹脂為特佳。
環氧樹脂係具有受到加熱時進行三次元網狀化而形成堅固的硬化物之性質。作為此種環氧樹脂，能夠使用先前習知的各種環氧樹脂，具體而言，能夠舉出雙酚A、雙酚F、間苯二酚、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等的酚類的環氧丙基醚；丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等的醇類的環氧丙基醚；鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸等羧酸的環氧丙基醚；將鍵結在苯胺異三聚氰酸酯等的氮原子之活性氫使用環氧丙基取代而成之環氧丙基型或烷基環氧丙基型的環氧樹脂；將如乙烯基環己烷二環氧化物、3,4-環氧環己基甲基-3,4-二環己烷羧酸酯、2-(3,4-環氧)環己基-5,5-螺(3,4-環氧)環己烷-間-二
Figure 106105693-A0202-12-0014-6
烷等之分子內的碳-碳雙鍵藉由例如氧化而導入環氧基而成之所謂脂環型環氧化物。此外，亦能夠使用具有聯苯骨架、二環己二烯骨架、萘骨架等之環氧樹脂。該等環氧樹脂可單獨1種、或組合2種以上而使用。
在構成接著劑層13的材料之上述熱硬化性成分的 含量，係將構成接著劑層13的材料之合計量作為基準，其下限值係以5質量%以上為佳，以10質量%以上為更佳。又，上述熱硬化性成分的含量之上限值係以75質量%以下為佳，以55質量%以下為更佳。藉由上述熱硬化性成分的含量為上述範圍，將前述的發熱起始溫度及發熱尖峰溫度調整成為前述的範圍係變得容易。
(2-2)硬化劑．硬化觸媒
構成接著劑層13之材料係含有前述的熱硬化性成分時，該材料係以進一步含有硬化劑及硬化觸媒為佳。
作為硬化劑，係沒有特別限定，可舉出酚類、胺類、硫醇類等，能夠按照前述熱硬化成分的種類而適當地選擇。例如，使用環氧樹脂作為硬化性成分時，從與環氧樹脂的反應性等的觀點而言，以酚類為佳。
作為酚類，例如能夠舉出雙酚A、四甲基雙酚A、二烯丙基雙酚A、聯苯酚、雙酚F、二烯丙基雙酚F、三苯基甲烷型苯酚、四酚、酚醛清漆型苯酚、甲酚酚醛清漆樹脂等，該等係能夠單獨使用1種或組合2種以上而使用。
又，作為硬化觸媒，係沒有特別限定，可舉出咪唑系、磷系、胺系等，能夠按照前述熱硬化成分等的種類而適當地選擇。又，作為硬化觸媒，以使用潛在性硬化觸媒為佳，其在預定條件下不產生活性化，但被加熱至使焊料熔融之高溫的壓黏溫度以上時產生活性化。而且，該潛在性硬化觸媒，亦以使用作為經微膠囊化的潛在性硬化觸媒為佳。
例如，使用環氧樹脂作為硬化性成分時，從與環 氧樹脂的反應性、保存安定性、硬化物的物性、硬化速度等的觀點而言，作為硬化觸媒，係以使用咪唑系硬化觸媒為佳。作為咪唑系硬化觸媒，能夠使用習知物，但是從優異的硬化性、保存安定性及接續可靠性的觀點而言，係以具有三嗪骨架之咪唑觸媒為佳。該等可單獨使用、或併用2種以上而使用。又，該等亦可使用作為經微膠囊化的潛在性硬化觸媒。咪唑系硬化觸媒的熔點，係從優異的硬化性、保存安定性及接續可靠性之觀點而言，以200℃以上為佳，特別是以250℃以上為佳。
在本實施形態，在構成接著劑層13的材料之硬化觸媒的含量，係將構成接著劑層13的材料之合計量設為基準，下限值係以0.1質量%以上為佳，以0.2質量%以上為更佳，以0.4質量%以上為特佳。又，上述硬化觸媒的含量之上限值，係以10質量%以下為佳，以5質量%以下為更佳，以3質量%以下為特佳。在構成接著劑層13之材料，硬化觸媒的含量為上述下限值以上時，能夠使熱硬化性成分充分地硬化。另一方面，硬化觸媒的含量為上述上限值以下時，接著劑層13的保存安定性係變為良好。
(2-3)高分子量成分
上述構成接著劑層13之材料，係以含有前述熱硬化性成分以外的高分子量成分為佳。藉由含有該高分子量成分，該材料的90℃熔融黏度與平均線膨脹係數係容易滿足前述的數值範圍。
作為高分子量成分，例如，可舉出(甲基)丙烯酸系樹脂、苯氧基樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、 聚醯胺醯亞胺樹脂、矽氧烷改性聚醯亞胺樹脂、聚丁二烯樹脂、聚丙烯樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、聚縮醛樹脂、以聚乙烯縮丁醛樹脂為首之聚乙烯縮醛樹脂、丁基橡膠、氯丁二烯橡膠、聚醯胺樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙酸乙烯酯、耐綸等，而且能夠單獨使用1種或組合2種以上而使用。
又，在本說明書之「(甲基)丙烯酸」係意味著丙烯酸及甲基丙烯酸之雙方。針對「(甲基)丙烯酸系樹脂」等其它的類似用語亦同樣。
前述高分子量成分之中，以使用選自由聚乙烯縮醛樹脂、及聚酯樹脂、苯氧基樹脂所組成群組之1種以上為佳。構成上述製造用板片之材料，係藉由含有該等高分子量成分，90℃熔融黏度及平均線膨脹係數均成為較低的值，其結果，使該等值成為前述的數值範圍內變得容易。
在此，聚乙烯縮醛樹脂，係能夠使用醛將聚乙烯醇進行縮醛化得到者，其中該聚乙烯醇係藉由將聚乙酸乙烯酯皂化而得到。作為在縮醛化所使用的醛，可舉出正丁醛、正己醛、正戊醛等。作為聚乙烯縮醛樹脂，採用使用正丁醛進行縮醛化而成之聚乙烯縮丁醛樹脂亦佳。
作為聚酯樹脂，例如將聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚草酸乙二酯樹脂等的二羧酸成分及二醇成分進行聚縮合而得到之聚酯樹脂；使聚異氰酸酯化合物對該等反應而得到之胺甲酸酯改性聚酯樹脂等的改性 聚酯樹脂；將丙烯酸樹脂及/或乙烯基樹脂接枝化而成之聚酯樹脂等，而且能夠單獨使用1種或組合2種以上而使用。
又，構成接著劑層13之材料，係含有聚乙烯縮醛樹脂、或聚酯樹脂作為上述高分子量成分時，係以進一步含有苯氧基樹脂為特佳。進一步含有苯氧基樹脂時，構成接著劑層13之材料，其90℃熔融黏度及平均線膨脹係數係更容易滿足前述的數值範圍。
作為苯氧基樹脂，係沒有特別限定，例如能夠例示雙酚A型、雙酚F型、雙酚A/雙酚F共聚合型、聯苯酚型、聯苯型等。
上述高分子量成分之軟化點的下限值，係以50℃以上為佳，以100℃以上為更佳，以120℃以上為特佳。又，上述高分子量成分之軟化點的上限值，係以200℃以下為佳，以180℃以下為更佳，以150℃以下為特佳。藉由含有軟化點為上述下限值以上之高分子量成分，能夠減低構成接著劑層13之材料的平均線膨脹係數，而容易滿足前述的數值範圍。又，軟化點為上述上限值以下時，能夠抑制接著劑層13的脆化。又，軟化點係設為依據ASTM D1525所測得的值。
上述高分子量成分之玻璃轉移溫度的下限值，係以50℃以上為佳，以60℃以上為更佳，以80℃以上為特佳。又，上述高分子量成分之玻璃轉移溫度的上限值，係以250℃以下為佳，以200℃以下為更佳，以180℃以下為特佳。藉由含有玻璃轉移溫度為上述下限值以上之高分子量成分，能夠減低構成接著劑層13之材料的平均線膨脹係數，而容易滿足前 述的數值範圍。又，玻璃轉移溫度為上述上限值以下時，與其它材料的相溶性係變為優異。又，高分子量成分的玻璃轉移溫度，係使用差示掃描熱量分析計而測得的值，具體的測定方法係顯示在後述的實施例。
上述高分子量成分之重量平均分子量，係以1萬以上為佳，以3萬以上為更佳，以5萬以上為特佳。又，上限值係以100萬以下為佳，以70萬以下為更佳，以50萬以下為特佳。重量平均分子量為上述下限值以上時，因為維持薄膜形成性之同時，亦能夠使熔融黏度降低，乃是較佳。又，重量平均分子量為上述上限值以下時，因為與熱硬化性成分等的低分子量成分之相溶性提升，乃是較佳。又，在本說明書之重量平均分子量，係藉由凝膠滲透層析法(GPC)法而測定之標準聚苯乙烯換算之值。
在構成接著劑層13之材料之上述高分子量成分的含量，係將構成接著劑層13之材料的合計量設為基準，下限值係以3質量%以上為佳，以5質量%以上為更佳，以7質量%以上為特佳。又，上述高分子量成分的含量之上限值，係以95質量%以下為佳，以90質量%以下為更佳，以80質量%以下為特佳。上述高分子量成分的含量為上述下限值以上時，能夠使構成接著劑層13之材料的90℃熔融黏度成為更低的值，而容易滿足前述的數值範圍。另一方面，上述高分子量成分的含量為上述上限值以下時，能夠進一步減低構成接著劑層13之材料的平均線膨脹係數，而容易滿足前述的數值範圍。
(2-4)無機填料
構成接著劑層13之材料，係以含有無機填料為佳。構成接著劑層13之材料係因為藉由含有無機填料而平均線膨脹係數成為較低的值，所以使用本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2時，能夠使半導體晶片彼此的接續可靠性成為較高者。
在本實施形態能夠使用之無機填料，係沒有特別限定，能夠例示氧化矽、氧化鋁、玻璃、氧化鈦、雲母、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、硼酸鋁晶鬚、氮化硼、結晶性氧化矽、非晶性氧化矽、莫來石(mullite)、菫青石(cordierite)等的複合氧化物、蒙脫石(montmorillonite)、膨潤石(smectite)等，該等係能夠單獨使用1種或組合2種以上而使用。該等之中，以氧化矽填料為佳。就氧化矽填料的形狀而言，係以球狀為佳。
又，上述無機填料，係以經使用矽烷偶合劑等表面修飾而成者為佳。無機填料為經表面修飾時，能夠在填料與其它成分之間形成鍵結，其結果，能夠抑制構成接著劑層13之材料增黏，而能夠使熔融黏度成為較低，同時能夠進一步減低該材料的平均線膨脹係數。作為上述矽烷偶合劑，從容易使熔融黏度降低之觀點而言，係以具有烷基、乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、苯基、胺苯基等的疏水性官能基之矽烷偶合劑為佳。
上述無機填料的平均粒徑之下限值，係以10nm以上為佳，以20nm以上為更佳，以30nm以上為特佳。又，上述無機填料的平均粒徑之上限值，係以200nm以下為佳，以 150nm以下為更佳，以100nm以下為特佳。無機填料的平均粒徑為上述下限值以上時，能夠兼具板片的透明性及較低的熔融黏度。又，無機填料的平均粒徑為上述上限值以下時，能夠將構成接著劑層13之材料之90℃熔融黏度維持在較低的值。
又，上述無機填料的最大粒徑係以1000nm以下為佳，以500nm以下為更佳。藉由無機填料的最大粒徑為1000nm以下，容易將無機填料填充至接著劑層13中，其結果，構成接著劑層13之材料的平均線膨脹係數容易滿足前述的數值範圍，而能夠兼具板片的透明性與較低的熔融黏度。又，藉由無機填料的最大粒徑為1000nm以下，在積層電路之貫穿電極(或設置在貫穿電極的端部之凸塊)彼此容易進行電性連接，而能夠有效地製具有較高的可靠性之積層電路。
又，在構成接著劑層13之材料之無機填料的含量，將構成接著劑層13之材料的合計量設為基準，其下限值係以35質量%以上為佳，以40質量%以上為更佳，以50質量%以上為特佳。又，上述無機填料的含量，其上限值係以64質量%以下為佳，以60質量%以下為更佳，以56質量%以為特佳。在構成接著劑層13之材料，無機填料的含量為上述下限值以上時，能夠進一步減低該材料的平均線膨脹係數，而容易滿足前述的數值範圍。另一方面，無機填料的含量為上述上限值以下時，能夠將該材料的90℃熔融黏度維持在較低的值，而容易滿足前述的數值範圍。
(2-5)具有助焊劑功能之成分
在本實施形態，藉由焊料將半導體晶片的貫穿電極或凸塊 接合時，構成接著劑層13之材料係以含有具有助焊劑功能的成分(以下有稱為「助焊劑成分」之情形)為佳。助焊劑成分係具有將在電極表面所形成的金屬氧化膜除去的作用之物，能夠使藉由焊料之電極之間的電性連接成為更確實者，而能夠提高在焊接部之接續可靠性。
作為助焊劑成分，係沒有特別限定，以具有酚性羥基及/或羧基之成分為佳，以具有羧基之成分為特佳。具有羧基之成分，係具有助焊劑功能之同時，將後述的環氧樹脂使用作為熱硬化性成分時，亦具有作為硬化劑之作用。因此，具有羧基之成分，因為焊接完成之後，係作為硬化劑而被消耗，所以能夠抑制起因於過剩的助焊劑成分之不良。
作為具體的助焊劑成分，例如，可舉出戊二酸、2-甲基戊二酸、鄰大茴香酸、二酚酸、己二酸、乙醯柳酸、苯甲酸、二苯羥乙酸、壬二酸、苄基苯甲酸、丙二酸、2,2-雙(羥甲基)丙酸、柳酸、鄰-甲氧基苯甲酸、間-羥基苯甲酸、琥珀酸、2,6-二甲氧基甲基對甲酚、苯甲酸醯肼、卡肼(carbohydrazide)、丙二酸二醯肼、琥珀酸二醯肼、戊二酸二醯肼、柳酸醯肼、亞胺二乙酸二醯肼、伊康酸二醯肼、檸檬酸三醯肼、硫卡肼(thiocarbohydrazide)、二苯甲酮腙(Benzophenone hydrazone)、4,4’-氧雙苯磺醯肼、己二酸二醯肼、松香衍生物等，該等係能夠單獨使用1種或組合2種以上而使用。
作為松香衍生物，可舉出松脂膠(gum rosin)、妥爾松香(tall rosin)、木松香、聚合松香、氫化松香、甲醯化松香、松香酯、松香改性順丁烯二酸樹脂、松香改性酚樹脂、松香改 性醇酸樹脂等。
該等之中，以使用選自由2-甲基戊二酸、己二酸及松香衍生物之至少1種為特佳。2-甲基戊二酸及己二酸，係因為在構成接著劑層13之材料，雖然分子量較小，但是在分子內具有2個羧基，所以即便少量添加亦具有優異的助焊劑功能，而能夠特別適合在本實施形態。松香衍生物係軟化點較高，因為在維持低線膨脹係數化之同時，能夠賦予助焊劑性，所以能夠特別適合在本實施形態。
助焊劑成分的熔點及軟化點之至少一方，係以80℃以上為佳，以110℃以上為較佳，以130℃以上為更佳。助焊劑成分的熔點及軟化點之至少一方為上述範圍時，能夠得到更優異的助焊劑功能，也能夠減低排氣等，乃是較佳。又，助焊劑成分的熔點及軟化點之上限值係沒有特別限定，例如焊料的熔點以下即可。
在本實施形態，構成接著劑層13的材料之助焊劑成分的含量，係將構成接著劑層13的材料之合計量設為基準，其下限值係以1質量%以上為佳，以3質量%以上為更佳，以5質量%以上為特佳。又，上述助焊劑成分的含量之上限值，係以20質量%以下為佳，以15質量%以下為更佳，以10質量%以下為特佳。在構成接著劑層13之材料，助焊劑成分的含量為上述下限值以上時，能夠使藉由焊料之電極之間的電性連接成為更確實者，而能夠進一步提高在焊接部之接續可靠性。另一方面，助焊劑成分的含量為上述上限值以下時，能夠防止起因於過剩的助焊劑成分之離子遷移等的不良。
(2-6)其它成分
接著劑層13，亦可進一步含有可塑劑、安定劑、黏著賦予劑、著色劑、偶合劑、抗靜電劑、抗氧化劑、導電性粒子等作為構成該接著劑層13之材料。
例如，構成接著劑層13之材料係藉由含有導電性粒子，而能夠對三次元積體積層電路製造用板片1、2賦予異方導電性時，在補助焊接之態樣、或是在與焊接不同的態樣，能夠將半導體晶片彼此進行電性連接。
2.黏著劑層
(1)材料
在具備黏著劑層12之第2實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2，黏著劑層12可由非硬化性黏著劑所構成，或者亦可由硬化性黏著劑所構成。如後述，將本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2使用在積層電路的製造方法時，係將接著劑層13從基材11與黏著劑層12之積層體剝離。因此，從容易進行該剝離之觀點而言，黏著劑層12係以由硬化性黏著劑所構成且藉由硬化而黏著力降低者為佳。
黏著劑層12係由硬化性黏著劑所構成時，該黏著劑可為能量線硬化性黏著劑，或者亦可為熱硬化性黏著劑。在此，為了使黏著劑層12與接著劑層13在不同的階段硬化，接著劑層13係具有熱硬化性時，黏著劑層12係以由能量線硬化性黏著劑所構成為佳，接著劑層13係具有能量線硬化性時，黏著劑層12係以由熱硬化性黏著劑所構成為佳。但是，因為接著劑層13係基於前述的理由而以具有熱硬化性為佳，所以 黏著劑層12係以由能量線硬化性黏著劑所構成為佳。
作為上述非硬化性黏著劑，係以具有所需要的黏著力及再剝離性者為佳，例如能夠使用丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、胺甲酸酯系黏著劑、聚酯系黏著劑、聚乙烯醚系黏著劑等。該等之中，從有效地抑制在切割步驟於未蓄意的階段在黏著劑層12與接著劑層13之界面產生剝離之觀點而言，係以丙烯酸系黏著劑為佳。
作為上述能量線硬化性黏著劑，可為以具有能量線硬化性的聚合物作為主成分者，亦可為以非能量線硬化性聚合物(不具有能量線硬化性之聚合物)與至少1種以上之具有能量線硬化性基的單體及/或寡聚物之混合物作為具有主成分者。又，亦可為具有能量線硬化性的聚合物與非能量線硬化性聚合物之混合物，亦可為具有能量線硬化性之聚合物與至少1種以上之具有能量線硬化性基的單體及/或寡聚物之混合物，亦可為該等3種的混合物。
上述具有能量線硬化性之聚合物，係以在側鏈導入有具有能量線硬化性的官能基(能量線硬化性基)之(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物為佳。該聚合物係以使具有含官能基的單體單元之丙烯酸系共聚物、與具有鍵結在該官能基的官能基之不飽和基含有化合物反應而得到者為佳。
作為上述至少1種以上之具有能量線硬化性基的單體及/或寡聚物，例如，能夠使用多元醇與(甲基)丙烯酸的酯等。
作為非能量線硬化性聚合物成分，例如，能夠使 用具有前述之含官能基的聚合物單元之丙烯酸系共聚物。
(2)物性等
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2，黏著劑層12在23℃之儲存彈性模數，係以1×103Pa以上為佳，以1×104Pa以上為特佳。又，該儲存彈性模數係以1×109Pa以下為佳，以1×108Pa以下為特佳。又，黏著劑層12由硬化性黏著劑所構成時，係將該儲存彈性模數設為硬化前的儲存彈性模數。藉由黏著劑層12在23℃之儲存彈性模數為上述範圍，在將製造用板片2貼附在半導體晶圓時，能夠將存在於半導體晶圓之貫穿電極或凸塊良好地埋入至接著劑層13。又，使用製造用板片1、2而將半導體晶圓之不形成凸塊的面進行背面研磨時，能夠抑制半導體晶圓產生翹曲或凹陷(dimple)。又，黏著劑層12在23℃之儲存彈性模數的測定方法，係如後述的試驗例所顯示。
黏著劑層12的厚度，係沒有特別限定，例如，以1μm以上為佳，以10μm以上為特佳。又，該厚度係例如，以100μm以下為佳，以50μm以下為特佳。藉由黏著劑層12的厚度為1μm以上，黏著劑層12能夠發揮良好的黏著力。又，藉由該厚度為100μm以下，能夠抑制黏著劑層12成為不需要的厚度，而能夠減低成本。
3.基材
(1)材料
在具備基材11之第2實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2，作為構成基材11之材料，係沒有特別限定。但是， 將製造用板片2設為切割板片一體型接著板片時，構成基材11之材料，係以在構成切割板片之基材通常被使用的材料為佳。例如作為此種基材11的材料，可舉出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚胺酯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、乙烯．(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯．(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯、乙烯基聚異戊二烯、聚碳酸酯、聚烯烴等，該等之中，能夠使用1種或2種以上的混合物。
又，將製造用板片2設為背面研磨板片一體型接著板片時，構成基材11之材料，係以在構成背面研磨板片之基材通常被使用的材料為佳。例如作為此種基材11的材料，可舉出由聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯．乙酸乙烯酯共聚物等的樹脂所構成者，該等之中，能夠使用一種或2種以上的混合物。
基材11之黏著劑層12側的面，亦可施行底漆處理、電暈處理、電漿處理等的表面處理，用以提高與黏著劑層12的密著性。
(2)物性等
在本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2，基材11在23℃之拉伸彈性模數，係以100MPa以上為佳，特別是以200MPa以上為佳，進一步以300MPa以上為佳。又，該拉伸彈性模數係以5000MPa以下為佳，特別是以1000MPa以下為佳，進一步以400MPa以下為佳。藉由基材11在23℃之拉伸 彈性模數為上述範圍內，將製造用板片2貼附在半導體晶圓時，能夠將存在於半導體晶圓之貫穿電極或凸塊良好地埋入至接著劑層13。又，將製造用板片2設為切割板片一體型接著板片時，藉由基材11在23℃之拉伸彈性模數為上述範圍內，在將製造用板片2擴展而擴大半導體晶片彼此的間隔時，因為基材11不容易斷裂，乃是較佳。又，基材11在23℃之拉伸彈性模數的測定方法，係如後述的試驗例所顯示。
基材11的厚度(T1)係沒有特別限定，例如，以10μm以上為佳，特別是以15μm以上為佳。又，該厚度(T1)係例如，以500μm以下為佳，特別是以100μm以下為佳。藉由基材11的厚度(T1)為上述範圍，能夠容易地將前述之接著劑層13的厚度(T2)對基材11的厚度(T1)之比(T2/T1)的值設定在前述範圍，而且在將製造用板片1、2貼附在半導體晶圓時具有優異的操作性。其結果，能夠有效地製造品質優異的積層電路。
4.剝離板片
剝離板片14的構成為任意，例如可舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯膜、聚丙烯、聚乙烯等的聚烯烴膜等的塑膠膜。該等的剝離面(與接著劑層13接觸之面)係以經施行剝離處理為佳。作為在剝離處理所使用的剝離劑，例如，可舉出聚矽氧系、氟系、長鏈烷基系等的剝離劑。
針對剝離板片的厚度，係沒有特別限制，通常為20μm以上、250μm以下。
5.三次元積體積層電路製造用板片之製造方法
第1實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1，係能夠與先前的三次元積體積層電路製造用板片同樣地製造。例如，製造具備剝離板片14之三次元積體積層電路製造用板片1時，能夠藉由調製含有構成接著劑層13之材料、及依照需要而進一步含有溶劑或分散介質之塗佈液，使用模塗佈器、簾流塗佈器、噴霧塗佈器、狹縫塗佈器、刮刀塗佈器等將該塗佈液塗佈在剝離板片14的剝離面上而形成塗膜，使該塗膜乾燥，而製造製造用板片2。塗佈液係只要能夠進行塗佈，其性狀就沒有特別限定，有將用以形成接著劑層13之成分以溶質的方式含有之情形，亦有以分散質的方式含有之情形。剝離板片14亦可剝離作為製程材料，亦可在直到貼附於半導體晶圓之期間，保護接著劑層13。
又，作為在三次元積體積層電路製造用板片1的兩面各自層積2層的剝離板片14而成之積層體的製造方法，能夠將塗佈液塗佈前述的剝離板片14之剝離面上而形成塗膜，使其乾燥而形成由接著劑層13及剝離板片14所構成之積層體，將該積層體在接著劑層13之與剝離板片14為相反的面，貼附在其它剝離板片14的剝離面，而得到由剝離板片14/接著劑層13/剝離板14所構成之積層體。在該積層體之剝離板片14亦可剝離作為製程材料，亦可在直到貼附於半導體晶圓之期間，保護接著劑層13。
第2實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2，係能夠與先前的三次元積體積層電路製造用板片2同樣地製造。例如，能夠藉由各自製造接著劑層13與剝離板片14的 積層體、及黏著劑層12與基材11的積層體，以接著劑層13與黏著劑層12接觸之方式將該等積層體貼合，以得到製造用板片2。
接著劑層13與剝離板片14之積層體，係能夠藉由調製用以形成接著劑層13之前述的塗佈液，使用前述的塗佈方法塗佈在剝離板片14的剝離面上而形成塗膜，使該塗膜乾燥而得到。
作為上述溶劑，可舉出甲苯、乙酸乙酯、甲基乙基酮的有機溶劑等。藉由調配該等有機溶劑而成為適當的固體成分濃度之溶液，能夠抑制接著劑層13的厚度(T2)的偏差，而且針對厚度(T2)，容易形成具有前述的標準偏差之接著劑層13。從使塗佈液均勻地塗佈之觀點而言，特別是塗佈液的固體成分濃度，係以5質量%以上為佳，特別是以10質量%以上為佳。又，從同樣的觀點而言，該固體成分濃度係以55質量%以下為佳，以50質量%以下為佳。藉由該固體成分濃度為5質量%以上，在形成塗膜時能夠抑制收縮等的發生，同時容易使溶劑充分地乾燥，且更容易抑制接著劑層13的厚度和物性偏差。又，藉由該固體成分濃度為55質量%以下，能夠抑制塗佈液中的填料產生凝聚，而容易將塗佈液送液，且能夠抑制在對塗佈方向為垂直的方向連續地產生塗佈不均(橫向波狀不均)，且能夠抑制接著劑層13的厚度偏差的發生。上述塗佈液之使用B型黏度計所測定之在25℃的黏度，係以20mPa．s以上為佳，特別是以25mPa．s以上為佳。又，該黏度係以500mPa．s以下為佳，特別是以100mPa．s以下為佳。
黏著劑層12與基材11的積層體，係能夠藉由調製含有構成黏著劑層12的材料、及依照需要而進一步含有溶劑或分散介質之塗佈液，依照前述的塗佈方法塗佈在基材11的一面而形成塗膜，使該塗膜乾燥而得到。又，作為黏著劑層12與基材11的積層體之另外的製造方法，係將黏著劑層12形成在製程用剝離板片的剝離面上，隨後將該黏著劑層12轉印至基材11的一面，將製程用剝離板片從黏著劑層12剝離，以得到黏著劑層12與基材11之積層體。
[三次元積體積層電路之製造方法]
使用本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2，能夠製造三次元積體積層電路。以下，說明其製造方法的例子。
首先，將本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2貼附在具有貫穿電極之半導體晶圓的一面。具體而言，係將三次元積體積層電路製造用板片1、2之接著劑層13側的面貼附在半導體晶圓的一面。在此，因為構成接著劑層13之材料在硬化前之90℃熔融黏度為1.0×100~5.0×105Pa．s，所以本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1、2能夠良好地追隨半導體晶圓的貫穿電極引起的凹凸，而能夠抑制在接著劑層13與半導體晶圓的界面產生空隙。
又，具有貫穿電極之半導體晶圓，係有強度較弱的情況。因此，亦可藉由透過暫時固定材而固定在支撐玻璃等的支撐物，以補強半導體晶圓。此時，係將該積層體之半導體晶圓側的面與三次元積體積層電路製造用板片1、2貼合之後，將支撐物與暫時固定材同時剝離。
使用本實施形態之三次元積體積層電路製造用板片1時，係進一步層積切割板片。此時，可先對半導體晶圓貼附切割板片，然後將製造用板片1貼附在該半導體晶圓之與切割板片為相反側的面。又，亦可先對半導體晶圓貼附製造用板片1，然後將切割板片貼附在該半導體晶圓之與製造用板片1為相反側的面。或者，亦可在將切割板片貼附在對半導體晶圓貼附製造用板片1而得到之積層體的製造用板片1之側的面。另一方面，使用第2實施形態之三次元積體積層電路製造用板片2時，不必進一步層積切割板片，而能夠在該製造用板片2上，進行以下的切割步驟。
接著，將半導體晶圓切斷成為個別的晶片(切割步驟)。此時，係在將半導體晶圓切斷之同時，亦將接著劑層13切斷。晶圓的切斷方法係沒有特別限定，能夠使用先前習知的各種切割方法來進行。例如，可舉出使用切割刀片而將半導體晶圓切斷之方法。又，亦可採用雷射切割等的其它切割方法。
切割步驟之後，拾取半導體晶片。此時，該半導體晶片係在貼附有經個片化的接著劑層13之狀態下被拾取。亦即，貼附有接著劑層13之半導體晶片，係從切割板片的黏著劑層或三次元積體積層電路製造用板片2的黏著劑層12被剝離。又，黏著劑層12由能量線硬化性黏著劑所構成時，係以在拾取前對黏著劑層12照射能量線為佳。藉此，因為該黏著劑的黏著力低落，所以半導體晶片的拾取變得容易。又，亦可視需要，在拾取之前，藉由擴展切割板片或三次元積體積層電路製造用板片2，以擴大半導體晶片彼此的間隔。
接著，將附接著劑層之半導體晶片載置在電路基板上。附接著劑層之半導體晶片，係以半導體晶片側的電極與電路基板上的電極為相向的方式對準，而被載置電路基板上。
接著，將附接著劑層之半導體晶片與電路基板進行加熱．加壓後，進行冷卻。藉此，透過接著劑層13而將半導體晶片與電路基板接著，半導體晶片的電極與在電路基板之晶片搭載部的電極，係透過在半導體晶片所形成的焊料凸塊而被電性接合。焊接的條件，亦取決於所使用的金屬組成物，例如Sn-Ag時，係以在200~300℃加熱1~30秒鐘為佳。
進行焊接後，係使介於半導體晶片與電路基板之間的接著劑層13硬化。硬化係能夠藉由，例如，在100~200℃加熱1~120分鐘來進行。又，此種硬化步驟亦可在加壓條件下進行。又，在上述的焊接步驟，接著劑層13的硬化結束之情況，此種硬化步驟亦可省略。
接著，在如上述地被接著在電路基板上之半導體晶片上，層積新的附接著劑層之半導體晶片。此時，係以新的附接著劑層之半導體晶片之接著劑層13側的面、與被層積在電路基板上之半導體晶片之與電路基板為反對側的面接觸，而且以將2個半導體晶片的貫穿電極彼此電性連接之方式層積。隨後，在新被層積之半導體晶片的貫穿電極、與被層積在電路基板上之半導體晶片的貫穿電極之間進行焊接，進而使介於該等半導體晶片之間的接著劑層13硬化。此時的焊接及接著劑層13的硬化，係能夠使用上述的方法及條件而進行。藉此，能夠得到在電路基板上層積有2個半導體晶片而成之積層體。
重複如以上之在被層積在電路基板上的半導體晶片上，層積附接著劑層之半導體晶片、進行焊接及接著劑層13硬化之步驟，能夠得到藉由接著劑層13的硬化物將複數個半導體晶片接著而成之積層電路。在此種積層電路，因為接著劑層13的硬化物之平均線膨脹係數為45ppm以下，所以能夠抑制在半導體晶片與接著劑層13的硬化物之間產生應力。因此，例如即便提供溫度循環試驗等的長期可靠性試驗之後，在接續部的接續電阻亦不容易產生變化，而成為具有較高的可靠性者。
又，在以上所說明的積層電路之製造方法，係每層積1個半導體晶片，就進行焊接及接著劑層13的硬化，但是為了製程的效率化，亦可層積複數個半導體晶片之後，最後總括地進行該等半導體晶片之間的焊接、及介於該等半導體晶片之間的接著劑層13的硬化。
以上所說明的實施形態，係為了容易理解本發明而記載，而不是用以限定本發明而記載。因而，上述實施形態所揭示的各要素，係包含屬於本發明的技術範圍之全部設計變更和均等物之宗旨。
[實施例]
以下，揭示實施例及試驗例等而更詳細地說明本發明，但是本發明係完全不被下述試驗例等限定。
[實施例1~5、比較例1]
將含有表1顯示的構成成分之組成物，使用甲基乙基酮以固體成分濃度成為40質量%的方式稀釋，而得到塗佈液。使用 B型黏度計而測定該塗佈液在25℃之黏度時為50mPa．s。將該塗佈液塗佈在經聚矽氧處理之剝離膜(LINTEC公司製、SP-PET381031)上，藉由將所得到的塗膜在烘箱且於100℃乾燥1分鐘，而得到由厚度45μm的接著劑層與剝離膜所構成之第1積層體。
將使丙烯酸2-乙基己酯80質量份、丙烯酸甲酯10質量份及丙烯酸2-羥基乙酯10質量份共聚合而成之丙烯酸共聚物(重量平均分子量：70萬)100質量份(固體成分換算值；以下相同)、與異氰酸酯系交聯劑(Polyurethane工業公司製、CORONATE L)10質量份混合，以調製黏著劑組成物。
將如上述而得到的黏著劑組成物，塗佈在作為基材之乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)膜(厚度：100μm)的一面而形成塗膜。隨後，使塗膜在100℃乾燥1分鐘。藉此，得到由厚度10μm的黏著劑層與基材所構成之第2積層體。
接著，藉由將第1積層體之接著劑層側的面、與第2積層體之黏著劑層側的面貼合，而得到三次元積體積層電路製造用板片。
[實施例6]
使用含有表1顯示的構成成分之組成物而製造第1積層體，使用聚對苯二甲酸乙二酯(厚度：100μm)作為基材，除此之外，係與實施例1同樣地製造三次元積體積層電路製造用板片。
[實施例7]
將含有表1顯示的構成成分之組成物，使用甲基乙基酮以 固體成分濃度成為40質量%之方式稀釋，以得到塗佈液。使用B型黏度計測定該塗佈液在25℃的黏度時為150mPa．s。使用該塗佈液而形成接著劑層，且將基材的厚度如表2之記載而變更，除此之外，係與實施例1同樣地進行而得到三次元積體積層電路製造用板片。
[比較例2]
將含有表1顯示的構成成分之組成物，使用甲基乙基酮以固體成分濃度成為55%質量之方式稀釋，以得到塗佈液。使用B型黏度計測定該塗佈液在25℃的黏度時為150mPa．s。使用該塗佈液而形成接著劑層，除此之外，係與實施例1同樣地進行而得到三次元積體積層電路製造用板片。
[比較例3]
將含有表1顯示的構成成分之組成物，使用甲基乙基酮以固體成分濃度成為55%質量之方式稀釋，以得到塗佈液。使用B型黏度計測定該塗佈液在25℃的黏度時為150mPa．s。使用該塗佈液而形成接著劑層，且將基材的厚度如表2之記載而變更，除此之外，係與實施例1同樣地進行而得到三次元積體積層電路製造用板片。
在此，表1顯示之構成成分的詳細係如以下。
高分子量成分
．聚乙烯縮醛樹脂：玻璃轉移溫度86℃、重量平均分子量13萬
．聚乙烯縮丁醛樹脂：玻璃轉移溫度71℃、重量平均分子量11萬
．聚酯樹脂：玻璃轉移溫度83℃、重量平均分子量4萬
．雙酚A(BisA)型苯氧基樹脂：玻璃轉移溫度84℃、重量平均分子量6萬
．雙酚A(BPA)/雙酚F(BPF)共聚合型苯氧基樹脂：東都化成公司製、製品名「ZX-1356-2」、玻璃轉移溫度71℃、重量平均分子量6萬
．聚丙烯酸酯：玻璃轉移溫度-28℃、重量平均分子量80萬
熱硬化性成分
．雙酚A(BisA)型環氧樹脂：環氧基當量180-190g/eq
．環氧樹脂1：參(羥苯基)甲烷型固體環氧樹脂、JAPAN EPOXY RESINS公司製、製品名「E1032H60」、5重量%減少溫度350℃、固體、熔點60℃
．環氧樹脂2：Bis-F型液狀環氧樹脂、JAPAN EPOXY RESINS公司製、製品名「YL-983U」、環氧基當量184
．環氧樹脂3：長鏈Bis-F改性型環氧樹脂、JAPAN EPOXY RESINS公司製、製品名「YL-7175」
．三苯基甲烷型環氧樹脂：三苯基甲烷型環氧樹脂、日本化藥公司製、製品名「EPPN-502H」、環氧當量168
硬化觸媒
．2PHZ-PW：2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑、四國化成工業公司製、製品名「2PHZ-PW」、熔點230℃
．2MZA-PW：2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、四國化成工業公司製、製品名「2MZA-PW」、熔點250℃ 助焊劑成分
．2-甲基戊二酸：和光純藥工業公司製、熔點80~82℃
．己二酸：和光純藥工業公司製、熔點152℃
．松香衍生物：荒川化學工業製，軟化點124~134℃
無機填料
．表面修飾氧化矽填料：ADMATECHS公司製、製品名「ADMANANO」、平均粒徑100nm、最大粒徑450nm
在此，上述高分子量成分的玻璃轉移溫度(Tg)係使用Perkinelmer公司製DSC(PYRIS Diamond DSC)，以升降溫速度10℃/分鐘實施從-70℃起至150℃之溫度曲線圖的測定，確認變曲點以求取玻璃轉移溫度。又，上述構成成分的重量平均分子量(Mw)，係使用凝膠滲透層析儀裝置(TOSOH公司製、HLC-8020)，在下述條件下所測定(GPC測定)的標準聚苯乙烯換算之重量平均分子量。
<GPC測定條件>
．管柱：將「TSK guard column HXL-L」、「TSK gel G2500HXL」、「TSK gel G2000HXL」、「TSK gel G1000HXL」(任一者均為TOSOH公司製)依序連結而成者
．管柱溫度：40℃
．展開溶劑：四氫呋喃
．流速：1.0mL/min
．檢測器：差示折射計
．標準試料：聚苯乙烯
[試驗例1]90℃熔融黏度的測定
藉由使用在實施例及比較例所製造的第1積層體，而將複數層接著劑層層積，以製造厚度15mm的測定用試樣。針對所得到的測定用試樣，使用流量測試器(島津製作所公司製、CFT-100D)，在荷重50kgf、溫度範圍50~120℃、升溫速度10℃/min的條件下測定熔融黏度。將在90℃之熔融黏度之值顯示在表2。
[試驗例2]平均線膨脹係數的測定
將實施例及比較例所製造的第1積層體切斷成為15×4.5mm，而作為測定用試樣。藉由將所得到的試樣在160℃處理1小時，以使接著劑層硬化。針對所得到的硬化物，使用熱機械分析裝置(Bruker AXS公司製、TMA4030SA)，在荷重2g、溫度範圍0~300℃、升溫速度5℃/min的條件下測定線膨脹係數。從所得到的結果，算出0~130℃的平均線膨脹係數。將結果顯示在表2。
[試驗例3]硬化物的玻璃轉移溫度之測定
將在實施例及比較例製造的第1積層體切斷成為5×20mm，而作為測定用試樣。藉由將所得到的試樣在160℃處理1小時，以使接著劑層硬化。針對所得到的硬化物，使用動態黏彈性測定機器(TA Instruments公司製、DMA Q800)，測定在頻率11Hz、振幅10μm，以升溫速度3℃/分鐘使其從0℃升溫至300℃為止時之藉由拉伸模式所得的黏彈性，將從該測定所得到的tanδ(損失彈性模數/儲存彈性模數)之最大點的溫度設為玻璃轉移溫度(Tg)。將測定結果顯示在表2。
[試驗例4]5%質量減少溫度的測定
將實施例及比較例所製造的第1積層體切斷成為15×4.5mm，而作為測定用試樣。藉由將所得到的試樣在160℃處理1小時，以使接著劑層硬化。針對所得到的硬化物，依據JIS K7120：1987，使用差示熱．熱重量同時測定裝置(島津製作所公司製、DTG-60)，將氮氣作為流入氣體，以氣體流入速度100ml/min、升溫速度20℃/min，使其從40℃起升溫至550℃為止，而進行熱重量測定。基於所得到的熱重量曲線，而求取相對於在溫度100℃的質量，質量減少5%之溫度(減少5%質量之溫度)。將結果顯示在表2。
[試驗例5]接著劑層的厚度及該厚度的標準偏差之測定
針對實施例及比較例所製造的第1積層體，將接著劑層的厚度(T2)，以50mm間隔、合計測定100點。基於該測定結果而算出厚度(T2)的平均值(μm)及厚度(T2)之標準偏差(μm)。將結果顯示在表2。
[試驗例6]接著劑層硬化後之在23℃之儲存彈性模數的測定
從試驗例3之硬化後的接著劑層的黏彈性之測定結果，讀取接著劑層硬化後之在23℃之儲存彈性模數(MPa)。將結果顯示在表2。
[試驗例7]黏著劑層在23℃之儲存彈性模數的測定
藉由將實施例及比較例所調製的黏著劑組成物，塗佈在經聚矽氧處理之剝離板片膜(LINTEC公司製、SP-PET381031) 上，將所得的塗膜乾燥，而形成黏著劑層。隨後，藉由將所形成的黏著劑層層積複數層，以得到厚度800μm的黏著劑層之積層體。將該黏著劑層之積層體沖切成為直徑10mm的圓形，而將其作為測定用試料。
使用動態黏彈性測定裝置(TA Instruments公司製、ARES)，在頻率1Hz、測定溫度範圍-50~150℃、升溫速度3℃/min的條件下測定儲存彈性模數(Pa)。將結果顯示在表2。
[試驗例8]基材在23℃之拉伸彈性模數的測定
將實施例及比較例所使用的基材切斷成為15mm×140mm的試片，依據JISK7127：1999，而測定在23℃之拉伸彈性模數。具體而言，係將上述試片，使用拉伸試驗機(島津製作所公司製、AUTOGRAPH AG-IS 500N)，將夾頭間距離設定為100mm之後，以200mm/min的速度進行拉伸試驗，以測定拉伸彈性模數(MPa)。將結果顯示在表2。
[試驗例9]藉由差示掃描熱量分析法之發熱起始溫度及發熱尖峰溫度的測定
使用實施例及比較例所製造的第1積層體，而將接著劑層層積複數層，以製造厚度15mm的測定用試樣。將所得到的測定用試樣使用差示掃描熱量計(TA Instruments公司製、Q2000)，以升溫速度10℃/分鐘從常溫起加熱至300℃為止。從藉此而得到的DSC曲線求取發熱開始之溫度(發熱起始溫度)(TS)、及發熱尖峰溫度(TP)。將結果顯示在表2。
[試驗例10]溫度循環試驗
準備在一面形成有凸塊且在另一面形成有襯墊之評價用 晶圓，使用全自動多晶圓貼片機(LINTEC公司製、RAD-2700F/12)，而將實施例及比較例所製造的三次元積體積層電路製造用板片貼附在該評價用晶圓之形成有凸塊之側的面，而且固定在環狀框。
接著，使用全自動切割鋸(DISCO公司製、DFD651)同時切割接著劑層及評價用晶圓，而個片化成為具有俯視為7.3mm×7.3mm的大小之晶片。
接著，使用覆晶接合機(TORAY Engineering公司製、FC3000W)，同時拾取經個片化之接著劑層及晶片之後，覆晶接合在基板。隨後，將第2層之附接著劑層的晶片覆晶接合在暫時放置於基板上之第1層晶片上。重複該步驟而製造在基板上層積合計5層的晶片而成之半導體裝置。
將所得到的半導體裝置，於將-55℃、10分鐘及125℃、10分鐘設為1循環之環境下，進行施行1000循環之溫度循環試驗。針對該試驗前後的半導體裝置，使用數位萬用電表(digital multimeter)測定半導體晶片之間的接續電阻值，來測定在試驗後的半導體裝置之接續電阻值對在試驗前的半導體裝置之接續電阻值之變化率。而且，依照以下的評價基準而評價接續可靠性。將結果顯示在表2。
○：接續電阻值的變化率為20%以下。
×：接續電阻值的變化率為大於20%。
[試驗例11]埋入性的評價
使用試驗例10所記載之方法製造複數個半導體裝置。使用數位顯微鏡觀察從該等半導體裝置隨意地選擇之5個半導體 裝置的4側面，確認在凸塊有無產生龜裂、及凸塊埋入至接著劑層之狀態，同時測定在各自的面之層積方向的厚度。基於該等結果，依照以下的評價基準而評價在實施例及比較例所得到的三次元積體積層電路製造用板片之凸塊的埋入性。將結果顯示在表2。
○：在5個半導體裝置全部，在凸塊不產生龜裂、凸塊係良好地被埋入至接著劑層，且層積方向的厚度係在4側面間為相同。
×：在5個半導體裝置之中，在凸塊有產生龜裂、或凸塊埋入至接著劑層為不充分、或層積方向的厚度係在4側面間為不相同者。
Figure 106105693-A0202-12-0043-1
Figure 106105693-A0202-12-0044-2
從表2能夠得知，實施例所得到的三次元積體積層電路製造用板片，係溫度循環試驗結果為良好、且具有較高的接續可靠性者。又，實施例所得到的三次元積體積層電路製造用板片，凸塊的埋入性亦優異。
[產業上之可利用性]
本發明之三次元積體積層電路製造用板片，係將半導體晶片之間連接時具有較高的接續可靠性，所以能夠適合利用於將各種半導體晶片接合。
1‧‧‧三次元積體積層電路製造用板片
13‧‧‧接著劑層
14‧‧‧剝離板片

Claims (15)

  1. 一種三次元積體積層電路製造用板片，其係介於具有貫穿電極的複數個半導體晶片之間，為了將前述複數個半導體晶片相互接著而成為三次元積體積層電路所使用之三次元積體積層電路製造用板片，其特徵在於：前述三次元積體積層電路製造用板片係至少具備硬化性的接著劑層，而且構成接著劑層之材料係在硬化前之90℃的熔融黏度為1.0×100~5.0×105Pa．s，硬化物在0~130℃之平均線膨脹係數為45ppm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中構成前述接著劑層之材料的硬化物係玻璃轉移溫度為150℃以上、350℃以下。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中構成前述接著劑層之材料的硬化物藉由熱重量測定得到之5%質量減少溫度為350℃以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中前述接著劑層的厚度(T2)之標準偏差為2.0μm以下。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中前述接著劑層硬化後之在23℃之儲存彈性模數為1.0×102MPa以上、1.0×105MPa以下。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中前述接著劑層藉由差示掃描熱量分析法，以升 溫速度10℃/分鐘所測定之發熱起始溫度(TS)為70℃~150℃的範圍內，發熱尖峰溫度(TP)為TS+5~60℃。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中構成前述接著劑層之材料含有熱硬化性成分、高分子量成分、硬化劑及硬化觸媒。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中構成前述接著劑層之材料含有助焊劑成分。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中構成前述接著劑層之材料含有無機填料。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中進一步具備：黏著劑層，其係層積在前述接著劑層的一面側；及基材，其係層積在前述黏著劑層之與前述接著劑層為相反的面側。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中前述接著劑層的厚度(T2)對前述基材的厚度(T1)之比(T2/T1)為0.01以上、1.5以下。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中前述黏著劑在23℃之儲存彈性模數為1×103Pa以上、1×109Pa以下。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中前述基材在23℃之拉伸彈性模數為100MPa以上、5000MPa以下。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之三次元積體積層電路製造用板片，其中由前述黏著劑層及前述基材所構成之積層體為 切割板片。
  15. 一種三次元積體積層電路之製造方法，其特徵在於包含下列步驟：將如申請專利範圍第1項所述之三次元積體積層電路製造用板片之前述接著劑層的一面或如申請專利範圍第10項所述之三次元積體積層電路製造用板片之前述接著劑層之與前述黏著劑層為相反的面、與具備貫穿電極之半導體晶圓的至少一面貼合之步驟；將前述半導體晶圓與前述三次元積體積層電路製造用板片的前述接著劑層同時切割，而使附接著劑層之半導體晶片成為個片化之步驟；將經個片化之複數個前述附接著劑層之半導體晶片，以將前述貫穿電極彼此電性連接且將前述接著劑層與前述半導體晶片交替地配置之方式複數層層積，而得到半導體晶片積層體之步驟；及使在前述半導體晶片積層體之前述接著劑層硬化而將構成前述半導體晶片積層體之前述半導體晶片彼此接著之步驟。
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