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CN121203601A - 暂时接着层、多层结构、暂时接着用组成物及装置的封装方法 - Google Patents

暂时接着层、多层结构、暂时接着用组成物及装置的封装方法

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Publication number
CN121203601A
CN121203601A CN202411284497.4A CN202411284497A CN121203601A CN 121203601 A CN121203601 A CN 121203601A CN 202411284497 A CN202411284497 A CN 202411284497A CN 121203601 A CN121203601 A CN 121203601A
Authority
CN
China
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temporary bonding
layer
temporary
bonding layer
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202411284497.4A
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English (en)
Inventor
魏铭学
张修明
王景平
林博文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taihong Applied Materials Co ltd
Original Assignee
Taihong Applied Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taihong Applied Materials Co ltd filed Critical Taihong Applied Materials Co ltd
Publication of CN121203601A publication Critical patent/CN121203601A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明是关于一种暂时接着层、一种多层结构、一种暂时接着用组成物以及一种装置的封装方法。暂时接着层于加热后具有特定的储存模量。多层结构中的暂时接着层具有特定的复变黏度,因此,对装置晶圆的填缝能力良好,故可以与装置晶圆良好地键合。暂时接着用组成物包含有特定比例的组成物。所得的暂时接着用组成物具有特定的复变黏度。暂时接着层和暂时接着用组成物具有一定的黏着性,且同时具有遮蔽雷射和雷射解黏的功用。装置的封装方法包含利用多层结构而形成的装置。装置的封装方法不需另外形成传统的金属牺牲层以及雷射解黏层,因此本案的方法可以减少工艺时间并降低工艺成本。

Description

暂时接着层、多层结构、暂时接着用组成物及装置的封装方法
技术领域
本发明是关于一种暂时接着用组成物、一种暂时接着层、一种多层结构以及一种装置的封装方法。
背景技术
传统半导体晶圆的制造方法中,通常先在载体晶圆(carrier wafer)上分别形成雷射解黏层、暂时接着层以及金属牺牲层,然后再将装置晶圆(device wafer)设置于金属牺牲层(例如,钛/铜层)上以进行键合(bonding)。金属牺牲层可阻挡多余的雷射穿透至上方的装置晶圆,其用于保护装置晶圆以避免受损。雷射解黏层用于使载体晶圆与装置晶圆分离。传统的雷射解黏层、暂时接着层以及金属牺牲层分别具有不同的组成物,且须分别以不同的工艺而形成,因此,半导体晶圆的工艺时间长且工艺成本高。
发明内容
本发明的暂时接着层于加热后具有特定的储存模量,因此,在雷射解黏之后,可以使键合的装置晶圆顺利剥离。
本发明的多层结构包含前述的暂时接着层。暂时接着层具有特定的复变黏度,因此,对装置晶圆的填缝能力良好,故可以与装置晶圆良好地键合。多层结构的结构简单,可方便应用于不同领域的封装方法。
本发明的暂时接着用组成物同时具有遮蔽雷射、雷射解黏(de-bonding)以及提供黏着性的功效。暂时接着用组成物包含有特定比例的组成物。暂时接着用组成物中的黑色染料影响暂时接着用组成物的光线穿透率,可阻挡多余的雷射穿透至上方的装置晶圆,从而达到遮蔽和保护上方的装置晶圆。暂时接着用组成物中的主树脂在高温下的流动性良好,所以对装置晶圆的填缝能力佳。此外,暂时接着用组成物中的主树脂具有雷射解黏的功能。暂时接着用组成物中的主树脂和其他树脂为暂时接着用组成物提供适当的黏度,从而达到黏着载体晶圆和装置晶圆的功能。
本发明的装置的封装方法包含利用上述多层结构而形成的装置。由于本发明的单层的暂时接着层同时具有遮蔽雷射、雷射解黏以及提供黏着性的功效,因此,不须经过繁复的工艺即可得到包含有上述暂时接着层的装置,故可以减少工艺时间并降低工艺成本。
在本发明至少一实施例提供一种暂时接着层。暂时接着层的厚度为2μm至2000μm,暂时接着层于300nm至1064nm的光线穿透率为0.1%至1%,且暂时接着层以50℃至300℃加热至少10分钟后,暂时接着层的储存模量至少为0.1MPa,其中暂时接着层对基板的附着性大于180N/cm2
在本发明至少一实施例提供一种多层结构。多层结构包含第一离型层、第二离型层以及上述的暂时接着层。暂时接着层设置于第一离型层与第二离型层之间。暂时接着层具有相对设置的第一表面和第二表面,第一表面接触第一离型层,第二表面接触第二离型层。暂时接着层的复变黏度不大于940Pa·s。
在本发明至少一实施例中,暂时接着层的吸收波长为308nm至1064nm的光。
本发明至少一实施例提供一种暂时接着用组成物,其用于形成前述的暂时接着层。以暂时接着用组成物的总重量为100重量百分比(wt.%)计,包含30重量百分比至50重量百分比的主树脂、17重量百分比至40重量百分比的聚烃基树脂、0.1重量百分比至20重量百分比的黑色染料、0.5重量百分比至4重量百分比的咪唑型硬化剂、0.5重量百分比至5重量百分比的酸酐型硬化剂以及3重量百分比至5重量百分比的环氧树脂。主树脂系选自于由醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂及聚酯树脂所组成的群组。暂时接着用组成物的复变黏度不大于940Pa·s。
在本发明至少一实施例中,聚酯树脂的羟基值至少为20mg KOH/g。
在本发明至少一实施例中,聚酯树脂的分子量至少为5000g/mole。
在本发明至少一实施例中,黑色染料的粒径为10nm至50nm。
在本发明至少一实施例中,黑色染料的吸收波长为300nm至1064nm。
在本发明至少一实施例所提供的一种装置的封装方法包含以下步骤。提供第一组件。提供第二组件。提供上述的多层结构,其中多层结构包含第一离型层、第二离型层及暂时接着层。撕除多层结构的第一离型层,以暴露出暂时接着层的第一表面。在撕除第一离型层之后,执行第一压合工艺,使得暂时接着层的第一表面贴合于第一组件上。在执行第一压合工艺之后,撕除多层结构的第二离型层,以暴露出暂时接着层的第二表面。在撕除第二离型层之后,执行第二压合工艺,使得暂时接着层的第二表面贴合于第二组件上,以获得装置。
在本发明至少一实施例中,第一压合工艺的压合压力为0.5kg/cm2至100kg/cm2,第一压合工艺的压合温度为100℃至350℃,且第一压合工艺的压合时间为10秒至200分钟。
在本发明至少一实施例中,第二压合工艺的压合压力为0.5kg/cm2至100kg/cm2,第二压合工艺的压合温度为100℃至250℃,且第二压合工艺的压合时间为10秒至200分钟。
附图说明
当结合附图阅读时,根据以下详细描述可以最好地理解本发明的各个态样。应了解的是,根据行业中的标准实践,各种特征未按比例绘制。实际上,为了清楚起见,可以任意增加或减小各种特征的尺寸。
图1为根据本发明的一些实施方式所绘示的多层结构的示意图。
图2为根据本发明的一些实施方式所绘示的装置的封装方法的流程图。
图3A至图3C为根据本发明的一些实施方式所绘示封装第一组件与第二组件于各步骤中的示意图。
附图标记:
100:多层结构
110:第一离型层
120:第二离型层
130:暂时接着层
200:方法
210,220,230,240,250,260,270,280:步骤
310:第一组件
320:第二组件
s1:第一表面
s2:第二表面
具体实施方式
以下提供许多不同实施方式或实施例,用于实现本发明的不同特征。以下叙述部件与布置的特定实施方式,以简化本发明内容。这些当然仅为实施例,并且不是意欲作为限制。举例而言,在随后的叙述中,第一特征在第二特征上方或在第二特征上的形成,可包括第一特征及第二特征形成为直接接触的实施方式,亦可包括有另一特征可形成在第一特征及第二特征之间,以使得第一特征及第二特征可不直接接触的实施方式。
除此之外,空间相对用语如「下面」、「下方」、「低于」、「上面」、「上方」及其他类似的用语,在此是为了方便描述图中的一个组件或特征和另一个组件或特征的关系。空间相对用语除了涵盖图中所描绘的方位外,该用语更涵盖装置在使用或操作时的其他方位。该装置可以其他方位定向(旋转90度或在其他方位),并且本文使用的空间相对描述同样可以相应地解释。
将理解的是,尽管这里可以使用「第一」、「第二」等术语来描述各种组件,但是这些组件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件与另一个组件区分开来。例如,在不脱离实施方式的范畴的情况下,第一组件可以被称为第二组件,并且类似地,第二组件可以被称为第一组件。
虽然下文中利用一系列的操作或步骤来说明在此揭示的方法,但是这些操作或步骤所示的顺序不应被解释为本揭示内容的限制。例如,某些操作或步骤可以按不同顺序进行及/或与其它步骤同时进行。此外,并非必须执行所有绘示的操作、步骤及/或特征才能实现本发明内容的实施方式。此外,在此所述的每一个操作或步骤可以包含数个子步骤或动作。
本案的暂时接着层同时具有遮蔽雷射、雷射解黏以及提供黏着性的功效。本文所指的「遮蔽雷射」是指雷射光照射暂时接着层时,暂时接着层可以阻挡一部分的雷射光,使得远离雷射光照射面的装置晶圆得以保护并免于受损。本文所指的「雷射解黏(de-bonding)」是指暂时接着层照射雷射光之后,暂时接着层因化学反应而失去黏性,使得下层的载体晶圆与装置晶圆得以分离。
本案的暂时接着层可应用于制作或封装半导体装置或是显示器装置。换言之,在不须传统的金属牺牲层以及雷射解黏层的情况下,本案单层的暂时接着层同时具有遮蔽雷射、雷射解黏以及提供黏着性的功效。详细来说,相较于传统制作半导体装置或是显示器装置的方法,本案制作半导体装置或是显示器装置的方法不须另外形成传统的金属牺牲层以及雷射解黏层,因此本案的方法可以减少工艺时间并降低工艺成本。
图1为根据本发明内容的一些实施方式所绘示的多层结构100的示意图。多层结构100包含第一离型层110、第二离型层120以及暂时接着层130。暂时接着层130设置于第一离型层110与第二离型层120之间。暂时接着层130具有相对设置的第一表面s1和第二表面s2。暂时接着层130的第一表面s1接触第一离型层110,且暂时接着层130的第二表面s2接触第二离型层120。暂时接着层130夹置于第一离型层110与第二离型层120之间。
在一些实施例中,暂时接着层130的厚度为2μm至2000μm,例如5、10、100、150、200、250、300、500、1000、1500或1800μm。当暂时接着层130的厚度小于2μm或大于2000μm时,暂时接着层130无法同时具有遮蔽雷射、雷射解黏以及提供黏着性的功效。
在一些实施例中,暂时接着层130于300nm至1064nm的光线穿透率为0.1%至1%,例如0.3%、0.5%或0.8%。当暂时接着层130的光线穿透率大于1%时,无法保护装置晶圆免于受损。当暂时接着层130的光线穿透率小于0.1%时,代表黑色染料的添加量太多,所以暂时接着层130的粗糙度高、黏着性差、且于高温软化时的填缝能力差。黑色染料的作用将于下方详细描述。需说明的是,本文所指的「填缝能力」是指填满装置晶圆上的高低段差结构(例如,切割道)的能力,其中填缝能力良好代表暂时接着用组成物(将于下方详细描述)可以填满装置晶圆上的高低段差结构。
在一些实施例中,暂时接着层130以50℃至300℃加热10分钟以上之后,暂时接着层130的储存模量(storage modulus)至少为0.1MPa,例如1、5、10或12MPa。暂时接着层130如果于受热(例如,压合)后没有具有一定的刚性,在雷射照射过程中,暂时接着层130会产生流动(即,回流),进而回黏装置晶圆,而无法使键合的装置晶圆剥离。因此,当暂时接着层130的储存模量小于0.1MPa时,会使得暂时接着层130经雷射照射后无法顺利与装置晶圆剥离,而有残胶黏在装置晶圆上。在一些实施例中,暂时接着层130对基板的附着性大于180N/cm2。当暂时接着层130对基板的附着性小于180N/cm2时,无法充分黏着装置晶圆与载体晶圆。换言之,暂时接着层130对基板的附着性大于180N/cm2时,有利于后续工艺。在一些具体例中,暂时接着层130对铜(Cu)基板的附着性大于180N/cm2,例如约300N/cm2。在一些具体例中,暂时接着层130对玻璃基板的附着性大于180N/cm2,例如约193N/cm2。在一些具体例中,暂时接着层130对聚酰亚胺(polyimide;PI)基板的附着性大于180N/cm2,例如约358N/cm2。在一些实施例中,暂时接着层130对硅基板的附着性大于180N/cm2,例如约268N/cm2
在一些实施例中,暂时接着层130的复变黏度(complex viscosity)不大于940Pa·s,例如20、30、100、200、300、400、500、600、700、800或900Pa·s。在一具体例中,当复变黏度小于500Pa·s时,可以填满装置晶圆中2微米的线宽。当复变黏度大于940Pa·s时,对装置晶圆的填缝能力差,因此无法填满装置晶圆的高低段差结构,从而无法与装置晶圆良好地键合。
在一些实施例中,暂时接着层130的玻璃转化温度(Tg)为80℃至200℃。当玻璃转化温度小于80℃时,暂时接着层130的黏度过高,不利于例如对位等工艺制造。当玻璃转化温度大于200℃时,暂时接着层130的于高温软化时的流动性不佳,使得填缝能力变差,从而无法起到黏着装置晶圆与载体晶圆的作用。
在一些实施例中,暂时接着层130的损失1重量百分比的热裂解温度(Td1)大于330℃,例如333℃。当Td1小于330℃时,会因耐热性不足而于工艺期间(例如回炉焊锡、化学气相沉积)发生裂解,导致爆板。
在一些实施例中,暂时接着层130的吸收波长为308nm至1064nm的光,例如355nm、532nm。当暂时接着层130的吸收波长介于上述范围时,暂时接着层130可以同时具有遮蔽雷射、雷射解黏以及提供黏着性的功效。本发明提供一种暂时接着用组成物,其中暂时接着用组成物用于形成前述的暂时接着层130。以暂时接着用组成物的总重量为100重量百分比计,包含30重量百分比至50重量百分比的主树脂、17重量百分比至40重量百分比的聚烃基树脂、0.1重量百分比至20重量百分比的黑色染料、0.5重量百分比至4重量百分比的咪唑型硬化剂、0.5重量百分比至5重量百分比的酸酐型硬化剂以及3重量百分比至5重量百分比的环氧树脂。
在一些实施例中,主树脂系选自于由醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂及聚酯树脂所组成的群组。在一些实施例中,丙烯酸树脂可例如为季戊四醇三丙烯酸酯(公司名称:长兴材料,牌号:ETER MER 235)。在一些实施例中,聚酯树脂可例如为包含有苯环的聚酯树脂(公司名称:安锋,牌号:HE558/40(于表一至表三中简称「HE-558」),分子量18000)、聚酯树脂(公司名称:安锋,牌号:HE554/40(于表一中简称「HE-554」))、聚酯多元醇树脂(公司名称:三洋化成,牌号:SANNIXKC-229(于表一中简称「KC-229」),分子量5000)。在一些实施例中,聚酯树脂的羟基值至少为20mgKOH/g,例如25、30、35或40mgKOH/g。在一些实施例中,主树脂包含具有苯环结构的化合物。主树脂中的苯环在紫外光范围内(例如,220nm至400nm)具有吸收峰值。苯环在吸收能量时会产生自由基,使得官能基断键,从而达到雷射解黏的功能。另一方面,在雷射高温下,主树脂的连续相会被弱化而局部裂解,从而达到雷射解黏的功能。换句话说,暂时接着用组成物中的主树脂具有雷射解黏的功能。
在一些实施例中,主树脂为热塑性树脂。本案的主树脂的高温流动性良好,所以对装置晶圆的填缝能力良好,故暂时接着用组成物可以与装置晶圆良好地键合。在一些实施例中,暂时接着用组成物的复变黏度不大于940Pa·s,例如20、30、100、200、300、400、500、600、700、800或900Pa·s。需说明的是,本文所指的「高温流动性」是指暂时接着用组成物于高温时具有一定的复变黏度,而具有一定程度的流动性。
在一些实施例中,聚酯树脂的分子量至少为5000g/mole,例如约15000g/mole或约20000g/mole。当聚酯树脂的分子量小于5000g/mole时,因高温下暂时接着用组成物的复变黏度与分子量大小呈反向关系,会不利于窄细线宽晶圆结构的填缝,同时暂时接着用组成物的黏着性不佳,使得暂时接着用组成物无法适当地黏接载体晶圆和装置晶圆。此外,当聚酯树脂的分子量小于5000g/mole时,因其具有较高的玻璃转移温度(Tg),在工艺期间会需要更高温的压合条件,容易因热膨胀系数不匹配而导致晶圆翘曲。
在一些实施例中,暂时接着用组成物包含35、40或45重量百分比的主树脂。当主树脂含量小于30重量百分比时,会使暂时接着用组成物的刚性过高,其与装置晶圆或载体晶圆之间的附着力不足,于工艺期间彼此容易分离,且高温流动性较差,不利填充于装置晶圆的高低段差结构。当主树脂含量大于50重量百分比时,暂时接着用组成物会于装置晶圆周围产生胶体沾黏,而使装置晶圆与载体晶圆无法分离。
暂时接着用组成物中的聚烃基树脂为暂时接着用组成物提供材料交联反应后的刚性,以提升所制得的暂时接着层于工艺期间经压合后的尺寸安定性。另外,于一些实施例中,因聚烃基树脂具有可与主树脂的羟基(-OH基)反应而形成聚氨酯键结的官能基(例如异氰酸酯官能基),可与碱性洗液产生反应,于雷射解黏工艺后,易于清洗。在一些实施例中,聚烃基树脂可例如为脂肪族异氰酸酯(公司名称:安锋,牌号:REXIN1973/900)。在一些实施例中,碱性洗液对本发明的暂时接着层的剥蚀速度为2.5μm/min至5.1μm/min。在一些实施例中,暂时接着用组成物包含20、25、30或35重量百分比的聚烃基树脂。当聚烃基树脂含量小于17重量百分比时,会大幅降低碱性洗液对暂时接着层的剥蚀速度。当聚烃基树脂含量大于40重量百分比时,暂时接着用组成物于高温时的复变黏度过高,从而影响对装置晶圆的填缝能力以及暂时接着层对基板(例如铜基板)的附着性。
暂时接着用组成物中的黑色染料为暂时接着层提供遮蔽雷射的功能,使得暂时接着层的光线穿透率为0.1%至1%。详细来说,暂时接着层用于键合载体晶圆与装置晶圆。换句话说,暂时接着层设置于载体晶圆与装置晶圆之间。包含有载体晶圆、暂时接着层以及装置晶圆的结构用于进行装置晶圆的工艺。然后,在完成装置晶圆的工艺之后,需从载体晶圆侧进行照射雷射光(即,雷射解黏),以得到分离的装置晶圆,此时包含有黑色染料的暂时接着层可以保护装置晶圆,使得装置晶圆免于受到雷射照射而损坏。需说明的是,黑色染料的添加会增加暂时接着用组成物的粗糙度,使得暂时接着用组成物与底材(例如,载体晶圆)接触面积变小,进而影响暂时接着层的黏着性。也就是说,黑色染料的遮蔽能力与粗糙度呈反比关系。详细来说,当添加越多的黑色染料,对装置晶圆的遮蔽能力越好,但暂时接着用组成物的粗糙度越高,所以暂时接着用组成物对装置晶圆的黏着性越差。相反地,当添加越少的黑色染料,对装置晶圆的遮蔽能力越差,但暂时接着用组成物的粗糙度越低,所以暂时接着用组成物对装置晶圆的黏着性越好。此外,黑色染料的添加也会影响暂时接着用组成物于高温软化时的填缝能力。详细来说,随着黑色染料添加量的提高,暂时接着用组成物于高温软化时的填缝能力会变差。因此,需添加适量的黑色染料,使得暂时接着用组成物具有适当的黏着性和填缝能力。
在一些实施例中,暂时接着用组成物包含0.2、0.5、0.8、1、3.5、3.9、4、6、8、10、12、14、16或18重量百分比的黑色染料。当黑色染料含量小于0.1重量百分比时,暂时接着用组成物所制得的暂时接着层的遮蔽能力不足以保护装置晶圆免于受损。当黑色染料含量大于20重量百分比时,虽然可以保护装置晶圆免于受损,但是暂时接着用组成物的粗糙度提升,会降低暂时接着层对基板的附着性,从而无法充分黏着装置晶圆与载体晶圆;同时亦会影响暂时接着层的总厚度变化(Total Thickness Variation;TTV),即平整性,不利操作(例如,增加晶粒对位异常的风险)。
在一些实施例中,黑色染料可例如为碳黑。在一些实施例中,黑色染料的粒径为10nm至50nm,例如20、30或40nm。当黑色染料的粒径小于10nm时,因其具有较大的表面积,分散于暂时接着用组成物中时会有团聚的问题产生。黑色染料的粒径大于50nm时,因粒径增加而受重力的影响增大会有沉降的问题产生。
在一些实施例中,黑色染料的吸收波长为300nm至1064nm。当黑色染料的吸收波长介于上述范围时,暂时接着用组成物可以同时具有遮蔽雷射、雷射解黏以及提供黏着性的功效。
咪唑型硬化剂的添加可以与暂时接着用组成物中的环氧树脂进行交联反应以调整未完全交联(B-Stage)状态下表面的黏着性(g/cm2)。在一些实施例中,暂时接着用组成物包含0.8、1、2或3重量百分比的咪唑型硬化剂。当咪唑型硬化剂含量小于0.5重量百分比时,未熟化前的暂时接着用组合物有较高的黏着性,于工艺期间若装置晶圆与载体晶圆于对位时不慎接触容易发生沾黏,增加操作困难。当咪唑型硬化剂含量大于4重量百分比时,过量的咪唑型硬化剂会使暂时接着层的热裂解温度小于330℃,而未参与反应的咪唑型硬化剂于高温工艺中会气化而导致爆板。酸酐型硬化剂的添加可以增加暂时接着用组成物的交联程度以提高耐热性。在一些实施例中,暂时接着用组成物包含0.8、1、2、3或4的酸酐型硬化剂。当酸酐型硬化剂含量小于0.5重量百分比时,暂时接着用组成物的交联程度不足,于工艺期间容易发生爆板。当酸酐型硬化剂含量大于5重量百分比时,过量的酸酐型硬化剂未参与反应,导致暂时接着层的热裂解温度小于330℃。
环氧树脂的添加可以调节暂时接着用组成物未完全熟化的表面黏着性,并可降低暂时接着用组成物于熟化后的流动性。在一些实施例中,暂时接着用组成物包含3.5、4或4.5重量百分比的环氧树脂。当环氧树脂含量小于3重量百分比时,会使暂时接着用组成物未熟化前的黏着性过高,于工艺期间若装置晶圆与载体晶圆于对位时不慎接触容易造成沾黏,增加操作困难性。此外,若环氧树脂添加量不足时,于工艺期间所产生的热会使经熟化后的暂时接着层产生流动性,不易分离载体晶圆与装置晶圆。当环氧树脂含量大于5重量百分比时,暂时接着层的热裂解温度会小于330℃,在工艺期间会因耐热性不足而发生爆板。请参考图1,在一些实施例中,暂时接着层130的第一表面s1直接接触第一离型层110,且暂时接着层130的第二表面s2直接接触第二离型层120。换言之,暂时接着层130与第一离型层110之间没有其他层结构,且暂时接着层130与第二离型层120之间没有其他层结构。
图2为根据本发明的一些实施方式所绘示的装置的封装方法200的流程图。图3A至图3C为根据本发明内容的一些实施方式所绘示封装第一组件与第二组件于各步骤中的示意图。
装置的封装方法200包含以下步骤。请参考图2的步骤210和图3A,提供第一组件310。第一组件310可例如是载体晶圆。举例而言,载体晶圆可为玻璃基板、硅基板、有机基板或无机基板,但不限于此。
请参考图2的步骤220和图3C,提供第二组件320。第二组件320可例如是装置晶圆。举例而言,装置晶圆可为具有固态膜封材料的集成电路基板或具有数组铜柱结构的集成电路基板,但不限于此。固态膜封材料可例如为环氧树脂模制化合物(epoxy moldingcompound;EMC)。请参考图2的步骤230和图1,提供多层结构100。
请参考图2的步骤240和图1,撕除多层结构100的第一离型层110,以暴露出暂时接着层130的第一表面s1。
请参考图2的步骤250和图1,在撕除第一离型层110之后,执行第一压合工艺,使得暂时接着层130的第一表面s1贴合于第一组件310(请参考图3A)上。
在一些实施例中,第一压合工艺的压合压力为0.5kg/cm2至100kg/cm2,例如1、10、20、50或80kg/cm2。在一些实施例中,第一压合工艺的压合温度为100℃至350℃,例如150℃、200℃、250℃或300℃。在一些实施例中,第一压合工艺的压合时间为10秒至200分钟,例如30秒、1分钟、10分钟、50分钟、100分钟或150分钟。当压合压力、压合温度以及压合时间介于上述范围时,可使暂时接着层130黏着于第一组件310上,而不会有平整性不足,或因贴合不均使暂时接着层130与第一组件310之间存在空隙,导致于高温工艺中因气体膨胀而使两者发生分离的情形。
请参考图2的步骤260中、图1和图3B,在执行第一压合工艺之后,撕除多层结构100的第二离型层120,以暴露出暂时接着层130的第二表面s2。
请参考图2的步骤270、280、图1和图3C,在撕除第二离型层120之后,执行第二压合工艺,使得暂时接着层130的第二表面s2贴合于第二组件320上,以获得装置。可以理解的是,装置为暂时接着层130夹置于第一组件310和第二组件320之间的三明治结构,其中暂时接着层130为单层的暂时接着层,如图3C所示。本文的「装置」可例如为半导体装置或是显示器装置。
在一些实施例中,第二压合工艺的压合压力为0.5kg/cm2至100kg/cm2,例如1、10、20、50或80kg/cm2。在一些实施例中,第二压合工艺的压合温度为100℃至250℃,例如150℃或200℃。在一些实施例中,第二压合工艺的压合时间为10秒至200分钟,例如30秒、1分钟、10分钟、50分钟、100分钟或150分钟。当压合压力、压合温度以及压合时间介于上述范围时,可使暂时接着层130黏着于第二组件320上,而不会有平整性不足,或因贴合不均使暂时接着层130与第二组件320之间存在空隙,导致于高温工艺中因气体膨胀而使两者发生分离的情形。
在一些实施方式中,在形成如图3C的装置之后,可选择性地对第二组件320进行晶圆制作。在完成晶圆制作之后,可选择性地对图3C的装置进行雷射解黏步骤,使得第二组件320从装置中分离。本文所指的「雷射解黏」是指对装置的第一组件310侧照射雷射,使得暂时接着层130断键,从而分离第二组件320。
利用上述如图1和图2的实施方式,可将本案的暂时接着层130利用贴合的方式设置于第一组件310上。然而,在其他实施方式中,可利用旋转涂布的方式将本案的暂时接着用组成物涂布于第一组件310上。
请参下方表一至表三,其利用实验例1至18和比较例1至12以说明本发明的应用,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。
实验例1
在实验例1中,暂时接着用组成物包含30重量百分比的主树脂、25重量百分比的聚烃基树脂、10重量百分比的黑色染料、4重量百分比的环氧树脂、1重量百分比的咪唑型硬化剂以及1重量百分比的酸酐型硬化剂,其中主树脂为HE-558,且黑色染料为碳黑。所得的暂时接着用组成物的评价结果如下方表一所示。
实验例2至实验例18及比较例1至比较例12
实验例2至18及比较例1至12的暂时接着用组成物以及评价结果请参下方表一、表二和表三,其中表三列出黑色染料的粒径。须说明的是,实验例2至18及比较例1至12的组成物中的黑色染料皆为碳黑。
评价方式
1.雷射后是否能解黏
本发明的此处所称的雷射后是否能解黏系采波长为355nm的二极管泵浦固态雷射(Diode-Pumped Solid-State Laser,DPSS Laser),固定雷射源与基板间的距离为1500mm,于光斑大小为65μm、间距为48μm以及功率为2.0W条件下进行试验,以量测实验例1至15及比较例1至10的暂时接着用组成物于雷射后是否能解黏,测量结果如下方表一和表二所示。
2.雷射后装置晶圆是否损伤
本发明的此处所称的雷射后装置晶圆是否损伤系以上述方式进行雷射解黏之后,以光学显微镜观察装置晶圆表面是否受损。实验例1至18及比较例1至12的测量结果如下方表一至表三所示。
3.对Cu基板附着性的试验
本发明的此处所称的对Cu基板附着性系依循MIL-STD-883(Method 2027),使用铆钉检测暂时接着用组成物对铜基板表面的附着力,裁切4cm x 4cm的蒸镀铜基板,使用真空快压机将暂时接着用组成物所制得的膜层贴合于铜基板上以制备样品。随后使用夹具将铆钉固定于样品表面,并放置于160℃的烘箱中加热1小时使铆钉面上的环氧胶软化,接着取下夹具,并以4.0N/sec的拉力检测铆钉使暂时接着用组成物与铜基板表面分离所需的条件,借以量测实验例1至18及比较例1至12的暂时接着用组成物于对Cu基板附着性,单位为N/cm2,测量结果如下方表一至表三所示。
4.碱性洗液的剥蚀速率的试验
本发明的此处所称的碱性洗液的剥蚀速率系利用真空快压机将暂时接着层贴合于玻璃基板上,并放置于无氧烘箱中完全熟化,随后以含有浓度为2.38%TMAH的碱性洗液在温度为60℃的条件下量测实验例1至15及比较例1至10的暂时接着用组成物于碱性洗液的剥蚀速率,单位为μm/min,测量结果如下方表一和表二所示。
5.复变黏度的试验
本发明的此处所称的复变黏度系使用HR-2回旋式流变仪(厂牌:TA)以ASTM D4440方法进行试验,以量测实验例1至15及比较例1至10的暂时接着用组成物的复变黏度,单位为Pa.s,测量结果如下方表一和表二所示。
6.未完全熟化前的表面黏着性的试验
本发明的此处所称的未完全熟化前的表面黏着性系参考ASTM D3330测试方法以角度为180°对上贴合膜(例如离型膜)与暂时接着用组成物的表面黏着力进行试验,以量测实验例1至15及比较例1至10的暂时接着用组成物未完全熟化前的表面黏着性,单位为g/cm2,测量结果如下方表一和表二所示。
7.1%热裂解温度(Td1)的试验
本发明此处所称的1%热裂解温度系通过热重分析仪(TGA,厂牌:TA,型号:Q-500)并采用ASTM E2550-21方法进行分析。将样品重量范围固定于5至10mg并于氮气(N2)气氛下以每分钟10℃的升温速率进行试验,以量测实验例1至15及比较例1至10的暂时接着用组成物的1%热裂解温度,单位为℃,测量结果如下方表一和表二所示。
表一
表二
表三
从比较例1可知,当主树脂含量小于30重量百分比时,由暂时接着用组成物形成的暂时接着层对铜基板的附着性太低,无法充分黏着装置晶圆与载体晶圆。此外,因主树脂含量不足,暂时接着用组成物的复变黏度过高,导致填缝能力不佳。从比较例2可知,当主树脂含量大于50重量百分比时,暂时接着用组成物会于装置晶圆周围产生胶体沾黏,于雷射解黏工艺后装置晶圆与载体晶圆仍无法分离。从比较例3可知,当聚烃基树脂含量小于17重量百分比时,则暂时接着剂组成物的剥蚀速率较慢,即较不易被碱性溶液所移除。从比较例4可知,当聚烃基树脂含量大于40重量百分比时,暂时接着用组成物于高温时的复变黏度过高,从而影响对装置晶圆的填缝能力以及暂时接着层对铜基板的附着性(例如,低于180N/cm2)。
从比较例5可知,当环氧树脂含量小于3重量百分比时,会使暂时接着用组成物未熟化前的黏着性过高(例如,大于2.3g/cm2),于工艺期间若装置晶圆与载体晶圆于对位时不慎接触容易造成沾黏,增加操作困难性。此外,若环氧树脂添加量不足时,于工艺期间所产生的热会使经熟化后的暂时接着用组成物产生流动性,于雷射解黏工艺后载体晶圆与装置晶圆仍会回黏而无法分离。从比较例6可知,当环氧树脂含量大于5重量百分比时,过量的环氧树脂小分子与硬化剂无法完全反应,导致热裂解温度会小于330℃,于工艺期间容易有爆板情形发生。
从比较例7和9可知,当咪唑型硬化剂含量小于0.5重量百分比或酸酐型硬化剂含量小于0.5重量百分比时,未熟化前的暂时接着用组合物有较高的表面黏着性(例如,大于2.3g/cm2),于工艺期间若装置晶圆与载体晶圆于对位时不慎接触容易发生沾黏,增加操作困难。此外,因咪唑型硬化剂或酸酐型硬化剂的含量过低时,暂时接着用组成物的交联程度不足,导致热裂解温度会小于330℃,于工艺期间容易有爆板情形发生。
从比较例8和10可知,当咪唑型硬化剂含量大于4重量百分比或酸酐型硬化剂含量大于5重量百分比时,过量的咪唑型硬化剂或酸酐型硬化剂会使暂时接着层的热裂解温度小于330℃。此外,暂时接着用组成物中未参与反应的咪唑型硬化剂或酸酐型硬化剂于高温工艺中会气化而导致爆板。
从比较例11可知,当黑色染料含量小于0.1重量百分比时,暂时接着用组成物的遮蔽能力不足,因此于雷射解黏后,装置晶圆会受损。从比较例12可知,当黑色染料含量大于20重量百分比时,虽然可以保护装置晶圆免于受损,但是暂时接着用组成物的粗糙度提升,其会降低暂时接着层对基板的附着性。
综上所述,本发明内容提供的暂时接着层同时具有遮蔽雷射、雷射解黏以及提供黏着性的功效。因此,相较于传统制作半导体装置或是显示器装置的方法,本案制作半导体装置或是显示器装置的方法不需另外形成传统的金属牺牲层以及雷射解黏层,因此本案的方法可以减少工艺时间并降低工艺成本。
上文概述多个实施方式的特征,使得熟习此项技术者可更好地理解本发明内容的态样。熟习此项技术者应了解,可轻易使用本发明内容作为设计或修改其他工艺及结构的基础,以便执行本文所介绍的实施方式的相同目的及/或实现相同优点。熟习此项技术者亦应认识到,此类等效构造并未脱离本发明内容的精神及范畴,且可在不脱离本发明内容的精神及范畴的情况下产生本文的各种变化、取代及更改。

Claims (11)

1.一种暂时接着层,其特征在于,该暂时接着层的厚度为2μm至2000μm,该暂时接着层于300nm至1064nm的光线穿透率为0.1%至1%,且该暂时接着层以50℃至300℃加热至少10分钟后,该暂时接着层的储存模量至少为0.1MPa,其中该暂时接着层对一基板的附着性大于180N/cm2
2.一种多层结构,其特征在于,包含:
第一离型层;
第二离型层;及
如权利要求1所述的暂时接着层,设置于该第一离型层与该第二离型层之间,其中该暂时接着层具有相对设置的第一表面和第二表面,该第一表面接触该第一离型层,该第二表面接触该第二离型层,且该暂时接着层的复变黏度不大于940Pa·s。
3.如权利要求2所述的多层结构,其特征在于,该暂时接着层的吸收波长为308nm至1064nm的光。
4.一种暂时接着用组成物,用于形成如权利要求1所述的暂时接着层,其特征在于,以该暂时接着用组成物的总重量为100重量百分比计,包含:
主树脂,占30重量百分比至50重量百分比,其中该主树脂系选自于由醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂及聚酯树脂所组成的群组;
聚烃基树脂,占17重量百分比至40重量百分比;
黑色染料,占0.1重量百分比至20重量百分比;
咪唑型硬化剂,占0.5重量百分比至4重量百分比;
酸酐型硬化剂,占0.5重量百分比至5重量百分比;及
环氧树脂,占3重量百分比至5重量百分比,其中该暂时接着用组成物的复变黏度不大于940Pa·s。
5.如权利要求4所述的暂时接着用组成物,其特征在于,该聚酯树脂的羟基值至少为20mg KOH/g。
6.如权利要求4所述的暂时接着用组成物,其特征在于,该聚酯树脂的分子量至少为5000g/mole。
7.如权利要求4所述的暂时接着用组成物,其特征在于,该黑色染料的粒径为10nm至50nm。
8.如权利要求4所述的暂时接着用组成物,其特征在于,该黑色染料的吸收波长为300nm至1064nm。
9.一种装置的封装方法,其特征在于,包含:
提供第一组件;
提供第二组件;
提供如权利要求2所述的多层结构;
撕除该多层结构的该第一离型层,以暴露出该暂时接着层的该第一表面;
在撕除该第一离型层之后,执行第一压合工艺,使得该暂时接着层的该第一表面贴合于该第一组件上;
在执行该第一压合工艺之后,撕除该多层结构的该第二离型层,以暴露出该暂时接着层的该第二表面;及
在撕除该第二离型层之后,执行第二压合工艺,使得该暂时接着层的该第二表面贴合于该第二组件上,以获得该装置。
10.如权利要求9所述的装置的封装方法,其特征在于,该第一压合工艺的压合压力为0.5kg/cm2至100kg/cm2,该第一压合工艺的压合温度为100℃至350℃,且该第一压合工艺的压合时间为10秒至200分钟。
11.如权利要求9所述的装置的封装方法,其特征在于,该第二压合工艺的压合压力为0.5kg/cm2至100kg/cm2,该第二压合工艺的压合温度为100℃至250℃,且该第二压合工艺的压合时间为10秒至200分钟。
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