JP2011086779A - Resin composition, semiconductor wafer bonded body, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂組成物、半導体ウエハー接合体および半導体装置に関する。 The present invention relates to a resin composition, a semiconductor wafer bonded body, and a semiconductor device.
CMOSセンサーやCCDセンサー等に代表される半導体装置であって、受光部を備えた半導体基板と、半導体基板上に設けられたスペーサと、該スペーサを介して半導体基板に接合された透明基板とを有する半導体装置が知られている。 A semiconductor device represented by a CMOS sensor, a CCD sensor, or the like, comprising: a semiconductor substrate having a light receiving portion; a spacer provided on the semiconductor substrate; and a transparent substrate bonded to the semiconductor substrate through the spacer. A semiconductor device having the same is known.
このような半導体装置の製造方法として、半導体装置の生産性の向上を図るために、感光性フィルムを用いた方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 As a method for manufacturing such a semiconductor device, a method using a photosensitive film has been proposed in order to improve the productivity of the semiconductor device (see, for example, Patent Document 1).
この感光性フィルムを用いて、半導体装置は、例えば、下記のようにして複数のものが一括して製造される。 Using this photosensitive film, a plurality of semiconductor devices are manufactured in a lump as follows, for example.
まず、複数の受光部を備えた半導体ウエハー上に、この半導体ウエハーを覆うように感光性フィルム(スペーサ形成層)を貼り付ける。 First, a photosensitive film (spacer forming layer) is pasted on a semiconductor wafer provided with a plurality of light receiving portions so as to cover the semiconductor wafer.
次に、感光性フィルムに対して、光を選択的に照射(露光)した後、現像することにより、半導体ウエハー上の各受光部を囲む領域に、感光性フィルムを選択的に残存させてスペーサを格子状に形成する。 Next, the photosensitive film is selectively irradiated with light (exposure) and then developed to selectively leave the photosensitive film in the region surrounding each light-receiving portion on the semiconductor wafer, thereby providing a spacer. Are formed in a lattice shape.
次に、スペーサが形成された半導体ウエハーと透明基板とを、スペーサが介在するようにして対向配置させた後、これらを圧着することにより、半導体ウエハーと透明基板とがスペーサを介して接合された半導体ウエハー接合体を得る。 Next, the semiconductor wafer on which the spacer is formed and the transparent substrate are arranged to face each other with the spacer interposed therebetween, and then the semiconductor wafer and the transparent substrate are bonded via the spacer by press-bonding them. A semiconductor wafer bonded body is obtained.
次に、この半導体ウエハー接合体を、半導体ウエハーが備える受光部単位に応じて分割することにより、複数の前記半導体装置が一括して製造される。 Next, the semiconductor wafer assembly is divided according to the light receiving unit provided in the semiconductor wafer, whereby a plurality of the semiconductor devices are manufactured in a lump.
以上のようにして、半導体装置は、半導体ウエハーと透明基板とがスペーサを介して接合された半導体ウエハー接合体を分割することにより製造されるが、近年、半導体装置の小型化、薄型化に伴い、半導体ウエハーの厚さを100〜600μm程度、さらに半導体装置をより小型化、薄型化する場合には、50μm程度にまで薄くすることが求められている。 As described above, a semiconductor device is manufactured by dividing a semiconductor wafer bonded body in which a semiconductor wafer and a transparent substrate are bonded via a spacer. However, in recent years, with the downsizing and thinning of semiconductor devices. When the thickness of the semiconductor wafer is about 100 to 600 μm and the semiconductor device is further reduced in size and thickness, it is required to be reduced to about 50 μm.
また、このような半導体ウエハーは、かかる薄さに設定するために、半導体ウエハーのスペーサと反対側の面を研削および/または研磨するバックグラインド工程が施されることから、この工程の後に、半導体ウエハーに反りが生じたり、この反りが大きくなる可能性が高い。 Further, in order to set such a semiconductor wafer to such a thin thickness, a back grinding process for grinding and / or polishing the surface of the semiconductor wafer opposite to the spacer is performed. There is a high possibility that the wafer is warped or the warpage is increased.
このように反りが生じた半導体ウエハー接合体は、バックグラインド工程の後、裏面加工(例えば、TSV加工)、ダイシング加工等が施される。 The warped semiconductor wafer assembly is subjected to back surface processing (for example, TSV processing), dicing processing and the like after the back grinding process.
裏面加工工程には、例えば、感光性のレジストをラミネート、露光、現像する工程がある。 The back surface processing step includes, for example, a step of laminating, exposing and developing a photosensitive resist.
そのため、半導体ウエハー接合体をラミネーター、露光機、現像機およびダイシングソー等の装置にセットする際には、マガジンケースに半導体ウエハー接合体を入れ、そのマガジンケースを装置にセットする必要があるが、この際、バックグラインド工程を施すことにより、半導体ウエハー接合体の反りが大きくなっていると、このマガジンケースに半導体ウエハー接合体が入らないため、装置にセットできず、工程を通せないといった不具合が発生する。 Therefore, when setting a semiconductor wafer bonded body to a device such as a laminator, an exposure machine, a developing machine and a dicing saw, it is necessary to put the semiconductor wafer bonded body in a magazine case and set the magazine case to the apparatus. At this time, if the warpage of the semiconductor wafer assembly is large due to the back grinding process, the semiconductor wafer assembly does not enter the magazine case, so it cannot be set in the apparatus and the process cannot be passed. appear.
さらに、マガジンケースに半導体ウエハー接合体がおさまったとしても、各装置では、半導体ウエハー接合体を、吸引する等して、搬送したり、ステージ上で固定したりしているため、バックグラインド後に、半導体ウエハー接合体の反りが大きくなると、吸引による搬送および固定ができないため、裏面加工やダイシング加工を実施できないといった不具合も発生する。 Furthermore, even if the semiconductor wafer assembly is contained in the magazine case, the semiconductor wafer assembly is transported or fixed on the stage by suction or the like in each apparatus. If the warpage of the bonded semiconductor wafer becomes large, it cannot be transported and fixed by suction, which causes a problem that backside processing and dicing cannot be performed.
本発明の目的は、半導体ウエハーと透明基板とがスペーサを介して接合された半導体ウエハー接合体を形成したとき、この半導体ウエハー接合体に生じる反りの大きさが低減され、かつ、半導体ウエハーの厚さを薄くしたとしてもその反りの大きさの増大率が低減された前記スペーサを得ることができる樹脂組成物、および、反りの大きさが低減された半導体ウエハー接合体および半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to form a semiconductor wafer bonded body in which a semiconductor wafer and a transparent substrate are bonded via a spacer, the amount of warpage generated in the semiconductor wafer bonded body is reduced, and the thickness of the semiconductor wafer is reduced. To provide a resin composition capable of obtaining the spacer having a reduced warp increase rate even when the thickness is reduced, and a semiconductor wafer bonded body and a semiconductor device in which the warp size is reduced. It is in.
このような目的は、下記(1)〜(11)に記載の本発明により達成される。
(1) 半導体ウエハーと透明基板との間に、平面視で格子状をなすスペーサを設けるのに用いられ、アルカリ可溶性樹脂と、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含む構成材料で構成される樹脂組成物であって、
ほぼ円形状をなす直径8インチで厚さ725μmの前記半導体ウエハーと、ほぼ円形状をなす直径8インチで厚さ350μmの前記透明基板とを前記スペーサを介して接合する際、前記スペーサを平面視で、そのほぼ全面に形成し、その後、前記半導体ウエハーの前記スペーサと反対側の面をほぼ均一に研削および/または研磨する加工を施して、前記半導体ウエハーを1/5の厚さにしたとき、
前記透明基板側を下側にして平面上に載置した際に、前記平面と前記透明基板の表面に形成される空隙の最大高さである反りは、前記半導体ウエハー接合体の加工前ではその大きさが500μm以下で、かつ、その加工後の反りの増大率が600%以下であることを特徴とする樹脂組成物。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (11).
(1) Used to provide a lattice-like spacer in a plan view between a semiconductor wafer and a transparent substrate, and is composed of a constituent material containing an alkali-soluble resin, a thermosetting resin, and a photopolymerization initiator. A resin composition comprising:
When the semiconductor wafer having a diameter of 8 inches and a thickness of 725 μm is joined to the transparent substrate having a diameter of 8 inches and a thickness of 350 μm via the spacer, the spacer is viewed in plan view. Then, the semiconductor wafer is formed on almost the entire surface, and then the surface of the semiconductor wafer opposite to the spacer is ground and / or polished so that the thickness of the semiconductor wafer becomes 1/5. ,
When the substrate is placed on a plane with the transparent substrate side facing down, the warp that is the maximum height of the gap formed on the surface of the plane and the transparent substrate is that before the semiconductor wafer assembly is processed. A resin composition having a size of 500 μm or less and an increase rate of warpage after processing of 600% or less.
(2) 前記アルカリ可溶性樹脂は、カルボキシル基含有エポキシアクリレート、カルボキシル基含有アクリル樹脂、カルボキシル基含有エポキシ樹脂、(メタ)アクリル変性フェノール樹脂、ポリアミド酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上を含むものである上記(1)に記載の樹脂組成物。 (2) The alkali-soluble resin contains at least one selected from the group consisting of a carboxyl group-containing epoxy acrylate, a carboxyl group-containing acrylic resin, a carboxyl group-containing epoxy resin, a (meth) acryl-modified phenol resin, and a polyamic acid. The resin composition as described in said (1).
(3) 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である上記(1)または(2)に記載の樹脂組成物。 (3) The resin composition according to (1) or (2), wherein the thermosetting resin is an epoxy resin.
(4) 前記構成材料として、さらに、光重合性樹脂を含有する上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (4) The resin composition according to any one of (1) to (3), further containing a photopolymerizable resin as the constituent material.
(5) 前記スペーサは、その弾性率が25℃において、0.1〜15GPaである上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (5) The resin composition according to any one of (1) to (4), wherein the spacer has an elastic modulus of 0.1 to 15 GPa at 25 ° C.
(6) 前記スペーサは、0℃〜30℃の平均線膨張係数が3〜150ppm/℃である上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (6) The said spacer is a resin composition in any one of said (1) thru | or (5) whose average linear expansion coefficient of 0 to 30 degreeC is 3-150 ppm / degrees C.
(7) 前記スペーサは、その残留応力が25℃において、0.1〜150MPaである上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (7) The resin composition according to any one of (1) to (6), wherein the spacer has a residual stress of 0.1 to 150 MPa at 25 ° C.
(8) 前記スペーサは、当該樹脂組成物で構成される層を光硬化および熱硬化の双方で硬化させたものである上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (8) The said spacer is a resin composition in any one of said (1) thru | or (7) which hardened the layer comprised with the said resin composition by both photocuring and thermosetting.
(9) 前記スペーサは、その厚さが5〜500μmである上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (9) The resin composition according to any one of (1) to (8), wherein the spacer has a thickness of 5 to 500 μm.
(10) 半導体ウエハーと、上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の樹脂組成物で構成され、格子状に配置された複数の空隙部を備えるスペーサと、透明基板とがこの順に積層されたほぼ円形状をなすことを特徴とする半導体ウエハー接合体。 (10) A semiconductor wafer, a spacer including a plurality of void portions arranged in a lattice shape, and a transparent substrate are laminated in this order, which is made of the resin composition according to any one of (1) to (9) above. A bonded semiconductor wafer characterized by forming a substantially circular shape.
(11) 上記(10)に記載の半導体ウエハー接合体を個片化することにより得られることを特徴とする半導体装置。 (11) A semiconductor device obtained by separating the semiconductor wafer assembly according to (10) above.
本発明によれば、ほぼ円形状をなす直径8インチで厚さ725μmの半導体ウエハーと、ほぼ円形状をなす直径8インチで厚さ350μmの透明基板とをスペーサを介して接合する際、前記スペーサを平面視で、そのほぼ全面に形成し、その後、前記半導体ウエハーの前記スペーサと反対側の面をほぼ均一に研削および/または研磨する加工を施して、前記半導体ウエハーを1/5の厚さにしたとき、前記半導体ウエハーの加工前ではその大きさが500μm以下で、かつ、その加工後の反りの増大率が600%以下に低減されているので、半導体ウエハー接合体の裏面加工やダイジング工程の際に、装置にセットするためのマガジンケースに納まらなかったりすること防止できる。さらに、半導体ウエハー接合体の装置内での吸引不良を防止し、円滑に加工を進めることができる。 According to the present invention, when a substantially circular semiconductor wafer having a diameter of 8 inches and a thickness of 725 μm is joined to a transparent substrate having a diameter of 8 inches and a thickness of 350 μm via the spacer, the spacer Is formed on substantially the entire surface in a plan view, and then the surface of the semiconductor wafer opposite to the spacer is ground and / or polished almost uniformly to give the semiconductor wafer a thickness of 1/5. When the semiconductor wafer is processed, the size is 500 μm or less before the processing of the semiconductor wafer, and the increase rate of warpage after the processing is reduced to 600% or less. In this case, it is possible to prevent the magazine case from being set in the apparatus. Further, it is possible to prevent the suction failure in the apparatus of the semiconductor wafer bonded body and to proceed the processing smoothly.
以下、本発明の樹脂組成物、半導体ウエハー接合体および半導体装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the resin composition, semiconductor wafer bonded body, and semiconductor device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<半導体装置(イメージセンサ)>
まず、本発明の樹脂組成物および半導体ウエハー接合体を説明するのに先立って、本発明の半導体ウエハー接合体より製造された半導体装置(半導体素子)について説明する。
<Semiconductor device (image sensor)>
First, prior to describing the resin composition and semiconductor wafer bonded body of the present invention, a semiconductor device (semiconductor element) manufactured from the semiconductor wafer bonded body of the present invention will be described.
図1は、本発明の半導体ウエハー接合体より製造された半導体装置の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a semiconductor device manufactured from the bonded semiconductor wafer of the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
図1に示すように、半導体装置(受光装置)100は、ベース基板101と、ベース基板101に対向配置された透明基板102と、ベース基板101上に形成された受光部を含む個別回路103と、受光部を含む個別回路103の縁部に形成されたスペーサ104と、ベース基板101の下面に形成された半田バンプ106とを有する。
As shown in FIG. 1, a semiconductor device (light receiving device) 100 includes a
ベース基板101は、半導体基板であり、この半導体基板には図示しない回路(後述する半導体ウエハーが備える個別回路)が設けられている。
The
ベース基板101上には、受光部を含む個別回路103が設けられている。受光部を含む個別回路103は、例えば、ベース基板101側から受光素子とマイクロレンズアレイとがこの順に積層された構成となっている。
On the
透明基板102は、ベース基板101に対向配置されており、ベース基板101の平面寸法と略同じ平面寸法となっている。透明基板102は、例えば、アクリル樹脂基板、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)基板、ガラス基板等で構成される。
The
スペーサ104は、受光部を含む個別回路103が備えるマイクロレンズアレイと透明基板102とを、これらの縁部において直接接着されており、ベース基板101および透明基板102を接着するものである。そして、このスペーサ104は、受光部を含む個別回路103(マイクロレンズアレイ)を含む個別回路103と透明基板102との間に空隙部105を形成している。
The
このスペーサ104は、受光部を含む個別回路103の縁部に、この受光部を含む個別回路103の中心部を取り囲むように配置されているため、受光部を含む個別回路103のうち、スペーサ104に取り囲まれた部分が実質的な受光部として機能する。
Since the
なお、受光部を含む個別回路103が備える受光素子としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサー等が挙げられ、この受光素子において、受光部を含む個別回路103で受光した光が電気信号に変換されることとなる。
Examples of the light receiving element included in the
半田バンプ106は、導電性を有し、ベース基板101の下面及び中において、このベース基板101に設けられた配線と電気的に接続されている。これにより、受光部を含む個別回路103で光から変換された電気信号が、半田バンプ106に伝達される。
The solder bumps 106 are electrically conductive, and are electrically connected to the wiring provided on the
このような半導体装置100は、例えば、以下のようにして製造することができる。
図2および図3は、半導体装置の製造方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図2および図3中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
Such a
2 and 3 are longitudinal sectional views for explaining a method for manufacturing a semiconductor device. In the following description, the upper side in FIGS. 2 and 3 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
[1]まず、受光部を含む個別回路103が設けられ、1つの半導体装置100に対応した図示しない複数の個別回路が形成された半導体ウエハー101’を用意する。
[1] First, a
本実施形態では、図2(a)に示すように、半導体ウエハー101’に設けられた個別回路に電気的に接続して形成される受光部を含む個別回路103が一体的に形成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the
[2]次に、半導体ウエハー101’の上面側、すなわち受光部を含む個別回路103が設けられている側に、接着性を有するスペーサ形成層12を形成する。
[2] Next, the
このスペーサ形成層12の形成方法としては、特に限定されず、例えば、I:支持基材(フィルム)11上に形成されたスペーサ形成層12を半導体ウエハー101’上に転写する方法、II:スペーサ形成層12の構成材料を含有するワニス(液状材料)を塗布した後、乾燥してスペーサ形成層12を形成する方法、III:スペーサ形成層12の構成材料を含有するワニスを直接描画する方法等が挙げられるが、これらの中でも、Iの方法を用いるのが好ましい。Iの方法において、後述するスペーサ形成層12の露光を、支持基材11を介して行う構成とすれば、スペーサ形成層12に不本意に塵等が付着するのを効果的に防止することができる。
The method for forming the
以下では、Iの方法を用いてスペーサ形成層12を半導体ウエハー101’に形成する場合を一例に説明する。
Hereinafter, a case where the
[2−1]まず、図2(b)に示すように、支持基材11上にスペーサ形成層12が設けられたスペーサ形成用フィルム1を用意する。
[2-1] First, as shown in FIG. 2B, a spacer forming film 1 in which a
本発明では、スペーサ形成層12は、アルカリ可溶性樹脂と、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含有するものである。このようなスペーサ形成層12は、光が照射された部分が硬化する光硬化性、光が照射されていない部分がアルカリ液に対して溶解するアルカリ現像性、および、光が照射された部分が加熱によりさらに硬化する熱硬化性の何れの特性をも備えるものである。
In the present invention, the
かかる特性を備えるスペーサ形成層12を構成する樹脂組成物の構成材料については、後に詳述する。
The constituent material of the resin composition constituting the
支持基材(フィルム)11は、シート状の基材で、スペーサ形成層12を支持する機能を備えている。
The support base material (film) 11 is a sheet-like base material and has a function of supporting the
この支持基材11は、後述するスペーサ形成層12の露光(露光工程[4])を、支持基材11を介して行う構成とする場合、光透過性を有する材料で構成される。支持基材11をかかる構成のものとしてスペーサ形成層12の露光をすることにより、半導体装置100の製造において、スペーサ形成層12に不本意に塵等が付着するのを効果的に防止しつつ、スペーサ形成層12を確実に露光することができる。
The
このような支持基材11を構成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等が挙げられる。これらの中でも、光透過性と破断強度のバランスに優れる点で、ポリエチレンテレフタレート(PET)を用いるのが好ましい。
Examples of the material constituting the
なお、このようなスペーサ形成用フィルム1は、例えば、アルカリ可溶性樹脂、熱硬化性樹脂および光重合開始剤と、必要に応じて、光重合性樹脂や、その他の成分とを溶媒中に溶解させてスペーサ形成層形成用材料(液状材料)を調製し、その後、この液状材料を、支持基材11上に塗布し、所定の温度で、溶媒を除去して乾燥させることにより得ることができる。
Such a spacer-forming film 1 is prepared by, for example, dissolving an alkali-soluble resin, a thermosetting resin, a photopolymerization initiator, and, if necessary, a photopolymerizable resin and other components in a solvent. Then, a spacer forming layer forming material (liquid material) is prepared, and then this liquid material is applied onto the
ここで用いられる溶媒としては、特に限定されず、スペーサ形成層(樹脂組成物)12の構成材料に対して、不活性なものが好適に用いられる。 The solvent used here is not particularly limited, and an inert solvent is preferably used for the constituent material of the spacer forming layer (resin composition) 12.
具体的には、溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、DIBK(ジイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、DAA(ジアセトンアルコール)等のケトン類、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、1‐メトキシ‐2‐プロパノール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、BCSA(ブチロセルソルブアセテート)等のセロソルブ系、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(ジメチルホルムアミド)、DBE(ニ塩基酸エステル)、EEP(3−エトキシプロピオン酸エチル)、DMC(ジメチルカーボネート)等が挙げられる。 Specifically, examples of the solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, DIBK (diisobutyl ketone), cyclohexanone, and DAA (diacetone alcohol), and aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene, and toluene. , Methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, alcohols such as 1-methoxy-2-propanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, BCSA (butyrocellsolve acetate) Cellosolve, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), THF (tetrahydrofuran), DMF (dimethylformamide), DBE (dibasic acid ester), EEP (3- Tokishipuropion ethyl), DMC (dimethyl carbonate) and the like.
また、スペーサ形成層形成用材料(液状材料)中における、溶媒の含有量は、溶媒に混合した固形成分(スペーサ形成層12の構成材料)の含有量が10〜60重量%程度となる範囲に設定されているのが好ましい。 Further, the content of the solvent in the spacer forming layer forming material (liquid material) is within a range in which the content of the solid component mixed with the solvent (the constituent material of the spacer forming layer 12) is about 10 to 60% by weight. Preferably it is set.
[2−2]次に、図2(c)に示すように、半導体ウエハー101’の受光部を含む個別回路103側の面と、スペーサ形成用フィルム1のスペーサ形成層12(接着面)とを貼り合わせる(ラミネート工程)。これにより、半導体ウエハー101’の受光部を含む個別回路103側にスペーサ形成層12が、半導体ウエハー101’の反対側に支持基材11を備えた状態で、半導体ウエハー101’にスペーサ形成層12が貼り合わされる。
[2-2] Next, as shown in FIG. 2C, the surface on the
なお、半導体ウエハー101’の受光部を含む個別回路103側の面(上面)へのスペーサ形成層12の貼り合わせは、例えば、以下のようにして行うことができる。
The
まず、スペーサ形成用フィルム1と半導体ウエハー101’とを位置合わして、一端側において、スペーサ形成用フィルム1の下面と半導体ウエハー101’の上面とを接触させる。 First, the spacer forming film 1 and the semiconductor wafer 101 'are aligned, and the lower surface of the spacer forming film 1 and the upper surface of the semiconductor wafer 101' are brought into contact with each other at one end side.
次に、この状態で、スペーサ形成用フィルム1および半導体ウエハー101’を、スペーサ形成用フィルム1の下面と半導体ウエハー101’の上面とを接触させた箇所において、一対のローラ間に挟持されるように接合装置に設置する。これにより、スペーサ形成用フィルム1と半導体ウエハー101’とが加圧される。
Next, in this state, the spacer forming film 1 and the
次に、一対のローラを一端側から他端側に向かって移動させる。これにより、一対のローラ間で挟持された部分において、受光部を含む個別回路103にスペーサ形成層12が順次接合され、その結果、スペーサ形成用フィルム1と半導体ウエハー101’とが貼り合わされる。
Next, the pair of rollers is moved from one end side toward the other end side. As a result, the
スペーサ形成用フィルム1および半導体ウエハー101’を一対のローラ間で挾持する際の加圧の圧力は、特に限定されないが、0.1〜10kgf/cm2程度であるのが好ましく、0.2〜5kgf/cm2程度であるのがより好ましい。これにより、受光部を含む個別回路103に対して確実にスペーサ形成層12を貼り付けることができる。
The pressure for pressurizing the spacer-forming film 1 and the
各ローラの移動速度は、特に限定されないが、0.1〜1.0m/分程度であるのが好ましく、0.2〜0.6m/分程度であるのがより好ましい。 The moving speed of each roller is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 1.0 m / min, and more preferably about 0.2 to 0.6 m / min.
また、各ローラには、それぞれ、例えばヒータのような加熱手段が設置されており、スペーサ形成用フィルム1および半導体ウエハー101’は、一対のローラで挟持された部分において加熱される。加熱する温度は、0〜120℃程度であるのが好ましく、40〜100℃程度であるのがより好ましい。
Each roller is provided with a heating means such as a heater, for example, and the spacer forming film 1 and the
[3]次に、半導体ウエハー101’上に形成されたスペーサ形成層12を加熱する(PLB(ポストラミネートベーク)工程)。
[3] Next, the
これにより、受光部を含む個別回路103にある段差上に形成されたスペーサ形成層12を流動させ、スペーサ形成層12の表面をより平坦なものとすることができる。
Thereby, the
スペーサ形成層12を加熱する温度は、20〜120℃程度であるのが好ましく、30〜100℃程度であるのがより好ましい。
The temperature at which the
また、加熱する時間は、1〜10分程度であるのが好ましく、2〜7分程度であるのがより好ましい。 The heating time is preferably about 1 to 10 minutes, and more preferably about 2 to 7 minutes.
[4]次に、スペーサ形成層12のスペーサ104とすべき部分に、光(紫外線)を照射し、露光する(露光工程)。
[4] Next, light (ultraviolet rays) is irradiated to the portion to be the
これにより、スペーサ形成層12において、スペーサ104とすべき部分が選択的に光架橋する。
Thereby, in the
このようなスペーサ形成層12のスペーサ104とすべき部分への光の照射は、例えば、図2(d)に示すように、スペーサ104とすべき部分に対応した開口部201を備えるマスク20を介して、光を照射することにより行われる。
For example, as shown in FIG. 2D, the portion of the
なお、本実施形態では、スペーサ形成層12の露光は、支持基材11を介して行われる。スペーサ形成層12の露光をかかる構成とすれば、スペーサ形成層12に不本意に塵等が付着するのを効果的に防止しつつ、スペーサ形成層12を確実に露光することができる。さらに、スペーサ形成層12の露光の際に、支持基材11を取り外していると、スペーサ形成層12がマスク20に付着してしまい、これに起因して、スペーサ形成層12の表面が平坦でなくなったり、次に露光する半導体ウエハー101’が備えるスペーサ形成層12に、この付着したスペーサ形成層12が再付着してしまうことがあるが、スペーサ形成層12の露光を支持基材11を介して行う構成であれば、かかる問題点を効果的に防止することができるという利点も得られる。
In this embodiment, the
スペーサ形成層12に照射する光の波長は、150〜700nm程度であるのが好ましく、170〜450nm程度であるのがより好ましい。
The wavelength of light with which the
また、照射する光の積算光量は、200〜3000J/cm2程度であるのが好ましく、300〜2500J/cm2程度であるのがより好ましい。 Further, the integrated light quantity of irradiating light is preferably in the range of about 200~3000J / cm 2, more preferably about 300~2500J / cm 2.
[5]次に、露光後のスペーサ形成層12を加熱する(PEB(ポストエクスプロージャーベーク)工程)。
[5] Next, the exposed
これにより、スペーサ形成層12のスペーサ104とすべき部分をより強固に硬化させるとともに、スペーサ形成層12のスペーサ104とすべき部分をより強固に受光部を含む個別回路103に接着させることができる。さらに、スペーサ形成層12に残存する残留応力を緩和させることができる。
Thereby, the portion to be the
スペーサ形成層12を加熱する温度は、30〜120℃程度であるのが好ましく、30〜100℃程度であるのがより好ましい。
The temperature for heating the
また、加熱する時間は、1〜10分程度であるのが好ましく、2〜7分程度であるのがより好ましい。 The heating time is preferably about 1 to 10 minutes, and more preferably about 2 to 7 minutes.
[6]次に、露光後のスペーサ形成層12を、アルカリ液を用いて現像する(現像工程)。
[6] Next, the exposed
これにより、図2(e)に示すように、スペーサ形成層12の露光されていない部分が除去(エッチング)されて、この除去された部分で空隙部105が構成されたスペーサ104を得ることができる。すなわち、露光された部分で構成されたスペーサ104を得ることができる。
As a result, as shown in FIG. 2E, the unexposed portion of the
なお、本発明の樹脂組成物は、前記工程[4]における光に対する感度が高く、パターンニング性に優れている。そのため、本工程において、所望の形状のスペーサ104を容易に形成することができる。
In addition, the resin composition of this invention has the high sensitivity with respect to the light in the said process [4], and is excellent in patterning property. Therefore, the
また、本実施形態では、スペーサ形成層12上には支持基材11が設けられているので、このスペーサ形成層12の現像に先立って、支持基材11をスペーサ形成層12から取り剥がしておく。
In the present embodiment, since the
用いるアルカリ液のpHは、9.5以上であるのが好ましく、11.0〜14.0程度であるのがより好ましい。これにより、スペーサ形成層12の効率のよい除去が可能となる。
The pH of the alkaline solution used is preferably 9.5 or higher, and more preferably about 11.0 to 14.0. Thereby, the
このようなアルカリ液としては、例えば、NaOH、KOHのようなアルカリ金属水酸化物の水溶液、Mg(OH)2のようなアルカリ土類金属水酸化物の水溶液、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの水溶液、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系有機溶媒等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。 Examples of such an alkaline solution include an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as NaOH and KOH, an aqueous solution of an alkaline earth metal hydroxide such as Mg (OH) 2 , an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, Examples thereof include amide-based organic solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMA), and these can be used alone or in combination.
[7]次に、図3(a)に示すように、半導体ウエハー101’上に形成されたスペーサ104に対して、透明基板102を貼り合わせる。すなわち、半導体ウエハー101’に、スペーサ104を介して透明基板102を貼り合わせる(貼り合わせ工程)。
[7] Next, as shown in FIG. 3A, the
なお、この半導体ウエハー101’と透明基板102との貼り合わせは、例えば、前記工程[2−2]において、半導体ウエハー101’とスペーサ形成用フィルム1とを貼り合わせる際に説明したのと同様の方法を用いて行うことができる。
The bonding of the
[8]次に、半導体ウエハー101’と透明基板102とをスペーサ104を介して貼り合わせた状態で、加熱することにより、スペーサ104を熱硬化させる(熱硬化工程)。
[8] Next, the
これにより、スペーサ104と透明基板102とが物理的に接合される。その結果、
半導体ウエハー101’と透明基板102とがスペーサ104を介して接合された半導体ウエハー接合体1000、すなわち、半導体ウエハー101’と透明基板102との間に複数の空隙部105を備えた半導体ウエハー接合体1000が得られる(図4参照)。
Thereby, the
Semiconductor wafer bonded
スペーサ104を加熱する温度は、80〜180℃程度であるのが好ましく、110〜160℃程度であるのがより好ましい。これにより、形成されるスペーサ104の形状を良好なものとすることができる。
The temperature for heating the
[9]次に、図3(b)に示すように、半導体ウエハー101’の透明基板102を接合したのと反対側の下面(裏面)111を研削および研磨のうちの少なくとも一方の加工を施す(バックグラインド工程)。
[9] Next, as shown in FIG. 3B, at least one of grinding and polishing is performed on the lower surface (back surface) 111 on the opposite side of the
この下面111は、例えば、研削装置(グラインダー)が備える研削盤により研削される。
The
かかる下面111の加工により、半導体ウエハー101’の厚さは、半導体装置100が適用される電子機器によっても異なるが、通常、100〜600μm程度に設定され、より小型の電子機器に適用する場合には、50μm程度に設定される。
Due to the processing of the
このように半導体ウエハー101’の厚さを薄くすると、半導体ウエハー接合体1000に生じる反りが半導体ウエハー接合体1000の加工前よりも大きくなり、後工程である半導体ウエハー接合体1000の裏面加工工程[10]やダイシング工程[11]の際に、以下のような問題が生じる。
When the thickness of the
すなわち、半導体ウエハー接合体1000は、本工程[9]の後、裏面加工工程[10]やダイシング工程[11]が施される。
That is, the semiconductor wafer bonded
裏面加工工程[10]には、例えば、感光性のレジストをラミネート、露光、現像する工程がある。 The back surface processing step [10] includes, for example, a step of laminating, exposing and developing a photosensitive resist.
そのため、半導体ウエハー接合体1000をラミネーター、露光機、現像機およびダイシングソー等の装置にセットする際には、マガジンケースに半導体ウエハー接合体1000を入れ、そのマガジンケースを装置にセットする必要があるが、この際、工程[9]を施すことにより、半導体ウエハー接合体1000の反りが大きくなっていると、このマガジンケースに半導体ウエハー接合体1000が入らないため、装置にセットできず、工程を通せないといった不具合が発生する。
Therefore, when the semiconductor wafer bonded
さらに、マガジンケースに半導体ウエハー接合体1000がおさまったとしても、各装置では、半導体ウエハー接合体1000を、吸引する等して、搬送したり、ステージ上で固定したりしているため、バックグラインド後に、半導体ウエハー接合体1000の反りが大きくなると、吸引による搬送および固定ができないため、裏面加工工程[10]やダイシング工程[11]を実施できないといった不具合も発生する。
Further, even if the semiconductor wafer bonded
かかる問題点を解消するために本発明では、半導体ウエハー101’の下面111を加工(研削および/または研磨)する前の半導体ウエハー接合体1000における反りが小さく、かつ、かかる加工を施した際に生じる半導体ウエハー接合体1000の反りの増大率が低減するように設定されている。
In order to solve such a problem, in the present invention, warpage in the semiconductor wafer bonded
具体的には、半導体ウエハー接合体の反りの大きさを規定するための規定用の半導体ウエハー接合体2000を用意し、半導体ウエハー101’のスペーサ104と反対側の面をほぼ均一に研削および/または研磨する加工を施して、半導体ウエハー101’を1/5の厚さにしたとき、半導体ウエハー101’の加工前では、半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさが500μm以下で、かつ、その加工後の反りの増大率が600%以下に低減されている。
Specifically, a regulating semiconductor wafer joined
ここで、本発明では、半導体ウエハー接合体2000は、ほぼ円形状をなす直径8インチで厚さ750μmの半導体ウエハー101’と、ほぼ円形状をなす直径8インチで厚さ350μmの透明基板102とをスペーサ104を介して接合し、かつこのスペーサ104を平面視で、その全面に形成したものである(図5参照。)。
Here, in the present invention, the semiconductor wafer bonded
さらに、半導体ウエハー101’は、このものの下面111をほぼ均一に研削および/または研磨する加工を施すことによりその厚さが1/5に設定される。
Furthermore, the thickness of the
また、半導体ウエハー接合体2000は、半導体ウエハー101’、透明基板102およびスペーサ104の線膨張係数および弾性率等の関係から、透明基板102側を下側にして平面上に載置した際に、図5に示すように、透明基板102の外周部が下側に、その中央部が上側になるようにして、前記平面と透明基板102の表面との間に空隙112が形成される。
Further, when the semiconductor wafer bonded
本発明では、この空隙112の最大高さXのことを、半導体ウエハー接合体2000に生じる反りと言い、半導体ウエハー接合体2000の反りの増大率とは、下面111の研削前の半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさをAとし、下面111の研削後の半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさをBとしたとき、[(B−A)/A]×100%のことを言うこととする。
In the present invention, the maximum height X of the
このような半導体ウエハー接合体2000において、その加工(研削および/または研磨)前の反りの大きさを500μm以下、好ましくは400μm以下、より好ましくは50〜300μm程度となっており、かつ、半導体ウエハー101’を1/5の厚さにしたとき、半導体ウエハー接合体2000における反りの増大率が600%以下、好ましくは500%以下、より好ましくは400%以下(0%を除く)となっている。かかる関係を満足することにより、加工前の半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさが小さく、かつ、加工後の半導体ウエハー接合体2000の反りの増大率も低減されているので、後述する半導体ウエハー接合体1000の裏面加工工程[10]やダイシング工程[11]の際に、これらの工程を施す装置内に半導体ウエハー接合体1000が納まらなかったり、半導体ウエハー接合体1000が装置に引っ掛かり破損してしまうのを的確に抑制または防止することができる。
In such a semiconductor wafer bonded
すなわち、半導体ウエハー接合体の反りの大きさを規定するための規定用の半導体ウエハー接合体2000における反りをかかる範囲内に設定することにより、実製品として用いられる半導体ウエハー接合体1000の反りが裏面加工工程[10]およびダイシング工程[11]を実施するのに、実質上問題のない大きさとなるため、これら工程[10]、[11]を施す際に生じる問題を確実に抑制または防止することができる。
That is, by setting the warpage of the defining semiconductor wafer bonded
本発明では、以上のように、半導体ウエハー接合体2000において、半導体ウエハー接合体2000の加工前ではその反りの大きさが500μm以下で、かつ、その加工後の反りの増大率が600%以下となるように、平面視で格子状をなすスペーサ104を構成する樹脂組成物の構成材料として、アルカリ可溶性樹脂と、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含むものが用いられる。
In the present invention, as described above, in the semiconductor wafer bonded
なお、本発明では半導体ウエハー接合体2000において、スペーサ104は、その厚さが好ましくは20〜80μm程度、より好ましくは50μm程度に設定される。
また、透明基板102としては、半導体ウエハー101’とほぼ同様の弾性率および線膨張係数を有するものが好適に選択され、具体的には、ケイ酸ガラス(石英ガラス)、シリカ(水晶)等の酸化シリコン系材料で構成されるものが好適に用いられる。
In the present invention, in the semiconductor wafer bonded
Further, as the
スペーサ104の厚さおよびピッチがかかる範囲内に設定され、透明基板102の構成材料の種類が選択された半導体ウエハー接合体2000において、半導体ウエハー接合体2000の加工前ではその反りの大きさが500μm以下で、かつ、その加工後の反りの増大率が600%以下となるように、スペーサ104を構成する樹脂組成物の構成材料が選択される。
In the semiconductor wafer bonded
アルカリ可溶性樹脂と、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含む樹脂組成物で構成されるスペーサ形成層12は、前述したように、I:光が照射された部分が硬化する光硬化性、II:光が照射されていない部分がアルカリ現像液に対して溶解するアルカリ現像性、および、III:光が照射された部分が加熱によりさらに硬化する熱硬化性の何れの特性をも備えると伴に、IV:半導体ウエハー接合体2000の加工前の反りの大きさが500μm以下で、かつ、その加工後の反りの増大率が600%以下に確実にし得るものである。
As described above, the
ここで、この樹脂組成物の構成材料は、I〜IIIの特性を好適に発揮しつつ、IVで挙げたように、半導体ウエハー接合体2000の加工前の反りの大きさが500μm以下で、かつ、その加工後の反りの増大率が600%以下になるものが好適に選択される。
Here, the constituent material of this resin composition suitably exhibits the characteristics I to III, and as described in IV, the warpage before processing of the semiconductor wafer bonded
以下、この樹脂組成物の各構成材料について詳述する。
(アルカリ可溶性樹脂)
スペーサ形成層12を構成する樹脂組成物(本発明の樹脂組成物)は、アルカリ可溶性樹脂を含んでいる。これにより、スペーサ形成層12は、アルカリ現像性を有するものとなる。
Hereinafter, each constituent material of the resin composition will be described in detail.
(Alkali-soluble resin)
The resin composition (resin composition of the present invention) constituting the
アルカリ可溶性樹脂としては、例えばクレゾール型、フェノール型、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、カテコール型、レゾルシノール型、ピロガロール型等のフェノール性水酸基を有するフェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ヒドロキシスチレン樹脂、水酸基またはカルボキシル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを重合して得られるアクリル系樹脂、水酸基またはカルボキシル基を有するエポキシアクリレートやウレタンアクリレート等の(メタ)アクリレート樹脂、水酸基およびカルボキシル基等を含む環状オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂(具体的には、ポリベンゾオキサゾール構造およびポリイミド構造の少なくとも一方を有し、かつ主鎖または側鎖に水酸基、カルボキシル基、エーテル基またはエステル基を有する樹脂、ポリベンゾオキサゾール前駆体構造を有する樹脂、ポリイミド前駆体構造を有する樹脂、ポリアミド酸エステル構造を有する樹脂等)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the alkali-soluble resin include cresol type, phenol type, bisphenol A type, bisphenol F type, catechol type, resorcinol type, pyrogallol type phenol resin having phenolic hydroxyl group, phenol aralkyl resin, hydroxystyrene resin, hydroxyl group or carboxyl. An acrylic resin obtained by polymerizing a (meth) acrylic monomer having a group, a (meth) acrylate resin such as an epoxy acrylate or urethane acrylate having a hydroxyl group or a carboxyl group, a cyclic olefin resin containing a hydroxyl group and a carboxyl group, Polyamide resin (specifically, having at least one of a polybenzoxazole structure and a polyimide structure, and having a hydroxyl group, carboxyl group, ether group or ester in the main chain or side chain. A resin having a group, a resin having a polybenzoxazole precursor structure, a resin having a polyimide precursor structure, a resin having a polyamic acid ester structure, and the like, and a combination of one or more of these. Can be used.
前記水酸基またはカルボキシル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを重合して得られるアクリル系樹脂に使用される水酸基またはカルボキシル基を有する(メタ)アクリル系モノマーとしては、水酸基を有する2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸等が挙げられ、これらを単独でラジカル重合してもよいが、加熱硬化後のスペーサの接着性、耐熱性、耐湿性を鑑み、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル等の(メタ)アクリル酸エステルモノマー、ニトリル基を有するアクリロニトリル、スチレン、ジビニルベンゼン、ブタジエン等の二重結合を有するモノマーと共重合してもよい。 As the (meth) acrylic monomer having a hydroxyl group or a carboxyl group used in an acrylic resin obtained by polymerizing the (meth) acrylic monomer having a hydroxyl group or a carboxyl group, 2-hydroxyethyl having a hydroxyl group (meta ) Acrylate, (meth) acrylic acid having a carboxyl group, and the like, and these may be radically polymerized alone, but in view of adhesiveness, heat resistance, and moisture resistance of the spacer after heat curing, (meth) acrylic (Meth) acrylate monomers such as methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, acrylonitrile having a nitrile group, styrene, divinylbenzene, butadiene, etc. You may copolymerize with the monomer which has a heavy bond.
これらアルカリ可溶性樹脂の中でも、アルカリ現像に寄与するアルカリ可溶性基および二重結合の双方を有するものを用いるのが好ましい。 Among these alkali-soluble resins, those having both alkali-soluble groups and double bonds that contribute to alkali development are preferably used.
アルカリ可溶性基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基等が挙げられる。このアルカリ可溶性基は、アルカリ現像に寄与することができるとともに、熱硬化反応に寄与することもできる。また、アルカリ可溶性樹脂は、二重結合を有していることにより、光硬化反応に寄与することができる。 Examples of the alkali-soluble group include a hydroxyl group and a carboxyl group. The alkali-soluble group can contribute to alkali development and can also contribute to a thermosetting reaction. Moreover, alkali-soluble resin can contribute to photocuring reaction by having a double bond.
このようなアルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂としては、例えば、光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂を挙げることができ、具体的には、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基およびビニル基等の光反応基を有する熱硬化性樹脂や、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、カルボキシル基、酸無水物基等の熱反応基を有する光硬化性樹脂等が挙げられる。 Examples of such a resin having an alkali-soluble group and a double bond include a curable resin that can be cured by both light and heat, and specifically, for example, an acryloyl group, a methacryloyl group, and a vinyl. And a thermosetting resin having a photoreactive group such as a group, and a photocurable resin having a thermoreactive group such as a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, a carboxyl group, and an acid anhydride group.
なお、熱反応基を有する光硬化性樹脂は、さらに、エポキシ基、アミノ基、シアネート基等の他の熱反応基を有していてもよい。かかる構成の光硬化性樹脂としては、具体的には、(メタ)アクリル変性フェノール樹脂、(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型樹脂、(メタ)アクリロイル基含有アクリル酸重合体およびカルボキシル基含有(エポキシ)アクリレート、二重結合を有するポリベンゾオキサゾール前駆体樹脂、二重結合を有するポリイミド前駆体等が挙げられる。また、カルボキシル基含有アクリル樹脂のような熱可塑性樹脂であっても構わない。 Note that the photocurable resin having a thermally reactive group may further have another thermally reactive group such as an epoxy group, an amino group, or a cyanate group. Specific examples of the photocurable resin having such a structure include (meth) acryl-modified phenol resin, (meth) acryl-modified bisphenol A type resin, (meth) acryloyl group-containing acrylic acid polymer, and carboxyl group-containing (epoxy). Examples include acrylate, polybenzoxazole precursor resin having a double bond, and polyimide precursor having a double bond. Further, a thermoplastic resin such as a carboxyl group-containing acrylic resin may be used.
以上のようなアルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂(光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂)の中でも、(メタ)アクリル変性フェノール樹脂や(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型樹脂を用いるのが好ましい。(メタ)アクリル変性フェノール樹脂や(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型樹脂を用いれば、アルカリ可溶性基を含有することから、現像処理により未反応の樹脂を除去する際に、現像液として通常用いられる有機溶剤の代わりに、環境に対する負荷のより少ないアルカリ現像液を適用することができる。さらに、二重結合を含有することにより、この二重結合が硬化反応に寄与することとなり、その結果として、樹脂組成物の耐熱性を向上させることができる。また、(メタ)アクリル変性フェノール樹脂や(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型樹脂を用いることにより、半導体ウエハー101’の加工前(研削および/または研磨前)での半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさを確実に小さくでき、かつ、半導体ウエハー101’の加工後(研削および/または研磨後)における半導体ウエハー接合体2000の反りの増大率を確実に小さくできる点からも(メタ)アクリル変性フェノール樹脂や(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型樹脂が好ましく用いられる。
Among the resins having alkali-soluble groups and double bonds as described above (curable resins curable by both light and heat), (meth) acryl-modified phenol resins and (meth) acryl-modified bisphenol A type resins are used. Is preferred. If (meth) acryl-modified phenol resin or (meth) acryl-modified bisphenol A resin is used, it contains an alkali-soluble group. Instead of the solvent, it is possible to apply an alkaline developer with less environmental impact. Furthermore, by containing a double bond, the double bond contributes to the curing reaction, and as a result, the heat resistance of the resin composition can be improved. Further, by using the (meth) acryl-modified phenol resin or the (meth) acryl-modified bisphenol A resin, the warpage of the semiconductor wafer bonded
(メタ)アクリル変性フェノール樹脂や(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型樹脂としては、例えば、フェノール類やビスフェノール類が備える水酸基と、エポキシ基および(メタ)アクリロイル基を有する化合物のエポキシ基とを反応させて得られた、(メタ)アクリル変性フェノール樹脂や(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型樹脂が挙げられる。 Examples of (meth) acryl-modified phenol resins and (meth) acryl-modified bisphenol A resins include reacting a hydroxyl group of phenols or bisphenols with an epoxy group of a compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group. And (meth) acryl-modified phenolic resins and (meth) acryl-modified bisphenol A-type resins obtained.
具体的には、このような(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型樹脂としては、例えば、下記化1に示すようなものが挙げられる。 Specifically, examples of such a (meth) acryl-modified bisphenol A type resin include those shown in Chemical Formula 1 below.
また、その他、エポキシ樹脂の両末端に(メタ)アクリロイル基が導入された(メタ)アクリロイル変性エポキシ樹脂の分子鎖中に、この(メタ)アクリロイル変性エポキシ樹脂の分子鎖中の水酸基と、二塩基酸中の一つのカルボキシル基とがエステル結合で結合することにより、二塩基酸が導入されている化合物(なお、この化合物中のエポキシ樹脂の繰り返し単位は1以上、分子鎖中に導入されている二塩基酸の数は1以上)が挙げられる。なお、かかる化合物は、例えば、先ず、エピクロルヒドリンと多価アルコールとを重合させて得られるエポキシ樹脂の両末端のエポキシ基と、(メタ)アクリル酸とを反応させることにより、エポキシ樹脂の両末端に(メタ)アクリロイル基が導入された(メタ)アクリロイル変性エポキシ樹脂を得、次いで、得られた(メタ)アクリロイル変性エポキシ樹脂の分子鎖中の水酸基と、二塩基酸の無水物を反応させることにより、この二塩基酸の一方のカルボキシル基とエステル結合を形成させることにより得られる。 In addition, in the molecular chain of the (meth) acryloyl-modified epoxy resin in which a (meth) acryloyl group is introduced at both ends of the epoxy resin, the hydroxyl group in the molecular chain of the (meth) acryloyl-modified epoxy resin A compound in which a dibasic acid is introduced by bonding to one carboxyl group in the acid by an ester bond (in addition, one or more repeating units of the epoxy resin in this compound are introduced in the molecular chain) The number of dibasic acids is 1 or more). In addition, such a compound, for example, first, by reacting an epoxy group at both ends of an epoxy resin obtained by polymerizing epichlorohydrin and a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid, at both ends of the epoxy resin. By obtaining a (meth) acryloyl-modified epoxy resin having a (meth) acryloyl group introduced, and then reacting the hydroxyl group in the molecular chain of the obtained (meth) acryloyl-modified epoxy resin with an anhydride of a dibasic acid It is obtained by forming an ester bond with one carboxyl group of this dibasic acid.
ここで、光反応基を有する熱硬化性樹脂を用いる場合、この光反応基の変性率(置換率)は、特に限定されないが、アルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂の反応基全体の20〜80%程度であるのが好ましく、30〜70%程度であるのがより好ましい。光反応基の変性量を上記の範囲とすることで、特に解像性に優れる樹脂組成物を提供することができる。 Here, when a thermosetting resin having a photoreactive group is used, the modification rate (substitution rate) of the photoreactive group is not particularly limited, but 20% of the total reactive groups of the resin having an alkali-soluble group and a double bond. It is preferably about -80%, more preferably about 30-70%. By setting the modification amount of the photoreactive group within the above range, a resin composition having particularly excellent resolution can be provided.
一方、熱反応基を有する光硬化性樹脂を用いる場合、この熱反応基の変性率(置換率)は、特に限定されないが、アルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂の反応基全体の20〜80%程度であるのが好ましく、30〜70%程度であるのがより好ましい。熱反応基の変性量を上記の範囲とすることで、特に解像性に優れる樹脂組成物を提供することができる。 On the other hand, when using a photocurable resin having a heat-reactive group, the modification rate (substitution rate) of the heat-reactive group is not particularly limited, but 20 to 20 to the total of reaction groups of the resin having an alkali-soluble group and a double bond. It is preferably about 80%, more preferably about 30 to 70%. By setting the modification amount of the heat-reactive group within the above range, it is possible to provide a resin composition that is particularly excellent in resolution.
また、アルカリ可溶性樹脂としてアルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂を用いる場合、この樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、30000以下であることが好ましく、5000〜150000程度であるのがより好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、フィルム上にスペーサ形成層を形成する際の成膜性に特に優れるものとなる。 Further, when a resin having an alkali-soluble group and a double bond is used as the alkali-soluble resin, the weight average molecular weight of the resin is not particularly limited, but is preferably 30000 or less, more preferably about 5000 to 150,000. preferable. When the weight average molecular weight is within the above range, the film formability is particularly excellent when the spacer forming layer is formed on the film.
ここで、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、例えばGPC(ゲル浸透クロマトグラフ)を用いて評価でき、予め、スチレン標準物質を用いて作成された検量線により重量平均分子量を算出することができる。なお、測定溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を用い、40℃の温度条件下で測定した。 Here, the weight average molecular weight of the alkali-soluble resin can be evaluated using, for example, GPC (gel permeation chromatography), and the weight average molecular weight can be calculated in advance using a calibration curve prepared using a styrene standard substance. In addition, tetrahydrofuran (THF) was used as a measurement solvent, and measurement was performed under a temperature condition of 40 ° C.
また、樹脂組成物におけるアルカリ可溶性樹脂の含有量は、特に限定されないが、この樹脂組成物全体において、15〜50重量%程度であるのが好ましく、20〜40重量%程度であるのがより好ましい。なお、樹脂組成物が後述する充填材を含有する場合、アルカリ可溶性樹脂の含有量は、樹脂組成物の樹脂成分(充填材を除く全部の成分)のうち、10〜80重量%程度であってもよく、好ましくは15〜70重量%程度であってもよい。アルカリ可溶性樹脂の含有量が前記下限値未満であると、樹脂組成物中の他の成分(例えば、後述する光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂)との相溶性を向上させる効果が低下するおそれがあり、前記上限値を超えると現像性またはフォトリソグラフィ技術により形成されるスペーサのパターニングの解像性が低下するおそれがある。換言すれば、アルカリ可溶性樹脂の含有量を上記の範囲とすることで、フォトリソグラフィ法により樹脂をパターニングしたあと、熱圧着できるという機能をより確実に発揮し得るものとすることができる。 Further, the content of the alkali-soluble resin in the resin composition is not particularly limited, but is preferably about 15 to 50% by weight, more preferably about 20 to 40% by weight in the entire resin composition. . In addition, when a resin composition contains the filler mentioned later, content of alkali-soluble resin is about 10 to 80 weight% among the resin components (all components except a filler) of a resin composition, Preferably, it may be about 15 to 70% by weight. If the content of the alkali-soluble resin is less than the lower limit, the effect of improving the compatibility with other components in the resin composition (for example, a photocurable resin and a thermosetting resin described later) may be reduced. If the value exceeds the upper limit, the developability or the resolution of the patterning of the spacer formed by the photolithography technique may be deteriorated. In other words, by setting the content of the alkali-soluble resin in the above range, it is possible to more reliably exhibit the function of thermocompression bonding after patterning the resin by photolithography.
(熱硬化性樹脂)
また、スペーサ形成層12を構成する樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含んでいる。これにより、スペーサ形成層12は、露光、現像した後でも、その硬化により接着性を発揮するものとなる。すなわち、スペーサ形成層12と半導体ウエハーとを接合して、露光、現像した後、透明基板102をスペーサ形成層12に熱圧着することができる。
(Thermosetting resin)
Moreover, the resin composition which comprises the
なお、この熱硬化性樹脂としては、前述したアルカリ可溶性樹脂として、熱で硬化可能な硬化性樹脂を用いた場合には、この樹脂とは異なるものが選択される。 As the thermosetting resin, when a curable resin that can be cured by heat is used as the alkali-soluble resin described above, a resin different from the resin is selected.
具体的には、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂、エポキシ変性シロキサン等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。これにより、耐熱性および透明基板102との密着性をより向上させることができる。さらに、半導体ウエハー101’の加工前(研削および/または研磨前)での半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさを確実に小さくでき、かつ、半導体ウエハー101’の加工後における半導体ウエハー接合体2000の反りの増大率を確実に小さくできる。
Specifically, as the thermosetting resin, for example, phenol novolak resin, cresol novolak resin, novolak type phenol resin such as bisphenol A novolak resin, phenol resin such as resol phenol resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type Bisphenol type epoxy resin such as epoxy resin, novolak epoxy resin, novolac type epoxy resin such as cresol novolac epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resin, Triazine core-containing epoxy resin, dicyclopentadiene-modified phenolic epoxy resin, epoxy resin such as epoxy resin having naphthalene skeleton, urea (urea) resin Examples include resins having a triazine ring such as melamine resin, unsaturated polyester resins, bismaleimide resins, polyurethane resins, diallyl phthalate resins, silicone resins, resins having a benzoxazine ring, cyanate ester resins, epoxy-modified siloxanes, etc. Among them, one kind or a combination of two or more kinds can be used. Among these, it is particularly preferable to use an epoxy resin. Thereby, heat resistance and adhesiveness with the
さらに、エポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂としては、室温で固形のエポキシ樹脂(特にビスフェノール型エポキシ樹脂)と、室温で液状のエポキシ樹脂(特に室温で液状のシリコーン変性エポキシ樹脂)とを併用することが好ましい。これにより、耐熱性を維持しつつ、可撓性と解像性との両方に優れるスペーサ形成層12とすることができる。
Furthermore, when using an epoxy resin, as an epoxy resin, use an epoxy resin that is solid at room temperature (especially a bisphenol type epoxy resin) and an epoxy resin that is liquid at room temperature (especially a silicone-modified epoxy resin that is liquid at room temperature). Is preferred. Thereby, it can be set as the
樹脂組成物における熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、この樹脂組成物全体において、10〜40重量%程度であるのが好ましく、15〜35重量%程度であるのがより好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が前記下限値未満であると、得られるスペーサ形成層12の熱硬化後の耐熱性を向上させる効果が低下するおそれがある。また、熱硬化性樹脂の含有量が前記上限値を超えると、熱硬化後のスペーサ形成層12の靭性を向上する効果が低下するおそれがある。
Although content of the thermosetting resin in a resin composition is not specifically limited, It is preferable that it is about 10 to 40 weight% in this whole resin composition, and it is more preferable that it is about 15 to 35 weight%. There exists a possibility that the effect which improves the heat resistance after the thermosetting of the
また、熱硬化性樹脂には、上述したようなエポキシ樹脂を用いる場合、このエポキシ樹脂の他に、フェノールノボラック樹脂をさらに含んでいるのが好ましい。フェノールノボラック樹脂を添加することにより、得られるスペーサ形成層12の現像性を向上させることができる。さらに、樹脂組成物中の熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂とフェノールノボラック樹脂との双方を含ませることにより、エポキシ樹脂の熱硬化性がより向上し、形成されるスペーサ104の熱硬化後の強度をさらに向上させることができるという利点も得られる。
Moreover, when using an epoxy resin as mentioned above for a thermosetting resin, it is preferable to contain further the phenol novolak resin other than this epoxy resin. By adding a phenol novolac resin, the developability of the resulting
(光重合開始剤)
スペーサ形成層12を構成する樹脂組成物は、光重合開始剤を含んでいる。これにより、光重合によりスペーサ形成層12を効率良くパターニングすることができる。
(Photopolymerization initiator)
The resin composition constituting the
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルフィニルサルファイド、ベンジル、ジベンジル、ジアセチル等が挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include benzophenone, acetophenone, benzoin, benzoin isobutyl ether, methyl benzoin benzoate, benzoin benzoic acid, benzoin methyl ether, benzylfinyl sulfide, benzyl, dibenzyl, diacetyl and the like.
樹脂組成物における光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、この樹脂組成物全体において、0.5〜5重量%程度であるのが好ましく、0.8〜3.0重量%程度であるのがより好ましい。光重合開始剤の含有量が下限値未満であると、光重合開始する効果が十分に得られないおそれがある。また、光重合開始剤の含有量が前記上限値を超えると、反応性が高くなり、保存性や解像性が低下するおそれがある。 The content of the photopolymerization initiator in the resin composition is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 5% by weight in the whole resin composition, and about 0.8 to 3.0% by weight. More preferably. If the content of the photopolymerization initiator is less than the lower limit, the effect of starting photopolymerization may not be sufficiently obtained. Moreover, when content of a photoinitiator exceeds the said upper limit, reactivity will become high and there exists a possibility that a preservability and resolution may fall.
(光重合性樹脂)
スペーサ形成層12を構成する樹脂組成物は、上記成分の他、光重合性樹脂を含んでいるのが好ましい。これにより、前述したアルカリ可溶性樹脂と共に樹脂組成物中に含まれることとなり、得られるスペーサ形成層12のパターニング性をより向上させることができる。
(Photopolymerizable resin)
The resin composition constituting the
なお、この光重合性樹脂としては、前述したアルカリ可溶性樹脂として、光で硬化可能な硬化性樹脂を用いた場合には、この樹脂とは異なるものが選択される。 In addition, as this photopolymerizable resin, when the curable resin which can be hardened | cured with light is used as an alkali-soluble resin mentioned above, the thing different from this resin is selected.
光重合性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、不飽和ポリエステル、アクリロイル基またはメタクリロイル基を、一分子中に少なくとも1個以上有する(メタ)アクリル系モノマーやオリゴマー等の(メタ)アクリル系化合物、スチレン等のビニル系化合物等が挙げられ、これらは単独で用いることも可能であり、また、2種類以上を混合して用いることもできる。 Although it does not specifically limit as photopolymerizable resin, For example, (meth) acrylic compounds, such as (meth) acrylic-type monomer and oligomer which have at least 1 or more of unsaturated polyester, acryloyl group, or methacryloyl group in 1 molecule And vinyl-based compounds such as styrene. These can be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、(メタ)アクリル系化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂が好ましい。(メタ)アクリル系化合物は、光を照射した際の硬化速度が速く、これにより、比較的少量の露光量で樹脂をパターニングすることができるから好ましく用いられる。 Among these, the ultraviolet curable resin which has a (meth) acrylic-type compound as a main component is preferable. The (meth) acrylic compound is preferably used because it has a high curing rate when irradiated with light and can pattern the resin with a relatively small amount of exposure.
この(メタ)アクリル系化合物としては、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルのモノマー等が挙げられ、具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレートのような2官能(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートのような三官能(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートのような四官能(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートのような六官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic compound include acrylic acid ester or methacrylic acid ester monomers. Specific examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, and glycerin. Trifunctional (meth) acrylates such as di (meth) acrylate, bifunctional (meth) acrylates such as 1,10-decanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate ) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, tetrafunctional (meth) acrylates such as ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, hexafunctional (meth) acrylates such as dipentaerythritol hexa (meth) acrylate Etc. The.
これらの(メタ)アクリル系化合物の中でも、(メタ)アクリル系多官能モノマーを用いるのが好ましい。これにより、スペーサ形成層12から得られる露光、現像後のスペーサ104を優れた強度を発揮するものとすることができる。その結果、このスペーサ104を備える半導体装置100は、形状保持性により優れたものとなる。また、(メタ)アクリル系多官能モノマーを用いることにより、半導体ウエハー101’の加工前(研削および/または研磨前)での半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさを確実に小さくでき、かつ、半導体ウエハー101’の加工後における半導体ウエハー接合体2000の反りの増大率を確実に小さくできる点からも(メタ)アクリル系多官能モノマーが好ましく用いられる。
Among these (meth) acrylic compounds, it is preferable to use a (meth) acrylic polyfunctional monomer. Thereby, the
なお、本明細書中において、(メタ)アクリル系多官能モノマーとは、3官能以上のアクリロイル基またはメタアクリロイル基を有する(メタ)アクリル酸エステルのモノマーのことを言うこととする。 In the present specification, the (meth) acrylic polyfunctional monomer means a monomer of a (meth) acrylic acid ester having a tri- or higher functional acryloyl group or methacryloyl group.
さらに、(メタ)アクリル系多官能モノマーの中でも、特に、三官能(メタ)アクリレートまたは四官能(メタ)アクリレートを用いるのが好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。 Furthermore, among the (meth) acrylic polyfunctional monomers, it is particularly preferable to use trifunctional (meth) acrylate or tetrafunctional (meth) acrylate. Thereby, the said effect can be exhibited more notably.
なお、光重合性樹脂として、(メタ)アクリル系多官能モノマーを用いる場合、さらに、エポキシビニルエステル樹脂を含有するのが好ましい。これにより、スペーサ形成層12の露光時には、(メタ)アクリル系多官能モノマーとエポキシビニルエステル樹脂とがラジカル重合するため、形成されるスペーサ104の露光、現像後の強度をより効果的に高めることができる。また、現像時には、スペーサ形成層12の露光していない部分のアルカリ現像液に対する溶解性を向上させることができるため、現像後の残渣を低減することができる。
In addition, when using a (meth) acrylic polyfunctional monomer as a photopolymerizable resin, it is preferable to contain an epoxy vinyl ester resin further. Thereby, since the (meth) acrylic polyfunctional monomer and the epoxy vinyl ester resin undergo radical polymerization during the exposure of the
エポキシビニルエステル樹脂としては、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、エポライト40Eメタクリル付加物、エポライト70Pアクリル酸付加物、エポライト200Pアクリル酸付加物、エポライト80MFアクリル酸付加物、エポライト3002メタクリル酸付加物、エポライト3002アクリル酸付加物、エポライト1600アクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、エポライト200Eアクリル酸付加物、エポライト400Eアクリル酸付加物等が挙げられる。 Epoxy vinyl ester resins include 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, Epolite 40E methacrylic adduct, Epolite 70P acrylic acid adduct, Epolite 200P acrylic acid adduct, Epolite 80MF acrylic acid adduct, Epolite 3002 methacrylic acid adduct. Epolite 3002 acrylic acid adduct, Epolite 1600 acrylic acid adduct, bisphenol A diglycidyl ether methacrylic acid adduct, bisphenol A diglycidyl ether acrylic acid adduct, Epolite 200E acrylic acid adduct, Epolite 400E acrylic acid adduct, etc. Can be mentioned.
光重合性樹脂に(メタ)アクリル系多官能ポリマーが含まれる場合、樹脂組成物における(メタ)アクリル系多官能ポリマーの含有量は、特に限定されないが、この樹脂組成物全体において、1〜50重量%程度であるのが好ましく、5%〜25重量%程度であるのがより好ましい。これにより、露光後のスペーサ形成層12すなわちスペーサ104の強度をより効果的に向上させることができ、半導体ウエハー101’と透明基板102とを貼り合せる際の形状保持性をより効果的に向上させることができる。
When the (meth) acrylic polyfunctional polymer is contained in the photopolymerizable resin, the content of the (meth) acrylic polyfunctional polymer in the resin composition is not particularly limited, but is 1 to 50 in the entire resin composition. It is preferably about% by weight, more preferably about 5% to 25% by weight. Thereby, the strength of the
さらに、光重合性樹脂に、(メタ)アクリル系多官能ポリマーの他にエポキシビニルエステル樹脂を含有する場合、エポキシビニルエステル樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体において、3〜30重量%程度であるのが好ましく、5%〜15重量%程度であるのがより好ましい。これにより、半導体ウエハーと透明基板との貼り付け後における、半導体ウエハーおよび透明基板の各表面に残存する異物の残存率をより効果的に低減させることができる。 Furthermore, when the photopolymerizable resin contains an epoxy vinyl ester resin in addition to the (meth) acrylic polyfunctional polymer, the content of the epoxy vinyl ester resin is not particularly limited. The amount is preferably about 30% by weight, more preferably about 5% to 15% by weight. Thereby, the residual rate of the foreign material remaining on each surface of the semiconductor wafer and the transparent substrate after the semiconductor wafer and the transparent substrate are attached can be more effectively reduced.
また、以上のような光重合性樹脂は、常温で液状であることが好ましい。これにより、光照射(例えば、紫外線照射)による硬化反応性をより向上させることができる。また、他の配合成分(例えば、アルカリ可溶性樹脂)との混合作業を容易にすることができる。常温で液状の光重合性樹脂としては、例えば、前述した(メタ)アクリル化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。 Moreover, it is preferable that the above photopolymerizable resins are liquid at normal temperature. Thereby, the curing reactivity by light irradiation (for example, ultraviolet irradiation) can be improved more. Moreover, the mixing operation | movement with another compounding component (for example, alkali-soluble resin) can be made easy. Examples of the photopolymerizable resin that is liquid at room temperature include, for example, ultraviolet curable resins mainly composed of the (meth) acrylic compound described above.
なお、光重合性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、5,000以下であるのが好ましく、150〜3000程度であるのがより好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、スペーサ形成層12の感度に特に優れる。さらに、スペーサ形成層12の解像性にも優れる。
The weight average molecular weight of the photopolymerizable resin is not particularly limited, but is preferably 5,000 or less, more preferably about 150 to 3000. When the weight average molecular weight is within the above range, the sensitivity of the
ここで、光重合性樹脂の重量平均分子量は、例えばGPC(ゲル浸透クロマトグラフ)を用いて評価でき、前述したのと同様の方法を用いて算出することができる。 Here, the weight average molecular weight of the photopolymerizable resin can be evaluated using, for example, GPC (gel permeation chromatograph), and can be calculated using the same method as described above.
(溶解促進剤)
スペーサ形成層12を形成するために用いられる樹脂組成物は、溶解促進剤を含有していてもよい。溶解促進剤としては、例えば、水酸基またはカルボキシル基を含有する化合物を挙げることができ、フェノール類またはフェノール樹脂が特に好ましい。
(Dissolution promoter)
The resin composition used for forming the
前記フェノール類またはフェノール樹脂を加えることにより、樹脂組成物中のフェノール性水酸基濃度が上がり、アルカリ現像液に対する溶解性が向上する。また、アルカリ現像液に対する溶解性向上剤として作用した後は、熱硬化性樹脂の硬化物のマトリクスに取り込まれるために、被接着部材である透明基板と、半導体ウエハー等を汚染することを抑制できるとともに、耐熱性、耐湿性の低下も抑制できる。 By adding the phenols or phenol resins, the phenolic hydroxyl group concentration in the resin composition is increased, and the solubility in an alkali developer is improved. In addition, after acting as a solubility improver for an alkali developer, it is taken into the matrix of the cured product of the thermosetting resin, so that it is possible to suppress contamination of the transparent substrate, the semiconductor wafer, and the like to be bonded. At the same time, a decrease in heat resistance and moisture resistance can also be suppressed.
(無機充填材)
なお、スペーサ形成層12を形成するために用いられる樹脂組成物中は、無機充填材を含有していてもよい。これにより、スペーサ形成層12により形成されるスペーサ104の強度をより向上させることができる。
(Inorganic filler)
In addition, the resin composition used for forming the
ただし、樹脂組成物中における無機充填材の含有量が大きくなり過ぎると、スペーサ形成層12の現像後に半導体ウエハー101’上に無機充填材に起因する異物が付着したり、アンダーカットが発生してしまうという問題が生じる。そのため、樹脂組成物における無機充填材の含有量は、この樹脂組成物全体において、9重量%以下とするのが好ましい。
However, if the content of the inorganic filler in the resin composition becomes too large, foreign matter due to the inorganic filler adheres to the
また、光重合性樹脂として、(メタ)アクリル系多官能モノマーを含有する場合には、(メタ)アクリル系多官能モノマーの添加により、スペーサ形成層12により形成されるスペーサ104の露光、現像後の強度を十分に向上させることができるので、樹脂組成物中への無機充填材の添加を省略することができる。
Further, when a (meth) acrylic polyfunctional monomer is contained as a photopolymerizable resin, after the exposure and development of the
無機充填材としては、例えば、アルミナ繊維、ガラス繊維のような繊維状充填材、チタン酸カリウム、ウォラストナイト、アルミニウムボレート、針状水酸化マグネシウム、ウィスカーのような針状充填材、タルク、マイカ、セリサイト、ガラスフレーク、鱗片状黒鉛、板状炭酸カルシウムのような板状充填材、炭酸カルシウム、シリカ、溶融シリカ、焼成クレー、未焼成クレーのような球状(粒状)充填材、ゼオライト、シリカゲルのような多孔質充填材等が挙げられる。これらを1種または2種以上混合して用いることもできる。これらの中でも、特に、多孔質充填材を用いるのが好ましい。 Examples of inorganic fillers include fibrous fillers such as alumina fibers and glass fibers, potassium titanate, wollastonite, aluminum borate, acicular magnesium hydroxide, acicular fillers such as whiskers, talc, and mica. , Sericite, glass flake, flake graphite, plate-like filler such as plate-like calcium carbonate, spherical filler such as calcium carbonate, silica, fused silica, calcined clay, unfired clay, zeolite, silica gel And the like, and the like. These may be used alone or in combination. Among these, it is particularly preferable to use a porous filler.
無機充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、0.01〜90μm程度であるのが好ましく、0.1〜40μm程度であるのがより好ましい。平均粒子径が前記上限値を超えると、スペーサ形成層12の外観異常や解像性不良となるおそれがある。また、平均粒子径が前記下限値未満であると、スペーサ104の透明基板102に対する加熱貼り付け時の接着不良となるおそれがある。
Although the average particle diameter of an inorganic filler is not specifically limited, It is preferable that it is about 0.01-90 micrometers, and it is more preferable that it is about 0.1-40 micrometers. When the average particle diameter exceeds the upper limit, there is a risk that the appearance of the
なお、平均粒子径は、例えばレーザ回折式粒度分布測定装置SALD−7000((株)島津製作所製)を用いて評価することができる。 The average particle size can be evaluated using, for example, a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-7000 (manufactured by Shimadzu Corporation).
また、無機充填材として多孔質充填材を用いる場合、この多孔質充填材の平均空孔径は、0.1〜5nm程度であるのが好ましく、0.3〜1nm程度であるのがより好ましい。 Moreover, when using a porous filler as an inorganic filler, it is preferable that the average hole diameter of this porous filler is about 0.1-5 nm, and it is more preferable that it is about 0.3-1 nm.
ここで、樹脂組成物を上記のような構成材料を含む構成とすることにより、この樹脂組成物で構成されるスペーサ104を、その弾性率を25℃において、好ましくは0.1〜15GPa程度、より好ましくは1〜7GPa程度のものとし得る。スペーサ104の弾性率をかかる範囲内とすれば、半導体ウエハー101’の加工前(研削および/または研磨前)での半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさを500μm以下にでき、かつ、半導体ウエハー101’の加工後における半導体ウエハー接合体2000の反りの増大率を600%以下にできる。
Here, by setting the resin composition to include the above-described constituent materials, the
25℃における弾性率は、例えば、動的粘弾性装置(TAインスツルメント社製、RSA3)を用いて、−30〜200℃まで、昇温速度5℃/分、周波数10Hzで測定し、25℃での弾性率を読み取ることにより求めることができる。 The elastic modulus at 25 ° C. is measured, for example, using a dynamic viscoelastic device (TA Instruments, RSA3) from −30 to 200 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min and a frequency of 10 Hz. It can be determined by reading the elastic modulus at ° C.
また、樹脂組成物を上記のような構成材料を含む構成とすることにより、この樹脂組成物で構成されるスペーサ104を、0℃〜30℃の範囲内における平均線膨張係数を、好ましくは20〜150ppm/℃程度、より好ましくは50〜100ppm/℃程度のものとし得る。スペーサ104の線膨張係数をかかる範囲内とすれば、半導体ウエハー101’の加工前(研削および/または研磨前)での半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさを500μm以下にでき、かつ、半導体ウエハー101’の加工後における半導体ウエハー接合体2000の反りの増大率を600%以下にできる。
Moreover, by setting the resin composition to include the above-described constituent materials, the
0〜30℃における平均線膨張係数は、例えば、TMA装置(セイコーインスツルメント社製、TMA/SS6000、EXSTAR6000)を用いて、−30〜150℃、昇温速度5℃/分で、測定サンプルの寸法変化量を測定し、0〜30℃の寸法変化量と測定サンプルの測定前の寸法から、0〜30℃の平均線膨張係数を求めることができる。 The average linear expansion coefficient at 0 to 30 ° C. is, for example, a measurement sample using a TMA apparatus (manufactured by Seiko Instruments Inc., TMA / SS6000, EXSTAR6000) at −30 to 150 ° C. and a heating rate of 5 ° C./min. The average linear expansion coefficient of 0 to 30 ° C. can be obtained from the dimensional change amount of 0 to 30 ° C. and the dimension before measurement of the measurement sample.
さらに、樹脂組成物を上記のような構成材料を含む構成とすることにより、この樹脂組成物で構成されるスペーサ104において、その弾性率および線膨張係数を上述したような範囲内に設定できるので、その残留応力を25℃において、好ましくは0.1〜150MPa程度、より好ましくは0.1〜100MPa程度のものとし得る。スペーサ104の残留応力をかかる範囲内とすれば、半導体ウエハー101’の加工前(研削および/または研磨前)での半導体ウエハー接合体2000の反りの大きさを500μm以下にでき、かつ、半導体ウエハー101’の加工後における半導体ウエハー接合体2000の反りの増大率を600%以下にできる。
Furthermore, since the resin composition includes the above-described constituent materials, the elastic modulus and the linear expansion coefficient can be set within the above-described ranges in the
25℃における残留応力は、例えば、まず、8インチのベアシリコンウエハー上に、樹脂樹脂層を形成(樹脂フィルムの場合はラミネートして貼り付ける。液状樹脂の場合はスピンコート後に熱乾燥、もしくは、印刷にする)し、365nmの波長、1000mj/cm2の条件で露光し、次いで180℃、2時間の条件で熱硬化し、評価用サンプルを準備する。次に、表面粗さ形状測定装置(東京精密製、SURFCOM1400D)を用いて、反りを測定し、下記式(1)および(2)より残留応力を求めることができる。 Residual stress at 25 ° C. is, for example, by first forming a resin resin layer on an 8 inch bare silicon wafer (in the case of a resin film, laminating and attaching. In the case of a liquid resin, heat drying after spin coating, or Printing), exposure is performed under conditions of a wavelength of 365 nm and 1000 mj / cm 2 , and then thermosetting is performed at 180 ° C. for 2 hours to prepare a sample for evaluation. Next, using a surface roughness shape measuring apparatus (Tokyo Seimitsu, SURFCOM 1400D), the warpage is measured, and the residual stress can be obtained from the following formulas (1) and (2).
R=(a2+4X2)/8X ・・・ (1)
σ=[D2E/{6Rt(1−υ)}]×9.8 ・・・ (2)
[式中、Xは反りの大きさ[mm]、aは測定長さ[mm]、Rは曲率半径[mm]、ベアシリコンウエハーの厚さ[mm]、Eはシリコンの弾性率(16200kg/mm2)、tは樹脂層の厚さ[mm]、υはポアソン比(0.3)、σは残留応力[MPa]をそれぞれ表す。]
R = (a 2 + 4X 2 ) / 8X (1)
σ = [D 2 E / {6Rt (1-υ)}] × 9.8 (2)
[Wherein, X is the warp size [mm], a is the measurement length [mm], R is the radius of curvature [mm], the thickness of the bare silicon wafer [mm], E is the elastic modulus of silicon (16200 kg / mm 2 ), t represents the thickness [mm] of the resin layer, υ represents the Poisson's ratio (0.3), and σ represents the residual stress [MPa]. ]
なお、半導体ウエハー101’の下面111を加工(研削および/または研磨)する本工程[9]は、前記熱硬化工程[8]に先立って行うようにしてもよい。
Note that this step [9] of processing (grinding and / or polishing) the
[10]次に、研削および/または研磨された半導体ウエハー101’の下面(裏面)111に加工を施す(裏面加工工程)。
[10] Next, the lower surface (back surface) 111 of the ground and / or
かかる加工としては、例えば、下面111に対する配線の形成や、図3(c)に示すような、半田バンプ106の接続等が挙げられる。
Examples of such processing include formation of wiring on the
[11] 次に、半導体ウエハー101’に形成された個別回路、すなわち、スペーサ104が備える各空隙部105に対応するように、半導体ウエハー接合体1000を個片化することにより、複数の半導体装置100を得る(ダイシング工程)。
[11] Next, a plurality of semiconductor devices are obtained by separating the
半導体ウエハー接合体の個片化は、例えば、まず、透明基板102側からダイシングソーにより、スペーサ104が形成されている位置に対応するように切込み21を入れた後、半導体ウエハー101’側からもダイシングソーにより切込み21に対応して切込みを入れることにより行われる。
For example, the semiconductor wafer bonded body is separated from the
以上のような工程を経ることにより、半導体装置100を製造することができる。
このように、半導体ウエハー接合体1000を個片化して、一括して複数の半導体装置100を得る構成とすることにより、半導体装置100を大量生産することができ、生産性の効率化を図ることができる。
Through the steps as described above, the
In this way, by separating the semiconductor wafer bonded
なお、半導体装置100は、例えば、半田バンプ106を介して、パターニングされた配線を備える支持基板上に搭載され、これにより、支持基板が備える配線と、ベース基板101の下面に形成された配線とが半田バンプ106を介して電気的に接続されることとなる。
In addition, the
また、半導体装置100は、前記支持基板に搭載された状態で、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、小型カメラ等の電子機器に広く適用することができる。
In addition, the
なお、本実施形態では、スペーサ形成層12の形成の後に加熱するPLB工程[3]、および、スペーサ形成層12の露光の後に加熱するPEB工程[5]を行う場合について説明したが、これらの工程は、スペーサ形成層12を構成する樹脂組成物(本発明の樹脂組成物)の種類によっては省略することができる。
In the present embodiment, the PLB process [3] for heating after the formation of the
また、半導体ウエハー101’の裏面111を研削するバックグラインド工程[9]の後に半導体ウエハー接合体1000を加熱するようにしてもよい。バックグラインド工程[9]の後に半導体ウエハー接合体1000を加熱する構成とすれば、スペーサ104に残存する残留応力を確実に緩和させることができ、半導体ウエハー接合体1000の反りの大きさを的確に低減させることができる。
Alternatively, the semiconductor wafer bonded
以上、本発明の樹脂組成物、半導体ウエハー接合体および半導体装置について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。 As mentioned above, although the resin composition, semiconductor wafer bonded body, and semiconductor device of this invention were demonstrated, this invention is not limited to these.
例えば、本発明の樹脂組成物では、上述した構成材料以外に、本発明の目的を損なわない範囲内で他の構成材料が含まれていてもよく、このような他の構成材料としては、例えば、可塑性樹脂、レベリング剤、消泡剤およびカップリング剤等が挙げられる。 For example, in the resin composition of the present invention, in addition to the above-described constituent materials, other constituent materials may be included within a range that does not impair the object of the present invention. Examples of such other constituent materials include: , Plastic resins, leveling agents, antifoaming agents and coupling agents.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
[1]半導体ウエハー接合体の製造
各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体を、それぞれ、以下のようにして5個ずつ製造した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
[1] Manufacture of Semiconductor Wafer Assembly Five semiconductor wafer assemblies of each Example and Comparative Example were manufactured as follows.
(実施例1)
1.アルカリ可溶性樹脂(メタクリル変性ビスフェノールAノボラック樹脂:MPN001)の合成
ノボラック型ビスフェノールA樹脂(大日本インキ化学工業社製、「フェノライトLF−4871」)を固形分として60重量%含有するメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)溶液500gを、2Lフラスコ中に投入し、これに触媒としてトリブチルアミン1.5g、および重合禁止剤としてハイドロキノン0.15gを添加し、100℃に加温した。その中へ、グリシジルメタクリレート180.9gを30分間で滴下し、100℃で5時間攪拌反応させることにより、固形分74%のメタクリル変性ビスフェノールAノボラック樹脂(メタクリロイル変性率50%)を得た。
Example 1
1. Synthesis of alkali-soluble resin (methacryl-modified bisphenol A novolak resin: MPN001) Methyl ethyl ketone (MEK, containing 60% by weight of novolak bisphenol A resin (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, "Phenolite LF-4871") as a solid content Daishin Chemical Co., Ltd.) solution (500 g) was put into a 2 L flask, and tributylamine (1.5 g) as a catalyst and hydroquinone (0.15 g) as a polymerization inhibitor were added thereto and heated to 100 ° C. To this, 180.9 g of glycidyl methacrylate was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was reacted with stirring at 100 ° C. for 5 hours to obtain a methacryl-modified bisphenol A novolak resin (methacryloyl modification rate 50%) having a solid content of 74%.
2.スペーサ形成層を構成する樹脂組成物を含有する樹脂ワニスの調製
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分30.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)19.0重量%およびシロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)5.0重量%と、光重合性樹脂として、エチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業社製、「NKエステル A−200」)10.0重量%と、無機充填材として球状シリカ(電気化学工業社製、SFP−20M、平均粒子径:0.33μm、最大粒径:0.8μm)35.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。
2. Preparation of resin varnish containing resin composition constituting spacer forming layer 30.0% by weight of solid content of (meth) acrylic modified bis A novolak resin (MPN001) as alkali-soluble resin, and thermosetting resin (epoxy resin) ) Cresol novolac type epoxy resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., “Epiclon N-665”) 19.0% by weight and siloxane-modified epoxy resin (Toray Dow Corning Silicone, “BY16-115”) 5.0% by weight, 10.0% by weight of ethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “NK Ester A-200”) as a photopolymerizable resin, and spherical silica (electrochemical industry) as an inorganic filler (SFP-20M, average particle size: 0.33 μm, maximum particle size: 0.8 μm) 35.0 wt% Weighed, to these further added methyl ethyl ketone (MEK, manufactured Daishinkagaku Co.), finally the resin component concentration of the resin varnish obtained was adjusted to 71 wt%. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、ビーズミル(ビーズ直径400μm、処理速度6g/s、5パス)を用いて、シリカを分散させた。 Next, silica was dispersed using a bead mill (bead diameter 400 μm, treatment speed 6 g / s, 5 passes).
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)1.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 1.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
3.スペーサ形成用フィルムの製造
まず、支持基材として、ポリエステルフィルム(三菱樹脂社製、「MRX50」、厚さ50μm)を用意した。
3. Production of Spacer-Forming Film First, a polyester film (manufactured by Mitsubishi Plastics, “MRX50”, thickness 50 μm) was prepared as a supporting substrate.
次に、支持基材上に、上記で調整した樹脂ワニスをコンマコーター(廉井精機社製、「型番MFG No.194001 type3−293」)で塗布することにより、樹脂ワニスで構成される塗膜を形成した。その後、形成した塗膜を80℃、20分の条件で乾燥してスペーサ形成層を形成することによりスペーサ形成用フィルムを得た。得られたスペーサ形成用フィルムは、スペーサ形成層の平均厚さが50μmであった。 Next, the resin varnish prepared as described above is applied onto the supporting substrate with a comma coater (manufactured by Yurai Seiki Co., Ltd., “Model No. MFG No. 194001 type3-293”), thereby forming a coating film composed of the resin varnish. Formed. Then, the film for spacer formation was obtained by drying the formed coating film on 80 degreeC and the conditions for 20 minutes, and forming a spacer formation layer. In the obtained spacer forming film, the average thickness of the spacer forming layer was 50 μm.
4.反り測定用半導体ウエハー接合体の製造
まず、ほぼ円形状をなす直径8インチの半導体ウエハー(Siウエハー、直径20.3cm、厚さ725μm)を用意した。
4). Manufacture of warped measurement semiconductor wafer assembly First, an approximately circular semiconductor wafer having a diameter of 8 inches (Si wafer, diameter: 20.3 cm, thickness: 725 μm) was prepared.
次に、半導体ウエハーに、ロールラミネーターを用いて、ロール温度60℃、ロール速度0.3m/分、シリンジ圧2.0kgf/cm2の条件で、上記で製造したスペーサ形成用フィルムをラミネートして、スペーサ形成用フィルム付き半導体ウエハーを得た。 Next, using the roll laminator, the spacer forming film manufactured above was laminated on the semiconductor wafer under the conditions of a roll temperature of 60 ° C., a roll speed of 0.3 m / min, and a syringe pressure of 2.0 kgf / cm 2. A semiconductor wafer with a spacer forming film was obtained.
次に、スペーサ形成用フィルム付き半導体ウエハーに、スペーサ形成用フィルム側から、紫外線(波長365nm、積算光量700mJ/cm2)を照射することにより、スペーサ形成層を平面視で全面に露光した後、支持基材を取り剥がした。 Next, after the spacer forming film is exposed to the entire surface in a plan view by irradiating the semiconductor wafer with the spacer forming film from the spacer forming film side with ultraviolet rays (wavelength 365 nm, integrated light quantity 700 mJ / cm 2 ), The support substrate was removed.
次に、透明基板(石英ガラス基板、直径20.3cm、厚さ350μm)を用意し、このものをスペーサが形成された半導体ウエハーに、サブストレート・ボンダ(ズース・マイクロテック社製、「SB8e」)を用いて圧着することにより、スペーサを介して半導体ウエハーと透明基板とが接合された半導体ウエハー接合体を製造した。 Next, a transparent substrate (quartz glass substrate, diameter 20.3 cm, thickness 350 μm) is prepared. ) Was used to produce a bonded semiconductor wafer in which the semiconductor wafer and the transparent substrate were bonded via a spacer.
5.半導体ウエハー接合体の製造
まず、ほぼ円形状をなす直径8インチの半導体ウエハー(Siウエハー、直径20.3cm、厚さ725μm)を用意した。
5). Manufacture of Semiconductor Wafer Assembly First, an approximately 8 inch diameter semiconductor wafer (Si wafer, diameter 20.3 cm, thickness 725 μm) was prepared.
次に、半導体ウエハーに、ロールラミネーターを用いて、ロール温度60℃、ロール速度0.3m/分、シリンジ圧2.0kgf/cm2の条件で、上記で製造したスペーサ形成用フィルムをラミネートして、スペーサ形成用フィルム付き半導体ウエハーを得た。 Next, using the roll laminator, the spacer forming film manufactured above was laminated on the semiconductor wafer under the conditions of a roll temperature of 60 ° C., a roll speed of 0.3 m / min, and a syringe pressure of 2.0 kgf / cm 2. A semiconductor wafer with a spacer forming film was obtained.
次に、マスクを介して、スペーサ形成用フィルム付き半導体ウエハーに、スペーサ形成用フィルム側から、紫外線(波長365nm、積算光量700mJ/cm2)を照射することにより、スペーサ形成層を平面視で格子状に露光した後、支持基材を取り剥がした。なお、スペーサ形成層に対する露光では、格子状に露光される露光部の幅が0.6mmとなるように、平面視でスペーサ形成層の50%を露光することとした。 Next, by irradiating the semiconductor wafer with the spacer forming film through the mask with ultraviolet rays (wavelength 365 nm, integrated light quantity 700 mJ / cm 2 ) from the spacer forming film side, the spacer forming layer is latticed in a plan view. After exposure to a shape, the supporting substrate was peeled off. In the exposure of the spacer forming layer, 50% of the spacer forming layer was exposed in plan view so that the width of the exposed portion exposed in a grid pattern was 0.6 mm.
次に、現像液(アルカリ液)として、2.38w%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、現像液圧0.3MPa、現像時間90秒の条件で露光後のスペーサ形成層を現像することにより、凸条の幅(ピッチ)が0.6mmのスペーサを半導体ウエハー上に形成した。 Next, a 2.38 w% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution is used as a developing solution (alkaline solution), and the spacer formation layer after exposure is developed under conditions of a developing solution pressure of 0.3 MPa and a developing time of 90 seconds. As a result, a spacer having a protrusion width (pitch) of 0.6 mm was formed on the semiconductor wafer.
次に、透明基板(石英ガラス基板、直径20.3cm、厚さ350μm)を用意し、このものをスペーサが形成された半導体ウエハーに、サブストレート・ボンダ(ズース・マイクロテック社製、「SB8e」)を用いて圧着することにより、スペーサを介して半導体ウエハーと透明基板とが接合された半導体ウエハー接合体を製造した。得られた半導体ウエハー接合体の透明基板側を下側にし、半導体ウエハー接合体を平面に載置し、加工前反りを測定した。 Next, a transparent substrate (quartz glass substrate, diameter 20.3 cm, thickness 350 μm) is prepared. ) Was used to produce a bonded semiconductor wafer in which the semiconductor wafer and the transparent substrate were bonded via a spacer. The transparent substrate side of the obtained semiconductor wafer bonded body was set to the lower side, the semiconductor wafer bonded body was placed on a flat surface, and the warpage before processing was measured.
6.半導体ウエハー接合体のバックグラインド
半導体ウエハー接合体の半導体ウエハーを、グラインダー(DISCO社製、「DFG8540」)で半導体ウエハーの中心部分の厚さが145μmになるように研削した。さらに、研削後の半導体ウエハー接合体の透明基板側を下側にし、半導体ウエハー接合体を平面に載置し、加工後反りを測定した。
6). Back Grinding of Semiconductor Wafer Assembly The semiconductor wafer of the semiconductor wafer assembly was ground with a grinder (“DFG8540” manufactured by DISCO) so that the thickness of the central portion of the semiconductor wafer was 145 μm. Further, the semiconductor wafer assembly after grinding was placed on a flat surface with the transparent substrate side of the semiconductor wafer assembly down, and the warpage after processing was measured.
7.半導体ウエハーのダイシング
研削した半導体ウエハー接合体をダイシングソー(DISCO社製、DFD6450)で7mm×8mmのサイズに個片化した。
7). Dicing of Semiconductor Wafer The ground semiconductor wafer bonded body was separated into a size of 7 mm × 8 mm with a dicing saw (manufactured by DISCO, DFD6450).
なお、この半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は7.8GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、68ppm/℃であり、25℃における残留応力は16MPaであった。 In this semiconductor wafer bonded body, the spacer had an elastic modulus at 25 ° C. of 7.8 GPa, an average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. was 68 ppm / ° C., and a residual stress at 25 ° C. was 16 MPa. It was.
(実施例2)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
(Example 2)
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分40.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)19.0重量%、シロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)3.0重量%およびフェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、「PR−HF−6」)2.0重量%と、光重合性樹脂として、エチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業社製、「NKエステル A−200」)10.0重量%と、粒子状の無機充填材としてシリカ(電気化学工業社製、SFP−20M、平均粒子径:0.33μm、最大粒径:0.8μm)25.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。 40.0 wt% of the solid content of the (meth) acryl-modified bis-A novolak resin (MPN001) as an alkali-soluble resin, and a cresol novolac-type epoxy resin (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as a thermosetting resin (epoxy resin). , “Epiclon N-665”) 19.0 wt%, siloxane-modified epoxy resin (Toray Dow Corning Silicone, “BY16-115”) 3.0 wt% and phenol novolac resin (Sumitomo Bakelite, “ PR-HF-6 ") 2.0% by weight, and as a photopolymerizable resin, ethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.," NK Ester A-200 ") 10.0% by weight, Silica (SFP-20M, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size: 0.33 μm, maximum particle size: 0 as an inorganic filler .8 μm) 25.0 wt%, and methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd.) is further added to these, and the resin component concentration in the finally obtained resin varnish is 71 wt%. It adjusted so that it might become. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、ビーズミル(ビーズ直径400μm、処理速度6g/s、5パス)を用いて、シリカを分散させた。 Next, silica was dispersed using a bead mill (bead diameter 400 μm, treatment speed 6 g / s, 5 passes).
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)1.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 1.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は3.0GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、70ppm/℃であり、25℃における残留応力は16MPaであった。 In the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus at 25 ° C. of the spacer is 3.0 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 70 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 16 MPa. Met.
(実施例3)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
(Example 3)
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分55.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)15.0重量%、シロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)5.0重量%およびフェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、「PR−HF−6」)7.0重量%と、光重合性樹脂として、トリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業社製、「NKエステルA−TMP」)17.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。 As the alkali-soluble resin, the solid content of 55.0% by weight of the (meth) acryl-modified bis-A novolak resin (MPN001), and as the thermosetting resin (epoxy resin), a cresol novolac type epoxy resin (Dainippon Ink Chemical Industries, Ltd.) , “Epiclon N-665”) 15.0 wt%, siloxane-modified epoxy resin (Toray Dow Corning Silicone, “BY16-115”) 5.0 wt% and phenol novolac resin (Sumitomo Bakelite, “ PR-HF-6 ") 7.0% by weight and 17.0% by weight of trimethylolpropane trimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.," NK Ester A-TMP ") as a photopolymerizable resin. In addition, methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd.) is further added to these, and finally obtained. Resin component concentration in fat varnish was adjusted to 71 wt%. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)1.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 1.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は2.4GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、84ppm/℃であり、25℃における残留応力は18MPaであった。 In the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus of the spacer at 25 ° C. is 2.4 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 84 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 18 MPa. Met.
(実施例4)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
Example 4
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分45.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)27.0重量%と、シロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)3.0重量%と、光重合性樹脂として、テトラメチロールメタンテトラアクリレート(新中村化学工業社製、「NKエステルA−TMMT」)23.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。 As the alkali-soluble resin, the solid content of the (meth) acryl-modified bis A novolak resin (MPN001) is 45.0% by weight, and as the thermosetting resin (epoxy resin), a cresol novolak type epoxy resin (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) is used. , “Epiclon N-665”) 27.0% by weight, siloxane-modified epoxy resin (manufactured by Dow Corning Toray, “BY16-115”) 3.0% by weight, and tetramethylol as a photopolymerizable resin Methane tetraacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “NK Ester A-TMMT”) was weighed 23.0% by weight, and methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd.) was further added to these. The resin component concentration in the obtained resin varnish was adjusted to 71% by weight. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)2.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 2.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は5.1GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、95ppm/℃であり、25℃における残留応力は63MPaであった。 In the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus of the spacer at 25 ° C. is 5.1 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 95 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 63 MPa. Met.
(実施例5)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
(Example 5)
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分45.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)30.0重量%と、シロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)8.0重量%と、光重合性樹脂として、テトラメチロールメタンテトラアクリレート(新中村化学工業社製、「NKエステルA−TMMT」)15.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。 As the alkali-soluble resin, the solid content of the (meth) acryl-modified bis A novolak resin (MPN001) is 45.0% by weight, and as the thermosetting resin (epoxy resin), a cresol novolak type epoxy resin (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) is used. , “Epiclon N-665”) 30.0 wt%, siloxane-modified epoxy resin (manufactured by Dow Corning Toray, “BY16-115”) 8.0 wt%, and tetramethylol as a photopolymerizable resin Weigh 15.0% by weight of methane tetraacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “NK Ester A-TMMT”), and add methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd.) to these. The resin component concentration in the obtained resin varnish was adjusted to 71% by weight. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)2.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 2.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は4.5GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、91ppm/℃であり、25℃における残留応力は32MPaであった。 In the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus at 25 ° C. of the spacer is 4.5 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 91 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 32 MPa. Met.
(実施例6)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
(Example 6)
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分45.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)30.0重量%と、シロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)8.0重量%と、光重合性樹脂として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学社製、「ライトアクリレートDPE−6A」)15.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。 As the alkali-soluble resin, the solid content of the (meth) acryl-modified bis A novolak resin (MPN001) is 45.0% by weight, and as the thermosetting resin (epoxy resin), a cresol novolak epoxy resin (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.). , “Epiclon N-665”) 30.0 wt%, siloxane-modified epoxy resin (manufactured by Toray Dow Corning Silicone, “BY16-115”) 8.0 wt%, and photopolymerizable resin dipenta Weigh 15.0% by weight of erythritol hexaacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., “Light Acrylate DPE-6A”), and add methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd.) to these. It adjusted so that the resin component density | concentration in the obtained resin varnish might be 71 weight%. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)2.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 2.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は3.8GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、89ppm/℃であり、25℃における残留応力は43MPaであった。 In addition, in the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus at 25 ° C. of the spacer is 3.8 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 89 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 43 MPa. Met.
(実施例7)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
(Example 7)
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分45.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)30.0重量%と、シロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)8.0重量%と、光重合性樹脂として、エチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業社製、「NKエステルA−200」)15.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。 As the alkali-soluble resin, the solid content of the (meth) acryl-modified bis A novolak resin (MPN001) is 45.0% by weight, and as the thermosetting resin (epoxy resin), a cresol novolak type epoxy resin (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) is used. , “Epiclon N-665”) 30.0% by weight, siloxane-modified epoxy resin (manufactured by Toray Dow Corning Silicone, “BY16-115”) 8.0% by weight, and photopolymerizable resin, ethylene glycol Weigh 15.0% by weight of dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “NK Ester A-200”), and add methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd.) to these. The resin component concentration in the resulting resin varnish was adjusted to 71% by weight. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)2.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 2.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は1.4GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、93ppm/℃であり、25℃における残留応力は23MPaであった。 In the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus at 25 ° C. of the spacer is 1.4 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 93 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 23 MPa. Met.
(実施例8)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
(Example 8)
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分20.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)14.0重量%およびシロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)3.0重量%と、光重合性樹脂として、エチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業社製、「NKエステル A−200」)7.0重量%と、無機充填材として球状シリカ(電気化学工業社製、SFP−20M、平均粒子径:0.33μm、最大粒径:0.8μm)55.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。 As the alkali-soluble resin, the solid content of the (meth) acryl-modified bis A novolak resin (MPN001) is 20.0% by weight, and as the thermosetting resin (epoxy resin), a cresol novolak type epoxy resin (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) is used. , “Epiclon N-665”) 14.0% by weight and siloxane-modified epoxy resin (manufactured by Dow Corning Silicone, “BY16-115”) 3.0% by weight; Methacrylate (made by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “NK Ester A-200”) 7.0% by weight and spherical silica as an inorganic filler (Electric Chemical Industries, SFP-20M, average particle size: 0.33 μm, maximum) Weighed 55.0% by weight (particle size: 0.8 μm), and in addition to these, methyl ethyl ketone (MEK, large It was added Chemical Co.), and finally the resin component concentration of the resin varnish obtained was adjusted to 71 wt%. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、ビーズミル(ビーズ直径400μm、処理速度6g/s、5パス)を用いて、シリカを分散させた。 Next, silica was dispersed using a bead mill (bead diameter 400 μm, treatment speed 6 g / s, 5 passes).
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)1.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は9.9GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、49ppm/℃であり、25℃における残留応力は9MPaであった。
Next, 1.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
In addition, in the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus at 25 ° C. of the spacer is 9.9 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 49 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 9 MPa. Met.
(実施例9)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
Example 9
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分25.0重量%と、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂)として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、「エピクロンN−665」)16.0重量%およびシロキサン変性エポキシ樹脂(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、「BY16−115」)4.0重量%と、光重合性樹脂として、エチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業社製、「NKエステル A−200」)8.0重量%と、無機充填材として球状シリカ(電気化学工業社製、SFP−20M、平均粒子径:0.33μm、最大粒径:0.8μm)45.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。そして、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(エピクロンN−665)が溶解するまで攪拌した。 As the alkali-soluble resin, the solid content of the (meth) acryl-modified bis-A novolak resin (MPN001) is 25.0% by weight, and as the thermosetting resin (epoxy resin), a cresol novolak type epoxy resin (Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) is used. , “Epiclon N-665”) 16.0% by weight, and siloxane-modified epoxy resin (manufactured by Toray Dow Corning Silicone, “BY16-115”) 4.0% by weight; Methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “NK Ester A-200”) 8.0 wt% and spherical silica (SFP-20M, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size: 0.33 μm, maximum) Weighed 45.0% by weight (particle size: 0.8 μm), and in addition to these, methyl ethyl ketone (MEK, large It was added Chemical Co.), and finally the resin component concentration of the resin varnish obtained was adjusted to 71 wt%. And it stirred until the bisphenol A novolak-type epoxy resin (Epiclon N-665) melt | dissolved.
次に、ビーズミル(ビーズ直径400μm、処理速度6g/s、5パス)を用いて、シリカを分散させた。 Next, silica was dispersed using a bead mill (bead diameter 400 μm, treatment speed 6 g / s, 5 passes).
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)2.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は8.5GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、60ppm/℃であり、25℃における残留応力は11MPaであった。
Next, 2.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
In the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus of the spacer at 25 ° C. is 8.5 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 60 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 11 MPa. Met.
(比較例1)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
(Comparative Example 1)
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分35.0重量%と、光重合性樹脂として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学社製、「ライトアクリレートDPE−6A」)63.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。 The solid content of 35.0% by weight of the (meth) acryl-modified bis-A novolak resin (MPN001) as the alkali-soluble resin, and dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., “Light Acrylate DPE-6A”) as the photopolymerizable resin ] 63.0 wt% is weighed, and methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd.) is further added to these, and the resin component concentration in the finally obtained resin varnish becomes 71 wt%. Adjusted as follows.
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)2.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 2.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は5.2GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、118ppm/℃であり、25℃における残留応力は107MPaであった。 In the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus of the spacer at 25 ° C. is 5.2 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 118 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 107 MPa. Met.
(比較例2)
樹脂ワニスの調整(前記工程2.)を以下に示すようにしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、半導体ウエハー接合体を製造した。
(Comparative Example 2)
A semiconductor wafer bonded body was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the adjustment of the resin varnish (step 2) was performed as follows.
アルカリ可溶性樹脂として前記(メタ)アクリル変性ビスAノボラック樹脂(MPN001)の固形分45.0重量%と、光重合性樹脂として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(共栄社化学社製、「ライトアクリレートDPE−6A」)53.0重量%とを秤量し、これらに対して、さらにメチルエチルケトン(MEK、大伸化学社製)を添加し、最終的に得られる樹脂ワニス中の樹脂成分濃度が71重量%となるように調整した。 45.0% by weight of the solid content of the (meth) acryl-modified bis-A novolak resin (MPN001) as the alkali-soluble resin, and dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., “Light Acrylate DPE-6A”) as the photopolymerizable resin. ”) Weigh out 53.0% by weight, and further add methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Daishin Chemical Co., Ltd.), and the resin component concentration in the finally obtained resin varnish becomes 71% by weight. Adjusted as follows.
次に、光重合開始剤として、ベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、「イルガキュア651」)2.0重量%を添加し、攪拌羽根(450rpm)で、1時間攪拌することにより樹脂ワニスを得た。 Next, 2.0% by weight of benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, “Irgacure 651”) is added as a photopolymerization initiator, and the resin varnish is stirred for 1 hour with a stirring blade (450 rpm). Got.
なお、得られた半導体ウエハー接合体において、スペーサの25℃における弾性率は5.0GPaであり、0℃〜30℃の平均線膨張係数は、101ppm/℃であり、25℃における残留応力は90MPaであった。 In addition, in the obtained semiconductor wafer bonded body, the elastic modulus at 25 ° C. of the spacer is 5.0 GPa, the average linear expansion coefficient from 0 ° C. to 30 ° C. is 101 ppm / ° C., and the residual stress at 25 ° C. is 90 MPa. Met.
なお、各実施例および比較例における、スペーサ形成層を構成する樹脂組成物に含まれる各種構成材料の含有量(重量%)を表1に示す。 In addition, Table 1 shows the content (% by weight) of various constituent materials contained in the resin composition constituting the spacer forming layer in each example and comparative example.
[2]半導体ウエハー接合体の反りの評価
まず、各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体を、150℃、90分の条件で加熱することにより、半導体ウエハー接合体が備えるスペーサを熱硬化させた。
[2] Evaluation of warpage of semiconductor wafer bonded body First, the semiconductor wafer bonded bodies of the examples and comparative examples were heated at 150 ° C. for 90 minutes to thermally cure the spacers included in the semiconductor wafer bonded body. It was.
次に、各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体について、それぞれ、表面粗さ計(東京精密社製、「surfcom1400D−64」)を用いて、スペーサを熱硬化させた後の反りの大きさを測定した。 Next, with respect to the semiconductor wafer bonded bodies of the examples and comparative examples, the size of the warp after the spacer was thermally cured using a surface roughness meter (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., “surfcom 1400D-64”), respectively. Was measured.
次に、各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体について、研削装置(DISCO社製、「DFG8540」)を用いて、半導体ウエハーの下面(裏面)を研削することにより、半導体ウエハーの中心部分の厚さを145μmとした。すなわち、半導体ウエハーの厚さを1/5とした。そして、研削(バックグラインド)後の半導体ウエハー接合体の反りの大きさを前記と同様にして測定した。 Next, about the semiconductor wafer joined body of each Example and Comparative Example, by grinding the lower surface (back surface) of the semiconductor wafer using a grinding apparatus (“DFG8540” manufactured by DISCO), the central portion of the semiconductor wafer The thickness was 145 μm. That is, the thickness of the semiconductor wafer was set to 1/5. Then, the warpage of the bonded semiconductor wafer after grinding (back grinding) was measured in the same manner as described above.
以上のようにして測定された、バックグラインド前およびバックグラインド後の各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体の反りの大きさを、それぞれ、以下の表2に示す。 Table 2 below shows the magnitudes of warpage of the semiconductor wafer bonded bodies of the respective examples and comparative examples before and after back grinding, which were measured as described above.
なお、各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体の反りの大きさは、それぞれ、5個の半導体ウエハー接合体で測定された測定値の平均値である。 In addition, the magnitude | size of the curvature of the semiconductor wafer conjugate | zygote of each Example and a comparative example is an average value of the measured value each measured with five semiconductor wafer conjugate | zygote.
[3]半導体ウエハー接合体のバックグラインド性評価
各実施例および各比較例において、5.で得られた半導体ウエハー接合体を、6.においてバックグラインド(研削)した後の半導体ウエハー接合体について、以下のようにしてバックグラインド性を評価した。
[3] Evaluation of Back Grinding Property of Semiconductor Wafer Assembly In each example and each comparative example, 5. 5. The semiconductor wafer bonded body obtained in the above 6. The back grindability of the bonded semiconductor wafer after back grinding (grinding) was evaluated as follows.
すなわち、各実施例および各比較例で得られたバックグラインド後の半導体ウエハー接合体について、半導体ウエハーの任意10点の厚みを測定し、以下の評価基準によりバックグラインド性を評価した。 That is, about the semiconductor wafer bonded body after back grinding obtained in each example and each comparative example, the thickness of arbitrary 10 points of the semiconductor wafer was measured, and the back grinding property was evaluated according to the following evaluation criteria.
◎:研削後の半導体ウエハーの厚みバラツキ(最大−最小)が10μm未満。
○:研削後の半導体ウエハーの厚みバラツキが10〜30μm(実用上問題なし)。
×:研削後の半導体ウエハーの厚みバラツキが30μmより大きい。
A: The thickness variation (maximum-minimum) of the semiconductor wafer after grinding is less than 10 μm.
A: The thickness variation of the semiconductor wafer after grinding is 10 to 30 μm (no problem in practical use).
X: The thickness variation of the semiconductor wafer after grinding is larger than 30 μm.
[4]半導体ウエハーのダイシング性
各実施例および各比較例において、5.および6.を経てバックグラインド(研削)した後の半導体ウエハー接合体を、7.において個片化した半導体ウエハー接合体について、以下のようにしてダイシング性を評価した。
[4] Dicing property of semiconductor wafer In each example and each comparative example, 5. And 6. The semiconductor wafer bonded body after back grinding (grinding) through The dicing property was evaluated as follows for the bonded semiconductor wafer assembly in FIG.
◎:個片化の歩留まりが95%以上であった。
○:個片化の歩留りが90〜95%未満であった。
×:半導体ウエハー接合体の反りにより、吸着治具による搬送が不可能であった。
A: The yield of singulation was 95% or more.
A: The yield of singulation was 90 to less than 95%.
X: Due to the warpage of the semiconductor wafer bonded body, it was impossible to carry it by the suction jig.
以上のようにして実施した、各種評価[2]〜[4]の評価結果を表2に示す。
さらに、表2に示した各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体の反りの大きさから、各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体について、バックグラインド前の半導体ウエハー接合体からバックグラインド後の半導体ウエハー接合体への反りの増加率をそれぞれ求めた。
その結果についても、以下の表2に示す。
Table 2 shows the evaluation results of various evaluations [2] to [4] carried out as described above.
Furthermore, from the magnitude | size of the curvature of the semiconductor wafer bonded body of each Example and comparative example which were shown in Table 2, about the semiconductor wafer bonded body of each Example and comparative example, after the back grind from the semiconductor wafer bonded body before the back grind The rate of increase in warpage of the bonded semiconductor wafer was determined.
The results are also shown in Table 2 below.
表2から明らかなように、各実施例の半導体ウエハー接合体では、バックグラインド前の反りの大きさが500μm以下に低減され、かつ、バックグラインド後の反りの増加率が600%以下に低減されている結果が得られた。 As is apparent from Table 2, in the semiconductor wafer bonded body of each example, the warpage before back grinding was reduced to 500 μm or less, and the increase rate of warpage after back grinding was reduced to 600% or less. The results are obtained.
これに対して、比較例1の半導体ウエハー接合体では、バックグラインド前の反りの大きさが500μmを超え、バックグラインド装置にセットすることができなかった。
また、比較例2の半導体ウエハー接合体では、バックグラインド後の反りの増加率が600%を超える結果となり、ダイシング装置の吸着治具による搬送ができなかった。
On the other hand, in the semiconductor wafer bonded body of Comparative Example 1, the warp size before back grinding exceeded 500 μm and could not be set in the back grinding apparatus.
Moreover, in the semiconductor wafer bonded body of Comparative Example 2, the rate of increase in warpage after back grinding exceeded 600%, and the dicing apparatus could not be transported by the suction jig.
以上のことから、スペーサを設けるのに用いられる樹脂組成物として、アルカリ可溶性樹脂と、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含む構成材料で構成されるものを用いることにより、半導体ウエハー接合体の反りの大きさが500μm以下に低減され、かつ、バックグラインド後の反りの増加率が600%以下に低減し得ることが明らかとなった。 From the above, by using a resin composition used for providing the spacer, which is composed of a constituent material containing an alkali-soluble resin, a thermosetting resin, and a photopolymerization initiator, it is possible to bond a semiconductor wafer. It has been clarified that the size of the warp of the body can be reduced to 500 μm or less, and the increase rate of the warp after back grinding can be reduced to 600% or less.
そして、半導体ウエハー接合体の反りの大きさを500μm以下に低減し、かつ、バックグラインド後の反りの増加率を600%以下に低減することにより、半導体ウエハー接合体を、効率よく研削することができ、さらに歩留まりよく個片化できることが判った。 Then, the semiconductor wafer bonded body can be efficiently ground by reducing the warp size of the semiconductor wafer bonded body to 500 μm or less and reducing the increase rate of the warp after back grinding to 600% or less. It was found that it can be separated into individual pieces with higher yield.
1 スペーサ形成用フィルム
11 支持基材
12 スペーサ形成層
100 半導体装置
101 ベース基板
101’ 半導体ウエハー
102 透明基板
103 受光部を含む個別回路
104 スペーサ
105 空隙部
106 半田バンプ
111 下面
112 空隙
20 マスク
201 開口部
21 切り込み
1000、2000 半導体ウエハー接合体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
ほぼ円形状をなす直径8インチで厚さ725μmの前記半導体ウエハーと、ほぼ円形状をなす直径8インチで厚さ350μmの前記透明基板とを前記スペーサを介して接合する際、前記スペーサを平面視で、そのほぼ全面に形成し、その後、前記半導体ウエハーの前記スペーサと反対側の面をほぼ均一に研削および/または研磨する加工を施して、前記半導体ウエハーを1/5の厚さにしたとき、
前記透明基板側を下側にして平面上に載置した際に、前記平面と前記透明基板の表面に形成される空隙の最大高さである反りは、前記半導体ウエハー接合体の加工前ではその大きさが500μm以下で、かつ、その加工後の反りの増大率が600%以下であることを特徴とする樹脂組成物。 Resin that is used to provide a spacer in the form of a lattice in a plan view between a semiconductor wafer and a transparent substrate, and is composed of a constituent material containing an alkali-soluble resin, a thermosetting resin, and a photopolymerization initiator A composition comprising:
When the semiconductor wafer having a diameter of 8 inches and a thickness of 725 μm is joined to the transparent substrate having a diameter of 8 inches and a thickness of 350 μm via the spacer, the spacer is viewed in plan view. Then, the semiconductor wafer is formed on almost the entire surface, and then the surface of the semiconductor wafer opposite to the spacer is ground and / or polished so that the thickness of the semiconductor wafer becomes 1/5. ,
When the substrate is placed on a plane with the transparent substrate side facing down, the warp that is the maximum height of the gap formed on the surface of the plane and the transparent substrate is that before the semiconductor wafer assembly is processed. A resin composition having a size of 500 μm or less and an increase rate of warpage after processing of 600% or less.
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| JP (1) | JP2011086779A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023107699A (en) * | 2022-01-24 | 2023-08-03 | 住友ベークライト株式会社 | RESIN COMPOSITION, MEMBER FOR PRODUCING VAPOR CHAMBER, METHOD FOR PRODUCING VAPOR CHAMBER, AND VAPOR CHAMBER |
| WO2024248064A1 (en) * | 2023-05-30 | 2024-12-05 | 株式会社ダイセル | Polymer, photosensitive resin composition containing same, copper paste, liquid composition, method for producing semiconductor device, and method for producing copper pillar for semiconductor connection |
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2009
- 2009-10-15 JP JP2009238757A patent/JP2011086779A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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