间层电介质和预施涂的模片连接粘合剂材料制造技术

本发明专利技术涉及间层电介质材料和预施涂的模片连接粘合剂，更具体地预施涂的模片连接粘合剂（如芯片或其它衬底施涂的模片连接粘合剂），施涂间层电介质材料到衬底上以制备低Ｋ介电半导体芯片的方法，施涂预施涂的模片连接粘合剂到芯片和其它表面上的方法，和由其制备的用于连接微电子电路的组件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及间层电介质材料和预施涂的模片连接粘合剂，更具体地预施涂的模片连接粘合剂(如芯片或其它衬底施涂的模片连接粘合剂)，施涂间层电介质材料到衬底上以制备低K介电半导体芯片的方法，施涂预施涂的模片连接粘合剂到芯片和其它表面上的方法，和由其制备的用于连接微电子电路的组件。 相关技术的简要描述 双马来酰亚胺在热固性树脂的光谱中占据显着位置，和许多双马来酰亚胺可市购。双马来酰亚胺已经用于模塑件和粘合剂接合物，耐热复合材料，和高温涂料的生产。更近来，Henkel Loctite Corporation已经商业化许多部分基于某些双马来酰亚胺用于连接半导体芯片到电路板的产品，它们接收来自微电子封装工业中的有利响应。这些产品描述于一篇或多篇如下文献中U.S.专利Nos.5,789,757(Husson)，6,034,194(Dershem)，6,034,195(Dershem)和6,187,886(Husson)。 低-k介电材料(或间层电介质，＂ILD′s＂)在高级集成电路制造的末来发展中起重要作用，能够实现铜互连在亚-0.18微米制造工艺中的应用。ILD′s用于集成电路制造以将铜互连与它们的周围部分隔绝，在互连之间保证较少的串扰。由于它引起电路中的故障，串扰集成电路制造中的通常问题。当集成电路持续设计为越来越小时，串扰变得甚至更突出。和ILD′s是此设计倾向的重要方面以最大化一直更复杂集成电路的效率。 工业界的许多人甚至希望ILD′s作为氧化硅绝缘体的潜在后继物。然而，在降低内部封装应力方面迄今为止报导较少的进展，该应力导致ILD裂纹故障。 因此需要提供具有优异介电性能的ILD′s以最小化串扰。此外，需要提供采用这样ILD′s组装的电子组件和提供增强物理性能的这样电子组件的制造方法。 也需要采用预施涂的形式，如其芯片施涂或衬底施涂版本，提供模片连接粘合剂材料。这样的版本会消除许多贮存，分配，装卸和加工问题，当在包括模片连接粘合剂材料的可流动形式反应性粘合剂中分配时出现这些问题。 此外，在更极端的环境，如那些高温条件中，半导体器件在焊剂回流循环期间可曝露于该条件，其中无引线的焊剂用于建立电互连，需要在预施涂的模片连接粘合剂材料中使用甚至比以上提及的马来酰亚胺更刚硬的材料。 预施涂的粘合剂它们自身不是新的商业产品。例如，HenkelLoctite在预施涂的螺纹锁(threadlocker)粘合剂中具有实质性生意，它涉及(甲基)丙烯酸酯工业，用于与螺母和螺栓组合体连接，可由光固化机理、热固化机理、或其结合，与非必要的次级厌氧固化机理固化。也参见国际专利申请No.PCT/US00/07494；和U.S.专利Nos.2,928,446，4,325,985，4,632,944和5,300,608。 然而，迄今为止在商业中还没有采用在其上用于应用的预施涂模片连接粘合剂材料的制造制品，如半导体芯片或半导体芯片而没有由可流动模片连接粘合剂材料伴随的中间工艺步骤，特别是在粘合剂材料的反应性组分完全或部分基于双马来酰亚胺的情况，或对于如下情况的极端环境模片连接粘合剂材料的反应性组分完全或部分基于苯并噁嗪。 专利技术概述 本专利技术在一个方面涉及制造制品，和特别地，提供用于连接到载体衬底和与载体衬底电互连的半导体芯片(或芯模片)。半导体芯片含有第一表面和第二表面，第一表面含有在其上以预定图案布置的用于提供与载体衬底电接通的电接触，及第二表面含在其层或一部分上布置的，优选作为膜的预施涂的模片连接粘合剂材料。 或者，半导体芯片可以为芯片形式，即为体形式，从该形式可以从芯片切线单个半导体芯片。 在本专利技术此方面的一个实施方案中，模片连接粘合剂材料所需地包括以液体形式或固体形式的含马来酰亚胺、衣康酰胺或NA酰亚胺的化合物，该化合物当为液体形式时与热塑性弹性体结合使用和当为固体形式时非必要地包括热塑性弹性体。模片连接粘合剂材料可包括另外的材料，该另外的材料可以与含马来酰亚胺、衣康酰胺或NA酰亚胺的化合物共固化，如(甲基)丙烯酸酯官能化的材料、乙烯基官能化材料、乙烯基醚官能化的材料等。 当含马来酰亚胺、衣康酰胺或NA酰亚胺的化合物在预施涂的模片连接粘合剂材料中以液体形式使用时，它可以是B阶段的，如通过曝露于电磁光谱中的辐射，以使得它在最终固化之前不可流动。 注意到，模片连接粘合剂材料可包括以液体形式或固体形式的含马来酰亚胺、衣康酰胺或NA酰亚胺的化合物。 如同以液体形式销售的Henkel Loctite双马来酰亚胺模片连接粘合剂材料，本专利技术的预施涂模片连接粘合剂材料产生固化的模片连接组合物，该模片连接组合物显示高度所需的物理性能的结合，该物理性能包括快速固化，低水吸收和低介电常数。和采用以上一般提及的粘合剂材料类型预施涂的制造制品具有如下的增加优点有用而没有当采用可流动粘合剂材料加工时采用的通常加工步骤，该通常的加工步骤另外设计用于相似的应用。 在本专利技术的另一方面，模片连接粘合剂材料所需地包括含苯并噁嗪的化合物。 本专利技术提供涉及避免最终用户的分配，装卸和贮存问题的优点，使用含有预施涂到其表面的粘合剂材料的半导体芯片，该最终用户特别地尝试组装微电子器件。 本专利技术进一步提供组装半导体器件的方法，该方法包括提供半导体芯片与这样的模片连接粘合剂材料，配合半导体芯片与载体衬底以形成配合的组件，和曝露配合的组件于足以固化模片连接粘合剂材料的温度条件，因此粘合半导体芯片到载体衬底。或者或另外，可以将模片连接材料预施涂到如下部分上位于载体衬底，如另一个芯模片或电路板上的一个或多个金属化接触、或键合、垫。根据本专利技术的含马来酰亚胺、衣康酰胺或NA酰亚胺的预施涂模片连接粘合剂材料的固化条件可包括对约150℃-约200℃的温度曝露约0.25分钟-约2分钟。 此外，在另一方面本专利技术提供间层电介质材料，该间层电介质材料基于含马来酰亚胺、衣康酰胺或NA酰亚胺的化合物或基于含苯并噁嗪的化合物，和由其制造的半导体芯片。 附图简述 附图说明图1是在与衬底的组装之前，在本专利技术一个实施方案中的预施涂模片连接半导体芯片的简要表示。 图2是包括组装到衬底的图1半导体芯片的电路组件的简要表示。 图3是在本专利技术进一步的实施方案中，包括组装到芯片尺寸封装的半导体芯片的电路组件的简要表示。 图4是芯片背侧施涂的简要表示。 图5是芯片背侧施涂的简要表示。 图6是衬底施涂的简要表示。 图7是半导体芯片与间层电介质材料的简要表示。 图8是堆迭模施涂的简要表示，其中上部半导体芯片由模片连接粘合剂材料预施涂。 图9是在与半导体芯片组装之前，在本专利技术的一个实施方案中预施涂的模片连接载体衬底的简要表示。 图10是堆迭模施涂的简要表示，其中下部半导体芯片由模片连接粘合剂材料预施涂。 专利技术详述 参考附图，其中在其整个几个视图中同样的参考特征表示同样的部件，与电路组件50相关显示和描述预施涂的模片连接粘合剂材料，如图1和2所示。一般来说，电路组件50包括形式为预施涂的模片连接电路芯片60的半导体芯片，和载体衬底，如电路板衬底70。 预施涂的模片连接电路芯片60可以连接到电路板衬底以外的载体衬底，如热片或散热片，或热扩展器。热片，散热片或热扩展器可以至少部分从用于消散热量的材料，如AlSi本文档来自技高网...

【技术保护点】
制品，包括：　（ａ）含有第一表面和第二表面的芯模片，及第一表面含有在其上以预定图案布置的电接触；和　（ｂ）位于芯模片第二表面的层或一部分上的Ｂ阶段模片连接粘合剂材料，和其中在Ｂ阶段之前，模片连接粘合剂材料包括：　（ｉ）一种 或多种以液体形式与热塑性弹性体结合的含马来酰亚胺、衣康酰胺或ＮＡ酰亚胺的化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BD桑托斯，JT胡内克，刘圃伟，杨钢，季青，
申请(专利权)人：亨凯尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]