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KR102225809B1 - 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재 - Google Patents

반도체 소자 삼차원 실장용 충전재 Download PDF

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KR102225809B1
KR102225809B1 KR1020167007754A KR20167007754A KR102225809B1 KR 102225809 B1 KR102225809 B1 KR 102225809B1 KR 1020167007754 A KR1020167007754 A KR 1020167007754A KR 20167007754 A KR20167007754 A KR 20167007754A KR 102225809 B1 KR102225809 B1 KR 102225809B1
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KR
South Korea
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filler
weight
epoxy compound
semiconductor
curable composition
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KR1020167007754A
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Inventor
히로키 다나카
가츠히로 나카구치
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주식회사 다이셀
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Publication date
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Abstract

본 발명은 COW 프로세스에 있어서 두께가 얇은 저배화된 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조함에 있어서 유용한 충전재, 및 상기 충전재를 형성하는 경화성 조성물을 제공한다. 본 발명의 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재는, 복수의 반도체 소자를 적층하고 집적하여 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조할 때에, 가로 방향으로 인접하는 반도체 소자간의 간극을 매립하는 충전재이며, 상기 충전재는, 반도체 소자간의 간극을 매립한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 연마 및/또는 연삭되어, 평탄화되는 부재인 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 소자 삼차원 실장용 충전재{FILLER FOR THREE-DIMENSIONAL MOUNTING OF SEMICONDUCTOR ELEMENT}
본 발명은, 복수의 반도체 소자를 적층하고 접합하여 집적함으로써 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조하는 방법에 있어서 사용하는 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재와, 상기 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재의 원료로서 유용한 경화성 조성물에 관한 것이다. 본원은 2013년 9월 27일에 일본에 출원한 일본 특허 출원 제2013-201591호의 우선권을 주장하며, 그의 내용을 여기에 원용한다.
근년, 반도체 장치의 고집적화에 대응하기 위해, 반도체 소자의 집적 방법은 평면 집적으로부터 입체 집적으로 이행되어 삼차원 적층 구조를 갖는 반도체 집적 회로 장치가 주목받고 있다. 삼차원 반도체 집적 회로 장치를 제조하는 방법으로서는, 제1 반도체 웨이퍼 상에 제2 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 얻어진 칩을 적층해가는 방법(COW 프로세스; 칩온 웨이퍼 프로세스)이 알려져 있다(특허문헌 1 등). 칩에 관통 구멍(TSV)을 제작하는 COW 프로세스의 경우에는, 포토레지스트를 사용하여 에칭 처리를 행함으로써 제작한다.
일본 특허 공개 제2006-19429호 공보
그러나, 제2 반도체 웨이퍼로부터 잘라낸 칩을 제1 반도체 웨이퍼 상에 적층하면, 가로 방향으로 인접하는 칩간에 간극이 발생한다. 이 간극이 있으면, 제1 반도체 웨이퍼와 칩을 포함하는 적층체 전체면에 포토레지스트를 균일한 두께로 도포하는 것이 곤란해지기 때문에, 가로 방향으로 인접하는 칩간에 발생한 간극을 매립할 필요가 있다. 그러나, 수지의 도포 등에 의해 간극을 매립한 것만으로는 요철이 남는다. 또한, 칩 면 상에 수지가 남으면 두께의 증대로 이어진다. 따라서 가로 방향으로 인접하는 칩간의 간극을 매립할 때에 도포함으로써 용이하게 홈부를 매립할 수 있으며, 경화에 따른 깨짐이나 기포가 발생하지 않고, 나아가 평탄화 혹은 박화 처리를 실시하여도 깨짐이나 박리가 발생하지 않는 가공성이 우수한 충전재가 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, COW 프로세스에 있어서 두께가 얇은 저배화(低背化)된 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조함에 있어서 유용한 충전재, 및 상기 충전재를 형성하는 경화성 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, COW 프로세스에 의해 삼차원 반도체 집적 소자 장치(삼차원 반도체 집적 회로 장치 등)를 제조하는 방법에 있어서, 가로 방향으로 인접하는 칩간의 간극을 충전재로 매립하고, 그 상태에서 칩 표면측으로부터 상기 충전재를 연마 또는 연삭하면, 칩 표면측을 용이하게 평탄화할 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이 지견에 기초하여 완성시킨 것이다.
즉, 본 발명은, 복수의 반도체 소자를 적층하고 집적하여 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조할 때에, 가로 방향으로 인접하는 반도체 소자간의 간극을 매립하는 충전재이며, 상기 충전재는, 반도체 소자간의 간극을 매립한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 연마 및/또는 연삭되어, 평탄화되는 부재인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재를 제공한다.
본 발명은, 또한, 상기 충전재가, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 적어도 함유하는 경화성 조성물의 경화물인 상기 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재를 제공한다.
본 발명은, 또한, 상기 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재의 형성에 사용하는 경화성 조성물이며, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 적어도 함유하고, 25℃에 있어서 액상인 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물을 제공한다.
본 발명은, 지환식 에폭시 화합물을 더 함유하는 상기 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물을 제공한다.
본 발명은, 평균 입자 직경 0.05 내지 1㎛의 무기 및/또는 유기 필러를 더 함유하는 상기 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물을 제공한다.
본 발명은, 실란 커플링제를 더 함유하는 상기 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물을 제공한다.
즉, 본 발명은 이하에 관한 것이다.
[1] 복수의 반도체 소자를 적층하고 집적하여 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조할 때에, 가로 방향으로 인접하는 반도체 소자간의 간극을 매립하는 충전재이며, 상기 충전재는, 반도체 소자간의 간극을 매립한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 연마 및/또는 연삭되어, 평탄화되는 부재인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재.
[2] 상기 충전재가, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 적어도 함유하는 경화성 조성물의 경화물인 [1]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재.
[3] 상기 경화성 조성물의 경화물의 유리 전이 온도가 30℃ 이상인 [2]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재.
[4] 상기 경화성 조성물의 경화물의 열팽창 계수(ppm/K)가 150 이하인 [2] 또는 [3]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재.
[5] [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재의 형성에 사용하는 경화성 조성물이며, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물을 포함하는 경화성 화합물과 양이온 중합 개시제를 적어도 함유하고, 25℃에 있어서 액상인 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[6] 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물이 화학식 (1) 내지 (3)으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 1종인 [5]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[7] 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물의 에폭시 당량이 155 내지 800g/eq인 [5] 또는 [6]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[8] 지환식 에폭시 화합물을 더 함유하는 [5] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[9] 지환식 에폭시 화합물이 화학식 (4)로 표시되는 화합물인 [8]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[10] 지환식 에폭시 화합물이 화학식 (4-1) 내지 (4-6)으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 적어도 1종인 [8]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[11] 경화성 조성물 전량(100중량％) 중에 경화성 화합물을 30 내지 99.99중량％ 함유하는 [5] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[12] 경화성 조성물에 포함되는 전체 경화성 화합물에서 차지하는 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물의 비율이 30중량％ 이상인 [5] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[13] 경화성 조성물에 포함되는 전체 경화성 화합물에서 차지하는 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 지환식 에폭시 화합물의 총량의 비율이 50중량％ 이상인 [5] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[14] 경화성 조성물에 포함되는 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 지환식 에폭시 화합물의 함유량의 비(전자:후자(중량부))가 55:45 내지 99:1인 [8] 내지 [13] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[15] 경화성 조성물에 포함되는 경화성 화합물(바람직하게는 양이온 경화성 화합물, 특히 바람직하게는 에폭시 화합물) 100중량부에 대하여 양이온 중합 개시제를 0.01 내지 15중량부 함유하는 [5] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[16] 평균 입자 직경 0.05 내지 1㎛의 무기 및/또는 유기 필러를 더 함유하는 [5] 내지 [15] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[17] 무기 및/또는 유기 필러를 경화성 화합물(바람직하게는 양이온 경화성 화합물, 특히 바람직하게는 에폭시 화합물) 100중량부에 대하여 0.1 내지 70중량부 함유하는 [16]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[18] 실란 커플링제를 더 함유하는 [5] 내지 [17] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[19] 실란 커플링제를 경화성 화합물(바람직하게는 양이온 경화성 화합물, 특히 바람직하게는 에폭시 화합물) 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부 함유하는 [18]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[20] 에폭시 화합물, 양이온 중합 개시제, 무기 필러, 유기 필러 및 실란 커플링제의 함유량의 합이, 경화성 조성물 전량의 80중량％ 이상인 [18] 또는 [19]에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[21] 경화성 조성물의 점도(25℃에 있어서의)가 10 내지 100000mPa·s인 [5] 내지 [20] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물.
[22] [5] 내지 [21] 중 어느 하나에 기재된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물의 경화물에 의해 반도체 소자간을 충전하고, 반도체 소자간을 충전한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 연마 및/또는 연삭하여 평탄화하는 공정을 포함하는 삼차원 반도체 집적 소자 장치의 제조 방법.
[23] [22]에 기재된 삼차원 반도체 집적 소자 장치의 제조 방법에 의해 얻어지는 삼차원 반도체 집적 소자 장치.
본 발명에 따르면, 가로 방향으로 인접하는 박화된 반도체 소자간의 간극을 충전재로 매립한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 충전재를 연마함으로써, 칩 표면측이 평탄화되고, 두께가 얇은 저배화된 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 수율 높게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재를 사용한 삼차원 반도체 집적 소자 장치의 제조 방법 일례를 나타내는 개략 공정도이다.
도 2는 본 발명의 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재를 사용한 삼차원 반도체 집적 소자 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 개략 공정도(도 1의 계속)이다.
[반도체 소자 삼차원 실장용 충전재]
본 발명의 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재(이하, 간단히 「충전재」라 칭하는 경우가 있음)는, 복수의 반도체 소자를 적층하고 집적하여 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조할 때에, 가로 방향으로 인접하는 반도체 소자간의 간극을 매립하는 충전재(간극 매립재)이다. 이 충전재는, 반도체 소자간의 간극을 매립한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 연마 또는 연삭되어, 평탄화된다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재를 사용한 삼차원 반도체 집적 소자 장치(삼차원 반도체 집적 회로 장치)의 제조 방법의 일례를 나타내는 개략 공정도이다. 이 프로세스에서는, 이하와 같이 하여 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조한다.
(a) 회로 형성 영역을 포함하는 실리콘 웨이퍼(1) 상에 반도체 소자(20)를 적층한 제1 베이스 웨이퍼(30)를 준비한다.
(b) 인접하는 반도체 소자(20) 사이의 간극을, 본 발명의 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재(2)로 매립한 상태로 한다(상기 간극에 후술하는 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물을 유입하여 경화시킨다).
(c) 상기 충전재(2)의 표면을 연마 및/또는 연삭하여, 평탄화·박화한다.
(d) 내지 (e) 반도체 소자(20) 내부 또는 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재(2)에 관통 구멍(3)을 제작하고, 여기에 관통 전극(4)을 형성하여 반도체 웨이퍼(40)를 제작한다.
(f) 내지 (j) 그리고, 이와 같이 하여 얻어진 2층의 배선층을 갖는 반도체 웨이퍼(40)의 표면에 반도체 소자(20')를 적층하고, 상기한 공정을 반복함으로써, 3층의 배선층을 갖는 반도체 웨이퍼(50)가 얻어진다.
이러한 조작을 원하는 횟수 반복하고, 원하는 위치에서 다이싱함으로써, 삼차원 반도체 집적 소자 장치(삼차원 반도체 집적 회로 장치)가 얻어진다.
상기 공정 (c)에 있어서 연마 및/또는 연삭함으로써, 충전재(2)의 두께를 예를 들어 10 내지 30㎛로 하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 가로 방향으로 인접하는 소자간의 간극을 충전재로 매립한 상태에서 소자의 표면측으로부터 충전재를 연마 또는 연삭하기 때문에, 소자 표면측이 평탄화된다. 따라서, 소자 그 자체가 박화된, 저배화된 삼차원 반도체 집적 소자 장치(삼차원 반도체 집적 회로 장치)를 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 이 때 깨짐이나 기포가 발생하지 않는다.
반도체 소자(20)는 반도체를 사용한 소자이며, 예를 들어 MEMS나 이미지 센서일 수도 있다. 또한 적층하는 반도체 소자(20')는 반도체 소자(20)와 동일한 크기일 수도 있고, 사이즈(세로, 가로, 높이)가 상이할 수도 있다.
회로 형성 영역을 포함하는 실리콘 웨이퍼(1)는 MEMS일 수도 있고 이미지 센서일 수도 있다.
상기 충전재(2)로서는, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 적어도 함유하는 경화성 조성물의 경화물이 바람직하다.
[반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물]
본 발명의 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물(이하, 「본 발명의 경화성 조성물」이라 칭하는 경우가 있음)은, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제를 적어도 함유하고, 25℃에 있어서 액상이다. 본 발명의 경화성 조성물은 상기 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재의 형성에 사용할 수 있다. 즉, 본 발명의 경화성 조성물을 가로 방향으로 인접하는 소자간의 간극에 주입하고, 경화시킴으로써 상기 충전재가 형성된다.
(경화성 화합물)
본 발명의 경화성 조성물은 경화성 화합물(특히, 양이온 경화성 화합물)로서 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물을 적어도 함유한다. 경화성 화합물로서 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물을 사용하면, 경화시에 크랙이 생기지 않고, 또한 경화 후 연마하여도 크랙이나 결함이 발생하지 않고, 연마반의 클로깅도 일으키지 않는다. 또한, 종래의 소자 적층용 접착제를 상기한 간극 매립제로 전용한 경우에는, 경화시나 경화 후에 연마할 때에 크랙이나 결함이 발생하거나, 연마반의 클로깅을 일으킨다. 또한, 경화성 화합물로서 지환식 에폭시 화합물만을 사용한 경우에는 경화물이 지나치게 단단하거나, 경화 수축이 발생하여, 경화물에 크랙이 발생하기 쉽다.
상기 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물로서는, 예를 들어 비스페놀 A 골격을 갖는 에폭시 화합물(=비스페놀 A형 에폭시 수지), 비스페놀 F 골격을 갖는 에폭시 화합물(=비스페놀 F형 에폭시 수지), 비스페놀 AD 골격을 갖는 에폭시 화합물(=비스페놀 AD형 에폭시 수지), 비스페놀 S 골격을 갖는 에폭시 화합물(=비스페놀 S형 에폭시 수지) 등을 들 수 있다. 이들 에폭시 화합물은, 분자 내에 비스페놀 및 에피클로로히드린에서 유래하는 구성 단위 이외의 구성 단위를 갖고 있을 수도 있다.
비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물의 대표적인 예로서, 하기 화학식 (1), (2), (3)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112016028197794-pct00001
상기 식 중, r은 0 내지 8의 수를 나타낸다. r로서는, 그 중에서도 0.01 내지 3의 범위가 바람직하고, 특히 1 내지 2의 범위가 바람직하다.
상기 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물의 에폭시 당량은, 예를 들어 155 내지 800g/eq, 바람직하게는 155 내지 500g/eq, 특히 바람직하게는 160 내지 200g/eq, 가장 바람직하게는 160 내지 190g/eq이다. 상기 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물은 실온(25℃)에서 액상을 나타내는 화합물이 바람직하지만, 고체여도, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물을 용해하는 다른 액상(25℃에 있어서)의 화합물(예를 들어, 다른 에폭시 화합물 등)과 병용함으로써, 경화성 화합물 전체로서 액상(25℃)이 되면 된다.
상기 본 발명의 경화성 조성물은 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물 이외의 에폭시 화합물을 포함하고 있을 수도 있다. 그러한 에폭시 화합물로서는, 지환을 구성하는 인접하는 2개의 탄소 원자와 산소 원자로 구성되는 에폭시기(=지환 에폭시기)를 분자 내에 갖는 에폭시 화합물(=지환식 에폭시 화합물); 지환에 에폭시기가 직접 단결합으로 결합하고 있는 에폭시 화합물; 지환과 글리시딜에테르기를 갖는 글리시딜에테르형 에폭시 화합물; 그 밖의 에폭시 화합물을 들 수 있다.
상기 지환으로서는, 시클로펜탄환, 시클로헥산환, 시클로옥탄환, 시클로도데칸환 등의 단환의 지환(3 내지 15원, 바람직하게는 5 내지 6원 정도의 시클로알칸환 등); 데칼린환(퍼히드로나프탈렌환), 퍼히드로인덴환(비시클로[4.3.0]노난환), 퍼히드로안트라센환, 퍼히드로플루오렌환, 퍼히드로페난트렌환, 퍼히드로아세나프텐환, 퍼히드로페날렌환, 노르보르난환(비시클로[2.2.1]헵탄환), 이소보르난환, 아다만탄환, 비시클로[3.3.0]옥탄환, 트리시클로[5.2.1.02,6]데칸환, 트리시클로[6.2.1.02,7]운데칸환 등의 다환(2 내지 4환 정도)의 지환(가교 탄소환) 등을 들 수 있다. 또한, 지환 에폭시기로서는, 예를 들어 에폭시시클로펜틸기, 3,4-에폭시시클로헥실기, 3,4-에폭시트리시클로[5.2.1.02,6]데칸8-(또는 9)일기(에폭시화 디시클로펜타디에닐기) 등을 들 수 있다. 상기 지환에는, 알킬기(예를 들어, 메틸기 등의 탄소수 1 내지 6의 알킬기) 등의 치환기가 결합하고 있을 수도 있다.
상기 지환식 에폭시 화합물로서, 하기 화학식 (4)로 표시되는 화합물(2개의 지환 에폭시기가 단결합으로 또는 연결기를 개재하여 결합하고 있는 화합물)을 들 수 있다.
Figure 112016028197794-pct00002
상기 식 중, Y1은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. 연결기로서는, 예를 들어 2가의 탄화수소기, 카르보닐기(-CO-), 에테르 결합(-O-), 에스테르 결합(-COO-), 아미드 결합(-CONH-), 카르보네이트 결합(-OCOO-) 및 이들이 복수개 결합한 기 등을 들 수 있다. 2가의 탄화수소기로서는, 메틸렌, 에틸리덴, 이소프로필리덴, 에틸렌, 프로필렌, 트리메틸렌, 테트라메틸렌기 등의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬렌기(특히, C1- 6알킬렌기); 1,2-시클로펜틸렌, 1,3-시클로펜틸렌, 시클로펜틸리덴, 1,2-시클로헥실렌, 1,3-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥실렌, 시클로헥실리덴기 등의 2가의 지환식 탄화수소기(특히, 2가의 시클로알킬렌기); 및 이들이 복수개 결합한 기 등이 예시된다.
화학식 (4)로 표시되는 화합물에 포함되는 대표적인 화합물로서는, (3,4,3',4'-디에폭시)비시클로헥실, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)에테르, 1,2-에폭시-1,2-비스(3,4-에폭시시클로헥산-1-일)에탄, 2,2-비스(3,4-에폭시시클로헥산-1-일)프로판, 1,2-비스(3,4-에폭시시클로헥산-1-일)에탄 등이나, 하기 화학식 (4-1) 내지 (4-6)으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 하기 식 중, t는 1 내지 30의 정수이다.
Figure 112016028197794-pct00003
지환식 에폭시 화합물로서는, 그 밖에, 분자 내에 지환과 2 이상의 에폭시기를 갖고 또한 2 이상의 에폭시기 중 1개만이 지환 에폭시기인 화합물을 들 수 있다. 이 대표적인 화합물로서는, 하기 화학식 (5)로 표시되는 리모넨디에폭시드 등을 들 수 있다.
Figure 112016028197794-pct00004
또한, 지환식 에폭시 화합물로서, 하기 화학식 (6) 내지 (9)로 표시되는 화합물과 같은, 3 이상의 지환 에폭시기를 갖는 지환식 에폭시 화합물이나, 지환 에폭시기를 1개만 갖고, 이외에 에폭시기를 갖지 않는 지환식 에폭시 화합물을 사용할 수도 있다. 또한, 하기 식 중, a, b, c, d, e, f는 0 내지 30의 정수이다.
Figure 112016028197794-pct00005
상기 지환에 에폭시기가 직접 단결합으로 결합하고 있는 에폭시 화합물로서는, 예를 들어 하기 화학식 (10)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112016028197794-pct00006
상기 식 중, R은 q가의 알코올[R-(OH)q]로부터 q개의 OH를 뺀 기, p는 1 내지 30의 정수, q는 1 내지 10의 정수를 나타낸다. q개의 괄호 내의 기에 있어서, p는 각각 동일할 수도 상이할 수도 있다. q가의 알코올[R-(OH)q]로서는, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로필알코올, 1-부탄올 등의 1가의 알코올; 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 2가의 알코올; 글리세린, 디글리세린, 에리트리톨, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 소르비톨 등의 3가 이상의 알코올을 들 수 있다. 상기 알코올은 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카르보네이트폴리올, 폴리올레핀폴리올 등일 수도 있다. 상기 알코올로서는, 탄소수 1 내지 10의 지방족 알코올(특히, 트리메틸올프로판 등의 지방족 다가 알코올)이 바람직하다.
상기 지환과 글리시딜에테르기를 갖는 글리시딜에테르형 에폭시 화합물로서는, 지환식 알코올(특히, 지환식 다가 알코올)의 글리시딜에테르를 들 수 있다. 이 화합물은, 상기 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물[예를 들어, 상기 화학식 (1), (2), (3)으로 표시되는 화합물]의 방향환이 핵수소화된 화합물일 수도 있다.
상기 그 밖의 에폭시 화합물로서는, 예를 들어 상기 q가의 알코올[R-(OH)q]의 글리시딜에테르; 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 스테아르산, 아디프산, 세바스산, 말레산, 이타콘산 등의 1가 또는 다가 카르복실산의 글리시딜에스테르; 에폭시화 아마인유, 에폭시화 대두유, 에폭시화 피마자유 등의 이중 결합을 갖는 유지의 에폭시화물; 에폭시화 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀(폴리알카디엔을 포함함)의 에폭시화물 등을 들 수 있다.
상기 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물 이외의 에폭시 화합물 중에서도, 지환식 에폭시 화합물이 바람직하다. 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 지환식 에폭시 화합물을 병용함으로써, 경화물(충전재(2))의 내열성을 향상시킬 수 있고, 고온 환경하에서 경화물의 경도가 변화되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 경화성 조성물은 에폭시 화합물 이외에도 다른 경화성 화합물을 함유하고 있을 수도 있지만, 본 발명의 경화성 조성물에 포함되는 전체 경화성 화합물(특히, 전체 양이온 경화성 화합물)에서 차지하는 에폭시 화합물의 비율은, 예를 들어 50중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이상, 특히 바람직하게는 85중량％ 이상, 가장 바람직하게는 90중량％ 이상이며, 에폭시 화합물의 비율의 상한은 100중량％이다.
상기 본 발명의 경화성 조성물 중의 경화성 화합물의 함유량(2종 이상 함유하는 경우에는 그의 총량)은, 예를 들어 30 내지 99.99중량％, 바람직하게는 50 내지 99.9중량％, 더욱 바람직하게는 60 내지 99.5중량％이다.
상기 본 발명의 경화성 조성물 중의 에폭시 화합물의 함유량(2종 이상 함유하는 경우에는 그의 총량)은, 예를 들어 30 내지 99.99중량％, 바람직하게는 50 내지 99.9중량％, 더욱 바람직하게는 60 내지 99.5중량％이다.
본 발명의 경화성 조성물 중의 전체 경화성 화합물에서 차지하는 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물의 비율은, 예를 들어 30중량％ 이상, 바람직하게는 40중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이상, 특히 바람직하게는 70중량％ 이상이다.
본 발명의 경화성 조성물 중의 전체 에폭시 화합물에서 차지하는 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물의 비율은, 예를 들어 30중량％ 이상, 바람직하게는 40중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이상, 특히 바람직하게는 70중량％ 이상이다.
본 발명의 경화성 조성물 중의 전체 경화성 화합물에서 차지하는 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물 및 지환식 에폭시 화합물의 총량의 비율은, 예를 들어 50중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90중량％ 이상이다.
본 발명의 경화성 조성물 중의 전체 에폭시 화합물에서 차지하는 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물 및 지환식 에폭시 화합물의 총량의 비율은, 예를 들어 50중량％ 이상, 바람직하게는 70중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90중량％ 이상이다.
본 발명의 경화성 조성물 중의 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 지환식 에폭시 화합물의 함유량의 비(전자:후자(중량부))는, 예를 들어 55:45 내지 99:1, 바람직하게는 60:40 내지 95:5, 바람직하게는 70:30 내지 90:10이다.
(양이온 중합 개시제)
본 발명의 경화성 조성물은 양이온 중합 개시제(경화 촉매)를 함유한다. 양이온 중합 개시제는 광조사 또는 가열에 의해 양이온 중합을 개시시키는 물질을 방출하는 화합물이다.
양이온 중합 개시제 중, 광조사에 의해 양이온종을 발생하는 양이온 중합 개시제로서는, 예를 들어 트리아릴술포늄염(예를 들어, 헥사플루오로안티모네이트염, 펜타플루오로히드록시안티모네이트염, 헥사플루오로포스페이트염, 헥사플루오로알지네이트염) 등을 들 수 있으며, 상품명 「CPI-100P」, 「CPI-101A」, 「LW-S1」(이상, 산-아프로(주)제), 상품명 「CD-1010」, 「CD-1011」, 「CD-1012」(이상, 미국 사토마제), 상품명 「이르가큐어 264」(바스프(BASF)사제), 상품명 「CIT-1682」(닛본 소다(주)제) 등의 시판품을 바람직하게 사용할 수 있다.
양이온 중합 개시제 중, 가열에 의해 양이온종을 발생하는 양이온 중합 개시제로서는, 예를 들어 아릴디아조늄염, 아릴요오도늄염, 아릴술포늄염, 알렌-이온 착체 등을 들 수 있으며, 상품명 「PP-33」, 「CP-66」, 「CP-77」(이상, (주)아데카(ADEKA)제), 상품명 「FC-509」(쓰리엠제), 상품명 「UVE1014」(G.E.제), 상품명 「선에이드 SI-60L」, 「선에이드 SI-80L」, 「선에이드 SI-100L」, 「선에이드 SI-110L」(이상, 산신 가가꾸 고교(주)제), 상품명 「CG-24-61」(바스프사제) 등의 시판품을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 알루미늄이나 티타늄 등의 금속과 아세토아세트산 혹은 디케톤류와의 킬레이트 화합물과 트리페닐실란올 등의 실란올과의 화합물, 또는 알루미늄이나 티타늄 등의 금속과 아세토아세트산 혹은 디케톤류와의 킬레이트 화합물과 비스페놀 S 등의 페놀류와의 화합물일 수도 있다.
본 발명의 경화성 조성물은 양이온 중합 개시제를 함유하기 때문에, 열 또는 광에 의해 양이온 경화되어 상기 충전재를 형성할 수 있다.
양이온 중합 개시제의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 경화성 조성물 중의 전체 경화성 화합물(바람직하게는 전체 양이온 경화성 화합물, 특히 바람직하게는 전체 에폭시 화합물) 100중량부에 대하여 0.01 내지 15중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05 내지 10중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 8중량부, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5중량부, 가장 바람직하게는 0.1 내지 3중량부이다. 상기 범위에서 배합함으로써, 내열성, 투명성, 내후성 등이 양호한 경화물(충전재)을 얻을 수 있다.
(첨가제)
본 발명의 경화성 조성물은 무기 및/또는 유기 필러를 함유하고 있을 수도 있다. 무기 및/또는 유기 필러를 함유함으로써, 경화물(충전재(2))의 열팽창을 억제하고, 내열성을 향상시킬 수 있다.
무기 필러로서는, 예를 들어 실리카, 알루미나, 마그네시아, 티타니아, 산화안티몬, 탈크, 클레이, 몬모릴로나이트, 히드로탈사이트, 합성 마이카, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 실리카(특히, 구상 실리카), 알루미나가 바람직하다.
무기 필러의 평균 입자 직경은, 예를 들어 0.05 내지 1㎛, 바람직하게는 0.1 내지 1㎛이다.
무기 필러의 배합량은, 본 발명의 경화성 조성물 중의 전체 경화성 화합물(바람직하게는 전체 양이온 경화성 화합물, 특히 바람직하게는 전체 에폭시 화합물) 100중량부에 대하여, 예를 들어 70 중량부 이하(예를 들어 0.1 내지 70중량부), 바람직하게는 50 중량부 이하(예를 들어 1 내지 50중량부), 더욱 바람직하게는 40 중량부 이하(예를 들어 5 내지 40중량부)이다.
유기 필러로서는, 예를 들어 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 아라미드, 셀룰로오스 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 폴리이미드(특히, 구상 폴리이미드), 폴리에테르에테르케톤(특히, 구상 폴리에테르에테르케톤)이 바람직하다.
유기 필러의 배합량은, 본 발명의 경화성 조성물 중의 전체 경화성 화합물(바람직하게는 전체 양이온 경화성 화합물, 특히 바람직하게는 전체 에폭시 화합물) 100중량부에 대하여, 예를 들어 70중량부 이하(예를 들어 0.1 내지 70중량부), 바람직하게는 50중량부 이하(예를 들어 1 내지 50중량부), 더욱 바람직하게는 40중량부 이하(예를 들어 5 내지 40중량부)이다.
본 발명의 경화성 조성물은 실란 커플링제를 함유하고 있을 수도 있다. 실란 커플링제를 함유함으로써, 경화물(충전재(2))의 실리콘 웨이퍼에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다.
실란 커플링제로서는, 예를 들어 3-트리메톡시실릴프로필(메트)아크릴레이트, 3-트리에톡시실릴프로필(메트)아크릴레이트, 3-디메톡시메틸실릴프로필(메트)아크릴레이트, 3-디에톡시메틸실릴프로필(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 관능기가 (메트)아크릴로일옥시기인 실란 커플링제를 사용하는 경우에는, 라디칼 중합 개시제를 소량 첨가할 수도 있다. 또한, 관능기가 에폭시기인 실란 커플링제 [2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란 등]를 사용할 수도 있지만, 이러한 커플링제는 상기 그 밖의 에폭시 화합물에 속한다.
실란 커플링제의 배합량은, 본 발명의 경화성 조성물 중의 전체 경화성 화합물(바람직하게는 전체 양이온 경화성 화합물, 특히 바람직하게는 전체 에폭시 화합물) 100중량부에 대하여, 예를 들어 10중량부 이하(예를 들어 0.1 내지 10중량부), 바람직하게는 5중량부 이하(예를 들어 0.2 내지 5중량부), 더욱 바람직하게는 3중량부 이하(예를 들어 0.3 내지 3중량부)이다.
본 발명의 경화성 조성물에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 각종 첨가제(예를 들어, 실리콘계나 불소계의 소포제, 레벨링제, 계면활성제, 유기계의 고무 입자, 난연제, 착색제, 가소제, 대전 방지제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 이온 흡착체, 안료, 염료, 형광체 등)를 1종 또는 2종 이상 더 첨가할 수 있다. 상기 각종 첨가제의 배합량은 경화성 조성물 전체에 대하여, 예를 들어 5중량％ 이하이다. 본 발명의 경화성 조성물은 용제를 포함하고 있을 수도 있지만, 용제의 양이 지나치게 많으면 경화물에 기포가 발생하는 경우가 있기 때문에, 바람직하게는 경화성 조성물 전체에 대하여 예를 들어 20중량％ 이하, 바람직하게는 10중량％ 이하, 특히 바람직하게는 5중량％ 이하, 가장 바람직하게는 1중량％ 이하이다.
본 발명의 경화성 조성물에 있어서, 에폭시 화합물, 양이온 중합 개시제, 무기 필러, 유기 필러 및 실란 커플링제의 총 함유량은, 경화성 조성물 전체에 대하여 예를 들어 80중량％ 이상, 바람직하게는 90중량％ 이상, 특히 바람직하게는 95중량％ 이상, 특히 바람직하게는 99중량％ 이상이다.
본 발명의 경화성 조성물은 25℃에 있어서 액상을 나타내고, 그의 점도(25℃)는 예를 들어 10 내지 100000mPa·s, 바람직하게는 100 내지 10000mPa·s, 특히 바람직하게는 500 내지 10000mPa·s, 가장 바람직하게는 500 내지 3000mPa·s이다. 본 발명의 경화성 조성물은, 상온에서 유동성이 있는 페이스트상인 것이 바람직하다. 본 발명의 경화성 조성물의 점도가 지나치게 크면, 기포가 빠져나기 어려워짐과 함께, 작업성, 취급성 등이 저하되기 쉬워진다. 또한, 점도는 B형 점도계나 D형 점도계 등을 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 경화성 조성물은 1액형, 2액형 중 어느 것이어도 된다.
본 발명의 경화성 조성물은, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 양이온 중합 개시제 및 필요에 따라 지환식 에폭시 화합물, 무기 또는 유기 필러, 실란 커플링제, 그 밖의 첨가제를 교반 혼합함으로써 제조할 수 있다. 교반 혼합은 범용의 혼합기, 혼련기 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 하여 제조된 반도체 소자 삼차원 실장용 경화성 조성물은 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조할 때, 가로 방향으로 인접하는 반도체 소자간의 간극에 주입되고, 소정의 조건으로 경화(광경화 또는 가열 경화)되어, 상기 충전재(2)로서 기능한다.
본 발명의 경화성 조성물을 광경화(광 양이온 경화)시키는 경우, 조사하는 활성 에너지선(광)으로서는, 예를 들어 자외선이나 전자선 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 자외선을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 자외선의 파장은 양이온 중합 개시제의 종류 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 또한, 활성 에너지선의 조사 조건은 배합된 에폭시 화합물의 종류나 막 두께, 양이온 중합 개시제의 종류나 양 등에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 자외선을 사용하는 경우에는, 그의 조사량(선량)은 10 내지 30000mJ/cm2가 바람직하고, 특히 바람직하게는 50 내지 25000mJ/cm2이다. 상기 자외선의 조사원으로서는, 예를 들어 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 크세논 램프, 카본 아크, 메탈 할라이드 램프, 태양광, LED 램프 등을 들 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 경화성 조성물에 활성 에너지선을 조사하여 광경화시킨 후에는, 또한 필요에 따라 가열할 수도 있다(후경화). 후경화에 의해, 경화물 중의 미반응물의 저감, 경화물의 경화도의 향상, 왜곡의 완화 등의 효과가 얻어진다. 또한, 경화물의 경도나 밀착성을 향상시키는 효과가 얻어지는 경우도 있다. 상기 가열은, 통상 100 내지 200℃의 온도에서 1 내지 300분간의 조건으로 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 경화성 조성물을 가열 경화(열 양이온 경화)시킬 때의 경화 온도는, 예를 들어 45 내지 200℃ 정도, 경화 시간은 예를 들어 1 내지 60분 정도이다. 가열 경화는 다단계로 행할 수도 있다.
또한, 가열 경화의 경우에는, 경화성 조성물을 상기 인접하는 반도체 소자간의 간극에 주입했을 때, 열로 경화성 조성물의 유동성이 증가하여 중앙에 모여(실리콘 웨이퍼와의 습윤성이 작기 때문에), 면 내 막 두께 분포가 일정해지지 않는 경우가 있기 때문에, 광경화가 보다 바람직하다.
본 발명의 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화물은 강인성이 우수하여, 연마 처리에 사용하여도 크랙이나 결함이 발생하는 경우가 없다. 또한, 본 발명의 경화성 조성물을 경화하여 얻어지는 경화물은 내열성이 우수하고, 유리 전이 온도(Tg: ℃)는 예를 들어 30℃ 이상, 바람직하게는 50℃ 이상, 특히 바람직하게는 80℃ 이상이다. 또한, 열팽창 계수(ppm/K)는 예를 들어 150 이하, 바람직하게는 100 이하이다.
실시예
이하에, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
비스페놀 F형 에폭시 수지 100중량부 및 양이온 중합 개시제 「CPI-100P」 2중량부를 자전·공전 믹서(신키사제, 상품명 「아와토리 렌타로」)로 교반 혼합하여, 충전재용의 경화성 조성물을 얻었다.
실시예 2 내지 24, 비교예 1 내지 4
표 1에 기재된 바와 같이 처방을 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 충전재용의 경화성 조성물을 얻었다.
평가 시험
도포 기판으로서, 8인치 실리콘 웨이퍼에 칩으로 간주되는 요철 형상을 절삭 가공으로 제작한 것을 준비하였다(모의 COW 기판: 웨이퍼 두께 725㎛, 칩부 9mm×9mm×0.2mm 두께, 홈부 2mm 폭×0.1mm 두께). 즉, 8인치 실리콘 웨이퍼의 표면에, 세로 방향 및 가로 방향으로 각각 10mm 간격으로 폭 2mm×깊이 0.2mm의 홈을 제작하였다.
이 모의 COW 기판의 표면에 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 충전재용의 경화성 조성물을 스퀴지(뉴롱 세이미쯔 고교(주)제의 J 스퀴지)를 사용하여 도포하여 도막을 형성하였다.
얻어진 도막을 육안으로 관찰하고, 충전성에 대하여 하기 기준으로 평가하였다.
<평가 기준>
칩부, 홈부 모두 충전되고, 홈부에 기포가 전혀 잔존하고 있지 않은 것:◎
칩부, 홈부 모두 충전되었지만, 홈부에 기포가 잔존하는 것:○
홈부에만 충전된 것:△
상기 도막에 UV 조사기(우시오 덴끼(주)제, 상품명 「UVC-02516S1AA02」)로 UV 광(UV-A)을 3600mJ/cm2 조사하고(광경화), 그 후 핫 플레이트를 사용하여 120℃에서 10분간 가열(후경화)하여 충전재를 형성하였다.
얻어진 충전재에 대하여, 크랙의 유무를 육안과 광학 현미경으로 확인하고, 하기 기준으로 평가하였다.
<평가 기준>
크랙이 없는 것:○
크랙이 있는 것:×
크랙이 없는 샘플에 대하여, 연마기(무사시노 덴시(주)제, 상품명 「MA-200D」) 및 연마반(미쯔이 겐사꾸 토이시(주)제, 상품명 「CBNDIA#400」)을 사용하여, 회전수 100rpm, 연마 시간 10분, 추 500g의 조건으로 연마 시험을 실시하였다. 또한, 비교예 1 내지 4에서 얻어진 충전재에는 크랙이 확인되었기 때문에, 연마 시험을 행하지 않았다.
연마 후, 충전재나 실리콘 웨이퍼에 있어서의 크랙이나 결함의 유무 및 연마반의 클로깅의 유무를 육안과 광학 현미경으로 확인하여, 하기 기준에 의해 연마성을 평가하였다.
<평가 기준>
충전재나 실리콘 웨이퍼에 크랙이나 결함이 없고, 연마반의 클로깅이 없는 것:○
충전재나 실리콘 웨이퍼에 크랙이나 결함이 있는 것 및/또는 연마반의 클로깅이 있는 것:×
또한, 실시예 및 비교예에서 얻어진 충전재용의 경화성 조성물을 경화(경화 조건은 상기 시험과 동일함)하여 얻어진 충전재(사이즈: 500mm×10mm)의 내열성에 대하여, 세이코 인스트루먼츠사제 DSC(시차 주사 열량계)를 사용하여 유리 전이 온도(Tg)를 측정하였다. 또한, 열팽창 계수(ppm/K)를, 열기계적 분석 장치(상품명 「EXSTAR TMA/SS7100」, 에스·아이-아이 나노테크놀로지사제)를 사용하여 압축 모드에 의해 측정하였다.
Figure 112016028197794-pct00007
※ 실시예 및 비교예에서 사용한 화합물은 하기와 같다.
<경화성 화합물>
비스페놀 F형 에폭시 수지: 비스페놀 F·에피클로로히드린의 디글리시딜에테르, 에폭시 당량: 168g/eq, 상품명 「RE-303S」, 닛본 가야꾸(주)제
비스페놀 A형 에폭시 수지: 비스페놀 A·에피클로로히드린의 디글리시딜에테르, 에폭시 당량: 185g/eq, 상품명 「RE-410S」, 닛본 가야꾸(주)제
2021P: 3,4-에폭시시클로헥실메틸(3,4-에폭시)시클로헥산카르복실레이트, 상품명 「셀록사이드 2021P」, (주)다이셀제
PB3600: 에폭시화 폴리부타디엔, 상품명 「에폴리드 PB3600」, (주)다이셀제
<양이온 중합 개시제>
CPI-100P: 디페닐-4-(페닐티오)페닐술포늄헥사플루오로포스페이트, 상품명 「CPI-100P」, 산-아프로사제
CPI-101A: 디페닐-4-(페닐티오)페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 상품명 「CPI-101A」, 산-아프로사제
LW-S1: 술포늄 화합물, 상품명 「LW-S1」, 산-아프로사제
<기타>
실리카: 상품명 「SC4050-SEJ」, 평균 입자 직경 1㎛, 애드마텍스사제
실란 커플링제: 3-트리메톡시실릴프로필아크릴레이트
본 발명의 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재에 따르면, 가로 방향으로 인접하는 박화된 반도체 소자간의 간극을 충전재로 매립한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 충전재를 연마함으로써, 칩 표면측이 평탄화되고, 두께가 얇은 저배화된 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 수율 높게 제조할 수 있다.
1 회로 형성 영역을 포함하는 실리콘 웨이퍼
2 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재
3 관통 구멍
4 관통 전극
20, 20' 반도체 소자
30 제1 베이스 웨이퍼
40 2층의 배선층을 갖는 반도체 웨이퍼
50 3층의 배선층을 갖는 반도체 웨이퍼

Claims (6)

  1. 복수의 반도체 소자를 적층하고 집적하여 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조할 때에, 가로 방향으로 인접하는 반도체 소자간의 간극을 매립하는 충전재이며, 상기 충전재는, 경화성 화합물과 광조사에 의해 양이온종을 발생하는 양이온 중합 개시제를 적어도 함유하고, 필러를 더 함유할 수도 있으며, 필러의 함유량은 상기 경화성 화합물 100중량부에 대하여 40중량부 이하이며, 25℃에 있어서 점도가 500 내지 3000mPa·s이고, 상기 경화성 화합물은 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 하기 화학식 (4)로 표시되는 지환식 에폭시 화합물을 함유하고, 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 화학식 (4)로 표시되는 지환식 에폭시 화합물의 함유량의 비(전자:후자(중량부))는 60:40 내지 95:5인 광경화성 조성물의 경화물이고,
    Figure 112020141907299-pct00010

    (식 중, Y1은 단결합 또는 연결기를 나타낸다.)
    상기 충전재는, 반도체 소자간의 간극을 매립한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 연마, 또는 연삭, 또는 연마 및 연삭되어, 평탄화되는 부재인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재.
  2. 삭제
  3. 경화성 화합물과 광조사에 의해 양이온종을 발생하는 양이온 중합 개시제를 적어도 함유하고,
    필러를 더 함유할 수도 있으며, 필러의 함유량은 상기 경화성 화합물 100중량부에 대하여 40중량부 이하이며,
    25℃에 있어서 점도가 500 내지 3000mPa·s이고,
    상기 경화성 화합물은 비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 하기 화학식 (4)로 표시되는 지환식 에폭시 화합물을 함유하고,
    비스페놀 골격을 갖는 에폭시 화합물과 화학식 (4)로 표시되는 지환식 에폭시 화합물의 함유량의 비(전자:후자(중량부))는 60:40 내지 95:5인 반도체 소자 삼차원 실장용 광경화성 조성물.
    Figure 112020141907299-pct00011

    (식 중, Y1은 단결합 또는 연결기를 나타낸다.)
  4. 제3항에 있어서, 복수의 반도체 소자를 적층하고 집적하여 삼차원 반도체 집적 소자 장치를 제조할 때에, 가로 방향으로 인접하는 반도체 소자간의 간극을 매립하는 충전재이며, 상기 충전재는, 반도체 소자간의 간극을 매립한 상태에서 반도체 소자의 표면측으로부터 연마, 또는 연삭, 또는 연마 및 연삭되어, 평탄화되는 부재인 반도체 소자 삼차원 실장용 충전재의 형성에 사용하는 반도체 소자 삼차원 실장용 광경화성 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 필러가 평균 입자 직경 0.05 내지 1㎛의 무기 필러, 또는 유기 필러, 또는 무기 필러 및 유기 필러인 반도체 소자 삼차원 실장용 광경화성 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 실란 커플링제를 더 함유하는 반도체 소자 삼차원 실장용 광경화성 조성물.
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