間層電介質和預施涂的模片連接粘合劑材料的制作方法

專利名稱：間層電介質和預施涂的模片連接粘合劑材料的制作方法
背景技術：
發明領域本發明涉及間層電介質材料和預施涂的模片連接粘合劑，更具體地預施涂的模片連接粘合劑(如芯片或其它襯底施涂的模片連接粘合劑)，施涂間層電介質材料到襯底上以制備低K介電半導體芯片的方法，施涂預施涂的模片連接粘合劑到芯片和其它表面上的方法，和由其制備的用于連接微電子電路的組件。
相關技術的簡要描述雙馬來酰亞胺在熱固性樹脂的光譜中占據顯著位置，和許多雙馬來酰亞胺可市購。雙馬來酰亞胺已經用于模塑件和粘合劑接合物，耐熱復合材料，和高溫涂料的生產。更近來，Henkel Loctite Corporation已經商業化許多部分基于某些雙馬來酰亞胺用于連接半導體芯片到電路板的產品，它們接收來自微電子封裝工業中的有利響應。這些產品描述于一篇或多篇如下文獻中U.S.專利Nos.5,789,757(Husson)，6,034,194(Dershem)，6,034,195(Dershem)和6,187,886(Husson)。
低-k介電材料(或間層電介質，″ILD′s″)在高級集成電路制造的末來發展中起重要作用，能夠實現銅互連在亞-0.18微米制造工藝中的應用。ILD′s用于集成電路制造以將銅互連與它們的周圍部分隔絕，在互連之間保證較少的串擾。由于它引起電路中的故障，串擾集成電路制造中的通常問題。當集成電路持續設計為越來越小時，串擾變得甚至更突出。和ILD′s是此設計傾向的重要方面以最大化一直更復雜集成電路的效率。
工業界的許多人甚至希望ILD′s作為氧化硅絕緣體的潛在后繼物。然而，在降低內部封裝應力方面迄今為止報導較少的進展，該應力導致ILD裂紋故障。
因此需要提供具有優異介電性能的ILD′s以最小化串擾。此外，需要提供采用這樣ILD′s組裝的電子組件和提供增強物理性能的這樣電子組件的制造方法。
也需要采用預施涂的形式，如其芯片施涂或襯底施涂版本，提供模片連接粘合劑材料。這樣的版本會消除許多貯存，分配，裝卸和加工問題，當在包括模片連接粘合劑材料的可流動形式反應性粘合劑中分配時出現這些問題。
此外，在更極端的環境，如那些高溫條件中，半導體器件在焊劑回流循環期間可曝露于該條件，其中無引線的焊劑用于建立電互連，需要在預施涂的模片連接粘合劑材料中使用甚至比以上提及的馬來酰亞胺更剛硬的材料。
預施涂的粘合劑它們自身不是新的商業產品。例如，HenkelLoctite在預施涂的螺紋鎖(threadlocker)粘合劑中具有實質性生意，它涉及(甲基)丙烯酸酯工業，用于與螺母和螺栓組合體連接，可由光固化機理、熱固化機理、或其結合，與非必要的次級厭氧固化機理固化。也參見國際專利申請No.PCT/US00/07494；和U.S.專利Nos.2,928,446，4,325,985，4,632,944和5,300,608。
然而，迄今為止在商業中還沒有采用在其上用于應用的預施涂模片連接粘合劑材料的制造制品，如半導體芯片或半導體芯片而沒有由可流動模片連接粘合劑材料伴隨的中間工藝步驟，特別是在粘合劑材料的反應性組分完全或部分基于雙馬來酰亞胺的情況，或對于如下情況的極端環境模片連接粘合劑材料的反應性組分完全或部分基于苯并噁嗪。
發明概述本發明在一個方面涉及制造制品，和特別地，提供用于連接到載體襯底和與載體襯底電互連的半導體芯片(或芯模片)。半導體芯片含有第一表面和第二表面，第一表面含有在其上以預定圖案布置的用于提供與載體襯底電接通的電接觸，及第二表面含在其層或一部分上布置的，優選作為膜的預施涂的模片連接粘合劑材料。
或者，半導體芯片可以為芯片形式，即為體形式，從該形式可以從芯片切線單個半導體芯片。
在本發明此方面的一個實施方案中，模片連接粘合劑材料所需地包括以液體形式或固體形式的含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物，該化合物當為液體形式時與熱塑性彈性體結合使用和當為固體形式時非必要地包括熱塑性彈性體。模片連接粘合劑材料可包括另外的材料，該另外的材料可以與含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物共固化，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。
當含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物在預施涂的模片連接粘合劑材料中以液體形式使用時，它可以是B階段的，如通過曝露于電磁光譜中的輻射，以使得它在最終固化之前不可流動。
注意到，模片連接粘合劑材料可包括以液體形式或固體形式的含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物。
如同以液體形式銷售的Henkel Loctite雙馬來酰亞胺模片連接粘合劑材料，本發明的預施涂模片連接粘合劑材料產生固化的模片連接組合物，該模片連接組合物顯示高度所需的物理性能的結合，該物理性能包括快速固化，低水吸收和低介電常數。和采用以上一般提及的粘合劑材料類型預施涂的制造制品具有如下的增加優點有用而沒有當采用可流動粘合劑材料加工時采用的通常加工步驟，該通常的加工步驟另外設計用于相似的應用。
在本發明的另一方面，模片連接粘合劑材料所需地包括含苯并噁嗪的化合物。
本發明提供涉及避免最終用戶的分配，裝卸和貯存問題的優點，使用含有預施涂到其表面的粘合劑材料的半導體芯片，該最終用戶特別地嘗試組裝微電子器件。
本發明進一步提供組裝半導體器件的方法，該方法包括提供半導體芯片與這樣的模片連接粘合劑材料，配合半導體芯片與載體襯底以形成配合的組件，和曝露配合的組件于足以固化模片連接粘合劑材料的溫度條件，因此粘合半導體芯片到載體襯底。或者或另外，可以將模片連接材料預施涂到如下部分上位于載體襯底，如另一個芯模片或電路板上的一個或多個金屬化接觸、或鍵合、墊。根據本發明的含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的預施涂模片連接粘合劑材料的固化條件可包括對約150℃-約200℃的溫度曝露約0.25分鐘-約2分鐘。
此外，在另一方面本發明提供間層電介質材料，該間層電介質材料基于含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物或基于含苯并噁嗪的化合物，和由其制造的半導體芯片。
附圖簡述

圖1是在與襯底的組裝之前，在本發明一個實施方案中的預施涂模片連接半導體芯片的簡要表示。
圖2是包括組裝到襯底的圖1半導體芯片的電路組件的簡要表示。
圖3是在本發明進一步的實施方案中，包括組裝到芯片尺寸封裝的半導體芯片的電路組件的簡要表示。
圖4是芯片背側施涂的簡要表示。
圖5是芯片背側施涂的簡要表示。
圖6是襯底施涂的簡要表示。
圖7是半導體芯片與間層電介質材料的簡要表示。
圖8是堆迭模施涂的簡要表示，其中上部半導體芯片由模片連接粘合劑材料預施涂。
圖9是在與半導體芯片組裝之前，在本發明的一個實施方案中預施涂的模片連接載體襯底的簡要表示。
圖10是堆迭模施涂的簡要表示，其中下部半導體芯片由模片連接粘合劑材料預施涂。
發明詳述參考附圖，其中在其整個幾個視圖中同樣的參考特征表示同樣的部件，與電路組件50相關顯示和描述預施涂的模片連接粘合劑材料，如圖1和2所示。一般來說，電路組件50包括形式為預施涂的模片連接電路芯片60的半導體芯片，和載體襯底，如電路板襯底70。
預施涂的模片連接電路芯片60可以連接到電路板襯底以外的載體襯底，如熱片或散熱片，或熱擴展器。熱片，散熱片或熱擴展器可以至少部分從用于消散熱量的材料，如AlSiC、陽極化鋁等構成。
電路芯片60包括芯模片62。半導體芯片，或芯模片62可以由本領域已知的任何材料，如硅、鍺等構成。芯模片62也可以采用材料涂敷，該材料能夠鈍化環境腐蝕，如聚酰亞胺、聚苯并環丁烷、氮化硅基材料。在圖1或2中未顯示鈍化涂料。
襯底70也可以由本領域已知的任何材料，如以下物質構成包括Al2O3、SiN3、和Al2O3-SiO2的陶瓷襯底；耐熱樹脂，如聚酰亞胺的襯底或帶；玻璃增強環氧類物質的襯底；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(″ABS″)的襯底；酚類襯底等。襯底70包括在襯底表面74上的電路，該電路包括多個電接觸墊76。
芯模片62包括相對的第一和第二表面，包括芯片表面64作為第一表面和連接表面68作為第二表面。在芯片表面64上提供電路，該電路包括多個電接觸墊，如金屬化接觸墊66，它以預定的圖案布置。這些電接觸墊可連接到襯底70的接觸墊76。通過如由導線80建立的在芯模片62上每個接觸墊66和襯底70的接觸墊76之間的鍵合，提供在芯模片62上的電路和襯底70上的電路之間的電互連和接通。可以在模片連接材料的固化之前或，更優選之后通過結合導線80到接觸墊76建立電互連。盡管本圖為展示本發明的目的而顯示在芯模片62上的兩個導線80和在襯底70上的兩個相應接觸墊76，理解導線結合和接觸墊76的數目可以根據特定的所需用途和電路芯片的特定配置變化，和在此展示的具體配置不應當考慮為本發明的限制。
在本發明中，芯模片62包括形式為芯片表面64上接觸墊66的金屬化電接觸，和包括在芯模片62與襯底70組裝之前在相對連接表面68上預施涂的模片連接粘合劑材料90。
導電體可以是凸塊，和焊接劑可以基本沒有引線，如在工業中的增加傾向那樣。在對適當固化條件的曝露之后，預施涂的模片連接粘合劑材料90提供電路組件50，該電路組件具有高粘合強度用于粘合芯模片62到襯底70。通常，通過對足以促進模片連接材料90的固化的高溫條件的曝露，這樣的粘合通過以固體形式形成完全固化的材料而發生，用于連接和粘合芯模片62到襯底70。
本發明進一步提供組裝形式的電路組件50，如圖2所示，其中芯模片62已經與襯底70配合，和曝露于適當的條件以引起模片連接材料90連接和粘合芯模片62到襯底70。同樣，通過在接觸墊66和接觸墊76之間建立的電互連，如通過焊接或另外在其間結合導線80，芯模片62然后可以與襯底70電互連。
本發明因此在一個實施方案中提供形式為電路芯片的制造制品，該電路芯片含有能夠提供與載體襯底電接通的第一表面，它希望電互連到該載體襯底，和第二表面，該第二表面與第一表面相對，和含有位于其至少一部分上的預施涂的模片連接粘合劑材料。直接提供模片連接粘合劑材料到芯模片表面上，消除與分配體積和溫度的生產問題，和也消除貯存，裝卸和保存期限問題。即預施涂的模片連接粘合劑材料的最終用戶不再需要使用復雜的分配設備和用于這樣材料應用的低溫貯存容器。反而，最終用戶現在可以使用根據本發明，含有在其表面至少一部分上預施涂的模片連接粘合劑材料的半導體芯片或半導體芯片和具有增加容易和產量組裝半導體器件。
由模片連接粘合劑材料預施涂的半導體芯片也使最終用戶能夠實施更嚴格的封裝設計標準。即由于與已知粘合劑對比從這樣預施涂的模片連接粘合劑材料的降低流出和滲出，可以實現在模邊緣和結合處之間的更嚴格允許誤差。此外，半導體芯片現在可以更容易堆迭[參見如U.S.專利Nos.5,140,404(Fogal)，5,177,632(Fogal)，5,323,060(Fogal)和6,465,893(Khandros)]，使得可以降低半導體器件的總體尺寸，或至少在長度和寬度方向中保持基本相同，還可以急劇增加堆迭半導體芯片的績效能力。(參見圖8和10.)另外，鑒于通常模片連接粘合劑材料要求更嚴格的控制以在薄切線的結合期間避免截口蠕變和接觸結合襯污染，當使用預施涂的模片連接粘合劑時不需要這樣的預防措施。
預施涂的粘合劑材料也可以用于代替模墊上的焊劑掩模涂料，即預施涂的粘合物用作載體襯底，如電路板、保護器和粘合劑兩者。由模堆迭物的厚度由焊劑掩模厚度的數量變薄，此方案能夠制造甚至更薄的半導體器件封裝。
在可以達到芯模片和襯底之間足夠粘合和在這樣集成的組件使用期間在其間提供適當性能的任何厚度和數量下，將模片連接材料(a)預施涂到電路芯片相對表面的至少一部分68上(圖1)或(b)預施涂到在電接觸墊76之間電接觸墊76的至少一部分74A上(圖9)。
預施涂的模片連接材料在本發明的一個方面中可以是熱固性樹脂組合物，該組合物在一個實施方案中包括以液體形式的含馬來酰亞胺的化合物，如在以下文獻中描述和要求的那樣U.S.專利Nos.5,789,757(Husson)，6,034,194(Dershem)，6,034,195(Dershem)和6,187,886(Husson)，每個文獻的公開內容因此在此引入作為參考。在另一個實施方案中，預施涂的模片連接材料包括含衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物。
如上所述，預施涂的模片連接粘合劑材料可包括另外的材料，該另外的材料可以與含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物共固化，如(甲基)丙烯酸酯官能化的材料、乙烯基官能化的材料、乙烯基醚官能化的材料等，和/或熱塑性彈性體，該熱塑性彈性體當與含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物混合時有助于形成膜。
此處在預施涂的模片連接半導體芯片(而不是例如堆迭模施涂或預施涂的模片連接載體襯底)的上下文中所述，在到半導體芯片或芯片的第二表面上的布置之前，模片連接粘合劑材料應當為可流動的形式。因此，當使用液體形式的含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物時，得到的模片連接粘合劑材料應當可流動。當以固體形式使用含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物時，需要升溫半導體芯片或芯片，模片連接粘合劑材料，或與反應性或惰性種類的稀釋劑混合，以形成其分散體的溶液和然后將這樣的分散體溶液布置到半導體芯片或芯片的第二表面上。
預施涂的模片連接粘合劑材料也可以包括至少一種用于含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物的固化引發劑。
馬來酰亞胺，NA酰亞胺，和衣康酰亞胺包括分別具有如下結構I，II和III的那些化合物 其中m＝1-15，p＝0-15，每個R2獨立地選自氫或低級烷基，和J是包括有機或有機硅氧烷基的單價或多價部分，及其兩種或多種的結合。
馬來酰亞胺，衣康酰亞胺和NA酰亞胺的更具體代表包括相應于結構I，II和III的那些，其中m＝1-6，p＝0，R2獨立地選自氫或低級烷基，和J是選自如下的單價或多價基團烴基、取代烴基、含雜原子的烴基、取代的含雜原子的烴基、亞烴基、取代亞烴基、含雜原子的亞烴基、取代的含雜原子的亞烴基、聚硅氧烷、聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物、及其兩種或多種的結合，非必要地包含一種或多種選自如下的連接部分共價鍵、-O-、-S-、-NR-、-O-C(O)-、-O-C(O)-O-、-O-C(O)-NR-、-NR-C(O)-、-NR-C(O)-O-、-NR-C(O)-NR-、-S-C(O)-、-S-C(O)-O-、-S-C(O)-NR-、-S(O)-、-S(O)2-、-O-S(O)2-、-O-S(O)2-O-、-O-S(O)2-NR-、-O-S(O)-、-O-S(O)-O-、-O-S(O)-NR-、-O-NR-C(O)-、-O-NR-C(O)-O-、-O-NR-C(O)-NR-、-NR-O-C(O)-、-NR-O-C(O)-O-、-NR-O-C(O)-NR-、-O-NR-C(S)-、-O-NR-C(S)-O-、-O-NR-C(S)-NR-、-NR-O-C(S)-、-NR-O-C(S)-O-、-NR-O-C(S)-NR-、-O-C(S)-、-O-C(S)-O-、-O-C(S)-NR-、-NR-C(S)-、-NR-C(S)-O-、-NR-C(S)-NR-、-S-S(O)2-、-S-S(O)2-O-、-S-S(O)2-NR-、-NR-O-S(O)-、-NR-O-S(O)-O-、-NR-O-S(O)-NR-、-NR-O-S(O)2-、-NR-O-S(O)2-O-、-NR-O-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)-、-O-NR-S(O)-O-、-O-NR-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)2-O-、-O-NR-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)2-、-O-P(O)R2-、-S-P(O)R2-、-NR-P(O)R2-，其中每個R獨立地是氫、烷基或取代烷基、及其兩種或多種的結合。
當一種或多種上述單價或多價基團包含一個或多個上述連接部分以形成馬來酰亞胺、NA酰亞胺或衣康酰亞胺基團的“J”附加物時，如容易由本領域技術人員認可的那樣，可以產生很多種連接部分，例如，烷氧基、硫代烷基、氨基烷基、羧基烷基、烯氧基、硫代烯基、氨基烯基、羧基烯基、炔氧基、硫代炔基、氨基炔基、羧基炔基、環烷氧基、硫代環烷基、氨基環烷基、羧基環烷基、環烯氧基、硫代環烯基、氨基環烯基、羧基環烯基、雜環、氧雜環、硫代雜環、氨基雜環、羧基雜環、芳氧基、硫代芳基、氨基芳基、羧基芳基、雜芳基、雜芳氧基、硫代雜芳基、氨基雜芳基、羧基雜芳基、烷芳氧基、硫代烷芳基、氨基烷芳基、羧基烷芳基、芳烷氧基、硫代芳烷基、氨基芳烷基、羧基芳烷基、芳烯氧基、硫代芳烯基、氨基芳烯基、羧基芳烯基、氧烯基芳基、硫代烯基芳基、氨基烯基芳基、羧基烯基芳基、氧芳基炔基、硫代芳基炔基、氨基芳基炔基、羧基芳基炔基、氧炔基芳基、硫代炔基芳基、氨基炔基芳基或羧基炔基芳基、氧亞烷基、硫代亞烷基、氨基亞烷基、羧基亞烷基、氧亞烯基、硫代亞烯基、氨基亞烯基、羧基亞烯基、氧亞炔基、硫代亞炔基、氨基亞炔基、羧基亞炔基、氧亞環烷基、硫代亞環烷基、氨基亞環烷基、羧基亞環烷基、氧亞環烯基、硫代亞環烯基、氨基亞環烯基、羧基亞環烯基、氧亞芳基、硫代亞芳基、氨基亞芳基、羧基亞芳基、氧烷基亞芳基、硫代烷基亞芳基、氨基烷基亞芳基、羧基烷基亞芳基、氧芳基亞烷基、硫代芳基亞烷基、氨基芳基亞烷基、羧基芳基亞烷基、氧芳基亞烯基、硫代芳基亞烯基、氨基芳基亞烯基、羧基芳基亞烯基、氧烯基亞芳基、硫代烯基亞芳基、氨基烯基亞芳基、羧基烯基亞芳基、氧芳基亞炔基、硫代芳基亞炔基、氨基芳基亞炔基、羧基芳基亞炔基、氧炔基亞芳基、硫代炔基亞芳基、氨基炔基亞芳基、羧基炔基亞芳基、亞雜芳基、氧亞雜芳基、硫代亞雜芳基、氨基亞雜芳基、羧基亞雜芳基、含雜原子的二價或多價環狀部分、含氧雜原子的二價或多價環狀部分、含雜硫代原子的二價或多價環狀部分、含氨基雜原子的二價或多價環狀部分、含羧基雜原子的二價或多價環狀部分、二硫化物、磺酰胺等。
在另一個實施方案中，設想用于本發明實施的馬來酰亞胺，NA酰亞胺，和衣康酰亞胺具有結構I，II，和III，其中m＝1-6，p＝0-6，和J選自飽和直鏈烷基或支鏈烷基，非必要地包含非必要取代的芳基部分作為烷基鏈上的取代基或作為烷基鏈主鏈的一部分，和其中烷基鏈含有至多約20個碳原子；具有如下結構的硅氧烷-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-、-(C(R3)2)d-C(R3)-C(O)O-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-O(O)C-(C(R3)2)e-、或-(C(R3)2)d-C(R3)-O(O)C-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-C(O)O-(C(R3)2)e-，其中每個R3獨立地是氫、烷基或取代烷基，每個R4獨立地是氫、低級烷基或芳基，d＝1-10，e＝1-10，和f＝1-50；具有結構[(CR2)r-O-]f-(CR2)s-的聚烯化氧，其中每個R獨立地是氫、烷基或取代烷基，r＝1-10，s＝1-10，和f如上所定義；具有如下結構的芳族基團 其中
每個Ar是含有3-10個碳原子的單取代、二取代或三取代芳族或雜芳族環，和Z是飽和直鏈亞烷基或支鏈亞烷基，非必要地包含飽和環狀部分作為亞烷基鏈上的取代基或作為亞烷基鏈主鏈的一部分，或具有結構-[(CR2)r-O-]q-(CR2)s-的聚烯化氧，其中每個R獨立地是氫、烷基或取代烷基，r和s每個如上所定義，和q為1-50；具有如下結構的二或三以代芳族部分 其中每個R獨立地是氫、烷基或取代烷基，t為2-10，u為2-10，和Ar如以上所定義；具有如下結構的芳族基團 或 其中
每個R獨立地是氫、烷基或取代烷基，t＝2-10，k＝1、2或3，g＝1-約50，每個Ar如上所定義，E是-O-或-NR5-，其中R5是氫或低級烷基；和W是直鏈或支鏈烷基、亞烷基、亞烷氧基、烯基、亞烯基、亞烯氧基、酯、或聚酯、具有如下結構的硅烷-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-、-(C(R3)2)d-C(R3)-C(O)O-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-O(O)C-(C(R3)2)e-、或-(C(R3)2)d-C(R3)-O(O)C-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-C(O)O-(C(R3)2)e-，其中每個R3獨立地是氫、烷基或取代烷基，每個R4獨立地是氫、低級烷基或芳基，d＝1-10，e＝1-10，和f＝1-50；具有結構-[(CR2)r-O-]f-(CR2)s-的聚烯化氧其中每個R獨立地是氫、烷基或取代烷基，r＝1-10，s＝1-10，和f如以上所定義；非必要地包含選自如下的取代基羥基、烷氧基、羧基、腈、環烷基或環烯基；具有結構的R7-U-C(O)-NR6-R8-NR6-C(O)-(O-R8-O-C(O)-NR6-R8-NR6-C(O))v-U-R8-的尿烷基團，其中每個R6獨立地是氫或低級烷基，每個R7獨立地是含有1-18個碳原子的烷基、芳基、或芳烷基，每個R8是在鏈中含有至多約100個原子的烷基或烷氧基，非必要地由Ar取代，
U是-O-、-S-、-N(R)-、或-P(L)1，2-，其中R如以上所定義，和其中每個L獨立地是＝O、＝S、-OR或-R；和v＝0-50；多環烯基；或其任何兩種或多種的混合物。
當處于液態時，含馬來酰亞胺、NA酰亞胺和/或衣康酰亞胺的化合物含有連接到單價基團J的官能團，或由多價基團J分隔的官能團，單價基團或多價基團的每一個具有足夠的長度和支化以使含馬來酰亞胺、NA酰亞胺和/或衣康酰亞胺的化合物為液體。
分別在結構I，II和III的這樣含馬來酰亞胺，NA酰亞胺和衣康酰亞胺的化合物的更具體敘述中，每個R獨立地是氫或低級烷基，-J-包括支鏈烷基、亞烷基、烯化氧、亞烷基羧基或亞烷基酰氨基種類，這些種類具有足夠的長度和支化以使馬來酰亞胺、NA酰亞胺和/或衣康酰亞胺化合物為液體，和m是1、2或3。
含馬來酰亞胺的化合物可以選自如下文獻中描述和要求的那些U.S.專利Nos.5,789,757(Husson)，6,034,194(Dershem)，6,034,195(Dershem)和6,187,886(Husson)，每篇文獻的公開內容因此在此引入作為參考，和由如下文獻描述的那些U.S.專利Nos.6,063,828(Ma)，6,265,530(Herr)，6,281,314(Tong)和6,316,566(Ma)，每篇文獻的公開內容也因此在此引入作為參考。
在此采用的″烷基″表示含有1-約20個碳原子，優選2-10個碳原子的烴基；″取代烷基″包括進一步帶有一個或多個取代基的烷基，該取代基選自羥基、烷氧基、巰基、環烷基、取代環烷基、雜環、取代雜環、芳基、取代芳基、雜芳基、取代雜芳基、芳氧基、取代芳氧基、鹵素、氰基、硝基、氨基、酰氨基、C(O)H、酰基、酰氧基、羧基、氨基甲酸酯、磺酰基、磺酰胺、磺酰基等；″環烷基”表示包含3-約8個碳原子的環狀含環基團，和″取代環烷基”表示進一步帶有一個或多個以上說明的取代基的環烷基；
″烯基”表示含有至少一個碳-碳雙鍵，和含有2-約12個碳原子的直鏈或支鏈烴基，和″取代烯基”表示進一步帶有一個或多個以上說明的取代基的烯基；″環烯基”表示包含3-約8個碳原子的環狀含環基團，和″取代環烯基”表示進一步帶有一個或多個以上說明的取代基的環烯基；″亞烷基”表示含有1-約20碳原子，優選2-10碳原子的二價烴基，和″取代亞烷基″包括進一步帶有一個或多個以上說明的取代基的亞烷基；″亞烷氧基”表示亞烷基部分，其中亞烷基部分的一個或多個亞甲基單元由氧原子代替；″芳基”表示含有6-約14碳原子的芳族基團，和″取代芳基”表示進一步帶有一個或多個以上說明的取代基的芳基；″亞烯基”表示含有至少一個碳-碳雙鍵，和含有2-約12碳原子的二價，直鏈或支鏈烴基，和″取代亞烯基”表示進一步帶有一個或多個以上說明的取代基的亞烯基；和″亞烯氧基”表示表示亞烯基部分，其中亞烯基部分的一個或多個亞甲基單元由氧原子代替。
用于本發明實施中設想使用的預施涂模片連接粘合劑材料或間層電介質材料的特別所需馬來酰亞胺化合物包括，例如具有如下結構的馬來酰亞胺
或
結構I的優選馬來酰亞胺樹脂包括硬脂基馬來酰亞胺、油基馬來酰亞胺和二十二烷基馬來酰亞胺、1，20-雙馬來酰亞氨基-10，11-二辛基-二十烷等、以及其結合物。
在本發明的另一方面，預施涂的模片連接粘合劑材料可包括含苯并噁嗪的化合物。
在預施涂的模片連接粘合劑材料包括含苯并噁嗪的化合物的情況下，預施涂的模片連接粘合劑材料也可包括(ii)環氧樹脂或環硫化物樹脂組分；(iii)一種或多種噁唑啉組分、氰酸酯組分、酚組分、硫代酚組分、丙烯腈-丁二烯共聚物組分、聚酰亞胺組分、和聚酰亞胺/硅氧烷組分；和(iv)非必要地，固化劑。它這些另外的組分與苯并噁嗪一起在預施涂的模片連接粘合劑材料中采用時，特別需要存在環氧，組分(iii)存在和不僅僅是酚組分。
苯并噁嗪可以選自包括如下結構的基質 其中L是非必要的間隔部分，如亞烷基或硅氧烷連接部分、氫、直接鍵、O、C＝O、S、O＝S＝O、C、CH、CH2、CR9R10及R9和R10是烷基、鹵素取代的烷基、芳基或烷芳基；Ar是非必要取代的亞芳基；Q是具有如下結構的噁嗪環或其胺鹽 及在噁嗪環的位置5和6以稠合方式鍵合到Ar，其中
Sp是非必要的，和如果存在的話，是C1-C6亞烷基間隔部分，n是1或2，m是非必要的，和如果存在的話，是1-4，x和y每個獨立地是0-4，和R11，R12，或R13的至少一個是可聚合的部分，如由L-(Ar(Qn))m表示的苯并噁嗪。
苯并噁嗪也可以由結構R11x-Ar(Q)n包括其中Ar是非必要取代的亞芳基；Q是具有如下結構的噁嗪環或其胺鹽 及在噁嗪環的位置5和6以稠合方式鍵合到Ar，其中Sp是非必要的，和如果存在的話，是C1-C6亞烷基間隔部分，n是1或2，x和y每個獨立地是0-4，和R11，R12，或R13的至少一個是可聚合的部分。
此外，苯并噁嗪可以由如下結構包括 其中O是1-4，X是直接鍵(當O是2時)、烷基(當O是1時)、亞烷基(當O是2-4時)、羰基(當O是2時)、硫醇(當O是1時)、硫醚(當O是2時)、亞砜(當O是2時)、和砜(當O是2時)，和R14是烷基、或芳基。
在更具體的實施方案中，苯并噁嗪組分由如下結構包括 其中X選自直接鍵、CH2、C(CH3)2、C＝O、S＝O和O＝S＝O、S，及R14和R15相同或不同和選自甲基、乙基、丙基、或丁基和芳基。
在還更具體的實施方案中，苯并噁嗪由如下結構包括 其中R14和R15相同或不同及選自甲基、乙基、丙基、丁基或芳基。
苯并噁嗪組分可包括一種或多種如下物質

其中R14，R15和R16相同或不同和選自甲基、乙基、丙基、丁基或芳基。
例如，具體的多官能苯并噁嗪包括

因此，苯并噁嗪組分可包括多官能苯并噁嗪、單官能苯并噁嗪、及其結合物。
單官能苯并噁嗪包括 其中R14選自甲基、乙基、丙基、丁基或芳基，如甲基。
當加入稀釋劑時，需要稀釋劑是反應性稀釋劑，該反應性稀釋劑與含馬來酰亞胺、NA酰亞胺、和衣康酰亞胺的化合物或含苯并噁嗪的化合物結合，形成熱固性樹脂組合物。這樣的反應性稀釋劑包括單官能和多官能醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、如在此極大詳細描述的乙烯基化合物、苯乙烯類單體(即，衍生自乙烯基芐基氯與單，二或三官能羥基化合物的反應的醚)等。
相應于乙烯基或多乙烯基化合物的特別優選類別反應性稀釋劑包括通式 其中q是1、2或3，每個R獨立地選自氫或低級烷基，每個Q獨立地選自醚、酮、酯或相反酯，和Y是單價部分或多價連接部分。
多價連接Y典型地選自以上的J。
由以上一般結構包括的例示乙烯基或多乙烯基化合物包括硬脂基乙烯基醚、二十二烷基乙烯基醚、二十烷基乙烯基醚、異二十烷基乙烯基醚、異二十四烷基乙烯基醚、聚(四氫呋喃)二乙烯基醚、四甘醇二乙烯基醚、三-2，4，6-(1-乙烯氧基丁烷-4-氧-1，3，5-三嗪、雙-1，3-(1-乙烯氧基丁烷-4)-氧羰基-苯(或者稱為雙(4-乙烯氧基丁基)間苯二甲酸酯；以商品名″VECTOMER″4010購自HoneywellInternational Inc.，Morristown，NJ)、在合適鈀催化劑存在下通過在低級乙烯基醚和高分子量二醇之間的乙烯基交換制備的二乙烯基醚、非必要氫化的二取代聚丁二烯、非必要氫化的二取代聚異戊二烯、非必要氫化的二取代聚[(1-乙基)-1，2-乙烷]等。優選的二乙烯基醚包括硬脂基乙烯基醚、二十二烷基乙烯基醚、二十烷基乙烯基醚、異二十烷基乙烯基醚、聚(四氫呋喃)二乙烯基醚、在合適鈀催化劑存在下通過在低級乙烯基醚和高分子量二醇之間的乙烯基交換制備的二乙烯基醚等。
另外，相應于結構XXIV的二乙烯基化合物，其中-Q-是酯和Y是含有約12-約500個碳原子的高分子量支鏈亞烷基，是有用的熱固性樹脂組合物，甚至在雙馬來酰亞胺樹脂不存在下。當與合適數量的至少一種自由基引發劑和至少一種偶合劑結合時，這些二乙烯基醚權樹脂單獨能夠形成熱固性樹脂組合物，該組合物顯示優異的物理性能，該性能包括快速固化速率和低水吸收。
當然，模片連接材料可包括結構XXIV的乙烯基化合物和含馬來酰亞胺、NA酰亞胺、或衣康酰亞胺的化合物或含苯并噁嗪的化合物的結合物，以得益于物理性能的高度所需結合，該物理性能包括快速固化速率和低水吸收兩者。
所需地，預施涂的模片連接粘合劑材料可進一步包括可以與其共固化的熱塑性彈性體，特別是當馬來酰亞胺、衣康酰胺和NA酰亞胺為液體形式時。在此采用的″可共固化”表示熱塑性彈性體的如下能力經受與大分子單體如含馬來酰亞胺、衣康酰胺和NA酰亞胺的化合物的共聚，以形成三維聚合物網絡。
設想用于本發明實施的熱塑性彈性體典型地是嵌段共聚物。嵌段共聚物含有至少一個通式(A-B)或(A-B-A)的單元，其中A是非彈性體聚合物嵌段和B是彈性體聚合物嵌段。設想用于本發明實施的嵌段共聚物優選具有低介電常數。此外，熱塑性塑料包括烯屬不飽和的側和/或末端單元，和因此能夠與模片連接材料中的其它組分固化。
非彈性體聚合物嵌段(A)可以是一種或多種非必要取代芳族烴的聚合產物，該芳族烴包含至少一個烯屬不飽和的單元。設想用于本發明實施的芳族烴包括，例如，非必要取代的苯乙烯、非必要取代的茋等。設想用于本發明非必要使用的取代基包括例如，烷基、烯基、炔基、羥基、烷氧基、烯氧基等。在優選的實施方案中，芳族烴是非必要取代的苯乙烯。
彈性體聚合物嵌段(B)典型地是非必要取代的烯烴單體和/或非必要取代的共軛二烯烴單體的聚合或共聚產物。設想用于本發明實施的烯烴單體典型地包含2-約20個碳原子。優選，烯烴單體包含2-約12個碳原子。在特別優選的實施方案中，烯烴單體包括，例如，乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、丙烯腈、(甲基)丙烯酸酯等。最優選，烯烴單體是丙烯腈。
設想用于本發明實施的共軛二烯烴單體典型地包含4-約20個碳原子。優選，共軛二烯烴單體包含4-約12個碳原子。在特別優選的實施方案中，共軛二烯烴單體包括，例如，丁二烯、異戊二烯、二甲基丁二烯等。最優選，共軛二烯烴單體是丁二烯。
設想使用的熱塑性彈性體包括，例如，聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚異戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚二甲基丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚丁二烯-聚丙烯腈嵌段共聚物等。優選，嵌段共聚物是聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物或聚丁二烯-聚丙烯腈嵌段共聚物。
當采用熱塑性彈性體時，模片連接材料典型地包含約10wt％-約95wt％熱塑性彈性體，約5wt％-約90wt％含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物，或含苯并噁嗪的化合物，和約0.2wt％-約2.0wt％固化引發劑，其中wt％是基于組合物的總重量。優選，含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物，或含苯并噁嗪的化合物以約10wt％-約80wt％存在。
也可以包括固化引發劑，和所需包括的是自由基引發劑時，由對約70℃-約180℃的溫度，或對電磁光譜中的輻射曝露而激發。在此采用的術語″自由基引發劑”表示在對足夠能量(如光、熱量等)曝露時，分解成至少兩種不帶電荷的物質的任何化學物質，但該每種具有至少一個未配對的電子。
熱自由基固化引發劑包括例如，過氧化物(如過氧酸酯，過氧碳酸酯，氫過氧化物，烷基過氧化物，芳基過氧化物等)、偶氮化合物等。設想用于本發明實施的目前優選過氧化物包括過氧化二枯基、過氧化二苯甲酰、過氧化2-丁酮、過苯甲酸叔丁酯、過氧化二叔丁基、2，5-雙(叔丁基過氧)-2，5-二甲基己烷、雙(叔丁基過氧異丙基)苯、氫過氧化叔丁基等。設想用于本發明實施的目前優選偶氮化合物包括2，2′-偶氮雙(2-甲基丙腈)、2，2′-偶氮雙(2-甲基丁腈)、1，1′-偶氮雙(環己腈)等。
輻射自由基固化引發劑(或，光敏引發劑)包括例如，以商品名″IRGACURE″和″DAROCUR″購自Vantico，Inc.，Brewster，紐約的那些，如″IRGACURE″184(1-羥基環己基苯基酮)、907(2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮)、369[2-芐基-2-N，N-二甲基氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮]、500(1-羥基環己基苯基酮和二苯酮的結合物)、651(2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮)、1700[雙(2，6-二甲氧基苯甲酰基-2，4，4-三甲基戊基)膦氧化物和2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮的結合物]和″DAROCUR″1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙烷)和4265(2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基-膦氧化物和2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮的結合物)；以″CYRACURE ″商品名購自Dow Chemical的光敏引發劑，如″CYRACURE″UVI-6974(混合六氟銻酸三芳基锍鹽)和UVI-6990(混合六氟磷酸三芳基锍鹽)；和可見光[藍色]光敏引發劑，d1-樟腦醌和″IRGACURE″ 784DC。
另外的光敏引發劑可以選自以商品名″ESACURE″和″SARCAT″購自Sartomer，Inc.，Exton，Pennsylvania的那些。例子包括″ESACURE″KB1(苯偶酰二甲基縮酮)、″ESACURE″EB3(苯偶姻和丁基醚的混合物)、″ESACURE″TZT(三甲基二苯酮共混物)、″ESACURE″KIP100F(羥基酮)、″ESACURE″KIP150(聚合物羥基酮)、″ESACURE″KT37(″ESACURE″TZT和KIP150的共混物)、″ESACURE″KT046(三苯基膦氧化物，″ESACURE″KIP150和TZT的共混物)、″ESACURE″X33(2-和4-異丙基噻噸酮，4-(二甲基氨基)苯甲酸乙酯和″ ESACURE″TZT的共混物)、″SARCAT″CD 1010[六氟銻酸三芳基锍(碳酸丙烯酯中的50％)]、″SARCAT″DC 1011[六氟磷酸三芳基锍(50％碳酸正丙烯酯)]、″SARCAT″DC 1012(六氟銻酸二芳基碘鎓)、和″SARCAT″K185[六氟磷酸三芳基锍(在碳酸丙烯酯中的50％)]。
光敏引發劑包括含非親核抗衡離子的三芳基锍和二芳基碘鎓鹽和芳基重氮鎓鹽，它們的例子包括六氟磷酸4-甲氧基苯重氮鎓、四氟硼酸苯重氮鎓、氯化二苯基碘鎓、六氟磷酸二苯基碘鎓、六氟磷酸4，4-二辛氧基二苯基碘鎓、四氟硼酸三苯基锍、六氟磷酸二苯基甲苯基锍、六氟砷酸苯基二甲苯基锍、和六氟銻酸二苯基-硫代苯氧基苯基锍。
當然，可以使用這樣光敏引發劑的結合，如本領域技術人員認為適當的那樣。
在此采用的術語″偶合劑”表示化學物質，該化學物質包含一套能夠鍵合到礦物質和/或有機表面的官能團和也包含另一套能夠鍵合模片連接粘合劑材料中反應性材料的反應性官能團。偶合劑因此促進模片連接材料對它要施涂到其上的襯底的連接。
設想用于本發明實施的例示偶合劑包括硅酸酯、金屬丙烯酸鹽(如，甲基丙烯酸鋁)、鈦酸酯(如，鈦甲基丙烯酰氧基乙酸乙酸酯三異丙醇鹽)、或包含可共聚基團和螯合配體(如，膦，硫醇，乙酰乙酸酯等)的化合物。一般采用約0.1-10wt％至少一種偶合劑的范圍(基于有機相的總重量)，及約0.5-2wt％的范圍是所需的。
某些所需的偶合劑包含可共聚官能(如，乙烯基部分，丙烯酸酯部分，甲基丙烯酸酯部分，苯乙烯部分，環戊二烯部分等)，以及硅酸酯官能兩者。偶合劑的硅酸酯部分能夠與襯底礦物質表面上存在的金屬氫氧化物縮合，同時可共聚官能能夠與本發明粘合劑組合物中的其它反應性組分共聚。這樣偶合劑的例子是低聚物硅酸酯偶合劑，如聚(甲氧基乙烯基硅氧烷)。
預施涂的模片連接粘合劑材料可進一步包括約20-90wt％填料，基于預施涂的模片連接組合物的總重量。設想用于本發明實施的填料可以非必要是傳導性的(導電和/或導熱)。設想用于本發明實施的導電填料包括，例如，銀、鎳、金、鈷、銅、鋁、石墨、銀涂敷的石墨、鎳涂敷的石墨、這樣金屬的合金等、以及其混合物。在此可以使用填料的粉末和薄片形式兩者。在薄片形式中，填料的厚度小于約2微米，及平面尺寸為約20-約25微米。在此采用的薄片的表面積為約0.15-5.0m2/g和堆積密度為約0.4-約5.5g/cc。在粉末形式中，填料粒子的直徑為約0.5-30微米，如約20微米。
當存在時，典型地使用預施涂的模片連接材料約1wt％-約95wt％的填料，其中wt％是基于組合物的總重量。
設想在此使用的導熱填料包括，例如，氮化鋁、氮化硼、碳化硅、金剛石、石墨、氧化鈹、氧化鎂、二氧化硅、氧化鋁等。
應當由采用螯合劑、還原劑、非離子潤滑劑、或這樣試劑混合物的處理使導熱和/或導熱填料基本沒有催化活性金屬離子。這樣的處理描述于U.S.專利No.5,447,988，該文獻在此全文明確引入作為參考。
非必要地，可以使用導電或導熱的填料。可以希望這樣的填料向配制劑賦予一些其它性能，例如，固化組合物的降低熱膨脹、降低的介電常數、改進的韌性、增加的疏水性等。這樣填料的例子包括全氟化烴聚合物(即，TEFLON)、熱塑性聚合物、熱塑性彈性體、云母、煅燒的二氧化硅、玻璃粉末、間隔片元件等。
預施涂的模片連接粘合劑材料可進一步包含其它添加劑，如防沫劑、流平劑、染料、和顏料。
可以由模版印刷、絲網印刷或噴涂將模片連接粘合劑材料施涂到半導體芯片(參見如圖1-3)以形成預施涂的模片連接電路芯片。分別參見圖4-6。此外，可以由模版印刷、絲網印刷或噴涂將模片連接粘合劑材料施涂到半導體芯片以外的襯底上(參見圖9)以形成預施涂的模片連接電路芯片。和可以將模片連接粘合劑材料施涂到中間襯底，如晶片劃線帶或膜、晶片支持帶或膜上，它們用于傳輸在帶或膜上預施涂的模片連接粘合劑材料用于轉移到半導體芯片或其它襯底上。
在模版印刷或絲網印刷到預劃線晶片上的情況下，可以采用模片連接粘合劑材料均勻地涂敷晶片。在晶片劃線期間，劃線鋸然后通過預施涂的模片連接粘合劑材料層和晶片完全切割。
在模版印刷或絲網印刷到預劃線晶片的情況下，制備含有窗孔的模版或絲網，該窗孔設計用于部分，或完全覆蓋單個模或半導體芯片。具體地，模版或絲網的邊帶用于保持模片連接粘合劑材料就位。即，不需要模片連接粘合劑材料進入劃線范圍，它會促進模放置期間的模分離。設計邊帶的寬度，或相反，窗孔的尺寸使得在模放置之后，可以達到目標濕粘結層和模片連接粘合劑材料可以在模以下形成所需高度的嵌條。
在模版印刷或絲網印刷到層壓襯底上的情況下，制備含有窗孔的模版或絲網，該窗孔設計用于部分覆蓋模墊。具體地，絲網或模版的邊帶用于在模放置之后保持模片連接粘合劑材料就位。設計邊帶的寬度，或相反，窗孔的尺寸使得在模放置之后，可以達到濕粘結層和預施涂的模片連接粘合劑材料可以在模以下形成所需高度的嵌條，及由導電互連的預施涂模片連接粘合劑材料引起的潤濕最小到無。
在施涂到層壓襯底上的情況下，可以采用模片連接粘合劑材料達到″零間隙粘結層″。例如，首先在模墊上制造沒有焊劑掩模層的層壓材料。因此，模墊區域的高度相對于非模墊區域低等于焊劑掩模層厚度的深度，它典型地是約1密耳。然后使用模版印刷或絲網印刷由模片連接粘合劑材料填充這些凹陷的模墊。
優選，施涂一定數量的模片連接粘合劑材料直到施涂粘合劑材料的表面與焊劑掩模層齊平。凹陷的模墊不完全由模片連接粘合劑材料填充入；使用一定數量的模片連接粘合劑材料使得在模放置之后，模片連接粘合劑材料在模以下流動以覆蓋先前曝露的模墊底部。此方法允許半導體封裝制造商達到更裝的封裝件而不改變粘結層粘合劑。
在將模片連接粘合劑材料預施涂在半導體芯片以外的襯底上的情況下，襯底可以是層壓材料(如上所述)、陶瓷、引線架、熱片或熱擴展器(如上所述)、或中間襯底(也如上所述)。
參考圖9，將模片連接粘合劑材料90A預施涂到載體襯底70上以形成預施涂的模片連接載體襯底60A。當將半導體芯片62的粘合表面68A與預施涂的模片連接載體襯底60A接觸和建立電連接時，如通過從半導體芯片62上的電接觸墊66結合導線80到載體襯底70上的電接觸墊76，形成電路組件50。
在噴涂的情況下，薄半導體芯片是所需的襯底，在其上用于涂敷模片連接粘合劑材料。這些薄半導體芯片的厚度為約2-3密耳。盡管一旦合適地支持而是機械強健的，即，以它們的未支持形式結合到柔性襯底上和被包覆或過度模塑，從這些晶片衍生物薄小片是脆性的和相當容易斷裂。因此有利的是在進行這樣操作的同時，施涂模片連接粘合劑材料到薄晶片上的方法施加最小的力量。
在使用任何上述方法施涂模片連接粘合劑材料到晶片或模上之后，然后可以將粘合劑材料干燥以除去如果存在的溶劑，或冷卻以固化粘合劑材料。
盡管可以選擇在模片連接粘合劑材料可固化組分固化開始以下的任何溫度，在約100℃的溫度下典型的干燥時間可以是約30分鐘。時間長度可依賴于模片連接粘合劑材料表面在選擇的溫度下變成無粘性要求的時間而變化。
在模片連接粘合劑材料表面無粘性之后(通過干燥或冷卻，或B階段，如上所述)的任何時間，可進行芯片鍵合。
適用于固化預施涂的模片連接粘合劑材料，特別是包含含有馬來酰亞胺、NA酰亞胺、和衣康酰亞胺的化合物的那些粘合劑材料的條件包括將預施涂的模片連接粘合劑材料經受至少約175℃但小于約300℃的溫度約0.5-約2分鐘。在7.6mm×7.6mm模的情況下，典型的芯片鍵合設定是在約約100℃的溫度下，使用500cN展開的約10秒時間。可以采用各種方式，如采用內聯快速固化站如由Nihon Sanso制造的那些、在模結合器上安裝的受熱臺、或由EFOS Novacure IR單元提供的IR束完成此快速，短持續時間加熱。對于包含苯并噁嗪化合物的預施涂的模片連接粘合劑材料，盡管通常可能需要更長的時間，如約1小時，相同的溫度條件可用于固化粘合劑材料。
在堆疊模組件的情況下(如在U.S.專利Nos.5,140,404，5,286,679，5,323,060，和6,465,893中所述，每篇文獻的公開內容在此明確引入作為參考)，有利地在模放置之后加熱模以熔融模片連接粘合劑材料，特別是在存在可固化熱塑性組分的情況下，以允許襯底的改進潤濕，它要放置在該襯底上。可以由通過模套爪脈沖熱量加熱模，它末來可用于膜的模結合器，如由ESC制造的那些。在薄模的情況下，該模薄由于研磨工藝期間殘余機械應力的積累典型地翹曲，在某些溫度以上加熱模具有退火模和降低翹曲的效果。
圖8和10顯示分別要在堆疊模組件110，110A中堆疊的兩個模的橫截面視圖。這兩種配置中的差異在于在圖8中，將模片連接粘合劑材料90在堆疊模組件110中上半導體芯片112的下表面68上預施涂，而在圖10中，將模片連接粘合劑材料90A在堆疊模組件110A的下半導體芯片114上表面64A上預施涂。參考圖8，堆疊模組件110包括形式為預施涂的模片連接電路芯片112(含有芯模片62和在其上布置的預施涂的模片連接粘合劑90)的半導體芯片，和另一個芯模片62A，在芯模片62A的處理表面64A上，預施涂的模片連接電路芯片112連接到該芯模片62A。預施涂的模片連接電路芯片112含有結合墊66和結合導線80，它通過芯模片62A上的結合墊66A電連接到芯模片62A。結合導線80A從結合墊66A延伸到另一個芯模片(未顯示)或電路板(未顯示)用于電互連。
注意到在此討論的芯模片62可以提供為單個芯模片，或可以提供為芯片尺寸封裝。因此，在圖3中所示的還進一步實施方案中，提供芯片尺寸封裝160的電路組件150。芯片尺寸封裝在本領域已知用于電路與電路板襯底的電連接。在本實施方案中，電路組件150包括相似于圖2所示實施方案中顯示的結構，區別在于芯模片62由芯片尺寸封裝160代替。例如，電路組件150包括電路板襯底70，電路板襯底70包括在其上的接觸墊76。將襯底70連接到芯片尺寸封裝160，它可包括例如，連接到單獨載體襯底或插入層的芯模片，，如本領域已知的那樣。在這樣的實施方案中，采用先前描述中關于電路芯片60說明的相似方式，接觸墊66和/或導線80可以在單獨載體襯底上提供或在插入層上提供。另外，采用與先前描述相似的方式，通過模片連接材料90將芯片尺寸封裝160連接到襯底70。
本發明也提供采用粘合劑連接本發明的制造制品到載體襯底，如芯模片或電路板的方法。方法包括a.提供本發明的制造制品；b.提供載體襯底；c.聯接本發明的制造制品與載體襯底以形成組件，其中本發明的制造制品和載體襯底由預施涂的模片連接粘合劑材料分隔；和d.曝露這樣形成的組件以足以固化預施涂的模片連接粘合劑材料的溫度條件。
在本發明的另一方面，馬來酰亞胺，衣康酰胺和NA酰亞胺具有使它們適于用作ILD的物理性能情況，該ILD用于硅模的制造。通常以它們的液體形式，這些馬來酰亞胺，衣康酰胺和NA酰亞胺具有足夠低的粘度，該粘度能夠實現旋涂。此外，如需要可以通過加熱或與以上討論的反應性稀釋劑結合進一步降低它們的粘度，用于旋涂更薄的ILD。同樣，在固體形式中，可以將這樣的馬來酰亞胺，衣康酰胺和NA酰亞胺加熱或與稀釋劑結合，以允許旋涂。這些馬來酰亞胺，衣康酰胺和NA酰亞胺具有高熱降解溫度和高均聚開始，它們允許由加熱的稀化。由于馬來酰亞胺，衣康酰胺和NA酰亞胺可以通過對電磁光譜中的輻射，如UV固化，可以達到到一些分辯率的光刻法。馬來酰亞胺，衣康酰胺和NA酰亞胺的固化產物具有尖的熱降解點，它允許清潔和清晰的激光燒蝕。
圖7在橫截面中顯示半導體芯片100，其中ILD 108的層在第一和第二導電層106，106A之間顯示，更具體地，半導體芯片100從硅襯底102形成，它已經曝露于氧化氣氛中的高溫條件使得氧化硅層104形成為在其上的半導體層104。半導體層104顯示電子源103，以及電子槽103A，和閘107，它通過調節電壓控制電子的流動。在半導體層上布置的層105在此圖中從硼磷硅酸鹽玻璃制備，它可以由化學氣相沉積工藝施涂。由于形成具有不規則表面的半導體層104，此硼磷硅酸鹽玻璃表面使那些不規則物變平。顯示的下一個層是第一導電層106，在此顯示為從銅構造。此導體層106可含有在其上涂敷的耗散屏障(未顯示)。在第一導電層106的頂部上是ILD層，在其頂部上是第二導電層106A。最后在圖7中顯示鈍化層101。通常旋涂鈍化層101。在第二導電層106A和第一導電層106之間是通道109A，它通過ILD層108形成使得電子可流動。和在第一導電層106和半導體層106A之間是用于相同目的另一個通道109。
因此，廣而言之本發明在此方面提供半導體芯片，該半導體芯片包括硅襯底，半導體層層，至少兩個導體層，在其兩個之間是包括一種或多種含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物，或一種或多種含苯并噁嗪的化合物的間層電介質。
現在通過參考如下非限制性實施例更詳細地描述本發明。
實施例在第一實施例中，使用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，KRATON D-1102作為熱塑性彈性體組分，和十八烷基馬來酰亞胺和X-BMI(10，11-二辛基-二十烷的1，20-雙馬來酰亞氨基衍生物)作為馬來酰亞胺，制備用于預施涂到半導體芯片的模片連接粘合劑材料。從以下表1敘述的組分制備用于預施涂的模片連接的粘合劑材料。
表1十八烷基馬來酰亞胺 1.0gKRATON D-1102 2.5gX-BMI11.5gRICON 13020.2g硅烷偶合劑30.2g過氧化二枯基0.05g二甲苯 5.0gTEFLON填料 6.9g
1.X-BMI(10，11-二辛基-二十烷的1，20-雙馬來酰亞氨基衍生物)，根據U.S.專利No.5,973,166中說明的過程制備，該文獻的公開內容在此明確引入作為參考。
2.采用馬來酸酐20％接枝的聚丁二烯(Sartomer)3.專用含硅烷偶合劑。
將十八烷基馬來酰亞胺溶于二甲苯，和將KRATON D-1102加入和允許在加入剩余組分之前溶解。
將膜流延到玻璃襯底上和干燥過夜。然后將硅模放置到膜上，和將膜涂敷的襯底加熱到80℃的溫度下1-3秒。將此組件最終在80℃的溫度下固化30分鐘。
在校準的Dage 2400模剪切測試儀上評價膜模片連接組合物的室溫模剪切和熱模剪切。結果以下顯示于表2，相比于QMI536，模片連接產物，購自Henkel Loctite Corporation，LaJolla，加利福尼亞，該產物包括與以上采用的相同雙馬來酰亞胺結合物。同樣包括在表2中的是在將固化組合物經受85℃/85％濕度條件24hrs時間之后的模剪切數值。
表2
以上顯示的結果展示與不以預施涂，不可流動形式的類似可流動模片連接組合物相比，配制劑1具有優異的模剪切強度。
在第二個實施例中，使用含苯并噁嗪的化合物用于模片連接材料制備兩個樣品。
以下在表3中按份數說明配制劑2和3每個的組分。
表2苯并噁嗪42 1.5RICON13020.20.2
硅烷偶合劑30.10.1樹脂50.50.5環氧物6-- 0.5丙酮2 2TEFLON填料 2 2.24.相信從雙酚F，硫代二苯酚，苯胺和甲醛制備，和以商品名XU 3560US購自Vantico。
5.專用羥基官能化芳族樹脂6.ARALDITE 7097US。
配制劑2和3制備如下。與環氧物一起，將苯并噁嗪在室溫下溶于丙酮(用于配制劑3)。向此物質中采用攪拌在室溫下加入樹脂，RICON130和硅烷偶合劑。最后，將TEFLON填料加入和充分混合以形成平滑，乳狀糊劑。
象配制劑1，將配制劑2和3流延到載玻上成膜。將由配制劑2和3涂敷的載玻片曝露于95-125℃的溫度下約10-60分鐘的時間，和允許冷卻到室溫。一旦在室溫下，將半導體芯片放置在每個配制劑涂敷的載玻片上，和芯片和襯底一起在95-125℃的溫度下以連接芯片到襯底。然后將配制劑175℃的溫度下固化1小時的時間。
一旦固化之后，評價配制劑2和3的剪切強度。因此，由配制劑2連接的300密耳玻璃基模在室溫下顯示62.8Kg-f，和在245℃下顯示3.3Kg-f，和由配制劑3連接的那些在室溫下顯示56.4Kg-f，和在245℃下顯示2.7Kg-f。
配制劑2和3也經受差示掃描量熱法以測定它們的開始溫度，固化峰和固化能量。觀察配制劑2以具有190℃的開始溫度，而觀察配制劑3以具有195℃的開始溫度。配制劑2展示214℃的固化峰，而配制劑3展示222℃的固化峰。配制劑2也展示171.75J/g的固化能量，而配制劑3顯示91.7J/g的固化能量。
權利要求
1.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預定圖案布置的電接觸；和(b)位于芯模片第二表面的層或一部分上的B階段模片連接粘合劑材料，和其中在B階段之前，模片連接粘合劑材料包括(i)一種或多種以液體形式與熱塑性彈性體結合的含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物。
2.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預定圖案布置的電接觸；和(b)位于芯模片第二表面的層或一部分上的模片連接粘合劑材料，和其中模片連接粘合劑材料包括(i)一種或多種非必要地與熱塑性彈性體結合的含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物。
3.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預定圖案布置的電接觸；和(b)位于芯模片第二表面的層或一部分上的模片連接粘合劑材料，和其中模片連接粘合劑材料包括(i)一種或多種非必要地與熱塑性彈性體結合的含苯并噁嗪的化合物。
4.權利要求3的制造制品，其中模片連接粘合劑材料進一步包括(ii)環氧樹脂或環硫化物樹脂組分；(iii)非必要地，一種或多種如下物質噁唑啉組分、氰酸酯組分、酚組分、硫代酚組分、聚酰亞胺/硅氧烷組分、含馬來酰亞胺的組分、含NA酰亞胺的組分、和含衣康酰胺的組分；和(iv)非必要地，固化劑。
5.權利要求3的制造制品，條件是在組分(ii)是環氧類的情況下，組分(iii)存在和不僅僅是酚組分。
6.根據權利要求1的制造制品，其中在制造制品芯模片的第一表面上的電接觸提供與載體襯底的電接通，它要連接到該襯底上。
7.根據權利要求1的制造制品，其中電接觸包括焊接凸塊。
8.根據權利要求2的制造制品，其中在制造制品芯模片的第一表面上的電接觸提供與載體襯底的電接通，它要連接到該襯底上。
9.根據權利要求2的制造制品，其中電接觸包括焊接凸塊。
10.根據權利要求3的制造制品，其中在制造制品芯模片的第一表面上的電接觸提供與載體襯底的電接通，它要連接到該襯底上。
11.根據權利要求3的制造制品，其中電接觸包括焊接凸塊。
12.根據權利要求3的制造制品，其中電接觸包括基本沒有引線的焊接凸塊。
13.根據權利要求3的制造制品，其中電接觸包括熔點大于約200℃的焊接凸塊。
14.根據權利要求1或2的制造制品，其中含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物包括 其中m＝1-15，p＝0-15，每個R2獨立地選自氫或低級烷基，和J包括單價或多價部分，該單價或多價部分包括有機或有機硅氧烷基，及其兩種或多種的結合。
15.根據權利要求14的制造制品，其中J包括具有足夠長度和支化以使馬來酰亞胺、NA酰亞胺和/或衣康酰亞胺化合物為液體的支鏈烷基、亞烷基、烯化氧、亞烷基羧基或亞烷基酰氨基，和m是1、2或3。
16.根據權利要求1或2的制造制品，其中熱塑性彈性體包括具有至少一個通式(A-B)或(A-B-A)單元的嵌段共聚物，其中A是非彈性體聚合物嵌段和B是彈性體聚合物嵌段。
17.根據權利要求3的制造制品，其中苯并噁嗪組分包括 其中L是非必要的間隔部分，如亞烷基或硅氧烷連接部分、氫、直接鍵、O、C＝O、S、O＝S＝O、C、CH、CH2、CR9R10及R9和R10是烷基、鹵素取代的烷基、芳基或烷芳基；Ar是非必要取代的亞芳基；Q是具有如下結構的噁嗪環或其胺鹽 及在噁嗪環的位置5和6以稠合方式鍵合到Ar，其中Sp是非必要的，和如果存在的話，是C1-C6亞烷基間隔部分，n是1或2，m是非必要的，和如果存在的話，是1-4，x和y每個獨立地是0-4，和R11，R12，或R13的至少一個是可聚合的部分。
18.根據權利要求3的制造制品，其中苯并噁嗪組分包括 其中O是1-4，X是直接鍵(當O是2時)、烷基(當O是1時)、亞烷基(當O是2-4時)、羰基(當O是2時)、硫醇(當O是1時)、硫醚(當O是2時)、亞砜(當O是2時)、和砜(當O是2時)，和R14是烷基或芳基。
19.根據權利要求3的制造制品，其中苯并噁嗪組分包括 其中X選自直接鍵、CH2、C(CH3)2、C＝O、S＝O和O＝S＝O、S，及R14和R15相同或不同和選自甲基、乙基、丙基、或丁基和芳基。
20.根據權利要求3的制造制品，其中苯并噁嗪組分包括
21.根據權利要求3的制造制品，其中苯并噁嗪組分包括
22.根據權利要求14的制造制品，其中預施涂的模片連接粘合劑材料包括含馬來酰亞胺的化合物、含衣康酰亞胺的化合物或含NA酰亞胺的化合物，這些化合物包括結構I，II和III，其中m＝1-6，p＝0，R2獨立地選自氫或低級烷基，和J是選自如下的單價或多價基團烴基、取代烴基、含雜原子的烴基、取代的含雜原子的烴基、亞烴基、取代亞烴基、含雜原子的亞烴基、取代的含雜原子的亞烴基、聚硅氧烷、聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物、及其兩種或多種的結合，非必要地包含一種或多種選自如下的連接部分共價鍵、-O-、-S-、-NR-、-O-C(O)-、-O-C(O)-O-、-O-C(O)-NR-、-NR-C(O)-、-NR-C(O)-O-、-NR-C(O)-NR-、-S-C(O)-、-S-C(O)-O-、-S-C(O)-NR-、-S(O)-、-S(O)2-、-O-S(O)2-、-O-S(O)2-O-、-O-S(O)2-NR-、-O-S(O)-、-O-S(O)-O-、-O-S(O)-NR-、-O-NR-C(O)-、-O-NR-C(O)-O-、-O-NR-C(O)-NR-、-NR-O-C(O)-、-NR-O-C(O)-O-、-NR-O-C(O)-NR-、-O-NR-C(S)-、-O-NR-C(S)-O-、-O-NR-C(S)-NR-、-NR-O-C(S)-、-NR-O-C(S)-O-、-NR-O-C(S)-NR-、-O-C(S)-、-O-C(S)-O-、-O-C(S)-NR-、-NR-C(S)-、-NR-C(S)-O-、-NR-C(S)-NR-、-S-S(O)2-、-S-S(O)2-O-、-S-S(O)2-NR-、-NR-O-S(O)-、-NR-O-S(O)-O-、-NR-O-S(O)-NR-、-NR-O-S(O)2-、-NR-O-S(O)2-O-、-NR-O-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)-、-O-NR-S(O)-O-、-O-NR-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)2-O-、-O-NR-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)2-、-O-P(O)R2-、-S-P(O)R2-、-NR-P(O)R2-，其中每個R獨立地是氫、烷基或取代烷基、及其兩種或多種的結合。
23.根據權利要求1或2的制造制品，其中含馬來酰亞胺、衣康酰亞胺或NA酰亞胺的化合物包括分別連接到單價基團上的馬來酰亞胺官能團、衣康酰亞胺官能團、或NA酰亞胺官能團，或由多價基團分隔的馬來酰亞胺官能團、衣康酰亞胺官能團、或NA酰亞胺官能團，每個單價基團或多價基團具有足夠的長度和支化以使馬來酰亞胺、衣康酰亞胺或NA酰亞胺的化合物分別為液體。
24.一種采用粘合劑連接權利要求1、2或3的制造制品到載體襯底的方法，該方法的步驟包括a.提供權利要求1、2或3的制造制品；b.提供載體襯底；c.聯接權利要求1、2或3的制造制品與載體襯底以形成組件，其中權利要求1、2或3的制造制品和載體襯底由預施涂的模片連接粘合劑材料分隔；和d.曝露預施涂的模片連接粘合劑材料于足以固化預施涂的模片連接粘合劑材料的溫度。
25.權利要求24的方法，其中載體襯底是芯模片。
26.權利要求24的方法，其中載體襯底是預施涂的模片連接芯模片。
27.權利要求24的方法，其中載體襯底是電路板。
28.一種半導體芯片，包括硅襯底；半導體層；至少兩個導體層，在其至少兩個之間是包括一種或多種含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物的間層電介質。
29.一種半導體芯片，包括硅襯底；半導體層；至少兩個導體層，在其至少兩個之間是包括一種或多種含苯并噁嗪的化合物的間層電介質。
30.一種組裝半導體器件的方法，該方法的步驟包括提供含有相對表面的半導體芯片，其中一個用于粘合到載體襯底和其另一個含有用于在其間建立電互連的電互連，其中在其一個粘合表面上布置預施涂數量的模片連接粘合劑材料，該粘合劑材料包括一種或多種含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物或一種或多種含苯并噁嗪的化合物；提供載體襯底，該載體襯底含有用于粘合半導體芯片的表面部分和用于與半導體芯片建立電互連的另一個表面部分；和配合半導體芯片的預施涂模片連接粘合劑材料涂敷的粘合表面與載體襯底的粘合表面，以形成半導體器件組件和曝露半導體器件組件于足以固化預施涂的模片連接組合物的條件，因此將半導體芯片粘合到載體襯底；和在半導體芯片和載體襯底之間建立電互連。
31.制品，包括(a)含有表面的載體襯底，該表面具有以預定圖案布置的電接觸和在載體襯底的一部分表面上作為層布置的B階段模片連接粘合劑材料，和其中在B階段之前，模片連接粘合劑材料包括(i)一種或多種以液體形式與熱塑性彈性體結合的含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物。
32.制品，包括(a)含有表面的載體襯底，該表面具有以預定圖案布置的電接觸和在載體襯底的一部分表面上作為層布置的預施涂的模片連接粘合劑材料，和其中預施涂的模片連接粘合劑材料包括(i)一種或多種非必要地與熱塑性彈性體結合的含馬來酰亞胺、衣康酰胺或NA酰亞胺的化合物。33.制品，包括(a)含有表面的載體襯底，該表面具有以預定圖案布置的電接觸和在載體襯底的一部分表面上作為層布置的預施涂的模片連接粘合劑材料，和其中預施涂的模片連接粘合劑材料包括(i)一種或多種非必要地與熱塑性彈性體結合的含苯并噁嗪的化合物。
全文摘要
本發明涉及間層電介質材料和預施涂的模片連接粘合劑，更具體地預施涂的模片連接粘合劑(如芯片或其它襯底施涂的模片連接粘合劑)，施涂間層電介質材料到襯底上以制備低K介電半導體芯片的方法，施涂預施涂的模片連接粘合劑到芯片和其它表面上的方法，和由其制備的用于連接微電子電路的組件。
文檔編號H01L21/98GK1663048SQ03814094
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月17日 優先權日2002年6月17日
發明者B·D·桑托斯, J·T·胡內克, 劉圃偉, 楊鋼, 季青 申請人:亨凱爾公司