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JP7833546B2 - Method for manufacturing a substrate laminate and substrate laminate - Google Patents
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JP7833546B2 - Method for manufacturing a substrate laminate and substrate laminate - Google Patents

Method for manufacturing a substrate laminate and substrate laminate

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Description

本開示は、基板積層体の製造方法及び基板積層体に関する。This disclosure relates to a method for manufacturing a substrate laminate and to a substrate laminate.

電子機器の小型軽量化、高性能化が進行するに伴い、半導体チップ等の高集積化が求められている。しかし、回路の微細化ではその要求に十分に応えることは困難である。そこで、近年、複数枚の半導体基板(ウエハ)、半導体チップ等を縦に積層し、多層の三次元構造とすることにより高集積化する方法が提案されている。半導体基板(ウエハ)、半導体チップ等(以後、「半導体基板等」と称する場合がある)を積層する方法としては、基板同士の直接接合方法、接着剤を用いる方法等が提案されている(例えば、特許文献1~3)。As electronic devices become smaller, lighter, and more powerful, there is a growing demand for higher integration of semiconductor chips and other components. However, miniaturizing circuits alone is insufficient to meet this demand. Therefore, in recent years, methods have been proposed to achieve high integration by stacking multiple semiconductor substrates (wafers), semiconductor chips, etc., vertically to create a multilayer three-dimensional structure. Methods for stacking semiconductor substrates (wafers), semiconductor chips, etc. (hereinafter sometimes referred to as "semiconductor substrates, etc.") include direct bonding of substrates and methods using adhesives (for example, Patent Documents 1 to 3).

特許文献1:特開平4-132258号公報
特許文献2:特開2010-226060号公報
特許文献3:特開2016-47895号公報
Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-132258 Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-226060 Patent Document 3: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-47895

直接接合では、基板表面の配線等による微細な凹凸、パーティクルなどによりボイドが発生しやすいという問題がある。半導体基板等を積層する方法として、基板上に設けられた酸化ケイ素等の無機材料同士を接合する方法も想定される。しかし、基板の無機材料同士を接合させる方法では、直接接合と同様に、ボイドが発生しやすいという問題がある。Direct bonding has the problem of easily generating voids due to minute irregularities and particles caused by wiring on the substrate surface. As a method for laminating semiconductor substrates, a method of bonding inorganic materials such as silicon dioxide provided on the substrate is also conceivable. However, this method of bonding inorganic materials on the substrate also suffers from the same problem as direct bonding: it is prone to generating voids.

一方で、接着剤を用いて接合する場合、接着剤を基板表面に付与し、次いで乾燥させて半硬化状態とした後に基板同士を貼り合わせる。このとき、ボイドの発生を抑制する点から、基板の接合面に接着剤を付与して接着層を形成し、接着層同士を接合することが考えられる。さらに、基板の接合面同士を貼り合わせる際の接合強度を高める点から、基板の接合面にプラズマ処理、FAB(Fast Atom Bombardment、高速原子衝撃)処理等の表面活性化処理を施すことが好ましい。On the other hand, when joining using an adhesive, the adhesive is applied to the substrate surface, then dried to a semi-cured state, and then the substrates are bonded together. In this case, to suppress the generation of voids, it is conceivable to apply the adhesive to the bonding surface of the substrates to form an adhesive layer, and then bond the adhesive layers together. Furthermore, to increase the bonding strength when bonding the bonding surfaces of the substrates together, it is preferable to apply a surface activation treatment such as plasma treatment or FAB (Fast Atom Bombardment) treatment to the bonding surface of the substrates.

しかし、接着層に対して表面活性化処理を施した場合、表面活性化処理により接着層に含まれる樹脂に影響が生じ、接着層が変質する等、信頼性に影響を及ぼすおそれがある。あるいは、基板の接合面におけるパーティクル等を除去する点から、接合面を洗浄する場合があるが、接合面に接着層が設けられていると洗浄方法が制限されるといった問題がある。以上の点から、基板の接合面に樹脂層を設けた場合であっても、基板の接合面の表面活性化処理及び洗浄処理の方法の制限が抑制された基板積層体の製造方法が望ましい。However, if a surface activation treatment is applied to the adhesive layer, the surface activation treatment may affect the resin contained in the adhesive layer, potentially altering its quality and thus impacting its reliability. Alternatively, while the bonding surface of the substrate may be cleaned to remove particles and other contaminants, the presence of an adhesive layer on the bonding surface limits the cleaning methods available. For these reasons, even when a resin layer is provided on the bonding surface of the substrate, a manufacturing method for substrate laminates that minimizes limitations on the surface activation treatment and cleaning methods for the bonding surface of the substrate is desirable.

本発明の一態様は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板の接合面に樹脂層を設けられ、かつ基板の接合面の表面活性化処理及び洗浄処理の方法の制限が抑制された基板積層体の製造方法及びこの製造方法に使用可能な積層体を提供することを目的とする。One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a method for manufacturing a substrate laminate in which a resin layer is provided on the bonding surface of the substrate, and in which limitations on the method of surface activation treatment and cleaning treatment of the bonding surface of the substrate are suppressed, and a laminate that can be used in this manufacturing method.

前記課題を解決するための具体的手段は以下のとおりである。
<1> 第1の樹脂層、第1の基板、第1の無機材層の順番に積層されており、前記第1の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第1の無機材層がもう一方の表面に配置されている第1の積層体と、第2の樹脂層、第2の基板、第2の無機材層の順番に積層されており、前記第2の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第2の無機材層がもう一方の表面に配置されている第2の積層体と、を準備する工程Aと、
前記第1の積層体の前記第1の樹脂層と前記第2の積層体の前記第2の無機材層とを接触させて前記第1の積層体及び前記第2の積層体を積層する工程Bと、
前記工程Bの後に、前記第1の積層体及び前記第2の積層体を100℃以上で加熱する工程Cを含む、基板積層体の製造方法。
<2> 前記第1の積層体は、前記第1の樹脂層の表面の一部及び前記第1の無機材層の表面の一部に電極を備え、
前記第2の積層体は、前記第2の樹脂層の表面の一部及び前記第2の無機材層の表面の一部に電極を備える、<1>に記載の基板積層体の製造方法。
<3> 前記工程Bの前に、前記第2の無機材層に表面活性化処理を施す工程を含む、<2>に記載の基板積層体の製造方法。
<4> 前記工程Cの後に、前記第1の無機材層側の面から前記第2の樹脂層側の面に向かって前記第1の積層体及び前記第2の積層体に貫通孔を設け、前記貫通孔に前記第1の積層体及び前記第2の積層体を貫通する電極を形成する工程を含む、<1>に記載の基板積層体の製造方法。
<5> 前記工程Bの前に、前記第2の無機材層を洗浄する工程を含む、<1>~<4>のいずれか1つに記載の基板積層体の製造方法。
<6> 前記工程Bの前に、前記第2の無機材層に表面保護層を設ける工程を含む、<1>~<5>のいずれか1つに記載の基板積層体の製造方法。
<7> 前記工程Bにおける前記第1の樹脂層と前記第2の無機材層とを接触させる前にて、前記第1の樹脂層の23℃における複合弾性率は、0.1GPa以上20GPa以下である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の基板積層体の製造方法。
<8> 前記工程Bにおける前記第1の樹脂層と前記第2の無機材層とを接触させる前にて、前記第1の樹脂層の硬化率は、70%以上100%以下である、<1>~<7>のいずれか1つに記載の基板積層体の製造方法。
<9> 前記工程Bにおける前記第1の樹脂層と前記第2の無機材層とを接触させる前にて、前記第1の樹脂層の表面粗度(Ra)は、0.01nm以上1.2nm以下である、<1>~<8>のいずれか1つに記載の基板積層体の製造方法。
<10> 前記第1の樹脂層の表面にシラノール基、アミノ基、エポキシ基、水酸基及び不飽和結合を有する官能基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有する、<1>~<9>のいずれか1つに記載の基板積層体の製造方法。
<11> 前記第1の樹脂層は、
シロキサン結合と、
エステル結合、エーテル結合、アミド結合及びイミド結合からなる群より選択される少なくともいずれか1つと、を含む、<1>~<10>のいずれか1つに記載の基板積層体の製造方法。
<12> 前記第2の無機材層は、Si、Ga、Ge及びAsからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含む、<1>~<11>のいずれか1つに記載の基板積層体の製造方法。
<13> 第1の樹脂層、第1の基板、第1の無機材層とをこの順に有し、前記第1の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第1の無機材層がもう一方の表面に配置されている第1の積層体と、
第2の樹脂層、第2の基板、第2の無機材層とをこの順に有し、前記第2の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第2の無機材層がもう一方の表面に配置されている第2の積層体と、
を有し、
前記第1の積層体の前記第1の樹脂層と前記第2の積層体の前記第2の無機材層とを介して前記第1の積層体及び前記第2の積層体が積層されている、基板積層体。
<14> 前記第1の積層体は、前記第1の樹脂層の表面の一部及び前記第1の無機材層の表面の一部に電極を備え、
前記第2の積層体は、前記第2の樹脂層の表面の一部及び前記第2の無機材層の表面の一部に電極を備える、<13>に記載の基板積層体。
The specific means for solving the aforementioned problems are as follows:
Step A to prepare: <1> A first laminate in which a first resin layer, a first substrate, and a first inorganic material layer are laminated in that order, with the first resin layer on one surface and the first inorganic material layer on the other surface; and a second laminate in which a second resin layer, a second substrate, and a second inorganic material layer are laminated in that order, with the second resin layer on one surface and the second inorganic material layer on the other surface.
Step B involves bringing the first resin layer of the first laminate and the second inorganic material layer of the second laminate into contact to laminate the first laminate and the second laminate,
A method for manufacturing a substrate laminate, comprising step C, after step B, of heating the first laminate and the second laminate to 100°C or higher.
<2> The first laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the first resin layer and a part of the surface of the first inorganic material layer.
The method for manufacturing a substrate laminate according to <1>, wherein the second laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the second resin layer and a part of the surface of the second inorganic material layer.
<3> A method for manufacturing a substrate laminate according to <2>, comprising the step of applying a surface activation treatment to the second inorganic material layer before step B.
<4> A method for manufacturing a substrate laminate according to <1>, comprising the step of providing through holes in the first laminate and the second laminate from the surface on the first inorganic material layer side toward the surface on the second resin layer side after step C, and forming electrodes that penetrate the first laminate and the second laminate in the through holes.
<5> A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of <1> to <4>, comprising a step of cleaning the second inorganic material layer before step B.
<6> A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of <1> to <5>, comprising the step of providing a surface protective layer on the second inorganic material layer before step B.
<7> The method for manufacturing a substrate laminate according to any one of <1> to <6>, wherein, before bringing the first resin layer and the second inorganic material layer into contact in step B, the composite modulus of the first resin layer at 23°C is 0.1 GPa or more and 20 GPa or less.
<8> The method for manufacturing a substrate laminate according to any one of <1> to <7>, wherein, before the first resin layer and the second inorganic material layer are brought into contact in step B, the curing rate of the first resin layer is 70% or more and 100% or less.
<9> The method for manufacturing a substrate laminate according to any one of <1> to <8>, wherein, before bringing the first resin layer and the second inorganic material layer into contact in step B, the surface roughness (Ra) of the first resin layer is 0.01 nm or more and 1.2 nm or less.
<10> A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of <1> to <9>, wherein the surface of the first resin layer has at least one functional group selected from the group consisting of a silanol group, an amino group, an epoxy group, a hydroxyl group, and a functional group having an unsaturated bond.
<11> The first resin layer is
Siloxane bond and
A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of <1> to <10>, comprising at least one selected from the group consisting of ester bonds, ether bonds, amide bonds, and imide bonds.
<12> The method for manufacturing a substrate laminate according to any one of <1> to <11>, wherein the second inorganic material layer contains at least one element selected from the group consisting of Si, Ga, Ge, and As.
<13> A first laminate having a first resin layer, a first substrate, and a first inorganic material layer in this order, wherein the first resin layer is disposed on one surface and the first inorganic material layer is disposed on the other surface,
A second laminate comprising a second resin layer, a second substrate, and a second inorganic material layer in this order, wherein the second resin layer is disposed on one surface and the second inorganic material layer is disposed on the other surface,
It has,
A substrate laminate in which the first laminate and the second laminate are laminated together via the first resin layer of the first laminate and the second inorganic material layer of the second laminate.
<14> The first laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the first resin layer and a part of the surface of the first inorganic material layer.
The substrate laminate according to <13>, wherein the second laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the second resin layer and a part of the surface of the second inorganic material layer.

本発明の一態様は、基板の接合面に樹脂層を設けられ、かつ基板の接合面の表面活性化処理及び洗浄処理の方法の制限が抑制された基板積層体の製造方法及びこの製造方法に使用可能な積層体を提供することができる。One aspect of the present invention provides a method for manufacturing a substrate laminate in which a resin layer is provided on the bonding surface of the substrate, and the limitations on the method of surface activation treatment and cleaning treatment of the bonding surface of the substrate are suppressed, as well as a laminate usable in this manufacturing method.

図1a~図1hは、本開示の基板積層体の製造方法の例1を示す概略構成図である。Figures 1a to 1h are schematic diagrams showing Example 1 of the manufacturing method for the substrate laminate according to the present disclosure. 図2a~図2iは、本開示の基板積層体の製造方法の例2を示す概略構成図である。Figures 2a to 2i are schematic diagrams showing Example 2 of the manufacturing method for the substrate laminate according to the present disclosure.

本開示において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、「基板積層体」は、2つの基板、すなわち、第1の基板及び第2の基板が第1の樹脂層及び第2の無機材層を介して接合された構造を有する積層体を意味する。なお、基板積層体は、3つ以上の基板を有していてもよく、3つ以上の基板の内の2つの基板が第1の樹脂層及び第2の無機材層を介して接合された構造を有していてもよい。
本開示において、「基板」とは、「第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方」を指し、「樹脂層」とは、「第1の樹脂層及び第2の樹脂層の少なくとも一方」を指し、「無機材層」とは、「第1の無機材層及び第2の無機材層の少なくとも一方」を指す。
In this disclosure, a numerical range represented by "~" means a range that includes the numbers written before and after "~" as the lower and upper limits, respectively.
In numerical ranges described in stages within this disclosure, the upper or lower limit of one numerical range may be replaced with the upper or lower limit of another numerical range described in stages. Furthermore, in numerical ranges described within this disclosure, the upper or lower limit of that range may be replaced with the values shown in the examples.
In this disclosure, "substrate laminate" means a laminate having a structure in which two substrates, namely a first substrate and a second substrate, are joined via a first resin layer and a second inorganic material layer. The substrate laminate may have three or more substrates, and two of the three or more substrates may have a structure in which they are joined via a first resin layer and a second inorganic material layer.
In this disclosure, “substrate” means “at least one of the first substrate and the second substrate,” “resin layer” means “at least one of the first resin layer and the second resin layer,” and “inorganic material layer” means “at least one of the first inorganic material layer and the second inorganic material layer.”

〔基板積層体の製造方法〕
本開示の基板積層体の製造方法は、第1の樹脂層、第1の基板、第1の無機材層の順番に積層されており、前記第1の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第1の無機材層がもう一方の表面に配置されている第1の積層体と、第2の樹脂層、第2の基板、第2の無機材層の順番に積層されており、前記第2の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第2の無機材層がもう一方の表面に配置されている第2の積層体と、を準備する工程Aと、前記第1の積層体の前記第1の樹脂層と前記第2の積層体の前記第2の無機材層とを接触させて前記第1の積層体及び前記第2の積層体を積層する工程Bと、前記工程Bの後に、前記第1の積層体及び前記第2の積層体を100℃以上で加熱する工程Cを含む。
[Method for manufacturing a substrate laminate]
The present disclosure's method for manufacturing a substrate laminate includes: step A, preparing a first laminate in which a first resin layer, a first substrate, and a first inorganic material layer are laminated in that order, with the first resin layer on one surface and the first inorganic material layer on the other surface; and a second laminate in which a second resin layer, a second substrate, and a second inorganic material layer are laminated in that order, with the second resin layer on one surface and the second inorganic material layer on the other surface; step B, bringing the first resin layer of the first laminate into contact with the second inorganic material layer of the second laminate to laminate the first laminate and the second laminate; and step C, after step B, heating the first laminate and the second laminate to 100°C or higher.

本開示の基板積層体の製造方法では、工程Aにて樹脂層、基板、無機材層の順番に積層された積層体を少なくとも2つ準備する。準備した2つの積層体について、工程Bにて、一方の積層体の樹脂層(第1の樹脂層)ともう一方の積層体の無機材層(第2の無機材層)とを接触させて積層させる。その後、工程Cにて、積層させた2つの積層体を100℃以上で加熱することで、樹脂層(第1の樹脂層)及び無機材層(第2の無機材層)を介して接合された構造を有する基板積層体が得られる。本開示では、無機材層の表面に対して表面活性化処理、洗浄処理等を行った後、樹脂層及び無機材層を介して2つの基板を接合することができる。これにより、樹脂層の表面に対して表面活性化処理、洗浄処理等を行うことなく、接合面の接合強度を高めたり、無機材層の表面に付着したパーティクル等を除去したりすることができる。したがって、基板の接合面に樹脂層を設けられ、かつ基板の接合面の表面活性化処理及び洗浄処理の方法の制限が抑制された基板積層体の製造方法が提供される。In the method for manufacturing a substrate laminate according to this disclosure, at least two laminates are prepared in step A, in which a resin layer, a substrate, and an inorganic material layer are stacked in that order. In step B, the resin layer (first resin layer) of one laminate and the inorganic material layer (second inorganic material layer) of the other laminate are brought into contact and stacked. Then, in step C, the two stacked laminates are heated to 100°C or higher to obtain a substrate laminate having a structure joined via a resin layer (first resin layer) and an inorganic material layer (second inorganic material layer). In this disclosure, the two substrates can be joined via the resin layer and the inorganic material layer after performing a surface activation treatment, cleaning treatment, etc., on the surface of the inorganic material layer. This makes it possible to increase the bonding strength of the bonding surface and remove particles etc. adhering to the surface of the inorganic material layer without performing a surface activation treatment, cleaning treatment, etc., on the surface of the resin layer. Therefore, a method for manufacturing a substrate laminate is provided in which a resin layer is provided on the bonding surface of the substrate, and the limitations on the method of surface activation treatment and cleaning treatment of the bonding surface of the substrate are suppressed.

[工程A]
本開示の基板積層体の製造方法は、第1の積層体と、第2の積層体と、を準備する工程Aを含む。第1の積層体は、第1の樹脂層、第1の基板及び第1の無機材層をこの順番で備え、第1の樹脂層が一方の表面に配置されており、第1の無機材層がもう一方の表面に配置されている。同様に、第2の積層体は、第2の樹脂層、第2の基板及び第2の無機材層をこの順番で備え、第2の樹脂層が一方の表面に配置されており、第2の無機材層がもう一方の表面に配置されている。
[Process A]
A method for manufacturing a substrate laminate according to the present disclosure includes step A of preparing a first laminate and a second laminate. The first laminate comprises a first resin layer, a first substrate, and a first inorganic material layer in that order, with the first resin layer on one surface and the first inorganic material layer on the other surface. Similarly, the second laminate comprises a second resin layer, a second substrate, and a second inorganic material layer in that order, with the second resin layer on one surface and the second inorganic material layer on the other surface.

(第1の基板及び第2の基板)
第1の基板及び第2の基板の材質は、特に限定されず、通常使用されるものであればよい。なお、第1の基板及び第2の基板の材質は、同じであっても異なっていてもよい。
第1の基板及び第2の基板としては、Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt、Mg、In、Ta及びNbからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含むことが好ましい。第1の基板及び第2の基板の材質としては、例えば、半導体:Si、InP、GaN、GaAs、InGaAs、InGaAlAs、SiC、酸化物、炭化物、窒化物:ホウ素珪酸ガラス(例えば、パイレックス(登録商標))、石英ガラス(SiO)、サファイア、ZrO、Si、AlN、圧電体、誘電体:BaTiO、LiNbO,SrTiO、ダイヤモンド、金属:Al、Ti、Fe、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Ta、Nbなどである。
(First substrate and second substrate)
The materials of the first and second substrates are not particularly limited and can be any commonly used materials. The materials of the first and second substrates may be the same or different.
The first and second substrates preferably contain at least one element selected from the group consisting of Si, Al, Ti, Zr, Hf, Fe, Ni, Cu, Ag, Au, Ga, Ge, Sn, Pd, As, Pt, Mg, In, Ta, and Nb. Examples of materials for the first and second substrates include semiconductors: Si, InP, GaN, GaAs, InGaAs, InGaAlAs, SiC; oxides, carbides, nitrides: borosilicate glass (e.g., Pyrex®), quartz glass ( SiO₂ ), sapphire, ZrO₂ , Si₃N₄ , AlN ; piezoelectrics, dielectrics: BaTiO₃ , LiNbO₃ , SrTiO₃ , diamond; and metals: Al, Ti, Fe, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ta, Nb, etc.

第1の基板及び第2の基板の材質としては、他にも樹脂:ポリジメチルシロキサン(PDMS)、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリベンゾオキサゾールなどであってもよい。Other materials for the first and second substrates may include resins such as polydimethylsiloxane (PDMS), epoxy resin, phenolic resin, polyimide, benzocyclobutene resin, and polybenzoxazole.

第1の基板及び第2の基板は、多層構造であってもよい。例えば、シリコン基板等の表面に酸化ケイ素、窒化ケイ素、SiCN(炭窒化ケイ素)等の無機物層が形成された構造、シリコン基板等の表面にポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、エポキシ樹脂、シクロテン(Dow, Chem)、イミド架橋シロキサン樹脂、エポキシ変性シロキサンや、ポーラスシリカ、有機架橋シロキサン、ブラックダイヤモンド(アプライドマテルアルズ社)などの有機無機複合low-k等の有機物層が形成された構造、シリコン基板上に無機物及び有機物の複合体が形成された構造が挙げられる。The first and second substrates may have a multilayer structure. For example, there are structures in which an inorganic layer such as silicon oxide, silicon nitride, or SiCN (silicon carbonitride) is formed on the surface of a silicon substrate, etc.; structures in which an organic layer such as polyimide resin, polybenzoxazole resin, epoxy resin, cyclotene (Dow, Chem), imide crosslinked siloxane resin, epoxy-modified siloxane, porous silica, organic crosslinked siloxane, or organic-inorganic composite low-k such as black diamond (Applied Materials, Inc.) is formed on the surface of a silicon substrate, etc.; and structures in which a composite of inorganic and organic materials is formed on a silicon substrate.

各材料は主な用途として、次のものに使用される。
Siは、半導体メモリー、LSIの積層、CMOSイメージセンサー、MEMS封止、光学デバイス、LEDなど;
SiOは、半導体メモリー、LSIの積層、MEMS封止、マイクロ流路、CMOSイメージセンサー、光学デバイス、LEDなど;
PDMSは、マイクロ流路;
InGaAlAs、InGaAs、InPは、光学デバイス;
InGaAlAs、GaAs、GaNは、LEDなど。
Each material is primarily used for the following purposes:
Si is used in semiconductor memory, LSI stacking, CMOS image sensors, MEMS encapsulation, optical devices, LEDs, etc.
SiO2 is used in semiconductor memory, LSI stacking, MEMS encapsulation, microfluidics, CMOS image sensors, optical devices, LEDs, etc.
PDMS is a microfluidic;
InGaAlAs, InGaAs, and InP are optical devices;
InGaAlAs, GaAs, and GaN are used in LEDs, etc.

第1の基板及び第2の基板の厚さは、それぞれ独立に、0.5μm~1mmであることが好ましく、1μm~900μmであることがより好ましく、2μm~900μmであることがさらに好ましい。The thickness of the first substrate and the second substrate is preferably 0.5 μm to 1 mm, more preferably 1 μm to 900 μm, and even more preferably 2 μm to 900 μm, independently of each other.

第1の基板及び第2の基板の形状も特に制限されない。例えば、第1の基板及び第2の基板がシリコン基板の場合、層間絶縁層(Low-k膜)が形成されたシリコン基板であってもよく、また、シリコン基板には、微細な溝(凹部)、微細な貫通孔などが形成されていてもよい。The shapes of the first and second substrates are not particularly limited. For example, if the first and second substrates are silicon substrates, they may be silicon substrates on which an interlayer insulating layer (Low-k film) is formed, and the silicon substrates may have fine grooves (recesses), fine through holes, etc.

本開示の基板積層体の製造方法では、接合強度の点から、第1の基板の第1の樹脂層と接触する側の面及び第2の基板の第2の樹脂層と接触する側の面の少なくとも一方に表面処理を行ってもよい。例えば、前述の表面処理を行うことで、水酸基、エポキシ基、カルボキシ基、アミノ基、及びメルカプト基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を形成してもよい。In the method for manufacturing the substrate laminate of this disclosure, surface treatment may be performed on at least one of the surfaces of the first substrate that come into contact with the first resin layer and the surfaces of the second substrate that come into contact with the second resin layer, from the viewpoint of bonding strength. For example, by performing the aforementioned surface treatment, at least one functional group selected from the group consisting of hydroxyl groups, epoxy groups, carboxyl groups, amino groups, and mercapto groups may be formed.

前述の表面処理としては、例えば、プラズマ処理、薬品処理、紫外線(UV)オゾン処理等のオゾン処理などが挙げられる。Examples of the aforementioned surface treatments include plasma treatment, chemical treatment, and ozone treatment such as ultraviolet (UV) ozone treatment.

水酸基は、第1の基板及び第2の基板の表面に、プラズマ処理、薬品処理、UVオゾン処理等のオゾン処理などの表面処理を行うことで、それらの表面にそれぞれ設けることができる。
水酸基は、第1の基板又は第2の基板に含まれる、Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt,Mg、In、Ta及びNbからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と結合した状態で存在することが好ましい。第1の基板の第1の樹脂層と接触する側の面及び第2の基板の第2の樹脂層と接触する側の面は、水酸基を含むシラノール基を有することが好ましい。
Hydroxyl groups can be provided on the surfaces of the first substrate and the second substrate by performing surface treatments such as plasma treatment, chemical treatment, UV ozone treatment, or other ozone treatments on the surfaces of the substrates.
Preferably, the hydroxyl group exists in a state of being bonded to at least one element selected from the group consisting of Si, Al, Ti, Zr, Hf, Fe, Ni, Cu, Ag, Au, Ga, Ge, Sn, Pd, As, Pt, Mg, In, Ta, and Nb, which is contained in the first substrate or the second substrate. Preferably, the surface of the first substrate that is in contact with the first resin layer and the surface of the second substrate that is in contact with the second resin layer have silanol groups containing hydroxyl groups.

エポキシ基は、第1の基板及び第2の基板の表面に、エポキシシランによるシランカップリング等の表面処理を行うことで、それらの表面にそれぞれ設けることができる。Epoxy groups can be provided on the surfaces of the first and second substrates by performing surface treatments such as silane coupling with epoxysilane on the surfaces of the substrates.

カルボキシ基は、第1の基板及び第2の基板の表面に、カルボキシシランによるシランカップリング等の表面処理を行うことで、それらの表面にそれぞれ設けることができる。Carboxylic groups can be provided on the surfaces of the first and second substrates by performing surface treatments such as silane coupling with carboxysilane.

アミノ基は、第1の基板及び第2の基板の表面に、アミノシランによるシランカップリング等の表面処理を行うことで、それらの表面にそれぞれ設けることができる。The amino groups can be provided on the surfaces of the first and second substrates by performing surface treatments such as silane coupling with aminosilane on the surfaces of the first and second substrates, respectively.

メルカプト基は、第1の基板及び第2の基板の表面に、メルカプトシランによるシランカップリング等の表面処理を行うことで、それらの表面にそれぞれ設けることができる。Mercapto groups can be provided on the surfaces of the first and second substrates by performing surface treatments such as silane coupling with mercaptosilane on the surfaces of the substrates.

また、接合強度を高める点から、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方の樹脂材料が付与される面にシランカップリング剤等のプライマーを成膜してもよい。Furthermore, to enhance bonding strength, a primer such as a silane coupling agent may be formed on at least one of the surfaces of the first and second substrates to which the resin material is applied.

(第1の樹脂層及び第2の樹脂層)
第1の樹脂層は、第1の基板の一方の表面に配置されている層であり、第2の樹脂層は、第2の基板の一方の表面に配置されている層である。例えば、第1の樹脂層及び第2の樹脂層は、第1の基板の一方の表面及び第2の基板の一方の表面に樹脂材料を含む樹脂組成物をそれぞれ付与し、形成された樹脂組成物層をそれぞれ硬化させることで形成される。
(First resin layer and second resin layer)
The first resin layer is a layer disposed on one surface of the first substrate, and the second resin layer is a layer disposed on one surface of the second substrate. For example, the first resin layer and the second resin layer are formed by applying a resin composition containing a resin material to one surface of the first substrate and one surface of the second substrate, respectively, and then curing the formed resin composition layers.

樹脂組成物に含まれる樹脂材料としては、特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、パリレン、ポリアリレンエーテル、テトラヒドロナフタレン、オクタヒドロアントラセン等の結合又は構造が架橋により形成される材料、ポリベンゾオキサザール、ポリベンゾオキサジン等の窒素環含有構造が形成される材料、Si-O等の結合又は構造が架橋により形成される材料、シロキサン変性化合物などの有機材料が挙げられる。
第1の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料及び第2の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。
The resin material included in the resin composition is not particularly limited and includes, for example, materials in which bonds or structures are formed by crosslinking, such as polyimide, polyamide, polyamideimide, parylene, polyalylene ether, tetrahydronaphthalene, and octahydroanthracene; materials in which nitrogen ring-containing structures are formed, such as polybenzoxazal and polybenzoxazine; materials in which bonds or structures such as Si-O are formed by crosslinking; and organic materials such as siloxane-modified compounds.
The resin material used to form the first resin layer and the resin material used to form the second resin layer may be the same or different.

Si-O結合(シロキサン結合)を有する構造としては、例えば、以下に示す式(1)~式(3)で表される構造が挙げられる。Examples of structures containing an Si-O bond (siloxane bond) include those represented by the following formulas (1) to (3).

Si-O結合(シロキサン結合)を有する構造にて、Siに結合する基が(アルキレン基、フェニレン基等で置換されていてもよい。例えば、(-O-)(R)Si-(R)-Si(R(-O-)等を有する構造(Rはメチル基等を表し、Rはアルキレン基、フェニレン基等を表す。x及びyはそれぞれ独立に0以上の整数であり、かつx+yは3である。)であってもよい。 In a structure having an Si-O bond (siloxane bond), the group bonded to Si may be substituted with an alkylene group, a phenylene group, etc. For example, a structure such as (-O-) x ( R1 ) y Si-( R2 )-Si( R1 ) y (-O-) x may be present ( R1 represents a methyl group, etc., and R2 represents an alkylene group, a phenylene group, etc. x and y are each independent integers of 0 or more, and x + y is 3).

Si-O結合が架橋により形成される材料としては、例えば、以下に示す式(4)及び式(5)で表される化合物が挙げられる。また、式(1)及び式(2)で表される構造は、例えば、式(4)及び式(5)で表される化合物を加熱して反応させることで生成できる。Examples of materials in which Si-O bonds are formed by crosslinking include compounds represented by formulas (4) and (5) shown below. Furthermore, structures represented by formulas (1) and (2) can be produced, for example, by heating and reacting compounds represented by formulas (4) and (5).

例えば、樹脂材料が、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の結合又は構造が架橋により形成される材料を含む場合、1級窒素原子及び2級窒素原子の少なくとも1つを含むカチオン性官能基を有し、重量平均分子量が90以上40万以下である化合物(A)と、分子内に-C(=O)OX基(Xは、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基である)を3つ以上有し、3つ以上の-C(=O)OX基のうち、1つ以上6つ以下が-C(=O)OH基であり、重量平均分子量が200以上2000以下である架橋剤(B)と、を含むことが好ましい。For example, if the resin material includes materials such as polyimide, polyamide, and polyamide-imide, in which the bonding or structure is formed by crosslinking, it is preferable to include a compound (A) having a cationic functional group containing at least one primary nitrogen atom and a secondary nitrogen atom, and having a weight-average molecular weight of 90 to 400,000, and a crosslinking agent (B) having three or more -C(=O)OX groups (where X is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) in its molecule, with one to six of the three or more -C(=O)OX groups being -C(=O)OH groups, and having a weight-average molecular weight of 200 to 2000.

(化合物(A))
化合物(A)は、1級窒素原子及び2級窒素原子の少なくとも1つを含むカチオン性官能基を有し、重量平均分子量が90以上40万以下である化合物である。カチオン性官能基としては、正電荷を帯びることができ、かつ1級窒素原子及び2級窒素原子の少なくとも1つを含む官能基であれば特に限定されない。
(Compound (A))
Compound (A) is a compound having a cationic functional group containing at least one primary nitrogen atom and a secondary nitrogen atom, and having a weight-average molecular weight of 90 to 400,000. The cationic functional group is not particularly limited as long as it can carry a positive charge and contains at least one primary nitrogen atom and a secondary nitrogen atom.

さらに、化合物(A)は、1級窒素原子及び2級窒素原子のほかに、3級窒素原子を含んでいてもよい。Furthermore, compound (A) may contain tertiary nitrogen atoms in addition to primary and secondary nitrogen atoms.

本開示において、「1級窒素原子」とは、水素原子2つ及び水素原子以外の原子1つのみに結合している窒素原子(例えば、1級アミノ基(-NH基)に含まれる窒素原子)、又は、水素原子3つ及び水素原子以外の原子1つのみに結合している窒素原子(カチオン)を指す。
また、「2級窒素原子」とは、水素原子1つ及び水素原子以外の原子2つのみに結合している窒素原子(即ち、下記式(a)で表される官能基に含まれる窒素原子)、又は、水素原子2つ及び水素原子以外の原子2つのみに結合している窒素原子(カチオン)を指す。
また、「3級窒素原子」とは、水素原子以外の原子3つのみに結合している窒素原子(即ち、下記式(b)で表される官能基である窒素原子)、又は、水素原子1つ及び水素原子以外の原子3つのみに結合している窒素原子(カチオン)を指す。
In this disclosure, "primary nitrogen atom" refers to a nitrogen atom bonded to only two hydrogen atoms and one non-hydrogen atom (for example, a nitrogen atom contained in a primary amino group ( -NH₂ group)), or a nitrogen atom (cation) bonded to only three hydrogen atoms and one non-hydrogen atom.
Furthermore, "secondary nitrogen atom" refers to a nitrogen atom bonded to only one hydrogen atom and two non-hydrogen atoms (i.e., a nitrogen atom contained in the functional group represented by formula (a) below), or a nitrogen atom (cation) bonded to only two hydrogen atoms and two non-hydrogen atoms.
Furthermore, "tertiary nitrogen atom" refers to a nitrogen atom bonded to only three atoms other than hydrogen (i.e., a nitrogen atom that is a functional group represented by formula (b) below), or a nitrogen atom (cation) bonded to only one hydrogen atom and three atoms other than hydrogen.

式(a)及び式(b)において、*は、水素原子以外の原子との結合位置を示す。
ここで、前記式(a)で表される官能基は、2級アミノ基(-NHR基;ここで、Rはアルキル基を表す)の一部を構成する官能基であってもよいし、ポリマーの骨格中に含まれる2価の連結基であってもよい。
また、前記式(b)で表される官能基(即ち、3級窒素原子)は、3級アミノ基(-NR基;ここで、R及びRは、それぞれ独立に、アルキル基を表す)の一部を構成する官能基であってもよいし、ポリマーの骨格中に含まれる3価の連結基であってもよい。
In formulas (a) and (b), * indicates the bonding position with an atom other than a hydrogen atom.
Here, the functional group represented by formula (a) may be a functional group that constitutes part of a secondary amino group (-NHR a group; where Ra a represents an alkyl group), or it may be a divalent linking group contained in the polymer backbone.
Furthermore, the functional group represented by formula (b) (i.e., a tertiary nitrogen atom) may be a functional group that constitutes part of a tertiary amino group (-NR b R c group; where R b and R c each independently represent an alkyl group), or it may be a trivalent linking group included in the polymer backbone.

化合物(A)の重量平均分子量は、90以上40万以下である。化合物(A)としては、例えば、脂肪族アミン、シロキサン結合(Si-O結合)とアミノ基とを有する化合物、分子内にSi-O結合を有さず、環構造を有するアミン化合物等が挙げられる。化合物(A)が脂肪族アミンの場合、重量平均分子量は1万以上20万以下であることが好ましい。化合物(A)がシロキサン結合(Si-O結合)とアミノ基とを有する化合物の場合、重量平均分子量は130以上10000以下であることが好ましく、130以上5000以下であることがより好ましく、130以上2000以下であることがさらに好ましい。化合物(A)が分子内にSi-O結合を有さず、環構造を有するアミン化合物の場合、重量平均分子量は90以上600以下が好ましい。The weight-average molecular weight of compound (A) is 90 to 400,000. Examples of compound (A) include aliphatic amines, compounds having a siloxane bond (Si-O bond) and an amino group, and amine compounds that do not have an Si-O bond in the molecule and have a ring structure. When compound (A) is an aliphatic amine, the weight-average molecular weight is preferably 10,000 to 200,000. When compound (A) is a compound having a siloxane bond (Si-O bond) and an amino group, the weight-average molecular weight is preferably 130 to 10,000, more preferably 130 to 5,000, and even more preferably 130 to 2,000. When compound (A) is an amine compound that does not have an Si-O bond in the molecule and has a ring structure, the weight-average molecular weight is preferably 90 to 600.

なお、本開示において、重量平均分子量は、モノマー以外について、GPC(Gel Permeation Chromatography)法によって測定された、ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量を指す。
具体的には、重量平均分子量は、展開溶媒として硝酸ナトリウム濃度0.1mol/Lの水溶液を用い、分析装置Shodex DET RI-101及び2種類の分析カラム(東ソー製 TSKgel G6000PWXL-CP及びTSKgel G3000PWXL-CP)を用いて流速1.0mL/minで屈折率を検出し、ポリエチレングリコール/ポリエチレンオキサイドを標準品として解析ソフト(Waters製 Empower3)にて算出される。
In this disclosure, weight-average molecular weight refers to the weight-average molecular weight in terms of polyethylene glycol, measured by GPC (Gel Permeation Chromatography) for substances other than monomers.
Specifically, the weight-average molecular weight is calculated using polyethylene glycol/polyethylene oxide as a standard, with polyethylene glycol/polyethylene oxide as the standard. The refractive index is detected at a flow rate of 1.0 mL/min using a Shodex DET RI-101 analyzer and two types of analytical columns (TSKgel G6000PWXL-CP and TSKgel G3000PWXL-CP manufactured by Tosoh Corporation).

また、化合物(A)は、必要に応じて、アニオン性官能基、ノニオン性官能基等をさらに有していてもよい。
前記ノニオン性官能基は、水素結合受容基であっても、水素結合供与基であってもよい。前記ノニオン性官能基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボニル基、エーテル基(-O-)、等を挙げることができる。
前記アニオン性官能基は、負電荷を帯びることができる官能基であれば特に制限はない。前記アニオン性官能基としては、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸基等を挙げることができる。
Furthermore, compound (A) may optionally have anionic functional groups, nonionic functional groups, etc.
The nonionic functional group may be either a hydrogen bond acceptor or a hydrogen bond donor. Examples of the nonionic functional group include a hydroxyl group, a carbonyl group, an ether group (-O-), and the like.
The anionic functional group is not particularly limited as long as it is a functional group capable of carrying a negative charge. Examples of the anionic functional group include carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, and sulfate groups.

化合物(A)としては、脂肪族アミンが挙げられるが、より具体的には、エチレンイミン、プロピレンイミン、ブチレンイミン、ペンチレンイミン、ヘキシレンイミン、ヘプチレンイミン、オクチレンイミン、トリメチレンイミン、テトラメチレンイミン、ペンタメチレンイミン、ヘキサメチレンイミン、オクタメチレンイミンなどのアルキレンイミンの重合体であるポリアルキレンイミン;ポリアリルアミン;ポリアクリルアミドが挙げられる。Examples of compound (A) include aliphatic amines, but more specifically, polyalkyleneimines, which are polymers of alkyleneimines such as ethyleneimine, propyleneimine, butyleneimine, pentyleneimine, hexyleneimine, heptyleneimine, octileneimine, trimethyleneimine, tetramethyleneimine, pentamethyleneimine, hexamethyleneimine, and octamethyleneimine; polyallylamines; and polyacrylamides.

ポリエチレンイミン(PEI)は、特公昭43-8828号公報、特公昭49-33120号公報、特開2001-213958号公報、国際公開第2010/137711号パンフレット等に記載の公知の方法によって、製造することができる。ポリエチレンイミン以外のポリアルキレンイミンについても、ポリエチレンイミンと同様の方法により製造できる。Polyethyleneimine (PEI) can be produced by known methods described in Japanese Patent Publication No. 43-8828, Japanese Patent Publication No. 49-33120, Japanese Patent Application Publication No. 2001-213958, and International Publication No. 2010/137711, etc. Other polyalkyleneimines can also be produced by the same methods as polyethyleneimine.

化合物(A)は、上述したポリアルキレンイミンの誘導体(ポリアルキレンイミン誘導体;特に好ましくはポリエチレンイミン誘導体)であることも好ましい。ポリアルキレンイミン誘導体としては、上記ポリアルキレンイミンを用いて製造可能な化合物であれば特に制限はない。具体的には、ポリアルキレンイミンにアルキル基(好ましくは炭素数1~10のアルキル基)、アリール基等を導入したポリアルキレンイミン誘導体、ポリアルキレンイミンに水酸基等の架橋性基を導入して得られるポリアルキレンイミン誘導体等を挙げることができる。
これらのポリアルキレンイミン誘導体は、上記ポリアルキレンイミンを用いて通常行われる方法により製造することができる。具体的には例えば、特開平6―016809号公報等に記載の方法に準拠して製造することができる。
Compound (A) is also preferably a derivative of the polyalkyleneimine described above (polyalkyleneimine derivative; particularly preferably polyethyleneimine derivative). There are no particular restrictions on the polyalkyleneimine derivative as long as it is a compound that can be produced using the above polyalkyleneimine. Specifically, examples include polyalkyleneimine derivatives obtained by introducing an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms), an aryl group, etc., into polyalkyleneimine, and polyalkyleneimine derivatives obtained by introducing a crosslinking group such as a hydroxyl group into polyalkyleneimine.
These polyalkylene imine derivatives can be produced by methods commonly used with the above-mentioned polyalkylene imines. Specifically, they can be produced, for example, in accordance with the method described in Japanese Patent Application Publication No. 6-016809.

また、ポリアルキレンイミン誘導体としては、ポリアルキレンイミンに対してカチオン性官能基含有モノマーを反応させることにより、ポリアルキレンイミンの分岐度を向上させて得られた高分岐型のポリアルキレンイミンも好ましい。
高分岐型のポリアルキレンイミンを得る方法としては、例えば、骨格中に複数の2級窒素原子を有するポリアルキレンイミンに対してカチオン性官能基含有モノマーを反応させ、前記複数の2級窒素原子のうちの少なくとも1つをカチオン性官能基含有モノマーによって置換する方法、末端に複数の1級窒素原子を有するポリアルキレンイミンに対してカチオン性官能基含有モノマーを反応させ、前記複数の1級窒素原子のうちの少なくとも1つをカチオン性官能基含有モノマーによって置換する方法等、が挙げられる。
分岐度を向上するために導入されるカチオン性官能基としては、アミノエチル基、アミノプロピル基、ジアミノプロピル基、アミノブチル基、ジアミノブチル基、トリアミノブチル基等を挙げることができるが、カチオン性官能基当量を小さくしカチオン性官能基密度を大きくする点から、アミノエチル基が好ましい。
Furthermore, as a polyalkyleneimine derivative, highly branched polyalkyleneimines obtained by reacting polyalkyleneimine with a monomer containing a cationic functional group to improve the degree of branching of the polyalkyleneimine are also preferred.
Methods for obtaining highly branched polyalkyleneimines include, for example, a method in which a polyalkyleneimine having multiple secondary nitrogen atoms in its skeleton is reacted with a monomer containing a cationic functional group, thereby substituting at least one of the multiple secondary nitrogen atoms with the monomer containing a cationic functional group; and a method in which a polyalkyleneimine having multiple primary nitrogen atoms at its terminals is reacted with a monomer containing a cationic functional group, thereby substituting at least one of the multiple primary nitrogen atoms with the monomer containing a cationic functional group.
Cationic functional groups that can be introduced to improve the degree of branching include aminoethyl group, aminopropyl group, diaminopropyl group, aminobutyl group, diaminobutyl group, and triaminobutyl group. However, the aminoethyl group is preferred because it reduces the equivalent amount of cationic functional groups and increases the density of cationic functional groups.

また、前記ポリエチレンイミン及びその誘導体は、市販のものであってもよい。例えば、株式会社日本触媒、BASF社、MP-Biomedicals社等から市販されているポリエチレンイミン及びその誘導体から、適宜選択して用いることもできる。Furthermore, the polyethyleneimine and its derivatives may be commercially available. For example, polyethyleneimine and its derivatives can be appropriately selected and used from those commercially available from companies such as Nippon Shokubai Co., Ltd., BASF, MP-Biomedicals, etc.

化合物(A)としては、前述の脂肪族アミンのほかに、Si-O結合とアミノ基とを有する化合物が挙げられる。Si-O結合とアミノ基とを有する化合物としては、例えば、シロキサンジアミン、アミノ基を有するシランカップリング剤、アミノ基を有するシランカップリング剤のシロキサン重合体などが挙げられる。
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば下記式(A-3)で表される化合物が挙げられる。
Compound (A) includes, in addition to the aliphatic amines mentioned above, compounds having an Si-O bond and an amino group. Examples of compounds having an Si-O bond and an amino group include siloxanediamines, silane coupling agents having an amino group, and siloxane polymers of silane coupling agents having an amino group.
Examples of silane coupling agents containing an amino group include compounds represented by the following formula (A-3).

式(A-3)中、Rは置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、置換(骨格にカルボニル基、エーテル基等を含んでもよい)されていてもよい炭素数1~12のアルキレン基、エーテル基又はカルボニル基を表す。R及びRは、それぞれ独立に、置換されていてもよい炭素数1~4のアルキレン基又は単結合を表す。Arは2価又は3価の芳香環を表す。Xは水素又は置換されていてもよい炭素数1~5のアルキル基を表す。Xは水素、シクロアルキル基、ヘテロ環基、アリール基又は置換(骨格にカルボニル基、エーテル基等を含んでもよい)されていてもよい炭素数1~5のアルキル基、を表す。複数のR、R、R、R、R、Xは同じであっても異なっていてもよい。
、R、R、R、R、X、Xにおけるアルキル基及びアルキレン基の置換基としては、それぞれ独立に、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、シアノ基、カルボン酸基、スルホン酸基、ハロゲン等が挙げられる。
Arにおける2価又は3価の芳香環としては、例えば、2価又は3価のベンゼン環が挙げられる。Xにおけるアリール基としては、例えば、フェニル基、メチルベンジル基、ビニルベンジル基等が挙げられる。
In formula (A-3), R1 represents an optionally substituted C1-C4 alkyl group. R2 and R3 each independently represent an optionally substituted C1-C12 alkylene group, ether group, or carbonyl group (which may contain carbonyl groups, ether groups, etc. in the skeleton). R4 and R5 each independently represent an optionally substituted C1-C4 alkylene group or single bond. Ar represents a divalent or trivalent aromatic ring. X1 represents hydrogen or an optionally substituted C1-C5 alkyl group. X2 represents hydrogen, a cycloalkyl group, a heterocyclic group, an aryl group, or an optionally substituted C1-C5 alkyl group (which may contain carbonyl groups, ether groups, etc. in the skeleton). Multiple R1 , R2 , R3 , R4 , R5 , and X1 may be the same or different.
The substituents on the alkyl and alkylene groups in R1 , R2 , R3 , R4 , R5 , X1 , and X2 can be, independently, amino groups, hydroxyl groups, alkoxy groups, cyano groups, carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, halogens, and the like.
Examples of divalent or trivalent aromatic rings in Ar include divalent or trivalent benzene rings. Examples of aryl groups in X2 include phenyl groups, methylbenzyl groups, vinylbenzyl groups, etc.

式(A-3)で表されるシランカップリング剤の具体例としては、例えば、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノイソブチルジメチルメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノイソブチルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-11-アミノウンデシルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、(アミノエチルアミノエチル)フェニルトリエトキシシラン、メチルベンジルアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ベンジルアミノエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、(アミノエチルアミノエチル)フェネチルトリメトキシシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、N-[2-[3-(トリメトキシシリル)プロピルアミノ]エチル]エチレンジアミン、3-アミノプロピルジエトキシメチルシラン、3-アミノプロピルジメトキシメチルシラン、3-アミノプロピルジメチルエトキシシラン、3-アミノプロピルジメチルメトキシシラン、トリメトキシ[2-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピル]シラン、ジアミノメチルメチルジエトキシシラン、メチルアミノメチルメチルジエトキシシラン、p-アミノフェニルトリメトキシシラン、N-メチルアミノプロピルトリエトキシシラン、N-メチルアミノプロピルメチルジエトキシシラン、(フェニルアミノメチル)メチルジエトキシシラン、アセトアミドプロピルトリメトキシシラン、及びこれらの加水分解物が挙げられる。Specific examples of silane coupling agents represented by formula (A-3) include, for example, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminoisobutyldimethylmethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, (aminoethylaminoethyl)phenyltriethoxysilane, methylbenzylaminoethylaminopropyltrimethoxysilane, benzylaminoethylaminopropyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, (aminoethylaminoethyl)phenyltriethoxysilane, Examples include (Tylaminoethyl)phenethyltrimethoxysilane, (aminoethylaminomethyl)phenethyltrimethoxysilane, N-[2-[3-(trimethoxysilyl)propylamino]ethyl]ethylenediamine, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, 3-aminopropyldimethoxymethylsilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane, 3-aminopropyldimethylmethoxysilane, trimethoxy[2-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl]silane, diaminomethylmethyldiethoxysilane, methylaminomethylmethyldiethoxysilane, p-aminophenyltrimethoxysilane, N-methylaminopropyltriethoxysilane, N-methylaminopropylmethyldiethoxysilane, (phenylaminomethyl)methyldiethoxysilane, acetamidopropyltrimethoxysilane, and hydrolysates thereof.

式(A-3)以外のアミノ基を含むシランカップリング剤としては、例えば、N,N-ビス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N,N’-ビス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、ビス[(3-トリエトキシシリル)プロピル]アミン、ピペラジニルプロピルメチルジメトキシシラン、ビス[3-(トリエトキシシリル)プロピル]ウレア、ビス(メチルジエトキシシリルプロピル)アミン、2,2-ジメトキシ-1,6-ジアザ―2-シラシクロオクタン、3,5-ジアミノ-N-(4-(メトキシジメチルシリル)フェニル)ベンズアミド、3,5-ジアミノ-N-(4-(トリエトキシシリル)フェニル)ベンズアミド、5-(エトキシジメチルシリル)ベンゼン-1,3-ジアミン、及びこれらの加水分解物が挙げられる。Examples of silane coupling agents containing amino groups other than formula (A-3) include N,N-bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine, N,N'-bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine, bis[(3-triethoxysilyl)propyl]amine, piperazinylpropylmethyldimethoxysilane, bis[3-(triethoxysilyl)propyl]urea, bis(methyldiethoxysilylpropyl)amine, 2,2-dimethoxy-1,6-diaza-2-silacyclooctane, 3,5-diamino-N-(4-(methoxydimethylsilyl)phenyl)benzamide, 3,5-diamino-N-(4-(triethoxysilyl)phenyl)benzamide, 5-(ethoxydimethylsilyl)benzene-1,3-diamine, and their hydrolysates.

前述のアミノ基を有するシランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、アミノ基を有するシランカップリング剤と、アミノ基を有しないシランカップリング剤とを組み合わせて用いてもよい。例えば、金属との密着性改善のためメルカプト基を有するシランカップリング剤を用いてもよい。The aforementioned silane coupling agents having amino groups may be used individually or in combination of two or more. Furthermore, a silane coupling agent having amino groups may be used in combination with a silane coupling agent without amino groups. For example, a silane coupling agent having mercapto groups may be used to improve adhesion to metals.

また、これらのシランカップリング剤から、シロキサン結合(Si-O-Si)を介して形成される重合体(シロキサン重合体)を用いてもよい。例えば、3-アミノプロピルトリメトキシシランの加水分解物からは、線形シロキサン構造を有する重合体、分岐状シロキサン構造を有する重合体、環状シロキサン構造を有する重合体、かご状シロキサン構造を有する重合体等が得られる。かご状シロキサン構造は、例えば、下記式(A-1)で表される。Furthermore, polymers formed via siloxane bonds (Si-O-Si) from these silane coupling agents (siloxane polymers) may also be used. For example, from the hydrolysis product of 3-aminopropyltrimethoxysilane, polymers having a linear siloxane structure, polymers having a branched siloxane structure, polymers having a cyclic siloxane structure, polymers having a cage-like siloxane structure, etc., can be obtained. The cage-like siloxane structure is represented, for example, by the following formula (A-1).

シロキサンジアミンとしては、例えば、下記式(A-2)で表される化合物が挙げられる。なお、式(A-2)中、iは0~4の整数、jは1~3の整数、Meはメチル基である。Examples of siloxanediamines include compounds represented by the following formula (A-2). In formula (A-2), i is an integer from 0 to 4, j is an integer from 1 to 3, and Me is a methyl group.

また、シロキサンジアミンとしては、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(式(A-2)において、i=0、j=1)、1,3-ビス(2-アミノエチルアミノ)プロピルテトラメチルジシロキサン(式(A-2)において、i=1、j=1)が挙げられる。Furthermore, examples of siloxanediamines include 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane (in formula (A-2), i=0, j=1) and 1,3-bis(2-aminoethylamino)propyltetramethyldisiloxane (in formula (A-2), i=1, j=1).

化合物(A)としては、前述の脂肪族アミン、及びSi-O結合とアミノ基とを有する化合物の他に、分子内にSi-O結合を有さず、環構造を有するアミン化合物が挙げられる。中でも、分子内にSi-O結合を有さず、環構造を有する重量平均分子量90以上600以下のアミン化合物が好ましい。分子内にSi-O結合を有さず、環構造を有する重量平均分子量90以上600以下のアミン化合物としては、脂環式アミン、芳香環アミン、複素環(ヘテロ環)アミン等が挙げられる。分子内に複数の環構造を有していてもよく、複数の環構造は、同じであっても異なっていてもよい。環構造を有するアミン化合物としては、熱的に、より安定な化合物が得られ易いため、芳香環を有する化合物がより好ましい。
また、分子内にSi-O結合を有さず、環構造を有する重量平均分子量90以上600以下のアミン化合物としては、架橋剤(B)とともにアミド、アミドイミド、イミドなどの熱架橋構造を形成し易く、耐熱性を高めることができる点から、1級アミノ基を有する化合物が好ましい。さらに、前述のアミン化合物としては、架橋剤(B)とともにアミド、アミドイミド、イミドなどの熱架橋構造の数を多くし易く、耐熱性をより高めることができる点から、1級アミノ基を2つ有するジアミン化合物、1級アミノ基を3つ有するトリアミン化合物等が好ましい。
Compound (A) includes the aliphatic amines and compounds having an Si-O bond and an amino group as described above, as well as amine compounds that do not have an Si-O bond in the molecule and have a ring structure. Among these, amine compounds with a weight-average molecular weight of 90 to 600 that do not have an Si-O bond in the molecule and have a ring structure are preferred. Examples of amine compounds with a weight-average molecular weight of 90 to 600 that do not have an Si-O bond in the molecule and have a ring structure include alicyclic amines, aromatic ring amines, and heterocyclic amines. The molecule may have multiple ring structures, and these multiple ring structures may be the same or different. As for amine compounds with ring structures, compounds having an aromatic ring are more preferred because it is easier to obtain a thermally stable compound.
Furthermore, as amine compounds having a weight-average molecular weight of 90 to 600 that do not have Si-O bonds in the molecule and have a ring structure, compounds having primary amino groups are preferred because they readily form thermal crosslinked structures such as amides, amide-imides, and imides together with the crosslinking agent (B), thereby increasing heat resistance. Moreover, as the aforementioned amine compounds, diamine compounds having two primary amino groups and triamine compounds having three primary amino groups are preferred because they readily form a large number of thermal crosslinked structures such as amides, amide-imides, and imides together with the crosslinking agent (B), thereby further increasing heat resistance.

脂環式アミンとしては、例えば、シクロヘキシルアミン、ジメチルアミノシクロヘキサンなどが挙げられる。
芳香環アミンとしては、例えば、ジアミノジフェニルエーテル、キシレンジアミン(好ましくはパラキシレンジアミン)、ジアミノベンゼン、ジアミノトルエン、メチレンジアニリン、ジメチルジアミノビフェニル、ビス(トリフルオロメチル)ジアミノビフェニル、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノベンズアニリド、ビス(アミノフェニル)フルオレン、ビス(アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス(アミノフェノキシ)ビフェニル、ジカルボキシジアミノジフェニルメタン、ジアミノレゾルシン、ジヒドロキシベンジジン、ジアミノベンジジン、1,3,5-トリアミノフェノキシベンゼン、2,2’-ジメチルベンジジン、トリス(4-アミノフェニル)アミン、2,7-ジアミノフルオレン、1,9-ジアミノフルオレン、ジベンジルアミンなどが挙げられる。
複素環アミンの複素環としては、ヘテロ原子として硫黄原子を含む複素環(例えば、チオフェン環)、又は、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環(例えば、ピロール環、ピロリジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環等の5員環;イソシアヌル環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペリジン環、ピペラジン環、トリアジン環等の6員環;インドール環、インドリン環、キノリン環、アクリジン環、ナフチリジン環、キナゾリン環、プリン環、キノキサリン環等の縮合環等)などが挙げられる。
例えば、窒素を含有する複素環を有する複素環アミンとしては、メラミン、アンメリン、メラム、メレム、トリス(4-アミノフェニル)アミンなどが挙げられる。
さらに、複素環と芳香環の両方を有するアミン化合物としては、N2,N4,N6-トリス(4-アミノフェニル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリアミンなどが挙げられる。
Examples of alicyclic amines include cyclohexylamine and dimethylaminocyclohexane.
Examples of aromatic ring amines include diaminodiphenyl ether, xylenediamine (preferably paraxylenediamine), diaminobenzene, diaminotoluene, methylenedianiline, dimethyldiaminobiphenyl, bis(trifluoromethyl)diaminobiphenyl, diaminobenzophenone, diaminobenzanilide, bis(aminophenyl)fluorene, bis(aminophenoxy)benzene, bis(aminophenoxy)biphenyl, dicarboxydiaminodiphenylmethane, diaminoresorcinol, dihydroxybenzidine, diaminobenzidine, 1,3,5-triaminophenoxybenzene, 2,2'-dimethylbenzidine, tris(4-aminophenyl)amine, 2,7-diaminofluorene, 1,9-diaminofluorene, and dibenzylamine.
Examples of heterocyclic amines include heterocyclic rings containing a sulfur atom as a heteroatom (e.g., thiophene rings), or heterocyclic rings containing a nitrogen atom as a heteroatom (e.g., five-membered rings such as pyrrole rings, pyrrolidine rings, pyrazole rings, imidazole rings, and triazole rings; six-membered rings such as isocyanuric rings, pyridine rings, pyridazine rings, pyrimidine rings, pyrazine rings, piperidine rings, piperazine rings, and triazine rings; and condensed rings such as indole rings, indoline rings, quinoline rings, acridine rings, naphthyridine rings, quinazoline rings, purine rings, and quinoxaline rings).
For example, heterocyclic amines having a nitrogen-containing heterocycle include melamine, ammeline, melam, melem, and tris(4-aminophenyl)amine.
Furthermore, examples of amine compounds having both heterocyclic and aromatic rings include N2,N4,N6-tris(4-aminophenyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine.

化合物(A)は、一級又は二級のアミノ基を有するため、第1基板及び第2基板の表面に存在し得る水酸基、エポキシ基、カルボキシ基、アミノ基、メルカプト基等の官能基との静電相互作用により、又は、前記官能基との共有結合を密に形成することにより、基板同士を強く接着することができる。
また、化合物(A)は、一級又は二級のアミノ基を有するため、後述の極性溶媒(D)に容易に溶解する。極性溶媒(D)に容易に溶解する化合物(A)を用いることで、シリコン基板などの基板の親水性表面との親和性が高くなるため、平滑な膜を形成しやすく、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の厚さを薄くすることができる。
Since compound (A) has a primary or secondary amino group, it can strongly bond the substrates together through electrostatic interactions with functional groups such as hydroxyl groups, epoxy groups, carboxyl groups, amino groups, and mercapto groups that may be present on the surfaces of the first and second substrates, or by forming dense covalent bonds with such functional groups.
Furthermore, since compound (A) has a primary or secondary amino group, it readily dissolves in the polar solvent (D) described later. By using compound (A), which readily dissolves in the polar solvent (D), the affinity with the hydrophilic surface of the substrate, such as a silicon substrate, is increased, making it easier to form a smooth film and allowing the thickness of the first and second resin layers to be reduced.

化合物(A)としては、平滑な薄膜形成の点より、脂肪族アミン又はSi-O結合とアミノ基とを有する化合物が好ましく、耐熱性の点よりSi-O結合とアミノ基とを有する化合物がより好ましい。As for compound (A), an aliphatic amine or a compound having an Si-O bond and an amino group is preferred from the viewpoint of forming a smooth thin film, and a compound having an Si-O bond and an amino group is more preferred from the viewpoint of heat resistance.

化合物(A)がSi-O結合とアミノ基とを有する化合物を含む場合には、化合物(A)中の1級窒素原子及び2級窒素原子の合計数と、ケイ素原子の数との比率(1級窒素原子及び2級窒素原子の合計数/ケイ素原子の数)が0.2以上5以下であると、平滑な薄膜形成の点から好ましい。When compound (A) contains a compound having a Si-O bond and an amino group, it is preferable from the viewpoint of forming a smooth thin film if the ratio of the total number of primary and secondary nitrogen atoms in compound (A) to the number of silicon atoms (total number of primary and secondary nitrogen atoms / number of silicon atoms) is 0.2 or more and 5 or less.

化合物(A)がSi-O結合とアミノ基とを有する化合物を含む場合には、基板同士の接着性の点より、Si-O結合とアミノ基とを有する化合物において、Siに結合するメチル基などの非架橋性基がモル比で、(非架橋性基)/Si<2の関係を満たすことが好ましい。この関係を満たすことにより、形成される膜の架橋(Si-O-Si結合とアミド結合、イミド結合等との架橋)密度が向上し、基板同士が十分な接着力を有し、基板の剥離を抑制できると推測される。When compound (A) contains a compound having an Si-O bond and an amino group, it is preferable that, from the viewpoint of adhesion between substrates, the non-crosslinking group, such as a methyl group bonded to Si in the compound having the Si-O bond and amino group satisfies the relationship (non-crosslinking group)/Si < 2 in molar ratio. By satisfying this relationship, the crosslinking density of the formed film (crosslinking between Si-O-Si bonds and amide bonds, imide bonds, etc.) is improved, the substrates have sufficient adhesion to each other, and it is presumed that delamination of the substrates can be suppressed.

前述のように、化合物(A)は、1級窒素原子及び2級窒素原子の少なくとも1つを含むカチオン性官能基を有する。ここで、化合物(A)が1級窒素原子を含む場合には、化合物(A)中の全窒素原子中に占める1級窒素原子の割合が20モル%以上であることが好ましく、25モル%以上であることがより好ましく、30モル%以上であることがさらに好ましい。また、化合物(A)は、1級窒素原子を含み、かつ1級窒素原子以外の窒素原子(例えば、2級窒素原子、3級窒素原子)を含まないカチオン性官能基を有していてもよい。As described above, compound (A) has a cationic functional group containing at least one primary nitrogen atom and a secondary nitrogen atom. Here, if compound (A) contains a primary nitrogen atom, it is preferable that the proportion of primary nitrogen atoms to the total nitrogen atoms in compound (A) is 20 mol% or more, more preferably 25 mol% or more, and even more preferably 30 mol% or more. Furthermore, compound (A) may have a cationic functional group that contains a primary nitrogen atom but does not contain nitrogen atoms other than primary nitrogen atoms (e.g., secondary nitrogen atoms, tertiary nitrogen atoms).

また、化合物(A)が2級窒素原子を含む場合には、化合物(A)中の全窒素原子中に占める2級窒素原子の割合が5モル%以上50モル%以下であることが好ましく、10モル%以上45モル%以下であることがより好ましい。Furthermore, if compound (A) contains secondary nitrogen atoms, it is preferable that the proportion of secondary nitrogen atoms to the total nitrogen atoms in compound (A) be 5 mol% or more and 50 mol% or less, and more preferably 10 mol% or more and 45 mol% or less.

また、化合物(A)は、1級窒素原子及び2級窒素原子のほかに、3級窒素原子を含んでいてよく、化合物(A)が3級窒素原子を含む場合には、化合物(A)中の全窒素原子中に占める3級窒素原子の割合が20モル%以上50モル%以下であることが好ましく、25モル%以上45モル%以下であることがより好ましい。Furthermore, compound (A) may contain tertiary nitrogen atoms in addition to primary and secondary nitrogen atoms. If compound (A) contains tertiary nitrogen atoms, it is preferable that the proportion of tertiary nitrogen atoms to the total nitrogen atoms in compound (A) is 20 mol% or more and 50 mol% or less, and more preferably 25 mol% or more and 45 mol% or less.

本開示において、第1の樹脂層中又は第2の樹脂層中における化合物(A)由来の成分の含有量は、特に制限されず、例えば、第1の樹脂層全体又は第2の樹脂層全体に対して1質量%以上82質量%以下とすることができ、5質量%以上82質量%以下であることが好ましく、13質量%以上82質量%以下であることがより好ましい。In this disclosure, the content of the component derived from compound (A) in the first resin layer or the second resin layer is not particularly limited. For example, it can be 1% by mass or more and 82% by mass or less relative to the entire first resin layer or the entire second resin layer, preferably 5% by mass or more and 82% by mass or less, and more preferably 13% by mass or more and 82% by mass or less.

(架橋剤(B))
架橋剤(B)は、分子内に-C(=O)OX基(Xは、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基である)を3つ以上有し、3つ以上の-C(=O)OX基(以下、「COOX」とも称する。)のうち、1つ以上6つ以下が-C(=O)OH基(以下、「COOH」とも称する。)であり、重量平均分子量が200以上2000以下である化合物である。
(Crosslinking agent (B))
The crosslinking agent (B) is a compound having three or more -C(=O)OX groups (where X is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) in its molecule, with one to six of the three or more -C(=O)OX groups (hereinafter also referred to as "COOX") being -C(=O)OH groups (hereinafter also referred to as "COOH"), and having a weight-average molecular weight of 200 to 2000.

架橋剤(B)は、分子内に-C(=O)OX基(Xは、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基である。)を3つ以上有する化合物であるが、好ましくは、分子内に-C(=O)OX基を3つ以上6つ以下有する化合物であり、より好ましくは、分子内に-C(=O)OX基を3つ又は4つ有する化合物である。The crosslinking agent (B) is a compound having three or more -C(=O)OX groups (where X is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) in its molecule, preferably a compound having three to six -C(=O)OX groups in its molecule, and more preferably a compound having three or four -C(=O)OX groups in its molecule.

架橋剤(B)において、-C(=O)OX基中のXとしては、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基が挙げられ、中でも、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましい。なお、-C(=O)OX基中のXは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。In the crosslinking agent (B), X in the -C(=O)OX group can be a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, with hydrogen atoms, methyl groups, ethyl groups, and propyl groups being preferred. Note that the X in the -C(=O)OX group may be the same or different.

架橋剤(B)は、分子内にXが水素原子である-C(=O)OH基を1つ以上6つ以下有する化合物であるが、好ましくは、分子内に-C(=O)OH基を1つ以上4つ以下有する化合物であり、より好ましくは、分子内に-C(=O)OH基を2つ以上4つ以下有する化合物であり、さらに好ましくは、分子内に-C(=O)OH基を2つ又は3つ有する化合物である。The crosslinking agent (B) is a compound having one to six -C(=O)OH groups in its molecule where X is a hydrogen atom, preferably a compound having one to four -C(=O)OH groups in its molecule, more preferably a compound having two to four -C(=O)OH groups in its molecule, and even more preferably a compound having two or three -C(=O)OH groups in its molecule.

架橋剤(B)は、重量平均分子量が200以上2000以下の化合物である。架橋剤(B)の重量平均分子量は、200以上1000以下であることが好ましく、200以上600以下であることがより好ましく、200以上400以下であることがさらに好ましい。The crosslinking agent (B) is a compound with a weight-average molecular weight of 200 or more and 2000 or less. The weight-average molecular weight of the crosslinking agent (B) is preferably 200 or more and 1000 or less, more preferably 200 or more and 600 or less, and even more preferably 200 or more and 400 or less.

架橋剤(B)は、分子内に環構造を有することが好ましい。環構造としては、脂環構造、芳香環構造などが挙げられる。また、架橋剤(B)は、分子内に複数の環構造を有していてもよく、複数の環構造は、同じであっても異なっていてもよい。The crosslinking agent (B) preferably has a ring structure within its molecule. Examples of ring structures include alicyclic structures and aromatic ring structures. Furthermore, the crosslinking agent (B) may have multiple ring structures within its molecule, and these multiple ring structures may be the same or different.

脂環構造としては、例えば、炭素数3以上8以下の脂環構造、好ましくは炭素数4以上6以下の脂環構造が挙げられ、環構造内は飽和であっても不飽和であってもよい。より具体的には、脂環構造としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環などの飽和脂環構造;シクロプロペン環、シクロブテン環、シクロペンテン環、シクロヘキセン環、シクロヘプテン環、シクロオクテン環などの不飽和脂環構造が挙げられる。Examples of alicyclic structures include alicyclic structures having 3 to 8 carbon atoms, preferably alicyclic structures having 4 to 6 carbon atoms, and the ring structure may be saturated or unsaturated. More specifically, examples of alicyclic structures include saturated alicyclic structures such as cyclopropane rings, cyclobutane rings, cyclopentane rings, cyclohexane rings, cycloheptane rings, and cyclooctane rings; and unsaturated alicyclic structures such as cyclopropene rings, cyclobutene rings, cyclopentene rings, cyclohexene rings, cycloheptene rings, and cyclooctene rings.

芳香環構造としては、芳香族性を示す環構造であれば特に限定されず、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ペリレン環などのベンゼン系芳香環、ピリジン環、チオフェン環などの芳香族複素環、インデン環、アズレン環などの非ベンゼン系芳香環などが挙げられる。The aromatic ring structure is not particularly limited as long as it exhibits aromaticity. Examples include benzene-based aromatic rings such as benzene rings, naphthalene rings, anthracene rings, and perylene rings; aromatic heterocycles such as pyridine rings and thiophene rings; and non-benzene-based aromatic rings such as indene rings and azulene rings.

架橋剤(B)が分子内に有する環構造としては、例えば、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、ベンゼン環及びナフタレン環からなる群より選択される少なくとも1つが好ましく、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の耐熱性をより高める点から、ベンゼン環及びナフタレン環の少なくとも一方がより好ましい。The ring structure of the crosslinking agent (B) is preferably at least one selected from the group consisting of a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a benzene ring, and a naphthalene ring. At least one of the benzene ring and the naphthalene ring is more preferable from the viewpoint of further improving the heat resistance of the first resin layer and the second resin layer.

前述したように、架橋剤(B)は、分子内に複数の環構造を有していてもよく、環構造がベンゼンの場合、ビフェニル構造、ベンゾフェノン構造、ジフェニルエーテル構造などを有してもよい。As mentioned above, the crosslinking agent (B) may have multiple ring structures within its molecule. If the ring structure is benzene, it may have a biphenyl structure, a benzophenone structure, a diphenyl ether structure, or the like.

架橋剤(B)は、分子内にフッ素原子を有することが好ましく、分子内に1つ以上6つ以下のフッ素原子を有することがより好ましく、分子内に3つ以上6つ以下のフッ素原子を有することがさらに好ましい。例えば、架橋剤(B)は、分子内にフルオロアルキル基を有していてもよく、具体的には、トリフルオロアルキル基又はヘキサフルオロイソプロピル基を有していてもよい。The crosslinking agent (B) preferably has fluorine atoms in its molecule, more preferably has one to six fluorine atoms in its molecule, and even more preferably has three to six fluorine atoms in its molecule. For example, the crosslinking agent (B) may have a fluoroalkyl group in its molecule, specifically a trifluoroalkyl group or a hexafluoroisopropyl group.

さらに、架橋剤(B)としては、脂環カルボン酸、ベンゼンカルボン酸、ナフタレンカルボン酸、ジフタル酸、フッ化芳香環カルボン酸などのカルボン酸化合物;脂環カルボン酸エステル、ベンゼンカルボン酸エステル、ナフタレンカルボン酸エステル、ジフタル酸エステル、フッ化芳香環カルボン酸エステルなどのカルボン酸エステル化合物が挙げられる。なお、カルボン酸エステル化合物は、分子内にカルボキシ基(-C(=O)OH基)を有し、かつ、3つ以上の-C(=O)OX基において、少なくとも1つのXが炭素数1以上6以下のアルキル基(すなわち、エステル結合を有する)である化合物である。本開示では、架橋剤(B)がカルボン酸エステル化合物であることにより、化合物(A)と架橋剤(B)との会合による凝集が抑制され、凝集体及びピットが少なくなり、膜厚の調整が容易となる。Furthermore, examples of crosslinking agents (B) include carboxylic acid compounds such as alicyclic carboxylic acids, benzenecarboxylic acids, naphthalenecarboxylic acids, diphthalic acids, and fluorinated aromatic carboxylic acids; and carboxylic acid ester compounds such as alicyclic carboxylic acid esters, benzenecarboxylic acid esters, naphthalenecarboxylic acid esters, diphthalic acid esters, and fluorinated aromatic carboxylic acid esters. Note that carboxylic acid ester compounds are compounds having a carboxyl group (-C(=O)OH group) in their molecule, and in three or more -C(=O)OX groups, at least one X is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms (i.e., having an ester bond). In this disclosure, by using a carboxylic acid ester compound as the crosslinking agent (B), aggregation due to association between compound (A) and the crosslinking agent (B) is suppressed, resulting in fewer aggregates and pits, and making it easier to adjust the film thickness.

前記カルボン酸化合物としては、-C(=O)OH基を4つ以下含む4価以下のカルボン酸化合物であることが好ましく、-C(=O)OH基を3つ又は4つ含む3価又は4価のカルボン酸化合物であることがより好ましい。The carboxylic acid compound is preferably a tetravalent or less carboxylic acid compound containing four or fewer -C(=O)OH groups, and more preferably a trivalent or tetravalent carboxylic acid compound containing three or four -C(=O)OH groups.

前記カルボン酸エステル化合物としては、分子内にカルボキシ基(-C(=O)OH基)を3つ以下含み、かつエステル結合を3つ以下含む化合物であることが好ましく、分子内にカルボキシ基を2つ以下含み、かつエステル結合を2つ以下含む化合物であることがより好ましい。The carboxylic acid ester compound is preferably a compound that contains three or fewer carboxyl groups (-C(=O)OH groups) and three or fewer ester bonds in its molecule, and more preferably a compound that contains two or fewer carboxyl groups and two or fewer ester bonds in its molecule.

また、前記カルボン酸エステル化合物では、3つ以上の-C(=O)OX基において、Xが炭素数1以上6以下のアルキル基である場合、Xは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが好ましいが、化合物(A)と架橋剤(B)との会合による凝集をより抑制する点から、エチル基又はプロピル基であることが好ましい。Furthermore, in the carboxylic acid ester compound, if X is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in three or more -C(=O)OX groups, X is preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc., but it is preferable that X be an ethyl group or a propyl group from the viewpoint of further suppressing aggregation due to association between compound (A) and crosslinking agent (B).

前記カルボン酸化合物の具体例としては、これらに限定されず、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸等の脂環カルボン酸;1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、ピロメリット酸、3,4’-ビフタル酸、P-フェニレンビス(トリメリテート酸)、ベンゼンペンタカルボン酸、メリト酸等のベンゼンカルボン酸;1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸等のナフタレンカルボン酸;3,3’,5,5’-テトラカルボキシジフェニルメタン、ビフェニル-3,3’,5,5’-テトラカルボン酸、ビフェニル-3,4’,5-トリカルボン酸、ビフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸、ベンゾフェノン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸、4,4’-オキシジフタル酸、3,4’-オキシジフタル酸、1,3-ビス(フタル酸)テトラメチルジシロキサン、4,4’-(エチン-1,2-ジイル)ジフタル酸(4,4'-(Ethyne-1,2-diyl)diphthalic acid)、4,4’-(1,4-フェニレンビス(オキシ))ジフタル酸(4,4'-(1,4-phenylenebis(oxy))diphthalic acid)、4,4’-([1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイルビス(オキシ))ジフタル酸(4,4'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diylbis(oxy))diphthalicacid)、4,4’-((オキシビス(4,1-フェニレン))ビス(オキシ))ジフタル酸(4,4'-((oxybis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalic acid)等のジフタル酸;ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸等のペリレンカルボン酸;アントラセン-2,3,6,7-テトラカルボン酸等のアントラセンカルボン酸;4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸、9,9-ビス(トリフルオロメチル)-9H-キサンテン-2,3,6,7-テトラカルボン酸、1,4-ジトリフルオロメチルピロメリット酸等のフッ化芳香環カルボン酸が挙げられる。Specific examples of the carboxylic acid compounds mentioned above are, but are not limited to, alicyclic carboxylic acids such as 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid, and 1,2,3,4,5,6-cyclohexanehexacarboxylic acid; benzenecarboxylic acids such as 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, pyromellitic acid, 3,4'-biphthalic acid, p-phenylenebis(trimellitate acid), benzenepentacarboxylic acid, and mellitic acid; 1,4 Naphthalene carboxylic acids such as 5,8-naphthalenetetracarboxylic acid and 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid; 3,3',5,5'-tetracarboxydiphenylmethane, biphenyl-3,3',5,5'-tetracarboxylic acid, biphenyl-3,4',5-tricarboxylic acid, biphenyl-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid, benzophenone-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid, 4,4'-oxydiphthalic acid, 3,4'-oxydiphthalic acid, 1,3-bis(phthalic acid)tetramethyldisiloxane, 4,4'-(Ethyne-1,2-diyl)diphthalic acid 4,4'-(1,4-phenylenebis(oxy))diphthalic acid, 4,4'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diylbis(oxy))diphthalic acid, 4,4'-((oxybis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalic acid Examples include diphthalic acids such as (acid); perylene carboxylic acids such as perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid; anthracene carboxylic acids such as anthracene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid; and fluorinated aromatic ring carboxylic acids such as 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic acid, 9,9-bis(trifluoromethyl)-9H-xanthene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, and 1,4-ditrifluoromethylpyromellitic acid.

前記カルボン酸エステル化合物の具体例としては、前述のカルボン酸化合物の具体例における少なくとも1つのカルボキシ基がエステル基に置換された化合物が挙げられる。カルボン酸エステル化合物としては、例えば、下記一般式(B-1)~(B-5)で表されるハーフエステル化された化合物が挙げられる。Specific examples of the carboxylic acid ester compounds include compounds in which at least one carboxyl group in the above-mentioned specific examples of carboxylic acid compounds is substituted with an ester group. Examples of carboxylic acid ester compounds include half-esterified compounds represented by the following general formulas (B-1) to (B-5).

一般式(B-1)~(B-5)におけるRは、それぞれ独立に炭素数1以上6以下のアルキル基であり、中でもメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が好ましく、エチル基、プロピル基がより好ましい。
一般式(B-2)におけるYは、単結合、O、C=O、又はC(CFである。
In general formulas (B-1) to (B-5), R is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, with methyl, ethyl, propyl, and butyl groups being preferred, and ethyl and propyl groups being more preferred.
In general formula (B-2), Y is a single bond, O, C=O, or C( CF3 ) 2 .

ハーフエステル化された化合物は、例えば、前述のカルボン酸化合物の無水物であるカルボン酸無水物を、アルコール溶媒に混合し、カルボン酸無水物を開環させて生成することが可能である。Half-esterified compounds can be produced, for example, by mixing a carboxylic acid anhydride (the anhydride of the aforementioned carboxylic acid compound) with an alcohol solvent and opening the ring of the carboxylic acid anhydride.

本開示において、第1の樹脂層中及び第2の樹脂層中における架橋剤(B)由来の成分の含有量は、特に制限されず、例えば、化合物(A)由来物質中の全窒素原子の数に対する架橋剤(B)由来の物質中のカルボニル基(-(C=O)-Y)の数の比率((-(C=O)-Y)/N)は、それぞれ独立に、0.1以上3.0以下であることが好ましく、0.3以上2.5以下であることがより好ましく、0.4以上2.2以下であることがさらに好ましい。ここで、-(C=O)-Yにおいて、Yはイミド架橋若しくはアミド架橋された窒素原子、OH、又はエステル基を表す。(-(C=O)-Y)/Nが0.1以上3.0以下であることにより、第1の樹脂層及び第2の樹脂層は、アミド、アミドイミド、イミドなどの架橋構造を好適に有し、耐熱性により優れる。In this disclosure, the content of components derived from the crosslinking agent (B) in the first resin layer and the second resin layer is not particularly limited. For example, the ratio of the number of carbonyl groups (-(C=O)-Y) in the substance derived from the crosslinking agent (B) to the total number of nitrogen atoms in the substance derived from compound (A) ((-(C=O)-Y)/N) is preferably 0.1 to 3.0, more preferably 0.3 to 2.5, and even more preferably 0.4 to 2.2, respectively. Here, in -(C=O)-Y, Y represents an imide-crosslinked or amide-crosslinked nitrogen atom, OH, or ester group. By having (-(C=O)-Y)/N be 0.1 to 3.0, the first resin layer and the second resin layer suitably have crosslinked structures such as amides, amide-imides, and imides, and exhibit superior heat resistance.

(極性溶媒(D))
工程Aは、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方の表面上に、樹脂材料を含む樹脂組成物を付与してもよい。このとき、樹脂材料を含む樹脂組成物は、前述の化合物(A)、架橋剤(B)等の樹脂材料とともに、極性溶媒(D)を含むことが好ましい。ここで、極性溶媒(D)とは室温における比誘電率が5以上である溶媒を指す。極性溶媒(D)としては、具体的には、水、重水などのプロトン性無機化合物;メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、イソペンチルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、ベンジルアルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタンなどのエーテル類;フルフラール、アセトン、エチルメチルケトン、シクロヘキサンなどのアルデヒド・ケトン類;無水酢酸、酢酸エチル、酢酸ブチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、ホルムアルデヒド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、ヘキサメチルリン酸アミドなどの酸誘導体;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル類;ニトロメタン、ニトロベンゼンなどのニトロ化合物;ジメチルスルホキシドなどの硫黄化合物が挙げられる。極性溶媒(D)としては、プロトン性溶媒を含むことが好ましく、水を含むことがより好ましく、超純水を含むことがさらに好ましい。
樹脂組成物中における極性溶媒(D)の含有量は、特に限定されず、例えば、樹脂組成物全体に対して1.0質量%以上99.99896質量%以下であり、40質量%以上99.99896質量%以下であることが好ましい。
極性溶媒(D)の沸点としては、第1の樹脂層及び第2の樹脂層を形成するときの加熱により極性溶媒(D)を揮発させ、第1の樹脂層中及び第2の樹脂層中の残溶媒の量を少なくする点から、150℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。
(Polar solvent (D))
Step A may involve applying a resin composition containing a resin material to at least one surface of the first substrate and the second substrate. In this case, the resin composition containing the resin material preferably includes a polar solvent (D) along with the aforementioned compound (A), crosslinking agent (B), and other resin materials. Here, the polar solvent (D) refers to a solvent having a relative permittivity of 5 or more at room temperature. Examples of polar solvents (D) include protic inorganic compounds such as water and heavy water; alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, isopentyl alcohol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, benzyl alcohol, diethylene glycol, triethylene glycol, and glycerin; ethers such as tetrahydrofuran and dimethoxyethane; aldehydes and ketones such as furfural, acetone, ethyl methyl ketone, and cyclohexane; acid derivatives such as acetic anhydride, ethyl acetate, butyl acetate, ethylene carbonate, propylene carbonate, formaldehyde, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and hexamethylphosphate; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene; and sulfur compounds such as dimethyl sulfoxide. The polar solvent (D) preferably contains a protic solvent, more preferably contains water, and even more preferably contains ultrapure water.
The content of the polar solvent (D) in the resin composition is not particularly limited, but is preferably 1.0% by mass or more and 99.99896% by mass or less, and 40% by mass or more and 99.99896% by mass or less, relative to the entire resin composition.
The boiling point of the polar solvent (D) is preferably 150°C or lower, and more preferably 120°C or lower, in order to volatilize the polar solvent (D) by heating when forming the first resin layer and the second resin layer, thereby reducing the amount of residual solvent in the first and second resin layers.

(添加剤(C))
樹脂材料を含む樹脂組成物は、前述の化合物(A)、架橋剤(B)等の樹脂材料、極性溶媒(D)等のほかに添加剤(C)を含んでいてもよい。添加剤(C)としては、カルボキシ基を有する重量平均分子量46以上195以下の酸(C-1)、窒素原子を有する重量平均分子量17以上120以下の環構造を有しない塩基(C-2)が挙げられる。また、第1の樹脂層及び第2の樹脂層を形成するときの加熱により添加剤(C)は揮発するが、本開示の基板積層体中の第1の樹脂層及び第2の樹脂層は、添加剤(C)を含んでいてもよい。
(Additive (C))
The resin composition containing the resin material may also contain an additive (C) in addition to the aforementioned compound (A), crosslinking agent (B), polar solvent (D), etc. Examples of additive (C) include an acid (C-1) having a carboxyl group and a weight-average molecular weight of 46 to 195, and a base (C-2) having a nitrogen atom and a weight-average molecular weight of 17 to 120, which does not have a ring structure. Although the additive (C) volatilizes when heating is performed to form the first resin layer and the second resin layer, the first resin layer and the second resin layer in the substrate laminate of this disclosure may contain the additive (C).

酸(C-1)は、カルボキシ基を有する重量平均分子量46以上195以下の酸である。添加剤(C)として酸(C-1)を含むことにより、化合物(A)におけるアミノ基と酸(C-1)におけるカルボキシ基とがイオン結合を形成することで、化合物(A)と架橋剤(B)との会合による凝集が抑制されると推測される。より詳細には、化合物(A)におけるアミノ基に由来するアンモニウムイオンと酸(C-1)におけるカルボキシ基に由来するカルボキシラートイオンとの相互作用(例えば、静電相互作用)が、化合物(A)におけるアミノ基に由来するアンモニウムイオンと架橋剤(B)におけるカルボキシ基に由来するカルボキシラートイオンとの相互作用よりも強いため、凝集が抑制されると推測される。なお、本発明は上記推測によって何ら限定されない。Acid (C-1) is an acid with a carboxyl group and a weight-average molecular weight of 46 to 195. It is presumed that by including acid (C-1) as additive (C), the amino group in compound (A) and the carboxyl group in acid (C-1) form an ionic bond, thereby suppressing aggregation due to association between compound (A) and the crosslinking agent (B). More specifically, it is presumed that aggregation is suppressed because the interaction (e.g., electrostatic interaction) between the ammonium ion derived from the amino group in compound (A) and the carboxylate ion derived from the carboxyl group in acid (C-1) is stronger than the interaction between the ammonium ion derived from the amino group in compound (A) and the carboxylate ion derived from the carboxyl group in the crosslinking agent (B). However, the present invention is not limited in any way by the above presumption.

酸(C-1)としては、カルボキシ基を有し、かつ重量平均分子量46以上195以下の化合物であれば特に限定されず、モノカルボン酸化合物、ジカルボン酸化合物、オキシジカルボン酸化合物などが挙げられる。より具体的には、酸(C-1)としては、ギ酸、酢酸、マロン酸、シュウ酸、クエン酸、安息香酸、乳酸、グリコール酸、グリセリン酸、酪酸、メトキシ酢酸、エトキシ酢酸、フタル酸、テレフタル酸、ピコリン酸、サリチル酸、3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸などが挙げられる。The acid (C-1) is not particularly limited as long as it has a carboxyl group and a weight-average molecular weight of 46 or more and 195 or less, and examples include monocarboxylic acid compounds, dicarboxylic acid compounds, and oxydicarboxylic acid compounds. More specifically, examples of acid (C-1) include formic acid, acetic acid, malonic acid, oxalic acid, citric acid, benzoic acid, lactic acid, glycolic acid, glyceric acid, butyric acid, methoxyacetic acid, ethoxyacetic acid, phthalic acid, terephthalic acid, picolinic acid, salicylic acid, and 3,4,5-trihydroxybenzoic acid.

本開示において、樹脂材料を含む樹脂組成物における酸(C-1)の含有量は、特に制限されず、例えば、化合物(A)中の全窒素原子の数に対する酸(C-1)中のカルボキシ基の数の比率(COOH/N)が、0.01以上10以下であることが好ましく、0.02以上6以下であることがより好ましく、0.5以上3以下がさらに好ましい。In this disclosure, the content of acid (C-1) in the resin composition including the resin material is not particularly limited. For example, the ratio of the number of carboxyl groups in acid (C-1) to the total number of nitrogen atoms in compound (A) (COOH/N) is preferably 0.01 or more and 10 or less, more preferably 0.02 or more and 6 or less, and even more preferably 0.5 or more and 3 or less.

塩基(C-2)は、窒素原子を有する重量平均分子量17以上120以下の塩基である。樹脂材料を含む樹脂組成物は、添加剤(C)として塩基(C-2)を含むことにより、架橋剤(B)におけるカルボキシ基と塩基(C-2)におけるアミノ基とがイオン結合を形成することで、化合物(A)と架橋剤(B)との会合による凝集が抑制されると推測される。より詳細には、架橋剤(B)におけるカルボキシ基に由来するカルボキシラートイオンと塩基(C-2)におけるアミノ基に由来するアンモニウムイオンとの相互作用が、化合物(A)におけるアミノ基に由来するアンモニウムイオンと架橋剤(B)におけるカルボキシ基に由来するカルボキシラートイオンとの相互作用よりも強いため、凝集が抑制されると推測される。なお、本発明は上記推測によって何ら限定されない。The base (C-2) is a base having a nitrogen atom and a weight-average molecular weight of 17 to 120. It is presumed that by including the base (C-2) as additive (C) in a resin composition containing a resin material, aggregation due to association between compound (A) and the crosslinking agent (B) is suppressed because the carboxyl group in the crosslinking agent (B) and the amino group in the base (C-2) form an ionic bond. More specifically, it is presumed that aggregation is suppressed because the interaction between the carboxylate ion derived from the carboxyl group in the crosslinking agent (B) and the ammonium ion derived from the amino group in the base (C-2) is stronger than the interaction between the ammonium ion derived from the amino group in compound (A) and the carboxylate ion derived from the carboxyl group in the crosslinking agent (B). However, the present invention is not limited in any way by the above presumption.

塩基(C-2)としては、窒素原子を有し、かつ重量平均分子量17以上120以下の環構造を有しない化合物であれば特に限定されず、モノアミン化合物、ジアミン化合物などが挙げられる。より具体的には、塩基(C-2)としては、アンモニア、エチルアミン、エタノールアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、N-アセチルエチレンジアミン、N-(2-アミノエチル)エタノールアミン、N-(2-アミノエチル)グリシンなどが挙げられる。The base (C-2) is not particularly limited as long as it has a nitrogen atom and does not have a ring structure with a weight-average molecular weight of 17 or more and 120 or less, and examples include monoamine compounds and diamine compounds. More specifically, examples of base (C-2) include ammonia, ethylamine, ethanolamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, N-acetylethylenediamine, N-(2-aminoethyl)ethanolamine, and N-(2-aminoethyl)glycine.

本開示において、樹脂材料を含む樹脂組成物における塩基(C-2)の含有量は、特に制限されず、例えば、架橋剤(B)中のカルボキシ基の数に対する塩基(C-2)中の窒素原子の数の比率(N/COOH)が、0.5以上5以下であることが好ましく、0.9以上3以下であることがより好ましい。In this disclosure, the content of the base (C-2) in the resin composition including the resin material is not particularly limited. For example, the ratio of the number of nitrogen atoms in the base (C-2) to the number of carboxyl groups in the crosslinking agent (B) (N/COOH) is preferably 0.5 or more and 5 or less, and more preferably 0.9 or more and 3 or less.

本開示の基板積層体の第1の樹脂層及び第2の樹脂層に絶縁性が求められる場合において、絶縁性又は機械強度改善のため、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ビストリエトキシシリルエタン、ビストリエトキシシリルメタン、ビス(メチルジエトキシシリル)エタン、1,1,3,3,5,5-ヘキサエトキシ-1,3,5-トリシラシクロヘキサン、1,3,5,7-テトラメチル―1,3,5,7-テトラヒドロキシルシクロシロキサン、1,1,4,4-テトラメチル-1,4-ジエトキシジシルエチレン、1,3,5-トリメチル-1,3,5-トリメチル-1,3,5-トリエトキシ-1,3,5-トリシラシクロヘキサンを混合させてもよい。さらに、絶縁性を有する第1の樹脂層及び第2の樹脂層の疎水性改善のためにメチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等を混合させてもよい。これらの化合物はエッチング選択性の制御の為に混合させてもよい。When the first resin layer and the second resin layer of the substrate laminate of this disclosure are required to have insulating properties, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, bistriethoxysilylethane, bistriethoxysilylmethane, bis(methyldiethoxysilyl)ethane, 1,1,3,3,5,5-hexaethoxy-1,3,5-trisilacyclohexane, 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetrahydroxylcyclosiloxane, 1,1,4,4-tetramethyl-1,4-diethoxydisylethylene, and 1,3,5-trimethyl-1,3,5-trimethyl-1,3,5-triethoxy-1,3,5-trisilacyclohexane may be mixed in order to improve insulating properties or mechanical strength. Furthermore, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylethoxysilane, etc. may be mixed in order to improve the hydrophobicity of the first and second resin layers, which have insulating properties. These compounds may also be mixed in order to control etching selectivity.

樹脂材料を含む樹脂組成物は、極性溶媒(D)以外の溶媒を含んでいてもよく、例えば、ノルマルヘキサンなどが挙げられる。The resin composition containing the resin material may also contain a solvent other than the polar solvent (D), such as n-hexane.

また、樹脂材料を含む樹脂組成物は、例えば電気特性改善のために、フタル酸、安息香酸など、又はこれらの誘導体を含有してもよい。
また、樹脂材料を含む樹脂組成物は、例えば銅の腐食を抑制するため、ベンゾトリアゾール又はその誘導体を含有していてもよい。
Furthermore, the resin composition containing the resin material may also contain, for example, phthalic acid, benzoic acid, or derivatives thereof, to improve electrical properties.
Furthermore, the resin composition containing the resin material may also contain benzotriazole or a derivative thereof, for example, to suppress the corrosion of copper.

樹脂材料を含む樹脂組成物のpHとしては、特に限定されず、2.0以上12.0以下であることが好ましい。The pH of the resin composition containing the resin material is not particularly limited, but is preferably 2.0 or higher and 12.0 or lower.

また、添加剤(C)として酸(C-1)を用いる場合、酸(C-1)と化合物(A)との混合物と、架橋剤(B)と、を混合することが好ましい。すなわち、化合物(A)と架橋剤(B)とを混合する前に、化合物(A)と酸(C-1)とを予め混合しておくことが好ましい。これにより、化合物(A)と架橋剤(B)とを混合した際に、樹脂材料を含む樹脂組成物の白濁及びゲル化(ゲル化すると樹脂組成物の透明化に時間がかかる場合があり、好ましくない)を好適に抑制することができる。Furthermore, when using an acid (C-1) as additive (C), it is preferable to mix the mixture of acid (C-1) and compound (A) with the crosslinking agent (B). That is, it is preferable to pre-mix compound (A) and acid (C-1) before mixing compound (A) and crosslinking agent (B). This effectively suppresses clouding and gelation of the resin composition containing the resin material when compound (A) and crosslinking agent (B) are mixed (gelation can cause delays in the transparency of the resin composition, which is undesirable).

また、添加剤(C)として塩基(C-2)を用いる場合、塩基(C-2)と架橋剤(B)との混合物と、化合物(A)と、を混合することが好ましい。すなわち、化合物(A)と架橋剤(B)とを混合する前に、架橋剤(B)と塩基(C-2)とを予め混合しておくことが好ましい。これにより、化合物(A)と架橋剤(B)とを混合した際に、樹脂材料を含む樹脂組成物の白濁及びゲル化(ゲル化すると樹脂組成物の透明化に時間がかかる場合があり、好ましくない)を好適に抑制することができる。Furthermore, when using a base (C-2) as additive (C), it is preferable to mix the mixture of the base (C-2) and the crosslinking agent (B) with compound (A). That is, it is preferable to pre-mix the crosslinking agent (B) and the base (C-2) before mixing compound (A) and the crosslinking agent (B). This effectively suppresses clouding and gelation of the resin composition containing the resin material when compound (A) and the crosslinking agent (B) are mixed (gelation can cause delays in the transparency of the resin composition, which is undesirable).

第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方の表面上に、樹脂材料を付与する方法としては、例えば、蒸着重合、CVD(化学蒸着)法、ALD(原子層堆積)法等の気相成膜法、ディッピング法、スプレー法、スピンコート法、バーコート法等の塗布法などが挙げられる。塗布法により、樹脂材料を付与する場合、前述の樹脂材料を含む樹脂組成物を付与することが好ましい。例えば、ミクロンサイズの膜厚を有する膜を形成する場合、バーコート法を用いることが好ましく、ナノサイズ(数nm~数百nm)の膜厚を有する膜を形成する場合、スピンコート法を用いることが好ましい。なお、樹脂材料の膜厚は、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の意図する厚さに応じて適宜調整すればよい。Methods for applying a resin material to at least one surface of the first substrate and the second substrate include vapor deposition methods such as vapor deposition polymerization, CVD (chemical vapor deposition), and ALD (atomic layer deposition), as well as coating methods such as dipping, spraying, spin coating, and bar coating. When applying a resin material by coating, it is preferable to apply a resin composition containing the aforementioned resin material. For example, when forming a film with a thickness of micron size, it is preferable to use the bar coating method, and when forming a film with a thickness of nano size (several nanometers to several hundred nanometers), it is preferable to use the spin coating method. The thickness of the resin material can be appropriately adjusted according to the intended thickness of the first resin layer and the second resin layer.

例えば、スピンコート法による樹脂材料を付与する方法としては特に限定されず、例えば、第1の基板をスピンコーターで回転させながら、第1の基板の表面に樹脂材料を含む樹脂組成物を滴下し、次いで第1の基板の回転数を上げて乾燥させる方法を用いることができる。
スピンコート法による樹脂材料を付与する方法において、基板の回転数、樹脂材料を含む樹脂組成物の滴下量及び滴下時間、乾燥時の基板の回転数などの諸条件については特に制限はなく、形成する樹脂材料の厚さなどを考慮しながら適宜調整すればよい。
For example, the method of applying the resin material by spin coating is not particularly limited. For instance, a method can be used in which a resin composition containing the resin material is dropped onto the surface of a first substrate while the first substrate is rotated in a spin coater, and then the rotation speed of the first substrate is increased to dry it.
In a method of applying resin material by spin coating, there are no particular restrictions on conditions such as the rotation speed of the substrate, the amount and duration of the resin composition containing the resin material, and the rotation speed of the substrate during drying. These conditions can be adjusted as appropriate while considering the thickness of the resin material to be formed.

樹脂材料が付与された基板について、付与された余分な樹脂材料を除去するために、樹脂材料が付与された基板を洗浄してもよい。洗浄方法は、極性溶媒等のリンス液によるウェット洗浄、プラズマクリーニングなどが挙げられる。For substrates coated with resin material, the substrate may be cleaned to remove any excess resin material. Cleaning methods include wet cleaning with a rinsing solution such as a polar solvent, and plasma cleaning.

本開示の基板積層体の製造方法では、工程Aは、第1の基板の一方の表面及び第2の基板の一方の表面に付与された樹脂材料を硬化して第1の樹脂層及び第2の樹脂層を形成する工程を含んでいてもよい。例えば、樹脂材料を加熱等により硬化させて第1の樹脂層及び第2の樹脂層を形成する。このとき、樹脂材料が熱硬化性化合物を含む場合、硬化温度以上の温度で樹脂材料を加熱することにより硬化される。In the method for manufacturing a substrate laminate according to the present disclosure, step A may include a step of curing a resin material applied to one surface of the first substrate and one surface of the second substrate to form a first resin layer and a second resin layer. For example, the resin material is cured by heating or the like to form the first resin layer and the second resin layer. In this case, if the resin material contains a thermosetting compound, it is cured by heating the resin material at a temperature above the curing temperature.

第1の基板の一方の表面及び第2の基板の一方の表面に付与された樹脂材料を100℃~450℃で加熱して硬化させることが好ましい。
なお、前述の温度は、前記表面に付与された樹脂材料の表面の温度を指す。
樹脂材料を加熱することにより、樹脂材料を含む樹脂組成物中の溶媒が除去される。また、樹脂材料中の成分が反応して硬化物が得られ、その硬化物を含む第1の樹脂層及び第2の樹脂層が形成される。
前記温度は、半導体メモリーなどのデバイスへの熱によるダメージを抑制する観点から、150℃~450℃が好ましく、180℃~400℃がより好ましく、180℃~250℃がさらに好ましく、180℃~200℃が特に好ましい。
It is preferable to heat and cure the resin material applied to one surface of the first substrate and one surface of the second substrate at 100°C to 450°C.
The aforementioned temperature refers to the surface temperature of the resin material applied to the surface.
By heating the resin material, the solvent in the resin composition containing the resin material is removed. In addition, the components in the resin material react to obtain a cured product, and a first resin layer and a second resin layer containing the cured product are formed.
From the viewpoint of suppressing thermal damage to devices such as semiconductor memory, the temperature is preferably 150°C to 450°C, more preferably 180°C to 400°C, even more preferably 180°C to 250°C, and particularly preferably 180°C to 200°C.

また、前記表面に付与された樹脂材料の加熱が行われるときの圧力には特に制限はなく、絶対圧17Pa超大気圧以下が好ましい。
前記絶対圧は、1000Pa以上大気圧以下がより好ましく、5000Pa以上大気圧以下がさらに好ましく、10000Pa以上大気圧以下が特に好ましい。
Furthermore, there are no particular restrictions on the pressure when the resin material applied to the surface is heated, but an absolute pressure of 17 Pa or less (or less than atmospheric pressure) is preferred.
The absolute pressure is more preferably 1,000 Pa or more and atmospheric pressure or less, even more preferably 5,000 Pa or more and atmospheric pressure or less, and particularly preferably 10,000 Pa or more and atmospheric pressure or less.

前記表面に付与された樹脂材料の加熱は、炉又はホットプレートを用いた通常の方法により行うことができる。炉としては、例えば、アペックス社製のSPX-1120、光洋サーモシステム株式会社製のVF-1000LP等を用いることができる。
また、前記表面に付与された樹脂材料の加熱は、大気雰囲気下で行ってもよく、不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等)雰囲気下で行ってもよい。
The resin material applied to the surface can be heated by a conventional method using a furnace or hot plate. Examples of furnaces that can be used include the SPX-1120 manufactured by Apex Corporation and the VF-1000LP manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.
Furthermore, the heating of the resin material applied to the surface may be carried out in an atmospheric environment or in an inert gas (nitrogen gas, argon gas, helium gas, etc.) atmosphere.

前記表面に付与された樹脂材料の加熱時間については特に制限はなく、例えば3時間以下であり、1時間以下が好ましい。加熱の時間の下限には特に制限はなく、例えば5分間とすることができる。There are no particular restrictions on the heating time of the resin material applied to the surface; for example, it may be 3 hours or less, and preferably 1 hour or less. There are no particular restrictions on the lower limit of the heating time; for example, it may be 5 minutes.

前記表面に付与された樹脂材料の硬化時間を短縮させる目的で、前記表面上に付与された樹脂材料に紫外線(UV)照射を行ってもよい。紫外線としては波長170nm~230nmの紫外光、波長222nmエキシマ光、波長172nmエキシマ光などが好ましい。また不活性ガス雰囲気下で紫外線照射を行うことが好ましい。To shorten the curing time of the resin material applied to the surface, the resin material applied to the surface may be irradiated with ultraviolet (UV) light. Preferred UV light includes ultraviolet light with wavelengths of 170 nm to 230 nm, excimer light with a wavelength of 222 nm, and excimer light with a wavelength of 172 nm. Furthermore, it is preferable to perform UV irradiation under an inert gas atmosphere.

樹脂材料が硬化しているかどうかは、例えば、特定の結合及び構造のピーク強度をFT-IR(フーリエ変換赤外分光法)で測定して確認すればよい。特定の結合及び構造としては、架橋反応により発生する結合及び構造等が挙げられる。
例えば、アミド結合、イミド結合、シロキサン結合、テトラヒドロナフタレン構造、オキサゾール環構造等が形成された場合に、樹脂材料が硬化していると判断でき、これらの結合、構造等に由来するピーク強度をFT-IRで測定して確認すればよい。
アミド結合は、約1650cm-1及び約1520cm-1の振動ピークの存在で確認することができる。
イミド結合は、約1770cm-1及び約1720cm-1の振動ピークの存在で確認することができる。
シロキサン結合は、1000cm-1~1080cm-1の間の振動ピークの存在で確認することができる。
テトラヒドロナフタレン構造は、1500cm-1の間の振動ピークの存在で確認することができる。
オキサゾール環構造は、約1625cm-1及び約1460cm-1の振動ピークの存在で確認することができる。
Whether a resin material has hardened can be confirmed, for example, by measuring the peak intensity of specific bonds and structures using FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy). Examples of specific bonds and structures include those generated by crosslinking reactions.
For example, if amide bonds, imide bonds, siloxane bonds, tetrahydronaphthalene structures, oxazole ring structures, etc., are formed, it can be determined that the resin material has hardened, and this can be confirmed by measuring the peak intensities derived from these bonds, structures, etc., using FT-IR.
The amide bond can be identified by the presence of vibrational peaks at approximately 1650 cm⁻¹ and 1520 cm⁻¹ .
The imide bond can be identified by the presence of vibrational peaks at approximately 1770 cm⁻¹ and 1720 cm⁻¹ .
Siloxane bonds can be identified by the presence of vibrational peaks between 1000 cm⁻¹ and 1080 cm⁻¹ .
The tetrahydronaphthalene structure can be identified by the presence of vibrational peaks between 1500 cm⁻¹ .
The oxazole ring structure can be confirmed by the presence of vibrational peaks at approximately 1625 cm⁻¹ and 1460 cm⁻¹ .

樹脂材料を硬化してなる第1の樹脂層及び第2の樹脂層の少なくとも一方は、シロキサン結合と、エステル結合、エーテル結合、アミド結合及びイミド結合からなる群より選択される少なくともいずれか1つとを有することが好ましく、シロキサン結合と、イミド結合とを有することがより好ましい。Preferably, at least one of the first resin layer and the second resin layer, which are formed by curing a resin material, has a siloxane bond and at least one selected from the group consisting of an ester bond, an ether bond, an amide bond, and an imide bond, and more preferably has a siloxane bond and an imide bond.

樹脂材料を硬化してなる第1の樹脂層及び第2の樹脂層は、ナトリウム及びカリウムの含有量がそれぞれ元素基準で10質量ppb以下であることが好ましい。ナトリウム又はカリウムの含有量がそれぞれ元素基準で10質量ppb以下であれば、トランジスタの動作不良など半導体装置の電気特性に不都合が発生することを抑制できる。The first and second resin layers, formed by curing the resin material, preferably contain 10 ppb by mass or less of sodium and potassium, respectively, on an elemental basis. If the sodium or potassium content is 10 ppb by mass or less on an elemental basis, it is possible to suppress the occurrence of problems in the electrical characteristics of the semiconductor device, such as transistor malfunctions.

第1の樹脂層及び第2の樹脂層の表面におけるシリコン量は、それぞれ独立に、20原子%以下であることが好ましく、15原子%以下であることがより好ましく、10原子%以下であることがさらに好ましい。
樹脂層の表面におけるシリコン量はX線光電子分光装置(XPS)による原子比測定で評価できる。具体的には、XPSであるAXIS-NOVA(KRATOS社製)を用い、ワイドスペクトルにおいて検出された各元素の合計量を100%としたときの、ナロースペクトルのピーク強度から、原子比を測定することができる。
The amount of silicon on the surface of the first resin layer and the second resin layer is preferably 20 atomic% or less, more preferably 15 atomic% or less, and even more preferably 10 atomic% or less, independently of each other.
The amount of silicon on the surface of the resin layer can be evaluated by measuring the atomic ratio using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Specifically, using an XPS instrument such as AXIS-NOVA (manufactured by KRATOS), the atomic ratio can be measured from the peak intensity of the narrow spectrum when the total amount of each element detected in the wide spectrum is set to 100%.

第1の樹脂層及び第2の樹脂層の厚さは、それぞれ独立に、0.001μm~8.0μmであることが好ましく、0.01μm~6.0μmであることがより好ましく、0.03μm~5.0μmであることがさらに好ましい。第1の樹脂層及び第2の樹脂層の厚さが0.001μm以上であることにより、第2の無機材層、その他の層等との接合強度を高めることができる。第1の樹脂層及び第2の樹脂層の厚さが8.0μm以下であることにより、大面積の基板に樹脂層を形成した場合に樹脂層の厚さバラつきを抑えることができる。The thickness of the first resin layer and the second resin layer are preferably 0.001 μm to 8.0 μm, more preferably 0.01 μm to 6.0 μm, and even more preferably 0.03 μm to 5.0 μm, respectively. Having a thickness of 0.001 μm or more for the first and second resin layers increases the bonding strength with the second inorganic material layer, other layers, etc. Having a thickness of 8.0 μm or less for the first and second resin layers suppresses variations in the thickness of the resin layers when forming them on a large-area substrate.

第1の樹脂層の表面の一部及び第2の樹脂層の表面の一部に電極が設けられている場合、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の厚さは、第2の無機材層、その他の層等との接合強度の向上並びに第1の樹脂層及び第2の樹脂層の厚さバラつきの抑制の点から、0.01μm~8.0μmであることが好ましく、0.03μm~6.0μmであることがより好ましく、0.05μm~5.0μmであることがさらに好ましい。When electrodes are provided on a portion of the surface of the first resin layer and a portion of the surface of the second resin layer, the thickness of the first resin layer and the second resin layer is preferably 0.01 μm to 8.0 μm, more preferably 0.03 μm to 6.0 μm, and even more preferably 0.05 μm to 5.0 μm, from the viewpoint of improving bonding strength with the second inorganic material layer, other layers, etc., and suppressing variations in the thickness of the first resin layer and the second resin layer.

第1の樹脂層の表面及び第2の樹脂層の表面に電極が設けられていない場合、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の厚さは、第2の無機材層、その他の層等との接合強度の向上並びに第1の樹脂層及び第2の樹脂層の厚さバラつきの抑制の点から、0.001μm以上1.0μm未満であることが好ましく、0.01μm~0.8μmであることがより好ましく、0.03μm~0.6μmであることがさらに好ましい。When electrodes are not provided on the surface of the first resin layer and the surface of the second resin layer, the thickness of the first resin layer and the second resin layer is preferably 0.001 μm or more and less than 1.0 μm, more preferably 0.01 μm to 0.8 μm, and even more preferably 0.03 μm to 0.6 μm, from the viewpoint of improving bonding strength with the second inorganic material layer, other layers, etc., and suppressing variations in the thickness of the first resin layer and the second resin layer.

第1の樹脂層は、後述の第1の樹脂層と第2の無機材層との仮固定を低温で行うことを容易にすると共に、基板積層体における第1積層体と第2積層体との接合強度を高める点から、第1の樹脂層の表面に化学的結合を形成し得る官能基を有することが好ましく、シラノール基(Si-OH基)、アミノ基、エポキシ基、水酸基及び不飽和結合を有する官能基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有することがより好ましく、耐熱性の点から、シラノール基を有することがさらに好ましい。これらの官能基は、第1の樹脂層形成後に表面処理により形成してもよく、シランカップリング剤処理等により形成してもよい。あるいは、これらの官能基を含む化合物を樹脂組成物中に混合させてもよい。
なお、不飽和結合を有する官能基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基、スチリル基等が挙げられる。
第2の樹脂層は、第2の樹脂層の表面に化学的結合を形成し得る前述の官能基を有していてもよい。
The first resin layer preferably has functional groups on its surface that can form chemical bonds, in order to facilitate the temporary fixing of the first resin layer and the second inorganic material layer at low temperatures as described later, and to increase the bonding strength between the first and second laminates in the substrate laminate. It is more preferable that the first resin layer has at least one functional group selected from the group consisting of silanol groups (Si-OH groups), amino groups, epoxy groups, hydroxyl groups, and functional groups having unsaturated bonds, and it is even more preferable that it has silanol groups from the viewpoint of heat resistance. These functional groups may be formed by surface treatment after the formation of the first resin layer, or by silane coupling agent treatment, etc. Alternatively, compounds containing these functional groups may be mixed into the resin composition.
Examples of functional groups containing unsaturated bonds include vinyl groups, allyl groups, acrylic groups, methacrylic groups, and styryl groups.
The second resin layer may have the aforementioned functional groups that can form chemical bonds on the surface of the second resin layer.

樹脂層の表面がSi-OH基を有するか否かは、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)による樹脂層の表面分析で評価できる。具体的には、TOF-SIMSであるPHI nanoTOFII(アルバック・ファイ株式会社)を用い、質量電荷比(m/Z)45のピークの有無から、樹脂層の表面がSi-OH基を有するか否かを評価できる。Whether or not the surface of a resin layer contains Si-OH groups can be evaluated by surface analysis of the resin layer using time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS). Specifically, using the TOF-SIMS PHI nanoTOFII (ULVAC, PHIE Corporation), the presence or absence of a peak with a mass-to-charge ratio (m/Z) of 45 can be used to evaluate whether or not the surface of the resin layer contains Si-OH groups.

第1の樹脂層又は第2の樹脂層を形成後、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の少なくとも一方の表面を平坦化してもよい。平坦化する方法としては、フライカット法、化学的機械研磨法(CMP)等が挙げられる。平坦化する方法は、1つの方法を単独で用いてもよいし、2つ以上の方法を併用してもよい。After forming the first or second resin layer, the surface of at least one of the first and second resin layers may be planarized. Methods for planarization include fly-cutting and chemical mechanical polishing (CMP). One planarization method may be used alone, or two or more methods may be used in combination.

第1の樹脂層又は第2の樹脂層を形成後、第1の樹脂層及び第2の樹脂層の少なくとも一方の表面を洗浄してもよい。洗浄方法は、リンス液による湿式洗浄、プラズマ等による乾式洗浄等が挙げられる。湿式洗浄としては、例えば、純水を用いた超音波洗浄、NMP等の溶剤を用いたスピン洗浄などが挙げられる。After forming the first or second resin layer, the surface of at least one of the first and second resin layers may be cleaned. Cleaning methods include wet cleaning with a rinsing solution and dry cleaning using plasma, etc. Examples of wet cleaning include ultrasonic cleaning using pure water and spin cleaning using solvents such as NMP.

(第1の無機材層及び第2の無機材層)
第1の無機材層は、第1の基板のもう一方の表面に配置されている層であり、第2の無機材層は、第2の基板のもう一方の表面に配置されている層である。例えば、第1の基板の一方の面に第1の樹脂層を形成した後に、第1の基板のもう一方の面に第1の無機材層を形成してもよく、反対に第1の無機材層を形成した後に第1の樹脂層を形成してもよい。第2の基板についても同様であり、第2の樹脂層及び第2の無機材層を形成する順番は特に限定されない。
(First inorganic material layer and second inorganic material layer)
The first inorganic material layer is a layer located on the other surface of the first substrate, and the second inorganic material layer is a layer located on the other surface of the second substrate. For example, the first resin layer may be formed on one surface of the first substrate, and then the first inorganic material layer may be formed on the other surface of the first substrate, or conversely, the first inorganic material layer may be formed and then the first resin layer may be formed. The same applies to the second substrate, and the order in which the second resin layer and the second inorganic material layer are formed is not particularly limited.

第1の無機材層及び第2の無機材層の材質は、特に限定されず、例えば、半導体基板にて無機材料同士を接合する際に採用される無機材料の材質であればよい。具体的には、第1の無機材層及び第2の無機材層は、それぞれ独立に、Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt、Mg、In、Ta及びNbからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含んでいてもよく、Si、Ga、Ge及びAsからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含むことが好ましい。第1の無機材層及び第2の無機材層には、前述の元素の酸化物、炭化物、窒化物等が含まれていてもよい。
第1の無機材層及び第2の無機材層の材質は、同じであってもよく、異なっていてもよい。
The materials of the first inorganic material layer and the second inorganic material layer are not particularly limited and may be any inorganic material used when joining inorganic materials together in a semiconductor substrate. Specifically, the first inorganic material layer and the second inorganic material layer may each independently contain at least one element selected from the group consisting of Si, Al, Ti, Zr, Hf, Fe, Ni, Cu, Ag, Au, Ga, Ge, Sn, Pd, As, Pt, Mg, In, Ta, and Nb, and it is preferable that they contain at least one element selected from the group consisting of Si, Ga, Ge, and As. The first inorganic material layer and the second inorganic material layer may also contain oxides, carbides, nitrides, etc., of the aforementioned elements.
The materials of the first inorganic material layer and the second inorganic material layer may be the same or different.

基板の表面に無機材層を形成する方法は特に限定されず、従来公知の無機材層の形成方法が挙げられる。例えば、CVD、スパッタリング、AGD(エアロゾル化ガスデポジション)、ゾルゲル法、陽極酸化処理、熱分解法等が挙げられる。The method for forming an inorganic material layer on the surface of the substrate is not particularly limited, and conventionally known methods for forming inorganic material layers can be used. For example, CVD, sputtering, AGD (aerosolized gas deposition), sol-gel method, anodic oxidation treatment, and thermal decomposition method can be used.

(電極)
第1の積層体は、第1の樹脂層の表面の一部及び第1の無機材層の表面の一部に電極を備えていてもよく、第2の積層体は、第2の樹脂層の表面の一部及び第2の無機材層の表面の一部に電極を備えていてもよい。工程Bにて、第1の樹脂層側に設けられた電極は第2の無機材層に設けられた電極と接触するように各電極が配置されていることが好ましい。
(electrode)
The first laminate may have electrodes on a portion of the surface of the first resin layer and a portion of the surface of the first inorganic material layer, and the second laminate may have electrodes on a portion of the surface of the second resin layer and a portion of the surface of the second inorganic material layer. In step B, it is preferable that the electrodes provided on the first resin layer side are arranged to be in contact with the electrodes provided on the second inorganic material layer.

第1の積層体における第1の樹脂層側の面から第1の無機材層側の面に向かって貫通孔が設けられ、当該貫通孔に前記第1の積層体を貫通する電極が設けられていてもよい。第2の積層体における第2の樹脂層側の面から第2の無機材層側の面に向かって貫通孔が設けられ、当該貫通孔に前記第2の積層体を貫通する電極が設けられていてもよい。A through-hole may be provided in the first laminate from the surface on the first resin layer side toward the surface on the first inorganic material layer side, and an electrode penetrating the first laminate may be provided in the through-hole. A through-hole may be provided in the second laminate from the surface on the second resin layer side toward the surface on the second inorganic material layer side, and an electrode penetrating the second laminate may be provided in the through-hole.

電極の材料としては、特に限定されず、従来公知の電極材料等が挙げられる。具体的には、銅、はんだ、すず、金、銀、アルミニウム、インジウム、コバルト、タングステン等が挙げられる。The electrode material is not particularly limited and can be any conventionally known electrode material. Specifically, it can be copper, solder, tin, gold, silver, aluminum, indium, cobalt, tungsten, etc.

第1の積層体及び第2の積層体に電極を設ける方法は特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。
第1の積層体にて、第1の樹脂層が形成される前に樹脂材料が塗布される面に電極を形成してもよく、第1の樹脂層が形成された後に第1の樹脂層が形成された面に電極を形成してもよい。第2の積層体についても同様である。
第1の積層体にて、第1の無機材層が形成される前に無機材層が形成される面に電極を形成してもよく、第1の無機材層が形成された後に第1の無機材層が形成された面に電極を形成してもよい。第2の積層体についても同様である。
The method for providing electrodes to the first and second laminates is not particularly limited, and conventionally known methods can be employed.
In the first laminate, electrodes may be formed on the surface to which the resin material is applied before the first resin layer is formed, or electrodes may be formed on the surface to which the first resin layer is formed after the first resin layer has been formed. The same applies to the second laminate.
In the first laminate, electrodes may be formed on the surface on which the first inorganic material layer is formed before the first inorganic material layer is formed, or electrodes may be formed on the surface on which the first inorganic material layer is formed after the first inorganic material layer has been formed. The same applies to the second laminate.

電極は、第1の基板又は第2の基板の表面上に凸状に形成されていてもよく、第1の基板又は第2の基板を貫通する状態で形成されていてもよく、第1の基板又は第2の基板に埋め込まれた状態で形成されていてもよい。The electrodes may be formed convexly on the surface of the first substrate or the second substrate, may be formed in a manner that penetrates the first substrate or the second substrate, or may be formed in a manner that is embedded in the first substrate or the second substrate.

樹脂層が形成される前又は無機材層が形成される前に電極が形成されている場合、電極上の樹脂層又は無機材層を除去することで樹脂層の表面の一部又は無機材層の表面の一部に電極を備える構成となる。通電層上の樹脂層又は無機材層の除去方法としては、フライカット法、化学的機械研磨法(CMP)、プラズマドライエッチング等が挙げられる。除去方法は、1つの方法を単独で用いてもよいし、2つ以上の方法を併用してもよい。例えば、フライカット法では、サーフェースプレーナー(DFS8910(株式会社ディスコ製))等を使用することができる。CMPを用いる場合、スラリとしては、例えば、一般的に樹脂の研磨に用いられるシリカ又はアルミナが配合されたスラリ、金属の研磨に用いられる過酸化水素及びシリカが配合されたスラリ等を用いてもよい。プラズマドライエッチングを用いる場合、フルオロカーボンプラズマ、酸素プラズマ等を用いてもよい。If electrodes are formed before the resin layer or inorganic material layer is formed, the electrodes are provided on a portion of the surface of the resin layer or inorganic material layer by removing the resin layer or inorganic material layer on the electrodes. Methods for removing the resin layer or inorganic material layer from the current-carrying layer include fly-cutting, chemical mechanical polishing (CMP), and plasma dry etching. One removal method may be used alone, or two or more methods may be used in combination. For example, in the fly-cutting method, a surface planer (DFS8910 (manufactured by DISCO Corporation)) can be used. When using CMP, the slurry may be, for example, a slurry containing silica or alumina, commonly used for polishing resins, or a slurry containing hydrogen peroxide and silica, commonly used for polishing metals. When using plasma dry etching, fluorocarbon plasma, oxygen plasma, etc., may be used.

電極表面上の樹脂層又は無機材層を除去し、電極を露出させた場合、必要に応じて、電極表面の酸化物の還元処理を行ってもよい。還元処理方法としては、ギ酸などの酸雰囲気中で基板を100℃~300℃で加熱する方法、水素雰囲気中で基板を加熱する方法等がある。これらの処理は後述する工程Cと同時に行ってもよい。If the resin or inorganic material layer on the electrode surface is removed and the electrode is exposed, the oxide on the electrode surface may be reduced as needed. Methods for reduction include heating the substrate in an acidic atmosphere such as formic acid at 100°C to 300°C, or heating the substrate in a hydrogen atmosphere. These treatments may be performed simultaneously with step C, which will be described later.

樹脂層が形成された後又は無機材層が形成された後に電極が形成されている場合、例えば、基板の樹脂層が形成された面又は基板の無機材層が形成された面に対して電極が形成される孔を公知の方法で形成し、形成された孔に電極を形成してもよい。孔の形成方法としては、ガスを使用して行われるドライエッチング、レーザーアブレーション等が挙げられる。When electrodes are formed after the resin layer or inorganic material layer has been formed, for example, holes for electrode formation may be formed in the surface of the substrate where the resin layer or inorganic material layer has been formed using a known method, and electrodes may be formed in the formed holes. Methods for forming the holes include dry etching using gas and laser ablation.

電極の形成方法としては、電界めっき、無電解めっき、スパッタリング、インクジェット法等が挙げられる。Methods for forming electrodes include electroplating, electroless plating, sputtering, and inkjet printing.

樹脂材料が感光性を有する場合、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方に付与された樹脂材料にフォトリソグラフィで電極が形成される孔を形成してもよい。当該樹脂材料を硬化して第1の樹脂層及び第2の樹脂層の少なくとも一方を形成した後、形成された孔に電極を形成してもよい。If the resin material is photosensitive, holes may be formed in the resin material applied to at least one of the first substrate and the second substrate for forming electrodes by photolithography. After curing the resin material to form at least one of the first resin layer and the second resin layer, electrodes may be formed in the formed holes.

第1の積層体及び第2の積層体は、必要に応じて、ダイシング加工を行うことで個片化された積層体であってもよい。例えば、ダイシング加工では、ダイサー(DAD6340(株式会社ディスコ製))等を使用することができる。The first and second laminates may be laminates separated into individual pieces by dicing, if necessary. For example, a dicer (DAD6340 (manufactured by DISCO Corporation)) can be used for dicing.

[工程B]
本開示の基板積層体の製造方法は、第1の積層体の第1の樹脂層と第2の積層体の第2の無機材層とを接触させて第1の積層体及び第2の積層体を積層する工程Bを含む。
[Process B]
The method for manufacturing a substrate laminate according to the present disclosure includes step B, which involves contacting the first resin layer of the first laminate with the second inorganic material layer of the second laminate to laminate the first laminate and the second laminate.

工程Bは、後述の工程Cにて第1の積層体及び第2の積層体を第1の樹脂層及び第2の無機材層を介して接合する前に、第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させる工程である。第1の積層体及び第2の積層体を接合した際に所望の位置関係となるように、第1の積層体及び第2の積層体を接触させる。Step B is a step in which the first resin layer and the second inorganic material layer are brought into contact before the first laminate and the second laminate are joined via the first resin layer and the second inorganic material layer in step C, which will be described later. The first laminate and the second laminate are brought into contact so that they will be in a desired positional relationship when the first laminate and the second laminate are joined together.

例えば、第1の積層体及び第2の積層体に前述の電極がそれぞれ設けられている場合、第1の樹脂層側に設けられた電極が第2の無機材層に設けられた電極と接触するように第1の積層体及び第2の積層体を接触させることが好ましい。For example, if the electrodes described above are provided on the first laminate and the second laminate, respectively, it is preferable to bring the first laminate and the second laminate into contact such that the electrode provided on the first resin layer contacts the electrode provided on the second inorganic material layer.

工程Bにおける第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させる前にて、第1の樹脂層の硬化率は、70%以上100%以下であることが好ましい。これにより、後述の工程Cにて第1の積層体及び第2の積層体を強固に接合し、かつ、接合の位置ずれ(アライメントのずれ)がより発生しにくくなる傾向にある。Before bringing the first resin layer and the second inorganic material layer into contact in step B, it is preferable that the curing rate of the first resin layer be between 70% and 100%. This ensures that the first laminate and the second laminate are firmly bonded in step C described later, and that misalignment of the bonded parts (misalignment) is less likely to occur.

第1の樹脂層の硬化率は、80%以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましく、93%以上であることがより一層好ましい。また、第1の樹脂層の硬化率は、100%であってもよく、99%以下であってもよく、95%以下であってもよく、90%以下であってもよい。
また、第2の樹脂層の硬化率の好ましい範囲は、第1の樹脂層の硬化率の好ましい範囲と同様である。第2の樹脂層の硬化率は、他の層(例えば、他の無機材層)と接触させる前の硬化率であってもよい。
The curing rate of the first resin layer is more preferably 80% or more, even more preferably 85% or more, particularly preferably 90% or more, and even more preferably 93% or more. Furthermore, the curing rate of the first resin layer may be 100%, 99% or less, 95% or less, or 90% or less.
Furthermore, the preferred range for the curing rate of the second resin layer is the same as the preferred range for the curing rate of the first resin layer. The curing rate of the second resin layer may be the curing rate before contact with other layers (for example, other inorganic material layers).

アミド結合、イミド結合、シロキサン結合、テトラヒドロナフタレン構造、オキサゾール環構造、エステル結合及びエーテル結合からなる群より選択される少なくとも1種を含む樹脂層(第1の樹脂層及び第2の樹脂層の少なくとも一方)の硬化率は、80%以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましく、93%以上であることがより一層好ましい。シロキサン結合と、エステル結合、エーテル結合、アミド結合及びイミド結合からなる群より選択される少なくともいずれか1つとを含む樹脂層(第1の樹脂層及び第2の樹脂層の少なくとも一方)の硬化率は、80%以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましく、93%以上であることがより一層好ましい。The curing rate of a resin layer (at least one of the first resin layer and the second resin layer) containing at least one selected from the group consisting of amide bonds, imide bonds, siloxane bonds, tetrahydronaphthalene structures, oxazole ring structures, ester bonds, and ether bonds is more preferably 80% or higher, even more preferably 85% or higher, particularly preferably 90% or higher, and even more preferably 93% or higher. The curing rate of a resin layer (at least one of the first resin layer and the second resin layer) containing a siloxane bond and at least one selected from the group consisting of ester bonds, ether bonds, amide bonds, and imide bonds is more preferably 80% or higher, even more preferably 85% or higher, particularly preferably 90% or higher, and even more preferably 93% or higher.

樹脂材料を硬化してなる第1の樹脂層の硬化率は、例えば、第1の基板に付与する前の樹脂材料、工程Bにおける第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させる前の第1の樹脂層、及び工程C後の第1の樹脂層にて、特定の結合及び構造のピーク強度(イミド、アミド等のように複数のピークを有する場合はそれらピーク強度の合計)をFT-IR(フーリエ変換赤外分光法)で測定し、ピーク強度の増加率又は減少率を求めて確認してもよい。なお、シロキサン結合等の様にピーク分離が困難な帯状のピークを有する場合、最大のピーク強度を採用すればよい。The curing rate of the first resin layer, which is formed by curing the resin material, may be determined by measuring the peak intensity of specific bonds and structures (the sum of the peak intensities if there are multiple peaks, such as imide and amide) using FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy) in the resin material before it is applied to the first substrate, the first resin layer before contact between the first resin layer and the second inorganic material layer in step B, and the first resin layer after step C, and determining the rate of increase or decrease in peak intensity. In cases where there are band-shaped peaks that are difficult to separate, such as siloxane bonds, the maximum peak intensity may be used.

具体的には、硬化反応により特定の結合及び構造が発生する場合、ピーク強度の増加率を以下の式により算出し、その算出した値を第1の樹脂層の硬化率としてもよい。
ピーク強度の増加率(第1の樹脂層の硬化率)=[(工程Bにおける第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させる前の第1の樹脂層の特定の結合及び構造のピーク強度)/(工程Cにて300℃1時間加熱した後の第1の樹脂層の特定の結合及び構造のピーク強度)]×100
なお、バックグラウンド信号除去については通常の方法により行えばよい。また、必要に応じてFT-IR測定は透過法又は反射法により行うことができる。
Specifically, if a specific bond and structure are generated by the curing reaction, the rate of increase in peak intensity may be calculated using the following formula, and the calculated value may be taken as the curing rate of the first resin layer.
Increase rate of peak intensity (curing rate of the first resin layer) = [(Peak intensity of specific bonds and structure of the first resin layer before contact with the second inorganic material layer in step B) / (Peak intensity of specific bonds and structure of the first resin layer after heating at 300°C for 1 hour in step C)] × 100
Background signal rejection can be performed using standard methods. Furthermore, FT-IR measurements can be performed using either the transmission or reflection method as needed.

前述のピーク強度の増加率では、ピーク強度の増加生じる結合及び構造が複数存在する場合、ピーク強度を複数のピーク強度の合計強度と読み替えてもよい。In the aforementioned rate of increase in peak intensity, if there are multiple bonds and structures that cause an increase in peak intensity, the peak intensity may be interpreted as the sum of the multiple peak intensities.

工程Bにおける第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させる前にて、第1の樹脂層の23℃における複合弾性率は、0.1GPa以上20GPa以下であることが好ましく、0.1GPa以上10GPa以下であることがより好ましい。これにより、工程Bにて第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させた際に形成される空隙が、工程Cにて第1の樹脂層に吸収されてボイドの発生が抑制される傾向にある。また、これにより、後述の第1の樹脂層と第2の無機材層との仮固定を低温で行うことが容易となる。Before contacting the first resin layer and the second inorganic material layer in step B, the composite modulus of the first resin layer at 23°C is preferably 0.1 GPa or more and 20 GPa or less, and more preferably 0.1 GPa or more and 10 GPa or less. This tends to suppress the generation of voids, as the voids formed when the first resin layer and the second inorganic material layer are contacted in step B are absorbed by the first resin layer in step C. Furthermore, this makes it easier to perform the temporary fixing of the first resin layer and the second inorganic material layer at a low temperature, as described later.

前述の第1の樹脂層の23℃における複合弾性率は、ボイドの発生を好適に抑制する点から、8GPa以下が好ましく、6GPa以下がより好ましい。また、前述の第1の樹脂層の23℃における複合弾性率は、アラインメントのずれを好適に抑制する点から、0.1GPa以上が好ましく、1GPa以上がより好ましい。
また、第2の樹脂層の23℃における複合弾性率の好ましい範囲は、第1の樹脂層の23℃における複合弾性率の好ましい範囲と同様である。第2の樹脂層の23℃における複合弾性率は、他の層(例えば、他の無機材層)と接触させる前の23℃における複合弾性率であってもよい。
The composite modulus of the first resin layer at 23°C is preferably 8 GPa or less, and more preferably 6 GPa or less, from the viewpoint of effectively suppressing the generation of voids. Furthermore, the composite modulus of the first resin layer at 23°C is preferably 0.1 GPa or more, and more preferably 1 GPa or more, from the viewpoint of effectively suppressing alignment misalignment.
Furthermore, the preferred range for the composite modulus of the second resin layer at 23°C is the same as the preferred range for the composite modulus of the first resin layer at 23°C. The composite modulus of the second resin layer at 23°C may be the composite modulus at 23°C before contact with other layers (e.g., other inorganic material layers).

樹脂層の23℃における複合弾性率は、以下に記載の方法により測定することができる。
樹脂材料を含む樹脂組成物を調製し、シリコン基板にスピン塗布し、次いで、400℃で10分加熱することにより測定サンプルを準備する。準備した測定サンプルについて、ナノインデンテーター(商品名TI-950 Tribo Indenter、Hysitron社製、Berkovich型圧子)を用い、試験深さ20nmの条件にて23℃における除荷-変位曲線を測定し、参考文献(Handbook of Micro/nano Tribology (second Edition)、Bharat Bhushan編、CRCプレス社)の計算手法に従い、最大負荷及び最大変位から、23℃における複合弾性率を計算により求める。
なお、ここで、複合弾性率は下記式(1)により定義される。式(1)中、Eは複合弾性率を表し、Eは圧子のヤング率を表し、1140GPaであり、νは圧子のポアソン比を表し、0.07であり、E及びνはそれぞれ試料のヤング率及びポアソン比を表す。
The composite modulus of the resin layer at 23°C can be measured by the method described below.
A resin composition containing resin material is prepared, spin-coated onto a silicon substrate, and then heated at 400°C for 10 minutes to prepare a measurement sample. For the prepared measurement sample, the unloading-displacement curve at 23°C is measured using a nanoindenter (product name TI-950 Tribo Indenter, manufactured by Hysitron, Berkovich type indenter) at a test depth of 20 nm. The composite modulus of elasticity at 23°C is calculated from the maximum load and maximum displacement according to the calculation method described in the reference (Handbook of Micro/nano Tribology (second Edition), edited by Bharat Bhushan, CRC Press).
Here, the composite modulus is defined by the following equation (1). In equation (1), E r represents the composite modulus, E i represents the Young's modulus of the indenter, which is 1140 GPa, ν i represents the Poisson's ratio of the indenter, which is 0.07, and E s and ν s represent the Young's modulus and Poisson's ratio of the sample, respectively.

工程Bにおける第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させる前にて、第1の樹脂層の表面粗度(Ra)は、0.01nm以上1.2nm以下であることが好ましく、0.1nm以上1.0nm以下であることがより好ましい。これにより、後述の第1の樹脂層と第2の無機材層との仮固定が低温で行うことが容易となる。
また、第2の樹脂層の表面粗度(Ra)の好ましい範囲は、第1の樹脂層の表面粗度(Ra)の好ましい範囲と同様である。第2の樹脂層の表面粗度(Ra)は、他の層(例えば、他の無機材層)と接触させる前の表面粗度(Ra)であってもよい。
樹脂層の表面粗度は走査型プローブ顕微鏡(SPM)による形態観察で評価できる。具体的には、SPMであるSPA400(日立ハイテクノロジーズ製)を用い、ダイナミックフォースマイクロスコープモードにて、3μm×3μm角領域で測定を行うことで表面粗度が求められる。
Before bringing the first resin layer and the second inorganic material layer into contact in step B, the surface roughness (Ra) of the first resin layer is preferably 0.01 nm or more and 1.2 nm or less, and more preferably 0.1 nm or more and 1.0 nm or less. This makes it easier to perform the temporary fixing of the first resin layer and the second inorganic material layer, as described later, at a low temperature.
Furthermore, the preferred range for the surface roughness (Ra) of the second resin layer is the same as the preferred range for the surface roughness (Ra) of the first resin layer. The surface roughness (Ra) of the second resin layer may be the surface roughness (Ra) before contact with other layers (for example, other inorganic material layers).
The surface roughness of the resin layer can be evaluated by morphological observation using a scanning probe microscope (SPM). Specifically, using an SPA400 SPM (manufactured by Hitachi High-Technologies), the surface roughness can be determined by measuring a 3 μm x 3 μm square area in dynamic force microscope mode.

本開示の基板積層体の製造方法は、前述の工程Bの前に、以下に記載する各種工程を含んでいてもよい。以下の各種工程は、工程Aの後かつ工程Bの前に行われることが好ましい。The method for manufacturing a substrate laminate according to this disclosure may include the following steps before step B described above. The following steps are preferably performed after step A and before step B.

本開示の基板積層体の製造方法は、工程Bの前に、第2の無機材層に表面活性化処理を施す工程を含んでいてもよい。表面活性化処理を施すことによって、第1の樹脂層と第2の無機材層との接合強度を高めることができる。特に、第1の積層体及び第2の積層体の接合面に電極を設け、電極同士を接合する際、電極に含まれる銅等の金属の拡散を促進して電極同士の接合強度を高める観点、及び、金属拡散の際の加熱温度を低減させる点から、表面活性化処理を施すことが好ましい。
また、第1の基板における第1の無機材層についても表面活性化処理を施してもよく、特に、第1の無機材層を他の層(例えば、他の樹脂層)と接合する場合に、接合前に第1の無機材層についても表面活性化処理を施してもよい。
The method for manufacturing a substrate laminate according to this disclosure may include a step of applying a surface activation treatment to the second inorganic material layer before step B. By applying the surface activation treatment, the bonding strength between the first resin layer and the second inorganic material layer can be increased. In particular, when electrodes are provided on the bonding surfaces of the first laminate and the second laminate and the electrodes are bonded together, it is preferable to apply the surface activation treatment from the viewpoint of promoting the diffusion of metals such as copper contained in the electrodes to increase the bonding strength between the electrodes, and from the viewpoint of reducing the heating temperature during metal diffusion.
Furthermore, the first inorganic material layer on the first substrate may also be subjected to surface activation treatment. In particular, when the first inorganic material layer is bonded to another layer (for example, another resin layer), the first inorganic material layer may also be subjected to surface activation treatment before bonding.

表面活性化処理の具体例としては、プラズマ処理、FAB(Fast Atom Bombardment、高速原子衝撃)処理等が挙げられる。Specific examples of surface activation treatments include plasma treatment and FAB (Fast Atom Bombardment) treatment.

本開示の基板積層体の製造方法は、工程Bの前に、パーティクル等を除去する点から、第2の無機材層を洗浄する工程を含んでいてもよい。前述の洗浄する工程は、前記表面処理を施す工程の後、かつ工程Bの前に行われることが好ましい。
また、第1の基板における第1の無機材層を洗浄してもよく、特に、第1の無機材層を他の層(例えば、他の樹脂層)と接合する場合に、接合前に第1の無機材層を洗浄してもよい。
The method for manufacturing a substrate laminate according to this disclosure may include a step of cleaning the second inorganic material layer before step B, in order to remove particles and the like. Preferably, the aforementioned cleaning step is performed after the surface treatment step and before step B.
Furthermore, the first inorganic material layer on the first substrate may be cleaned, and in particular, when the first inorganic material layer is to be bonded to another layer (for example, another resin layer), the first inorganic material layer may be cleaned before bonding.

洗浄方法は特に限定されず、アルカリ性洗浄液、酸性洗浄液、フッ酸含有洗浄液、過マンガン酸含有液(デスミア液)等の溶剤を用いた湿式洗浄、純水等を用いた湿式洗浄、UVオゾン、プラズマ等による乾式洗浄などが挙げられる。The cleaning method is not particularly limited and may include wet cleaning using solvents such as alkaline cleaning solutions, acidic cleaning solutions, hydrofluoric acid-containing cleaning solutions, and permanganate-containing solutions (desmear solutions); wet cleaning using pure water; and dry cleaning using UV ozone, plasma, etc.

本開示の基板積層体の製造方法は、工程Bの前に、無機材層上の異物付着を防止する点(例えば、ダイシング加工時の異物付着を防止する点)から、第2の無機材層に表面保護層を設ける工程を含んでいてもよい。表面保護層を設ける工程は、前述の洗浄する工程の前、かつ工程Bの前に行われることが好ましい。The method for manufacturing a substrate laminate according to this disclosure may include a step of providing a surface protection layer on the second inorganic material layer before step B, in order to prevent foreign matter from adhering to the inorganic material layer (for example, to prevent foreign matter from adhering during dicing). The step of providing the surface protection layer is preferably performed before the aforementioned cleaning step and before step B.

表面保護層としては、前記第2の無機材層を保護可能であれば特に限定されず、水溶性樹脂、NMP(N-メチル-2-ピロリドン)等の有機溶剤で洗浄可能なフォトレジストなどが挙げられる。水溶性樹脂としては、Disco社のHogomaxを使用してもよい。The surface protective layer is not particularly limited as long as it can protect the second inorganic material layer, and examples include water-soluble resins and photoresists that can be washed with organic solvents such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone). As the water-soluble resin, Disco's Hogomax may be used.

表面保護層を設けた第2の積層体について、必要に応じてダイシング加工を行い、ダイシング加工後に表面保護層を剥離してもよい。この場合、ダイシング加工後に表面保護層を剥離し、表面保護層の剥離後に前述の洗浄する工程、工程Bの順番で処理が行われることが好ましい。The second laminate, which has a surface protective layer, may be diced as needed, and the surface protective layer may be peeled off after dicing. In this case, it is preferable to peel off the surface protective layer after dicing, and then perform the cleaning step and step B as described above after peeling off the surface protective layer.

本開示の基板積層体の製造方法は、工程Bの後、かつ工程Cの前に、第1の積層体及び第2の積層体を仮固定する工程を含んでいてもよい。第1の積層体及び第2の積層体の仮固定は、室温以上100℃以下の低温で行うことが好ましく、室温以上、50℃以下の低温で行うことがより好ましく、室温で行うことがさらに好ましい。The method for manufacturing a substrate laminate according to this disclosure may include a step of temporarily fixing the first laminate and the second laminate after step B and before step C. The temporary fixing of the first laminate and the second laminate is preferably carried out at a low temperature of room temperature or higher and 100°C or lower, more preferably at a low temperature of room temperature or higher and 50°C or lower, and even more preferably at room temperature.

第1の基板及び第2の基板がシリコン基板を有する場合、第1の積層体及び第2の積層体を仮固定した状態での両積層体の接合界面の表面エネルギーは、工程Cにおける取り扱いのしやすさ、アラインメントずれ(接合位置ずれ)抑制、異物混入の抑制等の点から、0.05J/m以上であることが好ましく、0.1J/m以上であることがより好ましく、0.15J/m以上であることがさらに好ましい。
前述の接合界面の表面エネルギー(接合強度)は、非特許文献M.P.Maszara, G.Goetz, A.Cavigila, and J.B.Mckitterick, Journal of Applied Physics, 64 (1988) 4943-4950. の手法に従って、ブレード挿入試験で求めることができる。仮固定した積層体の接合界面に、厚さ0.1mm~0.3mmのブレードを挿入し、赤外線光源と赤外線カメラにて、ブレード刃先から積層体が剥離した距離の測定を行う。その後、以下に式に基づいて表面エネルギーを求めればよい。
γ=3×10×t ×E×t/(32×L×E×t
ここで、γは表面エネルギー(J/m)、tはブレード厚さ(m)、Eは第1の基板及び第2の基板に含まれるシリコン基板のヤング率(GPa)、tは第1の基板及び第2の基板の厚さ(m)、Lはブレード刃先からの積層体剥離距離(m)を表す。
When the first substrate and the second substrate are silicon substrates, the surface energy of the bonding interface between the two laminates in a state where the first and second laminates are temporarily fixed is preferably 0.05 J/m² or more, more preferably 0.1 J/ or more, and even more preferably 0.15 J/ or more , from the viewpoint of ease of handling in process C, suppression of alignment misalignment (bonding position misalignment), and suppression of foreign matter contamination.
The surface energy (bonding strength) of the aforementioned bonding interface can be determined by a blade insertion test according to the method described in Non-Patent Literature MPMaszara, G.Goetz, A.Cavigila, and JBMckitterick, Journal of Applied Physics, 64 (1988) 4943-4950. A blade with a thickness of 0.1 mm to 0.3 mm is inserted into the bonding interface of a temporarily fixed laminate, and the distance from the blade tip to the delamination of the laminate is measured using an infrared light source and an infrared camera. Then, the surface energy can be calculated based on the following formula.
γ=3× 109 × tb2 × E2 × t6 /(32× L4 ×E× t3 )
Here, γ represents the surface energy (J/ ), tb represents the blade thickness (m), E represents the Young's modulus (GPa) of the silicon substrate contained in the first and second substrates, t represents the thickness of the first and second substrates (m), and L represents the delamination distance from the blade tip (m).

[工程C]
本開示の基板積層体の製造方法は、工程Bの後に、第1の積層体及び第2の積層体を100℃以上で加熱する工程Cを含む。これにより、第1の積層体と第2の積層体とが、第1の樹脂層と第2の無機材層とを介して接合した基板積層体が得られる。
[Process C]
The method for manufacturing a substrate laminate according to the present disclosure includes, after step B, step C, in which the first laminate and the second laminate are heated to 100°C or higher. This results in a substrate laminate in which the first laminate and the second laminate are bonded together via a first resin layer and a second inorganic material layer.

第1の積層体と第2の積層体とを接合するときの圧力は特に制限はなく、絶対圧10-4Pa超大気圧以下が好ましい。
前記絶対圧は、10-3Pa以上大気圧以下がより好ましく、100Pa以上大気圧以下がさらに好ましく、1000Pa以上大気圧以下が特に好ましい。
第1の積層体と第2の積層体とを接合するとき、大気雰囲気下で行ってもよく、不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等)雰囲気下で行ってもよい。
There are no particular restrictions on the pressure used when joining the first laminate and the second laminate, but an absolute pressure of 10⁻⁴ Pa or less (or less than atmospheric pressure) is preferred.
The absolute pressure is more preferably 10⁻³ Pa or more and atmospheric pressure or less, even more preferably 100 Pa or more and atmospheric pressure or less, and particularly preferably 1000 Pa or more and atmospheric pressure or less.
When joining the first laminate and the second laminate, the process may be carried out in an atmospheric environment or in an inert gas atmosphere (such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas).

工程Cでは、第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させた状態にて第1の積層体及び第2の積層体を100℃~450℃で加熱することが好ましい。
なお、前述の温度は、第1の基板の第1の樹脂層が形成された面の温度を指す。
前記温度は、100℃~400℃が好ましく、130℃~350℃がより好ましく、150℃~300℃がより好ましく、150~250℃がさらに好ましく、150~200℃が特に好ましい。
In step C, it is preferable to heat the first laminate and the second laminate at 100°C to 450°C while the first resin layer and the second inorganic material layer are in contact.
The aforementioned temperature refers to the temperature of the surface on which the first resin layer is formed on the first substrate.
The temperature is preferably 100°C to 400°C, more preferably 130°C to 350°C, even more preferably 150°C to 300°C, even more preferably 150°C to 250°C, and particularly preferably 150°C to 200°C.

工程Bにて第1の樹脂層側に設けられた電極が第2の無機材層に設けられた電極と接触するように各電極が配置されている場合、前述の温度は130℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましく、200℃以上であることがさらに好ましい。これにより、第1の樹脂層側に設けられた電極及び第2の無機材層に設けられた電極に含まれる成分(例えば、銅)が拡散し、電極同士の接合強度が高まる傾向にある。In step B, when the electrodes are arranged such that the electrode provided on the first resin layer side is in contact with the electrode provided on the second inorganic material layer, the aforementioned temperature is preferably 130°C or higher, more preferably 150°C or higher, and even more preferably 200°C or higher. This causes the components (e.g., copper) contained in the electrode provided on the first resin layer side and the electrode provided on the second inorganic material layer to diffuse, and the bonding strength between the electrodes tends to increase.

工程Cにおける加熱は、炉又はホットプレートを用いた通常の方法により行うことができる。
また、工程Cにおける加熱は、大気雰囲気下で行ってもよく、不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等)雰囲気下で行ってもよい。
工程Cにおける加熱時間については特に制限はなく、例えば3時間以下であり、1時間以下が好ましい。加熱の時間の下限には特に制限はなく、例えば5分間とすることができる。
Heating in step C can be carried out by a conventional method using a furnace or hot plate.
Furthermore, the heating in step C may be carried out in an atmospheric environment or in an inert gas (nitrogen gas, argon gas, helium gas, etc.) atmosphere.
There are no particular restrictions on the heating time in step C; for example, it may be 3 hours or less, and preferably 1 hour or less. There are no particular restrictions on the lower limit of the heating time; for example, it may be 5 minutes.

工程Cでは、第1の積層体と第2の積層体との接合強度を高める点から、第1の樹脂層と第2の無機材層とを接触させた状態にて第1の積層体及び第2の積層体を加圧してもよい。加圧は、加熱と同時に行ってもよい。
第1の積層体及び第2の積層体を加圧するときの圧力は特に制限はなく、0.1MPa以上10MPa以下が好ましく、0.1MPa以上5MPa以下がより好ましい。加圧装置としては、例えば、株式会社東洋精機製作所 製のTEST MINI PRESS等を用いればよい。
In step C, to increase the bonding strength between the first laminate and the second laminate, the first laminate and the second laminate may be pressurized while the first resin layer and the second inorganic material layer are in contact. Pressurization may be performed simultaneously with heating.
There are no particular restrictions on the pressure used when pressurizing the first and second laminates, but it is preferably 0.1 MPa to 10 MPa, and more preferably 0.1 MPa to 5 MPa. As a pressurizing device, for example, a TEST MINI PRESS manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. may be used.

本開示の基板積層体の製造方法は、工程Cの後に、第1の無機材層側の面から第2の樹脂層側の面に向かって第1の積層体及び第2の積層体に貫通孔を設け、貫通孔に第1の積層体及び第2の積層体を貫通する電極を形成する工程を含んでいてもよい。工程Cにて得られる基板積層体に電極が形成されていない場合に、この電極を形成する工程が行われることで、貫通孔に第1の積層体及び第2の積層体を貫通する電極が形成されることが好ましい。The manufacturing method of the substrate laminate according to this disclosure may include, after step C, a step of providing through holes in the first laminate and the second laminate from the surface on the first inorganic material layer side toward the surface on the second resin layer side, and forming electrodes that penetrate the first laminate and the second laminate in the through holes. It is preferable that if electrodes are not formed in the substrate laminate obtained in step C, this step of forming electrodes is performed so that electrodes that penetrate the first laminate and the second laminate are formed in the through holes.

例えば、第1の積層体及び第2の積層体を貫通する貫通孔を公知の方法により形成し、形成された孔に電極を形成してもよい。孔の形成方法としては、ガスを使用して行われるドライエッチング、レーザーアブレーション等が挙げられる。For example, through-holes penetrating the first and second laminates may be formed by known methods, and electrodes may be formed in the formed holes. Methods for forming the holes include dry etching using gas, laser ablation, and the like.

第1の積層体及び第2の積層体を貫通する電極の形成方法としては、電界めっき、無電解めっき、スパッタリング、インクジェット法等が挙げられる。Methods for forming electrodes that penetrate the first and second laminates include electroplating, electroless plating, sputtering, and inkjet methods.

第1の積層体及び第2の積層体を貫通する電極の材料としては、特に限定されず、従来公知の電極材料等が挙げられる。具体的には、銅、はんだ、すず、金、銀、アルミニウム、インジウム、コバルト、タングステン等が挙げられる。The material of the electrode penetrating the first and second laminates is not particularly limited, and examples include conventionally known electrode materials. Specifically, examples include copper, solder, tin, gold, silver, aluminum, indium, cobalt, tungsten, etc.

本開示の基板積層体の製造方法では、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方は、第1の無機材層側の面及び第2の樹脂層側の面に、さらに別の基板、別の積層体等を積層させてもよい。別の基板の好ましい材質は、第1の基板及び第2の基板の好ましい材質と同様である。別の積層体の好ましい態様は、第1の積層体及び第2の積層体の好ましい態様と同様である。In the method for manufacturing a substrate laminate according to this disclosure, at least one of the first substrate and the second substrate may have another substrate, another laminate, etc., laminated on the surface facing the first inorganic material layer and the surface facing the second resin layer. The preferred material of the other substrate is the same as the preferred material of the first substrate and the second substrate. The preferred embodiment of the other laminate is the same as the preferred embodiment of the first laminate and the second laminate.

本開示の基板積層体の製造方法では、工程Cの後に必要に応じて、基板積層体の表面に薄化加工(バックグラインディング、又は裏面研削)を行ってもよい。In the method for manufacturing a substrate laminate according to this disclosure, thinning (back grinding or back surface grinding) may be performed on the surface of the substrate laminate after step C, if necessary.

(基板積層体の積層構造の例)
以下に、各用途における基板積層体の積層構造の例を示す。なお、接合層とは、無機材層/樹脂層からなる接合状態の層を意味する。
MEMSパッケージング用;Si/接合層/Si、SiO/接合層/Si、SiO/接合層/SiO、Cu/接合層/Cu、
マイクロ流路用;PDMS/接合層/PDMS、PDMS/接合層/SiO
CMOSイメージセンサー用;SiO/接合層/SiO、Si/接合層/Si、SiO/接合層/Si、
シリコン貫通ビア(TSV)用;SiO(Cu電極付き)/接合層/SiO(Cu電極付き)、Si(Cu電極付き)/接合層/Si(Cu電極付き)、
光学デバイス用;(InGaAlAs、InGaAs、InP、GaAs)/接合層/Si、
LED用;(InGaAlAs、GaAs、GaN)/接合層/Si、(InGaAlAs、GaAs、GaN)/接合層/SiO、(InGaAlAs、GaAs、GaN)/接合層/(Au、Ag、Al)、(InGaAlAs、GaAs、GaN)/接合層/サファイア。
(Example of a laminated structure of a substrate)
The following shows examples of laminated structures for substrates in various applications. Note that the term "bonding layer" refers to a layer consisting of an inorganic material layer and a resin layer in a bonded state.
For MEMS packaging; Si/bonding layer/Si, SiO2 /bonding layer/Si, SiO2 /bonding layer/ SiO2 , Cu/bonding layer/Cu,
For microchannel; PDMS/bonding layer/PDMS, PDMS/bonding layer/SiO 2 ,
For CMOS image sensors; SiO2 /bonding layer/ SiO2 , Si/bonding layer/Si, SiO2 /bonding layer/Si,
For through-silicon vias (TSVs); SiO₂ (with Cu electrode) / junction layer / SiO₂ (with Cu electrode), Si (with Cu electrode) / junction layer / Si (with Cu electrode),
For optical devices; (InGaAlAs, InGaAs, InP, GaAs) / bonding layer / Si,
For LEDs; (InGaAlAs, GaAs, GaN)/bonding layer/Si, (InGaAlAs, GaAs, GaN)/bonding layer/ SiO2 , (InGaAlAs, GaAs, GaN)/bonding layer/(Au, Ag, Al), (InGaAlAs, GaAs, GaN)/bonding layer/Sapphire.

以下、図1a~図1h及び図2a~図2iを用いて基板積層体の製造方法の例について説明する。なお、本開示は、図面に示された構成に限定されない。また、図1a~図1h及び図2a~図2iにおける部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。また、各図面において、実質的に同じ機能を有する部材には、全図面同じ符号を付与し、重複する説明は省略する場合がある。The following describes an example of a method for manufacturing a substrate laminate using Figures 1a to 1h and Figures 2a to 2i. Note that this disclosure is not limited to the configurations shown in the drawings. Furthermore, the sizes of the components in Figures 1a to 1h and Figures 2a to 2i are conceptual, and the relative relationships between the components are not limited thereto. Also, in each drawing, components having substantially the same function are given the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted.

〈基板積層体の製造方法の例1〉
以下、図1a~図1hを用いて基板積層体の製造方法の例1について説明する。図1aに示すように、貫通した電極4を備え、表面が平坦化されたウエハ3を準備する。ウエハ3の表面には、酸化膜等の無機材層5が形成されている。電極4を備えるウエハ3を仮止め材2を介してキャリア1に固定する。
<Example 1 of a manufacturing method for a substrate laminate>
The following describes Example 1 of a method for manufacturing a substrate laminate using Figures 1a to 1h. As shown in Figure 1a, a wafer 3 with a flattened surface and through-electrodes 4 is prepared. An inorganic material layer 5, such as an oxide film, is formed on the surface of the wafer 3. The wafer 3 with electrodes 4 is fixed to the carrier 1 via a temporary fixing material 2.

次に、図1bに示すように、ウエハ3表面の無機材層5に対して前述のような表面活性化処理を施す。Next, as shown in Figure 1b, the inorganic material layer 5 on the surface of the wafer 3 is subjected to the surface activation treatment described above.

さらに、無機材層15と、ウエハ13と、樹脂層16とをこの順番で備え、ウエハ13を貫通する電極14をさらに備える積層体を準備する。図1cに示すように、積層体における無機材層15側に表面保護材6が配置されている。Furthermore, a laminate is prepared comprising an inorganic material layer 15, a wafer 13, and a resin layer 16 in this order, and further comprising an electrode 14 penetrating the wafer 13. As shown in Figure 1c, a surface protective material 6 is arranged on the inorganic material layer 15 side of the laminate.

図1dに示すように積層体をダイシングした後に表面保護材6を剥離して、個片化積層体を得る。個片化積層体は、それぞれが個片化された無機材層15Aと、ウエハ13Aと、樹脂層16Aとをこの順番で備える。さらに、個片化積層体は、個片化積層体を貫通する電極14Aを備える。異物除去の観点から、表面保護材6の剥離後に純水、溶剤等で個片化積層体の表面を洗浄してもよい。このとき、複数の個片化積層体をフレームに積載したまま一括して洗浄してもよい。As shown in Figure 1d, after dicing the laminate, the surface protective material 6 is peeled off to obtain individual laminates. Each individual laminate comprises an individual inorganic material layer 15A, a wafer 13A, and a resin layer 16A in that order. Furthermore, each individual laminate is provided with an electrode 14A that penetrates the individual laminate. From the viewpoint of removing foreign matter, the surface of the individual laminate may be washed with pure water, a solvent, etc., after peeling off the surface protective material 6. At this time, multiple individual laminates may be washed together while still stacked on the frame.

次に、図1eに示すように、ウエハ3表面の無機材層5と、個片化積層体の樹脂層16Aとを接触させて仮固定する。このとき、幅方向及び長さ方向に沿って個片化積層体を複数仮固定してもよい。Next, as shown in Figure 1e, the inorganic material layer 5 on the surface of the wafer 3 and the resin layer 16A of the individualized laminate are brought into contact and temporarily fixed. At this time, multiple individualized laminates may be temporarily fixed along the width and length directions.

図1fに示すように、ウエハ3に仮固定された個片化積層体の無機材層15Aに対して前述のような表面活性化処理を施す。表面活性化後に純水、溶剤等で無機材層15Aの表面を洗浄してもよい。As shown in Figure 1f, the inorganic material layer 15A of the individualized laminate temporarily fixed to the wafer 3 is subjected to the surface activation treatment described above. After surface activation, the surface of the inorganic material layer 15A may be washed with pure water, a solvent, or the like.

図1c及び図1dに示す手順で、それぞれが個片化された無機材層15Bと、ウエハ13Bと、樹脂層16Bとをこの順番で備える個片化積層体を得る。個片化積層体は、個片化積層体を貫通する電極14Bを備える。図1gに示すように、ウエハ3に仮固定された個片化積層体の無機材層15Aと、個片化積層体の樹脂層16Bと、を接触させて仮固定する。このとき、幅方向及び長さ方向に沿って個片化積層体を複数仮固定してもよい。Following the procedure shown in Figures 1c and 1d, a fragmented laminate is obtained comprising fragmented inorganic material layers 15B, a wafer 13B, and a resin layer 16B in that order. The fragmented laminate is provided with an electrode 14B that penetrates the fragmented laminate. As shown in Figure 1g, the inorganic material layer 15A and the resin layer 16B of the fragmented laminate, which are temporarily fixed to the wafer 3, are brought into contact and temporarily fixed. At this time, multiple fragmented laminates may be temporarily fixed along the width and length directions.

図1f及び図1gに示す処理を繰り返すことで、高さ方向に個片化積層体が仮固定された状態で積層される。個片化積層体の積層が完了した後に、個片化積層体の積層体を100℃以上で加熱する。これにより、無機材層5と樹脂層16Aとを介してウエハ3及び個片化されたウエハ13Bを接合し、個片化された各無機材層と各樹脂層とを介して高さ方向に積層された個片化積層体を接合することができる。各電極同士の接合強度を高める観点から、個片化積層体の積層体を130℃以上で加熱することが好ましい。これにより、各電極に含まれる成分(例えば、銅)が拡散し、電極同士の接合強度が高まる傾向にある。
以上により、図1hに示すように、基板積層体100が得られる。
By repeating the processes shown in Figures 1f and 1g, the individualized laminates are stacked in a state where they are temporarily fixed in the height direction. After the stacking of the individualized laminates is complete, the stack of individualized laminates is heated to 100°C or higher. This allows the wafer 3 and the individualized wafer 13B to be joined via the inorganic material layer 5 and the resin layer 16A, and the individualized laminates stacked in the height direction to be joined via each individualized inorganic material layer and each resin layer. From the viewpoint of increasing the bonding strength between each electrode, it is preferable to heat the stack of individualized laminates to 130°C or higher. This tends to increase the bonding strength between electrodes as the components contained in each electrode (e.g., copper) diffuse.
As a result of the above, a substrate laminate 100 is obtained as shown in Figure 1h.

〈基板積層体の製造方法の例2〉
以下、図2a~図2iを用いて基板積層体の製造方法の例2について説明する。基板積層体の製造方法の例2では、電極を備えていないウエハを用い、最終的に電極が設けられていない基板積層体に貫通孔を設け、当該貫通孔に電極を設ける点で、前述の基板積層体の製造方法の例1と相違する。
<Example 2 of a manufacturing method for a substrate laminate>
Below, Example 2 of the method for manufacturing a substrate stack will be described using Figures 2a to 2i. Example 2 of the method for manufacturing a substrate stack differs from Example 1 of the method for manufacturing a substrate stack described above in that it uses a wafer without electrodes, ultimately creates through holes in the substrate stack that does not have electrodes, and then provides electrodes in these through holes.

図2aに示すように、表面が平坦化されたウエハ23を準備する。ウエハ23の表面には、酸化膜等の無機材層25が形成されている。ウエハ23を仮止め材2を介してキャリア1に固定する。As shown in Figure 2a, a wafer 23 with a flattened surface is prepared. An inorganic material layer 25, such as an oxide film, is formed on the surface of the wafer 23. The wafer 23 is fixed to the carrier 1 via a temporary fixing material 2.

次に、図2bに示すように、ウエハ23表面の無機材層25に対して前述のような表面活性化処理を施す。Next, as shown in Figure 2b, the inorganic material layer 25 on the surface of the wafer 23 is subjected to the surface activation treatment described above.

さらに、無機材層35と、ウエハ33と、樹脂層36とをこの順番で備える積層体を準備する。図2cに示すように、積層体における無機材層35側に表面保護材6が配置されている。Furthermore, a laminate is prepared comprising an inorganic material layer 35, a wafer 33, and a resin layer 36 in this order. As shown in Figure 2c, a surface protective material 6 is placed on the inorganic material layer 35 side of the laminate.

図2dに示すように積層体をダイシングした後に表面保護材6を剥離して、個片化積層体を得る。個片化積層体は、それぞれが個片化された無機材層35Aと、ウエハ33Aと、樹脂層36Aとをこの順番で備える。異物除去の観点から、表面保護材6の剥離後に純水、溶剤等で個片化積層体の表面を洗浄してもよい。このとき、複数の個片化積層体をフレームに積載したまま一括して洗浄してもよい。As shown in Figure 2d, after dicing the laminate, the surface protective material 6 is peeled off to obtain individual laminates. Each individual laminate comprises an individual inorganic material layer 35A, a wafer 33A, and a resin layer 36A in that order. From the viewpoint of removing foreign matter, the surface of the individual laminates may be washed with pure water, a solvent, etc., after peeling off the surface protective material 6. At this time, multiple individual laminates may be washed together while still stacked on the frame.

次に、図2eに示すように、ウエハ23表面の無機材層25と、個片化積層体の樹脂層36Aとを接触させて仮固定する。このとき、幅方向及び長さ方向に沿って個片化積層体を複数仮固定してもよい。Next, as shown in Figure 2e, the inorganic material layer 25 on the surface of the wafer 23 and the resin layer 36A of the individualized laminate are brought into contact and temporarily fixed. At this time, multiple individualized laminates may be temporarily fixed along the width and length directions.

図2fに示すように、ウエハ23に仮固定された個片化積層体の無機材層35Aに対して前述のような表面活性化処理を施す。表面活性化後に純水、溶剤等で無機材層35Aの表面を洗浄してもよい。As shown in Figure 2f, the inorganic material layer 35A of the individualized laminate temporarily fixed to the wafer 23 is subjected to the surface activation treatment described above. After surface activation, the surface of the inorganic material layer 35A may be washed with pure water, a solvent, or the like.

図2c及び図2dに示す手順で、それぞれが個片化された無機材層35Bと、ウエハ33Bと、樹脂層36Bとをこの順番で備える個片化積層体を得る。図2gに示すように、ウエハ23に仮固定された個片化積層体の無機材層35Aと、個片化積層体の樹脂層36Bと、を接触させて仮固定する。このとき、幅方向及び長さ方向に沿って個片化積層体を複数仮固定してもよい。Following the procedure shown in Figures 2c and 2d, a fragmented laminate is obtained comprising fragmented inorganic material layers 35B, a wafer 33B, and a resin layer 36B in that order. As shown in Figure 2g, the inorganic material layer 35A and the resin layer 36B of the fragmented laminate, which are temporarily fixed to the wafer 23, are brought into contact and temporarily fixed. At this time, multiple fragmented laminates may be temporarily fixed along the width and length directions.

図2f及び図2gに示す処理を繰り返すことで、高さ方向に個片化積層体が仮固定された状態で積層される。個片化積層体の積層が完了した後に、個片化積層体の積層体を100℃以上で加熱する。これにより、無機材層25と樹脂層36Aとを介してウエハ23及び個片化されたウエハ33Bを接合し、個片化された各無機材層と各樹脂層とを介して高さ方向に積層された個片化積層体を接合することができる。その結果、図2hに示すように、基板積層体200が得られる。By repeating the process shown in Figures 2f and 2g, the individualized laminates are stacked in a state where they are temporarily fixed in the height direction. After the stacking of the individualized laminates is complete, the stack of individualized laminates is heated to 100°C or higher. This allows the wafer 23 and the individualized wafer 33B to be joined via the inorganic material layer 25 and the resin layer 36A, and the individualized laminates stacked in the height direction to be joined via each individualized inorganic material layer and each resin layer. As a result, a substrate laminate 200 is obtained as shown in Figure 2h.

さらに、基板積層体200に対して積層された個片化積層体を高さ方向に沿って貫通する貫通孔を設ける。貫通孔の形成方法としては、ガスを使用して行われるドライエッチング、レーザーアブレーション等が挙げられる。次いで、貫通孔に対して積層された個片化積層体を貫通する電極34を形成する。
以上により、図2iに示すように、個片化積層体を貫通する電極34を備える基板積層体300が得られる。
Furthermore, through holes are provided that penetrate the individual laminates stacked on the substrate laminate 200 along the height direction. Methods for forming the through holes include dry etching using gas and laser ablation. Next, electrodes 34 are formed that penetrate the individual laminates stacked on the through holes.
As a result, a substrate laminate 300 is obtained, which has electrodes 34 penetrating the individualized laminate, as shown in Figure 2i.

〔基板積層体〕
本開示の基板積層体は、第1の樹脂層、第1の基板、第1の無機材層とをこの順に有し、前記第1の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第1の無機材層がもう一方の表面に配置されている第1の積層体と、
第2の樹脂層、第2の基板、第2の無機材層とをこの順に有し、前記第2の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第2の無機材層がもう一方の表面に配置されている第2の積層体と、
を有し、
前記第1の積層体の前記第1の樹脂層と前記第2の積層体の前記第2の無機材層とを介して前記第1の積層体及び前記第2の積層体が積層されている。
本開示の基板積層体における第1の積層体及び第2の積層体としては、ウエハ等の基板上に3次元的に実装される積層体であってもよく、前述の本開示の基板積層体の製造方法に用いられる第1の積層体、第2の積層体等が挙げられる。基板積層体における第1の積層体及び第2の積層体の好ましい形態としては、前述の本開示の基板積層体の製造方法における第1の積層体及び第2の積層体の好ましい形態と同様である。
例えば、基板積層体における第1の積層体及び第2の積層体の具体例としては、図1c又は図2cに示されるような積層体、図1d及び図2dに示されるような個片化された積層体が挙げられる。
なお本開示の基板積層体における第1の積層体又は第2の積層体は、3次元半導体装置用の積層体であることが好ましい。
[Laminated substrate]
The substrate laminate of the present disclosure comprises a first resin layer, a first substrate, and a first inorganic material layer in this order, wherein the first resin layer is disposed on one surface and the first inorganic material layer is disposed on the other surface of the first laminate,
A second laminate comprising a second resin layer, a second substrate, and a second inorganic material layer in this order, wherein the second resin layer is disposed on one surface and the second inorganic material layer is disposed on the other surface,
It has,
The first laminate and the second laminate are laminated together via the first resin layer of the first laminate and the second inorganic material layer of the second laminate.
The first and second laminates in the substrate laminate of this disclosure may be laminates that are three-dimensionally mounted on a substrate such as a wafer, and examples include the first and second laminates used in the manufacturing method of the substrate laminate of this disclosure described above. Preferred forms of the first and second laminates in the substrate laminate are the same as preferred forms of the first and second laminates in the manufacturing method of the substrate laminate of this disclosure described above.
For example, specific examples of the first and second laminates in a substrate laminate include the laminate shown in Figure 1c or Figure 2c, and the segmented laminate shown in Figures 1d and 2d.
Preferably, the first or second laminate in the substrate laminate of this disclosure is a laminate for a three-dimensional semiconductor device.

本開示の基板積層体において、前記第1の積層体は、前記第1の樹脂層の表面の一部及び前記第1の無機材層の表面の一部に電極を備え、
前記第2の積層体は、前記第2の樹脂層の表面の一部及び前記第2の無機材層の表面の一部に電極を備えることが好ましい。
なお電極の好ましい形態としては、前述の本開示の基板積層体の製造方法における電極の好ましい形態と同様である。
In the substrate laminate of the present disclosure, the first laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the first resin layer and a part of the surface of the first inorganic material layer.
Preferably, the second laminate is provided with electrodes on a portion of the surface of the second resin layer and a portion of the surface of the second inorganic material layer.
The preferred form of the electrode is the same as the preferred form of the electrode in the manufacturing method of the substrate laminate described above.

<基板積層体の製造方法の変形例>
本開示の基板積層体の製造方法の変形例では、第1の積層体の代わりに、第1の樹脂層、第1の基板、第3の樹脂層の順番に積層された積層体(第3の積層体)を用い、かつ、第2の積層体の代わりに、第2の樹脂層、第1の基板、第4の樹脂層の順番に積層された積層体(第3の積層体)を用いる点で、前述の本開示の基板積層体の製造方法と相違する。つまり、積層体(第3の積層体)は、第1の積層体における第1の無機材層が、第3の樹脂層に置換されており、積層体(第4の積層体)は、第2の積層体における第2の無機材層が、第4の樹脂層に置換されている。そして、第1の樹脂層と、第4の樹脂層とが工程Cによって接合されることで、変形例にて基板積層体が得られる。
<Modified Method of Manufacturing Substrate Laminates>
A modified version of the method for manufacturing a substrate laminate according to the present disclosure differs from the method for manufacturing a substrate laminate according to the present disclosure described above in that, instead of the first laminate, a laminate (third laminate) is used in which a first resin layer, a first substrate, and a third resin layer are stacked in that order, and instead of the second laminate, a laminate (third laminate) is used in which a second resin layer, a first substrate, and a fourth resin layer are stacked in that order. In other words, in the laminate (third laminate), the first inorganic material layer in the first laminate is replaced by the third resin layer, and in the laminate (fourth laminate), the second inorganic material layer in the second laminate is replaced by the fourth resin layer. The substrate laminate is then obtained in the modified version by joining the first resin layer and the fourth resin layer in step C.

変形例では、第1の樹脂層と、第4の樹脂層とは樹脂組成が異なることが好ましく、第1の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料と、第4の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料とは樹脂組成が異なることが好ましい。これにより、第3の積層体及び第4の積層体の厚さが小さい場合であっても、基板積層体の反りを好適に抑制できる傾向にある。In the modified example, it is preferable that the first resin layer and the fourth resin layer have different resin compositions, and that the resin material used to form the first resin layer and the resin material used to form the fourth resin layer have different resin compositions. This tends to effectively suppress warping of the substrate laminate, even when the thickness of the third and fourth laminates is small.

第1の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料としては、23℃における複合弾性率は、0.1GPa以上10GPaとなる樹脂層を形成可能な樹脂材料であることが好ましい。つまり、第1の樹脂層の23℃における複合弾性率は、0.1GPa以上10GPa以下であることが好ましい。
第1の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料、及び第1の樹脂層の好ましい条件は、前述の本開示の基板積層体の製造方法にて説明したこれらの好ましい条件と同様である。
The resin material used to form the first resin layer is preferably a resin material capable of forming a resin layer with a composite elastic modulus of 0.1 GPa or more and 10 GPa or less at 23°C. In other words, the composite elastic modulus of the first resin layer at 23°C is preferably 0.1 GPa or more and 10 GPa or less.
The resin material used to form the first resin layer, and the preferred conditions for the first resin layer, are the same as those described above in the method for manufacturing the substrate laminate of this disclosure.

第4の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料としては、第1の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料と組成が相違していれば特に限定されず、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、パリレン、ポリアリレンエーテル、テトラヒドロナフタレン、オクタヒドロアントラセン等の結合又は構造が架橋により形成される材料、ポリベンゾオキサザール、ポリベンゾオキサジン等の窒素環含有構造が形成される材料、Si-O等の結合又は構造が架橋により形成される材料、シロキサン変性化合物などの有機材料、ベンゾシクロブテン、エポキシ化合物などが挙げられる。The resin material used to form the fourth resin layer is not particularly limited as long as its composition differs from that of the resin material used to form the first resin layer. Examples include materials in which bonds or structures are formed by crosslinking, such as polyimide, polyamide, polyamideimide, parylene, polyalylene ether, tetrahydronaphthalene, and octahydroanthracene; materials in which nitrogen ring-containing structures are formed, such as polybenzoxazal and polybenzoxazine; materials in which bonds or structures such as Si-O are formed by crosslinking; organic materials such as siloxane-modified compounds; benzocyclobutene; and epoxy compounds.

第4の樹脂層の形成に用いられる樹脂材料は、ポリイミド結合が架橋により形成される材料、ベンゾシクロブテン、エポキシ化合物、シロキサン変性化合物等であることが好ましい。ポリイミド結合が架橋により形成される材料は、ポリイミド結合が架橋により形成されるシロキサン化合物であることが好ましく、シロキサン変性化合物は、エポキシ変性シロキサンであることが好ましい。The resin material used to form the fourth resin layer is preferably a material in which polyimide bonds are formed by crosslinking, benzocyclobutene, an epoxy compound, a siloxane-modified compound, etc. The material in which polyimide bonds are formed by crosslinking is preferably a siloxane compound in which polyimide bonds are formed by crosslinking, and the siloxane-modified compound is preferably an epoxy-modified siloxane.

-符号の説明-
1:キャリア、2:仮止め材、3:ウエハ、4:電極、5:無機材層、6:表面保護材、13:ウエハ、13A:ウエハ、13B:ウエハ、14:電極、14A:電極、14B:電極、15:無機材層、15A:無機材層、15B:無機材層、16:樹脂層、16A:樹脂層、16B:樹脂層、23:ウエハ、25:無機材層、33:ウエハ、33A:ウエハ、33B:ウエハ、34:電極、35:無機材層、35A:無機材層、35B:無機材層、36:樹脂層、36A:樹脂層、36B:樹脂層、100:基板積層体、200:基板積層体、300:基板積層体
—Explanation of symbols—
1: Carrier, 2: Temporary fixing material, 3: Wafer, 4: Electrode, 5: Inorganic material layer, 6: Surface protective material, 13: Wafer, 13A: Wafer, 13B: Wafer, 14: Electrode, 14A: Electrode, 14B: Electrode, 15: Inorganic material layer, 15A: Inorganic material layer, 15B: Inorganic material layer, 16: Resin layer, 16A: Resin layer, 16B: Resin layer, 23: Wafer, 25: Inorganic material layer, 33: Wafer, 33A: Wafer, 33B: Wafer, 34: Electrode, 35: Inorganic material layer, 35A: Inorganic material layer, 35B: Inorganic material layer, 36: Resin layer, 36A: Resin layer, 36B: Resin layer, 100: Substrate laminate, 200: Substrate laminate, 300: Substrate laminate

なお、2022年7月6日に出願された日本国特許出願2022-109052号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。また、本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。Furthermore, the disclosure of Japanese Patent Application No. 2022-109052, filed on July 6, 2022, is incorporated herein by reference in its entirety. In addition, all documents, patent applications, and technical standards described herein are incorporated by reference to the same extent as if each individual document, patent application, and technical standard were specifically and individually indicated as being incorporated by reference.

Claims (15)

第1の樹脂層、第1の基板、第1の無機材層の順番に積層されており、前記第1の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第1の無機材層がもう一方の表面に配置されている第1の積層体と、第2の樹脂層、第2の基板、第2の無機材層の順番に積層されており、前記第2の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第2の無機材層がもう一方の表面に配置されている第2の積層体と、を準備する工程であって、前記第1の樹脂層は、熱硬化性樹脂を含む樹脂材料の熱硬化、及び表面の平坦化処理により形成されるものである、工程Aと、
前記第1の積層体の前記第1の樹脂層と前記第2の積層体の前記第2の無機材層とを接触させて前記第1の積層体及び前記第2の積層体を積層する工程Bと、
前記工程Bの後に、前記第1の積層体及び前記第2の積層体を100℃以上で加熱する工程Cを含む、基板積層体の製造方法。
Step A is a process for preparing a first laminate, in which a first resin layer, a first substrate, and a first inorganic material layer are laminated in that order, with the first resin layer on one surface and the first inorganic material layer on the other surface, and a second laminate, in which a second resin layer, a second substrate, and a second inorganic material layer are laminated in that order, with the second resin layer on one surface and the second inorganic material layer on the other surface, wherein the first resin layer is formed by thermosetting of a resin material including a thermosetting resin and a surface planarization treatment .
Step B involves bringing the first resin layer of the first laminate and the second inorganic material layer of the second laminate into contact to laminate the first laminate and the second laminate,
A method for manufacturing a substrate laminate, comprising step C, after step B, of heating the first laminate and the second laminate to 100°C or higher.
前記第1の積層体は、前記第1の樹脂層の表面の一部及び前記第1の無機材層の表面の一部に電極を備え、
前記第2の積層体は、前記第2の樹脂層の表面の一部及び前記第2の無機材層の表面の一部に電極を備える、請求項1に記載の基板積層体の製造方法。
The first laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the first resin layer and a part of the surface of the first inorganic material layer.
The method for manufacturing a substrate laminate according to claim 1, wherein the second laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the second resin layer and a part of the surface of the second inorganic material layer.
前記工程Bの前に、前記第2の無機材層に表面活性化処理を施す工程を含む、請求項2に記載の基板積層体の製造方法。 The method for manufacturing a substrate laminate according to claim 2, comprising the step of applying a surface activation treatment to the second inorganic material layer before step B. 前記工程Cの後に、前記第1の無機材層側の面から前記第2の樹脂層側の面に向かって前記第1の積層体及び前記第2の積層体に貫通孔を設け、前記貫通孔に前記第1の積層体及び前記第2の積層体を貫通する電極を形成する工程を含む、請求項1に記載の基板積層体の製造方法。 A method for manufacturing a substrate laminate according to claim 1, further comprising the step of providing through holes in the first laminate and the second laminate from the surface on the first inorganic material layer side toward the surface on the second resin layer side after step C, and forming electrodes that penetrate the first laminate and the second laminate in the through holes. 前記工程Bの前に、前記第2の無機材層を洗浄する工程を含む、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。 A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, comprising the step of cleaning the second inorganic material layer before step B. 前記工程Bの前に、前記第2の無機材層に表面保護層を設ける工程を含む、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。 A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, comprising the step of providing a surface protective layer to the second inorganic material layer before step B. 前記工程Bにおける前記第1の樹脂層と前記第2の無機材層とを接触させる前にて、前記第1の樹脂層の23℃における複合弾性率は、0.1GPa以上20GPa以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。 The method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein, before contacting the first resin layer and the second inorganic material layer in step B, the composite modulus of the first resin layer at 23°C is 0.1 GPa or more and 20 GPa or less. 前記工程Bにおける前記第1の樹脂層と前記第2の無機材層とを接触させる前にて、前記第1の樹脂層の硬化率は、70%以上100%以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。 The method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein, before contacting the first resin layer with the second inorganic material layer in step B, the curing rate of the first resin layer is 70% or more and 100% or less. 前記工程Bにおける前記第1の樹脂層と前記第2の無機材層とを接触させる前にて、前記第1の樹脂層の表面粗度(Ra)は、0.01nm以上1.2nm以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。 The method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein, before contacting the first resin layer and the second inorganic material layer in step B, the surface roughness (Ra) of the first resin layer is 0.01 nm or more and 1.2 nm or less. 前記第1の樹脂層の表面にシラノール基、アミノ基、エポキシ基、水酸基及び不飽和結合を有する官能基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有する、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。 A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface of the first resin layer has at least one functional group selected from the group consisting of silanol groups, amino groups, epoxy groups, hydroxyl groups, and functional groups having unsaturated bonds. 前記第1の樹脂層は、
シロキサン結合と、
エステル結合、エーテル結合、アミド結合及びイミド結合からなる群より選択される少なくともいずれか1つと、を含む、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。
The first resin layer is
Siloxane bond and
A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, comprising at least one selected from the group consisting of ester bonds, ether bonds, amide bonds, and imide bonds.
前記第2の無機材層は、Si、Ga、Ge及びAsからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含む、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。 The method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein the second inorganic material layer contains at least one element selected from the group consisting of Si, Ga, Ge, and As. 前記平坦化処理がフライカット法又は化学的機械研磨法(CMP)により行われる、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の基板積層体の製造方法。A method for manufacturing a substrate laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein the planarization treatment is performed by a fly-cutting method or a chemical mechanical polishing method (CMP). 第1の樹脂層、第1の基板、第1の無機材層とをこの順に有し、前記第1の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第1の無機材層がもう一方の表面に配置されている第1の積層体と、
第2の樹脂層、第2の基板、第2の無機材層とをこの順に有し、前記第2の樹脂層が一方の表面に配置されており、前記第2の無機材層がもう一方の表面に配置されている第2の積層体と、
を有し、
前記第1の樹脂層の表面粗度(Ra)が0.1nm以上1.0nm以下であり、
前記第1の積層体の前記第1の樹脂層と前記第2の積層体の前記第2の無機材層とを介して前記第1の積層体及び前記第2の積層体が積層されている、基板積層体。
A first laminate comprising a first resin layer, a first substrate, and a first inorganic material layer in this order, wherein the first resin layer is disposed on one surface and the first inorganic material layer is disposed on the other surface,
A second laminate comprising a second resin layer, a second substrate, and a second inorganic material layer in this order, wherein the second resin layer is disposed on one surface and the second inorganic material layer is disposed on the other surface,
It has,
The surface roughness (Ra) of the first resin layer is 0.1 nm or more and 1.0 nm or less.
A substrate laminate in which the first laminate and the second laminate are laminated together via the first resin layer of the first laminate and the second inorganic material layer of the second laminate.
前記第1の積層体は、前記第1の樹脂層の表面の一部及び前記第1の無機材層の表面の一部に電極を備え、
前記第2の積層体は、前記第2の樹脂層の表面の一部及び前記第2の無機材層の表面の一部に電極を備える、請求項14に記載の基板積層体。
The first laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the first resin layer and a part of the surface of the first inorganic material layer.
The substrate laminate according to claim 14 , wherein the second laminate is provided with electrodes on a part of the surface of the second resin layer and a part of the surface of the second inorganic material layer.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2026070909A1 (en) * 2024-09-27 2026-04-02 富士フイルム株式会社 Resin composition for substrate bonding, production method for laminate, and production method for semiconductor device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015115420A (en) 2013-12-10 2015-06-22 オリンパス株式会社 Solid-state imaging device, imaging device, and manufacturing method of solid-state imaging device
JP2016062951A (en) 2014-09-16 2016-04-25 国立大学法人東京工業大学 Semiconductor device manufacturing method
JP2017124586A (en) 2016-01-15 2017-07-20 東洋紡株式会社 Method for manufacturing flexible electronic device
US20210074660A1 (en) 2019-09-11 2021-03-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package including conductive bumps and method of manufacturing the semiconductor package
US20210320086A1 (en) 2020-04-09 2021-10-14 SK Hynix Inc. Semiconductor package including embedded solder connection structure
JP2021182621A (en) 2020-05-14 2021-11-25 三井化学株式会社 Laminate, composition, and method for manufacturing laminate
US20230082884A1 (en) 2021-09-13 2023-03-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04132258A (en) 1990-09-25 1992-05-06 Nec Corp Connecting body for semiconductor substrate and its connection
JP5201048B2 (en) 2009-03-25 2013-06-05 富士通株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2016047895A (en) 2014-08-28 2016-04-07 株式会社ダイセル Adhesive composition for semiconductor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015115420A (en) 2013-12-10 2015-06-22 オリンパス株式会社 Solid-state imaging device, imaging device, and manufacturing method of solid-state imaging device
JP2016062951A (en) 2014-09-16 2016-04-25 国立大学法人東京工業大学 Semiconductor device manufacturing method
JP2017124586A (en) 2016-01-15 2017-07-20 東洋紡株式会社 Method for manufacturing flexible electronic device
US20210074660A1 (en) 2019-09-11 2021-03-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package including conductive bumps and method of manufacturing the semiconductor package
US20210320086A1 (en) 2020-04-09 2021-10-14 SK Hynix Inc. Semiconductor package including embedded solder connection structure
JP2021182621A (en) 2020-05-14 2021-11-25 三井化学株式会社 Laminate, composition, and method for manufacturing laminate
US20230082884A1 (en) 2021-09-13 2023-03-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor package

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