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公開番号2025064295
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173929
出願日2023-10-05
発明の名称基板積層体の製造方法
出願人三井化学株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01L 21/60 20060101AFI20250410BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ボイドの発生が抑制され、樹脂の変形による配線同士の接合位置のずれが抑制された基板積層体を製造可能な基板積層体の製造方法を提供する。
【解決手段】基板積層体26の製造方法は、第1の基板10、第1の電極及び有機材料層を備える第1の基板積層体16を準備する工程と、有機材料層を有する側の面を研磨する工程と、第1の基板積層体と第2の基板積層体24とを、電極同士が対向する位置で重ねて仮接合する工程と、工多層の基板積層体26を、第1の電極の溶融温度以上で加熱して電極同士を接合する工程と、を有し、第1の電極は、融点が300℃以下の金属からなる層12Aを含み、前記有機材料層は、第1の基板の第1の電極を有する側の面に設けられ、樹脂及び樹脂前駆体の少なくともいずれかを含み、硬化率が100%未満である。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１の基板、前記第１の基板の少なくとも一方の面に第１の電極及び有機材料層を備える第１の基板積層体を準備する工程Ａと、
前記第１の基板積層体の有機材料層を有する側の面を研磨する工程Ｂと、
前記工程Ｂを実施した後の第１の基板積層体と、予め準備された第２の基板の少なくとも一方の面に第２の電極が配置されてなる第２の基板積層体とを、前記第１の電極と前記第２の電極とが対向する位置で重ね合わせ、前記第１の電極の融点以下の温度で接合し、多層の基板積層体を得る工程Ｃと、
前記工程Ｃで得た前記多層の基板積層体を、前記第１の電極の溶融温度以上で加熱して前記第１の電極と前記第２の電極とを接合する工程Ｄと、を有し、
前記工程Ａで準備する第１の基板積層体における第１の電極は、融点が３００℃以下の金属からなる層を含み、
前記工程Ａで準備する第１の基板積層体における有機材料層は、前記第１の基板の少なくとも前記第１の電極を有する側の面に設けられ、且つ、
前記有機材料層は、樹脂及び樹脂前駆体を含有し、硬化率が１００％未満である有機材料層である、
基板積層体の製造方法。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記工程Ｂを実施した後の第１の基板積層体における前記第１の電極の厚みが、前記有機材料層の厚みの１０５％以下である、請求項１に記載の基板積層体の製造方法。
【請求項３】
前記工程Ｃにおける前記接合の温度が８０℃以下である、請求項１又は請求項２に記載の基板積層体の製造方法。
【請求項４】
前記融点が３００℃以下の金属が、はんだ及びすずの少なくとも一方を含む、請求項１又は請求項２に記載の基板積層体の製造方法。
【請求項５】
前記工程Ａは、前記第１の基板の少なくとも一方の面上に、前記第１の電極を形成する工程Ａ－１と、前記第１の電極が形成された前記第１の基板上に、前記有機材料層を形成する工程Ａ－２とを含む、請求項１又は請求項２に記載の基板積層体の製造方法。
【請求項６】
前記工程Ｄにおいて、前記第１の電極と前記第２の電極とを接合する際の加熱温度が、１５０℃～３００℃である、請求項１又は請求項２に記載の基板積層体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の、前記電極と接触する側の面に表面処理を行うことにより、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種の官能基を形成する工程を更に備える、請求項１又は請求項２に記載の基板積層体の製造方法。
【請求項８】
前記有機材料層は、加熱により硬化する樹脂及び前記樹脂の前駆体から選ばれる少なくとも１種を含み、硬化率が７０％以上１００％未満である、請求項１又は請求項２に記載の基板積層体の製造方法。
【請求項９】
基板積層体において、工程Ｂを経た後の有機材料層の厚さは、０．００１μｍ～２０．０μｍである、請求項１又は請求項２に記載の基板積層体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板積層体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
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（ウェハ）、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（ウェハ）、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、非特許文献１～２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平４－１３２２５８号公報
特開２０１０－２２６０６０号公報
特開２０１６－４７８９５号公報
【非特許文献】
【０００４】
A.Bayrashev, B.Ziaie, Sensors and Actuators A 103 (2003) 16-22.
Q. Y. Tong, U. M. Gosele, Advanced Material 11, No. 17 (1999) 1409-1425.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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、基板の接合位置ずれ（アラインメントのずれ）が生じやすいという問題がある。
【０００７】
本開示の一態様の課題は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ボイドの発生が抑制され、樹脂の変形による配線同士の接合位置のずれが抑制された基板積層体を製造可能な基板積層体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
【０００９】
＜１＞第１の基板、第１の基板、前記第１の基板の少なくとも一方の面に第１の電極及び有機材料層を備える第１の基板積層体を準備する工程Ａと、前記第１の基板積層体の有機材料層を有する側の面を研磨する工程Ｂと、前記工程Ｂを実施した後の第１の基板積層体と、予め準備された第２の基板の少なくとも一方の面に第２の電極が配置されてなる第２の基板積層体とを、前記第１の電極と前記第２の電極とが対向する位置で重ね合わせ、前記第１の電極の融点以下の温度で接合し、多層の基板積層体を得る工程Ｃと、前記工程Ｃで得た前記多層の基板積層体を、前記第１の電極の溶融温度以上で加熱して前記第１の電極と前記第２の電極とを接合する工程Ｄと、を有し、前記工程Ａで準備する第１の基板積層体における第１の電極は、融点が３００℃以下の金属からなる層を含み、前記工程Ａで準備する第１の基板積層体における有機材料層は、前記第１の基板の少なくとも前記第１の電極を有する側の面に設けられ、且つ、前記有機材料層は、樹脂及び樹脂前駆体を含有し、硬化率が１００％未満である有機材料層である、基板積層体の製造方法。
＜２＞前記工程Ｂを実施した後の第１の基板積層体における前記第１の電極の厚みが、前記有機材料層の厚みの１０５％以下である、＜１＞に記載の基板積層体の製造方法。
＜３＞前記工程Ｃにおける前記接合の温度が８０℃以下である、＜１＞又は＜２＞に記載の基板積層体の製造方法。
＜４＞前記融点が３００℃以下の金属が、はんだ及びすずの少なくとも一方を含む、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の基板積層体の製造方法。
【００１０】
＜５＞前記工程Ａは、前記第１の基板の少なくとも一方の面上に、前記第１の電極を形成する工程Ａ－１と、前記第１の電極が形成された前記第１の基板上に、前記有機材料層を形成する工程Ａ－２とを含む、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の基板積層体の製造方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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