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公開番号2025153489
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055999
出願日2024-03-29
発明の名称硬化性樹脂組成物及び基板積層体の製造方法
出願人積水化学工業株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類C08L 101/00 20060101AFI20251002BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】ハイブリッドボンディングを用いた基板積層体において、接合安定性が高く、耐湿性及び耐久性に優れた有機絶縁層を形成することができる硬化性樹脂組成物及び該硬化性樹脂組成物を用いた基板積層体の製造方法を提供する。
【解決手段】ハイブリッドボンディングを用いた基板積層体における有機絶縁層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物であって、熱硬化性樹脂と、無機フィラーと、を含み、前記無機フィラーの体積平均粒子径が150nm以下である硬化性樹脂組成物。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
ハイブリッドボンディングを用いた基板積層体における有機絶縁層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、無機フィラーと、を含み、
前記無機フィラーの体積平均粒子径が１５０ｎｍ以下である硬化性樹脂組成物。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記硬化性樹脂組成物１００重量％中における前記無機フィラーの含有量が３０重量％以上である、請求項１記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項３】
前記無機フィラーがシリカである、請求項１又は２記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミド前駆体、ポリアミド樹脂、マレイミド樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項１又は２記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項５】
前記無機フィラーの体積平均粒子径が９０ｎｍ以下である、請求項１又は２記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項６】
前記熱硬化性樹脂は、多官能マレイミド樹脂を含有する、請求項４記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項７】
１４０℃、３０分の熱処理で硬化させた硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が２ＧＰａ以上である、請求項１又は２記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項８】
電極を有する第１の基板の電極面上に、請求項１又は２記載の硬化性樹脂組成物を成膜する工程と、
成膜した前記硬化性樹脂組成物を硬化して有機絶縁層を形成する工程と、
前記第１の基板の前記有機絶縁層を研磨する工程と、
電極を有する第２の基板の電極面上に絶縁層を形成する工程と、
前記第２の基板の前記絶縁層を研磨する工程と、
研磨された前記第１の基板又は前記第２の基板の少なくとも一方の電極面上を活性化する工程と、
前記第１の基板の電極と、前記第２の基板の電極とを接合する工程と、を有する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、硬化性樹脂組成物及び該硬化性樹脂組成物を用いた基板積層体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高性能化に伴い、複数の半導体チップを積層させる三次元化が進行している。このような複数の半導体チップを積層させた基板積層体では、従来はんだを介して基板の電極間を接合していたが、近年電極の接合方法としてハイブリッドボンディングが検討されている。
【０００３】
図１にハイブリッドボンディングによる基板積層体の製造の様子を表した模式図を示す。ハイブリッドボンディングでは、まず第１の基板１、第２の基板２の片面に電極３と絶縁層４を形成する。次いで、電極３と絶縁層４を形成した表面を研磨して平坦化した後に高温処理によって第１の基板１及び第２の基板２の電極３と絶縁層４を同時に接合することで基板積層体を得る。ハイブリッドボンディングによる基板積層体は、はんだを介さないことから配線距離が短くなるとともに電気特性の向上、実装密度の向上といった優れた特性を有している。
【０００４】
ハイブリッドボンディングにおいて上記絶縁層はＳｉＯ
２
等の無機物が検討されてきたが、無機物の絶縁層を用いると基板間に異物やボイドが噛みこんだ場合に接合不良が起きやすいという問題があった。そこで、絶縁層に熱硬化性樹脂のような樹脂材料を用いることが提案されている（例えば、特許文献１、２）。絶縁層に樹脂材料を用いることで、異物やボイドが噛みこんだ場合であってもこれらを絶縁層に埋め込むことができ、接合不良を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１９７４３０号公報
特開２０２３－０３９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２のような樹脂材料を用いた絶縁層は耐湿性（水分による剥離）や温度変化に対する耐久性（温度サイクルによる剥離）といった信頼性に劣るという問題があった。そこで、絶縁層の信頼性を高めるために無機フィラーを用いることが検討されたものの、絶縁層に無機フィラーを用いると、絶縁層及び電極を研磨して平坦化する際に傷が入りやすいという問題があった。基板の接合面に傷が入ると接合安定性が低下し、耐湿性も低下してしまうため、樹脂材料を用いながらも接合安定性、耐湿性及び耐久性に優れた絶縁層が求められている。
【０００７】
本発明は、ハイブリッドボンディングを用いた基板積層体において、接合安定性が高く、耐湿性及び耐久性に優れた有機絶縁層を形成することができる硬化性樹脂組成物及び該硬化性樹脂組成物を用いた基板積層体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の開示１～８より構成される。以下、本発明について詳述する。
［開示１］
ハイブリッドボンディングを用いた基板積層体における有機絶縁層の形成に用いられる硬化性樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、無機フィラーと、を含み、
前記無機フィラーの体積平均粒子径が１５０ｎｍ以下である硬化性樹脂組成物。
［開示２］
前記硬化性樹脂組成物１００重量％中における前記無機フィラーの含有量が３０重量％以上である、開示１記載の硬化性樹脂組成物。
［開示３］
前記無機フィラーがシリカである、開示１又は２記載の硬化性樹脂組成物。
［開示４］
前記熱硬化性樹脂は、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミド前駆体、ポリアミド樹脂、マレイミド樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、開示１～３のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
［開示５］
前記無機フィラーの体積平均粒子径が９０ｎｍ以下である、開示１～４のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
［開示６］
前記熱硬化性樹脂は、多官能マレイミド樹脂を含有する、開示４記載の硬化性樹脂組成物。
［開示７］
１４０℃、３０分の熱処理で硬化させた硬化物の２５℃における貯蔵弾性率が２ＧＰａ以上である、開示１～６のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
［開示８］
電極を有する第１の基板の電極面上に、開示１又は２記載の硬化性樹脂組成物を成膜する工程と、
成膜した前記硬化性樹脂組成物を硬化して有機絶縁層を形成する工程と、
前記第１の基板の前記有機絶縁層を研磨する工程と、
電極を有する第２の基板の電極面上に絶縁層を形成する工程と、
前記第２の基板の前記絶縁層を研磨する工程と、
研磨された前記第１の基板又は前記第２の基板の少なくとも一方の電極面上を活性化する工程と、
前記第１の基板の電極と、前記第２の基板の電極とを接合する工程と、を有する基板積層体の製造方法。
【０００９】
本発明の硬化性樹脂組成物は熱硬化性樹脂を含有する。
ハイブリッドボンディングによる基板積層体の絶縁膜として熱硬化性樹脂の硬化物を用いることで、基板を接合する際に異物やボイドが噛みこんだ場合であってもこれらを埋め込んで基板の接合不良を抑えることができる。また、基板に反りが発生した場合であっても応力を緩和して反りを解消することができる。
【００１０】
上記熱硬化性樹脂としては、重合性化合物と必要に応じて硬化剤を含む樹脂が挙げられる。上記重合性化合物は、基板の接合の際に高温処理を行うことから硬化物が耐熱性に優れたものであることが好ましい。このような重合性化合物としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミド前駆体、ポリアミド樹脂、マレイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。中でも接着力に優れることから、上記熱硬化性樹脂はフェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリイミド前駆体、ポリアミド樹脂、マレイミド樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも１種を含有することが好ましく、エポキシ樹脂又はマレイミド樹脂であることがより好ましく、特に耐湿性に優れることから、マレイミド樹脂であることが更に好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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