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公開番号2025155969
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025034452
出願日2025-03-05
発明の名称2つのシリコン基板を含む積層体の製造方法および該積層体
出願人ダイキン工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/02 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シリコン基板間における接合強度をより大きくするための積層体の製造方法及び積層体を提供する。
【解決手段】方法は、第1シリコン基板10の第1接合部13及び第2シリコン基板20の第2接合部23が、シリコン酸化物を含む部分であり、ヒドロシリル基及び/又はシラノール基と反応可能な有機系材料並びにシリコン酸化物と接合可能な無機系材料の少なくとも1つを含み、かつ、パーティクル量が3,000個/mL以下である第1組成物を準備する工程と、有機系材料及び無機系材料の少なくとも1つを用いて、第1接合部と第2接合部とを該有機系材料及び/又は該有機系材料に由来する反応生成物で接合するか又は接着層30を設ける工程と、を含み、接着層は、第1接合部上に設けられた第1接着部31を含み、第1接着部の第1接合部と反対側の面に含まれるパーティクルのクラスター数は、5個/cm²以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２つのシリコン基板を含む積層体の製造方法であって、
（ａ）第１接合部を有する第１シリコン基板および第２接合部を有する第２シリコン基板であって、前記第１接合部および前記第２接合部が、シリコン酸化物を含む部分である、第１シリコン基板および第２シリコン基板を準備する工程、
（ｂ）ヒドロシリル基および／またはシラノール基と反応可能な有機系材料、およびシリコン酸化物と接合可能な無機系材料の少なくとも１つを含み、かつ、パーティクル量が３，０００個／ｍＬ以下である第１組成物を準備する工程、および
（ｃ）前記有機系材料および前記無機系材料の少なくとも１つを用いて、前記第１接合部と前記第２接合部とを該有機系材料および／または該有機系材料に由来する反応生成物で接合する、または、前記第１接合部と前記第２接合部とを該無機系材料および／または該無機系材料に由来する反応生成物で接合する接着層を設ける工程
を含み、
前記接着層は、前記第１接合部上に設けられた第１接着部を含み、
前記第１接着部の前記第１接合部と反対側の面に含まれるパーティクルのクラスター数は、５個／ｃｍ
２
以下である、製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記有機系材料は、アルケニル基、水酸基、加水分解性シリル基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基、酸無水物基およびシロキサン結合からなる群より選択される少なくとも１つを有する、
請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記有機系材料は、
（ｉ）２つの末端部にアルケニル基を有する炭化水素化合物；
（ｉｉ）１つの末端部にアルケニル基を有し、もう１つの末端部に水酸基、加水分解性シリル基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基および酸無水物基からなる群より選択されるいずれかを有する置換または非置換の炭化水素化合物；
（ｉｉｉ）複数の末端部を有し、少なくとも２つの末端部に、それぞれ独立して、水酸基、加水分解性シリル基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基、リン酸基および酸無水物基からなる群より独立して選択されるいずれかを有する置換または非置換の炭化水素化合物；および
（ｉｖ）シルセスキオキサンおよびその誘導体；
からなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
前記反応生成物は、前記無機系材料に由来する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記反応生成物は、ＳｉＯ
２
、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ、ＨｆＯ
２
、およびＬａ
２
Ｏ
３
からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
第２組成物をフィルタリングして前記第１組成物に精製することを含む、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項７】
前記フィルタリングは、有効径５０ｎｍ以下のメンブレンを用いて行う、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記第２組成物中のパーティクル量は、３，０００個／ｍＬ超である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項９】
前記第１シリコン基板と前記第２シリコン基板との接合強度は、１．００Ｊ／ｍ
２
以上である、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記第１接着部は、２層以上から形成される、請求項１または２に記載の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのシリコン基板を含む積層体の製造方法および該積層体に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体技術の分野において、例えば、特許文献１において、２つのシリコン基板を接合する方法として、シリコン基板間に接着層を設けることが検討されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２３／２７６６３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなシリコン基板の接着において、シリコン基板間の接合強度をより大きくすることが求められる。そこで、本発明の課題は、シリコン基板間における接合強度をより大きくするための製造方法および該方法で形成された積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本開示は、以下の［１］～［１７］を提供する。
［１］
２つのシリコン基板を含む積層体の製造方法であって、
（ａ）第１接合部を有する第１シリコン基板および第２接合部を有する第２シリコン基板であって、前記第１接合部および前記第２接合部が、シリコン酸化物を含む部分である、第１シリコン基板および第２シリコン基板を準備する工程、
（ｂ）ヒドロシリル基および／またはシラノール基と反応可能な有機系材料、およびシリコン酸化物と接合可能な無機系材料の少なくとも１つを含み、かつ、パーティクル量が３，０００個／ｍＬ以下である第１組成物を準備する工程、および
（ｃ）前記有機系材料および前記無機系材料の少なくとも１つを用いて、前記第１接合部と前記第２接合部とを該有機系材料および／または該有機系材料に由来する反応生成物で接合する、または、前記第１接合部と前記第２接合部とを該無機系材料および／または該無機系材料に由来する反応生成物で接合する接着層を設ける工程
を含み、
前記接着層は、前記第１接合部上に設けられた第１接着部を含み、
前記第１接着部の前記第１接合部と反対側の面に含まれるパーティクルのクラスター数は、５個／ｃｍ
２
以下である、製造方法。
［２］
前記有機系材料は、アルケニル基、水酸基、加水分解性シリル基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基、酸無水物基およびシロキサン結合からなる群より選択される少なくとも１つを有する、
［１］に記載の製造方法。
［３］
前記有機系材料は、
（ｉ）２つの末端部にアルケニル基を有する炭化水素化合物；
（ｉｉ）１つの末端部にアルケニル基を有し、もう１つの末端部に水酸基、加水分解性シリル基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基および酸無水物基からなる群より選択されるいずれかを有する置換または非置換の炭化水素化合物；
（ｉｉｉ）複数の末端部を有し、少なくとも２つの末端部に、それぞれ独立して、水酸基、加水分解性シリル基、イソシアネート基、エポキシ基、アミノ基、リン酸基および酸無水物基からなる群より独立して選択されるいずれかを有する置換または非置換の炭化水素化合物；および
（ｉｖ）シルセスキオキサンおよびその誘導体；
からなる群より選択される少なくとも１つを含む、［１］または［２］に記載の積層体の製造方法。
［４］
前記反応生成物は、前記無機系材料に由来する、［１］～［３］のいずれか１つに記載の製造方法。
［５］
前記反応生成物は、ＳｉＯ
２
、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、ＳｉＮ、ＳｉＣＮ、ＨｆＯ
２
、およびＬａ
２
Ｏ
３
からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む、［４］に記載の製造方法。
［６］
第２組成物をフィルタリングして前記第１組成物に精製することを含む、［１］～［５］のいずれか１つに記載の製造方法。
［７］
前記フィルタリングは、有効径５０ｎｍ以下のメンブレンを用いて行う、［６］に記載の製造方法。
［８］
前記第２組成物中のパーティクル量は、３，０００個／ｍＬ超である、［６］または［７］に記載の製造方法。
［９］
前記第１シリコン基板と前記第２シリコン基板との接合強度は、１．００Ｊ／ｍ
２
以上である、［１］～［８］のいずれか１つに記載の製造方法。
［１０］
前記第１接着部は、２層以上から形成される、［１］～［９］のいずれか１つに記載の製造方法。
［１１］
さらに、前記接着層は、前記第１接着部に接合する第２接着部を有し、
前記第２接着部は、前記第２接合部上に設けられ、
前記第２接着部の前記第２接合部と反対側の面に含まれるパーティクルのクラスター数は、５個／ｃｍ
２
以下である、
［１］～［１０］のいずれか１つに記載の製造方法。
［１２］
前記第２接着部は、２層以上から形成される、［１１］に記載の製造方法。
［１３］
前記有機系材料は、
（ｉ）複数の末端部を有し、少なくとも２つの末端部にアルケニル基を有する、置換または非置換の炭化水素化合物；
【発明の効果】
【０００６】
本開示によると、シリコン基板間における接合強度をより大きくするための製造方法および該方法で形成された積層体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態における積層体の概略模式断面図を示す。
第２実施形態における積層体の概略模式断面図を示す。
変形例における積層体の概略模式断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示の実施形態について、図面を参照しながら以下に詳述するが、本開示はこれら実施形態に限定されない。
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の積層体４０の断面図を模式的に示す説明図である。図１に示すように、積層体４０は、第１シリコン基板１０と第２シリコン基板２０とを有し、第１シリコン基板１０と第２シリコン基板２０との間に接着層３０が位置する。第１シリコン基板１０は、第１本体部１１と第１接合部１３とを有する。第２シリコン基板２０は、第２本体部２１と第２接合部２３とを有する。第１接合部１３と第２接合部２３とは、接着層３０を介して接合する。
【００１０】
上記積層体４０は、以下の工程を含む製造方法により得ることができる。
（ａ）第１接合部１３を有する第１シリコン基板１０及び第２接合部２３を有する第２シリコン基板２０であって、前記第１接合部１３及び前記第２接合部２３が、シリコン酸化物を含む部分である、第１シリコン基板１０及び第２シリコン基板２０を準備すること、および
（ｂ）ヒドロシリル基および／またはシラノールと反応可能な有機系材料、および、シリコン酸化物と接着可能な無機系材料の少なくとも１つを含み、かつ、パーティクル量が３，０００個／ｍＬ以下である第１組成物を準備すること、および
（ｃ）前記有機系材料および前記無機系材料の少なくとも１つを用いて、前記第１接合部１３と前記第２接合部２３とを前記有機系材料および／または該有機系材料に由来する反応生成物で接合する、または、前記第１接合部１３と前記第２接合部２３とを該無機系材料で接合する接着層３０を設けること
を含み、
前記接着層３０は、前記第１接合部１３上に設けられた第１接着部３１を含み、
前記第１接着部３１の前記第１接合部１３と反対側の面に含まれるパーティクルのクラスター数は、５個／ｃｍ
２
以下である。
上記製造方法を用いることにより、第１，第２シリコン基板１０，２０間の接合強度を大きくできる。なお、本明細書において「有機系材料および／または該有機系材料に由来する反応生成物」を、「有機系材料に由来する反応生成物」と記載することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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