(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２層のウエハ−が接合材によって接合されている張合わせウエハ−において、接合材として非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層単独あるいは基体ポリイミド（Ｙ）層の両面に非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層を設けた熱融着性の芳香族ポリイミド材を用い、
非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層が２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、酸の二無水物または酸のエステルと１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとを含む成分より得られる芳香族ポリイミド層であり、
張合わせウエハ−の一方の外面を研磨加工して薄片化し、他方の外面の一部をエッチングしてウエハ−の一部を除去し、その後ウエハ−の除去した部分の接合材を除去して得られる圧力センサー用基板。
【請求項２】
ウエハ−がシリコンウエハ−である請求項１記載の圧力センサー用基板。
【請求項３】
あらかじめ回路が形成されているウエハ−を接合してなる請求項１又は２記載の圧力センサー用基板。
【請求項４】
ウエハ−があらかじめ溝を形成されているかあるいは表面に段差や荒れがあるウエハ−であり、接合材がポリアミック酸溶液を塗布し加熱して溶媒除去およびイミド化して得られる非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）である請求項１から３のいずれか１項に記載の圧力センサー用基板。
【請求項５】
圧力センサー用基板の製造方法であり、
非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）として２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、酸の二無水物または酸のエステルと１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとを含む成分より得られる芳香族ポリイミド（Ｘ）層を用い、
少なくとも２層のウエハ−の間に、接合材として非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）単独あるいは基体ポリイミド（Ｙ）層の両面に非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層を設けた熱融着性の芳香族ポリイミドフィルムを挟み、芳香族ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度以上で劣化温度以下の温度、０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で接合して張合わせウエハ−を製造し、
張合わせウエハ−の一方の外面を研磨加工して薄片化し、他方の外面の一部をエッチングしてウエハ−の一部を除去し、その後ウエハ−の除去した部分の接合材を除去して得られることを特徴とする圧力センサー用基板の製造方法。
【請求項６】
熱融着性の芳香族ポリイミドフィルムが、基体ポリイミド（Ｙ）層の両面に非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層を三層の押出し成形用ダイスを有する押出し成形機と溶液流延製膜装置とを組み合わせた３層押出し流延製膜成形法によって製造したものである請求項５記載の圧力センサー用基板の製造方法。
【請求項７】
圧力センサー用基板の製造方法であり、
非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）として２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、酸の二無水物または酸のエステルと１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとを含む成分より得られる芳香族ポリイミド（Ｘ）を用い、
ウエハ−の片面に、接合材としての非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）を与えるポリアミック酸溶液を塗布し、加熱して溶媒除去およびイミド化して熱融着性の芳香族ポリイミド層を形成した後、他のウエハ−を重ね、芳香族ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度以上でかつ劣化温度以下の温度、０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で接合する接合して張合わせウエハ−を製造し、
張合わせウエハ−の一方の外面を研磨加工して薄片化し、他方の外面の一部をエッチングしてウエハ−の一部を除去し、その後ウエハ−の除去した部分の接合材を除去して得られることを特徴とする圧力センサー用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、接合材としてポリイミドを使用した張合わせウエハ−及びその製造方法、この張合わせウエハ−を用いた基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
張合わせウエハ−の製造方法として、直接張合わせ法、静電接合法およびス−トガラス接合法等などが提案されている。これらはいずれも１０００℃を越える接合温度を必要とし、また数時間−数十時間の接合時間を要している。さらに、これらはいずれも拡散炉仕様の熱処理炉という大がかりな製造装置が必要である。
【０００３】
一方、芳香族ポリイミドフィルムは耐熱性、機械的強度、電気的特性などが優れているが、ガラス基板にキャストして製造する例があるようにガラスとの接着性が劣るため、ウエハ−の接合材としては不適当と考えられてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の目的は、接合材としてポリイミドを使用し、比較的緩和な条件でウエハ−と接合されていて均一性を有する張合わせウエハ−及びその製造方法、その張合わせウエハ−から導かれる基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、少なくとも２層のウエハ−が接合材によって接合されている張合わせウエハ−において、接合材として非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層単独あるいは基体ポリイミド（Ｙ）層の両面に非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層を設けた熱融着性の芳香族ポリイミド材を用い、
非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層が２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、酸の二無水物または酸のエステルと１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとを含む成分より得られる芳香族ポリイミド層であることを特徴とする張合わせウエハ−に関する。
この発明は、上記発明の張合わせウエハ−の一方の面が研削加工、研磨加工、エッチングの少なくとも１つの加工処理が施されてなる基板に関する。
この発明は、上記発明の張合わせウエハ−の一方の面を所定量除去し、ウエハ−がＳＯＩ構造を有してなる基板に関する。
この発明は、あらかじめ回路が形成されているウエハ−を接合した張合わせウエハ−に加工処理が施されてなる上記の基板に関する。
この発明は、上記の基板であって薄小片化し、回路を設けてなる素子としての基板に関する。
この発明は、上記の張合わせウエハ−の一方の外面を研磨加工して薄片化し、他方の外面の一部をエッチングしてウエハ−の一部を除去し、その後ウエハ−の除去した部分の接合材を除去して得られる圧力センサー用基板に関する。
【０００６】
この発明は、非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層として２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、酸の二無水物または酸のエステルと１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとを含む成分より得られる芳香族ポリイミド層を用い、
少なくとも２層のウエハ−の間に、接合材として非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）単独あるいは基体ポリイミド（Ｙ）層の両面に非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層を設けた熱融着性の芳香族ポリイミドフィルムを挟み、芳香族ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度以上で劣化温度以下の温度、０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で接合することを特徴とする張合わせウエハ−の製造方法に関する。
この発明は、非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）として２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、酸の二無水物または酸のエステルと１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとを含む成分より得られる芳香族ポリイミド層を用い、
ウエハ−の片面に、接合材としての非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）を与えるポリアミック酸溶液を塗布し、加熱して溶媒除去およびイミド化して熱融着性の芳香族ポリイミド層を形成した後、他のウエハ−を重ね、芳香族ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度以上でかつ劣化温度以下の温度、０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で接合することを特徴とする張合わせウエハ−の製造方法に関する。
【０００７】
この発明は、圧力センサー用基板の製造方法であり、
非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）として２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、酸の二無水物または酸のエステルと１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとを含む成分より得られる芳香族ポリイミド（Ｘ）層を用い、
少なくとも２層のウエハ−の間に、接合材として非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）単独あるいは基体ポリイミド（Ｙ）層の両面に非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層を設けた熱融着性の芳香族ポリイミドフィルムを挟み、芳香族ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度以上で劣化温度以下の温度、０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で接合して張合わせウエハ−を製造し、
張合わせウエハ−の一方の外面を研磨加工して薄片化し、他方の外面の一部をエッチングしてウエハ−の一部を除去し、その後ウエハ−の除去した部分の接合材を除去して得られることを特徴とする圧力センサー用基板の製造方法に関する。
この発明は、圧力センサー用基板の製造方法であり、
非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）として２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、酸の二無水物または酸のエステルと１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンとを含む成分より得られる芳香族ポリイミド（Ｘ）を用い、
ウエハ−の片面に、接合材としての非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）を与えるポリアミック酸溶液を塗布し、加熱して溶媒除去およびイミド化して熱融着性の芳香族ポリイミド層を形成した後、他のウエハ−を重ね、芳香族ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度以上でかつ劣化温度以下の温度、０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で接合する接合して張合わせウエハ−を製造し、
張合わせウエハ−の一方の外面を研磨加工して薄片化し、他方の外面の一部をエッチングしてウエハ−の一部を除去し、その後ウエハ−の除去した部分の接合材を除去して得られることを特徴とする圧力センサー用基板の製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、接合材としてポリイミドを使用して、ポリイミドとウエハ−とがしっかり接合されていてボイドフリ−で均一性を有する張合わせウエハ−を得ることができる。
【０００９】
また、この発明によれば、接合材としてポリイミドを使用して、比較的緩和な条件でポリイミドとウエハ−とを充分な剥離強度で接合しボイドフリ−で均一性を有する張合わせウエハ−を製造することができる。
【００１０】
この発明によれば、接合材としてポリイミドを使用して、ポリイミドとウエハ−とがしっかり接合されていてボイドが少なく均一性を有する基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明において使用されるウエハ−（ウエハともいう）としては、特に制限はなく市販の任意の厚さ、径のウエハ−が使用でき、例えばシリコンウエハ−、ＧａＡｓウエハ−、各種単結晶基板など、特にシリコンウエハ−が好適に使用できる。特にあらかじめ回路を形成したウエハ−をこの発明と組み合わせて用いると、この発明では低温での張合わせが可能であるため、張合わせによる不純物拡散がほとんどなく、回路特性が安定、すなわちダメ−ジが少ないという効果が達成される。
【００１２】
この発明においては、接合材として非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層単独あるいは基体ポリイミド（Ｙ）層の両面に非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層を設けた熱融着性の芳香族ポリイミド材を用いることが必要である。非結晶性とはＸ線回折スペクトルについてル−ランド法による解析で求めた結晶性が実質的に無視できるもの、好適には結晶化度が５％未満、特に３％以下のもの、その中でも特に１％以下のものが好適である。結晶性のポリイミドを使用すると、ウエハ−を接合する際に高圧を要ししかも剥離し易く、また熱融着性でないと得られる張合わせウエハ−がすぐ剥がれてしまい、いずれも均一な張り合わせウエハ−を得ることが困難である。
【００１３】
この発明の張合わせウエハ−は、少なくとも２層のウエハ−の間に、接合材として非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）単独あるいは基体ポリイミド（Ｙ）層の両面に非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）層を設けた熱融着性の芳香族ポリイミドフィルムを挟み、好適には減圧（特に真空）による脱気後、芳香族ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度以上で劣化温度以下の温度、好適には２５０〜３５０℃で、０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、好適には１秒〜３０分間加熱・加圧して接合する、あるいは、ウエハ−の片面に、接合材としての非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）を与えるポリアミック酸溶液（ポリアミック酸溶液としては、芳香族テトラカルボン酸のハ−フエステルを使用し、芳香族ジアミンとの重合が実質的に生じていないモノマ−の混合溶液であってもよい。）を塗布し、加熱して溶媒除去およびイミド化（ポリアミック酸への重合も含む）して熱融着性の芳香族ポリイミド層を形成した後、他のウエハ−を重ね、好適には減圧（特に真空）による脱気後、芳香族ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度以上でかつ劣化温度以下の温度、例えば２５０〜３５０℃で、０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で、好適には１秒〜３０分間加熱・加圧して接合して、張合わせることによって得ることができる。
【００１４】
特に、接合材としての非結晶性で熱融着性の芳香族ポリイミド（Ｘ）を与える前記のポリアミック酸溶液を塗布して接合材を形成すると、ウエハ−があらかじめ溝を形成されているかあるいは表面に段差や荒れがあるウエハ−であっても、ボイドフリ−の張合わせウエハ−、基板が得られるので好ましい。
【００１５】
この発明の基板は、好適には、この発明の張合わせウエハ−の一方の面を研削加工、研磨加工、エッチングの少なくとも１つの加工処理を施して得ることができる。
【００１６】
この発明の基板の製造例を図面を用いて説明すると、図１に示すこの発明の張合わせウエハ−を研削加工し、好適にはさらに面をメカノケミカル研磨等によって研磨加工して鏡面に仕上げ、図２に示す薄片化した基板とし、ついでいずれかの面、好適には張合わせ基板の非加工面側の一部をマスクしパタ−ニングなどした後、ウエハ−の一部をエッチングして図３のエッチングした基板とし、ついでさらに接合材であるポリイミド膜の一部を除去して、図４に示す加工処理した基板を得ることができる。この工程の前後に、図示しないがダイシング工程を加えて、薄小片化した基板を得ることができる。
【００１７】
この発明において、前記のようにして張合わせウエハ−の一方の面を所定量除去すると、いわゆるウエハ−がＳＯＩ構造をもつ基板を得ることができる。
【００１８】
また、この発明において、前記のようにして得た薄小片化した基板に、回路を設けて素子としての基板が得られる。この回路としては、ポリイミド材（Ｘ）の耐熱温度、通常３００℃程度以下の温度でウエハ−が使用される用途における回路を設ければよい。
【００１９】
この発明で接合材としてのポリイミド（Ｘ）に使用することができるテトラカルボン酸二無水物類（酸、酸二無水物、酸エステル）としては、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物類が最も好ましいが、２，２−ビス（３、４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エ−テル二無水物、これらの酸、酸エステルが挙げられる。これらの酸の一部をピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物によって置き換えられてもよい。
【００２０】
この発明でポリイミド（Ｘ）に使用することができるジアミンとしては、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンが最も好ましいが、他の芳香族ジアミン，例えば１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、３，３’−ジアミノジフェニルエ−テル、３，３’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、２，２−ビス（３−アミノフェニル）プロパン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（３−アミノフェニル）ジフェニルエ−テル、４，４’−ビス（３−アミノフェニル）ジフェニルスルホン、４，４’−ビス（３−アミノフェニル）ジフェニルスルフィド、４，４’−ビス（３−アミノフェニル）ジフェニルメタン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジフェニルエ−テル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジフェニルスルホン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジフェニルスルフィド、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジフェニルメタン、２，２−ビス〔３−（アミノフェノキシ）フェニル〕プロパンなどの複数のベンゼン環とＯ、ＣＨ２、Ｓ、Ｃ（ＣＨ３）２、Ｏ（Ｂｚ）Ｏ（Ｂｚ：ベンゼン）、（Ｂｚ）Ｏ（Ｂｚ）、ＳＯ２などの基を分子主鎖中に有する柔軟な構造でジアミンがメタ位にある芳香族ジアミンが好適に使用される。
【００２１】
この発明において、前記の各成分を使用し、好適にはテトラカルボン酸二無水物を過剰の条件下、もしくはジカルボン酸無水物でジアミン末端を封止する条件下で有機溶媒中で反応させてポリアミック酸の溶液（均一な溶液状態が保たれていれば一部がイミド化されていてもよい）とする。ポリイミド（Ｘ）のアミン末端を封止するためのジカルボン酸無水物、例えば、無水フタル酸およびその置換体、ヘキサヒドロ無水フタル酸およびその置換体、無水コハク酸およびその置換体など、特に、無水フタル酸を使用することができる。
【００２２】
この発明におけるポリイミド（Ｘ）を得るためには、前記の有機溶媒中、ジアミン（アミノ基のモル数として）の使用量が酸無水物の全モル数（テトラ酸二無水物とジカルボン酸無水物の酸無水物基としての総モルとして）に対する比として、好ましくは０．９〜１．０、特に０．９８〜１．０、そのなかでも特に０．９９〜１．０であり、末端ジアミンを封止するジカルボン酸無水物の使用量がテトラカルボン酸二無水物の酸無水物基モル量に対する比として、好ましくは０．０５以下、特に０．０００１〜０．０２であるような割合の各成分を反応させることが好ましい。
【００２３】
前記のジアミンおよびジカルボン酸無水物の使用割合が前記の範囲外であると、得られるポリアミック酸、従ってポリイミド（Ｘ）の分子量が小さく、接合材自体の強度およびシリコンウエハ−との剥離強度の低下をもたらす。また、特にジアミン成分過剰の条件では、ポリアミック酸の環化イミド化あるいは溶媒の除去の際に劣化などを生じ、剥離強度の低下をもたらす傾向がある。この発明における非結晶性で熱融着性のポリイミド（Ｘ）としては、ηｉｎｈ〔Ｎ−メチル−２−ピロリドン中０．５ｇ／ｄｌ（３０℃）〕が０．５以上、特に０．５〜３であるものが好ましい。
【００２４】
この発明における基体ポリイミド（Ｙ）は、高耐熱性のポリイミドであれば特に制限はなく、現在製造・販売されている耐熱性ポリイミドフィルムを使用することができる。特に、基体ポリイミド（Ｙ）として、寸法精度および高剛性の点から３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（以下単にｓ−ＢＰＤＡと略記することもある。）とパラフェニレンジアミン（以下単にＰＰＤと略記することもある。）と場合によりさらに４，４’−ジアミノジフェニルエ−テル（以下単にＤＡＤＥと略記することもある。）とから製造されるポリイミドを使用することができる。ＰＰＤ／ＤＡＤＥ（モル比）は１００／０〜７０／３０であることが好ましい。また、ピロメリット酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエ−テルと場合によりさらにパラフェニレンジアミンとから製造されるポリイミドを使用することができる。基体ポリイミド（Ｙ）の合成は、最終的に各成分の割合が前記範囲内であればランダム重合、ブロック重合、あるいはあらかじめ２種類のポリアミック酸を合成しておき両ポリアミック酸溶液を混合後反応条件下で混合する、いずれの方法によっても行うことができる。
【００２５】
前記各成分を使用し、ジアミン成分とテトラカルボン酸二無水物の略等モル量を、有機溶媒中で反応させてポリアミック酸の溶液（均一な溶液状態が保たれていれば一部がイミド化されていてもよい）とする。前記ポリイミド（Ｙ）の物性を損なわない種類と量の他の芳香族テトラカルボン酸二無水物、芳香族ジアミン、例えば４，４’−ジアミノジフェニルメタン等を使用してもよい。
【００２６】
前記のポリアミック酸製造に使用する有機溶媒は、ポリイミド（Ｘ）およびポリイミド（Ｙ）のいずれに対しても、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、Ｎ−メチルカプロラクタム、クレゾ−ル類などが挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
この発明におけるポリイミド（Ｘ）は、非結晶性のポリイミドを与える前記芳香族テトラカルボン酸成分、例えば、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と熱融着性のポリイミドを与える前記芳香族ジアミン成分、例えば１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンと、さらに場合により他のテトラカルボン酸二無水物および他のジアミンとを、有機溶媒中、約１００℃以下、特に２０〜６０℃の温度で反応させてポリアミック酸の溶液とし、このポリアミック酸の溶液をド−プ液として使用し、そのド−プ液の薄膜を形成し、その薄膜から溶媒を蒸発させ除去すると共にポリアミック酸をイミド環化することにより、あるいはポリイミド溶液の場合には溶媒を乾燥して除いて、フィルム状のポリイミド（Ｘ）として得ることができる。このイミド環化は、前述のようにして製造したポリアミック酸の溶液を１５０〜２５０℃に加熱するか、またはイミド化剤を添加して１５０℃以下、特に１５〜５０℃の温度で反応させて、イミド環化した後溶媒を蒸発させる、もしくは貧溶媒中に析出させて粉末とするいずれの方法によっても行うことができる。
【００２８】
この発明において、接合材として多層ポリイミドフィルムを使用する場合、多層ポリイミドフィルムの製造において、例えば上記の基体ポリイミド（Ｘ）のポリアミック酸溶液（透明粘調な溶液）と熱融着用の薄層のポリイミド（Ｙ）またはその前駆体の溶液を共押出して、これをステンレス鏡面、ベルト面等の支持体面上に流延塗布し、１００〜２００℃で半硬化状態またはそれ以前の乾燥状態とすることが好ましい。２００℃を越えた高い温度で流延フィルムを処理すると、多層ポリイミドフィルムの製造において、接着性の低下などの欠陥を来す傾向にある。この半硬化状態またはそれ以前の乾燥状態とは、加熱および／または化学イミド化によって一部ゲル化した自己支持性の状態にあるか、またはその直前の段階で自己支持性を有する状態を意味する。
【００２９】
この発明において、接合材として多層ポリイミドフィルムを使用する場合、基体ポリイミド（Ｙ）を与えるポリアミック酸の溶液と、熱融着ポリイミド（Ｘ）を与えるポリアミック酸の溶液あるいはポリイミドの溶液との共押出しは、例えば特開平３−１８０３４３号公報に記載の共押出法によって、各々三層の押出し成形用ダイスに供給し、支持体上にキャストしておこなうことができる。この発明における基体ポリイミド（Ｙ）を与える押出し物層の両面に、熱融着ポリイミド（Ｘ）を与えるポリアミック酸の溶液あるいはポリイミド溶液を積層して多層フィルム状物を形成して乾燥後、ポリイミド（Ｘ）のガラス転移温度（Ｔｇ）以上で劣化が生じる温度以下の温度、好適には３６０℃以下の温度、特に好適には３１０〜３６０℃の温度（表面温度計で測定した表面温度）まで加熱して（好適にはこの温度で１〜６０分間加熱して）乾燥およびイミド化して多層押出しポリイミドフィルムを製造することが好ましい。
【００３０】
この発明において、接合材として多層ポリイミドフィルムを使用する場合、基体ポリイミド（Ｙ）のフィルム（層）の厚さは１５〜２５μｍ程度であることが好ましい。１５μｍ未満では作成した多層ポリイミドフィルムの機械的強度、寸法安定性に問題が生じる。この場合、熱融着ポリイミド（Ｘ）層の厚さは１〜１０μｍが好ましい。１μｍ未満では接着性能が低下し、１０μｍを超えても使用可能であるが特に効果はない。基体ポリイミド（Ｘ）のフィルム（層）の厚さは全体の多層フィルムの５０％以上であることが好ましい。この割合より小さいと作成した多層フィルムの熱線膨張係数が大きくなり、機械的強度、寸法安定性などの問題が発生する。
【００３１】
この発明において多層ポリイミドフィルムを使用する場合、基体ポリイミド（Ｙ）と熱融着ポリイミド（Ｘ）との組合せを前記の好適な組み合わせに選択すれば、比較的低温度でキュアを行うことができるため、熱融着ポリイミド（Ｘ）の劣化を来すことなく、多層ポリイミドフィルムのイミド化、乾燥を完了させることができ、これによりポリイミド層の寸法安定性が高く、緩和な条件でウエハ−を接合して剥離強度の大きい張合わせウエハ−、基板を得ることができる。
【００３２】
この発明の張合わせウエハ−や基板は、ポリイミドの耐熱温度より低い温度のプロセスで製造される素子として好適に使用することができる。例えば、センサ−、マイクロマシン製造用の基板として有用である。そして、コンデンサ−などの増幅回路または検出回路を組み込んだものに使用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下、この発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明する。
【００３４】
参考例１
反応容器に、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、安定化剤としてのリン酸トリフェニル、および有機溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンを入れ、窒素気流下２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ジアミンに対し１．０１モル倍）を添加し、６０℃以下の温度で５時間反応させて非結晶性で熱融着性のポリイミド（Ｘ）を与える淡褐色透明粘調なポリアミック酸溶液を得た。
【００３５】
参考例２
基体ポリイミド（Ｙ）用の原料ド−プ〔３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物／パラフェニレンジアミン、１８重量％のポリアミック酸濃度、有機溶媒：Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、５０℃ついで２５℃の条件で調製〕と熱融着ポリイミド（Ｘ）用の原料ド−プ〔２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物／１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼンのモル比１００２：１０００、２２重量％のポリアミック濃度、有機溶媒：Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、リン酸トリフェニルをモノマ−に対し０．１％添加、２５℃の条件で調製〕とを、三層押し出し用ダイスを備えた製膜装置を使用し、金属製支持体に流延し、１４０℃で乾燥後剥離し、２００〜３１０℃で加熱乾燥して、厚み３３μｍ（厚みの構成：４／２５／４の各μｍ）の三層押し出しポリイミドフィルムを得た。別途、前記のポリイミド（Ｘ）を与えるポリアミック酸溶液から同様にして得たポリイミドフィルムについて、結晶化度をＸ線回折法（広角Ｘ線法）により測定しル−ランド法で求めたところ、結晶化度は０％であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）は２５０℃であり、ηｉｎｈ〔Ｎ−メチル−２−ピロリドン中、０．５ｇ／ｄｌ（３０℃）〕が０．７５であった。
【００３６】
実施例１
二枚の市販４インチ径シリコンウエハ−（一方のシリコンウエハ−：面方位〔１１０〕、Ｎ型、抵抗率が２〜６Ωｃｍ、厚さが３００±１０μｍ、両面鏡面、他方のシリコンウエハ−：面方位〔１００〕、Ｎ型、抵抗率が２−６Ωｃｍ、厚さが３００±１０μｍ、両面鏡面）の間に、参考例２で得た三層の熱融着ポリイミドフィルム（厚さ３３μｍ）をはさみ、真空脱気後、３００℃に加熱し、３００℃、５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３０秒間保持して二枚のシリコンウエハ−をポリイミドで接合した。得られた張合わせウエハ−はソリがなく、超音波画像検査装置（日立製作所製）を用いた超音波によるボイド検査で検査限界以上のボイドは観察されず、セバスチャン法によって剥離強度を測定したところ、８００ｋｇｆ／ｃｍ２であり充分な剥離強度を示した。
【００３７】
実施例２
市販４インチ径シリコンウエハ−（面方位〔１１０〕、Ｎ型、抵抗率が２〜６Ωｃｍ、厚さが３００±１０μｍ、両面鏡面）の片面に、参考例１で得たポリアミック酸ワニスをスピンコ−ティングした後、熱処理（最高温度：３２０℃）してポリイミド（Ｘ）／シリコンウエハ−積層体（ポリイミド膜厚：２０μｍ）を得た。第二のシリコンウエハ−（面方位〔１１０〕、Ｎ型、抵抗率：２−６が２−６Ωｃｍ、厚さが３００±１０μｍ、両面鏡面）を上記ポリイミド（Ｘ）／シリコンウエハ−積層体のポリイミド膜に重ね合わせた後、３００℃に加熱し、５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけ３０秒間保持した。得られた張合わせウエハ−は、ソリがなく、超音波によるボイド検査で検査限界以上のボイドは観察されず、セバスチャン法によって剥離強度を測定したところ、９５０ｋｇｆ／ｃｍ２であり充分な剥離強度を示した。
【００３８】
実施例３〜４
シリコンウエハ−として、市販の６インチシリコンウエハ−（Ｐ型、面方位〔１００〕、厚み：５２５±２５μｍ、抵抗率が１〜１０Ωｃｍ）を使用し、ポリイミドとして参考例２で得られた三層の熱融着ポリイミドフィルム（厚さ３３μｍ）をはさみ、真空脱気後、３００℃に加熱し、３００℃、０．２ｋｇ／ｃｍ２の圧力（実施例３）、または１．０ｋｇ／ｃｍ２の圧力（実施例４）で、３０秒間保持して二枚のシリコンウエハ−をポリイミドで接合した。得られた張合わせウエハ−はいずれもソリがなく、超音波によるボイド検査で検査限界以上のボイドは観察されず、いずれも充分な剥離強度を示した。
【００３９】
実施例５
実施例１で得られた張合わせウエハ−の一方の面（面方位が〔１１０〕であるシリコンウエハ−）を２０００メッシュの砥石を用いて研削加工した後、メカノケミカル研磨によって研磨加工し、鏡面に仕上げた。この研磨加工の際に剥がれやチッピングといった問題は生じなかった。また、薄片化した方の厚さは２０μｍであった。こうして得た張合わせ基板の非加工面側の一部をマスクしパタ−ニングした後、水酸化カリウム水溶液を用いて異方性エッチングした。次いで、接合材として用いたポリイミド膜を除去し、圧力センサ−用基板を得た。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の張合わせウエハ−の一例を示す概略図である。
【図２】この発明の薄片化の研削加工および研磨加工の加工処理が施された基板の一例を示す概略図である。
【図３】この発明の薄片化した張合わせ基板の非加工面の一部にエッチング加工処理が施された基板の一例を示す概略図である。
【図４】この発明のエッチングした基板からポリイミド膜の一部を除去した基板の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１：張合わせウエハ−、
１０：薄片化した基板、
２０：エッチングした基板、
３０：ポリイミド膜の一部を除去し加工処理した基板、
２：ウエハ−、
２１：薄片化ウエハ−、
３：ポリイミド、
４：ウエハ−。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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