TW201838810A

TW201838810A - 基板積層體及基板積層體的製造方法

Info

Publication number: TW201838810A
Application number: TW107113998A
Authority: TW
Inventors: 鎌田潤; 高村一夫; 茅場靖剛
Original assignee: 日商三井化學股份有限公司
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2018-11-01
Also published as: WO2018199117A1; EP3616903A1; US20200048515A1; JPWO2018199117A1; CN110545997A; KR20190136059A; EP3616903A4; KR102310660B1; EP3616903C0; US11859110B2; EP3616903B1; JP6781827B2; TWI804494B; CN110545997B

Abstract

一種基板積層體，其依序積層有第1基板；接著層，包含化合物（A）與交聯劑（B）的反應物，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；以及第2基板；並且所述化合物（A）包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。

Description

基板積層體及基板積層體的製造方法

本發明是有關於一種基板積層體及基板積層體的製造方法。

隨著推進電子設備的小型輕量化、高性能化，要求半導體晶片等的高積體化。但是，電路的微細化中，難以充分應對所述要求。因此，近年來，提出有如下方法：藉由縱積層多片半導體基板（晶圓）、半導體晶片等而形成多層的三維結構來進行高積體化。作為積層半導體基板（晶圓）、半導體晶片等（以後，有時稱為「半導體基板等」）的方法，提出有基板彼此的直接接合（熔融接合（fusion bonding））方法、使用接著劑的方法等（例如，參照專利文獻1～專利文獻3、非專利文獻1～非專利文獻2）。 [現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開平4-132258號公報 [專利文獻2]日本專利特開2010-226060號公報 [專利文獻3]日本專利特開2016-47895號公報 [非專利文獻] [非專利文獻1]A.Bayrashev, B.Ziaie, 感測器與致動器（Sensors and Actuators）A 103 (2003) 16-22. [非專利文獻2]Q. Y. Tong, U. M. Gosele, 先進材料（Advanced Material）11, No. 17 (1999) 1409-1425.

[發明所欲解決之課題] 熔融接合中，為了不使半導體基板彼此產生意料外的剝離，而於400℃～600℃的溫度下將半導體基板彼此接合。但是，於半導體基板具有半導體電路的情況下，就抑制對於半導體電路的因熱所引起的損傷的方面而言，謀求一種400℃以下的低溫下的接合方法。另一方面，已知有：若使用接著劑，則與例如利用矽烷醇接合來進行接合的情況不同，可於400℃以下的溫度下將半導體基板彼此接合。

然而，若使用現有的接著劑來接合半導體基板彼此，則需要超過10 μm的厚度，與熔融接合相比，有時產生基板積層體的厚度變大的問題。進而，因由接著劑中所含的殘溶媒、藉由交聯反應而生成的氣體等所引起的空隙產生等而導致接著面積容易變小，容易使半導體基板彼此產生意料外的剝離。

本發明的一態樣是鑒於所述問題而成者，其目的在於提供一種接著層薄且意料外的剝離得到抑制的基板積層體及提供一種該基板積層體的製造方法。 [解決課題之手段]

用以解決所述課題的具體方法如以下所述。

＜1＞一種基板積層體，其依序積層有第1基板；接著層，包含化合物（A）與交聯劑（B）的反應物，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；以及第2基板；並且所述化合物（A）包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。＜2＞如＜1＞所述的基板積層體，其中所述接著層的厚度為0.1 nm～5000 nm。＜3＞如＜1＞或＜2＞所述的基板積層體，其中拉伸接合強度為5 MPa以上。＜4＞如＜1＞至＜3＞中任一項所述的基板積層體，其中所述交聯劑（B）於分子內具有環結構。＜5＞如＜4＞所述的基板積層體，其中所述交聯劑（B）中的所述環結構為具有兩個以上的-C(=O)OX基的環結構。＜6＞如＜4＞或＜5＞所述的基板積層體，其中所述環結構為苯環及萘環的至少一者。＜7＞如＜1＞至＜6＞中任一項所述的基板積層體，其中所述交聯劑（B）於所述三個以上的-C(=O)OX基中，至少一個X為碳數1以上、6以下的烷基。＜8＞如＜1＞至＜7＞中任一項所述的基板積層體，其中所述具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物的Si元素與鍵結於Si元素的非交聯性基的莫耳比滿足（非交聯性基）/Si＜2的關係。＜9＞如＜1＞至＜8＞中任一項所述的基板積層體，其中所述反應物具有醯胺鍵及醯亞胺鍵的至少一者。＜10＞如＜1＞至＜9＞中任一項所述的基板積層體，其中減壓下的逸氣壓力成為2×10^-6 Pa的溫度為400℃以上。＜11＞如＜1＞至＜10＞中任一項所述的基板積層體，其中所述第1基板及所述第2基板的至少一者於所述接著層側的面上具備電極。＜12＞如＜1＞至＜11＞中任一項所述的基板積層體，其中所述第1基板及所述第2基板的至少一者包含選自由Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt、Mg、In、Ta及Nb所組成的群組中的至少一種元素。＜13＞如＜12＞所述的基板積層體，其中所述第1基板及所述第2基板的至少一者為包含選自由Si、Ga、Ge及As所組成的群組中的至少一種元素的半導體基板。＜14＞一種基板積層體，其依序積層有第1基板；接著層；以及第2基板；並且所述接著層的厚度為0.1 nm～5000 nm，拉伸接合強度為5 MPa以上。

＜15＞一種基板積層體的製造方法，其包括：第1步驟，於第1基板上形成包含化合物（A）的膜，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下；第2步驟，將交聯劑（B）賦予至所述膜上，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；第3步驟，於形成有包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜的面上積層第2基板；以及加熱步驟，對包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜於70℃～450℃下進行加熱，而形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的反應物的接著層；並且所述化合物（A）包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。＜16＞一種基板積層體的製造方法，其包括：第5步驟，於第1基板上形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；第6步驟，於形成有包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜的面上積層第2基板；以及加熱步驟，對包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜於70℃～450℃下進行加熱，而形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的反應物的接著層；並且所述化合物（A）包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。＜17＞如＜15＞或＜16＞所述的基板積層體的製造方法，其中所述第1基板或所述第2基板的形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜之側的面具有選自由羥基、環氧基、羧基、胺基及巰基所組成的群組中的至少一種。＜18＞如＜17＞所述的基板積層體的製造方法，其中所述第1基板及所述第2基板的至少一者包含選自由Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt、Mg、In、Ta及Nb所組成的群組中的至少一種元素，所述選自由羥基、環氧基、羧基、胺基及巰基所組成的群組中的至少一種與所述至少一種元素鍵結。＜19＞如＜18＞所述的基板積層體的製造方法，其中所述第1基板或所述第2基板的形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜之側的面具有矽烷醇基（Si-OH基）。 [發明的效果]

本發明的一態樣可提供一種接著層薄且意料外的剝離得到抑制的基板積層體及提供一種該基板積層體的製造方法。

於本說明書中，使用「～」所表示的數值範圍是指包含「～」的前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。於本說明書中階段性記載的數值範圍中，在一個數值範圍中所記載的上限值或下限值亦可置換為其他階段性記載的數值範圍的上限值或下限值。另外，於本揭示中所記載的數值範圍中，該數值範圍的上限值或下限值亦可置換為實施例中所示的值。

〔基板積層體〕以下，對本發明的基板積層體的一實施形態進行說明。本實施形態的基板積層體依序積層有第1基板；接著層，包含化合物（A）與交聯劑（B）的反應物，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；以及第2基板。另外，所述化合物（A）較佳為包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。

本實施形態的基板積層體中，藉由包含化合物（A）與交聯劑（B）的反應物的接著層而將第1基板及第2基板接合。關於該接著層，由於在第1基板表面形成接著層時的接著層表面的平滑性優異，因此可設為厚度均勻的接著層，且基板彼此的接合強度亦優異。進而，即便減薄接著層的厚度，基板彼此的接合強度亦優異，因此於實現小型化且形成多層的三維結構時有利。另外，由於可減薄接著層的厚度，因此於製造基板積層體時，容易使極性溶媒（D）揮發，可抑制空隙的產生。另外，由於可抑制空隙的產生，因此接著面積不易變小，可抑制基板的意料外的剝離。

[接著層] 本實施形態的基板積層體具備包含化合物（A）與交聯劑（B）的反應物的接著層，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下。該接著層可使基板彼此的接合強度優異，且可抑制基板的剝離。

接著層的厚度較佳為0.1 nm～5000 nm，更佳為0.5 nm～3000 nm，進而更佳為0.5 nm～2000 nm，特佳為0.5 nm～1000 nm，尤佳為0.5 nm～500 nm。本實施形態的基板積層體中，即便將接著層的厚度相對減薄為0.1 nm～500 nm，亦可確保基板彼此的高接合強度。接著層的厚度可自基板積層體剝離至少一個基板並使用橢圓偏振計來測定。於厚度為10 nm以上時，可以空氣/（柯西（Cauchy）+洛倫茲振子模型（Lorentz oscillator model））/自然氧化膜/矽基板的光學模型進行擬合。於厚度未滿10 nm時，可以空氣/SiO₂ /自然氧化膜/矽基板的光學模型進行擬合。於難以剝離的情況下，可將基板積層體切斷，並利用掃描型電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）或穿透式電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope，TEM）對切斷面進行觀察來測定。再者，SEM或TEM可根據基板積層體的厚度來選擇。

就耐熱性優異的方面而言，接著層中的反應物較佳為具有醯胺鍵及醯亞胺鍵的至少一者。

（化合物（A））化合物（A）為具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下的化合物。作為陽離子性官能基，只要是可帶有正電荷，且包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的官能基，則並無特別限定。

進而，化合物（A）除一級氮原子及二級氮原子以外，亦可包含三級氮原子。

於本說明書中，所謂「一級氮原子」是指僅與兩個氫原子及氫原子以外的一個原子鍵結的氮原子（例如一級胺基（-NH₂ 基）中所含的氮原子）或僅與三個氫原子及氫原子以外的一個原子鍵結的氮原子（陽離子）。另外，所謂「二級氮原子」是指僅與一個氫原子及氫原子以外的兩個原子鍵結的氮原子（即，下述式（a）所表示的官能基中所含的氮原子）或僅與兩個氫原子及氫原子以外的兩個原子鍵結的氮原子（陽離子）。另外，所謂「三級氮原子」是指僅與氫原子以外的三個原子鍵結的氮原子（即，作為下述式（b）所表示的官能基的氮原子）或僅與一個氫原子及氫原子以外的三個原子鍵結的氮原子（陽離子）。

[化1]

於式（a）及式（b）中，*表示與氫原子以外的原子的鍵結位置。此處，所述式（a）所表示的官能基可為構成二級胺基（-NHR^a 基；此處，R^a 表示烷基）的一部分的官能基，亦可為聚合物的骨架中所含的二價的連結基。另外，所述式（b）所表示的官能基（即，三級氮原子）可為構成三級胺基（-NR^b R^c 基；此處，R^b 及R^c 分別獨立地表示烷基）的一部分的官能基，亦可為聚合物的骨架中所含的三價的連結基。

化合物（A）的重量平均分子量為90以上、40萬以下。作為化合物（A），例如可列舉脂肪族胺、具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的化合物等。於化合物（A）為脂肪族胺的情況下，重量平均分子量較佳為1萬以上、20萬以下。於化合物（A）為具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的化合物的情況下，重量平均分子量較佳為130以上、10000以下，更佳為130以上、5000以下，進而更佳為130以上、2000以下。

再者，於本說明書中，關於單體以外者，重量平均分子量是指藉由凝膠滲透層析（Gel Permeation Chromatography，GPC）法來測定的聚乙二醇換算的重量平均分子量。具體而言，重量平均分子量是作為展開溶媒而使用硝酸鈉濃度0.1 mol/L的水溶液，且使用分析裝置Shodex DET RI-101及兩種分析管柱（東曹（Tosoh）製造的TSKgel G6000PWXL-CP及TSKgel G3000PWXL-CP），以流速1.0 mL/min來檢測折射率，並將聚乙二醇/聚環氧乙烷作為標準品，利用解析軟體（沃特世（Waters）製造的Empower3）來計算。

另外，化合物（A）視需要亦可進而具有陰離子性官能基、非離子性官能基等。所述非離子性官能基可為氫鍵接受基，亦可為氫鍵供予基。作為所述非離子性官能基，例如可列舉：羥基、羰基、醚基（-O-）等。所述陰離子性官能基只要是可帶有負電荷的官能基，則並無特別限制。作為所述陰離子性官能基，例如可列舉：羧酸基、磺酸基、硫酸基等。

作為化合物（A），可列舉脂肪族胺，更具體而言，可列舉：作為伸乙基亞胺、伸丙基亞胺、伸丁基亞胺、伸戊基亞胺、伸己基亞胺、伸庚基亞胺、伸辛基亞胺、三亞甲基亞胺、四亞甲基亞胺、五亞甲基亞胺、六亞甲基亞胺、八亞甲基亞胺等伸烷基亞胺的聚合體的聚伸烷基亞胺（Polyalkyleneimine）；聚烯丙胺；聚丙烯醯胺。

聚乙烯亞胺（Polyethyleneimine，PEI）可藉由日本專利特公昭43-8828號公報、日本專利特公昭49-33120號公報、日本專利特開2001-213958號公報、國際公開第2010/137711號小冊子等中記載的公知的方法來製造。聚乙烯亞胺以外的聚伸烷基亞胺亦可藉由與聚乙烯亞胺相同的方法來製造。

化合物（A）亦較佳為所述聚伸烷基亞胺的衍生物（聚伸烷基亞胺衍生物；特佳為聚乙烯亞胺衍生物）。作為聚伸烷基亞胺衍生物，只要是可使用所述聚伸烷基亞胺來製造的化合物，則並無特別限制。具體而言，可列舉：於聚伸烷基亞胺中導入有烷基（較佳為碳數1～10的烷基）、芳基等的聚伸烷基亞胺衍生物、於聚伸烷基亞胺中導入羥基等交聯性基而獲得的聚伸烷基亞胺衍生物等。該些聚伸烷基亞胺衍生物可使用所述聚伸烷基亞胺，且藉由通常進行的方法來製造。具體而言，例如可依據日本專利特開平6-016809號公報等中記載的方法來製造。

另外，作為聚伸烷基亞胺衍生物，亦較佳為藉由使聚伸烷基亞胺與含陽離子性官能基的單體進行反應，來提高聚伸烷基亞胺的分支度而獲得的高分支型聚伸烷基亞胺。作為獲得高分支型聚伸烷基亞胺的方法，例如可列舉：使骨架中具有多個二級氮原子的聚伸烷基亞胺與含陽離子性官能基的單體進行反應，將所述多個二級氮原子中的至少一個由含陽離子性官能基的單體來取代的方法；使末端具有多個一級氮原子的聚伸烷基亞胺與含陽離子性官能基的單體進行反應，將所述多個一級氮原子中的至少一個由含陽離子性官能基的單體來取代的方法等。作為為了提高分支度而導入的陽離子性官能基，可列舉胺基乙基、胺基丙基、二胺基丙基、胺基丁基、二胺基丁基、三胺基丁基等，就減小陽離子性官能基當量，增大陽離子性官能基密度的方面而言，較佳為胺基乙基。

另外，所述聚乙烯亞胺及其衍生物可為市售者。例如亦可自由日本觸媒（股）、巴斯夫（BASF）公司、MP生物醫學（MP-Biomedicals）公司等市售的聚乙烯亞胺及其衍生物中適當選擇來使用。

作為化合物（A），除所述脂肪族胺以外，亦可列舉具有Si-O鍵與胺基的化合物。作為具有Si-O鍵與胺基的化合物，例如可列舉：矽氧烷二胺、具有胺基的矽烷偶合劑、具有胺基的矽烷偶合劑的矽氧烷聚合體等。作為具有胺基的矽烷偶合劑，例如可列舉下述式（A-3）所表示的化合物。

[化2]

式（A-3）中，R¹ 表示可經取代的碳數1～4的烷基。R² 及R³ 分別獨立地表示可經取代（於骨架中亦可包含羰基、醚基等）的碳數1～12的伸烷基、醚基或羰基。R⁴ 及R⁵ 分別獨立地表示可經取代的碳數1～4的伸烷基或單鍵。Ar表示二價或三價的芳香環。X¹ 表示氫或可經取代的碳數1～5的烷基。X² 表示氫、環烷基、雜環基、芳基或可經取代（於骨架中亦可包含羰基、醚基等）的碳數1～5的烷基。多個R¹ 、R² 、R³ 、R⁴ 、R⁵ 、X¹ 可相同，亦可不同。作為R¹ 、R² 、R³ 、R⁴ 、R⁵ 、X¹ 、X² 中的烷基及伸烷基的取代基，可分別獨立地列舉：胺基、羥基、烷氧基、氰基、羧酸基、磺酸基、鹵素等。作為Ar中的二價或三價的芳香環，例如可列舉二價或三價的苯環。作為X² 中的芳基，例如可列舉：苯基、甲基苄基、乙烯基苄基等。

作為式（A-3）所表示的矽烷偶合劑的具體例，例如可列舉：N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基異丁基二甲基甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基異丁基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-11-胺基十一基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、(胺基乙基胺基乙基)苯基三乙氧基矽烷、甲基苄基胺基乙基胺基丙基三甲氧基矽烷、苄基胺基乙基胺基丙基三乙氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、(胺基乙基胺基乙基)苯乙基三甲氧基矽烷、(胺基乙基胺基甲基)苯乙基三甲氧基矽烷、N-[2-[3-(三甲氧基矽烷基)丙基胺基]乙基]乙二胺、3-胺基丙基二乙氧基甲基矽烷、3-胺基丙基二甲氧基甲基矽烷、3-胺基丙基二甲基乙氧基矽烷、3-胺基丙基二甲基甲氧基矽烷、三甲氧基[2-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基]矽烷、二胺基甲基甲基二乙氧基矽烷、甲基胺基甲基甲基二乙氧基矽烷、對胺基苯基三甲氧基矽烷、N-甲基胺基丙基三乙氧基矽烷、N-甲基胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、(苯基胺基甲基)甲基二乙氧基矽烷、乙醯胺丙基三甲氧基矽烷及該些的水解物。

作為式（A-3）以外的包含胺基的矽烷偶合劑，例如可列舉：N,N-雙[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]乙二胺、N,N'-雙[3-(三甲氧基矽烷基)丙基]乙二胺、雙[(3-三乙氧基矽烷基)丙基]胺、哌嗪基丙基甲基二甲氧基矽烷、雙[3-(三乙氧基矽烷基)丙基]脲、雙(甲基二乙氧基矽烷基丙基)胺、2,2-二甲氧基-1,6-二氮雜-2-矽雜環辛烷、3,5-二胺基-N-(4-(甲氧基二甲基矽烷基)苯基)苯甲醯胺、3,5-二胺基-N-(4-(三乙氧基矽烷基)苯基)苯甲醯胺、5-(乙氧基二甲基矽烷基)苯-1,3-二胺及該些的水解物。

所述具有胺基的矽烷偶合劑可單獨使用一種，亦可組合使用兩種以上。另外，亦可將具有胺基的矽烷偶合劑與不具有胺基的矽烷偶合劑組合使用。例如，為了改善與金屬的密接性，亦可使用具有巰基的矽烷偶合劑。

另外，亦可使用自該些矽烷偶合劑經由矽氧烷鍵（Si-O-Si）而形成的聚合體（矽氧烷聚合體）。例如，根據3-胺基丙基三甲氧基矽烷的水解物，可獲得具有線形矽氧烷結構的聚合體、具有分支狀矽氧烷結構的聚合體、具有環狀矽氧烷結構的聚合體、具有籠狀矽氧烷結構的聚合體等。籠狀矽氧烷結構例如由下述式（A-1）表示。

[化3]

作為矽氧烷二胺，例如可列舉下述式（A-2）所表示的化合物。再者，式（A-2）中，i為0～4的整數，j為1～3的整數，Me為甲基。

[化4]

另外，作為矽氧烷二胺，可列舉1,3-雙(3-胺基丙基)四甲基二矽氧烷（於式（A-2）中，i=0，j=1）、1,3-雙(2-胺基乙基胺基)丙基四甲基二矽氧烷（於式（A-2）中，i=1，j=1）。

作為化合物（A），除所述脂肪族胺及具有Si-O鍵與胺基的化合物以外，亦可列舉於分子內不具有Si-O鍵而具有環結構的胺化合物。化合物（A）亦可包含選自由所述脂肪族胺及具有Si-O鍵與胺基的化合物所組成的群組中的至少一種以及於分子內不具有Si-O鍵而具有環結構的胺化合物，其中，亦可包含在分子內不具有Si-O鍵而具有環結構的重量平均分子量90以上、600以下的胺化合物。作為於分子內不具有Si-O鍵而具有環結構的重量平均分子量90以上、600以下的胺化合物，可列舉：脂環式胺、芳香環胺、雜環（hetero ring）胺等。於分子內亦可具有多個環結構，多個環結構可相同，亦可不同。作為具有環結構的胺化合物，由於容易獲得對熱而言更穩定的化合物，因此更佳為具有芳香環的化合物。另外，作為於分子內不具有Si-O键而具有環結構的重量平均分子量90以上、600以下的胺化合物，就容易與交聯劑（B）一起形成醯胺、醯胺醯亞胺、醯亞胺等熱交聯結構且可提高耐熱性的方面而言，較佳為具有一級胺基的化合物。進而，作為所述胺化合物，就容易與交聯劑（B）一起增多醯胺、醯胺醯亞胺、醯亞胺等熱交聯結構的數量且可進一步提高耐熱性的方面而言，較佳為具有兩個一級胺基的二胺化合物、具有三個一級胺基的三胺化合物等。

作為脂環式胺，例如可列舉環己基胺、二甲基胺基環己烷等。作為芳香環胺，例如可列舉：二胺基二苯醚、二甲苯二胺（較佳為對二甲苯二胺）、二胺基苯、二胺基甲苯、亞甲基二苯胺、二甲基二胺基聯苯、雙(三氟甲基)二胺基聯苯、二胺基二苯甲酮、二胺基苯甲醯苯胺、雙(胺基苯基)茀、雙(胺基苯氧基)苯、雙(胺基苯氧基)聯苯、二羧基二胺基二苯基甲烷、二胺基間苯二酚、二羥基聯苯胺、二胺基聯苯胺、1,3,5-三胺基苯氧基苯、2,2'-二甲基聯苯胺、三(4-胺基苯基)胺、2,7-二胺基茀、1,9-二胺基茀、二苄基胺等。作為雜環胺的雜環，可列舉作為雜原子而包含硫原子的雜環（例如噻吩環）或作為雜原子而包含氮原子的雜環（例如吡咯環、吡咯啶環、吡唑環、咪唑環、三唑環等5員環；異氰脲酸環、吡啶環、噠嗪環、嘧啶環、吡嗪環、哌啶環、哌嗪環、三嗪環等6員環；吲哚環、吲哚啉環、喹啉環、吖啶環、萘啶環、喹唑啉環、嘌呤環、喹噁啉環等縮合環等）等。例如，作為具有含有氮的雜環的雜環胺，可列舉：三聚氰胺、三聚氰酸二醯胺（ammeline）、蜜白胺、蜜勒胺、三(4-胺基苯基)胺等。進而，作為具有雜環與芳香環這兩者的胺化合物，可列舉N2,N4,N6-三(4-胺基苯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺等。

化合物（A）具有一級或二級的胺基，因此藉由與可存在於第1基板及第2基板的表面的羥基、環氧基、羧基、胺基、巰基等官能基的靜電相互作用或藉由緻密地形成與所述官能基的共價鍵，可將基板彼此強力地接著。另外，化合物（A）具有一級或二級的胺基，因此容易溶解於後述的極性溶媒（D）中。藉由使用容易溶解於極性溶媒（D）中的化合物（A），與矽基板等基板的親水性表面的親和性變高，因此容易形成平滑的膜且可減薄接著層的厚度。

作為化合物（A），就形成平滑的薄膜的方面而言，較佳為脂肪族胺或具有Si-O鍵與胺基的化合物，就耐熱性的方面而言，更佳為具有Si-O鍵與胺基的化合物。進而，就形成醯胺、醯胺醯亞胺、醯亞胺等熱交聯結構而進一步提高耐熱性的觀點而言，較佳為具有Si-O鍵與一級胺基的化合物。

於化合物（A）包含具有Si-O鍵與胺基的化合物的情況下，若化合物（A）中的一級氮原子及二級氮原子的合計數量與矽原子的數量的比率（一級氮原子及二級氮原子的合計數量/矽原子的數量）為0.2以上、5以下，則就形成平滑的薄膜的方面而言較佳。

於化合物（A）包含具有Si-O鍵與胺基的化合物的情況下，就基板彼此的接著性的方面而言，較佳為：於具有Si-O鍵與胺基的化合物中，Si元素與鍵結於Si元素的甲基等非交聯性基的莫耳比滿足（非交聯性基）/Si＜2的關係。推測：藉由滿足該關係，所形成的膜的交聯（Si-O-Si鍵與醯胺鍵、醯亞胺鍵等的交聯）密度提高，基板彼此具有充分的接著力，可抑制基板的剝離。

如上所述，化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基。此處，於化合物（A）包含一級氮原子的情況下，一級氮原子於化合物（A）中的所有氮原子中所佔的比例較佳為20莫耳%以上，更佳為25莫耳%以上，進而更佳為30莫耳%以上。另外，化合物（A）亦可具有包含一級氮原子且不包含一級氮原子以外的氮原子（例如二級氮原子、三級氮原子）的陽離子性官能基。

另外，於化合物（A）包含二級氮原子的情況下，二級氮原子於化合物（A）中的所有氮原子中所佔的比例較佳為5莫耳%以上、50莫耳%以下，更佳為10莫耳%以上、45莫耳%以下。

另外，化合物（A）除一級氮原子及二級氮原子以外，亦可包含三級氮原子，於化合物（A）包含三級氮原子的情況下，三級氮原子於化合物（A）中的所有氮原子中所佔的比例較佳為20莫耳%以上、50莫耳%以下，更佳為25莫耳%以上、45莫耳%以下。

於本實施形態中，接著層中的源自化合物（A）的成分的含量並無特別限制，例如，相對於接著層整體，可設為1質量%以上、82質量%以下，較佳為5質量%以上、82質量%以下，更佳為13質量%以上、82質量%以下。

（交聯劑（B））交聯劑（B）為如下化合物：於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基（以下，亦稱為「COOX」）中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基（以下，亦稱為「COOH」），且重量平均分子量為200以上、600以下。

交聯劑（B）為於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基）的化合物，較佳為於分子內具有三個以上、六個以下的-C(=O)OX基的化合物，更佳為於分子內具有三個或四個-C(=O)OX基的化合物。

於交聯劑（B）中，作為-C(=O)OX基中的X，可列舉氫原子或碳數1以上、6以下的烷基，其中，較佳為氫原子、甲基、乙基、丙基。再者，-C(=O)OX基中的X可彼此相同，亦可不同。

交聯劑（B）為於分子內具有一個以上、六個以下的X為氫原子的-C(=O)OH基的化合物，較佳為於分子內具有一個以上、四個以下的-C(=O)OH基的化合物，更佳為於分子內具有兩個以上、四個以下的-C(=O)OH基的化合物，進而更佳為於分子內具有兩個或三個-C(=O)OH基的化合物。

交聯劑（B）為重量平均分子量為200以上、600以下的化合物。較佳為200以上、400以下的化合物。

交聯劑（B）較佳為於分子內具有環結構。作為環結構，可列舉脂環結構、芳香環結構等。另外，交聯劑（B）於分子內亦可具有多個環結構，多個環結構可相同，亦可不同。

作為脂環結構，例如可列舉碳數3以上、8以下的脂環結構，較佳為碳數4以上、6以下的脂環結構，環結構內可為飽和，亦可為不飽和。更具體而言，作為脂環結構，可列舉：環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環等飽和脂環結構；環丙烯環、環丁烯環、環戊烯環、環己烯環、環庚烯環、環辛烯環等不飽和脂環結構。

作為芳香環結構，只要是顯示芳香族性的環結構，則並無特別限定，例如可列舉：苯環、萘環、蒽環、苝環等苯系芳香環，吡啶環、噻吩環等芳香族雜環，茚環、薁環等非苯系芳香環等。

作為交聯劑（B）於分子內所具有的環結構，例如較佳為選自由環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、苯環及萘環所組成的群組中的至少一者，就進一步提高接著層的耐熱性的方面而言，更佳為苯環及萘環的至少一者。

如上所述，交聯劑（B）於分子內亦可具有多個環結構，於環結構為苯環的情況下，亦可具有聯苯結構、二苯甲酮結構、二苯醚結構等。

作為交聯劑（B）於分子內所具有的環結構，較佳為具有兩個以上的-C(=O)OH基的環結構。

交聯劑（B）較佳為於分子內具有氟原子，更佳為於分子內具有一個以上、六個以下的氟原子，進而更佳為於分子內具有三個以上、六個以下的氟原子。例如，交聯劑（B）於分子內亦可具有氟烷基，具體而言，亦可具有三氟烷基或六氟異丙基。

進而，作為交聯劑（B），可列舉：脂環羧酸、苯羧酸、萘羧酸、二鄰苯二甲酸、氟化芳香環羧酸等羧酸化合物；脂環羧酸酯、苯羧酸酯、萘羧酸酯、二鄰苯二甲酸酯、氟化芳香環羧酸酯等羧酸酯化合物。再者，羧酸酯化合物為如下化合物：於分子內具有羧基（-C(=O)OH基），且於三個以上的-C(=O)OH基中，至少一個X為碳數1以上、6以下的烷基（即，具有酯鍵）。本實施形態中，藉由交聯劑（B）為羧酸酯化合物，而因化合物（A）與交聯劑（B）的締合所引起的凝聚得到抑制，從而凝聚體及凹坑變少且容易調整膜厚。

作為所述羧酸化合物，較佳為包含四個以下的-C(=O)OH基的四價以下的羧酸化合物，更佳為包含三個或四個-C(=O)OH基的三價或四價的羧酸化合物。

作為所述羧酸酯化合物，較佳為於分子內包含三個以下的羧基（-C(=O)OH基）且包含三個以下的酯鍵的化合物，更佳為於分子內包含兩個以下的羧基且包含兩個以下的酯鍵的化合物。

另外，所述羧酸酯化合物中，於三個以上的-C(=O)OX基中，於X為碳數1以上、6以下的烷基的情況下，X較佳為甲基、乙基、丙基、丁基等，就進一步抑制因化合物（A）與交聯劑（B）的締合所引起的凝聚的方面而言，較佳為乙基或丙基。

作為所述羧酸化合物的具體例，並不限定於該些，可列舉：1,2,3,4-環丁烷四羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸、1,3,5-環己烷三羧酸、1,2,4-環己烷三羧酸、1,2,4,5-環己烷四羧酸、1,2,3,4,5,6-環己烷六羧酸等脂環羧酸；1,2,4-苯三羧酸、1,3,5-苯三羧酸、均苯四甲酸、苯五羧酸、苯六甲酸（mellitic acid）等苯羧酸；1,4,5,8-萘四羧酸、2,3,6,7-萘四羧酸等萘羧酸；3,3',5,5'-四羧基二苯基甲烷、聯苯-3,3',5,5'-四羧酸、聯苯-3,4',5-三羧酸、聯苯-3,3',4,4'-四羧酸、二苯甲酮-3,3',4,4'-四羧酸、4,4'-氧基二鄰苯二甲酸、3,4'-氧基二鄰苯二甲酸、1,3-雙(鄰苯二甲酸)四甲基二矽氧烷、4,4'-(乙炔-1,2-二基)二鄰苯二甲酸（4,4'-(Ethyne-1,2-diyl)diphthalic acid）、4,4'-(1,4-伸苯基雙(氧基))二鄰苯二甲酸（4,4'-(1,4-phenylenebis(oxy))diphthalic acid）、4,4'-([1,1'-聯苯]-4,4'-二基雙(氧基))二鄰苯二甲酸（4,4'-([1,1'-biphenyl]-4,4'-diylbis(oxy))diphthalic acid）、4,4'-((氧基雙(4,1-伸苯基))雙(氧基))二鄰苯二甲酸（4,4'-((oxybis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalic acid）等二鄰苯二甲酸；苝-3,4,9,10-四羧酸等苝羧酸；蒽-2,3,6,7-四羧酸等蒽羧酸；4,4'-(六氟伸異丙基)二鄰苯二甲酸、9,9-雙(三氟甲基)-9H-呫噸-2,3,6,7-四羧酸、1,4-二-三氟甲基均苯四甲酸等氟化芳香環羧酸。

作為所述羧酸酯化合物的具體例，可列舉所述羧酸化合物的具體例中的至少一個羧基被取代為酯基的化合物。作為羧酸酯化合物，例如可列舉下述通式（B-1）～通式（B-6）所表示的經半酯化的化合物。

[化5]

通式（B-1）～通式（B-6）中的R分別獨立地為碳數1以上、6以下的烷基，其中，較佳為甲基、乙基、丙基、丁基，更佳為乙基、丙基。

例如，可將作為所述羧酸化合物的酐的羧酸酐混合於醇溶媒中，並使羧酸酐開環來生成經半酯化的化合物。

於本實施形態中，接著層中的源自交聯劑（B）的成分的含量並無特別限制，例如，源自交聯劑（B）的物質中的羰基（-(C=O)-Y）的數量相對於源自化合物（A）的物質中的所有氮原子的數量的比率（-(C=O)-Y/N）較佳為0.1以上、3.0以下，更佳為0.3以上、2.5以下，進而更佳為0.4以上、2.2以下。此處，於-(C=O)-Y中，Y表示經醯亞胺交聯或醯胺交聯的氮原子、OH或酯基。藉由-(C=O)-Y/N為0.1以上、3.0以下，接著層較佳地具有醯胺、醯胺醯亞胺、醯亞胺等熱交聯結構，且耐熱性更優異。

化合物（A）具有未交聯陽離子性官能基，因此認為：於作為接著層的成分而包含化合物（A）且不含交聯劑（B）的情況下，交聯密度低且耐熱性不充分。另一方面，接著層中，藉由化合物（A）的陽離子性官能基與交聯劑（B）的羧基進行反應而形成共價鍵，從而交聯密度變大，且具有高耐熱性。

（極性溶媒（D））用以形成本實施形態的基板積層體中的接著層的溶液例如後述的基板積層體的製造方法中所使用的包含化合物（A）的溶液、包含交聯劑（B）的溶液、包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液較佳為包含極性溶媒（D）。此處，所謂極性溶媒（D）是指室溫下的相對介電常數為5以上的溶媒。作為極性溶媒（D），具體而言，可列舉：水、重水等質子性無機化合物；甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、異戊醇、環己醇、乙二醇、丙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、苄醇、二乙二醇、三乙二醇、甘油等醇類；四氫呋喃、二甲氧基乙烷等醚類；糠醛（furfural）、丙酮、乙基甲基酮、環己烷等醛×酮類；乙酸酐、乙酸乙酯、乙酸丁酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、甲醛、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、六甲基磷酸醯胺等酸衍生物；乙腈、丙腈等腈類；硝基甲烷、硝基苯等硝基化合物；二甲基亞碸等硫化合物。作為極性溶媒（D），較佳為包含質子性溶媒，更佳為包含水，進而更佳為包含超純水。用以形成接著層的溶液中的極性溶媒（D）的含量並無特別限定，例如，相對於溶液整體而為1.0質量%以上、99.99896質量%以下，較佳為40質量%以上、99.99896質量%以下。作為極性溶媒（D）的沸點，就藉由形成接著層時的加熱而使極性溶媒（D）揮發並減少接著層中的殘溶媒的量的方面而言，較佳為150℃以下，更佳為120℃以下。

（添加劑（C））用以形成本實施形態的基板積層體中的接著層的溶液除所述化合物（A）、交聯劑（B）及極性溶媒（D）以外，亦可包含添加劑（C）。作為添加劑（C），可列舉具有羧基的重量平均分子量46以上、195以下的酸（C-1）、具有氮原子的重量平均分子量17以上、120以下的不具有環結構的鹼（C-2）。另外，添加劑（C）因形成接著層時的加熱而揮發，但本實施形態的基板積層體中的接著層亦可包含添加劑（C）。

酸（C-1）為具有羧基的重量平均分子量46以上、195以下的酸。藉由作為添加劑（C）而包含酸（C-1），而化合物（A）中的胺基與酸（C-1）中的羧基形成離子鍵，因此推測因化合物（A）與交聯劑（B）的締合所引起的凝聚得到抑制。更詳細而言，由於源自化合物（A）中的胺基的銨離子與源自酸（C-1）中的羧基的羧酸鹽離子的相互作用（例如靜電相互作用）強於源自化合物（A）中的胺基的銨離子與源自交聯劑（B）中的羧基的羧酸鹽離子的相互作用，因此推測凝聚得到抑制。再者，本發明不受所述推測任何限定。

作為酸（C-1），只要是具有羧基且重量平均分子量46以上、195以下的化合物，則並無特別限定，可列舉：單羧酸化合物、二羧酸化合物、氧基二羧酸（oxy dicarboxylic acid）化合物等。更具體而言，作為酸（C-1），可列舉：甲酸、乙酸、丙二酸、草酸、檸檬酸、苯甲酸、乳酸、甘醇酸、甘油酸、丁酸、甲氧基乙酸、乙氧基乙酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、吡啶甲酸、水楊酸、3,4,5-三羥基苯甲酸等。

於本實施形態中，用以形成基板積層體中的接著層的溶液中的酸（C-1）的含量並無特別限制，例如，酸（C-1）中的羧基的數量相對於化合物（A）中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）較佳為0.01以上、10以下，更佳為0.02以上、6以下，進而更佳為0.5以上、3以下。

鹼（C-2）為具有氮原子的重量平均分子量17以上、120以下的鹼。用以形成本實施形態的基板積層體中的接著層的溶液藉由作為添加劑（C）而包含鹼（C-2），而交聯劑（B）中的羧基與鹼（C-2）中的胺基形成離子鍵，因此推測因化合物（A）與交聯劑（B）的締合所引起的凝聚得到抑制。更詳細而言，由於源自交聯劑（B）中的羧基的羧酸鹽離子與源自鹼（C-2）中的胺基的銨離子的相互作用強於源自化合物（A）中的胺基的銨離子與源自交聯劑（B）中的羧基的羧酸鹽離子的相互作用，因此推測凝聚得到抑制。再者，本發明不受所述推測任何限定。

作為鹼（C-2），只要是具有氮原子且重量平均分子量17以上、120以下的不具有環結構的化合物，則並無特別限定，可列舉單胺化合物、二胺化合物等。更具體而言，作為鹼（C-2），可列舉：氨、乙胺、乙醇胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、N-乙醯基乙二胺、N-(2-胺基乙基)乙醇胺、N-(2-胺基乙基)甘胺酸等。

於本實施形態中，用以形成基板積層體中的接著層的溶液中的鹼（C-2）的含量並無特別限制，例如，鹼（C-2）中的氮原子的數量相對於交聯劑（B）中的羧基的數量的比率（N/COOH）較佳為0.5以上、5以下，更佳為0.9以上、3以下。

（其他成分）本實施形態的基板積層體中的接著層較佳為鈉及鉀的含量分別以元素基準計而為10質量ppb以下。若鈉或鉀的含量分別以元素基準計而為10質量ppb以下，則可抑制電晶體的運作不良等半導體裝置的電特性產生異常。

於對本實施形態的基板積層體的接著層要求絕緣性的情況下，為了改善絕緣性或機械強度，亦可混合四乙氧基矽烷、四甲氧基矽烷、雙三乙氧基矽烷基乙烷、雙三乙氧基矽烷基甲烷、雙(甲基二乙氧基矽烷基)乙烷、1,1,3,3,5,5-六乙氧基-1,3,5-三矽雜環己烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四羥基環矽氧烷、1,1,4,4-四甲基-1,4-二乙氧基二矽乙烯、1,3,5-三乙氧基-1,3,5-三甲基-1,3,5-三矽雜環己烷或該些的矽氧烷聚合體。進而，為了改善具有絕緣性的接著層的疏水性，亦可混合甲基三乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、三甲基乙氧基矽烷等。為了控制蝕刻選擇性，亦可混合該些化合物。

用以形成基板積層體中的接著層的溶液亦可包含極性溶媒（D）以外的溶媒，例如可列舉正己烷等。

另外，例如，為了改善電特性，用以形成基板積層體中的接著層的溶液亦可含有鄰苯二甲酸、苯甲酸等或該些的衍生物。另外，例如，為了抑制銅的腐蝕，用以形成基板積層體中的接著層的溶液亦可含有苯并三唑或其衍生物。

作為用以形成基板積層體中的接著層的溶液的pH值，並無特別限定，較佳為2.0以上、12.0以下。

基板積層體中的接著層亦可包含環氧化合物、異氰酸酯化合物及多價丙烯酸酯化合物等交聯性化合物。就抑制逸氣的產生並提高耐熱性的觀點而言，相對於接著層的總質量，該些交聯性化合物的含量較佳為5質量%以下，更佳為1質量%以下，進而更佳為0.1質量%以下，特佳為不包含。

[第1基板及第2基板] 本實施形態的基板積層體是依序積層第1基板、所述接著層及第2基板而成。

第1基板及第2基板的材質並無特別限定，可為通常使用者。再者，第1基板及第2基板的材質可相同，亦可不同。作為第1基板及第2基板，較佳為包含選自由Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt、Mg、In、Ta及Nb所組成的群組中的至少一種元素，更佳為包含選自由Si、Ga、Ge及As所組成的群組中的至少一種元素，進而更佳為包含選自由Si、Ga、Ge及As所組成的群組中的至少一種元素的半導體基板。作為第1基板及第2基板的材質，例如為半導體：Si、InP、GaN、GaAs、InGaAs、InGaAlAs、SiGe、SiC；氧化物、碳化物、氮化物：硼矽酸玻璃（派熱克斯（Pyrex）（註冊商標））、石英玻璃（SiO₂ ）、藍寶石（Al₂ O₃ ）、ZrO₂ 、Si₃ N₄ 、AlN、MgAl₂ O₄ ；壓電體、介電體：BaTiO₃ 、LiNbO₃ 、SrTiO₃ 、LiTaO₃ 、金剛石；金屬：Al、Ti、Fe、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Ta、Nb等。

作為第1基板及第2基板的材質，除所述以外，亦可為樹脂：聚二甲基矽氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）、環氧樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺、苯并環丁烯樹脂、聚苯并噁唑等。

關於各材料，作為主要用途，可用於以下者。 Si用於半導體記憶體、大型積體電路（Large Scale Integrated Circuit，LSI）的積層、互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）影像感測器、微機電系統（Microelectro Mechanical System，MEMS）密封、光學裝置、發光二極體（Light Emitting Diode，LED）等； SiO₂ 用於半導體記憶體、LSI的積層、MEMS密封、微流路、CMOS影像感測器、光學裝置、LED等； BaTiO₃ 、LiNbO₃ 、SrTiO₃ 、LiTaO₃ 用於表面聲波裝置； PDMS用於微流路； InGaAlAs、InGaAs、InP用於光學裝置； InGaAlAs、GaAs、GaN用於LED等。

基板積層體的製造中所使用的第1基板及第2基板的至少一者的形成接著層之側的面、較佳為第1基板及第2基板的形成接著層之側的面較佳為具有選自由羥基、環氧基、羧基、胺基及巰基所組成的群組中的至少一種。藉此，可提高基板彼此的接合強度。

羥基可藉由對第1基板及第2基板的表面進行電漿處理、化學品處理、臭氧處理等表面處理而分別設置於該些的表面。

環氧基可藉由對第1基板及第2基板的表面進行利用環氧矽烷的矽烷偶合等表面處理而分別設置於該些的表面。

羧基可藉由對第1基板及第2基板的表面進行利用羧基矽烷的矽烷偶合等表面處理而分別設置於該些的表面。

胺基可藉由對第1基板及第2基板的表面進行利用胺基矽烷的矽烷偶合等表面處理而分別設置於該些的表面。

選自由羥基、環氧基、羧基、胺基及巰基所組成的群組中的至少一種較佳為以與第1基板或第2基板中所含的選自由Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt、Mg、In、Ta及Nb所組成的群組中的至少一種元素鍵結的狀態存在。其中，第1基板及第2基板的至少一者的形成接著層之側的面更佳為具有包含羥基的矽烷醇基（Si-OH基）。

第1基板及第2基板的至少一者亦可於接著層側的面上具有電極。

第1基板及第2基板的厚度分別獨立地較佳為1 μm～1 mm，更佳為2 μm～900 μm。

第1基板及第2基板的形狀亦無特別限制。例如，於第1基板及第2基板為矽基板的情況下，可為形成有層間絕緣膜（低（Low）-k膜）的矽基板，另外，亦可於矽基板形成有微細的槽（凹部）、微細的貫通孔等。

本實施形態的基板積層體中，第1基板及第2基板的至少一者亦可於接著層側的面的相反側的面進而積層其他基板。其他基板的較佳材質與第1基板及第2基板的較佳材質相同。其他基板的材質可與第1基板及第2基板的至少一者相同，亦可不同。

（基板積層體的積層結構的例子）以下示出各用途中的基板積層體的積層結構的例子。 MEMS封裝用途；Si/接著層/Si、SiO₂ /接著層/Si、SiO₂ /接著層/SiO₂ 、Cu/接著層/Cu，微流路用途；PDMS/接著層/PDMS、PDMS/接著層/SiO₂ ， CMOS影像感測器用途；SiO₂ /接著層/SiO₂ 、Si/接著層/Si、SiO₂ /接著層/Si，矽通孔（Through Silicon Via，TSV）用途；SiO₂ （帶有Cu電極）/接著層/SiO₂ （帶有Cu電極），記憶體、LSI用途；SiO₂ /接著層/SiO₂ 光學裝置用途；（InGaAlAs、InGaAs、InP、GaAs）/接著層/Si， LED用途；（InGaAlAs、GaAs、GaN）/接著層/Si、（InGaAlAs、GaAs、GaN）/接著層/SiO₂ 、（InGaAlAs、GaAs、GaN）/接著層/（Au、Ag、Al）、（InGaAlAs、GaAs、GaN）/接著層/藍寶石，表面聲波裝置用途；（BaTiO₃ 、LiNbO₃ 、SrTiO₃ 、LiTaO₃ ）/接著層/（MgAl₂ O₄ 、SiO₂ 、Si、Al₂ O₃ ）。

就抑制半導體製程下的意外的剝離的觀點及可靠性的觀點而言，本實施形態中的基板積層體的拉伸接合強度越高越佳。具體而言，基板積層體的拉伸接合強度較佳為5 MPa以上，更佳為10 MPa以上。基板積層體的拉伸接合強度可根據利用拉伸試驗機測定而得的降伏點來求出。再者，拉伸接合強度可為200 MPa以下，亦可為100 MPa以下。

本實施形態的基板積層體中，較佳為拉伸接合強度為5 MPa以上且接著層的厚度為0.1 nm～5000 nm，更佳為拉伸接合強度為5 MPa以上且接著層的厚度為0.5 nm～3000 nm，進而更佳為拉伸接合強度為10 MPa以上且接著層的厚度為5 nm～2000 nm，特佳為拉伸接合強度為10 MPa以上且接著層的厚度為5 nm～500 nm。

關於本實施形態的基板積層體，就抑制因逸氣所引起的基板積層體的接合強度的降低的觀點而言，逸氣壓力成為2×10^-6 Pa的溫度較佳為400℃以上，更佳為420℃以上，進而更佳為440℃以上。所述逸氣壓力成為2×10^-6 Pa的溫度是於減壓環境下所測定的值。所謂減壓環境下是指10^-7 Pa。再者，逸氣壓力成為2×10^-6 Pa的溫度可為600℃以下，亦可為550℃以下。

本實施形態中的基板積層體的空隙的合計面積的比例（空隙面積率）較佳為30%以下，更佳為20%以下，進而更佳為10%以下。空隙面積率為如下值：於紅外光透過觀察中，將空隙面積的合計除以可觀測到透過光的面積的合計且乘以100而算出的值。於難以進行紅外光透過觀察情況下，可使用超音波顯微鏡的反射波、超音波顯微鏡的透過波或紅外光反射光、較佳為使用超音波顯微鏡的反射波並利用相同的方法來求出。

〔基板積層體的製造方法〕以下，對本發明的一實施形態的基板積層體的製造方法進行說明。例如，作為本實施形態的基板積層體的製造方法，可列舉以下所說明的第1製造方法及第2製造方法。再者，作為本發明的基板積層體的製造方法，並不限定於該些。

（第1製造方法）基板積層體的第1製造方法包括：第1步驟，於第1基板上形成包含化合物（A）的膜，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下；第2步驟，將交聯劑（B）賦予至所述膜上，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；第3步驟，於形成有包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜的面上積層第2基板；以及加熱步驟，對包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜於70℃～450℃下進行加熱，而形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的反應物的接著層。化合物（A）較佳為包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。以下，對基板積層體的第1製造方法的各步驟進行說明。

＜第1步驟＞作為於第1基板上形成包含化合物（A）的膜的方法，可列舉使用包含化合物（A）的溶液而於基板上形成包含化合物（A）的膜的方法。作為膜的形成方法，並無特別限制，可採用通常使用的方法。

作為通常使用的方法，例如可列舉：浸漬法、噴霧法、旋塗法、棒塗法等。例如，於形成具有微米尺寸的膜厚的膜的情況下，較佳為使用棒塗法，於形成具有奈米尺寸（數nm～數百nm）的膜厚的膜的情況下，較佳為使用旋塗法。

例如，作為利用旋塗法來形成包含化合物（A）的膜的方法，並無特別限定，例如可使用如下方法：一邊利用旋塗機使基板旋轉，一邊於第1基板的表面滴加包含化合物（A）的溶液，繼而提高第1基板的轉速而加以乾燥。於利用旋塗法來形成包含化合物（A）的膜的方法中，關於基板的轉速、包含化合物（A）的溶液的滴加量及滴加時間、乾燥時的基板的轉速等諸條件，並無特別限制，可考慮所形成的膜的厚度等來適當調整。

＜乾燥步驟＞基板積層體的第1製造方法亦可包括乾燥步驟，所述乾燥步驟是對形成有包含化合物（A）的膜的第1基板於溫度70℃以上、250℃以下的條件下進行乾燥。再者，所述溫度是指第1基板的形成有包含化合物（A）的膜的面的溫度。

尤其，於在第1基板的接著層側的面存在Cu及SiO₂ 的情況下，藉由包括該乾燥步驟，可更有效地使聚合物於Cu上的殘存難度與聚合物於SiO₂ 上的殘存容易度併存。具體而言，藉由溫度為70℃以上，可較佳地維持賦予至SiO₂ 的聚合物的殘存性。另外，藉由溫度為250℃以下，可使聚合物更難以殘存於Cu。所述溫度較佳為80℃～200℃，更佳為85℃～170℃，進而更佳為90℃～150℃。

乾燥步驟中的乾燥可藉由通常的方法來進行，例如可使用加熱板來進行。進行乾燥的環境並無特別限制，例如可於大氣環境下進行，亦可於惰性氣體（氮氣、氬氣、氦氣等）環境下進行。關於乾燥時間，並無特別限制，較佳為300秒以下，更佳為200秒以下，進而更佳為120秒以下，特佳為80秒以下。乾燥時間的下限並無特別限制，下限例如可設為10秒，較佳為20秒，更佳為30秒。

＜清洗步驟＞為了去除賦予至第1基板的多餘的化合物（A），基板積層體的第1製造方法亦可包括清洗步驟，所述清洗步驟是利用極性溶媒等對形成有包含化合物（A）的膜的第1基板進行清洗。另外，基板積層體的第1製造方法於包括所述乾燥步驟的情況下，較佳為於乾燥步驟後進行清洗步驟，更佳為於乾燥步驟後且第2步驟後進行清洗步驟。

＜第2步驟＞作為將交聯劑（B）賦予至包含化合物（A）的膜上的方法，可列舉如下方法：使用包含交聯劑（B）的溶液而將交聯劑（B）賦予至包含化合物（A）的膜上。於使用包含交聯劑（B）的溶液的情況下，可與第1步驟中記載的方法同樣地將交聯劑（B）賦予至包含化合物（A）的膜上。

根據所形成的接著層的厚度，視需要亦可於第2步驟後，進而反覆進行第1步驟、乾燥步驟、第2步驟及清洗步驟。

＜第3步驟＞於第2步驟後或後述的加熱步驟後，於形成有包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜的面上積層第2基板。藉此，可獲得依序積層有第1基板、包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜及第2基板的積層體。再者，就進一步提高接合強度的觀點而言，亦可於第3步驟前，預先在第2基板中的第1基板側的表面形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜。

另外，第3步驟的進行積層時的壓力並無特別限制，較佳為絕對壓力超過10^-4 Pa、大氣壓以下。另外，所述絕對壓力更佳為10^-3 Pa以上、大氣壓以下，進而更佳為100 Pa以上、大氣壓以下，特佳為1000 Pa以上、大氣壓以下。積層步驟中的積層可於大氣環境下進行，亦可於惰性氣體（氮氣、氬氣、氦氣等）環境下進行。

＜加熱步驟＞基板積層體的第1製造方法於第2步驟後包括加熱步驟，所述加熱步驟是對包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜於70℃～450℃下進行加熱。再者，所述溫度是指第1基板或第2基板的形成有包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜的面的溫度。藉由包括該加熱步驟，可將包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜中所含的溶媒去除。另外，化合物（A）與交聯劑（B）藉由加熱來進行反應，而獲得反應物，從而形成包含該反應物的膜。所述溫度較佳為100℃～450℃，更佳為100℃～430℃，進而更佳為150℃～420℃。另外，所述溫度可為70℃～250℃，亦可為80℃～200℃，亦可為85℃～170℃，亦可為90℃～150℃。

另外，加熱步驟中的進行加熱時的壓力並無特別限制，較佳為絕對壓力超過17 Pa、大氣壓以下。所述絕對壓力更佳為1000 Pa以上、大氣壓以下，進而更佳為5000 Pa以上、大氣壓以下，特佳為10000 Pa以上、大氣壓以下。

加熱步驟中的加熱可藉由使用爐或加熱板的通常的方法來進行。作為爐，例如可使用阿佩克斯（APEX）公司製造的SPX-1120、光洋熱系統（Koyo Thermo Systems）（股）製造的VF-1000LP等。另外，加熱步驟中的加熱可於大氣環境下進行，亦可於惰性氣體（氮氣、氬氣、氦氣等）環境下進行。

關於加熱步驟中的加熱時間，並無特別限制，例如為3小時以下，較佳為1小時以下。加熱時間的下限並無特別限制，例如可設為5分鐘，可設為3分鐘，可設為30秒。另外，於對包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜於70℃～250℃下進行加熱的情況下，加熱時間可為300秒以下，亦可為200秒以下，亦可為120秒以下，亦可為80秒以下。作為該情況下的加熱時間的下限，例如可設為10秒，較佳為20秒，更佳為30秒。

加熱步驟亦可包括：對包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜如上所述般於70℃～250℃下進行加熱的步驟（低溫加熱步驟）及於100℃～450℃下進行加熱的步驟（於較低溫加熱步驟更高的溫度下進行加熱的高溫加熱步驟）。

出於縮短加熱步驟時間的目的，亦可對第1基板的形成有包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜的面進行紫外線照射。作為紫外線，較佳為波長170 nm～230 nm的紫外光、波長222 nm準分子光、波長172 nm準分子光等。另外，較佳為於惰性氣體環境下進行紫外線照射。

加熱步驟只要是於第2步驟後進行的步驟即可，亦可於視需要而進行的乾燥步驟後或清洗步驟後進行。另外，加熱步驟亦可於第3步驟前進行，亦可於第3步驟後進行，亦可於第3步驟前且之後均進行。

另外，於第3步驟後進行的加熱步驟中，亦可與加熱同時壓製積層體。此時，亦可於第3步驟後實施進行加熱與壓製的加熱步驟，亦可於第2步驟後以任意的順序進行加熱步驟及第3步驟，其後進而實施進行加熱與壓製的加熱步驟。進行加熱與壓製的加熱步驟中的壓製壓力較佳為0.1 MPa～50 MPa，更佳為0.1 MPa～10 MPa，進而更佳為0.1 MPa～5 MPa。作為壓製裝置，可使用例如東洋精機製作所（股）製造的試驗用小型壓製機（TEST MINI PRESS）等。另外，進行加熱與壓製的加熱步驟中的加熱溫度較佳為100℃～450℃，更佳為100℃～400℃，進而更佳為150℃～350℃。藉此，於在基板形成有半導體電路的情況下，有可抑制對於半導體電路的損傷的傾向。

＜加壓步驟＞基板積層體的第1製造方法亦可於第3步驟後、較佳為第3步驟後且加熱步驟後包括加壓步驟，所述加壓步驟是對積層體進行壓製。加壓步驟中的壓製壓力較佳為0.1 MPa～50 MPa，更佳為0.1 MPa～10 MPa。作為壓製裝置，可使用例如東洋精機製作所（股）製造的試驗用小型壓製機（TEST MINI PRESS）等。另外，加壓時間並無特別限制，例如可設為0.5秒～1小時。

另外，加壓步驟中的溫度較佳為10℃以上、未滿100℃，更佳為10℃～70℃，進而更佳為15℃～50℃，特佳為20℃～30℃。再者，所述溫度是指第1基板或第2基板的形成有包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜的面的溫度。

於基板積層體的第1製造方法中，較佳為於所述的加熱步驟與加壓步驟的至少一者中對積層體進行壓製。藉由對積層體進行壓製，接著面積增加而有接合強度更優異的傾向。壓製時的條件如上所述。

＜後加熱步驟＞基板積層體的第1製造方法亦可於加壓步驟後包括後加熱步驟，所述後加熱步驟是對積層體進行加熱。藉由包括所述加壓步驟及後加熱步驟，而有接合強度更優異的傾向。以下，對後加熱步驟中的較佳條件進行說明。再者，關於與所述加熱步驟共通的事項，省略其說明。後加熱步驟中的加熱溫度較佳為100℃～450℃，更佳為150℃～420℃，進而更佳為150℃～400℃。另外，作為後加熱步驟中的進行加熱時的壓力，較佳為絕對壓力超過17 Pa、大氣壓以下。所述絕對壓力更佳為1000 Pa以上、大氣壓以下，進而更佳為5000 Pa以上、大氣壓以下，特佳為10000 Pa以上、大氣壓以下。後加熱步驟中，較佳為不進行積層體的壓製。

（第2製造方法）基板積層體的第2製造方法包括：第5步驟，於第1基板上形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；第6步驟，於形成有包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜的面上積層第2基板；以及加熱步驟，對包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜於70℃～450℃下進行加熱，而形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的反應物的接著層。所述化合物（A）較佳為包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。

＜第5步驟＞作為於第1基板上形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜的方法，可列舉如下方法：使用包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液而於第1基板上形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜。包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液可混合化合物（A）與交聯劑（B）來準備。可與第1步驟中記載的方法同樣地於第1基板上形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜。亦可於第5步驟後，與第1製造方法同樣地視需要經過所述乾燥步驟及清洗步驟。

＜第6步驟＞於賦予有包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜的面上積層第2基板。第6步驟可利用與所述第3步驟相同的方法來進行。

＜加熱步驟＞基板積層體的第2製造方法於第5步驟後包括加熱步驟，所述加熱步驟是對包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜於70℃～450℃下進行加熱。藉由包括該加熱步驟，化合物（A）與交聯劑（B）藉由加熱來進行反應，而獲得反應物，從而形成包含該反應物的膜即接著層。第2製造方法中的加熱步驟可利用與所述第1製造方法中的加熱步驟相同的方法來進行。另外，於第2製造方法中，亦可於第6步驟後、較佳為第6步驟後且加熱步驟後包括加壓步驟，所述加壓步驟是對積層體進行壓製。第2製造方法中的加壓步驟可利用與所述第1製造方法中的加壓步驟相同的方法來進行。另外，於第2製造方法中，亦可於加壓步驟後包括後加熱步驟，所述後加熱步驟是對積層體進行加熱。第2製造方法中的後加熱步驟可利用與所述第1製造方法中的後加熱步驟相同的方法來進行。

再者，於第1製造方法及第2製造方法中，關於用以形成接著層的溶液即包含化合物（A）的溶液、包含交聯劑（B）的溶液以及包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液，較佳為包含極性溶媒（D）。於製造用以形成接著層的溶液的任意的時序中，亦可將極性溶媒（D）添加於化合物（A）、交聯劑（B）及化合物（A）與交聯劑（B）的混合物中。另外，添加其他成分的時序亦無特別限定。

有藉由將包含化合物（A）的溶液賦予至第1基板的表面等而形成包含化合物（A）的膜的步驟（第1步驟）或藉由將包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液賦予至第1基板的表面等而形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜的步驟（第5步驟）。於將包含化合物（A）的溶液或包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液賦予至第1基板的情況下，包含化合物（A）的溶液中的化合物（A）的含量或包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的化合物（A）的含量並無特別限制，例如，可相對於溶液整體而設為0.001質量%以上、30質量%以下，較佳為0.01質量%以上、20質量%以下，更佳為0.04質量%以上、20質量%以下。

於在第1基板的表面形成包含化合物（A）的膜後，有藉由將包含交聯劑（B）的溶液賦予至所述膜上等而將交聯劑（B）賦予至所述膜上的步驟（第2步驟）或藉由將包含化合物（A）與交聯劑（B）的溶液賦予至第1基板的表面等而形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜的步驟（第5步驟）。於將包含交聯劑（B）的溶液或包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液賦予至第1基板的情況下，包含交聯劑（B）的溶液中的交聯劑（B）的含量或包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的交聯劑（B）的含量並無特別限制，例如，交聯劑（B）中的羧基的數量相對於化合物（A）中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）較佳為0.1以上、3.0以下，更佳為0.3以上、2.5以下，進而更佳為0.4以上、2.2以下。藉由COOH/N為0.1以上、3.0以下，於所述第1製造方法及第2製造方法中的加熱步驟中，容易形成醯胺、醯胺醯亞胺、醯亞胺等熱交聯結構，可製造耐熱性更優異的膜。

於第1製造方法及第2製造方法中，亦可進而將添加劑（C）添加於化合物（A）或交聯劑（B）中，所述添加劑（C）是選自由具有羧基的重量平均分子量46以上、195以下的酸（C-1）及具有氮原子的重量平均分子量17以上、120以下的不具有環結構的鹼（C-2）所組成的群組中的至少一種。再者，添加添加劑（C）的時序並無特別限定。

於第1製造方法中，於作為添加劑（C）而添加酸（C-1）的情況下，較佳為於藉由第1步驟而形成包含酸（C-1）與化合物（A）的膜後，藉由第2步驟而將交聯劑（B）賦予至所述膜上。藉此，於混合化合物（A）與交聯劑（B）時，可較佳地抑制組成物的白濁及凝膠化。再者，就將接著層的厚度設為均勻的方面而言，較佳為抑制凝膠化。

另外，於第2製造方法中，於作為添加劑（C）而添加酸（C-1）的情況下，較佳為將酸（C-1）與化合物（A）的混合物及交聯劑（B）混合。即，較佳為於混合化合物（A）與交聯劑（B）前，預先混合化合物（A）與酸（C-1）。藉此，於混合化合物（A）與交聯劑（B）時，可較佳地抑制組成物的白濁及凝膠化（若凝膠化，則有時組成物的透明化花費時間，而欠佳）。

於第1製造方法中，於作為添加劑（C）而添加鹼（C-2）的情況下，較佳為於藉由第1步驟而形成包含化合物（A）的膜後，藉由第2步驟而將交聯劑（B）與鹼（C-2）的混合物賦予至所述膜上。藉此，於混合化合物（A）與交聯劑（B）時，可較佳地抑制組成物的白濁及凝膠化。

另外，於第2製造方法中，於作為添加劑（C）而添加鹼（C-2）的情況下，較佳為將鹼（C-2）與交聯劑（B）的混合物及化合物（A）混合。即，較佳為於混合化合物（A）與交聯劑（B）前，預先混合交聯劑（B）與鹼（C-2）。藉此，於混合化合物（A）與交聯劑（B）時，可較佳地抑制組成物的白濁及凝膠化（若凝膠化，則有時組成物的透明化花費時間，而欠佳）。

根據第1製造方法及第2製造方法，例如與將聚醯胺酸塗佈於基板等而形成接著層的情況相比，有進一步減薄接著層的厚度且進一步提高接合強度的傾向。 [實施例]

以下，藉由實施例來對本發明進行具體說明，但本發明並不限定於該些實施例。以下，未表示溶媒者使用了水。以下，作為「水」，使用超純水（密理博（Millipore）公司製造的Milli-Q水，電阻18 MΩ·cm（25℃）以下）。

於實施例1～實施例11及比較例1～比較例5中，製備用以形成接著層的溶液。詳細情況如以下所示。再者，在將化合物（A）的溶液、交聯劑（B）的溶液、於交聯劑（B）中添加鹼（C-2）而成的溶液、其他溶液分別混合時，確認所混合的各溶液中無沈澱物後進行混合。

〔實施例1〕作為化合物（A），準備4.0 g的3-胺基丙基二乙氧基甲基矽烷（(3-Aminopropyl)diethoxymethylsilane；3APDES），將其添加於56.0 g的1-丙醇（1PrOH）中，進而添加20.0 g的8.8質量%甲酸（FA）水溶液，以使3APDES成為5質量%的方式溶解後，於室溫下攪拌一小時後，於60℃水浴中進行1小時加溫，從而獲得包含化合物（A）的溶液。於該溶液中，3APDES以水解物的形式存在。3APDES的水解物中，於Si上鍵結有一個作為非交聯性基的甲基、兩個作為交聯性基的羥基、一個作為交聯性基的胺基丙基。即，（非交聯性基）/Si為1。

作為交聯劑（B），準備1-丙基半酯偏苯三甲酸（1-propyl half ester TMA；1PrheTMA）。1PrheTMA是藉由如下方式而製造：於1-丙醇中添加偏苯三甲酸酐而使偏苯三甲酸酐粉末完全溶解。繼而，以成為表1中所示的濃度的方式混合包含化合物（A）的溶液與包含交聯劑（B）的溶液，從而製備包含化合物（A）、交聯劑（B）及酸（C-1）的溶液1。

再者，表1中，3APDES（2質量%）中的括號內的濃度表示包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的3APDES的濃度。 1PrheTMA[1.03]中的括號內的數值表示作為交聯劑（B）的1PrheTMA中的羧基的數量相對於作為化合物（A）的3APDES中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）。 FA的括號內的數值即1.83表示作為酸（C-1）的FA中的羧基的數量相對於作為化合物（A）的3APDES中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）。 1PrOH（86.6質量%）中的括號內的濃度表示包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的1PrOH的濃度。

〔實施例2〕準備2.0 g的實施例1中所製備的溶液1，將其添加於12.0 g的1PrOH中，進而添加6.0 g的水，從而製備包含化合物（A）、交聯劑（B）及酸（C-1）的溶液2。

再者，表1中，3APDES（0.2質量%）中的括號內的濃度表示包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的3APDES的濃度。 1PrheTMA[1.03]中的括號內的數值表示作為交聯劑（B）的1PrheTMA中的羧基的數量相對於作為化合物（A）的3APDES中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）。 FA的括號內的數值即1.83表示作為酸（C-1）的FA中的羧基的數量相對於作為化合物（A）的3APDES中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）。 1PrOH（68.6質量%）中的括號內的濃度表示包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的1PrOH的濃度。

〔實施例3〕作為化合物（A），準備分支聚乙烯亞胺（BPEI）即巴斯夫（BASF）公司製造的聚乙烯亞胺（Mw=70,000，一級氮原子/二級氮原子/三級氮原子=31/40/29）。

作為交聯劑（B），藉由如下方式而製造：將7.0 g的偏苯三甲酸（Trimellitic Acid，TMA）添加於12.67 g的水中，進而添加30.33 g的氨（NH₃ ）8.4質量%水溶液並使TMA完全溶解。繼而，以成為表1中所示的濃度的方式混合包含化合物（A）的溶液與包含交聯劑（B）的溶液，從而製備包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液3。

再者，表1中，BPEI（0.15質量%）中的括號內的濃度表示包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的BPEI的濃度。 TMA[1.5]中的括號內的數值表示作為交聯劑（B）的TMA中的羧基的數量相對於作為化合物（A）的BPEI中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）。 NH₃ 的括號內的數值即1.5表示作為鹼（C-2）的NH₃ 中的所有氮的數量相對於作為交聯劑（B）的TMA中的羧基的數量的比率（N/COOH）。

〔實施例4～實施例11〕實施例4～實施例11中，除變更為表1中記載的成分及添加量以外，與實施例1同樣地分別製備溶液4～溶液8。再者，表1中，作為化合物（A）的3APDES、3APTES及BPEI中的括號內的濃度分別表示包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的3APDES、3APTES及BPEI的濃度作為交聯劑（B）的1PrheTMA、TMA、ehePMA、PMA及TMSA中的括號內的數值表示交聯劑（B）中的羧基的數量相對於化合物（A）中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）。 FA的括號內的數值表示作為酸（C-1）的FA中的羧基的數量相對於化合物（A）中的所有氮原子的數量的比率（COOH/N）。 NH₃ 的括號內的數值表示作為鹼（C-2）的NH₃ 中的所有氮的數量相對於交聯劑（B）中的羧基的數量的比率（N/COOH）。 1PrOH及EtOH中的括號內的濃度分別表示包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液中的1PrOH及EtOH的濃度。

再者，表1及表2中的化合物（A）、交聯劑（B）、酸（C-1）、鹼（C-2）及極性溶媒（D）的簡稱如下所述。再者，3APDES如上所述般於溶液中水解。另外，3APTES亦於溶液中水解，3APTES的水解物中，於Si上不存在非交聯性基且鍵結有三個作為交聯性基的羥基、一個作為交聯性基的胺基丙基。即，（非交聯性基）/Si為0。＜化合物（A）＞ 3APDES：3-胺基丙基二乙氧基甲基矽烷（於溶液中水解） 3APTES：3-胺基丙基三乙氧基矽烷（於溶液中水解） BPEI：分支聚乙烯亞胺＜交聯劑（B）＞ 1PrheTMA：1-丙基半酯偏苯三甲酸 TMA：偏苯三甲酸 ehePMA：乙基半酯均苯四甲酸 PMA：均苯四甲酸 TMSA：1,3,5-苯三羧酸＜酸（C-1）＞ FA：甲酸＜鹼（C-2）＞ NH₃ ：氨＜極性溶媒（D）＞ 1PrOH：1-丙醇 EtOH：乙醇

〔比較例1～比較例5〕比較例1～比較例5中，除變更為表2中記載的成分及添加量以外，與實施例1同樣地分別製備溶液9～溶液13。再者，比較例1中，藉由使聯苯四羧酸二酐（Biphenyltetracarboxylic Dianhydride，BPDA）與對苯二胺（pDA）於N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）溶媒（97.5質量%）中進行反應，從而製備包括包含BPDA與pDA的聚醯胺酸（2.5質量%）的溶液9。比較例2中，將對二甲苯二胺（pXDA）溶解於水與1-丙醇（1PrOH）的混合溶媒中後，靜置一夜，從而獲得pXDA溶液1。於1,3,5-苯三羧酸（TMSA）中混合氨（NH₃ ）與水而製成TMSA與NH₃ 的混合溶液1。繼而，將pXDA溶液1、TMSA與NH₃ 的混合溶液1及水以成為表2中所示的濃度的方式混合，從而製備溶液10。比較例3及比較例4中，以成為括號內的濃度的方式將BPEI及3APDES混合於水中，且以使丙二酸（MA）的羧基的數量相對於BPEI及3APDES中的所有氮原子的比率（COOH/N）成為括號內的數值即1.0的方式將MA混合於溶液中，從而分別製備溶液11及溶液12。比較例5中，依據物理化學期刊（THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY）C誌, 2011年, 115號,頁12981-12989的A2**法，獲得四乙氧基矽烷（TEOS）的水解物及包含矽氧烷聚合體的乙醇、水及硝酸的混合溶液後，以成為括號內的數字的方式添加水、乙醇及1-丙醇，從而製備溶液13。 1PrOH、EtOH及硝酸中的括號內的濃度分別表示溶液中的1PrOH、EtOH及硝酸的濃度。

＜接著層的形成＞作為塗佈所述獲得的包含化合物（A）及交聯劑（B）的溶液的基板，準備4吋f矽基板（矽晶圓）。利用紫外線（ultraviolet，UV）臭氧對矽基板進行5分鐘處理後，將矽基板載置於旋塗機上，以10秒以一定速度滴加各實施例及各比較例中所製備的組成物2.0 mL，保持13秒後，以2000 rpm（rpm為轉速）旋轉1秒，以600 rpm旋轉30秒後，以2000 rpm旋轉10秒並加以乾燥。藉此，於矽基板上形成接著層。繼而，作為所述加熱步驟（低溫加熱步驟），將接著層於125℃下加熱乾燥1分鐘。

關於所獲得的各實施例及各比較例的接著層，對接著層的厚度、交聯結構、表面的平滑性及晶圓內膜厚均勻性進行評價。

（接著層的厚度測定）使用橢圓偏振計（瑟米萊伯（SEMILAB）公司製造的光學式孔隙計（porosimeter）（PS-1100））來測定接著層的厚度。於厚度為10 nm以上時，以空氣/（柯西+洛倫茲振子模型）/自然氧化膜/矽基板的光學模型進行擬合。於厚度未滿10 nm時，以空氣/SiO₂ /自然氧化膜/矽基板的光學模型進行擬合。將結果示於表1及表2中。

（交聯結構的確認）利用傅立葉轉換紅外光譜法（Fourier Transform Infrared Spectrometry，FT-IR）來測定接著層的交聯結構。所使用的分析裝置如以下所述。～FT-IR分析裝置～紅外吸收分析裝置（DIGILAB Excalibur（迪吉萊伯（DIGILAB）公司製造））～測定條件～紅外線（Infrared Ray，IR）光源：空氣冷卻陶瓷，分光鏡（beam splitter）：寬頻KBr，檢測器：帕爾帖（Peltier）冷卻氘化三甘胺酸硫酸酯（Deuterated Triglycine Sulfate，DTGS），測定波數範圍：7500 cm^-1 ～400 cm^-1 ，解析度：4 cm^-1 ，累計次數：256，背景：使用Si裸晶圓，測定環境：N₂ （10 L/min），紅外線（IR）的入射角：72°（=Si的布魯斯特角（Brewster angle））～判斷條件～醯亞胺鍵是以存在1770 cm^-1 、1720 cm^-1 的振動峰值來判斷。醯胺鍵是以存在1650 cm^-1 、1550 cm^-1 的振動峰值來判斷。矽氧烷鍵是以存在1000 cm^-1 ～1100 cm^-1 的振動峰值來判斷。將結果示於表1及表2中。再者，將於250℃下且於氮氣環境下加熱1小時後的樣品用於FT-IR測定中。

（表面的平滑性的確認） -掃描型探針顯微鏡（Scanning Probe Microscope，SPM）形態觀察- 藉由利用SPM的形態觀察來評價接著層的表面的平滑性。使用作為掃描型探針顯微鏡（SPM）的SPA400（日立高新技術（Hitachi High-technologies）製造），以動態力顯微術（dynamic force microscopy）模式，於3微米×3微米見方區域內進行測定。於藉由SPM所測定的均方根（Root Mean Square，RMS）表面粗糙度為0.5 nm以下的情況下，判斷為「有平滑性」。將結果示於表1及表2中。再者，將於400℃下加熱10分鐘後的膜設為SPM形態觀察的對象。

（晶圓內膜厚均勻性）利用肉眼確認接著層的表面，將確認到干涉紋等斑、顆粒（接著層中的成分的凝聚物）或凹陷（局部未形成接著層的部分）的任一個者設為於晶圓內無均勻性的C評價。關於C評價以外的各接著層，利用橢圓偏振計（瑟米萊伯（SEMILAB）公司製造的光學式孔隙計（porosimeter）（PS-1100））來進行膜厚分佈測定。具體而言，將經組成物成膜的4吋f矽晶圓（接合前）剪切成1 cm×1 cm見方，並測定每1 cm的晶圓內膜厚。將最大膜厚與最小膜厚的差為平均膜厚的10%以下的樣品設為晶圓內膜厚均勻性優異並設為A評價。將結果示於表1及表2中。

＜基板積層體的形成＞〔實施例1～實施例3及比較例1～比較例4〕將利用UV臭氧進行了5分鐘處理的4吋f矽裸晶圓（第2基板）貼附於形成有接著層的矽晶圓（第1基板）上。其相當於所述第6步驟。繼而，利用壓製裝置於250℃下且於1 MPa下進行1小時（60分鐘）熱壓接，從而獲得基板積層體。其相當於所述加熱步驟。

＜基板積層體的形成＞〔實施例4〕將形成有接著層的矽晶圓（第1基板）於氮氣環境下且於400℃下加熱10分鐘。繼而，將利用UV臭氧進行了5分鐘處理的4吋f矽裸晶圓（第2基板）貼附於形成有接著層的矽晶圓（第1基板）上。然後，利用壓製裝置於250℃下且於1 MPa下進行1小時（60分鐘）熱壓接，從而獲得基板積層體。

＜基板積層體的形成＞〔實施例5及實施例7～實施例11〕將形成有接著層的矽晶圓（第1基板）於氮氣環境下且於400℃下加熱10分鐘。繼而，將利用UV臭氧進行了5分鐘處理的4吋f矽裸晶圓（第2基板）貼附於形成有接著層的矽晶圓（第1基板）上。然後，利用壓製裝置於23℃下且於1 MPa下進行1分鐘壓接，從而獲得基板積層體。其相當於所述加壓步驟。

＜基板積層體的形成＞〔實施例6及比較例5〕將形成有接著層的矽晶圓（第1基板）於氮氣環境下且於400℃下加熱10分鐘。繼而，將利用UV臭氧進行了5分鐘處理的4吋f矽裸晶圓（第2基板）貼附於形成有接著層的矽晶圓（第1基板）上。然後，利用壓製裝置於23℃下且於1 MPa下進行1分鐘壓接。繼而，於氮氣環境下且於400℃下加熱30分鐘，從而獲得基板積層體。

關於所獲得的各實施例及各比較例的基板積層體，對拉伸接合強度、逸氣及空隙進行評價。

（拉伸接合強度）使用切塊機（Dicer）（迪斯科（DISCO）公司製造，DAD3240）將所述基板積層體剪切成1 cm×1 cm見方。繼而，將7 mmf的帶有環氧樹脂的金屬銷接著於經剪切的積層體的上下兩表面（於室溫下進行環氧硬化），從而形成拉伸接合強度測定用樣品。使用所述拉伸接合強度測定用樣品，並利用拉伸試驗機進行降伏點的測定。將根據降伏點而求出的拉伸接合強度示於表1及表2中。

（逸氣的測定）使用切塊機（迪斯科（DISCO）公司製造，DAD3240）將所述基板積層體剪切成7 mm×7 mm見方來製作逸氣測定用樣品。使用逸氣測定用樣品並利用艾斯克（ESCO）公司製造的EMD-WA1000S進行加熱下的逸氣量測定。環境壓力（基底壓力）為10^-7 Pa，升溫速度為30℃/min。作為矽基板的表面溫度，使用利用標準材料（H⁺ 注入矽、CaC₂ O₄ 滴加Ar⁺ 注入矽晶圓）的逸氣峰值進行了平台下熱電偶的溫度校準者。逐漸升溫，並求出逸氣壓力成為2×10^-6 Pa的溫度。將結果示於表1及表2中。所述溫度越高，則越難以產生逸氣。

（空隙的測定）將所述基板積層體設置於蘇斯微技術（SUSS MicroTec）公司製造的IR200的IR燈上平台上。繼而，藉由設置於平台上的IR相機，隔著第2基板進行空隙的觀察。將空隙的面積的合計除以可觀測到透過光的面積的合計來算出空隙面積率。將空隙面積率為30%以下的情況設為良好，將超過30%的情況設為不良。將結果示於表1及表2中。

[表1]

[表2]

得知各實施例的基板積層體的接合強度為5 MPa以上，藉由將化合物（A）與交聯劑（B）的反應物設為接著層，可獲得高接合強度。另外，得知作為各實施例1～實施例11中所使用的接著層而形成6.9 nm～2536 nm的薄膜。再者，比較例4的基板積層體中，於矽晶圓上以數mm的大小產生多個接著層凹陷的部分，從而不適合於基板積層體。另外，進行了空隙的評價的實施例4～實施例11中，與進行了空隙的評價的比較例2、比較例4及比較例5相比，空隙得到抑制。另外，進行了逸氣的評價的實施例1及實施例5～實施例11中，與進行了逸氣的評價的比較例2及比較例5相比，逸氣壓力成為2×10^-6 Pa的溫度高且逸氣的產生得到抑制。根據以上所述，推測：各實施例的基板積層體與各比較例的基板積層體相比，更難以產生意外的剝離。

於2017年4月28日申請的日本專利申請2017-090591的揭示的全部內容藉由參照而併入本說明書中。本說明書中所記載的所有文獻、專利申請案及技術規格是與具體且分別記載各文獻、專利申請案及技術規格藉由參照而併入的情況相同程度地，藉由參照而併入本說明書中。

無

Claims

一種基板積層體，其依序積層有：第1基板；接著層，包含化合物（A）與交聯劑（B）的反應物，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；以及第2基板；並且所述化合物（A）包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。
如申請專利範圍第1項所述的基板積層體，其中所述接著層的厚度為0.1 nm～5000 nm。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板積層體，其中拉伸接合強度為5 MPa以上。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板積層體，其中所述交聯劑（B）於分子內具有環結構。
如申請專利範圍第4項所述的基板積層體，其中所述交聯劑（B）中的所述環結構為具有兩個以上的-C(=O)OX基的環結構。
如申請專利範圍第4項或第5項所述的基板積層體，其中所述環結構為苯環及萘環的至少一者。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板積層體，其中所述交聯劑（B）於所述三個以上的-C(=O)OX基中，至少一個X為碳數1以上、6以下的烷基。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板積層體，其中所述具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物的Si元素與鍵結於Si元素的非交聯性基的莫耳比滿足（非交聯性基）/Si＜2的關係。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板積層體，其中所述反應物具有醯胺鍵及醯亞胺鍵的至少一者。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板積層體，其中減壓下的逸氣壓力成為2×10^-6 Pa的溫度為400℃以上。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板積層體，其中所述第1基板及所述第2基板的至少一者於所述接著層側的面上包含電極。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的基板積層體，其中所述第1基板及所述第2基板的至少一者包含選自由Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt、Mg、In、Ta及Nb所組成的群組中的至少一種元素。
如申請專利範圍第12項所述的基板積層體，其中所述第1基板及所述第2基板的至少一者為包含選自由Si、Ga、Ge及As所組成的群組中的至少一種元素的半導體基板。
一種基板積層體，其依序積層有：第1基板；接著層；以及第2基板；並且所述接著層的厚度為0.1 nm～5000 nm，拉伸接合強度為5 MPa以上。
一種基板積層體的製造方法，其包括：第1步驟，於第1基板上形成包含化合物（A）的膜，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下；第2步驟，將交聯劑（B）賦予至所述膜上，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；第3步驟，於形成有包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜的面上積層第2基板；以及加熱步驟，對包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜於70℃～450℃下進行加熱，而形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的反應物的接著層；並且所述化合物（A）包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。
一種基板積層體的製造方法，其包括：第5步驟，於第1基板上形成包含化合物（A）與交聯劑（B）的膜，所述化合物（A）具有包含一級氮原子及二級氮原子的至少一個的陽離子性官能基且重量平均分子量為90以上、40萬以下，所述交聯劑（B）於分子內具有三個以上的-C(=O)OX基（X為氫原子或碳數1以上、6以下的烷基），三個以上的-C(=O)OX基中，一個以上、六個以下為-C(=O)OH基，且重量平均分子量為200以上、600以下；第6步驟，於形成有包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜的面上積層第2基板；以及加熱步驟，對包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜於70℃～450℃下進行加熱，而形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的反應物的接著層；並且所述化合物（A）包含選自由重量平均分子量1萬以上、40萬以下的脂肪族胺及具有矽氧烷鍵（Si-O鍵）與胺基的重量平均分子量130以上、10000以下的化合物所組成的群組中的至少一種。
如申請專利範圍第15項或第16項所述的基板積層體的製造方法，其中所述第1基板或所述第2基板的形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜之側的面具有選自由羥基、環氧基、羧基、胺基及巰基所組成的群組中的至少一種。
如申請專利範圍第17項所述的基板積層體的製造方法，其中所述第1基板及所述第2基板的至少一者包含選自由Si、Al、Ti、Zr、Hf、Fe、Ni、Cu、Ag、Au、Ga、Ge、Sn、Pd、As、Pt、Mg、In、Ta及Nb所組成的群組中的至少一種元素，所述選自由羥基、環氧基、羧基、胺基及巰基所組成的群組中的至少一種與所述至少一種元素鍵結。
如申請專利範圍第18項所述的基板積層體的製造方法，其中所述第1基板或所述第2基板的形成包含所述化合物（A）與所述交聯劑（B）的膜之側的面具有矽烷醇基（Si-OH基）。