(57)【要約】  本発明の半導体ウエハー接合体の製造方法は、支持基材とスペーサ形成層とを有するスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、スペーサ形成用フィルムのスペーサ形成層を半導体ウエハーに貼着する工程と、スペーサ形成用フィルムの支持基材側にマスクを設置し、マスクを用いて露光光が支持基材を透過するようにしてスペーサ形成層を選択的に露光する工程と、支持基材を除去する工程と、スペーサ形成層を現像し半導体ウエハー上にスペーサを形成する工程と、スペーサの半導体ウエハーとは反対の面に透明基板を接合する工程とを有することを特徴とする。
2010095592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハーと、該半導体ウエハーの機能面側に設置された透明基板と、前記半導体ウエハーと前記透明基板との間に設けられたスペーサとを有する半導体ウエハー接合体を製造する方法であって、
シート状の支持基材と、該支持基材上に設けられた接着性を有するスペーサ形成層とを有するスペーサ形成用フィルムを用意するスペーサ形成用フィルム用意工程と、
前記スペーサ形成用フィルムの前記スペーサ形成層を前記半導体ウエハーの機能面に貼着する貼着工程と、
前記スペーサ形成用フィルムの前記支持基材側にマスクを設置し、該マスクを用いて、露光光が前記支持基材を透過するようにして前記スペーサ形成層の前記スペーサとなるべき部位を選択的に露光する露光工程と、
前記露光後に、前記支持基材を除去する支持基材除去工程と、
露光した前記スペーサ形成層を現像し、前記半導体ウエハー上に前記スペーサを形成する現像工程と、
前記スペーサの前記半導体ウエハー側とは反対側の面に前記透明基板を接合する接合工程とを有することを特徴とする半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項２】
半導体ウエハーと、該半導体ウエハーの機能面側に設置された透明基板と、前記半導体ウエハーと前記透明基板との間に設けられたスペーサとを有する半導体ウエハー接合体を製造する方法であって、
シート状の支持基材と、該支持基材上に設けられた接着性を有するスペーサ形成層とを有するスペーサ形成用フィルムを用意するスペーサ形成用フィルム用意工程と、
前記スペーサ形成用フィルムの前記スペーサ形成層を前記透明基板に貼着する貼着工程と、
前記スペーサ形成用フィルムの前記支持基材側にマスクを設置し、該マスクを用いて、露光光が前記支持基材を透過するようにして前記スペーサ形成層の前記スペーサとなるべき部位を選択的に露光する露光工程と、
前記露光後に、前記支持基材を除去する支持基材除去工程と、
露光した前記スペーサ形成層を現像し、前記透明基板上に前記スペーサを形成する現像工程と、
前記スペーサの前記透明基板側とは反対側の面に前記半導体ウエハーの機能面を接合する接合工程とを有することを特徴とする半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項３】
前記露光工程において、前記マスクを前記支持基材と対向するように設置する際に、前記半導体ウエハーに設けられたアライメントマークと、前記マスクに設けられたアライメントマークとを合わせることにより、前記マスクの位置合わせを行う請求項１に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項４】
前記露光工程において、前記マスクを前記支持基材と対向するように設置する際に、前記透明基板に設けられたアライメントマークと、前記マスクに設けられたアライメントマークとを合わせることにより、前記マスクの位置合わせを行う請求項２に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項５】
前記支持基材の可視光の透過率は、３０〜１００％である請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項６】
前記スペーサ形成層の可視光の透過率は、３０〜１００％である請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項７】
前記露光工程における、前記支持基材の露光光の透過率は、５０〜１００％である請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項８】
前記支持基材の平均厚さは、１５〜５０μｍである請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項９】
前記露光工程における前記マスクと前記支持基材との距離は、０〜１０００μｍである請求項１ないし８のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１０】
前記スペーサ形成層は、アルカリ可溶性樹脂と、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含む材料で構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１１】
前記アルカリ可溶性樹脂は、（メタ）アクリル変性フェノール樹脂である請求項１０に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１２】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である請求項１０または１１に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする半導体ウエハー接合体。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体ウエハー接合体を、前記スペーサに対応する位置で切断し、個片化することにより得られることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハー接合体の製造方法、半導体ウエハー接合体および半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳセンサーやＣＣＤセンサー等に代表される半導体装置であって、受光部を備えた半導体基板と、半導体基板上に設けられ、受光部を囲むように形成されたスペーサと、該スペーサを介して半導体基板に接合された透明基板とを有する半導体装置が知られている。【０００３】
このような半導体装置は、一般に、複数の受光部が設けられた半導体ウエハーに、電子線硬化性の接着フィルム（スペーサ形成層）を貼り付ける工程と、該接着フィルムに対してマスクを介して電子線を選択的に照射し、接着フィルムを露光する工程と、露光した接着フィルムを現像し、スペーサを形成する工程と、形成されたスペーサ上に透明基板を接合する工程と、得られた半導体ウエハーと透明基板との接合体をダイシングする工程とを備えた製造方法により製造される（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
しかしながら、従来の方法では、露光の工程において、接着フィルムの接着面が露出しているため、接着フィルムの表面に埃等の異物が付着しやすく、また、一旦異物が付着してしまうと取り除くことが困難であった。その結果、付着した異物が接着フィルムの露光を妨げ、十分な寸法精度でスペーサを形成するのが困難であった。また、露光の工程の際に、接着フィルムにマスクが貼り付いてしまうといった問題もあった。このようなマスクの貼り付きを防止するために、接着フィルムとマスクとの距離を多く取ることも考えられるが、接着フィルムとマスクとの距離を多く取ると、接着フィルムに照射された露光光で形成される像が暈けてしまい、露光部分と未露光部分との境界が不明瞭または不安定となり、十分な寸法精度でスペーサを形成するのが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９１３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、露光の際のスペーサ形成層表面へのマスクの付着や異物の付着を防止することができ、寸法精度に優れたスペーサを備えた半導体ウエハー接合体を製造することが可能な半導体ウエハー接合体の製造方法を提供すること、信頼性に優れた半導体ウエハー接合体および半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（１４）に記載の本発明により達成される。
（１）  半導体ウエハーと、該半導体ウエハーの機能面側に設置された透明基板と、前記半導体ウエハーと前記透明基板との間に設けられたスペーサとを有する半導体ウエハー接合体を製造する方法であって、
シート状の支持基材と、該支持基材上に設けられた接着性を有するスペーサ形成層とを有するスペーサ形成用フィルムを用意するスペーサ形成用フィルム用意工程と、
前記スペーサ形成用フィルムの前記スペーサ形成層を前記半導体ウエハーの機能面に貼着する貼着工程と、
前記スペーサ形成用フィルムの前記支持基材側にマスクを設置し、該マスクを用いて、露光光が前記支持基材を透過するようにして前記スペーサ形成層の前記スペーサとなるべき部位を選択的に露光する露光工程と、
前記露光後に、前記支持基材を除去する支持基材除去工程と、
露光した前記スペーサ形成層を現像し、前記半導体ウエハー上に前記スペーサを形成する現像工程と、
前記スペーサの前記半導体ウエハー側とは反対側の面に前記透明基板を接合する接合工程とを有することを特徴とする半導体ウエハー接合体の製造方法。【０００８】
（２）  半導体ウエハーと、該半導体ウエハーの機能面側に設置された透明基板と、前記半導体ウエハーと前記透明基板との間に設けられたスペーサとを有する半導体ウエハー接合体を製造する方法であって、
シート状の支持基材と、該支持基材上に設けられた接着性を有するスペーサ形成層とを有するスペーサ形成用フィルムを用意するスペーサ形成用フィルム用意工程と、
前記スペーサ形成用フィルムの前記スペーサ形成層を前記透明基板に貼着する貼着工程と、
前記スペーサ形成用フィルムの前記支持基材側にマスクを設置し、該マスクを用いて、露光光が前記支持基材を透過するようにして前記スペーサ形成層の前記スペーサとなるべき部位を選択的に露光する露光工程と、
前記露光後に、前記支持基材を除去する支持基材除去工程と、
露光した前記スペーサ形成層を現像し、前記透明基板上に前記スペーサを形成する現像工程と、
前記スペーサの前記透明基板側とは反対側の面に前記半導体ウエハーの機能面を接合する接合工程とを有することを特徴とする半導体ウエハー接合体の製造方法。【０００９】
（３）  前記露光工程において、前記マスクを前記支持基材と対向するように設置する際に、前記半導体ウエハーに設けられたアライメントマークと、前記マスクに設けられたアライメントマークとを合わせることにより、前記マスクの位置合わせを行う上記（１）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１０】
（４）  前記露光工程において、前記マスクを前記支持基材と対向するように設置する際に、前記透明基板に設けられたアライメントマークと、前記マスクに設けられたアライメントマークとを合わせることにより、前記マスクの位置合わせを行う上記（２）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１１】
（５）  前記支持基材の可視光の透過率は、３０〜１００％である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１２】
（６）  前記スペーサ形成層の可視光の透過率は、３０〜１００％である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１３】
（７）  前記露光工程における、前記支持基材の露光光の透過率は、５０〜１００％である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１４】
（８）  前記支持基材の平均厚さは、１５〜５０μｍである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１５】
（９）  前記露光工程における前記マスクと前記支持基材との距離は、０〜１０００μｍである上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１６】
（１０）  前記スペーサ形成層は、アルカリ可溶性樹脂と、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含む材料で構成されている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１７】
（１１）  前記アルカリ可溶性樹脂は、（メタ）アクリル変性フェノール樹脂である上記（１０）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１８】
（１２）  前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である上記（１０）または（１１）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１９】
（１３）  上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする半導体ウエハー接合体。【００２０】
（１４）  上記（１３）に記載の半導体ウエハー接合体を、前記スペーサに対応する位置で切断し、個片化することにより得られることを特徴とする半導体装置。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の半導体ウエハー接合体の一例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、本発明の半導体ウエハー接合体の一例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の半導体装置（半導体ウエハー接合体）の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】図５は、本発明の半導体装置（半導体ウエハー接合体）の製造方法の一例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
＜半導体装置（イメージセンサ）＞
まず、本発明の半導体ウエハー接合体の製造方法を説明するのに先立って、本発明の半導体ウエハー接合体より製造された半導体装置について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の半導体装置の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２４】
図１に示すように、半導体装置（受光装置）１００は、ベース基板１０１と、ベース基板１０１に対向配置された透明基板１０２と、ベース基板１０１上に形成された受光部１０３と、受光部１０３の縁部に形成されたスペーサ１０４と、ベース基板１０１の下面に形成された半田バンプ１０６とを有する。
【００２５】
ベース基板１０１は、半導体基板であり、この半導体基板には図示しない回路（後述する半導体ウエハーが備える個別回路）が設けられている。
【００２６】
ベース基板１０１上には、そのほぼ全面に亘って受光部１０３が設けられている。受光部１０３は、例えば、ベース基板１０１側から受光素子とマイクロレンズアレイとがこの順で積層された構成となっている。
【００２７】
透明基板１０２は、ベース基板１０１に対向配置されており、ベース基板１０１の平面寸法と略同じ平面寸法となっている。透明基板１０２は、例えば、アクリル樹脂基板、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）基板、ガラス基板等で構成される。
【００２８】
スペーサ１０４は、受光部１０３が備えるマイクロレンズアレイと透明基板１０２とを、これらの縁部において直接接着されており、ベース基板１０１および透明基板１０２を接着するものである。そして、このスペーサ１０４は、受光部１０３（マイクロレンズアレイ）と透明基板１０２との間に空隙部１０５を形成している。
【００２９】
このスペーサ１０４は、受光部１０３の縁部に、この受光部１０３の中心部を取り囲むように配置されているため、受光部１０３のうち、スペーサ１０４に取り囲まれた部分が実質的な受光部として機能する。
【００３０】
なお、受光部１０３が備える受光素子としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が挙げられ、この受光素子において、受光部１０３で受光した光が電気信号に変換されることとなる。
【００３１】
半田バンプ１０６は、導電性を有し、ベース基板１０１の下面において、このベース基板１０１に設けられた配線と電気的に接続されていること。これにより、受光部１０３で光から変換された電気信号が、半田バンプ１０６に伝達される。
【００３２】
＜半導体ウエハー接合体＞
次に、半導体ウエハー接合体について説明する。
図２は、本発明の半導体ウエハー接合体の一例を示す縦断面図、図３は、本発明の半導体ウエハー接合体の一例を示す平面図である。
【００３３】
図２に示すように、半導体ウエハー接合体１０００は、半導体ウエハー１０１’と、スペーサ１０４’と、透明基板１０２’とが順に積層した積層体で構成されている。
【００３４】
半導体ウエハー１０１’は、後述するような個片化工程を経ることにより、上述したような半導体装置１００のベース基板１０１となる基板である。
【００３５】
また、半導体ウエハー１０１’の機能面には、複数の個別回路（図示せず）が設けられている。
【００３６】
また、半導体ウエハー１０１’の機能面上には、上記各個別回路毎に上述したような受光部１０３が形成されている。
【００３７】
スペーサ１０４’は、図３に示すように、格子状をなし、半導体ウエハー１０１’上の各個別回路（受光部１０３）を取り囲むように形成されている。また、スペーサ１０４’は、半導体ウエハー１０１’と透明基板１０２’との間に複数の空隙部１０５を形成している。すなわち、スペーサ１０４’で囲まれた領域が空隙部１０５となる。
【００３８】
このスペーサ１０４’は、後述するような個片化工程を経ることにより、上述したような半導体装置１００のスペーサ１０４となる部材である。
【００３９】
透明基板１０２’は、スペーサ１０４’を介して半導体ウエハー１０１’に接合されている。
【００４０】
この透明基板１０２’は、後述するような個片化工程を経ることにより、上述したような半導体装置１００の透明基板１０２となる部材である。
【００４１】
このような半導体ウエハー接合体１０００を後述するように個片化することにより、複数の半導体装置１００を得ることができる。
【００４２】
＜半導体装置（半導体ウエハー接合体）の製造方法＞
次に、本発明の半導体装置（半導体ウエハー接合体）の製造方法の好適な実施形態について説明する。
【００４３】
図４および図５は、本発明の半導体装置（半導体ウエハー接合体）の製造方法の好適な実施形態を示す工程図である。
【００４４】
まず、スペーサ形成用フィルム１を用意する。
スペーサ形成用フィルム１は、図４（ａ）に示すように、支持基材１１と、支持基材１１上に設けられたスペーサ形成層１２とを有している。
【００４５】
支持基材１１は、シート状の基材で、スペーサ形成層１２を支持する機能を備えている。
【００４６】
この支持基材１１は、光透過性を有する材料で構成されている。このように光透過性を有する材料で構成されていることにより、後述するような半導体装置の製造において、支持基材１１をスペーサ形成層１２に付けたままで、スペーサ形成層１２の露光を行うことができる。
【００４７】
支持基材１１の可視光の透過率は、３０〜１００％であるのが好ましく、５０〜１００％であるのがより好ましい。これにより、後述する露光工程において、スペーサ形成層１２をより確実に露光することができる。また、後述するマスク２０のアライメントマークと半導体ウエハー１０１’（透明基板１０２’）のアライメントマークとの位置合わせを確実に行うことができる。
【００４８】
また、後述する露光工程における、支持基材１１の露光光（ｉ線（３６５ｎｍ））の透過率は、５０〜１００％であるのが好ましく、６５〜１００％であるのがより好ましい。これにより、スペーサ形成層１２をより確実に露光することができる。
【００４９】
このような支持基材１１を構成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等が挙げられる。これらの中でも、光透過性と破断強度のバランスに優れる点で、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いるのが好ましい。
【００５０】
スペーサ形成層１２は、半導体ウエハーの表面に対し接着性を有し、半導体ウエハーに接着される層である。スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物については、後に詳述する。
【００５１】
スペーサ形成層１２の可視光の透過率は、３０〜１００％であるのが好ましく、５０〜１００％であるのがより好ましい。これにより、後述する露光工程において、スペーサ形成層１２の厚さ方向にわたってより確実に露光することができる。また、後述するマスク２０のアライメントマークと半導体ウエハー１０１’（透明基板１０２’）のアライメントマークとの位置合わせを確実に行うことができる。
【００５２】
ここで、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の可視光の透過率は、以下の方法により測定することができる。
【００５３】
透過率測定装置（（株）島津製作所社製、ＵＶ−１６０Ａ）で、支持基材は使用する支持基材の厚みで、また、スペーサ形成層は５０μｍで、測定波長：６００ｎｍで測定を行う。
【００５４】
一方、機能面上に複数の受光部１０３およびマイクロレンズアレイ（図示せず）を形成した半導体ウエハー１０１’を用意する（図４（ｂ）参照）。
【００５５】
次に、図４（ｃ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の機能面とスペーサ形成用フィルム１のスペーサ形成層１２（接着面）とを貼り合わせる（ラミネート工程）。これにより、スペーサ形成用フィルム１が貼着された半導体ウエハー１０１’が得られる。
【００５６】
次に、スペーサ形成層１２に光（紫外線）を照射し、露光する（露光工程）。
この際、図４（ｄ）に示すように、スペーサ１０４となるべき部分に対応する位置に光透過部２０１を備えるマスク２０を用いる。光透過部２０１は、光透過性を有する部位で、該光透過部２０１を透過した光はスペーサ形成層１２に照射される。そして、スペーサ形成層１２の光が照射された部分が選択的に露光される。これにより、スペーサ形成層１２のうち、光が照射された部分が光硬化する。
【００５７】
また、スペーサ形成層１２の露光は、図４（ｄ）に示すように、スペーサ形成層１２に支持基材１１がついた状態で行い、支持基材１１を透過した露光光により行う。
【００５８】
ところで、従来の半導体装置の製造方法では、露光の工程において、スペーサ形成層の接着面が露出しているため、スペーサ形成層の表面に埃等の異物が付着しやすく、また、一旦異物が付着してしまうと取り除くことが困難であった。その結果、付着した異物がスペーサ形成層の露光を妨げ、十分な寸法精度でスペーサを形成するのが困難であった。また、露光の工程の際に、スペーサ形成層にマスクが貼り付いてしまうといった問題もあった。このようなマスクの貼り付きを防止するために、スペーサ形成層とマスクとの距離を多く取ることも考えられるが、スペーサ形成層とマスクとの距離を多く取ると、スペーサ形成層に照射された露光光で形成される像が暈けてしまい、露光部分と未露光部分との境界が不明瞭または不安定となり、十分な寸法精度でスペーサを形成するのが困難であった。
【００５９】
これに対して、本発明では、上述したように露光工程において、スペーサ形成層に支持基材がついた状態で露光を行うので、支持基材がスペーサ形成層の保護層としての機能を発揮し、スペーサ形成層の表面に埃等の異物が付着するのを効果的に防止することができる。また、支持基材上に異物が付着した場合であっても、容易に除去することができる。また、マスクを設置する際に、マスクがスペーサ形成層に貼り付いてしまうのを防止することができ、マスクとスペーサ形成層との距離をより小さいものとすることができる。その結果、スペーサ形成層に照射された露光光で形成される像が暈けるのを防止することができ、露光部と未露光部との境界をシャープなものとすることができる。その結果、十分な寸法精度でスペーサを形成することができ、スペーサ１０４’に囲まれた空隙部１０５を設計に近い形状で形成することができる。これにより、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００６０】
支持基材１１とマスク２０との距離は、支持基材１１とマスク２０とが接触している離間距離０〜２０００μｍであるのが好ましく、０〜１０００μｍであるのがより好ましい。これにより、マスク２０によって形成される露光光の像をより鮮明なものとすることができ、十分な寸法精度でスペーサ１０４を形成することができる。
【００６１】
特に、支持基材１１とマスク２０とを接触した状態で露光するのが好ましい。このような構成とすると、スペーサ形成層１２とマスク２０との距離は、支持基材１１の厚みとなるため、スペーサ形成層１２とマスク２０との距離を一定に保つことができる。その結果、スペーサ形成層１２の露光すべき部位を均一に露光することができ、寸法精度に優れたスペーサ１０４’をより効率よく形成することができる。
【００６２】
このように支持基材１１とマスク２０とを接触した状態で露光する場合、支持基材１１の厚みを適宜選択することにより、スペーサ形成層１２とマスク２０との距離を自由に、かつ、正確に設定することができ、さらに、スペーサ形成層１２とマスク２０との距離をより小さくすることができる。
【００６３】
このようなことを考慮すると、支持基材１１の平均厚さは、例えば、１５〜５０μｍであるのが好ましく、２５〜５０μｍであるのがより好ましい。支持基材１１の平均厚さが前記下限値未満であると、支持基材としての必要な強度を得るのが困難となる場合がある。また、支持基材１１の平均厚さが前記上限値を超えると、支持基材１１の光の透過率の値によっては、スペーサ形成層１２に露光光を確実に照射するために光の照射エネルギーを大きくしなければならなくなる場合がある。
【００６４】
また、本実施形態において、半導体ウエハー１０１’上には、その縁部近傍に、図４（ｄ）に示すようにアライメントマーク１０１１が設けられている。
【００６５】
また、同様に、マスク２０には、図４（ｄ）に示すように、位置合わせ用のアライメントマーク２０２が設けられている。
【００６６】
本露光工程において、上記半導体ウエハー１０１’のアライメントマーク１０１１と、マスク２０のアライメントマーク２０２とを合わせることにより、半導体ウエハー１０１’に対してマスク２０の位置合わせを行う。これにより、高い位置精度でスペーサ１０４’を形成することができ、形成される半導体装置１００の信頼性をより高いものとすることができる。
【００６７】
なお、露光後、スペーサ形成層１２に対して、４０〜８０℃程度の温度で加熱処理を施してもよい（露光後加熱工程（ＰＥＢ工程））。このような加熱処理を施すことにより、露光工程で光硬化した部位（スペーサ１０４’）と半導体ウエハー１０１’との密着性をより高いものとすることができ、後述する現像工程において、光硬化した部位の不本意な剥離を効果的に防止することができる。
【００６８】
上記加熱処理の温度は、上記範囲であればよいが、５０〜７０℃であるのがより好ましい。後述する現像工程において、光硬化した部位の不本意な剥離をより効果的に防止することができる。
【００６９】
次に、図４（ｅ）に示すように、支持基材１１を除去する（支持基材除去工程）。
次に、図４（ｆ）に示すように、スペーサ形成層１２をアルカリ水溶液を用いて現像することにより、スペーサ形成層１２のうち、未硬化の部分が除去され、光硬化した部位が格子状のスペーサ１０４’として残存する（現像工程）。言い換えると、半導体ウエハーと透明基板との間の複数の空隙部となる部位１０５’が形成される。
【００７０】
次に、図５（ｇ）に示すように、形成されたスペーサ１０４’の上面と透明基板１０２’とを接合する（接合工程）。これにより、半導体ウエハー１０１’と、スペーサ１０４’と、透明基板１０２’とが順に積層した半導体ウエハー接合体１０００（本発明の半導体ウエハー接合体）が得られる。
【００７１】
スペーサ１０４’と透明基板１０２’との接合は、例えば、形成されたスペーサ１０４’の上面と透明基板１０２’とを貼り合わせた後、熱圧着することにより行うことができる。
【００７２】
熱圧着は、８０〜１８０℃の温度範囲内で行うのが好ましい。これにより、形成されるスペーサ１０４の形状を良好なものとすることができる。
【００７３】
次に、図５（ｈ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の透明基板１０２を接合したのと反対側の下面（裏面）１１１を研削する（バックグラインド工程）。
【００７４】
この下面１１１は、例えば、研削装置（グラインダー）が備える研削盤により研削される。
【００７５】
かかる下面１１１の研削により、半導体ウエハー１０１’の厚さは、半導体装置１００が適用される電子機器によっても異なるが、通常、１００〜６００μｍ程度に設定され、より小型の電子機器に適用する場合には、５０μｍ程度に設定される。
【００７６】
次に、研削された半導体ウエハー１０１’の下面（裏面）１１１に加工を施す（裏面加工工程）。
【００７７】
かかる加工としては、例えば、下面１１１に対する配線の形成や、図５（ｉ）に示すような、半田バンプ１０６の接続等が挙げられる。
【００７８】
次に、半導体ウエハー１０１’に形成された個別回路、すなわち、スペーサ１０４が備える各空隙部１０５に対応するように、半導体ウエハー接合体１０００を個片化することにより、複数の半導体装置１００を得る（ダイシング（個片化）工程）。言い換えると、半導体ウエハー接合体１０００を、スペーサ１０４’に対応する位置で切断・個片化することにより、複数の半導体装置１００を得る。
【００７９】
半導体ウエハー接合体１０００の個片化は、例えば、まず、図５（ｊ）に示すように、半導体ウエハー１０１’側からダイシングソーにより、スペーサ１０４が形成されている位置に対応するように切込み２１を入れた後、透明基板１０２’側からもダイシングソーにより切込み２１に対応して切り込みを入れることにより行われる。
以上のような工程を経ることにより、半導体装置１００を製造することができる。
【００８０】
このように、半導体ウエハー接合体１０００を個片化して、一括して複数の半導体装置１００を得る構成とすることにより、半導体装置１００を大量生産することができ、生産性の効率化を図ることができる。
【００８１】
なお、半導体装置１００は、例えば、半田バンプ１０６を介して、パターニングされた配線を備える支持基板上に搭載され、これにより、支持基板が備える配線と、ベース基板１０１の下面に形成された配線とが半田バンプ１０６を介して電気的に接続されることとなる。
【００８２】
また、半導体装置１００は、前記支持基板に搭載された状態で、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、小型カメラ等の電子機器に広く適用することができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、スペーサ形成層１２の露光の後に加熱するＰＥＢ工程を行う場合について説明したが、これらの工程は、スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物の種類によっては省略することができる。
【００８４】
なお、上記説明では、半導体ウエハー１０１’上にスペーサ形成層１２を形成した後に露光・現像し、その後、スペーサ１０４’と透明基板１０２’とを接合するものとして説明したが、これに限定されず、透明基板１０２’上にスペーサ形成層１２を形成した後に露光・現像し、その後、スペーサ１０４’と半導体ウエハー１０１’とを接合するものであってもよい。このような場合、透明基板１０２’上にアライメントマークが設けられていて、露光工程において、マスク２０を支持基材１１と対向するように設置する際に、透明基板１０２’に設けられたアライメントマークと、マスク２０に設けられたアライメントマーク２０２とを合わせることにより、マスク２０の位置合わせを行うのが好ましい。これにより、高い位置精度でスペーサ１０４’を形成することができ、形成される半導体装置１００の信頼性をより高いものとすることができる。
【００８５】
＜スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物＞
次に、スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物の好適な実施形態について説明する。
スペーサ形成層１２は、光硬化性、アルカリ現像性および熱硬化性を備えた層であり、アルカリ可溶性樹脂と、熱硬化性樹脂と、光重合開始剤とを含む材料（樹脂組成物）で構成されている。
【００８６】
以下、この樹脂組成物の各構成材料について詳述する。
（アルカリ可溶性樹脂）
スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂を含んでいる。これにより、スペーサ形成層１２は、アルカリ現像性を有するものとなる。
【００８７】
アルカリ可溶性樹脂としては、例えばクレゾール型、フェノール型、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、カテコール型、レゾルシノール型、ピロガロール型等のノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ヒドロキシスチレン樹脂、メタクリル酸樹脂、メタクリル酸エステル樹脂等のアクリル系樹脂、水酸基およびカルボキシル基等を含む環状オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂（具体的には、ポリベンゾオキサゾール構造およびポリイミド構造の少なくとも一方を有し、かつ主鎖または側鎖に水酸基、カルボキシル基、エーテル基またはエステル基を有する樹脂、ポリベンゾオキサゾール前駆体構造を有する樹脂、ポリイミド前駆体構造を有する樹脂、ポリアミド酸エステル構造を有する樹脂等）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８８】
これらアルカリ可溶性樹脂の中でも、アルカリ現像に寄与するアルカリ可溶性基および二重結合の双方を有するものを用いるのが好ましい。
【００８９】
アルカリ可溶性基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基等が挙げられる。このアルカリ可溶性基は、アルカリ現像に寄与することができるとともに、熱硬化反応に寄与することもできる。また、アルカリ可溶性樹脂は、二重結合を有していることにより、光硬化反応に寄与することができる。
【００９０】
このようなアルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂としては、例えば、光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂を挙げることができ、具体的には、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基およびビニル基等の光反応基を有する熱硬化性樹脂や、フェノール性水酸基、アルコール性水酸基、カルボキシル基、酸無水物基等の熱反応基を有する光硬化性樹脂等が挙げられる。
【００９１】
なお、熱反応基を有する光硬化性樹脂は、さらに、エポキシ基、アミノ基、シアネート基等の他の熱反応基を有していてもよい。かかる構成の光硬化性樹脂としては、具体的には、（メタ）アクリル変性フェノール樹脂、（メタ）アクリロイル基含有アクリル酸重合体およびカルボキシル基含有（エポキシ）アクリレート等が挙げられる。また、カルボキシル基含有アクリル樹脂のような熱可塑性樹脂であっても構わない。
【００９２】
以上のようなアルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂（光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂）の中でも、（メタ）アクリル変性フェノール樹脂を用いるのが好ましい。（メタ）アクリル変性フェノール樹脂を用いれば、アルカリ可溶性基を含有することから、現像処理により未反応の樹脂を除去する際に、現像液として通常用いられる有機溶剤の代わりに、環境に対する負荷のより少ないアルカリ液を適用することができる。さらに、二重結合を含有することにより、この二重結合が硬化反応に寄与することとなり、その結果として、樹脂組成物の耐熱性を向上させることができる。また、（メタ）アクリル変性フェノール樹脂を用いることにより、半導体ウエハー接合体１０００の反りの大きさを確実に小さくできる点からも（メタ）アクリル変性フェノール樹脂が好ましく用いられる。
【００９３】
（メタ）アクリル変性フェノール樹脂としては、例えば、ビスフェノール類が備える水酸基と、エポキシ基および（メタ）アクリロイル基を有する化合物のエポキシ基とを反応させて得られた、（メタ）アクリロイル変性ビスフェノール樹脂が挙げられる。
【００９４】
具体的には、このような（メタ）アクリロイル変性ビスフェノール樹脂としては、例えば、下記化１に示すようなものが挙げられる。
【００９５】
【化１】
2010095592.tif 000003
【００９６】
また、その他、エポキシ樹脂の両末端に（メタ）アクリロイル基が導入された（メタ）アクリロイル変性エポキシ樹脂の分子鎖中に、この（メタ）アクリロイル変性エポキシ樹脂の分子鎖中の水酸基と、二塩基酸中の一つのカルボキシル基とがエステル結合で結合することにより、二塩基酸が導入されている化合物（なお、この化合物中のエポキシ樹脂の繰り返し単位は１以上、分子鎖中に導入されている二塩基酸の数は１以上）が挙げられる。なお、かかる化合物は、例えば、先ず、エピクロルヒドリンと多価アルコールとを重合させて得られるエポキシ樹脂の両末端のエポキシ基と、（メタ）アクリル酸とを反応させることにより、エポキシ樹脂の両末端に（メタ）アクリロイル基が導入された（メタ）アクリロイル変性エポキシ樹脂を得、次いで、得られた（メタ）アクリロイル変性エポキシ樹脂の分子鎖中の水酸基と、二塩基酸の無水物を反応させることにより、この二塩基酸の一方のカルボキシル基とエステル結合を形成させることにより得られる。
【００９７】
ここで、光反応基を有する熱硬化性樹脂を用いる場合、この光反応基の変性率（置換率）は、特に限定されないが、アルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂の反応基全体の２０〜８０％程度であるのが好ましく、３０〜７０％程度であるのがより好ましい。光反応基の変性量を上記の範囲とすることで、特に解像性に優れる樹脂組成物を提供することができる。
【００９８】
一方、熱反応基を有する光硬化性樹脂を用いる場合、この熱反応基の変性率（置換率）は、特に限定されないが、アルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂の反応基全体の２０〜８０％程度であるのが好ましく、３０〜７０％程度であるのがより好ましい。熱反応基の変性量を上記の範囲とすることで、特に解像性に優れる樹脂組成物を提供することができる。
【００９９】
また、アルカリ可溶性樹脂としてアルカリ可溶性基および二重結合を有する樹脂を用いる場合、この樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、３００００以下であることが好ましく、５０００〜１５００００程度であるのがより好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、フィルム上にスペーサ形成層を形成する際の成膜性に特に優れるものとなる。
【０１００】
ここで、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、例えばＧ．Ｐ．Ｃ．を用いて評価でき、予め、スチレン標準物質を用いて作成された検量線により重量平均分子量を算出することができる。なお、測定溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用い、４０℃の温度条件下で測定した。
【０１０１】
また、樹脂組成物におけるアルカリ可溶性樹脂の含有量は、特に限定されないが、この樹脂組成物全体において、１５〜５０重量％程度であるのが好ましく、２０〜４０重量％程度であるのがより好ましい。なお、樹脂組成物が後述する充填材を含有する場合、アルカリ可溶性樹脂の含有量は、樹脂組成物の樹脂成分（充填材を除く全部の成分）のうち、１０〜８０重量％程度であってもよく、好ましくは１５〜７０重量％程度であってもよい。アルカリ可溶性樹脂の含有量が前記下限値未満であると、樹脂組成物中の他の成分（例えば、後述する光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂）との相溶性を向上させる効果が低下するおそれがあり、前記上限値を超えると現像性またはフォトリソグラフィ技術により形成されるスペーサのパターニングの解像性が低下するおそれがある。換言すれば、アルカリ可溶性樹脂の含有量を上記の範囲とすることで、フォトリソグラフィ法により樹脂をパターニングしたあと、熱圧着できるという機能をより確実に発揮し得るものとすることができる。
【０１０２】
（熱硬化性樹脂）
また、スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含んでいる。これにより、スペーサ形成層１２は、露光、現像した後でも、その硬化により接着性を発揮するものとなる。すなわち、スペーサ形成層１２と半導体ウエハーとを接合して、露光、現像した後、透明基板１０２をスペーサ形成層１２に熱圧着することができる。
【０１０３】
なお、この熱硬化性樹脂としては、前述したアルカリ可溶性樹脂として、熱で硬化可能な硬化性樹脂を用いた場合には、この樹脂とは異なるものが選択される。
【０１０４】
具体的には、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂、エポキシ変性シロキサン等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。これにより、耐熱性および透明基板１０２との密着性をより向上させることができる。
【０１０５】
さらに、エポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂としては、室温で固形のエポキシ樹脂（特にビスフェノール型エポキシ樹脂）と、室温で液状のエポキシ樹脂（特に室温で液状のシリコーン変性エポキシ樹脂）とを併用することが好ましい。これにより、耐熱性を維持しつつ、可撓性と解像性との両方に優れるスペーサ形成層１２とすることができる。
【０１０６】
樹脂組成物における熱硬化性樹脂の含有量は、特に限定されないが、この樹脂組成物全体において、１０〜４０重量％程度であるのが好ましく、１５〜３５重量％程度であるのがより好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が前記下限値未満であると、得られるスペーサ形成層１２の耐熱性を向上させる効果が低下するおそれがある。また、熱硬化性樹脂の含有量が前記上限値を超えると、スペーサ形成層１２の靭性を向上する効果が低下するおそれがある。
【０１０７】
また、熱硬化性樹脂には、上述したようなエポキシ樹脂を用いる場合、このエポキシ樹脂の他に、フェノールノボラック樹脂をさらに含んでいるのが好ましい。フェノールノボラック樹脂を添加することにより、得られるスペーサ形成層１２の現像性を向上させることができる。さらに、樹脂組成物中の熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂とフェノールノボラック樹脂との双方を含ませることにより、エポキシ樹脂の熱硬化性がより向上し、形成されるスペーサ１０４の強度をさらに向上させることができるという利点も得られる。
【０１０８】
（光重合開始剤）
スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物は、光重合開始剤を含んでいる。これにより、光重合によりスペーサ形成層１２を効率良くパターニングすることができる。
【０１０９】
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルフィニルサルファイド、ベンジル、ジベンジル、ジアセチル、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
【０１１０】
樹脂組成物における光重合開始剤の含有量は、特に限定されないが、この樹脂組成物全体において、０．５〜５重量％程度であるのが好ましく、０．８〜３．０重量％程度であるのがより好ましい。光重合開始剤の含有量が下限値未満であると、光重合開始する効果が十分に得られないおそれがある。また、光重合開始剤の含有量が前記上限値を超えると、反応性が高くなり、保存性や解像性が低下するおそれがある。
【０１１１】
（光重合性樹脂）
スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物は、上記成分の他、光重合性樹脂を含んでいるのが好ましい。これにより、前述したアルカリ可溶性樹脂と共に樹脂組成物中に含まれることとなり、得られるスペーサ形成層１２のパターニング性をより向上させることができる。
【０１１２】
なお、この光重合性樹脂としては、前述したアルカリ可溶性樹脂として、光で硬化可能な硬化性樹脂を用いた場合には、この樹脂とは異なるものが選択される。
【０１１３】
光重合性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、不飽和ポリエステル、アクリロイル基またはメタクリロイル基を、一分子中に少なくとも１個以上有するアクリル系モノマーやオリゴマー等のアクリル系化合物、スチレン等のビニル系化合物等が挙げられ、これらは単独で用いることも可能であり、また、２種類以上を混合して用いることもできる。
【０１１４】
これらの中でも、アクリル系化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂が好ましい。アクリル系化合物は、光を照射した際の硬化速度が速く、これにより、比較的少量の露光量で樹脂をパターニングすることができるから好ましく用いられる。
【０１１５】
このアクリル系化合物としては、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルのモノマー等が挙げられ、具体的には、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオールジ（メタ）アクリレートのような２官能（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートのような三官能（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレートのような四官能（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートのような六官能（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【０１１６】
これらのアクリル系化合物の中でも、アクリル系多官能モノマーを用いるのが好ましい。これにより、スペーサ形成層１２から得られるスペーサ１０４を優れた強度を発揮するものとすることができる。その結果、このスペーサ１０４を備える半導体装置１００は、形状保持性により優れたものとなる。
【０１１７】
なお、本明細書中において、アクリル系多官能モノマーとは、３官能以上のアクリロイル基またはメタアクリロイル基を有する（メタ）アクリル酸エステルのモノマーのことを言うこととする。
【０１１８】
さらに、アクリル系多官能モノマーの中でも、特に、三官能（メタ）アクリレートまたは四官能（メタ）アクリレートを用いるのが好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。
【０１１９】
なお、光重合性樹脂として、アクリル系多官能モノマーを用いる場合、さらに、エポキシビニルエステル樹脂を含有するのが好ましい。これにより、スペーサ形成層１２の露光時には、アクリル系多官能モノマーとエポキシビニルエステル樹脂とがラジカル重合するため、形成されるスペーサ１０４の強度をより効果的に高めることができる。また、現像時には、スペーサ形成層１２の露光していない部分のアルカリ現像液に対する溶解性を向上させることができるため、現像後の残渣を低減することができる。
【０１２０】
エポキシビニルエステル樹脂としては、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、エポライト４０Ｅメタクリル付加物、エポライト７０Ｐアクリル酸付加物、エポライト２００Ｐアクリル酸付加物、エポライト８０ＭＦアクリル酸付加物、エポライト３００２メタクリル酸付加物、エポライト３００２アクリル酸付加物、エポライト１６００アクリル酸付加物、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルアクリル酸付加物、エポライト２００Ｅアクリル酸付加物、エポライト４００Ｅアクリル酸付加物等が挙げられる。
【０１２１】
光重合性樹脂にアクリル系多官能ポリマーが含まれる場合、樹脂組成物におけるアクリル系多官能ポリマーの含有量は、特に限定されないが、この樹脂組成物全体において、１〜５０重量％程度であるのが好ましく、５％〜２５重量％程度であるのがより好ましい。これにより、露光後のスペーサ形成層１２すなわちスペーサ１０４の強度をより効果的に向上させることができ、半導体ウエハー１０１’と透明基板１０２とを貼り合せる際の形状保持性をより効果的に向上させることができる。
【０１２２】
さらに、光重合性樹脂に、アクリル系多官能ポリマーの他にエポキシビニルエステル樹脂を含有する場合、エポキシビニルエステル樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体において、３〜３０重量％程度であるのが好ましく、５％〜１５重量％程度であるのがより好ましい。これにより、半導体ウエハーと透明基板との貼り付け後における、半導体ウエハーおよび透明基板の各表面に残存する異物の残存率をより効果的に低減させることができる。
【０１２３】
また、以上のような光重合性樹脂は、常温で液状であることが好ましい。これにより、光照射（例えば、紫外線照射）による硬化反応性をより向上させることができる。また、他の配合成分（例えば、アルカリ可溶性樹脂）との混合作業を容易にすることができる。常温で液状の光重合性樹脂としては、例えば、前述したアクリル化合物を主成分とする紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。
【０１２４】
なお、光重合性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、５，０００以下であるのが好ましく、１５０〜３０００程度であるのがより好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、スペーサ形成層１２の感度に特に優れる。さらに、スペーサ形成層１２の解像性にも優れる。
【０１２５】
ここで、光重合性樹脂の重量平均分子量は、例えばＧ．Ｐ．Ｃ．を用いて評価でき、前述したのと同様の方法を用いて算出することができる。
【０１２６】
（無機充填材）
なお、スペーサ形成層１２を形成するために用いられる樹脂組成物中は、無機充填材を含有していてもよい。これにより、スペーサ形成層１２により形成されるスペーサ１０４の強度をより向上させることができる。
【０１２７】
ただし、樹脂組成物中における無機充填材の含有量が大きくなり過ぎると、スペーサ形成層１２の現像後に半導体ウエハー１０１’上に無機充填材に起因する異物が付着したり、アンダーカットが発生してしまうという問題が生じる。そのため、樹脂組成物における無機充填材の含有量は、この樹脂組成物全体において、９重量％以下とするのが好ましい。
【０１２８】
また、光重合性樹脂として、アクリル系多官能モノマーを含有する場合には、アクリル系多官能モノマーの添加により、スペーサ形成層１２により形成されるスペーサ１０４の強度を十分に向上させることができるので、樹脂組成物中への無機充填材の添加を省略することができる。
【０１２９】
無機充填材としては、例えば、アルミナ繊維、ガラス繊維のような繊維状充填材、チタン酸カリウム、ウォラストナイト、アルミニウムボレート、針状水酸化マグネシウム、ウィスカーのような針状充填材、タルク、マイカ、セリサイト、ガラスフレーク、鱗片状黒鉛、板状炭酸カルシウムのような板状充填材、炭酸カルシウム、シリカ、溶融シリカ、焼成クレー、未焼成クレーのような球状（粒状）充填材、ゼオライト、シリカゲルのような多孔質充填材等が挙げられる。これらを１種または２種以上混合して用いることもできる。これらの中でも、特に、多孔質充填材を用いるのが好ましい。
【０１３０】
無機充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、０．０１〜９０μｍ程度であるのが好ましく、０．１〜４０μｍ程度であるのがより好ましい。平均粒子径が前記上限値を超えると、スペーサ形成層１２の外観異常や解像性不良となるおそれがある。また、平均粒子径が前記下限値未満であると、スペーサ１０４の透明基板１０２に対する加熱貼り付け時の接着不良となるおそれがある。
【０１３１】
なお、平均粒子径は、例えばレーザ回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−７０００（（株）島津製作所製）を用いて評価することができる。
【０１３２】
また、無機充填材として多孔質充填材を用いる場合、この多孔質充填材の平均空孔径は、０．１〜５ｎｍ程度であるのが好ましく、０．３〜１ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【０１３３】
スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物は、上述した成分に加え、本発明の目的を損なわない範囲で可塑性樹脂、レベリング剤、消泡剤、カップリング剤等の添加剤を含有することができる。
【０１３４】
上述したような樹脂組成物によりスペーサ形成層１２を構成することにより、スペーサ形成層１２の可視光の透過率をより好適なものとすることができ、露光工程における露光不良をより効果的に防止することができる。その結果、より信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１３５】
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３６】
例えば、本発明の半導体装置の製造方法では、任意の目的の工程が１または２以上追加されてもよい。例えば、ラミネート工程と露光工程との間に、スペーサ形成層に対して加熱処理を施すラミネート後加熱工程（ＰＬＢ工程）を設けてもよい。
【０１３７】
また、前述した実施形態では、露光を１回行う場合について説明したが、これに限定されず、例えば、露光を複数回行ってもよい。
【実施例】
【０１３８】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。【０１３９】
［１］半導体ウエハー接合体の製造
各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体を、それぞれ、以下のようにして１００個ずつ製造した。【０１４０】
（実施例１）
１．アルカリ可溶性樹脂（（メタ）アクリル変性ビスＡノボラック樹脂）の合成
ノボラック型ビスフェノールＡ樹脂（フェノライトＬＦ−４８７１、大日本インキ化学（株）製）の固形分６０％ＭＥＫ（メチルエチルケトン）溶液５００ｇを、２Ｌフラスコ中に投入し、これに触媒としてトリブチルアミン１．５ｇ、および重合禁止剤としてハイドロキノン０．１５ｇを添加し、１００℃に加温した。その中へ、グリシジルメタクリレート１８０．９ｇを３０分間で滴下し、１００℃で５時間攪拌反応させることにより、固形分７４％のメタクリロイル変性ノボラック型ビスフェノールＡ樹脂ＭＰＮ００１（メタクリロイル変性率５０％）を得た。【０１４１】
２．スペーサ形成層を構成する樹脂組成物の樹脂ワニスの調製
光重合性樹脂として、トリメチロールプロパントリメタクリレート（共栄社化学（株）製、ライトエステルＴＭＰ）１５重量％、エポキシビニルエステル樹脂（共栄社化学（株）製、エポキシエステル３００２Ｍ）５重量％、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂として、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、エピクロンＮ−８６５）５重量％、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＬ６８１０）１０重量％、シリコーンエポキシ樹脂（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製、ＢＹ１６−１１５）５重量％、フェノールノボラック樹脂（住友ベークライト（株）、ＰＲ５３６４７）３重量％、アルカリ可溶性樹脂として上記ＭＰＮ００１を固形分として５５重量％、光重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製、イルガキュア６５１）２重量％を秤量し、ディスパーザーを用い、回転数３０００ｒｐｍで１時間攪拌し、樹脂ワニスを調製した。【０１４２】
３．スペーサ形成用フィルムの製造
まず、支持基材として、ポリエステルフィルム（三菱樹脂社製、「ＭＲＸ５０」、厚さ５０μｍ、可視光（６００ｎｍ）の透過率：８５％、露光光：ｉ線（３６５ｎｍ）の透過率７６％を用意した。【０１４３】
次に、支持基材上に、上記で調整した樹脂ワニスをコンマコーター（廉井精機社製、「型番ＭＦＧ Ｎｏ．１９４００１  ｔｙｐｅ３−２９３」）で塗布することにより、樹脂ワニスで構成される塗膜を形成した。その後、形成した塗膜を８０℃、２０分乾燥してスペーサ形成層を形成することによりスペーサ形成用フィルムを得た。得られたスペーサ形成用フィルムは、スペーサ形成層の平均厚さが５０μｍであった。また、形成されたスペーサ形成層の可視光（６００ｎｍ）の透過率は、９９％であった。【０１４４】
４．接合体の製造
まず、ほぼ円形状をなす直径８インチの半導体ウエハー（Ｓｉウエハー、直径２０．３ｃｍ、厚さ７２５μｍ）を用意した。なお、半導体ウエハーは、半導体ウエハーの縁部から５ｍｍの位置で、半導体ウエハーの中心を軸に互いに点対称となる２箇所にアライメントマークを設けたものを用意した。【０１４５】
次に、半導体ウエハーに、ロールラミネーターを用いて、ロール温度６０℃、ロール速度０．３ｍ／分、シリンジ圧２．０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で、上記で製造したスペーサ形成用フィルムをラミネートして、スペーサ形成用フィルム付き半導体ウエハーを得た。【０１４６】
次に、半導体ウエハーに対する位置合わせ用の２つのアライメントマークを備え、かつ、形成すべきスペーサの平面視の形状と同じ形状をした光透過部を有するマスクを用意し、該マスクのアライメントマークと半導体ウエハーのアライメントマークとを一致させるようにして、スペーサ形成用フィルムと対向するようにマスクを設置した。この際、マスクと支持基材との距離を、０ｍｍとした。【０１４７】
次に、マスクを介して、スペーサ形成用フィルム付き半導体ウエハーに、スペーサ形成用フィルム側から、紫外線（波長３６５ｎｍ、積算光量７００ｍＪ／ｃｍ２）を照射することにより、スペーサ形成層を格子状に露光した後、支持基材を取り剥がした。なお、スペーサ形成層に対する露光では、平面視でスペーサ形成層の５０％を、格子状に露光される露光部の幅が０．６ｍｍとなるように露光することとした。【０１４８】
次に、現像液（アルカリ液）として、２．３８ｗ％テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いて、現像液圧０．２ＭＰａ、現像時間９０秒の条件で、露光後のスペーサ形成層の現像をして、凸条の幅が０．６ｍｍのスペーサを半導体ウエハー上に形成した。【０１４９】
次に、透明基板（石英ガラス基板、直径２０．３ｃｍ、厚さ７２５μｍ）を用意し、このものをスペーサが形成された半導体ウエハーに、サブストレート・ボンダ（ズース・マイクロテック社製、「ＳＢ８ｅ」）を用いて圧着することにより、スペーサを介して半導体ウエハーと透明基板とが接合された半導体ウエハー接合体を製造した。【０１５０】
（実施例２、３）
スペーサ形成層を構成する樹脂組成物の各成分の配合比を表１に示すように変更した以外は、前記実施例１と同様にして半導体ウエハー接合体を製造した。【０１５１】
（実施例４〜１０）
支持基材の平均厚さ、マスクと支持基材との距離を表１に示すように変更した以外は、前記実施例１と同様にして半導体ウエハー接合体を製造した。【０１５２】
（比較例）
露光工程において、スペーサ形成用フィルムから支持基材を除去した状態で、スペーサ形成層からマスクまでの距離を３０００μｍとして、スペーサ形成層を露光した以外は、前記実施例１と同様にして半導体ウエハー接合体を製造した。【０１５３】
各実施例および比較例における、スペーサ形成層の樹脂組成物の成分の種類および配合量等を表１に示した。なお、表中、メタクリロイル変性ノボラック型ビスフェノールＡ樹脂を「ＭＰＮ」、トリメチロールプロパントリメタクリレートを「ＴＭＰ」、エポキシビニルエステル樹脂を「３００２Ｍ」、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂を「Ｎ８６５」、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を「ＹＬ」、シリコーンエポキシ樹脂を「ＢＹ１６」、フェノールノボラック樹脂を「ＰＲ」と示した。【０１５４】
【表１】
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【０１５５】
［２］露光によるパターニング性の評価
［２−１］評価１
各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体のスペーサの実寸法を実体顕微鏡（×５００倍）により測定し、その値と目標寸法とを比較して、露光によるパターンニング性を以下の評価基準に従い評価した。
◎：寸法精度が９９％以上であった。
○：寸法精度が９６％以上９９％未満であった。
△：寸法精度が９３％以上９６％未満であった。
×：寸法精度が９３％よりも小さかった。【０１５６】
［２−２］評価２
各実施例および比較例の半導体ウエハー接合体１００個のスペーサの形状を電子顕微鏡（×５，０００倍）で観察し、露光によるパターンニング性を以下の評価基準に従い評価した。
◎：１００個全てにおいてスペーサに欠け等が全くなく、高い精度でパターンニングされていた。
○：１００個のうち１〜１０個の半導体ウエハー接合体のスペーサに欠け等が見られるが、実用上問題のないパターンニング性を示した。
△：１００個のうち１１〜２０個の半導体ウエハー接合体のスペーサに欠け等が見られ、十分なパターンニング性を示すものではなかった。
×：１００個のうち２１個以上の半導体ウエハー接合体のスペーサに欠け等が見られ、パターンニング性の精度が低かった。【０１５７】
［３］現像性の評価
各実施例および比較例の任意の１つの半導体ウエハー接合体のスペーサおよび空隙部を実体顕微鏡（×５００倍）で観察し、残渣の有無を以下の評価基準に従い評価した。
◎：残渣が全く確認されず、実用上全く問題ない。
○：残渣が若干確認できるが、実用上問題ないレベルである。
△：残渣が比較的多く観察され、実用レベルではない。
×：残渣が多数確認され、実用レベルではない。
これらの結果を表２に示した。【０１５８】
［４］半導体装置（受光装置）の製造
各実施例および比較例で得られた半導体ウエハー接合体を、ダイシングソーを用い、スペーサに対応する位置でダイシングし、複数の受光装置を得た。【０１５９】
（受光装置信頼性）
得られた受光装置を、−５５℃で１時間、１２５℃で１時間処理するサイクルを繰り返す温度サイクル試験を１００サイクル行い（ｎ＝１０）、クラックおよび剥離の観察を実施し、以下の評価基準に従い評価した。
◎：全サンプルクラックおよび剥離がなく、実用上全く問題なし。
○：僅かなクラックおよび剥離が２個以下のサンプルで確認されるが、実用上問題なし。
△：３個以上のサンプルでクラックおよび剥離が観察され、実用レベルではない。
×：８個以上のサンプルでクラックおよび剥離が観察され、実用レベルではない。
この結果を、表２に合わせて示した。【０１６０】
【表２】
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【０１６１】
表２から明らかなように、本発明に係る半導体ウエハー接合体では、スペーサの欠け等がなく、また、寸法精度に優れたものであった。また、本発明に係る半導体ウエハー接合体を用いて製造された半導体装置は信頼性が特に高いものであった。
これに対して、比較例では、露光によるパターンニング性の精度が十分ではなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明によれば、信頼性に優れた半導体装置を提供すること、また、このような半導体装置を容易に製造することが可能な半導体ウエハー接合体およびその製造方法を提供することができる。従って、産業上の利用可能性を有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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