(57)【要約】  本発明の半導体ウエハー接合体は、半導体ウエハーと、前記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、前記半導体ウエハーの外周に沿って連続的に設けられ、前記半導体ウエハーと前記透明基板とを接合する接合部とを有することを特徴とする。前記接合部の最小幅が、５０μｍ以上であるのが好ましい。
2010095593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハーと、
前記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、
前記半導体ウエハーの外周に沿って連続的に設けられ、前記半導体ウエハーと前記透明基板とを接合する接合部とを有することを特徴とする半導体ウエハー接合体。
【請求項２】
前記接合部の最小幅が、５０μｍ以上である請求項１に記載の半導体ウエハー接合体。
【請求項３】
前記接合部のエッチング液浸漬前後のダイシェア強度比は、４０％以上である請求項１または２に記載の半導体ウエハー接合体。
【請求項４】
前記スペーサと前記接合部とは、一体的に設けられたものである請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体。
【請求項５】
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を製造する方法であって、
前記半導体ウエハーの機能面上に、前記半導体ウエハーに対応する形状を備えた接着性を有する感光性接着層を形成する感光性接着層形成工程と、
マスクを用いて、前記感光性接着層の前記スペーサおよび前記接合部となるべき部位を選択的に露光する露光工程と、
露光した前記感光性接着層を現像し、前記半導体ウエハー上に前記スペーサおよび前記接合部を形成する現像工程と、
前記スペーサおよび前記接合部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６】
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を製造する方法であって、
前記透明基板上に、前記透明基板に対応する形状を備えた接着性を有する感光性接着層を形成する感光性接着層形成工程と、
マスクを用いて、前記感光性接着層の前記スペーサおよび前記接合部となるべき部位を選択的に露光する露光工程と、
露光した前記感光性接着層を現像し、前記透明基板上に前記スペーサおよび前記接合部を形成する現像工程と、
前記スペーサおよび前記接合部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７】
前記感光性接着層は、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５または６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７に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項９】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である請求項７または８に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１０】
前記材料として、さらに、光重合性樹脂を含有する請求項７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】
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、半導体ウエハー接合体の製造方法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（半導体ウエハー接合体）をダイシング（個片化）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】
また、通常、半導体ウエハー接合体をダイシングする前に、半導体ウエハーの裏面に配線の形成や半田バンプの形成等の加工を施す（裏面加工工程）。【０００５】
しかしながら、スペーサの幅が小さいため、従来のようにして作製された半導体ウエハー接合体では、このような裏面加工の際に用いる洗浄液やエッチング液等によって、半導体ウエハー接合体の縁部近傍のスペーサが剥がれてしまい、洗浄液やエッチング液等が半導体ウエハー接合体の内部に浸入してしまうといった問題があった。そのような液体が侵入した部分は不良品となり、１つの半導体ウエハー接合体から得られる半導体装置の数が減少し、半導体装置の生産性が低下するといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１２６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、半導体ウエハーの裏面加工時の内部への洗浄液やエッチング液等が浸入するのを防止でき、半導体装置の生産性に優れた半導体ウエハー接合体を提供すること、このような半導体ウエハー接合体を容易に製造することが可能な製造方法を提供すること、また、信頼性に優れた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】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１０）に記載の本発明により達成される。
（１）  半導体ウエハーと、
前記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、
前記半導体ウエハーの外周に沿って連続的に設けられ、前記半導体ウエハーと前記透明基板とを接合する接合部とを有することを特徴とする半導体ウエハー接合体。【０００９】
（２）  前記接合部の最小幅が、５０μｍ以上である上記（１）に記載の半導体ウエハー接合体。【００１０】
（３）  前記接合部のエッチング液浸漬前後のダイシェア強度比は、４０％以上である上記（１）または（２）に記載の半導体ウエハー接合体。【００１１】
（４）  前記スペーサと前記接合部とは、一体的に設けられたものである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の半導体ウエハー接合体。【００１２】
（５）  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を製造する方法であって、
前記半導体ウエハーの機能面上に、前記半導体ウエハーに対応する形状を備えた接着性を有する感光性接着層を形成する感光性接着層形成工程と、
マスクを用いて、前記感光性接着層の前記スペーサおよび前記接合部となるべき部位を選択的に露光する露光工程と、
露光した前記感光性接着層を現像し、前記半導体ウエハー上に前記スペーサおよび前記接合部を形成する現像工程と、
前記スペーサおよび前記接合部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。【００１３】
（６）  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を製造する方法であって、
前記透明基板上に、前記透明基板に対応する形状を備えた接着性を有する感光性接着層を形成する感光性接着層形成工程と、
マスクを用いて、前記感光性接着層の前記スペーサおよび前記接合部となるべき部位を選択的に露光する露光工程と、
露光した前記感光性接着層を現像し、前記透明基板上に前記スペーサおよび前記接合部を形成する現像工程と、
前記スペーサおよび前記接合部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。
（７）  前記感光性接着層は、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（５）または（６）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１４】
（８）  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（７）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１５】
（９）  前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である上記（７）または（８）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。【００１６】
（１０）  前記材料として、さらに、光重合性樹脂を含有する上記（７）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）  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】
【００１８】
【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】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
＜半導体ウエハー接合体＞
次に、本発明の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。なお、図２中、下方向を「下側」または「下方」、上方向を「上側」または「下方」と言う。
【００３０】
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、接合部１０７と、透明基板１０２’とを有している。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
また、スペーサ１０４’は、その下側の面が半導体ウエハー１０１’に接合され、その上側の面が透明基板１０２’に接合されている。
【００３６】
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。
【００３７】
スペーサ１０４’（スペーサ１０４）の平均厚さは、５〜５００μｍであるのが好ましく、１０〜４００μｍであるのがより好ましい。
【００３８】
接合部１０７は、図２、図３に示すように、半導体ウエハー１０１’の外周部上に設けられている。また、接合部１０７は、スペーサ１０４’と連続して設けられている。すなわち、接合部１０７は、スペーサ１０４’と一体的に形成されている。
【００３９】
接合部１０７は、半導体ウエハー１０１’と後述する透明基板１０２’とをそれらの外周部において接合している。
【００４０】
ところで、従来の半導体ウエハー接合体では、スペーサの幅が小さいため、後述するような裏面加工の際に用いる洗浄液やエッチング液等によって、半導体ウエハー接合体の縁部近傍のスペーサが剥がれてしまい、洗浄液やエッチング液等が半導体ウエハー接合体の内部に侵入してしまうといった問題があった。そのような液体が侵入した部分は不良品となり、１つの半導体ウエハー接合体から得られる半導体装置の数が減少し、半導体装置の生産性が低下するといった問題があった。
【００４１】
これに対して、本発明では、上述したように、半導体ウエハーと透明基板とがそれらの外周部において接合部によって接合されているため、裏面加工の際に用いる洗浄液やエッチング液等が半導体ウエハー接合体の縁部から半導体ウエハー接合体の内部に侵入するのを防止することができる。その結果、１つの半導体ウエハー接合体から得られる複数の半導体装置に生じる不良品の数が減少し、半導体装置の生産性に優れたものとなる。
【００４２】
空隙部１０５と、半導体ウエハー１０１’の縁部との最短距離、すなわち、接合部１０７の最小幅は、２０μｍ以上であるのが好ましく、５０μｍ〜１ｃｍであるのがより好ましい。これにより、半導体ウエハー１０１’と透明基板１０２’とをより確実に接合することができ、裏面加工時に、洗浄液やエッチング液等の液体が、半導体ウエハー接合体１０００の縁部から半導体ウエハー接合体１０００の内部に侵入するのをより確実に防止することができる。その結果、１つの半導体ウエハー接合体から得られる複数の半導体装置に生じる不良品の数をより少ないものとすることができ、半導体装置の生産性に特に優れたものとなる。
【００４３】
接合部１０７の平均厚さ（高さ）は、具体的には、５〜５００μｍであるのが好ましく、１０〜４００μｍであるのがより好ましい。
【００４４】
透明基板１０２’は、上述したスペーサ１０４’および接合部１０７を介して半導体ウエハー１０１’に接合されている。
【００４５】
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。
【００４６】
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、複数の信頼性の高い半導体装置１００を得ることができる。
【００４７】
なお、上記説明では、接合部１０７とスペーサ１０４’とが一体的に形成されているものとして説明したが、これに限定されず、例えば、接合部１０７は、スペーサ１０４’とは別に、ディスペンス等で形成されたものであってもよい。
【００４８】
＜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。
【００４９】
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。
【００５０】
［１］まず、感光性接着フィルム１を用意する。
感光性接着フィルム１は、図４（ａ）に示すように、支持基材１１と、支持基材１１上に設けられた感光性接着層１２とを有している。
【００５１】
支持基材１１は、シート状の基材で、感光性接着層１２を支持する機能を備えている。
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を感光性接着層１２に付けたままで、感光性接着層１２の露光を行うことができる。
【００５２】
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、感光性接着層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。
【００５３】
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、感光性接着フィルムのハンドリング性が低下する場合がある。
【００５４】
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。
【００５５】
感光性接着層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。この感光性接着層１２は、上述した半導体ウエハー接合体１０００におけるスペーサ１０４’および接合部１０７を形成するのに用いる層である。感光性接着層１２を構成する樹脂組成物については、後に詳述する。
【００５６】
接合部１０７のエッチング液浸漬前後のダイシェア強度比は、４０％以上であるのが好ましく、６０％以上であるのがより好ましい。エッチング液浸漬前後のダイシェア強度比を上記範囲以上とすることで、半導体ウエハーの裏面加工時に、エッチング液が半導体ウエハー接合体１０００の縁部から半導体ウエハー接合体１０００の内部に侵入することをより確実に防止することができる。
【００５７】
なお接合部１０７のエッチング液浸漬前後のダイシェア強度比は、以下の方法により算出することができる。
【００５８】
ホウケイ酸ガラス基板上に接合部１０７を形成する樹脂組成物をラミネート等の手法により貼り付ける。次に、例えば、露光（例えば、７００ｊ／ｃｍ２）、現像（例えば、３％ＴＭＡＨ現像液、２５℃／０．３ＭＰａ／９０秒）等の手法により、２ｍｍ角の接着層を形成し、次に、接着層の上に２ｍｍ角のガラス基板を載置し、熱圧着（１２０℃×０．８ＭＰａ×５ｓ）によりガラス基板同士を貼り付ける。さらに、貼り合せたガラス基板に１５０℃×９０分の熱履歴を加えダイシェア強度測定用の試験片を得た。
【００５９】
得られた試験片を、ダイシェア強度測定装置により、未処理のものと、３０℃のエッチング液（商品名：ＦＥ−８３０、（株）荏原電産社製）で５分処理し、さらに、純水で５分洗浄したものを、それぞれｎ＝１０で測定しダイシェア強度を算出した。
【００６０】
また、エッチング液浸漬前後のダイシェア強度比は以下の式により算出した。
ダイシェア強度比（％）＝（エッチング液処理後のダイシェア強度）／（未処理品のダイシェア強度）×１００
感光性接着層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、感光性接着層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。
【００６１】
ここで、支持基材１１および感光性接着層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。
【００６２】
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、感光性接着層は５０μｍで、測定波長：６００ｎｍで測定を行う。
【００６３】
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）。
【００６４】
［２］次に、図４（ｃ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の機能面と感光性接着フィルム１の感光性接着層１２（接着面）とを貼り合わせる。これにより、半導体ウエハー１０１’の受光部１０３側に感光性接着層１２が、半導体ウエハー１０１’の反対側に支持基材１１を備えた状態で、半導体ウエハー１０１’に感光性接着層１２が貼り合わされる。すなわち、半導体ウエハー１０１’の機能面上に、感光性接着層１２が形成される（感光性接着層形成工程）。
【００６５】
なお、半導体ウエハー１０１’の受光部１０３側の面（上面）への感光性接着層１２の貼り合わせは、例えば、以下のようにして行うことができる。
【００６６】
（１）まず、感光性接着フィルム１と半導体ウエハー１０１’とを位置合わして、一端側において、感光性接着フィルム１の下面と半導体ウエハー１０１’の上面とを接触させる。
【００６７】
（２）次に、この状態で、感光性接着フィルム１および半導体ウエハー１０１’を、感光性接着フィルム１の下面と半導体ウエハー１０１’の上面とを接触させた箇所において、一対のローラ間に挟持されるように接合装置に設置する。これにより、感光性接着フィルム１と半導体ウエハー１０１’とが加圧される。
【００６８】
（３）次に、一対のローラを一端側から他端側に向かって移動させる。これにより、一対のローラ間で挟持された部分において、受光部１０３に感光性接着層１２が順次接合され、その結果、感光性接着フィルム１と半導体ウエハー１０１’とが貼り合わされる。
【００６９】
貼り合わせる際に、一対のローラ間で挾持する際の加圧の圧力を調節することにより、スペーサ１０４’および接合部１０７の厚さを調整することができる。
【００７０】
感光性接着フィルム１および半導体ウエハー１０１’を一対のローラ間で挾持する際の加圧の圧力は、特に限定されないが、０．１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．２〜５ｋｇｆ／ｃｍ２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１０１’に対して確実に感光性接着層１２を貼り付けることができる。
【００７１】
各ローラの移動速度は、特に限定されないが、０．１〜１．０ｍ／分程度であるのが好ましく、０．３〜０．６ｍ／分程度であるのがより好ましい。
【００７２】
また、各ローラには、それぞれ、例えばヒータのような加熱手段が設置されており、感光性接着フィルム１および半導体ウエハー１０１’は、一対のローラで挟持された部分において加熱される。加熱する温度は、０〜１２０℃程度であるのが好ましく、４０〜１００℃程度であるのがより好ましい。
【００７３】
［３］次に、感光性接着層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となるべき部分および接合部１０７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を透過した光は感光性接着層１２に照射される。そして、感光性接着層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、感光性接着層１２のうち、光が照射された部分が光硬化する。
【００７４】
なお、感光性接着層１２の露光は、図４（ｄ）に示すように、感光性接着層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のが好ましい。これにより、支持基材１１が感光性接着層１２の保護層としての機能を発揮し、感光性接着層１２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１１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２０を設置する際に、マスク２０が感光性接着層１２に貼り付いてしまうのを防止することができ、マスク２０と感光性接着層１２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、感光性接着層１２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、信頼性の特に優れた半導体装置を得ることができる。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
なお、露光後、感光性接着層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。
【００７９】
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。
【００８０】
［４］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）。
【００８１】
［５］次に、図４（ｆ）に示すように、感光性接着層１２をアルカリ水溶液を用いて現像することにより、感光性接着層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’および接合部１０７として残存する（現像工程）。また、半導体ウエハー１０１’と透明基板１０２’との間の複数の空隙部１０５となる部位１０５’が形成される。
【００８２】
［６］次に、図５（ｇ）に示すように、形成されたスペーサ１０４’および接合部１０７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。
【００８３】
スペーサ１０４’および接合部１０７と、透明基板１０２’との接合は、例えば、形成されたスペーサ１０４’および接合部１０７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。
【００８４】
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とともに、半導体ウエハー１０１’と透明基板１０２’とをそれらの外周部においてより確実に接合することができる。その結果、後述する裏面加工等の時において、洗浄液やエッチング液等の液体が、半導体ウエハー接合体１０００の縁部から半導体ウエハー接合体１０００の内部に侵入するのをより確実に防止することができる。
【００８５】
［７］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）。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
［８］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）。
【００８９】
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。なお、配線の形成は、一般に、スパッタリングやメッキ、さらにはエッチングによって形成されるが、半導体ウエハー接合体１０００は、半導体ウエハー１０１’と透明基板１０２’とがその外周部において接合部１０７によって接合されているので、エッチング液や洗浄液等が内部に侵入することが確実に防止されている。
【００９０】
［９］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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。特に、半導体ウエハー接合体１０００は、上述したように液密性が高い構成となっているので、不良品の発生を防止または抑制することができ、高い歩留まりで半導体装置１００を生産することができる。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
なお、本実施形態では、感光性接着層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、感光性接着層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。
【００９６】
なお、上記説明では、支持基材１１が光透過性を有するものとして説明したが、光透過性を有していなくてもよい。この場合、上記露光工程は、支持基材１１を感光性接着層１２から除去した後に行う。
【００９７】
また、上記説明では、スペーサ１０４’と接合部１０７とを一体的に形成するものとして説明したが、例えば、接合部１０７は、スペーサ１０４’を形成した後に、ディスペンス等によって形成してもよい。
【００９８】
また、上記説明では、半導体ウエハー１０１’上に感光性接着層１２を形成した後に露光するものとして説明したが、透明基板１０２’上に感光性接着層１２を形成した後に露光するものであってもよい。
【００９９】
＜感光性接着層１２を構成する樹脂組成物＞
次に、感光性接着層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。
感光性接着層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。
【０１００】
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）
感光性接着層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、感光性接着層１２は、アルカリ現像性を有するものとなる。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
【化１】
2010095593.tif 000003
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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、フィルム上に感光性接着層を形成する際の成膜性に特に優れるものとなる。
【０１１４】
ここで、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、例えばＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフ）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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
（熱硬化性樹脂）
また、感光性接着層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、感光性接着層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、感光性接着層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を感光性接着層１２に熱圧着することができる。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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感光性接着層１２とすることができる。
【０１２０】
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、得られる感光性接着層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、感光性接着層１２の靭性を向上する効果が低下するおそれがある。
【０１２１】
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、得られる感光性接着層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。
【０１２２】
（光重合開始剤）
感光性接着層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、光重合により感光性接着層１２を効率良くパターニングすることができる。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
（光重合性樹脂）
感光性接着層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、得られる感光性接着層１２のパターニング性をより向上させることができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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、感光性接着層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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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、感光性接着層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、感光性接着層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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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、露光後の感光性接着層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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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、感光性接着層１２の感度に特に優れる。さらに、感光性接着層１２の解像性にも優れる。
【０１３９】
ここで、光重合性樹脂の重量平均分子量は、例えばＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフ）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。
【０１４０】
（無機充填材）
なお、感光性接着層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、感光性接着層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。
【０１４１】
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、感光性接着層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。
【０１４２】
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、感光性接着層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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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、感光性接着層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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
感光性接着層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。
【０１４８】
上述したような樹脂組成物により感光性接着層１２を構成することにより、感光性接着層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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
例えば、本発明の半導体ウエハー接合体は、上述したような構成に限定されず、任意の機能を備えたその他の部材を備えていてもよい。
【０１５１】
また、本発明の半導体ウエハー接合体の製造方法では、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、感光性接着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。
【０１５２】
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】
【０１５３】
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。【０１５４】
［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１０個ずつ製造した。【０１５５】
（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。【０１５６】
２．感光性接着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％、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、ＥＯＣＮ−１０２０−７０）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、Ｅｐ−１００１）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（メタ）アクリル変性ビスＡノボラック樹脂を固形分として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。【０１５７】
３．感光性接着フィルムの製造
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、可視光の透過率：８５％）を用意した。【０１５８】
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（康井精機社製、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分乾燥して感光性接着層を形成することにより感光性接着フィルムを得た。得られた感光性接着フィルムは、感光性接着層の平均厚さが５０μｍであった。また、形成された感光性接着層の可視光の透過率は、９９％であった。【０１５９】
４．半導体ウエハー接合体の製造
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１００μｍ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。【０１６０】
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、上記で製造した感光性接着フィルムを半導体ウエハーと同じ大きさにカットしたものを、ラミネートして、感光性接着フィルム付き半導体ウエハーを得た。【０１６１】
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および接合部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、感光性接着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。【０１６２】
次に、マスクを介して、感光性接着フィルム付き半導体ウエハーに、感光性接着フィルム側から、紫外線（波長３６５ｎｍ、積算光量７００ｍＪ／ｃｍ２）を照射することにより、感光性接着層を格子状に露光した後、支持基材を取り剥がした。なお、感光性接着層に対する露光では、平面視で感光性接着層の５０％を、格子状に露光される露光部の幅が０．６ｍｍ、半導体ウエハーの縁部から未露光部までの最短距離（接合部の最小幅）が５０００μｍとなるように露光することとした。【０１６３】
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、露光後の感光性接着層の現像をして、凸条の幅が０．６ｍｍのスペーサおよび接合部を半導体ウエハー上に形成した。【０１６４】
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」）を用いて熱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。なお、熱圧着時の加熱温度を１５０℃、圧力を０．６ＭＰａ、時間を３００秒とした。【０１６５】
（実施例２〜４）
感光性接着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。【０１６６】
（実施例５〜７）
接合部の最小幅を表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。【０１６７】
（比較例）
露光工程において、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のみを有するマスクを用いて露光することにより、半導体ウエハーの外周部に接合部を形成しなかった以外は、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。【０１６８】
各実施例および比較例における、感光性接着層の樹脂組成物の成分の種類および配合量、半導体ウエハー接合体のスペーサの厚さ等を表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「３００２」、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を「ＥＯＣＮ」、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を「ＥＰ」、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。【０１６９】
【表１】
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【０１７０】
［２］エッチング液浸漬前後のダイシェア強度比
ホウケイ酸ガラス基板上に各実施例および比較例で得られた感光性接着フィルムの感光性接着層をラミネート装置により温度：６０℃、ラミネート速度：０．３分の条件で貼り付けた。次に、例えば、露光（露光量：７００ｊ／ｃｍ２）、現像（３％ＴＭＡＨ現像液、２５℃／０．３ＭＰａ／９０秒）の条件により、２ｍｍ角の感光性接着層を形成し、次に、感光性接着層の上に２ｍｍ角のホウケイ酸ガラス基板を載置し、熱圧着（１２０℃×０．８ＭＰａ×５ｓ）によりガラス基板同士を貼り付けた。さらに、貼り合せたガラス基板に１５０℃×９０分の熱履歴を加えダイシェア強度測定用の試験片を得た。【０１７１】
得られた試験片を、ダイシェア強度測定装置により、未処理のものと、３０℃のエッチング液（商品名：ＦＥ−８３０、（株）荏原電産社製）で５分処理し、さらに、純水で５分洗浄したものを、それぞれｎ＝１０で測定しダイシェア強度を算出した。【０１７２】
また、エッチング液浸漬前後のダイシェア強度比は以下の式により算出した。
ダイシェア強度比（％）＝（エッチング液処理後のダイシェア強度）／（未処理品のダイシェア強度）×１００【０１７３】
［３］液密性評価
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、エッチング液（商品名：ＦＥ−８３０、（株）荏原電産社製）に５分間浸漬し、純水で５分洗浄した。その後、半導体ウエハー接合体をエッチング液から取り出し、取り出した半導体ウエハー接合体の空隙部を観察し、エッチング液の侵入の有無を以下の評価基準に従い評価した。
◎：半導体ウエハー接合体の空隙部にエッチング液が侵入している箇所が０。
○：半導体ウエハー接合体の空隙部にエッチング液が侵入している箇所が１〜２。
×：半導体ウエハー接合体の空隙部にエッチング液が侵入している箇所が３ヶ所以上ある。【０１７４】
［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。【０１７５】
［５］受光装置信頼性
得られた複数の受光装置を、−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。【０１７６】
【表２】
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【０１７７】
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、空隙部へのエッチング液の侵入もなく、液密性に優れ、半導体装置の生産性に優れたものであった。また、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。【０１７８】
これに対して、比較例の半導体ウエハー接合体では、液密性が十分ではなく、半導体装置の生産性が十分ではなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本発明によれば、半導体ウエハーの裏面加工時の内部への洗浄液やエッチング液等が浸入するのを防止でき、半導体装置の生産性に優れた半導体ウエハー接合体を提供することができる。また、このような半導体ウエハー接合体を容易に製造することが可能な製造方法を提供することができる。また、信頼性に優れた半導体装置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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