(57)【要約】  【課題】  半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間の内部における結露の発生を防止して、耐湿性に優れた半導体装置、半導体モジュール及び半導体装置の製造方法を提供する。  【解決手段】  半導体装置としての撮像装置１は、撮像素子１１が形成された半導体基板１０と、撮像素子１１の一面に形成された受光部１２に対向して配置された被覆部である透光性の蓋部１３と、撮像素子１１の一面において受光部１２を除いた領域に形成され、半導体基板１０及び蓋部１３を接着する接着層１４とを備える。接着層１４の透湿度は１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）である。接着層１４によって、受光部１２と蓋部１３との間に形成される空間、すなわち受光部１２（の表面）への水分（湿気）の侵入を抑制することができ、受光部１２に結露が発生することを防止することができる。【選択図】        図１
2006073546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、該半導体基板を被覆する被覆部と、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する接着層とを備える半導体装置であって、
前記接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）であること
を特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体基板には、受光部を有する撮像素子が形成されており、
前記被覆部は、前記受光部に対向して配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記接着層は、
前記受光部が形成された領域を除く領域に形成されていること
を特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
少なくとも一方の基体の一面に半導体素子が形成され、前記半導体素子が対向するように配置された２つの基体と、各基体を接着する接着層とを備え、前記半導体素子が形成された領域を除く前記一面に前記接着層が形成されてなる半導体装置であって、
前記接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）であること
を特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記接着層の吸水率が２０％以下であること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記接着層の吸水率が３％以上であること
を特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記接着層は、
透水性材料を含み、該透水性材料の粒径が１０μｍ以下であること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記透水性材料の粒径が０．０１μｍ以上であること
を特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記接着層は、
光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含むこと
を特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
導体配線が形成された配線基板と、
該配線基板に配置された請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の半導体装置と
を備えることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項１１】
複数の半導体素子が形成された半導体基板及び前記半導体素子を覆うことができる被覆部を接着層で接着する接着工程と、
接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の半導体素子に分割する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記接着層は、
光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料からなり、
前記接着工程は、
前記半導体基板又は前記被覆部に前記接着層を形成する工程と、
前記接着層を選択的に露光して、所定領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、
光硬化性樹脂が未硬化の領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、
パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むこと
を特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記接着層は、
熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料からなり、
前記接着工程は、
所定領域に対応するパターンを有する印刷版を介して、前記接着層を前記半導体基板又は前記被覆部に印刷する工程と、
印刷した接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むこと
を特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記接着層は、
熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料からなり、
前記接着工程は、
所定領域に対応するパターンとするように、前記接着層を前記半導体基板又は前記被覆部に吐出する工程と、
吐出した接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むこと
を特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は各撮像素子の受光部に対応した複数の透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成する工程と、
前記接着層を選択的に露光して、前記受光部が形成された領域を除く領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、
光硬化性樹脂が未硬化の領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、
パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程と、
接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で前記半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は前記複数の撮像素子の受光部を覆うことができる透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成する工程と、
前記接着層を選択的に露光して、前記受光部が形成された領域を除く領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、
光硬化性樹脂が未硬化の領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、
パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程と、
接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で前記半導体基板及び前記被覆部を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に被覆部を備えた半導体装置、該半導体装置を用いた半導体モジュール、及び半導体装置の製造方法に関し、より具体的には、半導体基板と被覆部との間に形成される空間の内部における結露の発生を防止することができる半導体装置、半導体モジュール及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一種であるＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージャなどの撮像素子を用いたエリアセンサやリニアセンサなどの撮像装置が様々な分野で実用化されている。撮像装置は、フォトダイオードのような受光部、及び受光部の出力に基づく電気信号を読み出す読出部などの回路で構成されている。
【０００３】
図１０は従来の撮像装置の概略構成を示す平面図であり、図１１は図１０のXI−XI線における構造断面図である。従来の撮像装置は、ウェハ状態の半導体基板に形成されたチップ１００のイメージセンサ部１０１を覆い、接着部分がイメージセンサ部１０１と重ならないように、キャップガラス１０２を貼付し、その後、複数のチップ１００，１００，…として分離するものである（例えば、特許文献１参照。）。このように、キャップガラス１０２でイメージセンサ部１０１を覆う構造とすることにより、キャップガラス１０２の貼付後の工程において、イメージセンサ部１０１にキズが生じたり、ゴミが付着したりすることを防止することができる。
【特許文献１】特開平３−１５１６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、キャップガラス１０２をチップ１００に貼付するために用いる接着剤では、高温高湿環境下では接着部分から水分が内部に侵入し、侵入した水分を外部へ充分速やかに排出できないために、封止空間内に結露が発生するという問題があった。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、半導体基板と該半導体基板を被覆する被覆部とを、透湿度（水蒸気透過度ともいう）が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）である接着層で接着する構成とすることにより、半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間の内部に水分が侵入した場合であっても、速やかに空間の外部へ水分を排出することができ、空間の内部における結露の発生を防止して、耐湿性に優れた半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
また本発明は、半導体基板に受光部を有する撮像素子が形成されており、その受光部に対向して被覆部を配置する構成とすることにより、受光部の表面における結露の発生を防止することできる半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【０００７】
また本発明は、受光部が形成された領域を除く領域に接着層を形成する構成とすることにより、接着層による物理的ストレスが受光部に加わることはなく、また、受光部と被覆部との間における透光性の低下を防止することができる半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
また本発明は、２つの基体を、透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）である接着層で接着する構成とすることにより、高温高湿環境下のように、水分が２つの基体及び接着層により形成される空間へ侵入された場合であっても、侵入した水分を容易に空間の外部へ排出することができ、結露の発生を防止することができる半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【０００９】
また本発明は、接着層の吸水率を２０％以下とすることにより、接着層の耐湿性を確実に向上することができる半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
また本発明は、接着層の吸水率を３％以上とすることにより、充分な透水性を示す接着層を用いて、結露の発生を防止することができる半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
また本発明は、接着層が透水性材料を含む場合、透水性材料の粒径を１０μｍ以下とすることにより、接着層の耐湿性を確実に向上することができる半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００１２】
また本発明は、接着層が透水性材料を含む場合、透水性材料の粒径を０．０１μｍ以上とすることにより、充分な透水性を示す接着層を用いて、結露の発生を防止することができる半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００１３】
また本発明は、接着層が光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む構成とすることにより、フォトリソグラフィ技術を利用して、形状及び配置の精度に優れた接着層を形成でき、さらに接着層を加熱することによって、半導体基板及び被覆部を確実に接着して接着強度を向上することができる半導体装置及び半導体モジュールを提供することを目的とする。
【００１４】
また本発明は、複数の半導体素子が形成された半導体基板と被覆部とを接着層で接着し、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の半導体素子に分割することにより、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができ、さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また本発明は、接着層が光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料であることによって、露光及び現像などのフォトリソグラフィ技術を用いて接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して所定の形状にパターニングし、半導体基板と被覆部とが対向するように配置した後に、パターニングされた接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で接着することにより、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体基板又は被覆部に高精度かつ微細なパターンの接着層を形成することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また本発明は、接着層が熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料であることによって、所定領域に対応するパターンを有する印刷版を介して、接着層を半導体基板又は被覆部に印刷（転写）し、半導体基板と被覆部とが対向するように配置した後に、転写した接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で接着することにより、印刷版を用いて接着層を半導体基板又は被覆部へ転写して、接着層の形成を非常に低コストで行うことができ、生産性を向上することできる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
また本発明は、接着層が熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料であることによって、所定領域に対応するパターンとするように、接着層を半導体基板又は被覆部に吐出し、半導体基板と被覆部とが対向するように配置した後に、吐出した接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で接着することにより、ディスペンサによって接着層を半導体基板又は被覆部に形成して、接着層の形成を非常に低コストで行うことができ、また、接着層のパターンの一部に欠陥が発生した場合には、ディスペンサを用いて、欠陥が発生したパターンを修復することが可能となる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
また本発明は、受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は各撮像素子の受光部に対応した複数の透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成し、次いで、接着層を選択的に露光して、接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して、受光部が形成された領域を除く領域の光硬化性樹脂を硬化させ、光硬化性樹脂が未硬化の領域、すなわち受光部が形成された領域の接着層を除去し、そして、接着層を介して半導体基板と被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着し、さらに、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割することにより、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができ、さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
また本発明は、受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は複数の撮像素子の受光部を覆うことができる透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成し、接着層を選択的に露光して、接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して、受光部が形成された領域を除く領域の光硬化性樹脂を硬化させ、光硬化性樹脂が未硬化の領域、すなわち受光部が形成された領域の接着層を除去し、そして、接着層を介して半導体基板と被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着し、さらに、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板及び被覆部を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割することにより、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができ、さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができ、加えて、半導体基板に接着層を形成した場合には、接着層が各撮像素子に対応した領域に形成されているので、接着層と被覆部との位置合わせ精度が不要となる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る半導体装置は、半導体基板と、該半導体基板を被覆する被覆部と、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する接着層とを備える半導体装置であって、前記接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）であることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、接着層の透湿度を１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）とすることにより、高温高湿環境下のように、水分が半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間へ侵入された場合であっても、侵入した水分を容易に空間の外部へ排出することができる。よって、半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間における耐湿性が向上し、結露の発生を防止することができ、また、半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間への外部からのダストの侵入を防止することができるので、信頼性及び耐環境性が優れる。
【００２２】
本発明に係る半導体装置は、前記半導体基板には、受光部を有する撮像素子が形成されており、前記被覆部は、前記受光部に対向して配置されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、半導体基板に受光部を有する撮像素子が形成されており、その受光部に対向して被覆部が配置されていることにより、受光部は半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間に配置されることになるので、受光部の表面における結露の発生を防止することができる。
【００２４】
本発明に係る半導体装置は、前記接着層は、前記受光部が形成された領域を除く領域に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明にあっては、受光部が形成された領域を除く領域に接着層が形成されていることにより、接着層による物理的ストレスが受光部に加わることはなく、また、受光部と被覆部との間における透光性の低下を防止することができる。
【００２６】
本発明に係る半導体装置は、少なくとも一方の基体の一面に半導体素子が形成され、前記半導体素子が対向するように配置された２つの基体と、各基体を接着する接着層とを備え、前記半導体素子が形成された領域を除く前記一面に前記接着層が形成されてなる半導体装置であって、前記接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）であることを特徴とする。
【００２７】
本発明にあっては、接着層の透湿度を１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）とすることにより、高温高湿環境下のように、水分が２つの基体及び接着層により形成される空間へ侵入された場合であっても、侵入した水分を容易に空間の外部へ排出することができる。よって、２つの基体及び接着層により形成される空間における結露の発生を防止することができる。また、少なくとも一方の基体の一面に半導体素子が形成され、半導体素子が形成された領域を除く前記一面に接着層が形成されていることにより、半導体素子を水分（湿気）から確実に保護することができる。
【００２８】
本発明に係る半導体装置は、前記接着層の吸水率が２０％以下であることを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る半導体装置は、前記接着層の吸水率が３％以上であることを特徴とする。
【００３０】
本発明にあっては、接着層の吸水率を２０％以下とすることにより、接着層の耐湿性が確実に向上する。また、接着層の吸水率が３％未満である場合には、充分な透水性を示す接着層を実現し難くなるので、接着層の吸水率を３％以上、更には５％以上とすることが、充分な透水性を示す接着層をより実現し易くなるため好ましい。
【００３１】
本発明に係る半導体装置は、前記接着層は、透水性材料を含み、該透水性材料の粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る半導体装置は、前記透水性材料の粒径が０．０１μｍ以上であることを特徴とする。
【００３３】
本発明にあっては、接着層が透水性材料を含む場合、透水性材料の粒径を１０μｍ以下とすることにより、接着層の耐湿性が確実に向上する。また、透水性材料の粒径が０．０１μｍ未満である場合には、充分な透水性を得難くなるので、透水性材料の粒径を０．０１μｍ以上とすることが、充分な透水性を示す接着層をより実現し易くなるため好ましい。
【００３４】
本発明に係る半導体装置は、前記接着層は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含むことを特徴とする。
【００３５】
本発明にあっては、接着層に光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含めることとしたので、フォトリソグラフィ技術を利用して、形状及び配置の精度に優れた接着層を形成でき、また複数同時に形成することができる。さらに、接着層を加熱することによって、半導体基板及び被覆部を確実に接着することができ、接着強度を向上することができる。
【００３６】
本発明に係る半導体モジュールは、導体配線が形成された配線基板と、該配線基板に配置された上述した各発明のいずれか１つの半導体装置とを備えることを特徴とする。
【００３７】
本発明にあっては、上述した半導体装置を、導体配線が形成された配線基板に配置することとしたので、携帯性に優れた小型の半導体モジュールとすることができる。特に、半導体装置である撮像装置を内蔵した携帯性の良い小型の光学機器用モジュールとすることができる。
【００３８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子が形成された半導体基板及び前記半導体素子を覆うことができる被覆部を接着層で接着する接着工程と、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の半導体素子に分割する工程とを含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明にあっては、複数の半導体素子が形成された半導体基板と被覆部とを接着層で接着し、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の半導体素子に分割する。半導体基板に形成された複数の半導体素子を分割（個片化）する前に、半導体素子の表面を被覆部で保護することができるので、分割した後に、半導体素子の表面におけるダストの付着、引っかき傷などの発生を防止することができる。また、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断するので、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができる。さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができる。
【００４０】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記接着層は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料からなり、前記接着工程は、前記半導体基板又は前記被覆部に前記接着層を形成する工程と、前記接着層を選択的に露光して、所定領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、光硬化性樹脂が未硬化の領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むことを特徴とする。
【００４１】
本発明にあっては、接着層が光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料であることによって、露光及び現像などのフォトリソグラフィ技術を用いて接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して所定の形状にパターニングし、半導体基板と被覆部とが対向するように配置した後に、パターニングされた接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で確実に接着することができる。フォトリソグラフィ技術を用いて接着層を半導体基板又は被覆部にパターン形成することから、高精度かつ微細なパターンの接着層を形成することができる。
【００４２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記接着層は、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料からなり、前記接着工程は、所定領域に対応するパターンを有する印刷版を介して、前記接着層を前記半導体基板又は前記被覆部に印刷する工程と、印刷した接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むことを特徴とする。
【００４３】
本発明にあっては、接着層が熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料であることによって、所定領域に対応するパターンを有する印刷版を介して、接着層を半導体基板又は被覆部に印刷（転写）し、半導体基板と被覆部とが対向するように配置した後に、転写した接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で確実に接着することができる。印刷版を用いて接着層を半導体基板又は被覆部へ転写することから、接着層の形成を非常に低コストで行うことができ、生産性を向上できる。
【００４４】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記接着層は、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料からなり、前記接着工程は、所定領域に対応するパターンとするように、前記接着層を前記半導体基板又は前記被覆部に吐出する工程と、吐出した接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程とを含むことを特徴とする。
【００４５】
本発明にあっては、接着層が熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料であることによって、所定領域に対応するパターンとするように、接着層を半導体基板又は被覆部に吐出し、半導体基板と被覆部とが対向するように配置した後に、吐出した接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で確実に接着することができる。ディスペンサによって、接着層を半導体基板又は被覆部に形成することから、接着層の形成を非常に低コストで行うことができ、生産性を向上できる。また、接着層のパターンの一部に欠陥が発生した場合には、ディスペンサを用いて、欠陥が発生したパターンを修復することができる。
【００４６】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は各撮像素子の受光部に対応した複数の透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成する工程と、前記接着層を選択的に露光して、前記受光部が形成された領域を除く領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、光硬化性樹脂が未硬化の領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程と、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で前記半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割する工程とを含むことを特徴とする。
【００４７】
本発明にあっては、受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は各撮像素子の受光部に対応した複数の透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成する。次いで、接着層を選択的に露光して、接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して、受光部が形成された領域を除く領域の光硬化性樹脂を硬化させ、光硬化性樹脂が未硬化の領域、すなわち受光部が形成された領域の接着層を除去する。そして、接着層を介して半導体基板と被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する。さらに、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割する。半導体基板に形成された複数の撮像素子を分割（個片化）する前に、撮像素子の表面を被覆部で保護することができるので、分割した後に、撮像素子の表面におけるダストの付着、引っかき傷などの発生を防止することができる。また、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断するので、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができる。さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができる。
【００４８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は前記複数の撮像素子の受光部を覆うことができる透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成する工程と、前記接着層を選択的に露光して、前記受光部が形成された領域を除く領域の接着層に含まれる光硬化性樹脂を硬化させる工程と、光硬化性樹脂が未硬化の領域の接着層を除去して、接着層をパターニングする工程と、パターニングされた接着層を介して前記半導体基板と前記被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する工程と、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で前記半導体基板及び前記被覆部を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割する工程とを含むことを特徴とする。
【００４９】
本発明にあっては、受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は複数の撮像素子の受光部を覆うことができる透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成する。次いで、接着層を選択的に露光して、接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して、受光部が形成された領域を除く領域の光硬化性樹脂を硬化させ、光硬化性樹脂が未硬化の領域、すなわち受光部が形成された領域の接着層を除去する。そして、接着層を介して半導体基板と被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着する。さらに、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板及び被覆部を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割する。半導体基板に形成された複数の撮像素子を分割（個片化）する前に、撮像素子の表面を被覆部で保護することができるので、分割した後に、撮像素子の表面におけるダストの付着、引っかき傷などの発生を防止することができる。また、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断するので、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができる。さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができる。さらに、半導体基板に接着層を形成した場合には、接着層が各撮像素子に対応した領域に形成されているので、接着層と被覆部との位置合わせ精度が低くても問題がない。つまり、半導体基板と被覆部とは全体として位置合わせをすれば良く、個々の撮像素子に対して被覆部を位置合わせする必要はない。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、半導体基板と該半導体基板を被覆する被覆部とを、透湿度（水蒸気透過度ともいう）が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）である接着層で接着する構成としたので、高温高湿環境下のように、水分が半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間へ侵入された場合であっても、侵入した水分を容易に空間の外部へ排出することができる。よって、半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間への外部からのダストの侵入を防止することができるとともに、半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間における耐湿性が向上し、結露の発生を防止することができるので、信頼性及び耐環境性が向上する。
【００５１】
本発明によれば、半導体基板に受光部を有する撮像素子が形成されており、その受光部に対向して被覆部を配置する構成としたので、受光部は半導体基板、被覆部及び接着層により形成される空間に配置されることになるので、受光部の表面における結露の発生を防止することができる。
【００５２】
本発明によれば、受光部が形成された領域を除く領域に接着層を形成する構成としたので、接着層による物理的ストレスが受光部に加わることはなく、また、受光部と被覆部との間における透光性の低下を防止することができる。
【００５３】
本発明によれば、２つの基体を、透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）である接着層で接着する構成としたので、高温高湿環境下のように、水分が２つの基体及び接着層により形成される空間へ侵入された場合であっても、侵入した水分を容易に空間の外部へ排出することができる。よって、２つの基体及び接着層により形成される空間における結露の発生を防止することができる。また、少なくとも一方の基体の一面に半導体素子が形成され、半導体素子が形成された領域を除く前記一面に接着層が形成されていることにより、半導体素子を水分（湿気）から確実に保護することができる。
【００５４】
本発明によれば、接着層の吸水率を２０％以下とすることにより、接着層の耐湿性が確実に向上する。また、接着層の吸水率が３％未満である場合には、充分な透水性を示す接着層を実現し難くなるので、接着層の吸水率を３％以上、更には５％以上とすることが、充分な透水性を示す接着層をより実現し易くなるため好ましい。
【００５５】
本発明によれば、接着層が透水性材料を含む場合、透水性材料の粒径を１０μｍ以下とすることにより、接着層の耐湿性が確実に向上する。また、透水性材料の粒径が０．０１μｍ未満である場合には、充分な透水性を得難くなるので、透水性材料の粒径を０．０１μｍ以上とすることが、充分な透水性を示す接着層をより実現し易くなるため好ましい。
【００５６】
本発明によれば、接着層が光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む構成としたので、接着層に光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含めることとしたので、フォトリソグラフィ技術を利用して、形状及び配置の精度に優れた接着層を形成でき、また複数同時に形成することができる。さらに、接着層を加熱することによって、半導体基板及び被覆部を確実に接着することができ、接着強度を向上することができる。
【００５７】
本発明によれば、複数の半導体素子が形成された半導体基板と被覆部とを接着層で接着し、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の半導体素子に分割することにより、半導体基板に形成された複数の半導体素子を分割（個片化）する前に、半導体素子の表面を被覆部で保護することができるので、分割した後に、半導体素子の表面におけるダストの付着、引っかき傷などの発生を防止することができる。また、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断するので、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができる。さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができる。
【００５８】
本発明によれば、フォトリソグラフィ技術を用いて接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して所定の形状にパターニングし、パターニングされた接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で接着することにより、フォトリソグラフィ技術を用いて接着層を半導体基板又は被覆部にパターン形成でき、高精度かつ微細なパターンの接着層を形成することができる。
【００５９】
本発明によれば、所定領域に対応するパターンを有する印刷版を介して、接着層を半導体基板又は被覆部に印刷（転写）し、転写した接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で接着することにより、印刷版を用いて接着層の形成を非常に低コストで行うことができ、生産性を向上できる。
【００６０】
本発明によれば、所定領域に対応するパターンとするように、接着層を半導体基板又は被覆部に吐出し、吐出した接着層を加熱し、接着層に含まれる熱硬化性樹脂の特性を利用して、半導体基板と被覆部とを接着層で接着することにより、ディスペンサによって接着層の形成を非常に低コストで行うことができ、生産性を向上できる。また、接着層のパターンの一部に欠陥が発生した場合には、ディスペンサを用いて、欠陥が発生したパターンを修復することができる。
【００６１】
本発明によれば、受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は各撮像素子の受光部に対応した複数の透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成し、次いで、接着層を選択的に露光して、接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して、受光部が形成された領域を除く領域の光硬化性樹脂を硬化させ、光硬化性樹脂が未硬化の領域、すなわち受光部が形成された領域の接着層を除去し、そして、接着層を介して半導体基板と被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着し、さらに、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割することにより、半導体基板に形成された複数の撮像素子を分割（個片化）する前に、撮像素子の表面を被覆部で保護することができ、分割した後に、撮像素子の表面におけるダストの付着、引っかき傷などの発生を防止することができる。また、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断するので、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができる。さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができる。
【００６２】
本発明によれば、受光部を有する複数の撮像素子が形成された半導体基板又は複数の撮像素子の受光部を覆うことができる透光性の被覆部に、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む接着層を形成し、接着層を選択的に露光して、接着層に含まれる光硬化性樹脂の特性を利用して、受光部が形成された領域を除く領域の光硬化性樹脂を硬化させ、光硬化性樹脂が未硬化の領域、すなわち受光部が形成された領域の接着層を除去し、そして、接着層を介して半導体基板と被覆部とが対向するように配置し、加熱により接着層に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、前記半導体基板及び前記被覆部を接着し、さらに、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板及び被覆部を切断して、被覆部を有する個々の撮像素子が形成された半導体装置に分割することにより、半導体基板に形成された複数の撮像素子を分割（個片化）する前に、撮像素子の表面を被覆部で保護することができるので、分割した後に、撮像素子の表面におけるダストの付着、引っかき傷などの発生を防止することができる。また、接着層の透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の状態で半導体基板を切断するので、分割する際に切削水を用いた場合であっても、半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間への切削水の侵入を防止することができる。さらに、たとえ半導体基板、被覆部及び接着層で形成される空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出でき、結露の発生を防止することができる。さらに、半導体基板に接着層を形成した場合には、接着層が各撮像素子に対応した領域に形成されているので、接着層と被覆部との位置合わせ精度が低くても問題がない。つまり、半導体基板と被覆部とは全体として位置合わせをすれば良く、個々の撮像素子に対して被覆部を位置合わせする必要はない等、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。なお、半導体装置として、撮像素子が形成された半導体基板に本発明に係る被覆部である透光性の蓋部を接着層で接着する撮像装置を例示して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の概略構成を示す説明図である。同図（ａ）は撮像装置を一面（一平面、一表面）からみた平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における構造断面図である。
本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置１は、平面視が矩形状の撮像素子１１が形成された半導体基板１０と、撮像素子１１の一面に形成された受光部１２に対向して配置された蓋部１３と、撮像素子１１の一面において受光部１２を除いた領域に形成され、半導体基板１０（撮像素子１１）及び蓋部１３を接着する接着層１４とを備える。
【００６５】
撮像装置１は蓋部１３を通して外部からの光を内部に取り込み、撮像素子１１の受光部１２に配置された受光素子により受光（光検出）をする。蓋部１３は、ガラスなどの透光性材料からなり、受光部１２に対向して少なくとも受光部１２を覆うことにより受光部１２（の表面）を外部の湿気、ダスト（ゴミ、切りくず）などから保護する。蓋部１３の平面寸法（サイズ）は、半導体基板１０（撮像素子１１）の平面寸法（サイズ）より小さく形成されているので、装置の小型化が図れる。なお、撮像素子１１としては、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージャを用いることができる。
【００６６】
撮像素子１１の受光部１２を除く領域と蓋部１３とを接着層１４により接着することにより、半導体基板１（受光部１２）と蓋部１３との間に空間が形成される。このように形成された空間によって、蓋部１３を介して取り込んだ外部からの光はそのまま受光部１２へ入射されることになり、光路途中で光損失が生じることはない。なお、図示はしないが、受光部１２の表面に各画素の受光素子に光を集光するマイクロレンズアレイが配置されており、このような空間を設けることにより、マイクロレンズアレイの破損を防ぐことができる。また、接着層１４（蓋部１３）と半導体基板１０の外周端（チップ端）との間には撮像素子１１と外部回路（不図示）とを接続するための端子であるボンディングパッド１５が配置される。なお、撮像素子１１とボンディングパッド１５と半導体基板１０に設けた図示しない配線層によって接続されている。
【００６７】
接着層１４は、相互に対向して配置される受光部１２及び蓋部１３の間に形成される空間の外周部を接着して封止する。このように、受光部１２と蓋部１３との間に封止された空間を形成したので、受光部１２（の表面）へのダストの侵入付着、ひっかき傷などによる受光部１２での不良の発生を防止することができる。
【００６８】
さらに、接着層１４は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料からなり、その透湿度は１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）、吸水率は３％乃至２０％である。また、透水性材料の粒径は、０．０１μｍ乃至１０μｍである。このような特性を有する材料を用いて接着層１４を形成することにより、受光部１２と蓋部１３との間に形成される空間、すなわち受光部１２（の表面）への水分の侵入を抑制することができることから、受光部１２に結露が発生することを防ぎ、耐湿性に優れた撮像装置１を実現することができる。なお、接着層１４の透湿度、吸水率及び透水性材料の粒径などの特徴については後述する。
【００６９】
すなわち、半導体基板１０と蓋部１３との間に接着層１４を形成し、接着層１４を上述した特性の材料とすることにより、半導体基板１０上の受光部１２への水分の侵入、ダストの侵入付着、ひっかき傷などによる受光部１２での不良の発生を防止することができ、製造歩留りの良い、信頼性の高い撮像装置１を実現することができる。
【００７０】
なお、カメラ、ビデオレコーダーカメラなどの光学機器に撮像装置１を搭載する場合には、受光部１２の表面をダスト、傷などから保護すること以外に、外部からの赤外線を遮断することも必要となる。この場合には、蓋部１３の表面に赤外線遮断膜を形成して光学フィルタを兼ねることができる。
【００７１】
次に、上述した撮像装置１の製造方法について説明する。
図２〜４は本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図であり、具体的には、図２は蓋部の形成工程を示す説明図、図３は半導体ウェハに形成した撮像素子の状況を示す説明図、図４は半導体ウェハに形成した撮像素子の一面（受光部を有する表面）に図２で形成した蓋部を接着する工程を示す説明図である。
【００７２】
図２（ａ）は、例えばガラス板からなる大面積の透光性板材２０を示す。透光性板材２０は大面積であることから、分割線２０ａを境界として多数の蓋部対応領域２０ｂを含んでいる。蓋部対応領域２０ｂは後工程で分割されたときに蓋部１３と同一の平面寸法となるよう面積を適宜調整される。
【００７３】
図２（ｂ）は、透光性板材２０を分割線２０ａにおいてダイシングすることにより、個々の蓋部対応領域２０ｂに分割（個片化）して透光性の蓋部１３を形成する状態を示す。ここでは、透光性板材２０をダイシングリングに固定したダイシングテープの上に貼り付けて、ダイシングソーをダイシング方向に（分割線２０ａに沿って）進行させて透光性板材２０を個々の蓋部１３，１３，…に分割することができる。
【００７４】
図３（ａ）は、半導体ウェハ３０に撮像素子１１が複数形成された状態を示す。撮像素子１１は受光部１２を有し、各撮像素子１１は分割線３０ａによりそれぞれ区分される。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線における構造断面図である。
【００７５】
図４（ａ）は、半導体ウェハ３０に複数形成された撮像素子１１の一面（受光部１２を有する平面）において、各撮像素子１１の受光部１２を除く周囲の領域に接着層１４がパターニングされた状態を示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線における構造断面図である。撮像素子１１が形成された半導体ウェハ３０の表面に、光硬化性樹脂（例えばアクリル系樹脂である紫外線硬化性樹脂）及び熱硬化性樹脂（例えばエポキシ系樹脂）を主成分として透水性材料（例えば多孔質の透水性粒子であるゼオライト）を混合した材料を均一に塗布した後、露光工程及び現像工程などの周知のフォトリソグラフィ技術を用いて接着層をパターンニングして各撮像素子１１毎に接着層１４を形成する。つまり、本実施の形態では半導体ウェハ３０に複数形成された各撮像素子１１に対して接着層１４を同時に形成する。各撮像素子１１に対して接着層１４を同時に形成することから、生産性を向上することができる。
【００７６】
ここで、本実施の形態では、光硬化性樹脂として紫外線硬化性樹脂を用いたので、露光工程において、所定のパターンが描画されたフォトマスクを介して紫外線を照射することにより、紫外線が照射された部分の光硬化性樹脂が硬化して接着力を発現し、半導体ウェハ３０に接着層１４が接着される。この後に、所定の現像液で現像して、露光工程で紫外線が照射されなかった部分（光硬化性樹脂が未硬化の部分）の接着層を除去することにより、接着層１４をパターニングすることができる。
【００７７】
本実施の形態では、接着層１４を、線幅（１００μｍ）、厚さ（５０μｍ）、平面寸法（３ｍｍ）×（３ｍｍ）でパターニングした。本実施の形態のような光硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料は、特に線幅が３０〜５００μｍ、厚さが５〜２００μｍ、平面寸法の一辺が０．５〜１０ｍｍの微細パターンの接着層１４を形成する場合に、高精度な形成が可能であり、非常に有効である。
【００７８】
なお、パターニングされた接着層１４を直接形成するようにしてもよい。この場合には、接着層の材料として、光硬化性樹脂が含んでいる必要はない。例えば、熱硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料を、所定のパターンを有する印刷版を介して、半導体ウェハ３０に印刷（転写）することにより、所定パターンの接着層１４を半導体ウェハ３０に直接形成することができる（スクリーン印刷などの印刷法）。印刷版を用いて接着層の形成を非常に低コストで行うことができ、生産性を向上できる。
【００７９】
または、硬化性樹脂及び透水性材料を含む材料をディスペンサに充填し、ディスペンサを移動させながら、充填した材料を吐出させることにより、所定パターンの接着層１４を半導体ウェハ３０に直接形成することができる（ディスペンス法）。ディスペンス法によっても、接着層の形成を非常に低コストで行うことができ、生産性を向上できる。また、接着層のパターンの一部に欠陥が発生した場合には、ディスペンサを用いて、欠陥が発生したパターンを修復することができる。
【００８０】
接着層１４の形成方法は、接着層に用いる材料に好適な方法、透光性板材２０に好適な方法、撮像装置１に好適な方法などから必要性に応じ適宜選択すれば良い。本実施の形態では、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングできるように、接着層１４に用いる材料に光硬化性樹脂が混合させている場合について説明した。
【００８１】
図４（ｃ）は、予め形成された透光性の蓋部１３（図２（ｂ）参照）を半導体ウェハ３０に形成された各撮像素子１１の接着層１４に接着した状態を示す。透光性の蓋部１３を位置合わせして接着層１４の上に載置した後、加熱処理（赤外線照射を含む）することにより、接着層１４に含まれる熱硬化性樹脂が硬化して接着力を発現し、接着層１４を介して半導体ウェハ３０と蓋部１３とを接着することができる。なお、接着層１４に含まれる熱硬化性樹脂が硬化した後の接着層１４の透湿度などの特徴については後述する。
【００８２】
接着層１４は、受光部１２及び蓋部１３の間に形成される空間の外周部を封止する構成とすることにより、受光部１２（の表面）への水分の侵入、ダストの侵入付着、ひっかき傷などによる受光部１２での不良の発生を防ぐことができる。
【００８３】
蓋部１３を接着された半導体ウェハ３０は、分割線３０ａにおいて適宜ダイシング（分割）されて、個々の撮像装置１が形成される。なお、ダイシングにおいては、切削水をかけながら行うのが一般的である。このとき、接着層１４が、後述のような透水性を有していることにより、半導体ウェハ３０、蓋部１３及び接着層１４で形成される封止空間に切削水が侵入することなく、切削水による受光部１２表面を含む封止空間内部の汚染を防ぐことができる。たとえ、封止空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出できるので、空間内に結露が発生することはない。
【００８４】
以上のようにして、本発明に係る撮像装置１を製造することができる。なお、受光部１２が形成された面において、蓋部１３（接着層１４）の外側領域には撮像素子１１と外部回路（不図示）とを接続するためのボンディングパッド（不図示）の領域などが配置されることは言うまでもない。また、受光部１２を保護した状態で以降の実装工程における処理を行うことができるので、例えば真空吸着などにより撮像装置１を移送する場合にも受光部１２を傷つける虞がない。
【００８５】
なお、半導体ウェハ３０側に接着層１４を形成した後に、半導体基板ウェハ３０の接着層１４を形成した面に対向するように蓋部１３を配置し、加熱により接着層１４に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、半導体ウェハ３０と蓋部１３とを接着するようにしたが、蓋部１３側に接着層１４を形成した後に、蓋部１３，１３，…の接着層１４を形成した面に対向するように半導体ウェハ３０を配置し、加熱により接着層１４に含まれる熱硬化性樹脂を硬化させて、半導体ウェハ３０と蓋部１３とを接着するようにしてもよい。
【００８６】
次に、本実施の形態の撮像装置１において、接着層１４の吸水率、透湿度、透光性材料である透水性粒子（ここでは多孔質粒子のゼオライト）の粒径（直径）を変化させたサンプルを作製して、評価を行った結果について説明する。なお、実際には、後述する実施の形態３の半導体モジュール（カメラモジュール）のサンプルを作製し、信頼性の評価を行った。
【００８７】
図５及び図６は本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の信頼性試験の結果を示すテーブル図である。
【００８８】
透湿度の測定は、ＪＩＳ−Ｚ０２０８の防湿包装材料の透湿度試験法（カップ法）に従い、５００μｍの厚さのスペーサを用いて６ｍｍφ（直径）の円形で厚さが１００μｍの樹脂硬化皮膜を作製し、透湿カップに取り付けて高温高湿環境下（４０℃／９０％ＲＨ）で、２４時間毎に重量変化を測定し、重量変化が一定となった値を重量変化の真値とし、この重量変化の真値を樹脂硬化皮膜の面積（６ｍｍφの円形）で割った値を透湿度（ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ））とした。
【００８９】
吸水率の測定は、６ｍｍφ（直径）で厚さが１００μｍの樹脂硬化皮膜を作製し、評価前の質量を測定しておき、４０℃／９０％ＲＨ（相対湿度パーセント）の環境下で１６８時間吸湿（吸水）させた後（評価後）に質量を測定し、重量パーセント（ｗｔ％）を吸水率として算出した。
【００９０】
透水性材料であるゼオライトの含有率を１０〜７５ｗｔ％の範囲で調整して、図５及び図６に示すような透湿度、吸水率の値を得るようにした。透水性材料の粒径については、１０μｍ以下の範囲で分布しているもの、１μｍ以下の範囲で分布しているもの、０．１μｍ以下の範囲で分布しているもの、０．０１μｍ以下の範囲で分布しているもので、測定を行った。なお、これより小さい粒径での測定結果を示さないが、充分な透水性を得るためには、ある程度の大きさの粒径が望ましく、０．０１μｍ以上であることが好ましい。これは、透水性材料は多孔質材料の細孔を利用して、透水性を発現できるためと考えられる。
【００９１】
主な信頼性試験としては、高温高湿環境下に一定時間投入後、常温常湿環境に戻して、半導体基板１０、蓋部１３及び接着層１４で形成される封止空間において、ゴミが発生しているか否か、結露が発生しているか否かを検査する。この検査には、撮像素子１１により撮像された画像により評価することができるし、外部観察により評価することもできる。なお、本実施の形態では、高温高湿環境として、サンプルを恒温恒湿槽に６０℃／９０％ＲＨで５００時間、１０００時間保持し、その後に常温常湿環境下に戻して評価を行った。図５及び図６において、「◎」は１０００時間経過してもゴミ又は結露が発生しなかったことを、「○」は５００時間乃至１０００時間の間にゴミ又は結露が発生したことを、「×」は５００時間経過するまでにゴミ又は結露が発生したことを、それぞれ示す。
【００９２】
＜１．透湿度＞
透湿度が７ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）のすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から５００時間経過するまでに、封止空間内に結露の発生が観察された。この結露の発生は、透湿度を１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）より小さくすると、封止空間内に水分が侵入した場合、侵入した水分を外部へ充分速やかに排出できないためであると考えられる。一方、透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）以上のサンプルでは、信頼性試験の開始から５００時間経過した場合であっても、封止空間内における結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
【００９３】
さらに、透湿度が１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）及び２０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）のすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から１０００時間経過するまでに、封止空間内に結露の発生が観察された。この結露の発生は、透透湿度を２０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）より小さくすると、封止空間内に水分が侵入した場合、侵入した水分の一部は、外部へ排出できるが、徐々に内部に蓄積されてしまい、蓄積された水量が、結露が発生する臨界量を越えてしまったためであると考えられる。一方、透湿度が５０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）以上のサンプルでは、信頼性試験の開始から１０００時間経過した場合であっても、封止空間内における結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
【００９４】
また、透湿度が２０５ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）のすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から５００時間経過するまでに、封止空間内にゴミの発生が観察された。このゴミの発生は、透湿度を２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）より大きくすると、透水性粒子（ゼオライト）の粒径や含有率のために、接着層１４から透水性粒子が脱離し易くなり、その脱離した粒子がゴミになっていると考えられる。一方、透湿度が２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）以下のサンプルでは、信頼性試験の開始から５００時間経過した場合であっても、封止空間内におけるゴミの発生が観察されないサンプルが存在した。
【００９５】
さらにまた、透湿度が２００ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）のすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から１０００時間経過するまでに、封止空間内にゴミの発生が観察された。このゴミの発生は、透湿度を１５０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）より大きくすると、透水性粒子（ゼオライト）の粒径や含有率のために、接着層１４から透水性粒子が脱離し易くなり、その脱離した粒子がゴミになっていると考えられる。一方、透湿度が１５０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）以下のサンプルでは、信頼性試験の開始から１０００時間経過した場合であっても、封止空間内におけるゴミの発生が観察されないサンプルが存在した。
【００９６】
したがって、透湿度については、１０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至２０５ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の範囲で５００時間の高温高湿環境試験で合格のサンプルが得られ、さらに、５０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）乃至１５０ｇ／（ｍ2 ・２４ｈ）の範囲で１０００時間の高温高湿環境試験で合格のサンプルが得られたことがわかる。
【００９７】
＜２．吸水率＞
吸水率が２２％のすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から５００時間経過するまでに、封止空間内にゴミの発生が観察された。このゴミの発生は、吸水率を２０％より大きくすると、透水性粒子（ゼオライト）の粒径や含有率のために、接着層１４から透水性粒子が脱離し易くなり、その脱離した粒子がゴミになっていると考えられる。一方、吸水率が２０％以下のサンプルでは、信頼性試験の開始から５００時間経過した場合であっても、封止空間内におけるゴミの発生及び結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
【００９８】
また、吸水率が１５％及び２０％のすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から１０００時間経過するまでに、封止空間内にゴミの発生が観察された。このゴミの発生は、吸水率を１０％より大きくすると、透水性粒子（ゼオライト）の粒径や含有率のために、接着層１４から透水性粒子が脱離し易くなり、その脱離した粒子がゴミになっていると考えられる。一方、吸水率が１０％以下のサンプルでは、信頼性試験の開始から１０００時間経過した場合であっても、封止空間内におけるゴミの発生及び結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
【００９９】
したがって、吸水率については、２０％以下の範囲で５００時間の高温高湿環境試験で合格のサンプルが得られ、さらに、１０％以下の範囲で１０００時間の高温高湿環境試験で合格のサンプルが得られたことがわかる。なお、吸水率が３％未満である場合には、充分な透水性を示す接着層１４を実現し難くなるので、吸水率を３％以上、更には５％以上とすることが、充分な透水性を示す接着層１４をより実現し易くなるため好ましい。
【０１００】
＜３．透水性粒子（ゼオライト）の粒径＞
透水性粒子（ゼオライト）の粒径が１５μｍのすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から５００時間経過するまでに、封止空間内にゴミの発生が観察された。このゴミの発生は、粒径を１０μｍより大きくすると、接着層１４から透水性粒子が脱離し易くなり、その脱離した粒子がゴミになっていると考えられる。一方、透水性粒子（ゼオライト）の粒径が１０μｍのサンプルでは、信頼性試験の開始から５００時間経過した場合であっても、封止空間内におけるゴミの発生及び結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
【０１０１】
透水性粒子（ゼオライト）の粒径が１０μｍのすべてのサンプルで、信頼性試験の開始から１０００時間経過するまでに、封止空間内にゴミの発生が観察された。このゴミの発生は、粒径を１μｍより大きくすると、接着層１４から透水性粒子が脱離し易くなり、その脱離した粒子がゴミになっていると考えられる。一方、透水性粒子（ゼオライト）の粒径が１μｍのサンプルでは、信頼性試験の開始から１０００時間経過した場合であっても、封止空間内におけるゴミの発生及び結露の発生が観察されないサンプルが存在した。
【０１０２】
したがって、透水性粒子の粒径については、１０μｍ以下の範囲で５００時間の高温高湿環境試験で合格のサンプルが得られ、さらに、１μｍ以下の範囲で１０００時間の高温高湿環境試験で合格のサンプルが得られたことがわかる。なお、透水性粒子の粒径が０．０１μｍ未満である場合には、充分な透水性を得難くなるので、透水性粒子の粒径を０．０１μｍ以上とすることが好ましい。
【０１０３】
（実施の形態２）
図７及び図８は本発明の実施の形態２に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図であり、具体的には、図７は半導体ウェハに形成した撮像素子の一面（受光部を有する表面）に接着層を形成した状態を示す説明図、図８は図７の半導体ウェハに透光性板材を接着した後に、透光性板材を分割して蓋部を形成する工程を示す説明図である。
【０１０４】
図７（ａ）は、半導体ウェハ３０に複数形成された撮像素子１１の一面（受光部１２を有する平面）において、各撮像素子１１の受光部１２を除く周囲の領域に接着層１４がパターニングされた状態を示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ線における構造断面図である。なお、この状態は実施の形態１における図４（ａ）及び（ｂ）と同様であり、接着層１４の形成などのプロセス条件も上述した実施の形態１と同様である。
【０１０５】
図８（ａ）は、各撮像素子１１に接着層１４を形成した図７の半導体ウェハ３０に透光性板材２０を接着した状態を示す。透光性板材２０は半導体ウェハ３０の接着層１４に適宜載置され、加熱処理（赤外線照射も含む）により接着層１４に接着される。予め接着層１４が各撮像素子１１に対応した領域に形成されているので、透光性板材２０は高精度での位置合わせをする必要がない。つまり、半導体ウェハ３０と透光性板材２０とは全体として位置合わせをすれば良く、個々の撮像素子１１に対する透光性板材２０の位置合わせの必要はない。
【０１０６】
図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ線における構造断面図である。半導体ウェハ３０は全体にわたって透光性板材２０を接着されるので、受光部１２を確実に保護した状態で保管、搬送をすることができる。接着層１４は、受光部１２及び蓋部１３の間に形成される空間の外周部を封止する構成とすることにより、受光部１２（の表面）への水分の侵入、ダストの侵入付着、ひっかき傷などによる受光部１２での不良の発生を防ぐことができる。
【０１０７】
図８（ｃ）は、半導体ウェハ３０に接着された透光性板材２０を分割線２０ａにおいて適宜ダイシングして蓋部１３を形成した状態を示す構造断面図である。つまり、半導体ウェハ３０と透光性板材２０とを接着した後に、透光性板材２０を分割することにより蓋部１３を形成する。蓋部１３を接着された半導体ウェハ３０は、分割線３０ａにおいて適宜ダイシング（分割）されて、個々の撮像装置１が形成される。なお、ここで、ダイシングにおいては、実施の形態１と同様に、切削水をかけられるが、接着層１４の透水性を上述の通り設定することにより、半導体ウェハ３０、蓋部１３及び接着層１４で形成される封止空間に切削水が侵入することなく、切削水による受光部１２の表面を含む封止空間内部の汚染を防ぐことができる。たとえ、封止空間に水分が侵入しても、侵入した水分を容易に外部へ排出できるので、空間内に結露が発生することはない。
【０１０８】
撮像素子１１の上に接着層１４をパターニングして（図７参照）、半導体ウェハ３０と透光性板材２０とを接着した後に透光性板材２０をダイシングして蓋部１３を形成する（図８参照）方法を述べたが、透光性板材２０に接着層１４をパターニングして、半導体ウェハ３０と透光性板材２０とを接着した後に透光性板材２０をダイシングして蓋部１３を形成する方法とすることもできる。なお、この場合には透光性板材２０に形成した接着層１４と撮像素子１１の受光部１２との位置合わせを適宜行う。
【０１０９】
実施の形態１，２においては、透光性板材２０及び半導体ウェハ３０をダイシングする際に、受光部１２はダイシングの際に生じる切りくずが侵入しない構成（受光部１２の周囲を接着層１４により封止する構造など）としてあり、また撮像素子１１を個片化する前に受光部１２に対向させて蓋部１３を接着形成することから、撮像素子１１を個片化した後の工程において受光部１２の表面に対するダストの付着、傷の発生を防止することができ、撮像素子１１の実装工程、特に個片化以降の工程での不良率を低減できる。また、蓋部１３の平面寸法を撮像素子１１の平面寸法より小さくすることから、チップサイズ程度に小型化した撮像装置１を実現できる。蓋部１３を接着した後の工程においては、周囲（生産環境）のクリーン度は厳密に制御する必要がなく、工程の簡略化が可能となり、生産コストの低減が可能となる。
【０１１０】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３に係る半導体モジュールの概略構成を示す構造断面図である。半導体モジュール２は例えばカメラモジュールであり、プリント基板、セラミック基板などの配線基板４０に、外部からの光を取り入れるためのレンズ４１と、レンズ４１を保持するレンズ保持具４２とが装着される。配線基板４０の上にはデジタルシグナルプロセッサ（以下、ＤＳＰという）４３が載置される。ＤＳＰ４３は撮像装置１（撮像素子１１）の動作を制御し、撮像装置１（撮像素子１１）から出力された信号を適宜処理して光学機器に必要な信号を生成する制御部（画像処理装置）として機能する。ボンディングワイヤ４３ｗにより、ＤＳＰ４３の各接続端子と配線基板４０の上に形成された配線（不図示）はワイヤボンディングされ電気的に接続される。
【０１１１】
半導体チップとして形成されたＤＳＰ４３の上には、スペーサ４３ａを介して本発明に係る半導体装置としての撮像装置１が載置される。ボンディングワイヤ１１ｗにより、撮像素子１１の各接続端子（ボンディングパッド１５（図１参照））と配線基板４０の上に形成された配線（不図示）はワイヤボンディングされ電気的に接続される。撮像素子１１が形成された半導体基板１０は接着層１４により透光性の蓋部１３を接着され、蓋部１３はレンズ４１に対向するように配置される。つまり、撮像素子１１はレンズ保持具４２の内側に配置される。蓋部１３の平面寸法を撮像素子１１の平面寸法より小さく形成していることから、レンズ保持具４２の大きさを極限まで小さくすることができ、チップサイズに小型化した光学機器用の半導体モジュールを実現できる。
【０１１２】
なお、図９には、ＤＳＰ４３を介して撮像装置１が実装されるものを示したが、撮像装置１を配線基板４０に直接実装しても良い。そして、ＤＳＰ４３は、配線基板４０における撮像装置１の配置面に実装してもよいし、撮像装置１が配置された面と反対側の面に実装しても良い。
【０１１３】
また、上述した例では、撮像装置及びそのモジュールについて説明したが、これ以外に、ＥＰＲＯＭ等の半導体記憶装置など、ガラス等の透光性の蓋部を構成するような受光部を備えた半導体装置及びそのモジュールにも本発明を適用することができる。また、透光性の蓋部の材質をガラスとしたが、ガラス以外の材料であってもよい。
【０１１４】
さらに、蓋部としてガラス以外に半導体チップやＳｉ等の半導体の蓋部を用いて、他の種類の半導体装置及びそのモジュールにも、本発明は適用可能である。この場合には、導電性接着剤を含む接着層を用いて電気的接続を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の信頼性試験の結果を示すテーブル図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての撮像装置の信頼性試験の結果を示すテーブル図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る半導体装置としての撮像装置の製造方法を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る半導体モジュールの概略構成を示す構造断面図である。
【図１０】従来の撮像装置の概略構成を示す平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線における構造断面図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  撮像装置（半導体装置）
１０  半導体基板
１１  撮像素子
１２  受光部
１３  蓋部
１４  接着層
１５  ボンディングパッド
２０  透光性板材
３０  半導体ウェハ
４０  配線基板
【図１】
2006073546.tif 000003
【図２】
2006073546.tif 000004
【図３】
2006073546.tif 000005
【図４】
2006073546.tif 000006
【図５】
2006073546.tif 000007
【図６】
2006073546.tif 000008
【図７】
2006073546.tif 000009
【図８】
2006073546.tif 000010
【図９】
2006073546.tif 000011
【図１０】
2006073546.tif 000012
【図１１】
2006073546.tif 000013