(57)【要約】【課題】接着層を介して半導体基板と透明基板とを接合する際に、エッジビードが発生しても、半導体基板と透明基板とを良好に接合でき、後工程での基板の割れや、薬液の浸入などの不都合を回避できる半導体装置の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明は、接着層を介して半導体基板と透明基板が接合されてなる半導体装置の製造方法であって、半導体基板の一面上に第一接着性樹脂をスピンコートすることにより、第一接着層を形成する工程と、前記第一接着層の一部を除去して、前記半導体基板の外周部および所定の部位を露呈させる工程と、前記半導体基板上に第二接着性樹脂をスピンコートすることにより、前記外周部の露呈した部分にのみ第二接着層を形成する工程と、前記第一接着層および前記第二接着層を介して、前記半導体基板上に前記透明基板を配し、加圧しながら両者を接合する工程と、を順に備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着層を介して半導体基板と透明基板が接合されてなる半導体装置の製造方法であって、
半導体基板の一面上に第一接着性樹脂をスピンコートすることにより、第一接着層を形成する工程と、
前記第一接着層の一部を除去して、前記半導体基板の外周部および所定の部位を露呈させる工程と、
前記半導体基板上に第二接着性樹脂をスピンコートすることにより、前記外周部の露呈した部分にのみ第二接着層を形成する工程と、
前記第一接着層および前記第二接着層を介して、前記半導体基板上に前記透明基板を配し、加圧しながら両者を接合する工程と、を順に備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一接着性樹脂および前記第二接着性樹脂として、同一材料を用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
接着層を介して、機能素子を備えた半導体基板と透明基板が接合されてなる半導体装置であって、
前記接着層は、前記機能素子を囲むように配された第一接着性樹脂からなる第一接着層及び、前記半導体基板の外周部に配された第二接着性樹脂からなる第二接着層、から構成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記第一接着性樹脂と前記第二接着性樹脂とは、同一材料であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板に実装された固体撮像素子等の機能素子を封止するため、接着層を介して半導体基板にガラス基板等からなるキャップ基板（光透過性保護部材）を接着固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
この場合、ガラス基板を半導体基板と接合する方法として、機能素子の周囲を囲むように半導体基板上に接着性樹脂を選択的に塗布し、該接着性樹脂にガラス基板を圧着したのち、熱や紫外線などを作用させて硬化させる方法が用いられている。
【０００３】
このとき、接着性樹脂を選択的に塗布する方法としては、スピンコートと露光現像とを組み合わせた方法が最も容易である。しかし、スピンコートを用いた方法では、形成される接着層の外周部にエッジビードと呼ばれる盛り上がりができることが問題となる。具体的には、図３に示すように、半導体基板３０とガラス基板３１とを接着する際に、基板外周部が接着層３２の盛り上がり（エッジビード３２’）に阻害されてうまく接着できない。その結果、後工程で基板が割れたり、薬液が浸入する、などの致命的な問題を引き起こすおそれがある。
【特許文献１】特開２００４−２０７４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、接着層を介して半導体基板と透明基板とを接合する際に、エッジビードが発生しても、半導体基板と透明基板とを良好に接合でき、後工程での基板の割れや、薬液の浸入などの不都合を回避できる半導体装置の製造方法を提供することを第一の目的とする。
また、本発明は、エッジビードがなく、接着層を介して半導体基板と透明基板とが良好に接合された半導体装置を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の半導体装置の製造方法は、接着層を介して半導体基板と透明基板が接合されてなる半導体装置の製造方法であって、半導体基板の一面上に第一接着性樹脂をスピンコートすることにより、第一接着層を形成する工程と、前記第一接着層の一部を除去して、前記半導体基板の外周部および所定の部位を露呈させる工程と、前記半導体基板上に第二接着性樹脂をスピンコートすることにより、前記外周部の露呈した部分にのみ第二接着層を形成する工程と、前記第一接着層および前記第二接着層を介して、前記半導体基板上に前記透明基板を配し、加圧しながら両者を接合する工程と、を順に備えることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の半導体装置の製造方法は、請求項１において、前記第一接着性樹脂および前記第二接着性樹脂として、同一材料を用いることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の半導体装置は、接着層を介して、機能素子を備えた半導体基板と透明基板が接合されてなる半導体装置であって、前記接着層は、前記機能素子を囲むように配された第一接着性樹脂からなる第一接着層及び、前記半導体基板の外周部に配された第二接着性樹脂からなる第二接着層、から構成されることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の半導体装置は、請求項３において、前記第一接着性樹脂と前記第二接着性樹脂とは、同一材料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、半導体基板の一面上に形成された第一接着層のうち、外周部を除去することで、エッジビードを除去することができる。その後、前記外周部の部分にのみ第二接着層を形成することで、接着層を介して半導体基板と透明基板とを接合する際に、盛り上がりに阻害されず良好に接合することができ、ひいては後工程での基板の割れや、薬液の浸入などの不都合を回避できる半導体装置の製造方法を提供することができる。
また、本発明では、接着層を、機能素子を囲むように配された第一接着層及び、前記半導体基板の外周部に配された第二接着層、から構成することで、機能素子を備えた半導体基板と透明基板が接着層を介して良好に接合され、基板の割れや、薬液の浸入などの不都合が回避された半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は、本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
本発明の半導体装置１は、接着層６を介して、機能素子３を備えた半導体基板２と透明基板７が接合されてなる半導体装置であって、前記接着層６は、前記機能素子３を囲むように配された第一接着性樹脂４ａからなる第一接着層４及び、前記半導体基板２の外周部に配された第二接着性樹脂５ａからなる第二接着層５から構成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、接着層６を、機能素子３を囲むように配された第一接着層４及び、前記半導体基板２の外周部に配された第二接着層５、から構成することで、機能素子３を備えた半導体基板２と透明基板７が接着層６を介して良好に接合され、基板の割れや、薬液の浸入などの不都合が回避された半導体装置１を提供することができる。
【００１０】
半導体基板２は、例えばシリコン等からなり、表面に多数の機能素子３が形成されている。この半導体基板２においては、図示しないが、機能素子３を外部の電子回路等と導通させるためのホウ素（ボロン）の拡散層や、半導体基板２の表面２ａと裏面２ｂに貫通して設けられる貫通電極などが設けられている。
【００１１】
機能素子３は、微細な三次元構造の素子、例えば固体撮像素子（ＣＣＤ）等のイメージセンサやＭＥＭＳデバイス（ＭＥＭＳ＝Micro Electro Mechanical System）などである。
ＭＥＭＳデバイスとしては、例えばマイクロリレー、マイクロスイッチ、圧力センサ、加速度センサ、高周波フィルタ、マイクロミラー等が挙げられる。
【００１２】
透明基板７は、機能素子３の上方に間隔を介して配置され、機能素子３を保護する等の役割を有する。透明基板７としては、樹脂やガラス等、透明な材料からなる板材を用いることができる。
接着層６は、機能素子３を囲むように配された第一接着層４及び、前記半導体基板２の外周部に配された第二接着層５、から構成され、半導体基板２と透明基板７との間に介在して半導体基板２と透明基板７とを接合するために設けられる。接着層６は、半導体基板２の表面２ａの表面に接着性樹脂を塗布することによって形成することができる。
【００１３】
接着層６に用いられる接着性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂や感光性ＢＣＢ樹脂などを用いることができる。接着層６の厚さは、接着性樹脂の種類に応じて十分な接着強度が得られる厚さとするが、１０μｍ〜１００μｍ程度とするのが好ましい。
前記第一接着性樹脂４ａと前記第二接着性樹脂５ａとは、同一材料であることが好ましい。これにより、両者の収縮率の差に起因する基板の反り等を防止することができる。
【００１４】
つぎに、図１に示す半導体装置の製造方法について説明する。
本発明の半導体装置の製造方法は、接着層６を介して半導体基板２と透明基板７が接合されてなる半導体装置の製造方法であって、半導体基板２の一面上に第一接着性樹脂４ａをスピンコートすることにより、第一接着層４を形成する工程と、前記第一接着層４の一部を除去して、前記半導体基板２の外周部および所定の部位を露呈させる工程と、前記半導体基板２上に第二接着性樹脂５ａをスピンコートすることにより、前記外周部の露呈した部分にのみ第二接着層５を形成する工程と、前記第一接着層４および前記第二接着層５を介して、前記半導体基板２上に前記透明基板７を配し、加圧しながら両者を接合する工程と、を順に備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明では、半導体基板２の一面上に形成された第一接着層４のうち、外周部を除去することで、エッジビード４’（外周部の盛り上がり）を除去することができる。その後、前記外周部の部分にのみ第二接着層５を形成することで、接着層６を介して半導体基板２と透明基板７とを接合する際に、盛り上がりに阻害されず良好に接合することができ、ひいては後工程での基板の割れや、薬液の浸入などの不都合を回避することができる。
以下、各工程について詳細に説明する。
【００１６】
まず、図２（ａ）に示すように、半導体基板２の一面上に第一接着性樹脂４ａをスピンコートすることにより、第一接着層４を形成する。第一接着性樹脂４ａとしては、感光性樹脂が用いられる。このとき、表面張力などの影響により、基板外周部には図のような盛り上がり（エッジビード４’）が発生する。エッジビードのできる範囲は、スピン条件、樹脂の粘度にもよるが、だいたい基板最外周から２〜８ｍｍの範囲である。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示すように、前記第一接着層４の一部を除去して、前記半導体基板２の外周部および所定の部位を露呈させる。このとき露光マスクにて外周部の盛り上がり部（エッジビード４’）も不要部として同時に除去してしまう。接着性樹脂はネガタイプの樹脂が一般的であるので、ここでは接着樹脂がネガタイプである場合を想定する。その場合、外周部を除去するためには、外周部が露光されないようにフォトマスク外周部をＣｒなどで覆って遮光してしまえばよい。例えば、エッジビード４’のある２〜８ｍｍを遮光して除去する。なお、このとき、露光された部分の接着性樹脂は架橋反応が起こり、必然的に物性値が変化する。具体的には、露光前よりも硬くなる。
【００１８】
次に、図２（ｃ）に示すように、半導体基板２上に第二接着性樹脂５ａをスピンコートすることにより、前記外周部の露呈した部分にのみ第二接着層５を形成する。具体的には、前記外周部の露呈した部分に再度第二接着性樹脂５ａを選択的にディスペンスし、その後スピンして均一化する。このとき、もちろん、エッジビード５’が再度発生する。
なお、第二接着性樹脂５ａは、第一接着性樹脂４ａと異なる材料を選定してもよいが、第一接着性樹脂４ａと第二接着性樹脂５ａとは、同一材料であることが好ましい。これにより、両者の収縮率の差に起因する基板の反り等を防止することができる。
【００１９】
次に、図２（ｄ）に示すように、必要に応じてベーキングなどの処理を施し、透明基板７を接着する。接着方法は、真空チャンバ内で熱圧着する方法などを取る。このとき基板外周部に塗布された第二接着性樹脂５ａについては、露光工程を通っていないため、架橋しておらず、たとえ感光性樹脂であっても柔らかい状態が保たれている。そのため、適当な加重をかけることにより比較的容易に潰れて、外周部の接着を阻害せずに接着させることが可能となる。もちろん、感光性樹脂ではない接着性樹脂を選定して再塗布に用いればなおよい。
以上のような方法により、図１に示す半導体装置１を得ることができる。
【００２０】
このようにして製造される半導体装置は、接着層においてエッジビードが発生しても、機能素子を備えた半導体基板と透明基板が接着層を介して良好に接合されたものとなる。これにより外周部の接着不良およびそれに起因する不都合を大幅に軽減でき、歩留まりが向上する。例えば、接着後の基板を薄板化する場合などでも、外周部に接着不良が多いと基板の割れ欠け等の不都合が発生するが、そのような問題を防止ことができる。また、外周部を効果的に封止できることにより、薬液の浸入などを防ぐことができる。
【００２１】
以上、本発明の半導体装置およびその製造方法について説明してきたが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置について広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。
【図３】従来の半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  半導体装置、２  半導体装置、３  機能素子、４  第一接着層、４ａ  第一接着性樹脂、５  第二接着層、５ａ  第二接着性樹脂、６  接着層、７  透明基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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