スペーサ形成用フィルム、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
【課題】半導体ウエハーと透明基板とが優れた寸法精度のスペーサを介して接合された半導体ウエハー接合体を製造することができるスペーサ形成用フィルムおよび半導体ウエハー接合体の製造方法を提供すること、および、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。
【解決手段】本発明のスペーサ形成用フィルムは、支持基材１１の平均厚さをｔ１［μｍ］とし、スペーサ形成層１２の平均厚さをｔ２［μｍ］とし、可視光の波長帯域における支持基材１１の吸光係数をαＶ１［１／μｍ］とし、可視光の波長帯域におけるスペーサ形成層１２の吸光係数をαＶ2［１／μｍ］としたとき、αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）、５≦ｔ１≦２００、５≦ｔ２≦４００、１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５の関係式をそれぞれ満たすことを特徴とする。
【解決手段】本発明のスペーサ形成用フィルムは、支持基材１１の平均厚さをｔ１［μｍ］とし、スペーサ形成層１２の平均厚さをｔ２［μｍ］とし、可視光の波長帯域における支持基材１１の吸光係数をαＶ１［１／μｍ］とし、可視光の波長帯域におけるスペーサ形成層１２の吸光係数をαＶ2［１／μｍ］としたとき、αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）、５≦ｔ１≦２００、５≦ｔ２≦４００、１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５の関係式をそれぞれ満たすことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペーサ形成用フィルム、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イメージセンサーやＣＣＤイメージセンサー等の受光装置に代表される半導体装置としては、受光部が設けられた半導体基板と、半導体基板に対して受光部側に設けられ、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ものが知られている。
【０００３】
このような半導体装置の製造方法は、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、半導体ウエハーと透明基板とを接合した接合体をダイシングする工程とを有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、かかる従来の方法では、露光工程において、接着フィルムの半導体ウエハーとは反対側の面が露出しているため、接着フィルム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となる。そのため、その付着した異物が接着フィルムの露光を妨げ、スペーサの寸法精度の低下を招くと言う問題がある。
【０００５】
また、露光工程の際に、接着フィルムにマスクが貼り付いてしまうと言う問題もある。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間の距離を大きくすることも考えられるが、接着フィルムとマスクとの間の距離を大きくすると、マスクを介して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となったり、その境界の位置精度の低下を招いたりする。そのため、十分な寸法精度でスペーサを形成することが難しい。
【０００６】
また、スペーサを所望の位置に形成するには、一般に、マスクを設置する際に、マスクに設けられたアライメントマークと、半導体ウエハーに設けられたアライメントマークとに基づいて、マスクの位置決めが行われる。したがって、スペーサ形成層を介して半導体ウエハー上を視認し得ることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
本発明の目的は、半導体ウエハーと透明基板とが優れた寸法精度のスペーサを介して接合された半導体ウエハー接合体を製造することができるスペーサ形成用フィルムおよび半導体ウエハー接合体の製造方法を提供すること、および、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】
【０００９】
このような目的は、下記（１）〜（１７）に記載の本発明により達成される。
（１） シート状の支持基材と、
前記支持基材上に設けられ、透明基板と半導体ウエハーとの間に設けられるスペーサを露光、現像により形成し得る光硬化性を有するスペーサ形成層とを備えるスペーサ形成用フィルムであって、
前記支持基材の平均厚さをｔ１［μｍ］とし、前記スペーサ形成層の平均厚さをｔ２［μｍ］とし、可視光の波長帯域における前記支持基材の吸光係数をαＶ１［１／μｍ］とし、可視光の波長帯域における前記スペーサ形成層の吸光係数をαＶ2［１／μｍ］としたとき、下記＜１＞〜＜４＞の関係式をそれぞれ満たすことを特徴とするスペーサ形成用フィルム。
αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜１＞
５≦ｔ１≦２００ ・・・＜２＞
５≦ｔ２≦４００ ・・・＜３＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５ ・・・＜４＞
【００１０】
（２） 前記支持基材に入射する可視光の量をＩＶ０とし、前記支持基材を透過した前記可視光の量をＩＶ１とし、前記スペーサ形成層を透過した前記可視光の量をＩＶ２としたとき、下記＜５＞〜＜７＞の関係式を満たす上記（１）に記載のスペーサ形成用フィルム。
ＩＶ１／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜５＞
ＩＶ２／ＩＶ１≧０．２ ・・・＜６＞
ＩＶ２／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜７＞
【００１１】
（３） 前記露光に用いる露光光の波長帯域における前記支持基材の吸光係数をαＥ１［１／μｍ］とし、前記露光光の波長帯域における前記スペーサ形成層の吸光係数をαＥ2［１／μｍ］としたとき、下記＜８＞〜＜１１＞の関係式を満たす上記（１）または（２）に記載のスペーサ形成用フィルム。
αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜８＞
５≦ｔ１≦１００ ・・・＜９＞
５≦ｔ２≦３５０ ・・・＜１０＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４００ ・・・＜１１＞
【００１２】
（４） 前記支持基材に入射する前記露光光の量をＩＥ０とし、前記支持基材を透過した前記露光光の量をＩＥ１とし、前記スペーサ形成層を透過した前記露光光の量をＩＥ２としたとき、下記＜１２＞〜＜１４＞の関係式を満たす上記（３）に記載のスペーサ形成用フィルム。
ＩＥ１／ＩＥ０≧０．２ ・・・＜１２＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ１≦０．９ ・・・＜１３＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ０≦０．９ ・・・＜１４＞
【００１３】
（５） 前記支持基材は、樹脂材料を主材料として構成されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１４】
（６） 前記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートである上記（５）に記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１５】
（７） 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（６）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１６】
（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）に記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１７】
（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）に記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１８】
（１０） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、
前記スペーサ形成層を半導体ウエハーの一方の面側に貼着する工程と、
前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に選択的に露光光を照射することにより、露光処理を施す工程と、
前記支持基材を除去する工程と、
前記スペーサ形成層に現像液を用いて現像処理を施すことにより、スペーサを形成する工程と、
前記スペーサの前記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半導体ウエハー接合体の製造方法。
【００１９】
（１１） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、
前記スペーサ形成層を透明基板の一方の面側に貼着する工程と、
前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に選択的に露光光を照射することにより、露光処理を施す工程と、
前記支持基材を除去する工程と、
前記スペーサ形成層に現像液を用いて現像処理を施すことにより、スペーサを形成する工程と、
前記スペーサの前記透明基板とは反対の面に、半導体ウエハーを接合する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。
【００２０】
（１２） 前記露光光を前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に照射するに際しては、前記支持基材に対して前記スペーサ形成層とは反対側にマスクを設置し、該マスクを介して前記露光光の照射を行う上記（１０）または（１１）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【００２１】
（１３） 前記マスクの設置に際し、前記マスクと、前記スペーサ形成層に対して前記支持基材とは反対側に設けられた前記半導体ウエハーまたは前記透明基板とにそれぞれ設けられたアライメントマークに基づいて、前記マスクの位置合わせを行う上記（１２）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【００２２】
（１４） 前記露光工程における前記マスクと前記支持基材との間の距離は、０〜２０００μｍである上記（１２）または（１３）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【００２３】
（１５） 上記（１０）ないし（１４）のいずれかに記載の製造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。
【００２４】
（１６） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用いて形成されたスペーサを介して、半導体ウエハーと透明基板とが接合されていることを特徴とする半導体ウエハー接合体。
【００２５】
（１７） 上記（１５）または（１６）に記載の半導体ウエハー接合体を個片化することにより得られたことを特徴とする半導体装置。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のスペーサ形成用フィルムによれば、支持基材およびスペーサ形成層の厚さおよび材質等が最適化されているので、支持基材およびスペーサ形成層を介して良好に視認することができる。これにより、支持基材のスペーサ形成層とは反対の面側にマスクを設置する際、スペーサ形成層の支持基材とは反対の面側に形成されたアライメントマークを良好に視認することができる。そのため、マスクの位置決めを正確に行う（すなわち、マスクアライメント性を向上させる）ことができる。
【００２７】
また、本発明の半導体ウエハー接合体の製造方法によれば、露光工程において、スペーサ形成層が半導体ウエハーまたは透明基板と支持基材とによって覆われているので、スペーサ形成層に対する埃等の異物の付着を防止することができる。
【００２８】
また、露光工程において、マスクとスペーサ形成層との間に支持基材が介在しているため、マスクがスペーサ形成層に貼り付くのを防止することができる。そのため、マスクとスペーサ形成層との間の距離を小さくすることができる。これにより、マスクを介してスペーサ形成層に照射される露光光によって形成される像の暈けを防止することができる。
【００２９】
これらのようなことから、本発明にかかるスペーサ形成用フィルム、および、本発明にかかる半導体ウエハー接合体の製造方法では、半導体ウエハーと透明基板とが優れた寸法精度のスペーサを介して接合された半導体ウエハー接合体を製造することができる。
【００３０】
また、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態にかかる半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる半導体ウエハー接合体を示す縦断面図である。
【図３】図２に示す半導体ウエハー接合体を示す平面図である。
【図４】図１に示す半導体装置（図２に示す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１に示す半導体装置（図２に示す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６】図４（ｄ）に示す露光工程を説明するための図である。
【図７】図４（ｄ）に示す支持基材およびスペーサ形成層の光の透過率を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜半導体装置（イメージセンサ）＞
まず、本発明の半導体装置を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態にかかる半導体装置を示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３４】
図１に示す半導体装置１００は、後述する本発明の半導体ウエハー接合体１０００を個片化することにより得られるものである。
【００３５】
このような半導体装置（受光装置）１００は、図１に示すように、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の透明基板１０２側の面上に設けられた受光部１０３と、透明基板１０２と受光部１０３との間に設けられたスペーサ１０４と、ベース基板１０１の受光部１０３とは反対側の面上に設けられた半田バンプ１０６とを有する。
【００３６】
ベース基板１０１は、半導体基板であり、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。
【００３７】
このようなベース基板１０１の一方の面（上面）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。
【００３８】
受光部１０３は、例えば、ベース基板１０１上に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。
【００３９】
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）等が挙げられる。このような受光素子を備える受光部１０３は、受光部１０３で受光した光を電気信号に変換する。
【００４０】
透明基板１０２は、ベース基板１０１の一方の面（上面）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。
【００４１】
透明基板１０２としては、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、ガラス基板等が挙げられる。
【００４２】
スペーサ１０４は、受光部１０３および透明基板１０２にそれぞれ直接接着されている。これにより、ベース基板１０１と透明基板１０２とがスペーサ１０４を介して接合されている。
【００４３】
また、スペーサ１０４は、受光部１０３および透明基板１０２のそれぞれの外周縁部に沿うように枠状をなしている。これにより、受光部１０３と透明基板１０２との間には、空隙部１０５が形成されている。
【００４４】
ここで、受光部１０３の中心部を取り囲むようにスペーサ１０４が設けられているが、受光部１０３のうちスペーサ１０４によって取り囲まれた部分、すなわち空隙部１０５に露出している部分が実質的な受光部として機能する。
【００４５】
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。
【００４６】
＜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を説明する。
【００４７】
図２は、本発明の実施形態にかかる半導体ウエハー接合体を示す縦断面図、図３は、図２に示す半導体ウエハー接合体を示す平面図である。
【００４８】
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。すなわち、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’とがスペーサ１０４’を介して接合されている。
【００４９】
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。
【００５０】
また、半導体ウエハー１０１’には、複数の個別回路（図示せず）が設けられている。
そして、半導体ウエハー１０１’の一方の面（上面）上には、上記各個別回路毎に対応して、上述したような受光部１０３が形成されている。
【００５１】
スペーサ１０４’は、図３に示すように、平面視したときに、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。この複数の空隙部１０５は、平面視したときに、前述した複数の個別回路に対応して配置されている。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
＜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。なお、以下では、本発明の半導体ウエハー接合体の製造方法について、前述した半導体装置１００および半導体ウエハー接合体１０００を製造する場合を一例として説明する。
【００５７】
図４および図５は、それぞれ、図１に示す半導体装置（図２に示す半導体ウエハー接合体）の製造方法の一例を示す工程図、図６は、図４（ｄ）に示す露光工程を説明するための図、図７は、図４（ｄ）に示す支持基材およびスペーサ形成層の光の透過率を説明するための図である。
【００５８】
半導体装置１００の製造方法は、［Ａ］半導体ウエハー接合体１０００を製造する工程と、［Ｂ］半導体ウエハー接合体１０００を個片化する工程とを有する。
【００５９】
ここで、半導体ウエハー接合体１０００の製造方法（上記工程［Ａ］）は、《Ａ１》半導体ウエハー１０１’上にスペーサ形成層１２を貼り付ける工程と、《Ａ２》スペーサ形成層１２を選択的に除去してスペーサ１０４’を形成する工程と、《Ａ３》スペーサ１０４’の半導体ウエハー１０１’とは反対側の面に透明基板１０２’を接合する工程と、《Ａ４》半導体ウエハー１０１’の下面に所定の加工または処理を施す工程とを有する。
【００６０】
以下、半導体装置１００の製造方法の各工程を順次詳細に説明する。
［Ａ］半導体ウエハー接合体１０００の製造工程
《Ａ１》半導体ウエハー１０１’上にスペーサ形成層１２を貼り付ける工程
Ａ１−１
まず、図４（ａ）に示すように、スペーサ形成用フィルム１を用意する。
【００６１】
このスペーサ形成用フィルム１は、支持基材１１と、支持基材１１上に支持されたスペーサ形成層１２とを有している。
【００６２】
支持基材１１は、シート状をなし、スペーサ形成層１２を支持する機能を有する。
この支持基材１１は、光透過性を有している。これにより、後述する工程《Ａ２》における露光処理において、支持基材１１をスペーサ形成層１２に付けたまま、支持基材１１を介してスペーサ形成層１２に露光光を照射することができる。
【００６３】
特に、支持基材１１は、その厚さおよび吸光係数がスペーサ形成層１２の厚さおよび吸光係数と所定の関係を有している（後述する（＜１＞〜＜４＞の関係式をそれぞれ満たす）。なお、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さおよび吸光係数については、後述する工程《Ａ２》の説明とともに詳述する。
【００６４】
このような支持基材１１の構成材料としては、前述したようなスペーサ形成層１２を支持する機能を有するとともに、後述するような＜１＞〜＜４＞の関係式を満たすものであれば、特に限定されないが、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、支持基材１１の構成材料としては、支持基材１１の光透過性と破断強度のバランスを優れたものとすることができると言う点から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いるのが好ましい。
【００６５】
一方、スペーサ形成層１２は、半導体ウエハー１０１’の表面に対して接着性を有する。これにより、スペーサ形成層１２と半導体ウエハー１０１’とを接着（接合）することができる。
【００６６】
また、スペーサ形成層１２は、光硬化性を有する。これにより、後述する工程《Ａ２》における露光処理および現像処理により、所望の形状となるようにパターンニングして、スペーサ１０４’を形成することができる。
【００６７】
また、スペーサ形成層１２は、熱硬化性を有する。これにより、後述する工程《Ａ３》において、スペーサ１０４’と透明基板１０２’とを接合することができる。
【００６８】
このようなスペーサ形成層１２は、前述したような接着性、光硬化性および熱硬化性を有するとともに、後述するような＜１＞〜＜４＞の関係式を満たすものであれば、特に限定されないが、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（以下、「樹脂組成物」と言う）で構成されているのが好ましい。
【００６９】
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）
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。
【００７０】
このようなアルカリ可溶性樹脂を含んで構成されたスペーサ形成層１２は、環境に対する負荷のより少ないアルカリ現像性を有するものとなる。
【００７１】
特に、前述した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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。このような光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂をアルカリ可溶性樹脂として用いると、アルカリ可溶性樹脂と後述する熱硬化性樹脂との相溶性を向上させることができる。その結果、硬化後のスペーサ形成層１２、すなわちスペーサ１０４’の強度を高めることができる。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
（メタ）アクリル変性フェノール樹脂としては、例えば、ビスフェノール類やフェノールノボラック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、（メタ）アクリロイル変性フェノールノボラック樹脂が挙げられる。
【００７７】
また、上記の他に、（メタ）アクリル変性フェノール樹脂としては、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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、支持基材１１上にスペーサ形成層１２を形成する際の成膜性に特に優れるものとなる。
【００８１】
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ム）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。その際、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する。
【００８２】
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対して、１５〜６０重量％程度であるのが好ましく、２０〜５０重量％程度であるのがより好ましい。また、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）に対して、１０〜８０重量％程度であるのが好ましく、１５〜７０重量％程度であるのがより好ましい。
【００８３】
アルカリ可溶性樹脂の含有量を上記の範囲内とすることで、スペーサ形成層１２中におけるアルカリ可溶性樹脂および後述する熱硬化性樹脂の配合バランスを最適化することができる。そのため、後述する工程《Ａ２》の露光処理および現像処理におけるスペーサ形成層１２のパターンニングの解像性および現像性を優れたものとしつつ、その後のスペーサ形成層１２、すなわちスペーサ１０４’の接着性を良好なものとすることができる。
【００８４】
これに対し、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、アルカリ可溶性樹脂による樹脂組成物中の他の成分（例えば、後述する光硬化性樹脂）との相溶性を向上させる効果が低下する場合がある。一方、アルカリ可溶性樹脂の含有量が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１０４’のパターニングの解像性が低下するおそれがある。
【００８５】
（熱硬化性樹脂）
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。
【００８６】
このような熱硬化性樹脂を含んで構成されたスペーサ形成層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。これにより、スペーサ形成層１２と半導体ウエハー１０１’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（スペーサ１０４’）に熱圧着することができる。
【００８７】
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。
【００８８】
また、上記の熱硬化性樹脂の中でも、特に、エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。これにより、硬化後のスペーサ形成層１２（スペーサ１０４’）の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。
【００８９】
さらに、熱硬化性樹脂として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、優れた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をとすることができる。
【００９０】
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対して、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、熱硬化性樹脂によるスペーサ形成層１２の耐熱性を向上する効果が低下する場合がある。一方、熱硬化性樹脂の含有量が前記上限値を超えると、熱硬化性樹脂によるスペーサ形成層１２の靭性を向上させる効果が低下する場合がある。
【００９１】
また、熱硬化性樹脂として上述したようなエポキシ樹脂を用いる場合、熱硬化性樹脂には、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。エポキシ樹脂に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。
【００９２】
（光重合開始剤）
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、ジアセチル等が挙げられる。
【００９３】
このような光重合開始剤を含んで構成されたスペーサ形成層１２は、光重合をにより効率良くパターニングすることができる。
【００９４】
樹脂組成物中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対して、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、スペーサ形成層１２の光重合を開始する効果が十分に得られない場合がある。一方、光重合開始剤の含有量が前記上限値を超えると、スペーサ形成層１２の反応性が高くなり、保存性や解像性が低下する場合がある。
【００９５】
（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、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。
【００９６】
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。
【００９７】
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（メタ）アクリル系モノマーやオリゴマー等の（メタ）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。
【００９８】
これらの中でも、（メタ）アクリル系化合物を主成分とする光重合性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。
【００９９】
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。
【０１００】
これらの（メタ）アクリル系化合物の中でも、（メタ）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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
さらに、（メタ）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、前記効果がより顕著となる。
【０１０３】
なお、光重合性樹脂として、（メタ）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、（メタ）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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
光重合性樹脂に（メタ）アクリル系多官能モノマーが含まれる場合、樹脂組成物における（メタ）アクリル系多官能モノマーの含有量は、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。
【０１０６】
さらに、光重合性樹脂に、（メタ）アクリル系多官能モノ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、樹脂組成物全体に対して、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、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より効果的に向上させることができる。
【０１０７】
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、スペーサ形成層１２の光照射（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、樹脂組成物中における光従構成樹脂とその他の配合成分（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（メタ）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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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ム）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。
【０１１０】
（無機充填材）
なお、スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物中には、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。
【０１１１】
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対して、９重量％以下とするのが好ましい。
【０１１２】
また、光重合性樹脂として、（メタ）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。
【０１１３】
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、球状（粒状）充填材、多孔質充填材を用いるのが好ましい。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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紫外線吸収剤、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。
【０１１８】
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、後述するようにマスク２０を設置する際、半導体ウエハー１０１’上に形成されたアライメントマークを良好に視認し、マスク２０を精度よく設置することができるため、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１００を提供することができる。
【０１１９】
Ａ１−２
一方、図４（ｂ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の一方の面上に、複数の受光部１０３を形成する。具体的には、半導体ウエハー１０１’の一方の面上に、複数の受光素子と複数のマイクロレンズアレイとをこの順で積層する。
【０１２０】
Ａ１−３
次に、図４（ｃ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の前記一方の面側に、前述したスペーサ形成用フィルム１のスペーサ形成層１２を貼着する（ラミネート加工）。
【０１２１】
《Ａ２》スペーサ形成層１２を選択的に除去してスペーサ１０４’を形成する工程
Ａ２−１
次に、図４（ｄ）に示すように、スペーサ形成層１２に露光光（紫外線）を照射し、露光処理を行う（露光工程）。
【０１２２】
その際、図４（ｄ）に示すように、スペーサ１０４の平面視形状に対応した平面視形状をなす光透過部２０１を備えるマスク２０を介してスペーサ形成層１２に露光光を照射する。
【０１２３】
光透過部２０１は光透過性を有しており、光透過部２０１を透過した露光光は、スペーサ形成層１２に照射される。これにより、スペーサ形成層１２は、選択的に露光され、露光光が照射された部分が光硬化する。
【０１２４】
また、スペーサ形成層１２に対する露光処理は、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を介してスペーサ形成層１２に露光光を照射する。
【０１２５】
これにより、露光処理の際、支持基材１１がスペーサ形成層１２の保護層として機能し、スペーサ形成層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、その異物を容易に除去することが可能である。また、前述したようにマスク２０を設置する際に、マスク２０がスペーサ形成層１２に貼り付いてしまうことなく、マスク２０とスペーサ形成層１２との距離をより小さくすることができる。その結果、マスク２０を介してスペーサ形成層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、優れた寸法精度でスペーサ１０４’を形成することができ、設計に近い所望の形状および寸法で空隙部１０５を形成することができる。これにより、半導体装置１００の信頼性を高めることができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。このようにアライメントマーク１０１１およびアライメントマーク２０２に基づいてマスク２０に位置合わせを行うことにより、高い位置精度でスペーサ１０４’を形成することができる。その結果、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。
【０１２９】
その際、特に、支持基材１１およびスペーサ形成層１２は、それぞれ、厚さおよび吸光係数が所定の関係を有している。
【０１３０】
具体的には、可視光の波長帯域における支持基材１１の吸光係数をαＶ１［１／μｍ］とし、可視光の波長帯域におけるスペーサ形成層１２の吸光係数をαＶ2［１／μｍ］としたとき、下記＜１＞〜＜４＞の関係式をそれぞれ満たしている。
【０１３１】
αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜１＞
５≦ｔ１≦２００ ・・・＜２＞
５≦ｔ２≦４００ ・・・＜３＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５ ・・・＜４＞
【０１３２】
上記関係式＜１＞〜＜４＞を満たすことにより、支持基材１１およびスペーサ形成層１２を介して半導体ウエハー１０１’のスペーサ形成層１２側の面を良好に視認することができる。これにより、マスク２０を設置する際、半導体ウエハー１０１’上に形成されたアライメントマーク１０１１を良好に視認することができる。そのため、マスク２０の位置決めを正確に行う（すなわち、マスクアライメント性を向上させる）ことができる。その結果、寸法精度に優れたスペーサ１０４を形成することができる。
【０１３３】
なお、本明細書において、吸光係数は、光が媒体に入射したとき、その媒体がその光を吸収する程度を示す定数であって、対象となる媒体の材料、密度等の構成と、用いる光の波長とによって定められる値である。
【０１３４】
以下、上記＜１＞〜＜４＞の関係式について、詳細に説明する。
図６に示すように、支持基材１１を介してスペーサ形成層１２に可視光を照射した場合、支持基材１１に入射する可視光の量（放射発散度）をＩＶ０とし、支持基材１１を透過した可視光の量（すなわちスペーサ形成層１２に入射する可視光の量）をＩＶ１とし、スペーサ形成層１２を透過した可視光の量をＩＶ２とし、支持基材１１の厚さ方向での可視光の透過率をＴＶ１とし、スペーサ形成層１２の厚さ方向での可視光の透過率をＴＶ２とし、スペーサ形成用フィルム１全体（支持基材１１およびスペーサ形成層１２）の可視光の透過率をＴＶとしたときに、下記＜Ａ＞〜＜Ｃ＞の関係式を導くことができる。
【０１３５】
ＴＶ１＝ＩＶ１／ＩＶ０＝１０−αＶ１・ｔ１ ・・・＜Ａ＞
ＴＶ２＝ＩＶ２／ＩＶ１＝１０−αＶ２・ｔ２ ・・・＜Ｂ＞
ＴＶ＝ＴＶ１・ＴＶ２＝ＩＶ２／ＩＶ０＝１０−＜αＶ１・ｔ１＋αＶ２・ｔ２＞ ・・・＜Ｃ＞
【０１３６】
なお、ここでは、説明の便宜上、支持基材１１とスペーサ形成層１２との間における光吸収、光拡散等は考慮せず、支持基材１１を透過した可視光の放射発散度は、スペーサ形成層１２に入射する可視光の放射発散度に等しいものとする。
【０１３７】
前述したようにアライメントマーク１０１１およびアライメントマーク２０２に基づいてマスク２０に位置合わせを行う際に、その位置決め精度を高めるには、支持基材１１およびスペーサ形成層１２を介してアライメントマーク１０１１を良好に視認し得ることが必要である。そのため、透過率ＴＶ、ＴＶ１、ＴＶ２を大きくする必要がある。
【０１３８】
透過率ＴＶを大きくするには、上記関係式＜Ｃ＞からわかるように、（αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２）を小さくすればよい。
上記関係式＜Ｃ＞から下記関係式＜Ｄ＞を導くことができる。
【０１３９】
αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２＝−ｌｏｇ１０（ＴＶ）・・・＜Ｄ＞
ここで、−ｌｏｇ１０（Ｔ）およびＴは、図７に示すような関係を有する。
【０１４０】
図７からわかるように、−ｌｏｇ１０（ＴＶ）が約０．７（＝ｌｏｇ１０（０．２））以下となると、透過率Ｔが急激に大きくなる。言い換えると、−ｌｏｇ１０（ＴＶ）が約０．７よりも小さくなると、透過率ＴＶが急激に低下する。
【０１４１】
したがって、（αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２）をｌｏｇ１０（０．２）以下とすること、すなわち、上記関係式＜１＞を満たすことで、透過率ＴＶを高めることができる。
【０１４２】
そして、本発明者は、鋭意検討の結果、上記関係式＜１＞を満たす上で、厚さｔ１、ｔ２の最適な値を見出し、上記関係式＜２＞〜＜４＞を得た。
【０１４３】
このような上記＜１＞〜＜４＞の関係式を満たすように、支持基材１１およびスペーサ形成層１２を構成することにより、前述したように、マスクアライメント性を向上させることができる。
【０１４４】
これに対し、αV１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２が−ｌｏｇ１０（０．２）よりも大きいと、スペーサ形成層１２の下面まで十分に視認することができず、マスクアライメント性が著しく低下してしまう。
【０１４５】
また、支持基材１１の平均厚さｔ１が５μｍ未満であると、支持基材１１がスペーサ形成層１２を支持する機能を発揮することができない。一方、支持基材１１の平均厚さｔ１が２００μｍを超えると、上記＜１＞の関係式を満たすような支持基材１１の構成材料の選択が難しい。また、スペーサ形成用フィルム１の取り扱い性が低下する。
【０１４６】
また、スペーサ形成層１２の平均厚さｔ２が５μｍ未満であると、スペーサ１０４が必要な大きさの空隙部１０５を形成することができない。一方、スペーサ形成層１２の平均厚さｔ２が４００μｍを超えると、上記＜１＞の関係式を満たすようなスペーサ形成層１２の構成材料の選択が難しい。
【０１４７】
また、スペーサ形成用フィルム１の平均厚さ（ｔ１＋ｔ２）が１０μｍ未満であると、支持基材１１がスペーサ形成層１２を支持する機能を発揮することができなかったり、スペーサ１０４が必要な大きさの空隙部１０５を形成することができなかったりする。一方、スペーサ形成用フィルム１の平均厚さ（ｔ１＋ｔ２）が４０５μｍを超えると、上記＜１＞の関係式を満たすような支持基材１１やスペーサ形成層１２の構成材料の選択が難しく、また、スペーサ形成用フィルム１の取り扱い性が低下する。
【０１４８】
また、下記＜５＞〜＜７＞の関係式をそれぞれ満たすのが好ましい。
ＩＶ１／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜５＞
ＩＶ２／ＩＶ１≧０．２ ・・・＜６＞
ＩＶ２／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜７＞
【０１４９】
上記関係式＜５＞〜＜７＞を満たすことにより、より確実に、マスク２０の位置決めを正確に行う（すなわち、マスクアライメント性を向上させる）ことができる。
【０１５０】
特に、このようなマスクアライメント性を向上させる観点からは、
ＩＶ１／ＩＶ０≧０．４
ＩＶ２／ＩＶ１≧０．４
ＩＶ２／ＩＶ０≧０．４
なる関係式をそれぞれ満たすのがより好ましい。なお、ここで、ＩＶ１／ＩＶ０は、支持基材１１の厚さ方向における可視光の透過率ＴＶ１に等しく、ＩＶ２／ＩＶ１は、スペーサ形成層１２の厚さ方向における可視光の透過率ＴＶ２に等しく、ＩＶ２／ＩＶ０は、スペーサ形成用フィルム１の厚さ方向における可視光の透過率ＴＶに等しい。
【０１５１】
また、後述する工程《Ａ２》での露光工程に用いる露光光の波長帯域における支持基材１１の吸光係数をαＥ１とし、前記露光光の波長帯域におけるスペーサ形成層１２の吸光係数をαＥ２としたとき、下記＜８＞〜＜１１＞のそれぞれの関係式を満たすのが好ましい。
【０１５２】
αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜８＞
５≦ｔ１≦１００ ・・・＜９＞
５≦ｔ２≦３５０ ・・・＜１０＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４００ ・・・＜１１＞
【０１５３】
上記＜８＞〜＜１１＞の関係式を満たすように、支持基材１１およびスペーサ形成層１２を構成することにより、前述したようなマスクアライメント性を向上させる効果に加え、露光工程において、露光光をスペーサ形成層１２の厚さ方向の全域にわたって確実に照射することができる。そのため、露光工程においてスペーサ形成層１２の半導体ウエハー１０１’側の面付近に露光光が十分に到達しないことに起因して現像時にスペーサ形成層１２の半導体ウエハー１０１’側の面付近が溶解してしまう現象（いわゆるアンダーカット）を防止することができる。その結果、寸法精度に優れたスペーサ１０４’を形成することができる。また、スペーサ１０４’と半導体ウエハー１０１’とが確実に接合されるので、信頼性に優れた半導体ウエハー接合体１０００および半導体装置１００を得ることができる。
【０１５４】
これに対し、αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２が−ｌｏｇ１０（０．２）よりも大きいと、露光工程の条件や支持基材１１およびスペーサ形成層１２の構成等によっては、スペーサ形成層１２の下面まで十分な露光光を照射することができず、アンダーカットを生じる場合がある。
【０１５５】
また、支持基材１１の平均厚さｔ１が１００μｍを超えると、上記＜８＞の関係式を満たすような支持基材１１の構成材料の選択が難しい。
【０１５６】
また、スペーサ形成層１２の平均厚さｔ２が３５０μｍを超えると、上記＜８＞の関係式を満たすようなスペーサ形成層１２の構成材料の選択が難しい。
【０１５７】
また、スペーサ形成用フィルム１の平均厚さ（ｔ１＋ｔ２）が４００μｍを超えると、上記＜８＞の関係式を満たすような支持基材１１やスペーサ形成層１２の構成材料の選択が難しい。
【０１５８】
また、上記関係式＜８＞〜＜１１＞の関係式を満たす場合、支持基材１１に入射する露光光の量をＩＥ０とし、支持基材１１を透過した前記露光光の量をＩＥ１とし、スペーサ形成層１２を透過した前記露光光の量をＩＥ２としたとき、下記＜１２＞〜＜１４＞の関係式を満たすのが好ましい。
【０１５９】
ＩＥ１／ＩＥ０≧０．２ ・・・＜１２＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ１≦０．９ ・・・＜１３＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ０≦０．９ ・・・＜１４＞
【０１６０】
上記関係式＜１２＞〜＜１４＞を満たすことにより、より確実に、スペーサ形成層１２の厚さ方向での全域にわたって露光光を照射することができ、上述したようなアンダーカットに関する問題を防止することができる。
【０１６１】
特に、このようなアンダーカットに関する問題を防止する観点からは、
ＩＥ１／ＩＥ０≧０．４
なる関係式を満たすのがより好ましい。なお、ここで、ＩＥ１／ＩＥ０は、支持基材１１の厚さ方向における露光光の透過率ＴＥ１に等しく、ＩＥ２／ＩＥ１は、スペーサ形成層１２の厚さ方向における露光光の透過率ＴＥ２に等しく、ＩＥ２／ＩＥ０は、スペーサ形成用フィルム１の厚さ方向における露光光の透過率ＴＥに等しい。
【０１６２】
また、支持基材１１とマスク２０との間の距離は、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を介してスペーサ形成層１２に照射された露光光により形成される像をより鮮明なものとすることができ、優れた寸法精度でスペーサ１０４を形成することができる。
【０１６３】
特に、支持基材１１とマスク２０とを接触した状態で前記露光処理を行うのが好ましい。これにより、スペーサ形成層１２とマスク２０との間の距離を全域にわたって安定的に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。
【０１６４】
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との間の距離を自由に、かつ、正確に設定することができる。また、支持基材１１の厚さを薄くすることで、スペーサ形成層１２とマスク２０との間の距離をより小さくし、マスク２０を介してスペーサ形成層１２に照射された光により形成される像の暈けを防止することができる。
【０１６５】
なお、本明細書において、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での露光光の透過率とは、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での露光光のピーク波長（例えば３６５ｎｍ）における透過率を言う。また、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での可視光の透過率とは、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での６００ｎｍの波長の光のピーク波長における透過率を言う。また、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での光の透過率は、例えば、透過率測定装置（（株）島津製作所社製、ＵＶ−１６０Ａ）を用いて計測することができる。
【０１６６】
なお、前述したような露光後、必要に応じて、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る。そのため、後述する現像工程において、スペーサ形成層１２の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。
【０１６７】
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、スペーサ形成層１２の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。
【０１６８】
Ａ２−２
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）。すなわち、支持基材１１をスペーサ形成層１２から剥離する。
【０１６９】
Ａ２−３
次に、図４（ｆ）に示すように、スペーサ形成層１２の未硬化の部分を現像液を用いて除去する（現像工程）。これにより、スペーサ形成層１２の光硬化した部分が残存して、スペーサ１０４’および空隙部１０５’が形成される。
【０１７０】
その際、スペーサ形成層１２が前述したようなアルカリ可溶性樹脂を含んで構成されている場合、現像液としてアルカリ水溶液を用いることができる。
【０１７１】
《Ａ３》スペーサ１０４’の半導体ウエハー１０１’とは反対側の面に透明基板１０２’を接合する工程
次に、図４（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’と透明基板１０２’とがスペーサ１０４’を介して接合され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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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、熱圧着時における加圧力を抑えつつ、スペーサ１０４’と透明基板１０２’とを熱圧着により接合することができる。そのため、形成されるスペーサ１０４は、不本意な変形が抑えられ、寸法精度の優れたものとなる。
【０１７４】
《Ａ４》半導体ウエハー１０１’の下面に所定の加工または処理を施す工程
Ａ４−１
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とは反対側の面（下面）１１１を研削する（バックグラインド工程）。
【０１７５】
この半導体ウエハー１０１’の面１１１の研削は、例えば、研削装置（グラインダー）を用いて行うことができる。
【０１７６】
かかる面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。
【０１７７】
Ａ４−２
次に、図５（ｉ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の面１１１上に、半田バンプ１０６を形成する。
【０１７８】
その際、図示しないが、半田バンプ１０６の形成の他に、半導体ウエハー１０１’の面１１１に配線も形成する。
【０１７９】
［Ｂ］半導体ウエハー接合体１０００を個片化する工程
次に、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（ダイシング工程）。
【０１８０】
その際、半導体ウエハー１０１’に形成された個別回路毎、すなわち、各空隙部１０５毎に、半導体ウエハー接合体１０００を個片化する。
【０１８１】
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、透明基板１０２’側からダイシングソーにより、スペーサ１０４’の格子に沿って、スペーサ１０４’と半導体ウエハー１０１’との界面まで切込み２１を入れた後、さらに、半導体ウエハー１０１’に切込み２２を入れることにより行われる。
【０１８２】
なお、ダイシングソーによる半導体ウエハー接合体１０００の個片化は、透明基板１０２’、スペーサ１０４’および半導体ウエハー１０１’を一気に切断しても、半導体ウエハー１０１’側から切込みを入れても良い。
【０１８３】
このようにして得られた半導体装置１００は、例えば、配線がパターンニングされた基板上に搭載され、この基板上の配線と、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。
【０１８４】
また、半導体装置１００は、前述したように基板上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。
【０１８５】
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’とを接合する場合を例に説明したが、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’とを接合することもできる。このような場合、露光工程において、透明基板１０２’上およびマスク２０上にそれぞれアライメントマークを設け、これらのアライメントマークに基づいて、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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
例えば、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、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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
また、本発明のスペーサ形成用フィルム、半導体ウエハー接合体および半導体装置の各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【実施例】
【０１９０】
以下、本発明の具体的な実施例を説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１９１】
［１］半導体ウエハー接合体の製造
（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。
【０１９２】
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５４．８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％、紫外線吸収剤（共同薬品（株）製、Ｖｉｏｓｏｒｂ５５０）０．２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。
【０１９３】
３．スペーサ形成用フィルムの製造
まず、支持基材として、厚さ５μｍのポリエステルフィルム（三菱樹脂社製、「ＭＲＸ５０」を用意した。この支持基材の厚さ方向における可視光（６００ｎｍ）の透過率ＴＶ１は、９８．７％であった。また、この支持基材の厚さ方向における可視光（６００ｎｍ）の吸光係数αＶ１は、０．００１１［１／μｍ］であった。また、支持基材の厚さ方向における露光光（３６５ｎｍ）の透過率ＴＥ１は、９７．７％であった。また、この支持基材の厚さ方向における露光光（３６５ｎｍ）の吸光係数αＥ１は、０．００２［１／μｍ］であった。
【０１９４】
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５μｍ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ＴＶ２は、９９．８％であった。また、スペーサ形成層の厚さ方向における可視光（６００ｎｍ）の吸光係数αＶ２は、０．０００２［１／μｍ］であった。また、形成されたスペーサ形成層の露光光（３６５ｎｍ）の透過率ＴＥ２は、８９．５％であった。また、スペーサ形成層の厚さ方向における露光光（３６５ｎｍ）の吸光係数αＥ２は、０．００９６［１／μｍ］であった。
【０１９５】
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内側の位置で、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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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間の距離を、０ｍｍとした。
【０１９８】
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選択的に露光した後、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％に対し、格子状に露光される露光部の幅が０．６ｍｍとなるように露光した。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
（実施例２〜９、比較例１、２）
支持基材の吸光係数αＥ１および厚さＴ１と、スペーサ形成層の吸光係数αＥ２および厚さＴ２とを表１に示すようにした以外は、前述した実施例１と同様にして、半導体ウエハー接合体を得た。
【０２０２】
ここで、比較例２では、支持基材としてポリイミドフィルム（宇部興産（株）製、ユーピレックス２５ＳＧＡ）を用いた。また、実施例４〜９、比較例１、２では、表２に示すように、スペーサ形成層の形成に用いる樹脂ワニスの配合比を変更することで、スペーサ形成層の吸光係数αＶ２、αＥ２を変更した。
【０２０３】
なお、表２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」、トリエチレングリコールジメタクリレート（新中村化学工業社製、ＮＫエステル３Ｇ）を「３Ｇ」と示した。また、実施例７〜９および比較例２では、表２には示していないが、シリカフィラー（トクヤマ社製、ＮＳＳ−３Ｎ、平均粒径０．１２５μｍ、最大粒径０．３５μｍ）を３０重量％添加している。
【０２０４】
【表１】
【０２０５】
【表２】
【０２０６】
［２］評価
［２−１］マスクアライメント性の評価
各実施例および各比較例の半導体ウエハー接合体を上述したようにして製造する際に、スペーサ形成用フィルム付き半導体ウエハーを目視により観察し、マスクアライメント性を以下の評価基準に従い評価した。
【０２０７】
◎：支持基材およびスペーサ形成層を介して半導体ウエハー上のアライメントマークを極めて明瞭に視認することができた。
○：半導体ウエハー上のアライメントマークが僅かに暈けて見えるものの、支持基材およびスペーサ形成層を介して半導体ウエハー上のアライメントマークを実用上問題のない程度に視認することができた。
△：支持基材およびスペーサ形成層を介して半導体ウエハー上のアライメントマークを明瞭に視認することができず、実用上問題があった。
×：支持基材およびスペーサ形成層を介して半導体ウエハー上のアライメントマークを視認することができなかった。
【０２０８】
［２−２］アンダーカットによる欠け発生の評価
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、上述したようにして１００個ずつ製造した。以下のような評価を行った。
【０２０９】
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（アンダーカットによる欠けの発生の程度）を以下の評価基準に従い評価した。
【０２１０】
◎：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。
【０２１１】
これらの評価結果を表１に示す。
表１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、マスクアライメント性に優れ、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。
【０２１２】
これに対して、比較例では、マスクアライメント性が悪く、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。
【符号の説明】
【０２１３】
１ スペーサ形成用フィルム
１１ 支持基材
１２ スペーサ形成層
１００ 半導体装置
１０１ ベース基板
１０１’ 半導体ウエハー
１０１１ アライメントマーク
１０２、１０２’ 透明基板
１０３ 受光部
１０４、１０４’ スペーサ
１０５、１０５’ 空隙部
１０６ 半田バンプ
１１１ 面
１０００ 半導体ウエハー接合体
２０ マスク
２１、２２ 切込み
２０１ 光透過部
２０２ アライメントマーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペーサ形成用フィルム、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イメージセンサーやＣＣＤイメージセンサー等の受光装置に代表される半導体装置としては、受光部が設けられた半導体基板と、半導体基板に対して受光部側に設けられ、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ものが知られている。
【０００３】
このような半導体装置の製造方法は、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、半導体ウエハーと透明基板とを接合した接合体をダイシングする工程とを有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、かかる従来の方法では、露光工程において、接着フィルムの半導体ウエハーとは反対側の面が露出しているため、接着フィルム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となる。そのため、その付着した異物が接着フィルムの露光を妨げ、スペーサの寸法精度の低下を招くと言う問題がある。
【０００５】
また、露光工程の際に、接着フィルムにマスクが貼り付いてしまうと言う問題もある。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間の距離を大きくすることも考えられるが、接着フィルムとマスクとの間の距離を大きくすると、マスクを介して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となったり、その境界の位置精度の低下を招いたりする。そのため、十分な寸法精度でスペーサを形成することが難しい。
【０００６】
また、スペーサを所望の位置に形成するには、一般に、マスクを設置する際に、マスクに設けられたアライメントマークと、半導体ウエハーに設けられたアライメントマークとに基づいて、マスクの位置決めが行われる。したがって、スペーサ形成層を介して半導体ウエハー上を視認し得ることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
本発明の目的は、半導体ウエハーと透明基板とが優れた寸法精度のスペーサを介して接合された半導体ウエハー接合体を製造することができるスペーサ形成用フィルムおよび半導体ウエハー接合体の製造方法を提供すること、および、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】
【０００９】
このような目的は、下記（１）〜（１７）に記載の本発明により達成される。
（１） シート状の支持基材と、
前記支持基材上に設けられ、透明基板と半導体ウエハーとの間に設けられるスペーサを露光、現像により形成し得る光硬化性を有するスペーサ形成層とを備えるスペーサ形成用フィルムであって、
前記支持基材の平均厚さをｔ１［μｍ］とし、前記スペーサ形成層の平均厚さをｔ２［μｍ］とし、可視光の波長帯域における前記支持基材の吸光係数をαＶ１［１／μｍ］とし、可視光の波長帯域における前記スペーサ形成層の吸光係数をαＶ2［１／μｍ］としたとき、下記＜１＞〜＜４＞の関係式をそれぞれ満たすことを特徴とするスペーサ形成用フィルム。
αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜１＞
５≦ｔ１≦２００ ・・・＜２＞
５≦ｔ２≦４００ ・・・＜３＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５ ・・・＜４＞
【００１０】
（２） 前記支持基材に入射する可視光の量をＩＶ０とし、前記支持基材を透過した前記可視光の量をＩＶ１とし、前記スペーサ形成層を透過した前記可視光の量をＩＶ２としたとき、下記＜５＞〜＜７＞の関係式を満たす上記（１）に記載のスペーサ形成用フィルム。
ＩＶ１／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜５＞
ＩＶ２／ＩＶ１≧０．２ ・・・＜６＞
ＩＶ２／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜７＞
【００１１】
（３） 前記露光に用いる露光光の波長帯域における前記支持基材の吸光係数をαＥ１［１／μｍ］とし、前記露光光の波長帯域における前記スペーサ形成層の吸光係数をαＥ2［１／μｍ］としたとき、下記＜８＞〜＜１１＞の関係式を満たす上記（１）または（２）に記載のスペーサ形成用フィルム。
αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜８＞
５≦ｔ１≦１００ ・・・＜９＞
５≦ｔ２≦３５０ ・・・＜１０＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４００ ・・・＜１１＞
【００１２】
（４） 前記支持基材に入射する前記露光光の量をＩＥ０とし、前記支持基材を透過した前記露光光の量をＩＥ１とし、前記スペーサ形成層を透過した前記露光光の量をＩＥ２としたとき、下記＜１２＞〜＜１４＞の関係式を満たす上記（３）に記載のスペーサ形成用フィルム。
ＩＥ１／ＩＥ０≧０．２ ・・・＜１２＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ１≦０．９ ・・・＜１３＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ０≦０．９ ・・・＜１４＞
【００１３】
（５） 前記支持基材は、樹脂材料を主材料として構成されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１４】
（６） 前記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートである上記（５）に記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１５】
（７） 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（６）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１６】
（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）に記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１７】
（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）に記載のスペーサ形成用フィルム。
【００１８】
（１０） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、
前記スペーサ形成層を半導体ウエハーの一方の面側に貼着する工程と、
前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に選択的に露光光を照射することにより、露光処理を施す工程と、
前記支持基材を除去する工程と、
前記スペーサ形成層に現像液を用いて現像処理を施すことにより、スペーサを形成する工程と、
前記スペーサの前記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半導体ウエハー接合体の製造方法。
【００１９】
（１１） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、
前記スペーサ形成層を透明基板の一方の面側に貼着する工程と、
前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に選択的に露光光を照射することにより、露光処理を施す工程と、
前記支持基材を除去する工程と、
前記スペーサ形成層に現像液を用いて現像処理を施すことにより、スペーサを形成する工程と、
前記スペーサの前記透明基板とは反対の面に、半導体ウエハーを接合する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。
【００２０】
（１２） 前記露光光を前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に照射するに際しては、前記支持基材に対して前記スペーサ形成層とは反対側にマスクを設置し、該マスクを介して前記露光光の照射を行う上記（１０）または（１１）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【００２１】
（１３） 前記マスクの設置に際し、前記マスクと、前記スペーサ形成層に対して前記支持基材とは反対側に設けられた前記半導体ウエハーまたは前記透明基板とにそれぞれ設けられたアライメントマークに基づいて、前記マスクの位置合わせを行う上記（１２）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【００２２】
（１４） 前記露光工程における前記マスクと前記支持基材との間の距離は、０〜２０００μｍである上記（１２）または（１３）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【００２３】
（１５） 上記（１０）ないし（１４）のいずれかに記載の製造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。
【００２４】
（１６） 上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用いて形成されたスペーサを介して、半導体ウエハーと透明基板とが接合されていることを特徴とする半導体ウエハー接合体。
【００２５】
（１７） 上記（１５）または（１６）に記載の半導体ウエハー接合体を個片化することにより得られたことを特徴とする半導体装置。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のスペーサ形成用フィルムによれば、支持基材およびスペーサ形成層の厚さおよび材質等が最適化されているので、支持基材およびスペーサ形成層を介して良好に視認することができる。これにより、支持基材のスペーサ形成層とは反対の面側にマスクを設置する際、スペーサ形成層の支持基材とは反対の面側に形成されたアライメントマークを良好に視認することができる。そのため、マスクの位置決めを正確に行う（すなわち、マスクアライメント性を向上させる）ことができる。
【００２７】
また、本発明の半導体ウエハー接合体の製造方法によれば、露光工程において、スペーサ形成層が半導体ウエハーまたは透明基板と支持基材とによって覆われているので、スペーサ形成層に対する埃等の異物の付着を防止することができる。
【００２８】
また、露光工程において、マスクとスペーサ形成層との間に支持基材が介在しているため、マスクがスペーサ形成層に貼り付くのを防止することができる。そのため、マスクとスペーサ形成層との間の距離を小さくすることができる。これにより、マスクを介してスペーサ形成層に照射される露光光によって形成される像の暈けを防止することができる。
【００２９】
これらのようなことから、本発明にかかるスペーサ形成用フィルム、および、本発明にかかる半導体ウエハー接合体の製造方法では、半導体ウエハーと透明基板とが優れた寸法精度のスペーサを介して接合された半導体ウエハー接合体を製造することができる。
【００３０】
また、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態にかかる半導体装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる半導体ウエハー接合体を示す縦断面図である。
【図３】図２に示す半導体ウエハー接合体を示す平面図である。
【図４】図１に示す半導体装置（図２に示す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１に示す半導体装置（図２に示す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６】図４（ｄ）に示す露光工程を説明するための図である。
【図７】図４（ｄ）に示す支持基材およびスペーサ形成層の光の透過率を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜半導体装置（イメージセンサ）＞
まず、本発明の半導体装置を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態にかかる半導体装置を示す断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３４】
図１に示す半導体装置１００は、後述する本発明の半導体ウエハー接合体１０００を個片化することにより得られるものである。
【００３５】
このような半導体装置（受光装置）１００は、図１に示すように、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の透明基板１０２側の面上に設けられた受光部１０３と、透明基板１０２と受光部１０３との間に設けられたスペーサ１０４と、ベース基板１０１の受光部１０３とは反対側の面上に設けられた半田バンプ１０６とを有する。
【００３６】
ベース基板１０１は、半導体基板であり、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。
【００３７】
このようなベース基板１０１の一方の面（上面）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。
【００３８】
受光部１０３は、例えば、ベース基板１０１上に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。
【００３９】
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）等が挙げられる。このような受光素子を備える受光部１０３は、受光部１０３で受光した光を電気信号に変換する。
【００４０】
透明基板１０２は、ベース基板１０１の一方の面（上面）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。
【００４１】
透明基板１０２としては、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、ガラス基板等が挙げられる。
【００４２】
スペーサ１０４は、受光部１０３および透明基板１０２にそれぞれ直接接着されている。これにより、ベース基板１０１と透明基板１０２とがスペーサ１０４を介して接合されている。
【００４３】
また、スペーサ１０４は、受光部１０３および透明基板１０２のそれぞれの外周縁部に沿うように枠状をなしている。これにより、受光部１０３と透明基板１０２との間には、空隙部１０５が形成されている。
【００４４】
ここで、受光部１０３の中心部を取り囲むようにスペーサ１０４が設けられているが、受光部１０３のうちスペーサ１０４によって取り囲まれた部分、すなわち空隙部１０５に露出している部分が実質的な受光部として機能する。
【００４５】
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。
【００４６】
＜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を説明する。
【００４７】
図２は、本発明の実施形態にかかる半導体ウエハー接合体を示す縦断面図、図３は、図２に示す半導体ウエハー接合体を示す平面図である。
【００４８】
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。すなわち、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’とがスペーサ１０４’を介して接合されている。
【００４９】
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。
【００５０】
また、半導体ウエハー１０１’には、複数の個別回路（図示せず）が設けられている。
そして、半導体ウエハー１０１’の一方の面（上面）上には、上記各個別回路毎に対応して、上述したような受光部１０３が形成されている。
【００５１】
スペーサ１０４’は、図３に示すように、平面視したときに、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。この複数の空隙部１０５は、平面視したときに、前述した複数の個別回路に対応して配置されている。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
＜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。なお、以下では、本発明の半導体ウエハー接合体の製造方法について、前述した半導体装置１００および半導体ウエハー接合体１０００を製造する場合を一例として説明する。
【００５７】
図４および図５は、それぞれ、図１に示す半導体装置（図２に示す半導体ウエハー接合体）の製造方法の一例を示す工程図、図６は、図４（ｄ）に示す露光工程を説明するための図、図７は、図４（ｄ）に示す支持基材およびスペーサ形成層の光の透過率を説明するための図である。
【００５８】
半導体装置１００の製造方法は、［Ａ］半導体ウエハー接合体１０００を製造する工程と、［Ｂ］半導体ウエハー接合体１０００を個片化する工程とを有する。
【００５９】
ここで、半導体ウエハー接合体１０００の製造方法（上記工程［Ａ］）は、《Ａ１》半導体ウエハー１０１’上にスペーサ形成層１２を貼り付ける工程と、《Ａ２》スペーサ形成層１２を選択的に除去してスペーサ１０４’を形成する工程と、《Ａ３》スペーサ１０４’の半導体ウエハー１０１’とは反対側の面に透明基板１０２’を接合する工程と、《Ａ４》半導体ウエハー１０１’の下面に所定の加工または処理を施す工程とを有する。
【００６０】
以下、半導体装置１００の製造方法の各工程を順次詳細に説明する。
［Ａ］半導体ウエハー接合体１０００の製造工程
《Ａ１》半導体ウエハー１０１’上にスペーサ形成層１２を貼り付ける工程
Ａ１−１
まず、図４（ａ）に示すように、スペーサ形成用フィルム１を用意する。
【００６１】
このスペーサ形成用フィルム１は、支持基材１１と、支持基材１１上に支持されたスペーサ形成層１２とを有している。
【００６２】
支持基材１１は、シート状をなし、スペーサ形成層１２を支持する機能を有する。
この支持基材１１は、光透過性を有している。これにより、後述する工程《Ａ２》における露光処理において、支持基材１１をスペーサ形成層１２に付けたまま、支持基材１１を介してスペーサ形成層１２に露光光を照射することができる。
【００６３】
特に、支持基材１１は、その厚さおよび吸光係数がスペーサ形成層１２の厚さおよび吸光係数と所定の関係を有している（後述する（＜１＞〜＜４＞の関係式をそれぞれ満たす）。なお、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さおよび吸光係数については、後述する工程《Ａ２》の説明とともに詳述する。
【００６４】
このような支持基材１１の構成材料としては、前述したようなスペーサ形成層１２を支持する機能を有するとともに、後述するような＜１＞〜＜４＞の関係式を満たすものであれば、特に限定されないが、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、支持基材１１の構成材料としては、支持基材１１の光透過性と破断強度のバランスを優れたものとすることができると言う点から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いるのが好ましい。
【００６５】
一方、スペーサ形成層１２は、半導体ウエハー１０１’の表面に対して接着性を有する。これにより、スペーサ形成層１２と半導体ウエハー１０１’とを接着（接合）することができる。
【００６６】
また、スペーサ形成層１２は、光硬化性を有する。これにより、後述する工程《Ａ２》における露光処理および現像処理により、所望の形状となるようにパターンニングして、スペーサ１０４’を形成することができる。
【００６７】
また、スペーサ形成層１２は、熱硬化性を有する。これにより、後述する工程《Ａ３》において、スペーサ１０４’と透明基板１０２’とを接合することができる。
【００６８】
このようなスペーサ形成層１２は、前述したような接着性、光硬化性および熱硬化性を有するとともに、後述するような＜１＞〜＜４＞の関係式を満たすものであれば、特に限定されないが、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（以下、「樹脂組成物」と言う）で構成されているのが好ましい。
【００６９】
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）
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。
【００７０】
このようなアルカリ可溶性樹脂を含んで構成されたスペーサ形成層１２は、環境に対する負荷のより少ないアルカリ現像性を有するものとなる。
【００７１】
特に、前述した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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。このような光および熱の両方で硬化可能な硬化性樹脂をアルカリ可溶性樹脂として用いると、アルカリ可溶性樹脂と後述する熱硬化性樹脂との相溶性を向上させることができる。その結果、硬化後のスペーサ形成層１２、すなわちスペーサ１０４’の強度を高めることができる。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
（メタ）アクリル変性フェノール樹脂としては、例えば、ビスフェノール類やフェノールノボラック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、（メタ）アクリロイル変性フェノールノボラック樹脂が挙げられる。
【００７７】
また、上記の他に、（メタ）アクリル変性フェノール樹脂としては、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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、支持基材１１上にスペーサ形成層１２を形成する際の成膜性に特に優れるものとなる。
【００８１】
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ム）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。その際、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する。
【００８２】
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対して、１５〜６０重量％程度であるのが好ましく、２０〜５０重量％程度であるのがより好ましい。また、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）に対して、１０〜８０重量％程度であるのが好ましく、１５〜７０重量％程度であるのがより好ましい。
【００８３】
アルカリ可溶性樹脂の含有量を上記の範囲内とすることで、スペーサ形成層１２中におけるアルカリ可溶性樹脂および後述する熱硬化性樹脂の配合バランスを最適化することができる。そのため、後述する工程《Ａ２》の露光処理および現像処理におけるスペーサ形成層１２のパターンニングの解像性および現像性を優れたものとしつつ、その後のスペーサ形成層１２、すなわちスペーサ１０４’の接着性を良好なものとすることができる。
【００８４】
これに対し、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、アルカリ可溶性樹脂による樹脂組成物中の他の成分（例えば、後述する光硬化性樹脂）との相溶性を向上させる効果が低下する場合がある。一方、アルカリ可溶性樹脂の含有量が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１０４’のパターニングの解像性が低下するおそれがある。
【００８５】
（熱硬化性樹脂）
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。
【００８６】
このような熱硬化性樹脂を含んで構成されたスペーサ形成層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。これにより、スペーサ形成層１２と半導体ウエハー１０１’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（スペーサ１０４’）に熱圧着することができる。
【００８７】
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。
【００８８】
また、上記の熱硬化性樹脂の中でも、特に、エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。これにより、硬化後のスペーサ形成層１２（スペーサ１０４’）の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。
【００８９】
さらに、熱硬化性樹脂として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、優れた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をとすることができる。
【００９０】
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対して、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、熱硬化性樹脂によるスペーサ形成層１２の耐熱性を向上する効果が低下する場合がある。一方、熱硬化性樹脂の含有量が前記上限値を超えると、熱硬化性樹脂によるスペーサ形成層１２の靭性を向上させる効果が低下する場合がある。
【００９１】
また、熱硬化性樹脂として上述したようなエポキシ樹脂を用いる場合、熱硬化性樹脂には、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。エポキシ樹脂に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。
【００９２】
（光重合開始剤）
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、ジアセチル等が挙げられる。
【００９３】
このような光重合開始剤を含んで構成されたスペーサ形成層１２は、光重合をにより効率良くパターニングすることができる。
【００９４】
樹脂組成物中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対して、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、スペーサ形成層１２の光重合を開始する効果が十分に得られない場合がある。一方、光重合開始剤の含有量が前記上限値を超えると、スペーサ形成層１２の反応性が高くなり、保存性や解像性が低下する場合がある。
【００９５】
（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、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。
【００９６】
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。
【００９７】
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（メタ）アクリル系モノマーやオリゴマー等の（メタ）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。
【００９８】
これらの中でも、（メタ）アクリル系化合物を主成分とする光重合性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。
【００９９】
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。
【０１００】
これらの（メタ）アクリル系化合物の中でも、（メタ）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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
さらに、（メタ）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、前記効果がより顕著となる。
【０１０３】
なお、光重合性樹脂として、（メタ）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、（メタ）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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
光重合性樹脂に（メタ）アクリル系多官能モノマーが含まれる場合、樹脂組成物における（メタ）アクリル系多官能モノマーの含有量は、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。
【０１０６】
さらに、光重合性樹脂に、（メタ）アクリル系多官能モノ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、樹脂組成物全体に対して、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、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より効果的に向上させることができる。
【０１０７】
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、スペーサ形成層１２の光照射（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、樹脂組成物中における光従構成樹脂とその他の配合成分（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（メタ）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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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ム）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。
【０１１０】
（無機充填材）
なお、スペーサ形成層１２を構成する樹脂組成物中には、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。
【０１１１】
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対して、９重量％以下とするのが好ましい。
【０１１２】
また、光重合性樹脂として、（メタ）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。
【０１１３】
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、球状（粒状）充填材、多孔質充填材を用いるのが好ましい。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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紫外線吸収剤、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。
【０１１８】
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、後述するようにマスク２０を設置する際、半導体ウエハー１０１’上に形成されたアライメントマークを良好に視認し、マスク２０を精度よく設置することができるため、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１００を提供することができる。
【０１１９】
Ａ１−２
一方、図４（ｂ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の一方の面上に、複数の受光部１０３を形成する。具体的には、半導体ウエハー１０１’の一方の面上に、複数の受光素子と複数のマイクロレンズアレイとをこの順で積層する。
【０１２０】
Ａ１−３
次に、図４（ｃ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の前記一方の面側に、前述したスペーサ形成用フィルム１のスペーサ形成層１２を貼着する（ラミネート加工）。
【０１２１】
《Ａ２》スペーサ形成層１２を選択的に除去してスペーサ１０４’を形成する工程
Ａ２−１
次に、図４（ｄ）に示すように、スペーサ形成層１２に露光光（紫外線）を照射し、露光処理を行う（露光工程）。
【０１２２】
その際、図４（ｄ）に示すように、スペーサ１０４の平面視形状に対応した平面視形状をなす光透過部２０１を備えるマスク２０を介してスペーサ形成層１２に露光光を照射する。
【０１２３】
光透過部２０１は光透過性を有しており、光透過部２０１を透過した露光光は、スペーサ形成層１２に照射される。これにより、スペーサ形成層１２は、選択的に露光され、露光光が照射された部分が光硬化する。
【０１２４】
また、スペーサ形成層１２に対する露光処理は、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を介してスペーサ形成層１２に露光光を照射する。
【０１２５】
これにより、露光処理の際、支持基材１１がスペーサ形成層１２の保護層として機能し、スペーサ形成層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、その異物を容易に除去することが可能である。また、前述したようにマスク２０を設置する際に、マスク２０がスペーサ形成層１２に貼り付いてしまうことなく、マスク２０とスペーサ形成層１２との距離をより小さくすることができる。その結果、マスク２０を介してスペーサ形成層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、優れた寸法精度でスペーサ１０４’を形成することができ、設計に近い所望の形状および寸法で空隙部１０５を形成することができる。これにより、半導体装置１００の信頼性を高めることができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。このようにアライメントマーク１０１１およびアライメントマーク２０２に基づいてマスク２０に位置合わせを行うことにより、高い位置精度でスペーサ１０４’を形成することができる。その結果、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。
【０１２９】
その際、特に、支持基材１１およびスペーサ形成層１２は、それぞれ、厚さおよび吸光係数が所定の関係を有している。
【０１３０】
具体的には、可視光の波長帯域における支持基材１１の吸光係数をαＶ１［１／μｍ］とし、可視光の波長帯域におけるスペーサ形成層１２の吸光係数をαＶ2［１／μｍ］としたとき、下記＜１＞〜＜４＞の関係式をそれぞれ満たしている。
【０１３１】
αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜１＞
５≦ｔ１≦２００ ・・・＜２＞
５≦ｔ２≦４００ ・・・＜３＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５ ・・・＜４＞
【０１３２】
上記関係式＜１＞〜＜４＞を満たすことにより、支持基材１１およびスペーサ形成層１２を介して半導体ウエハー１０１’のスペーサ形成層１２側の面を良好に視認することができる。これにより、マスク２０を設置する際、半導体ウエハー１０１’上に形成されたアライメントマーク１０１１を良好に視認することができる。そのため、マスク２０の位置決めを正確に行う（すなわち、マスクアライメント性を向上させる）ことができる。その結果、寸法精度に優れたスペーサ１０４を形成することができる。
【０１３３】
なお、本明細書において、吸光係数は、光が媒体に入射したとき、その媒体がその光を吸収する程度を示す定数であって、対象となる媒体の材料、密度等の構成と、用いる光の波長とによって定められる値である。
【０１３４】
以下、上記＜１＞〜＜４＞の関係式について、詳細に説明する。
図６に示すように、支持基材１１を介してスペーサ形成層１２に可視光を照射した場合、支持基材１１に入射する可視光の量（放射発散度）をＩＶ０とし、支持基材１１を透過した可視光の量（すなわちスペーサ形成層１２に入射する可視光の量）をＩＶ１とし、スペーサ形成層１２を透過した可視光の量をＩＶ２とし、支持基材１１の厚さ方向での可視光の透過率をＴＶ１とし、スペーサ形成層１２の厚さ方向での可視光の透過率をＴＶ２とし、スペーサ形成用フィルム１全体（支持基材１１およびスペーサ形成層１２）の可視光の透過率をＴＶとしたときに、下記＜Ａ＞〜＜Ｃ＞の関係式を導くことができる。
【０１３５】
ＴＶ１＝ＩＶ１／ＩＶ０＝１０−αＶ１・ｔ１ ・・・＜Ａ＞
ＴＶ２＝ＩＶ２／ＩＶ１＝１０−αＶ２・ｔ２ ・・・＜Ｂ＞
ＴＶ＝ＴＶ１・ＴＶ２＝ＩＶ２／ＩＶ０＝１０−＜αＶ１・ｔ１＋αＶ２・ｔ２＞ ・・・＜Ｃ＞
【０１３６】
なお、ここでは、説明の便宜上、支持基材１１とスペーサ形成層１２との間における光吸収、光拡散等は考慮せず、支持基材１１を透過した可視光の放射発散度は、スペーサ形成層１２に入射する可視光の放射発散度に等しいものとする。
【０１３７】
前述したようにアライメントマーク１０１１およびアライメントマーク２０２に基づいてマスク２０に位置合わせを行う際に、その位置決め精度を高めるには、支持基材１１およびスペーサ形成層１２を介してアライメントマーク１０１１を良好に視認し得ることが必要である。そのため、透過率ＴＶ、ＴＶ１、ＴＶ２を大きくする必要がある。
【０１３８】
透過率ＴＶを大きくするには、上記関係式＜Ｃ＞からわかるように、（αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２）を小さくすればよい。
上記関係式＜Ｃ＞から下記関係式＜Ｄ＞を導くことができる。
【０１３９】
αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２＝−ｌｏｇ１０（ＴＶ）・・・＜Ｄ＞
ここで、−ｌｏｇ１０（Ｔ）およびＴは、図７に示すような関係を有する。
【０１４０】
図７からわかるように、−ｌｏｇ１０（ＴＶ）が約０．７（＝ｌｏｇ１０（０．２））以下となると、透過率Ｔが急激に大きくなる。言い換えると、−ｌｏｇ１０（ＴＶ）が約０．７よりも小さくなると、透過率ＴＶが急激に低下する。
【０１４１】
したがって、（αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２）をｌｏｇ１０（０．２）以下とすること、すなわち、上記関係式＜１＞を満たすことで、透過率ＴＶを高めることができる。
【０１４２】
そして、本発明者は、鋭意検討の結果、上記関係式＜１＞を満たす上で、厚さｔ１、ｔ２の最適な値を見出し、上記関係式＜２＞〜＜４＞を得た。
【０１４３】
このような上記＜１＞〜＜４＞の関係式を満たすように、支持基材１１およびスペーサ形成層１２を構成することにより、前述したように、マスクアライメント性を向上させることができる。
【０１４４】
これに対し、αV１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２が−ｌｏｇ１０（０．２）よりも大きいと、スペーサ形成層１２の下面まで十分に視認することができず、マスクアライメント性が著しく低下してしまう。
【０１４５】
また、支持基材１１の平均厚さｔ１が５μｍ未満であると、支持基材１１がスペーサ形成層１２を支持する機能を発揮することができない。一方、支持基材１１の平均厚さｔ１が２００μｍを超えると、上記＜１＞の関係式を満たすような支持基材１１の構成材料の選択が難しい。また、スペーサ形成用フィルム１の取り扱い性が低下する。
【０１４６】
また、スペーサ形成層１２の平均厚さｔ２が５μｍ未満であると、スペーサ１０４が必要な大きさの空隙部１０５を形成することができない。一方、スペーサ形成層１２の平均厚さｔ２が４００μｍを超えると、上記＜１＞の関係式を満たすようなスペーサ形成層１２の構成材料の選択が難しい。
【０１４７】
また、スペーサ形成用フィルム１の平均厚さ（ｔ１＋ｔ２）が１０μｍ未満であると、支持基材１１がスペーサ形成層１２を支持する機能を発揮することができなかったり、スペーサ１０４が必要な大きさの空隙部１０５を形成することができなかったりする。一方、スペーサ形成用フィルム１の平均厚さ（ｔ１＋ｔ２）が４０５μｍを超えると、上記＜１＞の関係式を満たすような支持基材１１やスペーサ形成層１２の構成材料の選択が難しく、また、スペーサ形成用フィルム１の取り扱い性が低下する。
【０１４８】
また、下記＜５＞〜＜７＞の関係式をそれぞれ満たすのが好ましい。
ＩＶ１／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜５＞
ＩＶ２／ＩＶ１≧０．２ ・・・＜６＞
ＩＶ２／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜７＞
【０１４９】
上記関係式＜５＞〜＜７＞を満たすことにより、より確実に、マスク２０の位置決めを正確に行う（すなわち、マスクアライメント性を向上させる）ことができる。
【０１５０】
特に、このようなマスクアライメント性を向上させる観点からは、
ＩＶ１／ＩＶ０≧０．４
ＩＶ２／ＩＶ１≧０．４
ＩＶ２／ＩＶ０≧０．４
なる関係式をそれぞれ満たすのがより好ましい。なお、ここで、ＩＶ１／ＩＶ０は、支持基材１１の厚さ方向における可視光の透過率ＴＶ１に等しく、ＩＶ２／ＩＶ１は、スペーサ形成層１２の厚さ方向における可視光の透過率ＴＶ２に等しく、ＩＶ２／ＩＶ０は、スペーサ形成用フィルム１の厚さ方向における可視光の透過率ＴＶに等しい。
【０１５１】
また、後述する工程《Ａ２》での露光工程に用いる露光光の波長帯域における支持基材１１の吸光係数をαＥ１とし、前記露光光の波長帯域におけるスペーサ形成層１２の吸光係数をαＥ２としたとき、下記＜８＞〜＜１１＞のそれぞれの関係式を満たすのが好ましい。
【０１５２】
αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜８＞
５≦ｔ１≦１００ ・・・＜９＞
５≦ｔ２≦３５０ ・・・＜１０＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４００ ・・・＜１１＞
【０１５３】
上記＜８＞〜＜１１＞の関係式を満たすように、支持基材１１およびスペーサ形成層１２を構成することにより、前述したようなマスクアライメント性を向上させる効果に加え、露光工程において、露光光をスペーサ形成層１２の厚さ方向の全域にわたって確実に照射することができる。そのため、露光工程においてスペーサ形成層１２の半導体ウエハー１０１’側の面付近に露光光が十分に到達しないことに起因して現像時にスペーサ形成層１２の半導体ウエハー１０１’側の面付近が溶解してしまう現象（いわゆるアンダーカット）を防止することができる。その結果、寸法精度に優れたスペーサ１０４’を形成することができる。また、スペーサ１０４’と半導体ウエハー１０１’とが確実に接合されるので、信頼性に優れた半導体ウエハー接合体１０００および半導体装置１００を得ることができる。
【０１５４】
これに対し、αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２が−ｌｏｇ１０（０．２）よりも大きいと、露光工程の条件や支持基材１１およびスペーサ形成層１２の構成等によっては、スペーサ形成層１２の下面まで十分な露光光を照射することができず、アンダーカットを生じる場合がある。
【０１５５】
また、支持基材１１の平均厚さｔ１が１００μｍを超えると、上記＜８＞の関係式を満たすような支持基材１１の構成材料の選択が難しい。
【０１５６】
また、スペーサ形成層１２の平均厚さｔ２が３５０μｍを超えると、上記＜８＞の関係式を満たすようなスペーサ形成層１２の構成材料の選択が難しい。
【０１５７】
また、スペーサ形成用フィルム１の平均厚さ（ｔ１＋ｔ２）が４００μｍを超えると、上記＜８＞の関係式を満たすような支持基材１１やスペーサ形成層１２の構成材料の選択が難しい。
【０１５８】
また、上記関係式＜８＞〜＜１１＞の関係式を満たす場合、支持基材１１に入射する露光光の量をＩＥ０とし、支持基材１１を透過した前記露光光の量をＩＥ１とし、スペーサ形成層１２を透過した前記露光光の量をＩＥ２としたとき、下記＜１２＞〜＜１４＞の関係式を満たすのが好ましい。
【０１５９】
ＩＥ１／ＩＥ０≧０．２ ・・・＜１２＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ１≦０．９ ・・・＜１３＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ０≦０．９ ・・・＜１４＞
【０１６０】
上記関係式＜１２＞〜＜１４＞を満たすことにより、より確実に、スペーサ形成層１２の厚さ方向での全域にわたって露光光を照射することができ、上述したようなアンダーカットに関する問題を防止することができる。
【０１６１】
特に、このようなアンダーカットに関する問題を防止する観点からは、
ＩＥ１／ＩＥ０≧０．４
なる関係式を満たすのがより好ましい。なお、ここで、ＩＥ１／ＩＥ０は、支持基材１１の厚さ方向における露光光の透過率ＴＥ１に等しく、ＩＥ２／ＩＥ１は、スペーサ形成層１２の厚さ方向における露光光の透過率ＴＥ２に等しく、ＩＥ２／ＩＥ０は、スペーサ形成用フィルム１の厚さ方向における露光光の透過率ＴＥに等しい。
【０１６２】
また、支持基材１１とマスク２０との間の距離は、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を介してスペーサ形成層１２に照射された露光光により形成される像をより鮮明なものとすることができ、優れた寸法精度でスペーサ１０４を形成することができる。
【０１６３】
特に、支持基材１１とマスク２０とを接触した状態で前記露光処理を行うのが好ましい。これにより、スペーサ形成層１２とマスク２０との間の距離を全域にわたって安定的に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。
【０１６４】
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との間の距離を自由に、かつ、正確に設定することができる。また、支持基材１１の厚さを薄くすることで、スペーサ形成層１２とマスク２０との間の距離をより小さくし、マスク２０を介してスペーサ形成層１２に照射された光により形成される像の暈けを防止することができる。
【０１６５】
なお、本明細書において、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での露光光の透過率とは、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での露光光のピーク波長（例えば３６５ｎｍ）における透過率を言う。また、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での可視光の透過率とは、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での６００ｎｍの波長の光のピーク波長における透過率を言う。また、支持基材１１およびスペーサ形成層１２の厚さ方向での光の透過率は、例えば、透過率測定装置（（株）島津製作所社製、ＵＶ−１６０Ａ）を用いて計測することができる。
【０１６６】
なお、前述したような露光後、必要に応じて、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る。そのため、後述する現像工程において、スペーサ形成層１２の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。
【０１６７】
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、スペーサ形成層１２の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。
【０１６８】
Ａ２−２
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）。すなわち、支持基材１１をスペーサ形成層１２から剥離する。
【０１６９】
Ａ２−３
次に、図４（ｆ）に示すように、スペーサ形成層１２の未硬化の部分を現像液を用いて除去する（現像工程）。これにより、スペーサ形成層１２の光硬化した部分が残存して、スペーサ１０４’および空隙部１０５’が形成される。
【０１７０】
その際、スペーサ形成層１２が前述したようなアルカリ可溶性樹脂を含んで構成されている場合、現像液としてアルカリ水溶液を用いることができる。
【０１７１】
《Ａ３》スペーサ１０４’の半導体ウエハー１０１’とは反対側の面に透明基板１０２’を接合する工程
次に、図４（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’と透明基板１０２’とがスペーサ１０４’を介して接合され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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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、熱圧着時における加圧力を抑えつつ、スペーサ１０４’と透明基板１０２’とを熱圧着により接合することができる。そのため、形成されるスペーサ１０４は、不本意な変形が抑えられ、寸法精度の優れたものとなる。
【０１７４】
《Ａ４》半導体ウエハー１０１’の下面に所定の加工または処理を施す工程
Ａ４−１
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とは反対側の面（下面）１１１を研削する（バックグラインド工程）。
【０１７５】
この半導体ウエハー１０１’の面１１１の研削は、例えば、研削装置（グラインダー）を用いて行うことができる。
【０１７６】
かかる面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。
【０１７７】
Ａ４−２
次に、図５（ｉ）に示すように、半導体ウエハー１０１’の面１１１上に、半田バンプ１０６を形成する。
【０１７８】
その際、図示しないが、半田バンプ１０６の形成の他に、半導体ウエハー１０１’の面１１１に配線も形成する。
【０１７９】
［Ｂ］半導体ウエハー接合体１０００を個片化する工程
次に、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（ダイシング工程）。
【０１８０】
その際、半導体ウエハー１０１’に形成された個別回路毎、すなわち、各空隙部１０５毎に、半導体ウエハー接合体１０００を個片化する。
【０１８１】
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、透明基板１０２’側からダイシングソーにより、スペーサ１０４’の格子に沿って、スペーサ１０４’と半導体ウエハー１０１’との界面まで切込み２１を入れた後、さらに、半導体ウエハー１０１’に切込み２２を入れることにより行われる。
【０１８２】
なお、ダイシングソーによる半導体ウエハー接合体１０００の個片化は、透明基板１０２’、スペーサ１０４’および半導体ウエハー１０１’を一気に切断しても、半導体ウエハー１０１’側から切込みを入れても良い。
【０１８３】
このようにして得られた半導体装置１００は、例えば、配線がパターンニングされた基板上に搭載され、この基板上の配線と、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。
【０１８４】
また、半導体装置１００は、前述したように基板上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。
【０１８５】
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’とを接合する場合を例に説明したが、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’とを接合することもできる。このような場合、露光工程において、透明基板１０２’上およびマスク２０上にそれぞれアライメントマークを設け、これらのアライメントマークに基づいて、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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
例えば、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、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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
また、本発明のスペーサ形成用フィルム、半導体ウエハー接合体および半導体装置の各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【実施例】
【０１９０】
以下、本発明の具体的な実施例を説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１９１】
［１］半導体ウエハー接合体の製造
（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。
【０１９２】
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５４．８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％、紫外線吸収剤（共同薬品（株）製、Ｖｉｏｓｏｒｂ５５０）０．２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。
【０１９３】
３．スペーサ形成用フィルムの製造
まず、支持基材として、厚さ５μｍのポリエステルフィルム（三菱樹脂社製、「ＭＲＸ５０」を用意した。この支持基材の厚さ方向における可視光（６００ｎｍ）の透過率ＴＶ１は、９８．７％であった。また、この支持基材の厚さ方向における可視光（６００ｎｍ）の吸光係数αＶ１は、０．００１１［１／μｍ］であった。また、支持基材の厚さ方向における露光光（３６５ｎｍ）の透過率ＴＥ１は、９７．７％であった。また、この支持基材の厚さ方向における露光光（３６５ｎｍ）の吸光係数αＥ１は、０．００２［１／μｍ］であった。
【０１９４】
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５μｍ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ＴＶ２は、９９．８％であった。また、スペーサ形成層の厚さ方向における可視光（６００ｎｍ）の吸光係数αＶ２は、０．０００２［１／μｍ］であった。また、形成されたスペーサ形成層の露光光（３６５ｎｍ）の透過率ＴＥ２は、８９．５％であった。また、スペーサ形成層の厚さ方向における露光光（３６５ｎｍ）の吸光係数αＥ２は、０．００９６［１／μｍ］であった。
【０１９５】
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内側の位置で、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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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間の距離を、０ｍｍとした。
【０１９８】
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選択的に露光した後、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％に対し、格子状に露光される露光部の幅が０．６ｍｍとなるように露光した。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
（実施例２〜９、比較例１、２）
支持基材の吸光係数αＥ１および厚さＴ１と、スペーサ形成層の吸光係数αＥ２および厚さＴ２とを表１に示すようにした以外は、前述した実施例１と同様にして、半導体ウエハー接合体を得た。
【０２０２】
ここで、比較例２では、支持基材としてポリイミドフィルム（宇部興産（株）製、ユーピレックス２５ＳＧＡ）を用いた。また、実施例４〜９、比較例１、２では、表２に示すように、スペーサ形成層の形成に用いる樹脂ワニスの配合比を変更することで、スペーサ形成層の吸光係数αＶ２、αＥ２を変更した。
【０２０３】
なお、表２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」、トリエチレングリコールジメタクリレート（新中村化学工業社製、ＮＫエステル３Ｇ）を「３Ｇ」と示した。また、実施例７〜９および比較例２では、表２には示していないが、シリカフィラー（トクヤマ社製、ＮＳＳ−３Ｎ、平均粒径０．１２５μｍ、最大粒径０．３５μｍ）を３０重量％添加している。
【０２０４】
【表１】
【０２０５】
【表２】
【０２０６】
［２］評価
［２−１］マスクアライメント性の評価
各実施例および各比較例の半導体ウエハー接合体を上述したようにして製造する際に、スペーサ形成用フィルム付き半導体ウエハーを目視により観察し、マスクアライメント性を以下の評価基準に従い評価した。
【０２０７】
◎：支持基材およびスペーサ形成層を介して半導体ウエハー上のアライメントマークを極めて明瞭に視認することができた。
○：半導体ウエハー上のアライメントマークが僅かに暈けて見えるものの、支持基材およびスペーサ形成層を介して半導体ウエハー上のアライメントマークを実用上問題のない程度に視認することができた。
△：支持基材およびスペーサ形成層を介して半導体ウエハー上のアライメントマークを明瞭に視認することができず、実用上問題があった。
×：支持基材およびスペーサ形成層を介して半導体ウエハー上のアライメントマークを視認することができなかった。
【０２０８】
［２−２］アンダーカットによる欠け発生の評価
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、上述したようにして１００個ずつ製造した。以下のような評価を行った。
【０２０９】
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（アンダーカットによる欠けの発生の程度）を以下の評価基準に従い評価した。
【０２１０】
◎：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。
【０２１１】
これらの評価結果を表１に示す。
表１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、マスクアライメント性に優れ、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。
【０２１２】
これに対して、比較例では、マスクアライメント性が悪く、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。
【符号の説明】
【０２１３】
１ スペーサ形成用フィルム
１１ 支持基材
１２ スペーサ形成層
１００ 半導体装置
１０１ ベース基板
１０１’ 半導体ウエハー
１０１１ アライメントマーク
１０２、１０２’ 透明基板
１０３ 受光部
１０４、１０４’ スペーサ
１０５、１０５’ 空隙部
１０６ 半田バンプ
１１１ 面
１０００ 半導体ウエハー接合体
２０ マスク
２１、２２ 切込み
２０１ 光透過部
２０２ アライメントマーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の支持基材と、
前記支持基材上に設けられ、透明基板と半導体ウエハーとの間に設けられるスペーサを露光、現像により形成し得る光硬化性を有するスペーサ形成層とを備えるスペーサ形成用フィルムであって、
前記支持基材の平均厚さをｔ１［μｍ］とし、前記スペーサ形成層の平均厚さをｔ２［μｍ］とし、可視光の波長帯域における前記支持基材の吸光係数をαＶ１［１／μｍ］とし、可視光の波長帯域における前記スペーサ形成層の吸光係数をαＶ2［１／μｍ］としたとき、下記＜１＞〜＜４＞の関係式をそれぞれ満たすことを特徴とするスペーサ形成用フィルム。
αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜１＞
５≦ｔ１≦２００ ・・・＜２＞
５≦ｔ２≦４００ ・・・＜３＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５ ・・・＜４＞
【請求項２】
前記支持基材に入射する可視光の量をＩＶ０とし、前記支持基材を透過した前記可視光の量をＩＶ１とし、前記スペーサ形成層を透過した前記可視光の量をＩＶ２としたとき、下記＜５＞〜＜７＞の関係式を満たす請求項１に記載のスペーサ形成用フィルム。
ＩＶ１／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜５＞
ＩＶ２／ＩＶ１≧０．２ ・・・＜６＞
ＩＶ２／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜７＞
【請求項３】
前記露光に用いる露光光の波長帯域における前記支持基材の吸光係数をαＥ１［１／μｍ］とし、前記露光光の波長帯域における前記スペーサ形成層の吸光係数をαＥ2［１／μｍ］としたとき、下記＜８＞〜＜１１＞の関係式を満たす請求項１または２に記載のスペーサ形成用フィルム。
αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜８＞
５≦ｔ１≦１００ ・・・＜９＞
５≦ｔ２≦３５０ ・・・＜１０＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４００ ・・・＜１１＞
【請求項４】
前記支持基材に入射する前記露光光の量をＩＥ０とし、前記支持基材を透過した前記露光光の量をＩＥ１とし、前記スペーサ形成層を透過した前記露光光の量をＩＥ２としたとき、下記＜１２＞〜＜１４＞の関係式を満たす請求項３に記載のスペーサ形成用フィルム。
ＩＥ１／ＩＥ０≧０．２ ・・・＜１２＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ１≦０．９ ・・・＜１３＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ０≦０．９ ・・・＜１４＞
【請求項５】
前記支持基材は、樹脂材料を主材料として構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
【請求項６】
前記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートである請求項５に記載のスペーサ形成用フィルム。
【請求項７】
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６のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
【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に記載のスペーサ形成用フィルム。
【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に記載のスペーサ形成用フィルム。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、
前記スペーサ形成層を半導体ウエハーの一方の面側に貼着する工程と、
前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に選択的に露光光を照射することにより、露光処理を施す工程と、
前記支持基材を除去する工程と、
前記スペーサ形成層に現像液を用いて現像処理を施すことにより、スペーサを形成する工程と、
前記スペーサの前記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９のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、
前記スペーサ形成層を透明基板の一方の面側に貼着する工程と、
前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に選択的に露光光を照射することにより、露光処理を施す工程と、
前記支持基材を除去する工程と、
前記スペーサ形成層に現像液を用いて現像処理を施すことにより、スペーサを形成する工程と、
前記スペーサの前記透明基板とは反対の面に、半導体ウエハーを接合する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１２】
前記露光光を前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に照射するに際しては、前記支持基材に対して前記スペーサ形成層とは反対側にマスクを設置し、該マスクを介して前記露光光の照射を行う請求項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】
前記マスクの設置に際し、前記マスクと、前記スペーサ形成層に対して前記支持基材とは反対側に設けられた前記半導体ウエハーまたは前記透明基板とにそれぞれ設けられたアライメントマークに基づいて、前記マスクの位置合わせを行う請求項１２に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１４】
前記露光工程における前記マスクと前記支持基材との間の距離は、０〜２０００μｍである請求項１２または１３に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１０ないし１４のいずれかに記載の製造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１６】
請求項１ないし９のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用いて形成されたスペーサを介して、半導体ウエハーと透明基板とが接合されていることを特徴とする半導体ウエハー接合体。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の半導体ウエハー接合体を個片化することにより得られたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１】
シート状の支持基材と、
前記支持基材上に設けられ、透明基板と半導体ウエハーとの間に設けられるスペーサを露光、現像により形成し得る光硬化性を有するスペーサ形成層とを備えるスペーサ形成用フィルムであって、
前記支持基材の平均厚さをｔ１［μｍ］とし、前記スペーサ形成層の平均厚さをｔ２［μｍ］とし、可視光の波長帯域における前記支持基材の吸光係数をαＶ１［１／μｍ］とし、可視光の波長帯域における前記スペーサ形成層の吸光係数をαＶ2［１／μｍ］としたとき、下記＜１＞〜＜４＞の関係式をそれぞれ満たすことを特徴とするスペーサ形成用フィルム。
αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜１＞
５≦ｔ１≦２００ ・・・＜２＞
５≦ｔ２≦４００ ・・・＜３＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５ ・・・＜４＞
【請求項２】
前記支持基材に入射する可視光の量をＩＶ０とし、前記支持基材を透過した前記可視光の量をＩＶ１とし、前記スペーサ形成層を透過した前記可視光の量をＩＶ２としたとき、下記＜５＞〜＜７＞の関係式を満たす請求項１に記載のスペーサ形成用フィルム。
ＩＶ１／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜５＞
ＩＶ２／ＩＶ１≧０．２ ・・・＜６＞
ＩＶ２／ＩＶ０≧０．２ ・・・＜７＞
【請求項３】
前記露光に用いる露光光の波長帯域における前記支持基材の吸光係数をαＥ１［１／μｍ］とし、前記露光光の波長帯域における前記スペーサ形成層の吸光係数をαＥ2［１／μｍ］としたとき、下記＜８＞〜＜１１＞の関係式を満たす請求項１または２に記載のスペーサ形成用フィルム。
αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２≦−ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜８＞
５≦ｔ１≦１００ ・・・＜９＞
５≦ｔ２≦３５０ ・・・＜１０＞
１０≦ｔ１＋ｔ２≦４００ ・・・＜１１＞
【請求項４】
前記支持基材に入射する前記露光光の量をＩＥ０とし、前記支持基材を透過した前記露光光の量をＩＥ１とし、前記スペーサ形成層を透過した前記露光光の量をＩＥ２としたとき、下記＜１２＞〜＜１４＞の関係式を満たす請求項３に記載のスペーサ形成用フィルム。
ＩＥ１／ＩＥ０≧０．２ ・・・＜１２＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ１≦０．９ ・・・＜１３＞
０．１≦ＩＥ２／ＩＥ０≦０．９ ・・・＜１４＞
【請求項５】
前記支持基材は、樹脂材料を主材料として構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
【請求項６】
前記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートである請求項５に記載のスペーサ形成用フィルム。
【請求項７】
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６のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
【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に記載のスペーサ形成用フィルム。
【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に記載のスペーサ形成用フィルム。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、
前記スペーサ形成層を半導体ウエハーの一方の面側に貼着する工程と、
前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に選択的に露光光を照射することにより、露光処理を施す工程と、
前記支持基材を除去する工程と、
前記スペーサ形成層に現像液を用いて現像処理を施すことにより、スペーサを形成する工程と、
前記スペーサの前記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９のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用意する工程と、
前記スペーサ形成層を透明基板の一方の面側に貼着する工程と、
前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に選択的に露光光を照射することにより、露光処理を施す工程と、
前記支持基材を除去する工程と、
前記スペーサ形成層に現像液を用いて現像処理を施すことにより、スペーサを形成する工程と、
前記スペーサの前記透明基板とは反対の面に、半導体ウエハーを接合する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１２】
前記露光光を前記支持基材を介して前記スペーサ形成層に照射するに際しては、前記支持基材に対して前記スペーサ形成層とは反対側にマスクを設置し、該マスクを介して前記露光光の照射を行う請求項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】
前記マスクの設置に際し、前記マスクと、前記スペーサ形成層に対して前記支持基材とは反対側に設けられた前記半導体ウエハーまたは前記透明基板とにそれぞれ設けられたアライメントマークに基づいて、前記マスクの位置合わせを行う請求項１２に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１４】
前記露光工程における前記マスクと前記支持基材との間の距離は、０〜２０００μｍである請求項１２または１３に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１０ないし１４のいずれかに記載の製造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１６】
請求項１ないし９のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルムを用いて形成されたスペーサを介して、半導体ウエハーと透明基板とが接合されていることを特徴とする半導体ウエハー接合体。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の半導体ウエハー接合体を個片化することにより得られたことを特徴とする半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−６６１６７（Ｐ２０１１−６６１６７Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１５０５７（Ｐ２００９−２１５０５７）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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