JP2008103523A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の半導体装置構成部材を接合剤層を介して接合してなる半導体装置及びその製造方法であって、所望とする領域にのみ接合剤層を容易にかつ確実に形成することを可能とする半導体装置及びその製造方法を得る。
【解決手段】第１の半導体素子チップ５上に、接合剤層８を介して第２の半導体素子チップ９が積層されており、接合剤層８が、感光性樹脂組成物の硬化物からなり、該感光性樹脂組成物が、部分的に光を照射した際に、光が照射された露光部において光の照射により酸または塩基を発生し、未露光部の感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、露光部において硬化する感光性樹脂組成物からなり、未露光部が、第１の半導体素子チップ５の上面に設けられた電極６ａ，６ｂの少なくとも一部を含むように形成されている、半導体装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の半導体装置構成部材が接合剤層を介して接合されている構造を備えた半導体装置に関し、例えば、複数の半導体素子チップが接合剤層を介して積層されている半導体装置や半導体素子が構成されている第１の部材に、他の第２の部材が接合剤層を介して積層されている半導体装置及びその製造方法に関する。

従来、電子機器の小型を図るために、複数の半導体素子チップを積層してなる半導体チップ積層体が種々提案されている。上記半導体チップ積層体を得るにあたっては、下方の半導体素子チップ上に接合剤を付与し、上方の半導体素子チップを積層し、接合する方法、あるいは上側の半導体素子チップの下面に接合剤を塗布しておき、下方の半導体素子チップに積層し、接合する方法が用いられている。このような接合剤としては、従来、光硬化型の接着剤や熱硬化型の接着剤などが用いられていた。

しかしながら、図１４に模式的に示すように、上方の半導体素子チップ１０２が傾いて接合されることがあった。図１４では、基板１００上に接合剤１０４を介して下方の半導体素子チップ１０１が接合されており、半導体素子チップ１０１上に接合剤１０５を介して上方の半導体素子チップ１０２が積層されている。

製造に際しては、通常上方の半導体素子チップ１０２の下面に接合剤１０５を塗工し、半導体素子チップ１０１上に積層する。その場合、接合剤１０５の流動性が高い状態で接合すると、図示のように、接合剤層の厚みばらつきが生じ、半導体素子チップ１０２が傾斜することがあった。その結果、図示のように、半導体素子チップ１０２の下面が下方のボンディングワイヤー１０７に傾接し、はなはだしき場合には、衝突し、ボンディングワイヤー１０７による接続の信頼性が損なわれることがあった。

このような傾斜を抑制するには、接合剤１０５の流動性が低くなった半硬化状態で接合すればよいと考えられる。しかしながら、接合剤１０５の硬化が進行した状態では、下方の半導体素子チップ１０１の上面に設けられた電極１０３ａ，１０３ｂに接合されているボンディングワイヤー１０６，１０７を接合剤１０５内に埋め込むことが困難となる。すなわち、硬化状態に近い接合剤１０５によりボンディングワイヤーと１０６，１０７が押され、ボンディングワイヤー１０６，１０７による接続の信頼性が損なわれることがあった。

上記のような問題を解決するために、接合剤中に無機微粒子などからなるスペーサーを介在させる方法が開示されている。すなわち、下方の半導体素子チップの上面にスペーサーを分散し、あるいは下方の半導体素子チップの上面に複数層の突出部をスペーサーとして形成した後に、下面に接合剤が塗工された上方の半導体素子チップを積層する方法が開示されている。

また、下記の特許文献２には、複数の半導体素子チップを積層するに際し、半導体素子チップ間にダミーチップを介在させる方法も開示されている。

上記のように複数の半導体素子チップを積層した構造の他、複数の半導体装置構成部材を接合剤を介して接合した構造を有する様々な半導体装置が知られている。例えば、半導体装置構成部材としての基板上に、他の半導体装置構成部材としての半導体素子チップを接合剤により接合してなる半導体装置や、ＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージセンサーを構成する半導体装置構成基板上に接合剤を介して透明基板を接合してなる半導体イメージセンサーなども知られている。これらの半導体装置では、複数の半導体装置構成部材を接合剤を用いて接合した構造を有しているが、電気的接続に際しては、ボンディングワイヤーやバンプが用いられている。この種の半導体装置においても、複数の半導体構成部材を接合するに際しては、上記ボンディングワイヤーやバンプによる電気的接続の信頼性を損なうことなく接合することが強く求められている。従って、電気的接続部分を接合剤層に埋設して、電気的接続部分の信頼性を高めたり、あるいは電気的接続部分に接合剤層が逆に侵入しないようにして、導通を確保した構成などが知られている。
特開２００３−１７９２００号公報 特開２００６−６６８１６号公報

前述した特許文献１に記載のようなスペーサーを用いた半導体チップ積層体の製造方法では、半導体チップ積層体の小型化及び高密度化に対応することが困難であった。すなわち、小型化及び高密度化を進めた場合、接合剤層の厚みが非常に薄くなり、従って、用いるスペーサーについても小さくしなければならず、かつ小さいスペーサーの寸法を高精度に制御しなければならなかった。従って、そのような小さなスペーサーの寸法を高精度に制御することが極めて困難であり、かつそのような小さなスペーサーを分散配置する工程も煩雑にならざるを得なかった。

また、特許文献２に記載の構成では、ダミーチップを用いているため、半導体チップ積層体全体の厚みが大きくならざるを得ず、低背化の妨げとなっていた。また、ダミーチップを積層する工程を余分に実施しなければならないという問題もあった。

他方、基板上に半導体素子チップを搭載してなる半導体装置や、複数の半導体装置構成部材として、例えばイメージセンサーの要部を構成している半導体基板と、透明基板などの他の半導体装置構成部材とを接合剤を介して積層した構造などにおいては、所望とする領域に接合剤を配置し、所望でない領域には接合剤が配置されないことが必要である。従って、上記接合剤の塗布に際し、接合剤が塗布されるべき領域と、塗布されるべきでない領域とに区分して接合剤を塗布しなければならない。しかしながら、半導体装置の小型化を進むにつれて非常に微小な領域に正確に接合剤を塗布することは、困難であった。すなわち、接合剤の塗布には、スクリーン印刷などの印刷法が多用されているが、このような塗布方法では接合剤を高精度に所望とする領域に印刷することは困難であった。

また、インクジェット吐出法などにより、所定の部分にのみ接合剤を付与する方法も知られているが、このような方法においても、接合剤を所望とする小さな領域に正確に付与することは困難であった。

さらに、従来、フォトリソグラフィ法を用いたパターニングにより、接合剤を所望とする領域のみにより形成する方法も知られているが、フォトリソグラフィ法を用いた場合には、煩雑な現像処理を実施しなければならなかった。そのため、環境負担が大きく、さらに生産性が低下し、コストが高くつくという問題があった。

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、半導体装置の小型化を進めた場合であっても、複数の半導体装置構成部材間の接合を果たすための接合剤層が高精度に所望とする領域に形成されており、しかも、該接合剤層を容易にかつ高精度に形成し得るため、コストを低減することが可能とされている半導体装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明に係る半導体装置は、上面に他の部分に電気的にするための電極が形成されている第１の半導体装置構成部材と、前記第１の半導体装置構成部材の上面において部分的に設けられた接合剤層と、前記接合剤層を介して前記第１の半導体装置構成部材に積層され、接合されている第２の半導体装置構成部材とを備え、前記接合剤層が、感光性樹脂組成物の硬化物からなり、該感光性樹脂組成物が、部分的に光を照射した際に、光が照射された露光部において光の照射により酸または塩基を発生し、未露光部の感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、露光部において硬化する感光性樹脂組成物からなり、前記未露光部が、前記第１の半導体装置の上面に設けられた第１の半導体装置構成部材を前記電極の少なくとも一部を含むことを特徴とする。

本発明に係る半導体装置では、好ましくは、第１の半導体装置構成部材が、第１の半導体素子チップであり、第２の半導体装置構成部材が、第２の半導体素子チップであり、それによって、複数の半導体素子チップが積層されている。この場合には、本発明に従って、小型化を進めた場合であっても、信頼性に優れた半導体素子チップ積層体を提供することができ、半導体装置の高密度化を進めることが可能となる。

上記半導体素子チップ積層体においては、第１の半導体素子チップの電極を他の部分と電気的に接続する構成については、様々な電気的接続手段を用いて行うことができる。

本発明のある特定の局面では、前記第１の半導体素子チップの上面に設けられた前記電極に一端が接続されているボンディングワイヤーをさらに備え、該ボンディングワイヤーが、第１，第２の半導体素子チップを積層してなる積層体外に延ばされている。

また、本発明の他の特定の局面では、前記第１の半導体素子チップと第２の半導体素子チップの平面形状が同一であり、前記電極が、上方に第２の半導体素子チップが位置する部分において、前記第１の半導体素子チップの上面に配置されており、前記ボンディングワイヤーが、第１，第２の半導体素子チップ間の隙間から積層体の外側に延ばされている。

この場合、第１の半導体素子チップの上面の電極の上方に第２の半導体素子チップが位置しているため、第２の半導体素子チップの下面の全面に接合剤を付与した場合、ボンディングワイヤーに接合剤が接触し、電気的接続の信頼性が損なわれるおそれがあるが、本発明では、電極が未露光部に位置するようにして、感光性樹脂組成物が硬化されて接合剤層が形成されているので、ボンディングワイヤーと電極との接続部分が接合剤に接触せず、従って、ボンディングワイヤーと電極との電気的接続の信頼性を確保することができる。

また、本発明に係る半導体素子チップでは、前記第１，第２の半導体素子チップが、前記第１の半導体素子チップの上面に設けられた電極の上方に第２の半導体素子チップが位置しないように積層されていてもよい。

このように、第１の半導体素子チップの上面に設けられた電極の上方に第２の半導体素子チップが位置していない場合には、該電極へのボンディングワイヤーの接続を容易に行うことができる。

本発明に係る半導体装置のさらに他の特定の局面では、前記第１の半導体装置構成部材が基板または半導体素子チップであり、前記第２の半導体装置構成部材が第２の半導体素子チップであり、前記基板または前記第１の半導体素子チップの上面に設けられた前記電極に電気的に接続されるバンプが前記第２の半導体素子チップの下面に形成されており、前記接合剤層が、前記バンプ及び前記電極を取り囲むように設けられている。この場合には、バンプを用いて第１，第２の半導体素子チップ間の電気的接続が行われているが、接合剤層が上記感光性樹脂組成物を露光部において硬化させ、未露光部の感光性樹脂組成物を露光側に移動させているので、バンプによる電気的接続部分が接合剤層により阻害され難い。

本発明に係る半導体装置では、好ましくは、前記第１の半導体装置構成部材が上面に複数のマイクロレンズが配置された受光領域と、前記電極として、受光領域を囲む外側の部分に配置された複数のバンプとを有し、前記第２の半導体装置構成部材が、前記バンプの上端に接合される第２の電極を下面に有し、前記接合剤層が、前記バンプ及び前記第２の半導体装置構成部材の下面に形成された第２の電極を囲むように、かつ前記受光領域を除いた領域に設けられており、それによってイメージセンサーが構成されている。この場合には、接合剤層が、バンプ及び第２の半導体装置構成部材の下面に形成された第２の電極を囲むようにかつ受光領域を除いた領域に設けられているので、受光領域への光の入射に影響を与えることなく、かつバンプ及び上記電極による電気的接続の信頼性を確保しつつ、接合剤層により第１，第２の半導体装置構成部材が接合される。しかも、上記接合剤層が、上記感光性樹脂組成物層の光の照射による硬化により形成されているので、上記バンプ及び第２の半導体装置構成部材の下面に形成された第２の電極を囲むように、かつ受光領域を除いた領域に、確実に接合剤を形成することができる。

本発明に係る半導体装置では、好ましくは、前記接合剤層が、前記受光領域を囲む枠状の領域であって、前記複数のバンプが配置されている部分の内側に位置しており、それによって接合剤層により枠状のダムが形成されている。

本発明に係る半導体装置では、好ましくは、前記感光性樹脂組成物の硬化物により、前記接合剤層だけでなく前記マイクロレンズが形成されている。

本発明に係る半導体装置においては、上記のように、光の照射により、未露光部に位置している感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、露光部において、感光性樹脂組成物が硬化する感光性樹脂組成物を用いて接合剤層を形成したことに最大の特徴を有する。このような未露光部から露光部への感光性樹脂組成物の移動が生じ、露光部において硬化が進行する感光性樹脂組成物としては、好ましくは、酸または塩基の作用により硬化する硬化性樹脂と、光の照射により酸または塩基を発生する光酸または光塩基発生剤とを含有する感光性樹脂組成物が用いられる。この場合には、選択的露光を行うだけで、露光部に未露光部の感光性樹脂組成物が移動して、露光部で硬化が進行することにより、上記スペーサー及び／または突起が確実に形成される。

本発明において、好ましくは、前記感光性樹脂組成物が、酸または塩基の作用により酸または塩基を増殖的に生成する酸または塩基増殖剤がさらに含有されている。この場合には、酸または塩基増殖剤により、選択的露光に際し酸または塩基が増殖的に生成されることになるため、露光部における硬化を促進することができるとともに、未露光部の感光性樹脂組成物を露光部に速やかに移動させることができる。

上記硬化性樹脂については、特に限定されないが、好ましくは、ノボラック系エポキシオリゴマーが用いられる。また、上記光酸または光塩基発生剤としては、特に限定されないが、好ましくは、下記の式（１）で表わされる光塩基発生剤が用いられ、上記酸または塩基増殖剤としては、好ましくは、下記の式（２）で表わされる塩基増殖剤が用いられる。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、本発明に係る半導体装置の製造方法であって、前記第１の半導体装置構成部材の上面に前記感光性樹脂組成物を所定の厚みに塗布して感光性樹脂組成物層を形成する工程と、前記感光性樹脂組成物層に未露光部が少なくとも前記電極の一部を含むようにマスクを介して選択的に露光し、それによって露光部において酸または塩基を発生させ、未露光部の感光性樹脂組成物を露光部側に移動させ、露光部において感光性樹脂組成物を硬化させつつ、第２の半導体素子構成部材を接合する工程を備えることを特徴とする。

本発明に係る半導体装置の製造方法では、好ましくは、前記第１の半導体装置構成部材と第２の半導体装置構成部材とを接合している接合剤層として、枠状の接合剤層が形成されるように前記枠状の接合剤層を露光部として露光を行い、それによって、接合剤層からなる枠状のダムが形成される。

本発明に係る半導体装置の製造方法では、好ましくは、前記第１の半導体装置構成部材がダイシングに際してスクライブされて除去されるスクライブエリアを介して連ねられた第１のウェハと、前記第２の半導体装置構成部材がスクライブエリアを介して連ねられた第２のウェハとを用意する工程がさらに備えられており、前記感光性樹脂組成物層を前記第１のウェハ上に塗工し、前記感光性樹脂組成物層を部分的に露光するに際し、前記スクライブエリアを未露光部とするようにして露光を行う。それによって、上記スクライブエリアから感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、露光部において硬化される。

本発明に係る半導体装置では、第１，第２の半導体装置構成部材が上記接合剤層により接合されているが、接合剤層が、感光性樹脂組成物の硬化物からなり、該感光性樹脂組成物が、部分的に光を照射した際に、未露光部の感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、露光部において硬化するため、光の照射に際して露光部分を調整するだけで、所望とする領域に確実に接合剤層を形成することができる。そして、未露光部が、第１の半導体装置構成部材の上面に設けられており、かつ第１の半導体装置構成部材を他の部分に電気的に接続する電極の少なくとも一部を含むように形成されているため、電極の少なくとも一部において、感光性樹脂組成物が他の領域に移動することになるため、該電極による電気的接続を確実に行うことができ、信頼性を高めることができる。

上記のように、本発明は上記感光性樹脂組成物を用いて接合剤層を形成したことに特徴を有するものであり、この場合、感光性樹脂組成物を選択的に露光するだけで所望の領域に接合剤層を形成することができ、煩雑な現像処理を必要としない。しかも、露光部分を制御するだけで、所望の領域に接合剤層を形成することができるので、製造し得る半導体装置を提供することが可能となる。

本発明に係る半導体装置の製造方法では、上記第１の半導体装置構成部材の上面に、感光性樹脂組成物層を形成した後に、未露光部が少なくとも電極を含むようにマスクを介して感光性樹脂組成物層を選択的に露光するだけで、感光性樹脂組成物層の露光部において感光性樹脂組成物を硬化して接合剤層を形成することができる。よって、煩雑な現像を必要とせずに、所望の領域に、容易にかつ確実に接合剤層を形成することができる。

以下、本発明を具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す正面断面図である。半導体装置１は、基板２を有する。基板２上に、電極ランド３ａ〜３ｄが形成されている。電極ランド３ａ〜３ｄは、後述の半導体素子チップを他の回路部分と電気的に接続するための電極である。

基板２の上面には、接合剤を用いて、第１の半導体装置構成部材としての半導体素子チップ５が接合されている。基板２は、合成樹脂、セラミックスまたはガラスなどの適宜の絶縁性材料からなる。電極ランド３ａ〜３ｄは、Ａｇ、ＡｌまたはＣｕなどの適宜の金属または合金からなる。接合剤層４を構成する接合剤は特に限定されず、適宜の絶縁性接合剤を用いて、半導体素子チップ５を基板２上に接合し、実装することができる。

また、第１の半導体素子チップ５の上面には、電極６ａ，６ｂが形成されている。電極６ａ，６ｂは、半導体素子チップ５に構成されている半導体素子を外部と電気的に接続するための電極である。電極６ａ，６ｂには、ボンディングワイヤー７ａ，７ｂの一端が接続されている。ボンディングワイヤー７ａ，７ｂは、適宜の接続方法、例えば超音波ボンディング等により、電極６ａ，６ｂに接続されている。ボンディングワイヤー７ａ，７ｂの他端は、超音波ボンディングなどの適宜接合方法により、前述した電極ランド３ｂ，３ｃに接合されている。

本実施形態では、上記第１の半導体素子チップ５上に、接合剤層８を介して、第２の半導体素子チップ９が接合されていることにある。ここで、第２の半導体素子チップ９の上面には、電極１０ａ，１０ｂが設けられており、電極１０ａ，１０ｂが、ボンディングワイヤー１１ａ，１１ｂを介して基板２上の電極ランド３ａ，３ｄに接続されている。ボンディングワイヤー１１ａ，１１ｂの接続方法としては、ボンディングワイヤー７ａ，７ｂと同様に、超音波ボンディングなどの適宜の接続方法を用いることができる。

本実施形態のように、第１，第２の半導体素子チップ５，９が積層された半導体素子チップ積層体を用いることにより、半導体装置の実装スペースを小さくして、電子機器等における半導体装置の実装密度を高めることができる。

本実施形態の特徴は、上記接合剤層８が、半導体素子チップ５の上面において、電極６ａ，６ｂが形成されている領域を除いた残りの領域に選択的に形成されており、それによって、ボンディングワイヤー７ａ，７ｂによる接続の信頼性が損なわれ難いことにある。これを、半導体装置１の製造方法を参照しつつより具体的に明らかにする。

半導体装置１の製造に際しては、図２（ａ）に示すように、基板２上に電極ランド３ａ〜３ｄが形成されており、第１の半導体素子チップ５が接合剤層４により基板２上に固定されている構造を用意する。

次に、図２（ｂ）に示すように、上面に電極１０ａ，１０ｂが形成されている第２の半導体素子チップ９を用意する。そして、第２の半導体素子チップ９の下面に後述の感光性樹脂組成物を所定の厚みとなるように全面に塗工して、感光性樹脂組成物層８Ａを形成する。塗工方法は特に限定されない。

また、半導体素子チップ９は、通常、複数の半導体素子チップ９が連ねられたウェハとして用意されるので、ウェハ段階で、ウェハの下面に全面に感光性樹脂組成物層８Ａを形成してもよい。塗布された感光性樹脂組成物層８Ａは、未硬化の状態にある。この状態において、図２（ｂ）に示すように、マスク１２を介して半導体素子チップ９の下面の感光性樹脂組成物層８Ａに選択的に露光する。すなわち、マスク１２は、光透過部としての開口１２ａと、開口１２ａの周囲に設けられた遮光部１２ｂとを有する。

光は開口１２ａから感光性樹脂組成物層８Ａに照射され、光が照射された露光部において、酸または塩基が発生し、感光性樹脂組成物の硬化が進行する。この場合、未露光部では、感光性樹脂組成物の少なくとも一部が、露光部側に移動し始め、露光部において感光性樹脂組成物の硬化が進行する。その結果、図２（ｃ）に示すように、未露光部の感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、半導体素子チップ９の下面において、部分的に半硬化状態の感光性樹脂組成物層８Ｂが形成されることとなる。次に、図３に示すように、硬化が完全に進行する前に、半導体素子チップ９を、半導体素子チップ５上に積層する。上記半導体素子チップ９の下面において、感光性樹脂組成物層８Ｂは、前述した電極６ａ，６ｂが設けられている部分が未露光部となるように上記選択的露光が行われて形成されている。従って、感光性樹脂組成物層８Ｂは、上記電極６ａ，６ｂが設けられている部分には至っていないので、電極６ａ，６ｂとボンディングワイヤー７ａ，７ｂとの接合部分に半硬化状態の感光性樹脂組成物層８Ｂが接触しない。

前述した図１４に示した従来技術では、半硬化状態にある接合剤層のボンディングワイヤーへの接触により、ボンディングワイヤーによる接続部分の信頼性が損なわれるおそれがあった。特に、上方の半導体素子チップの傾きを防止するために、接合剤層の硬化がかなり進行した段階で下方の半導体素子チップ上に積層しようとした場合、硬化が進行している接合剤層にボンディングワイヤーが接触することにより、ボンディングワイヤーに外力が加わり、接続の信頼性が損なわれることがあった。

これに対して、本実施形態の製造方法では、半硬化状態にある感光性樹脂組成物層８Ｂは、電極６ａ，６ｂが設けられている領域に至っていないので、ボンディングワイヤー７ａ，７ｂに半硬化状態の感光性樹脂組成物層８Ｂが接触しない。よって、ボンディングワイヤー７ａ，７ｂによる電極６ａ，６ｂとの接続部分の接続の信頼性を損なうことなく、上方の半導体素子チップ９を半導体素子チップ５に接合することができる。しかも、感光性樹脂組成物層８Ｂを十分硬化が進行した段階で半導体素子チップ５に接合することができるので、最終的に形成された接合剤層８における厚みばらつきが生じ難く、半導体素子チップ９が傾き難い。

感光性樹脂組成物層８Ｂは、上記接合により硬化が進行し、最終的に接合剤層８になる。

上記のように、本実施形態の製造方法では、上方の半導体素子チップ９の下面に感光性樹脂組成物を所定の厚みに塗布した後に、マスク１２を用いて選択的に露光するだけで、所望の領域にのみ接合剤層８を容易にかつ確実に形成することができる。従来のフォトリソグラフィを用いた所定の領域に接合剤を付与する方法では、煩雑な現像処理が必要であったのに対し、本実施形態では、このような現像工程も必要としない。

特に、前述したように、この種の半導体素子チップ９を用意する場合、通常、図４（ａ）に略図的に示すように、ウェハ１３を用意し、ウェハ１３を切断することにより、図４（ｂ）に示す半導体素子チップ９を多数得ている。従って、ウェハ１３の段階で、下面に上記感光性樹脂組成物を所定の厚みに全面に塗工することにより、感光性樹脂組成物層を形成し、上記選択的露光を行った後に、ウェハ１３をダイシングすればよい。その場合、ウェハ１３の下面に全面に感光性樹脂組成物を塗工するだけでよいため、感光性樹脂組成物の塗工を容易に行うことができる。選択的露光についてもウェハ段階で行い得るため、作業性を高めることができる。

また、図１に示した半導体装置１では、下方の半導体素子チップ５と上方の半導体素子チップ９とが同じ平面形状を有し、両者が重なり合うように積層されている。すなわち、図４（ｃ）に略図的に半導体素子チップ５，９の積層状態を示すように、上方の半導体素子チップ９と下方の半導体素子チップ５とは、同じ平面形状を有し、両者が重なり合うように積層されている。従って、図１に示されている電極６ａ，６ｂの上方には半導体素子チップ９が存在する。そして、ボンディングワイヤー７ａ，７ｂと電極６ａ，６ｂとの接続部分は、半導体素子チップ５，９間の間隙に位置するため、ボンディングワイヤー７ａ，７ｂを該間隙から半導体素子チップ積層体の外側に延ばす必要がある。そのため、半導体素子チップ５，９間の高さをある程度の大きさにしなければならない。

これに対して、複数の半導体素子チップを積層するにあたり、図５に示すように、下方の半導体素子チップ２１と、半導体素子チップ２１の上方に積層される第２の半導体素子チップ２２を、両者の長手方向が交叉する方向に配置してもよい。この場合、第２の半導体素子チップ２２の上方に、さらに第３の半導体素子チップ２３が、半導体素子チップ２２と両者の長手方向が直交するように積層される。このような構造では、半導体素子チップ２１の上面において、外部と電気的に接続するための電極を形成するにあたり、上方に半導体素子チップ２２が存在しない領域２１ａ，２１ｂに上記電極を設けることにより、ボンディングワイヤーによる接続を容易とすることができる。半導体素子チップ２２の上面においても、半導体素子チップ２２の上面の領域２２ａ，２２ｂでは、上方に直上の半導体素子チップ２３が存在しないため、領域２２ａ，２２ｂに上記電極を設けて、ボンディングワイヤーによる接続を行うことが望ましい。

もっとも、このような構造においても、図６に示す接合剤２４のように、領域２１ａに設けられた電極２１ｃに至らないように接合剤層２４が形成される。そして、この接合剤層２４は、上記第１の実施形態の場合の接合剤層８と同様、上記特定の感光性樹脂組成物を用いて、マスクを介した選択的露光を行うだけで容易に所望の領域にのみ形成することができる。

なお、図６に示した構造では、第１の半導体素子チップ２１の上面に設けられた電極２１ｃの上方には半導体素子チップ２２が存在しないため、該空間の高さ方向寸法Ｈは第１の実施形態の場合の第１，第２の半導体素子チップ５，９間の間隙に比べて大きくなる。

これに対して、前述した第１の実施形態では、電極６ａ，６ｂの上方の間隙は、上記空間の高さ方向寸法Ｈよりも小さくすることができる。しかも、上記のようにしてパターニングされた感光性樹脂組成物層８Ｂを設けることにより、ボンディングワイヤー７ａ，７ｂの電極３ｂ，３ｃへの接続部分の接続の信頼性が損なわれ難い。従って、上記特定の感光性樹脂組成物を用いたパターニングは、図５及び図６に示した変形例に比べて、図１に示した実施形態の半導体装置１においてより効果的である。

図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法を説明するための各模式的正面断面図である。

本実施形態では、図７（ｃ）に示す半導体装置３０が得られる。半導体装置３０では、第１の半導体装置構成部材としての支持基板３１と、支持基板３１上に積層された第２の半導体装置構成部材としての半導体素子チップ３２とを有する。

本実施形態では、半導体素子チップ３２が、接合剤層３３を介して、支持基板３１に積層されて、半導体装置３０が構成されている。

製造に際しては、まず、図７（ａ）に示すように、半導体素子チップ３２を用意する。半導体素子チップ３２は、下面にバンプ３２ａ，３２ｂを有する。バンプ３２ａ，３２ｂは、半導体素子チップ３２内の半導体回路を外部と電気的に接続するための電極に相当する。

バンプ３２ａ，３２ｂは、Ａｕ、Ａｇなどの適宜金属もしくは合金からなる。

上記半導体素子チップ３２の下面に、第１の実施形態で用いたのと同様の感光性樹脂組成物からなる所定の厚みの感光性樹脂組成物層３３Ａを形成する。感光性樹脂組成物層３３Ａの厚みは、上記バンプ３２ａ，３２ｂとほぼ同等とされている。この場合、感光性樹脂組成物層３３Ａにより、バンプ３２ａ，３２ｂの先端が覆われていてもよい。本実施形態においても、上記半導体素子チップ３２は、ウェハの状態で用意され、ウェハの下面において、上記感光性樹脂組成物層３３Ａを感光性樹脂組成物を全面に塗工することにより形成してもよい。

図７（ａ）に示すように、感光性樹脂組成物層３３Ａに、マスク３４を介して光を選択的に露光する。マスク３４は、遮光部３４ａ，３４ｂを有する。遮光部３４ａ，３４ｂの外は光透過部とされている。より具体的には、マスク３４は、ガラスなどの光透過性の基板の片面に、遮光フィルム３４ｃ，３４ｄを貼付した構造を有する。遮光フィルム３４ｃ，３４ｄを貼り付けることにより、遮光領域３４ａ，３４ｂが形成されている。

上記遮光領域３４ａ，３４ｂは、バンプ３２ａ，３２ｂの下方部分に位置している。

従って、矢印で示すように光を照射した場合、光はバンプ３２ａ，３２ｂが設けられている部分を除いた領域に照射されることになる。よって、バンプ３２ａ，３２ｂが設けられている部分が未露光部となるため、未露光部に位置している感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、露光部において、感光性樹脂組成物が硬化し、図７（ｂ）に示す半硬化状態の感光性樹脂組成物層３３Ｂが形成されることとなる。この場合、未露光部から感光性樹脂組成物が露光部側に移動するため、例え、図７（ａ）の段階で、バンプ３２ａ，３２ｂの先端が感光性樹脂組成物層３３Ａで覆われていたとしても、未露光部から感光性樹脂組成物が露光部に移動することにより、バンプ３２ａ，３２ｂの先端が確実に露出されることになる。

次に、図７（ｃ）に示すように、基板３１の上面に設けられた電極３１ａ，３１ｂに、バンプ３２ａ，３２ｂが接合されるように、半硬化状態の感光性樹脂組成物層３３Ｂを基板３１の上面に接触させ、半導体素子チップ３２を接合する。硬化が完了すると、図７（ｃ）に示すように、感光性樹脂組成物層の硬化により接合剤層３３が形成されることとなる。この場合、未露光部の感光性樹脂組成物が露光部側に移動するため、バンプ３２ａ，３２ｂが、電極３１ａ，３１ｂに確実に接合されるとともに、バンプ３２ａ，３２ｂの外側に存在していた感光性樹脂組成物は、十分な量であるため、図７（ｃ）に示すように、側方に広がったフィレット３３ａ，３３ｂを形成することとなる。よって、フィレット３３ａ，３３ｂの形成により、接合の信頼性がより一層高められるとともに、バンプ３２ａ，３２ｂが設けられている部分の耐湿性等も高められる。

本実施形態では、半導体装置３０はそれ自体は半導体材料を有しない第１の半導体装置構成部材としての基板３１と、半導体装置構成部材としての上記半導体素子チップ３２とを接合剤層３３で接合した構造を有する。半導体装置３０においても、下方の基板３１上の電極３１ａ，３１ｂの少なくとも一部に対応する位置が未露光部となるように、すなわち上記電極としてのバンプ３２ａ，３２ｂが設けられている部分が未露光部となるように選択的に露光するだけで、確実に、所望の領域に接合剤層３３を形成することが可能とされている。

なお、図７（ｃ）において、想像線Ａで示すように、半導体素子チップ３２上に、上記バンプを有するさらに第２の半導体素子チップを積層し、半導体素子チップ積層体を構成してもよい。この場合においても、半導体素子チップ３２上に積層される半導体素子チップとの間を、上記感光性樹脂組成物層の選択的露光により形成された接合剤層により接合することが望ましい。

図８（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の半導体装置としてのイメージセンサーを説明するための略図的正面断面図及び模式的平面図である。

図８（ａ）に示すように、イメージセンサー４１は、センサー本体４２とセンサー本体４２の前方に配置されたレンズ４３とを有する。レンズ４３は、センサー本体４２に光を集光するために設けられている。センサー本体４２は、第１の半導体装置構成部材としての半導体基板４４と、第２の半導体装置構成部材としてのガラス基板４５とを有する。半導体基板４４の上面には、多数のマイクロレンズ４６がマトリックス状に配置されている。マイクロレンズ４６が設けられている部分が、図８（ｂ）に一点鎖線Ｂで示されている受光領域を構成している。すなわち、受光領域は、一点鎖線Ｂで囲まれた領域となる。マイクロレンズ４６から入射してきた光が、半導体基板４４内の光電変換素子に与えられる。半導体基板４４内には光電変換素子と、ＣＭＯＳトランジスタを含むセンサー回路が構成されており、入射してきた光が電気信号に変換される。

他方、半導体基板４４の上面には、受光領域Ｂの外側の領域に電極としてのバンプ４４ａ，４４ｂが両方に突出するように設けられている。

そして、ガラス基板４５の下面には、電極４５ａ，４５ｂが、上記バンプ４４ａ，４４ｂが設けられている位置に配置されている。

上記複数の電極４５ａ，４５ｂが、図８（ｂ）に示すように、受光領域Ｂの外側で、受光領域を囲む位置に整列形成されている。
また、図８（ａ）に示すように、接合剤層４７は、電極としてのバンプ４４ａ，４４ｂ及びバンプ４４ａ，４４ｂに接合されている電極４５ａ，４５ｂを囲むように設けられている。この接合剤層４７は、受光領域Ｂを除いて、かつ上記バンプ４４ａ，４４ｂが設けられている部分を囲むように設けられている。接合剤層４７の内側縁は図８（ｂ）の破線Ｃで示す位置となる。すなわち、本実施形態では、受光領域Ｂを囲むように、枠状の平面形状を有するように、接合剤層４７が形成されている。

上記接合剤層４７は、受光領域Ｂには至らないことが必要である。さもないと、受光領域におけるマイクロレンズ４６への光の入射が妨げられるおそれがある。

他方、接合剤層４７は、上記電極４５ａ，４５ｂとバンプ４４ａ，４４ｂの周囲に設けられ、これらによる電気的接続を妨げないように配置されることが必要である。すなわち、接合剤層４７は、所望の領域のみに正確に形成されることが必要である。そして、本実施形態では、接合剤層４７が、第１の実施形態で用いた感光性樹脂組成物を用いた選択的露光により上記所定の領域にのみ高精度に形成される。これを、図９を参照して説明する。

図９（ａ）に示すように、まず、半導体基板４４を用意する。半導体基板４４上には、多数のマイクロレンズ４６と、バンプ４４ａ，４４ｂとが予め形成されている。そして、半導体基板４４上に、所定の厚みとなるように、感光性樹脂組成物を塗工し、感光性樹脂組成物層４７Ａを形成する。この感光性樹脂組成物層４７Ａの厚みは、バンプ４４ａ，４４ｂの高さよりも低くされている。

次に、図９（ａ）に示すマスク４８を用い、光を選択的に露光する。マスク４８では、上記受光領域を除き、かつバンプ４４ａ，４４ｂが設けられている部分を除く部分に光透過部４８ａ，４８ｂが形成されており、残りの部分が遮光部４８ｃとされている。従って、光は、上記バンプ４４ａ，４４ｂの周囲に照射されることになる。その結果、感光性樹脂組成物層４７Ａの未露光部に位置する感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、図９（ｂ）に示すように、バンプ４４ａ，４４ｂの外側に、半硬化状態の感光性樹脂組成物層４７Ｂが形成されることになる。よって、この状態で、図８（ａ）に示したガラス基板４５を積層することにより、センサー本体４１を形成することができる。なお、受光領域Ｂでは、上記のように光が照射されないので、受光領域に位置している感光性樹脂組成物は、全てバンプ４４ａ，４４ｂ側に移動する。この移動は、感光性樹脂組成物の粘度及び組成を調整することにより制御することができる。すなわち、中央に位置している感光性樹脂組成物を上記バンプ４４ａ，４４ｂが設けられている部分に移動し得るように、感光性樹脂組成物の粘度をある程度低め、かつ組成を制御することにより、上記移動を促進すればよい。それによって、、図９（ｂ）に示すように、バンプ４４ａ，４４ｂの周囲にのみ半硬化状態の感光性樹脂組成物層４７Ｂを形成することができる。

なお、マスク４８では、ガラス基板上に、上記光透過部４８ａ，４８ｂを除いた遮光部４８ｃに遮光フィルムを貼り付けることにより形成されている。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、上記イメージセンサー４１を製造する方法の変形例を説明するための各正面断面図である。

図１０（ａ）に示すように、バンプ４４ａ，４４ｂの周囲だけでなく、前述したマイクロレンズ４６が設けられている部分の上方も光透過部４９ｄとされているマスク４９を用いる。マスク４９では、バンプ４４ａ，４４ｂの周囲に設けられた光透過部４９ａ，４９ｂと、遮光部４９ｃとを有し、さらに、上記光透過部４９ｄが設けられている。他方、半導体基板４４状に、バンプ４４ａ，４４ｂが形成されている構造を用意する。ここでは、マイクロレンズ４６は形成されていない。

そして、感光性樹脂組成物層４７Ａを所定の厚みとなるように形成した後に、マスク４９を用いて選択的に露光する。この場合、光は、バンプ４４ａ，４４ｂの周囲だけでなく、マイクロレンズが形成されることが予定されている部分にも露光される。露光部分では硬化が進行し、未露光部分の感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、さらに硬化が進行する。しかる後、図１０（ｂ）に示すように、バンプ４４ａ，４４ｂの周囲のみが光透過部とされているマスク４８Ａを用いて、再度感光性樹脂組成物層に選択的に露光する。その結果、バンプ４４ａ，４４ｂの周囲にのみさらに光が照射されることになるため、図１０（ｃ）に示すように、バンプ４４ａ，４４ｂの周囲に、厚い半硬化状態の感光性樹脂組成物層４７Ｃが形成され、他方、マイクロレンズ形成部分には、感光性樹脂組成物の半硬化状態にある感光性樹脂組成物層部分４７Ｄが多数形成されることになる。本変形例では、この感光性樹脂組成物層部分４８Ｄが硬化することにより、最終的にマイクロレンズが形成されることになる。従って、感光性樹脂組成物として硬化物が透明な組成を用いればマイクロレンズもまた、上記感光性樹脂組成物の塗工及び選択的露光により形成することができる。感光性樹脂組成物の選択的露光はマスクの精度を高めるだけでよいため、多数のマイクロレンズを高精度にかつ所望の位置に確実に形成することができる。

本変形例においても、半硬化状態にある感光性樹脂組成物に、ガラス基板４５を積層し、それによって図８（ａ）に示したのと同様のセンサー本体を構成することができる。

図１１（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態のさらに変形例を説明するための各正面断面図である。

本変形例では、半導体基板４４の上面にバンプ４４ａ，４４ｂ及びマイクロレンズ４６が形成された構造をまず用意し、しかる後、第３の実施形態の場合よりも薄い厚みとなるように、感光性樹脂組成物を塗工し、感光性樹脂組成物層４７Ｅを形成する。しかる後、上記バンプ４４ａ，４４ｂが未露光部となるように、かつ受光領域が未露光部となるように、しかも、受光領域を取り囲む枠状の部分のみがバンプ４４ａ，４４ｂの内側で露光部となるように、マスク５０を用いて、選択的に露光する。マスク５０は、矩形枠状の光透過部５０ａを有する。従って、枠状の部分において光が透過し、感光性樹脂組成物層４７Ｅにおいては、矩形枠状の部分において硬化が進行し、他の未露光部の感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、硬化が進行することとなる。そのため、感光性樹脂組成物層４７Ｅが矩形枠状の部分に集中して半硬化状態となる。

この状態において、上記ガラス基板４５を接合し、硬化させれば、図１１（ｂ）に示すように、枠状の接合剤層５１を形成することができる。この接合剤層５１では、受光領域が外部から遮られるため、受光領域を確実に保護することができる。また、図１１（ｂ）に示されているセンサー本体４１を、例えば外装樹脂でモールドした場合、外装樹脂が受光領域側には入らず、上記枠状の接合剤層５１からなるダムによりせき止められるため、モールド樹脂の内部への侵入も生じ難い。

なお、前述してきた実施形態及び変形例では、選択的露光を行う際にマスクを用いたが、図１２に示すように、レーザー装置５２を用い、感光性樹脂組成物層４７Ｆに選択的に露光を行ってもよい。

なお、図１３は、本発明の半導体装置の製造方法のさらに他の変形例を説明するための模式的平面図である。

前述したように、半導体装置の製造に際しては、個々の半導体装置構成部材は、通常複数の半導体装置構成部材がマトリックス状に連ねられたウェハの状態で用意される。この場合、ウェハをダイシングする際には、ダイシングにより除去されるスクライブエリアが必要となる。すなわち、図１３に示すように、円形のウェハ６１から、多数の半導体素子チップ６２を切り出す場合、半導体素子チップ６２間に、ダイシングにより除去されるスクライブエリア６３が設けられることになる。このスクライブエリア６３は、ダイシングに際して除去される部分であり、最終的に得られる半導体素子チップには存在しない。すなわち、ダイシングブレードの厚み等により除去されるウェハ部分である。

本発明の半導体装置の製造方法では、前述したように、感光性樹脂組成物層をウェハ段階でウェハの一面に全面に塗工し、マスクやレーザーを用いて選択的に露光することが望ましい。この場合、スクライブエリア６３に塗布されている感光性樹脂組成物は不要部分であるため、好ましくはスクライブエリアを未露光部とするように選択的露光を起こすことが望ましい。それによって、スクライブエリアに付着していた感光性樹脂組成物は、露光後に露光部側に移動することになり、スクライブやダイシングが容易となる。特に、ウェハの外周縁部分は良好な品質の半導体素子構成部分とならないため、外周縁に沿った一定の帯状の領域６４はスクライブされるのが普通である。従って、上記感光性樹脂組成物を全面に塗工した後に、上記外周縁の領域６４には選択的露光に際して光が照射されないようにして選択的露光をすることが望ましい。

次に、上記実施形態及び変形例で用いた感光性樹脂組成物について説明する。

次に、本発明で用いられる特定の感光性樹脂組成物につき説明する。

本発明においては、感光性樹脂組成物を所定の厚みに塗布し、感光性樹脂組成物層を形成した後に、選択的露光により、未露光部の感光性樹脂組成物が露光部に移動し、露光部において硬化が進行する。そのため、露光部において厚みが増加し、スペーサーや突起が形成されることとなる。このように未露光部から露光部に感光性樹脂組成物が移動し、露光部において、盛り上がって感光性樹脂組成物が硬化し得る限り、使用し得る感光性樹脂組成物としては特に限定されるものではない。もっとも、本発明では、好ましくは、酸または塩基の作用により硬化する硬化性樹脂と、光の照射により酸または塩基を発生する光酸または塩基発生剤とを含有する感光性樹脂組成物、より好ましくはさらに酸または塩基の作用により酸または塩基を増殖的に生成する酸または塩基増殖剤をさらに含有する感光性樹脂組成物が用いられる。このような感光性樹脂組成物を用いれば、フォトリソグラフィ法と異なり、溶剤等による現像を行う必要がない。従って、環境負担を低減することができるだけでなく、煩雑な現像工程及び現像後の乾燥工程を実施する必要がなく、製造工程を大幅に簡略化することが可能となる。

もっとも、本発明においても、スペーサー及び突起が形成されている部分以外の未露光部における感光性樹脂組成物を除去した場合には、現像を行ってもよい。

ここで、現像とは、有機溶媒に、潜像が形成された感光樹脂組成物層を浸漬する操作の他、該感光樹脂組成物層の表面を有機溶媒で洗い流す操作、あるいは有機溶媒を上記感光樹脂組成物層表面に噴射する操作など、有機溶媒で感光樹脂組成物層を処理する様々な操作を含むものとする。

なお、現像液としては、有機溶媒に限らず、アルカリ水溶液や酸性水溶液を用いてもよい。有機溶媒としては、ＰＥＧＭＥＡ（プロピレングリコール−１―モノメチルエーテル−２―アセタート）、乳酸エチルエステル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン，トルエンなどが挙げられる。アルカリ水溶液としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、珪酸ナトリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などが挙げられる。酸性水溶液としては、シュウ酸、ギ酸、酢酸、グリコール酸、酒石酸、乳酸、マロン酸などが挙げられる。

現像に要する時間は、感光性樹脂組成物層の厚みや溶剤の種類にもよるが、効率良く現像でき製造効率が高められるため、１０秒〜５分の範囲が好ましい。現像後に用いられたパターン膜は、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールあるいは蒸留水などで洗浄し、膜上に残存している現像液を除去することが好ましい。

上記硬化性樹脂の配合割合は、感光性樹脂組成物１００重量％に対して、５０〜８０重量％の範囲であることが好ましい。硬化性樹脂が５０重量％未満であると、光酸又は光塩基発生剤や酸又は塩基増殖剤が析出することがあり、８０重量％を超えると、硬化性に劣ることがある。

上記硬化性樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ系化合物、アクリレート系オリゴマー、イソシアネート系オリゴマー等が挙げられ、好ましく用いられる。なかでも、塩基の作用により架橋反応が効率的に進行するため、エポキシ系化合物がより好ましく用いられる。

上記エポキシ系化合物としては、特に限定されないが、東都化成社カタログ記載のＢＰＦ型エポキシ樹脂、ＢＰＡ型エポキシ樹脂、ＢＰＦ型エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシオリゴマーなどのノボラック型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ社カタログ記載のエピコ−ト基本固形タイプ、エピコートビスＦ固形タイプ、ダイセル化学工業社カタログ記載のＥＨＰＥ脂環式固形エポキシ樹脂などが挙げられる。

さらに、上記エポキシ系化合物としては、ナガセケムテックス社カタログ記載のデナコールシリーズであるＥＸ−６１１、ＥＸ−６１２、ＥＸ−６１４、ＥＸ−６１４Ｂ、ＥＸ−６１４、ＥＸ−６２２、ＥＸ−５１２、ＥＸ−５２１、ＥＸ−４１１、ＥＸ−４２１、ＥＸ−３１３．ＥＸ−３１４、ＥＸ−３２１、ＥＸ−２０１、ＥＸ−２１１、ＥＸ−２１２、ＥＸ−２５２、ＥＸ−８１０、ＥＸ−８１１、ＥＸ−８５０、ＥＸ−８５１、ＥＸ−８２１、ＥＸ−８３０、ＥＸ−８３２、ＥＸ−８４１、ＥＸ−８６１、ＥＸ−９１１、ＥＸ−９４１、ＥＸ−９２０、ＥＸ−７２１、ＥＸ−２２１、ＥＭ−１５０、ＥＭ−１０１、ＥＭ−１０３、東都化成社カタログ記載のＹＤ−１１５、ＹＤ−１１５Ｇ、ＹＤ−１１５ＣＡ、ＹＤ−１１８Ｔ、ＹＤ−１２７、共栄社化学社カタログ記載のエポライトシリーズである４０Ｅ、１００Ｅ、２００Ｅ、４００Ｅ、７０Ｐ、２００Ｐ、４００Ｐ、１５００ＮＰ、１６００、８０ＭＦ、１００ＭＦ、４０００、３００２、１５００などの液状エポキシ樹脂を挙げることができる。

さらに、上記エポキシ系化合物としては、脂環式エポキシ化合物であるダイセル化学工業社カタログ記載のセロキサイド２０２１、セロキサイド２０８０、セロキサイド３０００、エポリードＧＴ３００、エポリードＧＴ４００、エポリードＤ−１００ＥＴ、エポリードＤ−１００ＯＴ、エポリードＤ−１００ＤＴ、エポリードＤ−１００ＳＴ、エポリードＤ−２００ＨＤ、エポリードＤ−２００Ｅ、エポリードＤ−２０４Ｐ、エポリードＤ−２１０Ｐ、エポリードＤ−２１０Ｐ、エポリードＰＢ３６００、エポリードＰＢ４７００などの液状エポキシ樹脂を挙げることができる。

上記硬化性樹脂の中でも、ノボラック系エポキシオリゴマーがより好ましく用いられる。本発明に係る感光性樹脂組成物は、下記式（３）で表されるノボラック系エポキシオリゴマー（ＹＤＣＮ−７０１、Ｍｗ＝２１００、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．５８、ｎ≒１０）を含有することがさらに好ましい。

上記光酸又は光塩基発生剤の配合割合は、感光性樹脂組成物１００重量％に対して、１〜３０重量％の範囲であることが好ましい。光酸又は光塩基発生剤が１重量％未満であると、発生する酸又は塩基の量が少なすぎることがあり、３０重量％を超えると、光酸又は光塩基発生剤の添加効果を得るのに過剰となることがある。

上記光酸又は光塩基発生剤として用いられる光酸発生剤としては、特に限定されないが、例えば、オニウム塩などが挙げられる。より具体的には、ジアゾニウム、ホスホニウム、及びヨードニウムのＢＦ_４ ⁻、ＰＦ_６ ⁻、ＳＢＦ_６ ⁻、ＣｌＯ_４ ⁻などの塩や、その他、有機ハロゲン化合物、有機金属、及び有機ハロゲン化物などが挙げられる。

上記光酸発生剤としては、特に限定されないが、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンアンチモナート、トリフェニルスルホニウムベンゾスルホナート、シクロヘキシルメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジシクロヘキシル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジシクロヘキシルスルホニルシクロヘキサノン、ジメチル（２−オキソシクロヘキシル）スルホニウムトリフルオロメタンスルホナート等のスルホニウム塩化合物、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート等のヨードニウム塩、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホナート等が挙げられる。これらの酸発生剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記光酸発生剤としては、特に限定されないが、好ましくは、より反応性の高いオニウム塩、ジアゾニウム塩、及びスルホン酸エステルからなる群から選択した少なくとも１種の化合物が用いられる。

上記光酸又は光塩基発生剤として用いられる光塩基発生剤としては、特に限定されないが、従来知られているｏ−ニトロベンジル型光塩基発生剤、（３，５−ジメトキシベンジルオキシ）カルボニル型光塩基発生剤、アミロキシイミノ基型光塩基発生剤、ジヒドロピリジン型光塩基発生剤等が挙げられる。なかでも、塩基発生効率と合成の簡便性に優れているため、ｏ−ニトロべンジル型光塩基発生剤が好ましく用いられる。

本発明に係る感光性樹脂組成物は、未露光部の感光性樹脂組成物の少なくとも一部が露光部により一層効率的に移動するので、前述した式（１）で表される光塩基発生剤を含むことがより好ましい。

上記光の照射により酸又は塩基を発生する光酸又は光塩基発生剤は、熱を与えることにより酸又は塩基を発生することが好ましい。光酸又は光塩基発生剤が、熱を与えることにより酸又は塩基を発生する場合には、感光性樹脂組成物を加熱処理することにより、酸または塩基を発生させることできる。

上記酸又は塩基増殖剤の配合割合は、感光性樹脂組成物１００重量％に対して、１０〜４５重量％の範囲であることが好ましい。酸又は塩基増殖剤が１０重量％未満であると、増殖反応により発生する酸又は塩基が少なすぎることがあり、４５重量％を超えると、酸又は塩基増殖剤が析出することがある。

上記酸又は塩基増殖剤として用いられる酸増殖剤としては、例えば、ベンジルスルホネート型、アセト酢酸エステル型、アセタール型、ジオールモノスルホネート型、ジオールジスルホネート型の酸増殖剤が挙げられる。

上記酸又は塩基増殖剤として用いられる塩基増殖剤としては、例えば、二官能型、球状多官能オリゴマー型、直鎖高分子型、シロキサン型の９−フルオレニルカルバメート誘導体が挙げられる。本発明に係る感光性樹脂組成物は、未露光部の感光性樹脂組成物の少なくとも一部が露光部により一層効率的に移動するので、上述した式（２）で表される塩基増殖剤を含むことがより好ましい。

上述した式（２）で表される塩基増殖剤は、塩基増殖反応によって分解して、新たにアミンを発生する。さらに、発生したアミンが新たな触媒として機能し、増殖的に多数のアミンを生成する。

上述した式（２）中、Ｘは水素原子、置換されているアルキル基、または無置換のアルキル基を示す。式（２）中Ｘの具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられる。塩基増殖反応が効果的に起こるため、Ｘは無置換のアルキル基であることが好ましい。なかでも、Ｘにおける立体障害も小さくなり、塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易いため、Ｘはエチル基であることがより好ましい。

上述した式（２）中、Ｚは置換または無置換のアルキレン鎖を示す。式（２）中Ｚの具体例としては、メチレン鎖、エチレン鎖、プロピレン鎖などが挙げられる。上記塩基増殖反応が効果的に起こるため、Ｙは無置換のアルキレン鎖であることが好ましい。なかでも、Ｙにおける立体障害も小さくなり、塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易いため、Ｙはメチレン鎖であることがより好ましい。

上述した式（２）中、ｎは１〜４の整数を示す。（２）式で表される塩基増殖剤が同一分子内に複数の９−フルオレニルカルバメート基を有する場合には、発生した塩基の触媒作用によって塩基増殖反応がより一層効果的に起こり易い。よって上記式（２）中、ｎは３又は４の整数であることが好ましい。

上述した式（２）で表される化合物の具体例としては、下記式（４）、（５）で表される化合物が挙げられる。

上述した式（４）及び式（５）で表される塩基増殖剤は、同一分子内に複数の９−フルオレニルカルバメート基を有する。よって、発生した塩基の触媒作用によって塩基増殖反応が進行し易いという特徴を有する。本発明に係る感光性樹脂組成物は、未露光部の感光性樹脂組成物の少なくとも一部が露光部により一層効率的に移動するので、上述した式（４）で表される塩基増殖剤を含有することがより好ましく、上述した式（５）で表される塩基増殖剤を含有することがさらに好ましい。

上述した式（２）、（４）又は（５）で表される塩基増殖剤は、特に限定されないが例えばフルオレニルメタノールとイソシアネート誘導体との付加反応や、フルオレニルカルバメート基を有するアクリレートモノマーとポリチオール誘導体との付加反応によって合成することができる。前者の付加反応にはすず触媒を適切に用いることにより、上記化合物の合成を簡便に行うことができる。後者の付加反応には塩基触媒を適切に用いることにより、上記化合物の合成を簡便に行うことができる。

本発明に係る感光性樹脂組成物は、未露光部の感光性樹脂組成物の少なくとも一部が露光部にさらに一層効率的に移動するので、上述した式（３）で表されるノボラック系エポキシオリゴマーと、上述した式（１）で表される光塩基発生剤と、上述した式（５）で表される塩基増殖剤とを含有することが好ましい。

本発明に係る感光性樹脂組成物は、増感剤をさらに含有することが好ましい。感光性樹脂組成物が増感剤を含有すると、感度が高められる。

上記増感剤としては、特に限定されないが、例えばベンゾフェノン、ｐ，ｐ′−テトラメチルジアミノベンゾフェノン、ｐ，ｐ′−テトラエチルアミノベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、アントロン、９−エトキシアントラセン、アントラセン、ピレン、ペリレン、フェノチアジン、ベンジル、アクリジンオレンジ、ベンゾフラビン、セトフラビン−Ｔ、９，１０−ジフェニルアントラセン、９−フルオレノン、アセトフェノン、フェナントレン、２−ニトロフルオレン、５−ニトロアセナフテン、ベンゾキノン、２−クロロ−４−ニトロアニリン、Ｎ−アセチル−ｐ−ニトロアニリン、ｐ−ニトロアニリン、Ｎ−アセチル−４−ニトロ−１−ナフチルアミン、ピクラミド、アントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、３−メチル−１，３−ジアザ−１，９−ベンズアンスロン、ジベンザルアセトン、１，２−ナフトキノン、３，３′−カルボニル−ビス（５，７−ジメトキシカルボニルクマリン）又はコロネン等が挙げられる。これらの増感剤は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。

上記増感剤の配合割合は、感光性樹脂組成物１００重量％中、１〜２０重量％の範囲であることが好ましい。増感剤が１重量％未満であると、感度が十分に高められないことがある。増感剤が２０重量％を超えると、感度を高めるのに過剰となることがある。

本発明に係る感光性樹脂組成物は、適宜の溶媒をさらに含有してもよい。感光性樹脂組成物に溶媒を配合することにより、塗布性を高めることができる。

上記溶媒としては、特に限定されないが、ベンゼン、キシレン、トルエン、エチルベンゼン、スチレン、トリメチルベンゼン、ジエチルベンゼンなどの芳香族炭化水素化合物；シクロヘキサン、シクロヘキセン、ジペンテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ｎ−ノナン、イソノナン、ｎ−デカン、イソデカン、テトラヒドロナフタレン、スクワランなどの飽和または不飽和炭化水素化合物；ジエチルエーテル、ジ−ｎ−プロピルエーテル、ジ−イソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ｐ−メンタン、ｏ−メンタン、ｍ−メンタン；ジプロピルエーテル、ジブチルエーテルなどのエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、メチルアミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、酢酸ブチルセロソルブ、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、乳酸イソアミル、ステアリン酸ブチルなどのエステル類などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。

上記溶媒の配合割合は、例えば基板上に感光性樹脂組成物を塗工し、感光性樹脂組成物層を形成する際に、均一に塗工されるように適宜選択すればよい。

本発明で用いられる感光性樹脂組成物には、必要に応じて、他の添加剤をさらに添加してもよい。このような添加剤としては、充填剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、ｐＨ調整剤、分散剤、分散助剤、表面改質剤、可塑剤、可塑促進剤、タレ防止剤などが挙げられる。次に、本発明の特徴である上記スペーサー及び／または突起の形成を感光性樹脂組成物の選択的露光により形成する工程の具体的な実施例につき説明する。

次に、具体的な実験例につき説明する。

図１に示した半導体装置１を作製した。基板として、０．２１ｍｍガラスエポキシ基板を用意し、その上面に、Ａｇペーストを塗布し、硬化することにより、電極３ａ〜３ｄを形成した。次に、第１の半導体素子チップとして、８ｍｍ×１２ｍｍ角厚さ８０μｍの半導体素子チップを用意した。この半導体素子チップには、上面の周縁部に、８０μｍ×８０μｍの電極が多数整列形成されている。

上記半導体素子チップをエポキシ系接合剤を用いて基板上に接合した。しかる後、ワイヤーホンダー（株式会社新川製、品番：ＵＴＣ−１０００）を用い、Ａｕ線は、田中電子製（４Ｎ）を用い、ＷＢ条件は、ボンディング温度：１５０℃、ボンディング荷重：０．３Ｎにて、ワイヤーボンディングを行った。

ボンディングワイヤーを、上記電極３ｂ，３ｃと、半導体素子チップ上の電極パッドとを接続するようにワイヤーボンディングした。しかる後、上述した式（３）で表されるノボラック系エポキシオリゴマー（ＹＤＣＮ−７０１）５０重量部と、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８）５０重量部、上述した式（１）で表される光塩基発生剤（ＰＢＧ）１０重量部と、上述した式（４）で表される塩基増殖剤４５重量部とを、ＰＥＧＭＥＡ（プロピレングリコール−１―モノメチルエーテル−２―アセタート）：ＣＨＣｌ_３＝４：５溶媒（重量比）９００重量部で希釈した組成の感光性樹脂組成物層を、第１の実施形態の製造方法とは異なり、第１の半導体素子チップ上に、全面に塗工し、第１の半導体素子チップ上の電極ボンディングワイヤーが形成されている部分にも至るように、５０μｍの厚みの感光性樹脂組成物層を形成した。しかる後、上方から、上記電極及びボンディングワイヤーの接合部分が未露光部となるように、残りの部分が露光部となるようにマスクを介して、高圧水銀灯を用いて２０ｍＷ／ｃｍ^２の強度の光を２０秒照射した。その結果、露光部側に感光性樹脂組成物が移動し、半硬化状態の感光性樹脂組成物層が上記電極及びボンディングワイヤーにより接続部分を除いた中央領域に形成された。しかる後、上記第１の半導体素子チップと同様の第２の半導体素子チップを上記接合剤層上に配置し、接合した。上記のようにして接合し、硬化が完了した後に、第２の半導体素子チップの傾きをレーザー変位計にて測定したところ、チップの対角線方向において第２の半導体素子チップの下面のもっとも高い部分ともっとも低い部分との差は３μｍであった。比較のために、基板に第１の半導体素子チップを接合する後用いたのと同じ接合剤を用いて第１の半導体素子チップ上に部分的に接合剤を付与し、第２の半導体素子チップを積層し、熱により硬化させたことを除いては、上記実験例と同様にして半導体装置を作製して第２の半導体素子チップの傾きを測定した。その結果、チップの対角線上において、第２の半導体素子チップの下面のもっとも高い部分ともっとも低い部分との差は２０μｍであった。

従って、上記実験例から明らかなように、本発明の感光性樹脂組成物を用いて選択的露光により、接合剤層を形成した場合、半硬化状態で第２の半導体素子チップを安定にかつ容易に接合することができるので、第２の半導体素子チップの傾斜を抑制し得ることがわかる。

本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の正面断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための各正面断面図。 第１の実施形態の半導体装置の製造方法において、第２の半導体素子チップを積層する工程を示す正面断面図。 （ａ）は、半導体装置構成部材が連なっているウェハを説明するための略図的斜視図であり、（ｂ）は、ウェハから取り出された１つの半導体素子チップを示す正面断面図であり、（ｃ）は、複数の半導体素子チップが積層されている状態を模式的に示す斜視図。 複数の半導体素子チップが互いに交叉するように積層されている構造を模式的に示す斜視図。 図５に示した積層形態で第１〜第３の半導体素子チップが積層されている変形例の半導体装置を示す部分切欠正面断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための各正面断面図。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施形態としての半導体イメージセンサーの模式的正面断面図及び模式的平面図。 （ａ），（ｂ）は、第３の実施形態のイメージセンサーの要部を製造する工程を説明するための各正面断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、第３の実施形態の製造方法の変形例を説明するための各模式的正面断面図。 （ａ），（ｂ）は、第３の実施形態のさらに他の変形例を説明するための各模式的正面断面図。 本発明において、選択的露光方法の変形例を説明するための模式的正面断面図。 本発明の製造方法において、ウェハからスクライブされる領域を説明するための模式的平面図 従来の半導体装置の問題点を説明するための正面断面図。

符号の説明

１…半導体素子
２…基板
３ａ〜３ｄ…電極ランド
４…接合剤
５…半導体素子チップ
６ａ，６ｂ…電極
７ａ，７ｂ…ボンディングワイヤー
８…接合剤層
８Ａ，８Ｂ…感光性樹脂組成物層
９…半導体素子チップ
１０ａ，１０ｂ…電極
１１ａ，１１ｂ…ボンディングワイヤー
１２…マスク
１２ａ…光透過部
１２ｂ…遮光部
１３…ウェハ
２１…半導体素子チップ
２１ａ，２１ｂ…領域
２１ｃ…電極
２２…半導体素子チップ
２２ａ，２２ｂ…領域
２３…半導体素子チップ
３１…基板
３１ａ，３１ｂ…電極
３３…半導体装置
３３Ｂ…感光性樹脂組成物層
３４…マスク
３４ａ，３４ｂ…遮光部
３４ｃ，３４ｄ…遮光フィルム
４１…イメージセンサー
４２…センサー本体
４３…レンズ
４４…半導体基板
４４ａ，４４ｂ…バンプ
４５…基板
４６…マイクロレンズ
４７…接合剤層
４７Ａ…感光性樹脂組成物層
４７Ｂ…感光性樹脂組成物層
４９…マスク
５１…ウェハ
５２…レーザー装置
６１…ウェハ
６２…半導体素子チップ
６３…スクライブエリア
６４…領域

Claims (17)

1. 上面に他の部分に電気的に接続するための電極が形成されている第１の半導体装置構成部材と、
   前記第１の半導体装置構成部材の上面において部分的に設けられた接合剤層と、
   前記接合剤層を介して前記第１の半導体装置構成部材に積層され、接合されている第２の半導体装置構成部材とを備え、
   前記接合剤層が、感光性樹脂組成物の硬化物からなり、該感光性樹脂組成物が、部分的に光を照射した際に、光が照射された露光部において光の照射により酸または塩基を発生し、未露光部の感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、露光部において硬化する感光性樹脂組成物からなり、前記未露光部が、前記第１の半導体装置の上面に設けられており、かつ第１の半導体装置構成部材を前記電極の少なくとも一部を含むことを特徴とする、半導体装置。
2. 第１の半導体装置構成部材が、第１の半導体素子チップであり、第２の半導体装置構成部材が、第２の半導体素子チップであり、それによって、複数の半導体素子チップが積層されている、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１の半導体素子チップの上面に設けられた前記電極に一端が接続されているボンディングワイヤーをさらに備え、該ボンディングワイヤーが、第１，第２の半導体素子チップを積層してなる積層体外に延ばされている、請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記第１の半導体素子チップと第２の半導体素子チップの平面形状が同一であり、前記電極が、上方に第２の半導体素子チップが位置する部分において、前記第１の半導体素子チップの上面に配置されており、前記ボンディングワイヤーが、第１，第２の半導体素子チップ間の隙間から積層体の外側に延ばされている、請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記第１，第２の半導体素子チップが、前記第１の半導体素子チップの上面に設けられた電極の上方に第２の半導体素子チップが位置しないように積層されている、請求項２に記載の半導体装置。
6. 前記第１の半導体装置構成部材が基板または半導体素子チップであり、前記第２の半導体装置構成部材が第２の半導体素子チップであり、前記基板または前記第１の半導体素子チップの上面に設けられた前記電極に電気的に接続されるバンプが前記第２の半導体素子チップの下面に形成されており、前記接合剤層が、前記バンプ及び前記電極を取り囲むように設けられている、請求項１に記載の半導体装置。
7. 前記第１の半導体装置構成部材が上面に複数のマイクロレンズが配置された受光領域と、前記電極として、受光領域を囲む外側の部分に配置された複数のバンプとを有し、
   前記第２の半導体装置構成部材が、前記バンプの上端に接合される第２の電極を下面に有し、
   前記接合剤層が、前記バンプ及び前記第２の半導体装置構成部材の下面に形成された第２の電極を囲むように、かつ前記受光領域を除いた領域に設けられており、それによってイメージセンサーが構成されている、請求項１に記載の半導体装置。
8. 前記接合剤層が、前記受光領域を囲む枠状の領域であって、前記複数のバンプが配置されている部分の内側に位置しており、それによって接合剤層により枠状のダムが形成されている、請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記感光性樹脂組成物の硬化物により、前記接合剤層だけでなく前記マイクロレンズが形成されている、請求項７または８に記載の半導体装置。
10. 前記感光性樹脂組成物が、酸または塩基の作用により硬化する硬化性樹脂と、光の照射により酸または塩基を発生する光酸または光塩基発生剤とを含有する感光性樹脂組成物である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体装置。
11. 前記感光性樹脂組成物が、酸または塩基の作用により酸または塩基を増殖的に生成する酸または塩基増殖剤をさらに含有する、請求項１０に記載の半導体装置。
12. 前記硬化性樹脂が、ノボラック系エポキシオリゴマーである、請求項１０または１１に記載の半導体装置。
13. 前記光酸または光塩基発生剤が、下記の式（１）で表わされる光塩基発生剤である、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
    

    
14. 前記酸または塩基増殖剤が下記の式（２）で表わされる塩基増殖剤である、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
    

    
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、前記第１の半導体装置構成部材の上面に前記感光性樹脂組成物を所定の厚みに塗布して感光性樹脂組成物層を形成する工程と、
    前記感光性樹脂組成物層に未露光部が少なくとも前記電極の一部を含むようにマスクを介して選択的に露光し、それによって露光部において酸または塩基を発生させ、未露光部の感光性樹脂組成物を露光部側に移動させ、露光部において感光性樹脂組成物を硬化させつつ、第２の半導体素子構成部材を接合する工程を備えることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
16. 前記第１の半導体装置構成部材と第２の半導体装置構成部材とを接合している接合剤層として、枠状の接合剤層が形成されるように前記枠状の接合剤層を露光部として露光を行い、それによって、接合剤層からなる枠状のダムを形成することを特徴とする、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
17. 前記第１の半導体装置構成部材がダイシングに際してスクライブされて除去されるスクライブエリアを介して連ねられた第１のウェハと、前記第２の半導体装置構成部材がスクライブエリアを介して連ねられた第２のウェハとを用意する工程をさらに備え、
    前記感光性樹脂組成物層を前記第１のウェハ上に塗工し、前記感光性樹脂組成物層を部分的に露光するに際し、前記スクライブエリアを未露光部とするようにして露光を行い、それによって、上記スクライブエリアから感光性樹脂組成物が露光部側に移動し、露光部において硬化される、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。

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