WO2011034025A1 - 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 - Google Patents

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semiconductor wafer
forming layer
resin
forming
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敏寛 佐藤
川田　政和
正洋 米山
高橋　豊誠
裕久 出島
白石　史広
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住友ベークライト株式会社
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    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]

Definitions

  • the present invention relates to a spacer forming film, a method for producing a semiconductor wafer assembly, a semiconductor wafer assembly, and a semiconductor device.
  • a semiconductor substrate As a semiconductor device typified by a light receiving device such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor, a semiconductor substrate provided with a light receiving portion and a light receiving portion side with respect to the semiconductor substrate are formed so as to surround the light receiving portion. And a transparent substrate bonded to a semiconductor substrate through the spacer.
  • a light receiving device such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor
  • a method for manufacturing such a semiconductor device includes a step of attaching an electron beam curable adhesive film (spacer forming layer) to a semiconductor wafer provided with a plurality of light receiving portions, and a mask for the adhesive film.
  • a step of selectively irradiating an electron beam to expose the adhesive film a step of developing the exposed adhesive film to form a spacer, a step of bonding a transparent substrate on the formed spacer, and a semiconductor wafer
  • a step of dicing a joined body obtained by joining the transparent substrate and the transparent substrate see, for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a film for forming a spacer and a method for producing a semiconductor wafer assembly capable of producing a semiconductor wafer assembly in which a semiconductor wafer and a transparent substrate are joined via a spacer having excellent dimensional accuracy.
  • the present invention also provides a semiconductor wafer bonded body and a semiconductor device excellent in reliability.
  • the average thickness of the supporting base material is t 1 [ ⁇ m]
  • the average thickness of the spacer forming layer is t 2 [ ⁇ m]
  • the absorption coefficient of the supporting base material in the wavelength band of visible light is ⁇ V1 [1. / ⁇ m]
  • the absorption coefficient of the spacer forming layer in the wavelength band of visible light is ⁇ V2 [1 / ⁇ m]
  • the following relational expressions ⁇ 1> to ⁇ 4> are satisfied: Forming film.
  • the absorption coefficient of the support substrate in the wavelength band of the exposure light used for the exposure is ⁇ E1 [1 / ⁇ m]
  • the absorption coefficient of the spacer forming layer in the wavelength band of the exposure light is ⁇ E2 [1 / ⁇ m]
  • the spacer forming film according to the above (1) or (2) satisfying the following relational expressions ⁇ 8> to ⁇ 11>.
  • a sheet-like support substrate A spacer-forming film provided on the supporting base material, and comprising a spacer-forming layer having photocurability capable of forming a spacer provided between the transparent substrate and the semiconductor wafer by exposure and development,
  • the average thickness of the supporting substrate is t 1 [ ⁇ m]
  • the average thickness of the spacer forming layer is t 2 [ ⁇ m]
  • the extinction coefficient of the supporting substrate in the wavelength band of the exposure light used for the exposure is When ⁇ E1 [1 / ⁇ m] and the absorption coefficient of the spacer forming layer in the wavelength band of the exposure light are ⁇ E2 [1 / ⁇ m], the following relational expressions ⁇ 8> to ⁇ 11> are satisfied.
  • a film for forming a spacer A film for forming a spacer.
  • the amount of the exposure light incident on the support substrate is IE0
  • the amount of the exposure light transmitted through the support substrate is IE1
  • the amount of the exposure light transmitted through the spacer formation layer is when the I E2, spacer formation film according to the above (3) or (4) satisfying the relationship: ⁇ 12> - ⁇ 14>.
  • thermosetting resin is an epoxy resin
  • a semiconductor wafer characterized in that a semiconductor wafer and a transparent substrate are bonded via a spacer formed using the spacer forming film described in any one of (1) to (10) above. Joined body.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a semiconductor wafer bonded body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view showing the bonded semiconductor wafer shown in FIG. 4 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 (the semiconductor wafer bonded body shown in FIG. 2).
  • FIG. 5 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 (the semiconductor wafer bonded body shown in FIG. 2).
  • FIG. 6 is a view for explaining the exposure process shown in FIG.
  • FIG. 7 is a graph for explaining the light transmittance of the supporting base material and the spacer forming layer shown in FIG.
  • FIG. 8 is a graph for explaining the light transmittance of the support base material and the spacer forming layer shown in FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
  • the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
  • a semiconductor device 100 shown in FIG. 1 is obtained by separating a semiconductor wafer bonded body 1000 of the present invention described later.
  • such a semiconductor device (light receiving device) 100 is provided on a base substrate 101, a transparent substrate 102 disposed so as to face the base substrate 101, and a surface of the base substrate 101 on the transparent substrate 102 side.
  • the base substrate 101 is a semiconductor substrate and is provided with a circuit (not shown) (an individual circuit included in a semiconductor wafer described later).
  • the light receiving unit 103 is provided over almost the entire surface.
  • the light receiving unit 103 has, for example, a configuration in which a light receiving element and a microlens array are stacked in this order on the base substrate 101.
  • Examples of the light receiving element included in the light receiving unit 103 include a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and the like.
  • the light receiving unit 103 including such a light receiving element converts the light received by the light receiving unit 103 into an electrical signal.
  • the transparent substrate 102 is disposed so as to face one surface (upper surface) of the base substrate 101, and has substantially the same planar dimension as the planar dimension of the base substrate 101.
  • Examples of the transparent substrate 102 include an acrylic resin substrate, a polyethylene terephthalate resin (PET) substrate, and a glass substrate.
  • PET polyethylene terephthalate resin
  • the spacers 104 are directly bonded to the light receiving unit 103 and the transparent substrate 102, respectively. Thereby, the base substrate 101 and the transparent substrate 102 are bonded via the spacer 104.
  • the spacer 104 has a frame shape along the outer peripheral edge portions of the light receiving portion 103 and the transparent substrate 102. Thereby, a gap portion 105 is formed between the light receiving portion 103 and the transparent substrate 102.
  • the spacer 104 is provided so as to surround the central portion of the light receiving portion 103, but the portion surrounded by the spacer 104 in the light receiving portion 103, that is, the portion exposed to the gap portion 105 is substantially light-receiving. It functions as a part.
  • the solder bump 106 has conductivity, and is electrically connected to the wiring provided on the base substrate 101 on the lower surface of the base substrate 101. As a result, an electrical signal converted from light by the light receiving unit 103 is transmitted to the solder bump 106.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a semiconductor wafer bonded body according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a plan view showing the semiconductor wafer bonded body shown in FIG.
  • the semiconductor wafer bonded body 1000 is composed of a stacked body in which a semiconductor wafer 101 ', a spacer 104', and a transparent substrate 102 'are sequentially stacked. That is, in the semiconductor wafer bonded body 1000, the semiconductor wafer 101 'and the transparent substrate 102' are bonded via the spacer 104 '.
  • the semiconductor wafer 101 ′ is a substrate that becomes the base substrate 101 of the semiconductor device 100 as described above by going through an individualization process as described later.
  • the semiconductor wafer 101 ′ is provided with a plurality of individual circuits (not shown). On the one surface (upper surface) of the semiconductor wafer 101 ′, the light receiving portion 103 as described above is formed corresponding to each individual circuit.
  • the spacer 104 ′ is formed in a lattice shape so as to surround each individual circuit (light receiving portion 103) on the semiconductor wafer 101 ′ when viewed in plan.
  • the spacer 104 ′ forms a plurality of gaps 105 between the semiconductor wafer 101 ′ and the transparent substrate 102 ′.
  • the plurality of gaps 105 are arranged corresponding to the plurality of individual circuits described above when viewed in plan.
  • the spacer 104 ′ is a member that becomes the spacer 104 of the semiconductor device 100 as described above by undergoing an individualization process as described later.
  • the transparent substrate 102 ' is bonded to the semiconductor wafer 101' via a spacer 104 '.
  • the transparent substrate 102 ′ is a member that becomes the transparent substrate 102 of the semiconductor device 100 as described above by performing an individualization process as described later.
  • a plurality of semiconductor devices 100 can be obtained by dividing such a semiconductor wafer bonded body 1000 into individual pieces as will be described later.
  • FIG. 4 and 5 are process diagrams showing an example of a manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 1 (semiconductor wafer assembly shown in FIG. 2), and FIG. 6 explains the exposure process shown in FIG. 4 (d).
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the light transmittance of the support base material and the spacer forming layer shown in FIG.
  • the manufacturing method of the semiconductor device 100 includes [A] a process of manufacturing the semiconductor wafer bonded body 1000 and [B] a process of separating the semiconductor wafer bonded body 1000 into pieces.
  • the manufacturing method of the semiconductor wafer bonded body 1000 includes the step of attaching the spacer forming layer 12 on the ⁇ A1 >> semiconductor wafer 101 'and the ⁇ A2 >> spacer forming layer 12 selectively. Removing the spacer 104 ′ to form, ⁇ A3 >> bonding the transparent substrate 102 'to the surface of the spacer 104' opposite to the semiconductor wafer 101 ', and ⁇ A4 >> on the lower surface of the semiconductor wafer 101'. And a predetermined process or process.
  • the spacer forming film 1 has a supporting base 11 and a spacer forming layer 12 supported on the supporting base 11.
  • the support substrate 11 has a sheet shape and has a function of supporting the spacer forming layer 12.
  • This support base material 11 has optical transparency. Thereby, it is possible to irradiate the spacer forming layer 12 with exposure light through the support base material 11 while the support base material 11 is attached to the spacer forming layer 12 in the exposure process in the step ⁇ A2 >> described later.
  • the support substrate 11 has a predetermined relationship between the thickness and the extinction coefficient of the support base 11 and the thickness and extinction coefficient of the spacer forming layer 12 (respective relational expressions ( ⁇ 1> to ⁇ 4> described later are given respectively).
  • the thickness and the extinction coefficient of the support base material 11 and the spacer forming layer 12 will be described in detail together with the description of the step ⁇ A2 >> described later.
  • a constituent material of such a support base material 11 As a constituent material of such a support base material 11, as long as it has a function of supporting the spacer forming layer 12 as described above and satisfies the relational expressions ⁇ 1> to ⁇ 4> as described later, although it does not specifically limit, For example, a polyethylene terephthalate (PET), a polypropylene (PP), polyethylene (PE) etc. are mentioned. Among these, polyethylene terephthalate (PET) is used as the constituent material of the support substrate 11 because it can make the balance between the light transmittance and the breaking strength of the support substrate 11 excellent. preferable.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • the spacer forming layer 12 has adhesiveness to the surface of the semiconductor wafer 101 '. Thereby, the spacer forming layer 12 and the semiconductor wafer 101 ′ can be bonded (bonded).
  • the spacer forming layer 12 has photocurability. Accordingly, the spacer 104 ′ can be formed by patterning to have a desired shape by an exposure process and a development process in a process ⁇ A2 >> described later.
  • the spacer forming layer 12 has thermosetting properties. Accordingly, the spacer 104 ′ and the transparent substrate 102 ′ can be joined in the step ⁇ A3 >> described later.
  • Such a spacer-forming layer 12 is not particularly limited as long as it has adhesiveness, photocurability and thermosetting properties as described above and satisfies the relational expressions ⁇ 1> to ⁇ 4> as described later. However, it is preferably composed of a material containing an alkali-soluble resin, a thermosetting resin, and a photopolymerization initiator (hereinafter referred to as “resin composition”).
  • alkali-soluble resin examples include novolak resins such as cresol type, phenol type, bisphenol A type, bisphenol F type, catechol type, resorcinol type, pyrogallol type, phenol aralkyl resin, hydroxystyrene resin, methacrylic acid resin, and methacrylic acid ester.
  • novolak resins such as cresol type, phenol type, bisphenol A type, bisphenol F type, catechol type, resorcinol type, pyrogallol type, phenol aralkyl resin, hydroxystyrene resin, methacrylic acid resin, and methacrylic acid ester.
  • Acrylic resins such as resins, cyclic olefin resins containing hydroxyl groups and carboxyl groups, polyamide resins (specifically, having at least one of a polybenzoxazole structure and a polyimide structure and having hydroxyl groups in the main chain or side chain Resin having a carboxyl group, an ether group or an ester group, a resin having a polybenzoxazole precursor structure, a resin having a polyimide precursor structure, a resin having a polyamic acid ester structure, and the like. It can be used singly or in combination of two or more.
  • the spacer forming layer 12 configured to include such an alkali-soluble resin has an alkali developability with less environmental load.
  • alkali-soluble resins described above those having both an alkali-soluble group contributing to alkali development and a double bond are preferably used.
  • alkali-soluble group examples include a hydroxyl group and a carboxyl group.
  • the alkali-soluble group can contribute to alkali development and can also contribute to a thermosetting reaction.
  • alkali-soluble resin can contribute to photocuring reaction by having a double bond.
  • Examples of such a resin having an alkali-soluble group and a double bond include a curable resin that can be cured by both light and heat, and specifically, for example, an acryloyl group, a methacryloyl group, and a vinyl. And a thermosetting resin having a photoreactive group such as a group, and a photocurable resin having a thermoreactive group such as a phenolic hydroxyl group, an alcoholic hydroxyl group, a carboxyl group, and an acid anhydride group.
  • the compatibility between the alkali-soluble resin and the thermosetting resin described later can be improved.
  • the strength of the cured spacer forming layer 12, that is, the spacer 104 'can be increased.
  • the photocurable resin having a thermally reactive group may further have another thermally reactive group such as an epoxy group, an amino group, or a cyanate group.
  • the photocurable resin having such a structure include (meth) acryl-modified phenolic resins, (meth) acryloyl group-containing acrylic acid polymers, carboxyl group-containing (epoxy) acrylates, and the like.
  • a thermoplastic resin such as a carboxyl group-containing acrylic resin may be used.
  • the resins having an alkali-soluble group and a double bond as described above it is preferable to use a (meth) acryl-modified phenol resin.
  • a (meth) acrylic modified phenolic resin it contains an alkali-soluble group. Therefore, when an unreacted resin is removed by a development process, instead of an organic solvent that is usually used as a developer, the load on the environment is reduced. Less alkaline solution can be applied.
  • the double bond contributes to the curing reaction, and as a result, the heat resistance of the resin composition can be improved.
  • the (meth) acryl-modified phenol resin is preferably used from the viewpoint that the warpage of the semiconductor wafer bonded body 1000 can be reliably reduced by using the (meth) acryl-modified phenol resin.
  • Examples of (meth) acryl-modified phenolic resins include (meth) acryloyl obtained by reacting a hydroxyl group included in bisphenols and phenol novolacs with an epoxy group of a compound having an epoxy group and a (meth) acryloyl group. Examples thereof include modified bisphenol resins and (meth) acryloyl-modified phenol novolac resins.
  • this (meth) acryloyl is included in the molecular chain of the (meth) acryloyl-modified epoxy resin in which (meth) acryloyl groups are introduced at both ends of the epoxy resin.
  • a compound in which a dibasic acid is introduced by bonding a hydroxyl group in the molecular chain of the modified epoxy resin and one carboxyl group in the dibasic acid by an ester bond (in addition, the repetition of the epoxy resin in this compound) 1 or more units, and the number of dibasic acids introduced into the molecular chain is 1 or more).
  • such a compound for example, first, by reacting an epoxy group at both ends of an epoxy resin obtained by polymerizing epichlorohydrin and a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid, at both ends of the epoxy resin.
  • an epoxy resin obtained by polymerizing epichlorohydrin and a polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid at both ends of the epoxy resin.
  • a (meth) acryloyl-modified epoxy resin having a (meth) acryloyl group introduced By obtaining a (meth) acryloyl-modified epoxy resin having a (meth) acryloyl group introduced, and then reacting the hydroxyl group in the molecular chain of the obtained (meth) acryloyl-modified epoxy resin with an anhydride of a dibasic acid It is obtained by forming an ester bond with one carboxyl group of this dibasic acid.
  • the modification rate (substitution rate) of the photoreactive group is not particularly limited, but 20% of the total reactive groups of the resin having an alkali-soluble group and a double bond. It is preferably about 80%, more preferably about 30-70%. By setting the modification amount of the photoreactive group within the above range, a resin composition having particularly excellent resolution can be provided.
  • the modification rate (substitution rate) of the thermally reactive group is not particularly limited, but is 20 to 20% of the total reactive group of the resin having an alkali-soluble group and a double bond. It is preferably about 80%, more preferably about 30 to 70%.
  • the weight average molecular weight of the resin is not particularly limited, but is preferably 30000 or less, more preferably about 5000 to 150,000. preferable. When the weight average molecular weight is within the above range, the film formability when the spacer forming layer 12 is formed on the support substrate 11 is particularly excellent.
  • the weight average molecular weight of the alkali-soluble resin can be evaluated using, for example, GPC (gel permeation chromatogram), and the weight average molecular weight can be calculated from a calibration curve prepared in advance using a styrene standard substance.
  • GPC gel permeation chromatogram
  • THF tetrahydrofuran
  • the content of the alkali-soluble resin in the resin composition is not particularly limited, but is preferably about 15 to 60% by weight, and preferably about 20 to 50% by weight with respect to the entire resin composition. More preferred.
  • the content of the alkali-soluble resin is about 10 to 80% by weight with respect to the resin components of the resin composition (all components except the filler). It is preferably about 15 to 70% by weight.
  • the blending balance of the alkali-soluble resin and the thermosetting resin described later in the spacer forming layer 12 can be optimized. Therefore, while making the resolution and developability of the patterning of the spacer forming layer 12 excellent in the exposure process and the developing process in the step ⁇ A2 >> to be described later, the adhesiveness of the spacer forming layer 12, that is, the spacer 104 'thereafter Can be made good.
  • the content of the alkali-soluble resin is less than the lower limit, there is an effect of improving the compatibility with other components (for example, a photocurable resin described later) in the resin composition using the alkali-soluble resin. May decrease.
  • the content of the alkali-soluble resin exceeds the upper limit, the developability or resolution of patterning of the spacer 104 ′ formed by photolithography technology may be deteriorated.
  • thermosetting resin examples include phenol novolak resins, cresol novolak resins, novolac type phenol resins such as bisphenol A novolak resin, phenol resins such as resol phenol resin, bisphenol type epoxy such as bisphenol A epoxy resin and bisphenol F epoxy resin.
  • novolak epoxy resin novolak epoxy resin, cresol novolak epoxy resin, etc., novolak epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resin, triazine nucleus-containing epoxy resin, di Epoxy resins such as cyclopentadiene-modified phenolic epoxy resins, urea (urea) resins, resins having a triazine ring such as melamine resins, unsaturated polymers Examples include ester resins, bismaleimide resins, polyurethane resins, diallyl phthalate resins, silicone resins, resins having a benzoxazine ring, cyanate ester resins, epoxy-modified siloxanes, and the like. Can do.
  • the spacer forming layer 12 including such a thermosetting resin exhibits adhesiveness even after being exposed to light and developed.
  • the transparent substrate 102 can be thermocompression bonded to the spacer forming layer 12 (spacer 104 ′).
  • thermosetting resin when a curable resin that can be cured by heat is used as the aforementioned alkali-soluble resin, a resin different from this resin is selected.
  • thermosetting resins it is particularly preferable to use an epoxy resin. Thereby, the heat resistance of the spacer forming layer 12 (spacer 104 ′) after curing and the adhesion with the transparent substrate 102 can be further improved.
  • the epoxy resin when used as the thermosetting resin, includes an epoxy resin that is solid at room temperature (particularly bisphenol type epoxy resin) and an epoxy resin that is liquid at room temperature (particularly a silicone-modified epoxy resin that is liquid at room temperature). It is preferable to use together. Thereby, it is possible to obtain the spacer forming layer 12 that is excellent in both flexibility and resolution while maintaining excellent heat resistance.
  • the content of the thermosetting resin in the resin composition is not particularly limited, but is preferably about 10 to 40% by weight, more preferably about 15 to 35% by weight with respect to the entire resin composition. preferable. If the content of the thermosetting resin is less than the lower limit, the effect of improving the heat resistance of the spacer forming layer 12 by the thermosetting resin may be reduced. On the other hand, if the content of the thermosetting resin exceeds the upper limit, the effect of improving the toughness of the spacer forming layer 12 by the thermosetting resin may be reduced.
  • thermosetting resin when used as the thermosetting resin, it is preferable that the thermosetting resin further contains a phenol novolac resin in addition to the epoxy resin.
  • a phenol novolac resin By adding a phenol novolac resin to the epoxy resin, the developability of the resulting spacer forming layer 12 can be improved.
  • thermosetting property of the epoxy resin is further improved, and the strength of the spacer 104 to be formed is further improved.
  • Photopolymerization initiator examples include benzophenone, acetophenone, benzoin, benzoin isobutyl ether, methyl benzoin benzoate, benzoin benzoic acid, benzoin methyl ether, benzylfinyl sulfide, benzyl, dibenzyl, diacetyl and the like.
  • the spacer forming layer 12 including such a photopolymerization initiator can be more efficiently patterned by photopolymerization.
  • the content of the photopolymerization initiator in the resin composition is not particularly limited, but it is preferably about 0.5 to 5% by weight, and 0.8 to 3.0% by weight with respect to the entire resin composition. More preferably, it is about%. If the content of the photopolymerization initiator is less than the lower limit, the effect of initiating the photopolymerization of the spacer forming layer 12 may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the content of the photopolymerization initiator exceeds the upper limit, the reactivity of the spacer forming layer 12 is increased, and the storage stability and resolution may be deteriorated.
  • the resin composition constituting the spacer forming layer 12 preferably contains a photopolymerizable resin in addition to the above components. Thereby, the patternability of the spacer formation layer 12 obtained can be improved more.
  • this photopolymerizable resin when a curable resin curable with light is used as the alkali-soluble resin described above, a resin different from this resin is selected.
  • (meth) acrylic compounds such as (meth) acrylic-type monomer and oligomer which have at least 1 or more of unsaturated polyester, acryloyl group, or methacryloyl group in 1 molecule
  • vinyl-based compounds such as styrene.
  • a photopolymerizable resin mainly composed of a (meth) acrylic compound is preferable.
  • the (meth) acrylic compound has a high curing rate when irradiated with light, and can pattern a resin with a relatively small amount of exposure.
  • this (meth) acrylic compound examples include acrylic acid ester or methacrylic acid ester monomers. Specific examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, and glycerin.
  • Trifunctional (meth) acrylate such as di (meth) acrylate, bifunctional (meth) acrylate such as 1,10-decanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate ) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, tetrafunctional (meth) acrylate such as ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, hexafunctional (meth) acrylate such as dipentaerythritol hexa (meth) acrylate Doors and the like.
  • the spacer 104 obtained from the spacer formation layer 12 can exhibit excellent strength.
  • the semiconductor device 100 including the spacer 104 is more excellent in shape retention.
  • the (meth) acrylic polyfunctional monomer refers to a (meth) acrylic acid ester monomer having a tri- or higher functional acryloyl group or methacryloyl group.
  • the (meth) acrylic polyfunctional monomers it is particularly preferable to use trifunctional (meth) acrylate or tetrafunctional (meth) acrylate. Thereby, the effect becomes more remarkable.
  • the spacer formation layer 12 when using a (meth) acrylic polyfunctional monomer as a photopolymerizable resin, it is preferable to further contain an epoxy vinyl ester resin.
  • an epoxy vinyl ester resin since the (meth) acrylic polyfunctional monomer and the epoxy vinyl ester resin undergo radical polymerization, the strength of the spacer 104 to be formed can be more effectively increased.
  • the solubility with respect to the alkali developing solution of the part which is not exposed of the spacer formation layer 12 can be improved at the time of image development, the residue after image development can be reduced.
  • Epoxy vinyl ester resins include 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, Epolite 40E methacrylic adduct, Epolite 70P acrylic acid adduct, Epolite 200P acrylic acid adduct, Epolite 80MF acrylic acid adduct, Epolite 3002 methacrylic acid adduct.
  • the content of the (meth) acrylic polyfunctional monomer in the resin composition is not particularly limited, but is 1 to 50 in the entire resin composition. It is preferably about% by weight, more preferably about 5% to 25% by weight.
  • the content of the epoxy vinyl ester resin is not particularly limited, but with respect to the entire resin composition, It is preferably about 3 to 30% by weight, more preferably about 5% to 15% by weight.
  • the photopolymerizable resin as described above is preferably liquid at normal temperature.
  • the curing reactivity by the light irradiation (for example, ultraviolet irradiation) of the spacer formation layer 12 can be improved more.
  • work with the photopolymerizable resin and other compounding components (for example, alkali-soluble resin) in a resin composition can be made easy.
  • the photopolymerizable resin that is liquid at room temperature include, for example, ultraviolet curable resins mainly composed of the (meth) acrylic compound described above.
  • the weight average molecular weight of the photopolymerizable resin is not particularly limited, but is preferably 5,000 or less, and more preferably about 150 to 3,000. When the weight average molecular weight is within the above range, the sensitivity of the spacer forming layer 12 is particularly excellent. Furthermore, the resolution of the spacer formation layer 12 is also excellent.
  • the weight average molecular weight of the photopolymerizable resin can be evaluated using, for example, GPC (gel permeation chromatogram), and can be calculated using the same method as described above.
  • the resin composition constituting the spacer forming layer 12 may contain an inorganic filler. Thereby, the strength of the spacer 104 formed by the spacer forming layer 12 can be further improved.
  • the content of the inorganic filler in the resin composition is preferably 9% by weight or less with respect to the entire resin composition.
  • the strength of the spacer 104 ′ formed by the spacer forming layer 12 is sufficiently improved by the addition of the acrylic polyfunctional monomer. Therefore, the addition of the inorganic filler into the resin composition can be omitted.
  • inorganic fillers include fibrous fillers such as alumina fibers and glass fibers, potassium titanate, wollastonite, aluminum borate, acicular magnesium hydroxide, acicular fillers such as whiskers, talc, and mica. , Sericite, glass flakes, flake graphite, platy fillers such as platy calcium carbonate, spherical fillers such as calcium carbonate, silica, fused silica, calcined clay, unfired clay, zeolite, silica gel And the like, and the like. These may be used alone or in combination. Among these, it is particularly preferable to use a spherical (granular) filler or a porous filler.
  • the average particle size of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 90 ⁇ m, and more preferably about 0.1 to 40 ⁇ m.
  • the average particle diameter exceeds the upper limit, there is a risk that the appearance of the spacer forming layer 12 may be abnormal or the resolution may be poor. Further, if the average particle diameter is less than the lower limit value, there is a risk of poor adhesion when the spacer 104 is heated and pasted to the transparent substrate 102.
  • the average particle size can be evaluated using, for example, a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-7000 (manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the average pore diameter of the porous filler is preferably about 0.1 to 5 nm, and more preferably about 0.3 to 1 nm.
  • the resin composition constituting the spacer forming layer 12 contains additives such as an ultraviolet absorber, a plastic resin, a leveling agent, an antifoaming agent, and a coupling agent in addition to the above-described components as long as the object of the present invention is not impaired. can do.
  • the visible light transmittance of the spacer forming layer 12 can be made more suitable, and when installing the mask 20 as described later, Since the alignment marks formed on the semiconductor wafer 101 ′ can be visually recognized and the mask 20 can be placed with high accuracy, it is possible to more effectively prevent exposure failures in the exposure process. As a result, the semiconductor device 100 with higher reliability can be provided. Further, the transmittance of the exposure light of the spacer forming layer 12 can be made more suitable, and the exposure failure in the exposure process can be more effectively prevented. As a result, the semiconductor device 100 with higher reliability can be provided.
  • a plurality of light receiving portions 103 are formed on one surface of the semiconductor wafer 101 ′. Specifically, a plurality of light receiving elements and a plurality of microlens arrays are stacked in this order on one surface of the semiconductor wafer 101 ′.
  • the spacer forming layer 12 of the above-described spacer forming film 1 is attached to the one surface side of the semiconductor wafer 101 ′ (lamination process).
  • ⁇ A2 Step of selectively removing the spacer formation layer 12 to form the spacer 104 ′ A2-1
  • the spacer forming layer 12 is irradiated with exposure light (ultraviolet rays) to perform exposure processing (exposure process).
  • the spacer forming layer 12 is irradiated with exposure light through a mask 20 including a light transmission portion 201 having a plan view shape corresponding to the plan view shape of the spacer 104.
  • the light transmitting portion 201 has light transmittance, and the exposure light transmitted through the light transmitting portion 201 is applied to the spacer forming layer 12. Thereby, the spacer formation layer 12 is selectively exposed, and the portion irradiated with the exposure light is photocured.
  • the spacer forming layer 12 is exposed to the spacer forming layer 12 with the support base 11 attached thereto, and the spacer forming layer 12 is exposed through the support base 11. Irradiate light.
  • the support base 11 functions as a protective layer of the spacer forming layer 12, and it is possible to effectively prevent foreign matters such as dust from adhering to the surface of the spacer forming layer 12. Moreover, even if a foreign substance adheres on the support substrate 11, the foreign substance can be easily removed. Further, as described above, when the mask 20 is installed, the distance between the mask 20 and the spacer forming layer 12 can be further reduced without the mask 20 sticking to the spacer forming layer 12. As a result, it is possible to prevent the image formed by the exposure light applied to the spacer forming layer 12 through the mask 20 from being blurred, and to sharpen the boundary between the exposed portion and the unexposed portion. Can do. As a result, the spacer 104 ′ can be formed with excellent dimensional accuracy, and the gap portion 105 can be formed with a desired shape and size close to the design. Thereby, the reliability of the semiconductor device 100 can be improved.
  • an alignment mark 1011 is provided on the semiconductor wafer 101 ′ in the vicinity of the edge as shown in FIG.
  • the mask 20 is provided with alignment marks 202 for alignment as shown in FIG.
  • the alignment of the alignment mark 1011 of the semiconductor wafer 101 ′ and the alignment mark 202 of the mask 20 are aligned to align the mask 20 with respect to the semiconductor wafer 101 ′.
  • the spacer 104 ' can be formed with high positional accuracy. As a result, the reliability of the semiconductor device 100 can be made higher.
  • the support base material 11 and the spacer forming layer 12 have a predetermined relationship in thickness and extinction coefficient, respectively.
  • the absorption coefficient of the support substrate 11 in the visible light wavelength band is ⁇ V1 [1 / ⁇ m]
  • the absorption coefficient of the spacer forming layer 12 in the visible light wavelength band is ⁇ V2 [1 / ⁇ m].
  • the surface of the semiconductor wafer 101 ′ on the side of the spacer formation layer 12 can be satisfactorily visually recognized through the support base 11 and the spacer formation layer 12.
  • the alignment mark 1011 formed on the semiconductor wafer 101 ′ can be viewed well. Therefore, the mask 20 can be accurately positioned (that is, the mask alignment property can be improved).
  • the spacer 104 with excellent dimensional accuracy can be formed.
  • the extinction coefficient is a constant indicating the degree to which the medium absorbs the light when the light enters the medium.
  • the light absorption coefficient is a configuration such as the material and density of the target medium and the light used. It is a value determined by the wavelength of.
  • the alignment mark 1011 is satisfactorily interposed via the support base 11 and the spacer forming layer 12. It must be visible. Therefore, it is necessary to increase the transmittances T V , T V1 , and T V2 .
  • the present inventor found optimum values of the thicknesses t 1 and t 2 to satisfy the relational expression ⁇ 1>, and obtained the relational expressions ⁇ 2> to ⁇ 4>. .
  • the mask alignment property can be improved as described above.
  • the support base material 11 when the average thickness t 1 of the support base material 11 is less than 5 ⁇ m, the support base material 11 cannot exhibit the function of supporting the spacer forming layer 12. On the other hand, when the average thickness t 1 of the support base 11 exceeds 200 ⁇ m, it is difficult to select a constituent material of the support base 11 that satisfies the relational expression ⁇ 1>. Moreover, the handleability of the spacer forming film 1 is lowered.
  • the average thickness t 2 of the spacer layer 12 is less than 5 [mu] m, it is impossible to form a gap portion 105 of the spacer 104 is required size.
  • the average thickness t 2 of the spacer layer 12 is more than 400 [mu] m, the selection of the material of the spacer layer 12 that satisfies the relational expression of the ⁇ 1> it is difficult.
  • the support base material 11 cannot exhibit the function of supporting the spacer forming layer 12 or the spacer 104 is necessary.
  • the gap portion 105 having a large size cannot be formed.
  • the average thickness (t 1 + t 2 ) of the spacer forming film 1 exceeds 405 ⁇ m, it is difficult to select the constituent materials of the support base 11 and the spacer forming layer 12 that satisfy the relational expression ⁇ 1>. Moreover, the handleability of the spacer forming film 1 is lowered.
  • the mask 20 can be positioned more accurately (that is, the mask alignment property can be improved).
  • I V1 / I V0 is equal to the visible light transmittance T V1 in the thickness direction of the support base material 11
  • I V2 / I V1 is the visible light transmittance in the thickness direction of the spacer forming layer 12.
  • the transmittance T V2 is equal to I V2 / I V0 is equal to the visible light transmittance T V in the thickness direction of the spacer forming film 1.
  • the extinction coefficient of the support base 11 in the wavelength band of the exposure light used in the exposure step in the step ⁇ A2 >> described later is ⁇ E1
  • the extinction coefficient of the spacer forming layer 12 in the wavelength band of the exposure light is ⁇ E2 .
  • the exposure step exposure is performed.
  • Light can be reliably irradiated over the entire region of the spacer forming layer 12 in the thickness direction. For this reason, in the exposure process, the exposure light does not sufficiently reach the vicinity of the surface of the spacer forming layer 12 on the semiconductor wafer 101 ′ side, so that the vicinity of the surface of the spacer forming layer 12 on the semiconductor wafer 101 ′ side is dissolved during development. Can be prevented (so-called undercut).
  • the spacer 104 ′ having excellent dimensional accuracy can be formed.
  • the semiconductor wafer bonded body 1000 and the semiconductor device 100 with excellent reliability can be obtained.
  • the amount of the exposure light transmitted through 11 i.e., the amount of exposure light incident on the spacer layer 12
  • the amount of exposure light transmitted through the spacer layer 12 and I E2 the thickness of the support base 11
  • the transmittance of exposure light in the direction is TE1
  • the transmittance of exposure light in the thickness direction of the spacer forming layer 12 is TE2
  • the spacer forming film 1 as a whole (supporting substrate 11 and spacer forming layer 12) the transmittance of the exposure light when a T E can be derived relationship: ⁇ A1> ⁇ ⁇ C1>.
  • T E T E1 ⁇
  • the present inventor found the optimum values of the thicknesses t 1 and t 2 to satisfy the relational expression ⁇ 8>, and obtained the relational expressions ⁇ 9> to ⁇ 11>. .
  • the spacer 104 ′ having excellent dimensional accuracy is formed as described above. be able to.
  • the spacer 104 ′ and the semiconductor wafer 101 ′ are securely bonded, the semiconductor wafer bonded body 1000 and the semiconductor device 100 with excellent reliability can be obtained.
  • spacer formation may occur depending on the conditions of the exposure process, the configuration of the support substrate 11 and the spacer formation layer 12, and the like. Sufficient exposure light cannot be irradiated to the lower surface of the layer 12, and an undercut may occur.
  • the average thickness t 2 of the spacer layer 12 is more than 350 .mu.m, the selection of the material of the spacer layer 12 that satisfies the relational expression of the ⁇ 8> it is difficult.
  • the average thickness (t 1 + t 2 ) of the spacer forming film 1 exceeds 400 ⁇ m, it is difficult to select the constituent materials of the support base 11 and the spacer forming layer 12 that satisfy the relational expression ⁇ 8>. .
  • the amount of exposure light incident on the support base 11 is I E0 and the amount of the exposure light transmitted through the support base 11 is I E1.
  • the amount of the exposure light transmitted through the spacer forming layer 12 is IE2 , it is preferable that the following relational expressions ⁇ 12> to ⁇ 14> are satisfied.
  • the exposure light can be irradiated more reliably over the entire area in the thickness direction of the spacer forming layer 12, and the above-described problems relating to undercutting can be prevented. can do.
  • I E1 / I E0 ⁇ 0.4 It is more preferable to satisfy the following relational expression.
  • I E1 / I E0 is equal to the transmittance T E1 of the exposure light in the thickness direction of the support substrate 11
  • I E2 / I E1 is the exposure light in the thickness direction of the spacer forming layer 12. It is equal to the transmittance T E2 and I E2 / I E0 is equal to the transmittance T E of the exposure light in the thickness direction of the spacer forming film 1.
  • the distance between the support substrate 11 and the mask 20 is preferably 0 to 2000 ⁇ m, and more preferably 0 to 1000 ⁇ m.
  • the exposure process in a state where the support base 11 and the mask 20 are in contact with each other.
  • the distance between the spacer formation layer 12 and the mask 20 can be stably kept constant over the whole area.
  • the portion of the spacer forming layer 12 to be exposed can be uniformly exposed, and the spacer 104 ′ having excellent dimensional accuracy can be formed more efficiently.
  • the distance between the spacer formation layer 12 and the mask 20 can be freely chosen by selecting the thickness of the support base material 11 suitably. Can be set accurately. Further, by reducing the thickness of the support substrate 11, the distance between the spacer formation layer 12 and the mask 20 is made smaller, and the support substrate 11 is formed by light irradiated to the spacer formation layer 12 through the mask 20. It is possible to prevent image blurring.
  • the transmittance of exposure light in the thickness direction of the support substrate 11 and the spacer formation layer 12 is the peak wavelength of exposure light in the thickness direction of the support substrate 11 and the spacer formation layer 12. It refers to the transmittance at (for example, 365 nm).
  • the visible light transmittance in the thickness direction of the support base material 11 and the spacer forming layer 12 is the transmission at the peak wavelength of light having a wavelength of 600 nm in the thickness direction of the support base material 11 and the spacer forming layer 12.
  • the light transmittance in the thickness direction of the support base 11 and the spacer forming layer 12 can be measured using, for example, a transmittance measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation, UV-160A). .
  • the spacer forming layer 12 may be subjected to a heat treatment at a temperature of about 40 to 80 ° C. as necessary (post-exposure heating step (PEB step)).
  • PEB step post-exposure heating step
  • the temperature of the heat treatment may be in the above range, but is more preferably 50 to 70 ° C. In the development step described later, unintentional peeling of the photocured portion of the spacer forming layer 12 can be more effectively prevented.
  • the support base material 11 is removed (support base material removal process). That is, the support base material 11 is peeled from the spacer forming layer 12.
  • the uncured portion of the spacer forming layer 12 is removed using a developer (development process). Thereby, the photocured portion of the spacer forming layer 12 remains, and the spacer 104 ′ and the gap portion 105 ′ are formed.
  • an alkaline aqueous solution can be used as a developer.
  • the bonding between the spacer 104 ′ and the transparent substrate 102 ′ can be performed, for example, by bonding the upper surface of the formed spacer 104 ′ and the transparent substrate 102 ′ and then thermocompression bonding.
  • thermocompression bonding is preferably performed within a temperature range of 80 to 180 ° C. Accordingly, the spacer 104 ′ and the transparent substrate 102 ′ can be joined by thermocompression while suppressing the applied pressure during thermocompression. Therefore, the formed spacer 104 is suppressed from unintentional deformation and has excellent dimensional accuracy.
  • ⁇ A4 Step of performing predetermined processing or processing on the lower surface of the semiconductor wafer 101 ′ A4-1
  • the surface (lower surface) 111 opposite to the transparent substrate 102 of the semiconductor wafer 101 ′ is ground (back grinding process).
  • the grinding of the surface 111 of the semiconductor wafer 101 ′ can be performed using, for example, a grinding device (grinder).
  • the thickness of the semiconductor wafer 101 ′ varies depending on the electronic device to which the semiconductor device 100 is applied, but is usually set to about 100 to 600 ⁇ m and is applied to a smaller electronic device. Is set to about 50 ⁇ m.
  • solder bumps 106 are formed on the surface 111 of the semiconductor wafer 101 ′.
  • wiring is also formed on the surface 111 of the semiconductor wafer 101 '.
  • the semiconductor wafer bonded body 1000 is separated into pieces for each individual circuit formed on the semiconductor wafer 101 ′, that is, for each gap portion 105.
  • the semiconductor wafer bonded body 1000 is first divided into a spacer 104 ′ and a semiconductor wafer along a lattice of the spacer 104 ′ by a dicing saw from the transparent substrate 102 ′ side. After the cut 21 is made up to the interface with 101 ′, the cut 22 is made in the semiconductor wafer 101 ′.
  • the semiconductor wafer bonded body 1000 can be separated into individual pieces by a dicing saw, either by cutting the transparent substrate 102 ′, the spacer 104 ′, and the semiconductor wafer 101 ′ at once, or by cutting from the semiconductor wafer 101 ′ side. Through the steps as described above, the semiconductor device 100 can be manufactured.
  • the semiconductor devices 100 can be mass-produced and productivity can be improved.
  • the semiconductor device 100 thus obtained is mounted on, for example, a substrate on which wiring is patterned, and the wiring on the substrate and the wiring formed on the lower surface of the base substrate 101 are connected via the solder bumps 106. Are electrically connected.
  • the semiconductor device 100 can be widely applied to electronic devices such as a mobile phone, a digital camera, a video camera, and a small camera, for example, while being mounted on a substrate as described above.
  • the spacer formation layer 12 is formed on the semiconductor wafer 101 ′, exposure and development are performed, and then the spacer 104 ′ and the transparent substrate 102 ′ are bonded is described as an example.
  • the spacer forming layer 12 may be formed on the transparent substrate 102 ′, and then exposed and developed, and then the spacer 104 ′ and the semiconductor wafer 101 ′ may be bonded.
  • one or two or more arbitrary steps may be added.
  • PLB process post-lamination heating process
  • the exposure is performed once has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the exposure may be performed a plurality of times.
  • each part of the film for forming a spacer, the semiconductor wafer bonded body and the semiconductor device of the present invention can be replaced with any structure that exhibits the same function, and any structure can be added. You can also.
  • the glycidyl methacrylate 180.9g was dripped in it in 30 minutes, and the methacryloyl modified novolak-type bisphenol A resin MPN001 (methacryloyl modification rate 50%) with a solid content of 74% was obtained by stirring reaction at 100 ° C. for 5 hours. .
  • resin varnish of resin composition constituting spacer forming layer As photopolymerizable resin, 15% by weight of trimethylolpropane trimethacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., Light Ester TMP), epoxy vinyl ester resin (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) ), Epoxy ester 3002M) 5% by weight, epoxy resin which is a thermosetting resin, 5% by weight of bisphenol A novolac type epoxy resin (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., Epicron N-865), bisphenol A type 10% by weight of epoxy resin (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., YL6810), 5% by weight of silicone epoxy resin (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., BY16-115), phenol novolac resin (Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) PR53647) 3% by weight, alkali acceptable As a soluble resin, 54.8% by
  • a polyester film having a thickness of 5 ⁇ m (“MRX50”, manufactured by Mitsubishi Plastics, Inc.) was prepared as a supporting substrate.
  • V1 was 98.7%
  • the extinction coefficient ⁇ V1 of visible light (600 nm) in the thickness direction of the supporting substrate was 0.0011 [1 / ⁇ m].
  • the transmittance T E1 of the exposure light (365 nm) in the thickness direction of the material was 97.7%
  • the extinction coefficient ⁇ E1 of the exposure light (365 nm) in the thickness direction of the support base was 0. 0.002 [1 / ⁇ m].
  • the resin varnish prepared as described above is applied onto the supporting substrate with a comma coater (manufactured by Yurai Seiki Co., Ltd., “Model No. MFG No. 194001 type3-293”) to form a coating film composed of the resin varnish. Formed. Then, the film for spacer formation was obtained by drying the formed coating film at 80 degreeC for 20 minutes, and forming a spacer formation layer. In the obtained spacer forming film, the average thickness of the spacer forming layer was 5 ⁇ m. Further, the transmittance T V2 of visible light (600 nm) of the formed spacer formation layer was 99.8%.
  • the absorption coefficient ⁇ V2 of visible light (600 nm) in the thickness direction of the spacer formation layer was 0.0002 [1 / ⁇ m].
  • the transmittance T E2 of exposure light (365 nm) of the formed spacer formation layer was 89.5%.
  • the extinction coefficient ⁇ E2 of the exposure light (365 nm) in the thickness direction of the spacer formation layer was 0.0096 [1 / ⁇ m].
  • a semiconductor wafer Si wafer, diameter 20.3 cm, thickness 725 ⁇ m
  • the semiconductor wafer prepared what provided the alignment mark in two places which are point-symmetric with respect to the center of the semiconductor wafer at a position 5 mm inside from the edge of the semiconductor wafer.
  • the spacer forming film manufactured above was laminated on the semiconductor wafer under the conditions of a roll temperature of 60 ° C., a roll speed of 0.3 m / min, and a syringe pressure of 2.0 kgf / cm 2.
  • a semiconductor wafer with a spacer forming film was obtained.
  • a mask having two alignment marks for alignment with respect to the semiconductor wafer and having a light transmitting portion having the same shape as that of the spacer to be formed in plan view is prepared.
  • a mask was placed so as to face the spacer forming film so that the alignment marks on the wafer were aligned.
  • the distance between the mask and the supporting substrate was set to 0 mm.
  • the spacer forming layer is selected in a lattice pattern by irradiating the semiconductor wafer with the spacer forming film through the mask with ultraviolet rays (wavelength 365 nm, integrated light quantity 700 mJ / cm 2 ) from the spacer forming film side. After the exposure, the supporting substrate was removed. In the exposure of the spacer forming layer, 50% of the spacer forming layer was seen in plan view so that the width of the exposed portion exposed in a grid pattern was 0.6 mm.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • a transparent substrate (quartz glass substrate, diameter: 20.3 cm, thickness: 725 ⁇ m) is prepared, and the substrate is bonded to a semiconductor wafer on which a spacer is formed, a substrate bonder (manufactured by SUSS MICROTECH, “SB8e”). ) was used to produce a bonded semiconductor wafer in which the semiconductor wafer and the transparent substrate were bonded via a spacer.
  • a substrate bonder manufactured by SUSS MICROTECH, “SB8e”.
  • Comparative Example 2 a polyimide film (manufactured by Ube Industries, Upilex 25SGA) was used as the support base material.
  • Examples 4 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 as shown in Table 2, by changing the compounding ratio of the resin varnish used for forming the spacer forming layer, the absorption coefficient ⁇ V2 , ⁇ of the spacer forming layer is changed. E2 was changed.
  • methacryloyl-modified novolak bisphenol A resin is "MPN”
  • trimethylolpropane trimethacrylate is “TMP”
  • epoxy vinyl ester resin is "3002M”
  • bisphenol A novolak epoxy resin is "N865"
  • bisphenol A The type epoxy resin was indicated as “YL”, the silicone epoxy resin as “BY16”, the phenol novolac resin as “PR”, and triethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester 3G) as “3G”.
  • Example 1A to 8A Comparative Examples 1A to 6A
  • the extinction coefficient ⁇ E1 and thickness t 1 of the supporting substrate and the extinction coefficient ⁇ E2 and thickness t 2 of the spacer forming layer are as shown in Table 3, in the same manner as in Example 1 described above, A semiconductor wafer bonded body was obtained.
  • Comparative Example 6A a polyimide film (manufactured by Ube Industries, Upilex 25SGA) was used as a support base material.
  • the absorption coefficient ⁇ E2 of the spacer forming layer was changed by changing the blending ratio of the resin varnish used for forming the spacer forming layer. did.
  • methacryloyl-modified novolak bisphenol A resin is "MPN”
  • trimethylolpropane trimethacrylate is “TMP”
  • epoxy vinyl ester resin is "3002M”
  • bisphenol A novolak epoxy resin is "N865"
  • bisphenol A The type epoxy resin was indicated as “YL”, the silicone epoxy resin as “BY16”, the phenol novolac resin as “PR”, and triethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester 3G) as “3G”.
  • silica filler manufactured by Tokuyama, NSS-3N, average particle size 0.125 ⁇ m, maximum particle size 0.35 ⁇ m was added by 30% by weight, although not shown in Table 4. is doing.
  • the shape of 100 spacers of the semiconductor wafer bonded body of each example and comparative example was observed with an electron microscope ( ⁇ 5,000 times), and the patterning property by exposure (the degree of occurrence of chipping by undercut) was evaluated as follows. Evaluation was made according to criteria.
  • A In all 100 pieces, the spacers were not chipped at all and were patterned with high accuracy.
  • ⁇ The spacers of 1 to 10 semiconductor wafer assemblies out of 100 showed chipping or the like, but showed patterning properties with no practical problems.
  • ⁇ Chipping or the like was observed in the spacers of 11 to 20 semiconductor wafer assemblies out of 100, and the patterning property was not sufficient.
  • X Chipping or the like was observed in the spacers of 21 or more semiconductor wafer assemblies out of 100, and the accuracy of the patterning property was low.
  • the bonded semiconductor wafers of Examples 1A to 8A according to the present invention were free from spacers and the like and had excellent dimensional accuracy.
  • the semiconductor device manufactured using the semiconductor wafer bonded body according to the present invention has a particularly high reliability.
  • Comparative Examples 1A to 6A the accuracy of the patterning property by exposure was not sufficient.
  • the spacer-forming film of the present invention has a photocurable property that can be formed by exposure and development of a sheet-like support base and a spacer provided on the support base and provided between the transparent substrate and the semiconductor wafer.
  • a spacer-forming film having an average thickness of the supporting substrate as t 1 [ ⁇ m], an average thickness of the spacer-forming layer as t 2 [ ⁇ m],
  • t 1 [ ⁇ m] an average thickness of the spacer-forming layer as t 2 [ ⁇ m]
  • the absorption coefficient of the support substrate in the wavelength band is ⁇ V1 [1 / ⁇ m]
  • the absorption coefficient of the spacer forming layer in the wavelength band of visible light is ⁇ V2 [1 / ⁇ m]

Abstract

　半導体ウエハー接合体の製造方法は、シート状の支持基材と、該支持基材上に設けられた感光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を用意する工程と、半導体ウエハーの一方の面側に、前記スペーサ形成層を貼着する工程と、前記スペーサ形成層を露光・現像してパターンニングすることによりスペーサを形成するとともに、前記支持基材を除去する工程と、前記スペーサの前記支持基材と接触していた部分に、その内側に包含されるように、透明基板を接合する工程とを有する。これにより、半導体ウエハーと透明基板とが均一かつ確実に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。

Description

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
　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。
　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。
　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）。
　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。
　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。
特開２００８－９１３９９号公報
　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。
　このような目的は、下記（１）～（１８）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＞
　（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＞
　（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＞
　（４）　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、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＞の関係式を満たすことを特徴とする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＞
　（５）　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）または（４）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＞
　（６）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（５）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
　（７）　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（６）に記載のスペーサ形成用フィルム。
　（８）　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（７）のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
　（９）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（８）に記載のスペーサ形成用フィルム。
　（１０）　前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である上記（８）または（９）に記載のスペーサ形成用フィルム。
　（１１）　上記（１）ないし（１０）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。
　（１２）　上記（１）ないし（１０）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。
　（１３）　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（１１）または（１２）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
　（１４）　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（１３）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
　（１５）　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（１３）または（１４）に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
　（１６）　上記（１１）ないし（１５）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。
　（１７）　上記（１）ないし（１０）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。
　（１８）　上記（１６）または（１７）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。 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である。 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。 図４は、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は、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は、図４（ｄ）に示す露光工程を説明するための図である。 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グラフである。 図８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グラフである。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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樹脂が好ましい。（メタ）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。
　この（メタ）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。
　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。
　なお、本明細書中において、（メタ）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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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重合性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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　また、スペーサ形成層１２の露光光の透過率をより好適なものとすることができ、露光工程における露光不良をより効果的に防止することができる。その結果、より信頼性の高い半導体装置１００を提供することができる。
　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。
　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）。
　《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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦－ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜１＞
　５≦ｔ１≦２００　　　　　　　　　　　　　・・・＜２＞
　５≦ｔ２≦４００　　　　　　　　　　　　　・・・＜３＞
　１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５　　　　　　　　　　・・・＜４＞
　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。
　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。
　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。
　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＞
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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＞
　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。
　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。
　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。
　αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２≦－ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜８＞
　５≦ｔ１≦１００　　　　　　　　　　　　　・・・＜９＞
　５≦ｔ２≦３５０　　　　　　　　　　　　　・・・＜１０＞
　１０≦ｔ１＋ｔ２≦４００　　　　　　　　　　・・・＜１１＞
　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。
　以下、上記＜８＞～＜１１＞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に露光光を照射した場合、支持基材１１に入射する露光光の量（放射発散度）をＩＥ０とし、支持基材１１を透過した露光光の量（すなわちスペーサ形成層１２に入射する露光光の量）をＩＥ１とし、スペーサ形成層１２を透過した露光光の量をＩＥ２とし、支持基材１１の厚さ方向での露光光の透過率をＴＥ１とし、スペーサ形成層１２の厚さ方向での露光光の透過率をＴＥ２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）の露光光の透過率をＴＥとしたときに、下記＜Ａ１＞～＜Ｃ１＞の関係式を導くことができる。
　ＴＥ１＝ＩＥ１／ＩＥ０＝１０－αＥ１・ｔ１　　　　・・・＜Ａ１＞
　ＴＥ２＝ＩＥ２／ＩＥ１＝１０－αＥ２・ｔ２　　　　・・・＜Ｂ１＞
　ＴＥ＝ＴＥ１・ＴＥ２＝ＩＥ２／ＩＥ０＝１０－＜αＥ１・ｔ１＋αＥ２・ｔ２＞　　　　・・・＜Ｃ１＞
　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を透過した露光光の放射発散度は、スペーサ形成層１２に入射する露光光の放射発散度に等しいものとする。
　露光工程を効率的に行うためには、透過率ＴＥ、ＴＥ１、ＴＥ２を大きくする必要がある。
　透過率ＴＥを大きくするには、上記関係式＜Ｃ１＞からわかるように、（αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２）を小さくすればよい。
　上記関係式＜Ｃ１＞から下記関係式＜Ｄ１＞を導くことができる。
　αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２＝－ｌｏｇ１０（ＴＥ）・・・＜Ｄ１＞
　ここで、－ｌｏｇ１０（ＴＥ）およびＴは、図８に示すような関係を有する。
　図８からわかるように、－ｌｏｇ１０（ＴＥ）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（ＴＥ）が約０．７よりも小さくなると、透過率ＴＥが急激に低下する。
　したがって、（αＥ１×ｔ１＋αＥ２×ｔ２）をｌｏｇ１０（０．２）以下とすること、すなわち、上記関係式＜８＞を満たすことで、透過率ＴＥを高めることができる。
　そして、本発明者は、鋭意検討の結果、上記関係式＜８＞を満たす上で、厚さｔ１、ｔ２の最適な値を見出し、上記関係式＜９＞～＜１１＞を得た。
　このような上記＜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、前述したように、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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　ＩＥ１／ＩＥ０≧０．２　　　　　　　　　　　・・・＜１２＞
　０．１≦ＩＥ２／ＩＥ１≦０．９　　　　　　　・・・＜１３＞
　０．１≦ＩＥ２／ＩＥ０≦０．９　　　　　　　・・・＜１４＞
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　《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。
　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。
　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。
　《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）。
　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。
　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。
　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。
　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。
　［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）。
　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。
　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。
　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。
　以上のような工程を経ることにより、半導体装置１００を製造することができる。
　このように、半導体ウエハー接合体１０００を個片化して、一括して複数の半導体装置１００を得ることにより、半導体装置１００を大量生産することができ、生産性の効率化を図ることができる。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　［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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　（実施例１Ａ～８Ａ、比較例１Ａ～６Ａ）
　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３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。
　ここで、比較例６Ａ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５Ａ～８Ａ、比較例３Ａ～６Ａでは、表４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αＥ２を変更した。
　なお、表４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８Ａおよび比較例５Ａでは、表４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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　［２］評価
　［２－１］マスクアライメント性の評価
　各実施例１～９および各比較例１、２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。
　◎：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。
　［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。
　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。
　◎：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。
　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、実施例１～９の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。
　これに対して、比較例１、２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。
　また、表３から明らかなように、実施例１Ａ～８Ａの本発明に係る半導体ウエハー接合体では、スペーサの欠け等がなく、また、寸法精度に優れたものであった。また、本発明に係る半導体ウエハー接合体を用いて製造された半導体装置は信頼性が特に高いものであった。
　これに対して、比較例１Ａ～６Ａでは、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。
　本発明のスペーサ形成用フィルムは、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、
　αＶ１×ｔ１＋αＶ２×ｔ２≦－ｌｏｇ１０（０．２）・・・＜１＞
　５≦ｔ１≦２００　　　　　　　　　　　　　・・・＜２＞
　５≦ｔ２≦４００　　　　　　　　　　　　　・・・＜３＞
　１０≦ｔ１＋ｔ２≦４０５　　　　　　　　　　・・・＜４＞
なる各関係式をそれぞれ満たす。これにより、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。このような本発明は、産業上の利用可能性を有する。

Claims (18)

  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＞
  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＞
  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＞
  4. 　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、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＞の関係式を満たすことを特徴とする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＞
  5. 　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または４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＞
  6. 　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５のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
  7. 　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６に記載のスペーサ形成用フィルム。
  8. 　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７のいずれかに記載のスペーサ形成用フィルム。
  9. 　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８に記載のスペーサ形成用フィルム。
  10. 　前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である請求項８または９に記載のスペーサ形成用フィルム。
  11. 　請求項１ないし１０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。
  12. 　請求項１ないし１０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。
  13. 　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１１または１２に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
  14. 　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１３に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
  15. 　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１３または１４に記載の半導体ウエハー接合体の製造方法。
  16. 　請求項１１ないし１５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。
  17. 　請求項１ないし１０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。
  18. 　請求項１６または１７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。
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