CN101065844A - 固体摄像装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种能够飞跃性提高生产成品率并且能够确保器件的长期可靠性的摄像装置及其制造方法。该固体摄像装置在晶片(1)的表面部形成有多个受光部(2)、与各受光部一一对应的微型透镜(3)，在所述晶片(1)的周边随处设有向受光部(2)进行供电和电信号的授受的贯通电极(4)，该贯通电极(4)的一端在晶片(1)的表面部与电极焊盘(4a)连接，所述电极焊盘(4a)与跟受光元件连接的布线连接，该贯通电极(4)的另一端通过背面电极(5)与布线连接，并且，在所述晶片(1)的表面设有肋(7)，所述肋(7)作为包围微型透镜(3)而配置在四周的隔壁部，在肋(7)的上表面通过粘接剂贴附有光学玻璃等透明板(8)，在所述肋(7)和所述透明板(8)的接合部设有保护框(10)。

Description

固体摄像装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及利用了晶片级芯片尺寸封装(wafer-level chip-sizepackage)安装技术的固体摄像装置及其制造方法。
背景技术
固体摄像装置(以下，简称为“摄像装置”)是在半导体基板(以下，称为“晶片”)上形成摄像元件和微型透镜等光学元件，并对其进行气密密封而成的，用作摄像机、数码相机或便携式相机等映像设备的受光传感器。
近年的摄像装置为了小型化、高密度化而逐渐采用所谓“晶片级芯片尺寸封装(以下，也简称为“晶片级CSP”)”的安装技术(专利文献1、2等)，该安装技术在晶片的切断前完成布线工序以及保护构件的粘接工序等工序，之后切断成各芯片而芯片化(以下，称为“个片化”)。
应用了晶片级CSP的现有的固体摄像装置，通常在摄像元件的受光部上方设有平坦的透明板(透明平板)。该透明板利用调节成适当粘度的粘接剂与围绕受光部的四方的隔壁部(肋)接合，在由该肋和透明板形成的空隙的内部气密密封包括微型透镜等光学元件的受光部(专利文献1～4)。
再有，除晶片级CSP之外，还公开有一种微型透镜的形式(专利文献5)，其特征在于，代替透明板，而在微型透镜上具备表面具有平坦界面的透明树脂膜，将微型透镜的折射率设为n2，透明树脂膜的折射率设为n1时，具有1＜n1＜n2的关系。
专利文献1：特开2003-163342号公报(图2、图7等)
专利文献2：特开2005-285848号公报(图2、图3等)
专利文献3：特开2001-351997号公报(图1等)
专利文献4：特开2002-329850号公报(图2等)
专利文献5：特开2005-316111号公报(图1等)
但是，在受光部上方设置透明板的结构中，由于透明板和肋的接合通过粘接剂贴合，所以在长期可靠性方面存在下述问题：若粘接剂的量不足则粘接力不足，导致在外部冲击的作用下接合强度弱，从而长期使用过程中产生接合脱离等。相反，若过多使用粘接剂，则有时多余的粘接剂侵入与肋邻接的受光部(被气密密封区域)而导致光学特性劣化。
因此，现有的晶片级CSP或是长期可靠性低或是生产成品率低。而且，即使假设适量使用粘接剂，现有的晶片级CSP的固体摄像装置也原本难以抵抗来自外部的冲击，特别是未被实施耐冲击的对策。
发明内容
本发明鉴于所述情况而实现，其技术课题在于提供一种能够飞跃性提高生产成品率并且确保器件的长期可靠性的摄像装置及其制造方法。
本发明的第一固体摄像装置，其特征在于，在晶片1的表面部形成有多个受光部2、与各受光部一一对应的微型透镜3，在晶片1的周边随处设有向受光部2进行供电和电信号的授受的贯通电极4，贯通电极4的一端在晶片1的表面部与电极焊盘4a连接，所述电极焊盘4a与跟受光元件连接的布线连接，贯通电极4的另一端通过背面电极5与布线连接，并且，在所述晶片1的表面设有肋7，所述肋7作为包围微型透镜3而配置在四周的隔壁部，在肋7的上表面通过粘接剂贴附有光学玻璃等透明板8，在所述肋7和所述透明板8的接合部设有保护框10。
进而，可在保护框10内侧的肋7和透明板8的接合部附近形成有凹陷部11。
该保护框10优选由光吸收体(优选混入有石墨等的黑色橡胶或挠性树脂)等不损害摄像元件的光学性能的构件构成。另外，也可由包括铝等轻金属的金属构成。
本发明的第二固体摄像装置，其特征在于，在晶片1的表面部形成有多个受光部2、与各受光部一一对应的微型透镜3，在晶片1的周边随处设有向受光部2进行供电和电信号的授受的贯通电极4，贯通电极4的一端在晶片1的表面部与电极焊盘4a连接，所述电极焊盘4a与跟受光元件连接的布线连接，贯通电极4的另一端通过背面电极5与布线连接，并且，在所述晶片1的表面设有透明材料23，所述透明材料23的折射率比所述微型透镜3的折射率低。
所述微型透镜3通常采用折射率约1.5左右的有机树脂材料而形成。为了实现摄像元件的进一步小型化、高性能化及高可靠性，所述微型透镜3使用无机材料是极为有效的，可由二氧化硅、硅氧氮化膜、氮化硅膜等无机绝缘膜、或氧化钛、氧化钽、氧化锆等无机金属氧化膜构成。折射率大致为1.5～3.0左右。
所述透明材料23是内部分散含有微细的空孔的热固性或UV(紫外线)固化性的透明树脂、二氧化硅、多孔硅石膜、有机无机混合膜、高分子化合物等透光性低密度电介质膜，可应用折射率比微型透镜低的物质。折射率大致为1.0～1.4左右。
所述透明材料23可由多个叠层膜构成。
本发明的第一固体摄像装置的制造方法，是第一或第二固体摄像装置的制造方法，其特征在于，形成所述贯通电极时，预先在晶片1的背面通过各向同性蚀刻形成半球面状的孔(凹)13，然后从该孔底部通过干蚀刻形成朝向晶片表面的电极14的贯通孔(开口)，并设置贯通电极4。
本发明的第二固体摄像装置的制造方法，是第一或第二固体摄像装置的制造方法，其特征在于，形成所述贯通电极时，预先在晶片1的背面通过干蚀刻形成大径的筒状的孔(凹)15，然后从该孔的底部形成朝向晶片表面的小径的贯通孔(开口)，并通过该贯通孔设置贯通电极4。
本发明的第三固体摄像装置的制造方法，是第一或第二固体摄像装置的制造方法，其特征在于，形成所述贯通电极时，在摄像元件的晶片工艺(包括布线工序。以下，在本说明书中相同。)的范围内，预先从晶片1的表面形成沟道16，形成局部氧化膜17，进而在沟道内埋入电极材料形成布线，与电极焊盘进行连接，之后，从背面将基板均匀地薄膜化至所述沟道16内的电极下端。
本发明的第四固体摄像装置的制造方法，是第一或第二固体摄像装置的制造方法，其特征在于，形成所述贯通电极时，在摄像元件的晶片工艺的范围内，预先从晶片1的表面形成沟道16，形成局部氧化膜17，进而在沟道内埋入电极材料形成布线，与电极焊盘进行连接，之后，从背面设置到达所述沟道16的孔(凹)，还从背面侧形成贯通电极并进行连接。
本发明的摄像装置在结构上针对来自外部的冲击能够显著确保器件的长期可靠性。另外，本发明的摄像装置的制造方法能够飞跃性提高生产成品率，并且能够比以往大幅度降低制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的摄像装置的第一基本结构的结构剖视图；
图2(a)及(b)均为表示贯通电极的形成工序的工序剖视图的一例；
图3是本发明的另一例的贯通电极的形成工序剖视图；
图4是表示将本发明的各个摄像装置通过切割而个片化之前的状态的晶片俯视图；
图5是表示本发明的摄像装置的切割工序的概要剖视图；
图6是表示本发明的摄像装置中的不同种类的肋7的结构的结构剖视图；
图7是表示本发明的摄像装置的切割工序的另一例的概要剖视图；
图8是表示本发明的摄像装置的变形例的结构剖视图；
图9是表示本发明的摄像装置的另一实施例的概略结构图；
图10表示本发明的固体摄像装置的一例，简单地表示装置整体的剖视图；
图11表示本发明的固体摄像装置的一例，简单地表示装置整体的俯视图。
图中：1-晶片；2-受光部；3-微型透镜；4-贯通电极；5-背面电极；6-柔性印刷基板；7-肋；8-透明板；9-空隙；10-保护框；11-凹陷部；12-保护膜；13-孔(凹)；14-晶片表面的电极；15-孔(凹)；16-沟道(trench)；17-局部氧化膜；20-划线(scribe line)；22-保护膜；23-低折射率透明材料；24-凹部；25-罩型保护框；26-全光光源；27-高集成电路装置(LSI)；28-保护层。
具体实施方式
(第一实施方式)
摄像装置的基本结构
图1是表示本发明的摄像装置的第一基本结构的结构剖视图。摄像装置由摄像元件和光学元件构成，将两者通过粘接剂等接合手段接合而成。摄像元件由多个受光部和电极、布线及保护二极管等具有摄像功能的半导体装置构成，光学元件由光学玻璃或微型透镜等构成。摄像装置是在摄像元件的上部通过粘接剂接合透明板并气密密封而成的。
图1所示的摄像装置是在晶片1的表面部形成多个受光部2、与各受光部一一对应的微型透镜3而成的。在晶片1周边随处设置贯通电极4，经由其对受光部2进行供电和电信号的授受。贯通电极4的一端在晶片1的表面部与连接于受光元件的布线的电极焊盘4a连接，另一端通过背面电极5与布线连接。再有，布线例如设置在柔性印刷布线基板6的表面，构成摄像元件的驱动电路的一部分。
在晶片1的表面设有肋7，其作为包围微型透镜3而配置在四周的隔壁部，在肋7的上表面通过粘接剂贴附有光学玻璃等透明板8。该肋采用具有遮光性的材料。在该透明板8和微型透镜3之间形成有空隙9。空隙9为了提高微型透镜3的聚光效果而设置，不过如后述的第二基本结构所述，也可在空隙9中填充低折射率的透明材料。空隙9也可看作填充了空气，这种情况下，由于空气的折射率是1，所以是微型透镜的聚光效果最高的情况。
微型透镜3既可是有机材料(树脂等)也可是无机材料，但为了提高聚光效果，优选尽量采用高折射率的材料。
第一实施方式的特征还在于，在肋7和透明板8的接合部设置保护框10。像这种装置这样，若在内部存在空隙9，则整个装置的机械强度容易变弱，不易抵抗来自外部的冲击。保护框10是为了缓和施加于摄像装置的外部冲击而设置的。也可在保护框10内侧的肋7和透明板8的接合部附近形成凹陷部11。这是因为，肋7的上表面和透明板8通过粘接剂贴附，凹陷部11用作使多余的粘接剂退避的空间。
该保护框10优选由光吸收体等不损害摄像元件的光学特性的构件构成，光吸收体优选是混入有石墨等的黑色橡胶或挠性树脂。另外，也可由包括铝等轻金属的金属构成。在由金属构成的情况下，能够进一步防止密封树脂的劣化，大幅度提高可靠性。
摄像装置的变形例
图8是表示本发明的摄像装置的变形例的结构剖视图。摄像装置由摄像元件和光学元件构成，通常将两者通过粘接剂等接合手段接合而成。摄像元件由多个受光部和电极、布线及保护二极管等具有摄像功能的半导体装置构成，光学元件由光学玻璃或微型透镜等构成。摄像装置是在摄像元件的上部通过粘接剂接合透明板并气密密封而成的。
图8所示的摄像装置是在晶片1的表面部形成多个受光部2、与各受光部一一对应的微型透镜3而成的。在晶片1周边随处设置贯通电极4，经由其对受光部2进行供电和电信号的授受。贯通电极4的一端在晶片1的表面部与连接于受光元件的布线的电极焊盘4a连接，另一端通过背面电极5与设置在柔性印刷布线基板6的表面上的布线连接。
在晶片1的表面设有肋7，其作为包围微型透镜3而配置在四周的隔壁部，根据需要在肋7的上表面通过粘接剂贴附光学玻璃等透明板8。在该透明板8和微型透镜3之间形成折射率相对微型透镜低的透明材料23。再有，如后所述，也可没有肋。
聚光效果由微型透镜3的折射率n2相对透明材料23的折射率n1的比(n2/n1)决定，该值越大效率越高。因此，微型透镜3可以是有机材料(树脂等)或无机材料中任一种，但为了提高聚光效果，优选尽量采用高折射率的材料。
在由无机材料构成的情况下，例如可应用二氧化硅(SiO2、折射率约1.5～1.6)、硅氧氮化膜(SiON、折射率约1.8)、氮化硅膜(SiN、折射率约2.0)等无机绝缘膜。
作为可应用于微型透镜的其它材料可列举：氧化钛(TiO2、折射率：金红石约2.61～2.90，锐钛矿约2.45～2.55)、氧化钽(例如TaO2、Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)等无机金属氧化膜。以往，微型透镜采用了热熔融正抗蚀剂或高折射率聚酰亚胺树脂等折射率比较小的有机材料，但如果用折射率的值例如超过2的高折射率材料形成微型透镜，则透明材料3的选择范围进一步扩大，可使用折射率更高的材料。
另一方面，透明材料23选择折射率比微型透镜3低的材料。具体而言，例如优选采用内部分散含有微细的空孔的热固性的透明树脂或UV固化性的透明树脂。对其可通过常用的旋涂法保持厚度数μm，在晶片(个片化前的晶片)整个面大致均匀地涂敷形成，利用比较低温的热固化处理在空孔膨胀的状态下固化，由此实质上能够形成折射率理论上为1.0～1.5(实际上折射率1.1～1.4左右)范围的均质的透明树脂。若采用该低折射率树脂，则能够确保高灵敏度而基本不会损害微型透镜的聚光效果。
此外，作为低折射率透明材料23，实用上当然可利用在受光部上覆盖的二氧化硅(SiO2)或折射率比微型透镜3的材料的折射率低的、例如高集成度半导体集成电路装置(LSI)所利用的多层布线的层间绝缘膜之类的、更低介电常数的低密度电介质或高分子化合物等粘性体且透光性的物质，除此之外，在该低折射率透明材料23上具备硬质透明树脂等所构成的保护层的情况下，各层间的折射率差所造成的光学特性损失微小到可以忽略的程度。
此外，作为可应用的透明材料23，需要折射率相对微型透镜低的材料，例如二氧化硅(SiO2)、多孔硅石(porous silica)膜、有机无机混合膜、高分子化合物等透光性低密度电介质膜。
在透明材料23使用折射率更高的无机材料时，可采用高耐湿性、耐久性的膜(例如，SiN膜、或SiN-SiON复合膜等)。该情况下，还可在这些膜上叠层而进一步形成涂敷玻璃(スピンオンガラス、SOG)以及根据需要形成红外线切割膜(IR切割膜)。这些可以说是通过在微型透镜中应用折射率比以往假想的材料高的材料而初次实现的。并且，这些绝缘膜均在可直接利用现有的半导体制造技术这一点上具有高可实现性，且其效果也明显。
而且，如果这样由多个叠层膜构成透明材料23，用SOG膜被覆最上层，则它们能够等效地发挥作为透明板的作用，从而能够省略透明板8(进而用粘接剂接合透明板8的工序)。该情况下，由于正下方具有低折射率的透明树脂，所以上层的保护层的折射率的高低并不成为问题。另外，即使在通过恰当化的旋涂法形成的低折射率透明树脂或硬质透明树脂的厚度上在晶片的中央和周边存在少许厚度不均，在成为CSP的芯片单位上也基本能够维持实用上的均匀性，不会产生受光性能的障碍。再有，在省略透明板的情况下，透明材料的最上层表面的平坦性需要在一定程度以上。
总之，在该方式中，由于在第一实施方式的空隙的部分填充有低折射率的透明材料23，所以机械强度原本就高。因此，不需要在肋7和透明板8的接合部必须设置保护框10。当然，设置了保护框时机械强度进一步提高。再有，设置在微型透镜3上的透明材料23的膜厚考虑光学特性而适当设计。
特别是，将高折射率无机材料用于微型透镜，形成透明材料23及在其之上进一步形成例如500nm以上、优选1μm左右以上的SOG膜或等离子体CVD膜，由此不需要在芯片表面贴合玻璃以防止损伤，有助于摄像元件的大幅度低成本化和高性能化。另外，该结构必然可用于不需要贯通电极的通常的摄像元件。
(第二实施方式)
摄像装置的制造方法
首先，对贯通电极的形成方法进行说明。本发明的摄像装置的特征在于由晶片级CSP形成，其中，贯通电极的形成工序尤为重要。为了易于形成贯通晶片的电极，提出了一种从背面开始研磨而进行薄膜化的方法(例如专利文献6：WO2004/059740)，但该方法工序复杂，且研磨后的加工工序中操纵薄晶片时容易产生晶片的破损和结晶缺陷的导入，所以希望改善工序。本发明中，提出了一种或者不需要背面研磨工序或者在一系列工序的最后实施研磨或蚀刻，由此解决所述不良情况的新方法。
图2(a)及(b)均为表示贯通电极的形成工序的工序剖视图的一例，因形成方法的不同，贯通电极的形状稍许不同。
图2(a)是组合湿蚀刻(各向同性蚀刻)和干蚀刻(各向异性蚀刻)的不需要晶片的背面研磨工序的贯通电极形成方法的一例。形成贯通电极时，预先在晶片1的背面通过湿蚀刻形成半球面状的孔(凹)13，然后从该孔底部通过干蚀刻形成朝向晶片表面的电极14的贯通孔(开口)，并设置贯通电极4。
该半球面状的孔(凹)13及贯通孔(开口)的形成可分别组合各向同性蚀刻和各向异性蚀刻而实施。这是因为，如果是小径且浅的孔13，则短时间内即可蚀刻，能够容易形成良好的形状。另外，由于设有半球面状的孔(凹)13，所以在孔内通过膏状绝缘体和膏状导体简单且低成本地形成引出用电极，或可靠且容易地实现经由由凸起形成的球状导体的与柔性印刷布线基板6面的布线的电连接。
图2(b)是不需要晶片的薄膜化处理的另一例的贯通电极的形成工序剖视图。形成贯通电极时，预先在晶片1的背面通过干蚀刻形成大径的筒状孔(凹)15，然后从该孔底部形成朝向晶片表面的小径的贯通孔(开口)，通过该贯通孔设置贯通电极4，大径的筒状孔(凹)15及小径的贯通孔(开口)均可通过选择性各向异性蚀刻的干蚀刻来形成。该孔(凹)15的功能与图2(a)的孔(凹)13相同。
图3是本发明的又一例的贯通电极的形成工序剖视图，形成贯通电极时，在摄像元件的晶片工艺的范围内，预先从晶片1的表面形成沟道16，例如通过LOCOS工序或通常的绝缘膜形成工序(例如利用高温热氧化法或CVD法的氧化膜形成工序或化学性氧化膜形成工序、进而对它们进行组合的工序等)形成局部氧化膜17，进而在沟道内埋入电极材料而形成布线，并与电极焊盘进行连接。之后，通过图2(a)或(b)所示的方法从背面设置孔(凹)，还从背面侧形成贯通电极并进行连接。再有，也可取代之，进行从背面到虚线18的整个面蚀刻，或者形成直到虚线19的基于各向同性蚀刻的碗状孔(凹)，并与电极焊盘电连接。
或者也可在CSP形成的全部工序结束之后，对背面进行研磨直至贯通电极露出为止。
如此，若采用沟道形成工序及LOCOS工序或通常的绝缘膜形成工序，则通过将这些工序当作摄像元件的形成工序、即高温扩散工序的前工序来进行，能够大幅度抑制干蚀刻损伤和结晶缺陷的产生，特别是不会引起或者能够显著降低CCD和CMOS传感器之类的对损伤和缺陷极为敏感的摄像元件的暗电流性能的劣化和隐蔽裂纹(白傷)产生，在这一点上与采用从背面开始的研磨或干蚀刻来一次形成贯通电极的情况相比，更为合理。
该情况下，直到虚线18的贯通电极的导电层例如可预先采用CCD或MOSLSI中的栅电极所用的掺杂多晶硅层(聚硅层)、或钨(W)层、钨/硅化物(W/Si)层。在此例如可应用减压CVD法或等离子体CVD法。
再有，形成贯通电极4的位置通常应为在摄像元件区域的外侧设置的布线的电极焊盘部。于是，贯通孔的终点检测可利用在晶片表面侧设置的铝合金等电极焊盘。但是，摄像元件为隔行(interline)电荷结合元件(CCD)的情况下，在该电极焊盘的位置无法设置贯通电极。原因是，在n型晶片的表面部形成的p型阱内形成CCD区域和信号电荷检测部，另外在电极焊盘的正下方或周边设置保护二极管用的p型区域。另外，在施加于电极焊盘以及贯通电极的电压(电信号)的作用下，有时在n型基板和保护二极管用的p型区域之间产生漏电流等，有损保护二极管的功能，并有损向CCD电极施加电压的功能和信号电荷检测功能。该情况下，在从保护二极管用的p型区域脱离的位置延长或扩大设置电极，形成使贯通电极的头部与该电极延长部接触的结构，即将该贯通电极形成在与晶片相同导电型的n型区域为好。
或者也可形成为将电极焊盘的正下方或周边的保护二极管用的区域环状分割或分割为多个的结构，将贯通电极形成在该环状的内侧或分割为多个的内侧的没有保护二极管用的区域的晶片区域。由此，能够将贯通电极形成在电极焊盘正下方，将贯通电极和电极焊盘直接紧凑化。利用它们的结构，能够在不产生漏电流的情况下最大限度地发挥贯通电极的功能。
进而，CCD的信号输出部的输出焊盘采用贯通电极的情况下，与采用了取决于金属细线连接(引线接合)的接线(引出线)的情况相比，能够降低布线容量，所以能够实现输出部的高灵敏度化、低噪音化，除此之外，通过形成在与晶片相同导电型区域，能够具有伴随小型化而增大的来自外部电路的跳跃噪音的屏蔽效果，能够实现高精度且稳定的器件特性。
以上所述的直到形成电极的晶片的处理工序能够采用通常的半导体装置的制造工艺。即，将用于形成埋入电极的沟道的形成、向该沟道内表面的绝缘膜的形成在表面形成摄像元件之前的晶片表面进行，进而，向该沟道内的埋入电极的形成和晶片背面的研磨以及规定布线用电极的形成等，分别作为通常的晶片的处理工序，在被总称为半导体工艺的扩散工序的过程中实施。然后，对于经过了该扩散工序的晶片，实施肋的形成、微型透镜的形成、以及透明板的贴附等摄像装置所固有的制造工序(光学元件的形成)。最后，切割晶片进行个片化而完成摄像装置。在此，对切割工序进行说明。
图4是表示将本发明的各个摄像装置通过切割而个片化之前的状态的晶片俯视图，图1中说明的摄像装置(芯片)与肋7以及晶片的划线20所包围的部分对应。在进行个片化时，沿着划线20一体切割透明板8(图4中未图示)、肋7以及晶片1。晶片中的各摄像元件的间隔通常确保为80～150μm左右，将该区域设定为划道(scribe lane)。划线20设置在其大致中央。肋7在划线20的两侧以100～300μm的延伸而设置为200～600μm的宽度。若构成这种结构，则能够在芯片的四周充分确保肋7。
图5是表示本发明的摄像装置的切割工序的概要剖视图。划线20设置在肋7上，使旋转的刀片100沿着划线20移动的同时进行切断。肋7在透明板8的表面形成保护膜22之后，沿着划线20依次切断透明板8、肋7以及晶片1，个片化成独立的芯片。该切断时，同时进行透明板8的表面角的倒角，由此能够实现倒角的低成本化，省去玻璃的蚀刻并且提高图1所示的保护框10的安装作业的效率。保护膜22在个片化之后去除。
图6是表示本发明的摄像装置中的不同种类的肋7结构的结构剖视图。该肋7的结构整体由三层(71、72、73)构成，其中，最下层71覆盖电极而不损伤电极，中间层72的侧面具有倾斜，最上层73提高与透明板8的粘接性。由此，肋7在所述空隙面形成从晶片面侧向前方扩展的漏斗状倾斜面，从而器件的光学特性提高，并且长期稳定性提高。另外，肋7在摄像元件的面和透明板8之间形成空隙9(还存在其中由透明材料23填充的情况)，并且作为降低空隙内的光学反射的光吸收件(遮光性材料)而起作用，因此希望整合晶片以及透明板的热膨胀率。例如，可通过将石墨或氧化铝、氧化钛、进而玻璃纤维等填充物填充到树脂中使用来实现。
图7是表示本发明的摄像装置的切割工序的另一例的概要剖视图。如该工序剖视图所示，也可采用厚度不同的两个刀片进行二级切断，在肋7的侧面设置锥面。即，首先以厚刀片102行进到中段，然后以薄刀片101(未图示)切断到终段。由此，提高切割工序的作业性，再者还增大在个片化后的摄像装置的四周设置的保护框的粘接面积，即使不在如图1所示的保护框10的内表面设置凹陷部11，也能够提高制品的保护稳定性。
锥面的形成方法不限于所述的二级切断，也可采用其它方法。例如，也可在切割中采用激光。该情况下，晶片和玻璃板的切割面在激光的作用下熔融而平滑化，密封面的光学可靠性进一步提高。
保护框的形成，还可在划线工序中将芯片结束个片化之前的所谓半切割的状态下，利用网板印刷法或喷墨印刷法等，例如将黑色膏状树脂一体形成于晶片。该情况下，能够实现保护框的薄膜化、高精度化、成本的进一步减少。
再有，在代替设置透明板8而由所述的SOG层被覆时，由于未形成肋，所以无法设置遮光层。因此，可在沿着划线的侧面部分采用不阻碍固体摄像元件的光学性能之类的光或紫外光吸收体优选混入有石墨等的黑色橡胶或挠性树脂或铝之类的金属蒸镀层，从而形成遮光层。再有，该遮光层也可在划线工序之后形成在芯片侧面。由此，还可省略肋(以及保护框)的形成，能够实现低成本化和制造效率的进一步提高。
第三实施方式
图9是表示本发明的摄像装置的另一实施例的概略结构图。该摄像装置和图1的情况相同，在芯片的晶片1的表面部，形成有受光部2以及与各受光元件对应的微型透镜3。在晶片1的周边随处适当设置贯通电极4，用于向受光部2进行供电和电信号的授受。该摄像装置与图1和图8比较，不存在肋，且透明板8的形状不同。即，透明板8在其内表面侧具备覆盖各受光部2及微型透镜3的凹部24，在该凹部24中形成有空隙9。再有，图中的箭头以及虚线表示刀片作用的切断位置以及切断方向。
在透明板8上形成凹部24时可采用化学蚀刻或热成形加工，对于凹部24的形状而言，深度为数μmm～数百μm左右，底面与该透明板8的表面即玻璃等透明板的表面具有规定的平行度即可。另外，通过将该透明板8的底面的形状基本上形成为凹或透镜形状的结构，作为随着固体摄像元件的小型化而实用上逐渐严格的微型透镜的射出光瞳对策是极为有效的。
光学玻璃等透明板8的内表面侧的非凹部即凹部24以外的面，可经由粘接剂与晶片1的规定区域的表面接触，将该部分作为密封部，进而还可用作划道。
该实施方式由于没有肋的形成工序，所以容易实现工序的简单化、低成本化、品质的稳定提高。进而，在设置保护框时，无需设置图1所示的凹陷部11，或者还可通过黑色涂料等的附着层来实现。
再有，该情况下，对于在芯片的晶片1的表面部形成受光部2、形成与各受光部对应的微型透镜3、形成贯通电极4、或者用于形成CSP结构的划线工序、透明板8的表面角的倒角作业、进而保护框的设置等，也可应用所述的结构和制造方法。
图10及图11表示本发明的固体摄像装置的一例，是简单地表示装置整体的剖视图及俯视图。该摄像装置设置包围摄像元件的芯片1的罩型保护框25，在其外面配置例如白色发光二极管(LED)等全光光源26，另外在柔性布线基板的另一面还安装有具有信号转换电路例如A/D转换器或DSP等的高集成电路装置(LSI)27，进而还安装有钮扣型电池等电源或控制装置。
罩型保护框25只要是能够遮断来自白色发光二极管等全光光源26的直射光的结构即可，以避免摄像元件芯片1处来自开口角内的被观察体的放射光(包含反射光)进入。该罩型保护框25与实施例1的保护框的不同点在于，由于在布线基板上等具有白色发光二极管等全光光源26等光源，所以选定为来自这种光源的直射光不会降低CCD等的受光灵敏度这样的结构。
这种装置可适用于暗处的监视相机等小型的所谓辐照盒(capsule)等的气密结构封装。
以上，利用实施例的摄像装置对本发明进行了详细叙述，不过如果在微型透镜下方具备滤色器，则当然也可形成为彩色摄像装置。另外，举了CCD的例子，不过也可应用于CMOS或MOS型摄像装置。另外，还可应用于一体形成了定时脉冲发生器或AD转换器或DSP的摄像装置。作为透明板，还可采用塑料等的透明树脂基板。进而，在透明板上还可形成防止反射膜或红外线切割滤色器。根据本发明，在摄像装置的CSP化时，能够不造成性能劣化，可实现高品质、高稳定性以及高成品率的摄像装置及其制造方法。
(产业上的可利用性)
本发明在摄像装置及其制造方法中，将形成在晶片上的摄像元件(器件)按芯片的状态进行独立密封，实现了利用冲切技术将其分离成单一芯片的CSP结构，利用了本发明的传感器在摄像机、数码相机或便携式相机等映像设备的进一步尺寸轻小化中是不可或缺的，能够实现其小型化、薄型化，并且能够提高其组装精度、稳定地维持其品质。
并且，这种小型的摄像传感器以最恰当地利用于医疗用设备的辐照盒结构为首，能够在具有映像、图像处理功能的各种设备、装置的领域中广泛利用。
另外，本发明并不限于各实施例的摄像装置，还可应用于只具有受光功能元件的半导体所构成的受光装置。

Claims (11)

1.一种固体摄像装置，其特征在于，
在晶片(1)的表面部形成有多个受光部(2)、与各受光部一一对应的微型透镜(3)，在所述晶片(1)的周边随处设有向受光部(2)进行供电和电信号的授受的贯通电极(4)，该贯通电极(4)的一端在晶片(1)的表面部与电极焊盘(4a)连接，所述电极焊盘(4a)与跟受光元件连接的布线连接，该贯通电极(4)的另一端通过背面电极(5)与布线连接，并且，在所述晶片(1)的表面设有肋(7)，所述肋(7)作为包围微型透镜(3)而配置在四周的隔壁部，在肋(7)的上表面通过粘接剂贴附有光学玻璃等透明板(8)，在所述肋(7)和所述透明板(8)的接合部设有保护框(10)。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
在保护框(10)内侧的肋(7)和透明板(8)的接合部附近形成有凹陷部(11)。
3.根据权利要求1或2所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述保护框(10)由光吸收体构成。
4.一种固体摄像装置，其特征在于，
在晶片(1)的表面部形成有多个受光部(2)、与各受光部一一对应的微型透镜(3)，在所述晶片(1)的周边随处设有向受光部(2)进行供电和电信号的授受的贯通电极(4)，贯通电极(4)的一端在晶片(1)的表面部与电极焊盘(4a)连接，所述电极焊盘(4a)与跟受光元件连接的布线连接，该贯通电极(4)的另一端通过背面电极(5)与布线连接，并且，在所述晶片(1)的表面设有透明材料(23)，所述透明材料(23)的折射率比所述微型透镜(3)的折射率低。
5.根据权利要求4所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述微型透镜(3)由有机材料、二氧化硅、硅氧氮化膜、氮化硅膜等无机绝缘膜、或氧化钛、氧化钽、氧化锆等无机金属氧化膜构成。
6.根据权利要求4或5所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述透明材料(23)是内部分散含有微细的空孔的热固性的透明树脂、二氧化硅、多孔硅石膜、有机无机混合膜、高分子化合物等透光性低密度电介质膜，且所述透明材料(23)的折射率比微型透镜低。
7.根据权利要求6所述的固体摄像装置，其特征在于，
所述透明材料(23)由多个叠层膜构成。
8.一种固体摄像装置的制造方法，其是权利要求1或4所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
形成所述贯通电极时，预先在晶片(1)的背面通过各向同性蚀刻形成半球面状的孔(凹)(13)，然后从该孔底部通过干蚀刻形成朝向晶片表面的电极(14)的贯通孔(开口)，并设置贯通电极(4)。
9.一种固体摄像装置的制造方法，其是权利要求1或4所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
形成所述贯通电极时，预先在晶片(1)的背面通过干蚀刻形成大径的筒状的孔(凹)(15)，然后从该孔的底部形成朝向晶片表面的小径的贯通孔(开口)，并通过该贯通孔设置贯通电极(4)。
10.一种固体摄像装置的制造方法，其是权利要求1或4所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
形成所述贯通电极时，在摄像元件的晶片工艺的范围内，预先从晶片(1)的表面形成沟道(16)，形成局部氧化膜(17)，进而在沟道内埋入电极材料形成布线，与电极焊盘进行连接，之后，从背面将基板均匀地薄膜化至所述沟道(16)内的电极下端。
11.一种固体摄像装置的制造方法，其是权利要求1或4所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
形成所述贯通电极时，在摄像元件的晶片工艺的范围内，预先从晶片(1)的表面形成沟道(16)，形成局部氧化膜(17)，进而在沟道内埋入电极材料形成布线，与电极焊盘进行连接，之后，从背面设置到达所述沟道(16)的孔(凹)，还从背面侧形成贯通电极并进行连接。
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