CN104364894B - 摄像装置、半导体装置及摄像单元 - Google Patents

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Abstract

摄像装置(10)包括：摄像芯片(30)，其在第1主面(30SA)上具有受光部(31)和形成于受光部(31)的周围的电极焊盘(32)，在第2主面(30SB)上具有借助贯穿布线(33)与电极焊盘(32)相连接的外部连接电极(34)；透明的玻璃盖片(20)，其俯视尺寸大于所述摄像芯片(30)的俯视尺寸；透明的粘接层(41)，其用于粘接所述摄像芯片(30)的第1主面(30SA)与玻璃盖片(20)之间；以及密封构件(42)，其覆盖所述摄像芯片(30)的侧面和粘接层(41)的侧面，并由与玻璃盖片(20)的俯视尺寸相同的俯视尺寸的绝缘材料构成。

Description

摄像装置、半导体装置及摄像单元
技术领域
本发明涉及利用WL－CSP法制造的摄像装置、半导体装置及摄像单元。
背景技术
为了半导体装置的小型化，采用了芯片尺寸封装(CSP)法。在CSP中，在半导体芯片上形成有到达第2主面的贯穿布线，该半导体芯片在第1主面上形成有半导体电路部，第2主面的外部连接端子与布线板相连接。
在此，在小型的摄像装置中，在形成有作为半导体电路部的受光部的摄像芯片的第1主面上接合有用于保护受光部的透明支承构件。为了一并制作多个摄像装置，采用了晶圆级芯片尺寸封装(WL－CSP)法。在WL－CSP中，在形成有多个受光部的摄像芯片基板与透明支承基板之间借助粘接层相粘接的接合晶圆的状态下进行贯穿布线形成等的加工，之后单片化为各个摄像装置。
但是，在以往的WL－CSP中，在摄像芯片基板的摄像芯片的成品率较低的情况下，具有不合格受光部的摄像芯片也被加工为摄像装置，因此制造成本增大。另外，伴随着半导体晶圆的大口径化，加工设备也需要全部对应大口径，设备投资费用增大且制造成本增大，因此生产率降低。
另外，利用以往的WL－CSP法制造的摄像装置的由半导体构成的摄像芯片和粘接层暴露于侧面。因此若金属构件接触摄像装置的侧面，则有可能会产生噪声。另外，由于粘接层而导致耐湿性不充分，因此有可能粘接面产生剥离或变色。即，利用以往的WL－CSP制造的摄像装置有时可靠性并不高。
另外，在日本国特开2011－243596号公报中公开了一种基于CSP法的封装元件的制造方法，在该制造方法中，利用密封树脂将安装于硅晶圆的安装面的半导体芯片密封之后，对硅晶圆自与安装面相反的面进行研磨加工等，进而单片化为各个封装元件。
即，在上述制造方法中，半导体芯片未被加工，硅晶圆被加工而成为半导体芯片的中介层。
由于利用WL－CSP法制造的摄像装置超小型，因此特别适合配置于内窥镜的插入部的顶端部。
但是，内窥镜的顶端部在消毒/灭菌工序等中暴露于高温高湿度下。因此，在摄像装置的摄像芯片的密封构件使用了透湿度不好的树脂的情况下，不易确保摄像装置的可靠性。例如，若水分经由密封树脂侵入，则在受光部与透明支承构件之间具有透明粘接层的情况下，有可能粘接层变质且局部变得不透明并摄入摄像图像中。另外，在受光部与透明支承构件之间存在由空气或非活性气体构成的气隙的情况下，有可能浸入到气隙内的水分结露、且还是摄入摄像图像中。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的实施方式的目的在于提供可靠性较高的摄像装置、可靠性较高的半导体装置及可靠性较高的摄像单元。
用于解决问题的方案
本发明的实施方式的摄像装置包括：摄像芯片，其在第1主面上具有受光部和形成于所述受光部的周围的电极焊盘，在第2主面上具有借助贯穿布线与所述电极焊盘相连接的连接电极；透明的支承基板部，其俯视尺寸大于所述摄像芯片的俯视尺寸；透明的粘接层，其用于粘接所述摄像芯片的所述第1主面与所述支承基板部之间；以及密封构件，其覆盖所述摄像芯片的侧面和所述粘接层的侧面，并由与所述支承基板部的俯视尺寸相同的俯视尺寸的绝缘材料构成。
另外，另一实施方式的半导体装置包括：半导体芯片，其在第1主面上具有半导体电路部和形成于所述半导体电路部的周围的电极焊盘，在第2主面上具有借助贯穿布线与所述电极焊盘相连接的连接电极；支承基板部，其俯视尺寸大于所述半导体芯片的俯视尺寸；粘接层，其用于粘接所述半导体芯片的所述第1主面与所述支承基板部；以及密封构件，其覆盖所述半导体芯片的侧面和所述粘接层的侧面，并由与所述支承基板部的俯视尺寸相同的俯视尺寸的绝缘材料构成。
其他另一实施方式的摄像单元包括：摄像装置；透镜单元，其用于将被摄体图像成像于受光部；信号线缆，其借助布线板与所述外部连接端子相连接；以及屏蔽壳体，其利用第2密封构件密封并收纳有所述摄像装置与所述布线板，由金属材料构成，所述摄像装置包括：摄像芯片，其在第1主面上具有所述受光部和与所述受光部相连接的电极焊盘，在第2主面上具有借助贯穿布线与所述电极焊盘相连接的连接电极；透明的支承基板部，其俯视尺寸大于所述摄像芯片的俯视尺寸；透明的粘接层，其用于粘接所述摄像芯片的所述第1主面与所述支承基板部之间；以及第1密封构件，其覆盖所述摄像芯片的侧面和所述粘接层的侧面，并由与所述支承基板部的俯视尺寸相同的俯视尺寸的绝缘材料构成。
附图说明
图1是第1实施方式的摄像装置的剖视图。
图2是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的立体图。
图3A是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的流程图。
图3B是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的流程图。
图4是第1实施方式的摄像装置的透明基板的俯视图和局部放大图。
图5是第1实施方式的摄像装置的摄像芯片的立体图。
图6A是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6B是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6C是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6D是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6E是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6F是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6G是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6H是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6I是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图6J是用于说明第1实施方式的摄像装置的制造方法的剖视图。
图7是第1实施方式的变形例1的摄像装置的剖视图。
图8是第1实施方式的变形例2的摄像装置的剖视图。
图9A是用于说明第1实施方式的变形例3的摄像装置的制造方法的剖视图。
图9B是用于说明第1实施方式的变形例3的摄像装置的制造方法的剖视图。
图9C是用于说明第1实施方式的变形例3的摄像装置的制造方法的剖视图。
图9D是用于说明第1实施方式的变形例3的摄像装置的制造方法的剖视图。
图9E是用于说明第1实施方式的变形例3的摄像装置的制造方法的剖视图。
图9F是用于说明第1实施方式的变形例3的摄像装置的制造方法的剖视图。
图10是第1实施方式的变形例3的摄像装置的剖视图。
图11是第1实施方式的变形例4的摄像装置的剖视图。
图12是第2实施方式的摄像装置的剖视图。
图13是沿着图12的XIII－XIII线的剖视图。
图14是第2实施方式的变形例1的摄像装置的剖视图。
图15是第2实施方式的变形例2的摄像装置的剖视图。
图16是第2实施方式的变形例3的摄像装置的剖视图。
具体实施方式
＜实施方式＞
如图1所示，作为半导体装置的摄像装置10的、摄像芯片(成像芯片)30与作为支承基板部(透明平板部)的玻璃盖片20借助由透明树脂构成的粘接层41相粘接。在摄像芯片30的第1主面30SA上形成有作为半导体电路部的受光部31，而且，在第1主面30SA的受光部31的周围形成有利用布线(未图示)与受光部31相连接的多个电极焊盘32。而且，电极焊盘32借助贯穿布线33与第2主面30SB的外部连接电极34和外部连接端子35相连接。即，多个电极焊盘32向受光部31供给电力，并且在其与受光部31之间收发输入输出信号。而且，摄像芯片30的外周部和粘接层41的外周部被密封构件42无间隙地覆盖。
绝缘层43不仅仅是通过覆盖贯穿通路的壁面来使作为摄像芯片30的母材的硅与贯穿布线33绝缘，而且还覆盖并保护密封构件42的表面和摄像芯片30的第2主面30SB。而且，第2主面30SB的除外部连接端子形成区域以外的区域被绝缘层43和保护层44覆盖。
即，在摄像装置10中，玻璃盖片20的俯视尺寸(外尺寸)大于摄像芯片30的俯视尺寸(外尺寸)。这是因为，如图2所示，摄像装置10是通过接合晶圆40W的切断(单片化)而制作的，该接合晶圆40W是将多个摄像芯片30借助粘接层41以该多个摄像芯片30之间分开预定间隔的方式粘接在作为成为玻璃盖片20的透明支承基板的玻璃晶圆20W上而成的。如后所述，在玻璃晶圆20W上形成有用于将各个摄像芯片30配置在预定位置的对准标记21。即，由于玻璃晶圆20W是透明的，因此能够自与对准标记21形成面相反的面进行对准标记(第1对准标记)21与摄像芯片30的对准标记(第2对准标记)36(参照图5)的对位。
接着，按照图3A和图3B的流程图，详细说明实施方式的摄像装置10的制造方法。
＜步骤S10＞玻璃晶圆制作工序
如图4所示，在作为透明支承基板的玻璃晶圆20W上形成用于将摄像芯片30配置在预定位置的对准标记21。另外，在图4中，为了便于说明，用虚线表示摄像芯片配置区域30S。被切断而成为玻璃盖片20的玻璃晶圆20W只要在摄像的光的波长频带中透明即可，例如，使用硅酸硼玻璃、石英玻璃或单晶蓝宝石等。
另外，在形成对准标记21时，同时形成对准标记22和对准标记23。对准标记22是单片化时切割用的，对准标记23是形成摄像芯片30的贯穿布线33等的加工用的。对准标记21等例如通过在整个面上成膜由Al等构成的金属层之后利用光刻法进行图案化来形成。为了准确的定位，优选的是各个对准标记在一次定位处理中用两个。另外，对准标记21等也可以通过对玻璃晶圆20W局部进行蚀刻来形成。
另外，也可以利用光致抗蚀剂等覆盖在以后的工序中未被加工的、玻璃晶圆20W的背面(与对准标记21形成面相反的面)来进行保护。
＜步骤S11＞摄像芯片制作工序
利用公知的半导体工艺在硅晶圆等半导体晶圆的第1主面30SA上形成多个作为半导体电路部的受光部31、与各个受光部31相连接的多个电极焊盘32以及多个对准标记36，从而制作摄像芯片基板30W(参照图2)。然后，通过切断来使摄像芯片基板(半导体芯片基板)30W单片化，从而制作图5所示的多个摄像芯片(半导体芯片)30。
根据要制作的摄像装置的形态和规格等，与能够使用的制造设备等相匹配地选择摄像芯片基板的大小和玻璃晶圆20W的大小。另外，也能够将摄像芯片基板与玻璃晶圆20W设为不同的大小。例如，即使是利用大口径的φ12英寸(300mm)或更大的基板形成的摄像芯片，通过将单片化后的各个摄像芯片30再次排列(粘接)在φ8英寸(200mm)的玻璃晶圆20W上并进行加工，从而不使用对应大口径晶圆的设备等，而利用φ8英寸(200mm)用的设备也能够进行制造。而且，也可以与设备和装置等相应地使用例如φ8英寸(200mm)的摄像芯片基板与6英寸(150mm)见方的玻璃晶圆20W这样的不同形状的基板和晶圆。这样，能够使用适合于可使用的制造设备等(制造装置、夹具及工具等)的大小或形状的、摄像芯片基板和玻璃晶圆20W，因此能够有效地灵活运用现有设备等来制造摄像装置。
另外，在以后的工序中，仅使用在检查工序中被判断为合格品的摄像芯片30。即，在以后的工序中不会使用不是合格品的“不合格芯片”，因此即使是在摄像芯片基板30W的摄像芯片30的成品率较低的情况下，也不会导致再次排列且再次加工而获得的摄像芯片的成品率降低。另外，对摄像芯片合格与否进行判断的检查也可以按照单片化后的状态的各个摄像芯片30来进行，但是在操作效率上，优选以基板30W的状态进行。
对准标记36与玻璃晶圆20W的对准标记21相对应。如图5所示，优选的是，对准标记36分别形成于隔着摄像芯片30的中心相对的外周部。通过在玻璃晶圆20W与摄像芯片30上分别预先形成对准标记，能够使用安装装置高精度地自动搭载摄像芯片30。
另外，在摄像芯片30的第1主面30SA的外周部上形成有台阶部37。台阶部37通过利用分段裁切法来切割摄像芯片基板30W而制作。具有台阶部37的摄像芯片30为了防止在与玻璃晶圆20W相粘接时粘接剂41L向摄像芯片30的外侧扩散(余料)而能够减小与相邻芯片之间的间隔L。另外，也可以在受光部31上配置有微透镜组。
＜步骤S12＞粘接工序
如图6A所示，多个摄像芯片30之间以分开预定的间隔L的方式粘接于玻璃晶圆20W而制作接合晶圆40W。即，以预定的排列条件形成于摄像芯片基板30W的多个摄像芯片30在被切断后，这次再次排列于玻璃晶圆20W。
间隔L必须比在后述的切割工序中使用的切割刀片的厚度长。但是，若间隔L过长，则能够用一张玻璃晶圆20W制作的摄像装置的数量减少，同时在后述的密封构件填充工序中密封构件的体积变大，固化收缩应力变大，从而容易产生裂纹。因此，间隔L优选为比切割刀片的厚度稍微长的15μm～500μm。
另外，通过使间隔L在所有的摄像芯片30之间恒定，从而在后述的密封构件填充工序中，能够使操作性较好，并且能够均匀地填充密封构件，能够防止由固化收缩应力的不均匀导致的裂纹。
例如，最初，在玻璃晶圆20W的摄像芯片配置区域30S的5个部位涂布适量的液体状的粘接剂41L。摄像芯片配置区域30S能够利用配置在对角线上的两个对准标记21来掌握。作为涂布方法，例如采用从分配器的顶端喷嘴挤出溶液并进行涂布的分配法。
粘接剂41L使用满足透明性较高(例如可见波长下的透过率为90％以上)、粘接力较强以及不会因后面工序中的热量等而劣化等特性的BCB(苯并环丁烯)树脂、环氧系树脂或有机硅系树脂等。
然后，例如使用倒装焊接器，在玻璃晶圆20W的第1对准标记21与摄像芯片30的第1主面30SA的第2对准标记36之间被进行了对位的状态下，将摄像芯片30粘接于玻璃晶圆20W。第1对准标记21与第2对准标记36被设定为易于进行对位。例如，如图4所示，第1对准标记21为十字形，如图5所示，第2对准标记36由4个矩形构成。
另外，也可以是，不形成各个摄像芯片专用的对准标记，而在玻璃晶圆20W上预先形成基准标记，并根据基准标记以预定的间距配置摄像芯片30。若采用这种方法，则能够提高生产能力。另外，也可以是，取代第2对准标记36而使用形成于摄像芯片30的电极焊盘32等的图案来进行对位。
液状的粘接剂41L在对准标记被进行了对位的状态下固化而成为粘接层41。若利用晶圆状的加压夹具以预定的压力按压摄像芯片的第2主面并且使其完全固化，则摄像芯片的主面与玻璃晶圆20W的主面之间的平行度提高。
粘接剂41L的固化方法也是只要满足期望的特性，就可以与树脂相应地为热固化法、UV固化法、UV固化法+热固化法、UV固化法+湿气固化法或常温固化法等中的任一者。通过使用具有加热部或UV照射部等粘接剂41L的固化部件的倒装焊接器，能够同时进行摄像芯片30向预定位置的配置和粘接剂41L的固化。
另外，也可以利用倒装焊接器使粘接剂41L完全固化，但是需要注意因急速的固化而易于产生空隙的粘接剂41L的情况。在该情况下，例如优选的是，借助于倒装焊接器的固化设为：配置于预定位置的摄像芯片30移动但不会引起位置偏移的程度的半固化，在将多个摄像芯片30配置于玻璃晶圆20W之后，一并使粘接剂41L完全固化而形成粘接层41。
＜步骤S13＞密封构件填充工序
如图6B所示，在配置在玻璃晶圆20W上的多个摄像芯片30之间，例如利用分配法填充的液状的密封树脂42L固化而成为密封构件42。也可以取代分配法而使密封树脂42L流入间隙内。
通过将多个摄像芯片30的配置间隔L设为15μm～500μm，能够利用毛细管现象向多个摄像芯片30之间填充密封构件。另外，多个摄像芯片30的顶点所对峙的区域在填充了密封树脂42L时，高度(厚度)易于降低。因此，也可以在使密封树脂一次固化之后，仅在多个摄像芯片30的顶点所对峙的部分再次涂布密封树脂。
密封构件42为了提高摄像装置10的耐湿性而优选透湿度较低、而且难以因后面工序中的热量或等离子体而劣化的材料，例如，使用BCB树脂或聚酰亚胺等。另外，密封构件42既可以是与粘接层41相同的材料，也可以是不同的材料。
另外，优选的是，密封构件42具有防止外部光向受光部入射的遮光构件的功能。因此，密封构件42即使是与粘接层41相同的树脂，也优选混合使用染料或黑色系颜料等遮光材料。另外，由于密封构件42必须是绝缘体，因此在使用颜料等的情况下使用非导电性材料。
密封构件42的厚度、即填充的高度只要大于在步骤S14中薄厚均匀化后的摄像芯片30的厚度即可。即，密封构件42不必完全填充薄厚均匀化加工前的多个摄像芯片30之间的空间。反之，密封构件42也可以自摄像芯片30之间的空间突出。
另外，为了防止由密封树脂42L固化时的收缩应力导致的裂纹产生，优选的是在密封树脂42L的固化中不进行急加热、急冷却。另外，为了防止空隙产生，优选的是在固化前在真空中脱泡或者在真空中固化。
另外，作为密封构件42，并不限于固化后的液状的树脂。例如，也可以是使片状的树脂构件在一边利用真空热压或真空层压埋入摄像芯片30一边填充摄像芯片30之间的空间之后固化。
＜步骤S14＞摄像芯片加工工序
将摄像芯片加工子程序表示在图3B中。
＜步骤S20＞厚度减少加工工序
如图6C所示，通过使接合晶圆40W薄厚均匀化，从而摄像芯片粘接面(第2主面30SB)侧平坦化。即，自第2主面30SB侧进行背磨工序与CMP(Chemical MechanicalPolishing：化学机械抛光)工序。
在背磨工序中，使用了被称作背磨轮的金刚石砂轮。CMP工序是为了减小通过背磨处理磨削后的表面的表面粗糙度而进行的。
另外，在密封构件填充后的接合晶圆40W的表面的凹凸较大的情况下，优选的是，在背磨工序之前进行借助于另一部件的预处理。例如作为预处理，利用刃具切削自摄像芯片30之间突出的密封构件42。
另外，由于背磨工序和CMP工序，有时产生密封构件42的表面的中央部变凹的凹陷。但是，由于凹部分在切割工序中被去除，因此不成问题。
薄厚均匀化后的接合晶圆40W的摄像芯片30的第2主面30SB与密封构件42的表面之间形成了平坦面。因此，能够针对薄厚均匀化后的接合晶圆40W进行与普通的半导体晶圆相同的工艺。
即，如图6D所示，用于形成与形成于摄像芯片30的第1主面30SA的电极焊盘32相连接的贯穿布线33的贯穿通路33S通过普通的半导体晶圆工艺来形成。
＜步骤S21＞蚀刻掩模形成工序
如图6D所示，为了形成贯穿通路，在电极焊盘32的正上方区域具有开口的蚀刻掩模39成膜在摄像芯片30上和密封构件42上。蚀刻掩模39也是用于保护摄像芯片30和密封构件42免受在后面的工序中使用的药品和等离子体影响的保护层。
作为蚀刻掩模39，使用氧化硅膜或氮化硅膜等无机膜、或者光致抗蚀剂、聚酰亚胺或BCB等的有机膜。在使用无机膜作为蚀刻掩模39的情况下，使用等离子体CVD或光CVD等进行成膜。由于这些成膜法是在低温下，因此不会对形成于摄像芯片30的半导体电路部(受光部31)等造成损伤。作为形成氧化硅膜时的原料气体，使用四乙氧基硅烷(TEOS)或八甲基环四硅氧烷(OMCTS)等。另外，作为形成氮化硅膜时的原料气体，使用SiH4+NH3、SiH2CL2+NH3、SiH4+N2或SiH4+NH3+N2等的混合气体。
另一方面，在使用有机膜作为蚀刻掩模39的情况下，通过旋涂、喷涂或丝网印刷等来形成。
由于蚀刻掩模39在后面的工序中剥离，因此蚀刻掩模39使用与密封构件42不同的材质的材料。例如，在密封构件42为聚酰亚胺的情况下，作为蚀刻掩模39，例如使用氧化硅膜或氮化硅膜。作为蚀刻掩模39的成膜方法，为了能够在低温下进行成膜且不对形成于摄像芯片30的半导体电路部等造成损伤而优选使用等离子体CVD。
另外，形成用于在蚀刻掩模39上形成开口的图案掩模(未图示)时的光掩模的对位使用了预先形成于玻璃晶圆20W的贯穿布线形成用的对准标记23。
在使用氧化硅膜、氮化硅膜或非感光性树脂作为蚀刻掩模39的情况下，通过将具有开口图案的光致抗蚀剂蚀刻于掩模而形成开口。在氧化硅膜等中，进行使用了CF4、CHF3或C2F6等氟系气体的干蚀刻。另一方面，在使用感光性树脂的情况下，利用光刻图案，能够形成具有开口的蚀刻掩模39。
＜步骤S22＞贯穿通路形成工序
使用蚀刻掩模39以普通的半导体晶圆工艺形成贯穿通路33S。
例如，通过借助于KOH或TMAH等碱性溶液的湿蚀刻或基于ICP-RIE法等的干蚀刻，形成到达至电极焊盘32的贯穿通路33S。
通过湿蚀刻而形成的贯穿通路33S呈第1主面30SA的开口大小比第2主面30SB的开口大小小的锥形状。这是因为，在摄像芯片30由单晶硅(100)构成的情况下，成为了＜100＞面方向的蚀刻速度相对快于＜111＞面方向的蚀刻速度的各向异性蚀刻。
而且，在贯穿通路33S蚀刻中，产生第2主面30SB的开口大小比蚀刻掩模39的开口大小大的侧蚀刻。因此，蚀刻掩模39的开口大小预先小于目标的第2主面30SB的开口大小。在贯穿通路形成工序中，蚀刻掩模39保护密封构件42免受碱性溶液侵蚀。
另外，贯穿通路33S也可以利用ICP-RIE等干蚀刻或激光加工等物理加工方法来形成。
＜步骤S23＞蚀刻掩模剥离工序
剥离蚀刻掩模39。作为剥离方法，选择蚀刻掩模39与密封构件42之间的蚀刻选择比高的去除方法。例如，在密封构件42为聚酰亚胺、蚀刻掩模39为氧化硅膜的情况下，采用使用了BHF等氢氟酸系溶液的湿式剥离法。
＜步骤S24＞绝缘层形成工序
如图6E所示，以覆盖摄像芯片30的第2主面30SB、密封构件42的表面及贯穿通路33S的壁面、并且使电极焊盘32暴露的方式形成绝缘层43，该绝缘层43在贯穿通路33S的底面图案化有开口。绝缘层43使用与蚀刻掩模39相同的绝缘性材料。绝缘层形成方法和开口图案形成方法既可以是与蚀刻掩模39相同的形成方法，也可以是不同的形成方法。
由于绝缘层43在以后的工序中未被剥离，因此在以后的工序中保护密封构件42。例如，绝缘层43保护密封构件42免受步骤S25的贯穿布线形成工序中的、图案化时的药品处理或等离子体处理等的影响。
＜步骤S25＞贯穿布线形成工序
如图6F所示，在贯穿通路33S的内部(底面和壁面)形成由导电体构成的贯穿布线33。贯穿布线33通过在使用溅射法或蒸镀法形成铝或铜等的导电膜之后进行图案化来形成。另外，在贯穿布线形成工序中，也可以使用镀敷工艺。
＜步骤S26＞外部连接电极形成工序
然后，在去除蚀刻掩模39之后，在摄像芯片30的第2主面30SB上形成与贯穿布线33相连接的外部连接电极34。另外，在形成贯穿布线时，也可以同时形成外部连接电极34。
＜步骤S28＞外部连接端子形成工序
在外部连接电极34上配置用于与外部进行电连接的凸状的外部连接端子35。在外部连接端子35中使用柱形金凸块或软钎焊球等。
＜步骤S15＞单片化工序(切割工序)
通过切断接合晶圆40W的单片化工序，利用一张接合晶圆40W制作出许多摄像装置10。
切断优选图6I和图6J所示的两段切割法。即，在自玻璃晶圆20W的表面(图中上侧)半切割至10μm～200μm左右之后，全切割玻璃晶圆20W，从而能够防止由应力导致的裂纹的产生和密封构件42的剥离。而且，在两段切割法中，在密封构件42的切割中使用适合于树脂的刀片品种(粘合材料、磨石粒径、集中度)和加工条件(进给速度、转速)，在玻璃晶圆20W的切割中使用适合于玻璃的刀片品种和加工条件，从而能够提高加工品质(树脂的毛刺、玻璃的碎屑、树脂层的分层)。另外，也可以进行使树脂用刀片的厚度比玻璃用刀片的厚度大、并能在单片化后的摄像芯片30端部形成台阶的分段裁切。
另外，也可以是，在通过激光切割或蚀刻去除了切割线上的密封构件42之后，通过玻璃用的刀片切割或激光切割全切割玻璃晶圆20W，从而实现单片化。
在切割的对准中使用最初形成于玻璃晶圆20W的对准标记22。另外，也可以取代对准标记22，而在贯穿布线形成工序等中在摄像芯片30的第2主面30SB上或摄像芯片30之间的密封树脂上形成切割用的对准标记。
在实施方式的制造方法中，即使在摄像芯片基板30W的摄像元件的成品率较低的情况下，也仅使用合格的摄像芯片30来制作接合晶圆40W。因此，不合格芯片不会成为摄像装置，因此能够以低成本制造摄像装置10，生产率较高。
另外，在实施方式的制造方法中，与摄像芯片基板30W的口径无关地能够利用预定口径的接合晶圆40W来进行制造。由于不需要与大口径对应的加工设备，因此生产率较高。
而且，由于粘接于玻璃晶圆20W的是加工前的厚度较厚的摄像芯片，因此处理容易。即，为了形成贯穿布线而薄厚均匀化后的摄像芯片易于破损，而且因粘接时的应力等而易于变形。但是，在实施方式的制造方法中，能够以较厚的状态将摄像芯片粘接于玻璃晶圆20W。
另外，由于支承基板为透明的玻璃晶圆20W，因此如图2所示那样能够自与摄像芯片接合面相反的面进行借助于对准标记的对位。
而且，在通过晶圆工艺自第2主面30SB侧加工接合晶圆40W时，密封构件42被蚀刻掩模39或绝缘层43覆盖而受到保护。因此，密封构件42不会劣化，因此本实施方式的摄像装置的制造方法能够制造可靠性较高的摄像装置。
另外，由于将芯片配置间隔设为了恒定，因此密封树脂42L的填充容易，能够防止密封树脂42L的裂纹，因此制造成品率较高。
而且，通过利用CMP使摄像芯片30的外表面与密封构件42的外表面对齐为同一面的平坦化加工，能够作为一张晶圆来进行处理，也能够对芯片状元件实施半导体晶圆工序，能够进行高精度·高密度的加工。
而且，摄像装置10包括：作为半导体芯片的摄像芯片30，其在第1主面30SA上形成有作为半导体电路部的受光部31；作为支承基板部的玻璃盖片20，其俯视尺寸大于摄像芯片30的俯视尺寸；透明的粘接层41，其用于粘接摄像芯片30的第1主面30SA与玻璃盖片20之间；以及密封构件42，其覆盖摄像芯片30的侧面和粘接层41的侧面，并由与玻璃盖片20的外尺寸(俯视尺寸)相同的外尺寸(俯视尺寸)的绝缘材料构成。
在利用以往的W－CSP法制作的摄像装置中，由于将接合玻璃晶圆与摄像元件基板而成的接合基板切断，因此摄像芯片与支承基板部的俯视尺寸(外尺寸)相同。与此相对，摄像芯片30的侧面被密封构件42覆盖，摄像芯片30未暴露于外部。而且，摄像芯片30的第2主面30SB也除外部连接端子35以外被绝缘层43覆盖。即，摄像芯片30的表面全部电绝缘。因此，摄像装置10的电绝缘性和耐湿性优异。
另外，也可以在上述实施方式的摄像装置10中进一步附加功能构件。例如，也可以在将物镜单元相对于摄像芯片30进行对位后将物镜单元接合在玻璃晶圆20W的与粘接有摄像芯片30的面相反的面上。另外，也可以在摄像芯片30的第2主面30SB上接合用于处理摄像信号的数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)芯片。
另外，经由如下工序也能够制造背面照射型摄像装置：在支承基板上粘接摄像芯片30的布线层侧，向摄像芯片30之间填充密封树脂，在使摄像芯片30薄厚均匀化为3μm左右并使受光部31暴露之后，在受光部31上形成滤色器和微透镜，去除电极上的硅层并使电极暴露。
另外，半导体芯片并不限于摄像芯片，其种类不限于普通的半导体芯片、各种传感器或致动器等，所制造的半导体装置也并不限于摄像装置。
由于上述实施方式和变形例的摄像装置为超小型并且可靠性较高，因此能够特别优选用于配置于电子内窥镜的顶端部或胶囊型内窥镜的摄像装置。
＜第1实施方式的变形例＞
接着，说明本发明的第1实施方式的摄像装置10的变形例1～变形例4的摄像装置10A～摄像装置10D。由于变形例的摄像装置10A～摄像装置10D与实施方式的摄像装置10类似并具有相同的效果，因此对相同的构成要素标注相同的附图标记并省略说明。
如图7所示，在变形例的摄像装置10A中，摄像芯片30A的截面为梯形。而且，第1主面30SA的电极焊盘32与第2主面30SB的外部连接电极34借助形成于摄像芯片30A的侧面的侧面布线33A相连接。摄像芯片30A的侧面被密封构件42覆盖。
侧面布线33A的形成比硅贯穿通路(TSV：Through Silicon Via)和贯穿布线的形成容易。因此，摄像装置10A的制造也比摄像装置10的制造容易。
接着，在图8所示的、变形例2的摄像装置10B中，保护层44覆盖着摄像芯片30B的第2主面30SB的外部连接端子形成区域。即，在保护层44上具有供外部连接电极34的一部分暴露的开口。保护层44既可以是与蚀刻掩模39等相同的材料和形成方法，或者也可以是与蚀刻掩模39等不同的材料和形成方法。
由于摄像装置10B不必形成绝缘层43，因此摄像装置10B的制造比摄像装置10的制造容易。
当然，也可以在摄像装置10或摄像装置10A中也形成保护层44。
接着，说明变形例3的摄像装置10C。如图9A所示，在摄像装置10C的制造中，在粘接工序之前，在玻璃晶圆20WC的、各个摄像芯片配置区域30S的外周部，例如利用切割刀片形成框状的槽26。槽26也可以通过蚀刻来形成。
如图9B和图9C所示，例如，使用倒装焊接器，对摄像芯片30C以进行了对位的状态进行加热·加压，并粘接于玻璃晶圆20WC。在摄像装置10C中，过剩的粘接剂41L流入槽26内。因此，填角既不向水平方向(主面平行方向)扩散，也不向垂直方向(主面垂直方向)扩散。由于填角不向水平方向扩散，因此接合晶圆40WC能够减小摄像芯片30的配置间隔L，能够利用一张接合晶圆40WC制作许多摄像装置10C。
另外，如图9D～图9F所示，由于粘接剂41L的填角不向垂直方向扩散，因此摄像装置10C在密封构件填充工序中将密封构件42可靠地填充至摄像芯片30的外周部。密封构件42能够使用密封效果比粘接层41的密封效果高的树脂。
因此，图10所示的、摄像装置10C的可靠性比粘接层41暴露于外表面的摄像装置10等的可靠性高。
而且，利用切割刀片形成的槽26的壁面和底面的表面粗糙度较大，例如算术平均粗糙度：Ra(日本JIS B 0601：2001)为0.15μm以上。因此，作为向槽26方向入射的光的杂散光散射。即，不会像表面粗糙度较小的内表面的槽那样杂散光反射而向受光部31入射。
接着，如图11所示，在变形例4的摄像装置10D中，摄像芯片30D在受光部31上具有微透镜38，在受光部31与玻璃盖片20之间具有空腔(空隙部)46。微透镜38与受光部31的像素相对应地分别形成，通过提高聚光效率，从而提高摄像装置10D的灵敏度。
向空腔46的内部注入空气或非活性气体，但是若湿气等从外部侵入内部，则有可能会结露于玻璃盖片20的背面或摄像芯片30D的表面，摄像时图像变得不清晰。但是，在摄像装置10D中，由于空腔46被密封构件42密封，因此耐湿性提高。
＜第2实施方式＞
接着，说明本发明的第2实施方式的摄像单元1。摄像单元1例如具有摄像装置10、10A～摄像装置10D等，因此对相同的构成要素标注相同的附图标记并省略说明。
如图12所示，内窥镜2在插入部的顶端部配置有包括摄像装置10、透镜单元50、布线板52、信号线缆53以及屏蔽壳体51的摄像单元1。由框构件50A和保持于框构件50A的摄像光学系统50B构成的透镜单元50将被摄体图像成像于摄像装置10的受光部。布线板52与摄像装置10的外部连接端子相连接。信号线缆53借助布线板52与外部连接端子相连接。在由金属材料构成的屏蔽壳体51内收纳有摄像装置10和布线板52，摄像装置10的后部侧与布线板52之间被第2密封构件55密封。在布线板52的表面上安装有芯片电容器等电子元件54。
如图13所示，在摄像单元1中，由于摄像装置10的外周被由绝缘材料构成的密封构件42覆盖，因此即使与由金属构成的屏蔽壳体51相接触，也不会产生问题。
第2密封构件55例如是在有机硅橡胶中混合金属氧化物而成的导热性较高的树脂，将摄像装置10、布线板52及信号线缆53等固定于屏蔽壳体51内部。屏蔽壳体51对摄像装置10进行电屏蔽，而且，不仅进行机械加强，还大幅度增强摄像装置10的密封功能。
如已经说明的那样，在利用以往的W－CSP法制作的摄像装置中，由半导体构成的摄像芯片的侧面暴露于外表面。因此，若由金属构成的屏蔽壳体与摄像芯片侧面相接触，则有可能产生不良动作，需要使摄像芯片侧面电绝缘，因此外尺寸(俯视尺寸)变大。
与此相对，在摄像装置10中，摄像芯片30的外表面被玻璃盖片20、密封构件42及绝缘层43中的任一者覆盖，并电绝缘。而且，绝缘层43不仅具有绝缘性，也具有防止水分等浸入内部的密封性。
因此，摄像装置10为超小型并且可靠性较高，因此能够特别优选用于配置于内窥镜2的顶端部或胶囊型内窥镜的摄像装置。
而且，如图13的长度垂直方向的剖视图所示，在摄像单元1中，屏蔽壳体51的内表面的俯视尺寸与摄像装置10的密封构件42的俯视尺寸相等，屏蔽壳体51无间隙地紧贴并覆盖摄像装置10的整个外周。在屏蔽壳体51的内部以紧贴状态收纳摄像装置10时，例如，以对屏蔽壳体51进行加热并使其膨胀的状态收纳摄像装置10，或者沿着摄像装置10对金属板进行弯曲加工并接合端面来制作屏蔽壳体51。另外，也可以使透湿度较低的树脂或玻璃等材料介于屏蔽壳体51与摄像装置10之间。
如以上所说明的那样，摄像单元1具有摄像装置10、10A～摄像装置10D等，而且，摄像装置的密封构件的侧面整周范围以不存在水分有可能侵入的间隙(空间)的紧贴状态被由透湿性极低的金属板构成的屏蔽壳体覆盖。
由于摄像装置10的密封树脂被屏蔽壳体无间隙地覆盖，因此水分难以经由密封树脂侵入，即使暴露于高温高湿度下，摄像单元1(内窥镜2)也能够维持较高的可靠性。
＜变形例＞
接着，说明第2实施方式的变形例1～变形例3。变形例1～变形例3类似于第2实施方式的摄像单元1(内窥镜2)，因此对相同的构成要素标注相同的附图标记并省略说明。
图14所示的变形例1的摄像单元1E(内窥镜2E)的收纳有摄像装置10E的屏蔽壳体51E自框构件50E一体延伸出。而且，屏蔽壳体51E也具有用于保持摄像光学系统50B的一部分透镜的框构件50A的功能。摄像单元1E(内窥镜2E)由于框构件50A与屏蔽壳体51E成一体，因此不会产生水分自框构件50A与屏蔽壳体51E之间的接缝侵入，因此具有摄像装置10E(摄像单元1E)的内窥镜2E的可靠性更高。
另外，屏蔽壳体的长轴方向的垂直面的截面形状(俯视形状)并不限于图13所示的大致矩形。例如，既可以像图15所示的变形例2的摄像装置10F(摄像单元1F、内窥镜2F)的屏蔽壳体51F那样将角部较大地进行了倒角，也可以像图15所示的变形例3的摄像装置10G(摄像单元1G、内窥镜2G)的屏蔽壳体51G那样为圆形。
在任意情况下，摄像芯片都因密封树脂而绝缘，屏蔽壳体无间隙地覆盖绝缘树脂的外周，因此摄像装置(摄像单元、内窥镜)的可靠性较高。
本发明并不限定于上述实施方式，在不改变本发明的主旨的范围内，能够进行各种变更、改变等。
本申请是以2012年5月30日在日本国提出申请的特愿2012－123224号作为要求优先权的基础而提出申请的，上述公开内容被引用于本申请的说明书、权利要求书以及附图中。

Claims (10)

1.一种摄像装置，其特征在于，该摄像装置包括：
摄像芯片，其在第1主面上具有受光部和形成于所述受光部的周围的电极焊盘，在第2主面上具有借助贯穿布线与所述电极焊盘相连接的连接电极；
透明的支承基板部，其俯视尺寸大于所述摄像芯片的俯视尺寸；
透明的粘接层，其用于粘接所述摄像芯片的所述第1主面与所述支承基板部之间；以及
密封构件，其覆盖所述摄像芯片的侧面和所述粘接层的侧面，并以与所述支承基板部的俯视尺寸相同的俯视尺寸、由与所述粘接层相同的绝缘材料构成，
所述摄像装置是通过晶圆的切断来实现单片化，
在单片化前，在所述晶圆的、各个所述摄像芯片配置区域的外周部形成槽，所述粘接层中过剩的粘接剂位于所述槽内，所述密封构件配置在晶圆上的多个所述摄像芯片之间且配置在所述粘接剂上；
所述摄像芯片的所述第1主面的外周部上形成有台阶部。
2.一种半导体装置，其特征在于，该半导体装置包括：
半导体芯片，其在第1主面上具有半导体电路部和形成于所述半导体电路部的周围的电极焊盘，在第2主面上具有借助贯穿布线与所述电极焊盘相连接的连接电极；
支承基板部，其俯视尺寸大于所述半导体芯片的俯视尺寸；
粘接层，其用于粘接所述半导体芯片的所述第1主面与所述支承基板部之间；以及
密封构件，其覆盖所述半导体芯片的侧面和所述粘接层的侧面，并以与所述支承基板部的俯视尺寸相同的俯视尺寸、由与所述粘接层相同的绝缘材料构成，
所述半导体装置是通过晶圆的切断来实现单片化，
在单片化前，在所述晶圆的、各个所述摄像芯片配置区域的外周部形成槽，所述粘接层中过剩的粘接剂位于所述槽内，所述密封构件配置在晶圆上的多个所述半导体芯片之间且配置在所述粘接剂上；
所述半导体芯片的所述第1主面的外周部上形成有台阶部。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
所述半导体芯片的所述第2主面被绝缘层覆盖。
4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
在所述支承基板部的半导体芯片粘接面的外周部形成有台阶部，所述半导体芯片粘接面是与所述半导体芯片的俯视尺寸相同的俯视尺寸。
5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
所述半导体电路部为受光部，
该半导体装置为所述支承基板部和所述粘接层由透明材料构成的摄像装置。
6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，
在所述半导体芯片的所述受光部与所述支承基板部之间形成有空洞部。
7.一种摄像单元，其特征在于，该摄像单元包括：
摄像装置；
透镜单元，其用于将被摄体图像成像于受光部；
信号线缆，其借助布线板与外部连接端子相连接；以及
屏蔽壳体，其利用第2密封构件密封并收纳有所述摄像装置与所述布线板，由金属材料构成，
所述摄像装置包括：
摄像芯片，其在第1主面上具有所述受光部和与所述受光部相连接的电极焊盘，在第2主面上具有借助贯穿布线与所述电极焊盘相连接的连接电极；
透明的支承基板部，其俯视尺寸大于所述摄像芯片的俯视尺寸；
透明的粘接层，其用于粘接所述摄像芯片的所述第1主面与所述支承基板部之间；以及
第1密封构件，其覆盖所述摄像芯片的侧面和所述粘接层的侧面，并以与所述支承基板部的俯视尺寸相同的俯视尺寸、由与所述粘接层相同的绝缘材料构成，
所述摄像装置是通过晶圆的切断来实现单片化，
在单片化前，在所述晶圆的、各个所述摄像芯片配置区域的外周部形成槽，所述粘接层中过剩的粘接剂位于所述槽内，所述第1密封构件配置在晶圆上的多个所述摄像芯片之间且配置在所述粘接剂上；
所述摄像芯片的所述第1主面的外周部上形成有台阶部。
8.根据权利要求7所述的摄像单元，其特征在于，
所述屏蔽壳体的内表面的俯视尺寸与所述第1密封构件的所述俯视尺寸相等，所述屏蔽壳体紧贴并覆盖所述摄像装置的整个外周。
9.根据权利要求8所述的摄像单元，其特征在于，
所述摄像芯片的所述第2主面被绝缘层覆盖。
10.根据权利要求9所述的摄像单元，其特征在于，
该摄像单元配置于内窥镜。
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