DE10247819A1 - Production of a sensor arrangement for digital cameras comprises forming sensor chips having sensor fields on and/or in a substrate, forming a trench around each chip, separating the chips, and joining to form the sensor arrangement - Google Patents

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Abstract

Production of a sensor arrangement comprises forming a number of sensor chips having sensor fields on and/or in a substrate, forming a trench around each chip deeper than the depth of the sensor fields in the substrate, separating the chips, and joining the chips to form the sensor arrangement. Independent claims are also included for the following: (1) Sensor arrangement produced by the above process; and (2) Digital camera comprising the above sensor arrangement as image sensor arrangement, and a lens for projecting an image onto the image sensor arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Sensor-Anordnung, eine Sensor-Anordnung und eine Digitalkamera.The invention relates to a method for producing a sensor arrangement, a sensor arrangement and a digital camera.

Die Technologie der Digitalkamera wird zunehmend bedeutsamer.The technology of the digital camera is becoming increasingly important.

Allerdings ist es schwierig, eine Bildsensor-Anordnung für eine Digitalkamera mit einer Dimension wie im Falle einer Kleinbildkamera (z.B. 24mm × 36mm) oder wie im Falle einer noch größeren Kamera zu realisieren. Bei einer Digitalkamera mit einer Sensorfläche von 24mm x 36mm böte sich der Vorteil, eine Standard-Kleinbildkamera und deren optisches Linsensystem auch für die Digitalkamera nutzen zu können. In einem solchen Szenario müsste bei einem Systemwechsel von einer analogen Kamera auf eine digitale Kamera im Wesentlichen nur die Rückwand der Kamera dahingehend modifiziert werden, dass ein herkömmlicher Film durch eine Bildsensor-Anordnung einer geeigneten Dimension ersetzt wird.However, it is difficult to find one Image sensor arrangement for a digital camera with a dimension like in the case of a 35mm camera (e.g. 24mm × 36mm) or like in the case of an even bigger camera to realize. For a digital camera with a sensor surface of 24mm x 36mm the advantage of a standard 35mm camera and its optical Lens system also for to be able to use the digital camera. In such a scenario, you should have a system change from an analog camera to a digital one Camera essentially just the back wall the camera can be modified so that a conventional Film replaced by an image sensor arrangement of a suitable dimension becomes.

Ein Problem bei dem halbleitertechnologischen Herstellen einer in einem Halbleitersubstrat integrierten Bildsensor-Anordnung ist darin zu sehen, dass bei der Verwendung eines Fotosteppers, wie er bei vielen Lithographie-Verfahren verwendet wird, das maximale Bildfeld begrenzt ist (beispielsweise auf 19.6mm × 26.Omm mit einer maximalen Diagonale von 31.1mm). Somit ist lediglich ein Bildfeld einer eingeschränkten Dimension realisierbar. Daher ist ein Ausbilden einer Bildsensor-Anordnung mit einer Größe von 24mm x 36mm mit nur einem Belichtungsvorgang während der Lithographie nicht möglich.A problem with the semiconductor technology Manufacture of an image sensor arrangement integrated in a semiconductor substrate is therein to see that when using a photo stepper like that at Many lithography processes use the maximum image field is limited (for example to 19.6mm × 26.Omm with a maximum Diagonal of 31.1mm). Thus, it is only an image field of a limited dimension realizable. Therefore, forming an image sensor arrangement with a size of 24mm x 36mm with only one exposure during lithography possible.

Ferner ist ein Bildsensor mit einem Bildfeld von 24mm × 36mm so groß, dass aufgrund einer unvermeidlichen Defektdichte während der Halbleiter-Prozessierung eine erreichbare Ausbeute von funktionsfähigen Bildsensor-Anordnungen gering ist und somit hohe Kosten anfallen. Mit anderen Worten ist bei einer großflächigen einstöckigen Bildsensor-Anordnung keine ausreichende Ausbeute zu erwarten, so dass das Herstellen einer solchen Bildsensor-Anordnung teuer ist.Furthermore, an image sensor with a Image field of 24mm × 36mm so big that due to an inevitable defect density during the Semiconductor processing an achievable yield of functional image sensor arrangements is low and therefore high costs are incurred. In other words with a large-area, one-story image sensor arrangement not expected to yield sufficient yield, so manufacturing such an image sensor arrangement is expensive.

Um dieser Problematik zu begegnen, werden gemäß dem Stand der Technik unterschiedliche Wege beschritten.To deal with this problem, according to the status different paths in technology.

Zum einen wird versucht, die Bildoptik einer herkömmlichen Kamera auf eine kleine Sensor-Anordnung mit hochintegrierten Sensorfeldern anzupassen. Allerdings führt dies im Allgemeinen zu einer Verschlechterung der Bildqualität. Ferner ist es notwendig und aufwändig, die Bildoptik der Kamera auf die halbleitertechnologisch hergestellte kleine Sensor-Anordnung anzupassen.On the one hand, the image optics are tried a conventional one Camera on a small sensor arrangement with highly integrated sensor fields adapt. However, leads this generally leads to a deterioration in the image quality. Further it is necessary and complex, the image optics of the camera on the semiconductor technology adapt small sensor arrangement.

Weiter wird versucht, eine Sensor-Anordnung mit einer Größe herzustellen, die nur knapp unterhalb der Bildfeldgröße des Fotosteppers liegt. In diesem Falle kann die Standardoptik einer Kamera verwendet werden, allerdings sind teure und nur aufwändig herstellbare optische Korrekturlinsen erforderlich. Ferner sind mittels eines Verlängerungsfaktors die Belichtungsparameter der Kamera einzustellen. Wird zum Beispiel ein 36mm × 24mm Kleinbildfilm durch einen Digitalfilm der Dimension 28.7mm × 19.1mm ersetzt, so fällt (infolge der Wirkung der Korrekturoptik bzw, eines veränderten Abstands zwischen Linse und Film) auf den kleineren Digitalfilm näherungsweise dieselbe Lichtmenge wie sonst auf den größeren Kleinbildfilm. Deshalb ist es bei Verwendung von Korrekturlinsen häufig erforderlich, eine aufwändige Justierung der Belichtung des Digitalfilms vorzunehmen. In diesem Zusammenhang spricht man von einem Verlängerungsfaktor.A sensor arrangement is also attempted to make with a size which is just below the image field size of the photo stepper. In this case, the standard optics of a camera can be used however, they are expensive and can only be produced with great effort Corrective lenses required. Furthermore, by means of an extension factor to set the exposure parameters of the camera. For example a 36mm × 24mm 35mm film through a digital film measuring 28.7mm × 19.1mm replaced, so falls (due to the effect of the correction optics or a changed Distance between lens and film) on the smaller digital film approximately the same amount of light as usual on the larger 35mm film. Therefore it is often necessary to use complex correction lenses exposure of the digital film. Speaks in this context one from an extension factor.

Eine andere Möglichkeit zum Erzeugen einer ausreichend großen Sensor-Anordnung besteht darin, eine große Sensor-Anordnung mittels mehrfachen Belichtens mehrerer Bereiche eines Wafers bei dem Prozessieren des Halbleitersubstrats herzustellen. Dieses Herstellungsverfahren ist allerdings aufgrund der aufwändigen Mehrfach-Belichtung und der hohen Chipgröße einer einstöckigen Sensor-Anordnung und den damit verbundenen Ausbeute-Problemen teuer. Eine Komplett-Waferbelichtung ist aufgrund der erforderlichen Strukturfeinheit für eine einzelne Sensorzelle ungeeignet.Another way of generating a sufficient huge Sensor arrangement consists of using a large sensor arrangement multiple exposure of multiple areas of a wafer during processing of the semiconductor substrate. This manufacturing process is however due to the elaborate Multiple exposure and the large chip size of a one-tier sensor arrangement and the associated yield problems are expensive. A complete wafer exposure is due to the required structural fineness for an individual Unsuitable sensor cell.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine ausreichend große Sensor-Anordnung mit einer Vielzahl von Sensorfeldern herzustellen, die eine verbesserte Qualität und verringerte Herstellungskosten aufweist.The invention is based on the problem, a big enough To produce a sensor arrangement with a large number of sensor fields, which is an improved quality and has reduced manufacturing costs.

Das Problem wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Sensor-Anordnung, durch eine Sensor-Anordnung und durch eine Digitalkamera mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.The problem is solved by a process for producing a sensor arrangement, by means of a sensor arrangement and solved by a digital camera with the features according to the independent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Sensor-Anordnung wird eine Mehrzahl von Sensor-Chips auf und/oder in einem Substrat ausgebildet, von denen jeder eine Mehrzahl von Sensorfeldern aufweist. Ferner wird um jeden der Sensor-Chips herum ein Graben einer Tiefe ausgebildet, die größer ist als die Tiefe der Sensorfelder in dem Substrat. Ein jeweiliger Sensor-Chip wird vereinzelt, indem von der Rückseite des Substrats Material einer Tiefe abgetragen wird, die mindestens gleich der Differenz zwischen der Dicke des Substrats und der Tiefe des Grabens ist. Schließlich werden die Sensor-Chips zum Bilden der Sensor-Anordnung zusammengesetzt.In the method according to the invention A plurality of sensor chips is used to produce a sensor arrangement formed on and / or in a substrate, each one Has a plurality of sensor fields. Furthermore, each of the sensor chips a trench is formed around it which is greater than the depth of the sensor fields in the substrate. A respective sensor chip is separated by from the back of the substrate material of a depth that is at least equal to the difference between the thickness of the substrate and the depth of the trench is. Finally the sensor chips are assembled to form the sensor arrangement.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß eine Sensor-Anordnung mit einer Mehrzahl von Sensor-Chips bereitgestellt, von denen jeder eine Mehrzahl von Sensorfeldern aufweist. Die Sensor-Chips sind zum Bilden der Sensor-Anordnung zusammengesetzt. Jeder der Sensor-Chips ist hergestellt, indem auf und/oder in einem Substrat ein Sensor-Chip ausgebildet wird und um jeden der Sensor-Chips herum ein Graben einer Tiefe ausgebildet wird, die größer ist als die Tiefe der Sensorfelder in dem Substrat. Ein jeweiliger Sensor-Chip wird vereinzelt, indem von der Rückseite des Substrats Material einer Tiefe abgetragen wird, die mindestens gleich der Differenz zwischen der Dicke des Substrats und der Tiefe des Grabens ist.In addition, a sensor arrangement is according to the invention provided with a plurality of sensor chips, each of which has a plurality of sensor fields. The sensor chips are for formation composed of the sensor arrangement. Each of the sensor chips is produced by forming a sensor chip on and / or in a substrate and a trench of depth around each of the sensor chips is formed, which is greater than the depth of the sensor fields in the substrate. On respective sensor chip is isolated by the back of the substrate material of a depth that is at least equal to the difference between the thickness of the substrate and the depth of the trench is.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß eine Digitalkamera mit einer Sensor-Anordnung mit den oben beschriebenen Merkmalen als Bildsensor-Anordnung geschaffen. Ferner weist die Digitalkamera eine Linsenoptik zum Projizieren eines Bildes auf die Bildsensor-Anordnung auf.In addition, according to the invention is a digital camera with a sensor arrangement with the features described above created as an image sensor arrangement. The digital camera also has a Lens optics for projecting an image onto the image sensor arrangement on.

Eine Grundidee der Erfindung ist darin zu sehen, dass eine Sensor-Anordnung aus einer Mehrzahl von Sensor-Chips zusammengesetzt ist, wobei die Dimensionierung eines Sensor-Chips unter Verwendung eines diesen umgebenden Grabens und somit mittels eines lithographischen Verfahrens definiert wird. Dies hat den Vorteil, dass der Abstand eines Sensorfelds von einem Rand des ihm zugeordneten Sensor-Chips sehr gering (in der Größenordnung von μm) gehalten werden kann. Darüber hinaus kann dieser Abstand mit einer sehr hohen Genauigkeit eingestellt werden. Letzteres ist wiederum eine Folge der Verwendbarkeit einer lithographisch definierbaren Begrenzung eines Sensor-Chips anstelle einer mechanisch definierten Begrenzung (z.B. Vereinzeln mittels Sägens des Wafers).A basic idea of the invention is to see that a sensor arrangement of a plurality of Sensor chips is composed, the dimensioning of a Sensor chips under Use of a trench surrounding it and thus by means of a lithographic process is defined. This has the advantage that the distance of a sensor field from an edge of its assigned Sensor chips kept very small (on the order of μm) can be. About that in addition, this distance can be set with very high accuracy become. The latter is in turn a consequence of the usability of one lithographically definable limitation of a sensor chip instead of one mechanically defined limitation (e.g. separation by sawing the Wafer).

Die Tiefe der Gräben wird derart gewählt, dass beim rückseitigen Abtragen von Material des Substrats zum Vereinzeln der Sensor-Chips z.B. integrierte Schaltkreiskomponenten des Sensor-Chips (Sensorfelder, Steuerschaltkreis-Komponenten, etc.) vor einer Zerstörung geschützt sind. Somit wird vermieden, dass beim Abtragen von Material des Substrats solches Material abgetragen wird, das funktionelle Komponenten des Sensor-Chips enthält. Für den Fall, dass unterhalb der Sensorfelder in dem Substrat weitere integrierte Schaltkreiskomponenten ausgebildet sind, ist die Tiefe der Gräben derart gewählt, dass bei dem Abtragen von Material von der Rückseite des Substrats diese zusätzlichen Schaltkreiskomponenten vor einer Beschädigung geschützt sind. Somit ist die Tiefe der Gräben vorzugsweise mindestens so groß gewählt wie die Dicke der Sensorfelder in dem Substrat zuzüglich der Dicke optionaler zusätzlicher Schaltkreiskomponenten. Mit anderen Worten wird der Graben vorzugsweise mit einer Tiefe ausgebildet, die größer ist als die Tiefe des Sensor-Chips in dem Substrat, d.h. des funktionell bzw. schaltungstechnisch aktiven Bereichs in dem Substrat. In diesem Bereich des Sensor-Chips können auch Ansteuer- bzw. Ausleseleitungen für die einzelnen Sensorfelder etc. untergebracht sein sowie Vorverarbeitungselektronik (z.B. Verstärker), etc.The depth of the trenches is chosen such that on the back Removal of material from the substrate to separate the sensor chips e.g. integrated circuit components of the sensor chip (sensor fields, Control circuit components, etc.) are protected against destruction. This avoids that when removing material from the substrate such material is removed, the functional components of the Contains sensor chips. For the Case that further integrated below the sensor fields in the substrate Circuit components are formed, the depth of the trenches is such selected that when removing material from the back of the substrate additional Circuit components are protected from damage. So the depth of the trenches preferably chosen at least as large as the thickness of the sensor fields in the substrate plus the thickness more optional additional Circuit components. In other words, the trench is preferred formed with a depth that is greater than the depth of the sensor chip in the substrate, i.e. of the functionally or technically active Area in the substrate. In this area the sensor chip can also Control or readout lines for the individual sensor fields etc. as well as preprocessing electronics (e.g. amplifiers), etc.

Aufgrund der räumlich scharf definierten Begrenzung der Sensorfelder auf jeden der Sensor-Chips können mehrere Sensor-Chips derart zusammengesetzt werden, dass an einem Grenzbereich zwischen zwei benachbarten Sensor-Chips eine (z.B. optisch) wahrnehmbare Störung in der regelmäßigen Abfolge der Sensor-Chips vermieden ist. Bei einer als Bildsensor-Anordnung (z.B. für eine Kamera) ausgestalteten Sensor-Anordnung sind somit störende Linien an Grenzflächen zwischen benachbarten Sensor-Chips vermieden, die sonst aufgrund einer Unterbrechung der regelmäßigen Abfolge von Sensorfeldern in Grenzbereichen zwischen benachbarten Sensor-Chips auftreten können.Because of the spatially sharply defined boundary The sensor fields on each of the sensor chips can have multiple sensor chips like this that are put together at a boundary between two neighboring sensor chips a (e.g. optically) perceptible disturbance in the regular sequence the sensor chips is avoided. With an image sensor arrangement (e.g. for a camera) configured sensor arrangement are thus disruptive lines at interfaces avoided between adjacent sensor chips that would otherwise be due to a Interruption of the regular sequence of sensor fields can occur in border areas between adjacent sensor chips.

Ferner wird mittels Einbringens von Gräben zum Definieren eines Sensor-Chips eine geometrisch ideale Kante am Rand des Sensor-Chips erhalten, so dass benachbarte Sensor-Chips passgenau aneinandergefügt werden können.Furthermore, by introducing Trenches to Define a sensor chip with a geometrically ideal edge at the edge of the sensor chip, so that adjacent sensor chips are fitted together precisely can.

Anschaulich wird die erfindungsgemäße Sensor-Anordnung nicht aus einer einstöckigen Komponente (beispielsweise einem großen Siliziumstück) hergestellt, sondern aus mehreren kleinen Sensor-Chips (z.B. Bildsensoren), von denen jeder dieselbe Funktionalität aufweisen kann. Dies wird erreicht, indem nach dem Prozessieren der Sensor-Chips (d.h. dem Ausbilden der Sensorfelder, etc.) ein ausreichend tiefer Graben um den Sensor-Chip geätzt wird. Dieser Graben ist vorzugsweise geringfügig tiefer als die spätere endgültige Dicke der vereinzelten Sensor-Chips. Aufgrund der Justagegenauigkeit eines halbleitertechnologischen Lithographieverfahrens kann ein an einem Rand eines Sensor-Chips angeordnetes Sensorfeld sehr eng, typischerweise 1μm und weniger, um einen Sensor-Chip herumgelegt werden. Im Inneren des geätzten Grabens hat der Wafer immer noch ausreichend Stabilität, dass ein Process-Control-Monitoring (PCM) und ein Funktionalitätstest durchgeführt werden können. Nach einer diesbezüglichen Bewertung des Wafers wird der Wafer auf seine Zieldicke rückseitig gedünnt, indem Material von der Rückseite des Wafers abgetragen (beispielsweise mechanisch abgeschliffen) wird. Dadurch ist ein Vereinzeln der Sensor-Chips realisiert, wobei jeder Sensor-Chip eine bis auf eine Dimension von 1μm und weniger definierte Größe aufweist.The sensor arrangement according to the invention becomes clear not from a one-story component (for example, a large one Piece of silicon) manufactured, but from several small sensor chips (e.g. image sensors), each of which can have the same functionality. this will achieved by processing the sensor chips (i.e. the Formation of the sensor fields, etc.) a sufficiently deep trench etched around the sensor chip becomes. This trench is preferably slightly deeper than the final thickness later of the isolated sensor chips. Due to the adjustment accuracy of a semiconductor technology lithography process can be done on one Edge of a sensor chip arranged sensor field very narrow, typically 1μm and less, around a sensor chip. Inside the etched trench does the wafer still have sufficient stability that process control monitoring (PCM) and a functionality test carried out can be. After a related one Evaluation of the wafer, the wafer is back on its target thickness thinned adding material from the back removed from the wafer (e.g. mechanically ground) becomes. As a result, the sensor chips are separated, whereby each sensor chip has a dimension down to 1 μm and less has a defined size.

Auch ist problemlos realisierbar, den Sensorfeldern auf dem Sensor-Chip einen exakt definierten Abstand zu einer Kante eines Sensor-Chips zuzuweisen (wiederum bis zu einer Genauigkeit von 1μm und weniger). Diese Genauigkeit ermöglicht es, eine Sensor-Anordnung (einen großen Bildsensor) aus einer Mehrzahl zusammengesetzter Sensor-Chips (beispielsweise kleiner Bildsensoren) mittels einer Montage zusammenzusetzen.Can also be easily implemented, the sensor fields on the sensor chip a precisely defined distance assign to an edge of a sensor chip (again up to one Accuracy of 1μm and less). This accuracy enables a sensor arrangement (a big Image sensor) from a plurality of composite sensor chips (for example small image sensors) by means of assembly.

Für den Anwendungsfall einer Digitalkamera treten bei einer typischen Bildpixelgröße von 5μm bis 10μm störende Linien an Grenzbereichen zwischen benachbarten Sensor-Chips üblicherweise nicht auf.For the use case of a digital camera occur in a typical Image pixel size from 5μm to 10μm disruptive lines at border areas between adjacent sensor chips usually not on.

Erfindungsgemäß sind mehrere kleine Bauteile zusammengesetzt, um eine höhere Ausbeute bei der Sensorherstellung zu erreichen. Dadurch ist es für eine Digitalkamera (z.B. mit der Dimension einer Kleinbildkamera) ermöglicht, eine Bildsensor-Komponente herzustellen, bei der die oben beschriebenen aus dem Stand der Technik bekannten Probleme vermieden sind. Mittels Verringerns der Toleranzen aufgrund des Definierens von Sensor-Chips mittels einer Grabenätzung ist es erreicht, dass die zusammengesetzten Sensorfelder annähernd die gleiche Auflösung wie eine einkomponentige Sensor-Anordnung hat.According to the invention, several small components are put together in order to achieve a higher yield in sensor production. This makes it possible for a digital camera (for example with the dimensions of a 35 mm camera) to produce an image Produce sor component in which the above-described problems known from the prior art are avoided. By reducing the tolerances due to the definition of sensor chips by means of a trench etching, it is achieved that the composite sensor fields have approximately the same resolution as a one-component sensor arrangement.

Mittels gleichgeschnittener Sensor-Chips, die vorzugsweise alle die gleiche Größe aufweisen, werden Kanten idealer Geometrie und somit sehr gute Passflächen erhalten. Bei Verwendung einer einheitlichen Maske wird die Toleranz weiter reduziert. Dann ist das einzige begrenzende Kriterium die Maskenauflösung, die wesentlich besser ist als eine herkömmliche Toleranz beim Vereinzeln eines Substrats mittels Sägens.By means of sensor chips cut to the same size preferably all have the same size Preserve edges of ideal geometry and therefore very good fitting surfaces. If a uniform mask is used, the tolerance increases reduced. Then the only limiting criterion is the mask resolution is much better than a conventional tolerance when separating sawing a substrate.

Beim Sägen von Wafern zum Vereinzeln der Chips des Wafers liegt die Fertigungstoleranz im Bereich von 50μm und mehr. Würde man unter diesen Umständen Sensor-Chips nebeneinander anordnen, hätte dies zur Folge, dass die Berührungsstellen der einzelnen kleinen Bildsensoren im Digitalbild aufgelöst würden. Mit anderen Worten würde man hinsichtlich der optischen Wahrnehmung eines Betrachters eines Bildes nicht die gleiche Funktionalität erreichen wie bei einem großflächigen Bildsensor. Insbesondere würden in Grenzbereichen störende Linien auftreten.When sawing wafers for dicing the wafer chips, the manufacturing tolerance is in the range of 50μm and more. Would one under these circumstances Arranging sensor chips next to each other would have the consequence that the contact points of the individual small image sensors would be resolved in the digital image. With in other words one with regard to the optical perception of a viewer Image does not achieve the same functionality as a large-area image sensor. In particular, would disturbing in border areas Lines occur.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist die Fertigungstoleranz derart stark reduziert, dass mehrere Sensor-Chips aneinander gereiht werden können und zusammen die gleiche optische Funktionalität wie eine einstöckige Sensor-Anordnung erreichen. Somit können größere und aufgrund der Modularität einzelner kleiner Bausteine auch billigere Bildsensoren als gemäß dem Stand der Technik hergestellt werden.By means of the method according to the invention and of the devices according to the invention the manufacturing tolerance is reduced so much that several Sensor chips can be strung together and the same together optical functionality like a one-story Reach sensor arrangement. Thus, larger and individual due to the modularity small components also cheaper image sensors than according to the state of technology.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Preferred developments of the inventions result from the dependent Claims.

Vorzugsweise werden die Sensor-Chips im Wesentlichen formschlüssig zusammengesetzt. Aufgrund der erheblich verbesserten Passgenauigkeit der Sensor-Chips ist die erfindungsgemäße Sensor-Anordnung daher in allen Bereichen anwendbar, wo ein räumlich definiertes Zusammensetzen unterschiedlicher Komponenten mit hoher räumlicher Genauigkeit erforderlich ist.Preferably the sensor chips essentially positive composed. Due to the significantly improved accuracy of fit The sensor arrangement according to the invention is therefore in sensor chips applicable in all areas where a spatially defined composition different components with high spatial accuracy required is.

Der Graben kann derart gebildet werden, dass ein Abstand eines an einem Rand eines Sensor-Chips angeordneten Sensorfeldes von einem Rand nicht wesentlich größer ist als eine Ausdehnung des Sensorfeldes. In diesem Fall ist sichergestellt, dass in Grenzbereichen zwischen benachbarten Sensor-Chips störende Linien aufgrund einer Störung der symmetrischen Anordnung von Sensorfeldern vermieden sind.The trench can be formed in such a way that a distance of one arranged on an edge of a sensor chip Sensor field from an edge is not significantly larger than an extent of the sensor field. In this case it is ensured that in border areas lines between adjacent sensor chips due to a disturbance of the symmetrical arrangement of sensor fields are avoided.

Der Graben wird vorzugsweise unter Verwendung eines Lithographie-Verfahrens ausgebildet. Mit einem Lithographie-Verfahren ist eine Auflösung im Bereich von Mikrometern (beispielsweise 2μm bis 3μm) und darüber erreichbar. Da die Sensorfelder häufig eine Pixeldimension von 5μm bis 10μm haben, kann sichergestellt werden, dass Störungen, Verzerrungen oder Linien an Grenzflächen benachbarter Sensor-Chips vermieden sind.The trench is preferably under Trained using a lithography process. With a Lithography process is a resolution in Range of micrometers (for example 2μm to 3μm) and above. Since the sensor fields often have a Pixel dimension of 5μm up to 10μm can be ensured that interference, distortion or lines at interfaces neighboring sensor chips are avoided.

Der Graben wird vorzugsweise unter Verwendung eines Ätz-Verfahrens ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, als Ätz- Verfahren ein anisotropes Ätz-Verfahren zu verwenden, um einen ausreichend steilen Kantenabfall an dem Rand eines Sensor-Chips zu erreichen, wodurch die Passgenauigkeit beim Zusammensetzen benachbarter Chips weiter erhöht ist. Das Ätz-Verfahren kann ein Trockenätz-Verfahren sein. Alternativ kann ein Nassätz-Verfahren verwendet werden. Generell ist bei dem Ätz-Verfahren darauf zu achten, dass die Unterätzung, d.h. die isotrope Ätz-Komponente, ausreichend gering gehalten ist, um ein formschlüssiges Aneinanderreihen benachbarter Sensor-Chips sicherzustellen. Besonders bevorzugt als Ätz-Verfahren ist Sputterätzen oder reaktives Ionenätzen (RIE, "reactive ion etching").The trench is preferably under Trained using an etching process. It is particularly preferred to use an anisotropic etching method as the etching method to use a sufficiently steep edge drop at the edge to achieve a sensor chip, which ensures the accuracy of fit Composing adjacent chips is further increased. The etching process can be a Dry etching method his. Alternatively, a wet etching process can be used be used. In general, with the etching process, care must be taken that the undercut, i.e. the isotropic etching component, is kept sufficiently low to form a positive sequence of adjacent ones Ensure sensor chips. Particularly preferred as an etching process is sputter etching or reactive ion etching (RIE, "reactive ion etching ").

Das Material des Substrats kann unter Verwendung eines Chemical-Mechanical-Polishing-Verfahrens (CMP-Verfahren) oder eines Ätz-Verfahrens abgetragen werden. Alternativ kann Material unter Verwendung eines Lasers abgetragen werden.The material of the substrate can be under Use of a chemical mechanical polishing process (CMP process) or an etching process become. Alternatively, material can be removed using a laser become.

Unterschiedliche Sensor-Chips können im Wesentlichen gleich groß ausgebildet werden. Insbesondere ist möglich, unterschiedliche Sensor-Chips unter Verwendung eines gemeinsamen Lithographie-Verfahrens, das heißt eines einheitlichen Wafers, auszubilden. Jedoch ist es auch möglich, die unterschiedlichen Sensor-Chips der erfindungsgemäßen Sensor-Anordnung aus unterschiedlichen Wafern herzustellen.Different sensor chips can essentially equally sized become. In particular, it is possible different sensor chips using a common Lithography process, that is, a uniform wafer, train. However, it is also possible to use the different ones Sensor chips of the sensor arrangement according to the invention to manufacture from different wafers.

Der Graben kann derart gebildet werden, dass ein Abstand eines an einem Rand eines Sensor-Chips angeordneten Sensorfeldes von dem Rand vorzugsweise höchstens 3μm, weiter vorzugsweise höchstens 1μm ist.The trench can be formed in such a way that a distance of one arranged on an edge of a sensor chip Sensor field from the edge preferably at most 3 μm, more preferably at most Is 1μm.

Im Weiteren wird die erfindungsgemäße Sensor-Anordnung näher beschrieben. Ausgestaltungen des Verfahrens zum Herstellen der Sensor-Anordnung gelten auch für die Sensor-Anordnung und umgekehrt.Furthermore, the sensor arrangement according to the invention described in more detail. Refinements of the method for producing the sensor arrangement also apply to the sensor arrangement and vice versa.

Zumindest eines der Sensorfelder kann ein CCD-Sensorfeld, ein Biosensorfeld, ein Kapazitäts-Sensorfeld, ein Druck-Sensorfeld oder ein Infrarot-Sensorfeld sein.At least one of the sensor fields can a CCD sensor field, a biosensor field, a capacitance sensor field, a pressure sensor field or an infrared sensor field.

Ein CCD-Sensorfeld ("charge coupled device") ist anschaulich eine Anordnung von CCD-Elementen, d.h. integrierten Bauelementen, zum Umwandeln eines optischen Bildes in ein Bild elektrischer Ladungen mittels Photogenerierens von elektrischen Ladungen und anschließenden Umwandelns des Ladungsbildes in ein sequentielles elektrisches Signal unter Verwendung von CCD-Schieberegistern.A CCD sensor field ("charge coupled device") is clearly an arrangement of CCD elements, ie integrated components, for converting an optical image into an image of electrical charges by means of photogenerating electrical charges and then converting the charge image into a sequential electrical signal Use of CCD slides gistern.

In der Biosensorik kann es ebenso vorteilhaft sein, die Sensorfelder benachbarter Sensor-Chips passgenau aneinander zu setzen, um eine hohe räumliche Auflösung des Biosensorfelds zu erreichen. Beispielsweise kann unter Verwendung eines geeigneten Biosensorfeldes ein Wachstum und eine zeitabhängige Funktionalität von auf dem Biosensorfeld aufgewachsenen Nervenzellen detektiert werden.It can do the same in biosensors be advantageous, the sensor fields of adjacent sensor chips precisely to put together to a high spatial resolution of the To reach the biosensor field. For example, using of a suitable biosensor field growth and a time-dependent functionality of on nerve cells grown in the biosensor field can be detected.

Ein halbleitertechnologischer Druck-Sensor kann auf dem piezoresistiven Effekt basieren.A semiconductor pressure sensor can based on the piezoresistive effect.

Es ist auch möglich, ein Kapazitäts-Sensorfeld zu verwenden, bei dem anschaulich bei Anwesenheit eines mechanischen Drucks ein Luftspalt zwischen zwei (integrierten) Kondensatorplatten und somit die elektrischen Eigenschaften des Kondensators verändert werden. Ein Anwendungsgebiet der Erfindung ist somit ein Fingertip-Sensor mit einer ausreichend großen Dimensionierung.It is also possible to use a capacitance sensor field to be used where clearly in the presence of a mechanical Pressure an air gap between two (integrated) capacitor plates and thus the electrical properties of the capacitor are changed. One area of application of the invention is thus a fingertip sensor with a sufficiently large one Dimensioning.

Das Sensorfeld kann auch ein Infrarot-Sensorfeld sein, beispielsweise für eine Wärmebild-Kamera. Eine Wärmebild-Kamera basiert auf solchen Infrarot-Sensoren, die für Infrarotlicht empfindlich sind. Besonders geeignet sind CCDs oder Dioden aus dem Material HgCdTe (Quecksilber-Cadmium-Tellurid). Bei der Verwendung einer Wärmebild-Kamera kann es vorteilhaft sein, die Sensor-Anordnung unter Umgebungstemperatur abzukühlen, um die von der Sensor-Anordnung selbst abgestrahlte Infrarot-Strahlung gering zu halten.The sensor field can also be an infrared sensor field be, for example for a thermal imaging camera. A thermal imaging camera is based on such infrared sensors that are for Are sensitive to infrared light. CCDs or are particularly suitable Diodes made of HgCdTe (mercury-cadmium telluride). In the Using a thermal imaging camera it may be advantageous to place the sensor below ambient temperature cool to that of the sensor arrangement to keep even emitted infrared radiation low.

Vorzugsweise weist jeder der Sensor-Chips einen Multiplexerbereich und einen Anschlusspadbereich auf, wobei die Sensor-Chips derart zusammengesetzt sind, dass die Multiplexerbereiche und die Anschlusspadbereiche entlang zumindest eines Teil des Rands der Sensor-Anordnung verlaufend angeordnet sind. In diesem Fall ist anschaulich die Sensor-Anordnung gebildet aus einem mittigen Abschnitt, in dem die Sensorfelder der Sensor-Chips angeordnet sind. Dieser Mittenbereich ist umgeben von Multiplexern zum selektiven Adressieren der Sensorfelder. Mittels der Anschlusspads können die elektrischen Signale der Sensorfelder einer in der Umgebung angeordneten Verarbeitungs-Elektronik bereitgestellt werden.Each of the sensor chips preferably has one Multiplexerbereich and a connection pad area, the Sensor chips are composed such that the multiplexer areas and the connection pad areas along at least part of the edge the sensor arrangement are arranged running. In this case the sensor arrangement is clearly formed from a central one Section in which the sensor fields of the sensor chips are arranged. This central area is surrounded by multiplexers for selective Addressing the sensor fields. The electrical Signals from the sensor fields of processing electronics arranged in the vicinity are provided become.

Ferner ist anzumerken, dass eine Randabdichtung ("seal ring"), wie sie entlang einer Umrandung eines Chips oft zu Schutzzwecken ausgebildet wird, bei den Sensor-Chips der Erfindung eingespart sein kann. Soll eine solche Randabdichtung ausgebildet werden, so ist ihre Dicke vorzugsweise so zu wählen (kleiner 3μm), dass die räumliche Abfolge der Sensorfelder in Grenzbereichen zwischen benachbarten Sensor-Chips nicht wahrnehmbar beeinflusst wird.It should also be noted that a Edge seal ("seal ring ") like you is often formed along a border of a chip for protection purposes, can be saved in the sensor chips of the invention. Should one such edge seal are formed, its thickness is preferred so choose (less than 3μm), that the spatial Sequence of sensor fields in border areas between neighboring ones Sensor chips is not noticeably affected.

Es ist anzumerken, dass das Substrat aus einem beliebigen Material hergestellt sein kann. Insbesondere kann das Substrat ein Silizium-Wafer sein. Alternativ kann das Substrat ein Glas-Substrat, ein Keramik-Substrat, etc. sein.It should be noted that the substrate can be made of any material. In particular the substrate can be a silicon wafer. Alternatively, the substrate a glass substrate, a ceramic substrate, etc.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird im Weiteren näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the figures and is explained in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1A eine Draufsicht eines Sensor-Chips einer Sensor-Anordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1A 3 shows a plan view of a sensor chip of a sensor arrangement according to a preferred exemplary embodiment of the invention,

1B einen vergrößerten Ausschnitt des in 1A gezeigten Sensor-Chips, 1B an enlarged section of the in 1A sensor chips shown,

2A einen Wafer mit einer Vielzahl von darauf ausgebildeten Sensor-Chips während eines Verfahrens zum Herstellen einer Sensor-Anordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 2A a wafer with a plurality of sensor chips formed thereon during a method for producing a sensor arrangement according to a preferred exemplary embodiment of the invention,

2B eine Querschnitts-Ansicht entlang der in 2A gezeigten Schnittlinie I-I', 2 B a cross-sectional view along the in 2A shown section line I-I ',

3A eine Draufsicht eines Wafers mit einer Vielzahl von Sensor-Chips einem anderen Zeitpunkt während des Verfahrens zum Herstellen einer Sensor-Anordnung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 3A 3 shows a top view of a wafer with a multiplicity of sensor chips at another point in time during the method for producing a sensor arrangement according to the preferred exemplary embodiment of the invention,

38 eine Querschnitts-Ansicht entlang der in 3A gezeigten Schnittlinie II-II', 38 a cross-sectional view along the in 3A shown section line II-II ',

4A einen Wafer mit einer Vielzahl von Sensor-Chips zu einem weiteren Zeitpunkt während des Verfahrens zum Herstellen einer Sensor-Anordnung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 4A a wafer with a plurality of sensor chips at a further point in time during the method for producing a sensor arrangement according to the preferred exemplary embodiment of the invention,

4B eine Querschnitts-Ansicht entlang der in 4A gezeigten Schnittlinie III-III', 4B a cross-sectional view along the in 4A shown section line III-III ',

5 eine Sensor-Anordnung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 5 a sensor arrangement according to the preferred embodiment of the invention,

6 einen Wafer mit einer Vielzahl von darauf ausgebildeten Sensor-Chips während eines Verfahrens zum Herstellen einer Sensor-Anordnung gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 6 a wafer with a plurality of sensor chips formed thereon during a method for producing a sensor arrangement according to another preferred exemplary embodiment of the invention.

Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.Same or similar components in different Figures are given the same reference numerals.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 1A ein Sensor-Chip 100 einer erfindungsgemäßen Sensor-Anordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.The following will refer to 1A a sensor chip 100 a sensor arrangement according to the invention according to a preferred embodiment of the invention.

Der Sensor-Chip 100 weist einen Sensorbereich 101 mit einer Mehrzahl von Sensorfeldern (nicht gezeigt in 1A) auf, die in dem Sensorbereich 101 des Sensor-Chips 100 matrixförmig angeordnet sind. Ferner enthält der Sensor-Chip 100 einen Multiplexerbereich 102 zum selektiven Ansteuern der Sensorfelder des Sensor-Chips 100. In einem Randbereich des Sensor-Chips ist ein Anschlusspadbereich 103 vorgesehen, an dem elektrische Signale der Sensorfelder für eine externe Weiterverarbeitung bereitstellbar sind.The sensor chip 100 has a sensor area 101 with a plurality of sensor fields (not shown in 1A ) on that in the sensor area 101 of the sensor chip 100 are arranged in a matrix. The sensor chip also contains 100 a multiplexer area 102 for selective control of the sensor fields of the sensor chip 100 , A connection pad area is located in an edge area of the sensor chip 103 provided on which electrical signals from the sensor fields can be provided for external further processing.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 1B ein Randabschnitt 104 des Sensor-Chips 100 in einer vergrößerten Darstellung beschrieben.The following will refer to 1B an edge section 104 of the sensor chip 100 described in an enlarged view.

In 1B sind eine Mehrzahl von Sensorfeldern 110 gezeigt, die auf den Sensorbereich 101 des Sensor-Chips 100 matrixförmig angeordnet sind. Die an dem gemäß 1B rechten Rand angeordneten Sensorfelder 110 sind von diesem rechten Rand in einem Abstand von 1μm vorgesehen. Jedes der Sensorfelder 110 ist mittels einer halbleitertechnologischen Prozessierung ausgebildet, so dass die Genauigkeit der räumlichen Lokalisierung der Sensorfelder 110 mittels eines lithographischen Verfahrens definiert ist.In 1B are a plurality of sensor felts countries 110 shown that on the sensor area 101 of the sensor chip 100 are arranged in a matrix. According to the 1B sensor fields arranged on the right 110 are provided at a distance of 1 μm from this right edge. Each of the sensor fields 110 is formed by means of semiconductor processing, so that the accuracy of the spatial localization of the sensor fields 110 is defined by means of a lithographic process.

In 2A ist ein Silizium-Wafer 200 gezeigt, auf dem insgesamt zwölf Sensor-Chips 100 ausgebildet sind, von denen jeder wie der in 1A gezeigte Sensor-Chip 100 aufgebaut ist.In 2A is a silicon wafer 200 shown on the total of twelve sensor chips 100 are trained, each like the one in 1A shown sensor chip 100 is constructed.

In 2B ist eine Querschnitts-Ansicht des Wafers 200 entlang einer Schnittlinie I-I' gezeigt. Abweichend von 2A ist in 2B in Vorbereitung eines im Weiteren durchzuführenden Graben-Ätz-Verfahrens Photoresist 210 auf der Oberfläche des Wafers 200 abgeschieden (nicht gezeigt in 2A) und mittels einer photolithographischen Belichtung strukturiert. Dadurch sind die Sensor-Chips 100 mit Photoresist 210 bedeckt, wohingegen die gesamten Zwischen-Bereiche (Ritzrahmen-Bereiche) zwischen benachbarten Sensor-Chips 100 von einer Bedeckung mit Photoresist 210 frei sind.In 2 B is a cross-sectional view of the wafer 200 shown along section line II '. Deviating from 2A is in 2 B in preparation of a trench etching process to be carried out later 210 on the surface of the wafer 200 deposited (not shown in 2A ) and structured by means of a photolithographic exposure. This makes the sensor chips 100 with photoresist 210 covered, whereas the entire intermediate areas (scribe frame areas) between adjacent sensor chips 100 of covering with photoresist 210 are free.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 3A der Wafer 200 in einem Zustand beschrieben, nachdem die gemäß 2B mit strukturiertem Photoresist 210 bedeckte Anordnung einem Sputterätz-Verfahren unterzogen worden ist.The following will refer to 3A the wafer 200 described in a state after the according 2 B with structured photoresist 210 covered arrangement has been subjected to a sputter etching process.

Im Anschluss daran wird der Photoresist 210 von der Anordnung befreit, wodurch der Wafer 200 in dem in 3A gezeigten Zustand erhalten wird. Wie in 3A gezeigt, sind zwischen benachbarten Sensor-Chips 100 Gräben 300 ausgebildet.This is followed by the photoresist 210 freed from the arrangement, causing the wafer 200 in the in 3A shown state is obtained. As in 3A are shown between adjacent sensor chips 100 trenches 300 educated.

Wie in der in 3B gezeigten Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie II-II' aus 3A gezeigt, sind aufgrund der ausreichend tiefen Grabenätzung unterschiedlichen Sensor-Chips 100 zugeordnete Chipbereiche 310 geschaffen, die durch einen Abstandshalterbereich 311 voneinander getrennt sind. Die Breite des Grabens 300 ist gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel 30μm. Die Tiefe des Grabens 300 ist gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel 300μm.As in the in 3B shown cross-sectional view along the section line II-II ' 3A shown are different sensor chips due to the sufficiently deep trench etching 100 assigned chip areas 310 created by a spacer area 311 are separated from each other. The width of the trench 300 is 30 μm according to the exemplary embodiment described. The depth of the trench 300 is 300μm according to the described embodiment.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 4A, 4B beschrieben, wie der mit Gräben 300 versehene Wafer 200 in eine Vielzahl von voneinander getrennten Sensor-Chips 100 vereinzelt wird.The following will refer to 4A . 4B described how the one with trenches 300 provided wafers 200 into a large number of separate sensor chips 100 is isolated.

Hierfür wird unter Verwendung eines CMP-Verfahrens ("chemical mechanical polishing") an der Rückseite 401 des Silizium-Wafers 200 Material soweit abgetragen, bis das Material der Abstandshalter 311 vollständig entfernt ist, so dass die unterschiedlichen Sensor-Chips 100 voneinander mechanisch getrennt werden.This is done using a CMP ("chemical mechanical polishing") process on the back 401 of the silicon wafer 200 Material removed until the material of the spacers 311 is completely removed, so the different sensor chips 100 be mechanically separated from each other.

Dies ist aus der in 4B gezeigten Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie III-III' aus 4A ersichtlich. Nach dem Abtragen von Material des Silizium-Wafers 300 von der Rückseite 401 werden somit voneinander getrennte Sensor-Chips 100 erhalten.This is from the in 4B shown cross-sectional view along the section line III-III ' 4A seen. After removing material from the silicon wafer 300 from the back 401 thus become separate sensor chips 100 receive.

Wie in 4B gezeigt, sind die aneinandergrenzenden Grenzflächen benachbarter Sensor-Chips in ausreichender Genauigkeit parallel zueinander, so dass sich die Sensor-Chips 100 passgenau aneinanderfügen lassen. Insbesondere ist anzumerken, dass aufgrund der Verwendung eines Lithograhie-Verfahrens zum Definieren der Gräben 300 diese mit einer Genauigkeit von 1μm und weniger einstellbar sind.As in 4B shown, the adjoining interfaces of adjacent sensor chips are parallel to one another with sufficient accuracy so that the sensor chips 100 Let fit together. In particular, it should be noted that due to the use of a lithography method to define the trenches 300 these can be set with an accuracy of 1μm and less.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 5 eine Sensor-Anordnung 500 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.The following will refer to 5 a sensor arrangement 500 described according to a preferred embodiment of the invention.

Um die in S gezeigte Sensor-Anordnung 500 zu erhalten, werden sechs der in 4A gezeigten vereinzelten Sensor-Chips 100 passgenau und formschlüssig aneinandergefügt, wodurch in einem zentralen Bereich die Sensorbereiche 101 einen großen Gesamt-Sensorbereich 501 bilden, der gemäß 5 von oben und unten von einem Gesamt-Multiplexerbereich 502 umgeben ist. Gemäß 5 auf und unterhalb des Gesamt- Multiplexerbereichs 502 ist ein Gesamt-Anschlusspadbereich 503 vorgesehen.To the in S shown sensor arrangement 500 to get six of the in 4A shown isolated sensor chips 100 fit together precisely and positively, which means that the sensor areas are located in a central area 101 a large total sensor range 501 form that according to 5 from above and below from a total multiplexer area 502 is surrounded. According to 5 on and below the total multiplexer range 502 is a total connection pad area 503 intended.

Die Größe der Sensorbereiche 101 sind so gewählt, dass im zusammengesetzten Zustand gemäß 5 der Gesamt-Sensorbereich 501 eine Dimension von 36mm × 24mm aufweist und somit unter Verwendung einer Standardoptik einer herkömmlichen Kleinbild-Kamera betrieben werden kann. Da die Vereinzelung der Sensor-Chips 100 mittels Grabenätzens und somit unter Verwendung eines Lithographie-Verfahrens realisiert ist, ist sichergestellt, dass auch in Grenzbereichen benachbarter Sensorbereiche 101 der Sensor-Anordnung 500 eine ausreichend definierte räumliche Abfolge der dort benachbarten Sensorfelder realisiert ist, so dass störende Linien auch in Grenzbereichen vermieden sind.The size of the sensor areas 101 are selected so that in the assembled state according to 5 the total sensor range 501 has a dimension of 36mm × 24mm and can therefore be operated using standard optics of a conventional 35mm camera. Because the separation of the sensor chips 100 by means of trench etching and thus using a lithography method, it is ensured that also in border areas of adjacent sensor areas 101 the sensor arrangement 500 A sufficiently defined spatial sequence of the sensor fields adjacent there is realized, so that disturbing lines are avoided even in border areas.

Im Weiteren wird bezugnehmend auf 6 ein Silizium-Wafer 600 während eines anderen Verfahrens zum Herstellen einer Sensor-Anordnung gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.The following will refer to 6 a silicon wafer 600 during another method for producing a sensor arrangement according to another preferred exemplary embodiment of the invention.

Die Prozessierung des Wafers 600 unterscheidet sich in einem wesentlichen Punkt von der Prozessierung des Wafers 200, die bezugnehmend auf 2A bis 4B beschrieben ist. Der Silizium-Wafer 600 weist eine Vielzahl von darauf ausgebildeten Sensor-Chips 100 auf, von denen jeder einen Sensorbereich 101, einen Multiplexerbereich 102 und einen Anschlusspadbereich 103 enthält. Im Unterschied zu der oben bezugnehmend auf 2A bis 4B beschriebenen Prozessierung wird das räumliche Definieren der exakten Größe und das Vereinzeln der Sensor-Chips 100 gemäß 6 nicht dadurch vorbereitet, dass in dem gesamten Zwischenbereich 105 zwischen jeweils benachbarten Sensor-Chips 100 ein anschaulich gemeinsamer Ätzgraben für alle Sensor-Chips 100 ausgebildet wird. Stattdessen wird gemäß 6 um jeden Sensor-Chip 100 herum ein separater Ätzgraben 601 ausgebildet, wohingegen in Wafer-Zwischenbereichen 602, das heißt in Bereichen zwischen unterschiedlichen Ätzgraben 601, ein Ätzen vermieden ist. Dies wird realisiert, indem unter Verwendung eines Lithographie- und eines Ätz-Verfahrens Photoresist derart auf der Oberfläche des Silizium-Wafers 600 abgeschieden und strukturiert wird, dass die Sensor-Chips 100 sowie die Wafer-Zwischenbereiche 602 mit Photoresist bedeckt sind, wohingegen die Oberflächenbereiche des Silizium-Wafers 600, in denen Ätzgraben 601 einzubringen ist, von einer Bedeckung mit Photoresist-Material frei sind. In einem nachfolgenden Ätz-Verfahren wird Material des Silizium-Wafers 600 mittels Ätzens derart entfernt, dass Ätzgräben 601 generiert werden. Anschließend wird der Photoresist von den vor einem Ätzen geschützten Sensor-Chips 100 und den Wafer-Zwischenbereichen 602 entfernt, wodurch der Silizium-Wafer 600 in der in 6 gezeigten Konfiguration erhalten wird. Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es somit ermöglicht, die Wafer-Zwischenbereiche 602 funktionell zu einem beliebigen Zweck zu verwenden, beispielsweise mit Teststrukturen zum Testen der Funktionalität der Sensor-Chips 100 zu versehen.The processing of the wafer 600 differs in one essential point from the processing of the wafer 200 that referring to 2A to 4B is described. The silicon wafer 600 has a plurality of sensor chips formed thereon 100 on, each of which has a sensor area 101 , a multiplexer area 102 and a connection pad area 103 contains. Unlike the one referring to above 2A to 4B Processing described is the spatial definition of the exact size and the separation of the sensor chips 100 according to 6 not prepared in that in the whole intermediate Area 105 between adjacent sensor chips 100 a vividly common etching trench for all sensor chips 100 is trained. Instead, according to 6 around every sensor chip 100 a separate cavern around it 601 trained, whereas in intermediate wafer areas 602 , that is in areas between different etching trenches 601 , etching is avoided. This is realized by using a lithography and an etching process such as photoresist on the surface of the silicon wafer 600 is deposited and structured that the sensor chips 100 as well as the intermediate wafer areas 602 are covered with photoresist, whereas the surface areas of the silicon wafer 600 in which caustic trench 601 is to be introduced, are free of a covering with photoresist material. In a subsequent etching process, material of the silicon wafer 600 removed by etching such that etching trenches 601 to be generated. The photoresist is then removed from the sensor chips, which are protected from etching 100 and the intermediate wafer areas 602 removed, causing the silicon wafer 600 in the in 6 configuration shown is obtained. According to the exemplary embodiment described, it is thus possible to use the intermediate wafer regions 602 to be used functionally for any purpose, for example with test structures for testing the functionality of the sensor chips 100 to provide.

Mittels rückseitigen Ätzens des Silizium-Wafers 600 können die Sensor-Chips 100 nachfolgend vereinzelt werden. Danach können die vereinzelten Sensor-Chips 100 zum Beispiel in der in 5 gezeigten Weise zu einer erfindungsgemäßen Sensor-Anordnung zusammengesetzt werden.By etching the back of the silicon wafer 600 can the sensor chips 100 are subsequently separated. After that, the isolated sensor chips 100 for example in the in 5 shown are assembled to form a sensor arrangement according to the invention.

100100
Sensor-ChipSensor chip
101101
Sensorbereichsensor range
102102
MultiplexerbereichMultiplex heritage kingdom
103103
AnschlusspadbereichAnschlusspadbereich
104104
Randabschnittedge section
105105
Zwischenbereichintermediate area
110110
Sensorfeldsensor field
200200
Silizium-WaferSilicon wafer
210210
Photoresistphotoresist
300300
Grabendig
310310
Chip-BereicheChip areas
311311
AbstandshalterbereichSpacer region
400400
Anordnungarrangement
401401
Rückseiteback
500500
Sensor-AnordnungSensor arrangement
501501
Gesamt-SensorbereichTotal sensor area
502502
Gesamt-MultiplexerbereichTotal multiplex heritage kingdom
503503
Gesamt-AnschlusspadbereichTotal Anschlusspadbereich
600600
Silizium-WaferSilicon wafer
601601
Ätzgrabenetched trench
602602
Wafer-ZwischenbereichWafer intermediate area

Claims (16)

Verfahren zum Herstellen einer Sensor-Anordnung, bei dem – eine Mehrzahl von Sensor-Chips auf und/oder in einem Substrat ausgebildet wird, von denen jeder eine Mehrzahl von Sensorfeldern aufweist; – um jeden der Sensor-Chips herum ein Graben einer Tiefe ausgebildet wird, die größer ist als die Tiefe der Sensorfelder in dem Substrat; – ein jeweiliger Sensor-Chip vereinzelt wird, indem von der Rückseite des Substrats Material einer Tiefe abgetragen wird, die mindestens gleich der Differenz zwischen der Dicke des Substrats und der Tiefe des Grabens ist; – die Sensor-Chips zum Bilden der Sensor-Anordnung zusammengesetzt werden.Method for producing a sensor arrangement, in which - one A plurality of sensor chips are formed on and / or in a substrate each of which has a plurality of sensor fields; - for everyone a trench of a depth is formed around the sensor chips, which is bigger as the depth of the sensor fields in the substrate; - a respective one Sensor chip is separated by material from the back of the substrate a depth that is at least equal to the difference between the thickness of the substrate and the depth of the trench; - the sensor chips can be assembled to form the sensor arrangement. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Sensor-Chips im Wesentlichen formschlüssig zusammengesetzt werden.The method of claim 1, wherein the sensor chips essentially positive be put together. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Graben derart gebildet wird, dass ein Abstand eines an einem Rand eines Sensor-Chips angeordneten Sensorfelds von dem Rand nicht wesentlich größer ist als eine Ausdehnung des Sensorfelds.The method of claim 1 or 2, wherein the trench is formed such that a distance one at an edge of a Sensor chips arranged sensor field from the edge is not essential is bigger as an extension of the sensor field. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Graben unter Verwendung eines Lithographie-Verfahrens ausgebildet wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the trench is formed using a lithography process. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Graben unter Verwendung eines Ätz-Verfahrens ausgebildet wird.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the trench using an etching process is trained. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als Ätz-Verfahren ein anisotropes Ätz-Verfahren verwendet wird.A method according to claim 5, in which as an etching process an anisotropic etching process is used. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem als Ätz-Verfahren ein Trockenätz-Verfahren verwendet wird.A method according to claim 5 or 6, in which as an etching method a dry etching process is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem als Ätz-Verfahren – Sputterätzen; oder – reaktives Ionenätzen verwendet wird.Method according to one of claims 5 to 7, in which as an etching method - sputter etching; or - reactive ion etching is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem Material des Substrats unter Verwendung – eines Chemical-Mechanical-Polishing-Verfahrens; oder – eines Ätz-Verfahrens abgetragen wird.Method according to one of claims 1 to 8, in the material using the substrate - a chemical mechanical polishing process; or - an etching process worn becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem unterschiedliche Sensor-Chips im Wesentlichen gleich groß ausgebildet werden.Method according to one of claims 1 to 9, in which different Sensor chips are essentially the same size. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Graben derart gebildet wird, dass ein Abstand eines an einem Rand eines Sensor-Chips angeordneten Sensorfelds von dem Rand höchstens 3μm ist.Method according to one of claims 1 to 10, wherein the trench is formed such that a distance one at an edge of a Sensor chips arranged sensor field from the edge is at most 3μm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Graben derart gebildet wird, dass ein Abstand eines an einem Rand eines Sensor-Chips angeordneten Sensorfelds von dem Rand höchstens 1μm ist.Method according to one of claims 1 to 11, wherein the trench is formed such that a distance one at an edge of a Sensor chips arranged sensor field from the edge is at most 1μm. Sensor-Anordnung – mit einer Mehrzahl von Sensor-Chips, von denen jeder eine Mehrzahl von Sensorfeldern aufweist; – wobei die Sensor-Chips zum Bilden der Sensor-Anordnung zusammengesetzt sind; – wobei jeder der Sensor-Chips hergestellt ist, indem – auf und/oder in einem Substrat ein Sensor-Chip ausgebildet wird; – um den Sensor-Chips herum ein Graben einer Tiefe ausgebildet wird, die größer ist als die Tiefe der Sensorfelder in dem Substrat; – der Sensor-Chip vereinzelt wird, indem von der Rückseite des Substrats Material einer Tiefe abgetragen wird, die mindestens gleich der Differenz zwischen der Dicke des Substrats und der Tiefe des Grabens ist.Sensor arrangement With a plurality of sensor chips, each of which has a plurality of sensor fields; - in which the sensor chips for forming the sensor arrangement composite are; - in which each of the sensor chips is made by - on and / or a sensor chip is formed in a substrate; - to the Sensor chips around a trench of a depth that is formed is bigger as the depth of the sensor fields in the substrate; - the sensor chip is singled out by the back of the substrate material of a depth that is at least equal to the difference between the thickness of the substrate and the depth of the trench is. Sensor-Anordnung nach Anspruch 13, bei dem zumindest eines der Sensorfelder – ein CCD-Sensorfeld; – ein Biosensorfeld; – ein Kapazitäts-Sensorfeld; – ein Druck-Sensorfeld; oder – ein Infrarot-Sensorfeld ist.Sensor arrangement according to claim 13, in which at least one of the sensor fields - on CCD sensor field; - on Biosensorfeld; - on Capacity sensor field; - a pressure sensor field; or - on Infrared sensor field is. Sensor-Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, bei der jeder Sensor-Chip einen Multiplexerbereich und einen Anschlusspadbereich aufweist, wobei die Sensor-Chips derart zusammengesetzt sind, dass die Multiplexerbereiche und die Anschlusspadbereiche entlang zumindest eines Teils des Rands der Sensor-Anordnung verlaufend angeordnet sind.Sensor arrangement according to claim 13 or 14, wherein each sensor chip has a multiplexer area and a connection pad area has, wherein the sensor chips are composed such that the multiplexer areas and the connection pad areas at least along of a part of the edge of the sensor arrangement arranged running are. Digitalkamera – mit einer Sensor-Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15 als Bildsensor-Anordnung; – mit einer Linsenoptik zum Projizieren eines Bildes auf die Bildsensor-Anordnung.digital camera - With a sensor arrangement according to one of the claims 13 to 15 as an image sensor arrangement; - With a lens optic for Project an image onto the image sensor arrangement.
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