DE112005003327T5

DE112005003327T5 - Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE112005003327T5
Application number: DE112005003327T
Authority: DE
Inventors: Osamu Asano; Hitoo Iwasa; Sumio Terakawa; Masami Shouji
Original assignee: SQUARE Research CO Ltd I; I Square Research Co Ltd
Current assignee: SQUARE Research CO Ltd I; I Square Research Co Ltd
Priority date: 2005-01-04
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-11-29
Also published as: JP4340310B2; JP3917649B2; KR100877028B1; KR100922669B1; KR20070086904A; CN101065844B; CN101065844A; JP2007123909A; JP2008072111A; US20080042227A1; JP4871707B2; JPWO2006073085A1; JP2007134725A; US8368096B2; WO2006073085A1; KR20080081097A

Abstract

Eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung aufweist:
(a) eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten (2), die in einem Oberflächenabschnitt eines Wafers (1) gebildet sind, und
(b) eine Mikrolinse (3), die für jeden der Lichtempfangsabschnitte ausgebildet ist;
Durchgangselektroden (4) zum Versorgen der Lichtempfangsabschnitte (2) mit Leistung und zur Übermittlung und zum Empfang eines elektrischen Signals verteilt auf einem Rand des Wafers (1) vorgesehen sind;
wobei das eine Ende jeder Durchgangselektrode (4) mit einem elektrischen Anschlusspad (4a) verbunden ist, der mit einer Leitung verbunden ist, die zu einem Lichtempfangsabschnitt in dem Oberflächenabschnitt des Wafers (1) führt;
wobei das andere Ende mit einer Leitung über eine Rückseitenelektrode (5) verbunden ist;
eine Rippe (7), die als Unterteilungsabschnitt dient und so angeordnet ist, dass sie die Mikrolinsen auf vier Seiten umgibt, und die auf einer Oberfläche des Wafers (1) vorgesehen ist;
ein transparentes Plättchen (8) aus optischem...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, welche die Technologie der auf Wafer-Level chipskalierten Gehäusebauweise verwendet, sowie auf ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Technischer Hintergrund
Eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung (im folgenden auch einfach nur als "Bildaufnahmevorrichtung" bezeichnet) kann dadurch erhalten werden, dass ein Bildsensor und ein optisches Element wie etwa eine Mikrolinse auf einem Halbleitersubstrat (im nachfolgenden als "Wafer" bezeichnet) hergestellt und versiegelt werden. Die Vorrichtung wird als Lichtempfangssensor bei Videoeinrichtungen wie etwa einer Videokamera, einer digitale Kamera, oder einer Mobiltelefonkamera verwendet.
Zum Zweck der Verringerung an Größe und der Zunahme an Dichte wurde bei den Bildaufnahmevorrichtungen in den vergangenen Jahren eine auf "Wafer-Level chipskalierte Gehäusebauform" (wafer level chip size packaging) genannte Gehäusetechnologie (im nachfolgenden auch einfach nur als "Wafer-Level-CSP" bezeichnet) zum Vervollständigen eines Verdrahtungsschritts und eines Schritts des Bondens eines Schutzelements vor dem Zersägen eines Wafers in einzelne Chips (im nachfolgenden als "Vereinzelung in einzelne Stücke" bezeichnet) in der Chipherstel lung eingeführt, siehe beispielsweise die Patentdruckschriften 1 und 2.
Eine herkömmliche Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, bei welcher Wafer-Level-CSP eingesetzt wird, weist ein im Allgemeinen flaches, transparentes Plättchen (transparentes flaches Plättchen) oberhalb eines Lichtempfangsabschnitts eines Bildsensors auf. Das transparente Plättchen ist an einem Unterteilungsabschnitt (Rippe) angefügt, welcher den Lichtempfangsabschnitt auf vier Seiten mit einem Klebstoff umgibt, dessen Viskosität in geeigneter Weise ausgewählt ist. Der Lichtempfangsabschnitt, welcher ein optisches Element wie etwa eine Mikrolinse aufweist, ist hermetisch in einem zwischen der Rippe und dem transparenten Plättchen gebildeten Hohlraum versiegelt (siehe Patentdruckschriften 1 bis 4).
Es ist anzumerken, dass es auch eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gibt, die nicht Wafer-Level-CSP einsetzt, die einen transparenten Harzfilm als flache Trennfläche auf einer Mikrolinse anstatt des transparenten Plättchens aufweist und die einen derartig gekennzeichneten Aspekt einer Mikrolinse aufzeigt, dass die Beziehung 1 < n1 < n2 gilt, wobei n2 der Brechungsindex der Mikrolinse und n1 der Brechungsindex des transparenten Harzfilms ist (siehe Patentdruckschrift 5).
Patentdruckschrift 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2003-163342 (z. B., 2 und 7)
Patentdruckschrift 2: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-285848 (z. B., 2 und 3)
Patentdruckschrift 3: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2001-351997 (z. B., 1)
Patentdruckschrift 4: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2002-329850 (z. B., 2)
Patentdruckschrift 5: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-316111 (z. B., 1)
Jedoch führt eine unzureichende Menge an Klebstoff zu Problemen hinsichtlich der Langzeitzuverlässigkeit im Fall eines Aufbaus, bei dem das transparente Plättchen oberhalb eines Lichtempfangsabschnitts vorgesehen ist, weil das transparente Plättchen und eine Rippe durch den Klebstoff aneinander gebondet (geklebt) sind. Genauer gesagt schwächen externe Stöße die Stärke der Verbindung, wenn der Klebstoff unzureichend ausgebildet ist, und das transparente Plättchen und die Rippe werden nach einem Langzeitgebrauch voneinander getrennt. Auf der anderen Seite kann der Einsatz großer Mengen von Klebstoff zu einem Eindringen überschüssigen Klebstoffs in den Lichtempfangsabschnitt (in den hermetisch versiegelten Bereich) führen, der sich unmittelbar an die Rippe anschließt, und dadurch die optischen Eigenschaften verschlechtern.
Aus diesem Grund weist die herkömmliche Wafer-Level-CSP-Technologie eine niedrige Langzeitzuverlässigkeit oder eine niedrige Produktionsausbeute auf. Auch wenn die Menge des verwendeten Klebstoffs angemessen ist, wird eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, die ein herkömmliches Wafer-Level-CSP verwendet, empfindlich gegenüber externen Stößen, wenn nicht besondere Vorkehrungen gegen diese Stöße getroffen werden.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde in anbetracht der oben beschriebenen Umstände gemacht und es liegt ihr die technische Aufgabe zugrunde, Bildaufnahmevorrichtungen bereitzustellen, die in der Lage sind, die Produktionsausbeute signifikant zu erhöhen und eine Langzeitzuverlässigkeit für die Vorrichtungen sicherzustellen, sowie ein Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtungen zur Verfügung zu stellen.
Eine erste Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist: eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten 2, die in einem Oberflächenabschnitt eines Wafers 1 gebildet sind, und eine Mikrolinse 3, die für jeden der Lichtempfangsabschnitte ausgebildet ist; Durchgangselektroden 4 zum Versorgen der Lichtempfangsabschnitte 2 mit Leistung und zur Übermittlung und zum Empfang eines elektrischen Signals verteilt auf einem Rand des Wafers 1 vorgesehen sind; wobei das eine Ende jeder Durchgangselektrode 4 mit einem elektrischen Anschlusspad 4a verbunden ist, der mit einer Leitung verbunden ist, die zu einem Lichtempfangsabschnitt in dem Oberflächenabschnitt des Wafers 1 führt; wobei das andere Ende mit einer Leitung über eine Rückelektrode 5 verbunden ist; eine Rippe, die als Unterteilungsabschnitt dient und so angeordnet ist, dass sie die Mikrolinsen auf vier Seiten umgibt, und die auf einer Oberfläche des Wafers 1 vorgesehen ist; ein transparentes Plättchen 8 aus optischem Glas oder ähnlichem, das an eine obere Oberfläche der Rippe 7 anhand eines Klebstoffs gebondet ist; und einen Schutzrahmen 10, der an der Verbindungsstelle zwischen der Rippe 7 und dem transparenten Plättchen 8 vorgesehen ist.
Eine Ausnehmung 11 kann des Weiteren auf der Innenseite des Schutzrahmens 10 nahe der Verbindungsstelle zwischen der Rippe 7 und dem transparenten Plättchen 8 ausgebildet sein.
Der Schutzrahmen 10 ist vorzugsweise durch ein Element aufgebaut, das die optische Leistungsfähigkeit eines Bildsensors nicht beeinträchtigt wie beispielsweise ein Lichtabsorber (bevorzugt ist schwarzes Gummi oder ein flexibles Harz, in das Grafit oder ähnliches eingemischt ist). Alternativ kann der Schutzrahmen 10 auch ein Metall umfassen, das ein Leichtmetall wie etwa Aluminium enthält.
Eine zweite Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist: eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten 2, die in einem Oberflächenabschnitt eines Wafers gebildet sind, und eine Mikrolinse 3, die für jeden der Lichtempfangabschnitte ausgebildet ist; Durchgangselektroden 4 zum Versorgen der Lichtempfangsabschnitte 2 mit Leistung und zur Ermittlung und zum Empfang eines elektrischen Signals verteilt auf einem Rand des Wafers 1 vorgesehen sind; wobei das eine Ende jeder Durchgangselektrode 4 mit einem elektrischen Anschlusspad 4a (bzw. einer elektrischen Anschlussfläche) verbunden ist, der mit einer Leitung verbunden ist, die zu einem Lichtempfangsabschnitt in dem Oberflächenabschnitt des Wafers 1 führt; wobei das andere Ende mit einer Leitung über eine Rückelektrode 5 verbunden ist; und ein transparentes Material 23, das einen Brechungsindex besitzt, der weniger beträgt als der Brechungsindex der Mikrolinsen 3, und dass auf einer Oberfläche des Wafers 1 vorgesehen ist.
Die Mikrolinsen 3 werden allgemein unter Verwendung eines organischen Harzmaterials mit einem Brechungsindex von ungefähr 1.5 hergestellt. Um eine geringere Größe, höhere Leistungsfähigkeit und höhere Verlässlichkeit bei einem Bildsensor zu erzielen, ist es in besonderem Maße wirkungsvoll, wenn ein anorganisches Material für die Mikrolinsen 3 verwendet wird. Die Mikrolinsen 3 können einen anorganischen isolierenden Film aus Siliziumdioxid, einen Siliziumoxidnitridfilm, oder dergleichen oder einen anorganischen Metalloxidfilm aus Titanoxid, Tantaloxid, Zirkoniumoxid oder dergleichen umfassen. Ihre Brechungsindizes betragen ungefähr 1.5 bis 3.0.
Als transparentes Material 23 kann ein Material verwendet werden, bei dem es sich um einen durchlässigen, dielektrischen Film mit niedrigerer Dichte aus einem thermoplastischen oder UV Ultraviolett) härtendes, transparentes Harz handelt, dass verteilte Mikroporen, ein Siliziumdioxid, einen porösen Siliziumdioxidfilm, einen organisch-anorganischen Hybridfilm, ein Hochpolymer oder dergleichen umfasst und einen Brechungsindex besitzt, der weniger beträgt als derjenige Brechungsindex der Mikrolinsen. Ihre Brechungsindizes betragen ungefähr 1.0 bis 1.4.
Das transparente Material 23 kann eine Vielzahl von gestapelten Filmen aufweisen.
Ein erstes Verfahren zum Herstellen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen der ersten oder zweiten Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Bildung der Elektrode im voraus ein halbkugelförmiges Loch (eine Ausnehmung) 13 auf einer Rückseite des Wafers 1 durch isotropes Ätzen gebildet wird, und ein Durchgangsloch (eine Öffnung), dass sich von dem Boden des Lochs zu der Elektrode 14 auf der Oberfläche des Wafers 1 hin erstreckt, durch Trockenätzen gebildet wird, um die Durchgangselektrode 4 einzurichten.
Ein zweites Verfahren zum Herstellen einer Festköper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen der ersten oder zweiten Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangselektrode im voraus ein zylindrisches Loch (eine Ausnehmung) 15 mit großem Durchmesser auf einer Rückseite des Wafers 1 durch Trockenätzen gebildet wird, und ein Durchgangsloch (eine Öffnung) mit kleinem Durchmesser, dass sich von einem Boden des Loches 10 zu der Oberfläche des Wafers erstreckt, gebildet wird, um die Durchgangselektrode 4 einzurichten.
Ein drittes Verfahren zum Herstellen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen der ersten oder der zweiten Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangselektrode im voraus innerhalb eines Waferprozesses für einen Bildsensor ein Prozess des Bildens eines Grabens 16 in der Oberfläche des Wafers 1 durchgeführt wird, ein lokaler Oxidfilm 17 gebildet wird, der Graben durch Bilden einer Leitung mit Elektrodenmaterial verfüllt wird, und die Leitung mit einem Elektrodenanschlusspad verbunden wird, und dann ein Substrat gleichmäßig von einer Rückseite bis zu einem unteren Ende der Elektrode in dem Graben 16 gedünnt wird.
Ein viertes Verfahren zum Herstellen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen der ersten oder der zweiten Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangselektrode im voraus innerhalb eines Waferprozesses für einen Bildsensor ein Prozess des Bildens eines Grabens 16 in der Oberfläche des Wafers 1 durchgeführt wird, ein lokaler Oxidfilm 17 gebildet wird, der Graben zur Bildung einer Leitung mit Elektrodenmaterial verfüllt wird, und die Leitung mit einem Elektrodenanschlusspad verbunden wird, und dann die Bildung der Durchgangselektrode von der Rückseitenoberfläche durch Bilden eines Lochs (einer Ausnehmung), die sich von einer Rückseite bis zu dem Graben 16 erstreckt, vervollständigt wird, und die Rückseite mit dem Elektrodenanschlusspad verbunden wird.
Eine Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist gegenüber externen Stößen strukturell widerstandsfähig und kann hinsichtlich der Vorrichtung eine Langzeitzuverlässigkeit sicherstellen. Ein Verfahren zum Herstellen einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann in erheblichem Maße die Produktionsausbeute erhöhen und die Herstellungskosten viel geringer als im herkömmlichen Verfahren ausliegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine strukturelle Querschnittsansicht mit einem ersten Grundaufbau einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
2(a) und 2(b) zeigen ein Beispiel einer schrittweisen Querschnittsansicht mit dem Schritt des Bildens der Durchgangselektrode;
3 zeigt eine Querschnittsansicht des Schritts des Bildens der Durchgangselektrode als anderes Beispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine Draufsicht auf den Wafer mit einem Zustand vor der Vereinzelung der Bildaufnahmevorrichtungen entsprechend der vorliegenden Erfindung in einzelne Stücke mittels Sägens;
5 zeigt eine schematische Querschnittansicht mit dem Schritt des Sägens der Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt eine strukturelle Querschnittsansicht mit der Struktur einer Rippe 7 eines unterschiedlichen Typs bei einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht mit einem anderen Beispiel eines Schritts des Sägens einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung,
8 zeigt eine strukturelle Querschnittsansicht mit einer Modifikation einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt eine schematische, strukturelle Ansicht mit einem anderen Ausführungsbeispiel einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt ein Beispiel einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung und betrifft eine einfache Darstellung einer Querschnittsansicht der gesamten Vorrichtung; und
11 zeigt das Beispiel der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung und betrifft eine einfache Darstellung einer Draufsicht auf die gesamte Vorrichtung.

1: Wafer,
2: Lichtempfangsabschnitt,
3: Mikrolinse,
4: Durchgangselektrode,
5: Rückseitenelektrode,
6: flexible Leiterplatte,
7: Rippe,
8: transparentes Plättchen,
9: Hohlraum,
10: Schutzrahmen,
11: Ausnehmung,
12: Schutzfilm,
13: Loch (Ausnehmung),
14: Elektrode auf Waferoberfläche,
15: Loch (Ausnehmung),
16: Graben,
17: lokaler Oxidfilm,
20: Scribeline,
22: Schutzfilm,
23: transparentes Material mit niedrigem Brechungsindex,
24: vertiefter Abschnitt,
25: verdeckter Schutzrahmen,
26: Voll-optische Quelle,
27: großskalige integrierte Schaltungsvorrichtung (LSI),
28: Schutzschicht

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
(Erstes Ausführungsbeispiel)
– Über den Grundaufbau der Bildaufnahmevorrichtung –
1 zeigt eine Querschnittsansicht mit einem ersten Grundaufbau einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Bildaufnahmevorrichtung setzt sich zusammen aus einem Bildsensor und einem optischen Element und wird dadurch gebildet, dass beide mit einem Verbindungsmittel wie etwa einem Klebstoff miteinander verbunden werden. Der Bildsensor setzt sich zusammen aus einer großen Anzahl von Lichtempfangsabschnitten und Halbleitervorrichtungen, die eine Bildaufnahmefunktion in sich tragen wie etwa eine Elektrode, eine Leitung und eine Schutzdiode, und das optische Element setzt sich zusammen aus einem optischen Glas, einer Mikrolinse und dergleichen. In der Bildaufnahmevorrichtung wird ein transparentes Plättchen mit einem oberen Abschnitt des Bildsensors anhand eines Klebstoffs verbunden und dadurch hermetisch versiegelt.
Eine in 1 gezeigte Bildaufnahmevorrichtung besitzt eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten 2, die in einem Oberflächenabschnitt eines Wafers 1 gebildet sind, sowie eine Mikrolinse 3, die in jeder der Lichtempfangsabschnitte 2 eingerichtet ist. Durchgangselektroden 4 sind über dem gesamten Rand des Wafers 1 vorgesehen. Durch die Durchgangselektroden 4 werden die Lichtempfangsabschnitte 2 mit Leistung versorgt und ein elektrisches Signal wird durch sie übertragen und empfangen. Das eine Ende jeder Durchgangselektrode 4 ist mit einem Elektrodenanschlusspad 4a verbunden, das wiederum mit einer Leitung verbunden ist, die zu einem Licht empfangenden Element in dem Oberflächenabschnitt des Wafers 1 führt. Das andere Ende ist mit einer Leitung über eine Rückseitenelektrode 5 verbunden. Es ist anzumerken, dass die Leitung beispielsweise auf einer Oberfläche einer flexiblen gedruckten Leiterplatte 6 vorgesehen ist und ein Teil einer Steuerschaltung für den Bildsensor darstellt.
Eine Rippe 7, die als Unterteilungsabschnitt dient und so angeordnet ist, dass sie die Mikrolinsen 3 auf vier Seiten umgibt, ist auf der Oberfläche des Wafers 1 vorgesehen. Ein transparentes Plättchen 8 aus optischem Glas oder dergleichen ist an eine obere Oberfläche der Rippe 7 mittels eines Klebstoffs angebondet (angeklebt). Für die Rippe wird ein Licht abschirmendes Material verwendet. Ein Hohlraum 9 wird zwischen den transparenten Plättchen 8 und den Mikrolinsen 3 ausgebildet. Der Hohlraum 9 ist dazu vorgesehen, den Effekt des Lichtfokussierens der Mikrolinsen 3 zu verstärken. Jedoch kann der Hohlraum 9 auch dazu konfiguriert sein, mit einem transparenten Material mit niedrigem Brechungsindex verfüllt zu sein, wie es noch in dem zweiten Grundaufbau näher zu erläutern ist. Der Hohlraum 9 kann auch für eine Verfüllung mit Luft vorgesehen sein. In diesem Fall beträgt der Brechungsindex der Luft den Wert 1 und der Effekt des Lichtfokussierens der Mikrolinsen wird maximal.
Die Mikrolinsen 3 können entweder aus einem anorganischen Material (z. B., Harz) oder einem anorganischen Material hergestellt sein. Ein Material mit großem Brechungsindex ist eher wünschenswert, um den Effekt des Lichtfokussierens zu verstärken.
Das erste Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutzrahmen 10 an der Verbindungsstelle zwischen der Rippe 7 und dem transparenten Plättchen 8 vorgesehen ist. Das Vorhandensein des Hohlraums 9 in der Vorrichtung führt mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit dazu, dass die allgemeine mechanische Festigkeit der Vorrichtung empfindlich gegenüber externen Stößen ist. Der Schutzrahmen 10 ist daher dazu vorgesehen, einen auf die Bildaufnahmevorrichtung einwirkenden externen Stoß abzufedern. Eine Ausnehmung 11 kann auf der Innenseite des Schutzrahmens 10 nahe der Verbindungsstelle zwischen der Rippe 7 und dem transparenten Plättchen 8 ausgebildet sein. Der Grund dafür liegt darin, dass die Ausnehmung 11 als Raum für die Aufnahme überschüssigen Klebstoffs dient, der übrig bleibt, nachdem die obere Oberfläche der Rippe 7 und das transparente Plättchen 8 mittels des Klebstoffs aneinander gebondet wurden.
Der Schutzrahmen 10 ist bevorzugt aus einem Element gebildet, dass die optische Leistungsfähigkeit des Bildsensors nicht beeinträchtigt, wie etwa ein Lichtabsorber, vorzugsweise schwarzes Gummi oder ein flexibles Harz, in das Grafit oder dergleichen eingemischt ist. Alternativ kann der Schutzrahmen 10 auch ein Metall umfassen, das ein Leichtmetall wie etwa Aluminium enthält. Wenn der Schutzrahmen 10 Metall enthält, wird es möglich, einer weiteren Verschlechterung bei dem Versiegeln des Harzes vorzubeugen und eine signifikante Verbesserung bezüglich der Zuverlässigkeit herbeizuführen.
– Über eine Modifikation der Bildaufnahmevorrichtung –
8 zeigt eine strukturelle Querschnittsansicht mit einer Modifikation einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Bildaufnahmevorrichtung setzt sich zusammen aus einem Bildsensor und einem optischen Element und wird allgemein dadurch hergestellt, dass beide mit einem Verbindungsmittel wie etwa einem Klebstoff miteinander verbunden werden. Der Bildsensor setzt sich zusammen aus einer großen Anzahl von Lichtempfangsabschnitten und Halbleitervorrichtungen, die eine Bildaufnahmefunktion in sich tragen wie etwa eine Elektrode, eine Leitung und eine Schutzdiode, und das optische Element setzt sich zusammen aus einem optischen Glas, einer Mikrolinse und dergleichen. Bei der Bildaufnahmevorrichtung wird ein transparentes Plättchen an einen oberen Abschnitt des Bildsensors anhand eines Klebstoffs angefügt und dadurch hermetisch versiegelt.
Eine in 8 gezeigte Bildaufnahmevorrichtung besitzt eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten 2, die in einem Oberflächenabschnitt des Wafers 1 gebildet sind, sowie die Mikrolinse 3, die für jeden der Lichtempfangsabschnitte 2 ausgebildet ist. Die Durchgangselektroden 4 sind über den gesamten Rand des Wafers 1 verteilt. Über die Durchgangselektroden 4 werden die Lichtempfangsabschnitten 2 mit Leistung ersorgt und es wird durch sie ein elektrische Signal übermittelt und empfangen. Das eine Ende jeder Durchgangselektrode 4 ist mit dem Elektrodenanschlusspad 4a verbunden, das wiederum mit einer Leitung verbunden ist, die zu einem Lichtempfangselement in einem Oberflächenabschnitt des Wafers 1 führt, und das andere Ende ist über die Rückseitenelektrode 5 mit einer Leitung verbunden, die auf der Oberfläche der flexiblen leiterglatte vorgesehen ist.
Die Rippe 7, die als Unterteilungsabschnitt dient und die Mikrolinsen 3 auf vier Seiten umgibt, ist auf der Oberfläche des Wafers 1 vorgesehen. Das transparente Plättchen 8 aus optischem Glas oder dergleichen ist an eine obere Oberfläche der Rippe 7 angebondet soweit erforderlich. Ein transparentes Material 23 mit einem Brechungsindex, der niedriger ist als derjenige der Mikrolinsen, ist zwischen den transparenten Plättchen 8 und den Mikrolinsen 3 ausgebildet. Auf die Rippe kann hier nicht verzichtet werden, wie noch zu beschreiben ist.
Der Effekt des Lichtfokussierens ist bestimmt durch das Verhältnis des Brechungsindexes n₂ der Mikrolinsen 3 zu einem Brechungsindex n₁ des transparenten Materials 23 (n₂/n₁). Je höher das Verhältnis der beiden ist, desto höher ist auch die Effizienz. Aus diesem Grund können die Mikrolinsen 3 entweder aus einem organischen Material (z. B. Harz) oder einem anorganischen Material hergestellt sein. Ein Material mit hohem Brechungsindex ist eher wünschenswert, um den Effekt des Lichtfokussierens zu verstärken.
Wenn die Mikrolinsen 3 ein anorganisches Material umfassen, dann kann beispielsweise ein anorganischer isolierender Film aus Siliziumdioxid (SiO₂ mit einem Brechungsindex von ungefähr 1. 5 bis 1.6), ein Siliziumoxidnitridfilm (SiON mit einem Brechungsindex von ungefähr 1.8), ein Siliziumnitridfilm (SiN mit einem Brechungsindex von ungefähr 2.0), oder dergleichen verwendet werden.
Andere Materialien, die für die Mikrolinsen verwendet werden können, schließen anorganische Metalloxidfilme aus einem Titanoxid (TiO₂ mit einem Brechungsindex von ungefähr 2.61 bis 2.90 im Falle von Rutil oder von ungefähr 2.45 bis 2.55 im Falle von Anatas) einem Tantaloxid (z. B., TaO₂ oder Ta₂O₅), einem Zirkoniumoxid (ZrO₂) oder dergleichen ein. Organische Materialien mit relativ kleinem Brechungsindex wie etwa ein heißgeschmolzener Positivresist und ein Polyimid mit hohem Brechungsindex wurden herkömmlich für Mikrolinsen verwendet. Sobald die Mikrolinsen unter Verwendung eines Materials mit hohem Brechungsindex hergestellt werden, deren Brechungsindex beispielsweise den Wert 2 übersteigt, dann wird der Wahlbereich für das transparente Material 3 weiter vergrößert, so dass dafür auch Materialien mit einem höheren Brechungsindex einsetzbar werden.
Ein Material mit einem Brechungsindex niedriger als derjenige der Mikrolinsen 3 wird für das transparente Material 23 ausgewählt. Genauer gesagt ist es bevorzugt, ein thermoplastisches, transparentes Harz oder ein UV-aushärtbares transparentes Harz mit darin verteilten Mikroporen beispielsweise einzusetzen. Es ist möglich, ein homogenes transparentes Harz zu bilden, dessen wirksamer Brechungsindex theoretisch in dem Bereich von 1.0 bis hin zu weniger als 1.5 liegt (und dessen Brechungsindex tatsächlich 1.1 bis 1.4 betragt), indem der Wafer (d. h., Wafer vor der Vereinzelung in einzelne Stücke) mit dem Harz beschichtet wird, während die Dicke des Harzes anhand eines normalen Spincoat-Verfahrens bei einigen μm gehalten wird, so dass das Harz gleichmäßig über die Oberfläche des Wafers hinweg verteilt wird, und indem das Harz durch thermische Aushärtung bei einer relativ geringen Temperatur ausgeheilt wird, während sich die Poren vergrößern. Die Verwendung eines Harzes mit niedrigem Brechungsindex macht es möglich, eine hohe Empfindlichkeit zu erhalten, während praktisch keine Verluste hinsichtlich des Effektes des Lichtfokussierens der Mikrolinsen verzeichnet werden.
Auch kann Siliziumdioxid (SiO₂) oder ein Material mit einem Brechungsindex, der geringer ist als derjenige des Materials für die Mikrolinsen 3, bei dem es sich eine dielektrische Substanz mit niedriger Dichte und mit einer geringen Durchlässigkeit oder um eine viskose Substanz wie etwa ein Hochpolymer handelt und das lichtdurchlässig ist, wie etwa ein isolierender Zwischenschichtfilm, der im Rahmen der Zwischenebenenverbindung bei großskaligen Halbleiter-integrierten Schaltkreisen (LSI) eingesetzt wird, und dass oberhalb der Lichtempfangsabschnitte liegt, für praktische Zwecke als transparentes Material 23 mit niedrigem Brechungsindex eingesetzt werden. Außerdem ist der Verlust an optischen Eigenschaften aufgrund des Unterschiedes zwischen den Schichten hinsichtlich des Brechungsindex auch dann vernachlässigbar, wenn die Schutzschicht aus einem harten transparenten Harz oder dergleichen auf dem transparenten Material 23 mit niedrigem Brechungsindex vorgesehen ist.
Andere erhältliche transparente Materialien 23 müssen lichtdurchlässige dielektrische Filme mit niedriger Dichte aus Siliziumdioxid (SiO₂), aus einem porösen Siliziumdioxidfilm, aus einem organisch-anorganischem Hybridfilm, aus einem Hochpolymer oder dergleichen sein und einen Brechungsindex niedriger als denjenigen besitzen, der bei den Mikrolinsen vorliegt.
Wenn ein anorganisches material mit höherem Brechungsindex für das transparente Material 23 verwendet wird, kann ein Film mit einer hohen Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit und einer hohen Zuverlässigkeit (z. B., ein SiN-Film oder ein SiN-SiON-Hybridfilm) verwendet werden. In diesem Fall kann auch eine Spin-On-Glas-Schicht (SOG) und optional ein Infrarotgeschnittener Film (IR-geschnittener Film) hergestellt und auf dem Film gestapelt werden. Von diesen isolierenden Filmen kann gesagt werden, dass ihr Einsatz nur dann möglich wird, wenn ein Material mit einem Brechungsindex verwendet wird, der höher ist als konventionell für Mikrolinsen angenommen wird. Ein beliebiger der isolierenden Filme ist besonders deshalb hochgradig einsetzbar, weil eine bereits vorhandene Halbleiterher stellungstechnik ohne weitere Änderung dafür hergenommen werden kann und dadurch besonders effizient ist.
Wenn das transparente Material 23 sich aus einer Vielzahl von gestapelten Filmen zusammensetzt und die oberste Schicht mit einem SOG-Film bedeckt ist, wie eingangs beschrieben, dann dient die oberste Schicht zudem als transparentes Plättchen, sodass auf das eigentliche transparente Plättchen 8 (und einen Schritt des Verbindens des transparenten Plättchens 8 anhand eines Klebstoffs) verzichtet werden kann. In diesem Fall ist es von nachrangiger Bedeutung, ob der Brechungsindex der Schutzschicht hoch oder niedrig ist, weil die Schutzschicht als obere Schicht das transparente Harz mit niedrigem Brechungsindex unmittelbar unter sich hat. Auch wenn es geringfügige Unterschiede bezüglich der Dicke eines transparenten Harzes mit niedrigem Brechungsindex oder eines harten transparenten Harzes gibt, die durch ein geeignetes Spin-Coat-Verfahren zwischen der Mitte und dem Rand des Wafers gebildet wurden, so erhalten die meisten Chips als CSPs doch einen praktikablen Level an Gleichförmigkeit, und die Schwankungen beeinträchtigen nicht die Leistungsfähigkeit des Lichtempfangs. Es ist anzumerken, dass, wenn auf das transparente Plättchen verzichtet wird, die Oberfläche der obersten Schicht des transparenten Materials einen bestimmten Grad an Flachheit oder mehr erforderlich macht.
Weil ein dem Hohlraum in dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechender Abschnitt mit dem transparenten Material 23 mit niedrigem Brechungsindex verfüllt ist, bietet allein schon dieser Aspekt eine inhärent verbesserte mechanische Festigkeit. Aus diesem Grund ist es nicht immer notwendig, den Schutzrahmen 10 an der Verbindungsstelle zwischen der Rippe 7 und dem transparenten Plättchen 8 einzurichten. Unnötig zu sagen, dass die mechanische Festigkeit größer wird, wenn der Schutzrahmen hinzugefügt ist. Die Dicke des transparenten Materials 23, das auf den Mikrolinsen 3 vorgesehen ist, wird unter Berücksichtigung der optischen Eigenschaften in angemessener Weise ausgewählt.
Die Verwendung eines anorganischen Materials mit hohem Brechungsindex für die Mikrolinsen, die Bildung des transparenten Materials 23 und ferner die Bildung eines SOG-Films oder eines Plasma-CVD-Films auf dem transparenten Material 23 bis zu einer Dicke von beispielsweise 500 nm oder mehr, vorzugsweise etwa 1 μm, beugt Defekten auf der Chipoberfläche vor, umgeht das Erfordernis, das Glas zu bonden (zu verkleben), und trägt zu einer signifikanten Veränderung an Kosten und zu einer Verbesserung an Leistungsfähigkeit eines Bildsensors bei. Der Aufbau kann auch bei einem gewöhnlichen Bildsensor eingesetzt werden, der nicht notwendigerweise eine Durchgangselektrode benötigt.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
– Über das Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtung –
Ein Verfahren zum Bilden einer Durchgangselektrode wird zunächst erläutert. Eine Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie durch ein Wafer-Level-CSP hergestellt wird. Beim Wafer-Level-CSP ist der Herstellungsschritt für die Durchgangselektrode besonders wichtig. Um die Herstellung einer Elektrode, die sich durch einen Wafer erstreckt, zu erleichtern, oder ein Verfahren zum Polieren der Rückseitenoberfläche und zum Dünnen des Wafers vorgeschlagen (beispielsweise Patentdruckschrift 6: WO 2004/059740). Jedoch sind die Schritte sehr kompliziert und die Handhabung eines dünnen Wafers bei einem Verarbeitungsschritt nach dem Polieren führt leicht dazu, Fehler auf dem Wafer oder Kristalldefekte herbeizuführen. Deshalb sind Verbesserungen in diesen Schritten wünschenswert. Die vorliegende Erfindung schlägt ein neues Verfahren zum Lösen der oben beschriebenen Probleme ohne Durchführung eines rückseitigen Polierschritts oder eines Polierens oder Ätzens am Ende der Abfolge von Schritten vor.
Die 2(a) und 2(b) zeigen ein Beispiel einer Querschnittsansicht beim Schritt des Bildens der Durchgangselektrode. Die Formen der Durchgangselektroden unterscheiden sich etwas voneinander aufgrund der Unterschiede in dem Herstellungsverfahren.
Die 2(a) zeigt ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für eine Durchgangselektrode, bei dem das Erfordernis des Schritts des Rückpolierens eines Wafers durch eine Kombination aus Nassätzen (isotropes Ätzen) und Trockenätzen (anisotropes Ätzen) umgangen wird. Zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangselektrode wird ein halbkugelförmiges Loch (Ausnehmung) 13 im voraus auf der Rückseitenoberfläche eines Wafers 1 mittels Nassätzens gebildet, und ein Durchgangsloch (Öffnung), dass sich von dem Boden des Lochs hin zu einer Elektrode 14 auf der Oberfläche des Wafers erstreckt, wird durch Trockenätzen gebildet, wodurch eine Durchgangselektrode 4 vorbereitet wird.
Die Bildung des halbkugelförmigen Lochs (Ausnehmung) 13 und diejenige des Durchgangslochs (Öffnung) können mittels einer Kombination aus isotropem Ätzen und anisotropem Ätzen durchgeführt werden. Dies deshalb, weil diese Kombination es möglich macht, das flache Loch 13 mit kleinem Durchmesser durch kurzes Ätzen zu bilden und es leicht so auszubilden, dass es eine gute Form besitzt. Auch erlaubt die Bildung des halbkugelförmigen Lochs (Ausnehmung) 13 eine leichte Herstellung einer Elektrode zum Herausführen unter Verwendung eines zähflüssigen, pastenartigen Isolators und eines zähflüssigen, pastenartigen elektrischen Leiters in dem Loch bei geringen Kosten bzw. stellt sicher und erleichtert die elektrische Verbindung mit einer Leitung an der Oberfläche einer flexiblen Leiterplatte 6 über einen aus sogenannten Bumps gebildeten ballförmigen Leiter.
2(b) zeigt eine Querschnittsansicht hinsichtlich des Schritts des Bildens einer Durchgangselektrode als anderes Beispiel, bei dem ein Prozess des Dünnens eines Wafers nicht erforderlich wird. Zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangs elektrode wird ein zylindrisches Loch (Ausnehmung) 15 mit großem Durchmesser im voraus auf der Rückseitenoberfläche des Wafers 1 durch Trockenätzen hergestellt, und ein Durchgangsloch (Öffnung) mit kleinem Durchmesser, das sich von dem Boden des Lochs hin zu der Waferoberfläche erstreckt, wird gebildet, so dass die Durchgangselektrode 4 vorbereitet wird. Sowohl das zylindrische Loch (Ausnehmung) 15 mit großem Durchmesser als auch das Durchgangsloch (Öffnung) mit kleinem Durchmesser können durch selektives anisotropes Ätzen (Trockenätzen) hergestellt werden. Die Funktionen des Lochs (Ausnehmung) 15 sind dieselben wie jene des Lochs (Ausnehmung) 13.
3 zeigt eine Querschnittsansicht hinsichtlich des Schritts des Bildens der Durchgangselektrode als noch ein weiteres Beispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung. Zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangselektrode wird innerhalb eines Waferprozesses für einen Bildsensor im voraus ein Grabens 16 in der Oberfläche des Wafers 1 gebildet, ein lokaler Oxidfilm 17 beispielsweise durch einen LOCOS-Schritt oder durch einen normalen Schritt des Bildens eines Isolatorfilms gebildet (beispielsweise ein Schritt des Bildens eines Oxidfilms durch thermische Oxidation bei hohen Temperaturen oder durch CVD, ein Schritt des Bildens eines chemischen Oxidfilms oder ein Schritt der durch eine Kombination derselben erhalten wird), und der Graben mit einem elektrodenmaterial zur Bildung einer Leitung und Verbinden der Leitung mit einem Elektrodenanschlusspad verfüllt. Danach wird durch das in den 2(a) oder 2(b) gezeigte Verfahren die Bildung der Durchgangselektrode durch die Bildung eines Lochs (Ausnehmung) in der Rückseitenoberfläche und die Verbindung der Rückseitenoberfläche mit dem Elektrodenanschlusspad vervollständigt. Es ist anzumerken, dass anstelle dieses Vorgehens die Rückseitenoberfläche mit dem Elektrodenanschlusspad durch ein allgemeines Ätzen der Rückseitenoberfläche bis zu einer gepunkteten Linie 18 oder durch Bilden eines kugelförmigen Lochs (Ausnehmung) durch isotropes Ätzen bis zu einer gepunkteten Linie 19 elektrisch verbunden werden kann.
Alternativ kann die Rückseitenoberfläche nach all den Schritten für die CSP-Herstellung poliert werden, so dass die Durchgangselektrode freigelegt ist.
Wie eingangs beschrieben unterdrückt die Durchführung der Schritte vor einem Schritt der Herstellung des Bildsensors, d. h., eines Schritts der Hochtemperaturdiffusion, das Auftreten von Trockenätzschädigungen oder Kristalldefekten erheblich, wenn der Schritt des Bildens des Grabens und der LOCOS-Schritt oder der normale Schritt des Bildens des Isolatorfilms dazu durchgeführt werden. Dieser Fall ist viel günstiger als derjenige, bei dem die Durchgangselektrode in einem einzigen Schritt gebildet wird, bei dem von einer Rückseitenoberfläche her poliert oder trockengeätzt wird, weil dieser Fall einer Verschlechterung hinsichtlich dem Auftreten von Dunkelströmen oder weißen Defekten vorbeugen oder diese Verschlechterung zumindest erheblich reduzieren kann. Dies gilt besonders bei einem Bildsensor, der sehr empfindlich gegenüber Schädigungen und Defekten ist wie etwa ein CCD- oder CMOS-Sensor.
In dem Fall kann zum Beispiel als elektrisch leitfähige Schicht für die Durchgangselektrode, die sich zu der gepunkteten Linie 18 erstreckt, eine dotierte Polysiliziumschicht, wie sie für eine Gate-Elektrode in einem CCD- oder MOS-LSI verwendet, oder eine Wolfram-Schicht (W) oder eine Wolfram-Silizid-Schicht (W/Si) im Vorherein eingesetzt werden. Für diese Schicht kann beispielsweise ein Niederdruck-CVD oder ein Plasma-CVD-Verfahren durchgeführt werden.
Es ist anzumerken, dass ein Elektrodenanschlussflächenabschnitt für eine Leitung, die im allgemeinen außerhalb eines Bereichs für einen Bildsensor vorgesehen ist, dazu geeignet ist, jede der Durchgangselektroden 4 auszubilden. Dies macht es möglich, ein auf der Seite der Waferoberfläche vorgesehenes Elektrodenanschlusspad aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen dazu einzurichten, den Endpunkt eines Durchgangslochs zu detektieren. Wenn jedoch der Bildsensor ein sog. interline-Charged Coupled Device (CCD) ist, dann wird es unmöglich, eine Durchgangselektrode an einem Elektrodenanschlusspad vorzusehen. Dies deshalb, weil ein CCD-Bereich und ein Detektionsabschnitt für Signalladungen in einer Wanne vom p-Typ gebildet sind, die in einem Oberflächenabschnitt eines Wafers vom n-Typ ausgebildet ist, und weil ein Bereich vom p-Typ für eine Schutzdiode unmittelbar unterhalb jeder Elektrodenanschlussfläche vorgesehen ist sowie um die Elektrodenanschlussfläche herum. Eine an die Elektrodenanschlussfläche und die Durchgangselektrode angelegte Spannung (elektrisches Signal) kann die Funktionen einer Schutzdiode beispielsweise aufgrund eines Leckstroms zwischen dem Substrat vom n-Typ und dem Bereich vom p-Typ für die Schutzdiode beeinträchtigen und kann eine Funktion des Anlegens einer Spannung an die CCD-Elektrode oder eine Funktion der Detektion der Signalladung beeinträchtigen. In diesem Fall reicht es aus, eine Elektrode als Verlängerung an einer Position außerhalb des Bereichs vom p-Typ für die Schutzdiode vorzusehen und die Spitze der Durchgangselektrode mit dieser Verlängerung in Kontakt zu bringen, d. h., die Durchgangselektrode in einem Bereich vom n-Typ desselben Leitfähigkeitstyps wie derjenige des Wafers auszubilden.
Alternativ ist es möglich, einen Bereich für eine Schutzdiode unmittelbar unterhalb einer Elektrodenanschlussfläche oder um diese herum ringförmig auszuführen oder den Bereich in eine Vielzahl von Teilstücken oder eine Durchgangselektrode innerhalb des ringförmigen Bereichs oder der Vielzahl von unterteilten Stücken in einem Bereich des Wafers außerhalb des Bereichs für die Schutzdiode zu bilden. Dies macht es möglich, eine Durchgangselektrode unmittelbar unterhalb einer Elektrodenanschlussfläche zu bilden und die Durchgangselektrode und die Elektrodenanschlussfläche in direktem Kontakt miteinander zu bringen. Mit dieser Struktur ist es möglich, die Funktionen einer Durchgangselektrode bestmöglich auszufüllen ohne Leckströme zu erzeugen.
Wenn eine Durchgangselektrode als Ausgangspad für einen Signalausgangsabschnitt einer CCD verwendet wird, kann die Leitungskapazität im Vergleich zu einem Fall verringert werden, bei dem eine Leitungsverbindung (Leadwire) anhand einer dünnen Metallleitungsverbindung (Leitungsbonding) verwendet wird. Dies ermöglicht einen Anstieg an Empfindlichkeit eines Ausgangsabschnitts sowie die Verringerung an Rauschen und erzielt ferner den Effekt des Abschirmens von Strahlungsrauschen von einem externen Schaltkreis, dass mit einer Verringerung der Größendimensionen zunimmt, wenn die Durchgangselektrode in einem Bereich desselben Leitfähigkeitstyps wie derjenige des Wafers ausgebildet wird. Entsprechend wird es möglich, hochpräzise, stabile Vorrichtungseigenschaften zu erhalten.
Gewöhnliche Herstellungsprozesse für Halbleitervorrichtungen können verwendet werden, wie die eingangs beschriebenen Wafer-Prozessschritte für die Elektrodenherstellung. Genauer gesagt werden die Bildung eines Grabens zur Herstellung einer vergrabenen Elektrode und die Bildung eines isolierenden Films auf einer inneren Oberfläche des Grabens an der Oberfläche eines Wafers durchgeführt, bevor ein Bildsensor auf der Oberfläche ausgebildet wird. Und die Bildung einer vergrabenen Elektrode in dem Graben, das Polieren der Rückseitenoberfläche des Wafers, die Bildung einer Elektrode für eine vorbestimmte Leitung und dergleichen werden als gewöhnliche Wafer-Prozessschritt im Rahmen eines Diffusionsschritts durchgeführt, welches allgemein als Halbleiterprozessierung bezeichnet wird.
Für eine Bildaufnahmevorrichtung spezifische Herstellungsschritte (Bildung optischer Elemente) wie etwa die Ausbildung einer Rippe, Bildung einer Mikrolinse und das Bonden eines transparenten Plättchens werden an dem Wafer nach dem Diffusionsschritt durchgeführt. Schließlich wird der Wafer zersägt und in einzelne Stücke vereinzelt, wodurch die Bildaufnahmevorrichtung vervollständigt wird. Ein Sägeschritt wird im Folgenden erläutert.
4 ist eine Draufsicht auf einen Wafer, die einen Zustand zeigt, bevor die Bildaufnahmevorrichtungen entsprechend der vorliegenden Erfindung in einzelne Stücke mittels Sägens ge trennt werden. Die Bildaufnahmevorrichtung (Chip), welche mit Bezug auf 1 erläutert wurde, entspricht einem Abschnitt, der durch die Rippen 7 und Sägelinien 20 (scribe lines) eines Wafers umgeben sind. Zum Zeitpunkt der Ruftrennung in einzelne Stücke werden ein transparentes Plättchen 8 (nicht in 4 dargestellt), die Rippen 7 und der Wafer 1, die bis dahin integral miteinander ausgeführt sind, entlang den Sägelinien 20 in einzelne Dies zerschnitten. Eine Lücke von ungefähr 80 bis 150 μm wird im allgemeinen zwischen den Bildsensoren auf dem Wafer freigelassen, und dieser Bereich wird als sogenannte Scribelane festgelegt. Jede Sägelinie 20 ist grob in der Mitte einer entsprechenden Scribelane angeordnet. Die Rippe 7 ist so vorgesehen, dass sie sich zu 100 bis 300 μm auf jeder Seite von jeder Sägelinie 20 aus erstreckt und eine Breite von 200 bis 600 μm aufweist. Mit diesem Aufbau ist die Rippe 7 mit einer hinreichend großen Breite auf den vier Seiten jedes Chips sichergestellt.
5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht mit einem Sägeschritt für die Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Scribeline 20 ist entlang der Rippe 7 vorgesehen, und der Wafer 1 wird geschnitten während eine rotierende Schneide 100 entlang der Scribeline 20 bewegt. Wie bei der Rippe 7 werden nach Bildung eines Schutzfilms 22 auf der Oberfläche des transparenten Plättchens 8 das transparente Plättchen 8, die Rippe 7 und der Wafer 1 aufeinanderfolgend entlang der Scribeline 20 geschnitten und in einzelne Chips aufgetrennt. Zum Zeitpunkt des Schneidens wird zeitgleich ein Abschrägen einer Oberflächenkante des transparenten Plättchens 8 durchgeführt. Dies macht es möglich, eine Verringerung der Kosten des Abschrägens zu erzielen, dem Absplittern von Glas vorzubeugen und die Effizienz des Arbeitsvorgangs des Anbringens des Schutzrahmens 10, der in 1 gezeigt ist, zu erhöhen. Der Schutzfilm 22 wird nach der Vereinzelung in einzelne Stücke entfernt.
6 ist eine strukturelle Querschnittsansicht mit dem Aufbau der Rippe 7 eines anderen Typs. Die gesamte Rippe setzt sich aus drei Schichten (71, 72 und 73) zusammen. Von diesen drei Schichten bedeckt die untere Schicht 71 beschädigungsfrei eine Elektrode, die mittlere Schicht 72 besitzt eine geneigte Seite und die obere Schicht 73 ist so aufgebaut, dass sie die Adhäsion zum transparenten Plättchen 8 hin verbessert. Dementsprechend ist die Rippe 7 so ausgebildet, dass sie eine trichterförmige, geneigte Oberfläche aufweist, die sich innerhalb des Hohlraums von der Seite der Waferoberfläche aus nach vorn erstreckt. Dies verbessert die optischen Eigenschaften und die Langzeitstabilität der Vorrichtung. Weil ein Hohlraum 9, der später mit einem transparenten Material 23 verfüllt werden kann) mit der Rippe 7 zwischen der Oberfläche eines Bildsensors und dem transparenten Plättchen 8 ausgebildet ist und die Rippe 7 als Lichtabsorber wirkt (Licht abschirmendes Material), welches die optische Reflektion in dem Hohlraum verringert, betrifft die Rippe 7 wünschenswerter Weise ein Material, dass mit den Koeffizienten der thermischen Expansion des Wafers und des transparenten Plättchens harmonisiert. Zum Beispiel ist die Bildung einer solchen Rippe durch Verwendung eines Harzes mit einem zugesetzten Füllmaterial wie etwa Grafit, Aluminium, Titanoxid oder Glasfaser realisiert.
7 betrifft eine schematische Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel eines Sägeschritts einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in der Querschnittsansicht dargestellt ist, kann ein Zwei-Ebenen-Schnitt durch Verwendung zweier Schneiden mit unterschiedlichen Dicken durchgeführt werden, so dass die Rippen 7 jeweils eine sich verjüngende Seite aufweisen. Genauer gesagt wird der Wafer in der Mitte durch Verwendung einer dickeren Schneideeinheit 2 und zum Ende hin unter Verwendung einer dünneren Schneideeinheit 1 (nicht dargestellt) geschnitten. Dies verbessert die Verarbeitbarkeit eines Sägeschritts, vergrößert die Klebefläche eines Schutzrahmens, der auf die vier Seiten einer vereinzelten Bildaufnahmevorrichtung gesetzt wird, und verbessert die Schutzstabilität eines Produkts, ohne dass die Ausnehmung 11 auf einer Innenoberfläche des Schutzrahmens 10 wie in 1 gezeigt gebildet werden muss.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Verjüngung ist nicht auf den Zwei-Ebenen-Schnitt wie eingangs beschrieben begrenzt und jede beliebige andere Methode kann dazu eingesetzt werden. Zum Beispiel kann ein Laser verwendet werden, um den Sägeschnitt durchzuführen. In diesem Fall werden die Oberflächen eines Wafers und einer Glasplatte geglättet, in dem sie durch den Laser geschmolzen werden, so dass die optische Zuverlässigkeit einer versiegelten Oberfläche weiter verbessert wird.
Ein Schutzrahmen kann auch gebildet werden, in dem beispielsweise ein schwarzes, zähflüssiges Harz unter Einsatz von Rasterdruck (Screen-Printing), Tintenstrahldruck oder dergleichen integral ausgebildet wird, während der Wafer in einem sogenannten halbgeschnittenen Zustand ist, bevor er in einzelne Chips in einem Sägeschritt vereinzelt wird. In diesem Fall ist es möglich, eine Verringerung an Dicke des Schutzrahmens, eine Zunahme an Genauigkeit und ferner eine Abnahme der Kosten zu erzielen.
Es ist anzumerken, dass, wenn der Wafer durch die eingangs beschriebene SOG-Schicht bedeckt ist anstelle des transparenten Plättchens 8, es unmöglich ist, eine Licht abschirmende Schicht einzurichten, weil keine Rippe ausgebildet ist. Folglich kann eine Licht abschirmende Schicht auf einem Seitenabschnitt entlang einer Säge-Scribeline (Sägelinie) ausgebildet werden, in dem ein Lichtabsorber oder ein Ultraviolett-Lichtabsorber verwendet wird, welcher nicht die optische Leistungsfähigkeit eines Festkörper-Bildsensors beeinträchtigt, vorzugsweise schwarzes Gummi oder ein flexibles Harz, in dass Grafit oder ähnliches eingemischt ist, oder eine Metallevaporierte Schicht aus beispielsweise Aluminium. Es ist anzumerken, dass die Licht abschirmende Schicht auf einer Seite jedes Chips nach dem Sägeschritt gebildet werden kann. Dies macht es möglich, auf die Bildung einer Rippe (und eines Schutzrahmens) zu verzichten und damit eine Verringerung der Kosten und weiter eine Zunahme an Herstellungseffizienz zu erzielen.
– Drittes Ausführungsbeispiel –
9 zeigt eine schematische Ansicht des Strukturaufbaus mit einem anderen Ausführungsbeispiel einer Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Bildaufnahmevorrichtung besitzt Lichtempfangsabschnitte 2, die in einem Oberflächenabschnitt des Wafers 1 auf einem Chip gebildet sind, sowie eine Mikrolinse 3, die entsprechend jedem der Lichtempfangsabschnitte 2 wie in 1 dargestellt ausgebildet ist. Durchgangselektroden 4 sind in geeigneter Weise über den Randbereich des Wafers 1 verteilt und werden dazu verwendet, die Lichtempfangsabschnitten 2 mit Leistung zu versorgen und ein elektrisches Signal zu übermitteln und zu empfangen. Im Vergleich mit den 1 und 8 besitzt die Bildaufnahmevorrichtung keine Rippe und die Form eines transparenten Plättchens 8 ist unterschiedlich. Genauer gesagt weist das transparente Plättchen 8 einen vertieften Abschnitt 24 auf, dessen Oberfläche über den Lichtempfangsabschnitten 2 und den Mikrolinsen 3 auf der Seite einer inneren Oberfläche überhängt, und ein Hohlraum 9 ist in dem vertieften Abschnitt 24 ausgebildet. Es ist anzumerken dass die Pfeile und gepunkteten Linien in 9 Positionen darstellen, bei denen der Wafer 1 durch eine Schneide aufgetrennt wird, beziehungsweise zeigen die Schnittrichtungen.
Der vertiefte Abschnitt 24 kann in dem transparenten Plättchen 8 durch chemisches Atzen oder thermisches Ausformen gebildet werden. Bezüglich der Form des vertieften Abschnitts 24 reicht es aus, dass die Tiefe einige μm bis einigen Hundert μm beträgt, und dass die Bodenoberfläche einen vorbestimmten Grad an Parallelität mit bezug auf die Oberfläche des transparenten Plättchens 8 aufweist, d. h., die Oberfläche eines transparenten Plättchens aus Glas oder dergleichen. Das Strukturieren der Bodenoberfläche, so dass sie im wesentlichen eine Vertiefung oder eine Linsenform aufweist, wirkt sich überaus effektiv gegenüber dem Problem der Ausgangspupille einer Mikrolinse aus, deren Grad an Einsetzbarkeit mit der Verringerung in den Dimensionen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung abnimmt.
Ein nicht vertiefter Abschnitt auf der Seite der inneren Oberfläche des transparenten Plättchens 8 aus Glas oder dergleichen, d. h., der inneren Oberfläche mit Ausnahme des vertieften Abschnitt 24, tritt in Kontakt mit der Oberfläche eines vorbestimmten Bereichs des Wafers über einen Klebstoff. Der Abschnitt dient als Siegelabschnitt, und kann außerdem als Scribelane verwendet werden.
Weil bei diesem Ausführungsbeispiel kein Schritt der Bildung einer Rippe vorgesehen ist, ist es möglich, leicht zu einer Vereinfachung der Schritt zu gelangen, eine Kostenreduktion zu erzielen und die Stabilität der Qualität zu verbessern. Zum Zeitpunkt des Einrichtens eines Schutzrahmens ist es nicht erforderlich, die Ausnehmung 11 wie in 1 gezeigt auszubilden, beziehungsweise die Bildung des Schutzrahmens kann realisiert werden, in dem eine Schicht, die mit schwarzer Farbe oder dergleichen überzogen ist, verwendet wird.
Es ist anzumerken, dass auch in diesem Fall die eingangs beschriebenen Strukturen und Herstellungsverfahren bei der Bildung der Lichtempfangsabschnitte 2 auf dem Oberflächenabschnitt des Wafers 1 des Chips, bei der Bildung der Mikrolinsen 3, die jedem der Lichtempfangsabschnitte entsprechen, bei der Bildung der Durchgangselektroden 4, beim Sägeschritt zum Bilden der CSP-Struktur, bei der Arbeit des Abschrägens einer Oberflächenkante des transparenten Plättchens 8, bei der Platzierung des Schutzrahmens und dergleichen eingesetzt werden können.
Die 10 und 11 zeigen ein Beispiel einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung und bezeichnen einfache Darstellungen einer Querschnittsansicht und einer Draufsicht auf die gesamte Vorrichtung in jeweils entsprechender Weise. Bei der Bildaufnahmevorrichtung ist ein verdeckender Schutzrahmen 25 vorgesehen, der den Chip 1 als Bildsensor umgibt. Eine volloptische Quelle 26 wie etwa eine weiße lichtemittierende Diode (LED) ist außerhalb des verdeckenden Schutzrahmens 25 vorgesehen und ein großskaliger integrierter Schaltkreis (LSI) 27, der einen Signalkonverterschaltkreis wie etwa einen A/D-Konverter und einen DSP besitzt, eine Leistungsversorgung wie etwa eine Knopfzellenbatterie und eine Steuervorrichtung sind auf der anderen Oberfläche einer flexiblen Leiterplatte angebracht.
Der verdeckende Schutzrahmen 25 braucht lediglich in der Lage zu sein, das direkte Licht von der volloptischen Quelle 26 wie etwa eine weiße lichtemittierende Diode zu blockieren, um das Licht (einschließlich reflektiertem Licht), dass von einem Objekt emittiert wird, dass innerhalb eines Öffnungswinkels in dem Deckaufsatz des Schutzrahmens zu beobachten ist, daran zu hindern, in den Bildsensorchip 1 einzutreten. Der verdeckende Schutzrahmen 25 unterscheidet sich von dem Schutzrahmen des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass er eine Lichtquelle wie etwa eine volloptische Quelle 26 einschließlich einer weißen lichtemittierenden Diode beispielsweise auf der Leiterplatte aufweist und so strukturiert ist, dass er direktes Licht aus einer Lichtquelle diesen Typs daran hindert, die Empfangsempfindlichkeit einer CCD oder dergleichen zu reduzieren.
Eine Vorrichtung diesen Typs kann auf ein kleines Gehäuse mit einem hermetisch versiegelten Aufbau wie eine sogenannte Kapsel (capsule) wie etwa bei einer Monitorkamera in einem Dunkelabschnitt angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung wurde im Detail mit bezug auf Bildaufnahmevorrichtungen der Ausführungsbeispiele erläutert. Es ist natürlich auch möglich eine solche Bildaufnahmevorrichtung in eine Farbbildaufnahmevorrichtung einzupassen, in dem ein Farbfilter unter einer Mikrolinse vorgesehen wird. Obwohl eine CCD als Beispiel genommen wurde, kann die vorliegende Erfindung auch auf Bildaufnahmevorrichtungen des CMOS- oder MOS-Typs angewendet werden. Außerdem kann die vorliegende Erfin dung auf eine Bildaufnahmevorrichtung angewendet werden, die integral mit einem Zeitgeber, einem A/D-Konverter und einem DSP aufgeführt ist. Ein transparentes Harzsubstrat aus Plastik oder dergleichen kann als transparentes Plättchen verwendet werden. Ein Antireflexionsfilm oder ein Infrarot schneidendes Filter kann außerdem auf dem transparenten Plättchen vorgesehen sein. Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es zum Zeitpunkt der Konstruktion einer Bildaufnahmevorrichtung in CSP-Form möglich, Bildaufnahmevorrichtungen zu realisieren, die in der Lage sind, eine hohe Qualität, eine hohe Stabilität und eine hohe Ausbeute zu erreichen und ein Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtungen zu realisieren, bei denen eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit vermieden wird.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung realisiert eine CSP-Struktur, die erhalten wird, in dem Bildsensoren (Vorrichtungen), die auf einem Wafer in ihrer ursprünglichen Chipform gebildet sind, einzeln versiegelt werden, und in dem die Bildsensoren in einzelne Chips durch eine Die-Schnitttechnik in einzelne Bildaufnahmevorrichtungen vereinzelt werden, und sie realisiert ein Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtungen. Ein Sensor, welcher einen CSP-Aufbau verwendet, ist unerlässlich, wenn eine weitere Reduktion an Gewicht und Größe der Videoeinrichtungen wie etwa eine Videokamera, eine Digitalkamera oder eine mobile Telefonkamera erreicht werden soll. Außerdem ist es bezüglich der Größe und der Dickeverringerung möglich, die Genauigkeit des Zusammenbaus zu verbessern und die Qualität stabil zu erhalten.
Ein kleiner Bildsensor dieses Typs kann nicht nur optimal für eine Kapselstruktur bei medizinischen Einrichtungen verwendet, sondern kann auch weithin in dem Gebiet verschiedenster Teile von Einrichtungen und Vorrichtungen mit Video und Bildverarbeitungsfunktionen eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Bildaufnahmevorrichtungen der Ausführungsbeispiele begrenzt und kann ebenso auf eine Halbleiter-Lichtempfangsvorrichtung angewendet werden, die ein bloßes Lichtempfangs-Funktionselement aufweist.
Zusammenfassung
Es werden Bildaufnahmevorrichtungen zur Verfügung gestellt, die in der Lage sind, die Produktionsausbeute erheblich zu vergrößern und eine Langzeitzuverlässigkeit sicherzustellen. Ferner ist ein Verfahren zum Herstellen der Bildaufnahmevorrichtungen vorgesehen. Diese Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten 2 aufweist, die in einem Oberflächenabschnitt eines Wafers 1 gebildet sind, sowie eine Mikrolinse 3, die für jeden der Lichtempfangsabschnitte ausgebildet ist. Ferner weist sie über den Rand des Wafers verteilte Durchgangselektroden 4 für eine Leistungsversorgung für die Lichtempfangsabschnitte 2 und zum Übermitteln und Empfangen eines elektrischen Signals auf. Ein Ende jeder Durchgangselektrode ist mit einem Elektrodenanschlusspad 4a verbunden, die mit einer Leitung verbunden ist, die zu einem Lichtempfangselement in dem Oberflächenabschnitt des Wafers 1 führt. Das andere Ende ist mit einer Leitung über eine Rückseitenelektrode 5 verbunden. Eine Rippe 7 ist auf der Oberfläche des Wafers 1 vorgesehen, die als Unterteilungsabschnitt dient und die Mikrolinsen 3 auf vier Seiten umgibt. Ein transparentes Plättchen 8 aus optischem Glas oder dergleichen ist an einer oberen Oberfläche der Rippe 7 mittels eines Klebstoffs angebondet und ein Schutzrahmen 10 ist an einer Verbindungsstelle zwischen der Rippe 7 und dem transparenten Plättchen 8 vorgesehen.

Claims

Eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist: (a) eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten (2), die in einem Oberflächenabschnitt eines Wafers (1) gebildet sind, und (b) eine Mikrolinse (3), die für jeden der Lichtempfangsabschnitte ausgebildet ist; Durchgangselektroden (4) zum Versorgen der Lichtempfangsabschnitte (2) mit Leistung und zur Übermittlung und zum Empfang eines elektrischen Signals verteilt auf einem Rand des Wafers (1) vorgesehen sind; wobei das eine Ende jeder Durchgangselektrode (4) mit einem elektrischen Anschlusspad (4a) verbunden ist, der mit einer Leitung verbunden ist, die zu einem Lichtempfangsabschnitt in dem Oberflächenabschnitt des Wafers (1) führt; wobei das andere Ende mit einer Leitung über eine Rückseitenelektrode (5) verbunden ist; eine Rippe (7), die als Unterteilungsabschnitt dient und so angeordnet ist, dass sie die Mikrolinsen auf vier Seiten umgibt, und die auf einer Oberfläche des Wafers (1) vorgesehen ist; ein transparentes Plättchen (8) aus optischem Glas oder ähnlichem, das an eine obere Oberfläche der Rippe (7) anhand eines Klebstoffs gebondet ist; und einen Schutzrahmen (10), der an der Verbindungsstelle zwischen der Rippe (7) und dem transparenten Plättchen (8) vorgesehen ist.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung (11) auf der Innenseite des Schutzrahmens (10) nahe der Verbin dungsstelle zwischen der Rippe (7) und dem transparenten Plättchen (8) gebildet ist.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzrahmen (10) aus einem Lichtabsorber zusammengesetzt ist.
Eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist: (a) eine große Anzahl von Lichtempfangsabschnitten (2), die in einem Oberflächenabschnitt eines Wafers (1) gebildet sind, und (b) eine Mikrolinse (3), die für jeden der Lichtempfangsabschnitte ausgebildet ist; Durchgangselektroden (4) zum Versorgen der Lichtempfangsabschnitte (2) mit Leistung und zur Übermittlung und zum Empfang eines elektrischen Signals verteilt auf einem Rand des Wafers (1) vorgesehen sind; wobei das eine Ende jeder Durchgangselektrode (4) mit einem elektrischen Anschlusspad (4a) verbunden ist, der mit einer Leitung verbunden ist, die zu einem Lichtempfangsabschnitt in dem Oberflächenabschnitt des Wafers (1) führt; wobei das andere Ende mit einer Leitung über eine Rückseitenelektrode (5) verbunden ist; und ein transparentes Material (23), das einen Brechungsindex besitzt, der weniger beträgt als der Brechungsindex der Mikrolinsen (3), und das auf einer Oberfläche des Wafers (1) vorgesehen ist.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Mikrolinse (3) ein organisches Material, einen anorganischen isolierenden Film aus Siliziumdioxid, einen Siliziumoxinitridfilm, einen Siliziumnitridfilm oder dergleichen, oder einen Metalloxidfilm aus Titanoxid, Tantaloxid, Zirkoniumoxid oder dergleichen umfasst.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material (23) ein lichtdurchlässiger dielektrischer Film mit niedriger Dichte aus einem thermoplastischen, transparenten Harz ist, das verteilte Mikroporen, ein Siliziumdioxid, einen porösen Siliziumdioxidfilm, einen organisch-anorganischen Hybridfilm, ein Hochpolymer oder dergleichen umfasst, und einen Brechungsindex besitzt, der weniger beträgt als derjenige Brechungsindex der Mikrolinsen (3).
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Material (23) aus einer Vielzahl von gestapelten Filmen aufgebaut ist.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Bildung der Elektrode im Voraus ein halbkugelförmiges Loch (Ausnehmung) (13) auf einer Rückseite des Wafers (1) durch isotropes Ätzen gebildet wird, und ein Durchgangsloch (Öffnung), das sich von dem Boden des Lochs zu der Elektrode (14) auf der Oberfläche des Wafers hin erstreckt, durch Trockenätzen gebildet wird, um die Durchgangselektrode (4) einzurichten.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangselektrode im Voraus ein zylindrisches Loch (Ausnehmung) (15) mit großem Durchmesser auf einer Rückseite des Wafers (1) durch Trockenätzen gebildet wird, und ein Durchgangsloch (Öffnung) mit kleinem Durchmesser, das sich von einem Boden des Lochs hin zu der Oberfläche des Wafers erstreckt, gebildet wird, um die Durchgangselektrode (4) zu einzurichten.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangselektrode im Voraus innerhalb eines Waferprozesses für einen Bildsensor ein Prozess des Bildens eines Grabens (16) in der Oberfläche des Wafers (1) durchgeführt wird, ein lokaler Oxidfilm gebildet (17) wird, der Graben zur Bildung einer Leitung mit Elektrodenmaterial verfüllt wird, und die Leitung mit einem Elektrodenanschlusspad verbunden wird, und dann ein Substrat gleichmäßig von einer Rückseite bis zu einem unteren Ende der Elektrode in dem Graben (16) gedünnt wird.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zeitpunkt der Bildung der Durchgangselektrode im Voraus innerhalb eines Waferprozesses für einen Bildsensor ein Prozess des Bildens eines Grabens (16) in der Oberfläche des Wafers (1) durchgeführt wird, ein lokaler Oxidfilm gebildet (17) wird, der Graben zur Bildung einer Leitung mit Elektrodenmaterial verfüllt wird, und die Leitung mit einem Elektrodenanschlusspad verbunden wird, und dann die Bildung der Durchgangselektrode von der Rückseitenoberfläche durch Bilden eines Lochs (einer Ausnehmung), die sich von einer Rückseite bis zu dem Graben (16) erstreckt, vervollständigt wird, und die Rückseite mit dem Elektrodenanschlusspad verbunden wird.