JP2003318377A - 固体撮像素子の製造方法及び固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハの周側面部及び上面周縁部を位置決め
に使用できる固体撮像素子の製造方法と、この固体撮像
素子の固定方法とを提供する。 【解決手段】 固体撮像素子９は、高精度にダイシング
されたウエハ２の周側面部２ａ〜２ｄと、上面周縁部２
ｅとが露呈されている。レンズ鏡筒１０内には、固体撮
像素子９が組み込まれる段差１３が形成されている。段
差１３には、位置決め用の基準に用いられる面１３ａ，
１３ｂ，１３ｅが設けられている。固体撮像素子９は、
押圧部材１４，１５に押圧されて周側面部２ａ，２ｂが
面１３ａ，１３ｂに当接され、下方から抑え板１９に押
圧されて上面周縁部２ｅが面１３ｅに当接することによ
り、レンズ鏡筒１０内に位置決めして固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ自体を位置
決めに利用できる固体撮像素子の製造方法と、この固体
撮像素子のウエハの周側面部及び上面周縁部を位置決め
に用いる固定方法とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤセンサ等の固体撮像素子は、予め
配線を形成したパッケージに組み込まれ、固体撮像装置
として使用される。固体撮像素子は、プリズムとの間で
入射光線の透過路上での位置ズレが生じると、光線の結
合位置と固体撮像素子の受光位置がズレて正確な信号が
得られなくなる。

【０００３】このため、位置ズレを回避するための固体
撮像装置の固定方法が、特開平９−７４５２３号公報に
開示されている。基板に載置した固体撮像装置とプリズ
ムとを光透過路上で対峙させ、プリズムケースに植立さ
せ固定した４本の支持ピンの先端部を基板の４隅に設け
たスルーホールにそれぞれ挿入し、隙間に半田を流し込
んで支持ピンと基板を接合している。

【０００４】また、上記例における支持ピンと基板との
接合の際に生じる位置ズレを改良した特開２０００−３
５０１０５号公報記載の発明が知られている。

【０００５】しかしながら、これら先行発明は、固体撮
像装置の位置決めをプリズムケースと基板との間に支持
ピンを介在させたり、プリズムブロックと撮像装置取り
付けベースとの間に支持ピンや連接部材を介在させて行
なっているので、位置合わせの精度の点で難があった。

【０００６】また、特開２００１−２８４３１号公報記
載の発明は、固体撮像素子を固定したパッケージのコー
ナー又は側端部に設けられた切り欠き部に、位置決め治
具の突出部を当接させてパッケージの位置決めを行なう
ことが開示されている。

【０００７】他に、特開２０００−１３４５２８号公報
に示すように撮像素子の出力をモニターしながら撮像素
子の位置決めをする方法も知られているが、調整に手間
取るという欠点があった。

【０００８】固体撮像装置を用いたカメラにおいて、固
体撮像装置を位置決めして固定する場合に、レンズの光
軸と固体撮像素子の設計上の光軸とが一致しないと感度
ムラにより特性が劣化するおそれがある。

【０００９】このため、従来は、固体撮像素子とパッケ
ージとの間の位置決めと、レンズブロックとパッケージ
との間の位置決めとを精度良く行なう必要があり、位置
合わせ動作を煩雑化させていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような固体撮像装
置を用いたカメラは、通常、レンズブロックと固体撮像
素子との位置合わせをパッケージを基準として行なって
いる。そのため、固体撮像素子をパッケージに取り付け
るときの位置決めと、パッケージをレンズ鏡筒に取り付
けるときのレンズブロックとの位置決めとを簡略化し、
しかも精度良く行なわれることが望まれていた。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するため、パッ
ケージを用いずに固体撮像素子のチップそのものの周側
面部及び上面周縁部を位置合わせの基準として用い、光
学系レンズ鏡筒と固体撮像素子との位置合わせ動作を簡
略化することができ、しかも精度良く行なうことができ
る固体撮像素子の製造方法及び固定方法を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の固体撮像素子の製造方法は、ウエハの表面
上に複数の受光面及び複数の接点を形成する工程と、ガ
ラス層の一面を格子状にエッチングし、前記受光面毎に
区切り、前記受光面を覆うシールドガラス層を形成する
工程と、前記複数の受光面上のそれぞれを空間を置いて
前記シールドガラス層で覆う状態で前記ガラス層と前記
ウエハとを接着する工程と、前記シールドガラス層を単
位受光面毎にダイシングする工程と、前記ダイシングさ
れたシールドガラス層及び前記接点を含み前記ウエハを
ダイシングし単位固体撮像素子を形成する工程とを含め
たものである。

【００１３】また、本発明の固体撮像素子をレンズ鏡筒
へ固定する方法は、集光レンズを支持するレンズ鏡筒の
内周側面に段差を形成する工程と、周側面部及び上面周
縁部が露呈されたウエハを有する固体撮像素子を前記レ
ンズ鏡筒内に挿入し、前記ウエハの周側面部及び上面周
縁部を前記段差を構成する面にそれぞれ対向させる工程
と、前記ウエハを横方向（Ｘ、Ｙ方向）及び垂直方向
（Ｚ方向）に押圧することによって、前記ウエハの周側
面部及び上面周縁部を前記段差を構成する面にそれぞれ
当接させて位置合わせを行ない固定する工程とを含めた
ものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態について説明する。図１は、固体撮像素子、例
えばＣＣＤセンサを製造するための一工程を示す概念図
である。固体撮像素子は、例えばシリコンから成るウエ
ハ２上に複数個のチップが格子状に配置され、図示上方
からガラス層３を張り合わせた後、ウエハ２及びガラス
層３をダイシングすることで製造する。

【００１５】図２は、単位固体撮像素子の製造工程を示
す図である。同図（Ａ）に示すように、まずガラス層３
を準備する。ガラス層３の一方の表面をパターニングし
た後エッチングし、同図（Ｂ）に示すように、１チップ
領域を形成するため隣接するチップ領域との区切り４を
形成する。

【００１６】区切り４で区切られたエッチング後のガラ
ス層３の表面は、図３で部分的に斜視して示すように格
子状に複数の１チップ領域が配列される。

【００１７】ウエハ２は、例えば、シリコン基板から成
り、同図（Ｃ）に示すように、一表面上にホトダイオー
ドや電荷結合素子，マイクロレンズなどからなる受光面
５と、アウターリードに接続される接点６が配列され
る。

【００１８】同図（Ｄ）に示すように、ウエハ２上にガ
ラス層３を被せ、区切り４の先端部をウエハ２に当接さ
せて接着する。ウエハ２上の受光面５は、空間を置い
て、区切り４が形成されたガラス層３で覆われる。

【００１９】次に、同図（Ｅ）に示すように、ウエハ２
上の接点６の略上方からブレード７を用いてガラス層３
をダイシングする。ガラス層３は、シールドガラス層８
として受光面５の上を空間を置いて覆う。

【００２０】続いて、同図（Ｆ）に示すように、ブレー
ド７を用いてウエハ２をダイシングすることによって固
体撮像素子９を構成する。なお、ダイシングは、数十μ
ｍ厚のダイヤモンドブレードを高速回転させてミクロン
単位の精度で切断を行うので、固体撮像素子９のウエハ
２の周側面部は非常に高い寸法精度で形成される。

【００２１】図４は、最終の製造工程で得られた固体撮
像素子９の要部断面図であり、図５は外観形状を示す斜
視図である。ウエハ２上には受光面５及び接点６が配置
され、受光面５上は、空間を置いてシールドガラス層８
で覆われる。ウエハ２の直交する２面の周側面部２ａ及
び２ｂ（Ｘ方向及びＹ方向）と、上面周縁部２ｅ（Ｚ方
向）は、位置合わせの基準面として用いられる。

【００２２】次に、図６乃至図８を参照して、上述した
本発明の固体撮像素子９をカメラを構成するレンズ鏡筒
に位置合わせしながら固定する方法について説明する。

【００２３】なお、図６に示す固体撮像素子９は、図４
に示す固体撮像素子９と同一構成であり同一部分には同
一符号を付し、その構成の説明は省略する。

【００２４】レンズ鏡筒１０の垂直方向断面である図６
に示すように、レンズ鏡筒１０は、入射光線の透過路上
に撮影レンズ１１を収納した筒体１２を螺合して固定す
る。レンズ鏡筒１０の内周側面には、段差１３が形成さ
れている。この段差１３は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞ
れ直交する面１３ａ，１３ｂと、撮影光軸に沿うＺ方向
に直交する面１３ｅとから構成されている。

【００２５】固体撮像素子９のウエハ２の一周側面部を
横方向（Ｘ方向）の位置決め基準面２ａとし、他の周側
面部を縦方向（Ｙ方向）の位置決め基準面２ｂとし、上
面周縁部を垂直方向（Ｚ方向）の位置決め基準面２ｅと
する。そして、レンズ鏡筒１０の段差１３内に固体撮像
素子９を挿入し、段差１３の面１３ａ，１３ｂ，１３ｅ
に、位置決め基準面２ａ，２ｂ，２ｅをそれぞれ対向さ
せる。

【００２６】レンズ鏡筒１０の水平方向断面である図７
に示すように、段差１３の面１３ａに対向する面１３ｃ
と、面１３ｂに対向する面１３ｄとには、ウエハ２の周
側面部２ｃ及び２ｄをＡ方向及びＢ方向に押圧して、位
置決め基準面２ａ及び２ｂを段差１３の面１３ａ及び１
３ｂに当接させる押圧部材１４，１５が組み込まれてい
る。これらの押圧部材１４，１５は、バネ１６，１７に
それぞれ付勢されている。

【００２７】次いで、レンズ鏡筒１０の底面に抑え板１
９をネジ２０で固着し、ウエハ２に対して矢印Ｃ方向か
らの押圧力を加え、ウエハ２の上面周縁部の位置決め基
準面２ｅを段差１３の面１３ｅに当接させる。これによ
り、図８に示すように、ウエハ２の各位置決め基準面２
ａ，２ｂ，２ｅが段差１３の面１３ａ，１３ｂ，１３ｅ
により位置決めされ、固体撮像素子９がレンズ鏡筒１０
内に固定される。

【００２８】この実施形態によれば、撮影レンズ１１の
撮影光軸に対する固体撮像素子９の位置決め精度は、レ
ンズ鏡筒１０の段差１３の寸法精度と、固体撮像素子９
のウエハ２のダイシング精度とによって決定されるの
で、ピンや他の部材、パッケージ等を介していた従来例
よりも、高精度に固体撮像素子９を位置決めすることが
できる。

【００２９】次に、ウエハ２の対角線の延長線上からウ
エハ２に向けて押圧力を加えてレンズ鏡筒１０内に形成
した切欠段差部にウエハ２の角部を当接して位置合わせ
をする実施例を図９を参照して説明する。

【００３０】レンズ鏡筒１０の内周側面には、固体撮像
素子９が収められる段差２５が形成されている。この段
差２５の隅部には、ウエハ２の角部２６に対向する階段
状の切欠段差部２７が形成されている。この切欠段差部
２７には、ウエハ２の位置決め基準面２ａ，２ｄに当接
する面２７ａ，２７ｄが設けられている。

【００３１】段差２５の切欠段差部２７に対向する隅部
には、ウエハ２の角部２６の対角線上にある角部２８を
押圧する押圧部材２９が移動自在に組み込まれている。
この押圧部材２９は、バネ３０によって付勢されてい
る。押圧部材２９には、ウエハ２の位置決め基準面２
ｂ，２ｃに当接する面２９ｂ，２９ｃが設けられてい
る。

【００３２】段差２５の上部で、切欠段差部２７の上方
と押圧部材２８の上方とには、ウエハ２の上面周縁部２
ｅに当接する面２５ｅが設けられている。

【００３３】レンズ鏡筒１０の段差２５内に固体撮像素
子９を挿入すると、押圧部材２９がウエハ２の角部２８
をＤ方向に押圧する。これにより、ウエハ２の周側面部
の位置決め基準面２ａ及び２ｄが、切欠段差部２７の面
２７ａ，２７ｄに当接される。また、先の実施形態と同
様に、抑え板をレンズ鏡筒１０の底面に取り付けること
で、位置決め基準面２ｅが面２５ｅに当接される。これ
により、固体撮像素子９がレンズ鏡筒１０内に位置決め
して固定される。

【００３４】尚、レンズ鏡筒１０の内側面を直接、直角
に切り欠いて段差を形成したが、同一段差形状の部材を
予め作成し、レンズ鏡筒１０の内側に取り付けることも
できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の固体撮像素子の製造方法及び固
定方法によれば、光学系レンズブロックと固体撮像素子
との位置合わせを固体撮像素子を設置するパッケージを
用いずに、固体撮像素子のウエハの周側面部及び上面周
縁部を位置合わせの基準として用いたので、従来の固体
撮像素子を取り付けるときのパッケージの位置決めと、
レンズブロックとの位置合わせするときのパッケージの
位置決めとの二重の位置合わせ動作を簡略化でき、しか
も精度良く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像素子を製造するための一工程
を示す概念図である。

【図２】本発明の単位固体撮像素子の製造工程を示す図
である。

【図３】図２（Ｂ）で示すエッチング後のガラス層３の
表面を示す部分的斜視図である。

【図４】本発明の単位固体撮像素子の構成を示す部分的
断面図である。

【図５】固体撮像素子の構成を示す外観斜視図である。

【図６】本発明の固体撮像素子が取り付けられるカメラ
のレンズ鏡筒の一形態を示す垂直方向断面図である。

【図７】レンズ鏡筒の水平方向断面図である。

【図８】レンズ鏡筒への固体撮像素子の固定状態を示す
断面図である。

【図９】ウエハを用いた位置決め及び固定の他の実施形
態を示すレンズ鏡筒の水平方向断面図である。

【符号の説明】

２ ウエハ ９ 固体撮像素子 １０ レンズ鏡筒 １１ 撮影レンズ １３，１６ 段差 １４，１５，２９ 押圧部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハの表面上に複数の受光面及び複数
   の接点を形成する工程と、ガラス層の一面を格子状にエ
   ッチングし、前記受光面毎に区切り、前記受光面を覆う
   シールドガラス層を形成する工程と、前記複数の受光面
   上のそれぞれを空間を置いて前記シールドガラス層で覆
   う状態で前記シールドガラス層と前記ウエハとを接着す
   る工程と、前記シールドガラス層を単位受光面毎にダイ
   シングする工程と、前記ダイシングされたシールドガラ
   ス層及び前記接点を含む前記ウエハをダイシングし単位
   固体撮像素子を形成する工程とを含むことを特徴とする
   固体撮像素子の製造方法。
2. 【請求項２】 集光レンズを支持するレンズ鏡筒の内周
   側面に段差を形成する工程と、周側面部及び上面周縁部
   が露呈されたウエハを有する固体撮像素子を前記レンズ
   鏡筒内に挿入し、前記ウエハの周側面部及び上面周縁部
   を前記段差を構成する面にそれぞれ対向させる工程と、
   前記ウエハを横方向（Ｘ、Ｙ方向）及び垂直方向（Ｚ方
   向）に押圧することによって、前記ウエハの周側面部及
   び上面周縁部を前記段差を構成する面にそれぞれ当接さ
   せて位置合わせを行ない固定する工程と、を含むことを
   特徴とする固体撮像素子の固定方法。