JP2005026314A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板1のスクライブライン5によって区画された各領域1aに受光素子を形成し、受光素子の形成領域1aを被ってカラーフィルタ2を積層する。そして、エポキシ接着剤等の透光性を有する樹脂層3によって、受光素子の形成領域1aを被ってガラス材やプラスチック材などの透明基板4aの表面に赤外線反射薄膜4bを蒸着した赤外線カットフィルタを固着した積層体を形成する。この積層体をスクライブラインに沿って切断して、個々の固体撮像素子に分断することで、大量の固体撮像素子を製造する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CCD等の固体撮像素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
赤外線カットフィルタは、入射光に含まれている赤外線成分を除去するためのもので、現在、TVカメラやデジタルスチルカメラに一般的に使用されているカラー固体撮像素子では必須のものである。もし、この赤外線カットフィルタが無い場合、入射光に赤外線が含まれているため、固体撮像素子100は赤外線に対して感度を持ち、固体撮像素子100の出力には可視光の成分のみでなく赤外線による誤差成分も含まれることになる。これは、特に電球光などの熱源による発生光について言うことができ、色再現を正確に行うことができない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の固体撮像素子ではパッケージの表面に赤外線カットフィルタが貼り付けられ、これにより、組立工程の工程数が増加する。本発明は、上記の欠点に鑑み、組立工程の工程数を増加させることなく、赤外線カットフィルタを装着した固体撮像素子の製造方法の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、半導体基板の表面上のスクライブラインによって区画される各領域に受光素子を形成すると共に、その受光素子の形成領域を被ってカラーフィルタを積層する第1の工程と、前記受光素子の形成領域を被う赤外線カットフィルタを透光性を有する樹脂層を介して固着した積層体を形成する第2の工程と、前記積層体を前記半導体基板のスクライブラインに沿って切削して前記積層体を分割する第3の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法である。
【0005】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3は、本発明の固体撮像素子の製造方法における第1の実施形態を示す工程順断面図である。本実施形態は、受光素子形成工程、赤外線カットフィルタ積層工程並びにダイシング工程とからなる。
【0006】
まず、受光素子形成工程では、図1に示すように半導体基板1の表面上のスクライブラインによって区画される各領域1aに受光素子を形成する。その受光素子の形成領域1aを被ってカラーフィルタ2を積層する。半導体基板1は、シリコン、砒化ガリウム等の一般的な半導体材料とすることができ、例えば、受光素子であるCCDのような集積回路の形成は、周知の半導体プロセスによって行うことができる。
【0007】
赤外線カットフィルタ積層工程では、図2に示すようにエポキシ接着剤等の透光性を有する樹脂層3によって、受光素子の形成領域1aを被って赤外線カットフィルタを固着する。赤外線反射薄膜のカラーフィルタ上への蒸着は、カラーフィルタの材料が樹脂であるため高温プロセスになじまないので、接着剤による固着方法としたものである。本例では、赤外線カットフィルタはガラス材やプラスチック材などの透明基板4aの表面に赤外線反射薄膜4bを蒸着した基板としている。このとき、赤外線反射薄膜4bへの傷を防ぐため透明基板4aを上にして固着しているが、もちろん、透明基板4aを下にして固着することも可能である。また、赤外線カットフィルタは、透明基板の表面に赤外線反射薄膜を蒸着すると共に、その上にさらに透明基板をエポキシ接着剤で固着して挟んだ積層体基板としたものとすることや、赤外線を吸収する材料にて構成した透明平板とすることも可能である。
【0008】
その後、図示していないが、コンタクトホールを形成して電極パッドを開口し、固体撮像素子内の受光素子と固体撮像素子外との電気的な接続をする。
【0009】
ダイシング工程では、図3に示すように積層体をスクライブラインに沿って切断して、個々の固体撮像素子に分断する。これにより、大量の固体撮像素子が安価に製造できる。
【0010】
図4乃至図11は、本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態を示す工程順断面図である。本実施形態は、受光素子形成及び内部配線形成工程、第1の積層体形成工程、研磨工程、第2の積層体形成工程、切削工程、金属膜成膜工程及び端子形成工程並びにダイシング工程とからなる。
【0011】
まず、受光素子形成及び内部配線形成工程では、半導体基板10の表面上のスクライブラインによって区画される各領域に受光素子を形成する。次いで、図4のように半導体基板10の表面に、隣接する受光素子の境界、即ちスクライブラインを跨るように、酸化膜を介して内部配線26を形成する。この内部配線26は、酸化膜に形成されるコンタクトホールを介して受光素子と電気的に接続される。さらに、図示していないが、受光素子の形成領域には各受光素子を被ってカラーフィルタを積層する。
【0012】
第1の積層体形成工程では、図5のように半導体基板10の表面にエポキシ接着剤等の樹脂層12によって、上部支持基体14を固着する。本例では、上部支持基体14は、ガラス材やプラスチック材などの透明基板14aの表面に赤外線反射薄膜14bを蒸着すると共に、その上にさらに透明基板14dをエポキシ接着剤14cで固着して挟んだ積層体としている。しかし、これに限られるものではなく、単にガラス材やプラスチック材などの透明基板の表面に赤外線反射薄膜を蒸着しただけのものとすることや、赤外線を吸収する材料にて構成した透明平板とすることも可能である。
【0013】
研磨工程では、図6のように半導体基板10を裏面からグラインダーによる機械的な研磨などを行い、半導体基板10の厚みを薄くする。そして、図7のように半導体基板10を裏面からスクライブラインに沿ってエッチングをして、内部配線26が積層される酸化膜の表面が露出するように加工する。
【0014】
第2の積層体形成工程では、図8のように半導体基板10の裏面にエポキシ接着剤等の樹脂層12によって、下部支持基体16を固着した積層体を形成する。下部支持基体16は、ガラス、プラスチック、金属又はセラミック等の半導体装置のパッケージングに用いることが可能な材料から適宜選択して用いることができる。そして、下部支持基体16の裏面上に、後の工程でボール状端子20を形成する位置に緩衝部材32を形成する。この緩衝部材32は、ボール状端子20に係る応力を緩和するクッションの役割を果たす。緩衝部材32の材料としては、柔軟性を有し、且つ、パターンニングが可能な材料が適し、感光性エポキシ樹脂を用いるのが好適である。
【0015】
切削工程では、図9のように下部支持基体16側から上部支持基体14に達するまでダイシングソー等によって裏面側が広がるV字型に溝(切り欠き溝)24を形成する。その結果、溝24の内面に内部配線26の端部が露出する。
【0016】
金属膜成膜工程及び端子形成工程では、図10のように溝24が形成された下部支持基体16側に金属膜30を成膜する。この金属膜30は溝24の底面及び側面にも成膜され、内部配線26と電気的に接続される。次いで、金属膜30を所定の配線パターンにパターンニングして形状加工を行う。金属膜30の材料としては、銀、金、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン、タンタル、タングステン等の半導体装置に対して一般的に用いることが可能な材料を主材料とすることができる。電気的抵抗値や材料の加工性を考慮した場合にはアルミニウムを用いることが好適である。
【0017】
そして、下部支持基体16の裏面上の緩衝部材32以外の領域を覆うように保護膜34を成膜する。保護膜34としては、パターンニングできる材料が適しているため、緩衝部材32と同じ感光性エポキシ樹脂等を用いることができる。次いで、下部支持基体16の緩衝部材32上に外部端子としてボール状端子20を形成する。ボール状端子20は、例えば、はんだ材料で形成され、既存の手法を用いて形成することができる。
【0018】
ダイシング工程では、図11のように溝24の底部をスクライブラインとしてダイシングソー等を用いて積層体を切断して、個々の固体撮像素子に分断する。
【0019】
以上の製造方法により、図12に示す外観図のチップサイズパッケージの固体撮像素子となる。この固体撮像素子は、半導体基板10の表面上に受光素子が形成され、その受光素子を被ってカラーフィルタが積層されたものをエポキシ等の樹脂層12を介して上部支持基体14と下部支持基体16によって挟み込み、その側面から外部配線30を取り出し、固体撮像素子の裏面に設けたボール状端子20に接続した構造を有する。このとき、上部支持基体は、赤外線カットフィルタとしても機能する。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の固体撮像素子では独立の赤外線カットフィルタを不要にし、また光学系の設計の制約を緩和することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固体撮像素子の製造方法における第1の実施形態の受光素子形成工程。
【図2】本発明の固体撮像素子の製造方法における第1の実施形態の赤外線カットフィルタ積層工程。
【図3】本発明の固体撮像素子の製造方法における第1の実施形態のダイシング工程。
【図4】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態の受光素子形成及び内部配線形成工程。
【図5】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態の第1の積層体形成工程。
【図6】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態の研磨工程。
【図7】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態のエッチング工程。
【図8】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態の第2の積層体形成工程。
【図9】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態の切削工程。
【図10】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態の金属膜成膜工程及び端子形成工程。
【図11】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態のダイシング工程。
【図12】本発明の固体撮像素子の製造方法における第2の実施形態による固体撮像素子の外観図。
【符号の説明】
1:半導体基板、1a:受光素子、2:カラーフィルタ、3:樹脂層
4a:透明基板、4b:赤外線反射薄膜、5:スクライブライン
10:半導体基板、26:内部配線、12:樹脂層、14:上部支持基体
14a,14d:透明基板、14b:赤外線反射薄膜、14c:樹脂層
16:下部支持基体、20:ボール状端子、24:溝、28:内部配線の端部
30:金属膜、32:緩衝部材、34:保護膜
100:固体撮像素子
Claims (2)
- 半導体基板の表面上のスクライブラインによって区画される各領域に受光素子を形成すると共に、その受光素子の形成領域を被ってカラーフィルタを積層する第1の工程と、
前記受光素子の形成領域を被う赤外線カットフィルタを透光性を有する樹脂層を介して固着した積層体を形成する第2の工程と、
前記積層体を前記半導体基板のスクライブラインに沿って切削して前記積層体を分割する第3の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 半導体基板の表面上のスクライブラインによって区画される各領域に受光素子を形成すると共に、隣接する前記受光素子間に前記スクライブラインを跨って内部配線を形成する第1の工程と、
前記受光素子の形成領域を被ってカラーフィルタを積層する第2の工程と、
透光性を有する絶縁樹脂層を介して、前記受光素子の形成領域を被い、可視光を透過し赤外線を遮断する上部支持基体を固着する第3の工程と、
前記半導体基板の一部をスクライブラインに沿って除去した後、前記半導体基板裏面に絶縁樹脂層を介して下部支持基体を固着した積層体を形成する第4の工程と、
前記上部支持基体の一部を残して、前記スクライブラインに沿って、前記絶縁樹脂及び内部配線の一部を露出させる溝を形成する第5の工程と、
前記半導体基板裏面及び前記溝を覆って金属膜を成膜し、この金属膜をパターンニングして外部配線を形成する第6の工程と、
前記スクライブラインに沿って切削して前記積層体を分割する第7の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
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