JP2006100762A - Method of manufacturing solid-state imaging device - Google Patents

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清文 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a laminate structure consisting of a wafer 11 and a transparent glass board 12 such as a chip size packaged solid-state imaging device, with good productivity and high positioning accuracy. <P>SOLUTION: Many solid-state imaging elements 11A are formed on the front surface of the wafer 11 while at the same time frame-like spacers 13 having such a shape as to surround individual solid-state imaging elements and having a prescribed thickness are formed on the bottom face of the transparent glass board 12, so as to correspond to individual solid-state imaging elements. The wafer and the transparent glass board are faced and aligned, and then are fastened to each other via an adhesive 15 arranged at several spots between the wafer and the transparent glass board. Next, the wafer and the transparent glass board are joined together via the spacers, and then the joined wafer and transparent glass board is divided into individual solid-state imaging devices 21. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体撮像装置の製造方法に関し、特に、チップサイズパッケージ(CSP)タイプの固体撮像装置の製造に好適な固体撮像装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device, and more particularly to a method for manufacturing a solid-state imaging device suitable for manufacturing a chip size package (CSP) type solid-state imaging device.

デジタルカメラや携帯電話に用いられる、CCDやCMOSからなる固体撮像装置は、益々小型化が要求されている。このため、固体撮像素子チップ全体をセラミックス等のパッケージに気密封止した、従来の大型パッケージから、最近では、固体撮像素子チップの大きさと略等しい大きさの、チップサイズパッケージ(CSP)タイプに移行しつつある。   A solid-state imaging device made of a CCD or a CMOS used for a digital camera or a mobile phone is increasingly required to be downsized. For this reason, the conventional large package, in which the entire solid-state image sensor chip is hermetically sealed in a ceramic package or the like, has recently moved to a chip size package (CSP) type, which is approximately the same size as the solid-state image sensor chip. I am doing.

このような中で、ウェーハ(半導体基板)上に多数形成された、各固体撮像素子の受光部を包囲する位置に対応させて、透明ガラス板にスペーサを形成するとともに、この透明ガラス板をスペーサ部分でウェーハに接着してウェーハとの間に空隙部を形成し、しかる後に透明ガラス板及びウェーハを、スクライブラインに沿ってダイシングし、個々の固体撮像装置に分離する方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照。)。   Under such circumstances, a spacer is formed on the transparent glass plate so as to correspond to the position surrounding the light receiving portion of each solid-state image sensor formed on the wafer (semiconductor substrate). A method has been proposed in which a gap is formed between the wafer and the wafer, and then the transparent glass plate and the wafer are diced along a scribe line and separated into individual solid-state imaging devices ( For example, see Patent Document 1.)

このようなスペーサ部分とウェーハ及び透明ガラス板との固定方法としては、エポキシ系又はシリコン系の常温硬化タイプの接着剤によるのが一般的である。
特開2002−231921号公報
As a method for fixing such a spacer portion to the wafer and the transparent glass plate, an epoxy type or silicon type room temperature curing type adhesive is generally used.
JP 2002-231921 A

しかしながら、このような常温硬化タイプの接着剤による固定の場合、接着剤が硬化するまでに数十分〜数時間を要し、その間ウェーハ及び透明ガラス板を上下より加圧しておく必要がある。したがって、製造装置の生産性が低いという問題がある。   However, in the case of fixing with such a room temperature curing type adhesive, it takes several tens of minutes to several hours until the adhesive is cured, and the wafer and the transparent glass plate need to be pressurized from above and below. Therefore, there is a problem that the productivity of the manufacturing apparatus is low.

一方、接着剤が硬化するまでの間、ウェーハ及び透明ガラス板を上下より加圧せず、仮止め状態で静置させておく製造方法が採用でき、この場合には生産性を高くできる。ところが、この製造方法では、ウェーハと透明ガラス板とのアライメント(位置合わせ)後にウェーハと透明ガラス板とがずれてしまう不具合がある。特にアライメント装置から静置場所までハンドリングする必要があり、この際に位置ずれを生じやすい。   On the other hand, it is possible to employ a manufacturing method in which the wafer and the transparent glass plate are not pressed from above and below until they are cured, and can be left in a temporarily fixed state. In this case, productivity can be increased. However, in this manufacturing method, there is a problem that the wafer and the transparent glass plate are displaced after the alignment between the wafer and the transparent glass plate. In particular, it is necessary to handle from the alignment device to a stationary place, and a positional shift is likely to occur at this time.

たとえば、ウェーハと透明ガラス板との水平位置が数十μmずれた場合、ウェーハ1枚分より採られる全ての製品が不良品になってしまう。   For example, when the horizontal position of the wafer and the transparent glass plate is shifted by several tens of μm, all products taken from one wafer are defective.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、チップサイズパッケージ(CSP)タイプの固体撮像装置のように、基板(ウェーハ)と透明平板(ガラス板)とで構成された積層構造物を製造するにあたり、生産性良く、かつ、正確な位置合わせ精度で製造することができる固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a laminated structure composed of a substrate (wafer) and a transparent flat plate (glass plate) like a chip size package (CSP) type solid-state imaging device. In manufacturing a solid-state imaging device, it is desirable to provide a manufacturing method of a solid-state imaging device that can be manufactured with high productivity and accurate alignment accuracy.

前記目的を達成するために、本発明は、ウェーハの表面に多数の固体撮像素子を形成する工程と、前記ウェーハに接合される透明平板下面の前記固体撮像素子に対応する箇所に、個々の固体撮像素子を囲む形状の所定厚さの枠状のスペーサを形成する工程と、前記ウェーハと前記透明平板との間の複数箇所に接着剤を配するとともに、前記ウェーハと前記透明平板とを位置合わせした後、前記ウェーハと前記透明平板とを仮固定する工程と、仮固定された前記ウェーハと前記透明平板とを前記スペーサを介して接合する工程と、接合された前記ウェーハと前記透明平板とを個々の固体撮像素子に分割する工程と、を備えることを特徴とする固体撮像装置の製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a process for forming a large number of solid-state image sensors on the surface of a wafer, and individual solid-states at locations corresponding to the solid-state image sensors on the lower surface of a transparent flat plate bonded to the wafer. A step of forming a frame-shaped spacer having a predetermined thickness surrounding the image sensor; and an adhesive is disposed at a plurality of locations between the wafer and the transparent flat plate, and the wafer and the transparent flat plate are aligned. Then, a step of temporarily fixing the wafer and the transparent flat plate, a step of bonding the temporarily fixed wafer and the transparent flat plate through the spacer, and the bonded wafer and the transparent flat plate. And a step of dividing the solid-state imaging device into individual solid-state imaging devices.

本発明によれば、ウェーハと透明平板とをアライメント装置等により位置合わせし、その状態で複数箇所に配された接着剤によりウェーハと透明平板とを固定し、固定された状態のウェーハと透明平板とをスペーサを介して接合する。したがって、ウェーハと透明平板とをアライメント装置等により位置合わせした状態で上下より長時間加圧する必要はなく、製造装置の生産性が低いという問題は生じない。また、ウェーハと透明平板とのアライメント後にウェーハと透明平板とがずれてしまう不具合も生じない。したがって、固体撮像装置を生産性良く、かつ、正確な位置合わせ精度で製造することができる。   According to the present invention, the wafer and the transparent flat plate are aligned by an alignment device or the like, and the wafer and the transparent flat plate are fixed by an adhesive disposed at a plurality of positions in that state, and the wafer and the transparent flat plate in a fixed state are fixed. Are joined via a spacer. Therefore, it is not necessary to press the wafer and the transparent flat plate for a long time from above and below in a state where the wafer and the transparent flat plate are aligned by an alignment device or the like, and there is no problem that the productivity of the manufacturing apparatus is low. Further, there is no problem that the wafer and the transparent flat plate are displaced after the alignment between the wafer and the transparent flat plate. Therefore, the solid-state imaging device can be manufactured with high productivity and accurate alignment accuracy.

本発明において、前記接着剤が放射線硬化タイプの接着剤であることが好ましい。このような放射線硬化タイプの接着剤(たとえば、紫外線硬化タイプの接着剤)を使用すれば、ウェーハと透明平板とのアライメント後に透明平板の側より放射線を照射することにより接着剤を瞬時に硬化させることができ、本発明の効果を一層発揮できる。   In the present invention, the adhesive is preferably a radiation curable adhesive. If such a radiation curing type adhesive (for example, an ultraviolet curing type adhesive) is used, the adhesive is instantaneously cured by irradiating radiation from the transparent flat plate side after alignment of the wafer and the transparent flat plate. The effect of the present invention can be further exhibited.

なお、本明細書において、「固体撮像素子」とは、多数の固体撮像素子(CCD等)が2次元のアレイ状に集合したものを指し、1のアレイ状の集合が1の固体撮像装置に対応するものである。   In this specification, the “solid-state imaging device” refers to an assembly of a large number of solid-state imaging devices (CCD, etc.) in a two-dimensional array, and one array-like set is a single solid-state imaging device. Corresponding.

以上説明したように、本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、固体撮像装置を生産性良く、かつ、正確な位置合わせ精度で製造することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, the solid-state imaging device can be manufactured with high productivity and accurate alignment accuracy.

以下、添付図面に従って、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。なお、各図において、同一部材には同一の番号又は記号を付している。   Hereinafter, preferred embodiments of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same number or symbol is attached to the same member.

図1及び図2は、本発明に係る固体撮像装置の製造方法によって製造されたチップサイズパッケージ(CSP)タイプの固体撮像装置の外観形状を示す斜視図、及び要部断面図である。   FIG. 1 and FIG. 2 are a perspective view and an essential part cross-sectional view showing an external shape of a chip size package (CSP) type solid-state imaging device manufactured by the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention.

固体撮像装置21は、固体撮像素子11A、及び固体撮像素子11Aと電気的に接続するための複数の接続端子であるパッド11B、11B…が設けられた矩形状の固体撮像素子チップ11Cと、固体撮像素子11Aを取り囲むように固体撮像素子チップ11C上に取り付けられた枠形状のスペーサ13と、このスペーサ13の上に取り付けられて固体撮像素子11Aを封止する透明ガラス板12とからなる。   The solid-state imaging device 21 includes a solid-state imaging device 11A and a rectangular solid-state imaging device chip 11C provided with pads 11B, 11B, which are a plurality of connection terminals for electrical connection with the solid-state imaging device 11A. The frame-shaped spacer 13 is mounted on the solid-state image sensor chip 11C so as to surround the image sensor 11A, and the transparent glass plate 12 is mounted on the spacer 13 and seals the solid-state image sensor 11A.

なお、固体撮像素子チップ11Cは、後述する半導体基板(ウェーハ)11(本発明の基板に相当)が分割されたものである。また、スペーサ13は、接着剤13Aを介して透明ガラス板12と、接着剤13Bを介してウェーハ11と、それぞれ接合されている。   The solid-state imaging device chip 11C is obtained by dividing a semiconductor substrate (wafer) 11 (corresponding to the substrate of the present invention) described later. The spacer 13 is bonded to the transparent glass plate 12 via an adhesive 13A and the wafer 11 via an adhesive 13B.

固体撮像素子11Aの製造には、一般的な半導体素子製造工程が適用される。固体撮像素子11Aは、ウェーハ11に形成された受光素子であるフォトダイオード、励起電圧を外部に転送する転送電極、開口部を有する遮光膜、層間絶縁膜、層間絶縁膜の上部に形成されたインナーレンズ、インナーレンズの上部に中間層を介して設けられたカラーフィルタ、カラーフィルタの上部に中間層を介して設けられたマイクロレンズ等で構成されている。   A general semiconductor element manufacturing process is applied to manufacture of the solid-state imaging element 11A. The solid-state imaging device 11A includes a photodiode that is a light receiving element formed on the wafer 11, a transfer electrode that transfers excitation voltage to the outside, a light shielding film having an opening, an interlayer insulating film, and an inner layer formed on the interlayer insulating film. A lens, a color filter provided on the upper part of the inner lens via an intermediate layer, a micro lens provided on the upper part of the color filter via an intermediate layer, and the like.

固体撮像素子11Aはこのように構成されているため、外部から入射する光がマイクロレンズ及びインナーレンズによって集光されてフォトダイオードに照射され、有効開口率が上がるようになっている。   Since the solid-state imaging device 11A is configured in this way, light incident from the outside is condensed by the microlens and the inner lens and irradiated to the photodiode, so that the effective aperture ratio is increased.

パッド11B、11B…は、たとえば、導電性材料を用いて固体撮像素子チップ11Cの上に印刷により形成されている。また、パッド11Bと固体撮像素子11Aとの間も同様に印刷によって配線が施されている。   The pads 11B, 11B,... Are formed by printing on the solid-state image sensor chip 11C using, for example, a conductive material. Similarly, wiring is provided between the pad 11B and the solid-state imaging device 11A by printing.

更に、固体撮像素子チップ11Cを貫通する貫通配線24が設けられており、パッド11Bと外部接続端子26との導通が取られている。   Further, a through wiring 24 penetrating the solid-state imaging element chip 11C is provided, and conduction between the pad 11B and the external connection terminal 26 is established.

ウェーハ11としては、単結晶シリコンウェーハを用いるのが一般的である。   As the wafer 11, a single crystal silicon wafer is generally used.

スペーサ13は、無機材料、たとえば、シリコンで形成されている。すなわち、スペーサ13の材質としては、ウェーハ11及び透明ガラス板12と熱膨張係数等の物性が類似した材質が望ましい。このため、スペーサ13の材質としては、シリコンが好適である。   The spacer 13 is made of an inorganic material such as silicon. That is, the material of the spacer 13 is preferably a material similar in physical properties such as the thermal expansion coefficient to the wafer 11 and the transparent glass plate 12. For this reason, the material of the spacer 13 is preferably silicon.

透明ガラス板12には、CCDのフォトダイオードの破壊を防止するために、透明なα線遮蔽ガラスが用いられている。   Transparent α-ray shielding glass is used for the transparent glass plate 12 in order to prevent destruction of the photodiode of the CCD.

次に、本発明に係る固体撮像装置の製造方法が適用されるCSPタイプ固体撮像装置の製造工程の概略について説明する。   Next, the outline of the manufacturing process of the CSP type solid-state imaging device to which the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention is applied will be described.

図3は、固体撮像装置の製造工程を示すフローチャートである。第1の工程では、図4及び図5に示されるように、透明ガラス板12の上に、多数のスペーサ13が形成されるとともに、ウェーハ11に、個々の固体撮像装置21に対応する固体撮像素子11A、11A…とパッド11B、11B…とが形成される。   FIG. 3 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the solid-state imaging device. In the first step, as shown in FIGS. 4 and 5, a large number of spacers 13 are formed on the transparent glass plate 12, and solid-state imaging corresponding to individual solid-state imaging devices 21 is formed on the wafer 11. Element 11A, 11A ... and pad 11B, 11B ... are formed.

すなわち、図4は、透明ガラス板12とウェーハ11とを示す斜視図であり、図5は、スペーサ13の層を示す透明ガラス板12の断面図である。   4 is a perspective view showing the transparent glass plate 12 and the wafer 11, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the transparent glass plate 12 showing the spacer 13 layer.

透明ガラス板12とウェーハ11のサイズは、固体撮像装置21のチップサイズ(3〜35mm角が一般的)にもよるが、たとえば、外径約102mm(4インチ)とできる。透明ガラス板12の厚さは、たとえば、0.3〜0.7mmとでき、ウェーハ11の厚さは、たとえば、0.3〜0.7mmとできる。   The size of the transparent glass plate 12 and the wafer 11 depends on the chip size of the solid-state imaging device 21 (generally 3 to 35 mm square), but can be about 102 mm (4 inches) in outer diameter, for example. The thickness of the transparent glass plate 12 can be 0.3 to 0.7 mm, for example, and the thickness of the wafer 11 can be 0.3 to 0.7 mm, for example.

なお、図4において、透明ガラス板12とウェーハ11の両側部の円内には、位置合わせ用のマークがそれぞれ形成されている。   In FIG. 4, alignment marks are formed in circles on both sides of the transparent glass plate 12 and the wafer 11.

スペーサ13の厚さは、たとえば、0.02〜0.2mmとできる。これらのスペーサ13は、たとえば、次のような方法によって形成される。先ず、透明ガラス板12上にシリコン等の無機材料をスピンコート等の塗布やCVD装置等で積層し、無機材料膜を形成する。次いで、フォトリソグラフイ技術、エッチング処理等を用いて、無機材料膜から多数のスペーサ13のパターンを形成する。   The thickness of the spacer 13 can be set to 0.02 to 0.2 mm, for example. These spacers 13 are formed by the following method, for example. First, an inorganic material such as silicon is laminated on the transparent glass plate 12 by spin coating or a CVD apparatus to form an inorganic material film. Next, a pattern of a large number of spacers 13 is formed from the inorganic material film using a photolithographic technique, an etching process, or the like.

フォトリソグラフイ技術、エッチング処理による場合、先ず、ガラス板12上の全面に無機材料膜を形成し、次いで、フォトリソグラフイ技術により、図4のスペーサ13に該当する部分の表面にフォトレジストの層を形成し、エッチング処理によりスペーサ13のパターンを形成する。   In the case of the photolithographic technique and the etching process, first, an inorganic material film is formed on the entire surface of the glass plate 12, and then a photoresist layer is formed on the surface corresponding to the spacer 13 in FIG. 4 by the photolithographic technique. And a pattern of the spacer 13 is formed by an etching process.

また、スピンコート等以外に透明ガラス板12上に無機材料膜を形成するために、透明ガラス板12とシリコンウェーハとを貼り合わせてもよい。更に、透明ガラス板12上に無機材料を印刷して、スペーサ13を直接形成してもよい。   Moreover, in order to form an inorganic material film on the transparent glass plate 12 other than spin coating, the transparent glass plate 12 and a silicon wafer may be bonded together. Furthermore, the spacer 13 may be directly formed by printing an inorganic material on the transparent glass plate 12.

なお、既述の図2のように、透明ガラス板12上に接着剤13Aを介してスペーサ13を接合する場合には、この接着剤13Aの透明ガラス板12上への塗布は、図7により後述する接着剤13Bのスペーサ13上への塗布と同様に行えばよい。   As shown in FIG. 2 described above, when the spacer 13 is joined to the transparent glass plate 12 via the adhesive 13A, the application of the adhesive 13A onto the transparent glass plate 12 is performed according to FIG. What is necessary is just to carry out similarly to application | coating on the spacer 13 of the adhesive agent 13B mentioned later.

第2の工程では、図6に示されるように、透明ガラス板12上のスペーサ13の上面に接着剤13Bが薄く均一に塗布される。接着剤13Bの種類としては、硬化時の反りを防止し、かつ水分等の侵入を防いで高信頼性を得ることができるように、たとえば、エポキシ系、シリコン系等の樹脂系の常温硬化型接着剤が用いられる。また、5〜10μm程度の薄い塗布厚を実現するために、0.1〜10Pa・s程度の粘度の接着剤13Bが使用される。   In the second step, as shown in FIG. 6, the adhesive 13 </ b> B is thinly and uniformly applied to the upper surface of the spacer 13 on the transparent glass plate 12. As the type of the adhesive 13B, for example, an epoxy-based, silicon-based, resin-based, room-temperature-curing type can be obtained so as to prevent warping during curing and prevent moisture and the like from entering. An adhesive is used. Further, in order to realize a thin coating thickness of about 5 to 10 μm, an adhesive 13B having a viscosity of about 0.1 to 10 Pa · s is used.

スペーサ13への接着剤13Bの塗布は、たとえば、図7のフローチャート、及び図8〜図10に示される第2−1〜第2−4工程によって行なわれる。第2−1工程では、図8に示されるように、平坦度の良好なスピナーテーブル45上に転写フイルム46が載置される。この転写フイルム46は、ずれやしわ等が発生しないように、エア吸引等を用いてスピナーテーブル45上に吸着保持される。   Application of the adhesive 13B to the spacer 13 is performed by, for example, the flowchart of FIG. 7 and the 2-1 to 2-4 steps shown in FIGS. In the second-first step, as shown in FIG. 8, the transfer film 46 is placed on the spinner table 45 with good flatness. The transfer film 46 is sucked and held on the spinner table 45 using air suction or the like so as not to cause displacement or wrinkles.

転写フイルム46は、ポリエチレンテレフタレート(PET)を使用して平坦に形成された薄膜フイルムであり、透明ガラス板12の外形サイズよりも大きな外形サイズを有している。スピナーテーブル45上に載置された転写フイルム46には、接着剤13Bが所定量供給された後、スピナーテーブル45が高速で回転することにより、接着剤13Bが6〜10μm、好ましくは8μmの厚さで均一に塗布される。   The transfer film 46 is a thin film formed flat using polyethylene terephthalate (PET), and has an outer size larger than the outer size of the transparent glass plate 12. After a predetermined amount of adhesive 13B is supplied to the transfer film 46 placed on the spinner table 45, the spinner table 45 rotates at a high speed, so that the adhesive 13B has a thickness of 6 to 10 μm, preferably 8 μm. It is applied uniformly.

なお、転写フイルム46への接着剤13Bの塗布には、ブレードコータやバーコータ等を用いてもよい。   A blade coater, a bar coater, or the like may be used to apply the adhesive 13B to the transfer film 46.

一般的に、光学用の常温硬化型接着剤は、スペーサ13の材料となるシリコン等の無機物に対して塗れ性が悪く、粘度を高くすることにより塗れ性が改善されることが知られている。しかし、粘度の高い接着剤を使用すると、塗布厚の制御が難しくなる。   In general, it is known that a normal temperature curable adhesive for optical use has poor wettability with respect to an inorganic material such as silicon, which is a material of the spacer 13, and the wettability is improved by increasing the viscosity. . However, when an adhesive having a high viscosity is used, it is difficult to control the coating thickness.

そのため、本実施形態では、第2−2工程として、転写フイルム46への接着剤13Bの塗布後に所定時間放置し、接着剤13Bの粘度を高くする経時処理を行なっている。この経時処理は、接着剤13Bの粘度が9.5〜10Pa・s(9500〜10000cps)程度となるように温度と時間を調整することが必要となる。   Therefore, in the present embodiment, as the 2-2 step, the aging process for increasing the viscosity of the adhesive 13B is performed by leaving it for a predetermined time after the application of the adhesive 13B to the transfer film 46. In this aging treatment, it is necessary to adjust the temperature and time so that the viscosity of the adhesive 13B is about 9.5 to 10 Pa · s (9500 to 10,000 cps).

このように、経時処理によって接着剤13Bの粘度を変化させるようにしたので、転写フイルム46への塗布時には粘度の低い接着剤13Bを使用して、高精度に塗布厚を制御することができる。   As described above, since the viscosity of the adhesive 13B is changed by the aging process, the coating thickness can be controlled with high accuracy by using the adhesive 13B having a low viscosity when applied to the transfer film 46.

なお、親水性のある接着剤を使用している場合には、スペーサ13にプラズマ、又は紫外線を照射して表面改質を行なうこともできる。これにより、シリコン製スペーサーへの接着剤の塗れ性を改善することができる。   When a hydrophilic adhesive is used, the surface modification can be performed by irradiating the spacer 13 with plasma or ultraviolet rays. Thereby, the wettability of the adhesive to the silicon spacer can be improved.

第2−3工程では、アライメント装置や手作業によって、透明ガラス板12と転写フイルム46との貼り合わせが行なわれる。たとえば、図9に示されるように、アライメント装置は、吸引孔40aからエア吸引を行なって透明ガラス板12を吸着保持するガラス保持テーブル40と、このガラス保持テーブル40の下方に配置され、吸引孔41aからエア吸引を行ない、スポンジ41bを介して転写フイルム46を吸着保持するフイルム保持テーブル41とからなる。フイルム保持テーブル41は、周知のZ軸移動テーブルと同様に上下方向での移動が可能とされている。   In the second to third steps, the transparent glass plate 12 and the transfer film 46 are bonded together by an alignment device or manual work. For example, as shown in FIG. 9, the alignment apparatus is disposed below the glass holding table 40 and the glass holding table 40 that sucks and holds the transparent glass plate 12 by sucking air from the suction holes 40 a. A film holding table 41 that performs air suction from 41a and sucks and holds the transfer film 46 through a sponge 41b. The film holding table 41 can be moved in the vertical direction in the same manner as a known Z-axis moving table.

フイルム保持テーブル41は、接着剤13Bが塗布された転写フイルム46をスポンジ41b上に載置した状態で上昇し、転写フイルム46を透明ガラス板12上の多数のスペーサ13に均一な力で押し付ける。   The film holding table 41 rises with the transfer film 46 coated with the adhesive 13B placed on the sponge 41b, and presses the transfer film 46 against the numerous spacers 13 on the transparent glass plate 12 with a uniform force.

スポンジ41bには、スペーサ13を破損させず、かつ転写フイルム46をしっかりとスペーサ13に押し付けることができる程度の硬さを有するものが用いられる。これにより、転写フイルム46上の接着剤13Bとスペーサ13とが確実に接触し、透明ガラス板12と転写フイルム46とが貼り合わされる。   As the sponge 41b, a sponge having a hardness that can firmly press the transfer film 46 against the spacer 13 without damaging the spacer 13 is used. As a result, the adhesive 13B on the transfer film 46 and the spacer 13 are reliably in contact with each other, and the transparent glass plate 12 and the transfer film 46 are bonded together.

なお、透明ガラス板12上で加圧ローラを移動させて、透明ガラス板12と転写フイルム46とを貼り合わせてもよい。   The transparent glass plate 12 and the transfer film 46 may be bonded together by moving the pressure roller on the transparent glass plate 12.

第2−4工程では、図10に示されるように、透明ガラス板12から転写フイルム46が剥がされて、スペーサ13上に接着剤13Bが転写される。   In the second to fourth steps, as shown in FIG. 10, the transfer film 46 is peeled off from the transparent glass plate 12, and the adhesive 13 </ b> B is transferred onto the spacer 13.

この工程で使用されるフイルム剥離装置は、載置された透明ガラス板12をエア吸引等によって吸着保持する作業台42と、転写フイルム46の−端が係止される巻取りローラ43と、転写フイルム46の上面に当接して剥離中の転写フイルム46と透明ガラス板12とがなす角度θを一定に保つ剥離ガイド44とからなる。   The film peeling apparatus used in this step includes a work table 42 for sucking and holding the placed transparent glass plate 12 by air suction or the like, a take-up roller 43 to which the negative end of the transfer film 46 is locked, and a transfer It consists of a peeling guide 44 which is in contact with the upper surface of the film 46 and keeps the angle θ between the transfer film 46 being peeled and the transparent glass plate 12 constant.

作業台42は、たとえばXYテーブルに用いられるテーブル移動機構によって、図中左
右方向でスライド自在とされている。
The work table 42 is slidable in the left-right direction in the figure by a table moving mechanism used for an XY table, for example.

フイルム剥離装置は、作業台42の図中左方へのスライド移動と同時に巻取りローラ43による転写フイルム46の巻き取りを開始し、透明ガラス板12の一端側から順次転写フイルム46を引き剥がしていく。   The film peeling apparatus starts winding the transfer film 46 by the winding roller 43 simultaneously with the slide movement of the work table 42 to the left in the drawing, and sequentially peels off the transfer film 46 from one end side of the transparent glass plate 12. Go.

その際に、転写フイルム46の背面が剥離ガイド44によって規制されるため、透明ガラス板12と転写フイルム46とがなす角度θは常に一定となり、透明ガラス板12の各スペーサ13には一定厚さの接着剤13Bが転写される。   At that time, since the back surface of the transfer film 46 is regulated by the peeling guide 44, the angle θ formed between the transparent glass plate 12 and the transfer film 46 is always constant, and each spacer 13 of the transparent glass plate 12 has a constant thickness. The adhesive 13B is transferred.

なお、転写フイルム46のサイズが、巻取りローラ43に係止できる程大きくない場合には、転写フイルム46の端部に延長用のフイルムを貼り付けるとよい。   If the size of the transfer film 46 is not large enough to be locked to the take-up roller 43, an extension film may be attached to the end of the transfer film 46.

図3のフローチャートに戻り、ウェーハ11における第2の工程について説明する。この工程では、図11に示されるように、ウェーハ11の4箇所に点状に固定用接着剤15が塗布される。この固定用接着剤15としては、放射線硬化タイプの接着剤(たとえば、紫外線硬化タイプの接着剤)が好ましく使用できる。   Returning to the flowchart of FIG. 3, the second step in the wafer 11 will be described. In this step, as shown in FIG. 11, the fixing adhesive 15 is applied to the four locations of the wafer 11 in the form of dots. As the fixing adhesive 15, a radiation curable adhesive (for example, an ultraviolet curable adhesive) can be preferably used.

すなわち、この固定用接着剤15は、塗布後何の処理も行わない状態では、長時間にわたって硬化しない性質であり、かつ、放射線(たとえば、紫外線)の照射により、瞬時に硬化する性質のものが求められる。   That is, this fixing adhesive 15 has a property that it does not cure for a long time in a state where no treatment is performed after application, and a property that cures instantaneously upon irradiation with radiation (for example, ultraviolet rays). Desired.

固定用接着剤15の各箇所における塗布量としては、次工程(第3の工程)において、ウェーハ11上に透明ガラス板12をアライメントし、密着させた際に、固定用接着剤15が透明ガラス板12に接するのに充分な量とする。   The application amount of the fixing adhesive 15 at each location is such that when the transparent glass plate 12 is aligned and brought into close contact with the wafer 11 in the next step (third step), the fixing adhesive 15 is transparent glass. The amount is sufficient to contact the plate 12.

また、その際、点状の固定用接着剤15が広がり過ぎない程度の少量であることが好ましい。さもないと、点状の固定用接着剤15が広がり過ぎて、スペーサ13や固体撮像素子11A及びパッド11Bを覆ってしまい、品質不良となってしまう。   At that time, it is preferable that the amount of the point-like fixing adhesive 15 is small enough not to spread too much. Otherwise, the point-like fixing adhesive 15 will spread too much, covering the spacer 13, the solid-state imaging device 11A, and the pad 11B, resulting in poor quality.

第3の工程では、図12(B)に示されるように、多数の固体撮像素子11A及びパッド11Bが形成されたウェーハ11上に透明ガラス板12がアライメントされ、次いで仮固定される。透明ガラス板12とウェーハ11とのアライメント、仮固定には、アライメント貼付け装置が使用される。   In the third step, as shown in FIG. 12B, the transparent glass plate 12 is aligned on the wafer 11 on which a large number of solid-state imaging elements 11A and pads 11B are formed, and then temporarily fixed. An alignment sticking device is used for alignment and temporary fixation between the transparent glass plate 12 and the wafer 11.

図12(A)に示されるように、アライメント貼付け装置は、エア吸引孔16aからエアを吸引してウェーハ11を位置決め保持する貼り合わせテーブル16と、同様にエア吸引孔17aからエアを吸引して透明ガラス板12を保持し、ウェーハ11に合わせて透明ガラス板12のXY方向及びθ方向(回転方向)の位置調整を行なう位置決めテーブル1
7とを備えている。
As shown in FIG. 12A, the alignment sticking apparatus sucks air from the air suction hole 16a and sucks air from the air suction hole 17a in the same manner as the bonding table 16 that positions and holds the wafer 11. Positioning table 1 that holds the transparent glass plate 12 and adjusts the position of the transparent glass plate 12 in the XY direction and the θ direction (rotation direction) according to the wafer 11.
7.

この位置決めテーブル17により、ウェーハ11と透明ガラス板12とのオリフラ11f、12f(図4参照)や、適宜設けられた既述のアライメントマーク等を利用してウェーハ11と透明ガラス板12との位置調整を行なう。   With this positioning table 17, the positions of the wafer 11 and the transparent glass plate 12 using the orientation flats 11 f and 12 f (see FIG. 4) between the wafer 11 and the transparent glass plate 12, the above-described alignment marks appropriately provided, and the like. Make adjustments.

なお、この位置決めテーブル17の少なくとも固定用接着剤15に対応する部分は、透明又は半透明(切り欠いた状態でもよい)になっていることが好ましい。   Note that at least a portion corresponding to the fixing adhesive 15 of the positioning table 17 is preferably transparent or translucent (may be cut out).

その後、位置決めテーブル17を下降させて、透明ガラス板12をウェーハ11に重ね合わせ、位置決めテーブル17で透明ガラス板12を均一に加圧することにより、透明ガラス板12とウェーハ11との仮貼り合わせが行なわれる。その際、既述したように、固定用接着剤15が透明ガラス板12に接する。   Thereafter, the positioning table 17 is lowered, the transparent glass plate 12 is superimposed on the wafer 11, and the transparent glass plate 12 is uniformly pressed by the positioning table 17, whereby the transparent glass plate 12 and the wafer 11 are temporarily bonded. Done. At that time, as described above, the fixing adhesive 15 contacts the transparent glass plate 12.

次いで、位置決めテーブル17の裏面(上面)より紫外線を照射し、位置決めテーブル17の透明又は半透明部分、及び透明ガラス板12を透過させて、固定用接着剤15に紫外線をあて、固定用接着剤15を硬化させる。これにより、接着剤13Bが硬化していないものの、固定用接着剤15により透明ガラス板12とウェーハ11とが水平方向に相対移動しないように固定される(仮貼り合わせされる)。   Next, ultraviolet light is irradiated from the back surface (upper surface) of the positioning table 17, the transparent or translucent portion of the positioning table 17 and the transparent glass plate 12 are transmitted, the ultraviolet light is applied to the fixing adhesive 15, and the fixing adhesive is used. 15 is cured. Thereby, although the adhesive 13B is not hardened, the transparent glass plate 12 and the wafer 11 are fixed (temporarily bonded) by the fixing adhesive 15 so as not to move relative to each other in the horizontal direction.

なお、透明ガラス板12とウェーハ11とを貼り合わせるアライメント貼付け装置において、図9のアライメント装置で使用していたスポンジ41bが用いられていないのは、透明ガラス板12とウェーハ11との貼り合わせでは、固体撮像素子10Aとスペーサ13との間で高精度な位置調整を必要とするからである。   In addition, in the alignment sticking apparatus which bonds the transparent glass plate 12 and the wafer 11, the sponge 41b used in the alignment apparatus of FIG. This is because highly accurate position adjustment is required between the solid-state imaging device 10 </ b> A and the spacer 13.

第4の工程では、図12のアライメント貼付け装置によって仮貼り合わせされた透明ガラス板12及びウェーハ11は、このアライメント貼付け装置から取り外され、図13に示される加圧貼合わせ装置30に移載され、剥がれないように貼り合わされる。   In the fourth step, the transparent glass plate 12 and the wafer 11 temporarily bonded by the alignment bonding apparatus of FIG. 12 are removed from the alignment bonding apparatus and transferred to the pressure bonding apparatus 30 shown in FIG. , So that it does not peel off.

加圧貼合わせ装置30は、ウェーハ11が載せられる支持テーブル30Aと、この支持テーブル30Aの上方に配置され、スポンジ30Cを介して透明ガラス板12全体を均一な力で押圧する加圧テーブル30Bとからなる。この加圧貼り合わせ装置による透明ガラス板12及びウェーハ11の加圧は、接着剤13Bが硬化する所定時間継続される。   The pressure laminating device 30 includes a support table 30A on which the wafer 11 is placed, a pressure table 30B that is disposed above the support table 30A and presses the entire transparent glass plate 12 with a uniform force via a sponge 30C. Consists of. The pressurization of the transparent glass plate 12 and the wafer 11 by the pressure bonding apparatus is continued for a predetermined time during which the adhesive 13B is cured.

すなわち、第4の工程では、加圧を継続することにより、本貼り合わせが行なわれる。加圧されたウェーハ11と透明ガラス板12とは、互いの厚さのバラツキや反りなどに沿って僅かに変形し、スペーサ13とウェーハ11との接触状態が均一になる。   That is, in the fourth step, the main bonding is performed by continuing the pressurization. The pressed wafer 11 and the transparent glass plate 12 are slightly deformed along the thickness variation and warpage of each other, and the contact state between the spacer 13 and the wafer 11 becomes uniform.

加圧貼合わせ装置30は、上記のように簡易な構成であるので、多数セットを設け、同時並行的に処理を行うのに好適である。したがって、1台のアライメント装置に対し、多数セットを設け、生産性の向上とコストダウンが図れる。   Since the pressure laminating apparatus 30 has a simple configuration as described above, it is suitable for providing a large number of sets and performing processing in parallel. Therefore, a large number of sets can be provided for one alignment apparatus to improve productivity and reduce costs.

なお、第4の工程において、接着剤13Bが押圧されることにより、若干厚さが減少する。一方、硬化済みの固定用接着剤15も、押圧されることにより若干厚さが減少するが、材質によっては接着剤13Bよりも厚くなる場合もある。この場合であっても、固定用接着剤15の平面方向の位置がウェーハ11の端部近傍であることより、ダイシング(第5の工程)後の固体撮像装置21の品質に影響を及ぼすことはない。   In the fourth step, the thickness is slightly reduced by pressing the adhesive 13B. On the other hand, the thickness of the cured fixing adhesive 15 is slightly reduced by being pressed, but may be thicker than the adhesive 13B depending on the material. Even in this case, since the position of the fixing adhesive 15 in the planar direction is in the vicinity of the end of the wafer 11, the quality of the solid-state imaging device 21 after dicing (fifth step) is affected. Absent.

第5の工程では、図14に示されるように、透明ガラス板12とウェーハ11のダイシングが実施され、多数の固体撮像装置21が形成される。このダイシングは、ダイヤモンドホイール31(研削砥石)、透明ガラス板12及びウェーハ11が必要以上に加熱されないように、噴射ノズル32から研削液(クーラント)が掛けられながら行なわれる。このダイシングに際し、スペーサ13とウェーハ11との間は接着剤13Bによって確実に封止されているので、研削液がスペーサ13内に浸入することはない。   In the fifth step, as shown in FIG. 14, the transparent glass plate 12 and the wafer 11 are diced to form a large number of solid-state imaging devices 21. This dicing is performed while a grinding liquid (coolant) is applied from the injection nozzle 32 so that the diamond wheel 31 (grinding grindstone), the transparent glass plate 12 and the wafer 11 are not heated more than necessary. During this dicing, the space between the spacer 13 and the wafer 11 is securely sealed by the adhesive 13 </ b> B, so that the grinding liquid does not enter the spacer 13.

なお、ダイシングの前に、ウェーハ11の下面にダイシングテープ34が貼付され、ダイシング後に固体撮像装置21が飛散することを防止できるようになっている。   Note that a dicing tape 34 is attached to the lower surface of the wafer 11 before dicing so that the solid-state imaging device 21 can be prevented from scattering after dicing.

以上説明したように、本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、ウェーハ11と透明ガラス板12とをアライメント装置等により位置合わせした状態で上下より長時間加圧する必要はなく、製造装置の生産性が低いという問題は生じない。また、ウェーハ11と透明ガラス板12とのアライメント後にウェーハ11と透明ガラス板12とがずれてしまう不具合も生じない。したがって、固体撮像装置を生産性良く、かつ、正確な位置合わせ精度で製造することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, it is not necessary to press the wafer 11 and the transparent glass plate 12 from above and below for a long time in a state where the wafer 11 and the transparent glass plate 12 are aligned with each other. The problem of low productivity does not occur. Further, there is no problem that the wafer 11 and the transparent glass plate 12 are displaced after the alignment between the wafer 11 and the transparent glass plate 12. Therefore, the solid-state imaging device can be manufactured with high productivity and accurate alignment accuracy.

以上、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。   As mentioned above, although embodiment of the manufacturing method of the solid-state imaging device concerning this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various aspects can be taken.

たとえば、上記実施形態は、図1及び図2に示されるような正方形平面の固体撮像装置21について述べられているが、図15(斜視図)及び図16(断面図)に示されるような長方形平面の固体撮像装置21’についても好適に適用でき、同様の効果が得られる。この固体撮像装置21’は、固体撮像素子チップ11Cの端面がスペーサ13及び透明ガラス板12と面一とならず、張り出しており、固体撮像素子チップ11Cの表面に、パッド11B、11B…が露出するように設けられた構成のものである。   For example, the above embodiment has been described with respect to a solid-state imaging device 21 having a square plane as shown in FIGS. 1 and 2, but a rectangle as shown in FIGS. 15 (perspective view) and 16 (cross-sectional view). The present invention can also be suitably applied to the planar solid-state imaging device 21 ′, and the same effect can be obtained. In this solid-state imaging device 21 ′, the end surface of the solid-state imaging device chip 11C is not flush with the spacer 13 and the transparent glass plate 12, and the pads 11B, 11B... Are exposed on the surface of the solid-state imaging device chip 11C. It is the thing of the structure provided so that it might do.

また、本実施形態では、固定用接着剤15として、放射線硬化タイプの接着剤(紫外線硬化タイプの接着剤)が採用され、アライメント装置にセットされる前のウェーハ11に塗布され、紫外線の照射により硬化されているが、これ以外の態様を採用してもよい。   In the present embodiment, a radiation curable adhesive (ultraviolet curable adhesive) is employed as the fixing adhesive 15 and is applied to the wafer 11 before being set in the alignment apparatus. Although it is cured, other embodiments may be adopted.

たとえば、固定用接着剤15を使用せず、ウェーハ11と透明ガラス板12とを相対させて位置合わせした状態(図12(B)参照)において、端部のウェーハ11と透明ガラス板12との隙間より、シアノアクリレート系の接着剤や、短時間(数分)で硬化する接着剤(たとえば2液硬化タイプのエポキシ系接着剤)を注入し、ウェーハ11と透明ガラス板12とを仮貼り合わせする態様を採用してもよい。   For example, in a state where the wafer 11 and the transparent glass plate 12 are positioned relative to each other without using the fixing adhesive 15 (see FIG. 12B), the wafer 11 at the end and the transparent glass plate 12 are aligned. From the gap, a cyanoacrylate adhesive or an adhesive that cures in a short time (several minutes) (for example, a two-component curing type epoxy adhesive) is injected, and the wafer 11 and the transparent glass plate 12 are temporarily bonded together. You may employ | adopt the aspect to do.

要は、ウェーハ11と透明ガラス板12とを相対させて位置合わせする工程と、ウェーハ11と透明ガラス板12との間の複数箇所に接着剤を配し、ウェーハ11と透明ガラス板12とを固定する工程と、ウェーハ11と透明ガラス板12とをスペーサ13を介して接合する工程と、が好適に組み合わされ、所定の効果が得られるのであればよい。   In short, the process of aligning the wafer 11 and the transparent glass plate 12 relative to each other, the adhesive is disposed at a plurality of locations between the wafer 11 and the transparent glass plate 12, and the wafer 11 and the transparent glass plate 12 are The step of fixing and the step of bonding the wafer 11 and the transparent glass plate 12 via the spacer 13 may be combined suitably to obtain a predetermined effect.

本発明に係る固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の斜視図The perspective view of the solid-state imaging device manufactured by the manufacturing method of the solid-state imaging device concerning the present invention 本発明に係る固体撮像装置の製造方法によって製造された固体撮像装置の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the solid-state imaging device manufactured by the manufacturing method of the solid-state imaging device concerning this invention 固体撮像装置の製造工程を示すフローチャートFlow chart showing manufacturing process of solid-state imaging device 透明ガラス板とウェーハとを示す斜視図Perspective view showing transparent glass plate and wafer スペーサの層を示す透明ガラス板の断面図Cross section of transparent glass plate showing spacer layer 接着剤の層を示す透明ガラス板の断面図Cross section of transparent glass plate showing the layer of adhesive 第2工程の詳細を示すフローチャートFlow chart showing details of second step 転写フイルムへの接着剤の塗布方法を示す説明図Explanatory drawing showing the method of applying the adhesive to the transfer film スペーサーへの接着剤の転写方法を示す説明図Explanatory drawing showing the method of transferring the adhesive to the spacer スペーサーからの転写フイルムの剥離方法を示す説明図Explanatory drawing showing the method of peeling the transfer film from the spacer ウェーハへの固定用接着剤の塗布位置を示す斜視図The perspective view which shows the application position of the adhesive for fixing to a wafer 透明ガラス板とウェーハとの仮貼り合わせ状態を示す要部断面図Cross-sectional view of the relevant part showing the state of temporary bonding between the transparent glass plate and the wafer 透明ガラス板とウェーハとの加圧貼り合わせ状態を示す要部断面図Cross-sectional view of the relevant part showing the state of pressure bonding between the transparent glass plate and the wafer 透明ガラス板とウェーハのダイシング状態を示す要部断面図Cross section of the main part showing the dicing state of the transparent glass plate and wafer 本発明に係る固体撮像装置の製造方法によって製造される固体撮像装置の他の態様の斜視図The perspective view of the other aspect of the solid-state imaging device manufactured by the manufacturing method of the solid-state imaging device concerning this invention 本発明に係る固体撮像装置の製造方法によって製造される固体撮像装置の他の態様の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the other aspect of the solid-state imaging device manufactured by the manufacturing method of the solid-state imaging device concerning this invention

符号の説明Explanation of symbols

11…ウェーハ(基板)、11A…固体撮像素子、11B…パッド、11C…固体撮像素子チップ、12…透明ガラス板、13…スペーサ、13B…接着剤、15…固定用接着剤、21…固体撮像装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Wafer (substrate), 11A ... Solid-state image sensor, 11B ... Pad, 11C ... Solid-state image sensor chip, 12 ... Transparent glass plate, 13 ... Spacer, 13B ... Adhesive, 15 ... Fixing adhesive, 21 ... Solid-state image pickup apparatus

Claims (3)

ウェーハの表面に多数の固体撮像素子を形成する工程と、
前記ウェーハに接合される透明平板下面の前記固体撮像素子に対応する箇所に、個々の固体撮像素子を囲む形状の所定厚さの枠状のスペーサを形成する工程と、
前記ウェーハと前記透明平板との間の複数箇所に接着剤を配するとともに、前記ウェーハと前記透明平板とを位置合わせした後、前記ウェーハと前記透明平板とを仮固定する工程と、
仮固定された前記ウェーハと前記透明平板とを前記スペーサを介して接合する工程と、
接合された前記ウェーハと前記透明平板とを個々の固体撮像素子に分割する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
Forming a large number of solid-state imaging devices on the surface of the wafer;
Forming a frame-shaped spacer having a predetermined thickness in a shape surrounding each solid-state image sensor at a position corresponding to the solid-state image sensor on the lower surface of the transparent flat plate to be bonded to the wafer;
Disposing an adhesive at a plurality of locations between the wafer and the transparent flat plate, aligning the wafer and the transparent flat plate, and then temporarily fixing the wafer and the transparent flat plate;
Bonding the temporarily fixed wafer and the transparent flat plate through the spacer;
Dividing the bonded wafer and the transparent flat plate into individual solid-state imaging devices;
A method for manufacturing a solid-state imaging device.
前記接着剤が放射線硬化タイプの接着剤である請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。   The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the adhesive is a radiation curable adhesive. 前記ウェーハと前記透明平板とを接合する工程において、前記透明平板を接合方向に加圧して前記透明平板のスペーサを前記ウェーハに接合する請求項1又は2に記載の固体撮像装置の製造方法。   3. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein, in the step of bonding the wafer and the transparent flat plate, the transparent flat plate is pressed in the bonding direction to bond the spacer of the transparent flat plate to the wafer.
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