JP2007129164A - Module for optical apparatus, method of manufacturing same, and structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光学装置に撮像手段として搭載される光学装置用モジュール、および、光学装置用モジュールの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical device module mounted as an imaging unit in an optical device, and a method for manufacturing the optical device module.
近年普及しているカメラ付き携帯電話等の光学装置には、固体撮像素子とレンズとを一体化した光学装置用モジュールが内蔵されている。特許文献1には、カメラに内蔵される光学装置用モジュール、すなわち、カメラモジュールが開示されている。
2. Description of the Related Art Optical devices such as camera-equipped mobile phones that have been widely used in recent years incorporate a module for an optical device in which a solid-state imaging device and a lens are integrated.
図9に基づいて、特許文献に1に記載のカメラモジュール100について説明する。図9は、カメラモジュール100の構造を示す断面図である。
The
図9に示すように、カメラモジュール100は、イメージセンサ・チップ101、ガラス支持基板102、レンズ103を備えている。
As shown in FIG. 9, the
ガラス支持基板102は、イメージセンサ・チップ101の受光面101a上に接着固定されている。また、レンズ103は、該ガラス支持基板102上に設けられている。該レンズ103に入射した光は、ガラス支持基板102を透過してイメージセンサ・チップ101上に集光され、上記受光面101a上に形成された光電変換素子により電気信号に変換される。ここで、ガラス支持基板102が、数百μm程度の薄いイメージセンサ・チップ101を支持し、製造工程において、該イメージセンサ・チップ101を容易にハンドリングすることを可能にしている。
The
図9に示すように、カメラモジュール100は、さらに、電極パッド106、再配線107、および、バンプ電極108を備えている。電極パッド106は、イメージセンサ・チップ101の表面に配置され、該イメージセンサ・チップ101の入出力回路と接続されている。そして、イメージセンサ・チップ101の裏面から、電極パッド106へと至る、再配線107が形成されている。さらに、該再配線107のチップ裏面に表出した部位には、外部接続端子となるバンプ電極108が形成されている。
As shown in FIG. 9, the
また、図9に示すように、レンズ103の湾曲した表面には、フィルター部材104が被着されている。フィルター部材104は、所定の波長領域の入射光を遮断するためのフィルター、具体的には、赤外線カットフィルター等として機能する。また、該フィルター部材104上には絞り部材105が配置されている。
Further, as shown in FIG. 9, a
上述したように、レンズ、イメージセンサ・チップ、ガラス支持基板等の構成部材をモジュール化することにより、小型で製造コストの低いカメラモジュール100が実現されている。
最近の高集積画素化が進んだイメージセンサにおいては、微細なマイクロレンズをアレイ状に形成したマイクロレンズアレイをイメージセンサ・チップ(固体撮像素子)の有効画素領域に具備し、光電変換素子の集光性を高めることが不可欠となっている。 In recent image sensors with high integration of pixels, a microlens array in which fine microlenses are formed in an array is provided in an effective pixel area of an image sensor chip (solid-state image sensor), and a collection of photoelectric conversion elements. It is indispensable to increase lightness.
しかしながら、上記従来のカメラモジュール100においては、数百μm程度のイメージセンサ・チップ101を支持するために、該イメージセンサ・チップ101の受光面上にガラス支持基板102が接着剤により直接貼り合わされている。このため、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ101に対して上記従来技術を適用すると、その製造工程において、マイクロレンズが容易に損傷を受けるという問題があった。
However, in the
上記問題について具体的に説明すれば以下の通りである。 The above problem will be specifically described as follows.
上記従来のカメラモジュール100においては、その製造工程で、イメージセンサ・チップ101の表面にガラス支持基板102を接着剤により取り付ける。このため、該表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ101に対して上記従来技術を適用すると、ガラス支持基板102の取り付け時に、該ガラス支持基板102がマイクロレンズに接触して損傷を与えるという問題が生じる。また、このとき、イメージセンサ・チップ101の表面に形成されたマイクロレンズの周囲は、接着剤により満たされる。このため、該接着剤の固化時には、マイクロレンズも加熱され、この熱的ストレスによりマイクロレンズが容易に損傷を受けるという問題が生じる。
In the
また、上記従来のカメラモジュール100においては、イメージセンサ・チップ101の裏面から表面に至る貫通孔に、再配線107が設けられている。該貫通孔は、通常、イメージセンサ・チップ101の裏面からの深堀エッチングにより形成される。この深堀エッチングを行うためには、イメージセンサ・チップ101の表面にガラス支持基板102を取り付けた状態で、イメージセンサ・チップ101の裏面を研磨し、チップの厚みを薄くする必要がある。しかしながら、ガラス支持基板102を保持して、上述の裏面研磨のように、イメージセンサ・チップ101に対して機械的な力を作用させると、マイクロレンズに対して機械的ストレスが加わり、この機械的ストレスによりマイクロレンズに損傷を与えるという問題を生じる。
In the
また、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ101に対して上記従来技術を適用した場合、以下のような問題も同時に生じる。
Further, when the above-described conventional technique is applied to the
すなわち、ガラス支持基板102にダストが付着した場合、このダストがイメージセンサ・チップ101の表面に形成されたマイクロレンズに影を落とし、光電変換素子の集光性を低下させる。このため、製造環境におけるダスト排除のためのコストの上昇、あるいは、ダストによる不良発生率の上昇により、歩留まりの悪化を招来するという問題も生じる。
That is, when dust adheres to the
また、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ101に対して上記従来技術を適用した場合、上述したように該マイクロレンズの周囲は接着材で満たされる。このため、マイクロレンズを空気中で用いる場合と比べ、マイクロレンズの集光性能が低下するという問題も生じる。
Further, when the above-described conventional technique is applied to the
また、上記従来のカメラモジュール100においては、赤外線カットフィルタ等のフィルター部材104が、レンズ103の湾曲した表面に被着されている。このため、フィルター面も湾曲し、入射光の入射角によっては、当該フィルターの設計時に定められた所定のフィルター性能が十分に発揮されないという問題も生じる。
In the
また、上記従来のカメラモジュール100においては、イメージセンサ・チップ101の表面には電極パッド106が形成され、また、裏面には再配線107介して接続されたバンプ電極108が形成されるが、これらがイメージセンサ・チップ101の対向する2辺又は3辺に偏った場合、アセンブリ時の熱又は機械的ストレスで容易にイメージセンサ・チップ101に損傷を与えるという問題も生じていた。
In the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光電変換素子上にマイクロレンズを具備する固体撮像素子を備えた小型の光学装置用モジュールであって、その製造工程におけるマイクロレンズの損傷を有効に防止できる構造を有する光学装置用モジュールを実現することである。また、光電変換素子上にマイクロレンズが形成された固体撮像素子を備えた小型の光学装置用モジュールの製造方法であって、マイクロレンズの損傷を有効に防止する、歩留まりの良い製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a small module for an optical device including a solid-state imaging device including a microlens on a photoelectric conversion device, in the manufacturing process thereof. An object of the present invention is to realize a module for an optical device having a structure capable of effectively preventing damage to microlenses. Further, the present invention provides a method for manufacturing a small module for an optical device including a solid-state imaging device in which a microlens is formed on a photoelectric conversion element, and provides a manufacturing method with high yield that effectively prevents damage to the microlens. There is.
本発明に係る光学装置用モジュールは、上記課題を解決するために、マイクロレンズアレイを具備した有効画素領域を有する固体撮像素子と、透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、上記透光性被覆材は固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, an optical device module according to the present invention includes a solid-state imaging device having an effective pixel region having a microlens array, and a translucent coating that has translucency and covers the effective pixel region. The translucent covering material is fixed to an area outside the effective pixel area of the solid-state imaging device through a fixing portion, and the effective pixel area and the translucent covering material are separated from each other. It is characterized by being.
上記構成によれば、上記固定部の作用により、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられた状態で、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とが固定される。このため、上記構成によれば、上記透光性被覆材が上記マイクロレンズアレイに直接接触し、マイクロレンズアレイに損傷を与えることはない。 According to the above configuration, the solid-state imaging device and the translucent covering material are fixed in a state where the effective pixel region and the translucent covering material are separated by the action of the fixing portion. For this reason, according to the said structure, the said translucent coating | covering material contacts the said micro lens array directly, and does not damage a micro lens array.
また、上記構成によれば、上記固定部の固体撮像素子側の一端は有効画素領域の外部の領域に固定されるため、上記有効画素領域と上記固定部とが熱的および機械的に直接接触することはない。従って、上記固定部が例えば接着剤であって、該接着剤固化時に上記固定部の温度が上昇することがあっても、マイクロレンズアレイに対して熱的ストレスを与えることはない。また、例えば固体撮像素子の裏面研磨等のために、上記透光性被覆材を保持した状態で、固体撮像素子に外部から機械的な力を作用させたとしても、マイクロレンズアレイに機械的ストレスを与えることはない。 In addition, according to the above configuration, one end of the fixed portion on the solid-state imaging device side is fixed to a region outside the effective pixel region, so that the effective pixel region and the fixed portion are in direct contact with each other thermally and mechanically. Never do. Therefore, even if the fixing portion is, for example, an adhesive, and the temperature of the fixing portion increases when the adhesive is solidified, thermal stress is not applied to the microlens array. In addition, even if mechanical force is applied to the solid-state image sensor from the outside while holding the translucent coating material, for example, for polishing the back surface of the solid-state image sensor, mechanical stress is applied to the microlens array. Never give.
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造工程にけるマイクロレンズアレイの損傷を防止できるという効果を奏する。 Therefore, according to the said structure, there exists an effect that the damage of the microlens array in the manufacturing process of the said module for optical devices can be prevented.
なお、上記光学装置用モジュールは、さらに、上記透光性被覆材の被写体側に配置された1つ以上のレンズとを備える構成としても良い。 The optical device module may further include one or more lenses arranged on the subject side of the translucent covering material.
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、10μm以上であることが好ましい。 In the module for an optical device according to the present invention, the distance between the effective pixel region and the translucent covering material is preferably 10 μm or more.
上記透光性被覆材の上記有効画素領域に対向する面(以下、下面)にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる領域は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の下面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、その影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低下する。 When dust adheres to a surface (hereinafter referred to as a lower surface) facing the effective pixel region of the translucent coating material, the dust creates a shadow on the effective pixel region, and is included in the shadow in the effective pixel region. The region becomes a defective pixel region. However, when the distance between the lower surface of the translucent covering material and the effective pixel region is increased, the range of the defective pixel region is widened, but the shadow is reduced, and the dust optically in the defective pixel region is reduced. The impact is reduced.
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の下面までの距離が10μm以上になる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の下面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。 According to the said structure, the distance from the said effective pixel area to the lower surface of the said translucent coating | covering material will be 10 micrometers or more. For this reason, even if dust adheres to the lower surface of the translucent covering material in the manufacturing process, the dust does not have an adverse effect on the optical characteristics of the effective pixel region.
また、上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材のレンズに対向する面(以下、上面)までの距離も10μmより大きくなる。従って、上述と同様の理由により、上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。 Further, according to the above configuration, the distance from the effective pixel region to the surface (hereinafter referred to as the upper surface) facing the lens of the translucent covering material is also greater than 10 μm. Therefore, even if dust adheres to the upper surface of the translucent coating material for the same reason as described above, the dust does not have an adverse effect on the optical characteristics of the effective pixel region.
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、あるいは、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。 Therefore, according to the above configuration, it is possible to reduce the cost for dust management in the manufacturing environment of the optical device module or to reduce the defect occurrence rate due to dust, and to improve the yield of the optical device module. There is a further effect that it is possible.
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記透光性被覆材の厚みは、300μm以上であることが好ましい。 In the module for an optical device according to the present invention, the thickness of the translucent coating material is preferably 300 μm or more.
上記透光性被覆材の上記レンズに対向する面(以下、上面)にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる画素は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の上面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、その影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低減する。 When dust adheres to the surface of the translucent coating material facing the lens (hereinafter referred to as the upper surface), the dust creates a shadow on the effective pixel region, and the pixels included in the shadow in the effective pixel region are It becomes a defective pixel region. However, when the distance between the upper surface of the translucent covering material and the effective pixel region is increased, the range of the defective pixel region is widened, but the shadow is reduced, and the dust optically in the defective pixel region is reduced. The impact is reduced.
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の上面までの距離が300μmより大きくなる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。 According to the said structure, the distance from the said effective pixel area | region to the upper surface of the said translucent coating | covering material becomes larger than 300 micrometers. For this reason, even if dust adheres to the upper surface of the translucent covering material in the manufacturing process, the dust does not have an adverse effect on the optical characteristics of the effective pixel region.
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、および、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。 Therefore, according to the above configuration, it is possible to reduce the cost for dust management in the manufacturing environment of the optical device module and to reduce the defect occurrence rate due to dust, and to improve the yield of the optical device module. There is a further effect that it is possible.
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、600μm以上800μm以下であることが好ましい。 In the module for an optical device according to the present invention, the total distance between the effective pixel region and the translucent coating material, the thickness of the translucent coating material, and the thickness of the solid-state imaging element is 600 μm. The thickness is preferably 800 μm or less.
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計が小さい場合、上記透光性被覆材、および、上記固体撮像素子の厚みを十分に確保できないため、上記光学装置用モジュールの強度が低下して、プロセス搬送時における破損の可能性が高まる。また、逆に、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計が大きいと、光学装置用モジュールが大型化する。 When the distance between the effective pixel region and the translucent coating material, the thickness of the translucent coating material, and the total thickness of the solid-state imaging device are small, the translucent coating material, and the above Since the thickness of the solid-state imaging device cannot be secured sufficiently, the strength of the optical device module is reduced, and the possibility of breakage during process conveyance is increased. On the other hand, if the distance between the effective pixel region and the translucent coating material, the thickness of the translucent coating material, and the total thickness of the solid-state imaging device are large, the module for an optical device is Increase in size.
従って、上記構成によれば、光学装置用モジュールの大型化を招来することなく、プロセス搬送に支障がない光学装置用モジュールを実現できるという更なる効果を奏する。 Therefore, according to the said structure, there exists the further effect that the module for optical apparatuses which does not have trouble in process conveyance can be implement | achieved, without causing the enlargement of the module for optical apparatuses.
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記固定部は上記有効画素領域を取り囲み、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することが好ましい。 In the module for an optical device according to the present invention, it is preferable that the fixing portion surrounds the effective pixel region and seals a space formed between the effective pixel region and the translucent covering material.
上記構成によれば、上記有効画素領域上と上記透光性被覆材との間に形成される空間は上記固定部により密閉されるため、外部からダストなどの異物が上記空間へ侵入することはない。従って、外部から侵入した異物が上記マイクロレンズアレイに付着して不良画素領域が発生することを防止できるという更なる効果を奏する。 According to the above configuration, the space formed between the effective pixel region and the translucent covering material is sealed by the fixing portion, so that foreign matters such as dust cannot enter the space from the outside. Absent. Therefore, it is possible to prevent a foreign pixel intruding from the outside from adhering to the microlens array and generating a defective pixel region.
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記透光性被覆材は板状であり、上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることが好ましい。 In the module for an optical device according to the present invention, it is preferable that the translucent coating material has a plate shape, and an optical filter is formed on the surface of the translucent coating material.
上記構成によれば、上記光学フィルターは、湾曲することなく、板状の透光性被覆材の表面に形成される。従って、上記構成によれば、任意の入射角の入射光に対し、設計時に定められた所定のフィルター性能を実現できるという更なる効果を奏する。 According to the said structure, the said optical filter is formed in the surface of a plate-shaped translucent coating | covering material, without curving. Therefore, according to the said structure, there exists the further effect that the predetermined | prescribed filter performance defined at the time of design is realizable with respect to the incident light of arbitrary incident angles.
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記固定部は、感光性接着剤を含むことが好ましい。 In the module for an optical device according to the present invention, it is preferable that the fixing portion includes a photosensitive adhesive.
上記構成によれば、上記固定部が感光性接着剤を含むことから、上記固定部をフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に、かつ、効率良く形成することが可能になるという更なる効果を奏する。 According to the above configuration, since the fixing portion includes a photosensitive adhesive, the fixing portion can be formed with high accuracy and efficiency using a photolithography technique. .
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記固体撮像素子は、上記有効画素領域の外部の領域に配置され当該固体撮像素子の出力端子に接続された電極パッドと、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備え、上記固定部は上記電極パッドを埋設していることが好ましい。 In the module for an optical device according to the present invention, the solid-state imaging device includes an electrode pad arranged in an area outside the effective pixel area and connected to an output terminal of the solid-state imaging element, and the electrode pad. A rewiring from the back surface to the electrode pad and connected to the electrode pad; and an external connection terminal disposed on the back surface of the surface on which the electrode pad is disposed and connected to the rewiring. The fixing part preferably embeds the electrode pad.
上記構成によれば、上記撮像素子の出力端子から出力された電気信号は、電極パッド、および、再配線を介して当該固体撮像素子の裏面に配置された外部接続端子に伝送される。 According to the above configuration, the electrical signal output from the output terminal of the imaging device is transmitted to the external connection terminal disposed on the back surface of the solid-state imaging device via the electrode pad and the rewiring.
そして、上記構成によれば、上記電極パッドは、それ自身の上記固体撮像素子への結合力に加え、上記固定部の作用によっても固体撮像素子に固定される。このため、上記構成によれば、上記電極パッドの上記固体撮像素子への結合力を高めることができる。 And according to the said structure, the said electrode pad is fixed to a solid-state image sensor also by the effect | action of the said fixing | fixed part in addition to the coupling force to the solid-state image sensor itself. For this reason, according to the said structure, the coupling force of the said electrode pad to the said solid-state image sensor can be raised.
上記構成を備えた光学装置用モジュールを製造するために、上記透光性被覆材を上記固体撮像素子に固定した状態で、上記固体撮像素子の裏面から上記電極パッドに至る貫通孔を形成し、この貫通孔に再配線を形成する製造方法が採用できる。このとき、電極パッドは上記固定部の作用により固体撮像素子に強く結合しているため、上記構成によれば、再配線の形成に際して上記電極パッドが上記固体撮像素子から離脱することを防止できるという更なる効果を奏する。 In order to produce a module for an optical device having the above-described configuration, a through hole extending from the back surface of the solid-state image sensor to the electrode pad is formed in a state where the translucent covering material is fixed to the solid-state image sensor, A manufacturing method for forming a rewiring in the through hole can be employed. At this time, since the electrode pad is strongly coupled to the solid-state imaging device by the action of the fixing portion, according to the configuration, the electrode pad can be prevented from being detached from the solid-state imaging device when forming the rewiring. There is a further effect.
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法は、上記課題を解決するために、マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有する固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材を固定する第1の工程を含み、上記第1の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定部を介して固定することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention covers the semiconductor wafer on a semiconductor wafer in which a plurality of solid-state imaging devices each having an effective pixel region having a microlens array are arranged. A first step of fixing the translucent covering material, wherein in the first step, the translucent covering material is separated from the effective pixel region, and the outside of the effective pixel region in each of the solid-state imaging devices. It fixes to the area | region of this through a fixing | fixed part.
上記第1の工程において、上記構成によれば、上記固定部の作用により、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられた状態で、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とが固定される。このため、上記構成によれば、上記透光性被覆材と上記固体撮像素子とを、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、固定することができる。 In the first step, according to the configuration, the solid-state imaging device and the translucent covering material are separated from the effective pixel region and the translucent covering material by the action of the fixing portion. And are fixed. For this reason, according to the said structure, the said translucent coating | covering material and the said solid-state image sensor can be fixed, without damaging a micro lens array.
また、上記構成によれば、上記固定部の固体撮像素子側の一端は有効画素領域の外部の領域に固定されるため、上記有効画素領域と上記固定部とが熱的・機械的に直接接触することはない。従って、上記固定部が例えば接着剤であって、該接着剤固化時に上記固定部の温度が上昇することがあったとしても、マイクロレンズアレイに熱的ストレスを与えることはない。また、例えば固体撮像素子の裏面研磨等のために、上記透光性被覆材を保持した状態で、固体撮像素子に外部から機械的な力を作用させたとしても、マイクロレンズアレイに機械的ストレスを与えることはない。 In addition, according to the above configuration, one end of the fixed portion on the solid-state imaging device side is fixed to a region outside the effective pixel region, so that the effective pixel region and the fixed portion are in direct contact with each other thermally and mechanically. Never do. Therefore, even if the fixing portion is, for example, an adhesive, and the temperature of the fixing portion increases when the adhesive is solidified, thermal stress is not applied to the microlens array. In addition, even if mechanical force is applied to the solid-state image sensor from the outside while holding the translucent coating material, for example, for polishing the back surface of the solid-state image sensor, mechanical stress is applied to the microlens array. Never give.
従って、上記構成によれば、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、光学装置用モジュールを製造できるという効果を奏する。 Therefore, according to the said structure, there exists an effect that the module for optical apparatuses can be manufactured, without damaging a micro lens array.
なお、上記製造法は、上記透光性被覆材の上記半導体ウエハに対向する面とは反対側の面に、上記半導体ウエハにおける上記固体撮像素子の配列に対応して配列された複数のレンズからなるレンズ集合板を取り付ける第2の工程を含んでも良い。 The manufacturing method includes a plurality of lenses arranged on the surface of the translucent coating material opposite to the surface facing the semiconductor wafer, corresponding to the arrangement of the solid-state imaging elements on the semiconductor wafer. A second step of attaching the lens assembly plate may be included.
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、10μm以上であることが好ましい。 In the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention, the distance between the effective pixel region and the translucent covering material is preferably 10 μm or more.
上記透光性被覆材の上記有効画素領域に対向する面(以下、下面)にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる領域は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の下面と上記有効画素領域との間の距離、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低下する。 When dust adheres to a surface (hereinafter referred to as a lower surface) facing the effective pixel region of the translucent coating material, the dust creates a shadow on the effective pixel region, and is included in the shadow in the effective pixel region. The region becomes a defective pixel region. However, although the distance between the lower surface of the translucent covering material and the effective pixel region and the range of the defective pixel region are widened, the shadow becomes thin and the optical influence of the dust in the defective pixel region is reduced. .
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の下面までの距離が10μm以上になる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の下面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。 According to the said structure, the distance from the said effective pixel area to the lower surface of the said translucent coating | covering material will be 10 micrometers or more. For this reason, even if dust adheres to the lower surface of the translucent covering material in the manufacturing process, the dust does not have an adverse effect on the optical characteristics of the effective pixel region.
また、上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材のレンズに対向する面(以下、上面)までの距離も10μmより大きくなる。従って、上述と同様の理由により、上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。 Further, according to the above configuration, the distance from the effective pixel region to the surface (hereinafter referred to as the upper surface) facing the lens of the translucent covering material is also greater than 10 μm. Therefore, even if dust adheres to the upper surface of the translucent coating material for the same reason as described above, the dust does not have an adverse effect on the optical characteristics of the effective pixel region.
従って、上記構成によれば、製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、あるいは、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記製造方法により製造される光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。 Therefore, according to the above configuration, it is possible to reduce the cost for dust management in the manufacturing environment, or to reduce the defect occurrence rate due to dust, and to improve the yield of the optical device module manufactured by the manufacturing method. There is a further effect that it is possible.
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材の厚みは、300μm以上であることが好ましい。 In the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention, the thickness of the translucent coating material is preferably 300 μm or more.
上記透光性被覆材の上記レンズに対向する面(以下、上面)にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる画素は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の上面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低減する。 When dust adheres to the surface of the translucent coating material facing the lens (hereinafter referred to as the upper surface), the dust creates a shadow on the effective pixel region, and the pixels included in the shadow in the effective pixel region are It becomes a defective pixel region. However, when the distance between the upper surface of the translucent covering material and the effective pixel region is increased, the range of the defective pixel region is widened, but the shadow becomes thin, and the optical influence of the dust in the defective pixel region is reduced. Is reduced.
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の上面までの距離が300μmより大きくなる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。 According to the said structure, the distance from the said effective pixel area | region to the upper surface of the said translucent coating | covering material becomes larger than 300 micrometers. For this reason, even if dust adheres to the upper surface of the translucent covering material in the manufacturing process, the dust does not have an adverse effect on the optical characteristics of the effective pixel region.
従って、上記構成によれば、製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、および、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。 Therefore, according to the above-described configuration, it is possible to reduce the cost for dust management in the manufacturing environment and reduce the defect occurrence rate due to dust, and the yield of the optical device module can be improved. There is an effect.
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、600μm以上800μm以下であることが好ましい。 In the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention, the distance between the effective pixel region and the translucent coating material, the thickness of the translucent coating material, and the thickness of the solid-state imaging element are determined. The total is preferably 600 μm or more and 800 μm or less.
上記構成によれば、光学装置用モジュールの大型化を招来することなく当該光学装置用モジュールの製造工程におけるダスト管理のためのコストの低減、および、上記透光性被覆材に付着したダストによる不良発生率の低減が可能であって、かつ、プロセス搬送に支障がない光学装置用モジュールを製造できるという更なる効果を奏する。 According to the above configuration, the cost for dust management in the manufacturing process of the optical device module is reduced without causing an increase in the size of the optical device module, and the defect due to the dust attached to the translucent coating material It is possible to produce an optical device module that can reduce the occurrence rate and that does not interfere with process conveyance.
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記固定部を上記各有効画素領域を取り囲むように形成し、上記各有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することが好ましい。 In the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention, the fixed portion is formed so as to surround each effective pixel region, and is formed between each effective pixel region and the translucent covering material. It is preferable to seal the space.
上記構成によれば、上記第1の工程が完了すると、上記有効画素領域上と上記透光性被覆材との間に形成される空間は上記固定部により密閉される。従って、上記第1の完了後、当該空間へ外部からダストなどの異物が混入することを防止することができる。また、上記第1の工程の後に、薬液によるエッチング処理など、上記第1の工程により生成された構造体が薬液に晒される工程を含む場合でも、上記構成によれば、薬液によるマイクロレンズの損傷や汚染、あるいは、薬液による上記透光性被覆材の汚染を防止できるという更なる効果を奏する。 According to the above configuration, when the first step is completed, the space formed between the effective pixel region and the translucent covering material is sealed by the fixing portion. Therefore, it is possible to prevent foreign matters such as dust from entering the space after the first completion. Moreover, even when the structure produced | generated by the said 1st process is exposed to a chemical | medical solution after the said 1st process, such as an etching process by a chemical | medical solution, according to the said structure, the damage of the microlens by a chemical | medical solution There is a further effect that the translucent coating material can be prevented from being contaminated or contaminated by chemicals.
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材は板状であり、上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることが好ましい。 In the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention, it is preferable that the translucent coating material is plate-shaped and an optical filter is formed on the surface of the translucent coating material.
上記構成によれば、上記光学フィルターは、湾曲することなく板状の透光性被覆材の表面に形成されている。従って、上記構成によれば、任意の入射角の入射光に対して設計時に定められた所定のフィルター性能を実現する光学フィルターを備えた光学装置用モジュールを製造することができるという更なる効果を奏する。 According to the said structure, the said optical filter is formed in the surface of a plate-shaped translucent coating | covering material, without curving. Therefore, according to the above configuration, the optical device module including the optical filter that realizes the predetermined filter performance determined at the time of design with respect to the incident light having an arbitrary incident angle can be manufactured. Play.
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記固定部は感光性接着剤を含むことが好ましい。 In the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention, it is preferable that the fixing portion includes a photosensitive adhesive.
上記構成によれば、上記固定部が感光性接着剤を含むことから、上記固定部をフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に形成し、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とを効率良く固定することが可能になるという更なる効果を奏する。 According to the above configuration, since the fixing portion includes a photosensitive adhesive, the fixing portion is formed with high accuracy using a photolithography technique, and the solid-state imaging device and the translucent coating material are efficiently formed. There is an additional effect that it becomes possible to fix.
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法は、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子は、上記有効画素領域の外部の領域に配置され当該固体撮像素子の出力端子に接続された電極パッドと、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備え、上記第1の工程では、上記固体撮像素子に上記電極パッドを形成した後、上記電極パッドを埋設する上記固定部を形成することが好ましい。 In the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention, each solid-state image sensor included in the semiconductor wafer is arranged in an area outside the effective pixel area and is connected to an output terminal of the solid-state image sensor. Rewiring from the surface on the back side of the surface on which the electrode pad is disposed to the electrode pad and connected to the electrode pad; and on the surface on the back side of the surface on which the electrode pad is disposed. Preferably, in the first step, the electrode pad is formed on the solid-state imaging device, and then the fixing portion for embedding the electrode pad is formed in the first step.
上記構成によれば、上記電極パッドはそれ自身の上記固体撮像素子への結合力に加え、上記固定部の作用により、固体撮像素子に固定される。このため、上記構成によれば、上記電極パッドの上記固体撮像素子への結合力を高めることができる。 According to the above configuration, the electrode pad is fixed to the solid-state image sensor by the action of the fixing unit in addition to its own binding force to the solid-state image sensor. For this reason, according to the said structure, the coupling force of the said electrode pad to the said solid-state image sensor can be raised.
上記第1の工程の後に、上記固体撮像素子の裏面から上記電極パッドに至る貫通孔を形成し、この貫通孔に再配線を形成する製造方法が採用できる。このとき、電極パッドは、上記固定部の作用により固体撮像素子に強く結合しているため、上記構成によれば、再配線の形成に際して上記電極パッドが上記固体撮像素子から離脱することを防止できるという更なる効果を奏する。 After the first step, a manufacturing method in which a through hole from the back surface of the solid-state imaging device to the electrode pad is formed and rewiring is formed in the through hole can be employed. At this time, since the electrode pad is strongly coupled to the solid-state imaging device by the action of the fixing portion, according to the above configuration, the electrode pad can be prevented from being detached from the solid-state imaging device when the rewiring is formed. There is a further effect.
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材のサイズは、上記半導体ウエハのサイズより大きいことが好ましい。 In the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention, the size of the translucent covering material is preferably larger than the size of the semiconductor wafer.
上記構成によれば、製造工程において、半導体ウエハが外部の障害物に接触して損傷することを防止することができる。 According to the said structure, it can prevent that a semiconductor wafer contacts an external obstruction and is damaged in a manufacturing process.
本発明に係る光学装置用モジュールは、以上のように、マイクロレンズアレイを具備した有効画素領域を有する固体撮像素子と、透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、上記透光性被覆材は固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間には空間が形成されている。 As described above, the module for an optical device according to the present invention includes a solid-state imaging device having an effective pixel region having a microlens array, and a translucent covering material that has translucency and covers the effective pixel region. The translucent covering material is fixed to an area outside the effective pixel area of the solid-state imaging device through a fixing portion, and a space is formed between the effective pixel area and the translucent covering material. Has been.
従って、少なくとも、上記透光性被覆材が上記マイクロレンズアレイに直接接触し、マイクロレンズアレイに損傷を与えることはない。また、当該光学装置用モジュールの製造工程において、熱的ストレス、あるいは、機械的ストレスがマイクロレンズアレイに加わることを防止することができる。 Therefore, at least the translucent coating material directly contacts the microlens array and does not damage the microlens array. Further, it is possible to prevent thermal stress or mechanical stress from being applied to the microlens array in the manufacturing process of the optical device module.
また、本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法は、以上のように、マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有する固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材を固定する第1の工程を含み、上記第1の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定部を介して固定する。 In addition, as described above, the method for manufacturing a module for an optical device according to the present invention transparently covers the semiconductor wafer on a semiconductor wafer formed by arranging a plurality of solid-state imaging devices each having an effective pixel region having a microlens array. A first step of fixing the light-sensitive coating material, wherein in the first step, the light-transmitting coating material is separated from the effective pixel region, and the effective solid-state imaging device included in the semiconductor wafer includes the effective coating material. It fixes to the area | region outside a pixel area via a fixing | fixed part.
従って、上記固体撮像素子と上記固体撮像素子とを、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、固定することができる。また、第1の工程に続く工程において、熱的ストレス、あるいは、機械的ストレスがマイクロレンズアレイに加わることを防止することができる。 Therefore, the solid-state image sensor and the solid-state image sensor can be fixed without damaging the microlens array. Further, it is possible to prevent thermal stress or mechanical stress from being applied to the microlens array in the step following the first step.
本発明に係る光学装置用モジュールの一実施形態について、図1から図3に基づいて説明すれば以下の通りである。 An embodiment of the module for an optical device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本実施の形態に係る光学装置用モジュール1の断面図であり、図2は同光学装置用モジュール1の上面図である。また、図3は同光学装置用モジュール1の斜視図である。なお、図1に示した断面図は、図2および図3に示すように、光学装置用モジュール1のX−X’断面を示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
図1に示すように、光学装置用モジュール1は、固体撮像素子11、透光性蓋部12(透光性被覆材)、および、レンズ13を備えている。
As shown in FIG. 1, the
固体撮像素子11は、図1に示すように、後述の透光性蓋部12と対向する面(以下、上面)の中央部付近に、光電変換素子を含む矩形上の有効画素領域11aを有している。有効画素領域11aは複数の画素に対応する複数のフォトダイオード等の光電変換素子を含み、各光電変換素子で受光した光を電気信号に変えて出力する。また、図1に示すように、有効画素領域11aは、該有効画素領域11aの表面を被覆する、複数のマイクロレンズをアレイ状に配置してなるマイクロレンズアレイ11bを具備している。これにより、高い集光効率で、有効画素領域11aに入射した光を光電変換素子で電力に変換することができる。
As shown in FIG. 1, the solid-
透光性蓋部12は、板状のガラスであり、図1に示すように、有効画素領域11aを被覆している。該透光性蓋部12は、有効画素領域11aと隔てられた状態で、接着部14(固定部)を介して固体撮像素子11に接着固定されている。なお、透光性蓋部12は、板状のガラスに限らず、透光性被覆材、すなわち、透光性を有し有効画素領域を被覆する透明部材であれば良い。該透光性蓋部12と有効画素領域11aとの間には空気層15が形成されている。
The
接着部14としては、感光性接着材を用いることが可能であり、この場合、後述するように、接着部14をフォトリソグラフィによって形成することができる。接着部14は、図2に示す、有効画素領域11aの外部にあって該有効画素領域11aを取り囲む外周領域11c上に形成されており、該透光性蓋部12と有効画素領域11aとの間の空気層15(空間)を密閉している。
A photosensitive adhesive can be used as the
レンズ13は、被写体の像を有効画素領域11a上に結像させるよう入射光を屈折するための構成である。図1に示したように、レンズ13は、当該レンズ13と一体化したレンズ枠13aにより支持され、レンズ13の結像距離と、レンズ13と有効画素領域11aとの光学距離が一致する位置に保持されている。レンズ13に入射した光は、透光性蓋部12および空気層15を透過して固体撮像素子11の有効画素領域11a上に集光され、該有効画素領域11a上に形成された光電変換素子により電気信号に変換される。
The
図1に示すように、光学装置用モジュール1は、さらに、電極パッド16、再配線17、外部接続端子18を備えている。
As shown in FIG. 1, the
電極パッド16は、図1に示すように、固体撮像素子11における外周領域11cに配置され、該固体撮像素子の入出力回路と接続されている。そして、固体撮像素子11には、該固体撮像素子11の裏面から電極パッド16へと至る再配線17が形成されている。さらに、該再配線17の固体撮像素子11裏面に表出した部分に、外部接続端子18が形成されている。これにより、上記有効画素領域11aにおいて光電変換素子により生成された電気信号を、固体撮像素子11の裏面に設けられた外部接続端子18から取り出すことができる。
As shown in FIG. 1, the
また、電極パッド16は、上述した接着部14に埋設されている。これにより、固体撮像素子11の裏面からの再配線形成時に、電極パッド16が固体撮像素子11から離脱することを防止できる。なお、再配線17の形成方法については後述する。
Further, the
図1に示すように、光学装置用モジュール1は、さらに、光学フィルター19を備えている。光学フィルター19は、特定の波長領域の入射光を遮断するフィルターであり、例えば、赤外線を遮断する赤外線カットフィルターである。
As shown in FIG. 1, the
光学フィルター19は、図1に示すように、板状に形成された透光性蓋部12上に形成されている。従って、表面の湾曲したレンズ13に被着されている場合と異なり、光学フィルター19は、任意の方向から入射する入射光に対して、設計時に定められた所定の性能で特定波長の入射光を遮断することができる。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1に示すように、光学装置用モジュール1において、光学フィルター19は透光性蓋部12の上面、すなわち、レンズ13と対向する面に被着されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、光学フィルター19を、透光性蓋部12の下面、すなわち、有効画素領域11aと対向する面に被着する構成とすることも可能である。光学フィルター19を透光性蓋部12の下面に被着する場合、後述する製造工程において、光学フィルター19に対する損傷やダストの付着を有効に防止できる。
As shown in FIG. 1, in the
また、光学フィルター19の代わりに、透光性蓋部12の上面、あるいは、下面に、中央に窓部を有する絞り部材を設けることも可能である。また、上記光学フィルター19と上記絞り部材とを同時に備える構成としても良い。
Further, instead of the
次に、光学装置用モジュール1における、固体撮像素子11、透光性蓋部12、および、透光性蓋部12と有効画素領域11aとの隔たり、すなわち、空気層15の厚みに関して、さらに説明する。なお、以下の説明では、図1に示したように、固体撮像素子11の厚みをh3、透光性蓋部12の厚みをh2とする。また、空気層15の厚みをh1とする。
Next, the solid-
はじめに、透光性蓋部12に付着したダストが有効画素領域11aの光学特性に与える影響について述べる。
First, the influence of dust attached to the
透光性蓋部12の有効画素領域11aに対向する面(以下、下面)、あるいは、レンズ13に対向する面(以下、上面)にダストが付着した場合、該ダストが有効画素領域11a上に影を作り、上記有効画素領域11aにおいてこの影に含まれる領域は受光状態が悪い不良画素領域となる。
When dust adheres to a surface (hereinafter referred to as a lower surface) facing the
しかしながら、透光性蓋部12の上面あるいは下面と有効画素領域11aとの間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域におけるダストの光学的な影響は低下する。従って、これらの距離をより大きく設定することにより、透光性蓋部12にダストが付着した場合でも、有効画素領域11aの受光状態に実効的な影響を与えない光学装置用モジュール1を実現できる。
However, when the distance between the upper surface or the lower surface of the
透光性蓋部12の下面に付着したダストが有効画素領域11aの受光状態に実効的な影響を与えないようにするために、透光性蓋部12の下面と有効画素領域11aとの間の距離h1は、10μm以上であることが好ましい。さらに、透光性蓋部12の下面と有効画素領域11aとの間の距離h1が20μm以上であれば、透光性蓋部12の下面に付着したダストが有効画素領域11aの受光状態に与える影響をより一層軽減できる。
In order to prevent the dust adhering to the lower surface of the
また、透光性蓋部12の厚みh2は、300μm以上であることが好ましい。このとき、透光性蓋部12の上面と有効画素領域11aとの間の距離は、少なくとも300μm以上になるから、透光性蓋部12の上面に付着したダストが有効画素領域11aの受光状態に実効的な影響を与えないようにすることができる。さらに、透光性蓋部12の厚みh2が400μm以上であれば、透光性蓋部12の上面に付着したダストが有効画素領域11aの受光状態に与える影響をより一層軽減できる。
Moreover, it is preferable that the thickness h2 of the
また、空気層15の厚h1、透光性蓋部12の厚h2、固体撮像素子11の厚h3の合計h1+h2+h3は、600μm以上800μm以下であることが好ましい。上記厚みの合計を600μm以上800μm以下に設定することで、光学装置用モジュール1の大型化を招来することなく、プロセス搬送時における光学装置用モジュール1の破損を防止できる。特に、12inchウエハでは上記厚みの合計を700μm以上800μm以下、8inchウエハでは上記厚みの合計を650μm以上750μm以下、また、6inchウエハでは上記厚みの合計を600μm以上700μm以下にすると良い。
The total h1 + h2 + h3 of the thickness h1 of the
次に、本実施の形態に係る光学装置用モジュール1の製造方法の概略について、図4に基づいて説明する。図4は、本実施の形態に係る光学装置用モジュール1の製造方法の概略を示す説明図である。
Next, an outline of a method for manufacturing the
図4に示したように、当該製造方法においては、はじめに半導体ウエハ21と透光性板材22(透光性被覆材)とを固定する。
As shown in FIG. 4, in the manufacturing method, first, the
ここで、半導体ウエハ21は複数の固体撮像素子がアレイ状に配列された固体撮像素子の集合体である。半導体ウエハ21における各個体撮像素子は、上述した固体撮像素子11と同一の構成を有するので、ここでは説明を省略するとともに、各個体撮像素子の構成部材は固体撮像素子11の構成部材の部材番号と同じ部材番号で参照する。また、半導体ウエハ21において、各個体撮像素子1の有効画素領域11aが形成された面上に、予め電極パッド16を形成し、電極パッド16と固体撮像素子11の出力端子とを電気的に接続しておく。
Here, the
また、透光性板材22は板状に形成されたガラスであり、これを固体撮像素子1のサイズに分割したものが透光性蓋部12に相当する。なお、透光性板材22は板状のガラスに限らず、半導体ウエハ21を被覆する透明部材であれば十分である。
The
図4に示したように、本実施の形態に係る製造方法は、はじめに、半導体ウエハ21に、透光性板材22を、後述するように格子状にパターニングされた感光性接着剤23(固定部)を介して接着固定する工程(第1の工程)を含む。感光性接着剤23のパターニング処理、および、感光性接着材23を固化して半導体ウエハ21と透光性板材22とを接着固定する処理は、フォトリソグラフィー技術として周知の塗布、露光、現像などの各処理により行なうことができる。これにより、光学装置用モジュール1における固定部の位置と、固定部の高さ(すなわち透光性蓋部12と有効画素領域11aとの隔たり)を、高精度に調整できる。
As shown in FIG. 4, in the manufacturing method according to the present embodiment, first, a photosensitive adhesive 23 (fixed portion) patterned on a
薄い半導体ウエハ21に固定された透明性板材22は、当該光学装置用モジュールの製造工程において、ウエハ支持体として機能する。これにより、半導体ウエハ21を破損することなく搬送したり、また、後述する半導体ウエハ21の裏面を研磨したりすることが可能になる。また、透光性板材22のサイズは、半導体ウエハ21のサイズより大きく、例えば半導体ウエハ21のサイズより0.1〜2mm大きく設定するのが好ましい。これにより、製造工程、特に後述する半導体ウエハ21の裏面を研磨する工程の後の製造工程において、半導体ウエハ21が外部の障害物に接触して損傷することを防止することができる。
The
ここで、感光性接着剤23のパターニングに関して説明する。感光性接着材23は、透光性板材22の側に塗布しても良いし、あるいは、半導体ウエハ21の側に塗布しても良い。そこで、感光性接着剤23を透光性板材22に塗布する場合については、図5を参照しながら説明し、感光性接着剤23を半導体ウエハ21に塗布する場合については、図6を参照しながら説明する。
Here, the patterning of the
図5は透光性板材22に感光性接着剤23を塗布する場合の感光性接着剤23のパターニングについて説明するための図である。ここで、図5(a)は透光性板材22および半導体ウエハ21の上面図、図5(b)は透光性板材22および半導体ウエハ21のY−Y’断面における断面図、図5(c)は感光性接着剤23の他のパターニングを示すための透光性板材22および半導体ウエハ21のY−Y’断面における断面図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the patterning of the
図5(b)に示すように、感光性接着材23は、半導体ウエハ21における固体撮像素子の境界21aに対応するスクラブラインを含む格子状領域に、接着後に感光性接着剤23が各有効画素領域11aに接触しないよう塗布される。また、感光性接着剤23は、図5(c)に示すように、上記格子状領域からスクラブライン真上を除いた領域に塗布しても良い。
As shown in FIG. 5B, the
図5(b)に示した格子状領域に感光性接着剤23を塗布する場合、接着面積が広くなる分、空気層15の外部環境からの密閉度が向上するというメリットがある。一方、図5(c)に示した領域に感光性接着剤23を塗布する場合、接着領域の段差で発生する可能性のあるボイド(隙間)を抑制できるというメリットがある。
When the
図5(b)や図5(c)に示したような、透光性板材22に接着材パターンを形成する場合には共通して、接着剤パターンが形成される面の平坦性により、現像残渣除去が容易になるというメリットがある。
As shown in FIGS. 5B and 5C, when the adhesive pattern is formed on the
図6は半導体ウエハ21に感光性接着剤23を塗布する場合の感光性接着剤23のパターニングについて説明するための図である。ここで、図6(a)は透光性板材22および半導体ウエハ21の上面図、図6(b)は透光性板材22および半導体ウエハ21のY−Y’断面における断面図、図6(c)は感光性接着剤23の他のパターニングを示す、透光性板材22および半導体ウエハ21のY−Y’断面における断面図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining patterning of the
図6(b)に示すように、感光性接着材23は、半導体ウエハ21における固体撮像素子の境界21aを含む格子状領域に、各有効画素領域11aに接触しないよう塗布される。また、感光性接着剤23は、図6(c)に示すように、上記格子状領域からスクラブライン真上を除いた領域に塗布しても良い。
As shown in FIG. 6B, the
図6(b)に示した格子状領域に感光性接着剤23を塗布する場合、接着面積が広くなる分、空気層15の外部環境からの密閉度が向上するというメリットがある。一方、図6(c)に示した領域に感光性接着剤23を塗布する場合、接着領域の段差で発生する可能性のあるボイド(隙間)を抑制できるというメリットがある。
When the
図6(b)や図6(c)に示したような、半導体ウエハ21に接着材パターンを形成する場合には共通して、半導体ウエハ21と透光性板材22との位置合わせが容易になるというメリットがある。
In the case where an adhesive pattern is formed on the
図5に示したパターニングを採用する場合も、図6に示したパターニングを採用する場合も、電極パッド16は感光性接着剤23に埋設されている。従って、感光性接着剤23の固化時、あるいは、アニーリング時に、感光性接着剤23からなる固定部がわずかに変形を被った場合でも、感光性接着剤23による空気層15の密閉が破れることを有効に防止することができる。
Whether the patterning shown in FIG. 5 or the patterning shown in FIG. 6 is adopted, the
なお、感光性接着剤23の厚みは、固化後に10μm以上の厚みを有するように設定されることが好ましく、固化後に20μm以上の厚みを有するように設定されるとさらに好ましい。このように感光性接着剤の厚みを設定することで、透光性板材22にダストが付着した場合でも、有効画素領域11aの受光状態に実効的な影響を与えない光学装置用モジュール1を製造することが可能になる。
The thickness of the
なお、感光性接着剤23のパターンは上述のものに限らず、少なくとも半導体ウエハ21に含まれる各個体撮像素子11の有効画素領域11aの外部の領域と上記透光性板材22とが感光性接着剤23を介して固定されるものであれば良い。
Note that the pattern of the
また、感光性接着剤23はさらに難燃性を備えていることが好ましい。感光性接着剤23として難燃性を有する感光性接着剤を用いて光学装置用モジュール1を製造することで、例えばUL−94に準拠した難燃性試験でV−0が確認できる、すなわち難燃性試験に合格となる光学装置用モジュール1を提供することができる。このような、光学装置用モジュール1は高温環境での使用が前提とされる光学装置にも、好適に利用できる。
Moreover, it is preferable that the
また、本実施の形態においては、半導体ウエハ21と透光性板材22とを固定する固定部として、感光性接着剤23を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、シート状の感光性フィルムをフォトリソグラフィーでパターニングし、これを固定部として用いて、半導体ウエハ21と透光性板材22とを固定することも可能である。また、印刷マスクを用いて固定部を印刷して形成することも可能である。
In the present embodiment, the
図4に示したように、上記工程に続いて、半導体ウエハ21の裏面研磨が行なわれる。半導体ウエハ21の裏面研磨は、半導体ウエハ21を数十μmから数百μmの厚さに薄膜化するための工程である。具体的には、透光性板材22をウエハ支持体として、半導体ウエハ21の裏面を、例えばバックグラインダーを用いて研磨する。なお、研磨後の半導体ウエハ21の厚みは、半導体ウエハ21の裏面から各電極パッド16に至る貫通孔を深堀エッチングにより技術的な支障なく実用的な時間で形成することが可能な厚みであれば良い。
As shown in FIG. 4, the back surface of the
上述したバックグラインダーによる研磨時には、半導体ウエハ21とウエハ支持体である透光性板材22との間に機械的なストレスが加わる。しかしながら、半導体ウエハ21と透光性板材22とは有効画素領域11aの外部の領域において感光性接着剤23を介して固定されているため、この機械的なストレスが有効画素領域11a上のマイクロレンズアレイ11bに作用することはない。従って、当該工程において、マイクロレンズアレイ11bが損傷を受けることはない。
At the time of polishing by the back grinder described above, mechanical stress is applied between the
続いて、図4に示したように、再配線17および外部接続端子18の形成する工程が行なわれる。再配線17および外部接続端子18の形成する工程について、図7を参照しながら説明する。ここで、図7(a)は、半導体ウエハ21と透光性板材22とからなる構造体の上面図であり、図7(b)から図7(d)は該構造体のY−Y’断面を示す断面図であり、図7(e)は外部接続端子18形成後の該構造体を下面の状態を示す下面図である。
Subsequently, as shown in FIG. 4, a process of forming the
図7(c)に示したように、半導体ウエハ21の裏面から各電極パッド16に至る貫通孔17aを深堀エッチングにより形成する。当該貫通孔は、一般的に行われている反応性イオンエッチングにより形成すれば良い。半導体ウエハ21と再配線17とを絶縁するために、貫通孔17a形成後に、該貫通孔17aの内壁に絶縁膜を形成する。当該絶縁膜は、例えば、プラズマCVDにより形成すれば良い。続けて、TaN等のバリア層、Cuシード層、及びCuメッキなどから成る導電層を形成し、その後、フォトリソグラフィとエッチングにより、貫通孔17a、及びウェハ裏面に再配線17を形成する。その後、半導体ウエハ21の裏側に保護膜を形成し、これの一部を窓明けし再配線17が露出した部位に、該部位と電気的に接続するよう、外部接続端子18を形成する。ここで、電極パッド16は再配線17を半導体ウエハ21の表面側から押圧し、再配線17が半導体ウエハ21の表面側に露出することを妨げている。ここで、電極パッド16は上述したように固化した透光性接着剤23に埋蔵されているので、電極パッド16が半導体ウエハ21の表面から離脱することはない。
As shown in FIG. 7C, through
上述の工程において、外部接続用端子18は半導体ウエハ21に含まれる各固体撮像素子1の裏面周辺部に配置されるが、これらの外部接続端子18に加え、さらに各個体撮像素子1の裏面中心部にも外部接続端子18aを配置する構成としても良い。これらの中心部に配置された外部接続端子18aは、周辺部に配置された上述の外部接続端子18と同様、固体撮像素子1の出力又は入力端子と電気的に接続されていても良いし、あるいは、ダミー端子であっても良い。このようにして、半導体ウエハ21に含まれる各個体撮像素子1の裏面全体に外部接続端子を形成した状態の半導体ウエハ21の断面図を図7(d)に、また、下面図を図7(e)に示す。図7(e)に示したように外部接続端子18および18aを固体撮像素子1の裏面全体にバランス良く配置することで、光学装置用モジュール1を光学装置に実装する際に、光学装置用モジュール1に加わる熱的ストレス、または、機械的ストレスを効果的に分散し、光学装置用モジュール1が破損することを防止することができる。
In the above-described steps, the
続けて、図4に示したように、半導体ウエハ21と透光性板材22とからなる構造体に、さらにレンズ集合板24を固定する工程(第2の工程)が行なわれる。レンズ集合板24は、半導体ウエハ21における固体撮像素子の配列に対応して配列された複数のレンズから構成されている。ここで、レンズ集合板24に含まれる各レンズは、上述したレンズ13と同様の構造を有している。レンズ集合板24は、レンズ集合板24に含まれる各レンズの中心と、半導体ウエハ21に含まれる各固体撮像素子1の有効画素領域11aの中心とが一致するよう、位置あわせして、透光性板材22に接着固定される。図8に、レンズ集合板24を固定する工程を完了して得られる、半導体ウエハ21と透光性板材22とレンズ集合板24とからなる構造体25を示す。ここで、図8(a)は当該構造体25の上面図であり、図8(b)は当該構造体のY−Y’断面を示す断面図である。
Subsequently, as shown in FIG. 4, a step (second step) of further fixing the
最後に、図4に示したように、上記各工程が終了した後、半導体ウエハ21と透光性板材22とレンズ集合板24とからなる構造体25を、例えば、ダイシングソー26などを用いて分割し個片化することにより、上述した個々の光学装置用モジュール1が形成される。
Finally, as shown in FIG. 4, after the above steps are completed, the
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明に係る光学装置用モジュールは、光学装置に搭載する撮像手段として利用することが可能であり、特に、カメラ付き携帯電話など小型の光学装置に搭載して利用するのに好適である。 The module for an optical device according to the present invention can be used as an image pickup unit mounted on the optical device, and is particularly suitable for mounting on a small optical device such as a mobile phone with a camera.
1 光学装置用モジュール
11 固体撮像素子
11a 有効画素領域
11b マイクロレンズアレイ
11c 外周領域
12 透光性蓋部(透光性被覆材)
13 レンズ
13a レンズ枠
14 接着部(固定部)
15 空気層(空間)
16 電極パッド
17 再配線
17a 貫通孔
18 外部接続端子
19 光学フィルター
21 半導体ウエハ
22 透光性板材(透光性被覆材)
23 感光性接着剤(固定部)
24 レンズ集合板
DESCRIPTION OF
13
15 Air layer (space)
16
23 Photosensitive adhesive (fixing part)
24 Lens assembly plate
Claims (16)
透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、
上記透光性被覆材は固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられていることを特徴とする光学装置用モジュール。 A solid-state imaging device having an effective pixel region with a microlens array;
A translucent covering material that has translucency and covers the effective pixel region,
The translucent covering material is fixed to an area outside the effective pixel area in the solid-state imaging device through a fixing portion, and the effective pixel area and the translucent covering material are separated from each other. Module for optical device.
上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学装置用モジュール。 The translucent coating material is plate-shaped,
The optical device module according to claim 1, wherein an optical filter is formed on a surface of the translucent covering material.
上記固定部は上記電極パッドを埋設していることを特徴とする請求項1に記載の光学装置用モジュール。 The solid-state imaging device is arranged in an area outside the effective pixel area and connected to an output or input terminal of the solid-state imaging device, and the electrode pad from the back surface of the surface on which the electrode pad is arranged A rewiring connected to the electrode pad and an external connection terminal connected to the rewiring disposed on the back surface of the surface on which the electrode pad is disposed,
The optical device module according to claim 1, wherein the fixing portion has the electrode pad embedded therein.
上記第1の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定部を介して固定することを特徴とする光学装置用モジュールの製造方法。 Including a first step of fixing a translucent covering material covering the semiconductor wafer to a semiconductor wafer formed by arranging a plurality of solid-state imaging devices each having an effective pixel area including a microlens array;
In the first step, the translucent covering material is fixed to a region outside the effective pixel region in each solid-state imaging device included in the semiconductor wafer via a fixing unit, separated from the effective pixel region. A method for manufacturing a module for an optical device.
上記第1の工程では、上記固体撮像素子に上記電極パッドを形成した後、上記電極パッドを埋設する上記固定部を形成することを特徴とする請求項9に記載の光学装置用モジュールの製造方法。 Each solid-state imaging device included in the semiconductor wafer is disposed outside the effective pixel region and is connected to an output or input terminal of the solid-state imaging device, and the back side of the surface on which the electrode pad is disposed. A rewiring from the surface to the electrode pad and connected to the electrode pad, and an external connection terminal disposed on the back side of the surface on which the electrode pad is disposed and connected to the rewiring,
10. The method for manufacturing a module for an optical device according to claim 9, wherein, in the first step, after the electrode pad is formed on the solid-state imaging device, the fixing portion for embedding the electrode pad is formed. .
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