JP2009193986A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化が可能であると共に、高圧力を印加することなく製造することができ、ボイドの発生をも抑制することができるＣＭＯＳ型固体撮像装置を提供する。
【解決手段】ＣＭＯＳ型固体撮像素子２と、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の受光領域３を囲繞するスペーサー６と、同受光領域の上方に配置されたガラス基板９とを備えるＣＭＯＳ型固体撮像装置１において、スペーサーには第１の凸部７と第２の凸部１１とが形成されると共に、第１の凸部とＣＭＯＳ型固体撮像素子が当接し、第２の凸部とガラス基板とが当接している。
【選択図】図１
【解決手段】ＣＭＯＳ型固体撮像素子２と、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の受光領域３を囲繞するスペーサー６と、同受光領域の上方に配置されたガラス基板９とを備えるＣＭＯＳ型固体撮像装置１において、スペーサーには第１の凸部７と第２の凸部１１とが形成されると共に、第１の凸部とＣＭＯＳ型固体撮像素子が当接し、第２の凸部とガラス基板とが当接している。
【選択図】図１
Description
本発明は半導体装置及びその製造方法に関する。詳しくは、半導体チップに形成された受光領域が気密封止された半導体装置及びその製造方法に係るものである。
ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子を用いたエリアセンサやリニアセンサは、セラミックスやプラスチックを用いた中空パッケージ内に固体撮像素子を密封状態で収納し、外部から湿気やゴミなどが侵入しない構造が採られており、こうした中空パッケージを用いたエリアセンサやリニアセンサについては、例えば、特許文献１に開示がなされている。
図４は従来の固体撮像装置の概略構成を示す断面図であり、ここで示す固体撮像装置１０１は、セラミックスやプラスチックから成る基台１０２の略中央部に設けられた凹部１０３内に固体撮像素子１０４が配置されており、固体撮像素子は基台の周縁部から外部に向けて延在する４２アロイや銅材から成るリード１０５とボンディングワイヤー１０６を介して電気的に接続されている。
また、リードの直上には所定高さの枠１０７が取り付けられており、この枠の切り欠け部にガラスなどから成る透光性蓋部１０８が埋め込まれている。なお、枠と透光性蓋部との接着には、エポキシ系樹脂から成る封止剤が用いられており、透光性蓋部と凹部との間の空間を密閉状態としている。
上記した固体撮像装置では、透光性蓋部と凹部との間の空間を密閉状態とすることにより、固体撮像素子に対して外部から湿気やゴミなどが侵入しない構造となっているものの、近年ではカメラ付き携帯電話やデジタルスチールカメラなどに搭載されるカメラに求められる小型化の要求に充分に対応することが困難である。
即ち、上記した固体撮像装置では、透光性蓋部が固体撮像素子より大きな平面寸法を有することから、固体撮像装置の構造を小型化するには限界がある。
即ち、上記した固体撮像装置では、透光性蓋部が固体撮像素子より大きな平面寸法を有することから、固体撮像装置の構造を小型化するには限界がある。
また、従来の固体撮像装置を製造する際には、半導体ウェーハ上に形成された複数の固体撮像素子をダイシングソードなどにより分割して個片化し、個片化した固体撮像素子を基台に搭載して透光性蓋部を装着することになるために、半導体ウェーハ状態から透光性蓋部を装着するまでの間に半導体ウェーハを個片化する工程（ダイシング工程）があり、こうしたダイシング工程において半導体ウェーハ上の固体撮像素子の受光領域へ切りくずなどがダストとして付着しやすく、固体撮像素子の受光領域の表面を損傷することも考えられる。
これらの点に鑑みて、図５（ａ）で示す様に、固体撮像素子１０４の受光領域１０４Ａ外の周辺部に接着剤層１０９を形成し、固体撮像素子の上方にガラスなどの透明板１０８を配置して接着剤層で固着して封止し、固体撮像素子の受光領域を気密に保つ技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特許文献２に記載の技術を用いた場合には、透明板は固体撮像素子よりも小さな平面寸法で済むと共に、固体撮像素子の受光領域を封止した後に半導体ウェーハを個片化することによって固体撮像素子の受光領域にダイシング工程において生じるダストの付着を抑制することができる。
しかし、特許文献２に記載の技術を用いる場合には、透明板の接着時の荷重によって透明板と受光領域とのギャップを一定に保つことが非常に難しい。
なお、接着時の荷重によって接着剤が押しつぶされることを抑制して、透明板と受光領域とのギャップを一定に保つために接着剤中に多量のフィラーを混入することが考えられるものの、多量のフィラーを混入させることに起因してフィラー脱落が生じ、受光領域にダストが付着する一因となり得るために、接着剤中に多量のフィラーを混入することによる対応は必ずしも妥当であるとは言い難い。
そこで、図５（ｂ）で示す様に、銅材から成るスペーサー本体１１０の表裏面に接着剤１１１を塗布して構成されたスペーサー１１２を型抜き加工等で成形し、こうしたスペーサーを半導体チップ１０４の受光領域１０４Ａの周囲に貼り合わせた後に、スペーサーと透明板とを接着する技術が提案されており（図５（ｃ）参照。）、かかる技術では、接着剤のみで透明板を支持する特許文献２に記載の技術と比較すると、透明板の接着時の荷重によって接着剤が押しつぶされることを抑止でき、透明板と受光領域とのギャップを一定に保つことができる。
なお、スペーサー本体の表裏面に接着剤を塗布した状態で型抜き加工を行う都合上、接着剤はある程度硬化させた状態（半硬化状態）で型抜き加工を行っている。
しかしながら、半導体チップ表面は各種配線等によって凹凸形状をなしており、半硬化状態の接着剤で接着しようとした場合には、極めて高い圧力を印加しなければ接着することができず、また、半硬化状態であるが故に流動性に乏しく、半導体チップ表面の凹部に接着剤が入り込み難くボイドの発生原因にもなってしまう。
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであり、小型化が可能であると共に、高圧力を印加することなく製造することができ、ボイドの発生をも抑制することができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置では、受光領域が形成された半導体チップと、該半導体チップに第１の接着剤を介して接着され、前記受光領域を囲繞するスペーサーと、該スペーサーに第２の接着剤を介して接着され、前記受光領域の上方に配置された透明基板とを備える半導体装置において、前記スペーサーの前記半導体チップ側の面には所定高さの第１の凸部が設けられ、同第１の凸部と前記半導体チップが当接している。
ここで、スペーサーの半導体チップ側の面には所定高さの第１の凸部が設けられ、この第１の凸部と前記半導体チップが当接していることによって、スペーサーに荷重を加えたとしても第１の接着剤が潰れすぎることがなく、スペーサーを所定の位置に配置することができると共に第１の接着剤が意図せず周囲に広がってしまうことを抑制することができる。
また、スペーサーの透明基板側の面には所定高さの第２の凸部が設けられ、この第２の凸部と透明基板が当接していることによって、透明基板に荷重を加えたとしても第２の接着剤が潰れすぎることがなく、透明基板を所定の位置に配置することができると共に第２の接着剤が意図せずに周囲に広がってしまうことを抑制することができる。
更に、半導体チップに形成された論理回路の周辺では、スペーサーと半導体チップとの接触面積が大きいことによって、即ち、半導体チップ中で発熱量が大きい領域である論理回路の周辺領域でスペーサーと半導体チップとの接触面積を大きくし、半導体チップ中で発熱量が小さな領域である論理回路の周辺以外の領域でスペーサーと半導体チップとの接触面積を小さくすることによって、発熱量の大きな領域でスペーサーによる放熱量が大きく、発熱量の小さな領域でスペーサーによる放熱量が小さいこととなり、半導体チップ内での温度の均一化を図ることができる。
また、スペーサーを黒色材料で形成することによって、受光領域への反射光の入射を抑制することができるために、ノイズの低減を図ることができる。
また、上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置の製造方法では、半導体ウェーハに作り込まれた各半導体チップに形成された受光領域を囲繞する第１の接着剤を塗布する工程と、少なくとも前記半導体ウェーハ側の面に所定高さの第１の凸部が設けられたスペーサーを、前記第１の凸部が前記半導体ウェーハに当接した状態で前記第１の接着剤上に配置する工程と、前記スペーサーに第２の接着剤を介して透明基板を接着し、同透明基板を前記半導体チップに形成された受光領域の上方に配置することで、半導体装置の集合体を形成する工程と、該半導体装置の集合体を個片化する工程とを備える。
ここで、少なくとも半導体ウェーハ側の面に所定高さの第１の凸部が設けられたスペーサーを、第１の凸部が半導体ウェーハに当接した状態で第１の接着剤上に配置することによって、スペーサーに荷重を加えたとしても第１の接着剤が潰れすぎることがなく、スペーサーを所定の位置に配置することができると共に第１の接着剤が意図せず周囲に広がってしまうことを抑制することができる。
また、スペーサーに第２の接着剤を介して透明基板を接着する際に、スペーサーの半導体ウェーハ側の面とは反対側の面に設けられた所定高さの第２の凸部と当接した状態で透明基板を接着することによって、透明基板に荷重を加えたとしても第２の接着剤が潰れすぎることがなく、透明基板を所定の位置に配置することができると共に第２の接着剤が意図せず周囲に広がってしまうことを抑制することができる。
本発明を適用した半導体装置及びその製造方法では、小型化が可能であると共に、高圧力を印加することなく製造することができ、ボイドの発生をも抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１（ａ）は本発明を適用した半導体装置の一例であるＣＭＯＳ型固体撮像装置を説明するための模式図であり、ここで示すＣＭＯＳ型固体撮像装置１では、ＣＭＯＳ型固体撮像素子２の受光領域３を気密封止してパッケージ化したものである。
図１（ａ）は本発明を適用した半導体装置の一例であるＣＭＯＳ型固体撮像装置を説明するための模式図であり、ここで示すＣＭＯＳ型固体撮像装置１では、ＣＭＯＳ型固体撮像素子２の受光領域３を気密封止してパッケージ化したものである。
ここで、ＣＭＯＳ型固体撮像素子には、入射光に応じた量の信号電荷を蓄積するフォトダイオードから成る画素がマトリクス状に配列された受光領域３と、受光領域で蓄積した信号電荷の処理等の各種演算を行う論理回路４が形成されている。
また、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の受光領域以外の領域（以下、「受光領域以外の領域」のことを「周辺領域」と称する。）には銀粉末等の微細フィラーを適量含有させた熱伝導性に富むエポキシ系接着剤５を介して黒色のスペーサー６が接着されている。
ここで、スペーサーは、フィラー（例えば、炭素繊維、カーボンナノチューブ、セラミックス粒子、低融点合金等）を適量含有させた樹脂材料（例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド樹脂等）を成形したものであり、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上となる様に構成されている。
また、スペーサーの下面（ＣＭＯＳ型固体撮像素子側の面）には第１の凸部７が形成されており、この第１の凸部がＣＭＯＳ型固体撮像素子に当接した状態で接着されている。
更に、スペーサーには紫外線照射硬化型のエポキシ系接着剤８を介してガラス基板９が受光領域の上方に貼り合わせられることで、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の受光領域が気密封止されている。なお、図中の符合１０は画素単位に形成されたマイクロレンズを示している。
ここで、スペーサーの上面（ガラス基板側の面）には第２の凸部１１が形成されており、この第２の凸部がガラス基板に当接した状態で接着されている。
ここで、本実施例では、スペーサーの下面に第１の凸部が形成されると共に上面に第２の凸部が形成される場合を例に挙げて説明を行っているが、スペーサーの下面に第１の凸部を形成することで、スペーサーの平坦度を充分に確保することができ、そのことによって、第２の凸部を形成しなくても充分にガラス基板の平坦度を確保でき、結果としてガラス基板とＣＭＯＳ型固体撮像素子の受光領域とのギャップを充分に制御することができるのであれば、必ずしも第２の凸部を形成する必要は無く、図１（ｂ）で示す様に、スペーサーの下面に第１の凸部のみを形成しても良い。
但し、より確実にガラス基板とＣＭＯＳ型固体撮像素子の受光領域とのギャップ制御を行うためには、スペーサーの下面に第１の凸部を形成すると共に上面に第２の凸部を形成した方が好ましい。
但し、より確実にガラス基板とＣＭＯＳ型固体撮像素子の受光領域とのギャップ制御を行うためには、スペーサーの下面に第１の凸部を形成すると共に上面に第２の凸部を形成した方が好ましい。
以下、上記の様に構成されたＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法について説明を行なう。即ち、本発明を適用した半導体装置の製造方法の一例であるＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法について説明を行なう。
本発明を適用したＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法では、先ず、図２（ａ）で示す様に、ＣＭＯＳ型固体撮像素子が作り込まれた半導体ウェーハ１２に印刷法によって銀粉末等の微細フィラーを適量含有させた熱伝導性に富むエポキシ系接着剤５を塗布する。
具体的には、半導体ウェーハ１２に作り込まれた各ＣＭＯＳ型固体撮像素子の周辺領域に印刷法によって、厚さ約２０μｍで、塗布領域は後述するスペーサーのサイズよりも５０μｍ程度内側領域までエポキシ系接着剤５を塗布する。
具体的には、半導体ウェーハ１２に作り込まれた各ＣＭＯＳ型固体撮像素子の周辺領域に印刷法によって、厚さ約２０μｍで、塗布領域は後述するスペーサーのサイズよりも５０μｍ程度内側領域までエポキシ系接着剤５を塗布する。
また、フィラー（例えば、炭素繊維、カーボンナノチューブ、セラミックス粒子、低融点合金等）を適量含有させた樹脂材料（例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド樹脂等）を射出成形することによって、図２（ｂ）で示す様な、スペーサーが一体的に形成されたスペーサーの結合体１５を形成し、その後、ダイシングによって個片化することでスペーサー６を形成する。
ここで、スペーサーは受光領域に対応する領域に開口部１３が形成されており、約５０μｍ厚さのスペーサー本体６ａの下面には約１５μｍ高さの第１の凸部７が形成され、スペーサー本体６ａの上面には約１５μｍ高さの第２の凸部１１が形成されている。
ここで、スペーサーは受光領域に対応する領域に開口部１３が形成されており、約５０μｍ厚さのスペーサー本体６ａの下面には約１５μｍ高さの第１の凸部７が形成され、スペーサー本体６ａの上面には約１５μｍ高さの第２の凸部１１が形成されている。
次に、図２（ｃ）で示す様に、貼り合わせステージ１４ａに半導体ウェーハ１２を載置した状態で、吸着器具１４ｂによって真空吸着させたスペーサー６を半導体ウェーハの上方に位置合わせした状態で配置して、吸着器具を下降させることで半導体ウェーハにスペーサーを接着する。
なお、吸引器具はスペーサーの下面に形成した第１の凸部が半導体ウェーハに当接する位置まで下降させ、第１の凸部が半導体ウェーハに当接した状態で半導体ウェーハとスペーサーを接着する。
また、吸着器具にはスペーサーを吸着保持するための孔部とは別に貼り合わせ環境を減圧状態とすべく真空引きするための孔部１４ｃが設けられており、貼り合わせ環境を減圧状態とすることで、エポキシ系接着剤５から発生するガスを吸引することができる。
続いて、ディスペンサーを用いてスペーサーの上面に紫外線照射硬化型のエポキシ系接着剤８を塗布し（図３（ｄ）参照。）、続いて、スペーサー上にガラス基板９を配置し、エポキシ系接着剤８によってスペーサーとガラス基板とを接着することで、複数のＣＭＯＳ型固体撮像装置が一体的に形成されたＣＭＯＳ型固体撮像装置の結合体を形成する（図３（ｅ）参照。）。
なお、ガラス基板９をスペーサー上に配置する際には、スペーサーの上面に形成した第２の凸部がガラス基板に当接するまでガラス基板を押圧し、第２の凸部がガラス基板に当接した状態でスペーサーとガラス基板を接着する。
その後、半導体ウェーハをダイシングテープ（図示せず）に貼り合わせた状態で、ダイシングブレード１６でＣＭＯＳ型固体撮像装置の結合体を個片化することによって（図３（ｆ）参照。）、図１で示すＣＭＯＳ型固体撮像装置を得ることができる。
本発明を適用したＣＭＯＳ型固体撮像装置では、スペーサーの下面に第１の凸部を形成し、第１の凸部がＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接した状態でスペーサーとＣＭＯＳ型固体撮像素子を接着しているために、スペーサーが鉛直下方向の位置ズレを起こすことが無く、スペーサーの平坦度を充分に確保することができる。
即ち、スペーサーがＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接することなく接着されている場合には、具体的には、図５（ａ）で示す様に接着されている場合には、スペーサーを接着する際の荷重でエポキシ系接着剤５が押し潰されることでスペーサーが鉛直下方向の位置ズレを起こすことが懸念される。これに対して、スペーサーの下面に第１の凸部を形成し、第１の凸部がＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接した状態でスペーサーとＣＭＯＳ型固体撮像素子を接着している場合には、スペーサーを接着する際に必要以上の荷重を加えたとしてもスペーサーは鉛直下方向に移動することができず、結果としてスペーサーが鉛直下方向の位置ズレを起こすことが無く、スペーサーの平坦度を充分に確保することができる。
即ち、スペーサーがＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接することなく接着されている場合には、具体的には、図５（ａ）で示す様に接着されている場合には、スペーサーを接着する際の荷重でエポキシ系接着剤５が押し潰されることでスペーサーが鉛直下方向の位置ズレを起こすことが懸念される。これに対して、スペーサーの下面に第１の凸部を形成し、第１の凸部がＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接した状態でスペーサーとＣＭＯＳ型固体撮像素子を接着している場合には、スペーサーを接着する際に必要以上の荷重を加えたとしてもスペーサーは鉛直下方向に移動することができず、結果としてスペーサーが鉛直下方向の位置ズレを起こすことが無く、スペーサーの平坦度を充分に確保することができる。
また、スペーサーが鉛直下方向にズレを生じることが無く、スペーサーを接着する際の荷重でエポキシ系接着剤５が意図せずに押し潰されることが無く、エポキシ系接着剤５が周囲に広がることによる不具合が生じることも無い。
即ち、スペーサーがＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接することなく接着されている場合には、スペーサーが鉛直下方向の位置ズレを起こすことがあり、スペーサーが鉛直下方向に位置ズレを起こした場合には、位置ズレ量に応じてエポキシ系接着剤５が押し潰され、周囲に意図せずに広がることが懸念される。これに対して、スペーサーの下面に第１の凸部を形成し、第１の凸部がＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接した状態でＣＭＯＳ型固体撮像素子に接着している場合には、スペーサーを接着する際に必要以上の荷重を加えたとしてもスペーサーが鉛直下方向にズレを生じることがないために、エポキシ系接着剤５が押し潰されることが無く、結果としてエポキシ系接着剤５が意図せずに周囲に広がることが無い。
即ち、スペーサーがＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接することなく接着されている場合には、スペーサーが鉛直下方向の位置ズレを起こすことがあり、スペーサーが鉛直下方向に位置ズレを起こした場合には、位置ズレ量に応じてエポキシ系接着剤５が押し潰され、周囲に意図せずに広がることが懸念される。これに対して、スペーサーの下面に第１の凸部を形成し、第１の凸部がＣＭＯＳ型固体撮像素子と当接した状態でＣＭＯＳ型固体撮像素子に接着している場合には、スペーサーを接着する際に必要以上の荷重を加えたとしてもスペーサーが鉛直下方向にズレを生じることがないために、エポキシ系接着剤５が押し潰されることが無く、結果としてエポキシ系接着剤５が意図せずに周囲に広がることが無い。
更に、本発明を適用したＣＭＯＳ型固体撮像装置では、スペーサーの上面に第２の凸部を形成し、第２の凸部がガラス基板と当接した状態でスペーサーとガラス基板を接着しているために、ガラス基板が鉛直下方向の位置ズレを起こすことが無く、ガラス基板の平坦度を充分に確保することができる。
即ち、スペーサーがガラス基板と当接することなく接着されている場合には、ガラス基板と接着する際の荷重でエポキシ系接着剤８が押し潰されることでガラス基板が鉛直下方向の位置ズレを起こすことが懸念される。これに対して、スペーサーの上面に第２の凸部を形成し、第２の凸部がガラス基板と当接した状態でスペーサーとガラス基板を接着している場合には、ガラス基板を接着する際に必要以上の荷重を加えたとしてもガラス基板は鉛直下方向に移動することができず、結果としてガラス基板が鉛直下方向の位置ズレを起こすことが無く、ガラス基板の平坦度を充分に確保することができる。
即ち、スペーサーがガラス基板と当接することなく接着されている場合には、ガラス基板と接着する際の荷重でエポキシ系接着剤８が押し潰されることでガラス基板が鉛直下方向の位置ズレを起こすことが懸念される。これに対して、スペーサーの上面に第２の凸部を形成し、第２の凸部がガラス基板と当接した状態でスペーサーとガラス基板を接着している場合には、ガラス基板を接着する際に必要以上の荷重を加えたとしてもガラス基板は鉛直下方向に移動することができず、結果としてガラス基板が鉛直下方向の位置ズレを起こすことが無く、ガラス基板の平坦度を充分に確保することができる。
なお、スペーサーの下面に形成した第１の凸部でスペーサーの平坦度を充分に確保し、スペーサーの上面に形成した第２の凸部でガラス基板の平坦度を充分に確保することによって、結果的には、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の受光領域とガラス基板とのギャップを高精度に制御することができることとなる。
また、ガラス基板が鉛直方向にズレを生じることが無く、ガラス基板を接着する際の荷重でエポキシ系接着剤８が意図せずに押し潰されることが無く、エポキシ系接着剤８が周囲に広がることによる不具合が生じることも無い。
即ち、スペーサーがガラス基板と当接することなく接着されている場合には、ガラス基板が鉛直下方向の位置ズレを起こすことがあり、ガラス基板が鉛直下方向に位置ズレを起こした場合には、位置ズレ量に応じてエポキシ系接着剤８が押し潰され、周囲に意図せずに広がることが懸念される。これに対して、スペーサーの上面に第２の凸部を形成し、第２の凸部がガラス基板と当接した状態でガラス基板と接着している場合には、ガラス基板を接着する際に必要以上の荷重を加えたとしてもガラス基板が鉛直下方向にズレを生じることがないために、エポキシ系接着剤８が押し潰されることが無く、結果としてエポキシ系接着剤８が意図せずに周囲に広がることが無い。
即ち、スペーサーがガラス基板と当接することなく接着されている場合には、ガラス基板が鉛直下方向の位置ズレを起こすことがあり、ガラス基板が鉛直下方向に位置ズレを起こした場合には、位置ズレ量に応じてエポキシ系接着剤８が押し潰され、周囲に意図せずに広がることが懸念される。これに対して、スペーサーの上面に第２の凸部を形成し、第２の凸部がガラス基板と当接した状態でガラス基板と接着している場合には、ガラス基板を接着する際に必要以上の荷重を加えたとしてもガラス基板が鉛直下方向にズレを生じることがないために、エポキシ系接着剤８が押し潰されることが無く、結果としてエポキシ系接着剤８が意図せずに周囲に広がることが無い。
また、本発明を適用したＣＭＯＳ型固体撮像装置では、ガラス基板を支持するのに必要最低限の領域にスペーサーを配置するのではなく、即ち、論理回路の存在如何に関わらず、単に受光領域を囲繞する様に均等幅のスペーサーを配置するのではなく、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の論理回路の形成領域側（論理回路の形成領域に近い側）ではスペーサーとＣＭＯＳ型固体撮像素子との接着面積が大きくなり、論理回路の非形成領域側（論理回路の形成領域に遠い側）ではスペーサーとＣＭＯＳ型固体撮像素子との接触面積が小さくなるように構成されているために、多量の熱を発生する論理回路の周辺領域からの放熱を促進することができ、ＣＭＯＳ型固体撮像素子内での温度分布の均一化を図ることができる。
また、本発明を適用したＣＭＯＳ型固体撮像装置では、黒色樹脂によってスペーサーが形成されているために、周辺領域からの反射光が受光領域に入射することを抑制することができ、意図しない光の入射に起因するノイズの発生を低減することができる。
また、本発明を適用したＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法では、エポキシ系接着剤５を半導体ウェーハに塗布した後にスペーサーを配置しており、半硬化状態のエポキシ系接着剤５を使用する必要が無いために、流動性に富んだ状態で塗布することが可能であり、ボイドの発生を抑制することができる。
即ち、スペーサー本体の表裏面に接着剤を塗布して構成されたスペーサーを型抜き加工等で成形する場合、具体的には、図５（ｂ）で示す様なスペーサーを加圧することで半導体ウェーハに配置する場合には、型抜き加工を行う必要上、エポキシ系接着剤５を半硬化状態にする必要があり、エポキシ系接着剤５を半硬化状態にすると流動性が乏しくなることで、半導体ウェーハ表面の凹凸にエポキシ系接着剤５が充填できずにボイド発生の一因となってしまう。これに対して、本発明を適用したＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法では、流動性の高い状態でエポキシ系接着剤５を半導体ウェーハに塗布しているために半導体ウェーハ表面の凹凸にエポキシ系接着剤５を充分に充填することができ、ボイドの発生を抑制することができる。
即ち、スペーサー本体の表裏面に接着剤を塗布して構成されたスペーサーを型抜き加工等で成形する場合、具体的には、図５（ｂ）で示す様なスペーサーを加圧することで半導体ウェーハに配置する場合には、型抜き加工を行う必要上、エポキシ系接着剤５を半硬化状態にする必要があり、エポキシ系接着剤５を半硬化状態にすると流動性が乏しくなることで、半導体ウェーハ表面の凹凸にエポキシ系接着剤５が充填できずにボイド発生の一因となってしまう。これに対して、本発明を適用したＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法では、流動性の高い状態でエポキシ系接着剤５を半導体ウェーハに塗布しているために半導体ウェーハ表面の凹凸にエポキシ系接着剤５を充分に充填することができ、ボイドの発生を抑制することができる。
また、エポキシ系接着剤５が半硬化状態ではないために、スペーサーを接着する際も低荷重で済むために、高荷重を加えるための特別な設備等を必要とせずに、製造歩留りの向上をも期待することができる。
なお、半導体ウェーハの塗布するエポキシ系接着剤５が流動性に富む状態であったとしても、上述した様にスペーサーが鉛直下方向に位置ズレを生じることがないために、エポキシ系接着剤５が意図せず周囲に広がることは無い。
１ ＣＭＯＳ型固体撮像装置
２ ＣＭＯＳ型固体撮像素子
３ 受光領域
４ 論理回路
５ エポキシ系接着剤
６ スペーサー
６ａ スペーサー本体
７ 第１の凸部
８ エポキシ系接着剤
９ ガラス基板
１０ マイクロレンズ
１１ 第２の凸部
１２ 半導体ウェーハ
１３ 開口部
１４ａ 貼り合わせステージ
１４ｂ 吸着器具
１４ｃ 孔部
１５ スペーサーの結合体
１６ ダイシングブレード
２ ＣＭＯＳ型固体撮像素子
３ 受光領域
４ 論理回路
５ エポキシ系接着剤
６ スペーサー
６ａ スペーサー本体
７ 第１の凸部
８ エポキシ系接着剤
９ ガラス基板
１０ マイクロレンズ
１１ 第２の凸部
１２ 半導体ウェーハ
１３ 開口部
１４ａ 貼り合わせステージ
１４ｂ 吸着器具
１４ｃ 孔部
１５ スペーサーの結合体
１６ ダイシングブレード
Claims (7)
- 受光領域が形成された半導体チップと、
該半導体チップに第１の接着剤を介して接着され、前記受光領域を囲繞するスペーサーと、
該スペーサーに第２の接着剤を介して接着され、前記受光領域の上方に配置された透明基板とを備える半導体装置において、
前記スペーサーの前記半導体チップ側の面には所定高さの第１の凸部が設けられ、同第１の凸部と前記半導体チップが当接している
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記スペーサーの前記透明基板側の面には所定高さの第２の凸部が設けられ、同第２の凸部と前記透明基板が当接している
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 前記半導体チップに形成された論理回路の周辺では、前記スペーサーと前記半導体チップとの接触面積が大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 前記スペーサーは黒色材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 前記スペーサーは熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上の樹脂材で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 半導体ウェーハに作り込まれた各半導体チップに形成された受光領域を囲繞する第１の接着剤を塗布する工程と、
少なくとも前記半導体ウェーハ側の面に所定高さの第１の凸部が設けられたスペーサーを、前記第１の凸部が前記半導体ウェーハに当接した状態で前記第１の接着剤上に配置する工程と、
前記スペーサーに第２の接着剤を介して透明基板を接着し、同透明基板を前記半導体チップに形成された受光領域の上方に配置することで、半導体装置の集合体を形成する工程と、
該半導体装置の集合体を個片化する工程とを備える
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記透明基板は、前記スペーサーの前記半導体ウェーハ側の面とは反対側の面に設けられた所定高さの第２の凸部と当接した状態で接着する
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
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