JP2014082264A - 半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実装基板上の撮像素子がモジュール筐体により封止される前に、半導体チップ及び実装基板に付着している異物を取り除くことができ、これにより撮像素子と実装基板との間でのショートやリークを防ぐことができ、さらに表示画像上に異物の影として黒キズ（模様）が現れるのを抑制して鮮明な被写体の画像を表示することができる半導体モジュールの製造方法を得る。
【解決手段】半導体モジュールの製造方法において、梱包体を開封して取り出した半導体チップ３を実装基板にダイボンドする工程Ｓ２の前にこの半導体チップ３を洗浄し、その後、この半導体チップ３の電極と実装基板の端子とをワイヤボンディングにより接続する工程Ｓ４の前に半導体チップ３を洗浄し、さらに、該半導体チップ３を封止する工程Ｓ５の前に半導体チップ３を洗浄する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体モジュールの製造方法に関し、特に、撮像素子などの半導体チップを実装基板上に実装して半導体モジュールを製造する方法において、半導体ウェハのダイシングにより得られ、梱包された半導体チップを、梱包から取り出してから半導体モジュールとして封止する工程までの間で、半導体チップ上の異物除去のための洗浄を行う方法に関するものである。

現在、携帯電話や携帯ゲーム機などの各種電子機器としてカメラモジュールを搭載したものが提供されている。一般的なカメラモジュールの構成としては、実装基板、この実装基板上に搭載された撮像素子、及び撮像素子の受光部に光を集光するレンズを備えたものが知られている。

図７は、この一般的なカメラモジュールの構成を示す図である。

このカメラモジュール１ａは、実装基板１上にダイボンド材（接着材）２により固着された撮像素子（半導体チップ）３を有し、この撮像素子３の電極（図示せず）は、実装基板１に形成された端子４にボンディングワイヤ（金線）５により接続されている。また、この実装基板１には、レンズホルダ１０が、撮像素子３、端子４及びボンディングワイヤ５を覆うように接着材１２により取り付けられている。

このレンズホルダ１０の、撮像素子３の光入射面（受光部）に対向する部分には、レンズバレル８を装着する部品装着開口部１０ａが形成されており、この部品装着開口部１０ａにはレンズバレル８が螺合などにより取り付けられており、このレンズバレル８の下側には、ＩＲフィルタ７を含むガラス製リッド６が接着材１１により取り付けられている。

ここで、レンズバレル８には、外部からの光を撮像素子３に集光するためのレンズ９が保持されており、このレンズ９の表面の一部がレンズバレル８の採光用開口８ａ内に露出している。

なお、このカメラモジュール１ａでは、実装基板１に実装された撮像素子３は、ガラス製リッド６が取り付けられたレンズホルダ１０により封止された状態となっている。

次に、カメラモジュールの製造方法について説明する。

図８は、このカメラモジュールの製造方法を説明する図であり、この製造方法における主要工程を示している。

まず、撮像素子３が梱包体に梱包されて搬入されると、この梱包体を開封して撮像素子３を取り出す（工程Ｓ１）。続いて、撮像素子３をダイボンド材２により実装基板１上に接着し（工程Ｓ２）、その後、接着材２を硬化させるために、撮像素子３を実装基板１に固着した状態で加熱装置（キュアオーブン）（図示せず）に入れて加熱する（工程Ｓ３）。

次に、撮像素子３の電極（図示せず）と実装基板１の端子４とをボンディングワイヤ（金線）５により接続する（工程Ｓ４）。その後、赤外線(ＩＲ)カットフィルタ７が形成されたガラス製リッド６を取り付けたレンズホルダ１０を、実装基板１に撮像素子３が封止されるように接着材１２により取り付ける（工程Ｓ５）。

ここで、半導体チップである撮像素子３は、この撮像素子を作り込んだ半導体ウェハをリングフレームのＵＶテープに貼り付けてダイシングして梱包した状態で搬入される。なお、ダイシングにより得られた撮像素子（半導体チップ）は洗浄された後に梱包されている。このような洗浄方法については特許文献１に開示されている。また、ＵＶテープは紫外線の照射により粘着力が低下する性質を有しており、撮像素子をＵＶテープから取り外す際にはＵＶテープに対して紫外線照射を行う。

ところで、梱包体を開封してこの梱包体から取り出した半導体ウェハに付着している異物には、梱包体の開封前から付着している異物、梱包体の開封後に付着した異物があり、従来のカメラモジュールの製造方法では、これらの異物を含んだまま撮像素子がカメラモジュールの筐体内に封止されることとなる。

具体的には、ダイボンド工程では、実装基板１に撮像素子３を搭載する際、搭載装置自体からの発塵、また、撮像素子３を搬送する際に撮像素子３を吸着するコレットとの接触による素子自体からの発塵があり、さらに、接着材の硬化の際、キュアオーブン内に浮遊している異物が撮像素子３に付着することもある。

さらに、ワイヤボンド工程では、撮像素子３の電極と実装基板１の端子４とを金線により接続する際に、撮像素子３の搬送系からの異物が撮像素子３に付着する場合もある。

このようにカメラモジュールの製造方法では、種々の処理を行う工程毎に発生する異物が、撮像素子３に累積して付着してしまい、撮像素子３はこれらの異物が付着した状態でカメラモジュールの筐体内に封止されることとなる。

これらの付着異物が、リッド付きレンズホルダ１０と実装基板１により撮像素子３とともに密閉空間に封じ込められると、カメラモジュールの姿勢によってはこれらの付着異物が撮像素子３の受光面上に移動することもあり、このような状態で撮像を行うと、これらの異物は、表示画像上に黒キズ（模様）として現れ、カメラモジュールは、画面上での高画質を実現するためのカメラ機能を十分に発揮することが困難となる。

特開２０１０−２４５０９２号公報

以上説明したように、カメラモジュールの製造方法では、各工程で撮像素子へ異物が付着するという問題があり、前段階での処理の際に撮像素子に付着した異物がそのまま後続の工程での処理に持ち越されることがないように各工程で異物の付着を未然に防ぐ必要がある。

このような問題に対して、従来は、工程毎に、クリーンブースの囲いにより囲まれた作業空間で処理を行うことで作業空間への異物の侵入を防ぎ、また、作業空間内に徐塵機を設置して異物を除去するといった対策、あるいは、作業空間内での気流をコントロールして、撮像素子の配置スペース以外の場所で、ダストをトラップするといった対策が講じられている。

また、製造装置からの発塵や、製品の搬送時の移動に伴う他の部材との接触による発塵等を防ぐため、製造装置や製品を発塵しない材料で構成したり、発塵し難い構造にしたりするといった対応がなされてきた。

ところが、近年のカメラモジュールを備える電子機器の高性能化に伴い、カメラモジュール自体の機能向上も要求され、カメラモジュールの機能向上の一つとして、撮像素子のマイクロレンズのサイズを縮小化し、高解像度化を図ったものがある。このように撮像素子のマイクロレンズのサイズが縮小化されると、今まで検出されなかった撮像素子上の微小異物も、撮像画像上に現れてくるという問題が生ずる。

従って、上記の作業空間での異物低減の対策は、このような撮像画像に影響する微小異物に対応できておらず、つまり、撮像素子の縮小されたマイクロレンズへの異物の付着の防止には対応できていない。

例えば、近年のマイクロレンズのサイズは、数ミクロン角のサイズ（３μｍ以下の極微小なサイズ）であり、従来の手法では、カメラモジュールの製造方法の各工程で、マイクロレンズのサイズ程度の異物が撮像素子に付着するのを防止することは困難となっている。

また、微小異物の撮像画像への影響に対しては画像処理等で対応する方法もあるが、画像処理数や処理範囲等に限界もあり、このような画像処理による対策は本質的な問題解決にならない。

以下、上記カメラモジュールの製造方法における各工程での異物の付着について具体的に詳しく説明する。

受け入れされた半導体チップ（撮像素子）は、半導体ウェハの裏面を研磨して半導体ウェハを所定の厚さに加工し、さらにこのような薄膜化した半導体ウェハをダイシングにより１チップ毎に切り離して得られたものである。

ここで、受け入れされた半導体チップは、具体的には、半導体ウェハのダイシングにより得られた半導体チップ（撮像素子）のうちで、仕様に適した半導体チップだけが支持テープ（フレームリングのＵＶテープなど）に支持されて、所定のケースに入れて包装された状態となっている。

この場合、ダイシングの際にチップの欠けとして発生する数μｍ程度のサイズのチップ欠片、半導体チップの支持テープから出たテープのカス、半導体チップの包装までの過程で生じた異物が半導体チップに付着しているおそれがある。

次に、ダイボンド工程にて、撮像素子を支持テープ上から実装基板上に搬送する際、撮像素子とこれを吸着するコレットとの接触や、撮像素子を実装基板の所定の位置に置くときの衝撃で、撮像素子の周辺に欠けが生じる場合がある。この撮像素子からでたチップ欠片（粒子）が異物として撮像素子上に付着する場合がある。

さらに、撮像素子と実装基板との密着性を上げるために、撮像素子を実装基板上にダイボンドした状態でこの撮像素子を窒素雰囲気のオーブンに入れて加熱して接着材の有機成分を蒸発させるとき、窒素雰囲気を一定にコントロールするための気流により、実装基板、撮像素子、搬送の自工具等に付着した異物が、撮像素子の受光部の画素上に移動して付着することがある。

また、ワイヤボンド工程にて、撮像素子の電極と実装基板の端子とを金線により接続するときに、撮像素子を装置間で搬送する際に撮像素子や搬送系からの発塵が生ずる場合がある。

さらに、ホルダ搭載工程（封止工程）にて、ガラス製リッドを装着したレンズホルダを実装基板に接着すると、レンズホルダと実装基板により囲まれたカメラモジュール内の空間は密閉された状態となり、この空間に閉じ込められた異物は、撮像素子上から取り除くことができなくなる。

また、撮像素子以外の半導体チップでは、異物による撮像画像の画質劣化といった問題はないが、異物による半導体チップと実装基板との間でのショートやリークの問題がある。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、実装基板上の半導体チップが半導体モジュールの筐体により封止される前に、半導体チップあるいは実装基板に付着している異物を取り除くことができ、これにより半導体チップと実装基板との間でのショートやリークを防ぐことができ、特に、撮像素子では表示画像上に異物の影として黒キズ（模様）が現れるのを抑制して鮮明な被写体の画像を表示することができる半導体モジュールの製造方法を得ることを目的とする。

本発明に係る半導体モジュールの製造方法は、半導体チップの梱包体を開封して取り出した半導体チップを実装基板上に実装して半導体モジュールを製造する方法であって、該半導体チップを該実装基板に実装して封止するまでの間に該半導体チップを洗浄する工程を含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。

本発明は、上記半導体モジュールの製造方法において、前記半導体チップの梱包体から取り出した半導体チップを実装基板にダイボンドするダイボンド工程と、該半導体チップの電極と前記実装基板の端子とをワイヤボンディングにより接続するワイヤボンディング工程と、該半導体チップを封止する封止工程とを含み、該ダイボンド工程、該ワイヤボンディング工程、及び該封止工程の少なくとも１つの前工程として、該半導体チップを純水で洗浄する洗浄工程が設けられていることが好ましい。

本発明は、上記半導体モジュールの製造方法において、前記洗浄工程として、前記ダイボンド工程の前に、前記梱包体から取り出した半導体チップを洗浄する工程が設けられていることが好ましい。

本発明は、上記半導体モジュールの製造方法において、前記半導体チップを前記半導体基板に接着材を用いてダイボンドした後、該接着材を硬化させるダイボンドキュア工程を含み、前記洗浄工程として、該ダイボンドキュア工程後かつ前記ワイヤボンディング工程前に、前記半導体モジュールを該実装基板に固着した状態で該半導体チップを洗浄する工程が設けられていることが好ましい。

本発明は、上記半導体モジュールの製造方法において、前記洗浄工程として、前記ワイヤボンディング工程後かつ前記封止工程前に、前記半導体モジュールが該実装基板に固着され、かつ前記半導体チップの電極と前記実装基板の端子とがワイヤボンディングにより接続された状態で、該半導体チップを洗浄する工程が設けられていることが好ましい。

本発明は、上記半導体モジュールの製造方法において、前記半導体モジュールは、前記実装基板としてのセラミック製あるいはガラスエポキシ製の実装基板と、該実装基板上に接着材により固着された、前記半導体チップとしての撮像素子と、前記半導体チップの電極と前記実装基板の端子とを接続するボンディングワイヤと、レンズ及びＩＲカットフィルタを有し、該実装基板に該撮像素子が封止されるように取り付けられたホルダとを備えたカメラモジュールであることが好ましい。

本発明は、上記半導体モジュールの製造方法において、前記ダイボンドキュア工程後かつ前記ワイヤボンディング工程前に設けられている洗浄工程は、加熱装置で前記接着材を硬化させた後の半導体チップに付着している異物を純水により洗浄する工程であることが好ましい。

本発明は、上記半導体モジュールの製造方法において、前記ワイヤボンディング工程後かつ前記封止工程前に設けられている洗浄工程は、前記ワイヤボンディングを行った後の前記半導体チップに付着している異物を純水により洗浄する工程であることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、実装基板上の半導体チップが半導体モジュールの筐体により封止される前に、半導体チップあるいは実装基板に付着している異物を取り除くことができ、これにより半導体チップと実装基板との間でのショートやリークを防ぐことができ、特に、撮像素子では表示画像上に異物の影として黒キズ（模様）が現れるのを抑制して鮮明な被写体の画像を表示することができる半導体モジュールの製造方法を実現することができる。

図１は、本発明の実施形態１による半導体モジュールの製造方法を説明する図であり、その工程を示している。 図２は、本発明の実施形態１による半導体モジュールの製造方法を説明する図であり、撮像素子がＵＶテープに貼り付いたリングフレーム（図２（ａ））、撮像素子の外観（図２（ｂ））、及び撮像素子の梱包体（図２（ｃ））を示している。 図３は、本発明の実施形態１による半導体モジュールの製造に用いる撮像素子の受光面側の構造（図３（ａ））及びこの撮像素子の断面構造（図３（ｂ））を示している。 図４は、本発明の実施形態１による半導体モジュールの製造方法で用いる洗浄装置を説明する図であり、図４（ａ）及び図４（ｂ）はそれぞれ、洗浄方式の異なる洗浄装置を示している。 図５は、本発明の実施形態１による半導体モジュールの製造方法を説明する図であり、この製造方法における工程（図５（ａ）〜図５（ｃ））を順に示している。 図６は、本発明の実施形態２として、実施形態１の半導体モジュールの製造方法で得られたカメラモジュールを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。 図７は、一般的なカメラモジュールを説明する図であり、その断面構造を示している。 図８は、従来のカメラモジュールの製造方法を説明する図であり、この製造方法における主要工程を示している。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による半導体モジュールの製造方法を説明する図であり、その工程を示しており、ここでは、半導体モジュールとしてカメラモジュールを製造する方法について説明する。図２は、半導体ウェハから分離した撮像素子をリングフレームのＵＶテープに貼り付けた状態（図２（ａ））、撮像素子の外観（図２（ｂ））、及び撮像素子の梱包体（図２（ｃ））を示している。また、図３は、この撮像素子の受光面側の構造（図３（ａ））及びこの撮像素子の断面構造（図３（ｂ））を示している。さらに、図５は、撮像素子を実装基板上に実装する工程（図５（ａ）〜図５（ｃ））を順に示している。

この実施形態１の半導体モジュールは、従来技術で説明した図７に示すカメラモジュール１ａと同じ構造を有している。つまり、この実施形態１の半導体モジュール（以下、カメラモジュールともいう。）は、そのレンズバレル８の採光開口部８ａから入射した光がレンズ９により集光され、集光された光が、ＩＲカットフィルタ７およびガラス製リッド８を通過して撮像素子３の受光面に到達するように構成されている。この撮像素子３は、レンズ９が受光面上に形成する被写体像を電気信号に変換するものであり、言い換えると、撮像素子３はレンズ９から入射された入射光を光電変換するセンサーデバイスであり、撮像素子３には、複数の画素がマトリックス状に配置された受光面が形成されている。

なお、撮像素子３としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサーＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を用いることができ、この撮像素子３は、カメラモジュール１ａ内に収容できる大きさとなっている。

半導体チップとしての撮像素子３は、図２（ａ）に示すように、表面領域に撮像素子３を作り込んだ半導体ウェハの裏面を所定厚さに研磨し、さらに半導体ウェハの撮像素子３が形成されている領域をダイシングにより個片に分離して得られたものであり、リングフレームＲＦに固着されたＵＶテープＴａに貼り付けられて梱包された状態で搬入される。

なお、撮像素子３は、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、画素が配列されている画素部３ａと、この画素部３ａの周囲に位置する周辺部３ｂとを有し、この周辺部３ｂの表面には電極３ｃが形成されている。

また、撮像素子３は、図３（ｂ）に示すように、シリコン基板などの半導体基板３１と、その表面に受光部としてマトリクス状に配列されたフォトダイオード（ＰＤ）３２と、半導体基板３１上に層間絶縁膜３３ａ〜３３ｄを介して形成された、多層配線構造を構成する配線層３４ａ〜３４ｃとを有している。また、撮像素子３は、層間絶縁膜３３ｄ上に絶縁膜３５を介して形成された平坦化膜３５と、この平坦化膜３６上に形成されたカラーフィルタ３７と、カラーフィルタ３７上に形成された保護膜３８と、この保護膜３８上に形成されたマイクロレンズ３９とを有している。

次にカメラモジュールの製造方法について説明する。

本発明の実施形態１によるカメラモジュールの製造方法は、撮像素子３を実装基板１上に実装してカメラモジュール（半導体モジュール）１ａ（図７参照）を製造する方法である。

この製造方法は、図１に示すように、梱包体Ｃａに収容された撮像素子３を取り出す取出工程Ｓ１と、この梱包体Ｃａから取り出した撮像素子３を実装基板１に接着材２を用いてダイボンドするダイボンド工程Ｓ２と、その後、この撮像素子３及び実装基板１をキュアオーブン（加熱装置）に入れて加熱して接着材２を硬化させるダイボンドキュア工程Ｓ３と、撮像素子３の電極（図示せず）と実装基板１の端子４とをボンディングワイヤ５により接続するワイヤボンディング工程Ｓ４と、撮像素子３をレンズホルダ１０を用いて封止する封止工程Ｓ５とを含んでいる。ここで、実装基板１はセラミック製基板あるいはガラスエポキシ製基板であり、ボンディングワイヤ５は金線で構成されている。

さらに、この製造方法は、上記ダイボンド工程Ｓ２、上記ワイヤボンディング工程Ｓ４、及び上記封止工程Ｓ５のそれぞれの前工程として、撮像素子３を純水で洗浄する第１〜第３の洗浄工程Ｗ１〜Ｗ３を含んでいる。

以下、カメラモジュール１ａを製造する方法について詳しく説明する。
（１）梱包体からの撮像素子の取出
リングフレームＲＦは、図２（ｃ）に示すように、そのＵＶテープＴａに撮像素子３を貼り付けて保持した状態で梱包ケース（梱包体）Ｃａ内に梱包されて搬入される。なお、このケースＣａ内ではリングフレームＲＦは保持部材Ｓｍにより移動しないように保持されている。

このようなリングフレームＲＦを収納した梱包ケースＣａが搬入されると、梱包ケースを開封してリングフレームＲＦを梱包ケース内にから取り出し（取出工程Ｓ１）、さらに、撮像素子３の表面に付着した異物を除去するため、撮像素子３を純水で洗浄する（洗浄工程Ｗ１）。

図４は、この撮像素子３の洗浄に用いる洗浄装置を説明する図であり、図４（ａ）及び図４（ｂ）はそれぞれ、洗浄方式の異なる洗浄装置を示している。

図４（ａ）に示す洗浄装置２０は、装置筐体２０ａに取り付けられたモータ（図示せず）などの回転駆動手段の回転軸２２に支持された回転可能な回転ステージ２１を有し、この回転ステージ２１は、図４（ａ）に示すように、上記リングフレームＲＦ及び保持プレート２４を着脱可能に装着するための構造を有している。ここで、保持プレート２４は、リングフレームＲＦのＵＶテープＴａから取り外して実装基板１に実装した状態の撮像素子３を実装基板１とともに保持可能な構造となっている。なお、保持プレート２４はリングフレームＲＦのＵＶテープＴａから取り外した撮像素子３の単体も保持可能な構造となっている。

また、洗浄装置２０は、回転ステージ２１に装着されたリングフレームＲＦあるいは保持プレート２４に対して純水を吹き付ける洗浄ノズル２３を有しており、この洗浄装置２０の装置筐体２０ａの底部には、洗浄に用いた純水を装置外部に排出するための排出通路２５が形成されている。ここで、洗浄ノズル２３の先端は、回転テーブル２１の半径方向に範囲Ｘにわたって移動可能となっている。

例えば、この洗浄装置２０にリングフレームＲＦを装着して撮像素子３の洗浄を行う場合、撮像素子３を貼り付けた状態のリングフレームＲＦを回転テーブル２１に取り付け、回転テーブル２１を回転させながら、洗浄ノズル２３から純水をリングフレームＲＦの表面に吹き付けて撮像素子３を洗浄し、その後、リングフレームＲＦに対してオーブン又は遠心分離機を利用した乾燥処理を行う。なお、リングフレームＲＦから外した撮像素子３を保持プレート２４に取り付け、この保護プレート２４を洗浄装置２０に装着して撮像素子３を洗浄することもできる。

なお、この洗浄装置２０の洗浄ノズル及び純水の配管には、２μｍフィルタが設置されており、洗浄及び乾燥は、回転テーブルの回転数などの条件を以下のとおり設定して行う。

（洗浄条件） （乾燥条件）
回転数：４００−１２００ｒｐｍ 回転数：４００−１２００ｒｐｍ
純水水量：２００−４００ｃｍ^３／ｍｉｎ 洗浄流体：空気とＮ_２ガス
時間：９０分未満 時間：６０分未満
また、図４（ｂ）に示す洗浄装置３０は、並べて配置された第１および第２の洗浄槽３１ａ及び３１ｂと、第１の洗浄槽３１ａに純水を供給する純水供給パイプ３２と、第１の洗浄槽３１ａからオーバーフローした純水が流れ込む第２の洗浄槽３１ｂに取り付けられ、この洗浄槽３１ｂの洗浄液を排出する純水排出パイプ３３とを有している。この洗浄装置３０では、純水供給パイプ３２からは一定流量で純水が第１の洗浄槽３１ａに供給され、第２の洗浄槽３１ｂからは純水排出パイプ３３から一定流量で純水が排出されるようになっており、第１および第２の洗浄槽３１ａおよび３１ｂに、撮像素子３が貼り付いた状態のリングフレームＲＦ、あるいはリングフレームＲＦから外した撮像素子３を取り付けた保持プレート２４を、仕切り３５で仕切られたカセットなどの基板ホルダＣＨに格納して浸漬することで、撮像素子３の洗浄が行われるようになっている。

この洗浄装置３０を用いて撮像素子３の洗浄を行う場合、撮像素子３が貼り付いた状態のリングフレームＲＦあるいは撮像素子３を取り付けた保持プレート２４を基板ホルダＣＨに格納して第１および第２の洗浄槽３１ａ及び３１ｂに浸漬し、この状態で純水供給パイプ３２から一定流量で純水を第１の洗浄槽３１ａに供給するとともに、第２の洗浄槽３１ｂから純水排出パイプ３３を介して一定流量で純水を排出することで、撮像素子３を洗浄し、その後、リングフレームＲＦあるいは保持プレート２４に対してオーブン又は遠心分離機を利用した乾燥処理を行う。

（２）撮像素子のダイボンド
図５（ｂ）に示すように、洗浄後の撮像素子３をダイボンド材（接着材）２により実装基板１上の実装面に接着し（図１の工程Ｓ２）、その後、接着強化のため、撮像素子３を実装基板１とともにキュアオーブンに入れてこれらを加熱する（図１の工程Ｓ３）。

その後、撮像素子３の加熱処理までに撮像素子３の表面に付着した異物を除去するため、純水で洗浄する。

例えば、洗浄装置２０を用いて撮像素子３の洗浄を行う場合、撮像素子３を搭載した実装基板１を保持プレート２４に貼り付け、この保持プレート２４を回転テーブル２１に取り付け、回転テーブル２１を回転させながら、洗浄ノズル２３から純水を保持プレート２４の表面に吹き付けて撮像素子３を洗浄する。その後、保持プレート２４に貼り付けられている撮像素子３を乾燥オーブン又は遠心分離機を利用して乾燥させる（工程Ｗ２）。

また、洗浄装置３０を用いて撮像素子３の洗浄を行う場合、撮像素子３を搭載した実装基板１を保持プレート２４に貼り付け、この保持プレート２４を基板ホルダＣＨに格納して第１および第２の洗浄槽３１ａ及び３１ｂに浸漬し、この状態で純水供給パイプ３２から一定流量で純水を第１の洗浄槽３１ａに供給するとともに、第２の洗浄槽３１ｂから純水排出パイプ３３を介して一定流量で純水を排出することで、撮像素子３を洗浄し、その後、保持プレート２４に貼り付けられている撮像素子３を乾燥オーブン又は遠心分離機を利用して乾燥させる。

（３）撮像素子のワイヤボンディング
次に、図５（ｃ）に示すように、実装基板１上に固着されている撮像素子３の電極と実装基板１の端子４とをワイヤボンディングにより電気的に接続する（図１の工程Ｓ４）。

その後、撮像素子３のワイヤボンディングの処理までに、撮像素子３の表面に付着した異物を除去するため、純水で洗浄する（工程Ｗ３）。

この洗浄は、撮像素子３のダイボンド処理の直後に行う洗浄処理と同様に、図４（ａ）に示す洗浄装置２０あるいは図４（ｂ）に示す洗浄装置３０を用いて行われる。

このような構成の実施形態１では、まず、１つに、撮像素子３と実装基板１との間で異物を介してショートやリークが発生するのを抑制することができる。これは、実装基板の端子と撮像素子の電極を金線を用いたワイヤボンディングによって電気的に接続する際に、事前に接続部分に存在する導体異物や絶縁異物を除去しておくからである。

また、撮像画像として捕えた被写体を、鮮明に映し出すことができる。つまり、レンズバレル８の採光用開口部８ａから入射された光は撮像素子３の受光面に到達したとき、撮像素子３のマイクロレンズ上の異物が除去されているため、入射光が散乱されたり弱まったりすることはなく、このため被写体の撮像画像が異物の像により不鮮明になるのを抑制することができる。

言い換えると、このように本実施形態１では、撮像素子の梱包体を開封して撮像素子を取り出してから、撮像素子を実装基板上に実装してガラス製リッドの付いたレンズホルダを実装基板に被せて撮像素子を封止するまでの工程で発生する異物の除去対策がなされ、撮像素子の電極と実装基板の端子とを接触させる異物についても除去されることとなり、これにより撮像素子と実装基板との間でのショートやリークの問題を解消し、さらに、撮像素子上に存在する異物を減少させるあるいは無くすことで、撮像画面に余計な異物の像が映るという問題を解決することができる。

なお、上記実施形態１では、半導体チップとして撮像素子の洗浄について説明したが、半導体チップは撮像素子以外の半導体素子でもよい。この場合は、ワイヤボンディング後の封止工程では、レンズホルダではなく封止樹脂で半導体素子を封止する。

また、上記実施形態１では、半導体チップの洗浄を純水で行う場合について説明したが、半導体チップの洗浄は純水に限るものではなく、所定の洗浄液を用いてもよい。

また、上記実施形態１では、ダイボンド工程Ｓ２の直前、ワイヤボンド工程Ｓ４の直前、さらに封止工程Ｓ５の直前に撮像素子の洗浄を行う工程Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３をそれぞれ設けているが、撮像素子（半導体チップ）を洗浄する洗浄工程は、ダイボンド工程Ｓ２、ワイヤボンディング工程Ｓ４、及び封止工程Ｓ５の少なくとも１つの工程の前に設けられていてもよい。

つまり、半導体チップの梱包体を開封して半導体チップを取り出した後、半導体チップを実装基板上に実装して封止するまでの間に半導体チップを洗浄することで、半導体チップに付着した異物、特に、撮像素子のマイクロレンズ上に付着した異物をモジュール化の前に除去することができる。

また、半導体チップを実装基板上にダイボンドする工程の前工程として、半導体チップを洗浄する工程を設けることで、半導体ウェハの裏面研磨及び半導体ウェハのダイシングを経て梱包された撮像素子などの半導体チップが、梱包体から取り出された状態で洗浄されることとなり、以下の効果が得られる。

つまり、ダイシングの際に生じた半導体チップの欠片、撮像素子を保持していたＵＶテープ（粘着テープ）のカス、開封時点での発生した異物等には、ダイボンド工程後の接着工程で半導体チップをオーブンに入れてしまうと、熱の影響で、接着力が増してしまう物性のものもあるが、ダイボンド工程の前工程として半導体チップの洗浄工程を設けることで、半導体チップを実装基板に接着するまでに撮像素子に付着した異物が除去されることとなり、上記のような熱により接着力が増すような異物を事前に除去することができ、撮像画面にこのような異物が映るといった問題を回避することができる。

また、ワイヤボンディング工程の前工程として、半導体チップを洗浄する工程を設けることで、実装基板と半導体チップをダイボンド材により接着し、その接着材を硬化するためにキュアオーブンで加熱して放冷後に、半導体チップに付着した異物が純水により洗浄されることとなる。

この場合は、ダイボンドキュアまでに半導体チップに付着した異物の数を低減することができる。

例えば、撮像素子などの半導体チップでは、半導体チップを実装基板に搬送する時の部材同士の接触による発塵、さらにコレットの吸着配管から半導体チップへの異物の付着が起こり、また半導体チップをコレットで吸着して実装基板上に載置するときの衝撃で、半導体チップが吸着しているコレットと半導体チップとの接触で半導体チップの周辺が欠けて発塵し、このような異物としての粒子が半導体チップ上に付着する場合があるが、ワイヤボンディングを行う直前で半導体チップを純水で洗浄することにより、上記のような異物を除去できる。よって、ダイボンドキュアまでの撮像素子に付着した異物が撮像画面に映るような不具合を回避することができる。

また、前記ワイヤボンディング工程後かつ前記封止工程前に半導体チップを洗浄することで、半導体チップの電極を金線で実装基板の端子に接続する工程までの間に付着した異物を減らすことができる。

つまり、ワイヤボンディングする際にはボンディング装置やその周辺から発塵があり、異物が撮像素子上に付着する場合があるが、ワイヤボンディングの直前での純水の洗浄を行うことにより、ワイヤボンディング工程までの工程で撮像素子に付着した異物を除去できる。よって、ワイヤボンディング工程までの工程で撮像素子に付着した異物が、撮像画面上に映るような不具合を回避することができる。

また、上記実施形態１では、特に説明しなかったが、上記実施形態１の半導体モジュールの製造方法で得られたカメラモジュールを撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２として、実施形態１の半導体モジュールの製造方法で得られたカメラモジュールを撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。

図６に示す本発明の実施形態２による電子情報機器９０は、本発明の上記実施形態１の半導体モジュールの製造方法で得られたカメラモジュールを、被写体の撮影を行う撮像部９１として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部９２と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部９３と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部９４と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有している。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、半導体モジュールの製造方法において、実装基板上の半導体チップが半導体モジュールの筐体により封止される前に、半導体チップあるいは実装基板に付着している異物を取り除くことができ、これにより半導体チップと実装基板との間でのショートやリークを防ぐことができ、特に、撮像素子では表示画像上に異物の影として黒キズ（模様）が現れるのを抑制して鮮明な被写体の画像を表示することができる半導体モジュールの製造方法を実現することができる。

１ 実装基板
１ａ カメラモジュール
２ ダイボンド材（接着材）
３ 撮像素子（半導体チップ）
４ 端子
５ ボンディングワイヤ（金線）
６ ガラス製リッド
７ 赤外線カットフィルタ
８ レンズバレル
９ レンズ
１０ レンズホルダ
１１ 画素部
１２ マイクロレンズ
１３ 受光部
２０ 洗浄装置
２０ａ 装置筐体
２１ 回転ステージ
２２ 回転軸
２３ 洗浄ノズル
２４ 保持プレート
２５ 排出通路
３１ 半導体基板
３３ａ〜３３ｄ 層間絶縁膜
３４ａ〜３４ｃ 配線層
３５ 平坦化膜
３７ カラーフィルタ
３８ 保護膜
３９ マイクロレンズ
９０ 電子情報機器
９１ 撮像部
９２ メモリ部
９３ 表示部
９４ 通信部
９５ 画像出力部
ＰＤ フォトダイオード
ＲＦ リングフレーム
Ｓ１ チップ取出工程
Ｓ２ ダイボンド工程
Ｓ３ ダイボンドキュア工程
Ｓ４ ワイヤボンディング工程
Ｓ５ 封止工程
Ｔａ ＵＶテープ
Ｗ１ 第１の洗浄工程
Ｗ２ 第２の洗浄工程
Ｗ３ 第３の洗浄工程

Claims (5)

1. 半導体チップの梱包体を開封して取り出した半導体チップを実装基板上に実装して半導体モジュールを製造する方法であって、
   該半導体チップを該実装基板に実装して封止するまでの間に該半導体チップを洗浄する工程を含む、半導体モジュールの製造方法。
2. 前記半導体チップの梱包体から取り出した半導体チップを実装基板にダイボンドするダイボンド工程と、
   該半導体チップの電極と前記実装基板の端子とをワイヤボンディングにより接続するワイヤボンディング工程と、
   該半導体チップを封止する封止工程とを含み、
   該ダイボンド工程、該ワイヤボンディング工程、及び該封止工程の少なくとも１つの前工程として、該半導体チップを純水で洗浄する洗浄工程が設けられている、請求項１に記載の半導体モジュールの製造方法。
3. 前記洗浄工程として、前記ダイボンド工程の前に、前記梱包体から取り出した半導体チップを洗浄する工程が設けられている、請求項２に記載の半導体モジュールの製造方法。
4. 前記半導体チップを前記半導体基板に接着材を用いてダイボンドした後、該接着材を硬化させるダイボンドキュア工程を含み、
   前記洗浄工程として、該ダイボンドキュア工程後かつ前記ワイヤボンディング工程前に、前記半導体モジュールを該実装基板に固着した状態で該半導体チップを洗浄する工程が設けられている、請求項２または請求項３に記載の半導体モジュールの製造方法。
5. 前記洗浄工程として、前記ワイヤボンディング工程後かつ前記封止工程前に、前記半導体モジュールが該実装基板に固着され、かつ前記半導体チップの電極と前記実装基板の端子とがワイヤボンディングにより接続された状態で、該半導体チップを洗浄する工程が設けられている、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の半導体モジュールの製造方法。