JP2023033970A - 半導体チップ、製造方法、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ターンアラウンドタイムのさらなる短縮を図る。【解決手段】第1の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の第1のチップが配置されるとともに、第2の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の第2のチップが配置されており、少なくとも2個以上の所定個数の第2のチップがX軸方向に並んで連結された状態で第2の半導体ウェハから切り出され、所定個数の第2のチップを纏めて、第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の第1のチップに貼り付ける処理が行われ、第1の半導体ウェハから第1のチップを切り出す際に、Y軸方向に沿って第1のチップをダイシングするのと同時に、第2のチップがダイシングされる。本技術は、例えば、積層型のCMOSイメージセンサに適用できる。【選択図】図1
Description
本開示は、半導体チップ、製造方法、および電子機器に関し、特に、ターンアラウンドタイムのさらなる短縮を図ることができるようにした半導体チップ、製造方法、および電子機器に関する。
従来、積層型のCMOSイメージセンサは、複数の画素がセンサ面に配置されたセンサチップに、それらの画素を駆動するためのロジック回路が形成されたロジックチップが積層されて構成される。このような積層型のCMOSイメージセンサは、例えば、ロジック回路が形成されたウェハが個片化され、予め良品と選定されたロジックチップ(Known-Good-Die:KGD)のみがセンサチップに貼り付けられるCoW(Chip on Wafer)技術により製造されている。
例えば、特許文献1に開示されているように、第1の半導体素子と第2の半導体素子とは酸化膜接合により積層される。
ところで、良品と選別された半導体素子を、他の半導体素子へ貼り付ける工程に要する時間となるターンアラウンドタイムは、チップの理収が多ければ多いほど長くなる。このような良品選別により、良品に不良品を貼ることによる歩留まり低下の防止や低コスト化などが期待できる一方で、理収の多いチップのような場合だと、ターンアラウンドタイムが長くなってしまう結果、コストが増加することが懸念される。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ターンアラウンドタイムのさらなる短縮を図ることができるようにするものである。
本開示の一側面の半導体チップは、矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である。
本開示の一側面の製造方法は、矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である半導体チップの製造方法であって、第1の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第1のチップが配置されるとともに、第2の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第2のチップが配置されており、少なくとも2個以上の所定個数の前記第2のチップがX軸方向に並んで連結された状態で前記第2の半導体ウェハから切り出され、所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われ、前記第1の半導体ウェハから前記第1のチップを切り出す際に、Y軸方向に沿って前記第1のチップをダイシングするのと同時に、前記第2のチップがダイシングされることを含む。
本開示の一側面の電子機器は、矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である半導体チップを備える。
本開示の一側面においては、矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、第1のチップおよび第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致するように構成される。
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施の形態では、本技術を適用した半導体チップとして、センサチップにロジックチップが積層された積層型の固体撮像素子を一例に説明するが、半導体チップは、積層型の固体撮像素子に限定されることはない。即ち、本技術は、積層型の固体撮像素子以外の半導体チップに適用することができる。
<固体撮像素子の第1の構成例>
図1は、本技術を適用した第1の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。
図1は、本技術を適用した第1の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。
図1に示されている固体撮像素子11は、複数の画素がセンサ面に配置されたセンサチップ12に、それらの画素を駆動するためのロジック回路が形成されたロジックチップ13が積層されて構成される。
また、センサチップ12およびロジックチップ13それぞれは、平面視して、X軸に沿った辺およびY軸方向に沿った辺からなる矩形形状に形成されている。そして、センサチップ12およびロジックチップ13は、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、少なくともどちらか一方の辺の長さが一致するように、図示する例では、X軸に沿った辺の長さLxが一致するように構成されている。
固体撮像素子11の製造方法について説明する。
半導体ウェハ21には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のセンサチップ12が形成される。
半導体ウェハ22には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のロジックチップ13が形成される。半導体ウェハ22に図示されている破線は、固体撮像素子11を個片化するダイシング工程においてダイシングされるダイシング面を表している。
そして、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13がX軸方向に並んで連結された状態で、ロジックチップ13を完全に個片化せずに、半導体ウェハ22からロジックチップ13が切り出される。以下、このように複数のロジックチップ13が連結された状態の中間部材を、連結チップ31と称する。
この製造方法では、半導体ウェハ21のX軸方向に向かって配置されるセンサチップ12の個数と同じ個数のロジックチップ13が連結された連結チップ31が、半導体ウェハ22から切り出される。図1に示す例では、半導体ウェハ21には、X軸方向に向かって4個、かつ、Y軸方向に向かって3個のセンサチップ12が行列状に配置されており、X軸方向に向かって4個のロジックチップ13が連結された3つの連結チップ31-1乃至31-3が半導体ウェハ22から切り出された状態が図示されている。
これにより、CoW工程では、連結チップ31-1乃至31-3ごとに、ロジックチップ13がセンサチップ12に積層される。つまり、X軸方向に連結された4個のロジックチップ13を纏めて、X軸方向に向かって並んで配置される4個のセンサチップ12に対して貼り付ける処理が行われる。
その後、固体撮像素子11を個片化するダイシング工程において、センサチップ12をダイシングするのと同時に、連結チップ31がダイシングされることにより、連結されているロジックチップ13が個片化される。これにより、センサチップ12をY軸に沿ってダイシングするダイシング面と、ロジックチップ13をY軸に沿ってダイシングするダイシング面とが一致することになり、それぞれのX軸に沿った辺の長さLxが一致するように形成される。
このように、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13が連結された状態で複数のセンサチップ12に対して一括で積層される製造方法により、個々のロジックチップ13が個別にセンサチップ12に対して順に積層される従来の製造方法と比較して、CoW工程に要する作業時間の短縮を図ることができる。例えば、4個のロジックチップ13が連結された連結チップ31でCoW工程を行うことにより、作業時間を1/4に短縮することができる。
従って、固体撮像素子11を製造する際のターンアラウンドタイムを短縮することができる結果、固体撮像素子11は、製造スピードの向上やコストの低減を図ることができる。
また、CoW工程では、ロジックチップ13よりも大きな連結チップ31を把持して半導体ウェハ21に載置する処理が行われることになり、CoW工程で把持することが可能な最小のチップサイズの制約を緩和することができる。
図2は、固体撮像素子11の製造方法の第1のバリエーションについて説明する図である。
固体撮像素子11の製造方法の第1のバリエーションでは、半導体ウェハ21のX軸方向に向かって配置されるセンサチップ12の個数とは異なる個数のロジックチップ13が連結された連結チップ31も用いて、CoW工程が行われる。つまり、X軸方向に並んで連結された状態で半導体ウェハ22から切り出されるロジックチップ13の個数は、半導体ウェハ21のX軸方向に向かって配置されるセンサチップ12の個数と一致している必要なはい。
図2に示す例では、X軸方向に向かって4個のロジックチップ13が連結された連結チップ31-1、X軸方向に向かって3個のロジックチップ13が連結された連結チップ31-2、1個のロジックチップ13である連結チップ31-3、並びに、X軸方向に向かって2個のロジックチップ13が連結された連結チップ31-4および31-5が半導体ウェハ22から切り出された状態が図示されている。ここでは、複数のロジックチップ13が連結していなくても、センサチップ12に積層される前の中間部材については、連結チップ31と称する。
従って、CoW工程では、連結チップ31-1乃至31-5ごとに、ロジックチップ13がセンサチップ12に積層される。即ち、X軸方向に連結された複数(4個、3個、または2個)のロジックチップ13を纏めて、それぞれ対応するセンサチップ12に対して貼り付ける処理が行われる。なお、図示する例では、4個のロジックチップ13が並ぶように、連結チップ31-2と連結チップ31-3とがX軸方向に並んで配置され、連結チップ31-4と連結チップ31-5とがX軸方向に並んで配置されている。
このように、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13が連結された状態で纏めて複数のセンサチップ12に対して積層される製造方法により、従来の製造方法よりも、固体撮像素子11を製造する際のターンアラウンドタイムを短縮することができる。
図3は、固体撮像素子11の製造方法の第2のバリエーションについて説明する図である。
固体撮像素子11の製造方法の第2のバリエーションでは、複数のロジックチップ13が連結された連結チップ31を半導体ウェハ22から切り出す際に、ロジックチップ13の良品選別結果に従ってダイシングが行われる。図3では、不良品であると選別されたロジックチップ13に対して×印が付されている。
例えば、X軸方向に沿ったダイシングは1行ごとに行われる一方で、Y軸方向に沿ったダイシングは、良品のロジックチップ13どうしの間では行われずに、良品のロジックチップ13と不良品のロジックチップ13との間でのみ行われる。即ち、良品のロジックチップ13どうしが連結された状態の連結チップ31が半導体ウェハ22から切り出される。
図3に示す例では、X軸方向に並ぶ4つのロジックチップ13が全て良品である場合、その4個のロジックチップ13が連結された状態で連結チップ31-1が構成される。また、X軸方向に並ぶ4つのロジックチップ13のうち、左から3番目のロジックチップ13が不良品である場合、左側から1番目および2番目の2個のロジックチップ13が連結された状態で連結チップ31-2が構成され、左から4番目のロジックチップ13により連結チップ31-3が構成される。また、X軸方向に並ぶ4つのロジックチップ13のうち、左から4番目のロジックチップ13が不良品である場合、左側から1番目、2番目、および3番目の3個のロジックチップ13が連結された状態で連結チップ31-4が構成される。また、X軸方向に並ぶ4つのロジックチップ13のうち、左から1番目および2番目のロジックチップ13が不良品である場合、左側から3番目および4番目の2個のロジックチップ13が連結された状態で連結チップ31-5が構成される。
従って、CoW工程では、連結チップ31-1乃至31-5ごとに、ロジックチップ13がセンサチップ12に積層される。即ち、X軸方向に連結された複数(4個、3個、または2個)のロジックチップ13を纏めて、それぞれ対応するセンサチップ12に対して貼り付ける処理が行われる。なお、図示する例では、4個のロジックチップ13が並ぶように、連結チップ31-2と連結チップ31-5とがX軸方向に並んで配置され、連結チップ31-3と連結チップ31-4とがX軸方向に並んで配置されている。
このように、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13が連結された状態で纏めて複数のセンサチップ12に対して積層される製造方法により、従来の製造方法よりも、固体撮像素子11を製造する際のターンアラウンドタイムを短縮することができる。
図4は、固体撮像素子11の製造方法の第3のバリエーションについて説明する図である。
固体撮像素子11の製造方法の第3のバリエーションでは、センサチップ12およびロジックチップ13の良品選別が事前に行われる。図4では、不良品であると選別されたセンサチップ12およびロジックチップ13に対して×印が付されている。
固体撮像素子11の製造方法の第1のバリエーションと同様に、半導体ウェハ21のX軸方向に向かって配置されるセンサチップ12の個数と同じ個数のロジックチップ13が連結された連結チップ31が、半導体ウェハ22から切り出される。
そして、不良品のセンサチップ12が配置されている個所に対応するように、不良品のロジックチップ13が配置されている連結チップ31が貼り付けられるようにCoW工程が行われる。
図4に示す例では、X軸方向に並ぶ4つのセンサチップ12のうち、左から1番目のセンサチップ12が不良品である場合、左から1番目に不良品のロジックチップ13が連結されている連結チップ31-1が、その行のセンサチップ12に対して積層される。また、X軸方向に並ぶ4つのセンサチップ12が全て良品である場合、4つの良品のロジックチップ13が連結されている連結チップ31-2が、その行のセンサチップ12に対して積層される。また、X軸方向に並ぶ4つのセンサチップ12のうち、左から3番目のセンサチップ12が不良品である場合、左から3番目に不良品のロジックチップ13が連結されている連結チップ31-3が、その行のセンサチップ12に対して積層される。
このように、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13が連結された状態で纏めて複数のセンサチップ12に対して積層される製造方法により、従来の製造方法よりも、固体撮像素子11を製造する際のターンアラウンドタイムを短縮することができる。
<固体撮像素子の第2の構成例>
図5は、本技術を適用した第2の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。なお、図5に示す固体撮像素子11Aにおいて、図1の固体撮像素子11と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図5は、本技術を適用した第2の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。なお、図5に示す固体撮像素子11Aにおいて、図1の固体撮像素子11と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図5に示されている固体撮像素子11Aは、センサチップ12に対してロジックチップ13が積層されている点で、図1の固体撮像素子11と共通の構成となっている。そして、固体撮像素子11Aは、ロジックチップ13に並んで(ロジックチップ13と同じ層に)、画素データを記憶するメモリ素子が形成されたメモリチップ14が積層されている点で、図1の固体撮像素子11と異なる構成となっている。
また、固体撮像素子11Aでは、メモリチップ14は、センサチップ12およびロジックチップ13と同様に、平面視して、X軸に沿った辺およびY軸方向に沿った辺からなる矩形形状に形成されている。そして、センサチップ12、ロジックチップ13、およびメモリチップ14は、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、少なくともどちらか一方の辺の長さが一致するように、図示する例では、X軸に沿った辺の長さLxが一致するように構成されている。
固体撮像素子11Aの製造方法について説明する。
半導体ウェハ21には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のセンサチップ12が形成される。
半導体ウェハ22には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のロジックチップ13が形成される。半導体ウェハ22に図示されている破線は、固体撮像素子11Aを個片化するダイシング工程においてダイシングされるダイシング面を表している。
半導体ウェハ23には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のメモリチップ14が形成される。半導体ウェハ23に図示されている破線は、固体撮像素子11Aを個片化するダイシング工程においてダイシングされるダイシング面を表している。
そして、図1を参照して説明した固体撮像素子11の製造方法と同様に、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13がX軸方向に並んで連結された状態で、ロジックチップ13を完全に個片化せずに、半導体ウェハ22からロジックチップ13が切り出される。同様に、少なくとも2個以上の複数のメモリチップ14がX軸方向に並んで連結された状態で、メモリチップ14を完全に個片化せずに、半導体ウェハ23からメモリチップ14が切り出される。
これにより、CoW工程では、複数のロジックチップ13が連結された状態でセンサチップ12に積層されるとともに、複数のメモリチップ14が連結された状態でセンサチップ12に積層される。つまり、X軸方向に向かって並んで配置される4個のセンサチップ12に対して、X軸方向に連結された4個のロジックチップ13を纏めて貼り付ける処理、および、X軸方向に連結された4個のメモリチップ14を纏めて貼り付ける処理が行われる。
その後、固体撮像素子11Aを個片化するダイシング工程において、センサチップ12をダイシングするのと同時に、連結されているロジックチップ13およびメモリチップ14がダイシングにより個片化される。これにより、センサチップ12をY軸に沿ってダイシングするダイシング面と、ロジックチップ13およびメモリチップ14をY軸に沿ってダイシングするダイシング面とが一致することになり、それぞれのX軸に沿った辺の長さLxが一致するように形成される。
このように、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13およびメモリチップ14それぞれが連結された状態で纏めて複数のセンサチップ12に対して積層される製造方法により、従来の製造方法よりも、固体撮像素子11Aを製造する際のターンアラウンドタイムを短縮することができる。
なお、固体撮像素子11Aは、ロジックチップ13およびメモリチップ14に加えて、さらに他の種類のチップがセンサチップ12に対して積層されるような構成としてもよい。即ち、固体撮像素子11Aは、2種類以上のチップがそれぞれ連結された状態で纏めてセンサチップ12に対して積層された後に、ダイシングすることにより、それぞれのチップのX軸に沿った辺の長さLxが一致するように形成される。
<固体撮像素子の第3の構成例>
図6は、本技術を適用した第3の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。なお、図6に示す固体撮像素子11Bにおいて、図1の固体撮像素子11と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図6は、本技術を適用した第3の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。なお、図6に示す固体撮像素子11Bにおいて、図1の固体撮像素子11と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図6に示されている固体撮像素子11Bは、センサチップ12Bに対してロジックチップ13Bが積層されている点で、図1の固体撮像素子11と共通の構成となっている。そして、固体撮像素子11Bでは、センサチップ12Bに対するロジックチップ13Bの配置位置が図1の固体撮像素子11と異なる構成となっている。
即ち、図1の固体撮像素子11は、センサチップ12のY軸方向の略中央にロジックチップ13が配置されるように構成されている。これに対し、固体撮像素子11Bは、センサチップ12Bおよびロジックチップ13BのY軸方向を向く2つの辺のうち、一方の辺においてセンサチップ12およびロジックチップ13の端面が一致するように、センサチップ12BのY軸方向の端部にロジックチップ13Bが配置されるように構成されている。
固体撮像素子11Bの製造方法について説明する。
半導体ウェハ21には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のセンサチップ12Bが形成される。
半導体ウェハ22には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のロジックチップ13Bが形成される。半導体ウェハ22に図示されている破線は、固体撮像素子11Bを個片化するダイシング工程においてダイシングされるダイシング面を表している。
ここで、この製造方法では、半導体ウェハ22から連結チップ31Bを切り出す際に、X軸方向に沿ったダイシングは2行ごとに行われる。つまり、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13BがX軸方向に並んで連結されるとともに、2個のロジックチップ13BがY軸方向に並んで連結された状態で、ロジックチップ13Bを完全に個片化せずに、半導体ウェハ22からロジックチップ13Bが切り出される。図6に示す例では、半導体ウェハ21には、X軸方向に向かって4個、かつ、Y軸方向に向かって4個のセンサチップ12Bが行列状に配置されており、X軸方向に向かって4個のロジックチップ13Bが連結され、かつ、Y軸方向に向かって2個のロジックチップ13Bが連結された2つの連結チップ31B-1および31B-2が半導体ウェハ22から切り出された状態が図示されている。
これにより、CoW工程では、連結チップ31B-1および31B-2ごとに、ロジックチップ13Bがセンサチップ12Bに積層される。つまり、X軸方向およびY軸方向に4×2で連結された8個のロジックチップ13Bを纏めて、X軸方向およびY軸方向に4×2で並んで配置される8個のセンサチップ12Bに対して貼り付ける処理が行われる。このとき、Y軸方向に並ぶ2個のロジックチップ13Bの境界が、Y軸方向に並ぶ2個のセンサチップ12Bの境界と一致するように貼り付けが行われる。
その後、固体撮像素子11Bを個片化するダイシング工程において、センサチップ12Bをダイシングするのと同時に、連結チップ31Bがダイシングされることにより、連結されているロジックチップ13Bが個片化される。これにより、センサチップ12Bおよびロジックチップ13BのY軸方向を向く一方の端面が一致するとともに、センサチップ12BをY軸に沿ってダイシングするダイシング面と、ロジックチップ13BをY軸に沿ってダイシングするダイシング面とが一致することになり、それぞれのX軸に沿った辺の長さLxが一致するように形成される。
このように、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13Bが連結された状態で纏めて複数のセンサチップ12Bに対して積層される製造方法により、従来の製造方法よりも、固体撮像素子11Bを製造する際のターンアラウンドタイムを短縮することができる。
<固体撮像素子の第4の構成例>
図7は、本技術を適用した第4の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。なお、図7に示す固体撮像素子11Cにおいて、図1の固体撮像素子11と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図7は、本技術を適用した第4の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。なお、図7に示す固体撮像素子11Cにおいて、図1の固体撮像素子11と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図7に示されている固体撮像素子11Cは、センサチップ12Cに対してロジックチップ13Cが積層されている点で、図1の固体撮像素子11と共通の構成となっている。そして、センサチップ12Cおよびロジックチップ13Cは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺の両方とも長さが一致するように、図示する例では、X軸に沿った辺の長さLxが一致するとともに、Y軸に沿った辺の長さLyが一致するように構成されている。
固体撮像素子11Cの製造方法について説明する。
半導体ウェハ21には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のセンサチップ12Cが形成される。
半導体ウェハ22には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のロジックチップ13Cが形成される。半導体ウェハ22に図示されている破線は、固体撮像素子11Cを個片化するダイシング工程においてダイシングされるダイシング面を表している。
そして、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13CがX軸方向およびY軸方向に並んで連結された状態で、ロジックチップ13Cを完全に個片化せずに、半導体ウェハ22からロジックチップ13Cが切り出される。図7に示す例では、X軸方向およびY軸方向に2×2となる4個のロジックチップ13Cが連結された4つの連結チップ31C-1乃至31C-4が半導体ウェハ22から切り出された状態が図示されている。
これにより、CoW工程では、連結チップ31C-1乃至31C-4ごとに、ロジックチップ13Cがセンサチップ12Cに積層される。つまり、X軸方向およびY軸方向に2×2で連結された4個のロジックチップ13Cを纏めて、X軸方向およびY軸方向に2×2で並んで配置される4個のセンサチップ12Cに対して貼り付ける処理が行われる。
その後、固体撮像素子11Cを個片化するダイシング工程において、センサチップ12Cをダイシングするのと同時に、連結チップ31Cがダイシングされることにより、連結されているロジックチップ13Cが個片化される。これにより、センサチップ12CをX軸およびY軸に沿ってダイシングするダイシング面と、ロジックチップ13をX軸およびY軸に沿ってダイシングするダイシング面とが一致することになり、それぞれのX軸に沿った辺の長さLxが一致し、かつ、それぞれのY軸に沿った辺の長さLyが一致するように形成される。
このように、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13Cが連結された状態で纏めて複数のセンサチップ12Cに対して積層される製造方法により、従来の製造方法よりも、固体撮像素子11Cを製造する際のターンアラウンドタイムを短縮することができる。
<固体撮像素子の第5の構成例>
図8は、本技術を適用した第5の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。なお、図8に示す固体撮像素子11Dにおいて、図1の固体撮像素子11と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図8は、本技術を適用した第5の実施の形態の半導体チップである固体撮像素子の構成例、および、その固体撮像素子の製造方法について説明する図である。なお、図8に示す固体撮像素子11Dにおいて、図1の固体撮像素子11と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図8に示す固体撮像素子11Dは、センサチップ12Dにメモリチップ14Dが積層されるとともに、ロジックチップ13Dにメモリチップ15Dが積層され、それらが積層されて構成される。つまり、固体撮像素子11Dは、センサチップ12D、メモリチップ14D、ロジックチップ13D、およびメモリチップ15Dが積層された4層構造となっている。
さらに、センサチップ12D、メモリチップ14D、ロジックチップ13D、およびメモリチップ15Dは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺の両方とも長さが一致するように、図示する例では、X軸に沿った辺の長さLxが一致するとともに、Y軸に沿った辺の長さLyが一致するように構成されている。
固体撮像素子11Dの製造方法について説明する。
半導体ウェハ21には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のセンサチップ12Dが形成される。そして、それぞれのセンサチップ12Dに対してメモリチップ14Dが積層される。
半導体ウェハ22には、X軸方向およびY軸方向に向かって行列状に配置された状態で、複数のロジックチップ13Dが形成される。そして、半導体ウェハ22からロジックチップ13Dが切り出される単位ごとに、複数のメモリチップ15Dが連結された状態で(図8に示す例では、2×2で連結された4個のメモリチップ15Dごとに)、それぞれのロジックチップ13Dに対してメモリチップ15Dが積層される。半導体ウェハ22に図示されている破線は、固体撮像素子11Dを個片化するダイシング工程においてダイシングされるダイシング面を表している。
そして、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13Dおよびメモリチップ15DがX軸方向およびY軸方向に並んで連結された状態で、ロジックチップ13Dおよびメモリチップ15Dを完全に個片化せずに、半導体ウェハ22からロジックチップ13Dおよびメモリチップ15Dが切り出される。ここでは、複数の連結されたロジックチップ13Dと複数の連結されたメモリチップ15Dとが積層された状態の中間部材を、連結チップ31Dと称する。図8に示す例では、X軸方向およびY軸方向に2×2で連結された状態で積層されたロジックチップ13Dおよびメモリチップ15Dにより連結チップ31Dが構成されている。
これにより、CoW工程では、連結チップ31D-1乃至31D-4ごとに、ロジックチップ13Dおよびメモリチップ15Dが、センサチップ12Dに積層されているメモリチップ14Dに対して積層される。つまり、2×2で連結されたロジックチップ13Dおよびメモリチップ15Dを纏めて、2×2で配置されるメモリチップ14Dに対して貼り付ける処理が行われる。
その後、固体撮像素子11Dを個片化するダイシング工程において、センサチップ12Dおよびメモリチップ14Dをダイシングするのと同時に、連結チップ31Dがダイシングされることにより、連結されているロジックチップ13Dおよびメモリチップ15Dが個片化される。これにより、センサチップ12Dおよびメモリチップ14DをX軸およびY軸に沿ってダイシングするダイシング面と、ロジックチップ13Dおよびメモリチップ15DをX軸およびY軸に沿ってダイシングするダイシング面とが一致することになり、それぞれのX軸に沿った辺の長さLxが一致し、かつ、それぞれのY軸に沿った辺の長さLyが一致するように形成される。
このように、少なくとも2個以上の複数のロジックチップ13Dおよびメモリチップ15Dが連結された状態で纏めて複数のセンサチップ12Dおよびメモリチップ14Dに対して積層される製造方法により、従来の製造方法よりも、固体撮像素子11Dを製造する際のターンアラウンドタイムを短縮することができる。
なお、固体撮像素子11Dは、4層構造に限定されることなく、センサチップ12Dに対して、ロジックチップ13Dに加えて他のチップが積層された3層以上の多層構造であってもよい。この場合、上述の製造方法と同様に、他のチップが積層された状態の連結チップ31Dがセンサチップ12Dに貼り付けられる。
また、上述した各構成例の固体撮像素子11において、4層以上のチップが積層される構成、例えば、半導体ウェハ21または半導体ウェハ22に対して2層以上のチップが積層された後に貼り合わせ処理が行われるような構成としてもよい。また、メモリ以外の機能を備えたチップが積層される構成としてもよい。
<電子機器の構成例>
上述したような固体撮像素子11は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
上述したような固体撮像素子11は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
図9は、電子機器に搭載される撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図9に示すように、撮像装置101は、光学系102、撮像素子103、信号処理回路104、モニタ105、およびメモリ106を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
光学系102は、1枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光(入射光)を撮像素子103に導き、撮像素子103の受光面(センサ部)に結像させる。
撮像素子103としては、上述した固体撮像素子11が適用される。撮像素子103には、光学系102を介して受光面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、撮像素子103に蓄積された電子に応じた信号が信号処理回路104に供給される。
信号処理回路104は、撮像素子103から出力された画素信号に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路104が信号処理を施すことにより得られた画像(画像データ)は、モニタ105に供給されて表示されたり、メモリ106に供給されて記憶(記録)されたりする。
このように構成されている撮像装置101では、上述した固体撮像素子11を適用することで、例えば、より低コスト化を図ることができる。
<イメージセンサの使用例>
図10は、上述のイメージセンサ(撮像素子)を使用する使用例を示す図である。
図10は、上述のイメージセンサ(撮像素子)を使用する使用例を示す図である。
上述したイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
<構成の組み合わせ例>
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
半導体チップ。
(2)
第1の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第1のチップが配置されるとともに、第2の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第2のチップが配置されており、
少なくとも2個以上の所定個数の前記第2のチップがX軸方向に並んで連結された状態で前記第2の半導体ウェハから切り出され、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われ、
前記第1の半導体ウェハから前記第1のチップを切り出す際に、Y軸方向に沿って前記第1のチップをダイシングするのと同時に、前記第2のチップがダイシングされる
上記(1)に記載の半導体チップ。
(3)
前記第1のチップに前記第2のチップを貼り付ける処理において、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に向かって配置される前記第1のチップの個数とは異なる個数で連結された状態の前記第2のチップが用いられる
上記(2)に記載の半導体チップ。
(4)
前記第2の半導体ウェハから前記第2のチップを切り出す際に、前記第2のチップの良品選別結果に従って、良品の前記第2のチップと不良品の前記第2のチップとの間でのみY軸方向に沿ったダイシングが行われる
上記(2)または(3)に記載の半導体チップ。
(5)
前記第1のチップおよび前記第2のチップに良品選別が事前に行われ、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理において、不良品の前記第1のチップが配置されている個所に、連結された状態の所定個数の前記第2のチップのうちの不良品の前記第2のチップを対応させる
上記(2)から(4)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(6)
前記第1のチップに対して前記第2のチップに並んで、矩形形状の第3のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップ、前記第2のチップ、および前記第3のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
上記(2)から(5)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(7)
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺の長さが一致するとともに、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、Y軸方向を向く2つの辺のうちの、一方の辺において前記第1のチップおよび前記第2のチップの端面が一致した構造である
上記(2)から(6)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(8)
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺の両方とも長さが一致した構造である
上記(2)から(7)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(9)
前記第1のチップに対して、前記第2のチップに加えて他のチップが積層された3層以上の多層構造であり、
前記他のチップが積層された状態の所定個数の前記第2のチップを纏めて、所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われる
上記(2)から(8)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(10)
矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である半導体チップの製造方法であって、
第1の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第1のチップが配置されるとともに、第2の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第2のチップが配置されており、
少なくとも2個以上の所定個数の前記第2のチップがX軸方向に並んで連結された状態で前記第2の半導体ウェハから切り出され、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われ、
前記第1の半導体ウェハから前記第1のチップを切り出す際に、Y軸方向に沿って前記第1のチップをダイシングするのと同時に、前記第2のチップがダイシングされる
ことを含む製造方法。
(11)
矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
半導体チップを備える電子機器。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
半導体チップ。
(2)
第1の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第1のチップが配置されるとともに、第2の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第2のチップが配置されており、
少なくとも2個以上の所定個数の前記第2のチップがX軸方向に並んで連結された状態で前記第2の半導体ウェハから切り出され、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われ、
前記第1の半導体ウェハから前記第1のチップを切り出す際に、Y軸方向に沿って前記第1のチップをダイシングするのと同時に、前記第2のチップがダイシングされる
上記(1)に記載の半導体チップ。
(3)
前記第1のチップに前記第2のチップを貼り付ける処理において、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に向かって配置される前記第1のチップの個数とは異なる個数で連結された状態の前記第2のチップが用いられる
上記(2)に記載の半導体チップ。
(4)
前記第2の半導体ウェハから前記第2のチップを切り出す際に、前記第2のチップの良品選別結果に従って、良品の前記第2のチップと不良品の前記第2のチップとの間でのみY軸方向に沿ったダイシングが行われる
上記(2)または(3)に記載の半導体チップ。
(5)
前記第1のチップおよび前記第2のチップに良品選別が事前に行われ、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理において、不良品の前記第1のチップが配置されている個所に、連結された状態の所定個数の前記第2のチップのうちの不良品の前記第2のチップを対応させる
上記(2)から(4)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(6)
前記第1のチップに対して前記第2のチップに並んで、矩形形状の第3のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップ、前記第2のチップ、および前記第3のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
上記(2)から(5)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(7)
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺の長さが一致するとともに、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、Y軸方向を向く2つの辺のうちの、一方の辺において前記第1のチップおよび前記第2のチップの端面が一致した構造である
上記(2)から(6)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(8)
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺の両方とも長さが一致した構造である
上記(2)から(7)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(9)
前記第1のチップに対して、前記第2のチップに加えて他のチップが積層された3層以上の多層構造であり、
前記他のチップが積層された状態の所定個数の前記第2のチップを纏めて、所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われる
上記(2)から(8)までのいずれかに記載の半導体チップ。
(10)
矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である半導体チップの製造方法であって、
第1の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第1のチップが配置されるとともに、第2の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第2のチップが配置されており、
少なくとも2個以上の所定個数の前記第2のチップがX軸方向に並んで連結された状態で前記第2の半導体ウェハから切り出され、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われ、
前記第1の半導体ウェハから前記第1のチップを切り出す際に、Y軸方向に沿って前記第1のチップをダイシングするのと同時に、前記第2のチップがダイシングされる
ことを含む製造方法。
(11)
矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
半導体チップを備える電子機器。
なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
11 固体撮像素子, 12 センサチップ, 13 ロジックチップ, 14および15 メモリチップ, 21乃至23 半導体ウェハ, 31 連結チップ
Claims (11)
- 矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
半導体チップ。 - 第1の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第1のチップが配置されるとともに、第2の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第2のチップが配置されており、
少なくとも2個以上の所定個数の前記第2のチップがX軸方向に並んで連結された状態で前記第2の半導体ウェハから切り出され、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われ、
前記第1の半導体ウェハから前記第1のチップを切り出す際に、Y軸方向に沿って前記第1のチップをダイシングするのと同時に、前記第2のチップがダイシングされる
請求項1に記載の半導体チップ。 - 前記第1のチップに前記第2のチップを貼り付ける処理において、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に向かって配置される前記第1のチップの個数とは異なる個数で連結された状態の前記第2のチップが用いられる
請求項2に記載の半導体チップ。 - 前記第2の半導体ウェハから前記第2のチップを切り出す際に、前記第2のチップの良品選別結果に従って、良品の前記第2のチップと不良品の前記第2のチップとの間でのみY軸方向に沿ったダイシングが行われる
請求項2に記載の半導体チップ。 - 前記第1のチップおよび前記第2のチップに良品選別が事前に行われ、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理において、不良品の前記第1のチップが配置されている個所に、連結された状態の所定個数の前記第2のチップのうちの不良品の前記第2のチップを対応させる
請求項2に記載の半導体チップ。 - 前記第1のチップに対して前記第2のチップに並んで、矩形形状の第3のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップ、前記第2のチップ、および前記第3のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
請求項2に記載の半導体チップ。 - 前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺の長さが一致するとともに、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、Y軸方向を向く2つの辺のうちの、一方の辺において前記第1のチップおよび前記第2のチップの端面が一致した構造である
請求項2に記載の半導体チップ。 - 前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺の両方とも長さが一致した構造である
請求項2に記載の半導体チップ。 - 前記第1のチップに対して、前記第2のチップに加えて他のチップが積層された3層以上の多層構造であり、
前記他のチップが積層された状態の所定個数の前記第2のチップを纏めて、所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われる
請求項2に記載の半導体チップ。 - 矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である半導体チップの製造方法であって、
第1の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第1のチップが配置されるとともに、第2の半導体ウェハにX軸方向およびY軸方向に向かって行列状に複数の前記第2のチップが配置されており、
少なくとも2個以上の所定個数の前記第2のチップがX軸方向に並んで連結された状態で前記第2の半導体ウェハから切り出され、
所定個数の前記第2のチップを纏めて、前記第1の半導体ウェハのX軸方向に並んで配置される所定個数の前記第1のチップに貼り付ける処理が行われ、
前記第1の半導体ウェハから前記第1のチップを切り出す際に、Y軸方向に沿って前記第1のチップをダイシングするのと同時に、前記第2のチップがダイシングされる
ことを含む製造方法。 - 矩形形状の第1のチップに対して矩形形状の第2のチップが積層されて構成され、
前記第1のチップおよび前記第2のチップは、X軸に沿った辺およびY軸に沿った辺のうち、どちらか一方の辺の長さが一致した構造である
半導体チップを備える電子機器。
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