JP4037197B2 - 半導体撮像装置実装構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体撮像装置実装構造体の製造方法にかかり、特に固体撮像装置などの光電変換部を含む半導体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
CCD（Charge Coupled Device）を含む固体撮像素子は、携帯電話やデジタルカメラなどへの適用の必要性から小型化への要求が高まっている。
そのひとつとして、半導体チップの受光エリアにマイクロレンズを設けた固体撮像装置が提案されている。このような中で、例えば、受光エリアにマイクロレンズを設けた固体撮像装置を、固体撮像装置の受光エリアとマイクロレンズとの間に気密封止部をもつように一体的に実装することにより、小型化をはかるようにした固体撮像装置が提案されている（特開平７−２０２１５２号公報）。
【０００３】
かかる構成によれば、実装面積の低減をはかることができ、また、気密封止部の表面に、フィルタ、レンズ、プリズムなどの光学部品を接着することが可能となり、マイクロレンズの集光能力の低下を招くことなく、実装サイズの小型化を図ることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような固体撮像装置の実装に際しては、信号の外部への取り出しに際して、固体撮像装置を実装する支持基板上に搭載し、ボンディングなどの方法により電気的接続を図るとともに封止がなされている。
そして、解像度の向上への要求に伴い、種々の周辺回路が必要となり、周辺回路基板を積層する場合には、周辺回路からの信号伝送に伴うノイズあるいは固体撮像素子から周辺回路への信号伝送に伴うノイズなどの問題が顕在化してきている。このため配線長の縮減は重要な問題となっている。
また、駆動速度の高速化を企図して、近年では２００μｍ程度まで半導体チップの薄型化が進んでいるが、これに伴い、強度低下あるいは、半導体チップ裏面のバンプなどの回路パターンが半導体チップを透過して、固体撮像素子の出力信号に誤信号が混入したりするという問題も深刻化している。
この問題は、ｐｉｎ構造の光センサなど、他の種々の光電変換素子においても同様であり、半導体チップの薄型化が急速に進む昨今では究めて深刻な問題となっている。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、小型で駆動速度が高く信頼性の高い半導体撮像装置実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の半導体撮像装置実装構造体の製造方法では、半導体基板の表面側に光電変換部を形成し、該半導体基板自身の裏面側に遮光手段を形成した半導体撮像装置に対し、該半導体撮像装置の裏面側にさらに配線基板の表面を接合して半導体撮像装置実装構造体を構成し、該半導体撮像装置実装構造体の前記半導体撮像装置とは反対側の裏面に金属による接続端子を形成した半導体撮像装置実装構造体を製造する製造方法であって、
前記半導体基板表面に光電変換部を含む複数の半導体素子を形成する工程と、
前記半導体基板裏面の前記光電変換部に対応する領域を粗面化する工程と、
前記半導体基板裏面側に前記配線基板を接合する配線基板接合工程と、
前記接合工程で得られた接合体を、各半導体素子ごとに分離する工程とを含むことを特徴とする。
【０００６】
かかる方法によれば、半導体基板の裏面側に光電変換部に対応する領域を粗面化した遮光手段が形成されているため、半導体基板裏面で光の拡散を生じさせることができ、半導体基板が薄い場合にも裏面からの反射光が光電変換部に入射するのを防ぐことができ、誤動作をなくし、信頼性の高い半導体撮像装置実装構造体を提供することが可能となる。
また、半導体撮像装置実装構造体の裏面に金属による接続端子を形成してなることにより、裏面に接続端子を形成する配線基板の場合、バンプなどの接続端子の影が、薄い半導体基板を透過して光電変換部に入射し誤動作の原因となるのを防止できる。
【００１５】
また、前記半導体基板裏面を粗面化することに代えて、前記半導体基板裏面に屈折率の異なる薄膜からなる多層膜を形成すれば、容易に反射性膜を形成することが可能となる。また、タングステン膜を形成してもよく、いずれの場合も半導体基板裏面からの光が光電変換部に到達するのを防止することができる。
【００１８】
また、支持部材上にさらに周辺回路を積層し、固体撮像素子基板および支持部材に形成されたスルーホールを介して固体撮像素子基板と周辺回路基板との電気的接続を行うようにすれば、装置全体としての小型化をはかることができるとともに、固体撮像素子基板と周辺回路基板との距離を短くすることが出来る。従って配線抵抗が低減され、駆動速度の増大を図ることが可能となる。また、この支持部材を遮光性材料で構成すれば、より確実に裏面からの反射光を抑制することができる。また、固体撮像素子基板裏面を粗面化するなど、凹凸を形成するようにしても裏面からの反射光が固体撮像素子の出力に影響を及ぼすのを抑制することができる。また、固体撮像素子基板裏面に酸化膜を介してタングステン膜などの遮光膜を形成してこれを支持部材としてもよい。
【００１９】
更にまた、固体撮像素子基板裏面に多層膜を形成するようにしてもよい。これにより裏面からの反射光が固体撮像素子の出力に影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００２０】
加えて、固体撮像素子基板裏面にエポキシ樹脂などの遮光性樹脂を塗布するようにしてもよい。
【００２１】
更にまた、支持部材（補強部材）表面に凹凸を形成するようにしてもよい。また周辺回路基板との接続のための接着剤にエポキシなど遮光材料を用いるようにしてもよい。
【００２２】
望ましくは、この支持部材が補強板を含むことを特徴とする。
また、前記支持部材として、断熱板を含むようにすることにより、固体撮像素子基板の発熱により周辺回路基板が誤動作を生じたり、また周辺回路基板の発熱により固体撮像素子基板が誤動作を生じるのを防ぐことができる。
【００２３】
また望ましくは、前記支持部材が、シールド板を含むようにすれば、不要輻射ノイズを抑制することが可能となる。
望ましくは、前記半導体基板は、磁気シールド板を介して周辺回路基板に接合されるようにすれば、周辺回路基板からの不要輻射によるノイズを受けるのを防止することができると共に、固体撮像素子基板からの不要輻射によるノイズを周辺回路基板が受けるのを防止することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつ説明する。
【００２５】
（第1の実施の形態）
この固体撮像装置は、図１に断面図を示すように、固体撮像素子１０２の形成されたシリコン基板１０１からなる固体撮像素子基板１００表面に、このシリコン基板１０１のフォトダイオードを構成する受光領域に相当して空隙Cをもつようにスペーサ２０３Ｓを介して透光性部材としてのガラス基板２０１が接合されるとともに、このシリコン基板１０１の裏面を粗面化し、凹凸を有する領域１０４を形成し、固体撮像素子基板１００裏面に形成された周辺回路基板９０１に接続するとともに、この周辺回路基板９０１に形成された配線層９０２に、外部取り出し端子としての、バンプ９０３を形成してなるものである。この構造では固体撮像素子基板１００の厚さは１３０μｍ、周辺回路基板は２００μｍ程度である。
【００２６】
ここでスペーサ２０３Ｓは、３０〜５００μｍ、好ましくは８０〜１２０μｍの高さとする。
【００２７】
この構造では、固体撮像素子基板裏面に凹凸を形成しているため、光の拡散を生じることができ、光が光電変換部に到達するのを防止することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
この固体撮像装置は、図２に断面図を示すように、固体撮像素子１０２の形成されたシリコン基板１０１からなる固体撮像素子基板１００裏面のフォトダイオード部に対応する領域に、屈折率の異なる薄膜からなる多層膜１０５を形成したことを特徴とするものである。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
【００２９】
かかる構成によれば、容易に反射性膜を形成することが可能となり、裏面のバンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
また、多層膜１０５に代えて、図３に示すように、固体撮像素子基板１００裏面に形成されたタングステン膜からなる遮光性膜１０６で構成しても、バンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
【００３１】
（第４の実施の形態）
また、この例では、固体撮像素子基板そのものに膜を形成したり粗面化するのではなく、図４に示すように、固体撮像素子基板１００裏面に接合する周辺回路基板９０１との接着性樹脂を遮光性のエポキシ樹脂２１０で構成したことを特徴とするものである。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
この例によっても、バンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。
また前記第1乃至第３の実施の形態の構成に加えて接着性樹脂を遮光性樹脂で構成するようにしてもよい。
【００３２】
（第５の実施の形態）
また、この例では、固体撮像素子基板そのものに膜を形成したり粗面化するのではなく、図５に示すように、固体撮像素子裏面に接合する周辺回路基板９０１を、表面が粗面となるように構成しても、同様に、光がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
【００３３】
この例によっても、バンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。
【００３４】
この例でも前記第1乃至第４の実施の形態の構成に加えて構成するようにしてもよい。
【００３５】
（第６の実施の形態）
また、この例では、固体撮像素子基板そのものに膜を形成したり粗面化するのではなく、図６に示すように、固体撮像素子裏面に接合する周辺回路基板９０１の中間部に遮光性膜９１０を形成しても、同様に、光がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
この例によっても、バンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。
また望ましくは、この遮光性膜は、周辺回路基板の裏面に形成してもよい。
【００３６】
（第７の実施の形態）
この固体撮像装置は、図７（ａ）に断面図、図７（ｂ）に要部拡大断面図を示すように、固体撮像素子１０２の形成されたシリコン基板１０１からなる固体撮像素子基板１００表面に、このシリコン基板１０１のフォトダイオード領域（受光領域）に相当して空隙Cをもつようにスペーサ２０３Ｓを介して透光性部材としてのガラス基板２０１が接合されるとともに、このシリコン基板１０１に形成されたスルーホールＨによって固体撮像素子基板１００の裏面側に取り出し、固体撮像素子基板１００裏面に形成された遮光性材料からなる支持部材としての補強板７０１に形成された外部取り出し端子としての、パッド１１３およびバンプ１１４を形成している。そして、さらにこの補強板７０１の裏面側に異方性導電膜１１５を介して周辺回路基板９０１に接続され、周縁がダイシングによって個別に分離され、ボンディングパッド１１８を介して、外部接続がなされるようになっている。ここでスペーサ２０３Ｓは、３０〜５００μｍ、好ましくは８０〜１２０μｍの高さとする。この例では補強板７０１が遮光板を内蔵しているため、別部品を用いることなく良好に遮光性を持たせることが可能となる。
【００３７】
ここでこの固体撮像素子基板１００は、図７（ｂ）に要部拡大断面図を示すように、表面に、固体撮像素子が配列されるとともに、ＲＧＢカラーフィルタ４６およびマイクロレンズ５０が形成されたシリコン基板１０１で構成されている。なおここでは、スルーホールＨはこの断面には現れていないが、電荷転送電極３２に接続されるように形成されている。
【００３８】
この固体撮像素子１００は、ｎ型のシリコン基板１０１ａ表面に形成されたｐウェル１０１ｂ内に、チャンネルストッパ２８を形成し、このチャネルストッパを挟んでフォトダイオード１４と電荷転送素子３３とを形成してなるものである。ここでは、ｐ＋チャンネル領域１４ａ内にｎ型不純物領域１４ｂを形成し、フォトダイオード１４を形成している。また、ｐ＋チャンネル領域１４ａ内に、深さ０．３μｍ程度のｎ型不純物領域からなる垂直電荷転送チャネル２０を形成するとともに、この上層に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜３０を介して形成された多結晶シリコン層からなる垂直電荷転送電極３２を形成し、電荷転送素子３３を構成している。またこの垂直電荷転送チャネル２０に信号電荷を読み出す側のフォトダイオード１４との間には、ｐ型不純物領域で形成された読み出しゲート用チャネル２６が形成されている。この垂直電荷転送電極３２に接続するようにスルーホールＨ（図７（ｂ）では図示せず）が形成されている。
【００３９】
そしてシリコン基板１０１表面にはこの読み出しゲート用チャネル２６に沿ってｎ型不純物領域１４ａが露出しており、フォトダイオード１４で発生した信号電荷は、ｎ型不純物領域１４ａに一時的に蓄積された後、読み出しゲート用チャネル２６を介して読み出されるようになっている。
【００４０】
一方、垂直電荷転送チャネル２０と他のフォトダイオード１４との間には、ｐ＋型不純物領域からなるチャンネルストッパ２８が存在し、これによりフォトダイオード１４と垂直電荷転送チャネル２０とが電気的に分離されると共に、垂直電荷転送チャネル２０同士も相互に接触しないように分離される。
【００４１】
そしてさらに、垂直電荷転送電極３２は読み出しゲート用チャネル２６を覆うとともに、ｎ型不純物領域１４ａが露出し、チャンネルストッパ２８の一部が露出するように形成されている。なお、垂直電荷転送電極３２のうち、読み出し信号が印加される電極の下方にある読み出しゲート用チャネル２６から信号電荷が転送される。
【００４２】
そして垂直電荷転送電極３２は垂直電荷転送チャネル２０とともに、フォトダイオード１４のｐｎ接合で発生した信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送装置（ＶＣＣＤ）３３を構成している。垂直電荷転送電極３２の形成された基板表面は表面保護膜３６で被覆されこの上層にタングステンからなる遮光膜が形成されており、フォトダイオードの受光領域４０のみを開口し、他の領域は遮光するように構成されている。
【００４３】
そして更にこの垂直電荷転送電極３２の上層は表面平坦化のための平坦化絶縁膜４３およびこの上層に形成される透光性樹脂膜４４で被覆され、更にこの上層にフィルタ層４６が形成されている。フィルタ層４６は各フォトダイオード１４に対応して、所定のパターンをなすように赤色フィルタ層４６Ｒ、緑色フィルタ層４６Ｇ，青色フィルタ層４６Ｂが順次配列されている。
【００４４】
さらにこの上層は、平坦化絶縁膜４８を介して屈折率１．３〜２．０の感光性樹脂を含む透光性樹脂をフォトリソグラフィによってパターニングした後に溶融させ、表面張力によって丸めた後冷却することによって形成されたマイクロレンズ５０からなるマイクロレンズアレイで被覆されている。
【００４５】
次に、この固体撮像装置の製造工程について説明する。この方法は、図８（ａ）乃至（ｄ）および図９（ａ）乃至（ｃ）にその製造工程図を示すように、ウェハレベルで位置決めし、一括して実装することにより一体化してから、固体撮像素子ごとに分離する、いわゆるＣＳＰ法に基づくものである。この方法では、固体撮像素子基板もガラス基板もエッジが等しく構成され、固体撮像素子基板１００およびこの裏面に貼着された補強板７０１を貫通するスルーホールを介して裏面側の取り出しを行うようにしたことを特徴とする。またここでは、あらかじめスペーサ２０３Sを形成したスペーサ付き封止用カバーガラス２００を用いている。
【００４６】
まず、スペーサ付きガラス基板の形成について説明する。
図８（ａ）に示すように、ガラス基板２０１表面に、UV硬化型接着剤（たとえばカチオン重合性エネルギー線硬化接着剤）からなる接着剤層２０２を介してスペーサとなるシリコン基板２０３を貼着し、この上層にフォトリソグラフィにより、スペーサとなる部分をレジストパターンＲ１で被覆する。なお接着剤層としてはこの他熱硬化接着剤を使用することも可能である。
【００４７】
そして、図８（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィにより、スペーサとなる部分にレジストパターンを残すようにした状態でシリコン基板２０３をエッチングし、スペーサ２０３Ｓを形成する。
【００４８】
この後、図８（ｃ）に示すように、スペーサ２０３Ｓ形成のためのレジストパターンＲ１を残したまま、さらに素子間領域を除く、スペーサ間領域に、レジストＲを充填し、ガラス基板を所定の深さまでエッチングすることにより、図８（ｄ）に示すように、素子間溝部２０４を形成する。そしてさらにこのスペーサの表面に接着剤層２０７を形成する。ここではスペーサをシリコン基板で形成しているため、ガラス基板の主成分である酸化シリコンのエッチング速度が、シリコンのエッチング速度に比べて十分に大きくなるようなエッチング条件でエッチングするようにすれば、素子間領域にスペーサの側壁が露呈したままの状態でエッチングしてもよい。素子間溝部２０４の形成に際しては、ダイシングブレード（砥石）を用いてもよい。
【００４９】
また、再度フォトリソグラフィを行い、スペーサの側壁全体を含むようなレジストパターンを形成し、このレジストパターンを介してエッチングを行うことにより溝部２０４を形成するようにしてもよい。このようにして溝部２０４およびスペーサ２０３Ｓを形成した封止用カバーガラス２００を得る。
【００５０】
次に、固体撮像素子基板を形成する。素子基板の形成に際しては、図９（ａ）に示すように、あらかじめ、シリコン基板１０１（ここでは６インチウェハを用いる）を用意し、このシリコン基板１０１表面に、各固体撮像素子に分断するための分断線に相当する領域にエッチングなどの方法により切断溝（図示せず）を形成しておく。（以下図面では１単位しか表示されていないが、ウェハ上に連続して多数個の固体撮像素子が形成されている。）そして、通常のシリコンプロセスを用いて、チャンネルストッパ層を形成、チャネル領域を形成し、電荷転送電極・・などの素子領域を形成する。そして、この固体撮像素子基板１００の裏面に、酸化シリコン膜を形成したシリコン基板からなる補強板７０１を表面活性常温接合により接合する。（図９（ａ））
【００５１】
この後、図９（ｂ）に示すように、各基板の周縁部に形成したアライメントマークによって位置合わせを行い、前述のようにして形成した固体撮像素子基板１００上に、平板状のガラス基板２０１にスペーサ２０３Ｓが接着されたカバーガラス２００を載置し、加熱することにより接着剤層２０７によって両者を一体化させる。この工程は真空中または窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中で実行するのが望ましい。
【００５２】
そして補強板７０１の裏面側からフォトリソグラフィによりスルーホールＨを形成する。そしてＣＶＤ法または熱酸化によりスルーホールＨ内に酸化シリコン膜１０９を形成し、この後異方性エッチングを行い、スルーホール側壁にのみ酸化シリコン膜１０９を残留させる。
【００５３】
そして図１０（ａ）に示すように、ＷＦ6を用いたＣＶＤ法によりこのスルーホールＨ内にボンディングパッドとコンタクトする導体層１０８としてタングステン膜を形成する。
【００５４】
そして図１０（ｂ）に示すように、前記補強板７０１表面にボンディングパッド１１３を形成すると共に、バンプ１１４を形成する。
このようにして補強板７０１側に信号取り出し電極端子および通電用電極端子を形成することが可能となる。
【００５５】
そして図１０（ｃ）に示すように、この補強板７０１の表面に異方性導電膜１１５（ＡＣＰ）を塗布する。
最後に図１０（ｄ）に示すように、この異方性導電膜１１５を介して駆動回路を形成した回路基板９０１を接続する。なおこの回路基板９０１には基板を貫通するように形成されたスルーホールＨに充填された導体層からなるコンタクト層１１７とボンディングパッド１１８とが形成されている。
【００５６】
従ってこのボンディングパッド１１８を介して、プリント基板などの回路基板との接続が容易に達成可能である。またこのコンタクト層１１７は固体撮像素子基板に形成された導体層１０８と、同一ライン上に並ぶように位置合わせがなされて形成される。
【００５７】
この後、この同一ライン上に並んだコンタクト層１１７および導体層１０８を含むダイシングラインＤＣに沿って、装置全体をダイシングし、個々の固体撮像装置に分割する。（図面では、一単位しか示していないが、１枚のウェハ上に複数の固体撮像素子が連続形成されている。）
このようにして極めて容易に作業性よく固体撮像装置が形成される。
【００５８】
なお、この補強板７０１は内部に遮光材料を備えた酸化シリコン膜を形成したシリコン基板で構成されているため、固体撮像素子基板１００との断熱あるいは電気的絶縁が可能である。
【００５９】
また、前記実施の形態では、ＣＶＤ法によりスルーホールＨ内に導体層を形成したが、めっき法、真空スクリーン印刷法あるいは真空吸引法などを用いても容易に作業性よくアスペクト比の高いコンタクトホールへの導体層の充填が可能となる。
【００６０】
更にまた、前記実施の形態では、スルーホールを用いて固体撮像素子基板および周辺回路を搭載した回路基板の表裏の電気的接続をおこなったが、これに限定されることなく、表面および裏面からの不純物拡散により表裏が電気的に接続されるようにコンタクトを形成するなどの方法も可能である。
【００６１】
このようにして補強板７０１側に信号取り出し電極端子および通電用電極端子を形成することが可能となる。
【００６２】
さらにまた、個々に位置合わせを行ったり、ワイヤボンディングなどの電気的接続を行ったりすることなく、一括実装した後個々に分断しているため、製造が容易でかつ取り扱いも簡単である。
【００６３】
また、ガラス基板２０１にあらかじめ溝部２０４を形成しておくようにし、実装後、表面からＣＭＰなどの方法により、溝部２０４に到達する深さまで除去するようにしているため、きわめて容易に分断が可能である。
【００６４】
また接合により素子形成面を間隙Ｃ内に封止込めた状態で、切断あるいは研磨するのみで個々の固体撮像素子を形成することができるため、素子へのダメージも少なく、信頼性の高い固体撮像素子を提供することが可能となる。
【００６５】
さらにまた、ＣＭＰによってシリコン基板を約２分の１の深さまで薄くするようにしているため、小型化かつ薄型化をはかることができる。さらにまた、ガラス基板との接合後に薄型化されるため、機械的強度の低下を防ぐことが可能となる。
【００６６】
このように、本発明の構成によれば、ウェハレベルで位置決めし、一括して実装することにより一体化してから、固体撮像素子ごとに分離するようにしているため、製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。
【００６７】
なお、前記実施の形態では、ＣＳＰにより一括接続して、ダイシングするという方法で形成したが、スルーホールＨを形成し、バンプ１１４を形成した固体撮像素子基板１００をダイシングし、１個づつに対し封止用カバーガラス２００を固着するようにしてもよい。
【００６８】
また、マイクロレンズアレイについは、基板表面に透明樹脂膜を形成しておき、この表面からイオン移入によって所定の深さに屈折率勾配を有するレンズ層を形成することによって形成することもできる。
【００６９】
また、スペーサとしては、シリコン基板のほか、ガラス、ポリカーボネートなど適宜選択可能である。
また、この補強板７０１全体を遮光性材料で構成すれば、裏面からの反射光を完全に抑制することができる。また、固体撮像素子基板裏面を粗面化するなど、凹凸を形成するようにしても裏面からの反射光が固体撮像素子の出力に影響を及ぼすのを抑制することができる。また、固体撮像素子基板裏面に酸化膜を介してタングステン膜などの遮光膜を形成してこれを支持部材としてもよい。
【００７０】
更にまた、固体撮像素子基板裏面に多層膜を形成するようにしてもよい。これにより裏面からの反射光が固体撮像素子の出力に影響を及ぼすのを抑制することができる。
加えて、固体撮像素子基板裏面にエポキシ樹脂などの遮光性樹脂を塗布するようにしてもよい。
【００７１】
更にまた、支持部材（補強部材）７０１表面に凹凸を形成するようにしてもよい。また周辺回路基板との接続のための接着剤にエポキシなど遮光材料を用いるようにしてもよい。
【００７２】
また望ましくは、前記支持部材が、シールド板を含むようにすれば、不要輻射ノイズを抑制することが可能となる。
望ましくは、前記半導体基板は、磁気シールド板を介して周辺回路基板に接合されるようにすれば、周辺回路基板からの不要輻射によるノイズを受けるのを防止することができると共に、固体撮像素子基板からの不要輻射によるノイズを周辺回路基板が受けるのを防止することができる。
【００７３】
なお、前記第7の実施の形態では、固体撮像素子基板と封止用カバーガラスとの接合を、接着剤層を用いて行う方法について説明したが、これに限定されることなく、直接接合／表面活性化常温接合による方法、モールド樹脂を流し込む方法なども適用可能である。
【００７４】
また、固体撮像素子基板と封止用カバーガラスとの接合を、接着剤層を用いて行うに際し、接合部に凹部（液溜め）を形成しておくなどにより、溶融した接着剤層が流出しないようにするとよい。
【００７５】
さらに、前記実施の形態では、固体撮像素子について説明したが、固体撮像素子に限定されることなく、光センサなど、光電変換素子を含む他の半導体装置にも適用可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、小型で誤動作が少なく、信頼性の高い半導体撮像装置実装構造体を製造することが可能となる。また本発明の方法によれば、ウェハレベルで位置決めし、固体撮像素子基板、支持部材および透光性部材を、一括して実装することにより一体化してから、半導体素子ごとに分離するようにしているため、製造が容易でかつ高精度の位置決めが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図５】本発明の第５の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図６】本発明の第６の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図７】図７（ａ）および（ｂ）は本発明の第７の実施の形態固体撮像装置を示す断面図および要部拡大断面図
【図８】図８（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第７の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図
【図９】本発明の第７の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図
【図１０】本発明の第７の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図
【符号の説明】
１００ 固体撮像素子基板
１０１ シリコン基板
１０２ 固体撮像素子
２００ 封止用カバーガラス
２０１ ガラス基板
２０３Ｓ スペーサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体撮像装置実装構造体の製造方法にかかり、特に固体撮像装置などの光電変換部を含む半導体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
CCD（Charge Coupled Device）を含む固体撮像素子は、携帯電話やデジタルカメラなどへの適用の必要性から小型化への要求が高まっている。
そのひとつとして、半導体チップの受光エリアにマイクロレンズを設けた固体撮像装置が提案されている。このような中で、例えば、受光エリアにマイクロレンズを設けた固体撮像装置を、固体撮像装置の受光エリアとマイクロレンズとの間に気密封止部をもつように一体的に実装することにより、小型化をはかるようにした固体撮像装置が提案されている（特開平７−２０２１５２号公報）。
【０００３】
かかる構成によれば、実装面積の低減をはかることができ、また、気密封止部の表面に、フィルタ、レンズ、プリズムなどの光学部品を接着することが可能となり、マイクロレンズの集光能力の低下を招くことなく、実装サイズの小型化を図ることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような固体撮像装置の実装に際しては、信号の外部への取り出しに際して、固体撮像装置を実装する支持基板上に搭載し、ボンディングなどの方法により電気的接続を図るとともに封止がなされている。
そして、解像度の向上への要求に伴い、種々の周辺回路が必要となり、周辺回路基板を積層する場合には、周辺回路からの信号伝送に伴うノイズあるいは固体撮像素子から周辺回路への信号伝送に伴うノイズなどの問題が顕在化してきている。このため配線長の縮減は重要な問題となっている。
また、駆動速度の高速化を企図して、近年では２００μｍ程度まで半導体チップの薄型化が進んでいるが、これに伴い、強度低下あるいは、半導体チップ裏面のバンプなどの回路パターンが半導体チップを透過して、固体撮像素子の出力信号に誤信号が混入したりするという問題も深刻化している。
この問題は、ｐｉｎ構造の光センサなど、他の種々の光電変換素子においても同様であり、半導体チップの薄型化が急速に進む昨今では究めて深刻な問題となっている。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、小型で駆動速度が高く信頼性の高い半導体撮像装置実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の半導体撮像装置実装構造体の製造方法では、半導体基板の表面側に光電変換部を形成し、該半導体基板自身の裏面側に遮光手段を形成した半導体撮像装置に対し、該半導体撮像装置の裏面側にさらに配線基板の表面を接合して半導体撮像装置実装構造体を構成し、該半導体撮像装置実装構造体の前記半導体撮像装置とは反対側の裏面に金属による接続端子を形成した半導体撮像装置実装構造体を製造する製造方法であって、
前記半導体基板表面に光電変換部を含む複数の半導体素子を形成する工程と、
前記半導体基板裏面の前記光電変換部に対応する領域を粗面化する工程と、
前記半導体基板裏面側に前記配線基板を接合する配線基板接合工程と、
前記接合工程で得られた接合体を、各半導体素子ごとに分離する工程とを含むことを特徴とする。
【０００６】
かかる方法によれば、半導体基板の裏面側に光電変換部に対応する領域を粗面化した遮光手段が形成されているため、半導体基板裏面で光の拡散を生じさせることができ、半導体基板が薄い場合にも裏面からの反射光が光電変換部に入射するのを防ぐことができ、誤動作をなくし、信頼性の高い半導体撮像装置実装構造体を提供することが可能となる。
また、半導体撮像装置実装構造体の裏面に金属による接続端子を形成してなることにより、裏面に接続端子を形成する配線基板の場合、バンプなどの接続端子の影が、薄い半導体基板を透過して光電変換部に入射し誤動作の原因となるのを防止できる。
【００１５】
また、前記半導体基板裏面を粗面化することに代えて、前記半導体基板裏面に屈折率の異なる薄膜からなる多層膜を形成すれば、容易に反射性膜を形成することが可能となる。また、タングステン膜を形成してもよく、いずれの場合も半導体基板裏面からの光が光電変換部に到達するのを防止することができる。
【００１８】
また、支持部材上にさらに周辺回路を積層し、固体撮像素子基板および支持部材に形成されたスルーホールを介して固体撮像素子基板と周辺回路基板との電気的接続を行うようにすれば、装置全体としての小型化をはかることができるとともに、固体撮像素子基板と周辺回路基板との距離を短くすることが出来る。従って配線抵抗が低減され、駆動速度の増大を図ることが可能となる。また、この支持部材を遮光性材料で構成すれば、より確実に裏面からの反射光を抑制することができる。また、固体撮像素子基板裏面を粗面化するなど、凹凸を形成するようにしても裏面からの反射光が固体撮像素子の出力に影響を及ぼすのを抑制することができる。また、固体撮像素子基板裏面に酸化膜を介してタングステン膜などの遮光膜を形成してこれを支持部材としてもよい。
【００１９】
更にまた、固体撮像素子基板裏面に多層膜を形成するようにしてもよい。これにより裏面からの反射光が固体撮像素子の出力に影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００２０】
加えて、固体撮像素子基板裏面にエポキシ樹脂などの遮光性樹脂を塗布するようにしてもよい。
【００２１】
更にまた、支持部材（補強部材）表面に凹凸を形成するようにしてもよい。また周辺回路基板との接続のための接着剤にエポキシなど遮光材料を用いるようにしてもよい。
【００２２】
望ましくは、この支持部材が補強板を含むことを特徴とする。
また、前記支持部材として、断熱板を含むようにすることにより、固体撮像素子基板の発熱により周辺回路基板が誤動作を生じたり、また周辺回路基板の発熱により固体撮像素子基板が誤動作を生じるのを防ぐことができる。
【００２３】
また望ましくは、前記支持部材が、シールド板を含むようにすれば、不要輻射ノイズを抑制することが可能となる。
望ましくは、前記半導体基板は、磁気シールド板を介して周辺回路基板に接合されるようにすれば、周辺回路基板からの不要輻射によるノイズを受けるのを防止することができると共に、固体撮像素子基板からの不要輻射によるノイズを周辺回路基板が受けるのを防止することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつ説明する。
【００２５】
（第1の実施の形態）
この固体撮像装置は、図１に断面図を示すように、固体撮像素子１０２の形成されたシリコン基板１０１からなる固体撮像素子基板１００表面に、このシリコン基板１０１のフォトダイオードを構成する受光領域に相当して空隙Cをもつようにスペーサ２０３Ｓを介して透光性部材としてのガラス基板２０１が接合されるとともに、このシリコン基板１０１の裏面を粗面化し、凹凸を有する領域１０４を形成し、固体撮像素子基板１００裏面に形成された周辺回路基板９０１に接続するとともに、この周辺回路基板９０１に形成された配線層９０２に、外部取り出し端子としての、バンプ９０３を形成してなるものである。この構造では固体撮像素子基板１００の厚さは１３０μｍ、周辺回路基板は２００μｍ程度である。
【００２６】
ここでスペーサ２０３Ｓは、３０〜５００μｍ、好ましくは８０〜１２０μｍの高さとする。
【００２７】
この構造では、固体撮像素子基板裏面に凹凸を形成しているため、光の拡散を生じることができ、光が光電変換部に到達するのを防止することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
この固体撮像装置は、図２に断面図を示すように、固体撮像素子１０２の形成されたシリコン基板１０１からなる固体撮像素子基板１００裏面のフォトダイオード部に対応する領域に、屈折率の異なる薄膜からなる多層膜１０５を形成したことを特徴とするものである。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
【００２９】
かかる構成によれば、容易に反射性膜を形成することが可能となり、裏面のバンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
また、多層膜１０５に代えて、図３に示すように、固体撮像素子基板１００裏面に形成されたタングステン膜からなる遮光性膜１０６で構成しても、バンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
【００３１】
（第４の実施の形態）
また、この例では、固体撮像素子基板そのものに膜を形成したり粗面化するのではなく、図４に示すように、固体撮像素子基板１００裏面に接合する周辺回路基板９０１との接着性樹脂を遮光性のエポキシ樹脂２１０で構成したことを特徴とするものである。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
この例によっても、バンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。
また前記第1乃至第３の実施の形態の構成に加えて接着性樹脂を遮光性樹脂で構成するようにしてもよい。
【００３２】
（第５の実施の形態）
また、この例では、固体撮像素子基板そのものに膜を形成したり粗面化するのではなく、図５に示すように、固体撮像素子裏面に接合する周辺回路基板９０１を、表面が粗面となるように構成しても、同様に、光がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
【００３３】
この例によっても、バンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。
【００３４】
この例でも前記第1乃至第４の実施の形態の構成に加えて構成するようにしてもよい。
【００３５】
（第６の実施の形態）
また、この例では、固体撮像素子基板そのものに膜を形成したり粗面化するのではなく、図６に示すように、固体撮像素子裏面に接合する周辺回路基板９０１の中間部に遮光性膜９１０を形成しても、同様に、光がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。他部については前記第1の実施の形態と同様に形成されている。
この例によっても、バンプの影がフォトダイオード部に到達するのを防止することができる。
また望ましくは、この遮光性膜は、周辺回路基板の裏面に形成してもよい。
【００３６】
（第７の実施の形態）
この固体撮像装置は、図７（ａ）に断面図、図７（ｂ）に要部拡大断面図を示すように、固体撮像素子１０２の形成されたシリコン基板１０１からなる固体撮像素子基板１００表面に、このシリコン基板１０１のフォトダイオード領域（受光領域）に相当して空隙Cをもつようにスペーサ２０３Ｓを介して透光性部材としてのガラス基板２０１が接合されるとともに、このシリコン基板１０１に形成されたスルーホールＨによって固体撮像素子基板１００の裏面側に取り出し、固体撮像素子基板１００裏面に形成された遮光性材料からなる支持部材としての補強板７０１に形成された外部取り出し端子としての、パッド１１３およびバンプ１１４を形成している。そして、さらにこの補強板７０１の裏面側に異方性導電膜１１５を介して周辺回路基板９０１に接続され、周縁がダイシングによって個別に分離され、ボンディングパッド１１８を介して、外部接続がなされるようになっている。ここでスペーサ２０３Ｓは、３０〜５００μｍ、好ましくは８０〜１２０μｍの高さとする。この例では補強板７０１が遮光板を内蔵しているため、別部品を用いることなく良好に遮光性を持たせることが可能となる。
【００３７】
ここでこの固体撮像素子基板１００は、図７（ｂ）に要部拡大断面図を示すように、表面に、固体撮像素子が配列されるとともに、ＲＧＢカラーフィルタ４６およびマイクロレンズ５０が形成されたシリコン基板１０１で構成されている。なおここでは、スルーホールＨはこの断面には現れていないが、電荷転送電極３２に接続されるように形成されている。
【００３８】
この固体撮像素子１００は、ｎ型のシリコン基板１０１ａ表面に形成されたｐウェル１０１ｂ内に、チャンネルストッパ２８を形成し、このチャネルストッパを挟んでフォトダイオード１４と電荷転送素子３３とを形成してなるものである。ここでは、ｐ＋チャンネル領域１４ａ内にｎ型不純物領域１４ｂを形成し、フォトダイオード１４を形成している。また、ｐ＋チャンネル領域１４ａ内に、深さ０．３μｍ程度のｎ型不純物領域からなる垂直電荷転送チャネル２０を形成するとともに、この上層に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜３０を介して形成された多結晶シリコン層からなる垂直電荷転送電極３２を形成し、電荷転送素子３３を構成している。またこの垂直電荷転送チャネル２０に信号電荷を読み出す側のフォトダイオード１４との間には、ｐ型不純物領域で形成された読み出しゲート用チャネル２６が形成されている。この垂直電荷転送電極３２に接続するようにスルーホールＨ（図７（ｂ）では図示せず）が形成されている。
【００３９】
そしてシリコン基板１０１表面にはこの読み出しゲート用チャネル２６に沿ってｎ型不純物領域１４ａが露出しており、フォトダイオード１４で発生した信号電荷は、ｎ型不純物領域１４ａに一時的に蓄積された後、読み出しゲート用チャネル２６を介して読み出されるようになっている。
【００４０】
一方、垂直電荷転送チャネル２０と他のフォトダイオード１４との間には、ｐ＋型不純物領域からなるチャンネルストッパ２８が存在し、これによりフォトダイオード１４と垂直電荷転送チャネル２０とが電気的に分離されると共に、垂直電荷転送チャネル２０同士も相互に接触しないように分離される。
【００４１】
そしてさらに、垂直電荷転送電極３２は読み出しゲート用チャネル２６を覆うとともに、ｎ型不純物領域１４ａが露出し、チャンネルストッパ２８の一部が露出するように形成されている。なお、垂直電荷転送電極３２のうち、読み出し信号が印加される電極の下方にある読み出しゲート用チャネル２６から信号電荷が転送される。
【００４２】
そして垂直電荷転送電極３２は垂直電荷転送チャネル２０とともに、フォトダイオード１４のｐｎ接合で発生した信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送装置（ＶＣＣＤ）３３を構成している。垂直電荷転送電極３２の形成された基板表面は表面保護膜３６で被覆されこの上層にタングステンからなる遮光膜が形成されており、フォトダイオードの受光領域４０のみを開口し、他の領域は遮光するように構成されている。
【００４３】
そして更にこの垂直電荷転送電極３２の上層は表面平坦化のための平坦化絶縁膜４３およびこの上層に形成される透光性樹脂膜４４で被覆され、更にこの上層にフィルタ層４６が形成されている。フィルタ層４６は各フォトダイオード１４に対応して、所定のパターンをなすように赤色フィルタ層４６Ｒ、緑色フィルタ層４６Ｇ，青色フィルタ層４６Ｂが順次配列されている。
【００４４】
さらにこの上層は、平坦化絶縁膜４８を介して屈折率１．３〜２．０の感光性樹脂を含む透光性樹脂をフォトリソグラフィによってパターニングした後に溶融させ、表面張力によって丸めた後冷却することによって形成されたマイクロレンズ５０からなるマイクロレンズアレイで被覆されている。
【００４５】
次に、この固体撮像装置の製造工程について説明する。この方法は、図８（ａ）乃至（ｄ）および図９（ａ）乃至（ｃ）にその製造工程図を示すように、ウェハレベルで位置決めし、一括して実装することにより一体化してから、固体撮像素子ごとに分離する、いわゆるＣＳＰ法に基づくものである。この方法では、固体撮像素子基板もガラス基板もエッジが等しく構成され、固体撮像素子基板１００およびこの裏面に貼着された補強板７０１を貫通するスルーホールを介して裏面側の取り出しを行うようにしたことを特徴とする。またここでは、あらかじめスペーサ２０３Sを形成したスペーサ付き封止用カバーガラス２００を用いている。
【００４６】
まず、スペーサ付きガラス基板の形成について説明する。
図８（ａ）に示すように、ガラス基板２０１表面に、UV硬化型接着剤（たとえばカチオン重合性エネルギー線硬化接着剤）からなる接着剤層２０２を介してスペーサとなるシリコン基板２０３を貼着し、この上層にフォトリソグラフィにより、スペーサとなる部分をレジストパターンＲ１で被覆する。なお接着剤層としてはこの他熱硬化接着剤を使用することも可能である。
【００４７】
そして、図８（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィにより、スペーサとなる部分にレジストパターンを残すようにした状態でシリコン基板２０３をエッチングし、スペーサ２０３Ｓを形成する。
【００４８】
この後、図８（ｃ）に示すように、スペーサ２０３Ｓ形成のためのレジストパターンＲ１を残したまま、さらに素子間領域を除く、スペーサ間領域に、レジストＲを充填し、ガラス基板を所定の深さまでエッチングすることにより、図８（ｄ）に示すように、素子間溝部２０４を形成する。そしてさらにこのスペーサの表面に接着剤層２０７を形成する。ここではスペーサをシリコン基板で形成しているため、ガラス基板の主成分である酸化シリコンのエッチング速度が、シリコンのエッチング速度に比べて十分に大きくなるようなエッチング条件でエッチングするようにすれば、素子間領域にスペーサの側壁が露呈したままの状態でエッチングしてもよい。素子間溝部２０４の形成に際しては、ダイシングブレード（砥石）を用いてもよい。
【００４９】
また、再度フォトリソグラフィを行い、スペーサの側壁全体を含むようなレジストパターンを形成し、このレジストパターンを介してエッチングを行うことにより溝部２０４を形成するようにしてもよい。このようにして溝部２０４およびスペーサ２０３Ｓを形成した封止用カバーガラス２００を得る。
【００５０】
次に、固体撮像素子基板を形成する。素子基板の形成に際しては、図９（ａ）に示すように、あらかじめ、シリコン基板１０１（ここでは６インチウェハを用いる）を用意し、このシリコン基板１０１表面に、各固体撮像素子に分断するための分断線に相当する領域にエッチングなどの方法により切断溝（図示せず）を形成しておく。（以下図面では１単位しか表示されていないが、ウェハ上に連続して多数個の固体撮像素子が形成されている。）そして、通常のシリコンプロセスを用いて、チャンネルストッパ層を形成、チャネル領域を形成し、電荷転送電極・・などの素子領域を形成する。そして、この固体撮像素子基板１００の裏面に、酸化シリコン膜を形成したシリコン基板からなる補強板７０１を表面活性常温接合により接合する。（図９（ａ））
【００５１】
この後、図９（ｂ）に示すように、各基板の周縁部に形成したアライメントマークによって位置合わせを行い、前述のようにして形成した固体撮像素子基板１００上に、平板状のガラス基板２０１にスペーサ２０３Ｓが接着されたカバーガラス２００を載置し、加熱することにより接着剤層２０７によって両者を一体化させる。この工程は真空中または窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中で実行するのが望ましい。
【００５２】
そして補強板７０１の裏面側からフォトリソグラフィによりスルーホールＨを形成する。そしてＣＶＤ法または熱酸化によりスルーホールＨ内に酸化シリコン膜１０９を形成し、この後異方性エッチングを行い、スルーホール側壁にのみ酸化シリコン膜１０９を残留させる。
【００５３】
そして図１０（ａ）に示すように、ＷＦ6を用いたＣＶＤ法によりこのスルーホールＨ内にボンディングパッドとコンタクトする導体層１０８としてタングステン膜を形成する。
【００５４】
そして図１０（ｂ）に示すように、前記補強板７０１表面にボンディングパッド１１３を形成すると共に、バンプ１１４を形成する。
このようにして補強板７０１側に信号取り出し電極端子および通電用電極端子を形成することが可能となる。
【００５５】
そして図１０（ｃ）に示すように、この補強板７０１の表面に異方性導電膜１１５（ＡＣＰ）を塗布する。
最後に図１０（ｄ）に示すように、この異方性導電膜１１５を介して駆動回路を形成した回路基板９０１を接続する。なおこの回路基板９０１には基板を貫通するように形成されたスルーホールＨに充填された導体層からなるコンタクト層１１７とボンディングパッド１１８とが形成されている。
【００５６】
従ってこのボンディングパッド１１８を介して、プリント基板などの回路基板との接続が容易に達成可能である。またこのコンタクト層１１７は固体撮像素子基板に形成された導体層１０８と、同一ライン上に並ぶように位置合わせがなされて形成される。
【００５７】
この後、この同一ライン上に並んだコンタクト層１１７および導体層１０８を含むダイシングラインＤＣに沿って、装置全体をダイシングし、個々の固体撮像装置に分割する。（図面では、一単位しか示していないが、１枚のウェハ上に複数の固体撮像素子が連続形成されている。）
このようにして極めて容易に作業性よく固体撮像装置が形成される。
【００５８】
なお、この補強板７０１は内部に遮光材料を備えた酸化シリコン膜を形成したシリコン基板で構成されているため、固体撮像素子基板１００との断熱あるいは電気的絶縁が可能である。
【００５９】
また、前記実施の形態では、ＣＶＤ法によりスルーホールＨ内に導体層を形成したが、めっき法、真空スクリーン印刷法あるいは真空吸引法などを用いても容易に作業性よくアスペクト比の高いコンタクトホールへの導体層の充填が可能となる。
【００６０】
更にまた、前記実施の形態では、スルーホールを用いて固体撮像素子基板および周辺回路を搭載した回路基板の表裏の電気的接続をおこなったが、これに限定されることなく、表面および裏面からの不純物拡散により表裏が電気的に接続されるようにコンタクトを形成するなどの方法も可能である。
【００６１】
このようにして補強板７０１側に信号取り出し電極端子および通電用電極端子を形成することが可能となる。
【００６２】
さらにまた、個々に位置合わせを行ったり、ワイヤボンディングなどの電気的接続を行ったりすることなく、一括実装した後個々に分断しているため、製造が容易でかつ取り扱いも簡単である。
【００６３】
また、ガラス基板２０１にあらかじめ溝部２０４を形成しておくようにし、実装後、表面からＣＭＰなどの方法により、溝部２０４に到達する深さまで除去するようにしているため、きわめて容易に分断が可能である。
【００６４】
また接合により素子形成面を間隙Ｃ内に封止込めた状態で、切断あるいは研磨するのみで個々の固体撮像素子を形成することができるため、素子へのダメージも少なく、信頼性の高い固体撮像素子を提供することが可能となる。
【００６５】
さらにまた、ＣＭＰによってシリコン基板を約２分の１の深さまで薄くするようにしているため、小型化かつ薄型化をはかることができる。さらにまた、ガラス基板との接合後に薄型化されるため、機械的強度の低下を防ぐことが可能となる。
【００６６】
このように、本発明の構成によれば、ウェハレベルで位置決めし、一括して実装することにより一体化してから、固体撮像素子ごとに分離するようにしているため、製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置を形成することが可能となる。
【００６７】
なお、前記実施の形態では、ＣＳＰにより一括接続して、ダイシングするという方法で形成したが、スルーホールＨを形成し、バンプ１１４を形成した固体撮像素子基板１００をダイシングし、１個づつに対し封止用カバーガラス２００を固着するようにしてもよい。
【００６８】
また、マイクロレンズアレイについは、基板表面に透明樹脂膜を形成しておき、この表面からイオン移入によって所定の深さに屈折率勾配を有するレンズ層を形成することによって形成することもできる。
【００６９】
また、スペーサとしては、シリコン基板のほか、ガラス、ポリカーボネートなど適宜選択可能である。
また、この補強板７０１全体を遮光性材料で構成すれば、裏面からの反射光を完全に抑制することができる。また、固体撮像素子基板裏面を粗面化するなど、凹凸を形成するようにしても裏面からの反射光が固体撮像素子の出力に影響を及ぼすのを抑制することができる。また、固体撮像素子基板裏面に酸化膜を介してタングステン膜などの遮光膜を形成してこれを支持部材としてもよい。
【００７０】
更にまた、固体撮像素子基板裏面に多層膜を形成するようにしてもよい。これにより裏面からの反射光が固体撮像素子の出力に影響を及ぼすのを抑制することができる。
加えて、固体撮像素子基板裏面にエポキシ樹脂などの遮光性樹脂を塗布するようにしてもよい。
【００７１】
更にまた、支持部材（補強部材）７０１表面に凹凸を形成するようにしてもよい。また周辺回路基板との接続のための接着剤にエポキシなど遮光材料を用いるようにしてもよい。
【００７２】
また望ましくは、前記支持部材が、シールド板を含むようにすれば、不要輻射ノイズを抑制することが可能となる。
望ましくは、前記半導体基板は、磁気シールド板を介して周辺回路基板に接合されるようにすれば、周辺回路基板からの不要輻射によるノイズを受けるのを防止することができると共に、固体撮像素子基板からの不要輻射によるノイズを周辺回路基板が受けるのを防止することができる。
【００７３】
なお、前記第7の実施の形態では、固体撮像素子基板と封止用カバーガラスとの接合を、接着剤層を用いて行う方法について説明したが、これに限定されることなく、直接接合／表面活性化常温接合による方法、モールド樹脂を流し込む方法なども適用可能である。
【００７４】
また、固体撮像素子基板と封止用カバーガラスとの接合を、接着剤層を用いて行うに際し、接合部に凹部（液溜め）を形成しておくなどにより、溶融した接着剤層が流出しないようにするとよい。
【００７５】
さらに、前記実施の形態では、固体撮像素子について説明したが、固体撮像素子に限定されることなく、光センサなど、光電変換素子を含む他の半導体装置にも適用可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、小型で誤動作が少なく、信頼性の高い半導体撮像装置実装構造体を製造することが可能となる。また本発明の方法によれば、ウェハレベルで位置決めし、固体撮像素子基板、支持部材および透光性部材を、一括して実装することにより一体化してから、半導体素子ごとに分離するようにしているため、製造が容易でかつ高精度の位置決めが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図５】本発明の第５の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図６】本発明の第６の実施の形態の固体撮像装置を示す断面図
【図７】図７（ａ）および（ｂ）は本発明の第７の実施の形態固体撮像装置を示す断面図および要部拡大断面図
【図８】図８（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第７の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図
【図９】本発明の第７の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図
【図１０】本発明の第７の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図
【符号の説明】
１００ 固体撮像素子基板
１０１ シリコン基板
１０２ 固体撮像素子
２００ 封止用カバーガラス
２０１ ガラス基板
２０３Ｓ スペーサ
Claims (3)
- 半導体基板の表面側に光電変換部を形成し、該半導体基板自身の裏面側に遮光手段を形成した半導体撮像装置に対し、該半導体撮像装置の裏面側にさらに配線基板の表面を接合して半導体撮像装置実装構造体を構成し、該半導体撮像装置実装構造体の前記半導体撮像装置とは反対側の裏面に金属による接続端子を形成した半導体撮像装置実装構造体を製造する製造方法であって、
前記半導体基板表面に光電変換部を含む複数の半導体素子を形成する工程と、
前記半導体基板裏面の前記光電変換部に対応する領域を粗面化する工程と、
前記半導体基板裏面側に前記配線基板を接合する配線基板接合工程と、
前記接合工程で得られた接合体を、各半導体素子ごとに分離する工程とを含むことを特徴とする半導体撮像装置実装構造体の製造方法。 - 半導体基板の表面側に光電変換部を形成し、該半導体基板自身の裏面側に遮光手段を形成した半導体撮像装置に対し、該半導体撮像装置の裏面側にさらに配線基板の表面を接合して半導体撮像装置実装構造体を構成し、該半導体撮像装置実装構造体の前記半導体撮像装置とは反対側の裏面に金属による接続端子を形成した半導体撮像装置実装構造体を製造する製造方法であって、
前記半導体基板表面に光電変換部を含む複数の半導体素子を形成する工程と、
前記半導体基板裏面の前記光電変換部に対応する領域に屈折率の異なる薄膜からなる多層膜を形成する工程と、
前記半導体基板裏面側に前記配線基板を接合する配線基板接合工程と、
前記接合工程で得られた接合体を、各半導体素子ごとに分離する工程とを含むことを特徴とする半導体撮像装置実装構造体の製造方法。 - 半導体基板の表面側に光電変換部を形成し、該半導体基板自身の裏面側に遮光手段を形成した半導体撮像装置に対し、該半導体撮像装置の裏面側にさらに配線基板の表面を接合して半導体撮像装置実装構造体を構成し、該半導体撮像装置実装構造体の前記半導体撮像装置とは反対側の裏面に金属による接続端子を形成した半導体撮像装置実装構造体を製造する製造方法であって、
前記半導体基板表面に光電変換部を含む複数の半導体素子を形成する工程と、
前記半導体基板裏面の前記光電変換部に対応する領域にタングステン膜を形成する工程と、
前記半導体基板裏面側に前記配線基板を接合する配線基板接合工程と、
前記接合工程で得られた接合体を、各半導体素子ごとに分離する工程とを含むことを特徴とする半導体撮像装置実装構造体の製造方法。
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