JP4241160B2 - Method for manufacturing solid-state imaging device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像装置およびその製造方法にかかり、特にチップ上にマイクロレンズを一体化したチップサイズパッケージ(CSP)タイプの固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を行なう必要がある。このように、工数が多いことから、実装に多大な時間を要するという問題があった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、製造が容易でかつ信頼性の高い固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。
また本体への接続の容易な固体撮像装置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】
そこで本発明の方法は、半導体基板表面に複数の固体撮像素子を形成する工程と、前記固体撮像素子の各受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面にスペーサを介して透光性部材を接合する工程と、前記固体撮像素子に対応して前記半導体基板表面に外部接続端子を形成する工程と、前記接合工程により前記半導体基板と前記透光性部材とが接合された接合体を、外部接続端子を有する固体撮像素子ごとに分離する工程とを含み、前記スペーサが半導体材料からなり、前記半導体基板表面に対して80℃を越えない接着温度下で接合する熱硬化型接着剤、または常温硬化型接着剤を用いて接合することを特徴とする。
【0006】
かかる構成によれば、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。
また、前記接合する工程は、80℃を越えない温度下で実行されることにより、各部材の線膨張率が異なっていても、接着後にそりが発生するのを低減することができる。
また、前記接合する工程は、常温硬化型接着剤を用いた工程であることにより、接合温度を上げることなく接合可能であり、そりの発生を防止することが出来る。
【0009】
望ましくは、前記接合する工程に先立ち、前記受光領域を囲むように前記半導体基板表面を選択的に除去することにより突出部を形成する工程を含み、前記突出部によって前記受光領域と前記透光性部材との間に空隙が形成されるようにしたことを特徴とする。
【0010】
かかる構成によれば、あらかじめ半導体基板表面に形成しておいた突出部(スペーサ)をはさんで実装するのみで容易に作業性よく信頼性の高い固体撮像装置を提供することが可能となる。
【0011】
また、前記接合する工程は、前記受光領域を囲むように配設されたスペーサを介して、前記半導体基板と前記透光性部材との間に空隙が形成されるようにしたことを特徴とする。
【0012】
かかる構成によれば、スペーサをはさむだけで容易に信頼性の高い固体撮像装置を提供することが可能となる。
【0013】
また、前記分離する工程は、前記半導体基板の周縁部表面が前記透光性部材から露呈せしめられるように、前記透光性部材の周縁部が前記固体撮像素子の各周縁部よりも内方に位置するように前記透光性部材を分離する工程を含むことを特徴とする。
【0014】
かかる構成によれば、露呈した半導体基板表面で、容易に電極の取り出しを行なうことが可能となる。
【0022】
望ましくは、前記分割する工程に先立ち、外部接続端子を露呈せしめるように前記透光性部材と前記半導体基板表面との接合部の周辺を樹脂封止する工程を含む。
【0023】
かかる構成によれば、水分の浸入を抑え、信頼性の高い固体撮像素子を形成することが可能となる。
また、前記樹脂封止する工程は、80℃を越えない温度下で実行されることを特徴とする。
【0024】
かかる構成によっても、接合温度を上げることなく接合可能であり、そりの発生を低減することが出来る。
【0025】
【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。
【0026】
(第1の実施の形態)
この固体撮像装置は、図1(a)に断面図、図1(b)に要部拡大断面図を示すように、固体撮像素子基板100表面に、受光領域に相当した空隙Cをもつように、スペーサ203Sを介して、封止用カバーガラス200が形成されてなるものである。すなわち、固体撮像素子102の形成された半導体基板としてのシリコン基板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、封止用カバーガラス200を構成する透光性部材としてのガラス基板201が接合されている。これらは、複数の素子を一括実装するように、ウェハレベルで接合されたのち、シリコン基板101の周縁がダイシングによって個別に分離され、このガラス基板201から露呈する周縁部のシリコン基板101表面に形成されたボンディングパッドBPを介して、外部回路(図示せず)との電気的接続が達成されるように構成されている。ここでスペーサ203Sは、10〜500μm、好ましくは80〜120μmの高さとする。
【0027】
ここでこの固体撮像素子基板は、図1(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。
【0028】
この固体撮像素子は、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。
【0029】
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14b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14b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。
【0030】
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。
【0031】
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14b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。
【0032】
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38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。
【0033】
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。
【0034】
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を用いたエッチング法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。
【0035】
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2(a)乃至(c)および図3(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、いわゆるウェハレベルCSP法に基づくものである。この方法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を用いたことを特徴とする。なお、この図は一単位であるが、複数の固体撮像素子が形成されている。
【0036】
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2(a)に示すように、ガラス基板201表面に、紫外線硬化型接着剤(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を貼着する。
【0037】
そして、図2(b)に示すように、フォトリソグラフィを用いたエッチング法により、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。
【0038】
この後、図2(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2(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。
【0039】
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なうことにより溝部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。
【0040】
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3(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離するための分離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104を形成しておく。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。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
【0041】
この後、図3(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、前述のようにして素子領域の形成された固体撮像素子基板100上に、封止用カバーガラス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。なお、一体化に際しては、熱硬化性接着剤のみならず熱硬化併用紫外線硬化性接着剤を用いても良い。また、固体撮像素子基板表面がSiや金属の場合、接着剤を用いることなく、表面活性化常温接合で接合することもできる。
【0042】
この後ガラス基板の裏面側からCMP(化学機械的研磨)を行い、ガラス基板201の裏面側を、前記溝部204に到達するまで除去する。
この工程により、ガラス基板の薄型化と同時に個々に分離することが可能となる。
【0043】
そして、さらに図3(c)に示すように、シリコン基板101の裏面側から同様にCMPを行い、切断溝104の部分まで研磨することにより、個々の固体撮像装置に分離する。
【0044】
このようにして、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、個々に分離しているため、製造が容易でかつ取り扱いも簡単である。
【0045】
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、きわめて容易に分離が可能である。
【0046】
また、固体撮像素子を形成したシリコン基板101の端縁よりもガラス基板201の端縁が内側にくるようにし、シリコン基板101表面を露呈せしめる構造が、あらかじめガラス基板の内側に凹部を形成しておき、接合後、この深さまでエッチバックあるいはCMPなどの方法で除去するという極めて簡単なプロセスで精度よく形成可能である。また、容易に作業性よく形成することができる。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、分離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、塵埃の混入のおそれも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。
【0047】
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。
【0048】
また、外部との接続についても固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板上のボンディングパッドBPがスペーサ203Sとガラス基板201とで形成された封止部から露呈しているため、容易に形成可能である。
【0049】
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。
【0050】
なお、前記第1の実施の形態では、ボンディングパッドを含む配線層は金層で構成したが、金層に限定されることなく、アルミニウムなど他の金属、あるいはシリサイドなど他の導体層でも良いことはいうまでもない。
また、マイクロレンズアレイについても、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。
【0051】
また、スペーサとしては、シリコン基板のほか、42アロイ、金属、ガラス、感光性ポリイミド、ポリカーボネート樹脂など適宜選択可能である。
さらにまた、固体撮像素子基板、スペーサ、ガラス基板の線膨張率が異なっている場合、接着後にそりが発生することがある。このそりを防ぎかつそりが生じたとしても許容範囲内であるように、接着するときの接着温度を室温または摂氏20℃から80℃の範囲とする。ここで使用する接着剤としては、エポキシ系、オキセタン系、シリコン系、アクリル系などの接着剤やUV硬化型接着剤、可視光硬化型接着剤であって、所望の接着力を得ることが出来、かつ水分の浸入を防ぎかつ高信頼性を得ることができるように接着層が薄くてよいものが望ましい。前記第1の実施の形態において、接着温度を変えたときのそりの発生状況を測定した。実験は接着温度を20℃、25℃、50℃、80℃、100℃と変化させ、それぞれの場合について、常温硬化型接着剤および熱硬化型接着剤を用いて接着したときのそりの発生状況を観察した。実験はガラス基板とスペーサ、スペーサと固体撮像素子基板との接着について行った。
この実験結果から、そりの発生状況は、常温硬化型接着剤および熱硬化型接着剤のいずれを用いた場合にも同様であり、接着温度が、20℃、25℃の場合はほとんどそりは発生しなかった。また接着温度が50℃の場合は許容範囲内ではあるが、そりが生じることがあり、80℃となると、許容範囲内のそりが存在することが多い。一方100℃となるとそりが大きくなり許容範囲を越えてしまうことがあった。
この実験結果からも、接着温度は80℃を越えないようにするのが望ましいことがわかる。
また、光硬化型接着剤を用いる場合には、接着温度は50℃を越えないため、そりの発生もなく良好な接着状態を得ることが可能となる。
【0052】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
前記第1の実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101にあらかじめ切断溝104を形成しておき、固体撮像素子基板と同じシリコンからなるスペーサを用いて固体撮像素子基板と封止用カバーガラスとを接合後、裏面側からこの切断溝104に到達するまでCMPを行なうことにより、シリコン基板101を薄型化しながら、分離したが、本実施の形態では、シリコン基板101に切断溝を形成することなく、分離し、そのままの厚さを残すようにしたことを特徴とする。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。
【0053】
すなわち、この接合および分離工程を図4(a)乃至(d)に示す。図4(a)に示すように、シリコン基板101を出発材料とし、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102を形成する。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
【0054】
この後、図4(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、封止用カバーガラス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。このとき、シリコン基板101に切断溝が形成されていないため、機械的強度は高い。
【0055】
この後図4(c)に示すように、前記第1の実施の形態と同様に、ガラス基板の裏面側からCMP(化学機械的研磨)を行い、ガラス基板201の裏面側を、前記溝部204に到達するまで除去する。
【0056】
この工程により、ガラス基板の薄型化と同時に個々に分離することが可能となる。
そして、さらに図4(d)に示すように、ガラス基板201側からダイヤモンドブレード(砥石)により、切断し、個々の固体撮像装置に分離する。
【0057】
この方法によれば、前記第1の実施の形態で得られる固体撮像装置に比べて厚型ではあるが、信頼性の高い装置を形成することが可能となる。
【0058】
(第3の実施の形態)
次に本発明の第3の実施の形態について説明する。
前記第1の実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101にあらかじめ切断溝104を形成しておき、接合後、裏面側からこの切断溝104に到達するまでCMPを行なうことにより、シリコン基板101を薄型化しながら、分離したが、本実施の形態では、シリコン基板101の裏面側に接着剤層302を介して、板厚50〜700μmのシリコン基板からなるダミー板301を貼着しておくようにし、貼着後、このダミー板301に到達する深さの切断溝304を形成しておくようにしたものである。
【0059】
従って分離工程においては、接着剤層302を軟化させ、粘着性をなくしてこのダミー板301を除去するようにしてもよい。
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。
すなわち、この接合および分離工程を図5(a)乃至(e)に示す。シリコン基板101を出発材料とし、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。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。そしてこの後、図5(a)に示すように、このシリコン基板101の裏面側に接着剤層302を介してシリコン基板からなるダミー板301を貼着する。
【0060】
この後、図5(b)に示すように、このシリコン基板101の素子形成面側からダイヤモンドブレード(砥石)を用いて切断溝304を形成する。
そして、図5(c)に示すように、固体撮像素子基板100、封止用カバーガラス200の周縁部に形成したアライメントマーク(図示せず)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、封止用カバーガラス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。ここでガラス基板は、図2(a)乃至(c)の工程で形成したスペーサ203Sおよび接着剤層207を備えたものを用いている。このとき、シリコン基板101を貫通するように切断溝304が形成されているが、ダミー板301で固定されているため、機械的強度は高い。
【0061】
この後図5(d)に示すように、前記第1の実施の形態と同様に、ガラス基板の裏面側からCMP(化学機械的研磨)を行い、ガラス基板201の裏面側を、前記溝部204に到達するまで除去する。
この工程により、ガラス基板の薄型化と同時に個々に分離することが可能となる。
【0062】
そして、さらに図5(e)に示すように、シリコン基板101裏面の接着剤層302を軟化させ、ダミー板301を除去することにより、個々の固体撮像装置に分離する。ここで接着剤層302にはスペーサをガラス基板201に接着するための接着剤層202よりも軟化点が低くなるような材料を選択するのが望ましい。
【0063】
この方法によれば、固体撮像素子基板100を接合に先立ち、ダミー板301上でダイシングしておくようにしているため、第1の実施の形態で得られる固体撮像装置に比べて、接合後にかかる応力が少なくてすみ、製造歩留まりが向上する。また、固体撮像素子としての、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【0064】
なお、前記実施の形態において、ガラス基板とスペーサの接合は、接着剤層を用いて接合してもよいが、陽極接合あるいは表面活性化常温接合も適用可能である。陽極接合によれば、容易に強固な接合を得ることが可能となる。
【0065】
また、第1乃至第3の実施の形態ではガラス基板の薄型化にCMPを用いたが、研削法、ポリッシング法、エッチング法なども適用可能である。
【0066】
(第4の実施の形態)
次に本発明の第4の実施の形態について説明する。
前記第1の実施の形態では、封止用カバーガラス200を構成するガラス基板201の素子間領域に相当する領域にあらかじめ溝部204を形成しておくようにし、固体撮像素子基板とガラス基板との接合後、ガラス基板201の裏面側からCMPを行なうことにより、個々の素子に分離するようにしたが、本実施の形態では、凹部を形成しないガラス基板を接合し、分離時にダイシングまたはレーザなどで切断線の周辺を蒸発させ、各固体撮像素子のガラス基板201の端縁が固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101の端縁よりも内側にくるように調整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。
【0067】
すなわち、この方法ではガラス基板の加工は図2(b)に示したようにスペーサを形成した時点で終了し、平板状のガラス基板201にスペーサ203Sが接着されたガラス基板を出発材料として使用する。
【0068】
そして、図6(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離するための分離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104を形成しておく。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102を形成する。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
【0069】
この後、図6(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、封止用カバーガラス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。
【0070】
この後図6(c)に示すように、ガラス基板の裏面側からダイシングまたはレーザなどで切断線の周辺を蒸発させ、各固体撮像素子のガラス基板201の端縁が固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101の端縁よりも内側にくるように調整して分離する。
【0071】
そして、さらに図6(d)に示すように、シリコン基板101の裏面側から同様にCMPを行い、切断溝104の部分まで研磨することにより、個々の固体撮像装置に分離する。また、この工程はCMPに限定されることなく研削、ポリッシング、エッチングなどを用いても良い。
【0072】
このようにして、一括実装した後個々に分離しているため、製造が容易でかつ取り扱いも簡単である。
【0073】
また、ガラス基板201には、あらかじめ溝部204を形成せず、ダイシングまたはレーザで蒸発させることにより、端縁を除去するようにしているため、きわめて容易に分離が可能である。
【0074】
このように、CCDを搭載したシリコン基板101の端縁よりもガラス基板201の端縁が内側にくるようにし、シリコン基板101表面を露呈せしめる構造が、ダイシングまたはレーザで蒸発させるという簡単なプロセスで精度よく形成可能である。
【0075】
また、ガラス基板は分離工程まで同じ肉厚を維持しているため、そりや歪を低減することが可能となる。
【0076】
(第5の実施の形態)
次に本発明の第5の実施の形態について説明する。
前記第4の実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101にあらかじめ切断溝104を形成しておき、接合後、裏面側からこの切断溝104に到達するまでCMPを行なうことにより、シリコン基板101を薄型化しながら、分離したが、本実施の形態では、シリコン基板101に切断溝を形成することなく、分離し、そのままの厚さを残すようにしたことを特徴とする。また前記第4の実施形態と同様、ガラス基板201にも溝部204を形成することなく接合し、分離時に端縁部を蒸発させるようにした。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。
【0077】
すなわち、この接合および分離工程を図7(a)乃至(d)に示す。図7(a)に示すように、シリコン基板101を出発材料とし、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102を形成する。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
この後、図7(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、封止用カバーガラス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。このとき、シリコン基板101およびガラス基板201の両方に切断溝も凹部も形成されていないため、機械的強度は高い。
【0078】
この後図7(c)に示すように、前記第4の実施の形態と同様に、ガラス基板の裏面側からダイシングまたはレーザなどで切断線の周辺を蒸発させ、各固体撮像素子のガラス基板201の端縁が固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101の端縁よりも内側にくるように調整して分離する。
【0079】
そして最後に、図7(d)に示すように、ガラス基板201側からダイヤモンドブレード(砥石)により、切断し、個々の固体撮像装置に分離する。
この方法によれば、前記第1の実施の形態で得られる固体撮像装置に比べて厚型ではあるが、信頼性の高い装置を形成することが可能となる。
【0080】
(第6の実施の形態)
次に本発明の第6の実施の形態について説明する。
前記第4の実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101にあらかじめ切断溝104を形成しておき、裏面側からCMPを行なうことにより、分離するようにしている。また前記第5の実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101にあらかじめ切断溝104を形成することなく形成しておき、接合後、ダイヤモンドブレード(砥石)で切断することにより、シリコン基板101を分離するようにしている。本実施の形態では、封止用カバーガラス200と固体撮像素子基板100を貼り合わせた後にシリコン基板101を分離しなくてもすむように、シリコン基板101の裏面側に接着剤層302を介して、板厚50〜700μmのシリコン基板からなるダミー板301を貼着しておくようにし、貼着後、このダミー板301に到達する深さの切断溝304を形成しておくようにしたものである。
【0081】
従って分離工程においては、接着剤層302を軟化させ、このダミー板301を除去することができる。
他部については前記第4および第5の実施の形態と同様に形成される。
【0082】
すなわち、この接合および分離工程を図8(a)乃至(e)に示す。シリコン基板101を出発材料とし、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102を形成する。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。そしてこの後、図8(a)に示すように、このシリコン基板101の裏面側に接着剤層302を介して板厚50〜700μmのシリコン板からなるダミー板301を貼着する。
【0083】
この後、図8(b)に示すように、このシリコン基板101の素子形成面側からダイヤモンドブレード(砥石)を用いて切断溝304を形成する。
そして、図8(c)に示すように、固体撮像素子基板100、封止用カバーガラス200の周縁部に形成したアライメントマーク(図示せず)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、封止用カバーガラス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。ここで封止用カバーガラス200としてのガラス基板201は、図2(a)乃至(c)の工程と同様にしてガラス基板201上に形成したシリコン基板をパターニングしてスペーサ203Sを形成したものを用いている。接着剤層207はスペーサ203Sの端面に形成される。このとき、シリコン基板101を貫通するように切断溝304が形成されているが、ダミー板301で固定されているため、機械的強度は高い。
【0084】
この後、図8(d)に示すように、前記第4の実施の形態と同様に、ガラス基板の裏面側からダイシングまたはレーザなどで切断線の周辺を蒸発させ、各固体撮像素子のガラス基板201の端縁が固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101の端縁よりも内側にくるように調整して分離する。
【0085】
そして、さらに図8(e)に示すように、シリコン基板101裏面の接着剤層302を軟化させ、ダミー板301を除去することにより、個々の固体撮像装置に分離する。ここで接着剤層302にはスペーサをガラス基板201に接着するための接着剤層202よりも軟化点が低くなるような材料を選択するのが望ましい。
【0086】
この方法によれば、固体撮像素子基板100を接合に先立ち、ダミー板301上でダイシングしておくようにしているため、第1の実施の形態で得られる固体撮像装置に比べて、接合後にかかる応力が少なくてすみ、製造歩留まりが向上する。また、固体撮像素子としての、信頼性の向上を図ることが可能となる。
なお、前記第4乃至第6の実施の形態においてガラス基板の切断はスクライブあるいはエッチングでもよい。
【0087】
(第7の実施の形態)
次に本発明の第7の実施の形態について説明する。
前記第6の実施の形態では、シリコン基板101の裏面側に接着剤層302を介して、板厚50〜700μmのシリコン基板からなるダミー板301を貼着しておくようにし、貼着後、このダミー板301に到達する深さの切断溝304を形成しておくようにし、ガラス基板201との接合後、個々の固体撮素子に分離する工程においては、接着剤層302を軟化させ、このダミー板301を除去することにより、分離するようにしたが、本実施の形態では、ガラス基板201に対しても裏面側に、接着剤層402を介して、板厚50〜700μmのガラス基板からなるダミー板401を貼着しておくようにし、貼着後、このダミー板401に到達する深さの凹部404を形成する。そして、ガラス基板201との接合後、個々の固体撮素子に分離する工程においては、接着剤層402を軟化させ、このダミー板401を除去することにより、分離するようにしている。他部については前記第6の実施の形態と同様に形成されている。
【0088】
固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101については第2の実施の形態および第4の実施の形態と同様、あらかじめ切断溝もダミー板も形成しないシリコン基板を使用し、最後にダイヤモンドブレード(砥石)で切断分離するようにしている。
【0089】
すなわち、この接合および分離工程を図9(a)乃至(e)に示す。
まず、図9(a)に示すように、ガラス基板201の裏面側に、接着剤層402を介して、板厚50〜700μmのガラス基板からなるダミー板401を貼着しておくようにし、貼着後、さらに、接着剤層202を介してシリコン基板203を貼着し、図2(a)乃至(c)で説明した第1の実施の形態と同様に、シリコン基板203をフォトリソグラフィを用いたエッチング法により、スペーサ203Sを形成する。
【0090】
この後、図9(b)に示すように、前記第1の実施の形態と同様に、固体撮像素子間に相当する領域を再度選択的にエッチングし、このダミー板401に到達する深さの凹部404を形成する。また、ハーフダイシングにより形成しても良い。
さらに、シリコン基板101を出発材料とし、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するとともに、チャネル領域を形成し、電荷転送電極・・などの素子領域102を形成する。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成したものを用意する。そして、図9(c)に示すように、このようにして形成した固体撮像素子基板100と、封止用カバーガラス200の周縁部に形成したアライメントマーク(図示せず)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、ダミー板401付き封止用カバーガラス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。
【0091】
この後図9(d)に示すように、加熱し接着剤層402を軟化させてダミー板401を除去することにより、ガラス基板201を分離する。
【0092】
そして、さらに図9(e)に示すように、ダイヤモンドブレード(砥石)を用いてシリコン基板101で形成された固体撮像素子基板を切断し、個々の固体撮像装置に分離する。
【0093】
この方法によれば、封止用カバーガラス200を構成するガラス基板201を、接合に先立ち、ダミー板401上でダイシングまたはあらかじめエッチングで分離しておくようにしているため、第1の実施の形態で得られるガラス基板に比べて、接合後にかかる応力が少なくてすみ、製造歩留まりが向上する。また、固体撮像素子としての、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【0094】
(第8の実施の形態)
次に本発明の第8の実施の形態について説明する。
前記第7の実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101にあらかじめ切断溝104を形成することなくそのまま接合し、最後にダイヤモンドブレード(砥石)で切断するようにしたが、本実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101にあらかじめ切断溝104を形成しておき、接合後、裏面側からこの切断溝104に到達するまでCMPを行なうことにより、シリコン基板101を薄型化しながら、分離するようにしたことを特徴とする。他部については前記第7の実施の形態と同様に形成されている。
【0095】
すなわち、この接合および分離工程を図10(a)乃至(d)に示す。図10(a)に示すように、シリコン基板101に切断溝104を形成したものを出発材料とし、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102を形成する。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
【0096】
この後、図10(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、固体撮像素子基板100上に、前記第7の実施の形態のようにして形成したダミー基板401付き封止用カバーガラス200を載置し、常温直接接合により両者を一体化させる。ここでは直接接合により接着剤層を用いることなく形成したが、接着剤層207によって接合してもよい。
【0097】
この後図10(c)に示すように、固体撮像素子基板100の裏面側からCMP(化学機械的研磨)を行い、シリコン基板101の裏面側を、前記切断溝104に到達するまで除去する。
【0098】
この工程により、固体撮像素子基板の薄型化と同時に個々に分離することが可能となる。ここでもCMPに代えて、研削、ポリッシング、エッチングなどを用いても良い。
【0099】
この後、図10(d)に示すように、加熱し、接着剤層402を軟化して、ダミー基板401を除去する。この工程により、容易に分離され、固体撮像装置が形成される。
【0100】
(第9の実施の形態)
次に本発明の第9の実施の形態について説明する。
前記第7の実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101にあらかじめ切断溝104を形成することなくそのまま接合し、最後にダイヤモンドブレード(砥石)で切断するようにしたが、本実施の形態では、固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101も封止用カバーガラス200を構成するガラス基板201にもあらかじめダミー板を形成し、接合に先立ちあらかじめ切断溝104および溝部204を形成しておき、接合後、接着剤層402および302を軟化させダミー板301および401を除去することにより分離するようにしたものである。他部については前記第7の実施の形態と同様に形成されている。
【0101】
すなわち、この接合および分離工程を図11(a)乃至(d)に示す。図11(a)に示すように、シリコン基板101にダミー板301を貼着したものを出発材料とし、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102を形成する。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
【0102】
この後、図11(b)に示すように、ダミー板301にまで到達するように、切断溝304を形成する。
そして、また封止用カバーガラス200の方も前記第7および第8の実施の形態と同様にダミー板401を貼着するとともにエッチングまたはダイシングにより凹部404を形成しておく。
そして図11(c)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、ダミー基板301付き固体撮像素子基板100上に、前記第7の実施の形態のようにして形成したダミー基板401付き封止用カバーガラス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。
【0103】
この後図11(d)に示すように、接着剤層402および203を軟化させてダミー板301,401を除去し、個々の固体撮像素子に分離することが可能となる。
なお、これらの接着剤層302,402は軟化温度がほぼ同程度のものを使用し、同時に軟化させるようにしてもよい。
また一方を軟化させて除去したのち、テーピングにより固定し、他の一方を軟化させて除去するようにしてもよい。
かかる構成によれば、接合後、余分な応力がかかることがないため、固体撮像素子へのダメージを低減することが可能となる。
【0104】
(第10の実施の形態)
次に本発明の第10の実施の形態について説明する。
前記第1乃至第9の実施の形態では、図2(a)および(b)に示したように、スペーサ203Sを形成した封止用カバーガラス200の形成に際しては、ガラス基板201に接着剤を介して、スペーサとなるシリコン基板203を貼着し、フォトリソグラフィを用いたエッチング法によりこのシリコン基板203をパターニングするとともに切断溝204を形成したが、本実施の形態では、図12(a)および(b)に示すように、ダミー板501を用いてダミー板上で、スペーサ203Sのエッチングを行い、この後、ガラス基板201に接着剤層202を介して接着するようにしている。他部については前記実施の形態と同様に形成されている。
【0105】
すなわち、図12(a)に示すように、シリコン基板からなるダミー板501に軟化温度50〜150℃程度の接着剤層502を介してスペーサとなるシリコン基板203を貼着する。そして、このシリコン基板203をフォトリソグラフィを用いたエッチング法によりパターニングし、スペーサ203Sを形成する。この後、図12(b)に示すように、軟化温度100〜200℃程度の接着剤層202を介してスペーサ203S側にガラス基板201を貼着する。
【0106】
このようにしてガラス基板201を貼着した後、接着剤層202が軟化することなく接着剤層502が軟化するような温度(50〜150℃程度に)加熱し接着剤層502を軟化させてダミー板501を除去し、スペーサ付きの封止用カバーガラス200が形成される。
【0107】
かかる方法によれば、ガラス基板上でスペーサを加工する必要がないため、ガラス基板201にキズを生じてくもりの原因となるのを防止することができる。ダミー板を貼着する接着剤層502はフォトリソグラフィ工程におけるベーキング温度に耐えうる程度のものであればよい。また、ダミー板501を除去する必要から、スペーサ203Sをガラス基板201に貼着するための接着剤層202は前記接着剤層502よりも軟化温度が十分に高いものである必要がある。
【0108】
また、ガラス板に凹部を形成する必要がある場合には、貼着に先立ち、ダイシングまたはエッチングなどにより図13に示すように溝部204を形成しておくようにすればよい。また、ダミー板501を除去した後にダイシングまたはエッチングなどにより、凹凸部を形成するようにすればよい。
【0109】
なお、接合工程および切断工程は、前記第1乃至第3の実施の形態で説明した図3乃至図5の工程と同様である。
【0110】
(第11の実施の形態)
次に本発明の第11の実施の形態について説明する。
前記第1乃至第10の実施の形態では、スペーサ203Sは別に形成し接着剤層を介して貼着するようにしたが、本実施の形態ではフォトリソグラフィを用いたエッチング法により、ガラス基板201に、凹部205を形成することによりスペーサ206を形成したものである。他部については前記実施の形態と同様に形成されている。
【0111】
すなわち、図14(a)に示すように、ガラス基板201を用意する。
そして、図14(b)に示すように、フォトリソグラフィを用いたエッチング法により、凹部205を形成することにより、スペーサ206を具備したガラス基板が形成される。
【0112】
かかる構成によれば、スペーサ206が一体形成されているため、製造が容易でかつ位置ずれもなく、また接合部で歪を生じるおそれもない。
【0113】
(第12の実施の形態)
次に本発明の第12の実施の形態について説明する。
前記第11の実施の形態では、スペーサ206を一体形成した封止用カバーガラス200を形成する方法について説明したが、図15(a)乃至(c)に示すように、さらに、溝部204もエッチングで形成しておくことも可能である。
【0114】
本実施の形態ではガラス基板201に、フォトリソグラフィを用いたエッチング法により、凹部205を形成することにより、スペーサ206を一体形成している。そして溝部204を形成することにより、固体撮像素子基板100のエッジよりも封止用カバーガラス200のエッジが内側にくるようにするためのガラス基板の溝部204をエッチング形成している。従って歪の発生が低減され、分離工程が容易となる。
すなわち、図15(a)に示すように、ガラス基板201を用意する。
そして、図15(b)に示すように、フォトリソグラフィを用いたエッチング法によりガラス基板201に、凹部205を形成する。
【0115】
この後、図15(c)に示すように、さらにフォトリソグラフィを用いたエッチング法により、より深くエッチングを行って溝部204を形成し、スペーサ206を一体形成する。
なおこれらの加工工程は、エッチング深さが異なるため2回のエッチングが必要であるが、マスクとなるレジストパターンを2層構造で形成し、スペーサ形成のための溝部204のエッチング後、上層のレジストパターンのみを選択的に除去し、下層側のレジストパターンのみをマスクとしてエッチングするようにしてもよい。
【0116】
また、接合および分離工程については前記第1乃至第3の実施の形態で説明した図3乃至5の工程と同様である。
【0117】
(第13の実施の形態)
次に本発明の第13の実施の形態について説明する。
前記第11および12の実施の形態では、スペーサ206を一体形成した封止用カバーガラス200を形成する方法について説明したが、図16(a)乃至(d)に示すように、溝部204を形成したガラス基板201に、スペーサ用のシリコン基板203を貼着し、これをフォトリソグラフィを用いたエッチング法により選択的に除去し、スペーサ203Sを形成してもよい。他部については前記11および12の実施の形態と同様に形成されている。
【0118】
本実施の形態ではガラス基板201に、フォトリソグラフィを用いたエッチング法により、溝部204を形成し、スペーサ206を一体形成するとともに、固体撮像素子基板100のエッジよりも封止用カバーガラス200のエッジが内側にくるようにするためのガラス基板の溝部204をエッチング形成している。従って歪の発生が低減されまた、分離工程が容易となる。
【0119】
すなわち、図16(a)に示すように、ガラス基板201を用意する。
そして、図16(b)に示すように、フォトリソグラフィ法を用いたエッチング法によりガラス基板201に、溝部204を形成する。
この後、図16(c)に示すように、接着剤層202を介してスペーサ用基板としてのシリコン基板203を貼着する。
そしてさらに図16(d)に示すように、フォトリソグラフィを用いたエッチング法により、スペーサ203Sを一体形成する。
【0120】
この方法によっても、高精度で信頼性の高いスペーサ付きの封止用カバーガラス200を形成することができる。
尚、接合および分離工程については前記第1乃至第3の実施の形態で説明した図3乃至5の工程と同様である。
【0121】
(第14の実施の形態)
次に本発明の第14の実施の形態について説明する。
前記第13の実施の形態では、図16(a)乃至(d)に示したようにガラス基板201に接着剤を介して、スペーサとなるシリコン基板203を貼着し、フォトリソグラフィを用いたエッチング法によりこのシリコン基板203をパターニングして、封止用カバーガラス200を形成したが、本実施の形態では、図17(a)および(b)に示すように、ダミー板501を用いてダミー板上で、スペーサ203Sのパターニングを行い、この後、溝部204を形成したガラス基板201に接着剤層202を介して接着するようにしている。他部については前記第13の実施の形態と同様に形成されている。
【0122】
すなわち、シリコン基板からなるダミー板501に軟化温度50〜150℃程度の接着剤層502を介してスペーサとなるシリコン基板203を貼着する。そして、図17(a)に示すように、このシリコン基板203をフォトリソグラフィによるエッチング法によりパターニングし、スペーサ203を形成する。
【0123】
この後、図17(b)に示すように、軟化温度100〜200℃程度の接着剤層202を介してスペーサ203S側に、溝部204を有するガラス基板201を貼着する。
このようにしてガラス基板201を貼着した後、接着剤層202が軟化しない範囲で50〜150℃程度に加熱し接着剤層502を軟化させてダミー板501を除去し、図17(c)に示すように、スペーサ付きの封止用カバーガラス200が形成される。
【0124】
かかる方法によれば、ガラス基板上でスペーサを加工する必要がないため、ガラス基板201にキズを生じてくもりの原因となるのを防止することができる。
【0125】
なお、接合および分離工程については前記第1乃至第3の実施の形態で説明した図3乃至5の工程と同様である。
【0126】
(第15の実施の形態)
次に本発明の第15の実施の形態について説明する。
前記第12乃至第14の実施の形態では、分離工程を容易にするための溝部204を備えたスペーサ付きの封止用カバーガラス200の製造工程について説明したが、第15乃至17の実施の形態では、ダミー板401に貼着し、溝部204を形成しておくことにより、ガラス基板自体は接合に先立ちあらかじめ分離されており、接合後、接着剤層402を軟化させることにより、ダミー板を除去し個々の固体撮像素子に分離するようにしたことを特徴とする。他部については前記第14の実施の形態と同様に形成されている。
【0127】
この実施の形態では、図15(a)乃至(c)で示した実施の形態では、スペーサ一体型封止用カバーガラスのガラス基板に溝部204を形成し、ガラス基板を分離しやすくなるようにしたが、図18に示すように、接着剤層402を介してガラス基板からなるダミー板401を用い、ダミー板をはずすことにより容易に分離できるようにしたものである。
【0128】
出発材料としてガラス板を用い、ダミー板貼着後、溝部204の形成およびスペーサ206の形成をフォトリソグラフィを用いたエッチング法により、行っている。
【0129】
かかる構成によれば、分割時に加熱によって接着剤層402を軟化させるのみでよくきわめて容易に分割可能である。
【0130】
なお、接合および分離工程については前記第7乃至第9の実施の形態で説明した工程と同様である。
【0131】
(第16の実施の形態)
次に本発明の第16の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、第13の実施の形態で説明した凹部付きガラス板にスペーサ203Sを貼着するタイプのガラス基板201を、ダミー板401に貼着すると共に溝部204を形成しておくことにより、ガラス基板自体は接合に先立ち分離されており、接合後、接着剤層402を軟化させることにより、ダミー板を除去し個々の固体撮像素子に分離するようにしたことを特徴とする。他部については前記第13の実施の形態と同様に形成されている。
【0132】
この実施の形態では図16(a)乃至(b)で示した実施の形態のスペーサ一体型ガラス基板に図19(a)乃至(b)に示すように、接着剤層402を介してダミー板401を貼着し、溝部204を形成してなるものである。
出発材料としてガラス板を用い、ダミー板貼着後、ダミー板に到達する深さの溝部204の形成およびスペーサ203Sの形成を前記第13の実施の形態と同様に行っている。
【0133】
すなわち、図19(a)に示すように、ガラス基板201に接着剤層402を介してダミー基板401を貼着する。
【0134】
この後、図19(b)に示すように、フォトリソグラフィを用いてガラス基板201をエッチングし、ガラス基板201表面からダミー基板401に到達する溝部を形成する。
【0135】
そして、図19(c)に示すように、接着剤層202を介してスペーサ用のシリコン基板203を貼着する。
【0136】
そして、図19(d)に示すように、フォトリソグラフィを用いたエッチング法によりシリコン基板203を選択的に除去し、スペーサ203Sを形成する。
【0137】
かかる構成によれば、固体撮像素子基板100と接合した後、ダイシングに際し、加熱によって接着剤層402を軟化させるのみでよくきわめて容易に分割可能である。
【0138】
なお、接合および分離工程については前記第7乃至第9の実施の形態で説明した工程と同様である。
【0139】
(第17の実施の形態)
次に本発明の第17の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、ダミー板501上でパターニングしたスペーサ203Sを、第14の実施の形態(図17)で説明した凹部付きガラス板にスペーサ203Sを貼着するタイプのガラス基板201を、ダミー板401に貼着し、溝部204を形成しておくことにより、ガラス基板自体は接合に先立ちあらかじめ分離されており、接合後、接着剤層402を軟化させることにより、ダミー板を除去し個々の固体撮像素子に分離するようにしたことを特徴とする。他部については前記第14の実施の形態と同様に形成されている。
【0140】
この実施の形態では、図17(a)乃至(b)で示した実施の形態のスペーサ貼着型ガラス基板に図20(a)乃至(c)に示すように、接着剤層402を介してダミー板401を貼着してなるものである。
出発材料としてガラス板を用い、ダミー板貼着後、ダミー板に到達する深さの溝部204の形成およびスペーサ203Sの形成を前記第15の実施の形態と同様に行っている。
すなわち、シリコン基板からなるダミー板501に接着剤層502を介してスペーサとなるシリコン基板203を貼着したのち、図20(a)に示すように、このシリコン基板203に対し、フォトリソグラフィを用いたエッチング法によるパターニングを施し、スペーサ203Sを形成する。
【0141】
この後、図20(b)に示すように、接着剤層202を介してスペーサ203S側に、ダミー板401まで到達するように形成された溝部204を有するガラス基板201を貼着する。
このようにしてガラス基板201を貼着した後、接着剤層502を軟化させてダミー板501を除去し、図20(c)に示すように、スペーサ付きの封止用カバーガラス200が形成される。
かかる構成によれば、分割時に加熱によって接着剤層402を軟化させるのみでダミー板401が容易に除去され、きわめて容易に分割可能である。
【0142】
なお、接合および分離工程については前記第7乃至第9の実施の形態で説明した工程と同様である。
【0143】
(第18の実施の形態)
次に本発明の第18の実施の形態について説明する。
前記第1乃至第17の実施の形態では、透光性基板にスペーサを形成した例について説明したが、以下の第18乃至第22の実施の形態では、固体撮像素子基板側にスペーサを形成した例について説明する。
本実施の形態では、固体撮像素子基板を構成するシリコン基板101にスペーサ106Sを一体成形してなるものである。他部については前記実施の形態と同様に形成されている。
【0144】
まず、図21(a)に示すように、シリコン基板101表面にフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、これをマスクとして選択エッチングにより、図21(b)に示すように、凹部105を形成し、スペーサ106Sを形成する。
【0145】
この後、図21(c)に示すように、スペーサ106Sで囲まれた素子形成領域に、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102を形成する。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
【0146】
この後、図21(d)に示すように、溝部204を形成したガラス基板201を用意し、図21(e)に示すように、前記固体撮像素子基板100の素子形成面に相対向するように位置あわせしこのガラス基板201を一体化させる。一体化に際しては、スペーサ表面に塗布された接着剤層107を加熱することによって強固に一体化を行なう。
【0147】
そして最後に、図21(f)に示すように、ガラス基板側および固体撮像素子基板側は共にCMPにより、肉薄化することによりこの固体撮像素子に分離することができる。ここでも肉薄化工程はCMPに限定されることなく、研削、ポリッシング、エッチングなどによっても実行可能である。
【0148】
また、ガラス基板に溝部204を形成しない場合は、ダイシングまたはレーザでの切断を行なうことにより作業性よく分離することが可能となる。さらにまた、シリコン基板に切断溝104を形成しない場合は、ダイヤモンドブレードを用いた切断を行なうことにより作業性よく分離することが可能である。
【0149】
この方法によれば、スペーサが固体撮像素子基板と一体形成されているため、接合部に歪が発生したりすることもなく、信頼性の高い固体撮像装置を形成することができる。
【0150】
(第19の実施の形態)
次に本発明の第19の実施の形態について説明する。
前記第18の実施の形態では、固体撮像素子基板にスペーサが一体形成された例について説明したが、本実施の形態では、固体撮像素子基板上に接着剤層107を介して、シリコン基板108を貼着し、これを固体撮像素子基板上でパターン形成するようにしてもよい。他部については前記第18の実施の形態と同様に形成されている。
【0151】
すなわち、図22(a)乃至(c)に示すように、本実施の形態では、まず、シリコン基板101上に、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するとともに、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。また、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
【0152】
そして、図22(a)に示すように、固体撮像素子基板上に接着剤層107を介して、シリコン基板103を貼着する。
この後、図22(b)に示すように、このシリコン基板103を、フォトリソグラフィを用いたエッチング法により固体撮像素子基板上で選択的に除去し、スペーサ103Sを形成する。
そして、図22(c)に示すように、このスペーサ103S上に接着剤層109を塗布すると共に、切断溝104を形成する。
【0153】
この方法によれば、スペーサはシリコン基板上への素子領域形成後に形成されるため、素子領域形成に際してスペーサが邪魔になることもなく、製造が容易となる。一体成形ではないため、若干の歪は避け得ないという問題もある。
【0154】
なお、接合および分離工程については前記実施の形態で説明した工程と同様である。
【0155】
(第20の実施の形態)
次に本発明の第20の実施の形態について説明する。
前記第19の実施の形態では、固体撮像素子基板上に接着剤層107を介して、シリコン基板108を貼着し、これを固体撮像素子基板上でエッチングすることによってスペーサ103Sを形成する例について説明したが、本実施の形態では、ダミー基板601を用いてこのダミー基板上でスペーサ103Sを形成し、これを、固体撮像素子を形成してなるシリコン基板101すなわち固体撮像素子形成用基板に貼着するようにしてもよい。他部については前記第19の実施の形態と同様に形成されている。
【0156】
すなわち、図23(a)に示すように、シリコン基板からなるダミー板601に軟化温度50〜150℃程度の接着剤層602を介してスペーサとなるシリコン基板103を貼着する。そして、このシリコン基板103をフォトリソグラフィを用いたエッチング法により、選択的に除去しスペーサ103Sを形成する。この後、図23(b)に示すように、軟化温度100〜200℃程度の接着剤層202を介してスペーサ103S側に固体撮像素子を形成したシリコン基板101を貼着する。
このようにして固体撮像素子を形成したシリコン基板101を貼着した後、図23(c)に示すように、50〜150℃程度に加熱し接着剤層602を軟化させてダミー板601を除去し、図23(d)に示すように、切断溝104を形成し、図22(b)に示したのと同様にスペーサ付きの固体撮像素子基板100が形成される。
【0157】
なお、ここでガラス基板と固体撮像素子基板との接合および分離工程については前記第18の実施の形態で説明した工程と同様である。
【0158】
かかる方法によれば、固体撮像素子基板上でスペーサを加工する必要がないため、固体撮像素子基板にキズを生じて歩留まり低下を生じるのを防止することができる。
【0159】
なお、本実施の形態では、スペーサの形成後に切断溝104を形成したが、スペーサの形成前に切断溝104を形成しても良いことはいうまでもない。
【0160】
なお、前記実施の形態において、ガラス気Bントスペーサとの接合、および固体撮像素子を構成するシリコン基板とスペーサの接合は、接着剤層を用いて接合したが、表面活性化を行い、常温直接接合によって接合することにより、強固な接合を得ることが可能となる。
【0161】
また、前記第1乃至第20の実施の形態(第11,12,15を除く)では、スペーサとしてはシリコン基板を用いたが、これに限定されることなく、熱膨張係数が固体撮像素子基板に近い42アロイなども適用可能である。また熱膨張係数が透光性基板に近い材料を用いても良い。更にまたポリイミド樹脂などを用いても良い。この場合はフレキシブルであり、温度変化による歪の発生に対しても歪吸収効果がある。
さらにまた、接着テープを用いてスペーサを形成してもよく、この場合は全面に貼着後、レーザ加工などを用いて切断することにより、高精度の加工が可能となる。
【0162】
さらに、前記第1乃至第20の実施の形態では、ダミー板を用いる場合にはシリコン基板またはガラス基板を用いたが、これに限定されることなく、金属板なども使用可能である。さらには、フレキシブルフィルムであってもよい。
【0163】
また接着剤層としては、半硬化性樹脂、UV硬化樹脂、UV/熱硬化併用型樹脂、熱硬化性樹脂も適用可能である。
加えて、接着剤層の形成方法としては転写法、スクリーン印刷、ディスペンス法など適宜選択可能である。
なお、これら第18乃至20の実施の形態では、スペーサの形成に先立ち切断溝を形成したが、スペーサの形成後に切断溝を形成しても良いことはいうまでもない。
【0164】
(第21の実施の形態)
次に、本発明の第21の実施の形態として補強板を具えた固体撮像装置について説明する。
この固体撮像装置は、図24に示すように、前記第1の実施の形態の固体撮像装置の固体撮像素子基板100を構成するシリコン基板101の裏面側に酸化シリコン膜(図示せず)を介して接合されたシリコン基板からなる補強板701を貼着したことを特徴とする。なおここでは表面に酸化シリコン膜の形成されたシリコン基板からなる補強板701を、表面活性化常温接合を用いた直接接合により固体撮像素子基板上に接合している。
【0165】
素子構成としては、前記第1の実施の形態で説明した固体撮像装置と同様であり、シリコン基板を裏面からCMP法などにより約半分の肉厚まで肉薄化し、薄くすることによって強度的に弱くなっているのを補償するため、裏面に補強板701を接合したことを特徴とする。
【0166】
かかる構成によれば、固体撮像素子基板100を肉薄化し、駆動速度を高めるとともに、肉薄化による強度低下を補強板で補償することができる。また防湿性も向上する。
【0167】
次にこの固体撮像装置の製造工程について説明する。
固体撮像素子基板にガラス基板を貼着する工程までは、基本的には前記第1の実施の形態と同様である。すなわち図25(a)に示すように、あらかじめ、切断溝104を形成したシリコン基板101に、通常のシリコンプロセスを用いて固体撮像素子を構成する素子領域を形成するとともに、表面に配線層を形成し、外部接続のために金層からなるボンディングパッドBPを形成する。
【0168】
この後、図25(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、前述のようにして素子領域の形成された固体撮像素子基板100上に、封止用カバーガラス200を載置し、加熱することにより接着剤層202によって両者を一体化させる。この工程は表面活性化常温接合であってもよい。
【0169】
この後図25(c)に示すように、ガラス基板はそのままにして、シリコン基板101の裏面側から同様にCMPなどの方法を行い、切断溝104の部分まで研磨することにより、個々の固体撮像装置に分離する。
【0170】
そして、さらに図25(d)に示すように、肉薄化されたシリコン基板101の裏面側に、表面に酸化シリコン膜(図示せず)の形成されたシリコン基板からなる補強板701を、表面活性化常温接合を用いた直接接合により接合する。
【0171】
そして最後に、ガラス基板201の裏面側を、前記溝部204に到達するまで除去し、ガラス基板の薄型化を行なうと共に同時に個々に分離する。そして最後にダイヤモンドブレード(砥石)などを用いて補強板をダイシングし図25(e)に示すように補強板付きの固体撮像装置を形成する。
【0172】
このようにして極めて容易に固体撮像装置が形成される。
このように本発明の方法によれば、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離しているため、製造が容易でかつ取り扱いも簡単である。また、まずシリコン基板を肉薄化して分離し補強板を貼着した後、補強板をダイシングしているため、信頼性の高いものとなる。
【0173】
なお、本実施の形態ではスペーサはガラス基板上に形成されているものを用いたが、固体撮像素子基板上に設けられているものも、別に設けた物についても適用可能である。
【0174】
また、前記実施の形態では補強板は固体撮像素子基板と絶縁分離されたシリコン基板で構成し、断熱性を持たせるようにしたが、熱伝導性の良好な基板を用いて放熱板として利用することも可能である。また、本実施の形態によれば、防湿性も向上する。また切断溝104がない場合にも本実施の形態は適用可能である。
【0175】
(第22の実施の形態)
また、本発明の第22の実施の形態として、補強板に代えて、図26に示すように、タングステンやクロムなどの金属基板を貼着することにより、シールド板801とすることも可能である。他部についてはまったく同様に構成する。
かかる構成によれば、電磁波をシールドすることができ、不要輻射ノイズの低減を図ることが可能となる。
【0176】
(第23の実施の形態)
次に本発明の第23の実施の形態について説明する。
前記第1乃至第22の実施の形態では、固体撮像素子基板表面に形成されたボンディングパッドが露呈するように形成し、固体撮像素子基板表面で電気的接続が可能となるように、透光性基板(ガラス基板)201のエッジが固体撮像素子基板のエッジよりも内側にくるように形成したが、本実施の形態では、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、図27(c)に示すように、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Hを介して裏面側の取り出しを行なうようにしたことを特徴とする。108は導体層、109は絶縁層としての酸化シリコン層である。すなわち、固体撮像素子102の形成された半導体基板としてのシリコン基板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を形成してなるもので、周縁がダイシングによって個別に分離され、このバンプ114を介して、外部接続がなされるようになっている。ここでは、図28(d)に示すように異方性導電膜115を介して周辺回路基板901に接続されている。また、これ以外に、超音波を用いた拡散接合、半田接合、熱圧着による共晶接合も有効である。さらには隙間を樹脂でアンダーフィルするようにしてもよい。ここでスペーサ203Sは、30〜150μm、好ましくは80〜120μmの高さとする。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。
【0177】
この固体撮像装置の製造工程を、図27(a)乃至(c)および図28(a)乃至(d)に示す。
【0178】
すなわち、この方法では、前記第4の実施の形態において、図6(a)乃至(b)に示した工程と同様に、通常のシリコンプロセスを用いて、固体撮像素子形成のための素子領域および外部接続のためのボンディングパッドBPを形成した固体撮像素子基板100の裏面に、酸化シリコン膜(図示せず)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27(a))
【0179】
この後、図27(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。
【0180】
そして補強板701の裏面側からフォトリソグラフィを用いたエッチング法によりスルーホールを形成する。そしてCVD法によりスルーホール内に酸化シリコン膜109を形成し、この後,RIEやICPドライエッチングなどの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、図27(c)に示すように、ボンディングパッドBPを露呈させる。
【0181】
そして図28(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。
【0182】
そして図28(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。
【0183】
そして図28(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28(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。
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、位置合わせがなされて形成される。
【0184】
この後、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。
【0185】
なお、この補強板701は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。
【0186】
また、前記実施の形態では、CVD法によりスルーホール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。
【0187】
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。
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。
【0188】
(第24実施の形態)
次に本発明の第24実施の形態について説明する。
前記第23の実施の形態では、補強板701を貫通するようにスルーホールを形成し導体層111を形成したが、本実施の形態では、あらかじめホール(垂直孔)を形成したシリコン基板を用いて固体撮像素子基板を形成する。これにより、垂直孔の形成深さが浅くてすむため生産性が向上するとともに、製造歩留まりの向上をはかることが可能となる。他部については前記第23の実施の形態と同様に形成されている。
【0189】
すなわち図29(a)に示すように、固体撮像素子を形成するに先立ち、まずシリコン基板の裏面に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、RIE(反応性イオンエッチング)により、垂直孔118を形成する。なお、この工程では表面にアルミニウムなどからなるパッド110を形成しておきこのパッドに到達するように垂直孔118を形成する。
【0190】
そしてこの垂直孔の内壁に、図29(b)に示すように、CVD法により酸化シリコン膜119を形成する。
そして、図29(c)に示すように、前記各実施の形態と同様に通常のシリコンプロセスを用いて、固体撮像素子形成のための素子領域を形成した。
そして、図29(d)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。ここでも接合工程は表面活性化常温接合を用いても良い。
【0191】
そして図29(e)に示すように、この固体撮像素子基板100の裏面側に補強板701を表面活性化常温接合で接合し、裏面側からフォトリソグラフィを用いたエッチング法により前記垂直孔118に到達するようにスルーホール108を形成する。ここでもスルーホール内壁は絶縁化しておくのが望ましい。また、あらかじめスルーホールを形成した補強板を用いるようにしてもよい。
【0192】
このあとは前記第23の実施の形態で説明した図28(a)乃至(d)に示す工程を実行することにより、周辺回路を形成した回路基板まで積層した構造の固体撮像装置が容易に形成される。
前述したように本実施形態では、垂直孔の形成深さが浅くてすむため生産性が向上するとともに、製造歩留まりの向上をはかることが可能となる。
【0193】
(第25の実施の形態)
次に本発明の第25の実施の形態について説明する。
前記第24の実施の形態では、補強板701、固体撮像素子基板および回路基板を貫通するようにコンタクトを形成し、回路基板側に電極取り出しを行なうようにしたが、本実施の形態では図30(a)および(b)に示すように、側壁に配線層としての導体層120を形成し固体撮像装置の側壁から電極取り出しを行なうように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24の実施の形態と同様に形成されている。
【0194】
製造工程についても、前記第24の実施の形態とほぼ同様に形成されるが、スルーホールの位置をそれぞれの固体撮像装置の端部に相当するように形成し、このスルーホールを含む切断線DCでダイシングすることにより、容易に側壁に配線層の形成された固体撮像装置を形成することができる。
【0195】
また、このスルーホールに充填する導体層120をタングステンなどの遮光性材料で構成することにより、完全ではないにしても固体撮像装置への遮光がなされるため誤動作の低減を図ることが可能となる。
またこの補強板は、必要に応じて、ポリイミド樹脂、セラミック、結晶化ガラス、表面および裏面を酸化されたシリコン基板などで構成すれば、断熱基板の役割を持たせることができる。また防湿性のある封止材料あるいは遮光材料で形成するようにしてもよい。
【0196】
(第26の実施の形態)
次に本発明の第26の実施の形態について説明する。
前記第23および24の実施の形態では、図28に示すように、固体撮像素子基板100の裏面側は補強板を介して周辺回路基板に積層されているが、本実施の形態では、図31に示すように、固体撮像素子基板100は周辺回路基板901上に積層され、周辺回路基板の裏面側上に、補強板701が順次積層されている。他部については前記第24あるいは25の実施の形態と同様に形成されている。
【0197】
この補強板は放熱板を兼ねる。
製造工程についても、前記第23および24の実施の形態とほぼ同様に形成されるが、固体撮像素子基板100と周辺回路基板901とが近い位置に配置される分、接続抵抗が低減され、高速駆動が可能となる。
【0198】
(第27の実施の形態)
次に本発明の第27の実施の形態について説明する。
この例は前記第26の実施の形態において、スルーホールは基板内部に形成され、周辺回路基板の裏面側で電極取り出しを行なうようにしているが、本実施の形態では、図32に示すように、側壁に絶縁膜121を介して配線層としての導体層120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26の実施の形態と同様に形成されている。
【0199】
製造に際しては、前記第25の実施の形態とほぼ同様に形成されるが、ダイシングラインがスルー-ホールなどに形成されたコンタクトを含む位置になるようにするのみで容易に側壁配線のなされた固体撮像装置を形成することが可能となる。
【0200】
この固体撮像装置では、配線が側壁に形成されているため、信号取り出し端子や電流供給端子なども側壁に形成可能である。ただ、周辺回路基板901の裏面側パッドおよびバンプを形成して接続を行なうようにしても良いことはいうまでもない。701は補強板である。
前記第21乃至第27の実施の形態において、封止用カバーガラス200は、第1乃至第20の実施の形態での製造方法と同様に形成可能である。
【0201】
(第28の実施の形態)
次に本発明の第28の実施の形態について説明する。
前記第23の実施の形態において、スルーホールは基板内部に形成され、周辺回路基板の裏面側で電極取り出しを行なうようにしているが、本実施の形態では、図33に示すように、ガラス基板201およびスペーサ203Sに形成されたスルーホール208に導体層209を形成するとともにガラス基板の上面にパッド210を形成して、上方に、信号取り出し端子および電流供給端子を形成したことを特徴とするものである。他の部分については、図27および図28に示した前記第23の実施の形態と同様に形成される。
【0202】
次に、この固体撮像装置の製造工程を、図34(a1)乃至(f)および図35(a)乃至(e)に示す。
【0203】
すなわち、前記第23の実施の形態において、図27(c)に示した工程で、固体撮像素子基板100にスルーホールを形成し、固体撮像素子基板の裏面側に信号取り出し端子および電流供給端子を形成したのに対し、この方法では、封止用カバーガラス200を構成するガラス基板201にスペーサ203Sを貼着し、その状態で、スペーサおよびガラス基板を貫通するようにスルーホール208を形成し、これに導体層を形成し、封止用カバーガラス表面側に、信号取り出し端子および電流供給端子を形成するようにしたことを特徴とする。
【0204】
まず、図34(a1)に示すように、スペーサを形成するための板厚30から120μmのシリコン基板203を用意する。
ついで、図34(a2)に示すように、封止用カバーガラス200を構成するためのガラス基板201を用意する。
そして、図34(b)に示すように、この基板203の表面に接着剤層202を塗布する。
【0205】
この後、図34(c)に示すように、このガラス基板201の表面に、接着剤層202の塗布されたシリコン基板203を貼着する。
【0206】
続いて、図34(d)に示すように、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成しこのレジストパターンをマスクとしてRIE(反応性イオンエッチング)を行い、フォトダイオードに対応する領域すなわち受光領域(図1(b)における40)に対応する領域を含む凹部205を除くようにあらかじめ接着剤を塗布しておくか、またはRIE後、酸素プラズマなどで除去処理を行なう。
【0207】
続いて、図34(e)に示すように、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成しこのレジストパターンをマスクとしてRIE(反応性イオンエッチング)を行い、スペーサ203Sおよびガラス基板201を貫通するようにスルーホール208を形成する。
【0208】
そして、必要に応じてCVDにより少なくとも、シリコンからなるスペーサの内壁に酸化シリコン膜(図示せず)を形成する。
なお、スペーサがガラスあるいは樹脂などの絶縁体で形成されている場合には、この工程は不要である。またスペーサの内壁または外壁に遮光膜を形成してもよい。
【0209】
この後、図35(a)に示すように、内壁を絶縁化されたスルーホール内壁に銀ペーストまたは銅ペーストなどの導電性ペーストを用いた真空スクリーン印刷あるいは金属めっきなどにより導体層209を形成し、スペーサ203Sおよびガラス基板201を貫通する貫通コンタクト領域を形成する。
【0210】
そして、図35(b)に示すように、このスペーサ付きガラス基板の表面および裏面に貫通コンタクト領域に接続するように金のボンディングパッド210、211またはバンプ212を形成する。ここで成膜に際しては、表面および裏面に金薄膜を形成し、フォトリソグラフィを用いたエッチング法によりパターニングする、あるいはスクリーン印刷、選択めっきなどが適用可能である。
【0211】
さらに、図35(c)に示すように、異方性導電樹脂膜213を塗布する。
【0212】
一方、図35(d)に示すように、前記第23の実施の形態で用いた(図27(a)参照)のと同様に、補強板701を形成してなる固体撮像素子基板100を用意する。
【0213】
そして、図35(e)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異方性導電膜213によって両者を一体化させる。
【0214】
この後、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。
このようにして極めて容易に作業性よく、封止用カバーガラス上にボンディングパッドなどのコンタクト領域を形成した固体撮像装置が形成される。
【0215】
(第29の実施の形態)
次に本発明の第29の実施の形態について説明する。
前記第28の実施の形態では、ガラス基板およびスペーサを貫通するスルーホールを形成し、封止用カバーガラス上にボンディングパッドなどのコンタクト領域を形成した固体撮像装置について説明したが、以下の第30乃至33の実施の形態では、この変形例について説明する。
まず本実施の形態では、スペーサへのスルーホールの形成に特徴を有するもので、図36(a)に示すように、ガラス基板201を用意する。
そして、図36(b)に示すように、このガラス基板201の表面に、光造形法により光硬化性樹脂を形成し、スペーサ213を形成する。
この後、図36(c)に示すように、フォトリソグラフィを用いたエッチング法により、スルーホール208を形成する。
このようにして容易に、スペーサを有するとともにスルーホールを形成した封止用カバーガラスを得ることができる。
あとは前記第28の実施の形態で説明したのと同様に図35(a)乃至図35(e)に示した実装工程を実行し、固体撮像素子基板と貼り合わせを行い、ダイシングを行なうことにより、図35(e)に示した固体撮像装置を得ることが可能となる。
かかる方法によれば、スペーサが容易に形成される。なお本実施の形態では光硬化性樹脂を用いたが接着剤自身を用いても良い。ガラス基板とスペーサが一体形成されており、そりや歪を低減することが可能となり、また製造も容易である。
【0216】
(第30の実施の形態)
次に、本発明の第30の実施の形態について説明する。
前記第28の実施の形態では、ガラス基板にスペーサ形成用のシリコン基板を貼着し、これをパターニングするようにしたが、本実施の形態では、1回のエッチング工程でガラス基板をエッチング加工して、凹部およびスルーホールを同時形成するようにしてもよい。他部については前記第28の実施の形態と同様に形成されている。
【0217】
まず本実施の形態では、図37(a)に示すように、ガラス基板201を用意する。
そして、図37(b)に示すように、このガラス基板201の表面および裏面にレジストパターンRを形成し、スルーホールを形成すべき領域には表裏両面に開口を有し、凹部205と、(必要に応じて切断溝204)を形成すべき領域には裏面側のみに開口を有するようにする。
この後、図37(c)に示すように、この表裏のレジストパターンをマスクとして両面からガラス基板をエッチングして、凹部205と切断溝(図示せず)とスルーホール208とを同時に形成する。
このようにして容易に、スペーサを一体的に形成するとともにスルーホールを形成した封止用カバーガラスを得ることができる。
あとは前記第28の実施の形態で説明したのと同様に図35(a)乃至図35(e)に示した実装工程を実行し、固体撮像素子基板と貼り合わせを行い、ダイシングを行なうことにより、図35(e)に示した固体撮像装置を得ることが可能となる。
ガラス基板とスペーサが一体形成されており、そりや歪を低減することが可能となり、また製造も容易である。
【0218】
(第31の実施の形態)
次に、本発明の第31の実施の形態について説明する。
前記第28の実施の形態では、ガラス基板にスペーサ形成用のシリコン基板を貼着し、これをパターニングするようにしたが、本実施の形態では、ガラス基板201に、すでにパターン形成のなされたスペーサ203Sを貼着し、最後にエッチング工程でスルーホールを形成するものである。他部については前記第28の実施の形態と同様に形成されている。
【0219】
まず本実施の形態では、図38(a1)に示すように、ガラス基板201を用意する。
一方、図38(a2)に示すように、スペーサ形成用のシリコン基板203を用意する。
そして、図38(b)に示すように、このシリコン基板203をフォトリソグラフィを用いたエッチング法により加工し、スペーサ203Sを得る。
【0220】
この後、図38(c)に示すように、このパターニングのなされたスペーサ表面に接着剤202を塗布する。
そして、図38(d)に示すように、ガラス基板201に位置合わせをしながらスペーサ203Sを貼着する。
この後、図38(e)に示すように、フォトリソグラフィを用いたエッチング法によりスルーホール208を形成する。
【0221】
このようにして容易に、スペーサを貼着するとともにスルーホールを形成した封止用カバーガラスを得ることができる。
【0222】
そして、必要に応じてCVDにより少なくとも、シリコンからなるスペーサの内壁に酸化シリコン膜(図示せず)を形成する。
なお、スペーサがガラスあるいは樹脂などの絶縁体で形成されている場合には、この工程は不要である。またスペーサの内壁または外壁に遮光膜を形成してもよい。
【0223】
あとは前記第28の実施の形態で説明したのと同様に図35(a)乃至図35(e)に示した実装工程を実行し、固体撮像素子基板と貼り合わせを行い、ダイシングを行なうことにより、図35(e)に示した固体撮像装置を得ることが可能となる。
【0224】
なおガラス基板とスペーサの貼り合わせに際しては、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂あるいはこれらの併用、あるいは半硬化の接着剤塗布によって実行するようにしてもよい。またこの接着剤の形成に際してはディスペンサでの供給、スクリーン印刷、スタンプ転写など適宜選択可能である。
【0225】
また、図38(c)に示したように、スペーサの凹部の内側壁にタングステン膜をスパッタリングするなどの方法により、遮光膜215を形成しておくようにしてもよい。
これにより、別に遮光膜を設けることなく、良好な撮像特性を得ることが可能となる。
【0226】
(第32の実施の形態)
次に、本発明の第32の実施の形態について説明する。
前記第28の実施の形態では、ガラス基板にスペーサ形成用のシリコン基板を貼着し、これをパターニングし、最後にエッチングによってガラス基板とスペーサとを貫通するスルーホールを形成する例について説明したが、本実施の形態では、図39(a1)〜(f)に示すように、シリコン基板をエッチングすることにより形状加工し、図39(e1)に示すスルーホール208aまで形成したスペーサ203Sと図39(b2)に示すスルーホール208bを形成したガラス基板201とをウェハレベルでアライメントマークを用いて位置合わせし、接着剤層202を用いて貼り合わせを行ったものである。他部については前記第28の実施の形態と同様に形成されている。
【0227】
この場合もスペーサの凹部を望む内側壁に遮光膜(215)を形成することも可能である。
かかる方法によれば、個別にスルーホールを形成して貼り合わせているため、位置合わせは必要であるが、アスペクト比が約半分でよいためスルーホールの形成は容易となる。
【0228】
あとは前記第28の実施の形態で説明したのと同様に図35(a)乃至図35(e)に示した実装工程を実行し、固体撮像素子基板と貼り合わせを行い、ダイシングを行なうことにより、図35(e)に示した固体撮像装置を得ることが可能となる。
【0229】
(第33の実施の形態)
次に、本発明の第33の実施の形態について説明する。
前記第28の実施の形態では、ガラス基板にスペーサ形成用のシリコン基板を貼着し、エッチング工程ガラス基板とスペーサとを貫通するスルーホールに導体層209を形成した後、固体撮像素子基板100を貼着したが、本実施の形態では、図40(a)〜(d)に示すように、裏面に補強板701を貼着してなる固体撮像素子基板100に、前記第28乃至32の実施の形態で形成したスルーホール208の形成されたスペーサ付きガラス基板200を、ウェハレベルで位置あわせして貼り合わせを行い、この後スルーホール208内に導体層209を形成するようにしたことを特徴とするものである。またこの導体層209に接続するようにボンディングパッド210が形成されている。他部については前記第28の実施の形態と同様に形成されている。
ここでも導体層209の埋め込みに際しては、銅ペーストなどの導電性ペーストを用いた真空スクリーン印刷、あるいは金属めっきなどによって容易に形成可能である。
【0230】
(第34の実施の形態)
次に本発明の第34の実施の形態について説明する。
前記第1乃至第33の実施の形態において、透光性部材としては板状体からなる封止用カバーガラスを用いたが、この封止用カバーガラス自体に結像機能をもたせ、光学部材を構成することにより、より小型化をはかることができる。
【0231】
この固体撮像装置は、図41に示すように、前記第28乃至33の実施の形態における封止用カバーガラス200に代えて、レンズアレイ付き封止用カバーガラス220を用いたことを特徴とするものである。
この封止用カバーガラス220は、モールド法またはエッチング法などにより形成される。
【0232】
また、他の部分について前記第28の実施の形態とほぼ同様に形成されている。
前記第28の実施の形態では、図33に示すように、ガラス基板201およびスペーサ203Sに形成されたスルーホール208に導体層209を形成するとともにガラス基板の上面にパッド210を形成して、上方に、信号取り出し端子および電流供給端子を形成しているが、本実施の形態では、図示しない一部の領域でボンディングパッドBPが外部接続端子に接続されており、信号取り出し端子および電流供給端子を構成したことを特徴とするものである。他の部分については、図33および図34に示した前記第28の実施の形態と同様に形成される。
【0233】
次に、この固体撮像装置の製造工程を、図42(a1)乃至(d)および図43(a)乃至(c)に示す。
【0234】
すなわち、製造工程についても前記第28〜33の実施の形態における封止用カバーガラス200に代えて、レンズアレイ付き封止用カバーガラス220を用いた点で大きく異なるのみである。
【0235】
また、前記第33の実施の形態では、封止用カバーガラス200を構成するガラス基板201にスペーサ203Sを貼着し、その状態で、スペーサおよびガラス基板を貫通するようにスルーホール208を形成し、これに導体層を形成し、封止用カバーガラス表面側に、信号取り出し端子および電流供給端子を形成したが、この例でも同様に形成しても良い。
【0236】
図42(a1)乃至(d)に示す工程で形成されたレンズアレイ付き封止用カバーガラス220のスペーサ203S表面に接着剤層207を形成する(図43(a)に示す)。
【0237】
一方、図43(b)に示すように前記第28の実施の形態で用いたのと同様に、補強板701を形成してなる固体撮像素子基板100を用意する。
【0238】
そして、図43(c)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、スペーサ223Sが接着されたレンズアレイ付きカバーガラス220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。
【0239】
またこのレンズアレイ付き封止用カバーガラス220の製造工程の変形例を第35乃至第38の実施の形態で説明する。
【0240】
(第35の実施の形態)
次に本発明の第35の実施の形態について説明する。
本実施の形態では図44(a)および(b)に示すように、レンズアレイ付き封止用カバーガラス220を用意し、この裏面側にエッチングにより凹部225を形成しスペーサ223Sを一体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実施の形態と同様に形成されている。
【0241】
かかる構成によれば容易に作業性よく形成することができ、また一体形成であるため歪の発生もなく信頼性の高いレンズアレイ付き封止用カバーガラス220を得ることができる。
【0242】
(第36の実施の形態)
次に本発明の第36の実施の形態について説明する。
まず本実施の形態では、図45(a)に示すように、レンズアレイ付きガラス基板220を用意する。
そして、図45(b)に示すように、このレンズアレイ付きガラス基板220の表面に、光造形法で光硬化性樹脂を形成し、スペーサ223Sを形成する。
このようにして容易に、スペーサを有するとともにスルーホールを形成した封止用カバーガラスを得ることができる。
あとは前記第34の実施の形態で説明したのと同様に図43(a)乃至図43(c)に示した実装工程を実行し、固体撮像素子基板と貼り合わせを行い、ダイシングを行なうことにより、図43(c)に示した固体撮像装置を得ることが可能となる。
【0243】
(第37の実施の形態)
次に、本発明の第37の実施の形態について説明する。
前記第34の実施の形態では、レンズアレイ付き封止用カバーガラス220にシリコン基板を貼着し、これをパターニングするようにしたが、図46(a1)乃至(d)に示すように、レンズアレイ付き封止用カバーガラス220にエッチング法で形成されたスペーサ203Sを貼着してもよい。ここでも実装工程は前記第36の実施の形態と同様に固体撮像素子基板と貼りあわせを行い、ダイシングを行なうことにより、固体撮像装置を得ることができる。
【0244】
(第38の実施の形態)
次に、本発明の第38の実施の形態について説明する。
また図47に示すように、レンズアレイ付き封止用カバーガラス220、スペーサ203S、補強板701付き固体撮像素子基板100を同時に固着するようにしてもよい。
【0245】
(第39の実施の形態)
次に、本発明の第39の実施の形態について説明する。
また図48(a)乃至(d)に示すように、前記第23の実施の形態において図28(a)乃至(d)に示した、周辺回路基板901を、異方性導電膜115を介して積層した固体撮像装置においてもレンズアレイ付き封止用カバーガラス220を適用することも可能である。他部については前記の実施の形態と同様に形成されている。
また、この周辺回路基板901の接続に際しても、これ以外に、超音波を用いた拡散接合、半田接合、熱圧着による共晶接合も有効である。さらには樹脂でアンダーフィルするようにしてもよい。
板状体からなる封止用カバーガラス200に代えてレンズアレイ付き封止用カバーガラス220を用いてもよい。
【0246】
(第40の実施の形態)
次に、本発明の第40の実施の形態について説明する。
また図49に示すように、第26の実施の形態において図31に示したのと同様に、固体撮像素子基板100、周辺回路基板901および補強板701の順に積層してもよい。他部については前記実施の形態と同様に形成されている。
【0247】
(第41の実施の形態)
次に、本発明の第41の実施の形態について説明する。
また図50に示すように、スペーサの側壁に配線221を形成したものも有効である。
製造に際しては、第27の実施の形態と同様であり、スペーサにスルーホールを形成しスルーホール内に導体層を形成し、固体撮像素子基板およびレンズ付き封止用カバーガラス220を貼り合わせた後、スルーホールを含むダイシングラインで分割することにより容易に側壁配線が可能となる。他部については前記実施の形態と同様に形成されている。
【0248】
なお、前記実施の形態では、封止用カバーグラスを構成するガラス基板とスペーサとの接合および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なう方法について説明したが、全ての実施の形態において、スペーサと固体撮像素子基板表面がSiや金属や無機化合物の場合、接着剤を用いることなく、適宜、表面活性化常温接合で接合することもできる。カバーガラスがパイレックスで、スペーサがSiの場合、陽極接合も可能である。接着剤層を用いる場合、接着剤層としても、UV接着剤のみならず熱硬化性接着剤、熱硬化併用UV硬化性接着剤、も良い。
半硬化型接着剤を用いる場合には、液体状態で塗布し、半硬化させて位置合わせを行なうことにより、位置合わせ時に修正を行なうことが可能となり、高精度に位置決めのなされた固体撮像装置を形成することが可能となる。
【0249】
また、前記第1の実施形態でも述べたが、全実施の形態においてスペーサとしては、シリコン基板のほか、42アロイ、金属、ガラス、感光性ポリイミド、ポリカーボネート樹脂など適宜選択可能である。
【0250】
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なうに際し、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。また、スペーサと固体撮像素子基板あるいは封止用カバーガラスとの接合部についても同様で、図51(a)乃至(f)にスペーサの接合端部の形状の一例を示すように接合部に凹部または凸部を形成し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。
【0251】
さらにまた、固体撮像素子基板と封止用カバーガラスとの接合を強固にし、固体撮像素子の劣化を防ぐために、図52に示すように、封止樹脂で封止用カバーガラス201を含むガラス基板200とスペーサ203S、スペーサと固体撮像素子基板100の接合部を封止樹脂Mで封止するようにしてもよい。これにより水分などの浸入を防ぎ高信頼性を得ることができる。
封止樹脂としては、エポキシ系、オキセタン系、シリコン系、アクリル系などが適しており、所望の封止領域を形成することが出来、水分などの浸入を防ぎ、高信頼性を得ることのできる樹脂であればよい。
【0252】
形成に際しては、冶具を用いて、ボンディングパッドBP(電極パッド)を除く領域に、ディスペンサで封止樹脂を供給し、硬化させた後、冶具を除去することにより、ボンディングパッドを覆うことなく樹脂封止を行なうことが出来る。ここで封止樹脂としても前述した接着剤と同様、80℃以下で硬化可能なものが望ましい。樹脂としては光硬化性樹脂あるいは常温硬化性樹脂を用いるのが望ましい。光硬化性樹脂を用いる場合には冶具は透光性部材で構成するのが望ましい。
【0253】
なお、前記実施の形態では、切断溝を形成したものに対する個々の素子へ分離は、切断溝の位置までCMPを行なうようにしたが、研削、ポリッシングあるいは全面エッチングなどを用いることも可能である。
【0254】
また前記実施の形態において、補強板(701)を用いる場合、材料としては、必要に応じて、ポリイミド樹脂、セラミック、結晶化ガラス、表面および裏面を酸化されたシリコン基板などで構成すれば、断熱基板の役割を持たせることができる。また遮光材料で形成するようにしてもよい。
【0255】
また前記実施の形態において、ガラス基板とスペーサの貼り合わせを必要とする場合は、紫外線硬化樹脂、熱硬化性樹脂あるいはこれらの併用、あるいは半硬化の接着剤塗布によって実行するようにしてもよい。 またこの接着剤の形成に際してはディスペンサでの供給、スクリーン印刷、スタンプ転写など適宜選択可能である。
【0256】
加えて、各実施の形態で述べた例については、全形態にわたって適用可能な範囲で相互に変形可能である。
【0257】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、ウェハレベルで位置決めし、外部取り出し用電極端子の形成を含めて、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)および(b)は本発明の第1の実施の形態の方法で形成した固体撮像装置を示す断面図および要部拡大断面図である。
【図2】図2(a)乃至(c)は本発明の第1の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図3】図3(a)乃至(c)は本発明の第1の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図4】図4(a)乃至(d)は本発明の第2の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図5】図5(a)乃至(e)は本発明の第3の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図6】図6(a)乃至(d)は本発明の第4の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図7】図7(a)乃至(d)は本発明の第5の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図8】図8(a)乃至(d)は本発明の第6の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【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である。
【図10】本発明の第8の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図11】本発明の第9の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図12】本発明の第10の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図13】本発明の第10の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図14】本発明の第11の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図15】本発明の第12の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図16】本発明の第13の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図17】本発明の第14の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図18】本発明の第15の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図19】本発明の第16の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図20】本発明の第17の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図21】本発明の第18の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図22】本発明の第19の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図23】本発明の第20の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図24】本発明の第21の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図25】本発明の第21の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図26】本発明の第22の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図27】本発明の第23の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図28】本発明の第23の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図29】本発明の第24の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図30】本発明の第25の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図31】本発明の第26の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図32】本発明の第27の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図33】本発明の第28の実施の形態の固体撮像装置を示す図である。
【図34】本発明の第28の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図35】本発明の第28の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図36】本発明の第29の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図37】本発明の第30の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図38】本発明の第31の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図39】本発明の第32の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図40】本発明の第33の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図41】本発明の第34の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図42】本発明の第34の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図43】本発明の第34の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図44】本発明の第35の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図45】本発明の第36の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図46】本発明の第37の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図47】本発明の第38の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図48】本発明の第39の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図49】本発明の第40の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図50】本発明の第41の実施の形態の固体撮像装置の製造工程を示す図である。
【図51】本発明の実施の形態における液溜めの形状を示す図である。
【図52】本発明の実施の形態の固体撮像素子の変形例を示す図である。
【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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a chip size package (CSP) type solid-state imaging device in which a microlens is integrated on a chip.
[0002]
[Prior art]
Solid-state imaging devices including a CCD (Charge Coupled Device) are increasingly required to be miniaturized due to the necessity of application to mobile phones and digital cameras.
As one of them, a solid-state imaging device in which a microlens is provided in a light receiving area of a semiconductor chip has been proposed. In such a case, for example, by integrally mounting a solid-state imaging device having a microlens in the light-receiving area so as to have an airtight sealing portion between the light-receiving area of the solid-state imaging device and the microlens, There has been proposed a solid-state imaging device that is miniaturized (Japanese Patent Laid-Open No. 7-202152).
[0003]
According to such a configuration, the mounting area can be reduced, and optical components such as a filter, a lens, and a prism can be bonded to the surface of the hermetic sealing portion, and the light collecting ability of the microlens can be improved. It is possible to reduce the mounting size without causing a decrease.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when mounting such a solid-state imaging device, it is necessary to mount the signal on the support substrate on which the solid-state imaging device is mounted and to make electrical connection and sealing by a method such as bonding. There is. As described above, since the number of man-hours is large, there is a problem that a lot of time is required for mounting.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a solid-state imaging device manufacturing method that is easy to manufacture and highly reliable.
It is another object of the present invention to provide a solid-state imaging device that can be easily connected to the main body.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  Therefore, the method of the present invention includes a step of forming a plurality of solid-state imaging elements on the surface of the semiconductor substrate, and a surface on the semiconductor substrate so as to have a gap facing each light receiving region of the solid-state imaging element.Through the spacerCorresponding to the step of joining the translucent member and the solid-state imaging deviceOn the surface of the semiconductor substrateBy the step of forming the external connection terminal and the joining stepThe joined body in which the semiconductor substrate and the translucent member are joined has an external connection terminal.Separating each solid-state image sensor.The spacer is made of a semiconductor material and bonded to the surface of the semiconductor substrate using a thermosetting adhesive or a room temperature curable adhesive that is bonded at an adhesive temperature not exceeding 80 ° C.It is characterized by that.
[0006]
  According to such a configuration, since positioning is performed at the wafer level and integrated by mounting in a lump, and then separated for each solid-state imaging device, a solid-state imaging device that is easy to manufacture and highly reliable can be obtained. It becomes possible to form.
  Further, the bonding step is performed at a temperature not exceeding 80 ° C., so that the occurrence of warping after bonding can be reduced even if the linear expansion coefficients of the respective members are different.
In addition, since the bonding step is a step using a room temperature curable adhesive, bonding can be performed without increasing the bonding temperature, and the occurrence of warpage can be prevented.
[0009]
Preferably, prior to the bonding step, the method includes a step of forming a protrusion by selectively removing the surface of the semiconductor substrate so as to surround the light receiving region, and the light receiving region and the light transmitting property are formed by the protrusion. An air gap is formed between the member and the member.
[0010]
According to such a configuration, it is possible to provide a solid-state imaging device with high workability and high reliability simply by mounting with a protrusion (spacer) formed in advance on the surface of the semiconductor substrate.
[0011]
In the bonding step, a gap is formed between the semiconductor substrate and the translucent member via a spacer disposed so as to surround the light receiving region. .
[0012]
According to such a configuration, it is possible to easily provide a highly reliable solid-state imaging device by simply sandwiching the spacer.
[0013]
Further, in the separating step, the peripheral portion of the translucent member is inward of each peripheral portion of the solid-state image sensor so that the peripheral surface of the semiconductor substrate is exposed from the translucent member. A step of separating the translucent member so as to be positioned.
[0014]
According to such a configuration, the electrode can be easily taken out on the exposed semiconductor substrate surface.
[0022]
Preferably, prior to the dividing step, a step of resin-sealing the periphery of the joint between the translucent member and the semiconductor substrate surface so as to expose the external connection terminal is included.
[0023]
According to this configuration, it is possible to suppress the intrusion of moisture and form a highly reliable solid-state imaging device.
Further, the resin sealing step is performed at a temperature not exceeding 80 ° C.
[0024]
Even with this configuration, bonding is possible without increasing the bonding temperature, and the occurrence of warpage can be reduced.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0026]
(First embodiment)
As shown in the cross-sectional view in FIG. 1A and the enlarged cross-sectional view of the main part in FIG. 1B, the solid-state imaging device has a gap C corresponding to the light receiving region on the surface of the solid-state imaging device substrate 100. The sealing cover glass 200 is formed through the spacer 203S. That is, the surface of the solid-state imaging device substrate 100 including the silicon substrate 101 as the semiconductor substrate on which the solid-state imaging device 102 is formed has a gap C corresponding to the light receiving region of the silicon substrate 101 via the spacer 203S. A glass substrate 201 as a translucent member constituting the sealing cover glass 200 is joined. These are formed on the surface of the silicon substrate 101 at the peripheral edge exposed from the glass substrate 201 after the peripheral edges of the silicon substrate 101 are individually separated by dicing after being bonded at the wafer level so that a plurality of elements are mounted together. Electrical connection with an external circuit (not shown) is achieved through the bonded pad BP. Here, the spacer 203S has a height of 10 to 500 μm, preferably 80 to 120 μm.
[0027]
Here, as shown in FIG. 1B, an enlarged cross-sectional view of the main part of the solid-state image pickup device substrate is a silicon on which a solid-state image pickup device is arranged and an RGB color filter 46 and a microlens 50 are formed. A substrate 101 is used.
[0028]
This solid-state imaging device is formed by forming a channel stopper 28 in a p-well 101b formed on the surface of an n-type silicon substrate 101a, and forming a photodiode 14 and a charge transfer device 33 across the channel stopper. Is. Here, the n-type impurity region 14b is formed in the p + channel region 14a, and the photodiode 14 is formed. In addition, a vertical charge transfer channel 20 made of an n-type impurity region having a depth of about 0.3 μm is formed in the p + channel region 14a, and the gate insulating film 30 made of a silicon oxide film is formed thereon. A vertical charge transfer electrode 32 made of a polycrystalline silicon layer is formed to constitute a charge transfer element 33. A read gate channel 26 formed of a p-type impurity region is formed between the vertical charge transfer channel 20 and the photodiode 14 on the side from which signal charges are read out.
[0029]
The n-type impurity region 14b is exposed along the readout gate channel 26 on the surface of the silicon substrate 101, and the signal charge generated in the photodiode 14 is temporarily accumulated in the n-type impurity region 14b. The data is read out through the read gate channel 26.
[0030]
On the other hand, a channel stopper 28 made of a p + -type impurity region exists between the vertical charge transfer channel 20 and the other photodiodes 14, whereby the photodiodes 14 and the vertical charge transfer channels 20 are electrically separated. In addition, the vertical charge transfer channels 20 are separated from each other so as not to contact each other.
[0031]
Further, the vertical charge transfer electrode 32 is formed so as to cover the readout gate channel 26, expose the n-type impurity region 14b, and expose a part of the channel stopper 28. Signal charges are transferred from the readout gate channel 26 below the electrode to which the readout signal is applied among the vertical charge transfer electrodes 32.
[0032]
The vertical charge transfer electrode 32 and the vertical charge transfer channel 20 constitute a vertical charge transfer device (VCCD) 33 that transfers the signal charge generated at the pn junction of the photodiode 14 in the vertical direction. The surface of the substrate on which the vertical charge transfer electrode 32 is formed is covered with a surface protective film 36, and a light shielding film 38 made of tungsten is formed thereon, and only the light receiving region 40 of the photodiode is opened, and the other regions are shielded from light. Is configured to do.
[0033]
Further, the upper layer of the vertical charge transfer electrode 32 is covered with a planarizing insulating film 43 for planarizing the surface and a translucent resin film 44 formed on the upper layer, and a filter layer 46 is further formed on the upper layer. Yes. In the filter layer 46, a red filter layer 46R, a green filter layer 46G, and a blue filter layer 46B are sequentially arranged so as to form a predetermined pattern corresponding to each photodiode 14.
[0034]
Furthermore, this upper layer is melted after patterning a transparent resin containing a photosensitive resin having a refractive index of 1.3 to 2.0 through the planarization insulating film 48 by an etching method using photolithography, and by surface tension. It is covered with a microlens array made up of microlenses 50 formed by cooling after rolling.
[0035]
Next, the manufacturing process of this solid-state imaging device will be described. As shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c) and FIGS. 3 (a) to 3 (c), the manufacturing method is positioned at the wafer level and integrated by mounting in a lump. This is based on the so-called wafer level CSP method in which each solid-state imaging device is separated. This method is characterized by using a sealing glass 200 with a spacer in which a spacer 203S is formed in advance. In addition, although this figure is one unit, the some solid-state image sensor is formed.
[0036]
First, formation of a glass substrate with a spacer will be described.
As shown in FIG. 2A, a silicon substrate 203 serving as a spacer is attached to the surface of a glass substrate 201 via an adhesive layer 202 made of an ultraviolet curable adhesive (cationic polymerizable energy ray curable adhesive). .
[0037]
Then, as shown in FIG. 2B, the silicon substrate 203 is etched by an etching method using photolithography so that a resist pattern is left in a portion to be a spacer, thereby forming a spacer 203S.
[0038]
Thereafter, as shown in FIG. 2 (c), the resist pattern for forming the spacer 203S is left, the resist is filled in the inter-spacer region except for the inter-element region, and the glass substrate is brought to a predetermined depth. By etching, an inter-element groove 204 is formed as shown in FIG. Further, an adhesive layer 207 is formed on the surface of the spacer. Here, since the spacer is formed of a silicon substrate, if etching is performed under such etching conditions that the etching rate of silicon oxide, which is the main component of the glass substrate, is sufficiently larger than the etching rate of silicon, Etching may be performed with the side wall of the spacer exposed in the inter-element region. A dicing blade (grinding stone) may be used when forming the inter-element groove portion 204.
[0039]
Alternatively, photolithography may be performed again to form a resist pattern that includes the entire sidewall of the spacer, and the groove 204 may be formed by etching through the resist pattern. Thus, the sealing cover glass 200 in which the groove portion 204 and the spacer 203S are formed is obtained.
[0040]
Next, a solid-state image sensor substrate is formed. When forming the element substrate, as shown in FIG. 3A, a silicon substrate 101 (in this case, a 6-inch wafer is used) is prepared in advance, and the solid-state imaging element is separated on the surface of the silicon substrate 101. A cutting groove 104 is formed in a region corresponding to the separation line by a method such as etching. Then, using a normal silicon process, a channel stopper layer is formed, a channel region is formed, and element regions such as charge transfer electrodes are formed. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
[0041]
Thereafter, as shown in FIG. 3B, alignment is performed by alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and sealing is performed on the solid-state imaging device substrate 100 in which the element regions are formed as described above. The cover glass 200 is placed and heated, and both are integrated by the adhesive layer 207. This step is preferably performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas. In the integration, not only a thermosetting adhesive but also an ultraviolet curable adhesive combined with thermosetting may be used. Further, when the surface of the solid-state imaging device substrate is Si or metal, it can be joined by surface activated room temperature joining without using an adhesive.
[0042]
Thereafter, CMP (chemical mechanical polishing) is performed from the back surface side of the glass substrate, and the back surface side of the glass substrate 201 is removed until the groove portion 204 is reached.
By this step, it becomes possible to separate the glass substrates at the same time as they are thinned.
[0043]
Further, as shown in FIG. 3C, CMP is similarly performed from the back surface side of the silicon substrate 101, and polishing is performed up to the cutting groove 104, thereby separating into individual solid-state imaging devices.
[0044]
In this way, it is easy to manufacture and easy to handle because it is individually separated after being packaged together without performing individual positioning or electrical connection such as wire bonding. .
[0045]
Further, since the groove portion 204 is formed in the glass substrate 201 in advance and is removed from the surface to the depth reaching the groove portion 204 by a method such as CMP after mounting, separation is possible very easily. is there.
[0046]
In addition, the structure in which the edge of the glass substrate 201 is located on the inner side of the edge of the silicon substrate 101 on which the solid-state imaging device is formed and the surface of the silicon substrate 101 is exposed has a recess formed on the inside of the glass substrate in advance. After bonding, the film can be formed with high accuracy by an extremely simple process of removing to this depth by a method such as etch back or CMP. Further, it can be easily formed with good workability. In addition, with the element formation surface sealed in the gap C by bonding, individual solid-state imaging elements can be formed simply by separating or polishing, so there is little damage to the elements and there is a risk of dust contamination. Therefore, it is possible to provide a solid-state imaging device with high reliability.
[0047]
Further, since the silicon substrate is thinned to a depth of about one-half by CMP, the size and thickness can be reduced. Furthermore, since the thickness is reduced after bonding with the glass substrate, it is possible to prevent a decrease in mechanical strength.
[0048]
In addition, since the bonding pads BP on the silicon substrate constituting the solid-state imaging device substrate 100 are exposed from the sealing portion formed by the spacer 203S and the glass substrate 201, the connection to the outside can be easily formed. is there.
[0049]
As described above, according to the configuration of the present invention, since positioning is performed at the wafer level and integrated by mounting in a lump, and then separated for each solid-state imaging device, manufacturing is easy and reliable. It is possible to form a solid-state imaging device having a high height.
[0050]
In the first embodiment, the wiring layer including the bonding pad is a gold layer. However, the wiring layer is not limited to the gold layer, and may be another metal such as aluminum or another conductor layer such as silicide. Needless to say.
The microlens array can also be formed by forming a transparent resin film on the surface of the substrate and forming a lens layer having a refractive index gradient at a predetermined depth by ion transfer from the surface.
[0051]
In addition to the silicon substrate, 42 alloy, metal, glass, photosensitive polyimide, polycarbonate resin, and the like can be appropriately selected as the spacer.
Furthermore, when the linear expansion coefficients of the solid-state imaging device substrate, the spacer, and the glass substrate are different, warpage may occur after bonding. In order to prevent this warpage and to be within the allowable range even if warpage occurs, the bonding temperature when bonding is set to room temperature or a range of 20 ° C. to 80 ° C. Adhesives used here are epoxy, oxetane, silicon, and acrylic adhesives, UV curable adhesives, and visible light curable adhesives, and can obtain desired adhesive strength. It is desirable that the adhesive layer be thin so that moisture can be prevented from entering and high reliability can be obtained. In the first embodiment, the occurrence of warpage when the bonding temperature was changed was measured. In the experiment, the bonding temperature was changed to 20 ° C., 25 ° C., 50 ° C., 80 ° C., and 100 ° C., and in each case, the occurrence of warpage when bonded using a room temperature curable adhesive and a thermosetting adhesive Was observed. The experiment was conducted on the adhesion between the glass substrate and the spacer and between the spacer and the solid-state imaging device substrate.
From this experimental result, the state of warpage is the same regardless of whether a room temperature curable adhesive or a thermosetting adhesive is used, and when the adhesive temperature is 20 ° C. or 25 ° C., almost no warpage occurs. I did not. Further, when the bonding temperature is 50 ° C., the warpage may occur, but when the bonding temperature is 80 ° C., there is often a warpage within the allowable range. On the other hand, when the temperature is 100 ° C., the warpage becomes large and sometimes exceeds the allowable range.
This experimental result also shows that it is desirable that the bonding temperature does not exceed 80 ° C.
In addition, when a photo-curing adhesive is used, since the bonding temperature does not exceed 50 ° C., it is possible to obtain a good bonding state without warping.
[0052]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the cutting groove 104 is formed in advance in the silicon substrate 101 constituting the solid-state image pickup device substrate 100, and the solid-state image pickup device substrate is sealed with the spacer made of the same silicon as the solid-state image pickup device substrate. The silicon substrate 101 is separated while being thinned by performing CMP until it joins the stop cover glass and reaching the cutting groove 104 from the back side, but in this embodiment, the silicon substrate 101 is cut into the cutting groove. It is characterized in that it is separated without forming the film, leaving the thickness as it is. Other parts are formed in the same manner as in the first embodiment.
[0053]
That is, this joining and separation process is shown in FIGS. As shown in FIG. 4A, using a silicon substrate 101 as a starting material, a channel stopper layer is formed, a channel region is formed, and an element region 102 such as a charge transfer electrode is formed using a normal silicon process. To do. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
[0054]
Thereafter, as shown in FIG. 4B, alignment is performed by alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and the sealing cover glass 200 is formed on the solid-state imaging device substrate 100 formed as described above. Are integrated by the adhesive layer 207 by heating. At this time, since the cutting groove is not formed in the silicon substrate 101, the mechanical strength is high.
[0055]
Thereafter, as shown in FIG. 4C, as in the first embodiment, CMP (chemical mechanical polishing) is performed from the rear surface side of the glass substrate, and the rear surface side of the glass substrate 201 is moved to the groove portion 204. Remove until you reach.
[0056]
By this step, it becomes possible to separate the glass substrates at the same time as they are thinned.
Further, as shown in FIG. 4D, the glass substrate 201 is cut with a diamond blade (grinding stone) and separated into individual solid-state imaging devices.
[0057]
According to this method, it is possible to form a highly reliable device that is thicker than the solid-state imaging device obtained in the first embodiment.
[0058]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the cutting groove 104 is formed in advance on the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100, and CMP is performed from the back surface side until reaching the cutting groove 104 after bonding. Although the silicon substrate 101 is separated while being thinned, in this embodiment, a dummy plate 301 made of a silicon substrate having a thickness of 50 to 700 μm is attached to the back surface side of the silicon substrate 101 with an adhesive layer 302 interposed therebetween. In this case, a cutting groove 304 having a depth reaching the dummy plate 301 is formed after the attachment.
[0059]
Therefore, in the separation step, the adhesive layer 302 may be softened to eliminate the stickiness, and the dummy plate 301 may be removed.
Other parts are formed in the same manner as in the first embodiment.
That is, this joining and separation process is shown in FIGS. Using the silicon substrate 101 as a starting material, a channel stopper layer is formed, a channel region is formed, and device regions such as charge transfer electrodes are formed using a normal silicon process. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection. Thereafter, as shown in FIG. 5A, a dummy plate 301 made of a silicon substrate is attached to the back side of the silicon substrate 101 with an adhesive layer 302 interposed therebetween.
[0060]
Thereafter, as shown in FIG. 5B, a cutting groove 304 is formed from the element forming surface side of the silicon substrate 101 using a diamond blade (grinding stone).
And as shown in FIG.5 (c), it aligned by the alignment mark (not shown) formed in the peripheral part of the solid-state image sensor substrate 100 and the cover glass 200 for sealing, and formed as mentioned above. The sealing cover glass 200 is placed on the solid-state imaging device substrate 100, and both are integrated by the adhesive layer 207 by heating. Here, the glass substrate is provided with the spacer 203S and the adhesive layer 207 formed in the steps of FIGS. At this time, the cutting groove 304 is formed so as to penetrate the silicon substrate 101, but since it is fixed by the dummy plate 301, the mechanical strength is high.
[0061]
Thereafter, as shown in FIG. 5D, as in the first embodiment, CMP (chemical mechanical polishing) is performed from the back surface side of the glass substrate, and the back surface side of the glass substrate 201 is moved to the groove portion 204. Remove until you reach.
By this step, it becomes possible to separate the glass substrates at the same time as they are thinned.
[0062]
Further, as shown in FIG. 5E, the adhesive layer 302 on the back surface of the silicon substrate 101 is softened, and the dummy plate 301 is removed to separate the individual solid-state imaging devices. Here, it is desirable to select a material having a softening point lower than that of the adhesive layer 202 for bonding the spacer to the glass substrate 201 for the adhesive layer 302.
[0063]
According to this method, since the solid-state image pickup device substrate 100 is diced on the dummy plate 301 prior to bonding, it is applied after bonding as compared with the solid-state imaging device obtained in the first embodiment. Less stress is required and manufacturing yield is improved. In addition, it is possible to improve the reliability of the solid-state imaging device.
[0064]
In the above embodiment, the glass substrate and the spacer may be bonded using an adhesive layer, but anodic bonding or surface activated room temperature bonding is also applicable. According to anodic bonding, it is possible to easily obtain strong bonding.
[0065]
In the first to third embodiments, CMP is used for thinning the glass substrate, but a grinding method, a polishing method, an etching method, or the like is also applicable.
[0066]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the groove portion 204 is formed in advance in a region corresponding to the inter-element region of the glass substrate 201 constituting the sealing cover glass 200, and the solid-state imaging device substrate and the glass substrate are formed. After bonding, CMP is performed from the back side of the glass substrate 201 to separate the individual elements. However, in this embodiment, a glass substrate that does not form a recess is bonded, and dicing or laser is used at the time of separation. The periphery of the cutting line is evaporated, and the edge of the glass substrate 201 of each solid-state image sensor is adjusted so as to be inside the edge of the silicon substrate 101 constituting the solid-state image sensor substrate 100. is there. Other parts are formed in the same manner as in the first embodiment.
[0067]
That is, in this method, the processing of the glass substrate is finished when the spacer is formed as shown in FIG. 2B, and the glass substrate in which the spacer 203S is bonded to the flat glass substrate 201 is used as a starting material. .
[0068]
Then, as shown in FIG. 6A, a silicon substrate 101 (in this case, a 6-inch wafer is used) is prepared in advance, and the surface of the silicon substrate 101 corresponds to a separation line for separating each solid-state imaging device. A cutting groove 104 is formed in a region to be etched by a method such as etching. Then, by using a normal silicon process, a channel stopper layer is formed, a channel region is formed, and an element region 102 such as a charge transfer electrode is formed. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
[0069]
Thereafter, as shown in FIG. 6B, alignment is performed by alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and the sealing cover glass 200 is formed on the solid-state imaging device substrate 100 formed as described above. Are integrated by the adhesive layer 207 by heating.
[0070]
Thereafter, as shown in FIG. 6C, the periphery of the cutting line is evaporated from the back side of the glass substrate by dicing or laser, and the edge of the glass substrate 201 of each solid-state image sensor constitutes the solid-state image sensor substrate 100. To be separated from the edge of the silicon substrate 101.
[0071]
Further, as shown in FIG. 6D, CMP is similarly performed from the back surface side of the silicon substrate 101, and polishing is performed up to the cutting groove 104 to separate the individual solid-state imaging devices. Further, this step is not limited to CMP, and grinding, polishing, etching, or the like may be used.
[0072]
In this way, since they are separated after being packaged together, they are easy to manufacture and easy to handle.
[0073]
Further, since the edge portion is removed by dicing or laser evaporation without forming the groove portion 204 in advance on the glass substrate 201, separation is possible very easily.
[0074]
As described above, the structure in which the edge of the glass substrate 201 is located inside the edge of the silicon substrate 101 on which the CCD is mounted and the surface of the silicon substrate 101 is exposed is a simple process of evaporating with dicing or laser. It can be formed with high accuracy.
[0075]
In addition, since the glass substrate maintains the same thickness until the separation step, warpage and distortion can be reduced.
[0076]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
In the fourth embodiment, the cutting groove 104 is formed in advance on the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100, and after bonding, CMP is performed until the cutting groove 104 is reached from the back surface side. Although the silicon substrate 101 is separated while being thinned, the present embodiment is characterized in that the silicon substrate 101 is separated without forming a cutting groove and remains as it is. Further, as in the fourth embodiment, the glass substrate 201 is bonded without forming the groove portion 204, and the edge portion is evaporated at the time of separation. Other parts are formed in the same manner as in the first embodiment.
[0077]
That is, this joining and separation process is shown in FIGS. As shown in FIG. 7A, using a silicon substrate 101 as a starting material, a channel stopper layer is formed, a channel region is formed, and an element region 102 such as a charge transfer electrode is formed using a normal silicon process. To do. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
Thereafter, as shown in FIG. 7B, alignment is performed with alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and the sealing cover glass 200 is formed on the solid-state imaging device substrate 100 formed as described above. Are integrated by the adhesive layer 207 by heating. At this time, since neither the cutting groove nor the recess is formed in both the silicon substrate 101 and the glass substrate 201, the mechanical strength is high.
[0078]
Thereafter, as shown in FIG. 7C, as in the fourth embodiment, the periphery of the cutting line is evaporated from the back surface side of the glass substrate by dicing or laser, and the glass substrate 201 of each solid-state imaging device. Are adjusted and separated so that the edge of the substrate is located inside the edge of the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100.
[0079]
And finally, as shown in FIG.7 (d), it cut | disconnects with a diamond blade (grinding stone) from the glass substrate 201 side, and isolate | separates into each solid-state imaging device.
According to this method, it is possible to form a highly reliable device that is thicker than the solid-state imaging device obtained in the first embodiment.
[0080]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
In the fourth embodiment, the cutting groove 104 is formed in advance in the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100, and separation is performed by performing CMP from the back surface side. Further, in the fifth embodiment, the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100 is formed in advance without forming the cutting groove 104, and after joining, it is cut with a diamond blade (grinding stone), The silicon substrate 101 is separated. In the present embodiment, an adhesive layer 302 is provided on the back side of the silicon substrate 101 so that the silicon substrate 101 does not have to be separated after the sealing cover glass 200 and the solid-state imaging device substrate 100 are bonded together. A dummy plate 301 made of a silicon substrate having a thickness of 50 to 700 μm is pasted, and after the pasting, a cutting groove 304 having a depth reaching the dummy plate 301 is formed. .
[0081]
Therefore, in the separation step, the adhesive layer 302 can be softened and the dummy plate 301 can be removed.
Other parts are formed in the same manner as in the fourth and fifth embodiments.
[0082]
That is, this joining and separation process is shown in FIGS. Using the silicon substrate 101 as a starting material, a channel stopper layer is formed, a channel region is formed, and an element region 102 such as a charge transfer electrode is formed using a normal silicon process. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection. Then, as shown in FIG. 8A, a dummy plate 301 made of a silicon plate having a plate thickness of 50 to 700 μm is attached to the back side of the silicon substrate 101 with an adhesive layer 302 interposed therebetween.
[0083]
Thereafter, as shown in FIG. 8B, a cutting groove 304 is formed from the element forming surface side of the silicon substrate 101 using a diamond blade (grinding stone).
And as shown in FIG.8 (c), it aligned by the alignment mark (not shown) formed in the peripheral part of the solid-state image sensor substrate 100 and the sealing cover glass 200, and formed as mentioned above. The sealing cover glass 200 is placed on the solid-state imaging device substrate 100, and both are integrated by the adhesive layer 207 by heating. Here, the glass substrate 201 as the sealing cover glass 200 is obtained by patterning a silicon substrate formed on the glass substrate 201 in the same manner as in the steps of FIGS. 2A to 2C to form the spacer 203S. Used. The adhesive layer 207 is formed on the end surface of the spacer 203S. At this time, the cutting groove 304 is formed so as to penetrate the silicon substrate 101, but since it is fixed by the dummy plate 301, the mechanical strength is high.
[0084]
Thereafter, as shown in FIG. 8D, as in the fourth embodiment, the periphery of the cutting line is evaporated from the back surface side of the glass substrate by dicing or laser, and the glass substrate of each solid-state imaging device. It is adjusted and separated so that the edge of 201 comes to the inside of the edge of the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100.
[0085]
Further, as shown in FIG. 8E, the adhesive layer 302 on the back surface of the silicon substrate 101 is softened, and the dummy plate 301 is removed to separate the individual solid-state imaging devices. Here, it is desirable to select a material having a softening point lower than that of the adhesive layer 202 for bonding the spacer to the glass substrate 201 for the adhesive layer 302.
[0086]
According to this method, since the solid-state image pickup device substrate 100 is diced on the dummy plate 301 prior to bonding, it is applied after bonding as compared with the solid-state imaging device obtained in the first embodiment. Less stress is required and manufacturing yield is improved. In addition, it is possible to improve the reliability of the solid-state imaging device.
In the fourth to sixth embodiments, the glass substrate may be cut by scribing or etching.
[0087]
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.
In the sixth embodiment, a dummy plate 301 made of a silicon substrate having a thickness of 50 to 700 μm is pasted on the back side of the silicon substrate 101 via an adhesive layer 302, and after the pasting, A cutting groove 304 having a depth reaching the dummy plate 301 is formed, and after bonding to the glass substrate 201, the adhesive layer 302 is softened in the step of separating into individual solid-state imaging elements. In this embodiment, the dummy plate 301 is separated from the glass substrate 201 with a thickness of 50 to 700 μm via the adhesive layer 402 on the back side. A dummy plate 401 is attached, and after the attachment, a recess 404 having a depth reaching the dummy plate 401 is formed. Then, in the step of separating into individual solid-state imaging elements after bonding to the glass substrate 201, the adhesive layer 402 is softened and the dummy plate 401 is removed to separate the elements. Other parts are formed in the same manner as in the sixth embodiment.
[0088]
As for the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100, a silicon substrate in which no cutting groove or dummy plate is formed in advance is used in the same manner as in the second and fourth embodiments, and finally a diamond blade (grinding stone) ).
[0089]
That is, this joining and separation process is shown in FIGS.
First, as shown in FIG. 9A, a dummy plate 401 made of a glass substrate having a thickness of 50 to 700 μm is pasted on the back side of the glass substrate 201 via an adhesive layer 402, After the bonding, a silicon substrate 203 is further bonded through the adhesive layer 202, and the silicon substrate 203 is subjected to photolithography in the same manner as in the first embodiment described with reference to FIGS. The spacer 203S is formed by the etching method used.
[0090]
Thereafter, as shown in FIG. 9B, as in the first embodiment, a region corresponding to the space between the solid-state imaging elements is selectively etched again, and the depth of the dummy plate 401 is reached. A recess 404 is formed. Further, it may be formed by half dicing.
Further, using the silicon substrate 101 as a starting material, a channel stopper layer is formed and a channel region is formed by using a normal silicon process, and an element region 102 such as a charge transfer electrode is formed. A wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection. And as shown in FIG.9 (c), it aligns with the solid-state image sensor board | substrate 100 formed in this way, and the alignment mark (not shown) formed in the peripheral part of the sealing cover glass 200, The sealing cover glass 200 with the dummy plate 401 is placed on the solid-state imaging device substrate 100 formed as described above, and both are integrated by the adhesive layer 207 by heating.
[0091]
Thereafter, as shown in FIG. 9D, the glass substrate 201 is separated by heating and softening the adhesive layer 402 to remove the dummy plate 401.
[0092]
Further, as shown in FIG. 9E, the solid-state imaging device substrate formed of the silicon substrate 101 is cut using a diamond blade (grinding stone) and separated into individual solid-state imaging devices.
[0093]
According to this method, the glass substrate 201 constituting the sealing cover glass 200 is separated by dicing or etching in advance on the dummy plate 401 prior to bonding, so the first embodiment. Compared with the glass substrate obtained by the above, less stress is applied after bonding, and the manufacturing yield is improved. In addition, it is possible to improve the reliability of the solid-state imaging device.
[0094]
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.
In the seventh embodiment, the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100 is bonded as it is without forming the cutting groove 104 in advance, and finally cut with a diamond blade (grinding stone). In the embodiment, a cutting groove 104 is formed in advance in a silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100, and after bonding, CMP is performed from the back surface side until the cutting groove 104 is reached, thereby the silicon substrate 101. It is characterized in that it is separated while thinning. Other parts are formed in the same manner as in the seventh embodiment.
[0095]
That is, this joining and separation process is shown in FIGS. As shown in FIG. 10A, a silicon substrate 101 formed with a cut groove 104 is used as a starting material, and a channel stopper layer is formed and a channel region is formed by using a normal silicon process. The element region 102 is formed. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
[0096]
Thereafter, as shown in FIG. 10B, alignment is performed using alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and the substrate is formed on the solid-state imaging device substrate 100 as in the seventh embodiment. The sealing cover glass 200 with the dummy substrate 401 is placed, and the two are integrated by normal temperature direct bonding. Here, the adhesive layer is formed by direct bonding without using the adhesive layer, but may be bonded by the adhesive layer 207.
[0097]
Thereafter, as shown in FIG. 10C, CMP (chemical mechanical polishing) is performed from the back surface side of the solid-state imaging device substrate 100, and the back surface side of the silicon substrate 101 is removed until it reaches the cutting groove 104.
[0098]
By this step, the solid-state image pickup device substrate can be individually separated simultaneously with the thinning. Here, instead of CMP, grinding, polishing, etching, or the like may be used.
[0099]
Thereafter, as shown in FIG. 10D, heating is performed to soften the adhesive layer 402, and the dummy substrate 401 is removed. By this step, it is easily separated and a solid-state imaging device is formed.
[0100]
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described.
In the seventh embodiment, the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100 is bonded as it is without forming the cutting groove 104 in advance, and finally cut with a diamond blade (grinding stone). In the embodiment, a dummy plate is formed in advance on both the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100 and the glass substrate 201 constituting the sealing cover glass 200, and the cutting groove 104 and the groove portion 204 are formed in advance prior to bonding. In addition, after bonding, the adhesive layers 402 and 302 are softened and the dummy plates 301 and 401 are removed to separate them. Other parts are formed in the same manner as in the seventh embodiment.
[0101]
That is, this joining and separation process is shown in FIGS. As shown in FIG. 11A, a silicon substrate 101 with a dummy plate 301 attached is used as a starting material, and a channel stopper layer is formed, a channel region is formed using a normal silicon process, and a charge transfer electrode is formed. .. The element region 102 is formed. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
[0102]
Thereafter, as shown in FIG. 11B, a cutting groove 304 is formed so as to reach the dummy plate 301.
Further, the sealing cover glass 200 is also attached with the dummy plate 401 in the same manner as in the seventh and eighth embodiments, and the recess 404 is formed by etching or dicing.
Then, as shown in FIG. 11 (c), alignment is performed using alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and on the solid-state imaging device substrate 100 with the dummy substrate 301, as in the seventh embodiment. The sealing cover glass 200 with the dummy substrate 401 thus formed is placed and heated, and both are integrated by the adhesive layer 207.
[0103]
Thereafter, as shown in FIG. 11D, the adhesive layers 402 and 203 are softened, the dummy plates 301 and 401 are removed, and separation into individual solid-state imaging elements is possible.
Note that these adhesive layers 302 and 402 may have the same softening temperature and may be simultaneously softened.
Alternatively, after softening and removing one, it may be fixed by taping, and the other one may be softened and removed.
According to such a configuration, since no extra stress is applied after joining, damage to the solid-state imaging device can be reduced.
[0104]
(Tenth embodiment)
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described.
In the first to ninth embodiments, as shown in FIGS. 2A and 2B, an adhesive is applied to the glass substrate 201 when forming the sealing cover glass 200 on which the spacer 203S is formed. The silicon substrate 203 to be a spacer is attached to the silicon substrate 203, and the silicon substrate 203 is patterned by an etching method using photolithography and the cutting groove 204 is formed. In the present embodiment, FIG. As shown in FIG. 5B, the dummy plate 501 is used to etch the spacer 203S on the dummy plate, and thereafter, the dummy plate 501 is bonded to the glass substrate 201 via the adhesive layer 202. Other portions are formed in the same manner as in the above embodiment.
[0105]
That is, as shown in FIG. 12A, a silicon substrate 203 serving as a spacer is bonded to a dummy plate 501 made of a silicon substrate via an adhesive layer 502 having a softening temperature of about 50 to 150 ° C. Then, this silicon substrate 203 is patterned by an etching method using photolithography to form a spacer 203S. Then, as shown in FIG.12 (b), the glass substrate 201 is stuck to the spacer 203S side through the adhesive bond layer 202 with a softening temperature of about 100-200 degreeC.
[0106]
After sticking the glass substrate 201 in this way, the adhesive layer 502 is softened by heating to a temperature (about 50 to 150 ° C.) at which the adhesive layer 502 softens without the adhesive layer 202 softening. The dummy plate 501 is removed, and the sealing cover glass 200 with a spacer is formed.
[0107]
According to this method, since it is not necessary to process the spacer on the glass substrate, it is possible to prevent the glass substrate 201 from being scratched and causing clouding. The adhesive layer 502 to which the dummy plate is attached only needs to be able to withstand the baking temperature in the photolithography process. Since the dummy plate 501 needs to be removed, the adhesive layer 202 for attaching the spacer 203S to the glass substrate 201 needs to have a sufficiently higher softening temperature than the adhesive layer 502.
[0108]
Further, when it is necessary to form a recess in the glass plate, the groove 204 may be formed by dicing or etching prior to sticking as shown in FIG. Further, after removing the dummy plate 501, the uneven portion may be formed by dicing or etching.
[0109]
The joining step and the cutting step are the same as those shown in FIGS. 3 to 5 described in the first to third embodiments.
[0110]
(Eleventh embodiment)
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described.
In the first to tenth embodiments, the spacer 203S is formed separately and attached via an adhesive layer, but in this embodiment, the glass substrate 201 is formed by an etching method using photolithography. The spacer 206 is formed by forming the recess 205. Other portions are formed in the same manner as in the above embodiment.
[0111]
That is, as shown in FIG. 14A, a glass substrate 201 is prepared.
And as shown in FIG.14 (b), the glass substrate provided with the spacer 206 is formed by forming the recessed part 205 with the etching method using photolithography.
[0112]
According to such a configuration, since the spacer 206 is integrally formed, the manufacturing is easy and there is no positional deviation, and there is no possibility that distortion occurs at the joint.
[0113]
(Twelfth embodiment)
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described.
In the eleventh embodiment, the method of forming the sealing cover glass 200 in which the spacer 206 is integrally formed has been described. However, as shown in FIGS. 15A to 15C, the groove 204 is also etched. It is also possible to form with.
[0114]
In this embodiment mode, the spacer 206 is formed integrally with the glass substrate 201 by forming the recess 205 by an etching method using photolithography. Then, by forming the groove portion 204, the groove portion 204 of the glass substrate is formed by etching so that the edge of the sealing cover glass 200 comes to the inner side than the edge of the solid-state imaging device substrate 100. Therefore, the generation of distortion is reduced and the separation process is facilitated.
That is, as shown in FIG. 15A, a glass substrate 201 is prepared.
Then, as shown in FIG. 15B, a recess 205 is formed in the glass substrate 201 by an etching method using photolithography.
[0115]
Thereafter, as shown in FIG. 15C, further etching is performed deeper by an etching method using photolithography to form the groove portion 204, and the spacer 206 is integrally formed.
These processing steps require two etchings because of different etching depths. However, a resist pattern to be a mask is formed in a two-layer structure, and after etching the groove 204 for spacer formation, an upper resist layer is formed. Only the pattern may be selectively removed, and etching may be performed using only the resist pattern on the lower layer side as a mask.
[0116]
Further, the joining and separating steps are the same as those shown in FIGS. 3 to 5 described in the first to third embodiments.
[0117]
(Thirteenth embodiment)
Next, a thirteenth embodiment of the present invention will be described.
In the eleventh and twelfth embodiments, the method of forming the sealing cover glass 200 with the spacer 206 integrally formed has been described. However, as shown in FIGS. 16A to 16D, the groove 204 is formed. Alternatively, a spacer silicon substrate 203 may be attached to the glass substrate 201, and the spacer 203S may be formed by selectively removing the silicon substrate 203 by an etching method using photolithography. Other portions are formed in the same manner as the above-described embodiments of 11 and 12.
[0118]
In the present embodiment, the groove 204 is formed on the glass substrate 201 by an etching method using photolithography, the spacer 206 is integrally formed, and the edge of the sealing cover glass 200 is more than the edge of the solid-state imaging device substrate 100. A groove 204 of the glass substrate is formed by etching so as to be on the inside. Therefore, the generation of distortion is reduced and the separation process is facilitated.
[0119]
That is, as shown in FIG. 16A, a glass substrate 201 is prepared.
Then, as shown in FIG. 16B, a groove 204 is formed in the glass substrate 201 by an etching method using a photolithography method.
Thereafter, as shown in FIG. 16C, a silicon substrate 203 as a spacer substrate is bonded via an adhesive layer 202.
Further, as shown in FIG. 16D, a spacer 203S is integrally formed by an etching method using photolithography.
[0120]
Also by this method, it is possible to form the sealing cover glass 200 with a highly accurate and reliable spacer.
The joining and separating steps are the same as the steps shown in FIGS. 3 to 5 described in the first to third embodiments.
[0121]
(Fourteenth embodiment)
Next, a fourteenth embodiment of the present invention will be described.
In the thirteenth embodiment, as shown in FIGS. 16A to 16D, a silicon substrate 203 serving as a spacer is attached to a glass substrate 201 via an adhesive, and etching using photolithography is performed. The silicon substrate 203 is patterned by the method to form the sealing cover glass 200. In this embodiment, as shown in FIGS. 17A and 17B, a dummy plate 501 is used to form a dummy plate. The spacer 203S is patterned above, and thereafter, the spacer 203S is adhered to the glass substrate 201 on which the groove portion 204 is formed via the adhesive layer 202. Other portions are formed in the same manner as in the thirteenth embodiment.
[0122]
That is, the silicon substrate 203 serving as a spacer is attached to the dummy plate 501 made of a silicon substrate via the adhesive layer 502 having a softening temperature of about 50 to 150 ° C. Then, as shown in FIG. 17A, the silicon substrate 203 is patterned by an etching method using photolithography to form a spacer 203.
[0123]
Thereafter, as shown in FIG. 17B, a glass substrate 201 having a groove 204 is attached to the spacer 203S side through an adhesive layer 202 having a softening temperature of about 100 to 200 ° C.
After the glass substrate 201 is attached in this manner, the dummy layer 501 is removed by heating to about 50 to 150 ° C. within a range where the adhesive layer 202 is not softened, and the dummy plate 501 is removed, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, a sealing cover glass 200 with a spacer is formed.
[0124]
According to this method, since it is not necessary to process the spacer on the glass substrate, it is possible to prevent the glass substrate 201 from being scratched and causing clouding.
[0125]
The joining and separating steps are the same as those shown in FIGS. 3 to 5 described in the first to third embodiments.
[0126]
(Fifteenth embodiment)
Next, a fifteenth embodiment of the present invention will be described.
In the twelfth to fourteenth embodiments, the manufacturing process of the sealing cover glass 200 with the spacer provided with the groove portion 204 for facilitating the separation process has been described. However, the fifteenth to seventeenth embodiments are described. Then, by sticking to the dummy plate 401 and forming the groove portion 204, the glass substrate itself is separated in advance prior to bonding, and after bonding, the dummy plate is removed by softening the adhesive layer 402. However, it is characterized by being separated into individual solid-state imaging devices. Other portions are formed in the same manner as in the fourteenth embodiment.
[0127]
In this embodiment, in the embodiment shown in FIGS. 15A to 15C, the groove 204 is formed in the glass substrate of the spacer-integrated sealing cover glass so that the glass substrate can be easily separated. However, as shown in FIG. 18, a dummy plate 401 made of a glass substrate is used via an adhesive layer 402 so that the dummy plate can be easily separated by removing the dummy plate.
[0128]
A glass plate is used as a starting material, and after attaching the dummy plate, the groove 204 and the spacer 206 are formed by an etching method using photolithography.
[0129]
According to this configuration, it is only necessary to soften the adhesive layer 402 by heating at the time of division, and the division can be performed very easily.
[0130]
The joining and separating steps are the same as those described in the seventh to ninth embodiments.
[0131]
(Sixteenth embodiment)
Next, a sixteenth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, the glass substrate 201 of the type in which the spacer 203S is adhered to the glass plate with the recesses described in the thirteenth embodiment is adhered to the dummy plate 401 and the groove portion 204 is formed. The glass substrate itself is separated prior to bonding, and after bonding, the adhesive layer 402 is softened to remove the dummy plate and separate into individual solid-state imaging elements. Other portions are formed in the same manner as in the thirteenth embodiment.
[0132]
In this embodiment, the spacer-integrated glass substrate of the embodiment shown in FIGS. 16A to 16B is provided with a dummy plate via an adhesive layer 402 as shown in FIGS. 401 is attached to form a groove 204.
A glass plate is used as a starting material. After the dummy plate is pasted, the groove 204 having a depth reaching the dummy plate and the spacer 203S are formed in the same manner as in the thirteenth embodiment.
[0133]
That is, as shown in FIG. 19A, the dummy substrate 401 is attached to the glass substrate 201 via the adhesive layer 402.
[0134]
After that, as shown in FIG. 19B, the glass substrate 201 is etched using photolithography to form a groove that reaches the dummy substrate 401 from the surface of the glass substrate 201.
[0135]
Then, as shown in FIG. 19 (c), a silicon substrate 203 for spacers is stuck through the adhesive layer 202.
[0136]
Then, as shown in FIG. 19D, the silicon substrate 203 is selectively removed by an etching method using photolithography to form a spacer 203S.
[0137]
According to such a configuration, it is only necessary to soften the adhesive layer 402 by heating at the time of dicing after bonding to the solid-state image pickup device substrate 100, and it can be divided very easily.
[0138]
The joining and separating steps are the same as those described in the seventh to ninth embodiments.
[0139]
(Seventeenth embodiment)
Next, a seventeenth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, the spacer 203S patterned on the dummy plate 501 is replaced with the glass substrate 201 of the type in which the spacer 203S is adhered to the glass plate with recesses described in the fourteenth embodiment (FIG. 17). By sticking to 401 and forming the groove portion 204, the glass substrate itself is separated in advance prior to joining, and after joining, the adhesive layer 402 is softened to remove the dummy plate and remove individual solids. It is characterized by being separated into an image sensor. Other portions are formed in the same manner as in the fourteenth embodiment.
[0140]
In this embodiment, as shown in FIGS. 20A to 20C, an adhesive layer 402 is provided on the spacer-attached glass substrate of the embodiment shown in FIGS. A dummy plate 401 is attached.
A glass plate is used as a starting material. After the dummy plate is pasted, the groove 204 having a depth reaching the dummy plate and the spacer 203S are formed in the same manner as in the fifteenth embodiment.
That is, after a silicon substrate 203 serving as a spacer is attached to a dummy plate 501 made of a silicon substrate via an adhesive layer 502, photolithography is applied to the silicon substrate 203 as shown in FIG. The spacer 203S is formed by performing patterning by the etching method.
[0141]
Thereafter, as shown in FIG. 20B, a glass substrate 201 having a groove 204 formed so as to reach the dummy plate 401 is attached to the spacer 203S side through the adhesive layer 202.
After sticking the glass substrate 201 in this way, the adhesive layer 502 is softened and the dummy plate 501 is removed to form a sealing cover glass 200 with spacers as shown in FIG. The
According to such a configuration, the dummy plate 401 can be easily removed simply by softening the adhesive layer 402 by heating at the time of division, and can be divided very easily.
[0142]
The joining and separating steps are the same as those described in the seventh to ninth embodiments.
[0143]
(Eighteenth embodiment)
Next, an eighteenth embodiment of the present invention will be described.
In the first to seventeenth embodiments, the example in which the spacer is formed on the translucent substrate has been described. However, in the following eighteenth to twenty-second embodiments, the spacer is formed on the solid-state imaging device substrate side. An example will be described.
In the present embodiment, a spacer 106S is integrally formed on a silicon substrate 101 that constitutes a solid-state imaging device substrate. Other portions are formed in the same manner as in the above embodiment.
[0144]
First, as shown in FIG. 21A, a resist pattern is formed on the surface of the silicon substrate 101 by photolithography, and by using this as a mask, a recess 105 is formed by selective etching, as shown in FIG. A spacer 106S is formed.
[0145]
Thereafter, as shown in FIG. 21C, a channel stopper layer is formed in the element formation region surrounded by the spacer 106S by using a normal silicon process, the channel region is formed, the charge transfer electrode,. The element region 102 is formed. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
[0146]
Thereafter, as shown in FIG. 21 (d), a glass substrate 201 having a groove 204 formed thereon is prepared, and as shown in FIG. 21 (e), it is opposed to the element formation surface of the solid-state imaging device substrate 100. And the glass substrate 201 is integrated. At the time of integration, the adhesive layer 107 applied to the spacer surface is heated to firmly integrate.
[0147]
Finally, as shown in FIG. 21 (f), both the glass substrate side and the solid-state imaging device substrate side can be separated into the solid-state imaging device by thinning by CMP. Again, the thinning step is not limited to CMP, and can be performed by grinding, polishing, etching, or the like.
[0148]
Further, when the groove 204 is not formed on the glass substrate, it can be separated with good workability by dicing or cutting with a laser. Furthermore, when the cutting groove 104 is not formed in the silicon substrate, it is possible to separate with good workability by cutting with a diamond blade.
[0149]
According to this method, since the spacer is integrally formed with the solid-state imaging element substrate, a highly reliable solid-state imaging device can be formed without causing distortion at the joint.
[0150]
(Nineteenth embodiment)
Next, a nineteenth embodiment of the present invention will be described.
In the eighteenth embodiment, the example in which the spacer is integrally formed on the solid-state imaging device substrate has been described. However, in this embodiment, the silicon substrate 108 is formed on the solid-state imaging device substrate via the adhesive layer 107. It may be attached and patterned on a solid-state image sensor substrate. Other portions are formed in the same manner as in the eighteenth embodiment.
[0151]
That is, as shown in FIGS. 22A to 22C, in this embodiment, first, a channel stopper layer and a channel region are formed on a silicon substrate 101 by using a normal silicon process. Then, element regions such as charge transfer electrodes are formed. Further, a wiring layer is formed on the surface, and a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
[0152]
Then, as shown in FIG. 22A, a silicon substrate 103 is attached to the solid-state imaging device substrate via an adhesive layer 107.
Thereafter, as shown in FIG. 22B, the silicon substrate 103 is selectively removed on the solid-state imaging device substrate by an etching method using photolithography to form a spacer 103S.
Then, as shown in FIG. 22C, an adhesive layer 109 is applied on the spacer 103S, and a cutting groove 104 is formed.
[0153]
According to this method, since the spacer is formed after the element region is formed on the silicon substrate, the spacer is not obstructed when the element region is formed, and the manufacture is facilitated. Since it is not integral molding, there is also a problem that some distortion cannot be avoided.
[0154]
Note that the bonding and separation steps are the same as those described in the above embodiment.
[0155]
(20th embodiment)
Next, a twentieth embodiment of the present invention will be described.
In the nineteenth embodiment, the spacer 103S is formed by sticking the silicon substrate 108 on the solid-state image pickup device substrate via the adhesive layer 107 and etching it on the solid-state image pickup device substrate. As described above, in this embodiment, the dummy substrate 601 is used to form the spacer 103S on the dummy substrate, and the spacer 103S is attached to the silicon substrate 101 formed with the solid-state image sensor, that is, the solid-state image sensor forming substrate. You may make it wear. Other portions are formed in the same manner as in the nineteenth embodiment.
[0156]
That is, as shown in FIG. 23A, a silicon substrate 103 serving as a spacer is attached to a dummy plate 601 made of a silicon substrate via an adhesive layer 602 having a softening temperature of about 50 to 150 ° C. The silicon substrate 103 is selectively removed by an etching method using photolithography to form a spacer 103S. Thereafter, as shown in FIG. 23B, a silicon substrate 101 on which a solid-state imaging element is formed is attached to the spacer 103S side through an adhesive layer 202 having a softening temperature of about 100 to 200 ° C.
After the silicon substrate 101 on which the solid-state imaging element is formed in this way is adhered, as shown in FIG. 23C, the dummy layer 601 is removed by heating to about 50 to 150 ° C. to soften the adhesive layer 602. Then, as shown in FIG. 23 (d), the cutting groove 104 is formed, and the solid-state imaging device substrate 100 with the spacer is formed in the same manner as shown in FIG. 22 (b).
[0157]
Here, the bonding and separation process of the glass substrate and the solid-state imaging device substrate is the same as the process described in the eighteenth embodiment.
[0158]
According to this method, since it is not necessary to process the spacer on the solid-state image pickup device substrate, it is possible to prevent the solid-state image pickup device substrate from being damaged and causing a decrease in yield.
[0159]
In this embodiment mode, the cutting groove 104 is formed after the formation of the spacer. However, it goes without saying that the cutting groove 104 may be formed before the formation of the spacer.
[0160]
In the above embodiment, the bonding between the glass binder and the bonding between the silicon substrate constituting the solid-state imaging device and the spacer is performed using the adhesive layer, but the surface activation is performed and the room temperature direct bonding is performed. By joining with, it becomes possible to obtain a strong joint.
[0161]
In the first to twentieth embodiments (except for the eleventh, twelfth and fifteenth embodiments), the silicon substrate is used as the spacer. However, the present invention is not limited to this, and the thermal expansion coefficient is a solid-state imaging device substrate. For example, a close 42 alloy can be applied. A material having a thermal expansion coefficient close to that of the light-transmitting substrate may be used. Furthermore, a polyimide resin or the like may be used. In this case, it is flexible and has a strain absorption effect even when strain is generated due to temperature change.
Furthermore, the spacer may be formed by using an adhesive tape. In this case, after being attached to the entire surface, high-precision processing is possible by cutting using laser processing or the like.
[0162]
Furthermore, in the first to twentieth embodiments, when a dummy plate is used, a silicon substrate or a glass substrate is used. However, the present invention is not limited to this, and a metal plate or the like can also be used. Furthermore, a flexible film may be used.
[0163]
As the adhesive layer, a semi-curable resin, a UV curable resin, a UV / thermosetting resin, and a thermosetting resin are also applicable.
In addition, as a method for forming the adhesive layer, a transfer method, a screen printing method, a dispensing method, or the like can be appropriately selected.
In the eighteenth to twentieth embodiments, the cut groove is formed prior to the formation of the spacer, but it goes without saying that the cut groove may be formed after the formation of the spacer.
[0164]
(Twenty-first embodiment)
Next, a solid-state imaging device having a reinforcing plate will be described as a twenty-first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 24, this solid-state imaging device has a silicon oxide film (not shown) on the back surface side of the silicon substrate 101 constituting the solid-state imaging device substrate 100 of the solid-state imaging device of the first embodiment. A reinforcing plate 701 made of a silicon substrate bonded together is attached. Here, a reinforcing plate 701 made of a silicon substrate having a silicon oxide film formed on the surface is bonded onto the solid-state imaging device substrate by direct bonding using surface activated room temperature bonding.
[0165]
The element configuration is the same as that of the solid-state imaging device described in the first embodiment, and the strength is weakened by thinning the silicon substrate from the back surface to about half the thickness by CMP or the like and making it thin. In order to compensate for this, a reinforcing plate 701 is bonded to the back surface.
[0166]
According to this configuration, the solid-state imaging device substrate 100 can be thinned to increase the driving speed, and the strength reduction due to the thinning can be compensated for by the reinforcing plate. In addition, moisture resistance is improved.
[0167]
Next, the manufacturing process of this solid-state imaging device will be described.
The process up to the step of attaching the glass substrate to the solid-state imaging device substrate is basically the same as that of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 25A, an element region constituting a solid-state imaging element is formed on a silicon substrate 101 having a cutting groove 104 formed in advance using a normal silicon process, and a wiring layer is formed on the surface. Then, a bonding pad BP made of a gold layer is formed for external connection.
[0168]
Thereafter, as shown in FIG. 25 (b), alignment is performed by alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and sealing is performed on the solid-state imaging device substrate 100 in which the element regions are formed as described above. The cover glass 200 is placed and heated, and both are integrated by the adhesive layer 202. This step may be surface activated room temperature bonding.
[0169]
Thereafter, as shown in FIG. 25C, the glass substrate is left as it is, and a method such as CMP is similarly performed from the back side of the silicon substrate 101, and polishing is performed up to the portion of the cut groove 104, whereby individual solid-state imaging is performed. Separate into equipment.
[0170]
Further, as shown in FIG. 25 (d), a reinforcing plate 701 made of a silicon substrate having a silicon oxide film (not shown) formed on the surface is provided on the back surface side of the thinned silicon substrate 101. Bonding is performed by direct bonding using normal temperature bonding.
[0171]
Finally, the back side of the glass substrate 201 is removed until it reaches the groove 204, and the glass substrate is thinned and simultaneously separated. Finally, the reinforcing plate is diced using a diamond blade (grinding stone) or the like to form a solid-state imaging device with a reinforcing plate as shown in FIG.
[0172]
In this way, a solid-state imaging device can be formed very easily.
As described above, according to the method of the present invention, since the individual mounting is performed and the individual separation is performed without performing the alignment or the electrical connection such as the wire bonding, the manufacturing is easy and It is easy to handle. Moreover, since the silicon substrate is first thinned and separated and a reinforcing plate is attached, and then the reinforcing plate is diced, the reliability is high.
[0173]
In the present embodiment, the spacer formed on the glass substrate is used. However, the spacer provided on the solid-state image pickup device substrate or a separately provided spacer can be applied.
[0174]
Moreover, in the said embodiment, although the reinforcement board was comprised with the silicon substrate insulated and separated from the solid-state image sensor board | substrate, it was made to have heat insulation, but it utilizes as a heat sink using a board | substrate with favorable thermal conductivity. It is also possible. Moreover, according to the present embodiment, the moisture resistance is also improved. The present embodiment can also be applied when there is no cutting groove 104.
[0175]
(Twenty-second embodiment)
In addition, as a twenty-second embodiment of the present invention, a shield plate 801 can be obtained by attaching a metal substrate such as tungsten or chrome as shown in FIG. 26 instead of the reinforcing plate. . The other parts are configured in exactly the same way.
According to such a configuration, electromagnetic waves can be shielded and unnecessary radiation noise can be reduced.
[0176]
(Twenty-third embodiment)
Next, a twenty-third embodiment of the present invention is described.
In the first to the twenty-second embodiments, the bonding pad formed on the surface of the solid-state image sensor substrate is formed so as to be exposed, and the light-transmitting property is obtained so that electrical connection is possible on the surface of the solid-state image sensor substrate. Although the edge of the substrate (glass substrate) 201 is formed so as to be inward of the edge of the solid-state imaging device substrate, in this embodiment, the solid-state imaging device substrate and the glass substrate are configured to have the same edge. ), The back surface side is taken out through the through-hole H penetrating the solid-state imaging device substrate 100 and the reinforcing plate 701 attached to the back surface. Reference numeral 108 denotes a conductor layer, and 109 denotes a silicon oxide layer as an insulating layer. That is, the surface of the solid-state image pickup device substrate 100 made of the silicon substrate 101 as the semiconductor substrate on which the solid-state image pickup device 102 is formed is transparent through the spacer 203S so as to have a gap C corresponding to the light receiving region of the silicon substrate 101. The glass substrate 201 as the optical member is bonded, and is taken out to the back surface side of the solid-state image pickup device substrate 100 by the through hole H formed in the silicon substrate 101, and an external take-out terminal formed on the back surface of the solid-state image pickup device substrate 100 The pad 113 and the bump 114 are formed, and the peripheral edges are individually separated by dicing, and external connection is made through the bump 114. Here, as shown in FIG. 28D, it is connected to the peripheral circuit substrate 901 through the anisotropic conductive film 115. In addition, diffusion bonding using ultrasonic waves, solder bonding, and eutectic bonding by thermocompression bonding are also effective. Furthermore, the gap may be underfilled with resin. Here, the spacer 203S has a height of 30 to 150 μm, preferably 80 to 120 μm. Other parts are formed in the same manner as in the first embodiment.
[0177]
FIGS. 27A to 27C and FIGS. 28A to 28D show the manufacturing process of the solid-state imaging device.
[0178]
That is, in this method, in the fourth embodiment, as in the steps shown in FIGS. 6A to 6B, an element region for forming a solid-state imaging element is formed using a normal silicon process. A reinforcing plate 701 made of a silicon substrate on which a silicon oxide film (not shown) is formed is bonded to the back surface of the solid-state imaging device substrate 100 on which bonding pads BP for external connection are formed by surface active room temperature bonding. (Fig. 27 (a))
[0179]
Thereafter, as shown in FIG. 27B, alignment is performed using alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and the flat glass substrate 201 is formed on the solid-state imaging device substrate 100 formed as described above. The cover glass 200 to which the spacer 203S is bonded is placed on the substrate, and both are integrated by the adhesive layer 207 by heating.
[0180]
Then, through holes are formed from the back side of the reinforcing plate 701 by an etching method using photolithography. Then, a silicon oxide film 109 is formed in the through hole by the CVD method, and thereafter anisotropic etching such as RIE or ICP dry etching is performed to leave the silicon oxide film 109 only on the side wall of the through hole. ), The bonding pad BP is exposed.
[0181]
Then, as shown in FIG.6A tungsten film is formed as a conductor layer 108 in contact with the bonding pad in the through hole by a CVD method using the above.
[0182]
Then, as shown in FIG. 28B, bonding pads 113 are formed on the surface of the reinforcing plate 701, and bumps 114 are formed.
In this way, the signal extraction electrode terminal and the energization electrode terminal can be formed on the reinforcing plate 701 side.
[0183]
Then, as shown in FIG. 28C, an anisotropic conductive film 115 (ACP) is applied to the surface of the reinforcing plate 701.
Finally, as shown in FIG. 28D, a circuit board 901 on which a drive circuit is formed is connected via this anisotropic conductive film 115. The circuit board 901 has a contact layer 117 and a bonding pad 118 formed of a conductor layer filled in a through hole formed so as to penetrate the board.
Therefore, connection with a circuit board such as a printed circuit board can be easily achieved through the bonding pad 118. The contact layer 117 is formed by being aligned with the conductor layer 108 formed on the solid-state imaging device substrate.
[0184]
Thereafter, the entire device is diced along the dicing line DC and divided into individual solid-state imaging devices. (Although only one unit is shown in the drawing, a plurality of solid-state imaging devices are continuously formed on one wafer.)
In this way, a solid-state imaging device can be formed very easily with good workability.
[0185]
Since the reinforcing plate 701 is composed of a silicon substrate on which a silicon oxide film is formed, heat insulation or electrical insulation with the solid-state imaging device substrate 100 is possible.
[0186]
In the above embodiment, the conductor layer is formed in the through hole by the CVD method. However, the contact hole having a high aspect ratio can be easily obtained with good workability even by using a plating method, a vacuum screen printing method or a vacuum suction method. The conductor layer can be filled.
[0187]
Furthermore, in the above embodiment, the electrical connection between the front and back surfaces of the circuit board on which the solid-state imaging device substrate and the peripheral circuit are mounted using the through holes is not limited to this. It is also possible to form a contact so that the front and back are electrically connected by impurity diffusion.
In this way, the signal extraction electrode terminal and the energization electrode terminal can be formed on the reinforcing plate 701 side.
[0188]
(24th Embodiment)
Next, a twenty-fourth embodiment of the present invention will be described.
In the twenty-third embodiment, the through hole is formed so as to penetrate the reinforcing plate 701 and the conductor layer 111 is formed. However, in this embodiment, a silicon substrate in which holes (vertical holes) are formed in advance is used. A solid-state image sensor substrate is formed. Thereby, since the formation depth of the vertical hole can be shallow, productivity can be improved and the manufacturing yield can be improved. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-third embodiment.
[0189]
That is, as shown in FIG. 29A, prior to forming the solid-state imaging device, first, a resist pattern is formed on the back surface of the silicon substrate by photolithography, and RIE (reactive ion etching) is performed using this resist pattern as a mask. Thus, the vertical hole 118 is formed. In this step, a pad 110 made of aluminum or the like is formed on the surface, and a vertical hole 118 is formed so as to reach this pad.
[0190]
Then, as shown in FIG. 29B, a silicon oxide film 119 is formed on the inner wall of the vertical hole by the CVD method.
Then, as shown in FIG. 29C, an element region for forming a solid-state imaging element was formed using a normal silicon process as in the above embodiments.
And as shown in FIG.29 (d), it aligns with the alignment mark formed in the peripheral part of each board | substrate, On the solid-state image sensor board | substrate 100 formed as mentioned above, on the flat glass substrate 201 The cover glass 200 to which the spacer 203S is bonded is placed and heated, and both are integrated by the adhesive layer 207. Again, the bonding step may use surface activated room temperature bonding.
[0191]
Then, as shown in FIG. 29 (e), a reinforcing plate 701 is bonded to the back surface side of the solid-state image pickup device substrate 100 by surface activation room temperature bonding, and the vertical hole 118 is etched from the back surface side by etching using photolithography. The through hole 108 is formed so as to reach. Again, it is desirable that the inner wall of the through hole be insulated. Moreover, you may make it use the reinforcement board which formed the through hole previously.
[0192]
Thereafter, by performing the steps shown in FIGS. 28A to 28D described in the twenty-third embodiment, a solid-state imaging device having a structure in which even a circuit board on which peripheral circuits are formed is easily formed. Is done.
As described above, according to the present embodiment, the vertical hole can be formed with a shallow depth, so that the productivity can be improved and the manufacturing yield can be improved.
[0193]
(25th embodiment)
Next, a twenty-fifth embodiment of the present invention is described.
In the twenty-fourth embodiment, the contacts are formed so as to penetrate the reinforcing plate 701, the solid-state imaging device substrate, and the circuit board, and the electrodes are taken out from the circuit board side. As shown in (a) and (b), a conductor layer 120 as a wiring layer is formed on the side wall, and electrodes are taken out from the side wall of the solid-state imaging device. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-fourth embodiment.
[0194]
The manufacturing process is formed in substantially the same manner as in the twenty-fourth embodiment, but the through holes are formed so as to correspond to the end portions of the respective solid-state imaging devices, and the cutting line DC including the through holes is formed. The solid-state imaging device in which the wiring layer is formed on the side wall can be easily formed by dicing.
[0195]
In addition, if the conductor layer 120 filling the through hole is made of a light-shielding material such as tungsten, the solid-state imaging device is shielded from light even if it is not perfect, so that it is possible to reduce malfunctions. .
Moreover, if this reinforcement board is comprised with a polyimide resin, a ceramic, crystallized glass, the silicon substrate by which the surface and the back surface were oxidized as needed, the role of a heat insulation board | substrate can be given. Further, it may be formed of a moisture-proof sealing material or a light shielding material.
[0196]
(Twenty-sixth embodiment)
Next, a twenty-sixth embodiment of the present invention is described.
In the twenty-third and twenty-fourth embodiments, as shown in FIG. 28, the back surface side of the solid-state image pickup device substrate 100 is laminated on the peripheral circuit board via the reinforcing plate. As shown, the solid-state imaging device substrate 100 is stacked on the peripheral circuit substrate 901, and the reinforcing plates 701 are sequentially stacked on the back surface side of the peripheral circuit substrate. Other parts are formed in the same manner as in the twenty-fourth or twenty-fifth embodiment.
[0197]
This reinforcing plate also serves as a heat sink.
The manufacturing process is formed in substantially the same manner as in the twenty-third and twenty-fourth embodiments, but the connection resistance is reduced and the high-speed operation is achieved because the solid-state image pickup device substrate 100 and the peripheral circuit substrate 901 are arranged close to each other. Drive becomes possible.
[0198]
(Twenty-seventh embodiment)
Next, a twenty-seventh embodiment of the present invention is described.
In this example, in the twenty-sixth embodiment, the through hole is formed inside the substrate and the electrode is taken out on the back side of the peripheral circuit substrate. In this embodiment, as shown in FIG. The conductive layer 120 as a wiring layer is formed on the side wall with an insulating film 121 interposed therebetween. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-sixth embodiment.
[0199]
At the time of manufacture, it is formed in substantially the same manner as in the twenty-fifth embodiment, but it is easy to form a solid with sidewall wiring only by allowing the dicing line to be in a position including a contact formed in a through-hole or the like. An imaging device can be formed.
[0200]
In this solid-state imaging device, since the wiring is formed on the side wall, a signal extraction terminal, a current supply terminal, and the like can be formed on the side wall. However, it goes without saying that the connection may be made by forming pads and bumps on the back surface side of the peripheral circuit board 901. Reference numeral 701 denotes a reinforcing plate.
In the twenty-first to twenty-seventh embodiments, the sealing cover glass 200 can be formed in the same manner as the manufacturing methods in the first to twentieth embodiments.
[0201]
(Twenty-eighth embodiment)
Next, a twenty-eighth embodiment of the present invention is described.
In the twenty-third embodiment, the through hole is formed inside the substrate and the electrode is taken out on the back side of the peripheral circuit substrate. In this embodiment, however, as shown in FIG. The conductor layer 209 is formed in the through hole 208 formed in the 201 and the spacer 203S, the pad 210 is formed on the upper surface of the glass substrate, and the signal extraction terminal and the current supply terminal are formed above. It is. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-third embodiment shown in FIGS.
[0202]
Next, the manufacturing process of this solid-state imaging device is shown in FIGS. 34 (a1) to (f) and FIGS. 35 (a) to (e).
[0203]
That is, in the twenty-third embodiment, in the step shown in FIG. 27C, a through hole is formed in the solid-state image sensor substrate 100, and a signal extraction terminal and a current supply terminal are provided on the back side of the solid-state image sensor substrate. In contrast to this, in this method, the spacer 203S is attached to the glass substrate 201 constituting the sealing cover glass 200, and in that state, the through hole 208 is formed so as to penetrate the spacer and the glass substrate. A conductor layer is formed thereon, and a signal extraction terminal and a current supply terminal are formed on the surface of the sealing cover glass.
[0204]
First, as shown in FIG. 34 (a1), a silicon substrate 203 having a thickness of 30 to 120 μm for preparing spacers is prepared.
Next, as shown in FIG. 34 (a2), a glass substrate 201 for constituting the sealing cover glass 200 is prepared.
Then, as shown in FIG. 34B, an adhesive layer 202 is applied to the surface of the substrate 203.
[0205]
Thereafter, as shown in FIG. 34C, a silicon substrate 203 coated with an adhesive layer 202 is adhered to the surface of the glass substrate 201.
[0206]
Subsequently, as shown in FIG. 34D, a resist pattern is formed by photolithography, and RIE (reactive ion etching) is performed using the resist pattern as a mask, so that a region corresponding to the photodiode, that is, a light receiving region (FIG. An adhesive is applied in advance so as to remove the concave portion 205 including the region corresponding to 40) in b), or after RIE, removal treatment is performed with oxygen plasma or the like.
[0207]
Subsequently, as shown in FIG. 34 (e), a resist pattern is formed by photolithography, RIE (reactive ion etching) is performed using this resist pattern as a mask, and a through hole is formed so as to penetrate the spacer 203S and the glass substrate 201. 208 is formed.
[0208]
Then, if necessary, a silicon oxide film (not shown) is formed at least on the inner wall of the spacer made of silicon by CVD.
Note that this step is not necessary when the spacer is formed of an insulator such as glass or resin. Further, a light shielding film may be formed on the inner wall or the outer wall of the spacer.
[0209]
Thereafter, as shown in FIG. 35 (a), a conductor layer 209 is formed on the inner wall of the through hole whose inner wall is insulated by vacuum screen printing or metal plating using a conductive paste such as silver paste or copper paste. A through contact region that penetrates the spacer 203S and the glass substrate 201 is formed.
[0210]
Then, as shown in FIG. 35B, gold bonding pads 210 and 211 or bumps 212 are formed on the front and back surfaces of the glass substrate with spacers so as to be connected to the through contact region. Here, when forming the film, a gold thin film is formed on the front surface and the back surface and patterned by an etching method using photolithography, or screen printing, selective plating, or the like can be applied.
[0211]
Further, as shown in FIG. 35C, an anisotropic conductive resin film 213 is applied.
[0212]
On the other hand, as shown in FIG. 35 (d), a solid-state image pickup device substrate 100 formed with a reinforcing plate 701 is prepared in the same manner as in the twenty-third embodiment (see FIG. 27 (a)). To do.
[0213]
Then, as shown in FIG. 35 (e), alignment is performed using alignment marks formed on the peripheral edge of each substrate, and a flat glass substrate 201 and spacers are formed on the solid-state imaging device substrate 100 formed as described above. The cover glass 200 to which 203S is bonded is placed and heated, and both are integrated by the anisotropic conductive film 213.
[0214]
Thereafter, the entire device is diced along the dicing line DC and divided into individual solid-state imaging devices.
In this way, a solid-state imaging device in which a contact region such as a bonding pad is formed on the sealing cover glass is formed extremely easily and with good workability.
[0215]
(Twenty-ninth embodiment)
Next, a twenty-ninth embodiment of the present invention is described.
In the twenty-eighth embodiment, the solid-state imaging device has been described in which a through-hole penetrating the glass substrate and the spacer is formed and a contact region such as a bonding pad is formed on the sealing cover glass. In the thirty-third embodiment, this modification will be described.
First, the present embodiment is characterized by the formation of a through hole in a spacer, and a glass substrate 201 is prepared as shown in FIG.
And as shown in FIG.36 (b), a photocurable resin is formed in the surface of this glass substrate 201 by the optical modeling method, and the spacer 213 is formed.
Thereafter, as shown in FIG. 36C, a through hole 208 is formed by an etching method using photolithography.
Thus, it is possible to easily obtain a sealing cover glass having a spacer and a through hole.
After that, as described in the twenty-eighth embodiment, the mounting process shown in FIGS. 35 (a) to 35 (e) is executed, bonded to the solid-state image pickup device substrate, and then diced. Thus, the solid-state imaging device shown in FIG. 35 (e) can be obtained.
According to this method, the spacer is easily formed. In this embodiment, a photo-curing resin is used, but the adhesive itself may be used. Since the glass substrate and the spacer are integrally formed, it is possible to reduce warpage and distortion, and manufacture is also easy.
[0216]
(Thirty Embodiment)
Next, a thirtieth embodiment of the present invention is described.
In the twenty-eighth embodiment, a silicon substrate for spacer formation is attached to the glass substrate and patterned, but in this embodiment, the glass substrate is etched in one etching step. Thus, the recess and the through hole may be formed simultaneously. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-eighth embodiment.
[0217]
First, in the present embodiment, a glass substrate 201 is prepared as shown in FIG.
Then, as shown in FIG. 37 (b), a resist pattern R is formed on the front surface and the back surface of the glass substrate 201. The regions where through holes are to be formed have openings on both the front and back surfaces, If necessary, an area where the cutting groove 204) is to be formed has an opening only on the back surface side.
Thereafter, as shown in FIG. 37 (c), the glass substrate is etched from both sides using the front and back resist patterns as masks, thereby forming recesses 205, cutting grooves (not shown), and through holes 208 at the same time.
Thus, it is possible to easily obtain the sealing cover glass in which the spacers are integrally formed and the through holes are formed.
After that, as described in the twenty-eighth embodiment, the mounting process shown in FIGS. 35 (a) to 35 (e) is executed, bonded to the solid-state image pickup device substrate, and then diced. Thus, the solid-state imaging device shown in FIG. 35 (e) can be obtained.
Since the glass substrate and the spacer are integrally formed, it is possible to reduce warpage and distortion, and manufacture is also easy.
[0218]
(Thirty-first embodiment)
Next, a thirty-first embodiment of the present invention is described.
In the twenty-eighth embodiment, the silicon substrate for spacer formation is attached to the glass substrate and patterned, but in this embodiment, the spacer already patterned on the glass substrate 201 is used. 203S is pasted, and finally a through hole is formed by an etching process. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-eighth embodiment.
[0219]
First, in the present embodiment, a glass substrate 201 is prepared as shown in FIG.
On the other hand, as shown in FIG. 38 (a2), a silicon substrate 203 for spacer formation is prepared.
Then, as shown in FIG. 38B, the silicon substrate 203 is processed by an etching method using photolithography to obtain a spacer 203S.
[0220]
Thereafter, as shown in FIG. 38C, an adhesive 202 is applied to the patterned spacer surface.
Then, as shown in FIG. 38 (d), the spacer 203 </ b> S is adhered while being aligned with the glass substrate 201.
Thereafter, as shown in FIG. 38E, a through hole 208 is formed by an etching method using photolithography.
[0221]
In this way, it is possible to easily obtain a sealing cover glass in which a spacer is attached and a through hole is formed.
[0222]
Then, if necessary, a silicon oxide film (not shown) is formed at least on the inner wall of the spacer made of silicon by CVD.
Note that this step is not necessary when the spacer is formed of an insulator such as glass or resin. Further, a light shielding film may be formed on the inner wall or the outer wall of the spacer.
[0223]
After that, as described in the twenty-eighth embodiment, the mounting process shown in FIGS. 35 (a) to 35 (e) is executed, bonded to the solid-state image pickup device substrate, and then diced. Thus, the solid-state imaging device shown in FIG. 35 (e) can be obtained.
[0224]
Note that the glass substrate and the spacer may be bonded to each other by applying an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, a combination thereof, or semi-cured adhesive application. In forming this adhesive, it is possible to appropriately select supply with a dispenser, screen printing, stamp transfer, and the like.
[0225]
In addition, as shown in FIG. 38C, the light shielding film 215 may be formed by a method such as sputtering a tungsten film on the inner side wall of the concave portion of the spacer.
This makes it possible to obtain good imaging characteristics without providing a separate light shielding film.
[0226]
(Thirty-second embodiment)
Next, a thirty-second embodiment of the present invention is described.
In the twenty-eighth embodiment, an example has been described in which a silicon substrate for spacer formation is attached to a glass substrate, this is patterned, and finally a through-hole penetrating the glass substrate and the spacer is formed by etching. In this embodiment, as shown in FIGS. 39 (a1) to (f), the shape of the silicon substrate is processed by etching to form the through hole 208a shown in FIG. 39 (e1). The glass substrate 201 on which the through-hole 208b shown in (b2) is formed is aligned using an alignment mark at the wafer level and bonded using the adhesive layer 202. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-eighth embodiment.
[0227]
In this case, it is also possible to form the light shielding film (215) on the inner wall where the concave portion of the spacer is desired.
According to such a method, since the through holes are individually formed and bonded, alignment is necessary, but since the aspect ratio may be about half, the formation of the through holes becomes easy.
[0228]
After that, as described in the twenty-eighth embodiment, the mounting process shown in FIGS. 35 (a) to 35 (e) is executed, bonded to the solid-state image pickup device substrate, and then diced. Thus, the solid-state imaging device shown in FIG. 35 (e) can be obtained.
[0229]
(Thirty-third embodiment)
Next, a thirty-third embodiment of the present invention is described.
In the twenty-eighth embodiment, a silicon substrate for spacer formation is attached to a glass substrate, a conductor layer 209 is formed in a through-hole that penetrates the glass substrate and the spacer, and then the solid-state imaging device substrate 100 is formed. In this embodiment, as shown in FIGS. 40A to 40D, the above-described operations Nos. 28 to 32 are performed on the solid-state imaging device substrate 100 in which the reinforcing plate 701 is attached to the back surface. The glass substrate 200 with a spacer formed with the through-hole 208 formed in the form is aligned and bonded at the wafer level, and then the conductor layer 209 is formed in the through-hole 208. It is what. A bonding pad 210 is formed so as to be connected to the conductor layer 209. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-eighth embodiment.
Again, when the conductor layer 209 is embedded, it can be easily formed by vacuum screen printing using a conductive paste such as copper paste or metal plating.
[0230]
(Thirty-fourth embodiment)
Next, a thirty-fourth embodiment of the present invention is described.
In the first to thirty-third embodiments, a sealing cover glass made of a plate-like body is used as the translucent member. However, the sealing cover glass itself has an imaging function, and an optical member is used. By configuring, the size can be further reduced.
[0231]
As shown in FIG. 41, this solid-state imaging device is characterized in that a sealing cover glass 220 with a lens array is used instead of the sealing cover glass 200 in the 28th to 33rd embodiments. Is.
The sealing cover glass 220 is formed by a molding method or an etching method.
[0232]
The other portions are formed in substantially the same manner as in the twenty-eighth embodiment.
In the twenty-eighth embodiment, as shown in FIG. 33, the conductor layer 209 is formed in the through hole 208 formed in the glass substrate 201 and the spacer 203S, and the pad 210 is formed on the upper surface of the glass substrate. In this embodiment, the bonding pad BP is connected to the external connection terminal in a part of the region (not shown), and the signal extraction terminal and the current supply terminal are connected to each other. It is characterized by comprising. Other portions are formed in the same manner as in the twenty-eighth embodiment shown in FIGS.
[0233]
Next, the manufacturing process of the solid-state imaging device is shown in FIGS. 42 (a1) to (d) and FIGS. 43 (a) to 43 (c).
[0234]
That is, the manufacturing process is also largely different in that a sealing cover glass 220 with a lens array is used in place of the sealing cover glass 200 in the 28th to 33rd embodiments.
[0235]
In the thirty-third embodiment, the spacer 203S is attached to the glass substrate 201 constituting the sealing cover glass 200, and in that state, the through hole 208 is formed so as to penetrate the spacer and the glass substrate. The conductor layer is formed on this, and the signal extraction terminal and the current supply terminal are formed on the surface side of the sealing cover glass.
[0236]
The adhesive layer 207 is formed on the surface of the spacer 203S of the sealing glass with lens array 220 formed in the steps shown in FIGS. 42A1 to 42D (shown in FIG. 43A).
[0237]
On the other hand, as shown in FIG. 43 (b), a solid-state imaging device substrate 100 formed with a reinforcing plate 701 is prepared in the same manner as used in the twenty-eighth embodiment.
[0238]
Then, as shown in FIG. 43 (c), the alignment is performed by the alignment mark formed on the peripheral portion of each substrate, and the lens array in which the spacer 223S is bonded onto the solid-state imaging device substrate 100 formed as described above. The cover glass 220 is placed and heated, and both are integrated by the adhesive layer 207 by heating.
[0239]
Modification examples of the manufacturing process of the sealing cover glass with lens array 220 will be described in the thirty-fifth to thirty-eighth embodiments.
[0240]
(Thirty-fifth embodiment)
Next, a thirty-fifth embodiment of the present invention is described.
In this embodiment, as shown in FIGS. 44 (a) and 44 (b), a sealing cover glass 220 with a lens array is prepared, and a recess 225 is formed by etching on the back surface side to integrally form a spacer 223S. It is characterized by. Other portions are formed in the same manner as in the above embodiment.
[0241]
According to such a configuration, the sealing cover glass 220 with a lens array that can be easily formed with good workability and is highly integrated and has no distortion can be obtained.
[0242]
(Thirty-sixth embodiment)
Next, a thirty-sixth embodiment of the present invention is described.
First, in the present embodiment, a glass substrate 220 with a lens array is prepared as shown in FIG.
And as shown in FIG.45 (b), photocurable resin is formed in the surface of this glass substrate 220 with a lens array by the optical modeling method, and the spacer 223S is formed.
Thus, it is possible to easily obtain a sealing cover glass having a spacer and a through hole.
After that, as described in the thirty-fourth embodiment, the mounting process shown in FIGS. 43 (a) to 43 (c) is executed, bonded to the solid-state image pickup device substrate, and then diced. As a result, the solid-state imaging device shown in FIG. 43C can be obtained.
[0243]
(Thirty-seventh embodiment)
Next, a thirty-seventh embodiment of the present invention is described.
In the thirty-fourth embodiment, a silicon substrate is attached to the sealing cover glass 220 with a lens array and patterned, but as shown in FIGS. 46 (a1) to (d), a lens is used. A spacer 203S formed by an etching method may be attached to the sealing cover glass 220 with an array. Here again, in the mounting step, a solid-state imaging device can be obtained by bonding to a solid-state imaging element substrate and dicing, as in the thirty-sixth embodiment.
[0244]
(Thirty-eighth embodiment)
Next, a thirty-eighth embodiment of the present invention is described.
As shown in FIG. 47, the sealing cover glass with lens array 220, the spacer 203S, and the solid-state imaging device substrate 100 with the reinforcing plate 701 may be fixed together.
[0245]
(Thirty-ninth embodiment)
Next, a thirty-ninth embodiment of the present invention is described.
Further, as shown in FIGS. 48A to 48D, the peripheral circuit substrate 901 shown in FIGS. 28A to 28D in the twenty-third embodiment is provided with an anisotropic conductive film 115 interposed therebetween. It is also possible to apply the sealing cover glass 220 with a lens array to a solid-state imaging device that is stacked in layers. Other portions are formed in the same manner as in the above embodiment.
In addition, for the connection of the peripheral circuit board 901, diffusion bonding using ultrasonic waves, solder bonding, and eutectic bonding by thermocompression bonding are also effective. Furthermore, you may make it underfill with resin.
Instead of the sealing cover glass 200 made of a plate-shaped body, a sealing cover glass 220 with a lens array may be used.
[0246]
(40th embodiment)
Next, a fortieth embodiment of the present invention is described.
As shown in FIG. 49, the solid-state image pickup device substrate 100, the peripheral circuit substrate 901, and the reinforcing plate 701 may be laminated in this order as in the twenty-sixth embodiment as shown in FIG. Other portions are formed in the same manner as in the above embodiment.
[0247]
(Forty-first embodiment)
Next, a forty-first embodiment of the present invention is described.
As shown in FIG. 50, it is also effective to form a wiring 221 on the side wall of the spacer.
In manufacturing, as in the twenty-seventh embodiment, a through hole is formed in a spacer, a conductor layer is formed in the through hole, and a solid-state image pickup device substrate and a sealing cover glass 220 with a lens are bonded together. Side wall wiring can be easily performed by dividing the substrate by dicing lines including through holes. Other portions are formed in the same manner as in the above embodiment.
[0248]
In the above-described embodiment, the method for bonding the glass substrate constituting the sealing cover glass and the spacer and the bonding of the solid-state imaging device substrate and the sealing cover glass using the adhesive layer has been described. However, in all the embodiments, when the spacer and the surface of the solid-state imaging device substrate are made of Si, metal, or inorganic compound, they can be appropriately joined by surface activated room temperature bonding without using an adhesive. When the cover glass is Pyrex and the spacer is Si, anodic bonding is also possible. When an adhesive layer is used, not only a UV adhesive but also a thermosetting adhesive or a thermosetting combined UV curable adhesive may be used as the adhesive layer.
When using a semi-curing adhesive, it is possible to make corrections at the time of alignment by applying it in a liquid state and semi-curing and aligning it. It becomes possible to form.
[0249]
Further, as described in the first embodiment, in all the embodiments, as a spacer, in addition to a silicon substrate, 42 alloy, metal, glass, photosensitive polyimide, polycarbonate resin, and the like can be appropriately selected.
[0250]
In addition, when the solid-state imaging device substrate and the sealing cover glass are joined using the adhesive layer, it is preferable to prevent the molten adhesive layer from flowing out by forming a liquid reservoir. The same applies to the joint portion between the spacer and the solid-state imaging device substrate or the sealing cover glass. As shown in FIGS. 51A to 51F, examples of the shape of the joint end portion of the spacer are recessed in the joint portion. Alternatively, the melted adhesive layer may be prevented from flowing out by forming a convex portion and forming a liquid reservoir.
[0251]
Furthermore, in order to strengthen the bonding between the solid-state imaging device substrate and the sealing cover glass and prevent deterioration of the solid-state imaging device, a glass substrate including a sealing cover glass 201 with a sealing resin as shown in FIG. 200 and the spacer 203S, and the joint between the spacer and the solid-state imaging device substrate 100 may be sealed with a sealing resin M. As a result, it is possible to prevent intrusion of moisture or the like and obtain high reliability.
As the sealing resin, epoxy, oxetane, silicon, acrylic, etc. are suitable, can form a desired sealing region, prevent intrusion of moisture, etc., and can obtain high reliability. Any resin may be used.
[0252]
At the time of formation, a jig is used to supply a sealing resin to a region excluding the bonding pad BP (electrode pad) with a dispenser, and after curing, the jig is removed to cover the resin without covering the bonding pad. Can be stopped. Here, it is desirable that the sealing resin be curable at 80 ° C. or lower as in the case of the adhesive described above. As the resin, it is desirable to use a photocurable resin or a room temperature curable resin. When using a photocurable resin, it is desirable that the jig is composed of a light transmissive member.
[0253]
In the above-described embodiment, the element formed with the cut groove is separated into individual elements by CMP up to the position of the cut groove. However, grinding, polishing, whole surface etching, or the like can also be used.
[0254]
Moreover, in the said embodiment, when using a reinforcement board (701), as a material, if it comprises a polyimide resin, a ceramic, crystallized glass, the silicon substrate etc. which oxidized the surface and the back surface as needed, heat insulation will be carried out. It can have the role of a substrate. Moreover, you may make it form with a light shielding material.
[0255]
Moreover, in the said embodiment, when bonding of a glass substrate and a spacer is required, you may be made to perform by ultraviolet curing resin, thermosetting resin, these combination, or semi-hardened adhesive application | coating. In forming this adhesive, it is possible to appropriately select supply with a dispenser, screen printing, stamp transfer, and the like.
[0256]
In addition, the examples described in the embodiments can be mutually modified within a range applicable to all forms.
[0257]
【The invention's effect】
As described above, according to the manufacturing method of the solid-state imaging device of the present invention, positioning at the wafer level, including the formation of the electrode terminal for external extraction, integrated by mounting in a lump, Since the imaging elements are separated, it is possible to form a solid-state imaging device that is easy to manufacture and highly reliable.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a cross-sectional view and a main part enlarged cross-sectional view showing a solid-state imaging device formed by a method according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2C are diagrams illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 3A to 3C are diagrams showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 4A to 4D are diagrams showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 5A to 5E are diagrams showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention.
FIGS. 6A to 6D are diagrams showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 7A to 7D are diagrams illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the fifth embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 8A to 8D are diagrams illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the sixth embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 9 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twelfth embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirteenth embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the fourteenth embodiment of the present invention;
FIG. 18 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the fifteenth embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the sixteenth embodiment of the present invention;
FIG. 20 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the eighteenth embodiment of the present invention;
FIG. 22 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the nineteenth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twentieth embodiment of the present invention;
FIG. 24 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-first embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-first embodiment of the present invention;
FIG. 26 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-second embodiment of the present invention;
FIG. 27 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-third embodiment of the present invention;
FIG. 28 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-third embodiment of the present invention;
FIG. 29 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-fourth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-fifth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-sixth embodiment of the present invention;
FIG. 32 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-seventh embodiment of the present invention;
FIG. 33 shows a solid-state imaging device according to a twenty-eighth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the twenty-eighth embodiment of the present invention;
FIG. 35 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the 28th embodiment of the present invention;
FIG. 36 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the 29th embodiment of the present invention;
FIG. 37 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirtieth embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-first embodiment of the present invention;
FIG. 39 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-second embodiment of the invention;
FIG. 40 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-third embodiment of the present invention;
FIG. 41 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-fourth embodiment of the present invention;
FIG. 42 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-fourth embodiment of the present invention;
FIG. 43 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-fourth embodiment of the present invention.
FIG. 44 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the 35th embodiment of the present invention;
FIG. 45 is a diagram illustrating manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-sixth embodiment of the present invention;
FIG. 46 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-seventh embodiment of the present invention.
FIG. 47 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-eighth embodiment of the present invention.
FIG. 48 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the thirty-ninth embodiment of the present invention.
FIG. 49 is a diagram showing a manufacturing process of the solid-state imaging device according to the 40th embodiment of the present invention;
FIG. 50 is a diagram showing manufacturing steps of the solid-state imaging device according to the forty-first embodiment of the present invention.
FIG. 51 is a diagram showing the shape of a liquid reservoir in an embodiment of the present invention.
FIG. 52 is a diagram showing a modification of the solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 Solid-state image sensor substrate
101 Silicon substrate
102 Solid-state image sensor
200 Cover glass for sealing
201 glass substrate
203S spacer

Claims (6)

半導体基板表面に複数の固体撮像素子を形成する工程と、
前記固体撮像素子の各受光領域に対向して空隙をもつように前記半導体基板表面にスペーサを介して透光性部材を接合する工程と、
前記固体撮像素子に対応して前記半導体基板表面に外部接続端子を形成する工程と、
前記接合工程により前記半導体基板と前記透光性部材とが接合された接合体を、外部接続端子を有する固体撮像素子ごとに分離する工程とを含み、
前記スペーサが半導体材料からなり、前記半導体基板表面に対して80℃を越えない接着温度下で接合する熱硬化型接着剤、または常温硬化型接着剤を用いて接合することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
Forming a plurality of solid-state imaging elements on a semiconductor substrate surface;
Bonding a translucent member to the surface of the semiconductor substrate via a spacer so as to have a gap facing each light receiving region of the solid-state imaging device;
Forming an external connection terminal on the surface of the semiconductor substrate corresponding to the solid-state imaging device;
The assembly and the semiconductor substrate and the light transmissive member is bonded by the bonding step, see containing and separating each solid-state imaging device having an external connection terminal,
Solid-state imaging characterized in that the spacer is made of a semiconductor material and bonded to the surface of the semiconductor substrate using a thermosetting adhesive or a room temperature curable adhesive that is bonded at an adhesive temperature not exceeding 80 ° C. Device manufacturing method.
前記接合する工程に先立ち、前記受光領域を囲むように前記半導体基板表面を選択的に除去することにより突出部を形成する工程を含み、前記突出部によって前記受光領域と前記透光性部材との間に空隙が形成されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。  Prior to the bonding step, including a step of forming a protrusion by selectively removing the surface of the semiconductor substrate so as to surround the light receiving region, and the protrusion allows the light receiving region and the translucent member to be formed. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein a gap is formed between them. 前記接合する工程は、前記スペーサを、前記受光領域を囲むように配設することを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。  2. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein in the bonding step, the spacer is disposed so as to surround the light receiving region. 前記分離する工程は、前記固体撮像素子の周縁部表面が前記透光性部材から露呈せしめられるように、前記透光性部材の周縁部が前記各固体撮像素子の各周縁部よりも内方に位置するように前記透光性部材を分離する工程を含むことを特徴とする請求項1乃至に記載の固体撮像装置の製造方法。The separating step is such that the peripheral edge of the translucent member is inward of each peripheral edge of each solid-state image sensor so that the peripheral surface of the solid-state image sensor is exposed from the translucent member. method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1 to 3, characterized in that it comprises the step of separating the light-transmitting member so as to be located. 前記外部接続端子を露呈せしめるように前記透光性部材と前記半導体基板表面との接合部の周辺を樹脂封止する工程を含む請求項1乃至のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。Method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4 comprising the step of resin-sealing the periphery of the joint between the external connecting said terminal and said translucent member so allowed to expose the semiconductor substrate surface . 前記樹脂封止する工程は、80℃を越えない温度下で実行されることを特徴とする請求項に記載の固体撮像装置の製造方法。The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 5 , wherein the resin sealing step is performed at a temperature not exceeding 80 ° C. 6.
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