JP4407800B2

JP4407800B2 - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP4407800B2
Application number: JP2003397663A
Authority: JP
Inventors: 治大森
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2023-11-27
Also published as: JP2004193599A

Description

本発明は、半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。

受光部等のような光学的部分を有する光学チップは、光学的部分を有する表面と封止するためのカバーとの間に空間を設けたほうがよいことがわかっている。このため、光学チップが切断され、個片化された後に、光学的部分が光学的部分とカバーとの間に空間を設けてカバーによって封止される光デバイスの製造方法が知られている。ウエハ等の基板をダイシング等により切断する際には切削屑等が発生する。この切削屑等のゴミが光学的部分に付着したまま封止されると、その後に該空間内からゴミを除去することができなくなり、光デバイスの品質が低下するという問題があった。特に、マイクロレンズ付の光学的部分を有する固体撮像装置の場合には、マイクロレンズは凹凸を有するため、ゴミが付着しやすく、完全に除去するのが困難であった。このため、マイクロレンズ付の光学的部分を有する場合には、さらに固体撮像装置の品質が低下しやすいという問題があった。

本発明の目的は、製品の信頼性及び生産性を高めることにある。
特許第２９８７４５５号公報

（１）本発明に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）第１の基板と前記第１の基板に重ねるように配置された第２の基板とを接続すること、
（ｂ）切削ツールによって、前記第１の基板と前記第２の基板とを同一工程において切削すること、
を含み、
前記切削ツールは、近接して配置された切削幅の異なる複数のカッタを有し、
前記（ｂ）工程で、前記第１の基板と前記第２の基板とを、前記切削ツールによって異なる幅で切削する。本発明によれば、重ねられた複数の基板を、切削幅の異なるように同一工程で切削するので、複数回にわけて切削する必要がなく、半導体装置の生産性を高めることができる。
（２）この半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は、少なくとも一部に光透過性を有し、
前記第２の基板は、光学的部分を有する光学チップとなる部分を複数有してもよい。
（３）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記切削ツールを、前記第１及び第２の基板に、前記第１の基板側から挿入してもよい。
（４）この半導体装置の製造方法において、
前記切削ツールは、前記第１の基板を切削する第１のカッタと、前記第２の基板を切削する第２のカッタとを有し、
前記（ｂ）工程で、前記第１のカッタによる前記第１の基板の切削幅は、前記第２のカッタによる前記第２の基板の切削幅よりも大きくてもよい。
（５）この半導体装置の製造方法において、
前記第１のカッタの長さは、前記第１の基板の切削する部分における厚みよりも大きくてもよい。
（６）この半導体装置の製造方法において、
前記第２のカッタの長さは、前記第２の基板の切削する部分における厚みよりも大きくてもよい。
（７）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記第２の基板の切削時において、前記第１のカッタを前記第２の基板の表面から間隔をあけて配置してもよい。これによって、第１のカッタによる第２の基板への切削を防止することができる。
（８）この半導体装置の製造方法において、
前記第２の基板の前記光学チップとなる部分には、前記光学的部分の外側に電極が形成され、
前記（ｂ）工程で、前記第１のカッタによって、前記第１の基板における前記電極の上方の部分を除去してもよい。これによれば、第２の基板における電極の上方が開放されるので、電極に対する電気的な接続を採りやすくなる。
（９）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程前に、前記第２の基板にシートを貼り付けることをさらに含み、
前記（ｂ）工程で、前記切削ツールが前記シートを貫通しないように、前記第２の基板を切削してもよい。これによれば、切削後の第２の基板をシートで保持することができるので、その後の工程が処理しやすい。
（１０）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程において、前記第１の基板を切削ラインに沿って切断し、
前記（ｂ）工程前に、前記第１の基板の前記切削ラインに沿って、溝を形成することをさらに含んでもよい。これによれば、切削ラインを他の部分よりも薄くできるので、第１のカッタで容易に第１の基板を切削することができ、また、溝を形成することで、第１の基板の切削位置を明示することができる。
（１１）この半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程で、前記第１及び第２の基板を切断することによって、第１の基板の一部及び前記第２の基板の一部が対向して固着された個片に切断することを含んでもよい。
（１２）この半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で、
前記第１の基板と前記第２の基板とを、スペーサを介して対向させて、前記第１の基板と前記第２の基板とを前記スペーサを介して固着してもよい。
（１３）この半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記第１の基板と前記第２の基板とを、光透過性の接着層を介して貼り付けて、前記第１の基板と前記第２の基板とを前記光透過性の接着層を介して固着してもよい。
（１４）この半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は、複数のカバーと前記複数のカバーを連結する連結部とを含み、
前記（ａ）工程で、前記複数のカバーを前記第２の基板に取り付け、
前記（ｂ）工程で、前記連結部を切断してもよい。
（１５）本発明に係る半導体装置は、上記方法によって製造されてなる。
（１６）本発明に係る半導体装置は、上記半導体装置と、
上記半導体装置を支持する支持部材と、
をさらに含む。
（１７）本発明に係る回路基板には、上記半導体装置が実装されている。
（１８）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１（Ａ）〜図６（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法を説明する図である。本実施の形態では、一例として、光デバイス及びその製造方法を説明する。本実施の形態では、第１及び第２の基板１０，２０を使用する。

図１（Ａ）に示すように、第１の基板１０を用意する。第１の基板１０の大きさ及び形状は特に限定されないが、第２の基板２０と同一の大きさであることが好ましく、第２の基板２０と同一の形状であることがより好ましい。さらに、例えば図３に示すように四辺形であってもよい。第１の基板１０は、少なくとも一部に光透過性を有する。第１の基板１０として光学ガラスを使用することができる。第１の基板１０は、光が透過するものであれば損失の大きさは問わないし、特定の波長の光のみを透過するものであってもよい。例えば、第１の基板１０は、可視光を通過させるが赤外線領域の光を通過させないものであってもよい。第１の基板１０は、可視光に対して損失が小さく、赤外線領域の光に対して損失が大きくてもよい。さらに、第１の基板１０の表面には、反射防止膜や赤外線遮蔽膜などの光学機能膜が形成されてもよい。こうすれば、基板とは別にこのような光学機能を有するものを設けなくともよいため、光デバイス等を更に小型化することができる。

図１（Ａ）に示すように、第１の基板１０には、溝１２を設けてもよい。第１の基板１０を切削して溝１２を形成する場合、第１の基板１０にシート１４等の保持材を貼り付けておけば作業性が向上し、第１の基板１０の割れを防止できる。溝１２は、第１の基板１０をハーフカットして形成してもよい。上記ハーフカットとは、第１の基板１０を完全に切断するのではなく、図１（Ａ）に示すように第１の基板１０の厚み方向に、第１の基板１０を切削することによって、溝１２を設けることである。その場合、溝１２の形成は、ダイシングブレード１６を使用して、第１の基板１０の表面から切削することによって行ってもよい。溝１２は、第１の基板１０における切削ライン（切削の仮想ライン）上に形成される。すなわち、後述する切削工程において、第１の基板は、切削ラインに沿って切削される。例えば、図３に示すように、格子形状をなすように、複数の溝１２を形成してもよい。溝１２を形成することで、切削ラインにおける第１の基板１０の厚みを他の部分よりも薄くできるので、後述する切削ツール１２０（詳しくは第１のカッタ１２２）で容易に第１の基板１０を切削することができる。また、溝１２を形成することで、第１の基板１０の切削位置を明示することができる。変形例として、第１の基板１０は溝１２を有さないものであってもよい。

次に、本実施の形態では、第１及び第２の基板１０，２０を、少なくとも１つのスペーサ１８を介して相互に取り付ける。スペーサ１８は複数設けられてもよい。例えば、第１及び第２の基板１０，２０の一方にスペーサ１８を形成し、スペーサ１８を介して、第１及び第２の基板１０，２０の他方を第１及び第２の基板１０，２０の一方に取り付ける。一例として、図１（Ｂ）に示すように、第１の基板１０に枠状のスペーサ１８を設ける。各スペーサ１８は、第１の基板１０において切断されて透明基板１１０になる各部分に設けられる。図１（Ｂ）に示す例では、溝１２によって囲まれた部分（図３参照）に、各スペーサ１８を設ける。各スペーサ１８は、隣り合ったスペーサと連続的に（切れ目がないように）形成されていてもよい。この場合、スペーサ１８の取り付けが容易になる。各スペーサ１８は、後述する光学的部分２２を囲む形状になっている。

本実施の形態では、スペーサ１８は、樹脂で形成する。第１及び第２の基板１０，２０との接着を考慮して、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂又はそれらを組み合わせた樹脂等のような接着性を有する樹脂を使用してもよい。例えば、感光性樹脂（感光性ポリイミド等のフォトレジスト等）の層を第１の基板１０に設け、フォトリソグラフィを適用して、これをパターニングすることでスペーサ１８を形成してもよい。あるいは、スクリーン印刷によってスペーサ１８を形成してもよい。なお、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂で形成されたスペーサ１８は、仮硬化させることでその変形を抑えることができる。また、上記のスペーサ１８を構成する樹脂が紫外線硬化型であれば、仮硬化には、弱い紫外線の照射を適用することができる。ここで、仮硬化とは、樹脂が完全に硬化しない状態であって、仮硬化した樹脂の流動性が室温下での樹脂の流動性よりも低くなるようにした状態のことをいう。これにより、第１及び第２の基板１０，２０をスペーサ１８を介して相互に取り付ける際に、樹脂が変形しにくくなるため、下記の光学的部分２２に樹脂が付着しにくくすることができる。従って、樹脂の付着による光学的部分への光の入出射の阻害を防ぐことができる。また、スペーサ１８は少なくとも表面が絶縁性の材料からなることが好ましい。

図１（Ｃ）に示すように、第２の基板２０を用意する。第２の基板２０には、後述する切削工程での作業性を向上させるためにシート２１を貼り付けておいてもよい。図２は、第２の基板２０の一部を拡大した図である。第２の基板２０は、光学的部分２２を含む複数の光学チップ１００を有する。光学チップ１００は、光学的部分２２と電極３４とを含む。光学的部分２２は、光が入射又は出射する部分（受光部又は発光部）を有するものであって、光エネルギーを他のエネルギー（例えば電気的エネルギー）に、又は、他のエネルギー（例えば、電気的エネルギー）を光エネルギーに、変換するための部分を有するものである。１つの光学的部分２２は、複数のエネルギー変換部（受光部又は発光部）２４を有していてもよい。

本実施の形態では、固体撮像装置（例えばＣＣＤ、特にフォトダイオードを備えたＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサ等）を例として説明する。この場合、それぞれの光学的部分２２は、複数のエネルギー変換部（受光部又はイメージセンサ部等）２４を有する。図２に示すように、複数のエネルギー変換部２４は、二次元的に並べられて、画像センシングを行えるようになっている。エネルギー変換部２４は、光透過性を有するパッシベーション膜２６で覆われていてもよい。第２の基板２０が、半導体基板（例えば半導体ウエハ等）を含むものであれば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜でパッシベーション膜２６を形成してもよい。

光学的部分２２は、カラーフィルタ２８を有していてもよい。カラーフィルタ２８は、パッシベーション膜２６上に形成されていてもよい。また、カラーフィルタ２８上に平坦化層３０が設けられてもよい。光学的部分２２の表面には、マイクロレンズアレイ３２が設けられてもよい。この場合、第１の基板１０及びスペーサ１８は、少なくとも第２の基板２０のうちマイクロレンズアレイ３２が設けられた領域を封止する。

第２の基板２０には、複数の電極３４が形成されている。図２に示す電極３４は、パッド上に形成されたバンプを有するが、パッドのみであってもよい。図２に示すように、電極３４は、個々の光学チップ１００となる部分において、光学的部分２２の外側に形成されていることが好ましい。例えば、隣りあった光学的部分２２の間に、電極３４が形成されていてもよい。１つの光学的部分２２に、１グループの電極３４（複数）が対応している。例えば、図６（Ｂ）に示すように、光学的部分２２の複数辺（例えば対向する２辺）に沿って電極３４を配置してもよい。また、電極３４は、光学的部分２２の１辺に沿って配置してもよい。

第２の基板２０には、切削ラインを認識するマーク（図示しない）が形成されることが好ましい。第１の基板１０が光を透過するものである場合、第１の基板１０を透かして、第２の基板２０のマークを認識してもよい。

図１（Ｃ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を対向させる。詳しくは、第２の基板２０における光学的部分２２が形成された面と、第１の基板１０とを対向させる。図３は、対向する第１及び第２の基板を示す平面図である。第１の基板１０が溝１２を有する場合は、溝を有する面が、第２の基板２０に向けられるように配置されてもよい。また、第１の基板１０にシート１４等の保持材が設けられている場合は、保持材が設けられている面の反対面が、第２の基板に向けられるように配置されてもよい。この際、第１及び第２の基板１０，２０の間にスペーサ１８を介在させる。スペーサ１８は、第２の基板２０の光学的部分２２を囲むように配置する（図６（Ｂ）参照）。

図４（Ａ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を、スペーサ１８を介して相互に取り付ける。例えば、熱硬化性樹脂でスペーサ１８を形成した場合には、第１の基板１０に設けられたスペーサ１８と第２の基板２０とを接触させて、スペーサ１８を加熱してその接着力を発現させる。また、例えば、第１の基板１０が光を透過するものである場合、スペーサ１８を光硬化性樹脂で形成し、第１の基板１０側からスペーサ１８に光を照射して、スペーサ１８と第２の基板２０とを接着してもよい。あるいは、第２の基板２０とスペーサ１８との間に接着剤を設けてもよい。この場合も、第１の基板１０が光を透過するもので、接着剤が光硬化性樹脂である場合は、第１の基板１０側から接着剤に光を照射して、スペーサ１８と第２の基板２０とを接着してもよい。こうして、第１の基板１０及びスペーサ１８によって光学的部分２２を封止することができる。本実施の形態では、第１及び第２の基板１０，２０の間に空間が形成されるように、光学的部分２２を封止する。ここで、空間を、大気圧よりも減圧してもよいし、真空にしてもよいし、窒素やドライエア等で満たしてもよい。例えば、大気圧よりも低い気圧下、真空下、又は、窒素、若しくは、ドライエア等の雰囲気下で封止工程を行うことにより、上記構成が得られる。これにより、空間内の水蒸気等を減少させることができ、半導体装置又は電子部品等の製品の結露や過熱工程における空間の内圧の上昇による破裂を防止することができる。なお、必要であれば、第１の基板１０に貼られたシート１４を剥がす。さらに、この封止工程の直前に、第１及び第２の基板１０、２０を洗浄及び乾燥などを行うことが好ましい。これは、封止する直前に光学的部分２２の清浄化を行うことにより、空間内のゴミ・ケバ等を抑えることができ、さらに最終製品の歩留まりを向上することができるためである。

次に、第１及び第２の基板１０，２０の切削工程を説明する。なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本工程を説明するための第１及び第２の基板の拡大図である。

本工程では、図４（Ｂ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を一度に（同時に）切削する。この切削は、第１の基板１０において透明基板１１０となる部分を避けて行う。すなわち、スペーサ１８によって囲まれた領域（光学的部分２２が位置する）及びスペーサ１８の外側で、又は、スペーサ１８の少なくとも一部を残して第１の基板１０を切削する。溝１２に沿って、第１の基板１０を切削してもよい。

本工程は、切削ツール１２０を使用して行う。切削ツール１２０は、半導体ウエハのダイシングに使用されるブレードであってもよい。例えば、切削ツール１２０は、円盤状に形成され、円盤の中心に接続される軸部１２１を回転することで、外周部に設けられた刃（例えば砥粒）によって、第１及び第２の基板１０，２０を切削できるようになっている。

図５（Ａ）に示すように、切削ツール１２０は、複数のカッタ（図５（Ａ）では第１及び第２のカッタ１２２，１２４）を含む。各カッタは、重ねられた複数の基板のうち、いずれかの基板を切削する。詳しくは、第１のカッタ１２２は、第１の基板１０を切削し、第２のカッタ１２４は、第２の基板２０を切削する。複数のカッタ（第１及び第２のカッタ１２２，１２４）は、同じ切削ライン上に配置され、切削ツール１２０の移動に伴い、複数の基板（第１及び第２の基板１０，２０）を同一工程で（例えば一度に）切削できるようになっている。なお、第１及び第２のカッタ１２２，１２４は、切削ツール１２０の一部であり、１つの部材から一体的に形成してもよいし、別体を組み合わせて形成してもよい。

本工程では、複数の基板のうち、いずれかの基板を他の基板とは異なる幅で切削する。詳しくは、第１及び第２の基板１０，２０を、それぞれの切削幅が異なるように切削する。例えば、第１及び第２のカッタ１２２，１２４は、円盤形状に形成されてその外周部に刃（例えば砥粒）を有し、それぞれの外周部の幅（刃の厚み）が異なっている。すなわち、第１及び第２のカッタ１２２，１２４によって、切削ツール１２０の外周部に複数の段差部が形成されている。

図５（Ａ）の２点鎖線で示されるように、第１の基板１０の切削幅は、第２の基板２０の切削幅よりも大きくてもよい。すなわち、図５（Ａ）に示すように、第１のカッタ１２２の幅（刃の厚み）Ｗ_１は、第２のカッタ１２４の幅（刃の厚み）Ｗ_２よりも大きくてもよい。

また、第１のカッタ１２２の幅Ｗ_１は、溝１２の幅と実質的に等しい。ここで、実質的に等しいとは、完全に等しい場合と、誤差を考慮して等しい場合を含む。あるいは、第１のカッタ１２２の幅Ｗ_１が、溝１２の幅よりも小さくてもよい。その場合、溝１２の内側で第１の基板１０が切断されるので、透明基板１１０は、端部に段ができる。あるいは、第１のカッタ１２２の幅Ｗ_１が、溝１２の幅よりも大きくてもよい。さらに、第１のカッタ１２２の幅が、隣同士のスペーサ１８の間隔よりも大きくてもよい。その場合、第１の基板１０を切断するときに、スペーサ１８の一部を切り欠くことになる。

第２のカッタ１２４は、第２の基板２０を、光学的部分２２の外側であって、さらに電極３４の外側で切削する。隣同士の光学的部分２２の間に、それぞれの光学的部分２２に対応する電極３４が形成されており、それらの電極３４（複数）の間で第２の基板２０を切断する。なお、図５（Ａ）に示すように、第１及び第２のカッタ１２２，１２４の外周部は、先鋭形状になっていてもよい。

第１のカッタ１２２の長さ（第１のカッタ１２２における切削ツール１２０の軸部１２１よりも外側の部分の長さ）Ｌ_１は、少なくとも、第１の基板１０の切削ラインにおける厚み（例えば溝の部分の厚み）よりも大きい。また、第２のカッタ１２４の長さ（第２のカッタ１２４における第１のカッタ１２２よりも外側の部分の長さ）Ｌ_２は、少なくとも、第２の基板２０の切削ラインにおける厚みよりも大きい。

図５（Ｂ）に示すように、第１及び第２のカッタ１２２，１２４は、第１及び第２の基板１０，２０に、第１の基板１０側から挿入してもよい。切削ツール１２０は、図５（Ｂ）に示す状態で、切削ライン（例えば溝１２）に沿って平行移動する。第１のカッタ１２２の端部（外周部）は、第２の基板２０から上方に間隔をあけて配置される。図５（Ｂ）に示す例では、第１の基板１０における溝１２の形成面は第２の基板２０を向いているので、溝１２の深さ分、第１の基板１０の表面が第２の基板２０から離れており、第１のカッタ１２２が第２の基板２０に接触しにくくなっている。これによれば、第１のカッタ１２２による第２の基板２０への切削を防止することができる。

図５（Ｂ）に示す例では、第１及び第２の基板１０，２０を、１つの封止された光学的部分２２を含む個々の光学チップ１００が得られるように、個片に切断（フルカット）する。変形例として、例えば、第２の基板２０を個片に切断せずに、表面に溝が形成されるように切削（例えばハーフカット）してもよい。その場合、その後の工程において、第２の基板２０を裏面から研磨して、表面に形成した溝に沿って、個々の光学チップ１００が得られるように個片に分割してもよい。

第１のカッタ１２２によって、第１の基板１０における電極３４の上方の部分を除去してもよい。こうすることで、第１の基板１０を複数の透明基板１１０に個片に切断したときに、隣り合った透明基板１１０の間に配置される電極３４の上方を開放することができる。これによれば、第２の基板２０における電極３４の上方が開放されるので、電極３４に対する電気的な接続を採りやすくなる。

第２の基板２０にシート２１が貼り付けられている場合には、シート２１を貫通しないように、第２の基板２０を切削する（図５（Ｂ）では切断する）ことが好ましい。こうすることで、切削後の第２の基板２０をシート２１で保持することができるので、その後の工程を処理しやすくすることができる。特に、第１及び第２の基板１０，２０をばらばらに個片に切断した場合には、複数の個片を一括して保持できるので、その後の工程が極めて処理しやすくなる。

本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、重ねられた第１及び第２の基板１０，２０を、それぞれ、切削幅の異なるように一度に切削するので、複数回にわけて切削する必要がなく、半導体装置の生産性を高めることができる。また、光学的部分２２を封止してから第１及び第２の基板１０，２０を切削するので、封止部内にゴミが入ることがなく、半導体装置の信頼性を高めることができる。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。本実施の形態では一例として光デバイスを説明する。光デバイスは、透明基板１１０と、光学チップ１００と、スペーサ１８と、を有する。透明基板１１０から光学的部分２２に光が入射する。光学チップ１００に設けられた光学的部分２２は、透明基板１１０とスペーサ１８とによって封止されている。光学的部分２２と透明基板１１０との間には、空間が形成されている。その空間は、真空になっていてもよいし、窒素やドライエアで満たされていてもよい。そうすることで、光学的部分２２に結露が生じない。光学的部分２２の外側であって、さらに光学的部分２２を封止する部材（透明基板１１０及びスペーサ１８）の外側には、光学チップ１００に電極３４が設けられている。その他の詳細は、上述した半導体装置の製造方法で説明した内容が該当する。

図７（Ａ）〜図８（Ｅ）は、本実施の形態の変形例を示す図である。以下の説明では、他の実施例との共通及び想定可能な事項（構成、作用、機能及び効果）は省略する。なお、本発明は、複数の実施例を組み合わせることで達成される事項を含む。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、本実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本変形例では、図７（Ａ）に示すように、第２の基板２０にスペーサ１８を形成する。第２の基板２０にパッシベーション膜が形成されている場合には、その上にスペーサ１８を形成してもよいし、スペーサ１８の形成領域にはパッシベーション膜を形成しないようにしてもよい。そして、図７（Ｂ）に示すように、第１の基板１０をスペーサ１８に取り付ける。第１の基板１０とスペーサ１８の接着には、上述した第２の基板２０とスペーサ１８の接着の内容を適用することができる。

図８（Ａ）〜図８（Ｅ）は、本実施の形態の他の変形例に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本変形例では、上述した第１及び第２の基板１０，２０を使用するが、スペーサを金属で形成する。すなわち、第１及び第２の基板１０，２０の一方にスペーサを金属で形成し、第１及び第２の基板１０，２０の他方をスペーサに取り付ける。

図８（Ａ）に示すように、第１の基板１０に、ろう材（又はシールメタル）４０を設ける。ろう材４０は、軟ろう及び硬ろうのいずれでもよい。ろう材４０を設ける方法は、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、メッキ（例えば無電解メッキ）のいずれでもよい。はんだペーストのように、ろう材４０がペースト状であれば、スクリーン印刷を適用してもよい。ろう材４０は、スペーサとの取り付け位置に設ける。

図８（Ｂ）に示すように、第１の基板１０に溝１２を形成する。本変形例では、ろう材４０を設けてから溝１２を形成するが、順序は逆でもよい。

図８（Ｃ）に示すように、第２の基板２０にスペーサ４２を形成する。スペーサ４２は、ニッケルや金などの金属で形成する。その形成方法には、メッキ（例えば無電解メッキ）を適用することができる。

図８（Ｄ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０を、スペーサ４２を介して相互に取り付ける。具体的には、第１の基板１０をスペーサ４２に接合する。その接合には、ろう接を適用する。詳しくは、第１の基板１０に形成されたろう材４０を、加熱により溶融させて、第１の基板１０及びスペーサ４２を接合する。

図８（Ｅ）に示すように、第１及び第２の基板１０，２０が相互に取り付けられたら、その後、図４（Ｂ）に示す工程を行う。こうして得られた光デバイスにおいて、光学的部分２２は、透明基板１１０、スペーサ４２及びろう材４０によって封止されている。なお、第１の基板１０に金属のスペーサを設け、そのスペーサと第２の基板２０とを接合してもよい。また、ろう材を設けないで、接着剤を使用してもよい。

（第２の実施の形態）
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本実施の形態でも、一例として、光デバイスの製造方法を説明する。本実施の形態では、第１及び第２の基板１３０，２０を、接着層１３２を介して貼り付ける。第１の基板１３０は、上述の実施の形態で説明した第１の基板１０の内容を適用することができる。

図９（Ａ）に示すように、第１及び第２の基板１３０，２０を、接着層１３２を介して貼り付ける。接着層１３２は、光透過性を有する。特に、接着層１３２の光透過性は、大気の光透過性と同等程度に高くてもよい。接着層１３２には、熱可塑性樹脂を使用してもよい。例えば、熱可塑性の感光性樹脂（フォトレジスト等）を使用してもよい。なお、接着層１３２は、取り扱い易いように一旦仮硬化させ、第１又は第２の基板１３０，２０のいずれかに接触させてから接着力を発現させてもよい。例えば、接着層１３２が、紫外線硬化型の熱可塑性樹脂であれば、仮硬化には、紫外線の照射を適用することができる。接着層１３２がマイクロレンズアレイ３２上に形成される場合には、両者における光の絶対的屈折率は異なる。詳しくは、接着層１３２の絶対的屈折率は、マイクロレンズアレイ３２が図２に示すように凸レンズであれば、マイクロレンズアレイ３２の絶対的屈折率よりも小さいことが好ましい。逆に、マイクロレンズアレイ３２が凹レンズであれば、接着層１３２の絶対的屈折率は、マイクロレンズアレイ３２の絶対的屈折率よりも大きいことが好ましい。

接着層１３２は、第２の基板２０上に複数の光学チップ１００となる部分を覆うように連続的に設けてもよい。すなわち、接着層１３２は、複数の光学的部分２２及び隣同士の光学的部分２２の間の領域を覆うように形成してもよい。光学的部分２２は、接着層１３２によって封止されている。変形例として、それぞれの光学的部分２２上であって、隣同士の光学的部分２２の間の領域を避けて、接着層１３２を形成してもよい。

図９（Ｂ）に示すように、第１及び第２の基板１３０，２０を一度に（同時に）切削する。本実施の形態では、第１の基板１３０には、溝が形成されていないが、第１の実施の形態で説明したように溝を形成しても構わない。第１及び第２の基板１３０，２０の切削は、切削ツール１２０を使用して行う。図９（Ｂ）に示す例では、第１の基板１３０を切断し、複数の透明基板１３４を形成し、第２の基板２０を切断し、複数の光学チップ１００を形成する。光学チップ１００の光学的部分２２は、透明基板１３４及び接着層１３２によって、封止されている。なお、切削工程の説明は、第１の実施の形態で説明した通りである。

図９（Ｃ）に示すように、隣同士の透明基板１３４の間（例えば電極３４上）に、接着層１３２の一部が残っている場合には、これを除去する工程を行う。例えば、溶剤やスパッタリングによるエッチングや、あるいはプラズマ（Ｏ₂プラズマ等）によるアッシングによって、透明基板１３４をマスクとして、接着層１３２の一部を除去することができる。

本実施の形態においても上述の効果を達成することができ、その他の内容は第１の実施の形態で説明した内容が該当する。

（第３の実施の形態）
図１０（Ａ）〜図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。本実施の形態でも、一例として、光デバイスの製造方法を説明する。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＸＢ−ＸＢ線断面図である。本実施の形態では、第１の基板１４０は、複数のカバー１４２の集合体である。

カバー１４２は、プレート部１４４及びスペーサ部１４６を有する。プレート部１４４の形状は特に限定されないが、例えば図１０（Ａ）に示すように四辺形である。プレート部１４４は、光学的部分２２の上方に配置される。スペーサ部１４６は、プレート部１４４の周縁部に、凸形状に形成されてなる。スペーサ部１４６は、切れ目なく連続的に形成されている。スペーサ部１４６は、光学的部分２２を囲む位置に配置されて、光学的部分２２の上方にプレート部１４４を支持する。スペーサ部１４６は、光学的部分２２とプレート部１４４との間に空間が形成される程度の高さを有していてもよい。図１０（Ｂ）に示すカバー１４２は、プレート部１４４とスペーサ部１４６が一体的に形成されたものである。例えば、樹脂の射出成形でカバー１４２を形成することができる。隣同士のカバー１４２は、連結部１４８で連結されて相互の位置が固定されている。複数のカバー１４２と複数の連結部１４８は、一体的に（例えば射出成形などで）形成してもよい。

図１０（Ａ）に示すように、複数の矩形のカバー１４２をマトリクス状に配列し、隣同士のカバー１４２の角部を、連結部１４８で連結してもよい。１つの連結部１４８で、複数（図１０（Ａ）に示す例では４つ）のカバー１４２が連結されている。連結部１４８は、プレート部１４４よりも薄く形成されていてもよい。図１０（Ｂ）に示すように、連結部１４８は、プレート部１４４におけるスペーサ部１４６の突出方向とは反対の面と面一（又はほぼ面一）になっていてもよい。

図１１に示すように、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、連結部１４８を切削することを含む。すなわち、複数のカバー１４２を第２の基板２０に取り付け、それぞれのカバー１４２によって、いずれかの光学的部分２２を封止した後、第１及び第２の基板１４０，２０を一度に（同時に）切削する。この切削は、切削ツール１２０を使用して行う。図１１に示す例では、第１の基板１４０の連結部１４８を除去するように切断し、各カバー１４２を個片にする。なお、切削工程の説明は、第１の実施の形態で説明した通りである。

（その他の実施の形態）
図１２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置（例えば光モジュール）及び回路基板を説明する図である。この光モジュールは、図６（Ａ）に示す光デバイスと同等の光デバイス５０を有する。光デバイス５０は、支持部材（例えばケース）５２に取り付けられている。支持部材５２には、配線５４が形成されている。支持部材５２は、配線５４等を有しない部材からなるものであってもよい。支持部材５２は、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device）であってもよい。光デバイス５０の電極３４と配線５４とは、電気的に接続されている。電気的接続には、例えばワイヤ５６を用いてもよい。また、電気的な接続部（例えばワイヤ５６及びそのボンディングされた部分）には、封止材料５８が設けられている。すなわち、電気的な接続部は、封止材料５８で封止されている。封止材料５８は、例えばポッティングによって設けてもよい。光デバイス５０は、透明基板１１０及びスペーサ１８によって光学的部分２２が封止されているので、封止材料５８が光学的部分２２を覆わない。これは、透明基板１１０及びスペーサ１８が、封止材料５８に対してダムとして機能するためである。

配線５４の一部は、外部端子（例えばリード）６０となっている。外部端子６０は、回路基板６２に形成された配線パターン６４と電気的に接続されている。図１２に示す例では、回路基板６２に穴が形成されており、その穴に外部端子６０が挿入されている。その穴の周囲に配線パターン６４のランドが形成され、そのランドと外部端子６０とは、ろう材（例えばはんだ）で接合されている。このように、回路基板６２は、光モジュールが実装されてなる。

図１３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置（例えば光モジュール）を説明する図である。この光モジュールは、図６（Ａ）に示す光デバイスと同等の光デバイス５０と、これが取り付けられた支持部材７０とを有する。支持部材７０には、穴７２が形成されており、透明基板１１０の少なくとも一部が穴７２の内側に位置している。また、穴７２には、レンズホルダ７４が取り付けられている。レンズホルダ７４にも穴７６が形成され、その内側にレンズ７８が取り付けられている。穴７６，７２は連通しており、レンズ７８にて集光した光が光デバイス５０に入射する。なお、透明基板１１０は、赤外線の領域の光をカットするものであってもよい。光デバイス５０の電極３４と、支持部材７０の配線７９との接合には、接着剤、異方性導電材料、異方性導電膜、金属接合のいずれを適用してもよい。また、光デバイス５０と支持部材７０との間に、図示しないアンダーフィル材を設けてもよい。

図１４は、本発明の実施の形態に係る半導体装置（例えば光モジュール）を説明する図である。この光モジュールは、図６（Ａ）に示す光デバイスと同等の光デバイス５０と、これが取り付けられた支持部材８０とを有する。支持部材８０には、穴８２が形成されており、透明基板１１０の少なくとも一部が穴８２の内側に位置している。また、穴８２には、レンズホルダ７４が取り付けられている（詳しくは上述した）。

図１４において、光デバイス５０は、基板８４に実装されており、その電極３４と基板８４に形成された配線パターン８６とが接合されている。その接合には、接着剤、異方性導電材料、異方性導電膜、金属接合のいずれを適用してもよい。また、光デバイス５０と基板８４との間に、図示しないアンダーフィル材を設けてもよい。基板８４にも穴８８が形成されている。穴７６，８２，８８は連通しており、レンズ７８にて集光した光が光デバイス５０に入射する。

基板８４には、電子部品（例えば半導体チップ）９０が実装（例えばフェースダウンボンディング）されている。電子部品９０と配線パターン８６とは電気的に接続されている。その他、図示しない複数の電子部品が実装されていてもよい。基板８４が屈曲し、電子部品９０と光デバイス５０とが接着剤９２を介して接着されている。なお、予め、光デバイス５０と電子部品９０をそれぞれ基板８４に実装してから、基板８４を屈曲させて、光デバイス５０と電子部品９０を接着してもよい。

本発明の実施の形態に係る電子機器として、図１５に示すノート型パーソナルコンピュータ１０００は、光モジュールが組み込まれたカメラ１１００を有する。また、図１６に示すデジタルカメラ２０００は光モジュールを有する。さらに、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示す携帯電話３０００は、光モジュールが組み込まれたカメラ３１００を有する。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図３は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図８（Ａ）〜図８（Ｅ）は、本発明の第１の実施の形態の他の変形例に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を説明する図である。図１２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置及び回路基板を説明する図である。図１３は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。図１４は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。図１５は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。図１６は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る電子機器を示す図である。

符号の説明

１０第１の基板、１２溝、１８スペーサ、２０第２の基板、
２１シート、２２光学的部分、３４電極、４２スペーサ、
１００光学チップ、１１０透明基板、１２０切削ツール、
１２２第１のカッタ、１２４第２のカッタ、１３０第１の基板、
１３２接着層、１３４透明基板、１４０第１の基板、
１４２カバー、１４８連結部

Claims

（ａ）少なくとも一部に光透過性を有する第１の基板と、前記第１の基板に重ねるように配置され、前記第１の基板に対向する側の面に電極を有する第２の基板とを接続すること、
（ｂ）共通の回転軸の周りを回転する第１のカッタと、前記第１のカッタよりも切削幅が小さくかつ外周が大きい第２のカッタとを有する切削ツールを前記第１の基板側から挿入して、前記第１の基板および前記第２の基板を同一工程において切断すること、
を含み、
前記（ｂ）工程で、
前記第１のカッタは、前記第２の基板の表面から離間して、前記第１の基板を切断し、
前記第２のカッタは、少なくとも前記第２の基板を切断し、
前記第１の基板の前記電極に対向する領域は、前記第１のカッタによって除去される、半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の基板は、光学的部分を有する光学チップとなるチップ領域を複数有し、
前記電極は、前記チップ領域にあって、前記光学的部分の外側に位置する、半導体装置の製造方法。
請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記第１の基板および前記第２の基板は、光透過性の接着層を介して貼り付けられ、
前記（ｂ）工程の後、前記電極を覆う前記接着層を除去すること、を含む、半導体装置の製造方法。