JP5369542B2 - Manufacturing method of solid-state imaging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that reducing a manufacturing cost is difficult because centering between an imaging lens and an imaging element requires labor. <P>SOLUTION: A plurality of imaging elements (11) are formed on the surface of a semiconductor wafer (10). A resin (35) is arranged on each of imaging elements and then cured to form an imaging lens (35B) of resin. The semiconductor wafer in which imaging lenses are formed is divided into imaging chips where each of the imaging elements are integrated with the imaging lens formed thereon. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、撮像用半導体チップと、撮像レンズとが一体になった固体撮像素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device in which an imaging semiconductor chip and an imaging lens are integrated.

ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の固体撮像素子を用いたカメラモジュールでは、撮像レンズにより収束された光が、撮像チップの受像部に導かれる。撮像レンズは、レンズバレルを受像部の前方に機械的に支持することにより、受像部に対して固定される。または受像部の上に設けられたフィルタの、受像部に対向する面とは反対側の面に撮像レンズを接着することにより、受像部と撮像レンズとが一体化される（特許文献１参照）。   In a camera module using a solid-state imaging device such as a CMOS sensor or a CCD, light converged by an imaging lens is guided to an image receiving portion of an imaging chip. The imaging lens is fixed to the image receiving unit by mechanically supporting the lens barrel in front of the image receiving unit. Alternatively, the image receiving unit and the imaging lens are integrated by adhering the imaging lens to a surface of the filter provided on the image receiving unit opposite to the surface facing the image receiving unit (see Patent Document 1). .

特開平９−１３０６８３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-130683

レンズバレルを機械的に支持する構造では、レンズバレルの製造上のばらつきや、着装精度のばらつき等により、焦点合わせ及び中心合わせが困難である。この困難性のため、製造コストの低減が困難である。   In the structure that mechanically supports the lens barrel, focusing and centering are difficult due to variations in manufacturing of the lens barrel, variations in wearing accuracy, and the like. Because of this difficulty, it is difficult to reduce manufacturing costs.

受像部上のフィルタに撮像レンズを接着する方法でも、撮像レンズの中心合わせに手間がかかるため、製造コスト削減は困難である。   Even in the method of adhering the imaging lens to the filter on the image receiving unit, it is difficult to reduce the manufacturing cost because it takes time to center the imaging lens.

上記課題を解決するための固定撮像素子の製造方法は、半導体ウエハの表面に、複数の撮像素子を形成する工程と、前記撮像素子の各々の上に樹脂を配置し、硬化させることにより、樹脂製の撮像レンズを形成する工程と、前記撮像レンズが形成された前記半導体ウエハを、前記撮像素子の各々と、その上に形成された前記撮像レンズとが一体になった撮像チップに分割する工程とを有し、前記撮像レンズを形成する工程が、前記半導体ウエハの上に、前記撮像素子に対応した開口部を有する枠を配置する工程と、前記枠の開口部内に樹脂を充填する工程と、前記開口部内に、樹脂の表面を凸レンズ形状にする型を挿入して該樹脂を成型する工程と、を含む。 A method of manufacturing a fixed imaging device for solving the above-described problem includes a step of forming a plurality of imaging devices on a surface of a semiconductor wafer, and placing and curing a resin on each of the imaging devices, A step of forming a manufactured imaging lens, and a step of dividing the semiconductor wafer on which the imaging lens is formed into an imaging chip in which each of the imaging elements and the imaging lens formed thereon are integrated. And forming the imaging lens includes disposing a frame having an opening corresponding to the imaging element on the semiconductor wafer, and filling a resin in the opening of the frame. And a step of inserting a mold for making the surface of the resin into a convex lens shape into the opening and molding the resin.

撮像チップに分離する前に、半導体ウエハ状態で撮像レンズを撮像素子に固定するため、ここの撮像素子に対して個別に撮像レンズを位置合わせする必要がない。このため、製造コストの削減を図ることが可能になる。   Since the imaging lens is fixed to the imaging element in a semiconductor wafer state before being separated into the imaging chip, it is not necessary to individually position the imaging lens with respect to the imaging element here. For this reason, it is possible to reduce the manufacturing cost.

図面を参照しながら、実施例１〜実施例３について説明する。   Examples 1 to 3 will be described with reference to the drawings.

図１Ａ〜図１Ｈを参照して、実施例１による固体撮像素子の製造方法について説明する。   With reference to FIGS. 1A to 1H, a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the first embodiment will be described.

図１Ａに示すように、半導体ウエハ１０の表面に、複数の撮像素子１１を形成する。撮像素子１１は、半導体ウエハ１０の表面に行列状に配置されている。撮像素子１１の各々は、例えば、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の受像部、及び周辺回路部を含む。受像部は、フォトダイオード及びトランジスタからなる複数の画素を含む。撮像素子１１の各々の平面形状は、例えば正方形であり、行方向及び列方向の配列周期は４ｍｍである。相互に隣り合う撮像素子１１の間に、撮像素子１１をチップに分離するためのスクライブ領域が確保されている。   As shown in FIG. 1A, a plurality of imaging elements 11 are formed on the surface of a semiconductor wafer 10. The imaging elements 11 are arranged in a matrix on the surface of the semiconductor wafer 10. Each of the imaging elements 11 includes, for example, an image receiving unit such as a CMOS sensor or a CCD, and a peripheral circuit unit. The image receiving unit includes a plurality of pixels including a photodiode and a transistor. Each planar shape of the image sensor 11 is, for example, a square, and the arrangement period in the row direction and the column direction is 4 mm. A scribe region for separating the image sensor 11 into chips is secured between the image sensors 11 adjacent to each other.

図１Ｂに、１つの撮像素子１１の一部分の断面図を示す。半導体ウエハ１０の表面に、複数のフォトダイオード２０が形成されている。１つのフォトダイオード２０と３個のトランジスタが１つの画素を構成する。なお、トランジスタは、図示を省略している。フォトダイオード２０及び半導体ウエハ１０の上に、酸化シリコン膜２１が形成されている。酸化シリコン膜２１の表面には、フォトダイオード２０に対応する位置に部分球状の窪みが形成されている。   FIG. 1B shows a cross-sectional view of a part of one image sensor 11. A plurality of photodiodes 20 are formed on the surface of the semiconductor wafer 10. One photodiode 20 and three transistors constitute one pixel. Note that illustration of the transistor is omitted. A silicon oxide film 21 is formed on the photodiode 20 and the semiconductor wafer 10. A partial spherical depression is formed on the surface of the silicon oxide film 21 at a position corresponding to the photodiode 20.

酸化シリコン膜２１の上に、窒化シリコン膜２２が形成されている。窒化シリコン膜２２の表面は、ほぼ平坦である。酸化シリコンと窒化シリコンとの屈折率の相違により、酸化シリコン膜２１の表面に形成された窪みが、マイクロレンズ２３として作用する。   A silicon nitride film 22 is formed on the silicon oxide film 21. The surface of the silicon nitride film 22 is substantially flat. Due to the difference in refractive index between silicon oxide and silicon nitride, a depression formed on the surface of the silicon oxide film 21 acts as the microlens 23.

図１Ｃに示すように、半導体ウエハ１０の上に、枠３０を配置する。図１Ｄに、図１Ｃの一点鎖線１Ｄ−１Ｄにおける平断面図を示す。図１Ｄの一点鎖線１Ｃ−１Ｃにおける断面図が図１Ｃに対応する。枠３０は、相互に隣り合う撮像素子１１の間に確保されているスクライブ領域に沿う正方格子状の平面形状を有する。枠３０により、開口部３０ｃが画定される。開口部３０ｃは、半導体ウエハ１０の表面に形成された撮像素子１１に対応する位置に配置される。開口部３０ｃの各々の平面形状は、例えば一辺の長さが３ｍｍの正方形であり、相互に隣り合う開口部３０ｃを隔てる枠３０の厚さは１ｍｍである。すなわち、開口部３０ｃの行方向及び列方向の配列周期は、撮像素子１１の配列周期と同じ４ｍｍである。開口部３０ｃの各々の１つの側面に、高さ方向に延在する溝３０ｄが形成されている。溝３０ｄの幅及び深さは、例えば０．２ｍｍである。   As shown in FIG. 1C, the frame 30 is disposed on the semiconductor wafer 10. FIG. 1D is a plan sectional view taken along one-dot chain line 1D-1D in FIG. 1C. A cross-sectional view taken along one-dot chain line 1C-1C in FIG. 1D corresponds to FIG. 1C. The frame 30 has a square lattice-like planar shape along a scribe region secured between the image sensors 11 adjacent to each other. The frame 30 defines an opening 30c. The opening 30 c is disposed at a position corresponding to the image sensor 11 formed on the surface of the semiconductor wafer 10. Each planar shape of the opening 30c is, for example, a square having a side length of 3 mm, and the thickness of the frame 30 separating the openings 30c adjacent to each other is 1 mm. That is, the arrangement period of the openings 30 c in the row direction and the column direction is 4 mm, which is the same as the arrangement period of the image sensor 11. A groove 30d extending in the height direction is formed on one side surface of each opening 30c. The width and depth of the groove 30d are, for example, 0.2 mm.

枠３０の本体３０ａは、ＳＵＳまたはアルミニウムで形成される。本体３０ａの表面には、フッ素樹脂コーティングが施されている。本体３０ａの、半導体ウエハ１０に対向する面に、弾性部材からなる弾性膜３０ｂが密着している。弾性膜３０ｂは、例えばシリコーン樹脂で形成され、その厚さは例えば１００μｍである。弾性膜３０ｂを設けることにより、枠３０と半導体ウエハ１０との接触部の隙間を無くすことができる。   The main body 30a of the frame 30 is made of SUS or aluminum. A fluororesin coating is applied to the surface of the main body 30a. An elastic film 30b made of an elastic member is in close contact with the surface of the main body 30a facing the semiconductor wafer 10. The elastic film 30b is made of, for example, a silicone resin and has a thickness of, for example, 100 μm. By providing the elastic film 30b, it is possible to eliminate a gap at the contact portion between the frame 30 and the semiconductor wafer 10.

図１Ｅに示すように、半導体ウエハ１０の上方に、樹脂４５が収容された樹脂容器４０を配置する。樹脂４５は、ガラス転移温度以上に保たれている。樹脂容器４０の底面には、枠３０の開口部３０ｃに対応した位置に射出口４１が設けられている。樹脂容器４０内にピストン４２が挿入されている。ピストン４２で、樹脂容器４０内の樹脂４５を加圧することにより、射出口４１から樹脂を射出する。射出口４１から射出された樹脂３５は、開口部３０ｃ内に充填される。   As shown in FIG. 1E, a resin container 40 containing a resin 45 is disposed above the semiconductor wafer 10. The resin 45 is kept above the glass transition temperature. An injection port 41 is provided on the bottom surface of the resin container 40 at a position corresponding to the opening 30 c of the frame 30. A piston 42 is inserted into the resin container 40. The resin is injected from the injection port 41 by pressurizing the resin 45 in the resin container 40 with the piston 42. The resin 35 injected from the injection port 41 is filled in the opening 30c.

図１Ｆに示すように、枠３０の開口部３０ｃ内に、金型４８を挿入し、樹脂３５を成型する。金型４８の、樹脂３５に接する表面には、樹脂３５の表面を凸レンズ形状にするための窪みが設けられている。金型４８の温度は、樹脂のガラス転移温度と同等またはそれ以上に維持されている。金型４８を挿入することにより、樹脂３５の上面が、凸レンズ形状に成型される。余分な樹脂は、枠３０に設けられた溝３０ｄ（図１Ｄ）内を経由して外部に漏れ出る。   As shown in FIG. 1F, a mold 48 is inserted into the opening 30c of the frame 30, and the resin 35 is molded. On the surface of the mold 48 that is in contact with the resin 35, a recess is provided for making the surface of the resin 35 into a convex lens shape. The temperature of the mold 48 is maintained equal to or higher than the glass transition temperature of the resin. By inserting the mold 48, the upper surface of the resin 35 is molded into a convex lens shape. Excess resin leaks to the outside through the groove 30d (FIG. 1D) provided in the frame 30.

図１Ｇに示すように、樹脂３５の温度が、金型４８の温度と同程度まで低下した後、金型４８及び枠３０を取り外す。半導体ウエハ１０の撮像素子１１の上に、樹脂が硬化して形成された撮像レンズ３５Ａが残る。撮像レンズ３５Ａの側面には、溝３０ｄに起因する尾根状突起３５Ｂが形成される。   As shown in FIG. 1G, after the temperature of the resin 35 has decreased to the same level as the temperature of the mold 48, the mold 48 and the frame 30 are removed. An imaging lens 35 </ b> A formed by curing the resin remains on the imaging element 11 of the semiconductor wafer 10. On the side surface of the imaging lens 35A, a ridge-like protrusion 35B caused by the groove 30d is formed.

図１Ｈに示すように、半導体ウエハ１０をダイシングすることにより、撮像素子１１と撮像レンズ３５Ａとが一体になった撮像用チップに分離する。   As shown in FIG. 1H, the semiconductor wafer 10 is diced to be separated into an imaging chip in which the imaging element 11 and the imaging lens 35A are integrated.

一例として、撮像レンズ用の樹脂に、日本ゼオン株式会社製のゼオネックス（登録商標）４８０Ｒを使用することができる。ゼオネックス４８０Ｒを使用する場合、図１Ｅに示した樹脂容器４０内の樹脂４５の温度は２７０℃とし、樹脂の射出時の圧力は８０ｋｇｗ／ｃｍ２とする。１つの開口部３０ｃ内への樹脂の充填量は、２５．２ｍｍ３とする。開口部３０ｃの平面形状が、一辺の長さ３ｍｍの正方形であるから、充填された樹脂３５の高さは２．８ｍｍになる。図１Ｆに示した金型４８の温度は１２０℃とする。冷却時間は、例えば４８０秒とする。 As an example, ZEONEX (registered trademark) 480R manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. can be used as the resin for the imaging lens. When ZEONEX 480R is used, the temperature of the resin 45 in the resin container 40 shown in FIG. 1E is 270 ° C., and the pressure at the time of resin injection is 80 kgw / cm 2 . The filling amount of the resin into one opening 30c is 25.2 mm 3 . Since the planar shape of the opening 30c is a square with a side length of 3 mm, the height of the filled resin 35 is 2.8 mm. The temperature of the mold 48 shown in FIG. 1F is 120 ° C. The cooling time is, for example, 480 seconds.

ゼオネックス４８０Ｒの屈折率は１．５２である。撮像レンズ３５Ａの凸面の曲率半径を１ｍｍとし、受像面から撮像レンズ３５Ａの頂上部までの高さを２．８ｍｍにすれば、受像面に焦点が合うことになる。   The refractive index of ZEONEX 480R is 1.52. If the radius of curvature of the convex surface of the imaging lens 35A is 1 mm and the height from the image receiving surface to the top of the imaging lens 35A is 2.8 mm, the image receiving surface is focused.

上記実施例１では、固体撮像素子をチップに分離する前に、ウエハの状態で撮像レンズ３５Ａを撮像素子１１の各々に固定するため、撮像用のチップごとに、撮像レンズの位置合わせを行う必要がない。チップごとのレンズ装着工程を省略できるため、製造コストの低減を図ることが可能になる。また、撮像レンズ３５Ａの位置精度は、半導体ウエハ１０と金型４８との位置合わせ精度に依存する。半導体ウエハ１０と金型４８との位置合わせ精度を高めることにより、撮像レンズ３５Ａと撮像素子１１との位置ずれを、許容範囲内に収めることができる。   In the first embodiment, the imaging lens 35A is fixed to each of the imaging elements 11 in a wafer state before separating the solid-state imaging element into chips. Therefore, it is necessary to align the imaging lens for each imaging chip. There is no. Since the lens mounting process for each chip can be omitted, the manufacturing cost can be reduced. Further, the positional accuracy of the imaging lens 35 </ b> A depends on the alignment accuracy between the semiconductor wafer 10 and the mold 48. By increasing the alignment accuracy between the semiconductor wafer 10 and the mold 48, the positional deviation between the imaging lens 35A and the imaging element 11 can be within an allowable range.

カメラの組み立て工程前に、撮像レンズ３５Ａが撮像素子１１に固定されているため、組み立て工程時に発生するごみ等の混入を防止することができる。   Since the imaging lens 35A is fixed to the imaging device 11 before the camera assembly process, it is possible to prevent contamination such as dust generated during the assembly process.

上記実施例１では、フォトダイオード２０の上方にマイクロレンズ２３を配置したが、必ずしもマイクロレンズ２３を配置する必要はない。また、カラー画像を得るために、フォトダイオード２０と撮像レンズ３５Ａとの間にカラーフィルタを配置してもよい。カラーフィルタには、撮像レンズ３５Ａを形成するときの熱処理温度で変形、溶融等が生じない材料を用いることが好ましい。   In the first embodiment, the microlens 23 is disposed above the photodiode 20, but the microlens 23 is not necessarily disposed. In order to obtain a color image, a color filter may be disposed between the photodiode 20 and the imaging lens 35A. It is preferable to use a material that does not deform, melt, or the like at the heat treatment temperature when forming the imaging lens 35A for the color filter.

実施例１では、撮像レンズ用の樹脂として熱可塑性のものを用いたが、熱硬化性のものを用いてもよい。熱硬化性樹脂を用いる場合には、金型４８を加熱することにより、射出された樹脂３５を硬化させる。   In Example 1, a thermoplastic resin is used as the imaging lens resin, but a thermosetting resin may be used. When using a thermosetting resin, the injected resin 35 is cured by heating the mold 48.

図２Ａ〜図２Ｃを参照して、実施例２による固体撮像素子の製造方法について説明する。   With reference to FIG. 2A-FIG. 2C, the manufacturing method of the solid-state image sensor by Example 2 is demonstrated.

図２Ａに示した半導体ウエハ１０及び撮像素子１１は、図１Ａに示した実施例１のものと同一である。半導体ウエハ１０の上方に、樹脂容器４０を配置する。実施例１の図１Ｅに示した工程で用いた枠３０は、実施例２では用いられない。樹脂容器４０の射出口４１から半導体ウエハ１０の撮像素子１１の上に、樹脂を滴下する。滴下された樹脂３５は、その表面張力により、撮像素子１１上で凸レンズ形状になる。相互に隣り合う撮像素子１１上に滴下された樹脂同士が連続してしまうと、きれいな凸レンズ形状にならない。このため、滴下する樹脂量は、相互に隣り合う撮像素子１１上に滴下された樹脂同士が連続しない程度にすることが好ましい。   The semiconductor wafer 10 and the image sensor 11 shown in FIG. 2A are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1A. A resin container 40 is disposed above the semiconductor wafer 10. The frame 30 used in the process shown in FIG. 1E of Example 1 is not used in Example 2. Resin is dropped onto the image pickup device 11 of the semiconductor wafer 10 from the injection port 41 of the resin container 40. The dropped resin 35 has a convex lens shape on the image sensor 11 due to its surface tension. If the resins dropped on the image sensors 11 adjacent to each other are continuous, a beautiful convex lens shape is not obtained. For this reason, it is preferable that the amount of resin to be dropped is such that the resins dropped on the imaging elements 11 adjacent to each other are not continuous.

図２Ｂに示すように、樹脂３５が冷却されて硬化することにより、樹脂製の撮像レンズ３５Ａが形成される。   As shown in FIG. 2B, the resin 35 is cooled and hardened to form a resin imaging lens 35A.

図２Ｃに示すように、半導体ウエハ１０を、撮像素子１１と撮像レンズ３５Ａとが一体化したチップに分離する。   As shown in FIG. 2C, the semiconductor wafer 10 is separated into chips in which the imaging element 11 and the imaging lens 35A are integrated.

実施例２においては、撮像レンズ３５Ａの曲率半径は、樹脂の粘度、樹脂の滴下量等に依存する。半導体ウエハ１０の表面において、形成すべき撮像レンズ３５Ａの配列周期、樹脂の粘度、滴下量等が、相互に隣り合う撮像素子１１上の樹脂同士が連続しない条件を満たす場合、実施例２による方法を採用することが可能である。   In the second embodiment, the radius of curvature of the imaging lens 35A depends on the viscosity of the resin, the dripping amount of the resin, and the like. When the arrangement period of the imaging lens 35A to be formed, the viscosity of the resin, the dropping amount, etc. on the surface of the semiconductor wafer 10 satisfy the condition that the resins on the imaging elements 11 adjacent to each other do not continue, the method according to the second embodiment Can be adopted.

また、実施例２においても、実施例１と同様にカラーフィルタを配置してもよいし、撮像レンズに熱硬化性樹脂を用いてもよい。   Also in Example 2, a color filter may be arranged in the same manner as in Example 1, or a thermosetting resin may be used for the imaging lens.

図３Ａ〜図３Ｄを参照して、実施例３による固体撮像素子の製造方法について説明する。   With reference to FIG. 3A-FIG. 3D, the manufacturing method of the solid-state image sensor by Example 3 is demonstrated.

図３Ａに示すように、半導体ウエハ１０の表面に、撮像素子１１が形成されている。撮像素子１１の表面に、樹脂製のマイクロレンズアレイ６０が形成されている。   As shown in FIG. 3A, the image sensor 11 is formed on the surface of the semiconductor wafer 10. A resin microlens array 60 is formed on the surface of the image sensor 11.

図３Ｂに、撮像素子１１とマイクロレンズアレイ６０とを拡大した断面図を示す。撮像素子１１が、複数のフォトダイオード２０を含む。フォトダイオード２０及び半導体ウエハ１０の上に、酸化シリコン膜２１が形成されている。酸化シリコン膜２１の表面に、マイクロレンズアレイ６０が形成されている。マイクロレンズアレイ６０は、フォトダイオード２０に対応して配置された複数の樹脂製マイクロレンズ６１を含む。マイクロレンズ６１は、入射する光をフォトダイオード２０の位置に集光する。マイクロレンズアレイ６０が形成されていない領域には、酸化シリコン膜２１が露出する。   FIG. 3B shows an enlarged cross-sectional view of the imaging device 11 and the microlens array 60. The image sensor 11 includes a plurality of photodiodes 20. A silicon oxide film 21 is formed on the photodiode 20 and the semiconductor wafer 10. A microlens array 60 is formed on the surface of the silicon oxide film 21. The microlens array 60 includes a plurality of resin microlenses 61 arranged corresponding to the photodiodes 20. The micro lens 61 condenses incident light at the position of the photodiode 20. The silicon oxide film 21 is exposed in the region where the microlens array 60 is not formed.

マイクロレンズアレイ６０は、例えば、熱可塑性樹脂を回転塗布した後、パターニングし、その後熱処理を行うことにより形成される。   The microlens array 60 is formed, for example, by spin-coating a thermoplastic resin, patterning, and then performing a heat treatment.

図３Ｃに示すように、半導体ウエハ１０の上方に樹脂容器４０を配置し、マイクロレンズアレイ６０の上に樹脂を滴下する。滴下された樹脂３５は、その表面張力により凸レンズ形状になる。樹脂製のマイクロレンズアレイ６０の濡れ性が、その周囲の無機材料が露出した表面の濡れ性よりも高いため、樹脂３５は、自己整合的にマイクロレンズアレイ６０の上に位置決めされる。また、相互に隣り合う撮像素子１１の上に滴下された樹脂同士が連続し難い。   As shown in FIG. 3C, the resin container 40 is disposed above the semiconductor wafer 10, and the resin is dropped on the microlens array 60. The dropped resin 35 has a convex lens shape due to its surface tension. Since the wettability of the resin-made microlens array 60 is higher than the wettability of the surface where the surrounding inorganic material is exposed, the resin 35 is positioned on the microlens array 60 in a self-aligning manner. In addition, the resins dropped on the image sensors 11 adjacent to each other are difficult to continue.

図３Ｄに示すように、樹脂３５を冷却して硬化させることにより、撮像レンズ３５Ａを形成する。その後、実施例１及び２の場合と同様に、半導体ウエハ１０を、固体撮像素子のチップに分離する。   As shown in FIG. 3D, the imaging lens 35A is formed by cooling and curing the resin 35. Thereafter, as in the case of the first and second embodiments, the semiconductor wafer 10 is separated into chips of the solid-state imaging device.

マイクロレンズ６１を凸レンズとして作用させるためには、マイクロレンズ６１の屈折率が、撮像レンズ３５Ａの屈折率よりも大きくなるように、マイクロレンズ６１及び撮像レンズ３５Ａの材料を選択する必要がある。   In order for the micro lens 61 to act as a convex lens, it is necessary to select materials for the micro lens 61 and the imaging lens 35A so that the refractive index of the micro lens 61 is larger than the refractive index of the imaging lens 35A.

実施例３では、滴下された樹脂３５が自己整合的に、マイクロレンズアレイ６０上に位置決めされるため、位置決め精度を高めることができる。なお、マイクロレンズアレイ６０に代えて、撮像素子１１の上に、樹脂に対して、周囲の表面の濡れ性よりも高い濡れ性を持つ材料からなる膜を配置してもよい。例えば、無機材料が露出した表面の、撮像素子１１の上にのみ、樹脂製の膜を配置してもよい。この場合、マイクロレンズの効果は得られないが、撮像レンズを自己整合的に配置できるという効果は得られる。   In Example 3, since the dropped resin 35 is positioned on the microlens array 60 in a self-aligning manner, positioning accuracy can be improved. Instead of the microlens array 60, a film made of a material having a wettability higher than the wettability of the surrounding surface with respect to the resin may be disposed on the imaging element 11. For example, a resin film may be disposed only on the imaging element 11 on the surface where the inorganic material is exposed. In this case, the effect of the micro lens cannot be obtained, but the effect that the imaging lens can be arranged in a self-aligning manner can be obtained.

実施例３においても、実施例１と同様にカラーフィルタを配置してもよいし、撮像レンズに熱硬化性樹脂を用いてもよい。   In Example 3, a color filter may be disposed in the same manner as in Example 1, or a thermosetting resin may be used for the imaging lens.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

（１Ａ）は、実施例１による固体撮像素子の製造方法の製造途中段階におけるウエハの断面図であり、（１Ｂ）はその拡大断面図である。(1A) is a cross-sectional view of a wafer in the middle of manufacturing of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to Example 1, and (1B) is an enlarged cross-sectional view thereof. （１Ｃ）は、実施例１による固体撮像素子の製造方法の製造途中段階におけるウエハ及び枠の断面図であり、（１Ｄ）は、枠の平断面図である。(1C) is a cross-sectional view of the wafer and the frame in the middle of manufacturing of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to Example 1, and (1D) is a plan cross-sectional view of the frame. （１Ｅ）は、実施例１による固体撮像素子の製造方法の製造途中段階におけるウエハ、枠、及び樹脂容器の断面図である。(1E) is a cross-sectional view of a wafer, a frame, and a resin container in the course of manufacturing of the solid-state imaging device manufacturing method according to the first embodiment. （１Ｆ）及び（１Ｇ）は、実施例１による固体撮像素子の製造方法の製造途中段階におけるウエハ及び枠の断面図であり、（１Ｈ）は、固体撮像素子をチップに分離した後の素子の断面図である。(1F) and (1G) are cross-sectional views of a wafer and a frame in the middle of manufacturing of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to Example 1, and (1H) is a view of the device after separating the solid-state imaging device into chips. It is sectional drawing. （２Ａ）は、実施例２による固体撮像素子の製造方法の製造途中段階におけるウエハ及び樹脂容器の断面図であり、（２Ｂ）は、樹脂硬化後の素子の断面図であり、（２Ｃ）は、チップに分離後の素子の断面図である。(2A) is a cross-sectional view of a wafer and a resin container in the course of manufacturing of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to Example 2, (2B) is a cross-sectional view of the element after resin curing, and (2C) is FIG. 3 is a cross-sectional view of the element after separation into chips. （３Ａ）は、実施例３による固体撮像素子の製造方法の製造途中段階におけるウエハの断面図であり、（３Ｂ）はその拡大断面図である。(3A) is a cross-sectional view of a wafer in the middle of manufacturing of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to Example 3, and (3B) is an enlarged cross-sectional view thereof. （３Ｃ）は、実施例３による固体撮像素子の製造方法の製造途中段階におけるウエハ及び樹脂容器の断面図であり、（３Ｄ）は、樹脂硬化後の素子の断面図である。(3C) is a cross-sectional view of the wafer and the resin container in the course of manufacturing of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to Example 3, and (3D) is a cross-sectional view of the element after resin curing.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 半導体ウエハ
１１ 撮像素子
２０ フォトダイオード
２１ 酸化シリコン膜
２２ 窒化シリコン膜
２３ マイクロレンズ
３０ 枠
３５ 樹脂
３５Ａ 撮像レンズ
３５Ｂ 尾根状突起
４０ 樹脂容器
４１ 射出口
４２ ピストン
４５ 樹脂
４８ 金型
６０ マイクロレンズアレイ
６１ マイクロレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor wafer 11 Image pick-up element 20 Photodiode 21 Silicon oxide film 22 Silicon nitride film 23 Micro lens 30 Frame 35 Resin 35A Imaging lens 35B Ridge-like projection 40 Resin container 41 Outlet 42 Piston 45 Resin 48 Mold 60 Micro lens array 61 Micro lens

Claims (2)

半導体ウエハの表面に、複数の撮像素子を形成する工程と、
前記撮像素子の各々の上に樹脂を配置し、硬化させることにより、樹脂製の撮像レンズを形成する工程と、
前記撮像レンズが形成された前記半導体ウエハを、前記撮像素子の各々と、その上に形成された前記撮像レンズとが一体になった撮像チップに分割する工程と
を有し、
前記撮像レンズを形成する工程が、
前記半導体ウエハの上に、前記撮像素子に対応した開口部を有する枠を配置する工程と、
前記枠の開口部内に樹脂を充填する工程と、
前記開口部内に、樹脂の表面を凸レンズ形状にする型を挿入して該樹脂を成型する工程と
を含む固体撮像素子の製造方法。 Forming a plurality of image sensors on the surface of the semiconductor wafer;
A step of forming a resin imaging lens by disposing and curing a resin on each of the imaging elements;
Dividing the semiconductor wafer on which the imaging lens is formed into an imaging chip in which each of the imaging elements and the imaging lens formed thereon are integrated, and
Forming the imaging lens comprises:
Placing a frame having an opening corresponding to the imaging element on the semiconductor wafer;
Filling the resin into the opening of the frame;
Inserting a mold into the opening to form a convex lens on the surface of the resin, and molding the resin;
A method for manufacturing a solid-state imaging device including : 半導体ウエハの表面に、複数の撮像素子を形成する工程と、
前記撮像素子の各々の上に樹脂を配置し、硬化させることにより、樹脂製の撮像レンズを形成する工程と、
前記撮像レンズが形成された前記半導体ウエハを、前記撮像素子の各々と、その上に形成された前記撮像レンズとが一体になった撮像チップに分割する工程と
を有し、
前記撮像レンズを形成する工程が、
前記撮像素子の上に、流動性を有する樹脂を、相互に隣り合う撮像素子の上に滴下された樹脂同士が連続しないように滴下し、該樹脂の表面張力により、滴下された樹脂の表面を凸状にする工程を含み、
前記流動性を有する樹脂を滴下する前に、前記撮像素子の各々の表面に該撮像素子の画素に対応した樹脂性のマイクロレンズを形成するとともに、該相互に隣り合う撮像素子の間には、無機材料が露出した状態とする固体撮像素子の製造方法。
Forming a plurality of image sensors on the surface of the semiconductor wafer;
A step of forming a resin imaging lens by disposing and curing a resin on each of the imaging elements;
Dividing the semiconductor wafer on which the imaging lens is formed into an imaging chip in which each of the imaging elements and the imaging lens formed thereon are integrated, and
Forming the imaging lens comprises:
A resin having fluidity is dropped on the image sensor so that the resins dropped on adjacent image sensors do not continue to each other, and the surface of the dropped resin is caused by the surface tension of the resin. Including a step of convexing,
Before dropping the resin having fluidity, a resinous microlens corresponding to the pixel of the image sensor is formed on each surface of the image sensor, and between the image sensors adjacent to each other, A method for manufacturing a solid-state imaging device in which an inorganic material is exposed.
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