JP5574699B2 - Technology for glass mounting of image sensor packages - Google Patents
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Description
本願は、2008年6月9日に出願された、「イメージセンサのためのダイ上へのガラス取付け方法」という標題の米国特許出願第12/136,033の一部継続出願として優先権を主張し、同様に、2007年6月8日に出願された、「イメージセンサのためのダイ上へのガラスの取付け方法」という標題の米国仮出願第60/942,953の優先権を主張し、参照として各々の内容が本願に組み込まれる。 This application claims priority as a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 12 / 136,033, filed Jun. 9, 2008, entitled “Method of Attaching Glass on a Die for an Image Sensor”. And claims the priority of US Provisional Application No. 60 / 942,953, filed June 8, 2007, entitled “Method of Attaching Glass on a Die for an Image Sensor”, The contents of each are incorporated herein by reference.
以下は、一般にダイシング(dicing)前にウェーハ基板にガラスを取付けるためのウェーハレベルのパッケージ(WLP)方法に関し、より詳細には、CMOS又はCCD型イメージセンサをパッケージするための低コストな方法であって、組立中時に微粒子汚染及び応力損傷からイメージセンサを保護する方法である。 The following generally relates to a wafer level packaging (WLP) method for attaching glass to a wafer substrate prior to dicing, and more particularly a low cost method for packaging a CMOS or CCD type image sensor. Thus, the image sensor is protected from particulate contamination and stress damage during assembly.
マイクロ電子光モジュールの組立時におけるマイクロレンズ又はイメージセンサの微粒子汚染は、そのモジュールの故障の原因となる。微粒子はカメラモジュール組立処理時の歩留まり損失の90%を占める。より高い解像度の装置では、微粒子による歩留まり損失が、より小さいピクセルサイズになるほど増加する。例えば、3メガピクセルセンサでは、ピクセルサイズは2ミクロン未満である。一つの微粒子が、イメージ品質の悪化の要因となる前に、わずか一つのピクセルを遮断する場合、この用途における許容可能な微粒子の最大サイズは、直径で2ミクロンに制限される。この大きさの微粒子の数を制限するために、厳格な微粒子制御対策が、歩留まり損失を回避するためにカメラモジュール組立処理時に必要とされる。これらの微粒子汚染対策は、組立工程のコストを増加させる。 Particle contamination of the microlens or the image sensor during the assembly of the micro electro-optical module causes a failure of the module. Fine particles account for 90% of the yield loss during the camera module assembly process. In higher resolution devices, the yield loss due to particulates increases with smaller pixel sizes. For example, in a 3 megapixel sensor, the pixel size is less than 2 microns. If only one pixel is blocked before a single particle causes image quality degradation, the maximum allowable particle size in this application is limited to 2 microns in diameter. In order to limit the number of particles of this size, strict particle control measures are required during the camera module assembly process to avoid yield loss. These particulate contamination measures increase the cost of the assembly process.
WLP処理は、チップオンボード(COB)技術方法に存在する汚染問題への対処に役立つ。この歩留まり率の改善は、ウェーハの個片化(singulation)及び装置の取付け前に、ガラス層を使用して汚染からセンサの能動領域を保護することによって達成される。ガラス/レンズの上面に付着する微粒子は、ガラス層の厚み(一般的に0.3から0.4mm)によってセンサから分離されるので、許容可能な微粒子の最大サイズは、同微粒子がイメージ品質の悪化の要因となる前に、直径で25ミクロン程度にできる。さらに、ガラス表面の微粒子汚染によって性能を発揮することができないユニットが、再加工によって容易に再生できる。カメラモジュール組立処理の歩留りは、こうしてウェーハレベルのパッケージング方法を使用して有意に改善される。 WLP processing helps address the contamination issues that exist in chip-on-board (COB) technology methods. This yield improvement is achieved by using a glass layer to protect the active area of the sensor from contamination prior to wafer singulation and device installation. Fine particles adhering to the top surface of the glass / lens are separated from the sensor by the thickness of the glass layer (typically 0.3 to 0.4 mm), so the maximum allowable fine particle size is It can be about 25 microns in diameter before it becomes a factor of deterioration. Furthermore, a unit that cannot perform its performance due to particulate contamination on the glass surface can be easily regenerated by reworking. The yield of the camera module assembly process is thus significantly improved using wafer level packaging methods.
現在使用される(例えば、Tessera’s Shellcase CF)WLP処理は、ウェーハのセンサ側の面上のキャビティ壁の頂部にウェーハサイズのガラスプレートを接着し、こうして、各センサ上に光学キャビティを作る。この方法は、ガラス個片化及びウェーハの背面研削がその後に続く。最後に、ウェーハは、個々の装置に個片化される。この処理は、COB処理上の歩留りにおける改善を示す一方で、シリコンの内部で回路に大きな応力を生じさせて、歩留まり損失を上昇させる。 Currently used (eg, Tessera's Shellcase CF) WLP processes attach a wafer-sized glass plate to the top of the cavity wall on the sensor side of the wafer, thus creating an optical cavity on each sensor. This method is followed by glass singulation and wafer backgrinding. Finally, the wafer is singulated into individual devices. While this process shows an improvement in yield over the COB process, it creates significant stress on the circuit inside the silicon and increases yield loss.
別のWLP処理(例えば、Schott OPTO-WLP)は、歩留り管理におけるいくつかの利点をさらに示す。この処理における最初の段階は、ガラスカバーによって繊細な能動構造を保護することである。特殊な接着剤によるウェーハ接着処理が、接着層内での接着剤の選択的範囲を与える。次の段階では、接着されたシリコン−ガラスのサンドウィッチ構造体が、シリコン側(裏面)から薄くされる。次の段階では、ウェーハの裏面にボンドパッドを開放するために、シリコン側にビアをエッチングし、ウェーハの裏側及びボール取付け部にコンタクトを再配分する。この処理は、従ってビア/通路の形成を必要とし、リード線/絶縁体材料の複数の層及び多くの処理段階は、マニュアル試行錯誤法に非常に依存する。結果として、この処理を使用すると、リードタイムはかなり長くなり、処理の不安定度が増す結果となる。 Another WLP process (eg, Schott OPTO-WLP) further demonstrates some advantages in yield management. The first step in this process is to protect sensitive active structures with a glass cover. Wafer bonding with special adhesives provides a selective range of adhesives within the adhesive layer. In the next step, the bonded silicon-glass sandwich structure is thinned from the silicon side (back side). In the next step, vias are etched on the silicon side to release bond pads on the backside of the wafer, and contacts are redistributed to the backside of the wafer and to the ball mounting. This process therefore requires the formation of vias / passages, and multiple layers of lead / insulator material and many processing steps are highly dependent on manual trial and error methods. As a result, using this process results in significantly longer lead times and increased process instability.
本願発明は、このような背景技術に対してなされたものである。
以下の実施形態及びそれらの態様が、例示され且つ実例として意味され且つ特許請求の範囲に制限されない他のシステム、ツール、及び方法と併せて記載される。様々な実施形態において、一つ以上の上述の問題が少なくなり又は解消される一方で、他の実施形態は他の改良を対象とする。
The present invention has been made with respect to such a background art.
The following embodiments and their aspects are described in conjunction with other systems, tools, and methods that are illustrated and meant by way of illustration and are not limited to the claims. In various embodiments, one or more of the above-described problems are reduced or eliminated, while other embodiments are directed to other improvements.
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理が、実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップを含み、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに一般に対応する個片化されたガラスダイを作るためにガラスプレートを個片化するステップと、キャビティ壁をガラスに取付けるステップと、キャビティ壁を有する個片化されたガラスダイが、処理済みウェーハ上のイメージセンサのパターンと位置合わせされるように、ガラスウェーハ固定具を処理済みウェーハに位置合わせするステップと、内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、個片化されたガラスダイのキャビティ壁を、接着剤によって光学イメージセンサに接着するステップと、及びガラスウェーハ固定具から個片化されたガラスダイを解放するステップとを含む処理方法。 A wafer level packaging process for a semiconductor image sensor device includes temporarily mounting a substantially wafer size glass plate on a glass wafer fixture, and a processed wafer having a plurality of assembled optical image sensors. The steps of singulating the glass plate, attaching the cavity wall to the glass to produce a singulated glass die generally corresponding to the pattern above, and the singulated glass die with the cavity wall processed Aligning the glass wafer fixture to the processed wafer to be aligned with the image sensor pattern on the wafer and creating a sensor-cavity wall-glass sandwich structure with internal cavities. Cavitation of a pieced glass die Walls, processing method comprising the steps of bonding the optical image sensor, and a step of releasing from the glass wafer fixture singulated glass die by an adhesive.
ガラスウェーハをガラスウェーハ固定具に一時的に取付けるステップは、ウェーハ装置上のイメージセンサのパターンに対応する硬化可能な接着剤のパターンを施すことによって実施され得る。接着するステップは、個片化されたガラスダイに接着剤を塗布すること含み得る。接着するステップは、イメージセンサの表面に接着剤を塗布すること含み得る。接着剤は、UV硬化型光学接着剤であり得る。接着するステップは、接着剤を硬化するために、装置−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に曝露するステップを含み得る。接着する処理は、イメージセンサとガラスカバーとの間の距離を設定するステップを含み得る。 The step of temporarily attaching the glass wafer to the glass wafer fixture may be performed by applying a pattern of curable adhesive that corresponds to the pattern of the image sensor on the wafer device. The gluing step may include applying an adhesive to the singulated glass die. The step of gluing may include applying an adhesive to the surface of the image sensor. The adhesive can be a UV curable optical adhesive. The step of gluing may include exposing the device-cavity wall-glass sandwich structure to UV light to cure the adhesive. The gluing process may include setting a distance between the image sensor and the glass cover.
センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体は、ガラスウェーハ固定具から構造体を解放する前に、個々の装置を作るためにダイシングされ得る。センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体は、ガラスウェーハ固定具から構造体を解放した後で、個々の装置を作るためにダイシングされ得る。ガラスプレートを個片化するステップは、ガラスの厚み寸法に沿ってテーパを設ける追加のステップを含み得る。個片化されたガラスダイを解放するステップは、ガラスダイをガラス固定具に保持する接着剤をUV光に曝露するステップを含み得る。キャビティ壁は、個片化前にガラスプレートに取付けられ得る。キャビティ壁は、個片化後に、個片化されたガラスダイに取付けられ得る。ガラスウェーハ固定具は、接着剤を有するフィルムを支持する金属フレームキャリアを含む。 The sensor-cavity wall-glass sandwich structure can be diced to make individual devices prior to releasing the structure from the glass wafer fixture. The sensor-cavity wall-glass sandwich structure can be diced to make individual devices after releasing the structure from the glass wafer fixture. Dividing the glass plate may include the additional step of providing a taper along the glass thickness dimension. Releasing the singulated glass die may include exposing the adhesive that holds the glass die to the glass fixture to UV light. The cavity wall can be attached to the glass plate prior to singulation. The cavity wall can be attached to the singulated glass die after singulation. The glass wafer fixture includes a metal frame carrier that supports a film having an adhesive.
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理は、実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップを含み、キャビティ壁をガラスプレートに取付けるステップと、個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップであって、個片化されたガラスダイの各々が、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応するキャビティ壁を有する、個片化するステップと、キャビティ壁を有する個片化されたガラスダイが、処理済みウェーハ上のイメージセンサのパターンと位置合わせされるように、ガラスウェーハ固定具を処理済みウェーハに位置合わせするステップと、内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、個片化されたガラスダイのキャビティ壁を、接着剤によって光学のイメージセンサに接着するステップと、及び、個片化されたガラスダイをガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含む。 A wafer level packaging process for a semiconductor image sensor device includes temporarily attaching a substantially wafer-sized glass plate onto a glass wafer fixture, attaching a cavity wall to the glass plate, and singulation. Separating the glass plates to produce a shaped glass die, wherein each of the separated glass dies corresponds to a pattern on a processed wafer having a plurality of assembled optical image sensors. Dividing the glass wafer fixture into the processed wafer so that the singulated glass die with the cavity wall and the singulated glass die with the cavity wall align with the pattern of the image sensor on the processed wafer. Aligning step and sensor having an internal cavity Cavity Wall-Bonding the cavity wall of an individualized glass die to an optical image sensor with an adhesive to make a glass sandwich structure, and the individualized glass die to a glass wafer fixture And releasing from.
キャビティ壁は、プレートをガラスプレート固定具上に取付ける前に、ガラスプレートに取付けられ得る。キャビティ壁は、プレートをガラスプレート固定具上に取付けた後で、ガラスプレートに取付けられ得る。ガラスプレート固定具は、その上に接着剤を有するフィルムを支持する金属フレームキャリアを含み得る。 The cavity wall may be attached to the glass plate before attaching the plate onto the glass plate fixture. The cavity wall can be attached to the glass plate after mounting the plate on the glass plate fixture. The glass plate fixture may include a metal frame carrier that supports a film having an adhesive thereon.
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理は、実質的なウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的な取付けるステップを含み、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るためにガラスプレートを個片化するステップと、キャビティ壁を処理済みウェーハに取付けるステップと、個片化されたガラスダイが、キャビティ壁を有する処理済みウェーハ上にイメージセンサのパターンと位置合わせされるように、ガラスウェーハ固定具を処理済みウェーハに位置合わせするステップと、内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために光学イメージセンサと関連するキャビティ壁に個片化されたガラスダイを接着するステップと、個片化されたガラスダイをガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含む処理方法。 A wafer level packaging process for a semiconductor image sensor device includes temporarily mounting a substantially wafer size glass plate on a glass wafer fixture, and a processed wafer having a plurality of assembled optical image sensors. Singulating the glass plate to produce a singulated glass die corresponding to the pattern above, attaching the cavity wall to the treated wafer, and processing the singulated glass die with the cavity wall. Aligning the glass wafer fixture to the processed wafer so that it is aligned with the image sensor pattern on the finished wafer and optical to create a sensor-cavity wall-glass sandwich structure with an internal cavity. Keys related to image sensors Processing method comprising the step of releasing the steps of bonding the singulated been glass dies in Activity wall, a singulated glass die from the glass wafer fixture.
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理が、実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップを含み、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るためにガラスプレートを個片化するステップと、個片化されたガラスダイが、処理済みウェーハ上にイメージセンサのパターンと一般に位置合わせするように、ガラスウェーハ固定具を処理済みウェーハに位置合わせするステップと、センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、個片化されたガラスダイを、接着剤によって光学イメージセンサに接着するステップと、及び個片化されたガラスダイをガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含む処理方法。 A wafer level packaging process for a semiconductor image sensor device includes temporarily mounting a substantially wafer size glass plate on a glass wafer fixture, and a processed wafer having a plurality of assembled optical image sensors. Separating the glass plate to produce a singulated glass die corresponding to the pattern above, so that the singulated glass die is generally aligned with the image sensor pattern on the processed wafer. Aligning the glass wafer fixture to the treated wafer; and bonding the singulated glass die to the optical image sensor with an adhesive to create a sensor-adhesive-glass sandwich structure; , And the individualized glass die is fixed to the glass wafer. Processing method comprising the step of releasing the ingredients.
ガラスウェーハをガラスウェーハの固定具に一時的に取付けるステップは、装置ウェーハ上のイメージセンサパターンに対応する硬化型接着剤のパターンを施すことによって実施され得る。接着(結合)するステップは、個片化されたガラスダイに接着剤を塗布することを含み得る。接着するステップは、イメージセンサの表面に接着剤を塗布することを含み得る。接着剤は、UV硬化型光学接着剤とし得る。接着するステップは、接着剤を硬化させるために、装置―接着剤―ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に曝露させるステップを含み得る。接着処理は、イメージセンサとガラスカバーとの間の距離を設定するステップを含み得る。センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体は、ガラスウェーハ固定具から構造体を解放する前に、個々の装置を作るためにダイシングされ得る。センサ−接着剤―ガラスのサンドウィッチ構造体は、ガラスウェーハ固定具から構造体を解放した後で、個々の装置を作るためにダイシングされ得る。ガラスプレートを個片化するステップは、ガラスの厚み寸法に沿ってテーパを設ける追加のステップを含み得る。個片化されたガラスダイを解放するステップは、ガラスダイをガラス固定具に保持する接着剤をUV光に曝露するステップを含み得る。 The step of temporarily attaching the glass wafer to the glass wafer fixture may be performed by applying a pattern of curable adhesive corresponding to the image sensor pattern on the device wafer. The step of bonding (bonding) may include applying an adhesive to the singulated glass die. The adhering step may include applying an adhesive to the surface of the image sensor. The adhesive may be a UV curable optical adhesive. The step of adhering may include exposing the device-adhesive-glass sandwich structure to UV light to cure the adhesive. The bonding process may include setting a distance between the image sensor and the glass cover. The sensor-adhesive-glass sandwich structure can be diced to make individual devices before releasing the structure from the glass wafer fixture. The sensor-adhesive-glass sandwich structure can be diced to make individual devices after releasing the structure from the glass wafer fixture. Dividing the glass plate may include the additional step of providing a taper along the glass thickness dimension. Releasing the singulated glass die may include exposing the adhesive that holds the glass die to the glass fixture to UV light.
例示の態様及び上に記載される実施形態に加えて、さらなる態様及び実施形態は、図面を参照することによって、及び以下の詳細な説明を検討することによって明らかとなる。
例示の実施形態は、参照図面に示される。本明細書に開示される実施形態及び図面は、限定することではなく説明に役立つものとして考慮されることを意図している。
In addition to the illustrative aspects and embodiments described above, further aspects and embodiments will become apparent by reference to the drawings and by studying the following detailed description.
Exemplary embodiments are shown in the reference drawings. The embodiments and drawings disclosed herein are intended to be considered illustrative rather than limiting.
本願発明と様々な関連性のある特徴を例示するのに役立つ添付図面を参照されたい。本願発明は、ガラスをイメージセンサパッケージに取付けるための処理として主に説明されるが、本願発明は、ガラス取付けが要求/所望される他のウェーハレベルのパッケージング用途に適用できることを明確に理解すべきである。あるいはまた、材料選択はガラスに制限されず、ガラスを超えて、反射防止、静抵抗及び光フィルタリング等の特性を有する任意の透明材料又は半透明材料に拡大され得る。これに関して、ガラスをイメージセンサパッケージに取付けるための処理についての以下の記載は、例示及び説明を目的として提示される。さらに、この記載は、本願発明を本明細書に開示された形態に制限することを意図しない。結果として、関連する分野の以下の教示、技能及び知見に見合う変更及び改変が、本願発明の特許請求の範囲内にある。本明細書に記載される実施形態は、本願発明を実施する公知の態様を説明するために及び他の当業者が本願発明の特定の用途又は使用によって要求された様々な改変と共に、又は他の実施形態を可能とするように本願発明を利用することをさらに意図する。 Reference is made to the attached drawings which serve to illustrate various relevant features of the present invention. Although the present invention is primarily described as a process for attaching glass to an image sensor package, it is clearly understood that the present invention is applicable to other wafer level packaging applications where glass attachment is required / desired. Should. Alternatively, the material selection is not limited to glass and can extend beyond glass to any transparent or translucent material having properties such as anti-reflection, static resistance and light filtering. In this regard, the following description of the process for attaching the glass to the image sensor package is presented for purposes of illustration and explanation. Furthermore, this description is not intended to limit the invention to the form disclosed herein. As a result, changes and modifications commensurate with the following teachings, skills and knowledge of the relevant fields are within the scope of the claims of the present invention. The embodiments described herein are provided to illustrate known aspects of practicing the invention and to various other modifications required by other persons skilled in the art according to the particular application or use of the invention, or other It is further contemplated to utilize the present invention to enable embodiments.
ガラスを装置ウェーハに取付けた後にガラスが個片化されるShcllcaseCFパッケージング等のWLP方法では装置の損傷の可能性があることを発明者は理解する。この損傷は、装置ウェーハに取付けた後に、ウェーハの背面研削又はガラスの個片化時に生じる機械的応力に起因し得る。さらに、イメージセンサ装置は、ガラスを個片化する処理中に帯電によって生じた静電気放出によって損傷され得る。別の故障する原因となる方法は、ガラスウェーハを個片化するステップ中に生成されたガラス破片による電気パッドの汚染を含み得る。提案された方法は、これら及び他の欠陥に対処することを目的とする。 The inventor understands that WLP methods such as ShclcaseCF packaging, where the glass is singulated after the glass is attached to the device wafer, can damage the device. This damage may be due to mechanical stresses that occur during wafer back-grinding or glass singulation after attachment to the device wafer. Furthermore, the image sensor device can be damaged by electrostatic discharge caused by charging during the process of singulating the glass. Another cause of failure can include contamination of the electrical pad by glass fragments generated during the step of singulating the glass wafer. The proposed method aims to address these and other deficiencies.
マイクロ電子イメージセンサ装置のために提案されたWLP方法は、装置パッケージング処理の開始時において、薄い個片化されたガラスプレートをウェーハ基板上に取付けるためのステップを含む。ガラスカバーは、ウェーハ組立てのダイ個片化ステップ時に装置を支持する。さらに、ガラスカバーは、周囲の環境からの微粒子が、マイクロレンズ又はイメージ装置内に入り込むことを防止する。 The proposed WLP method for a microelectronic image sensor device includes a step for mounting a thin singulated glass plate on a wafer substrate at the beginning of the device packaging process. The glass cover supports the apparatus during the die singulation step of wafer assembly. Furthermore, the glass cover prevents particulates from the surrounding environment from entering the microlens or image device.
ガラス取付け方法の一つの実施形態は、ウェーハ上に組立てられたイメージセンサ(及びマイクロレンズ)への適用に関する。ガラスウェーハ10(例えば、400μmの厚み)は、図1(a)に示されるように、ガラスウェーハ搬送手段14上に設けられるガラスウェーハ固定具12(透明であり得る)に最初に一時的に取付けられる。一時的な取付けが、図1(b)に示されるように、ダイシングテープ(紫外線(UV)光を使用して硬化され得る)のマトリックス16の使用を通じて達成され得る。一時的な取付けは、他の接着剤材料を使用してさらに達成され得る。ダイシングテープのパターンは、イメージセンサウェーハのダイパターンと一致するが、イメージセンサウェーハより広い通路を有するように組立てられる。換言すれば、各々の接着剤片は、対応するイメージセンサ片の縮小された設置面積を有する。
One embodiment of the glass mounting method relates to application to an image sensor (and microlens) assembled on a wafer. A glass wafer 10 (eg, 400 μm thick) is first temporarily attached to a glass wafer fixture 12 (which can be transparent) provided on the glass wafer transfer means 14 as shown in FIG. It is done. Temporary attachment can be achieved through the use of a
ガラスウェーハ10は、図2(a)及び図2(b)に示されるように、次に(イメージセンサウェーハ上のダイパターンに一致させるために)個片化される。ここで、ガラスパターンは、イメージセンサウェーハより狭い通路を有するように形成され得る。換言すれば、各々のガラス片は、イメージセンサの寸法を超過するがイメージセンサ装置のための電気接点パッドに重ね合わせられないように、イメージセンサ片の拡大された設置面積を有する。さらに、カバーの縁部20は、イメージセンサに接着された面が反対側の面より大きくなるように、図2(b)に示されるように、内側にわずかにテーパ状にされ得る。 The glass wafer 10 is then singulated (to match the die pattern on the image sensor wafer) as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). Here, the glass pattern may be formed to have a narrower path than the image sensor wafer. In other words, each piece of glass has an enlarged footprint of the image sensor piece so that it exceeds the dimensions of the image sensor but does not overlap the electrical contact pads for the image sensor device. Furthermore, the edge 20 of the cover can be slightly tapered inward as shown in FIG. 2 (b) so that the surface bonded to the image sensor is larger than the opposite surface.
個片化されたガラスが清掃された後で、ガラスウェーハ搬送手段及び個片化されたガラス(22として示される集合体)を保持するガラスウェーハ固定具が、図3(a)及び図3(b)に示されるように、個片化されたガラスの露出面がイメージセンサウェーハ24と対面し、且つ装置ウェーハ上のイメージセンサ装置のパターンを映し出すように反転され及び位置合わせされる。わずかにオーバサイズのカバーを作ることによって、この配置又は位置合わせ誤差に対する影響を受けにくい位置合わせするステップとすることができる。光学接着剤26は、図3(a)に示されるように、電気接点の周囲がカバーされないままの状態で、各々の光学イメージセンサ及びそのセンサに対応するマイクロレンズ(もし利用され得るなら)を覆うように、装置ウェーハ24に選択的に塗布(適用)される。本プロセスの一つの態様は、どのようにして接着剤が施されるか(パターン及び品質)を制御するステップと、イメージセンサによって捕捉されたイメージの品質を低下させ得るマイクロバブル等の欠陥を最小化するための接着剤の選択とを含み得る。さらに、接着剤が結局外部環境と接触するので、接着剤にはさらに耐熱性及び耐湿性が要求され得る。
After the singulated glass is cleaned, the glass wafer transport means and the glass wafer fixture holding the singulated glass (the assembly shown as 22) are shown in FIGS. As shown in b), the exposed surface of the singulated glass faces the
別の実施形態において、光学接着剤26は、イメージセンサ/レンズの組合せではなく、個片化されたガラスに塗布(適用)され、次にガラスダイは、図3(b)に示されるように、イメージセンサウェーハ24に接着される。スピンコーティング等の方法は、接着剤26を個片化されたガラスダイに塗布するために採用できる。光学接着剤は高価であり、この処理はより多くの接着剤を消費するので、改善により安価にするために本処理中で潜在的に行われ得る。
In another embodiment, the
個片化されたガラスウェーハは、次に、図4に示されるように、それらの間にキャビティなしでイメージセンサウェーハ(集合体30)に接着される。接着剤塗布の寸法及びボンディング処理は、イメージセンサ表面からのガラスの距離を固定するステップを含むとともに、特定の制限された平行度内でガラス/イメージセンサのサンドウィッチ構造体を作るステップを含み得る。サンドウィッチ構造体30は、図5に示されるように、ガラスウェーハ固定具12から解放される。接着剤の硬化及びガラスウェーハ固定具12からのサンドウィッチ構造体30の解放は、UV波長の賢明な選択又は特定の温度及び暴露時間によって同じステップにおいて実施され得る。
The singulated glass wafers are then bonded to the image sensor wafer (assembly 30) without cavities between them, as shown in FIG. The dimensions of the adhesive application and the bonding process may include fixing the glass distance from the image sensor surface and may include making a glass / image sensor sandwich structure within certain limited parallelism. The sandwich structure 30 is released from the
光学イメージセンサのウェーハ構造体30は、次に、図6(a)に示されるように支持のためのガラスダイを使用してダイシングされる。変形実施形態において、ダイシングは、サンドウィッチ構造体がガラスウェーハ固定具から解放される前に実施され得る。保護ガラスカバーを有する典型的なイメージセンサ32が、図6(b)に示される。ウェーハレベルパッケージングのこの方法は、業界において使用される既存のウェーハレベルパッケージング処理に対する低コストの代替案であると考えられる。
The optical image sensor wafer structure 30 is then diced using a glass die for support as shown in FIG. 6 (a). In an alternative embodiment, dicing can be performed before the sandwich structure is released from the glass wafer fixture. A
あるいはまた、カバーガラスは、図7〜図14に示されるように、内部キャビティを作るためにキャビティ壁を介してイメージセンサに取付けられることができる。図7に示されるように、ガラス50のシートは、同ガラス50のシートの片側に適用されたUVダイシングテープ52を有する。ガラスシート50の反対の側において、複数のキャビティ壁54が取付けられる。キャビティ壁は、LEタップからダイカットされる。エポキシ56の層が、各々のキャビティ壁54の頂面に塗布される。
Alternatively, the cover glass can be attached to the image sensor through the cavity wall to create an internal cavity, as shown in FIGS. As shown in FIG. 7, the sheet of
図8に示されるように、キャビティ壁54は、個片化する前にガラスプレートに取付けられた接着剤フィルムを使用することによって形成され得る。
次に、図9に示されるように、ガラスシート50は、UVダイシングテープ52によって共に保持される複数の個片化ガラスダイ60に、ダイシングソー58によって個片化される。一方で、図10に示されるように、シリコンウェーハ62(そのシリコンウェーハ上に形成された複数の個々のイメージセンサ64を有する)は、そのシリコンウェーハの裏側からシリコンウェーハ62を背面研削する研磨機66によって、所望される厚みに研磨される。この背面研削操作がシリコンウェーハ62上で実施されるので、同操作はキャビティ壁54をガラスシート50に適用するステップ及びガラスシート50を個片化するステップの前、間又は後に実施可能である。
As shown in FIG. 8, the
Next, as shown in FIG. 9, the
その後、図11(a)に示されるように、キャビティ壁54を有する個片化されたガラスダイ60は、シリコンウェーハ62上の個々のイメージセンサ64に対して位置合わせされる。個片化されたガラスダイ60は、ガラス固定具70によって、シリコンウェーハ62に対して位置合わせされた状態に保持される。ガラス固定具70は、キャビティ壁54の適用及び分離ガラスダイ60への個片化の前、間又は後に、ガラスシート50に一時的に取付けられる。図11(b)に示されるように、ガラス固定具70及びシリコンウェーハ62は、個々のイメージセンサ64を取り囲む位置において、キャビティ壁54上のエポキシ56をシリコンウェーハ62と接触させるために、相対移動される。この動作によって、キャビティ壁54がシリコンウェーハ62に接着される。
Thereafter, as shown in FIG. 11 (a), the singulated glass die 60 having the
組立体からガラス固定具70を解放するために、UV光源(図示されない)が、図12に示されるように、ガラス固定具70に個片化されたガラスダイ60を解放させるようなUV光を提供する。個片化されたガラスダイ60の外側表面が、清掃される(示されない)。次に、同一の又は異なるダイシングソー72が、図13に示されるように、キャビティ壁54の外側の位置で且つ個々の個片化されたガラスダイ60の間においてシリコンウェーハ62を切断するために使用される。このようにして、シリコンウェーハ62が個々のイメージセンサパッケージ74に分離され、その一つが図14に示される。
To release the
本願発明の上述の記載は、例示及び説明のために提示される。さらに、この記載は、本願発明を本明細書に開示された態様に制限することを意図しない。結果として、関連する技術分野の上述の教示、及び技能及び知見に見合う変更及び改変が、本願発明の特許請求の範囲内にある。上述の本願明細書に記載される実施形態は、本願発明を実施する公知のベストモードを説明し、他の当業者が本願の発明の特定の用途又は使用によって要求された様々な改変と共に本発明をそのように、又は他の実施形態を利用することを可能にすることをさらに意図する。添付の特許請求の範囲は、当業者によって認められる範囲にまで変形実施形態を含むことを解釈することが意図される。 The foregoing description of the present invention has been presented for purposes of illustration and description. Furthermore, this description is not intended to limit the invention to the embodiments disclosed herein. Consequently, variations and modifications commensurate with the above teachings and skills and knowledge of the relevant art are within the scope of the claims of the present invention. The embodiments described herein above describe the best mode known for practicing the present invention, and the present invention, along with various modifications required by others skilled in the art to the particular application or use of the present invention. It is further intended to make it possible to utilize such or other embodiments. It is intended that the appended claims be construed to include alternative embodiments to the extent permitted by one skilled in the art.
Claims (46)
実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップと、
複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップと、
キャビティ壁を前記ガラスダイに取付けるステップと、
前記キャビティ壁を有する前記個片化されたガラスダイが、前記処理済みウェーハ上の前記光学イメージセンサの前記パターンと位置合わせされるように、前記ガラスウェーハ固定具を前記処理済みウェーハに位置合わせするステップと、
内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、前記個片化されたガラスダイの前記キャビティ壁を、接着剤によって前記光学イメージセンサに接着するステップと、
前記個片化されたガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含み、
前記ガラスプレートを前記ガラスウェーハ固定具に一時的に取付けるステップは、前記処理済みウェーハ上の前記光学イメージセンサのパターンに対応する硬化型接着剤のパターンを施すことによって実施される、処理方法。 A wafer level packaging processing method for a semiconductor image sensor device, comprising:
Temporarily mounting a substantially wafer-sized glass plate on the glass wafer fixture;
Singulating the glass plate to produce a singulated glass die corresponding to a pattern on a processed wafer having a plurality of assembled optical image sensors;
And attaching the cavity walls to the glass die,
Aligning the glass wafer fixture to the processed wafer such that the singulated glass die having the cavity wall is aligned with the pattern of the optical image sensor on the processed wafer. When,
Bonding the cavity wall of the singulated glass die to the optical image sensor with an adhesive to make a sensor-cavity wall-glass sandwich structure with an internal cavity;
Releasing the singulated glass die from the glass wafer fixture ;
The method of temporarily attaching the glass plate to the glass wafer fixture is performed by applying a pattern of curable adhesive corresponding to the pattern of the optical image sensor on the processed wafer .
−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露させるステップを含む、請求項4に記載の処理方法。 5. The method of claim 4 , wherein the gluing step comprises exposing the device-cavity wall-glass sandwich structure to UV light to cure the adhesive.
実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップと、
キャビティ壁を前記ガラスプレートに取付けるステップと、
個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップであって、個片化されたガラスダイの各々が、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応するキャビティ壁を有する、前記ステップと、
前記キャビティ壁を有する前記個片化されたガラスダイが、前記処理済みウェーハ上の前記光学イメージセンサの前記パターンと位置合わせされるように、前記ガラスウェーハ固定具を前記処理済みウェーハに位置合わせするステップと、
内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、前記個片化されたガラスダイの前記キャビティ壁を、接着剤によって前記光学イメージセンサに接着するステップと、
前記個片化されたガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含み、
前記ガラスプレートを前記ガラスウェーハ固定具に一時的に取付けるステップは、前記処理済みウェーハ上の前記光学イメージセンサのパターンに対応する硬化型接着剤のパターンを施すことによって実施される、処理方法。 A wafer level packaging processing method for a semiconductor image sensor device, comprising:
Temporarily mounting a substantially wafer-sized glass plate on the glass wafer fixture;
Attaching a cavity wall to the glass plate;
Singulating the glass plate to make individualized glass dies, each of the individualized glass dies having a pattern on a processed wafer having a plurality of assembled optical image sensors; And having a cavity wall corresponding to
Aligning the glass wafer fixture to the processed wafer such that the singulated glass die having the cavity wall is aligned with the pattern of the optical image sensor on the processed wafer. When,
Bonding the cavity wall of the singulated glass die to the optical image sensor with an adhesive to make a sensor-cavity wall-glass sandwich structure with an internal cavity;
Releasing the singulated glass die from the glass wafer fixture ;
The method of temporarily attaching the glass plate to the glass wafer fixture is performed by applying a pattern of curable adhesive corresponding to the pattern of the optical image sensor on the processed wafer .
前記ガラスプレートに取付けられる、請求項14に記載の処理方法。 The processing method of claim 14 , wherein the cavity wall is attached to the glass plate before attaching the glass plate to the glass wafer fixture.
実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップと、
複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップと、
キャビティ壁を前記処理済みウェーハに取付けるステップと、
前記個片化されたガラスダイが、前記キャビティ壁を有する前記処理済みウェーハ上の前記光学イメージセンサの前記パターンと位置合わせされるように、前記ガラスウェーハ固定具を前記処理済みウェーハに位置合わせするステップと、
内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、前記光学イメージセンサと関連する前記キャビティ壁に、前記個片化されたガラスダイを接着するステップと、
前記個片化されたガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含み、
前記ガラスプレートを前記ガラスウェーハ固定具に一時的に取付けるステップは、前記処理済みウェーハ上の前記光学イメージセンサのパターンに対応する硬化型接着剤のパターンを施すことによって実施される、処理方法。 A wafer level packaging processing method for a semiconductor image sensor device, comprising:
Temporarily mounting a substantially wafer-sized glass plate on the glass wafer fixture;
Singulating the glass plate to produce a singulated glass die corresponding to a pattern on a processed wafer having a plurality of assembled optical image sensors;
Attaching a cavity wall to the processed wafer;
Aligning the glass wafer fixture to the processed wafer such that the singulated glass die is aligned with the pattern of the optical image sensor on the processed wafer having the cavity walls. When,
Bonding the singulated glass die to the cavity wall associated with the optical image sensor to produce a sensor-cavity wall-glass sandwich structure having an internal cavity;
Releasing the singulated glass die from the glass wafer fixture ;
The method of temporarily attaching the glass plate to the glass wafer fixture is performed by applying a pattern of curable adhesive corresponding to the pattern of the optical image sensor on the processed wafer .
実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップと、
複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップと、
前記個片化されたガラスダイが、前記処理済みウェーハ上の前記光学イメージセンサの前記パターンと位置合わせされるように、前記ガラスウェーハ固定具を前記処理済みウェーハに位置合わせするステップと、
センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、前記個片化されたガラスダイを、接着剤によって前記光学イメージセンサに接着するステップと、
前記個片化されたガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含み、
前記ガラスプレートを前記ガラスウェーハ固定具に一時的に取付けるステップは、前記処理済みウェーハ上の前記光学イメージセンサのパターンに対応する硬化型接着剤のパターンを施すことによって実施される、処理方法。 A wafer level packaging processing method for a semiconductor image sensor device, comprising:
Temporarily mounting a substantially wafer-sized glass plate on the glass wafer fixture;
Singulating the glass plate to produce a singulated glass die corresponding to a pattern on a processed wafer having a plurality of assembled optical image sensors;
Aligning the glass wafer fixture to the processed wafer such that the singulated glass die is aligned with the pattern of the optical image sensor on the processed wafer;
Bonding the singulated glass die to the optical image sensor with an adhesive to make a sensor-adhesive-glass sandwich structure;
Releasing the singulated glass die from the glass wafer fixture ;
The method of temporarily attaching the glass plate to the glass wafer fixture is performed by applying a pattern of curable adhesive corresponding to the pattern of the optical image sensor on the processed wafer .
前記接着するステップは、前記UV硬化型光学接着剤を硬化させるために、前記センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露するステップを含み、The step of adhering comprises exposing the sensor-adhesive-glass sandwich structure to UV light to cure the UV curable optical adhesive;
前記ガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具に保持する前記硬化型接着剤をUV光に暴露するステップと前記センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露するステップとが、同時に行われる、請求項29に記載の処理方法。Exposing the curable adhesive holding the glass die to the glass wafer fixture to UV light and exposing the sensor-adhesive-glass sandwich structure to UV light are performed simultaneously. Item 30. A processing method according to Item 29.
前記接着するステップは、前記UV硬化型光学接着剤を硬化させるために、前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露するステップを含み、The step of adhering comprises exposing the sensor-cavity wall-glass sandwich structure to UV light to cure the UV curable optical adhesive;
前記ガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具に保持する前記硬化型接着剤をUV光に暴露するステップと前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露するステップとが、同時に行われる、請求項10に記載の処理方法。Exposing the curable adhesive holding the glass die to the glass wafer fixture to UV light and exposing the sensor-cavity wall-glass sandwich structure to UV light are performed simultaneously. Item 11. The processing method according to Item 10.
前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体の前記接着剤は、UV硬化型光学接着剤であり、The adhesive of the sensor-cavity wall-glass sandwich structure is a UV curable optical adhesive;
前記接着するステップは、前記UV硬化型光学接着剤を硬化させるために、前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露するステップを含み、The step of adhering comprises exposing the sensor-cavity wall-glass sandwich structure to UV light to cure the UV curable optical adhesive;
前記ガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具に保持する前記硬化型接着剤をUV光に暴露するステップと前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露するステップとは、同時に行われる、請求項14に記載の処理方法。The step of exposing the curable adhesive holding the glass die to the glass wafer fixture to UV light and the step of exposing the sensor-cavity wall-glass sandwich structure to UV light are performed simultaneously. Item 15. The processing method according to Item 14.
前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体の前記硬化型接着剤は、UV硬化型光学接着剤であり、The curable adhesive of the sensor-cavity wall-glass sandwich structure is a UV curable optical adhesive;
前記接着するステップは、前記UV硬化型光学接着剤を硬化させるために、前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露するステップを含み、The step of adhering comprises exposing the sensor-cavity wall-glass sandwich structure to UV light to cure the UV curable optical adhesive;
前記ガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具に保持する前記硬化型接着剤をUV光に暴露するステップと前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をUV光に暴露するステップとは、同時に行われる、請求項18に記載の処理方法。The step of exposing the curable adhesive holding the glass die to the glass wafer fixture to UV light and the step of exposing the sensor-cavity wall-glass sandwich structure to UV light are performed simultaneously. Item 19. A processing method according to Item 18.
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