JP5775707B2 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5775707B2 JP5775707B2 JP2011044343A JP2011044343A JP5775707B2 JP 5775707 B2 JP5775707 B2 JP 5775707B2 JP 2011044343 A JP2011044343 A JP 2011044343A JP 2011044343 A JP2011044343 A JP 2011044343A JP 5775707 B2 JP5775707 B2 JP 5775707B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- spacer
- plan
- reinforcing member
- view size
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 114
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 23
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 75
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 55
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 19
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 6
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14618—Containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
本発明は、半導体チップとカバー部材とを、スペーサーおよび補強部材を介して接合した半導体装置および前記半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の信頼性向上のために、集積回路形成領域を封止することがある。例えば、特開２００２−２３１９１９号公報には、基板部と透明平板部とを枠基体部および接着剤層を介して接合することにより形成した封止部により、基板部の固体撮像素子を保護した撮像装置が開示されている。
接着剤層の形成方法としては、隙間に接着剤を注入する方法、および、接着剤を予め接合面に充填してから貼り合わせる方法が開示されている。
しかし、隙間に側面から接着剤を埋め込んで充填すると、接着剤が隙間を完全に埋められずに接着層に気泡が混入して、撮像装置の信頼性が低下するおそれがあった。
本発明の実施形態は、信頼性の高い半導体装置、および信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の実施の形態の半導体装置は、機能部を有する半導体チップと、前記機能部を取り囲むように、前記半導体チップ上に配置された額縁状のスペーサーと、前記スペーサーを介して前記半導体チップ上に配置された、前記スペーサーの平面視寸法より大きく前記半導体チップの平面視寸法より小さい平面視寸法のカバー部材と、前記スペーサーの外側の、前記半導体チップと前記カバー部材との隙間を充填する、前記カバー部材の平面視寸法より大きく前記半導体チップの平面視寸法より小さい平面視寸法の補強部材と、を具備し、前記スペーサーは、感光性接着フィルムからなる。
また本発明の別の実施の形態の半導体装置の製造方法は、機能部を有する半導体チップと前記半導体チップの平面視寸法より小さいカバー部材とを、前記機能部を取り囲むように前記半導体チップ上に配置された、前記カバー部材の平面視寸法より小さい額縁状のスペーサーを介して、接合する接合工程と、前記スペーサーの外側の、前記半導体チップと前記カバー部材との隙間を、補強部材で充填する補強部材充填工程と、を具備し、前記スペーサーは、感光性接着フィルムからなる。
本発明によれば、信頼性の高い半導体装置、および信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供することができる。
＜第１実施形態＞
図１から図３に示すように、第１実施形態の半導体装置である撮像装置１０は、半導体チップ２０と、スペーサー３０と、カバー部材である透明平板部４０と、補強部材５０と、を具備する。後述するように、撮像装置１０では、半導体チップ２０と透明平板部４０とはスペーサー３０を介して接合されている。補強部材５０はスペーサー３０を介した接合の接合強度を補強するだけでなく、信頼性向上、特に受光部２１への水分の進入を防止するために配設されている。
図１から図３に示すように、第１実施形態の半導体装置である撮像装置１０は、半導体チップ２０と、スペーサー３０と、カバー部材である透明平板部４０と、補強部材５０と、を具備する。後述するように、撮像装置１０では、半導体チップ２０と透明平板部４０とはスペーサー３０を介して接合されている。補強部材５０はスペーサー３０を介した接合の接合強度を補強するだけでなく、信頼性向上、特に受光部２１への水分の進入を防止するために配設されている。
半導体チップ２０は、中央付近に機能部である固体撮像部すなわち受光部２１と、受光部２１の上に配設された複数のマイクロレンズ２２と、を有する固体撮像子チップである。額縁状のスペーサー３０は、受光部２１を取り囲むように半導体チップ２０上に配置されている。透明平板部４０は、スペーサー３０を介して半導体チップ２０上に配置されている。
撮像装置１０では、半導体チップ２０はシリコンからなり、公知の半導体プロセスにより第１の主面２４に、ＣＯＭＳ撮像素子等からなる受光部２１と、受光部２１と配線（不図示）を介して電気的に接続された複数の電極パッド２３と、が形成される。さらに受光部２１上にマイクロレンズ２２が形成される。
スペーサー３０には、所望の形状に加工でき、所望の機械的強度の材料を用いる。例えば、シリコン等の半導体、セラミック、金属、またはテフロン（登録商標）等のプラスチックを用いる。特に、感光性接着フィルムは、所望の形状への加工が容易であり、かつ、接着剤等を用いることなく透明平板部４０および半導体チップ２０と接合することができるため好ましい。
透明平板部４０の材料は、撮像する光の波長帯域において透明であればよく、例えば、ホウケイ酸ガラス等のガラス、石英、またはサファイヤ等を用いる。
補強部材５０の材料には、液体状態の補強部材溶液が加熱により固体化する熱硬化性樹脂または紫外線照射により固体化する紫外線硬化樹脂を用いる。また、撮像装置１０の信頼性向上のためには、補強部材５０には低透湿性が要求される。このため、補強部材５０としては、アモルファスフッ素樹脂が好ましく、特に、酸素原子を有するパーフルオロシクロアモルファスポリマー、例えば、サイトップ（登録商標）が好ましい。
そして、透明平板部４０の平面視寸法は、スペーサー３０の平面視寸法より大きく、半導体チップ２０の平面視寸法より小さい。
ここで、平面視寸法とは、撮像装置１０を上面（図３、Ｚ方向）から観察したときの、外周部のＸ方向およびＹ方向の寸法である。すなわち、図３に示すように、半導体チップ２０の平面視寸法を、Ｘ２０、Ｙ２０、スペーサー３０の平面視寸法をＸ３０、Ｙ３０、透明平板部４０の平面視寸法をＸ４０、Ｙ４０としたとき、Ｘ２０＞Ｘ４０＞Ｘ３０、かつ、Ｙ２０＞Ｙ４０＞Ｙ３０である。撮像装置１０では、例えば、Ｘ３０＝Ｙ３０、Δ４０＝（Ｘ４０−Ｘ３０）＝１００〜５００μｍ、Δ２０＝（Ｘ２０−Ｘ４０）＝３００〜５００μｍである。
補強部材５０は、スペーサー３０の外側の、半導体チップ２０と透明平板部４０との隙間を充填する。補強部材５０の一部は半導体チップ２０上にも広がっている。このため、補強部材５０の平面視寸法Ｘ５０、Ｙ５０は、透明平板部４０の平面視寸法より大きく、半導体チップ２０の平面視寸法より小さい。すなわち、Ｘ２０＞Ｘ５０＞Ｘ４０、かつ、Ｙ２０＞Ｙ５０＞Ｙ４０、である。
補強部材５０の厚さとなるスペーサー３０の厚さｄは、受光部２１上に設けられたマイクロレンズ２２と透明平板部４０とが接触しないように、マイクロレンズ２２の高さを超える値に設定される。なお、透明平板部４０とスペーサー３０と半導体チップ２０により囲まれる封止された封止空間への水分浸入を防止するためには、厚さｄは薄いことが好ましい。
撮像装置１０では、補強部材５０は、補強部材溶液が半導体チップ２０と透明平板部４０との隙間に、毛管現象により充填された後に固体化されている。すなわち、補強部材溶液は透明平板部４０外周に滴下されると、毛管現象により隙間を充填する。このため、補強部材は気泡を残留することなく確実に隙間を充填する。補強部材溶液を毛管現象により隙間に充填するためには、隙間の厚さｄは、５０μｍ以下が好ましい。
さらに、耐湿性を考慮すると、隙間は、厚さｄが１０〜５０μｍ、奥行きΔ４０が１００〜５００μｍが好ましい。
すなわち、厚さｄが、上記範囲下限以上であれば、高さ１０μｍ未満の通常のマイクロレンズ２２を収納することができ、厚さｄが、前記範囲上限以下かつ奥行きΔ４０が前記範囲内であれば毛管現象により隙間を充填し、かつ、所望の信頼性が確保できる。
補強部材溶液としては、毛管現象により透明平板部４０と半導体チップ２０との隙間に良好に充填されるように低粘度溶液が選択される。補強部材溶液の粘度は、１０１〜１０４ｍＰａ・ｓが好ましく、特に好ましくは、１０１〜１０２ｍＰａ・ｓである。
なお、透明平板部４０と半導体チップ２０との平面視寸法が同じ、言い換えれば、端面が揃っている撮像装置では、充填する隙間が上面になるように配置し、かつ４つの側面に塗布するためには回転操作も必要となる。このため、低粘度溶液を側面に塗布することは容易ではない。
これに対して、透明平板部４０よりも半導体チップ２０が平面視寸法が大きい撮像装置１０では、透明平板部４０の外周の半導体チップ２０に塗布することにより容易に隙間に充填することが可能である。また、余分な溶液は半導体チップ２０上に広がって保持されるために、低粘度溶液の塗布が容易である。
撮像装置１０は、半導体チップ２０と透明平板部４０との隙間を容易に、かつ確実に封止できるために、信頼性、特に耐湿信頼性が高い。
また、半導体チップと透明平板部とが同じ平面視寸法の公知の撮像装置では、撮像装置を配線板に実装するために、半導体チップを貫通する貫通配線および第２の主面（裏面）２５に裏面電極パッドを作製する必要があった。
これに対して、撮像装置１０は、透明平板部４０の平面視寸法は、スペーサー３０の平面視寸法より大きく、半導体チップ２０の平面視寸法より小さい。また、補強部材５０の平面視寸法は、透明平板部４０の平面視寸法より大きく半導体チップ２０の平面視寸法より小さい。
このため、撮像装置１０は、半導体チップ２０が、第１の主面（おもて面）２４に形成された受光部２１と接続された電極パッド２３を、第１の主面２４の補強部材５０の外側に有している。このため、撮像装置１０を配線板に実装するときに、電極パッド２３と配線板上の接続ランドとをワイヤボンディングまたはフリップチップボンディング等により接続することが可能である。
すなわち、撮像装置１０は、電極パッド２３を第１の主面２４に有するために、各種の実装方法を用いて配線板に実装できる。
次に、図４を用いて、撮像装置１０の製造方法を説明する。
＜ステップＳ１０＞
最初に、複数の透明平板部４０を作製するためのガラスウエハに、スペーサー３０となる感光性樹脂フィルムが貼り付けられる。感光性樹脂フィルムはフォトリソグラフィにより複数のスペーサー３０に加工される。次に、外形寸法がスペーサー３０より大きく、半導体チップ２０より小さくなるようにガラスウエハが切断される。すなわち、スペーサー３０が接合された複数の透明平板部４０が、１枚のガラスウエハから作製される。
最初に、複数の透明平板部４０を作製するためのガラスウエハに、スペーサー３０となる感光性樹脂フィルムが貼り付けられる。感光性樹脂フィルムはフォトリソグラフィにより複数のスペーサー３０に加工される。次に、外形寸法がスペーサー３０より大きく、半導体チップ２０より小さくなるようにガラスウエハが切断される。すなわち、スペーサー３０が接合された複数の透明平板部４０が、１枚のガラスウエハから作製される。
＜ステップＳ１１＞
一方、半導体チップ２０は、シリコンウエハを用い、公知のプロセスにより多数のチップが一括作製された後、個片化される。
一方、半導体チップ２０は、シリコンウエハを用い、公知のプロセスにより多数のチップが一括作製された後、個片化される。
＜ステップＳ１２＞
スペーサー３０が接合された透明平板部４０と半導体チップ２０とが、スペーサー３０が半導体チップ２０の受光部２１を取り囲むように貼り合わされ、さらに、加熱処理されることで接合される。
スペーサー３０が接合された透明平板部４０と半導体チップ２０とが、スペーサー３０が半導体チップ２０の受光部２１を取り囲むように貼り合わされ、さらに、加熱処理されることで接合される。
すなわち、機能部を有する半導体チップと半導体チップの平面視寸法より小さいカバー部材とを、機能部を取り囲むように半導体チップ上に配置された、カバー部の平面視寸法より小さい額縁状のスペーサーを介して、接合する接合工程が行われる。
＜ステップＳ１３＞
次に、補強部材溶液であるアモルファスフッ素樹脂溶液が、透明平板部の外周に塗布されると、毛管現象により透明平板部と固体撮像素子との隙間に充填される。
塗布方法としては、例えば、ディスペンサの先端ノズルから溶液を押し出して塗布するディスペンス法を用いる。
次に、補強部材溶液であるアモルファスフッ素樹脂溶液が、透明平板部の外周に塗布されると、毛管現象により透明平板部と固体撮像素子との隙間に充填される。
塗布方法としては、例えば、ディスペンサの先端ノズルから溶液を押し出して塗布するディスペンス法を用いる。
そして、透明平板部４０の平面視寸法はスペーサー３０よりも大きく、半導体チップ２０よりも小さく設定されているため、補強部材５０を充填するときには、半導体チップ２０上の透明平板部４０の周辺部に補強部材溶液を滴下するだけで、毛管現象によって容易に隙間に充填することができる。
以上の説明のように、補強部材溶液を隙間に毛管現象により充填する溶液充填工程が行われる。
＜ステップＳ１４＞
加熱処理または紫外線照射処理により、アモルファスフッ素樹脂溶液を硬化処理することで、固体のアモルファスフッ素樹脂からなる補強部材５０とする。すなわち、補強部材溶液を固体化する硬化工程が行われる。
加熱処理または紫外線照射処理により、アモルファスフッ素樹脂溶液を硬化処理することで、固体のアモルファスフッ素樹脂からなる補強部材５０とする。すなわち、補強部材溶液を固体化する硬化工程が行われる。
以上の説明のように、スペーサーの外側の、半導体チップとカバー部材との隙間を、補強部材で充填する補強部材充填工程として、補強部材溶液を隙間に毛管現象により充填する溶液充填工程と、補強部材溶液を固体化する硬化工程と、が行われる。
また、以上の説明では、スペーサー３０を接合した透明平板部４０を、半導体チップ２０に接合する例を示したが、スペーサー３０を接合した半導体チップ２０を、透明平板部４０に接合してもよい。
本実施形態の半導体装置の製造法は、信頼性の高い撮像装置１０が製造可能である。
＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態の半導体装置である撮像装置１０Ａについて説明する。撮像装置１０Ａは撮像装置１０と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
次に本発明の第２実施形態の半導体装置である撮像装置１０Ａについて説明する。撮像装置１０Ａは撮像装置１０と類似しているため同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
図５および図６に示すように、撮像装置１０Ａの構造は撮像装置１０の構造と類似しているが、撮像装置１０Ａでは、スペーサー３５が単結晶シリコンからなる。このため、スペーサー３５は、透明平板部４０とは陽極接合法により接合されており、半導体チップ２０とは接着剤３６によって接合されている。
ここで、スペーサー３５は、接着剤３６によって半導体チップ２０と接合されているために、接合のときに接着剤３６が受光部２１の領域にはみ出すことによって撮像装置の画像不良が生じるおそれがある。
このため、スペーサー３５の、半導体チップ２０と接する端部のミラー指数（１００）の端面３５Ａには、ミラー指数（１１１）のテーパー面３５Ｂが形成されている
撮像装置１０Ａは、スペーサー端部の端面３５Ａにテーパー面３５Ｂが設けられているため、接合のときに、接着剤３６がはみ出しても、テーパー面３５Ｂにより形成された空間に収納される。このため、接着剤３６が受光部２１の領域にはみ出すことがない。
撮像装置１０Ａは、スペーサー端部の端面３５Ａにテーパー面３５Ｂが設けられているため、接合のときに、接着剤３６がはみ出しても、テーパー面３５Ｂにより形成された空間に収納される。このため、接着剤３６が受光部２１の領域にはみ出すことがない。
シリコンからなるスペーサー３５は、樹脂材料からなるスペーサーに比べて透湿性が極めて低い。
このため、撮像装置１０Ａは、撮像装置１０が有する効果を有し、さらに信頼性が高く、かつ、撮像装置の画像不良が生じるおそれがない。
次に、図６および図７（Ａ）〜図７（Ｆ）を用いて、撮像装置１０Ａの製造方法について説明する。なお、図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、スペーサー３５が接合された２つの透明平板部４０を含む領域の断面模式図である。また図６は、透明平板部４０とスペーサー３５と半導体チップ２０との接合部の部分断面図である。
図７（Ａ）に示すように、単結晶シリコン（１００）からなるウエハ３１の第１の主面３３に、フォトレジスト３２が、スペーサー３５の形状、すなわち額縁形状にパターニングされる。
図７（Ｂ）に示すように、フォトレジスト３２をエッチングマスクとして、ＩＣＰ-ＲＩＥ法により、ドライエッチングが行われる。すると、第１の主面３３に、額縁状の凸部を残して、深さ６０μｍ〜１００μｍの凹部が形成されたウエハ３１Ａが作製される。
すなわち、主面のミラー指数が（１００）の単結晶シリコンからなるウエハ３１の第１の主面３３をパターンエッチングして、額縁状の凸部を形成する工程が行われる。
すなわち、主面のミラー指数が（１００）の単結晶シリコンからなるウエハ３１の第１の主面３３をパターンエッチングして、額縁状の凸部を形成する工程が行われる。
図７（Ｃ）に示すように、ウエハ３１Ａの第１の主面３３とガラスウエハ４１とが陽極接合される。
すなわち、ウエハ３１Ａの第１の主面３３を、透光性基板４１と接合し接合基板を作製する工程が行われる。
すなわち、ウエハ３１Ａの第１の主面３３を、透光性基板４１と接合し接合基板を作製する工程が行われる。
図７（Ｄ）に示すように、接合基板のバックグラインド処理、すなわち、ウエハ３１Ａの第２の主面（裏面）３４の研削加工が行われる。バックグラインド処理は、凹部が開口しない厚さ、例えば、凹部の深さ＋１０μｍの厚さのウエハ３１Ｂになるまで行われる。
図７（Ｅ）に示すように、接合基板のウエハ３１Ｂの第２の主面３４側から、ＫＯＨまたはＴＭＡＨ等のアルカリ溶液により、ウエットエッチングが行われる。
アルカリ溶液による、シリコン（１００）ウエハのウエットエッチングでは、凹部が露出すると、端部のミラー指数（１００）の端面３５Ａには、ミラー指数（１１１）のテーパー面３５Ｂが形成される。これは、シリコンの（１１１）面のウエットエッチング速度が、（１００）面のエッチング速度に比べて約１／１００と極めて遅いためである。
以上の説明のように、単結晶シリコン（１００）からなるウエハの第２の主面側から接合基板をエッチングして、ミラー指数（１１１）のテーパー面が形成されたミラー指数（１００）の端面のある端部を有する額縁状のスペーサー３５を形成する工程が行われる。
また、ウエットエッチング法では、研削のような機械的加工法と異なり、シリコンを徐々に溶解させながら除去していく。このため、機械的加工法のように、大きい破片がガラスウエハ４１に衝突することがないために、ガラスウエハ４１にキズが入ったり汚れが付着したりすることがない。
図７（Ｆ）に示すように、複数のスペーサー３５が接合されたガラスウエハ４１を切断することにより、スペーサー３５が接合された複数の透明平板部４０が作製される。
半導体チップ２０の作製方法は、撮像装置１０の作成方法と同じである。
図６に示すように、スペーサー３５が接合された透明平板部４０は、スペーサー３５が、半導体チップ２０の受光部２１を取り囲むように位置合わせし、接着剤３６により接着される。接着剤３６としては、例えば紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いる。接着剤３６はディスペンス法、印刷法、または転写法により供給される。
すなわち、機能部を有する、スペーサー３５の平面視寸法より大きい半導体チップを、機能部がスペーサー３５の内部に収納されるように接合基板と接着剤を用いて接合する接合工程が行われる。
接着剤３６を用いて圧着しながら接合すると、余剰の未硬化の接着剤３６が受光部２１に流れ出すおそれがある。しかし、撮像装置１０Ａでは、スペーサー端部の端面３５Ａにテーパー面３５Ｂが設けられているため、接着剤３６が受光部２１の領域にはみ出すことによって生じる撮像装置の画像不良を防止ができる。
なお、端面３５Ａとテーパー面３５Ｂとがなす角度θは、３０度〜７０度であれば、上記効果が顕著である。
特に、主面のミラー指数が（１００）の単結晶シリコンをウエットエッチングしてミラー指数（１００）の端面３５Ａのある端部を形成したスペーサー３５は、常にθ＝５４．７度となるために、製造が容易である。
さらに、撮像装置１０の製造方法と同様に、補強部材溶液を前記隙間に毛管現象により充填する溶液充填工程と、補強部材溶液を固体化する硬化工程とを、有する、スペーサーの外側の、半導体チップと透光性基板との隙間に補強部材を充填する補強部材充填工程が行われ、撮像装置１０Ａが完成する。
本実施形態の撮像装置１０Ａ、および、その製造方法は、第１実施形態の撮像装置１０等と同じ効果を有し、さらに信頼性の高い撮像装置１０Ａを高歩留まりで製造することができる。
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、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。
１０、１０Ａ…撮像装置、２０…半導体チップ、２１…受光部、２２…マイクロレンズ、２３…電極パッド、２４…第１の主面、２５…第２の主面、３０…スペーサー、３１、３１Ａ、３１Ｂ…ウエハ、３２…フォトレジスト、３３…第１の主面、３４…第２の主面、３５…スペーサー、３５Ａ…端面、３５Ｂ…テーパー面、３６…接着剤、４０…透明平板部、４１…ガラスウエハ、５０…補強部材
Claims (12)
- 機能部を有する半導体チップと、
前記機能部を取り囲むように、前記半導体チップ上に配置された額縁状のスペーサーと、
前記スペーサーを介して前記半導体チップ上に配置された、前記スペーサーの平面視寸法より大きく前記半導体チップの平面視寸法より小さい平面視寸法のカバー部材と、
前記スペーサーの外側の、前記半導体チップと前記カバー部材との隙間を充填する、前記カバー部材の平面視寸法より大きく前記半導体チップの平面視寸法より小さい平面視寸法の補強部材と、を具備し、
前記スペーサーは、感光性接着フィルムからなることを特徴とする半導体装置。 - 機能部を有する半導体チップと、
前記機能部を取り囲むように、前記半導体チップ上に配置された額縁状のスペーサーと、
前記スペーサーを介して前記半導体チップ上に配置された、前記スペーサーの平面視寸法より大きく前記半導体チップの平面視寸法より小さい平面視寸法のカバー部材と、
前記スペーサーの外側の、前記半導体チップと前記カバー部材との隙間を充填する、前記カバー部材の平面視寸法より大きく前記半導体チップの平面視寸法より小さい平面視寸法の補強部材と、を具備し、
前記スペーサーは、単結晶シリコンからなり、前記半導体チップと接する端部のミラー指数（１００）の端面には、ミラー指数（１１１）のテーパー面が形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 機能部を有する半導体チップと、
前記機能部を取り囲むように、前記半導体チップ上に配置された額縁状のスペーサーと、
前記スペーサーを介して前記半導体チップ上に配置された、前記スペーサーの平面視寸法より大きく前記半導体チップの平面視寸法より小さい平面視寸法のカバー部材と、
前記スペーサーの外側の、前記半導体チップと前記カバー部材との隙間を充填する、前記カバー部材の平面視寸法より大きく前記半導体チップの平面視寸法より小さい平面視寸法の補強部材と、を具備し、
前記補強部材が、アモルファスフッ素樹脂からなることを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体チップと前記カバー部材との隙間が５０μｍ以下であり、
前記補強部材が、補強部材溶液が前記隙間に毛管現象により充填された後に固体化されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。 - 前記半導体チップが、前記補強部材の外側に、第１の主面に形成された前記機能部と接続された電極パッドを前記第１の主面に有していることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
- 前記半導体チップが、前記機能部である受光素子部を有する固体撮像素子チップであり、
前記カバー部材は透明平板からなることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。 - 機能部を有する半導体チップと前記半導体チップの平面視寸法より小さいカバー部材とを、前記機能部を取り囲むように前記半導体チップ上に配置された、前記カバー部材の平面視寸法より小さい額縁状のスペーサーを介して、接合する接合工程と、
前記スペーサーの外側の、前記半導体チップと前記カバー部材との隙間を、補強部材で充填する補強部材充填工程と、を具備し、
前記スペーサーは、感光性接着フィルムからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 主面のミラー指数が（１００）の単結晶シリコンからなるウエハの第１の主面をパターンエッチングして、額縁状の凸部を形成する工程と、
前記ウエハの前記第１の主面を、透光性基板と接合し接合基板を作製する工程と、
前記ウエハの第２の主面側から前記接合基板をエッチングして、ミラー指数（１１１）のテーパー面が形成されたミラー指数（１００）の端面のある端部を有する額縁状のスペーサーを形成する工程と、
機能部を有する、前記スペーサーの平面視寸法より大きい半導体チップを、前記機能部が前記スペーサーの内部に収納されるように前記接合基板と接着剤を用いて接合する接合工程と、
前記スペーサーの外側の、前記半導体チップと前記透光性基板との隙間に補強部材を充填する補強部材充填工程と、を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記補強部材充填工程が、補強部材溶液を、５０μｍ以下の前記隙間に毛管現象により充填する溶液充填工程と、前記補強部材溶液を固体化する硬化工程とを、有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記補強部材が、アモルファスフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体チップが、前記補強部材の外側に、前記機能部と接続された電極パッドを有していることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体チップは、前記機能部である受光素子部を有する固体撮像素子チップであり、
前記カバー部材は透明平板からなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011044343A JP5775707B2 (ja) | 2011-03-01 | 2011-03-01 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| PCT/JP2011/078683 WO2012117640A1 (ja) | 2011-03-01 | 2011-12-12 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| EP11859779.8A EP2682984A4 (en) | 2011-03-01 | 2011-12-12 | SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SEMICONDUCTOR DEVICE |
| US13/975,578 US8937362B2 (en) | 2011-03-01 | 2013-08-26 | Semiconductor device having a reinforcing member for filling a gap between a semiconductor chip and a cover member and manufacturing method for semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011044343A JP5775707B2 (ja) | 2011-03-01 | 2011-03-01 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012182319A JP2012182319A (ja) | 2012-09-20 |
| JP5775707B2 true JP5775707B2 (ja) | 2015-09-09 |
Family
ID=46757587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011044343A Expired - Fee Related JP5775707B2 (ja) | 2011-03-01 | 2011-03-01 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8937362B2 (ja) |
| EP (1) | EP2682984A4 (ja) |
| JP (1) | JP5775707B2 (ja) |
| WO (1) | WO2012117640A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6572118B2 (ja) * | 2015-12-04 | 2019-09-04 | 日本電信電話株式会社 | 光部品構造 |
| WO2020079735A1 (ja) * | 2018-10-15 | 2020-04-23 | オリンパス株式会社 | 内視鏡用光学装置、内視鏡、および内視鏡用光学装置の製造方法 |
| US11224132B2 (en) * | 2019-09-06 | 2022-01-11 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Semiconductor device package and method of manufacturing the same |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3112773B2 (ja) * | 1993-06-07 | 2000-11-27 | キヤノン株式会社 | 半導体装置及び画像読取装置及びその製造方法 |
| DE10013261B4 (de) * | 2000-03-17 | 2007-03-01 | Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto | Mikromechanisch hergestellter optischer Strahlteiler |
| JP4004761B2 (ja) * | 2001-01-18 | 2007-11-07 | シャープ株式会社 | フラットパネル型イメージセンサ |
| JP4846910B2 (ja) | 2001-02-06 | 2011-12-28 | オリンパス株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP4018013B2 (ja) * | 2003-03-26 | 2007-12-05 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法 |
| EP1800340A4 (en) * | 2004-09-29 | 2011-03-16 | Fujifilm Corp | MULTILAYER BODY GRINDING METHOD AND SEMICONDUCTOR IMAGE DETECTION DEVICE MANUFACTURING METHOD |
| KR100713347B1 (ko) * | 2004-11-05 | 2007-05-04 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 조립체 및 그 제작 방법 |
| US20070075236A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Po-Hung Chen | Packaging method of a light-sensing semiconductor device and packaging structure thereof |
| JP4816050B2 (ja) * | 2005-12-13 | 2011-11-16 | 大日本印刷株式会社 | センサーパッケージおよびその製造方法 |
| BR112012002138B1 (pt) * | 2009-07-30 | 2022-02-01 | Qualcomm Incorporated | Sistema em pacote |
-
2011
- 2011-03-01 JP JP2011044343A patent/JP5775707B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-12 EP EP11859779.8A patent/EP2682984A4/en not_active Withdrawn
- 2011-12-12 WO PCT/JP2011/078683 patent/WO2012117640A1/ja unknown
-
2013
- 2013-08-26 US US13/975,578 patent/US8937362B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2682984A1 (en) | 2014-01-08 |
| US20130334643A1 (en) | 2013-12-19 |
| WO2012117640A1 (ja) | 2012-09-07 |
| EP2682984A4 (en) | 2015-03-18 |
| US8937362B2 (en) | 2015-01-20 |
| JP2012182319A (ja) | 2012-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6395600B2 (ja) | 撮像装置の製造方法および半導体装置の製造方法 | |
| KR100791730B1 (ko) | 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
| WO2013179766A1 (ja) | 撮像装置、半導体装置および撮像ユニット | |
| WO2013179764A1 (ja) | 撮像装置の製造方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP2010165940A (ja) | 半導体素子の樹脂封止方法 | |
| JP6147250B2 (ja) | 撮像装置の製造方法および半導体装置の製造方法 | |
| JP2013004534A (ja) | 半導体パッケージ | |
| JP2010165940A5 (ja) | ||
| JP2010118634A (ja) | 流れ防止用ダムを備えたプリント基板及びその製造方法 | |
| JP2010062232A (ja) | 素子の機能部を露出させた半導体装置の製造方法 | |
| TW200524101A (en) | Electronic device and process for manufacturing same | |
| JP2006217226A (ja) | 弾性表面波素子およびその製造方法 | |
| JP5775707B2 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| JP2008277593A (ja) | 回路基板、それを用いた光学デバイス、カメラモジュール、およびその製造方法 | |
| JP2011054794A (ja) | 光学デバイス及びその製造方法 | |
| JP2007095778A (ja) | 機能素子パッケージ及びその製造方法 | |
| CN106024823B (zh) | Cmos图像传感器的封装方法 | |
| JP2002231920A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| JP2009086092A (ja) | 光学部品の製造方法及び撮影装置の製造方法 | |
| JP4947256B2 (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| WO2014010237A1 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2005286284A (ja) | 機能素子実装モジュール並びに光機能素子実装モジュール及びその製造方法 | |
| JP2007019221A (ja) | 半導体装置製造用基板、半導体装置の製造方法 | |
| CN102332408A (zh) | 芯片尺寸封装件及其制法 | |
| JP2013012552A (ja) | 半導体装置、及び半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140204 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150203 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150326 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150609 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150611 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150630 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150706 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5775707 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |