JP6315859B2 - 撮像装置、半導体装置および撮像ユニット - Google Patents
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Description
図1に示すように、半導体装置である撮像装置10は、撮像チップ(イメージャチップ)30と、支持基板部(透明平板部)であるカバーガラス20と、が、透明樹脂からなる接着層41を介して接着されている。撮像チップ30の第1の主面30SAには、半導体回路部である受光部31が形成されており、さらに、第1の主面30SAの受光部31の周囲には、受光部31と配線(不図示)により接続された複数の電極パッド32が形成されている。そして、電極パッド32は、貫通配線33を介して、第2の主面30SBの外部接続電極34および外部接続端子35と接続されている。すなわち、複数の電極パッド32は、受光部31へ電力を供給するとともに、受光部31との間で入出力信号を送受信する。さらに、撮像チップ30の外周部および接着層41の外周部は、封止部材42により隙間なく覆われている。
図4に示すように、透明支持基板であるガラスウエハ20Wに、撮像チップ30を所定位置に配置するためのアライメントマーク21が形成される。なお、図4には、説明のため、撮像チップ配置領域30Sを破線で示している。切断されカバーガラス20となるガラスウエハ20W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、石英ガラス、または単結晶サファイア等を用いる。
シリコンウエハ等の半導体ウエハの第1の主面30SAに、公知の半導体プロセスにより、複数の半導体回路部である受光部31と、それぞれの受光部31と接続された複数の電極パッド32と、複数のアライメントマーク36と、が形成されることで、撮像チップ基板30W(図2参照)が作製される。そして、撮像チップ基板(半導体チップ基板)30Wが切断により個片化されることで、図5に示す複数の撮像チップ(半導体チップ)30が作製される。
図6Aに示すように、複数の撮像チップ30が、ガラスウエハ20Wに、所定の間隔Lだけ離して接着され接合ウエハ40Wが作製される。すなわち、撮像チップ基板30Wに所定の配列条件で形成された複数の撮像チップ30が、切断後に、今度はガラスウエハ20Wに再配列される。
図6Bに示すように、ガラスウエハ20Wの上に、配設された複数の撮像チップ30の間に、例えばディスペンス法により充填された液状の封止樹脂42Lが硬化されて封止部材42となる。ディスペンス法に替えて封止樹脂42Lを隙間に流し込んでもよい。
撮像チップ加工サブルーチンを、図3(B)に示す。
図6Cに示すように、接合ウエハ40Wが薄厚化されることで、撮像チップ接着面(第2の主面30SB)側が平坦化される。すなわち、第2の主面30SB側からバックグラインド工程とCMP(Chemical Mechanical Polishing)工程とが行われる。
図6Dに示すように、貫通ビア形成のために、電極パッド32の直上領域に開口のあるエッチングマスク39が、撮像チップ30上と封止部材42上に成膜される。エッチングマスク39は、後の工程で用いられる薬品およびプラズマから撮像チップ30および封止部材42を保護する保護層でもある。
エッチングマスク39を用いて貫通ビア33Sが、通常の半導体ウエハプロセスで形成される。
エッチングマスク39が剥離される。剥離方法としては、エッチングマスク39と封止部材42とのエッチング選択比が高い除去方法が選択される。例えば、封止部材42がポリイミドで、エッチングマスク39がシリコン酸化膜の場合には、BHF等のフッ酸系溶液を用いたウェット剥離法を用いる。
図6Eに示すように、撮像チップ30の第2の主面30SB、封止部材42の表面、および貫通ビア33Sの壁面を覆いながら、電極パッド32は露出するように、貫通ビア33Sの底面に開口がパターニングされている絶縁層43が形成される。絶縁層43には、エッチングマスク39と同様の絶縁性材料を用いる。絶縁層形成方法および開口パターニング方法は、エッチングマスク39と同様の形成方法でも良く、または異なる形成方法であってもよい。
図6Fに示すように、貫通ビア33Sの内部(底面および壁面)に導電体からなる貫通配線33が形成される。貫通配線33は、アルミニウムまたは銅などの導電膜をスパッタ法または蒸着法を用いて成膜した後に、パターニングすることで形成される。なお、貫通配線形成工程においては、めっきプロセスを用いてもよい。
そして、エッチングマスク39の除去後に、撮像チップ30の第2の主面30SBに貫通配線33と接続された外部接続電極34が形成される。なお、貫通配線形成時に、外部接続電極34を同時に形成してもよい。
外部接続電極34の上に、外部と電気的接続を行うための凸状の外部接続端子35が配設される。外部接続端子35には、金スタッドバンプまたは、はんだボールなどを用いる。
接合ウエハ40Wを、切断する個片化工程により、1枚の接合ウエハ40Wから、多数の撮像装置10が作製される。
次に本発明の第1実施形態の撮像装置10の変形例1〜4の撮像装置10A〜10Dについて説明する。変形例の撮像装置10A〜10Dは実施形態の撮像装置10と類似し同じ効果を有しているため、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実施形態の撮像ユニット1について説明する。撮像ユニット1は、例えば、撮像装置10、10A〜10D等を有しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
次に、第2実施形態の変形例1〜3について説明する。変形例1〜3は、第2実施形態の撮像ユニット1(内視鏡2)に類似しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
Claims (14)
- 受光部および前記受光部の周囲に形成された電極パッドを第1の主面に有し、前記電極パッドと貫通配線を介して接続された外部接続端子を第2の主面に有する撮像チップと、
前記撮像チップよりも平面視寸法が大きい透明な支持基板部と、
前記撮像チップの前記第1の主面と前記支持基板部とを接着する透明な樹脂からなる接着層と、
前記撮像チップの側面および前記接着層の側面を覆う、前記支持基板部と同じ外周平面視寸法の絶縁材料からなる封止部材と、を具備し、
前記撮像チップとの前記支持基板部との接着面の外周部に額縁状の段差部が形成され、前記透明な樹脂が前記段差部にも配設されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記封止部材の樹脂は前記接着層の樹脂と同じであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記封止部材の樹脂は、ベンゾシクロブテン樹脂またはポリイミドであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。
- 半導体回路部および前記半導体回路部の周囲に形成された電極パッドを第1の主面に有し、前記電極パッドと貫通配線を介して接続された外部接続端子を第2の主面に有する半導体チップと、
前記半導体チップよりも平面視寸法が大きい透明な支持基板部と、
前記半導体チップの前記第1の主面と前記支持基板部とを接着する透明な樹脂からなる接着層と、
前記半導体チップの側面および前記接着層の側面を覆う、前記支持基板部と同じ外周平面視寸法の絶縁材料からなる封止部材と、を具備し、
外周部を隙間無く囲む切り欠き部があり、前記切り欠き部が、前記支持基板部の外周に配設された前記接着層の前記樹脂と、前記支持基板部および前記半導体チップの外周に配設された前記封止部材の前記樹脂と、により充填されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記封止部材の樹脂は前記接着層の樹脂と同じであることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
- 前記封止部材の樹脂は、ベンゾシクロブテン樹脂またはポリイミドであることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の半導体装置。
- 前記半導体チップの前記第2の主面が絶縁層により覆われていることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記半導体回路部が、受光部であり、
撮像装置であることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 - 前記半導体チップの前記受光部と、前記支持基板部との間に空洞部が形成されていることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
- 受光部と前記受光部と接続された電極パッドを第1の主面に有し、前記電極パッドと貫通配線を介して接続された外部接続端子を第2の主面に有する撮像チップと、
前記撮像チップよりも平面視寸法が大きい透明な支持基板部と、
前記撮像チップの前記第1の主面と前記支持基板部とを接着する透明な樹脂からなる接着層と、
前記撮像チップの側面および前記接着層の側面を覆う、前記支持基板部と同じ外周平面視寸法の絶縁材料からなる第1の封止部材と、を具備する撮像装置と、
被写体像を前記受光部に結像するレンズユニットと、
前記外部接続端子と配線板を介して接続された信号ケーブルと、
前記撮像装置と前記配線板とが第2の封止部材により封止され収容された、金属材料からなるシールドケースと、を具備し、
前記シールドケースの内面の平面視寸法と前記第1の封止部材の前記外周平面視寸法とが等しく、前記シールドケースが前記撮像装置の全外周を密着して覆っていることを特徴とする撮像ユニット。 - 前記第1の封止部材の樹脂は前記接着層の樹脂と同じであることを特徴とする請求項10に記載の撮像ユニット。
- 前記第1の封止部材の樹脂は、ベンゾシクロブテン樹脂またはポリイミドであることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の撮像ユニット。
- 前記撮像チップの前記第2の主面が絶縁層により覆われていることを特徴とする請求項10に記載の撮像ユニット。
- 内視鏡に配設されることを特徴とする請求項10から請求項12のいずれか1項に記載の撮像ユニット。
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