KR20010092663A - 고체 촬상장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

투명기판상의 전면에 절연층을 형성한 후, 상기 절연층상에 소정의 패턴을 갖는 배선층을 형성하고, 상기 배선층의 형성후, 먼저 형성된 상기 절연층중 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하여 개구부가 있는 절연층으로 하는 것에 의해 투명기판의 수광 영역 표면을 노출시킨다. 그 후, 상기 배선층에 상기 고체 촬상소자를 접합하여 투명기판과 고체 촬상소자의 간극을 밀봉수지로 밀봉한다. 이것에 의해 수광면에 따른 이물의 부착을 방지하여 염가이고 고품위의 고체 촬상장치 및 그 제조방법을 제공할 수가 있다.

Description

고체 촬상장치 및 그 제조방법{Solid-state imaging device and manufacturing method thereof}
본 발명은 고체 촬상소자의 설치에 페이스-다운(face-down) 본딩법을 적용한 고체 촬상장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 고체 촬상장치의 일례로서는 예컨대 일본 미심사 특허공개 평6-204442호 공보(1994년 7월22일 공개)에 개시된 고체 촬상장치가 있다. 상기 고체 촬상장치의 개략적 구성을 도 11에 나타내고 또 그 제조방법을 도 12 내지 도 l5에 도시한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 상기 고체 촬상장치는 유리기판(101)에 대하여 도전성 접착제(106)에 의해 돌기전극(105)이 형성된 고체 촬상소자(102)에 접착하고 상기 유리기판(101)과 고체 촬상소자(102)간의 간극을 고체 촬상소자(102)의 수광영역(102a)을 제외한 범위를 밀봉수지(107)로 밀봉하는 구성을 하고 있다. 유리기판(101)상에는 전기신호를 출력하는 전극단자군(103)과 상기 전극단자군(103)상의 주위에 절연성 수지에 의한 돌기 테두리(104)가 형성되어 있다.
상기 고체 촬상장치의 제조방법으로서는 우선 제1 공정으로 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 고체 촬상소자(102)에 제공된 돌기전극(105) 전반에 걸쳐 도전성 접착제(106)를 전사법으로 도포한다.
다음에, 제2 공정에서 도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 상기 유리기판(101)상에 증착법으로 동(Cu) 등의 금속막을 형성한 후 상기 금속막에 배선가공을 실시하여 전극단자(103)를 형성한 다음 주성분이 에폭시 재료인 페이스트를 사용하여 인쇄법에 의해 돌기 테두리(104)를 형성한다.
이어 제3 공정에서는 도 14에 도시한 바와 같이, 도전성 접착제(106)가 전사된 고체 촬상소자(102)와 상기 제2공정에서 에폭시계 재료를 인쇄하여 돌기 테두리(104)가 형성된 유리기판(101)을 접합한 후, 가열장치로써 가열하여 도전성 접착제(106) 및 돌기 테두리(104)를 경화시킨다.
마지막으로, 제4 공정에서, 도 15에 도시한 바와 같이, 고체 촬상소자(102)와 돌기 테두리(104)의 외주부 근처의 유리기판(101)간의 간극 영역으로 밀봉수지(107)를 침투시킨 다음 가열장치로 가열함으로써 경화시킨다.
상기 고체 촬상장치는 유리기판(101)측에서 입사되는 광을 고체 촬상소자(102)에 의해서 전기신호로 변환하여 상기 전기신호를 화상 신호 형태로서 돌기 전극(105) 및 전극단자(103)를 통하여 외부로 출력한다.
상기 고체 촬상장치에서, 광 입사 영역, 즉 상기 수광영역(102a)에 이물이 부착되면, 상기 이물에 의해서 입사광을 차단하게되어 출력화상에 있어서 흑점으로나타나게된다. 이 때문에 상기 고체 촬상장치의 제조에는 수광영역(102a)에 이물이 부착하지않도록 엄한 이물 대책이 요구된다.
구체적인 이물대책으로서는 예컨대 (1) 이물이 엄히 관리되는 청정 환경에서 고체 촬상 장치를 제조하는 방법, (2) 부착된 이물을 제거하는 공정을 추가하는 방법 또는 (3) 제조공정에서 수광면상에서의 취급 또는 작업을 피하는 방법을 들 수 있다.
그러나, 상기 종래의 기술로서는 고체 촬상소자(102)에 제공된 돌기전극(105)에 대하여 도전성 접착제(106)를 전사하는 공정 및 유리기판(101)에 대하여 돌기 테두리(104)를 인쇄하는 공정에서 수광면상에서 작업을 할 필요가 있어 이 작업중에 이물이 부착될 우려가 있다.
또한 도전성 접착제(106)나 돌기 테두리(104)를 형성하는 수지는 고체 촬상소자(102)와 유리기판(101)을 설치한 후 가열장치로 가열하는 것에 의해 경화된다. 따라서, 상기 고체 촬상소자(102)에 도전성 접착제(106)를 전사한 직후 또는 상기 유리기판(101)에 돌기 테두리(104)를 인쇄한 직후에는 고체 촬상소자(102)나 유리기판(101)의 수광면상에 이물부착이 인정되더라도, 도전성 접착제(106)나 돌기 테두리(104)가 아직 경화되지 않은 상태이기 때문에 이물제거 공정을 방지하게되고, 일단 수광면에 부착된 이물은 제거할 수 없는 문제가 있다.
또한 청정 환경하에서 고체 촬상장치를 제조하는 방법을 상기 종래의 고체 촬상장치에 적용할 수 있지만, 이물이 엄격히 관리되는 청정실에서의 제조공정을 필요로 하기 때문에 설비 비용이 비싸지는 문제가 있다.
또한 상기 고체 촬상장치에서는, 유리기판(101) 계면에 직접 금속막을 형성하고 있기 때문에 상기 금속막으로부터 전극단자군(103)을 형성하는 배선가공에 있어서 아주 복잡한 기술(건식 에칭법을 이용하여 유리기판(101)과 금속막간의 계면까지 금속막을 에칭한 후, 습식 에칭법으로 유리기판(101)의 수광 영역의 계면을 손상함없이 잔류 금속막을 제거하는 공정)이 요구되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 수광면에서 이물의 부착을 방지하여 염가로 또한 고품위의 고체 촬상장치의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 촬상장치의 구조를 도시하는 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 고체 촬상장치의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 촬상장치의 구조를 도시하는 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 고체 촬상장치의 분해 사시도,
도 5a 내지 도 5i는 도 3의 고체 촬상장치의 투명 기판상에서의 제조 공정을 도시하는 설명도,
도 6은 고체 촬상장치가 매트릭스상으로 형성된 사각형상의 투명기판 모재를 도시하는 사시도,
도 7은 고체 촬상장치가 매트릭스상으로 형성된 원형상의 투명 기판 모재를 도시하는 사시도,
도 8a 내지 도 8c는 고체 촬상소자를 투명기판에 장착하는 공정 이후의 공정의 일부를 도시하는 설명도,
도 9a 및 도 9b는 고체 촬상소자를 투명 기판에 장착하는 공정 이후의 공정의 일부를 도시하는 설명도,
도 10은 투명 기판상에 형성되는 배선 패턴의 일례를 도시하는 평면도,
도 11은 종래의 고체 촬상장치의 구성을 도시하는 단면도,
도 12는 종래의 고체 촬상장치의 제조 공정에 있어서 고체 촬상소자에 도전성 접착제를 도포한 공정을 도시하는 설명도,
도 13a 및 도 13b는 종래의 고체 촬상장치의 제조공정에 있어서 투명기판상에 돌기 테두리를 형성하는 공정을 도시하는 설명도,
도 14는 종래의 고체 촬상장치의 제조공정에 있어서 투명 기판과 고체 촬상소자를 접합한 공정을 도시하는 설명도,
도 15는 종래의 고체 촬상장치의 제조공정에 있어서 고체 촬상소자의 주위에 밀봉 수지를 형성한 공정을 도시하는 설명도.
본 발명의 고체 촬상장치의 제조방법은, 상기 목적을 해결하기위해서,
투명기판상에 절연층을 형성하는 절연층 형성공정;
상기 절연층상에 소정의 패턴을 갖는 배선층을 형성하는 배선층 형성공정;
상기 배선층을 형성한 후 상기 절연층 형성공정에 의해서 형성된 상기 절연층중에 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하여 상기 투명기판의 수광 영역 표면을 노출시키는 절연층 제거공정; 및
상기 배선층에 고체 촬상소자를 접합하여 상기 고체 촬상소자를 상기 투명기판상에 장착하는 접합공정을 포함하고 있다.
상기 구성에 의하면, 절연층 형성공정에서 상기 투명기판의 수광면 표면이 절연층에 의해서 피복되고 또 상기 투명 기판의 수광면 표면은 뒤이은 배선층 형성공정에서 취급 및 작업하는 동안 절연층에 의해 보호된다. 또한 상기 투명기판의 고체 촬상소자를 접합하는 접합공정 바로 직전의 절연층 제거공정에서, 상기 절연층중 상기 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하여 상기 투명기판의 수광 영역표면을 노출시킨다.
이것에 의해 상기 배선층 형성공정에서 상기 절연층의 상기 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분에 이물이 부착하더라도 그 후의 절연층 제거공정에서 그 이물은 상기 절연층과 같이 제거된다. 이 때문에, 상기 제조방법에 의해서는 제조 공정중에 이물부착의 우려가 있는 작업을 될 수 있는 한 배제하면서 고생산성의 제조 공정을 실현할 수 있어 금후 점점 더 소형·박형화하는 경향에 있는 고체 촬상장치를 포함하는 제품에 대하여 고품위이며 보다 염가인 고체 촬상장치를 제공하는 것이 가능해진다.
또한 상기 배선층 형성공정에 의해 형성되는 배선층은 투명기판상에 직접형성되지 않고 상기 절연층 형성공정에 의해서 형성되는 절연층을 사이에 두고 투명 기판상에 형성된다. 이 때문에 상기 배선층의 배선 패터닝에 있어서 상기 투명기판의 수광면 표면을 손상함없이 용이하게 패터닝할 수 있다. 따라서, 상기 투명기판과 배선층간의 양호한 밀착성을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하 기재에 의해서 충분히 알 수 있을 것이다. 또한 본 발명의 이점은 첨부도면을 참조한 다음 설명에 의해 명백하게 될 것이다.
본 발명의 제1 실시 형태에 관해서 도면을 기초하여 설명하면 이하와 같다. 본 실시예에 따른 고체 촬상장치의 개략적 구성을 도 1 및 도 2에 도시한다. 도 1은 상기 고체 촬상장치의 단면도이고 또 도 2는 분해 사시도이다.
상기 고체 촬상장치는 유리 또는 광학필름 등으로 이루어지는 투명기판(1)상에 고체 촬상소자(2)를 접합하여 제조된다. 상기 투명기판(1)에는 상기 고체 촬상소자(2)의 수광 영역에 해당하는 개구가 제공된 절연막(3)과 상기 절연막(3)상에 서 패터닝된 배선(배선층)(4)이 형성되어 있다. 또한 상기 고체 촬상소자(2)에는 상기 고체 촬상소자(2)를 상기 배선(4)과 접속하기 위한 돌기전극(5)이 형성되어 있다. 상기 투명기판(1)과 상기 고체 촬상소자(2)는 상기 배선(4)의 내측 단자와 돌기전극(5)이 접촉하도록 접합되어 있고, 투명기판(1)과 고체 촬상소자(2)의 주위의 간극은 밀봉수지(6)에 의해서 밀봉된다. 또한 상기 배선(4)의 외측 단자에는 외부회로와의 접속을 쉽게 하기위해 돌기전극(7)이 형성되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 고체 촬상장치에서는, 상기 고체 촬상소자(2)가 차광용 금속막(도시되지 않음)을 갖고 있는 것으로 한다. 그렇지만, 상기 고체 촬상소자(2)가 차광용 금속막을 구비하고 있지 않은 경우는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 투명기판(1)상에 차광용 금속막을 구비할 수 있다. 즉, 투명기판(1)의 절연막(3)상에 배선(4)을 형성하는 것은 아니고, 상기 절연막(3)상에 차광용금속막(8)을 형성하고 그 위에 절연막(9)을 형성한다. 이어 상기 배선(4)은 절연막(9) 위에 형성된다. 한편, 상기 차광용 금속막(8) 및 절연막(9)은 절연막(3)과 같이 고체 촬상소자(2)의 수광 영역에 해당하는 개구를 갖고 있다.
상기 차광용 금속막(8)을 투명기판(1)상에 구비한 경우, 이하와 같은 이점이 있다.
우선, 투명기판(1)측에 차광용 금속막(8)을 제공하는 것에 의해, 고체 촬상소자(2)의 제조 공정에서 상기 고체 촬상소자(2)에 차광용 금속막을 형성하는 공정을 생략할 수 있다. 이것은 고체 촬상소자(2)의 제조 비용이 절감되고 또 고체 촬상소자(2)에 차광용 금속막을 형성하는 공정에서 상기 고체 촬상소자(2)의 수광면에 먼지가 부착될 우려가 경감된다.
또한 TiW 등의 차광용 금속막(8)을 배선(4)의 하층에 배치하는 것에 의해, 상기 배선(4)과 동시에 형성된 정렬 마크의 콘트라스트가 얻어져 (상기 정렬 마크가 배선(4)과 같이 A1로 형성되며, 2개의 금속막의 반사율이 다르기 때문에), 투명기판(1)과 고체 촬상소자(2)가 접합하는 접합공정에서 상기 정렬 마크를 화상인식한 경우에 에지의 오인이 없고, 고 정밀도의 본딩이 가능해진다.
더욱, 상기 차광용 금속막(8)의 일부를 뽑는 것에 의해, 고체 촬상소자(2)를 투명기판(1)에 접합할 때 위치 설정하기 위해 사용되는 기준 핀 위치의 마크로 제공될 수 있다. 이것에 의해, 제조 공정상에서 기준 핀 마크를 하는 공정을 생략할 수 있다.
상기 고체 촬상장치의 제조방법을 도 5a 내지 도 5i를 참조하여 이하에 설명한다. 이하의 설명에서는 투명기판(1)에 차광용 금속막(8)이 형성되어 있는 고체 촬상장치를 제조하는 경우의 공정을 예시한다.
제1 공정에서, 도 5a에 도시한 바와 같이, 두께 0.5 mm∼0.7 mm의 유리 등의 투명판 또는 광학필터로 이루어지는 투명기판(1)상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법이나 PVD(Physical Vapor Deposition )법에 의해서 SiO2등의 산화막 또는 SiN 등의 질화막을 절연막(3')으로서 500 nm∼1000 nm 두께로 형성한다. 상기절연막(3')은 후에 에칭에 의해 수광 영역이 개구된 절연막(3)으로 되지만, 이 단계에서는 에칭은 하지않고, 투명기판(1)의 수광 영역을 배선가공이 완료할 때까지 보호한다. 투명기판(1)상에 상기 절연막(3')을 형성하는 것에 의해 상기 투명기판(1)과 그 위에 형성되는 배선 등의 금속막과의 양호한 밀착성을 얻을 수 있다.
다음에, 제2 공정으로서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 차광용 금속막(8)으로되는 TiW나 WSi의 금속 박막(8')을 CVD법 또는 PVD 법에 의해 100 nm∼200 nm 두께에 적층하여 차광영역에 포토레지스트(1O) 패턴을 형성한다. 그 후, 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 금속 박막의 불필요 부분을 건식 또는 습식 에칭에 의해 제거하여 차광용 금속막(8)을 형성한다. 이때, 차광영역에 포토레지스트(10)의 패턴의 일부를 뽑는 것에 의해 차광영역에 대응하는 부분을 제거하는 동시에 상기 금속박막중, 후에 접합하는 고체 촬상소자(2)와 대향하는 부분으로부터 외측 부분의 일부를 제거하여 기준 핀 마크를 제공한다.
상기 차광용 금속막(8)을 형성한 후, 제3 공정으로서, 도 5d에 도시한 바와같이, 상기 차광용 금속막(8)상에 절연막(9)으로 되는 SiO2등의 산화막 또는 SiN 등의 질화막을 CVD법이나 PVD법에 의해 500 nm∼1000 nm 두께로 절연막(9')으로서 적층하여, 상기 절연막(9') 상에 후공정에서 적층하는 배선영역에 포토레지스트(11)의 패턴을 형성한다. 그 후, 도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(9')의 불필요 부분을 건식 에칭에 의해 제거하여 절연막(9)을 형성한다. 상기 절연막(9') 을 에칭하는 경우, 고체 촬상소자(2)의 수광 영역에 대응하는 부분을 배선가공 종료시까지 보호할 목적으로 제1 공정에서 성막한 절연막(3')의 에칭까지는 실시하지 않는 것으로 한다.
또한 상기 제2 및 제3 공정은, 차광용 금속막(8)을 형성하는 경우에 필요한 공정이고, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 차광용 금속막(8)을 설치하지 않은 고체 촬상장치의 제조공정에서는 생략된다.
계속되는 제4 공정으로서 도 5f에 도시한 바와 같이 합금 금속재료를 PVD법의 일종인 스퍼터링법에 의해 배선용 금속막(4')으로서 1000 nm∼10000 nm 두께로 적층한 후 상기 배선용 금속막(4')상에 희망하는 배선 형상으로 포토레지스트(12)의 패턴을 형성한다. 그 후, 도 5g에 도시한 바와 같이 상기 배선용 금속막(4') 이 불필요한 부분을 건식 에칭에 의해 제거하여 배선(4)을 형성한다. 또한, 상기 합금 금속재료는 반도체 소자 등의 배선재료로서 일반적으로 쓰이는 알루미늄을 주재료로 한 Al-Si나 Al-Si-Cu 등이다. 또한, 상기 배선용 금속막(4')의 성막에 스퍼터링법을 이용하는 것은 스퍼터링법은 증착법 등과는 달리 타겟재를 용융 온도까지 가열할 필요가 없게 저온에서 성막할 수 있기 때문에 잔류 스트레스가 적은 금속막을 얻을 수 있어 적합하기 때문이다.
마지막으로, 제5 공정으로서, 도 5h에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(3') 을 패터닝하기 위해서, 고체 촬상소자(2)의 수광 영역에 대응하는 부분 이외에 포토레지스트(13)의 패턴을 형성한다. 그 후, 수광 영역의 투명기판(1) 계면을 상처입히는 일없이 절연막(3')의 불필요 부분을 제거하기 위해서 습식 에칭에 의해 수광 영역을 개구하여 절연막(3)을 형성한다.
이것에 의해 배선(4)등의 제조공정중에 절연막(3') 상에 이물이 부착하더라도 상기 투명기판(1)에 고체 촬상소자(2)를 설치하기 직전에 상기 고체 촬상소자(2)의 수광 영역으로 되는 절연막(3')의 불필요 부분을 제거하기 때문에 절연막(3')상에 부착한 이물도 이때에 동시에 제거된다. 상기 절연막(3')의 에칭공정의 후는 투명기판(1)의 수광면상에서의 취급 및 작업을 필요로 하는 공정이 존재하지않기 때문에 상기 투명기판(1)의 수광 영역에 이물이 부착할 우려를 최소한으로 할 수 있어, 수광면에 이물 부착에 의한 불량이 적은 제조 공정으로 할 수 있다.
한편, 상기 설명에 따른 각 공정에서, 도 5a에 도시한 제1 공정이 절연층 형성공정, 도 5f, 도 5g에 도시한 제4 공정이 배선층 형성공정, 도 5h, 도 5i에 도시한 제5 공정이 절연층 제거공정에 상당한다.
투명기판(1)에 대한 도 5a 내지 도 5i에 도시한 공정은 복수매의 투명기판(1)에 해당하는 사각형(도 6 참조) 또는 원형(도 7참조) 등의 투명기판 모재에 대하여 행하여진다. 도 6, 도 7로부터 분명하듯이, 개개의 투명기판(1)은 상기 투명기판 모재에 대하여 매트릭스상으로 형성되어 있다.
계속해서, 상기 투명기판(1)으로 고체 촬상소자(2)를 설치하는 공정을 도 8 a 내지 도 8c, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명한다.
우선, 상기 고체 촬상소자(2)에 대하여 도 8a에 도시한 바와 같이, 수광면측에 있는 전극단자에 볼 본딩(ball bonding)법으로 돌기전극(5)이 형성된다. 또한 상기 돌기전극(5)은 고체 촬상소자(2)를 제조하는 웨이퍼 공정상에서 도금법으로 형성하는 것도 가능하다.
다음에 도 6 또는 도 7에 도시한 투명 기판 모재상에 있어서 투명기판(1)의 각각에 고체 촬상소자(2)를 설치한다. 각 고체 촬상소자(2)는 각 투명기판(1)에 형성된 배선(4)에 대하여 돌기전극(5)이 접속되도록 각각 설치된다. 여기서, 상기 배선(4)의 패턴 예를 도 10에 도시한다. 상기 배선(4)에서는 고체 촬상소자 접속용의 내부 전극단자(4a) 군과 외부 전극단자(4b) 군을 구비하고 있고, 또한 외부 전극단자(4b) 군의 열 중에 인식 마크 (기준 핀 위치)(4c)가 형성되어 있다. 또한, 각 내부 전극단자(4a)와 외부 전극단자(4b)는 각각 1 대 l로 대응하여 접속되어 있고, 상기 고체 촬상소자(2)에 입출력되는 전기신호는 내부 전극단자(4a) 및 외부 전극단자(4b)를 사이에 세워 행하여진다.
상기 고체 촬상소자(2)를 투명기판(1)에 설치할 때는 도 8b에 도시한 바와 같이 고체 촬상소자(2)를 투명기판(l)에 대하여 마주보고 합쳐지도록 위치(페이스 다운) 초음파 접속공법에 의해서 고체 촬상소자(2)와 투명기판(1)을 합금 접합한다. 여기서, 도 8b에 도시한 상기 공정이 접합 공정에 상당한다.
한편, 상기 접합시의 고체 촬상소자(2)와 투명기판(1)의 위치 맞춤은 상기 인식 마크(4c)를 기준하여 행하여진다. 즉, 상기 인식 마크(4c)는 배선(4)에 대하여 고체 촬상소자(2)를 정렬할때의 정렬 마크이고, 또한 상기 고체 촬상소자(2)에 있어서도 정렬 마크가 형성되어 있다. 상기 고체 촬상소자(2)와 배선(4)과의 사이에 카메라를 삽입하여 배선(4)의 인식 마크(4c)와 고체 촬상소자(2)의 정렬 마크를정렬한 후, 카메라를 빼내어 고체 촬상소자(2)와 배선(4)을 접합한다. 이것에 의해, 상기 고체 촬상소자(2)의 돌기전극(5)을 상기 배선(4)의 내부 전극단자(4a)와 확실히 접속할 수가 있다.
또한, 상기 인식 마크(4c)는 본 실시예에 따른 고체 촬상장치를 주변장치에 조립하는 경우에도 이용할 수 있다. 즉, 상기 인식 마크(4c)는 후 공정인 밀봉 수지를 도포한 이후이더라도 그 밀봉수지로 은폐되지 않는 위치에 배치되어 있기 때문에 본 고체 촬상장치를 다른 주변장치에 조립하는 경우에도 인식 마크로서 이용할 수 있다.
또한, 상기 고체 촬상소자(2)와 상기 투명기판(1)과의 접속에는 도전성 접착제나 가열·가압에 의한 방법 등을 이용하는 것도 가능하지만, 초음파 접속공법을 이용하는 경우에는 저온 접속 및 높은 스루푸트(throughput)를 얻을 수 있다. 저온접속으로서는 투명기판(1)측의 배선(4)을 확산계수가 높은 알루미늄 계의 합금 재료로 형성하고 있기 때문에 최대 10O℃ 정도의 저온에서 용이하게 접합이 가능하다. 또한, 스루푸트로서는 초음파를 인가하는 것만으로 합금이 형성되어 접합이 완료되기 때문에 높은 스루푸트(throughput)를 얻을 수 있다.
또한, 상기 고체 촬상소자(2) 및 상기 투명기판(1)의 접속에 도전성 접착제라 아니라 초음파 접속공법을 이용하는 것에 의해, 설치 직전의 고체 촬상소자(2)에서 그 표면에 미경화 상태의 접착제가 존재하지 않는다. 이 때문에, 상기 고체 촬상소자(2)의 설치직전에 세정 등에 의한 이물 제거공정을 마련하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 상기 고체 촬상소자(2)의 수광면에 부착하는 이물을 아주 적게 하는 수 있어 수광 영역에서의 이물 부착에 의한 불량의 발생을 감소시킬 수 있다.
다음에, 도 8c에 도시한 바와 같이, 각 투명기판(1)상에 고체 촬상소자(2)가 설치된 후의 투명 기판 모재에 대하여, 각 고체 촬상소자(2) 보다 조금 큰 영역이 뽑힌 마스크(14)를 상기 투명 기판 모재에 놓고, 그 위로부터 열경화성의 밀봉 수지(6)를 인쇄법에 의해 고체 촬상소자(2)의 외주에 도포한다. 상기 밀봉수지(6)를 고체 촬상소자(2)의 외주 전면에 걸쳐 도포하는 목적은 투명 기판(1)과 고체 촬상 소자(2) 사이에 형성되는 공간(수광영역)의 고 기밀성을 확보하여, 고체 촬상소자(2)의 수광 감도를 올리기 위해서 상기 고체 촬상소자(2)의 표면에 제공된 투명 수지성의 마이크로렌즈의 기능 및 내습신뢰성을 확보하기 위해서이다. 여기서, 도 8 c에 도시한 상기 공정이 밀봉 공정에 상당한다.
상기 밀봉수지(6)로서 사용되는 열경화성 수지로서는 150 Pa·s 내지 250 Pa·s의 고점도이고 요변성 특성을 가진 것이 바람직하다. 상기 열경화성 수지를 적용하는 것에 의해 고체 촬상소자(2)와 투명기판(1)간의 간극에 흘러들어가는 수지의 양을, 인쇄시에 사용하는 로울러(15)의 압압 하중에 의해 제어할 수 있다.
한편, 상기 밀봉수지(6)을 형성하는 방법으로서, 인쇄법이 아니라 위에서 수지를 붓는 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 수지를 붓는 방법으로서는 부어진 수지가 고체 촬상소자(2)의 주위로 확대되기 때문에, 고체 촬상장치의 소형화를 꾀하는 데 있어서 불리하다. 이에 대하여, 상기 인쇄법으로는 마스크(14)에 의해서 수지의 확대를 억제할 수 있어, 고체 촬상장치의 소형화가 가능해진다. 다만, 상기 밀봉수지(6)의 점도가 150 Pa·s 미만인 경우, 밀봉수지(6)의 점도가 지나치게 낮고, 투명기판(1)과 고체 촬상소자(2)와의 접합부의 간극에서 고체 촬상소자(2)의 수광면 표면에까지 확대되고, 밀봉수지(6)의 점도가 250 Pa·s를 넘는 경우, 밀봉수지(6)의 점도가 지나치게 높아 인쇄법을 적용하기가 곤란하여 진다.
다음에, 도 9a에 도시한 바와 같이, 투명기판(1)에 제공된 외부 전극단자(4b)에 대하여 볼 본딩(ball bonding)법에 의해 돌기전극(7)을 형성한다. 이 돌기전극(7)은 고체 촬상장치를 다른 주변장치에 조립하는 경우에 주변기기와의 배선을 용이하게 접속할 수 있도록 하기 위한 것이다. 마지막으로, 도 9b에 도시한 바와 같이 투명기판 모재에 있어서 매트릭스상으로 배치된 고체 촬상장치를 다이싱에 의해서 개별 단편으로 나누고, 개개의 고체 촬상장치를 수득한다. 여기서, 도 9b에 도시한 상기 공정이 다이싱 공정에 상당한다.
이상이 본 실시형태에 따른 고체 촬상장치의 기본적인 제조방법이지만, 도 9에 도시하는 공정으로 투명 기판(1)에 대하여 돌기 전극(7)을 형성한 후 도 9b에 도시하는 공정으로 고체 촬상장치의 다이싱을 실시하기 전에 고체 촬상장치가 매트릭스상으로 형성된 투명 기판 모재에 대하여 전기 시험 및 촬상 시험을 실시하면 보다 높은 생산성을 수득할 수 있다.
이상 설명한 고체 촬상장치의 제조방법으로서는 투명기판(1)과 고체 촬상소자(2)를 접합하는 공정(도 8b의 공정) 이전의 공정에서 투명기판(1) 또는 고체 촬상소자(2)의 수광면상에서의 취급 및 작업은 고체 촬상소자(2)에 돌기전극(5)을 형성하는 공정 이외는 없다. 고체 촬상소자(2)와 투명기판(1)과의 접합이 끝난 후의 공정에서는, 상호간의 수광면이 마주 향하여 배치되어 있기 때문에, 상기 수광면에서의 이물 부착은 생기지 않는다. 이 때문에, 상기 제조방법에 의해 수광면에 이물이 부착할 우려가 있는 공정을 아주 적게하여 수광면에서의 이물 부착을 최소한으로 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 고체 촬상장치의 제조방법은, 투명기판에 고체 촬상소자가 설치되어 되는 고체 촬상장치의 제조방법에 있어서, 상기 투명기판상에 절연층을 형성하는 절연층 형성공정과, 상기 절연층상에 소정의 패턴을 갖는 배선층을 형성하는 배선층 형성공정과, 상기 배선층을 형성한 후, 상기 절연층 형성공정에 의해서 형성된 상기 절연층중 상기 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하여, 상기 투명기판의 수광 영역 표면을 노출시키는 절연층 제거공정과, 상기 배선층에 상기 고체 촬상소자를 접합하는 접합공정을 포함한다.
상기 구성에 의하면, 최초의 절연층 형성공정에서 상기 투명기판의 수광면 표면이 절연층에 의해서 덮어지고, 상기 절연층은 그 후의 배선층 형성공정에서의취급 및 작업이 행하여지고 있는 사이, 상기 투명기판의 수광면 표면을 보호하는 것으로 된다. 그리고, 상기 투명기판의 고체 촬상소자를 접합하는 접합공정 직전에서의 절연층 제거공정에서, 상기 절연층중 상기 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하여 상기 투명기판의 수광 영역 표면을 노출시킨다.
이것에 의해, 상기 배선층 형성공정에서, 상기 절연층의 상기 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분에 이물이 부착되더라도, 그 후의 절연층 제거공정에서, 그 이물은 상기 절연층과 같이 제거된다. 이 때문에, 상기 제조방법에서는 제조 공정중의 이물부착의 우려가 있는 작업을 될 수 있는 한 배제하면서, 고생산성의 제조 공정이 실현 가능해져, 금후 점점 더 소형·박형화하는 경향에 있는 고체 촬상장치를 조립하는 제품에 대하여, 고품위이고 보다 염가인 고체 촬상장치를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 배선층 형성공정에 의해서 형성되는 배선층은 투명기판상에 직접 형성되지 않고, 상기 절연층 형성공정에 의해서 형성되는 절연층을 사이에 두고 투명 기판상에 형성된다. 이 때문에, 상기 배선층의 배선 패터닝에 있어서, 상기 투명기판의 수광면 표면을 손상함없이 용이하게 패터닝할 수 있다. 또한, 상기 투명기판과 배선층과의 양호한 밀착성도 얻을 수 있다.
또한, 상기 고체 촬상장치의 제조방법에 있어서는, 상기 배선층 형성공정에서, 배선층의 패턴 형성시에, 배선패턴과 동시에 식별 마크를 형성하여, 상기 접합공정에서, 상기 식별 마크와 고체 촬상소자에 형성되어 있는 정렬 마크를 기준으로하여 정렬하여 고체 촬상소자의 전극과 상기 배선패턴의 고체 촬상소자용 접속단자를 접속하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 상기 식별 마크의 형성을 배선 패턴의 형성과 동시에할 수 있기 때문에 효율적이다.
또한, 상기 고체 촬상장치의 제조방법에 있어서는, 상기 배선층 형성공정에서 형성되는 배선패턴은 Al계 합금재료로 형성되어 있으며, 상기 고체 촬상소자에는 상기 배선과 접속되는 전극이 돌기전극으로서 마련되고 있고, 상기 접합공정에서, 고체 촬상소자의 돌기전극과 상기 배선패턴의 고체 촬상소자용 접속단자를 초음파 접속공법에 의해서 접속하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 상기 접합공정에서 고체 촬상소자의 돌기전극과 상기 배선패턴의 고체 촬상소자용 접속단자를 초음파 접속공법에 의해서 접합하는 것에 의해 투명기판측의 배선을 확산계수가 높은 알루미늄계의 합금재료로 형성하고 있기 때문에 최대 10O℃ 정도의 저온에서 용이하게 접합할 수 있고, 저온 접속이 가능해진다. 또한, 초음파를 인가하는것 만으로도 합금이 형성되어 접합이 완료되기 때문에 고 스루푸트(throughput)를 얻을 수 있다.
또한, 상기 고체 촬상소자 및 상기 투명기판의 접속에는 도전성 접착제가 아니라 초음파 접속공법을 이용하는 것에 의해, 설치 직전의 고체 촬상소자에 있어서 그 표면에 미경화 상태의 접착제가 존재하지 않는다. 이 때문에, 상기 고체 촬상소자의 설치직전에 세정 등에 의한 이물 제거공정을 마련할 수 있다. 이 때문에, 상기 고체 촬상소자의 수광면에 부착하는 이물을 아주 적게 하는 수 있어, 수광 영역 에서의 이물 부착에 의한 불량의 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 고체 촬상장치의 제조방법에 있어서, 상기 고체 촬상장치는 1매의 투명기판 모재상에 복수매의 고체 촬상장치가 매트릭스상으로 형성된 후, 다이싱 공정에 의해서 개개의 고체 촬상장치로 분할되어 형성되는 것이며, 또한 상기 접합 공정 후에 상기 다이싱 공정 전에 상기 투명기판 모재의 고체 촬상소자가 설치된 측에서, 상기 고체 촬상소자 보다도 큰 개구부가 마련된 마스크를 씌워 인쇄법에 의해서 상기 고체 촬상소자와 상기 마스크의 개구부간의 간극에 수지를 압입하는 것에 의해 상기 고체 촬상소자의 주변에 밀봉수지를 형성하는 밀봉 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 상기 고체 촬상소자의 주위에서의 밀봉수지의 확대를 억제할 수 있어 고체 촬상장치의 소형화를 꾀할 수 있다. 즉, 밀봉수지를 형성하는 방법으로서, 종래부터 잘 쓰이는 붓기법은 부어진 밀봉수지가 고체 촬상소자의 주위로 확대되기 때문에 고체 촬상장치의 소형화를 꾀하는 데에 있어서 불리하다. 인쇄법이 아니라, 위에서 수지를 붓는 방법도 고려할 수 있다.
이에 대하여, 상기 인쇄법으로는 상기 밀봉수지는 상기 고체 촬상소자와 고체 촬상소자 보다 조금 큰 상기 마스크의 개구부간의 간극에 압입되는 것에 의해 상기 밀봉 수지는 상기 마스크에 의해 그의 확대가 억제된다.
발명의 상세한 설명의 난에서 실시된 구체적인 실시태양 또는 실시예는 어디까지나도 본 발명의 기술내용을 명확하게하는 것으로, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의에 해석되어서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구범위내에서 여러가지 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

Claims (15)

  1. 다음 공정을 포함하는 고체 촬상장치의 제조방법:
    투명기판상에 절연층을 형성하는 절연층 형성공정;
    상기 절연층상에 소정의 패턴을 갖는 배선층을 형성하는 배선층 형성공정;
    상기 배선층을 형성한 후 상기 절연층 형성공정에 의해서 형성된 상기 절연층중에 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하여 상기 투명기판의 수광 영역 표면을 노출시키는 절연층 제거공정; 및
    상기 배선층에 고체 촬상소자를 접합하여 상기 고체 촬상소자를 상기 투명기판상에 장착하는 접합공정.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배선층 형성공정에서 배선층의 패턴형성시에 배선패턴과 동시에 식별 마크를 형성하고,
    상기 접합공정에서 상기 식별 마크와 고체 촬상소자에 형성되어 있는 정렬 마크를 기준으로 하여 정렬하여 고체 촬상소자의 전극과 상기 배선패턴의 고체 촬상소자용 접속단자를 접속하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 배선층 형성공정에서 형성되는 배선패턴은 Al계 합금재료로 형성되고,상기 고체 촬상소자에는 상기 배선과 접속되는 전극이 돌기전극으로서 제공되며,
    상기 접합공정에서는, 고체 촬상소자의 돌기전극과 상기 배선패턴의 고체 촬상소자용 접속단자를 초음파 접속공법에 의해서 접속하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고체 촬상장치는, 1매의 투명기판 모재상에 복수매의 고체 촬상장치가 매트릭스상으로 형성된 후, 다이싱 공정에 의해서 개개의 고체 촬상장치로 분할되어 형성되며,
    상기 접합공정 후, 상기 다이싱 공정 전에, 상기 투명기판 모재의 고체 촬상소자가 설치된 측에서, 상기 고체 촬상소자보다도 큰 개구부가 설치된 마스크를 씌워 인쇄법에 의해서 상기 고체 촬상소자와 상기 마스크의 개구부간의 간극에 수지를 압입하는 것에 의해 상기 고체 촬상소자의 주위에 밀봉수지를 형성하는 밀봉 공정을 포함하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    절연층 형성공정과 배선층 형성공정 사이에, 상기 절연층상에 차광용 금속막을 형성하는 차광용 금속막 형성공정, 및
    상기 차광용 금속막 형성공정에 의해서 형성된 상기 차광용 금속막중, 상기 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하는 차광용 금속막 제거공정을더 포함하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광용 금속막 제거공정에서, 상기 차광용 금속막중 상기 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하면서 동시에, 상기 차광용 금속막중 상기 고체 촬상장치와 대향하는 부분보다 외측 부분의 일부를 제거하여 기준 핀 위치를 갖도록 하는 고체 촬상장치의 제조방법.
  7. 다음 공정을 포함하는 방법에 의해 제조된 고체 촬상장치:
    투명기판상에 절연층을 형성하는 절연층 형성공정;
    상기 절연층상에 소정의 패턴을 갖는 배선층을 형성하는 배선층 형성공정;
    상기 배선층의 형성후, 상기 절연층 형성공정에 의해서 형성된 상기 절연층중 고체 촬상소자의 수광 영역에 해당하는 부분을 제거하여 상기 투명기판의 수광 영역 표면을 노출시키는 절연층 제거공정;
    상기 배선층에 상기 고체 촬상소자를 접합하여 상기 고체 촬상소자를 상기 투명기판상에 설치하는 접합공정.
  8. 제7항에 있어서, 상기 배선층이 Al계 합금재료로 이루어진 고체 촬상장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 고체 촬상소자의 외주가 밀봉수지로 피복된 고체 촬상장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 밀봉수지의 점도가 150 Pa·s 내지 250 Pa·s인 고체 촬상장치.
  11. 고체 촬상소자가 설치되어 되는 투명기판상에 절연층과, 고체 촬상소자에 접속되어 상기 고체 촬상소자에 전기신호를 출력하는 배선층을 순차적으로 가지고 있고 또 상기 투명기판의 수광 영역 표면이 노출되어 있는 것을 포함하는 고체 촬상장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 배선층은 Al계 합금재료로 이루어진 고체 촬상장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 고체 촬상소자의 외주가 밀봉수지로 피복되어 있는 고체 촬상장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 밀봉수지의 점도가 150 Pa·s 내지 250 Pa·s인 고체 촬상장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 절연층과 상기 배선층의 사이에, 차광용 금속막을 갖는 고체 촬상장치.
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