KR20020071475A - 촬상모델 및 촬상장치 - Google Patents

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KR20020071475A
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semiconductor chip
adhesive
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야스오 수다
야마사키 리오
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 포토센서 어레이와 이 포토센서 어레이에 광을 유도하는 광학소자와를 포함한 반도체칩을 포함하는 촬상모듈에 있어서, 광학소자는 결상부와 차광층을 포함하고, 광의 입사방향의 차광층의 위치를 제외한 반도체칩과 광학소자 사이의 위치에 접착제가 형성되고, 광학소자와 반도체칩이 접착제를 가로질러서 고정되는 것을 특징으로 하는 촬상모듈을 제공한다. 또한, 본 발명은 반도체칩위에 형성된 광학소자를 포함하는 촬상모듈에 있어서, 제1렌즈 및 이 제1렌즈에 대응하여 형성된 제2렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상모듈을 제공한다.

Description

촬상모델 및 촬상장치{IMAGE PICKUP MODEL AND IMAGE PICKUP DEVICE}
<발명의 배경>
<발명의 분야>
본 발명은 촬상모듈 및 촬상장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 화상광학시스템과 반도체칩이 집적된 촬상모듈의 구조에 관한 것이다.
<관련된 배경기술>
종래의 소형의 촬상모듈에는, 화상렌즈 및 반도체집이 집적되었다.
도 57a 및 도 57b는, 소형의 촬상모듈의 예로서, 일본국 특개평 09-027606호 공보에 개시된 거리측정모듈과 유사한 구성을 도시한다. 도 57a 및 도 57b는, 반도체칩(54)이 유리기판(53)의 하부면에 실장된 렌즈부재(51) 및 COG(유리위의 칩)구성(50)를 도시한다. 렌즈부재(51)는, 플라스틱 또는 유리에 의해 성형되고, 삼각측량의 원리에 의해 물체와의 거리를 측정하는 2개 화상을 결상하는 렌즈(51L),(51R)를 구비하고 있다. 또한, 반도체칩(54)은 포토센서소자의 1차원어레이로 구성된 포토센서(57L),(57R)가 설치되고, 렌즈(51L),(51R)를 통과한 물체광이 각각 광센서유닛(57L),(57R)에 결상된다.
유리기판(53)의 상부표면에는, 도 57b에 도시된 패턴의 차광층(55)이 프린트되어 조리개를 형성하고, 유리기판(53)의 하부표면에는, 반도체칩(54)에 대한 접속단자와 외부단자로서 차광/도전성부재(56)를 형성한다.
이러한 COG구성은, 플라스틱 등의 센서패키지가 불필요하게 되고, 또한 렌즈를 일체화한 구조는 렌즈배럴이 필요없으므로 제조비용이 비교적 저렴하게 유지될 수 있다.
한편, 예를 들면, COG구성에 비하여, 배선접합에 의한 반도체칩의 패키징은, 패키지를 한층 크고 두껍게하며, 고가의 실장비용을 초래한다. 따라서, 포토센서유닛을 열/자외선 경화형 수지에 의해 밀봉하는 기술이 제안되었다. 도 58a 내지 도 58h는 일본국 특개평 11-121653호 공보에 개시된 촬상모듈(반도체디바이스)의 제조공정을 도시하는 개략적인 단면도이고, 이하로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 도58a는 반도체칩(1)의 단면도이고, 도 58b는 도 58a에 도시한 반도체칩(1)의 평면도이다.
더욱 상세하게는, 제조공정에 있어서, 외주변의 근처에 전극패드(접합패드)을 형성하고, 중심부에서 밀폐하여 패킹된 마이크로렌즈로 구성된 마이크로렌즈 군(3)을 형성하는 반도체칩(1)을 먼저 제조한다. 전극패드는, 예를 들면, Al 또는 Cr로 이루어지고, 마이크로렌즈는, 예를 들면, 플라스틱재료로 이루어진다. 반도체칩(1)은, 예를 들면, 포토전기 센서 및 CCD를 포함하는 고체상태의 촬상장치이다. 포토전기센서는, 예를 들면, 마이크로렌즈군(3)을 통해서 외부로부터 수광된 광을 전기신호로 변환하는 포토다이오드로 이루어졌으며, 이 전기신호는 CCD에 의해 전송되어 화상신호를 발생한다.
마이크로렌즈군(3)을 형성하기 위해, 먼저, 플라스틱막을 형성하고, 그 위에 소정 패턴의 절연막을 형성한다. 다음에, 가열을 행하여 절연막의 코너를 둥글게하고, 이에 의해 마이크로렌즈를 형성한다. 반도체칩을 이미 공지된 방법에 의해 제조한다. 마이크로렌즈군(3)의 집광기능을 달성하기 위해, 유리기판위에 반도체칩을 실장할 때에, 유리기판과 반도체칩의 포토센서 소자 사이의 중공부분을 형성하는 것이 필요하다.
이하, 금공(금으로 된 공)과 도전성수지를 사용한 예에 있어서, 반도체칩(1)과 유리기판의 접속에 대하여 설명한다. 도 58c에 도시한 바와 같이, 금공(4)은, 예를 들면, 크기가 30 내지 80㎛이며, 반도체칩(1)의 전극패드(2)위에 공 접합장치에 의해 배치된다.
다음에, 도 58d에 도시한 바와 같이, 도전성수지(5)는 금공(4)의 하부 부분에 접착된다. 도전성수지(5)는, 예를 들면, 표면이 도전성수지(5)에 의해 전체적으로 도포된 팔레트를 이용함으로써 금공(4)에 접착된다. 도전성수지(5)는, 예를 들면, 에폭시수지(은 페이스트)에 분산된 은입자에 의해 구성된다.
다음에, 도 58e에 도시한 바와 같이, 투명기판(예를 들면, 유기기판)(7)의 전극(6)은, 금공(4)을 가로질러서 반도체칩(1)의 대응 전극패드(2)에 접촉하고, 가열하여 도전성수지(5)를 설치함으로써 투명기판(7)의 전극(16)과 반도체칩(1)의 전극패드(2)는 소정의 경로에서 전기적으로 접속한다. 30분 동안 100℃ 내지 200℃의 조건하에서 가열한다. 전극(6)은, 예를 들면, Cr 또는 Ni로 구성되고, 증착, 도금 또는 스퍼터링에 의해 투명기판(7)위에 형성되고 포토리소그래피 또는 에칭에 의해 패턴된다.
투명기판(7)은 유리, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 또는 캡톤 등의 투명절연재료에 의해 구성된, 유리에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 이하, 유리로 구성되는 투명기판(7)을 이용한 예에 대해 설명한다. 도 58f에 도시한 바와 같이, 차광마스크(14)는, 유리기판(7)의 하부면에 대향하여 위치하고, 유리기판(7)의 아래로부터 전자기파(예를 들면, 자외선광)에 의해 조사된다. 차광마스크(14)는, 마이크로렌즈군(3)을 포함한 영역(13)에만 전자기파(15)를 전달하도록 소정의 패턴를 형성한다. 전자기파(15)는, 예를 들면, 자외선, 적외선, 가시광선 또는 X선이며, 자외선인 것이 바람직하다. 이하, 전자기파(15)로서 자외선을 이용하는 경우에 대해 설명한다. 자외선(15)에 의해 조사하는 조건하에서, 절연체열자외선경화형수지(12)를, 예를 들면, 표준온도에서 모세관(11)에서 반도체칩(1)과 유리기판(7) 사이의 갭으로 모세관(11)으로 공급한다.
열자외선경화형수지(12)를, 모세관현상에 의해, 갭의 단부로부터 중심 방향으로, 반도체칩(1)과 유리기판(7) 사이의 갭에 진입시킨다.
열 자외선 경화형 수지(12)를 자외선 또는 열에 의해 설치, 즉 경화시킬 수 있다. 수지(12)는 자외선에 의해 조사되지 않는 영역에서는 흐르고, 자외선(15)에 의해 조사되는 영역에서는 경화된다. 그 결과, 열자외선 경화형 수지(12)는, 자외선에 의해 조사되는 영역(13)과 자외선에 의해 조사되지 않는 영역 사이의 경계에서 경화된다.
열자외선 경화형 수지(12)가 상기 경계에서 일단 경화되면, 자외선조사영역(13)으로 더 이상 흐르지 않는다. 그러나, 실제, 열자외선 경화형 수지(12)가 경화하기 위해 특정한 시간을 필요로하므로, 자외선조사영역(13)으로 약간 흐른 후에 경화된다.
반도체칩(1)의 전극패드(2)와 유리기판(7)의 전극(6)은 금공(4)을 가로질러서 접속되고, 열자외선 경화형 수지(12)는 전극패드(2)와 금공(4) 전체와 전극(6)의 일부를 도포한다.
열자외선 경화형 수지(12)가 반도체칩(1)과 유리기판(7) 사이의 갭으로 충분하게 도입되면, 열자외선 경화형 수지(12)가 모세관으로 공급되는 것이 종료된다.
도 58h에 도시한 바와 같이 위쪽에서 본 경우, 도 58f에 도시된 자외선 조사영역(13)은 직사각형영역이다. 그러나, 직사각형영역의 중심부분은 자외선으로 조사할 필요가 없다. 이 방식에 의해, 중공부분(13)은 반도체칩(1)의 마이크로렌즈군(3)의 부분과 유리기판(7) 사이에 형성되고, 열자외선 경화형 수지(12)는 중공부분(13)을 둘러싸도록 형성된다.
그러나, 이런 상태에서, 경계부분에 존재하는 열자외선 경화형 수지(12a)만이 경화되고, 열자외선 경화형 수지(12)는 자외선(15)에 의해 조사되지 않는 부분을 경화하지 않는다.
따라서, 도 58g에 도시한 바와 같이, 자외선(15)에 의해 조사되지 않는 부분에서 열자외선 경화형 수지(12)가 경화하도록 열(16)을 가한다. 가열은, 예를 들면, 80℃에서 5시간동안 행한다. 따라서, 반도체칩(1)과 유리기판(7) 사이의 전체영역에서, 열자외선 경화형 수지(12)는 가열함으로써 완전히 경화된다. 도 58g에 도시하는 열경화를, 본경화(main hardening)라고 칭하는 반면에, 도 58f에 도시한 자외선 경화를 예비경화라고 칭한다. COG구성은 상기 설명한 공정에 의해 완성된다.
도 58g는 도 58h의 선 (59G-58G)을 따른 개략적인 단면도이고, 중공부분(13)을 둘러싸도록 열자외선 경화형 수지(12)가 형성된다. 금공(4)은 반도체칩(1)의 전극패드(2)와 유리기판(7)의 전극(6)을, 전기적으로 또한 기계적으로 접속한다. 그러나, 금공(4)에 의한 기계적인 접속은 약하기 때문에, 반도체칩(1)과 유리기판(7) 사이에 존재하는 열자외선 경화형 수지(12)에 의해 강화된다. 전기적 절연체인 열자외선 경화형 수지(12)는, 반도체칩(1)과 유리기판(7) 사이의 전기적 접속을 변경시키지 않는다.
상기 설명한 공정을 통해서, 마이크로렌즈를 포함하는 포토센서부는, 투명기판과 열자외선 경화형 수지에 의해 밀봉됨으로써 공기중의 습도에 의한 먼지침입 또는 열화로부터 보호된다. 마이크로렌즈는, 일반적으로, 광의 입사방향으로 표면을 볼록하게 형성하여, 공기수지 또는 공기유리계면에서 광회절에 의해, 마이크로렌즈보다 작은 포토센서위에 입사광을 집광시킴으로서, 포토센서의 수광효율성을 개선시킨다.
전술한 특허 출원은, 상기 설명한 촬상모듈을 대량으로 생산하는 방법을 또한 개시한다.
도 59는 투명기판(예를 들면 유리기판)(7)의 평면도이다. 예를 들면, 유리기판(7)은, 길이가 150mm이고, 폭이 150mm이고 두께는 1mm이며, 10x10 블록으로 분할되어, 15mm의 길이, 15mm의 폭과 1mm의 두께를 각각 가진다.
모두 100개의 반도체칩(1)이 각각의 블록에 반도체칩(1)을 실장함으로써 유리기판(7)에 실장된다. 각각의 반도체칩(1)은, 예를 들면 길이가 8mm이고 폭이 6mm이다.
다음에, 반도체칩(1)과 유리기판(7) 사이에 수지가 도입되고, 예를 들면, 자외선광에 의해 예비경화된다. 다음에, 유리기판(7)이 30분 동안 150℃의 오븐에 배치됨으로써 반도체칩(1)을 유리기판(7)에 고정시킨다. 다음에, 유리기판(7)을 블록경계선(43)을 따라서 절단기에 의해 절단함으로써 각각의 촬상모듈을 분리한다. 이 방식에 의해, 100개의 촬상모듈이 완성된다.
도 60은 굴절률분포형렌즈를 사용한 종래의 촬상모듈의 사시도이다.
포토센서부(60)는, 예를 들면 실리콘기판으로 구성된 반도체칩(61)위에 형성된다. 복수의 렌즈부(62)는 동일한 평면위의 어레이로 형성되고, 굴절률분포형렌즈 (62A) 내지 (62L)로 구성된다. 복수의 렌즈부는, 출사단면에서 촬상면(60A)과 접촉하도록 포토센서부(60)의 촬상면(60A)위에 형성되므로써, 복수의 렌즈부(60)에 의해 전달된 광이, 촬상면(60A)에 공급된다. 굴절률분포형렌즈 (62A) 내지 (62L)는 상이한 초점길이 또는 상이한 초점위치를 가지도록 각각 상이한 굴절률의 분포를 가짐으로써, 물체의 복수의 초점 위치에 대응하는 화상데이터를 동시에 생성할 수 있다.
상기 구성에 의해 COG의 경우에서와 같이, 플라스틱 등의 센서패키지가 불필요하고, 집적렌즈구조에 의해 렌즈배럴이 불필요하고, 이에 의해 제조비용을 비교적 낮게 유지할 수 있다.
그러나, 상기 설명한 종래 기술에 의한 렌즈가 집적된 촬상모듈의 제조는 이하 결점과 관계가 있다.
(기술 결점(1))
도 57a, 도 57b 및 도 60에 도시한 구성에 의해 센서패키지가 필요하지 않은 촬상모듈을 얻을 수 있지만, 포토센서부가 밀봉되지 않으므로, 공기중의 습도에 의해 마이크로렌즈 또는 필터층의 먼지침입 또는 열화를 방지하기 어렵다. 게다가, 차광층(55)은 반도체칩의 표면전체를 도포하여 정면측으로부터 광을 차단하므로, 도 58a 내지 도 58h에 설명된 열자외선 경화형 수지를 이용한 밀봉기술은 도 57a 및 도 57b에 도시된 구성에 적용할 수 없다.
또한, 화상렌즈와 반도체칩의 결합공정은, 다수의 조정공정을 포함한액티브한 조립을 필요로 한다.
더욱이, 복수의 화상렌즈가 도 59에 도시한 유리기판(7)위에 집적되는 경우에도, 대응 반도체칩에, 화상렌즈의 정밀한 정렬이 또한 필요하므로 다수의 조정공정이 더욱 불가피하다.
또한, ITO막은 외부전기회로와 접속하는 유리기판위에 형성되어야 하므로 비용에 있어서 불리하다.
본 발명의 목적은, 이러한 기술결점(1)을 고려하여, 포토센서부를 용이하게 밀봉 할 수 있는 집적된 화상렌즈타입의 촬상모듈을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 화상렌즈와 반도체칩의 정렬공정을 단순하게 함으로써 저렴하고 고성능의 집적화상렌즈타입의 촬상모듈을 제공하는 데 있다.
(기술결점(2))
도 57a에 도시한 촬상모듈은, 화상렌즈는 단일렌즈(51) 단독으로 구성되므로 촬상광학시스템으로서 사용하기 위한 광학성능이 불완전하다. 렌즈의 개수 또는 렌즈기능을 가진 면의 개수를 증가하는 것을 생각할 수 있지만, 이러한 증가는 촬상광학시스템의 크기를 증가시킨다. 또한, 마찬가지의 결점은 촬상광학시스템이 굴절률분포형렌즈로 구성된 경우에 직면하게 된다.
이러한 기술결점(2)를 고려하면, 본 발명의 목적은 개선된 촬상성능을 가진 집적렌즈의 촬상모듈 및 이 촬상모듈이 형성된 촬상장치를 제공하는 데 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예 1을 구성하는 촬상모듈의 구성을 도시하는 개략적인적인 단면도.
도 1b는 본 발명의 촬상모듈의 다른 구성을 도시하는 개략적인 단면도.
도 2a는 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈의 광학소자를 구성하는 상부기판의 평면도.
도 2b는 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈의 광학소자를 구성하는 하부기판의 평면도.
도 2c는 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈의 반도체칩의 평면도.
도 3은 도 2c의 선 (3-3)을 따른 반도체칩의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈으로의 광입사방향을 도시하는 개략적인 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서의 상부기판집합체의 평면도.
도 6은 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서의 하부기판 집합체의 평면도.
도 7은 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서의 반도체웨이퍼의 평면도.
도 8은 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서 접착제경화공정의 개략적인 단면도.
도 9a는 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서의, 광학소자-반도체웨이퍼접착부재로부터 촬상모듈을 분리하는 공정을 도시하는 평면도.
도 9b는 도 9a의 선 (9B-9B)을 따른 개략적인 단면도.
도 10은 상부기판집합체에 형성된 2개의 볼록렌즈를 도시하는 평면도.
도 11은 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서의 광학소자-반도체웨이퍼접착부재용 다이싱공정을 도시하는 개략적인 단면도.
도 12는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 촬상모듈의 개략적인 단면도.
도 13a는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 촬상모듈의 광학소자를 구성하는 하부기판의 평면도.
도 13b는 본 발명의 실시예 2의 촬상모듈의 반도체칩의 평면도.
도 14는 본 발명의 실시예 2의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서의 광학소자집합체과 반도체웨이퍼를 부착하는 공정에서의 반도체웨이퍼의 평면도.
도 15a는 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈에 있어서의 하부기판을 도시하는 평면도.
도 15b는 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈에 있어서의 반도체칩을 도시하는 평면도.
도 16은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 하부기판집합체의 평면도.
도 17은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 반도체웨이퍼의 평면도.
도 18은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 상부기판집합체의 평면도.
도 19는 도 18에서의 선 (19-19)를 따른 개략적인 단면도.
도 20은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 광학소자-반도체웨이퍼접착부재의 다이싱공정을 도시하는 개략적인 단면도.
도 21은 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈의 평면도.
도 22는 도 21에 있어서 선 (22-22)을 따른 개략적인 단면도.
도 23은 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈을 외부전기회로에 접속한 상태 및 밀봉한 상태를 도시하는 개략적인 단면도.
도 24는 본 발명의 실시예 4의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서의 광학소자-반도체웨이퍼접착부재에 자외선를 조사하는 공정을 도시하는 개략적인 단면도.
도 25는 본 발명의 실시예 4의 촬상모듈의 개략적인 단면도.
도 26a는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈의 평면도.
도 26b는 도 26a의 선 (26B-26B)을 따른 개략적인 단면도.
도 26c는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈을 구성하는 반도체칩의 평면도.
도 27은 도 26c의 영역(Z)을 확대한 개략적인 단면도.
도 28은 본발명의 실시예 5의 촬상모듈에 형성된 입체경렌즈의 물체상과 촬상영역 사이의 위치 관계를 도시하는 도면.
도 29는 도 28에 도시한 촬상영역이 투영되는 경우 화소의 위치관계를 도시하는 도면.
도 30은 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈에 실장된 스페이서집합체을 도시하는 평면도.
도 31은 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 반도체웨이퍼의 평면도.
도 32는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈에 대한 제조공정에서, 스페이서집합체을 반도체웨이퍼에 접착하는 공정을 도시하는 평면도.
도 33은 적외선차단필터의 분광전송특성을 도시하는 차트.
도 34는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서, 각각의 촬상모듈에 대한 입체경광학소자를 분리하기 전에, 입체경광학소자집합체과 반도체웨이퍼를 접착하는 공정을 도시하는 평면도.
도 35는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서, 반도체웨이퍼를 다이싱블레이드에 의해 다이싱하는 공정을 도시하는 개략적인 단면도.
도 36은 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈를 외부전기회로에 접속하는 상태 및 밀봉하는 상태를 도시하는 개략적인 단면도.
도 37은 본 발명의 실시예 6의 촬상모듈을 도시한 개략적인 단면도.
도 38은 본 발명의 실시예 6의 촬상모듈에 대한 제조공정에서, 광학소자-반도체웨이퍼부착부재에 자외선을 조사하는 공정을 도시하는 개략적인 단면도.
도 39는 본 발명의 실시예 6의 촬상모듈를 구성하는 광학소자집합체의 평면도.
도 40b는 도 40a에 있어서 선 (40B-40B)을 따른 개략적인 단면도.
도 41은 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈의 하부기판의 평면도.
도 42는 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈에서의 반도체칩의 평면도.
도 43은 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈에서의 마이크로렌즈의 기능을 도시하고, 도 42에서의 영역(Z)이 확대된 개략적인 단면도.
도 44는 본 발명의 실시예 7에서 촬상모듈에서의 물체화상과 반도체칩의 포토센서어레이 사이의 위치관계를 도시하는 도면.
도 45는 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈의 포토센서어레이의 기능을 도시하는 도면.
도 46은 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈을 외부전기회로에 접속하는 상태 및 밀봉하는 상태를 도시하는 개략적인 단면도.
도 47은 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈의 다른 구성을 도시하는 개략적인 단면도.
도 48은 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 상부기판집합체의 평면도.
도 49는 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 하부기판집합체의 평면도.
도 50은 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 반도체웨이퍼의 평면도.
도 51은 본 발명의 실시예7 의 촬상모듈에 대한 제조공정에서의 광학소자-반도체웨이퍼부착부재로부터 촬상모듈을 분리하는 공정의 개략적인 단면도.
도 52는 본 발명의 실시예 8에 있어서 촬상모듈의 평면도.
도 53은 도 52의 선 (53-53)을 따른 촬상모듈의 개략적인 단면도.
도 54a, 도 54b 및 도 54c는 본 발명의 촬상모듈에 형성된 디지털컬러카메라를 도시하는 도면.
도 55는 도 54a 내지 도 54c에 있어서 선 (55-55)를 따른 디지털컬러카메라의 개략적인 단면도.
도 56은 본 발명의 촬상모듈을 적용하는 스틸비디오카메라의 블록도.
도 57a는 종래의 촬상모듈의 개략적인 단면도.
도 57b는 종래의 촬상모듈의 차광부재를 도시하는 평면도.
도 58a, 도 58b, 도 58c, 도 58d, 도 58e, 도 58f, 도 58g 및 도 58h는 종래의 촬상모듈의 제조공정을 도시하는 개략적인 단면도.
도 59는 복수의 반도체칩에 형성된 종래의 투명기판(유리기판)의 평면도.
도 60은 굴절률분포형렌즈를 이용하는 종래의 촬상모듈의 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1, 54, 61, 104, 140, 173, 503 : 반도체칩
2, 132, 513 : 전극패드3 : 마이크로렌즈군
4 : 금공5 : 도전성수지
6 : 전극7, 53, 140 : 투명기판
11 : 모세관12, 148 : 열자외선경화용수지
13 : 자외선조사영역14 : 차광마스크
15 : 자외선16 : 열
50 : COG(유리위의 칩) 51 : 렌즈부재
51L, 51R, 1102 : 렌즈 55, 113, 103 : 차광층
56 : 차광/도전성부재 57L, 57R :광센서유닛
60 : 포토센서부 62 : 렌즈부
62A, 62L : 굴절률분표형렌즈
100, 801, 802, 803, 804 : 볼록렌즈101 : 상부기판
102 : 하부기판
103, 113, 506, 1141 : 조리개차광층 105, 713 : 접착제
106 : 관통금속부재107 : 광학소자
109 : 오리엔테이션플랫
110, 133, 163, 710, 910 : 반도체웨이퍼
111, 166 : 경계선 114 : 하부기판집합체
117 : 상부기판집합체
119, 160, 719 : 광학소자집합체
120 : 밀봉재 122, 509 : 접착제
136, 137 : 다이싱블레이드 141 : 수지
142 : 다이싱라인 146 : 가요성인쇄회로기판
147 : 접착배선 148 : 열자외선경화용수지
154, 211 :촬상모듈
161, 1611, 1613 : 굴절률분포형렌즈 165 : 접착층
168 : 수지층 180 : 평면수지부분
200, 400 : 개구 211, 511 : 촬상모듈
224, 422 : 차광평판
300, 321, 322, 323, 324 : 포토센서 어레이
351, 352, 353, 354 : 물체상
361, 362, 363, 364 : 물체상중심 405 : 메인스위치
406 : 해제버튼 407, 416 : 스위치
420, 429 : 보호유리 421 : 차광덮개
423 : 접점보호덮개 401, 501 : 카메라본체
418 : 제1프리즘 419 : 제2프리즘
508 : 차광부분
509, 520, 521 : 자외선경화용수지
510 : 비즈 512 :A/D변환기
512 : 입체경광학소자 512, 560 : 적외선차단필터
516 : 마이크로렌즈 517 : 다층인쇄회로기판
520: 접착배선 522 : 스페이서
550 : 반투명평판형부재
161, 601, 602, 603, 604, 811 내지 814 : 볼록렌즈
801, 802, 803, 804 : 결상렌즈
811, 812, 813, 814 : 조리개개구
821, 822, 823, 824 :포토센서어레이
901 : 스페이서집합체 917 : 입체경광학소자집합체
1021, 1141 : 투명영역 1102 : 렌즈
1103 : 조리개 1104 : 고체촬상소자
1105 : 화상신호처리부 1106 : A/D변환기
1107 : 신호처리부 1109 : 전체제어/동작부
1110 : 메모리부 1111 : 인터페이스부
1112 : 기록매체 1113 : 외부I/F부
<발명의 요약>
전술한 기술결점(1)은, 포토센서어레이와 이 포토센서 어레이에 광을 유도하는 광학소자를 포함함 반도체칩을 포함하는 촬상모듈에 있어서, 상기 광학소자는 결상부(imaging unit), 차광층을 포함하고, 접착제는 반도체칩과 광학소자 사이의 위치에 형성되지만, 광의 입사방향의 차광층 외측에 형성되고 광학소자와 반도체칩은 접착제를 통해서 고정되는 것을 특징으로 하는 본 발명의 촬상모듈에 의해 해결될 수 있다.
또한, 전술한 기술결점(2)는, 반도체칩에 형성된 광학소자를 포함하는 촬상모듈에 있어서, 상기 광학소자는 제1렌즈 및 제1렌즈에 대응하여 형성된 제2렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 촬상모듈에 의해 해결될 수 있다.
본 발명에 의하면, 포토센서어레이와 이 포토센서 어레이에 광을 유도하는 광학소자를 포함한 반도체칩을 포함하는 촬상모듈에 있어서, 상기 광학소자는 차광층, 제1렌즈 및 제1렌즈에 대응하는 제2렌즈를 포함하며, 접착제 반도체칩과 광학소자 사이에 형성되지만, 광의 입사방향의 차광층의 외측에 형성되고 광학소자 및 반도체칩이 접착부를 통해서 고정되는 것을 특징으로 하는 촬상모듈을 제공한다.
<바람직한 실시예의 상세한 설명>
이하, 본 발명은, 첨부한 도면을 참조하면서, 실시예에 의해 명백하게 설명한다.
<실시예 1>
도 1a는 본 발명의 실시예 1구성하는 촬상모듈의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 촬상모듈의 다른 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 결상부로서 볼록렌즈(100)을 가진 상부기판(101)과 하부기판(102)과 오프셋 프린팅 등에 의해 하부기판(102)의 상부면에 형성된 차광부재로 구성된 조리개차광층(103)과, 포토센서 소자, 포토센서 소자를 포함한 2차원화소(도시되지 않음)를 지닌 반도체칩(104)과, 하부기판(102)과 반도체칩(104)를 접착하는 접착제(105)와, 볼록렌즈(100) 주위에 형성된 평면수지부분(180)과, 하부기판(102)의 상부면위에 조리개차광층(103)의 부존재하에서 형성된 조리개 개구(200), 상부기판(101) 및 하부기판(102)을 접착함으로써 형성된 광학소자(107)에 대해 도시하고 있다.
도 1b에서, 평면수지부분(180)은, 그 주위부분에서 볼록렌즈(100)의 면 정밀도의 열화를 회피한다. 평면수지부분(180)은 상부기판(100)의 단면에 도달하지 않으므로 나중에 설명하는 다이싱공정에서 다이싱블레이드에 의해 절단되지 않는다. 그러므로, 수지는, 다이싱블레이드의 이용으로 인한 마찰열에 의한 융해에 의해 렌즈상의 퇴적을 방지하고, 또는 미세한 파편이나 탄소입자의 형성으로 인한 렌즈상의 퇴적을 방지함으로써, 촬상장치의 화질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는, 예로서 도 1a에 도시한 구성에 대해 설명한다.
광학소자(107)에서, 상부기판(101) 및 하부기판(102)를 투명접착제에 의해 접착함에 있어서, 갭이 형성되지 않도록 접착을 행하므로 공기와 상부기판(101) 사이, 공기와 하부기판(102) 사이에 계면이 형성되는 것을 방지함으로써, 고스트화상이 형성되는 것을 편리하게 방지할 수 있다.
상부기판(101) 및 하부기판(102)은 유리 또는 투명렌즈로 구성되고, 유리인 경우에 유리성형에 의해 형성되고, 투명수지인 경우에는 주입성형 또는 압축성형에 의해 형성된다. 복제공정에 의해 형성된 수지함유렌즈부를 평판유리기판에 부가함으로써, 상부기판(101)이 또한 형성될 수 있다. 반도체칩(104)로부터 선형팽창계수의 차가 작기 때문에, 온도변화에 대한 안정성을 고려하여, 하부기판(102)은 붕규산유리로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 반도체칩(104)의 결함을 유발하는 α선을 방지하기 위해, 상부기판(101)과 하부기판(102) 양자는, 저표면 α선 밀도의 광학유리로 구성되는 것이 바람직하고, 반도체칩(104)에 한층 근접한 하부기판(102)은 상부기판(101)보다 낮은 표면 α선 밀도를 가지는 것이 바람직하다.
도 2a는 촬상모듈의 광학소자(107)를 구성하는 상부기판(101)을 도시하는 평면도인 반면에, 도 2b는 광학소자(107)를 구성하는 하부기판(102)을 도시하는 평면도이고, 도 2c는 반도체칩(104)의 평면도이고, 도 3은 도 2c의 선 (3-3)을 다른 개략적인 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 촬상모듈에 진입하는 광의 입사방향을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 조리개차광층(103)의 주변부분의 개구(200) 이외의 투명영역(1021) 및 주표면위의 표면전극과 다른 주표면의 표면전극을 전기적으로 접속시키는 반도체칩(104)을 관통하는 관통금속부재(106)를 도시하고 있다.
도 1a에 도시된 촬상모듈은, 광학소자(107) 및 반도체칩(104)은 집적되어 센서패키지 또는 렌즈배럴이 불필요한 구성을 가진다.
상기 도 1a로부터 광학소자(107)에 진입하는 물체광은 반도체칩(104)위에 물체화상을 형성한다.
광학소자(107)는 상부기판(101) 및 하부기판(102)를 접착시킴으로써 형성되는 반투명의 판형상부재이다.
볼록렌즈(100)는 도 2a에 도시한 바와 같이 원형인 축대칭 비구면 또는 구면렌즈이다. 축방향의 조리개개구(200)의 위치는, 광시스템의 오프축 주광선을 결정하고, 다양한 수차의 제어시에 매우 중요하다. 물체측에 단일면의 볼록면을 포함하는 렌즈인 경우에, 볼록렌즈(100) 및 반도체칩(104) 사이에 두꺼운 공기 층의 부존재시에, 볼록렌즈(100) 및 반도체칩(104) 사이의 위치에 조리개를 배치하고, 수차를 만족스럽게 정정하기 위해 볼록렌즈(100) 및 반도체칩(104) 사이의 거리를 약 1:2로 분할하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 2b에 도시한 바와 같이, 볼록렌즈(100)와 동축인 원형 조리개(200)가, 하부기판(102)의 차광층(103)에 의해 형성된다.
하부기판(102)위에 형성된 조리개차광층(103)의 범위가 나중에 설명하는 접착제(105)에 의해 경화되도록 제한되므로, 투명영역(1021)은 자외선조사에 의해 형성된다.
더욱 상세하게는, 투명영역(1021)의 존재에 의해, 반도체칩(104)의 정면측(도 4의 A방향)으로부터의 자외선 조사에 의해, 도 2c에 도시한 접착제(105)를 경화할 수 있다. 본 발명의 명세서에서는, 반도체칩(104)의 정면측으로부터의 조사는, A방향으로부터의 조사를 의미한다. 조리개차광층(103)을 인코넬, 크롬엘 또는 크롬의 박막을 증착 또는 스퍼터링함으로서 형성한다. 스퍼터링공정에서, 차폐의 계속적인 위치제어에 의해, 프린팅공정에서와 같이 투과율 임의로 제어할 수 있다.
또한, 광축으로부터 거리의 함수로서, 조리개개구(200) 내에서 투광율을 제어함으로써 화상시스템의 MTF를 통제할 수 있다. 본 실시예에서는, 포토센서어레이(300)에 의해 이산적인 샘플링으로 초래되는 폴딩왜곡(folding distortion)을 감소시키기 위해, 외주부분으로부터 중심으로 투과율이 단조 증가하도록 선택함으로써, 낮은 공간주파수에서의 응답을 특히 개선시키고 높은 공간 주파수에서의 반응을 억제한다.
반도체칩(104)상에서, 광학소자(107)는 물체상을 형성하고, 이 물체상은 포토센서 어레이(300)에 의해 광전변환하여 전기신호를 생성한다. 포토센서 어레이(300)는 복수 화소의 2차원 어레이로 구성되고, 2차원어레이에 컬러필터을 형성하거나 컬러화상을 캡쳐하는 소위 베이의 RGB필터(Bayer's RGB filter) 배열을 형성한다. 또한, 적외선 차단기능을 달성하기 위해, 구리이온 등의 적외선 흡수원소를 상부 및 하부기판(101),(102)의 어느 한쪽이나 또는 양자에 포함한다.
도 1a에서 도시한 촬상모듈에서, 반도체칩에, 이 반도체칩(104)의 형상과 동일한 투영 형상의 광학소자(107)를 형성하므로 외부전기회로와의 전기적 접속이 배면전극에 의해 행해진다.
본 실시예에서는, 이러한 구성의 예로서, 반도체칩(104)을 관통하는 관통금속부재(106)는 반도체칩(104)의 주표면의 표면전극과, 반도체칩(104)의 다른 주표면의 표면전극을 접속한다.
광학소자(107)과 반도체칩(104)은, 자외선경화수지 또는 열자외선경화수지로 될 수 있는, 접착제(105)에 의해 접착한다. 접착제(105)는 두께의 제어가 용이하게 할 수 있기 때문에 밀봉형의 열자외선경화수지인 것이 바람직하다. 열자외선경화에폭시수지의 예로서, 상기 설명한 에폭시수지가 있다. 본 실시예에서는, 접착제(105)는 열자외선경화형에폭시수지의 스크린프린팅에 의해 형성된 밀봉제이다. 열자외선경화형에폭시수지는 가열 또는 자외선조사에 의해 경화될 수 있다. 경화시에 수축의 불균일함이 없이 저속의 경화를 나타내고 응력의 완화를 나타내기 때문에, 에폭시수지는 도포에 대하여 적합하다. 가열함으로써 경화가능한 타입의 접착제는 공지되지만, 열경화에폭시수지를 경화하기에 충분한 가열은, 도시되지 않은 컬러필터, 복제부분, 마이크로렌즈 또는 반도체칩(104)위에 형성된 조리개차광층(103)의 프린트된 페인트를 손상시키므로 자외선 또는 열/자외선 경화수지가 더욱 바람직하다.
접착제는 스크린프린팅 뿐 만 아니라 다른 프린팅 즉, 코팅에 의해서 도포될 수 있다. 접착공정은 광학소자(107)를 반도체칩(104)위에 배치함으로써 행할 수 있으므로 자외선조사에 의해 접착제(105)를 반경화한 다음에, 가압하고 다소의 열을 가하고 또한, 물체상이 포토센서어레이(300)위에 선명하게 형성되도록 광학소자(107)와 반도체칩(104) 사이의 갭을 조절함으로써 완전 경화를 한다.
화상형성위치는 광학소자(104)와 반도체칩(104) 사이의 갭은 수지에 의해 완전하게 채워지지 않으므로 큰 힘을 필요로 하지 않고 조정할 수 있다.
상기 작업에 의해, 투명영역(1021)은 전술한 바와 같이 하부기판(102)의 차광층(103) 주위에 형성되므로, 접착제(105)는 반도체칩의 정면측(A방향)으로부터 자외선조사에 의해 용이하고 견고하게 경화할 수 있다. 투명영역(1021)은 자외선광에만 투명하게 되는 것이 필요하고 다른 파장의 광에는 불투명하게 되어도 된다.
접착제(105)가 상기 설명한 바와 같이 광의 입사방향의 투명영역(1021)을 가로질러서 형성되므로, 포토센서 어레이의 주변영역을 용이하게 밀봉할 수 있는 촬상모듈을 형성한다. 따라서, 먼지침입 또는 공기중의 습도에 인해 생기는 마이크로렌즈의 열화 또는 필터층의 열화 또는 알루미늄층의 전기부식이 방지되는 것을 제공할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 11을 참조하면서, 도 1a에 도시한 촬상모듈을 대량으로 제조하는 방법에 대해 설명한다.
이 제조방법은 광학소자(107)와 반도체칩(104)은, 절단하기 전에 광학소자집합체와 반도체웨이퍼의 상태로 접착시키는 것을 특징으로 하고 있다. 본 명세서에서는, 촬상모듈을 구성하는 상부기판(101)과 하부기판(102)를 광학소자(107)라고 칭하고, 촬상모듈을 구성하는 각각의 광학소자(107)로 분리하기 이전의 단계를 광학소자집합체이라 칭한다. 마찬가지로, 각각의 상부기판으로 분리하기 이전의 단계를 상부기판집합체이라 칭하고, 각각의 하부기판(102)로 분리하기 이전의 단계를 하부기판집합체이라 칭한다. 따라서, 광학소자집합체은, 상부기판집합체과 하부기판집합체로 구성된 접착구조를 가진 대형 반투명의 판형상의 부재이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈의 제조공정의 상부기판집합체의 평면도이지만, 도 6은 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈의 제조공정의 하부기판집합체의 평면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈의 제조공정의 반도체웨이퍼의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈의 제조공정의 접착제경화공정의 개략적인 단면도이다. 또한, 도 9a는 본 발명의 실시예 1의 촬상모듈의 제조공정에서 광학소자-반도체웨이퍼접착부재로부터 촬상모듈을 분리하는 공정을 도시하는 평면도인 반면에, 도 9b는 도 9a의 선 (9B-9B)을 따른 개략적인 단면도이고, 도 10은 상부기판위에 형성된 2개의 볼록렌즈을 가진 상부기판집합체를 도시하는 평면도이다.
도 5는 상부기판집합체(117)을 도시하고; 도 6은 하부기판집합체(114)과 조리개차광층(1141) 주위의 투명영역(1141)을 도시하고; 도 7은 반도체웨이퍼(110), 반도체웨이퍼위의 방위평판(109) 및 인접한 반도체칩의 경계선(111)을 도시하고; 도 8은 상부기판집합체(117)과 하부기판집합체(114)을 접착함으로써 형성되는 광학소자집합체(119)를 도시한다.
도 5에 도시된 하부기판집합체(114)에서, 조리개차광층(103)의 외부형상이 나중에 설명하는 접착제를 구성하는 자외선경화수지를 경화시키기 위하여 섬과 같은 형상으로 제한되므로, 투명영역(1141)은 조리개차광층(113)의 주위에 형성된다.
축방향의 조리개개구(200)의 위치는, 광학시스템의 오프축 주광선를 결정하며 다양한 수차의 제어에 매우 중요하다. 물체측으로 단일면볼록을 포함하는 렌즈의 경우에, 나중에 설명하는 볼록렌즈(100) 및 반도체웨이퍼(11) 사이에 공기층의부재시에, 볼록렌즈(100)와 반도체웨이퍼(110) 사이의 위치에 조리개을 배치하고 볼록렌즈(100)와 반도체웨이퍼(110) 사이의 거리를 약 1:2의 비율로 분할함으로써 수차를 만족스럽게 보정할 수 있다. 따라서, 볼록렌즈(100)와 동축인 조리개개구(200)는 하부기판집합체(104)의 차광층(103)에 의해 형성된다.
상부기판집합체(117)과 하부기판집합체(114)는 유리 또는 투명수지로 구성되고, 유리인 경우에 유리성형에 의해 형성되고, 투명수지인 경우에 주입성형 또는 압축성형에 의해 형성된다. 상부기판집합체(117)는, 평판유리기판, 복제공정에 의해 형성된 수지제의 렌즈에 부가함으로써 또한 형성된다. 반도체웨이퍼로부터 선팽창계수의 차이가 작기 때문에 온도변화에 대한 안정성을 고려하면 붕규산유리에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 반도체웨이퍼의 결함을 유발하는 α선 기인 결함을 방지하기 위해, 상부기판집합체(117)와 하부기판집합체(114)는 저표면α선밀도의 광학유리로 구성되는 것이 바람직하고, 반도체웨이퍼에 한층 근접한 하부기판은 상부기판(101) 보다 낮은 표면α선밀도를 가지는 것이 바람직하다.
상부기판집합체(117)과 하부기판집합체(114)는, 그 사이에 갭이 형성되지 않고 공기와 기판 사이의 계면이 형성되지 않도록, 투명접착제로 접착함으로써, 고스트화상이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
볼록렌즈(100) 및 조리개개구(200)는 각각의 기판위의 복수 유닛으로 형성되고, 기판의 접착시에 동축의 관계에 있는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 볼록렌즈 또는 이러한 개구의 피치는 반도체웨이퍼 위에 형성된 반도체 칩의 피치와 동일한 것이 바람직하다.
한편, 도 7은 반도체웨이퍼의 평면도이다. 도 7에서 도시한 반도체웨이퍼(110)에 복수유닛의 포토센서어레이와 도시되지 않은 회로를 형성하며, 이들은 경계선(111)을 따라 절단함으로써 분리되고 외부전기회로에 접속되고, 이에 의해 각각의 분리된 유닛은 반도체칩(104)으로서 기능한다. 도 7에서, 화살표는 나중에 설명하는 다이싱공정에서의 다이싱블레이드의 위치와 이동방향을 표시한다.
반도체웨이퍼(110)위에, 광학소자집합체(119)의 각각의 볼록렌즈(100)에 대하여 물체상을 형성하고, 이 물체상이 반도체칩에 형성된 포토센서 어레이에 의해 광전변화되어 전기신호를 발생한다.
반도체칩(104)위에, 광학소자(107)는 물체상을 형성하고, 이 물체상이 포토센서어레이에 의해 광전변환되어 전기신호를 발생한다. 포토센서 어레이(300)는 복수 화소의 2차원 어레이로 구성되고, 컬러화상을 포획하기 위해 이 어레이에 컬러필터가 형성되거나, 또는 소위 베이어의 RGB필터배열이 되어도 된다. 적외선 차단기능을 달성하기 위해, 구리 이온 등의 적외선 흡수원소는, 상부기판 집합체(117)나 하부기판집합체(114)의 어느 한쪽 또는 상부기판집합체(117)와 하부기판집합체(114) 양자에 함유되는 것이 바람직하다.
도 8에 도시한 바와 같이, 결상부를 구성하는 볼록렌즈(100)과 도시되지 않은 포토센서어레이(300)가 소정의 관계로 배치된 후에, 광학소자집합체(119) 와 반도체웨이퍼(110)가 접착된다.
결정체인 반도체웨이퍼(110)는, 전기적, 광학적, 기계적 및 화학적 특성에있어서, 비등방성이다. 따라서, 드로잉된 잉곳(ingot)은 X선의 회절을 이용한 방법에 의하여 방위를 고정도로 측정한 후에 슬라이스된다. 슬라이싱작업 전에, 오리엔테이편플랫이라고 칭하고 결정체방위를 표시하는 직선부분을, 원통형상 잉곳위에 형성한다. 도 7에서 도시한 반도체웨이퍼(110)는 이러한 오리엔테이션 플랫(109)을 형성한다.
반도체 웨이퍼의 제조공정에서, 포토센서 어레이(300) 등의 반도체 소자 패턴은 오리엔테이션 플랫(109)을 참조하여 형성된다. 한편, 광학소자집합체 (119)위에, 예를 들면 조리개차광층(103)의 프린팅을 위한 기준패턴을 하부기판집합체(114)위에 형성하고 오리엔테이션 플랫(109)과의 정렬을 위해 기준패턴을 사용함으로써 극도로 정밀하게 배열할 수 있다. 또한, 이러한 방법은, 광학소자집합체(119) 및 반도체웨이퍼(110)의 단순정렬은, 후 공정시, 절단함으로써 형성될 모든 촬상모듈에 대한 정렬을 완성하는 극히 중요한 이점을 제공한다.
도 7에 도시한 접착제(105)는 열자외선 경화에폭시수지의 스크린프린팅에 의해 형성된다. 본 실시예에서와 같이 에폭시수지의 밀봉은, 두께를 용이하게 제어할 수 있으므로 더욱 바람직하다. 경화시에 수축의 불균일성이 없이 완만하게 경화되고 응력의 완화를 나타내기 때문에 에폭시수지는 이 용도에 적합하다. 가열에 의해 경화가능한 타입의 접착제가 공지되어 있지만, 열경화형 에폭시수지을 경화하기 위해 충분히 가열하면, 도시되지 않은 컬러필터, 복제부분, 마이크로렌즈 또는 조리개차광층(103)의 인쇄용 페인트를 열화시키므로, 자외선 또는 열/자외선 경화형 수지가 더욱 바람직하다.
반도체웨이퍼(110)위에 광학소자집합체(119)를 배치하여 접착공정을행한 다음에, 접착제(105)를 구성하는 에폭시수지를, 자외선조사에 의해 반경화한 다음에, 가압 및 약간의 열처리를 행함으로써 완전 경화를 행하고, 광학소자집합체(119)와 반도체웨이퍼(110) 사이의 갭을 조절하여, 포토센서 어레이(300)위에 물체상을 선명하게 형성한다.
이런 작업에서, 전술한 바와 같이, 하부기판집합체(114)의 차광층(103) 주위에 투명영역(1141)이 형성되므로, 에폭시수지접착제(105)는 반도체웨이퍼의 정면측(방향C)으로부터 자외선조사에 의해 용이하고 견고하게 경화될 수 있다. 반도체웨이퍼의 단계에서의 접착에 의한 고정은, 광화상의 벗어난 불선명을 방지할 수 있는 효과를 또한 제공한다. 투명영역(1141)은 자외선에 대하여 투명한 것만을 요구하고 다른 파장의 광에 대해서는 불투명하여도 된다.
광학소자집합체(119) 및 반도체웨이퍼(110)를 고정한 후에, 이와 같이 얻은 광학소자-반도체웨이퍼부착부재는 이 부재를 개별적인 촬상모듈로 절단하는 다이싱공정을 행한다.
이하, 도 9a 및 도 9b를 참조하면서 이 공정을 설명한다.
반도체웨이퍼, 유리기판 또는 수지기판의 다이싱작업은, 예를 들면, 일본국 특개평 11-346785호 공보 또는 일본국 특공평 2000-061677호 공보에 개시된 절삭장치 또는 레이저가공장치 등에 의해 행한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 다이싱블레이드에 의해 절삭작업을 행하는 경우에, 도 9b에서 도시한 다이싱블레이드(123)는, 냉각수에 의한 냉각하는 상태하에서, 도 9a에 도시한 화살표 B을 따라서 제어한다. 실제의 절삭작업에서, 절삭은 광학소자-반도체웨이퍼접착부재를 보냄과 동시에 복수의 다이싱 블레이드에 의해 부착부재의 절삭을 행해도 된다.
다이싱작업에서, 하부기판집합체(114) 또는 상부기판집합체(117)위에 에칭함으로써 형성된 홈, 포토리소그래피에 의해 형성된 금속마크 또는 복사공정에 의해 형성된 수지제의 돌출부로 될 수 있는 다이싱마크를 이용할 수 있다. 특히, 결상부를 구성하는 렌즈에 의해, 이러한 마크를 동시에 복사하여 형성하는 것은 제조공정을 감소하게 한다.
광학소자-반도체웨이퍼접착부재의 다이싱공정에서, 반도체웨이퍼(110)를 50 내지 100㎛의 두께 만큼 절삭하지 않고 남는 반절삭 다이싱을 행한다. 반도체웨이퍼(110)와 광학소자집합체(119)를 접착하는 접착재(105)는 반도체웨이퍼(110)의 다이싱위치를 피하여 형성되고, 접착제는 다이싱블레이드에 의한 마찰열에 의한 융해에 의하여 렌즈위에 퇴적되는 것을 방지하거나, 미세한 파편 또는 탄소입자가 형성됨으로써 렌즈위에 퇴적되는 것을 방지하고, 이에 의해 촬상모듈의 품질이 열화되는 것을 방지한다.
반도체소자의 다이싱작업에서의 레이저가공장치의 사용은, 유리입자의 생성을 억제시킴으로써 수율을 개선시킨다. 도 11에 도시한 바와 같은 반도체웨이퍼(110)의 측면으로부터 다이싱블레이드를 도입하여, 상부기판집합체(117)가 50 내지 100㎛ 두께만큼 절삭되지 않고 남은 반절삭다이싱을 행하는 것이 또한 가능하다.
다이싱공정에 이어지는 브레이킹공정에서, 반도체웨이퍼(110) 또는 상부기판집합체(117)의 50 내지 100㎛ 만큼 절삭하지 않은 부분은 소정의 롤러에 의해 파손된다.
전술한 공정에서 절삭함으로써 얻은 촬상모듈은 도 1a에 도시한 구성과 동일하다. 상기 설명한 바와 같이, 외부전기회로와의 전기적인 접속은, 도 3에 도시한 관통금속부재에 접속하는 배면저극에 의해 달성될 수 있다.
반도체웨이퍼위에 형성된 반도체칩과 동일한 개수의 광학소자를 광학소자집합체에 반드시 형성할 필요는 없다. 예를 들면, 도 10에 도시한 광학소자집합체는, 도 7에 도시한 반도체웨이퍼(100)상에 16개의 광학소자집합체(150)를 형성하면서, 상부기판(150)위에 2개의 볼록렌즈 (150a), (150b)가 형성되고, 후속하는 다이싱공정은 2개의 광학소자를 각각 절삭하여 최종적으로 32개의 촬상소자를 얻는다.
반도체웨이퍼상에 형성된 반도체칩 보다 작은 개수로, 광학소자집합체상에 광학소자를 형성하고 광학소자사이에 특정한 갭을 형성함으로써, 배면을 지그에 흡착함에 의해, 극히 정밀하게 유지되는 반도체웨이퍼의 평탄성이 흡착의 종료시에 악화되는 경우에도, 광학소자와 반도체칩 사이의 위치관계는 거의 악화되지 않는다. 반도체웨이퍼의 직경이 증가하는 것이 최근의 경향에서, 이러한 구성은 고수율을 용이하게 얻도록 한다.
접착제(105)에 의한 이러한 밀봉은, 먼지 침입 또는 공기 중의 습도로 인하여 생기는 마이크로렌즈의 열화 또는 필터층의 열화 또는 알루미늄층의 전기부식을 방지할 수 있다. 이러한 밀봉은, 그것이 반도체 제조공정에서 행해지므로 더욱 효과적이다.
(실시예 2)
이하, 도 12 내지 도 14를 참조하면서, 본 발명의 실시예 2의 촬상모듈에 대해 설명한다. 도 12는 본 발명의 실시예 2의 촬상모듈의 개략적인적인 단면도이고, 도 13a는 본 발명의 실시예 2의 촬상모듈의 광학소자를 구성하는 하부기판의 평면도이고, 도 13b는 본 발명의 실시예 2의 촬상모듈의 반도체칩를 구성하는 상부기판의 평면도이고, 도 14는 본 발명의 실시예 2의 촬상모듈의 제조공정에서 광학소자집합체와 반도체웨이퍼를 접합한 경우의 반도체웨이퍼의 평면도이다.
도 12는 접착재를 구성하는 밀봉재(120) 및 개구(400)를 밀봉하여 형성된 부착재(122)에 대해서 도시하고, 도 13a 및 도 13b는, 밀봉재(120)는 센서 어레이(300)를 완전하게 둘러싸지 않도록 형성된 개구(400)를 도시한다.
상기 설명한 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 번호로 표시하고 더 이상의 설명은 하지 않는다.
본 실시예는, 광학소자(107)와 반도체칩(104)을 접착하는 접착제가 화상의 성능을 개선하기에 적합한 형상을 가지고 또한 광학소자(107)와 반도체칩(104)의 정렬에 있어 높은 정밀성을 얻을 수 있는 점이, 제1실시예와 다르다.
더욱 상세하게는, 광학소자(107)과 반도체칩(104)를 접착하는 가압공정에서, 밀봉재(120)의 특정한 패턴은, 반도체칩(104), 광학소자(107) 및 밀봉재(120)에 의해 둘러싸인 영역에 내장된 가스가 개구(400)을 통하여 이탈함으로써 내부압력이 증가하지 않는다.
그 결과, 내부의 압력증가에 따라서 내측으로부터 외측으로, 점성에 의한 밀봉재(120)의 점차적인 이동 또는 광학소자에 가해진 바람직하지 않은 반발력을 피할 수 있고, 이에 의해 광학소자(107) 및 반도체칩(104)의 정렬은 한층 정밀한 방법으로 유리하게 달성될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제1실시예에서 이미 설명한 광학소자(107)와 반도체칩(104) 사이에, 수지가 채워지지 않은 갭의 효과를, 더욱 강력하게 이용할 수 있다.
접착제는 밀봉재(120)로 제한되지 않지만, 자외선 경화 수지로 구성되어도 된다. 본 실시예는 열자외선경화형수지이고 밀봉재로서 작용하는 에폭시수지를 이용한다.
밀봉재(120)가 반도체칩(104)의 정면측으로부터 자외선조사에 의해 완전경화된 후에, 밀봉재(120)의 개구(400)는 접착제(122)로 밀폐된다. 접착제(122)는 열자외선경화형수지로 구성되는 것이 바람직하고, 본 실시예에서는, 밀봉재(120)와 동일한 에폭시수지로 구성된다. 접착제(122)는 반도체칩(104)의 정면측으로부터 자외선조사에 의해 또한 경화된다.
접착제(120)는 자외선조사 뿐만아니라 가열에 의해서 적합하게 경화된다.
따라서, 실시예 1에서와 같이, 투명영역(1021)은 조리개차광층(103)의 범위를 제한하기 위해 형성됨으로써, 반도체칩(104)의 정면측으로부터 자외선조사에 의해 에폭시수지를 경화할 수 있다. 다수의 촬상모듈을 평행으로 배치하고 동시에 자외선조사를 행함으로써 비용면에 있어서 현저한 이점을 달성하는 것이 가능하다.
그렇지 않으면, 도 14에 도시한 바와 같은 절단단계 전의 반도체웨이퍼와 광학소자집합체의 단계에서 광학소자와 반도체칩을 실시예 1에서와 같이, 접착할 수 있다. 상기에서 설명한 바와같이, 도 14 밀 도 2c의 구성은 접착제의 패턴이 다르다. 광학소자집합체를 반도체웨이퍼(100)위로 가압할 때에 개구로부터 나타나는 가스는 반도체칩의 경계선(111)을 통하여 외부로 탈출하도록 바람직하지 않은 반발력이 광학소자집합체에 인가되지 않고 반도체웨이퍼(110)와의 정렬은 고정밀도를 달성할 수 있다. 또한, 실시예 1의 이점을 당연히 얻을 수 있다.
(실시예 3)
이하, 도 15 내지 도 23을 참조하면서, 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈에 대해 설명한다.
본 실시예는 표면전극을 통하여 외부전기 회로와의 접속을 달성하는최적의 구성을 가진다는 점이 실시예 2와는 다르다.
광학소자-반도체웨이퍼접착부재를 촬상모듈로 절단하는 다이싱공정의 다이싱라인에서 수지두께가 감소되는 예에 대해서 도시한다.
도 15a는 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈의 하부기판을 도시하는 평면도이고, 도 15b는 실시예 3의 촬상모듈에 대한 반도체칩의 평면도이다.
도 15a 및 도 15b는 반도체칩(104)의 전극패드(132)를 도시한다.
상기에서 설명한 것과 동일한 구성요소는 동일한 번호로 표시하고 더 이상 설명하지 않는다.
도 15a 및 도 15b 사이의 2개의 쇄선은 본 촬상모듈의 하부기판(102)과 반도체칩(104) 사이의 위치관계를 표시하고, 도면의 세로방향으로 특정한 거리만큼 변위된 상태에서 하부기판(102)과 반도체칩(104)이 고정된 것을 표시한다. 하부기판(102)과 반도체칩(104)은 각각의 제조공정 때문에 동일한 외부크기를 가지는 것이 바람직하다.
도 15b에 도시한 바와 같이, 반도체칩(104)의 단부의 위쪽을 밀봉하지 않은 상부방향의 개구 위치에 형성된 전극패드(132)에 의해 외부전기회로와의 접속이 이루어지고, 밀봉재(120)는 전극패드(132)의 안쪽에 위치한다. 또한, 실시예 1에서와 같이 반도체칩(104)위에 형성된 밀봉재(120)를 구성하는 열자외선경화형수지에 자외선을 조사할 수 있게 하기 위하여, 하부기판(102)의 조리개차광층(103)은 밀봉재(120)의 내측에 형성되고, 투명영역(1021)은 밀봉재(120)의 바로 위쪽에 위치한다.
도 16 및 도 17은 절단전의 단계에 있어서, 이러한 위치 관계를 만족하는 하부기판과 반도체웨이퍼를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈의 제조공정에서의 하부기판집합체의 평면도이고, 도 17은 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈의 제조공정에서의 반도체웨이퍼의 평면도이다.
본 실시예에서, 상부기판조립체는, 하부기판조립체와 반도체웨이퍼가 접착된 후에, 접착한다. 이 공정에서, 밀봉재(120)를 조사하는 자외선은 하부기판(120)을 통과한 후에만 밀봉재에 도달할 수 있고, 이에 의해 기판에서의 광흡수를 감소할 수 있다. 결과적으로, 자외선경화형수지는 낮은 광량과 짧은 시간으로 경화할 수 있고, 이에 의해 제조공정이 단축될 수 있다.
하부기판집합체(114)과 반도체웨이퍼(110)의 접착공정은 실시예 1과 마찬가지이다.
접착제는 실시예 1의 밀봉재(105)의 패턴을 가져도 되지만, 본 실시예에서는, 실시예 2에서 설명된 밀봉재(120)의 패턴을 가정한다.
도 18은 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈의 제조공정에서의 상부기판집합체의 평면도이다. 하부기판집합체(118)에 고정되어 광소자집합체를 형성한다.
도 18은 다이싱선(수직선만)(142)를 도시한다.
도 19는 도 18의 선 (19-19)를 따른 개략적인적인 단면도이다. 다이싱라인(142)은 유리기판(140)위에 형성된 수지(141)의 두께를 국부적으로 감소시킴으로써 형성한다. 다이싱마크는 볼록렌즈의 형성과 동시에 복사방법에 의해 형성될 수도 있고, 이에 의해 제조공정을 감소한다. 다이싱마크는, 하부기판집합체(114) 또는 상부기판집합체(117)에 대해 에칭 등을 행함으로써 형성된 홈, 또는 포토리소그래피에 의해 형성된 금속마크, 또는 복사방법에 의해 형성된 수지의 돌출부분이 되어도 된다.
수지는 다이싱선에서 얇게 될 뿐만아니라, 방해되지 않으므로, 사출성형하거나, 또는 상부기판집합체(117)의 단부에 성형게이트를 설치함으로써, 볼록렌즈(100)를 또한 용이하게 형성할 수 있다. 상부기판집합체(117)는 반도체웨이퍼(133)와의 정밀한 정렬 후에 하부기판집합체(114)에 고정된다.
이하, 이와 같이 제조된 광학소자-반도체웨이퍼접착부재를 촬상모듈로 분리하는 다이싱공정에 대해 설명한다.
도 20은 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈을 위한 제조공정에서의 광학소자-반도체웨이퍼접착부재에 대한 다이싱공정을 도시하는 개략적인적인 단면도이다.
도 20에서, 상부기판집합체(117), 하부기판집합체(114) 및 반도체웨이퍼(110)을 접착함으로써 형성된 광학소자-반도체웨이퍼접착부재(138)와, 상부기판집합체(117)과 하부기판집합체(114)로 구성된 광학소자집합체(119)을 다이싱하는 다이싱블레이드(136)와 반도체웨이퍼(110)을 다이싱하는 다이싱블레이드(137)에 대해 도시한다.
본 실시예에서, 다이싱은 광학소자-반도체웨이퍼접착부재(138)의 상부면과 하부면으로부터 행해진다. 다이싱작업에서, 다이싱블레이드(136),(137)는 냉각수에 의해 냉각하에서 도 20에 도시하는 위치에 따라서 조절될 수 있다.
다이싱작업에서, 광학소자-반도체웨이퍼접착부재를 보내면서, 복수의 다이싱블레이드에 의하여 접착부재를 동시에 다이싱함으로써 다이싱을 행할 수 있다. 상부면 및 하부면의 각각에서 또는 양자의 면위에서 동시에 다이싱을 행할 수 있다.
다이싱작업에서, 다이싱라인(142)을 구성하는 수지(141)는 충분하게 얇게 형성되므로, 수지(141)는 다이싱블레이드에 의한 마찰열로 인한 융해에 의하거나, 미세한 파편 또는 탄소입자를 형성함으로써 렌즈상에 퇴적되는 것을 거의 방지함으로써, 촬상모듈의 품질이 열화되는 것을 방지한다.
이 다이싱공정에서, 반도체웨이퍼(110) 및 하부기판집합체(114)가 50 내지 100㎛ 만큼 절단되지 않고 남아 있는 반절단 다이싱을 행한다. 다이싱공정에 이어지는 파단공정에서, 반도체웨이퍼(133)에서 50 내지 100㎛의 절단되지 않은 부분은, 소정의 롤러에 의해 파단된다.
도 21은 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈의 평면도이고, 도 22는 도 21에서 선 (22-22)를 따라서 취한, 도 21에서 도시한, 촬상모듈의 개략적인적인 단면도이다.
반도체칩(104)은 상부기판(101)의 배면을 따라 뻗어있고, 전극패드(132)는 상기 배면 위치에 위치한다. 본 실시예에서, 상부기판(101) 및 하부기판(102)을 구성하는 광학소자(107)와 반도체칩(104)은 소정의 양 만큼의 일정한 방향으로 서로 변위된 상태에서 접착되거나 고정된다.
도 23은 본 발명의 실시예 3의 촬상모듈의 외부전기회로에 접속한 상태 및 밀봉상태를 도시하는 개략적인적인 단면도이다.
도 23을 참조하면, 외부전기회로기판을 구성하는 가요성인쇄회로기판(146), 촬상모듈(154)의 전극패드(132)와 가요성인쇄회로기판(146)의 전극패드(도시하지 않음)를 전기적으로 접속하는 접착배선(147) 및 접착배선(147) 과 전극패드과의 주위를 밀봉하는 열자외선경화형수지(148)를 도시한다.
가요성인쇄회로기판(146)을 촬상모듈(154)위에 견고하게 실장하기 위해, 열자외선경화형수지(148)를 촬상모듈(154)의 주위 전체에 걸쳐서 도포한다. 열경화형에폭시수지를 경화하기 위해 충분히 가열하면 반도체웨이퍼(133)위에 형성된 도시되지 않은 컬러필터, 복사부분, 마이크로렌즈 또는 조리개차광층(103)의 인쇄된 페인트를 열화시키기 때문에, 열자외선경화형수지를 선택한다.
열자외선경화형수지(148)를 경화시키기 위해, 상부기판(140)의 위쪽으로부터자외선조사를 주로 행한다. 반도체칩(140)의 전극패드(132)의 부식을 방지하기 위해, 하부기판(102)의 측면과 열자외선경화형수지(148) 사이의 밀착성이 매우 중요하다.
조리개차광층(103)의 범위가 밀봉재(120)의 내부로 제한되지 않는 경우에는, 자외선이 열자외선경화형수지(148)의 층을 통하여 하부층(102)의 밀봉부분에 도달하므로, 이러한 부분은 가장 나중에 경화된다. 그러나, 본 촬상모듈에서, 조리개차광층(103)의 범위가 밀봉재(120)의 내부로 제한되므로, 화살표 (E)에 의해 표시되는 바와 같이 하부기판(102)의 밀봉재부분까지 자외선의 광로는 안정되며, 이러한 광로는, 열자외선경화형수지층을 통과하지 않고 열자외선경화형수지(148)의 안정된 경화와 밀봉을 달성하도록 한다. 또한, 화살표 (F)에 의해 표시된 광로는, 가요성인쇄회로기판(146)에 높은 실장안전성을 제공한다.
상기 설명한 바와 같이, 밀봉재(120)와 열자외선경화형수지(148)에 의한 밀봉은, 먼지침입 또는 공기중의 습도에 의해 생기는, 마이크로렌즈 또는 필터층 및 알루미늄층의 전기부식의 열화를 안전하게 방지하도록 한다. 또한 표면전극으로부터 외부전기회로까지의 접착배선에 의한 전기적접속은, ITO막 또는 관통금속부재를 필요로 하지 않고, 저가로 제조할 수 있다. 또한, 본 실시예의 구성은, 접착배선을 이용하지 않고, TAB막의 사용을 전기적접속에 응용할 수 있다.
(실시예 4)
이하, 도 24 및 도 25를 참조하면서, 본 발명의 실시예 4에 대해 설명한다.
본 실시예는, 광학소자에 오목부가 형성되어 수지가 표면으로부터 돌출하지않는 점이 실시예 1 내지 실시예 3과는 다르다.
도 24는 본 발명의 실시예 4의 촬상모듈에 대한 제조공정에 있어서, 광학소자-반도체웨이퍼접착부재에 자외선을 조사하는 공정을 도시하는 개략적인적인 단면도이다.
도 24를 참조하면, 복수의 반도체칩을 지닌 반도체웨이퍼(163), 접착제층(165), 복수의 오목부의 각각의 바닥에 볼록면이 형성되고 촬상모듈에 실장된 광학소자로 절단되는 광학소자집합체(160) 및 광학소자집합체(168)의 오목부를 채우고 평탄화하는 수지층(168)을 도시하고 있다. 수지층(168)은 볼록렌즈(161)의 기능을 행하도록 광학소자집합체보다 낮은 굴절률을 가지고 상기 계면은 결상부를 구성한다. 광학소자집합체(160)가 수지층(168)에 의해 평탄화되므로, 이와 같이 평탄화된 부분은 촬상모듈을 지지부재에 용이하게 실장하기 위해 이용될 수 있다. 배면전극을 형성하는 반도체칩을 관통하고 상기 배면전극에 의해 외부전기회로에 전기적으로 접속을 달성하게 하는 관통금속부재(164)를 또한 도시한다.
상기에서 설명한 것과 동일한 구성요소는 동일한 번호에 의해 표시하고 더 이상 설명하지 않는다.
광학소자집합체(160)는 유리 등으로 구성된다. 상기한 실시예 1 및 실시예 2 에서와 같이, 반도체칩의 포토센서어레이를 둘러싸도록 접착층(165)을 형성할 수 있으나, 반도체칩의 표면 전체에 또한 형성되어도 된다. 그러나, 이 경우에, 접착층(165)은 다이싱위치를 제외한 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
반도체웨이퍼(163)에는, 나중에 개별적인 반도체 칩으로 절단되는 복수의 전기회로가 형성되고 각각의 반도체웨이퍼(163)에는 포토센서 어레이를 형성한다. 광학소자집합체(160) 및 수지층(168)으로 구성된 결상부는, 반도체웨이퍼(163)위에 물체상을 형성할 수 있는 이러한 광학통로길이를 가지며, 이러한 결상부의 피치는 반도체웨이퍼(163) 위에 형성된 반도체칩의피치와 동일하다.
촬상모듈을 완성하는 주공정은, 상기 실시예에서와 같이, 반도체웨이퍼(163)위에 회로패턴을 형성하는 공지의 공정, 광학소자집합체(160)위에 렌즈를 형성하는 공정, 반도체웨이퍼(163)와 광학소자집합체(160)의 정렬과 접착공정 및 다이싱공정이다.
정렬-접착공정에서, 우선, 반도체웨이퍼(163) 및 광학소자집합체(160) 사이의 공간에, 공기층을 형성하지 않고, 열자외선 경화형 에폭시수지의 접착층(165)을 채워서 광학소자집합체(160)와 반도체웨이퍼의 사이에 갭을 형성하여 물체상을 선명하게 형성하게 한다. 가열에 의해 경화되는 타입의 접착제에 대해 알려져있지만, 열경화형에폭시수지를 경화하기 위해 충분히 가열하면 도시되지 않은 컬러필터 또는 반도체웨이퍼(163)위에 형성된 수지층이 열화되기 때문에 열/자외선경화형타입의 접착제를 선택한다.
다음에, 도 24에 도시한 화살표 (G)로 표시한 바와 같이 확산자외선조사를 행하여 접착층(165)의 에폭시수지를 경화시킴으로써, 반도체웨이퍼(163) 및 광학소자집합체(160)를 고정시킨다. 평행광의 조사인 경우에, 결상부의 집광기능에 의해 광축위의 위치에 조사광이 집속되지만, 본 실시예에 이용되는 확산조사인 경우에, 자외선광이 결상부 아래에 위치한 접착층(165)의 전체에 도달함으로써,접착층(165)을 충분히 경화시킬 수 있다.
이어지는 다이싱공정에서, 도 24에 도시한 경계선(166)을 따라서 충분히 다이싱함으로써 절단을 행한다. 각각 단된 조각은 외부전기회로와의 접속에 의한 촬상모듈로서 기능한다. 수지가 표면으로부터 돌출하지 않고 다이싱블레이드의 통과위치로부터 제외되도록 광학소자집합체(160)에 오목부가 형성되므로, 수지는, 다이싱블레이드에 의한 마찰에 의해 유발되는 융해에 의해 렌즈표면에 퇴적되는 것을 방지할 수 하거나, 또는 미세한 입자 또는 탄소입자의 형성에 의해 렌즈표면위에 부착되는 것을 방지함으로써, 촬상모듈의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 25는 본 발명의 실시예 4의 촬상모듈의 개략적인적인 단면도이다.
도 25에는, 반도체칩(173), 접착층(165) 및 광학소자집합체로부터 절단된 광학소자(170)을 도시한다.
본 실시예에서는, 접착층에 의한 밀봉에 의해, 먼지침입 또는 공기중의 습도에 의해 생기는, 필터층의 열화 또는 반도체칩(173)의 알루미늄층의 전기부식을 안전하게 방지할 수 있다. 이러한 밀봉은 반도체웨이퍼의 단계에서 행해지므로 매우 효과적이다. 또한, 광학소자와의 정렬은 반도체웨이퍼의 단계에서 한번에 달성되므로 조절공정수를 현저하게 감소시킬 수 있다.
(실시예 5)
도 26a는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈의 평면도이고, 도 26b는 도 26a의 선 (26B-26B)을 따르는 개략적인적인 단면도이고, 도 26c는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈을 구성하는 반도체칩의 평면도이다.
도 26a 및 도 26b를 참조하면, 적외선차단필터(560)와, 반투명체 평판형 부재(550)와, 적외선차단필터(560)를 가로질러서 반투명체의 평판형 부재의 상부면에 오프셋프린팅 등을 행함으로써 차광부재에 의해 형성된 조리개차광층(506)과, 적외선차단필터(512)와 볼록렌즈(601),(603)와 도시되지 않은 볼록렌즈(602),(604)로 구성되고 결상부로서 기능하는 입체렌즈 및 조리개차광층(506)을 포함하는 입체경광학소자를 도시한다. 볼록렌즈(602),(604)는 도 26b에 도시되어 있지 않지만, 나중에 설명하는 조리개 개구과 동축이다. 포토센서를 포함하는 2차원배치화소(도시하지 않음)를 지닌 반도체칩(503), 입체경광학소자(512)와 반도체칩(503) 사이의 거리를 형성하는 스페이서(522), 이 스페이서(522)를 가로질러서 입체경광학소자(512)와 반도체칩(503)을 접착하는 자외선 경화형수지(509), 입체경광학소자(512)의 상부면위에 형성되지만 조리개차광층(506)을 지니지 않은 조리개 개구 (811),(812),(813),(814), 외부단자로서 기능하는 전극패드(513), 입체경광학소자(512)에 의해 둘러싸인 공간에 형성되는 차광부분(508), 4개의 볼록렌즈의 광잡음을 회피하기 위한 스페이서(522) 및 반도체칩(503), 각각의 포토센서의 집광효율을 개선하는 마이크로렌즈(516), 반도체칩(503)위에 2차원방식으로 복수의 유닛으로 형성된 포토센서 어레이 (821),(822),(823),(824), 포토센서어레이 (821),(822),(823),(824)의 출력신호를 디지털신호로 변환하는 AD변환회로(512), 및 포토센서어레이(821),(822),(823),(824)에 대해 광전변환동작하기 위한 타이밍신호를 생성하는 타이밍생성기(515)를 또한 도시한다.
본 실시예의 촬상모듈에는, 입체경광학소자(512) 및 반도체칩(503)은 일체화되어 센서패키지 또는 렌즈배럴이 필요없게 된다.
다른 실시예에서와 같이, 도 26b의 위쪽으로부터 입체경광학소자(512)에 입사하는 물체광은, 반도체칩(503)상에 복수의 물체상을 형성하고, 각각의 포토센서는 광전변환을 행한다.
볼록렌즈 (811) 내지 (814)는, 복사공정 등에 의해 형성된 입체경광학소자(512)의 하부면위에 형성된 수지재의 프레즈넬(Fresnel)볼록렌즈이다. 또한, 복사공정이외에, 기판과 함께 사출성형 또는 압축성형함으로써 수지재로 볼록렌즈를 형성할 수 있다. 볼록렌즈 (601),(602),(603),(604)는 원형의 축대칭비구면 또는 구면 프레즈넬 볼록렌즈이고, 특히 이 렌즈는 연속면을 이용한 통상의 광학시스템에 비해 화상평면의 곡률을 만족스럽게 보정할 수 있다.
반투명 평판형부재(550)의 상부면위에 조리개차광층(506) 및 적외선절단필터(560)를 형성한다. 적외선차단필터(560)는 다수의 유전체층의 광간섭을 이용하여 적외선차단필터로 구성되고, 반투명 평판형부재(550)의 표면 전체에 증착에 의해 형성되며, 조리개차광층(506)은 적외선차단필터(560)위에 형성할 수 있다. 이러한 공정은 증착시에 마스크가 필요하지 않으므로 비용면에서 유리하다. 필요에 따라서, 적외선차단필터를 형성하고 또한 생략할 수도 있다. 얇은 촬상모듈은, 적외선차단필터의 부존재시에, 얻을 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 실시예에서와 같이, 조리개차광층(506)의 외부형상은 나중에 설명하는 접착제(509)를 구성하는 자외선 경화형수지를 경화시키기 위해 섬과 같은 형상으로 제한된다. 본 실시예에서는, 접착제(509)는 미리 조절된 두께의밀봉재로서 기능하는 에폭시수지로 구성되며 열자외선 경화형수지이다.
조리개개구 (811),(812),(813),(814)의 축방향의 위치는, 광학계의 오프축의 주광선을 결정하고, 다양한 수차를 제어하는데 매우 중요하다. 화상측에 대해 볼록한 프레즈넬 렌즈로 구성된 결상부에서, 조리개는 수차를 만족스럽게 보정하기 위해, 프레즈넬렌즈표면과 근접한 구면평면의 중심 주위에 위치하는 것이 유리하다. 그 결과, 도 26a에 도시한 바와 같이, 4개의 원형의 조리개 (811),(812),(813),(814)를 입체경 광학소자(512)의 상부면에 형성한다.
반도체칩(503)위에, 입체경광학소자(512)는 4개의 물체상을 형성하고, 반도체칩(503)위에 형성된 4개의 포토센서어레이 (821),(822),(823),(824)에 의해 광전변환을 행하여 전기신호로서 포획된다. 각각의 포토센서에는 광의 집광효율을 개선하는 마이크로렌즈(516)를 형성한다. 4개의 포토센서어레이에는 녹색(G)투과필터, 적색(R)투과필터, 청색(B)투과필터 및 녹색(G)투과필터가 각각 형성되어 3원색컬러로 컬러가 분리된 4개의 화상을 얻는다.
반도체칩(503) 및 입체경광학소자(512) 사이의 거리는, 스페이서(522)의 두께와 스페이서 위에 위치하며 열자외선 경화형 에폭시수지에 의해 구성되는 접착제(509)의 두께의 합계에 의해 결정된다. 스페이서(522)는 수지, 유리, 실리콘 등의 부재를 반도체칩에 접착함으로써 형성한다. 스페이서(522)를 반도체칩(503)에 고정하기 위해, SOI(절연체위의 실리콘)기판의 제조시에, 접착공정을 적용하여도 된다.
또한, 입체경광학소자(512) 및 스페이서(522)를 접착할 때, 밀봉재(509)의두께는, 입체경광학소자(512) 및 반도체칩(503) 사이의 갭의 미세한 조절을 행하여, 조절할 수 있다. 이러한 접착공정은 반도체웨이퍼의 단계에서 행한다.
입체경광학소자(512)는 RGBG의 4개의 물체상을 반도체칩(503)위에 형성하고, 반도체칩(503)위에 형성된 4개의 포토센서 어레이(821),(822),(823),(824)에 의해 상기 물체상을 광전변환하여, 전기신호로서 포착된다. 각각의 포토센서에는 집광효율을 개선하는 마이크로렌즈(516)를 형성함으로써 저휘도의 물체인 경우에도 촬상모듈은 화상을 용이하게 포착할 수 있다.
또한, 마이크로렌즈(516)는 반도체칩(503)의 포토센서에 대해 편심적으로 위치결정되고, 이러한 편심량은 각각의 포토센서 어레이(821),(822),(823),(824)의 중심에서 "0"이지만, 주변부분의 방향으로 점점 크게 된다. 편심의 방향은 각각의 포토센서어레이의 중심과 각각의 포토센서를 연결하는 선을 따른다.
도 27은, 마이크로렌즈(516)의 편심위치로부터 초래되는 기능을 설명하기 위해, 도 26c의 영역 (Z)을 확대한 개략적인적인 단면도이다. 마이크로렌즈(5161)는 포토센서(8211)에 대한 방향의 상부방향으로 편심적으로 위치하는 반면에, 마이크로렌즈(5162)는 포토센서(8222)에 대한 하부방향으로 편심적으로 위치한다. 그 결과, 포토센서(8211)에 입사하는 광빔은 빗금친 영역(8231)으로 제한되는 반면에, 포토센서(8222)로 입사하는 광빔은 빗금친 영역(8232)으로 제한된다.
광빔영역(8231),(8232)는 각각 대향방향으로 경사지고, 조리개개구(811)(812) 방향으로 각각 향하고 있다. 결과적으로, 마이크로렌즈(516)의 편심량을 적합하게 선택함으로써, 각각의 포토센서 어레이는 특정된 조리개 개구으로부터 출현하는 광빔의 수광만을 한다. 더욱 상세하게는, 조리개 개구(811)을 통과하는 물체광은 주로 포토센서어레이(821)에서 광전변환하고, 조리개 개구(812)을 통과하는 대상광은 주로 포토센서 어레이(822)에서 광전변환하고, 조리개 개구(813)을 통과하는 물체광은 주로 포토센서어레이(823)에서 광전변환하고, 조리개 개구(814)를 통과하는 물체광은 주로 포토센서어레이(824)에서 광전변환하도록, 편심량을 선택한다.
이하, 물체상과 촬상영역 사이의 위치관계 및 물체에 투영되는 경우에 화소의 위치관계에 대해 설명한다.
도 28은 본 발명의 실시예 5의 입체경렌즈에 의해 형성된 물체상과 촬상모듈의 촬상영역 사이의 위치 관계를 도시하는 도면이고, 도 29는 도 28에 도시된 촬상영역이 투영되는 경우 화소의 위치관계를 도시하는 도면이다.
도 28에서, 반도체칩(503)의 4개의 포토센서(321),(322),(323),(324)를 도시한다. 단순화하기 위해, 포토센서어레이(321),(322),(323),(324)는 각각 8x6화소로 구성된다. 포토센서어레이(321),(324)는 G 화상신호를 출력하는 반면에, 포토센서 어레이(322)는 R화상신호를 출력하고, 포토센서 어레이(323)은 B화상신호를 출력한다. 포토센서어레이(321),(324)의 화소는 백색의 직사각형에 의해 표시되는 반면, 포토센서어레이(322)의 화소는 빗금친 직사각형에 의해 표시되고, 포토센서어레이(323)의 화소는 흑색직사각형에 의해 표시한다.
포토센서 어레이 사이에, 수평방향의 하나의 화소의 면적과 수직방향의 세 개의 화소의 면적에 분리 벨트가 형성된다. 결과적으로, G화상을 출력하는 포토센서어레이의 중심 사이의 거리는 수평방향과 수직방향으로 동일하다. 또한, 물체상 (351),(352),(353),(354)을 도시한다. 화소변위를 위해, 물체상 (351),(352),(353),(354)의 중심(361),(362),(363),(364)은, 포토센서어레이(321),(322),(323),(324)로부터 전체 포토센서어레이의 중심(320)의 방향으로 화소의 1/4 만큼 각각 오프셋한다.
도 29는 물체측의 소정거리에 있는 평면위에 역투영되는 포토센서어레이를 도시한다. 또한 물체측위에, 포토센서어레이(321),(324)에 역투영된 화소의 화상은 백색 사각형(371)으로 표시되지만, 포토센서어레이(322)에 역투영된 화소의 화상은 빗금친 사각형(372)으로 표시되고, 포토센서어레이(323)에 역투영된 화소의 화상은 흑색사각형(373)으로 표시된다.
물체상 중심(361),(362),(363),(364)의 역투영화상은, 점(3360)에서 서로 일치하고, 포토센서어레이(321),(322),(323),(324)의 화소는, 그 중심 서로 중첩되지 않도록 역투영된다. 빗금친 직사각형은 R화상신호를 출력하고, 흑색직사각형은 B화상신호를 출력하면서 백색 직사각형은 G화상을 출력하고, 따라서, 물체위에, 베이어배열의 컬러필터를 가진 촬상소자의 것과 동일한 샘플링을 행한다.
단일의 촬상렌즈를 이용하는 촬상계에 비해서, 고체 촬상소자에 주어진 화소피치에 대해, 본 실시예의 촬상계는, 반도체칩(503)위에 한 세트의 2 x 2 화소에 대해 RGBG컬러필터를 가진 베이어배열에 비교해서, 1/크기의 물체상을 형성한다. 따라서, 촬상렌즈의 초점길이는 약1/=1/2로 감소되므로 카메라 두께의 박형화를 위해 매우 유리하다.
이하, 본 실시예의 촬상모듈의 제조방법에 대해 설명한다. 광학소자와 반도체칩은 입체경광학소자집합체와 절단 이전의 반도체웨이퍼의 단계에서 접착되고, 스페이서집합체는 입체경광학소자집합체와 반도체웨이퍼 사이에 형성한다.
도 30은 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈에 실장된 스페이서 집합체의 평면도이다. 도 30은, 2개의 촬상모듈에 사용하는 분할선(903)을 따라 나중에 분할되고, 광학소자로부터 반도체칩위에 포토센서로 광빔을 유도하는 복수의 개구(902)가 형성된 스페이서집합체(901)를 도시한다. 스페이서집합체(901)위에 접착되어 고정된 광학소자집합체는 나중에 설명하는 바와 같이 2개의 촬상모듈을 위한 광학구성요소를 일체적으로 포함한다. 이들 구성요소의 피치는 이하 설명하는 반도체웨이퍼위에 형성된 반도체칩의 피치와 동일하다. 스페이서(522)와 반도체칩(503)은 열경화수지에 의해 접착된다. 도 26c에 도시한 패턴(509)은, 상기 열경화 에폭시수지를 스크린프린팅하여 형성된다.
도 31은 본 발명의 촬상모듈에 대한 제조공정의 반도체웨이퍼 평면도이고, 여기서 상기 광센서어레이(912)와 전기회로를 복수 유닛으로 지닌 반도체웨이퍼(910)는 경계선(911)의 외주를 따라 절단함으로써 분리되고, 각각 절단된 조각은 외부전기회로와의 접속시에 반도체칩으로서 기능한다. 화살표(J)는 나중의 다이싱공정에서 다이싱블레이드의 이동방향과 위치를 표시한다.
스페이서집합체(901)는 상기에서 설명한 바와 같이 열수지형수지(931)(도 26c의 밀봉재(509)에 대응함)에 의해 반도체웨이퍼(910)에 접착된다. 도 31은 스페이서집합체(901)만을 도시한다.
도 32는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈의 제조공정에서의 반도체웨이퍼에 스페이서집합체를 접착하는 공정을 도시하는 평면도이다. 또한, 스페이서는 광학소자에서와 같이 정밀한 위치조절을 요구하지 않으므로, 스페이서집합체를 이용하는 대신에 각각의 반도체칩에 각각 스페이서를 형성할 수 있다.
스페이서집합체(901)는 도 32에 도시한 바와 같이 반도체웨이퍼(910)위에 접착되는 경우, 광학소자집합체(917)를 반도체웨이퍼위에 또한 부착한다. 이 작업에서, 볼록렌즈(601),(602),(603),(604) 및 포토센서어레이(912)는, 반도체칩(912)의 경계선(911)과 광학소자집합체(917)는 대각선방향으로 이동하도록 소정의 위치관계로 정렬된다. 이러한 배치에 의해 접착배선에 의해 외부전기회로에 표면전극를 접속할 수 있다. 도 32는 광학소자집합체(917)만을 도시한다.
결정체인 반도체웨이퍼는 일반적으로 전기적, 광학적, 기계적 및 화학적특성이 이방성을 가진다. 따라서, 드로잉한 잉곳은, X선회절을 이용한 방법에 의해 방위를 매우 정밀하게 측정한 후에, 슬라이스된다. 슬라이스 작업 전에, 오리엔테이션 플랫으로 칭하고, 결정방향을 나타내는 선부분은 원통형 잉곳위에 형성된다. 도 31에 도시한 반도체웨이퍼(910)는 이러한 오리엔테이션 플랫(909)에 의해 형성된다.
반도체웨이퍼(910)의 제조공정에서, 포토센서어레이(912) 등의 반도체소자패턴은 오리엔테이션 플랫(909)을 참조하여 형성된다. 한편, 기준패턴은, 입체경광학소자집합체(917)위에 또한 형성되고 오리엔테이션 플랫(109)과의 정렬을 위해 이용됨으로써, 매우 정밀하게 정렬할 수 있다. 게다가 이러한 방법은, 입체경 광학소자집합체(917)와 반도체웨이퍼(910)의 단일한 정렬에 의해 나중 공정에서 절단에 의해 형성되는 모든 촬상모듈에 대한 정렬이 완료되므로, 극히 중요한 이점이 있다.
도 26b에 도시한 접착제(밀봉재)(509)는 입체경광소자집합체(917)를 접착하기 위해 이용하는 열/자외선경화형에폭시수지로 구성된다. 에폭시수지는 경화시에 수축의 불균일이 일어나지 않고 완만하게 경화되고 응력의 완화를 나타내므로, 이 응용에 적합하다. 가열에 의해 경화가능한 에폭시수지는 공지되어 있지만, 자외선 열경화형 에폭시수지를 경화시키기 위해 충분이 가열하면, 반도체웨이퍼(910)위에 형성된, 조리개차광층(506)의 마이크로렌즈, 복사부분 또는 프린트된 페인트가 열화되기 때문에 열/자외선경화형의 에폭시수지를 이용한다.
도 32에 도시한 바와 같이, 접착공정은, 반도체웨이퍼(910)위에 접착된 복수의 스페이서 집합체(901)위에 에폭시수지(도 26b의 509)를 도포한 다음에, 자외선조사에 의해 에폭시수지를 반경화시킨 다음에, 소정의 갭을 형성하기 위해 가압하고, 다음에 다소간의 열을 가함에 의해 경화를 완료한 다음에, 물체상이 포토센서어레이(912)위에 선명하게 형성되도록 광학소자집합체(917) 및 반도체웨이퍼(910) 사이의 갭을 조절한다.
이런 작업에서, 도 33에 도시한 바와 같이 입체경광학소자(512)의 조리개차광층(506)의 주위에 자외선(파장 영역이 약 300 내지 700nm)을 투과할 수 있는 분광투과특성의 적외선차단필터를 형성함으로써, 에폭시수지는, 반도체칩의 정면측으로부터 자외선 조사를 행하여 용이하게 안전하게 경화시킬 수 있다. 반도체웨이퍼의 단계에서 부착에 의한 고정은 광학상이 한편에 치우쳐 희미하게 보이는 것을 방지할 수 있는 효과를 또한 제공한다.
도 34는, 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈제조공정에서, 각각의 입체경광학소자로 절단하기 전의 입체경광학소자집합체와 반도체웨이퍼를 접착한 공정을 도시하는 평면도이다. 입체경광학소자집합체(917)는 반도체웨이퍼위에 형성된 반도체칩과 동일한 개수의 광학소자를 형성하지 않는다. 반도체웨이퍼(910)에 11개의 입체경 광학소자집합체(917)를 형성하는 반면에 도 34에 도시한 광학소자집합체(917)에 2세트의 볼록렌즈를 형성하고, 후속하는 다이싱공정은 2개의 입체경광학소자로 각각 절단하여 최종적으로 22개의 촬상소자를 얻는다. 각각의 입체경광학소자집합체를, 스테퍼의 유효노광크기의 범위내로 수용할 수 있는 최대크기로 유리하게 선택함으로써, 웨이퍼로부터 제조될 수 있는 촬상모듈의 개수를 최대화하므로 비용을 감소시킬 수 있다.
반도체웨이퍼(910)위에 형성된 반도체칩 보다 작은 개수로 입체경광학소자집합체(917)위에 입체경광학소자를 형성하고 입체경광학소자집합체 사이에 특정한 갭을 형성함으로써, 지그에 배면이 흡착되어 극히 정밀하게 유지된 반도체의 평탄성이 흡착의 종료시에 악화되는 경우에도, 광학소자와 반도체칩 사이의 위치관계는 거의 악화되지 않는다. 반도체웨이퍼의 직경의 증가가 최근의 경향이어도, 이러한 구성에 의해 높은 수율을 용이하게 얻을 수 있다.
반도체웨이퍼(910), 스페이서집합체(910) 및 입체경광학소자집합체(917)를 고정시킨 후에, 이와 같이 얻은 광소자-반도체웨이퍼접착부재는, 각각의 촬상모듈로 절단하는 다이싱공정을 행한다.
다이싱공정에서, 상기에서 설명한 바와 같이, 일본국 특개평 11-345785호 공보 또는 동 2000-061677호 공보에 개시된 절단 장치 또는 레이저가공장치를 이용할 수 있다. 일본국 특개평 11-345785호 공보에서 설명한 바와 같이 다이싱 블레이드에 의해 절단작업을 행하는 경우, 배면으로부터만 반도체웨이퍼를 절단하기 위해 냉각수에 의한 냉각하에서, 다이싱블레이드는, 도 34에 도시한 화살표 J를 따라서 제어된다.
다음에, 다이싱블레이드는, 입체경광학소자집합체의 정면으로부터만 입체경광학소자를 절단하도록, 도 34에 도시한 화살표 K를 따라서 제어된다. 이러한 작업시에 금속소자집합체(917)에 대해 에칭함으로써 형성된 홈, 포토리소그래피에 의해 형성된 금속마크 또는 복사공정에 의해 형성된 수지재의 돌출부로 될 수 있는 다이싱마크를 이용할 수 있다. 특히, 결상부를 구성하는 렌즈에 의한 이런 마크의 동시복사형성은 제조공정을 감소시킬 수 있다.
반도체웨이퍼(910)와 스페이서 집합체(901)를 접착하고, 스페이서 집합체(901)와 광학소자집합체(917)를 접착하는 접착층은, 다이싱위치를 제외하도록 형성되고, 에폭시수지는, 다이싱블레이드에 의한 마찰열에 의한 융해 또는 미세한 파편 또는 탄소입자의 형성에 의하여 렌즈표면에 퇴적되는 것을 방지함으로써 촬상모듈은 품질이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
도 35는 본 발명의 실시예 5의 촬상모듈의 제조공정에서, 다이싱블레이드에 의해 반도체웨이퍼를 다이싱하는 공정을 도시하는 개략적인적인 단면도이다. 이 공정에서, 다이싱블레이드(523)는, 각각의 반도체칩(503)으로 분리하기 전에 반도체웨이퍼(910)을 가압하는 방향으로 회전하지만, 볼록렌즈(601),(602),(603),(604)에 접속된 수지층이 다이싱선상에 존재하면, 다이싱블레이드는 입체경 광학소자(512)의 유리기판으로부터 수지층을 박리하는 방향으로 수지층에 힘을 인가함으로써 볼록렌즈 (601),(602),(603),(604)의 면정밀도를 악화시킨다.
본 실시예에서는, 수지는 다이싱블레이드의 통과위치로부터 제외되므로, 바람직하지 않은 힘을 볼록렌즈(601),(602),(603),(604)에 인가하지 않고, 이러한 결함은 발생하지 않는다. 또한 수지는, 다이싱블레이드에 의한 마찰열에 의한 융해에 의해 또는 미세한 파편 또는 탄소입자의 형성에 의해 렌즈표면에 퇴적되는 것을 방지함으로써, 촬상모듈은 품질이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 공정의 절단에 의해, 도 26a 및 도 26b에 도시한 본 발명의 촬상모듈을 얻는다.
도 36은 본 발명의 실시예 5의 외부전기회로와의 접속상태 및 촬상모듈의 밀봉상태를 도시하는 개략적인적인 단면도이다. 도 36에서, 외부전기회로기판을 구성하는 다층인쇄회로기판(517), 다층인쇄회로기판(517)위에 도시되지 않은 전극패드(513)와 전극패드를 전기적으로 접속하는 접착배선(520), 및 전극패드(513)의 주위와 접착배선(520)을 밀봉하는 열/자외선경화형수지(521)를 도시한다. 열-자외선 경화형수지(520)는 다층인쇄회로기판(517)에 촬상모듈을 안전하게 실장하기 위해 촬상모듈(511)의 주위전체를 도포한다.
본 실시예에서는, 접착제(509)와 별도의 열-자외선경화형수지(521)에 의한밀봉은 먼지침입 또는 공기중의 습도로부터 생기는 마이크로렌즈(516) 또는 필터층의 열화 또는 알루미늄층의 전기부식을 안전하게 방지할 수 있게 한다. 이러한 밀봉은 반도체제조공정에서 달성할 수 있으므로 더욱 효율적이다. 또한 표면전극으로부터 외부전기회로까지 접착배선에 의한 전기적인 접속은, ITO막 또는 관통금속부재가 필요하지 않으므로, 저비용으로 제조할 수 있다. 본 발명의 구성은 접착배선을 사용하지 않는 전기적인 접속에 응용할 수 있지만, TAB막을 사용하는 전기적인 접속에 또한 응용할 수 있다.
또한 본 실시예는, 결상렌즈와 반도체칩을 결합하는 공정에서 각각의 촬상모듈 마다 촬상렌즈와 반도체칩과의 액티브한 조립없이, 반도체웨이퍼의 단계에서 광학소자와의 동시적인 정렬을 행 할 수 있으므로 조정공수를 대폭적으로 감소시킬 수 있다.
(실시예 6)
이하, 도 37 내지 도 39를 참조하면서, 본 발명의 실시예 6의 촬상모듈에 대해 설명한다. 실시예 1에서와 같이, 각각의 광학소자와 반도체칩으로 분리하기 전에, 광학소자집합체와 반도체칩의 단계에서, 광학소자와 반도체칩을 접착시킨다. 광학소자집합체는 1개의 대형 반투명평판형부재이다.
도 37은 본 발명의 실시예 6의 촬상모듈의 개략적인적인 단면도이고, 도 38은 실시예 6의 촬상모듈의 제조공정에서 광학소자-반도체췌이퍼접착부재에 자외선을 조사하는 공정을 도시하는 개략적인적인 단면도이고, 도 39는 실시예 6의 촬상모듈을 구성하는 광학소자집합체의 평면도이다.
도 37에서, 접착층(165), 결상부를 구성하는 굴절률분포형렌즈(1161), 광학소자집합체(160)의 상부면에 차광페인트의 오프셋프린팅에 의해 형성된 원형의 조리개차광층(162) 및 조리개차광층(162)에 형성된 조리개개구(167)를 도시한다. 반도체웨이퍼(163)에는 전기회로와 포토센서 어레이가 복수의 유닛으로 형성되고, 각각의 반도체칩(173)으로 후공정에서 반도체웨이퍼가 절단된다. 굴절률분포형렌즈(161)는, 반도체웨이퍼(163)위에 물체상을 형성하기 위해 광학통로길이를 가지며, 반도체웨이퍼위에 형성된 반도체칩과 동일한 피치를 가진다.
상기에서 설명한 것과 동일한 구성요소는, 동일한 번호로해 표시되고 더 이상 설명하지 않는다.
본 실시예에서, 도 39에 도시한 바와 같이, 원형의 조리개차광층(162)은, 예를 들면 광학소자집합체(160)의 상부면에 오프셋프린팅함으로서 차광페인트를 인쇄함으로써, 형성한다. 본 실시예의 접착제(165)는 자외선경화형수지로 구성되므로, 차광층(162)은 촬상모듈의 정면측으로부터 접착제(165)를 자외선 조사할 수 있도록 하기 위해 섬 모양으로 제한된다. 접착제(165)가, 시트부재 또는 열경화성수지 등으로 구성되어 자외선조사가 필요하지 않는 경우에, 조리개차광층은 이러한 섬 형상으로 제한되지 않는다.
본 실시예는, 결상부가 촬상모듈의 광학소자와 일체화된 굴절률 분포형 렌즈로 이루어졌다는 점에서 실시예 5와 다르다. 굴절률분포형렌즈는, 굴절률의 축대칭분포를 가지고 조리개개구(167)에 근접한 높은 굴절률을 나타내는 렌즈이고, 평철렌즈(planoconvex lens)와 동일하다고 간주할 수 있다. 이러한 렌즈는, 일본국 특개평 11-142611호 공보에 개시된 바와 같이 상이한 굴절률의 수지를 수지층에 침투시킴에 의해 또는 유리의 이온교환에 의해 제조할 수 있다. 학소자집합체(160)는 반도체웨이퍼와의 선형팽창계수의 차이가 작기 때문에, 온도변화에 대한 안정성을 고려하여 붕규산유리로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 반도체웨이퍼에서의 α선유발결함을 방지하기 위해, 저표면의 α선밀도의 광학유리를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 적외선차단기능을 얻기위해, 구리이온 등의 적외선흡수원소를 구성재료중에 함유하여도 된다.
축방향의 조리개개구(167)의 위치는 광시스템의 오프축 주광선을 결정하므로, 다양한 수차를 제어하는데 있어 극히 중요하다. 물체측으로 볼록한 굴절률분포형층을 포함하는 렌즈인 경우에, 광입사면의 측에 조리개를 배치함으로써 수차를 만족스럽게 보정할 수 있다. 따라서, 굴절률분포형렌즈(161)와 동축인 원형의 다아이프램개구(167)는 광학소자집합체(160)위에 차광층(162)에 의해 형성된다.
상기한 실시예에서와 같이, 촬상모듈을 완성되는 주공정은, 반도체웨이퍼(163)와 광학소자집합체(160)의 정렬-접착공정, 다이싱, 브레이킹공정이다.
정렬-접착공정에서, 먼저 반도체웨이퍼(163)와 광학소자집합체(160) 사이의 공간은, 물체상을 선명하게 형성할 수 있도록 내부에 공기층을 형성하지 않고 열자외선 경화형 에폭시수지의 접착층(165)에 의해 채워서, 광학소자집합체(160)와 반도체웨이퍼(163) 사이에 갭을 형성한다. 가열에 의해 경화가능한 접착제가 공지되어 있지만, 열경화형 에폭시수지를 경화하기 위해 충분히 가열하면, 반도체웨이퍼(163) 위에 형성된 도시되지 않은 컬러 필터, 복사부분 또는 조리개차광층(162)의 인쇄된 프린트를 열화하기 때문에, 열화열/자외선 경화형의 접착제를 선택한다.
다음에, 확산자외선조사를 도 38의 화살표 (G)로 표시된 바와 같이 행하여 접착층(165)의 에폭시수지를 경화시킴으로써, 반도체웨이퍼(163)와 광학소자집합체(160)를 고정시킨다. 이 작업에서, 자외선이 광학소자집합체(160)의 투명영역(광학소자의 차광층(162)의 비인쇄영역)을 통해 접착층(165)에 도달한다. 게다가, 확산조사를 이용하므로, 자외선은 조리개차광층(162)의 아래에 위치하는 접착층(165)에 또한 도달함으로써, 접착층(165) 전체를 충분히 경화할 수 있다.
다음의 다이싱공정에서, 반절단다이싱은 도 38에 도시한 경계선 166을 따라서 행한다. 다이싱공정에 후속하는 브레이킹공정에서, 반도체웨이퍼(163) 또는 광학소자집합체(160)의 비절단부분 50 내지 100㎛가 소정의 롤러에 의해 파단된다. 다음에, 각각 절단된 조각은 외부전기회로에의 접속에 의해 촬상모듈로서 기능할 수 있다.
이러한 접착제(165)에 의한 밀봉은 먼지침입 또는 공기중의 습도로 인해서 생기는 필터층의 열화 또는 알루미늄층의 전기부식을 방지할 수 있다. 이러한 밀봉은, 반도체 제조공정에서 행해지므로 더욱 효율적이다. 또한, 광학소자와의 정렬은, 반도체웨이퍼의 단계에서 한번에 달성할 수 있으므로, 조절공수를 대폭적으로 감소시킬 수 있다.
(실시예 7)
도 40a 및 도 40b 내지 도 46은 거리측정장치 또는 컬러촬상모듈에 응용할수 있는 실시예 7의 입체경촬상모듈을 도시한다.
도 40a는 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈의 평면도이고, 도 40b는 도 40a의 선 (40B-40B)를 따른 개략적인적인 단면도이고, 도 41은 실시예 7의 촬상모듈의 하부기판의 평면도이고, 도 42는 실시예 7의 촬상모듈의 반도체칩의 평면도이고, 도 43은 실시예 7의 촬상모듈에서 마이크로렌즈의 기능을 도시하는 도 42의 영역 (Z)을 확대한 개략적인적인 단면도이고, 도 44는 실시예 7의 촬상모듈의 물체상과 반도체칩의 포토센서어레이와의 위치관계를 도시하는 도면이고, 도 45는 실시예 7의 촬상모듈에서의 포토센서 어레이의 기능을 도시하는 도면이고, 도 46은 실시예 7의 촬상모듈의 밀봉상태와 외부전기회로와의 접속을 도시하는 개략적인적인 단면도이다.
도 40a 및 도 40b에서, 광학소자(512)의 상부기판(501), 그 하부기판(502), 조리개 개구(811)을 통과하는 광을 위해 하부기판(502)위에 형성된 제2렌즈를 구성하는 굴절률분포형렌즈(1611), 조리개 개구(813)를 통과하는 광을 위해 하부기판(502)위에 형성된 제2렌즈를 구성하는 굴절률분포형렌즈(1613), 접착제(509)의 두께를 형성하는 비드(bead)(510), 상부기판(501)과 하부기판(502)에 의해 구성된 광학소자(512)를 도시한다.
상기 설명한 것과 동일한 구성요소는, 동일한 번호로 표시하고 더 이상 설명하지 않는다.
본 실시예는 광학소자(512)를 구성하는 구성요소가, 볼록렌즈 (801),(802),(803),(804)가 제1렌즈로서 형성된 상부기판과굴절률분포형렌즈(1611),(1613)가 형성된 하부기판(502)을, 포함한다는 점이 실시예 5와 다른다. 조리개 개구 (811),(813)를 도시한다. 조리개 개구 (812),(814)는 도시하지 않지만, 각각 볼록렌즈(802),(804) 아래에 각각 존재하는 것은 당연하다.
따라서, 본 실시예의 촬상모듈은, 복수의 제1렌즈에 의해 형성된 제1입체경렌즈와 복수의 제2렌즈에 의해 형성된 제2입체경렌즈를 포함한다.
본 실시예에서는, 제2렌즈는, 굴절률분포형렌즈로 구성되지만, 제1렌즈에서와 같이 통상적인 구면렌즈 또는 비구면렌즈로 또한 구성되어도 된다.
도 40b의 위쪽으로부터 광학소자(512)로 입사하는 물체광은 반도체칩(503)위에 복수의 물체상을 형성하고, 포토센서에 의해 포토전기 변환을 행한다.
상부기판(401)은 복사공정에 의해 형성된 수지재의 프레즈넬 렌즈를 평판유리기판에 부가함으로써 형성된다. 반도체칩상의 렌즈와 포토센서 어레이 사이의 거리가 복사층의 두께에 따라 부여되고, 상부기판유리와 하부기판유리의 두께의 오차는 복사층의 두께에 의해 흡수된다. 예를 들면, 렌즈가 유리로 구성되는 경우에는 유리성형에 의해, 또는 렌즈가 수지로 구성된 경우에는 사출성형이나 압축성형에 의해, 기판과 일체적으로 렌즈를 형성할 수 있다.
제1렌즈 (801),(802),(803),(804)는, 도 40a에 도시한 바와 같이 축대칭원형비구면 또는 구면렌즈이고, 연속적인 면을 이용하는 통상적인 광학시스템에 비교해서, 결상면의 곡률을 특히 만족스럽게 보정할 수 있고, 또한 용이하게 제조할 수 있어 비용면에서 더욱 유리하다.
한편, 굴절률분포형렌즈렌즈(1611),(1613)와 도시되지 않은렌즈(1612),(1614)는, 축대칭의 굴절률분포형렌즈이고 또한 나중에 설명하는 조리개개구에 근접하여 한층 높은 굴절률을 나타내는 렌즈이고, 평철렌즈와 동일하게 간주할 수 있다. 이러한 렌즈는, 일본국 특개평 11-142611호 공보에 개시된 바와 같이 유리이온의 교환 또는 상이한 굴절률을 가진 수지를 수지층에 주입함에 의해 제조될 수 있다. 제1렌즈 (801),(802),(803),(804)와 굴절률분포형렌즈렌즈(1611),(1612),(1613),(1614)는 동축으로 접착된다.
이런 굴절률분포형렌즈렌즈는 광학설계의 자유도는 증가할 수 있고, 단일의 렌즈를 사용하는 광학계의 것보다 우수한 광학성능을 용이하게 얻을 수 있고, 광학상은 한층 밝은 F수에서도 열화하지 않는다. 게다가, 광회절에 의해 결정된 해상제한주파수는 한층 밝은 렌즈로 높게 되기 때문에, 한층 높은 해상도한계주파수를 가진 광학시스템을 얻을 수 있다. 따라서, 이러한 구성은 한층 작은 화소피치를 가진 포토센서어레이에 의해 고정세의 화상을 얻는데 적합하다.
본 실시예에서는, 원형의 조리개차광층(506)은, 예를 들면 광학소자(512)의 하부기판(502)의 상부면에 오프셋프린팅함으로써 차광페인트를 프린팅하여 형성된다. 접착제(165)가 열경화성수지 또는 시트부재로 구성되는 경우에, 차광층(506)을 섬형상으로 제한할 필요는 없다. 본 실시예에서는, 접착제(165)는 자외선경화형수지에로 구성되므로, 조리개차광층(506)은 섬형상으로 제한된다. 조리개차광층(506) 주위에 반투명영역(5061)을 형성하여, 나중에 설명하는 밀봉재의 한층 안전한 경화를 달성하는 것이 가능하다.
반투명영역(5061)은, 예를 들면, 인쇄된 막의 두께를 감소시키거나 인쇄된영역비율을 감소시킴으로써 형성할 수 있다. 인코넬, 크롬엘 또는 크롬의 박막을 증착 또는 스퍼터링함으로써 또한 형성할 수 있다. 스퍼터링공정에서, 차광의 연속적인 위치제어에 의하여 투과율을 임의적으로 제어할 수 있다.
반투명접착제에 의해 상부기판(501)과 하부기판(502)을 접착할 때에, 갭을 형성하지 않도록 접착을 행하므로 공기와 기판 사이의 계면의 형성을 회피할 수 있고, 이에 의해 고스트화상형성을 유리하게 방지할 수 있다.조리개차광층(506)은 상부기판(501)의 하부면위에 차광페인트를 오프셋프린팅함으로써 또한 형성할 수 있다.
조리개 개구(811),(812),(813),(814)의 축방향의 위치는 광학계의 오프축의 주광선를 결정하고 다양한 수차를 제어하는 데 있어 매우 중요하다. 물체측으로 볼록한 프레즈넬표면과 화상측으로 볼록한 굴절률분포형렌즈을 포함하는 결상부에서, 수차는, 결상부의 내부에 조리개를 배치함으로써 만족스럽게 보정할 수 있다. 따라서, 도 40b에 도시한 바와 같이, 4개의 원형의 조리개개구(811),(812),(813),(814)는 하부기판(502)의 차광층(506)에 의해 형성된다.
또한, 조리개 개구 (811),(812),(813),(814)의 내부에는, 스크린프린팅에 의해, 특정된 파장영역만의 광을 투과하는 컬러필터가 형성된다. 녹색투과용(G)필터를 조리개 개구 (811),(814)에 형성하는 반면에, 적색투과용(R)필터는 조리개 개구(812)에 형성되고, 청색투과용(B)필터를 조리개개구(813)에 형성한다. 박막투명접착층은 컬러필터와 상부기판(501) 사이에 존해하므로, 필터의 평탄성은, 조리개의 평면에 위치하는 경우에도, 중요하지 않으므로, 필터는 프린팅에 의해 형성될수 있다.
렌즈 (801),(802),(803),(804), 조리개개구(811),(812),(813),(814) 및 굴절률분포렌즈(1611),(1612),(1613),(1614)의 결합된 광학성능은 컬러필터의 각각 컬러에 대해 최적화된다. 더욱 상세하게는, 렌즈(801),(802),(803),(804)의 형상 및 조리개개구(811),(812),(813),(814)의 직경은 컬러필터의 컬러에 따라 즉, 투과파장에 따라, 약간 다르지만, 굴절률분포렌즈(1611),(1612),(1613),(1614)는 동일한 굴절률분포를 가진다. 렌즈(801),(802),(803),(804)의 형상의 차이 및 조리개개구(811),(812),(813),(814)의 직경의 차이는, 실제로 매우 작으므로 본 명세서의 도면에서는 도시되어 있지 않다.
또한, 컬러필터의 각각의 컬러에 대해 최적화되는 광학성능은, 할당되고 광학성능이 모든 굴절률분포형렌즈렌즈에 대해 동일하게 유지되면서 배교적 높은 정밀성에 의해 제조될 수 있는 렌즈(성형에 의해 제조됨)와 조리개렌즈(프린팅에 의해 제조됨)에만, 할당되므로, 촬상모듈의 제조시 수율이 향상될 수 있다.
컬러필터의 각각의 컬러에 대한 촬상광학계의 광학성능의 이러한 최적화는 나중에 설명하는 화소변위기술에 의해 높은 정밀도로 베이어배치화상을 생성하기 위해 의도되고, 이러한 기술의 상세는 일본국 특허 공개 제2001-78123호 공보에 기재된 촬상장치에 개시되어있다.
하부기판(502)의 반절단다이싱에 의해 형성된 홈을 흑색수지로 채움으로써 형성된다. 또한, 적외선 차단오프셋 기능을 달성하기 위해, 구리이온 등의 적외선흡수원소를, 상부 및/또는 하부기판(501),(502)을 구성하는 재료에 함유한다.
도 42에 도시한 바와 같이, 광학소자(512)는 4개의 RGBG컬러의 물체상을 반도체칩(503)위에 형성하며, 이 물체상을 반도체칩 위에 형성된 포토센서 어레이(821),(822),(823),(824)에 의해 광전변환하여, 전기신호로서 포획된다. 도 42에 도시한 포토센서어레이(821),(822),(823),(824)의 각각은 다수의 화소의 2차원어레이로 구성된다. 포토센서 어레이(821),(822),(823),(824)의 각각의 포토센서에는 집광효율을 개선하는 마이크로렌즈(516)가 형성된다.
또한 마이크로렌즈(516)는 반도체칩(503)의 포토센서에 대해 편심하여 위치하며, 이러한 편심량은 포토센서어레이(821),(822),(823),(824)의 각각의 중심에서 0이지만, 주위부분의 방향으로 크게된다. 편심 방향은 각각의 포토센서 어레이의 중심과 각각의 포토센서를 접속하는 선을 따른다.
도 43은 도 42의 영역 (Z)을 확대한 개략적인적인 단면도이고, 마이크로렌즈(516)의 편심위치에 의해 생기는 기능을 설명한다. 마이크로렌즈(5161)는 포토센서(8211)에 대해 방향의 상부방향으로 편심하여 위치하는 반면에, 마이크로렌즈(5162)는 포토센서(8222)에 관한 하부방향으로 편심하여 위치한다. 그 결과, 포토센서(8211)에 입사하는 광빔은 빗금친 영역(8231)에 제한되지만, 포토센서(8222)에 입사하는 광빔은 빗금친 영역(8283)에 제한된다.
광빔영역(8231),(8232)은 각각 반대방향으로 경사지고, 조리개개구(811),(812)의 방향으로 각각 향하고 있다. 결과적으로, 마이크로렌즈(516)의 편심량을 적절하게 선택함으로써, 각각의 포토센서 어레이는 특정된 조리개 개구으로부터 출사한 광빔만을 수광한다. 더욱 상세하게는, 조리개개구(811)를 통과한 물체광은 주로 포토센서어레이(821)에서 광전변환되고, 조리개 개구(812)를 통과한 물체광은 주로 포토센서어레이(822)에서 광전변환되고, 조리개 개구(813)를 통과한 물체광은 주로 포토센서어레이(823)에서 광전변환되고, 조리개 개구(814)를 통과한 물체광은 주로 포토센서어레이(824)에서 광전변환되도록, 편심량을 선택할 수 있다.
이하, 물체상과 촬상영역 사이의 위치관계 및 물체위에 투영되는 경우의 화소의 위치관계에 대해 설명한다. 도 44 및 도 45는 이러한 위치관계를 도시하는 도면이다. 도 44에서, 반도체칩(503)의 4개의 포토센서 어레이(321),(322),(323),(324)를 도시한다. 설명을 용이하게 하기 위해, 각각의 포토센서 어레이(321),(322),(323),(324)는 8 x 6 화소로 구성된 것으로 가정한다. 포토센서 어레이(321),(324)는 G화상신호를 출력하지만, 포토센서 어레이(323)는 R화상신호를 출력하고, 포토센서 어레이(323)는 B화상신호를 출력한다. 포토센서 어레이(321),(324)의 화소는 백색 사각형에 의해 표시하지만, 포토센서 어레이(322)의 화소는 빗금친 직사각형에 의해 표시하고, 포토센서 어레이(323)의 화소는 흑색 직사각형에 의해 표시한다.
포토센서 어레이 사이에, 수평방향의 1개의 화소와 수직방향의 3개의 화소의 치수의 분리대를 분리하여 형성한다. 결과적으로, G화상을 출력한 포토센서 어레이의 중심 사이의 거리는 수평 및 수직방향으로 동일하다. 물체상 (351),(352),(353),(354)을 또한 도시한다. 화소변위를 위하여, 물체상(351),(352),(353),(354)의 중심(361),(362),(363),(364)은, 포토센서 어레이(351),(352),(353),(354)의 중심으로부터 포토센서 어레이 전체의 중심(320)의 방향으로 1/4화소 만큼 각각 오프셋된다.
도 45는 물체측에서 소정의 거리에서 평면위에 역투영되는 포토센서 어레이를 도시한다. 또한, 물체측위에, 포토센서 어레이(321),(324)의 화소중 역투영된 화상은 백색 직사각형(371)에 의해 표시되고, 포토센서 어레이(322)의 화소중 역투영된 화상은 빗금친 직사각형(372)에 의해 표시되고, 포토센서 어레이(323)의 화소중 역투영된 화소는 흑색 직사각형(373)에 의해 표시된다.
물체상의 중심 (361),(362),(363),(364)의 역투영된 화상은 점(360)에서 서로 일치되고, 포토센서 어레이 (321),(322),(323),(324)의 화소는 중심이 서로 중첩하지 않도록 역투영된다. 빗금친 직사각형은 R화상신호를 출력하고 흑색 직사각형은 B화상신호를 출력하는 반면에 백색 직사각형은 G화상신호를 출력하므로, 물체에 대해, 베이어 배열의 컬러필터를 가진 촬상소자와 동등한 샘플링을 행한다.
신호촬상렌즈를 이용하는 촬상소자에 배해서, 고체의 촬상소자의 주어진 화소피치에 대해, 본 발명의 계는, 반도체칩(503)위에 한 세트의 2 X 2화소 마다 RGBG컬러를 가진 베이어 배열에 비하여 1/크기의 물체상을 형성한다. 따라서, 촬상렌즈의 초점길이는 약 1/≒1/2으로 감소되므로, 카메라의 두께를 감소하는데 매우 유리하다.
이하, 촬상모듈의 구성에 대하여 다시 설명하면, 광학소자(512) 및 반도체칩(503)은 열/자외선 경화형수지에 의해 접착된다. 도 42에서, 밀봉재패턴(509)는 열자외선 경화형 에폭시수지의 스크린프린팅에 의해 형성된다.밀봉재중에, 예를 들면 직경이 6㎛인 비즈(510)을 분산시켜서, 광학소자(512)와 반도체칩(503) 위에 갭을 형성하는 접착제(509)의 두께를 정확하게형성함으로써, 물체상은 포토센서 어레이(821),(822),(823),(824)에 선명하게 결상될 수 있다. 이러한 갭은 엄격하게 조절할 수 있으므로, 마이크로렌즈(516)는 하부기판(502)이 수축되는 것을 방지할 수 있고 집광 효율을 개선할 수 있으므로, 낮은 휘도의 물체인 경우에도 용이하게 화상을 촬영할 수 있다.
비즈(510)는 유기폴리머 또는 석영으로 구성될 수 있으나, 석영비즈는, 갭을 형성하는 가압 공정에서 반도체 웨이퍼위에 형성된 보호막, 전극 또는 절환소자를 손상시킬 수 있으며, 가압조건은 가압공정에서 한층 넓은 범위에서 선택할 수 있으므로 유기폴리머 비즈가 바람직하다.
도 47은 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈의 다른 구성을 도시하는 개략적인적인 단면도이다. 도 47에 도시하는 촬상모듈에서, 스페이서(222)를 밀봉재의 조건하에 형성하고, 비즈가 없는 밀봉재(223)를 얇게 형성하여, 광학소자(512)와 반도체칩(503) 사이의 갭을 형성한다. 이 경우에, 스페이서(222)는 마이크로렌즈와 동일한 재료로 구성되고 마이크로렌즈 형성공정과 동시에 형성될 수 있다.
또한, 비즈를 이용하지 않거나, 유기폴리머 비즈(510)를 이용하거나, 석영비즈에 대한 가압공정에서 가압조건을 최적화하여, 도 42에 도시하는 바와 같이, 밀봉재는 반도체칩(503)의 회로 위에 위치할 수 있다.
반도체칩위에 회로부분 및 밀봉부분을 중??시킴으로써, 칩영역을 감소시켜서 비용에 있어 이익을 제공할 수 있다.
경화시에 수축의 불균일성이 생기지 않고 완만하게 경화를 나타내고 응력의 완화를 나타내기 때문에 에폭시수지는 이와 같은 적용에 적합하다. 가열에 의해 경화가능한 타입의 접착제가 공지되어 있지만, 열경화형에폭시수지를 경화시키기 위해 충분히 가열시키면, 반도체칩(503)위에 형성된 마이크로렌즈(516), 조리개차광층(506)의 인쇄용페인트 또는 컬러필터가 열화될 수 있기 때문에 열자외선 경화형 접착제가 선택된다.
대각선 방향으로의 이동에 의해 반도체칩(503)위의 광학소자(512)를 중첩함으로써 접착공정을 행하고, 다음에, 자외선조사에 의해 접착제(509)를 구성하는 에폭시수지를 반경화하고, 다음에 비즈(510)의 직경에 대응하는 갭을 형성할 때까지 가압을 행하여 다소간의 가열에 의해 에폭시 수지의 완전한 경화를 행한다.
이 작업에서, 투명영역(5061)은 상기에서 설명한 바와 같이 하부기판(502)의 차광층(506) 주위에 형성되므로, 접착제(509)를 구성하는 에폭시수지는 반도체칩(503)의 정면측으로부터 자외선조사에 의해 용이하게 안전하게 경화시킬 수 있다. 투명영역(5061)은 자외선에 대해서만 투명한 것이 필요하며 다른 파장의 광에 대해서는 불투명하여도 된다.
도 40a는 상기 설명한 공정에 의해 얻은 촬상모듈(211)을 도시하며, 이는 상부기판(501)의 정면으로부터 본 촬상모듈(211)이고, 여기서 반도체칩(503)은 상부기판(501)의 이면에서 볼 수 있고 전극패드(513)는 두 개 측위에 형성된다.
도 46은 외부전기회로와의 접속상태와 본 실시예의 촬상모듈의 밀봉상태를 도시하는 개략적인적인 단면도이다. 본 실시예에서는, 반도체칩(503)위에 형성된전극패드(513)와 다층인쇄회로기판(517)위의 전극패드는 접착배선(520)에 의해 접속된다.
열자외선 경화형 수지(521)를 경화하기 위해, 촬상모듈의 정면으로부터 자외선 조사를 주로 행한다. 반도체칩(503)의 전극패드(132)의 부식을 방지하기 위해, 하부기판의 측면과 열자외선 경화형 수지(521) 사이의 밀착성이 매우 중요하다.
조리개차광층(506)의 범위가 접착제(509)의 내부에 의해 제한되지 않는 경우, 자외선은 열자외선 경화형수지(521)의 층을 통해 하부기판(502)의 밀봉부분에 도달하므로, 이런 부분은 마지막에 경화된다. 그러나, 본 촬상모듈에서는, 조리개차광층(506)의 범위가 접착제(509)의 내부로 제한되므로, 화살표 (G)로 표시된 바와 같이 하부기판(502)의 밀봉부분에 자외선에 대한 광통로가 확보된, 이러한 광통로는 층을 통하지 않고 열자외선경화형수지(521)의 견고한 경화와 밀봉을 달성할 수 있게 한다. 또한, 차광층이 없는 반투명영역은 조리개차광층(506) 주변에 존재하므로, 광강도는 낮지만 화살표 (Ga)로 표시된 광로가 또한 존재하여 한층 견고하게 경화하여 밀봉할 수 있다.
광로 (H) 및 (Ha)가 존재하여, 인쇄회로기판(517)에 대해 높은 실장의 안정성을 달성할 수 있다.
상기에 설명한 바와 같이, 접착제(509) 및 열자외선경화형수지(521)는, 먼지침입 또는 공기중의 습도로 인해 생기는 마이크로렌즈 또는 필터층의 열화 알루미늄층의 전기부식을 안전하게 방지할 수 있다. 또한, 평판형의 굴절률분포형렌즈를 이용하기 때문에 반도체칩(503)을 용이하게 밀봉할 수 있다.
또한, ITO막 또는 관통금속이 불필요하기 때문에 접착배선에 의한 표면전극으로부터 외부전기회로와의 전기적인 접속이 저렴한 비용으로 제조될 수 있다. 본 실시예의 구성은, 접착배선을 사용하지 않고 TAB막을 사용하는 전기적 접속에 또한 적용할 수 있다.
본 실시예에서는, 촬상장치에 의해 물체상을 R, G 및 B의 3원색으로 분리하고, 컬러상으로 합성함으로써 물체상을 촬영하는 경우에, 제1입체경렌즈는 각각의 컬러에 대해 최적의 3개 광학성능을 갖는 반면에 제2입체경렌즈는 동일한 광학성능을 갖으나, 본 발명은 물체상을 휘도신호 및 2개의 컬러신호로 분리하거나 또는 G신호 및 R, B신호로 분리하고, 컬러화상을 합성화함으로써 물체상을 촬영하는 공지된 2개 센서의 촬상장치에도 적용할 수 있으며, 상기 촬상모듈에 있어서, 제1입체경렌즈는 휘도신호와 컬러신호 또는 G신호 및 R, B신호에 대해 최적의 2개의 광학성능을 갖는 반면에 제2입체경렌즈는 동일한 광학성능을 가진다.
이하, 도 48 내지 도 51을 참조하면서, 본 실시예의 촬상모듈의 제조방법에 대해 설명한다. 본 실시예에서, 광학소자(512) 및 반도체칩은 광학소자집합체와 절단이전의 반도체웨이퍼의 단계에서 접착한다.
도 48은 본 발명의 실시예 7의 촬상모듈의 제조공정의 상부기판집합체의 평면도이고, 도 49는 실시예 7의 촬상모듈의 제조공정에 있어서의 하부기판집합체의 평면도이고, 도 50은 실시예 7의 촬상모듈의 제조공정에 있어서의 반도체웨이퍼의 평면도이다. 도 51은 실시예 7의 촬상모듈의 제조공정에서의 광학 소자-반도체웨이퍼접착부재로부터 촬상모듈의 분리공정을 도시하는 평면도이다.
도 48에서, 2개의 촬상모듈을 위해 2개의 상부기판(501)으로 후공정에서 분리되는 광학소자집합체의 상부기판집합체(717)을 도시한다. 도 49에서, 광학소자집합체의 하부기판집합체를 도시하고, 이러한 상부기판집합체(717)와 하부기판집합체(714)는 갭을 형성하지 않고 반투명접착제에 의해 접착되어 평판형투명부재의 광학소자집합체를 얻는다. 이들 구성요소의 피치는 이하 설명하는 반도체웨이퍼위에 형성된 반도체칩의 피치와 동일하다.
도 51에 도시한 반도체웨이퍼(710)위에, 포토센서어레이(912)와 전기적회로가 공지의 공정에 의해 복수의 유닛으로 형성되고 경계선(911)의 외주부를 따라서 절단됨으로써 분리되고, 각각 절단된 조각은 외부전기적회로와의 접속시에 반도체칩으로서 기능한다. 도 51에서, 화살표B는 나중의 다이싱공정에서 다이싱블레이드의 위치 및 이동방향을 표시한다. 반도체웨이퍼(710)는 접착제(713)를 구성하고 스크린프린팅에 의해 형성되는 자외선 경화형 에폭시수지를 또한 지니고, 이러한 에폭시는 광학소자집합체와 반도체웨이퍼(710)를 접착하는데 이용된다. 도 50은 광학소자집합체(719)만을 도시한다.
이러한 구성은, 광학소자집합체(719)와 반도체웨이퍼(710)의 단일 정렬은, 후공정에서 분리에 의해 형성되는 모든 촬상모듈에 대한 정렬을 완료하므로 매우 중요한 이점을 제공한다.
도 50에 도시한 바와 같이, 자외선 조사에 의해, 반도체칩(710)위에 형성된 에폭시수지를 반경화하여 접착공정을 행한 다음에, 소정의 갭을 형성하기 위해 가압한 다음에, 다소간의 열을 인가함으로써 완전 경화하고, 이에 의해 광학소자집합체(719)와 반도체웨이퍼(710) 사이의 갭을 조절하여 포터센서 어레이(712)위에 물체상을 선명하게 형성하게 한다.
도 51은 모든 광학소자집합체(719)의 접착이 완료되는 때의 상태를 도시하는 도면이다.
광학소자집합체(719)는 반도체웨이퍼(710)위에 형성된 반도체칩(503)과 동일한 개수의 광학소자를 형성하지 않는다. 도 51에 도시한 광학소자집합체(719)에는 2세트의 볼록렌즈를 형성하는 반면에, 반도체웨이퍼(710)에는 11개의 광학소자집합체(719)를 형성하고, 또한 후속하는 다이싱공정은 2개의 광학소자로 각각 절단하여 최종적으로 22개의 촬상소자를 얻는다. 각각의 광학소자집합체(719)는 스테퍼의 효율적인 노광크기의 범위내로 수용될 수 있는 최대크기로 유리하게 선택되므로, 웨이퍼로부터 제조될 수 있는 촬상모듈의 개수를 최대화함으로써 비용을 감소시킬 수 있다.
반도체웨이퍼(710)위에 형성된 반도체칩보다 작은 개수의 광학소자집합체(719)위에 광학소자(512)를 형성하고 광학소자집합체 사이에 특정한 갭을 형성함으로써, 지그에 배면의 흡착됨에 의하여 매우 정밀하게 유지된 반도체웨이퍼의 평탄성이, 흡착이 종료되어, 악화되는 경우에도, 광학소자와 반도체칩 사이의 위치관계는, 거의 열화되지 않는다. 반도체웨이퍼의 직경이 증가하는 것이 최근의 경향에 있어서도, 상기 구성에 의해 높은 수율을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 반도체웨이퍼(710)위에 모든 반도체칩과 동일한 개수의 광학소자를 가지는 대형의 광학소자집합체를 사용하는 것이 가능하다.
반도체웨이퍼(710)와 광학소자집합체(719)를 고정한 후에, 이와 같이 얻은 광학소자-반도체웨이퍼접착부재는 각각의 촬상모듈로 절단하는 다이싱공정을 행한다.
반도체웨이퍼, 유리기판 또는 수지기판의 다이싱공정에서, 일본국 특개평 11-345785호 공보 또는 일본 특허 공개 제2000-061677호 공보에 개재된 절단장치 또는 레이저가공장치를 사용할 수 있다. 전자에서와 같이 다이싱블레이드에 의해 절단작업을 하는 경우에, 다이싱 블레이드는 도 50에 도시한 화살표 (B)를 따라서 제어되어, 냉각수에 의해 냉각하에서, 배면으로부터만 반도체웨이퍼(710)를 절단한다.
다음에, 다이싱블레이드는 도 50에 도시한 화살표 I를 따라서 제어되어 광학소자집합체(719)의 정면으로부터만 광학소자를 절단한다.
상기 작업에서, 금속소자집합체(917)위에 에칭함으로써 형성되는 홈, 포토리소그래피에 의해 형성된 금속마크 또는 복사공정에 의해 형성된 수지재의 돌출부분인 에칭마크를 이용할 수 있다. 특히, 결상유닛를 구성하는 렌즈에 의해 상기 마크의 동시적인 복사형성에 의해 제조공정를 감소시킬 수 있게 한다.
반도체웨이퍼(710)와 광학소자집합체(719)를 접착하는 접착층은 다이싱위치를 제외하여 형성되므로, 에폭시수지는 다이싱블레이드에 의한 마찰열로 생기는 융해에 의해 또는 미세한 파편 또는 탄소입자의 형성에 의해 렌조표면에 퇴적되는 것을 방지함으로써 촬상모듈은 품질이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 복사수지는 다이싱블레이드의 통과위치로부터 배제되므로, 이러한 복사부분은 바람직하지 않은 응력없이 유지할 수 있고, 이에 의해 렌즈의 변형 또는 응력을 피할 수 있다. 상기 설명한 공정에서의 분리는 도 40a 및 도 40b에 도시하는 바와 같이 본 실시예의 촬상모듈을 형성한다.
다이싱공정에서, 상면 및 배면으로부터의 상이한 위상에서 다이싱작업을 행하므로, 접착배선을 위한 패드는 도 40a에 도시한 바와 같이 노출될 수 있어 전기회로에 의해 후접속공정을 용이하게 할 수 있다.
또한 본 실시예는, 결상렌즈(801),(802),(803),(804)와 반도체칩(503)을 결합하는 공정에서 각각의 촬상모듈 마다 결상렌즈와 반도체칩(503)의 액티브한 조립을 행하지 않고, 반도체웨이퍼의 단계에서 광학소자와의 동시에 정렬을 가능하게 하므로, 조절공수를 현저하게 감소시킬수 있어 유리하다.
(실시예 8)
본 실시예에서, 도 52 및 도 53을 참조하면서 차광특성이 개선된 촬상모듈에 대해 설명한다.
도 52는 본 발명의 실시예 8의 촬상모듈의 평면도이고, 도 53은 도 52의 선 (53-53)을 따른 개략적인적인 단면도이다.
도 52는 포토센서어레이에 의해 수광되는 파장영역에 충분한 차광특성을 가진 차광평판(224)을 도시한다.
상기에서 설명한 것과 동일한 구성요소는, 동일한 번호로 표시하고 더 이상 설명하지 않는다.
본 실시예는, 촬상모듈에 차광특성을 개선한 차광평판(224)을 형성한 점에서실시예 7과 다르다.
차광평판(224)은 도 40a 및 도 40b에 도시한 바와 같이 실시예 7의 촬상모듈의 상면에 고정된다.
차광평판(224)에 두 개의 개구 (500),(600)가 형성되고, 두 개의 볼록렌즈(801),(802)는 개구(500)에 위치하지만, 두 개의 볼록렌즈(803),(804)는 개구(600)에 위치한다. 상부기판(501)위의 볼록렌즈(801),(802),(803),(804)이외의 영역중에서 가능한 한 먼 영역까지 차단함으로써 차광조리개(506)의 바깥쪽으로부터 입사하는 미광을 피할 수 있다.
(실시예 9)
본 실시예는 전술한 실시예 1 내지 실시예 8의 촬상모듈을 이용하는 촬상장치에 대해 설명한다.
본 실시예의 촬상장치는, 실시예 7에서 설명하는 입체경광학소자를 이용함으로써 실현된 감소된 두께에 의해 특징지워진다.
도 54a, 도 54b 및 도 54c는 본 발명의 촬상모듈을 갖춘 디지털 컬러카메라의 전체도면이고, 상기 도 54a는 이면도이다. 도 54b는 도54a의 왼쪽으로부터 본 측면도이고, 도 54c는 도 54a의 오른쪽에서 본 측면도이다. 도 55는 도 54a의 선 (55-55)를 따른 개략적인적인 단면도이다. 본 실시예는 컬러필터를 이용한 디지털 컬러카메라에 대해서 설명하지만, 본 발명은 컬러필터가 형성되지 않은 디지털 카메라에도 또한 적용할 수 있는 것은 당연하다.
도 54a 내지 도 54c를 참조하면, 카드형상의 카메라의 본체(401), 메인 스위치(405), 해제버튼(406), 사용자에 의해 카메라상태를 설정하는 스위치(407), 촬상프레임의 잔류매수를 나타내는 표시부(410), 뷰파인더에 입사한 물체가 출현하는 뷰파인더의 아이피스렌즈(411), 데이터 교환을 위해 외부 컴퓨터 등에 접속되는 표준접속단자(412), 접점보호덮개(423) 및 카메라내에 위치하는 촬상모듈(211)을 도시하고 있다. 카메라본체(501)는 개인용컴퓨터에 실장하는 PC카드와 동일한 크기로 형성된다. 이 경우에, 카메라의 치수는 길이 85.6mm, 폭54.0mm, 두께 3.3mm(PC카드 표준형 1) 또는 5.0mm(PC카드 표준형 2)로 이루어진다.본 실시예는 디지털 컬러 카메라의 예를 단순히 도시하고, 그 기능은 본 실시예에 제한되지 않는다.
도 55를 참조하면, 카메라의 다양한 구성요소를 유지하는 케이스(414), 촬상모듈(211), 해제버튼을 누른 경우 온되는 스위치(416), 보호유리(429)을 도시한다. 보호유리(420)는 고스트화상의 발생을 방지하기 위해 투과율이 증가하는 피복을 지닌다. 또한, 촬영영역의 바깥쪽으로부터 촬상모듈(211)에 입사하는 광을 최소화하기 위해, 유효 범위 이외의 영역에서 차광덮개(421)를 형성한다. 스위치(416)에는, 해제버튼(406)을 1/2 누른 경우 닫히는 제1단계회로와 해제버튼(406)을 완전히 누른 경우 완전히 닫히는 제 2단계회로를 형성한다. 파인더광학계를 구성하는 제1 및 제2 프리즘(418),(419)은 아크릴수지 등의 투명재료에 의해 구성되고 동일한 굴절률을 가진다. 프리즘의 내부는 광이 선형적으로 진행하는 순서로 채워지고, 뷰파인더의 기능은, 제1프리즘과 제2프리즘 사이의 공기갭에서 발생하는 광의 전체반사에 의해 달성할 수 있다.
또한, 보호 유리(420)과 찰상모듈(211)사이의, 차광평판(422)은,촬상모듈(211)의 차광조리개층(506) 주위의 투명영역을 통하여 미광의 생성을 피하기 위해, 케이스(414)에 고정된다.
물체광을 렌즈(801),(802),(803),(804)로 유도하는 개구가, 실시예 7의 차광평판(224)에서 같이, 차광평판(422)에 형성하여 다른 광의 입사를 방지한다. 따라서, 이와 같은 디지털 컬러카메라는 미광이 없이 극히 선명한 화상을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 촬상모듈을 "스틸비디오 카메라"에 적용하는 경우를 도시하는 블록도인 도 56을 참조하여 스틸카메라에 대한 상기 실시예의 촬상모듈의 적용예에 대해 설명한다.
도 56을 참조하면, 메인스위치로서 렌즈보호용으로 기능하는 배리어, 고체의 촬상소자(1104)위에 물체의 광학상을 결상하는 렌즈(1102), 렌즈(1102)를 통과하는 광량를 제한하는 조리개(1103), 렌즈(1102)에 의해 형성된 화상을 화상신호로서 인출하게 하는 고체촬상소자(1104)를 도시한다. 렌즈(1102), 조리개(1103) 및 고체촬상소자(1102)는 촬상모듈을 구성한다. 고체촬상소자(1104)로부터 출력된 화상신호를 아날로그-디지털 변환에 대한 A/D변환기와, A/D변환기(1106)로부터 출력된 화상데이터에 대한 다양한 보정과 데이터압축을 행하는 신호처리부(1107)와, 고체촬상소자(1104), 화상신호처리부(1105), A/D변환기(1106) 및 신호처리부(1107)등에 다양한 타이밍신호를 공급하는 타이밍생성기(1108)과, 다양한 동작 및 스틸비디오카메라 전체를 제어하는 전체제어/동작부(1109), 화상데이터를 일시적으로 저장하는 메모리부(1110)와, 기록매체로부터 기록 또는 판독하는 인터페이스부(1111)와, 화상데이터를 기록 또는 판독출력하는 반도체메모리 등의 탈착가능한 기록매체(1112)와, 외부컴퓨터 등과 통신하는 인터페이스부를 형성한다.
이하, 촬상작업시에, 상기 설명한 구성의 스틸비디오카메라의 기능에 대해서 설명한다.
배리어가 개방되면, 먼저 주전원이 온된 다음에, 제어전원이 온한 다음에, A/D변환기 등을 포함하는 촬상회로를 위한 전원이 온된다.
다음에, 노광량을 조절하기 위해, 전체 제어/동작부(1109)는 고체 촬상소자(1104)의 전하축적시간을 제어한다. 고체촬상소자(1104)로부터의 신호는 A/D변환(1106)에 의해 변환되어 신호처리부(1107)에 공급된다.
상기 데어터에 의거하여, 전체 제어/동작부(1109)는 노출시간을 산출한다.
밝기는 이러한 광측정의 결과로부터 판정하고, 이에 의해 전체 제어/동작부(1109)는 를 전하축적시간을 제어한다.
적절한 노광을 확인한 후 주노광을 개시한다. 노광후에, 고체촬상소자(1104)로부터 출력된 화상신호는 A/D변환기에서 A/D변환된 다음에, 신호처리부(1107)에서 처리되고 전체 제어/동작부(1109)에 의해 메모리부에 기재된다. 다음에, 메모리부(1110)로 축적된 데이터는, 전체 제어/동작(1109)의 제어하에서, 기록매체제어 I/F부를 통하여 반도체메로리 등의 탈착가능한 기록매체(1112)에 기록된다. 이러한 데이터는, 외부I/F부(1113)에 의해, 화상처리용 컴퓨터 등에 직접적으로 또한 입력된다. 카메라는 이동화상을 기록하도록 또한 구성된다.
본 발명은, 포토센서부를 용이하게 밀봉 할 수 있는 집적된 화상렌즈타입의 촬상모듈과, 화상렌즈와 반도체칩의 정렬공정을 단순하게 함으로써 저렴하고 고성능의 집적화상렌즈타입의 촬상모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 개선된 촬상성능을 가진 집적렌즈의 촬상모듈 및 이 촬상모듈이 형성된 촬상장치를 제공할 수 있다.

Claims (26)

  1. 포토센서어레이와 이 포토센서어레이에 광을 유도하는 광학소자를 포함한 반도체칩를 포함하는 촬상모듈에 있어서,
    상기 광학소자는 결상부(imaging unit), 차광층, 상기 반도체칩과 상기 광학소자 사이의 위치에 형성되지만 광의 입사방향으로 상기 차광층을 제외한 접착제를 포함하고,
    상기 광학소자 및 반도체칩이 접착제에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착제는 밀봉형 접착제 또는 자외선 경화형수지인 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    압력을 상기 접착제의 안쪽으로 분산하기 위해 상기 반도체칩위에 형성된 접착제의 일부에 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 접착제에 혼합되어, 상기 반도체칩과 상기 광학소자사이에 소정의 갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    광입사를 방지하는 차광층을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학소자와 상기 반도체칩은 한 방향 또는 두 방향으로 상호간에 변위하여 접착되고, 외부와 전기적으로 접속하는 전극패드는 상기 반도체칩의 상부방향의 개방위치에 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학소자는 상기 결상부를 포함하는 상부기판 및 상기 차광부를 포함하는 하부기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광학소자는 복수의 결상부를 포함하는 입체경광학소자인 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광학소자는 컬러필터 또는 적외선차단필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  10. 디지털카메라는 상기 제1항에 기재된 촬상모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털카메라.
  11. 포토센서어레이를 포함하는 반도체칩과 결상부와 차광층을 포함하는 광학소자가 형성된 촬상모듈의 제조방법으로서,
    광의 입사방향에 대해 상기 차광층을 제외한 위치에 형성된 접착제에 의해 복수의 포토센서어레이를 지닌 반도체웨이퍼와 광학소자집합체를 접착하는 공정과,
    상기 접착제를 경화하는 공정과,
    상기 결상부이외의 위치에 다이싱하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상모듈의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    접착제에 의해 상기 반도체웨이퍼와 상기 광학소자집합체를 접착하는 공정은, 상기 광학소자집합체를 구성하는 하부기판집합체와 상기 반도체웨이퍼를 상기 접착제에 의해 접착하는 공정과, 상기 광학소자를 구성하는 상부기판집합체와 상기 하부기판집합체를 접착하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상모듈의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 다이싱공정은, 상기 접착제를 제외한 영역을 따라서, 또는 상기 광학소자위의 표면수지부가 다른 부분에서 보다 얇게 형성된 영역을 따라서, 또는 상기 광학소자의 표면위에 형성된 홈을 따라서, 다이싱하는 공정인 것을 특징으로 하는 촬상모듈의 제조방법.
  14. 반도체칩위에 형성된 광학소자를 포함하는 촬상모듈에 있어서,
    상기 광학소자는 제1렌즈와 제2렌즈를 포함하고, 상기 제2렌즈는 상기 제1렌즈에 대응하여 형성된 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 굴절률분포형렌즈인 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 광학소자는, 상부기판과 하부기판을 접착함으로써 구성되고, 상기 제2렌즈는 상기 하부기판위에 형성되는 반면에 상기 제1렌즈는 상기 상부기판위에 형성되는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈는 동축으로 접착되는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 광학소자는, 상기 복수의 제1렌즈에 의해 형성된 제1입체경렌즈와 상기 복수의 제2렌즈에 의해 형성된 제2입체경렌즈를 포함하는 입체경광학소자인 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 광학소자는 컬러필터 또는 적외선차단필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 광학소자는 상기 제1렌즈 또는 상기 제2렌즈에 대응하는 개구가 형성된 조리개차광층을 포함하고, 상기 조리개차광층은 상기 제1렌즈와 상기 제2렌즈 사이에 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 반도체칩은 그위에 마이크로렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  22. 디지털카메라는 제14항에 기재된 촬상모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털카메라.
  23. 포토센서어레이와 이 포토센서어레이에 광을 유도하는 광학소자로 이루어진 촬상모듈에 있어서,
    상기 광학소자는 제1렌즈와 이 제1렌즈에 대응하는 제2렌즈를 포함하고, 상기 촬상모듈은, 상기 차광층을 제외하고 상기 반도체칩과 상기 광학소자 사이에 형성된 접착제를 부가하여 포함하고, 상기 광학소자와 상기 반도체칩은 상기 접착제에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2렌즈는 굴절률분포형렌즈인 것을 특징으로 하는 촬상모듈.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 광학소자는, 4개의 제1입체경렌즈와 이 제1입체경렌즈에 각각 대응하는 제2입체경렌즈를 포함하는 입체경광학소자인 것을 특징을로 하는 촬상모듈.
  26. 디지털카메라는 제22항에 기재된 촬상모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털카메라.
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