KR20230120905A - Optical filter carrier, image sensor package having optical filter, method of fabricating optical filter carrier and image sensor package - Google Patents

Optical filter carrier, image sensor package having optical filter, method of fabricating optical filter carrier and image sensor package Download PDF

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KR20230120905A
KR20230120905A KR1020220017733A KR20220017733A KR20230120905A KR 20230120905 A KR20230120905 A KR 20230120905A KR 1020220017733 A KR1020220017733 A KR 1020220017733A KR 20220017733 A KR20220017733 A KR 20220017733A KR 20230120905 A KR20230120905 A KR 20230120905A
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이등근
김장섭
조상원
최장훈
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주식회사 옵트론텍
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Abstract

광학 필터 캐리어, 광학 필터를 갖는 이미지 센서 패키지, 광학 필터 캐리어 제조 방법, 및 이미시 센서 패키지 제조 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는, 상면에 이미지 센싱용 화소가 배치되고, 하면에 전기적 연결을 위한 솔더볼들이 형성된 반도체 칩, 반도체 칩 상부에 배치된 광학 필터, 및 광학 필터와 반도체 칩 사이에 배치된 스페이서를 포함하되, 스페이서는 블랙 잉크로 형성된다.An optical filter carrier, an image sensor package having an optical filter, a method for manufacturing an optical filter carrier, and a method for manufacturing an imaging sensor package are disclosed. An image sensor package according to an embodiment includes a semiconductor chip having pixels for image sensing disposed on an upper surface and solder balls for electrical connection formed on a lower surface thereof, an optical filter disposed on the semiconductor chip, and disposed between the optical filter and the semiconductor chip. A spacer is included, but the spacer is formed of black ink.

Description

광학 필터 캐리어, 광학 필터를 갖는 이미지 센서 패키지, 광학 필터 캐리어를 제조하는 방법, 및 이미지 센서 패키지를 제조하는 방법{OPTICAL FILTER CARRIER, IMAGE SENSOR PACKAGE HAVING OPTICAL FILTER, METHOD OF FABRICATING OPTICAL FILTER CARRIER AND IMAGE SENSOR PACKAGE}Optical filter carrier, image sensor package having an optical filter, method for manufacturing an optical filter carrier, and method for manufacturing an image sensor package }

본 발명은 광학 촬상 및 센싱을 위한 카메라 시스템에 관한 것으로, 특히, 광학 필터를 갖는 이미지 센서 패키지 및 이미지 센서 패키지를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a camera system for optical imaging and sensing, and more particularly to an image sensor package having an optical filter and a method of manufacturing the image sensor package.

자동차, 휴대폰, CCTV 등 다양한 분야에서 광학 촬상 및 센싱을 위한 카메라 시스템에 다양한 광학 필터 및 이미지 센서가 사용되고 있다. 광학 필터는 VR(Virtual Reality), AR(Augmented Reality), 자율 주행 차량, 드론, 안면 인식, 홍채 인식, 제스처 인식 등에 있어서 선택된 파장 범위의 광을 투과하고 그 외의 광을 차단하는 광학 요소로, 그 활용 분야가 계속해서 확대되고 있다.Various optical filters and image sensors are used in camera systems for optical imaging and sensing in various fields such as automobiles, mobile phones, and CCTVs. An optical filter is an optical element that transmits light in a selected wavelength range and blocks other light in VR (Virtual Reality), AR (Augmented Reality), autonomous vehicles, drones, face recognition, iris recognition, gesture recognition, etc. The field of application continues to expand.

이미지 센서는 광학 필터의 하류에 배치되어 광학 필터를 투과한 광을 센싱한다. 이미지 센서는 일반적으로 CCD 또는 CMOS 이미지 센서를 포함하는데, 이들 이미지 센서들은 실리콘 기판을 이용하여 제작된다. 실리콘 기판의 대면적화에 따라 최근에는 12인치의 실리콘 기판을 이용한 이미지 센서가 제작되고 있다.The image sensor is disposed downstream of the optical filter and senses light passing through the optical filter. The image sensor generally includes a CCD or CMOS image sensor, and these image sensors are manufactured using a silicon substrate. In recent years, image sensors using a 12-inch silicon substrate have been manufactured according to the large-area silicon substrate.

이미지 센서는 화소를 포함하며, 각 화소는 입사된 광을 검출하여 전기적 신호로 변환한다. 이미지 센서는 인쇄회로 보드에 실장되며 이미지 센서를 인쇄회로 보드에 전기적으로 연결하기 위해 본딩 와이어들이 일반적으로 사용되고 있다. 본딩 와이어는 화소 영역의 주변에 형성된 패드와 인쇄회로 보드 상의 패드를 전기적으로 연결한다. 와이어를 본딩하기 위한 패드는 광 센싱에 필요한 화소 영역에 더하여 이미지 센서의 면적을 증가시킨다. 이미지 센서의 면적 증가는 모바일 폰 등의 전면 카메라 모듈의 크기를 증가시켜 예컨대 전체 화면 디스플레이(Full Screen Display)를 어렵게 한다.The image sensor includes pixels, and each pixel detects incident light and converts it into an electrical signal. The image sensor is mounted on a printed circuit board, and bonding wires are generally used to electrically connect the image sensor to the printed circuit board. The bonding wire electrically connects pads formed around the pixel area and pads on the printed circuit board. The pad for bonding the wire increases the area of the image sensor in addition to the pixel area required for light sensing. An increase in the area of the image sensor increases the size of a front camera module of a mobile phone or the like, making it difficult to display, for example, a full screen.

나아가, 본딩 와이어를 사용하는 이미지 센서는 이동이 자유롭지 못해 이미지 센서를 이동시켜 광학 이미지 안정화를 달성하는 센서 이동 OIS(Optical Image Stabilization) 모듈에 적용하는데 한계가 있다.Furthermore, since the image sensor using the bonding wire is not freely movable, there is a limit in application to a sensor moving optical image stabilization (OIS) module that achieves optical image stabilization by moving the image sensor.

한편, 종래의 카메라 모듈은 보이스 코일 모터(VCM)를 포함하는 액튜에이터를 이용하여 렌즈를 이동시킴으로써 초점 거리를 조절한다. 이러한 카메라 모듈에서 광학 필터는 일반적으로 액튜에이터에 장착되어 이미지 센서 근처에 배치된다. 따라서, 광학 필터 모듈을 제조하는 공정과 이미지 센서 패키지를 제조하는 공정은 서로 분리되어 왔다.Meanwhile, a conventional camera module adjusts a focal length by moving a lens using an actuator including a voice coil motor (VCM). In such a camera module, an optical filter is usually mounted on an actuator and placed near the image sensor. Accordingly, the process of manufacturing the optical filter module and the process of manufacturing the image sensor package have been separated from each other.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광학 필터를 갖는 이미지 센서 패키지를 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide an image sensor package having an optical filter.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 평면 면적을 줄일 수 있는 이미지 센서 패키지를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an image sensor package capable of reducing a plane area.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 대면적 기판을 이용한 이미지 센서 패키지 제조를 위해 사용될 수 있는 대면적 광학 필터 캐리어를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a large-area optical filter carrier that can be used for manufacturing an image sensor package using a large-area substrate.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 광학 필터 캐리어 및 이미지 센서 패키지 제조 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing an optical filter carrier and an image sensor package.

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는, 상면에 이미지 센싱용 화소가 배치되고, 하면에 전기적 연결을 위한 솔더볼들이 형성된 반도체 칩; 상기 반도체 칩 상부에 배치된 광학 필터; 및 상기 광학 필터와 상기 반도체 칩 사이에 배치된 스페이서를 포함하되, 상기 스페이서는 블랙 잉크로 형성된다.An image sensor package according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor chip having pixels for image sensing disposed on an upper surface and solder balls for electrical connection formed on a lower surface; an optical filter disposed on the semiconductor chip; and a spacer disposed between the optical filter and the semiconductor chip, wherein the spacer is formed of black ink.

블랙 잉크를 이용하여 스페이서를 형성함으로써 스페이서를 작은 두께로 쉽게 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 스페이서는 20um 내지 100um 범위 내의 두께를 가질 수 있다.By forming the spacer using black ink, the spacer can be easily formed with a small thickness. In one embodiment, the spacer may have a thickness within the range of 20um to 100um.

상기 스페이서는 가시광 및 적외선에 대해 3 이상의 광학 밀도(OD)를 갖고 3% 미만의 반사율을 가질 수 있다. 나아가, 상기 스페이서는 가시광 및 적외선에 대해 1% 이하의 반사율, 더 나아가 0.5% 이하의 반사율을 가질 수 있다. 이에 따라, 스페이서로 입사된 광을 차단하여 플레어를 방지할 수 있다.The spacer may have an optical density (OD) of 3 or greater for visible and infrared light and a reflectance of less than 3%. Furthermore, the spacer may have a reflectance of 1% or less for visible light and infrared light, and furthermore, a reflectance of 0.5% or less. Accordingly, flare may be prevented by blocking light incident to the spacer.

상기 광학 필터는, 가시광 및 적외선에 투명한 투명 기판; 상기 투명 기판의 하면에 배치된 하부 필터 적층체; 상기 하부 필터 적층체에 대향하여 상기 투명 기판 상에 배치된 상부 필터 적층체; 상기 투명 기판과 상기 상부 필터 적층체 사이에 배치된 유기물층을 포함할 수 있고, 상기 하부 필터 적층체 및 상부 필터 적층체는 각각 굴절률이 다른 무기물층들을 포함할 수 있다.The optical filter may include a transparent substrate transparent to visible light and infrared light; a lower filter stack disposed on a lower surface of the transparent substrate; an upper filter stack disposed on the transparent substrate to face the lower filter stack; An organic material layer disposed between the transparent substrate and the upper filter stack may be included, and the lower filter stack and the upper filter stack may each include inorganic material layers having different refractive indices.

또한, 상기 유기물층은 광 흡수제를 함유하는 폴리머로 형성될 수 있으며, 상기 유기물층의 유리 전이 온도는 220℃ 이상일 수 있다. 상기 광 흡수제는 620nm 내지 780nm 범위 내에 최대 흡수 파장을 가질 수 있다.In addition, the organic material layer may be formed of a polymer containing a light absorber, and a glass transition temperature of the organic material layer may be 220° C. or higher. The light absorber may have a maximum absorption wavelength within a range of 620 nm to 780 nm.

상기 이미지 센서 패키지는 상기 유기물층과 상기 투명 기판 사이에 배치된 베이스 코트를 더 포함할 수 있다. 상기 베이스 코트는 상기 유기물층의 접착력을 향상시킨다.The image sensor package may further include a base coat disposed between the organic material layer and the transparent substrate. The base coat improves adhesion of the organic material layer.

상기 이미지 센서 패키지는, 상기 스페이서에 대향하여 상기 광학 필터 상에 배치된 마스크를 더 포함할 수 있다. 상기 마스크는 상기 스페이서와 동일하거나 그보다 더 큰 폭을 갖고 상기 스페이서와 중첩할 수 있다.The image sensor package may further include a mask disposed on the optical filter to face the spacer. The mask may have a width equal to or greater than that of the spacer and may overlap the spacer.

나아가, 상기 스페이서 외측면 및 상기 마스크의 외측면은 상기 반도체칩의 측면 및 상기 광학 필터의 측면과 나란할 수 있다.Furthermore, an outer surface of the spacer and an outer surface of the mask may be parallel to a side surface of the semiconductor chip and a side surface of the optical filter.

한편, 상기 이미지 센서 패키지는 상기 광학 필터의 측면을 덮는 광 차단층을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the image sensor package may further include a light blocking layer covering a side surface of the optical filter.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 캐리어는, 광학 필터 웨이퍼; 및An optical filter carrier according to an embodiment of the present invention includes an optical filter wafer; and

상기 광학 필터 웨이퍼 상에 메쉬 형상으로 배치된 스페이서를 포함하고, 상기 스페이서는 블랙 잉크로 형성된다.and spacers arranged in a mesh shape on the optical filter wafer, and the spacers are formed of black ink.

상기 광학 필터 웨이퍼는 적어도 12인치의 직경을 가질 수 있다.The optical filter wafer may have a diameter of at least 12 inches.

상기 스페이서는 10um 내지 50um 범위 내의 두께를 가질 수 있으며, 가시광 및 적외선에 대해 3 이상의 광학 밀도(OD) 및 3% 미만의 반사율, 나아가, 1% 이하의 반사율, 더 나아가, 0.5% 이하의 반사율을 가질 수 있다.The spacer may have a thickness in the range of 10 um to 50 um, and has an optical density (OD) of 3 or more and a reflectance of less than 3%, further, a reflectance of 1% or less, and furthermore, a reflectance of 0.5% or less for visible light and infrared light. can have

상기 광학 필터 웨이퍼는, 가시광 및 적외선에 투명한 투명 기판; 상기 투명 기판의 하면에 배치된 하부 필터 적층체; 상기 하부 필터 적층체에 대향하여 상기 투명 기판 상에 배치된 상부 필터 적층체; 및 상기 투명 기판과 상기 상부 필터 적층체 사이에 배치된 유기물층을 포함할 수 있으며, 상기 하부 필터 적층체 및 상부 필터 적층체는 각각 굴절률이 다른 무기물층들을 포함할 수 있고, 상기 유기물층은 광 흡수제를 함유하는 폴리머로 형성될 수 있으며, 상기 유기물층의 유리 전이 온도는 220℃ 이상이고, 상기 광 흡수제는 620nm 내지 780nm 범위 내에 최대 흡수 파장을 가질 수 있다.The optical filter wafer may include a transparent substrate transparent to visible light and infrared light; a lower filter stack disposed on a lower surface of the transparent substrate; an upper filter stack disposed on the transparent substrate to face the lower filter stack; and an organic material layer disposed between the transparent substrate and the upper filter stack, wherein the lower filter stack and the upper filter stack may each include inorganic material layers having different refractive indices, and the organic material layer contains a light absorber. The organic material layer may have a glass transition temperature of 220° C. or more, and the light absorber may have a maximum absorption wavelength within a range of 620 nm to 780 nm.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 캐리어 제조 방법은, 광학 필터 웨이퍼를 준비하고, 상기 광학 필터 웨이퍼의 일면에 광 차단 물질로 마스크를 형성하고, 상기 광학 필터 웨이퍼의 타면에 블랙 잉크를 이용하여 메쉬 형상의 스페이서를 형성하는 것을 포함할 수 있다.An optical filter carrier manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes preparing an optical filter wafer, forming a mask of a light blocking material on one surface of the optical filter wafer, and using black ink on the other surface of the optical filter wafer. It may include forming a mesh-shaped spacer.

상기 스페이서는 가시광 및 적외선에 대해 3 이상의 광학 밀도 및 3% 미만의 반사율, 나아가, 1% 이하의 반사율, 더 나아가, 0.5% 이하의 반사율을 가질 수 있다.The spacer may have an optical density of 3 or more and a reflectance of less than 3% for visible light and infrared light, furthermore, a reflectance of 1% or less, and even more, a reflectance of 0.5% or less.

한편, 상기 광학 필터 웨이퍼를 준비하는 것은, 가시광 및 적외선에 투명한 투명 기판을 준비하고, 상기 투명 기판의 하면에 굴절률이 다른 무기물층들을 적층하여 하부 필터 적층체를 형성하고, 상기 투명 기판의 상면에 굴절률이 다른 무기물층들을 적층하여 상부 필터 적층체를 형성하고, 상기 상부 필터 적층체를 형성하기 전 또는 후에 상기 투명 기판의 상면에 유기물층을 형성하는 것을 포함하고, 상기 유기물층은 220℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 폴리머를 이용하여 형성될 수 있다.Meanwhile, in preparing the optical filter wafer, a transparent substrate transparent to visible light and infrared rays is prepared, inorganic material layers having different refractive indices are laminated on the lower surface of the transparent substrate to form a lower filter laminate, and a lower filter stack is formed on the upper surface of the transparent substrate. forming an upper filter stack by stacking inorganic material layers having different refractive indices, and forming an organic material layer on the upper surface of the transparent substrate before or after forming the upper filter stack, wherein the organic material layer has a glass transition temperature of 220° C. or higher It can be formed using a polymer having.

상기 투명 기판은 적어도 12인치의 직경을 가질 수 있다.The transparent substrate may have a diameter of at least 12 inches.

본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지 제조 방법은, 위에서 설명된 방법으로 광학 필터 캐리어를 제조하고, 복수의 이미지 센싱용 화소가 형성된 반도체 웨이퍼를 제조하고, 상기 광학 필터 캐리어를 상기 반도체 웨이퍼 상에 부착하고, 상기 광학 필터 캐리어와 상기 반도체 웨이퍼를 함께 절단하여 개별화된 이미시 센서 패키지들을 제조하는 것을 포함한다.A method of manufacturing an image sensor package according to an embodiment of the present invention includes manufacturing an optical filter carrier by the method described above, manufacturing a semiconductor wafer on which a plurality of image sensing pixels are formed, and placing the optical filter carrier on the semiconductor wafer. and cutting together the optical filter carrier and the semiconductor wafer to fabricate individualized imaging sensor packages.

상기 광학 필터 캐리어와 상기 반도체 웨이퍼를 함께 절단하는 동안, 상기 마스크 및 상기 스페이서도 함께 절단될 수 있다.While cutting the optical filter carrier and the semiconductor wafer together, the mask and the spacer may also be cut together.

본 발명의 실시예들에 따르면, 블랙 잉크를 이용하여 스페이서를 형성함으로써 이미지 센싱용 반도체 칩과 광학 필터 사이의 간격을 줄일 수 있어 광학 필터를 포함하는 이미지 센서 패키지의 전체 두께를 낮출 수 있다. According to embodiments of the present invention, a spacer between an image sensing semiconductor chip and an optical filter may be reduced by forming a spacer using black ink, thereby reducing an overall thickness of an image sensor package including an optical filter.

또한, 대면적의 광학 필터 캐리어를 제공함으로써 복수의 이미지 센싱용 화소가 형성된 대면적의 반도체 웨이퍼와 함께 웨이퍼 레벨에서 광학 필터를 갖는 이미지 센서 패키지를 대량으로 제조할 수 있다. 특히, 투명 기판에 적외선 흡수 특성을 갖는 유기물층을 코팅함으로써 12인치 이상의 대면적의 광학 필터 캐리어를 제공할 수 있으며, 이에 따라, 12인치 이상의 반도체 웨이퍼와 함께 웨이퍼 레벨에서 이미지 센서 패키지를 제조할 수 있다.In addition, by providing a large-area optical filter carrier, it is possible to mass-manufacture an image sensor package having an optical filter at a wafer level together with a large-area semiconductor wafer on which a plurality of image sensing pixels are formed. In particular, it is possible to provide a large-area optical filter carrier of 12 inches or more by coating an organic material layer having infrared absorption characteristics on a transparent substrate, and accordingly, an image sensor package can be manufactured at a wafer level together with a semiconductor wafer of 12 inches or more. .

또한, 볼 그리드 어레이를 채택한 이미지 센서 패키지를 채택함으로써 카메라 모듈의 평면 면적을 줄일 수 있다. 이에 따라, 이미지 센서 패키지를 별도의 인쇄회로보드에 실장하여 메인 보드에 전기적으로 연결할 필요없이 이미지 센서 패키지를 메인 보드에 직접 실장할 수도 있다.In addition, by adopting an image sensor package employing a ball grid array, the plane area of the camera module can be reduced. Accordingly, the image sensor package may be directly mounted on the main board without the need to mount the image sensor package on a separate printed circuit board and electrically connect it to the main board.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 절취선 A-A'를 따라 취해진 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 절취선 B-B'를 따라 취해진 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 복수의 이미지 센싱용 화소가 형성된 반도체 웨이퍼를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 캐리어를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 부분 확대 평면도이다.
도 6c는 도 6b의 절취선 C-C'를 따라 취해진 개략적인 단면도이다.
도 7a, 도 7b, 도 7c, 및 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
1 is a schematic plan view illustrating an image sensor package according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line A-A' in FIG. 1 .
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB' in FIG. 1 .
4 is a schematic cross-sectional view for explaining an optical filter according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic plan view for explaining a semiconductor wafer on which a plurality of pixels for image sensing are formed.
6A is a schematic plan view for explaining an optical filter carrier according to an embodiment of the present invention.
6B is a partially enlarged plan view of FIG. 6A.
FIG. 6C is a schematic cross-sectional view taken along the line C-C′ in FIG. 6B.
7A, 7B, 7C, and 7D are schematic plan views illustrating a method of manufacturing an image sensor package according to an exemplary embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention may be embodied in other forms without being limited to the embodiments described below. And in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서 패키지를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2 및 도 3은 각각 도 1의 절취선 A-A' 및 B-B'를 따라 취해진 개략적인 단면도들이다.1 is a schematic plan view for explaining an image sensor package according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are schematic cross-sectional views taken along lines AA′ and BB′ of FIG. 1 , respectively.

도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 이미지 센서용 반도체 칩(10a), 광학 필터(20a), 스페이서(30), 및 마스크(40)를 포함할 수 있다.1, 2, and 3 , the image sensor package according to the present embodiment may include an image sensor semiconductor chip 10a, an optical filter 20a, a spacer 30, and a mask 40. can

이미지 센서용 반도체 칩(10a)은 반도체 기판(11) 및 화소 영역(13)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 화소 영역(13)은 실리콘 등의 반도체 기판(11) 내에 형성될 수 있다. 화소 영역(13)은 CCD 또는 CMOS로 형성될 수 있으며, 이에 따라, CCD 이미지 센서 또는 CMOS 이미지 센서가 제공될 수 있다. CCD 또는 CMOS 이미지 센서용 반도체 칩(10a)은 당해 분야에서 공지의 반도체 칩이므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.The semiconductor chip 10a for an image sensor may include a semiconductor substrate 11 and a pixel region 13 . For example, the pixel region 13 may be formed in a semiconductor substrate 11 such as silicon. The pixel region 13 may be formed of CCD or CMOS, and thus a CCD image sensor or CMOS image sensor may be provided. Since the semiconductor chip 10a for a CCD or CMOS image sensor is a well-known semiconductor chip in the art, further detailed description thereof will be omitted.

이미지 센서용 반도체 칩(10a) 상에는 이미지를 결상하기 위한 마이크로 렌즈들(15)이 정렬될 수 있다. 마이크로 렌즈들(15)은 광학 필터(20)를 통과한 광을 화소 영역(13)에 결상하기 위해 배치될 수 있다. 마이크로 스케일의 렌즈들이 화소 영역(13) 상에 정렬될 수 있다. 도 2에서 마이크로 렌즈들(15)이 반도체 기판(11)의 상면 위로 돌출된 것을 도시하지만, 마이크로 렌즈들(15)은 반도체 기판(11)의 상면보다 아래에 배치될 수도 있다.On the semiconductor chip 10a for an image sensor, micro lenses 15 for forming an image may be aligned. The micro lenses 15 may be disposed to form an image on the pixel region 13 of light passing through the optical filter 20 . Micro-scale lenses may be aligned on the pixel area 13 . Although FIG. 2 shows that the micro lenses 15 protrude above the upper surface of the semiconductor substrate 11 , the micro lenses 15 may be disposed below the upper surface of the semiconductor substrate 11 .

한편, 솔더 볼들(17)이 이미지 센서용 반도체 칩(10a)의 하면에 배치될 수 있다. 솔더 볼들(17)은 비아홀들을 통해 화소 영역에 전기적으로 연결될 수 있다. 솔더 볼들(17)은 화소 영역(13)의 동작을 위한 전기를 화소 영역(13)에 공급하거나, 화소 영역(13)에서 생성된 전기 신호를 인쇄회로 보드에 전송하기 위해 사용된다. 특히, 솔더 볼들(17)이 인쇄회로 보드 상에 본딩되며, 따라서, 종래 기술에 따른 본딩 와이어들은 생략된다. 나아가, 솔더 볼들(17)이 반도체 칩(10a)의 하면에 배치되므로, 종래 기술에서 패드들을 형성하기 위한 면적을 생략하거나 대폭 줄일 수 있다. 이에 따라, 반도체 칩(10a)의 평면 면적을 줄일 수 있다. 본 실시예에 따른 이미지 센서 패키지는 반도체 칩(10a)의 평면 면적 감소에 따라 전체 화면 디스플레이(FSD)를 위한 카메라 모듈에 특히 적합하게 사용될 수 있다. 더욱이, 이미지 센서 패키지를 작은 크기로 제조할 수 있어, 이미지 센서 패키지를 메인 보드 상에 직접 실장할 수도 있다.Meanwhile, solder balls 17 may be disposed on the lower surface of the image sensor semiconductor chip 10a. The solder balls 17 may be electrically connected to the pixel area through via holes. The solder balls 17 are used to supply electricity for operation of the pixel region 13 to the pixel region 13 or to transmit electrical signals generated in the pixel region 13 to the printed circuit board. In particular, the solder balls 17 are bonded on the printed circuit board, and thus bonding wires according to the prior art are omitted. Furthermore, since the solder balls 17 are disposed on the lower surface of the semiconductor chip 10a, the area for forming pads in the prior art can be omitted or greatly reduced. Accordingly, the planar area of the semiconductor chip 10a can be reduced. The image sensor package according to the present exemplary embodiment may be particularly suitably used for a camera module for a full screen display (FSD) due to a reduction in the plane area of the semiconductor chip 10a. Moreover, since the image sensor package can be manufactured in a small size, the image sensor package can be directly mounted on the main board.

나아가, 솔더 볼들(17)을 형성하기 전에 반도체 칩(10a)의 두께를 줄일 수 있다. 반도체 칩(10a)의 두께는 실리콘 등의 기판을 그라인딩 등의 기술을 이용하여 연마함으로서 감소될 수 있다. 반도체 칩(10a)의 두께를 감소시킴으로써 솔더 볼들(17)을 형성함에 따른 패키지의 높이 증가를 완화할 수 있다.Furthermore, the thickness of the semiconductor chip 10a may be reduced before forming the solder balls 17 . The thickness of the semiconductor chip 10a can be reduced by polishing a substrate such as silicon using a technique such as grinding. By reducing the thickness of the semiconductor chip 10a, an increase in the height of the package due to the formation of the solder balls 17 can be alleviated.

이미지 센서 패키지의 두께를 감소시킴으로써 카메라 모듈의 전체 높이가 증가되는 것을 방지할 수 있으며, 특히, 3D 이미지 센싱을 위한 카메라, 예컨대, 비행 시간(Time of Flight: ToF) 카메라에서 카메라 모듈 크기를 감소시킬 수 있다.By reducing the thickness of the image sensor package, it is possible to prevent the overall height of the camera module from being increased. can

광학 필터(20a)는 촬상 또는 센싱을 위한 다양한 카메라 시스템에서 요구되는 파장 대역의 광을 투과하고, 불필요한 영역의 광을 차단한다. 광학 필터(20a)는 용도에 따라 다양할 수 있으며, 예를 들어, 촬상 시스템에서 적외선을 차단하는 적외선 컷오프 필터일 수 있으며, 3차원 이미지 센싱 시스템에서 가시광을 차단하고 적외선을 투과하는 적외선 투과 필터일 수 있다. 광학 필터(20a)는 반도체 칩(10a)과 동일한 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 광학 필터(20a)의 측면들은 반도체 칩(10 a)의 측면들과 나란할 수 있다. 일 실시예에 따른 적외선 컷오프 필터(20a)가 도 4에 도시되어 있으며, 이에 대해 뒤에서 상세하게 설명한다.The optical filter 20a transmits light in a wavelength band required by various camera systems for imaging or sensing and blocks light in an unnecessary area. The optical filter 20a may vary depending on the purpose, and may be, for example, an infrared cutoff filter that blocks infrared rays in an imaging system, and an infrared transmission filter that blocks visible light and transmits infrared rays in a 3D image sensing system. can The optical filter 20a may have the same area as the semiconductor chip 10a. For example, side surfaces of the optical filter 20a may be parallel to side surfaces of the semiconductor chip 10 a. An infrared cutoff filter 20a according to an embodiment is shown in FIG. 4 and will be described in detail later.

스페이서(30)는 반도체 칩(10a)과 광학 필터(20a) 사이에 배치된다. 스페이서(30)는 광학 필터(20a)의 가장자리를 따라 링 형상으로 배치될 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 스페이서(30)는 사각형 링 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The spacer 30 is disposed between the semiconductor chip 10a and the optical filter 20a. The spacer 30 may be arranged in a ring shape along the edge of the optical filter 20a. As shown in FIG. 1 , the spacer 30 may have a rectangular ring shape, but is not limited thereto.

한편, 스페이서(30)의 외측면은 광학 필터(20a)의 측면 및 반도체 칩(10a)의 측면과 나란할 수 있다. 스페이서(30)의 두께는 광학 필터(20a)의 두께보다 작을 수 있으며, 반도체 기판(11)의 두께보다 작을 수 있다. 스페이서(30)의 두께는 렌즈들(15)의 높이보다 크며, 따라서, 광학 필터(20)를 렌즈들(15)로부터 이격시킨다.Meanwhile, an outer surface of the spacer 30 may be parallel to a side surface of the optical filter 20a and a side surface of the semiconductor chip 10a. The thickness of the spacer 30 may be smaller than the thickness of the optical filter 20a and may be smaller than the thickness of the semiconductor substrate 11 . The thickness of the spacer 30 is greater than the height of the lenses 15, thus spacing the optical filter 20 away from the lenses 15.

스페이서(30)는 솔더 볼들(17)을 이용하여 이미지 센서 패키지를 인쇄회로 보드에 표면 실장 기술을 이용하여 실장할 때 실장 온도에서 견딜 수 있는 재료로 형성된다. 이미지 센서 패키지는 특히 리플로우 공정을 이용하여 표면 실장될 수 있으며, 이때, 실장 온도는 최대 220℃를 초과할 수 있다. 스페이서(30)는 리플로우 공정에서 고온에 견딜 수 있는 재료로 형성된다. 나아가, 스페이서(30)는 광을 흡수하는 물질로 형성될 수 있으며, 가시광 및 적외선에 대한 반사율이 낮은 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 스페이서(30)는 블랙 잉크로 형성될 수 있으며, 예를 들어 감광성 블랙 잉크로 형성될 수 있다. 블랙 잉크는 광을 흡수하여 차단하며 광 반사율이 낮다. 더욱이, 블랙 잉크는 작은 두께로 쉽게 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 스페이서(30)는 예를 들어, 20um 내지 100um 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 스페이서(30)는 대략 50um 이하의 두께를 가질 수 있으며, 광학 필터(20a)를 투과한 광, 예를 들어 가시광 및 적외선에 대해 3 이상의 광학 밀도(Optical density: OD), 및 3% 이하의 반사율, 나아가 0.5% 이하의 반사율을 가질 수 있다. 블랙 잉크를 이용함으로써 작은 두께를 갖는 스페이서를 제공할 수 있으며, 이에 따라, 이미지 센서 패키지의 전체 높이를 줄일 수 있다. 또한, 블랙 잉크를 이용하여 스페이서(30)를 형성함으로써 광이 스페이서(30)에서 반사되어 화소 영역(13)으로 입사되는 것을 방지할 수 있다. 블랙 잉크를 이용한 스페이서(30)의 반사율을 낮추기 위해 스페이서(30)의 표면에 플라즈마 처리가 수행될 수도 있다.The spacer 30 is formed of a material that can withstand the mounting temperature when the image sensor package is mounted on the printed circuit board using the surface mounting technology using the solder balls 17 . In particular, the image sensor package may be surface mounted using a reflow process, and in this case, the mounting temperature may exceed 220°C. The spacer 30 is formed of a material that can withstand high temperatures in a reflow process. Furthermore, the spacer 30 may be formed of a material that absorbs light and may be formed of a material that has low reflectivity for visible light and infrared light. In one embodiment, the spacer 30 may be formed of black ink, for example, photosensitive black ink. Black ink absorbs and blocks light and has low light reflectance. Moreover, black ink can be easily formed with a small thickness. In one embodiment, the spacer 30 may have a thickness within a range of 20 um to 100 um, for example. The spacer 30 may have a thickness of about 50 μm or less, and has an optical density (OD) of 3 or more and a reflectance of 3% or less for light transmitted through the optical filter 20a, for example, visible light and infrared light. , and may further have a reflectance of 0.5% or less. By using black ink, it is possible to provide a spacer having a small thickness, thereby reducing the overall height of the image sensor package. In addition, by forming the spacer 30 using black ink, it is possible to prevent light from being reflected from the spacer 30 and incident into the pixel region 13 . Plasma treatment may be performed on the surface of the spacer 30 to lower reflectance of the spacer 30 using black ink.

광학 필터(20a)를 통과한 광 또는 마이크로 렌즈(15)나 반도체 칩(10a)에서 반사된 광이 스페이서(30)에서 반사되어 화소 영역(13)으로 입사될 수 있다. 스페이서(30)에서 반사된 광은 플레어 등의 문제를 유발하여 이미지 불량을 초래할 수 있다. 그러나 블랙 잉크를 이용하여 스페이서(30)를 형성함으로써 스페이서(30)에서 발생될 수 있는 광의 반사를 차단하여 플레어를 방지할 수 있다.Light passing through the optical filter 20a or light reflected by the micro lens 15 or the semiconductor chip 10a may be reflected by the spacer 30 and be incident to the pixel region 13 . Light reflected from the spacer 30 may cause problems such as flare, resulting in image defects. However, by forming the spacer 30 using black ink, reflection of light that may be generated in the spacer 30 is blocked, thereby preventing flare.

본 실시예에 따르면, 고온에서 견딜 수 있는 재료로 형성된 스페이서(30)를 채택함으로써 이미지 센서용 반도체 칩(10a)에 광학 필터(20a)를 결합하여 표면 실장이 가능한 이미지 센서 패키지를 제공할 수 있다.According to the present embodiment, by adopting the spacer 30 formed of a material that can withstand high temperatures, an image sensor package capable of surface mounting can be provided by coupling the optical filter 20a to the image sensor semiconductor chip 10a. .

마스크(40)는 광학 필터(20a) 상에 배치된다. 마스크(40)는 광이 반도체 칩(10a)으로 입사되는 영역을 한정한다. 마스크(40)는 광학 필터(20a)의 가장자리를 따라 링 형상으로 배치될 수 있다. 마스크(40)의 외측면은 광학 필터(20a)의 측면과 나란할 수 있으며, 스페이서(30)의 외측면 및 반도체 칩(10a)의 외측면과 나란할 수 있다. 도면들에서 마스크(40)가 스페이서(30)와 동일한 폭을 갖는 4각 링으로 도시되어 있지만, 본 실시예가 그것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 마스크(40)는 스페이서(30)보다 더 넓은 폭을 갖는 4각 링으로 형성될 수도 있다. 마스크(40)는 광 흡수 물질, 예컨대 Cr을 포함할 수 있다. 나아가, 마스크(40) 내에 정렬 키가 형성될 수 있다.A mask 40 is disposed on the optical filter 20a. The mask 40 limits a region through which light is incident to the semiconductor chip 10a. The mask 40 may be disposed in a ring shape along the edge of the optical filter 20a. An outer surface of the mask 40 may be parallel to a side surface of the optical filter 20a, and may be parallel to an outer surface of the spacer 30 and an outer surface of the semiconductor chip 10a. In the drawings, the mask 40 is shown as a square ring having the same width as the spacer 30, but the present embodiment is not limited thereto. For example, the mask 40 may be formed as a square ring having a wider width than the spacer 30 . The mask 40 may include a light absorbing material such as Cr. Furthermore, an alignment key may be formed within the mask 40 .

한편, 광학 필터(20a)의 측면을 통해 외부 광이 이미지 센서 패키지 내부로 입사되는 것을 차단하기 위해 광학 필터(20a)의 측면을 덮는 광 차단층(50)이 추가될 수 있다. 광 차단층(50)은 광학 필터(20a)의 측면을 덮고 나아가, 스페이서(30) 및/또는 마스크의 측면을 덮을 수 있다. 또한, 광 차단층(50)은 반도체 기판(11)의 측면을 덮을 수도 있다.Meanwhile, a light blocking layer 50 covering a side surface of the optical filter 20a may be added to block external light from being incident into the image sensor package through the side surface of the optical filter 20a. The light blocking layer 50 may cover side surfaces of the optical filter 20a and further cover side surfaces of the spacer 30 and/or the mask. In addition, the light blocking layer 50 may cover the side surface of the semiconductor substrate 11 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터(20a)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view for explaining an optical filter 20a according to an exemplary embodiment.

도 4를 참조하면, 광학 필터(20a)는 기판(21), 베이스 코트(27), 유기물층(29), 상부 필터 적층체(25), 및 하부 필터 적층체(23)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the optical filter 20a may include a substrate 21 , a base coat 27 , an organic material layer 29 , an upper filter stack 25 , and a lower filter stack 23 .

기판(21)은 요구되는 파장의 광을 투과하는 투명 기판으로, 예컨대 유리 기판, 석영 기판, 또는 실리콘 기판과 같은 무기물 기판일 수 있다.The substrate 21 is a transparent substrate that transmits light of a required wavelength, and may be, for example, an inorganic substrate such as a glass substrate, a quartz substrate, or a silicon substrate.

하부 필터 적층체(23)는 기판(21)의 하면 상에 배치될 수 있다. 하부 필터 적층체(23)는 기판(21) 상에 증착될 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하부 필터 적층체(23)는 임시 기판과 같은 다른 기판 상에 증착된 후, 기판(21) 상에 부착될 수도 있다.The lower filter stack 23 may be disposed on the lower surface of the substrate 21 . The lower filter stack 23 may be deposited on the substrate 21, but the present invention is not necessarily limited thereto. For example, the lower filter stack 23 may be deposited on another substrate such as a temporary substrate and then attached to the substrate 21 .

하부 필터 적층체(23)는 굴절률이 서로 다른 복수의 무기물층들을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 하부 필터 적층체(23)는 반사 방지막일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 하부 필터 적층체(23)는 굴절률이 서로 다른 층들이 서로 교번하여 적층된 적층 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어, 단파장, 장파장, 또는 대역 투과 필터 적층체일 수 있다.The lower filter stack 23 includes a plurality of inorganic material layers having different refractive indices. In one embodiment, the lower filter stack 23 may be an antireflection film. In another embodiment, the lower filter stack 23 may have a stack structure in which layers having different refractive indices are alternately stacked, and may be, for example, a short-wavelength, long-wavelength, or band pass filter stack.

하부 필터 적층체(23)는 기판(21)의 상면을 투과한 특정 파장 대역의 광이 하면에서 반사되는 것을 방지하기 위한 반사 방지막으로 기능할 수 있다. 나아가, 하부 필터 적층체(23)는 기판(21)의 상면을 투과한 광 중 적어도 일부를 차단할 수 있다. The lower filter stack 23 may function as an antireflection film to prevent light of a specific wavelength band transmitted through the upper surface of the substrate 21 from being reflected on the lower surface. Furthermore, the lower filter stack 23 may block at least a portion of light transmitted through the upper surface of the substrate 21 .

일 실시예에 있어서, 하부 필터 적층체(23)는 복수의 저굴절률층들(L) 및 고굴절률층(H)들을 포함할 수 있으며, 저굴절률층(L)과 고굴절률층(H)이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다. 저굴절률층(L)은 예컨대 SiOx(예컨대, SiO2), MgFx(예컨대, MgF2) 등을 포함할 수 있으며, 고굴절률층(H)은 SiNx(예컨대, Si3N4), TiOx(예컨대, TiO2), NbOx(예컨대, Nb2O5), TaOx(예컨대, Ta2O5), 또는 AlOx(예컨대, Al2O3)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the lower filter stack 23 may include a plurality of low refractive index layers (L) and high refractive index layers (H), and the low refractive index layer (L) and the high refractive index layer (H) are It may have an alternating layered structure. The low refractive index layer (L) may include, for example, SiOx (eg, SiO 2 ), MgFx (eg, MgF 2 ), and the like, and the high refractive index layer (H) may include SiNx (eg, Si 3 N 4 ), TiOx (eg, , TiO 2 ), NbOx (eg, Nb 2 O 5 ), TaOx (eg, Ta 2 O 5 ), or AlOx (eg, Al 2 O 3 ).

상부 필터 적층체(25)는 기판(21)의 상면 상에 배치된다. 상부 필터 적층체(25)는 기판(21)을 사이에 두고 하부 필터 적층체(23)에 대향하여 배치된다.An upper filter stack 25 is disposed on the upper surface of the substrate 21 . The upper filter stack 25 is disposed facing the lower filter stack 23 with the substrate 21 therebetween.

상부 필터 적층체(25)는 복수의 저굴절률층들(L) 및 복수의 고굴절률층들(H)을 포함할 수 있다. 상부 필터 적층체(25)는 복수의 저굴절률층들(L) 및 복수의 고굴절률층들(H)이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다. 저굴절률층(L)은 예컨대 SiOx(예컨대, SiO2), MgFx(예컨대, MgF2) 등을 포함할 수 있으며, 고굴절률층(H)은 SiNx(예컨대, Si3N4), TiOx(예컨대, TiO2), NbOx(예컨대, Nb2O5), TaOx(예컨대, Ta2O5), 또는 AlOx(예컨대, Al2O3)를 포함할 수 있다.The upper filter stack 25 may include a plurality of low refractive index layers (L) and a plurality of high refractive index layers (H). The upper filter stack 25 may have a structure in which a plurality of low refractive index layers L and a plurality of high refractive index layers H are alternately stacked. The low refractive index layer (L) may include, for example, SiOx (eg, SiO 2 ), MgFx (eg, MgF 2 ), and the like, and the high refractive index layer (H) may include SiNx (eg, Si 3 N 4 ), TiOx (eg, , TiO 2 ), NbOx (eg, Nb 2 O 5 ), TaOx (eg, Ta 2 O 5 ), or AlOx (eg, Al 2 O 3 ).

상부 필터 적층체(25)는 단파장, 장파장, 또는 대역 투과 필터 적층체일 수 있다. 상부 필터 적층체(25)와 하부 필터 적층체(23)는 서로 조합하여 대역 투과 특성을 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 상부 필터 적층체(23) 및/또는 하부 필터 적층체(25)는 420 nm 내지 695 nm 범위 내의 가시광을 투과하고, 720 nm 내지 1100 nm 범위 내의 광을 차단하도록 설계될 수 있다.The upper filter stack 25 may be a short wavelength, long wavelength, or band pass filter stack. The upper filter stack 25 and the lower filter stack 23 may be combined to exhibit band transmission characteristics. For example, upper filter stack 23 and/or lower filter stack 25 may be designed to transmit visible light in the range of 420 nm to 695 nm and block light in the range of 720 nm to 1100 nm.

상부 및 하부 필터 적층체(23, 25) 내 각층의 증착 방식은 다양할 수 있다. 예를 들어, 박막 증착은 CVD(Chemical Vapor Deposition), 전자빔 증발(e-beam evaporation), 스퍼터링(sputtering) 등과 같은 공정에 의해 수행될 수 있다.The deposition method of each layer in the upper and lower filter stacks 23 and 25 may vary. For example, thin film deposition may be performed by processes such as chemical vapor deposition (CVD), e-beam evaporation, sputtering, and the like.

베이스 코트(27)는 기판(21) 상에 배치될 수 있다. 베이스 코트(27)는 기판(21)과 상부 필터 적층체(25) 사이에 배치된다. 베이스 코트(27)는 기판(21)에 대한 유기물층(29)의 접착력을 향상시키기 위해 사용될 수 있으며, 생략될 수도 있다. 베이스 코트(27)는 가시광선에 투명한 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 수지, 폴리 우레탄, 폴리 아크릴, 아크릴레이트 등으로 형성될 수 있다.A base coat 27 may be disposed on the substrate 21 . A base coat 27 is disposed between the substrate 21 and the top filter stack 25 . The base coat 27 may be used to improve adhesion of the organic material layer 29 to the substrate 21 and may be omitted. The base coat 27 may be formed of a material that is transparent to visible light, and may be formed of, for example, silicone resin, polyurethane, polyacrylic, acrylate, or the like.

일 실시예에 있어서, 유기물층(29)은 기판(21)과 상부 필터 적층체(25) 사이에 배치될 수 있다. 유기물층(29)은 베이스 코트(27) 상에 배치될 수 있으며, 베이스 코트(27)가 생략된 경우, 기판(21)에 직접 접촉할 수도 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유기물층(29)이 상부 필터 적층체(25) 상에 배치될 수도 있다.In one embodiment, the organic material layer 29 may be disposed between the substrate 21 and the upper filter stack 25 . The organic material layer 29 may be disposed on the base coat 27, and may directly contact the substrate 21 when the base coat 27 is omitted. However, the present invention is not limited thereto, and the organic material layer 29 may be disposed on the upper filter stack 25 .

유기물층(29)은 유리 전이 온도가 예를 들어, 220℃ 이상인 폴리머로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유기물층(29)은 근적외선 파장 영역의 광을 흡수하는 1종 이상의 광 흡수제를 포함하는 투명 폴리이미드(CPI)로 형성될 수 있다. 광 흡수제는 염료 또는 안료일 수 있다. 예를 들어, 광 흡수제의 최대 흡수 파장은 670 내지 780nm 범위 내일 수 있다.The organic layer 29 may be formed of a polymer having a glass transition temperature of, for example, 220° C. or higher. For example, the organic material layer 29 may be formed of transparent polyimide (CPI) containing one or more types of light absorbers that absorb light in the near-infrared wavelength region. Light absorbers can be dyes or pigments. For example, the maximum absorption wavelength of the light absorber may be within a range of 670 to 780 nm.

이하에서 이미지 센서 패키지 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 이미지 센서 패키지는 이미지 센서용 화소를 갖는 반도체 웨이퍼 및 광학 필터 캐리어를 각각 제조한 후, 광학 필터 캐리어를 반도체 웨이퍼에 결합하고, 이미지 센서 패키지들을 단일화함으로써 제조된다. 이하에서 각 제조 과정에 대해 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an image sensor package will be described in detail. The image sensor package is manufactured by manufacturing a semiconductor wafer having pixels for an image sensor and an optical filter carrier, respectively, then bonding the optical filter carrier to the semiconductor wafer and unifying the image sensor packages. Hereinafter, each manufacturing process will be described with reference to the drawings.

(반도체 웨이퍼 제조)(Semiconductor wafer manufacturing)

도 5는 복수의 이미지 센싱용 화소가 형성된 반도체 웨이퍼(10w)를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.5 is a schematic plan view for explaining a semiconductor wafer 10w on which a plurality of pixels for image sensing are formed.

도 5를 참조하면, 반도체 웨이퍼(10w)는 반도체 기판(11) 상에 형성된 복수의 이미지 센싱용 화소(13)를 갖는다. 이미지 센싱용 화소들(13)은 반도체 기판(11) 내에 정렬된다. 각 이미지 센싱용 화소(13) 상에는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같은 마이크로 렌즈들(15)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , a semiconductor wafer 10w has a plurality of image sensing pixels 13 formed on a semiconductor substrate 11 . Pixels 13 for image sensing are aligned in the semiconductor substrate 11 . Micro lenses 15 as described with reference to FIGS. 2 and 3 may be formed on each image sensing pixel 13 .

반도체 기판(11)은 예를 들어 실리콘 기판일 수 있다. 이미지 센싱용 화소(13)는 통상의 기술을 이용하여 실리콘 기판(11) 상에 형성될 수 있다. 여기서, 실리콘 기판(11)의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 적어도 8인치, 나아가, 적어도 12인치의 직경을 가질 수 있다. 대면적의 기판(11)을 사용함으로써 한 번의 제조 공정을 통해 다수의 이미지 센서 패키지들을 제조할 수 있다. 본 발명은 기판(11)의 크기를 특별히 한정하지는 않지만, 기판(11)이 상대적으로 큰 경우에 더 유용하다. The semiconductor substrate 11 may be, for example, a silicon substrate. The pixel 13 for image sensing may be formed on the silicon substrate 11 using a conventional technique. Here, the size of the silicon substrate 11 is not particularly limited, but may have a diameter of, for example, at least 8 inches, and further, at least 12 inches. By using the large-area substrate 11, a plurality of image sensor packages can be manufactured through a single manufacturing process. The present invention does not particularly limit the size of the substrate 11, but is more useful when the substrate 11 is relatively large.

(광학 필터 캐리어 제조)(manufacturing optical filter carriers)

도 6a, 도 6b, 및 도 6c는 광학 필터 캐리어(20w) 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도들 및 단면도이다. 여기서, 도 6b는 도 6a의 부분 확대 평면도이며, 도 6c는 도 6b의 절취선 C-C'를 따라 취해진 개략적인 단면도이다. 도 6a 및 도 6b에 이미지 센싱용 화소들(13)을 함께 도시하였다.6A, 6B, and 6C are schematic plan views and cross-sectional views for explaining a manufacturing method of the optical filter carrier 20w. Here, FIG. 6B is a partially enlarged plan view of FIG. 6A, and FIG. 6C is a schematic cross-sectional view taken along the line C-C′ of FIG. 6B. The pixels 13 for image sensing are shown together in FIGS. 6A and 6B.

도 6a, 도 6b, 및 도 6c를 참조하면, 광학 필터 웨이퍼(20)의 양면에 각각 스페이서(30) 및 마스크(40)가 형성된다. 스페이서(30)가 먼저 형성될 수도 있고, 마스크(40)가 먼저 형성될 수도 있다.Referring to FIGS. 6A, 6B, and 6C, spacers 30 and masks 40 are formed on both sides of the optical filter wafer 20, respectively. The spacer 30 may be formed first, or the mask 40 may be formed first.

광학 필터 웨이퍼(20)는 반도체 웨이퍼(10w)의 크기와 대체로 동일할 수 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼(10w)의 직경이 8인치인 경우, 광학 필터 웨이퍼(20)의 직경도 8인치일 수 있으며, 반도체 웨이퍼(10w)의 직경이 12인치인 경우, 광학 필터 웨이퍼(20)의 직경도 12인치일 수 있다. 반도체 웨이퍼(10w)의 직경이 12인치를 초과하는 경우, 광학 필터 웨이퍼(20)의 직경은 12인치를 초과할 수 있다.The size of the optical filter wafer 20 may be substantially the same as that of the semiconductor wafer 10w. For example, when the diameter of the semiconductor wafer 10w is 8 inches, the diameter of the optical filter wafer 20 may also be 8 inches, and when the diameter of the semiconductor wafer 10w is 12 inches, the optical filter wafer 20 ) may also be 12 inches in diameter. When the diameter of the semiconductor wafer 10w exceeds 12 inches, the diameter of the optical filter wafer 20 may exceed 12 inches.

광학 필터 웨이퍼(20)는 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 기판(21), 하부 필터 적층체(23), 상부 필터 적층체(25), 베이스 코트(27), 및 유기물층(29)을 포함할 수 있다. 기판(21) 상에 하부 필터 적층체(23), 상부 필터 적층체(25), 베이스 코트(27) 및 유기물층(29)을 형성하는 순서는 특별히 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 기판(21) 상에 베이스 코트(27) 및 유기물층(29)을 먼저 형성하고 기판(21)의 양면에 각각 하부 필터 적층체(23) 및 상부 필터 적층체(25)를 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 기판(21) 하면에 하부 필터 적층체(23)를 형성한 후, 베이스 코트(27), 유기물층(29), 및 상부 필터 적층체(25)를 차례로 형성할 수도 있다.As described with reference to FIG. 4, the optical filter wafer 20 may include a substrate 21, a lower filter stack 23, an upper filter stack 25, a base coat 27, and an organic material layer 29. can The order of forming the lower filter stack 23, the upper filter stack 25, the base coat 27, and the organic material layer 29 on the substrate 21 is not particularly limited. In one embodiment, the base coat 27 and the organic material layer 29 are first formed on the substrate 21, and the lower filter stack 23 and the upper filter stack 25 are formed on both sides of the substrate 21, respectively. can do. In another embodiment, after forming the lower filter laminate 23 on the lower surface of the substrate 21, the base coat 27, the organic material layer 29, and the upper filter laminate 25 may be sequentially formed.

베이스 코트(27) 및 유기물층(29)는 예를 들어 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅 기술을 이용하여 형성할 수 있으며, 하부 및 상부 필터 적층체들(23, 25)은 화학 기상 증착 기술, 물리 기상 증착 기술, 또는 전자빔 증발법 등을 이용하여 형성될 수 있다.The base coat 27 and the organic material layer 29 may be formed using, for example, spin coating or spray coating technology, and the lower and upper filter stacks 23 and 25 may be formed using chemical vapor deposition technology or physical vapor deposition technology. , or may be formed using an electron beam evaporation method or the like.

적외선 컷오프 필터의 경우, 적외선을 흡수하는 흡수 물질을 포함하는 소위 블루 글래스가 사용되고 있다. 블루 글래스 상에 필터 적층체를 형성함으로써 컷오프 특성을 향상시킬 수 있으며, 입사각에 따른 파장 쉬프트를 줄일 수 있다. 그러나 블루 글래스는 8인치 또는 12인치의 대면적을 갖도록 형성하기 어렵다. 이에 반해, 본 발명은 가시광 및 적외선에 투명한 기판(21)을 사용할 수 있으며, 유기물층(29)을 이용하여 적외선을 흡수할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, 양호한 적외선 컷오프 특성을 갖는 8인치 이상, 나아가 12인치 이상의 대면적 광학 필터 웨이퍼(20)를 제공할 수 있다. 상기 기판(21)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 0.3mm 이하, 나아가, 0.1mm 이하일 수 있다.In the case of an infrared cutoff filter, so-called blue glass containing an absorbing material that absorbs infrared rays is used. By forming the filter stack on the blue glass, cutoff characteristics can be improved and a wavelength shift according to an incident angle can be reduced. However, it is difficult to form blue glass to have a large area of 8 inches or 12 inches. In contrast, in the present invention, a substrate 21 that is transparent to visible light and infrared rays can be used, and infrared rays can be absorbed by using the organic material layer 29 . Therefore, according to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a large-area optical filter wafer 20 having a size of 8 inches or more, or even 12 inches or more, having good infrared cutoff characteristics. The thickness of the substrate 21 is not particularly limited, but may be 0.3 mm or less, and further, 0.1 mm or less.

다시, 도 6a, 도 6b, 및 도 6c를 참조하면, 스페이서(30)는 광학 필터 웨이퍼(20)의 하면에 형성된다. 스페이서(30)는 블랙 잉크를 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 블랙 잉크를 스크린 프린팅 또는 잉크젯 프린팅 기술을 이용하여 패턴화함으로써 스페이서(30)가 형성될 수 있다. 스페이서(30)의 두께를 조절하기 위해 블랙 잉크를 2회 이상 프린팅할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 감광성 블랙 잉크를 현상 및 노광함으로써 스페이서(30)를 형성할 수도 있다. 감광성 블랙 잉크는 예를 들어 스핀 코팅 방식으로 광학 필터 웨이퍼 상에 도포될 수 있다. 스페이서(30)는 예를 들어, 20um 이상 100um 이하의 두께, 나아가, 50um 이하의 두께로 형성될 수 있다. Again referring to FIGS. 6A , 6B , and 6C , the spacer 30 is formed on the lower surface of the optical filter wafer 20 . The spacer 30 may be formed using black ink. For example, the spacer 30 may be formed by patterning black ink using screen printing or inkjet printing technology. In order to adjust the thickness of the spacer 30, black ink may be printed twice or more. In another embodiment, the spacer 30 may be formed by developing and exposing photosensitive black ink. The photosensitive black ink may be applied on the optical filter wafer by, for example, spin coating. The spacer 30 may be formed to a thickness of, for example, 20 um or more and 100 um or less, and further, 50 um or less.

블랙 잉크를 이용하여 형성된 스페이서(30)는 3 이상의 OD를 가지며, 3% 미만의 반사율, 나아가, 1% 이하의 반사율, 더 나아가, 0.5% 이하의 반사율을 가질 수 있다. 따라서, 스페이서(30)로 입사된 광이 스페이서(30)에 의해 차단되어 플레어 현상을 개선할 수 있다. 스페이서(30)의 반사율을 낮추기 위해 스페이서(30)의 표면이 플라즈마 처리될 수 있다.The spacer 30 formed using black ink may have an OD of 3 or more, a reflectance of less than 3%, a reflectance of 1% or less, and a reflectance of 0.5% or less. Accordingly, the light incident on the spacer 30 is blocked by the spacer 30, thereby improving the flare phenomenon. A surface of the spacer 30 may be plasma treated to lower reflectance of the spacer 30 .

한편, 마스크(40)는 광 차단 물질로 형성될 수 있다. 마스크(40)는 예를 들어 포토레지시트 패턴을 이용한 리프트 오프 기술을 이용하여 Cr으로 형성될 수 있다. 마스크(40)는 광학 필터 웨이퍼(20) 상에서 광이 투과되는 영역을 정의한다. 마스크(40)는 스페이서(30)와 대체로 동일한 위치에 메쉬 형상으로 형성될 수 있다. 마스크(40)는 스페이서(30)와 동일한 폭으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 마스크(40)는 스페이서(30)보다 더 넓은 폭으로 상기 스페이서(30)와 중첩하도록 형성될 수 있다.Meanwhile, the mask 40 may be formed of a light blocking material. The mask 40 may be formed of Cr using, for example, a lift-off technique using a photoresist pattern. The mask 40 defines a region through which light is transmitted on the optical filter wafer 20 . The mask 40 may be formed in a mesh shape at substantially the same position as the spacer 30 . The mask 40 may be formed to have the same width as the spacer 30, but is not limited thereto. For example, the mask 40 may be formed to overlap the spacer 30 with a wider width than the spacer 30 .

한편, 도시하지 않았지만, 마스크(40) 내에 정렬 키가 형성될 수 있다. 정렬 키는 이미지 센서 패키지 제조 공정에서 반도체 웨이퍼(10w)와 광학 필터 캐리어(20w)의 정렬에 사용된다. 정렬 키는 모든 화소에 대응하여 형성될 필요는 없으며, 광학 필터 웨이퍼(20) 상에서 몇몇 부분에 형성될 수 있다.Meanwhile, although not shown, an alignment key may be formed in the mask 40 . The alignment key is used to align the semiconductor wafer 10w and the optical filter carrier 20w in the image sensor package manufacturing process. Alignment keys do not have to be formed corresponding to all pixels, and may be formed in several parts on the optical filter wafer 20 .

(이미지 센서 패키지 제조 방법)(Image sensor package manufacturing method)

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 스페이서(30)를 사이에 두고 광학 필터 캐리어(20w)가 반도체 웨이퍼(10w) 상에 배치된다. 광학 필터 캐리어(20w)는 정렬 키를 이용하여 반도체 웨이퍼(10w)에 정렬될 수 있다.Referring to FIGS. 7A and 7B , an optical filter carrier 20w is disposed on a semiconductor wafer 10w with a spacer 30 interposed therebetween. The optical filter carrier 20w can be aligned to the semiconductor wafer 10w using an alignment key.

광학 필터 캐리어(20w)는 반도체 웨이퍼(10w) 상에 부착될 수 있다. 예를 들어, 광학 필터 웨이퍼(30) 상에 형성된 스페이서(30)를 이용하여 광학 필터 캐리어(20w)를 반도체 웨이퍼(10w)에 부착할 수 있다. 다른 실시예에서, 접착제와 같은 결합층이 스페이서(30)와 반도체 웨이퍼(10w) 사이에 배치되어 광학 필터 캐리어(20w)와 반도체 웨이퍼(10w)를 결합할 수 있다.The optical filter carrier 20w may be attached on the semiconductor wafer 10w. For example, the optical filter carrier 20w may be attached to the semiconductor wafer 10w using the spacer 30 formed on the optical filter wafer 30 . In another embodiment, a bonding layer such as adhesive may be disposed between the spacer 30 and the semiconductor wafer 10w to bond the optical filter carrier 20w and the semiconductor wafer 10w.

반도체 웨이퍼(10w)와 광학 필터 캐리어(20w)는 서로 유사한 크기, 예컨대 12인치의 직경을 가질 수 있으며, 반도체 웨이퍼(10w) 상의 이미지 센싱용 화소들이 스페이서(30)로 정의된 영역들 내에 배치되도록 광학 필터 캐리어(20w)가 반도체 웨이퍼(10w) 상에 정렬된다.The semiconductor wafer 10w and the optical filter carrier 20w may have a similar size, for example, a diameter of 12 inches, and pixels for image sensing on the semiconductor wafer 10w are arranged in regions defined by the spacers 30. An optical filter carrier 20w is aligned on the semiconductor wafer 10w.

한편, 이미지 센싱용 화소 영역 상에는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 마이크로 렌즈들(15)이 형성될 수 있으며, 따라서, 마이크로 렌즈들(15)이 광학 필터 웨이퍼(20)를 대면하도록 반도체 웨이퍼(10w)와 광학 필터 웨이퍼(20w)가 결합된다.Meanwhile, as described with reference to FIGS. 1 to 3 , micro lenses 15 may be formed on the image sensing pixel area, and thus, the micro lenses 15 face the optical filter wafer 20 . The semiconductor wafer 10w and the optical filter wafer 20w are bonded.

도 7c 및 도 7d를 참조하면, 광학 필터 웨이퍼(20)와 반도체 웨이퍼(10w)를 함께 절단함으로써 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 바와 같은 이미지 센서 패키지가 완성된다. 광학 필터 웨이퍼(20)와 반도체 웨이퍼(10w)는 소잉 공정을 통해 함께 절단될 수 있다. 소잉은 예를 들어 레이저를 이용하여 수행될 수 있다. Referring to FIGS. 7C and 7D , the image sensor package described with reference to FIGS. 1 to 3 is completed by cutting the optical filter wafer 20 and the semiconductor wafer 10w together. The optical filter wafer 20 and the semiconductor wafer 10w may be cut together through a sawing process. Sawing can be performed using a laser, for example.

반도체 웨이퍼(10w)는 개별 이미지 센서 패키지 내에서 이미지 센서 칩(10a)이 되며, 광학 필터 웨이퍼(20)는 개별 이미지 센서 패키지 내에서 광학 필터(20a)가 된다. 마스크(40) 및 스페이서(30)도 소잉 공정에서 함께 절단될 수 있으며, 이에 따라, 개별화된 이미지 센서 패키지 내에서 광학 필터(20a)의 측면, 이미지 센서 칩(10a)의 측면, 마스크(40)의 외측면 및 스페이서(30)의 외측면은 모두 나란하게 형성될 수 있다. 한편, 소잉 공정 후에 개별 이미지 센서 패키지의 측면에 광 차단층(50)이 형성될 수 있다. 광 차단층(50)은 광 차단 물질을 스크린 프린팅이나 잉크젯 프린팅 등의 공정을 이용하여 이미지 센서 패키지의 측면에 도포하여 형성될 수 있다.The semiconductor wafer 10w becomes an image sensor chip 10a within an individual image sensor package, and the optical filter wafer 20 becomes an optical filter 20a within an individual image sensor package. The mask 40 and the spacer 30 may also be cut together in the sawing process, so that the side of the optical filter 20a, the side of the image sensor chip 10a, and the mask 40 are formed within the individualized image sensor package. Both the outer surface of the outer surface and the outer surface of the spacer 30 may be formed side by side. Meanwhile, after the sawing process, a light blocking layer 50 may be formed on a side surface of each image sensor package. The light blocking layer 50 may be formed by applying a light blocking material to the side surface of the image sensor package using a process such as screen printing or inkjet printing.

한편, 반도체 웨이퍼(10w)를 절단하기 전에, 반도체 웨이퍼(10w)의 하면을 그라인딩하여 반도체 웨이퍼(10w)의 두께를 줄일 수 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼(10w)의 두께는 광학 필터 웨이퍼(20w)의 두께보다 작아지도록 연마될 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 바와 같은 솔더 볼들(17)이 각 이미지 센싱용 화소에 대응하여 반도체 웨이퍼(10w)의 하면에 형성될 수 있다. 도 7a 내지 도 7d에서는, 도면을 간략화하기 위해 마이크로 렌즈들(15)과 솔더 볼들(17)의 도시를 생략하였다.Meanwhile, before cutting the semiconductor wafer 10w, the thickness of the semiconductor wafer 10w may be reduced by grinding the lower surface of the semiconductor wafer 10w. For example, the thickness of the semiconductor wafer 10w may be polished to be smaller than the thickness of the optical filter wafer 20w. In addition, solder balls 17 as described with reference to FIGS. 1 to 3 may be formed on the lower surface of the semiconductor wafer 10w to correspond to each image sensing pixel. In FIGS. 7A to 7D , the micro lenses 15 and the solder balls 17 are omitted to simplify the drawings.

본 실시예에 따르면, 상대적으로 큰 크기를 갖는 광학 필터 캐리어를 제공함으로써 대면적의 반도체 웨이퍼(10w)와 광학 필터 캐리어(20w)를 결합하여 웨이퍼 레벨에서 이미지 센서 패키지들을 대량으로 제조할 수 있다.According to the present embodiment, by providing an optical filter carrier having a relatively large size, image sensor packages may be mass-manufactured at a wafer level by combining the large-area semiconductor wafer 10w and the optical filter carrier 20w.

이상에서 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 변형될 수 있다. Although various embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the invention.

Claims (21)

상면에 이미지 센싱용 화소가 배치되고, 하면에 전기적 연결을 위한 솔더볼들이 형성된 반도체 칩;
상기 반도체 칩 상부에 배치된 광학 필터; 및
상기 광학 필터와 상기 반도체 칩 사이에 배치된 스페이서를 포함하되,
상기 스페이서는 블랙 잉크로 형성된 이미지 센서 패키지.
a semiconductor chip having pixels for image sensing disposed on an upper surface and solder balls for electrical connection formed on a lower surface thereof;
an optical filter disposed on the semiconductor chip; and
A spacer disposed between the optical filter and the semiconductor chip,
The spacer is an image sensor package formed of black ink.
청구항 1에 있어서,
상기 스페이서는 20um 내지 100um 범위 내의 두께를 갖는 이미지 센서 패키지.
The method of claim 1,
The spacer is an image sensor package having a thickness in the range of 20um to 100um.
청구항 1에 있어서,
상기 스페이서는 가시광 및 적외선에 대해 3 이상의 광학 밀도(OD)를 갖고 1% 이하의 반사율을 갖는 이미지 센서 패키지.
The method of claim 1,
The spacer has an optical density (OD) of 3 or more for visible light and infrared light and a reflectance of 1% or less.
청구항 3에 있어서,
상기 스페이서는 가시광 및 적외선에 대해 0.5% 이하의 반사율을 갖는 이미지 센서 패키지.
The method of claim 3,
Wherein the spacer has a reflectance of 0.5% or less for visible light and infrared light.
청구항 1에 있어서,
상기 광학 필터는,
가시광 및 적외선에 투명한 투명 기판;
상기 투명 기판의 하면에 배치된 하부 필터 적층체;
상기 하부 필터 적층체에 대향하여 상기 투명 기판 상에 배치된 상부 필터 적층체;
상기 투명 기판과 상기 상부 필터 적층체 사이에 배치된 유기물층을 포함하고,
상기 하부 필터 적층체 및 상부 필터 적층체는 각각 굴절률이 다른 무기물층들을 포함하는 이미지 센서 패키지.
The method of claim 1,
The optical filter,
a transparent substrate transparent to visible and infrared light;
a lower filter stack disposed on a lower surface of the transparent substrate;
an upper filter stack disposed on the transparent substrate to face the lower filter stack;
An organic material layer disposed between the transparent substrate and the upper filter stack,
The lower filter stack and the upper filter stack include inorganic material layers having different refractive indices, respectively.
청구항 5에 있어서,
상기 유기물층은 광 흡수제를 함유하는 폴리머로 형성되되,
상기 유기물층의 유리 전이 온도는 220℃ 이상이고,
상기 광 흡수제는 620nm 내지 780nm 범위 내에 최대 흡수 파장을 갖는 이미지 센서 패키지.
The method of claim 5,
The organic material layer is formed of a polymer containing a light absorber,
The glass transition temperature of the organic layer is 220 ° C or higher,
The light absorber has a maximum absorption wavelength in the range of 620nm to 780nm image sensor package.
청구항 5에 있어서,
상기 유기물층과 상기 투명 기판 사이에 배치된 베이스 코트를 더 포함하는 이미지 센서 패키지.
The method of claim 5,
The image sensor package further comprises a base coat disposed between the organic material layer and the transparent substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 스페이서에 대향하여 상기 광학 필터 상에 배치된 마스크를 더 포함하되,
상기 마스크는 상기 스페이서와 동일하거나 그보다 더 큰 폭을 갖고 상기 스페이서와 중첩하는 이미지 센서 패키지.
The method of claim 1,
Further comprising a mask disposed on the optical filter facing the spacer,
The image sensor package of claim 1 , wherein the mask has a width equal to or greater than that of the spacer and overlaps the spacer.
청구항 8에 있어서,
상기 스페이서 외측면 및 상기 마스크의 외측면은 상기 반도체칩의 측면 및 상기 광학 필터의 측면과 나란한 이미지 센서 패키지.
The method of claim 8,
An outer surface of the spacer and an outer surface of the mask are parallel to the side surface of the semiconductor chip and the side surface of the optical filter.
청구항 1에 있어서,
상기 광학 필터의 측면을 덮는 광 차단층을 더 포함하는 이미지 센서 패키지.
The method of claim 1,
Image sensor package further comprising a light blocking layer covering a side surface of the optical filter.
광학 필터 웨이퍼; 및
상기 광학 필터 웨이퍼 상에 메쉬 형상으로 배치된 스페이서를 포함하고,
상기 스페이서는 블랙 잉크로 형성된 광학 필터 캐리어.
optical filter wafers; and
A spacer arranged in a mesh shape on the optical filter wafer;
The spacer is an optical filter carrier formed of black ink.
청구항 11에 있어서,
상기 광학 필터 웨이퍼는 적어도 12인치의 직경을 갖는 광학 필터 캐리어.
The method of claim 11,
The optical filter carrier of claim 1 , wherein the optical filter wafer has a diameter of at least 12 inches.
청구항 11에 있어서,
상기 스페이서는 20um 내지 100um 범위 내의 두께를 갖고,
가시광 및 적외선에 대해 3 이상의 광학 밀도(OD) 및 1% 이하의 반사율을 갖는 광학 필터 캐리어.
The method of claim 11,
The spacer has a thickness in the range of 20um to 100um,
An optical filter carrier having an optical density (OD) of 3 or greater and a reflectance of 1% or less for visible and infrared light.
청구항 13에 있어서,
상기 스페이서는 가시광 및 적외선에 대해 0.5% 이하의 반사율을 갖는 광학 필터 캐리어.
The method of claim 13,
The spacer has a reflectance of 0.5% or less for visible light and infrared light.
청구항 11에 있어서,
상기 광학 필터 웨이퍼는
가시광 및 적외선에 투명한 투명 기판;
상기 투명 기판의 하면에 배치된 하부 필터 적층체;
상기 하부 필터 적층체에 대향하여 상기 투명 기판 상에 배치된 상부 필터 적층체; 및
상기 투명 기판과 상기 상부 필터 적층체 사이에 배치된 유기물층을 포함하며,
상기 하부 필터 적층체 및 상부 필터 적층체는 각각 굴절률이 다른 무기물층들을 포함하고,
상기 유기물층은 광 흡수제를 함유하는 폴리머로 형성되되,
상기 유기물층의 유리 전이 온도는 220℃ 이상이고, 상기 광 흡수제는 620nm 내지 780nm 범위 내에 최대 흡수 파장을 갖는 광학 필터 캐리어.
The method of claim 11,
The optical filter wafer
a transparent substrate transparent to visible and infrared light;
a lower filter stack disposed on a lower surface of the transparent substrate;
an upper filter stack disposed on the transparent substrate to face the lower filter stack; and
An organic material layer disposed between the transparent substrate and the upper filter stack,
The lower filter stack and the upper filter stack each include inorganic material layers having different refractive indices,
The organic material layer is formed of a polymer containing a light absorber,
The organic layer has a glass transition temperature of 220° C. or higher, and the light absorber has a maximum absorption wavelength within a range of 620 nm to 780 nm.
광학 필터 웨이퍼를 준비하고,
상기 광학 필터 웨이퍼의 일면에 광 차단 물질로 마스크를 형성하고,
상기 광학 필터 웨이퍼의 타면에 블랙 잉크를 이용하여 메쉬 형상의 스페이서를 형성하는 것을 포함하는 광학 필터 캐리어 제조 방법.
preparing an optical filter wafer;
Forming a mask of a light blocking material on one surface of the optical filter wafer;
and forming a mesh-shaped spacer on the other surface of the optical filter wafer using black ink.
청구항 16에 있어서,
상기 스페이서는 가시광 및 적외선에 대해 3 이상의 광학 밀도 및 1% 이하의 반사율을 갖는 광학 필터 캐리어 제조 방법.
The method of claim 16
The spacer has an optical density of 3 or more and a reflectance of 1% or less for visible light and infrared light.
청구항 16에 있어서,
상기 광학 필터 웨이퍼를 준비하는 것은,
가시광 및 적외선에 투명한 투명 기판을 준비하고,
상기 투명 기판의 하면에 굴절률이 다른 무기물층들을 적층하여 하부 필터 적층체를 형성하고,
상기 투명 기판의 상면에 굴절률이 다른 무기물층들을 적층하여 상부 필터 적층체를 형성하고,
상기 상부 필터 적층체를 형성하기 전 또는 후에 상기 투명 기판의 상면에 유기물층을 형성하는 것을 포함하고,
상기 유기물층은 220℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 폴리머를 이용하여 형성되는 광학 필터 캐리어 제조 방법.
The method of claim 16
Preparing the optical filter wafer,
Preparing a transparent substrate transparent to visible light and infrared light,
Forming a lower filter laminate by stacking inorganic material layers having different refractive indices on the lower surface of the transparent substrate;
An upper filter laminate is formed by stacking inorganic material layers having different refractive indices on the upper surface of the transparent substrate,
Forming an organic material layer on the upper surface of the transparent substrate before or after forming the upper filter laminate,
The organic layer is formed using a polymer having a glass transition temperature of 220 ° C. or higher.
청구항 16에 있어서,
상기 투명 기판은 적어도 12인치의 직경을 갖는 광학 필터 캐리어 제조 방법.
The method of claim 16
The method of claim 1 , wherein the transparent substrate has a diameter of at least 12 inches.
청구항 16 내지 청구항 19의 어느 한 항의 제조 방법으로 광학 필터 캐리어를 제조하고,
복수의 이미지 센싱용 화소가 형성된 반도체 웨이퍼를 제조하고,
상기 광학 필터 캐리어를 상기 반도체 웨이퍼 상에 부착하고,
상기 광학 필터 캐리어와 상기 반도체 웨이퍼를 함께 절단하여 개별화된 이미시 센서 패키지들을 제조하는 것을 포함하는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
An optical filter carrier is manufactured by the manufacturing method of any one of claims 16 to 19,
Manufacturing a semiconductor wafer on which a plurality of image sensing pixels are formed;
attaching the optical filter carrier on the semiconductor wafer;
and cutting together the optical filter carrier and the semiconductor wafer to fabricate individualized imaging sensor packages.
청구항 20에 있어서,
상기 광학 필터 캐리어와 상기 반도체 웨이퍼를 함께 절단하는 동안, 상기 마스크 및 상기 스페이서도 함께 절단되는 이미지 센서 패키지 제조 방법.
The method of claim 20
While cutting the optical filter carrier and the semiconductor wafer together, the mask and the spacer are also cut together.
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