專利名稱：光學(xué)裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在光學(xué)裝置中的主要裝置之一的固體攝像裝置，在半導(dǎo)體片上設(shè)置多 個攝像區(qū)域和具有微透鏡等的光學(xué)元件，在形成電布線后進(jìn)行氣密模塑， 作為數(shù)碼相機(jī)或移動電話用相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)等的數(shù)字圖像儀器的受光傳 感器使用。為了實(shí)現(xiàn)近年的圖像儀器的小型化、薄型化和高密度安裝化，
作為固體攝像裝置的構(gòu)造，不是以前的通過裸芯片連接(夕^Y求yfV^ ,)和引線接合(7一亇一求yfVy夕、')而確保電的連接的陶瓷類型或 塑料類型的封裝，而是采用在晶片狀態(tài)下的組裝加工中，通過貫通電極和 再布線的形成確保電的連接的晶片級CSP (芯片尺寸封裝)技術(shù)。
圖9是表示以往的具有晶片級CSP構(gòu)造的固體攝像裝置的剖視圖。 如圖9所示，以往的固體攝像裝置100A，具有固體攝像元件100，所 述固體攝像元件100包含形成在半導(dǎo)體基板101上并且在表面設(shè)置多個 微透鏡103的攝像區(qū)域102、形成在半導(dǎo)體基板10的攝像區(qū)域102的外周 區(qū)域上的周邊電路區(qū)域104a、以及形成在該周邊電路區(qū)域104a的內(nèi)部的 多個電極部104b。此夕卜，在固體攝像元件100的主面一側(cè)，通過由樹脂層 構(gòu)成的接合構(gòu)件105，形成例如由光學(xué)玻璃等構(gòu)成的透明基板106。在與 固體攝像元件100的主面相對的背面一側(cè)，形成金屬布線108，所述金屬 布線108通過在厚度方向上貫通半導(dǎo)體基板101的貫通電極107而與周邊 電路區(qū)域104a連接的多個電極部104b連接，并形成絕緣樹脂層109，所 述絕緣樹脂層109覆蓋該金屬布線108并且具有露出其一部分的開口部 110，在該開口部IIO形成由焊錫材料構(gòu)成的外部電極111。另外，固體攝 像元件100，通過未圖示的絕緣層與貫通電極107和金屬布線108電絕緣。 如上所述，在以往的固體攝像裝置100A中，多個電極部104b通過貫通電極107與金屬布線108電連接，還通過金屬布線108與外部電極111
電連接，受光信號的取出成為可能。
圖10 (a) (c)和圖11 (a)和(b)是按工序順序表示所述以往的 固體攝像裝置的制造方法的剖視圖。
首先，如圖10 (a)所示，在設(shè)置多個用眾所周知的方法形成的、具 有上述的構(gòu)造的固體攝像元件100的晶片上，通過由樹脂層構(gòu)成的接合構(gòu) 件105粘貼晶片狀的例如由光學(xué)玻璃構(gòu)成的與所述晶片同直徑的透明基板 106。
接著，如圖10 (b)所示，使用干蝕刻或濕蝕刻等，形成從背面一側(cè) 貫通半導(dǎo)體基板101使周邊電路區(qū)域104a的多個電極部104b露出的通孔 后，通過在該通孔掩埋導(dǎo)電膜，而形成與進(jìn)行受光信號的取出的多個電極 部104b連接的貫通電極107。
接著，如圖10 (c)所示，通過電解鍍法，在固體攝像元件100的背 面上形成與貫通電極107電連接的金屬布線108。
接著，如圖11 (a)所示，在固體攝像元件100的背面上，覆蓋金屬 布線108地形成絕緣樹脂層109。 一般，作為絕緣樹脂層109，使用感光 性樹脂，通過旋轉(zhuǎn)涂敷法或干膜粘貼，進(jìn)行。接著，使用光刻技術(shù)(曝光 和顯影)，有選擇地除去絕緣樹脂層109，從而形成露出金屬布線108的一 部分的開口部110。接著，在開口部110，通過使用焊劑的焊錫球搭載法 或焊錫膏印刷法，形成與金屬布線108電連接的例如由焊錫材料構(gòu)成的外 部電極111。
最后，如圖11 (b)所示，例如使用切片鋸等切削構(gòu)件112,統(tǒng)一切 削固體攝像元件100、接合構(gòu)件105、透明基板106、絕緣樹脂層109，向 多個圖9所示的固體攝像裝置IOOA個片化。如果這樣，固體攝像元件100 的平面形狀和透明基板106的平面形狀就變?yōu)橄嗤?。此外，這里，為了減 少統(tǒng)一地同時進(jìn)行個片化時的切削損害，還有劃分為固體攝像元件100的 切削和透明基板106的切削這兩次的個片化的方法，這時，作為個片化中 使用的切片鋸等切削構(gòu)件il2，透明基板106的切削中使用的切削構(gòu)件112 的寬度比固體攝像元件100的切削中使用的切削構(gòu)件112的寬度寬，所以 個片化后的固體攝像元件100的平面形狀比透明基板106的平面形狀更
說明書第3/14頁大。特開2004-207461號公報(bào) [專利文獻(xiàn)2]特開2007-123909號公報(bào)
在所述以往的固體攝像裝置中，如上所述，透明基板(例如光學(xué)玻璃) 的平面形狀的尺寸是與固體攝像元件的平面形狀的尺寸同等以下，所以攝 像區(qū)域和透明基板的側(cè)面的距離接近。因此，由于來自透明基板的側(cè)面的 入射光或透明基板的端部(角落部)的漫反射成為原因，產(chǎn)生圖像特性的 惡化的問題。
特別是切削固體攝像元件和透明基板而同時進(jìn)行個片化時，切削損害 引起的透明基板的側(cè)面的表面粗糙度惡化，或者產(chǎn)生損傷或缺口，圖像特 性進(jìn)一步惡化。因此，根據(jù)圖像惡化的內(nèi)容，進(jìn)行透明基板的側(cè)面的表面 處理的工序成為必要。此外，由于該切削損害，具有固體攝像元件和透明 基板相對于所連接的由樹脂層構(gòu)成的接合構(gòu)件的緊貼性的惡化或剝離的 產(chǎn)生的問題。
此外，透明基板的切削中使用的切削構(gòu)件的寬度比固體攝像元件的切 削中使用的切削構(gòu)件的寬度大，所以統(tǒng)一同時地把固體攝像元件和透明基 板個片化時，切片鋸等切削構(gòu)件不是固體攝像元件的切削中使用的切削構(gòu) 件，有必要使用透明基板的切削中使用的切削構(gòu)件。此外，如果這樣個片 化，還存在切片鋸等切削構(gòu)件的使用壽命變得極端短的問題。
此外，透明基板的平面形狀的尺寸是與固體攝像元件的平面形狀的尺 寸同等以下，從而透明基板和接合構(gòu)件的接合面積變?yōu)榕c固體攝像元件和 接合構(gòu)件的接合面積同等以下，所以反復(fù)的熱應(yīng)力或外部應(yīng)力作用于固體 攝像裝置時，在周邊電路區(qū)域的電極部，容易集中作用應(yīng)力，電極部的剝 離或破壞發(fā)生的可能性高。
此外，作為制造方法，在制造開始之后，在固體攝像元件的晶片上， 通過接合構(gòu)件連接晶片形狀的透明基板，所以在后邊工序(例如，光刻、 蝕刻、鍍工序等)中，要求接合構(gòu)件的高耐熱性或耐溶劑性。此外，接合 構(gòu)件的側(cè)面露出，直接暴露在外氣中，所以在作為固體攝像裝置的使用環(huán) 境下，也要求接合構(gòu)件的高耐性(耐熱性和耐濕性等)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于所述，本發(fā)明的目的在于提供一種圖像特性優(yōu)異、并且能以低成 本生產(chǎn)的固體攝像裝置及其制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的一個方式的光學(xué)裝置備有固體攝像元 件，其具有形成在半導(dǎo)體基板的主面上的攝像區(qū)域、形成在攝像區(qū)域的外 周部并且具有多個電極部的周邊電路區(qū)域、以及形成在所述攝像區(qū)域上的 多個微透鏡；多個貫通電極，其與所述多個電極部的每個相連接，且在所 述半導(dǎo)體基板的厚度方向貫通所述半導(dǎo)體基板而被設(shè)置；多個金屬布線， 其在與半導(dǎo)體基板的主面相對的背面上，按照與所述多個貫通電極的每個 連接的方式設(shè)置；接合構(gòu)件，其形成在固體攝像元件的表面，并由樹脂構(gòu) 成；透明基板，其通過接合構(gòu)件連接在固體攝像元件上，透明基板的平面 形狀的尺寸比固體攝像元件的平面形狀的尺寸大。
在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)裝置中，還具有以覆蓋所述接合構(gòu)件的側(cè) 面的方式形成的樹脂層。
在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)裝置中，接合構(gòu)件在固體攝像元件的表面 全體形成。
在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)裝置中，接合構(gòu)件只在固體攝像元件的表 面的除了形成微透鏡的區(qū)域的區(qū)域有選擇地形成。
在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)裝置中，透明基板和接合構(gòu)件的接觸面積 比固體攝像元件的表面和接合構(gòu)件的接觸面積大。
在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)裝置中，接合構(gòu)件的厚度是50Pm以下。
在本發(fā)明的一個方式的光學(xué)裝置中，還具有樹脂絕緣層，其在固體 攝像元件的背面，以覆蓋金屬布線的方式形成，具有使金屬布線的一部分 露出的開口部；外部電極，其形成在開口部，并與金屬布線連接。
本發(fā)明的第一方式的光學(xué)裝置的制造方法包括準(zhǔn)備集合體的工序， 所述集合體形成有多個固體攝像元件，所述固體攝像元件具有形成在半導(dǎo) 體基板的主面上的攝像區(qū)域、形成在攝像區(qū)域的外周部并且具有多個電極 部的周邊電路區(qū)域、形成在攝像區(qū)域上的多個微透鏡；形成多個貫通電極 的工序，多個貫通電極與多個電極部的每個連接，并在半導(dǎo)體基板的厚度 方向貫通半導(dǎo)體基板；在與半導(dǎo)體基板的主面相對的背面上按照分別與多
個貫通電極相連接的方式形成多個金屬布線的工序；在形成多個金屬布線 的工序之后，通過對集合體進(jìn)行切削，而使之個片化為多個固體攝像元件 的每個的工序；以個片化后的固體攝像元件的每個彼此隔開間隔而搭載的 方式，通過由樹脂構(gòu)成的接合構(gòu)件連接固體攝像元件各自的表面和透明基 板的工序；沿著固體攝像元件各自的間隔把透明基板個片化的工序。
在本發(fā)明的第一方式的光學(xué)裝置的制造方法中，在通過由樹脂構(gòu)成的 接合構(gòu)件連接固體攝像元件的各表面和透明基板的工序之后，還具有在透 明基板上的固體攝像元件的各間隔形成樹脂層的工序，把透明基板個片化 的工序是沿著固體攝像元件各自的間隔把樹脂層和透明基板個片化的工 序。
本發(fā)明的第二方式的光學(xué)裝置的制造方法包括包括準(zhǔn)備集合體的 工序，所述集合體形成有多個固體攝像元件，所述固體攝像元件具有形成 在半導(dǎo)體基板的主面上的攝像區(qū)域、形成在攝像區(qū)域的外周部并且具有多 個電極部的周邊電路區(qū)域、形成在攝像區(qū)域上的多個微透鏡；形成多個貫 通電極的工序，所述多個貫通電極與多個電極部的每個相連接并在半導(dǎo)體 基板的厚度方向貫通半導(dǎo)體基板；在與半導(dǎo)體基板的主面相對的背面上按 照分別與多個貫通電極的相連接的方式形成多個金屬布線的工序；在形成 多個金屬布線的工序之后，通過對集合體進(jìn)行切割而使之個片化為多個固 體攝像元件的每個的工序；在透明基板上形成選擇性地具有多個開口部的 樹脂層的工序；以個片化后的固體攝像元件的每個彼此隔開間隔而被搭載 的方式，在多個開口部的每個中，通過由樹脂構(gòu)成的接合構(gòu)件連接固體攝 像元件各自的表面和透明基板的工序；以及沿著固體攝像元件各自的間 隔，把樹脂層和透明基板個片化的工序。
在本發(fā)明的第一或第二方式的光學(xué)裝置的制造方法中，在把透明基板 個片化的工序中，透明基板的平面形狀的尺寸比固體攝像元件的平面形狀 的尺寸大。
在本發(fā)明的第一或第二方式的光學(xué)裝置的制造方法中，接合構(gòu)件形成 在固體攝像元件的表面全體。
在本發(fā)明的第一或第二方式的光學(xué)裝置的制造方法中，接合構(gòu)件只在 固體攝像元件的表面的除了形成微透鏡的區(qū)域的區(qū)域選擇性地形成。
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在本發(fā)明的第一或第二方式的光學(xué)裝置的制造方法中，透明基板和接 合構(gòu)件的接觸面積比固體攝像元件的表面和接合構(gòu)件的接觸面積大。
在本發(fā)明的第一或第二方式的光學(xué)裝置的制造方法中，接合構(gòu)件的厚
度是50wm以下。
在本發(fā)明的第一或第二方式的光學(xué)裝置的制造方法中，在形成多個金
屬布線的工序之后，還具有在所述光學(xué)元件的背面形成樹脂絕緣層的工
序，所述樹脂絕緣層覆蓋金屬布線并且具有使金屬布線的一部分露出的開
口部；以及在開口部形成與金屬布線連接的外部電極的工序。
根據(jù)本發(fā)明，能減少來自透明基板的側(cè)面的入射光或透明基板的端部 (角落部^一于一部)的漫反射引起的圖像特性的惡化。此外，也能減
少把透明基板個片化時的切削損害引起的透明基板的側(cè)面的表面粗糙度 的惡化或者損傷和缺口等引起的圖像特性的惡化，所以個片化后的透明基 板的側(cè)面的表面處理變?yōu)椴槐匾杀镜南鳒p成為可能。此外，也緩和了 對接合構(gòu)件要求的耐性，所以能夠削減成本。


圖1 (a)和(b)是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)造 的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)造的剖視圖。 圖3 (a) (e)是本發(fā)明第3實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法 的剖視圖。
圖4 (a)和(b)是表示本發(fā)明第3實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造 方法的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)造的剖視圖。 圖6 (a) (c)是表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造 方法的剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)造的剖視圖。 圖8 (a) (d)是表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造 方法的剖視圖。
圖9是表示以往的固體攝像裝置的構(gòu)造的剖視圖。
圖10 (a) (c)是按工序順序表示以往的固體攝像裝置的制造方法
的剖視圖。
圖11 (a)和(b)是按工序順序表示以往的固體攝像裝置的制造方法 的剖視圖。
圖中
1A、 1B、 1C、 1D、 1E—固體攝像裝置；10—固體攝像元件；11—半 導(dǎo)體基板；12—攝像區(qū)域；13—微透鏡；14a—周邊電路區(qū)域；14b—電極 部；15、 15a、 15b—接合構(gòu)件；16—透明基板；17—貫通電極；18—金屬 布線；19、 19a—樹脂層；20—樹脂絕緣層；21—開口部；22—外部電極； 23—間隙；24—切片鋸;IOOA—固體攝像裝置；IOO—固體攝像元件；102
一攝像區(qū)域；103—微透鏡；104a—周邊電路區(qū)域；104b—電極部；105_ 接合構(gòu)件；106—透明基板；107—貫通電極；108—金屬布線；109—樹脂 絕緣層；IIO—開口部；lll一外部電極；112—切片鋸。
具體實(shí)施例方式
以下，說明本發(fā)明第1實(shí)施方式的固體攝像裝置。
圖1 (a)和(b)是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)造
的剖視圖。
首先，如圖1 (a)所示，本發(fā)明第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1A具
有固體攝像元件10，所述固體攝像元件10包含形成在半導(dǎo)體基板11上 并且在表面設(shè)置多個微透鏡13的攝像區(qū)域12;在半導(dǎo)體基板11的攝像區(qū)
域12的外周區(qū)域形成的周邊電路區(qū)域14a;形成在該周邊電路區(qū)域14a的 內(nèi)部的多個電極部14b。此外，在固體攝像元件10的主面一側(cè)通過由樹脂 層構(gòu)成的接合構(gòu)件15，形成例如由光學(xué)玻璃構(gòu)成的透明基板16。這里， 透明基板16比固體攝像元件10大，具體而言，透明基板16的俯視形狀 (俯視觀察的形狀)的尺寸如圖所示，比固體攝像元件10的平面形狀的
尺寸大。另外，可以從圖像特性的確保和安裝面積的關(guān)系，按照用途，決
定透明基板16的俯視形狀相對于固體攝像元件10的的尺寸。
此外，接合構(gòu)件15也可以如圖1 (a)所示的固體攝像裝置1A那樣，
是在對設(shè)置在攝像區(qū)域12上的微透鏡13上面進(jìn)行包含的固體攝像元件10
的全面形成的結(jié)構(gòu)，也可以如圖1 (b)所示的固體攝像裝置1B那樣，在 除了攝像區(qū)域12上的區(qū)域形成的結(jié)構(gòu)，即為在攝像區(qū)域12上與透明基板 16之間具有中空的腔構(gòu)造的接合構(gòu)件15a的結(jié)構(gòu)，可以按照固體攝像元件 10的電特性和圖像性能、攝像區(qū)域12和微透鏡13的構(gòu)造以及材料，而適 宜選擇。
此外，在與固體攝像元件10的主面相對的背面一側(cè)形成通過在厚度 方向貫通半導(dǎo)體基板11的貫通電極17 (深度例如是100nm 300nm)，與 周邊電路區(qū)域14a的多個電極部14b連接的例如由銅構(gòu)成的金屬布線18， 形成覆蓋該金屬布線18，并且具有露出其一部分的開口部的樹脂絕緣層 20。在樹脂絕緣層20的開口部形成例如由Sn-Ag-Cu組成的無鉛焊錫材料 構(gòu)成的外部電極22。另外，固體攝像元件10隔著未圖示的絕緣層與貫通 電極17以及金屬布線18電絕緣。
另外，在微透鏡13，可以是樹脂等有機(jī)材料，也可以是無機(jī)材料，但 是為了提高聚光效果，希望使用盡可能高折射率的材料。此外，在接合構(gòu) 件15使用熱硬化性或1UV硬化性樹脂，可以使用光學(xué)上比透明的微透鏡 13更低折射率的材料。此外，對透明基板16可以使用光學(xué)上透明的玻璃。
如此，多個電極部14b，如此通過貫通電極17與金屬布線18電連接， 再通過金屬布線18與外部電極22電連接，所以本實(shí)施方式的固體攝像裝 置1A的受光信號的取出成為可能。
如上所述，如果根據(jù)圖1 (a)所示的本實(shí)施方式的固體攝像裝置1A， 透明基板16比固體攝像元件10更大，從而從攝像區(qū)域12到透明基板16 側(cè)面的距離變長，所以能減少來自透明基板16的側(cè)面的入射光或在透明 基板16的端部(角落部)的漫反射引起的圖像特性的惡化。此外，也能 減少把透明基板16個片化時的切削損害引起的透明基板16的側(cè)面的表面 粗糙度的惡化或者損傷和缺口等引起的圖像特性的惡化，所以個片化后的 透明基板16的側(cè)面的表面處理變得不必要，成本的削減成為可能。另外， 即使是圖l (b)所示的固體攝像裝置1B，也能取得與上述同樣的效果。 〔第2實(shí)施方式〕
以下，說明本發(fā)明第2實(shí)施方式的固體攝像裝置。
圖2是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)造的剖視圖。
如圖2所示，本實(shí)施方式的固體攝像裝置1C在固體攝像元件10和透 明基板16的接合構(gòu)件15b的形狀方面具有特征，具體在于，在接合構(gòu)件 15b，接合構(gòu)件15b的與透明基板16的接觸面積比接合構(gòu)件15b的與固體 攝像元件10的表面的接觸面積更大。另外，其他結(jié)構(gòu)與圖1 (a)所示的 固體攝像裝置1A同樣，所以這里不重復(fù)該說明。
根據(jù)本實(shí)施方式的固體攝像裝置1C，除了上述的第1實(shí)施方式的固 體攝像裝置1A的效果，產(chǎn)生以下的效果。即因?yàn)榻雍蠘?gòu)件15b的與透明 基板16的接觸面積比接合構(gòu)件15b的與固體攝像元件10的表面的接觸面 積大，所以在熱應(yīng)力重復(fù)的環(huán)境下，能使由于異種材料之間的線膨脹系數(shù) 差而產(chǎn)生的應(yīng)力或外部應(yīng)力引起的應(yīng)力發(fā)生點(diǎn)集中在透明基板16和接合 構(gòu)件15b的接合區(qū)域端部。據(jù)此，能減少在周邊電路區(qū)域14a的多個電極 部14b或貫通電極17附近發(fā)生的應(yīng)力，所以能防止電特性的惡化或可靠 性的惡化。這在接合構(gòu)件15b的厚度為50 u m以下的薄的厚度時特別有效。
另外，圖2所示的本實(shí)施方式的固體攝像裝置1C的接合構(gòu)件15b與 圖l (b)同樣，也可以是在攝像區(qū)域12上具有中空的腔構(gòu)造。
以下，說明本發(fā)明第3實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法，具體而 言，制造在上述的第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式中說明的固體攝像裝置 1A 1C的方法。
圖3 (a) (e)和圖4 (a)以及(b)是按工序順序表示本發(fā)明第3 實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的剖視圖，具體而言，把上述的圖2所 示的固體攝像裝置1C的制造方法作為例子圖示。
首先，如圖3 (a)所示，準(zhǔn)備用眾所周知的方法形成，包括多個具有 上述的圖l (a)和(b)以及圖2所示的構(gòu)造的固體攝像元件10的晶片。 這時，把晶片的厚度預(yù)先背面研磨(/《、乂夕歹，O K)到所需的厚度(一 般100 300um)，再進(jìn)行CMP等的鏡面處理。
接著，如圖3 (b)所示，從固體攝像元件10的背面?zhèn)认蜻M(jìn)行受光信 號的取出的多個電極部14b的背面正下而形成貫通電極17。具體而言，使 用干蝕刻或濕蝕刻等，形成從背面?zhèn)蓉炌ò雽?dǎo)體基板ll，使周邊電路區(qū)域
14a的多個電極部14b露出的通孔后，使用CVD法或絕緣膏的印刷填充法 等，對固體攝像元件10的背面全體和通孔的內(nèi)部，形成絕緣層(省略圖 示)。
接著，再度通過干蝕刻，除去在通孔內(nèi)的電極部14b的背面形成的絕 緣層后，通過濺射法等，在固體攝像元件10的背面全體和通孔的內(nèi)部形 成薄膜金屬布線。這里，在薄膜金屬布線主要使用Ti或Cu。接著，通過 電解鍍法或?qū)щ姼嗟挠∷⑻畛浞ǖ龋谕滋畛浣饘倌?，形成貫通電極17。 另外，貫通電極17的內(nèi)部也可以不用金屬填充。
接著，使用光刻技術(shù)、電解鍍、以及濕蝕刻，形成與貫通電極17電 連接的金屬布線18。具體而言，在固體攝像元件10的背面全體，進(jìn)行基 于旋涂法(7t。y^—卜)的感光性的液狀抗蝕劑(k-7卜)涂布或干 膜(K、，Y7^》厶)貼付后，通過曝光和顯影，與金屬布線18對應(yīng)地 對抗蝕劑進(jìn)行圖案化。另外，可以根據(jù)最終想形成的金屬布線18的厚度， 決定抗蝕劑的厚度，但是一般是10 30um。然后，使用電解鍍，在抗蝕 劑上設(shè)置的開口部形成金屬布線18后，除去和洗凈該抗蝕劑。
接著，在貫通電極17的形成時，通過濕蝕刻，除去預(yù)先通過濺射(7 八°、7夕)形成的薄膜金屬布線，形成金屬布線18。這里，抗蝕劑和干膜可 以是負(fù)片型和正片型的任意一種。此外，在電解鍍中主要使用鍍Cu。在 薄膜金屬布線的濕蝕刻時，主要對Ti，使用過氧化氫水(過酸化水素水)， 對Cu使用氯化二鐵。另外，這里，描述基于電解鍍的添加物的形成，但 是也可以是在固體攝像元件10的背面全體電解鍍Cu后，基于抗蝕劑的形 成和干蝕刻的形成方法。
接著，如圖3 (d)所示，在固體攝像元件10的背面上，覆蓋金屬布 線18地形成樹脂絕緣層20。 一般，使用感光性樹脂作為樹脂絕緣層20， 通過旋轉(zhuǎn)涂敷法或干膜粘貼，進(jìn)行。接著，使用光刻技術(shù)(曝光和顯影)， 有選擇地除去絕緣樹脂層20，從而形成露出金屬布線18的一部分的開口 部21。接著，在開口部21，通過使用焊劑的焊錫球搭載法或焊錫膏印刷 法或電解鍍法，形成與金屬布線18電連接的例如由Sn-Ag-Cu組成的無鉛 焊錫材料構(gòu)成的外部電極22。
接著，如圖3 (e)所示，例如使用切片鋸等切削構(gòu)件24，切削固體
攝像元件10和樹脂絕緣層20，向多個固體攝像元件10個片化。
接著，如圖4 (a)所示，在能搭載多個固體攝像元件10的尺寸、并 且晶片狀或方形板狀的透明基板16上涂敷由樹脂層構(gòu)成的接合構(gòu)件后， 隔開一定間隔(間隙23)，搭載在該接合構(gòu)件之上個片化的多個固體攝像 元件10。這時，通過控制接合構(gòu)件的涂敷量，能改變連接固體攝像元件 IO后的接合構(gòu)件的形狀。即在圖4 (a)中，圖示成為圖2所示的形狀的 接合構(gòu)件15b的情形，但是也能成為圖1所示的形狀的接合構(gòu)件15。另外， 形成接合構(gòu)件15b時，如上述的第2實(shí)施方式中所述，接合構(gòu)件15b的與 透明基板16的接觸面積比接合構(gòu)件15b的與固體攝像元件10的表面的接 觸面積更大，但是效果也同樣。另外，接合構(gòu)件的涂敷也可以不是對透明 基板16，而對固體攝像元件10的表面涂敷。此外，通過控制間隙23的長 度，能靈活地決定在下一工序中最終個片化后的透明基板16的尺寸。此 外，因?yàn)槭窃谝粋€透明基板16搭載多個固體攝像元件10的方法，所以能 高效地只使用合格品元件，所以生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的降低成為可 能。
最后，如圖4 (b)所示，例如使用切片鋸等切削構(gòu)件24，沿著固體 攝像元件10之間的間隙23，切削透明基板16，從而向多個圖2所示的固 體攝像裝置IC個片化。通過這樣沿著間隙23，不切削接合構(gòu)件15，只把 透明基板16個片化的方法，能夠防止接合構(gòu)件15的緊貼性和剝離發(fā)生、 并能夠防止切片鋸等切削構(gòu)件24的壽命惡化。此外，在固體攝像元件IO 的個片化中，沒必要按照切削透明基板16時的切削構(gòu)件24的寬度，把使 用的切削構(gòu)件的寬度變寬，能確保1晶片的固體攝像元件10的取得數(shù)量 多，所以總體上，生產(chǎn)成本的降低成為可能。
另外，在圖3 (a) (e)中，表示具有多個固體攝像元件10的晶片 單體的制造方法，但是也可以是作為晶片的增強(qiáng)材料，在固體攝像元件IO 的面一側(cè)預(yù)先粘貼支撐基板，在圖4 (a)的工序之前剝離的制造方法。
以下，說明本發(fā)明第4實(shí)施方式的固體攝像裝置。
圖5是表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)造的剖視圖。
如圖5所示，本實(shí)施方式的固體攝像裝置1D的特征在于，加上圖2
所示的第2實(shí)施方式的固體攝像裝置1C的結(jié)構(gòu)，還具有覆蓋接合構(gòu)件15b
的周圍和固體攝像元件10的側(cè)面的一部分地形成的樹脂層19。此外，作
為樹脂特性，理想的是使用具有遮光性能的遮光樹脂。另外，其他結(jié)構(gòu)與
圖2所示的固體攝像裝置1C同樣，所以這里不重復(fù)該說明。
如果根據(jù)本實(shí)施方式的固體攝像裝置1D，就加上上述的第1實(shí)施方 式和第2實(shí)施方式的固體攝像裝置1A和1C的效果，產(chǎn)生以下的效果。 即通過樹脂層19，提高接合構(gòu)件15b的接合強(qiáng)度，防止接合構(gòu)件15b的吸 濕，能實(shí)現(xiàn)以耐熱性為首的可靠性的提高。此外，對樹脂層19使用遮光 樹脂時，能進(jìn)一步降低來自透明基板16的側(cè)面的入射光引起的圖像特性 的惡化。
另外，圖5所示的本實(shí)施方式的固體攝像裝置1D的接合構(gòu)件15b與 圖l (b)同樣，也可以是在攝像區(qū)域12上具有中空的腔構(gòu)造的情形。 (第5實(shí)施方式〕
以下，說明本發(fā)明第5實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法，具體而 言，制造上述的第4實(shí)施方式中說明的固體攝像裝置1D的方法。
圖6 (a) (c)是按工序順序表示本發(fā)明第5實(shí)施方式的固體攝像 裝置的制造方法的剖視圖。
本發(fā)明第5實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法在伴隨著上述的第4 實(shí)施方式的固體攝像裝置1D的構(gòu)造的特征的制造工序中具有特征，所以 以下，以制造該特征部分的工序?yàn)橹行?，進(jìn)行說明。另外，其他工序與第 3實(shí)施方式同樣，所以這里不重復(fù)其說明。
首先，與使用上述的圖3 (a) (e)和圖4 (a)的說明同樣進(jìn)行各 工序，取得與圖4 (a)所示的構(gòu)造相同的圖6 (a)所示的構(gòu)造。
接著，如圖6 (b)所示，在間隙23涂敷樹脂層19而硬化。
最后，如圖6 (c)所示，使用例如切片鋸等切削構(gòu)件24，沿著固體 攝像元件10之間的間隙23，切削樹脂層19和透明基板16，從而向多個 圖5所示的固體攝像裝置IC個片化。這里，作為樹脂層19，使用一般的 環(huán)氧樹脂等熱硬化型或UV硬化型的樹脂、感光性樹脂。此外，作為樹脂 特性，理想的是使用具有遮光性能的遮光樹脂。此外，這里，根據(jù)圖6(b) 所示的工序的樹脂層19的涂敷量，能抑制覆蓋固體攝像元件10的側(cè)面的
樹脂層19的面積。至少理想的是覆蓋接合構(gòu)件15b的周圍。用樹脂層19
覆蓋接合構(gòu)件15b的周圍引起的效果如上述的第4實(shí)施方式所述。另外，
在本實(shí)施方式中，與上述的實(shí)施方式同樣的部分能取得同樣的效果。
圖7是表示本發(fā)明第6實(shí)施方式的固體攝像裝置的構(gòu)造的剖視圖。
如圖7所示，本實(shí)施方式的固體攝像裝置1E的特征在于，加上圖1 (a)所示的第1實(shí)施方式的固體攝像裝置1A的結(jié)構(gòu)，還具有覆蓋接合構(gòu) 件15的周圍和固體攝像元件10的側(cè)面的一部分地形成的樹脂層19a。這 里，樹脂層19a中使用的材料與上述的第4實(shí)施方式同樣。另外，其他結(jié) 構(gòu)與圖l (a)所示的固體攝像裝置1A同樣，所以這里不重復(fù)其說明。
如果根據(jù)本實(shí)施方式的固體攝像裝置1E，就加上上述的第1實(shí)施方 式的固體攝像裝置1A的效果，產(chǎn)生與上述的第4實(shí)施方式所涉及的固體 攝像裝置1D同樣的效果。另外，圖7所示的本實(shí)施方式的固體攝像裝置 1E的接合構(gòu)件15與圖1 (b)同樣，也可以是在攝像區(qū)域12上具有中空 的腔構(gòu)造的情形。
以下，說明本發(fā)明第7實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法，具體而 言，制造上述的第6實(shí)施方式中說明的固體攝像裝置1E的方法。
圖8 (a) (d)是按工序順序表示本發(fā)明第7實(shí)施方式的固體攝像 裝置的制造方法的剖視圖。
本發(fā)明第7實(shí)施方式的固體攝像裝置的制造方法在伴隨著上述的第6 實(shí)施方式的固體攝像裝置1E的構(gòu)造的特征的制造工序中具有特征，所以 以下，以制造該特征部分的工序?yàn)橹行?，進(jìn)行說明。另外，其他工序與上 述的第3實(shí)施方式同樣，所以這里不重復(fù)其說明。
首先，與使用上述的圖3 (a) (e)的說明同樣進(jìn)行各工序。
另一方面，如圖8 (a)所示，在晶片狀或方形板狀的透明基板16之 上預(yù)先涂敷形成樹脂層19。這時，以形成樹脂層19的位置與以后搭載固 體攝像元件10時相鄰的固體攝像元件10之間的間隙23的位置一致的方 式，形成樹脂層19。接著，在由透明基板16上的樹脂層19包圍的固體攝 像元件10的搭載區(qū)域內(nèi)涂敷由樹脂層構(gòu)成的接合構(gòu)件15。
接著，如圖8 (C)所示，通過透明基板16上的接合構(gòu)件搭載固體攝 像元件10。
最后，如圖8 (d)所示，例如使用切片鋸等切削構(gòu)件24，沿著固體 攝像元件10之間的間隙23，切削樹脂層19和透明基板16，從而向多個 圖7所示的固體攝像裝置IC個片化。這里，作為，使用一般的環(huán)氧樹脂 等熱硬化型或UV硬化型的樹脂、感光性樹脂。此外，作為樹脂特性，理 想的是使用具有遮光性能的遮光樹脂。根據(jù)該方法，形成樹脂層19，在透 明基板16上設(shè)置腔構(gòu)造，形成涂敷接合構(gòu)件15的區(qū)域，所以能容易控制 接合構(gòu)件15的涂敷量。因此，能防止由于接合構(gòu)件15的涂敷量的控制錯 誤而掩埋固體攝像元件10之間的間隙23地形成接合構(gòu)件15的事態(tài)，能 防止透明基板16的個片化時切斷接合構(gòu)件引起的緊貼性的力下降或剝離 的發(fā)生。另外，用樹脂層19覆蓋接合構(gòu)件15的周圍的引起的效果如上述 的第4實(shí)施方式中所述。此外，在本實(shí)施方式中，與上述的第3實(shí)施方式 同樣的部分也能取得同樣的效果。
另外，在從上述的背景技術(shù)到具體實(shí)施方式
中，以固體攝像裝置舉例， 進(jìn)行說明，但是此外當(dāng)然也可以對光電IC、光電二極管或激光器模塊等光 學(xué)裝置應(yīng)用。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的光學(xué)裝置是光學(xué)特性優(yōu)異的CSP構(gòu)造，所以利用它的攝像傳 感器等對于數(shù)字相機(jī)或移動電話用相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z影機(jī)等的數(shù)字光學(xué)儀器的 小型化、薄型化和高性能化，是適合的。在醫(yī)療儀器中也能利用，在具有 數(shù)字圖像和圖像處理功能的多種多樣的儀器和裝置中，在廣闊范圍中能應(yīng) 用。
權(quán)利要求
1. 一種光學(xué)裝置，其中，備有光學(xué)元件，其具有形成在半導(dǎo)體基板的主面上的攝像區(qū)域、形成在所述攝像區(qū)域的外周部并且具有多個電極部的周邊電路區(qū)域、以及形成在所述攝像區(qū)域上的多個微透鏡；多個貫通電極，其與所述多個電極部的每個相連接，且在所述半導(dǎo)體基板的厚度方向貫通所述半導(dǎo)體基板而被設(shè)置；多個金屬布線，其在與所述半導(dǎo)體基板的所述主面相對的背面上，按照與所述多個貫通電極的每個連接的方式設(shè)置；接合構(gòu)件，其形成在所述光學(xué)元件的表面，并由樹脂構(gòu)成；透明基板，其通過所述接合構(gòu)件連接在所述光學(xué)元件上，所述透明基板的平面形狀的尺寸比所述光學(xué)元件的平面形狀的尺寸大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)裝置，其特征在于， 還具有以覆蓋所述接合構(gòu)件的側(cè)面的方式形成的樹脂層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于， 所述接合構(gòu)件在所述光學(xué)裝置的表面全體形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于， 只在所述光學(xué)元件的表面的除了形成了所述微透鏡的區(qū)域以外的區(qū)域，選擇性地形成有所述接合構(gòu)件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于， 所述透明基板和所述接合構(gòu)件的接觸面積，比所述光學(xué)元件的表面和所述接合構(gòu)件的接觸面積更大。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)裝置，其特征在于， 所述接合構(gòu)件的厚度是50y m以下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置，其特征在于， 還具有樹脂絕緣層，其在所述光學(xué)元件的背面，以覆蓋所述金屬布線的方式 形成，具有使所述金屬布線的一部分露出的開口部；外部電極，其形成在所述開口部，并與所述金屬布線連接。
8. —種光學(xué)裝置的制造方法，其中， 包括準(zhǔn)備集合體的工序，所述集合體形成有多個光學(xué)元件，所述光學(xué)元件 具有形成在半導(dǎo)體基板的主面上的攝像區(qū)域、形成在所述攝像區(qū)域的外周 部并且具有多個電極部的周邊電路區(qū)域、形成在所述攝像區(qū)域上的多個微 透鏡；形成多個貫通電極的工序，所述多個貫通電極與所述多個電極部的每個連接，并在所述半導(dǎo)體基板的厚度方向貫通所述半導(dǎo)體基板；在與所述半導(dǎo)體基板的所述主面相對的背面上按照分別與所述多個 貫通電極相連接的方式形成多個金屬布線的工序；在形成所述多個金屬布線的工序之后，通過對所述集合體進(jìn)行切削， 而使之個片化為所述多個光學(xué)元件的每個的工序；以個片化后的所述光學(xué)元件的每個彼此隔開間隔而搭載的方式，通過 由樹脂構(gòu)成的接合構(gòu)件連接所述光學(xué)元件各自的表面和透明基板的工序；沿著所述光學(xué)元件各自的間隔把所述透明基板個片化的工序。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于， 在利用由樹脂構(gòu)成的接合構(gòu)件連接所述光學(xué)元件各自的表面和透明基板的工序之后，還具有在所述透明基板上的所述光學(xué)元件各自的間隔形 成樹脂層的工序，把所述透明基板個片化的工序，是沿著所述光學(xué)元件各自的間隔把所 述樹脂層和所述透明基板個片化的工序。
10. —種光學(xué)裝置的制造方法，其中， 包括準(zhǔn)備集合體的工序，所述集合體形成有多個光學(xué)元件，所述光學(xué)元件 具有形成在半導(dǎo)體基板的主面上的攝像區(qū)域、形成在所述攝像區(qū)域的外周 部并且具有多個電極部的周邊電路區(qū)域、形成在所述攝像區(qū)域上的多個微 透鏡；形成多個貫通電極的工序，所述多個貫通電極與所述多個電極部的每個相連接并在所述半導(dǎo)體基板的厚度方向貫通所述半導(dǎo)體基板；在與所述半導(dǎo)體基板的所述主面相對的背面上按照分別與所述多個貫通電極的相連接的方式形成多個金屬布線的工序；在形成所述多個金屬布線的工序之后，通過對所述集合體進(jìn)行切割而 使之個片化為多個所述光學(xué)元件的每個的工序；在透明基板上形成選擇性地具有多個開口部的樹脂層的工序；以個片化后的所述光學(xué)元件的每個彼此隔開間隔而被搭載的方式，在 所述多個開口部的每個中，通過由樹脂構(gòu)成的接合構(gòu)件連接所述光學(xué)元件 各自的表面和所述透明基板的工序；以及沿著所述光學(xué)元件各自的間隔，把所述樹脂層和所述透明基板個片化 的工序。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8或10所述的光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于， 在把所述透明基板個片化的工序中，所述透明基板的平面形狀的尺寸比所述光學(xué)元件的平面形狀的尺寸大。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8或10所述的光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于，所述接合構(gòu)件形成在所述光學(xué)元件的表面全體。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8或10所述的光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于，只在所述光學(xué)元件的表面的除了形成所述微透鏡的區(qū)域以外的區(qū)域， 選擇性地形成有所述接合構(gòu)件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8或10所述的光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于，所述透明基板和所述接合構(gòu)件的接觸面積，比所述光學(xué)元件的表面和 所述接合構(gòu)件的接觸面積大。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于， 所述接合構(gòu)件的厚度是50wm以下。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8或10所述的光學(xué)裝置的制造方法，其特征在于， 在形成所述多個金屬布線的工序之后，還具有 在所述光學(xué)元件的背面形成樹脂絕緣層的工序，所述樹脂絕緣層覆蓋金屬布線并且具有使所述金屬布線的一部分露出的開口部；以及 在所述開口部形成與所述金屬布線連接的外部電極的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)裝置，其中的固體攝像裝置，包括固體攝像元件(10)，其具有形成在半導(dǎo)體基板(11)的主面上的攝像區(qū)域(12)，具有電極部(14b)的周邊電路區(qū)域(14a)，和形成在攝像區(qū)域(12)上的多個微透鏡(13)；多個貫通電極(17)，其與電極部(14b)分別連接；多個金屬布線(18)，其與多個貫通電極(17)分別連接；接合構(gòu)件(15)，其形成在固體攝像元件(10)的表面；透明基板(16)，其通過接合構(gòu)件(15)連接在固體攝像元件(10)上。透明基板(16)的平面形狀的尺寸比固體攝像元件(10)的平面形狀的尺寸更大。從而使得圖像特性優(yōu)異，并且能以低成本生產(chǎn)。
文檔編號H01L27/14GK101383359SQ20081021378
公開日2009年3月11日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日
發(fā)明者中野高宏, 佐野光, 富田佳宏 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社