(57)【要約】【課題】組立体の後工程時においてイメージセンサモジュールの歩留りを増加させるために、半導体ウェーハ上の光学イメージセンサ装置にガラスを取付けるための低コストのウェーハレベルパッケージング（ＷＬＰ）方法を提供すること。【解決手段】一つの実施形態は、ウェーハ上に組立てられたイメージセンサ（及びマイクロレンズ）への適用に関する。ガラスウェーハは、個片化され、イメージセンサウェーハ上のダイパターンを映すように位置合わせされ、次に、光学接着剤が各々のイメージセンサとそのガラスカバーとの間の層を形成するように、イメージセンサウェーハに結合される。別の実施形態は、キャビティ壁を個片化されたガラスカバーに適用し、次に単一のウェーハを形成するイメージセンサに取付けられる。ウェーハは次に個片化され、複数のイメージセンサパッケージが形成される。【選択図】      図６
2010153874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理方法であって、
実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップと、
複数の組立てられたイメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップと、
キャビティ壁を前記ガラスに取付けるステップと、
前記キャビティ壁を有する前記個片化されたガラスダイが、前記処理済みウェーハ上の前記イメージセンサの前記パターンと位置合わせされるように、前記ガラスウェーハ固定具を前記処理済みウェーハに位置合わせするステップと、
内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、前記個片化されたガラスダイの前記キャビティ壁を、接着剤によって前記光学イメージセンサに接着するステップと、
前記個片化されたガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具から解放するステップと、を含む処理方法。
【請求項２】
前記ガラスウェーハを前記ガラスウェーハ固定具に一時的に取付けるステップは、前記装置ウェーハ上の前記イメージセンサのパターンに対応する硬化型接着剤のパターンを施すことによって実施される、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記接着するステップが、前記個片化されたガラスダイに接着剤を塗布することを含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項４】
前記接着するステップが、前記イメージセンサの表面に接着剤を塗布することを含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項５】
前記接着剤が、ＵＶ硬化型光学接着剤である、請求項１に記載の処理方法。
【請求項６】
前記接着するステップは、前記接着剤を硬化させるために、前記装置−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をＵＶ光に暴露させるステップを含む、請求項５に記載の処理方法。
【請求項７】
前記接着する処理が、前記イメージセンサと前記ガラスカバーとの間の距離を設定するステップを含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項８】
前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体は、前記ガラスウェーハ固定具から前記構造体を解放する前に、個々の装置を作るためにダイシングされる、請求項１に記載の処理方法。
【請求項９】
前記センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体は、前記ガラスウェーハ固定具から前記構造体を解放した後で、個々の装置を作るためにダイシングされる、請求項１に記載の処理方法。
【請求項１０】
前記ガラスプレートを個片化するステップが、前記ガラスの厚み寸法に沿ってテーパを設ける追加のステップを含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項１１】
前記個片化されたガラスダイを解放するステップが、前記ガラスダイを前記ガラス固定具に保持する前記接着剤をＵＶ光に暴露するステップを含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項１２】
前記キャビティ壁は、個片化の前に前記ガラスプレートに取付けられる、請求項１に記載の処理方法。
【請求項１３】
前記キャビティ壁は、個片化の後で前記個片化されたガラスダイに取付けられる、請求項１に記載の処理方法。
【請求項１４】
前記ガラスウェーハ固定具が、その上に接着剤を有するフィルムを支持する金属フレームキャリアを含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項１５】
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理方法であって、
実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップと、
キャビティ壁を前記ガラスプレートに取付けるステップと、
個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップであって、個片化されたガラスダイの各々が、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応するキャビティ壁を有する、前記ステップと、
前記キャビティ壁を有する前記個片化されたガラスダイが、前記処理済みウェーハ上の前記イメージセンサの前記パターンと位置合わせされるように、前記ガラスウェーハ固定具を前記処理済みウェーハに位置合わせするステップと、
内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、前記個片化されたガラスダイの前記キャビティ壁を、接着剤によって前記光学イメージセンサに接着するステップと、
前記個片化されたガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具から解放するステップと、を含む処理方法。
【請求項１６】
前記プレートを前記ガラスプレート固定具に取付ける前に、前記キャビティ壁が前記ガラスプレートに取付けられる、請求項１５に記載の処理方法。
【請求項１７】
前記プレートを前記ガラスプレート固定具上に取付けた後で、前記キャビティ壁が前記ガラスプレートに取付けられる、請求項１５に記載の処理方法。
【請求項１８】
前記ガラスプレート固定具が、その上に接着剤を有するフィルムを支持する金属フレームキャリアを含む、請求項１５に記載の処理方法。
【請求項１９】
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理方法であって、
実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップと、
複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップと、
キャビティ壁を前記処理済みウェーハに取付けるステップと、
前記個片化されたガラスダイが、前記キャビティ壁を有する前記処理済みウェーハ上の前記イメージセンサの前記パターンと位置合わせされるように、前記ガラスウェーハ固定具を前記処理済みウェーハに位置合わせするステップと、
内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、前記光学イメージセンサと関連する前記キャビティ壁に、前記個片化されたガラスダイを接着するステップと、
前記個片化されたガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具から解放するステップと、を含む処理方法。
【請求項２０】
前記ガラスウェーハ固定具が、その上に接着剤を有するフィルムを支持する金属フレームキャリアを含む、請求項１９に記載の処理方法。
【請求項２１】
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理方法であって、
実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップと、
複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップと、
前記個片化されたガラスダイが、前記処理済みウェーハ上の前記イメージセンサの前記パターンと位置合わせされるように、前記ガラスウェーハ固定具を前記処理済みウェーハに位置合わせするステップと、
センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、前記個片化されたガラスダイを、接着剤によって前記光学イメージセンサに接着するステップと、
前記個片化されたガラスダイを前記ガラスウェーハ固定具から解放するステップと、を含む処理方法。
【請求項２２】
前記ガラスウェーハを前記ガラスウェーハ固定具に一時的に取付けるステップは、前記装置ウェーハ上の前記イメージセンサパターンに対応する硬化型接着剤のパターンを施すことによって実施される、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項２３】
前記接着するステップが、前記個片化されたガラスダイに接着剤を塗布することを含む、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項２４】
前記接着するステップが、前記イメージセンサの表面に接着剤を塗布することを含む、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項２５】
前記接着剤が、ＵＶ硬化型光学接着剤である、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項２６】
前記接着するステップは、前記接着剤を硬化させるために、前記装置−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体をＵＶ光に暴露させるステップを含む、請求項２５に記載の処理方法。
【請求項２７】
前記接着する処理が、前記イメージセンサと前記ガラスカバーと間の距離を設定するステップを含む、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項２８】
前記センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体は、前記ガラスウェーハ固定具から前記構造体を解放する前に、個々の装置を作るためにダイシングされる、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項２９】
前記センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体は、前記ガラスウェーハ固定物から前記構造体を解放した後で、個々の装置を作るためにダイシングされる、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項３０】
前記ガラスプレートを個片化するステップは、前記ガラスの厚み寸法に沿ってテーパを設ける追加のステップを含む、請求項２１に記載の処理方法。
【請求項３１】
前記個片化されたガラスダイを解放するステップが、前記ガラスダイを前記ガラス固定具に保持する前記接着剤をＵＶ光に暴露するステップを含む、請求項２１に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００８年６月９日に出願された、「イメージセンサのためのダイ上へのガラス取付け方法」という標題の米国特許出願第１２／１３６，０３３の一部継続出願として優先権を主張し、同様に、２００７年６月８日に出願された、「イメージセンサのためのダイ上へのガラスの取付け方法」という標題の米国仮出願第６０／９４２，９５３の優先権を主張し、参照として各々の内容が本願に組み込まれる。
【０００２】
以下は、一般にダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）前にウェーハ基板にガラスを取付けるためのウェーハレベルのパッケージ（ＷＬＰ）方法に関し、より詳細には、ＣＭＯＳ又はＣＣＤ型イメージセンサをパッケージするための低コストな方法であって、組立中時に微粒子汚染及び応力損傷からイメージセンサを保護する方法である。
【背景技術】
【０００３】
マイクロ電子光モジュールの組立時におけるマイクロレンズ又はイメージセンサの微粒子汚染は、そのモジュールの故障の原因となる。微粒子はカメラモジュール組立処理時の歩留まり損失の９０％を占める。より高い解像度の装置では、微粒子による歩留まり損失が、より小さいピクセルサイズになるほど増加する。例えば、３メガピクセルセンサでは、ピクセルサイズは２ミクロン未満である。一つの微粒子が、イメージ品質の悪化の要因となる前に、わずか一つのピクセルを遮断する場合、この用途における許容可能な微粒子の最大サイズは、直径で２ミクロンに制限される。この大きさの微粒子の数を制限するために、厳格な微粒子制御対策が、歩留まり損失を回避するためにカメラモジュール組立処理時に必要とされる。これらの微粒子汚染対策は、組立工程のコストを増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＷＬＰ処理は、チップオンボード（ＣＯＢ）技術方法に存在する汚染問題への対処に役立つ。この歩留まり率の改善は、ウェーハの個片化（ｓｉｎｇｕｌａｔｉｏｎ）及び装置の取付け前に、ガラス層を使用して汚染からセンサの能動領域を保護することによって達成される。ガラス／レンズの上面に付着する微粒子は、ガラス層の厚み（一般的に０．３から０．４ｍｍ）によってセンサから分離されるので、許容可能な微粒子の最大サイズは、同微粒子がイメージ品質の悪化の要因となる前に、直径で２５ミクロン程度にできる。さらに、ガラス表面の微粒子汚染によって性能を発揮することができないユニットが、再加工によって容易に再生できる。カメラモジュール組立処理の歩留りは、こうしてウェーハレベルのパッケージング方法を使用して有意に改善される。
【０００５】
現在使用される（例えば、Tessera’s Shellcase CF）ＷＬＰ処理は、ウェーハのセンサ側の面上のキャビティ壁の頂部にウェーハサイズのガラスプレートを接着し、こうして、各センサ上に光学キャビティを作る。この方法は、ガラス個片化及びウェーハの背面研削がその後に続く。最後に、ウェーハは、個々の装置に個片化される。この処理は、ＣＯＢ処理上の歩留りにおける改善を示す一方で、シリコンの内部で回路に大きな応力を生じさせて、歩留まり損失を上昇させる。
【０００６】
別のＷＬＰ処理（例えば、Schott OPTO-WLP）は、歩留り管理におけるいくつかの利点をさらに示す。この処理における最初の段階は、ガラスカバーによって繊細な能動構造を保護することである。特殊な接着剤によるウェーハ接着処理が、接着層内での接着剤の選択的範囲を与える。次の段階では、接着されたシリコン−ガラスのサンドウィッチ構造体が、シリコン側（裏面）から薄くされる。次の段階では、ウェーハの裏面にボンドパッドを開放するために、シリコン側にビアをエッチングし、ウェーハの裏側及びボール取付け部にコンタクトを再配分する。この処理は、従ってビア／通路の形成を必要とし、リード線／絶縁体材料の複数の層及び多くの処理段階は、マニュアル試行錯誤法に非常に依存する。結果として、この処理を使用すると、リードタイムはかなり長くなり、処理の不安定度が増す結果となる。
【０００７】
本願発明は、このような背景技術に対してなされたものである。
以下の実施形態及びそれらの態様が、例示され且つ実例として意味され且つ特許請求の範囲に制限されない他のシステム、ツール、及び方法と併せて記載される。様々な実施形態において、一つ以上の上述の問題が少なくなり又は解消される一方で、他の実施形態は他の改良を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理が、実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップを含み、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに一般に対応する個片化されたガラスダイを作るためにガラスプレートを個片化するステップと、キャビティ壁をガラスに取付けるステップと、キャビティ壁を有する個片化されたガラスダイが、処理済みウェーハ上のイメージセンサのパターンと位置合わせされるように、ガラスウェーハ固定具を処理済みウェーハに位置合わせするステップと、内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、個片化されたガラスダイのキャビティ壁を、接着剤によって光学イメージセンサに接着するステップと、及びガラスウェーハ固定具から個片化されたガラスダイを解放するステップとを含む処理方法。
【０００９】
ガラスウェーハをガラスウェーハ固定具に一時的に取付けるステップは、ウェーハ装置上のイメージセンサのパターンに対応する硬化可能な接着剤のパターンを施すことによって実施され得る。接着するステップは、個片化されたガラスダイに接着剤を塗布すること含み得る。接着するステップは、イメージセンサの表面に接着剤を塗布すること含み得る。接着剤は、ＵＶ硬化型光学接着剤であり得る。接着するステップは、接着剤を硬化するために、装置−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体をＵＶ光に曝露するステップを含み得る。接着する処理は、イメージセンサとガラスカバーとの間の距離を設定するステップを含み得る。
【００１０】
センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体は、ガラスウェーハ固定具から構造体を解放する前に、個々の装置を作るためにダイシングされ得る。センサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体は、ガラスウェーハ固定具から構造体を解放した後で、個々の装置を作るためにダイシングされ得る。ガラスプレートを個片化するステップは、ガラスの厚み寸法に沿ってテーパを設ける追加のステップを含み得る。個片化されたガラスダイを解放するステップは、ガラスダイをガラス固定具に保持する接着剤をＵＶ光に曝露するステップを含み得る。キャビティ壁は、個片化前にガラスプレートに取付けられ得る。キャビティ壁は、個片化後に、個片化されたガラスダイに取付けられ得る。ガラスウェーハ固定具は、接着剤を有するフィルムを支持する金属フレームキャリアを含む。
【００１１】
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理は、実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップを含み、キャビティ壁をガラスプレートに取付けるステップと、個片化されたガラスダイを作るために、前記ガラスプレートを個片化するステップであって、個片化されたガラスダイの各々が、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応するキャビティ壁を有する、個片化するステップと、キャビティ壁を有する個片化されたガラスダイが、処理済みウェーハ上のイメージセンサのパターンと位置合わせされるように、ガラスウェーハ固定具を処理済みウェーハに位置合わせするステップと、内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、個片化されたガラスダイのキャビティ壁を、接着剤によって光学のイメージセンサに接着するステップと、及び、個片化されたガラスダイをガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含む。
【００１２】
キャビティ壁は、プレートをガラスプレート固定具上に取付ける前に、ガラスプレートに取付けられ得る。キャビティ壁は、プレートをガラスプレート固定具上に取付けた後で、ガラスプレートに取付けられ得る。ガラスプレート固定具は、その上に接着剤を有するフィルムを支持する金属フレームキャリアを含み得る。
【００１３】
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理は、実質的なウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的な取付けるステップを含み、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るためにガラスプレートを個片化するステップと、キャビティ壁を処理済みウェーハに取付けるステップと、個片化されたガラスダイが、キャビティ壁を有する処理済みウェーハ上にイメージセンサのパターンと位置合わせされるように、ガラスウェーハ固定具を処理済みウェーハに位置合わせするステップと、内部キャビティを有するセンサ−キャビティ壁−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために光学イメージセンサと関連するキャビティ壁に個片化されたガラスダイを接着するステップと、個片化されたガラスダイをガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含む処理方法。
【００１４】
半導体イメージセンサ装置のためのウェーハレベルパッケージング処理が、実質的にウェーハサイズのガラスプレートをガラスウェーハ固定具上に一時的に取付けるステップを含み、複数の組立てられた光学イメージセンサを有する処理済みウェーハ上のパターンに対応する個片化されたガラスダイを作るためにガラスプレートを個片化するステップと、個片化されたガラスダイが、処理済みウェーハ上にイメージセンサのパターンと一般に位置合わせするように、ガラスウェーハ固定具を処理済みウェーハに位置合わせするステップと、センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体を作るために、個片化されたガラスダイを、接着剤によって光学イメージセンサに接着するステップと、及び個片化されたガラスダイをガラスウェーハ固定具から解放するステップとを含む処理方法。
【００１５】
ガラスウェーハをガラスウェーハの固定具に一時的に取付けるステップは、装置ウェーハ上のイメージセンサパターンに対応する硬化型接着剤のパターンを施すことによって実施され得る。接着（結合）するステップは、個片化されたガラスダイに接着剤を塗布することを含み得る。接着するステップは、イメージセンサの表面に接着剤を塗布することを含み得る。接着剤は、ＵＶ硬化型光学接着剤とし得る。接着するステップは、接着剤を硬化させるために、装置―接着剤―ガラスのサンドウィッチ構造体をＵＶ光に曝露させるステップを含み得る。接着処理は、イメージセンサとガラスカバーとの間の距離を設定するステップを含み得る。センサ−接着剤−ガラスのサンドウィッチ構造体は、ガラスウェーハ固定具から構造体を解放する前に、個々の装置を作るためにダイシングされ得る。センサ−接着剤―ガラスのサンドウィッチ構造体は、ガラスウェーハ固定具から構造体を解放した後で、個々の装置を作るためにダイシングされ得る。ガラスプレートを個片化するステップは、ガラスの厚み寸法に沿ってテーパを設ける追加のステップを含み得る。個片化されたガラスダイを解放するステップは、ガラスダイをガラス固定具に保持する接着剤をＵＶ光に曝露するステップを含み得る。
【００１６】
例示の態様及び上に記載される実施形態に加えて、さらなる態様及び実施形態は、図面を参照することによって、及び以下の詳細な説明を検討することによって明らかとなる。
例示の実施形態は、参照図面に示される。本明細書に開示される実施形態及び図面は、限定することではなく説明に役立つものとして考慮されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）はウェーハサイズのガラスが、ガラスウェーハ搬送手段上のガラスウェーハ固定具に取付けられる、取付けステップを説明する断面図、（ｂ）はガラスウェーハを保持するためにガラスウェーハ固定具に塗布された接着剤パターンを示す図。
【図２】（ａ）はガラスウェーハがソーイング装置を使用して既定の形状に個片化される状態を示す図、（ｂ）は個片化されたガラスダイにテーパを設ける任意のステップを示す図、（ｃ）は固定具に取付けられた個片化されたガラスウェーハの断面図。
【図３】ガラスウェーハ固定具と個片化されたガラスウェーハとが複数のイメージセンサ装置を有するＣＭＯＳウェーハと対向する関係にある状態の、反転されたガラスウェーハ搬送手段を例示する断面図であり、（ａ）は接着剤がイメージセンサに塗布される一つの実施形態を例示する図、（ｂ）は接着剤が個片化されたガラスダイに塗布される別の実施形態を例示する図。
【図４】フリップされ個片化されたガラスダイを、ＣＭＯＳイメージセンサのウェーハに位置合わせした後に取付けるステップを例示する断面図。
【図５】接着されたＣＭＯＳウェーハとガラスウェーハとがガラスウェーハ固定具から解放される解放ステップを例示する断面図。
【図６】（ａ）はガラスに接着されたＣＭＯＳイメージセンサ装置が、ガラスウェーハ固定具から解放された後に、ダイカッターを使用して分離される、一つの実施形態における個片化ステップを例示する断面図、（ｂ）はセンサに接着されたガラスを有する個片化されたイメージセンサを示す断面図。
【図７】ウェーハサイズのガラスの一部を示す変形実施形態であって、同ガラスがＵＶダイシングテープに取付けられるとともに、ガラスの反対側に取付けられたキャビティ壁を有する状態を示す断面図。
【図８】キャビティ壁を形成する接着剤フィルムを有するガラスウェーハの斜視図。
【図９】図７のガラスウェーハがソー（ｓａｗ）によって個片化される状態を示す斜視図。
【図１０】複数のイメージセンサを有するウェーハが背面研削される、背面研削ステップの例示図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、複数のキャビティ壁を有するイメージセンサウェーハに個片化されたガラスを取付ける際におけるガラス支持固定具の使用を示す図。
【図１２】ガラス支持固定具が、個片化されたガラスを解放する開放ステップを示す図。
【図１３】ウェーハ個片化ステップを示す図。
【図１４】複数のキャビティの壁によってイメージセンサ基板から分離されたカバーガラスを有する個片化されたイメージセンサパッケージの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本願発明と様々な関連性のある特徴を例示するのに役立つ添付図面を参照されたい。本願発明は、ガラスをイメージセンサパッケージに取付けるための処理として主に説明されるが、本願発明は、ガラス取付けが要求／所望される他のウェーハレベルのパッケージング用途に適用できることを明確に理解すべきである。あるいはまた、材料選択はガラスに制限されず、ガラスを超えて、反射防止、静抵抗及び光フィルタリング等の特性を有する任意の透明材料又は半透明材料に拡大され得る。これに関して、ガラスをイメージセンサパッケージに取付けるための処理についての以下の記載は、例示及び説明を目的として提示される。さらに、この記載は、本願発明を本明細書に開示された形態に制限することを意図しない。結果として、関連する分野の以下の教示、技能及び知見に見合う変更及び改変が、本願発明の特許請求の範囲内にある。本明細書に記載される実施形態は、本願発明を実施する公知の態様を説明するために及び他の当業者が本願発明の特定の用途又は使用によって要求された様々な改変と共に、又は他の実施形態を可能とするように本願発明を利用することをさらに意図する。
【００１９】
ガラスを装置ウェーハに取付けた後にガラスが個片化されるＳｈｃｌｌｃａｓｅＣＦパッケージング等のＷＬＰ方法では装置の損傷の可能性があることを発明者は理解する。この損傷は、装置ウェーハに取付けた後に、ウェーハの背面研削又はガラスの個片化時に生じる機械的応力に起因し得る。さらに、イメージセンサ装置は、ガラスを個片化する処理中に帯電によって生じた静電気放出によって損傷され得る。別の故障する原因となる方法は、ガラスウェーハを個片化するステップ中に生成されたガラス破片による電気パッドの汚染を含み得る。提案された方法は、これら及び他の欠陥に対処することを目的とする。
【００２０】
マイクロ電子イメージセンサ装置のために提案されたＷＬＰ方法は、装置パッケージング処理の開始時において、薄い個片化されたガラスプレートをウェーハ基板上に取付けるためのステップを含む。ガラスカバーは、ウェーハ組立てのダイ個片化ステップ時に装置を支持する。さらに、ガラスカバーは、周囲の環境からの微粒子が、マイクロレンズ又はイメージ装置内に入り込むことを防止する。
【００２１】
ガラス取付け方法の一つの実施形態は、ウェーハ上に組立てられたイメージセンサ（及びマイクロレンズ）への適用に関する。ガラスウェーハ１０（例えば、４００μｍの厚み）は、図１（ａ）に示されるように、ガラスウェーハ搬送手段１４上に設けられるガラスウェーハ固定具１２（透明であり得る）に最初に一時的に取付けられる。一時的な取付けが、図１（ｂ）に示されるように、ダイシングテープ（紫外線（ＵＶ）光を使用して硬化され得る）のマトリックス１６の使用を通じて達成され得る。一時的な取付けは、他の接着剤材料を使用してさらに達成され得る。ダイシングテープのパターンは、イメージセンサウェーハのダイパターンと一致するが、イメージセンサウェーハより広い通路を有するように組立てられる。換言すれば、各々の接着剤片は、対応するイメージセンサ片の縮小された設置面積を有する。
【００２２】
ガラスウェーハ１０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、次に（イメージセンサウェーハ上のダイパターンに一致させるために）個片化される。ここで、ガラスパターンは、イメージセンサウェーハより狭い通路を有するように形成され得る。換言すれば、各々のガラス片は、イメージセンサの寸法を超過するがイメージセンサ装置のための電気接点パッドに重ね合わせられないように、イメージセンサ片の拡大された設置面積を有する。さらに、カバーの縁部２０は、イメージセンサに接着された面が反対側の面より大きくなるように、図２（ｂ）に示されるように、内側にわずかにテーパ状にされ得る。
【００２３】
個片化されたガラスが清掃された後で、ガラスウェーハ搬送手段及び個片化されたガラス（２２として示される集合体）を保持するガラスウェーハ固定具が、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、個片化されたガラスの露出面がイメージセンサウェーハ２４と対面し、且つ装置ウェーハ上のイメージセンサ装置のパターンを映し出すように反転され及び位置合わせされる。わずかにオーバサイズのカバーを作ることによって、この配置又は位置合わせ誤差に対する影響を受けにくい位置合わせするステップとすることができる。光学接着剤２６は、図３（ａ）に示されるように、電気接点の周囲がカバーされないままの状態で、各々の光学イメージセンサ及びそのセンサに対応するマイクロレンズ（もし利用され得るなら）を覆うように、装置ウェーハ２４に選択的に塗布（適用）される。本プロセスの一つの態様は、どのようにして接着剤が施されるか（パターン及び品質）を制御するステップと、イメージセンサによって捕捉されたイメージの品質を低下させ得るマイクロバブル等の欠陥を最小化するための接着剤の選択とを含み得る。さらに、接着剤が結局外部環境と接触するので、接着剤にはさらに耐熱性及び耐湿性が要求され得る。
【００２４】
別の実施形態において、光学接着剤２６は、イメージセンサ／レンズの組合せではなく、個片化されたガラスに塗布（適用）され、次にガラスダイは、図３（ｂ）に示されるように、イメージセンサウェーハ２４に接着される。スピンコーティング等の方法は、接着剤２６を個片化されたガラスダイに塗布するために採用できる。光学接着剤は高価であり、この処理はより多くの接着剤を消費するので、改善により安価にするために本処理中で潜在的に行われ得る。
【００２５】
個片化されたガラスウェーハは、次に、図４に示されるように、それらの間にキャビティなしでイメージセンサウェーハ（集合体３０）に接着される。接着剤塗布の寸法及びボンディング処理は、イメージセンサ表面からのガラスの距離を固定するステップを含むとともに、特定の制限された平行度内でガラス／イメージセンサのサンドウィッチ構造体を作るステップを含み得る。サンドウィッチ構造体３０は、図５に示されるように、ガラスウェーハ固定具１２から解放される。接着剤の硬化及びガラスウェーハ固定具１２からのサンドウィッチ構造体３０の解放は、ＵＶ波長の賢明な選択又は特定の温度及び暴露時間によって同じステップにおいて実施され得る。
【００２６】
光学イメージセンサのウェーハ構造体３０は、次に、図６（ａ）に示されるように支持のためのガラスダイを使用してダイシングされる。変形実施形態において、ダイシングは、サンドウィッチ構造体がガラスウェーハ固定具から解放される前に実施され得る。保護ガラスカバーを有する典型的なイメージセンサ３２が、図６（ｂ）に示される。ウェーハレベルパッケージングのこの方法は、業界において使用される既存のウェーハレベルパッケージング処理に対する低コストの代替案であると考えられる。
【００２７】
あるいはまた、カバーガラスは、図７〜図１４に示されるように、内部キャビティを作るためにキャビティ壁を介してイメージセンサに取付けられることができる。図７に示されるように、ガラス５０のシートは、同ガラス５０のシートの片側に適用されたＵＶダイシングテープ５２を有する。ガラスシート５０の反対の側において、複数のキャビティ壁５４が取付けられる。キャビティ壁は、ＬＥタップからダイカットされる。エポキシ５６の層が、各々のキャビティ壁５４の頂面に塗布される。
【００２８】
図８に示されるように、キャビティ壁５４は、個片化する前にガラスプレートに取付けられた接着剤フィルムを使用することによって形成され得る。
次に、図９に示されるように、ガラスシート５０は、ＵＶダイシングテープ５２によって共に保持される複数の個片化ガラスダイ６０に、ダイシングソー５８によって個片化される。一方で、図１０に示されるように、シリコンウェーハ６２（そのシリコンウェーハ上に形成された複数の個々のイメージセンサ６４を有する）は、そのシリコンウェーハの裏側からシリコンウェーハ６２を背面研削する研磨機６６によって、所望される厚みに研磨される。この背面研削操作がシリコンウェーハ６２上で実施されるので、同操作はキャビティ壁５４をガラスシート５０に適用するステップ及びガラスシート５０を個片化するステップの前、間又は後に実施可能である。
【００２９】
その後、図１１（ａ）に示されるように、キャビティ壁５４を有する個片化されたガラスダイ６０は、シリコンウェーハ６２上の個々のイメージセンサ６４に対して位置合わせされる。個片化されたガラスダイ６０は、ガラス固定具７０によって、シリコンウェーハ６２に対して位置合わせされた状態に保持される。ガラス固定具７０は、キャビティ壁５４の適用及び分離ガラスダイ６０への個片化の前、間又は後に、ガラスシート５０に一時的に取付けられる。図１１（ｂ）に示されるように、ガラス固定具７０及びシリコンウェーハ６２は、個々のイメージセンサ６４を取り囲む位置において、キャビティ壁５４上のエポキシ５６をシリコンウェーハ６２と接触させるために、相対移動される。この動作によって、キャビティ壁５４がシリコンウェーハ６２に接着される。
【００３０】
組立体からガラス固定具７０を解放するために、ＵＶ光源（図示されない）が、図１２に示されるように、ガラス固定具７０に個片化されたガラスダイ６０を解放させるようなＵＶ光を提供する。個片化されたガラスダイ６０の外側表面が、清掃される（示されない）。次に、同一の又は異なるダイシングソー７２が、図１３に示されるように、キャビティ壁５４の外側の位置で且つ個々の個片化されたガラスダイ６０の間においてシリコンウェーハ６２を切断するために使用される。このようにして、シリコンウェーハ６２が個々のイメージセンサパッケージ７４に分離され、その一つが図１４に示される。
【００３１】
本願発明の上述の記載は、例示及び説明のために提示される。さらに、この記載は、本願発明を本明細書に開示された態様に制限することを意図しない。結果として、関連する技術分野の上述の教示、及び技能及び知見に見合う変更及び改変が、本願発明の特許請求の範囲内にある。上述の本願明細書に記載される実施形態は、本願発明を実施する公知のベストモードを説明し、他の当業者が本願の発明の特定の用途又は使用によって要求された様々な改変と共に本発明をそのように、又は他の実施形態を利用することを可能にすることをさらに意図する。添付の特許請求の範囲は、当業者によって認められる範囲にまで変形実施形態を含むことを解釈することが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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