(57)【要約】  低コストの撮像装置が得られる製造方法を得、該製造方法による低コストの撮像装置を提供するために、被写体光を導く撮像光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子をそれぞれ複数個用いて、複数の撮像装置を一体に形成する工程と、一体に形成された複数の撮像装置を切断して個々の撮像装置に分離する工程を有する撮像装置の製造方法であって、複数の撮像装置を一体に形成する工程で、一体に形成された複数の撮像装置を位置決めするための形状を形成する撮像装置の製造方法とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を導く撮像光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子をそれぞれ複数個用いて、複数の撮像装置を一体に形成する工程と、一体に形成された複数の撮像装置を切断して個々の撮像装置に分離する工程を有する撮像装置の製造方法であって、
複数の撮像装置を一体に形成する工程で、一体に形成された複数の撮像装置を位置決めするための形状を形成することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項２】
複数の撮像装置を一体に形成する工程と、一体に形成された複数の撮像装置を切断して個々の撮像装置に分離する工程との間に、一体に形成された状態で撮像装置の個々を検査する工程を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項３】
複数の撮像装置を一体に形成する工程の前に、
シリコンウェハの一方の面に複数の前記撮像素子を形成する工程と、
前記撮像素子を検査する検査工程と、
前記検査工程で良品と判断された撮像素子のみを、透光部材で前記撮像素子毎に封止する工程と、
前記シリコンウェハを前記撮像素子毎に切断する工程と、
切断された複数の前記撮像素子を基板上に載置する工程と、
前記基板と複数の前記撮像素子を電気的に接続する工程と、
前記撮像光学系を前記透光部材上に配置する工程と、を有することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記撮像光学系は、複数の絞り形状が形成された絞り板部材と、複数のレンズ部が形成されたレンズ部材と、前記撮像素子との間隔調整用のスペーサ部が複数形成されたスペーサ部材とを積層する工程と、前記積層された絞り板部材、レンズ部材、スペーサ部材を切断する工程により製造されることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項５】
請求の範囲第１項〜第４項のいずれか一項に記載の撮像装置の製造方法により製造されたことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系により導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、を有する撮像装置の製造方法及び撮像装置並びに該撮像装置を備えた携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より小型で薄型の撮像装置が、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型、薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。【０００３】
このような小型の撮像装置の製造方法として、アレイ状に複数のイメージセンサを形成したシリコンウェハ上に、複数の光学レンズが形成されたレンズアレイを接着し、イメージセンサの配列に合わせて分割するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２９０８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の製造方法では、シリコンウェハ上の複数のイメージセンサの個々に対応した複数のレンズアレイを接着した後、切断分離するため、何らかの欠陥を有する不良のイメージセンサにもレンズが配置されることを余儀なくされ、不良のイメージセンサと共にレンズも廃棄せざるを得ず、結果的にコスト高となる問題がある。【０００５】
更に、撮像装置個々の最終検査は、切断分離後に行わざるを得ず、工数が増加して効率が悪く、同様にコスト高となる問題がある。【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、低コストの撮像装置が得られる製造方法を得、該製造方法による低コストの撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。【０００８】
１．被写体光を導く撮像光学系と、被写体光を光電変換する撮像素子をそれぞれ複数個用いて、複数の撮像装置を一体に形成する工程と、一体に形成された複数の撮像装置を切断して個々の撮像装置に分離する工程を有する撮像装置の製造方法であって、複数の撮像装置を一体に形成する工程で、一体に形成された複数の撮像装置を位置決めするための形状を形成することを特徴とする撮像装置の製造方法。【０００９】
２．複数の撮像装置を一体に形成する工程と、一体に形成された複数の撮像装置を切断して個々の撮像装置に分離する工程との間に、一体に形成された状態で撮像装置の個々を検査する工程を有することを特徴とする１に記載の撮像装置の製造方法。【００１０】
３．複数の撮像装置を一体に形成する工程の前に、シリコンウェハの一方の面に複数の前記撮像素子を形成する工程と、前記撮像素子を検査する検査工程と、前記検査工程で良品と判断された撮像素子のみを、透光部材で前記撮像素子毎に封止する工程と、前記シリコンウェハを前記撮像素子毎に切断する工程と、切断された複数の前記撮像素子を基板上に載置する工程と、前記基板と複数の前記撮像素子を電気的に接続する工程と、前記撮像光学系を前記透光部材上に配置する工程と、を有することを特徴とする１又は２に記載の撮像装置の製造方法。【００１１】
４．前記撮像光学系は、複数の絞り形状が形成された絞り板部材と、複数のレンズ部が形成されたレンズ部材と、前記撮像素子との間隔調整用のスペーサ部が複数形成されたスペーサ部材とを積層する工程と、前記積層された絞り板部材、レンズ部材、スペーサ部材を切断する工程により製造されることを特徴とする１〜３のいずれかに記載の撮像装置の製造方法。【００１２】
５．１〜４のいずれかに記載の撮像装置の製造方法により製造されたことを特徴とする撮像装置。【００１３】
６．５に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低コストの撮像装置が得られる製造方法を得ることが可能となり、この製造方法により低コストの撮像装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係る撮像装置の製造方法の初期の工程段階を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る撮像装置の製造方法の図１に示す工程の次の工程段階を示す模式図である。
【図３】本実施の形態に係る撮像装置の製造方法のうち、撮像光学系ユニットの組み立て工程を示す図である。
【図４】図３に示す工程により形成された撮像光学系ユニットの断面図である。
【図５】本実施の形態に係る撮像装置の製造方法の後期の工程段階を示す模式図である。
【図６】図５（ｂ）に示す工程で形成される位置決めのための形状のその他の例を示す図である。
【図７】一体に形成された複数の撮像装置の検査工程を示す模式図である。
【図８】本実施の形態に係る撮像装置の完成品の断面図である。
【図９】本実施の形態に係る撮像装置の他の例を示す断面図である。
【図１０】本実施の形態に係る撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。
【図１１】携帯電話機の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００１６】
１１  シリコンウェハ
１２  撮像素子
１３  接着剤
１４  透光部材
１９  ダイシングブレード
２１  基板
３１  絞り板部材
３２  レンズ部材
３３  スペーサ部材
３５  撮像光学系ユニット
４１  段差部
４２  凹部
５０  撮像装置
１００  携帯電話機
ＭＤ  樹脂材料
ＹＢ  ボンディングワイヤ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。【００１８】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置の製造方法の初期の工程段階を示す模式図である。同図の左列は全体の概略の状態を示し、右列はその内の１個の概略の状態を示す断面図である。【００１９】
まず同図（ａ）に示すシリコンウェハ１１の一方の面に複数個の撮像素子１２が形成される。この工程は周知の成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、不純物添加工程等を繰り返し、転送電極、絶縁膜、配線等を多層構造で形成し、複数の撮像素子１２をアレイ状に形成する工程である。この撮像素子１２は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型等のイメージセンサである。【００２０】
この後、形成された撮像素子１２を個々に検査し、良品と不良品に分別する。これは、上記のシリコンウェハ１１の面に複数個の撮像素子１２を形成する製造過程で生じる不良品と良品を分別するものである。検査項目としては、例えば、配線パターンの欠けの有無、配線パターンの線幅及びピッチ幅が所定長であるか、センサ自体の傷、汚れ、ひびの有無、センサ面の異物付着等がある。これは、公知の半導体検査装置等を用いて行われ、異常が確認されなかった撮像素子を良品、異常の確認された撮像素子を不良品と判断して分別する。【００２１】
次いで、同図（ｂ）に示すように、シリコンウェハ１１上に形成された複数の撮像素子１２の良品と判断されたもののみに接着剤１３が塗布される。この接着剤１３は撮像素子１２の受光画素領域を避けた位置に塗布され、また、この接着剤１３の塗布量を調整することにより、撮像素子１２の受光画素領域の上方に接着される透光部材と受光画素面との間隔が決められる。【００２２】
この後、同図（ｃ）に示すように、透光部材１４が接着される。この透光部材１４の接着により、撮像素子１２の受光画素領域は封止される。この透光部材１４は、表面側に赤外光カットコーティングが施されている。【００２３】
次いで、同図（ｄ）に示すように、シリコンウェハ１１をダイシングブレード１９により、撮像素子毎に切断する。これにより、透光部材１４により受光画素領域が封止された個々の撮像素子１２のチップとなる。【００２４】
図２は、本実施の形態に係る撮像装置の製造方法の図１に示す工程の次の工程段階を示す模式図である。以下の図においては、説明の重複を避けるため同部材には同符号を付与して説明する。【００２５】
上記のように形成された、透光部材１４が接着された個々の撮像素子１２のチップは、同図（ａ）に示すように、基板２１上に複数個載置される。基板２１は、複数の撮像素子１２のチップが載置可能なように、個々の撮像素子１２のチップに対する配線が複数形成されたものである。【００２６】
即ち、このとき載置される個々の撮像素子１２のチップは、良品と判断されたチップのみが載置される。これにより、その後に組み込まれるレンズ等を無駄にすることがなくなる。【００２７】
次いで、同図（ｂ）に示すように、撮像素子１２のチップと基板２１とがボンディングワイヤＹＢにより電気的に接続される。基板２１の他方の面には、不図示の他の制御基板との接続に用いられる複数の外部電極２１ｂ（例えば、半田ボール）が形成されている。これにより、基板２１に接続される不図示の他の制御基板と撮像素子１２との間で信号の入出力が可能になっている。【００２８】
図３は、本実施の形態に係る撮像装置の製造方法のうち、撮像光学系ユニットの組み立て工程を示す図である。【００２９】
同図（ａ）に示すように、複数の絞り３１ａが形成された絞り板部材３１と、複数のレンズ部３２ａが形成されたレンズ部材３２と、複数の開口部３３ａが形成されたスペーサ部材３３とがそれぞれ形成される。なお、絞り板部材３１とスペーサ部材３３は遮光性の材料で形成されている。【００３０】
次いで、同図（ｂ）に示すように、絞り板部材３１、レンズ部材３２、スペーサ部材３３が接着され、重ね合わされた後、例えばエンドミル３４により切断分離され、同図（ｃ）に示すように、個々の撮像光学系ユニットとなる。【００３１】
図４は、図３に示す工程により形成された撮像光学系ユニットの断面図である。【００３２】
同図に示すように、絞り板部材３１の絞り３１ａとスペーサ部材３３の開口部３３ａによりレンズ部材３２のレンズ部３２ａが挟まれた状態の撮像光学系ユニット３５となる。なお、本例では、レンズが単玉の撮像光学系で説明しているが、複数枚のレンズを同様にユニット化したものであってもよい。【００３３】
図５は、本実施の形態に係る撮像装置の製造方法の後期の工程段階を示す模式図である。【００３４】
同図（ａ）に示すように、図２（ｂ）の工程で形成された基板２１上の複数の透光部材１４上に、図４の工程で形成された撮像光学系ユニット３５が仮接着される。【００３５】
次いで、同図（ｂ）に示すように、遮光性の樹脂材料（例えばレジン）ＭＤにより、絞り３１ａのみが露呈するよう一体的に成形される。これにより、複数（図示では１２個）の撮像装置が一体に形成される。この、複数の撮像装置を一体に形成したとき、成形を行う金型により、以降の検査工程で用いられる、図示のような位置決め用の凹部４２及び段差部４１が形成される。【００３６】
この後、一体に形成された状態で個々の撮像装置を検査する検査工程を有している。この検査工程では、検査用の治具に対し、段差部４１及び凹部４２を位置決めとして用い、チャート等を撮像させて、個々の撮像装置の検査が行われる。撮像装置の検査は、複数個が一度に検査されるようになっており、上記の位置決め用の段差部４１及び凹部４２を有していることで、検査の自動化を容易に行うことができるようになる。また、同図（ｂ）に示すように、各撮像装置を識別するための識別マークが形成されているため、検査結果に基づいて、切断分離後に削除が可能である。【００３７】
図６は、図５（ｂ）に示す工程で形成される位置決めのための形状の別の例を示す図である。【００３８】
同図は、一体に形成された複数の撮像装置の以降の検査工程で用いられる位置決めのための形状を、同図（ａ）に示すような段差部４１及び４箇所の穴部４３としたものである。【００３９】
同図（ｂ）は、同図（ａ）に示すＡ−Ａ線で切断した断面を示している。本例の場合は、図５（ａ）に示す状態で、基板２１上に筒状部材４３を位置決め後に接着し、この後、遮光性の樹脂材料（例えばレジン）ＭＤにより、絞り３１ａ及び筒状部材４３の穴部が露呈するよう一体的に成形する。検査工程の際に用いる位置決めの形状はこのようなものでもよい。【００４０】
図７は、一体に形成された複数の撮像装置の検査工程を示す模式図である。同図は図６に示した一体の複数の撮像装置を検査する場合を示している。【００４１】
同図（ａ）に示すように、キャリッジ５５には、柱状部５６が一体の複数の撮像装置の穴部４３に対応した位置に形成されている。このキャリッジ５５内に、一体の複数の撮像装置は、穴部４３と柱状部５６が合わされてセットされる。同図（ｂ）は、セットされた状態のキャリッジ５５と一体の複数の撮像装置に形成された段差部４１との関係を示す図である。同図の如く、キャリッジ５５に形成された段差部５７と一体の複数の撮像装置に形成された段差部４１が当接するようになっている。【００４２】
即ち、撮像装置の光軸直交方向は、穴部４３と柱状部５６により位置決めされ、光軸方向は段差部４１、５７で位置決めされる。【００４３】
次いで、同図（ｃ）に示すように、キャリッジ５５にセットされた一体の複数の撮像装置の制御基板との接続に用いられる複数の外部電極２１ｂに接続ピン５８を当接接続させ、撮像装置を駆動し、検査チャート５９を撮像して、検査を行う。【００４４】
１個の撮像装置の検査が終了すると、接続ピン５８を図示矢印Ｚ方向に移動させて離間させ、キャリッジ５５を適宜図示矢印ＸＹ方向に移動させた後、接続ピン５８を当接接続させ、次の撮像装置を駆動し、同様に検査チャート５９を撮像して、最終的な性能検査を行う。本例では、接続ピン５８及び検査チャート５９のＸＹ方向の位置は固定されている。【００４５】
以上のような動作を繰り返し、一体に形成された複数の撮像装置の個々について最終的な性能検査を行う。即ち、個々の撮像装置を交換しつつ検査を行うのではなく、一度セットするだけで一体に形成された複数の撮像装置の個々の最終検査を短時間で自動的に行うことができる。これにより、工数の削減が可能となり、低コスト化が可能となる。【００４６】
検査終了後、図５（ｂ）、図６（ａ）に示す段差部４１を切断すると共に、破線で示す線で切断分離することで、図８に示す単品の撮像装置５０になり完成する。【００４７】
図９は、本実施の形態に係る撮像装置５０の他の例を示す断面図である。同図に示す撮像装置は、図８に示すものと異なる部分についてのみ説明する。【００４８】
図９に示す撮像装置５０は、撮像光学系ユニット３５のスペーサ３３の形状が図８に示した撮像装置と異なるものである。即ち、撮像光学系ユニット３５のスペーサ３３の脚部３３ｋが撮像素子１２に当接するようにしたものである。同図に示すように、透光部材１４は該脚部３３ｋの内側に配置されている。【００４９】
なお、上記の実施の形態においては、１２個の撮像装置を一体に形成した後、切断分離する例で説明したが、一体的に形成する個数はこれに限るものでないのは勿論である。【００５０】
図１０は、本実施の形態に係る撮像装置５０を備えた携帯端末の一例である携帯電話機１００の外観図である。【００５１】
同図に示す携帯電話機１００は、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、入力部である操作ボタン６０を備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置５０は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、撮像装置５０が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。【００５２】
なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。【００５３】
図１１は、携帯電話機１００の制御ブロック図である。【００５４】
同図に示すように、撮像装置５０の外部電極２１ｂを介し、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１へ出力する。【００５５】
一方、携帯電話機１００は、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等を指示入力するための入力部である操作ボタン６０と、所定のデータ表示や撮像した画像を表示する表示画面Ｄ１、Ｄ２と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１により実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、撮像装置５０による画像データ等を一時的に格納したり、作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２を備えている。【００５６】
また、撮像装置５０から入力された画像信号は、携帯電話機１００の制御部１０１により、不揮発性記憶部（フラッシュメモリ）９３に記憶されたり、或いは表示画面Ｄ１、Ｄ２に表示されたり、更には、無線通信部８０を介し画像情報として外部へ送信されるようになっている。
【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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【国際調査報告】
2009016931.tif 000014
2009016931.tif 000015
2009016931.tif 000016
2009016931.tif 000017