(57)【要約】【課題】ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサのチップサイズパッケージを作成するウエハレベルプロセスにおいて液状の接着剤を介してデバイスウエハと、これと同形のガラスウエハを貼合せるとデバイスウエハの端面から接着剤がはみ出し、装置や製品が汚染することがあった。【解決手段】貼合せるガラスの外形を六角形、八角形、十二角形、円形、楕円形で、かつデバイスウエハよりも大きいものを使用することで、接着剤がはみ出してもガラス基板上で留まるので、従来よりも装置周辺を汚染することがなくなり、さらにはデバイスウエハよりも外側のガラス部分にプロセスで必要な位置あわせ用パターンや識別ラベル、プロセスモニタ用の小片が配置できるため、デバイスウエハ上のチップをつぶすことが無くなり、かつプロセス管理が容易にできるようになった。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスウエハの半導体形成面を透明基板で封止するため接着剤を介して貼り合せた後、そのままの状態で半導体チップと外部間を導通する構造を作り、最後に半導体パッケージに切り出す製造方法において、前記透明基板は、貼合せた半導体デバイスウエハの外周部よりも外側で透明基板のみの部分が５ｍｍから２５ｍｍ大きく、かつ、その外形は少なくとも１つ以上の直線部を有する多角形、またはノッチもしくは少なくとも１つ以上の直線部を有する円形または楕円形であることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項２】
半導体デバイスウエハより外側であって透明基板のみの部分に、印刷位置あわせ用マーク、貼合せ位置あわせ用マーク、ダイシング基準線、機械読取りもしくは目視読取りが可能な文字および図形を形成した識別ラベル、温度モニタ用ラベル、成膜時の膜厚モニタに使用するモニタチップを配置することを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記、透明基板は半導体デバイスウエハ上の半導体形成面を透明基板で封止するため接着剤を介して貼り合せた後、半導体デバイスウエハより外側であって透明基板のみの部分が５ｍｍから２５ｍｍ大きく、かつ、厚みが０．１から１．０ｍｍであり、かつ、前記透明基板の外形は少なくとも１つ以上の直線部を有する多角形、またはノッチもしくは少なくとも１つ以上の直線部を有する円形または楕円形であることを特徴とする半導体パッケージ用透明基板。
【請求項４】
前記多角形が六角形、八角形、十二角形であることを特徴とする請求項３記載の半導体パッケージ用透明基板。
【請求項５】
半導体デバイスウエハ上の半導体形成面を透明基板で封止するため接着剤を介して貼り合せた後、半導体デバイスウエハより外側であって透明基板のみの部分に、印刷位置あわせ用マーク、貼合せ位置あわせ用マーク、ダイシング基準線、機械読取りもしくは目視読取りが可能な文字および図形を形成した識別ラベル、温度モニタ用ラベル、成膜時の膜厚モニタに使用するモニタチップを配置することを特徴とする請求項３または４に記載の半導体パッケージ用透明基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等に搭載される小型のカメラモジュールに使用するＣＭＯＳやＣＣＤ方式のイメージセンサのチップサイズパッケージの製造に使用する透明基板およびこれを使った製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラモジュールの需要が増えるにつれ、カメラモジュールの生産性向上の要求が高まっている。カメラモジュールは、イメージセンサモジュールとレンズモジュールで構成され、イメージセンサはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）方式の光センサを複数、シリコンウエハ上に整列配置して作られている。
【０００３】
シリコンウエハ上に作られたイメージセンサは、ウエハから切り出しただけではカメラモジュールに搭載できないので、パッケージ（イメージセンサモジュール）に加工される。従来のパッケージ製造手順は、イメージセンサを形成したシリコンウエハ（デバイスウエハ)から半導体チップ（以下、個片と呼ぶ）を切り出し、その個片を中継基板に貼り付け、中継基板に設けた電極と個片の接続用電極との間をワイヤーボンディングで配線形成した後、イメージセンサ面にカバーガラスを取り付けるというものであった。
【０００４】
この製造手順では生産スピードが上がらず、増えるカメラの需要に追いつかなくなっていた。このため、ウエハ状態のまま一括加工する「ウエハレベルプロセス」が開発された。
【０００５】
ウエハレベルプロセスではシリコンウエハからチップを切り離すことなくパッケージ製造を進め、最終段階で個片とすることを特徴としている。こうして得られたパッケージは、シリコンウエハ上に作成した半導体チップとほぼ同じ外形サイズであるため、「チップサイズパッケージ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ、略称  ＣＳＰ）」と呼ばれる。以下、ウエハレベルで作成したイメージセンサモジュールはイメージセンサＣＳＰと呼ぶ。
【０００６】
このイメージセンサＣＳＰはイメージセンサ面にある接続用電極から、その裏面に設ける「はんだボール」までを結ぶ導通構造が必要である。これには以下のような方法がある。
・  側面配線を使った方法（特許文献１）
・  シリコン貫通電極（ＴＳＶ）を使った方法（特許文献２）  
【０００７】
いずれの方法においても、薬液を使うことや高温環境におかれることや表裏反転して加工するため、イメージセンサ面（半導体形成面）を保護するサポート基板が求められる。また、このサポート基板は、加工終了後もそのまま製品として残したいとの要求から、ガラスの透明基板が使われることが多い。この透明基板はデバイスウエハと同形のガラスが使われることが多い。（特許文献２  図２および図４）さらに、最近ではウエハレベルプロセス用ガラスも開発されている。（特許文献３）
【０００８】
このガラスとデバイスウエハとの貼合せは接着剤を使うことが多く、光学特性的にイメージセンサの部分には接着剤が付かない様、接着剤を格子状に塗布・形成している。
【０００９】
接着剤を格子状に塗布・形成する方法として感光性の接着剤をドライフィルム化して、ガラスまたはデバイスウエハのいずれかに貼り付けた後、フォトリソグラフィ（パターン露光、現像）にて格子状に加工してから貼合せる方法がある。また、格子のパターンに接着剤のみで形成した板状のスペーサを作っておき、位置あわせして圧着する方式がある。これらは、格子状にフォトリソで作るための感光性を持たせつつ接着性を考慮するため複雑な材料設計が必要であることや、材料をドライフィルム化する事前加工が必要で費用のかかる方法であった。
【００１０】
これに対して、液状接着剤をスクリーン印刷方式でガラスまたはデバイスウエハに直接塗布する方法は、他の分野でも使われている技術が適用できる可能性があるため、コスト面で優位性のある方法である。
【００１１】
次にガラスにスクリーン印刷方式で接着剤を塗布して貼合せる方法について説明する。
【００１２】
図１はデバイスウエハ２００と同じ形状のガラスウエハ１００に対して、接着剤１０をスクリーン印刷法で塗布し、デバイスウエハ２００に貼合せる手順の一例を示したものである。スクリーン印刷版はデバイスウエハ２００の個片の境界線上に接着剤を塗布できる様に設計されたもので、スクリーン印刷ではガラスウエハ１００の決められた位置に印刷する位置決め用のパターンも入れてある。（図示せず）
【００１３】
図２は、デバイスウエハ２００のイメージセンサ２０１を形成した面を一部拡大して表示したものである。図の左側は、格子状パターンに接着剤１０を塗布した透明基板１００を貼り合せる前の状態を示し、図の右側は位置あわせ後、貼合せた状態を示す。
【００１４】
図１と図２は透明基板１００に接着剤１０をパターン状に形成した例を示したものであるが、デバイスウエハ２００側に接着剤１０をパターン状に形成することも可能である。
【００１５】
こうして得られたガラス・シリコン貼合せ品の外周部に、デバイスウエハとガラスの間に外部に開放した隙間があると研削・研磨工程で「欠け」が起こりやすく、この欠けがきっかけとなり、デバイスウエハの内側まで割れが進むことがある。割れた部分の半導体チップが不良品となることは当然として、程度によってはウエハ全体が以降の工程に投入できなくなるという問題があった。
【００１６】
図３は、ガラス・デバイスウエハ貼合せ品３００の端面からはみ出した接着剤１０ａの状態を模式的に示したものである。デバイスウエハ２００の外周部に確実に接着剤１０を形成しようとすると、ガラス・デバイスウエハ貼合せ品３００からはみ出す接着剤１０ａが問題となっていた。
【００１７】
はみ出した接着剤１０ａは、加工した装置の内部や貼合せ品３００のデバイスウエハ２００やガラス１００に付着することがあった。
【００１８】
また、接着剤１０が硬化する前の状態では、貼りあわせた位置や厚みが変わってしまうため掴むことができず、特にガラスやデバイスウエハに付着した接着剤１０ａのふき取りは困難な作業であった。
【００１９】
このほかに、デバイスウエハは、半導体チップが最大限取れるように面付けされているため、貼合せ品を識別するための文字や記号などのパターン、ウエハレベルプロセスで使用する位置あわせ用パターンや工程モニタ用のチップといったものを配置するスペースがほとんど無いというのも問題になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００４−２００２７４号公報
【特許文献２】特開２０１０−０５６２９２号公報
【特許文献３】特開２０１２−０２０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、貼合せ時に接着剤がはみ出しても、ガラス上に留まり、周辺の装置を汚染することがなく、貼合せ品を搬送する際にデバイスウエハを触らずに行えることや、位置あわせ用マークや識別用のパターン、工程モニタ用チップの配置の自由度が高い透明基板および半導体パッケージの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明は透明基板を半導体デバイスウエハに樹脂層を介して貼り合せ、その後、個片に断裁する半導体パッケージの製造方法であって、その透明基板は、その外周部が半導体デバイスウエハの外周よりも５ｍｍから２５ｍｍ大きく、かつ、その外形が六角形、八角形、十二角形、またはノッチもしくは少なくとも１つ以上の直線部を有する円形または楕円形であることを特徴としている。
【００２３】
また、透明基板の外周部は、半導体デバイスウエハの外周よりも５ｍｍから２５ｍｍ大きく、かつ、厚みが０．１から１．０ｍｍ、かつ、前記透明基板の外形は六角形、八角形、十二角形、またはノッチもしくは少なくとも１つ以上の直線部を有する円形または楕円形であることを特徴としている。
【００２４】
また、半導体パッケージの製造方法において、透明基板の表面であって、貼り合せる半導体デバイスウエハより外側に位置する部分に、位置あわせ用の図形、バーコードや文字列などからなるウエハ識別用の図形、温度モニタリングや成膜時の膜厚モニタに使用する小片を適宜取り付けることができることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の透明基板を使うことにより、デバイスウエハと貼合せた際に接着剤がはみ出したとしても、透明基板上に留まり、周囲に付着することがなくなる効果がある。
【００２６】
さらにデバイスウエハとは重ならない別の場所に識別用、位置あわせ用のパターン、プロセスモニタ用のチップが配置できるため、従来これらを配置したことで製品にならなかった部分が、製品となり収率が向上するという利点がある。
【００２７】
また、多角形形状のガラスは、ガラスの切り出しが直線加工で済み、さらに位置あわせに安価な機構が使えるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】デバイスウエハとガラスウエハの貼合せ手順の一例を示す説明図である。
【図２】貼合せ前後のデバイスウエハの一部分を半導体形成面から見た平面図および断面図である。
【図３】貼合せ後、接着剤がはみ出した状態の一例を示した平面図である。
【図４】本発明の透明基板となるガラス板の切り出しとパターン形成手順を示す説明図である。
【図５】実施例１の八角形の透明基板を示す平面図と断面図である。
【図６】実施例１の八角形の透明基板に接着剤を格子状に塗布した状態を示す平面図と断面図である。
【図７】実施例１のデバイスウエハと接着剤付き八角形の透明基板とを貼合せしたものの一部分を半導体形成面から見た平面図と断面図である。
【図８】実施例１の八角形ガラス・デバイスウエハ貼合せ品の平面図および断面図である。
【図９】図８に示す貼合せ品の寸法測定位置を示す平面図である。
【図１０】実施例１の八角形ガラス・デバイスウエハ貼合せ品に識別ラベルを付けた状態を示す平面図である。
【図１１】実施例１の八角形ガラス・デバイスウエハ貼合せ品に識別ラベル、クーポンチップ、温度モニタを貼り付けた状態を示す平面図である。
【図１２】実施例１で作成したイメージセンサＣＳＰをダイシング加工で個片化する作業の概要を示す平面図である。
【図１３】実施例２のガラスウエハ・デバイスウエハ貼合せ品の平面図である。
【図１４】実施例３の楕円ガラス・デバイスウエハ貼合せ品の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本願発明のイメージセンサＣＳＰ用の透明基板について上記のように限定した理由を説明する。
【００３０】
透明基板は貼合せ後、プロセス中の薬品や熱、搬送に耐えられる強度が求められることから、材質はガラスが適している。
【００３１】
ガラスの形状は少なくとも１つのＸＹ軸と平行な直線部を持つ多角形とすることで、円形よりも位置あわせ機構の選択肢が多くなる。形状が三角形、四角形では水平に回転すると、その回転径が円形に比べて大きくなり水平回転を使うプロセス装置の対応基板サイズを大きくする必要があり好ましくない。このため、透明基板の外形を四角形の角を切り落とすことでできる六角形、八角形、さらに六角形の角を切り落とす十二角形が適当である。他の多角形も適用可能ではあるが、ガラスを切り落とす加工が増えても効果が変わらないので、先に述べた形状が好ましい。
【００３２】
次に透明基板のＸＹ方向のサイズについて説明する。まず、接着剤の「はみ出し」量を調べると、デバイスウエハの端面から平均すると１ｍｍ程度で、最大でも３ｍｍであった。このことと、マークやチップサンプルを付ける場所も必要なためデバイスウエハの外周から外側になるガラスの最低寸法は５ｍｍとした。
【００３３】
一方で、使用する装置から調べてみると、配線パターンなどの露光に使用する２００ｍｍウエハ用アライナー露光装置はフォトマスクに９インチ角サイズを使っていて関連する機材の利用ができるため、９インチ角のガラスの四隅の角を落として正八角形としたときのデバイスウエハの外周から外側のガラスの最大寸法は２５ｍｍとした。
【００３４】
以上述べた寸法の測定部分をデバイスウエハと多角形ガラスとの関係からも説明する。円形のデバイスウエハと多角形ガラスを貼合せた状態で水平に回転して加工するので、デバイスウエハと多角形ガラスは両者の重心位置を一致させている。また、多角形ガラスは一部カットする寸法を変える場合もあるため、この場合は加工する前のガラス１０２の重心とウエハの重心を合わせることにした。寸法規定する際に測定したデバイスウエハの外側のガラス部分は、前記重心とガラス板の端面を結ぶ直線上で測定した値である。
【００３５】
次に好ましいガラスの厚みは０．１〜１．０ｍｍである。その根拠は、ガラスの厚みは０．１ｍｍ以上あれば前記耐性や強度が得られる。一方、ＣＳＰ製品の厚みの要求値は１．５ｍｍより薄くすることが求められていて、ガラス以外の構成要素であるデバイスウエハと接着層とはんだボール高さの合計を調べてみると０．５ｍｍ以上であることから、２つの値の差分をガラスの厚みの最大値とした。
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００３７】
図４は大判ガラス１０１から、六角形ガラス１０３、八角形ガラス１０４、十二角形ガラス１０５とウエハレベルプロセスで位置あわせに利用するため、十字形状  四角形、円形などの各種パターン３０を形成する手順を示す図である。パターン形成する装置が大判ガラスのサイズで加工可能であれば、まとめてパターン形成後、外形カットをし、カットしたサイズにしか対応できなければ、四角形にカットしたものをパターン形成し、さらに多角形に外形カットするということを示した説明図である。
【００３８】
ガラスはアルカリ成分が溶出すると半導体素子の性能劣化させてしまい、熱膨張係数に違いのある材料を貼合せると反りが発生する。このため、ガラスの材質としては低アルカリ溶出のホウ珪酸系ガラスが好ましく、さらにシリコンの熱膨張係数３９×１０−７Ｋ−１に近いものを選択した。
【実施例１】
【００３９】
以下、直径２００ｍｍのＣＭＯＳイメージセンサウエハ用の八角形ガラス１０４の作成と貼合せ、そしてウエハレベルプロセスにてＣＳＰを作成した例を説明する。
【００４０】
図５は、八角形ガラス１０４にクロムで、接着剤の印刷用アライメントマーク３１、貼り合せ用アライメントマーク３２、ダイシングライン基準線３３を形成した状態を示す平面図である。以下、作成した手順を説明する。
【００４１】
使用したガラスは、ホウ珪酸系ガラスで熱膨張係数が３８×１０−７Ｋ−１、波長５００ｎｍにおける光線透過率が９２％、厚み０．５ｍｍのものである。このガラスをガラススクライバ装置にて、一片２２８．６ｍｍの正方形カットした（ガラス１０２）。
【００４２】
次にガラス１０２の表面にクロムをスパッタリング法により５０ｎｍ厚で形成し、その上にスピンコーターにて２マイクロメートルの線幅が作成可能なフォトレジスト層を形成し、予め作成しておいた印刷位置あわせ用マーク３１、貼合せ位置あわせ用マーク３２、ダイシング基準線３３図形を形成したフォトマスクを使い、マスクアライナー露光装置にて露光した。露光後はレジスト現像機にて上記の各パターン形状にレジストを残し、クロムの化学エッチング、フォトレジストの剥膜の加工を経てパターンを形成した。
【００４３】
パターンの形成方法は上記手順に限らず、フォトレジストを使って、パターン形状のレジストが除去されたフォトレジストパターンを形成しておき、その上からクロムの薄膜形成、剥膜してパターンを得るリフトオフ法や、露光を電子ビーム描画装置で行うことも可能である。また、金属材料として使用したクロムに関しては、ガラスとの密着強度が高いチタンを使うことも可能である。
【００４４】
次に、クロムのパターンを形成したガラス１０２の全ての角について隅から辺に沿って６７ｍｍの位置に点を置き、隣り合う点を結ぶ線分に沿って、ガラススクライバ装置にてガラスを切り出した。この結果、一辺が９４．７ｍｍの八角形ガラスが得られた。この寸法にすると、デバイスウエハと貼り合わせるとガラスのみの部分が約２３ｍｍになる。
【００４５】
以下、図５のガラス１０４を使ってウエハレベルプロセスでＣＳＰの作製に適用した例を説明する。
【００４６】
図６は八角形に形成したガラス１０４の表面に接着剤１１をスクリーン印刷法により塗布した状態であって、接着剤を塗布した面から見た平面図である。塗布した接着剤１１は粘度が５０，０００ＭＰａ・ｓｅｃ、色は黒色、材質・硬化タイプはエポキシ系一液ＵＶ硬化型の接着剤を使用した。
【００４７】
また、スクリーン印刷に使用する版はステンレスメッシュ版とし、２５マイクロメートル径のステンレスメッシュ、開口率６０％のものを使用し、貼合せ後の接着剤厚みを７５マイクロメートルとして、つぶし量を考慮して、塗工後接着剤厚み目標を９０マイクロメートルとして、印刷機の特性から、版の非開口部（乳剤厚）を決めた。（図示せず）
【００４８】
また、スクリーン印刷版のレイアウトは、デバイスウエハのダイシングライン２０３に合わせた格子状パターンとデバイスウエハの外周部を一周する円形パターンの２つからなる。格子と円形パターンの線幅は０．７ｍｍとして、デバイスウエハのデザインに合わせて配置した。印刷版との印刷位置あわせ用マーク３１も印刷パターンとして作る必要があり、デバイスウエハのエリア外に配置した。この印刷位置あわせ用マーク３１の配置は従来の同形サイズのガラスを使用する場合にはできなかったことである。
【００４９】
次に、接着剤１１の塗布作業順序は、１次位置あわせとして、スクリーン印刷機のステージ上に予め取り付けた３本のピンにガラスの外形を突き当ててセットした。３本のピンの配置は、突き当てて基板をセットすると、自動位置あわせ装置のカメラの視野に八角形ガラス１０４上のアライメントマーク３１が入る様に予め配置しておいたものである。次に２次位置あわせで、八角形ガラス１０４上の印刷位置あわせ用マーク３１とスクリーン印刷用版に設けたマークパターン（図示せず）が重なるようにステージを動かし、位置あわせ後、スキージを動かし、接着剤１１を八角形ガラス１０４上に塗布した。この時、印刷位置あわせマーク３１上にも接着剤１１が塗布されるため、図５の平面図では印刷位置あわせ用マーク３１の部分が、接着剤１１が塗布されたパターンに変わっている。
【００５０】
なお、今回位置あわせは、ピンに突き当て方式と画像認識方式の組み合わせを使用したが、求められる位置精度やガラス板の形状により方法を適宜選択することが可能であり、今回の方法に限定されるものではない。
【００５１】
この後、接着剤１１を塗布した八角形ガラス１０４を貼り合せ装置へまとめて運ぶためラックに収納した。同形サイズのガラスウエハを使用したときには、接着剤の付いた端部を触らない様にした特殊仕様のラックが必要であったが、本発明の透明基板では端部に接着剤がないので簡便な構造のラックが使えるようになった。（図示せず）
【００５２】
また、ラック収納前に、印刷位置あわせ用マーク３１の上に載っている接着剤１１の除去を行った。従来のデバイスウエハと同形のガラスの場合は、デバイスウエハが貼合せられる領域に印刷マークがあったので、ふき取りができなかった。本実施例では、印刷位置あわせマーク３１は、デバイスウエハより外側にあるため、スクリーン印刷による塗布後から硬化前であれば、接着剤１１をふき取りで除去することができる。
【００５３】
次にＣＭＯＳイメージセンサを形成したデバイスウエハ２０１と貼り合せを行った。デバイスウエハ２０１の外形寸法は直径２００ｍｍ、厚み０．７２５ｍｍであった。
【００５４】
まず、図６に示す接着剤１１を塗布した八角形のガラス板１０４とデバイスウエハ２０１（全体イメージは図示せず）の位置あわせについて説明する。最初に下側に八角形のガラス板１０４を接着剤１１の面を上にしてセットし、上側にはデバイスウエハ２０１のＣＭＯＳセンサアレイ２０２ａ面を下向きにしてセットする。
【００５５】
図７は接着剤１１を塗布した八角形のガラス板１０４とＣＭＯＳイメージセンサウエハ２０１の位置あわせができた状態を示す説明図である。位置あわせはＣＭＯＳイメージセンサウエハ２０１上の決められたＣＭＯＳセンサアレイ２０２ａを、八角形ガラス１０４上に形成した貼合せ位置あわせ用マーク３２で囲む様に八角形ガラス板１０４を水平方向に動かして行う。
【００５６】
位置あわせ後の貼り合せについて説明する。本実施例では、八角形ガラス１０４とＣＭＯＳイメージセンサウエハ２０１の間隔が７５マイクロメートルになる様にデバイスウエハ側の高さを調整して貼合せを行った。（図示せず。）今回は、２枚のステージ間の距離を調整する方式を使用したが、これに限定されるものではなく、例えば、気圧差を利用した厚み制御機能を備えた貼合せ装置といったものもある。
【００５７】
図８は八角形ガラス・デバイスウエハ貼合せ品３０１をＣＭＯＳイメージセンサウエハ２０１側から見た平面図と平面図のＣとＤを結ぶ線における断面図である。
【００５８】
貼合せ後、デバイスウエハ端面からはみ出した接着剤１１ａ部ができたが、八角形ガラス１０４から外に出ることはなかった。
【００５９】
次に接着剤硬化用のＵＶコンベア炉まで移動するため、基板カセットに八角形ガラス・デバイスウエハ貼合せ品３０１を収納した。接着剤１１ａは未硬化状態ではあったが、基板カセットの内部を汚すことは無かった。（図示せず）貼合せ品は、その後、キセノンランプ光源のＵＶコンベア炉にてＵＶ照射し、接着剤１１、１１ａを硬化した。（図示せず）
【００６０】
図９は貼りあわせ品の寸法確認した部分を示す説明図である。実物の寸法を測定した結果、ガラス外形長Ｌａは２２８．６ｍｍ、八角形ガラスの直線部の長さＬｂは９４．７ｍｍであった。デバイスウエハの外側でガラスのみの部分の長さについては、最大の部分Ｌ１が２３．７ｍｍで最小の部分Ｌ２が１４．２ｍｍで規定内の寸法であることを確認できた。
【００６１】
図１０は貼合せが完了した複合体のデバイスウエハからはみ出したガラス部に複合体を個々に識別するため別途作成した文字列と２次元コードの入ったアルミ箔ベースで、文字図形がエンボス加工したもので、片面に粘着剤が塗布された識別ラベル４１を貼り付けたことを示す平面図である。
本実施例では八角形ガラス１０４とＣＭＯＳイメージセンサウエハ２０１を貼合せ、接着剤１１、１１ａの硬化後に行ったが、次の薄板化工程以降であってもかまわない。また、今回はアルミ箔ベースのラベルを使用したが、耐熱性のある樹脂フィルムにインキで印字または、レーザで抜き加工したものも使用可能である。
【００６２】
次にデバイスウエハのシリコンの薄板化を行った。シリコン部分の薄板加工は、シリコンウエハ用グラインダ／ポリッシャ複合装置を使用し、０．７２ｍｍ厚のシリコンを  砥石＃８００、＃１２００番の順に研削加工し、続いてスラリー状にした研磨剤を使って鏡面仕上げ加工した後、デバイスウエハ２０１が１００マイクロメートルの厚みになるよう加工した。このとき、デバイスシリコンの外周部はガラス板との間に接着剤１１が充填されていたので、薄板加工後もデバイスウエハ２０１の円周部にチッピング（欠け）無いものが得られた。本実施例では鏡面仕上げにポリッシャ装置を使用したが、ドライプロセスを用いた加工でも同じ平坦度に加工が可能である。
【００６３】
次に、薄板加工した面に電極を形成し、デバイスウエハ２０１の表面にある電極と配線で結ぶ加工を行う。今回はデバイスウエハ２０１に穴を明け、そこに導体形成するシリコン貫通電極（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）構造でチップサイズパッケージ内の配線路を形成した。
【００６４】
図１１はデバイスウエハ２０１とモニタチップ４２と温度モニタ用ラベル４３を八角形ガラス１０４でデバイスウエハ２０１の貼合せた面のデバイスウエハ２０１より外側に貼付けた一例を示す平面図である。図１１ではモニタチップ４２は２つ、温度モニタ用ラベル４３は１つを取り付けた例を示したが、取り付ける余地があれば、後の工程でも使うことを考えて取り付ける数量を増やしてもよい。
【００６５】
また、モニタチップ４２はドライエッチングの加工状態を調べるため、ベアシリコンウエハを薄板加工したデバイスウエハと同じ厚みに加工し、ドライエッチング用レジストを塗工し、パターンを焼き付けて作成した後、ダイシングソーで切り出して作成した。また、工程確認のためデバイスウエハの構造が必要な場合は、半導体プロセスで配線層のみ形成したダミーウエハや、割れてしまったデバイスウエハなどを利用して作成してもよい。
【００６６】
また、温度モニタ用ラベル４３は１枚のシート上に温度ごとに決められた感温素子がいくつか配置されていて、感温素子は決められた温度になると色が変わり、温度が下がっても変わった色は元に戻らないというものである。他の方法として熱電対を使う方式があるものの、配線が必要で全てのウエハに設置することは手間がかかる作業となるので、簡単に設置、撤去ができて、決められた温度まで達したことがわかればよいため、温度モニタ用ラベルを使用した。
【００６７】
デバイスウエハ２０１の穴あけには、ＳＦ６（六弗化硫黄）を使った穴あけを行うため、薄板加工したシリコン表面にノボラック系のフォトレジストを１５マイクロメートルの厚みで塗布、開口径７０マイクロメートルの穴あけ明け用パターンで露光し、現像した後、エッチング用のマスクパターンを形成した。このマスクパターンに今回は有機系材料であるフォトレジストを使用したが、酸化シリコンの薄膜を使用することも可能である。
【００６８】
次に図１１に示す状態でシリコンのエッチングを行った。これにはＳＦ６ガスを使いアスペクトの高い、細長い穴が明けられる異方性エッチング方法のひとつであるボッシュプロセスを使用してデバイスウエハに１００マイクロメートル深さの穴加工を行った。加工終了後にまずはモニタチップ４２を外して穴深度測定を行い、問題がないことを確認してから、次の工程に進めた。ここでモニタチップは全て外して測定する必要はない。
【００６９】
また、穴はデバイスウエハ２０１に元からある電極が穴底に露出することが必要であるが、その手前に酸化シリコンの層があるため、続けてＣＦ４ガスを使ったＲＩＥ法で、酸化シリコン層の除去を行った。
【００７０】
シリコンのエッチングが完了した後、穴あけした面に形成したフォトレジストを剥離した。剥離はレジストの剥離液とドライプロセスであるアッシング処理を使用した。（図示せず）
【００７１】
次に、シリコンに明けた穴の側面に絶縁層とバリア層の形成にはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を使用した。酸化シリコンの絶縁層の形成は、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）を使ったデポジションを行った。
このＣＶＤのプロセスでは基板の表面温度の管理が重要で、膜付け時の温度は高く、しかし、デバイスウエハ２０１は低温にしたいと相反する要求があるため、温度のモニタリングが重要である。このため、到達した最高温度が記録される市販の温度モニタ用ラベル４３を貼り付けてから加工を行った。また、前記の穴あけ加工の際、取り外さずに残しておいたモニタチップ４２を使い、加工後取り外して穴内の膜厚の測定を行い、規定膜厚になっていることを確認後、次の工程に進めた。（図示せず）
【００７２】
本発明の透明基板によりウエハとモニタチップ４２を同時に装置に導入できる様になったので作業が簡単になり、かつウエハごとのモニタも可能になった。
【００７３】
次に、酸化膜の形成後、穴底にデバイスウエハの電極を露出させるため、再びＣＦ４ガスを使ったＲＩＥ法にて酸化シリコンのエッチングを行った。
【００７４】
次に導体と電極の形成は、チタン、銅を順にそれぞれ５０ナノメートル厚設定でスパッタリング加工した後、銅の厚みが１０マイクロメートルになるように電気銅めっき法にて加工した。今回は電気銅めっき法にて導体を作成したが、厚付けのスパッタリング法を使った金属膜の形成方法を使用することや、先に配線や電極パターンをレジストでマスク形状に作成してから銅めっきをするセミアデティブ方式を用いることも可能である。
【００７５】
本実施例では電気銅めっきにてシリコン表面全体に銅めっきを行ったため、配線と電極をエッチングで形成することにした。まず感光性レジストにてパターン形成した後、銅を塩化銅水溶液にてケミカルエッチングする。こうすると銅はエッチングされるが、下地のチタンが残るため、続けて市販の、銅に影響を与えないチタンエッチング液を使い、配線層と電極を形成することができた。（図示せず）
【００７６】
このあと、電極パターンに半田ボールを搭載するため、ドライフィルムタイプのソルダレジストを形成し、電極パターンとダイシングライン部をフォトリソグラフィーにて除去した後、ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌｉｚｅ）処理としてニッケル、金の順に無電解めっき処理した。（図示せず）
【００７７】
次にはんだボールを形成した。今回はメタルマスクを使ったスクリーン印刷法ではんだペーストを塗布し、リフロー炉にて溶融することでボール状にした。（図示せず）
【００７８】
図１２は八角形ガラス・デバイスウエハ貼合せ品３０１からダイシング装置にて個片に切り出すためのカットを入れた状態を示す模式図である。まず、ダイシング加工時にチップが飛散しないよう粘着シートに複合体をセットしてから、ダイシング装置にセットし、チップ間にあるダイシングライン２０３に沿って切り出しを行う。しかし、本実施例ではデバイスウエハ２０１のダイシングライン２０３が接着剤１１で覆われていて見えない状態となっているため、八角形ガラス１０４上に形成したダイシング基準線３３に沿って切り出し加工を行った。実際にカットされた部分は、八角形ガラス・デバイスウエハ貼合せ品３０１のダイシングライン４４である。このあと、ダイシング装置から取り出し、チップを個々に拾い上げＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を得た。
【００７９】
こうして得られたＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を外観検査したところ、デバイスウエハの外周エリアに関して汚れによる不良品が少なくなっていた。また、印刷位置あわせ用マーク３１をデバイスウエハ内に配置した従来の方法に比べて得られるチップ数が増えた。
【実施例２】
【００８０】
図１３は直径２２０ｍｍのガラスウエハ１００Ａに、ＣＭＯＳイメージセンサウエハ２００ａとの貼合せたものを、シリコンの厚み調整した後、識別ラベル４１、モニタチップ４２、温度モニタ用ラベル４３を貼り付けた状態を示す平面図である。
【００８１】
ガラスウエハ１００Ａは実施例１と同じ種類のガラスを使用した。外形加工は、まず、ガラスサークルカッターを使用して円形に切り出し、次にＣＭＯＳイメージセンサウエハ２０１のノッチ（結晶方向性を示す切り込み）と同じ位置で位置検出ができる様な切り込みである、ノッチ５０を形成した。さらに印刷位置あわせ用マーク３１、貼合せ位置あわせ用マーク３２、ダイシング基準線３３と、外周から内側３ｍｍ内側のエリアにクロムでできたエッジ確認用パターン３をクロムで形成したものである。このガラスウエハ１００Ａは直線部がないので、装置でアライメントをする場合は、ノッチとガラスウエハ１００Ａの外周を検出して位置決めをする方式のユニットを使用した。
【００８２】
この後、図１３に示す貼合せ品を使い、実施例１と同じ手順でＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を作製した。
【００８３】
こうして得られたＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を外観検査したところ、デバイスウエハの外周エリアに関して汚れによる不良品が少なくなっていた。また、印刷位置あわせ用マーク３１をデバイスウエハ内に配置した従来の方法に比べて得られるチップ数が増えた。
【実施例３】
【００８４】
図１４は楕円ガラス１００ｂを使って、実施例１と同じ方法でＣＭＯＳイメージセンサウエハ２０１との貼合せた後、シリコンの厚み調整後、識別ラベル４１、モニタチップ４２、温度モニタ用ラベル４３を貼り付けた状態を示す平面図である。
【００８５】
これは、実施例１で使用したガラス板１０２にクロムで印刷位置あわせ用マーク３１、貼り合せ位置あわせマーク３２、ダイシング基準線３３をクロムで形成した後、楕円カッターにて長軸２４０ｍｍ、短軸２１６ｍｍの寸法で楕円に切り出し、さらにガラスの右端から中心に向かって１０ｍｍのところでＹ軸に平行な直線部をスクライバで作成した。この後、図１４に示す、貼合せ品を使い、実施例１と同じ手順でＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を作製した。
【００８６】
こうして得られたＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を外観検査したところ、デバイスウエハの外周エリアに関して汚れによる不良品が少なくなっていた。また、印刷位置あわせ用マーク３１をデバイスウエハ内に配置した従来の方法に比べて得られるチップ数が増えた。
【比較例】
【００８７】
比較例として従来から行われているデバイスウエハと同形のガラスを使ってＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を作製した。まず、接着剤を塗布するスクリーン印刷版は、格子パターン部の一部を編集してアライメントマークを配置したデザインのものを用意、使用した。また、ガラス・デバイスウエハの貼合せ品のアライメントはノッチを使う方式のユニットを使用した。あとは実施例１と同じ方法を用いてＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を作製した。
【００８８】
こうして得られたＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４を外観検査したところ、デバイスウエハの外周エリアに関して汚れによる不良品が多発していた。また、印刷位置あわせ用マーク３１がデバイスウエハ内にあるため、この部分からはＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ２０４が得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の透明基板とデバイスウエハを貼合せることで接着剤の「はみ出し」による装置周囲や貼合せ品の汚染が少なくなる。また、デバイスウエハよりも外側のガラス部分にプロセスで必要な位置あわせ用パターンや識別ラベル、プロセスモニタ用のモニタチップが置ける様になり、デバイスウエハ上に置かなくて済むため、これらの占める部分からも製品が取れる様になり、かつプロセスの品質管理もしやすくなった。
デバイスウエハより大きく、外形が六角、八角、十二角、円、楕円のいずれかのガラスはウエハレベルプロセスで使用する部材として極めて有用なものである。
【符号の説明】
【００９０】
１０、１１…（正規の位置にある）接着剤
１０ａ、１１ａ…(はみ出した)接着剤
２０…ガラスのスクライブライン
３０…パターン
３１…印刷位置あわせ用マーク  
３２…貼合せ位置あわせ用マーク  
３３…ダイシング基準線  
３４…エッジ確認パターン
４１…識別ラベル  
４２…モニタチップ  
４３…温度モニタ用ラベル  
４４…ガラス・シリコン貼合せ品のダイシングライン
５０…ノッチ
１００…ガラスウエハ
１００ａ…ガラスウエハ
１００ｂ…楕円ガラス  
１０１…大判ガラス    
１０２…四角形ガラス  
１０３…六角形ガラス  
１０４…八角形ガラス  
１０５…十二角形ガラス
２００…デバイスウエハ（イメージセンサウエハ）  
２０１…ＣＭＯＳイメージセンサウエハ（直径２００ｍｍサイズ）
２０２、２０２ａ…ＣＭＯＳセンサアレイ    
２０３…ダイシングライン
２０４…ＣＭＯＳイメージセンサＣＳＰ
３００…ガラス・デバイスウエハ貼合せ品    
３０１…八角形ガラス・デバイスウエハ貼合せ品
Ｌａ…ガラス外形長
Ｌｂ…八角形ガラスの一辺の長さ
Ｌ１…八角形ガラスでデバイスウエハの外側でガラスのみの部分で最長の部分
Ｌ２…八角形ガラスでデバイスウエハの外側でガラスのみの部分で最短の部分
Ｃ…ガラスとデバイスウエハの重心位置
【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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