(57)【要約】【課題】撮像素子がプロセス上で封止される前に、純水洗浄性能および乾燥性能の向上を図って基板上と撮像素子上に存在するマイクロオーダの微小異物を確実に取り除いて再付着も抑制または防止して品質・歩留りを向上させ、撮像で画像上の黒傷を除去して、撮像素子で捕えた物体が画像上より鮮明に映す。【解決手段】半導体素子としての撮像素子４をレンズホルダ７で密閉または封止する前に、撮像素子４のチップ表面（素子表面）が疎水性材料であっても純水洗浄前に親水化処理をして、素子表面の水の濡れ性を向上させている。このカメラモジュール１の洗浄方法を用いたカメラモジュール１の製造方法は、この親水化処理をした後に純水洗浄を行った基板２およびその上の撮像素子４をレンズホルダ７で密閉または封止処理する密閉または封止処理工程を更に有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を基板上に搭載した半導体モジュールを洗浄する半導体モジュールの洗浄方法において、該基板およびその上の該半導体素子のうちの少なくとも素子表面を親水化処理する親水化処理工程と、該親水化処理工程で該素子表面の水の濡れ性を向上させた後に少なくとも該素子表面を純水洗浄する純水洗浄処理工程とを有する半導体モジュールの洗浄方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体モジュールの洗浄方法において、前記半導体素子としての撮像素子をホルダで密閉または封止する前に、該撮像素子の素子表面が疎水性材料であっても純水洗浄前に親水化処理をして、該素子表面の水の濡れ性を向上させるカメラモジュールの洗浄方法。
【請求項３】
請求項２に記載のカメラモジュールの洗浄方法において、前記親水化処理がプラズマ処理、紫外線／Ｏ３による表面処理および短波長１７２ｎｍ以下の紫外線による表面処理のうちの少なくともいずれかあり、該親水化処理後に前記基板およびその上の前記撮像素子のうちの少なくとも素子表面に付着した異物を前記純水洗浄により取り除くカメラモジュールの洗浄方法。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体モジュールの洗浄方法を用いた半導体ジュールの製造方法において、前記親水化処理をした後に純水洗浄を行った前記基板およびその上の前記撮像素子を所定部材で密閉または封止処理する密閉または封止処理工程を有する半導体モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項２または３に記載のカメラモジュールの洗浄方法を用いたカメラモジュールの製造方法において、前記親水化処理をした後に純水洗浄を行った前記基板およびその上の前記撮像素子を前記ホルダで密閉または封止処理する密閉または封止処理工程を有するカメラモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体撮像素子や半導体発光素子（ＬＥＤ，ＬＤ）などの半導体素子のアセンブリにおいて、ダイボンド工程から素子封じ込め工程までの製造工程において、半導体素子上の異物を除去する洗浄工程を有する半導体モジュールの洗浄方法、半導体モジュールとしてのカメラモジュールの洗浄方法、半導体モジュールの洗浄方法を用いた半導体モジュールの製造方法および、カメラモジュールの洗浄方法を用いたカメラモジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、カメラモジュールを搭載した各種電子機器が提供されている。一般的なカメラモジュールの構成としては、基板と、その上に設けられた撮像素子と、撮像素子の上方に配置されたレンズとを備える構成が知られている。
【０００３】
図１４は、従来の一般的なカメラモジュールの要部構成例を示す縦断面図である。
【０００４】
図１４に示すように、従来の一般的なカメラモジュール１００は、基板１０１と、基板１０１上にダイボンド材１０２でダイボンドされた撮像素子１０３と、基板１０１上に形成された端子１０４と、撮像素子１０３上の電極部と基板１０１上の端子１０４間でワイヤボンディングされた金属ワイヤ１０５と、撮像素子１０３の上方に配設されるようにレンズ１０６を内蔵したレンズバレル１０７と、レンズバレル１０７が上部に収容され、基板１０１上に接着剤１０８で下端部が固定されて内部に金属ワイヤ１０５に接続された撮像素子１０３と端子１０４を密閉するレンズホルダー１０９と、レンズホルダー１０９の内面中央段差部に掛け渡されて接着剤１１０で下端部が固定され、赤外線（ＩＲ）カットフィルター１１１が表面に形成されたガラスリッド１１２とを有している。
【０００５】
次に、上記構成の従来のカメラモジュール１００の組み立て方法について説明する。
【０００６】
まず、基板１０１上に撮像素子１０３をダイボンド材１０２により接着する。
【０００７】
次に、撮像素子１０３の電極部と基板１０１の端子１０４とを金属ワイヤ１０５により接続する。
【０００８】
その後、このカメラモジュール１００において、赤外線（ＩＲ）カットフィルター１１１付きのガラスリッド１１２をレンズホルダー１０９の内面中央段差部に掛け渡して裏側から接着剤１１０で接着する。
【０００９】
続いて、そのレンズバレル１０７が上部に収容され、その下方位置に赤外線（ＩＲ）カットフィルター１１０付きのガラスリッド１１１が固定されたレンズホルダー１０９の下端部を、基板１０１上に接着した撮像素子１０３および端子１０４上を覆って内部空間を封止した状態で、基板１０１上に接着する。これによって、カメラモジュール１００を製造することができる。
【００１０】
また、プラズマ処理装置を用いて、デバイスの加工プロセスと共に光学素子面を洗浄することが行われている。
【００１１】
これについては、特許文献１に開示されており、図１５を用いて説明する。
【００１２】
図１５は、特許文献１に開示されている従来のプラズマ処理装置２００の概略構成図である。
【００１３】
図１５において、従来のプラズマ処理装置２００は、被洗浄物の例えば光学素子面（レンズ面Ｗ）を内部に収納する処理室２０１と、処理室２０１を減圧または真空環境に維持する排気部２０２と、酸素を含むガスを処理室２０１内に供給するためのガス供給部２０３と、マイクロ波を利用してガスをプラズマ化するためのプラズマ化手段２０４ａ、２０４ｂとを有して、プラズマ化されたガスによって被洗浄物の例えば光学素子面（レンズ面Ｗ）を洗浄処理する。このように、プラズマ処理装置２００を用いて、光学素子面上の有機物汚染を効果的にしかも短時間で洗浄処理することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−２５５３３１号公報（特願２００３−５０７８５号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記従来のカメラモジュール１００の組み立てでは、受け入れされたウェハは、開封前からの付着異物、開封時からの付着異物がある。次のダイボンド工程では、基板１０１に撮像素子１０３を搭載する際に、搭載装置自体からの発塵、また、撮像素子１０３を搬送する際に吸着するコレットとの接触から撮像素子１０３自体からの発塵がある。さらに、接着材の硬化の際に、オーブン内に浮遊している異物付着もある。更に次のワイヤーボンド工程で、撮像素子１０３の電極部と基板１０１の端子１０４とを接続する際の搬送系からの異物が付着する。このような各工程毎に発生する異物が撮像素子１０３上に累積して付着してしまう。
【００１６】
即ち、異物の付着について更に具体的に説明する。
【００１７】
まず、半導体素子受入工程で、受け入れられた半導体素子は、所定の厚さと裏面からのダイシングにより１チップ毎に切り離されて個片化されている。場合によっては、仕様に適した物（良品）だけに再配置されて、所定のケースに入れられて包装された状態にある。この場合、半導体素子上に、ダイシングで発生する数μｍのチップ欠け、テープカス、包装までの異物の付着が存在する。
【００１８】
次に、ダイボンド工程にて、撮像素子１０３を、基板１０１上に搬送する際に、撮像素子１０３とこれに吸着する搬送用のコレットとの接触や、次に、撮像素子１０３をコレットで吸着して基板１０１上の所定位置に置くときの衝撃により、、撮像素子１０３の周辺に欠けが生じる場合がある。この欠けの粒子が撮像素子１０３の表面上に付着する場合がある。
【００１９】
その後、オーブン工程にて、撮像素子１０３と基板１０１の密着性を上げるために、ダイボンド材１０２の有機成分を蒸発させるために、所定温度に加熱した窒素雰囲気のオーブン内に入れる。このとき、オーブン内の雰囲気を一定にコントロールするための気流により、基板１０１、撮像素子１０３、搬送の自工具などに付着した異物が、撮像素子１０３の撮像領域の画素上に移動して付着する場合がある。
【００２０】
続いて、ワイヤーボンド工程にて、撮像素子１０３の電極部と基板１０１上の端子１０４とを金属ワイヤ１０５により接続するときに、装置間での移動、搬送系から発塵する場合がある。
【００２１】
さらに、ホルダ搭載工程にて、ガラスリッド１１２を搭載したレンズホルダー１０９の下端部を基板１０１上に接着剤１０８にて接着すると、内部に撮像素子１０３が入った空間が密閉された状態となり、内部に閉じ込められた異物は、撮像素子１０３の撮像領域上から取り除くことができなくなる。
【００２２】
これらの付着異物は、赤外線（ＩＲ）カットフィルター１１１付きのガラスリッド１１２が固定されたレンズホルダー１０９が基板１０１上に搭載されて撮像素子１０３が内部に封じ込められると、撮像素子１０３上に移動して、撮像時に、画像上に黒キズ（模様）として現れる。付着異物が撮像素子１０３の撮像領域上に乗ると、画面上でのカメラ機能を満足しない。
【００２３】
このように、カメラモジュール１００において、撮像素子１０３のセンサ表面の異物は、光の入射を妨げることから、画像に黒点として見えるため、製品出荷品質や工程歩留りの観点から品質的に不良となり、この異物を低減する必要がある。
【００２４】
このため、レンズホルダ１０９で、撮像素子１０３が入った内部を封止する直前に、それまでの工程で付着した異物を完全に除去する必要がある。
【００２５】
従来では、各工程毎に、クリーンブースの囲いにより、異物の侵入を防ぐ、徐塵機を設置、気流をコントロールして、撮像素子以外の場所で、ダストをトラップする。また、装置や、製品の搬送時の移動に伴う接触による発塵等を防ぐため、発塵しない材料、構造にするといった対応が為されてきた。
【００２６】
また、その異物除去手段として、コスト・環境・使用材質への影響などの観点から、純水による洗浄が見直されつつある。
【００２７】
撮像素子１０３のチップ表面の材質は各社各様であるが、疎水性材料が使われている場合、図１６に示すように、水滴１１３は撮像素子１０３のセンサ表面上で表面張力の影響で球形となり、撮像素子１０３のチップ表面上を転がるかまたは、水滴１１３のチップ表面に対する接触面積が大幅に低下して、水滴１１３は撮像素子１０３のチップ表面から飛散してしまう現象が発生し、本来の洗浄効果が得られない状況が発生する。
【００２８】
さらに、撮像素子１０３のチップ表面は水滴１１３を弾くことから、一度除去した異物が再付着しやすくなったり、乾燥不良やウオーターマークの発生原因になったりする。要するに、疎水性表面のチップの場合、水の濡れ広がりが悪く、横方向の水流による除去効果が低下し、チップ表面に水皮膜が残らないために異物が再付着し易く、しかも、水切れが悪く乾燥性能が低下する。
【００２９】
また、特許文献１に開示されている上記従来のプラズマ処理装置を用いた光学素子面の洗浄処理では、現実には、解像度の向上に伴い、画素サイズの縮小化が進み、撮像領域上の映像に影響する微小異物の対応ができておらず、撮像素子のマイクロレンズ上への異物の付着の防止には、対応できていない。マイクロレンズの画素サイズは、数ミクロン角で３μｍ以下の極微小なサイズであり、従来の手法では、困難となっている。
【００３０】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、撮像素子などの半導体素子がプロセス上で封止される前などに、純水洗浄性能および乾燥性能の向上を図って基板上と半導体素子上に存在するマイクロオーダの微小異物などの異物を確実に取り除いて再付着も抑制または防止して品質・歩留りを向上させることができる半導体モジュールの洗浄方法、半導体モジュールとしてのカメラモジュールの洗浄方法、半導体モジュールの洗浄方法を用いた半導体モジュールの製造方法および、カメラモジュールの洗浄方法を用いたカメラモジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の半導体モジュールの洗浄方法は、半導体素子を基板上に搭載した半導体モジュールを洗浄する半導体モジュールの洗浄方法において、該基板およびその上の該半導体素子のうちの少なくとも素子表面を親水化処理する親水化処理工程と、該親水化処理工程で該素子表面の水の濡れ性を向上させた後に少なくとも該素子表面を純水洗浄する純水洗浄処理工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３２】
本発明のカメラモジュールの洗浄方法は、本発明の上記半導体モジュールの洗浄方法において、前記半導体素子としての撮像素子をホルダで密閉または封止する前に、該撮像素子の素子表面が疎水性材料であっても純水洗浄前に親水化処理をして、該素子表面の水の濡れ性を向上させるものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３３】
また、好ましくは、本発明のカメラモジュールの洗浄方法において、前記親水化処理がプラズマ処理、紫外線／Ｏ３による表面処理および短波長１７２ｎｍ以下の紫外線による表面処理のうちの少なくともいずれかあり、該親水化処理後に前記基板およびその上の前記撮像素子のうちの少なくとも素子表面に付着した異物を前記純水洗浄により取り除くものである。
【００３４】
本発明の半導体モジュールの製造方法は、本発明の上記半導体モジュールの洗浄方法を用いた半導体ジュールの製造方法において、前記親水化処理をした後に純水洗浄を行った前記基板およびその上の前記撮像素子を所定部材で密閉または封止処理する密閉または封止処理工程を有するであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３５】
本発明のカメラモジュールの製造方法は、本発明の上記カメラモジュールの洗浄方法を用いたカメラモジュールの製造方法において、前記親水化処理をした後に純水洗浄を行った前記基板およびその上の前記撮像素子を前記ホルダで密閉または封止処理する密閉または封止処理工程を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３７】
本発明においては、半導体素子を基板上に搭載した半導体モジュールを洗浄する半導体モジュールの洗浄方法において、該基板およびその上の該半導体素子のうちの少なくとも素子表面を親水化処理する親水化処理工程と、該親水化処理工程で該素子表面の水の濡れ性を向上させた後に少なくとも該素子表面を純水洗浄する純水洗浄処理工程とを有している。
【００３８】
これによって、撮像素子や発光素子などの半導体素子がプロセス上で密閉または封止される前に、純水洗浄性能および乾燥性能の向上を図って基板上と半導体素子上に存在するマイクロオーダの微小異物などの異物を確実に取り除いて再付着も抑制または防止して品質・歩留りを向上させることが可能となる。半導体素子が撮像素子の場合には、撮像で画像上の異物による黒傷を除去して、撮像素子で捕えた物体を画像上より鮮明に映すことが可能となる。
【発明の効果】
【００３９】
以上により、本発明によれば、撮像素子などの半導体素子がプロセス上で封止される前などに、純水洗浄性能および乾燥性能の向上を図って基板上と半導体素子上に存在するマイクロオーダの微小異物などの異物を確実に取り除いて再付着も抑制または防止して品質・歩留りを向上させることができる。半導体素子が撮像素子の場合には、撮像で画像上の異物による黒傷を除去して、撮像素子で捕えた物体を画像上より鮮明に映すことできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態１におけるカメラモジュールの要部構成例を示す縦断面図である。
【図２】図１の撮像素子の要部構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図２の撮像素子における撮像領域の要部縦断面図である。
【図４】図１のカメラモジュールの製造方法における各工程の流れを示すブロック図である。
【図５】図１のカメラモジュールの製造方法におけるウェハのダイシングおよびエキスパンド工程を説明するための粘着テープ上への複数チップのリング貼り付け状態を模式的に示す平面図である。
【図６】図１のカメラモジュールの製造方法におけるダイボンド工程およびダイボンドキュア工程を説明するための基板と撮像素子の接着した様子を示す縦断面図である。
【図７】図１のカメラモジュールの製造方法におけるワイヤボンド工程を説明するための基板と撮像素子を配線した様子を示す縦断面図である。
【図８】図１のカメラモジュールの製造方法におけるプラズマ処理工程を説明するための縦断面図である。
【図９】（ａ）は疎水性のチップ表面上の球形水滴の一例を示す図、（ｂ）は、プラズマ処理後にチップ表面が親水性になった表面上のレンズ状水滴の一例を示す図である。
【図１０】図１のカメラモジュールの製造方法における純水浸漬洗浄処理工程として撮像素子上の異物をオーバーフローで純水洗浄する装置図である。
【図１１】図１のカメラモジュールの製造方法における純水による二流体スピン洗浄処理として撮像素子上の異物を遠心分離で純水洗浄する装置図である。
【図１２】図１１の二流体スピン洗浄処理を説明するための模式図である。
【図１３】図１のカメラモジュールの製造方法におけるホルダ搭載工程として純水洗浄処理後の処理基板部にレンズホルダを搭載する様子を示す斜視図である。
【図１４】従来の一般的なカメラモジュールの要部構成例を示す縦断面図である。
【図１５】特許文献１に開示されている従来のプラズマ処理装置の概略構成図である。
【図１６】撮像素子のチップ表面が疎水性材料の場合にチップ表面で水滴が表面張力の影響で球形になる状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明の半導体モジュールの洗浄方法としてのカメラモジュールの洗浄方法、半導体モジュールの洗浄方法を用いた半導体モジュールの製造方法としてのカメラモジュールの製造方法における実施形態１〜３について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００４２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるカメラモジュールの要部構成例を示す縦断面図である。
【００４３】
図１において、本実施形態１のカメラモジュール１では、基板２上にダイボンド材３で撮像素子４がダイボンドされ、撮像素子４の電極部と基板２上の端子５の間で金属ワイヤ６（金属線としての金線など）によりワイヤボンディングされている。一方、基板２上で端子５と金属ワイヤ６で接続された撮像素子４の上方を覆うレンズホルダ７が設けられている。このレンズホルダ７の下端部７ａは基板２上で接着剤８で固定されてその内部を密閉状態にしている。レンズホルダ７内の上部には、撮像素子４の上方に対応するようにレンズ９を内蔵したレンズバレル１０が設けられている。また、レンズホルダ７の内面中央段差部に掛け渡されて、赤外線（ＩＲ）カットフィルタ１１が表面に形成されたガラスリッド１２の両端部が接着剤１３で固定されている。
【００４４】
上記構成により、カメラモジュール１のレンズバレル１０の中央の開口部１４から入射した光は、レンズ９からＩＲカットフィルタ１１、さらにガラスリッド１２を通過して、撮像素子４に到達し、入射光が撮像素子４にて撮像されて電気信号に変換される。
【００４５】
図２は、図１の撮像素子４の要部構成を模式的に示す平面図である。
【００４６】
図２において、撮像素子４は、その中央部に撮像領域４１（画素部）が設けられ、撮像領域４１には複数の受光部（フォトダイオード）がマトリクス状に配列され、撮像領域４１の周辺領域４２には、データ読み出しなどを制御する周辺制御回路部や各種電極部４３が配置されている。レンズ９が形成する被写体光像は撮像素子４の撮像領域４１の各受光部毎に電気信号にそれぞれ変換される。つまり、撮像素４はレンズ９から入射された入射光を光電変換して撮像するセンサーデバイスである。撮像素子４には、複数の受光部がマトリックス状に配置された受光平面を有している。
【００４７】
撮像素子４としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を用いることができる。撮像素子４は基板２上に搭載され、撮像素子４はカメラモジュール１のレンズホルダ７内に収容できる大きさである。
【００４８】
図３は、図２の撮像素子４における撮像領域４１の要部縦断面図である。
【００４９】
図３において、撮像素子４の一例としてＣＭＯＳ型イメージセンサについて説明する。撮像素子４の撮像領域４１は、その半導体基板４１１の表面層として、各画素を構成する受光部（光電変換部）としてフォトダイオード４１２（ＰＤ）が形成されている。フォトダイオード４１２に隣接して、信号電荷がフローティングディヒュージョン部に転送するための電荷転送トランジスタの電荷転送部（図示せず）が設けられている。この電荷転送部（図示せず）上には、ゲート絶縁膜を介して引き出し電極であるゲート電極（図示せず）が設けられている。さらに、このフォトダイオード４１２（ＰＤ）毎にフローティングディフュージョン部に電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて各受光部毎の撮像信号として読み出される。
【００５０】
このゲート電極（図示せず）の上方には、この読出回路の回路配線部として、第１絶縁膜４１３上に第１配線４１４が形成され、その上に第２絶縁膜４１５が形成され、その上に第２配線４１６が形成され、同様に、その上に、第３絶縁膜４１７、第３配線４１８さらに第４絶縁膜４１９がこの順に形成されている。
【００５１】
さらに、第４絶縁膜４１９上には層間絶縁膜４２０を介して平坦化膜４２１が設けられ、その上に、フォトダイオード４１２（ＰＤ）毎に配置されたＲ，Ｇ，Ｂの各色の色配列（ベイヤー色配列）のカラーフィルタ４２２が形成されている。そのカラーフィルタ４２２上には保護膜４２３が形成され、その上には、各フォトダイオード４１２（ＰＤ）への集光用のマイクロレンズ４２４が形成されている。
【００５２】
近年、カメラモジュール１を備える電子機器の高性能化に伴い、カメラモジュール１自体の機能向上も要求されている。カメラモジュール１の機能向上の一つに、、撮像素子４のフォトダイオード４１２（ＰＤ）の間隔を狭めてマイクロレンズ４２４のサイズを縮小化し、高解像度になってきている。この撮像素子４のマイクロレンズ４２４が縮小化されると、今まで検出されなかった撮像素子４上の微小異物も、撮像素子４上の撮像画面上に現れてくるという問題が発生する。この問題の解決方法として、画像処理などで対応する方法もあるが、これには画像処理数およびエリアなど限界もあり、本質的な問題解決にならない。しかし、詳細に後述する本実施形態１の洗浄方法ではカメラモジュール１の機能向上に寄与することができる。
【００５３】
ここで、上記構成の本実施形態１の洗浄方法を含むカメラモジュール１の製造方法について図４〜図１３を参照して詳細に説明する。
【００５４】
図４は、図１のカメラモジュール１の製造方法における各工程の流れを示すブロック図である。
【００５５】
図４において、本実施形態１のカメラモジュール１の製造方法は、複数の撮像素子４に個片化するチップ個片化工程を示すウェハダイシングおよびエキスパンド工程Ｓ１（図５）と、基板２上に撮像素子４を接続するダイボンド工程Ｓ２（図６）と、基板２およびその上の撮像素子４を加熱処理するオーブン工程を示すダイボンドキュア工程Ｓ３（図６）と、基板２と撮像素子４を配線するワイヤボンド工程Ｓ４（図７）と、そのワイヤボンド工程Ｓ４後の処理基板部表面を親水化処理する親水化処理工程を示すプラズマ処理工程Ｓ５と、表面が親水化処理された処理基板部表面を純水洗浄処理する純水洗浄処理工程Ｓ６と、その純水洗浄処理された処理基板部にレンズホルダ７を搭載して内部を密閉または封止するホルダ搭載工程Ｓ７とを有している。
【００５６】
本実施形態１のカメラモジュール１の製造方法では、ホルダ搭載工程Ｓ７の前（ここではワイヤボンド工程後）に、表面親水化処理のプラズマ処理工程Ｓ５を行った後に、純水洗浄処理工程Ｓ６を実施することにより、純水洗浄処理性能および乾燥性能を表面親水化処理にて大幅に高めることができて、基板２上と撮像素子４上に存在するマイクロオーダの微小異物を含む異物をより確実に取り除いて再付着も抑制して品質・歩留りを大幅に向上させることができる。
【００５７】
図５は、図１のカメラモジュール１の製造方法におけるウェハのダイシングおよびエキスパンド工程Ｓ１を説明するための粘着テープ上への複数チップのリング貼り付け状態を模式的に示す平面図である。要するに、図５は、ウェハを裏面研磨・ダイシングした撮像素子４のリング貼り付け状態を示している。
【００５８】
図５のに示すように、ウェハは所定の厚さに裏面研磨された後に、粘着テープ４４上に貼り付けられたウェハから格子状にダイシングされて複数チップに個片化される。粘着テープ４４上で切断された複数チップの各撮像素子４は、ウェハリング４５に張られた粘着テープ４４を均等にエキスパンドして格子状のダイシングラインの切断隙間を広げて複数チップが配置される。
【００５９】
図６は、図１のカメラモジュール１の製造方法におけるダイボンド工程Ｓ２およびダイボンドキュア工程Ｓ３を説明するための基板２と撮像素子４の接着した様子を示す縦断面図である。
【００６０】
図６において、粘着テープ４４上で切断されてエキスパンドされた複数チップの各撮像素子４を、搬送用のコレットにより基板２の所定位置に搬送して、基板２上に撮像素子４をダイボンド材３により接着する（ダイボンド工程Ｓ２）。このコレットで吸着して基板２上に撮像素子４を置くときの衝撃などにより、撮像素子４の周辺に欠けが生じてその欠けの粒子が撮像素子４の撮像表面上に付着する場合がある。
【００６１】
このように、撮像素子４をダイボンド材３で基板２上の一表面に接着した後に、接着強化のために、基板２上に撮像素子４が搭載されたチップダイボンド基板部をオーブン内に入れて乾燥処理する（ダイボンドキュア工程Ｓ３）。
【００６２】
撮像素子４と基板２の密着性を上げるために、ダイボンド材３の有機成分を蒸発させるために、加熱した窒素雰囲気の内に入れる。このとき、オーブン内の雰囲気を一定にコントロールするための気流により、基板２、撮像素子４、搬送の自工具などに付着した異物が、撮像素子４の撮像領域上に移動して付着する場合がある。
【００６３】
なお、ここで、撮像素子４の表面に付着した異物を除去するために、後述するプラズマ処理と純水洗浄処理とを行ってもよいが、本実施形態１では次のワイヤボンド工程後にプラズマ処理と純水洗浄処理とを行う。
【００６４】
図７は、図１のカメラモジュール１の製造方法におけるワイヤボンド工程を説明するための基板２と撮像素子４を配線した様子を示す縦断面図である。
【００６５】
図７において、撮像素子４の電極部４３と基板２の端子５との間を金属ワイヤ６（金属線としての金線）によりワイヤボンドする。ワイヤボンド工程Ｓ４後に基板２と撮像素子４が配線された処理基板部１５が作製される。このワイヤボンディングのときに、装置間での移動、搬送系から発塵する場合がある。
【００６６】
ここで、撮像素子４のチップ表面に付着した異物を除去するために、後述する親水化処理のためのプラズマ処理と純水による洗浄処理とを行う。
【００６７】
図８は、図１のカメラモジュール１の製造方法におけるプラズマ処理工程を説明するための縦断面図である。図８は、撮像素子４とその撮像領域表面へのプラズマ状態を示している。
【００６８】
図８において、このプラズマ処理方法は、上記ワイヤボンド工程まで処理した処理基板部１５を、プラズマ処理装置のチャンバ内に搬送する。このプラズマ処理は、ダイボンド工程の直後に行ってもよいが、本実施形態１のように、プラズマ処理工程はレンズホルダ９を搭載するレンズホルダ搭載工程Ｓ７の直前で上記ワイヤボンド工程の直後に行う方が好ましい。
【００６９】
プラズマ処理装置は、減圧または真空環境に維持する排気部と、不活性ガス、酸素、およびその混合ガスをチャンバ（処理室）内に一定量供給するためのガス供給部と、これらのガスをプラズマ化するプラズマ化装置とを有している。
【００７０】
このときのプラズマ処理装置によるプラズマ処理条件としては、温度／圧力が常温〜摂氏１００度／１〜７６０Ｔｏｒｒ、使用ガス／流量がＡｒガス／１〜１００ｍｌ／ｍｉｎで、ＲＦパワーが１００Ｗ〜８００Ｗで、処理時間が１〜１２０ｓｅｃとした。
【００７１】
図９（ａ）は疎水性のチップ表面上の球形水滴の一例を示す図、図９（ｂ）は、プラズマ処理後に親水性になったチップ表面上のレンズ状水滴の一例を示す図である。図９（ａ）および図９（ｂ）は撮像素子４の撮像領域４１のチップ表面へのプラズマ照射前後での純水滴下状態を示している。
【００７２】
図９（ａ）ではチップ表面上で水滴が弾かれているのに対して、図９（ｂ）ではチップ表面上で水滴が全く弾かれていない。
【００７３】
プラズマ処理だけでも洗浄処理が為され、撮像素子４上の異物が除去される。このプラズマ処理した撮像素子４のチップ表面（撮像領域４１の表面）は、図９（ｂ）に示すチップ表面４６ｂのようにその表面が疎水性から親水性（微小な凹凸）に改質されており、純水での滴下試験の濡れ性確認においても、図９（ｂ）に示すようにチップ表面４６ｂに濡れ性よく馴染んだレンズ状液滴４７（レンズ状水滴）であり、図９（ａ）のように疎水性のチップ表面４６ａでは水滴４８が表面張力の影響で球形になって、撮像素子４のチップ表面４６ａ上と水滴４８（球形水滴）との接触角が数十度であったものが、親水性表面（チップ表面４６ｂ）上のレンズ状液滴４７ではチップ表面４６ｂと水滴４７との接触角が数度にまで大幅に減少した。
【００７４】
次に、プラズマ処理でチップ表面を親水化処理を施した後に、純水による洗浄処理とを行うが、純水洗浄処理として、図１０の純水浸漬洗浄処理と、図１１の純水による二流体スピン洗浄処理について説明する。
【００７５】
図１０は、図１のカメラモジュール１の製造方法における純水浸漬洗浄処理工程として撮像素子上の異物をオーバーフローで純水洗浄する装置図である。
【００７６】
図１０において、親水性に表面を改質した撮像素子４のチップ表面４６ｂを利用した純水浸漬洗浄処理方法は、純水浸漬洗浄処理装置２０を用いて、槽２１内に純水２２が満たされ、槽２１の純水２２内に、被洗浄処理物として、上記ワイヤボンド工程まで処理されてワイヤボンディングされた処理基板部１５を浸漬する。ワイヤボンディングされた処理基板部１５は、純水２２が内外に出入り可能とする容器２４内に複数個、立てられた状態で収容されている。
【００７７】
ワイヤボンディング後の処理基板部１５が槽２１の純水２２内に浸漬されることにより処理基板部１５の撮像素子４の表面などにある異物が純水２２の表面に浮き、槽２１内の純水２２を隣の槽２３にオーバーフローさせることで異物を排出させることができる。純水２２の供給／排水を繰り返している純水２２の槽２１内に被処理物（処理基板部１５）を所定時間浸漬して、それを引き上げて、オーブンまたは遠心分離を利用した乾燥処理装置を用いて乾燥処理を実施する。
【００７８】
図１１は、図１のカメラモジュールの製造方法における純水による二流体スピン洗浄処理として撮像素子上の異物を遠心分離で純水洗浄する装置図である。
【００７９】
図１１において、二流体スピン洗浄処理装置３０において、基板２上に撮像素子４を貼り付けてワイヤボンディングした処理基板部１５を、ターンテーブル３１上に下向きに貼り付けて、ターンテーブル３１を処理基板部１５と共に回転させながら、下方からノズル３２から、純水３３を吹き付けてノズル３２を半径方向Ａに繰り返し往復運動を所定時間実施する。この後に、オーブンまたは遠心分離を利用した乾燥処理装置を用いて乾燥処理を実施する。
【００８０】
遠心分離式の洗浄・乾燥条件の事例（ノズル・装置配管で２μｍ以下のフィルタ設置）としては、ターンテーブル３１の回転数がこの純水洗浄処理で４００〜１２００ｒｐｍ、乾燥処理で４００〜１２００ｒｐｍであり、同一装置にて純水洗浄処理と乾燥処理を行うことができる。この純水洗浄処理での純水水量は２００−４００ｃｍ３／ｍｉｎ、乾燥処理ではＡＩＲ（空気）／Ｎ２（窒素ガス）のしずれかまたはその混合ガスを用いる。洗浄時間が９０ｓｅｃ以上で、乾燥時間が６０ｓｅｃ以上とする。
【００８１】
図１２は、図１１の二流体スピン洗浄処理を説明するための模式図である。
【００８２】
図１２において、ノズル３２から噴出された純水３３は、プラズマ処理によって親水性（微小な凹凸）に改質されて濡れ性が向上した処理基板部１５のチップ表面４６ｂ上の異物３４に到達した後、周囲に広がる横方向のジェット水流３６となってチップ表面４６ｂ上の異物３４を横方向に押し流す。これによって、より確実にチップ表面４６ｂ上の異物３４がチップ表面４６ｂ上から除去される。
【００８３】
次に、ホルダ搭載工程Ｓ７について説明する。
【００８４】
図１３は、図１のカメラモジュール１の製造方法におけるホルダ搭載工程Ｓ７として純水処理後の処理基板部１５にレンズホルダ９を搭載する様子を示す斜視図である。
【００８５】
図１３において、基板２上にレンズホルダ９を搭載する。即ち、レンズバレル１０が上部に収容されたレンズホルダ９の下端部を、基板２上に接着した撮像素子４（プラズマ処理によって親水性（微小な凹凸）に改質された処理基板部１５）上を覆うように内部空間を封止する状態で、基板２上に接着して固定する。これによって、カメラモジュール１を製造する。
【００８６】
ホルダ搭載工程にて、内部に撮像素子４が入った空間が密閉された状態となり、内部に異物が閉じ込められていないため、撮像素子４の撮像領域上に異物が再び載ることはなくなる。
【００８７】
以上により、本実施形態１によれば、カメラモジュール１の洗浄方法として、半導体素子としての撮像素子４をレンズホルダ７で密閉または封止する前に、撮像素子４のチップ表面（素子表面）が疎水性材料であっても純水洗浄前に親水化処理をして、素子表面の水の濡れ性を向上させている。このカメラモジュール１の洗浄方法を用いたカメラモジュール１の製造方法は、この親水化処理をした後に純水洗浄を行った基板２およびその上の撮像素子４をレンズホルダ７で密閉または封止処理する密閉または封止処理工程を更に有している。
【００８８】
これによって、撮像素子４がプロセス上で封止される前などに、純水洗浄性能および乾燥性能の向上を図って基板２上と撮像素子４上に存在するマイクロオーダの微小異物などの異物を確実に取り除いて再付着も抑制または防止して品質・歩留りを向上させることができて、撮像で画像上の黒傷を除去して、撮像素子４で捕えた物体が画像上より鮮明に映すことできる。
【００８９】
本実施形態１においては、まず、１つに、撮像素子４と基板２とを接触することによる金属異物が介在したショートやリークを防ぐことができる。つまり、基板２の端子５と撮像素子４の電極部４３を金属線（金属ワイヤ６）を用いたワイヤボンディングによって電気的に接続する際に、事前に接続部分に存在する導体異物、絶縁異物を除去しておくからである。
【００９０】
また、撮像として捕えた被写体を、鮮明に映し出すことができる。つまり、レンズバレル１０の開口部１４から入射されて光は画像素子４に到達し、マイクロレンズ４２４上の異物を除去しているため、光が、散乱されたり、弱まったりしないため、被写体像に影響を与えない。
【００９１】
なお、上記実施形態１では特に説明しなかったが、上記不活性ガスのプラズマ処理の場合、付着した異物が励起されたイオンにより、化学反応を伴わないで、撮像素子４のチップ表面から引き剥がされ、また、酸素の混合ガスでは、一種の触媒反応の含め、酸素イオンの反応が加わり、有機物系の異物があれば、酸化物としてより容易に除去することができる。さらに、表面改質された面（親水性、表面粗し）に、純水洗浄を加えることにより、撮像素子４のチップ周囲に飛散、付着した異物も除去し、再付着する確率をより少なくし、異物を除去することができる。つまり、プラズマ処理により、異物を除去でき、さらに、撮像素子４のチップ表面を改質（親水性処理及び表面荒し）することによって、水洗での水の濡れ性をより向上させ、撮像素子４のチップ表面上の異物をよりよく、除去することができる。よって、撮像素子４に付着した異物が、撮像で、映るような問題を回避することができる。
【００９２】
したがって、本実施形態１はカメラモジュール１の製造プロセスにおいて、撮像素子４を、ガラスリッド１２の付いたレンズホルダ４で基板２と接着し、撮像素子４を内部に封じ込められるまでの工程に関わる発塵において、装置および部材からの発塵した場合の異物対策となり、撮像素子４と端子５との接触する部分に付着する異物についても、除去することによりショートやリークを防ぐこともできる。さらに、撮像素子４のチップ表面上に存在する異物を減少または無くすることで撮像での映像から不要な異物が映るような問題をより確実に解決することができる。
【００９３】
（実施形態２）
上記実施形態１では、親水化処理としてプラズマ処理を用いた場合について説明したが、本実施形態２では、親水化処理として紫外線／Ｏ３による表面処理を用いる場合について説明する。
本発明の課題を解決するために、本実施形態２のカメラモジュールのプロセスでは、ＩＲカットフィルタ１１が組み込まれたレンズホルダ７で撮像素子４が密閉または封止される前に、親水化処理が紫外線（ＵＶ）／オゾン（Ｏ３）による表面処理であることにより、その親水化処理後に、撮像素子４に付着した異物を純水洗浄でよりよく、取り除くことができる。
【００９４】
上記内容の親水化処理がＯ３処理の場合、紫外線照射により、オゾン（Ｏ３）が酸素に分解し、撮像素子４のチップ表面に酸素が吸着、吸蔵することにより、チップ表面が改質された面（親水性）になり、この表面処理に純水洗浄を加えることにより、付着した異物をより確実に除去することができる。これによって、撮像素子４のチップ表面に付着した異物が、撮像で、映るような問題をより確実に回避することができる。
【００９５】
（実施形態３）
上記実施形態１では、親水化処理としてプラズマ処理を用いた場合について説明し、本実施形態２では、親水化処理として紫外線／Ｏ３による表面処理を用いる場合について説明したが、本実施形態３では、親水化処理として短波長１７２ｎｍ以下の紫外線による表面処理を用いる場合について説明する。
本発明の課題を解決するために、本実施形態３のカメラモジュールのプロセスでは、ＩＲカットフィルタ１１を組み込んだレンズホルダ７で撮像素子４が密閉または封止される前に、親水化処理が短波長１７２ｎｍ以下の紫外線（ＵＶ）による表面処理であることにより、その親水化処理後に、撮像素子４に付着した異物を純水洗浄により、より確実に洗浄して取り除くことができる。
【００９６】
上記内容の親水化処理が短波長１７２ｎｍ以下のＵＶ処理の場合、短波長１７２ｎｍ以下のＵＶ照射により、より親水化処理されて表面がよりよく改質された面（表面粗し）に、純水洗浄を加えることにより、付着した異物をよりよく除去することができる。
これによって、撮像素子４に付着した異物が、撮像で、映るような問題を回避することができる。
【００９７】
以上の上記実施形態１〜３のカメラモジュール１として、撮像素子４が、セラミック製またはガラエポ製の基板２に接着材としてのダイボンド材３によって貼り付けられ、撮像素子４と端子５間を金線（金属ワイヤ６）によりワイボンドされ、撮像素子４上にレンズ９とＩＲカットフィルタ１１が組み付けられたレンズホルダ７を貼り付けた構造を持つカメラモジュール１において、ＩＲカットフィルタ１１が組み込まれたレンズホルダ７で撮像素子７が封止される前に、撮像素子４のチップ表面が疎水性材料であっても純水洗浄前に、親水化処理（表面粗し処理）として、プラズマ処理（不活性ガス、酸素、または不活性ガス＋酸素）、紫外線／Ｏ３による表面処理および短波長１７２ｎｍ以下の紫外線による表面処理のうちのいずれかによって、撮像素子４のチップ表面の水の濡れ性を向上させることができる。
【００９８】
上記撮像素子４が、ＩＲカットフィルタ１１を組み込んだレンズホルダ７を基板２上に搭載して、撮像素子４を密閉または封止するまでの状態であれば、撮像素子４のチップ表面上の異物、特に、マイクロレンズ４２４上に付着または固着した異物は、直接に異物に対して、撮像素子４の撮像領域表面を改質（親水性処理および表面粗し処理）することによって、水洗での水の濡れ性を向上させ、純水が撮像素子４上の異物により多くの接触を持つことにより異物をより確実に除去することができる。これによって、撮像素子４のチップ表面上に付着した異物が、撮像で、映るような問題を回避することができる。
【００９９】
本発明の課題を解決するために、上記実施形態１〜３のカメラモジュールプロセスではＩＲカットフィルタ１１が組み込まれたレンズホルダ７で撮像素子４が密閉または封止される前に、親水化処理がプラズマ処理（不活性ガス、酸素、または不活性ガス＋酸素）、紫外線／Ｏ３による表面処理および短波長１７２ｎｍ以下の紫外線による表面処理のうちのいずれかであることにより、その親水化処理後に、撮像素子４に付着した異物を純水洗浄で、効率よく取り除くことができる。
【０１００】
なお、上記実施形態１〜３では、親水化処理（表面粗し処理）として、プラズマ処理（不活性ガス、酸素、または不活性ガス＋酸素）、紫外線／Ｏ３による表面処理および短波長１７２ｎｍ以下の紫外線による表面処理のうちのいずれかによって、撮像素子４のチップ表面の水の濡れ性を向上させるように構成したが、これに限らず、親水化処理（表面粗し処理）として、プラズマ処理（不活性ガス、酸素、または不活性ガス＋酸素）、紫外線／Ｏ３による表面処理および短波長１７２ｎｍ以下の紫外線による表面処理のうちの少なくともいずれかによって、撮像素子４のチップ表面の水の濡れ性を向上させることができる。要するに、プラズマ処理に加えて、紫外線／Ｏ３による表面処理や短波長１７２ｎｍ以下の紫外線による表面処理をも実施することができて親水化処理に効果が出にくい材質であってもより容易に親水化処理を行うことができる。
【０１０１】
なお、本実施形態１〜３では特に説明しなかったが、本実施形態１〜３のカメラモジュール１の製造方法は、カメラの部品を生産する方法としても利用できる。本発明の電子機器は、カメラおよびカメラ付き携帯電話などのカメラ機能を有する各種電子機器として幅広く利用できる。
【０１０２】
上記実施形態１〜３のカメラモジュール１の製造方法により作製されたカメラモジュール１を、画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子機器を得ることができる。この場合、異物が、撮像で映るような問題を確実に回避した高品質の電子機器を得ることができる。
【０１０３】
なお、上記実施形態１〜３では、カメラモジュール１の洗浄方法およびこれを用いたカメラモジュール１の製造方法としたが、これに限らず、上記実施形態１〜３の内容を、撮像素子４の代わりに、半導体発光素子の半導体発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）やレーザ素子（ＬＤ素子）などの半導体素子に適用して、半導体モジュールの洗浄方法およびこれを用いた半導体モジュールの製造方法とすることができる。
【０１０４】
この場合にも、ＬＥＤ素子やＬＤ素子などの半導体素子がプロセス上で封止される前などに、純水洗浄性能および乾燥性能の向上を図って基板２上と半導体素子上に存在するマイクロオーダの微小異物などの異物を確実に取り除いて再付着も抑制して品質・歩留りを向上させることができる本発明の目的を達成することができる。
【０１０５】
この場合、半導体モジュールの洗浄方法は、半導体素子を基板上に搭載した半導体モジュールを洗浄する半導体モジュールの洗浄方法において、基板およびその上の半導体素子のうちの少なくとも素子表面を親水化処理する親水化処理工程と、親水化処理工程で素子表面の水の濡れ性を向上させた後に少なくとも素子表面を純水洗浄する純水洗浄処理工程とを有している。この半導体モジュールの洗浄方法を用いた半導体ジュールの製造方法として、親水化処理をした後に純水洗浄を行った基板およびその上の撮像素子を所定部材（ホルダや封止樹脂など密閉または封止部材）で密閉または封止処理する密閉または封止処理工程を有している。
【０１０６】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、半導体撮像素子などの半導体素子のアセンブリにおいて、ダイボンド工程から素子封じ込め工程までの製造工程において、半導体素子上の異物を除去する洗浄工程を有するカメラモジュールの製造方法の分野において、撮像素子などの半導体素子がプロセス上で封止される前などに、純水洗浄性能および乾燥性能の向上を図って基板上と半導体素子上に存在するマイクロオーダの微小異物などの異物を確実に取り除いて再付着も抑制または防止して品質・歩留りを向上させることができる。半導体素子が撮像素子の場合には、撮像で画像上の黒傷を除去して、撮像素子で捕えた物体が画像上より鮮明に映すことできる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  カメラモジュール（半導体モジュール）
２  基板
３  ダイボンド材
４  撮像素子（半導体素子）
４１  撮像領域（画素部）
４２  周辺領域
４２４  マイクロレンズ
４３  電極部
４４  粘着テープ
４５  ウェハリング
４６ｂ  親水性のチップ表面（素子表面）
４６ａ  疎水性のチップ表面（素子表面）
４７  レンズ状水滴
４８  球形水滴
５  端子
６  金属ワイヤ（金属線）
７  レンズホルダ（ホルダ）
７ａ  下端部
８、１３  接着剤
９  レンズ
１０  レンズバレル
１１  赤外線カットフィルタ(ＩＲカットフィルタ)
１２  ガラスリッド（リッド）
１４  開口部
１５  ワイヤボンディングされた処理基板部
２０  純水浸漬洗浄処理装置
２１  槽
２２  純水
２３  隣の槽
２４  容器
３０  二流体スピン洗浄処理装置
３１  ターンテーブル
３２  ノズル
３３  純水
３４  異物
３５  横方向のジェット水流
【図１】
2014155914.tif 000003
【図２】
2014155914.tif 000004
【図３】
2014155914.tif 000005
【図４】
2014155914.tif 000006
【図６】
2014155914.tif 000007
【図７】
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【図８】
2014155914.tif 000009
【図９】
2014155914.tif 000010
【図１０】
2014155914.tif 000011
【図１４】
2014155914.tif 000012
【図１５】
2014155914.tif 000013
【図１６】
2014155914.tif 000014
【図５】
2014155914.tif 000015
【図１１】
2014155914.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
2014155914.tif 000018