(57)【要約】【課題】ダイシングカットに伴う半導体層のチッピングを抑制する。【解決手段】個片化前層構造体におけるダイシングカット部に対して、透明樹脂層よりも高ヤング率のチップ抑制部材を前記半導体層に接して形成する。半導体層に比較的低ヤング率の透明樹脂層が接する従来のキャビティレス構造との比較で、ダイシングカット時における半導体層のビビリ（振動）を抑制でき、また、ダイシングブレードの目詰まりも抑制することができ、ダイシングカットに伴う半導体層のチッピングを効果的に抑制することができる。【選択図】  図２
2014045142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層と、
透明材料で構成された保護層と、
前記半導体層と前記保護層の隙間を封止する透明樹脂層とを備え、
個片化前層構造体におけるダイシングカット部に前記透明樹脂層よりもヤング率の高いチップ抑制部材が前記半導体層に接して形成され、前記ダイシングカット部にてダイシングカットが為されて個片化された
半導体装置。
【請求項２】
前記チップ抑制部材と前記保護層の間に前記透明樹脂層が介在している
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ダイシングカット前の前記チップ抑制部材の幅が、前記チップ抑制部材のカットに用いたダイシングブレードの厚さＢの１．５倍〜３．０倍の範囲内とされ、
個片化後における前記チップ抑制部材の幅が（１．５Ｂ／２−Ｂ／２）〜（３Ｂ／２−Ｂ／２）の範囲内とされる
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記透明樹脂層のヤング率が１．５Ｇｐａ以下とされ、
前記チップ抑制部材のヤング率が２．５Ｇｐａ以上とされる
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記チップ抑制部材は樹脂で構成される
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記チップ抑制部材は、シロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂の何れかで構成される
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記チップ抑制部材は、樹脂材料にフィラが含有されて構成される
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記保護層はガラスで構成される
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
ウェーハレベルで半導体層と透明材料による保護層の隙間を透明樹脂により封止した個片化前層構造体を、個片化するためのダイシングカット部に前記透明樹脂層よりもヤング率の高いチップ抑制部材が前記半導体層に接して形成されるようにして作製する個片化前層構造体作製工程と、
前記個片化前層構造体作製工程で作製した前記個片化前層構造体を、前記ダイシングカット部にてダイシングカットする個片化工程とを備えた
半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、半導体装置及び半導体装置の製造方法の技術分野に関する。詳しくは、ダイシングカット部に透明樹脂層よりもヤング率の高いチップ抑制部材を設けてダイシングカットに伴う半導体層のチッピングを抑制する技術分野に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００８−６６６７９号公報
【背景技術】
【０００３】
近年の固体撮像素子（イメージセンサ）のＰＫＧ（パッケージング）は、チップサイズＰＫＧ（以下、ＣＳＰ）という形態で量産されている。このようなＣＳＰは、これまでのセラミックスやモールド樹脂で形成されているキャビティＰＫＧとは異なり、例えば、ウェーハ上に隣接チップとの間を樹脂壁で隔てたキャビティ構造として、保護層（例えば、透明ガラス）とセンサ部のＳｉ（シリコン）ウェーハとの貼り合わせを行い、スルー・シリコン・ヴィア（以下、ＴＳＶ）を形成し、撮像面と反対側の面に再配線を行い、半田ボールを付し、最終的にダイシングカットにより個片化されて形成される。
【０００４】
図１２Ａは、上記のキャビティ構造を持ったＣＳＰの固体撮像素子（半導体装置）の構造例を示している。図１２Ａに示されるように、キャビティ構造のＣＳＰでは、半導体層１００と保護層１０２が、接着剤として設けられた樹脂壁１０３によって接合されている。この場合に、半導体層１００と保護層１０２と樹脂壁１０３で仕切られた内部空間１０４は空気で満たされている。なお、図のように、半導体層１００における撮像面の裏面側には複数の半田ボール１０１が形成されている。
【０００５】
このようなＣＳＰは、ＴＳＶの加工プロセスによりＤｅｅｐ−ＲＩＥや絶縁膜（ＳｉＯ２）の成膜を行うが、これらを生産性良く行うためには、ヴィア径と半導体層１００を形成するＳｉの厚さとのアスペクト比を小さくすることが要請される。このために、Ｓｉをバックグラインド（以下、ＢＧＲ）によって、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程度に薄くすることが行われる。
【０００６】
しかしながら、キャビティ構造のＣＳＰでは、図１２Ａに示されるように、空気による内部空間１０４が形成されるため、上記のような厚さ５０μｍ〜１００μｍ程度とされたＳｉ（半導体層１００）を支えている部分が非常に小さい。このため、特に、サイズが大きいイメージセンサでは、半導体層１００がＢＧＲ工程によって撓んだり、或いは、ＢＧＲ工程後においてＣＳＰを基板に実装する際の応力で大きく撓むという不具合が発生する。図１２Ｂでは、この際の半導体層１００の撓み（反り）のイメージを示している。
【０００７】
なお、サイズの小さいイメージセンサであれば、Ｓｉの厚さと幅のアスペクト比が小さくなるので、Ｓｉの機械的剛性が比較的高く、大きな反りは生じ難い。これに対してイメージセンサのサイズが大きくなると、Ｓｉの厚さと幅のアスペクト比が大きくなるため、Ｓｉの機械的剛性が弱まる分、大きな反りが生じ易くなる。
【０００８】
半導体層１００が反るということは、撮像面が湾曲するということを意味するため、これに伴い、光学的な精度が悪化するという不具合が生じる。具体的には、上記のような反りが発生すると光学的にレンズのフォーカスが合う位置がセンサの中心と周辺でずれてしまうため、中心にフォーカスが合っている場合に周辺がボケてしまうといった不具合が生じる。
【０００９】
このようなキャビティ構造のＣＳＰが抱える問題を解決するために、図１３Ａに示すようなキャビティレス構造のＣＳＰが提案されている。図１３Ａに示されるように、キャビティレス構造のＣＳＰは、半導体層１００とガラスによる保護層１０２との隙間を透明接着剤樹脂で満たし、透明樹脂層１０５としたものである。換言すれば、先の図１２Ａに示したキャビティ構造のＣＳＰについて、内部空間１０４を空気でなく透明樹脂で充填したものとなる。
【００１０】
このようなキャビティレス構造では、図１２Ｂに示したような反りに対して、Ｓｉ（半導体層１００）単体の機械的剛性のみでなく、例えば、厚さ３００μｍ〜８００μｍ程度という比較的厚いガラスによる保護層１０２の剛性も付加されるため、機械的剛性を高めることができ、反りの発生を効果的に抑制することができる。
【００１１】
但し、ウェーハレベルでは、上記のようなキャビティレスＣＳＰ構造を実現するために、透明樹脂層１０５を形成する接着剤樹脂をウェーハ全面でガラス（保護層１０２）と貼り合わせることになるため、透明樹脂層１０５としての透明樹脂については、その膜応力を極力小さくしないと、Ｓｉとガラスを貼り合わせた際に反りが発生してしまう。ここで、応力を小さくするということは、一般的にモジュラスも小さくなる（柔らかくなる）ということを意味する。従って、図１３Ａに示したようなキャビティレス構造を上記の反りの発生を防止しつつ実現するためには、透明樹脂層１０５を形成する透明樹脂のモジュラスを小さく（ヤング率を低く）することが要請される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記のように透明樹脂層１０５を形成する透明樹脂のモジュラスが小さいと、個片化のためのダイシングカット時において、半導体層１００のチッピング（Ｓｉチッピング）が発生してしまう。図１３Ｂは、ダイシングカット時の様子を示している。図示するようにダイシングカット時には、個片化前の層構造体における所定の位置（ダイシングカット部）をダイシングブレード１１０によりカットする。このカット時において、透明樹脂層１０５を形成する透明樹脂のモジュラスが小さいと、半導体層１００が固定されず振動する。いわゆるビビリが発生。センサアクティブ面、すなわち、半導体層１００における透明樹脂層１０５と接する面にチッピング（欠け）が生じてしまう。また、このようなセンサアクティブ面のチッピングは、モジュラスの小さい透明樹脂がダイシングブレード１１０に目詰まりしてせん断力が弱くなってしまうことも発生の一因となる。
【００１３】
そこで、本技術半導体装置及び半導体装置の製造方法は、上記した課題を解決し、ダイシングカット時における半導体層のビビリの発生やダイシングブレードの目詰まりを抑制して、ダイシングカットに伴う半導体層のチッピングを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような問題点に鑑み、本技術では半導体装置を以下のように構成することとした。すなわち、本技術の半導体装置は、固体撮像素子としての半導体装置であって、半導体層と、透明材料で構成された保護層と、前記半導体層と前記保護層の隙間を封止する透明樹脂層とを備える。そして、当該半導体装置の個片化前層構造体におけるダイシングカット部に前記透明樹脂層よりもヤング率の高いチップ抑制部材が前記半導体層に接して形成され、前記ダイシングカット部にてダイシングカットが為されて個片化されたものである。
【００１５】
また、本技術の半導体装置の他の構成は、前記チップ抑制部材と前記保護層との間に前記透明樹脂層が介在しているものである。また、本技術の半導体装置の他の構成は、前記ダイシングカット前の前記チップ抑制部材の幅が、前記チップ抑制部材のカットに用いたダイシングブレードの厚さＢの１．５倍〜３．０倍の範囲内とされて、個片化後における前記チップ抑制部材の幅が（１．５Ｂ／２−Ｂ／２）〜（３Ｂ／２−Ｂ／２）の範囲内とされるものである。また、本技術の半導体装置の他の構成は、前記透明樹脂層のヤング率が１．５Ｇｐａ以下、前記チップ抑制部材のヤング率が２．５Ｇｐａ以上とされるものである。また、本技術の半導体装置の他の構成は、前記チップ抑制部材が樹脂で構成されるものである。また、本技術の半導体装置の他の構成は、前記チップ抑制部材が、シロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂の何れかで構成されるものである。また、本技術の半導体装置の他の構成は、前記チップ抑制部材が、樹脂材料にフィラが含有されて構成されるものである。また、本技術の半導体装置の他の構成は、前記保護層がガラスで構成されるものである。
【００１６】
また、本技術では半導体装置の製造方法として以下の方法を提案する。すなわち、本技術の半導体装置の製造方法は、固体撮像素子としての半導体装置の製造方法であって、ウェーハレベルで半導体層と透明材料による保護層との間を透明樹脂により封止した個片化前層構造体を、前記半導体装置を個片化するためのダイシングカット部に前記透明樹脂層よりもヤング率の高いチップ抑制部材が前記半導体層に接して形成されるようにして作製する個片化前層構造体作製工程を有する。また、前記個片化前層構造体作製工程で作製した前記個片化前層構造体を、前記ダイシングカット部にてダイシングカットする個片化工程を有するものである。
【００１７】
上記本技術によれば、半導体装置は、従来のキャビティレス構造と同様、半導体層と保護層との間が透明樹脂で封止された構造を有するものとなる。つまりこの点で、ＢＧＲ（バックグラインド）工程に伴う半導体層の反りの発生防止が図られたものとなる。その上で上記本技術によれば、個片化前層構造体におけるダイシングカット部に対して、前記透明樹脂層よりも高ヤング率の（モジュラスの高い）チップ抑制部材が前記半導体層に接して形成される。このように高ヤング率のチップ抑制部材を半導体層に接して設けることで、半導体層に比較的低ヤング率の透明樹脂層が接する従来のキャビティレス構造との比較で、ダイシングカット時における半導体層のビビリ（振動）を抑制でき、またダイシングブレードの目詰まりも抑制できる。この結果、ダイシングカットに伴う半導体層のチッピングを効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
上記のように本技術によれば、保護層と半導体層との間を透明樹脂層で封止してＢＧＲ工程に伴う半導体層の反りの発生防止を図った固体撮像素子としての半導体装置について、ダイシングカット時における半導体層のビビリの発生やダイシングブレードの目詰まりを抑制して、ダイシングカットに伴う半導体層のチッピングを効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態としての半導体装置の断面構造を示した図である。
【図２】半導体装置が個片化される前段階の個片化前層構造体の断面構造を示した図である。
【図３】従来のキャビティレス構造に対する１段階目のカッティングの様子を示した図である。
【図４】従来のキャビティレス構造に対する２段階目のカッティングの様子を示した図である。
【図５】実施の形態の個片化前層構造体に対する１段階目のカッティングの様子を示した図である。
【図６】実施の形態の個片化前層構造体に対する２段階目のカッティングの様子を示した図である。
【図７】フィラを含有させたチップ抑制部材についての説明図である。
【図８】チップ抑制部材のモジュラスとチッピングサイズの関係について実験を行った結果をグラフ化して示した図である。
【図９】実施の形態の半導体装置の製造方法についての説明図である。
【図１０】図９と同様に、実施の形態の半導体装置の製造方法についての説明図である。
【図１１】実施の形態の半導体装置を用いた撮像光学ユニットの構成例を示した断面図である。
【図１２】キャビティ構造を有する従来の固体撮像素子（半導体装置）の構造例とその問題点についての説明図である。
【図１３】キャビティレス構造を有する従来の固体撮像素子（半導体装置）の構造例とその問題点についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本技術に係る実施の形態について説明する。
【００２１】
なお、説明は、
＜１．実施の形態の半導体装置＞
＜２．実施の形態の半導体装置の製造方法＞
＜３．実施の形態の固体撮像素子を用いた撮像光学ユニットの構成例＞
＜４．変形例＞
という手順で行う。
【００２２】
＜１．実施の形態の半導体装置＞
図１は、本技術に係る実施の形態としての半導体装置１の断面構造を示した図である。先ず前提として、本実施の形態の半導体装置１は、固体撮像素子としての半導体装置であり、図中の半導体層２は、例えば、固体撮像素子のセンサ部として機能する。詳細な図示は省略しているが、半導体層２の表面（撮像面）側には、複数の受光素子やＲ、Ｇ、Ｂの各色用のマイクロカラーフィルタ等が形成されている。
【００２３】
また、半導体層２の表面側（前面側）には、保護層４が設けられている。この保護層４は、半導体層２の撮像面を保護するために設けられたものであり、比較的高硬度の材料が使用される。本例においては、保護層４に透明ガラスが用いられている。
【００２４】
本実施の形態の半導体装置１には、全体的な構造として、先の図１３に示したようなキャビティレス構造と同様に、半導体層２と保護層４を比較的低ヤング率な透明樹脂（透明接着樹脂）で貼り合わせた構造を有する。この貼り合わせで構成された透明樹脂の層を透明樹脂層５とする。透明樹脂層５を低ヤング率（モジュラスを小さくする）にすることの意図は、従来のキャビティレス構造の場合と同様である。
【００２５】
本実施の形態の半導体装置１は、先に述べたチップサイズＰＫＧ（以下、ＣＳＰ）の形態で量産され、これまでのセラミックスやモールド樹脂で形成されているキャビティＰＫＧとは異なり、保護層４とセンサ部のＳｉウェーハ（半導体層２）との貼り合わせを行い、半導体層２にスルー・シリコン・ヴィア（以下、ＴＳＶ）を形成し且つ撮像面と反対側の面に再配線を行い、図中に示すような複数の半田ボール３を設け、最終的にダイシングカットにより個片化されて形成される。
【００２６】
そして、本実施の形態の半導体装置では、個片化のためのダイシングカットにより形成された当該半導体装置の側壁面の内側における最外周領域内に、透明樹脂層５よりもヤング率の高い（モジュラスの大きい）材料で構成されたチップ抑制部材６が、図のように半導体層２に接して形成されている。後の説明からも理解されるように、この図に示すチップ抑制部材６は、個片化前のウェーハレベルにて、ダイシングカットの為されるダイシングカット部に対して形成されたものの断片となる。換言すれば、この場合の半導体装置１の個片化は、予めウェーハレベルにて、ダイシングブレードの厚さに対して十分に広い幅を有するチップ抑制部材６を形成しておき、該チップ抑制部材６が形成された部分をダイシングカットすることで行われるものである。
【００２７】
なお、上記の説明からも理解されるように、図１に示す本実施の形態の半導体装置１の構造は、ダイシングカットする部分がキャビティ構造とされ、且つ全体としてはキャビティレス構造として透明樹脂による貼り合わせを行った構造となる。つまりこの点において、半導体装置１の構造は、キャビティ構造とキャビティレス構造のハイブリット構造（ハイブリッドキャビティレス構造）であると言える。
【００２８】
図２は、半導体装置１が個片化される前段階の複数の半導体装置１の集合体としての個片化前層構造体の断面構造を示している。前述のように、この個片化前層構造体においては、個片化のためのダイシングカットが行われるダイシングカット部（図中ＣＴと示す）に対し、半導体層２と接するチップ抑制部材６が形成されている。
【００２９】
この図２に示される個片化前層構造体上でのチップ抑制部材６の幅ｗｂ、すなわち、ダイシングカット前のチップ抑制部材６の幅ｗｂは、先の図１２に示したキャビティ構造の樹脂壁１０３の幅ｗ１よりも小さくすることができる。図１２のキャビティ構造では、キャビティの樹脂壁１０３でＳｉ（半導体層１００）とガラス（保護層１０２）を貼り合わせる接着強度を持たなければならないため、幅ｗ１は或る程度（例えば、少なくとも０．３ｍｍ以上）確保しなければならない。これに対し、図２の構造によれば、半導体層２と保護層４とがキャビティレス側の透明樹脂層５によって全体的に接着される構造のため、チップ抑制部材６としては、接着力確保のためにその幅ｗｂを広くする必要がない。このため幅ｗｂとしては、ダイシングブレードの厚さ＋αで良く、少なくとも幅ｗｂは０．１ｍｍ程度有れば十分である。
【００３０】
また、このようにチップ抑制部材６は幅ｗｂを小さくすることができることにより低応力となり、また、保護層４との貼り合わせを行わないために接着力を持つ必要もない。また、貼り合わせは、より柔軟性の高い透明樹脂で行うことになるため、チップ抑制部材６としては材料の高さ、反り、平面度のばらつきを吸収する柔軟性を持たなくても良い。これらの点より、チップ抑制部材６のモジュラスを高くすることができる。
【００３１】
本例の場合には、例えばチップ抑制部材６として樹脂が用いられている。
【００３２】
なお、透明樹脂層５のモジュラスが高ければ、チップ抑制部材６を設けなくても、ダイシング時のチッピングを抑制することが可能である。しかしながら、透明樹脂層５は前述の反りの問題によりモジュラスを低くしなければならない。本実施の形態では、ダイシングカット部に対応させてモジュラスを高くすることができる樹脂を配置することにより、ダイシングカット時のチッピングの抑制を図っている。
【００３３】
上記した個片化のためのダイシングカットは、以下で説明するように、表面側からのカットと裏面側からのカットとの２段階に分けて行われることがある。図３及び図４を参照して、従来のキャビティレス構造に対してこのような２段階のカッティングが行われる様子と、カッティングによってチッピングが生じる原因について説明する。
【００３４】
先ず、この場合のカッティングは、図３Ａに示すように、個片化前層構造体の表面側（この図の場合では保護層１０２側）から、ガラスカッティング用のダイシングブレード１１１を挿入して行う。図３Ｂに示すように、ダイシングブレード１１１が透明樹脂層１０５に到達されることにより、表面側からのカッティング（第１段階目のカッティング）を終了する。
【００３５】
続いて、図４Ａに示されるように、第１段階目のカッティングが終了した個片化前層構造体の裏面側から、Ｓｉ（シリコン）カッティング用のダイシングブレード１１２を挿入し、図４Ｂに示されるように、半導体層１００と透明樹脂層１０５の残存部分とを切断する。このようなカッティングを個片化前層構造体の所定複数箇所（ダイシングカット部）で行うことで、半導体装置の個片化が実現される。
【００３６】
この場合に、先に述べたセンサアクティブ面のチッピングは、図４に示される裏面側からのカッティング時に生じる。具体的には、この裏面側からのカッティング時において、従来のキャビティレス構造ではダイシングカット部の近傍にモジュラスの小さい透明樹脂しか存在しないため、ダイシングブレード１１２の回転に対して半導体層１００が固定されずビビリ（振動）が生じてしまい（図中Ｘ）、センサアクティブ面（半導体層１００における透明樹脂層１０５と接する面）にチッピングが生じてしまう（図中Ｙ）。また、従来のキャビティレス構造によると、裏面側からのカッティング時においてダイシングブレード１１２にモジュラスの小さい透明樹脂が目詰まりし易く、目詰まりによりダイシングブレード１１２のせん断力が弱くなる。この点も、センサアクティブ面のチッピングの発生の一因となる。
【００３７】
図５及び図６は、同様の２段階のカッティングを本実施の形態の個片化前層構造体に対して施した場合を例示している。先ず、本実施の形態の場合に、第１段階としての表面側からのカッティングは、同様にガラスカッティング用のダイシングブレード１１１を保護層１１１の表面側から挿入して行う（図５Ａ）。このとき、第１段階目のカッティングは、図５Ａ中の拡大図に示すように、チップ抑制部材６にダイシングブレード１１１が到達されることにより終了する。図５Ｂに、第１段階目のカッティングが終了した時点での個片化前層構造体の様子を示している。図のように第１段階目のカッティングの終了時点では、チップ抑制部材６の一部がカットされた状態となる。
【００３８】
第２段階目としての裏面側からのカッティングは、図６Ａに示すように、Ｓｉカッティング用のダイシングブレード１１２を半導体層２の裏面側から挿入して行う。このカッティングにより、図６Ｂに示すように、半導体層２とチップ抑制部材６の残存部分とを切断する。
【００３９】
本実施の形態では、図６に示すカッティング時において、ダイシングカット部の近傍には高ヤング率のチップ抑制部材６が半導体層２に接している。そのため、この場合は、ダイシングブレード１１２の回転に対して半導体層２を固定することが可能となり、前述のような半導体層２のビビリの発生を効果的に抑制することができる。また、本実施の形態の構造によれば、ダイシングブレード１１２が半導体層２を切断する際に、ダイシングブレード１１２にモジュラスの小さい透明樹脂が接することがなく、前述のダイシングブレード１１２の目詰まりの発生も防止することができる。これらの点より本実施の形態によれば、ダイシングカットに伴うセンサアクティブ面のチッピングを効果的に抑制することができる。
【００４０】
なお、このようなチッピング抑制効果は、例えば、表面側又は裏面側からのダイシングカットのみで個片化を行う場合にも同様に得られる。
【００４１】
先の図１や図２にも示したように、本例では、チップ抑制部材６を比較的硬い保護層４に接しないように形成している。換言すれば、チップ抑制部材６と保護層４の間に透明樹脂層５が介在するようにしている。チップ抑制部材６が保護層４と接してしまうと、モジュラスの小さな透明樹脂で半導体層２と保護層４を貼り合わせている意味合いが薄れてしまう。従って、貼り合わせに伴う反りの抑制効果が薄れてしまう。そこで、チップ抑制部材６を保護層４と接しないように形成することにより、貼り合わせに伴う反りの抑制効果を高めることができる。
【００４２】
また、チッピングの防止の観点では、チップ抑制部材６のモジュラスは大きい方が望ましい。  本例においては、チップ抑制部材６として樹脂を用いているが、その場合は、図７に示すように、フィラ６ａを含有させることにより、樹脂をさらに硬くしてモジュラスを大きくすることができる。フィラ６ａとしては、例えば、ＳｉＯ２を用いることができる。
【００４３】
チップ抑制部材６のモジュラスを大きくする（ヤング率を高める）ことにより、前述したダイシングブレード１１２の回転に伴う半導体層２のビビリやダイシングブレード１１２の目詰まりをより強固に抑制することができ、ダイシング性を向上させてチッピングをより強固に抑制することができる。
【００４４】
図８は、チップ抑制部材６のモジュラスとチッピングサイズの関係について実験を行った結果をグラフ化して示している。実験では、モジュラスの異なる３種類のチップ抑制部材６を用いてそれぞれ複数回のダイシングカットを行い、チッピングサイズを測定した。図中では、これらの３種類のチップ抑制部材６のそれぞれについてのチッピングサイズの測定結果を、２つの●印と１つの▲印とで表している。２つの●印はそれぞれチッピングサイズの最大値、最小値を表し、▲印はチッピングサイズの平均値を表す。
【００４５】
図８に示す実験結果より、チップ抑制部材６のモジュラスを上げることにより、チッピングがより抑制されることが理解される。
【００４６】
透明樹脂層５とチップ抑制部材６のモジュラス（ヤング率）は、少なくとも次のように設定することが望ましい。すなわち、透明樹脂層５＝１．５Ｇｐａ（ギガパスカル）、且つ、チップ抑制部材６＝２．５Ｇｐａ以上である。
【００４７】
以下に透明樹脂層５とチップ抑制部材６の材料の例を示す。透明樹脂層５については、例えば、シロキサン系接着剤や、アクリル系接着剤を用いることができる。また、エポキシ系、エステル系、ポリイミド系の接着剤を用いることもできる。なお、これらの材料を用いた場合のヤング率は以下の通りである。
【００４８】
シロキサン系・・・０．１〜０．８Ｇｐａ
アクリル系・・・・０．１〜０．５Ｇｐａ
エポキシ系・・・・１．８〜２．５Ｇｐａ
エステル系・・・・０．１〜０．５Ｇｐａ
ポリイミド系・・・０．１〜０．５Ｇｐａ
樹脂によるチップ抑制部材６とについては、例えば、感光性シロキサン系接着剤、感光性アクリル系接着剤、感光性エポキシ系接着剤を用いることができる。これらの材料によるヤング率は以下の通りである。
【００４９】
感光性シロキサン系・・・０．３〜０．７Ｇｐａ
感光性アクリル系・・・・２．０〜３．５Ｇｐａ
感光性エポキシ系・・・・１．８〜３．０Ｇｐａ
なお、シロキサン系樹脂を用いる場合には、フィラ６ａを含有させてモジュラスを大きくすることが望ましい。また、樹脂によるチップ抑制部材６としては、アクリル系＋エポキシ系のハイブリッド樹脂を用いてもよい。実際の材料選定は、耐熱性、耐薬品性も考慮して行うことが望ましい。
【００５０】
ところで、上記したように、チップ抑制部材６の幅（ｗｂ）は、少なくとも、チップ抑制部材６を切断するダイシングブレード１１２の厚さよりも大きくされていればよい。但し、チップ抑制部材６の幅ｗｂとダイシングブレード１１２の厚さとの差が小さ過ぎると、ダイシングカット時における半導体層２の制震性が弱まったり、或いは、ブレードの目詰まりが生じる可能性が高まるなど、ダイシング性を損なう事態を招きかねない。そこで、チップ抑制部材６の幅ｗｂについては、ダイシングブレード１１２の厚さの１．５倍〜３．０倍程度の範囲内とすることが望ましい。
【００５１】
上記のようにチップ抑制部材６の幅ｗｂがダイシングブレード１１２の厚さの１．５倍〜３．０倍とされた場合には、図１に示す、ダイシングカットで個片化された後の半導体装置１におけるチップ抑制部材６の幅ｗｒは、図６Ｂのような切断が行われることを考慮すると、（１．５Ｂ／２−Ｂ／２）〜（３Ｂ／２−Ｂ／２）の範囲となる。但し、「Ｂ」はダイシングブレード１１２の厚さを表す。
【００５２】
＜２．実施の形態の半導体装置の製造方法＞
続いて、図９及び図１０により、上記により説明した実施の形態の半導体装置１の製造方法について説明する。図９において、図９Ａは、複数の半導体層２の集合体としての、シリコンウェーハ２’の斜視図と断面図を示している。実施の形態の製造方法では、このようなシリコンウェーハ２’上に、図９Ｂに示されるように、チップ抑制部材６を形成する。これまでの説明からも理解されるように、チップ抑制部材６は、シリコンウェーハ２’上における個片化のためのダイシングカット部に対して形成することになるので、図のように格子状に形成されることになる。本例では、チップ抑制部材６の材料として感光性の樹脂接着剤を用いているので、この図９Ｂに示すチップ抑制部材６の形成工程は、感光性の樹脂接着剤を露光、現像によりパターンニングして行う。
【００５３】
チップ抑制部材６を形成した後は、図９Ｃに示すように、チップ抑制部材６が形成されたシリコンウェーハ２’上に、透明樹脂層５の形成材料としての透明樹脂５’を透明樹脂５’の架橋温度以下の高温で真空ラミネートする。このように透明樹脂５’のラミネートを真空状態で行うことにより、透明樹脂５’を、図９Ｃの断面図に示すように、チップ抑制部材６が形成されたシリコンウェーハ２’の表面形状に対してコンフォーマルに仮接着することができる。
【００５４】
透明樹脂５’をラミネートした後は、図１０に示すように、透明樹脂５’がラミネートされたシリコンウェーハ２’上に、保護層４としてのガラス材４’を加熱しながら真空状態で加圧して貼り合わせる。このように真空状態下でガラス材４’を加圧することにより、図９Ｃのラミネート工程において透明樹脂５’に与えられたチップ抑制部材６の形成位置に応じた段差部分が平滑化される。この際に、上記の加圧によって透明樹脂５’が高いところか低いところに流れ、最終的にボイド（気泡）の混入なくガラス材４’を貼り合わせることができる。この貼り合わせ工程時における加熱温度は、樹脂接着剤としての透明樹脂５’の架橋があまり進行しない範囲内でできるだけ高温とすることが望ましい。透明樹脂５’が溶融して動きやすくなることにより、ボイドの混入をより強固に防止することができるためである。少なくとも図１０に示す貼り合わせ工程が完了し、半導体層２と保護層４の間がウェーハレベルで透明樹脂５’により封止されたことにより、ダイシングカット部に半導体層２と接するチップ抑制部材６が形成された個片化前層構造体としての構造が得られる。
【００５５】
なお、図示による説明は省略するが、図１０に示した貼り合わせ工程後には、熱処理により透明樹脂５’を架橋させる。透明樹脂５’としては感光性の樹脂接着剤を用いることもでき、その場合には露光により架橋を行う。
【００５６】
透明樹脂５’を架橋させた後は、ＢＧＲ（バックグラインド）工程により半導体層２の裏面側を薄くしてＴＳＶの加工、裏面の再配線を行う。その後、最終工程として、上記の各工程を経た個片化前層構造体をダイシングカット部によりダイシングカットして半導体装置１の個片化を行う。
【００５７】
上記の製造工程からも理解されるように、本実施の形態のハイブリットキャビティレス構造はプロセスの追加が少なく比較的容易に実現できる。このため、比較的大きなサイズのセンサＣＳＰを、コスト増を助長することなく安価に実現することができる。
【００５８】
＜３．実施の形態の固体撮像素子を用いた撮像光学ユニットの構成例＞
図１１は、本実施の形態の半導体装置１（固体撮像素子）を用いた撮像光学ユニット１０の構成例を断面図により示している。図示するように、この場合の撮像光学ユニット１０は、レンズバレル（レンズ鏡筒）１１内に、複数のレンズが収納されるようにして設けられる。具体的にこの場合の撮像光学ユニット１０では、レンズバレル１１に設けられた物体側の開口部に対して一部が突出するようにレンズ１２が設けられている。また、レンズ１２よりも撮像面側に、レンズ１３とレンズ１４が設けられている。レンズバレル１１の撮像面側に設けられた開口部を塞ぐようにして、実施の形態の半導体装置１としての固体撮像素子が配置されている。
【００５９】
半導体装置１としての固体撮像素子はＣＳＰで小型であり、その分、撮像光学ユニット１０の小型化にも寄与する。
【００６０】
＜４．変形例＞
以上、本技術に係る実施の形態について説明したが、本技術はこれまでで説明した具体例に限定されるべきではなく、多様な変形例が考えられる。例えば、これまでの説明では、チップ抑制部材６を樹脂としたが、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＮなどの無機材料を用いることもできる。  この場合におけるチップ抑制部材６の形成工程は、無機材料を成膜、パターンニングして行うことになる。
【００６１】
また、これまでの説明では、保護層４はガラスで構成されているが、これに代えて透明樹脂など他の透明材料で構成することもできる。例えば、下記の事情を考慮して、保護層４はＳｉ系の材料で構成することも可能である。図１２に示したキャビティ構造では、オンチップレンズ（ＯＣＬ）の屈折率＝１．６前後と内部空間１０４における空気の屈折率＝１との差によって所要の集光パワーを得るようにされていたが、本技術では、保護層４とセンサ間を透明樹脂層５（例えば、屈折率＝１．５前後）で埋めてしまうため、レンズの集光パワーが弱まってしまい、センサの感度が落ちてしまう虞がある。そこで、この点を考慮し、ＯＣＬとしての保護層４をＳｉＮなどの高屈折率（屈折率＝１．７〜２．１程度）の材料で構成するというものである。
【００６２】
また、これまでの説明では、ウェーハレベルの作業において、半導体層２側に対してチップ抑制部材６を形成した後に透明樹脂５’により保護層４を貼り合わせることによって、ダイシングカット部にチップ抑制部材６が半導体層２に接して形成された個片化前層構造体を作製する例を挙げたが（図９，図１０）、チップ抑制部材６が形成された個片化前層構造体は、保護層４側にチップ抑制部材６を形成した後に、保護層４を透明樹脂５’により半導体層２側に貼り合わせて作製することもできる。なお、図９，図１０のように、半導体層２側に対してチップ抑制部材６を形成する手法は、チップ抑制部材６を半導体層２に接しさせ易く、その点で有利である。
【００６３】
また、本技術は下記の構成を採ることもできる。
（１）
半導体層と、
透明材料で構成された保護層と、
前記半導体層と前記保護層の隙間を封止する透明樹脂層とを備え、
個片化前層構造体におけるダイシングカット部に前記透明樹脂層よりもヤング率の高いチップ抑制部材が前記半導体層に接して形成され、前記ダイシングカット部にてダイシングカットが為されて個片化された
半導体装置。
（２）
前記チップ抑制部材と前記保護層の間に前記透明樹脂層が介在している
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記ダイシングカット前の前記チップ抑制部材の幅が、前記チップ抑制部材のカットに用いたダイシングブレードの厚さＢの１．５倍〜３．０倍の範囲内とされ、
個片化後における前記チップ抑制部材の幅が（１．５Ｂ／２−Ｂ／２）〜（３Ｂ／２−Ｂ／２）の範囲内とされる
前記（１）又は（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記透明樹脂層のヤング率が１．５Ｇｐａ以下とされ、
前記チップ抑制部材のヤング率が２．５Ｇｐａ以上とされる
前記（１）乃至（３）の何れかに記載の半導体装置。
（５）
前記チップ抑制部材は樹脂で構成される
前記（１）乃至（４）の何れかに記載の半導体装置。
（６）
前記チップ抑制部材は、シロキサン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂の何れかで構成される
前記（５）に記載の半導体装置。
（７）
前記チップ抑制部材は、樹脂材料にフィラが含有されて構成される
前記（５）又は（６）の何れかに記載の半導体装置。
（８）
前記保護層はガラスで構成される
前記（１）乃至（７）の何れかに記載の半導体装置。
（９）
ウェーハレベルで半導体層と透明材料による保護層の隙間を透明樹脂により封止した個片化前層構造体を、前記半導体装置を個片化するためのダイシングカット部に前記透明樹脂層よりもヤング率の高いチップ抑制部材が前記半導体層に接して形成されるようにして作製する個片化前層構造体作製工程と、
前記個片化前層構造体作製工程で作製した前記個片化前層構造体を、前記ダイシングカット部にてダイシングカットする個片化工程とを備えた
半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【００６４】
１…半導体装置、２…半導体層、４…保護層、５…透明樹脂層、６…チップ抑制部材
【図１】
2014045142.tif 000003
【図２】
2014045142.tif 000004
【図３】
2014045142.tif 000005
【図４】
2014045142.tif 000006
【図５】
2014045142.tif 000007
【図６】
2014045142.tif 000008
【図７】
2014045142.tif 000009
【図８】
2014045142.tif 000010
【図９】
2014045142.tif 000011
【図１０】
2014045142.tif 000012
【図１１】
2014045142.tif 000013
【図１２】
2014045142.tif 000014
【図１３】
2014045142.tif 000015