(57)【要約】  撮像装置１０の製造方法は、複数の受光部３１が第１の主面３０ＳＡに形成され、それぞれの受光部３１の周囲に電極パッド３２が形成された撮像チップ基板３０Ｗを切断し複数の撮像チップ３０を作製する工程と、撮像チップ３０の第１の主面３０ＳＡを透明な接着層４１を介してガラスウエハ２０Ｗに接着するとともに撮像チップ３０が接着されていないガラスウエハ２０Ｗの外周領域にダミーチップ３０Ｄを接着層４１を介して接着し接合ウエハ４０Ｗを作製する工程と、撮像チップ３０およびダミーチップ３０Ｄの間を封止部材４２で充填する工程と、接合ウエハ４０Ｗを加工し厚さを薄くする工程と、貫通配線３３を介して電極パッド３２と接続された外部接続電極３４を第２の主面３０ＳＢに形成する工程と、接合ウエハ４０Ｗを切断する工程と、を具備する。
2013179764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光部が第１の主面に形成され、それぞれの受光部の周囲に電極パッドが形成された撮像チップ基板を切断し、複数の撮像チップを作製する工程と、
撮像チップの前記第１の主面を透明な接着層を介して透明な支持基板に接着するとともに、前記撮像チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記撮像チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項２】
検査により良品と判断された撮像チップが、前記支持基板に接着されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項３】
複数の半導体回路部が第１の主面に形成され、それぞれの半導体回路部の周囲に電極パッドが形成された半導体チップ基板を切断し、複数の半導体チップを作製する工程と、
半導体チップの前記第１の主面を、接着層を介して支持基板に接着するとともに、前記半導体チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記半導体チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
検査により良品と判断された半導体チップが、前記支持基板に接着されることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記厚さを薄くする工程が、ＣＭＰ工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ＣＭＰ工程における、前記ダミーチップの加工速度が、前記半導体チップの加工速度よりも遅く、前記ダミーチップの厚さがＣＭＰ加工における半導体チップの目標加工厚さと同じであることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の撮像チップ（半導体チップ）が支持基板に接合された接合ウエハを切断する工程を具備する撮像装置の製造方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の小型化のため、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）技術が用いられている。ＣＳＰでは、第１の主面に半導体回路部が形成された半導体チップに、第２の主面に到達する貫通配線が形成され、第２の主面の外部接続端子が配線板と接続される。【０００３】
ここで、小型の撮像装置では、半導体回路部である受光部が形成された撮像チップの第１の主面には受光部を保護する透明支持部材が接合されている。複数の撮像装置を一括して作製するために、ウエハレベルチップサイズパッケージ（ＷＬ−ＣＳＰ）技術が用いられている。ＷＬ−ＣＳＰでは、複数の受光部が形成された撮像チップ基板と透明支持基板とが接着層を介して接着された接合ウエハの状態で貫通配線形成等の加工がされた後に、個々の撮像装置に個片化される。【０００４】
しかし、従来のＷＬ−ＣＳＰでは、撮像チップ基板の撮像チップの歩留まりが低い場合には、不良受光部のある撮像チップも撮像装置として加工されるため、製造コストが増大する。また、半導体ウエハの大口径化に伴い、加工設備も全て大口径に対応する必要があり、設備投資費が増大し製造コストが増大するため、生産性が低下する。【０００５】
なお、日本国特開２０１１−２４３５９６号公報には、シリコンウエハの実装面に実装した半導体チップを封止樹脂で封止した後に、シリコンウエハを実装面と反対面から研磨加工等を行い、さらに個々のパッケージ部品に個片化するＣＳＰ法によるパッケージ部品の製造方法が開示されている。【０００６】
すなわち、上記製造方法では、半導体チップは加工されず、シリコンウエハが加工され半導体チップのインターポーザーとなる。【０００７】
上記パッケージ部品の製造方法では、複数の半導体チップが実装され、封止樹脂で封止された面に対して研磨加工等が行われる。すると、半導体チップの接着位置によっては、厚さが均一に加工できず。歩留まりが低下するおそれがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、歩留まりの高い撮像装置の製造方法および歩留まりの高い半導体装置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】
【０００９】
本発明の実施形態の撮像装置の製造方法は、複数の受光部が第１の主面に形成され、それぞれの受光部の周囲に電極パッドが形成された撮像チップ基板を切断し、複数の撮像チップを作製する工程と、撮像チップの前記第１の主面を透明な接着層を介して透明な支持基板に接着するとともに、前記撮像チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、前記接合ウエハに接着された前記撮像チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、前記接合ウエハを、第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、前記接合ウエハを切断する工程と、を具備する。【００１０】
また、本発明の別の実施形態の半導体装置の製造方法は、複数の半導体回路部が第１の主面に形成され、それぞれの半導体回路部の周囲に電極パッドが形成された半導体チップ基板を切断し、複数の半導体チップを作製する工程と、半導体チップの前記第１の主面を、接着層を介して支持基板に接着するとともに、前記半導体チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、前記接合ウエハに接着された前記半導体チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、前記接合ウエハを、第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、前記接合ウエハを切断する工程と、を具備する
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の撮像装置の断面図である。
【図２】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図３】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施形態の撮像装置の透明基板の平面図および部分拡大図である。
【図５】実施形態の撮像装置の撮像チップの斜視図である。
【図６Ａ】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｂ】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｃ】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｄ】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｅ】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｆ】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｇ】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７Ａ】撮像装置の製造方法を説明するための接合ウエハの上面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿った接合ウエハの断面図である。
【図８Ａ】実施形態の撮像装置の製造方法を説明するための接合ウエハの上面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿った接合ウエハの断面図である。
【図９Ａ】変形例１の撮像装置の製造方法を説明するための接合ウエハの上面図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線に沿った接合ウエハの断面図である。
【図１０Ａ】変形例２の撮像装置の製造方法を説明するための接合ウエハの上面図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線に沿った接合ウエハの断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施形態＞
図１に示すように、半導体装置である撮像装置１０は、撮像チップ（イメージャチップ）３０と、支持基板部（透明平板部）であるカバーガラス２０と、が透明樹脂からなる接着層４１を介して接着されている。撮像チップ３０の第１の主面３０ＳＡには、半導体回路部である受光部３１が形成されており、さらに、第１の主面３０ＳＡの受光部３１の周囲には、受光部３１と配線（不図示）により接続された複数の電極パッド３２が形成されている。そして、電極パッド３２は、貫通配線３３を介して、第２の主面３０ＳＢの外部接続電極３４および外部接続端子３５と接続されている。すなわち、複数の電極パッド３２は、受光部３１へ電力を供給するとともに、受光部３１との間で入出力信号を送受信する。さらに、撮像チップ３０の外周部および接着層４１の外周部は、封止部材４２により隙間なく覆われている。【００１３】
すなわち、撮像装置１０では、カバーガラス２０の平面視寸法は、撮像チップ３０の平面視寸法よりも大きい。これは、図２に示すように、撮像装置１０が、複数の撮像チップ３０を接着層４１を介してカバーガラス２０となる透明支持基板であるガラスウエハ２０Ｗに所定間隔だけ離して接着された接合ウエハ４０Ｗの切断（個片化）により作製されているためである。後述するように、ガラスウエハ２０Ｗには、それぞれの撮像チップ３０を所定位置に配置するためのアライメントマーク２１が形成されている。すなわち、ガラスウエハ２０Ｗは、透明であるため、アライメントマーク２１形成面の反対面から、アライメントマーク（第１のアライメントマーク）２１と、撮像チップ３０のアライメントマーク（第２のアライメントマーク）３６（図５参照）の位置合わせを行うことができる。【００１４】
そして、図２に示すように、撮像チップ３０が接着されていないガラスウエハ２０Ｗの外周領域には、ダミーチップ３０Ｄが接着されている。ダミーチップ３０Ｄは、撮像チップ３０と同じ材料からなり同じ形状である。なお、図２においては、撮像チップ３０と区別するために、ダミーチップ３０Ｄの第２の主面３０ＳＢをハッチング表示しているが、両者は、外観上は同一である。なお、以下の図において、ガラスウエハ２０Ｗに接着する撮像チップ３０等の数および配置等は、説明を容易にするため同じではない場合がある。【００１５】
次に、図３のフローチャートに従い、実施形態の撮像装置１０の製造方法を詳細に説明する。【００１６】
＜ステップＳ１０＞ガラスウエハ作製工程
図４に示すように、透明支持基板であるガラスウエハ２０Ｗに、撮像チップ３０を所定位置に配置するためのアライメントマーク２１が形成される。なお、図４には、説明のため、撮像チップ配置領域３０Ｓを破線で示している。切断されカバーガラス２０となるガラスウエハ２０Ｗは、撮像する光の波長帯域において透明であればよく、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、または単結晶サファイア等を用いる。【００１７】
なお、アライメントマーク２１形成時に、同時に、アライメントマーク２２およびアライメントマーク２３が形成される。アライメントマーク２２は個片化のときのダイシング用であり、アライメントマーク２３は撮像チップ３０の貫通配線３３形成等の加工用である。アライメントマーク２１等は、例えば、全面にＡｌ等からなる金属層を成膜したのちに、フォトリソグラフィによりパターニングすることにより形成される。正確な位置決めのためには、それぞれのアライメントマークは、１回の位置決め処理用に２個あることが好ましい。なお、アライメントマーク２１等は、ガラスウエハ２０Ｗを部分的にエッチングすることにより形成してもよい。【００１８】
なお、以降の工程において加工されない、ガラスウエハ２０Ｗの裏面（アライメントマーク２１形成面の反対面）をフォトレジストなどによって覆うことにより保護してもよい。【００１９】
＜ステップＳ１１＞撮像チップ作製工程
シリコンウエハ等の半導体ウエハの第１の主面３０ＳＡに、公知の半導体プロセスにより、複数の半導体回路部である受光部３１と、それぞれの受光部３１と接続された複数の電極パッド３２と、複数のアライメントマーク３６と、が形成されることで、撮像チップ基板３０Ｗ（図２参照）が作製される。そして、撮像チップ基板（半導体チップ基板）３０Ｗが切断され、図５に示す複数の撮像チップ（半導体チップ）３０が作製される。【００２０】
製作しようとする撮像装置の形態および仕様等に応じて、撮像チップ基板およびガラスウエハ２０Ｗのサイズは、使用可能な製造設備等に合わせて選択される。また、撮像チップ基板とガラスウエハ２０Ｗを、異なるサイズとすることもできる。例えば、大口径の１２インチ（３００ｍｍ）φ、または、さらに大きい基板で形成された撮像チップであっても、個片化した個々の撮像チップ３０を８インチ（２００ｍｍ）φのガラスウエハ２０Ｗに再配列（接着）して加工を行うことで、大口径ウエハ対応の設備等を用いることなく、８インチ（２００ｍｍ）φ用の設備で製造することが可能となる。さらに、設備および装置等に応じて、例えば８インチ（２００ｍｍ）φの撮像チップ基板と６インチ（１５０ｍｍ）角のガラスウエハ２０Ｗという異なる形状の基板およびウエハを用いてもよい。このように、使用可能な製造設備等（製造装置、治具および工具等）に適した大きさまたは形状の、撮像チップ基板およびガラスウエハ２０Ｗを使用できるので、現有設備等を有効に活用して撮像装置を製造することが可能となる。【００２１】
また、以降の工程では、検査工程で良品と判断された撮像チップ３０だけが使用される。すなわち、良品ではない「不良チップ」は以降の工程において使用されることがないので、撮像チップ基板３０Ｗの撮像チップ３０の歩留まりが低い場合であっても、再配列され再加工されて得られる撮像チップの歩留まり低下につながることはない。なお、撮像チップの良否を判断する検査は、個片化された状態の個々の撮像チップ３０毎に行ってもよいが、作業効率上、基板３０Ｗの状態で行うのが好ましい。【００２２】
アライメントマーク３６は、ガラスウエハ２０Ｗのアライメントマーク２１と対応している。図５に示すように、アライメントマーク３６は、撮像チップ３０の中心をはさんで対向する外周部に、それぞれ形成されていることが好ましい。【００２３】
ガラスウエハ２０Ｗと撮像チップ３０とに、それぞれアライメントマークを形成しておくことで、実装装置を用いて高精度に自動で撮像チップ３０の搭載ができる。【００２４】
また、撮像チップ３０の第１の主面３０ＳＡの外周部には、段差部３７が形成されている。段差部３７は、撮像チップ基板３０Ｗをステップカットにてダイシングすることで作製される。段差部３７がある撮像チップ３０は、ガラスウエハ２０Ｗとの接着時に接着剤４１Ｌの撮像チップ３０の外側への広がり（フィレット）を防止するために、隣接チップとの間隔Ｌを小さくできる。また、受光部３１の上に、マイクロレンズ群が配設されていてもよい。【００２５】
一方、撮像チップ３０と同じシリコンウエハ等の半導体ウエハを切断することでダミーチップ３０Ｄが作製される。なお、ダミーチップ３０Ｄとして、受光部等が不良と判定された、いわゆる不良チップを用いてもよい。【００２６】
＜ステップＳ１２＞接着工程
図２に示すように、複数の撮像チップ３０が、ガラスウエハ２０Ｗに、所定の間隔Ｌだけ離して接着され、撮像チップ３０が接着されていないガラスウエハ２０Ｗの外周領域にダミーチップ３０Ｄが撮像チップ３０と同様に接着され、接合ウエハ４０Ｗが作製される。ダミーチップ３０Ｄは、加工工程で不良品となる可能性の高い外周領域に撮像チップ３０に替えて接着される。【００２７】
すなわち、撮像チップ基板３０Ｗに所定の配列条件で形成された複数の撮像チップ３０が、切断後に、今度はガラスウエハ２０Ｗに再配列される。【００２８】
間隔Ｌは、後述するダイシング工程にて用いるダイシングブレードの厚みよりも長い必要がある。しかし、間隔Ｌが長すぎると、１枚のガラスウエハ２０Ｗから作製できる撮像装置の数が少なくなると同時に、後述する封止部材充填工程において封止部材の体積が大きくなり、硬化収縮応力が大きくなることでクラックが生じやすくなる。このため、間隔Ｌは、ダイシングブレードの厚みよりも少し長い１５μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。【００２９】
また、間隔Ｌは全ての撮像チップ３０の間で一定とすることにより、後述の封止部材充填工程において、作業性を良くできるとともに、封止部材を均一に充填することが可能となり、硬化収縮応力の不均一によるクラックを防ぐことができる。【００３０】
例えば、最初に、液体状の接着剤４１Ｌが、ガラスウエハ２０Ｗの撮像チップ配置領域３０Ｓの５箇所に適量が塗布される。撮像チップ配置領域３０Ｓは、対角線上に配置されている２つのアライメントマーク２１により把握可能である。塗布方法としては、例えば、ディスペンサの先端ノズルから溶液を押し出して塗布するディスペンス法を用いる。【００３１】
接着剤４１Ｌは、透明性が高い（例えば可視波長での透過率が９０％以上）、接着力が強い、および後工程における熱等により劣化しない、などの特性を満足する、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン)樹脂、エポキシ系樹脂、またはシリコーン系樹脂等を用いる。【００３２】
そして、例えば、フリップチップボンダを用いて、ガラスウエハ２０Ｗの第１のアライメントマーク２１と、撮像チップ３０の第１の主面３０ＳＡの第２のアライメントマーク３６と、が位置合わせされた状態で、撮像チップ３０がガラスウエハ２０Ｗに接着される。第１のアライメントマーク２１と第２のアライメントマーク３６とは位置合わせしやすいように設定されている。例えば、図４に示すように第１のアライメントマーク２１は十字形であり、図５に示すように第２のアライメントマーク３６は、４つの矩形からなる。【００３３】
なお、それぞれの撮像チップ専用のアライメントマークを形成しないで、ガラスウエハ２０Ｗに基準マークを形成しておき、基準マークをもとに、所定のピッチで撮像チップ３０を配置してもよい。このような方法を用いるとスループットを上げることができる。また、第２のアライメントマーク３６に替えて、撮像チップ３０に形成された電極パッド３２等のパターンを用いて位置合わせを行ってもよい。【００３４】
液状の接着剤４１Ｌは、アライメントマークが位置合わせされた状態で、硬化され、接着層４１となる。ウエハ状の押さえ冶具により、撮像チップの第２の主面を所定の圧力で押圧しながら完全硬化させると、撮像チップの主面とガラスウエハ２０Ｗの主面との平行度が高くなる。【００３５】
接着剤４１Ｌの硬化方法も、所望の特性を満足すれば、樹脂に応じて、熱硬化法、ＵＶ硬化法、ＵＶ硬化法＋熱硬化法、ＵＶ硬化法＋湿気硬化法、または、常温硬化法等のいずれでもよい。加熱部またはＵＶ照射部等の接着剤４１Ｌの硬化手段を備えたフリップチップボンダを用いることで、撮像チップ３０の所定位置への配置と、接着剤４１Ｌの硬化とを同時に行うことができる。【００３６】
なお、フリップチップボンダにより接着剤４１Ｌを完全硬化してもよいが、急速な硬化により、ボイドが生じやすい接着剤４１Ｌの場合には注意が必要である。この場合には、例えば、フリップチップボンダによる硬化は、所定位置に配設した撮像チップ３０が移動して位置ずれを起こさない程度の半硬化とし、ガラスウエハ２０Ｗに複数の撮像チップ３０およびダミーチップ３０Ｄを配設した後に、一括して接着剤４１Ｌを完全硬化し接着層４１とすることが好ましい。【００３７】
＜ステップＳ１３＞封止部材充填工程
図６Ｂに示すように、ガラスウエハ２０Ｗの上に、配設された複数の撮像チップ３０の間に、例えばディスペンス法により充填された液状の封止樹脂４２Ｌが硬化されて封止部材４２となる。ディスペンス法に替えて封止樹脂４２Ｌを隙間に流し込んでもよい。【００３８】
複数の撮像チップ３０の配置間隔Ｌを１５μｍ以上５００μｍ以下とすることで、複数の撮像チップ３０の間に毛細管現象により封止部材を充填できる。なお、複数の撮像チップ３０の頂点が対峙する領域は、封止樹脂４２Ｌを充填したときに高さ（厚さ）が低くなりやすい。このため、封止樹脂を一度硬化させた後、複数の撮像チップ３０の頂点が対峙する部分にだけ封止樹脂を再度、塗布しても良い。【００３９】
封止部材４２は、撮像装置１０の耐湿性向上のために透湿度が低く、また、後工程における熱またはプラズマにより劣化しにくいことが好ましく、例えば、ＢＣＢ樹脂またはポリイミド等を用いる。なお、封止部材４２は接着層４１と同じものでもよいし、異なる材料でもよい。【００４０】
また、封止部材４２は、外光が受光部に入射するのを防止する遮光部材の機能を有することが好ましい。このためには、封止部材４２は接着層４１と同じ樹脂であっても、染料または黒色系顔料等の遮光材料を混合して用いることが好ましい。なお、封止部材４２は絶縁体である必要があるので、顔料等を用いる場合には非導電性材料が用いられる。【００４１】
封止部材４２の厚さ、すなわち充填する高さは、ステップＳ１４で薄厚化した後の撮像チップ３０の厚さよりも大きければよい。すなわち、封止部材４２は、薄厚化加工前の複数の撮像チップ３０の間の空間を完全に充填している必要はない。逆に、封止部材４２が、撮像チップ３０の間の空間から、はみ出していてもよい。【００４２】
なお、封止樹脂４２Ｌの硬化時の収縮応力によるクラック発生防止のために、封止樹脂４２Ｌの硬化においては急加熱、急冷却を行わないことが好ましい。また、ボイド発生防止のためには、硬化前に真空中で脱泡したり、真空中で硬化したりすることが好ましい。【００４３】
なお、封止部材４２としては、硬化された液状の樹脂に限られるものではない。例えば、シート状の樹脂部材を、真空熱プレスまたは真空ラミネートによって撮像チップ３０を埋め込みながら撮像チップ３０の間の空間を充填した後に、硬化してもよい。【００４４】
＜ステップＳ１４＞撮像チップ加工工程
図６Ｃに示すように、接合ウエハ４０Ｗが薄厚化されることで、撮像チップ３０の第２の主面３０ＳＢ側が平坦化される。すなわち、第２の主面３０ＳＢ側からバックグラインド工程とＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程とが行われる。【００４５】
バックグラインド工程では、バックグラインディングホイールと呼ばれるダイヤモンドホイールが用いられる。ＣＭＰ工程は、バックグラインド処理により研削された表面の表面粗さを小さくするために行われる。【００４６】
ここで、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、ガラスウエハ２０Ｗの中央領域に撮像チップ３０だけを接着した接合ウエハ１４０Ｗでは、加工後の第２の主面３０ＳＢがテーパー形状になるおそれがある。特に、ＣＭＰ工程において上記現象は顕著である。【００４７】
また、外周領域に配設される封止樹脂４２Ｌの総体積が大きいために、硬化時にクラックが発生したり、剥離したりするおそれがある。【００４８】
これに対して、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、ガラスウエハ２０Ｗの中央領域に撮像チップ３０を接着するとともに、撮像チップ３０が接着されていない外周領域にダミーチップ３０Ｄを接着した接合ウエハ４０Ｗでは、上記問題は発生しない。【００４９】
すなわち、外周領域においても、封止部材４２が充填される撮像チップ３０とダミーチップ３０Ｄの間隔は、中央領域の撮像チップ３０と撮像チップ３０の間隔Ｌと同じである。【００５０】
なお、封止部材充填後の接合ウエハ４０Ｗの表面の凹凸が大きい場合は、バックグラインド工程の前に別の手段による前処理を行うことが好ましい。例えば前処理として、撮像チップ３０の間からはみ出した封止部材４２が刃物により削られる。【００５１】
なお、バックグラインド工程およびＣＭＰ工程によって、封止部材４２の表面の中央部が凹となるディッシングが生じることがある。しかし、凹部分はダイシング工程において除去されるため、問題とはならない。【００５２】
薄厚化後の接合ウエハ４０Ｗの撮像チップ３０の第２の主面３０ＳＢと封止部材４２の表面とは、平坦面を形成している。このため、薄厚化された接合ウエハ４０Ｗに対しては、通常の半導体ウエハと同様のプロセスを行うことができる。【００５３】
すなわち、図６Ｄに示すように、撮像チップ３０の第１の主面３０ＳＡに形成された電極パッド３２と接続された貫通配線３３を形成するための貫通ビア３３Ｓが、通常の半導体ウエハプロセスで、形成される。貫通ビア形成のために、電極パッド３２の直上領域に開口のあるエッチングマスク３９が、撮像チップ３０上と封止部材４２上に成膜される。エッチングマスクは、後の工程で用いられる薬品およびプラズマから撮像チップ３０および封止部材４２を保護する保護膜でもある。エッチングマスク３９としては、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜を用いる。エッチングマスク３９の成膜方法として低温で成膜することができ、撮像チップ３０に形成された半導体回路部等にダメージを与えることがないため、プラズマＣＶＤを好ましく用いる。【００５４】
なお、エッチングマスク３９に開口を形成するためのパターニングマスク（不図示）を形成するときのフォトマスクの位置合わせにはガラスウエハ２０Ｗに形成しておいた貫通配線形成用のアライメントマーク２３が用いられる。【００５５】
ＫＯＨまたはＴＭＡＨ等のアルカリ溶液によるウェットエッチング、または、ＩＣＰ-ＲＩＥ法等によるドライエッチングにより、電極パッド３２まで達する貫通ビア３３Ｓが形成される。なお、レーザー加工等の物理的加工方法により貫通ビア３３Ｓを形成してもよい。【００５６】
そして、図６Ｅに示すように、貫通ビア３３Ｓの壁面等に絶縁層（不図示）が形成された後に、貫通ビア３３Ｓの内部に導電体からなる貫通配線３３が形成される。そして、エッチングマスク３９の除去後に、撮像チップ３０の第２の主面３０ＳＢに貫通配線３３と接続された外部接続電極３４が形成され、さらに、外部接続電極３４の上に凸状の外部接続端子３５が配設される。【００５７】
なお、貫通配線形成工程等においては、めっきプロセスを用いてもよいし、外部接続端子３５には、はんだボールなどを用いてもよい。【００５８】
＜ステップＳ１５＞個片化工程（ダイシング工程）
接合ウエハ４０Ｗを、切断する個片化工程により、１枚の接合ウエハ４０Ｗから、多数の撮像装置１０が作製される。【００５９】
切断は、図６Ｆおよび図６Ｇに示す、二段ダイシング法が好ましい。すなわち、ガラスウエハ２０Ｗの表面（図中上側）から１０〜２００μｍ程度までをハーフカットした後、ガラスウエハ２０Ｗをフルカットダイシングすることで、応力によるクラックの発生および封止部材４２の剥離を防止できる。さらに、二段ダイシング法では、封止部材４２のダイシングには、樹脂に適したブレード品種（ボンド材、砥粒径、集中度）および加工条件（送り速度、回転数）を用い、ガラスウエハ２０Ｗのダイシングにはガラスに適したブレード品種および加工条件を用いることで、加工品質（樹脂のバリ、ガラスのチッピング、樹脂層のデラミネーション）を向上できる。また、樹脂用ブレードをガラス用ブレードより厚みの大きいものにして、個片化後の撮像チップ３０端部に段差ができるステップカットとしてもよい。【００６０】
また、ダイシングライン上の封止部材４２をレーザーダイシングまたはエッチングにより除去したのち、ガラス用のブレードダイシングまたはレーザーダイシングによりガラスウエハ２０Ｗをフルカットダイシングすることで、個片化してもよい。【００６１】
ダイシングのアライメントには、最初にガラスウエハ２０Ｗに形成したアライメントマーク２２を用いる。なお、アライメントマーク２２に替えて、貫通配線形成工程等において、撮像チップ３０の第２の主面３０ＳＢ、または撮像チップ３０の間の封止樹脂の上にダイシング用のアライメントマークを形成してもよい。【００６２】
実施形態の製造方法では、撮像チップ基板３０Ｗの撮像素子の歩留まりが低い場合であっても、良品の撮像チップ３０だけを用いて接合ウエハ４０Ｗを作製する。このため、不良チップが撮像装置になることがないため、低コストで撮像装置１０を製造でき、生産性が高い。【００６３】
また、実施形態の製造方法では、撮像チップ基板３０Ｗの口径に関係なく、所定の口径の接合ウエハ４０Ｗにより製造できる。大口径に対応した加工設備が不要であるため、生産性が高い。【００６４】
さらに、ガラスウエハ２０Ｗに接着するのは、加工前の厚さが厚い撮像チップであるため、ハンドリングが容易である。すなわち、貫通配線を形成するために薄厚化された撮像チップは、破損しやすく、また接着時の応力等で変形しやすい。しかし、実施形態の製造方法では、厚い状態で撮像チップをガラスウエハ２０Ｗに接着できる。【００６５】
また、支持基板が透明なガラスウエハ２０Ｗであるため、図２に示したように撮像チップ接合面の反対面からアライメントマークによる位置合わせができる。【００６６】
さらに実施形態の撮像装置１０の製造方法では、接合ウエハ４０Ｗを、第２の主面３０ＳＢ側から加工し厚さを薄くするときに、撮像チップ３０の厚さにばらつき等が生じたり、封止部材４２が剥離したりすることがない。このため、撮像装置１０の製造方法は、歩留まりが高い。【００６７】
また、チップ配置間隔を一定にしているために、封止樹脂４２Ｌの充填が容易であり、封止樹脂４２Ｌのクラックを防止できるため、製造歩留まりが高い。【００６８】
ＣＭＰによって撮像チップ３０の外面と封止部材４２の外面とを面一に揃えることにより、１枚のウエハとして扱うことが可能となり、チップ状部品に対しても半導体ウエハ工程を施すことができ、高精度・高密度な加工が行える。【００６９】
また、接合ウエハ４０Ｗの外周部に接着されているのは良品の撮像チップ３０ではなく、ダミーチップ３０Ｄであるため、撮像装置１０の歩留まりが低下することがない。【００７０】
そして、撮像装置１０は、半導体回路部である受光部３１が第１の主面３０ＳＡに形成された半導体チップである撮像チップ３０と、撮像チップ３０よりも平面視寸法が大きい支持基板部であるカバーガラス２０と、撮像チップ３０の第１の主面３０ＳＡと撮像チップ３０とを接着する透明な接着層４１と、撮像チップ３０の側面および接着層４１の側面を覆う、カバーガラス２０と同じ外寸（平面視寸法）の絶縁材料からなる封止部材４２と、を具備する。【００７１】
すなわち、撮像チップ３０の側面が封止部材４２により覆われ、撮像チップ３０が外部に露出していない。このため、撮像装置１０は、電気絶縁性および耐湿性に優れている。【００７２】
なお、上記実施形態の撮像装置１０に、さらに機能部材を付加してもよい。例えば、ガラスウエハ２０Ｗの撮像チップ３０が接着されている面と反対の面に、対物レンズユニットを撮像チップ３０に対して位置合わせして接合してもよい。また、撮像チップ３０の第２の主面３０ＳＢに、撮像信号を処理するデジタルシグナルプロセッサ （ＤＳＰ ：Digital Signal Processor）チップを接合してもよい。【００７３】
また、支持基板に撮像チップ３０の配線層側を接着し、撮像チップ３０の間に封止樹脂を充填し、撮像チップ３０を３μｍ程度に薄厚化して受光部３１を露出させた後、受光部３１の上にカラーフィルタおよびマイクロレンズを形成し、電極上のシリコン層を除去して電極を露出させる工程を経て、裏面照射型撮像装置を製造することもできる。【００７４】
また、半導体チップは撮像チップに限らず、一般的な半導体チップ、各種センサまたはアクチュエータ等、その種類は問わず、製造される半導体装置も撮像装置に限られるものではない。【００７５】
＜変形例＞
次に本発明の実施形態の変形例１、２の撮像装置の製造方法について説明する。変形例の製造方法は実施形態の製造方法と類似し同じ効果を有しているため、同じ構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。【００７６】
図９Ａおよび図９Ｂに示す変形例１の撮像装置の製造方法では、一部のダミーチップ３０Ｄの形状が、撮像チップ３０の形状と異なる。例えば、図９Ａに示す例では、接合ウエハ４０ＷＡの外縁形状に合わせて、ダミーチップ３０Ｄの形状は三角形または扇状等である。すなわち、ダミーチップ３０Ｄの形状は、撮像チップ３０と同じでもよいし異なっていてもよい。【００７７】
ただし、ＣＭＰ工程における、ダミーチップ３０Ｄの加工速度は撮像チップ３０の加工速度と略同等または遅いことが好ましく、両者は同一材料から構成されていることが特に好ましい。【００７８】
なお、異なる寸法、異なる機能の撮像チップ３０を１枚のガラスウエハ２０Ｗに接着してもよい。さらに、ダミーチップ接着領域の外周部に封止樹脂４２Ｌがガラスウエハ２０Ｗの側面および裏面に回り込むのを防止するために、予め樹脂による連続した凸部（ダム）を形成しておいてもよい。【００７９】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示す変形例２の撮像装置の製造方法では、ダミーチップ３０Ｄ１の厚さＤ２が、撮像チップ３０の厚さＤ１よりも薄く、ＣＭＰ加工における撮像チップ３０の目標厚さと同じである。さらに、ＣＭＰ工程におけるダミーチップ３０Ｄ１の加工速度が、撮像チップ３０の加工速度よりも遅い。【００８０】
ダミーチップ３０Ｄ１の加工速度は、撮像チップ３０の加工速度の５０％以下であることが好ましい。また、ダミーチップ３０Ｄ１は、その厚さがＣＭＰ加工における撮像チップ３０の目標加工厚さと略同じで、ＣＭＰ工程では殆ど加工されないことが特に好ましい。【００８１】
このため、ＣＭＰ工程において、最初は、撮像チップ３０および封止部材４２だけが薄く加工されていく。そして、ダミーチップ３０Ｄ１の厚さＤ２まで加工されると、撮像チップ３０の加工速度はダミーチップ３０Ｄ１の加工速度と略同じになるため、急に遅くなる。このため、変形例の撮像装置の製造方法では、ＣＭＰ工程において、正確に目標加工厚さまで撮像チップ３０を加工することが容易である。【００８２】
このため、変形例２の撮像装置の製造方法は、実施形態の撮像装置の製造方法の効果を有し、さらに歩留まりが高い。【００８３】
上記実施形態および変形例の撮像装置の製造方法は、超小型で信頼性が高い撮像装置が製造できるため、特に電子内視鏡の先端部またはカプセル型内視鏡に配設される撮像装置の製造方法に用いることができる。【００８４】
すなわち、本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変、組み合わせ等ができる。【００８５】
本出願は、２０１２年５月３０日に日本国に出願された特願２０１２−１２３２２６号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年8月7日(2015.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の実施形態の撮像装置の製造方法は、複数の受光部が第１の主面に形成され、それぞれの受光部の周囲に電極パッドが形成された撮像チップ基板を切断し、複数の撮像チップを作製する工程と、撮像チップの前記第１の主面を透明な接着層を介して透明な支持基板に接着するとともに、前記撮像チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、前記接合ウエハに接着された前記撮像チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、前記接合ウエハを、第２の主面側から加工し厚さを薄くするＣＭＰ工程を含む工程と、貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、前記ＣＭＰ工程における、前記ダミーチップの加工速度が、前記撮像チップの加工速度よりも遅く、前記ダミーチップの厚さがＣＭＰ加工における前記撮像チップの目標加工厚さと同じである。
する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の別の実施形態の半導体装置の製造方法は、複数の半導体回路部が第１の主面に形成され、それぞれの半導体回路部の周囲に電極パッドが形成された半導体チップ基板を切断し、複数の半導体チップを作製する工程と、半導体チップの前記第１の主面を、接着層を介して支持基板に接着するとともに、前記半導体チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、前記接合ウエハに接着された前記半導体チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、前記接合ウエハを、第２の主面側から加工し厚さを薄くするＣＭＰ工程を含む工程と、貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、前記ＣＭＰ工程における、前記ダミーチップの加工速度が、前記半導体チップの加工速度よりも遅く、前記ダミーチップの厚さがＣＭＰ加工における前記半導体チップの目標加工厚さと同じである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、複数の受光部が前記第１の主面に形成され、それぞれの受光部の周囲に電極パッドが形成された撮像チップ基板を切断し、複数の撮像チップを作製する工程と、
撮像チップの前記第１の主面を透明な接着層を介して透明な支持基板に接着するとともに、前記撮像チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記撮像チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、前記複数の撮像チップの第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、
前記封止部材は、遮光材料が混合されていることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項２】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、複数の受光部が前記第１の主面に形成され、それぞれの受光部の周囲に電極パッドが形成された撮像チップ基板を切断し、複数の撮像チップを作製する工程と、
撮像チップの前記第１の主面を透明な接着層を介して透明な支持基板に接着するとともに、前記撮像チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記撮像チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、前記複数の撮像チップの第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、
前記封止部材は、ベンゾシクロブテン樹脂またはポリイミドであることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項３】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、複数の受光部が前記第１の主面に形成され、それぞれの受光部の周囲に電極パッドが形成された撮像チップ基板を切断し、複数の撮像チップを作製する工程と、
撮像チップの前記第１の主面を透明な接着層を介して透明な支持基板に接着するとともに、前記撮像チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記撮像チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、前記複数の撮像チップの第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、
前記撮像チップおよび前記ダミーチップの配置間隔が１５μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項４】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、複数の受光部が前記第１の主面に形成され、それぞれの受光部の周囲に電極パッドが形成された撮像チップ基板を切断し、複数の撮像チップを作製する工程と、
撮像チップの前記第１の主面を透明な接着層を介して透明な支持基板に接着するとともに、前記撮像チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記撮像チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、前記複数の撮像チップの第２の主面側から加工し厚さを薄くする、ＣＭＰ工程を含む工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、
前記ＣＭＰ工程における、前記ダミーチップの加工速度が、前記撮像チップの加工速度よりも遅く、前記ダミーチップの厚さがＣＭＰ加工における前記撮像チップの目標加工厚さと同じであることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項５】
検査により良品と判断された撮像チップが、前記支持基板に接着されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法。
【請求項６】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、複数の半導体回路部が前記第１の主面に形成され、それぞれの半導体回路部の周囲に電極パッドが形成された半導体チップ基板を切断し、複数の半導体チップを作製する工程と、
半導体チップの前記第１の主面を、接着層を介して支持基板に接着するとともに、前記半導体チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記半導体チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、前記複数の半導体チップの第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、
前記封止部材は、遮光材料が混合されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、複数の半導体回路部が前記第１の主面に形成され、それぞれの半導体回路部の周囲に電極パッドが形成された半導体チップ基板を切断し、複数の半導体チップを作製する工程と、
半導体チップの前記第１の主面を、接着層を介して支持基板に接着するとともに、前記半導体チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記半導体チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、前記複数の半導体チップの第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、
前記封止部材は、ベンゾシクロブテン樹脂またはポリイミドであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、複数の半導体回路部が前記第１の主面に形成され、それぞれの半導体回路部の周囲に電極パッドが形成された半導体チップ基板を切断し、複数の半導体チップを作製する工程と、
半導体チップの前記第１の主面を、接着層を介して支持基板に接着するとともに、前記半導体チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記半導体チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、前記複数の半導体チップの第２の主面側から加工し厚さを薄くする工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、
前記半導体チップおよび前記ダミーチップの配置間隔が１５μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
第１の主面と前記第１の主面と対向する第２の主面とを有し、複数の半導体回路部が前記第１の主面に形成され、それぞれの半導体回路部の周囲に電極パッドが形成された半導体チップ基板を切断し、複数の半導体チップを作製する工程と、
半導体チップの前記第１の主面を、接着層を介して支持基板に接着するとともに、前記半導体チップが接着されていない前記支持基板の外周領域にダミーチップを前記接着層を介して接着し、接合ウエハを作製する工程と、
前記接合ウエハに接着された前記半導体チップおよび前記ダミーチップの間を封止部材で充填する工程と、
前記接合ウエハを、前記複数の半導体チップの第２の主面側から加工し厚さを薄くする、ＣＭＰ工程を含む工程と、
貫通配線を介して前記電極パッドと接続された外部接続電極を前記第２の主面に形成する工程と、
前記接合ウエハを切断する工程と、を具備し、
前記ＣＭＰ工程における、前記ダミーチップの加工速度が、前記半導体チップの加工速度よりも遅く、前記ダミーチップの厚さがＣＭＰ加工における前記半導体チップの目標加工厚さと同じであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
検査により良品と判断された半導体チップが、前記支持基板に接着されることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
2013179764.tif 000023
2013179764.tif 000024
2013179764.tif 000025
2013179764.tif 000026