(57)【要約】【課題】半導体撮像素子における撮像領域の上方だけに取り付けられる透明部材を有する半導体撮像装置において、画質を低下させることなく小型化かつ薄型化を実現する。【解決手段】本発明の半導体撮像装置１は、撮像領域３０と周辺回路領域３５と電極領域５０とを有し、かつ撮像領域３０に複数のマイクロレンズを備える半導体撮像素子１０と、半導体撮像素子１０における撮像領域３０の上に接着された透明部材２０とを有し、透明部材２０は、半導体撮像素子１０と接着される接着面側に、撮像領域３０より大きな平面形状で、かつマイクロレンズに接触しない高さの中空部６０を有するとともに、周辺回路領域３０より小さい外形を有し、半導体撮像素子１０における撮像領域３０の上に中空部６０が配置するように半導体撮像素子１０と透明部材２０とが接着されている。【選択図】図１
2006295481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像領域と周辺回路領域と電極領域とを有し、かつ前記撮像領域に複数のマイクロレンズを備える半導体撮像素子と、前記半導体撮像素子における前記撮像領域の上を覆う透明部材とを有し、
前記透明部材は、前記半導体撮像素子と対向する面側に、前記撮像領域より大きな平面形状で、かつ前記マイクロレンズに接触しない高さの中空部を有するとともに、前記周辺回路領域より小さい外形を有し、
前記半導体撮像素子における前記撮像領域の上に前記中空部が配置するように前記半導体撮像素子と前記透明部材とが接着されている半導体撮像装置。
【請求項２】
前記透明部材は、前記中空部の外周領域に配置する外枠部をさらに有し、前記外枠部と前記半導体撮像素子における前記周辺回路領域とが接着されている請求項１に記載の半導体撮像装置。
【請求項３】
前記透明部材と前記半導体撮像素子とは低融点ハンダによって接着されている請求項１に記載の半導体撮像装置。
【請求項４】
前記透明部材の材質が、ガラス、非晶質石英、水晶および透明樹脂のうちのいずれか１つである請求項１に記載の半導体撮像装置。
【請求項５】
前記透明部材は透明樹脂からなり、前記透明部材における前記中空部の内面上には、ガラス、非晶質石英および水晶のうちの少なくともいずれか１つからなり、光学平坦面を有する平板が、透明接着剤により接着されている請求項１に記載の半導体撮像装置。
【請求項６】
複数のマイクロレンズが形成された撮像領域と、前記撮像領域の外周に配置する周辺回路領域と、前記周辺回路領域の外周に配置する電極領域とを有する半導体撮像素子が、ダイシングレーンを挟んで半導体基板上に複数個配置された半導体撮像素子アレーを作製する工程（ａ）と、
中空部と、前記中空部の外周領域に配置する外枠部とを有する透明部材が、前記中空部と同じ面に設けられた分離用溝によって区切られて、複数個配置する透明部材アレーを作製する工程（ｂ）と、
前記工程（ａ）および（ｂ）の後に、前記半導体撮像素子アレーにおける前記周辺回路領域と、前記透明部材アレーにおける前記外枠部とを接着固定する工程（ｃ）と、
前記工程（ｃ）の後に、前記透明部材アレーを、前記中空部および前記分離溝が設けられた面とは反対側から、前記分離用溝が露出する厚さまで除去することにより、前記透明部材を個々に分離する工程（ｄ）と、
前記工程（ｄ）の後に、前記透明部材の加工面を鏡面化する工程（ｅ）と、
前記工程（ｄ）の後に、前記半導体撮像素子アレーの前記ダイシングレーンをダイシングして、前記透明部材が接着固定された前記半導体撮像素子をそれぞれ個片に分割する工程（ｆ）とを備える半導体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ａ）の後であって前記工程（ｃ）の前に、前記半導体撮像素子アレーにおける前記周辺回路領域の上に接着層を形成する工程をさらに備え、
前記工程（ｃ）では、前記接着層により前記接着固定を行う請求項６に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）は、前記透明基材において前記ダイシングレーンに対応する位置に、前記中空部より深く、前記ダイシングレーンよりも幅の広い前記分離溝を形成する工程（ｇ）を有する請求項６記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ）は、前記透明基材のうち前記中空部の縁部に位置する部分の上に第１金属層を形成する工程をさらに備える請求項８に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ａ）の後であって前記工程（ｃ）の前に、前記半導体撮像素子アレーにおける前記周辺回路領域の上に、第２金属層を形成し、
前記工程（ｃ）では、前記第１金属層と前記第２金属層との間をハンダにより接合することにより、前記接着固定を行う請求項９に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｂ）では、前記分離用溝をエッチングにより形成する請求項６〜１０のうちいずれか１項に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｂ）では、前記分離用溝をダイシングにより形成する請求項６〜１０のうちいずれか１項に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（ｂ）では、樹脂成形金型を用いて透明樹脂を成型加工することにより、前記撮像領域より大きな平面形状で、かつ前記マイクロレンズに接触しない高さを有する前記中空部と、前記中空部より深く、前記ダイシングレーンよりも幅の広い前記分離溝とを有する前記透明部材アレーを形成する請求項６に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（ｂ）の後で前記工程（ｃ）の前に、前記透明部材アレーにおける前記中空部の内面上に、平板透明部材を接着する工程をさらに備える請求項１３に記載の半導体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体撮像素子の撮像領域に透明部材を直接貼り付けた薄型小型の半導体撮像装置とそれを実現する製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子器機の小型化薄型化且つ軽量化とともに半導体部品の高密度実装化の要求が高まっている。そのなかで、微細加工技術の進歩による半導体撮像装置の高集積化とあいまって、従来型の大型で厚いパッケージに半導体素子を搭載する技術から、半導体素子の状態で電子器機に直接実装する技術、即ちチップ実装技術が提案されている。この傾向は半導体撮像装置においても例外ではない。
【０００３】
従来から、軽量の半導体撮像装置を安価に製造する方法が提案されている。この構造としては、例えば、半導体撮像素子の上面の受光部に形成されたマイクロレンズの上方をマイクロレンズの材料よりも屈折率が低い低屈折率透明材で覆い、その低屈折率透明材の上面と側面を前記低屈折率透明材よりも硬い高硬度透明材で覆い、この高硬度透明材を介して半導体撮像素子を透明樹脂によってパッケージングしたものがある。このような半導体撮像素子では、マイクロレンズの周囲が、全般にわたってムラなく均一に形成された低屈折率透明材によって覆われているため、両者の屈折率の差によりマイクロレンズはレンズ機能を損なわずに入射光を有効に集光して半導体撮像素子の受光面に導くことができる。
【０００４】
また、その製造方法では、はじめに半導体撮像素子のマイクロレンズの周囲にフォトエッチング技術等を用いてフッ素樹脂等の低屈折率透明材の層を形成し、つぎに低屈折率透明材層の上からアクリル等の高硬度透明材を塗布して低屈折率透明材の上面と全周側面を覆った状態で高硬度透明材を硬化したあと不要部分をフォトエッチングし、つぎにエポキシ樹脂等の透明樹脂で樹脂成形金型によりパッケージングして半導体撮像装置を得る。このような方法では、透明樹脂パッケージング工程において、透明樹脂が百数十℃、１.５〜２気圧の条件で注入される。このとき、アクリル等から高硬度透明材が設けられていることにより、フッ素樹脂等からなる低屈折率透明材は、熱的および機械的な影響を受けず、低屈折率透明材の変形等が起こるのを防止することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、製造が容易で高歩留りが実現できる半導体撮像装置と製造方法が提案されている。その構造では、半導体撮像装置の撮像領域にはマイクロレンズが設けられ、かつ撮像面側に複数のバンプが設けられている。バンプはそれぞれリードと接続されており、カバーガラスが撮像面側に接着剤で接着され、撮像領域周囲には前記接着剤の撮像領域内流入防止用の壁部が形成されている。このような構造を採用することにより、小型薄型の半導体撮像装置を実現することができる。
【０００６】
一方、その製造方法では、はじめに四角形の撮像領域を有する半導体撮像素子を用意し、つぎに半導体撮像素子の撮像領域に未硬化の紫外線硬化型樹脂を塗布した後、透明型に押し当てて紫外線照射により硬化する。この硬化によって、撮像領域におけるマイクロレンズアレーと、撮像領域の周囲におけるマイクロレンズより高さの高い壁部とが同時に形成される。つぎに、半導体撮像素子の電極端子にバンプを形成してバンプにアウターリードを接続した後、壁部外周に接着剤を塗布するとともに壁部をスペーサーとして壁部上面にカバーガラスを配置して前記接着剤で接着する。つぎに、リード埋設部と半導体撮像素子の側面及び底面とを樹脂成形からなる被膜層によって覆うことにより、半導体撮像装置を得る。このような半導体撮像装置の製造方法では、カバーガラスを半導体撮像素子に接着する際、壁部により前記接着剤が撮像領域内に流入するのを防止できる。その結果歩留りを向上させることができる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−２０６４３０号公報
【特許文献２】特開２００１−１５７６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された構造では、撮像領域に形成されたアクリル樹脂製のマイクロレンズアレー上部を含む半導体撮像素子全体をアクリル樹脂からなる高硬度透明材で覆う。この高硬度透明材の内部では、マイクロレンズ表面が、マイクロレンズを構成するアクリル樹脂より低屈折率のフッ素樹脂によって覆われている。このような半導体撮像素子はリードフレームに組み立てられ、透明エポキシ樹脂で一体成形してパッケージングされている。このように、リードフレームと透明エポキシ樹脂を有する構造をチップ実装するのは困難であるため、小型化薄型化できないという不具合がある。
【０００８】
さらに、マイクロレンズ上層では、フッ素樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂の順番に樹脂が積層されている。フッ素樹脂は、官能基が極めて少なく他の樹脂と接着されにくい。他の樹脂と接着したとしても、外力により容易に剥離を生じてしまう。そればかりでなく、フッ素樹脂の線膨張係数はアクリル樹脂やエポキシ樹脂に比べて大きい。そのため、半導体撮像装置が低温の環境下に置かれた場合には、マイクロレンズ表面や高硬度透明材を構成するアクリル樹脂と、低屈折率透明材を構成するフッ素樹脂との界面に隙間が生じて結露が発生してしまう。一方、高温の環境下に置かれた場合には、低屈折率透明材を構成するフッ素樹脂の体積膨張は、その周囲を覆う高硬度透明材のアクリル樹脂よりも大きい。そのため、フッ素樹脂の体積膨張により、高硬度透明材を構成するアクリル樹脂の表面が変形する結果、撮像に歪みが生じてしまう。さらに著しく体積膨張が起こると、成形体のエポキシ樹脂に内部クラックが誘発され品質が低下してしまう。
【０００９】
一方、特許文献２に開示された構造では、撮像領域にアクリル樹脂製のマイクロレンズアレーを形成する際に、未硬化の紫外線硬化型樹脂を塗布し、その上から透明な型を押し当てて紫外線を照射することでマイクロレンズアレーと壁部とを同時に得る。この構造ではアウターリードが形成されるため、チップ実装型の半導体撮像装置と比較して小型薄型化を実現することが困難である。また、硬化の紫外線硬化型樹脂の上から透明の型を押し当てて紫外線を照射する方法では、撮像領域内の微細な画素と透明な型との正確な位置合わせが困難である。さらに、未硬化の紫外線硬化型樹脂と透明の型との界面に気泡が取り込まれ、撮像領域の画素に気泡を有するマイクロレンズが生じる結果、結果画質が低下するという課題があった。
【００１０】
本発明は、半導体撮像素子における撮像領域の上方だけに取り付けられる透明部材を一括して製造および接着する手段を講ずることにより、小型かつ薄型の半導体撮像装置を、画質を低下させることなく低コストで実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の一形態の半導体撮像装置は、撮像領域と周辺回路領域と電極領域とを有し、かつ前記撮像領域に複数のマイクロレンズを備える半導体撮像素子と、前記半導体撮像素子における前記撮像領域の上を覆う透明部材とを有し、前記透明部材は、前記半導体撮像素子と対向する面側に、前記撮像領域より大きな平面形状で、かつ前記マイクロレンズに接触しない高さの中空部を有するとともに、前記周辺回路領域より小さい外形を有し、前記半導体撮像素子における前記撮像領域の上に前記中空部が配置するように前記半導体撮像素子と前記透明部材とが接着されている。
【００１２】
このような構成とすることにより、小型かつ薄型の半導体撮像装置を実現できる。さらに、撮像領域のマイクロレンズと透明部材の中空部で形成される空間には空気層があるため、マイクロレンズの集光効率が妨げられない。
【００１３】
なお、上記構成において、前記透明部材は、前記中空部の外周領域に配置する外枠部をさらに有し、前記外枠部と前記半導体撮像素子における前記周辺回路領域とが接着されていてもよい。
【００１４】
なお、上記構成において、透明部材と半導体撮像素子とは低融点ハンダによって接着されていてもよい。さらに、透明部材の材質がガラス、非晶質石英、水晶および透明樹脂のうちの少なくともいずれか１つであってもよい。また、透明部材は、透明樹脂と透明樹脂の中空部の内面に、光学平坦面（平坦面）を有するガラス、非晶質石英および水晶のうちのいずれかからなる平板が透明接着剤により接着された構成であってもよい。なお、「光学平坦面」とは、就航率や屈折率が一様になるように平坦加工された面のことをいう。
【００１５】
本発明の一形態の半導体撮像装置の製造方法は、複数のマイクロレンズが形成された撮像領域と、前記撮像領域の外周に配置する周辺回路領域と、前記周辺回路領域の外周に配置する電極領域とを有する半導体撮像素子が、ダイシングレーンを挟んで半導体基板上に複数個配置された半導体撮像素子アレーを作製する工程（ａ）と、中空部と、前記中空部の外周領域に配置する外枠部とを有する透明部材が、前記中空部と同じ面に設けられた分離用溝によって区切られて、複数個配置する透明部材アレーを作製する工程（ｂ）と、前記工程（ａ）および（ｂ）の後に、前記半導体撮像素子アレーにおける前記周辺回路領域と、前記透明部材アレーにおける前記外枠部とを接着固定する工程（ｃ）と、前記工程（ｃ）の後に、前記透明部材アレーを、前記中空部および前記分離溝が設けられた面とは反対側から、前記分離用溝が露出する厚さまで除去することにより、前記透明部材を個々に分離する工程（ｄ）と、前記工程（ｄ）の後に、前記透明部材の加工面を鏡面化する工程（ｅ）と、前記工程（ｄ）の後に、前記半導体撮像素子アレーの前記ダイシングレーンをダイシングして、前記透明部材が接着固定された前記半導体撮像素子をそれぞれ個片に分割する工程（ｆ）とを備える。
【００１６】
この方法により、半導体撮像素子アレーに透明部材アレーを接着固定した状態で、透明部材アレーを分離用溝が露出するまで研磨等で薄く加工すれば、一括して半導体撮像素子の撮像領域を保護する透明部材を確実に形成することができる。その後、通常のダイシングを行うことで半導体撮像装置を容易に形成することができる。これにより、半導体撮像素子の画質を低下させることなく製造方法の簡略化および低コスト化を実現することができると共に、従来よりも装置の小型化が可能となる。
【００１７】
上記方法において、前記工程（ａ）の後であって前記工程（ｃ）の前に、前記半導体撮像素子アレーにおける前記周辺回路領域の上に接着層を形成する工程をさらに備え、前記工程（ｃ）では、前記接着層により前記接着固定を行ってもよい。
【００１８】
さらに、上記方法において、前記工程（ｂ）は、前記透明基材において前記ダイシングレーンに対応する位置に、前記中空部より深く、前記ダイシングレーンよりも幅の広い前記分離溝を形成する工程（ｇ）を有していてもよい。このとき、前記工程（ｂ）は、上記透明基材のうち前記中空部の縁部に位置する部分の上に第１金属層を形成する工程をさらに備えていてもよい。また、このとき、前記工程（ａ）の後であって前記工程（ｃ）の前に、前記半導体撮像素子アレーにおける前記周辺回路領域の上に、第２金属層を形成し、前記工程（ｃ）では、前記第１金属層と前記第２金属層との間をハンダにより接合することにより、前記接着固定を行ってもよい。
【００１９】
また、上記方法において、前記工程（ｂ）では、前記分離用溝をエッチングにより形成してもよい。
【００２０】
また、上記方法において、前記工程（ｂ）では、前記分離用溝をダイシングにより形成してもよい。
【００２１】
また、上記方法において、前記工程（ｂ）では、樹脂成形金型を用いて透明樹脂を成型加工することにより、前記撮像領域より大きな平面形状で、かつ前記マイクロレンズに接触しない高さを有する前記中空部と、前記中空部より深く、前記ダイシングレーンよりも幅の広い前記分離溝とを有する前記透明部材アレーを形成してもよい。
【００２２】
また、上記方法において、前記工程（ｂ）の後で前記工程（ｃ）の前に、前記透明部材アレーにおける前記中空部の内面上に、平板透明部材を接着する工程をさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の半導体撮像素子の製造方法は、半導体撮像素子アレーの状態で透明部材アレーを接着固定してから、個々に分離し、ダイシングする工法であり、透明部材の形成および半導体撮像素子アレーへの接着を一括して行えることから、大幅に製造工程を簡略化できる。また、このようにして作製された半導体撮像装置では、小型および薄型化が可能で、さらにマイクロレンズによる集光効率を妨げることがない。したがって、高品質な半導体撮像装置を安価に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下では、本発明を具体化した各実施形態について、図１〜図２３を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
なお、これらの図に示すそれぞれの部材の厚みや長さ等は一例であって、実際の部材の形状とは異なる場合もある。また、半導体撮像素子上の電極の個数も図示しやすい数量としているため、実際の個数とは異なる場合もある。
【００２６】
（第１の実施形態）
以下では、本発明の第１の実施形態にかかる半導体撮像装置について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態における半導体撮像装置の全体構成を示す概略斜視図である。図２（ａ）は第１の実施形態における半導体撮像装置の形状を説明するための概略平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【００２７】
図１および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体撮像装置１において、半導体撮像素子１０は、撮像領域３０と、周辺回路領域３５と、外部回路と電気信号の授受を行うための入出力部及び電源部の電極５０とを備えている。
【００２８】
また、第１透明部材２０は、両面が光学的平面を有するガラス等からなり、その一方の面（半導体撮像素子１０と接触する側の面）に中空部６０を有している。中空部６０の平面寸法は少なくとも半導体撮像素子１０の撮像領域３０より大きく、かつ高さは撮像領域３０の各画素に形成されたマイクロレンズ（図示せず）より高く、そして中空部６０の周囲の外枠６５（図２（ａ）、（ｂ）に示す）の外形寸法は半導体撮像素子１０の電極５０の配置領域より小さい形状を有している。
【００２９】
第１透明部材２０における外枠６５は、周辺回路領域３５面の上に、例えば樹脂からなる紫外線硬化型接着剤４０によって接着固定される。その結果、第１透明部材２０の中空部６０内に撮像領域３０を配置させることができ、撮像領域３０を第１透明部材２０によって覆うことができる。
【００３０】
次に、各部材の構造について詳細に説明していく。
【００３１】
まず、本実施形態の半導体基板１１０の主面上に縦横に形成された半導体撮像素子群のうちの１つの半導体撮像素子１０は、カラーフィルターやマイクロレンズを備える画素が２次元に配列された画素領域中の有効画素群からなる、ＣＣＤ型あるいはＣＭＯＳ型の撮像領域３０と、撮像領域３０の外周に配置され、画素群からの電気信号を処理してデジタル信号処理回路に転送する周辺回路領域３５と、周辺回路領域３５の外周、つまり半導体撮像素子１０の最外周に配置され、周辺回路領域３５と外部機器（図示せず）との間で電気信号の授受を行なうための接続部となる電極５０とを有する。
【００３２】
このとき、周辺回路領域３５では、予め第１透明部材２０の外枠６５の底面を接着するに足りる面積が確保されている。ここでは、半導体基板１１０としてシリコン基板を用いたが、本発明ではその他の単原子や化合物からなる半導体基板を用いてもよい。
【００３３】
また、半導体撮像素子１０の撮像領域３０の上に空気の層（中空部６０）を介して配置される第１透明部材２０では、両面（上面および下面）が光学平面を有している。第１透明部材２０の外形寸法は半導体撮像素子１０において、電極５０の配置領域より中央側に収まる大きさとする。また、第１透明部材２０の下面には、外枠６５で囲まれた中空部６０が設けられている。中空部６０では、底面が光学平面に仕上げられており、その寸法は縦横が半導体撮像素子１０の撮像領域３０より外周に位置する大きさで、高さは撮像領域３０内の画素群に形成されたマイクロレンズの高さより高い寸法に形成されている。このとき、第１透明部材２０のうち中空部６０の外側に位置する面と中空部６０の底面を構成する面とは、高精度に平行となるように形成されている。なお、第１透明部材２０の材質としては、ウラニウムやトリウム等の放射性元素を含まない高純度ガラスが挙げられるが、本発明では、非晶質の石英やフィルターとしての機能も付加するために特定の結晶面を有する水晶であってもよい。
【００３４】
さらに、半導体撮像素子１０の周辺回路領域３５面上に、第１透明部材２０を接着するために塗布された紫外線硬化型接着剤４０は、光反応開始剤を含むアクリル樹脂やエポキシ樹脂からなる。この紫外線硬化型接着剤４０により、半導体撮像素子１０と第１透明部材２０との間を接着固定する。ここでは紫外線硬化型接着剤４０としては光硬化型を用いたが、マイクロレンズ等周囲の構成物を劣化させない温度範囲で硬化する熱硬化型であってもよい。
【００３５】
以上のような構成を有する半導体撮像素子１０は、電極５０の上にバンプ（図示せず）を形成して、半導体撮像素子接続端子（図示せず）の形成された基板（図示せず）の上に搭載される。このとき、半導体撮像素子接続端子と半導体撮像素子１０との間は、例えばＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で接合される。あるいは、半導体撮像素子１０を基板上に接着剤等で接着後、半導体撮像素子１０面上の電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより接続して取り付けてもよい。これにより、本実施形態の半導体撮像装置１が得られる。
【００３６】
上述した半導体撮像装置１では、半導体撮像素子１０をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れるとともに、第１透明部材２０を直接半導体撮像素子１０に取り付けるために薄型化が実現できる。
【００３７】
つぎに、本実施形態の半導体撮像装置のうち第１透明部材２０を製造する方法について、図３（ａ）〜（ｄ）および図４（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示す第１透明部材２０が複数配置する第１透明部材アレー１００を製造する方法について説明する。なお、第１透明部材アレー１００は、後に、第１透明部材２０ごとに切り出されて個片化される。図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態において第１透明部材アレーを作製する工程を示す断面図である。
【００３８】
本実施形態の製造方法では、まず、図３（ａ）に示す工程で、厚さ４００μｍで両面の平坦度が５μｍ以内、可視光透過率９０％以上、ウラニウムやトリウムを含まない高純度のガラス等からなる第１透明基材７０を準備する。なお、説明の都合上、第１透明基材７０の厚さは４００μｍとしたが、他の厚みを有していてもよい。この場合、１００μｍ〜５００μｍの厚さであることが好ましい。
【００３９】
つぎに、図３（ｂ）に示す工程では、中空部６０を形成した後、第１透明基材７０における中空部６０内とその周辺をフォトレジスト８０ａで覆い、第１透明基材７０における反対側の面を非感光性レジスト膜８０ｂで覆う。その後、感光性フォトレジスト８０ａのうち、中空部６０同士の間に位置する部分を除去する。本工程では、第１透明基材７０の上に表面保護シート（図示せず）を形成し、その上に感光性フォトレジスト８０ａを形成してもよい。その場合には、中空部６０同士の間に位置する部分における感光性フォトレジスト８０ａを除去した後に、露出する表面保護シートを除去すればよい。また、非感光性フォトレジスト８０ｂとしては、遮光顔料が配合されている材料を使用してもよいし、低反射金属薄膜を使用してもよい。
【００４０】
つぎに、図３（ｃ）に示す工程で、フォトレジスト８０ａをマスクとして、第１透明基材７０に対してフッ素化合物のガスを用いたドライエッチングを行う。これにより、２５０μｍ〜３００μｍの深さの第１透明部材周辺溝９０を形成する。この溝は、第１透明部材アレー１００を切り出して個片化するときの切断線となる。なお、第１透明部材周辺溝９０を形成するためのエッチングとは、途中までウエットエッチングで行ない仕上げをドライエッチングで行なってもよい。
【００４１】
最後に、図３（ｄ）に示す工程で、第１透明基材７０の両面のフォトレジスト８０ａ、８０ｂを除去液やアッシングにより除去する。以上のような工程を経ることで、第１透明基材７０面上に縦横に第１透明部材２０が形成された第１透明部材アレー１００が得られる。
【００４２】
図４（ａ）は、第１の実施形態における第１透明部材アレーの形状を示す概略平面図であって、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す構造のうちＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【００４３】
つぎに、本実施形態の半導体撮像装置のうち半導体撮像素子１０の製造方法について説明する。ここでは、図１および図２（ａ）、（ｂ）に示す半導体撮像素子１０が複数配置する半導体撮像素子アレー２４０（図５（ａ）、（ｂ）に示す）を形成する方法について説明する。
【００４４】
図５（ａ）は、第１の実施形態における半導体撮像素子アレーの形状を示す概略平面図であって、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す構造のうちＣ−Ｃ線に沿った断面を示す図である。なお、半導体撮像素子アレー２４０は、後に、半導体撮像素子１０ごとに切り出されて個片化される。図５（ａ）に示すように、半導体撮像素子アレー２４０では、半導体基板１１０の上に、ダイシングレーン２３０で囲まれた半導体撮像素子１０が縦横に配置している。
【００４５】
半導体撮像素子アレー２４０は、ウェハに対して、金属や誘電体の成膜、フォトリソグラフィー、イオン注入、エッチングおよび拡散等の各微細加工技術を組み合わせて行うことにより製造する。これにより、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の撮像領域３０を有する半導体撮像素子１０が縦横に形成された半導体撮像素子アレー２４０の形状が得られる。なお、この製造方法自体は周知の方法で行うことが可能であるため、製造工程の図示は省略する。本実施形態の半導体撮像素子１０のレイアウトでは、撮像領域３０と電極５０が形成される領域との間に配置される周辺回路領域３５が、第１透明部材２０を接着できるだけのサイズを有する。
【００４６】
つぎに、第１透明部材アレー１００と半導体撮像素子アレー２４０とを接着し、個片化する方法について図６（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。図６（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法を示す断面図である。
【００４７】
この方法では、まず図６（ａ）に示す工程で、半導体撮像素子アレー２４０を準備する。
【００４８】
つぎに、図６（ｂ）に示す工程で、周辺回路領域３５の上に、微細径ノズル（図示せず）で描画方式により適量の紫外線硬化型樹脂接着剤４０を塗布する。このとき、紫外線硬化型樹脂接着剤４０は、第１透明部材アレー１００の外枠６５（図６（ｃ）等に示す）の底面の形状に対応するレイアウトで塗布する。また、紫外線硬化型樹脂接着剤４０の塗布方法は描画方式に限定するものではなく、スクリーン印刷方式やスタンピング方式であってもよい。
【００４９】
つぎに、図６（ｃ）に示す工程で、第１透明部材アレー１００を構成する第１透明部材２０の外枠６５の底面が、半導体撮像素子アレー２４０における周辺回路領域３５に一致するように位置合わせを行なう。
【００５０】
つぎに、図６（ｄ）に示す工程で、第１透明部材アレー１００の外枠６５を紫外線硬化型樹脂接着剤４０に接触させた後、第１透明部材アレー１００の上方から、描画方式で紫外線硬化型樹脂接着剤４０が硬化する波長の紫外線を所定時間だけ照射する。なお、紫外線照射は描画方式に限定するものではなく全面照射であってもよい。
【００５１】
なお、この接着は、紫外線照射で仮接着を行なった後、加熱で接着剤を最終硬化することによって行ってもよい。
【００５２】
つぎに、図６（ｅ）に示す工程で、第１透明部材アレー１００の上方から、アルミナ粉末による研磨やダイヤモンド砥石による研削を行うことにより、第１透明部材アレー１００を約１５０μｍの深さ分だけ除去する。これにより、第１透明部材アレー１００を個々の第１透明部材２０に分離する。このとき、個々の第１透明部材２０の上の加工面１２０は無数のキズで失透している。
【００５３】
つぎに、図６（ｆ）に示す工程で、メカニカルもしくはケミカルメカニカルの方法で失透している加工面１２０を琢磨して鏡面１３０に仕上げる。このとき、第１透明部材２０のうち中空部６０の上に位置する部分にディッシング（窪み）が生じるのを回避するために、琢磨荷重として適正負荷を選択する。なお、切断の方法としてレーザ光線を用いる方法を使用してもよく、エネルギーの適正化を行って下層の半導体撮像素子１０表面にダメージを与えないようにしてもよい。
【００５４】
つぎに、図６（ｇ）に示す工程で、半導体撮像素子アレー２４０をダイシングレーン２３０に沿ってダイシングブレード（図示せず）で切断する。これにより、個片化された本実施形態の半導体撮像装置１に仕上げる。
【００５５】
その後、図示は省略するが、この半導体撮像装置１の電極５０の上にバンプを形成する。そして、半導体撮像装置１を、基板（図示せず）の半導体接続端子（図示せず）にＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で取り付けるか、または半導体撮像装置１を基板上に導電性接着剤等で接着した後、電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより金属細線で接続して取り付ける。
【００５６】
上述した本実施の形態の半導体撮像装置１の作製方法によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れるとともに、第１透明部材２０を直接半導体撮像素子１０に取り付けるため、薄型化が実現でき、さらに安価でバラツキの小さい半導体撮像装置１が得られる。
【００５７】
次に、本実施形態における半導体撮像装置１の作成方法の変形例について図７（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。図７（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法の変形例を示す断面図である。
【００５８】
まず、図７（ａ）〜（ｄ）までに示す工程は図６（ａ）〜（ｄ）に示す工程と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５９】
変形例の製造方法では、図７（ｄ）に示す工程を終えた後に図７（ｅ）に示す工程で、高速回転ダイシングブレード２５０を用いて、第１透明部材アレー１００のうち第１透明部材周辺溝９０の両側に位置する外枠６５に沿って切断を行う。このとき、高速回転ダイシングブレード２５０の刃先を半導体撮像素子１０表面に接触させることなく切断を行うことが好ましい。また、切断の前に、第１透明部材アレー１００の表面に、切断予定ラインを付した後、切断予定ラインに沿ってベベルカッティングを行なうことにより、予めＶ溝（図示せず）を形成しておいてもよい。この場合には、Ｖ字溝に沿ってフルカットダイシングを行なえば、より正確な位置で切断することができる。この切断が終了すると、図７（ｆ）に示すように、半導体撮像素子アレー２４０の上に個片化された第１透明部材２０が接着された形状となる。
【００６０】
その後、図７（ｇ）に示す工程では、図６（ｇ）に示す工程と同様の方法により、半導体撮像素子アレー２４０の切断を行う。また、半導体撮像装置２の光学系構造体または基板への実装法も上述した方法と同様であるのでその説明を省略する。
【００６１】
上述した変形例の作製方法によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れるとともに、第１透明部材２０を直接半導体撮像素子１０に取り付けるために薄型化が実現でき、さらに工程の簡略化により一層安価でバラツキの小さい半導体撮像装置２が得られる。
【００６２】
（第２の実施形態）
以下では、本発明の第２の実施形態にかかる半導体撮像装置について、図８および図９（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図８は、第２の実施形態における半導体撮像装置の全体構成を示す概略斜視図である。図９（ａ）は第２の実施形態における半導体撮像装置の形状を説明するための概略平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面を示す図である。
【００６３】
図８および図９（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体撮像装置３において、半導体撮像素子１１は、撮像領域３０と、周辺回路領域３５と、外部回路と電気信号の授受を行なうための入出力部及び電源部の電極５０とを備えている。周辺回路領域３５の表面上には絶縁性表面保護膜（図示せず）が設けられ、絶縁性表面保護膜の上には撮像領域３０を囲むように第２金属層１７０（図９（ｂ）に示す）が設けられている。
【００６４】
また、第１透明部材２１は、両面が光学的平面を有するガラス等からなり、その一方の面（半導体撮像素子１１と接触する側の面）に中空部６０を有している。中空部６０の平面寸法は少なくとも半導体撮像素子１１の撮像領域３０より大きく、かつ高さは撮像領域３０の各画素に形成されたマイクロレンズ（図示せず）より高く、そして中空部６０の周囲の外枠６５（図９（ａ）、（ｂ）に示す）の外形寸法は半導体撮像素子１１の電極５０の配置領域より小さい形状を有している。そして、第１透明部材２１の中央部には中空部６０が設けられ、中空部６０の四方を囲む領域に外枠６５が設けられている。外枠６５の表面上には第１金属層１６０（図９（ｂ）に示す）が形成されている。
【００６５】
外枠６５における第１金属層１６０と、周辺回路領域３５における第２金属層１７０との接着には、ソルダーペースト１５０が用いられている。
【００６６】
つぎに、各部材の構造について詳細に説明していく。
【００６７】
まず、本実施形態の半導体基板１１１の主面上に縦横に形成された半導体撮像素子群のうちの１つの半導体撮像素子１１は、カラーフィルターやマイクロレンズを備える画素が２次元に配列された画素領域中の有効画素群からなる、ＣＣＤ型あるいはＣＭＯＳ型の撮像領域３０と、撮像領域３０の外周に配置され、画素群からの電気信号を処理してデジタル信号処理回路に転送する周辺回路領域３５と、周辺回路領域３５の外周、つまり半導体撮像素子１０の最外周に配置され、周辺回路領域３５と外部機器（図示せず）との間で電気信号の授受を行なうための接続部となる電極５０とを有する。 そして、半導体基板１１１における周辺回路領域３５の上には、銅とニッケルの薄膜積層配線からなる閉環状の第２金属層１７０（図９（ｂ）に示す）が形成されている。なお、第２金属層１７０の厚みの合計は１μｍ〜５μｍの範囲であることが望ましい。
【００６８】
このとき、周辺回路領域３５では、予め第１透明部材２１の外枠６５の底面を接着するに足りる面積が確保されている。ここでは、半導体基板１１１としてシリコン基板を用いたが、本発明ではその他の単原子や化合物からなる半導体基板を用いてもよい。
【００６９】
また、半導体撮像素子１１の撮像領域３０の上に空気の層（中空部６０）を介して配置される第１透明部材２１では、両面が光学平面を有している。第１透明部材２１の外形寸法は、電極５０の配置領域より半導体撮像素子１１の中央側に収まる大きさとする。また、第１透明部材２１の下面には、外枠６５で囲まれた中空部６０が設けられている。中空部６０では、底面が光学平面に仕上げられており、その寸法は縦横が半導体撮像素子１１の撮像領域３０より外周に位置する大きさで、高さは撮像領域３０内の画素群に形成されたマイクロレンズの高さより高い寸法に形成されている。このとき、第１透明部材２１のうち中空部６０の外側に位置する面と中空部６０の底面を構成する面とは、高精度に平行となるように形成されている。なお、第１透明部材２１の材質としては、ウラニウムやトリウム等の放射性元素を含まない高純度ガラスが挙げられるが、本発明では、非晶質の石英やフィルターとしての機能も付加するために特定の結晶面を有する水晶であってもよい。外枠６５の底面上には、銅とニッケルとの積層薄膜からなる第１金属層１６０が形成されている。第１金属層１６０は、第２金属層１７０と同様の構成からなる。
【００７０】
ソルダーペースト１５０はフラックスレス低融点錫系合金からなり、ソルダーペースト１５０は、第１金属層１６０と第２金属層１７０との間に塗布された後、描画方式や遮光マスク方式でレーザー光線を照射することにより溶融接合されている。なお、ここではレーザー光線を照射することにより第１金属層１６０と第２金属層１７０とを接合したが、マイクロレンズ等の周囲の部材を劣化させない温度範囲で溶融させる加熱方式を用いて接合を行ってもよい。ソルダーペースト１５０は、半導体撮像素子アレー２４１上の所定の位置にスクリーン印刷法やジェット噴射方式で塗布するか、または、第１透明部材アレー１０１の外枠６５の底面にソルダーペースト溜りから転写することにより供給してもよい。
【００７１】
以上のような構成を有する半導体撮像素子１１は、電極５０の上にバンプ（図示せず）を形成して、半導体撮像素子接続端子（図示せず）の形成された基板（図示せず）の上に搭載される。このとき、半導体撮像素子接続端子と半導体撮像素子１１との間は、例えばＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で接合される。あるいは、半導体撮像素子１１を基板上に接着剤等で接着後、半導体撮像素子１１面上の電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより接続して取り付けてもよい。これにより、本発明の半導体撮像装置３が得られる。
【００７２】
上述した構成部材の構造によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れるとともに、第１透明部材２１を直接半導体撮像素子１１に取り付けるために薄型化が実現できる。
【００７３】
つぎに、本実施形態の半導体撮像装置のうち第１透明部材２１を製造する方法について、図１０（ａ）〜（ｇ）および図１１（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、図８および図９（ａ）、（ｂ）に示す第１透明部材２１が複数配置する第１透明部材アレー１０１を製造する方法について説明する。なお、第１透明部材アレー１０１は、後に、第１透明部材２１ごとに切り出されて個片化される。
【００７４】
図１０（ａ）〜（ｇ）は、第２の実施形態において、第１透明部材アレー１０１を作製する工程を示す断面図である。
【００７５】
本実施形態の製造方法では、まず、図１０（ａ）に示す工程で、厚さ４００μｍで両面の平坦度が５μｍ以内、可視光透過率９０％以上、ウラニウムやトリウムを含まない高純度のガラス等からなる第１透明基材７１を準備する。第１透明基材７１の一方の面には、銅とニッケルの積層からなる全厚み１μｍ〜５μｍの第１金属層１６０が形成されている。なお、説明の都合上、第１透明基材７１の厚さは４００μｍとしたが、他の厚みを有していてもよい。この場合、１００μｍ〜５００μｍの厚さであることが好ましい。また、第１金属層１６０として、金およびニッケルの積層膜、金、銅およびニッケルの３層の膜を用いてもよい。また、第１金属層１６０のニッケルに代わりに、タングステン、モリブデンまたはチタニウム等の高融点金属を用いてもよい。
【００７６】
つぎに、図１０（ｂ）に示す工程で、第１金属層１６０の上にフォトレジスト８０ａを、第１透明基材７１のうち第１金属層１６０が形成されていない側の面の上にフォトレジスト８０ｂを形成する。その後、フォトレジスト８０ａに開口を形成する。
【００７７】
つぎに、図１０（ｃ）に示す工程で、フォトレジスト８０ａをマスクとして、第１金属層１６０に対してドライエッチングを行う。このときのドライエッチングは、第１金属層１６０と反応するガスを用いて行う。これにより、フォトレジスト８０ａの開口部に露出する第１金属層１６０を除去する。その後、中空部６０を形成する。なお、中空部６０をこの深さに形成するときには、マイクロレンズとしてたとえば高さ２μｍのものを用いる。
【００７８】
つぎに、図１０（ｄ）に示す工程で、第１透明基材７１の両面のフォトレジスト８０ａ、８０ｂを除去液やアッシングにより除去する。
【００７９】
つぎに、図１０（ｅ）に示す工程で、第１透明基材７１における中空部６０内とその周辺をフォトレジスト８０ａで覆い、第１透明基材７１における反対側の面をフォトレジスト８０ｂで覆う。
【００８０】
つぎに、図１０（ｆ）に示す工程で、フォトレジスト８０ａをマスクとして、第１金属層１６０に対してドライエッチングを行う。このドライエッチングは、第１金属層１６０の金属と反応するガスを用いて行う。続いて、フッ素化合物ガスを用いたドライエッチングを行うことにより、２５０μｍ〜３００μｍの深さの第１透明部材周辺溝９０を形成する。なお、第１透明部材周辺溝９０を形成するためのエッチングとは、途中までウエットエッチングで行ない仕上げをドライエッチングで行なってもよい。
【００８１】
最後に、図１０（ｇ）に示す工程で、第１透明基材７１の両面のフォトレジスト８０ａ、８０ｂを除去液やアッシングにより除去する。以上のような工程を経ることで、第１透明基材７１面上に縦横に第１透明部材２１が形成された第１透明部材アレー１０１が得られる。
【００８２】
図１１（ａ）は、第２の実施形態における第１透明部材アレーの形状を示す概略平面図であって、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す構造のうちＥ−Ｅ線に沿った断面を示す図である。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の第１透明部材アレー１０１では、それぞれの第１透明部材２１が第１透明部材周辺溝９０で囲まれており、第１透明部材２１の中央部には中空部６０が形成されている。また、中空部６０を囲む外枠６５の上には、第１金属層１６０が形成されている。
【００８３】
つぎに、本実施形態の半導体撮像装置のうち半導体撮像素子１１の製造方法について説明する。ここでは、図８および図９（ａ）、（ｂ）に示す半導体撮像素子１１が複数配置する半導体撮像素子アレー２４１（図１２（ａ）、（ｂ）に示す）を形成する方法について説明する。図１２（ａ）は、第２の実施形態における半導体撮像素子アレーの形状を示す概略平面図であって、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す構造のうちＦ−Ｆ線に沿った断面を示す図である。なお、半導体撮像素子アレー２４１は、後に、半導体撮像素子１０ごとに切り出されて個片化される。図１２（ａ）に示すように、半導体撮像素子アレー２４１では、半導体基板１１１の上に、ダイシングレーン２３０で囲まれた半導体撮像素子１１が縦横に配置している。
【００８４】
半導体撮像素子アレー２４１は、ウェハに対して、金属や誘電体の成膜、フォトリソグラフィー、イオン注入、エッチングおよび拡散等の各微細加工技術を組み合わせて行うことにより製造する。さらに、半導体撮像素子アレー２４１の各周辺回路領域３５の表面保護膜（図示せず）上に、撮像領域３０を囲む環状の第２金属層１７０を形成する。第２金属層１７０は、銅とニッケルとが積層された厚さ１μｍ〜５μｍの膜からなる。これにより、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の撮像領域３０を有する半導体撮像素子１１が縦横に形成された半導体撮像素子アレー２４１の形状が得られる。なお、この製造方法自体は周知の方法で行うことが可能であるため、製造工程の図示は省略する。本実施形態の半導体撮像素子１１のレイアウトでは、撮像領域３０と電極５０とが形成される領域との間に配置される周辺回路領域３５が、第１透明部材２１を接着できるだけのサイズを有する。
【００８５】
つぎに、第１透明部材アレー１０１と半導体撮像素子アレー２４１とを接着し、個片化する方法について図１３（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。図１３（ａ）〜（ｇ）は、第２の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法を示す断面図である。
【００８６】
この方法では、まず図１３（ａ）に示す工程で、半導体撮像素子アレー２４１を準備する。
【００８７】
つぎに、図１３（ｂ）に示す工程で、周辺回路領域３５の上に、撮像領域３０の四方を囲む環状の第２金属層１７０を形成する。第２金属層１７０は、金属の成膜、フォトリソグラフィー、エッチング等の各微細加工技術を組み合わせて、銅とニッケルとを積層して１μｍ〜５μｍの厚さに形成する。このとき、第２金属層１７０は、金とニッケルとの積層膜としてもよいし、金と銅とニッケルとの３層の膜としてもよい。また、第２金属層１７０のニッケルに代わりに、タングステン、モリブデン、チタニウム等の高融点金属を用いてもよい。
【００８８】
つぎに、図１３（ｃ）に示す工程で、スクリーン印刷により、第２金属層１７０の上に錫系合金からなるフラックスレスソルダーペースト１５０の厚膜をパターニングする。なお、ソルダーペースト１５０の形成方法はスクリーン印刷に限定するものではなく、ジェット噴射方式によって形成してもよい。また、第１透明部材２１の外枠６５の底面のスタンピング方式によって形成してもよい。
【００８９】
その後、第１透明部材アレー１０１における外枠６５の底面が、半導体撮像素子アレー２４１の周辺回路領域３５に一致するように位置合わせを行なう。
【００９０】
つぎに、図１３（ｄ）に示す工程で、第１透明部材アレー１０１における外枠６５の底面を半導体撮像素子アレー２４１の周辺回路領域３５に接触させた後、不活性ガス雰囲気中で、第１透明部材アレー１０１の上方から、描画方式でソルダーペースト１５０が溶融する波長のレーザー光線を所定時間だけ照射する。このとき、低温溶融型ソルダーペーストを使用して加熱溶融で接合してもよい。
【００９１】
つぎに、図１３（ｅ）〜（ｇ）に示す工程を行うが、それらは図６（ｅ）〜（ｇ）に示す工程と同様であるので、説明を省略する。これにより、個片化された本実施形態の半導体撮像装置３に仕上げる。
【００９２】
その後、図示は省略するが、この半導体撮像装置３の電極５０上にバンプを形成する。そして、半導体撮像装置３を、基板（図示せず）の半導体接続端子（図示せず）にＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で取り付けるか、または半導体撮像素子１１を基板上に接着剤等で接した後、電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより金属細線で接続して取り付ける。
なお、第１透明部材アレー１０１の個片化に、エネルギーの適正化を行って下層の半導体撮像素子１１表面にダメージを与えないレーザー光線を使用してもよい。
【００９３】
上述した本実施形態の半導体撮像装置３の作製方法によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れるとともに、第１透明部材２１を直接半導体撮像素子１１に取り付けるために薄型化が実現でき、さらに安価でバラツキの小さい半導体撮像装置３が得られる。
【００９４】
（第３の実施形態）
以下では、本発明の第３の実施形態にかかる半導体撮像装置について、図１４（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図１４（ａ）は、第３の実施形態における半導体撮像装置の全体構成を示す概略斜視図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った断面を示す図である。
【００９５】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体撮像装置４において、半導体撮像素子１２は、撮像領域３０と、周辺回路領域３５と、外部回路と電気信号の授受を行なうための入出力部及び電源部の電極５０とを備えている。
【００９６】
第１透明部材２２は、樹脂成形金型１８０で成形された透明樹脂からなり、その一方の面（半導体撮像素子１２と接触する側の面）に中空部６０を有している。中空部６０の平面寸法は少なくとも半導体撮像素子１２の撮像領域３０より大きく、かつ高さは撮像領域３０の各画素に形成されたマイクロレンズ（図示せず）より高く、そして中空部６０周囲の外枠６５の外形寸法は半導体撮像素子１２の電極５０の配置領域より小さい形状を有している。
【００９７】
そして、第１透明部材２２と半導体撮像素子１２における周辺回路領域３５とは、例えば樹脂からなる紫外線硬化型接着剤４１で接着固定されている。
【００９８】
つぎに、各部材の構造について詳細に説明していく。
【００９９】
まず、本実施形態の半導体撮像素子１２の構成は第１の実施形態で述べた半導体撮像素子１０の構成と同様であるので、ここでは詳細説明を省略する。
【０１００】
一方、第１透明部材２２は、樹脂成形金型１８０（図１５（ａ）に示す）で成形された透明樹脂１９０（図１５（ｂ）に示す）からなり、両面が光学平面を有している。第１透明部材２２の外形寸法は、電極５０の配置領域より半導体撮像素子１１の中央側に収まる大きさとする。また、第１透明部材２２の下面には、外枠６５で囲まれた中空部６０が設けられている。中空部６０では、底面が光学平面に仕上げられており、その寸法は縦横が半導体撮像素子１２の撮像領域３０より外周に位置する大きさで、高さは撮像領域３０内の画素群に形成されたマイクロレンズの高さより高い寸法に形成されている。このとき、第１透明部材２２のうち中空部６０の外側に位置する面と中空部６０の底面を構成する面とは、高精度に平行となるように形成されている。なお、第１透明部材２２の材質としては、熱硬化性エポキシ系樹脂が挙げられるが、本発明では、熱可塑性のアクリル系樹脂であってもよい。
【０１０１】
さらに、半導体撮像素子１２の周辺回路領域３５面上に、第１透明部材２２を接着するために塗布された紫外線硬化型接着剤４１は、光反応開始剤を含むアクリル樹脂やエポキシ樹脂からなる。この紫外線硬化型接着剤４１により、半導体撮像素子１２と第１透明部材２２との間を接着固定する。ここでは紫外線硬化型接着剤４１としては光硬化型を用いたが、マイクロレンズ等周囲の構成物を劣化させない温度範囲で硬化する熱硬化型であってもよい。
【０１０２】
以上のような構成を有する半導体撮像素子１２は、電極５０の上にバンプ（図示せず）を形成して、半導体撮像素子接続端子（図示せず）の形成された基板（図示せず）の上に搭載される。このとき、半導体撮像素子接続端子と半導体撮像素子１２との間は、例えばＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で接合される。あるいは、半導体撮像素子１２を基板上に接着剤等で接着後、半導体撮像素子１２面上の電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより接続して取り付けてもよい。これにより、本実施形態の半導体撮像装置４が得られる。
【０１０３】
上述した構成部材の構造によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れる。さらに、第１透明部材２２が樹脂成形により得られ、また直接半導体撮像素子１２に取り付けることができるため、作製が容易でしかも薄型化が実現できる。
【０１０４】
つぎに、本実施形態の半導体撮像装置のうち第１透明部材２２を製造する方法について、図１５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。ここでは、図１４（ａ）、（ｂ）に示す第１透明部材２２が複数配置する第１透明部材アレー１０２を製造する方法について説明する。なお、第１透明部材アレー１０２は、後に、第１透明部材２２ごとに切り出されて個片化される。図１５（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施形態において第１透明部材アレーを作製する工程を示す断面図である。
【０１０５】
本実施形態の製造方法では、まず、図１５（ａ）に示す工程で、上型と下型からなる樹脂成形金型１８０を準備する。樹脂成形金型１８０では、キャビティーの最厚部が４００μｍ、中空部６０を形成するための凸部が５μｍ〜１００μｍ、第１透明部材周辺溝９０を形成するための凸部が３００μｍの厚さをそれぞれ有しており、中空部６０の両面の平坦度が５μｍ以内に仕上げられている。この金型は、予め１６０℃〜１９０℃の範囲の透明樹脂１９０成形に適した温度に設定しておく。なお、説明の都合上、最厚部の厚さを４００μｍとしたが、他の厚みを有していてもよい。この場合、１００μｍ〜５００μｍの厚さであることが好ましい。
【０１０６】
つぎに、図１５（ｂ）に示す工程で、先の工程で準備された樹脂成形金型１８０のゲートから、溶融したエポキシ樹脂等の透明樹脂１９０を、気泡の巻き込みが防止できる注入速度で金型キャビティー内に注入する。その後、加圧の状態で硬化が終了するまで保持しておく。
【０１０７】
最後に、図１５（ｃ）に示す工程で、樹脂成形金型１８０を開放して、第１透明部材アレー１０２を取り出す。その後、第１透明部材アレー１０２と一体の不要なゲート部（図示せず）やエヤーベント部（図示せず）を除去するとともに、中空部６０の底面および中空部周囲の外枠６５の底面のワックス被膜（図示せず）を琢磨、アッシングまたは溶剤等で除去する。以上のような工程を経ることで、第１透明基材７２面上に縦横に第１透明部材２２が形成された第１透明部材アレー１０２が得られる。
【０１０８】
なお、半導体撮像素子アレー２４２（図１６等に示す）を形成する方法は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０９】
つぎに、第１透明部材アレー１０２と半導体撮像素子アレー２４２とを接着し、個片化する方法について図１６（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。図１６（ａ）〜（ｇ）は、第３の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法を示す断面図である。
【０１１０】
まず、図１６（ａ）に示す工程で、第１の実施形態と同様の方法により、半導体撮像素子アレー２４２を準備する。
【０１１１】
つぎに、図１６（ｂ）に示す工程で、周辺回路領域３５の上に、微細径ノズル（図示せず）で描画方式により適量の紫外線硬化型樹脂接着剤４０を塗布する。このとき、例えば樹脂からなる紫外線硬化型接着剤４１は、第１透明部材アレー１０２の外枠６５（図１４（ｂ）等に示す）の底面の形状に対応するレイアウトで塗布する。また、紫外線硬化型接着剤４１の塗布方法は描画方式に限定するものではなく、スクリーン印刷方式やスタンピング方式であってもよい。
【０１１２】
つぎに、図１６（ｃ）に示す工程で、第１透明部材アレー１０２を構成する第１透明部材２２の外枠６５の底面が、半導体撮像素子アレー２４２における周辺回路領域３５に一致するように位置合わせを行なう。
【０１１３】
つぎに、図１６（ｄ）に示す工程で、第１透明部材アレー１０２の外枠６５を紫外線硬化型接着剤４１に接触させた後、第１透明部材アレー１０２の上方から、描画方式で紫外線硬化型接着剤４１が硬化する波長の紫外線を所定時間だけ照射する。なお、紫外線照射は描画方式に限定するものではなく全面照射であってもよい。なお、半導体撮像素子アレー２４２へ第１透明部材アレー１０２を接着する工程では、紫外線照射で仮接着を行なった後、加熱で接着剤を最終硬化してもよい。
【０１１４】
つぎに、図１６（ｅ）に示す工程で、第１透明部材アレー１０２の上方から、アルミナ粉末による研磨やダイヤモンド砥石による研削を行うことにより、第１透明部材アレー１０２を約１００μｍの深さ分だけ除去する。これにより、第１透明部材アレー１０２を個々の第１透明部材２２に分離する。このとき、個々の第１透明部材２２の上の加工面１２０は無数のキズで失透している。
【０１１５】
つぎに、図１６（ｆ）に示す工程で、メカニカルもしくはケミカルメカニカルの方法で失透している加工面１２０を琢磨して鏡面１３０に仕上げる。このとき、第１透明部材２０のうち中空部６０の上に位置する部分にディッシング（窪み）が生じたり、第１透明部材２２の周囲にダレが生じるのを回避するために適正負荷を選択する。
【０１１６】
最後に、図１６（ｇ）に示す工程で、半導体撮像素子アレー２４２をダイシングレーン２３０に沿ってダイシングブレード（図示せず）で切断する。これにより、個片化された本実施形態の半導体撮像装置４に仕上げる。
【０１１７】
その後、図示は省略するが、この半導体撮像装置４の電極５０の上にバンプを形成する。そして、半導体撮像装置４を、基板（図示せず）の半導体接続端子（図示せず）にＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で取り付けるか、または半導体撮像装置４を基板上に導電性接着剤等で接着した後、電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより金属細線で接続して取り付ける。
【０１１８】
上述した本実施形態の作製方法によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れるとともに、第１透明部材２２を直接半導体撮像素子１２に取り付けるために薄型化が実現できる。さらに、安価でバラツキの小さい半導体撮像装置４が得られる。
【０１１９】
（第４の実施形態）
以下では、本発明の第４の実施形態にかかる半導体撮像装置について、図１７（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図１７（ａ）は、第４の実施形態における半導体撮像装置５の全体構成を示す概略斜視図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った断面を示す図である。
【０１２０】
図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体撮像装置５において、半導体撮像素子１３は、撮像領域３０と周辺回路領域３５と外部回路との電気信号の授受を行なうための入出力部及び電源部の電極５０とを備えている。
【０１２１】
第１透明部材２３は、樹脂成形金型１８０で成形された透明樹脂１９０からなり、その一方の面（半導体撮像素子１３と接触する側の面）に中空部６０を有している。中空部６０内における第１透明部材２３の底面には、透明接着剤２００を挟んで第２透明部材２１０が接着されている。中空部６０の平面寸法は少なくとも半導体撮像素子１３の撮像領域３０より大きく、かつ高さは撮像領域３０の各画素に形成されたマイクロレンズより高く、そして中空部６０周囲の外枠６５の外形寸法は半導体撮像素子１３の電極５０の配置領域より小さい形状を有している。
【０１２２】
そして、第１透明部材２３と半導体撮像素子１３における周辺回路領域３５とは、紫外線硬化型接着剤４１で接着固定されている。
【０１２３】
つぎに、各部材の構造について詳細に説明していく。
【０１２４】
まず、本実施形態の半導体撮像素子１３の構成は第１の実施形態で述べた半導体撮像素子１０の構成と同様であるので、ここでは詳細説明を省略する。
【０１２５】
また、第１透明部材２３は、樹脂成形金型１８０（図１８（ａ）に示す）で成形された透明樹脂１９０（図１８（ｂ）に示す）からなり、両面が光学平面を有している。第１透明部材２３の外形寸法は、電極５０の配置領域より半導体撮像素子１１の中央側に収まる大きさとする。また、第１透明部材２３の下面には、外枠６５で囲まれた中空部６０が設けられている。
【０１２６】
中空部６０の底面は光学平面に仕上げられており、かつ、その底面には、光学平面を有するガラス板からなる厚さが２３０μｍの第２透明部材２１０が、透明接着剤２００で接着されている。その寸法は縦横が半導体撮像素子１２の撮像領域３０より外周に位置する大きさで、高さは撮像領域３０内の画素群に形成されたマイクロレンズの高さより高い寸法に形成されている。このとき、第１透明部材２３のうち中空部６０の外側に位置する面と第２透明部材２１０の両面とは、高精度に平行となるように形成されている。なお、第１透明部材２３の材質としては、熱硬化性エポキシ系樹脂が挙げられるが、本発明では、熱可塑性のアクリル系樹脂であってもよい。また、第２透明部材２１０の材質は、ウラニウムやトリウム等の放射性元素を含まない高純度ガラスであってもよいし、非晶質の石英やフィルターとしての機能も付加するために特定の結晶面を有する水晶であってもよい。
【０１２７】
さらに、紫外線硬化型接着剤４１および透明接着剤２００は、光反応開始剤を含むアクリル樹脂やエポキシ樹脂からなる。これらは、塗布された後に紫外線を照射することにより固化されたものである。ここでは光硬化型の接着剤を用いたが、マイクロレンズ等周囲の構成物を劣化させない温度範囲で硬化する熱硬化型であってもよい。
【０１２８】
以上のような構成の撮像機能を有する半導体撮像素子１３は、電極５０の上にバンプ（図示せず）を形成して、光学系構造体の接続部にＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で取り付けられる。または、半導体撮像素子１３を、基板（図示せず）の上に導電性接着剤等で接着した後、電極５０と、基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより金属細線で接続して取り付けられる。
【０１２９】
上述した構造によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れる。さらに、第１透明部材２３を透明樹脂１９０の成形により得ることができ、かつ中空部６０の底面に第２透明部材２１０を接着した状態で、第１透明部材２３を直接半導体撮像素子１３に取り付けることができるために半導体撮像装置を容易に製造することができる。これにより、半導体撮像素子１３の撮像領域３０面上での像の変形を防止することができると共に薄型化も実現することができる。
【０１３０】
つぎに、本実施形態の半導体撮像装置のうち第１透明部材２３を製造する方法について、図１８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。ここでは、図１７（ａ）、（ｂ）に示す第１透明部材２３が複数配置する第１透明部材アレー１０３を製造する方法について説明する。なお、第１透明部材アレー１０３は、後に、第１透明部材２３ごとに切り出されて個片化される。図１８（ａ）〜（ｅ）は、第４の実施形態において第１透明部材アレーを作製する工程を示す断面図である。
【０１３１】
本実施形態の製造方法では、まず、図１８（ａ）に示す工程で、上型と下型からなる樹脂成形金型１８０を準備する。樹脂成形金型１８０では、キャビティーの最厚部が４００μｍ、中空部６０を形成するための凸部が２００μｍ〜３００μｍ、第１透明部材周辺溝９０を形成するための凸部が３００μｍの厚さをそれぞれ有しており、中空部６０の両面の平坦度が５μｍ以内に仕上げられている。この金型は、予め１６０℃〜１９０℃の範囲の透明樹脂１９０成形に適した温度に設定しておく。なお、説明の都合上、最厚部の厚さを４００μｍとしたが、他の厚みを有していてもよい。この場合、１００μｍ〜５００μｍの厚さであることが好ましい。
【０１３２】
つぎに、図１８（ｂ）、（ｃ）に示す工程を行うが、これらの工程は図１５（ｂ）、（ｃ）に示す工程と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３３】
つぎに、図１８（ｄ）に示す工程で、第１透明部材アレー１０３における各第１透明部材２３の中空部６０の底面に、予め脱気された液状の透明接着剤２００を塗布する。
【０１３４】
最後に、図１８（ｅ）に示す工程で、透明接着剤２００の上から、厚さ２３０μｍの第２透明部材２１０を配置する。そして、透明接着剤２００を硬化する前に、４０℃〜８０℃で低温加熱しながら減圧することにより、第２透明部材２１０と透明接着剤２００との界面および第１透明部材２３中空部６０底面と透明接着剤２００との界面の気泡を除去する。その後、紫外線照射もしくは加熱により透明接着剤２００の最終硬化を行なう。このとき、第２透明部材２１０の厚みは１００μｍ〜２８０μｍの範囲とすることが好ましい。このようにして本実施形態の第１透明部材アレー１０３が得られる。
【０１３５】
一方、本実施形態において、半導体撮像素子１３に個片化される前の半導体撮像素子アレー２４３を作製する方法は、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１３６】
つぎに、第１透明部材アレー１０３と半導体撮像素子アレー２４３とを接着し、個片化する方法について図１９（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。図１９（ａ）〜（ｇ）は、第４の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法を示す断面図である。
【０１３７】
まず、図１９（ａ）、（ｂ）に示す工程は、第３の実施形態の図１６（ａ）、（ｂ）に示す工程と同様のためここでは説明を省略する。
【０１３８】
つぎに、図１９（ｃ）に示す工程で、第１透明部材アレー１０３を構成する第１透明部材２３の外枠６５の底面が、半導体撮像素子アレー２４３における周辺回路領域３５に一致するように位置合わせを行なう。このとき、第１透明部材２３の中空部６０の底面上には、第２透明部材２１０がすでに接着されている。
【０１３９】
つぎに、図１９（ｄ）に示す工程で、第１透明部材アレー１０３の外枠６５を紫外線硬化型接着剤４１に接触させた後、第１透明部材アレー１０３の上方から、描画方式で紫外線硬化型樹脂接着剤４１が硬化する波長の紫外線を所定時間だけ照射する。なお、紫外線照射は描画方式に限定するものではなく全面照射であってもよい。また、加熱により接着を行ってもよい。また、紫外線照射で仮接着を行なった後、加熱で接着剤を最終硬化してもよい。
【０１４０】
つぎに、図１９（ｅ）に示す工程で、第１透明部材アレー１０３の上方から、アルミナ粉末による研磨やダイヤモンド砥石による研削を行うことにより、第１透明部材アレー１０３を約１００μｍの深さ分だけ除去する。これにより、第１透明部材アレー１０３を個々の第１透明部材２３に分離する。このとき、個々の第１透明部材２３の上の加工面１２０は無数のキズで失透している。
【０１４１】
つぎに、図１９（ｆ）に示す工程で、メカニカルもしくはケミカルメカニカルの方法で失透している加工面１２０を琢磨して鏡面１３０に仕上げる。このとき、第１透明部材２０のうち中空部６０の上に位置する部分にディッシング（窪み）が生じたり、第１透明部材２２の周囲にダレが生じるのを回避するために適正負荷を選択する。
【０１４２】
最後に、図１９（ｇ）に示す工程で、半導体撮像素子アレー２４３をダイシングレーン２３０に沿ってダイシングブレード（図示せず）で切断する。これにより、個片化された本実施形態の半導体撮像装置５に仕上げる。
【０１４３】
その後、図示は省略するが、この半導体撮像装置５の電極５０の上にバンプを形成する。そして、半導体撮像装置５を、基板（図示せず）の半導体接続端子（図示せず）にＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で取り付けるか、または半導体撮像装置５を基板上に導電性接着剤等で接着した後、電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより金属細線で接続して取り付ける。
【０１４４】
上述した本実施形態の半導体撮像装置５の作製方法によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化を図ることができる。さらに、第１透明部材２３を透明樹脂１９０の成形により得ることができ、かつ中空部６０の底面に第２透明部材２１０を接着した状態で第１透明部材２３を直接半導体撮像素子１３に取り付けることができるために、半導体撮像装置を容易に製造することができる。これにより、半導体撮像素子１３の撮像領域３０面上での像の変形を防止することができると共に、薄型化も実現することができる。
【０１４５】
（第５の実施形態）
以下では、本発明の第５の実施形態にかかる半導体撮像装置について、図２０を参照しながら説明する。図２０（ａ）は、第５の実施形態における半導体撮像装置の形状を説明するための概略平面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＪ−Ｊ線に沿った断面を示す図である。
【０１４６】
図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体撮像装置６において、半導体撮像素子１４は、撮像領域３０と周辺回路領域３５と外部回路との電気信号の授受を行なうための入出力部及び電源部の電極５０とを備えている。各構成部材の構造および材質は第１の実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。そして、本実施形態では、第１透明部材２４の外枠６５が、先細りの断面形状を有している。これにより、半導体撮像素子１４の狭い領域にも接着できるようになる。第１透明部材２４のうちそれ以外の構造および材質は第１の実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１４７】
本実施形態の半導体撮像素子アレー２４４の作製方法も第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１４８】
つぎに、本実施形態の半導体撮像装置のうち第１透明部材２４を製造する方法について図２１（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図２１（ａ）、（ｂ）は、第５の実施形態において第１透明部材アレーを形成する工程を示す断面図である。
【０１４９】
まず、図２１（ａ）に示す工程で、フッ酸混液のエッチング液を用いてウェットエッチングを行う。これにより、第１透明基材７３のうち各中空部６０の周囲に位置する部分に、深さ２５０μｍ〜３００μｍの第１透明部材周辺溝９０を形成する。なお、本工程は、途中までウエットエッチングで行なった後、仕上げをドライエッチングで行なってもよい。
【０１５０】
最後に、図２１（ｂ）に示す工程で、第１透明基材７３の両面のフォトレジスト８０ａ、８０ｂを除去液やアッシングにより除去する。以上のような工程を経ることで、外枠６５底面の幅が狭い第１透明部材２４が配置する第１透明部材アレー１０４が得られる。
【０１５１】
上述のような半導体撮像素子アレー２４４と第１透明部材アレー１０４を接着し、個片化する方法は第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【０１５２】
個片化された半導体撮像装置６は、電極５０の上にバンプを形成して光学系構造体の接続部にＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で取り付けるか、もしくは半導体撮像素子１４を基板上に導電性接着剤等で接着した後、電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより金属細線で接続して取り付けてもよい。
【０１５３】
なお、ここでは第１透明部材２４の周辺に形成される第１透明部材周辺溝９０の側壁に傾斜を設ける手段として、第１透明基材７３のガラスにウェットエッチング加工を適用した方法を説明した。しかしながら、本発明では、図１５（ａ）等に示す樹脂成形金型１８０の型に第１透明部材２４の傾斜を形成するための傾斜を設け、そのような樹脂成形金型１８０に透明樹脂を流し込むことにより、第１透明部材２４を形成してもよい。
【０１５４】
また、半導体撮像素子アレー２４４と第１透明部材アレー１０４とを接着する際には、紫外線照射で仮接着を行なった後、加熱で接着剤を最終硬化してもよい。さらに、第１透明部材アレー１０４の個片化の際には、エネルギーの適正化を行って下層の半導体撮像素子１４表面にダメージを与えないレーザー光線を使用してもよい。
【０１５５】
上述した本実施形態の作製方法によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れるとともに第１、透明部材２４を直接半導体撮像素子１４に取り付けるために薄型化を実現することができる。かつ、第１透明部材２４の外枠底面の幅を狭くできるため半導体撮像素子１４の面積を一層小さくできる。さらに安価でバラツキの小さい半導体撮像装置６が得られる。
【０１５６】
（第６の実施形態）
以下では、本発明の第６の実施形態にかかる半導体撮像装置について、図２２（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図２２（ａ）は、第６の実施形態における半導体撮像装置の形状を説明するための概略平面図であり、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）のＫ−Ｋ線に沿った断面を示す図である。
【０１５７】
図２２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の半導体撮像装置７は、半導体撮像素子１５は、第１透明部材２５と、紫外線硬化型樹脂接着剤４０とを有する。これら各構成部材の構造および材質はともに第１の実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
【０１５８】
そして、半導体撮像素子１５が複数配置する半導体撮像素子アレー２４５の作製方法も第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【０１５９】
本実施形態では、半導体撮像素子アレー２４５に接着する第１透明部材アレー１０５を構成する複数の各第１透明部材２５の周辺に形成される第１透明部材周辺溝９０（図２１（ｆ）等に示す）に代わって、第１透明部材周辺溝９０の両側の側壁形成ラインに該当するライン上をダイシング法により１５μｍ〜３０μｍの厚みのダイシングブレード２５０で深さ２５０μｍ〜３００μｍまで除去することにより、ハーフカット溝を形成する。または、第１透明部材周辺溝９０の幅と同様の厚みのダイシングブレード２５０で深さ２５０μｍ〜３００μｍの深さのハーフカット溝を形成してもよい。以下に、その形成方法について図２３（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。
【０１６０】
図２３（ａ）〜（ｇ）は、第６の実施形態において、第１透明部材が複数配置する第１透明部材アレー１０５を作製する工程を示す断面図である。なお、図２３（ａ）〜図２３（ｅ）に示す作製工程は第１の実施形態の図３（ａ）〜（ｅ）に示す工程と同様であるため、その説明を省略する。
【０１６１】
本実施形態の製造方法では、図３（ａ）〜（ｅ）に示す工程を行った後に、図２３（ｆ）に示す工程で、フォトレジスト８０ａの上から、第１透明部材アレー１０５の側壁形成ラインに該当するライン上を、ダイシング法により深さ２５０μｍ〜３００μｍまで切断し、ハーフカット溝を形成する。このダイシングには、１５μｍ〜３０μｍの厚みのダイシングブレード２５０を用いる。このときダイシング中のガラス切削屑を切断部冷却水流で除去できる場合は、切削面側のフォトレジスト８０ａは塗布してなくてもよい。
【０１６２】
最後に、図２３（ｇ）に示す工程で、両面のフォトレジスト８０ａ、８０ｂを除去液もしくはアッシングで除去する。以上のような工程を経ることで第１透明基材７４面上に縦横に第１透明部材２５が形成された第１透明部材アレー１０５が得られる。
【０１６３】
上記のような半導体撮像素子アレー２４５と第１透明部材アレー１０５とを接着し、個片化する工程は、第１の実施形態の図６（ａ）〜（ｇ）に示す工程と同様であるため、その図示および説明を省略する。
【０１６４】
個片化された半導体撮像装置７は、電極５０の上にバンプを形成して光学系構造体の接続部にＳＢＢ（スタッドバンプボンディング）法やＴＣＢ（加熱圧着ボンディング）法で取り付けるか、もしくは半導体撮像素子１５を基板上に導電性接着剤等で接着した後、電極５０と基板の半導体撮像素子接続端子との間をワイヤーボンドにより金属細線で接続して取り付けてもよい。
【０１６５】
また、半導体撮像素子アレー２４５と第１透明部材アレー１０５とは、紫外線照射で仮接着を行なった後、加熱で接着剤を最終硬化することにより接着してもよい。さらに、第１透明部材アレー１０５の個片化に、エネルギーの適正化を行って下層の半導体撮像素子１５表面にダメージを与えないレーザー光線を使用してもよい。
【０１６６】
上述した本実施形態の作製方法によれば、半導体撮像素子をパッケージに収納した半導体撮像装置に比べて小型化が図れるとともに第１、透明部材２５を直接半導体撮像素子１５に取り付けるために薄型化が実現できる。かつ第１透明部材２５の外枠底面の幅を狭くできるため、半導体撮像素子１５の面積を一層小さくできる。さらに安価でバラツキの小さい半導体撮像装置７が得られる。
【０１６７】
なお、本発明の各構成材料としては、第１の実施形態から第６の実施形態までの説明で述べたものに限定されずに、各構成材料として本発明の目的を実現するために必要とする機能ないしは性質を有するものであれば、公知の材料のなかから任意に適用しうることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明の半導体撮像装置の製造方法では、防塵用光学部材の作製と半導体撮像素子アレーへの接着とを一括して行うことができる。また、この方法により作製された半導体撮像装置は、小型および薄型化が可能であるだけでなく、製造方法の簡略化による低コスト化を実現することができ、ディジタルカメラや携帯電話等への利用可能性は高い。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】第１の実施形態における半導体撮像装置の全体構成を示す概略斜視図である。
【図２】（ａ）は第１の実施形態における半導体撮像装置の形状を説明するための概略平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態において第１透明部材アレーを作製する工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、第１の実施形態における第１透明部材アレーの形状を示す概略平面図であって、（ｂ）は、図４（ａ）に示す構造のうちＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【図５】（ａ）は、第１の実施形態における半導体撮像素子アレーの形状を示す概略平面図であって、（ｂ）は、図５（ａ）に示す構造のうちＣ−Ｃ線に沿った断面を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｇ）は、第１の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法の変形例を示す断面図である。
【図８】第２の実施形態における半導体撮像装置の全体構成を示す概略斜視図である。
【図９】（ａ）は第２の実施形態における半導体撮像装置の形状を説明するための概略平面図であり、（ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｇ）は、第２の実施形態において、第１透明部材アレー１０１を作製する工程を示す断面図である。
【図１１】（ａ）は、第２の実施形態における第１透明部材アレーの形状を示す概略平面図であって、（ｂ）は、図１１（ａ）に示す構造のうちＥ−Ｅ線に沿った断面を示す図である。
【図１２】（ａ）は、第２の実施形態における半導体撮像素子アレーの形状を示す概略平面図であって、（ｂ）は、図１２（ａ）に示す構造のうちＦ−Ｆ線に沿った断面を示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｇ）は、第２の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法を示す断面図である。
【図１４】（ａ）は、第３の実施形態における半導体撮像装置の全体構成を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、図１４（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った断面を示す図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施形態において第１透明部材アレーを作製する工程を示す断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｇ）は、第３の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法を示す断面図である。
【図１７】（ａ）は、第４の実施形態における半導体撮像装置５の全体構成を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、図１７（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った断面を示す図である。
【図１８】（ａ）〜（ｅ）は、第４の実施形態において第１透明部材アレーを作製する工程を示す断面図である。
【図１９】（ａ）〜（ｇ）は、第４の実施形態において、第１透明部材アレーと半導体撮像素子アレーとを接着する方法を示す断面図である。
【図２０】（ａ）は、第５の実施形態における半導体撮像装置の形状を説明するための概略平面図であり、（ｂ）は、図２０（ａ）のＪ−Ｊ線に沿った断面を示す図である。
【図２１】（ａ）、（ｂ）は、第５の実施形態において第１透明部材アレーを作製する工程を示す断面図である。
【図２２】（ａ）は、第６の実施形態における半導体撮像装置の形状を説明するための概略平面図であり、（ｂ）は、図２２（ａ）のＫ−Ｋ線に沿った断面を示す図である。
【図２３】（ａ）〜（ｇ）は、第６の実施形態において、第１透明部材が複数配置する第１透明部材アレー１０５を作製する工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１〜７          半導体撮像装置
１０〜１５      半導体撮像素子
２０〜２５      第１透明部材
３０            撮像領域
３５            周辺回路領域
４０、４１      紫外線硬化型接着剤
５０            電極
６０            中空部
６５            外枠
７０〜７４      第１透明基材
８０ａ、８０ｂ  フォトレジスト
９０            第１透明部材周辺溝
１００〜１０５    第１透明部材アレー
１１０、１１１    半導体基板
１２０            加工面
１３０            鏡面
１５０            ソルダーペースト
１６０            第１金属層
１７０            第２金属層
１８０            樹脂成形金型
１９０            透明樹脂
２００            透明接着剤
２１０            第２透明部材
２３０            ダイシングレーン
２４０〜２４５    半導体撮像素子アレー
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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