(57)【要約】【課題】  製造工程において大きな圧力が加わった際にも、充分な強度を有し、ガラス基板と貼り合された固体撮像素子ウエハの裏面を研磨する際の横すべり力に充分に耐えることのできる固体撮像装置及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  固体撮像素子と、この固体撮像素子の受光面に対向して配置された透明板と、前記固体撮像素子及び透明板の間の間隔を一定に保持するために、前記固体撮像素子の受光面の周辺部に枠状に配置されたスペーサと、このスペーサの外側の前記固体撮像素子及び透明板の間の空隙を封止する接着層とを具備する固体撮像装置において、前記接着層は、２００μｍ以上の幅を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子と、この固体撮像素子の受光面に対向して配置された透明板と、前記固体撮像素子及び透明板の間の間隔を一定に保持するために、前記固体撮像素子の受光面の周辺部に枠状に配置されたスペーサと、このスペーサの外側の前記固体撮像素子及び透明板の間の空隙を封止する接着層とを具備する固体撮像装置において、前記接着層は、２００μｍ以上の幅を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記接着層は、１０００μｍ以下の幅を有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記固体撮像素子は、５０μｍ〜１００μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記接着層は、エポキシ系樹脂、エポキシ−ウレタン系樹脂、及びイソシアネート系樹脂、シアノアクリレート系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種の樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項５】
複数の固体撮像素子が設けられた固体撮像素子ウエハと透明基板とを、個々の固体撮像素子の周辺部にスペーサを介在させた状態で、個々の固体撮像素子のスペーサの外側に設けられた接着層を介して貼り合せる工程、
前記固体撮像素子ウエハの裏面を研磨する工程、及び
前記接着層において、個々の固体撮像素子ごとに切断し、２００μｍ以上の幅を有する接着層により固体撮像素子と透明板の間の空隙の周縁が封止された固体撮像装置を得る工程
を具備することを特徴とする固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、固体撮像装置及びその製造方法に係り、特に、大きい強度を有し、製造時に加わる力に耐えることの可能な固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いたデジタルカメラやビデオカメラが普及しているが、この固体撮像素子をＣＳＰ（チップサイズパッケージ）方式を用いて更に小型化する技術が開発されている。このような小型固体撮像素子は、携帯電話等の小型・軽量・薄型化が望まれる電子機器に内蔵するのに好適である。
【０００３】
小型固体撮像素子は、受光面に多数のマイクロレンズを設けた固体撮像素子チップと赤外カット透明ガラス板とが、間に一定の距離を維持するためのスペーサを介在させて、対向して配置され、間隙部周縁が接着剤で封止された構造を有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このように構成される小型固体撮像素子は、直径２０〜３０μｍのシリコンウエハに複数の固体撮像素子チップを多面付けし、この固体撮像素子ウエハと赤外カット透明ガラス基板を、間にスペーサを介在させて接着層により貼り合せた後、固体撮像素子ウエハの裏面を研磨して薄くし、次いで固体撮像素子チップごとに切断することにより製造される。
【０００５】
この場合、固体撮像素子ウエハは、取り扱い上必要な強度の点から、当初は０．５ｍｍ程度の厚さである。しかし、固体撮像素子は出来るだけ薄いほうが、携帯電子機器に組み込む際に小さいスペースでよいために望ましい。
【０００６】
従って、当初０．５ｍｍ程度の厚さの固体撮像素子ウエハを研磨により、最終的には３０〜１００μｍ程度にすることが望まれる。
【０００７】
しかし、固体撮像素子ウエハの研磨は、赤外カット透明ガラス基板を貼り合せ、間に空間を含む構造として研磨される。このような空間を含む構造は強度が小さいため、研磨時に加わる力に耐えることができない。
【特許文献１】特開２００２−３２９８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情の下になされ、製造工程において大きな圧力が加わった際にも、充分な強度を有し、ガラス基板と貼り合された固体撮像素子ウエハの裏面を研磨する際の横すべり力に充分に耐えることのできる固体撮像装置及びそ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】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、固体撮像素子と、この固体撮像素子の受光面に対向して配置された透明板と、前記固体撮像素子及び透明板の間の間隔を一定に保持するために、前記固体撮像素子の受光面の周辺部に枠状に配置されたスペーサと、このスペーサの外側の前記固体撮像素子及び透明板の間の空隙を封止する接着層とを具備する固体撮像装置において、前記接着層は、２００μｍ以上の幅を有することを特徴とする固体撮像装置を提供する。
【００１０】
このような固体撮像装置において、接着層は、１０００μｍ以下の幅を有することが望ましい。また、固体撮像素子は、５０μｍ〜１００μｍの厚さを有することが望ましい。
【００１１】
接着層は、エポキシ系樹脂、エポキシ−ウレタン系樹脂、及びイソシアネート系樹脂、シアノアクリレート系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種の樹脂からなるものとすることができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、複数の固体撮像素子が設けられた固体撮像素子ウエハと透明基板とを、個々の固体撮像素子の周辺部にスペーサを介在させた状態で、個々の固体撮像素子のスペーサの外側に設けられた接着層を介して貼り合せる工程、前記固体撮像素子ウエハの裏面を研磨する工程、及び前記接着層において、個々の固体撮像素子ごとに切断し、２００μｍ以上の幅を有する接着層により固体撮像素子と透明板の間の空隙の周縁が封止された固体撮像装置を得る工程を具備することを特徴とする固体撮像装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、固体撮像素子と透明板とを接着する接着層の幅を２００μｍ以上にすることにより、固体撮像装置の製造工程において複数の固体撮像素子が設けられた固体撮像素子ウエハの裏面を研磨する際に、横すべり力に充分に耐えることができ、装置の薄型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図である。図１において、固体撮像素子チップ１の上面（受光面）には、複数のマイクロレンズ２が設けられており、これらマイクロレンズ２に対向して、透明板、即ち赤外カット透明ガラス板３が配置されている。なお、固体撮像素子チップ１としては、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサを用いることができる。固体撮像素子チップ１の厚さは、例えば、５０μｍ〜１００μｍであるのが好ましい。薄すぎると強度的に問題が生じ、厚すぎると、薄型機器への組み込みが困難となる。
【００１６】
固体撮像素子チップ１と赤外カット透明ガラス板３の間には、枠状のスペーサ４が介在しており、両者の間隔を一定に保持している。また、スペーサ４の外側の固体撮像素子チップ１と赤外カット透明ガラス板３の間隙は、例えば紫外線硬化性樹脂を硬化させてなる接着層５により封止されている。
【００１７】
接着層５を構成する材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、エポキシ−ウレタン系樹脂、及びイソシアネート系樹脂、シアノアクリレート系樹脂を挙げることができる。これらは、増感剤を含むモノマーからなる接着剤に紫外線を照射して重合することにより得ることができる。
【００１８】
この接着剤層５の幅は、２００μｍ以上である。２００μｍ未満では、固体撮像装置の強度が不十分となる。特に、固体撮像装置の製造工程において、固体撮像素子ウエハと透明基板の貼り合せた構造のウエハ裏面を研磨する際に、横すべり力に充分に耐えることができない。即ち、透明基板側を保持してウエハ裏面の研磨を行う場合に、ウエハと透明基板とがずれてしまう。
【００１９】
なお、接着剤層５の幅の上限は、１０００μｍであるのが好ましい。
【００２０】
固体撮像素子チップ１の上面周辺部には、固体撮像素子の配線電極９が設けられ、また、底面周辺部には裏面電極（図示せず）が設けられており、これら配線電極９及び裏面電極を接続するために、固体撮像素子チップ１の側面を通って底面周辺部に延びる側壁周り配線層６が形成されている。また、固体撮像素子チップ１の底面周辺部における側壁周り配線層６の部分には、外部接続用バンプ７が形成されている。
【００２１】
このような構造の側部及び底部は、ソルダーレジストからなる絶縁層８により被覆されている。
【００２２】
以上のように構成される固体撮像装置は、次のような製造プロセスにより製造される。
【００２３】
即ち、まず、複数の固体撮像素子チップが設けられ、その上面に複数のマイクロレンズが形成された固体撮像素子ウエハ１１と、このウエハ１１と同程度のサイズの透明ガラス基板１２を準備する。次いで、これら固体撮像素子ウエハ１１と透明ガラス基板１２とを、その間に個々の固体撮像素子チップごとにその周辺を囲むように枠状のスペーサ１３を介在させて、スペーサ１３の外側に例えば増感剤を含むモノマーからなる接着剤を塗布して貼り合せる。
【００２４】
次いで、紫外線を照射して接着剤を硬化させることにより、固体撮像素子ウエハ１１と透明基板１２との間の距離は接着層１４により固定される。この状態の構造を図２に示す。
【００２５】
なお、接着層１４の幅は、個々の固体撮像素子チップごとに切断された状態で２００μｍ以上になるようにされる。
【００２６】
その後、図２に示すように、貼り合された構造の固体撮像素子ウエハ１１の裏面を研磨する。この研磨により、０．５ｍｍ程度の厚さの固体撮像素子ウエハ１１が、５０〜１００μｍ程度の厚さに薄くされる。
【００２７】
この研磨の際には、接着層１４の幅が、個々の固体撮像素子チップごとに切断された状態で２００μｍ以上になるように広く形成されているので、加わる横すべり力に充分に耐えることができ、固体撮像素子ウエハ１１と透明ガラス基板１２の位置関係がずれることがない。
【００２８】
次に、図３に示すように、接着層１４の切断個所Ａの位置で、固体撮像素子チップごとに、ダイシング装置により切断する。なお、図３において、参照符号１５は、外部に接続される配線電極を示す。
【００２９】
その後、図４に示すように、側壁周り配線層６及びソルダーレジストからなる絶縁層８を形成し、絶縁層８に形成された孔を通して外部接続用バンプ７を形成することにより、図１に示すような１つの固体撮像素子チップを備える固体撮像素子が製造される。
【００３０】
以上説明した固体撮像装置の製造プロセスによると、複数の固体撮像素子チップが設けられた固体撮像素子ウエハ１１と透明ガラス基板１２とが、幅の広い接着層１４により強固に張り合せ・固定されているので、その後の固体撮像素子ウエハ１１の裏面の研磨の際に構造に加わる横すべり力に充分に耐えることができ、固体撮像素子ウエハ１１を充分に薄くすることができる。また、それにより固体撮像装置の薄型化が達成され、その結果、携帯電子機器への組み込みを容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す固体撮像装置の製造工程における固体撮像素子ウエハと透明ガラス基板が貼り合された状態を示す断面図である。
【図３】図２に示す構造を個々の固体撮像素子ごとに切断する状態を示す断面図である。
【図４】図１に示す固体撮像装置の端部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…固体撮像素子チップ、２…マイクロレンズ、３…赤外カット透明ガラス板、４，１３…スペーサ、５，１４…接着層、６…側壁周り配線層、７…外部接続用バンプ、８…絶縁層、９，１５…配線電極、１１…固体撮像素子ウエハ、１２…透明基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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