(57)【要約】【課題】組立工程の工程数を増加させることなく、赤外線カットフィルタを装着した固体撮像素子の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】半導体基板１のスクライブライン５によって区画された各領域１ａに受光素子を形成し、受光素子の形成領域１ａを被ってカラーフィルタ２を積層する。そして、エポキシ接着剤等の透光性を有する樹脂層３によって、受光素子の形成領域１ａを被ってガラス材やプラスチック材などの透明基板４ａの表面に赤外線反射薄膜４ｂを蒸着した赤外線カットフィルタを固着した積層体を形成する。この積層体をスクライブラインに沿って切断して、個々の固体撮像素子に分断することで、大量の固体撮像素子を製造する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面上のスクライブラインによって区画される各領域に受光素子を形成すると共に、その受光素子の形成領域を被ってカラーフィルタを積層する第１の工程と、
前記受光素子の形成領域を被う赤外線カットフィルタを透光性を有する樹脂層を介して固着した積層体を形成する第２の工程と、
前記積層体を前記半導体基板のスクライブラインに沿って切削して前記積層体を分割する第３の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
半導体基板の表面上のスクライブラインによって区画される各領域に受光素子を形成すると共に、隣接する前記受光素子間に前記スクライブラインを跨って内部配線を形成する第１の工程と、
前記受光素子の形成領域を被ってカラーフィルタを積層する第２の工程と、
透光性を有する絶縁樹脂層を介して、前記受光素子の形成領域を被い、可視光を透過し赤外線を遮断する上部支持基体を固着する第３の工程と、
前記半導体基板の一部をスクライブラインに沿って除去した後、前記半導体基板裏面に絶縁樹脂層を介して下部支持基体を固着した積層体を形成する第４の工程と、
前記上部支持基体の一部を残して、前記スクライブラインに沿って、前記絶縁樹脂及び内部配線の一部を露出させる溝を形成する第５の工程と、
前記半導体基板裏面及び前記溝を覆って金属膜を成膜し、この金属膜をパターンニングして外部配線を形成する第６の工程と、
前記スクライブラインに沿って切削して前記積層体を分割する第７の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤ等の固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線カットフィルタは、入射光に含まれている赤外線成分を除去するためのもので、現在、ＴＶカメラやデジタルスチルカメラに一般的に使用されているカラー固体撮像素子では必須のものである。もし、この赤外線カットフィルタが無い場合、入射光に赤外線が含まれているため、固体撮像素子１００は赤外線に対して感度を持ち、固体撮像素子１００の出力には可視光の成分のみでなく赤外線による誤差成分も含まれることになる。これは、特に電球光などの熱源による発生光について言うことができ、色再現を正確に行うことができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の固体撮像素子ではパッケージの表面に赤外線カットフィルタが貼り付けられ、これにより、組立工程の工程数が増加する。本発明は、上記の欠点に鑑み、組立工程の工程数を増加させることなく、赤外線カットフィルタを装着した固体撮像素子の製造方法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、半導体基板の表面上のスクライブラインによって区画される各領域に受光素子を形成すると共に、その受光素子の形成領域を被ってカラーフィルタを積層する第１の工程と、前記受光素子の形成領域を被う赤外線カットフィルタを透光性を有する樹脂層を介して固着した積層体を形成する第２の工程と、前記積層体を前記半導体基板のスクライブラインに沿って切削して前記積層体を分割する第３の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は、本発明の固体撮像素子の製造方法における第１の実施形態を示す工程順断面図である。本実施形態は、受光素子形成工程、赤外線カットフィルタ積層工程並びにダイシング工程とからなる。
【０００６】
まず、受光素子形成工程では、図１に示すように半導体基板１の表面上のスクライブラインによって区画される各領域１ａに受光素子を形成する。その受光素子の形成領域１ａを被ってカラーフィルタ２を積層する。半導体基板１は、シリコン、砒化ガリウム等の一般的な半導体材料とすることができ、例えば、受光素子であるＣＣＤのような集積回路の形成は、周知の半導体プロセスによって行うことができる。
【０００７】
赤外線カットフィルタ積層工程では、図２に示すようにエポキシ接着剤等の透光性を有する樹脂層３によって、受光素子の形成領域１ａを被って赤外線カットフィルタを固着する。赤外線反射薄膜のカラーフィルタ上への蒸着は、カラーフィルタの材料が樹脂であるため高温プロセスになじまないので、接着剤による固着方法としたものである。本例では、赤外線カットフィルタはガラス材やプラスチック材などの透明基板４ａの表面に赤外線反射薄膜４ｂを蒸着した基板としている。このとき、赤外線反射薄膜４ｂへの傷を防ぐため透明基板４ａを上にして固着しているが、もちろん、透明基板４ａを下にして固着することも可能である。また、赤外線カットフィルタは、透明基板の表面に赤外線反射薄膜を蒸着すると共に、その上にさらに透明基板をエポキシ接着剤で固着して挟んだ積層体基板としたものとすることや、赤外線を吸収する材料にて構成した透明平板とすることも可能である。
【０００８】
その後、図示していないが、コンタクトホールを形成して電極パッドを開口し、固体撮像素子内の受光素子と固体撮像素子外との電気的な接続をする。
【０００９】
ダイシング工程では、図３に示すように積層体をスクライブラインに沿って切断して、個々の固体撮像素子に分断する。これにより、大量の固体撮像素子が安価に製造できる。
【００１０】
図４乃至図１１は、本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態を示す工程順断面図である。本実施形態は、受光素子形成及び内部配線形成工程、第１の積層体形成工程、研磨工程、第２の積層体形成工程、切削工程、金属膜成膜工程及び端子形成工程並びにダイシング工程とからなる。
【００１１】
まず、受光素子形成及び内部配線形成工程では、半導体基板１０の表面上のスクライブラインによって区画される各領域に受光素子を形成する。次いで、図４のように半導体基板１０の表面に、隣接する受光素子の境界、即ちスクライブラインを跨るように、酸化膜を介して内部配線２６を形成する。この内部配線２６は、酸化膜に形成されるコンタクトホールを介して受光素子と電気的に接続される。さらに、図示していないが、受光素子の形成領域には各受光素子を被ってカラーフィルタを積層する。
【００１２】
第１の積層体形成工程では、図５のように半導体基板１０の表面にエポキシ接着剤等の樹脂層１２によって、上部支持基体１４を固着する。本例では、上部支持基体１４は、ガラス材やプラスチック材などの透明基板１４ａの表面に赤外線反射薄膜１４ｂを蒸着すると共に、その上にさらに透明基板１４ｄをエポキシ接着剤１４ｃで固着して挟んだ積層体としている。しかし、これに限られるものではなく、単にガラス材やプラスチック材などの透明基板の表面に赤外線反射薄膜を蒸着しただけのものとすることや、赤外線を吸収する材料にて構成した透明平板とすることも可能である。
【００１３】
研磨工程では、図６のように半導体基板１０を裏面からグラインダーによる機械的な研磨などを行い、半導体基板１０の厚みを薄くする。そして、図７のように半導体基板１０を裏面からスクライブラインに沿ってエッチングをして、内部配線２６が積層される酸化膜の表面が露出するように加工する。
【００１４】
第２の積層体形成工程では、図８のように半導体基板１０の裏面にエポキシ接着剤等の樹脂層１２によって、下部支持基体１６を固着した積層体を形成する。下部支持基体１６は、ガラス、プラスチック、金属又はセラミック等の半導体装置のパッケージングに用いることが可能な材料から適宜選択して用いることができる。そして、下部支持基体１６の裏面上に、後の工程でボール状端子２０を形成する位置に緩衝部材３２を形成する。この緩衝部材３２は、ボール状端子２０に係る応力を緩和するクッションの役割を果たす。緩衝部材３２の材料としては、柔軟性を有し、且つ、パターンニングが可能な材料が適し、感光性エポキシ樹脂を用いるのが好適である。
【００１５】
切削工程では、図９のように下部支持基体１６側から上部支持基体１４に達するまでダイシングソー等によって裏面側が広がるＶ字型に溝（切り欠き溝）２４を形成する。その結果、溝２４の内面に内部配線２６の端部が露出する。
【００１６】
金属膜成膜工程及び端子形成工程では、図１０のように溝２４が形成された下部支持基体１６側に金属膜３０を成膜する。この金属膜３０は溝２４の底面及び側面にも成膜され、内部配線２６と電気的に接続される。次いで、金属膜３０を所定の配線パターンにパターンニングして形状加工を行う。金属膜３０の材料としては、銀、金、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン、タンタル、タングステン等の半導体装置に対して一般的に用いることが可能な材料を主材料とすることができる。電気的抵抗値や材料の加工性を考慮した場合にはアルミニウムを用いることが好適である。
【００１７】
そして、下部支持基体１６の裏面上の緩衝部材３２以外の領域を覆うように保護膜３４を成膜する。保護膜３４としては、パターンニングできる材料が適しているため、緩衝部材３２と同じ感光性エポキシ樹脂等を用いることができる。次いで、下部支持基体１６の緩衝部材３２上に外部端子としてボール状端子２０を形成する。ボール状端子２０は、例えば、はんだ材料で形成され、既存の手法を用いて形成することができる。
【００１８】
ダイシング工程では、図１１のように溝２４の底部をスクライブラインとしてダイシングソー等を用いて積層体を切断して、個々の固体撮像素子に分断する。
【００１９】
以上の製造方法により、図１２に示す外観図のチップサイズパッケージの固体撮像素子となる。この固体撮像素子は、半導体基板１０の表面上に受光素子が形成され、その受光素子を被ってカラーフィルタが積層されたものをエポキシ等の樹脂層１２を介して上部支持基体１４と下部支持基体１６によって挟み込み、その側面から外部配線３０を取り出し、固体撮像素子の裏面に設けたボール状端子２０に接続した構造を有する。このとき、上部支持基体は、赤外線カットフィルタとしても機能する。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の固体撮像素子では独立の赤外線カットフィルタを不要にし、また光学系の設計の制約を緩和することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体撮像素子の製造方法における第１の実施形態の受光素子形成工程。
【図２】本発明の固体撮像素子の製造方法における第１の実施形態の赤外線カットフィルタ積層工程。
【図３】本発明の固体撮像素子の製造方法における第１の実施形態のダイシング工程。
【図４】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態の受光素子形成及び内部配線形成工程。
【図５】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態の第１の積層体形成工程。
【図６】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態の研磨工程。
【図７】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態のエッチング工程。
【図８】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態の第２の積層体形成工程。
【図９】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態の切削工程。
【図１０】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態の金属膜成膜工程及び端子形成工程。
【図１１】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態のダイシング工程。
【図１２】本発明の固体撮像素子の製造方法における第２の実施形態による固体撮像素子の外観図。
【符号の説明】
１：半導体基板、１ａ：受光素子、２：カラーフィルタ、３：樹脂層
４ａ：透明基板、４ｂ：赤外線反射薄膜、５：スクライブライン
１０：半導体基板、２６：内部配線、１２：樹脂層、１４：上部支持基体
１４ａ，１４ｄ：透明基板、１４ｂ：赤外線反射薄膜、１４ｃ：樹脂層
１６：下部支持基体、２０：ボール状端子、２４：溝、２８：内部配線の端部
３０：金属膜、３２：緩衝部材、３４：保護膜
１００：固体撮像素子
【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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