(57)【要約】【課題】  組み立て後の画像欠陥を大幅に改善する固体撮像装置の製造方法を提供する。【解決手段】  固体撮像装置の製造方法は、複数の固体撮像素子が形成された半導体ウェハを準備する準備工程と、前記半導体ウェハをダイシングして個片化するダイシング工程と、前記ダイシング工程により個片化された前記複数の固体撮像素子のそれぞれをパッケージ内に接合する接合工程と、前記固体撮像素子を接合したパッケージを洗浄する洗浄工程と、前記洗浄したパッケージに封止部材を装着して該パッケージ内に固体撮像素子を密封する密封工程とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体撮像素子が形成された半導体ウェハを準備する準備工程と、
前記半導体ウェハをダイシングして個片化するダイシング工程と、
前記ダイシング工程により個片化された前記複数の固体撮像素子のそれぞれをパッケージ内に接合する接合工程と、
前記固体撮像素子を接合したパッケージを洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄したパッケージに封止部材を装着して該パッケージ内に固体撮像素子を密封する密封工程と
を有する固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
さらに、前記洗浄工程の前に、前記固体撮像素子の表面を親水化する親水化工程を有する請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記親水化工程は低ダメージプラズマ処理条件によるプラズマ処理である請求項２記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記洗浄工程は、少なくとも１回の超音波洗浄を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記洗浄工程は、それぞれが異なる周波数による少なくとも２回の超音波洗浄を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の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、固体撮像装置の製造方法に関し、より詳しくは、固体撮像素子のパッケージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像装置の組立工程では、複数の固体撮像素子が形成されている半導体ウェハをダイシング処理によって、個々の半導体チップ（固体撮像素子）に個片化した後に、固体撮像素子をセラミック等で形成されるパッケージに収納する。このパッケージへの収納は、個片化した固体撮像素子を銀ペースト等でパッケージに接合させた後、固体撮像素子のパッド部分とパッケージのインナーリード部分を金線等のワイヤーボンディングにより結線するワイヤーボンディング工程を経て、ガラスもしくは光学部品等の封止部材をパッケージに装着して固体撮像素子をパッケージ内に密封することにより行われる。
【０００３】
上述のダイシング処理において、純水を流して切削屑を半導体ウェハ外へ流去させる際に、半導体ウェハ上に乾燥領域が発生し、該乾燥領域に切削屑が、付着する場合がある。そのような乾燥領域を無くすために、ダイシング処理前に半導体ウェハの表面にプラズマ処理を施すことにより、ウェハ表面を親水化することが知られている。（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３３５４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の製造工程では、ダイシング処理で発生する切削屑やその他の異物が、封止部材によるパッケージの密封前に固体撮像素子及びパッケージの内側に付着し、組み立て後の画像欠陥が発生する恐れがある。
【０００６】
そのため、これらの異物を除去する必要があるが、溶剤を用いた場合には、固体撮像素子を侵食・溶解することから生じる光学特性劣化の可能性があるとともに、製造コストが上がってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、組み立て後の画像欠陥を大幅に改善する固体撮像装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、固体撮像装置の製造方法は、複数の固体撮像素子が形成された半導体ウェハを準備する準備工程と、前記半導体ウェハをダイシングして個片化するダイシング工程と、前記ダイシング工程により個片化された前記複数の固体撮像素子のそれぞれをパッケージ内に接合する接合工程と、前記固体撮像素子を接合したパッケージを洗浄する洗浄工程と、前記洗浄したパッケージに封止部材を装着して該パッケージ内に固体撮像素子を密封する密封工程とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、組み立て後の画像欠陥を大幅に改善する固体撮像装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の実施例による固体撮像素子のパッケージへの接合工程を説明するための図である。
【００１２】
図１（Ａ）は、本実施例によるプラズマ処理を行う前の半導体ウェハ１の断面図である。
【００１３】
半導体ウェハ１は、例えば、直径６インチ、厚さ５００μｍのシリコンウェハである。半導体ウェハ１には、複数列複数行にわたって固体撮像素子１２が形成されている。
【００１４】
固体撮像素子１２は、例えば、ＣＣＤ型の固体撮像素子であり、多数の光電変換素子、光電変換素子で発生する信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送装置（ＶＣＣＤ）、各光電変換素子上に形成されるマイクロレンズ３２等を含む受光領域、ＶＣＣＤによって転送された信号電荷水平方向に転送する水平電荷転送装置及び出力アンプ等を含む周辺回路を含んで構成される。なお、固体撮像素子１２は、ＣＣＤ型に限らず、ＭＯＳ型等でも良い。
【００１５】
マイクロレンズ３２は、固体撮像素子１２に形成される多数の光電変換素子のそれぞれに対応して、固体撮像素子１２の表面に形成される。マイクロレンズ３２は、例えば、透明樹脂層を平坦化膜上に形成した後、この透明樹脂層をフォトリソグラフィ法等によって所定形状にパターニングした後に、リフローさせることによって形成される。
【００１６】
図１（Ｂ）は、光電変換素子１２をパッケージ１９に接合した状態を示す概略図である。
【００１７】
まず、半導体ウェハ１に対してダイシング処理を行い、各チップが一つの光電変換素子１２を含むように個片化する。次ぎに、個片化した光電変換素子１２のチップを、セラミック又はプラスチック等で形成されるパッケージ１９に、銀ペースト１８等で固定する。
【００１８】
その後、パッケージ１９と光電変換素子１２を電気的に接続するためのワイヤーボンディング工程を行う。ワイヤーボンディング工程は、パッケージ１９に設けられるインナーリード部２０と固体撮像素子１２に設けられるパッド部１７とを、金線又はアルミ線等のワイヤーボンディング２１で接続することで行われる。
【００１９】
この時、図に示すように、パッケージ１９内及び光電変換素子１２上には、サイズの大きい異物５１とサイズの小さい異物５２とが多数存在する。サイズの大きい異物５１は、例えば、半導体ウェハ１の切削時に発生するシリコン切削屑等であり、その大きさは数μｍ〜数十μｍ程度である。サイズの小さい異物５２は、例えば、パッケージ１９の材料であるセラミックやＳＵＳ系の異物等であり、その大きさは、１μｍ〜数μｍ程度である。
【００２０】
図２は、パッケージ１９に接合された光電変換素子１２に対する親水化処理を説明するための概略図である。
【００２１】
多数の異物５１及び５２が付着したパッケージ１９に接合された光電変換素子１２を、減圧方式のＯ２プラズマチャンバーにセットし、親水化処理を施す。ここでのプラズマ処理条件は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電源出力を５０（Ｗ）、チャンバー内真空度２０（Ｔｏｒｒ）、処理に用いるガス流量を１０（ｍｌ／ｍｉｎ）とする。このようなプラズマ処理条件下で、例えば、プラズマ照射時間を１０（ｓｅｃ）とする。なお、プラズマ処理に用いるガスは、Ｏ２ガスに限らず、Ｏ２＋Ａｒ混合ガスでも良い。
【００２２】
上記のプラズマ処理により、固体撮像素子１２の表面に形成されるマイクロレンズ３２に対して親水化処理が施される。マイクロレンズ３２は、例えば、高さ１μｍで、直径３μｍ程度である。上記条件により、マイクロレンズ３２の表面が、０．０３μｍ程度エッチングされるが、マイクロレンズ３２の高さの約３％程度であるので、マイクロレンズ３２の光学特性にはほとんど影響がない。
【００２３】
なお、上記プラズマ条件程度以上の処理条件では、急激な反応によって、上記プラズマ処理の目的である光電変換素子１２の表面の親水化以外の影響、具体的には、マイクロレンズ３２の光学的特性の劣化及び固体撮像素子１２の電気特性劣化が生じる恐れがある。よって、本実施例におけるプラズマ処理は、上述のような低ダメージプラズマ条件であることが必要である。ここで低ダメージプラズマ条件とは、例えば、有機物のエッチングが３００Å以下に抑えられるプラズマ処理条件である。
【００２４】
なお、上記の親水化処理は、プラズマ処理に限らない。例えば、紫外放射（ＵＶ）とオゾン（Ｏ３）を用いた光オゾン法により、表面改質を行い接着材４及びマイクロレンズ３２の表面を親水化しても良い。
【００２５】
通常の状態では、固体撮像素子１２の表面（マイクロレンズ３２）は親水基を持たず後に行う洗浄工程における洗浄水をはじいてしまい、物理的な圧力で異物５１及び５２が流れ出した場合に、再度固体撮像素子１２の表面（マイクロレンズ３２）に付着してしまう場合がある。しかし、上述の親水化処理を行うことにより、固体撮像素子１２の表面（マイクロレンズ３２）の表面を改質して、親水化し、洗浄水をはじかなくして洗浄性を高めることができる。また、付着した汚染物等を高い物理的圧力を必要とせずに洗い流すことができるようになる。
【００２６】
図３は、本実施例による第１の洗浄工程を表す図である。図中矢印で洗浄水の流れを示す。
【００２７】
親水化処理を施したパッケージ１９に接合された光電変換素子１２を、第１の超音波洗浄槽４０にセットし、第１の洗浄工程を行う。第１の超音波洗浄槽４０は、例えば、１００ＫＨｚの高い周波数で超音波洗浄を行うための水槽である。この第１の超音波洗浄槽４０で、親水化処理を施したパッケージ１９に接合された光電変換素子１２を、例えば、６０秒間洗浄する。この高い周波数の超音波洗浄により、サイズの小さい異物５２を流しだすことが出来る。また、サイズの大きい異物５１を次の第２の洗浄工程において外部に排出しやすくする。長時間の超音波洗浄を行うと、固体撮像素子１２にクラック等の欠陥が生じる恐れがあるので、本実施例では、６０秒と比較的短時間の洗浄を行う。
【００２８】
図４は、本実施例による第２の洗浄工程を表す図である。図中矢印で洗浄水の流れを示す。
【００２９】
第１の洗浄工程を経たパッケージ１９に接合された光電変換素子１２を、第２の超音波洗浄槽４１にセットし、第２の洗浄工程を行う。第２の超音波洗浄槽４１は、例えば、８０ＫＨｚの低い周波数で超音波洗浄を行うための水槽である。この第２の超音波洗浄槽４１で、第１の洗浄工程を経たパッケージ１９に接合された光電変換素子１２を、例えば、６０秒間洗浄する。この低い周波数の超音波洗浄により、サイズの大きい異物５１を流しだすことが出来る。長時間の超音波洗浄を行うと、固体撮像素子１２にクラック等の欠陥が生じる恐れがあるので、本実施例では、６０秒と比較的短時間の洗浄を行う。
【００３０】
図５は、本実施例による第３の洗浄工程を表す図である。図中矢印で洗浄水の流れを示す。
【００３１】
第２の洗浄工程を経たパッケージ１９に接合された光電変換素子１２を、純水リンス槽４２にセットし、第３の洗浄工程を行う。純水リンス槽４２は、例えば、２３℃の純水で洗浄を行うための水槽である。この純水リンス槽４２で、第２の洗浄工程を経たパッケージ１９に接合された光電変換素子１２を、例えば、３００秒間洗浄する。
【００３２】
以上の第１〜第３の洗浄工程により、パッケージ１９内及び光電変換素子１２上に付着していた大きい異物５１及び小さい異物５２を完全に外部に排出することが出来る。
【００３３】
図６は、本実施例による乾燥工程を表す図である。
【００３４】
第３の洗浄工程を経たパッケージ１９に接合された光電変換素子１２に対して、図に示すように、例えば、１００℃の温風ブローを３００秒以上行い、乾燥させる。その後、ガラスもしくは光学部品等の封止部材をパッケージ１９に装着して固体撮像素子１２をパッケージ内に密封する。
【００３５】
以上、本発明の実施例によれば、固体撮像素子をパッケージ内に接合した後に、洗浄工程を行うので、パッケージ内の異物及び組立工程中に発生する固体撮像素子上の異物をパッケージ密封前に排除することが出来る。
【００３６】
また、本発明の実施例によれば、固体撮像素子をパッケージ内に接合した後に、親水化処理を行うので、高い物理的圧力による洗浄を必要としない。よって、超音波洗浄によりパッケージ内の異物及び組立工程中に発生する固体撮像素子上の異物を排除することが出来る。
【００３７】
また、本発明によれば、パッケージ内の異物及び組立工程中に発生する固体撮像素子上の異物を排除することができ、固体撮像装置のカメラ実装後の振動等による固体撮像素子への移動が懸念される異物を排除することが可能となる。よって、固体撮像装置の画像欠陥を大幅に低減することが出来る。
【００３８】
なお、実施例では、パッケージ１９を垂直方向にセットして洗浄工程を行ったが、これに限らず水平方向にセットして洗浄工程を行っても良い。
【００３９】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例による固体撮像素子のパッケージへの接合工程を説明するための図である。
【図２】パッケージ１９に接合された光電変換素子１２に対する親水化処理を説明するための概略図である。
【図３】本実施例による第１の洗浄工程を表す図である。
【図４】本実施例による第２の洗浄工程を表す図である。
【図５】本実施例による第３の洗浄工程を表す図である。
【図６】本実施例による乾燥工程を表す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…半導体ウェハ、１２…固体撮像素子、１７…パッド部、１８…銀ペースト、１９…パッケージ、２０…インナーリード部、２１…ワイヤーボンディング、３２…マイクロレンズ、４０…第１の超音波洗浄槽、４１…第２の超音波洗浄槽、４２…純水リンス槽、５１、５２…異物
【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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