(57)【要約】【課題】製造工程におけるマイクロレンズの損傷を有効に防止できる構造を有する光学装置用モジュールを実現する。【解決手段】本発明の光学装置用モジュール１は、マイクロレンズアレイ１１ｂを具備した有効画素領域１１ａを有する固体撮像素子１１と、透光性を有し有効画素領域１１ａを覆う透光性蓋部１２とを備えている。透光性蓋部１２は、接着部１４を介して固体撮像素子１１における有効画素領域１１ａの外部の領域に固定されており、有効画素領域１１ａと透光性蓋部１２とが隔てられている。また、接着部１４には、有効画素領域１１ａの外部に配置された電極パッド１６が埋蔵されている。【選択図】図１
2007129164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロレンズアレイを具備した有効画素領域を有する固体撮像素子と、
透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、
上記透光性被覆材は固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられていることを特徴とする光学装置用モジュール。
【請求項２】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置用モジュール。
【請求項３】
上記透光性被覆材の厚みは、３００μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置用モジュール。
【請求項４】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の光学装置用モジュール。
【請求項５】
上記固定部は上記有効画素領域を取り囲み、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することを特徴とする請求項１に記載の光学装置用モジュール。
【請求項６】
上記透光性被覆材は板状であり、
上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置用モジュール。
【請求項７】
上記固定部は、感光性接着剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学装置用モジュール。
【請求項８】
上記固体撮像素子は、上記有効画素領域の外部の領域に配置され当該固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された電極パッドと、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備え、
上記固定部は上記電極パッドを埋設していることを特徴とする請求項１に記載の光学装置用モジュール。
【請求項９】
マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有する固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材を固定する第１の工程を含み、
上記第１の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定部を介して固定することを特徴とする光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１０】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、１０μｍ以上であることを特徴とする請求項９に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１１】
上記透光性被覆材の厚みは、３００μｍ以上であることを特徴とする請求項９に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１２】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学装置用モジュール。
【請求項１３】
上記固定部を上記各有効画素領域を取り囲むように形成し、上記各有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することを特徴とする請求項９に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１４】
上記固定部は感光性接着剤を含むことを特徴とする請求項９に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１５】
上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子は、上記有効画素領域の外部の領域に配置され当該固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された電極パッドと、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備え、
上記第１の工程では、上記固体撮像素子に上記電極パッドを形成した後、上記電極パッドを埋設する上記固定部を形成することを特徴とする請求項９に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１６】
上記透光性被覆材のサイズは、上記半導体ウエハのサイズより大きいことを特徴とする請求項９に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学装置に撮像手段として搭載される光学装置用モジュール、および、光学装置用モジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年普及しているカメラ付き携帯電話等の光学装置には、固体撮像素子とレンズとを一体化した光学装置用モジュールが内蔵されている。特許文献１には、カメラに内蔵される光学装置用モジュール、すなわち、カメラモジュールが開示されている。
【０００３】
図９に基づいて、特許文献に１に記載のカメラモジュール１００について説明する。図９は、カメラモジュール１００の構造を示す断面図である。
【０００４】
図９に示すように、カメラモジュール１００は、イメージセンサ・チップ１０１、ガラス支持基板１０２、レンズ１０３を備えている。
【０００５】
ガラス支持基板１０２は、イメージセンサ・チップ１０１の受光面１０１ａ上に接着固定されている。また、レンズ１０３は、該ガラス支持基板１０２上に設けられている。該レンズ１０３に入射した光は、ガラス支持基板１０２を透過してイメージセンサ・チップ１０１上に集光され、上記受光面１０１ａ上に形成された光電変換素子により電気信号に変換される。ここで、ガラス支持基板１０２が、数百μｍ程度の薄いイメージセンサ・チップ１０１を支持し、製造工程において、該イメージセンサ・チップ１０１を容易にハンドリングすることを可能にしている。
【０００６】
図９に示すように、カメラモジュール１００は、さらに、電極パッド１０６、再配線１０７、および、バンプ電極１０８を備えている。電極パッド１０６は、イメージセンサ・チップ１０１の表面に配置され、該イメージセンサ・チップ１０１の入出力回路と接続されている。そして、イメージセンサ・チップ１０１の裏面から、電極パッド１０６へと至る、再配線１０７が形成されている。さらに、該再配線１０７のチップ裏面に表出した部位には、外部接続端子となるバンプ電極１０８が形成されている。
【０００７】
また、図９に示すように、レンズ１０３の湾曲した表面には、フィルター部材１０４が被着されている。フィルター部材１０４は、所定の波長領域の入射光を遮断するためのフィルター、具体的には、赤外線カットフィルター等として機能する。また、該フィルター部材１０４上には絞り部材１０５が配置されている。
【０００８】
上述したように、レンズ、イメージセンサ・チップ、ガラス支持基板等の構成部材をモジュール化することにより、小型で製造コストの低いカメラモジュール１００が実現されている。
【特許文献１】特開２００４‐２２６８７３号公報（公開日：平成１６年８月１２日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
最近の高集積画素化が進んだイメージセンサにおいては、微細なマイクロレンズをアレイ状に形成したマイクロレンズアレイをイメージセンサ・チップ（固体撮像素子）の有効画素領域に具備し、光電変換素子の集光性を高めることが不可欠となっている。
【００１０】
しかしながら、上記従来のカメラモジュール１００においては、数百μｍ程度のイメージセンサ・チップ１０１を支持するために、該イメージセンサ・チップ１０１の受光面上にガラス支持基板１０２が接着剤により直接貼り合わされている。このため、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ１０１に対して上記従来技術を適用すると、その製造工程において、マイクロレンズが容易に損傷を受けるという問題があった。
【００１１】
上記問題について具体的に説明すれば以下の通りである。
【００１２】
上記従来のカメラモジュール１００においては、その製造工程で、イメージセンサ・チップ１０１の表面にガラス支持基板１０２を接着剤により取り付ける。このため、該表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ１０１に対して上記従来技術を適用すると、ガラス支持基板１０２の取り付け時に、該ガラス支持基板１０２がマイクロレンズに接触して損傷を与えるという問題が生じる。また、このとき、イメージセンサ・チップ１０１の表面に形成されたマイクロレンズの周囲は、接着剤により満たされる。このため、該接着剤の固化時には、マイクロレンズも加熱され、この熱的ストレスによりマイクロレンズが容易に損傷を受けるという問題が生じる。
【００１３】
また、上記従来のカメラモジュール１００においては、イメージセンサ・チップ１０１の裏面から表面に至る貫通孔に、再配線１０７が設けられている。該貫通孔は、通常、イメージセンサ・チップ１０１の裏面からの深堀エッチングにより形成される。この深堀エッチングを行うためには、イメージセンサ・チップ１０１の表面にガラス支持基板１０２を取り付けた状態で、イメージセンサ・チップ１０１の裏面を研磨し、チップの厚みを薄くする必要がある。しかしながら、ガラス支持基板１０２を保持して、上述の裏面研磨のように、イメージセンサ・チップ１０１に対して機械的な力を作用させると、マイクロレンズに対して機械的ストレスが加わり、この機械的ストレスによりマイクロレンズに損傷を与えるという問題を生じる。
【００１４】
また、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ１０１に対して上記従来技術を適用した場合、以下のような問題も同時に生じる。
【００１５】
すなわち、ガラス支持基板１０２にダストが付着した場合、このダストがイメージセンサ・チップ１０１の表面に形成されたマイクロレンズに影を落とし、光電変換素子の集光性を低下させる。このため、製造環境におけるダスト排除のためのコストの上昇、あるいは、ダストによる不良発生率の上昇により、歩留まりの悪化を招来するという問題も生じる。
【００１６】
また、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ１０１に対して上記従来技術を適用した場合、上述したように該マイクロレンズの周囲は接着材で満たされる。このため、マイクロレンズを空気中で用いる場合と比べ、マイクロレンズの集光性能が低下するという問題も生じる。
【００１７】
また、上記従来のカメラモジュール１００においては、赤外線カットフィルタ等のフィルター部材１０４が、レンズ１０３の湾曲した表面に被着されている。このため、フィルター面も湾曲し、入射光の入射角によっては、当該フィルターの設計時に定められた所定のフィルター性能が十分に発揮されないという問題も生じる。
【００１８】
また、上記従来のカメラモジュール１００においては、イメージセンサ・チップ１０１の表面には電極パッド１０６が形成され、また、裏面には再配線１０７介して接続されたバンプ電極１０８が形成されるが、これらがイメージセンサ・チップ１０１の対向する２辺又は３辺に偏った場合、アセンブリ時の熱又は機械的ストレスで容易にイメージセンサ・チップ１０１に損傷を与えるという問題も生じていた。
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光電変換素子上にマイクロレンズを具備する固体撮像素子を備えた小型の光学装置用モジュールであって、その製造工程におけるマイクロレンズの損傷を有効に防止できる構造を有する光学装置用モジュールを実現することである。また、光電変換素子上にマイクロレンズが形成された固体撮像素子を備えた小型の光学装置用モジュールの製造方法であって、マイクロレンズの損傷を有効に防止する、歩留まりの良い製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る光学装置用モジュールは、上記課題を解決するために、マイクロレンズアレイを具備した有効画素領域を有する固体撮像素子と、透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、上記透光性被覆材は固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられていることを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、上記固定部の作用により、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられた状態で、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とが固定される。このため、上記構成によれば、上記透光性被覆材が上記マイクロレンズアレイに直接接触し、マイクロレンズアレイに損傷を与えることはない。
【００２２】
また、上記構成によれば、上記固定部の固体撮像素子側の一端は有効画素領域の外部の領域に固定されるため、上記有効画素領域と上記固定部とが熱的および機械的に直接接触することはない。従って、上記固定部が例えば接着剤であって、該接着剤固化時に上記固定部の温度が上昇することがあっても、マイクロレンズアレイに対して熱的ストレスを与えることはない。また、例えば固体撮像素子の裏面研磨等のために、上記透光性被覆材を保持した状態で、固体撮像素子に外部から機械的な力を作用させたとしても、マイクロレンズアレイに機械的ストレスを与えることはない。
【００２３】
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造工程にけるマイクロレンズアレイの損傷を防止できるという効果を奏する。
【００２４】
なお、上記光学装置用モジュールは、さらに、上記透光性被覆材の被写体側に配置された１つ以上のレンズとを備える構成としても良い。
【００２５】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
上記透光性被覆材の上記有効画素領域に対向する面（以下、下面）にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる領域は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の下面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、その影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低下する。
【００２７】
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の下面までの距離が１０μｍ以上になる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の下面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００２８】
また、上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材のレンズに対向する面（以下、上面）までの距離も１０μｍより大きくなる。従って、上述と同様の理由により、上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００２９】
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、あるいは、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。
【００３０】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記透光性被覆材の厚みは、３００μｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
上記透光性被覆材の上記レンズに対向する面（以下、上面）にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる画素は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の上面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、その影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低減する。
【００３２】
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の上面までの距離が３００μｍより大きくなる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００３３】
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、および、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。
【００３４】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計が小さい場合、上記透光性被覆材、および、上記固体撮像素子の厚みを十分に確保できないため、上記光学装置用モジュールの強度が低下して、プロセス搬送時における破損の可能性が高まる。また、逆に、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計が大きいと、光学装置用モジュールが大型化する。
【００３６】
従って、上記構成によれば、光学装置用モジュールの大型化を招来することなく、プロセス搬送に支障がない光学装置用モジュールを実現できるという更なる効果を奏する。
【００３７】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記固定部は上記有効画素領域を取り囲み、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することが好ましい。
【００３８】
上記構成によれば、上記有効画素領域上と上記透光性被覆材との間に形成される空間は上記固定部により密閉されるため、外部からダストなどの異物が上記空間へ侵入することはない。従って、外部から侵入した異物が上記マイクロレンズアレイに付着して不良画素領域が発生することを防止できるという更なる効果を奏する。
【００３９】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記透光性被覆材は板状であり、上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることが好ましい。
【００４０】
上記構成によれば、上記光学フィルターは、湾曲することなく、板状の透光性被覆材の表面に形成される。従って、上記構成によれば、任意の入射角の入射光に対し、設計時に定められた所定のフィルター性能を実現できるという更なる効果を奏する。
【００４１】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記固定部は、感光性接着剤を含むことが好ましい。
【００４２】
上記構成によれば、上記固定部が感光性接着剤を含むことから、上記固定部をフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に、かつ、効率良く形成することが可能になるという更なる効果を奏する。
【００４３】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記固体撮像素子は、上記有効画素領域の外部の領域に配置され当該固体撮像素子の出力端子に接続された電極パッドと、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備え、上記固定部は上記電極パッドを埋設していることが好ましい。
【００４４】
上記構成によれば、上記撮像素子の出力端子から出力された電気信号は、電極パッド、および、再配線を介して当該固体撮像素子の裏面に配置された外部接続端子に伝送される。
【００４５】
そして、上記構成によれば、上記電極パッドは、それ自身の上記固体撮像素子への結合力に加え、上記固定部の作用によっても固体撮像素子に固定される。このため、上記構成によれば、上記電極パッドの上記固体撮像素子への結合力を高めることができる。
【００４６】
上記構成を備えた光学装置用モジュールを製造するために、上記透光性被覆材を上記固体撮像素子に固定した状態で、上記固体撮像素子の裏面から上記電極パッドに至る貫通孔を形成し、この貫通孔に再配線を形成する製造方法が採用できる。このとき、電極パッドは上記固定部の作用により固体撮像素子に強く結合しているため、上記構成によれば、再配線の形成に際して上記電極パッドが上記固体撮像素子から離脱することを防止できるという更なる効果を奏する。
【００４７】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法は、上記課題を解決するために、マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有する固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材を固定する第１の工程を含み、上記第１の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定部を介して固定することを特徴としている。
【００４８】
上記第１の工程において、上記構成によれば、上記固定部の作用により、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられた状態で、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とが固定される。このため、上記構成によれば、上記透光性被覆材と上記固体撮像素子とを、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、固定することができる。
【００４９】
また、上記構成によれば、上記固定部の固体撮像素子側の一端は有効画素領域の外部の領域に固定されるため、上記有効画素領域と上記固定部とが熱的・機械的に直接接触することはない。従って、上記固定部が例えば接着剤であって、該接着剤固化時に上記固定部の温度が上昇することがあったとしても、マイクロレンズアレイに熱的ストレスを与えることはない。また、例えば固体撮像素子の裏面研磨等のために、上記透光性被覆材を保持した状態で、固体撮像素子に外部から機械的な力を作用させたとしても、マイクロレンズアレイに機械的ストレスを与えることはない。
【００５０】
従って、上記構成によれば、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、光学装置用モジュールを製造できるという効果を奏する。
【００５１】
なお、上記製造法は、上記透光性被覆材の上記半導体ウエハに対向する面とは反対側の面に、上記半導体ウエハにおける上記固体撮像素子の配列に対応して配列された複数のレンズからなるレンズ集合板を取り付ける第２の工程を含んでも良い。
【００５２】
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、１０μｍ以上であることが好ましい。
【００５３】
上記透光性被覆材の上記有効画素領域に対向する面（以下、下面）にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる領域は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の下面と上記有効画素領域との間の距離、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低下する。
【００５４】
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の下面までの距離が１０μｍ以上になる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の下面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００５５】
また、上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材のレンズに対向する面（以下、上面）までの距離も１０μｍより大きくなる。従って、上述と同様の理由により、上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００５６】
従って、上記構成によれば、製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、あるいは、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記製造方法により製造される光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。
【００５７】
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材の厚みは、３００μｍ以上であることが好ましい。
【００５８】
上記透光性被覆材の上記レンズに対向する面（以下、上面）にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる画素は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の上面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低減する。
【００５９】
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の上面までの距離が３００μｍより大きくなる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００６０】
従って、上記構成によれば、製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、および、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。
【００６１】
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましい。
【００６２】
上記構成によれば、光学装置用モジュールの大型化を招来することなく当該光学装置用モジュールの製造工程におけるダスト管理のためのコストの低減、および、上記透光性被覆材に付着したダストによる不良発生率の低減が可能であって、かつ、プロセス搬送に支障がない光学装置用モジュールを製造できるという更なる効果を奏する。
【００６３】
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記固定部を上記各有効画素領域を取り囲むように形成し、上記各有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することが好ましい。
【００６４】
上記構成によれば、上記第１の工程が完了すると、上記有効画素領域上と上記透光性被覆材との間に形成される空間は上記固定部により密閉される。従って、上記第１の完了後、当該空間へ外部からダストなどの異物が混入することを防止することができる。また、上記第１の工程の後に、薬液によるエッチング処理など、上記第１の工程により生成された構造体が薬液に晒される工程を含む場合でも、上記構成によれば、薬液によるマイクロレンズの損傷や汚染、あるいは、薬液による上記透光性被覆材の汚染を防止できるという更なる効果を奏する。
【００６５】
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材は板状であり、上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることが好ましい。
【００６６】
上記構成によれば、上記光学フィルターは、湾曲することなく板状の透光性被覆材の表面に形成されている。従って、上記構成によれば、任意の入射角の入射光に対して設計時に定められた所定のフィルター性能を実現する光学フィルターを備えた光学装置用モジュールを製造することができるという更なる効果を奏する。
【００６７】
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法においては、上記固定部は感光性接着剤を含むことが好ましい。
【００６８】
上記構成によれば、上記固定部が感光性接着剤を含むことから、上記固定部をフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に形成し、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とを効率良く固定することが可能になるという更なる効果を奏する。
【００６９】
本発明に係る光学装置用のモジュールの製造方法は、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子は、上記有効画素領域の外部の領域に配置され当該固体撮像素子の出力端子に接続された電極パッドと、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備え、上記第１の工程では、上記固体撮像素子に上記電極パッドを形成した後、上記電極パッドを埋設する上記固定部を形成することが好ましい。
【００７０】
上記構成によれば、上記電極パッドはそれ自身の上記固体撮像素子への結合力に加え、上記固定部の作用により、固体撮像素子に固定される。このため、上記構成によれば、上記電極パッドの上記固体撮像素子への結合力を高めることができる。
【００７１】
上記第１の工程の後に、上記固体撮像素子の裏面から上記電極パッドに至る貫通孔を形成し、この貫通孔に再配線を形成する製造方法が採用できる。このとき、電極パッドは、上記固定部の作用により固体撮像素子に強く結合しているため、上記構成によれば、再配線の形成に際して上記電極パッドが上記固体撮像素子から離脱することを防止できるという更なる効果を奏する。
【００７２】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材のサイズは、上記半導体ウエハのサイズより大きいことが好ましい。
【００７３】
上記構成によれば、製造工程において、半導体ウエハが外部の障害物に接触して損傷することを防止することができる。
【発明の効果】
【００７４】
本発明に係る光学装置用モジュールは、以上のように、マイクロレンズアレイを具備した有効画素領域を有する固体撮像素子と、透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、上記透光性被覆材は固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間には空間が形成されている。
【００７５】
従って、少なくとも、上記透光性被覆材が上記マイクロレンズアレイに直接接触し、マイクロレンズアレイに損傷を与えることはない。また、当該光学装置用モジュールの製造工程において、熱的ストレス、あるいは、機械的ストレスがマイクロレンズアレイに加わることを防止することができる。
【００７６】
また、本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法は、以上のように、マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有する固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材を固定する第１の工程を含み、上記第１の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定部を介して固定する。
【００７７】
従って、上記固体撮像素子と上記固体撮像素子とを、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、固定することができる。また、第１の工程に続く工程において、熱的ストレス、あるいは、機械的ストレスがマイクロレンズアレイに加わることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７８】
本発明に係る光学装置用モジュールの一実施形態について、図１から図３に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００７９】
図１は、本実施の形態に係る光学装置用モジュール１の断面図であり、図２は同光学装置用モジュール１の上面図である。また、図３は同光学装置用モジュール１の斜視図である。なお、図１に示した断面図は、図２および図３に示すように、光学装置用モジュール１のＸ−Ｘ’断面を示している。
【００８０】
図１に示すように、光学装置用モジュール１は、固体撮像素子１１、透光性蓋部１２（透光性被覆材）、および、レンズ１３を備えている。
【００８１】
固体撮像素子１１は、図１に示すように、後述の透光性蓋部１２と対向する面（以下、上面）の中央部付近に、光電変換素子を含む矩形上の有効画素領域１１ａを有している。有効画素領域１１ａは複数の画素に対応する複数のフォトダイオード等の光電変換素子を含み、各光電変換素子で受光した光を電気信号に変えて出力する。また、図１に示すように、有効画素領域１１ａは、該有効画素領域１１ａの表面を被覆する、複数のマイクロレンズをアレイ状に配置してなるマイクロレンズアレイ１１ｂを具備している。これにより、高い集光効率で、有効画素領域１１ａに入射した光を光電変換素子で電力に変換することができる。
【００８２】
透光性蓋部１２は、板状のガラスであり、図１に示すように、有効画素領域１１ａを被覆している。該透光性蓋部１２は、有効画素領域１１ａと隔てられた状態で、接着部１４（固定部）を介して固体撮像素子１１に接着固定されている。なお、透光性蓋部１２は、板状のガラスに限らず、透光性被覆材、すなわち、透光性を有し有効画素領域を被覆する透明部材であれば良い。該透光性蓋部１２と有効画素領域１１ａとの間には空気層１５が形成されている。
【００８３】
接着部１４としては、感光性接着材を用いることが可能であり、この場合、後述するように、接着部１４をフォトリソグラフィによって形成することができる。接着部１４は、図２に示す、有効画素領域１１ａの外部にあって該有効画素領域１１ａを取り囲む外周領域１１ｃ上に形成されており、該透光性蓋部１２と有効画素領域１１ａとの間の空気層１５（空間）を密閉している。
【００８４】
レンズ１３は、被写体の像を有効画素領域１１ａ上に結像させるよう入射光を屈折するための構成である。図１に示したように、レンズ１３は、当該レンズ１３と一体化したレンズ枠１３ａにより支持され、レンズ１３の結像距離と、レンズ１３と有効画素領域１１ａとの光学距離が一致する位置に保持されている。レンズ１３に入射した光は、透光性蓋部１２および空気層１５を透過して固体撮像素子１１の有効画素領域１１ａ上に集光され、該有効画素領域１１ａ上に形成された光電変換素子により電気信号に変換される。
【００８５】
図１に示すように、光学装置用モジュール１は、さらに、電極パッド１６、再配線１７、外部接続端子１８を備えている。
【００８６】
電極パッド１６は、図１に示すように、固体撮像素子１１における外周領域１１ｃに配置され、該固体撮像素子の入出力回路と接続されている。そして、固体撮像素子１１には、該固体撮像素子１１の裏面から電極パッド１６へと至る再配線１７が形成されている。さらに、該再配線１７の固体撮像素子１１裏面に表出した部分に、外部接続端子１８が形成されている。これにより、上記有効画素領域１１ａにおいて光電変換素子により生成された電気信号を、固体撮像素子１１の裏面に設けられた外部接続端子１８から取り出すことができる。
【００８７】
また、電極パッド１６は、上述した接着部１４に埋設されている。これにより、固体撮像素子１１の裏面からの再配線形成時に、電極パッド１６が固体撮像素子１１から離脱することを防止できる。なお、再配線１７の形成方法については後述する。
【００８８】
図１に示すように、光学装置用モジュール１は、さらに、光学フィルター１９を備えている。光学フィルター１９は、特定の波長領域の入射光を遮断するフィルターであり、例えば、赤外線を遮断する赤外線カットフィルターである。
【００８９】
光学フィルター１９は、図１に示すように、板状に形成された透光性蓋部１２上に形成されている。従って、表面の湾曲したレンズ１３に被着されている場合と異なり、光学フィルター１９は、任意の方向から入射する入射光に対して、設計時に定められた所定の性能で特定波長の入射光を遮断することができる。
【００９０】
なお、図１に示すように、光学装置用モジュール１において、光学フィルター１９は透光性蓋部１２の上面、すなわち、レンズ１３と対向する面に被着されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、光学フィルター１９を、透光性蓋部１２の下面、すなわち、有効画素領域１１ａと対向する面に被着する構成とすることも可能である。光学フィルター１９を透光性蓋部１２の下面に被着する場合、後述する製造工程において、光学フィルター１９に対する損傷やダストの付着を有効に防止できる。
【００９１】
また、光学フィルター１９の代わりに、透光性蓋部１２の上面、あるいは、下面に、中央に窓部を有する絞り部材を設けることも可能である。また、上記光学フィルター１９と上記絞り部材とを同時に備える構成としても良い。
【００９２】
次に、光学装置用モジュール１における、固体撮像素子１１、透光性蓋部１２、および、透光性蓋部１２と有効画素領域１１ａとの隔たり、すなわち、空気層１５の厚みに関して、さらに説明する。なお、以下の説明では、図１に示したように、固体撮像素子１１の厚みをｈ３、透光性蓋部１２の厚みをｈ２とする。また、空気層１５の厚みをｈ１とする。
【００９３】
はじめに、透光性蓋部１２に付着したダストが有効画素領域１１ａの光学特性に与える影響について述べる。
【００９４】
透光性蓋部１２の有効画素領域１１ａに対向する面（以下、下面）、あるいは、レンズ１３に対向する面（以下、上面）にダストが付着した場合、該ダストが有効画素領域１１ａ上に影を作り、上記有効画素領域１１ａにおいてこの影に含まれる領域は受光状態が悪い不良画素領域となる。
【００９５】
しかしながら、透光性蓋部１２の上面あるいは下面と有効画素領域１１ａとの間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域におけるダストの光学的な影響は低下する。従って、これらの距離をより大きく設定することにより、透光性蓋部１２にダストが付着した場合でも、有効画素領域１１ａの受光状態に実効的な影響を与えない光学装置用モジュール１を実現できる。
【００９６】
透光性蓋部１２の下面に付着したダストが有効画素領域１１ａの受光状態に実効的な影響を与えないようにするために、透光性蓋部１２の下面と有効画素領域１１ａとの間の距離ｈ１は、１０μｍ以上であることが好ましい。さらに、透光性蓋部１２の下面と有効画素領域１１ａとの間の距離ｈ１が２０μｍ以上であれば、透光性蓋部１２の下面に付着したダストが有効画素領域１１ａの受光状態に与える影響をより一層軽減できる。
【００９７】
また、透光性蓋部１２の厚みｈ２は、３００μｍ以上であることが好ましい。このとき、透光性蓋部１２の上面と有効画素領域１１ａとの間の距離は、少なくとも３００μｍ以上になるから、透光性蓋部１２の上面に付着したダストが有効画素領域１１ａの受光状態に実効的な影響を与えないようにすることができる。さらに、透光性蓋部１２の厚みｈ２が４００μｍ以上であれば、透光性蓋部１２の上面に付着したダストが有効画素領域１１ａの受光状態に与える影響をより一層軽減できる。
【００９８】
また、空気層１５の厚ｈ１、透光性蓋部１２の厚ｈ２、固体撮像素子１１の厚ｈ３の合計ｈ１＋ｈ２＋ｈ３は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましい。上記厚みの合計を６００μｍ以上８００μｍ以下に設定することで、光学装置用モジュール１の大型化を招来することなく、プロセス搬送時における光学装置用モジュール１の破損を防止できる。特に、１２ｉｎｃｈウエハでは上記厚みの合計を７００μｍ以上８００μｍ以下、８ｉｎｃｈウエハでは上記厚みの合計を６５０μｍ以上７５０μｍ以下、また、６ｉｎｃｈウエハでは上記厚みの合計を６００μｍ以上７００μｍ以下にすると良い。
【００９９】
次に、本実施の形態に係る光学装置用モジュール１の製造方法の概略について、図４に基づいて説明する。図４は、本実施の形態に係る光学装置用モジュール１の製造方法の概略を示す説明図である。
【０１００】
図４に示したように、当該製造方法においては、はじめに半導体ウエハ２１と透光性板材２２（透光性被覆材）とを固定する。
【０１０１】
ここで、半導体ウエハ２１は複数の固体撮像素子がアレイ状に配列された固体撮像素子の集合体である。半導体ウエハ２１における各個体撮像素子は、上述した固体撮像素子１１と同一の構成を有するので、ここでは説明を省略するとともに、各個体撮像素子の構成部材は固体撮像素子１１の構成部材の部材番号と同じ部材番号で参照する。また、半導体ウエハ２１において、各個体撮像素子１の有効画素領域１１ａが形成された面上に、予め電極パッド１６を形成し、電極パッド１６と固体撮像素子１１の出力端子とを電気的に接続しておく。
【０１０２】
また、透光性板材２２は板状に形成されたガラスであり、これを固体撮像素子１のサイズに分割したものが透光性蓋部１２に相当する。なお、透光性板材２２は板状のガラスに限らず、半導体ウエハ２１を被覆する透明部材であれば十分である。
【０１０３】
図４に示したように、本実施の形態に係る製造方法は、はじめに、半導体ウエハ２１に、透光性板材２２を、後述するように格子状にパターニングされた感光性接着剤２３（固定部）を介して接着固定する工程（第１の工程）を含む。感光性接着剤２３のパターニング処理、および、感光性接着材２３を固化して半導体ウエハ２１と透光性板材２２とを接着固定する処理は、フォトリソグラフィー技術として周知の塗布、露光、現像などの各処理により行なうことができる。これにより、光学装置用モジュール１における固定部の位置と、固定部の高さ（すなわち透光性蓋部１２と有効画素領域１１ａとの隔たり）を、高精度に調整できる。
【０１０４】
薄い半導体ウエハ２１に固定された透明性板材２２は、当該光学装置用モジュールの製造工程において、ウエハ支持体として機能する。これにより、半導体ウエハ２１を破損することなく搬送したり、また、後述する半導体ウエハ２１の裏面を研磨したりすることが可能になる。また、透光性板材２２のサイズは、半導体ウエハ２１のサイズより大きく、例えば半導体ウエハ２１のサイズより０．１〜２mm大きく設定するのが好ましい。これにより、製造工程、特に後述する半導体ウエハ２１の裏面を研磨する工程の後の製造工程において、半導体ウエハ２１が外部の障害物に接触して損傷することを防止することができる。
【０１０５】
ここで、感光性接着剤２３のパターニングに関して説明する。感光性接着材２３は、透光性板材２２の側に塗布しても良いし、あるいは、半導体ウエハ２１の側に塗布しても良い。そこで、感光性接着剤２３を透光性板材２２に塗布する場合については、図５を参照しながら説明し、感光性接着剤２３を半導体ウエハ２１に塗布する場合については、図６を参照しながら説明する。
【０１０６】
図５は透光性板材２２に感光性接着剤２３を塗布する場合の感光性接着剤２３のパターニングについて説明するための図である。ここで、図５（ａ）は透光性板材２２および半導体ウエハ２１の上面図、図５（ｂ）は透光性板材２２および半導体ウエハ２１のＹ−Ｙ’断面における断面図、図５（ｃ）は感光性接着剤２３の他のパターニングを示すための透光性板材２２および半導体ウエハ２１のＹ−Ｙ’断面における断面図である。
【０１０７】
図５（ｂ）に示すように、感光性接着材２３は、半導体ウエハ２１における固体撮像素子の境界２１ａに対応するスクラブラインを含む格子状領域に、接着後に感光性接着剤２３が各有効画素領域１１ａに接触しないよう塗布される。また、感光性接着剤２３は、図５（ｃ）に示すように、上記格子状領域からスクラブライン真上を除いた領域に塗布しても良い。
【０１０８】
図５（ｂ）に示した格子状領域に感光性接着剤２３を塗布する場合、接着面積が広くなる分、空気層１５の外部環境からの密閉度が向上するというメリットがある。一方、図５（ｃ）に示した領域に感光性接着剤２３を塗布する場合、接着領域の段差で発生する可能性のあるボイド（隙間）を抑制できるというメリットがある。
【０１０９】
図５（ｂ）や図５（ｃ）に示したような、透光性板材２２に接着材パターンを形成する場合には共通して、接着剤パターンが形成される面の平坦性により、現像残渣除去が容易になるというメリットがある。
【０１１０】
図６は半導体ウエハ２１に感光性接着剤２３を塗布する場合の感光性接着剤２３のパターニングについて説明するための図である。ここで、図６（ａ）は透光性板材２２および半導体ウエハ２１の上面図、図６（ｂ）は透光性板材２２および半導体ウエハ２１のＹ−Ｙ’断面における断面図、図６（ｃ）は感光性接着剤２３の他のパターニングを示す、透光性板材２２および半導体ウエハ２１のＹ−Ｙ’断面における断面図である。
【０１１１】
図６（ｂ）に示すように、感光性接着材２３は、半導体ウエハ２１における固体撮像素子の境界２１ａを含む格子状領域に、各有効画素領域１１ａに接触しないよう塗布される。また、感光性接着剤２３は、図６（ｃ）に示すように、上記格子状領域からスクラブライン真上を除いた領域に塗布しても良い。
【０１１２】
図６（ｂ）に示した格子状領域に感光性接着剤２３を塗布する場合、接着面積が広くなる分、空気層１５の外部環境からの密閉度が向上するというメリットがある。一方、図６（ｃ）に示した領域に感光性接着剤２３を塗布する場合、接着領域の段差で発生する可能性のあるボイド（隙間）を抑制できるというメリットがある。
【０１１３】
図６（ｂ）や図６（ｃ）に示したような、半導体ウエハ２１に接着材パターンを形成する場合には共通して、半導体ウエハ２１と透光性板材２２との位置合わせが容易になるというメリットがある。
【０１１４】
図５に示したパターニングを採用する場合も、図６に示したパターニングを採用する場合も、電極パッド１６は感光性接着剤２３に埋設されている。従って、感光性接着剤２３の固化時、あるいは、アニーリング時に、感光性接着剤２３からなる固定部がわずかに変形を被った場合でも、感光性接着剤２３による空気層１５の密閉が破れることを有効に防止することができる。
【０１１５】
なお、感光性接着剤２３の厚みは、固化後に１０μｍ以上の厚みを有するように設定されることが好ましく、固化後に２０μｍ以上の厚みを有するように設定されるとさらに好ましい。このように感光性接着剤の厚みを設定することで、透光性板材２２にダストが付着した場合でも、有効画素領域１１ａの受光状態に実効的な影響を与えない光学装置用モジュール１を製造することが可能になる。
【０１１６】
なお、感光性接着剤２３のパターンは上述のものに限らず、少なくとも半導体ウエハ２１に含まれる各個体撮像素子１１の有効画素領域１１ａの外部の領域と上記透光性板材２２とが感光性接着剤２３を介して固定されるものであれば良い。
【０１１７】
また、感光性接着剤２３はさらに難燃性を備えていることが好ましい。感光性接着剤２３として難燃性を有する感光性接着剤を用いて光学装置用モジュール１を製造することで、例えばＵＬ−９４に準拠した難燃性試験でＶ−０が確認できる、すなわち難燃性試験に合格となる光学装置用モジュール１を提供することができる。このような、光学装置用モジュール１は高温環境での使用が前提とされる光学装置にも、好適に利用できる。
【０１１８】
また、本実施の形態においては、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とを固定する固定部として、感光性接着剤２３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、シート状の感光性フィルムをフォトリソグラフィーでパターニングし、これを固定部として用いて、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とを固定することも可能である。また、印刷マスクを用いて固定部を印刷して形成することも可能である。
【０１１９】
図４に示したように、上記工程に続いて、半導体ウエハ２１の裏面研磨が行なわれる。半導体ウエハ２１の裏面研磨は、半導体ウエハ２１を数十μｍから数百μｍの厚さに薄膜化するための工程である。具体的には、透光性板材２２をウエハ支持体として、半導体ウエハ２１の裏面を、例えばバックグラインダーを用いて研磨する。なお、研磨後の半導体ウエハ２１の厚みは、半導体ウエハ２１の裏面から各電極パッド１６に至る貫通孔を深堀エッチングにより技術的な支障なく実用的な時間で形成することが可能な厚みであれば良い。
【０１２０】
上述したバックグラインダーによる研磨時には、半導体ウエハ２１とウエハ支持体である透光性板材２２との間に機械的なストレスが加わる。しかしながら、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とは有効画素領域１１ａの外部の領域において感光性接着剤２３を介して固定されているため、この機械的なストレスが有効画素領域１１ａ上のマイクロレンズアレイ１１ｂに作用することはない。従って、当該工程において、マイクロレンズアレイ１１ｂが損傷を受けることはない。
【０１２１】
続いて、図４に示したように、再配線１７および外部接続端子１８の形成する工程が行なわれる。再配線１７および外部接続端子１８の形成する工程について、図７を参照しながら説明する。ここで、図７（ａ）は、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とからなる構造体の上面図であり、図７（ｂ）から図７（ｄ）は該構造体のY−Y’断面を示す断面図であり、図７（ｅ）は外部接続端子１８形成後の該構造体を下面の状態を示す下面図である。
【０１２２】
図７（ｃ）に示したように、半導体ウエハ２１の裏面から各電極パッド１６に至る貫通孔１７ａを深堀エッチングにより形成する。当該貫通孔は、一般的に行われている反応性イオンエッチングにより形成すれば良い。半導体ウエハ２１と再配線１７とを絶縁するために、貫通孔１７ａ形成後に、該貫通孔１７ａの内壁に絶縁膜を形成する。当該絶縁膜は、例えば、プラズマＣＶＤにより形成すれば良い。続けて、ＴａＮ等のバリア層、Cuシード層、及びＣｕメッキなどから成る導電層を形成し、その後、フォトリソグラフィとエッチングにより、貫通孔１７ａ、及びウェハ裏面に再配線１７を形成する。その後、半導体ウエハ２１の裏側に保護膜を形成し、これの一部を窓明けし再配線１７が露出した部位に、該部位と電気的に接続するよう、外部接続端子１８を形成する。ここで、電極パッド１６は再配線１７を半導体ウエハ２１の表面側から押圧し、再配線１７が半導体ウエハ２１の表面側に露出することを妨げている。ここで、電極パッド１６は上述したように固化した透光性接着剤２３に埋蔵されているので、電極パッド１６が半導体ウエハ２１の表面から離脱することはない。
【０１２３】
上述の工程において、外部接続用端子１８は半導体ウエハ２１に含まれる各固体撮像素子１の裏面周辺部に配置されるが、これらの外部接続端子１８に加え、さらに各個体撮像素子１の裏面中心部にも外部接続端子１８ａを配置する構成としても良い。これらの中心部に配置された外部接続端子１８ａは、周辺部に配置された上述の外部接続端子１８と同様、固体撮像素子１の出力又は入力端子と電気的に接続されていても良いし、あるいは、ダミー端子であっても良い。このようにして、半導体ウエハ２１に含まれる各個体撮像素子１の裏面全体に外部接続端子を形成した状態の半導体ウエハ２１の断面図を図７（ｄ）に、また、下面図を図７（ｅ）に示す。図７（ｅ）に示したように外部接続端子１８および１８ａを固体撮像素子１の裏面全体にバランス良く配置することで、光学装置用モジュール１を光学装置に実装する際に、光学装置用モジュール１に加わる熱的ストレス、または、機械的ストレスを効果的に分散し、光学装置用モジュール１が破損することを防止することができる。
【０１２４】
続けて、図４に示したように、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とからなる構造体に、さらにレンズ集合板２４を固定する工程（第２の工程）が行なわれる。レンズ集合板２４は、半導体ウエハ２１における固体撮像素子の配列に対応して配列された複数のレンズから構成されている。ここで、レンズ集合板２４に含まれる各レンズは、上述したレンズ１３と同様の構造を有している。レンズ集合板２４は、レンズ集合板２４に含まれる各レンズの中心と、半導体ウエハ２１に含まれる各固体撮像素子１の有効画素領域１１ａの中心とが一致するよう、位置あわせして、透光性板材２２に接着固定される。図８に、レンズ集合板２４を固定する工程を完了して得られる、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とレンズ集合板２４とからなる構造体２５を示す。ここで、図８（ａ）は当該構造体２５の上面図であり、図８（ｂ）は当該構造体のＹ−Ｙ’断面を示す断面図である。
【０１２５】
最後に、図４に示したように、上記各工程が終了した後、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とレンズ集合板２４とからなる構造体２５を、例えば、ダイシングソー２６などを用いて分割し個片化することにより、上述した個々の光学装置用モジュール１が形成される。
【０１２６】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明に係る光学装置用モジュールは、光学装置に搭載する撮像手段として利用することが可能であり、特に、カメラ付き携帯電話など小型の光学装置に搭載して利用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の実施形態に係る光学装置用モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学装置用モジュールの構成を示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光学装置用モジュールの構成を外観からを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法の概略を説明する、説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法における感光性接着剤のパターンを示すものであり、図５（ａ）は透光性板材および半導体ウエハの上面図、図５（ｂ）は透光性板材および半導体ウエハの断面図である。図５（ｃ）は感光性接着剤の他のパターンを示すものであり、透光性板材および半導体ウエハの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法における感光性接着剤のパターンを示すものであり、図６（ａ）は透光性板材および半導体ウエハの上面図、図６（ｂ）は透光性板材および半導体ウエハの断面図である。図６（ｃ）は感光性接着剤の他のパターンを示すものであり、透光性板材および半導体ウエハの断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法における、再配線および外部接続端子を形成する工程を示すものであり、図７（ａ）は透光性板材および半導体ウエハの上面図、図７（ｂ）〜図７（ｄ）は透光性板材および半導体ウエハの断面図、図７（ｅ）は透光性板材および半導体ウエハの下面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法における、透光性板材、半導体ウエハ、レンズ集合板を含む構造体の構造を示すものであり、図８（ａ）は当該構造体の上面図、図８（ｂ）は当該構造体の断面図である。
【図９】従来の光学装置用モジュールである、カメラモジュールの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１                光学装置用モジュール
１１              固体撮像素子
１１ａ            有効画素領域
１１ｂ            マイクロレンズアレイ
１１ｃ            外周領域
１２              透光性蓋部（透光性被覆材）
１３              レンズ
１３ａ            レンズ枠
１４              接着部（固定部）
１５              空気層（空間）
１６              電極パッド
１７              再配線
１７ａ            貫通孔
１８              外部接続端子
１９              光学フィルター
２１              半導体ウエハ
２２              透光性板材（透光性被覆材）
２３              感光性接着剤（固定部）
２４              レンズ集合板
【図１】
2007129164.tif 000003
【図２】
2007129164.tif 000004
【図３】
2007129164.tif 000005
【図４】
2007129164.tif 000006
【図５】
2007129164.tif 000007
【図６】
2007129164.tif 000008
【図７】
2007129164.tif 000009
【図８】
2007129164.tif 000010
【図９】
2007129164.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月2日(2006.11.2)
【手続補正１】
【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】
マイクロレンズアレイを具備した有効画素領域を有し、該有効画素領域の外部の領域に電極パッドが配置されている固体撮像素子と、
透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、
上記透光性被覆材は、上記固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された上記電極パッドを埋蔵するように設けられた固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられていることを特徴とする光学装置用モジュール。
【請求項２】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置用モジュール。
【請求項３】
上記透光性被覆材の厚みは、３００μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置用モジュール。
【請求項４】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュール。
【請求項５】
上記固定部は上記有効画素領域を取り囲み、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することを特徴とする請求項１から４のうちの何れか１項に記載の光学装置用モジュール。
【請求項６】
上記透光性被覆材は板状であり、
上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることを特徴とする請求項１から５のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュール。
【請求項７】
上記固定部は、感光性接着剤を含むことを特徴とする請求項１から６のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュール。
【請求項８】
上記固体撮像素子は、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備えている、ことを特徴とする請求項１から７のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュール。
【請求項９】
マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有し、該有効画素領域の外部の領域に電極パッドが配置されている固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材を固定する第１の工程を含み、
上記第１の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に、上記固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された上記電極パッドを埋蔵するように設けられた固定部を介して固定することを特徴とする光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１０】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、１０μｍ以上であることを特徴とする請求項９に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１１】
上記透光性被覆材の厚みは、３００μｍ以上であることを特徴とする請求項９または１０に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１２】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることを特徴とする請求項９から１１のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１３】
上記固定部を上記各有効画素領域を取り囲むように形成し、上記各有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することを特徴とする請求項９から１２のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１４】
上記固定部は感光性接着剤を含むことを特徴とする請求項９から１３のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１５】
上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子は、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備え、
上記第１の工程では、上記固体撮像素子に上記電極パッドを形成した後、上記電極パッドを埋蔵するように上記固定部を形成することを特徴とする請求項９から１４のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１６】
上記透光性被覆材のサイズは、上記半導体ウエハのサイズより大きいことを特徴とする請求項９から１５のうち何れか１項に記載の光学装置用モジュールの製造方法。
【請求項１７】
マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有し、該有効画素領域の外部の領域に電極パッドが配置されている固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材が固定されてなる構造体であって、
上記透光性被覆材は、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に、上記固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された上記電極パッドを埋蔵するように設けられた固定部を介して固定されており、上記有効画素領域と隔てられていることを特徴とする構造体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学装置に撮像手段として搭載される光学装置用モジュール、および、光学装置用モジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年普及しているカメラ付き携帯電話等の光学装置には、固体撮像素子とレンズとを一体化した光学装置用モジュールが内蔵されている。特許文献１には、カメラに内蔵される光学装置用モジュール、すなわち、カメラモジュールが開示されている。
【０００３】
図９に基づいて、特許文献に１に記載のカメラモジュール１００について説明する。図９は、カメラモジュール１００の構造を示す断面図である。
【０００４】
図９に示すように、カメラモジュール１００は、イメージセンサ・チップ１０１、ガラス支持基板１０２、レンズ１０３を備えている。
【０００５】
ガラス支持基板１０２は、イメージセンサ・チップ１０１の受光面１０１ａ上に接着固定されている。また、レンズ１０３は、該ガラス支持基板１０２上に設けられている。該レンズ１０３に入射した光は、ガラス支持基板１０２を透過してイメージセンサ・チップ１０１上に集光され、上記受光面１０１ａ上に形成された光電変換素子により電気信号に変換される。ここで、ガラス支持基板１０２が、数百μｍ程度の薄いイメージセンサ・チップ１０１を支持し、製造工程において、該イメージセンサ・チップ１０１を容易にハンドリングすることを可能にしている。
【０００６】
図９に示すように、カメラモジュール１００は、さらに、電極パッド１０６、再配線１０７、および、バンプ電極１０８を備えている。電極パッド１０６は、イメージセンサ・チップ１０１の表面に配置され、該イメージセンサ・チップ１０１の入出力回路と接続されている。そして、イメージセンサ・チップ１０１の裏面から、電極パッド１０６へと至る、再配線１０７が形成されている。さらに、該再配線１０７のチップ裏面に表出した部位には、外部接続端子となるバンプ電極１０８が形成されている。
【０００７】
また、図９に示すように、レンズ１０３の湾曲した表面には、フィルター部材１０４が被着されている。フィルター部材１０４は、所定の波長領域の入射光を遮断するためのフィルター、具体的には、赤外線カットフィルター等として機能する。また、該フィルター部材１０４上には絞り部材１０５が配置されている。
【０００８】
上述したように、レンズ、イメージセンサ・チップ、ガラス支持基板等の構成部材をモジュール化することにより、小型で製造コストの低いカメラモジュール１００が実現されている。
【特許文献１】特開２００４‐２２６８７３号公報（公開日：平成１６年８月１２日）
【特許文献２】特開２００４−２９６４５３号公報（公開日：平成１６年１０月２１日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
最近の高集積画素化が進んだイメージセンサにおいては、微細なマイクロレンズをアレイ状に形成したマイクロレンズアレイをイメージセンサ・チップ（固体撮像素子）の有効画素領域に具備し、光電変換素子の集光性を高めることが不可欠となっている。
【００１０】
しかしながら、上記従来のカメラモジュール１００においては、数百μｍ程度のイメージセンサ・チップ１０１を支持するために、該イメージセンサ・チップ１０１の受光面上にガラス支持基板１０２が接着剤により直接貼り合わされている。このため、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ１０１に対して上記従来技術を適用すると、その製造工程において、マイクロレンズが容易に損傷を受けるという問題があった。
【００１１】
上記問題について具体的に説明すれば以下の通りである。
【００１２】
上記従来のカメラモジュール１００においては、その製造工程で、イメージセンサ・チップ１０１の表面にガラス支持基板１０２を接着剤により取り付ける。このため、該表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ１０１に対して上記従来技術を適用すると、ガラス支持基板１０２の取り付け時に、該ガラス支持基板１０２がマイクロレンズに接触して損傷を与えるという問題が生じる。また、このとき、イメージセンサ・チップ１０１の表面に形成されたマイクロレンズの周囲は、接着剤により満たされる。このため、該接着剤の固化時には、マイクロレンズも加熱され、この熱的ストレスによりマイクロレンズが容易に損傷を受けるという問題が生じる。
【００１３】
また、上記従来のカメラモジュール１００においては、イメージセンサ・チップ１０１の裏面から表面に至る貫通孔１７ａに、再配線１０７が設けられている。該貫通孔は、通常、イメージセンサ・チップ１０１の裏面からの深堀エッチングにより形成される。この深堀エッチングを行うためには、イメージセンサ・チップ１０１の表面にガラス支持基板１０２を取り付けた状態で、イメージセンサ・チップ１０１の裏面を研磨し、チップの厚みを薄くする必要がある。しかしながら、ガラス支持基板１０２を保持して、上述の裏面研磨のように、イメージセンサ・チップ１０１に対して機械的な力を作用させると、マイクロレンズに対して機械的ストレスが加わり、この機械的ストレスによりマイクロレンズに損傷を与えるという問題を生じる。
【００１４】
また、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ１０１に対して上記従来技術を適用した場合、以下のような問題も同時に生じる。
【００１５】
すなわち、ガラス支持基板１０２にダストが付着した場合、このダストがイメージセンサ・チップ１０１の表面に形成されたマイクロレンズに影を落とし、光電変換素子の集光性を低下させる。このため、製造環境におけるダスト排除のためのコストの上昇、あるいは、ダストによる不良発生率の上昇により、歩留まりの悪化を招来するという問題も生じる。
【００１６】
また、表面に微細なマイクロレンズが形成されたイメージセンサ・チップ１０１に対して上記従来技術を適用した場合、上述したように該マイクロレンズの周囲は接着材で満たされる。このため、マイクロレンズを空気中で用いる場合と比べ、マイクロレンズの集光性能が低下するという問題も生じる。
【００１７】
また、上記従来のカメラモジュール１００においては、赤外線カットフィルタ等のフィルター部材１０４が、レンズ１０３の湾曲した表面に被着されている。このため、フィルター面も湾曲し、入射光の入射角によっては、当該フィルターの設計時に定められた所定のフィルター性能が十分に発揮されないという問題も生じる。
【００１８】
また、上記従来のカメラモジュール１００においては、イメージセンサ・チップ１０１の表面には電極パッド１０６が形成され、また、裏面には再配線１０７介して接続されたバンプ電極１０８が形成されるが、これらがイメージセンサ・チップ１０１の対向する２辺又は３辺に偏った場合、アセンブリ時の熱又は機械的ストレスで容易にイメージセンサ・チップ１０１に損傷を与えるという問題も生じていた。
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光電変換素子上にマイクロレンズを具備する固体撮像素子を備えた小型の光学装置用モジュールであって、その製造工程におけるマイクロレンズの損傷を有効に防止できる構造を有する光学装置用モジュールを実現することである。また、光電変換素子上にマイクロレンズが形成された固体撮像素子を備えた小型の光学装置用モジュールの製造方法であって、マイクロレンズの損傷を有効に防止する、歩留まりの良い製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る光学装置用モジュールは、上記課題を解決するために、マイクロレンズアレイを具備した有効画素領域を有し、該有効画素領域の外部の領域に電極パッドが配置されている固体撮像素子と、透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、上記透光性被覆材は、上記固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された上記電極パッドを埋蔵するように設けられた固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられていることを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、上記固定部の作用により、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられた状態で、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とが固定される。このため、上記構成によれば、上記透光性被覆材が上記マイクロレンズアレイに直接接触し、マイクロレンズアレイに損傷を与えることはない。
【００２２】
また、上記構成によれば、上記固定部の固体撮像素子側の一端は有効画素領域の外部の領域に固定されるため、上記有効画素領域と上記固定部とが熱的および機械的に直接接触することはない。従って、上記固定部が例えば接着剤であって、該接着剤固化時に上記固定部の温度が上昇することがあっても、マイクロレンズアレイに対して熱的ストレスを与えることはない。また、例えば固体撮像素子の裏面研磨等のために、上記透光性被覆材を保持した状態で、固体撮像素子に外部から機械的な力を作用させたとしても、マイクロレンズアレイに機械的ストレスを与えることはない。
【００２３】
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造工程にけるマイクロレンズアレイの損傷を防止できるという効果を奏する。
【００２４】
しかも、上記構成によれば、上記電極パッドは、それ自身の上記固体撮像素子への結合力に加え、上記固定部の作用によっても固体撮像素子に固定される。このため、上記構成によれば、上記電極パッドの上記固体撮像素子への結合力を高めることができるという効果を奏する。
【００２５】
上記構成を備えた光学装置用モジュールを製造するために、上記透光性被覆材を上記固体撮像素子に固定した状態で、上記固体撮像素子の裏面から上記電極パッドに至る貫通孔を形成し、この貫通孔に再配線を形成する製造方法が採用できる。このとき、電極パッドは上記固定部の作用により固体撮像素子に強く結合しているため、上記構成によれば、再配線の形成に際して上記電極パッドが上記固体撮像素子から離脱することを防止できる。
【００２６】
なお、上記光学装置用モジュールは、さらに、上記透光性被覆材の被写体側に配置された１つ以上のレンズとを備える構成としても良い。
【００２７】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、１０μｍ以上であることが好ましい。
【００２８】
上記透光性被覆材の上記有効画素領域に対向する面（以下、下面）にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる領域は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の下面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、その影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低下する。
【００２９】
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の下面までの距離が１０μｍ以上になる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の下面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００３０】
また、上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材のレンズに対向する面（以下、上面）までの距離も１０μｍより大きくなる。従って、上述と同様の理由により、上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００３１】
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、あるいは、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。
【００３２】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記透光性被覆材の厚みは、３００μｍ以上であることが好ましい。
【００３３】
上記透光性被覆材の上記レンズに対向する面（以下、上面）にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる画素は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の上面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、その影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低減する。
【００３４】
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の上面までの距離が３００μｍより大きくなる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００３５】
従って、上記構成によれば、当該光学装置用モジュールの製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、および、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。
【００３６】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計が小さい場合、上記透光性被覆材、および、上記固体撮像素子の厚みを十分に確保できないため、上記光学装置用モジュールの強度が低下して、プロセス搬送時における破損の可能性が高まる。また、逆に、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計が大きいと、光学装置用モジュールが大型化する。
【００３８】
従って、上記構成によれば、光学装置用モジュールの大型化を招来することなく、プロセス搬送に支障がない光学装置用モジュールを実現できるという更なる効果を奏する。
【００３９】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記固定部は上記有効画素領域を取り囲み、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することが好ましい。
【００４０】
上記構成によれば、上記有効画素領域上と上記透光性被覆材との間に形成される空間は上記固定部により密閉されるため、外部からダストなどの異物が上記空間へ侵入することはない。従って、外部から侵入した異物が上記マイクロレンズアレイに付着して不良画素領域が発生することを防止できるという更なる効果を奏する。
【００４１】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記透光性被覆材は板状であり、上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることが好ましい。
【００４２】
上記構成によれば、上記光学フィルターは、湾曲することなく、板状の透光性被覆材の表面に形成される。従って、上記構成によれば、任意の入射角の入射光に対し、設計時に定められた所定のフィルター性能を実現できるという更なる効果を奏する。
【００４３】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいては、上記固定部は、感光性接着剤を含むことが好ましい。
【００４４】
上記構成によれば、上記固定部が感光性接着剤を含むことから、上記固定部をフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に、かつ、効率良く形成することが可能になるという更なる効果を奏する。
【００４５】
本発明に係る光学装置用モジュールにおいて、上記固体撮像素子は、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備えていることが好ましい。
【００４６】
上記構成によれば、上記撮像素子の出力端子から出力された電気信号は、電極パッド、および、再配線を介して当該固体撮像素子の裏面に配置された外部接続端子に伝送される。
【００４７】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法は、上記課題を解決するために、マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有し、該有効画素領域の外部の領域に電極パッドが配置されている固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材を固定する第１の工程を含み、上記第１の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に、上記固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された上記電極パッドを埋蔵するように設けられた固定部を介して固定することを特徴としている。
【００４８】
上記構成によれば、上記第１の工程において、上記固定部の作用により、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられた状態で、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とが固定される。このため、上記構成によれば、上記透光性被覆材と上記固体撮像素子とを、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、固定することができる。
【００４９】
また、上記構成によれば、上記固定部の固体撮像素子側の一端は有効画素領域の外部の領域に固定されるため、上記有効画素領域と上記固定部とが熱的・機械的に直接接触することはない。従って、上記固定部が例えば接着剤であって、該接着剤固化時に上記固定部の温度が上昇することがあったとしても、マイクロレンズアレイに熱的ストレスを与えることはない。また、例えば固体撮像素子の裏面研磨等のために、上記透光性被覆材を保持した状態で、固体撮像素子に外部から機械的な力を作用させたとしても、マイクロレンズアレイに機械的ストレスを与えることはない。
【００５０】
従って、上記構成によれば、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、光学装置用モジュールを製造できるという効果を奏する。
【００５１】
しかも、上記構成によれば、上記電極パッドはそれ自身の上記固体撮像素子への結合力に加え、上記固定部の作用により、固体撮像素子に固定される。このため、上記構成によれば、上記電極パッドの上記固体撮像素子への結合力を高めるという効果を奏する。
【００５２】
上記第１の工程の後に、上記固体撮像素子の裏面から上記電極パッドに至る貫通孔を形成し、この貫通孔に再配線を形成する製造方法が採用できる。このとき、電極パッドは、上記固定部の作用により固体撮像素子に強く結合しているため、上記構成によれば、再配線の形成に際して上記電極パッドが上記固体撮像素子から離脱することを防止できる。
【００５３】
なお、上記製造法は、上記透光性被覆材の上記半導体ウエハに対向する面とは反対側の面に、上記半導体ウエハにおける上記固体撮像素子の配列に対応して配列された複数のレンズからなるレンズ集合板を取り付ける第２の工程を含んでも良い。
【００５４】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たりは、１０μｍ以上であることが好ましい。
【００５５】
上記透光性被覆材の上記有効画素領域に対向する面（以下、下面）にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる領域は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の下面と上記有効画素領域との間の距離、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低下する。
【００５６】
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の下面までの距離が１０μｍ以上になる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の下面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００５７】
また、上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材のレンズに対向する面（以下、上面）までの距離も１０μｍより大きくなる。従って、上述と同様の理由により、上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００５８】
従って、上記構成によれば、製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、あるいは、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記製造方法により製造される光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。
【００５９】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材の厚みは、３００μｍ以上であることが好ましい。
【００６０】
上記透光性被覆材の上記レンズに対向する面（以下、上面）にダストが付着した場合、該ダストが上記有効画素領域上に影を作り、上記有効画素領域においてこの影に含まれる画素は不良画素領域となる。しかしながら、上記透光性被覆材の上面と上記有効画素領域との間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域における上記ダストの光学的な影響は低減する。
【００６１】
上記構成によれば、上記有効画素領域から上記透光性被覆材の上面までの距離が３００μｍより大きくなる。このため、製造工程において上記透光性被覆材の上面にダストが付着しても、このダストが有効画素領域の光学特性に実効的な悪影響を与えることはない。
【００６２】
従って、上記構成によれば、製造環境におけるダスト管理のためのコストの低減、および、ダストによる不良発生率の低減が可能であり、上記光学装置用モジュールの歩留まりを向上させることができるという更なる効果を奏する。
【００６３】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記有効画素領域と上記透光性被覆材との間の隔たり、上記透光性被覆材の厚み、および、上記固体撮像素子の厚みの合計は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましい。
【００６４】
上記構成によれば、光学装置用モジュールの大型化を招来することなく当該光学装置用モジュールの製造工程におけるダスト管理のためのコストの低減、および、上記透光性被覆材に付着したダストによる不良発生率の低減が可能であって、かつ、プロセス搬送に支障がない光学装置用モジュールを製造できるという更なる効果を奏する。
【００６５】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記固定部を上記各有効画素領域を取り囲むように形成し、上記各有効画素領域と上記透光性被覆材との間に形成された空間を密閉することが好ましい。
【００６６】
上記構成によれば、上記第１の工程が完了すると、上記有効画素領域上と上記透光性被覆材との間に形成される空間は上記固定部により密閉される。従って、上記第１の完了後、当該空間へ外部からダストなどの異物が混入することを防止することができる。また、上記第１の工程の後に、薬液によるエッチング処理など、上記第１の工程により生成された構造体が薬液に晒される工程を含む場合でも、上記構成によれば、薬液によるマイクロレンズの損傷や汚染、あるいは、薬液による上記透光性被覆材の汚染を防止できるという更なる効果を奏する。
【００６７】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材は板状であり、上記透光性被覆材の表面に光学フィルターが形成されていることが好ましい。
【００６８】
上記構成によれば、上記光学フィルターは、湾曲することなく板状の透光性被覆材の表面に形成されている。従って、上記構成によれば、任意の入射角の入射光に対して設計時に定められた所定のフィルター性能を実現する光学フィルターを備えた光学装置用モジュールを製造することができるという更なる効果を奏する。
【００６９】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記固定部は感光性接着剤を含むことが好ましい。
【００７０】
上記構成によれば、上記固定部が感光性接着剤を含むことから、上記固定部をフォトリソグラフィ技術を用いて高精度に形成し、上記固体撮像素子と上記透光性被覆材とを効率良く固定することが可能になるという更なる効果を奏する。
【００７１】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法において、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子は、上記電極パッドが配置された面の裏側の面から上記電極パッドに至り上記電極パッドに接続された再配線と、上記電極パッドが配置された面の裏側の面に配置され上記再配線に接続された外部接続端子とを備え、上記第１の工程では、上記固体撮像素子に上記電極パッドを形成した後、上記電極パッドを埋蔵するよう上記固定部を形成することが好ましい。
【００７２】
上記構成によれば、上記撮像素子の出力端子から出力された電気信号を、電極パッド、および、再配線を介して当該固体撮像素子の裏面に配置された外部接続端子に伝送可能な光学装置用モジュールを製造することができる。
【００７３】
本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法においては、上記透光性被覆材のサイズは、上記半導体ウエハのサイズより大きいことが好ましい。
【００７４】
上記構成によれば、製造工程において、半導体ウエハが外部の障害物に接触して損傷することを防止することができる。
【００７５】
本発明に係る構造体は、上記課題を解決するために、マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有し、該有効画素領域の外部の領域に電極パッドが配置されている固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材が固定されてなる構造体であって、上記透光性被覆材は、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に、上記固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された上記電極パッドを埋蔵するように設けられた固定部を介して固定されており、上記有効画素領域と隔てられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００７６】
本発明に係る光学装置用モジュールは、以上のように、マイクロレンズアレイを具備した有効画素領域を有する固体撮像素子と、透光性を有し上記有効画素領域を覆う透光性被覆材とを備え、上記透光性被覆材は固定部を介して上記固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定され、上記有効画素領域と上記透光性被覆材とが隔てられているので、少なくとも、上記透光性被覆材が上記マイクロレンズアレイに直接接触し、マイクロレンズアレイに損傷を与えることはない。また、当該光学装置用モジュールの製造工程において、熱的ストレス、あるいは、機械的ストレスがマイクロレンズアレイに加わることを防止することができる。
【００７７】
しかも、上記固定部は、上記固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された上記電極パッドを埋蔵するように設けられているので、上記電極パッドの上記固体撮像素子への結合力を高めることができ、例えば、上記電極パッドに至る再配線の形成に際して上記電極パッドが上記固体撮像素子から離脱することを防止できる。
【００７８】
また、本発明に係る光学装置用モジュールの製造方法は、以上のように、マイクロレンズアレイを備えた有効画素領域を有する固体撮像素子を複数配列してなる半導体ウエハに、上記半導体ウエハを覆う透光性被覆材を固定する第１の工程を含み、上記第１の工程では、上記透光性被覆材を、上記有効画素領域と隔てて、上記半導体ウエハに含まれる各固体撮像素子における上記有効画素領域の外部の領域に固定部を介して固定するので、上記固体撮像素子と上記固体撮像素子とを、マイクロレンズアレイに損傷を与えることなく、固定することができる。また、第１の工程に続く工程において、熱的ストレス、あるいは、機械的ストレスがマイクロレンズアレイに加わることを防止することができる。
【００７９】
しかも、上記固定部は、上記固体撮像素子の出力又は入力端子に接続された上記電極パッドを埋蔵するように設けられているので、上記電極パッドの上記固体撮像素子への結合力を高めることができ、例えば、上記電極パッドに至る再配線の形成に際して上記電極パッドが上記固体撮像素子から離脱することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８０】
本発明に係る光学装置用モジュールの一実施形態について、図１から図８に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００８１】
図１は、本実施の形態に係る光学装置用モジュール１の断面図であり、図２は同光学装置用モジュール１の上面図である。また、図３は同光学装置用モジュール１の斜視図である。なお、図１に示した断面図は、図２および図３に示すように、光学装置用モジュール１のＸ−Ｘ’断面を示している。
【００８２】
図１に示すように、光学装置用モジュール１は、固体撮像素子１１、透光性蓋部１２（透光性被覆材）、および、レンズ１３を備えている。
【００８３】
固体撮像素子１１は、図１に示すように、後述の透光性蓋部１２と対向する面（以下、上面）の中央部付近に、光電変換素子を含む矩形上の有効画素領域１１ａを有している。有効画素領域１１ａは複数の画素に対応する複数のフォトダイオード等の光電変換素子を含み、各光電変換素子で受光した光を電気信号に変えて出力する。また、図１に示すように、有効画素領域１１ａは、該有効画素領域１１ａの表面を被覆する、複数のマイクロレンズをアレイ状に配置してなるマイクロレンズアレイ１１ｂを具備している。これにより、高い集光効率で、有効画素領域１１ａに入射した光を光電変換素子で電力に変換することができる。
【００８４】
透光性蓋部１２は、板状のガラスであり、図１に示すように、有効画素領域１１ａを被覆している。該透光性蓋部１２は、有効画素領域１１ａと隔てられた状態で、接着部１４（固定部）を介して固体撮像素子１１に接着固定されている。なお、透光性蓋部１２は、板状のガラスに限らず、透光性被覆材、すなわち、透光性を有し有効画素領域１１ａを被覆する透明部材であれば良い。該透光性蓋部１２と有効画素領域１１ａとの間には空気層１５が形成されている。
【００８５】
接着部１４としては、感光性接着材を用いることが可能であり、この場合、後述するように、接着部１４をフォトリソグラフィによって形成することができる。接着部１４は、図２に示す、有効画素領域１１ａの外部にあって該有効画素領域１１ａを取り囲む外周領域１１ｃ上に形成されており、該透光性蓋部１２と有効画素領域１１ａとの間の空気層１５（空間）を密閉している。
【００８６】
レンズ１３は、被写体の像を有効画素領域１１ａ上に結像させるよう入射光を屈折するための構成である。図１に示したように、レンズ１３は、当該レンズ１３と一体化したレンズ枠１３ａにより支持され、レンズ１３の結像距離と、レンズ１３と有効画素領域１１ａとの光学距離が一致する位置に保持されている。レンズ１３に入射した光は、透光性蓋部１２および空気層１５を透過して固体撮像素子１１の有効画素領域１１ａ上に集光され、該有効画素領域１１ａ上に形成された光電変換素子により電気信号に変換される。
【００８７】
図１に示すように、光学装置用モジュール１は、さらに、電極パッド１６、再配線１７、外部接続端子１８を備えている。
【００８８】
電極パッド１６は、図１に示すように、固体撮像素子１１における外周領域１１ｃに配置され、該固体撮像素子の入出力回路と接続されている。そして、固体撮像素子１１には、該固体撮像素子１１の裏面から電極パッド１６へと至る再配線１７が形成されている。さらに、該再配線１７の固体撮像素子１１裏面に表出した部分に、外部接続端子１８が形成されている。これにより、上記有効画素領域１１ａにおいて光電変換素子により生成された電気信号を、固体撮像素子１１の裏面に設けられた外部接続端子１８から取り出すことができる。
【００８９】
また、電極パッド１６は、上述した接着部１４に埋設されている。これにより、固体撮像素子１１の裏面からの再配線形成時に、電極パッド１６が固体撮像素子１１から離脱することを防止できる。なお、再配線１７の形成方法については後述する。
【００９０】
図１に示すように、光学装置用モジュール１は、さらに、光学フィルター１９を備えている。光学フィルター１９は、特定の波長領域の入射光を遮断するフィルターであり、例えば、赤外線を遮断する赤外線カットフィルターである。
【００９１】
光学フィルター１９は、図１に示すように、板状に形成された透光性蓋部１２上に形成されている。従って、表面の湾曲したレンズ１３に被着されている場合と異なり、光学フィルター１９は、任意の方向から入射する入射光に対して、設計時に定められた所定の性能で特定波長の入射光を遮断することができる。
【００９２】
なお、図１に示すように、光学装置用モジュール１において、光学フィルター１９は透光性蓋部１２の上面、すなわち、レンズ１３と対向する面に被着されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、光学フィルター１９を、透光性蓋部１２の下面、すなわち、有効画素領域１１ａと対向する面に被着する構成とすることも可能である。光学フィルター１９を透光性蓋部１２の下面に被着する場合、後述する製造工程において、光学フィルター１９に対する損傷やダストの付着を有効に防止できる。
【００９３】
また、光学フィルター１９の代わりに、透光性蓋部１２の上面、あるいは、下面に、中央に窓部を有する絞り部材を設けることも可能である。また、上記光学フィルター１９と上記絞り部材とを同時に備える構成としても良い。
【００９４】
次に、光学装置用モジュール１における、固体撮像素子１１、透光性蓋部１２、および、透光性蓋部１２と有効画素領域１１ａとの隔たり、すなわち、空気層１５の厚みに関して、さらに説明する。なお、以下の説明では、図１に示したように、固体撮像素子１１の厚みをｈ３、透光性蓋部１２の厚みをｈ２とする。また、空気層１５の厚みをｈ１とする。
【００９５】
はじめに、透光性蓋部１２に付着したダストが有効画素領域１１ａの光学特性に与える影響について述べる。
【００９６】
透光性蓋部１２の有効画素領域１１ａに対向する面（以下、下面）、あるいは、レンズ１３に対向する面（以下、上面）にダストが付着した場合、該ダストが有効画素領域１１ａ上に影を作り、上記有効画素領域１１ａにおいてこの影に含まれる領域は受光状態が悪い不良画素領域となる。
【００９７】
しかしながら、透光性蓋部１２の上面あるいは下面と有効画素領域１１ａとの間の距離を大きくすると、当該不良画素領域の範囲は広がるものの、影は薄くなり、不良画素領域におけるダストの光学的な影響は低下する。従って、これらの距離をより大きく設定することにより、透光性蓋部１２にダストが付着した場合でも、有効画素領域１１ａの受光状態に実効的な影響を与えない光学装置用モジュール１を実現できる。
【００９８】
透光性蓋部１２の下面に付着したダストが有効画素領域１１ａの受光状態に実効的な影響を与えないようにするために、透光性蓋部１２の下面と有効画素領域１１ａとの間の距離ｈ１は、１０μｍ以上であることが好ましい。さらに、透光性蓋部１２の下面と有効画素領域１１ａとの間の距離ｈ１が２０μｍ以上であれば、透光性蓋部１２の下面に付着したダストが有効画素領域１１ａの受光状態に与える影響をより一層軽減できる。
【００９９】
また、透光性蓋部１２の厚みｈ２は、３００μｍ以上であることが好ましい。このとき、透光性蓋部１２の上面と有効画素領域１１ａとの間の距離は、少なくとも３００μｍ以上になるから、透光性蓋部１２の上面に付着したダストが有効画素領域１１ａの受光状態に実効的な影響を与えないようにすることができる。さらに、透光性蓋部１２の厚みｈ２が４００μｍ以上であれば、透光性蓋部１２の上面に付着したダストが有効画素領域１１ａの受光状態に与える影響をより一層軽減できる。
【０１００】
また、空気層１５の厚ｈ１、透光性蓋部１２の厚ｈ２、固体撮像素子１１の厚ｈ３の合計ｈ１＋ｈ２＋ｈ３は、６００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましい。上記厚みの合計を６００μｍ以上８００μｍ以下に設定することで、光学装置用モジュール１の大型化を招来することなく、プロセス搬送時における光学装置用モジュール１の破損を防止できる。特に、１２ｉｎｃｈウエハでは上記厚みの合計を７００μｍ以上８００μｍ以下、８ｉｎｃｈウエハでは上記厚みの合計を６５０μｍ以上７５０μｍ以下、また、６ｉｎｃｈウエハでは上記厚みの合計を６００μｍ以上７００μｍ以下にすると良い。
【０１０１】
次に、本実施の形態に係る光学装置用モジュール１の製造方法の概略について、図４に基づいて説明する。図４は、本実施の形態に係る光学装置用モジュール１の製造方法の概略を示す説明図である。
【０１０２】
図４に示したように、当該製造方法においては、はじめに半導体ウエハ２１と透光性板材２２（透光性被覆材）とを固定する。
【０１０３】
ここで、半導体ウエハ２１は複数の固体撮像素子がアレイ状に配列された固体撮像素子の集合体である。半導体ウエハ２１における各個体撮像素子は、上述した固体撮像素子１１と同一の構成を有するので、ここでは説明を省略するとともに、各個体撮像素子の構成部材は固体撮像素子１１の構成部材の部材番号と同じ部材番号で参照する。また、半導体ウエハ２１において、各個体撮像素子１の有効画素領域１１ａが形成された面上に、予め電極パッド１６を形成し、電極パッド１６と固体撮像素子１１の出力端子とを電気的に接続しておく。
【０１０４】
また、透光性板材２２は板状に形成されたガラスであり、これを固体撮像素子１１のサイズに分割したものが透光性蓋部１２に相当する。なお、透光性板材２２は板状のガラスに限らず、半導体ウエハ２１を被覆する透明部材であれば十分である。
【０１０５】
図４に示したように、本実施の形態に係る製造方法は、はじめに、半導体ウエハ２１に、透光性板材２２を、後述するように格子状にパターニングされた感光性接着剤２３（固定部）を介して接着固定する工程（第１の工程）を含む。感光性接着剤２３のパターニング処理、および、感光性接着材２３を固化して半導体ウエハ２１と透光性板材２２とを接着固定する処理は、フォトリソグラフィー技術として周知の塗布・露光・現像などの各処理により行なうことができる。これにより、光学装置用モジュール１における固定部の位置と、固定部の高さ（すなわち透光性蓋部１２と有効画素領域１１ａとの隔たり）を、高精度に調整できる。
【０１０６】
薄い半導体ウエハ２１に固定された透明性板材２２は、当該光学装置用モジュールの製造工程において、ウエハ支持体として機能する。これにより、半導体ウエハ２１を破損することなく搬送したり、また、後述するように、半導体ウエハ２１の裏面を研磨したりすることが可能になる。また、透光性板材２２のサイズは、半導体ウエハ２１のサイズより大きく、例えば半導体ウエハ２１のサイズより０．１〜２mm大きく設定するのが好ましい。これにより、製造工程、特に後述する半導体ウエハ２１の裏面を研磨する工程の後の製造工程において、半導体ウエハ２１が外部の障害物に接触して損傷することを防止することができる。
【０１０７】
ここで、感光性接着剤２３のパターニングに関して説明する。感光性接着材２３は、透光性板材２２の側に塗布しても良いし、あるいは、半導体ウエハ２１の側に塗布しても良い。そこで、感光性接着剤２３を透光性板材２２に塗布する場合については、図５を参照しながら説明し、感光性接着剤２３を半導体ウエハ２１に塗布する場合については、図６を参照しながら説明する。
【０１０８】
図５は透光性板材２２に感光性接着剤２３を塗布する場合の感光性接着剤２３のパターニングについて説明するための図である。ここで、図５（ａ）は透光性板材２２および半導体ウエハ２１の上面図、図５（ｂ）は透光性板材２２および半導体ウエハ２１のＹ−Ｙ’断面における断面図、図５（ｃ）は感光性接着剤２３の他のパターニングを示すための透光性板材２２および半導体ウエハ２１のＹ−Ｙ’断面における断面図である。
【０１０９】
図５（ｂ）に示すように、感光性接着材２３は、半導体ウエハ２１における固体撮像素子１１の境界２１ａに対応するスクライブラインを含む格子状領域に、接着後に感光性接着剤２３が各有効画素領域１１ａに接触しないよう塗布される。また、感光性接着剤２３は、図５（ｃ）に示すように、上記格子状領域からスクライブライン真上を除いた領域に塗布しても良い。
【０１１０】
図５（ｂ）に示した格子状領域に感光性接着剤２３を塗布する場合、接着面積が広くなる分、空気層１５の外部環境からの密閉度が向上するというメリットがある。一方、図５（ｃ）に示した領域に感光性接着剤２３を塗布する場合、接着領域の段差で発生する可能性のあるボイド（隙間）を抑制できるというメリットがある。
【０１１１】
図５（ｂ）や図５（ｃ）に示したような、透光性板材２２に接着材パターンを形成する場合には共通して、接着剤パターンが形成される面の平坦性により、現像残渣除去が容易になるというメリットがある。
【０１１２】
図６は半導体ウエハ２１に感光性接着剤２３を塗布する場合の感光性接着剤２３のパターニングについて説明するための図である。ここで、図６（ａ）は透光性板材２２および半導体ウエハ２１の上面図、図６（ｂ）は透光性板材２２および半導体ウエハ２１のＹ−Ｙ’断面における断面図、図６（ｃ）は感光性接着剤２３の他のパターニングを示す、透光性板材２２および半導体ウエハ２１のＹ−Ｙ’断面における断面図である。
【０１１３】
図６（ｂ）に示すように、感光性接着材２３は、半導体ウエハ２１における固体撮像素子１１の境界２１ａを含む格子状領域に、各有効画素領域１１ａに接触しないよう塗布される。また、感光性接着剤２３は、図６（ｃ）に示すように、上記格子状領域からスクライブライン真上を除いた領域に塗布しても良い。
【０１１４】
図６（ｂ）に示した格子状領域に感光性接着剤２３を塗布する場合、接着面積が広くなる分、空気層１５の外部環境からの密閉度が向上するというメリットがある。一方、図６（ｃ）に示した領域に感光性接着剤２３を塗布する場合、接着領域の段差で発生する可能性のあるボイド（隙間）を抑制できるというメリットがある。
【０１１５】
図６（ｂ）や図６（ｃ）に示したような、半導体ウエハ２１に接着材パターンを形成する場合には共通して、半導体ウエハ２１と透光性板材２２との位置合わせが容易になるというメリットがある。
【０１１６】
図５に示したパターニングを採用する場合も、図６に示したパターニングを採用する場合も、電極パッド１６は感光性接着剤２３に埋設されている。従って、感光性接着剤２３の固化時、あるいは、アニーリング時に、感光性接着剤２３からなる固定部がわずかに変形を被った場合でも、感光性接着剤２３による空気層１５の密閉が破れることを有効に防止することができる。
【０１１７】
なお、感光性接着剤２３の厚みは、固化後に１０μｍ以上の厚みを有するように設定されることが好ましく、固化後に２０μｍ以上の厚みを有するように設定されるとさらに好ましい。このように感光性接着剤２３の厚みを設定することで、透光性板材２２にダストが付着した場合でも、有効画素領域１１ａの受光状態に実効的な影響を与えない光学装置用モジュール１を製造することが可能になる。
【０１１８】
なお、感光性接着剤２３のパターンは上述のものに限らず、少なくとも半導体ウエハ２１に含まれる各個体撮像素子１１の有効画素領域１１ａの外部の領域と上記透光性板材２２とが感光性接着剤２３を介して固定されるものであれば良い。
【０１１９】
また、感光性接着剤２３はさらに難燃性を備えていることが好ましい。感光性接着剤２３として難燃性を有する感光性接着剤を用いて光学装置用モジュール１を製造することで、例えばＵＬ−９４に準拠した難燃性試験でＶ−０が確認できる、すなわち難燃性試験に合格となる光学装置用モジュール１を提供することができる。このような、光学装置用モジュール１は高温環境での使用が前提とされる光学装置にも、好適に利用できる。
【０１２０】
また、本実施の形態においては、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とを固定する固定部として、感光性接着剤２３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、シート状の感光性フィルムをフォトリソグラフィーでパターニングし、これを固定部として用いて、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とを固定することも可能である。また、印刷マスクを用いて固定部を印刷して形成することも可能である。
【０１２１】
図４に示したように、上記工程に続いて、半導体ウエハ２１の裏面研磨が行なわれる。半導体ウエハ２１の裏面研磨は、半導体ウエハ２１を数十μｍから数百μｍの厚さに薄膜化するための工程である。具体的には、透光性板材２２をウエハ支持体として、半導体ウエハ２１の裏面を、例えばバックグラインダーを用いて研磨する。なお、研磨後の半導体ウエハ２１の厚みは、半導体ウエハ２１の裏面から各電極パッド１６に至る貫通孔１７ａを深堀エッチングにより技術的な支障なく実用的な時間で形成することが可能な厚みであれば良い。
【０１２２】
上述したバックグラインダーによる研磨時には、半導体ウエハ２１とウエハ支持体である透光性板材２２との間に機械的なストレスが加わる。しかしながら、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とは有効画素領域１１ａの外部の領域において感光性接着剤２３を介して固定されているため、この機械的なストレスが有効画素領域１１ａ上のマイクロレンズアレイ１１ｂに作用することはない。従って、当該工程において、マイクロレンズアレイ１１ｂが損傷を受けることはない。
【０１２３】
続いて、図４に示したように、再配線１７および外部接続端子１８の形成する工程が行なわれる。再配線１７および外部接続端子１８の形成する工程について、図７を参照しながら説明する。ここで、図７（ａ）は、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とからなる構造体の上面図であり、図７（ｂ）から図７（ｄ）は該構造体のY−Y’断面を示す断面図であり、図７（ｅ）は外部接続端子１８形成後の該構造体を下面の状態を示す下面図である。
【０１２４】
図７（ｃ）に示したように、半導体ウエハ２１の裏面から各電極パッド１６に至る貫通孔１７ａを深堀エッチングにより形成する。当該貫通孔１７ａは、一般的に行われている反応性イオンエッチングにより形成すれば良い。半導体ウエハ２１と再配線１７とを絶縁するために、貫通孔１７ａ形成後に、該貫通孔１７ａの内壁に絶縁膜を形成する。当該絶縁膜は、例えば、プラズマＣＶＤにより形成すれば良い。続けて、ＴａＮ等のバリア層、Ｃｕシード層、及びＣｕメッキなどから成る導電層を形成し、その後、フォトリソグラフィとエッチングにより、貫通孔１７ａ、及びウェハ裏面に再配線１７を形成する。その後、半導体ウエハ２１の裏側に保護膜を形成し、これの一部を窓明けし再配線１７が露出した部位に、該部位と電気的に接続するよう、外部接続端子１８を形成する。ここで、電極パッド１６は再配線１７を半導体ウエハ２１の表面側から押圧し、再配線１７が半導体ウエハ２１の表面側に露出することを妨げている。ここで、電極パッド１６は上述したように固化した透光性接着剤２３に埋蔵されているので、電極パッド１６が半導体ウエハ２１の表面から離脱することはない。
【０１２５】
上述の工程において、外部接続用端子１８は半導体ウエハ２１に含まれる各固体撮像素子１１の裏面周辺部に配置されるが、これらの外部接続端子１８に加え、さらに各個体撮像素子１の裏面中心部にも外部接続端子１８ａを配置する構成としても良い。これらの中心部に配置された外部接続端子１８ａは、周辺部に配置された上述の外部接続端子１８と同様、固体撮像素子１１の出力又は入力端子と電気的に接続されていても良いし、あるいは、ダミー端子であっても良い。このようにして、半導体ウエハ２１に含まれる各個体撮像素子１１の裏面全体に外部接続端子を形成した状態の半導体ウエハ２１の断面図を図７（ｄ）に、また、下面図を図７（ｅ）に示す。図７（ｅ）に示したように外部接続端子１８および１８ａを固体撮像素子１１の裏面全体にバランス良く配置することで、光学装置用モジュール１を光学装置に実装する際に、光学装置用モジュール１に加わる熱的ストレス、または、機械的ストレスを効果的に分散し、光学装置用モジュール１が破損することを防止することができる。
【０１２６】
続けて、図４に示したように、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とからなる構造体に、さらにレンズ集合板２４を固定する工程（第２の工程）が行なわれる。レンズ集合板２４は、半導体ウエハ２１における固体撮像素子１１の配列に対応して配列された複数のレンズから構成されている。ここで、レンズ集合板２４に含まれる各レンズは、上述したレンズ１３と同様の構造を有している。レンズ集合板２４は、レンズ集合板２４に含まれる各レンズの中心と、半導体ウエハ２１に含まれる各固体撮像素子１１の有効画素領域１１ａの中心とが一致するよう、位置あわせして、透光性板材２２に接着固定される。図８に、レンズ集合板２４を固定する工程を完了して得られる、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とレンズ集合板２４とからなる構造体２５を示す。ここで、図８（ａ）は当該構造体２５の上面図であり、図８（ｂ）は当該構造体のＹ−Ｙ’断面を示す断面図である。
【０１２７】
最後に、図４に示したように、上記各工程が終了した後、半導体ウエハ２１と透光性板材２２とレンズ集合板２４とからなる構造体２５を、例えば、ダイシングソー２６などを用いて分割し個片化することにより、上述した個々の光学装置用モジュール１が形成される。
【０１２８】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明に係る光学装置用モジュールは、光学装置に搭載する撮像手段として利用することが可能であり、特に、カメラ付き携帯電話など小型の光学装置に搭載して利用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の実施形態に係る光学装置用モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光学装置用モジュールの構成を示す上面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光学装置用モジュールの構成を外観からを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法の概略を説明する、説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法における感光性接着剤のパターンを示すものであり、図５（ａ）は透光性板材および半導体ウエハの上面図、図５（ｂ）は透光性板材および半導体ウエハの断面図である。図５（ｃ）は感光性接着剤の他のパターンを示すものであり、透光性板材および半導体ウエハの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法における感光性接着剤のパターンを示すものであり、図６（ａ）は透光性板材および半導体ウエハの上面図、図６（ｂ）は透光性板材および半導体ウエハの断面図である。図６（ｃ）は感光性接着剤の他のパターンを示すものであり、透光性板材および半導体ウエハの断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法における、再配線および外部接続端子を形成する工程を示すものであり、図７（ａ）は透光性板材および半導体ウエハの上面図、図７（ｂ）〜図７（ｄ）は透光性板材および半導体ウエハの断面図、図７（ｅ）は透光性板材および半導体ウエハの下面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光学装置用モジュールの製造方法における、透光性板材、半導体ウエハ、レンズ集合板を含む構造体の構造を示すものであり、図８（ａ）は当該構造体の上面図、図８（ｂ）は当該構造体の断面図である。
【図９】従来の光学装置用モジュールである、カメラモジュールの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１                光学装置用モジュール
１１              固体撮像素子
１１ａ            有効画素領域
１１ｂ            マイクロレンズアレイ
１１ｃ            外周領域
１２              透光性蓋部（透光性被覆材）
１３              レンズ
１３ａ            レンズ枠
１４              接着部（固定部）
１５              空気層（空間）
１６              電極パッド
１７              再配線
１７ａ            貫通孔
１８              外部接続端子
１９              光学フィルター
２１              半導体ウエハ
２２              透光性板材（透光性被覆材）
２３              感光性接着剤（固定部）
２４              レンズ集合板