(57)【要約】【課題】シェーディング中心ズレに起因する周辺画素部の信号レベル低下を抑止できる固体撮像装置及びその製造方法並びにその製造装置を得る。【解決手段】固体撮像装置１００は、予め測定記録された撮像素子チップ１９のシェーディング中心ズレ情報に基づき、パッケージ本体１１のダイアタッチ面１５に、接着剤１７を介して撮像素子チップ１９を傾斜させて接着した。この固体撮像装置１００の製造方法は、撮像素子チップ１９をダイボンドするパッケージ本体１１をパッケージ底面側から押上ユニットで押し上げてパッケージ固定板で止め、パッケージ本体１１のダイアタッチ面１５に接着材１７を塗布し、ダイアタッチ面１５に塗布された接着材１７に、シェーディング中心ズレ情報に基づき傾斜させた撮像素子チップ１９の裏面を押し付けて接着する。【選択図】図１
2007109848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め測定記録された撮像素子チップのシェーディング中心ズレ情報に基づき、パッケージ本体のダイアタッチ面に、接着剤を介して前記撮像素子チップを傾斜させて接着したことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
撮像素子チップをダイボンドするパッケージ本体をパッケージ底面側から押上ユニットで押し上げ、
該押上ユニットで押し上げられる前記パッケージ本体をパッケージ固定板で止め、
前記押上ユニットにより前記パッケージ固定板に押し付けられた前記パッケージ本体のダイアタッチ面に接着材を塗布し、
前記ダイアタッチ面に塗布された接着材に、シェーディング中心ズレ情報に基づき傾斜させた前記撮像素子チップの裏面を押し付けて接着することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記パッケージ固定板に当接する前記パッケージ本体の上面を基準面として傾斜させた前記撮像素子チップの裏面を、前記接着材に押し付けて接着することを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
撮像素子チップをダイボンドするパッケージ本体をパッケージ底面側から押し上げる押上ユニットと、
該押上ユニットで押し上げられる前記パッケージ本体を止めるパッケージ固定板と、
前記押上ユニットにより前記パッケージ固定板に押し付けられた前記パッケージ本体のダイアタッチ面に接着材を塗布する接着材塗布手段と、
シェーディング中心ズレ情報に基づき前記撮像素子チップの裏面を傾斜させて前記接着材に裏面を押し付け接着するコレットと、
を備えることを特徴とする固体撮像装置の製造装置。
【請求項５】
前記コレットが、前記ダイアタッチ面と平行な直交２軸で回動自在となった２軸変位手段を介して支持され、
該２軸変位手段が、シェーディング中心ズレ情報に応じた傾斜角制御信号を送出する制御手段によって駆動制御されることを特徴とする請求項４記載の固体撮像装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子チップがパッケージ本体のダイアタッチ面に接着剤を介して接着されてなる固体撮像装置及びその製造方法並びにその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、パッケージ本体のダイアタッチ面に、接着剤を介して撮像素子チップが接着固定、すなわち、ダイボンディングされ、撮像素子チップのキャビティ開口がカバーガラスで覆われて封止される。撮像素子チップにはマイクロレンズが設けられ、マイクロレンズは撮像面に入った光を撮像素子チップ各画素のフォトダイオードに集光する役割を果たす。マイクロレンズは、撮像面の中央から端に向かうにしたがって、周辺光線の入射角度が大きくなる。ところが、フォトダイオードは、光の入射角度が大きく変化することに対応することが難しく、十分な電荷が発生できず、信号レベルが低下し、周辺部の輝度が暗く落ちたりするシェーディングが生じる。そこで、従来の撮像素子チップでは、受光面中央部と周辺部とでマイクロレンズの配列間隔を変える等の工夫により、このようなシェーディングの抑止が図られていた。
【特許文献１】特開平８−１３９２９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、マイクロレンズとフォトダイオードとのアライメントは元より、マイクロレンズの製造時、フォトダイオードの製造時、或いはインナーレンズの製造時等の製造プロセス時の誤差により、マイクロレンズとフォトダイオードとの相対位置にズレの生じることがあった。その場合には、シェーディングの中心が画素中央とならないシェーディング中心ズレが発生し、従来ではそれを補正する手段が何ら無く、周辺画素部の信号レベルを低下させる問題が生じた。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、シェーディング中心ズレに起因する周辺画素部の信号レベル低下を抑止できる固体撮像装置及びその製造方法並びにその製造装置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】
【０００４】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）予め測定記録された撮像素子チップのシェーディング中心ズレ情報に基づき、パッケージ本体のダイアタッチ面に、接着剤を介して前記撮像素子チップを傾斜させて接着したことを特徴とする固体撮像装置。
【０００５】
この固体撮像装置によれば、シェーディング中心が画素中心と一致することとなり、周辺画素部の信号レベル低下が抑止される。
【０００６】
（２）撮像素子チップをダイボンドするパッケージ本体をパッケージ底面側から押上ユニットで押し上げ、該押上ユニットで押し上げられる前記パッケージ本体をパッケージ固定板で止め、前記押上ユニットにより前記パッケージ固定板に押し付けられた前記パッケージ本体のダイアタッチ面に接着材を塗布し、前記ダイアタッチ面に塗布された接着材に、シェーディング中心ズレ情報に基づき傾斜させた前記撮像素子チップの裏面を押し付けて接着することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【０００７】
この固体撮像装置の製造方法によれば、シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップがパッケージ本体に搭載される場合であっても、シェーディング中心ズレ情報に基づき、コレットによって撮像素子チップが傾斜して保持され、撮像素子チップがシェーディング中心を画素中心に一致させた姿勢でダイボンディングされる。
【０００８】
（３）前記パッケージ固定板に当接する前記パッケージ本体の上面を基準面として傾斜させた前記撮像素子チップの裏面を、前記接着材に押し付けて接着することを特徴とする（２）項記載の固体撮像装置の製造方法。
【０００９】
この固体撮像装置の製造方法によれば、ダイアタッチ面に歪みが生じている場合であっても、パッケージ本体の上面が基準面となって撮像素子チップがダイボンディングされ、この上面を基準に固体撮像装置が取付けられることで、固体撮像装置が、シェーディング中心を画素中心に一致させた最良の姿勢で、他の装置（デジタルカメラやカメラ付き携帯機器）に容易かつ高精度に取付け可能となる。
【００１０】
（４）撮像素子チップをダイボンドするパッケージ本体をパッケージ底面側から押し上げる押上ユニットと、該押上ユニットで押し上げられる前記パッケージ本体を止めるパッケージ固定板と、前記押上ユニットにより前記パッケージ固定板に押し付けられた前記パッケージ本体のダイアタッチ面に接着材を塗布する接着材塗布手段と、シェーディング中心ズレ情報に基づき前記撮像素子チップの裏面を傾斜させて前記接着材に裏面を押し付け接着するコレットと、を備えることを特徴とする固体撮像装置の製造装置。
【００１１】
この固体撮像装置の製造装置によれば、シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップを、パッケージ本体に搭載するに際し、シェーディング中心ズレ情報に基づき、コレットによって撮像素子チップが傾斜して保持され、シェーディング中心を画素中心に一致させた姿勢で、撮像素子チップがダイアタッチ面に固定可能となる。
【００１２】
（５）前記コレットが、前記ダイアタッチ面と平行な直交２軸で回動自在となった２軸変位手段を介して支持され、該２軸変位手段が、シェーディング中心ズレ情報に応じた傾斜角制御信号を送出する制御手段によって駆動制御されることを特徴とする（４）項記載の固体撮像装置の製造装置。
【００１３】
この固体撮像装置の製造装置によれば、予め測定記録された撮像素子チップのシェーディング中心ズレ情報に基づき、制御手段から２軸変位手段に傾斜角制御信号が送出される。この傾斜角制御信号によって２軸変位手段が所定傾斜角度に傾斜されることで、撮像素子チップがシェーディング中心を画素中心に一致させた姿勢でコレットに傾斜保持される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る固体撮像装置によれば、予め測定記録された撮像素子チップのシェーディング中心ズレ情報に基づき、パッケージ本体のダイアタッチ面に、撮像素子チップを傾斜させて接着したので、シェーディング中心が画素中心と一致することとなり、周辺画素部の信号レベル低下を防止し、周辺部の輝度が暗く落ちるシェーディングを最小限に抑止することができる。
【００１５】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法によれば、押上ユニットによりパッケージ固定板に押し付けられたパッケージ本体のダイアタッチ面の複数箇所に接着材を塗布し、この接着材に、シェーディング中心ズレ情報に基づき傾斜させた撮像素子チップの裏面を押し付けて接着するので、シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップを、パッケージ本体に搭載する場合であっても、最終的にシェーディング中心を、画素中心に一致させた固体撮像装置を製造することができる。
【００１６】
本発明に係る固体撮像装置の製造装置によれば、パッケージ本体を押し上げる押上ユニットと、押上ユニットによりパッケージ固定板に押し付けられたパッケージ本体のダイアタッチ面に接着材を塗布する接着材塗布手段と、シェーディング中心ズレ情報に基づき撮像素子チップの裏面を傾斜させて接着材に裏面を押し付け接着するコレットとを備えたので、シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップを、パッケージ本体に搭載するに際し、シェーディング中心ズレ情報に基づき、コレットによって撮像素子チップを傾斜させて保持し、ダイアタッチ面に固定することができ、シェーディング中心を画素中心に一致させたダイボンディングを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】
【００１７】
以下、本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法並びにその製造装置の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る固体撮像装置の断面図、図２は図１に示した撮像素子チップの拡大断面図である。
図１に示すように、本実施の形態による固体撮像装置１００は、パッケージ本体１１のキャビティ１３の底面であるダイアタッチ面１５に、接着剤１７を介して撮像素子チップ１９が装着されている。撮像素子チップ１９を装着したパッケージ本体１１には、キャビティ１３の上部開口を覆うガラスカバー２０が接着剤２２によって固定され、撮像素子チップ１９が封止される。
【００１８】
図２に示すように、撮像素子チップ１９は、ｎ型のシリコン基板２１表面部に光電変換部であるフォトダイオード２３が多数形成され、各フォトダイオード２３で発生した信号電荷を列方向（図２中のＹ方向：紙面に垂直方向）に転送するための電荷転送部２５が、列方向に配設された複数のフォトダイオード２３からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。
【００１９】
電荷転送部２５は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板２１表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル２７と、電荷転送チャネル２７の上層に形成された電荷転送電極２９（第１の電極２９ａ、第２の電極２９ｂ）と、フォトダイオード２３で発生した電荷を電荷転送チャネル２７に読み出すための電荷読み出し領域３１とを含む。電荷転送電極２９は、行方向に配設された複数のフォトダイオード２３からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向（図２中のＸ方向）に延在する蛇行形状となっている。
【００２０】
シリコン基板２１の表面部にはｐウェル層３３が形成され、ｐウェル層３３の表面部にはｐ領域３５ａが形成され、ｐ領域３５ａの下にはｎ領域３５ｂが形成され、ｐ領域３５ａとｎ領域３５ｂがフォトダイオード２３を構成し、フォトダイオード２３で発生した信号電荷は、ｎ領域３５ｂに蓄積される。
【００２１】
ｐ領域３５ａの右側には、少し離間してｎ領域からなる電荷転送チャネル２７が形成される。ｎ領域３５ｂと電荷転送チャネル２７の間のｐウェル層３３には電荷読み出し領域３１が形成される。
【００２２】
シリコン基板２１表面にはゲート酸化膜３７が形成され、電荷読み出し領域３１と電荷転送チャネル２７の上には、ゲート酸化膜３７を介して、第１の電極２９ａと第２の電極２９ｂが形成される。第１の電極２９ａと第２の電極２９ｂの間は電極間絶縁膜３９によって絶縁される。垂直転送チャネル２７の右側にはｐ＋領域からなるチャネルストップ４１が設けられ、隣接するフォトダイオード２３との分離が図られる。
【００２３】
電荷転送電極２９の上には酸化シリコン膜４３が形成され、更にその上に中間層４５が形成される。中間層４５のうち、４７は遮光膜、４９はＢＰＳＧ（borophospho  silicate  glass）からなる絶縁膜、５１はＰ−ＳｉＮからなる絶縁膜（パッシベーション膜）、５３は透明樹脂膜からなる平坦化層である。遮光膜４７は、フォトダイオード２３の開口部分を除いて設けられる。中間層４５上方には、カラーフィルタ５５とマイクロレンズ５７が設けられる。カラーフィルタ５５とマイクロレンズ５７との間は、絶縁性の透明樹脂等からなる平坦化層５９が充填される。
【００２４】
撮像素子チップ１９は、フォトダイオード２３で発生した信号電荷がｎ領域３５ｂに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル２７によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しない電荷転送路（ＨＣＣＤ）によって行方向に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号が図示しないアンプから出力される構成である。
【００２５】
ここで、図３はシェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップの従来のダイボンディング姿勢を（ａ）、本発明によるダイボンディング姿勢を（ｂ）に表した説明図である。
撮像素子チップ１９には、図３（ａ）に示すように、上述した各種の製造プロセス時の誤差により、マイクロレンズ５７の中心を通る光６１に対して、フォトダイオード２３のシェーディング中心６３にズレδの生じている場合がある。本発明に係る撮像素子チップ１９は、例えばウェーハ状態において予め測定記録されたシェーディング中心６３のズレ情報に基づき、図１，図３（ｂ）に示すように、パッケージ本体１１のダイアタッチ面１５に対して、所定角度θで傾斜されて装着されている。
【００２６】
撮像素子チップ１９は、この所定角度θで傾斜されることにより、マイクロレンズ５７の中心を通る光６１が偏向され、シェーディング中心６３が画素中心と一致するように補正されている。ここで、図４に画素位置と出力信号レベルとの相関を表したグラフを示した。図４に示すように、補正しない場合の出力信号Ｐ１に比べ、補正により出力される信号Ｐ２は、図中左部の出力低下が軽減され、画像全体の対称性が向上している。
【００２７】
したがって、上記の固体撮像装置１００によれば、予め測定記録された撮像素子チップ１９のシェーディング中心ズレ情報に基づき、パッケージ本体１１のダイアタッチ面１５に、撮像素子チップ１９を傾斜させて接着したので、シェーディング中心が画素中心と一致することとなり、周辺画素部の信号レベル低下を防止し、周辺部が暗く落ちるシェーディングを最小限に抑止することができる。
【００２８】
次に、上記固体撮像装置１００を製造する製造装置について説明する。
図５は接着剤塗布工程の説明図、図６はダイボンディング工程の説明図である。
図５に示すように、接着材塗布手段７７にはディスペンスコントローラ８１が接続され、ディスペンスコントローラ８１はダイアタッチ面１５に塗布される銀ペーストを接着材塗布手段７７に供給する。
【００２９】
また、図６に示すように、固体撮像装置の製造装置であるダイボンド装置は、撮像素子チップ１９をダイボンドするパッケージ本体１１をパッケージ底面側から押し上げる押上ユニット７３と、押上ユニット７３で押し上げられるパッケージ本体１１を止めるパッケージ固定板７５と、押上ユニット７３によりパッケージ固定板７５に押し付けられたパッケージ本体１１のダイアタッチ面１５の複数箇所に接着剤１７を塗布する接着材塗布手段７７と、シェーディング中心ズレ情報に基づき撮像素子チップ１９の裏面を傾斜させて接着剤１７に裏面を押し付け接着するコレット７９とを有する。コレット７９は、ダイアタッチ面１５と平行な直交２軸８３ａ、８３ｂで回動自在となった２軸変位手段８３を介して支持されている。この２軸変位手段８３は、シェーディング中心ズレ情報に応じた傾斜角制御信号を送出する制御手段８５によって駆動制御される。
【００３０】
すなわち、２軸変位手段８３には、予め測定記録された撮像素子チップ１９のシェーディング中心ズレ情報に基づき、制御手段８５から傾斜角制御信号が送出される。この傾斜角制御信号によって２軸変位手段８３が駆動され、コレット吸着部７９ａが所定傾斜角度θに傾斜されることで、図６に示すように、撮像素子チップ１９がシェーディング中心を画素中心に一致させた姿勢でコレット７９に傾斜保持されるようになっている。
【００３１】
このような構成を有することで、ダイボンド装置は、シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップ１９を、パッケージ本体１１に搭載するに際し、シェーディング中心ズレ情報に基づき、コレット７９によって撮像素子チップ１９が傾斜して保持され、シェーディング中心を画素中心に一致させた姿勢で、撮像素子チップ１９をダイアタッチ面１５に固定可能にしている。
【００３２】
上記の固体撮像装置１００の製造装置によれば、パッケージ本体１１を押し上げる押上ユニット７３と、押上ユニット７３によりパッケージ固定板７５に押し付けられたパッケージ本体１１のダイアタッチ面１５に接着剤１７を塗布する接着材塗布手段７７と、シェーディング中心ズレ情報に基づき撮像素子チップ１９の裏面を傾斜させて接着剤１７に裏面を押し付け接着するコレット７９とを備えたので、シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップ１９を、パッケージ本体１１に搭載するに際し、シェーディング中心ズレ情報に基づき、コレット７９によって撮像素子チップ１９を所定角度θ傾斜させて保持し、ダイアタッチ面１５に固定することができる。この結果、シェーディング中心を画素中心に一致させたダイボンディングを実現することができる。
【００３３】
次に、上記ダイボンド装置を用いた固体撮像装置の製造方法を説明する。
固体撮像装置１００の製造では、先ず、撮像素子チップ１９をダイボンドするパッケージ本体１１をパッケージ底面側から押上ユニット７３で押し上げ、押上ユニット７３で押し上げられるパッケージ本体１１をパッケージ固定板７５で止める。
【００３４】
次いで、押上ユニット７３によりパッケージ固定板７５に押し付けられたパッケージ本体１１のダイアタッチ面１５、図５に示す接着材塗布手段７７によって接着剤１７を塗布する。
【００３５】
次いで、ダイアタッチ面１５に塗布された接着剤１７に、図６に示すように、シェーディング中心ズレ情報に基づき、制御手段８５によって２軸変位手段８３を駆動したコレット７９により、撮像素子チップ１９を傾斜保持し、この撮像素子チップ１９の裏面を接着剤１７に押し付けて接着する。接着剤１７に押しつけられた撮像素子チップ１９は、それぞれの接着剤１７を各傾斜位置に応じた高さに変形させて着地する。その後、加熱処理等により接着剤１７が硬化処理されることで、撮像素子チップ１９は、所定角度θに傾斜した姿勢でダイアタッチ面１５に装着固定される。
【００３６】
このように、固体撮像装置の製造方法では、シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップ１９がパッケージ本体１１に搭載される場合であっても、シェーディング中心ズレ情報に基づき、コレット７９によって傾斜保持され、撮像素子チップ１９がシェーディング中心を画素中心に一致させた姿勢でダイボンディングされる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、パッケージ固定板７５に当接するパッケージ本体１１の上面１１ａ，１１ａに対し傾斜させた撮像素子チップ１９を、ダイアタッチ面１５の接着剤１７に押し付けて接着している。このようにすることで、ダイアタッチ面１５に歪みが生じている場合であっても、パッケージ本体１１の上面１１ａ，１１ａが基準面となって撮像素子チップ１９がダイボンディングされ、この上面１１ａ，１１ａを基準に固体撮像装置１００が取付けられることで、固体撮像装置１００が、シェーディング中心を画素中心に一致させた最良の姿勢で、他の装置（デジタルカメラやカメラ付き携帯機器）に容易かつ高精度に取付け可能となる。
【００３８】
上記の固体撮像装置１００の製造方法によれば、押上ユニット７３によりパッケージ固定板７５に押し付けられたパッケージ本体１１のダイアタッチ面１５の複数箇所に接着剤１７を塗布し、この接着剤１７に、シェーディング中心ズレ情報に基づき傾斜させた撮像素子チップ１９の裏面を押し付けて接着するので、シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップ１９を、パッケージ本体１１に搭載する場合であっても、最終的にシェーディング中心を、画素中心に一致させた固体撮像装置１００を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の断面図である。
【図２】図１に示した撮像素子チップの拡大断面図である。
【図３】シェーディング中心ズレの生じている撮像素子チップの従来のダイボンディング姿勢を（ａ）、本発明によるダイボンディング姿勢を（ｂ）に表した説明図である。
【図４】画素位置と出力信号レベルとの相関を表したグラフである。
【図５】接着剤塗布工程の説明図である。
【図６】ダイボンディング工程の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  パッケージ本体
１１ａ  パッケージ本体の上面
１５  ダイアタッチ面
１７  接着剤
１９  撮像素子チップ
７３  押上ユニット
７５  パッケージ固定板
７７  接着材塗布手段
７９  コレット
８３  ２軸変位手段
８５  制御手段
１００  固体撮像装置
【図１】
2007109848.tif 000003
【図２】
2007109848.tif 000004
【図３】
2007109848.tif 000005
【図４】
2007109848.tif 000006
【図５】
2007109848.tif 000007
【図６】
2007109848.tif 000008