(57)【要約】【課題】高品質な固体撮像装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係る固体撮像装置１１は、凹状の湾曲部２８を有する湾曲ガイド１５と、レンズによって集光された光を受光し、受光量に応じて電荷を発生するセンサ部１８を表面に有するとともに、裏面に湾曲ガイド１５が固定され、センサ部１８を含む領域が、湾曲ガイド１５の湾曲部２８に沿って下に凸状に湾曲したセンサ基板１４と、センサ基板１４の表面のうち、センサ部１８の周囲に、センサ部１８を囲うように形成された第１の接着剤１６と、この接着剤１６によってセンサ基板１４上に固定された板状の透明基板１７と、センサ基板１４の裏面に形成され、センサ基板１４に設けられた貫通電極２５を介してセンサ部１８に電気的に接続される外部電極２３と、を具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状の湾曲部を有する湾曲ガイドと、
レンズによって集光された光を受光し、受光量に応じて電荷を発生するセンサ部を表面に有するとともに、裏面に前記湾曲ガイドが固定され、前記センサ部を含む領域が、前記湾曲ガイドの前記湾曲部に沿って下に凸状に湾曲したセンサ基板と、
このセンサ基板の表面のうち、前記センサ部の周囲に、前記センサ部を囲うように形成された接着剤と、
この接着剤によって前記センサ基板上に固定された板状の透明基板と、
前記センサ基板の裏面に形成され、前記センサ基板に設けられた貫通電極を介して前記センサ部に電気的に接続される外部電極と、
を具備することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記湾曲部は、前記レンズの焦点面の曲率に一致する曲率で湾曲してい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】
前記湾曲ガイドは、前記湾曲部に複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記接着剤は、前記センサ基板の表面のうち、前記センサ部の周囲に、前記センサ部を囲うように、互いに離間して複数形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像装置と、
この固体撮像装置の前記透明基板上に固定された筒状のレンズホルダと、
このレンズホルダ内に保持されたレンズと、
前記レンズホルダに固定され、前記センサ基板および前記透明基板を覆う筒状のシールドと、
を具備することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項６】
レンズによって集光された光を受光し、受光量に応じて電荷を発生するセンサ部を有するセンサ基板の表面のうち、前記センサ部の周囲に、前記センサ部を囲うように接着剤を形成する工程と、
前記接着剤を介して前記センサ基板上に板状の透明基板を固定することにより、前記センサ基板、前記接着材および前記透明基板によって第１の空間を形成する工程と、
前記透明基板に固定された前記センサ基板の裏面を薄型化する工程と、
薄型化された前記センサ基板の裏面に、前記センサ基板に設けられた貫通電極を介して前記センサ部に電気的に接続された外部電極を形成する工程と、
凹状の湾曲部からなる湾曲ガイドを、前記センサ基板の裏面側に配置し、前記湾曲部と、前記センサ基板の裏面と、の間に第２の空間を形成する工程と、
前記第２の空間の気圧を、前記第１の空間内の気圧より低減することにより、前記湾曲ガイドを、前記センサ基板の裏面に接触させ、固定する工程と、
を具備することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２の空間を形成する工程は、前記湾曲部に複数の貫通孔を有する湾曲ガイドを、前記湾曲部の周辺が前記センサ基板の裏面に密着するように配置することにより、前記湾曲部と、前記センサ基板の裏面と、の間に第２の空間を形成する工程であり、
前記湾曲ガイドを前記センサ基板の裏面に接触させる工程は、前記湾曲ガイドの複数の貫通孔から、前記第２の空間内の気体を吸引することにより、前記第２の空間の気圧を、前記第１の空間内の気圧より低減して、前記湾曲ガイドを、前記センサ基板の裏面に接触させる工程であることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の空間を形成する工程は、内部に前記湾曲ガイドが配置された、開口端部に凹部を有する容器の、前記凹部を除く前記開口端部を、前記センサ基板の裏面に密着させることにより、前記湾曲ガイド、前記センサ基板の裏面および前記容器によって、第２の空間を形成する工程であり、
前記湾曲ガイドを前記センサ基板の裏面に接触させる工程は、前記容器の前記凹部から、前記第２の空間内の気体を吸引することにより、前記第２の空間の気圧を、前記第１の空間内の気圧より低減して、前記湾曲ガイドを、前記センサ基板の裏面に接触させる工程であることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記接着剤を形成する工程は、前記センサ基板の表面のうち、前記センサ部の周囲に、前記センサ部を囲うように複数の接着剤を互いに離間して形成する工程であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
受光した光量に応じて電荷を発生する複数のセンサ部を有するウエハの表面のうち、各センサ部の周囲に、各センサ部を囲うように接着剤を形成する工程と、
前記接着剤を介して前記ウエハ上に板状の透明基板を固定することにより、前記ウエハ、前記接着材および前記透明基板によって複数の第１の空間を形成する工程と、
前記透明基板に固定された前記ウエハの裏面を薄型化する工程と、
薄型化された前記ウエハの裏面に、前記ウエハに設けられた複数の貫通電極を介してそれぞれの前記センサ部に電気的に接続された複数の外部電極を形成する工程と、
凹状の複数の湾曲部を有する湾曲ガイドを前記ウエハの裏面側に配置し、前記複数の湾曲部と、前記センサ基板の裏面と、の間に第２の空間を形成する工程と、
前記第２の空間の気圧を、前記複数の第１の空間内の気圧より低減することにより、前記湾曲ガイドを、前記ウエハの裏面に接触させる工程と、
前記ウエハ、前記接着剤、前記透明基板、および前記湾曲ガイドを切断する工程と、
を具備することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の空間を形成する工程は、それぞれの前記湾曲部に複数の貫通孔を有する湾曲ガイドを、前記複数の湾曲部の周辺が前記ウエハの裏面に密着するように配置することにより、前記複数の湾曲部と、前記ウエハの裏面と、の間に複数の第２の空間を形成する工程であり、
前記湾曲ガイドを前記ウエハの裏面に接触させる工程は、前記湾曲ガイドの複数の貫通孔から、それぞれの前記第２の空間内の気体を吸引することにより、それぞれの前記第２の空間の気圧を、それぞれの前記第１の空間内の気圧より低減して、前記湾曲ガイドを、前記ウエハの裏面に接触させる工程であることを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の空間を形成する工程は、貫通孔を有し、内部に前記湾曲ガイドが配置された容器を、前記ウエハの裏面に密着させることにより、前記湾曲ガイド、前記ウエハの裏面、および前記容器によって、第２の空間を形成する工程であり、
前記湾曲ガイドを前記ウエハの裏面に接触させる工程は、前記容器の貫通孔から、前記第２の空間内の気体を吸引することにより、前記第２の空間の気圧を、それぞれの前記第１の空間内の気圧より低減して、前記湾曲ガイドを、前記ウエハの裏面に接触させる工程であることを特徴とする請求項１０に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記接着剤を形成する工程は、前記ウエハの表面のうち、前記各センサ部の周囲に、前記各センサ部を囲うように複数の接着剤を互いに離間して形成する工程であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか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】
本発明の実施形態は、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法およびカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等に搭載される従来の小型のカメラモジュール、デジタルカメラ等のカメラに搭載される固体撮像装置は、レンズによって集光された光を受光するセンサ部が、薄型化された平面状のシリコン基板の表面に形成されたセンサ基板を具備する。
【０００３】
ところで、レンズの焦点位置によって形成される焦点面は、湾曲した回転表面である。従って、湾曲した焦点面と、平面状のセンサ部と、の間には、ずれが生ずる。このずれが、固体撮像装置、並びにカメラモジュールおよびカメラの高品質化を阻害する要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９４９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュール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】
【０００６】
本発明の実施形態に係る固体撮像装置は、湾曲ガイド、センサ基板、接着剤、透明基板および外部電極、を具備する。前記湾曲ガイドは、凹状の湾曲部を有する。前記センサ基板は、レンズによって集光された光を受光し、受光量に応じて電荷を発生するセンサ部を表面に有するとともに、裏面に前記湾曲ガイドが固定され、前記センサ部を含む領域が、前記湾曲ガイドの前記湾曲部に沿って下に凸状に湾曲している。前記接着剤は、前記センサ基板の表面のうち、前記センサ部の周囲に形成されたものである。前記透明基板は、前記接着剤によって前記センサ基板上に固定された板状の基板である。前記外部電極は、前記センサ基板の裏面に形成され、前記センサ基板に設けられた貫通電極を介して前記センサ部に電気的に接続されるものである。
【０００７】
また、本発明の実施形態に係るカメラモジュールは、上述の固体撮像装置、レンズホルダ、レンズおよびシールド、を具備する。前記レンズホルダは、前記固体撮像装置の前記透明基板上に固定された筒状のものである。前記レンズは、レンズホルダ内に保持されている。前記シールドは、前記レンズホルダに固定され、前記センサ基板および前記透明基板を覆う筒状のものである。
【０００８】
また、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、接着剤を形成する工程、第１の空間を形成する工程、センサ基板の裏面を薄型化する工程、外部電極を形成する工程、第２の空間を形成する工程および湾曲ガイドを前記センサ基板の裏面に接触させる工程、を具備する。前記接着剤を形成する工程は、レンズによって集光された光を受光し、受光量に応じて電荷を発生するセンサ部を有するセンサ基板の表面のうち、前記センサ部の周囲に接着剤を形成する工程である。前記第１の空間を形成する工程は、前記接着剤を介して前記センサ基板上に板状の透明基板を固定することにより、前記センサ基板、前記接着材および前記透明基板によって第１の空間を形成する工程である。前記センサ基板の裏面を薄型化する工程は、前記透明基板に固定された前記センサ基板の裏面を薄型化する工程である。前記外部電極を形成する工程は、薄型化された前記センサ基板の裏面に、前記センサ基板に設けられた貫通電極を介して前記センサ部に電気的に接続された外部電極を形成する工程である。前記第２の空間を形成する工程は、凹状の湾曲部からなる前記湾曲ガイドを、前記センサ基板の裏面側に配置し、前記湾曲部と、前記センサ基板の裏面と、の間に第２の空間を形成する工程である。前記湾曲ガイドを前記センサ基板の裏面に接触させ、固定する工程は、前記第２の空間の気圧を、前記第１の空間内の気圧より低減することにより、前記湾曲ガイドを、前記センサ基板の裏面に接触させる工程である。
【０００９】
また、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、接着剤を形成する工程、複数の第１の空間を形成する工程、ウエハの裏面を薄型化する工程、複数の外部電極を形成する工程、第２の空間を形成する工程、湾曲ガイドを前記ウエハの裏面に接触させる工程、前記ウエハ、前記接着剤、透明基板および前記湾曲ガイドを切断する工程、を具備する。前記接着剤を形成する工程は、受光した光量に応じて電荷を発生する複数のセンサ部を有する前記ウエハの表面のうち、各センサ部の周囲に接着剤を形成する工程である。前記複数の第１の空間を形成する工程は、前記接着剤を介して前記ウエハ上に板状の透明基板を固定することにより、前記ウエハ、前記接着材および前記透明基板によって複数の第１の空間を形成する工程である。前記ウエハの裏面を薄型化する工程は、前記透明基板に固定された前記ウエハの裏面を薄型化する工程である。前記複数の外部電極を形成する工程は、薄型化された前記ウエハの裏面に、前記ウエハに設けられた複数の貫通電極を介してそれぞれの前記センサ部に電気的に接続された複数の外部電極を形成する工程である。前記第２の空間を形成する工程は、凹状の複数の湾曲部を有する湾曲ガイドを前記ウエハの裏面側に配置し、前記複数の湾曲部と、前記センサ基板の裏面と、の間に第２の空間を形成する工程である。前記湾曲ガイドを前記ウエハの裏面に接触させる工程は、前記第２の空間の気圧を、前記複数の第１の空間内の気圧より低減することにより、前記湾曲ガイドを前記ウエハの裏面に接触させる工程である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の原理を説明するための説明図である。
【図２】第１の実施形態に係るカメラモジュールを示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図２に相当する断面図であって、センサ基板を薄型化する工程を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図２に相当する断面図であって、外部電極を形成する工程を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図２に相当する断面図であって、センサ基板と湾曲ガイドとの間の第２の空間内の気体を吸引する工程を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図２に相当する断面図であって、センサ基板を湾曲ガイドに接触させる工程を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係るカメラモジュールの製造方法を説明するための図２に相当する断面図であって、固体撮像装置上にレンズホルダを固定する工程を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係るカメラモジュールに適用される固体撮像装置を示す、図２に相当する断面図である。
【図９】第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図８に相当する断面図であって、真空容器内の空気を吸引する工程を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図８に相当する断面図であって、センサ基板を湾曲ガイドに接触させる工程を示す図である。
【図１１】図１０に示す工程の変形例を示す断面図である。
【図１２】図１０に示す工程の他の変形例を示す断面図である。
【図１３】第３の実施形態に係るカメラモジュールに適用される固体撮像装置を示す、図２に相当する断面図である。
【図１４】第３の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図１３に相当する断面図であって、第１の接着剤を形成する工程を示す図である。
【図１５】図１４の一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿って示す第１の接着剤の断面図である。
【図１６】第３の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図１３に相当する断面図であって、センサ基板と湾曲ガイドとの間の第２の空間内の気体を吸引する工程を示す図である。
【図１７】第４の実施形態に係るカメラモジュールに適用される固体撮像装置を示す、図２に相当する断面図である。
【図１８】第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法に適用される湾曲ガイドを示す上面図である。
【図１９】図１８の一点鎖線Ｙ−Ｙ´に沿って示す湾曲ガイドの断面図である。
【図２０】第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図１７に相当する断面図であって、シリコンウエハの裏面に湾曲ガイドを固定する工程を示す図である。
【図２１】第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図１７に相当する断面図であって、シリコンウエハと湾曲ガイドとによって形成された複数の第２の空間内の気体を放出する工程を示す図である。
【図２２】第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図１７に相当する断面図であって、ガラスウエハ、第２の接着剤、シリコンウエハ、および湾曲ガイドを切断する工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の原理を、図１を参照して説明する。図１は、本発明の原理を説明するための説明図である。図１に示すように、撮像対象１によって反射された光２が、両面が凸状のレンズ３によって集光されると、その焦点位置によって形成される焦点面Ｓは、湾曲した回転表面となる。この湾曲した焦点面Ｓと、平面Ｓ´とのずれΔＳを像面湾曲と称する。従来のカメラモジュールは、センサ部が平面状であるため、像面湾曲ΔＳによって、撮像した画像の品質を低下させていた。
【００１２】
これに対して、以下に説明する本実施形態に係る固体撮像装置は、レンズの焦点面Ｓに合致するように湾曲したセンサ部を有する。従って、この固体撮像装置を適用した各実施形態に係る各カメラモジュールは、像面湾曲ΔＳの発生を抑制し、高品質な画像を提供することができる。
【００１３】
以下に、湾曲したセンサ部を有する固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにこの固体撮像装置を適用したカメラモジュールについて、図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態に係るカメラモジュール１０を示す断面図である。図２に示すように、カメラモジュール１０は、固体撮像装置１１、レンズホルダ１２、およびシールド１３を具備する。
【００１５】
固体撮像装置１１は、センサ基板１４、湾曲ガイド１５、第１の接着剤１６、および透明基板１７を有する。
【００１６】
センサ基板１４は、センサ部１８を有する、薄型化されたシリコン基板１９である。センサ部１８は、シリコン基板１９の表面に形成されており、受光した光量に応じて電荷を発生する。
【００１７】
センサ部１８は、シリコン基板１９の表面に形成された、光電変換するためのフォトダイオード層２０、およびシリコン基板１９の表面上に形成され、フォトダイオード層２０に集光するための複数のマイクロレンズ２１を有する。
【００１８】
センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部は、湾曲ガイド１５の後述する湾曲部２８に沿って下に凸状に湾曲している。湾曲したセンサ部１８の曲率は、後述するレンズ２２の焦点面の曲率に実質的に一致する。
【００１９】
センサ基板１４の裏面には、センサ部１８に電気的に接続された複数の外部電極２３が形成されている。外部電極２３は、例えば半田ボールからなる。
【００２０】
外部電極２３は、センサ基板１４の裏面に形成された配線２４に接触している。この配線２４は、センサ基板１４を貫通する貫通電極２５等を介して、センサ部１８に電気的に接続されている。すなわち、外部電極２３は、配線２４および貫通電極２５を介して、センサ部１８に電気的に接続されている。
【００２１】
湾曲ガイド１５は、この表面全体が、センサ基板１４の裏面に、第２の接着剤２６を介して接した状態で固定されている。湾曲ガイド１５は、平面部２７、および凹状に湾曲した湾曲部２８を有する。湾曲ガイド１５は、例えばプラスチック製であり、その厚さＴは、図２においては、外部電極２３の厚さ（例えば１００〜２００μm）より薄い。
【００２２】
凹状に湾曲した湾曲部２８の曲率は、後述するレンズ２２の焦点面の曲率に実質的に一致する。湾曲ガイド１５の厚さＴは、レンズ２２の焦点面の曲率に依存するため、曲率が大きい場合には、湾曲ガイド１５の厚さＴが厚くなり、外部電極２３の厚さより厚くなる場合も考えられる。この場合、カメラモジュール１０を搭載する基板のうち、湾曲ガイド１５に対応する部分に穴又は窪みを形成すればよい。
【００２３】
湾曲ガイド１５の平面部２７は、湾曲した部分を除くセンサ基板１４に固定されており、湾曲部２８は、センサ基板１４の湾曲した部分に固定されている。湾曲部２８は、湾曲したセンサ部１８の形状に合致するように、凹状の湾曲している。
【００２４】
上述のように、凹状に湾曲した湾曲部２８の曲率は、後述するレンズ２２の焦点面の曲率に実質的に一致する。従って、この湾曲部２８に接するセンサ部１８の曲率も、後述するレンズ２２の焦点面の曲率に実質的に一致する。
【００２５】
また、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部は、湾曲部２８に接した状態で固定されているため、周囲の環境に依存することなく、常にセンサ部１８の曲率を一定に保つことができる。
【００２６】
なお、湾曲ガイド１５は、光（例えば赤外線）の透過を抑制する材料により形成されてもよい。この場合、カメラモジュール１０の下面から内部に、不要な光が侵入することを抑制することができる。
【００２７】
湾曲ガイド１５の湾曲部２８は、複数の貫通孔２９を有する。後に固体撮像装置１１の製造方法を説明する際に詳述するが、これらの貫通孔２９は、板状のセンサ基板１４（図５）の裏面と、湾曲ガイド１５の湾曲部２８と、の間に形成される第２の空間３０（図５）内の気圧を、後述する第１の空間３１より低くするために用いられる。
【００２８】
第１の接着剤１６は、センサ基板１４の表面のうち、センサ部１８の周囲に、センサ部１８を囲うように環状に形成されている。第１の接着剤１６は、センサ基板１４と透明基板１７とを接着固定する機能を有すると同時に、スペーサとしての機能を有する。
【００２９】
透明基板１７は、例えば板状のガラス基板であって、第１の接着剤１６によってセンサ基板１４上に固定されている。透明基板１７は、センサ基板１４となるシリコン基板１９を薄型化する際の支持基板としての機能を有する。
【００３０】
なお、センサ基板１４、第１の接着剤１６、および透明基板１７によって、第１の空間３１が形成されており、第１の空間３１内にセンサ部１８が配置される。
【００３１】
また、レンズホルダ１２は、開口部３２が形成された天板を有する筒型の形状であって、透明基板１７上に固定されている。レンズホルダ１２は、この開口端部と、透明基板１７の表面と、の間に形成された第３の接着剤３３によって、透明基板１７上に固定されている。
【００３２】
レンズホルダ１２は、内部にレンズ２２、および赤外線カットフィルタ３４を保持しており、レンズ２２の焦点面の位置が、湾曲したセンサ部１８に合致するように、透明基板１７上に固定されている。レンズホルダ１２の上下方向の位置は、第３の接着剤３３の厚さによって調節されている。
【００３３】
なお、赤外カットフィルタ３４は、図２に示すようにレンズ２２の上面に配置しても良いし、レンズ２２の下面にレンズホルダ１２の支えとして配置しても良い。また、透明基板１７上に形成しても良い。
【００３４】
シールド１３は、有底筒型の形状であって、レンズホルダ１２に固定されている。シールド１３の底部は、開口部３５を有しており、この開口部３５から複数の外部電極２３が露出するとともに、センサ基板１４の裏面に接触するように配置されている。シールド１３の筒状部は、固体撮像装置１１を覆うように配置されている。このように配置されたシールド１３は、筒状部の開口端部と、レンズホルダ１２と、の間に形成された第４の接着剤３６によって、レンズホルダ１２に固定されている。
【００３５】
このシールド１３は、遮光性の材料により形成されているが、さらに導電性を持たせ、接地させることにより、電磁シールドとしての機能を持たせてもよい。
【００３６】
次に、本実施形態に係る固体撮像装置１１の製造方法について、図３乃至図６を参照して説明する。図３乃至図６は、本実施形態に係る固体撮像装置１１の製造方法を説明するための図２に相当する断面図である。
【００３７】
まず、図３に示すように、センサ部１８を有するセンサ基板１４の表面に、センサ部１８を囲う環状の第１の接着剤１６を、例えばパターニングにより形成し、この第１の接着剤１６を介して、センサ基板１４上に板状の透明基板１７を固定する。センサ基板１４、第１の接着材１６、および透明基板１７によって、第１の空間３１が形成される。
【００３８】
続いて、透明基板１７を支持基板として用い、センサ基板１４を裏面から薄型化する。センサ基板１４の薄型化は、例えばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により行われ、例えば５０μｍ程度の厚さになるまで薄型化される。
【００３９】
センサ基板１４を薄形化することにより、後述する工程によりセンサ基板１４を湾曲させる際にセンサ基板１４が割れることを抑制するとともに、センサ基板１４を湾曲し易くすることができる。さらに、センサ基板１４を薄形化することにより、貫通電極２５を容易に形成することができる。
【００４０】
次に、図４に示すように、薄型化されたセンサ基板１４の裏面に、センサ部１８に電気的に接続された複数の外部電極２３を形成する。外部電極２３は、センサ基板１４に貫通電極２５を形成するとともに、センサ基板１４の裏面に配線２４を形成した後、この配線２４に接触するように形成される。
【００４１】
次に、図５に示すように、平面部２７、および凹状の湾曲部２８からなる湾曲ガイド１５の表面に、第２の接着剤２６を形成した後、湾曲部２８の周辺部分、すなわち平面部２７を、センサ基板１４の裏面に固定する。これにより、センサ基板１４の裏面と湾曲部２８との間に、第２の空間３０が形成される。
【００４２】
続いて、通常使用される減圧実装装置（図示せず）を用いて、第２の空間３０を真空引きすることにより、第２の空間３０内の気体（例えば空気）を、湾曲ガイド１５の湾曲部２８に形成された複数の貫通孔２９から吸引する。これにより、第２の空間３０内の気圧を、第１の空間３１内の気圧より低減させる。
【００４３】
この工程により、第２の空間３０内の気圧は、第１の空間３１内の気圧より低下するため、図６に示すように、薄型化したセンサ基板１４は下に凸状に湾曲し、湾曲ガイド１５の湾曲部２８に接触する。湾曲部２８は、湾曲したセンサ基板１４の裏面に、第２の接着剤２６を介して固定される。これにより、下に凸状に湾曲したセンサ部１８を有する固体撮像装置１１が製造される。
【００４４】
続いて、本実施形態に係るカメラモジュール１０の製造方法について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係るカメラモジュール１０の製造方法を説明するための図２に相当する断面図である。
【００４５】
図７に示すように、製造された固体撮像装置１１上（透明基板１７上）に、環状の第３の接着剤３３を形成する。続いて、内部にレンズ２２および赤外線カットフィルタ３４を保持するレンズホルダ１２を、第３の接着剤３３を介して、固体撮像装置１１上（透明基板１７上）に固定する。レンズホルダ１２は、レンズ２２の焦点面が湾曲したセンサ部１８に合致するように、第３の接着剤３３に押し込んで高さ方向における位置を調節した後に、第３の接着剤３３を硬化させることによって固定される。
【００４６】
最後に、第４の接着剤３５によって、レンズホルダ１２に、有底筒状のシールド１３を固定する。シールド１３は、筒状部が固体撮像装置１１を覆うとともに、底部がセンサ基板１４の裏面に接触するように配置される。
【００４７】
以上に説明した各種工程を経て、本実施形態に係るカメラモジュール１０が製造される。
【００４８】
以上に説明した本実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにカメラモジュールによれば、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が、湾曲したレンズ２２の焦点面に合致するように下に凸状に湾曲している。従って、像面湾曲の発生を抑制し、高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュールを提供することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態に係るカメラモジュールによれば、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が下に凸状に湾曲した固体撮像装置が適用されるため、像面湾曲を補正するために複数枚のレンズを用いることなく、カメラモジュールを高品質化することができる。従って、高品質かつ低コストなカメラモジュールを提供することができる。
【００５０】
また、本実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにカメラモジュールによれば、湾曲ガイド１５とセンサ基板１４の裏面との間に形成される第２の空間３０内の気圧を、センサ基板１４と透明基板１７との間に形成される第１の空間３１内の気圧よりも低下させることにより、センサ基板１４を湾曲させている。従って、センサ基板１４を湾曲させる際に、センサ部１８のマイクロレンズ２１が変形、破損する等のように、センサ部１８にキズが付くことを抑制することができる。これにより、さらに高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュールを提供することができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係るカメラモジュールに適用される固体撮像装置４０を示す断面図である。この固体撮像装置４０は、第１の実施形態に係るカメラモジュール１０に適用される固体撮像装置１１と比較して、湾曲ガイド４１の湾曲部４２に、貫通孔を有していない点が異なる他は、すべて同一である。従って、図８に示される固体撮像装置４０の構造についての説明は省略する。
【００５２】
次に、第２の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図９、図１０を参照して説明する。図９、図１０は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図８に相当する断面図である。なお、この製造方法は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１１の製造方法と比較して、センサ基板１４の裏面に、湾曲ガイド４１を固定する工程が異なる他は、すべて同一である。従って、以下の説明では、センサ基板１４の裏面に、湾曲ガイド４１を固定する工程について説明する。
【００５３】
まず、図４に示されるように、板状の状態のセンサ基板１４を有する固体撮像装置を形成する。
【００５４】
次に、図９に示すように、表面に第２の接着剤２６が塗布された湾曲ガイド４１を真空容器４３内に配置する。真空容器４３は、この容器４３の開口端部の一部に、凹部４４を有する。そして、湾曲ガイド４１が配置された真空容器４３の開口端部を、センサ基板１４の裏面に接触させる。この後、真空容器４３内、すなわち、センサ基板１４の裏面、真空容器４３、および湾曲ガイド４１によって形成された第２の空間４５内の気体（例えば空気）を、真空容器４３の凹部４４から吸引し、真空引きすることにより、第２の空間４５内の気圧を、第１の空間３１内の気圧より低減させる。
【００５５】
第２の空間４５内の気圧を低下させると、湾曲ガイド４１は容器４３内において上方に移動し、図１０に示すように、センサ基板１４の裏面に、第２の接着剤２６を介して湾曲ガイド４１が固定される。湾曲ガイド４１が固定されたセンサ基板１４の一部は、湾曲ガイド４１の湾曲部４２に沿って湾曲する。これにより、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が下に凸状に湾曲した固体撮像装置４０が製造される。
【００５６】
なお、第２の空間４５内の気圧を低減する際に、第２の空間４５内の気圧を、センサ部１４の裏面の曲率半径が、湾曲ガイド４１の湾曲部４２の曲率半径よりも小さくなるような気圧になるように選定する。この場合、センサ部１４の中央部裏面から湾曲部４２への接着が始まり、センサ部１４の中央部から周辺部方向に沿って、順に湾曲部４２への接着が進行する。
【００５７】
この工程において、湾曲ガイド４１が容器４３内において上方に移動しはじめると、図１０に示すように、湾曲ガイド４１の裏面と真空容器４３の底部との間に空間４５´が形成される。この空間４５´の気圧によっては、湾曲ガイド４１を押しつける圧力が不足する。この場合、真空容器４３に、湾曲ガイド４１を下から押し上げる機構を追加してもよい。図１１、図１２は、湾曲ガイド４１を下から押し上げる機構を有する真空容器４３ａ、４３ｂを示す、図９に相当する断面図である。
【００５８】
図１１に示すように、湾曲ガイド４１を下から押し上げる機構として、真空容器４３ａに、湾曲ガイド４１を下から突き上げるピン４４ａ（図示せず）を追加してもよい。
【００５９】
また、図１２に示すように、湾曲ガイド４１を下から押し上げる機構として、真空容器４３ｂの底部に、湾曲ガイド４１の裏面と真空容器４３の底部との間の空間４５´にガスを注入するための貫通孔４４ｂを設けてもよい。底部の貫通孔４４ｂからガス圧力をかけることによって、上記空間４５´の気圧を上昇させて、湾曲ガイド４１を押し上げてもよい。
【００６０】
なお、固体撮像装置４０が製造された後は、第１の実施形態に係るカメラモジュール１０の製造方法と同様に、レンズホルダ１２を固定し、続いてシールド１３を固定すれば、第２の実施形態に係るカメラモジュールが製造される。
【００６１】
以上に説明した本実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにカメラモジュールであっても、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が下に凸状に湾曲しているため、像面湾曲の発生を抑制し、高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュールを提供することができる。
【００６２】
さらに、本実施形態に係るカメラモジュールであっても、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が下に凸状に湾曲した固体撮像装置が適用されるため、高品質かつ低コストなカメラモジュールを提供することができる。
【００６３】
また、本実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにカメラモジュールであっても、気圧差を利用してセンサ基板１４を湾曲させている。従って、センサ基板１４を湾曲させる際に、センサ部１８にキズが付くことを抑制することができ、さらに高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュールを提供することができる。
【００６４】
（第３の実施形態）
図１３は、第３の実施形態に係るカメラモジュールに適用される固体撮像装置５０を示す断面図である。この固体撮像装置５０は、第１の実施形態に係るカメラモジュール１０に適用される固体撮像装置１１と比較して、複数の第１の接着剤５１が、互いに離間するように設けられている点が異なる。それぞれの第１の接着剤５１は、センサ基板１４の表面上のうち、センサ部１８の周囲に、センサ部１８を囲うように環状に設けられている。
【００６５】
次に、第３の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図１４、図１５、および図１６を参照して説明する。図１４、図１６は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図１３に相当する断面図であり、図１５は、図１４の一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿った第１の接着剤５１の断面図である。
【００６６】
まず、図１４、および図１５に示すように、センサ部１８を有するセンサ基板１４の表面のうち、センサ部１８の周囲に、それぞれのセンサ部１８を囲うように、複数の環状の第１の接着剤５１を、互いに離間するように形成する。続いて、これらの第１の接着剤５１を介して、センサ基板１４上に板状の透明基板１７を固定し、透明基板１７を支持基板として用い、センサ基板１４を裏面から薄型化する。続いて、薄型化されたセンサ基板１４の裏面に、センサ部１８に電気的に接続された複数の外部電極２３を形成する。
【００６７】
次に、図１６に示すように、平面部２７、および凹状の湾曲部２８からなる湾曲ガイド１５の表面に、第２の接着剤２６を形成した後、湾曲部２８の周辺部分、すなわち平面部２７を、センサ基板１４の裏面に固定する。これにより、センサ基板１４の裏面と湾曲部２８との間に、第２の空間３０が形成される。
【００６８】
続いて、第２の空間３０内の気体（例えば空気）を、湾曲ガイド１５の湾曲部２８に形成された複数の貫通孔２９から吸引して、第２の空間３０内の気圧を、第１の空間３１内の気圧より低減させる。この工程により、湾曲部２８は、湾曲したセンサ基板１４の裏面に、第２の接着剤２６を介して固定される。これにより、下に凸状に湾曲したセンサ部１８を有する固体撮像装置５０が製造される。
【００６９】
固体撮像装置５０が製造された後は、第１の実施形態に係るカメラモジュール１０の製造方法と同様に、レンズホルダ１２を固定し、続いてシールド１３を固定すれば、第３の実施形態に係るカメラモジュールが製造される。
【００７０】
なお、図１４、および図１５に示す工程において、複数の第１の接着剤５１を形成した理由は、以下の通りである。
【００７１】
図１６に示す工程において、センサ基板１４は、湾曲ガイド１５の平面部２７に固定された後、湾曲ガイド１５の湾曲部２８に沿って、湾曲部２８の周辺部分に相当する部分から湾曲しはじめる。センサ基板１４の湾曲が始まると、センサ基板１４と第１の接着剤５１とが接する部分に、センサ基板１４の中央方向に向かって応力が発生する。
【００７２】
ここで、第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法のように第１の接着剤１６を形成した場合、図５に示す工程において、センサ基板１４の湾曲が進行するにしたがい、応力によって、センサ基板１４の表面が歪む場合がある。なお、この応力は、センサ基板１４の表面と第１の接着剤１６とが接する部分のうち、センサ基板１４の中央に向かうほど、大きくなる。従って、センサ基板１４の表面のうち、湾曲ガイド１５の平面部２７と湾曲部２８との境界部分に相当する部分は、特に大きく歪む場合がある。センサ基板１４の表面が歪むと、センサ基板１４の表面上に設けられる回路パターンも歪み、製造された固体撮像装置の特性が劣化する。
【００７３】
固体撮像装置の特性の劣化を抑制するためには、回路パターンを、対応する部分に形成せずに、歪みが生じない他の部分に形成すればよい。しかし、この手段は、回路パターンのレイアウトが制約され、また、センサ基板１４の寸法が大きくなる懸念がある。
【００７４】
しかし、本実施形態に係る固体撮像装置５０において、複数の第１の接着剤５１を、互いに離間するように複数形成した場合、センサ基板１４の湾曲が進行するにしたがって、図１３に示すように複数の第１の接着剤５１が歪む。従って、センサ基板１４の表面が歪むことが抑制される。
【００７５】
すなわち、複数の第１の接着剤５１は、センサ基板１４を湾曲させる際に、センサ基板１４の表面が歪むことを抑制するために、形成される。
【００７６】
以上に説明した本実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにカメラモジュールであっても、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が下に凸状に湾曲しているため、像面湾曲の発生を抑制し、高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュールを提供することができる。
【００７７】
さらに、本実施形態に係るカメラモジュールであっても、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が下に凸状に湾曲した固体撮像装置が適用されるため、高品質かつ低コストなカメラモジュールを提供することができる。
【００７８】
また、本実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにカメラモジュールであっても、気圧差を利用してセンサ基板１４を湾曲させている。従って、センサ基板１４を湾曲させる際に、センサ部１８にキズが付くことを抑制することができ、さらに高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュールを提供することができる。
【００７９】
（第４の実施形態）
図１７は、第４の実施形態に係るカメラモジュールに適用される固体撮像装置６０を示す断面図である。この固体撮像装置６０は、第１の実施形態に係るカメラモジュール１０に適用される固体撮像装置１１と比較して、湾曲ガイド６１の湾曲部６２に複数の第１の貫通孔６３を有する点は同一だが、平面部６４に第２の貫通孔６５をさらに有し、この第２の貫通孔６５から、外部電極２３が露出している点が異なる。他は、すべて同一である。従って、図１７に示される固体撮像装置６０の構造についての説明は省略する。
【００８０】
次に、第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図１８乃至図２２を参照して説明する。図１８、図１９は、この製造方法に適用される湾曲ガイド６１を示す図であって、図１８は上面図、図１９は図１８の一点鎖線Ｙ−Ｙ´に沿った断面図である。また、図２０乃至図２２は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための図１７に相当する断面図である。なお、この製造方法は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１１の製造方法と比較して、複数の固体撮像装置６０をウエハレベルで一括形成する点が異なる。複数の固体撮像装置６０を一括形成する方法は、第１乃至第３の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法のように、個片化された固体撮像装置１１、４０、５０のそれぞれに湾曲ガイド１５、４１を張り付ける方法と比較して、固体撮像装置の製造効率が向上するため、製造コストを大幅に低減することができる方法である。
【００８１】
まず、図１８、図１９を参照して、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法に適用される湾曲ガイド６１について説明する。図１８、図１９に示すように、湾曲ガイド６１は、平面部６４、および複数の湾曲部６２からなる。各湾曲部６２は、図２等に示される湾曲ガイド１５と同様に、それぞれ複数の第１の貫通孔６３を有する。
【００８２】
また、湾曲ガイド６１は、平面部６４に、複数の第２の貫通孔６５を有する。これらの第２の貫通孔６５は、湾曲ガイド６１をセンサ基板１４の裏面に固定した際に、外部電極２３を露出させるために形成された貫通孔である。
【００８３】
このような湾曲ガイド６１は、図２等に示される湾曲ガイド１５と同様の形状（ただし、第２の貫通孔６５を有する）の複数の湾曲ガイドを、吊りピン等で一体的に形成したものであってもよいし、また、一枚の平面状の板に、複数の湾曲部６２、第１、第２の貫通孔６３、６５をそれぞれ形成したものであってもよい。
【００８４】
次に、図２０乃至図２２を参照して、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する。
【００８５】
まず、図２０に示すように、ウエハレベルで一括して、複数の固体撮像装置６０を形成する。すなわち、後にシリコン基板となるシリコンウエハ６６に複数のセンサ部１８を形成し、各センサ部１８の周囲に、各センサ部１８を囲うように第１の接着剤１６を形成した後、シリコンウエハ６６上に、後に透明基板となる、ガラスウエハ等の透明性を有するウエハ６７を固定する。この後、シリコンウエハ６６を薄型化し、シリコンウエハ６６の裏面に、各センサ部１８に電気的に接続されるように、複数の外部電極２３を形成する。
【００８６】
続いて、図１８、図１９に示される湾曲ガイド６１の表面に、第２の接着剤２６を形成し、それぞれの湾曲部６２の周辺部分、すなわち平面部６４を、シリコンウエハ６７の裏面に固定する。この際、第２の貫通孔６５から、外部電極２３が６露出する。これにより、シリコンウエハ６６の裏面と複数の湾曲部６２との間に、それぞれ第２の空間３０が形成される。
【００８７】
次に、図２１に示すように、通常使用される減圧実装装置（図示せず）を用いて、それぞれの第２の空間３０を真空引きすることにより、それぞれの第２の空間３０内の気体（例えば空気）を、湾曲ガイド６１の湾曲部６２に形成された複数の第１の貫通孔６３から吸引する。これにより、それぞれの第２の空間３０内の気圧を、対応する第１の空間３１内の気圧より低減させる。
【００８８】
この工程により、第２の空間３０内の気圧は、第１の空間３１内の気圧より低下するため、薄型化したシリコンウエハ６６のうち、センサ部１８を含む部分は下に凸状に湾曲し、湾曲ガイド６１の湾曲部６２に接触する。各湾曲部６２は、湾曲したシリコンウエハ６６の裏面に、第２の接着剤２６を介してそれぞれ固定される。これにより、下に凸状に湾曲したセンサ部１８を有する複数の固体撮像装置６０が製造される。
【００８９】
次に、図２２に示すように、スクライブラインに沿って（図中の一点鎖線に沿って）、透明性を有するウエハ６７、第２の接着剤２６、シリコンウエハ６６、および湾曲ガイド６１を切断する。これにより、複数の固体撮像装置６０は、複数に分割される。
【００９０】
なお、湾曲ガイド６１として、複数の湾曲ガイドの集合体を適用した場合において、この工程における切断とは、湾曲ガイドの集合体を、個々の湾曲ガイドに分割する意味を含むものとする。
【００９１】
このようにして固体撮像装置６０が製造された後は、第１の実施形態に係るカメラモジュール１０の製造方法と同様に、レンズホルダ１２を固定し、続いてシールド１３を固定すれば、第４の実施形態に係るカメラモジュールが製造される。
【００９２】
以上に説明した本実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにカメラモジュールであっても、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が下に凸状に湾曲しているため、像面湾曲の発生を抑制し、高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュールを提供することができる。
【００９３】
さらに、本実施形態に係るカメラモジュールであっても、センサ部１８を含むセンサ基板１４の一部が下に凸状に湾曲した固体撮像装置が適用されるため、高品質かつ低コストなカメラモジュールを提供することができる。
【００９４】
また、本実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びにカメラモジュールであっても、気圧差を利用してセンサ基板１４を湾曲させている。従って、センサ基板１４を湾曲させる際に、センサ部１８にキズが付くことを抑制することができ、さらに高品質な固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法、並びに高品質なカメラモジュールを提供することができる。
【００９５】
なお、第４の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法において、第２または第３の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を適用して、シリコンウエハ６６を湾曲させる方法を適用してもよい。この場合であっても、上述と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００９７】
例えば、本発明のカメラモジュールのレンズホルダ、およびシールドは、各実施形態のカメラモジュールに適用されたレンズホルダ１２、およびシールド１３に限定されない。
【００９８】
また、上述の実施形態は、例えば携帯電話等に搭載される小型のカメラモジュールであったが、通常の外囲器内にＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを搭載したデジタルカメラ等のカメラ用のセンサとして、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサの代わりに、上述の固体撮像装置を適用してもよい。カメラ用のセンサとして、上述の固体撮像装置を適用した場合、カメラの光学系のレンズ負荷を軽減することが出来る。
【符号の説明】
【００９９】
１０・・・カメラモジュール
１１、４０、５０、６０・・・固体撮像装置
１２・・・レンズホルダ
１３・・・シールド
１４・・・センサ基板
１５、４１、６１・・・湾曲ガイド
１６、５１・・・第１の接着剤
１７・・・透明基板
１８・・・センサ部
１９・・・シリコン基板
２０・・・フォトダイオード層
２１・・・マイクロレンズ
２２・・・レンズ
２３・・・外部電極
２４・・・配線
２５・・・貫通電極
２６・・・第２の接着剤
２７、６４・・・平面部
２８、４２、６２・・・湾曲部
２９、６３・・・（第１の）貫通孔
３０、４５・・・第２の空間
３１・・・第１の空間
３２・・・開口部
３３・・・第３の接着剤
３４・・・赤外線カットフィルタ
３５・・・開口部
３６・・・第４の接着剤
４３、４３ａ、４３ｂ・・・真空容器
４４・・・凹部
４４ａ・・・ピン
４４ｂ・・・貫通孔
４５´・・・空間
６５・・・第２の貫通孔
６６・・・シリコンウエハ
６７・・・透明性を有するウエハ
【図１】
2012249003.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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