(57)【要約】【課題】接着剤の塗布量のバラツキによる接着剤のはみ出しを低減する半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】機能素子を備えた第１の基板と前記第１の基板の前記機能素子を備えた面上に前記機能素子との間に空間を有する第２の基板を有す半導体装置の製造方法であって、前記第１の基板の周辺に接着剤を塗布するステップと、前記接着剤の高さを検出するステップと、前記第２の基板を保持して、検出した前記接着剤の高さに基づいて、前記第２の基板を移動させるステップと、前記第２の基板を保持したまま前記接着剤を硬化するステップと、を有する。【選択図】図９
2016213345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能素子を備えた第１の基板と
前記第１の基板の前記機能素子を備えた面上に前記機能素子との間に空間を有する第２の基板を有する半導体装置の製造方法であって、
前記第１の基板における前記機能素子の周囲に接着剤を塗布するステップと、
前記接着剤の高さを検出するステップと、
前記第２の基板を保持して、検出した前記接着剤の高さに基づいて、前記第２の基板を移動させるステップと、
前記第２の基板を保持したまま前記接着剤を硬化するステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記接着剤の高さを検出するステップでは、複数位置での高さを検出することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の基板を移動させるステップでは、検出した複数位置での前記接着剤の高さに応じて前記第２の基板を傾けることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
傾けた前記第２の基板を前記接着剤に接触させるステップを更に有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記接着剤に接触させた前記第２の基板を前記第１の基板と平行にするステップを更に有することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の基板に平行にした前記第２の基板の高さは検出した前記接着剤の最大高さと最小高さの間の高さであることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
機能素子を備えた第１の基板と
前記第１の基板の前記機能素子を備えた面上に前記機能素子との間に空間を有する第２の基板を有する半導体装置の製造システムであって、
前記第１の基板における前記機能素子の周囲に接着剤を塗布する塗布手段と、
前記接着剤の高さを検出する検出手段と、
前記第２の基板を保持して、検出した前記接着剤の高さに基づいて、前記第２の基板を移動させる移動手段と、
前記第２の基板を保持したまま前記接着剤を硬化する硬化手段と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造システム。
【請求項８】
前記検出手段は、複数位置での高さを検出することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造システム。
【請求項９】
前記移動手段は、検出した複数位置での前記接着剤の高さに応じて前記第２の基板を傾けることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置の製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide Semiconductor）のような撮像素子（以下、機能素子ともいう）を備えた半導体装置は、機能素子を備えた半導体基板に、機能素子を保護するためフィルタやガラス等の光透過性材料による保護カバーを接着剤等で貼り付けることで構成される。
【０００３】
保護カバーを接着剤で、近接且つ然るべきクリアランス（ギャップ）を維持して半導体基板に貼り付ける必要があるが、機能素子に接着剤やその他の物質が付着しないような構造（以下、中空構造とする）を採る必要がある。
【０００４】
そのため、半導体基板上の機能素子の周囲（口の字型）に接着剤を塗布して保護カバーを接着するが、中空構造を形成する為には接着剤の硬化収縮によるギャップ縮小及び接着剤幅の広がりの抑制が必要である。
【０００５】
特許文献１には、光学ガラスとウエハー上のマイクロレンズとの間に空間を形成する構造を得るために、光学ガラスとウエハーの接合時に、高荷重を掛けること及びパターン合わせを不要にした半導体装置が開示されている。この半導体装置は、空間を形成するためにウエハー上のマイクロレンズの周囲に形成されるスペーサー層と、光学ガラスとスペーサー層とを接合する接着剤層とを備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術では、接着剤の塗布量のバラツキ等により接着剤がはみ出すことにより半導体装置に不具合が生じる問題があった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、接着剤の塗布量のバラツキ等による接着剤のはみ出しを低減する半導体装置の製造方法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】
【０００８】
本発明は、機能素子を備えた第１の基板と前記第１の基板の前記機能素子を備えた面上に前記機能素子との間に空間を有する第２の基板を有する半導体装置の製造方法であって、前記第１の基板における前記機能素子の周囲に接着剤を塗布するステップと、前記接着剤の高さを検出するステップと、前記第２の基板を保持して、検出した前記接着剤の高さに基づいて、前記第２の基板を移動させるステップと、前記第２の基板を保持したまま前記接着剤を硬化するステップと、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、接着剤が多い部分でも接着剤がはみ出すことを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す図であって、（Ａ）半導体装置を上方から見た図、（Ｂ）半導体装置の断面図、（Ｃ）接着剤部の拡大断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す図であって、（Ａ）上方から見た図、（Ｂ）側面から見た図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す図であっで、（Ａ）上方から見た図、（Ｂ）側面から見た図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法における硬化工程の別の実施形態を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法のフロー図である。
【図１０】比較例による接着剤塗布後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は本実施形態の半導体装置１０の一例を示す図である。図１（Ａ）は半導体装置１０を上方から見た図である。機能素子である撮像素子１１を備えた第１の基板である半導体基板１において、撮像素子１１の周囲に接着剤２が塗布され、第２の基板であるフィルタ５が接着された状態を示す。
【００１３】
図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断線Ａ−Ａでの位置での半導体装置１０の断面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）における接着剤での接合部分（接着剤部）の拡大断面図である。フィルタ５は半導体基板１が撮像素子１１を備える面上に撮像素子１１との間に空間を有して配置されている。
【００１４】
図２〜図７は本実施形態の半導体装置の製造方法を工程順に示す図である。図２は半導体基板１における撮像素子１１の周囲に、塗布手段としての接着剤容器１２から接着剤２を塗布している状態を示す図であって、図２（Ａ）は上方から見た図、図２（Ｂ）は側面から見た図である。接着剤２は紫外線や熱により硬化する樹脂が良い。例えば、エポキシ系やアクリル系、シリコン系などの材料である。なお、半導体基板１はステージに載置された状態である。
【００１５】
次いで図３に示すとおり、接着剤２は半導体基板１における撮像素子１１の周囲に口の字型に塗布する。図３（Ａ）は上方から見た図、図３（Ｂ）は側面から見た図である。
この際、接着剤２の高さは数μｍ〜数十μｍの間で高低差がある。
【００１６】
次に図４に示すとおり、コレット４のような保持部材で第２の基板であるフィルタ５を保持する。移動手段としてのコレット４で保持したフィルタ５を検出手段としてのカメラ３で観察しながら接着剤２の高さを確認しフィルタ５を半導体基板１上に移動させる。図４ではカメラ３がひとつの場合を示しているが、カメラ３は複数でも良い。例えば、半導体基板１の４辺それぞれからカメラ３で確認してもよい。
【００１７】
次に図５に示すとおり、カメラ３で確認した接着剤２の高さの差異に基づいてコレット４の位置、角度、傾きを調整してフィルタ５が接着剤２に均等に触れるようにコレット４を移動する。
【００１８】
この状態ではフィルタ５は接着剤２の高さの差異に基づいて、半導体基板１に対し傾いた状態である。そのため、フィルタ５に接着剤２が均等に触れた後にフィルタ５を半導体基板１と平行な状態にする必要がある。
【００１９】
このため、図６に示すとおり、フィルタ５の高さ方向の位置は接着剤２を半導体基板１に塗布した時に有する接着剤２の高さ方向の差分の間の高さ、つまり接着剤２を半導体基板１に塗布した時の高低差となる接着剤２が最も高い位置と最も低い位置との間の高さとし、かつ、フィルタ５が半導体基板１と平行となる位置となるよう移動する。
【００２０】
次いで図７に示すとおり、コレット４でフィルタ５を保持し、半導体基板１とフィルタ５を固定した状態のままで接着剤２を、硬化手段としてのＵＶ照射機６で紫外線を照射することにより硬化する。図７ではＵＶ照射機６による紫外線の照射を２方向からとしているが、ＵＶ照射機６は多いほど望ましい。複数のＵＶ照射機６で照射することで、接着剤２がほぼ同時に硬化する。接着剤２が熱により硬化する材料の場合はＵＶ照射機６に変えて熱照射機８を利用する。また、接着剤２が紫外線と熱の両方を加えた方が硬化の効率が良い場合はＵＶ照射機６と熱照射機８の両方を用いても良い。
【００２１】
これらの各工程を実施する半導体装置の製造システムは、半導体基板１の位置が一定のままコレット４の位置、角度、傾きを調整してフィルタ５が接着剤２に均等に触れるようにカメラ３で観察しながらコレット４を移動する。
【００２２】
次にＵＶ照射機６で接着剤２を硬化するが、その際にカメラ３がそのままの位置にあっても良いし、上方や左右方向に退避した位置にあっても良い。または、半導体基板１がＵＶ照射機６の照射位置へ移動して接着剤２を硬化する製造システムであっても良い。
【００２３】
図８は他の実施形態を示す図であり、ひとつのＵＶ照射機６と４本のファイバーケーブル７により、４方向からステージ１３上に載置された半導体装置１０を照射する。カメラ３は４台を用いて４方向から確認している。また、ＵＶ照射機６以外に熱照射機８により接着剤２を硬化している。保持部材であるコレット４が熱照射機８の機能を有していてもよい。
【００２４】
図９は本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフロー図である。先ず、撮像素子１１を備えた第１の基板（半導体基板１）の周辺に接着剤を塗布する（ステップＳ１０１）。次に、第２の基板（フィルタ５）の複数の位置で接着剤２の高さを検出する（ステップＳ１０２）。次いで、複数の位置での接着剤２の高さに基づいて、第２の基板を移動させて接着剤２に接触させる（ステップＳ１０３）。ここで、検出した複数の位置での接着剤２の高さが異なる場合には、高さの差に基づいて第２の基板を第１の基板に対して傾斜させた後、接着剤２に接触させ、その後、第２の基板を第１の基板に平行にする。次いで、コレット４でフィルタ５を保持したまま接着剤２を硬化させる（ステップＳ１０４）。
【００２５】
図１０は比較例に係る半導体装置の説明図であって、図１０（Ａ）上方から見た図、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の切断線Ａ−Ａでの位置での断面図である。この比較例では、ここまで説明した本実施形態の半導体装置の製造方法と異なり、コレット４を用いて第２の基板（フィルタ５）を移動させる際、カメラ３を用いて接着剤２の高さを確認することなく、単に接着剤２が塗布された半導体基板１上の所定の位置に第２の基板を載せた後は、コレット４での保持をしない状態で、接着剤２の硬化させている。
【００２６】
比較例に係る半導体装置の製造方法では、塗布する接着剤２のバラツキと硬化収縮により、半導体基板１とフィルタ５が引き寄せあったり、接着剤２の硬化後に接着剤幅が不安定となったりする。その結果、半導体基板１上に貼り付けられたフィルタ５が傾いた状態となったり、撮像素子１１に接着剤２が付着してしまったりする。
【００２７】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  半導体基板（第１の基板）
２  接着剤
３  カメラ
４  コレット
５  フィルタ（第２の基板）
６  ＵＶ照射機
７  ファイバーケーブル
８  熱照射機  
１０  半導体装置
１１  撮像素子（機能素子）
１２  接着剤容器
１３  ステージ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００６−２２８８３７号公報
【図１】
2016213345.tif 000003
【図２】
2016213345.tif 000004
【図３】
2016213345.tif 000005
【図４】
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【図６】
2016213345.tif 000007
【図９】
2016213345.tif 000008
【図１０】
2016213345.tif 000009
【図５】
2016213345.tif 000010
【図７】
2016213345.tif 000011
【図８】
2016213345.tif 000012