(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバーキャップを持つ半導体デバイス形成方法であって、
放射線照射によって選択的に感光可能な材料から成るカバーウェハをパターン成型してカバー構造を形成するカバーウェハパターン成型工程と、
上記カバー構造を、少なくともひとつのデバイスを有するデバイス基板に取り付けアセンブリを形成するカバー構造取り付け工程とを備え、
上記カバーウェハパターン成型工程は、上記少なくともひとつのデバイスの各デバイスに対応する少なくともひとつのカバーキャップをカバーウェハに定義しカバー構造を形成するカバーキャップ定義工程を備え、
上記カバーキャップ定義工程は、カバーウェハの領域を選択的に感光する選択的感光工程と、更に、上記選択的感光域に基づいて上記カバーウェハを選択的にパターン成型するためにエッチング剤により上記カバーウェハをエッチングするエッチング工程とを備えたことを特徴とする、半導体デバイス形成方法。
【請求項２】
上記カバーウェハパターン成型工程は、上記カバー構造取り付け工程に先立って行われることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項３】
上記カバーウェハパターン成型工程は、上記カバー構造取り付け工程の後で行われることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項４】
上記選択的感光工程は、フォトレジストで上記カバーウェハをコーティングするコーティング工程と、上記カバーウェハの一部から上記フォトレジストを除去し露光マスクを形成する露光マスク形成工程と、感光源を用いて上記露光マスクを介して上記カバーウェハを露光し選択的感光域を形成するカバーウェハ露光工程とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項５】
上記感光源は、紫外線放射源であり、上記カバーウェハ露光工程の後にカバーウェハを熱処理する工程を備えたことを特徴とする請求項４に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項６】
上記選択的感光工程は、上記カバー構造取り付け工程に先立って行われることを特徴とする請求項５に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項７】
上記選択的感光工程は、上記カバー構造取り付け工程の後に行われることを特徴とする請求項５に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項８】
上記エッチング工程は、上記カバー構造取り付け工程に先立って行われることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項９】
上記カバーキャップ定義工程は、更に、上記カバーウェハに複数のカバーキャップを定義しカバー構造とする工程と、上記カバーウェハに複数の接続支持ビームを定義し上記複数のカバーキャップを互いに接続する工程とを備えたことを特徴とする請求項８に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１０】
上記エッチング工程は、上記カバー構造取り付け工程の後で行われることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１１】
上記エッチング剤は、フッ化水素酸溶液であることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１２】
上記半導体デバイス形成方法は、更に、上記エッチング工程と上記カバー構造取り付け工程の後に、アセンブリをプラズマエッチングすることで余分なフォトレジストを除去する工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１３】
上記カバー構造取り付け工程は、接着剤を用いてデバイス基板にカバー構造を接着する接着工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１４】
上記接着剤は、熱によるメカニカルストレスによる損傷を防ぐため、上記カバー構造と上記デバイス基板の間の熱膨張による不適合を最小にする温度で加熱接着が可能であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１５】
上記接着剤は、無機質はんだであることを特徴とする請求項１３に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１６】
上記接着工程は、上記カバー構造の少なくとも一部分と上記デバイス基板の少なくとも一部分とのどちらかに上記接着剤をコーティングするコーティング工程を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１７】
上記コーティング工程は、上記カバー構造と上記デバイス基板のどちらかのほぼ全表面を上記接着剤で覆う工程を備えたことを特徴とする請求項１６に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１８】
上記コーティング工程は、上記デバイスの活性領域が接着されないように、上記カバー構造と上記デバイス基板のどちらかに、デバイスの外周に対応する輪郭パターン部分に上記接着剤を塗布する塗布工程を備えたことを特徴とする請求項１６に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項１９】
上記塗布工程は、上記カバー構造と上記デバイス基板のどちらかに対して、上記輪郭パターン部分をスクリーン印刷する工程を備えたことを特徴とする請求項１８に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２０】
上記半導体デバイス形成方法は、更に、上記接着工程の後に、上記アセンブリをプラズマエッチングすることにより余分な接着剤を除去する工程を備えたことを特徴とする請求項１６に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２１】
上記少なくともひとつのデバイスは、イメージセンサであることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２２】
上記カバーウェハは、光学的透過性があり、研磨可能な表面と、光学的に平坦な表面と、スクラッチ傷抵抗のある表面との少なくともいずれかの表面を備えたことを特徴とする請求項２１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２３】
上記カバーキャップ定義工程は、上記カバーウェハに少なくともひとつの光学的要素を更に定義して上記カバー構造を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項２２に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２４】
上記少なくともひとつの光学的要素は、回折性のある微細光学的要素であることを特徴とする請求項２３に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２５】
上記少なくともひとつの光学的要素は、フィルタであることを特徴とする請求項２３に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２６】
上記カバー構造取り付け工程は、上記カバー構造を光学的透過性のある接着剤を用いて上記デバイス基板に接着する工程を備え、上記イメージセンサに入射される放射線の反射を最小とするように、上記接着剤の第一の屈折率は上記カバーウェハの第二の屈折率に合致することを特徴とする請求項２１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２７】
上記イメージセンサは、イメージセンサの感度を向上させるためにマイクロレンズを有し、上記カバー構造取り付け工程は、上記マイクロレンズを有するイメージセンサの活性領域が接着されないように、上記カバー構造と上記デバイス基板のどちらかにデバイスの外周に対応する輪郭パターン部分に接着剤を塗布する塗布工程を備えたことを特徴とする請求項２１に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２８】
上記半導体デバイス形成方法は、更に、各デバイスが上記カバー構造の一部分を上記カバーキャップとして備えるように、上記アセンブリを切断して少なくともひとつの切断デバイスを形成する工程を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項２９】
上記半導体デバイス形成方法は、更に、上記少なくともひとつの切断デバイスを包装するパッケージング工程を備えたことを特徴とする請求項２８に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項３０】
上記パッケージング工程は、上記少なくともひとつの切断デバイスを、上記カバーキャップを露出させるように成型したプラスチックのパッケージに封入する工程を備えたことを特徴とする請求項２９に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項３１】
上記パッケージング工程は、上記少なくともひとつの切断デバイスに少なくともひとつのワイヤを取り付ける工程と、上記少なくともひとつのワイヤをグロブトップカプセル封入したボールグリッドアレイ上に上記少なくともひとつの切断デバイスをアセンブリする工程とを備えたことを特徴とする請求項２９に記載の半導体デバイス形成方法。
【請求項３２】
上記パッケージング工程は、直径が上記カバーキャップの厚みより大きい少なくともひとつのはんだボールを用いて、上記少なくともひとつの切断デバイスを印刷回路基板に取り付ける工程を備えたことを特徴とする請求項２９に記載の半導体デバイス形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスに関し、特にひとつ以上のデバイスが半導体基板（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｆｒｏｍ）されるか、半導体基板の上に搭載（ｒｅｓｉｄｅ  ｏｎ）される場合に、半導体ウェハ基板のための、パターン成型可能な保護カバーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
公知の技術により基板上に様々な半導体デバイスが装備される。半導体デバイスは、例えば、電気的機能、機械的機能、光学的機能、又は、その他の機能、またはそれらの機能を組み合わせた機能を実行するものである。
【０００３】
半導体ウェハはしばしばこうしたデバイスの基板として用いられる。これらのデバイスは、様々な公知のプロセス、たとえば、基板の表面に様々な材料の層を形成すること、イオン注入、拡散、酸化、フォトリソグラフィー、エッチング、その他のプロセスによって、基板ウェハ自身の半導体材料から形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）される。形成（ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）の過程では、各デバイスの各部分が基板ウェハの「内部に」、すなわち、基板の表面の下に形成されることが一般的であるが、基板表面上に特別の位置的または構造的な特徴を持つ部分をデバイスの一部として追加形成することもある。
【０００４】
別の方法としては、半導体デバイスを第一の半導体ウェハから形成し、第一の半導体ウェハを第二の半導体ウェハまたはその他の材料による基板の上にマウントする場合もある。第一のウェハから形成された半導体デバイスは、個々の独立したデバイスとしてそれぞれ基板の上にマウントしても良いし、複数のデバイスをまとめてひとつのグループとしてマウントしても良い。このマウントする場合というのが、上述した基板から「形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  ｆｒｏｍ）される」場合に対し、基板に「搭載（ｒｅｓｉｄｅ  ｏｎ）される」場合のことである。
【０００５】
本発明では、上述した基板のいずれかを「デバイス」基板と称する、すなわち、半導体デバイスを搭載（ｒｅｓｉｄｅ  ｏｎ）する基板、かつ／または、半導体デバイスを形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）する基板を「デバイス」基板と称する。デバイス基板は１個または多数のデバイスを備えている。
【０００６】
多くの公知の半導体デバイスは、大変壊れやすく、かつ／または、周囲からの障害（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  ｈａｚａｒｄ）に対して敏感である。このような障害の例としては、デバイス表面の「活性」領域（ａｃｔｉｖｅ  ａｒｅａ）のある部分への、埃その他粒子による汚染、湿気、不注意によるスクラッチ傷、その他の損傷がある。デバイスの活性領域とは一般的に電気的接続領域、半導体結合領域、光学的感知領域、またはマイクロメカニカルストラクチャ（ｍｉｃｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）といった機能的領域のことである。
【０００７】
機能的欠陥は、上述したように、一つまたはそれ以上の周囲からの障害により生ずるものであり、デバイスの歩留まりの低下及びその他の誤動作の主な原因となり得る。かかる多数の障害によるデバイスの損傷は例えば、「切断（ｄｉｃｉｎｇ）」（デバイス基板を個別のデバイスに分ける）のプロセス、デバイスのパッケージプロセスで起こる。切断工程とパッケージング工程とを経た後に残る、機能するデバイスの数は、周囲からの障害による欠陥により著しく減少する。
【０００８】
こうした障害から基板上の半導体デバイスを保護するさまざまな技術が知られている。あるものは、基板を個別のデバイスに分ける前にデバイス基板に保護用半導体キャップウェハを接着する。この技術は特に、マイクロエレクトリカルメカニカルシステム（ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓ：ＭＥＭＳ）のような、基板の表面上に形成したマイクロマシンパート（ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  ｐａｒｔｓ）またはマイクロスコピックメカニズム（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を持つ半導体デバイスのウェハ基板に用いられている。
【０００９】
半導体マイクロメカニカルデバイスを保護する公知技術によれば、ガラス状の「ポスト」（ｇｌａｓｓ−ｌｉｋｅ  “ｐｏｓｔｓ”）のパターンあるいは「フリットガラス」（ｆｒｉｔ  ｇｌａｓｓ）のパターンを接着媒体として使用して、デバイス基板ウェハ全体を別のウェハによりキャップをする。この技術では、マイクロメカニカルデバイスを、フリットガラスパターンと、デバイス基板とキャップウェハとによって形成された窪み（ｏｐｅｎ  ｃａｖｉｔｙ）内に密封する。従って、マイクロメカニズムは動き動作可能であり、同時に、粒子汚染のような様々な周囲の障害から保護される。
【００１０】
上記の技術によれば、キャップウェハは、典型的には、デバイス基板に用いた材料と同じタイプ（例えば、珪素またはガリウム砒素化合物）の半導体ウェハである。結果として、キャップウェハは本質的にデバイス基板と同じ温度的特徴を持つ。キャップウェハをこうして選択することにより、キャップウェハとデバイス基板間の温度不適合によるメカニカルストレスがほとんどなくなる。例えば、キャップウェハとデバイス基板にフリットガラスを確実に適切に接着するための高温処理中に膨大なメカニカルストレスが起こることがある。このようなストレスは基板上のデバイスに深刻な損傷を与えたり、破壊することすらあり、かつマイクロスコピックメカニカルセンサ（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｅｎｓｏｒｓ）やその他のＭＥＭＳのような繊細なマイクロマシンデバイス（ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）の精度を劣化させるものである。
【００１１】
上記技術では更に、キャップウェハ形成に必要とされる全てのプロセスを、キャップウェハをデバイス基板に接着する前に行うことが特徴である。例えば、デバイス基板に電気的接続をするため、ドリルによりまたは非等方性のエッチングによって、キャップウェハにひとつ以上の孔を開ける場合がある。このドリル工程またはエッチング工程は、基板上の繊細なマイクロマシンデバイスの損傷を防ぐために、キャップウェハとデバイス基板の組立（ａｓｓｅｍｂｌｙ）に先立って行われる。
【００１２】
半導体イメージセンサには、別の公知技術によるパッケージ保護が行われている。これは上記したマイクロマシンデバイスに用いる保護キャップ技術とは異なる。マイクロマシンデバイス保護の方法では、デバイス基板からデバイスを切断する前にマイクロマシンデバイスのデバイス基板全体をキャップで保護する。これに対し、イメージセンサ保護の方法は、デバイス基板から分けられた個別のイメージセンサに保護用ガラスキャップを装備する。更にイメージセンサ保護技術がマイクロマシンデバイス保護と異なる点として、保護キャップは様々な放射線波長に対し透過性がある必要があり、特にイメージセンサが意図している放射線の受信を妨げないように、意図した放射線波長域に対し透過性がある必要がある。
【００１３】
ある半導体イメージセンサ保護の技術によれば、個別のイメージセンサをセラミックパッケージのような窪みパッケージ（ｃａｖｉｔｙ  ｐａｃｋａｇｅ）内に接着し、保護ガラスカバーを、ガラスカバーと光学的に適合する接着剤を用いて、接着剤がガラスカバーの下を実質的に満たすように、パッケージに取り付ける。
【００１４】
この方法には多数の欠陥がある。第一に、イメージセンサ表面はパッケージング作業の間露出しており、粒子汚染などの周囲からの障害による損傷を受けやすい。第二に、ガラスカバーを取り付けた後、パッケージ内に閉じこめられた粒子により、後にイメージセンサ使用中に予測不能な障害が起こる場合がある。第三に、保護用ガラスキャップは個別に形成され、個別に取り付けられるのでコストがかかる。更に、この方法は、マイクロマシンデバイスに適用することはできない。なぜなら、接着剤で保護用ガラスキャップの下を満たしており開いた窪み（ｏｐｅｎ  ｃａｖｉｔｙ）がなくなってしまうのでマイクロメカニズムの有用な動き動作が不可能となってしまうからである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような観点から、イメージセンサ等の半導体デバイスを「ウェハ」レベルで保護することが有効である、即ち、デバイスウェハを切断（ｄｉｃｅ）した後に個別のデバイスを保護するのではなく、デバイスウェハを切断する前にデバイス基板上に搭載したデバイスまたはデバイス基板から形成されたデバイスをひとつ以上複数同時に保護することが有効である。上記したように、ウェハレベルの技術は半導体キャップウェハを用いてマイクロマシンデバイスに適用されてきた。しかしながら、そのマイクロマシンデバイスに用いられたキャップ技術は、イメージセンサ機器が意図した必要な種々の放射線波長域の放射線をデバイスに取り込めない。なぜなら、半導体キャップウェハは特定の波長域（典型的には赤外線放射線）だけにしか透過性がないからである。
また、メカニカルストレス、特に温度によるメカニカルストレスを避けながらデバイス基板に取り付け可能でかつ容易にパターン成型可能な保護カバーを用いて、イメージセンサやマイクロマシンデバイス等の様々な半導体デバイスを保護することは更に有効である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は半導体ウェハデバイスを保護するためのウェハレベルのカバーキャップに関するものである。本発明の一実施の形態としての方法と装置によれば、フォトエッチング可能な材料、または、透過性のある材料のカバーウェハをパターン成型（ｐａｔｔｅｒｎ）する。また、カバーウェハをアセンブリを形成するためにデバイス基板に取り付ける。カバーウェハのパターン成型は、デバイス基板に取り付ける前でも後でも良い。さらには、カバーウェハは、例えば、適当な接着剤をカバーウェハとデバイス基板の一方または両方に塗ることで、デバイス基板に取り付けることができる。
【００１７】
カバーウェハは、カバーウェハの特定の部分が選択的に感光（ｓｅｎｓｉｔｉｚｅ）されエッチング（ｅｔｃｈ）できるように、フォトエッチング可能な材料で製造されることが望ましい。こうして、カバーウェハに、デバイス基板の個々のデバイスに対応するようにひとつ以上のカバーキャップを定義（ｄｅｆｉｎｅ）することができる。
【００１８】
更に、本発明のカバーキャップの一例として、カバーキャップに対して種々の光学的要素を定義しながら、カバーウェハをパターン成型（ｐａｔｔｅｒｎ）するようにしてもよい。光学的要素とは、例えば、回折性のあるマイクロレンズやフィルタであり、多くのイメージセンサ機器に有用である。
【００１９】
本発明の半導体ウェハデバイスのためのカバーキャップは、イメージセンサ機器に特に有用である。一方、本発明の半導体ウェハデバイスのためのカバーキャップは、マイクロマシンデバイスのような多くの半導体機器にも有用である。例えば、カバーウェハにフォトエッチング可能な材料を用いるので、カバーウェハをデバイス基板に取り付ける前でも後でも、デバイス基板上の個々のデバイスに対応するようにカバーウェハの特定の領域をパターン成型することが容易になる。更に、組み立てる前にパターン成型しても組み立てた後にパターン成型しても、カバーウェハは切断工程の間中とパッケージング工程の間中、デバイス基板全体を保護する。
【００２０】
特に、切断工程とパッケージング工程の前にデバイス基板にカバーウェハを取り付けると、デバイス表面に粒子が付着すること及びデバイス表面にスクラッチ傷がつくことを防ぐことができ、デバイスはより障害に強くなる。結果として、本発明の方法及び装置によれば、デバイスを切断するための及びデバイスをパッケージングするための特別なクリーンルーム設備が不要となる。更に、特にイメージセンサ機器については、ひとつのカバーウェハでデバイス基板全体をカバーすることで、個々のデバイスにガラス片をそれぞれ取り付ける個別単位の特別な処理が不要となり、個別単位のデバイスの輸送と、個別単位のデバイスの保管と、個別単位のデバイスの検査と、個別単位のデバイスの接着剤の塗布とに伴う各コストを省くことができる。
【００２１】
本発明によるカバーキャップを持つ半導体ウェハデバイスを形成する方法は、たとえば、カバー構造を形成するカバーキャップを定義（ｄｅｆｉｎｅ）するためにフォトエッチング可能なカバーウェハの領域を選択的に感光（ｓｅｎｓｉｔｉｚｅ）する。カバーウェハは、例えば、公知のフォトレジスト技術によりマスクしたカバーウェハの各部分を放射線源に対し露光することで感光される。放射線源に対しカバーウェハを露光する工程に続いて、カバーウェハを熱処理する。この露光工程と熱処理工程とにより、カバーウェハの物理的特性を、すなわちカバーウェハの「選択的に感光性ある」部分を変化させる。次に、この選択的に感光されたカバーウェハをエッチング剤でエッチングし、カバーキャップを有するカバー構造にする。カバーウェハにパターン成型したカバー構造には、更に、複数のカバーキャップを接続する複数の接続支持ビームを有するようにしてもよい。
【００２２】
あるいは、カバーウェハをパターン成型してカバー構造とする前または後に、カバーウェハを半導体デバイス基板に接着剤を用いて取り付ける。ここで接着剤は、カバーウェハとデバイス基板の間の熱膨張による不適合（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｍｉｓｍａｔｃｈ）を最小にする温度によって加熱硬化処理可能（ｃｕｒａｂｌｅ  ｂｙ  ｈｅａｔ）であることが望ましい。接着剤はカバーウェハまたはデバイス基板の一部または全部に塗布する。更に、デバイス基板上のそれぞれのデバイスの外周に対応する輪郭パターン部分（ｃｏｎｔｏｕｒｐａｔｔｅｒｎ）に接着剤を塗布しても良い。このようにすると、個々のデバイスの活性領域は接着されない。輪郭パターン部分には例えばスクリーン印刷により接着剤を塗布できる。
【００２３】
また、デバイス基板のデバイスは、たとえば、イメージセンサである。この場合には、カバーウェハは光学的透過性があり、研磨可能な表面と、光学的に平坦な表面と、スクラッチ傷抵抗のある表面とのいずれかひとつの表面を持つ。イメージセンサ機器で、カバーウェハまたはカバー構造をデバイス基板に取り付ける接着剤は、光学的に透過性があり、イメージセンサに入射する放射線の反射が最小となるように、カバーウェハの屈折率に関係した或いは「適合した」屈折率を持つことが望ましい。
【００２４】
また、カバー構造とデバイス基板とのアセンブリは、個々のデバイスがカバーキャップとしてのカバー構造部分を持つように切断（ｄｉｃｅ）される。その後、切断したデバイスを様々な技術によってパッケージングする。例えば、カバーキャップが露出するように成型したプラスチックのパッケージに入れる技術、切断したデバイスに取り付けたワイヤのグロブトップカプセル封入（ｇｌｏｂ−ｔｏｐ  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）を用いてボールグリッドアレイ（ｇｒｉｄａｒｒａｙ）上にアセンブルする技術、または、直径がカバーキャップの厚みより大きいはんだボールを用いて印刷回路基板に切断したデバイスを取り付ける技術等により切断したデバイスをパッケージングする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態によるアセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）２４を上から見た図である。図中で、カバー構造（ｃｏｖｅｒ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）３５は、図示していないカバーウェハ（ｃｏｖｅｒ  ｗａｆｅｒ）からパターン成型されデバイス基板（ｄｅｖｉｃｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１０に取り付けられている。カバー構造３５は、図１で複数のカバーキャップ（ｃｏｖｅｒ  ｃａｐ）３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ等として示されている。デバイス基板１０は、それぞれカバーキャップ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ等の下に図示されていない活性領域（ａｃｔｉｖｅ  ａｒｅａ）を持つ多数の個々のデバイス（ｄｅｖｉｃｅ）１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ等を有している。図１で、更に個々のデバイス１２には電気的接続が必要なところにワイヤボンドパッド（ｗｉｒｅ−ｂｏｎｄ  ｐａｄ）１４がある。
【００２６】
図２Ａ〜Ｅは、図１の線Ｉ−Ｉに沿った断面図であり、本発明の実施の形態によるカバーキャップを持つ半導体ウェハデバイスを形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）する方法を時間順に示している。図２Ａ〜Ｅの半導体デバイス１２は、図を簡略にするため、半導体ウェハ基板１０から形成されるひとつのイメージセンサを示している。ここで言うデバイスとはひとつイメージセンサに限らず、半導体ウェハから形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）される不特定多数のデバイスかつ／または半導体ウェハ基板や他のデバイス基板上に搭載（ｒｅｓｉｄｅ  ｏｎ）される不特定多数のデバイスに対して、本発明によるカバーキャップを付けることが可能であることは通常の技術者は容易に理解するところであろう。
【００２７】
図２Ａ〜Ｅはひとつのイメージセンサ１２が形成されるデバイス基板１０の一部である。イメージセンサ（ｉｍａｇｅ  ｓｅｎｓｏｒ）１２には、イメージセンサと電気接続するためのワイヤボンドパッド１４、デバイス基板１０の上表面（ｔｏｐ  ｓｕｒｆａｃｅ）１９に露出しているカラーフィルタ（ｃｏｌｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ）１６、更にカラーフィルタ１６の下側に光検出器（ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１８がある。多くの半導体デバイスがそうであるように、イメージセンサ１２の表面１９は壊れやすく損傷を受けやすい。特に、カラーフィルタ１６は、たやすくスクラッチ傷（ひっかき傷）をつけられたり、埃、湿気、従来の半導体形成過程で用いられる溶剤のような様々な薬剤といった粒子により汚染されやすい。カラーフィルタ１６が受ける損傷はイメージセンサ１２の性能を劣化させ、特に光検出器１８の検出能力や「感知能力」を劣化させる。更に、カラーフィルタ１６が、深いスクラッチ傷のような深刻な損傷を被ると、光検出器１８そのものの直接の損傷となってしまい、デバイスの障害となるだろう。
【００２８】
図２Ａは、デバイス基板１０上のデバイスを保護するために、カバーウェハ（ｃｏｖｅｒ  ｗａｆｅｒ）２０を、イメージセンサ１２のカラーフィルタ１６が露出している表面１９の上に、アセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）２４を形成するようデバイス基板１０に取り付けたところを示す。通常、カバーウェハ２０の直径はデバイス基板１０の直径（ｄｉａｍｅｔｅｒ）１１と同じである（図１参照）。更に、カバーウェハ２０は以下に示すように様々なパターンのカバー構造を形成できるように「パターン成型可能」である。本発明の目的に沿ったカバーウェハは、更にカバーウェハのパターン成型後、又は、エッチング後も、機械的に強固であるという特徴を持つ。特にイメージセンサ機器では、カバーウェハ２０は光を透過する性質を持つべきであり、研磨可能な表面、光学的に平坦で堅い表面と、スクラッチ傷抵抗のある表面との少なくともいずれかの表面を持つことが望ましい。
【００２９】
上述したように、カバーウェハ２０はパターン成型可能であることが望ましく、特に「フォトエッチング可能」であるべきである。本発明の目的のためには、「フォトエッチング可能な」材料とは、選択的に感光可能な材料であり、例えば放射線で露光することで物理的特徴が変更可能な材料である。フォトエッチング可能な材料を選択的に感光させた後、感光域に基づくパターンを形成するようエッチングされる。本発明の目的にふさわしいカバーウェハの材料としては、スコット社製造のＦＯＴＵＲＡＮウェハ、コーニング社製造のＭｉｋｒｏｇｌａｓ  ＧｍｂＨ、ＦｏｔｏｆｏｒｍやＦｏｔｏｓａｒａｎといったフォトエッチング可能なガラス状の材料があげられるが、これらに限らない。
【００３０】
図２Ａ〜Ｅに示すように、カバーウェハ２０はカバーキャップ３４を定義したカバー構造を形成するようにパターン成型される。カバーキャップ３４はデバイス基板１０上のデバイス１２をそれぞれカバーし保護する。図２Ａ〜Ｅは、カバーウェハ２０をデバイス基板１０に取り付けてアセンブリ２４を形成した後に、カバーキャップ３４を持つカバー構造を形成するよう、カバーウェハ２０をパターン成型しエッチングする様子を示している。しかしながら、図２Ａ〜Ｅの方法は、デバイス基板１０に取り付ける前のカバーウェハ２０に対してカバー構造を形成する場合にも適用できる。どちらの場合でも、すなわち、パターン成型してあってもなくても、カバーウェハ２０はデバイス基板を個々のデバイスに分割切断（ｄｉｃｅ）する前にデバイス基板１０に取り付けられる。
【００３１】
図２Ａは接着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）２２を用いて、パターン成型の前または後に、カバーウェハ２０をデバイス基板１０に取り付ける場合を示している。ここで、接着剤はデバイス１２の表面１９に適合性のある（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）ものを選択する。例えば、図２Ａ〜Ｅに示したイメージセンサ１２の場合は、接着剤２２はカラーフィルタ１６に適合可能（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）でなければならない。特に、イメージセンサに用いられるカラーフィルタの多くは、いくつかの共通の溶剤に大変溶解しやすく、ほんのわずかでも溶剤を含む接着剤や、接着中に溶剤が溶け出すような接着剤は使用できない。本発明の目的にふさわしい接着剤としては、特にイメージセンサ機器には、インジウムベースのはんだのような無機質はんだ、シリコン接着剤やアクリル接着剤があるが、これらに限らない。一般的に、接着剤は、熱によるメカニカルストレスによる損傷を防ぐために、カバー構造とデバイス基板の間の熱膨張による不適合（ｔｈｅｒｍａｌ  ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｍｉｓｍａｔｃｈ）を最小とする温度で加熱硬化処理可能（ｃｕｒａｂｌｅ  ｂｙ  ｈｅａｔ）なものが望ましい。
【００３２】
デバイス基板１０がイメージセンサ１２を有している場合を示す図２Ａ〜Ｅで、接着剤２２はイメージセンサの表面１９、カラーフィルタ１６と適合可能（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）なだけでなく、光学的に透過でなくてはならない。更に、イメージセンサに入射してくる放射線の反射を好適に最小とするように、接着剤２２の屈折率はカバーウェハ２０の屈折率と関係（ｒｅｌａｔｅ）するもの、または「合致（ｍａｔｃｈ）する」ものであることが望ましい。
【００３３】
図２Ｂは、本発明の実施の形態によるカバーウェハを形成する方法の第一の工程として、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）２６でカバーウェハ２０をコーティングすることを示している。図２Ｃは、公知の方法により、フォトレジスト２６を部分的にカバーウェハ２０から除去し露光マスク（ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｍａｓｋ）２８を形成することを示している。図２Ｃによれば、露光マスク２８で覆われたカバーウェハ２０は、図示していない感光源（ｓｅｎｓｉｔｉｚｉｎｇ  ｓｏｕｒｃｅ）からの下向きの矢印（ｄｏｗｎｗａｒｄ  ａｒｒｏｗ）３０で示した放射線で露光され、カバーウェハ２０に選択的感光域（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ  ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ  ｒｅｇｉｏｎ）３２を形成する。この例では、カバーウェハ２０の露光マスク２８で覆われた部分は、放射線が遮断され感光されていない。上述したように、図２Ｂ、Ｃに示したウェハを部分的に選択的に感光することよってカバーウェハをパターン成型するという方法は、カバーウェハをデバイス基板１０に取り付ける前に行っても良いし、取り付けた後に行っても良い。
【００３４】
ここで、カバーウェハ２０がスコット社のＦＯＴＵＲＡＮのような材料であれば、感光源としては、紫外線放射源がふさわしい。ＦＯＴＵＲＡＮ材料では、紫外線放射によりマスクから露呈した部分に銀原子が形成される。紫外線による露光後、図２Ｃには示していないが、カバーウェハは４００℃から５００℃の温度で熱処理され、この間に銀原子は塊状に固まり、最終的に結晶となる。
【００３５】
カバーウェハ２０の領域３２が選択的に感光されると、図２Ｄに示すように、カバーウェハは下向き矢印（ｄｏｗｎｗａｒｄ  ａｒｒｏｗｓ）３１に示すように適当なエッチング剤（ｅｔｃｈａｎｔ）によってエッチングされ、選択的にパターン成型される。これによって選択的感光域３２は溶解する。ここでも、上述したように、エッチングはカバーウェハ２０をデバイス基板１０に取り付ける前に行ってもよく、又は、取り付けた後に行っても良い。エッチング剤としては、特にＦＯＴＵＲＡＮカバーウェハの場合には、フッ化水素酸溶液がふさわしい。水に対し１０％のフッ化水素酸の水溶液を用いると、ＦＯＴＵＲＡＮカバーウェハの露光していない部分の１０〜１５倍のエッチング率で、選択的感光域の結晶銀がエッチングされる。パターン成型されエッチングされると、図２Ｄに示すように、カバーウェハはカバーキャップ３４を持つカバー構造となる。図１と図３に示したようにカバー構造３５は、デバイス基板１０の個々のデバイス１２に対応した多数のカバーキャップ３４を有する。
【００３６】
図２Ｅは、エッチング剤３１によるエッチングした後、アセンブリ２４の露出した表面を、下向きの矢印（ｄｏｗｎｗａｒｄ  ａｒｒｏｗｓ）３３に示すようにプラズマエッチング（ｐｌａｓｍａ  ｅｔｃｈ）をして、余分なフォトレジスト２６及び／または余分な接着剤２２を除去することを示す。図２Ｅに示すように、プラズマ３３によるエッチングが行われると、ワイヤボンドパッド１４がデバイス基板１０の表面１９に露出される。一方、イメージセンサのカラーフィルタ１６と光検出器１８は、接着剤２２によってデバイス基板１０に取り付けたカバーキャップ３４により保護されている。
【００３７】
図３は、図１と同様にアセンブリ２４を上から見た図であるが、カバーウェハをデバイス基板１０に取り付ける前に、カバー構造３５を形成するようにカバーウェハをパターン成型しエッチングしている。図３は、デバイス基板１０の個々のデバイス１２をカバーする複数のカバーキャップ３４に加え、複数のカバーキャップ３４同志を接続する接続支持バー（ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｅ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｂａｒ）３６を有するカバー構造３５の一例を示している。
【００３８】
図１と図３、及び図２Ａ〜Ｅに示した本発明の実施の形態の方法では、パターン成型していないカバーウェハまたはカバー構造としてパターン成型されたカバーウェハを、デバイス基板に接着剤を用いて取り付けアセンブリを形成するとき、カバーウェハまたはデバイス基板のいずれかは接着剤でコーティングされる。好適な接着が得られるように、カバーウェハまたはデバイス基板の表面全体を接着剤で覆うようにしても良い。
【００３９】
別の接着方法として、図１のデバイス１２Ｃ中の黒化した部分（ｄａｒｋｅｎｅｄ  ｐｏｒｔｉｏｎ）に示すように、接着剤を、カバーウェハまたはデバイス基板の輪郭パターン（ｃｏｎｔｏｕｒ  ｐａｔｔｅｒｎ）３８の部分に塗布するようにしてもよい。輪郭パターン３８の形は個々のデバイス１２の表面上の「活性領域」の外側の周囲に対応している。輪郭パターン３８の部分に接着剤を塗布すれば、デバイス１２の表面の活性領域は実質的に接着されない。更に、接着剤の輪郭パターン部分の厚みが作る「スタンドオフの高さ（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ  ｈｅｉｇｈｔ）」によって、カバーキャップと個々のデバイスの活性領域の間に輪郭パターンの厚みを持った空隙（ｇａｐ）ができる。公知技術のスクリーン印刷処理により、カバーウェハまたはデバイス基板のどちらかに接着剤を輪郭パターン３８の部分に塗布しても良い。
【００４０】
図４は、デバイス基板１０から形成されたイメージセンサであって、上記したように輪郭パターン３８に塗られた接着剤によってデバイス基板に取り付けたカバーキャップ３４を有するイメージセンサ１２の例を示している。図４は、図１に示したデバイス１２の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。図１では、接着剤の塗られる輪郭パターン３８はカバーキャップ３４Ｃ内の黒化した部分として示されている。輪郭パターン３８は図４でも黒化着色して示されているが、図４に示すように、輪郭パターン３８は実際はカバーキャップ３４の下に隠れている。図４はイメージセンサという特定のデバイスの例を示しているが、輪郭パターン３８はイメージセンサ以外のデバイスに使用することもできる。
【００４１】
図４において、接着剤による輪郭パターン３８は、カバーキャップ３４を空隙（ａｉｒ  ｇａｐ）４０の上に支える２個の独立した接着剤  の「スタンドオフ」（“ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ”  ｏｆ  ａｄｈｅｓｉｖｅ）３９と４１として示されている。図４の構造は、例えば、光学的に透過でない接着剤や連結材によってカバーウェハまたはカバー構造をデバイス基板に取り付けたイメージセンサ機器に於いては有用である。こうした場合には、光学的透過性のある接着剤である必要はなく、又前述したように反射を最小とするようにカバーウェハの屈折率と接着剤の屈折率を「合致（ｍａｔｃｈ）させる」必要もない。加えて、接着剤は、イメージセンサ１２のカラーフィルタ１６のようなデバイスの表面１９に適合する（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）接着剤である必要はそれほどなくて良い。更に、全面に接着剤を塗布した場合に、全面に塗られた連続する接着剤の層によって動き動作が不可能となるマイクロマシンデバイスや極微少な移動機構を持つＭＥＭＳに対して、図４にスタンドオフ３９と４１として示した輪郭パターン３８を用いれば、本発明のカバーキャップの装着を可能にする。
【００４２】
図４に示す構造は、カラーフィルタ１６の上、すなわちイメージセンサ１２の表面１９上に形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）した任意のマイクロレンズ（ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ）４２を使用した特別なイメージセンサ機器に有用である。従来のイメージセンサ形成過程（ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）では、公知の技術を用いて、例えば、フォトレジストをコーティングしレーザ光線によってパターン成型する方法などを用いて、デバイス基板のイメージセンサのアレイの上に個々のマイクロレンズ４２を形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）してきている。
【００４３】
マイクロレンズはイメージセンサに用いられ、センサの感度を向上させる。一般に、マイクロレンズの形状がセンサの感度に影響する。従来のマイクロレンズを装着したイメージセンサのデバイス基板形成過程（ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）では、マイクロレンズを形成する前にデバイス基板の表面を確実に光学的に平坦にするよう特別なプラナー処理（ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）が必要である。
【００４４】
多くの場合、マイクロレンズの材質の特徴はカラーフィルタ１６と同様であり、よって、マイクロレンズは、同様に損傷、劣化しやすく、同様に接着剤、特に溶剤を含む接着剤に敏感である。更に、マイクロレンズの形状がセンサの感度に影響するので、図２Ａ〜Ｅに示すような接着剤の連続した層がイメージセンサ１２の表面１９を覆う処理は、マイクロレンズを任意に装着したデバイスを形成するには不適当である。しかしながら、図４に示した方法のように、輪郭パターン３８に接着剤を塗布したことで空隙４０がある場合には、本発明のカバーキャップによって、マイクロレンズ装着の利点を損なうことなく、マイクロレンズを装着したデバイスを保護することが可能である。
【００４５】
本発明の他の側面によるイメージセンサ機器に特に有用な点は、カバーキャップと共に光学的要素（ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）をカバーウェハに定義（ｄｅｆｉｎｅ）して、デバイス基板に取り付けるカバー構造とすることである。図５は、本発明の実施の形態による光学的要素を持つカバーキャップを付けたイメージセンサの一般的断面図である。図５はカバーキャップ３４の上面に定義した第一の光学的要素（ｆｉｒｓｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）４４を示している。また、図５は、第一の光学的要素４４と共に、接着剤２２に隣接したカバーキャップ３４の下面に定義した第二の光学的要素（ｓｅｃｏｎｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）４５も示している。図５には、イメージセンサ１２の表面１９の活性領域全体、例えばカラーフィルタ１６によって定義された活性領域全体を覆っている連続する接着剤２２の層を示しているが、図４に関する説明で述べたように輪郭パターン３８の部分のみに接着剤２２を塗布しても良い。
【００４６】
図５で光学的要素４４と４５は、例えば、回折性のある微細光学的要素（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  ｍｉｃｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）である。実質的に、回折性のある微細光学的要素は、カバーウェハの表面に、例えばミクロン単位（１０-6ｍ）またはそれ以下の非常に小さい形をエッチングすることで形成される。このような小さい要素（ｆｅａｔｕｒｅｓ）は光のような放射線に対して有用な方法で反応する。一般に、回折性のある微細光学的要素は入光波（ｉｎｃｏｍｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ  ｗａｖｅ）を多数の小さな「小波（ｗａｖｅｌｅｔ）」に分割し、微細光学的要素のデザイン仕様により決定される方法で「新」光波（“ｎｅｗ”  ｌｉｇｈｔ  ｗａｖｅ）に再構成する。回折性のある微細光学的要素に入射した光波はカバーウェハの表面にエッチングされた非常に小さい要素（ｆｅａｔｕｒｅｓ）によって分割される。これら微細なパターン（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｐａｔｔｅｒｎｓ）は典型的には、大きさ（ｓｉｚｅ）や互いの近さ（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）により入射光への影響が決まる微細なステア（ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  ｓｔａｉｒ）に似ている。
【００４７】
特定の回折性のある微細光学的要素の微細な要素（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）は、図２Ａ〜Ｅに示したカバーをパターン成型する前述の方法と同様の方法で定義（ｄｅｆｉｎｅ）される。本発明によってインプリメントされた回折性のある微細光学的要素の例としては、回折性マイクロレンズ（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ）、反射要素（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｅｌｅｍｅｎｔ）或いはカラーフィルタがあるが、これらに限らない。その他の本発明の目的にふさわしい回折性のある微細光学的要素の公知例としては、単一の入射放射線をいくつかの複数の出力光線とする要素、入力光を焦点またはパターンに絞る要素、光線を均質にする要素、制御域に光線を拡散する要素、または特定の角度で光線を曲げる要素がある。
【００４８】
または、光学的要素４４と４５はパターン成型したダイクロイックフィルタ（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｆｉｌｔｅｒ）でも良い。ダイクロイックフィルタは様々な屈折率の材料で薄い層を成膜して形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）される。このフィルタは帯域パスフィルタ（ｂａｎｄ−ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒ）として形成され、光の特定の波長のみ通しその他の波長は反射する。このようなダイクロイックフィルタは、従来の光学的透過性ある接着剤と適合性があり（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）、更に大変ざらざらしており、カバーウェハのいずれかの側に形成（ｆａｂｒｉｃａｔｅ）可能である。
【００４９】
ダイクロイックフィルタを本発明のカバーキャップにインプリメントすることは、イメージセンサ１２に従来のカラーフィルタ１６が装着されている場合でも有用である。特に、ほとんどのイメージセンサは、カラーフィルタ１６に加えて赤外線ブロックフィルタ（ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）を必要とする。よって、例えば、光学的要素４４、４５としてダイクロイック赤外線ブロックフィルタをカバーキャップ３４にインテグレートすれば、別の赤外線ブロックフィルタは不要になる。
【００５０】
更に、高性能イメージセンサには、センサに余計な光が届かないようにするためにセンサ表面近くにアパチャー（ａｐｅｒｔｕｒｅ）を形成する必要がある。従って、高性能が要求される機器では、光学的要素４４と４５に、イメージセンサ１２の光感知域の外側にあるカバーキャップ３４の周辺域に不透明なコーティングを施しアパチャーを形成する。このようなアパチャーは、上述したようにダイクロイックフィルタを用いて、またはカバーウェハに定義されたカバーキャップ３４の周辺の輪郭パターンに、クロムのような金属層を成膜することで形成できる。
【００５１】
カバーウェハをパターン成型してカバー構造にし、デバイス基板に取り付けてアセンブリ２４を形成後、アセンブリを個々のデバイスに分割切断（ｄｉｃｅ）する。こうして個々のデバイスはカバー構造の一部分をカバーキャップとしてそれぞれ持つことになる。デバイス基板から分割された個々の切断デバイスはパッケージングされる。図６〜図８は本発明の実施の形態によるカバーキャップを持つ半導体デバイスのパッケージ方法の三例の断面図を示している。
【００５２】
カバーキャップ３４を持つイメージセンサ１２の例として、個々の分割した切断デバイスを、カバーキャップ３４が露呈するように成型（ｍｏｌｄ）したプラスチックパッケージに入れたものを図６に示す。図６に示すように、成型したプラスチックパッケージ４６にデバイス１２を入れる前に、ワイヤ（ｗｉｒｅ）４８をワイヤボンドパッド１４に接続する。
【００５３】
また、図７は、ワイヤ４８のグロブトップカプセル封入（ｇｌｏｂ−ｔｏｐ  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）又はグロップトップカプセル封入（ｇｌｏｐ−ｔｏｐ  ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）５０を使用してデバイス１２のワイヤボンドパッド１４にワイヤ４８を取り付けたものを示す。グロブタイプのカプセル封入５０又はグロップタイプのカプセル封入５０はボールグリッドアレイ（ｂａｌｌ−ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）５２上に各デバイスをアセンブリするものであり、公知のように「チップオンボード」アセンブリ（“ｃｈｉｐ−ｏｎ−ｂｏａｒｄ”  ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）となる。
【００５４】
本発明による別のパッケージング技術を図８に示す。ここでは、ワイヤボンドパッド１４にそれぞれ接続したはんだボール（ｓｏｌｄｅｒ  ｂａｌｌ）５６を使用して、印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）５４にデバイス１２を取り付けている。印刷回路基板５４には、デバイス１２に取り付けたカバーキャップ３４を露呈するよう開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）５８がある。このパッケージング方法では、カバーキャップ３４の厚みははんだボール５６の直径より小さいので、カバーキャップ３４は印刷回路基板５４と接触して不注意に損傷を受けることがない。このパッケージング技術は、特にイメージセンサのような、半導体デバイスから受信した信号を処理する多様な回路を有する印刷回路基板上のインテグレートされる半導体デバイスに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  デバイス基板に取り付けた後パターン成型したカバーウェハを示した本発明の実施の形態に基づくアセンブリを上から見た図である。
【図２】  図１の線Ｉ−Ｉに沿った断面であり、本発明の実施の形態による半導体ウェハデバイスのためのカバーキャップの形成方法を時間順に示した図である。
【図３】  パターン成型してからデバイス基板に取り付けたカバーウェハを示した本発明の実施の形態に基づくアセンブリを上から見た図である。
【図４】  図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面であり、本発明の実施の形態による接着剤の輪郭パターンによってカバーキャップを取り付けたデバイスを示す図である。
【図５】  カバーキャップを持つイメージセンサの断面図であり、カバーキャップが本発明の実施の形態による光学的要素を有する場合を示す図である。
【図６】  カバーキャップを持つ半導体デバイスの断面図であり、カバーキャップが本発明の実施の形態により成型されたプラスチックのパッケージに入っている場合を示す図である。
【図７】  カバーキャップを持つ半導体デバイスの断面図であり、カバーキャップが本発明の実施の形態によりグロップトップカプセルを用いてボールグリッドアレイ上にアセンブリされた場合を示す図である。
【図８】  カバーキャップを持つ半導体デバイスの断面図であり、カバーキャップが本発明の実施の形態により印刷回路基板上の一構成要素としてパッケージされた場合を示す図である。
【符号の説明】
１０  デバイス基板（ｄｅｖｉｃｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）
１２  イメージセンサ（ｉｍａｇｅ  ｓｅｎｓｏｒ）又はデバイス（ｄｅｖｉｃｅ）
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  デバイス（ｄｅｖｉｃｅ）
１４  ワイヤボンドパッド（ｗｉｒｅ−ｂｏｎｄ  ｐａｄ）
１６  カラーフィルタ（ｃｏｌｏｒ  ｆｉｌｔｅｒ）
１８  光検出器（ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）
２０  カバーウェハ（ｃｏｖｅｒ  ｗａｆｅｒ）
２２  接着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）
２４  アセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）
２６  フォトレジスト（ｐｈｔｏｒｅｓｉｓｔ）
２８  露光マスク（ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｍａｓｋ）
３２  選択的感光域（ｓｅｌｅｃｔｅｄ  ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ  ｒｅｇｉｏｎ）
３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ  カバーキャップ（ｃｏｖｅｒ  ｃａｐ）
３５  カバー構造（ｃｏｖｅｒ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）
３６  接続支持バー（ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｅ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｂａｒ）
３８  輪郭パターン（ｃｏｎｔｏｕｒ  ｐａｔｔｅｒｎ）
３９  スタンドオフ（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ）
４０  空隙（ａｉｒ  ｇａｐ）
４１  スタンドオフ（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ）
４２  マイクロレンズ（ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ）
４４  第一の光学的要素（ｆｉｒｓｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）
４５  第二の光学的要素（ｓｅｃｏｎｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）
４６  プラスチックパッケージ（ｐｌａｓｔｉｃ  ｐａｃｋａｇｅ）
４８  ワイヤ（ｗｉｒｅ）
５０  グロップトップカプセル封入（ｇｌｏｐ−ｔｏｐ  ｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）又はグロブトップカプセル封入（ｇｌｏｂ−ｔｏｐ  ｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）
５２  ボールグリッドアレイ（ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）
５４  印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）
５６  はんだボール（ｓｏｌｄｅｒ  ｂａｌｌ）
５８  開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）
【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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【図７】
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【図８】
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