(57)【要約】【課題】小型化および薄型化を達成した信頼性の高い固体撮像装置を提供する。【解決手段】本発明に係る固体撮像装置は、センサチップ３と、センサチップ３上の有効画素領域３ａに対向するように配置された透明基板５とを覆う封止樹脂６上に、透明基板５を囲むようにレンズ４の剥離を防止するスペーサ１１Ａが設けられている。透明基板上にはレンズ４が形成されている。レンズ４の、透明基板５からはみ出している部分は、スペーサ１１Ａ上に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効画素領域が形成されている固体撮像素子と、
上記有効画素領域と対向して配置されている透明基板と、
少なくとも透明基板の側壁を覆う被覆樹脂と、
上記透明基板の光入射側の面上に配置されている光学素子とを備えている固体撮像装置であって、
上記光学素子に対する接着力が上記被覆樹脂よりも高い剥離防止手段が、上記被覆樹脂と上記光学素子との間に配置されており、
上記剥離防止手段は、上記被覆樹脂および上記光学素子に接していることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
上記透明基板は、上記固体撮像素子よりも平面寸法が小さい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】
上記透明基板の光入射側の面を含む一部が、上記被覆樹脂から突出してい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】
上記透明基板の、上記被覆樹脂から突出している部分の高さが、１０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
上記剥離防止手段の厚みが、上記被覆樹脂から突出している部分の高さと同じであることを特徴とする請求項３または４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
上記剥離防止手段の厚みが、上記被覆樹脂から突出している部分の高さよりも大きいことを特徴とする請求項３または４に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
上記剥離防止手段と上記透明基板との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
上記光学素子の一部が、さらに上記被覆樹脂に接していることを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
上記剥離防止手段の平面寸法が、自装置の平面寸法と一致することを特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
上記剥離防止手段の表面反射率が４％以下であることを特徴とする請求項１から９までの何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
上記光学素子が、−６０℃〜２７０℃の温度条件において、８０％以上の可視光の透過率を有することを特徴とする請求項１から１０までの何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
上記透明基板の上記光学素子側の面には、赤外線の透過を防止する赤外線カット膜が設けられていることを特徴とする請求項１から１１までの何れか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
上記赤外線カット膜の上記光学素子側の面には、シランカップリング処理が施されていることを特徴とする請求項１２に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
請求項１から１３までの何れか１項に記載の固体撮像装置を備えていることを特徴とする撮影装置。
【請求項１５】
固体撮像素子の有効画素領域と対向するように透明基板を配置し、
少なくとも上記透明基板の側壁を被覆樹脂により覆い、
上記透明基板上に、型を用いて、光学素子形成樹脂から光学素子を形成する固体撮像装置の製造方法であって、
上記型と上記被覆樹脂との間に形成される空間を塞ぐ閉塞手段を、上記光学素子の形成のときに、上記被覆樹脂上に配置することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
上記光学素子の形成のときに、
流動性を有するエネルギー硬化性樹脂を上記型に充填し、
上記エネルギー硬化性樹脂充填後かつ上記閉塞手段配置後、上記エネルギー硬化性樹脂を硬化することを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
上記型および上記エネルギー硬化性樹脂が透明であり、上記型を介して、上記光学素子を形成すべき位置を確認しながら上記エネルギー硬化性樹脂を硬化することを特徴とする請求項１６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
上記エネルギー硬化性樹脂が、光エネルギー硬化性樹脂または熱エネルギー硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１６または１７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】
本発明は、受光素子が形成された固体撮像素子によって被写体の像を撮像する固体撮像装置、その製造方法、およびその固体撮像装置を用いた撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラおよびビデオカメラなどの撮影装置は、被写体からの光を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて被写体の画像データを形成する。撮影装置には、撮像レンズによって結像された被写体からの光を認識する撮像部である固体撮像装置が備えられている。固体撮像装置によって認識された光は、固体撮像装置内部の固体撮像素子によって電気信号に変換され、電気信号として出力される。出力された電気信号に基づいて撮影装置の処理部において被写体の画像が形成される。
【０００３】
上述のような固体撮像装置の従来の構成としては、固体撮像素子が平行平面板状の保護ガラスを備えたユニットケース内に収められている構成を挙げることができる。保護ガラスは、光の入射を妨げずに、塵および埃などのユニットケースへの異物の侵入、ならびに固体撮像装置の製造工程における固体撮像素子への他の部材の接触を防ぐ。つまり、保護ガラスは、異物の付着および物理的な原因による素子の破損といった、固体撮像素子に対する悪影響から固体撮像素子を保護する部材である。
【０００４】
このような構成を有する固体撮像装置を撮影装置に適用した場合における、固体撮像素子に入射する光の角度について、図９を用いて説明する。
【０００５】
図９に示すように、撮像レンズを透過した光は、保護ガラス１０１を介して固体撮像素子１０２に到達する。仮想線Ｏ−Ｏ’は、撮像レンズを透過した光の中心軸を表している。
【０００６】
固体撮像素子１０２に入射する光のうち、仮想線Ｏ−Ｏ’から離れた位置に入射する光ほど仮想線Ｏ−Ｏ’から外側へ広がるような角度を有する。光が保護ガラス１０１内に入射する際、内側に屈折されるが、保護ガラス１０１から出射する際、保護ガラス１０１への入射光と平行な光として出射される。つまり、固体撮像素子１０２の外側に位置するほど、仮想線Ｏ−Ｏ’から外側に離れるような角度を有する光が、固体撮像素子１０２に入射する。
【０００７】
入射光が仮想線Ｏ−Ｏ’から外側に離れるような角度を有していると、固体撮像素子１０２への入射効率が低下するため、光を効率的に電気信号に変換することが困難になる。
【０００８】
上述のような平行平面板状の保護ガラスを備えた固体撮像装置を撮影装置に適用し、この固体撮像装置を小型化および薄型化した場合には、必然的に、撮像レンズを透過した光が広角化する。光の広角化によって、固体撮像素子の中心部と周辺部との間における入射効率の差がさらに拡大するため、形成された画像を閲覧すると周辺部が極端に暗くなってしまうという問題が生じる。
【０００９】
固体撮像素子の保護部材として透明な平行平面板状の部材を用いた場合には、このような問題の他に、以下のような問題が生じる。
【００１０】
固体撮像素子として多く用いられるＣＣＤ（charge coupled device：電荷結合素子）およびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）デバイスは、比較的広い波長の光を電気信号に変換することができる。例えば、ＣＣＤおよびＣＭＯＳデバイスは、可視光領域のみならず近赤外領域（７５０〜２５００ｎｍ）の波長を有する光を電気信号に変換することができる。
【００１１】
しかし、通常のカメラとして用いる場合、固体撮像素子が近赤外線を電気信号に変換することは、無意味であるだけでなく、解像度の低下や画像のムラなど画質の劣化を引き起こす。このため、通常、ビデオカメラなどの光学系に赤外カットフィルタとして色ガラスなどを挿入することによって、入射光のうち、近赤外線がカットされる。近年、装置の低コスト化および小型化のために、赤外カットフィルタとして安価な誘電体多層膜を保護ガラスに形成することによって近赤外線を反射してカットする方法が多く採用されている。
【００１２】
ここで、誘電体多層膜は、入射する光の角度によって反射する光の波長の範囲が変化する角度依存性を有している。光の入射角が大きくなるほど、誘電体多層膜が反射できる光の波長の範囲は、より短波長へシフトする。つまり、光の入射角が大きくなるほど、誘電体多層膜は、近赤外線が有する波長よりも短い波長を有する光を反射し易くなる。言い換えると、光の入射角が大きくなるほど、誘電体多層膜の赤外カットフィルタとしての機能が低下する。
【００１３】
このため、固体撮像素子によって変換された電気信号に基づいて形成された画像は、その中心部から周辺部へ向かうに従って青みが強くなる。よって、解像度の低下や画像のムラなど画質の劣化を十分に防止することができなくなる。
【００１４】
上述のような画像の周辺部における画質の劣化という問題を解決するために、保護ガラスの上部にレンズを形成した撮像素子ユニット（固体撮像装置）が特許文献１に開示されている。また、特許文献２には、樹脂製集束レンズを有する誘電体多層膜フィルタの製造方法および固体撮像デバイス（固体撮像装置）が開示されている。
【００１５】
特許文献１の固体撮像装置について図１０を、特許文献２の誘電体多層膜フィルタの製造方法、およびその製造方法により製造された誘電体多層膜フィルタを使用した固体撮像装置について図１１および図１２を用いて説明する。
【００１６】
図１０に示すように、特許文献１の固体撮像装置は、ユニットケース１１２、ユニットケース１１２内に配置されたセンサチップ１１４、センサチップ１１４上に形成されたレンズ部１１６、およびセンサチップ１１４を保護する保護ガラス１１５を備えている。この固体撮像装置の光の入射面側には、水晶の複屈折によって光線を２つに分光するための水晶フィルタ１１１および被写体からの光を結像するための撮像レンズ１１０が備えられている。仮想線Ｏは、結像レンズ１１０から入射する光の中心軸を表している。
【００１７】
ここで、レンズ部１１６は、センサチップ１１４を構成する複数の受光画素のそれぞれ１つに対して形成された、１つのマイクロレンズ１１６ａから構成されている。保護ガラス１１５は、平板状のガラス板１１５ａおよびレンズ部１１５ｂから構成されており、ガラス板１１５ａおよびレンズ部１１５ｂは、一体形成されている。レンズ部１１５ｂは、ガラス板１１５ａにおける光の入射面側に形成されている。保護ガラス１１５に形成されたレンズ部１１５ｂは、結像作用を有していないアフォーカル系のレンズ機能を有している。
【００１８】
特許文献１の固体撮像装置は、レンズ部１１５ｂを備えているので、センサチップ１１４の周辺部に入射する光を、仮想線Ｏとほぼ平行になるように屈折させる。従って、センサチップ１１４の周辺部における光の入射効率の低下を抑制し、得られる画像全体の均一性を達成し得る。
【００１９】
また、図１２に示すように、特許文献２の固体撮像装置１３０は、ユニットケース１３６、ユニットケース１３６内に配置されたセンサチップ１３５、およびセンサチップ１３５の上部に形成された誘電体多層膜フィルタ１３１を備えている。誘電体多層膜フィルタ１３１は、センサチップ１３５を保護する光透過性基板１３４、光透過性基板１３４の光入射側の面に形成された誘電体多層膜１３３および樹脂製集束レンズ１３２から構成されている。
【００２０】
固体撮像装置１３０の光の入射面側には、被写体からの光を結像するための光学系１４０が備えられている。矢印Ｌ０は、センサチップ１３５の中心部に入射する光の経路を示しており、矢印Ｌ２は、センサチップ１３５の外周付近に入射する光の経路を示している。
【００２１】
矢印Ｌ２上を進む光は、樹脂製集束レンズ１３２の光の入射面において、矢印Ｌ０とより平行に近くなるように屈折する。よって、樹脂製集束レンズ１３２から出射し、誘電体多層膜１３３に入射する光は、樹脂製集束レンズ１３２への入射前と比較して矢印Ｌ０を進む光と平行に近くなる。つまり、固体撮像装置１３０の外周付近に入射する光であっても、比較的垂直な角度で誘電体多層膜１３３に入射させることができる。
【００２２】
このため、固体撮像装置１３０は、その外周付近に入射する光の角度を適切に補正することによって、不要な赤外線をカットすることができる。よって、画像全体の解像度の低下や色ムラを防止することができる。
【００２３】
ここで、図１１に示すように、特許文献２の誘電体多層膜フィルタの製造方法は、Ｓ１０１〜Ｓ１０５のような製造プロセスを含んでいる。
【００２４】
まず、大面積の光透過性基板１３４および凸面成形型１３７を準備する（Ｓ１０１）。光透過性基板１３４の一面には、予め誘電体多層膜１３３が形成されている。凸面成形型１３７には、樹脂製集束レンズ１３２の凸面を転写するための凹型キャビティ１３７ａおよび平坦な形成面１３７ｂを有している。
【００２５】
大面積の光透過性基板１３４と凸面成形型１３７とを重ね合わせる。光硬化性樹脂１３８は、光透過性基板１３４と凸面成形型１３７とを重ね合わせる前および後いずれかの状態で充填される。そして、光透過性基板１３４側から紫外線を照射することによって、光硬化性樹脂１３８を硬化させる（Ｓ１０２）。
【００２６】
紫外線照射後の透過性基板１３４から凸面成形型１３７を分離する（Ｓ１０３）。これによって、複数の樹脂製集束レンズ１３２が形成された透過性基板１３４（形成体）を作製することができる。
【００２７】
切断線１３９に沿って、複数の樹脂製集束レンズ１３２が形成された誘電体多層膜フィルタ１３１を切断する（Ｓ１０４）。
【００２８】
この結果、複数の誘電体多層膜フィルタ１３１を製造することができる（Ｓ１０５）。
【００２９】
以上のように、特許文献２の誘電体多層膜フィルタの製造方法を採用すれば、光の入射位置に関わらず効率的に近赤外線をカットし得る複数の誘電体多層膜フィルタ１３１を、一度の製造工程で簡便に製造することができる。さらに、レンズが光硬化性樹脂から構成されているため、ガラスを用いてレンズを形成した場合とは異なり、レンズ表面を所望の形状に成形することが容易である。
【００３０】
ここで、カメラ付き携帯電話およびＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの製品の小型化および薄型化を達成するために、これらに搭載するためのカメラモジュールは、小型化および薄型化の要求が高まっている。
【００３１】
しかし、図１０および図１２に示した固体撮像装置においては、固体撮像素子を保護するための部材である保護ガラス１１５および誘電体多層膜フィルタ１３１を、固体撮像素子の平面寸法（サイズ）より大きく形成せざるを得ない。この理由を以下に説明する。
【００３２】
撮影装置を用いて被写体の像を撮影するためには、固体撮像素子によって被写体からの光が変換された電気信号を、固体撮像装置の外部にある処理部へ出力する必要がある。当然、電気信号の出力には配線が必要である。この配線として、通常、ボンディングワイヤによって固体撮像素子と処理部とを接続する。このボンディングワイヤが固体撮像素子の外側に張り出すように接続することから、ユニットケースを固体撮像素子よりも十分大きく形成する必要がある。結果として、保護ガラス１１５および誘電体多層膜フィルタ１３１を大きくせざるを得ない。そのため、上述のような固体撮像装置は小型化に不向きな構造を有している。
【００３３】
さらに、ボンディングワイヤを保護ガラス１１５および誘電体多層膜フィルタ１３１などに接触させないためには、ユニットケースを十分高く形成する必要があるので、上述のような固体撮像装置は薄型化することも困難である。
【００３４】
ここで、小型化および薄型化が容易な光学装置用モジュールが特許文献３に開示されている。特許文献３の光学装置用モジュールの構造について、図１３を用いて以下に説明する。
【００３５】
図１３に示すように、特許文献３の光学装置用モジュールは、両面に複数の導体配線１５０が形成された配線基板１４２、配線基板１４２上に形成された画像処理用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）１４４、スペーサ１４３を介してＤＳＰ１４４と接着された固体撮像装置１４１、配線基板１４２の一部や固体撮像装置１４１の側面を封止する封止樹脂１４８、封止樹脂１４８上に固定されたレンズ保持具１５２、および固体撮像装置１４１と対向して配置され、かつ固体撮像装置１４１への光路を画定する光路画定器として機能するレンズ１５１を備えている。
【００３６】
固体撮像装置１４１は、センサチップ１４６、センサチップ１４６の有効画素領域と対向するように配置された光透過性基板１４５、およびセンサチップ１４６と光透過性基板１４５とを接着する接着部１４７から構成されている。配線基板１４２とセンサチップ１４６とを電気的に接続するためのボンディングワイヤ１４９が、接着部１４７の外側に接続されている。センサチップ１４６およびＤＳＰ１４４と配線基板１４２とは、ボンディングワイヤ１４９とを介して電気的に接続されている。さらに、センサチップ１４６上にある有効画素領域に沿って接着部１４７が配置されている。またさらに、センサチップ１４６の平面寸法より小さい平面寸法の光透過性基板１４５とセンサチップ１４６とが、接着部１４７を介して接着されている。
【００３７】
平面寸法の小さい光透過性基板１４５を用いてセンサチップ１４６上にある有効画素領域を封止することができるため、光透過性基板１４５が配線したボンディングワイヤ１４９に干渉しない。よって、センサチップ１４６の近傍に光透過性基板１４５を配置し得る。
【００３８】
つまり、ボンディングワイヤ１４９と他の部材との接触を回避するための空間が不要になる。このような空間を設ける必要がなくなった分だけ、固体撮像装置１４１の小型化および薄型化が可能である。結果として、光学装置用モジュール全体の小型化および薄型化が容易である。
【特許文献１】特開平１１−９７６５９号公報（平成１１年４月９日公開）
【特許文献２】特開２００５−２３４０３８号公報（平成１７年９月２日公開）
【特許文献３】特開２００４−２９６４５３号公報（平成１６年１０月２１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
しかし、特許文献１および２の固体撮像装置を撮影装置に適用した場合には、以下のような問題が生じる。
【００４０】
特許文献１および２おいて、レンズが形成された保護部材である、保護ガラス１１５および誘電体多層膜フィルタ１３１は、それぞれ、ユニットケース１１２および１３６を覆っている。保護ガラス１１５および誘電体多層膜フィルタ１３１を、それぞれ、固体撮像素子であるセンサチップ１１４および１３５と平行になるように取り付けなければ、固体撮像素子に入射する光束の中心軸と上記レンズの中心軸とが一致せず、大きな角度を有する、傾いた状態になる。２つの中心軸間の角度ずれは固体撮像素子に入射する光の収差を拡大させるため、形成された画像の歪みやぼやけの原因になる。保護ガラス１１５および誘電体多層膜フィルタ１３１を正確に取り付けるには、ユニットケース１１２および１３６の形状が高精度に形成されていることが重要である。しかし、ユニットケース１１２および１３６の形状を高精度化するには、製造工程におけるコストアップを避けることができない。
【００４１】
また、特許文献２の誘電体多層膜フィルタ１３１の製造方法において、光透過性基板１３４の一面または両面に誘電体多層膜１３３を形成した後、樹脂製集束レンズ１３２を形成することが記載されている。
【００４２】
通常、誘電体多層膜は４０層〜５０層の多層膜から構成されているため、光透過性基板の一面のみに誘電体多層膜を形成した場合、誘電体多層膜の膜応力によって光透過性基板に反りが生じる。反りが生じたままの光透過性基板上に樹脂製集束レンズを形成すると、光透過性基板の反りが樹脂製集束レンズに伝わり、特に樹脂製集束レンズの周辺部が変形する。樹脂製集束レンズが変形すると、光の入射角を適切に補正することができなくなるので、樹脂製集束レンズの変形は製品の良品率を大きく低下させる。
【００４３】
例えば、樹脂製集束レンズの形成前に、誘電体多層膜を形成した光透過性基板をダイシングによって小片化すれば、膜応力を開放する、または無視できる程度にまで軽減することができる。しかし、先にダイシングをおこなうと、製造工程の簡略化および低コスト化を実現することができなくなる。
【００４４】
また、光透過性基板の両面に誘電体多層膜を形成した場合には、両面に形成された誘電体多層膜の膜応力が互いに打ち消しあってくれるので、樹脂製集束レンズの形成後にダイシングをおこなってもよい。しかし、光透過性基板の固体撮像素子と対向する面に誘電体多層膜を形成すると、以下のような問題が生じる。
【００４５】
誘電体多層膜は、赤外線を反射する機能には影響しない程度のひび割れを無数に有している。誘電体多層膜は温度変化に影響を受け易いので、製造工程や実装後における装置の駆動によって生じる温度変化に伴って、ひび割れが拡大する可能性がある。ひび割れが拡大し、複数のひび割れが繋がることによって、赤外線を反射する機能にはほとんど影響しない程度の、膜の微小剥離が生じる。誘電体多層膜の微小剥離を起こした小片が有効画素領域上に付着すると、画像にしみを形成してしまう。
【００４６】
すなわち、光透過性基板の両面に誘電体多層膜を形成した場合には、固体撮像装置の良品率および長期的な信頼性が低下する。さらに、光透過性基板の両面に誘電体多層膜を形成すると、当然のことながら、固体撮像装置の小型化および薄型化の妨げになる。
【００４７】
ここで、図３に示す特許文献３の固体撮像装置１４１に特許文献１または特許文献２に記載の技術を適用すると、ユニットケース作製による作業の煩雑さやコストアップ、誘電体多層膜の微小剥離を解決すると同時に、固体撮像装置の小型化および薄型化を達成し得る。
【００４８】
特許文献１や特許文献２の問題は、以下の（１）〜（３）の理由によって解決し得る。（１）光透過性基板を有効画素領域のサイズより若干大きくするだけでよいので、ボンディングワイヤと他の部材との接触を回避するための空間が不要になる、（２）上面にレンズが形成された光透過性基板と固体撮像素子とが非常に薄い接着部を介して固定されるので、入射光の中心軸とレンズの中心軸とが大きく傾くことがない、および（３）小片化された光透過性基板を用いているので、誘電体多層膜の膜応力によるレンズの変形が起こらない。
【００４９】
しかし、特許文献２の誘電体多層膜フィルタ１３１を特許文献３の固体撮像装置１４１に適用した場合には、以下のような問題が生じる。誘電体多層膜フィルタの端部が平坦な側壁を有しているため、この側壁において光が反射される。誘電体多層膜フィルタの端部付近に入射する光が、誘電体多層膜フィルタの側壁において反射され、有効画素領域上に画像の形成に不要な光として入射する。この結果、形成される画像の画質が低下する。
【００５０】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便かつ安価な方法を用いて、小型化および薄型化を達成し、かつ高い信頼性、耐環境性および性能を有する固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５１】
本発明の固体撮像装置は、上記課題を解決するために、有効画素領域が形成されている固体撮像素子と、上記有効画素領域と対向して配置されている透明基板と、少なくとも透明基板の側壁を覆う被覆樹脂と、上記透明基板の光入射側の面上に配置されている光学素子とを備えている固体撮像装置であって、上記光学素子に対する接着力が上記被覆樹脂よりも高い剥離防止手段が、上記被覆樹脂と上記光学素子との間に配置されており、上記剥離防止手段は、上記被覆樹脂および上記光学素子に接していることを特徴とする。
【００５２】
上記構成によれば、固体撮像素子上の有効画素領域と対向して配置された透明基板の側壁に設けられている被覆樹脂上に、光学素子の剥離を防止する剥離防止手段が設けられている。光学素子は、透明基板上に形成されている。剥離防止手段は、光学素子と被覆樹脂との間に挟まれて、かつ両者に接するように設けられている。すなわち、透明基板からはみ出して形成された光学素子は、被覆樹脂ではなく、剥離防止手段に接するようになる。剥離防止手段が設けられていない場合には、透明基板からはみ出した光学素子は、被覆樹脂に接することになる。剥離防止手段は、光学素子に対する接着力が上記被覆樹脂よりも高い。そのため、剥離防止手段と接している光学素子は、被覆樹脂と接しているときに比べ、剥がれが生じにくくなる。光学素子の剥がれが生じると、光学素子が変形し、所望の光学特性が得られなくなるという問題が生じる。したがって上記構成にすることにより、所望の光学特性が得られる信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。
【００５３】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記透明基板は、上記固体撮像素子よりも平面寸法が小さいことが好ましい。
【００５４】
上記構成によれば、固体撮像素子を保護するための透明基板が、固体撮像素子よりも平面寸法が小さいため、固体撮像装置もそれに応じて小さくなる。そのため、小型化した固体撮像装置を提供することができる。さらに、固体撮像素子において変換された電気信号を外部へ出力するための配線を、透明基板と固体撮像素子とに挟まれた空間の外部に配置することができる。そのため、透明基板と固体撮像素子とをより近くに配置することができる。したがって、固体撮像装置を低背化（薄型化）することができる。
【００５５】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記透明基板の光入射側の面を含む一部が、上記被覆樹脂から突出していることが好ましい。
【００５６】
上記構成によれば、被覆樹脂を形成する際に、硬化前の流動化した被覆樹脂が透明基板上に流れ込み、透明基板上の有効画素領域の一部又は全部を覆ってしまうことを防ぐことができる。これにより、固体撮像装置の歩留まりが上がり、安価な固体撮像装置を提供することができる。
【００５７】
また、被覆樹脂上に剥離防止手段を配置したときに、剥離防止手段の上面と透明基板の上面とを同じ高さにすることができる。これにより、光学素子を形成する際に、光学素子材料の漏れを防ぐこともできる。
【００５８】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記透明基板の、上記被覆樹脂から突出している部分の高さが、１０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００５９】
上記構成によれば、透明基板の光入射側の面（上面）が、被覆樹脂の上面よりも１０μｍ以上露出しているため、被覆樹脂を硬化形成する際に、硬化前の流動化した被覆樹脂が透明基板上に流れ込み、透明基板上の有効画素領域の一部又は全部を覆ってしまうことをさらに防ぐことができる。これにより、固体撮像装置の歩留まりが上がり、安価な固体撮像装置を提供することができる。また、透明基板が露出している部分を１００μｍ以下にすることにより、透明基板と被覆樹脂との接着部分の減少を抑え、透明基板と被覆樹脂との接着不足が生じることを抑えることができる。これにより、外部からのストレスにより、透明基板と被覆樹脂との間に亀裂が入ることを抑えることができる。
【００６０】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段の厚みが、上記被覆樹脂から突出している部分の高さと同じであることが好ましい。
【００６１】
流動体である材料を用いて光学素子を形成する場合には、透明基板の周囲に段差があると、毛細管力によって光学素子形成材料が漏れ出してしまう。この現象により、光学素子の形成に必要な形成材料が確保されず、光学素子の一部に窪み、気泡が発生し、所望の形状を得ることができないという問題が生じる。
【００６２】
上記構成によれば、透明基板の上面と剥離防止手段の上面とが同じ高さになる。これにより、光学素子を透明基板上に形成する際に、透明基板の周囲の段差がなくなる。そのため、光学素子を形成する際に、光学素子形成材料の漏れを防止することもできる。したがって、所望の光学形状の光学素子を作製することが可能である。
【００６３】
なお、ここで同じ高さとは、完全に同じ高さの場合のほかに、完全に同じ高さの場合に奏する効果と同等の効果を奏することができれば、実質的に同じ高さである場合も含むこととする。
【００６４】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段の厚みが、上記被覆樹脂から突出している部分の高さよりも大きいことが好ましい。
【００６５】
上記構成によれば、剥離防止手段の厚みは、被覆樹脂上面と透明基板上面との段差よりも大きい。このような剥離防止手段を設けることにより、上述した、光学素子形成時における流動体材料の漏れを無くすことができ、かつ、型の最外周を剥離防止手段に当てることができる。そのため、透明基板と型の内周型とがコンタクトすることで発生していた光学素子のチルト（傾き）が小さくなり、高性能な光学素子を作製することができる。
【００６６】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段と上記透明基板との間に隙間が形成されていることが好ましい。
【００６７】
上記構成によれば、剥離防止手段と透明基板との間には、隙間が形成されている。そのため、光学素子形成時に誤って剥離防止手段がずれることによって有効画素領域の一部が隠れてしまうこと、または、剥離防止手段を被覆樹脂に固定する接着剤が透明基板上にはみ出すことによって有効画素領域の一部が隠れてしまうことを防ぐことができる。したがって、画像欠損といった製造上の課題を防ぐことができる。また、剥離防止手段の寸法に関する製造誤差の許容範囲が広がる。これにより、固体撮像装置の歩留まりが上がり、安価な固体撮像装置を提供することができる。
【００６８】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記光学素子の一部が、さらに上記被覆樹脂に接していることが好ましい。
【００６９】
上記構成によれば、光学素子を形成する材料が、透明基板と剥離防止手段との間の空間にも充填されている。そのため、透明基板上部で内部反射を起こして有効画素領域に入射する光を、透明基板外に逃がすことができる。有効画素領域に入射する内部反射光を減少させることができ、迷光を少なくすることができる。これにより、画質の低下を防ぐことができる。
【００７０】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段の平面寸法が、自装置の平面寸法と一致することが好ましい。
【００７１】
上記構成によれば、ダイシングにより個片化された固体撮像装置の外周部の被覆樹脂に生じ得る割れや欠けなどのダレを覆うように剥離防止手段が形成されている。そのため、被覆樹脂上面を完全に覆うことができ、本発明の固体撮像装置上に撮像用レンズをマウントしても、ダレなどにより発生する光学素子のチルトを防ぐことができる。これにより、固体撮像装置の歩留まりが上がり、安価な固体撮像装置を提供することができる。
【００７２】
なお、ここで一致するとは、完全に一致する場合のほかに、完全に一致する場合に奏する効果と同等の効果を奏することができれば、実質的に一致である場合も含むこととする。
【００７３】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記剥離防止手段の表面反射率が４％以下であることが好ましい。
【００７４】
上記構成によれば、剥離防止手段の表面反射率が４％以下であるため、透明基板外に逃がした迷光が、剥離防止手段において反射することを低下させることができる。それにより、剥離防止手段において反射して再び有効画素領域に入射する光を減少させることができ、迷光を少なくすることができる。これにより、画質の低下を防ぐことができる。
【００７５】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記光学素子が、−６０℃〜２７０℃の温度条件において、８０％以上の可視光の透過率を有することが好ましい。
【００７６】
固体撮像装置は、リフロー処理によって半田を熔解および凝固させることによって、その外部接続端子とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：flexible printed circuits）などの基板上の配線とを接続し、基板に実装される。
【００７７】
上記構成によれば、光学素子は、−６０℃〜２７０℃の温度条件において、８０％以上の可視光の透過率を有しているため、光学素子を実装したまま、光学素子の性質を低下させることなく、リフロー処理をおこなうことができる。そのため、低コストの固体撮像装置を提供することができる。
【００７８】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記透明基板の上記光学素子側の面には、赤外線の透過を防止する赤外線カット膜が設けられていることが好ましい。
【００７９】
上記構成によれば、赤外線は透明基板に入射する前にカットされる。そのため、固体撮像装置は、画像の形成に不要な赤外線が有効画素領域に入射することを回避することができる。したがって、固体撮像装置が近赤外線を含む赤外線を電気信号に変換することによって生じていた、解像度の低下や画像のムラなど画質の劣化を防ぐことができる。
【００８０】
また、赤外線カット膜は、透明基板の光学素子側に設けられている。そのため、赤外線カット膜が剥がれても、有効画素領域に付着することはない。したがって、赤外線カット膜が剥離を起こしても、有効画素領域への付着によって生じる画質の低下を防ぐことができる。
【００８１】
さらに本発明の固体撮像装置においては、上記赤外線カット膜の上記光学素子側の面には、シランカップリング処理が施されていることが好ましい。
【００８２】
シランカップリング処理を施すと、無機材料の部材と有機材料の部材との接着力を向上させることができる。そのため、赤外線カット膜および光学素子の何れか一方が無機材料であり、他方が有機材料である場合でも、上記構成によれば、赤外線カット膜と光学素子との接着力を向上させることができる。また、それにより、耐環境性能の高い固体撮像装置を提供することができる。
【００８３】
また、本発明の撮影装置は、上記固体撮像装置を備えていることを特徴とする。
【００８４】
上記構成を有することによって、簡便で安価な方法を用いて小型化および薄型化を達成し、かつ高い信頼性、耐環境性および性能を付与した撮影装置を提供することができる。
【００８５】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記課題を解決するために、固体撮像素子の有効画素領域と対向するように透明基板を配置し、少なくとも上記透明基板の側壁を被覆樹脂により覆い、上記透明基板上に、型を用いて、光学素子形成樹脂から光学素子を形成する固体撮像装置の製造方法であって、上記型と上記被覆樹脂との間に形成される空間を塞ぐ閉塞手段を、上記光学素子の形成のときに、上記被覆樹脂上に配置することを特徴とする。
【００８６】
なお、ここで閉塞手段とは、光学素子が形成されていない固体撮像装置上に、光学素子を形成するための型がセットされた際に、光学素子を形成する前の固体撮像装置と型とで形成される空間に対して、外部につながる抜け穴をふさぎ、充填された硬化前の流動化した光学素子形成樹脂が外部に漏れたり、外部の空気がこの充填された樹脂と触れたりしないように、上記空間を密閉する作用をもつ手段を指す。
【００８７】
上記構成によれば、透明基板が、固体撮像素子の有効画素領域と対向して配置されており、少なくとも透明基板の側壁が被覆樹脂により覆われており、被覆樹脂上に閉塞手段が配置されており、透明基板上に光学素子が形成されている固体撮像装置を形成することができ、光学素子を形成する際に、閉塞手段により、光学素子を形成する樹脂が型と被覆樹脂との間の隙間から漏れることを防ぐことができる。これにより、光学素子の一部に窪みおよび気泡が発生することを抑制し、所望の光学素子の形状を有する固体撮像装置を提供することができる。
【００８８】
また、光学素子を形成する際に、光学素子を形成する光学素子形成樹脂が充填される空間を、閉塞手段により密閉することができる。これにより光学素子形成時に光学素子形成用樹脂が大気（酸素雰囲気）に触れることがなくなる。したがって、酸素により硬化阻害が起きる樹脂を選択することができるため、自由度のある設計をおこなうことができる。これにより高性能な固体撮像装置を製造することが可能となる。
【００８９】
さらに本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記光学素子の形成のときに、流動性を有するエネルギー硬化性樹脂を上記型に充填し、上記エネルギー硬化性樹脂充填後かつ上記閉塞手段配置後、上記エネルギー硬化性樹脂を硬化することが好ましく、エネルギー硬化性樹脂としては、光エネルギー硬化性樹脂または熱エネルギー硬化性樹脂であることが好ましい。
【００９０】
上記構成によれば、エネルギー硬化性樹脂を充填した型を用いて光学素子を形成することができる。このため、型の形状を変更することにより、例えば、パワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズおよび微細なレリーフ形状が施された回折レンズなど、所望の形状を有する光学素子の凸面を容易に形成することができる。
【００９１】
さらに本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記型および上記エネルギー硬化性樹脂が透明であり、上記型を介して、上記光学素子を形成すべき位置を確認しながら上記エネルギー硬化性樹脂を硬化することが好ましい。
【００９２】
上記構成によれば、型に充填されるエネルギー硬化性樹脂と型とが透明であるため、エネルギー硬化性樹脂を充填した型を通して、固体撮像装置が有する有効画素領域の中心を視認することができる。つまり、カメラなどを用いて位置の確認をおこないながら、透明基板上の所望の位置に光学素子を形成することができる。このため、有効画素領域の中心の真上に光学素子の中心を正確に配置することができる。よって、固体撮像装置の生産歩留まりを向上させることができる。
【発明の効果】
【００９３】
本発明に係る固体撮像装置は、以上のように、固体撮像素子上の有効画素領域に対向するように配置された透明基板と、少なくとも透明基板の側壁を覆う被覆樹脂上に、光学素子に対する接着力が被覆樹脂よりも高い剥離防止手段が設けられている。透明基板上に形成されている光学素子の、透明基板からはみ出している部分は、剥離防止手段上に形成されている。
【００９４】
これにより、光学素子の剥がれを防止することができ、光学素子の変形を防止した信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。
【００９５】
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、固体撮像素子の有効画素領域と対向するように透明基板を配置し、少なくとも透明基板の側壁を被覆樹脂により覆い、透明基板上に光学素子を形成する方法であって、さらに、被覆樹脂上に、光学素子を形成する光学素子形成樹脂の漏れを防止する閉塞手段を配置する処理を含む製造方法である。これにより、所望の形状の光学素子を備える信頼性の高い固体撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９６】
〔実施の形態１〕
本発明に係る固体撮像装置の一実施形態について、図１〜図３に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００９７】
まず、本実施形態における固体撮像装置の構成について図１を用いて説明する。
【００９８】
図１（ａ）は、固体撮像装置１Ａの構成を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＥ−Ｅ’切断線において固体撮像装置１Ａを切断した状態を示した断面図である。図１（ｄ）は、図１（ａ）のＦ−Ｆ’切断線において固体撮像装置１Ａを切断した状態を示した断面図である。
【００９９】
図１（ｂ）および図１（ｄ）に示すように、固体撮像装置１Ａは、センサ基板２、センサ基板２の下部に配置されている外部接続端子１０、センサ基板２上に配置されているセンサチップ３（固体撮像素子）、センサチップ３の有効画素領域３ａと対向して配置されている透明基板５、センサチップ３と透明基板５とを平行に保持する保持部７、封止樹脂６（被覆樹脂）、スペーサ１１Ａ（剥離防止手段、閉塞手段）、および透明基板５上に配置されている樹脂製のレンズ４（光学素子）を備えている。
【０１００】
有効画素領域３ａは、センサチップ３の略中央に形成されており、その外側において有効画素領域３ａを取り囲んで保持部７が配置されている。
【０１０１】
有効画素領域３ａは、対向する一組の辺が長さＷ１を有しており、他の一組の辺が長さＷ２を有しており、Ｗ１＜Ｗ２の関係となっている。なお、本実施形態においては、有効画素領域３ａが長方形である場合について説明しているが、有効画素領域３ａの形状はこれに限定されるものではなく、必要に応じて、適宜変更すればよい。
【０１０２】
透明基板５は、有効画素領域３ａと対向して配置されており、保持部７によってセンサチップ３と平行に保持されている。透明基板５がほぼ平行平面状であり、保持部７が均一な厚さを有する非常に薄い構成であるため、透明基板５の上面（図１（ｂ）に示す上方の面）は、有効画素領域３ａとほぼ平行である。ただし、透明基板５を大きな基板からダイシングして形成する際に生じ得る端部の割れおよび欠けなどによるダレは若干存在していてもよい。
【０１０３】
透明基板５の上面サイズは、有効画素領域３ａのサイズ（Ｗ１×Ｗ２）に保持部７の上面サイズを加えたものである。したがって、透明基板５の上面サイズは有効画素領域３ａのサイズとほぼ同じであるが、有効画素領域３ａのサイズよりも保持部７の分だけ大きい。また、透明基板５をボンディングワイヤ９と接触させないために、透明基板５の上面サイズは、センサ基板２の平面サイズよりも小さいことが好ましい。また、固体撮像装置１Ａを小型化するために、センサチップ３の平面サイズよりも小さいことが好ましい。
【０１０４】
有効画素領域３ａと透明基板５との間に形成される空気層８は、保持部７によって密閉されている。有効画素領域３ａと透明基板５との間に形成される空気層８を密閉することにより、湿気、塵および埃などの侵入、ならびに製造工程において有効画素領域３ａに他の部材および製造装置の部品などが接触することによって生じる有効画素領域３ａの破損などを防ぎ、有効画素領域３ａを保護している。保持部７は、センサチップ３と透明基板５との間に挟んだ熱硬化性樹脂を熱硬化させることによって形成している。それにより、空気層８を完全に密閉している。
【０１０５】
センサチップ３とセンサ基板２とは、ボンディングワイヤ９によって電気的に接続されている。すなわち、センサチップ３は、ボンディングワイヤ９、センサ基板２および外部接続端子１０を介して、外部へ電気信号を出力することができる。ボンディングワイヤ９も封止樹脂６によって封止されている。したがって、封止樹脂６は、ボンディングワイヤ９同士の接触、およびボンディングワイヤ９の断線を防止している。
【０１０６】
ここで、ボンディングワイヤ９は、センサチップ３の保持部７が配置されている領域よりも外側に接続されている。このため、透明基板５は、有効画素領域３ａを覆うことができるだけの平面寸法（サイズ）を有していれば、有効画素領域３ａ全体を保護することができる。
【０１０７】
さらに、空気層８の内部には、ボンディングワイヤ９を配置する必要がない。そのため、保持部７の高さ、すなわち、センサチップ３と透明基板５との間隔は、透明基板５が有効画素領域３ａに接触しない程度であればよい。したがって、センサチップ３と透明基板５との間隔を小さくすることができ、固体撮像装置１Ａを小型化および薄型化（低背化）することができる。
【０１０８】
透明基板５、保持部７およびセンサチップ３の側壁は封止樹脂６によって覆われており、センサ基板２の側壁および上面の一部も封止樹脂６によって覆われている。後述するように、封止樹脂６として不透明な樹脂を採用することにより、レンズ４を通過する光のみを有効画素領域３ａに入射させることができる。光封止樹脂６は、センサ基板２、センサチップ３、透明基板５、保持部７、ボンディングワイヤ９を組み立てた後に、その周りに流し込むようにして形成される。この際、透明基板５の上面へ封止樹脂６の回り込みを防ぐために、封止樹脂６の上面は、透明基板５の上面よりも、下方に形成される。つまり、センサチップ３および透明基板５などを樹脂封止する際、過剰量の流動性を有する封止樹脂６を充填すると、透明基板５の上面に封止樹脂６が侵入し易くなる。そのために、樹脂封止において、流動性を有する封止樹脂６は、センサチップ３および透明基板５などの封止に必要な量よりも少なめに充填される。その結果、透明基板５の光入射側の面を含む一部が、封止樹脂６から突出し、透明基板５の側壁の一部が、封止樹脂６から露出する構成になる。
【０１０９】
封止樹脂６の上面から透明基板５の上面までの高さであるギャップ２０Ａ、すなわち、封止樹脂６から露出している透明基板５の側壁の高さは、１０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。露出している領域が１０μｍよりも小さい場合には、耐熱樹脂シートと透明基板５との間に流動化した封止樹脂が毛細管現象によりにじみ込み、透明基板５上面を覆ってしまう。また、透明基板５のとりうる最小の厚みは３００μｍ程度であるため、露出している領域が１００μｍよりも大きい場合には、透明基板側面の２／３程度しか封止できなくなる。この場合には、透明基板５側壁と封止樹脂６との間の接着面積の減少による接着不足が生じてしまう。そのため、外部からのストレスにより透明基板５側壁と封止樹脂６との間に亀裂が入る虞がある。
【０１１０】
固体撮像装置１Ａにおいては、透明基板５の露出した側壁を取り囲むように封止樹脂６上にスペーサ１１Ａが配置されている。スペーサ１１Ａの厚さは、ギャップ２０Ａとほぼ同一である。そのため、スペーサ１１Ａの上面と透明基板５の上面とがほぼ同一の高さとなる。スペーサ１１Ａの外形平面サイズは、有効画素領域３ａの対角方向以外の方向におけるレンズ４の外形以上である。また、透明基板５の平面サイズと同等以上のサイズの穴部がある。図１（ａ）に示す外形形状は、四角形であるが、レンズ４の外形以上の平面サイズで、かつ固体撮像装置１Ａの外形平面サイズ内に収まる限り、四角形である必要はなく、例えば円形や楕円形など、適宜形を変更してもよい。
【０１１１】
固体撮像装置１Ａが、スペーサ１１Ａを構成として含まないと、透明基板５の側壁の一部が封止樹脂６から露出したままである。この場合には、露出している側壁の一部における光の反射に伴い、有効画素領域３ａへ入射する光の迷光が発生する。露出している側壁分に相当する厚みのスペーサ１１Ａを透明基板５の周囲に、透明基板５と接着させて固定することにより、接着した部分の屈折率変化を小さくすることができる。それにより、側壁における反射が少なくなり、光がスペーサ１１Ａまで届くようになる。スペーサ１１Ａの反射率が４％以下になる構成とすることにより、スペーサ１１Ａの反射を低下させることができる。反射率が４％以下となるスペーサの形成方法については後述する。
【０１１２】
また、スペーサ１１Ａの加工精度および透明基板５の加工精度の関係上、露出した透明基板５の側壁とスペーサ１１Ａとの間に、わずかな隙間が生じ接触しない部分も発生し得る。この場合に、スペーサ１１Ａを固定する際に使用する接着剤が、透明基板５とスペーサ１１Ａとの間の隙間に充填されるように構成されていてもよい。接着剤が充填されることによって、側壁での反射がなくなり、光がスペーサ１１Ａまで届くようになる。この場合には、スペーサ１１Ａを固定する接着剤を不透光性の材料で形成してもよい。
【０１１３】
透明基板５上には、レンズ４が形成されている。レンズ４は、有効画素領域３ａに入射する光の角度を直角に近づくように補正するための構成である。上述したように、透明基板５の上面サイズと有効画素領域３ａのサイズとはほぼ同一である。そのため、レンズ４の有効径内領域が有効画素領域に収まるようにレンズ４を形成すると、レンズ４の外周部の一部または全部が透明基板５からはみ出す構成となる。レンズ４の透明基板５からはみ出した領域は、スペーサ１１Ａと接している。本実施形態においては、レンズ４の外周部の一部が透明基板５からはみ出している構成となっており、レンズ４は、透明基板５およびスペーサ１１Ａにのみ接している。
【０１１４】
スペーサ１１Ａを構成として含んでいない場合には、レンズ４の透明基板５からはみ出した領域は、封止樹脂６と接することとなる。このような場合には、以下のような問題が生じる。（１）金型を用いて封止樹脂６を圧縮形成した後にレンズ４を形成するため、レンズ４の形成時には、封止樹脂６が化学的に活性を有していない。そのために、レンズ４と封止樹脂６との接着力が小さくなり、レンズ４の端部の剥がれが生じ易くなる。（２）封止樹脂６の成形終了後に、封止樹脂６とそれを形成するための金型とが剥がれ易くなるように、封止樹脂６の表面には、離型剤が付着している。そのため、レンズ４の剥がれも生じ易くなる。（３）レンズ４と封止樹脂６とは、異なる樹脂によって形成されているので、熱膨張係数が互いに異なる。そのため、固体撮像装置１Ａの実装工程における加熱冷却処理、および固体撮像装置１Ａを内蔵した製品に使用する環境温度の変化によって、レンズ４の端部が封止樹脂６から剥がれ易くなる。レンズ４の端部が封止樹脂６から剥離することによって、レンズ４が変形し、所望の光学特性を得られなくなる。
【０１１５】
透明基板５の周囲の封止樹脂６上に、封止樹脂６を覆うスペーサ１１Ａを設けることにより、レンズ４の透明基板５からはみ出した領域が、スペーサ１１Ａと接することになる。
【０１１６】
スペーサ１１Ａとレンズ４との剥離を防止するために、レンズ４に対する接着力が封止樹脂６よりも高い構成となっている。スペーサ１１Ａの材料としては、成形性に富んだ金属が好ましい。例えば、安価なアルミ系や、銅および鉄系の材料を、エッチングや精密打ち抜きにより所望の形状のスペーサ１１Ａを形成することができる。また、エポキシ樹脂、変性アクリレート樹脂、およびナイロンなど、厚みが１０μｍ〜１００μｍのフィルム状に加工できる樹脂を用いることが可能である。
【０１１７】
また、後述するように、スペーサ１１Ａにシランカップリング処理を施すことによって、レンズ４との接着力を向上させてもよい。これにより上記の問題を回避することができる。
【０１１８】
次に、図１（ｃ）を用いて、図１（ｂ）に示すレンズ４の端部５Ａについて説明する。レンズ４は、有効画素領域３ａの対角間距離を光学有効径として設計されている。すなわち、レンズ４は、有効画素領域３ａの中心を光学中心、直径を有効画素領域３ａの対角間距離として、外形を円形上にして設計されている。レンズ４は凸レンズ形状であるため、Ｅ−Ｅ’で示す透明基板５の対角方向においては、レンズ４の稜線は、有効径外側近傍で透明基板５と交わる。したがって、透明基板５の四隅５Ａ部分においては、レンズ４の外周部はスペーサ１１Ａと接していない。
【０１１９】
次に、図１（ｅ）を用いて、図１（ｄ）に示すレンズ４の端部４Ａについて説明する。上述のように、レンズ４は、有効画素領域３ａの対角間距離を光学有効径として設計されている。そのため、レンズ４の平面形状が透明基板５の平面形状よりも大きくなる。したがって、有効画素領域３ａの対角方向以外の方向においては、レンズ４の端部は、スペーサ１１Ａ上に形成されている構成となっている。すなわち、スペーサ１１Ａを構成として含まない場合には、レンズ４の端部４Ａにおいて、レンズ４が封止樹脂６上に形成されることになるため、上述した問題が生じることになる。
【０１２０】
以下に、固体撮像装置１Ａの各構成についてより詳細に説明する。
【０１２１】
透明基板５の側面から出射した光が、スペーサ１１Ａによって反射して有効画素領域３ａに入射することを防ぐために、スペーサ１１Ａの表面反射率は、４％以下であることが好ましい。スペーサ１１Ａとして上記した金属を用いる場合には、表面に黒色系の塗料を塗ったり、黒染め処理およびアルマイト処理をおこなったりするなど、使用する金属に応じて適宜表面処理をおこなうことにより、表面反射率を４％以下にすることが可能である。またスペーサ１１Ａとして樹脂を用いる場合には、黒色の染料または顔料を内部に分散させることにより、不透光性を付与し、表面反射率を４％以下にすることが可能である。
【０１２２】
スペーサ１１Ａを封止樹脂６に固定する接着剤としては、例えば、変性アクリレート樹脂、メタクリレート複合樹脂、ポリシロキサン系樹脂、シリコンレジン、シリコンゴム、シリカ配合複合型エポキシ樹脂、透明ポリイミドなどを挙げることができる。これらの接着剤は透明であるが、黒色の染料または顔料を内部に分散させることにより、不透光性を容易に付与することができる。
【０１２３】
さらに、接着剤と封止樹脂６との接着力を強化するために、封止樹脂６の表面に、水酸基、カルボニル基、またはカルボキシル基を付与した後に、従来公知の種々のシランカップリング剤を付与し、シランカップリング処理をすることが好ましい。シランカップリング剤と接着剤との好ましい組み合わせとしては、例えば、以下の２通り：
（１）接着剤が、変性アクリレート樹脂またはメタクリレート複合樹脂であり、シランカップリング剤が、アミノ系またはメタクリロキシ系のシランカップリング剤である組み合わせ；および
（２）接着剤が、ポリシロキサン系樹脂、シリコンレジン、シリコンゴム、シリカ配合複合型エポキシ樹脂または透明ポリイミドであり、シランカップリング剤が、アミノ系またはエポキシ系のシランカップリング剤である組み合わせ
を挙げることができる。
【０１２４】
封止樹脂６の表面に水酸基、カルボニル基およびカルボキシル基などの官能基を付与する方法としては、封止樹脂６の表面に対する、大気中でのコロナ放電、Ｏ２プラズマ処理およびＣＨ４プラズマ処理を挙げることができる。
【０１２５】
また、別の接着力の向上方法としては、封止樹脂６の表面に対して、Ａｒプラズマ処理により封止樹脂６の表面を粗化する方法を挙げることができる。封止樹脂６の表面を粗化し微小な凹凸を作ることにより、接着剤と封止樹脂６との接触面積が大きくなる。また、封止樹脂６の表面の微小な凹凸に接着剤を食い込み、アンカー効果も生じる。
【０１２６】
また、接着剤とスペーサ１１Ａとの接着力を向上させる方法としては、スペーサ１１Ａが金属の場合には、スペーサ１１Ａに従来公知のシランカップリング処理を施す方法が挙げることができる。スペーサ１１Ａが樹脂の場合には、上述した大気中でのコロナ放電、Ｏ２プラズマ処理およびＣＨ４プラズマ処理をおこなった後にシランカップリング処理をおこなう方法、およびＡｒプラズマ処理によりスペーサ１１Ａの表面を粗化する方法を挙げることができる。
【０１２７】
いずれにしてもスペーサ１１Ａの封止樹脂６への固定に際しては、スペーサ１１Ａの材料、使用する接着剤の材料、および封止樹脂６の材料を考慮し、上述した方法を適宜選択すればよい。
【０１２８】
また、スペーサ１１Ａの、レンズ４と接する部分に。シランカップリング剤を付与し、シランカップリング処理をおこなってもよい。これにより、スペーサ１１Ａとレンズ４との接着力を強化することができ、レンズ４の周辺部から発生しやすい剥がれの発生を抑制することができる。シランカップリング剤は、スペーサ１１Ａとレンズ４との化学的な接着力を向上し得るものであればよく、従来公知のシランカップリング剤の中から、スペーサ１１Ａおよびレンズ４を構成する材料の性質に合わせて、適宜選択すればよい。
【０１２９】
レンズ４は、有効画素領域３ａに入射する光の角度を直角に近づくように補正するための構成である。レンズ４は、凸レンズ状である。そのため、レンズ４に入射した光は屈折し、有効画素領域３ａへの入射角が直角に近づくように補正される。光の入射する位置が、有効画素領域３ａの中心から離れるほど、その光の角度は垂直から離れる。有効画素領域３ａが入射光を認識し、電気信号に変換する効率は、入射光の角度が直角から離れるほど低くなるため、このような補正が必要になる。このため、有効画素領域３ａの外周部における光の入射効率を高めるためには、有効画素領域３ａの全面を覆っていることが好ましい。
【０１３０】
本実施形態において、レンズ４は、紫外線の照射によって硬化する光硬化性樹脂を用いているが、これに限定されるものではない。レンズ４を構成する樹脂としては、例えば、紫外線を除く光の照射によって硬化する光硬化性樹脂であってもよく、また、熱エネルギーの付与によって硬化する熱硬化性樹脂であってもよい。本発明に係るレンズを構成する樹脂としては、エネルギーの付与によって硬化するエネルギー硬化性樹脂であり、硬化した後に光透過性を有する樹脂であれば従来公知の樹脂から適宜選択し得る。なお、本明細書において、光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂を総称して「エネルギー硬化性樹脂」と記載する場合がある。
【０１３１】
レンズ４は、エネルギー硬化性樹脂を型に充填し、型を透明基板５およびスペーサ１１Ａと接触させた状態で硬化させることによって形成されている。このため、レンズ４は、所望の形状に形成することが容易である。レンズ４の凸面の形状としては、レンズ４に入射する光を有効画素領域３ａに垂直に出射し得るように補正する形状であればよく、球面または非球面であってもよい。例えば、レンズ４は、パワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズ、および微細なレリーフ形状が施された回折レンズとして形成されてもよい。
【０１３２】
固体撮像装置１Ａの製造工程には、加熱冷却処理が含まれている。加熱冷却処理により、レンズ４を構成する樹脂が変性した場合には、固体撮像装置１Ａを適切に補正し得なくなる。したがって、レンズ４は、−６０℃〜２７０℃の温度条件において、８０％以上の可視光の透過率を有していることが好ましい。このような構成にすることにより、レンズ４が上記温度条件に曝された場合であっても、固体撮像装置１Ａに入射する光を、固体撮像装置１Ａにほぼ垂直に入射するように補正するというレンズ４の作用を維持し得る。
【０１３３】
ここで、レンズ４を形成しない場合には、通常、リフロー処理により半田を熔解および凝固させることによって、外部接続端子とＦＰＣなどの基板上の配線とを接続し、固体撮像装置を基板に実装する。リフロー処理の後、固体撮像装置に光学レンズを搭載することによって撮影素子（カメラモジュール）を作製する。固体撮像装置のリフロー処理による実装は、例えば、固体撮像装置をフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などにマウントする場合には、無鉛半田リフロー実装工程を、図２に示すような温度プロファイルでおこなう。
【０１３４】
上記条件を満たすレンズ４を形成するための樹脂としては、アルキル基、フェニル基、メチル基、およびメタクリル基の少なくとも一つを有するシリコーン樹脂、ならびに炭素骨格とシリコーン骨格とがハイブリッドされた有機無機ハイブリッドシリコン樹脂などのエネルギー硬化性樹脂を挙げることができる。
【０１３５】
例示したような材料を用いてレンズ４を形成することによって、透明基板５上にレンズ４を形成した状態であっても、リフロー処理によって固体撮像装置１Ａを基板に実装することができる。
【０１３６】
透明基板５は、平行平面板状の透明な部材であればよく、ガラスに限らず、樹脂などから構成されていてもよい。
【０１３７】
透明基板５とレンズ４との接着力を向上させるために、透明基板５のレンズ４と接する面にシランカップリング剤が付与されていることが好ましい。透明基板５に付与するシランカップリング剤は、レンズ４との化学的な接着力を向上し得るものであればよく、従来公知のシランカップリング剤の中から、レンズ４を構成する樹脂の性質に合わせて、適宜選択すればよい。透明基板５とレンズ４との接着力を高めるシランカップリング剤としては、エポキシ系、およびアミノ系のシランカップリング剤が好ましい。
【０１３８】
透明基板５へのシランカップリング剤の付与は、以下のようにおこなうことができる。まず、シランカップリング剤をイソプロピルアルコールなどの有機溶媒によって、１％程度に希釈する。希釈したシランカップリング剤に透明基板５の上面を浸漬（ディップ）する。シランカップリング剤をディップした透明基板５を乾燥させることによって、透明基板５にシランカップリング剤を付与することができる。なお、ここで、説明した方法以外にも従来公知の方法を用いて透明基板５にシランカップリング剤を付与することができる。
【０１３９】
透明基板５とレンズ４との間には、赤外線の透過を防止する赤外線カットフィルタ（赤外線カット膜）が形成されていることが好ましい。カメラおよびビデオレコーダーカメラなどの撮影装置に固体撮像装置１Ａを内蔵させる場合には、画像の形成に不要な赤外線がセンサチップ３へ入射することを回避することが好ましい。それにより、固体撮像装置１Ａが近赤外線を含む赤外線を電気信号に変換することによって生じる、解像度の低下や画像のムラなど画質の劣化を防ぐことができる。赤外線のセンサチップ３への入射を回避するためには、赤外線を反射させるか、吸収するか、またはその両方をおこなうかする必要がある。本実施形態においては、赤外線カットフィルタとして、赤外線を反射させるための誘電体多層膜が、透明基板５とレンズ４との間に形成されている。
【０１４０】
赤外線反射の誘電体多層膜は、スパッタ法および蒸着法などによって、高い屈折率の層と低い屈折率の層とが交互に形成された多層膜である。
【０１４１】
誘電体多層膜は、光の入射角に応じて、反射する光の波長の範囲が変化する。このため、レンズ４などの曲面上に誘電体多層膜を形成すると、中心付近と端部付近とにおいて反射する光の波長が異なるため、逆に画質の悪化につながる。このため、誘電体多層膜は、平坦な透明基板５上に形成することが好ましい。
【０１４２】
さらに、誘電体多層膜は、透明基板５のレンズ４が配置される面に製膜される。透明基板５の有効画素領域３ａと対向する面に誘電体多層膜を形成すると、誘電体多層膜が剥離を起こした場合に、剥離した誘電体多層膜が有効画素領域３ａに付着し、画質の低下を引き起こしてしまう。
【０１４３】
透明基板５のみに誘電体多層膜を形成すると、誘電体多層膜の膜応力によって、透明基板５に反りが生じる。しかし、大面積の透明基板５に誘電体多層膜を製膜した後に、透明基板５はダイシングによって小片に分割されるので、膜応力が開放（低下）し得る。このため、誘電体多層膜の形成による透明基板５の反りは、固体撮像装置１Ａによって形成される画像の質を低下させることはない。
【０１４４】
なお、誘電体多層膜のレンズ４を配置する側の面には、シランカップリング処理が施されていることが好ましい。シランカップリング剤により、無機材料である誘電体多層膜と有機材料であるレンズ４との接着力を向上させることができる。シランカップリング剤としては、誘電体多層膜とレンズ４との化学的な接着力を向上し得るものであればよく、従来公知のシランカップリング剤の中から、誘電体多層膜およびレンズ４を構成する材料の性質に合わせて、適宜選択すればよい。
【０１４５】
封止樹脂６を構成する材料としては、従来公知の種々の樹脂から選択すればよく、例えば、溶融シリカを主成分（７０％〜８０％）とし、エポキシ樹脂などを含む混合物を用いることが可能である。なお、透明基板５以外の部材から有効画素領域３ａに光が入射することがないように、封止樹脂６は不透明な材料から構成されていることが好ましい。
【０１４６】
封止樹脂６を形成する方法としては、従来公知の種々の方法を採用すればよい。例えば、封止樹脂６の形成方法として、以下のような方法が可能である。まず、センサ基板２、センサチップ３、透明基板５、保持部７、ボンディングワイヤ９を組み立てた後に、透明基板５に耐熱樹脂シートを被せ、金型を用いて耐熱樹脂シート越しに透明基板５を加圧する。その状態で、透明基板５などの周りの空間に、流動化した封止樹脂を充填する。充填後、加熱により封止樹脂を硬化させて、封止樹脂６を形成する。
【０１４７】
センサチップ３の有効画素領域３ａ上には、マイクロレンズが形成されていることが好ましい。マイクロレンズが形成されている場合には、レンズ４から出射され（出射角度が補正され）有効画素領域３ａに入射する光の角度を、マイクロレンズによってさらに補正することができる。したがって、固体撮像装置１Ａの有効画素領域３ａに入射する光をより最適な状態に補正することができる。
【０１４８】
なお、固体撮像装置１Ａを撮影装置に適用する場合には、マイクロレンズの形成位置も考慮して、撮影装置全体の光学系（レンズ４、マイクロレンズ、および撮影用レンズ）の設計（形状および配置）をおこなうことが好ましい。
【０１４９】
保持部７は、センサチップ３と透明基板５とを平行に保持し得る材料であればよく、例えば、接着性を有する部材など、従来公知の種々の材料から選択できる。なお、透明基板５以外の材料から有効画素領域３ａに光が入射することがないように、保持部７は不透明な材料から構成されていることが好ましい。
【０１５０】
センサ基板２は、絶縁性を有する平板状の構成であればよく、センサ基板２全体が絶縁性の材料から構成されていても、センサ基板２の表面が絶縁性を有しているものでもよい。センサ基板２を構成するための材料は、セラミックおよび樹脂など、従来公知の材料から選択できる。また、センサ基板２の表面に絶縁性を付与する方法は、従来公知の種々の方法を採用し得る。
【０１５１】
〔実施の形態２〕
本発明の一実施形態である固体撮像装置１Ａの製造方法について、図３に基づいて説明すれば以下の通りである。
【０１５２】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、固体撮像装置１Ａの製造方法における各工程を説明する断面図である。
【０１５３】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、固体撮像装置１Ａを製造する工程は、Ｓ３１〜Ｓ３４およびＳ３５〜Ｓ３９の順におこなわれる。
【０１５４】
マウンター（図示せず）のロッド２７’を用いてバキュームチャックされた透明基板５を、レンズ４、透明基板５および封止樹脂６が形成されていない未完成の固体撮像装置１２の保持部７に対してマウントする（Ｓ３１）。
【０１５５】
透明基板５をマウントした未完成の固体撮像装置１２を高温化のチャンバー２８内に入れて、透明基板５と保持部７とを接着する。保持部７を、例えば、熱硬化系のエポキシ材料により形成しておけば、１００〜２００℃程度の温度のチャンバー２８内に１〜２時間入れておくことにより、保持部７が熱硬化する。それにより、透明基板５と保持部７との界面が接着する（Ｓ３２）。保持部７の材料は、上記の材料に限らず従来公知の材料から選択できる。また、チャンバー２８も電気炉など、公知の技術を使用すればよい。
【０１５６】
次いで、封止樹脂６を形成するための金型２９を、その内部を透明基板５に載せるように設置し、透明基板５を有する未完成の固体撮像装置１２と金型２９とで密閉空間を形成する。その後に、流動化した封止樹脂６’を、流動樹脂注入孔３０から密閉空間に注入する（Ｓ３３）。
【０１５７】
流動化した封止樹脂６’が硬化した後、金型２９を離型し、レンズ４が形成されていない未完成の固体撮像装置１Ａ’（以下、単に固体撮像装置１Ａ’と称する）となる（Ｓ３４）。封止樹脂６を上記材料とした場合には、２００℃程度で３０分〜１時間状態を保持すれば、流動化した封止樹脂６’が硬化し、封止樹脂６となる。
【０１５８】
固体撮像装置１Ａ’を、透明基板５が下方を向くように、マウンター（図示せず）のロッド２７を用いて真空固定（バキュームキャッチング）する。バキュームキャッチングされた固体撮像装置１Ａ’の封止樹脂６上に、スペーサ１１Ａを固定する（Ｓ３５）。スペーサ１１Ａの固定に際しては、接着剤や粘着テープなどを用いて、封止樹脂６に固定すればよい。
【０１５９】
透明な型２６のレンズ４の表面形状を転写するために形成された窪みに流動性を有する光硬化性樹脂４１（光学素子形成樹脂）を充填する（Ｓ３６）。
【０１６０】
ここで、本実施形態においては、レンズ４を構成する樹脂として、紫外線の照射によって硬化する光硬化性樹脂を例に説明しているが、エネルギー硬化性樹脂であれば、本発明の固体撮像装置の製造方法に適用することが可能であり、例えば、熱硬化性樹脂を用いることが可能である。
【０１６１】
本実施形態においては、透明な型２６を使用し、光硬化性樹脂４１も透明であるため、カメラ２８を用いて有効画素領域３ａの形状（平面形状および中心の位置）を撮像することできる。したがって、カメラ２８を用いて位置の確認をおこないながら、透明基板５上の所望の位置にレンズ４を形成することができる。
【０１６２】
まず、カメラ２８を用いて、透明な型２６、光硬化性樹脂４１および透明基板５を介して、有効画素領域３ａの形状を撮像する。画像処理装置（図示せず）によって、撮像した有効画素領域３ａの形状の画像処理をおこなう。この画像処理装置に予め認識させておいて透明な型２６の中心と画像処理した有効画素領域の中心とをＸ軸方向およびＹ軸方向に位置合わせする（Ｓ３７）。
【０１６３】
ここで、透明基板５には、Ｓ３７の工程よりも前に、シランカップリング処理が施されていてもよい。
【０１６４】
位置合わせの終了後、光硬化性樹脂４１を充填した透明な型２６を、透明基板５およびスペーサ１１Ａに接触させ、その状態で固定する。透明な型２６を固定した後、ＵＶランプ２２を点灯し、紫外線照射をおこなう（Ｓ３８）。これにより、透明な型２６に充填された光硬化性樹脂４１が硬化する。
【０１６５】
透明な型２６は、透明な型２６の平端部が、透明基板５の四隅部分５Ａに接触した状態で固定されている。すなわち、型２６の平端部が、有効画素領域３ａと平行になるように固定されている。これにより、レンズ４の中心を透過する光が、有効画素領域３ａに対して、直角に入射するように、レンズ４を形成することができる。
【０１６６】
Ｓ３８において、光硬化性樹脂４１は、透明な型２６と、透明基板５と、スペーサ１１Ａとで密閉されている。これにより光硬化性樹脂４１は大気に触れることがない。したがって、シリコーン樹脂など、酸素により硬化阻害が起きる樹脂を選択することができ、自由度のある設計をおこなうことができる。これにより高性能な固体撮像装置を製造することが可能となる。また、密閉されているため、光硬化性樹脂４１が漏れることがない。そのため、レンズ４に窪みや気泡が発生することを防ぐことができる。
【０１６７】
光硬化性樹脂４１が十分に硬化しレンズ４が形成された後、透明な型２６を固体撮像装置１Ａから離型させる（Ｓ３９）。
【０１６８】
なお、Ｓ３５の工程は、Ｓ３８の工程よりも前におこなわれればよく、例えば、Ｓ３６の工程と同時におこなわれるものであってもよい。
【０１６９】
本実施形態に係る製造方法を用いれば、パワーを有する非球面レンズ、フレネル形状を有するレンズ、および微細なレリーフ形状が施された回折レンズなど、複雑な形状を有するレンズ４を容易に形成することができる。さらに、レンズ４の中心が有効画素領域３ａの中心と正確に対向するように位置合わせしながら、レンズ４を形成することができる。そのため、収差が小さく、かつ解像度の高い画像を形成することができる固体撮像装置１Ａを提供することができる。
【０１７０】
〔実施の形態３〕
本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について、図４に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、前記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【０１７１】
図４（ａ）は、固体撮像装置１Ｂの断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるレンズ４の端部４Ｂの拡大断面図である。
【０１７２】
図４（ｂ）に示すように、スペーサ１１Ｂと透明基板５との間全てにわたって、常にギャップ２１（隙間）が存在している。また、レンズ４は、透明基板５、スペーサ１１Ｂ、および封止樹脂６に接触して形成されている。
【０１７３】
このように構成することにより、レンズ４を形成する樹脂の一部が封止樹脂６に接するため、実施の形態１に比べて、レンズ４が封止樹脂６から剥がれる可能性が出てくるが、ギャップ２１をある程度まで小さくすれば、実用上問題はなくなる。この場合において、ギャップ２１の幅（透明基板５とスペーサ１１Ｂとの距離）は１００μｍ以下であることが好ましい。また、実施の形態１に示したような透明基板５の側壁とスペーサ１１Ｂとの隙間を、スペーサ１１Ｂを封止樹脂６に固定する際に使用する接着剤（図示せず）ではなく、レンズ４を形成する透明樹脂材料によって充填できる。そのため、スペーサ１１Ｂを封止樹脂６に固定する際に、接着剤が透明基板５の側面を越えて、上面にまではみ出てしまうといったことを防ぐことができる。また、接着剤の塗布管理を精密におこなう必要がなくなり、レンズ４を形成する同一工程でギャップ２１を埋めることができる。そのため、工程数および個々の工程時間を削減することができる。また、透明基板５を内部に含めるための、スペーサ１１Ｂの穴部の寸法精度を、実施の形態１に比べて緩くできる。そのため、スペーサ１１Ｂを安価に製造することができ、その結果、固体撮像装置１Ｂを安価に製造することができる。
【０１７４】
〔実施の形態４〕
本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、前記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【０１７５】
図５（ａ）は、固体撮像装置１Ｃの断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）中におけるレンズ４の端部４Ｃの拡大断面図である。
【０１７６】
図５（ｂ）に示すように、固体撮像装置１Ｃでは、スペーサ１１Ｃの厚さが、透明基板５の上面と封止樹脂６の上面との高さの差、すなわち、透明基板５の封止樹脂６から突出している部分の高さよりも大きい構成となっている。そのため、スペーサ１１Ｃの上面が、透明基板５の上面よりもギャップ２０Ｃの分だけ突出している。このような構成にすることにより、固体撮像装置１Ｃを製造する際に、レンズ４を形成するための型は、スペーサ１１Ｃにのみ接触することになる。スペーサの上面の高さが透明基板５の上面の高さと同一であり、レンズ４を形成するための型が、透明基板５およびスペーサの両方に接する場合には、スペーサ１１Ｃを製造する際にその厚みに誤差が生じると、型とスペーサとの間にわずかな隙間が生じ、そのわずかな隙間から、レンズ４形成時に流動化したレンズ材料が染み出してくるという問題が生じる。スペーサ１１Ｃを上記構成とすることにより、わずかな隙間が生じることをなくし、レンズ材料の染み出しを防ぐことができる。
【０１７７】
また、レンズ４を形成する際に、レンズ４を形成するための型の平端部は、スペーサ１１Ｃにのみ接触している。そのため、型の平端部がスペーサおよび透明基板５の四隅と接触するよりも、発生する型のチルトが小さくなるため、高性能な光学素子を作製することができる。
【０１７８】
〔実施の形態５〕
本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について、図６に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、前記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【０１７９】
図６は、固体撮像装置１Ｄの断面図である。
【０１８０】
図６に示すように、レンズ４は、透明基板５およびスペーサ１１Ｄ上に形成されており、有効画素領域３ａ内を完全に覆っている。また、断面におけるスペーサ１１Ｄの幅は、一方がＷ３であり、他方がＷ４であり、Ｗ３＜Ｗ４となっている。固体撮像装置１Ｄにおいては、有効画素領域３ａの周囲に結露防止用溝および信号処理用の回路などが形成されているため（図示せず）、透明基板５の中心５軸’と、有効画素領域３ａの中心軸とが一致していない構成となっている。レンズ４の中心軸４’と有効画素領域３ａの中心軸とは一致している必要があるため、レンズ４の中心軸４’と透明基板５の中心軸５’とは、ずれた位置関係にある。スペーサの幅が左右で均一である場合には、レンズ４の外周部がスペーサからはみ出る領域が存在してしまう。固体撮像装置１Ｄにおいては、透明基板５の中心軸５’からみて、レンズ４の中心軸４’がある方向において、スペーサの幅がＷ４となっており、反対側のスペーサの幅がＷ３となるように非対称形状となっている。これにより、レンズ４の外周部がスペーサからはみ出るという問題を解決することができる。
【０１８１】
このように、スペーサ１１Ｄは、レンズ４の中心軸が有効画素領域の中心軸と一致し、かつ、流動化したレンズ材料の流れ出しがないように、透明基板５および固体撮像装置の外形形状に応じて、適宜設計されることが好ましい。
【０１８２】
〔実施の形態６〕
本発明に係る固体撮像装置の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施形態では、前記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【０１８３】
図７は、固体撮像装置１Ｅの断面図である。
【０１８４】
図７に示すように、レンズ４は、透明基板５およびスペーサ１１Ｅ上に形成されており、有効画素領域３ａの全領域を覆っている。スペーサ１１Ｅの外周部は、固体撮像装置１Ｅの外周部（封止樹脂６の外周部）と一致し、封止樹脂６の上面を完全に覆っている。すなわちスペーサ１１Ｅの外形寸法（平面寸法）が、固体撮像装置１Ｅの外形寸法と一致している。
【０１８５】
レンズ４が形成される前の固体撮像装置（図３に示す固体撮像装置１’）は、複数個一括して作製された後、ダイシングされて個片化される。このとき、ダイシングによって、固体撮像装置１’の外形周辺部分にわずかなダレが生じることがある。このような固体撮像装置１’上にレンズ４を形成した後、この固体撮像装置に対して撮像用レンズホルダなどを介して撮像用レンズを取り付けた場合には、撮像用レンズホルダがこのダレの部分に位置すると、撮像用レンズがチルトして（傾いて）、撮像用レンズの光軸と固体撮像装置の光軸とが一致しないことがある。
【０１８６】
しかし、固体撮像装置１Ｅの構成にすることによって、スペーサ１１Ｅがダレの部分を覆い隠すため、上述した撮像用レンズのチルトといった問題が生じず、固体撮像装置としての歩留まりを向上することができる。
【０１８７】
〔実施の形態７〕
本発明に係る撮影装置の一実施形態について、図８に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１において説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【０１８８】
図８（ａ）は、固体撮像装置１Ａを内蔵した撮影装置６１Ａの構成を示す断面図である。また、図８（ｂ）は、固体撮像装置１Ｅを内蔵した撮影装置６１Ｅの構成を示す断面図である。
【０１８９】
図８（ａ）に示すように、撮影装置６１Ａは、固体撮像装置１Ａ、平板状の面と二つの凸面とを有している撮像用レンズ６２、撮像用レンズ６２の平板上の面を挟んで形成された遮光部６３、ならびに撮像用レンズ６２とセンサチップ３との光軸方向の距離を調節および固定するための撮像レンズホルダ６４を備えている。
【０１９０】
撮像用レンズ６２は、固体撮像装置１Ａに入射する光の光路を画定する光路画定器である。遮光部６３は、撮像用レンズ６２の絞りであり、かつ撮像用レンズ６２に入射する光のうち、迷光の入射を抑制するものである。撮像レンズホルダ６４は、封止樹脂６の外周部付近に形成されている。
【０１９１】
なお、固体撮像装置１Ａの底面に設けられた外部接続端子１０は、配線基板上に形成された導体配線と電気的に接続されている（図示せず）。さらに、この導体配線は、導体配線上に接着された画像処理装置と電気的に接続されている（図示せず）。つまり、固体撮像装置１Ａは、導体配線を介して、画像処理装置と電気的に接続されている。
【０１９２】
撮像用レンズ６２から入射した光は、レンズ４、透明基板５、空気層８を介して、センサチップ３上の有効画素領域３ａに入射する。有効画素領域３ａに入射した光は、電気信号に変換され、画像処理装置に送信される。画像処理装置は、受信した電気信号に基づいて画像を形成する。
【０１９３】
以上の構成より、撮影装置６１Ａは、固体撮像装置１Ａと同様の機能および作用を有する。なお、撮影装置６１Ａは、固体撮像装置１Ａの代わりに、固体撮像装置１Ｂまたは固体撮像装置１Ｃを備えていてもよい。
【０１９４】
また、図８（ｂ）に示すように、撮影装置６１Ｅは、固体撮像装置１Ａの代わりに、固体撮像装置１Ｅを備えている。固体撮像装置１Ａの代わりに、固体撮像装置１Ｅを備えている以外は、撮像装置６１Ａと同じである。撮像装置６１Ａでは、撮像用レンズ６２とセンサチップ３との光軸方向の距離を調節および固定するための撮像レンズホルダ６４が、直接、封止樹脂６上に設けられている。これに対し撮像装置６１Ｅでは、スペーサ１１Ｅが封止樹脂６の上面を全て覆っているため、撮像レンズホルダ６４がスペーサ１１Ｅと直接、コンタクトしている。このような構成により、ダイシングにより生じる固体撮像装置１Ｅの封止樹脂６の端面部分における部分的なダレによって撮像用レンズ６２がチルトしてしまう可能性を減らすことができる。
【０１９５】
なお、本発明は、上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。
【０１９６】
なお、本発明の固体撮像装置は、以下の点を特徴点としていると換言することも可能である。すなわち、有効画素領域が形成された撮像素子と、該有効画素領域と対向するように配置された透明基板と、該透明基板の上面に対して段差が存在するように該撮像素子の一部および該透明基板の側面の一部を封止する封止樹脂と、一部が該封止樹脂上に接して配置されたスペーサと、該透明基板上に配置された光学素子と、を備えていることを特徴とする。また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、以下の点を特徴点としていると換言することも可能である。すなわち、少なくとも、固体撮像素子の有効画素領域と対向するように透明基板を配置する工程と、少なくとも該固体撮像素子の一部および該透明基板の側壁を樹脂封止する工程と、スペーサを配置する工程と、少なくとも該透明基板上、および該スペーサの一部に、透明な樹脂から構成された光学素子を形成する工程とを包含することを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【０１９７】
本発明によれば、簡便で安価な方法を用いて小型化および薄型化を達成し、かつ高い信頼性、耐環境性および性能を付与した固体撮像装置を提供することができる。そのため、被写体からの光に基づいて画像を形成するための光学機器全般に適用可能である。特に、携帯電話用のカメラモジュールおよびデジタルカメラなどに適用することが有効である。装置の小型・薄型化かつ広角化の用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態における固体撮像装置の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＥ−Ｅ’切断線における断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）における透明基板端部５Ａの拡大断面図であり、（ｄ）は、（ａ）のＦ−Ｆ’切断線における断面図であり、（ｅ）は、（ｄ）におけるレンズ端部４Ａの拡大断面図である。
【図２】無鉛半田リフロー実装工程における温度変化を示すグラフである。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、図１の固体撮像装置の製造方法における各工程を説明する断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の別の一実施形態における固体撮像装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるレンズ端部４Ｂの拡大断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の別の一実施形態における固体撮像装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるレンズ端部４Ｃの拡大断面図である。
【図６】本発明の別の一実施形態における固体撮像装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の別の一実施形態における固体撮像装置の構成を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の一実施形態における撮影装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の別の実施形態における撮影装置の構成を示す断面図である。
【図９】固体撮像素子に入射する光の経路を説明する図である。
【図１０】従来の固体撮像装置の構成を示す図である。
【図１１】従来の別の固体撮像装置における保護部材の製造方法における各工程を説明する断面図または平面図である。
【図１２】従来の別の固体撮像装置の構成を示す断面図である。
【図１３】従来の撮影装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１９９】
１Ａ〜１Ｅ      固体撮像装置
２              センサ基板
３              センサチップ（固体撮像素子）
３ａ            有効画素領域
４              レンズ（光学素子）
４Ａ〜４Ｅ      領域
５              透明基板
５Ａ            領域
６              封止樹脂（被覆樹脂）
７              保持部
８              空気層
９              ボンディングワイヤ
１０            外部接続端子
１１Ａ〜１１Ｅ  スペーサ（剥離防止手段、閉塞手段）
２０Ａ、２０Ｃ  ギャップ
２１            ギャップ（隙間）
２２            ＵＶランプ
２６            透明な型（型）
２７            ロッド
４１            光硬化性樹脂（光学素子形成樹脂、エネルギー硬化性樹脂）
６１Ａ、６１Ｅ  撮影装置
６２            撮像用レンズ
６３            遮光部
６４            撮像レンズホルダ
【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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【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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