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JP2002368235A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP2002368235A
JP2002368235A JP2002072356A JP2002072356A JP2002368235A JP 2002368235 A JP2002368235 A JP 2002368235A JP 2002072356 A JP2002072356 A JP 2002072356A JP 2002072356 A JP2002072356 A JP 2002072356A JP 2002368235 A JP2002368235 A JP 2002368235A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
semiconductor
optical element
semiconductor wafer
spacer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002072356A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Suda
康夫 須田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2002072356A priority Critical patent/JP2002368235A/en
Publication of JP2002368235A publication Critical patent/JP2002368235A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/15Charge-coupled device [CCD] image sensors
    • H10F39/153Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
    • H10F39/1536Frame transfer

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイシング時にレンズの面形状が変化するこ
となく効率よく撮像モジュールなどの半導体装置を製造
できるようにする。 【解決手段】 受光素子が形成された第1の基板と、前
記受光素子へ光を集める光学素子或いは光学素子集合体
である第2の基板とをスペーサを介して貼り合わせた半
導体装置において、前記スペーサは、前記第2の基板の
切断後の端部に配されている。製造方法は、第1の基板
と第2の基板とをスペーサを介して貼り合わせる工程
と、前記第1及び第2の基板を前記スペーサが配された
領域で切断する工程とを含む。
(57) [Problem] To efficiently manufacture a semiconductor device such as an imaging module without changing the surface shape of a lens during dicing. In a semiconductor device, a first substrate on which a light receiving element is formed and an optical element for collecting light to the light receiving element or a second substrate which is an optical element assembly are bonded via a spacer. The spacer is provided at the cut end of the second substrate. The manufacturing method includes a step of bonding a first substrate and a second substrate via a spacer, and a step of cutting the first and second substrates in a region where the spacer is provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、光電変換素子を有する半導体
装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a photoelectric conversion element and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、撮像モジュールは、一般に受光素
子を備えた半導体チップと、受光素子へ光を集めるレン
ズを備えた基板とを備えている。半導体チップと基板と
は、スペーサによって距離が保持されており、受光素子
の受光面上に集光が可能となるので、実像を得られるよ
うにされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging module generally includes a semiconductor chip having a light receiving element and a substrate having a lens for collecting light to the light receiving element. The distance between the semiconductor chip and the substrate is maintained by a spacer, and light can be collected on the light receiving surface of the light receiving element, so that a real image can be obtained.

【0003】図18(A)、(B)及び(C)は、従来
の撮像モジュールの製造工程を説明するための分解斜視
図である。図18(A)には受光素子へ光を集めるレン
ズを備えた基板917を示しており、図18(B)には
スペーサ901を示しており、図18(C)には受光素
子100が形成された半導体チップ503を示してい
る。
FIGS. 18 (A), 18 (B) and 18 (C) are exploded perspective views for explaining a manufacturing process of a conventional imaging module. FIG. 18A shows a substrate 917 provided with a lens for collecting light to the light receiving element, FIG. 18B shows a spacer 901, and FIG. 18C shows the formation of the light receiving element 100. 1 shows a semiconductor chip 503 that has been removed.

【0004】撮像モジュールの製造工程では、基板91
7と半導体チップ503とをスペーサ901を介して貼
り合わせて半導体チップ毎に製造していた。しかし複数
の撮像モジュールを製造するにあたり半導体チップ毎に
製造していたのでは、半導体チップ503と基板917
それぞれに対してアライメントする等工程数が多かっ
た。
In the manufacturing process of the imaging module, the substrate 91
7 and the semiconductor chip 503 are bonded via the spacer 901 to manufacture each semiconductor chip. However, when a plurality of imaging modules are manufactured for each semiconductor chip, the semiconductor chip 503 and the substrate 917 are manufactured.
There were many steps such as alignment for each.

【0005】図19(A)、(B)及び(C)は従来の
撮像モジュールの別の製造工程を示した模式的断面図で
ある。
FIGS. 19A, 19B and 19C are schematic sectional views showing another manufacturing process of a conventional imaging module.

【0006】図19(A)には、例えば複数の半導体チ
ップが形成される半導体ウエハ910に、半導体素子製
造工程でのパッシベーション膜の付加などに起因して若
干のソリが生じていることを示している。このソリは例
えば8インチウエハにおいてはおよそソリの凹凸部分の
高低差が0.2mm位で、ロール型や鞍型、或いは、お
椀型などの形状になる。
FIG. 19A shows that a semiconductor wafer 910 on which a plurality of semiconductor chips are formed is slightly warped due to the addition of a passivation film in a semiconductor element manufacturing process. ing. For example, in the case of an 8-inch wafer, the warp has a height difference of about 0.2 mm between the concave and convex portions of the warp, and is shaped like a roll, a saddle, or a bowl.

【0007】そのため、図19(B)に示すように、半
導体ウエハ910を裏面側から冶具950を用いて吸着
などにして、半導体ウエハ910のソリをなくす。
For this reason, as shown in FIG. 19B, the semiconductor wafer 910 is suctioned from the back side using a jig 950 to eliminate warpage of the semiconductor wafer 910.

【0008】つづいて、図19(C)に示すように半導
体ウエハ910と複数のレンズが形成されている基板9
17とをスペーサ901を介して貼り合わせる。
Subsequently, as shown in FIG. 19C, a semiconductor wafer 910 and a substrate 9 on which a plurality of lenses are formed are formed.
17 are bonded via a spacer 901.

【0009】その後、半導体ウエハ910の吸着を解除
して、冶具950から半導体ウエハ910及びレンズ基
板917を取り外し、これらを半導体チップ間及びレン
ズ間で切断することで撮像モジュールを製造していた。
このように半導体チップが形成された半導体ウエハ91
0と基板917を1回のアライメントで張り合わせる製
造方法は複数の撮像モジュールを製造するのに適してい
た。
Thereafter, the suction of the semiconductor wafer 910 is released, the semiconductor wafer 910 and the lens substrate 917 are removed from the jig 950, and these are cut between the semiconductor chips and between the lenses to manufacture an imaging module.
The semiconductor wafer 91 on which the semiconductor chips are thus formed
The manufacturing method of bonding the substrate 0 and the substrate 917 in one alignment was suitable for manufacturing a plurality of imaging modules.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】(課題1)しかし、半
導体ウエハ910にスペーサ901を介して受光素子へ
光を集める複数のレンズを備えたレンズ基板917を貼
り合わせた後に、半導体チップ間のスクライブ線をダイ
シングすることで撮像モジュールを製造すると、ダイシ
ング時にダイシングブレードによって、基板917に力
が加わり、レンズの面形状が変化することによって、屈
折力がずれて結像性能が劣化する場合があった。
(Problem 1) However, after bonding a lens substrate 917 provided with a plurality of lenses for collecting light to a light receiving element via a spacer 901 on a semiconductor wafer 910, a scribe between semiconductor chips is performed. When an imaging module is manufactured by dicing a line, a force is applied to the substrate 917 by a dicing blade at the time of dicing, and the surface shape of the lens changes. .

【0011】そこで、本発明は、ダイシング時にレンズ
の面形状が変化することなく効率よく撮像モジュールな
どの半導体装置を製造できるようにすることを課題とす
る。
Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to efficiently manufacture a semiconductor device such as an image pickup module without changing the surface shape of a lens during dicing.

【0012】(課題2)また、図19に示す製造方法に
は、半導体ウエハ910の吸着を解除すると、半導体ウ
エハ910がソリのある状態に戻ろうとして、ソリのあ
る半導体ウエハ910の凸面側にレンズ基板917を貼
り合わせている場合、半導体ウエハ910の周辺部で半
導体ウエハ910とレンズ基板917とが剥がれ易かっ
た。
(Problem 2) In the manufacturing method shown in FIG. 19, when the suction of the semiconductor wafer 910 is released, the semiconductor wafer 910 attempts to return to the state of warping, and the semiconductor wafer 910 is placed on the convex side of the warped semiconductor wafer 910. When the lens substrate 917 was attached, the semiconductor wafer 910 and the lens substrate 917 were easily peeled off at the peripheral portion of the semiconductor wafer 910.

【0013】反対に、ソリのある半導体ウエハ910の
凹面側にレンズ基板917を貼り合わせている場合は、
半導体ウエハ910の中心部で半導体ウエハ910とレ
ンズ基板917とが剥がれ易かった。
On the other hand, when the lens substrate 917 is bonded to the concave side of the semiconductor wafer 910 having warpage,
The semiconductor wafer 910 and the lens substrate 917 were easily peeled off at the center of the semiconductor wafer 910.

【0014】そのため、半導体ウエハ910とレンズ基
板917とが剥がれたり、また、これらが剥離しないま
でも半導体ウエハ910とレンズ基板917との間にあ
る接着材層が伸びたりして、半導体ウエハ910とレン
ズ基板917との距離がずれ、受光素子上に光が集まら
ず、所要の撮像が行えない場合がある。
Therefore, the semiconductor wafer 910 and the lens substrate 917 are separated from each other, and the adhesive layer between the semiconductor wafer 910 and the lens substrate 917 is extended even before the separation is not performed. In some cases, the distance from the lens substrate 917 is deviated, light is not collected on the light receiving element, and required imaging cannot be performed.

【0015】そこで、本発明は、きちんと撮像が行える
ように、半導体ウエハ910などの半導体基板のソリを
考慮して撮像モジュールなどの半導体装置を製造するこ
とを課題とする。
Therefore, an object of the present invention is to manufacture a semiconductor device such as an imaging module in consideration of warpage of a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer 910 so that an image can be properly captured.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、受光素子が形成された第1の基板と、前
記受光素子へ光を集める光学素子或いは光学素子集合体
である第2の基板とをスペーサを介して貼り合わせた半
導体装置において、前記スペーサは、前記第2の基板の
切断後の端部に配されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a first substrate having a light receiving element formed thereon, and an optical element or an optical element assembly for collecting light to the light receiving element. In a semiconductor device in which a second substrate is bonded to a second substrate via a spacer, the spacer is provided at an end of the second substrate after cutting.

【0017】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
第1の基板と第2の基板とをスペーサを介して貼り合わ
せる工程と、前記第1及び第2の基板を前記スペーサが
配された領域で切断する工程とを含むことを特徴とす
る。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
The method includes a step of bonding the first substrate and the second substrate via a spacer, and a step of cutting the first and second substrates in a region where the spacer is provided.

【0018】さらに、本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板を基台上にソリがなくなる状態で保持す
る工程と、前記半導体基板に当該半導体基板のソリの大
きさに応じて大きさが設定された対向基板を貼り合わせ
る工程と、その後に前記対向基板を切断する工程とを含
むことを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of holding the semiconductor substrate on the base in a state where the warp is eliminated, and the step of attaching the semiconductor substrate to the semiconductor substrate according to the size of the warp of the semiconductor substrate. The method includes a step of bonding the set counter substrate and a step of cutting the counter substrate thereafter.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】なお、本発明の半導体装置を説明するにあ
たり、撮像モジュールを例にあげて説明する。
In describing the semiconductor device of the present invention, an image pickup module will be described as an example.

【0021】(実施形態1)図1(A)は、本発明の実
施形態1の半導体装置の模式的な構成を示す上面図であ
る。図1(B)は、図1(A)の1B−1B線における
模式的断面図である。図1(C)は、図1(A)の半導
体チップ503の上面図である。図1(D)は、図1
(B)の撮像モジュールを外部の電気回路へ接続した状
態を示した模式的断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1A is a top view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line 1B-1B in FIG. FIG. 1C is a top view of the semiconductor chip 503 in FIG. FIG. 1 (D)
FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing a state where the imaging module of FIG. 1B is connected to an external electric circuit.

【0022】図1(A)〜図1(D)において、560
は赤外線カットフィルタ、501は切断された後の第1
の基板として光透過性部材、506は光透過性部材50
1の上面に赤外線カットフィルタ560を介して遮光性
部材を例えばオフセット印刷等で形成した絞り遮光層、
512は赤外線カットフィルタ、絞り遮光層506及び
凸レンズ600a、600cと図示されていない凸レン
ズ600b及び凸レンズ600dで構成される複眼レン
ズを有する複眼光学素子である。
In FIGS. 1A to 1D, 560
Is an infrared cut filter, and 501 is the first after cut.
The light transmitting member 506 is used as a substrate of the light transmitting member 50.
A diaphragm light-shielding layer in which a light-shielding member is formed, for example, by offset printing or the like via an infrared cut filter 560 on the upper surface of 1
Reference numeral 512 denotes a compound eye optical element having a compound eye lens including an infrared cut filter, an aperture light blocking layer 506, convex lenses 600a and 600c, and convex lenses 600b and 600d (not shown).

【0023】なお、本実施形態では4つの凸レンズを有
する複眼レンズを備えた複眼光学素子が形成されている
が、レンズの個数は適宜決まり得るものであり本実施形
態に限定されない。例えば、一つのレンズのみが形成さ
れた光学素子であってもよい。
In this embodiment, a compound eye optical element having a compound eye lens having four convex lenses is formed. However, the number of lenses can be determined as appropriate and is not limited to this embodiment. For example, an optical element in which only one lens is formed may be used.

【0024】また、810a〜810dは絞り遮光層5
06に形成された絞り開口、なお、各レンズ600a〜
600dは、それぞれに絞り開口810a〜810dと
それぞれ光軸が同軸であるとより好適である。また、赤
外線カットフィルタ560はなくてもよい。その場合は
より薄型の撮像モジュールが形成できる。
Reference numerals 810a to 810d denote the stop light shielding layer 5.
Aperture aperture formed at 06, each of the lenses 600a to 600a
More preferably, 600d has the same optical axis as the aperture apertures 810a to 810d, respectively. Further, the infrared cut filter 560 may not be provided. In that case, a thinner imaging module can be formed.

【0025】さらに、503は切断後の第2基板として
受光素子を含む画素(図示されていない)が二次元に形
成された半導体チップである。522は複眼光学素子5
12と半導体チップ503との間の距離を規定するスペ
ーサ、509は複眼光学素子512と半導体チップ50
3とをスペーサ522を介して接着させる接着材であ
る。
Reference numeral 503 denotes a semiconductor chip in which pixels (not shown) including light receiving elements are formed two-dimensionally as the second substrate after cutting. 522 is a compound eye optical element 5
A spacer 509 for defining the distance between the semiconductor chip 503 and the semiconductor chip 503 is provided.
3 is an adhesive that is bonded through a spacer 522.

【0026】また、513はMOS型撮像素子やCCD
撮像素子などの受光素子や発光素子からの信号を外部へ
出力するための外部端子部としての電極パッド、508
は4つの凸レンズの光学的なクロストークを防ぐために
複眼光学素子512及びスペーサ522及び半導体チッ
プ503で囲まれた空間に形成された遮光部である。
Reference numeral 513 denotes a MOS type image sensor or CCD
An electrode pad as an external terminal portion for outputting a signal from a light receiving element or a light emitting element such as an imaging element to the outside;
Is a light shielding portion formed in a space surrounded by the compound eye optical element 512, the spacer 522, and the semiconductor chip 503 in order to prevent optical crosstalk between the four convex lenses.

【0027】さらに、516は各受光素子の集光効率を
高めるマイクロレンズ、820a〜820dは半導体チ
ップ503に二次元に複数形成された受光素子配列、5
14は各受光素子配列からの出力信号をデジタル信号に
変換するA/D変換回路、515は各受光素子配列の光
電変換動作のタイミング信号を生成するタイミングジェ
ネレータである。
Further, reference numeral 516 denotes a microlens for improving the light-collecting efficiency of each light-receiving element, and 820a to 820d denote a plurality of light-receiving element arrays formed two-dimensionally on the semiconductor chip 503.
An A / D conversion circuit 14 converts an output signal from each light receiving element array into a digital signal. A timing generator 515 generates a timing signal for a photoelectric conversion operation of each light receiving element array.

【0028】なお、スペーサ522としては半導体チッ
プ503と複眼光学素子512との間を規定する部材で
あればよい。例えば、予め一定の長さに整えられた部材
をスペーサとして用いたり、スペーサとしてビーズが混
ぜられた接着剤をスペーサとして用いたりしてもよい。
The spacer 522 may be any member that defines the space between the semiconductor chip 503 and the compound eye optical element 512. For example, a member prepared to have a predetermined length may be used as a spacer, or an adhesive mixed with beads may be used as a spacer.

【0029】さらに、517は外部の電気回路基板であ
る多層プリント基板、520は図示されていない電極パ
ッド513と多層プリント基板517上の電極パッドと
を電気的に接続するためのボンディングワイヤ、521
は電極パッド513とボンディングワイヤ520の周囲
を封止するための熱或いは紫外線硬化型樹脂である。な
お、本実施形態においては熱紫外線硬化型樹脂であるエ
ポキシ樹脂を用いている。
Reference numeral 517 denotes a multilayer printed board as an external electric circuit board; 520, a bonding wire for electrically connecting an electrode pad 513 (not shown) to an electrode pad on the multilayer printed board 517;
Is a heat or ultraviolet curable resin for sealing the periphery of the electrode pad 513 and the bonding wire 520. In this embodiment, an epoxy resin which is a thermo-ultraviolet curable resin is used.

【0030】また、ボンディングワイヤ520を用い
ず、TABフィルムを用いた電気接続にも応用可能であ
る。紫外線硬化型樹脂520は多層プリント基板517
への撮像モジュールの取り付け安定性を得るために撮像
モジュールの全周に渡って塗布してある。なお、822
a及び822bは受光素子を示している。
Further, the present invention can be applied to electrical connection using a TAB film without using the bonding wire 520. The ultraviolet curable resin 520 is a multilayer printed circuit board 517.
The coating is applied over the entire circumference of the imaging module in order to obtain stability of mounting the imaging module on the imaging module. 822
Reference numerals a and 822b denote light receiving elements.

【0031】さらに、ここで本実施形態の撮像モジュー
ルは、複眼光学素子512の端部にスペーサ522が配
されていることが特徴である。すなわち、本実施形態の
撮像モジュールは、第1の基板として切断される前の光
透過性部材501と第2基板としての各半導体チップ5
03に切断される前の半導体ウエハとをスペーサ522
を介して貼り合わせた後に、光透過性部材501の下に
スペーサ522が配された領域を切断することによって
形成している。このため、光透過性部材501の端部に
はスペーサ522が配されている。
Further, the imaging module according to the present embodiment is characterized in that a spacer 522 is provided at an end of the compound eye optical element 512. That is, the imaging module according to the present embodiment includes the light transmissive member 501 before being cut as the first substrate and the semiconductor chips 5 as the second substrate.
03 and the semiconductor wafer before being cut into spacers 522
And then cutting the region where the spacer 522 is disposed under the light-transmitting member 501. Therefore, a spacer 522 is provided at an end of the light transmitting member 501.

【0032】ここで、赤外線カットフィルタ560は、
図11に示すように、波長が350nm〜630nmの
電磁波(紫外線など)であれば80%以上透過し、25
0nm以下又は850nm以上の電磁波(赤外線など)
であればほとんど透過しないようなフィルタである。
Here, the infrared cut filter 560 is
As shown in FIG. 11, if an electromagnetic wave (ultraviolet light or the like) having a wavelength of 350 nm to 630 nm transmits 80% or more,
Electromagnetic waves of 0 nm or less or 850 nm or more (such as infrared rays)
Is a filter that hardly transmits light.

【0033】赤外線カットフィルタ560は、光透過性
部材501の全面に蒸着などにより形成されており、そ
の上に絞り遮光層506が形成されている。絞り遮光層
506は、接着材509の形成時に熱紫外線硬化型エポ
キシ樹脂を十分に硬化するために、紫外線の入射方向に
対して接着材509と重ならないようにしている。
The infrared cut filter 560 is formed on the entire surface of the light transmissive member 501 by vapor deposition or the like, and a stop light shielding layer 506 is formed thereon. The aperture light-shielding layer 506 does not overlap with the adhesive 509 in the direction of incidence of ultraviolet rays so that the thermo-ultraviolet curable epoxy resin is sufficiently cured when the adhesive 509 is formed.

【0034】その結果、外形がアイランド状になってい
る。なお、本実施形態においては接着材509は紫外線
硬化型樹脂に限定されないので絞り遮光層506と接着
材509は紫外線の入射方向に対して重なっていてもよ
い。なお、本明細書でいうところの紫外線の入射方向と
は矢印Xの方向である。
As a result, the outer shape has an island shape. In the present embodiment, since the adhesive 509 is not limited to the ultraviolet-curable resin, the aperture light-shielding layer 506 and the adhesive 509 may overlap with each other in the incident direction of the ultraviolet light. Note that the direction of incidence of the ultraviolet rays in this specification is the direction of arrow X.

【0035】また、半導体チップ503とスペーサ52
2スペーサとをずらして貼り合わせているのは、電極パ
ッド513に外部の電気回路との配線をボンディング等
によって接続する際により好適な形状にするためであ
る。なお、半導体チップ503とスペーサ522はずら
さずに形成してもよい。その際、複眼光学素子512も
ずらさないで形成する方が好適である。
The semiconductor chip 503 and the spacer 52
The reason why the two spacers are shifted from each other is that the electrode pad 513 is formed in a more suitable shape when wiring to an external electric circuit is connected by bonding or the like. Note that the semiconductor chip 503 and the spacer 522 may be formed without being shifted. At this time, it is preferable that the compound eye optical element 512 is formed without being shifted.

【0036】さらに、半導体チップ503は、図1
(B)に示すように、複眼光学素子512と半導体チッ
プ503との間に、これらの距離を保持する樹脂、ガラ
ス、シリコンなどからなるスペーサ522が設けられて
いる。
Further, the semiconductor chip 503 is formed as shown in FIG.
As shown in (B), a spacer 522 made of resin, glass, silicon, or the like that maintains the distance between the compound eye optical element 512 and the semiconductor chip 503 is provided.

【0037】スペーサ522と半導体チップ503との
固着方法には、例えばSOI(Semiconductor on Insul
ator)基板を製作する際の貼り合わせ工程を応用するこ
とができ、具体的には、アルミニウムやインジウムなど
を含む接着メタルによって固着する方法が好適である。
The method of fixing the spacer 522 and the semiconductor chip 503 includes, for example, SOI (Semiconductor on Insul
ator) A bonding step at the time of manufacturing a substrate can be applied, and specifically, a method of fixing with a bonding metal containing aluminum, indium, or the like is preferable.

【0038】光透過性部材501には、連続面を用いる
通常の光学系に比べて特に像面湾曲を良好に補正可能な
樹脂製の球面フレネル凸レンズ又は円形状の軸対称性非
球面フレネル凸レンズなどの凸レンズ600a〜600
dがレプリカ製法、インジェクション成形、コンプレッ
ション成形等の手法で形成されている。
The light transmissive member 501 includes a resin spherical Fresnel convex lens or a circular axially symmetric aspherical Fresnel convex lens, which is particularly capable of correcting field curvature better than an ordinary optical system using a continuous surface. Convex lenses 600a-600
d is formed by a method such as a replica manufacturing method, injection molding, or compression molding.

【0039】凸レンズ600a等は、例えば、樹脂によ
って光透過性部材501に接着しており、この際、凸レ
ンズ600a,600c間のように凸レンズ600a等
の周囲は、樹脂の一部が押し出されることがある。
The convex lens 600a and the like are adhered to the light transmissive member 501 by, for example, a resin. At this time, a part of the resin may be extruded around the convex lens 600a and the like between the convex lenses 600a and 600c. is there.

【0040】しかし、押し出された樹脂が光透過性部材
の切断面にまで達すると、切断時に、この樹脂に対して
光透過性部材501から引き剥がす方向に力が加わるこ
とになって、凸レンズ600a等に歪みが生じる場合が
あるから、押し出された樹脂は光透過性部材501の切
断面まで達しない程度にすることが好適である。
However, when the extruded resin reaches the cut surface of the light transmissive member, a force is applied to the resin in the direction of peeling off the light transmissive member 501 at the time of cutting, and the convex lens 600a It is preferable that the extruded resin does not reach the cut surface of the light-transmitting member 501 because a distortion may occur in the light-transmitting member 501.

【0041】ところで、絞り開口810a〜810dの
光軸方向の位置は光学系の軸外主光線を決定するもの
で、諸収差を制御する上で絞り位置は極めて重要であ
る。ここでは像側に凸レンズ600a等を形成している
ので、フレネルに近似した球面の中心付近に絞りを置く
と光学諸収差を良好に補正できる。
The positions of the aperture openings 810a to 810d in the direction of the optical axis determine the off-axis principal ray of the optical system, and the aperture position is extremely important in controlling various aberrations. Here, since the convex lens 600a and the like are formed on the image side, if a stop is placed near the center of the spherical surface approximating Fresnel, optical aberrations can be corrected well.

【0042】また、カラー画像を取得したい場合は各凸
レンズ600a等の付近であって光軸上には、緑色透過
(G)フィルタ、赤色透過(R)フィルタ、青色透過
(B)フィルタを例えばベイヤー配列になるように配す
る、或いは特定の色ないしX線画像を取得したい場合は
そのようなフィルタ或いは蛍光体を配するとよい。な
お、本実施形態においては図示されていないが緑色透過
(G)フィルタ、赤色透過(R)フィルタ、青色透過
(B)フィルタがベイヤー配列になるように形成されて
いる。
When a color image is to be obtained, a green transmission (G) filter, a red transmission (R) filter, and a blue transmission (B) filter are provided near the convex lenses 600a and the optical axis, for example, by Bayer. When it is desired to arrange them in an array or to acquire a specific color or X-ray image, such filters or phosphors may be arranged. Although not shown in the present embodiment, a green transmission (G) filter, a red transmission (R) filter, and a blue transmission (B) filter are formed in a Bayer arrangement.

【0043】半導体チップ503には、例えば低輝度の
物体でも容易に撮像し得るように受光素子に光を集める
マイクロレンズ516と、凸レンズ600aの通過光と
凸レンズ600cの通過光との光学的なクロストークの
発生を防止する遮光部508とが形成されている。実際
には、各凸レンズ等の間に遮光部が設けられている。
The semiconductor chip 503 includes, for example, a microlens 516 for collecting light on a light receiving element so that an image of a low-luminance object can be easily picked up, and an optical cross between light passing through the convex lens 600a and light passing through the convex lens 600c. A light-shielding portion 508 for preventing occurrence of talk is formed. Actually, a light shielding portion is provided between each convex lens and the like.

【0044】図1(C)で、例えば受光素子822a等
をCMOSセンサとすれば、半導体チップ503にA/
D変換回路514等を搭載するのが容易となり、A/D
変換回路514等と接着材509とを半導体チップ50
3上に重ねれば、半導体チップ503の面積が小さくな
り、低コスト化に繋がる。
In FIG. 1C, if the light receiving element 822a or the like is a CMOS sensor, for example,
It becomes easy to mount the D conversion circuit 514, etc., and the A / D
The conversion circuit 514 and the adhesive 509 are connected to the semiconductor chip 50.
3, the area of the semiconductor chip 503 is reduced, which leads to cost reduction.

【0045】また、接着材509はダイシングラインを
避けて設けると、接着材509がダイシングブレードと
の摩擦熱で溶けたり、細かい破片となったり、或いはカ
ーボン粒となったりして、凸レンズ600a等に付着
し、撮像モジュールの品質を低下させるといったことが
発生しないのでより好適である。
When the adhesive 509 is provided so as to avoid the dicing line, the adhesive 509 melts due to frictional heat with the dicing blade, becomes small pieces, or becomes carbon particles, and is formed on the convex lens 600a or the like. This is more preferable because it does not cause the adhesion and lower the quality of the imaging module.

【0046】また、受光領域820a〜20dの周辺に
配置されているマイクロレンズ516ほど受光領域82
0a,820dの中心方向にずらして配置されている。
Further, as the microlenses 516 arranged around the light receiving areas 820a to 820d are closer to the light receiving area 82,
0a and 820d are displaced in the center direction.

【0047】図1(D)には、外部の電気回路基板であ
る多層プリント基板517と、多層プリント基板517
側と電極パッド513とを電気的に接続するためのボン
ディングワイヤ520と、電極パッド513とボンディ
ングワイヤ520の周囲を封止するための熱紫外線硬化
型樹脂521とを示している。
FIG. 1D shows a multilayer printed board 517 as an external electric circuit board and a multilayer printed board 517.
A bonding wire 520 for electrically connecting the side to the electrode pad 513 and a thermo-ultraviolet curing resin 521 for sealing around the electrode pad 513 and the bonding wire 520 are shown.

【0048】接着材509と熱紫外線硬化型樹脂521
とによる封止を行うことで、ごみの進入や空気中の湿度
によるマイクロレンズ216やフィルタ層の劣化、或い
はアルミニウム層の電食を防ぐことが可能となる。
Adhesive 509 and thermo-ultraviolet curable resin 521
By performing the above sealing, it is possible to prevent the ingress of dust, the deterioration of the microlens 216 and the filter layer due to the humidity in the air, and the electrolytic corrosion of the aluminum layer.

【0049】熱紫外線硬化型樹脂521は、多層プリン
ト基板517への撮像モジュール511の取り付け安定
性を得るために撮像モジュールの全周に渡って塗布して
いる。
The thermo-ultraviolet curable resin 521 is applied over the entire periphery of the image pickup module 511 in order to secure the mounting stability of the image pickup module 511 on the multilayer printed circuit board 517.

【0050】電極パッド113と多層プリント基板51
7とをボンディングワイヤ520で接続すると、ITO
膜や貫通金属体を必要としないので、その分、低コスト
で製造できる。なお、ボンディングワイヤ520に代え
て、TABフィルムを用いてもよい。
Electrode pads 113 and multilayer printed circuit board 51
7 is connected by bonding wire 520, ITO
Since a membrane or a penetrating metal body is not required, it can be manufactured at a low cost. Note that a TAB film may be used instead of the bonding wire 520.

【0051】図2は、図1(C)の受光素子822a,
822b付近を拡大した模式的断面図である。図2にお
いて516a及び516bは各受光素子822a及び8
22b上に形成されたマイクロレンズ、823a及び8
23bは絞り開口810a及び810bを通過して入射
された光束である。なお、受光素子822aに対してマ
イクロレンズ516aは上方に偏芯し、受光素子822
bに対してマイクロレンズ516bは下方に偏芯してい
る。
FIG. 2 shows the light receiving elements 822a and 822a of FIG.
It is the schematic cross section which expanded 822b vicinity. In FIG. 2, reference numerals 516a and 516b denote respective light receiving elements 822a and 822a.
Microlenses 823a and 8 formed on 22b
Reference numeral 23b denotes a light beam that has entered through the aperture openings 810a and 810b. The micro lens 516a is eccentric upward with respect to the light receiving element 822a.
The micro lens 516b is eccentric downward with respect to b.

【0052】この結果、光束823aのみ受光素子82
2aに入射し、光束823bのみ受光素子822bに入
射する。光束823a,823bは受光素子822a,
822bの受光面に対して互いに上下方向に傾き、それ
ぞれは絞り開口810a,810bに向かっている。
As a result, only the light beam 823a is received by the light receiving element 82.
2a, and only the light flux 823b enters the light receiving element 822b. The light beams 823a and 823b are
The light-receiving surface 822b is inclined vertically with respect to the light-receiving surface, and each is directed toward the aperture openings 810a and 810b.

【0053】したがって、マイクロレンズ516a,5
16bの偏芯量を適切に選べば、各受光素子822a等
には、所要の光束だけが入射することになる。つまり、
絞りの開口810aを通過した物体光は主に受光領域8
20aで受光され、絞りの開口810bを通過した物体
光は受光領域820bで受光されるというように、偏芯
量を設定することが可能である。
Therefore, the micro lenses 516a, 516a,
If the amount of eccentricity of 16b is appropriately selected, only a required light beam enters each light receiving element 822a and the like. That is,
The object light passing through the aperture 810a of the stop is mainly
The amount of eccentricity can be set so that the object light received at 20a and passed through the aperture 810b of the stop is received at the light receiving area 820b.

【0054】ここで、図3及び図4を用いて本発明の実
施形態1の半導体装置である撮像モジュールの受光領域
820a〜820dで変換された電気信号の処理のメカ
ニズムを説明する。
Here, the mechanism of processing the electric signals converted in the light receiving regions 820a to 820d of the image pickup module which is the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0055】図3は本実施形態の撮像モジュールに搭載
された複眼レンズの物体像と撮像領域との位置関係を示
した図である。
FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the object image of the compound eye lens mounted on the image pickup module of this embodiment and the image pickup area.

【0056】図3において、320a、320b、32
0c及び320dは半導体チップ503の4つの受光素
子配列である。ここでは説明を簡単にするため各受光素
子配列320a、320b、320c及び320dの各
々は画素を8×6個配列しているものとする。
In FIG. 3, 320a, 320b, 32
0c and 320d are four light receiving element arrays of the semiconductor chip 503. Here, in order to simplify the description, it is assumed that each of the light receiving element arrays 320a, 320b, 320c, and 320d has 8 × 6 pixels.

【0057】なお、画素数は適宜決まり得るものであ
り、本実施形態に限定されない。また、受光素子配列3
20aと320dはG画像信号を、受光素子配列320
bはR画像信号を、受光素子配列320cはB画像信号
を出力する。受光素子配列320aと320d内の画素
は白抜きの矩形で、受光素子配列320b内の画素はハ
ッチングを付した矩形で、受光素子配列320c内の画
素は黒い矩形で示している。
The number of pixels can be determined as appropriate, and is not limited to this embodiment. Also, the light receiving element array 3
20a and 320d receive the G image signal,
b outputs an R image signal, and the light receiving element array 320c outputs a B image signal. Pixels in the light receiving element arrays 320a and 320d are indicated by white rectangles, pixels in the light receiving element arrangement 320b are indicated by hatched rectangles, and pixels in the light receiving element arrangement 320c are indicated by black rectangles.

【0058】また、各受光素子配列間には横方向に1画
素、縦方向に3画素に相当する寸法の分離帯が形成され
ている。したがって、G画像を出力する受光素子配列の
中心距離は、横方向と縦方向に同一である。351a、
351b、351c及び351dは物体像である。画素
ずらしのために、物体像351、352、353及び3
54の中心360a、360b、360c及び360d
はそれぞれ受光素子配列320a、320b、320c
及び320dの中心から受光素子配列全体の中心320
eの方向に1/4画素分オフセットさせている。
A separation band having a size corresponding to one pixel in the horizontal direction and three pixels in the vertical direction is formed between each light receiving element array. Therefore, the center distance of the light receiving element array that outputs the G image is the same in the horizontal and vertical directions. 351a,
351b, 351c and 351d are object images. Because of the pixel shift, the object images 351, 352, 353 and 3
54 centers 360a, 360b, 360c and 360d
Are light-receiving element arrays 320a, 320b, and 320c, respectively.
And 320d from the center of the entire light receiving element array
It is offset by 1/4 pixel in the direction of e.

【0059】この結果、被写体側の所定距離にある平面
上に各受光素子配列を逆投影すると、図4に示すように
なる。
As a result, when each light receiving element array is back-projected on a plane at a predetermined distance from the object side, the result is as shown in FIG.

【0060】図4は図3の撮像領域を投影したときの画
素の位置関係を示した図である。被写体側においても受
光素子配列320aと320d内の画素の逆投影像は白
抜きの矩形362a、受光素子配列320b内の画素の
逆投影像はハッチングを付した矩形362bで、受光素
子配列320c内の画素の逆投影像は黒く塗りつぶした
矩形362cで示している。
FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between pixels when the image pickup area shown in FIG. 3 is projected. Also on the subject side, the backprojected images of the pixels in the light receiving element arrays 320a and 320d are outlined rectangles 362a, and the backprojected images of the pixels in the light receiving element arrays 320b are hatched rectangles 362b. The back-projected image of the pixel is indicated by a black rectangle 362c.

【0061】物体像の中心360a、360b、360
c及び360dの逆投影像は点361として一つに重な
り、受光素子配列320a、320b、320c及び3
20dの各画素はその中心が重なり合わないように逆投
影される。白抜きの矩形はG画像信号を、ハッチングを
付した矩形はR画像信号を、黒く塗りつぶした矩形はR
画像信号を出力するので、この結果、被写体上ではベイ
ヤー配列のカラーフィルターを持った撮像素子と同等の
サンプリングを行うこととなる。
The centers 360a, 360b and 360 of the object image
The back projection images of c and 360d overlap as a point 361, and the light receiving element arrays 320a, 320b, 320c, and 3
Each pixel of 20d is back-projected so that its center does not overlap. Open rectangles represent G image signals, hatched rectangles represent R image signals, and black rectangles represent R image signals.
Since an image signal is output, as a result, sampling equivalent to that of an image sensor having a Bayer array color filter is performed on a subject.

【0062】単一の撮影レンズを用いる撮像系との比較
において、個体撮像素子の画素ピッチを固定して考える
と、半導体チップ503上に2×2画素を一組としてR
GBGカラーフィルターを形成したベイヤー配列方式に
比較し、この方式は物体像の大きさが1/√4になる。
これに伴って撮影レンズの焦点距離はおよそ1/√4=
1/2にまで短くなる。したがって、カメラの薄型化に
対して極めて好適である。
In comparison with an image pickup system using a single photographing lens, considering that the pixel pitch of the solid-state image pickup device is fixed, 2 × 2 pixels are set as a set on the semiconductor chip 503 as R.
Compared with the Bayer array system in which the GBG color filters are formed, the size of the object image is 1 / √4 in this system.
Accordingly, the focal length of the taking lens is about 1 / お よ そ 4 =
It is shortened to 1/2. Therefore, it is very suitable for thinning the camera.

【0063】簡単に図1に示される撮像モジュールの動
作を説明すると、光学素子512に入射した物体光は、
絞り開口810a〜810dを通過し、各絞り開口の下
に形成された凸レンズ600a〜600d等によって、
半導体チップ503上に複数の物体像が形成され、マイ
クロレンズ516によって各受光素子に集められる。
The operation of the imaging module shown in FIG. 1 will be briefly described.
The light passes through the aperture openings 810a to 810d, and is formed by convex lenses 600a to 600d formed under the respective aperture openings.
A plurality of object images are formed on the semiconductor chip 503 and collected by the light receiving elements by the microlenses 516.

【0064】この際、上記のように色フィルタを備えて
いるので、RGBGの4つの物体像が各受光素子に形成
され、各受光素子では受光された光が、電気信号に変換
される。
At this time, since the color filters are provided as described above, four object images of RGBG are formed on each light receiving element, and the light received by each light receiving element is converted into an electric signal.

【0065】ここで、図5から図10を用いて本発明の
半導体装置としての撮像モジュールの製造方法について
説明する。
Here, a method of manufacturing an imaging module as a semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0066】図5は、本発明の実施形態1の半導体装置
の製造工程を説明するための分解斜視図である。図5に
おいて、901はスペーサ522a及び522bからな
るスペーサ、503a及び503bは半導体チップ、9
17は光透過性部材501a及び501bに各レンズ、
遮光層や図示されていないカラーフィルター等が形成さ
れた光学素子集合体である。
FIG. 5 is an exploded perspective view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 901 denotes a spacer including spacers 522a and 522b; 503a and 503b denote semiconductor chips;
Reference numeral 17 denotes each lens on the light transmitting members 501a and 501b,
An optical element assembly on which a light-shielding layer, a color filter (not shown), and the like are formed.

【0067】まず始めに、スペーサ901上に、凸レン
ズ600a等を備えた光透過性部材501a及び501
bからなる光学素子集合体917を貼り合わせる。そし
て、半導体チップ503a及び503b間のダイシング
ラインをダイシングすることによって半導体チップ50
3aを有する撮像モジュールと半導体チップ503bを
有する撮像モジュールとを製造する。なお、ダイシング
される領域は第1基板としての光透過性部材501の下
にスペーサが形成されている領域である。
First, the light transmitting members 501a and 501 having the convex lens 600a and the like are provided on the spacer 901.
The optical element assembly 917 made of b is bonded. Then, the dicing line between the semiconductor chips 503a and 503b is diced to form the semiconductor chip 50.
An imaging module having the semiconductor chip 503b and an imaging module having the semiconductor chip 503b are manufactured. The region to be diced is a region where a spacer is formed below the light transmitting member 501 as the first substrate.

【0068】また、ダイシングラインとしては、例えば
光学素子集合体917にエッチングで形成した溝、フォ
トリソグラフィー技術による金属マーク、或いはレプリ
カで形成した樹脂の凸部としている。特に、凸レンズ6
00a等と同時にレプリカで形成すれば、製作工程を減
らすことができる。
The dicing line is, for example, a groove formed by etching the optical element assembly 917, a metal mark formed by a photolithography technique, or a resin protrusion formed by a replica. In particular, the convex lens 6
If it is formed as a replica at the same time as 00a or the like, the number of manufacturing steps can be reduced.

【0069】図6は、図5に示すスペーサ901の上面
図である。スペーサ901は分割線903に沿ってスペ
ーサ522a,522bに分割される。また、スペーサ
901には図1に示す凸レンズ600a等を透過する光
束を受光素子822a等に導くための複数の開口部90
2が形成されている。
FIG. 6 is a top view of the spacer 901 shown in FIG. The spacer 901 is divided into spacers 522a and 522b along a division line 903. Further, the spacer 901 has a plurality of openings 90 for guiding a light beam transmitted through the convex lens 600a or the like shown in FIG. 1 to the light receiving element 822a or the like.
2 are formed.

【0070】図7〜図10は、本実施形態の半導体装置
の製造工程における各半導体ウエハの上面図である。
FIGS. 7 to 10 are top views of the respective semiconductor wafers in the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment.

【0071】図7はスペーサ901と半導体ウエハ91
0を貼り合わせる際の半導体ウエハ910の上面図であ
る。
FIG. 7 shows the spacer 901 and the semiconductor wafer 91.
FIG. 9 is a top view of the semiconductor wafer 910 when bonding 0.

【0072】図8はスペーサ901が形成された上にさ
らに光学素子集合体917をスペーサ901を介して半
導体ウエハ910に貼り合わせる際の半導体ウエハの上
面図である。
FIG. 8 is a top view of the semiconductor wafer when the optical element assembly 917 is bonded to the semiconductor wafer 910 via the spacer 901 after the spacer 901 is formed.

【0073】図9は光学素子集合体917が全て貼り合
わされた半導体ウエハ910の上面図である。
FIG. 9 is a top view of a semiconductor wafer 910 on which all the optical element assemblies 917 are bonded.

【0074】図10は、光学素子集合体917が全て貼
り合わされた後にダイシングする工程を表した模式的断
面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a dicing step after all the optical element assemblies 917 have been bonded.

【0075】ここで、本実施形態の半導体装置の製造方
法を詳しく説明するに、まず、第2の基板である半導体
ウエハ910に22個の半導体チップ503を形成す
る。各半導体チップ503は、図1(C)と同様の状態
である。なお、半導体ウエハ910に形成される半導体
チップの個数は適宜決まり得るものである。
Here, in order to describe the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment in detail, first, 22 semiconductor chips 503 are formed on a semiconductor wafer 910 as a second substrate. Each semiconductor chip 503 is in a state similar to that in FIG. The number of semiconductor chips formed on the semiconductor wafer 910 can be determined as appropriate.

【0076】また、半導体ウエハ910には、若干のソ
リが生じていることがあるので、必要に応じて、光学素
子集合体917との張り合わせの際に、半導体ウエハ9
10を裏面側から吸着などにより半導体ウエハ910の
ソリをなくす。
Since the semiconductor wafer 910 may be slightly warped, the semiconductor wafer 910 may be bonded to the optical element assembly 917 as necessary.
The warpage of the semiconductor wafer 910 is eliminated by suction or the like from the back side of the semiconductor wafer 910.

【0077】このような手法によると、後に、半導体ウ
エハ910の吸着を解除すると、半導体ウエハ910に
元の状態へ戻ろうとする力が働くので、この力によって
光学素子集合体917が相互にぶつかり合うことで、半
導体ウエハ910と光学素子集合体917との間の距離
がずれないように、各半導体ウエハ910間に若干の隙
間を設けているとより好適である。
According to such a method, when the suction of the semiconductor wafer 910 is released later, a force is applied to the semiconductor wafer 910 to return to the original state. This force causes the optical element assemblies 917 to collide with each other. Therefore, it is more preferable to provide a small gap between the semiconductor wafers 910 so that the distance between the semiconductor wafer 910 and the optical element assembly 917 does not shift.

【0078】特に、半導体ウエハ910の面積が拡がる
傾向が一段と強くなっているので、半導体ウエハ910
を吸着した状態で光学素子集合体917を貼り合わせる
場合に、各半導体ウエハ910間に若干の隙間を設けれ
ば、製造した撮像モジュールを容易に良品化することが
できる。
In particular, since the tendency of the area of the semiconductor wafer 910 to expand is further increased, the semiconductor wafer 910
When the optical element assembly 917 is bonded in a state in which is absorbed, if a slight gap is provided between the semiconductor wafers 910, the manufactured imaging module can be easily made into a good product.

【0079】そして、例えば2個分の半導体チップ50
3の接着材509上に、スペーサ901を位置合わせし
て貼り合わせる。なお、矢印Jはダイシングラインの位
置を示している(図7)。
Then, for example, two semiconductor chips 50
The spacer 901 is aligned and bonded on the third adhesive 509. The arrow J indicates the position of the dicing line (FIG. 7).

【0080】なお、一般に、半導体ウエハ910は結晶
であるため、電気的、光学的、機械的、化学的特性には
異方性がある。そのため、引き上げられたインゴットは
X線回折を用いた手法等で面方位を高精度で測定したう
えで、スライスされる。このスライスに先立ち結晶方位
を示すためにオリエンテーションフラット909と称さ
れる直線部を円筒状に加工されたインゴットに形成す
る。
Generally, since the semiconductor wafer 910 is a crystal, the electrical, optical, mechanical, and chemical properties have anisotropy. Therefore, the pulled ingot is sliced after measuring the plane orientation with high accuracy by a method using X-ray diffraction or the like. Prior to this slicing, a linear portion called an orientation flat 909 is formed on a cylindrically processed ingot to indicate the crystal orientation.

【0081】オリエンテーションフラット909に合わ
せて半導体チップ503等の半導体素子パターンの形成
を行うと、後の工程で、光学素子集合体917上に基準
パターンを設けて、この基準パターンとオリエンテーシ
ョンフラット909との位置合わせに用いれば、精密な
位置合わせを可能とすることができる。
When a semiconductor element pattern such as the semiconductor chip 503 is formed in accordance with the orientation flat 909, a reference pattern is provided on the optical element assembly 917 in a later step, and the reference pattern and the orientation flat 909 are combined. If used for alignment, precise alignment can be performed.

【0082】また、光学素子集合体917のサイズは、
ステッパーの有効露光サイズに収まる最大の大きさにす
ると、一枚のウエハから製造できる撮像モジュールの数
を多くすることができ、コスト面で有利である。
The size of the optical element assembly 917 is as follows.
When the size is set to the maximum size that can be accommodated in the effective exposure size of the stepper, the number of imaging modules that can be manufactured from one wafer can be increased, which is advantageous in cost.

【0083】それから、各半導体チップ503にスペー
サ901を貼り合わせた後に、各スペーサ901の開口
部902と凸レンズ600a等とが位置合わせした状態
で、光学素子集合体917を熱紫外線硬化型のエポキシ
樹脂などを用いて貼り合わせる。なお、矢印Kは分割線
903及び光学素子集合体917の分割線となる位置を
示している(図8)。
Then, after bonding the spacers 901 to the respective semiconductor chips 503, the optical element assembly 917 is placed in a state where the openings 902 of the respective spacers 901 are aligned with the convex lenses 600a and the like. Paste using such as. Note that the arrow K indicates the position of the dividing line 903 and the dividing line of the optical element assembly 917 (FIG. 8).

【0084】具体的には、このエポキシ樹脂を紫外線照
射によって半硬化させた後、所定のギャップが形成され
るまでプレスし、若干の加熱処理をして完全硬化を行
い、光学素子集合体917と半導体ウエハ910とのギ
ャップを設定して、物体像が受光素子配列912上にシ
ャープに結像するよう調節する。
Specifically, after this epoxy resin is semi-cured by irradiating ultraviolet rays, it is pressed until a predetermined gap is formed, and is subjected to a slight heat treatment to completely cure the epoxy resin. A gap with the semiconductor wafer 910 is set so that an object image is sharply formed on the light receiving element array 912.

【0085】なお、エポキシ樹脂は、光学素子集合体9
17等の切断時に摩擦熱で溶けたり、細かい破片となっ
たり、或いはカーボン粒となったりして、凸レンズ60
0a等に付着し、撮像モジュールの品質を低下させると
いったことが発生しないようにするために、分割線90
3すなわちダイシングラインを避けて形成するとよい。
Incidentally, the epoxy resin is used for the optical element assembly 9.
17 or the like, melted by frictional heat, broken into small pieces, or turned into carbon particles when cutting 17 or the like.
0a, etc., so that the quality of the imaging module is not deteriorated.
3, that is, it is preferable to form it avoiding the dicing line.

【0086】同様に、各スペーサ901に光学素子集合
体917を貼り合わせる(図9)。
Similarly, an optical element assembly 917 is attached to each spacer 901 (FIG. 9).

【0087】ここで、エポキシ樹脂は、硬化が緩やかで
硬化収縮のムラがなく、応力緩和されることから用いて
いる。接着材としては本実施形態においては熱硬化性樹
脂をも適用できるが、熱硬化型の樹脂を硬化させるに十
分な加熱は半導体ウエハ910に形成されたマイクロレ
ンズ、レプリカ部、絞り遮光層506の印刷用塗料等を
劣化させる恐れがあるので紫外線硬化型樹脂を利用する
ことが好適である。
The epoxy resin is used because it cures slowly, has no unevenness in curing shrinkage, and relieves stress. In the present embodiment, a thermosetting resin may be used as the adhesive. However, heating sufficient to cure the thermosetting resin may be applied to the microlenses, the replica portion, and the aperture light-shielding layer 506 formed on the semiconductor wafer 910. It is preferable to use an ultraviolet curable resin because there is a risk of deteriorating the printing paint or the like.

【0088】その際、光透過性部材501の絞り遮光層
506の周辺部には赤外線カットフィルタ形成領域56
0が形成されているが、紫外線を透過させるように紫外
線透過フィルタの分光透過率特性を設定すれば、半導体
ウエハ910の正面からの紫外線の照射でエポキシ樹脂
を硬化することができる。
At this time, the infrared cut filter forming area 56 is formed around the aperture light shielding layer 506 of the light transmitting member 501.
Although 0 is formed, the epoxy resin can be cured by irradiating the ultraviolet light from the front of the semiconductor wafer 910 if the spectral transmittance characteristic of the ultraviolet light transmitting filter is set so as to transmit the ultraviolet light.

【0089】なお、半導体ウエハ910から各半導体チ
ップ503を切り出す前に光学素子集合体917を接着
固定すると、そうでない場合に比して、半導体ウエハ9
10と光学素子集合体917とを平行にし易く、すなわ
ち、半導体ウエハ910と光学素子集合体917との各
位置の距離を等しくし易いので、光学像の片ボケが生じ
にくくなる。
If the optical element assembly 917 is bonded and fixed before cutting each semiconductor chip 503 from the semiconductor wafer 910, the semiconductor wafer 9
10 and the optical element assembly 917 are easily made parallel, that is, the distances between the respective positions of the semiconductor wafer 910 and the optical element assembly 917 are easily equalized, so that one-sided blurring of the optical image hardly occurs.

【0090】最後に、半導体ウエハ910を矢印Jの位
置でダイシングし、スペーサ901及び光学素子集合体
917を矢印Kの位置で切断する。具体的には、半導体
ウエハ910のダイシング等には、例えば特開平11−
345785号公報や特開2000−061677号公
報に開示されている切削加工装置或いはレーザー加工装
置を用いている。
Finally, the semiconductor wafer 910 is diced at the position of arrow J, and the spacer 901 and the optical element assembly 917 are cut at the position of arrow K. Specifically, for example, dicing of the semiconductor wafer 910 is described in
A cutting apparatus or a laser processing apparatus disclosed in JP-A-345785 or JP-A-2000-061677 is used.

【0091】図10に示すように、ダイシングブレード
を用いる場合には、切削水を掛けて冷却しながら、矢印
Jに沿って半導体ウエハ910の裏面から半導体ウエハ
910のみを切断する。なお、図10において523は
ダイシングブレードである。
As shown in FIG. 10, when a dicing blade is used, only the semiconductor wafer 910 is cut from the back surface of the semiconductor wafer 910 along the arrow J while cooling with cutting water. In FIG. 10, reference numeral 523 denotes a dicing blade.

【0092】つぎに、矢印Kに沿って光学素子集合体9
17の表面から光学素子集合体917及びスペーサ90
1のみを切断する。
Next, along the arrow K, the optical element assembly 9
From the surface of the optical element assembly 917 and the spacer 90
Cut only 1

【0093】ダイシングブレード523はそれぞれの半
導体チップ503に切り離す前の半導体ウエハ910を
押さえつける方向である矢印Lの方向に回転するが、仮
にダイシングライン上に凸レンズ600a〜600dに
繋がる樹脂層があると、これを複眼光学素子512のガ
ラス基板から引き剥がす方向に力を加えることになっ
て、凸レンズ600a〜600dの面精度を劣化させる
ことになる。
The dicing blade 523 rotates in the direction of arrow L, which is the direction in which the semiconductor wafer 910 before cutting into the respective semiconductor chips 503 is pressed, but if there is a resin layer connected to the convex lenses 600a to 600d on the dicing line, A force is applied in a direction in which the convex lenses 600a to 600d are peeled off from the glass substrate of the compound eye optical element 512, and the surface accuracy of the convex lenses 600a to 600d is deteriorated.

【0094】本実施形態では、ダイシングブレード52
3が通過する位置からは樹脂を除いてあるので、凸レン
ズ600a〜600dに無理な力が加わることがなく、
こういった不具合は発生しない。さらに、樹脂がダイシ
ングブレード523との摩擦熱で溶けたり、細かい破片
となったり、或いはカーボン粒となったりしてレンズ面
に付着し、撮像モジュールの品質を低下させることもな
い。
In this embodiment, the dicing blade 52
Since the resin is removed from the position where 3 passes, no excessive force is applied to the convex lenses 600a to 600d.
Such a defect does not occur. Further, the resin does not melt due to frictional heat with the dicing blade 523, becomes fine fragments, or becomes carbon particles and adheres to the lens surface, and does not lower the quality of the imaging module.

【0095】以上の諸工程によって半導体ウエハ910
と光学素子集合体917とが四角形に切り分けられ、図
1に示す撮像モジュール511が得られる。なお、この
ような切断工程によって三角形、或いは六角形の切り出
しを行うこともできる。
The semiconductor wafer 910 is formed by the above-described steps.
And the optical element assembly 917 are cut into squares, and the imaging module 511 shown in FIG. 1 is obtained. In addition, a triangle or a hexagon can be cut out by such a cutting step.

【0096】最後に、撮像モジュール511を、図1
(D)に示すように多層プリント基板517に接続す
る。
Finally, the imaging module 511 is
The connection is made to the multilayer printed circuit board 517 as shown in FIG.

【0097】以上、本実施形態では、スペーサ901
を、例えばスペーサ2個分、光学素子集合体917を複
眼光学素子2個分としているが、3個分でも4個分でも
よく、位置合わせ等を少なく済ませるには、スペーサ9
01等を半導体ウエハ910と同様の大きさとし、さら
に、半導体ウエハ910に形成した半導体チップ503
側に合わせて開口部902や凸レンズ600a等を形成
すればよい。
As described above, in this embodiment, the spacer 901
Is, for example, two spacers and the optical element assembly 917 is two compound eye optical elements. However, three or four optical element assemblies may be used.
01 and the like have the same size as the semiconductor wafer 910, and the semiconductor chips 503 formed on the semiconductor wafer 910
The opening 902, the convex lens 600a, and the like may be formed in accordance with the side.

【0098】また、本実施形態では、半導体装置として
撮像モジュールを例に説明したが、例えば半導体ウエハ
910に電子を放出する電子放出素子を備え、スペーサ
522を挟んで対向する基板に蛍光体などの発光素子を
備えた画像形成モジュールにも適用できる。
In this embodiment, an image pickup module has been described as an example of a semiconductor device. However, for example, an electron emission element that emits electrons is provided on a semiconductor wafer 910, and a substrate such as a fluorescent material is provided on a substrate opposed to a spacer 522. The invention can also be applied to an image forming module having a light emitting element.

【0099】以上説明したように、本実施形態では、ス
ペーサによってダイシング時に第1の基板917に加わ
る力を防止することによって、第1の基板に形成された
例えばレンズ等の面形状を変化させることを防止してい
る。
As described above, in the present embodiment, the surface shape of, for example, a lens formed on the first substrate is changed by preventing the force applied to the first substrate 917 at the time of dicing by the spacer. Has been prevented.

【0100】こうすると、レンズの面形状が変化するこ
となく、すなわち結像性能が劣化することなく容易に撮
像モジュール等の半導体装置を効率よく形成することが
できるようになる。
Thus, a semiconductor device such as an imaging module can be easily and efficiently formed without changing the surface shape of the lens, that is, without deteriorating the imaging performance.

【0101】(実施形態2)図12(A)〜図12
(D)は、本発明の実施形態2の半導体装置の模式的な
製造工程図である。図12(A)〜図12(D)におい
て、910はソリを有する半導体基板として例えば複数
の半導体チップが形成された半導体ウエハ、950は半
導体ウエハ910を裏面側から吸着等をして半導体ウエ
ハのソリをなくす治具、917は対向基板としての光学
素子集合体である。
(Embodiment 2) FIGS. 12A to 12
(D) is a schematic manufacturing process diagram of the semiconductor device of Embodiment 2 of the present invention; 12A to 12D, reference numeral 910 denotes a semiconductor substrate having a warp as a semiconductor substrate having a plurality of semiconductor chips formed thereon, and reference numeral 950 denotes a semiconductor wafer formed by adsorbing the semiconductor wafer 910 from the back side. A jig 917 for eliminating warpage is an optical element assembly as a counter substrate.

【0102】なお、図12において、図1等で示した部
分と同様の部分には同一符号を付している。
In FIG. 12, the same parts as those shown in FIG. 1 and the like are denoted by the same reference numerals.

【0103】図12(A)に示すように、半導体ウエハ
910には、半導体素子製造工程でのパッシベーション
膜の付加などに起因して若干のソリが生じていることが
ある。このソリは例えば8インチウエハにおいてはおよ
そソリの凹凸部分の高低差が0.2mm位で、ロール型
や鞍型、或いは、お椀型などの形状になる。
As shown in FIG. 12A, the semiconductor wafer 910 may be slightly warped due to the addition of a passivation film in the semiconductor device manufacturing process. For example, in the case of an 8-inch wafer, the warp has a height difference of about 0.2 mm between the concave and convex portions of the warp, and is shaped like a roll, a saddle, or a bowl.

【0104】裏面吸着の解除に伴う応力の発生を防ぐに
は、凹凸の周期が半導体ウエハ910の直径の2倍程度
の低周波の起伏に対しては半導体ウエハ910全体を少
ない数の光学素子集合体でカバーするように一つの光学
素子集合体917に含まれる光学素子の数を多くし、周
期が半導体ウエハ910の直径程度の起伏に対しては半
導体ウエハ910全体を多くの光学素子集合体でカバー
するように一つの光学素子集合体に含まれる光学素子の
数を少なくする必要がある。
In order to prevent the occurrence of stress due to the release of the back surface suction, a small number of optical element assemblies are used for the entire semiconductor wafer 910 with respect to low frequency undulations whose irregularities are about twice the diameter of the semiconductor wafer 910. The number of optical elements included in one optical element assembly 917 is increased so as to cover the entire body of the semiconductor wafer 910. It is necessary to reduce the number of optical elements included in one optical element assembly so as to cover.

【0105】また、隙間Pは光学素子集合体の大きさの
誤差をも勘案して10μm〜500μmとするのが好ま
しい。
The gap P is preferably set to 10 μm to 500 μm in consideration of a size error of the optical element assembly.

【0106】なお、半導体ウエハ910の起伏について
の周波数特性は表面形状を周波数解析することによって
得ることができる。一般には、大きいウエハサイズであ
るほど低周波の凹凸になる傾向がある。
The frequency characteristics of the undulation of the semiconductor wafer 910 can be obtained by performing a frequency analysis on the surface shape. In general, the larger the wafer size, the lower the frequency tends to be.

【0107】そのため、光学素子集合体917との張り
合わせの際に、半導体ウエハ910を裏面側から冶具9
50を用いて吸着などして、半導体ウエハ910のソリ
をなくす(図12(B))。
Therefore, when bonding with the optical element assembly 917, the semiconductor wafer 910 is placed on the jig 9 from the back side.
The warp of the semiconductor wafer 910 is eliminated by suction using 50 (FIG. 12B).

【0108】具体的には、図示しない吸着装置などによ
って半導体ウエハ910の裏面の全面が冶具950に接
触するように吸着する。
More specifically, the semiconductor wafer 910 is sucked by a suction device (not shown) so that the entire back surface of the semiconductor wafer 910 contacts the jig 950.

【0109】この状態で、半導体ウエハ910の上に複
数のスペーサ901を位置合わせしてから接着し、つぎ
に、光学素子集合体917をスペーサ901上に位置合
わせして貼り合せてからから接着材等を用いて接着させ
る(図12(C))。
In this state, a plurality of spacers 901 are positioned and bonded on the semiconductor wafer 910, and then the optical element assembly 917 is positioned and bonded on the spacers 901 and then the adhesive (FIG. 12C).

【0110】そして、接着材を硬化させた後に吸着を解
除する。
Then, after the adhesive is cured, the suction is released.

【0111】なお、スペーサ901は必要に応じて半導
体ウエハと光学素子集合体917とを貼り合わせる際に
適宜配されるものであって、なくてもよい。
Note that the spacer 901 is appropriately disposed when the semiconductor wafer and the optical element assembly 917 are bonded to each other as necessary, and may not be provided.

【0112】ここで、光学素子集合体917の大きさ
は、半導体ウエハ901のソリの大きさに応じて決定す
る。すなわち、半導体ウエハ910のソリが大きいほど
スペーサ901及び光学素子集合体917は小さくする
必要がある。
Here, the size of the optical element assembly 917 is determined according to the size of the warp of the semiconductor wafer 901. That is, the larger the warp of the semiconductor wafer 910, the smaller the spacer 901 and the optical element assembly 917 need to be.

【0113】これは、半導体ウエハ910の冶具950
からの吸着を解除したときに、半導体ウエハ910に元
の状態へ戻ろうとする力が働くことで、接着材にクリー
プ現象が生じるので、ソリが大きいにも拘わらず、スペ
ーサ901及び光学素子集合体917を大きくすると、
半導体ウエハ910が凸状にソリを生じた場合には、半
導体ウエハ910の中心付近の半導体チップ503ほど
光学素子集合体917と半導体ウエハ910との距離が
長くなり、撮像モジュールの光の焦点が画素からずれる
ようになる場合があり好ましくないからである。
The jig 950 of the semiconductor wafer 910 is
When the suction from the substrate is released, a force for returning the semiconductor wafer 910 to the original state is exerted, so that a creep phenomenon occurs in the adhesive material. When 917 is increased,
When the semiconductor wafer 910 is warped in a convex shape, the distance between the optical element assembly 917 and the semiconductor wafer 910 becomes longer as the semiconductor chip 503 becomes closer to the center of the semiconductor wafer 910. This is because it may deviate from the range, which is not preferable.

【0114】一方、スペーサ901等はなるべく大きく
した方が、各撮像モジュールの複眼光学素子512と半
導体チップ503との間の平衡性が保たれ易いし、面倒
な位置合わせの回数も少なくなるので好適である。
On the other hand, it is preferable to increase the size of the spacer 901 and the like as much as possible because the balance between the compound-eye optical element 512 and the semiconductor chip 503 of each imaging module is easily maintained and the number of troublesome alignments is reduced. It is.

【0115】そこで、具体的には、例えば8インチウエ
ハで凹凸部分の高低差が0.2mm位のお椀型のソリが
生じている場合であって、一辺の長さが6mmくらいの
半導体チップ503を約600個形成している場合に
は、スペーサ901等は、上記一辺の方向に半導体チッ
プ3個分となるような大きさとすればよい。なお、図1
2においてはソリの大きさに応じた複数の光学素子集合
体917が配されているが、ソリの大きさに応じた対向
基板が一枚配されてあってもよい。
Therefore, specifically, for example, when an 8-inch wafer has a bowl-shaped warp having a height difference of about 0.2 mm between the concave and convex portions, and the semiconductor chip 503 has a side length of about 6 mm. When about 600 are formed, the spacer 901 and the like may be sized so as to be equivalent to three semiconductor chips in the direction of one side. FIG.
In FIG. 2, a plurality of optical element assemblies 917 according to the size of the sled are arranged, but one opposing substrate according to the size of the sled may be arranged.

【0116】また、図示されているように、複数の光学
素子集合体917が配されている半導体ウエハ910の
冶具950からの吸着を解除した際に、複数の光学素子
集合体917が相互にぶつかり合うことで、接着材にク
リープ現象が生じて接着材が伸びたり、或いは接着が剥
がれたりして、半導体ウエハ910と光学素子集合体9
17との間の距離がずれることがないように、複数の光
学素子集合体917の間に半導体ウエハ910のソリの
大きさに応じて若干の隙間Pを設けている(図12
(D))。
Further, as shown in the figure, when the suction of the semiconductor wafer 910 on which the plurality of optical element assemblies 917 are arranged from the jig 950 is released, the plurality of optical element assemblies 917 collide with each other. When the semiconductor wafer 910 and the optical element assembly 9 fit together, a creep phenomenon occurs in the adhesive and the adhesive expands or the adhesive is peeled off.
A small gap P is provided between the plurality of optical element assemblies 917 in accordance with the size of the warp of the semiconductor wafer 910 so that the distance from the semiconductor wafer 910 does not shift (FIG. 12).
(D)).

【0117】特に、半導体ウエハ910が大面積化する
傾向にあるので、半導体ウエハ910を吸着した状態で
光学素子集合体917を貼り合わせる場合に、各光学素
子集合体917間に若干の隙間Pを設けると、撮像モジ
ュールを良品化できるようになる。
In particular, since the semiconductor wafer 910 tends to have a large area, when the optical element aggregates 917 are bonded together while the semiconductor wafer 910 is attracted, a slight gap P is formed between the optical element aggregates 917. Providing this makes it possible to improve the quality of the imaging module.

【0118】光学素子としては図1(A)で示される光
学素子522、光学素子集合体としては図5で示される
光学素子集合体517が適用できる。なお、図5に示す
光学素子集合体517は2つの光学素子に切断する前の
状態であるが、光学素子集合体から切断されて切り出さ
れる光学素子の数は適宜決まり得るものである。
The optical element 522 shown in FIG. 1A can be used as the optical element, and the optical element assembly 517 shown in FIG. 5 can be used as the optical element assembly. Although the optical element assembly 517 shown in FIG. 5 is in a state before being cut into two optical elements, the number of optical elements cut and cut out from the optical element assembly can be determined as appropriate.

【0119】また、図13及び図14を用いて、光学素
子集合体が取り得る別の形状について示す。
Further, another possible shape of the optical element assembly will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG.

【0120】図13は光学素子集合体962の模式的な
上面図である。図13において963はレンズである。
光学素子集合体962は十字形状をしており、これによ
って各撮像モジュールに一つのレンズを有する撮像モジ
ュールを5つ製造することができる。
FIG. 13 is a schematic top view of the optical element assembly 962. In FIG. 13, reference numeral 963 denotes a lens.
The optical element assembly 962 has a cross shape, whereby five imaging modules having one lens in each imaging module can be manufactured.

【0121】なお、レンズ963は光学素子集合体96
2を図示されていない半導体ウエハ910に貼り合わせ
た際にそれぞれのレンズ963が各撮像モジュールに対
応して形成されるように、半導体ウエハ910に形成さ
れた半導体チップのピッチと同じピッチで形成されてい
る。
It is to be noted that the lens 963 is
2 are formed at the same pitch as the semiconductor chips formed on the semiconductor wafer 910 so that the respective lenses 963 are formed corresponding to the respective image pickup modules when the semiconductor wafer 910 is bonded to the semiconductor wafer 910 (not shown). ing.

【0122】図14は光学素子集合体964の模式的な
上面図である。図14において965はレンズである。
光学素子集合体962は矩形状をしており、これによっ
て4つの撮像モジュールを製造することができる。
FIG. 14 is a schematic top view of the optical element assembly 964. In FIG. 14, reference numeral 965 denotes a lens.
The optical element assembly 962 has a rectangular shape, so that four imaging modules can be manufactured.

【0123】なお、レンズ965は光学素子集合体96
4を図示されていない半導体ウエハ910に貼り合わせ
た際にそれぞれのレンズ963が各撮像モジュールに対
応して形成されるように、半導体ウエハ910に形成さ
れた半導体チップのピッチと同じピッチで形成されてい
る。
It is to be noted that the lens 965 is
4 are formed with the same pitch as the pitch of the semiconductor chips formed on the semiconductor wafer 910 so that each lens 963 is formed corresponding to each imaging module when the semiconductor wafer 910 is bonded to the semiconductor wafer 910 (not shown). ing.

【0124】なお、光学素子集合体は十字形状や矩形状
に限らず、T字状、エ字状又はL形等であってもよい。
The optical element assembly is not limited to the cross shape or the rectangular shape, but may be a T shape, an E shape, an L shape, or the like.

【0125】ここで、図15、図16及び図17を用い
て、本実施形態の半導体装置の製造工程をさらに詳しく
説明する。
Here, the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS.

【0126】図15は半導体チップが形成された半導体
ウエハを示す模式的な上面図である。図15において、
960は半導体ウエハ、961は半導体チップである。
FIG. 15 is a schematic top view showing a semiconductor wafer on which semiconductor chips are formed. In FIG.
960 is a semiconductor wafer and 961 is a semiconductor chip.

【0127】図16は、図15に示した半導体ウエハに
図13及び図14に示した光学素子集合体が貼り合わさ
れる工程を示した半導体ウエハの模式的な上面図であ
る。
FIG. 16 is a schematic top view of a semiconductor wafer showing a step of bonding the optical element assembly shown in FIGS. 13 and 14 to the semiconductor wafer shown in FIG.

【0128】図17は、半導体ウエハの全面に光学素子
集合体が貼り合わせられた模式的な上面図である。
FIG. 17 is a schematic top view in which an optical element assembly is bonded to the entire surface of a semiconductor wafer.

【0129】通常、半導体ウエハ960には、図15に
示すようになるべく多くの半導体チップ961を作り込
むようにしている。
Normally, as many semiconductor chips 961 as possible are formed on a semiconductor wafer 960 as shown in FIG.

【0130】しかし、半導体ウエハ960の周辺では、
図7等を用いて説明したような、光学素子集合体917
やスペーサ901が、2つの半導体チップ503上に貼
り合わせられるようにした場合では、せっかく多く作り
込んだ半導体チップ961が有効に用いることができな
い場合がある。半導体ウエハ960の周辺であってオリ
エンテーションフラット以外の部分などに作り込まれた
半導体チップ961である。
However, around the semiconductor wafer 960,
The optical element assembly 917 as described with reference to FIG.
When the spacers and the spacers 901 are attached to the two semiconductor chips 503, the semiconductor chips 961 manufactured in large numbers may not be used effectively. The semiconductor chip 961 is formed around the semiconductor wafer 960 in a portion other than the orientation flat.

【0131】そこで、例えば図16に示すように、千鳥
状に光学素子集合体965の各角部に光学素子集合体9
63を接着材を介して位置合わせした状態で配置してい
く。すると、図17に示すように、半導体ウエハ960
に作り込んだ全ての半導体チップ961上に光学素子集
合体965或いは光学素子集合体963が配置されるよ
うになる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 16, the optical element assembly 9 is formed in a staggered manner at each corner of the optical element assembly 965.
63 are arranged in a state where they are aligned via an adhesive. Then, as shown in FIG.
The optical element aggregate 965 or the optical element aggregate 963 is arranged on all the semiconductor chips 961 formed in the above.

【0132】ちなみに、半導体ウエハ960のソリを考
慮して、光学素子集合体963の長手側間に隙間Qを設
けている。
Incidentally, a gap Q is provided between the longitudinal sides of the optical element assembly 963 in consideration of the warpage of the semiconductor wafer 960.

【0133】なお、本実施形態では簡単のため図13,
図14に示す光学素子集合体963,965を用いて説
明したが、光学素子集合体963,965を用いると図
17に示すように、光学素子集合体963,965の一
部が有効に利用されない場合が生じるようになるので、
実際には、半導体ウエハ960に作り込んだ各半導体チ
ップ961に合せた形状の光学素子集合体を用いて撮像
モジュールを製造するようにしている。
In this embodiment, for simplicity, FIG.
Although the description has been given using the optical element aggregates 963 and 965 shown in FIG. 14, when the optical element aggregates 963 and 965 are used, as shown in FIG. Because it will happen
Actually, an imaging module is manufactured using an optical element assembly having a shape conforming to each semiconductor chip 961 formed on a semiconductor wafer 960.

【0134】こうして、半導体基板を治具(基台)から
外すことによって半導体基板がソリのある状態に戻ろう
としても、半導体基板と対向基板とが剥がれにくくして
いる。
In this way, even if the semiconductor substrate is to be returned to a warped state by removing the semiconductor substrate from the jig (base), the semiconductor substrate and the opposite substrate are hardly peeled off.

【0135】[0135]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ダイシング時にレンズの面形状が変化することなく効率
よく撮像モジュールなどの半導体装置を製造できる。
As described above, according to the present invention,
A semiconductor device such as an imaging module can be manufactured efficiently without changing the surface shape of the lens during dicing.

【0136】また、本発明によると、半導体基板のソリ
を考慮して、半導体基板と対向基板とが剥がれにくくし
ているので、きちんと撮像が行えるようにすることがで
きる。
Further, according to the present invention, since the semiconductor substrate and the counter substrate are hardly peeled in consideration of the warpage of the semiconductor substrate, it is possible to perform an image pickup properly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1の半導体装置の模式的な構
成を示す上面図、模式的断面図、半導体チップの上面図
及び半導体装置を外部の電気回路へ接続した状態を示し
た模式的断面図である。
FIG. 1 is a top view schematically illustrating a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, a schematic cross-sectional view, a top view of a semiconductor chip, and a schematic diagram illustrating a state where the semiconductor device is connected to an external electric circuit. It is sectional drawing.

【図2】図1の受光素子822a,822b付近を拡大
した模式的断面図である。
FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the vicinity of light receiving elements 822a and 822b in FIG.

【図3】本実施形態の撮像モジュールに搭載された複眼
レンズの物体像と撮像領域との位置関係を示した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship between an object image of a compound eye lens mounted on the imaging module of the present embodiment and an imaging region.

【図4】図3の撮像領域を投影したときの画素の位置関
係を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between pixels when the imaging region of FIG. 3 is projected.

【図5】本発明の半導体装置の製造工程を説明するため
の分解斜視図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device of the present invention.

【図6】図5に示すスペーサ901の上面図である。6 is a top view of the spacer 901 shown in FIG.

【図7】スペーサ901と半導体ウエハ910を貼り合
わせる際の半導体ウエハ910の上面図である。
FIG. 7 is a top view of the semiconductor wafer 910 when the semiconductor wafer 910 is bonded to the spacer 901.

【図8】スペーサ901が形成された上にさらに光学素
子集合体917をスペーサ901を介して半導体ウエハ
910に貼り合わせる際の半導体ウエハの上面図であ
る。
FIG. 8 is a top view of the semiconductor wafer when the optical element assembly 917 is further bonded to the semiconductor wafer 910 via the spacer 901 after the spacer 901 is formed.

【図9】光学素子集合体917が全て貼り合わされた半
導体ウエハ910の上面図である。
FIG. 9 is a top view of a semiconductor wafer 910 to which all the optical element assemblies 917 are attached.

【図10】光学素子集合体917が全て貼り合わされた
後にダイシングする工程を表した模式的断面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a process of dicing after all the optical element aggregates 917 have been bonded.

【図11】赤外線カットフィルタの分光透過率特性を示
した図である。
FIG. 11 is a diagram showing a spectral transmittance characteristic of an infrared cut filter.

【図12】本発明の実施形態2の半導体装置の模式的な
製造工程図である。
FIG. 12 is a schematic manufacturing process diagram of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図13】光学素子集合体の模式的な上面図である。FIG. 13 is a schematic top view of the optical element assembly.

【図14】光学素子集合体の模式的な上面図である。FIG. 14 is a schematic top view of the optical element assembly.

【図15】半導体チップが形成された半導体ウエハを示
す模式的な上面図である。
FIG. 15 is a schematic top view showing a semiconductor wafer on which semiconductor chips are formed.

【図16】図15に示した半導体ウエハに図13及び図
14に示した光学素子集合体が貼り合わされる工程を示
した半導体ウエハの模式的な上面図である。
FIG. 16 is a schematic top view of the semiconductor wafer showing a step of bonding the optical element assembly shown in FIGS. 13 and 14 to the semiconductor wafer shown in FIG. 15;

【図17】半導体ウエハの全面に光学素子集合体が貼り
合わせられた模式的な上面図である。
FIG. 17 is a schematic top view in which an optical element assembly is bonded to the entire surface of a semiconductor wafer.

【図18】従来の撮像モジュールの製造工程を説明する
ための分解斜視図である。
FIG. 18 is an exploded perspective view for explaining a manufacturing process of a conventional imaging module.

【図19】従来の撮像モジュールの別の製造工程を示し
た模式的断面図である。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing another manufacturing process of the conventional imaging module.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 受光素子が形成された第1の基板と、前
記受光素子へ光を集める光学素子或いは光学素子集合体
である第2の基板とをスペーサを介して貼り合わせた半
導体装置において、 前記スペーサは、前記第2の基板の切断後の端部に配さ
れていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device, a first substrate on which a light receiving element is formed and an optical element for collecting light to the light receiving element or a second substrate which is an optical element assembly are bonded via a spacer. The semiconductor device according to claim 1, wherein the spacer is provided at an end of the second substrate after cutting.
【請求項2】 前記第2の基板は複数のレンズを備えた
複眼光学素子であることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second substrate is a compound eye optical element having a plurality of lenses.
【請求項3】 第1の基板と第2の基板とをスペーサを
介して貼り合わせる工程と、 前記第1及び第2の基板を前記スペーサが配された領域
で切断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
3. A method comprising: bonding a first substrate and a second substrate via a spacer; and cutting the first and second substrates at a region where the spacer is provided. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】 前記第2の基板は受光素子が形成されて
いることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造
方法。
4. The method according to claim 3, wherein a light receiving element is formed on the second substrate.
【請求項5】 前記第1の基板は複数のレンズが形成さ
れていることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の
製造方法。
5. The method according to claim 3, wherein the first substrate has a plurality of lenses formed thereon.
【請求項6】 半導体基板を基台上にソリがなくなる状
態で保持する工程と、 前記半導体基板に当該半導体基板のソリの大きさに応じ
て大きさが設定された対向基板を貼り合わせる工程と、
その後に前記対向基板を切断する工程とを含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
6. A step of holding a semiconductor substrate on a base in a state where warpage is eliminated, and a step of bonding an opposing substrate having a size set in accordance with the size of the warp of the semiconductor substrate to the semiconductor substrate. ,
Cutting the opposing substrate thereafter.
【請求項7】 前記半導体基板に前記対向基板を複数貼
り合わせる工程において、 複数の前記対向基板の間隔は前記半導体基板のソリの大
きさに応じて設定されていることを特徴とする請求項6
記載の半導体装置の製造方法。
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein, in the step of bonding the plurality of opposing substrates to the semiconductor substrate, an interval between the plurality of opposing substrates is set according to a size of a warp of the semiconductor substrate.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項8】 前記対向基板を前記半導体ウエハに貼り
合わせる工程において、スペーサを介して貼り合せてい
ることを特徴とする請求項6又は7記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 6, wherein in the step of bonding the counter substrate to the semiconductor wafer, the counter substrate is bonded via a spacer.
【請求項9】 前記対向基板を切断する工程は、前記ス
ペーサが前記第対向基板の下に配された領域を切断する
工程であることを特徴とする請求項6又は7記載の半導
体装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the step of cutting the opposing substrate is a step of cutting a region where the spacer is disposed below the first opposing substrate. Method.
【請求項10】 前記半導体基板には受光素子が形成さ
れており、前記対向基板には前記受光素子に光を集める
光学素子或いは光学素子集合体が形成されていることを
特徴とする請求項6又は7記載の半導体装置の製造方
法。
10. A light receiving element is formed on the semiconductor substrate, and an optical element or an optical element assembly for collecting light to the light receiving element is formed on the counter substrate. Or the method for manufacturing a semiconductor device according to 7.
【請求項11】 前記対向基板は複数のレンズを備えた
複眼光学素子が形成されていることを特徴とする請求項
6又は7記載の半導体装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the opposing substrate is formed with a compound eye optical element having a plurality of lenses.
【請求項12】 前記半導体基板は、半導体ウエハであ
ることを特徴とする請求項6又は7記載の半導体装置の
製造方法。
12. The method according to claim 6, wherein the semiconductor substrate is a semiconductor wafer.
【請求項13】 前記対向基板は、矩形状、十字形状、
T字状、エ字状、L字状又は多角形状であることを特徴
とする請求項6又は7記載の半導体装置の製造方法。
13. The opposing substrate has a rectangular shape, a cross shape,
8. The method according to claim 6, wherein the semiconductor device has a T-shape, an E-shape, an L-shape, or a polygonal shape.
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