TWI301321B - - Google Patents

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1301321 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體裝置及其製造方法，特別係關於於 中空構造之封裝内，封入半導體元件之半導體裝置及其製 造方法。 【先前技術】 安裝有CCD、或CMOS圖像裝置等受光感測體（半導體元 件）之半導體裝置，其一般構造為於框體之中空構造内封 入受光感測體。 具體可以舉出例如圖式11所表示之構造，及如圖式12所 表不之構造等。圖式11所表示之構造，其半導體晶片1〇1 作為具有攝像元件113和微型鏡頭114之受光感測體，介隔 晶片接合材料（die bond) 117安裝於中空容器115之中空構造 中，玻璃罩112介隔黏著劑119黏貼於中空容器11 $之上 部，藉此將受光感測體封入該中空構造中。如圖式12所表 示之構造，其半導體晶片1〇1介隔晶片接合材料117安裝於 基板120，且該半導體晶片1〇1封入吊鐘狀托架122之中空 構造中，該吊鐘狀托架122裝有玻璃罩112和鏡頭123。 該等採用先前技術製造之受光半導體裝置，製造時不易 完全做到防止水分侵入其裝置之中空構造内，由於^空容 器内滯留之潮氣，會使半導體晶片劣化，玻璃罩結露而2 響受光、進而發生裝置誤動作等故障，且即使於=時= 止了水分之侵入，而介隔黏著劑等密封材料亦係不能完全 防止水分透過’故長期使用之裝置，因侵入之微量水分之 104359-970527.doc 1301321 積累，中空容器内將充滿滯留之潮氣。 另-方面，為將元件之輸出引出至裝置外部，例如若用 導線118連接半導體晶片1〇1之 电肛巧1 〇9，及延長至封获 外部之電極導線116，則需於中 ^ n 谷斋内留有空間，為此 台有不能使半導體裝置充分小型化之問題。 —故’有-種技術，其利用透明黏著劑充填半導體晶片盘 被封玻璃之間之中空構造部分，且於基板内部設置貫通電 極，以此防止因潮氣引起之故障，並且減少為將元件之輸 出引出至裝置外部所需之* r I所而之二間。（例如，參考專利文獻” [專利文獻1]特開2〇〇2-94082(第2頁） 然而’该專利文獻丨記載之技術，能夠改善因上述潮氣 引起之問題之透明黏著劑，用其充填中空構造會引起光之 散射’使受光感測體之集光性能下降，因此不能充分提高 裝置之受光性能。 【發明内容】 ，本發明之目的係為提供一種晶圓級之晶片尺寸封裝及其 製造方法。該晶圓級之晶片尺寸封裝不易滯溜潮氣之中空 構造内含有半導體元件。 為解決上述課題，本發明之半導體裝置，其特徵為具有 半導體基板，設置於前述半導體基板一側主面元件區域之 半導體元件’設置於上述一側主面、且圍住前述元件區域 之密封構件以及透光性構件。該透光性構件介隔前述密封 構件黏合於前述半導體基板上，使其與前述元件區域之間 形成中空構造，且於該透光性構件上設置有貫通其主面之 104359-970527.doc l3〇l32l 貫通？I w .，前述貫通孔之内側開口開於上述中空構造，且盥 中空構造連通。 /、 外Γ處之上述『貫通孔』乃係使半導體裝置之中空構造與 4大氣通氣之構造物。 若係此種構造’由於透光性構件上具有貫通孔，密封有 诵^體元件之中空構造和外部大氣連通，故該h構造之 *礼性能好，其㈣之潮氣不易滞留，藉此可以防止以中 二構造内滯留潮氣為起因之半導體元件劣化及由於 造内部結露等引起之裝置誤動作。 工 =者㈣上述此種構造，其與切之半導體裳置不同， =導體裝置，係將設置有半導體元件之半導體基板 ^於中空容器’而該構造僅於基板上設置中空構造，故 放置可以顯著地小型化。 典上述本發明之半導體裝置，其前述半導體元件係 2感：體，圍住前述元件區域之密封構件與半導體元件 件之在有上4為中空構造之周邊區域’前述透光性構 件之貝通孔’其内側開口面向前述周邊區域，且可以使立 構成前述貫通孔之路徑延伸，不經過前述元件區域之上 方。 貫通孔之内側開口面向周邊區域，貫通孔之路徑不經過 π件區域之上方，係意味著朝向受光感測體入射之光，皇 路徑=貫通孔之影響。因此若係前述構造，受光感測體 之入射光不因貫通孔而產生散射等，則可 裝置之感測精度。 守假 104359-970527.doc 1301321

At此外作為上述之貫通孔，其路徑不經過元件區域上方之 態樣，可以舉出如：貫通孔之路徑於周邊區域之垂直方向 乙伸$由周邊區域之正上方，向外側遠離方向延伸。 上述本發明之半導體裝置，其設置於前述透光性構件上 之貫通孔，尚可構成為其内側開口僅只面向前述周邊區域 並開口。 若為此構造，^料受光感_之人射光路徑， 全部貫通孔位置之配置，受光感測體之入射光既不受貫通 =影響：亦可以可靠地防止光之散射，故此進一步可提 局受光半導體裝置之感測精度。 上述本發明之半導體梦署 干令骽衣置，尚可構成具有外部輸出 與貫通電極之構造。該外部端子設置於與前述半導體基板 則主面相反側之另一主面；該貫通電極係貫通前述半導 =基板之主面’導切述半導體元件與前述外部輸出端 右為此種構造，介隔貫请雷} 細貝通電極，+導體元件與外部 ^子被導通’故則無需另外設置空間，以將元件輪 至裝置外部。由此可將半導體裝置小型化至為晶圓級之2 片尺寸封裝。 曰曰 上述本發明之半導體裝置，其設置於前述透光性構件上 之貫通孔，可構成為只有！個。 干上 若為此種構造，透光性構件之機械強度幾乎不 故不易發生透光性構件之破損，進而可提高單個;;二 置之長期使用性。且可標砟屮首、s π ’聪衣 ^铩。己出貝通孔之配置圖案，由此可 104359-970527.doc 1301321 簡單地掌握半導體裝置前後左右之方向。由此帶來之長處 係即使不確認裝置之背面，亦可瞭解設置㈣裝置背面之 外部輸出端子的設計配置圖帛。由此當向電子機器安農該 裝置時1需進行確認作業，可提高安裝裝置時之作業效 率。 、 上述本發明之半導體裝置，其設置於前述透光性構件上 之貫通孔，尚可構成為2個以上，2個以上之貫通孔其尺寸 互不相同。 若為此種構造’中空構造之通氣性能更好，故可進一步 防止上述半導體晶片之劣化，裝置之誤動作。且可標記= 尺寸互不相同之貫通孔之配置圖t，由此可簡單地掌握半 導體裝置前後左右之方向。即使不確認裝置之背面，也可 掌握設置於該裝置背面之外部輸出端子的設計配置圖案。 由此當向電子機器安裝該裝置時無需進行確認作業，可提 高安裝裝置時之作業效率。此外，貫通孔數量愈增多愈能 提高_空構造之通氣性，但其孔數最好能限制於不損傷透 光性構件其機械強度之程度。 上述本發明之半導體裝置，其前述半導體元件為受光感 测體，别述透光性構件為玻璃，可構成於該玻璃之表面塗 覆紅外線截斷濾光物。 & 右為此種構成’由受光感測體可以感測業已濾除紅外線 之入射光。 本發明之半導體裝置之製造方法，其特徵為包含有下列 步驟·半導體元件形成步驟，該步驟於半導體晶圓一側主 104359-970527.doc 1301321 區域形成半導體元件；密封構件形成步驟，該步 域二牛：主广形成密封構件’使其圍住前述元件區 ; 〜…好驟介隔前述密封構件，黏合設置 H面之貫通孔的透光性構件和前述半導體复 與河述元件區域之間形成中处播、生 1定其 之間开v成中工構造，且使前述貫通孔之内 後為加熱硬化切… 連通，及别述黏合步驟之 、更化步驟，加熱硬化前述密封構件。 製造半導體裝置時，如若不使立 其中*槿、…， u“通就、密封形成 k J於加熱硬化黏合晶圓和透光性構件之黏著 劑時，因中空構i生办名 # 構k之工乳熱私脹，使黏著劑之圖案形狀發 生交形，會降低半導體裝置之設計精度。 =此’若為本發明上述搆造之半導體裝置之製造方法， 其貝通孔之内側開口開於前述中空構造且與之連通，故於 加熱硬化步驟熱膨脹之空氣，可由中空構造向外部溢出，、 由此可以抑制密封構件之圖案形狀變形。 上述本發明之半導體裝置之製造方法，尚可於前述加熱 硬化步驟之後’構成具有使前述半導體晶圓散熱之散 m ° …、 製造半導體裝置時，如若不使其與外部通氣，密封形成 其中空構造，黏著劑加熱硬化後，伴隨散熱漸冷，中空構 造内將成為負虔’會由外部吸入水分，其結果會使中空構 造内滯留潮氣，半導體晶片劣化，中空構造内面結露、引 起裝置誤動作等。對此，若為本發明之上述搆造之半導體 裝置製造方法’由於設有貫通孔，中空構造與外部通氣， 104359-970527.doc -10- 1301321 故可以防止於散熱步驟造成中空構造内成為負壓。 上述本發之及半導體裝置製造方法，前述半導體元件為 受光感測體，前述密封構件形成步驟為圍住前述元件區域 和周邊區域之步驟，該周邊區域係前述元件區域周邊之一 側主面，而沒有設置前述半導體元件之周邊區域。前述透 光性構件之貫通孔，當前述透光性構件與前述半導體晶圓 黏合情形下，可構成使其内側開口面向前述周邊區域，且 鈾述貝通孔之路徑不經過前述元件區域之上方，設置於前 述透光性構件上。 若為此構造，以不影響受光感測體之入射光路徑，進行 貝通孔位置之配置，由此受光感測體之入射光既不受貫通 孔之影響，亦不會使光產生散射，故可提供感測精度高的 受光半導體裝置。 上述本發明之半導體裝置製造方法，前述半導體元件為 受光感測體，前述密封構件形成步驟為圍住前述元件區域 和周邊區域之步驟，該周邊區域係前述元件區域周邊之一 側主面，而沒有設置前述半導體元件之周邊區域。前述透 光性構件之貫通孔，當前述透光性構件與前述半導體晶圓 黏合情形下，可構成使前述透光性構件上之貫通孔， 側開口僅只面向前述周邊區域並開口，且前述貫通孔之路 徑不經過前述元件區域之上方，設置於前述透光性構件 上。 若為此構造，以不影響受光感測體之入射光路徑，進行 王。p貝通孔位置之配置，受光感測體之入射光既不受貫通 104359-970527.doc 1301321 孔之影響，亦可可靠地 度更高之受光半導體裝置。先之政射，故此可提供感測精 步驟之裝置製造方法，尚可以於前述散熱 板加工之步賢匕:形成表面保護層之步驟、半導體基 及切割步驟出端子之步驟 =，形成表_層，—== 二Γ:Γ及相反側之外側開口。其半導體基板」 磨體=__層之透光— 、、…牛導體曰曰回之一側主面與相反側之另一主

述半導體晶圓加工為半導體美 、月J 步驟，係於經前述研磨之半㈣美板=外部輸出端子之 道躺_丄 〈牛¥體基板面上形成導通前述半 1件之外部輸出端子。其薄片黏貼步驟，係於除去前 述表面保護層’而露出前述透光性構件之一側主面後，接 亥露出^透光性構件之—側主面，並㈣切割用之薄 ’以使W述貫通孔之外側開σ堵塞，或者不除去前述表 面保護層，而接連該表面保護層，並黏貼切制之薄片。 切割步驟’係於切割用薄片黏貼步驟和前述切割用薄片 黏貼步驟之後’切割前述半導體基板、前述密封構件及前 述透光性構件之步驟。 若為此種構成，半導體晶圓之研磨、切割，係於貫通孔 外側開口堵塞狀態下進行，故各構件之切屬，及研磨、切 割時供水之水分，不會由該貫通孔進入中空構造内部，由 此可可靠地防止因切屑、水分引起之半導體晶片損傷中 104359-970527.doc -12- 1301321 空構造内部產生結露等。 根據以上之本發明，封车 了入+導體儿件之半導體裝置之中

空構造中，因透光性構件上 I 再什上〇又有貝通孔，與外部大氣相 通，故該中空構造之通氣性萨 ^ 乳性此好，其内部不會滯留潮氣。 因此可以防止以該潮氣為起因之半導體晶罐，裝置誤 動作。再者’其與將基板收容於中空容器之先前形式之 導體裝置不同，僅^基板上設置中空構造，為 夠顯著地小型化。 b 【實施方式】 式 以實施方式1為例說明本發明之半導體裝置之最佳方 [實施方式1] 本只知方式1之半$體裝置20，如圖式！之正面圖所示， 其具有透光性構㈣°半㈣基板1。透光性構件2，其外 形為方形板狀，主面尺寸為5.0x42 mm，厚度為〇5職； 半導體基板卜其外形與透光性構件2相同，而厚度為〇1 mm。且該半導體基板丨—側主面之元件區域π，設有半導 體元件21 ’其由攝像元件5與微型鏡頭部6構成，區域尺寸 為3.5x3.3 mm。且該元件區域22，彳隔後述之密封構件 使之不與透光性構件2接觸，而於該元件區域22上部， 及元件區域外側周邊沒有設置半導體元件21之一側主面之 周邊區域23上’形成中空構造7(尺寸：4.0x3.8 mm、高： 〇·〇5 mm) 〇 透光〖生構件2上設有2処貫通於其主面之貫通孔3(外徑 104359-970527.doc 13 1301321 φ · 〇·2 ，且如圖式1之A-B線剖面之剖面圖式2所示， 该貫通孔3之内側開口開於周邊區域23之上，中空構造部 刀7與外部大氣相通。此外該貫通孔3於周邊區域之垂直方 向延伸。再者，由於提高後述之半導體裝置受光精度之目 的，較佳係能將貫通孔3之孔徑設計得比周邊區域23之寬 度要小。另一方面，作為貫通孔3之剖面形狀，並不特別 限，為如圖式1之圓筒狀，只要能使中空構造7與外部大氣 通氣’任何形狀均可。 透光〖生構件2與半導體基板丨介隔厚度為〇 〇5㈤瓜之密封 構件4黏合。半導體基板1其内部設有貫通電極8 ;其與一 側主面相反之另一側主面上設有背面佈線9，介隔該貫通 電極士8 ’半導體疋件21與背面佈線9導通。此外，背面佈線 有作為外^輸出端子之銲錫球11，該銲錫球11接續 ^立以外之背面佈線部分、半導體基板之另_側主面則由 背面保護膜1 0覆蓋。 f二者如圖式3 ’半導體基板】一側主面、微型鏡頭部 之义面等覆蓋有表面保護膜14，半導體基板j之另一側主 :::有背面絕緣膜15。且貫通電極8與半導體基板丨之間 ::通孔絕緣膜12。因线銲錫球u與半導 通’故於貫通電極8與背面佈線9之接觸部分，未 ^ 絕緣膜1 5。半導护其f -己置月面 導、,一 板1一側主面設置之與半導體元件21 導…極片!3，其與貫通電極8接 面保護膜14。 ^ +配置表 此種半導體裝置20，苴利 矛J用上述貝通孔3，使得封入有 104359-970527.doc -14- 1301321 半導體το件21之中空構造7與外部大氣相連通，因中空構 造7通氣性能好，其内部不易滯留潮氣，故可以防止以中 空構造内滯留潮氣為起因之半導體元件21劣化，及中空構 造内部結露等引發之裝置誤動作。 再者，先前之半導體裝置，係將設置有半導體元件之半 導體基板收容於中空容器内，與此不同，該裝置係於設置 有半導體元件21之半導體基板丨上設有中空構造7，故此封 裝之尺寸可小型化。且其係介隔貫通電極8導通半導體元 件21與銲錫球11，故無需另設空間用以將元件之輸出引出 至裝置外部，由此可使裝置充分小型化至為晶圓級之晶片 尺寸封裝。 此外由於貫通孔3之内側開口係面向周邊區域23開口， 且貫通孔3於周邊區域23之垂直方向延伸，且貫通孔3位 置，以不妨礙受光感測體入射光路徑進行配置，故自外部 透過透光性構件2向半導體元件21入射之光線，不會因貫 通孔3而產生散射，由此半導體裝置之受光精度得以提 南0 再者，若將上述透光性構件2之玻璃罩表面上，塗覆紅 外線截斷濾光物，則可由受光感測體感測業已濾除紅外 之入射光。 ''' 该實施方式1之csp(晶片尺寸封裝）型CCD封叢，其樂“ 如下。 、又f 首先於晶圓16—側主面之元件區域22上，形成半導體元 件21，及包含導通該半導體元件21的電極片13之周圍 路 104359-970527.doc 15 13〇1321 =作圖式)，該半導體元件21係由攝像元件5與微型鏡頭部 、成之X光感測體（CCD組件），採用由Si〇2、％队等構 成之表面保護膜14，將微型鏡頭部6與電極片13之一部分 及晶圓1 6 —側主面覆蓋。 其後，於晶圓16-側主面塗覆抗_，進行曝光及顯 ’並開設電極片13之窗口。之後，部分之钱刻以乾 式餘刻進行，除去窗口部分之電極片冑、該電極片部之下 的絕緣膜及晶圓16上之Si’形成孔部，之後除去抗触劑。 繼之，採用例如CVD方法，使Si〇2、叫心等無機膜沿著 孔部壁面成膜’形成貫通孔絕緣臈12。之後，於含有孔部 内壁及底部之晶圓16—側主面上，採取使用丁丨、Cu之濺鍍 法 t成兼為電鑛晶種層和遮罩層之金屬層。 形成金屬層後，塗覆抗蝕劑，進行曝光和顯像，於孔部 及電極片13之形成位置，亦即應形成嵌入電極丨了之位置開 設窗口，形成抗蝕劑之窗口部。 之後，用電解Cu電鍍，於抗蝕劑之窗口部及孔内金屬層 上堆積Cu，形成嵌入電極17。最後除去抗蝕劑及無用之金 屬層，進而備好如圖式4之晶圓16。 繼之如圖式5，於晶圓16上形成密封構件4。如將嵌入電 極17及其周邊一側主面部分覆蓋之態樣，藉由印刷複製主 成分為環氧樹脂之膏狀樹脂，以此圍住設置有半導體元件 21之一側主面的元件區域22，加之一側主面部分之周邊區 域2 3 ’其中一側主面之周邊區域2 3，係元件區域2 2之周邊 未設有半導體元件21之區域。 104359-970527.doc -16- 1301321 其次’將設有貫通兩側主面之間之貫通孔3且由玻璃構 成之透光性構件2，介隔密封構件4放置於晶圓1 6之上，之 後加熱’使岔封構件4之樹脂成分正式硬化。該透光性構 件2 ’其主面尺寸與晶圓丨6之主面相等。此外如圖式$，透 光性構件2上之貫通孔3，於透光性構件2和半導體晶圓16 黏合時，其内側開口僅只面向周邊區域23開口，且貫通孔 3之路徑設置為延伸於不通過元件區域22之上方。由於該 透光性構件22與半導體晶圓16之黏合，形成元件區域以與 透光性構件2間之中空構造7。 之後將晶圓1 6稍作放置，使密封構件4散熱。 將表面保護層18配置於透光性構件2上，以堵塞貫通孔3 ^内側開π和相反側之外側開口，其中表面保護層18由用 I外線可以剝離之材料構成，其後用周知之背面研磨方 法，研磨晶圓16之與上述一側主面相反側之另一主面，亦 即背面，使嵌入電極17之前端露出。如圖式7將晶圓丨6加 工為半導體基板丨，將嵌入電極17加工為貫通電極8。此 外，表面保護層18，使用黏貼片狀保護膜亦可，塗覆液體 樹脂主亦广此外，亦可對背面研磨後之研磨面進行鏡面加 工“你），鏡面加工方法可使用化學機械研磨法（CM?法：

Chemical Mechanical P〇lishing Meth〇ds) , ^ ^ , 或濕蝕刻法等蝕刻法。 之，如圖式8’於半導體基板i之背面，形成背面絕緣膜 15(爹照圖式3)、背面佈線9及背面保護膜10, #中背面佈 線9與貫通電極8導通。 104359-970527.doc 17 1301321 此處之背面絕緣膜15、背面保護層1〇等，亦可塗覆心 氧樹脂、聚苯噁唑等為主成分片 ^ 风刀之感先有機膜材料，經過暾 光、顯像，於電極間需接觸部分開設窗口之後，用^ 使其硬化形成’·亦可於設置由Si〇2、⑽等構成之無機臈 後，採用光阻劑掩膜之敍刻法開設窗口而形成。 、 再者，背面佈線9,可於採用濺鑛法設置兼為電 層和遮罩金屬層之鈦㈤層及銅（Cu)層後，用光阻劑掩膜 之姓刻法開設鑛銅用之窗口’可於開設窗口部分用電解電 鑛法，使電鍵成長形成銅佈線；亦可於採用賤鍍法設置由 銅㈣、銅録（C，、鈦（Ti)等構成之金屬層後用光阻 劑掩膜之蝕刻法形成銅佈線。 其次，於背面保護膜10之開設窗口部分，塗覆松香類之 助銲劑後，如圖式9’於該開設窗口部分用熱處理安裝銲 錫球11，該銲接球11係由錫（Sn)、銀（Ag)銅（cu)構成。鲜 錫球11安裝後，洗淨清除助銲劑。 最後’用紫外線照射，將表面保護層職透紐構件2 剝下，代之以切割用薄片！ 9，將薄片i 9黏合於透光性構件 2上之後’用切割裝置切割為單個之半導體裝置2〇，如圖 式10。此外，㈣時亦可不必除去表面保護㈣，而於其 上黏合切割用薄片19，以此狀態來支持基板。表面保護層 18亦可用藥劑除去’但為可靠防止由貫通孔3向中空構造7 之水分侵入，最好使用上述之紫外線除去方法。 在此種實施方式1之半導體裝置之製造方法中，介隔密 封構件4,黏合設有貫通孔3之透光性構件2與晶圓16，使 104359-970527.doc •18- 1301321 侍貫通孔3之内側開口開於中空構造7、且與之連通，由此 加熱硬化密封構件4時之熱膨脹空氣，可由中空構造内向 外排出。由此可以顯著地防止加熱硬化時，密封構件4之 圖案形狀變形，以提高半導體裝置之設計精度。

再者，中空構造密封形成完成後，伴隨黏著劑加轨硬化 後之散熱漸冷，巾线造㈣成為貞H從外部吸入水 分，使中空構造内部滞留潮氣，結果會有半導體晶片劣 化，中空構造内部結露，裝置誤動作發生。本實施方式^ :半導體裝置之製造方法，其中空構造7介隔貫通孔墙外 部大氣相連it，故於密封構件4散熱過矛呈中，+會發生中 空構造成為負壓，從外部引入水分之問題。 曰X 此外，係於貫通孔外側開口堵塞狀態下，進行北面 :、切割等，故各構成構件之切屬，f面研磨、二時供 水之水分’不會由該貫通孔3進入中空構造7内部，由此可 以可靠地防止因切屑、水分引起之半導體晶片損傷，及引 起裝置誤動作之中空構造内部產生結露等。 二=中空構造與外部大氣通氣之側面，將貫通孔3 权置於替代透光性構件2之密封構件4上亦可，但 實施方幻，貫通孔設置於透光性構件2上。 為本 密封構件加熱硬化，散熱等情形時，中空構造…二 =甚為重要，故此需於加熱硬化前事先於 ： 置貝通孔’但這種情形下伴隨著加熱硬化，會有二 ::塞現象’難於得到充分之通氣狀態。二了 會發生水、㈣1,介隔沒有塗覆㈣劑之部空 104359-970527.doc -19· 1301321 構造部分之故障， 另外甘入入貝通袷封構件之中空管，以此可以得到於加熱 更化吟亦％疋之通氣狀態，但會增加構件、步驟等，不是 所期望的。 灰如以上說明，本實施方式丨因中空構造内不易滯留潮 氣可以防止由於半導體元件劣化及中空構造内結露引發 ^裝置誤動作。且可充分地小型化至晶圓級之晶片尺寸封 衣尚且朝向半導體元件之入射光不因貫通孔而產生散射 等，由此可提高半導體裝置之受光精度。 此外本實施方式1，可明顯地防止加熱硬化引起之密封 構件圖形形狀之變形’且可可靠地防止伴隨背面研磨、切 割’以切屑、水分等為起因之半導體晶片損傷，及引起裝 置誤動作之中空構造内部產生結露等。 [實施方式2] 本實施方式2，如圖式13，乃係除設於透光性構件]上之 貫通孔3僅為1個外，餘者均與上述實施方式丨相同之半導 體裝置’其既有貫通孔’亦進一步提高了透光性構件之機 械強度，不易破損，加之與實施方式丨相同之作用效果， 由此得以提高半導體裝置長期可靠性之效果。 此外將貝通孔3之配置圖案予以標記，則可簡單地瞭解 半導體U 20則後左右之方向’無需確認裝置背面，即可 掌握設置於該裝置背面之銲錫球丨丨之設計配置圖案。由此 向電子機器上安裝該裝置時不需確認，故此安裝作業效率 得以提高。 104359-970527.doc -20- 1301321 [實施方式3] 乃係除設於透光性構件2上之

計配置圖案之效果。 此外，貫通孔3之剖面孔徑，如 本實施方式3，如圖式14, 貫通孔3之尺寸互不相同外， 之半導體裝置，將尺寸互不 ，如上所述，最好事先設定 小。就其形狀沒有特別之限 為，其要比周邊區域23之寬度小。 定。 [實施方式4] 本實施方式4，如圖式15，乃係除設於透光性構件]上之 貫通孔3為4個外，餘者均與上述實施方式丨相同之半導體 裝置，由於中空構造之通氣性能更好，加之與實施方式工 相同之作用效果，可進一步防止以潮氣為起因，引起之半 導體晶片劣化，裝置誤動作等。 此外該透光性構件上之貫通孔，其數量愈增加中空構造 之透氣性能愈高，但由於孔數過多則透光性構件會變得易 破損，故最好孔數之設定，以不損害透光性構件充分之機 械強度為佳。 [附加說明] (1)上述實施方式1〜4’其所示之貫通孔3之路經，均為 於周邊區域23之垂直方向沿伸，但從提高半導體裝置受光 104359-970527.doc -21 - 1301321 精度角度，重要的乃孫 、^ 们乃係貝通孔3之位置設置不妨礙朝向半 2體το件21之人射光路徑。故如圖式16及圖式p所示，其 貝k孔3之路u構成為以其内側開口為基點，向遠離元 件區域22之方向延伸之構造。 (2)上述實施方式1〜4,所示貫通孔構造之貫通孔，僅 2於此使中空構造7與外部大氣相互通氣，不僅限於此種 k孔構& ’亦可凋整為例如於該部分採用空氣透過率高 之材料專，貫通孔内邱 々 4之通乳性此比透光性構件之貫通孔 更高。 」3)上述實施方式卜4，其所示設置於透光性構件2上之 貫通孔3，為緊#密封構件之構造，且其内側開孔僅限於 面向儿件區域外側之周彡’未設有半導體元件21之一側主 面之周邊區域23，且貫通孔之路徑延伸不經過元件區域之 上方。亦可不限於此種構造，當複數個元件區域U，呈島 狀散在之情形時’亦可構成為於透光性構件中央設置貫通 孔’其内側開口面向相鄭 Ο ^郇凡件區域之間之周邊區域之構 造。 (4)上述實施方式1〜4’所示為透光性構件上之貫通孔 ^壯其内側開π僅只面向周邊區域23之情形，並不排除此 办衣置構造’其尚包含有内側開口面向元件區域^、於中 ^構造開口之貫通孔。但為可靠防止入射光之散亂等，較 為上述實施方式1〜4，構成為全部貫通孔之内側開口面 向周邊區域23開口之構造。 )述貝％方式1〜4，其密封構件4係依據印刷，複製 104359-970527.doc -22- 1301321 月狀樹脂形成’其亦可於塗· 丙稀等之感光樹脂之後，㈣光3被氧樹脂、聚醯亞胺及 片狀黏著科^ Β先，顯象形成。亦可用黏貼 狀黏者树月曰形成，該片狀黏 應部分之产气抖昨. f衬月曰由通開與中空構造對 之衣乳树月日、聚醯亞胺等構成。 如上說明，據本發明，不易^ 含丰藤 易邊潮氧之中空構造内，内 3牛¥體7G件，可利用於 ^ , ^ β止牛導體兀件之劣化，裝置之 "、動作#，故其於產業上利用之可能性大。 【圖式簡單說明】 圖1係實施方式1之—例半導體裝置之正面圖。 圖2係圖1中Α_Β線剖面一例之剖面圖。 圖3係圖2剖面圖中貫通電極附近構造之放大圖。 圖4係實施方式1之半導體裝置製造方法之製造步驟之說 明圖。其係表示製造過程中@，於晶圓上設置半導體元件 和嵌入電極時之半導體裝置剖面模式圖。 圖5係實施方式1之半導體裝置製造方法之製造步驟之說 明圖。其係表不製造過程中間，於嵌入電極上塗佈密封構 件時之半導體裝置剖面模式圖。 圖6係實施方式1之半導體裝置製造方法之製造步驟之說 明圖。其係表示製造過程中間，於密封構件上設置透光性 構件時之半導體裝置剖面模式圖。 圖7係實施方式1之半導體裝置製造方法之製造步驟之說 明圖，其係表示製造過程中間，於透光性構件上設置表面 保護層，將晶圓製成半導體基板時之半導體裝置剖面模式 圖 104359-970527.doc -23- 1301321 圖8係實施方式1之半導體裝置製造方法之製造步驟之説 明圖，其係表示製造過程中間，於半導體基板之背面設置 背面佈線及背面保護膜時之半導體裝置剖面模式圖。 圖9係實施方式1之半導體裝置製造方法之製造步驟之説 明圖，其係表示製造過程中間，於背面佈線上設置銲錫 球。 圖1 〇係實施方式1之半導體裝置製造方法之製造步驟之

說明圖，其係表示製造過程中間，各半導體裝置剛切割之 後之半導體裝置剖面模式圖。 圖11係先前之CCD密封元件之剖面模式圖。 圖12係先前之CCD模組之剖面模式圖。 圖13係實施方式2之一例半導體裝置正面圖。 圖14係實施方式3之一例半導體裝置正面圖。 圖15係實施方式4之一例半導體裝置正面圖。 圖16係附加說明（1)之一例半導體裝置正面圖。 圖17係圖16A-B線剖面一例之剖面圖。 回 【主要元件符號說明】 1 半導體基板 2 透光性構件 3 貫通孔 4 密封構件 5 攝像元件 6 微型鏡頭部 7 中空構造 104359-970527.doc 24· 1301321 8 貫通電極 9 背面佈線 10 背面保護膜 11 鮮錫球 12 貫通孔絕緣膜 13 電極片 14 表面保護膜 15 背面絕緣膜 16 晶圓 17 嵌入電極 18 表面保護層 19 切割用薄片 20 半導體裝置 21 半導體元件 22 元件區域 23 周邊區域 104359-970527.doc -25

Claims (1)

1301321 k、申請專利範圍： 一種半導體裝置，其包括： 半導體基板； 設置於前述半導體基板一側主面元件區域之半導體元 件； 設置於前述一制φ而，FI “丄 W主面，圍住丽述元件區域之密封構 件；及 Μ隔A述4封構件黏合於前述半導體基板，使其與前 述元件區域之間形成中空構造之可使可見光透過之透光 性構件； 此處： 主面之 於前述透光性構件上設置有貫《透光性構件 貫通孔； 該貫通孔係外側開口開於外部大氣且内側開口開於前 述中空構造’岐前述中空構造與外部域相連通。 .如請求項1之半導體裝置，其中， 前述半導體元件係受光感測體， _住“元件區域之密封構件與半導體㈣之間， 上方存在中空構造之周邊區域， 内側開口面向前述周邊 所述透光性構件之貫通孔，其 區域並開口， ’鈾述貫通孔之路經政 峪仫其延伸不經過前述元件 且 區域 之上方 3·如請求項1之半導體裝置，其中， 104359-970527.doc 1301321 前述半導體裝置尚包含有： "又置於與前述半導體基板一側主面相反側之另一側主 面之外部輸出端子；及 貝通鈾述半導體基板之主面，導通前述半導體元件與 W述外部輸出端子之貫通電極。 4·如請求項1之半導體裝置，其中， 5又置於前述透光性構件之貫通孔僅1個。 5·如請求項1之半導體裝置，其中， 設置於前述透光性構件之貫通孔係2個以上，前述2個 以上之貫通孔，其尺寸互不相同。 6.如請求項1之半導體裝置，其中， 前述半導體元件係受光感測體， 則述透光性構件係玻璃，於該玻璃表面塗覆有紅外線 截斷濾光物。 7·如請求項2之半導體裝置，其中， 河述貫通孔之路徑，於前述周邊區域之垂直方向延 伸0 8·如請求項2之半導體裝置，其中， 前述貫通孔之路徑，從前述周邊區域之正上方，向外 側以離方向延伸。 9.如請求項2之半導體裝置，其中， 設置於前述透光性構件上之册 再1干上之貝通孔，係其内側開口僅 只面向前述周邊區域並開口之貫通孔。 10· —種半導體裝置之製造方法，其包含有： 104359-970527.doc 1301321 半導體元件形成步驟，該步驟於半導體晶圓一側主面 之元件區域形成半導體元件； 封構件形成步驟，遠步驟於前述一側主面形成密封 構件’使其圍住前述元件區域； 黏合步驟，該步驟介隔前述密封構件，黏合設置有貫 通其主面通孔之可m光透過的彡光性構件和前 述半導體晶圓，使其與前述元件區域之間形成中空構 造，且使前述貫通孔之内側開口開於前述中空構造，使 前述貫通孔之外側開口開於外部大氣；及 前述黏合步驟之後為加熱硬化步驟，加熱硬化前述密 封構件。 Π ·如請求項1 〇之半導體裝置之製造方法，其中， 前述製造方法尚包含有： 於前述加熱硬化步驟之後，使前述半導體晶圓散熱之 散熱步驟。 12·如請求項π之半導體裝置之製造方法，其中 前述半導體元件係受光感測體， 則述密封構件形成步驟係形成密封構件之步驟，其圍 住前述元件區域及前述元件區域周邊之一側主面，而未 設置前述半導體元件之周邊區域； 前述透光性構件之貫通孔，於黏合前述透光性構件與 鈾述半導體晶圓之情形時，前述透光性構件貫通孔之内 側開口面向前述周邊區域並開口，且前述貫通孔之路徑 不經過前述元件區域之上方，設置於透光性構件上。 104359-970527.doc 1301321 U·如請求項12之半導體裝置之製造方法，其中， 於黏合則述透光性構件與前述半導體晶圓之情形時， 严述透光性構件貫通孔之内側開口僅只面向前述周邊區 域並開口，且設置於前述透光性構件上。 I4·如請求項13之半導體裝置之製造方法，其中 前述製造方法尚包含有： 形成表面保護層之步驟，其係於前述散熱步驟之後， 接連於前料光性構件，堵塞前料綠構 内側開口與相反側之外側開口； 、 、半導體基板加工之步驟，支持設有前述表面保護層之 透光性構件，研磨前述半導體晶圓之—側主面與相反側 之另一主面，將前述半導體晶圓加工成半導體基板； 形成外部輸出端子之步驟，於經前述研磨之半導體基 板面上形成I通前述半導體元件之外部輸出料；“ J刀割用薄片黏貼步驟’係於除去前述表面保護層，而 露出前述透光性構件之一側主面後 接連该露出之透光 性構件之一側主面，並黏貼切 碍乃，使刖述貫通 子匕之外側開口堵塞，$ |不& 土 Α #不除去則逑表面保護層，而接 連该表面保護層，並黏貼切割用之薄片丨及 义切割步驟’係於前述切㈣薄片黏貼步驟之後，切割 前述半導體基板、前述密封構件及前述透光性構件之步 驟0 15·如請求項10之半導體裝置之製造方法，其中， 月il述半導體元件係受光感測體， 104359-970527.doc 1301321 前述密封構件形成步驟係形成密封構件之步驟，其圍 住耵述兀件區域及係前述元件區域周邊之一側主面，而 未設置前述半導體元件之周邊區域， 則述透光性構件之貫通孔，於黏合前述透光性構件與 前述半導體晶圓之情形時，前述透光性構件貫通孔之内 側開口面向前述周邊區域並開口，且前述貫通孔之路徑 不經過珂述兀件區域之上方，設置於透光性構件上。 16·如請求項15之半導體裝置之製造方法，其中， _於黏合前述透光性構件與前述半導體晶圓之情形時， 前述透光性構件貫通孔之内側開口僅只面向前述周邊區 域並開口，且設置於前述透光性構件上。 17.如請求項16之半導體裝置之製造方法，其中 前述製造方法尚包含有： 形成表面保護層之步驟，其係於前述散熱步驟之後， 接連於前料光性構件，堵塞前料純構件貫通孔之 内側開口與相反側之外側開口； 卞守饈丞扳加 透光性構件，研磨前述半導體晶圓之-側主面與相反側 之另、主面，將雨述半導體晶圓加工成半導體基板丨 形成外部輸出端子之步驟’於經前述研磨之半導體基 板面上形成導通前述半導體元件之外部輪出端子. :割用薄片黏貼步驟’係於除去前述表面，而 蕗出前述透光性構件之一側主面 柯-# 接連该露出之透光 構件之一側主面，並黏貼切割用之薄片，使前述貫通 104359-970527.doc 1301321 孔之外側開口堵塞，或者不 ^ ^ 个除、去削述表面保護層，而接 連该表面保護層，並黏貼切割用之薄片；及 切割步驟，係於前述切割 a、,、、，、、 用，專片黏貼步驟之後，切割 月·』述半導體基板、前述密封 f構件及耵述透光性構件之步 驟。 18. 如請求項10之半導體裝置之製造方法，其中 於黏合前述透光性構件與前八夕 义卞分體晶囫之情形時， 別迷透光性構件貫通孔之内 土1側開口僅只面向前述周邊區 域並開口，且設置於前述透光性構件上。 19. 如^求項18之半導體裝置之製造方法，其中， 别述製造方法尚包含有： 形成表面保護層之步驟， 接、鱼％义、卩* 一係於珂述散熱步驟之後， 干堵塞則述透光性構件貫通孔之 内側開口與相反側之外側開口； W干貝通孔之 半導體基板加工之步驟，支 透光性構件，研磨前述半導體？圓，述表面保護層之 之另-主面，將半導體曰圓力B曰圓之一側主面與相反側 形成外部輸出端子之步驟，於經前;^ 板面上形成導通前述半導體元件之夕卜之+導體基 切割用薄片黏貼步驟，係於除去前 露出前述透光性構件之 &面保護層，而 性構件之一側主面，並：：後，接連該露出之透光 亚黏貼切割用之薄 孔之外側開口堵塞，或 * ’使前述貫通 連該表面保護層，並黏貼切割用之薄片；以層，而接 ，及 104359,970527.doc 1301321

切割步驟，係於前述切割用薄片黏貼步驟之後，切割 前述半導體基板、前述密封構件及前述透光性構件之步 驟。 104359-970527.doc 1301321 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（2 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明：

1 半導體基板 2 透光性構件 3 貫通孔 4 密封構件 5 攝像元件 6 微型鏡頭部 7 中空構造 8 貫通電極 9 背面佈線 10 背面保護膜 11 鲜錫球 20 半導體裝置 21 半導體元件 22 元件區域 23 周邊區域 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 104359-970527.doc