KR100922669B1

KR100922669B1 - 고체촬상장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100922669B1
Application number: KR1020087019856A
Authority: KR
Inventors: 오사무 아사노; 히토오 이와사; 수미오 테라카와; 마사미 쇼우지
Original assignee: 가부시키가이샤 아이스퀘어리서치
Priority date: 2005-01-04
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2009-10-19
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: US8368096B2; JP3917649B2; KR20070086904A; KR20080081097A; WO2006073085A1; JP2008072111A; CN101065844A; JP4340310B2; US20080042227A1; JP2007134725A; JP4871707B2; KR100877028B1; JPWO2006073085A1; JP2007123909A; DE112005003327T5; CN101065844B

Abstract

원료에 대한 제품의 비율을 비약적으로 높임과 동시에 디바이스의 장기 신뢰성을 확보할 수 있는 촬상장치 및 그들의 제조방법을 제공한다.

웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 이루어지며, 상기 웨이퍼(1) 주변의 도처에 수광부(2)에의 전력공급이나 전기신호의 수수(授受)를 행하는 관통전극(4)이 설치되어, 이 관통전극(4)의 일단은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자에의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되고, 타단은 이면전극(5)을 통해 배선에 접속됨과 동시에 상기 웨이퍼(1)의 표면은, 마이크로 렌즈(3)를 둘러싸도록 주위에 배치한 격벽부가 되는 리브(7)가 설치되어, 리브(7)의 상면에 접착제로 광학 글라스 등의 투명판(8)이 부착될 수 있고, 상기 리브(7)와 상기 투명판(8)의 접합부에는, 보호틀(10)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

고체촬상장치, 관통전극, 마이크로 렌즈, 굴절률

Description

고체촬상장치 및 그 제조방법{SOLIDSTATE IMAGE PICKUP DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 웨이퍼 레벨·칩·사이즈·패키지 실장(實裝)기술을 이용한 고체촬상장치와 그 제조방법에 관한 것이다.

고체촬상장치(이하, 단지「촬상장치」라고도 한다)는, 반도체기판(이하,「웨이퍼」라고 한다) 위에 촬상소자와 마이크로 렌즈 등의 광학소자를 형성하여, 이것을 기밀하게 밀봉한 것이어서, 비디오 카메라나 디지털 카메라나 휴대용 카메라 등의 영상기기의 수광센서로서 이용된다.

최근의 촬상장치는 소형화·고밀도화하기 위해, 웨이퍼의 절단 전(前)에 배선공정 및 보호부재의 접착공정 등의 공정을 완료하고, 그 후 각(各) 칩으로 절단하여 칩화(이하,「개편화(個片化)」라고 한다)하는,「웨이퍼 레벨·칩·사이즈·패키지(이하, 단지,「웨이퍼 레벨 ＣＳＰ」이라고도 한다)」라는 실장기술이 이용되고 있다(특허문헌 1, 2 등).

웨이퍼 레벨 ＣＳＰ을 적용한 종래의 고체촬상장치는, 일반적으로, 촬상소자의 수광부 위쪽에 평탄한 투명판(투명평판)이 설치되어 있다. 이 투명판은 적당 한 점도로 조절된 접착제에 의해서 수광부의 사방을 둘러싸는 격벽부(리브)와 접합되며, 이 리브와 투명판에 의해 형성되는 공극의 내부에 마이크로 렌즈 등의 광학소자를 포함하는 수광부가 기밀하게 밀봉되도록 되어 있다(특허문헌 1 내지 4).

또한, 웨이퍼 레벨 ＣＳＰ에서는 아니지만, 투명판을 대신해서, 마이크로 렌즈 위에 표면이 평탄한 계면을 가진 투명수지막(透明樹脂膜)을 구비하여, 마이크로 렌즈의 굴절률을 ｎ２, 투명수지막의 굴절률을 ｎ１이라고 했을 때, 1＜ｎ１＜ｎ２의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈의 형태가 알려져 있는 것도 있다 (특허문헌 5).

특허문헌 1: 특개 2003-163342호 공보(도 2, 도 7 등)

특허문헌 2: 특개 2005-285848호 공보(도 2, 도 3 등)

특허문헌 3: 특개 2001-351997호 공보(도 1 등)

특허문헌 4: 특개 2002-329850호 공보(도 2 등)

특허문헌 5: 특개 2005-316111호 공보(도 1 등)

그러나, 수광부의 위쪽에 투명판을 설치하는 구조인 경우, 투명판과 리브의 접합은 접착제에 의해 서로 달라붙기 때문에, 접착제의 양이 부족하면 접착력이 부족해져 외부로부터의 충격으로 접합강도가 약하고, 장기간 사용하는 동안에 접합이 떨어지는 등, 장기(長期) 신뢰성의 관점에서 문제가 있었다. 반대로, 접착제를 많이 사용하면, 여분의 접착제가 리브에 인접하는 수광부(피(被) 기밀밀봉영역)에 침입하여 광학특성이 나빠지는 경우가 있었다.

이 때문에, 종래의 웨이퍼 레벨 ＣＳＰ는 장기 신뢰성이 낮든가 또는 원료에 대한 제품의 비율이 낮았다. 게다가, 만일 접착제가 적당한 양이었다고 해도, 종래의 웨이퍼 레벨 ＣＳＰ의 고체촬상장치는 원래 외부로부터의 충격에 약하고, 특히 충격에 대한 대책이 마련되어 있지 않았다.

본 발명은 이를 감안한 것으로, 원료에 대한 제품의 비율을 비약적으로 향상시킴과 동시에 디바이스의 장기 신뢰성을 확보할 수 있는 촬상장치 및 그들의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명에 따른 제1 고체촬상장치는, 웨이퍼(1)의 표면부(表面部)에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 있고, 웨이퍼(1) 주변의 도처에 수광부(2)에의 전력공급이나 전기신호의 수수(授受)를 행하는 관통전극(4)이 설치되며, 관통전극(4)의 일단(一端)은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수 광소자에의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되고, 타단(他端)은 이면(裏面)전극(5)을 통해 배선에 접속됨과 동시에 상기 웨이퍼(1)의 표면은, 마이크로 렌즈(3)를 둘러싸도록 사방에 배치한 격벽부로 되는 리브(7)가 설치되고, 리브(7)의 상면에 접착제로 광학글라스 등의 투명판(8)이 부착되며, 상기 리브(7)와 상기 투명판(8)의 접합부에는, 보호틀(10)이 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 보호틀(10)의 내측의 리브(7)와 투명판(8)의 접합부 근방에는, 오목부(11)가 형성되어 있어도 좋다.

이 보호틀(10)은, 광 흡수체(바람직하게는 흑연 등을 혼입한 검은색의 고무 또는 가요성(可撓性) 수지) 등의 촬상소자의 광학성능을 저해하지 않는 그러한 부재로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 알루미늄 등 경금속을 포함하는 금속으로 구성해도 좋다.

본 발명에 따른 제2 고체촬상장치는, 웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 있고, 웨이퍼(1) 주변의 도처에 수광부(2)로의 전력공급이나 전기신호의 수수를 행하는 관통전극(4)이 설치되며, 관통전극(4)의 일단은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자로의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되고, 타단은 이면전극(5)을 통해 배선에 접속됨과 동시에 상기 마이크로 렌즈(3)보다 굴절률이 상대적으로 낮은 투명재료(23)가 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로 렌즈(3)는 통상(通常) 굴절률 약 1.5 정도의 유기(有機) 수지재료를 이용하여 형성되어 있다. 촬상소자의 새로운 소형화나 고성능화나 고신뢰 성을 실현하기 위해서는, 상기 마이크로 렌즈(3)에 무기(無機)재료를 이용하는 것이 더없이 유효하며, 이산화실리콘, 실리콘산질화막, 실리콘나이트라이드막(膜) 그 외의 무기(無機)절연막 또는, 산화티탄, 산화탄탈, 산화지르코늄 등의 무기금속산화막에 의해 구성되어 있어도 좋다. 굴절률에서 대체로 1.5 내지 3.0 정도이다.

상기 투명재료(23)는, 내부에 미세한 구멍(空孔)을 분산시켜 포함하는 열경화성이나 ＵＶ(자외선) 경화성의 투명수지, 이산화실리콘, 포러스실리카막(膜), 유기무기(有機無機) 하이브리드막(膜), 고분자화합물 등의 투광성 저밀도 유전체 막(膜)으로서, 마이크로 렌즈보다 저(低) 굴절률의 것을 적용할 수 있다. 굴절률에서 대체로 1.0 내지 1.4 정도이다.

상기 투명재료(23)는, 복수의 적층막으로 구성되도록 해도 좋다.

본 발명에 따른 제1 고체촬상장치의 제조방법은, 제1 또는 제2 고체촬상장치의 제조방법으로서, 상기 관통전극의 형성에 있어서, 미리 웨이퍼(1)의 이면(裏面)에 반구면(半球面) 형상의 홈(凹)(13)을 등방성(等方性) 에칭에 의해 형성하고, 이 홈의 저부(底部)로부터 웨이퍼 표면의 전극(14)을 향하는 관통구멍(開口)을 드라이 에칭으로 형성하여, 관통전극(4)을 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제2 고체촬상장치의 제조방법은, 제1 또는 제2 고체촬상장치의 제조방법으로서, 상기 관통전극의 형성에 있어서, 미리 웨이퍼(1)의 이면에 지름이 큰 원통형의 홈(凹)(15)을 드라이 에칭으로 형성하고, 이 구멍의 저부로부터 웨이퍼 표면을 향하는 지름이 작은 관통구멍(開口)을 형성하여, 이를 통해 관통전극(4)을 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제3 고체촬상소자의 제조방법은, 제1 또는 제2 고체촬상장치의 제조방법으로서, 상기 관통전극의 형성에 있어서, 촬상소자의 웨이퍼 프로세스(배선(配線)공정을 포함한다. 이하 본 명세서에서 같다)의 범위 내에서, 미리, 웨이퍼(1)의 표면으로부터 트렌치(16)를 형성해, 국소 산화막(17)을 형성하고, 또한 트렌치 내에 전극재료를 매설해 배선(配線)을 형성하여, 전극패드와 접속시켜 두며, 그 후, 이면(裏面)으로부터 상기 트렌치(16) 내의 전극 하단까지 똑같이 기판을 박막화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제4 고체촬상장치의 제조방법은 제1 또는 제2 고체촬상장치의 제조방법으로서, 상기 관통전극의 형성에 있어서, 촬상소자의 웨이퍼 프로세스의 범위 내에서, 미리, 웨이퍼(1)의 표면으로부터 트렌치(16)를 형성해, 국소 산화막(17)을 형성하고, 또한 트렌치 내에 전극재료를 매설해 배선형성하여, 전극패드와 접속시켜 두며, 그 후, 이면으로부터 상기 트렌치(16)에 이르는 홈(凹)을 설치하여 이면 측에서도 관통전극을 형성하여, 접속하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 촬상장치는 구조적으로 외부로부터의 충격에 강하며 디바이스의 장기 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 촬상장치의 제조방법은, 원료에 대한 제품의 비율을 비약적으로 향상시킴과 동시에, 종래보다 제조 코스트를 대폭 내릴 수 있다.

(제1 실시 형태)

- 촬상장치의 기본구성에 대해서 -

도 1은, 본 발명에 따른 촬상장치의 제1 기본구성을 나타낸 구성 단면도이다. 촬상장치는, 촬상소자와 광학소자로 이루어지며, 양자를 접착제 등의 접합수단으로 접합하여 이루어진다. 촬상소자는, 다수의 수광부와 전극이나 배선 및 보호 다이오드 등 촬상기능을 담당하는 반도체장치로 이루어지며, 광학소자는 광학 글라스나 마이크로 렌즈 등으로 이루어진다. 촬상장치는 촬상소자의 상부에 투명판을 접착제로 접합하여 기밀하게 밀봉한 것이다.

도 1에 나타낸 촬상장치는, 웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 이루어진다. 웨이퍼(1) 주변의 도처에는 관통전극(4)이 설치되어, 이를 통해서 수광부(2)에의 전력공급이나 전기신호의 수수(授受)가 행해진다. 관통전극(4)의 일단(一端)은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자에의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되며, 타단(他端)은 이면전극(5)을 통해 배선에 접속된다.n또한, 배선은 예컨대 플렉시블 프린트 배선 기판(6)의 표면에 설치되어, 촬상소자의 구동회로의 일부를 구성하는 것이다.

웨이퍼(1)의 표면은, 마이크로 렌즈(3)를 둘러싸도록 사방에 배치한 격벽부로 되는 리브(7)가 설치되어, 리브(7)의 상면에 접착제로 광학 글라스 등의 투명판(8)이 부착될 수 있다. 이 리브는 차광성이 있는 재료가 이용될 수 있다. 이 투명판(8)과 마이크로 렌즈(3)와의 사이에는 공극(9)이 형성된다. 공극(9)은 마이크로 렌즈(3)의 집광(集光)효과를 높이기 위해 설치되지만, 후술하는 제2 기본구성과 같이, 저(低)굴절률의 투명재료가 공극(9)을 충전하도록 구성해도 좋다. 공 극(9)은 공기가 충전되어 있다고 볼 수도 있지만, 이 경우는, 공기의 굴절률(屈折率)이 1로서, 마이크로 렌즈의 집광효과가 가장 높은 케이스가 된다.

마이크로 렌즈(3)는, 유기재료(수지 등), 또는 무기재료 중 어느 것이라도 좋지만, 집광효과를 높이기 위해서는, 가능한 고(高) 굴절률의 재료가 바람직하다.

제1 실시 형태에서는, 또한, 리브(7)와 투명판(8)의 접합부에, 보호틀(10)이 설치되는 것이 특징이다. 이 장치와 같이 내부에 공극(9)이 존재하면 전체적으로 장치의 기계적 강도나 외부로부터의 충격에 약해지기 쉽다. 보호틀(10)은 촬상장치에의 외부충격을 완화하기 위해 설치되는 것이다. 보호틀(10)의 내측의 리브(7)와 투명판(8)의 접합부 근방에는, 오목부(11)가 형성되어 있어도 좋다. 이것은, 리브(7)의 상면과 투명판(8)은 접착제에 의해 부착될 수 있지만, 오목부(11)는 여분의 접착제를 퇴피(退避)시키는 공간으로서 작용하기 때문이다.

이 보호틀(10)은, 광 흡수체 바람직하게는 흑연 등을 혼입한 검은색의 고무 또는 가요성 수지 등의 촬상소자의 광학성능을 저해하지 않는 그러한 부재로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 알루미늄 등 경금속을 포함하는 금속으로 구성해도 좋다. 금속으로 구성했을 경우에는 밀봉수지(封止樹脂)의 나빠짐을 더욱 방지하여, 신뢰성의 대폭적인 향상을 꾀할 수 있다.

- 촬상장치의 변형 예에 대해서 -

도 8은, 본 발명에 따른 촬상장치의 변형예를 나타낸 구성 단면도이다. 촬상장치는, 촬상소자와 광학소자로 이루어지며, 통상은 양자를 접착제 등의 접합수 단으로 접합하여 이루어진다. 촬상소자는, 다수의 수광부와 전극이나 배선 및 보호 다이오드 등 촬상기능을 담당하는 반도체장치로 이루어지며, 광학소자는 광학 글라스나 마이크로 렌즈 등으로 이루어진다. 촬상장치는 촬상소자의 상부에 투명판을 접착제로 접합하여 기밀하게 밀봉한 것이다.

도 8에 나타낸 촬상장치는, 웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 이루어지다. 웨이퍼(1) 주변의 도처에는 관통전극(4)이 설치되어, 이를 통해서 수광부(2)에의 전력공급이나 전기신호의 수수가 행해진다. 관통전극(4)의 일단은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자에의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되며, 타단은 이면전극(5)을 통해 플렉시블·프린트 배선 기판(6)의 표면에 설치된 배선(配線)에 접속된다.

웨이퍼(1)의 표면은, 마이크로 렌즈(3)를 둘러싸도록 사방에 배치한 격벽부로 되는 리브(7)가 설치되어, 필요에 따라 리브(7)의 상면에 접착제로 광학 글라스 등의 투명판(8)이 부착될 수 있다. 이 투명판(8)과 마이크로 렌즈(3)와의 사이에는 마이크로 렌즈보다 상대적으로 저(低)굴절률의 투명재료(23)가 형성된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 리브는 없어도 좋다.

집광효과는 투명재료(23)의 굴절률(ｎ_１)에 대한 마이크로 렌즈(3)의 굴절률(ｎ_２)의 비(ｎ_２／ｎ_１)로 결정되며, 이 값이 클수록 고효율이 된다. 이 때문에, 마이크로 렌즈(3)는, 유기재료(수지 등), 또는 무기재료 중 어느 것이라도 좋지만, 집광효과를 높이기 위해서는, 가능한 한 고(高)굴절률의 재료가 바람직하다.

무기재료로 구성하는 경우는 예컨대 이산화실리콘(ＳｉＯ_２, 굴절률 약 1.5∼1.6), 실리콘산질화막(膜)(ＳｉＯＮ, 굴절률 약 1.8), 실리콘나이트라이드막(膜) (ＳｉＮ, 굴절률 약 2.0) 등의 무기절연막을 적용할 수 있다.

마이크로 렌즈에 적용할 수 있는 그 밖의 재료로서 들 수 있는 것은, 산화티탄(ＴｉＯ_２, 굴절률; 루틸 약 2.61∼2.90, 아나타제 약 2.45∼2.55), 산화탄탈(예컨대 ＴａＯ_２, Ｔａ_２Ｏ_５), 산화지르코늄(ＺｒＯ_２) 등의 무기(無機)금속산화막(膜)이다. 종래, 마이크로 렌즈는 열 용융 포지티브 레지스트나 고굴절률 폴리이미드 수지 등 비교적 굴절률이 작은 유기재료가 이용되고 있었지만, 이와 같이 굴절률의 값이 예컨대 2를 넘는 그러한, 고굴절률 재료로 마이크로 렌즈를 형성하면 투명재료(3)의 선택범위가 더욱 넓어져, 굴절률이 더 높은 재료라도 사용 가능하게 된다.

한편, 투명재료(23)는 마이크로 렌즈(3)보다 저(低)굴절률의 재료가 선택된다. 구체적으로는, 예컨대, 내부에 미세한 구멍(空孔)을 분산시켜 포함하는 열경화성의 투명수지나 ＵＶ경화성의 투명수지를 이용하는 것이 바람직하다. 여기에는, 통상의 스핀코트 법으로 두께 수㎛로 유지하고, 웨이퍼(개편화 전의 웨이퍼) 전면에 거의 균일하게 되도록 도포형성하여, 비교적 저온의 열경화처리에 의해 구멍이 팽창한 채 경화함으로써, 실질적으로 굴절률이 이론상은 1.0 내지 1.5 미만 (실제로는 굴절률 1.1 내지 1.4 정도)의 범위인 균질한 투명수지를 형성할 수 있다. 이 저(低)굴절률 수지를 이용하면, 마이크로 렌즈의 집광효과를 거의 손상하지 않고 고감도(高感度)를 유지할 수 있다.

또한, 저굴절률 투명재료(23)로서 실용적으로는, 수광부 위를 덮는 이산화실리콘(ＳｉＯ_２) 또는 마이크로 렌즈(3)의 재료의 굴절률보다 낮은 굴절률의, 예컨대 고집적도 반도체 집적회로장치(ＬＳＩ)에서 이용되는 다층(多層)배선의 층간 절연막과 같은, 더 낮은 유전율(誘電率)의 저밀도 유전체 또는 고분자 화합물 등의 점성체로서 투광성인 것이 이용될 수 있는 것은 물론이며, 이 외에, 이 저굴절률 투명재료(23) 위에 경질(硬質) 투명수지 등에 의한 보호층을 구비한 경우에도, 각(各) 층 사이의 굴절률 차이로 인한 광학특성 손실은 무시할 수 있는 정도의 미소한 것이다.

그외, 적용가능한 투명재료(23)로서는, 이산화실리콘(ＳｉＯ_２), 포러스실리카막(膜), 유기무기 하이브리드막, 고분자 화합물 등의 투광성 저밀도 유전체 막이며, 마이크로 렌즈보다 상대적으로 저굴절률의 것인 것이 필요하다.

투명재료(23)로 굴절률이 더 높은 무기재료를 사용하는 경우에는, 내습성(耐濕性), 내구성이 높은 막(예컨대, ＳｉＮ막, 또는 ＳｉＮ-ＳｉＯＮ복합막 등)을 이용할 수 있다. 그 경우, 이들의 막 위에 적층하고, 또한 도포 글라스(스핀 온 글라스;ＳＯＧ)층, 및, 필요에 따라 적외선 커트 막(膜)(ＩＲ 커트 막)을 형성하는 것도 가능하다. 이들은, 마이크로 렌즈에, 종래 상정하고 있었던 더 높은 굴절률의 재료를 적용한 것에 의해 처음으로 가능해 진 것이라고 할 수 있다. 그리고, 이들의 절연막은, 모두 기존의 반도체 제조기술을 그대로 이용할 수 있는 점에서 실현가능성이 크고, 또한 그 효과도 크다.

게다가, 이와 같이 투명재료(23)를 복수의 적층 막으로 구성하고, 최상층을 ＳＯＧ막으로 피복하면, 이것이 등가(等價)적으로 투명판으로서의 역할도 다하게 되어, 투명판(8)(나아가서는 투명판(8)을 접착제로 접합하는 공정)을 생략할 수 있다. 이 경우, 바로 아래에 저굴절률의 투명수지를 가지기 때문에 상층(上層)의 보호층의 굴절률의 높고 낮음은 문제가 되지 않는다. 또한, 적정화된 스핀코트 법으로 형성한 저굴절률 투명수지 또는 경질 투명수지의 두께에 웨이퍼의 중앙과 주변에 대해 다소의 두께 편차가 있었다고 해도, ＣＳＰ가 되었던 칩 단위에서는 대체로 실용상의 균일성이 유지되어, 수광성능의 지장은 일어나지 않는다. 또한, 투명판을 생략하는 경우는 투명재료의 최상층 표면의 평탄성이 일정 정도 이상인 것이 필요하다.

결국, 이 형태에서는, 제1 실시 형태에서의 공극 부분에 저굴절률의 투명재료(23)가 충전되어 있기 때문에, 본래적으로 기계적 강도가 크다. 그 때문에, 리브(7)와 투명판(8)의 접합부에, 반드시 보호틀(10)을 설치할 필요는 없다. 물론, 보호틀을 설치한 경우에는 더욱 기계적 강도가 커지게 된다. 또한, 마이크로 렌즈(3)의 위에 설치되는 투명재료(23)의 막 두께는 광학특성을 고려하여 적정하게 설계된다.

특히, 고굴절률 무기재료를 마이크로 렌즈에 이용하여 투명재료(23) 및 그 위에 또한, ＳＯＧ막이나 플라즈마 ＣＶＤ막을 예컨대 500㎚이상, 바람직하게는 1㎛정도이상 형성함으로써, 칩 표면에 상처를 주지 않아서, 글라스를 붙일 필요가 없어져, 촬상소자의 대폭적인 저코스트화나 고성능화에 기여한다. 또한 이 구조는 반드시, 관통전극을 필요로 하지 않는 통상의 촬상소자에도 이용할 수 있다.

(제2 실시 형태)

- 촬상장치의 제조방법에 대해서 -

먼저, 관통전극의 형성방법에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 촬상장치는 웨이퍼 레벨 ＣＳＰ로 형성되는 것을 특징으로 하지만, 그 중에서도, 관통전극의 형성공정이 특히 중요하다. 웨이퍼를 관통하는 전극을 형성하기 쉽도록 하기 위해, 이면(裏面)에서부터 연마하여 박막화하는 방법이 제안되어 있지만(예컨대 특허문헌 6: ＷＯ2004/059740), 공정이 복잡화하고, 또한 연마 후의 가공공정에서 얇은 웨이퍼의 핸들링에 의해, 웨이퍼의 파손이나 결정(結晶) 결함의 도입을 일으키기가 쉽기 때문에, 공정의 개선이 요망된다. 본 발명에서는, 이면(裏面) 연마공정을 필요로 하지 않든가, 또는 일련의 공정의 최후에 연마나 에칭을 함으로써, 상술한 문제를 해결하는 새로운 방법을 제안한다.

도 2(a) 및 (b)는, 모두 관통전극의 형성공정을 나타내는 공정 단면도의 일 예이며, 형성방법의 차이에 의해 관통전극의 형상은 약간 다르다.

도 2(a)는, 웨트 에칭(등방성 에칭)과 드라이 에칭(이방성 에칭)을 조합시켜, 웨이퍼의 이면 연마공정이 불필요한 관통전극 형성방법의 일 예이다. 관통전극의 형성에 있어서, 미리 웨이퍼(1)의 이면에 반구면 형상의 홈(凹)(13)을 웨트 에칭에 의해 형성하고, 이 홈의 저부(底部)로부터 웨이퍼 표면의 전극(14)을 향하는 관통공(開口)을 드라이 에칭에 의해 형성하여, 관통전극(4)을 설치한다.

이 반구면 형상의 홈(凹)(13) 및 관통공(開口)의 형성은, 각각, 등방성 에칭과 이방성(異方性) 에칭을 조합시켜 실시해도 좋다. 지름이 작고 깊이가 얕은 홈(13)이라면 단시간에 에칭이 가능해져, 양호한 형상을 용이하게 형성할 수 있기 때문이다. 또한, 반구면(半球面) 형상의 홈(凹)(13)을 설치함으로써 홈 안을 페이스트형 절연체와 페이스트형 도체에 의해, 간단하게 저코스트로 인출용 전극을 형성하고, 또는 범프로 형성된 볼형 도체를 통한 플렉시블·프린트 배선기판(6) 면의 배선과의 전기적 접속이 확실, 용이하게 된다

도 2(b)는, 웨이퍼의 박막화 처리를 필요로 하지 않는 다른 예의 관통전극의 형성공정 단면도이다. 관통전극의 형성에 있어서, 미리 웨이퍼(1)의 이면에 지름이 큰 원통형의 홈(凹)(15)을 드라이 에칭으로 형성하고, 이 홈의 저부로부터 웨이퍼 표면을 향하는 지름이 작은 관통공(開口)을 형성하여, 이를 통해 관통전극(4)을 설치한 것이므로, 지름이 큰 원통형의 홈(凹)(15) 및 지름이 작은 관통공(開口)은 모두 선택적 이방성 에칭인 드라이 에칭으로 형성가능하다. 이 홈(凹)(15)의 기능은 도 2(a)의 홈(凹)(13)의 경우와 마찬가지이다.

도 3은, 본 발명에 따른 또 다른 예의 관통전극의 형성공정 단면도이며, 관통전극의 형성에 있어서, 촬상소자의 웨이퍼 프로세스의 범위 내에서, 미리, 웨이퍼(1)의 표면으로부터 트렌치(16)를 형성하여, 국소 산화막(17)을, 예컨대 ＬＯＣＯＳ공정이나 또는 통상의 절연막 형성공정(예컨대 고온 열 산화법이나 ＣＶＤ법에 의한 산화막 형성공정이나 화학적 산화막 형성공정, 또는 그들을 조합시킨 공정 등)으로 형성하고, 또한 트렌치 내에 전극재료를 매설해 배선형성하여, 전극패드와 접속해 둔다. 그 후, 도 2(a) 또는 (b)에 나타낸 방법으로 이면에서부터 홈(凹)을 설치하고 이면 측에서도 관통전극을 형성하여, 접속한다. 또한, 이것을 대신해서, 이면에서부터 점선(18)까지의 전면(全面) 에칭하여, 또는 점선(19)까지의 등방성 에칭에 의한 그릇 형상의 홈(凹)을 형성하여, 전극패드와 전기적으로 접속해도 좋다.

또는, ＣＳＰ형성의 전(全) 공정이 종료한 후에, 관통전극이 노출할 때까지 이면을 연마하는 것도 가능하다.

이와 같이, 트렌치 형성공정 및 ＬＯＣＯＳ공정 또는 통상의 절연막 형성공정을 이용하면, 이들 공정을 촬상소자의 형성공정, 즉 고온확산공정의 전(前) 공정에서 행함으로써, 드라이 에칭 데미지나 결정 결함의 발생이 대폭 억제되어, 특히 ＣＣＤ나 ＣＭＯＳ센서와 같은 데미지나 결함에 극히 민감한 촬상소자에서의 암(暗)전류성능의 나빠짐이나 백상(白傷)발생이 일어나지 않든가, 또는 현저하게 줄어들 수 있는 점에서, 이면으로부터의 연마나 드라이 에칭을 이용하여 관통전극을 한번에 형성하는 경우에 비교해서, 훨씬 합리적이다.

이 경우, 미리, 점선(18)까지의 관통전극의 도전층(導電層)은, 예컨대 ＣＣＤ나 ＭＯＳＬＳＩ에서의 게이트 전극으로 이용되는 도핑된 다결정 실리콘층(폴리실리콘층), 또는, 텅스텐(Ｗ)층이나 텅스텐/실리사이드(Ｗ/Ｓｉ)층을 이용할 수 있다. 여기에는, 예컨대 감압ＣＶＤ법이나 플라즈마ＣＶＤ법을 적용할 수 있다.

또한, 관통전극(4)을 형성하는 위치는, 통상은, 촬상소자 영역의 외측에 설치되는 배선의 전극패드부(部)가 적당하다. 이렇게 하면, 관통공의 종점(終點)검출 에 웨이퍼 표면측에 설치된 알루미늄 합금 등의 전극패드를 이용할 수 있기 때문이다. 그러나, 촬상소자가 인터라인 전하결합소자(ＣＣＤ)인 경우에는, 이 전극패드의 위치에 관통전극을 설치할 수 없다. 왜냐하면 ｎ형 웨이퍼의 표면부에 형성한 ｐ형 웰 내에 ＣＣＤ영역이나 신호(信號) 전하(電荷)검출부가 형성되고, 또한 전극패드의 바로 아래나 주변에 보호 다이오드용의 ｐ형 영역이 설치되기 때문이다. 그런데, 전극패드 및 관통전극에 인가되는 전압(전기신호)에 따라서는 ｎ형 기판과 보호 다이오드용의 ｐ형 영역과의 사이의 리크 전류를 생기게 하는 등, 보호 다이오드의 기능이 손상되어, ＣＣＤ전극에의 전압인가의 기능이나 신호 전하검출 기능이 손상되는 경우가 있다. 이 경우에는 보호 다이오드용의 ｐ형 영역에서 벗어난 위치에 전극을 연장 내지는 확대하여 설치하며, 이 전극(電極) 연장부에 관통전극의 두부(頭部)를 접촉시키는 구조, 즉, 이 관통전극을 웨이퍼와 동일(同一) 도전형(導電型)의 ｎ형 영역에 형성하면 좋다.

또는, 패드 전극의 바로 아래나 주변의 보호 다이오드용의 영역을, 고리형(環狀) 또는 복수(複數)로 분할한 구조로 하여, 관통전극을 그 환상의 내측 또는 복수로 분할된 내측의 보호 다이오드용의 영역이 없는 웨이퍼 영역에 형성할 수도 있다. 이로 인해, 관통전극을 전극패드 바로 아래에 형성하여, 관통전극과 전극패드를 직접 콘택트할 수 있다. 이들의 구조에 의해, 리크 전류의 발생 없이, 관통전극의 기능을 최대한으로 발휘할 수 있다.

또한, ＣＣＤ의 신호출력부의 출력패드에 관통전극을 이용하는 경우는, 금속세선(細線)접속(와이어 본드)에 의한 결선(結線)(인출선)을 이용한 경우에 비교해 서, 배선(配線)용량을 줄일 수 있으므로, 출력부의 고감도화, 저노이즈화가 가능하게 됨에 더하여, 웨이퍼와 동일 도전형 영역에 형성함으로써, 소형화에 따라 증대하는 외부회로로부터의 방사 노이즈의 쉴드효과를 가지는 것이 가능해져, 정밀도가 높은 안정한 디바이스 특성을 실현할 수 있다.

이상에서 설명한 전극의 형성까지의 웨이퍼의 처리공정은, 통상의 반도체 장치의 제조 프로세스를 이용할 수 있다. 즉, 매설 전극형성을 위한 트렌치의 형성, 그 트렌치 내면에의 절연막의 형성을, 표면에 촬상소자가 형성되기 전의 웨이퍼 표면에 행하고, 또한 그 트렌치 내에의 매설 전극의 형성이나 웨이퍼 이면의 연마 및 소정 배선용 전극의 형성 등은, 각각, 통상의 웨이퍼의 처리공정으로서, 반도체 프로세스에서 총칭되는 확산공정의 도중에 실시한다. 그리고, 이 확산공정을 거친 웨이퍼에 대해, 리브의 형성, 마이크로 렌즈의 형성 및 투명판의 부착 등의 촬상장치에 고유한 제조공정(광학소자의 형성)을 실시한다. 최후에, 웨이퍼를 다이싱하여 개편화(個片化)함으로써 촬상장치가 완성된다. 여기서, 다이싱 공정에 대해 설명한다.

도 4는, 본 발명에 따른 촬상장치 하나하나를 다이싱에 의해 개편화하기 전의 상태를 나타낸 웨이퍼 평면도이며, 도 1에서 설명한 촬상장치(칩)는, 리브(7) 및 웨이퍼의 스크라이브라인(20)으로 둘러싸인 부분에 대응한다. 개편화할 때는, 스크라이브라인(20)에 따라, 투명판(8)(도 4에서는 도시하지 않음), 리브(7) 및 웨이퍼(1)를 일체적으로 다이싱한다. 웨이퍼 중의, 각 촬상소자의 간격은, 통상, 80∼150㎛정도 확보되어 있어, 이 영역을 스크라이브라인으로 설정한다. 스크라이브 라인(20)은 그의 대체로 중앙에 설치되어 있다. 리브(7)는 스크라이브라인(20)의 양측에 100∼300㎛의 넓이로 폭 200∼600㎛로 설치된다. 이와 같이 구성하면, 칩의 주위에 리브(7)가 충분히 확보된다.

도 5는, 본 발명에 따른 촬상장치의 다이싱 공정을 나타내는 개요 단면도이다. 스크라이브라인(20)은 리브(7)에 설치되어 있어, 회전하는 블레이드(100)를 스크라이브라인(20)에 따라 이동시키면서 절단한다. 리브(7)는 투명판(8)의 표면에 보호막(22)을 형성한 후, 투명판(8), 리브(7) 및 웨이퍼(1)를 순차, 스크라이브라인(20)에 따라 커팅하여 개별적인 칩으로 개편화해 간다. 이 커팅 때에, 투명판(8)의 표면모서리의 모따기를 동시에 행함으로써, 모따기의 저코스트화를 꾀하고, 글라스의 치핑을 없게 함과 동시에, 도 1에 나타낸 보호틀(10)의 장착작업의 효율을 향상시킬 수 있다. 보호막(22)은 개편화 후에 제거한다.

도 6은, 본 발명에 따른 촬상장치에 있어서, 다른 종류의 리브(7)의 구조를 나타낸 구조 단면도이다. 이 리브(7)의 구조는, 전체가 3층(71, 72, 73)으로 이루어지며, 그 중, 최하층(71)은 전극을 손상 없게 덮고, 중간층(72)은 측면에 경사를 갖게 하며, 최상층(73)은 투명판(8)과의 접착성을 향상시키는 구조로 한 것이다. 이에 의해 리브(7)가, 상기 공극 면에 있어서 웨이퍼 면 측으로부터 전방(前方)으로 넓어지는 깔때기 형상의 경사면에 형성됨으로써, 디바이스의 광학적 특성의 향상 및 장기 안정성이 향상한다. 또한, 리브(7)는, 촬상소자의 면과 투명판(8)과의 사이에 공극(9)(이후에 투명재료(23)로 충전되는 경우도 있다)을 형성함과 동시에, 공극 내에서의 광학 반사를 경감하는 광 흡수재(차광성 재료)로서 작용하기 때문 에, 웨이퍼 및 투명판의 열 팽창률이 꼭 들어맞는 것인 것이 바람직하다. 예컨대, 흑연이나 알루미나, 산화티탄, 또는 글라스 섬유 등의 필러를 수지에 충전하여 이용함으로써 실현된다.

도 7은, 본 발명에 따른 촬상장치의 다이싱 공정의 다른 예를 나타내는 개요 단면도이다. 이 공정 단면도에 나타내는 바와 같이, 두께가 다른 블레이드(2) 2장을 이용해서 2 단계의 커팅을 행하여, 리브(7)의 측면에 테이퍼를 형성해도 좋다. 즉, 먼저 두꺼운 블레이드(102)로 중단(中段)까지 진행하고, 이어서 얇은 블레이드(101)(도시하지 않음)로 종단(終段)까지 커팅한다. 이에 의해, 다이싱 공정의 작업성이 향상하고, 게다가, 개편화(個片化)한 촬상장치의 주위에 설치하는 보호틀의 접착면적을 증대시켜, 도 1에서 나타낸 바와 같은, 보호틀(10)의 내면에 오목부(11)를 설치하지 않아도, 제품의 보호 안정성을 높일 수 있다.

테이퍼의 형성방법은 상술한 2단계 커팅에 한하지 않고, 다른 방법이라도 좋다. 예컨대, 다이싱 커트에 레이저를 이용할 수도 있다. 이 경우, 웨이퍼와 글라스 판(板)의 커트 면이 레이저로 용융됨으로써 평활화되어, 밀봉(封止) 면에서의 광학적 신뢰성이 더욱 향상한다.

보호틀의 형성은, 스크라이브 공정에 있어서 칩을 개편화를 종료하기 전의 소위 하프 커트의 상태에서, 스크린 인쇄법이나 잉크 젯 인쇄법 등을 이용하여, 예컨대 흑색 페이스트형 수지를 웨이퍼에 일체적으로 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 보호틀의 박막화와 고정밀도화와 코스트의 더 많은 절감이 가능하게 된다.

또한, 투명판(8)을 설치하는 대신에 상기의 ＳＯＧ층으로 피복한 때는, 리브 가 형성되어 있지 않기 때문에, 차광층을 형성할 수 없다. 그래서, 스크라이브라인에 따라 측면 부분에, 고체촬상소자의 광학성능을 저해하지 않는 그러한 광이나 자외광(紫外光) 흡수체 바람직하게는 흑연이나 등을 혼입한 검은색의 고무 또는 가요성 수지 또는 알루미늄과 같은 금속 증착층을 이용하여, 차광층을 형성해도 좋다. 또한, 이 차광층은 스크라이브 공정 후에 칩 측면에 형성해도 좋다. 이에 의해, 리브(및 보호틀)의 형성을 생략하는 것도 가능하게 되어, 저코스트화와 제조효율의 더 많은 향상을 꾀할 수 있다.

- 제3 실시 형태 -

도 9는, 본 발명에 따른 촬상장치의 다른 실시예를 나타내는 개략 구성도이다. 이 촬상장치는, 도 1의 경우와 마찬가지로, 칩의 웨이퍼(1)의 표면부에 수광부(2) 및 각(各) 수광소자에 대응시켜 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 있다. 웨이퍼(1)에는 주변의 도처에, 적당히, 관통전극(4)이 설치되어, 수광부(2)에의 전력공급이나 전기신호의 수수에 이용될 수 있다. 이 촬상장치는, 도 1이나 도 8과 비교하면, 리브가 존재하지 않고, 또한 투명판(8)의 형상이 다르게 되어 있다. 즉, 투명판(8)은 그 내면측에 각(各) 수광부(2) 및 마이크로 렌즈(3)를 덮는 요부(凹部)(24)를 구비하며, 이 요부(24)의 가운데에 공극(9)이 형성된 구조이다. 또한 도면 중의 화살표 및 점선은, 블레이드에 의한 절단위치 및 절단방향을 나타내고 있다.

투명판(8)에 요부(24)를 형성하는 데에는, 화학 에칭 또는 열 성형가공으로 가능하며, 요부(24)의 형상은, 깊이가 수㎛∼수백㎛정도로서 저면(底面)을 이 투명판(8)의 표면, 즉 글라스 등의 투명판의 표면과 소정의 평행도(平行度)를 가지면 좋다. 또한, 이 투명판(8)의 저면의 형상을 기본적으로는 요(凹) 내지는 렌즈 형상의 구조로 함으로써, 고체촬상소자의 소형화에 따라, 실용적으로 엄격해지는 마이크로 렌즈의 사출눈동자(射出瞳) 대책에 극히 유효하게 된다.

광학 글라스 등의 투명판(8)의 내면측의 비(非) 요부(凹部), 즉 요부(24) 이외의 면은, 웨이퍼(1)의 소정 영역의 표면에 접착제를 통해 접촉해서 이 부분을 밀봉부로 하여, 또한 스크라이브 라인으로서도 이용할 수 있다.

이 실시 형태는 리브의 형성공정이 없기 때문에, 공정의 간소화, 저코스트화, 품질의 안정적인 향상이 쉽게 이루어진다. 또한, 보호틀을 설치할 때는, 도 1에 나타낸 바와 같은 오목부(11)를 설치할 필요가 없게 또는 검은색 도료 등의 부착층으로 실현할 수도 있다.

또한, 이 경우도, 칩의 웨이퍼(1)의 표면부에 수광부(2)의 형성, 각(各) 수광부에 대응시킨 마이크로 렌즈(3)의 형성, 관통전극(4)의 형성, 또는 ＣＳＰ구조로 하기 위한 스크라이브 공정, 투명판(8)의 표면모서리의 모따기 작업, 또는 보호틀의 설치 등에 대해서는 상술한 구조나 제조방법을 적용하는 것이 가능하다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 고체촬상장치의 일 예를 나타내고 있으며, 장치 전체의 단면도 및 평면도를 간단하게 나타낸 것이다. 이 촬상장치는, 촬상소자의 칩(1)을 둘러싸는 후드형의 보호틀(25)을 설치하고, 그 외에 예를 들면 백색 발광 다이오드(ＬＥＤ) 등의 전광광원(26)을 배치하며, 게다가, 플렉시블 배선 기판의 다른 면에는, 신호변환회로 예컨대 Ａ／Ｄ 컨버터나 ＤＳＰ 등을 가지는 고집적 회로장치(ＬＳＩ)(27), 또는 버튼형 전지(電池) 등의 전원이나 제어장치도 장착하고 있다.

후드형 보호틀(25)은, 촬상소자 칩(1)에서 후드 개구각(開口角) 내의 피(被) 관찰체로부터의 방사광(반사광을 포함한다)이 들어가지 않도록, 백색 발광 다이오드 등의 전광광원(26)으로부터의 직사광이 차단될 수 있는 구조이면 좋다. 이 후드형 보호틀(25)이 실시예 1의 보호틀과 다른 것은, 배선 기판상 등에 백색 발광 다이오드 등의 전광광원(26) 등의 광원을 가지므로, 이 종류의 광원으로부터의 직사광이 ＣＣＤ 등의 수광 감도를 저하시키지 않는 그러한 구조로 선정되어 있는 것이다.

이 종류의 장치는, 어두운 곳(暗部)에서의 감시 카메라 등, 소형의, 소위 캡슐 등의 기밀구조 패키지에 적용할 수 있다.

이상으로, 본 발명을 실시예의 촬상장치에 의해 상세하게 설명했지만, 마이크로 렌즈 아래에 컬러 필터를 구비하면 컬러 촬상장치라고 하는 것도 당연 가능하다. 또한, ＣＣＤ를 예로 했지만, ＣＭＯＳ나 ＭＯＳ형 촬상장치에도 적용할 수 있다. 또한, 타이밍 제네레이터나 ＡＤ 컨버터나 ＤＳＰ를 일체 형성한 촬상장치에도 적용가능하다. 투명판으로서, 플라스틱 등의 투명수지 기판을 이용해도 좋다. 또한, 투명판 위에 반사(反射) 방지막이나 적외(赤外) 커트 필터를 형성해도 좋다. 본 발명에 의하면, 촬상장치의 ＣＳＰ화에 있어서, 성능을 나빠지게 하는 일없이, 고품질로 높은 안정성 및 원료에 대한 높은 제품 비율이 실현 가능한 촬상장치 및 그들의 제조방법을 실현할 수 있다.

본 발명은, 촬상장치 및 그 제조방법에 있어서, 웨이퍼에 형성한 촬상소자(디바이스)를 칩 그대로 개별적으로 밀봉하고, 그것을 다이 커트기술로 단일(單一)의 칩으로 분리한 ＣＳＰ구조를 실현한 것이며, 이것을 이용한 센서는, 비디오 카메라나 디지털 카메라나 휴대용 카메라 등의 영상기기의 더 작은 사이즈의 경소화(輕小化)에 불가결해서, 그 소형화, 박형화와 함께, 조립 정밀도를 향상시키는 경우, 품질을 안정하게 유지할 수 있다.

그리고, 이 종류의 소형의 촬상센서는, 의료용 기기의 캡슐구조에 최적으로 이용하는 것을 우선으로 하여, 영상, 화상처리 기능을 가지는 여러 종류의 기기, 장치의 분야에서 광범위하게 이용할 수 있다.

또한, 본 발명은, 각 실시예의 촬상장치에 한하지 않고, 단지 수광기능 소자를 갖는, 반도체에 의한 수광장치에도 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 촬상장치의 제1 기본구성을 나타낸 구성 단면도이다.

도 2(a) 및 (b)는, 모두 관통전극의 형성공정을 나타낸 공정 단면도의 일 예이다.

도 3은 본 발명에 따른 다른 예의 관통전극의 형성공정 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 촬상장치 하나하나를 다이싱에 의해 개편화(個片化) 하기 전의 상태를 나타낸 웨이퍼 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 촬상장치의 다이싱 공정을 나타낸 개요(槪要) 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 촬상장치에 있어서, 다른 종류의 리브(7)의 구조를 나타낸 구조 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 촬상장치의 다이싱 공정의 다른 예를 나타낸 개요 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 촬상장치의 변형 예를 나타낸 구성 단면도이다.

도 9는 본 발명에 따른 촬상장치의 다른 실시예를 나타낸 개략 구성도이다.

도 10은 본 발명에 따른 고체촬상장치의 일 예를 나타내고 있으며, 장치 전체의 단면도를 간단하게 나타낸 것이다.

도 11은 본 발명에 따른 고체촬상장치의 일 예를 나타내고 있으며, 장치 전체의 평면도를 간단하게 나타낸 것이다.

[부호의 설명]

1 웨이퍼

2 수광부

3 마이크로 렌즈

4 관통전극

5 이면전극

6 플렉시블·프린트 기판

7 리브

8 투명판

9 공극(空隙)

10 보호틀

11 오목부

12 보호막

13 홈(凹)

14 웨이퍼 표면의 전극

15 홈(凹)

16 트렌치

17 국소 산화막

20 스크라이브라인

22 보호막

23 저(低) 굴절률 투명재료

24 요부(凹部)

25 후드형 보호틀

26 전광광원(全光光源)

27 고집적회로장치(ＬＳＩ)

28 보호층

Claims

웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 이루어지며, 상기 웨이퍼(1) 주변의 도처에 수광부(2)로의 전력공급이나 전기신호의 수수를 행하는 관통전극(4)이 설치되고, 관통전극(4)의 일단은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자로의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되고, 타단은 이면전극(5)을 통해서 배선에 접속되고, 상기 수광부의 위쪽에 투명판(8)이 설치된 구조를 구비하는 다수의 고체촬상장치를 웨이퍼 레벨로 형성하고, 상기 웨이퍼를 상기 투명판과 함께 다이싱하여 개편(個片)화된 고체촬상장치로서,

상기 웨이퍼(1)의 표면은 상기 마이크로 렌즈(3)보다도 굴절률이 상대적으로 낮은 투명재료(23)가 설치되고,

상기 다이싱에 의해 얻어지는 사방의 측단면(側端面)전체에 상기 투명판과 상기 웨이퍼의 측단면을 보호하는 차광층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
청구항 1에 있어서,

상기 마이크로 렌즈(3)는, 유기재료 또는, 이산화실리콘막, 실리콘산 질화막 및 실리콘나이트라이드막(膜)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기절연막 또는, 산화티탄, 산화탄탈 및 산화지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기금속산화막에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
청구항 1 또는 2에 있어서,

상기 투명재료(23)는, 내부에 미세한 구멍(空孔)을 분산하여 포함하는 열경화성의 투명수지, 이산화실리콘, 포러스실리카막, 유기무기 하이브리드막 및 고분자 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 투광성 저밀도 유전체 막이며, 마이크 로 렌즈보다도 저굴절률인 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
청구항 3에 있어서,

상기 투명재료(23)는, 복수의 적층막(膜)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.
웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 이루어지며, 상기 웨이퍼(1) 주변의 도처에 수광부(2)로의 전력공급이나 전기신호의 수수를 행하는 관통전극(4)이 설치되고, 관통전극(4)의 일단은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자로의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되고, 타단은 이면전극(5)을 통해서 배선에 접속됨과 동시에 상기 웨이퍼(1)의 표면은, 상기 마이크로렌즈(3) 보다도 굴절률이 상대적으로 낮은 투명재료가 설치되어 이루어지는 고체촬상장치의 제조방법으로서,

상기 관통전극(4)의 형성에 있어서,

미리 웨이퍼(1)의 이면에 반구면 형상의 홈(凹)(13)을 등방성 에칭에 의해 형성하고,

이 홈의 저부(底部)로부터 웨이퍼 표면의 전극(14)을 향하는 관통공(開口)을 드라이 에칭에 의해 형성하여, 관통전극(4)을 설치하는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 제조 방법.
웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 이루어지며, 상기 웨이퍼(1) 주변의 도처에 수광부(2)로의 전력공급이나 전기신호의 수수를 행하는 관통전극(4)이 설치되고, 관통전극(4)의 일단은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자로의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되고, 타단은 이면전극(5)을 통해서 배선에 접속됨과 동시에 상기 웨이퍼(1)의 표면은, 상기 마이크로렌즈(3) 보다도 굴절률이 상대적으로 낮은 투명재료가 설치되어 이루어지는 고체촬상장치의 제조방법으로서,

상기 관통 전극(4)의 형성에 있어서,

미리 웨이퍼(1)의 이면에 지름이 큰 통형상의 홈(凹)(15)을 드라이 에칭으로 형성하고,

이 홈의 저부로부터 웨이퍼 표면을 향하는 지름이 작은 관통공을 형성하여, 이것을 통해서 관통전극(4)을 설치하는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 제조 방법.
웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 이루어지며, 상기 웨이퍼(1) 주변의 도처에 수광부(2)로의 전력공급이나 전기신호의 수수를 행하는 관통전극(4)이 설치되고, 관통전극(4)의 일단은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자로의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되고, 타단은 이면전극(5)을 통해서 배선에 접속됨과 동시에 상기 웨이퍼(1)의 표면은, 상기 마이크로렌즈(3) 보다도 굴절률이 상대적으로 낮은 투명재료가 설치되어 이루어지는 고체촬상장치의 제조방법으로서,

표면에 촬상소자를 형성하기 위한 확산공정을 행하기 전 또는 도중에 상기 웨이퍼(1) 표면에, 상기 관통전극(4)을 형성하기 위한 트렌치(16)를 형성하고,

다음에, 상기 트렌치(16)가 형성된 상기 웨이퍼(1)에 대하여, 상기 확산공정을 실시하여 상기 웨이퍼(1)에 촬상소자와 관통전극(4)을 형성하고,

다음에, 상기 확산공정을 거친 웨이퍼(1)에 대하여, 리브(7) 및 마이크로 렌즈(3)의 형성 및 투명판(8)의 형성을 행하고,

다음에, 상기 웨이퍼(1)를 다이싱하여 개편화하는 공정을 포함하고,

상기 관통 전극(4)의 형성에 있어서, 촬상소자의 웨이퍼 프로세스의 범위 내에서, 미리, 웨이퍼(1)의 표면으로부터, 내면전체에 걸쳐 국소산화막(17)이 형성된 상기 트렌치(16)를 형성하고,

또한 상기 트렌치(16) 내에 전극재료를 매설해 배선형성하여, 전극패드와 접속해 두며, 그 후, 이면으로부터 상기 트렌치(16) 내부의 전극 하단까지 똑같이 기판을 박막화하는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 제조 방법.
웨이퍼(1)의 표면부에 다수의 수광부(2)와 각(各) 수광부의 하나하나에 마이크로 렌즈(3)가 형성되어 이루어지며, 상기 웨이퍼(1) 주변의 도처에 수광부(2)로의 전력공급이나 전기신호의 수수를 행하는 관통전극(4)이 설치되고, 관통전극(4)의 일단은 웨이퍼(1)의 표면부에서 수광소자로의 배선에 접속되는 전극패드(4a)에 접속되고, 타단은 이면전극(5)을 통해서 배선에 접속됨과 동시에 상기 웨이퍼(1)의 표면은, 상기 마이크로렌즈(3) 보다도 굴절률이 상대적으로 낮은 투명재료가 설치되어 이루어지는 고체촬상장치의 제조방법으로서,

표면에 촬상소자를 형성하기 위한 확산공정을 행하기 전 또는 도중에 상기 웨이퍼(1) 표면에, 상기 관통전극(4)을 형성하기 위한 트렌치(16)를 형성하고,

다음에, 상기 트렌치(16)가 형성된 상기 웨이퍼(1)에 대하여, 상기 확산공정을 실시하여 상기 웨이퍼(1)에 촬상소자와 관통전극(4)을 형성하고,

다음에, 상기 확산공정을 거친 웨이퍼(1)에 대하여, 리브(7) 및 마이크로 렌즈(3)의 형성 및 투명판(8)의 형성을 행하고,

다음에, 상기 웨이퍼(1)를 다이싱하여 개편화하는 공정을 포함하고,

상기 관통 전극(4)의 형성에 있어서,

촬상소자의 웨이퍼 프로세스의 범위 내에서,

미리, 웨이퍼(1)의 표면으로부터, 내면전체에 걸쳐 국소산화막(17)이 형성된 상기 트렌치(16)를 형성하고,

또한 상기 트렌치(16) 내에 전극재료를 매설해 배선형성하여, 전극패드와 접속해 두며,

그 후, 이면으로부터 상기 트렌치(16)에 이르는 홈(凹)을 설치하고 이면 측에서도 관통전극을 형성하여, 접속하는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 차광층은, 검은색 도료, 흑색 페이스트형 수지, 흑연을 혼입한 검은색 고무, 가요성 수지 또는 금속의 증착층에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체촬상장치.