JP2014175465A - 半導体装置、製造方法、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】α線を効率よく遮蔽する。
【解決手段】撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置において、撮像素子とカバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、膜は、カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する。また膜の厚さをＡ、透明樹脂の厚みをＢ、膜の比重をＸ、透明樹脂の比重をＹ、カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出されたカバーガラスと撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）が成り立つ。本技術は、半導体装置に適用できる。
【選択図】図３
【解決手段】撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置において、撮像素子とカバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、膜は、カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する。また膜の厚さをＡ、透明樹脂の厚みをＢ、膜の比重をＸ、透明樹脂の比重をＹ、カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出されたカバーガラスと撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）が成り立つ。本技術は、半導体装置に適用できる。
【選択図】図３
Description
本技術は、半導体装置、製造方法、電子機器に関する。詳しくは、カバーガラスで発生するα線の影響が低減される半導体装置、製造方法、電子機器に関する。
撮像素子は、凹部を有するセラミックやプラスチップのパッケージとカバー部材とを用いて、ウエハから個片化された撮像素子チップを内部に封止する構成が知られている。このような撮像素子では、ガラスがカバー部材として用いられた際に、ガラスに含まれる重金属類から放出されたα線が撮像素子チップの特性に悪影響を与えることがわかっている。特許文献１乃至３においては、α線が撮像素子に与える影響を軽減する構造について提案がされている。
また、撮像素子を備えたウエハの状態の半導体基板と光透過性基板とを固定し、個片化するWL-CSP（ウエハレベルチップサイズパッケージ）が知られている。WL-CSPの撮像素子では、ウエハレベルで一括処理できるため、製造コストの低減や、さらなる小型、薄型の撮像素子が製造できることが期待されている。
特許文献１では、α線遮蔽膜をカバーガラスへ形成することで、α線による影響で生じる撮像白点欠陥を防止することが提案されている。特許文献１においては、α線遮蔽膜を透明接着剤でガラスと貼りあわせるため、特にWL-CSPのようなSiウエハとカバーガラスウエハを貼りあわせる構造の場合、画素部に対応するカバーガラス上に個別にα線遮蔽膜を貼りあわせる必要がある。画素部に対応するカバーガラス上に個別にα線遮蔽膜を貼りあわせる工程を含むため、全体の工程が長くなってしまう可能性があった。
また、特許文献１における撮像素子においては、撮像素子上は中空構造となるため10mmを超えるようなWL-CSPを作成した場合、特に撮像素子側に貫通電極を作成する場合、撮像素子のSi部分が薄くなる。このため、破損しやすくなるなど信頼性が低下してしまう可能性があった。
特許文献２では、撮像素子とカバーガラスを透明接着剤で貼りあわせる構造をとるCavity less WL-CSPにおいて、透明接着剤の厚みを20um以上とすることで、α線の影響を低減させることが提案されている。
特許文献２では、透明接着剤の厚みが増加することにより製造工程中の熱履歴でのそり量が増加し、裏面配線工程の不良やウエハクラック、透明樹脂とカバーガラスまたは撮像素子間での剥離が発生する懸念がある。また透明接着剤の厚みを薄くできないためCSPの薄膜化が困難である。
特許文献３では、撮像素子側に酸化膜形成を行い、透明樹脂でカバーガラスと貼りあわせることでα線遮蔽対策を行う構造が提案されている。特許文献３では、酸化膜形成後にパターニングを行わないため、撮像素子部のそり量が大きくなり、形成できる酸化膜厚みが限定されるため透明樹脂の薄膜化が困難となる。またCIS側に酸化膜を形成するため、低温で形成できる酸化膜に限定されてしまう。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、α線の影響を低減することができるようにするものである。
本技術の一側面の半導体装置は、撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置において、前記撮像素子と前記カバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、前記膜は、前記カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する。
前記膜の厚さをＡ（μｍ）、前記透明樹脂の厚みをＢ（μｍ）、前記膜の比重をＸ、前記透明樹脂の比重をＹ、前記カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、前記α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出された前記カバーガラスと前記撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、以下の式が成り立つＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）ようにすることができる。
前記膜は、前記カバーガラスに形成されているようにすることができる。
前記膜は、前記撮像素子の画素が設けられている部分に該当する部分にのみ形成されているようにすることができる。
本技術の一側面の半導体装置においては、撮像素子とカバーガラスが所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填された状態とされる。また膜は、カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する。
本技術の一側面の製造方法は、カバーガラスに、前記カバーガラスからのα線を遮蔽する機能を有する所定の比重を有する膜を形成し、前記膜が形成された前記カバーガラスと撮像素子を、透明樹脂を充填して張り合わせることで、半導体装置を製造する。
前記膜の厚さをＡ（μｍ）、前記透明樹脂の厚みをＢ（μｍ）、前記膜の比重をＸ、前記透明樹脂の比重をＹ、前記カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、前記α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出された前記カバーガラスと前記撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、以下の式が成り立つ厚みで、前記膜は形成されるＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）ようにすることができる。
前記カバーガラスに膜を形成した後、スクラブラインの部分の前記膜を除去するようにすることができる。
本技術の一側面の製造方法においては、カバーガラスに、カバーガラスからのα線を遮蔽する機能を有する所定の比重を有する膜が形成され、膜が形成されたカバーガラスと撮像素子が、透明樹脂が充填されて張り合わされることで、半導体装置が製造される。
本技術の一側面の電子機器は、撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置を有する電子機器において、前記撮像素子と前記カバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、前記膜は、前記カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する半導体装置と、前記半導体装置から出力される画素信号に対して信号処理を行う信号処理部とを備える。
本技術の一側面の電子機器においては、撮像素子とカバーガラスが所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填された状態とされ、膜が、カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有している半導体装置と、その半導体装置から出力される画素信号に対して信号処理を行う信号処理部とが備えられている。
本技術の一側面によれば、α線の影響を低減することができる。
以下に、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態における半導体装置の構成
２．第１の実施の形態における半導体装置の製造
３．第２の実施の形態における半導体装置の構成
４．第２の実施の形態における半導体装置の製造
５．撮像装置の構成
１．第１の実施の形態における半導体装置の構成
２．第１の実施の形態における半導体装置の製造
３．第２の実施の形態における半導体装置の構成
４．第２の実施の形態における半導体装置の製造
５．撮像装置の構成
＜第１の実施の形態における半導体装置の構成＞
図１は第１の実施の形態における半導体装置を示す図である。図１Ａは、半導体装置の透視平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＸ−Ｘ’線に沿った模式的断面図である。
図１は第１の実施の形態における半導体装置を示す図である。図１Ａは、半導体装置の透視平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＸ−Ｘ’線に沿った模式的断面図である。
半導体装置は、画素領域４を備えた撮像素子チップ１、撮像素子チップ１に固定部材３を介して固定された透光性カバー部材２を有する。この半導体装置は、後述するように半導体ウエハと透光性基板とを固定部材３で固定した後に切断して個片化した物である。撮像素子チップ１は、例えば、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどであり、画素領域４は、入射光を電荷に変換する複数の変換素子や複数のトランジスタなどを有する。
撮像素子チップ１の半導体基板１１上にはマイクロレンズ１２とカラーフィルタ１３が配置されている。半導体基板１１の下側（光入射側とは反対側）には、導電膜１６、絶縁膜１８、絶縁部材１９が配置されている。導電膜１６には、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）などが用いられ、絶縁膜１８には、酸化膜や窒化膜などが用いられ、絶縁部材１９には、ソルダーレジストなどが用いられる。
撮像素子チップ１は、半導体基板１１の光入射側である透光性カバー部材側の第１主面と、第１主面とは反対側の第２主面とを貫通する貫通電極１５を有する。貫通電極１５は導電膜１６の一部によって構成されている。貫通電極１５は配線構造内の表面電極１４に電気的に接続されている。また、不図示の回路基板と電気的に接続するために撮像素子チップ１は、導電膜１６の一部によって構成されている配線１７を有する。
さらに、透光性カバー部材２とは反対側に配置された配線１７と電気的に接続された、外部回路との接続のための接続端子２０を有する。接続端子２０は半田ボールを用いたがACP（異方性導電ペースト）やACF（異方性導電フィルム）などの異方性導電性部材も用いることができる。撮像素子チップ１としてのCMOSイメージセンサは、シリコン基板が用いられている。
透光性カバー部材２は、透光性基板が個片化された後の構成を示しており、カバーガラス３１と、酸化膜３２とを有する。透光性カバー部材２からのα線放出量が所定値より大きい場合、撮像素子チップ１の誤動作や画質低下の可能性があるため、α線放出量を低減する必要がある。そこで、透光性カバー部材２として、カバーガラス３１と、撮像素子チップ１へのα線の照射を低減するための酸化膜３２とを組み合わせている。酸化膜３２は、α線遮蔽膜として機能する。
図２を参照して説明するように酸化膜３２は、カバーガラス３１上に構成される。第１の実施の形態においては、酸化膜３２は、カバーガラス３１上にカバーガラス３１と同等の面積で設けられるとして説明を続ける。すなわち、図１Ｂにおいて、酸化膜３２は、途切れることなく、カバーガラス３１に設けられている。
＜第１の実施の形態における半導体装置の製造＞
次に、図１の半導体装置の製造方法を、図２を用いて説明する。なお、図２は、図１に比べて簡略化している。
次に、図１の半導体装置の製造方法を、図２を用いて説明する。なお、図２は、図１に比べて簡略化している。
まず図２Ａに示すように、シリコン単結晶から形成された基板５１に、図１に示す画素領域等が複数形成され、複数の画素領域４を備えた半導体ウエハ５０が準備される。画素領域等は、半導体素子製造工程によって形成される。
図２Ｂに示すように、カバーガラス３１上に酸化膜３２が製膜されることで、透光性基板６０が製造される。カバーガラス３１は、できるだけ温度に対する線膨張の挙動が、Ｓｉ（シリコン単結晶から形成された基板５１）と同様の挙動を示すものがよい。例えば、カバーガラス３１の種類としては、石英ガラス、ホウ珪酸ガラスなどを用いる事ができる。
酸化膜３２は、ウランなどの放射性元素が含まれないP-SiO、SOG、TEOSなどのCVD（chemical vapor deposition）や、SOG（Spin On Glass）などによる製膜方法が適用されて製膜される。酸化膜３２の製膜は、酸化膜３２を所定の厚さで製膜できる方法であればよい。また、酸化膜３２は、CVDやスピンコーティングなどによる方法で製膜できる酸化膜であれば、酸化膜３２として適用できる。
また酸化膜３２としては、比重が所定の値以上、例えば、２以上の材質の物が用いられる。比重が高い材質の酸化膜３２を用いることで、効率良くα線を遮蔽することが可能となる。効率良くα線を遮蔽することが可能となることで、薄い酸化膜３２であってもα線を遮蔽することが可能となるため、酸化膜３２を薄膜化することが可能となる。また、酸化膜３２が薄膜となることで、半導体装置自体（CSP）の薄型化が可能となる。
酸化膜３２の厚さは、固定部材３（以下に説明するように透明樹脂などが用いられる）の厚さとの関係で決定される。仮に酸化膜３２を設けなくても、固定部材３の厚さを厚くし、カバーガラス３１と撮像素子（マイクロレンズ１２）との間の距離を長くすれば、α線による撮像素子への影響を低減させることができる。
よって、酸化膜３２の厚さと固定部材３の厚さを調整することでカバーガラス３１からのα線の撮像素子への影響を低減させることができる。ここで、酸化膜３２の厚さをＡ（μｍ）、固定部材３（撮像素子とカバーガラス３１を接着している透明樹脂）の厚みをＢ（μｍ）、酸化膜３２の比重をＸ、固定部材３の比重をＹとする。このとき、カバーガラス３１と撮像素子の撮像面との間の距離Ｃには、以下のような式が成り立つ。
ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）
酸化膜３２の厚さと酸化膜３２の比重を乗算した値と、固定部材３の厚さと固定部材３の比重を乗算した値とを加算した値が、所定の値Ｃよりも大きい場合、カバーガラス３１により発生するα線の影響は、撮像素子の撮像面には及ばず、α線の影響を低減できる。
酸化膜３２の厚さと酸化膜３２の比重を乗算した値と、固定部材３の厚さと固定部材３の比重を乗算した値とを加算した値が、所定の値Ｃよりも大きい場合、カバーガラス３１により発生するα線の影響は、撮像素子の撮像面には及ばず、α線の影響を低減できる。
距離Ｃは、例えば、カバーガラス３１に含まれるウランからのα線飛程から、カバーガラス３１からのα線に撮像白点欠陥を防ぐのに必要な距離として算出された値とされる。この関係式から、固定部材３の厚みと比重を固定値とした場合、酸化膜３２の比重が大きければ、酸化膜３２の厚さを薄くできることが読み取れる。また、酸化膜３２を設けることで、固定部材３のみの場合よりも、明らかに固定部材３の厚みを薄くすることができることが読み取れる。
このように、通常比重が樹脂よりも高い酸化膜の厚みを増加させることで、透明樹脂の厚み（固定部材３の厚み）を薄くすることが可能となり、CSPの薄型化が可能となる。
なお、このような関係式でのみ、酸化膜３２の厚さが算出されるのではなく、他の式に基づいて算出されても良い。
図２を参照した説明に戻り、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、半導体ウエハ５０と同程度の大きさで製造された透光性基板６０は、重ね合わされて固定される。半導体ウエハ５０と透光性基板６０の固定は、固定部材３によって固定される。固定部材３には、液状接着剤を用いることができる。また例えば、固定部材３を透明樹脂とし、透明樹脂を硬化させることで、半導体ウエハ５０と透光性基板６０が固定（接着）されるようにすることが可能である。
固定部材３としての透明接着剤には、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、デンドリマー、その共重合体を選択することで、半導体ウエハ５０と透光性基板６０の貼りあわせ以降のプロセス（例えば、熱またはＵＶ照射により硬化させる処理）や信頼性試験でも耐熱性/耐薬品性/耐光性に問題が無く、且つ撮像特性へ影響を与えない。
また、半導体ウエハ５０側又は酸化膜３２を形成したカバーガラス３１側へ、塗布またはラミネートで樹脂膜を形成でき、かつ半硬化で撮像素子または酸化膜３２を形成したカバーガラス３１側を接着できる透明樹脂とすることで、貼りあわせ工程中にウエハエッジへの樹脂はみ出しや、樹脂ボイド発生を抑制できる。
このように、カバーガラス３１上に、酸化膜３２が製膜された透光性基板６０が半導体ウエハ５０と重ね合わされる。半導体ウエハ５０と重ね合わされる面は、酸化膜３２が設けられている面である。
図２Ｅに示すように、半導体ウエハ５０の厚みが薄くされる。厚みを薄くする方法は、バックグラインド、CMP（化学機械研磨）、エッチングのうち１以上の方法が選択される。この際、半導体ウエハ５０は、後段の工程である貫通電極の形成が可能な状態まで薄膜化される。図２Ｅに示すように、半導体ウエハ５０の厚みが薄くされた状態のときに、カバーガラス３１と撮像素子間には、酸化膜３２と透明樹脂（固定部材３）で充填されているため、中空構造とはなっていない。
よって、例えば、中空構造となっている場合、その中空構造の部分で強度が低下し、信頼性が低下してしまうことを防ぐことが可能となる。このことから、信頼性が確保できる薄型のWL-CSPが実現可能となる。
図２Ｆに示すように、半導体ウエハ５０に貫通電極１５が形成される。貫通電極１５は、半導体ウエハ表面に形成された不図示の多層配線の配線部分を開口させるために貫通孔をエッチングにて形成する。そして、シリコン酸化膜などの絶縁膜を形成し貫通孔内の絶縁膜をエッチングして開口させ、例えばＣｕメッキにて貫通孔に貫通電極を形成し、半導体ウエハの透光性基板とは反対側の面（裏面）に配線を形成する。そして、半導体ウエハの裏面に絶縁部材としてのソルダーレジストを形成し、配線上に開口を形成し、接続端子２０としての半田ボールを形成する。
図２Ｇに示すように、一体化された半導体ウエハ５０と透光性基板６０が切断して個片化される。図２Ｇ中、符号７１は切断位置を表す。切断する方法は、ブレードダイシングやレーザダイシングなどを適用できる。レーザダイシングは、薄化された半導体ウエハの加工性に優れ、切断の幅が小さくでき、切断面のバリなどの発生を抑制できるので好適な方法である。
図２Ｈに示すように、上記したような工程によって、半導体装置が完成する。
図３は、個片化される前の一体化された半導体ウエハ５０と透光性基板６０の側面図を示す。図２Ｇに示した一体化された半導体ウエハ５０と透光性基板６０から２個の半導体装置を抽出した図である。図３に示すように、上から順に、カバーガラス３１、酸化膜３２があり、固定部材３を介して、半導体ウエハ５０と一体化されている。酸化膜３２は、カバーガラス３１と固定部材３との間に、途切れることなく層として設けられている。よって、このような酸化膜３２を有する一体化された半導体ウエハ５０と透光性基板６０が個片化された場合、図１Ｂに示すようになる。
酸化膜３２により、カバーガラス３１で発生するα線が撮像素子の撮像面に到達することを遮蔽することが可能となり、例えば、α線により白点欠陥などの不具合が発生する可能性を低減させることが可能となる。またα線による影響を低減させるために、低α線ガラスを用いることが考えられるが、酸化膜３２は、低α線ガラスよりも安価に設けることが可能であり、低コスト化を実現することが可能となる。また、低α線ガラスは、撮像素子側のシリコン（Ｓｉ）との線膨張係数の合わせ込みが困難だが、酸化膜３２をカバーガラス３１に設ける方法では、撮像素子側のシリコンとの線膨張係数の合わせ込みは容易となる。
また、仮に酸化膜３２を設けずに、カバーガラス３１と半導体ウエハ５０を一体化した場合、固定部材３の厚さを厚く設けないと、α線の影響を低減することができない。すなわち酸化膜３２を設けない構造とすると、固定部材３の厚さを厚くすることで、α線の影響を低減する必要があり、半導体装置を薄型化することが困難となるが、酸化膜３２を設ける構造とすることで、半導体装置を薄型化することが可能となる。
＜第２の実施の形態における半導体装置の構成＞
第１の実施の形態においては、カバーガラス３１に酸化膜３２を途切れることなく設ける場合、換言すれば、カバーガラス３１の全面に酸化膜３２を設けた場合を例にあげて説明した。第２の実施の形態として、カバーガラス３１に酸化膜３２を一部途切れる部分がある状態、換言すれば、カバーガラス３１上に酸化膜３２が除去された部分がある状態で酸化膜３２を設ける場合を例にあげて説明する。
第１の実施の形態においては、カバーガラス３１に酸化膜３２を途切れることなく設ける場合、換言すれば、カバーガラス３１の全面に酸化膜３２を設けた場合を例にあげて説明した。第２の実施の形態として、カバーガラス３１に酸化膜３２を一部途切れる部分がある状態、換言すれば、カバーガラス３１上に酸化膜３２が除去された部分がある状態で酸化膜３２を設ける場合を例にあげて説明する。
図４は、第２の実施の形態における半導体装置の構成を示す図である。図４Ａは、図１Ｂに示した半導体装置に対応し、１個の半導体装置の構成を示す図である。図４Ａに示した半導体装置と、図１Ｂに示した半導体装置を比較するに、図４Ａに示した半導体装置は、酸化膜３２が、貫通電極１５上辺りには設けられていない点が、図１Ｂに示した半導体装置と異なる。
図４Ｂは、図３に示した半導体装置に対応し、連続する２個の半導体装置の構成を示し、個片化される前の時点の半導体装置の構成を示す図である。図４Ｂに示すように、スクライブライン（けがき線）の部分には、酸化膜３２が設けられていない。換言すれば、半導体装置の画素以外の部分には、酸化膜３２は設けられていない。
さらに換言すれば、図１Ａにおいて、画素領域４の部分に対応する部分には、酸化膜３２を設けるが、画素領域４以外の領域に対応する部分には、酸化膜３２を設けない（後述するように製造工程中に除去される）構成とされている。
このように、酸化膜３２を連続的に設けるのではなく、一部設けない部分を設けることで、カバーガラス３１などのそりを低減することが可能となる。
＜第２の実施の形態における半導体装置の製造＞
次に、図４の半導体装置の製造方法を、図５を用いて説明する。なお、図５は、図４に比べて簡略化している。
次に、図４の半導体装置の製造方法を、図５を用いて説明する。なお、図５は、図４に比べて簡略化している。
図５に示した製造方法は、図２を参照して説明した製造方法と基本的な流れは同じであり、図５Ｃ、図５Ｄに示す手順が追加された点が異なる。よって、図２を参照した説明と重複する説明は、適宜省略する。
まず図５Ａに示すように、シリコン単結晶から形成された基板５１に、複数の画素領域４を備えた半導体ウエハ５０が準備される。図５Ｂに示すように、カバーガラス３１上に酸化膜３２が製膜されることで、透光性基板６０が製造される。この工程では、透光性基板６０の１面に酸化膜３２が全面に製膜されている状態である。
図５Ｃに示すように、酸化膜３２が製膜されたカバーガラス３１に、レジスト８１が塗布され、パターニングされる。例えば、フォトレジストなどによりパターニングされることにより、図５Ｄに示すように、スクライブライン（スクライブラインを中心とする所定幅のライン）上の酸化膜３２が除去された透光性基板６０が製造される。
図５Ｅ乃至図５Ｊは、図２Ｃ乃至図２Ｈと同様であるため、その説明は省略する。
このように、酸化膜３２を除去するための工程を追加することで、酸化膜３２が必要な部分に酸化膜３２を設け、必要でない部分には設けないようにすることが可能となる。必要な部分とは、例えば、画素領域４内であり、マイクロレンズ１２が位置する部分に対応するカバーガラス３１の部分である。
酸化膜３２が設けられていない部分を設けることで、そりの発生を低減することができる。例えば、カバーガラス３１へ酸化膜３２を比較的厚い膜で形成したときに発生するそりでも、低減することができる。
酸化膜３２を厚く形成することで、比重の小さい酸化膜３２を用いてもα線による影響を低減できる。また、酸化膜３２の材質により、十分な効果を得るためには所定の厚さが必要となる可能がある。そのような場合に、そりが発生する可能性があっても、一部の酸化膜３２を除去することで、その発生する可能性があるそりを低減させることが可能となる。
一部の酸化膜３２を除去することで、そりを低減することが可能となるため、安価な材質の酸化膜３２を用いたり、比重の小さい酸化膜３２を用いたり、製造に適した酸化膜３２を用いたりすることができるようになり、酸化膜３２の選定の幅を広げることが可能となる。
カバーガラス３１に酸化膜３２を形成後、パターニングを行うことで、酸化膜３２の形成によるカバーガラス３１のそり量を抑えることが可能となる。またカバーガラス３１と撮像素子の貼り合わせの工程時の不良、裏面配線工程時の不良、ウエハクラックなども防ぐことが可能となる。さらに、透明樹脂（固定部材３）とカバーガラス３１間の剥離や、固定部材３と撮像素子間の剥離も防ぐことが可能となる。
さらに上記したようにカバーガラス３１上に酸化膜３２を形成し、パターニングし、その後、半導体ウエハ５０と貼り合わされるため、高温、例えば、４００度以上での酸化膜形成が可能となる。例えば、半導体ウエハ５０上に酸化膜３２を形成し、その後、カバーガラス３１と貼り合わせる場合、半導体ウエハ５０の耐熱性は低く、半導体ウエハ５０への温度の影響を考えると、高温での酸化膜３２の形成は困難であるため、低温で形成できる酸化膜３２に限定されてしまう。すなわち、プロセス温度の制限が大きくなり、特に、厚膜の酸化膜形成が困難になってしまう。
しかしながら、カバーガラス３１上に酸化膜３２を形成することで、高温での酸化膜形成が可能となり、高温で形成できる酸化膜も用いることや、厚膜の形成が可能となり、用いることができる酸化膜の材質の幅が広がり、パターニングの手法などの選択肢を増やすことが可能となる。すなわち、本技術によれば、製膜温度や製膜の手法の制限が小さくなり、プロセスの自由度を増すことが可能となる。
また、第１の実施の形態と同じく、酸化膜３２により、カバーガラス３１で発生するα線により、例えば、白点欠陥などの不具合が発生する可能性を低減させることが可能となる。また酸化膜３２は、低α線ガラスよりも安価に設けることが可能であり、低コスト化を実現することが可能となる。また、酸化膜３２をカバーガラス３１に設ける方法によれば、撮像素子側のシリコンとの線膨張係数の合わせ込みは容易となる。
また、カバーガラス３１に酸化膜３２を設ける構造とすることで、半導体装置を薄型化することが可能となる。
＜撮像装置の構成＞
上記した半導体装置は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、携帯電話機などの撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に撮像装置を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に半導体装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。
上記した半導体装置は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、携帯電話機などの撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に撮像装置を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に半導体装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。
図６は、本技術に係る電子機器、例えば撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、本技術に係る撮像装置２００は、レンズ群２０１等を含む光学系、撮像素子（撮像デバイス）２０２、ＤＳＰ回路２０３、フレームメモリ２０４、表示装置２０５、記録装置２０６、操作系２０７及び電源系２０８等を有する。そして、ＤＳＰ回路２０３、フレームメモリ２０４、表示装置２０５、記録装置２０６、操作系２０７および電源系２０８がバスライン２０９を介して相互に接続されている。
レンズ群２０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像素子２０２の撮像面上に結像する。撮像素子２０２は、レンズ群２０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
表示装置２０５は、液晶表示装置や有機ＥＬ（electro luminescence）表示装置等のパネル型表示装置からなり、撮像素子２０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録装置２０６は、撮像素子２０２で撮像された動画または静止画を、ビデオテープやＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記録媒体に記録する。
操作系２０７は、ユーザによる操作の下に、本撮像装置が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源系２０８は、ＤＳＰ回路２０３、フレームメモリ２０４、表示装置７０５、記録装置２０６及び操作系２０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
上記の構成の撮像装置は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置として用いることができる。そして、当該撮像装置において、撮像素子２０２として、上述した半導体装置を用いることができる。
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置において、
前記撮像素子と前記カバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、
前記膜は、前記カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する
半導体装置。
（２）
前記膜の厚さをＡ（μｍ）、前記透明樹脂の厚みをＢ（μｍ）、前記膜の比重をＸ、前記透明樹脂の比重をＹ、前記カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、前記α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出された前記カバーガラスと前記撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、以下の式が成り立つ
ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記膜は、前記カバーガラスに形成されている
前記（１）または前記（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記膜は、前記撮像素子の画素が設けられている部分に該当する部分にのみ形成されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体装置。
（５）
カバーガラスに、前記カバーガラスからのα線を遮蔽する機能を有する所定の比重を有する膜を形成し、
前記膜が形成された前記カバーガラスと撮像素子を、透明樹脂を充填して張り合わせることで、半導体装置を製造する
製造方法。
（６）
前記膜の厚さをＡ（μｍ）、前記透明樹脂の厚みをＢ（μｍ）、前記膜の比重をＸ、前記透明樹脂の比重をＹ、前記カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、前記α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出された前記カバーガラスと前記撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、以下の式が成り立つ厚みで、前記膜は形成される
ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）
前記（５）に記載の製造方法。
（７）
前記カバーガラスに膜を形成した後、スクラブラインの部分の前記膜を除去する
前記（５）または前記（６）に記載の製造方法。
（８）
撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置を有する電子機器において、
前記撮像素子と前記カバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、
前記膜は、前記カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する
半導体装置と、
前記半導体装置から出力される画素信号に対して信号処理を行う信号処理部と
を備える電子機器。
撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置において、
前記撮像素子と前記カバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、
前記膜は、前記カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する
半導体装置。
（２）
前記膜の厚さをＡ（μｍ）、前記透明樹脂の厚みをＢ（μｍ）、前記膜の比重をＸ、前記透明樹脂の比重をＹ、前記カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、前記α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出された前記カバーガラスと前記撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、以下の式が成り立つ
ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記膜は、前記カバーガラスに形成されている
前記（１）または前記（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記膜は、前記撮像素子の画素が設けられている部分に該当する部分にのみ形成されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体装置。
（５）
カバーガラスに、前記カバーガラスからのα線を遮蔽する機能を有する所定の比重を有する膜を形成し、
前記膜が形成された前記カバーガラスと撮像素子を、透明樹脂を充填して張り合わせることで、半導体装置を製造する
製造方法。
（６）
前記膜の厚さをＡ（μｍ）、前記透明樹脂の厚みをＢ（μｍ）、前記膜の比重をＸ、前記透明樹脂の比重をＹ、前記カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、前記α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出された前記カバーガラスと前記撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、以下の式が成り立つ厚みで、前記膜は形成される
ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）
前記（５）に記載の製造方法。
（７）
前記カバーガラスに膜を形成した後、スクラブラインの部分の前記膜を除去する
前記（５）または前記（６）に記載の製造方法。
（８）
撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置を有する電子機器において、
前記撮像素子と前記カバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、
前記膜は、前記カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する
半導体装置と、
前記半導体装置から出力される画素信号に対して信号処理を行う信号処理部と
を備える電子機器。
１ 撮像素子チップ， ２ 透光性カバー部材， ３ 固定部材， ４ 画素領域， １１ 半導体基板， １２ マイクロレンズ， １３ カラーフィルタ， １４ 表面電極， １５ 貫通電極， １６ 導電膜， １７ 配線， １８ 絶縁膜， １９ 絶縁部材， ２０ 接続端子， ３１ カバーガラス， ３２ 酸化膜
Claims (8)
- 撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置において、
前記撮像素子と前記カバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、
前記膜は、前記カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する
半導体装置。 - 前記膜の厚さをＡ（μｍ）、前記透明樹脂の厚みをＢ（μｍ）、前記膜の比重をＸ、前記透明樹脂の比重をＹ、前記カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、前記α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出された前記カバーガラスと前記撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、以下の式が成り立つ
ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）
請求項１に記載の半導体装置。 - 前記膜は、前記カバーガラスに形成されている
請求項１に記載の半導体装置。 - 前記膜は、前記撮像素子の画素が設けられている部分に該当する部分にのみ形成されている
請求項１に記載の半導体装置。 - カバーガラスに、前記カバーガラスからのα線を遮蔽する機能を有する所定の比重を有する膜を形成し、
前記膜が形成された前記カバーガラスと撮像素子を、透明樹脂を充填して張り合わせることで、半導体装置を製造する
製造方法。 - 前記膜の厚さをＡ（μｍ）、前記透明樹脂の厚みをＢ（μｍ）、前記膜の比重をＸ、前記透明樹脂の比重をＹ、前記カバーガラスに含まれるウランからのα線飛程から、前記α線による影響を低減させるのに必要な距離として算出された前記カバーガラスと前記撮像素子の撮像面との間の距離をＣとしたとき、以下の式が成り立つ厚みで、前記膜は形成される
ＡＸ＋ＢＹ≧Ｃ（μｍ）
請求項５に記載の製造方法。 - 前記カバーガラスに膜を形成した後、スクラブラインの部分の前記膜を除去する
請求項５に記載の製造方法。 - 撮像素子とカバーガラスが張り合わされた構造を有する半導体装置を有する電子機器において、
前記撮像素子と前記カバーガラスの間には、所定の比重を有する膜と透明樹脂が充填され、
前記膜は、前記カバーガラスから生じるα線を遮蔽する機能を有する
半導体装置と、
前記半導体装置から出力される画素信号に対して信号処理を行う信号処理部と
を備える電子機器。
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