半導體裝置及固態(tài)攝像裝置的制造方法
【專利說明】半導體裝置及固態(tài)攝像裝置
[0001]相關申請案
[0002]本申請案享有以日本專利申請2014-249703號(申請日:2014年12月10日)為基礎申請案的優(yōu)先權。本申請案通過參照所述基礎申請案而包含基礎申請案的全部內(nèi)容。
技術領域
[0003]本發(fā)明的實施方式涉及一種半導體裝置及固態(tài)攝像裝置。
【背景技術】
[0004]作為WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package)類型的半導體裝置的一例，已知有如下固態(tài)攝像裝置，所述固態(tài)攝像裝置含有具有像素部的傳感器部、呈環(huán)狀形成于所述傳感器部上的粘結層、及配置于粘結層上的玻璃基板。這種WLCSP類型的固態(tài)攝像裝置中，在傳感器部的下表面?zhèn)龋糁^緣膜而形成有與像素部電連接的配線。此外，以接觸包含所述配線在內(nèi)的絕緣膜的方式形成阻焊劑膜。阻焊劑膜是以覆蓋配線的方式形成，因此能保護配線。
[0005]這種現(xiàn)有WLCSP類型的固態(tài)攝像裝置中，與對含有金屬的配線的密接強度相比，阻焊劑膜對絕緣膜的密接強度極其微弱。因此，固態(tài)攝像裝置的制造步驟中固態(tài)攝像裝置受損，且固態(tài)攝像裝置制造后固態(tài)攝像裝置受到來自外部的損傷，使得絕緣膜產(chǎn)生裂痕、缺陷、龜裂等，由于所述理由而有阻焊劑膜從絕緣膜剝落、固態(tài)攝像裝置的可靠性下降等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實施方式提供一種能抑制可靠性下降的半導體裝置及固態(tài)攝像裝置。
[0007]實施方式的半導體裝置具備:半導體基板，具有元件部；絕緣膜，設于所述半導體基板的主面上；配線，設于所述絕緣膜上，與所述元件部電連接；凹凸部，設于所述半導體基板的所述主面?zhèn)龋患氨Ｗo膜，以接觸所述配線及所述凹凸部，且接觸所述絕緣膜的方式設置。
【附圖說明】
[0008]圖1是第I實施例的固態(tài)攝像裝置的一剖視圖。
[0009]圖2是將第I實施例的固態(tài)攝像裝置的下表面的一部分放大表示的俯視圖。
[0010]圖3是用來說明配線形成區(qū)域的定義的圖。
[0011]圖4是第2實施例的固態(tài)攝像裝置的一剖視圖。
[0012]圖5A是將第2實施例的固態(tài)攝像裝置的下表面的一部分放大表示的俯視圖。
[0013]圖5B是將第2實施例的第I變化例的固態(tài)攝像裝置的下表面的一部分放大表示的俯視圖。
[0014]圖6是第2實施例的第2變化例的固態(tài)攝像裝置的一剖視圖。
[0015]圖7是第3實施例的固態(tài)攝像裝置的一剖視圖。
[0016]圖8是將第3實施例的固態(tài)攝像裝置的下表面的一部分放大表示的俯視圖。
【具體實施方式】
[0017]以下參照附圖來詳細說明實施例的半導體裝置。在以下的各實施例的說明中，詳細地說明作為半導體裝置的一例的WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package)類型的固態(tài)攝像裝置。另外，所謂WLCSP類型的固態(tài)攝像裝置，是指維持半導體晶片狀態(tài)批次制造多個固態(tài)攝像裝置，最后將半導體晶片等切斷而形成的固態(tài)攝像裝置。以下，將WLCSP類型的固態(tài)攝像裝置稱為固態(tài)攝像裝置。
[0018]<第1實施例〉
[0019]圖1是表示第I實施例的固態(tài)攝像裝置的一剖視圖。此外，圖2是將第I實施例的固態(tài)攝像裝置的下表面的一部分放大表示的俯視圖。
[0020]圖1及圖2所示的固態(tài)攝像裝置10具有傳感器部11、設于所述傳感器部11上的粘結層12、及透明基板13，所述透明基板13經(jīng)由所述粘結層12而設于傳感器部11的上方。
[0021]傳感器部11是通過在作為半導體基板14的一主面的上表面?zhèn)龋O置作為元件部的像素部15而構成。半導體基板14的像素部15具有多個受光部15a。半導體基板14是含有例如娃的娃基板，多個受光部15a分別為例如光電二極管層。多個受光部15a在半導體基板14的上表面的大致中央部二維排列。
[0022]傳感器部11中，在半導體基板14的上表面上設有配線層16。配線層16是以如下方式構成的多層配線層:遍及多個層(例如2層)而層疊的多個內(nèi)部配線17利用層間絕緣膜18而相互絕緣。在所述配線層16的內(nèi)部，設有與配線層16的內(nèi)部配線17電連接的多個內(nèi)部電極19。多個內(nèi)部配線17及多個內(nèi)部電極19分別含有例如Al、或Cu等金屬材料，層間絕緣膜18含有例如S12等。
[0023]另外，為了抑制對內(nèi)部配線17接收入射光的妨礙，配線層16的內(nèi)部配線17設為并不覆蓋形成于半導體基板14的上表面的受光部15a的正上方。
[0024]而且，傳感器部11中，在配線層16的上表面上設有與多個受光部15a—起構成像素部15的多個微透鏡15b。多個微透鏡15b設于多個受光部15a的上方，呈陣列狀排列。各個微透鏡15b含有例如熱流動性的透明樹脂材料。各個微透鏡15b也可以含有感光性透明樹脂材料。
[0025]在以此方式構成的傳感器部11的上表面上設有粘結層12。粘結層12沿著傳感器部11的四邊形外周而呈環(huán)狀設置。更詳細來說，粘結層12在傳感器部11的配線層16的上表面上、包含所述上表面的外周的特定區(qū)域，以包圍多個微透鏡15b的方式呈環(huán)狀設置。所述粘結層12的厚度規(guī)定傳感器部11的上表面(配線層16的上表面)、與后述透明基板13的下表面的距離。因此，為了使透明基板13不接觸微透鏡15b，粘結層12的厚度至少厚于微透鏡15b的高度。這種粘結層12含有例如環(huán)氧系熱硬化性樹脂。
[0026]在傳感器部11的上方，經(jīng)由粘結層12而設有透明基板13。傳感器部11通過粘結層12而固定于所述透明基板13。透明基板13是被用作使傳感器部11的半導體基板14薄型化時的支持基板的基板，含有例如玻璃基板。
[0027]由于傳感器部11是以此方式利用粘結層12而固定于透明基板13，因此在傳感器部11的微透鏡15b與透明基板13之間，設有由粘結層12包圍的空間S。
[0028]這種固態(tài)攝像裝置10的傳感器部11中，在作為半導體基板14的另一主面的下表面上(半導體基板14的上表面的相反一側的面即下表面上)，形成有絕緣膜20。絕緣膜20是厚度為例如5 μπι左右的S1J莫。
[0029]此外，傳感器部11的半導體基板14的下表面?zhèn)?，在絕緣膜20的下表面上形成有多個配線21。多個配線21分別為含有例如Cu等金屬的金屬配線。
[0030]另外，多個配線21分別經(jīng)由貫穿電極22而電連接于形成于半導體基板14的上表面上的配線層16的內(nèi)部電極19。S卩，在內(nèi)部電極19下方的半導體基板14及層間絕緣膜18形成有貫穿它們的貫穿孔，在貫穿孔的側壁上設有從半導體基板14的下表面上的絕緣膜20延伸的絕緣膜23。并且，設有絕緣膜23的貫穿孔內(nèi)以填埋貫穿孔的方式設有例如Cu等金屬作為貫穿電極22。這種貫穿電極22在一端部接觸內(nèi)部電極19，另一端部接觸配線21。這樣，多個配線21的每一個與配線層16的內(nèi)部電極19通過貫穿電極22而電連接。因此，多個配線21經(jīng)由貫穿電極22、內(nèi)部電極19、及內(nèi)部配線17，而與作為傳感器部11的像素部15的元件部電連接。
[0031]在各個配線21的下表面上，形成有外部電極24。外部電極24含有例如焊料球。
[0032]將圖3中以斜線表示的一區(qū)域定義為配線形成區(qū)域R。配線形成區(qū)域R是如下區(qū)域，即，設于半導體基板14的下表面?zhèn)?，由穿過多個配線21的若干邊上的線連結形成的外周P閉合，且內(nèi)部包含所有的配線21。所有的配線21包含于配線形成區(qū)域R內(nèi)。
[0033]再次參照圖1及圖2。在半導體基板14的下表面?zhèn)?，在配線形成區(qū)域R的周圍設有構成多個凹凸部的多個凸部。多個凸部含有作為與例如所有配線21實質(zhì)上絕緣的浮遊配線的虛設配線25a、25b。虛設配線25a、25b分別是含有Cu等金屬的金屬配線，在包圍配線形成區(qū)域R的絕緣膜20的下表面上，沿著半導體基板14的下表面的外周而呈環(huán)狀設置。在本實施例中，兩根虛設配線25a、25b設置在相互隔開的位置上。外側的虛設配線25a是設于配線形成區(qū)域R的周圍的一根環(huán)狀配線。此外，內(nèi)側的虛設配線25b含有將一根環(huán)分割后的多個配線。構成內(nèi)側的虛設配線25b的多個配線在配線形成區(qū)域R與外側的虛設配線25a之間，呈環(huán)狀排列。虛設配線25a、25b分別含有例如線寬10 μ m左右、厚度5 μ m左右的Cu等金屬配線，且設于如下位置:內(nèi)側的虛設配線25b與配線形成區(qū)域R的距離LI為20 μπκ外側的虛設配線25a與后述保護膜26的端面的距離L2為5 μπι。
[0034]另外，在本申請案中，虛設配線的根數(shù)并無限定，且設置的虛設配線可以像外側的虛設配線25a那樣為一根環(huán)形狀，也可以像內(nèi)側的虛設配線25b那樣為將一根環(huán)分割成多個的形狀。而且，虛設配線25a、25b并非必須為金屬。虛設配線25a、25b優(yōu)選含有所述配線25a、25b與保護膜26的密接強度比絕緣膜32與保護膜26的密接強度強的材料。從密接強度的觀點出發(fā)，虛設配線25a、25b更優(yōu)選為金屬。
[0035]在設有這種虛設配線25a、25b及多個配線21的絕緣膜20的下表面上，以接觸多個配線21及多個虛設配線25a、25b的各個，且接觸從多個配線21及多個虛設配線25a、25b之間露出的絕緣膜20的下表面的方式，形成有保護膜26。保護膜26是用來至少保護配線21的膜，含有例如樹脂制的阻焊劑膜。
[0036]另外，為了抑制因施加于固態(tài)攝像裝置10的側面的損傷使得保護膜26自絕緣膜20剝落