半导体装置及固态摄像装置的制造方法
【专利说明】半导体装置及固态摄像装置
[0001]相关申请案
[0002]本申请案享有以日本专利申请2014-249703号(申请日:2014年12月10日)为基础申请案的优先权。本申请案通过参照所述基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及一种半导体装置及固态摄像装置。
【背景技术】
[0004]作为WLCSP (Wafer Level Chip Scale Package)类型的半导体装置的一例，已知有如下固态摄像装置，所述固态摄像装置含有具有像素部的传感器部、呈环状形成于所述传感器部上的粘结层、及配置于粘结层上的玻璃基板。这种WLCSP类型的固态摄像装置中，在传感器部的下表面侧，隔着绝缘膜而形成有与像素部电连接的配线。此外，以接触包含所述配线在内的绝缘膜的方式形成阻焊剂膜。阻焊剂膜是以覆盖配线的方式形成，因此能保护配线。
[0005]这种现有WLCSP类型的固态摄像装置中，与对含有金属的配线的密接强度相比，阻焊剂膜对绝缘膜的密接强度极其微弱。因此，固态摄像装置的制造步骤中固态摄像装置受损，且固态摄像装置制造后固态摄像装置受到来自外部的损伤，使得绝缘膜产生裂痕、缺陷、龟裂等，由于所述理由而有阻焊剂膜从绝缘膜剥落、固态摄像装置的可靠性下降等问题。
【发明内容】
[0006]本发明的实施方式提供一种能抑制可靠性下降的半导体装置及固态摄像装置。
[0007]实施方式的半导体装置具备:半导体基板，具有元件部；绝缘膜，设于所述半导体基板的主面上；配线，设于所述绝缘膜上，与所述元件部电连接；凹凸部，设于所述半导体基板的所述主面侧；及保护膜，以接触所述配线及所述凹凸部，且接触所述绝缘膜的方式设置。
【附图说明】
[0008]图1是第I实施例的固态摄像装置的一剖视图。
[0009]图2是将第I实施例的固态摄像装置的下表面的一部分放大表示的俯视图。
[0010]图3是用来说明配线形成区域的定义的图。
[0011]图4是第2实施例的固态摄像装置的一剖视图。
[0012]图5A是将第2实施例的固态摄像装置的下表面的一部分放大表示的俯视图。
[0013]图5B是将第2实施例的第I变化例的固态摄像装置的下表面的一部分放大表示的俯视图。
[0014]图6是第2实施例的第2变化例的固态摄像装置的一剖视图。
[0015]图7是第3实施例的固态摄像装置的一剖视图。
[0016]图8是将第3实施例的固态摄像装置的下表面的一部分放大表示的俯视图。
【具体实施方式】
[0017]以下参照附图来详细说明实施例的半导体装置。在以下的各实施例的说明中，详细地说明作为半导体装置的一例的WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package)类型的固态摄像装置。另外，所谓WLCSP类型的固态摄像装置，是指维持半导体晶片状态批次制造多个固态摄像装置，最后将半导体晶片等切断而形成的固态摄像装置。以下，将WLCSP类型的固态摄像装置称为固态摄像装置。
[0018]<第1实施例〉
[0019]图1是表示第I实施例的固态摄像装置的一剖视图。此外，图2是将第I实施例的固态摄像装置的下表面的一部分放大表示的俯视图。
[0020]图1及图2所示的固态摄像装置10具有传感器部11、设于所述传感器部11上的粘结层12、及透明基板13，所述透明基板13经由所述粘结层12而设于传感器部11的上方。
[0021]传感器部11是通过在作为半导体基板14的一主面的上表面侧，设置作为元件部的像素部15而构成。半导体基板14的像素部15具有多个受光部15a。半导体基板14是含有例如娃的娃基板，多个受光部15a分别为例如光电二极管层。多个受光部15a在半导体基板14的上表面的大致中央部二维排列。
[0022]传感器部11中，在半导体基板14的上表面上设有配线层16。配线层16是以如下方式构成的多层配线层:遍及多个层(例如2层)而层叠的多个内部配线17利用层间绝缘膜18而相互绝缘。在所述配线层16的内部，设有与配线层16的内部配线17电连接的多个内部电极19。多个内部配线17及多个内部电极19分别含有例如Al、或Cu等金属材料，层间绝缘膜18含有例如S12等。
[0023]另外，为了抑制对内部配线17接收入射光的妨碍，配线层16的内部配线17设为并不覆盖形成于半导体基板14的上表面的受光部15a的正上方。
[0024]而且，传感器部11中，在配线层16的上表面上设有与多个受光部15a—起构成像素部15的多个微透镜15b。多个微透镜15b设于多个受光部15a的上方，呈阵列状排列。各个微透镜15b含有例如热流动性的透明树脂材料。各个微透镜15b也可以含有感光性透明树脂材料。
[0025]在以此方式构成的传感器部11的上表面上设有粘结层12。粘结层12沿着传感器部11的四边形外周而呈环状设置。更详细来说，粘结层12在传感器部11的配线层16的上表面上、包含所述上表面的外周的特定区域，以包围多个微透镜15b的方式呈环状设置。所述粘结层12的厚度规定传感器部11的上表面(配线层16的上表面)、与后述透明基板13的下表面的距离。因此，为了使透明基板13不接触微透镜15b，粘结层12的厚度至少厚于微透镜15b的高度。这种粘结层12含有例如环氧系热硬化性树脂。
[0026]在传感器部11的上方，经由粘结层12而设有透明基板13。传感器部11通过粘结层12而固定于所述透明基板13。透明基板13是被用作使传感器部11的半导体基板14薄型化时的支持基板的基板，含有例如玻璃基板。
[0027]由于传感器部11是以此方式利用粘结层12而固定于透明基板13，因此在传感器部11的微透镜15b与透明基板13之间，设有由粘结层12包围的空间S。
[0028]这种固态摄像装置10的传感器部11中，在作为半导体基板14的另一主面的下表面上(半导体基板14的上表面的相反一侧的面即下表面上)，形成有绝缘膜20。绝缘膜20是厚度为例如5 μπι左右的S1J莫。
[0029]此外，传感器部11的半导体基板14的下表面侧，在绝缘膜20的下表面上形成有多个配线21。多个配线21分别为含有例如Cu等金属的金属配线。
[0030]另外，多个配线21分别经由贯穿电极22而电连接于形成于半导体基板14的上表面上的配线层16的内部电极19。S卩，在内部电极19下方的半导体基板14及层间绝缘膜18形成有贯穿它们的贯穿孔，在贯穿孔的侧壁上设有从半导体基板14的下表面上的绝缘膜20延伸的绝缘膜23。并且，设有绝缘膜23的贯穿孔内以填埋贯穿孔的方式设有例如Cu等金属作为贯穿电极22。这种贯穿电极22在一端部接触内部电极19，另一端部接触配线21。这样，多个配线21的每一个与配线层16的内部电极19通过贯穿电极22而电连接。因此，多个配线21经由贯穿电极22、内部电极19、及内部配线17，而与作为传感器部11的像素部15的元件部电连接。
[0031]在各个配线21的下表面上，形成有外部电极24。外部电极24含有例如焊料球。
[0032]将图3中以斜线表示的一区域定义为配线形成区域R。配线形成区域R是如下区域，即，设于半导体基板14的下表面侧，由穿过多个配线21的若干边上的线连结形成的外周P闭合，且内部包含所有的配线21。所有的配线21包含于配线形成区域R内。
[0033]再次参照图1及图2。在半导体基板14的下表面侧，在配线形成区域R的周围设有构成多个凹凸部的多个凸部。多个凸部含有作为与例如所有配线21实质上绝缘的浮遊配线的虚设配线25a、25b。虚设配线25a、25b分别是含有Cu等金属的金属配线，在包围配线形成区域R的绝缘膜20的下表面上，沿着半导体基板14的下表面的外周而呈环状设置。在本实施例中，两根虚设配线25a、25b设置在相互隔开的位置上。外侧的虚设配线25a是设于配线形成区域R的周围的一根环状配线。此外，内侧的虚设配线25b含有将一根环分割后的多个配线。构成内侧的虚设配线25b的多个配线在配线形成区域R与外侧的虚设配线25a之间，呈环状排列。虚设配线25a、25b分别含有例如线宽10 μ m左右、厚度5 μ m左右的Cu等金属配线，且设于如下位置:内侧的虚设配线25b与配线形成区域R的距离LI为20 μπκ外侧的虚设配线25a与后述保护膜26的端面的距离L2为5 μπι。
[0034]另外，在本申请案中，虚设配线的根数并无限定，且设置的虚设配线可以像外侧的虚设配线25a那样为一根环形状，也可以像内侧的虚设配线25b那样为将一根环分割成多个的形状。而且，虚设配线25a、25b并非必须为金属。虚设配线25a、25b优选含有所述配线25a、25b与保护膜26的密接强度比绝缘膜32与保护膜26的密接强度强的材料。从密接强度的观点出发，虚设配线25a、25b更优选为金属。
[0035]在设有这种虚设配线25a、25b及多个配线21的绝缘膜20的下表面上，以接触多个配线21及多个虚设配线25a、25b的各个，且接触从多个配线21及多个虚设配线25a、25b之间露出的绝缘膜20的下表面的方式，形成有保护膜26。保护膜26是用来至少保护配线21的膜，含有例如树脂制的阻焊剂膜。
[0036]另外，为了抑制因施加于固态摄像装置10的侧面的损伤使得保护膜26自绝缘膜20剥落