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半導(dǎo)體器件以及制造半導(dǎo)體器件的方法與流程

文檔序號:12648592閱讀:288來源:國知局
半導(dǎo)體器件以及制造半導(dǎo)體器件的方法與流程
本技術(shù)涉及一種半導(dǎo)體器件和一種制造該半導(dǎo)體器件的方法,更具體地,涉及一個用來提供楊氏模量比切割部分中的透明樹脂層高的防碎部件并防止切割中造成的半導(dǎo)體層的碎裂的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù):
日本未經(jīng)審查專利申請公開號2008-66679是相關(guān)技術(shù)的一個實(shí)例。近年來,固態(tài)成像元件(圖像傳感器)的PKG(封裝)已以一種被稱為芯片尺寸PKG(以下簡稱為CSP)的形式被大量生產(chǎn)。這樣的CSP不同于由陶瓷或模制樹脂形成的相關(guān)技術(shù)的空腔PKG。例如,隨著其中相鄰芯片之間的間隙通過晶片上的樹脂壁被隔開的空腔配置被形成,傳感器單元的保護(hù)層(例如,透明玻璃)和Si(硅)晶片被接合,硅通孔(以下簡稱為TSV)被形成,在與成像面相對的表面上進(jìn)行重新布線,提供了焊接球,最后執(zhí)行切割以用于分割。圖12的A示出了具有上述空腔配置的CSP的固態(tài)成像元件(半導(dǎo)體器件)的配置的一個實(shí)例。在具有空腔配置的CSP中,如圖12的A所示,半導(dǎo)體層100和保護(hù)層102由形成為粘接劑的樹脂壁103接合。在這種情況下,由半導(dǎo)體層100、保護(hù)層102和樹脂壁103劃分的內(nèi)部空間104充滿空氣。如圖中所示,多個焊接球101被形成在半導(dǎo)體層100的成像面的背面?zhèn)壬?。在CSP中,通過TSV形成工藝來形成Deep-RIE或絕緣膜(SiO2)。然而,為了形成用于優(yōu)異生產(chǎn)率的膜,有必要減小通孔直徑與用于形成半導(dǎo)體層100的Si的厚度的縱橫比。因此,通過背面研磨(以下簡稱為BGR)工藝,Si的厚度被減薄到,例如,約50μm至約100μm。然而,由于充滿空氣的內(nèi)部空間104被形成在具有如圖12的A所示的空腔配置的CSP中,支撐具有約50μm至約100μm的上述厚度的Si(半導(dǎo)體層100)的部分非常小。因此,特別是,在具有大尺寸的圖像傳感器中,存在一個問題,即,半導(dǎo)體層100會在BGR工藝中被彎曲,或者可能當(dāng)在BGR工藝之后CSP被安裝在基板上時由于產(chǎn)生的應(yīng)力而相當(dāng)大的彎曲。圖12的B示出了在這種情況下半導(dǎo)體層100的彎曲(翹曲)的圖像。當(dāng)圖像傳感器的尺寸小時,Si的厚度與寬度的縱橫比小。因此,Si的機(jī)械硬度比較高,并且很少會發(fā)生相當(dāng)大的翹曲。然而,當(dāng)圖像傳感器具有大的尺寸時,Si的厚度與寬度的縱橫比很大。因此,隨著Si的機(jī)械硬度被減弱,容易產(chǎn)生相當(dāng)大的翹曲。半導(dǎo)體層100被翹曲的事實(shí)意味著成像面是彎曲的。因此,存在一個問題,即,由于成像面的彎曲,光學(xué)精度劣化。具體地,當(dāng)發(fā)生上述翹曲時,透鏡的光學(xué)聚焦位置在傳感器的中心和邊緣處偏離。因此,當(dāng)在中心處實(shí)現(xiàn)聚焦時,存在一個問題,即,在邊緣處產(chǎn)生模糊。為了解決由于具有所述空腔配置的CSP而造成的問題,已經(jīng)提出了圖13的A所示的具有無空腔配置的CSP。在具有無空腔配置的CSP中,如圖13的A所示,半導(dǎo)體層100和由玻璃形成的保護(hù)層102之間的間隙填充有透明粘接劑樹脂,并被形成為透明樹脂層105。換句話說,相對于具有圖12的A所示的空腔配置的前述CSP,內(nèi)部空間104不是充滿空氣而是充滿透明樹脂。在這樣的無空腔配置中,不僅Si(半導(dǎo)體層100)單體的機(jī)械硬度,而且由例如,約300μm至約800μm的相對厚的玻璃形成的保護(hù)層102的硬度被加入到翹曲中,如圖12的B所示。因此,由于可以增加機(jī)械硬度,因此能夠有效地防止發(fā)生翹曲。然而,在晶片級,為了實(shí)現(xiàn)上述的無空腔CSP結(jié)構(gòu),形成透明樹脂層105的粘接性樹脂被接合到整個晶圓表面上的玻璃(保護(hù)層102)。因此,在形成透明樹脂層105的透明樹脂中,引起的膜應(yīng)力應(yīng)盡可能小。否則,當(dāng)Si和玻璃被接合時,可能會產(chǎn)生翹曲。此處,引起的應(yīng)力小的事實(shí)意味著模量通常也降低(軟化)。因此,為了實(shí)現(xiàn)如圖13的A所示的無空腔配置,同時防止產(chǎn)生上述的翹曲,有必要減小形成透明樹脂層105的透明樹脂的彈性模量(降低楊氏模量)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
然而,當(dāng)形成透明樹脂層105的透明樹脂的彈性模量減小時,如上所述,用于分割的切割時可能產(chǎn)生半導(dǎo)體層100的碎裂(Si碎裂)。圖13的B示出了切割時的狀態(tài)。如圖所示,在切割時,預(yù)定位置(切割部分)被分割前的層結(jié)構(gòu)中的切割刀片110切割。在切割時,半導(dǎo)體層100不是固定的,且當(dāng)形成透明樹脂層105的透明樹脂的彈性模量小時發(fā)生搖動。產(chǎn)生所謂的抖振。在傳感器活性表面上,即,與透明樹脂層105接觸的半導(dǎo)體層100的表面上,發(fā)生碎裂(破裂)。具有小的彈性模量的透明樹脂堵塞切割刀片110并因此剪切力被削弱的事實(shí),是傳感器活性表面上的碎裂的原因之一。期望提供一種半導(dǎo)體器件以及一種制造半導(dǎo)體器件的方法,能夠防止切割時發(fā)生半導(dǎo)體層的抖振或切割刀片的堵塞,以及防止在切割中引起的半導(dǎo)體層的碎裂發(fā)生。根據(jù)本技術(shù)的一個實(shí)施方式,提供了一種半導(dǎo)體器件,其是作為固態(tài)成像元件的半導(dǎo)體器件,該半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體層、包括透明材料的保護(hù)層,以及密封半導(dǎo)體層和保護(hù)層之間的間隙的透明樹脂層。楊氏模量比透明樹脂層更高的防碎部件被形成為與分割前的層結(jié)構(gòu)的切割部分中的半導(dǎo)體層接觸,并且在用于所述分割的所述切割部分中執(zhí)行切割。此外,根據(jù)本技術(shù)的一個實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的另一種配置,透明樹脂層被插入在防碎部件和保護(hù)層之間。此外,切割前的防碎部件的寬度被設(shè)置為在用于切割防碎部件的切割刀片的厚度B的1.5倍至3.0倍的范圍內(nèi),而分割后的防碎部件的寬度被設(shè)置為在(1.5B/2-B/2)至(3B/2-B/2)的范圍內(nèi)。此外,透明樹脂層的楊氏模量被設(shè)置為等于或小于1.5Gpa,而防碎部件的楊氏模量被設(shè)置為等于或大于2.5Gpa。此外,防碎部件包括樹脂。此外,防碎部件包括任何硅氧烷基樹脂、丙烯酸基樹脂和環(huán)氧基樹脂。此外,防碎部件的樹脂材料包含填充物。此外,保護(hù)層包含玻璃。根據(jù)本技術(shù)的一個實(shí)施方式,提出了以下方法,作為一種制造半導(dǎo)體器件的方法。即,根據(jù)本技術(shù)的一個實(shí)施方式,提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法,其為一種制造半導(dǎo)體器件作為固態(tài)成像元件的方法,該方法包括,形成分割前的層結(jié)構(gòu),其中,半導(dǎo)體層和包括透明材料的保護(hù)層之間的間隙以晶片級由透明樹脂所密封,以使楊氏模量比透明樹脂層高的防碎部件被形成為與用于所述分割的切割部分中的半導(dǎo)體層接觸;以及在切割部分中對所述分割前的層結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割,所述切割部分在形成所述分割前的層結(jié)構(gòu)的步驟中形成。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式,半導(dǎo)體器件具有一種配置,其中,半導(dǎo)體層和保護(hù)層之間的間隙被透明樹脂密封,如在相關(guān)技術(shù)的無空腔配置那樣。即,在這方面,能夠防止在背面研磨(BGR)工藝中引起的半導(dǎo)體層的翹曲發(fā)生。此外,根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式,楊氏模量比透明樹脂層高的防碎部件被形成為與分割前的層結(jié)構(gòu)的切割部分中的半導(dǎo)體層接觸。因此,與其中具有相對低的楊氏模量的透明樹脂層與半導(dǎo)體層接觸的相關(guān)技術(shù)的無空腔配置相比,通過形成具有更高的楊氏模量的防碎部件以與半導(dǎo)體層接觸,能夠防止切割時半導(dǎo)體層的抖振(搖動),并防止切割刀片的堵塞。結(jié)果,能夠有效地防止切割中引起的半導(dǎo)體層的碎裂的產(chǎn)生。根據(jù)本技術(shù)的上述實(shí)施方式,在被設(shè)計為通過用透明樹脂層密封保護(hù)層和半導(dǎo)體層之間的間隙來防止發(fā)生在BGR工藝中引起的半導(dǎo)體層的翹曲的用作固態(tài)成像元件的半導(dǎo)體器件中,可以防止半導(dǎo)體層的抖振的發(fā)生,并防止在切割時切割刀片的堵塞,因此可以有效地防止切割中引起的半導(dǎo)體層的碎裂。附圖說明圖1為示出了根據(jù)一個實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的截面配置的示圖;圖2為示出了在分割半導(dǎo)體器件的先前的步驟中的分割前的層結(jié)構(gòu)的截面配置的示圖;圖3的A和B為示出了相關(guān)技術(shù)的無空腔配置的第一步驟的切割狀態(tài)的示圖;圖4的A和B為示出了相關(guān)技術(shù)的無空腔配置的第二步驟的切割狀態(tài)的示圖;圖5的A和B為示出了根據(jù)所述實(shí)施方式的分割前的層結(jié)構(gòu)中的第一步驟的切割狀態(tài)的示圖;圖6的A和B為示出了根據(jù)所述實(shí)施方式的分割前的層結(jié)構(gòu)中的第二步驟的切割狀態(tài)的示圖;圖7為示出了其中包含填充物的防碎部件的示圖;圖8為示出了關(guān)于碎片防止部件的彈性模量和碎片大小之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)的圖示結(jié)果的示圖;圖9的A至C為示出了根據(jù)所述實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法的示圖;圖10為示出了如圖9的A至C中的根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法的示圖;圖11是示出了使用根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的成像光學(xué)單元的配置的一個實(shí)例的截面圖;圖12的A和B為示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的具有空腔配置的固態(tài)成像元件(半導(dǎo)體器件)的配置和問題的實(shí)例的示圖;圖13的A和B示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的具有無空腔配置的固態(tài)成像元件(半導(dǎo)體器件)的配置和問題的實(shí)例的示圖。具體實(shí)施方式在下文中,將參考附圖詳細(xì)描述本公開的優(yōu)選實(shí)施方式。請注意,在本說明書和附圖中,用相同的參考標(biāo)號表示具有基本相同的功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件,并且省略對這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)解釋。在下文中,對與本技術(shù)有關(guān)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。將按以下順序進(jìn)行描述。<1.根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件><2.根據(jù)實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法><3.根據(jù)實(shí)施方式的使用固態(tài)成像元件的成像光學(xué)單元的配置實(shí)例><4.變形例><1.根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件>圖1為示出了根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件1的截面配置的示圖。首先,假設(shè)根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件1為用作固態(tài)成像元件的半導(dǎo)體器件。在附圖中,半導(dǎo)體層2例如,用作固態(tài)成像元件的傳感器單元。雖然沒有被詳細(xì)地示出,但是例如,多個光接收元件或用于R、G和B的微型濾色器形成在半導(dǎo)體層2的表面(成像面)側(cè)上。保護(hù)層4形成在半導(dǎo)體層2的表面?zhèn)龋ㄕ鎮(zhèn)龋┥稀1Wo(hù)層4被形成以保護(hù)半導(dǎo)體層2的成像面,并使用具有相對高的硬度的材料。在這個實(shí)例中,透明玻璃被用于保護(hù)層4。根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件1具有這樣一種配置作為整體配置,其中,半導(dǎo)體層2和保護(hù)層4被具有相對較小的楊氏模量的透明樹脂(透明粘接樹脂)接合,如圖13的A和B的上述無空腔配置那樣。由被配置用于接合的透明樹脂形成的層被稱為透明樹脂層5。使透明樹脂層5具有低楊氏模量(導(dǎo)致彈性模量小的)的目的與根據(jù)相關(guān)技術(shù)的無空腔配置的情況相同。根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件1以芯片尺寸PKG(以下簡稱為CSP)的上述形式被成批生產(chǎn),所述芯片尺寸PKG不同于由陶瓷或模制樹脂形成的相關(guān)技術(shù)的空腔PKG。半導(dǎo)體器件1以這樣的方式形成,即,保護(hù)層4和傳感器單元的Si晶片(半導(dǎo)體層2)被接合,在半導(dǎo)體層2中形成硅通孔(以下簡稱為TSV),在與成像面相對的表面上進(jìn)行重新布線,設(shè)置如圖中所示的多個焊接球3,并且最后執(zhí)行切割以用于分割。在根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件中,在通過執(zhí)行用于分割的切割而形成的半導(dǎo)體器件的側(cè)壁表面的內(nèi)側(cè)上的最外圍區(qū)域內(nèi),由楊氏模量比透明樹脂層5高的材料(更大的彈性模量)形成的防碎部件6被形成為與半導(dǎo)體層2接觸,如圖中所示。從下面的描述中將會理解,圖中所示的防碎部件6變成其中在分割之前以晶片級執(zhí)行切割的切割部中的片段。換句話說,通過預(yù)先以晶片級形成寬度充分大于切割刀片的厚度的防碎部件6并對其中形成了防碎部件6的部分執(zhí)行切割來分割這種情況下的半導(dǎo)體器件1。從前面的描述可以理解,根據(jù)本實(shí)施方式的圖1所示的半導(dǎo)體器件1在其中進(jìn)行切割的部分中具有空腔配置,并具有其中由透明樹脂進(jìn)行接合作為無空腔配置的整體配置。也就是說,從這個觀點(diǎn)來看,半導(dǎo)體器件1的配置可以說是一種空腔配置和無空腔配置的混合配置(混合無空腔配置)。圖2示出了分割前的層結(jié)構(gòu)的截面配置,其為分割半導(dǎo)體1的前一步驟中的多個半導(dǎo)體器件1的集合。如上所述,在分割前的層結(jié)構(gòu)中,與半導(dǎo)體層2接觸的防碎部件6被形成在其中執(zhí)行用于分割的切割的切割部分(在圖中由CT表示)中。如圖2所示,分割前的層結(jié)構(gòu)上的防碎部件6的寬度wb,即,切割之前的防碎部件6的寬度wb,可以被設(shè)置為小于上述圖12中所示的空腔配置的樹脂壁103的寬度w1。在圖12的空腔配置中,必須確保Si(半導(dǎo)體層100)和玻璃(保護(hù)層102)通過空腔的樹脂壁103粘接的粘接強(qiáng)度。因此,必須確保寬度w1在一定程度上(例如,至少為0.3mm或以上)。然而,在圖2的配置中,沒有必要擴(kuò)大防碎部件6的寬度wb以確保其中半導(dǎo)體層2和保護(hù)層4整體由無空腔側(cè)上的透明樹脂層5粘接的配置的粘接力。因此,寬度wb可被設(shè)置為切割刀片的厚度+α。寬度wb為至少約0.1mm就足夠了。因此,當(dāng)寬度wb可以被設(shè)置為小時,應(yīng)力低。此外,由于不執(zhí)行與保護(hù)層4的接合,防碎部件6可能不具有粘接力。由于使用具有較高彈性的透明樹脂進(jìn)行接合,所以防碎部件6可能不會有足夠的彈性來吸收材料的高度、翹曲和平坦度的變化。從該觀點(diǎn)來看,防碎部件6的彈性模量可以被設(shè)置為高的。在此實(shí)例中,例如,樹脂被用作防碎部件6。當(dāng)透明樹脂層5的彈性模量高時,在不設(shè)置防碎部件6的情況下也可以抑制切割時的碎裂。然而,由于上述翹曲的問題,透明樹脂層5的彈性模量必須被設(shè)置為是低的。在本實(shí)施方式中,切割時的碎裂被設(shè)計為通過提供能夠增加對應(yīng)于切割部分的彈性模量的樹脂而被抑制。如下面將描述的那樣,上述用于分割的切割以兩個分離的工藝進(jìn)行,即,在正面?zhèn)壬线M(jìn)行切割的工藝和從背面?zhèn)冗M(jìn)行切割的工藝。將參照圖3的A至圖4的B來描述相關(guān)技術(shù)的無空腔配置中的兩個步驟的切割狀態(tài)和為什么由于切割而產(chǎn)生碎裂的原因。在這種情況下,如圖3的A所示,首先,通過從分割前的層結(jié)構(gòu)的正面?zhèn)龋ㄔ谠搱D的情況下,在保護(hù)層102的一側(cè))插入用于玻璃切割的切割刀片111來進(jìn)行切割。如圖3的B所示,當(dāng)切割刀片111到達(dá)透明樹脂層105時,從正面?zhèn)鹊那懈睿ǖ谝徊襟E的切割)結(jié)束。接著,用于Si(硅)切割的切割刀片112從其中第一步驟的切割結(jié)束的分割前的層結(jié)構(gòu)的背面?zhèn)炔迦耄鐖D4的A所示,半導(dǎo)體層100和透明樹脂層105的剩余部分被切割,如圖4的B所示。通過在分割前的層結(jié)構(gòu)的多個預(yù)定部分(切割部分)中進(jìn)行切割,進(jìn)行半導(dǎo)體器件的分割。在這種情況下,傳感器活性表面上的上述碎裂在從背面?zhèn)惹懈顣r發(fā)生,如圖4的A和B所示。具體而言,在從背面?zhèn)惹懈顣r,只有具有小彈性模量的透明樹脂存在于相關(guān)技術(shù)的無空腔配置中的切割部分附近。因此,當(dāng)切割刀片112旋轉(zhuǎn)時,半導(dǎo)體層100可能不是固定的,從而可能會抖振(被搖動)(附圖中的X)。因此,破裂(附圖中的Y)可能會出現(xiàn)在傳感器活性表面上(其為與半導(dǎo)體層100中的透明樹脂層表面105接觸的表面)。在相關(guān)技術(shù)的無空腔配置中,在從背面?zhèn)惹懈顣r,具有小彈性模量的透明樹脂會很容易地堵塞切割刀片112,由于堵塞,因此切割刀片112的剪切力會被減弱。這一點(diǎn)也是在傳感器活性表面發(fā)生碎裂的原因之一。圖5的A至圖6的B示出了以同樣的方式對根據(jù)該實(shí)施方式的分割前的層結(jié)構(gòu)執(zhí)行兩部分割的情況。在該實(shí)施方式的情況下,首先,通過從保護(hù)層4(圖5的A)的正面?zhèn)炔迦胗糜诓A懈畹那懈畹镀?11,向第一步驟那樣執(zhí)行從正面?zhèn)鹊那懈?。此時,如圖5的A的放大圖所示,當(dāng)切割刀片111到達(dá)防碎部件6時,第一步驟的切割結(jié)束。圖5的B示出了第一步驟的切割結(jié)束時分割前的層結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝徊襟E的切割結(jié)束時,防碎部件6的一部分處于切割狀態(tài),如圖所示。如圖6的A所示,通過從半導(dǎo)體層2的背面?zhèn)炔迦胗糜赟i切割的切割刀片112,執(zhí)行第二步驟中的從后表面?zhèn)鹊那懈睢H鐖D6的B所示,半導(dǎo)體層2與防碎部件6的其余部分通過此切割被切斷。在本實(shí)施方式中,在圖6的A和B所示的切割時,具有高楊氏模量的防碎部件6與切割部分附近的半導(dǎo)體層2接觸。因此,在這種情況下,即使當(dāng)切割刀片112旋轉(zhuǎn)時,半導(dǎo)體層2可以是固定的。因此,如上所述,能夠有效地防止半導(dǎo)體層2的抖振的發(fā)生。在本實(shí)施方式的配置中,當(dāng)半導(dǎo)體層2被切割刀片112切割時,具有小彈性模量的透明樹脂沒有與切割刀片112接觸。此外,能夠防止切割刀片112的上述堵塞的發(fā)生。從這個觀點(diǎn)出發(fā),在本實(shí)施方式中,可以有效地防止分割中引起的傳感器活性表面上的碎裂。例如,甚至當(dāng)僅通過從正面?zhèn)然虮趁鎮(zhèn)鹊那懈钸M(jìn)行分割時,同樣也可以同樣地獲得這樣的碎裂防止效果。在這個實(shí)例中,如上面的圖1和2中所示,防碎部件6被形成為不與相對硬的保護(hù)層4接觸。換句話說,透明樹脂層5被配置為在防碎部件6和保護(hù)層4之間。當(dāng)防碎部件6與保護(hù)層4接觸時,幾乎沒有理由使用具有小彈性模量的透明樹脂接合半導(dǎo)體層2和保護(hù)層4。因此,可能無法獲得防止在接合時引起的翹曲的效果。因此,通過不使防碎部件6與保護(hù)層4接觸,能夠提高防止由于接合造成的翹曲的效果。從避免碎裂的觀點(diǎn)來看,防碎部件6的彈性模量優(yōu)選為大。在這個實(shí)例中,樹脂被用作防碎部件6。然而,在這種情況下,如圖7所示,通過包含填充物6a以進(jìn)一步硬化樹脂,可以增加模量。隨著防碎部件6的模量增加(楊氏模量增加),能夠強(qiáng)有力地防止切割刀片112的旋轉(zhuǎn)引起的半導(dǎo)體層2中抖振或切割刀片112的堵塞發(fā)生,如上所述。因此,可以提高切割特性并強(qiáng)有力地防止破裂的發(fā)生。圖8為示出了防碎部件6的模量和碎片大小之間的關(guān)系的一個實(shí)驗(yàn)的圖示結(jié)果的示圖。在實(shí)驗(yàn)中,通過使用具有不同模量的三種防碎部件6,多次執(zhí)行切割來測量每個碎片的大小。在圖中,三種防碎部件6的每一個的碎片大小的測定結(jié)果,由兩個●標(biāo)記和一個▲標(biāo)記表示。兩個●標(biāo)記表示每個碎片大小的最大值和最小值,而▲標(biāo)記表示碎片大小的平均值。從圖8所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看,可以理解的是,通過增加防碎部件6的模量,可以進(jìn)一步防止碎裂的發(fā)生。透明樹脂層5和防碎部件6的模量(楊氏模量)最好被設(shè)置為至少如下。即,透明樹脂層5的模量等于1.5Gpa(千兆帕斯卡),而防碎部件6的模量等于或大于2.5Gpa。在下文中,將給出透明樹脂層5和防碎部件6的材料的實(shí)例。例如,硅氧烷基粘接劑或丙烯酸基粘接劑可以被用作透明樹脂層5的材料。也可以用環(huán)氧基粘接劑、酯基粘接劑或聚酰亞胺基粘接劑。當(dāng)使用這種材料時,楊氏模量如下所示。硅氧烷基粘接劑:0.1Gpa至0.8Gpa丙烯酸基粘接劑:0.1Gpa至0.5Gpa環(huán)氧基粘接劑:1.8Gpa至2.5Gpa酯基粘接劑:0.1Gpa至0.5Gpa聚酰亞胺基粘接劑:0.1Gpa至0.5Gpa關(guān)于由樹脂形成的防碎部件6,例如,可以使用光敏硅氧烷基粘接劑、光敏丙烯酸基粘接劑或光敏環(huán)氧基粘接劑。通過這些材料獲得的楊氏模量如下所示。光敏硅氧烷基粘接劑:0.3Gpa至0.7Gpa光敏丙烯酸基粘接劑:2.0Gpa至3.5Gpa光敏環(huán)氧基粘接劑:1.8Gpa至3.0Gpa當(dāng)使用硅氧烷基樹脂時,模量優(yōu)選地通過包含填充物6a而增加。丙烯酸基粘接劑加上環(huán)氧系粘接劑的混合樹脂可以被用于由樹脂形成的防碎部件6。此外,考慮到耐熱性和耐化學(xué)性,優(yōu)選選擇實(shí)際的材料。順便提及,如上所述,防碎部件6的寬度(wb)可以被設(shè)置為至少大于切割防碎部件6的切割刀片112的厚度。然而,當(dāng)防碎部件6的寬度wb和切割刀片112的厚度之間的差過小時,可能會導(dǎo)致切割性能的劣化。例如,在切割時半導(dǎo)體層2的阻尼特性可能會減小,或者刀片的堵塞發(fā)生的概率可能會增加。因此,防碎部件6的寬度wb最好被設(shè)定為在切割刀片112的厚度的約1.5倍至約3.0倍的范圍內(nèi)。當(dāng)防碎部件6的寬度wb被設(shè)置為切割刀片112的厚度的1.5倍至3.0倍時,如上所述,如圖1所示,通過切割進(jìn)行的分割后的半導(dǎo)體器件1中的防碎部件6的寬度wr,如在圖6的B中,考慮到切割,是在(1.5B/2-B/2)至(3B/2-B/2)的范圍內(nèi)。在這里,“B”表示切割刀片112的厚度。<2.根據(jù)實(shí)施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法>接著,將參照圖9的A至圖10對根據(jù)本實(shí)施方式的如上所述的半導(dǎo)體器件1的制造方法進(jìn)行說明。在圖9的A至C中,圖9的A是示出了作為多個半導(dǎo)體層2的集合的硅晶片2'的透視圖和截面圖。在根據(jù)實(shí)施方式的制造方法中,防碎部件6形成在硅晶片2'上,如圖9的B所示。從前面的描述可以理解,防碎部件6形成在硅晶片2'的用于分割的切割部分上。因此,形成了格子狀,如圖所示。在這個實(shí)例中,由于光敏樹脂粘接劑被用作防碎部件6的材料,圖9的B所示的形成防碎部件6的工藝是通過曝光和顯影圖案化光敏樹脂粘接劑來進(jìn)行的。在防碎部件6形成后,如圖9的C所示,在等于或小于透明樹脂5'的交聯(lián)溫度高溫下,作為用于形成透明樹脂層5的材料的透明樹脂5'被真空層壓在硅晶片2'上,防碎部件6形成在其中。通過在真空狀態(tài)下層壓這樣的透明樹脂5',如圖9的C的剖視圖所示,透明樹脂5'可以以保形方式暫時附著到防碎部件6形成在其中的硅晶片2'的表面形狀上。在透明樹脂5'被層壓后,如圖10所示,作為保護(hù)層4的材料的玻璃材料4',在真空狀態(tài)下被加壓粘接在透明樹脂5'被層壓在其上的硅晶片2'上,同時被加熱。因此,通過在真空狀態(tài)下對玻璃材料4'進(jìn)行加壓,根據(jù)防碎部件6形成在其中的位置的圖9的C的層壓工藝中的透明樹脂5'中形成的階梯部分被平面化。此時,通過上述加壓,透明樹脂5'流向高的部分或低的部分,并且因此玻璃材料4'最終可以被接合而沒有空隙(氣泡)。在其中作為樹脂粘接劑的透明樹脂5'的交聯(lián)沒有太多的進(jìn)展的范圍內(nèi),接合工藝中的加熱溫度最好是盡可能高。這是因?yàn)橛捎谕该鳂渲?'被熔融并且因此很容易被移動的事實(shí)所以可以更很好地防止空隙的混合??梢酝ㄟ^至少完成圖10中所示的接合工藝并以晶片級用透明樹脂5'密封半導(dǎo)體層2和保護(hù)層4之間的間隙,來獲得其中與半導(dǎo)體層2接觸的防碎部件6形成在切割部分中的作為分割之前的層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。雖然參照附圖的描述被省略,但是通過圖中10所示的接合工藝后的加熱工藝執(zhí)行透明樹脂5'的交聯(lián)。光敏樹脂粘接劑也可以被用作透明樹脂5'。在這種情況下,通過曝光執(zhí)行交聯(lián)。在透明樹脂5'的交聯(lián)后,半導(dǎo)體層2的背面?zhèn)韧ㄟ^背面研磨(BGR)工藝被減薄,TSV被處理,并在背面上進(jìn)行重新布線。此后,作為最終工藝,通過由切割部分對經(jīng)過上述工藝的分割前的層結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割來分割半導(dǎo)體器件1。從上述的制造工藝可以理解,根據(jù)本實(shí)施方式的混合無空腔配置可以相對容易地實(shí)現(xiàn),并且添加了較少的工藝。因此,在不增加成本的情況下,具有相對較大的尺寸的傳感器CSP可以以較低的成本來實(shí)現(xiàn)。<3.使用根據(jù)實(shí)施方式的固態(tài)成像元件的成像光學(xué)單元的配置實(shí)例>圖11是示出了使用根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件1(固態(tài)成像元件)的成像光學(xué)單元10的配置的實(shí)例的截面圖。如圖所示,這種情況下的成像光學(xué)單元10被安裝在透鏡鏡筒(透鏡筒)11中,以便容納多個透鏡。具體地,在這種情況下的成像光學(xué)單元10中,透鏡12被安裝為使得透鏡12的一部分相對于在物體側(cè)的透鏡鏡筒11形成的開口部分突出。透鏡13和14被安裝為比透鏡12更接近成像面?zhèn)取S米鞲鶕?jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件1的固態(tài)成像元件被布置為占據(jù)在透鏡鏡筒11的成像面?zhèn)壬闲纬傻拈_口部分。用作半導(dǎo)體器件1的固態(tài)成像元件作為CSP的尺寸小,因此有助于成像光學(xué)單元10的小型化。<4.變形例>已對本技術(shù)的實(shí)施方式進(jìn)行了說明,但是本技術(shù)的實(shí)施方式不局限于上述的具體實(shí)例??梢钥紤]各種變形例。例如,在前面的描述中,防碎部件6已經(jīng)由樹脂形成。然而,例如,無機(jī)材料,如SiO2或SiN也可以被使用。在這種情況下,形成防碎部件6的工藝通過形成并圖案化無機(jī)材料來進(jìn)行。在前面的描述中,保護(hù)層4已由玻璃形成。代替玻璃,保護(hù)層4可以由另一種透明材料例如透明樹脂形成。例如,考慮到以下情況,保護(hù)層4可以由Si基材料形成。在圖12所示的空腔配置中,必要的會聚率(condensingpower)被配置為通過片上透鏡(OCL)的折射率“折射率=約1.6”和內(nèi)部空間104中的空氣的“折射率=1”之間的差來獲得。在本技術(shù)的實(shí)施方式中,由于保護(hù)層4和傳感器之間的間隙被填充以透明樹脂層5(例如,折射率=約1.5),透鏡的會聚率會被削弱。因此,擔(dān)心傳感器的靈敏度可能會降低。因此,考慮到這一點(diǎn),用作OCL的保護(hù)層4由具有高折射率(折射率=約1.7至約2.1)的諸如SiN的材料形成。在以上描述中,例如,其中防碎部件6被形成為接觸切割部分中的半導(dǎo)體層2的分割前的層結(jié)構(gòu),已經(jīng)通過在半導(dǎo)體層2的側(cè)面上形成防碎部件6,然后在一個晶片級的任務(wù)中用透明樹脂5'粘接保護(hù)層4(圖9的A到圖10)而形成。然而,其中形成了防碎部件6的分割前的層結(jié)構(gòu)可以通過在保護(hù)層4的側(cè)面上形成防碎部件6,然后用透明樹脂5'將保護(hù)層4粘接到半導(dǎo)體層2的側(cè)面上而被制造。至于圖9的A到圖10,在半導(dǎo)體層2的側(cè)面上形成防碎部件6的方法是有利的,在于防碎部件6很容易與半導(dǎo)體層2接觸。此外,本技術(shù)也可以被配置如下。(1)1.一種半導(dǎo)體器件,包括:半導(dǎo)體層;保護(hù)層,包括透明材料;以及透明樹脂層,密封半導(dǎo)體層和保護(hù)層之間的間隙,其中,楊氏模量比透明樹脂層高的防碎部件被形成為與分割前的層結(jié)構(gòu)的切割部分中的半導(dǎo)體層接觸,并且在用于所述分割的所述切割部分中執(zhí)行切割。(2)根據(jù)(1)的半導(dǎo)體器件,其中,透明樹脂層被插入在防碎部件和保護(hù)層之間。(3)根據(jù)(1)或(2)的半導(dǎo)體器件,其中,切割前的防碎部件的寬度被設(shè)置為在用于切割防碎部件的切割刀片的厚度B的1.5倍至3.0倍的范圍內(nèi),以及其中,分割后的防碎部件的寬度被設(shè)置為在(1.5B/2-B/2)至(3B/2-B/2)的范圍內(nèi)。(4)根據(jù)(1)至(3)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體器件,其中,透明樹脂層的楊氏模量被設(shè)置為等于或小于1.5Gpa,以及其中,防碎部件的楊氏模量被設(shè)置為等于或大于2.5Gpa。(5)根據(jù)(1)至(4)中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體器件,其中,防碎部件包括樹脂。(6)根據(jù)(5)的半導(dǎo)體層,其中,防碎部件包括任何硅氧烷基樹脂、丙烯酸基樹脂和環(huán)氧基樹脂。(7)根據(jù)(5)或(6)的半導(dǎo)體器件,其中,防碎部件的樹脂材料包含填充物。(8)根據(jù)(1)至(7)中的任一項(xiàng)的半導(dǎo)體器件,其中,保護(hù)層包括玻璃。(9)一種制造半導(dǎo)體器件的方法,該方法包括:形成分割前的層結(jié)構(gòu),其中,半導(dǎo)體層和包括透明材料的保護(hù)層之間的間隙以晶片級被透明樹脂密封,從而使得楊氏模量比透明樹脂層高的防碎部件被形成為與分割的切割部分中的半導(dǎo)體層接觸;在切割部分中對分割前的層結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割,所述切割部分在形成分割前的層結(jié)構(gòu)的步驟中形成。本公開包含的主題涉及于2012年8月28日提交至日本專利局的日本在先專利申請JP2012-187927中所公開的主題,其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
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