(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176627
(43)【公開日】2022-11-30
(54)【発明の名称】半導体チップおよびその製造方法、並びに電子機器
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20221122BHJP
H04N 5/225 20060101ALI20221122BHJP
G02B 3/00 20060101ALI20221122BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 D
H04N5/225 300
H04N5/225 400
G02B3/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021083153
(22)【出願日】2021-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121131
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082131
【弁理士】
【氏名又は名称】稲本 義雄
(74)【代理人】
【識別番号】100168686
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 勇介
(72)【発明者】
【氏名】鎌谷 良介
(72)【発明者】
【氏名】湯川 富之
(72)【発明者】
【氏名】山本 篤志
【テーマコード（参考）】
4M118
5C122
【Ｆターム（参考）】
4M118AA10
4M118AB01
4M118BA14
4M118CA03
4M118FA06
4M118GA02
4M118GC08
4M118GD03
4M118GD04
4M118GD07
4M118GD08
4M118GD20
4M118HA02
4M118HA07
4M118HA09
4M118HA22
4M118HA23
4M118HA24
4M118HA25
4M118HA31
4M118HA33
5C122DA14
5C122DA26
5C122EA55
5C122FB05
5C122FB17
5C122FC06
5C122GE05
(57)【要約】
【課題】信頼性や耐久性を向上させることができるようにする。
【解決手段】半導体チップは、CIS（CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) Image sensor）等の固体撮像素子と、固体撮像素子上に設置されたガラス基板と、ガラス基板上に形成されたレンズとを備える。ガラス基板は、レンズが形成される領域の周囲に深さがＬ１－Ｌ２である溝部を有する。本技術は、例えば、CIS等の固体撮像素子を有するWCSP(Wafer Level Chip Size Package)である半導体チップ等に適用できる。
【選択図】図１
【解決手段】半導体チップは、CIS（CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) Image sensor）等の固体撮像素子と、固体撮像素子上に設置されたガラス基板と、ガラス基板上に形成されたレンズとを備える。ガラス基板は、レンズが形成される領域の周囲に深さがＬ１－Ｌ２である溝部を有する。本技術は、例えば、CIS等の固体撮像素子を有するWCSP(Wafer Level Chip Size Package)である半導体チップ等に適用できる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像素子と、
前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたレンズと、
を備え、
前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する
ように構成された
半導体チップ。
前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたレンズと、
を備え、
前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する
ように構成された
半導体チップ。
【請求項2】
前記溝部の側面は斜面である
ように構成された
請求項１に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項3】
前記溝部の側面には光の正反射を防止する加工が施されている
ように構成された
請求項１に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項4】
前記溝部の底面は曲面である
ように構成された
請求項１に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項5】
前記溝部の底面には、前記溝部の底面が平面である場合に比べて表面積が増加する加工が施されている
ように構成された
請求項１に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項6】
前記溝部の底面は、凹凸を有する
ように構成された
請求項５に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項５に記載の半導体チップ。
【請求項7】
前記レンズ上に形成される反射防止膜と、
前記レンズと前記反射防止膜の間に形成されるバッファ層と
をさらに備える
請求項１に記載の半導体チップ。
前記レンズと前記反射防止膜の間に形成されるバッファ層と
をさらに備える
請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項8】
前記バッファ層は、屈折率が低い膜である
ように構成された
請求項７に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項７に記載の半導体チップ。
【請求項9】
前記バッファ層は、前記レンズの上面と側面に形成される
ように構成された
請求項７に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項７に記載の半導体チップ。
【請求項10】
前記バッファ層の側面の厚みは、上面の厚みの60％以上である
ように構成された
請求項９に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項９に記載の半導体チップ。
【請求項11】
前記反射防止膜は、前記レンズの上面と側面に形成される
ように構成された
請求項９に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項９に記載の半導体チップ。
【請求項12】
前記反射防止膜は、前記レンズの上面に形成される
ように構成された
請求項９に記載の半導体チップ。
ように構成された
請求項９に記載の半導体チップ。
【請求項13】
撮像素子上に設置されるガラス基板の、レンズを形成する領域の周囲に溝部を形成し、
前記ガラス基板の前記レンズを形成する領域に前記レンズを形成する
半導体チップの製造方法。
前記ガラス基板の前記レンズを形成する領域に前記レンズを形成する
半導体チップの製造方法。
【請求項14】
前記レンズの上にバッファ層が成膜され、
前記バッファ層の上に反射防止膜が成膜される
請求項１３に記載の半導体チップの製造方法。
前記バッファ層の上に反射防止膜が成膜される
請求項１３に記載の半導体チップの製造方法。
【請求項15】
撮像素子と、
前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたレンズと、
を備え、
前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する
ように構成された
半導体チップと、
前記半導体チップからの信号を処理する信号処理回路と
を備える電子機器。
前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたレンズと、
を備え、
前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する
ように構成された
半導体チップと、
前記半導体チップからの信号を処理する信号処理回路と
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、半導体チップおよびその製造方法、並びに電子機器に関し、特に、信頼性や耐久性を向上させることができるようにした半導体チップおよびその製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、固体撮像素子、ガラス基板、およびＩＲ（Infrared）カットフィルタが積層された一体化構成部の最前段に、固体撮像素子の受光面に対して入射光を合焦させる複数のレンズのうちの最下位層レンズが形成される撮像装置がある。
【0003】
このような撮像装置において、最下位層レンズの外周側面であって、ガラス基板との境界に、裾引き部を形成することにより、最下位層レンズをガラス基板に対してより強固に接着させることが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【0004】
また、この最下位層レンズにＡＲ（Anti Reflection）コートを施し、反射を防止することが考案されている（例えば、特許文献２参照）。このＡＲコートは、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、スチレン系等の樹脂、Si(ケイ素),C(炭素)、およびH(水素)を主成分とする絶縁膜（例えば、SiCH,SiCOH,SiCNH）、Si(ケイ素)とN(窒素)を主成分とする絶縁膜（例えば、SiON,SiN）、水酸化シリコン、アルキルシラン、アルコキシシラン、ポリシロキサン等の少なくともいずれかの材料ガスと酸化剤を用いて成膜されるSiO2膜、P-SiO膜、HDP-SiO膜などである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－２１３１５１号公報
【特許文献2】国際公開第２０１９／２３５２４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、固体撮像素子に積層されたガラス基板上に最下位層レンズを形成する方法としては、例えば、ガラス基板上の最下位層レンズを形成する領域であるレンズ領域に光硬化樹脂であるレンズ樹脂を塗布し、そのレンズ樹脂を最下位層レンズの所望の形状に対応する形状の遮光マスク付き金型を用いて露光する方法がある。この方法では、露光後に洗浄処理を行って未露光（未硬化）のレンズ樹脂等を除去することにより、所望の形状の最下位層レンズが形成される。
【0007】
しかしながら、露光用の光の屈折などの影響により、最下位層レンズの端部の形状を高精度で制御することは困難である。その結果、その端部に形成される裾部（レンズスソ）と洗浄処理によって除去される未硬化のレンズ樹脂等が接触すると、洗浄処理により、その未硬化のレンズ樹脂等とともに裾部の一部が剥離され、クラックが発生する場合がある。そして、このクラックにより、ガラス基板と最下位層レンズの密着力が低下すると、レンズ剥がれが発生する恐れがある。従って、このようなクラックの発生を抑制し、信頼性や耐久性を向上させることが望まれている。
【0008】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、信頼性や耐久性を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本技術の第１の側面の半導体チップは、撮像素子と、前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されたレンズとを備え、前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有するように構成された半導体チップである。
【0010】
本技術の第２の側面の製造方法は、撮像素子上に設置されるガラス基板の、レンズを形成する領域の周囲に溝部を形成し、前記ガラス基板の前記レンズを形成する領域に前記レンズを形成する半導体チップの製造方法である。
【0011】
本技術の第３の側面の電子機器は、撮像素子と、前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されたレンズとを備え、前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有するように構成された半導体チップと、前記半導体チップからの信号を処理する信号処理回路とを備える電子機器である。
【0012】
本技術の第１の側面においては、撮像素子と、前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されたレンズとが設けられ、前記ガラス基板は前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する。
【0013】
本技術の第２の側面においては、撮像素子上に設置されるガラス基板の、レンズを形成する領域の周囲に溝部が形成され、前記ガラス基板の前記レンズを形成する領域に前記レンズが形成される。
【0014】
本技術の第３の側面においては、撮像素子と、前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、前記ガラス基板上に形成されたレンズとを備え、前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有するように構成された半導体チップと、前記半導体チップからの信号を処理する信号処理回路とが設けられる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本技術を適用した半導体チップの第１実施の形態の第１の構成例を示す断面図である。
【図5】工程Ｓ７と工程Ｓ９における溝部周辺の領域の断面図である。
【図7】溝部がない場合の一体化部におけるレンズの成型を説明する図である。
【図8】溝部がない場合の一体化部の斜視図である。
【図11】本技術を適用した半導体チップの第１実施の形態における一体化部の第２の構成例を示す断面図である。
【図12】本技術を適用した半導体チップの第１実施の形態における一体化部の第３の構成例を示す断面図である。
【図13】本技術を適用した半導体チップの第１実施の形態における一体化部の第４の構成例を示す断面図である。
【図14】本技術を適用した半導体チップの第２実施の形態の構成例を示す断面図である。
【図17】本技術を適用した半導体チップの第３実施の形態の構成例を示す断面図である。
【図18】本技術を適用した半導体チップの第４実施の形態の第１の構成例を示す図である。
【図20】本技術を適用した半導体チップの第４実施の形態の第２の構成例を示す図である。
【図22】固体撮像素子の第１の積層構造例の詳細を説明する図である。
【図23】固体撮像素子の第２の積層構造例の詳細を説明する図である。
【図24】本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図25】半導体チップを使用する使用例を示す図である。
【図26】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図27】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図28】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図29】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、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実施の形態（凸形のレンズを有する半導体チップ）
２．第２実施の形態（溝の底面の断面形状が鋸の歯の形状である半導体チップ）
３．第３実施の形態（ＡＲコートが形成される半導体チップ）
４．第４実施の形態（レンズの形状が角型で凹形である半導体チップ）
５．電子機器への適用例
６．半導体チップの使用例
７．内視鏡手術システムへの応用例
８．移動体への応用例
１．第１実施の形態（凸形のレンズを有する半導体チップ）
２．第２実施の形態（溝の底面の断面形状が鋸の歯の形状である半導体チップ）
３．第３実施の形態（ＡＲコートが形成される半導体チップ）
４．第４実施の形態（レンズの形状が角型で凹形である半導体チップ）
５．電子機器への適用例
６．半導体チップの使用例
７．内視鏡手術システムへの応用例
８．移動体への応用例
【0017】
なお、以下の説明で参照する図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は実際のものとは異なる。また、図面相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【0018】
また、以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本開示の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を９０°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、１８０°回転して観察すれば上下は反転して読まれる。
【0019】
【0020】
図１に示すように、半導体チップ１０は、CIS（CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) Image sensor）等の固体撮像素子１１を有するWCSP(Wafer Level Chip Size Package)である。固体撮像素子１１は、半導体基板が積層されて構成される積層基板１１ａ上にオンチップレンズ１１ｂを形成することにより構成される。この固体撮像素子１１の上には、接着剤１２を介して一体化部１３が設置されている。一体化部１３は、ガラス基板１４とレンズ１６が順に積層されることにより構成される。
【0021】
ガラス基板１４の、レンズ１６が形成される領域の周囲の、レンズ１６が形成されない領域には、溝部１５が形成されている。ここで、ガラス基板１４の溝部１５以外の領域の厚さをＬ１とすると、溝部１５の厚さはＬ２（Ｌ１＞Ｌ２）である。また、溝部１５の側面１５ａは傾きを有しているが、この傾きは、ガラス基板１４をエッチングして溝部１５を形成する際に意図せず発生するものであり、溝部１５の側面１５ａは、理想的には垂直面である。
【0022】
ガラス基板１４上のオンチップレンズ１１ｂに対応する領域には、凸形のアクリルレンズであるレンズ１６が形成されている。レンズ１６は、所望の形状の主部１６ａと、製造時にレンズ１６の端部に意図せず形成される裾部１６ｂとにより構成される。レンズ１６は、積層基板１１ａの表面の、オンチップレンズ１１ｂに対応する領域に形成される図示せぬ受光面に対して入射光を合焦させる複数のレンズのうちの最下位層のレンズである。
【0023】
以上のように構成される半導体チップ１０では、図示せぬレンズおよびレンズ１６を介して入射された光がガラス基板１４、接着剤１２、オンチップレンズ１１ｂを介して、積層基板１１ａの受光面に入射し、その光に対応する電荷が蓄積されることにより、撮像が行われる。
【0024】
【0025】
図２に示すように、工程Ｓ１において、チャック３１にガラス基板１４が設置され、レジスト３２がパターニングされる。具体的には、ガラス基板１４上の溝部１５を形成する領域以外の領域にレジスト３２が塗布される。
【0026】
工程Ｓ２において、工程Ｓ１においてレジスト３２が塗布されたガラス基板１４に対して、ウェットエッチングやドライエッチングなどのエッチングが行われ、ガラス基板１４のレジスト３２が塗布されていない領域が垂直方向にエッチングされる。これにより、ガラス基板１４の、レンズ１６を形成する領域の周囲に溝部１５が形成される。このとき、溝部１５の側面１５ａは、理想的にはガラス基板１４に対して垂直な面であるが、実際には溝部１５の底面が上面より小さくなり、側面１５ａは傾きを有する。工程Ｓ３において、レジスト３２が除去される。
【0027】
図３の工程Ｓ４において、溝部１５が形成されたガラス基板１４上の、レンズ１６を形成しない領域に、溝部１５の高さＬ１－Ｌ２よりも薄い、例えば数nmの厚さの撥水膜３３がパターニングされる。工程Ｓ５において、ガラス基板１４上のレンズ１６を形成する領域に、光硬化樹脂であるレンズ樹脂３４が塗布される。このとき、レンズ１６を形成しない領域には撥水膜３３が形成されているため、レンズ樹脂３４が、レンズ１６を形成しない領域、即ちレンズ樹脂３４が不要である領域に拡散することを抑制することができる。その結果、レンズ１６を形成するために必要なレンズ樹脂３４の量を削減することができる。また、レンズ１６の形状のバラつきを抑制することができる。
【0028】
工程Ｓ６において、レンズ樹脂３４に対して、レンズ１６の主部１６ａの形状に対応する形状の遮光マスク付きの金型３５が押圧（インプリント）され、金型３５を介してレンズ樹脂３４に光が照射されることにより、レンズ樹脂３４が露光される。これにより、主部１６ａの形状に対応する形状の、露光されたレンズ樹脂３４が硬化され、レンズ１６が成型される。即ち、ガラス基板１４上のレンズ１６を形成する領域に略所望の形状のレンズ１６が形成される。一方、金型３５からの光が届かず、露光されていないレンズ樹脂３４は硬化しない。
【0029】
図４の工程Ｓ７において、金型３５からレンズ１６が離型される。工程Ｓ８において、ガラス基板１４上に洗浄液３６が注入され、洗浄処理が行われる。工程Ｓ９において、洗浄液３６とともに、撥水膜３３と未硬化（未露光）のレンズ樹脂３４とが除去され、一体化部１３が製造される。
【0030】
以上のようにして製造された一体化部１３は、固体撮像素子１１の上に、接着剤１２を介して接着され、これにより半導体チップ１０が製造される。
【0031】
【0032】
【0033】
具体的には、レンズ１６が形成されるガラス基板１４の上面と溝部１５の底面には、Ｌ１－Ｌ２の距離の段差があるため、図３の工程Ｓ６における金型３５の押圧によりガラス基板１４の上から押し出されたレンズ樹脂３４は、側面１５ａを伝って溝部１５の底面の撥水膜３３上に落下する。押し出されたレンズ樹脂３４のうちの、金型３５周辺の領域、即ち主部１６ａ周辺の領域は、金型３５を介して入射された光の屈折などにより意図せず露光されて硬化し、裾部１６ｂを形成する。従って、この裾部１６ｂは、ガラス基板１４の上面から側面１５ａに沿って形成される。
【0034】
しかしながら、裾部１６ｂは、主部１６ａの周辺、即ちガラス基板１４の上面付近にのみ形成されるため、ガラス基板１４の上面からＬ１―Ｌ２だけ低い位置にある溝部１５の底面に塗布されている撥水膜３３とは接触しない。従って、図５の右側に示すように、図４の工程Ｓ９において洗浄液３６とともに撥水膜３３および未硬化のレンズ樹脂３４が除去される際、撥水膜３３および未硬化のレンズ樹脂３４とともに裾部１６ｂが剥離されない。
【0035】
また、裾部１６ｂは、ガラス基板１４の上面から側面１５ａに沿って理想的には垂直方向に形成されるので、レンズ１６とガラス基板１４の密着力が向上し、レンズ１６のガラス基板１４からの剥離、いわゆるレンズ剥がれの発生を抑制することができる。
【0036】
＜裾部の状態の説明＞
図６は、裾部１６ｂの状態を説明する図である。
図６は、裾部１６ｂの状態を説明する図である。
【0037】
【0038】
図６のＡに示すように、溝部１５は、レンズ１６の外周に沿って形成されている。従って、上述したように撥水膜３３および未硬化のレンズ樹脂３４とともに裾部１６ｂが剥離されない。よって、図６のＡおよびＢに示すように、裾部１６ｂには、裾部１６ｂの一部がガラス基板１４から剥離される（浮く）ことによるクラックが発生しない。その結果、このクラックによるガラス基板１４とレンズ１６の密着力の低下が防止され、レンズ剥がれの発生を抑制することができる。
【0039】
＜溝部がない場合の一体化部の説明＞
図７は、溝部１５がない場合の一体化部におけるレンズの成型を説明する図である。
図７は、溝部１５がない場合の一体化部におけるレンズの成型を説明する図である。
【0040】
即ち、図７のＡは、図３の工程Ｓ６に対応するものであり、図７のＢは、図４の工程Ｓ７に対応するものである。図７において、図３と同様のものには同一の符号を付してあり、説明は繰り返しになるので、適宜、省略する。
【0041】
図７のＡに示すように、一体化部１３において溝部１５がない場合、溝部１５がないガラス基板５１上の、撥水膜３３が形成されない領域に塗布されたレンズ樹脂３４に対して金型３５を用いた露光が行われることにより、レンズ５２が成型される。このとき、金型３５からの光が届かず、露光されないレンズ樹脂３４は硬化しない。レンズ５２は、裾部１６ｂの代わりに裾部５２ｂを備える点が、レンズ１６と異なっており、その他の構成はレンズ１６と同様である。
【0042】
図７のＢに示すように、金型３５からレンズ５２が離型される際、ガラス基板１４上には、レンズ５２の主部１６ａだけでなく、金型３５からの光の屈折等により意図せず硬化された裾部５２ｂが形成されており、撥水膜３３と接触する。
【0043】
具体的には、撥水膜３３によりレンズ５２を形成しない領域へのレンズ樹脂３４の漏れが抑制されているが、金型３５からの光の屈折等によりレンズ５２の端部の形状を高精度で制御することは困難である。従って、レンズ５２の成型時に主部１６ａ以外の領域に意図せずに裾部５２ｂが形成されるが、ガラス基板５１には溝部１５がないため、裾部５２ｂと撥水膜３３は同一のガラス基板１４上にあり、接触する。従って、この後、洗浄処理が行われ、撥水膜３３とその上の未硬化のレンズ樹脂３４とが除去される際、撥水膜３３および未硬化のレンズ樹脂３４とともに裾部５２ｂの一部が剥離される。
【0044】
【0045】
図８のＡおよびＢに示すように、一体化部５３ではガラス基板５１に溝部１５が形成されていないので、上述したように撥水膜３３および未硬化のレンズ樹脂３４とともに裾部５２ｂの一部が剥離される。従って、図８のＡおよびＢに示すように、裾部５２ｂには、裾部５２ｂの一部がガラス基板１４から剥離されることによるクラック７１が発生する場合がある。
【0046】
図９は、一体化部５３における理想的な裾部の周辺の断面図であり、図１０は、実際の裾部５２ｂの周辺の断面図である。図９のＡは、理想的な裾部の周辺全体の断面図であり、図９のＢは、図９のＡの矩形Ｒ３の拡大図である。図１０のＡは、実際の裾部５２ｂの周辺全体の断面図である。図１０のＢの左側は、図１０のＡの矩形Ｒ４の拡大図であり、図１０のＢの右側は、図１０のＡの矩形Ｒ５の拡大図である。
【0047】
図９のＡおよびＢに示すように、レンズ５２の理想的な裾部５５は、クラックを有さず、ガラス基板５１との密着力が高いものである。しかしながら、図１０のＢの左側に示すように、実際の裾部５２ｂは、上述したようにクラック７１が発生する場合がある。この場合、クラック７１によりレンズ５２とガラス基板５１の密着力が低下する。従って、図１０のＡの右側に示すように、レンズ５２が例えば矢印Ｄ方向の力を受けた際、図１０のＢの右側に示すように、裾部５２ｂのクラック７１が広がり、ガラス基板５１からのレンズ５２の剥離、いわゆるレンズ剥がれが発生する可能性がある。
【0048】
【0049】
図１１のＡは、一体化部９０全体の断面図であり、図１１のＢは、図１１のＡの矩形Ｒ６の拡大図である。図１１の一体化部９０において、図１や図４の一体化部１３と対応する部分については同一の符号を付してある。従って、その部分の説明は適宜省略し、一体化部１３と異なる部分に着目して説明する。
【0050】
図１１の一体化部９０は、ガラス基板１４の代わりにガラス基板９１が設けられる点が、一体化部１３と異なっており、その他は一体化部１３と同様に構成されている。ガラス基板９１は、溝部１５の代わりに溝部９２が設けられる点が、ガラス基板１４と異なっており、その他はガラス基板１４と同様に構成されている。
【0051】
溝部９２は、溝部９２の側面９２ａが所定の傾きを有する斜面である点が、溝部１５と異なっており、その他は溝部１５と同様に構成されている。図１１では、溝部９２の左側のレンズ１６側の側面９２ａの水平方向に対する角度はα（０°＜α＜９０°）であり、溝部９２の右側のレンズ１６側の側面９２ａの水平方向に対する角度はβ（０°＜β＜９０°）である。角度αとβは同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0052】
溝部９２は、溝部１５と同様に、ガラス基板１４の上面からＬ１－Ｌ２だけ低い位置に底面を有するので、図１１に示すように、この底面に塗布されている撥水膜３３と裾部１６ｂは接触しない。従って、裾部１６ｂにクラックが発生せず、レンズ剥がれの発生を抑制することができる。
【0053】
また、溝部９２の側面９２ａは斜面であるので、垂直面である場合に比べて側面９２ａに対する裾部１６ｂの接着面積が増加する。従って、側面９２ａと裾部１６ｂの密着力が向上し、その結果、レンズ剥がれの発生をより抑制することができる。
【0054】
【0055】
図１２のＡは、一体化部１１０全体の断面図であり、図１２のＢは、図１２のＡの矩形Ｒ７の拡大図である。図１２の一体化部１１０において、図１や図４の一体化部１３と対応する部分については同一の符号を付してある。従って、その部分の説明は適宜省略し、一体化部１３と異なる部分に着目して説明する。
【0056】
図１２の一体化部１１０は、ガラス基板１４の代わりにガラス基板１１１が設けられる点が、一体化部１３と異なっており、その他は一体化部１３と同様に構成されている。ガラス基板１１１は、溝部１５の代わりに溝部１１２が設けられる点が、ガラス基板１４と異なっており、その他はガラス基板１４と同様に構成されている。
【0057】
溝部１１２は、側面１１２ａに光の正反射を防止する加工として梨地加工が施されている点が、溝部１５と異なっており、その他は溝部１５と同様に構成されている。即ち、溝部１１２は、側面１１２ａの表面に凹凸面１１３を有している。
【0058】
溝部１１２は、溝部１５と同様に、ガラス基板１４の上面からＬ１－Ｌ２だけ低い位置に底面を有するので、図１２に示すように、この底面に塗布されている撥水膜３３と裾部１６ｂは接触しない。従って、裾部１６ｂにクラックが発生せず、レンズ剥がれの発生を抑制することができる。
【0059】
また、溝部１１２の側面１１２ａの表面には凹凸面１１３が設けられているので、レンズ１６の成型時に金型３５から入射されて漏れ出た光は凹凸面１１３で乱反射する。その結果、この漏れ出た光による裾部１６ｂの形成を抑制することができる。
【0060】
側面１１２ａに施される加工は、光の正反射を防止する加工であれば、梨地加工以外の加工であってもよい。
【0061】
【0062】
図１３のＡは、一体化部１３０全体の断面図であり、図１３のＢは、図１３のＡの矩形Ｒ８の拡大図である。図１３の一体化部１３０において、図１や図４の一体化部１３と対応する部分については同一の符号を付してある。従って、その部分の説明は適宜省略し、一体化部１３と異なる部分に着目して説明する。
【0063】
図１３の一体化部１３０は、ガラス基板１４の代わりにガラス基板１３１が設けられる点が、一体化部１３と異なっており、その他は一体化部１３と同様に構成されている。ガラス基板１３１は、溝部１５の代わりに溝部１３２が設けられる点が、ガラス基板１４と異なっており、その他はガラス基板１４と同様に構成されている。
【0064】
溝部１３２は、底面が曲面である点、および、底面の最も低い位置の厚さがＬ３（Ｌ１＞Ｌ３）である点が、溝部１５と異なっており、その他は溝部１５と同様に構成されている。
【0065】
溝部１３２は、ガラス基板１４の上面からＬ１－Ｌ３だけ低い位置を底面の最も低い位置とするので、溝部１５と同様に、図１３に示すように、この底面に塗布されている撥水膜３３と裾部１６ｂは接触しない。従って、裾部１６ｂにクラックが発生せず、レンズ剥がれの発生を抑制することができる。
【0066】
また、溝部１３２の底面は曲面になっているので、洗浄処理後に、洗浄液３６とともに、撥水膜３３と未硬化のレンズ樹脂３４を容易に除去することができる。
【0067】
以上のように、半導体チップ１０は、固体撮像素子１１と、固体撮像素子１１上に設置されたガラス基板１４（９１，１１１，１３１）と、ガラス基板１４（９１，１１１，１３１）上に形成されたレンズ１６とを備え、ガラス基板１４は、レンズ１６が形成される領域の周囲に溝部１５（９２，１１２，１３２）を有する。
【0068】
従って、レンズ１６の形成時に、撥水膜３３と裾部１６ｂが接触しない。これにより、洗浄液３６とともに撥水膜３３と未硬化のレンズ樹脂３４を除去する際に、それらとともに裾部１６ｂの一部が剥離され、裾部１６ｂにクラックが発生することを抑制することができる。従って、そのクラックによりガラス基板１４（９１，１１１，１３１）からレンズ１６が剥離することを抑制することができる。その結果、半導体チップ１０の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【0069】
なお、図示は省略するが、一体化部９０（１１０，１３０）の製造方法は、図２乃至図４で説明した一体化部１３の製造方法と同様である。また、一体化部１３（９０，１１，１３０）の製造方法において、撥水膜３３は形成されなくてもよい。
【0070】
【0071】
図１４のＡは、半導体チップ１４０全体の断面図であり、図１４のＢは、図１４のＡの矩形Ｒ９の拡大図である。図１４の半導体チップ１４０において、図１の半導体チップ１０と対応する部分については同一の符号を付してある。従って、その部分の説明は適宜省略し、半導体チップ１０と異なる部分に着目して説明する。
【0072】
図１４の半導体チップ１４０は、一体化部１３の代わりに一体化部１５０が設けられる点が、半導体チップ１０と異なっており、その他は半導体チップ１０と同様に構成されている。一体化部１５０は、ガラス基板１４の代わりにガラス基板１５１が設けられる点が、一体化部１３と異なっており、その他は一体化部１３と同様に構成されている。ガラス基板１５１は、溝部１５の代わりに溝部１５２が設けられる点が、ガラス基板１４と異なっており、その他はガラス基板１４と同様に構成されている。
【0073】
溝部１５２は、底面に対して、溝部１５２の底面が平面である場合に比べて表面積が増加する加工として、断面形状を鋸の歯の形状にする加工が施されている点、および、底面の最も低い位置の厚さがＬ４（Ｌ４＞Ｌ２）である点が、溝部１５と異なっており、その他は溝部１５と同様に構成されている。なお、Ｌ１－Ｌ４は、裾部１６ｂが溝部１５の底面と接触するほど小さい。
【0074】
溝部１５２の底面は裾部１６ｂと接触するが、溝部１５２の底面の断面は鋸の歯の形状であり、底面が平面である場合に比べて溝部１５２の底面の表面積は大きい。従って、溝部１５２の底面と裾部１６ｂの密着力は、溝部１５２の底面が平面である場合に比べて大きい。
【0075】
なお、溝部１５２の底面に対して行われる加工は、底面が平面である場合に比べて表面積が増加する加工、即ち底面が凹凸を有するようにする加工であれば、どのような加工であってもよい。
【0076】
【0077】
【0078】
まず、図２の工程Ｓ１乃至Ｓ３の処理と同様の工程が行われ、ガラス基板１５１に溝部１５２が形成される。次に、図１５の工程Ｓ３１において、溝部１５２の底面に対して断面形状を鋸の歯の形状にする加工が施される。工程Ｓ３２において、ガラス基板１５１上のレンズ１６を形成する領域に、レンズ樹脂３４が塗布される。
【0079】
工程Ｓ３３において、レンズ樹脂３４に対して金型３５が押圧され、金型３５を介してレンズ樹脂３４に光が照射されることにより、レンズ樹脂３４が露光される。これにより、主部１６ａの形状に対応する形状の、露光されたレンズ樹脂３４が硬化され、レンズ１６が成型される。即ち、ガラス基板１５１上のレンズ１６を形成する領域に略所望の形状のレンズ１６が形成される。一方、金型３５からの光が届かず、露光されていないレンズ樹脂３４は硬化しない。
【0080】
図１６の工程Ｓ３４において、金型３５からレンズ１６が離型される。工程Ｓ３５において、ガラス基板１５１上に洗浄液３６が注入され、洗浄処理が行われる。工程Ｓ３６において、洗浄液３６とともに、未硬化のレンズ樹脂３４が除去され、一体化部１５０が製造される。
【0081】
ここで、溝部１５２の底面が平面である場合に比べて、溝部１５２の底面の表面積は大きいため、溝部１５２の底面と裾部１６ｂの密着力は高い。従って、未硬化のレンズ樹脂３４ととともに裾部１６ｂが溝部１５２の底面から剥離され、裾部１６ｂにクラックが発生することを抑制することができる。
【0082】
以上のようにして製造された一体化部１５０は、固体撮像素子１１の上に、接着剤１２を介して接着され、これにより半導体チップ１４０が製造される。なお、図１５および図１６の製造方法の例では、撥水膜が形成されないようにしたが、撥水膜が形成されるようにしてもよい。また、洗浄液３６は、裾部１６ｂと接触しない程度の厚さになるように注入されてもよい。この場合、裾部１６ｂの剥離の発生をさらに抑制することができる。
【0083】
以上のように、半導体チップ１４０は、固体撮像素子１１と、固体撮像素子１１上に設置されたガラス基板１５１と、ガラス基板１５１上に形成されたレンズ１６とを備え、ガラス基板１５１は、レンズ１６が形成される領域の周囲に溝部１５２を有する。また、溝部１５２の底面には、溝部１５２の底面が平面である場合に比べて表面積が大きくなる加工が施されている。従って、溝部１５２の底面と裾部１６ｂの密着力が向上する。これにより、洗浄液３６とともに未硬化のレンズ樹脂３４を除去する際に、未硬化のレンズ樹脂３４とともに裾部１６ｂが剥離され、裾部１６ｂにクラックが発生することを抑制することができる。従って、そのクラックによりガラス基板１５１からレンズ１６が剥離することを抑制することができる。その結果、半導体チップ１４０の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【0084】
なお、第１実施の形態および第２実施の形態では、固体撮像素子１１と一体化部１３（９０，１１０，１３０，１５０）の製造が別々に行われ、一体化部１３（９０，１１０，１３０，１５０）の製造後に固体撮像素子１１に一体化部１３（９０，１１０，１３０，１５０）が接着されることにより半導体チップ１０（１４０）が製造されたが、固体撮像素子１１が形成された後、固体撮像素子１１の上に一体化部１３（９０，１１０，１３０，１５０）が形成されるようにしてもよい。この場合、一体化部１３（９０，１１０，１３０，１５０）を製造する際、チャック３１の上に、ガラス基板１４（９１，１１１，１３１，１５１）が接着剤１２を介して接着された固体撮像素子１１が設置される。
【0085】
また、第１実施の形態および第２実施の形態の溝部１５（９２，１１２，１３２，１５２）の特徴は、組み合わされてもよい。例えば、溝部１１２，１３２、および１５２は、溝部９２と同様に側面に傾きを有していてもよい。また、溝部１３２および１５２は、溝部９２と同様に側面の表面に凹凸面１１３を有していてもよい。
【0086】
【0087】
【0088】
図１７の半導体チップ２００は、一体化部１３の代わりに一体化部２１０が設けられる点が、半導体チップ１０と異なっており、その他は半導体チップ１０と同様に構成されている。一体化部２１０は、バッファ層２１１とＡＲコート２１２が新たに設けられる点が、一体化部１３と異なっており、その他は一体化部１３と同様に構成されている。
【0089】
バッファ層２１１は、ＡＲコート２１２とレンズ１６の間に形成される。バッファ層２１１は、レンズ１６の側面と上面を覆い、溝部１５を含む、ガラス基板１４のレンズ１６が形成されない領域の上にも形成されている。バッファ層２１１は、外部からＡＲコート２１２を介して入射された光をレンズ１６に透過させる際にその光に影響を与えない程度の低い屈折率、例えばレンズ１６と同一または少し高い屈折率を有する。また、バッファ層２１１は、ＡＲコートの変形を抑制可能な程度に硬い。バッファ層２１１としては、SiO2，SiON等の膜を用いることができる。
【0090】
ＡＲコート２１２は、反射防止膜であり、バッファ層２１１の全面を覆っている。ＡＲコート２１２は、TiOx，TaOx，NbOx等のうちの少なくとも１つからなる高屈折率膜と、SiOx，SiON等のうちの少なくとも１つからなる低屈折率膜とが交互に積層された４層構造を有する。
【0091】
以上のように、半導体チップ２００は、レンズ１６とＡＲコート２１２の間にバッファ層２１１を備える。これにより、半導体チップ２００の信頼性評価のために、温度サイクル（ＴＣ（Temperature Cycle））試験、高温高湿保存（THS（Temperature Humidity Storage））試験等が行われる際、ＡＲコート２１２が破損することを抑制することができる。
【0092】
具体的には、レンズ１６とＡＲコート２１２の間にバッファ層２１１が設けられない場合、半導体チップ２００に対して温度サイクル試験等が行われると、レンズ１６とＡＲコート２１２の熱応力差によりＡＲコート２１２が変形し、破損する恐れがある。また、バッファ層２１１が設けられない場合、半導体チップ２００に対して高温高質保存試験等が行われると、レンズ１６が水分を吸収して膨潤し、ＡＲコート２１２が破損する恐れがある。
【0093】
従って、半導体チップ２００では、レンズ１６とＡＲコート２１２の間にバッファ層２１１を挿入し、緩衝材として機能させることにより、温度サイクル試験等による熱変形および高温高質保存試験等によるレンズ１６への水分の侵入を抑制する。その結果、ＡＲコート２１２の破損が抑制され、半導体チップ２００の信頼性を確保することができる。例えば、５００時間以上の温度サイクル試験や高温高質保存試験における信頼性を確保することができる。
【0094】
なお、説明は省略するが、一体化部２１０の製造方法は、後述する第４実施の形態の一体化部の製造方法と同様である。
【0095】
【0096】
図１８のＡは、半導体チップ３００の上面図であり、図１８のＢは、半導体チップ３００の断面図である。図１８の半導体チップ３００において、図１７の半導体チップ２００と対応する部分については同一の符号を付してある。従って、その部分の説明は適宜省略し、半導体チップ２００と異なる部分に着目して説明する。
【0097】
図１８の半導体チップ３００は、一体化部２１０の代わりに一体化部３１０が設けられる点が、半導体チップ２００と異なっており、その他は半導体チップ２００と同様に構成されている。一体化部３１０は、レンズ１６の代わりにレンズ３１１が設けられる点が、一体化部２１０と異なっており、その他は一体化部２１０と同様に構成されている。レンズ３１１は、アクリルレンズである。レンズ３１１は、角型で凹形の主部３１１ａと、製造時に端部に意図せずに形成される裾部３１１ｂとを有する。
【0098】
【0099】
図１９の工程Ｓ５１において、レンズ３１１に対してプラズマ処理が行われる。このレンズ３１１は、接着剤１２を介して固体撮像素子１１に接着され、図２の工程Ｓ１乃至Ｓ３と同様の工程により溝部１５が形成されたガラス基板１４に、図３および図４の工程Ｓ４乃至Ｓ９と同様の工程により形成されたものである。
【0100】
工程Ｓ５２において、レンズ３１１の上面および側面、並びにガラス基板１４のレンズ３１１が形成されていない領域の上に、スパッタ等によりバッファ層２１１が成膜される。このバッファ層２１１の厚みは、自重で破損しない程度の厚みであり、例えば、400nm～1100nmの任意の値をとり得るが、ここでは800nmとする。また、バッファ層２１１の側面の厚みは、水の侵入を抑制するために必要な厚み、例えば上面の厚みの60％以上である。バッファ層２１１の成膜はスパッタ以外の方法であってもよいが、スパッタである場合低温で成膜しやすい。
【0101】
工程Ｓ５３において、工程Ｓ５２において形成されたバッファ層２１１の全面にＡＲコート２１２が成膜され、半導体チップ３００が製造される。
【0102】
【0103】
以上のように、半導体チップ３００は、レンズ３１１とＡＲコート２１２の間にバッファ層２１１を備える。従って、半導体チップ２００と同様に、ＡＲコート２１２の破損を抑制し、半導体チップ３００の信頼性を確保することができる。
【0104】
＜半導体チップの第２の構成例＞
図２０は、本技術を適用した半導体チップの第４実施の形態の第２の構成例を示す図である。
図２０は、本技術を適用した半導体チップの第４実施の形態の第２の構成例を示す図である。
【0105】
図２０のＡは、半導体チップ３３０の上面図であり、図２０のＢは、半導体チップ３３０の断面図である。図２０の半導体チップ３３０において、図１８の半導体チップ３００と対応する部分については同一の符号を付してある。従って、その部分の説明は適宜省略し、半導体チップ３００と異なる部分に着目して説明する。
【0106】
図２０の半導体チップ３３０は、一体化部３１０の代わりに一体化部３４０が設けられる点が、半導体チップ３００と異なっており、その他は半導体チップ３００と同様に構成されている。一体化部３４０は、ＡＲコート２１２の代わりにＡＲコート３４１が設けられる点が、一体化部３１０と異なっており、その他は一体化部３１０と同様に構成されている。
【0107】
ＡＲコート３４１は、バッファ層２１１の全面ではなく、レンズ３１１の上面に形成されたバッファ層２１１のみを覆っている。即ち、レンズ３１１の側面およびガラス基板１４のレンズ３１１が形成されない領域の上には、バッファ層２１１のみが形成されている。
【0108】
【0109】
図２１の工程Ｓ７１およびＳ７２は、図１９の工程Ｓ５１およびＳ５２と同様であるので、説明は省略する。工程Ｓ７３において、工程Ｓ７２において形成されたバッファ層２１１のうちの、レンズ３１１の上面のバッファ層２１１の上にＡＲコート２１２が成膜され、半導体チップ３３０が製造される。
【0110】
以上のように、半導体チップ３３０は、レンズ３１１とＡＲコート３４１の間にバッファ層２１１を備える。従って、半導体チップ２００と同様に、ＡＲコート２１２の破損を抑制し、半導体チップ３００の信頼性を確保することができる。
【0111】
また、半導体チップ３３０では、レンズ３１１の側面のバッファ層２１１の上にはＡＲコート２１２が形成されないので、半導体チップ３００の製造を容易に行うことができる。一方、レンズ３１１の側面（側壁）は光学特性に影響しないため、半導体チップ３３０は、レンズ３１１の側面のバッファ層２１１の上にＡＲコート２１２を有さないが、半導体チップ３００と同様の光学特性を有することができる。また、バッファ層２１１は、レンズ３１１の側面を覆うため、高温高質保存試験等によるレンズ３１１への水分の侵入を抑制することができる。
【0112】
その結果、例えば、高屈折率膜等の水平方向（レンズ３１１の側面に垂直な方向）の成膜が困難である場合であっても、半導体チップ３００と同様の光学特性と信頼性を有する半導体チップ３３０を製造することができる。
【0113】
なお、第４実施の形態では、固体撮像素子１１の形成後に一体化部３１０（３４０）が形成されるようにしたが、第１実施の形態および第２実施の形態と同様に、固体撮像素子１１と一体化部３１０（３４０）の製造が別々に行われ、一体化部３１０（３３０）の製造後に固体撮像素子１１に一体化部３１０（３４０）が接着されることにより半導体チップ３００（３３０）が製造されるようにしてもよい。
【0114】
また、ＡＲコート２１２および３４１の層数は４層に限定されず、何層であってもよい。レンズ１６およびレンズ３１１は、アクリルレンズ以外のレンズであってもよい。
【0115】
さらに、第３実施の形態および第４実施の形態では、半導体チップ２００（３００，３３０）が溝部１５を有するようにしたが、上述した他の溝部９２，１１２，１３２、または１５２を有するようにしてもよい。
【0116】
【0117】
＜固体撮像素子の第１の積層構造例＞
図２２を参照して、半導体チップ１０における固体撮像素子１１の第１の積層構造例について詳細に説明する。図２２は、半導体チップ１０の一部分を拡大して示した断面図である。図２２の半導体チップ１０において、図１と対応する部分については同一の符号を付してあり、説明は繰り返しになるので、適宜省略する。
図２２を参照して、半導体チップ１０における固体撮像素子１１の第１の積層構造例について詳細に説明する。図２２は、半導体チップ１０の一部分を拡大して示した断面図である。図２２の半導体チップ１０において、図１と対応する部分については同一の符号を付してあり、説明は繰り返しになるので、適宜省略する。
【0118】
図２２の固体撮像素子１１の積層基板１１ａは、下側基板４０１と上側基板４０２とが積層されて構成される。下側基板４０１には、例えばシリコン（Si）で構成された半導体基板４２１の上側（上側基板４０２側）に、多層配線層４２２が形成されている。この多層配線層４２２により、画素ごとに光電変換を行う画素部から出力された画素信号を処理する信号処理回路などのロジック回路や画素部の制御を行う制御回路が構成されている。なお、制御回路は、上側基板４０２に構成されるようにしてもよい。
【0119】
多層配線層４２２は、上側基板４０２に最も近い最上層の配線層４２３ａ、中間の配線層４２３ｂ、及び、半導体基板４２１に最も近い最下層の配線層４２３ｃなどからなる複数の配線層４２３と、各配線層４２３の間に形成された層間絶縁膜４２４とで構成される。
【0120】
複数の配線層４２３は、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）などを用いて形成され、層間絶縁膜４２４は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などで形成される。複数の配線層４２３及び層間絶縁膜４２４のそれぞれは、全ての階層が同一の材料で形成されていてもよし、階層によって２つ以上の材料を使い分けてもよい。
【0121】
半導体基板４２１の所定の位置には、半導体基板４２１を貫通するシリコン貫通孔４２５が形成されており、シリコン貫通孔４２５の内壁に、絶縁膜４２６を介して接続導体４２７が埋め込まれることにより、シリコン貫通電極（TSV：Through Silicon Via）４２８が形成されている。絶縁膜４２６は、例えば、SiO2膜やSiN膜などで形成することができる。
【0122】
なお、図２２に示されるシリコン貫通電極４２８では、内壁面に沿って絶縁膜４２６と接続導体４２７が成膜され、シリコン貫通孔４２５内部が空洞となっているが、内径によってはシリコン貫通孔４２５内部全体が接続導体４２７で埋め込まれることもある。換言すれば、貫通孔の内部が導体で埋め込まれていても、一部が空洞となっていてもどちらでもよい。このことは、後述するチップ貫通電極（TCV：Through Chip Via)４５８などについても同様である。
【0123】
シリコン貫通電極４２８の接続導体４２７は、半導体基板４２１の下面側に形成された再配線４２９と接続されており、再配線４２９は、はんだボール４３０と接続されている。接続導体４２７及び再配線４２９は、例えば、銅（Cu）、タングステン（W）、チタン（Ti）、タンタル（Ta）、チタンタングステン合金（TiW）、ポリシリコンなどで形成することができる。
【0124】
また、半導体基板４２１の下面側には、はんだボール４３０が形成されている領域を除いて、再配線４２９と絶縁膜４２６を覆うように、ソルダマスク（ソルダレジスト）４３１が形成されている。
【0125】
一方、上側基板４０２には、シリコン（Si）で構成された半導体基板４５１の下側（下側基板４０１側）に、多層配線層４５２が形成されている。この多層配線層４５２により、画素部の回路が構成されている。
【0126】
多層配線層４５２は、半導体基板４５１に最も近い最上層の配線層４５３ａ、中間の配線層４５３ｂ、及び、下側基板４０１に最も近い最下層の配線層４５３ｃなどからなる複数の配線層４５３と、各配線層４５３の間に形成された層間絶縁膜４５４とで構成される。
【0127】
複数の配線層４５３及び層間絶縁膜４５４として使用される材料は、上述した配線層４２３及び層間絶縁膜４２４の材料と同種のものを採用することができる。また、複数の配線層４５３や層間絶縁膜４５４が、１または２つ以上の材料を使い分けて形成されてもよい点も、上述した配線層４２３及び層間絶縁膜４２４と同様である。
【0128】
なお、図２２の例では、上側基板４０２の多層配線層４５２は３層の配線層４５３で構成され、下側基板４０１の多層配線層４２２は４層の配線層４２３で構成されているが、配線層の総数はこれに限られず、任意の層数で形成することができる。
【0129】
半導体基板４５１の上面には、PN接合により形成された、光電変換素子としてのフォトダイオード４５５が画素ごとに２次元状に配列された受光面が設けられる。フォトダイオード４５５は、受光量に応じた電荷（信号電荷）を生成し、蓄積する。
【0130】
また、図示は省略されているが、半導体基板４５１と多層配線層４５２には、画素部を構成する、フォトダイオード４５５以外の、複数の画素トランジスタやメモリ部なども形成されている。
【0131】
R（赤）、G（緑）、またはB(青)のカラーフィルタ４５６とオンチップレンズ１１ｂが形成されていない半導体基板４５１の所定の位置には、上側基板４０２の配線層４５３ａと接続されているシリコン貫通電極４５７と、下側基板４０１の配線層４２３ａと接続されているチップ貫通電極４５８が、形成されている。
【0132】
シリコン貫通電極４５７とチップ貫通電極４５８は、半導体基板４５１上面に形成された接続用配線４５９で接続されている。また、シリコン貫通電極４５７及びチップ貫通電極４５８のそれぞれと半導体基板４５１との間には、絶縁膜４６０が形成されている。さらに、半導体基板４５１の上面には、絶縁膜（平坦化膜）４６１を介して、カラーフィルタ４５６やオンチップレンズ１１ｂが形成されている。
【0133】
以上のように、固体撮像素子１１の積層基板１１ａは、下側基板４０１の多層配線層４２２側と、上側基板４０２の多層配線層４５２側とを貼り合わせた積層構造となっている。図２２では、下側基板４０１の多層配線層４２２と、上側基板４０２の多層配線層４５２との貼り合わせ面が、破線で示されている。
【0134】
また、積層基板１１ａでは、上側基板４０２の配線層４５３と下側基板４０１の配線層４２３が、シリコン貫通電極４５７とチップ貫通電極４５８の２本の貫通電極により接続され、下側基板４０１の配線層４２３とはんだボール（裏面電極）４３０が、シリコン貫通電極４２８と再配線４２９により接続されている。これにより、固体撮像素子１１の平面積を、極限まで小さくすることができる。従って、半導体チップ１０を小型化することができる。
【0135】
＜固体撮像素子の第２の積層構造例＞
図２３は、半導体チップ１０における固体撮像素子１１の第２の積層構造例の詳細を説明する図であり、半導体チップ１０の一部分を拡大して示した断面図である。
図２３は、半導体チップ１０における固体撮像素子１１の第２の積層構造例の詳細を説明する図であり、半導体チップ１０の一部分を拡大して示した断面図である。
【0136】
【0137】
【0138】
即ち、図２２の固体撮像素子１１では、下側基板４０１と上側基板４０２が、シリコン貫通電極４５７とチップ貫通電極４５８の２本の貫通電極を用いて接続されていたのに対して、図２３の固体撮像素子１１では、下側基板４０１の多層配線層４２２内の最上層の配線層４２３ａと、上側基板４０２の多層配線層４５２内の最下層の配線層４５３ｃの金属結合（Ｃｕ－Ｃｕ接合）により接続されている。
【0139】
図２３の固体撮像素子１１下側のはんだボール４３０との接続方法は、図２２の固体撮像素子１１と同様である。すなわち、シリコン貫通電極４２８が下側基板４０１の最下層の配線層４２３ｃと接続されることにより、はんだボール４３０と積層基板１１ａ内の配線層４２３及び配線層４５３とが接続されている。
【0140】
一方、図２３の固体撮像素子１１においては、半導体基板４２１の下面側に、はんだボール４３０が接続される再配線４２９と同一層に、電気的にはどこにも接続されていないダミー配線５１１が、再配線４２９と同一の配線材料で形成されている点が、図２２の固体撮像素子１１と異なる。
【0141】
このダミー配線５１１は、下側基板４０１側の最上層の配線層４２３ａと、上側基板４０２側の最下層の配線層４５３ｃの金属結合（Ｃｕ－Ｃｕ接合）時の凹凸の影響を低減するためのものである。すなわち、Ｃｕ－Ｃｕ接合を行う際に、半導体基板４２１の下面の一部の領域のみに再配線４２９が形成されていると、再配線４２９の有無による厚みの差で凹凸が発生する。従って、ダミー配線５１１を設けることで、凹凸の影響を低減することができる。
【0142】
なお、図示は省略するが、半導体チップ１４０，２００，３００、および３３０における固体撮像素子１１の構造も、図２２や図２３の固体撮像素子１１と同様である。また、第１乃至第４実施の形態では、固体撮像素子１１が積層構造を有する裏面照射型のCISであるものとしたが、本発明は、積層構造を有しないCISや表面照射型のCISにも適用することができる。
【0143】
＜５．電子機器への適用例＞
上述した半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
上述した半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
【0144】
図２４は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【0145】
図２４に示される撮像装置１００１は、光学系１００２、シャッタ装置１００３、固体撮像装置１００４、駆動回路１００５、信号処理回路１００６、モニタ１００７、およびメモリ１００８を備えて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
【0146】
光学系１００２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像装置１００４に導き、固体撮像装置１００４の受光面に結像させる。
【0147】
シャッタ装置１００３は、光学系１００２および固体撮像装置１００４の間に配置され、駆動回路１００５の制御に従って、固体撮像装置１００４への光照射期間および遮光期間を制御する。
【0148】
固体撮像装置１００４は、上述した半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）により構成される。固体撮像装置１００４は、光学系１００２およびシャッタ装置１００３を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像装置１００４に蓄積された信号電荷は、駆動回路１００５から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。
【0149】
駆動回路１００５は、固体撮像装置１００４の転送動作、および、シャッタ装置１００３のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像装置１００４およびシャッタ装置１００３を駆動する。
【0150】
信号処理回路１００６は、固体撮像装置１００４から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路１００６が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ１００７に供給されて表示されたり、メモリ１００８に供給されて記憶（記録）されたりする。
【0151】
このように構成されている撮像装置１００１においても、固体撮像装置１００４として、半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）を適用することにより、撮像装置１００１の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【0152】
＜６．半導体チップの使用例＞
図２５は、上述の半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）を使用する使用例を示す図である。
図２５は、上述の半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）を使用する使用例を示す図である。
【0153】
上述した半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【0154】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【0155】
＜７．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【0156】
図２６は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【0157】
図２６では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【0158】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【0159】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【0160】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【0161】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【0162】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【0163】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【0164】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【0165】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【0166】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【0167】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【0168】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【0169】
【0170】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【0171】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【0172】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【0173】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【0174】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【0175】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【0176】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【0177】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【0178】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【0179】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【0180】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【0181】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【0182】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【0183】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【0184】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【0185】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【0186】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１１４０２等に適用され得る。具体的には、半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）は、撮像部１１４０２に適用することができる。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１１４０２の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【0187】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【0188】
＜８．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【0189】
図２８は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【0190】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２８に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【0191】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【0192】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【0193】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【0194】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【0195】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【0196】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【0197】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【0198】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【0199】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２８の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【0200】
図２９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【0201】
図２９では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【0202】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【0203】
なお、図２９には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【0204】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【0205】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【0206】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【0207】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【0208】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、半導体チップ１０（１４０，２００，３００，３３０）は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１２０３１の信頼性や耐久性を向上させることができる。
【0209】
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。
【0210】
例えば、上述した複数の実施の形態の全てまたは一部を組み合わせた形態を採用することができる。
【0211】
本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
【0212】
なお、本技術は、以下の構成を取ることができる。
（１）
撮像素子と、
前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたレンズと、
を備え、
前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する
ように構成された
半導体チップ。
（２）
前記溝部の側面は斜面である
ように構成された
前記（１）に記載の半導体チップ。
（３）
前記溝部の側面には光の正反射を防止する加工が施されている
ように構成された
前記（１）または（２）に記載の半導体チップ。
（４）
前記溝部の底面は曲面である
ように構成された
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体チップ。
（５）
前記溝部の底面には、前記溝部の底面が平面である場合に比べて表面積が増加する加工が施されている
ように構成された
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体チップ。
（６）
前記溝部の底面は、凹凸を有する
ように構成された
前記（５）に記載の半導体チップ。
（７）
前記レンズ上に形成される反射防止膜と、
前記レンズと前記反射防止膜の間に形成されるバッファ層と
をさらに備える
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の半導体チップ。
（８）
前記バッファ層は、屈折率が低い膜である
ように構成された
前記（７）に記載の半導体チップ。
（９）
前記バッファ層は、前記レンズの上面と側面に形成される
ように構成された
前記（７）に記載の半導体チップ。
（１０）
前記バッファ層の側面の厚みは、上面の厚みの60％以上である
ように構成された
前記（９）に記載の半導体チップ。
（１１）
前記反射防止膜は、前記レンズの上面と側面に形成される
ように構成された
前記（９）または（１０）に記載の半導体チップ。
（１２）
前記反射防止膜は、前記レンズの上面に形成される
ように構成された
前記（９）または（１０）に記載の半導体チップ。
（１３）
撮像素子上に設置されるガラス基板の、レンズを形成する領域の周囲に溝部を形成し、
前記ガラス基板の前記レンズを形成する領域に前記レンズを形成する
半導体チップの製造方法。
（１４）
前記レンズの上にバッファ層が成膜され、
前記バッファ層の上に反射防止膜が成膜される
前記（１３）に記載の半導体チップの製造方法。
（１５）
撮像素子と、
前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたレンズと、
を備え、
前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する
ように構成された
半導体チップと、
前記半導体チップからの信号を処理する信号処理回路と
を備える電子機器。
（１）
撮像素子と、
前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたレンズと、
を備え、
前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する
ように構成された
半導体チップ。
（２）
前記溝部の側面は斜面である
ように構成された
前記（１）に記載の半導体チップ。
（３）
前記溝部の側面には光の正反射を防止する加工が施されている
ように構成された
前記（１）または（２）に記載の半導体チップ。
（４）
前記溝部の底面は曲面である
ように構成された
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体チップ。
（５）
前記溝部の底面には、前記溝部の底面が平面である場合に比べて表面積が増加する加工が施されている
ように構成された
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体チップ。
（６）
前記溝部の底面は、凹凸を有する
ように構成された
前記（５）に記載の半導体チップ。
（７）
前記レンズ上に形成される反射防止膜と、
前記レンズと前記反射防止膜の間に形成されるバッファ層と
をさらに備える
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の半導体チップ。
（８）
前記バッファ層は、屈折率が低い膜である
ように構成された
前記（７）に記載の半導体チップ。
（９）
前記バッファ層は、前記レンズの上面と側面に形成される
ように構成された
前記（７）に記載の半導体チップ。
（１０）
前記バッファ層の側面の厚みは、上面の厚みの60％以上である
ように構成された
前記（９）に記載の半導体チップ。
（１１）
前記反射防止膜は、前記レンズの上面と側面に形成される
ように構成された
前記（９）または（１０）に記載の半導体チップ。
（１２）
前記反射防止膜は、前記レンズの上面に形成される
ように構成された
前記（９）または（１０）に記載の半導体チップ。
（１３）
撮像素子上に設置されるガラス基板の、レンズを形成する領域の周囲に溝部を形成し、
前記ガラス基板の前記レンズを形成する領域に前記レンズを形成する
半導体チップの製造方法。
（１４）
前記レンズの上にバッファ層が成膜され、
前記バッファ層の上に反射防止膜が成膜される
前記（１３）に記載の半導体チップの製造方法。
（１５）
撮像素子と、
前記撮像素子上に設置されたガラス基板と、
前記ガラス基板上に形成されたレンズと、
を備え、
前記ガラス基板は、前記レンズが形成される領域の周囲に溝部を有する
ように構成された
半導体チップと、
前記半導体チップからの信号を処理する信号処理回路と
を備える電子機器。
【符号の説明】
【0213】
１０ 半導体チップ， １１ 固体撮像素子， １４ ガラス基板， １５ 溝部， １６ レンズ， ９１ ガラス基板， ９２ 溝部， ９２ａ 側面， １１１ ガラス基板， １１２ 溝部， １１２ａ 側面， １３１ ガラス基板， １３２ 溝部， １４０ 半導体チップ， １５１ ガラス基板， １５２ 溝部， ２１１ バッファ層， ２１２ ＡＲコート， ３００ 半導体チップ， ３１１ レンズ， ３３０ 半導体チップ， ３４１ ＡＲコート， １００１ 撮像装置， １００６ 信号処理回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】