JP2022089275A - 撮像装置、電子機器、製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】所望のタイミングで、チップを評価できるようにする。【解決手段】第1の半導体チップと、第1の半導体チップに積層されている第2の半導体チップとを備え、第1の半導体チップの側面の少なくとも1面と、第2の半導体チップの側面の少なくとも1面は、同一面にある。第1の半導体チップは、リング状の第1の構造物を内包し、第2の半導体チップは、第1の半導体チップ上の、第1の構造物を跨ぐ位置に配置されている。本技術は、例えば複数の半導体チップが積層された撮像装置に適用できる。【選択図】図14

Description

本技術は撮像装置、電子機器、製造方法に関し、例えば、複数のチップを含む撮像装置に適用して好適な撮像装置、電子機器、製造方法に関する。
従来、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機能を備えた電子機器においては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどの固体撮像素子が使用されている。また、近年、固体撮像素子の小型化および高機能化が進められており、積層型のCMOSイメージセンサが広く採用されている。
例えば、撮像装置の構成を小型化するための技術として、固体撮像素子と、信号処理回路やメモリ回路などの回路とをウェハの状態で接合するWoW(Wafer on Wafer)により積層する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2014-099582号公報
しかしながら、WoWの場合、積層するウェハのチップが同じサイズであれば良いが、ウェハに構成される各チップサイズが違うと、サイズを一番大きなチップサイズに合わせなければならず、回路毎の理収が悪くなりコストアップとなる可能性があった。
そこで、ウェハから良品チップをピックアップして他のウェハ上に移載するCoW(Chip on Wafer)が提案されている。CoWではチップとウェハの接続前に良品選別を行うため、それぞれに良品選別用のテストパターンが配置されている。このテストパターンは、ダイシングされる領域に配置され、ウェハからチップが個片化されるときに、ダイシングされる。
CoWによりウェハ上にチップを接合した後にも、チップ側のテストパターンを評価したいという要望があるが、テストパターンは、ウェハに積層される前にダイシングされているため、そのような要望に答えることができない。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、チップをウェハに接合した後にもテストパターンによる評価を行えるようにするものである。
本技術の一側面の撮像装置は、第1の半導体チップと、前記第1の半導体チップに積層されている第2の半導体チップとを備え、前記第1の半導体チップの側面の少なくとも1面と、前記第2の半導体チップの側面の少なくとも1面は、同一面にある撮像装置である。
本技術の一側面の電子機器は、第1の半導体チップと、前記第1の半導体チップに積層されている第2の半導体チップとを備え、前記第1の半導体チップの側面の少なくとも1面と、前記第2の半導体チップの側面の少なくとも1面は、同一面にある撮像装置を備え、前記撮像装置からの信号を処理する処理部を備える電子機器である。
本技術の一側面の製造方法は、第1の半導体チップが形成されているウェハに、第2の半導体チップを移載し、前記第2の半導体チップが積層されている状態で、前記ウェハのダイシングを行う工程を含み、ペレットチェックのための領域が形成されている前記第2の半導体チップが、前記ウェハに移載され、前記ウェハとダイシングされるとき、前記領域もダイシングされる製造方法である。
本技術の一側面の撮像装置においては、第1の半導体チップと、第1の半導体チップに積層されている第2の半導体チップとが備えられ、第1の半導体チップの側面の少なくとも1面と、第2の半導体チップの側面の少なくとも1面は、同一面にある。
本技術の一側面の電子機器においては、前記撮像装置が含まれる構成とされている。
本技術の一側面の製造方法においては、第1の半導体チップが形成されているウェハに、第2の半導体チップが移載され、第2の半導体チップが積層されている状態で、ウェハのダイシングが行われる。ペレットチェックのための領域が形成されている第2の半導体チップが、ウェハに移載され、ウェハとダイシングされるとき、領域もダイシングされる。
なお、撮像装置は、独立した装置であっても良いし、1つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
CoWについて説明するための図である。 CoWでの撮像装置の製造工程について説明するための図である。 CoWでの撮像装置の製造工程について説明するための図である。 CoWでの撮像装置の製造工程について説明するための図である。 CoWでの撮像装置の製造工程について説明するための図である。 CoWでの撮像装置の製造工程について説明するための図である。 1PC領域を含むチップ構成について説明するための図である。 CoWについて説明するための図である。 1PC領域を含むチップ構成について説明するための図である。 第1の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第1の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第1の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第1の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第1の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第2の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第2の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第2の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第3の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第3の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第3の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第4の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第4の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第4の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第5の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第5の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第5の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第6の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第6の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第6の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第7の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第7の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第7の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第8の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第8の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 第8の実施の形態における撮像装置の構成について説明するための図である。 電子機器の一例を示す図である。 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。 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。 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。 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。
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。
<撮像装置の製造について>
本技術を適用した撮像装置を製造する際に適用されるCoW(Chip on Wafer)技術について説明する。CoWは、ロジック基板の良品チップをピックアップしてセンサ基板に接合する技術である。
図1は、ウェハ11上の撮像素子20に、個片化され、良品チップであることが確認されたロジック回路21とメモリ回路22が直接形成されるようにした撮像装置の製造方法を説明する図である。
ウェハ11には、半導体プロセスにより複数の撮像素子20が形成されている。またウェハ11に形成された撮像素子20上には、半導体プロセスによりウェハ12上に形成され、個片化された後、それぞれ電気的な検査がなされ、良品チップであることが確認された複数のロジック回路21と、半導体プロセスによりウェハ13上に形成され、個片化された後、それぞれ電気的な検査がなされ、良品チップであることが確認された複数のメモリ回路22とが選択されて再配置されている。
すなわち、良品チップであることが確認されたロジック回路21とメモリ回路22とが、撮像素子20上に再配置される。この後、ウェハ12がダイシングされることにより、個片化された撮像装置が生成される。
図2乃至6を参照し、CoW技術により撮像装置を製造する際の工程について説明する。図2乃至6では、撮像素子20にロジック回路21が再配置され、撮像装置が生成される場合を例に挙げて説明する。
図2に示すように、ウェハ11上の撮像素子20に、電気的な検査が行われた後、良品であることが確認されたロジック回路21が移載されることで、図3に示すような状態になる。
図2,図3では、ロジック回路21-1が、撮像装置61-1となる撮像素子20-1上に移載され、ロジック回路22-2が、撮像装置61-2となる撮像素子20―2上に移載される例を示している。以下の説明において、ロジック回路21-1、ロジック回路21-2を個々に区別する必要がない場合、単にロジック回路21と記述する。他の部分も同様に記述する。
図3に示した状態は、ロジック回路21の端子41と、ウェハ11における撮像素子20の端子31とが適切に対向する位置となるように位置合わせがなされ、CuCu接合により接続された状態である。
ロジック回路21には、端子41の他に、ガードリング42も形成されている。このガードリング42は、ウェハ12からロジック回路21がダイシングされることで個片化されるときに、ロジック回路21内に形成されている素子が、ダイシングによる影響を受けないようにするために設けられている。
次の工程として、図4に示すように、絶縁膜として機能する酸化膜51が成膜され、再配置されたロジック回路21が埋め込まれる。成膜された酸化膜51上に、支持基板52が接合される。
図5に示すように、位置D1においてダイシングが施されることにより、撮像装置61-1と撮像装置61-2にそれぞれ個片化される。個片化されることで、図6に示したような撮像装置61が生成される。
撮像装置61の撮像素子20の配線層には、ガードリング32が形成されているが、このガードリング32は、図5に示したように、位置D1においてダイシングされるときに、撮像素子20内に形成されている素子をダイシングによる影響から守るために設けられている。
撮像装置61は、撮像素子20にロジック回路21が積層され、ロジック回路21が、酸化膜51に内包された状態で構成されている。
ところで、例えば、ウェハ12(図1)が形成されたとき、ウェハ12の状態で、ペレットチェックと称される測定が行われ、良品チップであるか否かが確認される。ペレットチェックは、例えば、ウェハ12に形成されているロジック回路21に含まれるトランジスタ等の素子を単体で特性を評価するものである。一般的には、適宜の場所に評価用のトランジスタ等の素子が形成され、そのトランジスタ等の素子の測定が可能なるように形成した測定用電極パッドにプローブ針を当てて特性の測定が行われる。
ペレットチェックのために形成されている領域を、1PC領域71とする。この1PC領域71は、図7のAに示すように、ロジック回路21毎に所定の位置に形成されている。ロジック回路21が個片化される前、すなわちウェハ12の状態のときには、図7のAの上図に示すように、ロジック回路21毎に1PC領域71が、ロジック回路21の近傍に形成されている。
1PC領域71には、例えば、素子を単体で評価するための測定用の電極パッドや、ダミートランジスタなどが配置されている。図7のAに示した構成では、ロジック回路21となる領域外に、1PC領域71が形成されている。この1PC領域71は、個片化されるとき、ダイシングされる領域とされる。よって、図7のAの下図に示したように、1PC領域71がない状態のロジック回路21がウェハ11に移載される。
または、図7のBの上図に示したように、ロジック回路21となる領域内に1PC領域71が形成されているようにすることもできる。この場合、ウェハ12からロジック回路21が個片化されるとき、1PC領域71を含む状態のロジック回路21が個片化される。よって、図7のBの下図に示すように、1PC領域71を含むロジック回路21がウェハ11に移載される。
図7のAに示したように、1PC領域71をダイシング領域に配置し、ロジック回路21を個片化するときに切断してから、ウェハ11に移載する場合、ウェハ11に搭載した後に、ロジック回路21の評価が行えないことになる。ロジック回路21をウェハ11に搭載した後に、ロジック回路21の特性が変化する可能性があり、CoW後にも、評価が行えるようにしたいという要望がある。
図7のBのように、ロジック回路21内に、1PC領域71を形成することで、CoW後にも、ロジック回路21の特性を評価することはできるが、ロジック回路21のチップサイズが大きくなり、小型化を阻害される、コストを下げられないといったような課題がある。
チップサイズを大きくすることなく、CoW後にもロジック回路21の評価を行うことができる撮像装置や、撮像装置の製造方法について、以下に説明する。なお、ここでは、ロジック回路21を例に挙げて説明したが、メモリ回路22や、他のチップであっても、同様である。
<本技術を適用した撮像装置の構成、製造について>
図8、図9を参照し、本技術を適用したCoW技術について説明を加える。ウェハ101には、半導体プロセスにより複数の撮像素子220が形成されている。またウェハ101に形成された撮像素子220上には、半導体プロセスによりウェハ102上に形成され、個片化された後、それぞれ電気的な検査がなされ、良品チップであることが確認された複数のロジック回路221と、半導体プロセスによりウェハ103上に形成され、個片化された後、それぞれ電気的な検査がなされ、良品チップであることが確認された複数のメモリ回路222とが選択されて再配置されている。
すなわち、良品チップであることが確認されたロジック回路221とメモリ回路222とが、撮像素子220上に再配置される。この後、ウェハ101がダイシングされることにより、個片化された撮像装置が生成される。
ここでは、半導体チップが撮像素子220、ロジック回路221、およびメモリ回路222である場合を例に挙げて説明を続けるが、半導体チップは、これらのチップに限定される記載ではない。本技術は、半導体チップを積層する工程を有する装置や、そのような工程により製造される装置に対して適用できる。
ウェハ102に形成されるロジック回路221は、図9の上図に示すように、1PC領域71を含む構成とされる。また、1PC領域71を含む状態で、ウェハ102からロジック回路221は個片化される。個片化された1PC領域71を含むロジック回路221は、ウェハ101の撮像素子220上に移載される。1PC領域71を含むロジック回路221がウェハ101に移載されるため、移載後も、ロジック回路221の評価を行うことができる。
ロジック回路221がウェハ101に移載されるとき、ロジック回路221に含まれる1PC領域71が、ウェハ101をダイシングするときのスクライブされる領域と重なる位置に移載される。よって、ウェハ101がダイシングされるとき、ロジック回路221の1PC領域71もダイシングされ、個片化された撮像装置には、1PC領域71は含まれない構成となる。よって、チップサイズが大きくなるようなことを防ぎ、撮像装置の小型化を阻害するようなこと防ぐことができる。
図10乃至14を参照し、図9を参照して説明したCoW技術により撮像装置を製造する際の工程についてさらに説明を加える。製造される撮像装置を、第1の実施の形態における撮像装置とし、撮像装置261aと記載する。ここでは、ロジック回路221がウェハ101に移載される場合を例に挙げて説明を行う。
図10に示すように、ウェハ101上の撮像素子220に、電気的な検査が行われた後、良品であることが確認されたロジック回路221が移載される。この移載されるロジック回路221には、1PC領域71が含まれる。図10では、ロジック回路221の右側が1PC領域71とされている。1PC領域71は、ガードリング242の外側(図中右側)に設けられている。
ロジック回路221のガードリング242は、ロジック回路221がウェハ102から個片化されるときに、ロジック回路221内の素子を保護するために設けられている。また、後述するように、ロジック回路221は、ウェハ101に移載された後、再度ウェハ101とともにダイシングされるため、そのときのダイシングからも素子などを守るために、ガードリング242は設けられている。
ロジック回路221をウェハ102から個片化するとき、ウェハ102を構成するシリコン(Si)が、ドライエッチングやダイシング等の工程で加工される。この加工時に、シリコン屑やダメージ等により、シリコンに傷が生じたりする可能性が有り、この傷が、伝搬してしまう可能性がある。このようなことを防ぐためにガードリング242が、ロジック回路221内に設けられている。
ガードリング242は、ロジック回路221に内包され、リング状に形成された構造物であり、そのリング内に位置する素子などを保護する構成とされている。例えば、図9において点線で示した部分は、ガードリングに該当し、ガードリングは、チップ(ロジック回路221など)の周辺部にリング状に形成されている。ガードリング242は、例えば、Al(アルミニウム)などの金属膜や、シリコン酸化膜(SiO2)等の絶縁膜で形成される。ここでは、ガードリング242を例に挙げて説明したが、他のガードリング、例えばガードリング232等に対しても同様である。
ロジック回路221がウェハ101に移載されると、図11に示すような状態になる。図11では、ロジック回路221-1が、撮像装置261-1となる撮像素子220-1上に移載され、ロジック回路221-2が、撮像装置261-2となる撮像素子220―2上に移載される。
図11に示した状態は、ロジック回路221の端子241と、ウェハ101における撮像素子220の端子231とが適切に対向する位置となるように位置合わせがなされ、CuCu接合により接続された状態である。ここで、適切に対向する位置とは、ロジック回路221に含まれる1PC領域71と、ウェハ101のダイシング領域とが重なる位置である。
次の工程として、図12に示すように、絶縁膜として機能する酸化膜251が成膜され、再配置されたロジック回路221が埋め込まれる。成膜された酸化膜251上に、支持基板252が接合される。
図示はしないが、この後、撮像素子220側に、PN接合によるフォトダイオードが形成されたり、カラーフィルタやオンチップレンズが積層されたりすることで、個片化前の撮像装置261が生成される。
図13に示すように、位置D2においてダイシングが施されることにより、撮像装置261-1と撮像装置261-2にそれぞれ個片化される。ダイシングされる位置D2に、1PC領域71がウェハ101に積層されているため、ウェハ101がダイシングされるとき、積層されたロジック回路221もダイシングされる。個片化されることで、図14に示したような撮像装置261aが製造される。
撮像装置261aの撮像素子220の配線層には、ガードリング232が形成されているが、このガードリング232は、図13に示したように、位置D2においてダイシングされるときに、撮像素子220内に形成されている素子をダイシングによる影響から守るために設けられている。
同様に、ロジック回路221に形成されているガードリング242は、位置D2においてダイシングされるときに、ロジック回路221内の形成されている素子をダイシングによる影響から守るために設けられている。
図14に示した撮像装置261aにおいては、ガードリング231とガードリング241が一直線上になるように接合されている例を示している。ガードリング231とガードリング242を接合するための端子が備えられた構成を示しているが、この端子の部分もガードリングと称した場合、異なるチップ内にあるガードリング同士が接続された状態になるように、撮像装置261aは構成されている。
このように、ガードリング231とガードリング242は、積層方向(図中縦方向)において、略同一の位置となるように配置され、接続されている。
ガードリング231とガードリング242は、積層方向において、異なる位置に位置するように配置されていても良い。第4の実施の形態として後述するように、ガードリングが接続されていない構成とすることもできる。
撮像装置261aは、撮像素子220とロジック回路221が積層され、ロジック回路221の一部は、酸化膜51に内包され、一部は、酸化膜51がない状態で構成されている。
図14に示した撮像装置261aは、撮像素子220aにロジック回路221aが積層された構造とされている。撮像素子220aとロジック回路221aの一面は、ダイシングにより端面が揃えられ、例えばシリコン基板が露出している状態である。なお、シリコン基板が露出した状態ではなく、ダイシング後に、露出している部分に酸化膜を形成するなど、適宜、露出している部分を加工しても良い。
撮像装置261aの側面のうち、少なくとも1面には、撮像素子220aとロジック回路221aの端面(図14では、図中右側の面)が位置している構成とされている。換言すると、撮像素子220aの側面のうち、少なくとも1面と、ロジック回路221aの側面のうちの少なくとも1面は、同一面にあり、この同一面は、撮像装置261aの側面の1面である構成とされている。
ダイシングの仕方、位置によっては、ロジック回路221aに形成されていた1PC領域71の配線が残る場合もある。図14に示したロジック回路221aには、ガードリング242の図中左側に、1PC領域71内に形成されていた配線の一部が残っている状態を示した。
上記したようにして撮像装置261aを形成することで、撮像素子220a内に形成されたガードリング232を跨ぐような位置に、ロジック回路221aは配置される。
図6に示した撮像装置61を比較のために再度参照する。図6に示した撮像装置61は、撮像素子20内に形成されたガードリング32上に、ロジック回路21が跨がる部分はない状態で形成されている。またロジック回路21は、酸化膜51に内包され、端面が露出するような位置には配置されていない。
図6に示した撮像装置61に対して、図14に示した撮像装置261aは、撮像素子220a内に形成されたガードリング232を跨ぐような位置であり、ガードリング232の図中上側に、ロジック回路221aが配置されている。またロジック回路21の端面は、撮像素子220aの端面と揃っている面を有し、酸化膜251外に露出している面がある。
このように、ロジック回路221aの一部に1PC領域71を含む状態で個片化し、ウェハ101に移載し、その後、ウェハ101をダイシングするとき、ロジック回路221aの1PC領域71もダイシングすることで生成された撮像装置261aは、上記したような構成を有する。すなわち、生成された撮像装置261aには、1PC領域71は含まれていない構成とされる。
上記したような撮像装置261aは、製造工程において、ロジック回路221aは、ウェハ102から個片化されるときに1回目のダイシングが行われ、ウェハ101に移載された後、ウェハ101が個片化されるときに、ウェハ101がダイシングされると同時に2回目のダイシングが行われる。このように、ロジック回路221aは、2回のダイシングの対象となり、ダイシングされることで、上記したような撮像装置261aが製造される。
製造された撮像装置261aに含まれるロジック回路221aは、1PC領域71を含まないため、ロジック回路221aのサイズが大きくなるようなことを防ぎ、小型化することを阻害することがない撮像装置261aとすることができる。
ロジック回路221aを、ウェハ101に移載するとき、ロジック回路221aに1PC領域71がある状態で移載するため、移載後にも、ロジック回路221aの評価を行うこともできる。
<第2の実施の形態における撮像装置>
図15乃至図17を参照し、第2の実施の形態における撮像装置261bの構成、製造について説明する。図15乃至図17において、第1の実施の形態における撮像装置261aと同様の部分には、同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図15は、ロジック回路221bが、ウェハ101の撮像素子220aに移載され、酸化膜251が成膜され、支持基板252が積層された状態を示している。図15に示した撮像装置261bの状態は、図12に示した撮像装置261aの状態に該当する。
以下に説明する実施の形態においては、製造途中の撮像装置261の状態として、1つの撮像装置261とダイシング領域(1PC領域71)を図示して説明するが、図12を参照して説明した場合と同じく、製造途中においては、ウェハ101上に形成されている複数の撮像素子220が存在し、その複数の撮像素子220上にそれぞれロジック回路221が移載されている状態である。
第2の実施の形態における撮像装置261bのロジック回路221bの1PC領域71bには、素子311が含まれる点が、第1の実施の形態における撮像装置261aと異なり、他の部分は同一である。
ロジック回路221bは、良品と判定されたロジック回路221bであり、1PC領域71bを含む状態で、ウェハ101の撮像素子220a上に移載された状態である。
ロジック回路221bの1PC領域71bには、素子311が形成されている。この素子311は、例えば、トランジスタなどの素子であり、評価対象とされている素子である。このように、ロジック回路221bに設けられている1PC領域71bには、素子311が含まれている構成とすることができる。
この素子311が含まれる1PC領域71bは、図16に示すように、ダイシングが行われる位置D3に位置し、ウェハ101と一緒にダイシングの対象領域とされる。図16に示すように、位置D3においてダイシングが施されることにより、ウェハ101が個片化され、図17に示したような撮像装置261bが製造される。
第2の実施の形態におけるウェハ101がダイシングされる前は、ロジック回路221bに含まれる1PC領域71bに、素子311が含まれる構成とされ、この素子311も含めてダイシングが実行される。
第2の実施の形態における撮像装置261bも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、製造時に、ロジック回路221bは、2回のダイシングの対象とされる。2回目のダイシングが行われた後の状態、すなわち撮像装置216bは、撮像素子220aとロジック回路221bの端面が揃い、シリコン基板や配線の一部が、その端面に露出しているような構造である。
第2の実施の形態における撮像装置261bも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、撮像素子220a内のガードリング232を跨ぐ位置に、ロジック回路221bが配置されている。
第2の実施の形態における撮像装置261bにおいても、ロジック回路221bのサイズが大きくなるようなことを防ぎ、小型化することを阻害することがないようにすることができる。また、ロジック回路221bを、ウェハ101に移載するとき、ロジック回路221bに1PC領域71bがある状態で移載するため、移載後に、ロジック回路221bの評価を行うこともできる。
<第3の実施の形態における撮像装置>
図18乃至図20を参照し、第3の実施の形態における撮像装置261cの構成、製造について説明する。図18乃至図20において、第2の実施の形態における撮像装置261bと同様の部分には、同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図18は、ロジック回路221cが、ウェハ101の撮像素子220cに移載され、酸化膜251が成膜され、支持基板252が積層された状態を示している。第3の実施の形態における撮像装置261cのロジック回路221cの1PC領域71cには、素子311を、ダイシングのときにダイシングの影響から守るためのガードリング351が含まれる点が、第2の実施の形態における撮像装置261bと異なる。
撮像素子220cもロジック回路221cに設けられたガードリング351に対応する位置に、ガードリング352が形成されている点が、第2の実施の形態における撮像装置261bと異なる。
図18に示した撮像装置261cの状態は、図15に示した撮像装置261bの状態に該当する。ロジック回路221cは、良品と判定されたロジック回路221cであり、1PC領域71cを含む状態で、ウェハ101の撮像素子220c上に移載された状態である。
ロジック回路221cの1PC領域71cには、素子311とガードリング351が形成されている。この素子311を1回目のダイシング時の影響から保護するためにガードリング351が形成されている。1回目のダイシングとは、ウェハ102から個片化して、ロジック回路221cを生成するときに行われるダイシングのことである。
このように、ロジック回路221cに設けられている1PC領域71cに、素子311とガードリング351が含まれる構成としても良い。
なお、図18に示した撮像装置261cの構成例においては、撮像素子220cにもガードリング352が形成されている例を示したが、ガードリング352は、1日目のダイシング時には、ダイシングされる領域ではないため、換言すれば、ロジック回路221bが個片化されて生成されるときのダイシングには関係がないため、設けない構成とすることも可能である。
上述した実施の形態においては、1PC領域71(ダイシング領域)にも端子を構成し、端子同士を接続する構成を示したが、ダイシング領域には端子を形成しない構成としてもよい。端子を構成し、端子同士を接続することで、ロジック回路221と撮像素子220の接続を強固のものとすることができるという利点は得られる。
素子311とガードリング351が含まれる1PC領域71cは、図19に示すように、ダイシングが行われる位置D4に位置し、ウェハ101がダイシングされるときに、ウェハ101と一緒にダイシングの対象領域とされる。図19に示すように、位置D4においてダイシングが施されることにより、ウェハ101が個片化され、図20に示したような撮像装置261cが生成される。
第3の実施の形態における撮像装置261cは、ウェハ101が個片化される前は、ロジック回路221cに含まれる1PC領域71cに、素子311とガードリング351が含まれる構成とされ、この素子311とガードリング351も含めてダイシングが実行される。
第3の実施の形態における撮像装置261cも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、製造時に、ロジック回路221cは、2回のダイシングの対象とされる。2回目のダイシングが行われた後の状態、すなわち撮像装置216cは、撮像素子220cとロジック回路221cの端面が揃い、シリコン基板や配線の一部が、その端面に露出しているような構造である。
第3の実施の形態における撮像装置261cも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、撮像素子220c内のガードリング232を跨ぐ位置に、ロジック回路221cが配置されている。
第3の実施の形態における撮像装置261cにおいても、ロジック回路221cのサイズが大きくなるようなことを防ぎ、小型化することを阻害することがないようにすることができる。また、ロジック回路221cを、ウェハ101に移載するとき、ロジック回路221cに1PC領域71cがある状態で移載するため、移載後に、ロジック回路221cの評価を行うこともできる。
<第4の実施の形態における撮像装置>
図21乃至図23を参照し、第4の実施の形態における撮像装置261dの構成、製造について説明する。図21乃至図23において、第1の実施の形態における撮像装置261aと同様の部分には、同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図21は、ロジック回路221dが、ウェハ101の撮像素子220dに移載され、酸化膜251が成膜され、支持基板252が積層された状態を示している。
第4の実施の形態における撮像装置261dのロジック回路221dのガードリング242dは、第1の実施の形態における撮像装置261aのロジック回路221aのガードリング242(ガードリング242aとする)よりも短く形成されている点が異なる。
第4の実施の形態における撮像装置261dの撮像素子220dのガードリング232dは、第1の実施の形態における撮像装置261aの撮像素子220aのガードリング232(ガードリング232aとする)よりも短く形成されている点が異なる。
第4の実施の形態における撮像装置261dは、ロジック回路221d内に形成されているガードリング242dと、撮像素子220d内に形成されているガードリング232dを接続しないように形成されている点、換言すれば、ガードリング242dとガードリング232dは、所定の間隔を有して配置されている点が、第1乃至第3の実施の形態と異なる。なお、第1乃至第3の実施の形態においても、ガードリング232とガードリング234が接続されない構成とすることも可能である。
例えば、ロジック回路221のウェルと撮像素子220のウェルを同電位とする構成の場合、第1の実施の形態の撮像装置261aのように、ガードリング232aとガードリング242aが接続されている構成とする。一方で、ロジック回路221のウェルと撮像素子220のウェルを異なる電位とする構成の場合、第4の実施の形態の撮像装置261dのように、ガードリング232dとガードリング242dが接続されない構成とする。
図21に示した撮像装置261dの状態は、図12に示した撮像装置261aの状態に該当する。ロジック回路221dは、良品と判定されたロジック回路221dであり、1PC領域71dを含む状態で、ウェハ101の撮像素子220d上に移載された状態である。
1PC領域71dは、図22に示すように、ダイシングが行われる位置D5に位置し、ウェハ101がダイシングされるときに、ウェハ101と一緒にダイシングの対象領域とされる。図22に示すように、位置D5においてダイシングが施されることにより、ウェハ101が個片化され、図23に示したような撮像装置261dが生成される。
第4の実施の形態における撮像装置261dは、ウェハ101が個片化される前は、ロジック回路221dに1PC領域71dが含まれる構成とされ、この1PC領域71dも含めてダイシングされる。
第4の実施の形態における撮像装置261dも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、製造時に、ロジック回路221dは、2回のダイシングの対象とされる。2回目のダイシングが行われた後の状態、すなわち撮像装置216dは、撮像素子220dとロジック回路221dの端面が揃い、シリコン基板や配線の一部が、その端面に露出しているような構造である。
第4の実施の形態における撮像装置261dも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、撮像素子220d内のガードリング232dを跨ぐ位置に、ロジック回路221dが配置されている。
第4の実施の形態における撮像装置261dにおいても、ロジック回路221dのサイズが大きくなるようなことを防ぎ、小型化することを阻害することがないようにすることができる。また、ロジック回路221dを、ウェハ101に移載するとき、ロジック回路221dに1PC領域71dがある状態で移載するため、移載後に、ロジック回路221dの評価を行うこともできる。
<第5の実施の形態における撮像装置>
図24乃至図26を参照し、第5の実施の形態における撮像装置261eの構成、製造について説明する。図24乃至図26において、第3の実施の形態における撮像装置261cと同様の部分には、同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図24は、ロジック回路221cとチップ400が、ウェハの状態で積層され、個片化された後、その個片化され、積層されているロジック回路221cとチップ400が、ウェハ101の撮像素子220cに移載され、酸化膜251が成膜され、支持基板252が積層された状態を示している。第5の実施の形態における撮像装置261eは、第3の実施の形態における撮像装置261cの構成に、さらにチップ400が積層された構成とされている点が異なり、他の点は同様である。
チップ400は、例えば、メモリ回路222とすることができる。図24では、撮像素子220c上にロジック回路221cが積層され、ロジック回路221c上にチップ400(例えばメモリ回路222)が積層されている場合を示したが、撮像素子220c上にチップ400(例えばメモリ回路222)が積層され、チップ400上にロジック回路221cが積層されている構成でも良い。
チップ400は、ロジック回路221cと同じく、ロジック回路221c上に移載されたときには、1PC領域71eを含んだ構成とされている。図24に示したチップ400の1PC領域71eには、素子411が配置されている。この素子411を、ダイシングのときにダイシングの影響から守るためのガードリング412も、1PC領域71eには形成されている。チップ400の1PC領域71e内の素子411の図中左側には、ガードリング413が形成されている。
チップ400には、複数の配線414も形成されている。複数の配線414のうちの少なくとも1つの配線414は、配線415を介して、ロジック回路221c内の配線416と接続されている。
ここでは、チップ400に含まれる1PC領域71eは、ロジック回路221cに含まれる1PC領域71cと同様の構成を有している場合を示したが、1PC領域71eと1PC領域71cは、異なる構成であっても良い。
素子411とガードリング412が含まれる1PC領域71eは、図25に示すように、ダイシングが行われる位置D6に位置し、ウェハ101がダイシングされるとき、ウェハ101と一緒にダイシングの対象領域とされる。図25に示すように、位置D6においてダイシングが施されることにより、ウェハ101が個片化され、図26に示したような撮像装置261eが生成される。
第5の実施の形態における撮像装置261eは、ウェハ101が個片化される前は、ロジック回路221cに含まれる1PC領域71cに、素子311とガードリング351が含まれる構成とされ、ダイシングされるとき、この素子311とガードリング351も含めてダイシングが実行される。
第5の実施の形態における撮像装置261eは、ウェハ101が個片化される前は、チップ400に含まれる1PC領域71eに、素子411とガードリング412が含まれる構成とされ、ダイシングがされるとき、この素子411とガードリング412も含めてダイシングが実行される。
第5の実施の形態における撮像装置261eも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、製造時に、ロジック回路221eとチップ400は、それぞれ2回のダイシングの対象とされる。2回目のダイシングが行われた後の状態、すなわち撮像装置216eは、撮像素子220c、ロジック回路221c、およびチップ400の端面が揃い、シリコン基板や配線の一部が、その端面に露出しているような構造である。
第5の実施の形態における撮像装置261eも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、撮像素子220c内のガードリング232を跨ぐ位置に、ロジック回路221cが配置されている。チップ400も、撮像素子220c内のガードリング232を跨ぐ位置に配置されている。
第5の実施の形態における撮像装置261eにおいても、ロジック回路221cやチップ400のサイズが大きくなるようなことを防ぎ、小型化することを阻害することがないようにすることができる。また、ロジック回路221cやチップ400を、ウェハ101に移載するとき、ロジック回路221cに1PC領域71cがある状態で移載するため、また、チップ400に1PC領域71eがある状態で移載するため、移載後に、ロジック回路221cやチップ400の評価を行うこともできる。
<第6の実施の形態における撮像装置>
図27乃至図29を参照し、第6の実施の形態における撮像装置261fの構成、製造について説明する。図27乃至図29において、第5の実施の形態における撮像装置261eと同様の部分には、同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図27に示した撮像装置261fは、図24に示した撮像装置261eの2層目に配置されているロジック回路221cをチップではなく、ウェハで積層した構成とされている点が異なり、他の点は同様である。
図27に示した撮像装置261fは、WoW(Wafer on Wafer)技術により、ウェハ101の撮像素子220cと、ウェハ501のチップ511が接合される。ウェハ同士が接合された後、そのチップ511の上にチップ400が、CoW技術により接合される。WoW技術は、ウェハの状態で接合して積層する技術である。
ウェハ501のチップ511は、例えば、ロジック回路221やメモリ回路222とすることができる。そのようなチップ511が複数形成されているウェハ501と撮像素子220cが、WoW技術によりウェハの状態で接合され、積層構造とされる。その後、ウェハから個片化されたチップ400が移載される。
このように、撮像装置261fは、WoW技術とCoW技術を用いて製造されるようにすることも可能である。
チップ511は、1PC領域71fを含む構成である。1PC領域71fは、素子521とガードリング522を含む構成とされている。素子521とガードリング522が含まれる1PC領域71fは、図28に示すように、ダイシングが行われる位置D7に位置し、ウェハ101とウェハ501がダイシングされるとき、ウェハ101と一緒にダイシングの対象領域とされる。
チップ400も、1PC領域71eを含む状態で、ウェハ501上に移載され、1PC領域71eは、ダイシングが行われる位置D7に位置するように移載される。1PC領域71eも、ウェハ101とウェハ501がダイシングされるとき、ウェハ101とウェハ501とともに、ダイシングの対象領域とされる。
図28に示すように、位置D7においてダイシングが施されることにより、ウェハ101とウェハ501が積層されたウェハが個片化され、図29に示したような撮像装置261fが生成される。
撮像装置261fの撮像素子220fとチップ511は、ウェハ101とウェハ501が積層された後にダイシングされるため、同程度の大きさのチップが積層された構造となっている。撮像素子220fとチップ511に対して、チップ400は小さいチップであり、そのようなチップ400が積層された構造に撮像装置261fはなっている。
撮像装置261fは、同程度の大きさのチップが積層され、さらに小さいチップが積層された構造となっている点が、他の実施の形態における撮像装置261と異なる。
第6の実施の形態における撮像装置261fは、ウェハが個片化される前は、ウェハ501のチップ511に含まれる1PC領域71fに、素子521とガードリング522が含まれる構成とされ、ダイシング時には、この素子521とガードリング522も含めてダイシングが実行される。
第5の実施の形態における撮像装置261fは、ウェハが個片化される前は、チップ400に含まれる1PC領域71dに、素子411とガードリング412が含まれる構成とされ、ダイシング時には、この素子411とガードリング412も含めてダイシングが実行される。
第6の実施の形態における撮像装置261fも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、製造時に、チップ400は、2回のダイシングの対象とされる。2回目のダイシングが行われた後の状態、すなわち撮像装置216fの状態では、撮像素子220c、チップ511、およびチップ400の端面が揃い、シリコン基板や配線の一部が、その端面に露出しているような構成とされている。
第6の実施の形態における撮像装置261fも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、撮像素子220e内のガードリング232を跨ぐ位置に、チップ400が配置されている。チップ511は、ウェハ501の状態でウェハ101と積層されているため、チップ511も、撮像素子220c内のガードリング232を跨ぐ位置に配置されている。
第6の実施の形態における撮像装置261fにおいても、チップ400やチップ511のサイズが大きくなるようなことを防ぎ、小型化することを阻害することがないようにすることができる。
ウェハ501とウェハ101を積層するとき、ウェハ501に1PC領域71fがある状態で積層するため、ウェハ501に形成されているチップ511を、積層後でも評価を行うこともできる。
同様に、チップ400を、ウェハ501に移載するとき、チップ400に1PC領域71eがある状態で移載するため、移載後に、チップ400の評価を行うこともできる。
<第7の実施の形態における撮像装置>
図30乃至図32を参照し、第7の実施の形態における撮像装置261gの構成、製造について説明する。第7の実施の形態における撮像装置261gは、バンプによりロジック回路221と撮像素子220が接続される点が、他の実施の形態と異なる。
図30に示した状態は、ウェハ101に形成された撮像素子220gに、ウェハ102から個片化されたロジック回路221gが移載された状態を示している。撮像素子220gには、端子231gが形成され、ロジック回路221gには、端子241gが形成されている。端子231gと端子241gにバンプ611が形成され、撮像素子220gとロジック回路221gが接続される。バンプ611が形成されている部分、換言すれば、撮像素子220gとロジック回路221gとの間(隙間)には、アンダーフィル622が充填されている。
ロジック回路221gは、1PC領域71gを含む状態でウェハ102から個片化され、ウェハ101の撮像素子220g上に移載される。1PC領域71gには、素子311gが設けられている。この素子311gが含まれる1PC領域71gは、図31に示すように、ダイシングが行われる位置D8に位置し、ウェハ101がダイシングされるとき、ウェハ101と一緒にダイシングされる領域とされる。図31に示すように、位置D8においてダイシングが施されることにより、ウェハ101が個片化され、図32に示したような撮像装置261gが製造される。
図30乃至32に示した撮像装置261gは、酸化膜251や支持基板252がない構造を示した。このように、酸化膜251や支持基板252がない構造の撮像装置261gであっても良いし、図示はしていないが、酸化膜251や支持基板252が備えられている撮像装置261gであっても良い。
第7の実施の形態における撮像装置261gは、ウェハ101が個片化される前は、ロジック回路221gに1PC領域71gが含まれ、その1PC領域71gに、素子311gが含まれる構成とされ、ウェハ101がダイシングされるとき、この素子311gも含めた1PC領域71gもダイシングされる。
第7の実施の形態における撮像装置261gも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、製造時に、ロジック回路221gは、2回のダイシングの対象とされる。2回目のダイシングが行われた後の状態、すなわち撮像装置216gは、撮像素子220gとロジック回路221gの端面が揃い、シリコン基板や配線の一部が、その端面に露出しているような構成とされている。
第7の実施の形態における撮像装置261gも、第1の実施の形態における撮像装置261aと同じく、撮像素子220g内のガードリング232gを跨ぐ位置に、ロジック回路221gが配置されている。
第7の実施の形態における撮像装置261gにおいても、ロジック回路221gのサイズが大きくなるようなことを防ぎ、小型化することを阻害することがないようにすることができる。また、ロジック回路221gを、ウェハ101に移載するとき、ロジック回路221gに1PC領域71gがある状態で移載するため、移載後に、ロジック回路221gの評価を行うこともできる。
<第8の実施の形態における撮像装置>
図33乃至図35を参照し、第8の実施の形態における撮像装置261hの構成、製造について説明する。
第1乃至第7の実施の形態においては、ウェハ101にロジック回路221を移載する例を挙げて説明した。第8の実施の形態は、ウェハ101にロジック回路221とメモリ回路222を移載する点が、第1乃至第7の実施の形態と異なる。第1の実施の形態における撮像装置261aと、同様の部分には同様の符号を付し、その説明は適宜省略する。
図33に示すように、ウェハ101上の撮像素子220hに、電気的な検査が行われた後、良品であることが確認されたロジック回路221aが移載される。この移載されるロジック回路221aには、1PC領域71aが含まれている。同様に、ウェハ101上の撮像素子220hに、電気的な検査が行われた後、良品であることが確認されたメモリ回路222hが移載される。この移載されるメモリ回路222hには、1PC領域71hが含まれている。
メモリ回路222hのガードリング711は、メモリ回路222hがウェハ103から個片化されるときに、メモリ回路222h内の素子を保護するために設けられている。図33に示した例では、撮像素子220gには、メモリ回路222gが移載される領域であり、メモリ回路222gのガードリング711に対応する位置に、ガードリング721が形成されている。
ロジック回路221aとメモリ回路222hがそれぞれウェハ101に移載されると、図33に示すような状態になる。図33では、ロジック回路221a-1とメモリ回路222h-1が、撮像装置261h-1となる撮像素子220h-1上に移載され、ロジック回路221a-2とメモリ回路222h-2が、撮像装置261h-2となる撮像素子220h―2上に移載される。以下の説明において、メモリ回路222h-1、メモリ回路222h-2を個々に区別する必要がない場合、単にメモリ回路222hと記述する。
図34に示すように、位置D9においてダイシングが施されることにより、撮像装置261h-1と撮像装置261h-2にそれぞれ個片化される。個片化されることで、図35に示したような撮像装置261hが生成される。
ダイシングされる位置D9に、1PC領域71aと1PC領域71hがウェハ101に積層されているため、ウェハ101がダイシングされるとき、積層されたロジック回路221aの1PC領域71aとメモリ回路222hの1PC領域71hもダイシングされる。
撮像装置261hは、撮像素子220h上に、ロジック回路221aとメモリ回路222hがそれぞれ積層され、ロジック回路221aとメモリ回路222hの一部はそれぞれ酸化膜51に内包され、一部は、酸化膜51がない状態で構成されている。
図35に示した撮像装置261hは、撮像素子220hにロジック回路221aが積層された構造とされている。撮像素子220hとロジック回路221aの一面(図35では右側の面)は、ダイシングにより端面が揃えられ、例えばシリコン基板が露出している状態である。
図35に示した撮像装置261hは、撮像素子220hにメモリ回路222hも積層された構造とされている。撮像素子220hとメモリ回路222hの一面は、ダイシングにより端面が揃えられ、例えばシリコン基板が露出している状態である。
図35に示した撮像装置261hの側面のうち、少なくとも2面は、上記したように、撮像素子220hとロジック回路221aの端面が揃えられた面と、撮像素子220hとメモリ回路221hの端面が揃えられた面となっている。
ダイシングの仕方、位置によっては、ロジック回路221aに形成されていた1PC領域71aの配線が残っていたり、メモリ回路222hに形成されていた1PC領域71hの配線が残っていたりする。
上記したように撮像装置261hを形成することで、撮像素子220h内に形成されたガードリング232を跨ぐように、ロジック回路221aは配置され、撮像素子220h内に形成されたガードリング721を跨ぐように、メモリ回路222hは配置される。
第8の実施の形態における撮像装置261hにおいても、ロジック回路221aやメモリ回路222hのサイズが大きくなるようなことを防ぎ、小型化することを阻害することがないようにすることができる。また、ロジック回路221aを、ウェハ101に移載するとき、ロジック回路221aに1PC領域71aがある状態で移載するため、移載後に、ロジック回路221aの評価を行うこともできる。同様にメモリ回路221hを、ウェハ101に移載するとき、メモリ回路221hに1PC領域71hがある状態で移載するため、移載後に、メモリ回路222hの評価を行うこともできる。
上述した第1乃至第8の実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能であり、組み合わせた実施の形態も、本技術の適用範囲内である。
<電子機器への適用例>
上述した撮像装置は、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。
図36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。図36に示される撮像装置1001は、光学系1002、シャッタ装置1003、撮像素子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。
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)を撮像素子1004に導き、撮像素子1004の受光面に結像させる。
シャッタ装置1003は、光学系1002および撮像素子1004の間に配置され、駆動回路1005の制御に従って、撮像素子1004への光照射期間および遮光期間を制御する。
撮像素子1004は、上述した撮像素子を含むパッケージにより構成される。撮像素子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。撮像素子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。
駆動回路1005は、撮像素子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、撮像素子1004およびシャッタ装置1003を駆動する。
信号処理回路1006は、撮像素子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。
このように構成されている撮像装置1001においても、光学系1002、および撮像素子1004に、上述した撮像装置261a乃至261hのいずれかを適用することができる。
<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。
図37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。
図37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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図38は、図37に示すカメラヘッド11102及びCCU11201の機能構成の一例を示すブロック図である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
<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。
図39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。
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39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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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12030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。
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39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。
図40は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
図40では、撮像部12031として、撮像部12101、12102、12103、12104、12105を有する。
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。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。
なお、図40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。
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。
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。
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。
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。
本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
なお、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無く、また他の効果があってもよい。
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)
第1の半導体チップと、
前記第1の半導体チップに積層されている第2の半導体チップと
を備え、
前記第1の半導体チップの側面の少なくとも1面と、前記第2の半導体チップの側面の少なくとも1面は、同一面にある
撮像装置。
(2)
前記第1の半導体チップは、リング状の第1の構造物を内包し、
前記第2の半導体チップは、前記第1の半導体チップ上の、前記第1の構造物を跨ぐ位置に配置されている
前記(1)に記載の撮像装置。
(3)
前記第2の半導体チップは、リング状の第2の構造物を内包し、
前記第1の構造物と前記第2の構造物は、積層方向において略同一の位置に配置されている
前記(2)に記載の撮像装置。
(4)
前記第1の構造物と前記第2の構造物は、ガードリングである
前記(3)に記載の撮像装置。
(5)
前記第1の構造物と前記第2の構造物は、接続されている
前記(3)または(4)に記載の撮像装置。
(6)
前記第1の構造物と前記第2の構造物は、所定の間隔を有して配置されている
前記(3)または(4)に記載の撮像装置。
(7)
前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、バンプで接続されている
前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の撮像装置。
(8)
前記第2の半導体チップ上に、さらに第3の半導体チップが積層されている
前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の撮像装置。
(9)
前記第1の半導体チップ上に、さらに第3の半導体チップが積層されている
前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の撮像装置。
(10)
前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、同程度の大きさであり、
第3の半導体チップは、前記第1の半導体チップよりも小さい
前記(8)に記載の撮像装置。
(11)
前記第1の半導体チップは、撮像素子が形成されているチップであり、
前記第2の半導体チップは、ロジック回路またはメモリ回路が形成されているチップである
前記(1)乃至(10)のいずれかに記載の撮像装置。
(12)
前記同一面にある前記第1の半導体チップの第1の面と前記第2の半導体チップの第2の面は、ダイシング時の端面である
前記(1)乃至(11)のいずれかに記載の撮像装置。
(13)
前記第2の面は、ペレットチェックのための領域内にある
前記(12)に記載の撮像装置。
(14)
前記第2の面には、ペレットチェックのための領域内にある素子の一部がある
前記(12)に記載の撮像装置。
(15)
第1の半導体チップと、
前記第1の半導体チップに積層されている第2の半導体チップと
を備え、
前記第1の半導体チップの側面の少なくとも1面と、前記第2の半導体チップの側面の少なくとも1面は、同一面にある
撮像装置を備え、
前記撮像装置からの信号を処理する処理部を備える
電子機器。
(16)
第1の半導体チップが形成されているウェハに、第2の半導体チップを移載し、
前記第2の半導体チップが積層されている状態で、前記ウェハのダイシングを行う
工程を含み、
ペレットチェックのための領域が形成されている前記第2の半導体チップが、前記ウェハに移載され、
前記ウェハとダイシングされるとき、前記領域もダイシングされる
製造方法。
101,102,103 ウェハ, 220 撮像素子, 221 ロジック回路, 231 端子, 232 ガードリング, 241 端子, 242 ガードリング, 251 酸化膜, 252 支持基板, 261 撮像装置, 311 素子, 351,352 ガードリング, 400 チップ, 411 素子, 412,413 ガードリング, 414,415,416 配線, 501 ウェハ, 511 チップ, 521 素子, 522 ガードリング, 611 バンプ, 622 アンダーフィル, 711,721 ガードリング

Claims (16)

  1. 第1の半導体チップと、
    前記第1の半導体チップに積層されている第2の半導体チップと
    を備え、
    前記第1の半導体チップの側面の少なくとも1面と、前記第2の半導体チップの側面の少なくとも1面は、同一面にある
    撮像装置。
  2. 前記第1の半導体チップは、リング状の第1の構造物を内包し、
    前記第2の半導体チップは、前記第1の半導体チップ上の、前記第1の構造物を跨ぐ位置に配置されている
    請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記第2の半導体チップは、リング状の第2の構造物を内包し、
    前記第1の構造物と前記第2の構造物は、積層方向において略同一の位置に配置されている
    請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記第1の構造物と前記第2の構造物は、ガードリングである
    請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記第1の構造物と前記第2の構造物は、接続されている
    請求項3に記載の撮像装置。
  6. 前記第1の構造物と前記第2の構造物は、所定の間隔を有して配置されている
    請求項3に記載の撮像装置。
  7. 前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、バンプで接続されている
    請求項1に記載の撮像装置。
  8. 前記第2の半導体チップ上に、さらに第3の半導体チップが積層されている
    請求項1に記載の撮像装置。
  9. 前記第1の半導体チップ上に、さらに第3の半導体チップが積層されている
    請求項1に記載の撮像装置。
  10. 前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップは、同程度の大きさであり、
    第3の半導体チップは、前記第1の半導体チップよりも小さい
    請求項8に記載の撮像装置。
  11. 前記第1の半導体チップは、撮像素子が形成されているチップであり、
    前記第2の半導体チップは、ロジック回路またはメモリ回路が形成されているチップである
    請求項1に記載の撮像装置。
  12. 前記同一面にある前記第1の半導体チップの第1の面と前記第2の半導体チップの第2の面は、ダイシング時の端面である
    請求項1に記載の撮像装置。
  13. 前記第2の面は、ペレットチェックのための領域内にある
    請求項12に記載の撮像装置。
  14. 前記第2の面には、ペレットチェックのための領域内にある素子の一部がある
    請求項12に記載の撮像装置。
  15. 第1の半導体チップと、
    前記第1の半導体チップに積層されている第2の半導体チップと
    を備え、
    前記第1の半導体チップの側面の少なくとも1面と、前記第2の半導体チップの側面の少なくとも1面は、同一面にある
    撮像装置を備え、
    前記撮像装置からの信号を処理する処理部を備える
    電子機器。
  16. 第1の半導体チップが形成されているウェハに、第2の半導体チップを移載し、
    前記第2の半導体チップが積層されている状態で、前記ウェハのダイシングを行う
    工程を含み、
    ペレットチェックのための領域が形成されている前記第2の半導体チップが、前記ウェハに移載され、
    前記ウェハとダイシングされるとき、前記領域もダイシングされる
    製造方法。
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