KR102544584B1 - 고체 촬상 소자 및 제조 방법, 및 전자기기 - Google Patents

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Abstract

본 개시는, 커버 글래스가 없이도 웨이퍼 프로세스 및 CSP(Chip Size Package) 공정 유동이 가능해질 수 있도록 하는 고체 촬상 소자 및 제조 방법, 및 전자기기에 관한 것이다. CIS 웨이퍼와, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 로직 웨이퍼를 적층하고, 접합한다. 다음으로, CIS 웨이퍼와 로직 웨이퍼를 관통 전극을 거쳐 전기적으로 접속한다. CIS 웨이퍼의 수광면에 렌즈 형성 후, 웨이퍼 서포트 시스템재를 상기 렌즈 상에 접합한다. 박막화된 로직 웨이퍼의 이면측으로부터 형성되는 TSV를 이용하여 외부 출력용으로서 외부 전극을 형성하고, 외부 전극의 형성 후, 웨이퍼 서포트 시스템재를 수광면으로부터 박리한다. 본 개시는, 예를 들면, 적층형이고, 이면 조사형의 고체 촬상 소자에 적용할 수 있다.

Description

고체 촬상 소자 및 제조 방법, 및 전자기기
본 개시는, 고체 촬상 소자, 제조 방법 및 전자기기에 관한 것으로, 특히, 커버 글래스(cover glass) 없이도 웨이퍼 프로세스 및 CSP(Chip Size Package) 공정 유동(流動; control) 및 디바이스의 높이 감소가 가능해지도록 한 고체 촬상 소자, 제조 방법 및 전자기기에 관한 것이다.
이면 조사형의 고체 촬상 소자는, 수광부가 배선층면과 반대측에 형성되기 때문에, 센서 칩 박층화와 지지 기판이 불가결한데, 지지 기판을 로직(logic)칩으로 치환하여, 센서 칩과 전기적으로 접속시킨 적층형 이면 조사형 촬상 소자가 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 화소 회로를 갖는 화상 소자 표면과 로직 회로를 갖는 개별화된 반도체 소자 표면을 전기적으로 접속한 이면 조사형 촬상 소자가 제안되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 촬상 소자와 커버 글래스를 투명 접착제로 접합시킨 구조를 취하는 WLCSP(wafer level chip size package)에서는, 투명 수지로 커버 글래스와 접합 CSP 공정을 유동시킴으로써, 반도체 소자 이면에 전극이 형성된 고체 촬상 소자가 제안되어 있다.
일본특허공개공보 특개2014-220370호 일본특허공개공보 특개2007-173586호
그러나, 특허문헌 1의 제안의 경우, 이면 조사형의 고체 촬상 소자와 이면 측에 적층되어 있는 반도체 소자 모두가 두께가 1um 이하로 얇고, 또한 지지 기판이 없어 강도가 약하기 때문에, 응력 집중이 일어날 가능성이 높다. 그 결과, 흰 점(white spot)/암전류가 증대되는 경우가 있다. 또한, 이면 조사형의 고체 촬상 소자의 강도가 약하기 때문에, 웨이퍼 프로세스와, 예를 들면 CSP 공정 등의 유동이 어렵고, 디바이스의 높이를 낮추는 것이 곤란하였다.
특허문헌 2의 제안의 경우, TSV(Through-silicon via)를 사용하여 반도체 소자 이면에 외부 전극을 형성하기 때문에, 반도체 소자의 두께를 얇게(박막화)할 필요가 있어, 완성된 CSP(Chip Size Package)의 강성 유지를 위해 커버 글래스를 접합시킨 상태가 된다. 그 때문에, 디바이스 박막화가 곤란해진다. 또한, 커버 글래스에 의한 플레어(flare)에 의해 촬상 특성이 악화되어 버리고 있었다.
본 개시는, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 커버 글래스 없이도 웨이퍼 프로세스 및 CSP 공정 유동 및 디바이스의 높이 감소가 가능하게 될 수 있는 것이다.
본 기술의 일 측면인 고체 촬상 소자는, 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와, 상기 제1 반도체 소자와 적층되어 접합되는, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자와, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 관통 전극과, 박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via)를 이용하여 외부 출력용으로서 형성되는 외부 전극과, 상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈를 형성한 후, 상기 렌즈 상에 접합되고, 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 수광면으로부터 박리되는 웨이퍼 서포트 시스템재를 구비한다.
상기 외부 전극은, 평탄화된 Cu 전극이다.
상기 외부 전극은, NiAu 전극이다.
상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV는, Low-K를 관통하여, 상기 제1 반도체의 Al PAD와 접속되어 있다.
상기 TSV는, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자가 접합된 후에 형성된다.
상기 TSV는, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자가 접합되기 전에 형성되어 있다.
상기 제1 반도체 소자의 렌즈 상에, 광학 기능막이 형성되어 있다.
상기 광학 기능막은, IR 컷 필터 및 AR 코팅, 또는 웨이퍼 레벨 렌즈이다.
상기 광학 기능막은, 상기 제1 반도체 소자의 수광면으로부터 웨이퍼 서포트 시스템재의 박리 후에 형성된다.
상기 웨이퍼 서포트 시스템재의 두께는, 300um 이상이다.
상기 웨이퍼 서포트 시스템재는, 글래스 기판 또는 Si 기판으로 이루어진다.
본 기술의 일 측면인 제조 방법은, 제조 장치가, 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자를 적층하여 접합하고, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 관통 전극을 거쳐 전기적으로 접속하고, 상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈를 형성 후, 웨이퍼 서포트 시스템재를 상기 렌즈 상에 접합하고, 박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via)를 이용하여 외부 출력용으로서 외부 전극을 형성하고, 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 웨이퍼 서포트 시스템재를 상기 수광면으로부터 박리한다.
본 기술의 일 측면인 전자기기는, 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와, 상기 제1 반도체 소자와 적층되어 접합되는, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자와, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 관통 전극과, 박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via)를 이용하여 외부 출력용으로서 형성되는 외부 전극과, 상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈 형성 후, 상기 렌즈 상에 접합되고, 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 수광면으로부터 박리되는 웨이퍼 서포트 시스템재를 구비하는 고체 촬상 소자와, 상기 고체 촬상 소자로부터 출력되는 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로와, 입사광을 상기 고체 촬상 소자로 입사시키는 광학계를 갖는다.
본 기술의 일 측면에 있어서는, 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자가 적층되어, 접합된, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자가 관통 전극을 거쳐 전기적으로 접속되고, 상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈를 형성한 후, 웨이퍼 서포트 시스템재가, 상기 렌즈 상에 접합된다. 그리고, 박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via)를 이용하여 외부 출력용으로서 외부 전극이 형성되고, 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 웨이퍼 서포트 시스템재가 상기 수광면으로부터 박리된다.
본 기술에 의하면, 커버 글래스 없이도 웨이퍼 프로세스 및 CSP(Chip Size Package) 공정 유동이 가능해진다.
또한 본 명세서에 기재된 효과는, 어디까지나 예시이며, 본 기술의 효과는, 본 명세서에 기재된 효과로 한정되는 것은 아니고, 부가적인 효과가 있어도 된다.
[도 1] 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 개략 구성예를 나타내는 블록도이다.
[도 2] 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 구조예를 나타내는 단면도이다.
[도 3] 고체 촬상 소자의 제조 처리에 대해 설명하는 흐름도이다.
[도 4] 고체 촬상 소자의 제조 처리의 공정도이다.
[도 5] 고체 촬상 소자의 제조 처리의 공정도이다.
[도 6] 도 3의 제조 처리에 따라 제조되는 고체 촬상 소자의 구조예를 나타내는 단면도이다.
[도 7] 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 다른 구조예를 나타내는 단면도이다.
[도 8] 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 다른 구조예를 나타내는 단면도이다.
[도 9] 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 다른 구조예를 나타내는 단면도이다.
[도 10] 고체 촬상 소자의 제조 처리에 대해 설명하는 흐름도이다.
[도 11] 고체 촬상 소자의 제조 처리의 공정도이다.
[도 12] 고체 촬상 소자의 제조 처리의 공정도이다.
[도 13] 고체 촬상 소자의 제조 처리의 공정도이다.
[도 14] 도 10의 제조 처리에 따라 제조되는 고체 촬상 소자의 구조예를 나타내는 단면도이다.
[도 15] 고체 촬상 소자의 제조 처리에 대해 설명하는 흐름도이다.
[도 16] 고체 촬상 소자의 제조 처리의 공정도이다.
[도 17] 고체 촬상 소자의 제조 처리의 공정도이다.
[도 18] 고체 촬상 소자의 제조 처리의 공정도이다.
[도 19] 도 15의 제조 처리에 따라 제조되는 고체 촬상 소자의 구조예를 나타내는 단면도이다.
[도 20] 본 기술을 적용한 이미지 센서의 사용예를 나타내는 도면이다.
[도 21] 본 기술을 적용한 전자기기의 구성예를 나타내는 블록도이다.
[도 22] 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
[도 23] 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
[도 24] 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
[도 25] 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 일례를 나타내는 설명도이다.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 형태(이하 “실시형태”라고 한다)에 대해 설명한다. 또한 설명은 이하의 순서로 행한다.
0. 장치의 설명
1. 실시형태
2. 이미지 센서의 사용예
3. 전자기기의 예
4. 내시경 수술 시스템에의 응용예
5. 이동체에의 응용예
＜0. 장치의 설명＞
＜고체 촬상 소자의 개략 구성예＞
도 1은, 본 기술의 각 실시형태에 적용되는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 고체 촬상 소자의 일례의 개략 구성예를 나타내고 있다.
도 1에 도시한 것처럼, 고체 촬상 소자(소자 칩)(1)는, 반도체 기판(11)(예를 들면 실리콘 기판)에 복수의 광전 변환 소자를 포함하는 화소(2)가 규칙적으로 2차원적으로 배열된 화소 영역(이른바 촬상 영역)(3)과, 주변 회로 영역을 구비하여 구성된다.
화소(2)는, 광전 변환 소자(예를 들면, PD(Photo Diode))와, 복수의 화소 트랜지스터(이른바 MOS 트랜지스터)를 구비하여 이루어진다. 복수의 화소 트랜지스터는, 예를 들면, 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 및 증폭 트랜지스터의 3개의 트랜지스터로 구성될 수 있고, 선택 트랜지스터를 더 추가하여 4개의 트랜지스터로 구성할 수도 있다.
또한, 화소(2)는, 화소 공유 구조로 할 수도 있다. 화소 공유 구조는, 복수의 포토 다이오드, 복수의 전송 트랜지스터, 공유되는 1개의 플로팅 디퓨전, 및 공유되는 하나씩의 다른 화소 트랜지스터로 구성된다. 포토 다이오드는, 광전 변환 소자이다.
주변 회로 영역은, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5), 수평 구동 회로(6), 출력 회로(7), 및 제어 회로(8)로 구성된다.
제어 회로(8)는, 입력 클럭이나, 동작 모드 등을 지령하는 데이터를 수취하고, 또한, 고체 촬상 소자(1)의 내부 정보 등의 데이터를 출력한다. 구체적으로는, 제어 회로(8)는, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 및 마스터 클럭에 기초하여, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5), 및 수평 구동 회로(6)의 동작의 기준이 되는 클럭 신호나 제어 신호를 생성한다. 또한, 제어 회로(8)는, 이들 신호를 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5), 및 수평 구동 회로(6)에 입력한다.
수직 구동 회로(4)는, 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되며, 화소 구동 배선을 선택하여, 선택된 화소 구동 배선에 화소(2)를 구동하기 위한 펄스를 공급하고, 행 단위로 화소(2)를 구동한다. 구체적으로는, 수직 구동 회로(4)는, 화소 영역(3)의 각 화소(2)를 행 단위로 순차로 수직 방향으로 선택 주사하여, 수직 신호선(9)을 통해 각 화소(2)의 광전 변환 소자에서 수광량에 따라 생성된 신호 전하에 기초하는 화소 신호를 칼럼 신호 처리 회로(5)에 공급한다.
칼럼 신호 처리 회로(5)는, 화소(2)의, 예를 들면, 열마다 배치되어 있고, 1행 분의 화소(2)로부터 출력되는 신호를 화소 열마다 노이즈 제거 등의 신호 처리를 행한다. 구체적으로는, 칼럼 신호 처리 회로(5)는, 화소(2) 고유의 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위한 CDS(Correlated Double Sampling)나, 신호 증폭, A/D(Analog/Digital) 변환 등의 신호 처리를 행한다. 칼럼 신호 처리 회로(5)의 출력단에는, 수평 선택 스위치(도시하지 않음)가 수평 신호선(10)과의 사이에 접속되어 설치된다.
수평 구동 회로(6)는, 예를 들면 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수평 주사 펄스를 순차 출력함으로써, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각을 차례대로 선택하여, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 화소 신호를 수평 신호선(10)으로 출력시킨다.
출력 회로(7)는, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 수평 신호선(10)을 통하여 순차적으로 공급되는 신호에 대해, 신호 처리를 행하여 출력한다. 출력 회로(7)는, 예를 들면, 버퍼링만을 행하는 경우도 있고, 흑(黑) 레벨 조정, 열 편차 보정, 각종 디지털 신호 처리 등을 행하는 경우도 있다.
입출력 단자(12)는, 외부와 신호 교환을 하기 위해 설치된다.
＜1. 실시형태＞
＜고체 촬상 소자의 구조예＞
도 2는, 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 2의 예에서, 고체 촬상 소자(1)는, 적층형이고, 이면 조사형의 고체 촬상 소자이다. 고체 촬상 소자(1)는, 제1 반도체 소자인 CIS(CMOS Image Sensor) 웨이퍼(51)와 제2 반도체 소자인 로직 웨이퍼(52)가, 접합면(61)에서 접합되고 있다.
CIS 웨이퍼(51)는, 광전 변환자를 갖는 반도체 소자이다. 로직 웨이퍼(52)는, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖고 있다. CIS 웨이퍼(51)는, 산화막(51a), 실리콘층(51b), 산화막(51c), 및 컬러 필터(51d)로 이루어진다. 로직 웨이퍼(52)는, 산화막으로 이루어진다. CIS 웨이퍼(51)의 몇 개의 배선(53)의 이면측, 로직 웨이퍼(52)의 몇 개의 배선(53)의 표면 측에는, 전극(54)이 설치되어 있다. CIS 웨이퍼(51)의 이면측, 컬러 필터(51d) 상에는, OCL(On Chip Lens)(63)이 형성되어 있다.
즉, CIS 웨이퍼(51)와 로직 웨이퍼(52)는, 접합면(61)에 있어서는, 산화막 접속으로 접합되어 있다. 또한, CIS 웨이퍼(51)와 로직 웨이퍼(52)는, CIS 웨이퍼(51)의 배선(53)과 로직 웨이퍼(52)의 PAD(55)와 접속되는 관통 전극(71)을 사용하여, 도통이 확보되고 있다.
그리고, 이 고체 촬상 소자(1)의 제조 공정에 있어서는, CIS 웨이퍼(51)의 이면에 형성된 OCL(63) 상에, 웨이퍼 서포트 시스템재(72)가 접착제(64)를 거쳐 접속되어 사용된다.
또한, 이하, 상세히 설명하겠지만, 로직 웨이퍼(52)의 Si 기판(62)이 300um 이상으로 후막화되어, 높은 애스펙트의 TSV(through-silicon via)가 작성되고, 솔더 볼 납땜 후, 상술한 웨이퍼 서포트 시스템재(72)가 박리된다.
이상에 의해, 본 기술에 의하면, TSV를 이용한 CSP(Chip Size Package) 구조를 작성하는 것이 곤란하였던 커버 글래스를 사용하지 않는 경우에서도, 웨이퍼 프로세스 및 CSP 공정 유동이 가능해지고, 디바이스의 높이 감소도 가능해진다.
＜제조 처리의 예＞
다음으로, 도 3의 흐름도를 참조하여, 도 2의 이면 조사형의 고체 촬상 소자의 제조 처리(즉, CPS 공정)에 대해 설명한다. 또한 이 제조 처리는, 제조 장치에 의해 행해지고, 그 설명에는 적절히 도 4 및 도 5의 공정도가 참조된다.
스텝(S11)에서, 제조 장치는, CIS 웨이퍼(51)와 로직 웨이퍼(52)를 접합한다. 그 때, 제조 장치는, CIS 웨이퍼(51)의 배선(53)과 로직 웨이퍼(52)의 PAD(55)와 접속되는 관통 전극(71)을 사용하여, 도통을 확보한다.
스텝(S12)에서, 제조 장치는, 접합 후에, CIS 웨이퍼(51)측(이하, CIS측이라고도 칭한다)의 이면을 박막화하여, CIS측의 이면에 OCL(63)을 형성한다(도 4의 A).
스텝(S13)에서, 제조 장치는, CIS측의 OCL(63) 면에 웨이퍼 서포트 시스템재(72)를 접착제(64)로 접합하고, 로직 웨이퍼(52)측(이하, 로직측이라고도 칭한다)의 Si 기판(62)을 연마하여, 박막화를 행한다(도 4의 B).
이 웨이퍼 서포트 시스템재(72)는, 접합된 CIS 웨이퍼(51) 및 로직 웨이퍼(52)(이하, CIS 웨이퍼(51) 및 로직 웨이퍼(52)를 각각 디바이스라고도 칭한다)와 선팽창 계수가 동일한 유리 기판 또는 Si 기판이 바람직하며, 이들을 접합하는 접착제(64)로서는, 예를 들면, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 덴드리머, 폴리이미드, 이들의 공중합체이다. 또한, 접착제(64)의 내열성은, 후술하는 TSV(73)나 솔더 볼(81)의 형성 프로세스에서의 열 이력을 고려하여, 200℃ 이상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 웨이퍼 서포트 시스템재(72)와 디바이스 사이를 접합한 후에는, 열 또는 UV 조사에 의해 경화시켜도 된다.
스텝(S14)에서, 제조 장치는, 박막화된 Si 기판(62)에, 로직 웨이퍼(52)에 형성되는 PAD(55)와 접속되는 TSV(73)를 작성하고, Logic 측의 이면에 전극을 인출한다(도 5의 A). 또한, 그 때, 절연막(74)의 평탄화 처리도 행해진다. 이 절연막(74)을 평탄화하는 방법은, CMP 또는 바이트 등의 기계 연마 중 어떤 방법이어도 된다.
스텝(S15)에서, 제조 장치는, Logic측의 이면으로 인출한 전극에 솔더 볼(81)을 형성한다(도 5의 B).
스텝(S16)에서, 제조 장치는, CIS측의 OCL(63)면으로부터, 웨이퍼 서포트 시스템재(72)를 제거하고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 소자(1)를 완성시킨다.
즉, 유동 후에 웨이퍼 서포트 시스템재(72)의 박리를 행하는데, 그 박리는 가열이나 전단력, 레이저에 의한 수지층 승화 등으로 행해진다. 박리 후에는, 특히 CIS 웨이퍼(51)의 OCL(63)의 표면에 잔여물이 남지 않게 세정을 행한다. 세정은, 수지층을 용해시키고, 또한, OCL(63)에 대미지를 주지 않는 시너(thinner)나 TMAH(TetraMethylAmmonium Hydroxide) 등의 약제가 바람직하다.
로직 웨이퍼(52)를 박막화할 때는, 웨이퍼 서포트 시스템재(72) 제거 후의 강성을 고려하여, 300um 이상의 두께를 유지하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 도 6의 고체 촬상 소자(1)에 있어서는, 웨이퍼 서포트 시스템재(72)를 지지 기판으로서 사용함으로써, 이면 조사형의 고체 촬상 소자의 박막화가 용이해지고, CIS/로직 디바이스 이면으로 전극을 인출할 때의 TSV 형성이 용이해진다. 또한, CIS/로직의 이면 측에 전극 형성을 행한 후, 웨이퍼 서포트 시스템재를 제거하도록 하였기 때문에, 완성된 CSP의 박막화가 용이해진다.
또한, 웨이퍼 서포트 시스템재에 대해서는, 가능한 한 온도에 대한 선팽창의 거동이 Si와 마찬가지의 거동을 나타내는 것을 사용함으로써, CPS 공정(고체 촬상 소자의 제조 공정) 유동 중의 디바이스 틀어짐 양을 저감할 수 있다.
나아가, 서포트재와 디바이스(CIS 웨이퍼(51) 및 로직 웨이퍼(52)) 사이의 접합에 사용되는 접착제로서는, 예를 들면, 실리콘 수지, 덴드리머, 폴리이미드, 이들의 공중합체를 사용함으로써, CPS 공정의 TSV나 솔더 볼 형성 프로세스 중에서의 열이력에서도 변형이나 디가스(degas) 등이 발생하기 어렵고, 용이하게 공정 유동이 가능하다.
유동 후의 서포트 기판 박리를 과열이나 전단력, 레이저에 의한 수지층 승화 등으로 행함으로써, OCL이나 디바이스 그 자체의 대미지를 주지 않고 박리할 수 있다.
박막 후의 Logic측 웨이퍼 두께를 300um로 함으로써, 웨이퍼 서포트 시스템재 제거 후의 강성을 유지할 수 있다.
＜고체 촬상 소자의 다른 구조예＞
또한, 도 6의 고체 촬상 소자(1)에서는, 로직 웨이퍼(52)측 이면에 TSV(73)를 사용하여 인출한 전극에 솔더 볼(81)을 형성하는 예를 설명하였다.
이에 대해, 도 7의 고체 촬상 소자(1)는, 로직 웨이퍼(52)측 이면으로 TSV(73)를 사용하여 전극을 인출하고, 절연막(74)의 평탄화 처리를 행할 때까지는, 도 6의 고체 촬상 소자(1)와 공통되고 있다. 한편, 도 7의 고체 촬상 소자(1)에서는, 도 6의 고체 촬상 소자(1)와 달리, 로직 웨이퍼(52)측 이면으로 TSV(73)를 사용하여 전극을 인출하고, 절연막(74)의 평탄화 처리를 행한 후, 전극의 Cu 표면(92)을 노출시키는 구조로 할 수 있다.
이상과 같이, 도 7의 고체 촬상 소자에서는, CIS/로직 디바이스 이면에 TSV를 사용하여 전극을 인출하고, 절연막(74)의 평탄화 처리를 행한 후, 절연막의 평탄화 처리를 행하여, 전극의 Cu 표면을 노출시킴으로써, 완성된 CPS를 보다 박막화할 수 있다.
또한, 도 8의 고체 촬상 소자(1)는, 로직 웨이퍼(52)측 이면에 TSV(73)를 사용하여 전극을 인출한 후, 절연막(74)의 평탄화 처리를 행하고, 전극의 Cu 표면(92)을 노출시키는 것까지는, 도 7의 고체 촬상 소자(1)와 공통되고 있다. 한편, 도 8의 고체 촬상 소자(1)에서는, 도 7의 고체 촬상 소자(1)와 달리, 전극의 Cu 표면(92)을 노출시킨 후, Ni/Au 전극(101)을 형성하는 구조로 할 수 있다.
또한, Ni/Au 전극(101)의 형성은, 전해 도금법 또는 무전해 도금법 어느 것이어도 된다. 또한, 절연막(74) 형성 전에 Cu 표면(92) 상에, Ni/Au 전극(101)을 형성하고, 그 후, 절연막(74)의 평탄화와 동시에 Ni/Au 전극(101)의 머리 부분을 노출시키도록 해도 된다.
이상과 같이, 도 8의 고체 촬상 소자(1)에서는, CIS/로직 디바이스 이면에 TSV를 사용하여 전극을 인출시킨 후, 절연막의 평탄화 처리를 행하고, 전극의 Cu 표면을 노출시킨 후, Ni/Au 전극을 형성함으로써, 평탄화와 동시에 배선 기판에의 실장 시의 접속성을 향상시킬 수 있다.
또한 도 6의 고체 촬상 소자(1)에 있어서는, 박막화된 Si 기판(62)에, TSV(73)가 작성되고, 로직측 이면으로 전극이 인출되고 있는 예를 설명하였다.
이에 대해, 도 9의 고체 촬상 소자(1)는, TSV(73)가 작성되고, 로직측의 이면으로 전극이 인출되며, 여기에, 솔더 볼(81)이 형성되고 있는 점은, 도 6의 고체 촬상 소자(1)와 공통되고 있다. 한편, 도 9의 고체 촬상 소자(1)는, 그 TSV(73)가, 로직 웨이퍼(52)의 PAD(55)가 아니라, 로직 웨이퍼(52)의 층간막인 Low-K층을 관통하여, CIS 웨이퍼(51)에 형성된 Al PAD(111)와 직접 컨택트하고 있는 점이, 도 6의 고체 촬상 소자(1)와 다르다.
또한, 로직 웨이퍼(52)의 층간막에 사용되는 Low-k재는, 반도체 소자를 접속하는 다층 배선 간의 용량을 저감하기 위해 사용되는 것으로, SiO2(비유전률 3.9 ~ 4.5)보다 비유전률이 낮은 재료를 지칭한다.
또한, Low-k재는, 다공질 절연막이어도 된다. 다공질 절연막으로서는, 예를 들면, SiO2를 다공질화하여 비유전률을 작게 한 재료나, HSQ(하이드로겐 실세스퀴옥산(Hydrogen Silsesquioxane)), 유기 실리카, SiOC(Black DiamondTM, CORALTM, AuroraTM) 등을 다공질화하여 비유전률을 작게 한 재료 등이 있다.
이상과 같이, 도 9의 고체 촬상 소자(1)에 있어서는, CIS/Logic 디바이스 이면으로부터 형성되는 TSV를, Logic측의 Low-K층을 관통하여, AL PAD에 직접 컨택트시킴으로써, 로직측 배선 등 설계 변경을 행하지 않은 경우에도 CSP 작성이 가능하다.
＜제조 처리의 다른 예＞
다음으로, 도 10의 흐름도를 참조하여, 도 2의 고체 촬상 소자의 다른 제조 처리에 대해 설명한다. 또한, 이 제조 처리는, 제조 장치에 의해 행해지고, 그 설명 시에는, 적절히, 도 11 내지 도 13의 공정도가 참조된다.
스텝(S31)에서, 제조 장치는, 로직 웨이퍼(52)의 Si 기판(62) 측에 미리 TSV(73)를 형성하여 둔다.
스텝(S32)에서, 제조 장치는, CIS 웨이퍼(51)와 로직 웨이퍼(52)를 접합한다. 그 때, 제조 장치는, CIS 웨이퍼(51)의 배선(53)과 로직 웨이퍼(52)의 PAD(55)와 접속되는 관통 전극(71)을 사용하여, 도통을 확보한다.
스텝(S33)에서, 제조 장치는, CIS 웨이퍼(51)측(이하, CIS측이라고도 칭한다)의 이면을 박막화하여, CIS측의 이면에 OCL(63)을 형성한다(도 11의 A).
스텝(S34)에서, 제조 장치는, CIS측의 OCL(63) 면에 웨이퍼 서포트 시스템재(72)를 접착제(64)로 접합한다(도 11의 B).
또한, 스텝(S35)에서, 제조 장치는, 로직측의 Si 기판(62)을 연마하여, 박막화를 행함과 함께, TSV(73)의 머리 부분을 노출시킨다. 또한 그 때, 절연막(74)의 평탄화 처리도 행해진다.
스텝(S36)에서, 제조 장치는, 로직측의 이면으로 인출하 전극에 솔더 볼(81)을 형성한다(도 12).
스텝(S37)에서, 제조 장치는, CIS측의 OCL(63)면으로부터, 웨이퍼 서포트 시스템재(72)를 제거하고, 도 13에 도시한 것처럼, 고체 촬상 소자(1)를 완성시킨다.
이상과 같이, 도 13의 고체 촬상 소자(1)에 있어서는, 로직측에 미리 TSV를 형성해 두고, CIS와 로직을 접합하여 관통 전극을 사용하여 도통을 확보하고, CIS측의 OCL 면에 웨이퍼 서포트 시스템재를 접합하고, 로직측의 Si 기판을 연마하여, 박막화와 동시에 TSV의 머리 부분을 노출시킴으로써, TSV 형성이 용이해진다. 또한, 보다 미세한 TSV를 높은 수율로 작성하는 것이 가능하다.
＜고체 촬상 소자의 다른 구조예＞
도 14는, 본 기술을 적용한 고체 촬상 소자의 다른 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 14의 고체 촬상 소자(1)는, CIS측의 OCL(63) 면으로부터, 웨이퍼 서포트 시스템재(72)를 제거하는 것까지는, 도 7의 고체 촬상 소자(1)와 공통되고 있다. 한편, 도 8의 고체 촬상 소자(1)에서는, 도 7의 고체 촬상 소자(1)와 달리, 웨이퍼 서포트 시스템재(72)의 제거 후의 OCL(63)의 표면에, 광학 기능막(131)이 직접 형성되는 점이 다르다.
또한, 광학 기능막(131)은, 예를 들면, IR 컷 필터 및 AR 코팅, 또는 웨이퍼 레벨 렌즈(Wafer level lens)로 이루어진다. AR 코팅과 IR 컷 필터의 성막 순서는 디바이스에 따라 다르며, 광전 변환 소자에 가까운 쪽으로부터 AR 코팅, IR 컷 필터의 순서이어도 되고, IR 컷 필터, AR 코팅의 순서이어도 되며, 어떤 것도 선택 가능하다.
이상과 같이, 도 14의 고체 촬상 소자(1)에 있어서는, 웨이퍼 서포트 시스템재 제거 후의 CSP 상의 OCL 표면에, IR 컷 필터 또는 AR 코팅, 또는 웨이퍼 레벨 렌즈를 직접 형성함으로써, CSP 박막화와 동시에 광학적인 기능을 보다 부가할 수 있다.
＜제조 처리의 다른 예＞
다음으로, 도 15의 흐름도를 참조하여, 도 2의 고체 촬상 소자의 다른 제조 처리에 대해 설명한다. 또한, 이 제조 처리는, 제조 장치에 의해 행해지며, 그 설명 시에는 적절히, 도 16 내지 도 18의 공정도가 참조된다.
스텝(S51)에서, 제조 장치는, CIS 웨이퍼(51)와 로직 웨이퍼(52)를 접합한다. 그 때, 제조 장치는, CIS 웨이퍼(51)의 배선(53)과 로직 웨이퍼(52)의 PAD(55)와 접속되는 관통 전극(71)을 사용하여, 도통을 확보한다.
스텝(S52)에서, 제조 장치는, 접합 후에, CIS측의 이면을 박막화하여, CIS측의 이면에 OCL(63)을 형성한다(도 16의 A).
스텝(S53)에서, 제조 장치는, CIS측의 OCL(63) 면에 웨이퍼 서포트 시스템재(72)를 접착제(64)로 접합하고, 로직측의 Si 기판(62)을 연마하여, 박막화를 행한다(도 16의 B).
스텝(S54)에서, 제조 장치는, 박막화된 Si 기판(62)에, 로직 웨이퍼(52)에 형성되는 PAD(55)와 접속되는 TSV(73)를 작성하고, 로직측의 이면으로 전극을 인출한다(도 17). 또한, 그 때, 절연막(74)의 평탄화 처리도 행해진다.
스텝(S55)에서, 제조 장치는, CIS측의 OCL(63) 면으로부터, 웨이퍼 서포트 시스템재(72)를 제거한다(도 18).
스텝(S56)에서, 제조 장치는, 각종 광학 기능막(131)을 형성하고, 도 19에 도시한 것처럼, 고체 촬상 소자(1)를 완성시킨다.
또한, 각종 광학 기능막(IR 컷 필터, AR 코팅)(131)의 형성은, 스핀 코팅, 디스펜스 및 증착 등으로 행한다. 또한, 웨이퍼 레벨 렌즈는, 사출 성형 또는 임프린트로 작성한다. 또는, 작성된 것을 OCL(63) 상에 접착해도 된다.
이상과 같이, 도 19의 고체 촬상 소자(1)에 있어서는, 웨이퍼 서포트 시스템재를 제거하고, 각종 광학 기능막을, 스핀 코팅, 디스펜스 및 증착 등으로 행함으로써, 보다 저코스트의 내열성이 낮은 재료를 적용하는 것이 가능해진다. 또한, 웨이퍼 레벨 렌즈는, 사출형 또는 임프린트 등으로 작성한다. 또는, 작성된 것을 OCL 상에 접착해도 되는 구조로 함으로써, 포커스 등에 의해 얼라인먼트 정밀도가 높은 디바이스 작성을 행하는 것이 가능하다.
＜2. 이미지 센서의 사용예＞
도 20은, 상술한 고체 촬상 소자를 사용하는 사용예를 나타내는 도면이다.
상술한 고체 촬상 소자(이미지 센서)는, 예를 들면, 이하와 같이, 가시광이나, 적외광, 자외광, X-선 등의 광을 센싱하는 다양한 케이스에 사용할 수 있다.
· 디지털 카메라나, 카메라 기능이 구비된 휴대 기기 등, 감상용으로 제공되는 화상을 촬영하는 장치
· 자동 정지 등의 안전 운전이나, 운전자 상태의 인식 등을 위해, 자동차의 전방이나 후방, 주위, 차내 등을 촬영하는 차재용 센서, 주행 차량이나 도로를 감시하는 감시 카메라, 차량 사이 등의 측거를 행하는 측거 센서 등, 교통용으로 제공되는 장치
· 유저의 제스처를 촬영하고, 그 제스처에 따른 기기 조작을 행하기 위해, TV나, 냉장고, 에어컨 등의 가전에 제공되는 장치
· 내시경이나, 적외광의 수광에 의한 혈관 촬영을 행하는 장치 등, 의료나 헬스케어용으로 제공되는 장치
· 방범 용도의 감시 카메라나, 인물 인증 용도의 카메라 등, 시큐리티용으로 제공되는 장치
· 피부를 촬영하는 피부 측정기나, 두피를 촬영하는 현미경 등, 미용용으로 제공되는 장치
· 스포츠 용도 등을 위한 액션 카메라나 웨어러블 카메라 등, 스포츠용으로 제공되는 장치
· 밭이나 작물 상태를 감시하기 위한 카메라 등, 농업용으로 제공되는 장치
＜3. 전자기기의 예＞
＜전자기기의 구성예＞
또한, 본 기술은, 고체 촬상 소자에의 적용에 한정되는 것은 아니고, 촬상 장치에도 적용 가능하다. 여기서, 촬상 장치란, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 카메라 시스템이나, 휴대전화기 등의 촬상 기능을 갖는 전자기기를 말한다. 또한 전자기기에 탑재되는 모듈상의 형태, 즉 카메라 모듈을 촬상 장치로 하는 경우도 있다.
여기서, 도 21을 참조하여, 본 기술의 전자기기의 구성예에 대해 설명한다.
도 21에 나타나는 전자기기(300)는, 고체 촬상 소자(소자 칩)(301), 광학 렌즈(302), 셔터 장치(303), 구동 회로(304), 및 신호 처리 회로(305)를 구비하고 있다. 고체 촬상 소자(301)로서는, 상술한 본 기술의 고체 촬상 소자(1)가 설치된다.
광학 렌즈(302)는, 피사체로부터의 상(像) 광(입사광)을 고체 촬상 소자(301)의 촬상면상에 결상시킨다. 이에 의해, 고체 촬상 소자(301) 내에 일정기간 신호 전하가 축적된다. 셔터 장치(303)는, 고체 촬상 소자(301)에 대한 광 조사 기간 및 차광 기간을 제어한다.
구동 회로(304)는, 고체 촬상 소자(301)의 신호 전송 동작, 셔터 장치(303)의 셔터 동작, 및 도시하지 않은 발광부의 발광 동작을 제어하는 구동 신호를 공급한다. 구동 회로(304)는, 도시하지 않은 CPU에 의해 설정된 파라미터를 사용하여 각 동작을 제어한다. 구동 회로(304)로부터 공급되는 구동 신호(타이밍 신호)에 의해, 고체 촬상 소자(301)는 신호 전송을 행한다. 신호 처리 회로(305)는, 고체 촬상 소자(301)로부터 출력되는 신호에 대해서 각종의 신호 처리를 행한다. 신호 처리가 행해진 영상 신호는, 메모리 등의 기억 매체에 기억되거나 모니터에 출력된다.
＜4. 내시경 수술 시스템에의 응용예＞
본 개시와 관련되는 기술(본 기술)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시와 관련되는 기술은, 내시경 수술 시스템에 적용되어도 된다.
도 22는, 본 개시와 관련되는 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 22에서는, 시술자(의사)(11131)가, 내시경 수술 시스템(11000)을 사용하여, 환자 침대(11133) 상의 환자(11132)에게 수술을 행하고 있는 모습이 도시되어 있다. 도시한 것처럼, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복(氣腹) 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의 그 밖의 술구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지 암 장치(11120)와, 내시경 수술을 위한 각종의 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은, 선단에서부터 소정의 길이의 영역이 환자(11132)의 체강(體腔) 내로에 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속되는 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 도시된 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 이른바 경성경(hard endoscope)으로서 구성되는 내시경(11100)을 도시하고 있으나, 내시경(11100)은, 연성의 경통을 갖는 이른바 연성경(soft endoscope)으로서 구성되어도 된다.
경통(11101)의 선단에는, 대물렌즈가 끼워진 개구부가 설치되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있고, 해당 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부로 연장 설치되는 라이트 가이드에 의해 해당 경통의 선단까지 도광되어, 대물렌즈를 거쳐 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향해 조사된다. 또한, 내시경(11100)은, 직시경이어도 되고, 사시경 또는 측시경이어도 된다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 설치되어 있고, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 해당 광학계에 의해 해당 촬상 소자에 집광된다. 해당 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전 변환되어, 관찰광에 대응되는 전기 신호, 즉, 관찰상에 대응되는 화상 신호가 생성된다. 해당 화상 신호는, RAW 데이터로서 카메라 컨트롤 유닛(CCU: Camera Control Unit)(11201)에 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등에 의해 구성되어, 내시경(11100) 및 표시장치(11202)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는, 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대해, 예를 들면 현상 처리(디모자이크 처리) 등의 해당 화상 신호에 기초하는 화상을 표시하기 위한 각종의 화상 처리를 행한다.
표시장치(11202)는, CCU(11201)로부터의 제어에 의해, 해당 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 행해진 화상 신호에 기초하는 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는, 예를 들면 LED(light emitting diode) 등의 광원으로 구성되어, 시술부 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력장치(11204)는, 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는, 입력장치(11204)를 거쳐, 내시경 수술 시스템(11000)에 대해서 각종의 정보 입력이나 지시 입력을 행할 수 있다. 예를 들면, 유저는, 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점거리 등)을 변경하는 취지의 지시 등을 입력한다.
처치구 제어장치(11205)는, 조직의 소작(燒灼), 절개 또는 혈관의 봉지 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복장치(11206)는, 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 시술자의 작업 공간의 확보의 목적으로, 환자(11132)의 체강을 부풀어 오르게 하기 위해, 기복튜브(11111)를 거쳐 해당 체강 내에 가스를 내보낸다. 레코더(11207)는, 수술에 관한 각종의 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는, 수술에 관한 각종의 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종의 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한 내시경(11100)에 시술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는, 예를 들면 LED, 레이저 광원 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 백색광원으로 구성할 수 있다. RGB 레이저 광원의 조합에 의해 백색광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 높은 정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에서 촬상 화상의 화이트 밸런스의 조정을 행할 수 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저 광원 각각으로부터의 레이저광을 시분할로 관찰 대상에 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어함으로써, RGB 각각에 대응되는 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 해당 방법에 의하면, 해당 촬상 소자에 컬러 필터를 설치하지 않아도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 출력하는 광의 강도를 소정의 시간 마다 변경되도록 그 구동이 제어되어도 된다. 그 광의 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함으로써, 이른바 화상이 새하얗게 되거나 완전히 검게 되는 현상이 없는 고다이나믹 레인지의 화상을 생성할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 특수광 관찰에 대응한 소정의 파장대역의 광을 공급 가능하도록 구성되어도 된다. 특수광 관찰에서는, 예를 들면, 체조직에서의 광 흡수의 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비해 협대역의 광을 조사함으로써, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 높은 콘트라스트로 촬영하는, 이른바 협대역 광 관찰(Narrow Band Imaging)이 행해진다. 또는, 특수광 관찰에서는, 여기광을 조사함으로써 발생되는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰을 행해도 된다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하여 해당 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가 형광 관찰), 또는 인도시아닌그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 주입하고 해당 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응되는 여기광을 조사하여 형광상을 얻는 등을 행할 수 있다. 광원 장치(11203)는, 이러한 특수광 관찰에 대응되는 협대역 광 및/또는 여기광을 공급 가능하도록 구성될 수 있다.
도 23은, 도 22에 나타내는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는, 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 갖는다. CCU(11201)는, 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 갖는다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은, 경통(11101)과의 접속부에 설치되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단으로부터 받아들여진 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되어, 해당 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은, 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어 구성된다.
촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는, 1개(이른바, 단판식)이어도 되고, 복수(이른바, 다판식)이어도 된다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 예를 들면 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응되는 화상 신호가 생성되고, 이들이 합성됨으로써 컬러 화상을 얻을 수 있어도 된다. 또는, 촬상부(11402)는, 3D(dimensional) 표시에 대응되는 오른쪽 눈 용 및 왼쪽 눈 용의 화상 신호를 각각 취득하기 위한 1쌍의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 된다. 3D표시기 행해짐으로써, 시술자(11131)는 시술부에서의 생체 조직의 안쪽으로의 깊이를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능하게 된다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 설치될 수 있다.
또한, 촬상부(11402)는, 반드시 카메라 헤드(11102)에 설치되지 않아도 된다. 예를 들면, 촬상부(11402)는, 경통(11101)의 내부에, 대물렌즈의 바로 뒤에 설치되어도 된다.
구동부(11403)는, 액추에이터에 의해 구성되어, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 광축을 따라 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있다.
통신부(11404)는, CCU(11201)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는, 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로서 전송 케이블(11400)을 거쳐 CCU(11201)에 송신한다.
또한, 통신부(11404)는, CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하고, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 해당 제어 신호에는, 예를 들면, 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정하는 취지의 정보, 촬상 시의 노출치를 지정하는 취지의 정보, 및/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정하는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기 프레임 레이트나 노출치, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 의해 적절히 지정되어도 되고, 취득된 화상 신호에 기초하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 된다. 후자의 경우에는, 이른바 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있게 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는, 통신부(11404)를 거쳐 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 기초하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)을 거쳐 송신되는 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)에 대해, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는, 전기 통신이나 광통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는, 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대해 각종의 화상 처리를 행한다.
제어부(11413)는, 내시경(11100)에 의한 시술부 등의 촬상, 및 시술부 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종의 제어를 행한다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는, 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 행해진 화상 신호에 기초하여, 시술부 등이 찍힌 촬상 화상을 표시장치(11202)에 표시한다. 이 때, 제어부(11413)는, 각종의 화상 인식 기술을 사용하여 촬상 화상 내에서의 각종 물체를 인식해도 된다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지 형상이나 색 등을 검출함으로써, 겸자 등의 시술구, 특정의 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용시의 미스트(mist) 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는, 표시장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때에, 그 인식 결과를 사용하여, 각종의 수술 지원 정보를 해당 술부의 화상에 중첩 표시해도 된다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되어, 시술자(11131)에게 제시됨으로써, 시술자(11131)의 부담을 경감하거나, 시술자(11131)가 확실히 수술을 진행시키는 것이 가능하게 된다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)은, 전기 신호의 통신에 대응되는 전기 신호 케이블, 광통신에 대응되는 광섬유, 또는 이들의 복합 케이블이다.
여기서, 도시하는 예에서는, 전송 케이블(11400)을 사용하여 유선으로 통신을 행하고 있었지만, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)와의 사이의 통신은 무선으로 행해져도 된다.
이상, 본 개시와 관련되는 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 일례에 대해 설명하였다. 본 개시와 관련되는 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들면, 내시경(11100)이나, 카메라 헤드(11102)(의 촬상부(11402)), CCU(11201)의 화상 처리부(11412), 광원 장치(11203) 등에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 1의 고체 촬상 소자(1)는, 촬상부(11402)에 적용할 수 있다. 촬상부(11402) 및 화상 처리부(11412)에 본 개시와 관련되는 기술을 적용함으로써, 보다 선명한 시술부 화상을 얻을 수 있기 때문에, 시술자가 시술부를 확실히 확인하는 것이 가능하게 된다.
또한, 여기에서는, 일례로서 내시경 수술 시스템에 대하여 설명했지만, 본 개시와 관련되는 기술은, 그 외, 예를 들면, 현미경 수술 시스템 등에 적용되어도 된다.
＜5. 이동체에의 응용예＞
본 개시와 관련되는 기술(본 기술)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시와 관련되는 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 임의의 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 24는, 본 개시와 관련되는 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 거쳐 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 24에 나타낸 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 보디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서 마이크로 컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차재 네트워크 I/F(Interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련되는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어장치로서 기능한다.
보디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 보디계 제어 유닛(12020)은, 키리스 엔트리(keyless entry) 시스템, 스마트 키잉 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 방향지시등 또는 안개등 등의 각종 램프의 제어장치로서 기능한다. 이 경우, 보디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 보디계 제어 유닛(12020)은, 이러한 전파 또는 신호의 입력을 받아들여, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재하는 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차외의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 기초하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는, 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 기초하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있는지 여부를 판별해도 된다.
마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표치를 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해서 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간거리에 기초하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 이탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 하는 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량의 주위의 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 하는 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득되는 차외의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12030)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)으로 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라 헤드 램프를 제어하고, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 눈부심 방지를 도모할 목적으로 하는 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해서, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력장치에 음성 및 화상 중 적어도 한 쪽의 출력 신호를 송신한다. 도 24의 예에서는, 출력 장치로서 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 25는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 25에서는, 촬상부(12031)로서 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노즈, 사이드 미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실내의 프런트 유리의 상부 등의 위치에 설치된다. 프런트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프런트 유리의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 차실내의 프런트 유리의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 선행 차량 또는, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 사용된다.
또한 도 25에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노즈에 설치된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)은, 각각 사이드 미러에 설치된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내며, 촬상 범위(12114)는, 리어 범퍼 또는 백 도어에 설치된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)로 촬상된 화상 데이터가 중첩됨에 따라, 차량(12100)을 위쪽에서 본 부감 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자로 이루어진 스테레오 카메라이어도 되고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자이어도 된다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻은 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에 있어서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행로 상에 있는 가장 가까운 입체물로서, 차량(12100)과 대략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0km/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 나아가, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 선행차의 앞에 미리 확보해야 할 차간거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 하는 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 바탕으로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 이륜차, 보통 차량, 대형차량, 보행자, 전봇대 등 그 외의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정치 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 거쳐 드라이버에 경보를 출력하거나, 구동계 제어 유닛(12010)을 거쳐 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라이어도 된다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 관련된 보행자의 인식은, 예를 들면 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에서 특징점을 추출하는 수순과, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지 여부를 판별하는 수순에 의해 행해진다. 마이크로 컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 해당 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 소망하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시와 관련되는 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일례에 대해 설명했다. 본 개시와 관련되는 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(12031)(촬상부(12101 내지 12104)를 포함한다)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 1의 고체 촬상 소자(1)는, 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시와 관련되는 기술을 적용함으로써, 예를 들면, 차재기(車載器)에서, 보다 선명한 화상을 얻는다는 각별한 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 명세서에 있어서, 상술한 일련의 처리를 기술하는 스텝은, 기재된 순서에 따라 시계열적으로 행해지는 처리는 물론, 반드시 시계열적으로 처리되지 않아도, 병렬적 또는 개별적으로 실행되는 처리도 포함하는 것이다.
또한, 본 개시에서의 실시형태는, 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
또한, 이상에 있어서, 1개의 장치(또는 처리부)로서 설명한 구성을 분할하여, 복수의 장치(또는 처리부)로 구성하도록 해도 된다. 반대로, 이상에서 복수의 장치(또는 처리부)로 설명한 구성을 합쳐 1개의 장치(또는 처리부)로 구성되도록 해도 된다. 또한, 각 장치(또는 각 처리부)의 구성에 상술한 이외의 구성을 부가하도록 해도 물론 된다. 나아가, 시스템 전체로서의 구성이나 동작이 실질적으로 같으면, 어느 장치(또는 처리부)의 구성의 일부를 다른 장치(또는 다른 처리부)의 구성에 포함되도록 해도 된다. 즉, 본 기술은, 상술한 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
이상, 첨부도면을 참조하면서 본 개시의 적합한 실시형태에 대해 상세히 설명하였으나, 개시는 이러한 예로 한정되지 않는다. 본 개시에 속하는 기술의 분야에서 통상의 지식을 갖는다면, 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종의 변경예 또는 수정예를 상도할 수 있음은 분명하고, 이들에 대해서도 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와,
상기 제1 반도체 소자와 적층되어 접합되는, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자와,
상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 관통 전극과,
박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via)를 이용하여 외부 출력용으로서 형성되는 외부 전극과,
상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈 형성 후, 상기 렌즈 상에 접합되고, 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 수광면으로부터 박리되는 웨이퍼 서포트 시스템재
를 구비하는 고체 촬상 소자.
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 외부 전극은, 평탄화된 Cu 전극인 고체촬상소자.
(3) 상기 (1)에 있어서, 상기 외부 전극은 NiAu 전극인 고체촬상소자.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV는, Low-K를 관통하여, 상기 제1 반도체의 Al PAD와 접속되어 있는 고체 촬상 소자.
(5) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 TSV는, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자가 접합된 후에 형성되는 고체 촬상 소자.
(6) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 TSV는, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자가 접합되기 전에 형성되어 있는 고체 촬상 소자.
(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 반도체 소자의 렌즈 상에, 광학 기능막이 형성되어 있는 고체 촬상 소자.
(8) 상기 (7)에 있어서, 상기 광학 기능막은, IR 컷 필터 및 AR 코팅, 또는 웨이퍼 레벨 렌즈인 고체 촬상 소자.
(9) 상기 (7)에 있어서, 상기 광학 기능막은, 상기 제1 반도체 소자의 수광면으로부터 웨이퍼 서포트 시스템재의 박리 후에 형성되는 고체 촬상 소자.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 상기 웨이퍼 서포트 시스템재의 두께는, 300um 이상인 고체 촬상 소자.
(11) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 상기 웨이퍼 서포트 시스템재는, 글래스 기판 또는 Si 기판으로 이루어지는 고체 촬상 소자.
(12) 제조 장치가, 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자를 적층하여, 접합하고,
상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 관통 전극을 거쳐 전기적으로 접속하고,
상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈 형성 후, 웨이퍼 서포트 시스템재를 상기 렌즈 상에 접합하고,
박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via)를 이용하여 외부 출력용으로서 외부 전극을 형성하고,
상기 외부 전극의 형성 후, 상기 웨이퍼 서포트 시스템재를 상기 수광면으로부터 박리하는 제조방법.
(13) 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와, 상기 제1 반도체 소자와 적층되어 접합되는, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자와, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 관통 전극과, 박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via)를 이용하여 외부 출력용으로서 형성되는 외부 전극과, 상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈 형성 후, 상기 렌즈 상에 접합되고, 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 수광면으로부터 박리되는 웨이퍼 서포트 시스템재를 구비하는 고체 촬상 소자와,　
상기 고체 촬상 소자로부터 출력되는 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로와,
입사광을 상기 고체 촬상 소자에 입사하는 광학계
를 갖는 전자기기.
1:　고체 촬상 소자
51:　CIS 웨이퍼
52:　로직 웨이퍼
53:　배선
54:　전극
55:　PAD
61:　접합면
62:　Si기판
63:　OCL
64:　접착제
71:　관통 전극
72:　웨이퍼 서포트 시스템재
73:　TSV
74:　절연막
81:　솔더 볼
92:　Cu 표면
101:　Ni/Au 전극
111:　Al PAD
131:　광학 기능막
300:　전자기기
301:　고체 촬상 소자
302:　광학 렌즈
303:　셔터 장치
304:　구동 회로
305:　신호 처리 회로

Claims (13)

  1. 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와,
    상기 제1 반도체 소자와 적층되어 접합되는, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자와,
    상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 관통 전극과,
    박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via) 상에 외부 출력용으로서 형성되는 외부 전극과,
    상기 제2 반도체 소자의 이면이 향하는 방향과 반대 방향을 향하는 상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈 형성 후, 상기 렌즈 상에 접합되고, 상기 TSV와 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 수광면으로부터 박리되는, 글래스 기판으로 이루어지는 웨이퍼 서포트 시스템재를 구비하여,
    상기 제1 반도체 소자의 렌즈 상에 커버 글래스를 갖지 않는 커버글래스리스(cover-glass-less)의, 고체 촬상 소자.
  2. 제1항에 있어서,　
    상기 외부 전극은, 평탄화된 Cu 전극인, 고체 촬상 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부 전극은, Ni/Au 전극인, 고체 촬상 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV는, Low-K를 관통하여, 상기 제1 반도체의 Al PAD와 접속되어 있는, 고체 촬상 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 TSV는, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자가 접합된 후에 형성되는, 고체 촬상 소자.
  6. 제1항에 있어서,　
    상기 TSV는, 상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자가 접합되기 전에 형성되어 있는, 고체 촬상 소자.
  7. 제6항에 있어서,　
    상기 제1 반도체 소자의 렌즈 상에, 광학 기능막이 형성되어 있는, 고체 촬상 소자.
  8. 제7항에 있어서,　
    상기 광학 기능막은, IR 컷 필터 및 AR 코팅, 또는 웨이퍼 레벨 렌즈인, 고체 촬상 소자.
  9. 제8항에 있어서,　
    상기 광학 기능막은, 상기 제1 반도체 소자의 수광면으로부터 웨이퍼 서포트 시스템재의 박리 후에 형성되는, 고체 촬상 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 서포트 시스템재의 두께는, 300um 이상인, 고체 촬상 소자.
  11. 삭제
  12. 제조 장치가,
    광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자를 적층하여, 접합하고,
    상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 관통 전극을 거쳐 전기적으로 접속하고,
    상기 제2 반도체 소자의 이면이 향하는 방향과 반대 방향을 향하는 상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈 형성 후, 글래스 기판으로 이루어지는 웨이퍼 서포트 시스템재를 상기 렌즈 상에 접합하고,
    상기 웨이퍼 서포트 시스템재가 상기 렌즈 상에 접합된 상태에서, 박막화된 상기 제2 반도체 소자의 상기 이면측으로부터 TSV(Through-silicon via)를 형성함과 함께, 상기 TSV 상에 외부 출력용으로서 외부 전극을 형성하고,
    상기 TSV와 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 웨이퍼 서포트 시스템재를 상기 수광면으로부터 박리하는,
    커버글래스리스(cover-glass-less)의 고체 촬상 소자의 제조 방법.
  13. 광전 변환 소자를 포함하는 화소를 갖는 제1 반도체 소자와,
    상기 제1 반도체 소자와 적층되어 접합되는, 로직 회로 또는 메모리 회로를 갖는 제2 반도체 소자와,
    상기 제1 반도체 소자와 상기 제2 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 관통 전극과,
    박막화된 상기 제2 반도체 소자의 이면측으로부터 형성되는 TSV(Through-silicon via) 상에 외부 출력용으로서 형성되는 외부 전극과,
    상기 제2 반도체 소자의 이면이 향하는 방향과 반대 방향을 향하는 상기 제1 반도체 소자의 수광면에 렌즈 형성 후, 상기 렌즈 상에 접합되고, 상기 TSV와 상기 외부 전극의 형성 후, 상기 수광면으로부터 박리되는, 글래스 기판으로 이루어지는 웨이퍼 서포트 시스템재
    를 구비하고, 상기 제1 반도체 소자의 렌즈 상에 커버 글래스를 갖지 않는 커버글래스리스(cover-glass-less)의 고체 촬상 소자와,
    상기 고체 촬상 소자로부터 출력되는 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로와,
    입사광을 상기 고체 촬상 소자에 입사하는 광학계
    를 갖는 전자기기.
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