(57)【要約】【課題】２枚の基板を貼り合わせて構成する際に、より接合強度を向上させることができるようにする。【解決手段】金属で形成された第１の電極を有する第１の基板と、第１の基板に貼り合わされる基板であって、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板とを備え、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面には、それらの貼合せ面の接合後の熱処理時における金属の隆起に応じた開口が形成された絶縁膜が成膜されており、第１の電極と第２の電極とは、絶縁膜の開口で金属接合されている半導体装置が提供される。本技術は、例えば、CMOSイメージセンサ等の固体撮像装置に適用することができる。【選択図】図２
2018073967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属で形成された第１の電極を有する第１の基板と、
前記第１の基板に貼り合わされる基板であって、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板と
を備え、
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面には、それらの貼合せ面の接合後の熱処理時における前記金属の隆起に応じた開口が形成された絶縁膜が成膜されており、
前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記絶縁膜の開口で金属接合されている
半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁膜の開口の幅と深さは、熱処理時における熱応力による塑性変形により、前記金属が隆起する高さに合わせて調整される
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁膜は、シリコン系の絶縁膜である
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、材料の異なる複数の絶縁膜が積層されて形成される
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
積層された複数の絶縁膜ごとに、開口の幅が異なっている
請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
積層された複数の絶縁膜ごとに、膜厚に応じて開口の深さが異なっている
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の電極と前記第２の電極を形成する金属は、銅（Cu）である
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記第１の基板は、光電変換部を含む複数の画素が２次元配列された画素領域を有するセンサ基板であり、
前記第２の基板は、所定の回路を有する回路基板である
固体撮像装置。
【請求項９】
金属で形成された第１の電極を有する第１の基板と、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板とを貼り合わせ、
熱処理によって、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面に成膜された絶縁膜に形成される開口で、前記金属が隆起することで、前記第１の電極と前記第２の電極とが金属接合される
半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるに際して、前記絶縁膜の開口の幅と深さは、熱処理時における熱応力による塑性変形により、前記金属が隆起する高さに合わせて調整される
請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面に成膜される前記絶縁膜の材料として、シリコン系の絶縁膜を用いる
請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁膜を成膜する際に、材料の異なる複数の絶縁膜を積層する
請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
複数の絶縁膜を積層する際に、エッチレートの差を利用して、積層された複数の絶縁膜ごとに、開口の幅が異なるようにする
請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
複数の絶縁膜を積層する際に、積層された複数の絶縁膜ごとに、膜厚に応じて開口の深さが異なるようにする
請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１の電極と前記第２の電極を形成する金属の材料として、銅（Cu）を用いる
請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、半導体装置、固体撮像装置、及び、製造方法に関し、特に、２枚の基板を貼り合わせて構成する際に、より接合強度を向上させることができるようにした半導体装置、固体撮像装置、及び、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２次元構造の半導体装置の高集化は、微細プロセスの導入と実装密度の向上によって実現されてきたが、これらによる２次元構造の高集化には、物理的な限界がある。そこで、さらなる半導体装置の小型化及び画素の高密度化を実現するため、３次元構造の半導体装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、２枚の基板を積層させて貼り合わせた３次元構造の半導体装置が提案されている。この特許文献１では、第１配線層と第２配線層との接合面に配置されたダミー電極同士を接合させて、金属接合が行われる面積を増大させることで、半導体部材同士を強固に接合できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５６７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、３次元構造の半導体装置において、２枚の基板を積層させて貼り合わせる際に、より強固に接合するために、様々な構造が提案されているが、その接合強度が十分でない場合があり、より接合強度を向上させることができる構造が望まれている。
【０００６】
本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、２枚の基板を貼り合わせて構成する際に、より接合強度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】
【０００７】
本技術の一側面の半導体装置は、金属で形成された第１の電極を有する第１の基板と、前記第１の基板に貼り合わされる基板であって、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板とを備え、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面には、それらの貼合せ面の接合後の熱処理時における前記金属の隆起に応じた開口が形成された絶縁膜が成膜されており、前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記絶縁膜の開口で金属接合されている半導体装置である。
【０００８】
本技術の一側面の固体撮像装置は、金属で形成された第１の電極を有する第１の基板としての、光電変換部を含む複数の画素が２次元配列された画素領域を有するセンサ基板と、前記第１の基板に貼り合わされる基板であって、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板としての、所定の回路を有する回路基板とを備え、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面には、それらの貼合せ面の接合後の熱処理時における前記金属の隆起に応じた開口が形成された絶縁膜が成膜されており、前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記絶縁膜の開口で金属接合されている固体撮像装置である。
【０００９】
本技術の一側面の半導体装置及び固体撮像装置においては、金属で形成された第１の電極を有する第１の基板及び金属で形成された第２の電極を有する第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面に、それらの貼合せ面の接合後の熱処理時における前記金属の隆起に応じた開口が形成された絶縁膜が成膜され、前記第１の電極と前記第２の電極とが、前記絶縁膜の開口で金属接合される。
【００１０】
本技術の一側面の製造方法は、金属で形成された第１の電極を有する第１の基板と、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板とを貼り合わせ、熱処理によって、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面に成膜された絶縁膜に形成される開口で、前記金属が隆起することで、前記第１の電極と前記第２の電極とが金属接合される半導体装置の製造方法である。
【００１１】
本技術の一側面の製造方法においては、金属で形成された第１の電極を有する第１の基板と、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板とが貼り合わせられ、熱処理によって、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面に成膜された絶縁膜に形成される開口で、前記金属が隆起されて、前記第１の電極と前記第２の電極とが金属接合される。
【発明の効果】
【００１２】
本技術の一側面によれば、２枚の基板を貼り合わせて構成する際に、より接合強度を向上させることができる。
【００１３】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本技術を適用した固体撮像装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】固体撮像装置の構造を示す要部断面図である。
【図３】貼合せ面付近の構造における接合時と熱処理時の様子を模式的に表した図である。
【図４】固体撮像装置の構造を示す要部断面図である。
【図５】固体撮像装置の構造を示す要部断面図である。
【図６】固体撮像装置の構造を示す要部断面図である。
【図７】固体撮像装置の構造を示す要部断面図である。
【図８】固体撮像装置の構造を示す要部断面図である。
【図９】固体撮像装置の構造を示す要部断面図である。
【図１０】固体撮像装置の製造工程の流れを説明するフローチャートである。
【図１１】第１の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図１２】第１の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図１３】第１の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図１４】第１の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図１５】第２の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図１６】第２の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図１７】第２の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図１８】第２の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図１９】第３の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図２０】第３の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図２１】第３の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図２２】第３の製造工程の一部の工程を模式的に表した図である。
【図２３】本技術を適用した固体撮像装置を用いた電子機器の構成例を示す図である。
【図２４】体内情報取得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２５】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２６】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】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本技術の実施の形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行うものとする。
【００１６】
１．固体撮像装置の概略構成例
２．固体撮像装置の構成例
３．固体撮像装置の製造工程の流れ
４．電子機器の構成例
５．応用例
【００１７】
＜１．固体撮像装置の概略構成例＞
【００１８】
図１は、本技術を適用した固体撮像装置の一実施の形態の構成を示す図である。
【００１９】
図１において、固体撮像装置１は、センサ基板としての第１基板１１と、この第１基板１１に対して積層された状態で貼り合わされた回路基板としての第２基板２１とからなる３次元構造の半導体装置である。この固体撮像装置１は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等のイメージセンサとして構成される。
【００２０】
固体撮像装置１において、第１基板１１には、光電変換部を含む複数の画素１２が規則的に２次元配列された画素領域１３が設けられている。この画素領域１３では、複数の画素駆動線１４が行方向に配線され、複数の垂直信号線１５が列方向に配線されており、１つの画素１２が、１本の画素駆動線１４と１本の垂直信号線１５とに接続される状態で配置されている。
【００２１】
また、各画素１２には、光電変換部と、フローティングディフュージョン（FD：Floating Diffusion）と、複数のトランジスタ等で構成された画素回路とが設けられる。なお、複数の画素１２で、画素回路の一部を共有している場合もある。
【００２２】
一方で、第２基板２１には、垂直駆動回路２２、カラム信号処理回路２３、水平駆動回路２４、及びシステム制御回路２５などの周辺回路が設けられている。
【００２３】
＜２．固体撮像装置の構成例＞
【００２４】
（基本構造）
図２は、図１の固体撮像装置１の構造（の一部）を示す要部断面図である。以下、この要部断面図を参照して、固体撮像装置１の詳細な構成を説明する。
【００２５】
図２において、固体撮像装置１は、絶縁膜１０７−２を挟持した状態で、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとが対向配置されて、第１基板１１と第２基板２１とが貼り合わされた３次元構造の半導体装置である。
【００２６】
第１基板１１においては、半導体ウェハ（不図示）の表面層に成膜された酸化膜１０１−１に、各層を貫通するTLV(Through Layer Via)１０４−１や配線層などが形成される。TLV１０４−１には、銅（Cu）等の金属膜１０６−１が充填されている。
【００２７】
一方で、第２基板２１においては、半導体ウェハ１００−２の表面層に成膜された酸化膜１０１−２に、TLV１０４−２や配線層などが形成される。TLV１０４−２には、銅（Cu）等の金属膜１０６−２が充填されている。
【００２８】
すなわち、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとを貼り合わせることで、TLV１０４−１に充填された金属膜１０６−１と、TLV１０４−２に充填された金属膜１０６−２とによる金属接合が行われることになる。
【００２９】
また、図２において、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓ側には、所定の開口部（溝部）が形成された絶縁膜１０７−２が成膜されている。絶縁膜１０７−２の材料としては、例えば、窒化膜（P-SiN）や酸化膜（P-SiO）のほか、窒化膜に炭素がドープされたもの（P-SiCN）やP-SiONなどを用いることができる。つまり、絶縁膜１０７−２は、バリア絶縁膜であって、シリコン系の絶縁膜とすることができる。
【００３０】
絶縁膜１０７−２に形成される開口部は、TLV１０４−１とTLV１０４−２に対応する位置に形成される開口であって、第１貼合せ面１１Ｓと第２貼合せ面２１Ｓとの接合後の熱処理時における、TLV１０４−１とTLV１０４−２にそれぞれ充填された金属膜１０６−１と金属膜１０６−２の隆起に応じた形状からなる。
【００３１】
ここで、図３には、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとの接合時と、その後の熱処理時の様子を模式的に表している。なお、図３においては、第１貼合せ面１１Ｓと第２貼合せ面２１Ｓの付近の構造であって、TLV１０４−１とTLV１０４−２を含む構造の一部を拡大して図示している。
【００３２】
図３Ａは、第１貼合せ面１１Ｓと第２貼合せ面２１Ｓとの接合時の様子を模式的に表している。図３Ａにおいて、第２貼合せ面２１Ｓ側には、開口部１０９−２が形成された絶縁膜１０７−２が形成されている。また、第１貼合せ面１１Ｓ側には、TLV１０４−１が形成された酸化膜１０１−１に、開口部１０９−１が形成されている。
【００３３】
そして、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとが貼り合わされることで、第１貼合せ面１１Ｓ側に形成された開口部１０９−１と、第２貼合せ面２１Ｓ側に形成された開口部１０９−２によって、空間１１０が形成されることになる。
【００３４】
図３Ｂは、接合した後の熱処理時の様子を模式的に表している。なお、この熱処理の条件としては、例えば、150〜450℃の温度で、1時間から12時間程度の間で行うことができる。また、ここでは、TLV１０４−１，１０４−２に充填される金属膜１０６−１，１０６−２として、銅（Cu）が用いられる場合を一例に説明する。
【００３５】
一般的に、TLV１０４−１，１０４−２に、金属膜１０６−１，１０６−２として充填される銅（Cu）など、ボリュームの大きい銅（Cu）に熱処理が加わった場合には、いわゆるポンピング現象が発生して、銅（Cu）が隆起することが知られている。本技術では、この熱処理による局所的な銅（Cu）の隆起現象（熱応力による塑性変形）を利用して、銅（Cu）が隆起する高さ（盛り上がる高さ）に合わせて、開口部１０９−１と開口部１０９−２から形成される空間１１０の大きさを調整するようにする。
【００３６】
そして、図３Ａの接合時の構造では、開口部１０９−１と開口部１０９−２によって、空間１１０が形成されているため、その後の熱処理時には、図３Ｂに示すように、TLV１０４−１，１０４−２にそれぞれ金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）が隆起して、いわゆるセルフアライン（Self‐Alignment）で、空間１１０へ押し出される。
【００３７】
その結果として、図３Ｂに示すように、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとの接合時に形成される空間１１０において、熱処理時に、TLV１０４−１，TLV１０４−２にそれぞれ金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）による金属接合（Cu-Cu接合）が行われ、Cu電極同士が接合されることになる。
【００３８】
また、このとき、Cu-Cu接合以外の領域は、第１貼合せ面１１Ｓ側の酸化膜１０１−１（例えば、SiO2）と、第２貼合せ面２１Ｓ側の絶縁膜１０７−２（例えば、P-SiN，P-SiO，P-SiCN，P-SiON）とのプラズマ接合となるため、酸化膜（SiO2）と銅（Cu）との接合部が形成される懸念が少なく、Cu電極同士の接合が可能となるため、より十分な接合性と強度を確保することができる。
【００３９】
従来、TLV等のボリュームの大きい銅（Cu）が搭載される場合に、熱処理が加わったとき、ポンピング現象が発生し、銅（Cu）が隆起して周辺の酸化膜（SiO2）領域において、接合Voidや未接合などが生じる可能性があったが、本技術を用いることで、それを回避することができる。
【００４０】
すなわち、本技術によれば、あらかじめ、熱処理時の銅（Cu）の隆起のボリュームの逃げ場を、空間（図３の空間１１０に相当）として設けておくことで、隆起した銅（Cu）の金属膜がセルフアラインで、その空間へ押し出される。その結果として、銅（Cu）同士による金属接合（Cu-Cu接合）が行われ、またそれ以外の領域においても、絶縁膜と酸化膜、あるいは絶縁膜同士の接合となり、酸化膜（SiO2）と銅（Cu）との接合部が形成される懸念が少なく、基板を貼り合わせるに際し、全体的に接合強度を向上させることができる。
【００４１】
また、本技術を用いることで、接合強度を向上させるためのダミー電極を配置する必要がないため、ダミー電極を配置することによる容量の問題が解決され、半導体素子の特性を向上させることができる。さらに、ダミー電極を配置しないことで、レイヤを減らすことも可能となる。
【００４２】
（バリエーションの例）
ところで、図２に示した固体撮像装置１の断面構造は、一例であって、他の断面構造を採用することができる。そこで、次に、図４乃至図９を参照して、図１の固体撮像装置１の断面構造のバリエーションの例を説明する。なお、図４には、比較のために、第１基板１１と第２基板２１との貼合せ面に、バリア絶縁膜としての絶縁膜１０７を設けない場合の構造を示している。
【００４３】
（一方の貼合せ面にのみ絶縁膜を形成した例）
図５は、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓのうち、一方の貼合せ面にのみ、絶縁膜１０７を形成した構造の要部断面図である。
【００４４】
図５において、第１貼合せ面１１Ｓ側のTLV１０４−１に、金属膜１０６−１として充填された銅（Cu）と、第２貼合せ面２１Ｓ側のTLV１０４−２に、金属膜１０６−２として充填された銅（Cu）との接合部は、次のような構造となっている。
【００４５】
すなわち、接合時に、第１貼合せ面１１Ｓ側の酸化膜１０１−１に形成された開口部（図３の開口部１０９−１に相当）と、第２貼合せ面２１Ｓ側の絶縁膜１０７−２に形成された開口部（図３の開口部１０９−２に相当）によって、空間（図３の空間１１０に相当）が形成される。そして、熱処理時に、この空間には、TLV１０４−１，１０４−２に金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）が隆起することで、セルフアラインで押し出されてくる。
【００４６】
その結果として、接合時に形成される空間（図３の空間１１０に相当）において、熱処理時に、金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）による金属接合（Cu-Cu接合）が行われ、Cu電極同士が接合される。
【００４７】
なお、図５に示した構造では、接合部の構造が、図２に示した基本構造と対応した構造であって、第２貼合せ面２１Ｓ側にのみ、絶縁膜１０７−２が形成されているが、それとは逆に、第１貼合せ面１１Ｓ側にのみ、絶縁膜１０７−１が形成されるようにしてもよい。この場合でも、絶縁膜１０７−１に開口部を設けることで、接合時に、空間を形成することが可能となる。
【００４８】
（一方の貼合せ面にのみ開口部を形成した例）
図６は、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓのうち、一方の貼合せ面にのみ、開口部を形成した構造の要部断面図である。
【００４９】
図６において、第１貼合せ面１１Ｓ側のTLV１０４−１に、金属膜１０６−１として充填された銅（Cu）と、第２貼合せ面２１Ｓ側のTLV１０４−２に、金属膜１０６−２として充填された銅（Cu）との接合部は、次のような構造となっている。
【００５０】
すなわち、接合時に、第２貼合せ面２１Ｓ側の絶縁膜１０７−２に形成された開口部（図３の開口部１０９−２に相当）によって、空間（図３の空間１１０に相当）が形成される。なお、この構造の例では、第１貼合せ面１１Ｓ側に、開口部は形成されていないため、第２貼合せ面２１Ｓ側の開口部のみによって、空間が形成されることになる。そして、熱処理時に、この空間では、TLV１０４−１，１０４−２に金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）が隆起することで、セルフアラインで押し出されて金属接合が行われ、Cu電極同士が接合される。
【００５１】
なお、図６に示した構造では、接合部の構造として、第２貼合せ面２１Ｓ側にのみ、絶縁膜１０７−２による開口部が形成されているが、それとは逆に、第１貼合せ面１１Ｓ側にのみ、絶縁膜１０７−１による開口部が形成されるようにしてもよい。この場合でも、第１貼合せ面１１Ｓ側の絶縁膜１０７−１に形成された開口部のみによって、接合時に、空間を形成することが可能となる。
【００５２】
（両方の貼合せ面に絶縁膜を形成した例）
図７は、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとの両方に、絶縁膜１０７を形成した構造の要部断面図である。
【００５３】
図７において、第１貼合せ面１１Ｓ側のTLV１０４−１に、金属膜１０６−１として充填された銅（Cu）と、第２貼合せ面２１Ｓ側のTLV１０４−２に、金属膜１０６−２として充填された銅（Cu）との接合部は、次のような構造となっている。
【００５４】
すなわち、接合時に、第１貼合せ面１１Ｓ側の絶縁膜１０７−１に形成された開口部（図３の開口部１０９−１に相当）と、第２貼合せ面２１Ｓ側の絶縁膜１０７−２に形成された開口部（図３の開口部１０９−２に相当）によって、空間（図３の空間１１０に相当）が形成される。そして、熱処理時に、この空間では、TLV１０４−１，１０４−２に金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）が隆起することで、セルフアラインで押し出されて金属接合が行われ、Cu電極同士が接合される。
【００５５】
（一方の貼合せ面に形成される絶縁膜を積層した例）
図８は、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓのうち、一方の貼合せ面に形成される絶縁膜１０７を積層した構造の要部断面図である。
【００５６】
図８において、第１貼合せ面１１Ｓ側のTLV１０４−１に、金属膜１０６−１として充填された銅（Cu）と、第２貼合せ面２１Ｓ側のTLV１０４−２に、金属膜１０６−２として充填された銅（Cu）との接合部は、次のような構造となっている。
【００５７】
すなわち、接合時に、第１貼合せ面１１Ｓ側の絶縁膜１０７−１に形成された開口部（図３の開口部１０９−１に相当）と、第２貼合せ面２１Ｓ側の絶縁膜１０７−２に形成された開口部（図３の開口部１０９−２に相当）によって、空間（図３の空間１１０に相当）が形成される。そして、熱処理時に、この空間では、TLV１０４−１，１０４−２に金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）が隆起することで、セルフアラインで押し出されて金属接合が行われ、Cu電極同士が接合される。
【００５８】
ここで、絶縁膜１０７−２は、絶縁膜１０７ａ−２と絶縁膜１０７ｂ−２とが積層されることで形成されている。絶縁膜１０７ａ−２と絶縁膜１０７ｂ−２の材料としては、絶縁膜でかつバリア性を有していれば、同一の材料でも、異なる材料でもよい。例えば、絶縁膜１０７ａ−２の材料としては、P-SiCなどを用いることができる。また、例えば、絶縁膜１０７ｂ−２の材料としては、酸化膜（P-SiO）やP-SiCなどを用いることができる。
【００５９】
なお、図８に示した構造では、絶縁膜１０７−２の階層として、絶縁膜１０７ａ−２と絶縁膜１０７ｂ−２の２階層を示したが、階層は、２階層に限らず、３階層以上であってもよい。また、図８に示した構造では、絶縁膜１０７ａ−２と絶縁膜１０７ｂ−２の開口部の幅が、同一の幅となる場合を説明したが、積層される絶縁膜ごとに、開口部の幅や深さが異なるようにしてもよい。このような、積層される絶縁膜ごとに開口部の幅や深さが異なる構造については、図１９乃至図２２を参照して後述する。
【００６０】
（開口部がTLVよりも大きい例）
図９は、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓにおいて、絶縁膜１０７に形成された開口部１０９が、TLV１０４よりも大きい構造の要部断面図である。
【００６１】
図９において、第１貼合せ面１１Ｓ側のTLV１０４−１に、金属膜１０６−１として充填された銅（Cu）と、第２貼合せ面２１Ｓ側のTLV１０４−２に、金属膜１０６−２として充填された銅（Cu）との接合部は、次のような構造となっている。
【００６２】
すなわち、接合時に、第１貼合せ面１１Ｓ側の絶縁膜１０７−１に形成された開口部（図３の開口部１０９−１に相当）と、第２貼合せ面２１Ｓ側の絶縁膜１０７−２に形成された開口部（図３の開口部１０９−２に相当）によって、空間（図３の空間１１０に相当）が形成される。そして、熱処理時に、この空間では、TLV１０４−１，１０４−２に金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）が隆起することで、セルフアラインで押し出されて金属接合が行われ、Cu電極同士が接合される。
【００６３】
ここで、上述した図２に示した構造等では、絶縁膜１０７に形成される開口部の幅が、TLV１０４の幅よりも小さい場合を説明したが、図９に示した構造では、絶縁膜１０７−１と絶縁膜１０７−２にそれぞれ形成される開口部の幅が、TLV１０４−１とTLV１０４−２の幅よりも、大きくなっている。このように、開口部の幅がTLV１０４の幅よりも大きい場合でも、接合時に、空間を形成することができるため、結果として、熱処理時に、TLV１０４−１，１０４−２に、金属膜１０６−１，１０６−２として充填されていた銅（Cu）が隆起して空間に押し出されることを利用して、金属接合を行うことが可能となる。
【００６４】
なお、上述した固体撮像装置１の断面構造のバリエーションは、一例であって、接合時に、絶縁膜１０７等によって、空間（図３の空間１１０に相当）が形成され、当該空間において、熱処理時に、金属の隆起現象（熱応力による塑性変形）を利用して金属接合を行うことが可能な構造であれば、他の構造を採用してもよい。例えば、後述するように、TLV１０４−１とTLV１０４−２の一方のTLVの代わりに、Cuパッド等のパッド部を設ける構造などでもよい。
【００６５】
（開口部の設計の例）
ところで、接合時に空間を形成するための開口部（溝部）であるが、例えば、次のように設計することができる。
【００６６】
すなわち、あらかじめ、熱処理後の銅（Cu）のポンピング量（増加体積）を予測して、その予測値から、接続される上下の電極間に挟み込まれる絶縁膜の膜厚と、開口部の幅を決定すればよい。当該予測値を求める際には、熱処理時の温度や、銅（Cu）の体積膨張係数などの条件を考慮するほか、例えば、熱処理で膨張した銅（Cu）の体積が、すべて上方向に変形するなどの前提条件を加えることもできる。
【００６７】
また、絶縁膜に形成される開口部は、TLVに対して、内側に開口されるように設計することができる。また、TLVに対する開口部の合計の面積率としては、例えば、0％よりも大きく、100％よりも小さい範囲で設計することができるが、当該面積率が、100％を超える範囲で設計するようにしてもよい。
【００６８】
さらに、絶縁膜に形成される開口部の形状としては、例えば、四角形や円形など、様々な形状を採用することができる。１つの絶縁膜に形成される開口部は１つに限らず、複数の開口部が形成されるようにしてもよい。複数の開口部を形成する場合には、例えば、並べて配置したり、対角線上に配置したりするなど、所定の規則性を持って配置することができる。また、開口部を複数配置することで、貼り合わせのずれに対するマージンを向上させることができる。
【００６９】
＜３．固体撮像装置の製造工程の流れ＞
【００７０】
次に、固体撮像装置１の製造工程の流れについて説明する。図１０は、固体撮像装置１の製造工程の流れを説明するフローチャートである。なお、ここでは、固体撮像装置１の製造工程の一例として、３つの製造工程を、順に説明する。
【００７１】
（１）第１の製造工程
【００７２】
まず、図１０のフローチャートとともに、図１１乃至図１４の模式図を適宜参照しながら、固体撮像装置１の第１の製造工程の流れを説明する。
【００７３】
ステップＳ１０１においては、酸化膜成膜工程が行われる。この酸化膜成膜工程では、図１１Ａに示すように、単結晶シリコン等の半導体材料からなる半導体ウェハ１００の表面層に、酸化膜１０１が成膜される。
【００７４】
なお、ここでは図示していないが、酸化膜１０１が成膜された半導体ウェハ１００は、集積回路として必要な信号処理を行うためのMOSトランジスタや拡散層（不図示）のほか、配線層１０２ａや配線層１０２ｂ等の複数の配線層１０２などを有している。配線層１０２の材料としては、例えば、銅（Cu）やアルミニウム（Al）、タングステン（W）などの金属膜であれば、特に限定されるものではない。
【００７５】
ステップＳ１０２においては、TLV開口工程が行われる。このTLV開口工程では、図１１Ｂに示すように、リソグラフィとドライエッチング装置を用いて、酸化膜１０１上に、ダミーパット１０３や、各層を貫通するTLV１０４が開口される。
【００７６】
ダミーパッド１０３及びTLV１０４を開口する際には、一括で行ってもよいし、分割して行ってもよい。例えば、分割加工の場合に、TLV１０４のエッチング条件としては、例えば、常温で、圧力は、10〜50mTorr，Source Powerを、1500〜3500Wに設定し、プロセスガスとして、ヘキサフルオロシクロブタン（C4F6）とアルゴン（Ar）と酸素（O2）を用い、ガス流量比を、C4F6/Ar/O2 = 1/4/2とし、基板バイアスを、500〜2000Wに設定して行うことができる。
【００７７】
また、ダミーパッド１０３のエッチング条件としては、例えば、常温で、圧力は、10〜50mTorr，Source Powerを500〜2000Wに設定し、プロセスガスとして、八フッ化シクロブタン（C4F8）とアルゴン（Ar）と酸素（O2）を用い、ガス流量比を、C4F8/Ar/O2 = 1/6/1とし、基板バイアスを、500〜2500Wに設定して行うことができる。
【００７８】
ここで、ダミーパッド１０３の寸法としては、例えば幅が50nm〜5μm、深さが100〜700nm程度であることが望ましい。TLV１０４については、幅が500nm〜5μm程度、深さは1〜10μm程度が望ましい。さらには、TLV１０４の表面から見た形のバリエーションとしては、例えば、四角形や八角形、円形など、ビア（Via）として機能する形状であれば、いずれの形状であっても構わない。
【００７９】
ステップＳ１０３においては、金属膜形成工程が行われる。この金属膜形成工程では、図１１Ｃに示すように、バリアメタル膜１０５と、銅（Cu）等の金属からなる金属膜１０６が、ダミーパッド１０３及びTLV１０４の上面を覆うように形成される。
【００８０】
なお、以下の説明においても、金属膜１０６として、銅（Cu）が用いられる場合を例にして説明する。また、バリアメタル膜１０５としては、例えば、タンタル（Ta）、窒化タンタル（TaN）、チタン（Ti）、窒化チタン（TiN）を用いるのが望ましく、またこれらの積層構造であってもよい。
【００８１】
ステップＳ１０４においては、平坦化工程が行われる。この平坦化工程では、図１２Ｄに示すように、金属膜１０６としての銅（Cu）が、例えば、平坦化CMP(Chemical Mechanical Polishing)などの手法を用いて除去される。
【００８２】
ステップＳ１０５においては、絶縁膜成膜工程が行われる。この絶縁膜成膜工程では、図１２Ｅに示すように、バリアメタル膜１０５や金属膜１０６が形成された酸化膜１０１の表面に、絶縁膜１０７が成膜される。
【００８３】
ここで、絶縁膜１０７の材料としては、例えば、窒化膜（P-SiN）や酸化膜（P-SiO）のほか、窒化膜に炭素がドープされたもの（P-SiCN）やP-SiONであってもよく、絶縁性があれば、特に限定されるものではない。また、絶縁膜１０７の膜厚としては、例えば、0.1nm〜3μmの範囲で成膜することができる。
【００８４】
ステップＳ１０６においては、パターニング工程が行われる。このパターニング工程では、図１２Ｆに示すように、絶縁膜１０７上に、フォトレジスト１０８が塗布され、その後、開口部（溝部）のパターニングが行われる。
【００８５】
なお、ここでは、TLV１０４に対して、内側に開口されるように設計することができる。また、TLV１０４に対する開口部（溝部）の合計の面積率としては、例えば、0％よりも大きく、100％よりも小さい範囲で設計することができるが、当該面積率が、100％を超える範囲で設計するようにしてもよい。
【００８６】
さらに、この開口部（溝部）のパターニングについては、ステップＳ１０２の工程でのTLV１０４と同様に、そのパターンの形状としては、例えば、四角形や円形などの形状とすることができる。また、複数の開口部（溝部）が配置されるようにしてもよい。
【００８７】
ステップＳ１０７においては、絶縁膜開口工程が行われる。この絶縁膜開口工程では、図１３Ｇに示すように、ステップＳ１０６の工程で生成されるパターンを利用したドライエッチングにより、絶縁膜１０７が開口され、銅（Cu）等の金属膜１０６が充填されたTLV１０４上に、開口部１０９（溝部）が形成される。
【００８８】
ここでのドライエッチング条件としては、例えば、常温で、圧力は10〜100mTorr，Source Powerを、100〜1000Wに設定し、プロセスガスとして、アセチレン（C2H2）とアルゴン（Ar）と酸素（O2）を用い、ガス流量比を、C2H2/Ar/O2 = 2/30/1とし、基板バイアスを、100〜1500Wに設定して行うことができる。
【００８９】
ステップＳ１０８においては、接合工程が行われる。この接合工程では、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとが貼り合わされる。
【００９０】
ただし、第１の製造工程の例では、第２基板２１が、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０７の工程で得られる基板に相当し、第１基板１１は、第２基板２１と同様の構造で構成されるものとする。ここでは、説明の都合上、第１基板１１の構成には、符号に「−１」を記述し、第２基板２１の構成には、符号に「−２」を記述して区別する。
【００９１】
すなわち、第２基板２１においては、TLV１０４−２に対して、絶縁膜１０７−２に、開口部１０９−２が形成されているが、第１基板１１においても、TLV１０４−１に対して、絶縁膜１０７−１に、開口部１０９−１が形成されている。
【００９２】
そして、ステップＳ１０８の工程で、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとが貼り合わされることで、図１３Ｈに示すように、第１貼合せ面１１Ｓ側に形成された開口部１０９−１と、第２貼合せ面２１Ｓ側に形成された開口部１０９−２によって、空間１１０が形成される。
【００９３】
ステップＳ１０９においては、熱処理工程が行われる。この熱処理工程では、ステップＳ１０８の工程で接合された第１基板１１（半導体ウェハ１００−１）と、第２基板２１（半導体ウェハ１００−２）に対し、熱処理が行われる。この熱処理の条件としては、例えば、150〜450℃の温度で、1時間から12時間程度の間で行うことができる。
【００９４】
ここで、TLV１０４−１，１０４−２に充填された金属膜１０６−１，１０６−２としての銅（Cu）など、ボリュームの大きい銅（Cu）に熱処理が加わった場合に、銅（Cu）が隆起することは、先に述べた通りである。
【００９５】
また、第１の製造工程では、図１３Ｈに示したように、接合時の構造では、第１貼合せ面１１Ｓ側に形成された開口部１０９−１と、第２貼合せ面２１Ｓ側に形成された開口部１０９−２によって、空間１１０が形成されている。そのため、熱処理時には、TLV１０４−１，１０４−２にそれぞれ充填されていた金属膜１０６−１，１０６−２としての銅（Cu）が隆起して、セルフアラインで、空間１１０へ押し出される。
【００９６】
その結果として、図１４Ｉに示すように、第１基板１１と第２基板２１との接合時に形成される空間１１０において、熱処理時に、TLV１０４−１，１０４−２にそれぞれ充填された金属膜１０６−１，１０６−２としての銅（Cu）による金属接合が行われることになる。
【００９７】
すなわち、従来、TLV等のボリュームの大きい銅（Cu）に、熱処理が加わった場合には、ポンピング現象が発生し、銅（Cu）が隆起して、周辺の酸化膜（SiO2）領域において、接合Voidや未接合などが生じる可能性があったが、第１の製造工程では、あらかじめ、熱処理時の銅（Cu）の隆起によるボリューム分の逃げ場を、空間１１０として設けておくようにしている。
【００９８】
第１の製造工程は、以上のように行われる。
【００９９】
第１の製造工程では、接続する上下の電極間に、絶縁膜を挟み込み、局所的に、銅（Cu）の熱応力による塑性変形を利用して、金属接合（Cu-Cu接合）を行っている。
【０１００】
この第１の製造工程を用いれば、酸化膜（SiO2）と銅（Cu）との接合部が形成される懸念が少なく、Cu電極同士の接合が可能となるため、より十分な接合性と強度を確保することができる。また、金属接合（Cu-Cu接合）の領域以外の領域は、絶縁膜同士の接合となり、その点からも、全体的な接合強度を向上させることができる。
【０１０１】
なお、第１の製造工程で製造される固体撮像装置１の構造は、図７に示した構造に対応しているが、例えば、第１基板１１と第２基板２１のいずれか一方にのみ、絶縁膜１０７が形成されるようにすることで、図５や図６に示した構造を有する固体撮像装置１を製造することができる。
【０１０２】
（２）第２の製造工程
【０１０３】
次に、図１０のフローチャートとともに、図１５乃至図１８の模式図を適宜参照しながら、固体撮像装置１の第２の製造工程の流れを説明する。
【０１０４】
ステップＳ１０１においては、酸化膜成膜工程が行われる。この酸化膜成膜工程では、図１５Ａに示すように、半導体ウェハ２００の表面層に、酸化膜２０１が成膜される。なお、この酸化膜成膜工程は、上述した第１の製造工程の酸化膜成膜工程と同様とされる。
【０１０５】
ステップＳ１０２においては、TLV開口工程が行われる。このTLV開口工程では、図１５Ｂに示すように、リソグラフィとドライエッチング装置を用いて、酸化膜２０１上に、ダミーパット２０３や、各層を貫通するTLV２０４が開口される。なお、このTLV開口工程は、上述した第１の製造工程のTLV開口工程と同様とされる。
【０１０６】
ステップＳ１０３においては、金属膜形成工程が行われる。この金属膜形成工程では、図１５Ｃに示すように、バリアメタル膜２０５と、銅（Cu）等の金属膜２０６が、ダミーパッド２０３及びTLV２０４の上面を覆うように形成される。なお、この金属膜形成工程は、上述した第１の製造工程の金属膜形成工程と同様とされる。
【０１０７】
ステップＳ１０４においては、平坦化工程が行われる。この平坦化工程では、図１６Ｄに示すように、金属膜１０６としての銅（Cu）が、例えば、平坦化CMPなどの手法を用いて除去される。なお、この平坦化工程は、上述した第１の製造工程の平坦化工程と同様とされる。
【０１０８】
ステップＳ１０５においては、絶縁膜成膜工程が行われる。この絶縁膜成膜工程では、図１６Ｅに示すように、金属膜２０６等が形成された酸化膜２０１の表面に、絶縁膜２０７が成膜される。なお、この絶縁膜成膜工程は、上述した第１の製造工程の絶縁膜成膜工程と同様とされる。
【０１０９】
ステップＳ１０６においては、パターニング工程が行われる。このパターニング工程では、図１６Ｆに示すように、絶縁膜２０７上に、フォトレジスト２０８が塗布され、その後、開口部（溝部）のパターニングが行われる。なお、このパターニング工程は、上述した第１の製造工程のパターニング工程と同様とされる。
【０１１０】
ステップＳ１０７においては、絶縁膜開口工程が行われる。この絶縁膜開口工程では、図１７Ｇに示すように、ステップＳ１０６の工程で形成されるパターンを利用したドライエッチングにより、絶縁膜２０７が開口され、銅（Cu）等の金属膜２０６が充填されたTLV２０４上に、開口部２０９が形成される。なお、この絶縁膜開口工程は、上述した第１の製造工程の絶縁膜開口工程と同様とされる。
【０１１１】
ステップＳ１０８においては、接合工程が行われる。この接合工程では、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとが貼り合わされる。
【０１１２】
ただし、第２の製造工程の例では、第２基板２１が、ステップＳ２０１乃至Ｓ２０７の工程で得られる基板に相当し、第１基板１１は、TLV２０４の代わりに、TLV２０４と接合するパッド部２１１が形成された構造で構成されるものとする。ここでも、説明の都合上、第１基板１１の構成には、符号に「−１」を記述し、第２基板２１の構成には、符号に「−２」を記述して区別する。
【０１１３】
すなわち、図１７Ｈに示すように、第２基板２１においては、TLV２０４−２に対して、絶縁膜２０７−２に、開口部２０９−２が形成されている。一方で、図１７Ｈに示すように、第１基板１１においては、酸化膜２０１−１に、TLV２０４−２と接合するパッド部２１１−１が形成され、さらに、その表面に成膜される絶縁膜２０７−１には、パッド部２１１−１よりも内側に開口部２０９−１が形成されている。
【０１１４】
そして、ステップＳ１０８の工程で、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとが貼り合わされることで、図１７Ｉに示すように、第１貼合せ面１１Ｓ側に形成された開口部２０９−１と、第２貼合せ面２１Ｓ側に形成された開口部２０９−２によって、空間２１０が形成される。
【０１１５】
なお、第１基板１１におけるパッド部２１１−１は、第２基板２１におけるTLV２０４−２に充填される金属膜２０６−２が、銅（Cu）である場合には、Cuパッドとされる。
【０１１６】
ステップＳ１０９においては、熱処理工程が行われる。この熱処理工程では、ステップＳ１０８の工程で接合された第１基板１１（半導体ウェハ２００−１）と、第２基板２１（半導体ウェハ２００−２）に対し、熱処理が行われる。この熱処理の条件としては、例えば、150〜450℃の温度で、1時間から12時間程度の間で行うことができる。
【０１１７】
ここで、第２の製造工程では、図１７Ｉに示したように、接合時の構造では、第１貼合せ面１１Ｓ側に形成された開口部２０９−１と、第２貼合せ面２１Ｓ側に形成された開口部２０９−２によって、空間２１０が形成されている。そのため、熱処理時には、TLV２０４−２に充填されていた金属膜２０６−２としての銅（Cu）が隆起して、セルフアラインで、空間２１０へ押し出される。
【０１１８】
その結果として、図１８Ｊに示すように、第１基板１１と第２基板２１との接合時に形成される空間２１０において、熱処理時に、TLV２０４−２に充填された金属膜２０６−２としての銅（Cu）による金属接合が行われることになる。すなわち、第２の製造工程では、あらかじめ、熱処理時の銅（Cu）の隆起によるボリューム分の逃げ場を、空間２１０として設けておくようにしている。
【０１１９】
第２の製造工程は、以上のように行われる。
【０１２０】
第２の製造工程では、接続するTLVとCuパッドの間に、絶縁膜を挟み込み、局所的に、銅（Cu）の熱応力による塑性変形を利用して、金属接合（Cu-Cu接合）を行っている。
【０１２１】
すなわち、先に述べた第１の製造工程では、第１基板１１と第２基板２１の両方の基板に、TLV１０４−１，１０４−２が形成され、銅（Cu）等の金属膜１０６−１，１０６−２が充填される場合を説明したが、この第２の製造工程では、第１基板１１と第２基板２１を接合する際に、Cuパッド等のパッド部２１１−１と、銅（Cu）等の金属膜２０６−２が充填されるTLV２０４−２とが対向して接合される。
【０１２２】
そして、第２の製造工程では、パッド部２１１−１とTLV２０４−２とが対向して接合されることから、Cuパッド等のパッド部２１１−１がエロ−ジョン（Erosion）の傾向（凹形状）であっても、第２基板２１のTLV２０４−２に充填される金属膜２０６−２、例えば、銅（Cu）が隆起することで、空間２１０が十分に充填される。そのため、第２の製造工程では、接合だけでなく、電気的な接続のマージンも向上させることが可能となる。
【０１２３】
（３）第３の製造工程
【０１２４】
最後に、図１０のフローチャートとともに、図１９乃至図２２の模式図を適宜参照しながら、固体撮像装置１の第３の製造工程の流れを説明する。
【０１２５】
ステップＳ１０１においては、酸化膜成膜工程が行われる。この酸化膜成膜工程では、図１９Ａに示すように、半導体ウェハ３００の表面層に、酸化膜３０１が成膜される。なお、この酸化膜成膜工程は、上述した第１の製造工程の酸化膜成膜工程と同様とされる。
【０１２６】
ステップＳ１０２においては、TLV開口工程が行われる。このTLV開口工程では、図１９Ｂに示すように、リソグラフィとドライエッチング装置を用いて、酸化膜３０１上に、ダミーパット３０３や、各層を貫通するTLV３０４が開口される。なお、このTLV開口工程は、上述した第１の製造工程のTLV開口工程と同様とされる。
【０１２７】
ステップＳ１０３においては、金属膜形成工程が行われる。この金属膜形成工程では、図１９Ｃに示すように、バリアメタル膜３０５と、銅（Cu）等の金属膜３０６が、ダミーパッド３０３及びTLV３０４の上面を覆うように形成される。なお、この金属膜形成工程は、上述した第１の製造工程の金属膜形成工程と同様とされる。
【０１２８】
ステップＳ１０４においては、平坦化工程が行われる。この平坦化工程では、図２０Ｄに示すように、金属膜３０６としての銅（Cu）が、例えば、平坦化CMPなどの手法を用いて除去される。なお、この平坦化工程は、上述した第１の製造工程の平坦化工程と同様とされる。
【０１２９】
ステップＳ１０５においては、絶縁膜成膜工程が行われる。この絶縁膜成膜工程では、図２０Ｅに示すように、金属膜３０６等が形成された酸化膜３０１の表面に、第１絶縁膜３０７ａ及び第２絶縁膜３０７ｂが成膜される。すなわち、酸化膜３０１の表面に、第１絶縁膜３０７ａと第２絶縁膜３０７ｂとが積層される。
【０１３０】
ここで、第１絶縁膜３０７ａの材料としては、例えば、窒化膜（P-SiN）や、窒化膜に炭素がドープされたもの（P-SiCN）やP-SiONであってもよく、絶縁膜であって、かつバリア性があれば、特に限定されるものではない。また、第２絶縁膜３０７ｂの材料としては、例えば、酸化膜（SiO2）など、第１絶縁膜３０７ａの材料とは、エッチレート（Etch Rate）が異なる材料であることが好ましい。
【０１３１】
これらの絶縁膜の成膜の手法としては、例えば、プラズマCVD法やALD CVD法、HDP CVD法、O3TEOS CVD法、あるいは、スピンコータにて塗布する有機系の酸化膜であってもよい。なお、第１絶縁膜３０７ａと第２絶縁膜３０７ｂの膜厚としては、例えば、それらの積層される絶縁膜の厚みを合わせて、0.1nm〜3μmの範囲で成膜することができる。ただし、第１絶縁膜３０７ａの膜厚と、第２絶縁膜３０７ｂの膜厚は、同一の厚さでも、異なる厚さでもよい。
【０１３２】
ステップＳ１０６においては、パターニング工程が行われる。このパターニング工程では、図２０Ｆに示すように、積層された絶縁膜３０７（第１絶縁膜３０７ａ，第２絶縁膜３０７ｂ）上に、フォトレジスト３０８が塗布され、その後、開口部（溝部）のパターニングが行われる。
【０１３３】
なお、ここでは、TLV３０４に対して、内側に開口されるように設計することができる。また、TLV３０４に対する開口部（溝部）の合計の面積率としては、例えば、0％よりも大きく、100％よりも小さい範囲で設計することができるが、当該面積率が、100％を超える範囲で設計するようにしてもよい。
【０１３４】
さらに、この開口部（溝部）のパターニングについては、ステップＳ１０２の工程でのTLV１０４と同様に、そのパターンの形状としては、例えば、四角形や円形などの形状とすることができる。また、複数の開口部（溝部）が配置されるようにしてもよい。
【０１３５】
なお、平坦化工程（Ｓ１０４）で、平坦化CMP等の手法を用いて平坦化しているため、パターニング工程（Ｓ１０６）等の後段の工程では、平坦化CMP等の手法を用いる必要がなく、製造プロセス的にメリットがある。
【０１３６】
ステップＳ１０７においては、絶縁膜開口工程が行われる。この絶縁膜開口工程では、図２１Ｇに示すように、ステップＳ１０６の工程で形成されるパターンを利用したドライエッチングにより、第１絶縁膜３０７ａと第２絶縁膜３０７ｂが開口され、銅（Cu）等の金属膜３０６が充填されたTLV３０４上に、開口部３０９（溝部）が形成される。
【０１３７】
このとき、第１絶縁膜３０７ａと第２絶縁膜３０７ｂとでは、エッチレート（Etch Rate）が異なるようにすることで、開口部３０９（溝部）の幅が材料によって、異なるように形成する。
【０１３８】
また、図２１Ｇに示した構造では、第１絶縁膜３０７ａの開口部の幅は、第２絶縁膜３０７ｂの開口部の幅よりも、サイズが小さめに開口されているが、エッチング条件を変えて、開口部の幅のサイズが逆の形状になるようにしてもよい。すなわち、第１絶縁膜３０７ａの開口部の幅が、第２絶縁膜３０７ｂの開口部の幅よりも、大きいサイズになるようにしてもよい。
【０１３９】
また、ドライエッチング条件としては、各層ごとにエッチングのステップを切り替える手法が好ましい。その一例として、まず、第１絶縁膜３０７ａに対してのエッチング条件としては、常温で、圧力は10〜100mTorr，Source Powerを、100〜1000Wに設定し、プロセスガスとして、アセチレン（C2H2）とアルゴン（Ar）と酸素（O2）を用い、ガス流量比を、C2H2/Ar/O2 = 2/30/1とし、基板バイアスを、100〜1500Wに設定して行うことができる。
【０１４０】
一方で、第２絶縁膜３０７ｂに対してのドライエッチング条件としては、常温で、圧力は10〜50mTorr，Source Powerを、500〜2000Wに設定し、プロセスガスとして、八フッ化シクロブタン（C4F8）とアルゴン（Ar）と酸素（O2）を用い、ガス流量比を、C4F8/Ar/O2 = 1/6/1とし、基板バイアスを500〜2500Wに設定して行うことができる。
【０１４１】
ステップＳ１０８においては、接合工程が行われる。この接合工程では、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとが貼り合わされる。
【０１４２】
ただし、第３の製造工程の例では、第２基板２１が、ステップＳ１０１乃至Ｓ１０７の工程で得られる基板に相当し、第１基板１１は、基本的に、第２基板２１と同様の構造で構成されるものとする。ここでも、説明の都合上、第１基板１１の構成には、符号に「−１」を記述し、第２基板２１の構成には、符号に「−２」を記述して区別する。
【０１４３】
すなわち、第２基板２１においては、第２貼合せ面２１Ｓ側に、バリア絶縁膜として、第１絶縁膜３０７ａ−２と第２絶縁膜３０７ｂ−２が積層されて形成され、TLV３０４−２に対して、開口部３０９−２が形成されている。一方で、第１基板１１においては、第１貼合せ面１１Ｓ側に、バリア絶縁膜としての絶縁膜３０７−１が単一層で形成され、TLV３０４−１に対して、開口部３０９−１が形成されている。
【０１４４】
そして、ステップＳ１０８の工程で、第１基板１１の第１貼合せ面１１Ｓと、第２基板２１の第２貼合せ面２１Ｓとが貼り合わされることで、図２１Ｈに示すように、第１貼合せ面１１Ｓ側の絶縁膜３０７−１に形成された開口部３０９−１と、第２貼合せ面２１Ｓ側の第１絶縁膜３０７ａ−２と第２絶縁膜３０７ｂ−２に形成された開口部３０９−２によって、空間３１０が形成される。
【０１４５】
ステップＳ１０９の工程においては、熱処理工程が行われる。この熱処理工程では、ステップＳ１０８の工程で接合された第１基板１１（半導体ウェハ３００−１）と、第２基板２１（半導体ウェハ３００−２）に対し、熱処理が行われる。この熱処理の条件としては、例えば、150〜450℃の温度で、1時間から12時間程度の間で行うことができる。
【０１４６】
ここで、第３の製造工程では、図２１Ｈに示したように、接合時の構造では、第１貼合せ面１１Ｓ側に形成された開口部３０９−１と、第２貼合せ面２１Ｓ側に形成された開口部３０９−２によって、空間３１０が形成されている。そのため、熱処理時には、TLV３０４−１，３０４−２にそれぞれ充填されていた金属膜３０６−１，３０６−２としての銅（Cu）が隆起して、セルフアラインで、空間３１０へ押し出される。
【０１４７】
その結果として、図２２Ｉに示すように、第１基板１１と第２基板２１との接合時に形成される空間３１０において、熱処理時に、TLV３０４−１，３０４−２にそれぞれ充填された金属膜３０６−１，３０６−２としての銅（Cu）による金属接合が行われることになる。すなわち、第３の製造工程では、あらかじめ、熱処理時の銅（Cu）の隆起によるボリューム分の逃げ場を、空間３１０として設けておくようにしている。
【０１４８】
第３の製造工程は、以上のように行われる。
【０１４９】
第３の製造工程では、接続する上下の電極間に、積層された絶縁膜を挟み込み、局所的に、銅（Cu）の熱応力による塑性変形を利用して、金属接合（Cu-Cu接合）を行っている。
【０１５０】
この第３の製造工程を用いれば、酸化膜（SiO2）と銅（Cu）との接合部が形成される懸念が少なく、Cu電極同士の接合が可能となるため、より十分な接合性と強度を確保することができる。また、金属接合（Cu-Cu接合）の領域以外の領域は、絶縁膜同士の接合となり、その点からも、全体的な接合強度を向上させることができる。
【０１５１】
また、第３の製造工程では、２つの基板を介する絶縁膜を積層にすることで、開口部（溝部）の断面形状を変えることができるが、例えば、TLV直上の絶縁膜の開口の幅を小さくして、ストレスをかけることで、銅（Cu）の隆起を促進させて、銅（Cu）の金属接合マージンを向上させることが可能となる。
【０１５２】
なお、上述した説明では、積層された絶縁膜３０７としての第１絶縁膜３０７ａと、第２絶縁膜３０７ｂについて、一括して開口する手法を説明したが、分割して開口する手法を用いるようにしてもよい。
【０１５３】
また、第３の製造工程で製造される固体撮像装置１は、図８に示した構造で、積層される絶縁膜ごとに開口の幅を変えたものに対応しているが、積層される絶縁膜ごとの開口の幅を、同一の幅とすることで、図８に示した構造を有する固体撮像装置１を製造することができる。
【０１５４】
＜４．電子機器の構成例＞
【０１５５】
上述した半導体装置としての固体撮像装置１は、例えば、デジタルカメラやビデオカメラ等のカメラシステム、さらには撮像機能を有する携帯電話機、あるいは撮像機能を備えた他の機器などの電子機器に適用することができる。
【０１５６】
図２３は、本技術を適用した固体撮像装置を用いた電子機器の構成例を示す図である。図２３においては、このような電子機器の一例として、静止画像又は動画撮影可能なビデオカメラとしての撮像装置１０００の構成例を示している。
【０１５７】
図２３において、撮像装置１０００は、固体撮像装置１００１と、固体撮像装置１００１の受光センサ部に入射光を導く光学系１００２と、シャッタ装置１００３と、固体撮像装置１００１を駆動する駆動回路１００４と、固体撮像装置１００１の出力信号を処理する信号処理回路１００５とを有する。
【０１５８】
固体撮像装置１００１としては、上述した固体撮像装置１（図１）が適用される。光学系（光学レンズ）１００２は、被写体からの像光（入射光）を、固体撮像装置１００１の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置１００１内に、一定期間、信号電荷が蓄積される。このような光学系１００２は、複数の光学レンズから構成された光学レンズ系としてもよい。
【０１５９】
シャッタ装置１００３は、固体撮像装置１００１への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路１００４は、固体撮像装置１００１及びシャッタ装置１００３に駆動信号を供給し、供給した駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置１００１の信号処理回路１００５への信号出力動作の制御、及びシャッタ装置１００３のシャッタ動作を制御する。すなわち、駆動回路１００４は、駆動信号（タイミング信号）の供給により、固体撮像装置１００１から信号処理回路１００５への信号転送動作を行う。
【０１６０】
信号処理回路１００５は、固体撮像装置１００１から転送された信号に対して、各種の信号処理を行う。この信号処理で得られる映像信号は、例えば、後段のメモリ等の記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタに出力される。
【０１６１】
以上説明した本技術を適用した固体撮像装置を用いた電子機器によれば、２枚の基板を積層させて貼り合わせる際に、より接合強度を向上させた固体撮像装置１を、固体撮像装置１００１として用いることができる。
【０１６２】
＜５．応用例＞
【０１６３】
本開示に係る技術は、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、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムに適用されてもよい。
【０１６４】
図２４は、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システム５４００の概略的な構成の一例を示す図である。図２４を参照すると、体内情報取得システム５４００は、カプセル型内視鏡５４０１と、体内情報取得システム５４００の動作を統括的に制御する外部制御装置５４２３と、から構成される。検査時には、カプセル型内視鏡５４０１が患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡５４０１は、撮像機能及び無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置５４２３に順次無線送信する。外部制御装置５４２３は、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。体内情報取得システム５４００では、このようにして、カプセル型内視鏡５４０１が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した画像を随時得ることができる。
【０１６５】
カプセル型内視鏡５４０１と外部制御装置５４２３の構成及び機能についてより詳細に説明する。図示するように、カプセル型内視鏡５４０１は、カプセル型の筐体５４０３内に、光源部５４０５、撮像部５４０７、画像処理部５４０９、無線通信部５４１１、給電部５４１５、電源部５４１７、状態検出部５４１９及び制御部５４２１の機能が搭載されて構成される。
【０１６６】
光源部５４０５は、例えばＬＥＤ（light  emitting  diode）等の光源から構成され、撮像部５４０７の撮像視野に対して光を照射する。
【０１６７】
撮像部５４０７は、撮像素子、及び当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。当該撮像素子は、観察光を受光して光電変換することにより、観察光に対応した電気信号、すなわち観察像に対応した画像信号を生成する。撮像部５４０７によって生成された画像信号は、画像処理部５４０９に提供される。なお、撮像部５４０７の撮像素子としては、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサ又はＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ等、各種の公知の撮像素子が用いられてよい。
【０１６８】
画像処理部５４０９は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）等のプロセッサによって構成され、撮像部５４０７によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。当該信号処理は、画像信号を外部制御装置５４２３に伝送するための最小限の処理（例えば、画像データの圧縮、フレームレートの変換、データレートの変換及び／又はフォーマットの変換等）であってよい。画像処理部５４０９が必要最小限の処理のみを行うように構成されることにより、当該画像処理部５４０９を、より小型、より低消費電力で実現することができるため、カプセル型内視鏡５４０１に好適である。ただし、筐体５４０３内のスペースや消費電力に余裕がある場合であれば、画像処理部５４０９において、更なる信号処理（例えば、ノイズ除去処理や他の高画質化処理等）が行われてもよい。画像処理部５４０９は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部５４１１に提供する。なお、画像処理部５４０９は、状態検出部５４１９によってカプセル型内視鏡５４０１の状態（動きや姿勢等）についての情報が取得されている場合には、当該情報と紐付けて、画像信号を無線通信部５４１１に提供してもよい。これにより、画像が撮像された体内における位置や画像の撮像方向等と、撮像画像とを関連付けることができる。
【０１６９】
無線通信部５４１１は、外部制御装置５４２３との間で各種の情報を送受信可能な通信装置によって構成される。当該通信装置は、アンテナ５４１３と、信号の送受信のための変調処理等を行う処理回路等から構成される。無線通信部５４１１は、画像処理部５４０９によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ５４１３を介して外部制御装置５４２３に送信する。また、無線通信部５４１１は、外部制御装置５４２３から、カプセル型内視鏡５４０１の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ５４１３を介して受信する。無線通信部５４１１は、受信した制御信号を制御部５４２１に提供する。
【０１７０】
給電部５４１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、及び昇圧回路等から構成される。給電部５４１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。具体的には、給電部５４１５のアンテナコイルに対して外部から所定の周波数の磁界（電磁波）が与えられることにより、当該アンテナコイルに誘導起電力が発生する。当該電磁波は、例えば外部制御装置５４２３からアンテナ５４２５を介して送信される搬送波であってよい。当該誘導起電力から電力再生回路によって電力が再生され、昇圧回路においてその電位が適宜調整されることにより、蓄電用の電力が生成される。給電部５４１５によって生成された電力は、電源部５４１７に蓄電される。
【０１７１】
電源部５４１７は、二次電池によって構成され、給電部５４１５によって生成された電力を蓄電する。図２４では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部５４１７からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部５４１７に蓄電された電力は、光源部５４０５、撮像部５４０７、画像処理部５４０９、無線通信部５４１１、状態検出部５４１９及び制御部５４２１に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
【０１７２】
状態検出部５４１９は、加速度センサ及び／又はジャイロセンサ等の、カプセル型内視鏡５４０１の状態を検出するためのセンサから構成される。状態検出部５４１９は、当該センサによる検出結果から、カプセル型内視鏡５４０１の状態についての情報を取得することができる。状態検出部５４１９は、取得したカプセル型内視鏡５４０１の状態についての情報を、画像処理部５４０９に提供する。画像処理部５４０９では、上述したように、当該カプセル型内視鏡５４０１の状態についての情報が、画像信号と紐付けられ得る。
【０１７３】
制御部５４２１は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することによりカプセル型内視鏡５４０１の動作を統括的に制御する。制御部５４２１は、光源部５４０５、撮像部５４０７、画像処理部５４０９、無線通信部５４１１、給電部５４１５、電源部５４１７及び状態検出部５４１９の駆動を、外部制御装置５４２３から送信される制御信号に従って適宜制御することにより、以上説明したような各部における機能を実現させる。
【０１７４】
外部制御装置５４２３は、ＣＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイコン若しくは制御基板等であり得る。外部制御装置５４２３は、アンテナ５４２５を有し、当該アンテナ５４２５を介して、カプセル型内視鏡５４０１との間で各種の情報を送受信可能に構成される。具体的には、外部制御装置５４２３は、カプセル型内視鏡５４０１の制御部５４２１に対して制御信号を送信することにより、カプセル型内視鏡５４０１の動作を制御する。例えば、外部制御装置５４２３からの制御信号により、光源部５４０５における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置５４２３からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部５４０７におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置５４２３からの制御信号により、画像処理部５４０９における処理の内容や、無線通信部５４１１が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
【０１７５】
また、外部制御装置５４２３は、カプセル型内視鏡５４０１から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise  reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が行われてよい。外部制御装置５４２３は、表示装置（図示せず）の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置５４２３は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。
【０１７６】
以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システム５４００の一例について説明した。以上説明した構成のうち、撮像部５４０７の撮像素子として、固体撮像装置１を用いることができる。この固体撮像装置１によれば、２枚の基板を積層させて貼り合わせる際に、より接合強度を向上させることができる。
【０１７７】
本開示に係る技術は、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、建設機械、農業機械（トラクター）など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。
【０１７８】
図２５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７０００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７０００は、通信ネットワーク７０１０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２５に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）、ＬＩＮ（Local  Interconnect  Network）、ＬＡＮ（Local  Area  Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
【０１７９】
各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図２５では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
【０１８０】
駆動系制御ユニット７１００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７１００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。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock  Brake  System）又はＥＳＣ（Electronic  Stability  Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
【０１８１】
駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
【０１８２】
ボディ系制御ユニット７２００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７２００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７２００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７２００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。
【０１８３】
バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
【０１８４】
車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００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７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time  Of  Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
【０１８５】
環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light  Detection  and  Ranging、Laser  Imaging  Detection  and  Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
【０１８６】
ここで、図２６は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００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のうちの少なくとも一つ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７９１０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７９１８は、主として車両７９００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７９１２，７９１４は、主として車両７９００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７９１６は、主として車両７９００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７９１８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。
【０１８７】
なお、図２６には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６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７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１８８】
車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、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に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０〜７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
【０１８９】
図２５に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、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。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
【０１９０】
また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
【０１９１】
車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０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。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
【０１９２】
統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal  Digital  Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
【０１９３】
記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
【０１９４】
汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（Global  System  of  Mobile  communications）、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）若しくはＬＴＥ−Ａ（LTE−Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer  To  Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine  Type  Communication）端末）と接続してもよい。
【０１９５】
専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless  Access  in  Vehicle  Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated  Short  Range  Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle  to  Vehicle）通信、路車間（Vehicle  to  Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle  to  Home）の通信及び歩車間（Vehicle  to  Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
【０１９６】
測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
【０１９７】
ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
【０１９８】
車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near  Field  Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless  USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）、ＨＤＭＩ（High-Definition  Multimedia  Interface）、又はＭＨＬ（Mobile  High-definition  Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
【０１９９】
車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
【０２００】
統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、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７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０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ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、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ってもよい。
【０２０１】
マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
【０２０２】
音声画像出力部７６７０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２５の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０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。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented  Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
【０２０３】
なお、図２５に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
【０２０４】
以上説明した車両制御システム７０００において、撮像部７４１０の撮像素子として、固体撮像装置１を用いることができる。この固体撮像装置１によれば、２枚の基板を積層させて貼り合わせる際に、より接合強度を向上させることができる。
【０２０５】
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
【０２０６】
（１）
金属で形成された第１の電極を有する第１の基板と、
前記第１の基板に貼り合わされる基板であって、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板と
を備え、
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面には、それらの貼合せ面の接合後の熱処理時における前記金属の隆起に応じた開口が形成された絶縁膜が成膜されており、
前記第１の電極と前記第２の電極とは、前記絶縁膜の開口で金属接合されている
半導体装置。
（２）
前記絶縁膜の開口の幅と深さは、熱処理時における熱応力による塑性変形により、前記金属が隆起する高さに合わせて調整される
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記絶縁膜は、シリコン系の絶縁膜である
前記（１）又は（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記絶縁膜は、材料の異なる複数の絶縁膜が積層されて形成される
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の半導体装置。
（５）
積層された複数の絶縁膜ごとに、開口の幅が異なっている
前記（４）に記載の半導体装置。
（６）
積層された複数の絶縁膜ごとに、膜厚に応じて開口の深さが異なっている
前記（４）又は（５）に記載の半導体装置。
（７）
前記第１の電極と前記第２の電極を形成する金属は、銅（Cu）である
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の半導体装置。
（８）
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の半導体装置であって、
前記第１の基板は、光電変換部を含む複数の画素が２次元配列された画素領域を有するセンサ基板であり、
前記第２の基板は、所定の回路を有する回路基板である
固体撮像装置。
（９）
金属で形成された第１の電極を有する第１の基板と、金属で形成された第２の電極を有する第２の基板とを貼り合わせ、
熱処理によって、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面に成膜された絶縁膜に形成される開口で、前記金属が隆起することで、前記第１の電極と前記第２の電極とが金属接合される
半導体装置の製造方法。
（１０）
前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるに際して、前記絶縁膜の開口の幅と深さは、熱処理時における熱応力による塑性変形により、前記金属が隆起する高さに合わせて調整される
前記（９）に記載の半導体装置の製造方法。
（１１）
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の貼合せ面に成膜される前記絶縁膜の材料として、シリコン系の絶縁膜を用いる
前記（９）又は（１０）に記載の半導体装置の製造方法。
（１２）
前記絶縁膜を成膜する際に、材料の異なる複数の絶縁膜を積層する
前記（９）乃至（１１）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（１３）
複数の絶縁膜を積層する際に、エッチレートの差を利用して、積層された複数の絶縁膜ごとに、開口の幅が異なるようにする
前記（１２）に記載の半導体装置の製造方法。
（１４）
複数の絶縁膜を積層する際に、積層された複数の絶縁膜ごとに、膜厚に応じて開口の深さが異なるようにする
前記（１１）又は（１２）に記載の半導体装置の製造方法。
（１５）
前記第１の電極と前記第２の電極を形成する金属の材料として、銅（Cu）を用いる
前記（９）乃至（１４）のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０２０７】
１  固体撮像装置，  １１  第１基板，  １１Ｓ  第１貼合せ面，  １２  画素，  １３  画素領域，  １４  画素駆動線，  １５  垂直信号線，  ２１  第２基板，  ２１Ｓ  第２貼合せ面，  ２２  垂直駆動回路，  ２３  カラム信号処理回路，  ２４  水平駆動回路，  ２５  システム制御回路，  １００，１００−１，１００−２  半導体ウェハ，  １０１，１０１−１，１０１−２  酸化膜，  １０３  ダミーパッド，  １０４，１０４−１，１０４−２  TLV，  １０５  バリアメタル膜，  １０６，１０６−１，１０６−２  金属膜，  １０７，１０７−１，１０７−２  絶縁膜，  １０８  フォトレジスト，  １０９，１０９−１，１０９−２  開口部，  １１０  空間，  ２０４，２０４−２  TLV，  ２０６，２０６−２  金属膜，  ２０７，２０７−１，２０７−２  絶縁膜，  ２０９，２０９−１，２０９−２  開口部，  ２１０  空間，  ３０４，３０４−１，３０４−２  TLV，  ３０６，３０６−１，３０６−２  金属膜，  ３０７，３０７−１  絶縁膜，  ３０７ａ，３０７ａ−１  第１絶縁膜，  ３０７ｂ，３０７ｂ−１  第２絶縁膜，  ３０９  開口部，  ３１０  空間，  １０００  撮像装置，  １００１  固体撮像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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