(57)【要約】【課題】貫通電極を備える半導体装置又は電子機器の品質及び信頼性を向上させる。【解決手段】半導体装置は、貫通電極を備える第１の半導体基板と、前記第１の半導体基板の第１の面に積層されている第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上に積層されている第２の絶縁膜とを備え、前記貫通電極は、内壁及び底面が導体で覆われ、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記第１の半導体基板の前記第１の面から前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を備える。本技術は、例えば、パッケージ化された固体撮像装置等に適用できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通電極を備える第１の半導体基板と、
前記第１の半導体基板の第１の面に積層されている第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上に積層されている第２の絶縁膜と
を備え、
前記貫通電極は、内壁及び底面が導体で覆われ、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記第１の半導体基板の前記第１の面から前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を備える
半導体装置。
【請求項２】
前記貫通電極は、前記内壁において、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記底面において、前記導体の上に前記第１の絶縁膜が積層され、少なくとも前記溝の底において前記第２の絶縁膜が積層されていない
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１の半導体基板の前記第１の面に、前記導体に接続されている第１の配線が設けられている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記貫通電極の前記底面における前記第１の絶縁膜の厚さが、前記第１の配線の表面における前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜を合わせた厚さ以上である
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１の配線の表面において、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜の厚さが略同じである
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１の配線の前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜で覆われていない部分に設けられているはんだボールを
さらに備える請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜が同じ部材からなる
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２の絶縁膜の上に積層され、前記溝の開口を塞ぐ第３の絶縁膜を
さらに備える請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１の半導体基板の前記第１の面と反対側の第２の面に積層されている配線層を
さらに備え、
前記貫通電極の前記底面の前記導体は、前記配線層の第２の配線に接続されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
光電変換を行う画素部を備え、前記配線層の前記第１の半導体基板側の面と反対側の面に積層されている第２の半導体基板を
さらに備える請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
半導体基板の所定の面の上、並びに、前記半導体基板の貫通電極の内壁及び底面を覆う導体の上に第１の絶縁膜を成膜する第１工程と、
前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を成膜する第２工程と、
前記貫通電極内に、前記半導体基板の所定の面から前記貫通電極の前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を形成する第３工程と
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
半導体装置と、
前記半導体装置から出力される信号の処理を行う信号処理部と
を備え、
前記半導体装置は、
貫通電極を備える第１の半導体基板と、
前記第１の半導体基板の第１の面に積層されている第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上に積層されている第２の絶縁膜と
を備え、
前記貫通電極は、内壁及び底面が導体で覆われ、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記第１の半導体基板の前記第１の面から前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を備える
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示に係る技術（以下、本技術とも称する）は、半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、電子機器に関し、特に、貫通電極を備える半導体装置、半導体装置の製造方法、及び、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貫通電極内の導体を溝状に除去した応力緩和部により、貫通電極近傍の曲げ応力、引張応力、圧縮応力、せん断応力等の応力を緩和することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／０３２２１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、貫通電極内の導体及び貫通電極に接続されている配線を保護する絶縁膜の膨潤及び収縮作用による応力により、貫通電極の周辺において絶縁膜にクラックが発生することに対する対策は検討されていない。
【０００５】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、貫通電極を備える半導体装置又は電子機器の品質及び信頼性を向上させるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の第１の側面の半導体装置は、貫通電極を備える第１の半導体基板と、前記第１の半導体基板の第１の面に積層されている第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上に積層されている第２の絶縁膜とを備え、前記貫通電極は、内壁及び底面が導体で覆われ、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記第１の半導体基板の前記第１の面から前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を備える。
【０００７】
本技術の第２の側面の半導体装置の製造方法は、半導体基板の所定の面の上、並びに、前記半導体基板の貫通電極の内壁及び底面を覆う導体の上に第１の絶縁膜を成膜する第１工程と、前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を成膜する第２工程と、前記貫通電極内に、前記半導体基板の所定の面から前記貫通電極の底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を形成する第３工程とを含む。
【０００８】
本技術の第３の側面の電子機器は、半導体装置と、前記半導体装置から出力される信号の処理を行う信号処理部とを備え、前記半導体装置は、貫通電極を備える第１の半導体基板と、前記第１の半導体基板の第１の面に積層されている第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜の上に積層されている第２の絶縁膜とを備え、前記貫通電極は、内壁及び底面が導体で覆われ、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記第１の半導体基板の前記第１の面から前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を備える。
【０００９】
本技術の第１の側面又は第３の側面においては、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜からなる絶縁膜の膨潤及び収縮作用による応力が緩和される。
【００１０】
本技術の第２の側面においては、半導体基板の所定の面の上、並びに、前記半導体基板の貫通電極の内壁及び底面を覆う導体の上に第１の絶縁膜が成膜され、前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜が成膜され、前記貫通電極内に、前記半導体基板の所定の面から前記貫通電極の底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝が形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本技術の第１乃至第３の側面によれば、貫通電極を備える半導体装置又は電子機器の品質及び信頼性を向上させることができる。
【００１２】
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】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態の固体撮像装置の外観概略図である。
【図２】固体撮像装置の基板構成を説明する図である。
【図３】積層基板の回路構成例を示す図である。
【図４】画素の等価回路を示す図である。
【図５】積層基板の詳細構造を示す図である。
【図６】はんだボール、シリコン貫通電極、及び、再配線の配置例を模式的に示す図である。
【図７】シリコン貫通電極の構成を模式的に示す拡大図である。
【図８】半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図９】半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図１０】半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図１１】第２の実施の形態の固体撮像装置の積層基板の詳細構造を示す図である。
【図１２】本技術の応用例を示す図である。
【図１３】電子機器の構成例を示すブロック図である。
【図１４】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１５】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】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１７】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】
【００１４】
以下、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（ソルダマスクを２層構造にした例）
２．第２の実施の形態（ソルダマスクを３層構造にした例）
３．応用例
４．変形例
【００１５】
＜＜１．第１の実施の形態＞＞
まず、図１乃至図１０を参照して、本技術の第１の実施の形態について説明する。
【００１６】
＜外観概略図＞
図１は、本技術の第１の実施の形態に係る半導体装置としての裏面照射型の固体撮像装置１の外観概略図を示している。
【００１７】
図１に示される固体撮像装置１は、下側基板１１と上側基板１２とが積層された積層基板１３がパッケージ化された半導体パッケージである。
【００１８】
下側基板１１には、不図示の外部基板と電気的に接続するための裏面電極であるはんだボール１４が、複数、形成されている。
【００１９】
上側基板１２の上面には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、またはＢ(青)のカラーフィルタ１５とオンチップレンズ１６が形成されている。また、上側基板１２は、オンチップレンズ１６を保護するためのガラス保護基板１８と、ガラスシール樹脂１７を介してキャビティレス構造で接続されている。
【００２０】
例えば、上側基板１２には、図２のＡに示されるように、光電変換を行う画素部が２次元配列された画素領域２１と、画素部の制御を行う制御回路２２が形成されており、下側基板１１には、画素部から出力された画素信号を処理する信号処理回路などのロジック回路２３が形成されている。
【００２１】
あるいはまた、図２のＢに示されるように、上側基板１２には、画素領域２１のみが形成され、下側基板１１に、制御回路２２とロジック回路２３が形成される構成でもよい。
【００２２】
以上のように、ロジック回路２３または制御回路２２及びロジック回路２３の両方を、画素領域２１の上側基板１２とは別の下側基板１１に形成して積層させることで、１枚の半導体基板に、画素領域２１、制御回路２２、およびロジック回路２３を平面方向に配置した場合と比較して、固体撮像装置１のサイズを小型化することができる。
【００２３】
以下では、少なくとも画素領域２１が形成される上側基板１２を、画素センサ基板１２と称し、少なくともロジック回路２３が形成される下側基板１１を、ロジック基板１１と称して説明を行う。
【００２４】
＜積層基板の構成例＞
図３は、積層基板１３の回路構成例を示している。
【００２５】
積層基板１３は、画素３２が２次元アレイ状に配列された画素アレイ部３３と、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５、水平駆動回路３６、出力回路３７、制御回路３８、入出力端子３９などを含む。
【００２６】
画素３２は、光電変換素子としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタを備える。画素３２の回路構成例については、図４を参照して後述する。
【００２７】
また、画素３２は、共有画素構造とすることもできる。この共有画素構造は、複数のフォトダイオードと、複数の転送トランジスタと、共有される１つのフローティングディフージョン（浮遊拡散領域）と、共有される１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。すなわち、共有画素では、複数の単位画素を構成するフォトダイオード及び転送トランジスタが、他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される。
【００２８】
制御回路３８は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また積層基板１３の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路３８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５及び水平駆動回路３６などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路３８は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路３４、カラム信号処理回路３５及び水平駆動回路３６等に出力する。
【００２９】
垂直駆動回路３４は、例えばシフトレジスタによって構成され、所定の画素駆動配線４０を選択し、選択された画素駆動配線４０に画素３２を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素３２を駆動する。すなわち、垂直駆動回路３４は、画素アレイ部３３の各画素３２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素３２の光電変換部において受光量に応じて生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線４１を通してカラム信号処理回路３５に供給する。
【００３０】
カラム信号処理回路３５は、画素３２の列ごとに配置されており、１行分の画素３２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。例えば、カラム信号処理回路５は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）およびＡＤ変換等の信号処理を行う。
【００３１】
水平駆動回路３６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路３５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路３５の各々から画素信号を水平信号線４２に出力させる。
【００３２】
出力回路３７は、カラム信号処理回路３５の各々から水平信号線４２を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。出力回路３７は、例えば、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子３９は、外部と信号のやりとりをする。
【００３３】
以上のように構成される積層基板１３は、ＣＤＳ処理とＡＤ変換処理を行うカラム信号処理回路３５が画素列ごとに配置されたカラムＡＤ方式と呼ばれるＣＭＯＳイメージセンサである。
【００３４】
＜画素の回路構成例＞
図４は、画素３２の等価回路を示している。
【００３５】
図４に示される画素３２は、電子式のグローバルシャッタ機能を実現する構成を示している。
【００３６】
画素３２は、光電変換素子としてのフォトダイオード５１、第１転送トランジスタ５２、メモリ部（ＭＥＭ）５３、第２転送トランジスタ５４、ＦＤ(フローティング拡散領域)５５、リセットトランジスタ５６、増幅トランジスタ５７、選択トランジスタ５８、及び、排出トランジスタ５９を有する。
【００３７】
フォトダイオード５１は、受光量に応じた電荷（信号電荷）を生成し、蓄積する光電変換部である。フォトダイオード５１のアノード端子が接地されているとともに、カソード端子が第１転送トランジスタ５２を介してメモリ部５３に接続されている。また、フォトダイオード５１のカソード端子は、不要な電荷を排出するための排出トランジスタ５９とも接続されている。
【００３８】
第１転送トランジスタ５２は、転送信号ＴＲＸによりオンされたとき、フォトダイオード５１で生成された電荷を読み出し、メモリ部５３に転送する。メモリ部５３は、ＦＤ５５に電荷を転送するまでの間、一時的に電荷を保持する電荷保持部である。
【００３９】
第２転送トランジスタ５４は、転送信号ＴＲＧによりオンされたとき、メモリ部５３に保持されている電荷を読み出し、ＦＤ５５に転送する。
【００４０】
ＦＤ５５は、メモリ部５３から読み出された電荷を信号として読み出すために保持する電荷保持部である。リセットトランジスタ５６は、リセット信号ＲＳＴによりオンされたとき、ＦＤ５５に蓄積されている電荷が定電圧源ＶＤＤに排出されることで、ＦＤ５５の電位をリセットする。
【００４１】
増幅トランジスタ５７は、ＦＤ５５の電位に応じた画素信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ５７は定電流源としての負荷ＭＯＳ６０とソースフォロワ回路を構成し、ＦＤ５５に蓄積されている電荷に応じたレベルを示す画素信号が、増幅トランジスタ５７から選択トランジスタ５８を介してカラム信号処理回路３５（図３）に出力される。負荷ＭＯＳ６０は、例えば、カラム信号処理回路３５内に配置されている。
【００４２】
選択トランジスタ５８は、選択信号ＳＥＬにより画素３２が選択されたときオンされ、画素３２の画素信号を、垂直信号線４１を介してカラム信号処理回路３５に出力する。
【００４３】
排出トランジスタ５９は、排出信号ＯＦＧによりオンされたとき、フォトダイオード５１に蓄積されている不要電荷を定電圧源ＶＤＤに排出する。
【００４４】
転送信号ＴＲＸ及びＴＲＧ、リセット信号ＲＳＴ、排出信号ＯＦＧ、並びに選択信号ＳＥＬは、画素駆動配線４０を介して垂直駆動回路３４から供給される。
【００４５】
画素３２の動作について簡単に説明する。
【００４６】
まず、露光開始前に、Ｈｉｇｈレベルの排出信号ＯＦＧが排出トランジスタ５９に供給されることにより排出トランジスタ５９がオンされ、フォトダイオード５１に蓄積されている電荷が定電圧源ＶＤＤに排出され、全画素のフォトダイオード５１がリセットされる。
【００４７】
フォトダイオード５１のリセット後、排出トランジスタ５９が、Ｌｏｗレベルの排出信号ＯＦＧによりオフされると、画素アレイ部３３の全画素で露光が開始される。
【００４８】
予め定められた所定の露光時間が経過すると、画素アレイ部３３の全画素において、転送信号ＴＲＸにより第１転送トランジスタ５２がオンされ、フォトダイオード５１に蓄積されていた電荷が、メモリ部５３に転送される。
【００４９】
第１転送トランジスタ５２がオフされた後、各画素３２のメモリ部５３に保持されている電荷が、行単位に、順次、カラム信号処理回路３５に読み出される。読み出し動作は、読出し行の画素３２の第２転送トランジスタ５４が転送信号ＴＲＧによりオンされ、メモリ部５３に保持されている電荷が、ＦＤ５５に転送される。そして、選択トランジスタ５８が選択信号ＳＥＬによりオンされることで、ＦＤ５５に蓄積されている電荷に応じたレベルを示す信号が、増幅トランジスタ５７から選択トランジスタ５８を介してカラム信号処理回路３５に出力される。
【００５０】
以上のように、図４の画素回路を有する画素３２は、露光時間を画素アレイ部３３の全画素で同一に設定し、露光終了後はメモリ部５３に電荷を一時的に保持しておいて、メモリ部５３から行単位に順次電荷を読み出すグローバルシャッタ方式の動作（撮像）が可能である。
【００５１】
なお、画素３２の回路構成としては、図４に示した構成に限定されるものではなく、例えば、メモリ部５３を持たず、いわゆるローリングシャッタ方式による動作を行う回路構成を採用することもできる。
【００５２】
＜積層基板の詳細構造例＞
次に、図５を参照して、積層基板１３の詳細構造について説明する。図５は、固体撮像装置１の一部分を拡大して示した断面図である。
【００５３】
ロジック基板１１においては、例えばシリコン（Ｓｉ）で構成された半導体基板８１（以下、シリコン基板８１という）の上側（画素センサ基板１２側）に、多層配線層８２が形成されている。この多層配線層８２により、図２の制御回路２２やロジック回路２３が構成されている。
【００５４】
多層配線層８２は、画素センサ基板１２に最も近い最上層の配線層８３ａ、中間の配線層８３ｂ、及び、シリコン基板８１に最も近い最下層の配線層８３ｃなどからなる複数の配線層８３と、各配線層８３の間に形成された層間絶縁膜８４とで構成される。
【００５５】
複数の配線層８３は、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）などを用いて形成され、層間絶縁膜８４は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などで形成される。複数の配線層８３及び層間絶縁膜８４のそれぞれは、全ての階層が同一の材料で形成されていてもよし、階層によって２つ以上の材料を使い分けてもよい。
【００５６】
シリコン基板８１の所定の位置には、シリコン基板８１を貫通するシリコン貫通孔８５が形成されている。そして、シリコン貫通孔８５に、絶縁膜８６を介して接続導体８７が埋め込まれることにより、シリコン貫通電極（ＴＳＶ：Through Silicon Via）８８が形成されている。より具体的には、シリコン貫通電極８８においては、シリコン貫通孔８５の内壁に沿って絶縁膜８６と接続導体８７が成膜されている。また、シリコン貫通電極８８においては、多層配線層８２の配線層８３ｃのシリコン基板８１側の面に接続導体８７が成膜されている。すなわち、シリコン貫通電極８８の内壁及び底面が、接続導体８７により覆われている。また、シリコン貫通電極８８の接続導体８７は、シリコン基板８１の下面（多層配線層８２側の面と反対側の面）側に形成されている再配線９０と接続されており、再配線９０は、はんだボール１４と接続されている。
【００５７】
なお、絶縁膜８６は、例えば、ＳｉＯ２膜やＳｉＮ膜などで形成することができる。接続導体８７及び再配線９０は、例えば、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、チタンタングステン合金（ＴｉＷ）、ポリシリコンなどで形成することができる。
【００５８】
シリコン基板８１の下面、及び、シリコン貫通電極８８内は、はんだボール１４が形成されている領域を除いて、絶縁膜８６、接続導体８７、及び、再配線９０を覆うように、ソルダマスク（ソルダレジスト）９１からなる絶縁膜により覆われている。ソルダマスク９１は、ソルダマスク９１Ａ及びソルダマスク９１Ｂの２層構造になっている。より具体的には、ソルダマスク９１は、シリコン基板８１の下面、及び、シリコン貫通電極８８の内壁において、ソルダマスク９１Ａ及びソルダマスク９１Ｂの２層構造になっている。一方、ソルダマスク９１は、後述するように、シリコン貫通電極８８の底面において、ソルダマスク９１Ｂが積層されておらず、ソルダマスク９１Ａの１層構造になっている。
【００５９】
また、シリコン貫通電極８８には、シリコン基板８１の下面側が開口され、当該開口からシリコン貫通電極８８の底面のソルダマスク９１Ａにまで達する溝８８Ａが形成されている。従って、シリコン貫通電極８８は、内壁において、接続導体８７の上にソルダマスク９１Ａ及びソルダマスク９１Ｂが積層されており、底面（溝８８Ａの底）において、接続導体８７の上にソルダマスク９１Ａが積層されており、ソルダマスク９１Ｂが積層されていない。
【００６０】
この溝８８Ａにより、後述するように、現像時のソルダマスク９１の膨潤及び収縮作用による応力が緩和され、シリコン貫通電極８８の周辺においてソルダマスク９１にクラックが発生することが抑制される。その結果、例えば、クラックにより再配線９０が露出することにより、水分等の影響で再配線９０が腐食し、固体撮像装置１の品質及び信頼性が低下することが防止される。
【００６１】
なお、例えば、再配線９０の表面において、ソルダマスク９１Ａとソルダマスク９１Ｂとは略同じ厚さに設定される。また、例えば、シリコン貫通電極８８の底面のソルダマスク９１Ａの厚さは、再配線９０の表面におけるソルダマスク９１Ａとソルダマスク９１Ｂを合わせた厚さ以上に設定される。
【００６２】
また、ソルダマスク９１Ａとソルダマスク９１Ｂは、例えば、ポジ型の感光性絶縁材料等で形成される。具体的には、ソルダマスク９１Ａとソルダマスク９１Ｂは、例えば、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、又は、ＳｉＯＮ膜などで形成することができる。なお、ソルダマスク９１Ａとソルダマスク９１Ｂを異なる材料で形成することも可能である。
【００６３】
一方、画素センサ基板１２には、シリコン（Ｓｉ）で構成された半導体基板１０１（以下、シリコン基板１０１という）の下側（ロジック基板１１側）に、多層配線層１０２が形成されている。この多層配線層１０２により、図２の画素領域２１の画素回路が構成されている。
【００６４】
多層配線層１０２は、シリコン基板１０１に最も近い最上層の配線層１０３ａ、中間の配線層１０３ｂ、及び、ロジック基板１１に最も近い最下層の配線層１０３ｃなどからなる複数の配線層１０３と、各配線層１０３の間に形成された層間絶縁膜１０４とで構成される。
【００６５】
複数の配線層１０３及び層間絶縁膜１０４として使用される材料は、上述した配線層８３及び層間絶縁膜８４の材料と同種のものを採用することができる。また、複数の配線層１０３や層間絶縁膜１０４が、１または２つ以上の材料を使い分けて形成されてもよい点も、上述した配線層８３及び層間絶縁膜８４と同様である。
【００６６】
なお、図５の例では、画素センサ基板１２の多層配線層１０２は３層の配線層１０３で構成され、ロジック基板１１の多層配線層８２は３層の配線層８３で構成されているが、配線層の総数はこれに限られず、任意の層数で形成することができる。
【００６７】
シリコン基板１０１内には、ＰＮ接合により形成されたフォトダイオード５１が、画素３２ごとに形成されている。
【００６８】
また、図示は省略されているが、多層配線層１０２とシリコン基板１０１には、第１転送トランジスタ５２、第２転送トランジスタ５４などの複数の画素トランジスタや、メモリ部（ＭＥＭ）５３なども形成されている。
【００６９】
カラーフィルタ１５とオンチップレンズ１６が形成されていないシリコン基板１０１の所定の位置には、画素センサ基板１２の配線層１０３ａと接続されているシリコン貫通電極１０９と、ロジック基板１１の配線層８３ａと接続されているチップ貫通電極１０５が、形成されている。
【００７０】
チップ貫通電極１０５とシリコン貫通電極１０９は、シリコン基板１０１上面に形成された接続用配線１０６で接続されている。また、シリコン貫通電極１０９及びチップ貫通電極１０５のそれぞれとシリコン基板１０１との間には、絶縁膜１０７が形成されている。さらに、シリコン基板１０１の上面には、絶縁膜（平坦化膜）１０８を介して、カラーフィルタ１５やオンチップレンズ１６が形成されている。
【００７１】
以上のように、図１に示される固体撮像装置１の積層基板１３は、ロジック基板１１の多層配線層８２側と、画素センサ基板１２の多層配線層１０２側とを貼り合わせた積層構造となっている。なお、図５では、ロジック基板１１の多層配線層８２と、画素センサ基板１２の多層配線層１０２との貼り合わせ面が、破線で示されている。
【００７２】
また、固体撮像装置１の積層基板１３では、画素センサ基板１２の配線層１０３とロジック基板１１の配線層８３が、シリコン貫通電極１０９とチップ貫通電極１０５の２本の貫通電極により接続され、ロジック基板１１の配線層８３とはんだボール（裏面電極）１４が、シリコン貫通電極８８と再配線９０により接続されている。これにより、固体撮像装置１の平面積を、極限まで小さくすることができる。
【００７３】
さらに、積層基板１３とガラス保護基板１８との間を、キャビティレス構造にして、ガラスシール樹脂１７により貼り合わせることにより、高さ方向についても低くすることができる。
【００７４】
したがって、図１に示される固体撮像装置１によれば、より小型化した半導体装置（半導体パッケージ）を実現することができる。
【００７５】
図６は、固体撮像装置１のシリコン基板８１の下面におけるはんだボール１４、シリコン貫通電極８８、及び、再配線９０の配置例を模式的に示している。図７は、図６のシリコン基板８１のシリコン貫通電極８８が配置されている領域の近傍を拡大した図である。なお、図６及び図７では、シリコン貫通電極８８の絶縁膜８６の図示は省略している。
【００７６】
この例では、シリコン基板８１の下面において、はんだボール１４が、縦６行×横４列の格子状に配置されている。また、シリコン基板８１の図内の上端において、複数のシリコン貫通電極８８が２行に分けて配置されている。各シリコン貫通電極８８は、再配線９０を介して、それぞれ異なるはんだボール１４に接続されている。さらに、シリコン基板８１の下面は、はんだボール１４が形成されている領域、及び、各シリコン貫通電極８８の溝８８Ａが形成されている領域を除いて、ソルダマスク９１により覆われている。
【００７７】
＜固体撮像装置の製造方法＞
次に、図８乃至図１０を参照して、固体撮像装置１の製造方法のうち、特にソルダマスク９１の成膜方法について説明する。なお、図８の下側、図９、及び、図１０において、固体撮像装置１のうち、シリコン基板８１のシリコン貫通電極８８の周辺のみが図示されている。また、図８乃至図１０において、絶縁膜８６の図示が省略されている。
【００７８】
工程Ｐ１において、プリウエット処理が行われる。具体的には、シリコン基板８１の下面がノズル２０２の方向を向くように固体撮像装置１、又は、複数の固体撮像装置１が形成されているウエハがコータ装置のスピンチャック２０１にセットされる。このとき、固体撮像装置１のシリコン基板８１の下面には再配線９０が形成され、シリコン貫通電極８８の溝８８Ｂ内に絶縁膜８６（不図示）及び接続導体８７が成膜されている。
【００７９】
そして、スピンチャック２０１により固体撮像装置１を回転させながら、ノズル２０２からシンナー２１１を滴下することにより、図８の左下に示されるように、シリコン基板８１の下面全体にシンナー２１１が塗布される。このとき、シンナー２１１が、シリコン貫通電極８８の溝８８Ｂ内に充填される。これにより、ソルダマスク９１Ａを構成する樹脂２１２の粘性が低下し、樹脂２１２が溝８８Ｂ内に埋め込まれやすくなる。なお、樹脂２１２には、例えば、ポジ型の感光性絶縁材料が用いられる。
【００８０】
工程Ｐ２において、コーティング処理が行われる。具体的には、スピンチャック２０１により固体撮像装置１を回転させながら、ノズル２０２から樹脂２１２を滴下することにより、シリコン基板８１の下面全体に樹脂２１２が塗布される。このとき、樹脂２１２の温度が所定の値（例えば、２３℃）になるように管理される。
【００８１】
この工程Ｐ２は、シリコン貫通電極８８の溝８８Ｂの底面の接続導体８７を樹脂２１２により被覆することが主な目的であり、それ以外の部分の樹脂２１２の厚さは薄くてもよい。ただし、溝８８Ｂが樹脂２１２で塞がれてしまわないように、樹脂２１２の厚さが調整される。例えば、シリコン基板８１の下面における樹脂２１２の厚さが所定の値（例えば、約１０μｍ）になるように、スピンチャック２０１の回転数が調整される。これにより、例えば、シリコン基板８１の溝８８Ｂの底面における樹脂２１２の厚さは、約２０乃至４０μｍとなる。
【００８２】
工程Ｐ３において、成膜処理が行われる。
【００８３】
具体的には、まずＰＡＢ（Post Applied Bake）処理が、所定の温度（例えば、１１０℃）で所定の時間（例えば、１８０秒）行われる。このＰＡＢ処理により、樹脂２１２内に残存しているシンナー２１１が除去される。
【００８４】
次に、固体撮像装置１が、所定の温度（例えば、２３℃）に設定されたプレートに入れられ、所定の時間（例えば、６０秒間）冷却される。
【００８５】
工程Ｐ４において、パターン生成処理が行われる。
【００８６】
具体的には、まず、露光装置を用いて、樹脂２１２に所定のパターンの露光が行われる。例えば、はんだボール１４を形成する領域の樹脂２１２を除去するために、当該領域が露光される。例えば、露光時間は５００ミリ秒、フォーカスは＋６．２５μｍに設定される。このとき、シリコン貫通電極８８の溝８８Ｂ内は、露光されない。
【００８７】
次に、ＰＥＢ（Post Exposure Bake）処理が、所定の温度（例えば、１１０℃）で所定の時間（例えば、１８０秒）行われる。このＰＥＢ処理により、樹脂２１２の架橋が促進される。
【００８８】
次に、固体撮像装置１が、所定の温度（例えば、２３℃）に設定されたプレートに入れられ、所定の時間（例えば、６０秒間）冷却される。
【００８９】
次に、現像処理が行われる。現像には、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を２．３８％に希釈した現像液が用いられる。また、現像時間は、例えば、６０秒×２回に設定される。この処理により、例えば、シリコン基板８１の下面のはんだボール１４を形成する領域の樹脂２１２が除去される。
【００９０】
工程Ｐ５において、オーブン処理（キュア処理）が行われる。このオーブン処理は、例えば、１２０℃で２時間、２００℃で１時間行われる。これにより、樹脂２１２が硬化し、シンナー溶媒等に対して不溶性を示すソルダマスク９１Ａが形成される。
【００９１】
工程Ｐ６において、工程Ｐ１と同様のプリウエット処理が行われる。これにより、シリコン基板８１のソルダマスク９１Ａの表面全体にシンナー２１３が塗布される。また、シリコン貫通電極８８の溝８８Ｂ内にシンナー２１３が充填される。
【００９２】
工程Ｐ７において、工程Ｐ２及び工程Ｐ３と同様のコーティング処理及び成膜処理が行われる。これにより、樹脂２１２と同様の部材からなる樹脂２１４が、シリコン基板８１のソルダマスク９１Ａの表面全体に塗布されるとともに、シリコン貫通電極８８の溝８８Ｂに充填される。
【００９３】
工程Ｐ８において、工程Ｐ４と同様のパターン生成処理が行われる。ただし、工程Ｐ８では、工程Ｐ４とは異なるパターンが生成される。すなわち、はんだボール１４を形成する領域の樹脂２１４が除去されるだけでなく、シリコン貫通電極８８の中央の樹脂２１４が溝状に除去される（クリッピングされる）。これにより、シリコン貫通電極８８内に溝８８Ａが形成される。この溝８８Ａは、周囲が樹脂２１４により囲まれ、シリコン貫通電極８８のシリコン基板８１の下面から、シリコン貫通電極８８の底面のソルダマスク９１Ａにまで達している。また、例えば、シリコン基板８１の下面における接続導体８７の開口の内径（図８の溝８８Ｂの内径）を６０μｍとした場合、溝８８Ａの内径は１０〜３０μｍに設定される。
【００９４】
もし溝８８Ａが形成されなければ、シリコン基板８１の下面とシリコン貫通電極８８内との間の樹脂２１４の膜厚差により、現像前のＰＥＢ処理において、シリコン基板８１の下面の樹脂２１４が完全に硬化しても、シリコン貫通電極８８内の樹脂２１４が完全に硬化しないおそれがある。そして、シリコン貫通電極８８内に引き込む応力が樹脂２１４に残り、現像時に、シリコン貫通電極８８の周辺において、樹脂２１４にクラックが発生するおそれがある。
【００９５】
一方、現像時にシリコン貫通電極８８内の樹脂２１４の一部が除去され、溝８８Ａが形成されることにより、現像時に発生する樹脂２１４の膨潤及び収縮作用による応力が緩和される。その結果、シリコン貫通電極８８の周辺において、樹脂２１４にクラックが発生することが防止される。その結果、固体撮像装置１の品質及び信頼性が向上する。
【００９６】
工程Ｐ９において、工程Ｐ５と同様のオーブン処理（キュア処理）が行われる。これにより、樹脂２１４が硬化し、シンナー溶媒等に対して不溶性を示すソルダマスク９１Ｂが形成される。
【００９７】
この２層目のソルダマスク９１Ｂは、シリコン貫通電極８８の内壁、及び、シリコン基板８１の下面において、１層目のソルダマスク９１Ａを補うことを主な目的として成膜される。これにより、シリコン貫通電極８８の内壁、及び、シリコン基板８１の下面において、ソルダマスク９１全体の厚みが増し、当該領域が十分に被覆されるようになる。
【００９８】
なお、シリコン基板８１の下面の再配線９０の表面において、ソルダマスク９１Ａとソルダマスク９１Ｂの厚みが略同じになることが望ましい。
【００９９】
以上のようにして、固体撮像装置１にソルダマスク９１が形成される。
【０１００】
＜＜２．第２の実施の形態＞＞
次に、図１１を参照して、本技術の第２の実施の形態について説明する。
【０１０１】
図１１は、本技術の第２の実施の形態に係る半導体装置としての固体撮像装置３０１の構成例を示している。図１１は、図５と同様に固体撮像装置３０１の一部分を拡大して示した断面図であり、図５の固体撮像装置１と対応する部分には、同じ符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１０２】
固体撮像装置３０１は、固体撮像装置１と比較して、ソルダマスク９１の構成が異なる。すなわち、固体撮像装置３０１では、ソルダマスク９１Ｃが追加されることにより、ソルダマスク９１が３層構造になっている。具体的には、ソルダマスク９１Ｃは、ソルダマスク９１Ｂの上に積層されている。また、ソルダマスク９１Ｃは、固体撮像装置１のシリコン貫通電極８８の溝８８Ａを塞いでいる。
【０１０３】
なお、ソルダマスク９１Ｃは、例えば、ソルダマスク９１Ａ及びソルダマスク９１Ｂと同様の工程により成膜される。このとき、すでにソルダマスク９１Ａ及びソルダマスク９１Ｂが硬化しているため、ソルダマスク９１Ｃの現像時に、ソルダマスク９１Ａ及びソルダマスク９１Ｂにクラックは発生しない。
【０１０４】
また、ソルダマスク９１Ｃは、シリコン貫通電極８８の溝８８Ａの開口を少なくとも塞いでいればよく、溝８８Ａ内にボイドが存在していてもよい。
【０１０５】
＜＜３．応用例＞＞
次に、本技術の応用例について説明する。
【０１０６】
例えば、本技術は、図１２に示されるように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに応用することができる。
【０１０７】
・デジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供され装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【０１０８】
＜電子機器への適用例＞
例えば、本技術は、固体撮像装置以外にも、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。
【０１０９】
図１３は、本技術に係る電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【０１１０】
図１３の撮像装置４００は、図１の固体撮像装置１又は図１１の固体撮像装置３０１の構成が採用される固体撮像装置４０１、およびカメラ信号処理回路であるＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路４０２を備える。また、撮像装置４０１は、フレームメモリ４０３、表示部４０４、記録部４０５、操作部４０６、及び、電源部４０７も備える。ＤＳＰ回路４０２、フレームメモリ４０３、表示部４０４、記録部４０５、操作部４０６及び電源部４０７は、バスライン４０８を介して相互に接続されている。
【０１１１】
固体撮像装置４０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置４０１として、図１の固体撮像装置１又は図１１の固体撮像装置３０１を用いることができる。
【０１１２】
表示部４０４は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置４０１で撮像された動画または静止画を表示する。記録部４０５は、固体撮像装置４０１で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【０１１３】
操作部４０６は、ユーザによる操作の下に、撮像装置４００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部４０７は、ＤＳＰ回路４０２、フレームメモリ４０３、表示部４０４、記録部４０５および操作部４０６の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【０１１４】
上述したように、固体撮像装置４０１として、図１の固体撮像装置１又は図１１の固体撮像装置３０１を用いることで、フォトダイオードの面積を拡大して高感度を実現しつつ、小型化を実現することができる。従って、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置４００においても、半導体パッケージの小型化と、撮像画像の高画質化の両立を図ることができる。
【０１１５】
また、固体撮像装置４０１のソルダマスクのクラックの発生が抑制されるため、固体撮像装置４０１の品質及び信頼性が向上し、その結果、固体撮像装置４０１を備える撮像装置４００の品質及び信頼性が向上する。
【０１１６】
＜内視鏡手術システムへの応用例＞
また、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。
【０１１７】
図１４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。
【０１１８】
図１４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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
図１５は、図１４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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、例えば、図１の固体撮像装置１又は図１１の固体撮像装置３０１は、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１０４０２に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１０４０２の品質及び信頼性が向上し、その結果、撮像部１０４０２を備える内視鏡手術システム１１０００全体の品質及び信頼性が向上する。
【０１４８】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１４９】
＜移動体への応用例＞
また、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。
【０１５０】
図１６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。
【０１５１】
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１６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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１６０】
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１６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。
【０１６１】
図１７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１６２】
図１７では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１６３】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１６４】
なお、図１７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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、例えば、図１の固体撮像装置１又は図１１の固体撮像装置３０１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１２０３１の品質及び信頼性が向上し、その結果、撮像部１２０３１を備える車両制御システム１２０００全体の品質及び信頼性が向上する。
【０１７０】
＜＜４．変形例＞＞
以下、上述した本技術の実施の形態の変形例について説明する。
【０１７１】
例えば、シリコン貫通電極８８の底面において、必ずしも２層目のソルダマスク９１を全て除去する必要はなく、一部を残しておいてもよい。
【０１７２】
また、上述した例では、本技術を裏面照射型の固体撮像装置に適用する例を示したが、本技術は、表面照射型の固体撮像装置にも適用することができる。
【０１７３】
さらに、本技術は、固体撮像装置以外にも、シリコン等の半導体基板を貫通する貫通電極を備える半導体装置、及び、当該半導体装置を備える電子機器に適用することができる。
【０１７４】
なお、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示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。
【０１７５】
例えば、上述した複数の実施の形態の全てまたは一部を組み合わせた形態を採用することができる。
【０１７６】
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なく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
【０１７７】
また、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
貫通電極を備える第１の半導体基板と、
前記第１の半導体基板の第１の面に積層されている第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上に積層されている第２の絶縁膜と
を備え、
前記貫通電極は、内壁及び底面が導体で覆われ、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記第１の半導体基板の前記第１の面から前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を備える
半導体装置。
（２）
前記貫通電極は、前記内壁において、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記底面において、前記導体の上に前記第１の絶縁膜が積層され、少なくとも前記溝の底において前記第２の絶縁膜が積層されていない
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記第１の半導体基板の前記第１の面に、前記導体に接続されている第１の配線が設けられている
前記（１）又は（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記貫通電極の前記底面における前記第１の絶縁膜の厚さが、前記第１の配線の表面における前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜を合わせた厚さ以上である
前記（３）に記載の半導体装置。
（５）
前記第１の配線の表面において、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜の厚さが略同じである
前記（３）又は（４）に記載の半導体装置。
（６）
前記第１の配線の前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜で覆われていない部分に設けられているはんだボールを
さらに備える前記（３）乃至（５）のいずれかに記載の半導体装置。
（７）
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜が同じ部材からなる
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の半導体装置。
（８）
前記第２の絶縁膜の上に積層され、前記溝の開口を塞ぐ第３の絶縁膜を
さらに備える前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の半導体装置。
（９）
前記第１の半導体基板の前記第１の面と反対側の第２の面に積層されている配線層を
さらに備え、
前記貫通電極の前記底面の前記導体は、前記配線層の第２の配線に接続されている
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の半導体装置。
（１０）
光電変換を行う画素部を備え、前記配線層の前記第１の半導体基板側の面と反対側の面に積層されている第２の半導体基板を
さらに備える前記（９）に記載の半導体装置。
（１１）
半導体基板の所定の面の上、並びに、前記半導体基板の貫通電極の内壁及び底面を覆う導体の上に第１の絶縁膜を成膜する第１工程と、
前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を成膜する第２工程と、
前記貫通電極内に、前記半導体基板の所定の面から前記貫通電極の前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を形成する第３工程と
を含む半導体装置の製造方法。
（１２）
半導体装置と、
前記半導体装置から出力される信号の処理を行う信号処理部と
を備え、
前記半導体装置は、
貫通電極を備える第１の半導体基板と、
前記第１の半導体基板の第１の面に積層されている第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜の上に積層されている第２の絶縁膜と
を備え、
前記貫通電極は、内壁及び底面が導体で覆われ、前記導体の上に前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が積層されており、かつ、前記第１の半導体基板の前記第１の面から前記底面の前記第１の絶縁膜にまで達する溝を備える
電子機器。
【符号の説明】
【０１７８】
１  固体撮像装置，  １１  下側基板（ロジック基板），  １２  上側基板（画素センサ基板），  １３  積層基板，  １４  はんだボール,  ２１  画素領域，  ２２  制御回路，  ２３  ロジック回路，  ３２  画素，  ５１  フォトダイオード，  ８１  シリコン基板，  ８３  配線層，  ８５  シリコン貫通孔，  ８６  絶縁膜，  ８７  接続導体，  ８８  シリコン貫通電極，  ８８Ａ  溝，  ９０  再配線，  ９１，９１Ａ乃至９１Ｃ  ソルダマスク，  １０１  シリコン基板，  ３０１  固体撮像装置，  ４００  撮像装置，  ４０１  固体撮像装置，  ４０２  ＤＳＰ回路
【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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