(57)【要約】【課題】製造難度の増加を抑制しつつ主光線入射角度を大きくとることができる撮像素子、撮像装置、および撮像素子の製造方法を提供する。【解決手段】撮像素子１２は、複数の画素が少なくとも第１の方向に配置された、撮像機能を有する第１の層１８と、第１の層１８に接合された第２の層１９と、を備え、第２の層１９は、第１の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層２６を有し、第１の層１８の第２の層１９と反対側の第１の主面の少なくとも一部、および、第２の層１９の第１の層１８と反対側の第２の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が少なくとも第１の方向に配置された、撮像機能を有する第１の層と、
前記第１の層に接合された第２の層と、を備え、
該第２の層は、前記第１の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層を有し、
前記第１の層の前記第２の層と反対側の第１の主面の少なくとも一部、および、前記第２の層の前記第１の層と反対側の第２の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である、撮像素子。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子であって、
前記副材料は、前記第２の層の形成後に膨張または収縮する、撮像素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像素子であって、
前記第２の主面に対する研磨によって、該第２の主面の少なくとも一部に凹形状または凸形状が形成され、
前記第２の主面がパッケージ基板に接合されると、前記第２の主面の形状が前記第１の主面に転写される、撮像素子。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像素子は、裏面照射型として構成される、撮像素子。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の撮像素子であって、
前記第２の層における前記副材料の、前記第２の層の主面に平行な方向における分布に応じて、前記第１の主面の形状および前記第２の主面の形状の少なくとも一方が異なる、撮像素子。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の撮像素子であって、
前記副材料は、前記第２の層において略同心円状に配される、撮像素子。
【請求項７】
撮像素子と撮像光学系とを備える撮像装置であって、
前記撮像素子は、
複数の画素が少なくとも第１の方向に配置された、撮像機能を有する第１の層と、該第１の層に接合された第２の層と、を備え、
該第２の層は、前記第１の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層を有し、
前記第１の層の前記第２の層と反対側の第１の主面の少なくとも一部、および、前記第２の層の前記第１の層と反対側の第２の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状であり、
前記撮像光学系は、
前記第１の層の受光面上に被写体像を結像する、
撮像装置。
【請求項８】
第１の基板の一方の主面に、フォトダイオードを形成するステップと、
前記第１の基板の一方の主面側に、密着サブ層を形成するステップと、
第２の基板の一方の主面に所定のパターンで形成した溝に、前記第２の基板の主材料と異なる副材料を堆積させるステップと、
前記第２の基板の一方の主面側に、密着サブ層を形成するステップと、
前記第１の基板の前記密着サブ層と、前記第２の基板の前記密着サブ層と、を接合するステップと、
前記第１の基板の一方の主面に対する他方の主面を研磨して光電変換サブ層を形成するステップと、
前記第２の基板の一方の主面に対する他方の主面を研磨して支持サブ層を形成するステップと、を含み、
前記第１の基板の前記他方の主面の少なくとも一部、および、前記第２の基板の前記他方の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である、撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号を出力する撮像素子、撮像装置、および撮像素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子などの撮像素子と、撮像光学系と、を備える撮像装置が知られている。例えば、特許文献１には、主光線入射角度を大きくするために、撮像素子の各画素の開口部の上に設けられたマイクロレンズの接合部をフレネル形状とする構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−００４８１４号公報
【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、撮像素子の各画素に正確に対応させたフレネル形状は非常に複雑であり、撮像装置の製造難度が高い。このため、例えば撮像装置の製造コスト低減や歩留まり向上に関して改善の余地があった。
【０００５】
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、製造難度の増加を抑制しつつ主光線入射角度を大きくとることができる撮像素子、撮像装置、および撮像素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明に係る撮像素子は、
複数の画素が少なくとも第１の方向に配置された、撮像機能を有する第１の層と、
前記第１の層に接合された第２の層と、を備え、
該第２の層は、前記第１の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層を有し、
前記第１の層の前記第２の層と反対側の第１の主面の少なくとも一部、および、前記第２の層の前記第１の層と反対側の第２の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である
ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る撮像装置は、
撮像素子と撮像光学系とを備える撮像装置であって、
前記撮像素子は、
複数の画素が少なくとも第１の方向に配置された、撮像機能を有する第１の層と、該第１の層に接合された第２の層と、を備え、
該第２の層は、前記第１の方向に沿って主材料領域と副材料領域とが交互に配される支持サブ層を有し、
前記第１の層の前記第２の層と反対側の第１の主面の少なくとも一部、および、前記第２の層の前記第１の層と反対側の第２の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状であり、
前記撮像光学系は、
前記第１の層の受光面上に被写体像を結像する
ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る撮像素子の製造方法は、
第１の基板の一方の主面に、フォトダイオードを形成するステップと、
前記第１の基板の一方の主面側に、密着サブ層を形成するステップと、
第２の基板の一方の主面に所定のパターンで形成した溝に、前記第２の基板の主材料と異なる副材料を堆積させるステップと、
前記第２の基板の一方の主面側に、密着サブ層を形成するステップと、
前記第１の基板の前記密着サブ層と、前記第２の基板の前記密着サブ層と、を接合するステップと、
前記第１の基板の一方の主面に対する他方の主面を研磨して光電変換サブ層を形成するステップと、
前記第２の基板の一方の主面に対する他方の主面を研磨して支持サブ層を形成するステップと、を含み、
前記第１の基板の前記他方の主面の少なくとも一部、および、前記第２の基板の前記他方の主面の少なくとも一部のうち、少なくとも一方が凹形状または凸形状である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る撮像素子、撮像装置、および撮像素子の製造方法によれば、製造難度の増加を抑制しつつ主光線入射角度を大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の撮像素子と撮像光学系との位置関係を示す図である。
【図３】図１の撮像素子の要部断面図である。
【図４】図１の撮像素子の底面図である。
【図５】図１の撮像素子の製造方法を説明するための基板の要部断面図である。
【図６】図１の撮像素子の製造方法を説明するための基板の要部断面図である。
【図７】図１の撮像素子の製造方法を説明するための基板の要部断面図である。
【図８】図１の撮像素子の製造方法における前工程を説明するフローチャートである。
【図９】図１の撮像素子の製造方法における後工程を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る撮像素子の断面形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
はじめに、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１に示すように、撮像装置１０は、撮像光学系１１と、撮像素子１２と、画像処理部１３と、制御部１４と、を備える。
【００１３】
撮像光学系１１は、絞りおよび複数のレンズを含んで構成され、被写体像を結像させる。本実施形態において、撮像光学系１１は広い画角を有しており、例えば主光線入射角度が９０度以上の主光線を集光可能である。
【００１４】
撮像素子１２は、例えばＣＭＯＳ撮像素子であって、撮像光学系１１によって結像する被写体像を撮像する。また、撮像素子１２は、撮像によって生成した撮像画像をアナログの画像信号として、画像処理部１３に出力する。本実施形態において、撮像素子１２は裏面照射型であるものとして説明するが、これに限られない。
【００１５】
画像処理部１３は、例えばＡＦＥおよびＤＳＰなどの画像処理専用のプロセッサを含み、撮像素子１２から取得した画像信号に対して、ＣＤＳ、ゲイン調整（ＡＧＣ）、およびＡＤ変換（ＡＤＣ）などの前段画像処理を施す。また、画像処理部１３は、撮像画像に対して自動露出（ＡＥ）、自動ホワイトバランス（ＡＷＢ）、色補間、明るさ補正、色補正、およびガンマ補正などの所定の後段画像処理を施す。
【００１６】
制御部１４は、例えば専用のマイクロプロセッサまたは特定のプログラムを読み込むことによって特定の処理を実行する汎用のＣＰＵである。制御部１４は、撮像装置１０の動作全体を制御する。
【００１７】
次に、撮像光学系１１と、撮像素子１２と、の位置関係について説明する。図２に示すように、パッケージ基板１５に接合された撮像素子１２は、撮像素子１２の中心位置が撮像光学系１１の光軸１６上に位置し、かつ、撮像光学系１１を通過した光１７、すなわち被写体像が撮像素子１２の受光面上で結像するように、撮像装置１０の筐体内に配置される。後述するように、撮像素子１２が備える第２の層に含まれる副材料が、収縮もしくは膨張することによって、または引張応力もしくは圧縮応力を生じることによって、撮像素子１２は変形し、湾曲した形状となる。このため、撮像素子１２の受光面の少なくとも一部は、凹形状または凸形状となる。図２は、撮像素子１２（および受光面）全体が凸形状である例を図示している。以下、撮像素子１２の受光面側（図２において上方側）を前面側といい、パッケージ基板１５との接合面側（図２において下方側）を背面側という。
【００１８】
次に、撮像素子１２の構成について具体的に説明する。図３に示すように、撮像素子１２は、第１の層１８と、第２の層１９と、を備える。図３においては説明のため、撮像素子１２を湾曲させずに図示し、撮像素子１２の構成要素ごとに縮尺を異ならせて図示している。また、図３は、撮像素子１２の複数の画素が配置された少なくとも１つの方向（第１の方向）に沿った、撮像素子１２の断面図である。
【００１９】
第１の層１８は、画素からの撮像画像信号を出力する撮像機能を有する層であって、例えば３〜４μｍ程度の厚みを有する。第１の層１８は、光電変換サブ層２０と、配線サブ層２１と、密着サブ層２２と、カラーフィルタ２３と、マイクロレンズ２４と、を含む。
【００２０】
光電変換サブ層２０は、主材料として例えばシリコンなどの半導体材料を含む。光電変換サブ層２０の一部領域には、画素を構成するフォトダイオード２５およびＭＯＳトランジスタが形成される。光電変換サブ層２０の前面側の主面は、撮像素子１２の受光面に定められる。
【００２１】
配線サブ層２１は、主材料として例えばシリコン酸化物などの絶縁材料を含む。配線サブ層２１の一部領域には、画素からの撮像画像信号を読み出す回路が形成される。回路は、例えば銅およびアルミニウムなどを用いた配線が積層して構成される。配線サブ層２１は、光電変換サブ層２０に隣接して背面側に設けられる。
【００２２】
密着サブ層２２は、例えばシリコン窒化物などの密着性が高い材料で構成される。密着サブ層２２は、配線サブ層２１に隣接して背面側に設けられ、第１の層１８と第２の層１９とを密着して接合するために用いられる。
【００２３】
カラーフィルタ２３は、例えばＲＧＢの各色に対応しており、特定の波長帯域の光を通過させるフィルタである。カラーフィルタ２３は、各画素に対応して設けられる。また、カラーフィルタ２３は、光電変換サブ層２０のフォトダイオード２５が形成される領域に、光電変換サブ層２０に隣接して前面側に設けられる。
【００２４】
マイクロレンズ２４は、各画素に対応して設けられるレンズである。マイクロレンズ２４は、撮像光学系１１を介して照射された光を、カラーフィルタ２３を介して撮像素子１２の受光面に集光する。
【００２５】
第２の層１９は、第１の層１８を支持する層であって、例えば１７０μｍ程度の厚みを有する。第２の層１９は、支持サブ層２６と、密着サブ層２７と、を含む。
【００２６】
支持サブ層２６は、主材料として例えばシリコンまたはガラスなどを含む。支持サブ層２６には、第１の方向に主材料と副材料とが交互に配される。各材料の材質と、副材料の幅方向における分布、すなわち第１の方向における分布とは、撮像素子１２の受光面の所望の形状に応じて任意に定められる。本実施形態では、主材料（例えば、シリコン）からなる主材料領域と、第１の材料２８および第２の材料２９のうち少なくとも１つの副材料からなる副材料領域と、が交互に配される。副材料は、例えば主材料と熱膨張率が異なる材料である。第１の材料２８は、例えば収縮膜または引張応力膜である。第２の材料２９は、例えば膨張膜または圧縮応力膜である。収縮膜および膨張膜は、例えば熱処理または半導体プロセス中に発生する熱によって、それぞれ収縮または膨張する。第２の層１９を背面側から見ると、例えば図４に示すように、支持サブ層２６の主材料と、第１の材料２８および第２の材料２９とが、それぞれ直径が異なる略同心円状に交互に配されている。
【００２７】
密着サブ層２７は、例えばシリコン窒化物などの密着性が高い材料で構成される。密着サブ層２７は、支持サブ層２６に隣接して前面側に設けられ、第１の層１８と第２の層１９とを密着して接合するために用いられる。
【００２８】
次に、図５乃至図７を参照して、第１の層１８および第２の層１９を形成する工程について説明する。当該工程は、２つの基板（以下、第１の基板および第２の基板という）を用いて行われる工程である。以下、当該工程の具体例を、第１の基板に対する加工工程と、第２の基板に対する加工工程と、第１の基板および第２の基板を接合して行う工程と、に分けて説明する。第１の層１８および第２の層１９を形成する当該工程は、例えば半導体プロセスの前工程に組み込まれる。第１の基板および第２の基板は、例えば一般的なシリコン半導体基板であるものとして説明する。
【００２９】
（第１の基板に対する加工工程）
まず、第１の基板に対する加工工程について説明する。はじめに、図５（ａ）に示すように、第１の基板３０の平坦化された一方の主面にフォトダイオード２５およびＭＯＳトランジスタを形成する。続いて、図５（ｂ）に示すように、第１の基板３０の当該主面に配線サブ層２１を形成し、例えばシリコン窒化膜を積層して密着サブ層２２をさらに形成する。
【００３０】
（第２の基板に対する加工工程）
次に、第２の基板に対する加工工程について説明する。はじめに、図６（ａ）に示すように、第２の基板３１の平坦化された一方の主面に、シリコン酸化膜３２と、シリコン窒化膜３３と、を形成し、フォトレジスト３４を塗布してパターンニングを行う。硬化したフォトレジスト３４のパターンは、例えばそれぞれ直径が異なる略同心円状である。続いて、図６（ｂ）に示すように、エッチングを行い、第２の基板３１の主面に溝を形成する。続いて、図６（ｃ）に示すように、フォトレジスト３４を除去して、第１の材料２８および第２の材料２９の少なくとも一方の副材料を、例えば蒸着処理やメッキ処理などの任意の処理によって堆積させる。２つ以上の副材料を堆積させる場合には、上述したパターンニングと、エッチングと、副材料を堆積させる処理と、を副材料ごとに行う。続いて、図６（ｄ）に示すように、平坦化処理を行い、シリコン酸化膜３２およびシリコン窒化膜３３を除去する。そして、図６（ｅ）に示すように、例えばシリコン窒化膜を積層して密着サブ層２７を形成する。
【００３１】
（第１の基板および第２の基板を接合して行う工程）
次に、第１の基板３０および第２の基板３１を接合して行う工程について説明する。はじめに、図７（ａ）に示すように、第１の基板３０の密着サブ層２２と、第２の基板３１の密着サブ層２７と、を接合する。続いて、図７（ｂ）に示すように、第１の基板３０の他方の主面を研磨する。ここで、例えば被研磨面にフォトダイオード２５が露出するまで研磨を行い、光電変換サブ層２０を形成する。続いて、図７（ｃ）に示すように、光電変換サブ層２０の上に、カラーフィルタ２３およびマイクロレンズ２４を配置する。このようにして、密着サブ層２２と、配線サブ層２１と、光電変換サブ層２０と、カラーフィルタ２３と、マイクロレンズ２４と、を含む第１の層１８が形成される。続いて、図７（ｄ）に示すように、第１の層１８が形成された第２の基板３１の上下を反転する。そして、図７（ｅ）に示すように、第２の基板３１の他方の主面を研磨する。ここで、例えば被研磨面に第１の材料２８または第２の材料２９が露出するまで研磨を行い、支持サブ層２６を形成する。このようにして、支持サブ層２６と、密着サブ層２７と、を含む第２の層１９が形成される。上述の工程を経て、第１の層１８および第２の層１９を備える撮像素子ウエハを得る。
【００３２】
次に、図８のフローチャートを参照して、上述した第１の層１８および第２の層１９を形成する工程の流れを説明する。
【００３３】
ステップＳ１００：はじめに、第１の基板３０の一方の主面にフォトダイオード２５およびＭＯＳトランジスタを形成する。
【００３４】
ステップＳ１０１：続いて、第１の基板３０の当該主面に配線サブ層２１を形成し、例えばシリコン窒化膜を積層して密着サブ層２２をさらに形成する。
【００３５】
ステップＳ１０２：次に、第２の基板３１の一方の主面に対して、シリコン酸化膜３２と、シリコン窒化膜３３と、フォトレジスト３４のパターンと、を形成し、エッチングによって第２の基板３１の主面に溝を形成する。
【００３６】
ステップＳ１０３：続いて、第２の基板３１のフォトレジスト３４を除去して、第１の材料２８および第２の材料２９の少なくとも１つを副材料として堆積させる。
【００３７】
ステップＳ１０４：続いて、第２の基板３１に対して平坦化処理を行い、シリコン酸化膜３２およびシリコン窒化膜３３を除去する。
【００３８】
ステップＳ１０５：続いて、第２の基板３１に対して、例えばシリコン窒化膜を積層して密着サブ層２７を形成する。
【００３９】
ステップＳ１０６：次に、第１の基板３０の密着サブ層２２と、第２の基板３１の密着サブ層２７と、を接合する。
【００４０】
ステップＳ１０７：続いて、第１の基板３０の、ステップＳ１００の一方の主面に対する他方の主面を研磨し、光電変換サブ層２０を形成する。
【００４１】
ステップＳ１０８：続いて、光電変換サブ層２０の上に、カラーフィルタ２３およびマイクロレンズ２４を配置する。このようにして、密着サブ層２２と、配線サブ層２１と、光電変換サブ層２０と、カラーフィルタ２３と、マイクロレンズ２４と、を含む第１の層１８が形成される。
【００４２】
ステップＳ１０９：続いて、第２の基板３１の、ステップＳ１０２の一方の主面に対する他方の主面を研磨する。本実施形態において、例えば被研磨面に副材料が露出するまで研磨を行い、支持サブ層２６を形成する。このようにして、密着サブ層２７と、支持サブ層２６と、を含む第２の層１９が形成される。
【００４３】
次に、図９のフローチャートを参照して、第１の層１８および第２の層１９を形成した撮像素子ウエハに対する加工工程の流れについて説明する。当該工程は、例えば半導体プロセスの後工程に組み込まれる。
【００４４】
ステップＳ２００：はじめに、ダイシングを行い、撮像素子ウエハを所望のチップサイズに切断する。
【００４５】
ステップＳ２０１：続いて、ダイスボンディングを行い、所望のチップサイズに切断された撮像素子１２をパッケージ基板１５に接合する。例えば、撮像素子１２は、パッケージ基板１５のリードフレームに、接着によって接合される。本実施形態において、撮像素子１２は、撮像素子１２の凹凸形状を維持した状態で、パッケージ基板１５に接合される。
【００４６】
ステップＳ２０２：そして、ワイヤボンディングを行い、撮像素子１２のパッドとパッケージ基板１５のパッドとを接続する。
【００４７】
このように、第１の実施形態に係る撮像素子１２は、第１の層１８と、主材料および副材料が交互に配される第２の層１９と、を備える。そして、第１の層１８の第２の層１９と反対側の主面、すなわち第１の層１８の前面側の主面の少なくとも一部は、凹形状または凸形状である。ここで、凹凸形状の形成に寄与する第２の層１９は、半導体プロセスの前工程において、例えば上述したステップＳ１０９の研磨（図８参照）によって形成可能である。このため、所望の凹凸形状を得るために、ステップＳ１０９の研磨を行った後に追加の工程、すなわち撮像素子１２の厚みが比較的薄い状態で追加の工程を要しないため、撮像素子１２の製造難度の増加が抑制される。
【００４８】
また、凹凸形状を有する撮像素子１２は、主光線入射角度を大きくとる撮像装置、例えば画角の広い広角レンズを用いる撮像装置に特に好適である。例えば、広角レンズを備える撮像装置において、撮像素子１２が平坦形状である場合には、撮像素子１２の撮像領域の中央部と周辺部とで、被写体像の収縮度合いが異なる。このため、撮像画像の周辺領域において、被写体は歪んで撮像される。一方、撮像素子１２に所望の凹凸形状を設けることによって、撮像領域の中央部と周辺部との間の、被写体像の収縮度合いの差が低減可能である。このため、撮像画像上の周辺領域において、被写体の歪みが低減される。
【００４９】
また、第２の層１９に含まれる副材料は、第２の層１９の形成後、例えばステップＳ１０９の研磨を行った後に膨張または収縮する。したがって、半導体プロセスの前工程において、副材料の堆積後、第２の層１９を形成する前に、副材料の膨張または収縮によって基板が湾曲することが抑制されるので、前工程における製造難度の増加が抑制される。
【００５０】
また、撮像素子１２は、裏面照射型の撮像素子である。一般に、裏面照射型の撮像素子は、フォトダイオードや配線層などを形成した基板に、支持基板を接合して製造される。したがって、支持基板を本実施形態に係る第２の基板３１として用いることができ、コストの増加が抑制され、および撮像素子の薄型化が可能となる。
【００５１】
また、撮像素子１２は、第２の層１９における副材料の、第１の方向における分布に応じて、第１の層１８の前面側の主面の形状が異なる。例えば、副材料が第１の材料２８（収縮膜または引張応力膜）である場合において、副材料が多く分布する領域ほど、第１の層１８の前面側の主面の形状は曲率が大きい凸形状となる。あるいは、副材料が第１の材料２８（収縮膜または引張応力膜）である場合において、副材料が多く分布する領域ほど、第１の層１８の前面側の主面の形状は曲率が大きい凹形状となる。したがって、第２の層１９における副材料の、第１の方向における分布を調整することによって、撮像素子１２を任意の湾曲形状にすることができる。
【００５２】
また、第２の層１９における主材料および副材料のそれぞれが、第２の層１９において略同心円状に配される。したがって、例えば同心円の中心点が撮像光学系１１の光軸１６上に位置し、かつ、撮像光学系１１を通過した光、すなわち被写体像が撮像素子１２の受光面上で結像するように、撮像素子１２を撮像装置１０の筐体内に配置することによって、撮像画像の円周部の被写体の歪みが均等に低減される。
【００５３】
また、第１の実施形態に係る撮像素子１２の製造方法によれば、第１の基板３０の一方の主面にフォトダイオード２５を形成し、第２の基板３１の一方の主面に形成した溝に副材料を堆積させ、第１の基板３０と第２の基板３１とを接合した後、第１の基板３０の他方の主面を研磨して光電変換サブ層２０を形成し、第２の基板３１の他方の主面を研磨して支持サブ層２６を形成する。ここで、支持サブ層２６を形成するための研磨において、第２の基板３１に堆積した副材料の厚みを基準として、研磨のエンドポイントが決定可能であるため、膜厚制御性が向上する。
【００５４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。概略として、第２の実施形態に係る撮像素子１２は、第２の層１９に含まれる副材料の材質が第１の実施形態と異なる。また、第２の実施形態に係る撮像装置１０の製造方法は、第２の層１９を形成するために行う研磨（ステップＳ１０９）を終了するタイミング、および、ダイスボンディングにおける接合方法（ステップＳ２０１）の細部が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態との差異について説明する。
【００５５】
撮像素子１２が備える第２の層１９の支持サブ層２６には、第１の実施形態と同様に、第１の方向に主材料領域と副材料領域とが交互に配される。例えば、支持サブ層２６の主材料（例えば、シリコン）と、副材料である第３の材料と、が交互に配される。第３の材料は、主材料と硬度が異なる材料であって、例えば金属材料または無機材料である。金属材料として、例えばタングステンや銅などが採用可能である。無機材料として、例えばシリコン窒化物やシリコン酸化物、テオス膜などが採用可能である。
【００５６】
次に、第２の層１９を形成するために行う研磨（ステップＳ１０９）について説明する。本実施形態において、例えば被研磨面に副材料が露出したタイミングから所定時間研磨を継続し（以下、過研磨ともいう）、その後終了する。上述のように、第２の層１９に含まれる主材料と副材料とは硬度が異なる。このため、例えば副材料の硬度が主材料の硬度よりも大きい場合には、過研磨によって主材料がより多く研磨される。また、主材料と副材料とが交互に配される領域において、第１の方向の副材料の分布を調整することによって、当該領域の研磨レートが制御可能である。このため、被研磨面、すなわち撮像素子１２の背面側の主面の少なくとも一部は、凹形状または凸形状となる。図１０（ａ）は、撮像素子１２の背面側の主面３５全体が凹形状である例を図示している。後述するように、撮像素子１２の背面側の主面３５の形状は、撮像素子１２の受光面３６の形状に転写される。ここで、各材料の材質、第１の方向の副材料の分布、および過研磨を行う時間は、撮像素子１２の受光面３６の所望の形状に応じて任意に定められる。
【００５７】
次に、ダイスボンディングにおける接合方法（ステップＳ２０１）の細部について説明する。本実施形態において、ダイスボンディングの際に、撮像素子１２をパッケージ基板１５側に吸引しながら接合する。吸引によって、撮像素子１２の背面側の主面３５の形状が、撮像素子１２の受光面３６の形状に転写される。例えば、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す撮像素子１２、すなわち背面側の主面３５全体が凹形状である撮像素子１２を、パッケージ基板１５側に吸引しながら接合した例を図示している。図１０（ｂ）において、撮像素子１２の受光面３６（および第１の層の前面側の主面）は、背面側の主面３５の形状が転写されて凹形状となっている。
【００５８】
このように、第２の実施形態に係る撮像素子１２は、第２の層１９の第１の層１８と反対側の主面、すなわち第２の層１９の背面側の主面３５の少なくとも一部が凹形状または凸形状である。ここで、第２の層１９の背面側の主面３５の凹凸形状は、半導体プロセスの前工程において、例えば上述したステップＳ１０９の研磨（図８参照）によって形成される。このようにして、第１の実施形態と同様に、所望の凹凸形状を得るために、ステップＳ１０９の研磨を行った後に追加の工程、すなわち撮像素子１２の厚みが比較的薄い状態で追加の工程を要しないため、撮像素子１２の製造難度の増加が抑制される。
【００５９】
また、撮像素子１２は、第２の層１９における副材料の、第１の方向における分布に応じて、第２の層１９の背面側の主面の形状が異なる。例えば、主材料の硬度よりも副材料の硬度が大きい場合において、副材料が多く分布する領域ほど、研磨レートが小さくなる。したがって、第２の層１９における副材料の、第１の方向における分布を調整することによって、撮像素子１２を任意の湾曲形状にすることができる。
【００６０】
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。
【００６１】
また、上述した実施形態において、裏面照射型の撮像素子を例に説明したが、表面照射型の撮像素子にも採用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０    撮像装置
１１    撮像光学系
１２    撮像素子
１３    画像処理部
１４    制御部
１５    パッケージ基板
１６    光軸
１７    光
１８    第１の層
１９    第２の層
２０    光電変換サブ層
２１    配線サブ層
２２    密着サブ層
２３    カラーフィルタ
２４    マイクロレンズ
２５    フォトダイオード
２６    支持サブ層
２７    密着サブ層
２８    第１の材料
２９    第２の材料
３０    第１の基板
３１    第２の基板
３２    シリコン酸化膜
３３    シリコン窒化膜
３４    フォトレジスト
３５    背面側の主面
３６    受光面
【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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