JP7379163B2 - カメラパッケージ、カメラパッケージの製造方法、および、電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、カメラパッケージ、カメラパッケージの製造方法、および、電子機器に関し、特に、レンズ形成にかかる製造コストを低減することができるようにしたカメラパッケージ、カメラパッケージの製造方法、および、電子機器に関する。

基板上にレンズを形成する方法として、基板に滴下した樹脂に金型を押し付けて金型形状を転写するインプリント技術が知られている。欠陥の無いレンズを歩留り良く形成するために、金型からはみ出すようにレンズ体積よりも過剰な量の樹脂を滴下して形成する手法が一般的に行われている。過剰な量の樹脂を滴下するのは、基板に樹脂を滴下すると、樹脂が自重で拡がるので、嵩高く、複雑な形状をしたレンズを形成するためである。

例えば、特許文献１には、金型に、余分な樹脂を閉じ込めるオーバーフロー部を設けることで、余分な樹脂が不必要な領域に流れないようにする技術が提案されている。

特開２０１２－９３７６５号公報

必要量以上の樹脂を滴下することは、製造コストの増大につながる。また、金型にオーバーフロー部を設けると、金型自体のサイズが大きくなるため、基板に複数のレンズを同時成型する場合に、隣りのレンズとの間隔を狭くすることができないため、基板にロスが発生し、製造コストが高くなってしまう。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、レンズ形成にかかる製造コストを低減することができるようにするものである。

本開示の第１の側面のカメラパッケージの製造方法は、固体撮像素子を保護する透明基板の上側のレンズ形成領域の周囲に、高接触角膜を成膜し、前記透明基板の上側の前記レンズ形成領域に、レンズ材料を滴下し、滴下後の前記レンズ材料を金型で成形し、レンズを形成する。

本開示の第１の側面においては、固体撮像素子を保護する透明基板の上側のレンズ形成領域の周囲に、高接触角膜が成膜され、前記透明基板の上側の前記レンズ形成領域に、レンズ材料が滴下され、滴下後の前記レンズ材料が金型で成形されて、レンズが形成される。

本開示の第２の側面のカメラパッケージは、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、前記透明基板の上に形成された密着促進剤とを備え、前記レンズと前記高接触角膜は、前記密着促進剤の上に形成され、前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である。
本開示の第３の側面のカメラパッケージは、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、前記透明基板の上に形成されたIRカットフィルタと密着促進剤の積層とを備え、前記レンズと前記高接触角膜は、前記IRカットフィルタと密着促進剤の積層の上に形成され、前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である。

本開示の第２の側面においては、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、前記透明基板の上に形成された密着促進剤とが設けられる。前記レンズと前記高接触角膜は、前記密着促進剤の上に形成され、前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である。
本開示の第３の側面においては、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、前記透明基板の上に形成されたIRカットフィルタと密着促進剤の積層とが設けられる。前記レンズと前記高接触角膜は、前記IRカットフィルタと密着促進剤の積層の上に形成され、前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である。

本開示の第４の側面の電子機器は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、前記透明基板の上に形成された密着促進剤とを備え、前記レンズと前記高接触角膜は、前記密着促進剤の上に形成され、前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜であるカメラパッケージと、前記カメラパッケージの上側に配置された、１以上のレンズ付き基板を含むレンズモジュールとを備える。

本開示の第４の側面においては、固体撮像素子と、前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、前記透明基板の上に形成された密着促進剤とを備えるカメラパッケージと、前記カメラパッケージの上側に配置された、１以上のレンズ付き基板を含むレンズモジュールとが設けられる。前記レンズと前記高接触角膜は、前記密着促進剤の上に形成され、前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である。

カメラパッケージ及び電子機器は、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。

本開示の第１乃至第４の側面によれば、レンズ形成にかかる製造コストを低減することができる。

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。

本開示を適用した半導体装置としてのカメラパッケージの概略構造図である。 図１のカメラパッケージのシステム構成例を示すブロック図である。 レンズ樹脂部を形成する方法を説明する図である。 保護基板上面の平面図である。 金型のその他の例を説明する図である。 レンズ樹脂部形成のタイミングを説明する図である。 レンズ樹脂部を形成するウエハレベルレンズプロセスを説明する図である。 レンズ樹脂部を形成するウエハレベルレンズプロセスを説明する図である。 図１のカメラパッケージの変形例を示す図である。 レンズ樹脂部のその他の形状例を説明する図である。 金型の形成工程への適用を説明する図である。 本開示を適用した半導体装置としてのカメラパッケージの概略構造図である。 レンズ樹脂部を形成するレンズ形成方法を説明する図である。 金型の断面図と平面図である。 レンズ樹脂部の平面図である。 図１４の金型を用いた場合の作用効果を説明する図である。 図１４の金型を用いた場合の作用効果を説明する図である。 図１４の金型の変形例を説明する図である。 金型のその他の実施の形態を説明する図である。 図１９の金型の断面図と平面図である。 固体撮像素子の詳細な断面構造を示す図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラパッケージの製造方法を説明する図である。 カメラモジュールの第１構成例の断面図である。 カメラモジュールの第２構成例の断面図である。 カメラモジュールの第３構成例の断面図である。 積層レンズ構造体の製造方法を説明する図である。 ２枚の基板状態のレンズ付き基板の接合を説明する図である。 基板状態のレンズ付き基板の製造方法を説明する図である。 本開示を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。 イメージセンサの使用例を説明する図である。 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。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。

以下、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．カメラパッケージの概略の構造
２．カメラパッケージのシステム構成
３．レンズ樹脂部の形成方法
４．レンズ樹脂部の形成タイミング
５．変形例
６．金型の形成
７．高接触角膜を用いない場合のカメラパッケージの概略構造
８．金型の作用効果
９．金型の変形例
１０．金型のその他の実施の形態
１１．固体撮像素子の詳細構造
１２．カメラパッケージの製造方法
１３．カメラモジュールの構成例
１４．レンズ付き基板どうしの直接接合
１５．レンズ付き基板の製造方法
１６．電子機器への適用例
１７．体内情報取得システムへの応用例
１８．内視鏡手術システムへの応用例
１９．移動体への応用例

＜１．カメラパッケージの概略の構造＞
図１は、本開示を適用した半導体装置としてのカメラパッケージの概略構造を示している。

図１に示されるカメラパッケージ１は、図中の矢印の方向で装置に入射する光もしくは電磁波を電気信号へ変換する。以後、本開示では、便宜上、電気信号へと変換する対象として、光を電気信号へ変換する装置を例に用いて説明する。

カメラパッケージ１は、第１構造体１１と第２構造体１２の積層構造を有する固体撮像素子１３と、外部端子１４と、第１構造体１１の上側に形成された保護基板１８と、保護基板１８上に形成されたレンズ樹脂部１９と、レンズ樹脂部１９の周囲に形成された高接触角膜２０とを少なくとも備える。なお、以下では、便宜上、図１における、光が装置へ入射する入射面の側を上側、入射面と対向する装置のもう一方の面の側を下側として、第１構造体１１を上側構造体１１、第２構造体１２を下側構造体１２と呼ぶことにする。

このカメラパッケージ１は、上側構造体１１の一部を構成する半導体基板（ウエハ）と、下側構造体１２の一部を構成する半導体基板（ウエハ）と、保護基板１８とを、ウエハレベルで貼り合せた後、個々のカメラパッケージ１へと個片化して形成される。

個片化される前の上側構造体１１は、半導体基板（ウエハ）に、入射した光を電気信号へ変換する画素が形成されたものである。画素は、例えば、光電変換するためのフォトダイオード（PD）と、光電変換動作や光電変換された電気信号を読み出す動作を制御する、複数個の画素トランジスタを備える。画素トランジスタは、例えば、MOSトランジスタであることが望ましい。個片化された後のカメラパッケージ１に含まれる上側構造体１１は、上側チップ、イメージセンサ基板、または、イメージセンサチップと呼ばれる場合もある。

上側構造体１１の上面には、例えば、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。オンチップレンズ１６の上側には、カメラパッケージ１の構造物、特にオンチップレンズ１６やカラーフィルタ１５を保護するための保護基板１８が配置されている。保護基板１８は、例えばガラス基板等の透明基板である。保護基板１８はその硬度がオンチップレンズ１６の硬度よりも高いと、オンチップレンズ１６を保護する作用が強まる。

保護基板１８の上面には、レンズ材料としての樹脂材料をインプリントにより所定の形状に成型することによって形成されたレンズ樹脂部１９が配置されている。レンズ樹脂部１９は、入射した光を所定の方向へ屈折させ、上側構造体１１の所定の画素へ入射させるレンズとして機能する。また、保護基板１８の上面のレンズ樹脂部１９の周囲には、高接触角膜２０が成膜されている。高接触角膜２０は、レンズ樹脂部１９の形成工程においてレンズ材料である樹脂材料を滴下したとき、樹脂材料の接触角が、保護基板１８の接触角よりも大きい膜である。

個片化される前の下側構造体１２は、半導体基板（ウエハ）に、トランジスタと配線とを含む半導体回路が形成されたものである。個片化された後のカメラパッケージ１に含まれる下側構造体１２は、下側チップ、信号処理基板、または、信号処理チップと呼ばれる場合もある。下側構造体１２には、装置外部の不図示の配線と電気的に接続するための外部端子１４が、複数、形成されている。外部端子１４は、例えば、はんだボールである。

カメラパッケージ１は、オンチップレンズ１６上に配置されたシール樹脂１７を介して、上側構造体１１の上側もしくはオンチップレンズ１６の上側に保護基板１８が固定されたキャビティレス構造を成している。シール樹脂１７は、その硬度が保護基板１８の硬度よりも低いため、シール樹脂が存在しない場合と比較すると、カメラパッケージ１の外部から保護基板１８へ加わった応力が装置内部へと伝わるのを緩和する作用を果たし得る。

なお、カメラパッケージ１は、キャビティレス構造と異なる構造として、上側構造体１１の上面に、柱状もしくは壁状の構造を形成し、保護基板１８がオンチップレンズ１６の上方に空隙を持って担持されるように、上記柱状もしくは壁状の構造に固定されたキャビティ構造を成しても良い。

＜２．カメラパッケージのシステム構成＞
図２は、カメラパッケージ１のシステム構成例を示すブロック図である。

図２のカメラパッケージ１は、光電変換部（PD）を有する画素３１が、行方向および列方向に複数個配置された画素アレイ部２４を備える。

画素アレイ部２４は、画素３１を行毎に駆動するための行駆動信号線３２や、行毎に駆動された複数個の画素３１から、光電変換の結果生じた信号を読み出すための垂直信号線（列読出し線）３３を備える。図２に示すように、１本の行駆動信号線３２には、行方向に配列された複数個の画素３１が接続されている。１本の垂直信号線３３には、列方向に配列された複数個の画素３１が接続されている。

カメラパッケージ１は、行駆動部２２と列信号処理部２５をさらに備える。

行駆動部２２は、例えば、画素駆動するための行の位置を決める行アドレス制御部、言い換えれば、行デコーダ部と、画素３１を駆動するための信号を発生させる行駆動回路部を備える。

列信号処理部２５は、例えば、垂直信号線３３に接続され、画素３１とソースフォロア回路を形成する負荷回路部を備える。また、列信号処理部２５は、垂直信号線３３を介して画素３１から読み出された信号を増幅する増幅回路部を備えていても良い。さらに、列信号処理部２５は、光電変換の結果として画素３１から読み出された信号から、系のノイズレベルを取り除くための、ノイズ処理部をさらに備えても良い。

列信号処理部２５は、画素３１から読み出された信号もしくは上記ノイズ処理されたアナログ信号を、デジタル信号へと変換するための、アナログデジタルコンバータ（ADC）を備える。ADCは、変換対象となるアナログ信号と、これと比較対象となる参照掃引信号とを比較するためのコンパレータ部、および、コンパレータ部での比較結果が反転するまでの時間を計測するカウンタ部を備える。列信号処理部２５は、読出し列を走査する制御を行う水平走査回路部をさらに備えても良い。

カメラパッケージ１は、タイミング制御部２３をさらに備える。タイミング制御部２３は、装置へ入力された基準クロック信号やタイミング制御信号を基にして、行駆動部２２と列信号処理部２５へ、タイミングを制御する信号を供給する。以後、本開示においては、行駆動部２２、列信号処理部２５、及びタイミング制御部２３の全部もしくは一部を、単に画素周辺回路部、周辺回路部、または、制御回路部と呼ぶ場合がある。

カメラパッケージ１は、画像信号処理部２６をさらに備える。画像信号処理部２６は、光電変換の結果得られたデータ、言い換えれば、カメラパッケージ１における撮像動作の結果得られたデータに対して、各種の信号処理を施す回路である。画像信号処理部２６は、例えば、画像信号処理回路部と、データ保持部とを含んで構成される。画像信号処理部２６は、更にプロセッサ部を備えても良い。

画像信号処理部２６において実行される信号処理の一例は、AD変換された撮像データが、暗い被写体を撮影したデータである場合には階調を多く持たせ、明るい被写体を撮影したデータである場合には階調を少なくするトーンカーブ補正処理である。この場合、撮像データの階調をどのようなトーンカーブに基づいて補正するか、トーンカーブの特性データを予め画像信号処理部２６のデータ保持部に記憶させておくことが望ましい。

カメラパッケージ１は、入力部２１Aをさらに備える。入力部２１Aは、例えば、上記基準クロック信号や、垂直同期信号および水平同期信号などのタイミング制御信号や、画像信号処理部２６のデータ保持部へ記憶させる特性データなどを、装置外部からカメラパッケージ１へ入力する。入力部２１Aは、カメラパッケージ１へデータを入力するための外部端子１４である入力端子４１と、入力端子４１へ入力された信号をカメラパッケージ１の内部へと取り込む入力回路部４２とを備える。

入力部２１Aは、入力回路部４２で取り込まれた信号の振幅を、カメラパッケージ１の内部で利用しやすい振幅へと変更する入力振幅変更部４３をさらに備える。

入力部２１Aは、入力データのデータ列の並びを変更する入力データ変換回路部４４をさらに備える。入力データ変換回路部４４は、例えば、入力データとしてシリアル信号を受け取って、これをパラレル信号へと変換するシリアルパラレル変換回路である。

なお、入力振幅変更部４３と入力データ変換回路部４４は、省略される場合もある。

カメラパッケージ１がフラッシュメモリやSRAM、DRAMと言った外部のメモリデバイスと接続される場合には、入力部２１Aは、これら外部のメモリデバイスからのデータを受け取るメモリインタフェース回路をさらに備えることができる。

カメラパッケージ１は、出力部２１Bをさらに備える。出力部２１Bは、カメラパッケージ１で撮影された画像データや、画像信号処理部２６で信号処理された画像データを、カメラパッケージ１から装置外部へと出力する。出力部２１Bは、カメラパッケージ１から装置外部へとデータを出力ための外部端子１４である出力端子４８と、カメラパッケージ１の内部から装置外部へとデータを出力する回路であり、出力端子４８と接続されたカメラパッケージ１外部の外部配線を駆動する回路である、出力回路部４７とを備える。

出力部２１Bは、カメラパッケージ１の内部で用いた信号の振幅を、カメラパッケージ１の外部に接続された外部デバイスで利用しやすい振幅へと変更する出力振幅変更部４６をさらに備える。

出力部２１Bは、出力データのデータ列の並びを変更する出力データ変換回路部４５をさらに備える。出力データ変換回路部４５は、例えば、カメラパッケージ１内部で使用したパラレル信号を、シリアル信号へと変換するパラレルシリアル変換回路である。

出力データ変換回路部４５と出力振幅変更部４６は、省略される場合もある。

カメラパッケージ１がフラッシュメモリやSRAM、DRAMと言った外部のメモリデバイスと接続される場合には、出力部２１Bは、これら外部のメモリデバイスへとデータを出力するメモリインタフェース回路をさらに備えることができる。

なお、本開示においては、便宜上、入力部２１Aと出力部２１Bの双方もしくは少なくとも一方を含む回路ブロックを、入出力部２１と呼ぶ場合がある。また、入力回路部４２と出力回路部４７の双方もしくは少なくとも一方を含む回路部を、入出力回路部４９と呼ぶ場合がある。

＜３．レンズ樹脂部の形成方法＞
次に、図３を参照して、保護基板１８上にレンズ樹脂部１９を形成する方法について説明する。

初めに、紫外線（ＵＶ）およびオゾン（Ｏ₃）を用いたＵＶオゾン洗浄や薬液を用いた洗浄などにより、図３のAに示される保護基板１８表面の汚染が除去される。薬液を用いた洗浄としては、例えば、薬液として、IPA（イソプロピルアルコール）、エタノール、アセトン等を用いて、二流体洗浄、ブラシ洗浄等の洗浄方式で行うことができる。

洗浄後、図３のAに示されるように、保護基板１８上面に、高接触角膜２０がパターニングされる。高接触角膜２０のパターニングは、リソグラフィでもよいし、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法などでもよい。高接触角膜２０が成膜される領域は、次の工程で滴下されるレンズ材料５０１を配置したくない領域、換言すれば、図１において保護基板１８上のレンズ樹脂部１９以外の領域である。高接触角膜２０の材料としては、例えば、フッ素系樹脂、シリコーン（Si-CH3）系樹脂などを用いることができる。また、高接触角膜２０の材料として、光を遮断(吸収または反射)するような機能を持つ材料を追加したり、採用してもよい。この場合、高接触角膜２０により、フレアやゴースト対策も同時に行うことが可能となる。

なお、保護基板１８表面が洗浄された後、高接触角膜２０がパターニングする前に、保護基板１８の上面全面に、次の工程で滴下されるレンズ材料５０１と保護基板１８との密着性を向上させる密着促進剤を成膜してもよい。密着促進剤の接触角膜は、高接触角膜よりも小さく、高接触角膜は、密着促進剤に対しても大きい接触角を有する膜である。

次に、図３のBに示されるように、レンズ樹脂部１９を形成する保護基板１８上の所定の領域、具体的には、高接触角膜２０が成膜された領域の内側に、レンズ材料５０１が滴下される。レンズ材料５０１の滴下量は、完成状態のレンズ樹脂部１９の体積相当分にほぼ等しい量とされる。レンズ材料５０１の滴下位置は、保護基板１８上の所定の位置に形成されたアライメントマークを基準にして、高精度に制御することができる。レンズ材料５０１は、例えば、紫外線で硬化する樹脂材料で構成される。

図４は、図３のBのレンズ材料５０１を滴下する工程後の保護基板１８上面の平面図である。

レンズ樹脂部１９の平面形状は、図４のAに示されるような円形状の場合もあれば、図４のBに示されるような矩形状の場合もある。高接触角膜２０は、形成したいレンズ樹脂部１９の平面形状に応じて、円形状または矩形状に成膜される。保護基板１８上面に高接触角膜２０が成膜されていることにより、滴下されたレンズ材料５０１は、高接触角膜２０が成膜されていない領域にのみ拡がる。レンズ材料５０１が平面方向に必要以上に拡がらないので、レンズ樹脂部１９の体積相当分のレンズ材料５０１は、嵩高い形状となり、厚いレンズでも形成が可能となる。

図３の説明に戻り、図３のCに示されるように、インプリント装置のチャック５０２上に保護基板１８が載置され、吸着して固定された状態で、インプリント装置の取り付け部５０４に取り付けられた、レンズ樹脂部１９の凹凸形状を有する金型５０３が、所定の速度及び荷重でレンズ材料５０１に押し付けられる。これにより、保護基板１８上に滴下されたレンズ材料５０１に、金型５０３の凹凸形状が転写される。金型５０３をレンズ材料５０１に押し当てる際の高さは、レンズ樹脂部１９の厚みに合わせて制御される。金型５０３の平面方向の位置については、レンズ材料５０１の滴下位置と同様に、保護基板１８上の所定の位置に形成されたアライメントマークを基準にして、高精度に制御される。レンズ材料５０１と接触する金型５０３の表面には、硬化後のレンズ材料５０１から剥離しやすいように離型処理を予め施してもよい。

次に、図３のDに示されるように、金型５０３が、レンズ材料５０１に押し付けられた状態で、取り付け部５０４の上側から、紫外線を照射することにより、レンズ材料５０１が硬化される。取り付け部５０４および金型５０３は、紫外線を透過させる材料で構成されている。なお、チャック５０２を紫外線透過材料で構成し、チャック５０２の下側から紫外線を照射することにより、レンズ材料５０１を硬化させてもよい。また、レンズ材料５０１には、紫外線硬化性ではなく、熱硬化性の樹脂材料を用いて、熱処理によりレンズ材料５０１を硬化させてもよい。

図３のEに示されるように、レンズ材料５０１の硬化後、金型５０３をレンズ材料５０１から離すと、図１のレンズ樹脂部１９が保護基板１８上に形成されている。レンズ材料５０１の滴下量は、完成状態のレンズ樹脂部１９の体積相当分にほぼ等しい量であり、高接触角膜２０上に、レンズ材料５０１がはみ出すことなく、高精度に制御されたレンズ樹脂部１９を形成することができる。

なお、レンズ材料５０１の滴下量を、完成状態のレンズ樹脂部１９の体積相当分よりも少し多めとする場合には、図５に示されるように、金型５０３の外周の側面部分に、紫外線を透過しない遮光膜（マスク）５０５を成膜しておくことができる。これにより、金型５０３をレンズ材料５０１に押し当てた際、外側にはみ出たレンズ材料５０１には紫外線が照射されず、硬化されずに、除去することができる。

図３のEに示した離型後、最表面であるレンズ樹脂部１９と高接触角膜２０の上面に、反射防止膜を成膜してもよい。反射防止膜の材料には、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜などが挙げられる。

以上のように、保護基板１８の上面のレンズ樹脂部１９の周囲に、高接触角膜２０を成膜し、その内側に、レンズ材料５０１を滴下し、滴下後のレンズ材料５０１を金型５０３で成形して硬化させることにより、レンズ樹脂部１９が形成される。レンズ樹脂部１９の周囲に、高接触角膜２０を成膜することにより、完成状態のレンズ樹脂部１９の体積相当分のレンズ材料５０１の滴下量でも、嵩高い形状の厚いレンズでも形成が可能である。レンズ形状の体積相当分以上の余分なレンズ材料５０１を滴下する必要がなく、金型５０３にはオーバーフロー部を設ける必要もないので、金型５０３も小さいサイズで設計することができる。これにより、レンズ形成にかかる製造コストを低減することができる。

＜４．レンズ樹脂部の形成タイミング＞
図６は、図３で説明したレンズ樹脂部１９の形成工程が行われるタイミングを説明する図である。

図６のAは、固体撮像素子１３の上側に保護基板１８を配置した後で、保護基板１８の上面に、図３で説明した方法により、レンズ樹脂部１９を形成する方法を示している。

一方、図６のBは、先に、保護基板１８の上面に、図３で説明した方法により、レンズ樹脂部１９を形成し、レンズ樹脂部１９が形成された保護基板１８を、任意のタイミングで、固体撮像素子１３のオンチップレンズ１６やカラーフィルタ１５の上側に配置する方法を示している。

このように、固体撮像素子１３と合体済みの保護基板１８にレンズ樹脂部１９を形成してもよいし、保護基板１８単体の状態で、レンズ樹脂部１９を形成してから、固体撮像素子１３と合体させてもよい。

また、図３では、１個のレンズ樹脂部１９に注目して、レンズ樹脂部１９を形成するレンズ形成方法について説明したが、保護基板１８の平面方向に複数個のレンズ樹脂部１９を同時に形成するウエハレベルレンズプロセスにおいても、図３で説明した方法が適用できる。

即ち、図７に示されるように、図３の金型５０３が平面方向に複数配置されたウエハレプリカ基板５５１を用いたインプリントプロセスにより、一括で、多数のレンズ樹脂部１９をデバイス基板５５２に形成することができる。

あるいはまた、図８に示されるように、１個の金型５０３を用いて、デバイス基板５５２上の位置を変更しながら、デバイス基板５５２上にレンズ樹脂部１９を順次形成することで、デバイス基板５５２に多数のレンズ樹脂部１９を形成する方法も採用可能である。

図７および図８のデバイス基板５５２とは、図６のAでは、上段に示した、レンズ樹脂部１９を形成する前の固体撮像素子１３の上側に保護基板１８が形成された状態のウエハ基板であり、図６のBでは、レンズ樹脂部１９を形成する前の保護基板１８のウエハ状態を表す。

＜５．変形例＞
図９および図１０は、図１のカメラパッケージ１の変形例を示している。

図３を参照した説明において、保護基板１８の上面全面に、レンズ材料５０１と保護基板１８との密着性を向上させる密着促進剤を成膜してもよいことを述べた。

図９は、保護基板１８の上面に密着促進剤を成膜した場合のカメラパッケージ１の断面図を示している。

図９に示されるように、保護基板１８の上面全面に密着促進剤５７１が形成されており、その上に、レンズ樹脂部１９と高接触角膜２０が成膜されている。

高接触角膜２０は、密着促進剤５７１よりも接触角が大きい性質を有する。したがって、保護基板１８の上面全面に密着促進剤５７１を形成した場合も、図３を参照して説明したように、レンズ樹脂部１９の体積相当分で、嵩高い形状のレンズ樹脂部１９を形成することができる。

なお、カメラパッケージ１には、密着促進剤５７１に代えて、その他の膜、例えば、IR光を遮光するIRカットフィルタなどを成膜してもよい。また、IRカットフィルタと密着促進剤５７１を積層してもよい。

図１０は、レンズ樹脂部１９のその他の形状例を示す図である。

レンズ樹脂部１９の形状は、レンズとしての性能を発揮する形状であれば、任意の形状を採用することができ、例えば、図１０に示される形状などでもよい。レンズ樹脂部１９の形状に応じて、金型５０３の形状も変更される。

また、図１０のカメラパッケージ１では、レンズ樹脂部１９の上面および高接触角膜２０の上面に、反射防止膜５７２が成膜されている。上述したように、高接触角膜２０の材料として、光を吸収または反射する材料を追加してもよいし、図１０のように、レンズ樹脂部１９および高接触角膜２０の上面に、反射防止膜５７２を成膜してもよい。これにより、フレアやゴーストを抑制することができる。

＜６．金型の形成＞
上述した例では、金型５０３の凹凸形状をレンズ材料５０１に転写し、レンズ樹脂部１９を成型する工程に、高接触角膜２０を利用する場合について説明したが、金型５０３を形成する工程にも同様に、高接触角膜の成膜が利用できる。

図１１は、金型５０３を形成する工程の例を示している。

図１１のAに示されるように、基板５８１上に、遮光膜５８２、密着促進剤５８３、および、高接触角膜５８４が、その順で成膜される。遮光膜５８２は、後述する図１１のDの工程において、金型５０３となる金型材料５９１の形成領域以外の領域に形成される。密着促進剤５８３、および、高接触角膜５８４は、全面に形成される。

次に、図１１のBおよびCに示されるように、高接触角膜５８４の形成領域に対応してパターンが形成されたマスク５８５を用いて、高接触角膜５８４を露光およびエッチングし、高接触角膜５８４が所望の領域にパターンニングされる。高接触角膜５８４が形成される領域は、図３のAにおける工程と同様に、金型５０３の形成領域以外の領域である。

そして、図１１のDに示されるように、基板５８１上に形成された密着促進剤５８３の上面に、金型５０３用の材料（金型材料）５９１を滴下し、金型５０３の凹凸形状を転写した金型５９２を押し当て、硬化させることにより、金型５０３が製造される。

以上の金型５０３の製造工程においても、金型５０３の形成領域以外の領域に、高接触角膜５８４を成膜しておくことにより、滴下する金型材料５９１が金型５０３の体積相当分で済み、金型５０３を効率的に製造することができる。

＜７．高接触角膜を用いない場合のカメラパッケージの概略構造＞
次に、高接触角膜２０を用いない場合のレンズ樹脂部１９の形成方法について説明する。

図１２は、高接触角膜２０が形成されていないカメラパッケージ１の概略構造を示している。

図１２のカメラパッケージ１の構成は、レンズ樹脂部１９の周囲に、高接触角膜２０が形成されていない点を除いて、図１に示したカメラパッケージ１と同様であるので、その説明は省略する。

図１３を参照して、高接触角膜２０を用いずに、保護基板１８上にレンズ樹脂部１９を形成するレンズ形成方法について説明する。

なお、図１３では、１個のレンズ樹脂部１９を形成するレンズ形成方法について説明するが、保護基板１８の平面方向に複数個のレンズ樹脂部１９を同時に形成するウエハレベルレンズプロセスにおいても同様である。

初めに、図１３のAに示されるように、チャック６０１上に保護基板１８が載置され、吸着して固定された状態で、紫外線（ＵＶ）およびオゾン（Ｏ₃）を用いたＵＶオゾン洗浄や薬液を用いた洗浄などにより、保護基板１８表面の汚染が除去される。薬液を用いた洗浄としては、例えば、薬液として、IPA（イソプロピルアルコール）、エタノール、アセトン等を用いて、二流体洗浄、ブラシ洗浄等の洗浄方式で行うことができる。保護基板１８表面が洗浄された後、次の工程で滴下されるレンズ材料６０２と保護基板１８との密着性を向上させるための密着促進剤（不図示）が成膜される。

次に、図１３のBに示されるように、レンズ樹脂部１９を形成する保護基板１８上の所定の位置に、レンズ材料６０２が滴下される。レンズ材料６０２の滴下位置は、保護基板１８上の所定の位置に形成されたアライメントマークを基準にして、高精度に制御することができる。レンズ材料６０２は、例えば、紫外線で硬化する樹脂材料で構成される。

次に、図１３のCに示されるように、インプリント装置の取り付け部６０４に取り付けられた、レンズ樹脂部１９の凹凸形状を有する金型６０３が、所定の速度及び荷重で保護基板１８に押し付けられる。これにより、保護基板１８上に滴下されたレンズ材料６０２に、金型６０３の凹凸形状が転写される。このとき、金型６０３の保護基板１８に最も近い凸部である突き当て部６１１が保護基板１８に突き当たることで、取り付け部６０４と保護基板１８との距離（高さ）が高精度に制御される。金型６０３の平面方向の位置については、レンズ材料６０２の滴下位置と同様に、保護基板１８上の所定の位置に形成されたアライメントマークを基準にして、高精度に制御される。レンズ材料６０２と接触する金型６０３の表面には、硬化後のレンズ材料６０２から剥離しやすいように離型処理を予め施してもよい。

最後に、図１３のDに示されるように、金型６０３が、レンズ材料６０２に押し付けられた状態で、取り付け部６０４の上側から、紫外線を照射することにより、レンズ材料６０２が硬化され、レンズ樹脂部１９が形成される。金型６０３と取り付け部６０４は、光透過性の材料で構成される。金型６０３の平面方向の外周部分には、紫外線を透過しない遮光膜（マスク）６１２が成膜されており、突き当て部６１１からはみ出たレンズ材料６０２には紫外線が照射されない。したがって、突き当て部６１１より外側のレンズ材料６０２については、硬化されずに、除去することができる。

なお、レンズ材料６０２には、紫外線硬化性ではなく、熱硬化性の樹脂材料を用いることができる。

図１４は、金型６０３の突き当て部６１１を通る面の断面図と、レンズ材料６０２に押し当てられる面である下面の平面図（下面図）である。

金型６０３は、４個の突き当て部６１１を有し、４個の突き当て部６１１それぞれは、平面視において外周部よりも内側の位置に配置されている。各突き当て部６１１は、円柱形状の柱状体となっている。本明細書において、柱状体とは、突き当て方向に略平行な面を側面とする柱体または錐体であり、突き当て面である保護基板１８に対して側面が垂直となる必要はなく、所定の角度で傾斜してもよい。突き当て部６１１は、三角柱や四角柱などの角柱形状の柱状体であってもよい。また、突き当て部６１１は、三角錐や四角錐などの多角錐形状、円錐形状の柱状体であってもよい。

また、保護基板１８と突き当たる柱状体の先端部の形状は任意である。図１４の例では、金型６０３が保護基板１８に押し当てられたとき、保護基板１８と突き当て部６１１が接触する接触面は、下面図において灰色で示される円となるが、図１８のA及びBを参照して後述するように、突き当て部６１１の先端部の形状は、保護基板１８と点で接触するように構成してもよい。

また、本実施の形態では、４個の突き当て部６１１は、金型６０３の平面領域の中心に対して対称となるように配置されるものとするが、必ずしも対称に配置されなくてもよい。ただし、後述するレンズ材料６０２の流動を考慮すると、対称に配置するのが好ましい。

金型６０３に形成する突き当て部６１１の個数は、硬化後のレンズ樹脂部１９の高さを制御するため、平面を制御できればよいので、４個に限らず、３個以上であればよい。

遮光膜６１２は、下面図において斜線で示されるように、４個の突き当て部６１１より外側の外周部に成膜されている。

図１５は、硬化処理後に、余分なレンズ材料６０２を除去した後のレンズ樹脂部１９の平面図である。

図１４で示した遮光膜６１２の領域については、レンズ材料６０２が硬化されずに除去されるので、レンズ樹脂部１９の平面形状は、図１５に示されるように、矩形形状となる。金型６０３の４か所の突き当て部６１１それぞれに対応する４か所の領域６２１には、レンズ材料６０２は存在しない。

なお、金型６０３に形成される遮光膜６１２を、４個の突き当て部６１１の内側まで成膜した場合には、レンズ樹脂部１９の平面形状は、破線１９’で示される矩形形状となり、突き当て部６１１それぞれに対応する４か所の領域６２１の跡は残らない。

図１４及び図１５の平面図において、中央部のレンズ部１９Lは、硬化されたレンズ樹脂部１９のうち、入射光を屈折させて、上側構造体１１の画素へ入射させるレンズ機能を発揮する領域を示している。

＜８．金型の作用効果＞
図１３のレンズ形成方法で用いる金型６０３には、突き当て部６１１を保護基板１８に突き当てた状態において、レンズ材料６０２を外部へ流出させる空間が形成されている。

また、突き当て部６１１を保護基板１８に突き当てた状態で金型６０３と保護基板１８との間に発生する空間は、レンズ材料６０２の硬化収縮が発生した場合に、外側からレンズ材料６０２を流入させる空間でもある。

紫外線や熱などのエネルギーで硬化するエネルギー硬化樹脂材料は、硬化する際に収縮する。上述した金型６０３の構造によれば、レンズ材料６０２が収縮するとき、図１６のA及びBに示されるように、突き当て部６１１以外の金型６０３と保護基板１８との隙間から、外側にはみ出たレンズ材料６０２が供給されるため、レンズ機能を発揮するレンズ部１９L内にシワや空隙（Void）が発生しない。

これと比較して、例えば、図１７のA及びBに示されるように、全周を囲む矩形の突き当て部６４１を有する金型６４０を用いてレンズ形状をインプリントする場合について考える。金型６４０の突き当て部６４１は、図１７のBにおいて灰色で示されるように、全周で保護基板１８と接する。このような金型６４０を用いてレンズ材料６０２を硬化させ、レンズ材料６０２の収縮が起きた場合、突き当て部６４１の外側からレンズ材料６０２が供給されず、突き当て部６４１で密閉された内部のレンズ材料６０２が収縮するため、空隙(Void)や、剥がれによるシワが発生する。

したがって、本開示の金型６０３を用いてインプリントすることにより、樹脂材料を外部に流出入させる空間が形成されているので、シワや空隙の発生を防止することができる。

また、金型６０３の突き当て部６１１は、保護基板１８との高さ方向の距離が高精度に面で制御されているので、金型６０３を保護基板１８に押し付けるだけで、レンズ樹脂部１９のレンズ厚み及び形状を高精度に制御することができる。

したがって、突き当て部６１１を備える金型６０３を用いてインプリントを行うことにより、簡易な装置構成で、低コストで、レンズ形状を高精度に制御した、レンズ樹脂部１９を形成することができる。

＜９．金型の変形例＞
図１８は、金型６０３の変形例を示している。なお、図１８のA乃至Cでは、遮光膜６１２の図示は省略されている。

上述した金型６０３の突き当て部６１１の先端部の形状は、円柱形状であり、金型６０３が保護基板１８に押し当てられたとき、突き当て部６１１は、保護基板１８と円（面）で接触する構成とされていた。

これに対して、図１８のAに示される金型６０３の第１の変形例では、突き当て部６１１の先端部の形状が略球（半球）形状となっている。この第１の変形例の金型６０３が保護基板１８に押し当てられたとき、保護基板１８と突き当て部６１１が接触する領域は点となる。

また、図１８のBに示される金型６０３の第２の変形例では、突き当て部６１１の先端部の形状が三角錐などの多角錐形状となっている。この第２の変形例の金型６０３が保護基板１８に押し当てられたとき、保護基板１８と突き当て部６１１が接触する領域は点となる。なお、多角錐形状の他に、円錐形状でもよい。

このように、突き当て部６１１の先端部の形状は、保護基板１８と点で接触する形状であってもよい。

さらに、図１８のCに示されるように、金型６０３の３個以上の突き当て部６１１は、１個のレンズ単位ではなく、２個以上のレンズ単位で配置してもよい。

＜１０．金型のその他の実施の形態＞
次に、金型６０３のその他の実施の形態について説明する。

図１９に示される金型６０３は、図１４に示した金型６０３の突き当て部６１１に代えて、突き当て部６６１を備え、図１４に示した金型６０３の遮光膜６１２に代えて、遮光膜６６２を備える。

突き当て部６６１は、基板６５１のレンズ樹脂部１９が形成される面と異なる面に対して突き当てる構成とされている。

図１９では、レンズ樹脂部１９が形成される基板６５１は、キャビティ形状となっており、レンズ樹脂部１９が形成される面と異なる高さの面を有している。金型６０３の突き当て部６６１は、金型６０３の外周部に配置され、レンズ樹脂部１９が形成される面より上段の面に対して突き当てる構成とされる。突き当て部６６１は、レンズ樹脂部１９が形成される面と異なる上段の面との突き当てによって、レンズ樹脂部１９の高さを制御する。

突き当て部６６１が、基板６５１の高い側の上段の面に突き当てられたとき、キャビティ形状の基板６５１の低い側の下段の面と金型６０３との間には、余分なレンズ材料６０２を外部へ逃がしたり、硬化収縮時にレンズ材料６０２を内部へ引き戻すように流動可能な空間が形成されている。

図２０は、図１９に示した金型６０３の断面図と、レンズ材料６０２に押し当てられる面である下面の平面図（下面図）である。

基板６５１（図１９）が、レンズ樹脂部１９が形成される面と異なる高さの面の段差を有している場合、その段差を接続する傾斜面を利用して、金型６０３と基板６５１の平面方向の位置合わせを行うことができる。

図２０の断面図及び平面図に示されるように、図１９に示した金型６０３は、基板６５１の４隅の傾斜面と接触するようにテーパ形状が形成されたガイド部６７１を備え、ガイド部６７１が、基板６５１のキャビティ形状の傾斜面で案内されることにより、金型６０３の平面方向の位置が制御される。金型６０３のガイド部６７１の４隅以外は、レンズ材料６０２の流動経路としての隙間が形成されるように、基板６５１のキャビティ形状の傾斜面よりも内側（レンズ部１９L方向）に凹んでいる。

＜１１．固体撮像素子の詳細構造＞
次に、カメラパッケージ１の固体撮像素子１３の詳細構造と製造方法について説明する。

図２１は、固体撮像素子１３の詳細な断面構造を示す図である。図２１では、カメラパッケージ１のうち、レンズ樹脂部１９の図示が省略されている。

カメラパッケージ１に備わる上側構造体１１とその上方とを含めた部分には、オンチップレンズ１６とカラーフィルタ１５と画素トランジスタとフォトダイオード５１とを有する画素３１（図２）が、複数個、アレイ状に配列された画素アレイ部２４が配置されている。画素アレイ部２４の領域（画素アレイ領域）には、画素トランジスタ領域３０１も配置される。画素トランジスタ領域３０１は、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、リセットトランジスタのうちの少なくとも１つの画素トランジスタが形成される領域である。

下側構造体１２に備わる半導体基板８１の下側の表面で、かつ、上側構造体１１に備わる画素アレイ部２４の下方に位置する領域には、外部端子１４が複数個配置されている。

なお、図２１の説明においては、「下側構造体１２に備わる半導体基板８１の下側の表面で、かつ、上側構造体１１に備わる画素アレイ部２４の下方に位置する領域」を第１特定領域、「下側構造体１２に備わる半導体基板８１の上側の表面で、かつ、上側構造体１１に備わる画素アレイ部２４の下方に位置する領域」を第２特定領域と呼ぶ。

第１特定領域に配置された複数個の外部端子１４の少なくとも一部は、外部からカメラパッケージ１へ信号を入力するための信号入力端子１４Ａもしくはカメラパッケージ１から外部へ信号を出力するための信号出力端子１４Ｂである。言い換えれば、信号入力端子１４Ａ及び信号出力端子１４Ｂは、外部端子１４のなかから、電源端子及び接地端子を除いた外部端子１４である。本開示では、これらの信号入力端子１４Ａもしくは信号出力端子１４Ｂを、信号入出力端子１４Ｃと呼ぶ。

第１特定領域であって、かつ、これら信号入出力端子１４Ｃの近傍に、半導体基板８１を貫通する貫通ビア８８が配置される。なお、本開示においては、半導体基板８１を貫通する貫通ビアホールとその内部に形成されたビア配線とを併せて、単に貫通ビア８８と呼ぶ場合がある。

この貫通ビアホールは、半導体基板８１の下側表面から、半導体基板８１の上側表面上方に配置された多層配線層８２の一部であってビアホールの終端（底部）となる導電性パッド３２２（以後、ビア用パッド３２２と呼ぶ場合がある）まで、掘り込んで形成された構造であることが望ましい。

第１特定領域に配置された信号入出力端子１４Ｃは、同じく第１特定領域に配置された貫通ビア８８（より具体的には、貫通ビアホール内に形成されたビア配線）へ電気的に接続される。

第２特定領域であって、かつ、信号入出力端子１４Ｃおよび上記貫通ビアの近傍となる領域に、入力回路部４２もしくは出力回路部４７を備えた入出力回路部４９が配置される。

第１特定領域に配置された信号入出力端子１４Ｃは、貫通ビア８８とビア用パッド３２２と、あるいはまた多層配線層８２の一部とを介して、入出力回路部４９へ電気的に接続される。

入出力回路部４９を配置した領域を入出力回路領域３１１と呼ぶ。下側構造体１２に備わる半導体基板８１の上側の表面には、入出力回路領域３１１に隣接して信号処理回路領域３１２が形成されている。信号処理回路領域３１２は、図２を参照して説明した画像信号処理部２６が形成される領域である。

図２を参照して説明した行駆動部２２や列信号処理部２５の全部もしくは一部を含む画素周辺回路部を配置した領域を、画素周辺回路領域３１３と呼ぶ。上側構造体１１に備わる半導体基板１０１の下側の表面及び下側構造体１２に備わる半導体基板８１の上側の表面のうち、画素アレイ部２４の外側となる領域には、画素周辺回路領域３１３が配置されている。

信号入出力端子１４Ｃは、下側構造体１２に配置された、入出力回路領域３１１の下側の領域に配置されて良いし、あるいは、信号処理回路領域３１２の下側となる領域に配置されても良い。あるいは、信号入出力端子１４Ｃは、下側構造体１２に配置された、行駆動部２２もしくは列信号処理部２５などの画素周辺回路部の下側に配置されても良い。

本開示においては、上側構造体１１の多層配線層１０２に含まれる配線と、下側構造体１２の多層配線層８２に含まれる配線とを接続する配線接続構造を上下配線接続構造と呼ぶことがあり、この構造を配置した領域を上下配線接続領域３１４と呼ぶことがある。

上下配線接続構造は、上側構造体１１の上側の表面から半導体基板１０１を貫通し、多層配線層１０２に至る第１貫通電極（シリコン貫通電極）１０９と、上側構造体１１の上側の表面から半導体基板１０１と多層配線層１０２を貫通し、下側構造体１２の多層配線層８２に至る第２貫通電極（チップ貫通電極）１０５と、これら２つの貫通電極（Through Silicon Via, TSV）を接続するための接続配線１０６とによって形成されている。本開示においては、このような上下配線接続構造をツインコンタクト構造と呼ぶ場合がある。

画素周辺回路領域３１３の外側に、上下配線接続領域３１４が配置されている。

本実施形態では、画素周辺回路領域３１３が、上側構造体１１と下側構造体１２の両方に形成されているが、いずれか一方のみに形成することもできる。

また、本実施形態では、上下配線接続領域３１４が、画素アレイ部２４の外側であって、かつ、画素周辺回路領域３１３の外側に配置されているが、画素アレイ部２４の外側であって、かつ、画素周辺回路領域３１３の内側に配置されてもよい。

さらに、本実施形態では、上側構造体１１の多層配線層１０２と下側構造体１２の多層配線層８２とを電気的に接続する構造として、シリコン貫通電極１０９とチップ貫通電極１０５の２本の貫通電極を用いて接続するツインコンタクト構造を採用した。

上側構造体１１の多層配線層１０２と下側構造体１２の多層配線層８２とを電気的に接続する構造としては、例えば、上側構造体１１の配線層１０３と、下側構造体１２の配線層８３のそれぞれが、１本の貫通電極に共通に接続するシェアコンタクト構造としてもよい。

＜１２．カメラパッケージの製造方法＞
次に、図２２乃至図３６を参照して、カメラパッケージ１の製造方法について説明する。

初めに、ウエハ状態の下側構造体１２と上側構造体１１とが別々に製造される。

下側構造体１２としては、半導体基板８１の各チップ部となる領域に、入出力回路部４９や、行駆動部２２または列信号処理部２５の一部となる多層配線層８２が形成される。この時点での半導体基板８１は、薄肉化される前の状態であり、例えば、６００μｍ程度の厚みを有する。

一方、上側構造体１１としては、半導体基板１０１の各チップ部となる領域に各画素３１のフォトダイオード５１や画素トランジスタのソース／ドレイン領域が形成される。また、半導体基板１０１の一方の面に、行駆動信号線３２、垂直信号線３３などを構成する多層配線層１０２が形成される。この時点での半導体基板１０１も、薄肉化される前の状態であり、例えば、６００μｍ程度の厚みを有する。

そして、図２２に示されるように、製造されたウエハ状態の、下側構造体１２の多層配線層８２側と上側構造体１１の多層配線層１０２側とが向き合うように貼り合わされた後、図２３に示されるように、上側構造体１１の半導体基板１０１が、薄肉化される。貼り合わせは、例えばプラズマ接合と、接着剤による接合があるが、本実施形態では、プラズマ接合により行われるものとする。プラズマ接合の場合は、上側構造体１１と下側構造体１２の接合面に、それぞれプラズマTEOS膜、プラズマSiN膜、SiON膜（ブロック膜）、あるいはSiC膜などの膜を形成して接合面をプラズマ処理して重ね合わせ、その後アニール処理することにより、両者が接合される。

上側構造体１１の半導体基板１０１が薄肉化された後、図２４に示されるように、上下配線接続領域３１４となる領域に、ダマシン法などを用いて、シリコン貫通電極１０９及びチップ貫通電極１０５、それらを接続する接続用配線１０６が、形成される。

次に、図２５に示されるように、各画素３１のフォトダイオード５１の上方に、平坦化膜１０８を介して、カラーフィルタ１５及びオンチップレンズ１６が形成される。

そして、図２６に示されるように、上側構造体１１と下側構造体１２とが貼り合わされた固体撮像素子１３のオンチップレンズ１６が形成されている面全体に、平坦化膜１１０を介してシール樹脂１７が塗布され、図２７に示されるように、キャビティレス構造で、保護基板１８が貼り合わされる。

このとき、図６のBで説明したように、保護基板１８単体の状態で、レンズ樹脂部１９を形成してから、固体撮像素子１３と貼り合わせる方法を採用した場合には、この保護基板１８上にレンズ樹脂部１９が形成されている。

一方、図６のAで説明したように、固体撮像素子１３の上側に保護基板１８を配置した後で、保護基板１８上にレンズ樹脂部１９を形成する方法を採用した場合には、図２７に示した状態以後の所定の工程において、レンズ樹脂部１９が保護基板１８上に形成される。

次に、図２８に示されるように、固体撮像素子１３全体が反転された後、下側構造体１２の半導体基板８１が、デバイス特性に影響がない程度の厚み、例えば、３０乃至１００μｍ程度に薄肉化される。

次に、図２９に示されるように、薄肉化された半導体基板８１上の、貫通ビア８８（不図示）を配置する位置が開口されるように、フォトレジスト２２１がパターニングされた後、ドライエッチングにより、半導体基板８１と、その下の層間絶縁膜８４の一部が除去され、開口部２２２が形成される。

次に、図３０に示されるように、開口部２２２を含む半導体基板８１上面全体に、絶縁膜（アイソレーション膜）８６が、例えば、プラズマCVD法で成膜される。絶縁膜８６は、例えば、SiO2膜やSiN膜などとすることができる。

次に、図３１に示されるように、開口部２２２の底面の絶縁膜８６が、エッチバック法を用いて除去され、半導体基板８１に最も近い配線層８３ｃが露出される。

次に、図３２に示されるように、スパッタ法を用いて、バリアメタル膜（不図示）と、Ｃｕシード層２３１が形成される。バリアメタル膜は、図３３に示す接続導体８７（Ｃｕ）の拡散を防止するための膜であり、Ｃｕシード層２３１は、電解めっき法により接続導体８７を埋め込む際の電極となる。バリアメタル膜の材料には、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及び、その窒化膜、炭化膜等を用いることができる。本実施形態においては、バリアメタル膜としてチタンが用いられる。

次に、図３３に示されるように、Ｃｕシード層２３１上の所要の領域にレジストパターン２４１を形成した後、電解めっき法により、接続導体８７としての銅（Ｃｕ）がめっきされる。これにより、貫通ビア８８が形成されるとともに、半導体基板８１上側に再配線９０も形成される。

次に、図３４に示されるように、レジストパターン２４１が除去された後、ウェットエッチングにより、レジストパターン２４１下のバリアメタル膜（不図示）とＣｕシード層２３１が除去される。

次に、図３５に示されるように、ソルダマスク９１を形成して、再配線９０を保護した後、外部端子１４を搭載する領域のみソルダマスク９１を除去することで、ソルダマスク開口部２４２が形成される。

そして、図３６に示されるように、ソルダマスク開口部２４２に、はんだボールマウント法などにより、外部端子１４が形成される。

以上のように、固体撮像素子１３の製造方法によれば、まず、光電変換を行うフォトダイオード５１や画素トランジスタ回路などが形成された上側構造体１１（第１の半導体基板）と、画素３１から出力された画素信号をカメラパッケージ１の外部へ出力するための入出力回路部４９が画素アレイ部２４の下方となるように形成された下側構造体１２（第２の半導体基板）とが、配線層どうしが向き合うようにして貼り合わされる。そして、下側構造体１２を貫通する貫通ビア８８が形成され、入出力回路部４９と貫通ビア８８を介してカメラパッケージ１の外部と電気的に接続する外部端子１４が形成される。これにより、図１に示したカメラパッケージ１を製造することができる。

＜１３．カメラモジュールの構成例＞
本開示を適用した金型は、インプリントによって、ウエハ基板の平面方向に複数のレンズを同時に形成するウエハレベルレンズプロセスの金型の形成に利用することができる。

以下では、初めに、ウエハ基板の平面方向に複数のレンズを同時に形成するウエハレベルレンズプロセスを用いて形成するカメラモジュールの構成を説明し、次に、そのカメラモジュールの形成工程の、どの工程で、本開示の金型を利用できるか、について説明する。

図３７は、カメラモジュール７００の断面図である。

カメラモジュール７００は、複数のレンズ付き基板７０１ａ乃至７０１ｅが積層された積層レンズ構造体（レンズモジュール）７０２を含む。積層レンズ構造体７０２は、１個の光学ユニット７０３を構成する。１点鎖線７０４は、光学ユニット７０３の光軸を表す。

積層レンズ構造体７０２の下側には、図１のカメラパッケージ１が配置されている。カメラパッケージ１は、例えばエポキシ系の樹脂を用いて形成された構造材７４０を介して積層レンズ構造体７０２に固定されている。

カメラモジュール７００において、上方からカメラモジュール７００内へと入射された光は、積層レンズ構造体７０２を透過し、カメラパッケージ１のオンチップレンズ１６やカラーフィルタ１５、上側構造体１１に形成されたフォトダイオード（不図示）等の光電変換素子へ入射される。

積層レンズ構造体７０２は、積層された５枚のレンズ付き基板７０１ａ乃至７０１ｅを備える。５枚のレンズ付き基板７０１ａ乃至７０１ｅを特に区別しない場合には、単に、レンズ付き基板７０１と記述して説明する。

なお、図３７の例では、積層レンズ構造体７０２は、５枚のレンズ付き基板７０１ａ乃至７０１ｅが積層された構成を備えるが、レンズ付き基板７０１の積層枚数は５枚以外の複数枚でもよいし、１枚でもよい。

積層レンズ構造体７０２を構成するそれぞれのレンズ付き基板７０１は、担体基板７２１にレンズ樹脂部７２２が追加された構成である。担体基板７２１は貫通孔７２３を有し、貫通孔７２３の内側に、レンズ樹脂部７２２が形成されている。レンズ樹脂部７２２は、担体基板７２１まで延在してレンズ部を担持する部位も合わせて、レンズ部を構成する材料によって一体となった部分を表す。

なお、レンズ付き基板７０１ａ乃至７０１ｅそれぞれの担体基板７２１、レンズ樹脂部７２２、または、貫通孔７２３を区別する場合には、図３７に示されるように、レンズ付き基板７０１ａ乃至４１ｅに対応して、担体基板７２１ａ乃至８１ｅ、レンズ樹脂部７２２ａ乃至８２ｅ、または、貫通孔７２３ａ乃至８３ｅのように記述して説明する。

積層レンズ構造体７０２を構成する各レンズ付き基板７０１の貫通孔７２３の断面形状は、下側に向かって開口幅が小さくなる、いわゆる下すぼみの形状となっている。

積層レンズ構造体７０２の上には、絞り板７３１が配置されている。絞り板７３１は、例えば、光吸収性もしくは遮光性を有する材料で形成された層を備える。絞り板７３１には、開口部７３２が設けられている。

積層レンズ構造体７０２、カメラパッケージ１、絞り板７３１などは、レンズバレル７５１に収納されている。

以上のように、図１のカメラパッケージ１は、複数のレンズ付き基板７０１が積層された積層レンズ構造体７０２と組み合わせてカメラモジュール７００を構成することができる。

また、カメラモジュール７００は、図３８に示されるように、図１０に示したカメラパッケージ１と積層レンズ構造体７０２とを組み合わせた構成や、図１２に示したカメラパッケージ１と積層レンズ構造体７０２とを組み合わせた構成も可能である。

さらに、カメラモジュール７００は、図３９に示されるように、積層レンズ構造体７０２が複数個の光学ユニット７０３を備え、カメラパッケージ１も複数個の光学ユニット７０３に対応して複数の受光領域を備えた、複眼カメラモジュールの構成とすることもできる。

なお、図３９のカメラモジュール７００のカメラパッケージ１では、オンチップレンズ１６と保護基板１８との間に埋められていたシール樹脂１７と、保護基板１８上面に形成されていたレンズ樹脂部１９および高接触角膜２０が、省略された構成が採用されている。

図３９の例では、積層レンズ構造体７０２に形成された複数の光学ユニット７０３は、同一の構成とされているが、異なる構成とされる場合もある。すなわち、複数の光学ユニット７０３では、レンズ樹脂部７２２の形状や枚数が異なることにより、光学パラメータが異なる構成としてもよい。例えば、複数の光学ユニット７０３を、近景を撮影するための焦点距離が短い光学ユニット７０３と、遠景を撮影するために焦点距離が長い光学ユニット７０３とすることができる。

図４０は、図３７乃至図３９を参照して説明した積層レンズ構造体７０２を、基板状態で製造する製造方法を説明する図である。

最初に、図４０のAに示されるように、積層レンズ構造体７０２において最下層に位置する基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｅが用意される。なお、レンズ付き基板７０１W－ｅは、レンズ付き基板７０１ｅが個片化される前の基板状態（ウエハ状態）であることを表す。後述する基板状態のレンズ付き基板７０１W－ａ乃至７０１W－ｄについても同様に、レンズ付き基板７０１ａ乃至７０１ｅが個片化される前の基板状態（ウエハ状態）であることを表す。

次に、図４０のBに示されるように、積層レンズ構造体７０２において下から２層目に位置する基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｄが、基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｅの上に接合される。

次に、図４０のCに示されるように、積層レンズ構造体７０２において下から３層目に位置する基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｃが、基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｄの上に接合される。

次に、図４０のDに示されるように、積層レンズ構造体７０２において下から４層目に位置する基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｂが、基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｃの上に接合させる。

次に、図４０のEに示されるように、積層レンズ構造体７０２において下から５層目に位置する基板状態のレンズ付き基板７０１W－ａが、基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｂの上に接合される。

最後に、図４０のFに示されるように、積層レンズ構造体７０２においてレンズ付き基板７０１ａの上層に位置する絞り板７３１Wが、基板状態のレンズ付き基板７０１W－ａの上に接合される。絞り板７３１Wは、絞り板７３１が個片化される前の基板状態（ウエハ状態）であることを表す。

以上のように、基板状態の５枚のレンズ付き基板７０１W-ａ乃至７０１W-ｅを、積層レンズ構造体７０２における下層のレンズ付き基板７０１Wから、上層のレンズ付き基板７０１Wへと、１枚ずつ順番に積層していくことで、基板状態の積層レンズ構造体７０２Wが得られる。

なお、積層の順番を反対にして、上層のレンズ付き基板７０１Wから、下層のレンズ付き基板７０１Wへと、１枚ずつ順番に積層していくことで、基板状態の積層レンズ構造体７０２Wを形成することも可能である。

＜１４．レンズ付き基板どうしの直接接合＞
図４１は、２枚の基板状態のレンズ付き基板７０１Wを接合する例として、基板状態のレンズ付き基板７０１W－ａと、基板状態のレンズ付き基板７０１W－ｂとの接合について説明する図である。

なお、図４１では、レンズ付き基板７０１W－ａの各部と対応するレンズ付き基板７０１W－ｂの部分には、レンズ付き基板７０１W－ａと同じ符号を付して説明する。

レンズ付き基板７０１W－ａとレンズ付き基板７０１W－ｂの上側表面には、上側表面層８０１が形成されている。レンズ付き基板７０１W－ａとレンズ付き基板７０１W－ｂの下側表面には、下側表面層８０２が形成されている。そして、図４１のAに示されるように、レンズ付き基板７０１W－ａと７０１W－ａの接合される面となる、レンズ付き基板７０１W－ａの裏側平坦部８１２を含む下側表面全体、及び、レンズ付き基板７０１W－ｂの表側平坦部８１１を含む上側表面全体に、プラズマ活性処理が施される。プラズマ活性処理に使用されるガスは、O2、N2、He、Ar、H2などプラズマ処理可能なガスであれば何でもよい。ただし、プラズマ活性処理に使用されるガスとして、上側表面層８０１及び下側表面層８０２の構成元素と同じガスを使用すると、上側表面層８０１及び下側表面層８０２の膜自体の変質を抑制することができるので、好ましい。

そして、図４１のBに示されるように、活性化された表面状態のレンズ付き基板７０１W－ａの裏側平坦部８１２と、レンズ付き基板７０１W－ｂの表側平坦部８１１とを貼り合わせる。

このレンズ付き基板どうしの貼り合わせ処理により、レンズ付き基板７０１W－ａの下側表面層８０２の表面のOH基の水素とレンズ付き基板７０１W－ｂの上側表面層８０１の表面のOH基の水素との間に水素結合が生じる。これにより、レンズ付き基板７０１W－ａとレンズ付き基板７０１W－ｂとが固定される。このレンズ付き基板どうしの貼り合わせ処理は、大気圧の条件下で行い得る。

上記貼り合わせ処理を行ったレンズ付き基板７０１W－ａとレンズ付き基板７０１W－ｂに、アニール処理が施される。これによりOH基どうしが水素結合した状態から脱水縮合が起きて、レンズ付き基板７０１W－ａの下側表面層８０２と、レンズ付き基板７０１W－ｂの上側表面層８０１との間に、酸素を介した共有結合が形成される。あるいは、レンズ付き基板７０１W－ａの下側表面層８０２に含まれる元素と、レンズ付き基板７０１W－ｂの上側表面層８０１に含まれる元素とが共有結合する。これらの結合により、２枚のレンズ付き基板が強固に固定される。このように、上側に配置したレンズ付き基板７０１Wの下側表面層８０２と、下側に配置したレンズ付き基板７０１Wの上側表面層８０１との間に共有結合が形成され、これによって２枚のレンズ付き基板７０１Wが固定されることを、本明細書では直接接合と呼ぶ。本開示の直接接合は、複数枚のレンズ付き基板７０１Wを固定する際に樹脂を用いないため、これによる硬化収縮や熱膨張を起こすことなく、複数枚のレンズ付き基板７０１Wを固定することができる、という作用または効果をもたらす。

上記アニール処理も、大気圧の条件下で行い得る。このアニール処理は、脱水縮合を行うため、１００℃以上または１５０℃以上もしくは２００℃以上で行い得る。一方、このアニール処理は、レンズ樹脂部７２２を形成するためのエネルギー性硬化樹脂を熱から保護する観点やエネルギー性硬化樹脂からの脱ガスを抑える観点から、４００℃以下または３５０℃以下もしくは３００℃以下で行い得る。

上記レンズ付き基板７０１Wどうしの貼り合わせ処理あるいは上記レンズ付き基板７０１Wどうしの直接接合処理を、仮に大気圧以外の条件下で行った場合には、接合されたレンズ付き基板７０１W－ａとレンズ付き基板７０１W－ｂを大気圧の環境に戻すと、接合されたレンズ樹脂部７２２とレンズ樹脂部７２２との間の空間と、レンズ樹脂部７２２の外部との圧力差が生じてしまう。この圧力差により、レンズ樹脂部７２２に圧力が加わり、レンズ樹脂部７２２が変形してしまう懸念がある。

上記レンズ付き基板７０１Wどうしの貼り合わせ処理あるいは上記レンズ付き基板７０１Wどうしの直接接合処理の双方を、大気圧の条件下で行うことは、接合を大気圧以外の条件下で行った場合に懸念されるレンズ樹脂部７２２の変形を回避することができる、という作用または効果をもたらす。

プラズマ活性処理を施した基板を直接接合する、言い換えればプラズマ接合することで、例えば、接着剤として樹脂を用いた場合のような流動性、熱膨張を抑制することができるので、レンズ付き基板７０１W－ａとレンズ付き基板７０１W－ｂを接合する際の位置精度を向上させることができる。

レンズ付き基板７０１W－ａの裏側平坦部８１２と、レンズ付き基板７０１W－ｂの表側平坦部８１１には、上述したように、上側表面層８０１または下側表面層８０２が成膜されている。この上側表面層８０１及び下側表面層８０２は、先に行ったプラズマ活性処理により、ダングリングボンドが形成されやすくなっている。即ち、レンズ付き基板７０１W－ａの裏側平坦部８１２に成膜した下側表面層８０２と、レンズ付き基板７０１W－ｂの表側平坦部８１１に成膜した上側表面層８０１は、接合強度を増加させる役割も有している。

また、上側表面層８０１または下側表面層８０２が酸化膜で構成されている場合には、プラズマ（O2）による膜質変化の影響を受けないため、レンズ樹脂部７２２に対しては、プラズマによる腐食を抑制する効果も有する。

以上のように、複数のレンズ付き基板７０１ａが形成された基板状態のレンズ付き基板７０１W－ａと、複数のレンズ付き基板７０１ｂが形成された基板状態のレンズ付き基板７０１W－が、プラズマによる表面活性化処理を施したうえで直接接合される、言い換えれば、プラズマ接合を用いて接合される。

その他の２枚の基板状態のレンズ付き基板７０１Wを接合する場合も同様である。

＜１５．レンズ付き基板の製造方法＞
次に、図４２を参照して、基板状態のレンズ付き基板７０１Wの製造方法について説明する。

初めに、図４２のAに示されるように、貫通孔７２３が複数形成された担体基板７２１Wが用意される。貫通孔７２３の側壁には、光の反射を防止するための遮光膜９１１が成膜されている。図４２では、紙面の制約上、２個の貫通孔７２３のみが示されているが、実際には、担体基板７２１Wの平面方向に、多数の貫通孔７２３が形成されている。また、担体基板７２１Wの外周に近い領域には、位置合わせのためのアライメントマーク（不図示）が形成されている。

担体基板７２１W上側の表側平坦部８１１と、下側の裏側平坦部８１２は、上述したプラズマ接合が可能な程度に平坦に形成された平坦面となっている。担体基板７２１Wの厚みは、最終的にレンズ付き基板７０１として個片化され、他のレンズ付き基板７０１と重ねられた際に、レンズ間距離を決定するスペーサとしての役割も担っている。

担体基板７２１Wには、熱膨張係数が１０ppm／℃以下の低熱膨張係数の基材を用いるのが好ましい。

次に、図４２のBに示されるように、凹形状の金型９２２が一定の間隔で複数配置された金型基板９２１の上に、担体基板７２１Wが配置される。より詳しくは、凹形状の金型９２２が担体基板７２１Wの貫通孔７２３の内側に位置するように、担体基板７２１Wの裏側平坦部８１２と金型基板９２１の平坦面９２３とが重ね合わされる。金型基板９２１の金型９２２は、担体基板７２１Wの貫通孔７２３と１対１に対応するように形成されており、対応する金型９２２と貫通孔７２３の中心が光軸方向で一致するように、担体基板７２１Wと金型基板９２１の平面方向の位置が調整される。金型基板９２１は、硬質の型部材で形成されており、例えば、金属やシリコン、石英、ガラスで構成される。

次に、図４２のCに示されるように、重ね合わされた金型基板９２１と担体基板７２１Wの貫通孔７２３の内側に、エネルギー硬化性樹脂９３１が充填（滴下）される。レンズ樹脂部７２２は、このエネルギー硬化性樹脂９３１を用いて形成される。そのため、エネルギー硬化性樹脂９３１は、気泡を含まないようにあらかじめ脱泡処理されていることが好ましい。脱泡処理としては、真空脱泡処理、または、遠心力による脱泡処理であることが好ましい。また、真空脱泡処理は充填後に行うことが好ましい。脱泡処理を行うことにより、気泡を抱き込むことなく、レンズ樹脂部７２２の成形が可能となる。

次に、図４２のDに示されるように、重ね合わされた金型基板９２１と担体基板７２１Wの上に、金型基板９４１が配置される。金型基板９４１には、凹形状の金型９４２が一定の間隔で複数配置されており、金型基板９２１を配置したときと同様に、貫通孔７２３の中心と金型９４２の中心が光軸方向で一致するように、精度良く位置決めされた上で、金型基板９４１が配置される。金型基板９４１は、硬質の型部材で形成されており、例えば、金属やシリコン、石英、ガラスで構成される。

紙面上の縦方向となる高さ方向については、金型基板９４１と金型基板９２１との間隔を制御する制御装置により、金型基板９４１と金型基板９２１との間隔が予め定めた距離となるように、金型基板９４１の位置が固定される。このとき、金型基板９４１の金型９４２と金型基板９２１の金型９２２とで挟まれる空間は、光学設計によって計算されたレンズ樹脂部７２２の厚みと等しくなる。

あるいはまた、図４２のEに示されるように、金型基板９２１を配置したときと同様に、金型基板９４１の平坦面９４３と、担体基板７２１Wの表側平坦部８１１とを、重ね合わせても良い。この場合、金型基板９４１と金型基板９２１との距離は、担体基板７２１Wの厚みと同値となり、平面方向及び高さ方向の高精度な位置合わせが可能となる。

金型基板９４１と金型基板９２１との間隔が予め設定した距離となるように制御したとき、上述した図４２のCの工程において、担体基板７２１Wの貫通孔７２３の内側に滴下されたエネルギー硬化性樹脂９３１の充填量は、担体基板７２１Wの貫通孔７２３と、その上下の金型基板９４１及び金型基板９２１とで囲まれる空間から溢れないようにコントロールされた量となっている。これにより、エネルギー硬化性樹脂９３１の材料を無駄にすることなく、製造コストを削減することができる。

続いて、図４２のEに示される状態において、エネルギー硬化性樹脂９３１の硬化処理が行われる。エネルギー硬化性樹脂９３１は、例えば、熱またはUV光をエネルギーとして与え、所定の時間放置することで、硬化する。硬化中には、金型基板９４１を下方向に押し込んだり、アライメントをすることにより、エネルギー硬化性樹脂９３１の収縮による変形を最小限に抑制することができる。

エネルギー硬化性樹脂９３１の代わりに、熱可塑性樹脂を用いても良い。その場合には、図４２のEに示される状態において、金型基板９４１と金型基板９２１を昇温することでエネルギー硬化性樹脂９３１がレンズ形状に成形され、冷却することで硬化する。

次に、図４２のFに示されるように、金型基板９４１と金型基板９２１の位置を制御する制御装置が、金型基板９４１を上方向、金型基板９２１を下方向へ移動させて、金型基板９４１と金型基板９２１を担体基板７２１Wから離型する。金型基板９４１と金型基板９２１が担体基板７２１Wから離型されると、担体基板７２１Wの貫通孔７２３の内側に、レンズ樹脂部７２２が形成されている。

なお、担体基板７２１Wと接触する金型基板９４１と金型基板９２１の表面をフッ素系またはシリコン系等の離型剤でコーティングしてもよい。そのようにすることにより、金型基板９４１と金型基板９２１から担体基板７２１Wを容易に離型することができる。また、担体基板７２１Wとの接触面から容易に離型する方法として、フッ素含有DLC（Diamond Like Carbon）等の各種コーティングを行ってもよい。

次に、図４２のGに示されるように、担体基板７２１Wとレンズ樹脂部７２２の表面に上側表面層８０１が形成され、担体基板７２１Wとレンズ樹脂部７２２の裏面に、下側表面層８０２が形成される。上側表面層８０１及び下側表面層８０２の成膜前後において、必要に応じてCMP（Chemical Mechanical Polishing）等を行うことで、担体基板７２１Wの表側平坦部８１１と裏側平坦部８１２を平坦化してもよい。

以上のように、担体基板７２１Wに形成された貫通孔７２３に、エネルギー硬化性樹脂９３１を金型基板９４１と金型基板９２１を用いてインプリント（加圧成型）することで、レンズ樹脂部７２２を形成し、基板状態のレンズ付き基板７０１Wを製造することができる。

金型９２２及び金型９４２の形状は、上述した凹形状に限定されるものではなく、レンズ樹脂部７２２の形状に応じて適宜決定される。図３７乃至図３９に示したように、レンズ付き基板７０１ａ乃至７０１ｅのレンズ形状は、光学系設計により導出された様々な形状をとることができ、例えば、両凸形状、両凹形状、平凸形状、平凹形状、凸メニスカス形状、凹メニスカス形状、更には高次非球面形状などでもよい。

また、金型９２２及び金型９４２の形状は、形成後のレンズ形状がモスアイ構造となる形状とすることもできる。

上述した製造方法によれば、エネルギー硬化性樹脂９３１の硬化収縮によるレンズ樹脂部７２２どうしの平面方向の距離の変動を、担体基板７２１Wの介在によって断ち切ることができるので、レンズ距離間精度を高精度に制御することができる。また、強度の弱いエネルギー硬化性樹脂９３１を、強度の強い担体基板７２１Wによって補強する効果がある。これにより、ハンドリング性の良いレンズを複数配置したレンズアレイ基板を提供することができるとともに、レンズアレイ基板の反りを抑制できる効果を有する。

以上の基板状態のレンズ付き基板７０１Wの製造方法で用いた金型９２２及び金型９４２の形成に、図１１を参照して説明した金型５０３の形成方法を採用することができる。

＜１６．電子機器への適用例＞
上述したカメラパッケージ１及びカメラモジュール７００は、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、画像読取部にカメラパッケージを用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）にカメラパッケージを用いる電子機器に組み込んだ形で使用することが可能である。

図４３は、本開示を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。

図４３の撮像装置２０００は、カメラモジュール２００２、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路２００３を備える。また、撮像装置２０００は、フレームメモリ２００４、表示部２００５、記録部２００６、操作部２００７、および電源部２００８も備える。DSP回路２００３、フレームメモリ２００４、表示部２００５、記録部２００６、操作部２００７および電源部２００８は、バスライン２００９を介して相互に接続されている。

カメラモジュール２００２内のイメージセンサ２００１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。このカメラモジュール２００２として、上述したカメラモジュール７００が採用されており、イメージセンサ２００１は、上述した固体撮像素子１３に対応する。撮像装置２０００の撮像部としてカメラパッケージ１の構成を採用した場合には、カメラモジュール２００２が、カメラパッケージ１に置き換えられる。

表示部２００５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、イメージセンサ２００１で撮像された動画または静止画を表示する。記録部２００６は、イメージセンサ２００１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。

操作部２００７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置２０００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部２００８は、DSP回路２００３、フレームメモリ２００４、表示部２００５、記録部２００６および操作部２００７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。

上述したように、カメラモジュール２００２として、高精度に位置決めされて接合（積層）された積層レンズ構造体７０２を搭載したカメラモジュール７００を用いることで、高画質化及び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２０００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。

＜イメージセンサの使用例＞
図４４は、上述のカメラパッケージ１またはカメラモジュール７００を用いたイメージセンサの使用例を示す図である。

カメラパッケージ１またはカメラモジュール７００を用いたイメージセンサは、例えば、以下のように、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使用することができる。

・ディジタルカメラや、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、美容の用に供される装置
・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

＜１７．体内情報取得システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、上述したように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。

図４５は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、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の概略的な構成の一例を示すブロック図である。

体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。

カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００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１０２００に順次無線送信する。

外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、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１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００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体内画像を随時得ることができる。

カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成及び機能についてより詳細に説明する。

カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、及び制御部１０１１７が収納されている。

光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。

撮像部１０１１２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。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。

画像処理部１０１１３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１０１１２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。画像処理部１０１１３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１０１１４に提供する。

無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３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１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。

給電部１０１１５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１０１１５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。

電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図４５では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６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１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。

制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。

外部制御装置１０２００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クロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１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１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２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１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４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。

また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００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／若しく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、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、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１０２００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。

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、撮像部１０１１２に適用され得る。具体的には、撮像部１０１１２として、カメラパッケージ１またはカメラモジュール７００を適用することができる。撮像部１０１１２に本開示に係る技術を適用することにより、カプセル型内視鏡１０１００をより小型化できるため、患者の負担を更に軽減することができる。また、カプセル型内視鏡１０１００を小型化しつつも、より鮮明な術部画像を得ることができるため、検査の精度が向上する。

＜１８．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術は、例えば、内視鏡手術システムに適用されてもよい。

図４６は、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概略的な構成の一例を示す図である。

図４６では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。

内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。

鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。

カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。

ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。

表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。

光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。

入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。

処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。

なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。

また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。

また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。

図４７は、図４６に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。

カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。

レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。

撮像部１１４０２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。

また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。

駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。

通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。

また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。

なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。

カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。

通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。

また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。

画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。

制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。

また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。

カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。

ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。

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、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、撮像部１１４０２として、カメラパッケージ１またはカメラモジュール７００を適用することができる。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、カメラヘッド１１１０２を小型化しつつも、より鮮明な術部画像を得ることができる。

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。

＜１９．移動体への応用例＞
さらに、本開示に係る技術は、例えば、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

図４８は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。

車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図４８に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。

駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。

ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。

撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。

車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。

マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット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。

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４８の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。

図４９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

図４９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。

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。

なお、図４９には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。

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、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、撮像部１２０３１として、カメラパッケージ１またはカメラモジュール７００を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、小型化しつつも、より見やすい撮影画像を得ることができたり、距離情報を取得することができる。また、得られた撮影画像や距離情報を用いて、ドライバの疲労を軽減したり、ドライバや車両の安全度を高めることが可能になる。

また、本開示は、カメラパッケージに含まれるレンズ（レンズ樹脂部）の成型に限らず、型を用いて樹脂を成型するインプリント全般に対して適用可能である。

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。

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。

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。

なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
固体撮像素子を保護する透明基板の上側のレンズ形成領域の周囲に、高接触角膜を成膜し、
前記透明基板の上側の前記レンズ形成領域に、レンズ材料を滴下し、
滴下後の前記レンズ材料を金型で成形し、レンズを形成する
カメラパッケージの製造方法。
（２）
前記高接触角膜は、前記透明基板の接触角よりも接触角が大きい膜である
前記（１）に記載のカメラパッケージの製造方法。
（３）
前記透明基板の上面に、密着促進剤を成膜し、
前記密着促進剤の上の前記レンズ形成領域の周囲に、前記高接触角膜を成膜する
前記（１）または（２）に記載のカメラパッケージの製造方法。
（４）
前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である
前記（３）に記載のカメラパッケージの製造方法。
（５）
形成された前記レンズと、その周囲の前記高接触角膜の上面に、反射防止膜をさらに成膜する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載のカメラパッケージの製造方法。
（６）
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、
前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と
を備えるカメラパッケージ。
（７）
前記高接触角膜は、前記透明基板の接触角よりも接触角が大きい膜である
前記（６）に記載のカメラパッケージ。
（８）
前記高接触角膜は、前記透明基板の上に形成されている
前記（６）または（７）に記載のカメラパッケージ。
（９）
前記透明基板の上に密着促進剤をさらに備え、
前記高接触角膜および前記レンズは、前記密着促進剤の上に形成されている
前記（６）または（７）に記載のカメラパッケージ。
（１０）
前記透明基板の上にIRカットフィルタをさらに備え、
前記高接触角膜および前記レンズは、前記IRカットフィルタの上に形成されている
前記（６）または（７）に記載のカメラパッケージ。
（１１）
前記高接触角膜および前記レンズの上面に、反射防止膜をさらに備える
前記（６）乃至（１０）のいずれかに記載のカメラパッケージ。
（１２）
固体撮像素子と、
前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、
前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と
を備えるカメラパッケージと、
前記カメラパッケージの上側に配置された、１以上のレンズ付き基板を含むレンズモジュールと
を備える電子機器。

また、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（B１）
基板の上の樹脂材料を所定の形状に成形する際に前記基板に突き当てる突き当て部を備え、
前記突き当て部を前記基板に突き当てた状態において、前記樹脂材料を外部に流出入させる空間が形成された構成とされる
金型。
（B２）
前記突き当て部として、３個以上の柱状体を備える
前記（B１）に記載の金型。
（B３）
前記突き当て部は、平面視において外周部よりも内側に配置される
前記（B１）または（B２）に記載の金型。
（B４）
前記柱状体は、円柱形状または多角形状である
前記（B１）乃至（B３）のいずれかに記載の金型。
（B５）
前記柱状体は、円錐形状または多角錐形状である
前記（B１）乃至（B３）のいずれかに記載の金型。
（B６）
前記基板と接する前記突き当て部の先端部の形状は、略球形状である
前記（B１）乃至（B５）のいずれかに記載の金型。
（B７）
前記基板と接する前記突き当て部の先端部の形状は、角錐形状または円錐形状である
前記（B１）乃至（B５）のいずれかに記載の金型。
（B８）
前記突き当て部は、前記基板と面で接触するように構成される
前記（B１）乃至（B４）のいずれかに記載の金型。
（B９）
前記突き当て部は、前記基板と点で接触するように構成される
前記（B１）乃至（B７）のいずれかに記載の金型。
（B１０）
一部の領域に遮光膜が形成されている
前記（B１）乃至（B９）のいずれかに記載の金型。
（B１１）
基板の上の樹脂材料に、金型を押し付けて、前記金型の形状を前記樹脂材料に転写して、レンズ樹脂部を形成するステップを備え、
前記金型は、前記基板の上の樹脂材料を所定の形状に成形する際に前記基板に突き当てる突き当て部を備え、
前記突き当て部を前記基板に突き当てた状態において、前記樹脂材料を外部に流出入させる空間が形成された構成である
半導体装置の製造方法。
（B１２）
前記レンズ樹脂部が形成された前記基板を、入射した光を電気信号へ変換する画素が形成された半導体基板に貼り合わせる
前記（B１１）に記載の半導体装置の製造方法。
（B１３）
入射した光を電気信号へ変換する画素が形成された半導体基板に貼り合わせられた前記基板の上に樹脂材料を滴下し、前記金型を押し付けて、前記金型の形状を前記樹脂材料に転写して、レンズ樹脂部を形成する
前記（B１１）に記載の半導体装置の製造方法。

１ カメラパッケージ， １１ 第１構造体（上側構造体）， １２ 第２構造体（下側構造体）， １３ 固体撮像素子， １４ 外部端子， １８ 保護基板， １９ レンズ樹脂部， ２０ 高接触角膜， ５０１ レンズ材料， ５０３ 金型， ５７１ 密着促進剤， ５７２ 反射防止膜， ６０２ レンズ材料， ６０３ 金型， ６１１ 突き当て部， ６１２ 遮光膜， ６６１ 突き当て部， ６６２ 遮光膜， ６７１ ガイド部， ７００ カメラモジュール， ７０１ レンズ付き基板， ７０２ 積層レンズ構造体， ７０３ 光学ユニット， ７２２ レンズ樹脂部， ７２３ 貫通孔， ９２１ 金型基板， ９２２ 金型， ９４１ 金型基板， ９４２ 金型， ２０００ 撮像装置， ２００１ イメージセンサ， ２００２ カメラモジュール

Claims (9)

1. 固体撮像素子を保護する透明基板の上側のレンズ形成領域の周囲に、高接触角膜を成膜し、
   前記透明基板の上側の前記レンズ形成領域に、レンズ材料を滴下し、
   滴下後の前記レンズ材料を金型で成形し、レンズを形成する
   カメラパッケージの製造方法。
2. 前記高接触角膜は、前記透明基板の接触角よりも接触角が大きい膜である
   請求項１に記載のカメラパッケージの製造方法。
3. 前記透明基板の上面に、密着促進剤を成膜し、
   前記密着促進剤の上の前記レンズ形成領域の周囲に、前記高接触角膜を成膜する
   請求項１に記載のカメラパッケージの製造方法。
4. 前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である
   請求項３に記載のカメラパッケージの製造方法。
5. 形成された前記レンズと、その周囲の前記高接触角膜の上面に、反射防止膜をさらに成膜する
   請求項１に記載のカメラパッケージの製造方法。
6. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、
   前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、
   前記透明基板の上に形成された密着促進剤と
   を備え、
   前記レンズと前記高接触角膜は、前記密着促進剤の上に形成され、
   前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である
   カメラパッケージ。
7. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、
   前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、
   前記透明基板の上に形成されたIRカットフィルタと密着促進剤の積層と
   を備え、
   前記レンズと前記高接触角膜は、前記IRカットフィルタと密着促進剤の積層の上に形成され、
   前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である
   カメラパッケージ。
8. 前記高接触角膜および前記レンズの上面に、反射防止膜をさらに備える
   請求項６または７に記載のカメラパッケージ。
9. 固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子を保護する透明基板の上側に形成されたレンズと、
   前記透明基板の上側で前記レンズの周囲に形成された高接触角膜と、
   前記透明基板の上に形成された密着促進剤と
   を備え、
   前記レンズと前記高接触角膜は、前記密着促進剤の上に形成され、
   前記高接触角膜は、前記密着促進剤の接触角よりも接触角が大きい膜である
   カメラパッケージと、
   前記カメラパッケージの上側に配置された、１以上のレンズ付き基板を含むレンズモジュールと
   を備える電子機器。

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