專利名稱：使用阿爾法步進光刻機生產無圖案襯底以保證效果的工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集成電路制造技術領域，更具體地，涉及一種使用阿爾法步進光刻機 生產無圖案襯底的工藝。
背景技術：
在半導體技術中，襯底的表面可以研磨成足夠厚度以使得照射穿過到達襯底的相 對表面上的傳感器。該方法用于背照式成像器件(如，互補金屬氧化物半導體(CM0Q圖像 傳感器)的制造。該研磨可能在襯底的表面留下寄生圖案(spurious pattern)，該寄生圖 案可能在照射穿過襯底表面時使其變形，并導致圖像傳感器最終產生的圖像不完整。因此，目前期望一種用于制造如背照式CMOS圖像傳感器的器件的系統(tǒng)和方法，其 中從襯底的背面消除或減少了寄生圖案。研磨也是粗減薄工藝，其既有優(yōu)點也有缺點。與其他工具(如化學機械拋光機) 相比，研磨由于較少花費的工具而相對便宜且相對較快。然而，在試圖達到所期望的襯底厚 度時，研磨不是非常精確。

發(fā)明內容
本發(fā)明在現有技術上方進行了改進，并且根據特定的實施例，可以用于達到一個 或多個上述所期望的改進。在一個實施例中，本發(fā)明提供了 一種用于制造集成電路的方法。該方法包括設置 具有第一表面和第二表面的襯底，以及在第一表面上形成至少一個電路元件。在第二表面 上進行粗減薄工藝(如研磨和/或濕刻蝕)，以去除材料直到襯底基本接近但超過第一厚 度，由此粗減薄工藝在第二表面上留下圖案。該方法還包括在襯底上方進行化學機械拋光 (CMP)工藝以基本去除第二表面上的圖案，以及在CMP工藝之后分析襯底以比較第一厚度 和第二厚度。如果第一厚度沒有在第二厚度的預定量之內，則可以重復CMP工藝。本發(fā)明提供了用于制造集成電路器件的方法的另一個實施例。在該實施例中，該 方法包括處理襯底的第一表面以制造集成電路，并研磨襯底的第二表面以去除材料直到襯 底基本接近于所期望的厚度。該方法還包括在襯底的第二表面上方執(zhí)行濕蝕刻工藝以及在 襯底的第二表面上方進行化學機械拋光(CMP)工藝以去除襯底上的圖案。使用計量儀器檢 驗襯底的第二表面以確定第二表面是否基本平滑。如果第二表面不為基本平滑，則重復進 行CMP工藝和使用計量儀器檢驗第二表面的步驟，直到第二表面基本平滑。本發(fā)明還提供了一種用于制造背照式互補金屬氧化物半導體(CM0Q圖像傳感器 的方法。在一個實施例中，該方法依次包括設置在第一表面上具有至少一個像素器件的襯 底；在與第一表面相對的襯底的第二表面上進行研磨工藝，直到襯底基本接近于所期望的 厚度；在襯底的第二表面上方進行濕刻蝕工藝以使得其接近于所期望的厚度；以及在襯底 的第二表面上進行化學機械拋光(CMP)工藝。使用輪廓檢測器件檢驗襯底的第二表面以確 定第二表面在CMP之后是否基本平滑。如果不是，則重復進行CMP工藝和檢驗襯底的步驟，直到襯底基本平滑，從而產生平滑的襯底。


本發(fā)明的方面通過以下的詳細描述結合附圖可以得到更好的理解。需要強調的 是，根據行業(yè)內的標準實踐，各個部件沒有按比例繪制。實際上，為了討論清楚，各個部件的 尺寸可以任意地增加或者減小。圖1為制造背照式CMOS圖像傳感器的方法的一個實施例的流程圖。圖2示出了在圖1的方法的第一步驟的示例性CMOS圖像傳感器的截面圖。圖3示出了在圖1的方法的研磨步驟之后的示例性CMOS圖像傳感器的截面圖。圖4示出了在圖1的方法的濕刻蝕步驟之后的示例性CMOS圖像傳感器的截面圖。圖5示出了在圖1的方法的化學機械拋光(CMP)步驟之后的示例性CMOS圖像傳 感器的截面圖。圖6示出了圖1的方法完成之后的示例性CMOS圖像傳感器的截面圖。
具體實施例方式可以理解的是，下面的本發(fā)明提供了很多不同的實施例或實例，用于實現本發(fā)明 的不同部件。以下描述了元件和配置的具體實例以簡化本說明書。當然，這些僅僅是實例， 并不作為限制。另外，本發(fā)明在不同的實例中可能重復參考標號和/或符號。該重復是為 了簡單和清楚的目的，其本身并不指示所討論的不同實施例和/或配置之間的關系。另外， 以下的描述中第一部件在第二部件上方或上面形成可以包括第一部件和第二部件直接接 觸的實施例，也可以包括其它部件介于第一部件和第二部件之間形成的實施例，這樣第一 部件和第二部件可能不是直接接觸。圖1為用于制造背照式CMOS圖像傳感器的方法100的一個實施例的流程圖。圖 2-5示出了根據方法100的示例性傳感器200在不同的制造階段的截面圖。參考圖1-5，以 下共同描述了方法100和示例性圖像傳感器200?？梢岳斫獾氖牵瑢τ谠摲椒ǖ钠渌鼘嵤?例，在方法100之前、期間和之后可以設置其它步驟，以下描述的一些步驟可以被替換或刪 除。背照式CMOS圖像傳感器為受益于一個或多個實施例的一個器件的實例。其他器 件包括微電子機械系統(tǒng)(MEMS)、變形反射鏡器件(DMD)和其他類型的圖像傳感器。這些不 同的器件可能不包括以下所述的一些元件，并且可能包括CMOS圖像傳感器中不存在的其 它元件。方法100開始于步驟102，其中設置了圖2所示的襯底202。在一個實施例中，襯 底202包括硅。能夠受益于一個或多個實施例的其他器件可以包括不同類型的襯底，如砷 化鎵(GaAs)。襯底202包括在第一表面204上的至少一個像素器件208。至少一個像素器 件208可操作地用于檢測與其接觸的照射。在一個實施例中，至少一個像素器件208為可 操作地用于檢測可見光的CMOS圖像傳感器。襯底還包括與第一表面204相對的第二表面 206，稱為“背面”。方法100的最終產品的襯底202所期望厚度210基于本領域內公知的因 素而確定。在方法100的步驟104，襯底202進行粗減薄工藝。參考圖3，粗減薄工藝可操作地用于從背面206去除襯底材料302。粗減薄工藝可以包括任何機械或化學方式，這些機械 或化學方式去除較大量的襯底材料302，在襯底的表面留下圖案304。例如，粗減薄工藝可 以包括使用磨輪研磨背面206。粗減薄工藝去除襯底材料302直到襯底202的厚度基本接 近所期望的厚度210。步驟104的粗減薄工藝在襯底202的背面206留下了圖案304。該 圖案304包括具有不同高度的區(qū)域，其能夠使經由背面206穿過襯底202的照射變形。參考圖1和4，方法100進行到步驟106，其中在襯底202的背面206上方進行刻 蝕工藝。在一個實施例中，使用(例如氫氧化鉀(KOH))酸進行刻蝕。濕刻蝕從表面304去 除襯底材料402，直到襯底202的厚度接近于所期望的厚度210。在進行了濕刻蝕的步驟之 后，圖案404保留在襯底202的背面206。在步驟106之后，襯底202接近于足夠薄以使將 被像素器件208檢測到的照射經由背面206穿過襯底202。參考圖1和5，接下來，方法100進行到步驟108，其中在襯底202的背面206上進 行化學機械拋光(CMP)工藝。在一個實例中，CMP工藝使用化學反應料漿拋光表面404，該 化學反應料漿為包括懸浮磨料成分的流體。CMP工藝去除襯底材料502，在表面206上留下 了表面輪廓504。在一些實施例中，第二襯底可附著至在襯底202的正面204，以在CMP工 藝期間提供剛性并防止襯底202斷裂。在一些實施例中，CMP工藝使用30秒的涂刷時間、 較低的刷涂RPM以及150ml/min的電化學鍍流速。然后，在完成CMP工藝之后去除該第二 襯底。接下來，方法100進行到步驟110，其中檢驗了襯底。例如，使用輪廓檢測器件檢驗 背面206。輪廓檢測器件可以是被操作用于檢驗背面206的表面輪廓504并確定背面206 的高區(qū)域和低區(qū)域之間高度差的任何器件。在一個實例中，輪廓檢測器件為阿爾法步進光 刻機(alpha st印per)。輪廓檢測器件產生表面輪廓504的變化量。選擇一個公差值，其中 在表面輪廓504的變化小于公差值表示表面輪廓504基本是平滑的。例如，公差值可以設 置為140埃。此外或可選地，厚度測量器件可以用于確定襯底202是否處于(或足夠接近 于)所期望的厚度210。接下來，方法100進行到步驟112，其中將背面206和/或襯底202的厚度與公差 值和/或所期望的厚度進行比較。如果襯底沒有被接受，則程序返回，重復方法的步驟108 和110。在步驟112的肯定結論下，表面206的表面輪廓504是可接受的，例如，從而到達表 面206的照射將無畸變地穿過，從而該照射能夠被至少一個像素器件208檢測到?，F在參考圖6，在完成步驟112(圖1)之后，在襯底202的表面504上方設置可見 光濾光器602以限制穿過其中的光的波長。在一個實施例中，濾光器控制到達至少一個像 素器件208的光的特定波長。例如，濾光器僅允許藍光穿過。在可見光濾光器602上方設 置透鏡元件604。透鏡元件604可操作地用于將可見光匯聚到至少一個像素器件208上。以上概述了幾個實施例的部件，使得本領域技術人員可以更好地理解隨后詳細的 描述。本領域技術人員應當理解，他們可以很容易使用本發(fā)明作為基礎來設計或更改用于 實現與此處所介紹的實施例具有相同的目的和/或達到相同的有益效果的其他工藝和結 構。本領域技術人員也應當意識到，這些等同的結構沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍，他們可 以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下于此做出各種變化、替換和改變。
權利要求
1.一種用于制造集成電路的方法，包括 設置具有第一表面和第二表面的襯底； 在所述第一表面上形成至少一個電路元件；在所述第二表面上進行減薄工藝以去除材料，直到所述襯底基本接近但超過第一厚 度，由此所述減薄工藝在所述第二表面上留下圖案；在所述襯底上方進行化學機械拋光(CMP)工藝，以基本去除所述第二表面上的圖案； 在所述CMP工藝之后分析所述襯底，以將所述第一厚度與第二厚度進行比較；以及 如果所述第一厚度不在所述第二厚度的預定量之內，則重復所述CMP工藝。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述襯底由硅組成。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述減薄工藝包括機械研磨工藝以及濕刻蝕工藝。
4.根據權利要求1所述的方法，其中在進行所述CMP工藝之后，所述襯底用于允許照射 穿過，以及在進行所述CMP工藝之后，將照射波長濾光器設置在所述襯底的第二表面上方。
5.根據權利要求3所述的方法，其中所述至少一個電路元件為互補金屬氧化物半導體 (CMOS)圖像傳感器，用于檢測穿過所述濾光器和所述襯底的第二表面的照射。
6.一種用于制造集成電路器件的方法，包括設置具有第一表面和第二表面的襯底，其中所述集成電路在所述第一表面上； 研磨所述襯底的第二表面，直到所述襯底基本接近于所期望的厚度； 在所述襯底的第二表面上方進行化學機械拋光(CMP)工藝； 使用計量儀器檢驗所述襯底的第二表面，以確定所述第二表面是否基本平滑； 如果所述第二表面不是基本平滑的，則重復進行所述CMP工藝和使用所述計量儀器檢 驗所述第二表面的步驟，直到所述第二表面基本平滑。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述計量儀器為阿爾法步進光刻機，所述阿爾法 步進光刻機提供的表面輪廓的變化量用于確定所述襯底是否基本平滑。
8.根據權利要求6所述的方法，其中所述襯底包括硅。
9.根據權利要求6所述的方法，其中在進行所述CMP工藝之后，所述襯底用于允許照射穿過。
10.根據權利要求9所述的方法，還包括將照射濾光器設置在所述襯底的第二表面上 方，以限制到達所述第一表面的照射的波長。
11.根據權利要求10所述的方法，還包括將透鏡設置在所述襯底的第二表面上方；以及將所述襯底和所述可見光濾光器設置在CMOS圖像傳感器上方，所述CMOS圖像傳感器 用于檢測穿過所述透鏡、所述濾光器以及所述平滑襯底的第二表面的光中的圖像。
12.—種依次進行的用于制造背照式互補金屬氧化物半導體(CM0Q圖像傳感器的方 法，包括在第一表面上設置具有至少一個像素器件的襯底；在與所述第一表面相對的所述襯底的第二表面上進行研磨工藝，直到所述襯底基本接 近于所期望的厚度；在所述襯底的第二表面上方進行濕刻蝕工藝以使得其接近所述所期望的厚度； 在所述襯底的第二表面上進行化學機械拋光(CMP)工藝； 使用輪廓檢測器件檢驗所述襯底的第二表面以確定所述第二表面是否基本平滑； 如果所述襯底不是基本平滑的，則重復進行所述CMP工藝和檢驗所述襯底的步驟，直 到所述襯底基本平滑。
13.根據權利要求12所述的方法，其中檢驗所述襯底的第二表面也用于確定所述襯底是否為所期望的厚度，以及 其中，如果所述襯底不是所期望的厚度，則重復進行所述CMP工藝和檢驗所述襯底的 步驟，直到所述襯底為所期望的厚度。
14.根據權利要求12所述的方法，其中所述輪廓檢測器件提供表面輪廓的變化量用于 確定所述襯底是否基本平滑。
15.根據權利要求12所述的方法，還包括將可見光濾光器設置在所述平滑襯底的第二 表面上方，以限制穿過其中的光的波長；以及形成與所述可見光濾光器和所述至少一個像素器件相符合的透鏡元件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于制造集成電路的方法。該方法包括處理襯底的第一表面以制造集成電路，以及研磨襯底的第二表面以去除材料直到襯底基本接近于所期望的厚度。該方法還包括在襯底的第二表面上方進行濕刻蝕工藝，并且在襯底的第二表面上方進行化學機械拋光(CMP)工藝，以去除襯底上的圖案。使用計量儀器檢驗襯底的第二表面以確定第二表面是否基本平滑；如果第二表面不是基本平滑的，則重復進行CMP工藝和使用計量儀器檢驗第二表面的步驟，直到第二表面基本平滑。本發(fā)明還提供了一種使用阿爾法步進光刻機生產無圖案襯底以保證效果的工藝。
文檔編號H01L21/77GK102044489SQ20101020380
公開日2011年5月4日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權日2009年10月14日
發(fā)明者翁偉智, 蔡妙欣, 黃薰瑩 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司