專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法、半導(dǎo)體器件及相機(jī)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體器件的制造方法、半導(dǎo)體器件及相機(jī)組件。
背景技術(shù)：
雖然現(xiàn)有的CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)圖象傳感器是在硅基板上形成光電二級(jí)管并在其上形成布線，但是，從提高光效率和設(shè)計(jì)的自由度的出發(fā)點(diǎn)看，使光從形成了光電二級(jí)管的一側(cè)的相反面(背面)入射的背面照射型CMOS圖象傳感器已經(jīng)引起注目。背面照射型CMOS圖象傳感器，為了縮短到達(dá)光電二級(jí)管的距離，有必要通過(guò)機(jī)械化學(xué)研磨來(lái)薄膜化形成了光電二級(jí)管等的硅基板(以下，被稱作器件基板)。在薄膜化器件基板時(shí)，器件基板單體不能耐受研磨壓力。因此，將支持基板與器件基板貼合之后，薄膜化器件基板。然而，現(xiàn)有的背面照射型CMOS圖象傳感器，在將支持基板貼合后，估計(jì)將進(jìn)行現(xiàn)有的晶片加工處理。因此，可以容易地想到若支持基板上使用一般的硅基板，則引起基于金屬污染的器件特性劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在第1基板的表面、背面及側(cè)面上形成絕緣膜。接著，除去第1基板的表面?zhèn)鹊慕^緣膜，在除去了絕緣膜的第1基板的表面上形成粘接層。然后，間隔著粘接層，將第1基板和第2基板貼合。由此，在工藝處理中，能預(yù)防對(duì)器件的金屬污染。


圖IA 圖ID是示出了與第1實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造方法的一個(gè)例子的圖。圖2是示出了第1實(shí)施方式的與支持基板貼合的器件基板的構(gòu)成例的圖。圖3是示出了第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體基板的構(gòu)成例的圖。圖4A 圖4C是示出了與第2實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造方法的一個(gè)例子的圖。圖5是示出了第2實(shí)施方式的支持基板和器件基板的貼合的圖。圖6是示出了第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體基板的構(gòu)成例的圖。圖7是示出了與第3實(shí)施方式相關(guān)的相機(jī)組件的構(gòu)成例的示意圖。
具體實(shí)施例方式參照下面的附圖，詳細(xì)地說(shuō)明與實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造方法、半導(dǎo)體器件及相機(jī)組件。而且，本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)圖IA 圖ID是示出了與第1實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造方法的一個(gè)例子的圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件，例如是作為背面照射型CMOS圖像傳感器所使用的半導(dǎo)體器件。在這里，雖然舉例說(shuō)明作為背面照射型CMOS圖像傳感器所使用的半導(dǎo)體器件，但是只要是由包含將基板和支持基板貼合的工序的制造方法所形成的半導(dǎo)體器件，也可以是背面照射型CMOS圖象傳感器以外的半導(dǎo)體器件。首先，如圖IA所示，通過(guò)CVD法或涂敷法等形成絕緣膜即薄膜2以便覆蓋基板1 的全表面(表面、背面及側(cè)面)，進(jìn)一步形成保護(hù)膜3以便覆蓋整個(gè)薄膜2。作為基板1使用什么樣的材質(zhì)的基板都是可以的，例如可以使用硅基板。作為薄膜2，例如可以使用S^2 膜。保護(hù)膜3是絕緣膜，可以用預(yù)防金屬污染的材質(zhì)形成，例如可以通過(guò)將硅烷和氨作為材料的Si3N4膜、將C2H4和C3H8等碳化氫作為材料的SiC膜等來(lái)形成。而且，薄膜2、保護(hù)膜3 各自的膜厚可以是任何值，例如可以是Inm IOOnm的程度。然后，如圖IB所示，通過(guò)干法蝕刻除去保護(hù)膜3的表面?zhèn)然虮趁鎮(zhèn)?在圖1中，成為上側(cè)的面?zhèn)?。而且，保護(hù)膜3的除去不僅限于干法蝕刻，也可以通過(guò)濕法蝕刻實(shí)施，或者也可以使用干法蝕刻和濕法蝕刻兩種方法實(shí)施。進(jìn)一步，如圖IC所示，通過(guò)濕法蝕刻除去已除去保護(hù)膜3的面?zhèn)鹊谋∧?，使基板 1的表面露出來(lái)。而且，薄膜2的除去不僅限于濕法蝕刻，也可以實(shí)施干法蝕刻或通過(guò)濕法蝕刻和干法蝕刻兩種方法實(shí)施。但是為了平坦化薄膜2被除去后的基板1的表面，最好通過(guò)濕法蝕刻來(lái)實(shí)施。然后，如圖ID所示，通過(guò)濕法處理，在露出的基板1的表面上形成自然氧化膜即粘接層4。此時(shí)濕法處理的處理藥液，例如可以使用臭氧水，或膽堿、過(guò)氧化氫和水的混合溶液。在本實(shí)施方式中，在形成粘接層4之時(shí)使用濕法處理。這是因?yàn)榭梢云教够辰訉?的表面，可以除去薄膜2或在薄膜2的除去中進(jìn)行干法蝕刻時(shí)產(chǎn)生的塵屑。雖然通過(guò)濕法處理以外的CVD法等也可以形成粘接層4，但是，通過(guò)濕法處理以外的方法來(lái)形成時(shí)， 由于粘接層4不能變得平坦，所以形成后通過(guò)研磨等來(lái)平坦化粘接層4的表面。通過(guò)上述過(guò)程，形成了支持基板5，在其表面上形成了粘接層4，其背面及側(cè)面被薄膜2及保護(hù)膜3覆蓋。然后，間隔著粘接層4，將支持基板5和貼合對(duì)象的基板(器件基板)貼合。圖2是示出了與支持基板5貼合的器件基板6的構(gòu)成例的圖。該器件基板6是包含有源層、布線層等的半導(dǎo)體基板。例如，按下面的次序形成。首先，在硅基板10上，使用抗蝕劑曝光及蝕刻形成開(kāi)口部，并通過(guò)CVD法或涂敷法埋入氧化硅膜、氮化硅膜等絕緣材料， 而通過(guò)STI法形成半導(dǎo)體領(lǐng)域11作為有源層。然后，在硅基板10上作為有源層形成受光元件12、柵極13、源·漏極14，在其上反復(fù)進(jìn)行層間絕緣膜15的沉積和由銅或鋁形成的布線層16的形成來(lái)形成多層布線。而且，在最上層(多層布線層之上)形成粘接層17。作為粘接層17，可以使用將硅烷或TEOS作為材料的SW2膜、將有機(jī)系硅烷作為材料的SiOC膜、將硅烷和氨作為材料的Si3N4膜、將膦作為材料的PSG膜等。而且，在使用自旋涂敷法的場(chǎng)合，作為粘接層17可以使用硅醇基作為材料的S0G(Spin On Glass)膜、有機(jī)系材料MSQ(Methyl Silses Quioxane)、聚酰亞胺膜等。而且，也可以層疊2種以上的材質(zhì)的膜形成粘接層17。圖3是示出了在圖2所示的貼合工序之后，形成的半導(dǎo)體基板(將器件基板6與支持基板5貼合而形成的半導(dǎo)體基板)的構(gòu)成例。而且，與支持基板5貼合的器件基板6不僅限于在圖2中所例示的構(gòu)成。若對(duì)與支持基板5粘接的面進(jìn)行加工以便適于粘接(例如形成粘接層17)，則無(wú)論什么樣的構(gòu)成的基板都是可以的。將粘接層17和支持基板5的表面(粘接層4)貼合的場(chǎng)合，通過(guò)粘接層17的表面及支持基板5的表面的清洗工序去除表面的有機(jī)物和Cu、Al等金屬污染物。該清洗工序， 例如，可以是丙酮、酒精、臭氧水等的有機(jī)清洗等濕法工藝，可以是氫氟酸(HF)、稀氫氟酸 (DHF)、硫酸雙氧水、氨雙氧水、鹽酸化氧化氫水等的酸堿清洗等濕法工藝?；蛘咭部梢允峭ㄟ^(guò)氫、氮、氧、笑氣(N2O)、氬、氦等單一氣體或多種氣體來(lái)激勵(lì)的等離子處理等干法工藝。這時(shí)，若在等離子處理中使用的氣體是氮?dú)猓瑒t氧化膜表面的一部分被氮化，不僅形成O-H的氫鍵而且也可以形成N-H的氫鍵，能夠提高晶片的接合力，所以優(yōu)選。而且，清洗工序也可以是濕法工藝和干法工藝的組合。雖然清洗工序最好對(duì)粘接層17和支持基板 5的表面的兩面進(jìn)行處理，但是也可以只處理任一面。而且，在本實(shí)施方式中，雖然是在支持基板5上形成薄膜2之后形成保護(hù)膜3，但是也可以不形成薄膜2，在支持基板5上直接形成保護(hù)膜3。通常，與在支持基板5上直接形成預(yù)防金屬污染的材質(zhì)的保護(hù)膜3相比較，優(yōu)選在形成氧化膜等薄膜2之后形成保護(hù)膜3。 這里，在形成薄膜2之后形成保護(hù)膜3，能夠均勻地形成保護(hù)膜3。而且，這是因?yàn)樵谕ㄟ^(guò)干法蝕刻除去保護(hù)膜3的場(chǎng)合，雖然支持基板5的表面有粗糙的可能性，但可以通過(guò)事先形成薄膜2來(lái)預(yù)防。而且，在這種場(chǎng)合，薄膜2是通過(guò)濕法蝕刻除去的。在形成背面照射型CMOS圖象傳感器的場(chǎng)合，進(jìn)行支持基板5和器件基板6的貼合形成半導(dǎo)體基板(半導(dǎo)體器件)后，薄化該半導(dǎo)體基板的器件基板6，進(jìn)一步在器件基板 6上進(jìn)行彩色濾光片的貼付等加工，通過(guò)個(gè)使半導(dǎo)體基板單片化，而形成作為背面照射型 CMOS圖象傳感器的半導(dǎo)體器件。如上所述，在本實(shí)施方式中，在基板1的表面、背面及側(cè)面形成薄膜2，在薄膜2上進(jìn)一步形成保護(hù)膜3。然后，除去基板1的表面?zhèn)鹊谋Ｗo(hù)膜3及薄膜2，而使支持基板5的表面露出，在露出的支持基板5的表面形成粘接層4。然后，間隔著粘接層4進(jìn)行支持基板 5和貼合對(duì)象的基板的貼合。因此，通過(guò)將貼合對(duì)象的基板和支持基板5貼合后的晶片工藝處理，能夠預(yù)防金屬污染。(第2實(shí)施方式)圖4A 圖4C是示出了與第2實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體器件的制造方法的一個(gè)例子的圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件例如是作為背面照射型CMOS圖象傳感器使用的半導(dǎo)體器件。具有與第1實(shí)施方式相同的功能的構(gòu)成要素，付加與第1實(shí)施方式相同的符號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。首先，如圖4A所示，和實(shí)施方式的圖IA —樣，例如，通過(guò)CVD法或涂敷法等形成薄膜2以便覆蓋由硅等形成的基板1的全表面(表面、背面及側(cè)面)，進(jìn)一步形成保護(hù)膜3以便覆蓋整個(gè)薄膜2。接著，如圖4B所示，通過(guò)CVD法或自旋涂敷法等形成粘接層7。作為粘接層7，可以使用和第1實(shí)施方式同樣的材質(zhì)。在使用自旋涂敷法的場(chǎng)合，可以使用與第1實(shí)施方式相同的材質(zhì)，再加上作為粘接層7可以使用硅醇基為材料的S0G(Spin On Glass)膜，有機(jī)材料MSQ(Methyl Silses Quioxane)，聚酰亞胺薄膜等。而且，也可以層疊兩種以上的材質(zhì)的膜形成粘接層7。然后，如圖4C所示，使用化學(xué)研磨、機(jī)械研磨中的任一種方法或兩種方法平坦化粘接層7的表面，完成支持基板8。然后，進(jìn)行支持基板8和器件基板6等的貼合。圖5是示出了支持基板8和器件基板6的貼合的圖。器件基板6的構(gòu)成與第1實(shí)施方式一樣。支持基板8和器件基板6等的貼合方法與第1實(shí)施方式一樣。圖6是示出了在圖5所示的貼合工藝之后，形成的半導(dǎo)體基板(將器件基板6和支持基板8貼合而形成的半導(dǎo)體基板)的構(gòu)成例的圖。在形成背面照射型CMOS圖象傳感器的場(chǎng)合，進(jìn)行支持基板8和器件基板6的貼合而形成半導(dǎo)體基板(半導(dǎo)體器件)后，薄化該半導(dǎo)體基板的器件基板6。進(jìn)一步在器件基板6上進(jìn)行彩色濾光片的貼付等加工。通過(guò)是半導(dǎo)體基板單片化，形成了作為背面照射型 CMOS圖象傳感器的半導(dǎo)體器件。如上所述，在本實(shí)施方式中，在基板1的表面、背面及側(cè)面形成薄膜2，在薄膜2上進(jìn)一步形成保護(hù)膜3。然后，在基板1的表面?zhèn)鹊谋Ｗo(hù)膜3上形成粘接層7，平坦化粘接層4 形成支持基板8。然后，間隔著粘接層7，進(jìn)行支持基板8和貼合對(duì)象的基板的貼合。因此， 通過(guò)將貼合對(duì)象的基板和支持基板8貼合之后的晶片工藝處理，可以預(yù)防金屬污染。(第三實(shí)施方式)圖7是示出了與第3實(shí)施方式相關(guān)的相機(jī)組件的構(gòu)成例的示意圖。示出了本實(shí)施方式的相機(jī)組件，是使用具備第1實(shí)施方式的支持基板5或者第2實(shí)施方式的支持基板8 的半導(dǎo)體器件的相機(jī)組件的構(gòu)成例。如圖7所示，本實(shí)施方式的相機(jī)組件，由半導(dǎo)體器件20、隔板21、鏡頭組件22及防護(hù)罩23構(gòu)成。半導(dǎo)體器件20是通過(guò)第1實(shí)施方式或第2實(shí)施方式中所述的制造方法，在進(jìn)行支持基板5或支持基板8和器件基板6的貼合后薄化器件基板6，進(jìn)一步在器件基板6 上進(jìn)行彩色濾光片的貼付等加工，而被單片化的半導(dǎo)體器件。而且，在圖7中所示的構(gòu)成是一個(gè)例子，使用半導(dǎo)體元件20的相機(jī)組件的構(gòu)成，不只限于圖7所示的構(gòu)成，什么樣的構(gòu)成都可以。這樣，在本實(shí)施方式中，使用具備支持基板5或支持基板8的半導(dǎo)體器件，形成相機(jī)組件。因此，可以制造出預(yù)防金屬污染的相機(jī)組件。雖然說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但是這些實(shí)施方式是作為例子提示的，沒(méi)有限定發(fā)明范圍的意圖。這些新的實(shí)施方式，可能是其他的各種實(shí)施方式，在不脫離發(fā)明的主要宗旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及實(shí)施方式的變形包含于發(fā)明的范圍、主要宗旨內(nèi)，而且包含于權(quán)利要求書的范圍所記載的發(fā)明極其等同的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 在第1基板的表面、背面及側(cè)面上形成絕緣膜； 在上述第1基板的表面?zhèn)刃纬烧辰訉?；間隔著上述粘接層，將上述第1基板和第2基板貼合。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在第1基板的表面、背面及側(cè)面上形成絕緣膜之后，除去上述第1基板的表面?zhèn)鹊纳鲜鼋^緣膜，在除去了上述絕緣膜的上述第1基板的表面上形成粘接層。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，通過(guò)在第1基板的表面、背面及側(cè)面上形成的薄膜和在上述第1基板的表面、背面及側(cè)面的上述薄膜上形成的保護(hù)膜，來(lái)形成上述絕緣膜。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 使上述薄膜為氧化硅膜，使上述保護(hù)膜為氮化硅膜或碳化硅膜。
5.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在除去上述絕緣膜的工序中，通過(guò)干工序除去上述保護(hù)膜，通過(guò)濕工序除去上述薄膜。
6.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 通過(guò)濕工序形成上述粘接層。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 在上述第1基板的表面?zhèn)鹊纳鲜鼋^緣膜上形成粘接層。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，通過(guò)在第1基板的表面、背面及側(cè)面上形成的薄膜和在上述第1基板的表面、背面及側(cè)面的上述薄膜上形成的保護(hù)膜，來(lái)形成上述絕緣膜。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于， 使上述薄膜為氧化硅膜，使上述保護(hù)膜為氮化硅膜或碳化硅膜。
10.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在上述絕緣膜上形成粘接層后，研磨上述粘接層，在研磨上述粘接層之后，間隔著上述粘接層將上述第1基板和第2基板貼合。
11.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，具備 第1基板；絕緣膜，形成在上述第1基板上；粘接層，形成在上述絕緣膜上；以及第2基板，間隔著上述粘接層與上述第1基板粘接。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述絕緣膜形成在上述第1基板的形成了上述粘接層的面的相反側(cè)的面上。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于， 上述絕緣膜形成在上述第1基板的背面及表面上。
14.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，上述絕緣膜具備在第1基板上形成的薄膜和在上述薄膜上形成的保護(hù)膜。
15.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，使上述薄膜為氧化硅膜，使上述保護(hù)膜為氮化硅膜或碳化硅膜。
16.一種相機(jī)組件，具有具備攝像元件的半導(dǎo)體器件和使來(lái)自外部的光入射至上述攝像元件的鏡頭組件，上述相機(jī)組件的特征在于，上述半導(dǎo)體器件具備 第1基板；絕緣膜，形成在上述第1基板上；粘接層，形成在上述絕緣膜上；以及第2基板，間隔著上述粘接層與上述第1基板粘接。
17.如權(quán)利要求16所述的相機(jī)組件，其特征在于，上述絕緣膜形成在上述第1基板的形成了上述粘接層的面的相反側(cè)的面上
18.如權(quán)利要求16所述的相機(jī)組件，其特征在于， 上述絕緣膜形成在上述第1基板的背面及表面上。
19.如權(quán)利要求16所述的相機(jī)組件，其特征在于，上述絕緣膜具備在第1基板上形成的薄膜和在上述薄膜上形成的保護(hù)膜。
20.如權(quán)利要求19所述的相機(jī)組件，其特征在于，使上述薄膜為氧化硅膜，使上述保護(hù)膜為氮化硅膜或碳化硅膜。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體器件的制造方法、半導(dǎo)體器件及相機(jī)組件。根據(jù)實(shí)施方式，在第1基板的表面、背面及側(cè)面上，形成絕緣膜。接著，除去第1基板的表面?zhèn)鹊慕^緣膜，在除去了絕緣膜的第1基板的表面上形成粘接層。然后，間隔著粘接層，將第1基板和第2基板貼合。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102403324SQ201110251738
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者山口直子, 本鄉(xiāng)悟史, 松村剛, 白野貴士, 谷田一真 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝