專利名稱：光刻用掩模及光刻用掩模數(shù)據(jù)的形成方法、背照射型固體攝像器件及其制造方法和電子裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光刻用掩模的形成方法、光刻用掩模數(shù)據(jù)的形成方法、 背照射型固體攝像器件制造方法、背照射型固體攝像器件以及電子裝置。
背景技術：
作為固體攝像器件中的一種，存在著所謂的背照射型CMOS (互補金 屬氧化物半導體)圖像傳感器，其從與形成有元件區(qū)域之布線部的表面(前 面)相對的表面(背面)側獲取入射光，且在上述元件區(qū)域中形成有光電轉 換元件(例如參考日本專利特開公報2003-31785 (專利文件l))。通過采用 從背側獲取入射光的結構，不必考慮光接收面來布置布線層的各條金屬 布線，因此布線的自由度增加。這樣，就能夠實現(xiàn)像素的精細化并增加 開口率。
由于芯片被倒置安裝在背照射型CMOS圖像傳感器中，因此攝取圖 像相對于前照射型CMOS圖像傳感器的攝取圖像是鏡面反轉的。例如， 當前照射型的攝取圖像是圖9A所示的圖像時，如圖9B所示，背照射型 CMOS圖像傳感器的攝取圖像相對于該前照射型的攝取圖像是鏡面反轉 的。在這種情況下，為了使背照射型的攝取圖像和前照射型的攝取圖像 具有相同的左右關系，在后續(xù)級的信號處理集成電路(IC)中，必須提供使 用線存儲器(line memory)等的鏡面反轉功能。
除了上述情況之外，在攝取圖像相對于前照射型CMOS圖像傳感器 的攝取圖像呈鏡面反轉的背照射型CMOS圖像傳感器中，還存在以下缺點。作為示例，圖IOA和圖IOB示出了前照射型(圖IOA)和背照射型(圖 IOB)CMOS圖像傳感器的芯片的設計數(shù)據(jù)。
首先，如圖IIA和圖IIB所示，規(guī)定了 CMOS圖像傳感器的端子位 置的輸入I/輸出O圖(端子圖)是鏡面反轉的。分別地，圖11A示出了前 照射型的情況，圖IIB示出了背照射型的情況。當規(guī)定了端子位置的1/0 圖以此方式呈鏡面反轉時，如圖12A和圖12B所示，必須在評估時或者 在產(chǎn)品上重新設計用于安裝傳感器的板子。
分別地，圖12A示出了前照射型的情況，圖12B示出了背照射型的 情況。評估電路表示包括調節(jié)器和各種檢查端子等元件的電路。
然而，由于以下原因，我們需要做的不僅僅是重新設計板子以實現(xiàn) 鏡面反轉。作為原因之一，通常把信號輸入或輸出的方向以及電源端子 的位置等固定在容易使用的位置處，因此，不希望這些位置是鏡面反轉 的。
作為另一個原因，即使當傳感器的電源端子等的端子位置呈鏡面反 轉時，諸如可編程邏輯元件(Programmable Logic Device, PLD)等其它元 件的端子位置并不是鏡面反轉的，因此，通過簡單的鏡面反轉是不足以 在它們之間進行布線的。具體地說，如圖12B所示，CMOS圖像傳感器 將具有要進行布線并使輸入輸出關系反轉的形式。
對于上述布線，可以在板子上進行布線，或者可以使用在傳感器封 裝與插座(socket)之間的轉換連接器。然而，由于幾十條以上的布線交叉， 因此當采用上述任一項對策時，布線操作都會相當困難并且容易出現(xiàn)噪 聲。特別地，當使用轉換連接器時，與板子表面相距的高度會發(fā)生變化， 這對圖像傳感器是不利的。
如果背照射型CMOS圖像傳感器是單獨存在的，則信號和端子位置 的反轉不成問題，并且可以對應于該傳感器而形成評估系統(tǒng)、后續(xù)級的 信號處理IC、系統(tǒng)和照相機等。然而，根據(jù)成本與性能之間的權衡關系， 背照射型CMOS圖像傳感器實際上與前照射型CMOS圖像傳感器共存 著。在這種情況下，不希望對信號的左右和輸入/輸出端子的位置等進行 大的改變。過去已經(jīng)針對上述問題采取了以下對策。最簡單的對策是，如圖13A 所示那樣設計芯片的設計數(shù)據(jù)，從而在水平掃描方向上進行反轉掃描。
在這種情況下，攝取圖像將如圖9A所示是正的。因此，可以按照原樣來
使用現(xiàn)有技術中的后續(xù)級的處理系統(tǒng)。
然而，如圖13B所示，通過翻轉芯片而使端子位置反轉，又遺留下 了用于安裝傳感器的板子的問題(圖13C)。即使當將現(xiàn)有的前照射型芯片 用作背照射型芯片時，也必須再次制造板子。在晶片狀態(tài)的測試中，為 了形成用于鏡面反轉的探針并能使軟件對該鏡面反轉進行尋址，會引起 復雜性和成本。
基本上，如圖14B所示，必須從最初來設計芯片，從而使端子位置 以鏡面反轉的方式布置著。從最初來進行設計似乎沒有問題，但實際上 存在缺點。設計CMOS圖像傳感器要使用知識產(chǎn)權(Intellectual Property, IP)。設計背照射型CMOS圖像傳感器還要使用在前照射型中自然會使用 的普通CMOS庫的IP。
例如，當關注諸如在CMOS圖像傳感器的輸出狀態(tài)具有差分輸出結 構的情況下的差分輸入/輸出端子時，使正極性端子和負極性端子互換。 結果，對于不限于CMOS圖像傳感器的所有CMOS LSI (大規(guī)模集成電路) 而言通常是通用的規(guī)范在背照射型中變得有所不同，并且會產(chǎn)生必須獨 立地進行照相機上的安裝或測量的缺點。
特別地，當使傳感器與前照射型兼容時，由于即使在內(nèi)部組件中IP 的端子的方向也不改變，因此必須以與上述傳感器安裝用板子的示例相 同的方式重新構造整個組件布置和布線。因此，通過減少前照射型中的 損耗而優(yōu)化的布局首先不一定適合背照射型的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
因此，期望提供光刻用掩模的形成方法、光刻用掩模數(shù)據(jù)的形成方 法、背照射型固體攝像器件制造方法、背照射型固體攝像器件以及電子 裝置，從而能夠與前照射型無區(qū)別地處理背照射型。
本發(fā)明實施例提供一種光刻用掩模的形成方法，其包括以下步驟 當形成用于制造如下背照射型固體攝像器件的光刻用掩模時，該背照射型固體攝像器件從與上面形成有元件區(qū)域的布線的表面?zhèn)认鄬Φ谋砻鎮(zhèn)?獲取入射光，且所述元件區(qū)域中形成有光電轉換元件，該形成方法通過 使用將至少一部分輸出端子的位置反轉的反轉數(shù)據(jù)來形成所述掩模。
本發(fā)明實施例提供一種光刻用掩模數(shù)據(jù)的形成方法，其包括以下步 驟形成固體攝像器件的芯片的布局數(shù)據(jù)；以及當形成用于制造如下背 照射型固態(tài)攝像器件的光刻用掩模數(shù)據(jù)時，所述背照射型固態(tài)攝像器件 從與上面形成有元件區(qū)域的布線的表面?zhèn)认鄬Φ谋砻鎮(zhèn)全@取入射光，且 所述元件區(qū)域中形成有光電轉換元件，該形成方法形成將所述布局數(shù)據(jù) 作為整個芯片而鏡面反轉的反轉數(shù)據(jù)，并使所述反轉數(shù)據(jù)成為所述掩模 數(shù)據(jù)。
本發(fā)明實施例提供一種背照射型固體攝像器件制造方法，其包括以 下步驟形成如下背照射型固體攝像器件的芯片的布局數(shù)據(jù)，所述背照 射型固體攝像器件從與上面形成有元件區(qū)域的布線的表面?zhèn)认鄬Φ谋砻?側獲取入射光，且所述元件區(qū)域中形成有光電轉換元件；形成將所述布 局數(shù)據(jù)作為整個芯片而鏡面反轉的反轉數(shù)據(jù)；通過使用所述反轉數(shù)據(jù)來 形成掩模；以及通過使用所形成的掩模來制造所述固體攝像器件。
本發(fā)明實施例提供一種通過使用掩模而制造出來的背照射型固體攝 像器件，所述掩模是通過使用光刻用掩模數(shù)據(jù)而形成的，所述光刻用掩 模數(shù)據(jù)是將芯片的布局數(shù)據(jù)作為整個芯片而鏡面反轉的反轉數(shù)據(jù)。
本發(fā)明實施例提供一種安裝有通過使用掩模而制造出來的背照射型 固體攝像器件的電子裝置，所述掩模是通過使用光刻用掩模數(shù)據(jù)而形成 的，所述光刻用掩模數(shù)據(jù)是將芯片的布局數(shù)據(jù)作為整個芯片而鏡面反轉 的反轉數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，當形成用于制造如下背照射型固體攝像器件 的光刻用掩模數(shù)據(jù)時，所述背照射型固體攝像器件從與上面形成有元件 區(qū)域的布線的表面?zhèn)认鄬Φ谋砻鎮(zhèn)全@取入射光，所述元件區(qū)域中形成有 光電轉換元件，該形成方法通過使用將至少一部分輸出端子的位置反轉 的反轉數(shù)據(jù)作為光刻用掩模數(shù)據(jù)，并通過使用所述掩模數(shù)據(jù)來形成所述 掩模。通過使用將至少一部分輸出端子的位置反轉的反轉數(shù)據(jù)來形成掩 模，從而制造出固體攝像器件，這能夠與前照射型無區(qū)別地處理背照射 型。通過應用于其中使用了圖像獲取單元(光電轉換單元)中的固體攝像器 件的電子裝置，上述制造出來的背照射型固體攝像器件能夠用作該固體 攝像器件。
根據(jù)本發(fā)明實施例，能夠與前照射型無區(qū)別地處理背照射型，因此， 不必要求上面安裝有背照射型CMOS圖像傳感器的評估板或者后續(xù)級的 信號處理IC具有特定的規(guī)格，并且不必增加針對上述這些的成本。


圖1是使用本發(fā)明實施例的背照射型CMOS圖像傳感器的概要的系 統(tǒng)結構圖2是示出了單位像素的電路結構的示例的電路圖3是示出了背照射型的像素結構的示例的截面圖4A 圖4E是實施例1的背照射型CMOS圖像傳感器的設計的原 理圖5A 圖5D是示出了反轉掩模數(shù)據(jù)的形成過程的原理圖6A和圖6B是示出了掩模結構的示例的圖，其中，圖6A示出了 前面處理過程的掩模，圖6B示出了背面處理過程的掩模；
圖7A 圖7F是實施例2的背照射型CMOS圖像傳感器的設計的原 理圖8是示出了本發(fā)明實施例的攝像裝置的結構示例的框圖9A是示出了前照射型的攝取圖像的圖，圖9B是示出了背照射型 的攝取圖像的圖IOA和圖IOB是示出了前照射型和背照射型CMOS圖像傳感器的 芯片的設計數(shù)據(jù)的圖11A和圖11B是示出了規(guī)定了 CMOS圖像傳感器的端子位置的 1/0圖(端子圖)的圖，其中，圖IIA示出了前照射型的情況，圖11B示出了背照射型的情況；
圖12A和圖12B是示出了在評估時或者在產(chǎn)品上安裝傳感器時的板 子的圖，其中，圖12A示出了前照射型的情況，圖12B示出了背照射型 的情況；
圖13A 圖13C是關于現(xiàn)有技術1的說明圖；以及 圖14A 圖14C是關于現(xiàn)有技術2的說明圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
固體攝像器件
圖1是示出了例如使甩本發(fā)明實施例的背照射型CMOS圖像傳感器 等背照射型固體攝像器件的系統(tǒng)結構概要的系統(tǒng)結構圖。
如圖1所示，本應用例的CMOS圖像傳感器10包括形成在半導體 基板(芯片)11上的像素陣列單元12以及與像素陣列單元12集成在同一 芯片ll上的周邊電路部。作為周邊電路部，例如設有垂直驅動單元13、 列處理單元14、水平驅動單元15、輸出電路單元16和系統(tǒng)控制單元17。
在像素陣列單元12中，以二維矩陣狀布置有單位像素(在以下說明 中有時僅寫為"像素")，各個單位像素具有光電轉換元件，該光電轉換 元件產(chǎn)生具有與入射光量對應的電荷量的光電荷并將該光電荷累積在光 電轉換元件內(nèi)部。稍后會說明單位像素的具體結構。
在像素陣列單元12中，各像素驅動線121對應于矩陣狀像素排列的
各行沿水平方向即行方向(像素在像素行中進行排列的方向)布置著，各垂 直信號線122對應于矩陣狀像素排列的各列沿垂直方向即列方向(像素在 像素列中進行排列的方向)布置著。在圖1中示出了每行一條像素驅動線 121，但像素驅動線不限于一條。像素驅動線121的一端連接至垂直驅動 單元13中的與各行對應的輸出端子。
垂直驅動單元13包括移位寄存器和地址解碼器等，該垂直驅動單元 13是同時驅動像素陣列單元12的全部像素或煮逐行地驅動各像素的像 素驅動單元。盡管未示出具體結構，但垂直驅動單元13通常包括讀出掃描系統(tǒng)(reading scanning system)禾口清除掃描系統(tǒng)(sweep scanning system)
這兩個掃描系統(tǒng)。
為了從單位像素讀出信號，讀出掃描系統(tǒng)依次選擇性地掃描像素陣 列單元12的單位像素。只比讀出掃描操作提前與快門速度對應的時間， 清除掃描系統(tǒng)對將要由讀出掃描系統(tǒng)進行掃描的讀出行實施清除掃描。
根據(jù)清除掃描系統(tǒng)的清除掃描，將不必要的電荷從讀出行的單位像 素的光電轉換元件中清除(復位)。然后，通過用清除掃描系統(tǒng)將不必要的 電荷清除(復位)，來進行所謂的電子快門操作。電子快門操作是指將光電 轉換元件的光電荷除去并重新開始曝光(開始光電荷的累積)的操作。
由讀出掃描系統(tǒng)的讀出操作讀出的信號對應于在前一次讀出操作之 后或者電子快門操作之后入射的光的量。從前一次讀出操作的讀出時刻 或者電子快門操作的清除時刻到本次讀出操作的讀出時刻的時間段，是 單位像素中的光電荷累積時間(曝光時間)。
從被垂直驅動單元13選擇性地掃描的像素行的各個單位像素中輸 出的信號通過各條垂直信號線122而被提供到列處理單元14。列處理單 元14以像素陣列單元12的各個像素列為單位對通過垂直信號線122從 所選行輸出的信號進行規(guī)定的信號處理，并且暫時保持經(jīng)過信號處理的 像素信號。
具體地說，列處理單元14對從各個單位像素接收的信號進行信號處 理，該信號處理例如是利用相關雙采樣(Correlated Double Sampling, CDS) 的噪聲消除、信號放大和模擬數(shù)字(analog-digital， AD)轉換等。消除了像 素所特有的固定模式噪聲，例如復位噪聲或放大晶體管的閾值變化等。 這里所例舉的信號處理只是示例，不限于上面的情況。
水平驅動單元15包括移位寄存器和地址解碼器等，并依次選擇列處 理單元14中的與像素列對應的單元電路。根據(jù)水平驅動單元15的選擇 掃描，在列處理單元14中處理過的像素信號被依次輸出到水平總線18， 并通過水平總線18傳輸?shù)捷敵鲭娐穯卧?6。
輸出電路單元16處理由水平總線18傳輸來的信號并將該信號輸出。 作為在輸出電路單元16中的處理，除了只進行緩沖處理的情況之外，例如還可以進行諸如在緩沖之前調整黑電平或者校正各列的變化等各種數(shù) 字信號處理。
輸出電路單元16具有差分輸出結構，該差分輸出結構從其輸出級輸 出差分信號。具體地說，輸出電路單元16的輸出級對由水平總線18傳 輸來的信號進行處理并將該信號作為正相信號而輸出，還通過極性反轉
而將該信號作為負相信號而輸出。例如使用低壓差分信號(Low Voltage Differential Signal， LVDS )電路作為輸出電路單元16的輸出級。
正相信號通過正相輸出端子19A而被輸出到芯片11的外部，負相 信號通過負相輸出端子19B而被輸出到芯片11的外部。當輸出電路單元 16的輸出級具有差分輸出結構時，例如信號處理IC等設置在芯片11外 部的信號處理單元在其具有差分電路結構的輸入級處接收正相和負相信 號。
輸出電路單元16的輸出級具有差分輸出結構，并且信號處理IC的 輸入級具有差分電路結構，從而能通過電流在輸出電路單元16的輸出級 與信號處理IC的輸入級之間傳輸信息。因此，即使當輸出電路單元16 的輸出級與信號處理IC的輸入級之間的傳輸路徑較長時，在傳輸路徑上 的充電和放電也變得較小，結果就能夠實現(xiàn)系統(tǒng)的高速處理。
系統(tǒng)控制單元17接收從芯片11外部提供的時鐘、指定操作模式的 數(shù)據(jù)等，并且輸出諸如CMOS圖像傳感器10的內(nèi)部信息等數(shù)據(jù)。系統(tǒng) 控制單元17還包括生成各種時序信號的時序發(fā)生器，從而根據(jù)時序發(fā)生 器中生成的各種時序信號，來進行諸如垂直驅動單元13、列處理單元14 和水平驅動單元15等周邊電路部的驅動控制。
在芯片11的外圍部設有包括電源端子的輸入/輸出端子組20和21 的各個端子。輸入/輸出端子組20和21在芯片11的內(nèi)部與外部之間提 供和接收電源電壓和信號。將輸入/輸出端子組20和21的布置位置被確 定為考慮了信號輸入和輸出方向的用戶便利位置。
像素電路
圖2是示出了單位像素30的電路結構的示例的電路圖。該電路示例 的單位像素30包括作為光電轉換元件的光電二極管31以及例如傳輸晶體管32、復位晶體管33、放大晶體管34和選擇晶體管35這四個晶體管。 在本例中，例如使用N溝道MOS晶體管作為晶體管32 35，然而，并不 限于上述這樣。
作為上述像素驅動線121，將傳輸控制線1211、復位控制線1212和 選擇控制線1213布置為用于控制傳輸晶體管32、復位晶體管33和選擇 晶體管35的驅動。
傳輸晶體管32連接在光電二極管31的陰極電極與浮動擴散電容36 之間。根據(jù)由傳輸控制線1211提供給傳輸晶體管32的柵極電極的傳輸 脈沖TRF，在光電二極管31中經(jīng)過光電轉換并累積在該光電二極管31 中的光電荷(在本例中是電子)被傳輸?shù)礁訑U散電容36。浮動擴散電容 36所起的作用是將光電荷轉換為電壓信號的電荷電壓轉換器。
分別地，復位晶體管33的漏極電極與電源電壓為Vdd的像素電源 連接，復位晶體管33的源極電極與浮動擴散電容36連接。在光電荷從 光電二極管31傳輸?shù)礁訑U散電容36之前，復位晶體管33利用由復位 控制線1212提供給該復位晶體管33的柵極電極的復位脈沖RST，使浮 動擴散電容36的電位復位。
放大晶體管34的柵極電極與浮動擴散電容36連接，放大晶體管34 的漏極電極與上述電源電壓為Vdd的像素電源連接。放大晶體管34輸出 己經(jīng)被復位晶體管33復位的浮動擴散電容36的電位作為復位電平，并 且還輸出在光電荷被傳輸晶體管32傳輸之后的浮動擴散電容36的電位 作為信號電平。
分別地，選擇晶體管35的漏極電極與放大晶體管34的源極電極連 接，選擇晶體管35的源極電極與垂直信號線122連接，選擇晶體管35 利用由選擇控制線1213提供給該選擇晶體管35的柵極電極的選擇脈沖 SEL而處于導通狀態(tài)，從而把在選擇像素30的狀態(tài)下從放大晶體管34 輸出的信號輸出到垂直信號線122。還可以使用將選擇晶體管35連接在 電源電壓V d d與放大晶體管3 4的漏極電極之間的結構。
這里，將具有傳輸晶體管32、復位晶體管33、放大晶體管34和選 擇晶體管35這四個晶體管的單位像素30作為了示例，然而，這僅是一個示例。也就是說，單位像素30不限于四個晶體管的像素結構。
背照射型的像素結構
圖3是示出了背照射型的像素結構的示例的截面圖。本示例中示出了兩個像素的截面結構。
如圖3所示，在硅部41中形成有光電二極管42和像素晶體管43。也就是說，硅部41是元件區(qū)域。在本例中，光電二極管42對應于圖2的光電二極管31。像素晶體管43對應于圖2的晶體管32 35。
在硅部41的一個表面?zhèn)壬?，隔著層間膜44形成有濾色器45和片上透鏡(on-chiplens)46。這樣，從硅部41的一個表面?zhèn)热肷涞墓饨?jīng)過片上透鏡46和濾色器45而被導向光電二極管42的光接收面。
在硅部41的另一表面?zhèn)壬?，形成有對像素晶體管43的金屬布線和柵極電極進行排布的布線部47。在與硅部41側相對的布線部47的表面上，通過粘合劑48粘附有支撐基板49。
在上述像素結構中，將內(nèi)部形成有光電二極管42和像素晶體管43的硅部41的布線部47側稱作前面?zhèn)?，而將與布線部47相對的硅部41的另一側稱作背面?zhèn)?。在這樣的定義下，由于入射光是從硅部41的背面?zhèn)热肷涞?，因此該像素結構是背照射型的像素結構。
在下面的說明中，在背照射型的像素結構中，把在硅部41的前面?zhèn)忍幮纬上袼鼐w管43且在布線部47中形成金屬布線的過程稱作前面處理過程。此外，把在硅部41的背面?zhèn)忍幮纬蔀V色器45和片上透鏡46的過程稱作背面處理過程。
背照射型CMOS圖像傳感器的設計
下面說明在設計背照射型CMOS圖像傳感器10時的具體實施例。
實施例1
如圖4A 圖4D所示，在不考慮背照射型的攝取圖像(圖4C)的鏡面反轉的情況下，通過使用普通CMOS工藝的IP (Intellectual Property),以與前照射型相同的方式來設計背照射型CMOS圖像傳感器10的芯片的作為布局數(shù)據(jù)的設計數(shù)據(jù)(圖4A)。這里，IP是指已經(jīng)被開發(fā)的知識產(chǎn)權(功能組件)。
在不考慮攝取圖像(圖4C)的鏡面反轉的情況下，形成作為端子圖的
1/0圖(圖4B沐信號圖。在構建了整個芯片的布局數(shù)據(jù)之后，在實施例1中，在把芯片的布局數(shù)據(jù)即芯片的設計數(shù)據(jù)(圖4A)轉印到用于制造過程的光刻用掩模上之前，使整個芯片的布局數(shù)據(jù)鏡面反轉，重新形成了反轉掩模數(shù)據(jù)(圖4E)。
通過替換作為原始數(shù)據(jù)的芯片的設計數(shù)據(jù)(圖4A)的x坐標的全部符號，能夠容易地實現(xiàn)反轉掩模數(shù)據(jù)(圖4E)的形成。通過使用上面印刷有基于反轉掩模數(shù)據(jù)(圖4E)的布局的光刻用掩模，來實現(xiàn)背照射型CMOS圖像傳感器IO的制造。
如上所述制造的CMOS圖像傳感器10是作為整體而反轉的，然而，由于該反轉是被反轉過的，因此當從背面?zhèn)扔^看時，端子位置和所獲得的攝取圖像是正的。對于圖1所示的輸出電路單元16的差分輸出，正極性端子和負極性端子未被置換。
當制造與前照射型芯片兼容的背照射芯片時，不必與現(xiàn)有技術那樣全部重新設計。例如，不必在芯片中的組件之間進行重新布線。利用前照射型的布局數(shù)據(jù)，僅通過替換或改變與背面?zhèn)认嚓P過程的部分，就能形成具有相同端子位置和信號數(shù)據(jù)的芯片。
當形成反轉掩模數(shù)據(jù)(圖4E)時，下面所述的處理是很重要的。具體地說，如圖5A 圖5D，將前面?zhèn)鹊臉擞浿幸徊贾迷谛酒系臉擞?1保持為不同于芯片布局數(shù)據(jù)(圖5A)的數(shù)據(jù)(層)，即配合標記(matchingmark)的數(shù)據(jù)(圖5B)。在繼續(xù)進行掩模的形成之前，將芯片的設計數(shù)據(jù)(圖5A)反轉為反轉的設計數(shù)據(jù)(圖5C)。但不反轉上述配合標記的數(shù)據(jù)(圖5B)。然后，使反轉的設計數(shù)據(jù)(圖5C)和配合標記的數(shù)據(jù)(圖5B)重疊，從而獲得反轉掩模數(shù)據(jù)(圖5D)。
這里，作為布置在芯片上的標記51可以是以下標記用于光刻配合的標記、用于對諸如線寬和膜厚等在制造過程中進行檢査的標記、用于指定芯片的標記、用作在制造過程中進行檢査時的坐標基準的標記等。也就是說，標記51代表與芯片的工作不相關的能夠被識別為標記的所有"符號"。
把布置在芯片上的標記51保持為不同于布局數(shù)據(jù)(圖5A)的數(shù)據(jù)，該
芯片的設計數(shù)據(jù)(圖5A)被反轉并重疊在原樣的配合標記的數(shù)據(jù)(圖5B)上，從而成為反轉掩模數(shù)據(jù)(圖5D)，從而獲得以下優(yōu)點。具體地說，能夠防止在制造過程的光刻配合中或者在制造過程的檢査中出現(xiàn)問題。背面?zhèn)鹊臉擞浥c芯片的設計數(shù)據(jù)(圖5A)都反轉，因此，該標記能夠布置在與設計數(shù)據(jù)(圖5A)相同的層中。在前面處理過程中，能夠將對稱標記或者形狀未確定的標記布置在與設計數(shù)據(jù)(圖5A)相同的層中。
上述的由此形成的芯片數(shù)據(jù)(即反轉掩模數(shù)據(jù))被設定在圖6A和圖6B所示的框架52中。這里，示出了將一個芯片放入到測試元件組(TestElement Group, TEG)中的示例。在框架52中，還存在著諸如掩模編號等各種標記53，然而，框架52的形成方法與現(xiàn)有技術中相同。此處省略對它的詳細說明。
如圖6A所示，將已經(jīng)進行了在過去未曾進行過的反轉過程的反轉掩模數(shù)據(jù)54嵌入至與現(xiàn)有技術相同的框架52,即未進行反轉操作的框架。根據(jù)該全部數(shù)據(jù)，形成前面處理過程的各個光刻用掩模(圖6A)。根據(jù)框架和該框架中所容納的整個芯片被鏡面反轉的數(shù)據(jù)，形成背面處理過程的掩模(圖6B)。在現(xiàn)有技術的背照射型CMOS圖像傳感器中還進行了包括框架的整體反轉，這不是實施例1的特征。這里，為了清楚地說明在包括現(xiàn)有技術的框架的整體反轉與只有會影響實施例1的前面處理過程的芯片反轉之間的區(qū)別，下面進行一些解釋。
在制造過程中，應當將注意力放在對晶片(半導體基板)的離子注入上。通常，根據(jù)芯片數(shù)據(jù)(反轉掩模數(shù)據(jù))來確定對晶片進行離子注入的傾斜度(例如，參考日本專利特開2000-223687)。在實施例1中，在掩模之前使芯片數(shù)據(jù)反轉，因此，優(yōu)選的是，在與離子注入的傾斜度相關的過程中也使離子注入的傾斜度相應地鏡面反轉。例如，當在通常情況下從晶片左側以8度的角度進行離子注入時，在本例中從右側以8度的角度進行離子注入。
根據(jù)上面說明的實施例1，即使對于開發(fā)和設計，由于背照射因而也不必考慮攝取圖像的鏡面反轉，因此對設計者和制造者都是有益處的。特別地，當形成與前照射型芯片兼容的背照射型芯片時，不必像現(xiàn)有技術那樣全部重新設計，并且能夠通過使用前照射型的布局數(shù)據(jù)來制造出端子位置和信號數(shù)據(jù)相同的芯片。
實施例2
對于IP的一部分，分別準備了用于背照射的庫(library)。這里，庫表示數(shù)據(jù)庫，在該數(shù)據(jù)庫中，從其他程序收集了作為設計單元的基本邏輯門、邏輯電路組件和單元(cell)等，從而使用具有特定功能的程序。
如圖7A 圖7F所示，其中差分輸入/輸出端子即正相信號端子和負相信號端子的位置被反轉的I/O單元被包括在用于背照射的庫中。通過在接口部處使用該I/O單元來設計芯片的設計數(shù)據(jù)(圖7A)，該接口部在圖7A中被表示為端子A'和端子B'。
分別地，圖7E示出了通常的LVDS 1/0庫，圖7F示出了用于背照射型CMOS圖像傳感器10的LVDS I/O庫。LVDS電路被用于輸出級的電路部，在該輸出級處，如上所述，輸出了圖1所示的輸出電路單元16中的差分信號，即正相信號和負相信號。
然后，與圖14A 圖14C所示的現(xiàn)有技術2的情況相同，將芯片設計為使得全部結構反轉。I/O圖(圖7B)是通過使芯片的設計數(shù)據(jù)(圖7A)鏡面反轉而獲得的端子圖。攝取圖像(圖7C)表明是正的。按照原樣來使用用作掩模的數(shù)據(jù)，而不反轉整個芯片。因此，能夠解決在接口部處的缺點。
當制造與前照射型芯片兼容的背照射型芯片時，需要以與圖14A~圖14C所示的現(xiàn)有技術2的情況相同的方式，重新設計整個芯片，且芯片可能不形成相同尺寸。因此，盡管對制造者來說效率降低了，但能夠為對作為黑匣子的芯片內(nèi)部滿意的使用者獲得相同的可用性。
當獨立于前照射型傳感器來制造背照射型圖像傳感器10時，不會出現(xiàn)效率的降低。然而，遺留的問題有由于與前照射型在庫和各種圖中的管理的不同而導致的辛苦工作、考慮了攝取圖像的鏡面反轉而導致的設計復雜性和引起誤差的風險。實施例1和實施例2的作用效果
根據(jù)實施例1和實施例2的設計制造出背照射型CMOS圖像傳感器10，從而與前照射型無區(qū)別地對背照射型進行處理。因此，不必要求上面安裝有背照射型CMOS圖像傳感器10的評估板或者后續(xù)級的信號處理ic具有特定的規(guī)格，并且不必增加針對上述這些的成本。
因此，由于能夠以與現(xiàn)有技術的前照射型CMOS圖像傳感器相同的方式來使用背照射型CMOS圖像傳感器10，因此上面安裝有CMOS圖像傳感器10的電子裝置具有以下優(yōu)點。具體地說，當制造與前照射型芯片兼容的背照射型芯片時，能夠在不進行現(xiàn)有技術那樣全部重新設計的情況下使用前照射型的布局數(shù)據(jù)，因此，能夠更早地投入產(chǎn)品并減少成本。此外，能夠降低出現(xiàn)不期望的缺點的風險。
作為示例已經(jīng)說明了將本發(fā)明應用于CMOS圖像傳感器的情況，在該情況中，用于檢測與可見光的光量對應的信號電荷以作為物理值的單位像素以矩陣狀布置著，然而，本發(fā)明不限于應用到CMOS圖像傳感器，并且還優(yōu)選將本發(fā)明用于各種類型的固體攝像器件。
優(yōu)選的是，固體攝像器件被形成在單芯片中或者被形成為具有攝像功能的模塊狀態(tài)，其中的攝像單元、信號處理單元或光學系統(tǒng)封裝在一起。
應用例
本發(fā)明實施例的背照射型固體攝像器件通過被安裝在使用了圖像獲取單元(光電轉換單元)中的固體攝像器件的各種電子裝置上而被使用。作為電子裝置，可以舉出以下示例諸如數(shù)碼照相機和攝像機等攝像裝置、諸如移動電話等具有攝像功能的便攜式終端裝置、使用了圖像讀取單元中的固體攝像器件的復印機。存在著將安裝在電子裝置上的模塊狀態(tài)即照相機模塊視為攝像裝置的情況。
攝像裝置
圖8是示出了作為本發(fā)明實施例電子裝置之一的例如攝像裝置的結構的示例的框圖。如圖8所示，本發(fā)明實施例的攝像裝置100包括具有透鏡組101等元件的光學系統(tǒng)、攝像器件102、作為照相機信號處理電路的DSP(數(shù)字信號處理器)電路103、幀存儲器104、顯示裝置105、記錄裝置106、操作系統(tǒng)107和電源系統(tǒng)108，并且DSP電路103、幀存儲器104、顯示裝置105、記錄裝置106、操作系統(tǒng)107和電源系統(tǒng)108通過
總線109相互連接。
透鏡組101從目標(圖像光)獲取入射光，并使該光成像在攝像器件102的攝像面上。攝像器件102通過各個像素把由透鏡組101成像在攝像面上的入射光的光量轉換為電信號，從而輸出此信號作為像素信號。諸如上述應用例的CMOS圖像傳感器10等背照射型固體攝像器件可以用作攝像器件102。
顯示裝置105包括諸如液晶顯示器或有機電致發(fā)光(electroluminescence, EL)顯示器等平板型顯示裝置，從而顯示由攝像器件102成像的運動圖像或靜止圖像。記錄裝置106把由攝像器件102成像的運動圖像或靜止圖像記錄在諸如錄像帶或數(shù)字通用光盤(DigitalVersatile Disk, DVD)等記錄介質中。
操作系統(tǒng)107在使用者的操作下向攝像裝置中所包括的各種功能件提供操作指令。電源系統(tǒng)108向這些供電對象適當?shù)靥峁┳鳛橛糜贒SP電路103、幀存儲器104、顯示裝置105、記錄裝置106和操作系統(tǒng)107的操作電源的各種電源。
如上所述，在例如攝像機、數(shù)碼照相機和用于諸如移動電話等移動裝置的照相機模塊這樣的攝像裝置中，通過使用上述各實施例的背照射型CMOS圖像傳感器10作為攝像器件102能夠獲得以下作用效果。也就是說，可以以與現(xiàn)有技術的前照射型CMOS圖像傳感器相同的方式來使用上述各實施例的背照射型CMOS圖像傳感器10，因此，能夠更早地投入產(chǎn)品和降低成本，并降低出現(xiàn)不期望的缺點的可能性。
本領域技術人員應當理解，依據(jù)不同的設計要求和其他因素，可以在本發(fā)明所附的權利要求或其等同物的范圍內(nèi)進行各種修改、組合、次組合以及改變。
權利要求
1. 一種光刻用掩模的形成方法，其包括以下步驟當形成用于制造如下背照射型固體攝像器件的光刻用掩模時，該背照射型固體攝像器件從與上面形成有元件區(qū)域的布線的表面?zhèn)认鄬Φ谋砻鎮(zhèn)全@取入射光，且所述元件區(qū)域中形成有光電轉換元件，該形成方法通過使用將至少一部分輸出端子的位置反轉的反轉數(shù)據(jù)來形成所述掩模。
2. 如權利要求1所述的光刻用掩模的形成方法，其還包括以下步驟 形成所述固體攝像器件的芯片的布局數(shù)據(jù)；形成將所述布局數(shù)據(jù)作為整個芯片而鏡面反轉的所述反轉數(shù)據(jù)；并且隨后，通過使用所述反轉數(shù)據(jù)來形成所述掩模。
3. 如權利要求2所述的光刻用掩模的形成方法，其中，在所述芯片 上布置標記以作為不同于所述布局數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，并且使該不同的數(shù)據(jù)重 疊在所述反轉數(shù)據(jù)上而獲得所述反轉數(shù)據(jù)。
4. 如權利要求3所述的光刻用掩模的形成方法，其中，所述標記是 用于光刻配合的標記、用于在制造過程中進行檢査的標記、用于指定芯 片的標記或者用作在制造過程中進行檢査時的坐標基準的標記。
5. 如權利要求2所述的光刻用掩模的形成方法，其中，通過將所述 反轉數(shù)據(jù)嵌入到未進行反轉操作的框架中來形成所述掩模。
6. 如權利要求l所述的光刻用掩模的形成方法，其中， 所述背照射型固體攝像器件包括輸出電路單元、正相輸出端子和負相輸出端子，所述輸出電路單元中的輸出級具有差分輸出結構，所述正 相輸出端子和所述負相輸出端子把從所述輸出電路單元輸出的正相信號 和負相信號輸出到芯片的外部，并且在形成所述反轉數(shù)據(jù)時，將所述正相輸出端子和所述負相輸出端子 的位置交換。
7. 如權利要求6所述的光刻用掩模的形成方法，其中，形成將所述 正相輸出端子和所述負相輸出端子的位置交換的庫，并通過使用所述庫 來形成所述反轉數(shù)據(jù)。
8. —種光刻用掩模數(shù)據(jù)的形成方法，其包括以下步驟 形成固體攝像器件的芯片的布局數(shù)據(jù)；并且當形成用于制造如下背照射型固態(tài)攝像器件的光刻用掩模數(shù)據(jù)時， 所述背照射型固態(tài)攝像器件從與上面形成有元件區(qū)域的布線的表面?zhèn)认?對的表面?zhèn)全@取入射光，且所述元件區(qū)域中形成有光電轉換元件，該形 成方法形成將所述布局數(shù)據(jù)作為整個芯片而鏡面反轉的反轉數(shù)據(jù)，并使 所述反轉數(shù)據(jù)成為所述掩模數(shù)據(jù)。
9. 一種背照射型固體攝像器件制造方法，其包括以下步驟 形成如下背照射型固體攝像器件的芯片的布局數(shù)據(jù)，所述背照射型固體攝像器件從與上面形成有元件區(qū)域的布線的表面?zhèn)认鄬Φ谋砻鎮(zhèn)全@取入射光，且所述元件區(qū)域中形成有光電轉換元件；形成將所述布局數(shù)據(jù)作為整個芯片而鏡面反轉的反轉數(shù)據(jù)； 通過使用所述反轉數(shù)據(jù)來形成掩模；并且 通過使用所形成的掩模來制造所述固體攝像器件。
10. 如權利要求9所述的背照射型固體攝像器件制造方法，其中， 在通過使用所形成的掩模來制造所述固體攝像器件時，使得對半導體基 板的離子注入的傾斜度對應于所述布局數(shù)據(jù)的反轉而鏡面反轉。
11. 一種通過使用掩模制造出來的背照射型固體攝像器件，所述掩 模是通過使用光刻用掩模數(shù)據(jù)而形成的，所述光刻用掩模數(shù)據(jù)是將芯片 的布局數(shù)據(jù)作為整個芯片而鏡面反轉的反轉數(shù)據(jù)。
12. —種安裝有通過使用掩模制造出來的背照射型固體攝像器件的 電子裝置，所述掩模是通過使用光刻用掩模數(shù)據(jù)而形成的，所述光刻用 掩模數(shù)據(jù)是將芯片的布局數(shù)據(jù)作為整個芯片而鏡面反轉的反轉數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了光刻用掩模及光刻用掩模數(shù)據(jù)的形成方法、背照射型固體攝像器件及其制造方法和電子裝置。所述光刻用掩模的形成方法包括以下步驟當形成用于制造如下背照射型固體攝像器件的光刻用掩模時，該背照射型固體攝像器件從與上面形成有元件區(qū)域的布線的表面?zhèn)认鄬Φ谋砻鎮(zhèn)全@取入射光，且所述元件區(qū)域中形成有光電轉換元件，該形成方法通過使用將至少一部分輸出端子的位置反轉的反轉數(shù)據(jù)來形成所述掩模。本發(fā)明能夠與前照射型無區(qū)別地處理背照射型，因此，不必要求安裝有背照射型CMOS圖像傳感器的評估板或者后續(xù)級的信號處理IC具有特定的規(guī)格，并且不必增加成本。
文檔編號H04N5/335GK101546118SQ20091013230
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權日2008年3月26日
發(fā)明者馬渕圭司 申請人:索尼株式會社