CN101546118A - 光刻用掩模及光刻用掩模数据的形成方法、背照射型固体摄像器件及其制造方法和电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了光刻用掩模及光刻用掩模数据的形成方法、背照射型固体摄像器件及其制造方法和电子装置。所述光刻用掩模的形成方法包括以下步骤：当形成用于制造如下背照射型固体摄像器件的光刻用掩模时，该背照射型固体摄像器件从与上面形成有元件区域的布线的表面侧相对的表面侧获取入射光，且所述元件区域中形成有光电转换元件，该形成方法通过使用将至少一部分输出端子的位置反转的反转数据来形成所述掩模。本发明能够与前照射型无区别地处理背照射型，因此，不必要求安装有背照射型CMOS图像传感器的评估板或者后续级的信号处理IC具有特定的规格，并且不必增加成本。
Description
相关申请的交叉参考
本发明包含与2008年3月26日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2008-080008相关的主题，在此将该日本专利申请的全部内容并入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及光刻用掩模的形成方法、光刻用掩模数据的形成方法、背照射型固体摄像器件制造方法、背照射型固体摄像器件以及电子装置。
背景技术
作为固体摄像器件中的一种，存在着所谓的背照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，其从与形成有元件区域之布线部的表面(前面)相对的表面(背面)侧获取入射光，且在上述元件区域中形成有光电转换元件(例如参考日本专利特开公报2003-31785(专利文件1))。通过采用从背侧获取入射光的结构，不必考虑光接收面来布置布线层的各条金属布线，因此布线的自由度增加。这样，就能够实现像素的精细化并增加开口率。
由于芯片被倒置安装在背照射型CMOS图像传感器中，因此摄取图像相对于前照射型CMOS图像传感器的摄取图像是镜面反转的。例如，当前照射型的摄取图像是图9A所示的图像时，如图9B所示，背照射型CMOS图像传感器的摄取图像相对于该前照射型的摄取图像是镜面反转的。在这种情况下，为了使背照射型的摄取图像和前照射型的摄取图像具有相同的左右关系，在后续级的信号处理集成电路(IC)中，必须提供使用线存储器(line memory)等的镜面反转功能。
除了上述情况之外，在摄取图像相对于前照射型CMOS图像传感器的摄取图像呈镜面反转的背照射型CMOS图像传感器中，还存在以下缺点。作为示例，图10A和图10B示出了前照射型(图10A)和背照射型(图10B)CMOS图像传感器的芯片的设计数据。
首先，如图11A和图11B所示，规定了CMOS图像传感器的端子位置的输入I/输出O图(端子图)是镜面反转的。分别地，图11A示出了前照射型的情况，图11B示出了背照射型的情况。当规定了端子位置的I/O图以此方式呈镜面反转时，如图12A和图12B所示，必须在评估时或者在产品上重新设计用于安装传感器的板子。
分别地，图12A示出了前照射型的情况，图12B示出了背照射型的情况。评估电路表示包括调节器和各种检查端子等元件的电路。
然而，由于以下原因，我们需要做的不仅仅是重新设计板子以实现镜面反转。作为原因之一，通常把信号输入或输出的方向以及电源端子的位置等固定在容易使用的位置处，因此，不希望这些位置是镜面反转的。
作为另一个原因，即使当传感器的电源端子等的端子位置呈镜面反转时，诸如可编程逻辑元件(Programmable Logic Device，PLD)等其它元件的端子位置并不是镜面反转的，因此，通过简单的镜面反转是不足以在它们之间进行布线的。具体地说，如图12B所示，CMOS图像传感器将具有要进行布线并使输入输出关系反转的形式。
对于上述布线，可以在板子上进行布线，或者可以使用在传感器封装与插座(socket)之间的转换连接器。然而，由于几十条以上的布线交叉，因此当采用上述任一项对策时，布线操作都会相当困难并且容易出现噪声。特别地，当使用转换连接器时，与板子表面相距的高度会发生变化，这对图像传感器是不利的。
如果背照射型CMOS图像传感器是单独存在的，则信号和端子位置的反转不成问题，并且可以对应于该传感器而形成评估系统、后续级的信号处理IC、系统和照相机等。然而，根据成本与性能之间的权衡关系，背照射型CMOS图像传感器实际上与前照射型CMOS图像传感器共存着。在这种情况下，不希望对信号的左右和输入/输出端子的位置等进行大的改变。
过去已经针对上述问题采取了以下对策。最简单的对策是，如图13A所示那样设计芯片的设计数据，从而在水平扫描方向上进行反转扫描。在这种情况下，摄取图像将如图9A所示是正的。因此，可以按照原样来使用现有技术中的后续级的处理系统。
然而，如图13B所示，通过翻转芯片而使端子位置反转，又遗留下了用于安装传感器的板子的问题(图13C)。即使当将现有的前照射型芯片用作背照射型芯片时，也必须再次制造板子。在晶片状态的测试中，为了形成用于镜面反转的探针并能使软件对该镜面反转进行寻址，会引起复杂性和成本。
基本上，如图14B所示，必须从最初来设计芯片，从而使端子位置以镜面反转的方式布置着。从最初来进行设计似乎没有问题，但实际上存在缺点。设计CMOS图像传感器要使用知识产权(Intellectual Property，IP)。设计背照射型CMOS图像传感器还要使用在前照射型中自然会使用的普通CMOS库的IP。
例如，当关注诸如在CMOS图像传感器的输出状态具有差分输出结构的情况下的差分输入/输出端子时，使正极性端子和负极性端子互换。结果，对于不限于CMOS图像传感器的所有CMOS LSI(大规模集成电路)而言通常是通用的规范在背照射型中变得有所不同，并且会产生必须独立地进行照相机上的安装或测量的缺点。
特别地，当使传感器与前照射型兼容时，由于即使在内部组件中IP的端子的方向也不改变，因此必须以与上述传感器安装用板子的示例相同的方式重新构造整个组件布置和布线。因此，通过减少前照射型中的损耗而优化的布局首先不一定适合背照射型的尺寸。
发明内容
因此，期望提供光刻用掩模的形成方法、光刻用掩模数据的形成方法、背照射型固体摄像器件制造方法、背照射型固体摄像器件以及电子装置，从而能够与前照射型无区别地处理背照射型。
本发明实施例提供一种光刻用掩模的形成方法，其包括以下步骤：当形成用于制造如下背照射型固体摄像器件的光刻用掩模时，该背照射型固体摄像器件从与上面形成有元件区域的布线的表面侧相对的表面侧获取入射光，且所述元件区域中形成有光电转换元件，该形成方法通过使用将至少一部分输出端子的位置反转的反转数据来形成所述掩模。
本发明实施例提供一种光刻用掩模数据的形成方法，其包括以下步骤：形成固体摄像器件的芯片的布局数据；以及当形成用于制造如下背照射型固态摄像器件的光刻用掩模数据时，所述背照射型固态摄像器件从与上面形成有元件区域的布线的表面侧相对的表面侧获取入射光，且所述元件区域中形成有光电转换元件，该形成方法形成将所述布局数据作为整个芯片而镜面反转的反转数据，并使所述反转数据成为所述掩模数据。
本发明实施例提供一种背照射型固体摄像器件制造方法，其包括以下步骤：形成如下背照射型固体摄像器件的芯片的布局数据，所述背照射型固体摄像器件从与上面形成有元件区域的布线的表面侧相对的表面侧获取入射光，且所述元件区域中形成有光电转换元件；形成将所述布局数据作为整个芯片而镜面反转的反转数据；通过使用所述反转数据来形成掩模；以及通过使用所形成的掩模来制造所述固体摄像器件。
本发明实施例提供一种通过使用掩模而制造出来的背照射型固体摄像器件，所述掩模是通过使用光刻用掩模数据而形成的，所述光刻用掩模数据是将芯片的布局数据作为整个芯片而镜面反转的反转数据。
本发明实施例提供一种安装有通过使用掩模而制造出来的背照射型固体摄像器件的电子装置，所述掩模是通过使用光刻用掩模数据而形成的，所述光刻用掩模数据是将芯片的布局数据作为整个芯片而镜面反转的反转数据。
根据本发明的实施例，当形成用于制造如下背照射型固体摄像器件的光刻用掩模数据时，所述背照射型固体摄像器件从与上面形成有元件区域的布线的表面侧相对的表面侧获取入射光，所述元件区域中形成有光电转换元件，该形成方法通过使用将至少一部分输出端子的位置反转的反转数据作为光刻用掩模数据，并通过使用所述掩模数据来形成所述掩模。
通过使用将至少一部分输出端子的位置反转的反转数据来形成掩模，从而制造出固体摄像器件，这能够与前照射型无区别地处理背照射型。通过应用于其中使用了图像获取单元(光电转换单元)中的固体摄像器件的电子装置，上述制造出来的背照射型固体摄像器件能够用作该固体摄像器件。
根据本发明实施例，能够与前照射型无区别地处理背照射型，因此，不必要求上面安装有背照射型CMOS图像传感器的评估板或者后续级的信号处理IC具有特定的规格，并且不必增加针对上述这些的成本。
附图说明
图1是使用本发明实施例的背照射型CMOS图像传感器的概要的系统结构图；
图2是示出了单位像素的电路结构的示例的电路图；
图3是示出了背照射型的像素结构的示例的截面图；
图4A～图4E是实施例1的背照射型CMOS图像传感器的设计的原理图；
图5A～图5D是示出了反转掩模数据的形成过程的原理图；
图6A和图6B是示出了掩模结构的示例的图，其中，图6A示出了前面处理过程的掩模，图6B示出了背面处理过程的掩模；
图7A～图7F是实施例2的背照射型CMOS图像传感器的设计的原理图；
图8是示出了本发明实施例的摄像装置的结构示例的框图；
图9A是示出了前照射型的摄取图像的图，图9B是示出了背照射型的摄取图像的图；
图10A和图10B是示出了前照射型和背照射型CMOS图像传感器的芯片的设计数据的图；
图11A和图11B是示出了规定了CMOS图像传感器的端子位置的I/O图(端子图)的图，其中，图11A示出了前照射型的情况，图11B示出了背照射型的情况；
图12A和图12B是示出了在评估时或者在产品上安装传感器时的板子的图，其中，图12A示出了前照射型的情况，图12B示出了背照射型的情况；
图13A～图13C是关于现有技术1的说明图；以及
图14A～图14C是关于现有技术2的说明图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施例。
固体摄像器件
图1是示出了例如使用本发明实施例的背照射型CMOS图像传感器等背照射型固体摄像器件的系统结构概要的系统结构图。
如图1所示，本应用例的CMOS图像传感器10包括形成在半导体基板(芯片)11上的像素阵列单元12以及与像素阵列单元12集成在同一芯片11上的周边电路部。作为周边电路部，例如设有垂直驱动单元13、列处理单元14、水平驱动单元15、输出电路单元16和系统控制单元17。
在像素阵列单元12中，以二维矩阵状布置有单位像素(在以下说明中有时仅写为“像素”)，各个单位像素具有光电转换元件，该光电转换元件产生具有与入射光量对应的电荷量的光电荷并将该光电荷累积在光电转换元件内部。稍后会说明单位像素的具体结构。
在像素阵列单元12中，各像素驱动线121对应于矩阵状像素排列的各行沿水平方向即行方向(像素在像素行中进行排列的方向)布置着，各垂直信号线122对应于矩阵状像素排列的各列沿垂直方向即列方向(像素在像素列中进行排列的方向)布置着。在图1中示出了每行一条像素驱动线121，但像素驱动线不限于一条。像素驱动线121的一端连接至垂直驱动单元13中的与各行对应的输出端子。
垂直驱动单元13包括移位寄存器和地址解码器等，该垂直驱动单元13是同时驱动像素阵列单元12的全部像素或者逐行地驱动各像素的像素驱动单元。尽管未示出具体结构，但垂直驱动单元13通常包括读出扫描系统(reading scanning system)和清除扫描系统(sweep scanning system)这两个扫描系统。
为了从单位像素读出信号，读出扫描系统依次选择性地扫描像素阵列单元12的单位像素。只比读出扫描操作提前与快门速度对应的时间，清除扫描系统对将要由读出扫描系统进行扫描的读出行实施清除扫描。
根据清除扫描系统的清除扫描，将不必要的电荷从读出行的单位像素的光电转换元件中清除(复位)。然后，通过用清除扫描系统将不必要的电荷清除(复位)，来进行所谓的电子快门操作。电子快门操作是指将光电转换元件的光电荷除去并重新开始曝光(开始光电荷的累积)的操作。
由读出扫描系统的读出操作读出的信号对应于在前一次读出操作之后或者电子快门操作之后入射的光的量。从前一次读出操作的读出时刻或者电子快门操作的清除时刻到本次读出操作的读出时刻的时间段，是单位像素中的光电荷累积时间(曝光时间)。
从被垂直驱动单元13选择性地扫描的像素行的各个单位像素中输出的信号通过各条垂直信号线122而被提供到列处理单元14。列处理单元14以像素阵列单元12的各个像素列为单位对通过垂直信号线122从所选行输出的信号进行规定的信号处理，并且暂时保持经过信号处理的像素信号。
具体地说，列处理单元14对从各个单位像素接收的信号进行信号处理，该信号处理例如是利用相关双采样(Correlated Double Sampling，CDS)的噪声消除、信号放大和模拟数字(analog-digital，AD)转换等。消除了像素所特有的固定模式噪声，例如复位噪声或放大晶体管的阈值变化等。这里所例举的信号处理只是示例，不限于上面的情况。
水平驱动单元15包括移位寄存器和地址解码器等，并依次选择列处理单元14中的与像素列对应的单元电路。根据水平驱动单元15的选择扫描，在列处理单元14中处理过的像素信号被依次输出到水平总线18，并通过水平总线18传输到输出电路单元16。
输出电路单元16处理由水平总线18传输来的信号并将该信号输出。作为在输出电路单元16中的处理，除了只进行缓冲处理的情况之外，例如还可以进行诸如在缓冲之前调整黑电平或者校正各列的变化等各种数字信号处理。
输出电路单元16具有差分输出结构，该差分输出结构从其输出级输出差分信号。具体地说，输出电路单元16的输出级对由水平总线18传输来的信号进行处理并将该信号作为正相信号而输出，还通过极性反转而将该信号作为负相信号而输出。例如使用低压差分信号(Low VoltageDifferential Signal，LVDS)电路作为输出电路单元16的输出级。
正相信号通过正相输出端子19A而被输出到芯片11的外部，负相信号通过负相输出端子19B而被输出到芯片11的外部。当输出电路单元16的输出级具有差分输出结构时，例如信号处理IC等设置在芯片11外部的信号处理单元在其具有差分电路结构的输入级处接收正相和负相信号。
输出电路单元16的输出级具有差分输出结构，并且信号处理IC的输入级具有差分电路结构，从而能通过电流在输出电路单元16的输出级与信号处理IC的输入级之间传输信息。因此，即使当输出电路单元16的输出级与信号处理IC的输入级之间的传输路径较长时，在传输路径上的充电和放电也变得较小，结果就能够实现系统的高速处理。
系统控制单元17接收从芯片11外部提供的时钟、指定操作模式的数据等，并且输出诸如CMOS图像传感器10的内部信息等数据。系统控制单元17还包括生成各种时序信号的时序发生器，从而根据时序发生器中生成的各种时序信号，来进行诸如垂直驱动单元13、列处理单元14和水平驱动单元15等周边电路部的驱动控制。
在芯片11的外围部设有包括电源端子的输入/输出端子组20和21的各个端子。输入/输出端子组20和21在芯片11的内部与外部之间提供和接收电源电压和信号。将输入/输出端子组20和21的布置位置被确定为考虑了信号输入和输出方向的用户便利位置。
像素电路
图2是示出了单位像素30的电路结构的示例的电路图。该电路示例的单位像素30包括作为光电转换元件的光电二极管31以及例如传输晶体管32、复位晶体管33、放大晶体管34和选择晶体管35这四个晶体管。在本例中，例如使用N沟道MOS晶体管作为晶体管32～35，然而，并不限于上述这样。
作为上述像素驱动线121，将传输控制线1211、复位控制线1212和选择控制线1213布置为用于控制传输晶体管32、复位晶体管33和选择晶体管35的驱动。
传输晶体管32连接在光电二极管31的阴极电极与浮动扩散电容36之间。根据由传输控制线1211提供给传输晶体管32的栅极电极的传输脉冲TRF，在光电二极管31中经过光电转换并累积在该光电二极管31中的光电荷(在本例中是电子)被传输到浮动扩散电容36。浮动扩散电容36所起的作用是将光电荷转换为电压信号的电荷电压转换器。
分别地，复位晶体管33的漏极电极与电源电压为Vdd的像素电源连接，复位晶体管33的源极电极与浮动扩散电容36连接。在光电荷从光电二极管31传输到浮动扩散电容36之前，复位晶体管33利用由复位控制线1212提供给该复位晶体管33的栅极电极的复位脉冲RST，使浮动扩散电容36的电位复位。
放大晶体管34的栅极电极与浮动扩散电容36连接，放大晶体管34的漏极电极与上述电源电压为Vdd的像素电源连接。放大晶体管34输出已经被复位晶体管33复位的浮动扩散电容36的电位作为复位电平，并且还输出在光电荷被传输晶体管32传输之后的浮动扩散电容36的电位作为信号电平。
分别地，选择晶体管35的漏极电极与放大晶体管34的源极电极连接，选择晶体管35的源极电极与垂直信号线122连接，选择晶体管35利用由选择控制线1213提供给该选择晶体管35的栅极电极的选择脉冲SEL而处于导通状态，从而把在选择像素30的状态下从放大晶体管34输出的信号输出到垂直信号线122。还可以使用将选择晶体管35连接在电源电压Vdd与放大晶体管34的漏极电极之间的结构。
这里，将具有传输晶体管32、复位晶体管33、放大晶体管34和选择晶体管35这四个晶体管的单位像素30作为了示例，然而，这仅是一个示例。也就是说，单位像素30不限于四个晶体管的像素结构。
背照射型的像素结构
图3是示出了背照射型的像素结构的示例的截面图。本示例中示出了两个像素的截面结构。
如图3所示，在硅部41中形成有光电二极管42和像素晶体管43。也就是说，硅部41是元件区域。在本例中，光电二极管42对应于图2的光电二极管31。像素晶体管43对应于图2的晶体管32～35。
在硅部41的一个表面侧上，隔着层间膜44形成有滤色器45和片上透镜(on-chip lens)46。这样，从硅部41的一个表面侧入射的光经过片上透镜46和滤色器45而被导向光电二极管42的光接收面。
在硅部41的另一表面侧上，形成有对像素晶体管43的金属布线和栅极电极进行排布的布线部47。在与硅部41侧相对的布线部47的表面上，通过粘合剂48粘附有支撑基板49。
在上述像素结构中，将内部形成有光电二极管42和像素晶体管43的硅部41的布线部47侧称作前面侧，而将与布线部47相对的硅部41的另一侧称作背面侧。在这样的定义下，由于入射光是从硅部41的背面侧入射的，因此该像素结构是背照射型的像素结构。
在下面的说明中，在背照射型的像素结构中，把在硅部41的前面侧处形成像素晶体管43且在布线部47中形成金属布线的过程称作前面处理过程。此外，把在硅部41的背面侧处形成滤色器45和片上透镜46的过程称作背面处理过程。
背照射型CMOS图像传感器的设计
下面说明在设计背照射型CMOS图像传感器10时的具体实施例。
实施例1
如图4A～图4D所示，在不考虑背照射型的摄取图像(图4C)的镜面反转的情况下，通过使用普通CMOS工艺的IP(Intellectual Property)，以与前照射型相同的方式来设计背照射型CMOS图像传感器10的芯片的作为布局数据的设计数据(图4A)。这里，IP是指已经被开发的知识产权(功能组件)。
在不考虑摄取图像(图4C)的镜面反转的情况下，形成作为端子图的I/O图(图4B)和信号图。在构建了整个芯片的布局数据之后，在实施例1中，在把芯片的布局数据即芯片的设计数据(图4A)转印到用于制造过程的光刻用掩模上之前，使整个芯片的布局数据镜面反转，重新形成了反转掩模数据(图4E)。
通过替换作为原始数据的芯片的设计数据(图4A)的x坐标的全部符号，能够容易地实现反转掩模数据(图4E)的形成。通过使用上面印刷有基于反转掩模数据(图4E)的布局的光刻用掩模，来实现背照射型CMOS图像传感器10的制造。
如上所述制造的CMOS图像传感器10是作为整体而反转的，然而，由于该反转是被反转过的，因此当从背面侧观看时，端子位置和所获得的摄取图像是正的。对于图1所示的输出电路单元16的差分输出，正极性端子和负极性端子未被置换。
当制造与前照射型芯片兼容的背照射芯片时，不必与现有技术那样全部重新设计。例如，不必在芯片中的组件之间进行重新布线。利用前照射型的布局数据，仅通过替换或改变与背面侧相关过程的部分，就能形成具有相同端子位置和信号数据的芯片。
当形成反转掩模数据(图4E)时，下面所述的处理是很重要的。具体地说，如图5A～图5D，将前面侧的标记之中要被布置在芯片上的标记51保持为不同于芯片布局数据(图5A)的数据(层)，即配合标记(matchingmark)的数据(图5B)。在继续进行掩模的形成之前，将芯片的设计数据(图5A)反转为反转的设计数据(图5C)。但不反转上述配合标记的数据(图5B)。然后，使反转的设计数据(图5C)和配合标记的数据(图5B)重叠，从而获得反转掩模数据(图5D)。
这里，作为布置在芯片上的标记51可以是以下标记：用于光刻配合的标记、用于对诸如线宽和膜厚等在制造过程中进行检查的标记、用于指定芯片的标记、用作在制造过程中进行检查时的坐标基准的标记等。也就是说，标记51代表与芯片的工作不相关的能够被识别为标记的所有“符号”。
把布置在芯片上的标记51保持为不同于布局数据(图5A)的数据，该芯片的设计数据(图5A)被反转并重叠在原样的配合标记的数据(图5B)上，从而成为反转掩模数据(图5D)，从而获得以下优点。具体地说，能够防止在制造过程的光刻配合中或者在制造过程的检查中出现问题。背面侧的标记与芯片的设计数据(图5A)都反转，因此，该标记能够布置在与设计数据(图5A)相同的层中。在前面处理过程中，能够将对称标记或者形状未确定的标记布置在与设计数据(图5A)相同的层中。
上述的由此形成的芯片数据(即反转掩模数据)被设定在图6A和图6B所示的框架52中。这里，示出了将一个芯片放入到测试元件组(TestElement Group，TEG)中的示例。在框架52中，还存在着诸如掩模编号等各种标记53，然而，框架52的形成方法与现有技术中相同。此处省略对它的详细说明。
如图6A所示，将已经进行了在过去未曾进行过的反转过程的反转掩模数据54嵌入至与现有技术相同的框架52，即未进行反转操作的框架。根据该全部数据，形成前面处理过程的各个光刻用掩模(图6A)。根据框架和该框架中所容纳的整个芯片被镜面反转的数据，形成背面处理过程的掩模(图6B)。在现有技术的背照射型CMOS图像传感器中还进行了包括框架的整体反转，这不是实施例1的特征。这里，为了清楚地说明在包括现有技术的框架的整体反转与只有会影响实施例1的前面处理过程的芯片反转之间的区别，下面进行一些解释。
在制造过程中，应当将注意力放在对晶片(半导体基板)的离子注入上。通常，根据芯片数据(反转掩模数据)来确定对晶片进行离子注入的倾斜度(例如，参考日本专利特开2000-223687)。在实施例1中，在掩模之前使芯片数据反转，因此，优选的是，在与离子注入的倾斜度相关的过程中也使离子注入的倾斜度相应地镜面反转。例如，当在通常情况下从晶片左侧以8度的角度进行离子注入时，在本例中从右侧以8度的角度进行离子注入。
根据上面说明的实施例1，即使对于开发和设计，由于背照射因而也不必考虑摄取图像的镜面反转，因此对设计者和制造者都是有益处的。特别地，当形成与前照射型芯片兼容的背照射型芯片时，不必像现有技术那样全部重新设计，并且能够通过使用前照射型的布局数据来制造出端子位置和信号数据相同的芯片。
实施例2
对于IP的一部分，分别准备了用于背照射的库(library)。这里，库表示数据库，在该数据库中，从其他程序收集了作为设计单元的基本逻辑门、逻辑电路组件和单元(cell)等，从而使用具有特定功能的程序。
如图7A～图7F所示，其中差分输入/输出端子即正相信号端子和负相信号端子的位置被反转的I/O单元被包括在用于背照射的库中。通过在接口部处使用该I/O单元来设计芯片的设计数据(图7A)，该接口部在图7A中被表示为端子A′和端子B′。
分别地，图7E示出了通常的LVDS I/O库，图7F示出了用于背照射型CMOS图像传感器10的LVDS I/O库。LVDS电路被用于输出级的电路部，在该输出级处，如上所述，输出了图1所示的输出电路单元16中的差分信号，即正相信号和负相信号。
然后，与图14A～图14C所示的现有技术2的情况相同，将芯片设计为使得全部结构反转。I/O图(图7B)是通过使芯片的设计数据(图7A)镜面反转而获得的端子图。摄取图像(图7C)表明是正的。按照原样来使用用作掩模的数据，而不反转整个芯片。因此，能够解决在接口部处的缺点。
当制造与前照射型芯片兼容的背照射型芯片时，需要以与图14A～图14C所示的现有技术2的情况相同的方式，重新设计整个芯片，且芯片可能不形成相同尺寸。因此，尽管对制造者来说效率降低了，但能够为对作为黑匣子的芯片内部满意的使用者获得相同的可用性。
当独立于前照射型传感器来制造背照射型图像传感器10时，不会出现效率的降低。然而，遗留的问题有：由于与前照射型在库和各种图中的管理的不同而导致的辛苦工作、考虑了摄取图像的镜面反转而导致的设计复杂性和引起误差的风险。
实施例1和实施例2的作用效果
根据实施例1和实施例2的设计制造出背照射型CMOS图像传感器10，从而与前照射型无区别地对背照射型进行处理。因此，不必要求上面安装有背照射型CMOS图像传感器10的评估板或者后续级的信号处理IC具有特定的规格，并且不必增加针对上述这些的成本。
因此，由于能够以与现有技术的前照射型CMOS图像传感器相同的方式来使用背照射型CMOS图像传感器10，因此上面安装有CMOS图像传感器10的电子装置具有以下优点。具体地说，当制造与前照射型芯片兼容的背照射型芯片时，能够在不进行现有技术那样全部重新设计的情况下使用前照射型的布局数据，因此，能够更早地投入产品并减少成本。此外，能够降低出现不期望的缺点的风险。
作为示例已经说明了将本发明应用于CMOS图像传感器的情况，在该情况中，用于检测与可见光的光量对应的信号电荷以作为物理值的单位像素以矩阵状布置着，然而，本发明不限于应用到CMOS图像传感器，并且还优选将本发明用于各种类型的固体摄像器件。
优选的是，固体摄像器件被形成在单芯片中或者被形成为具有摄像功能的模块状态，其中的摄像单元、信号处理单元或光学系统封装在一起。
应用例
本发明实施例的背照射型固体摄像器件通过被安装在使用了图像获取单元(光电转换单元)中的固体摄像器件的各种电子装置上而被使用。作为电子装置，可以举出以下示例：诸如数码照相机和摄像机等摄像装置、诸如移动电话等具有摄像功能的便携式终端装置、使用了图像读取单元中的固体摄像器件的复印机。存在着将安装在电子装置上的模块状态即照相机模块视为摄像装置的情况。
摄像装置
图8是示出了作为本发明实施例电子装置之一的例如摄像装置的结构的示例的框图。如图8所示，本发明实施例的摄像装置100包括具有透镜组101等元件的光学系统、摄像器件102、作为照相机信号处理电路的DSP(数字信号处理器)电路103、帧存储器104、显示装置105、记录装置106、操作系统107和电源系统108，并且DSP电路103、帧存储器104、显示装置105、记录装置106、操作系统107和电源系统108通过总线109相互连接。
透镜组101从目标(图像光)获取入射光，并使该光成像在摄像器件102的摄像面上。摄像器件102通过各个像素把由透镜组101成像在摄像面上的入射光的光量转换为电信号，从而输出此信号作为像素信号。诸如上述应用例的CMOS图像传感器10等背照射型固体摄像器件可以用作摄像器件102。
显示装置105包括诸如液晶显示器或有机电致发光(electroluminescence，EL)显示器等平板型显示装置，从而显示由摄像器件102成像的运动图像或静止图像。记录装置106把由摄像器件102成像的运动图像或静止图像记录在诸如录像带或数字通用光盘(DigitalVersatile Disk，DVD)等记录介质中。
操作系统107在使用者的操作下向摄像装置中所包括的各种功能件提供操作指令。电源系统108向这些供电对象适当地提供作为用于DSP电路103、帧存储器104、显示装置105、记录装置106和操作系统107的操作电源的各种电源。
如上所述，在例如摄像机、数码照相机和用于诸如移动电话等移动装置的照相机模块这样的摄像装置中，通过使用上述各实施例的背照射型CMOS图像传感器10作为摄像器件102能够获得以下作用效果。也就是说，可以以与现有技术的前照射型CMOS图像传感器相同的方式来使用上述各实施例的背照射型CMOS图像传感器10，因此，能够更早地投入产品和降低成本，并降低出现不期望的缺点的可能性。
本领域技术人员应当理解，依据不同的设计要求和其他因素，可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。
Claims (12)
1.一种光刻用掩模的形成方法，其包括以下步骤：
当形成用于制造如下背照射型固体摄像器件的光刻用掩模时，该背照射型固体摄像器件从与上面形成有元件区域的布线的表面侧相对的表面侧获取入射光，且所述元件区域中形成有光电转换元件，该形成方法通过使用将至少一部分输出端子的位置反转的反转数据来形成所述掩模。
2.如权利要求1所述的光刻用掩模的形成方法，其还包括以下步骤：
形成所述固体摄像器件的芯片的布局数据；
形成将所述布局数据作为整个芯片而镜面反转的所述反转数据；并且
随后，通过使用所述反转数据来形成所述掩模。
3.如权利要求2所述的光刻用掩模的形成方法，其中，在所述芯片上布置标记以作为不同于所述布局数据的数据，并且使该不同的数据重叠在所述反转数据上而获得所述反转数据。
4.如权利要求3所述的光刻用掩模的形成方法，其中，所述标记是用于光刻配合的标记、用于在制造过程中进行检查的标记、用于指定芯片的标记或者用作在制造过程中进行检查时的坐标基准的标记。
5.如权利要求2所述的光刻用掩模的形成方法，其中，通过将所述反转数据嵌入到未进行反转操作的框架中来形成所述掩模。
6.如权利要求1所述的光刻用掩模的形成方法，其中，
所述背照射型固体摄像器件包括输出电路单元、正相输出端子和负相输出端子，所述输出电路单元中的输出级具有差分输出结构，所述正相输出端子和所述负相输出端子把从所述输出电路单元输出的正相信号和负相信号输出到芯片的外部，并且
在形成所述反转数据时，将所述正相输出端子和所述负相输出端子的位置交换。
7.如权利要求6所述的光刻用掩模的形成方法，其中，形成将所述正相输出端子和所述负相输出端子的位置交换的库，并通过使用所述库来形成所述反转数据。
8.一种光刻用掩模数据的形成方法，其包括以下步骤：
形成固体摄像器件的芯片的布局数据；并且
当形成用于制造如下背照射型固态摄像器件的光刻用掩模数据时，所述背照射型固态摄像器件从与上面形成有元件区域的布线的表面侧相对的表面侧获取入射光，且所述元件区域中形成有光电转换元件，该形成方法形成将所述布局数据作为整个芯片而镜面反转的反转数据，并使所述反转数据成为所述掩模数据。
9.一种背照射型固体摄像器件制造方法，其包括以下步骤：
形成如下背照射型固体摄像器件的芯片的布局数据，所述背照射型固体摄像器件从与上面形成有元件区域的布线的表面侧相对的表面侧获取入射光，且所述元件区域中形成有光电转换元件；
形成将所述布局数据作为整个芯片而镜面反转的反转数据；
通过使用所述反转数据来形成掩模；并且
通过使用所形成的掩模来制造所述固体摄像器件。
10.如权利要求9所述的背照射型固体摄像器件制造方法，其中，在通过使用所形成的掩模来制造所述固体摄像器件时，使得对半导体基板的离子注入的倾斜度对应于所述布局数据的反转而镜面反转。
11.一种通过使用掩模制造出来的背照射型固体摄像器件，所述掩模是通过使用光刻用掩模数据而形成的，所述光刻用掩模数据是将芯片的布局数据作为整个芯片而镜面反转的反转数据。
12.一种安装有通过使用掩模制造出来的背照射型固体摄像器件的电子装置，所述掩模是通过使用光刻用掩模数据而形成的，所述光刻用掩模数据是将芯片的布局数据作为整个芯片而镜面反转的反转数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121003 Termination date: 20150325 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |