CN102024831A - 固体摄像装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种固体摄像装置及其制造方法。该固体摄像装置，包括：半导体基板，具有光入射的第一面和与上述第一面相对的第二面；像素区域，被设置在上述半导体基板内，且具有将入射的上述光转换为电信号的光电转换元件；周边区域，被设置在上述半导体基板内，且具有控制上述像素区域内的元件的动作的电路；多个布线，被分别设置在层叠于上述第二面上的多个层间绝缘膜内，并被连接在上述电路；以及支撑基板，被设置在层叠的上述层间绝缘膜上以及上述布线上；设置在最上层的上述层间绝缘膜内的最上层的上述布线被埋设在上述最上层的层间绝缘膜内设置的第一沟内。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于2009年9月11日提出的日本专利申请第2009-210917号并主张其优先权，这里引用该日本专利申请的全部内容。
技术领域
本申请涉及一种固体摄像装置及其制造方法。
背景技术
近年来，由于数码相机、相机搭载型便携式电话等的普及，固体摄像装置(以下称为图像传感器)的需要正在增加。
图像传感器主要包括像素区域和周边区域。像素区域内设有将入射光转换成电信号的光电转换元件(例如光电二极管)。周边区域内设有处理来自像素区域的信号的电路和控制像素区域的动作的电路，使用MOS(Metal-Oxide-Semiconductor/金属氧化物半导体)晶体管等构成这些电路。光电二极管和MOS晶体管被形成在例如相同的半导体基板上。
表面照射型图像传感器从设有MOS晶体管的栅极电极和布线的面被照射光。随着像素(光电转换元件)的细微化的推进，表面照射型图像传感器产生如下问题：由于像素区域的面积的缩小和连接在电路上的布线引起的遮光，入射光对像素区域的灵敏度降低。
对于这样的表面照射型图像传感器的问题，提议有背面照射型图像传感器。背面照射型图像传感器从与设有MOS晶体管的栅极电极和布线的面相对的面获取入射光。由此，避免了像素的细微化以及布线的遮光引起的灵敏度下降。
在以往的背面照射型图像传感器的制造方法中，在元件和布线被形成在半导体基板上之后，在覆盖元件以及布线的绝缘膜上粘有支撑基板。此后，在与支撑基板相对的一侧的基板的面上粘有透镜和滤色器。
通常，在布线中使用了铝(A1)时，在铝布线形成在下层的布线层上之后，在铝布线上以及相邻的A1布线间堆积有绝缘膜。这种情况下，被堆积的绝缘膜即使被实施平坦化处理，也因为绝缘膜的接合部(缝)等不能在绝缘膜的上表面得到良好的平坦性。作为其结果，在背面照射型图像传感器中，在粘贴绝缘膜和支撑基板时，不能得到绝缘膜和支撑基板的良好的密合性，产生支撑基板的剥离。因此，有产生绝缘膜和支撑基板的粘贴不良这样的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种固体摄像装置，包括：半导体基板，具有光入射的第一面和与上述第一面相对的的第二面；像素区域，被设置在上述半导体基板内，且具有将入射的上述光转换为电信号的光电转换元件；周边区域，被设置在上述半导体基板内，且具有控制上述像素区域内的元件的动作的电路；多个布线，被分别设置在层叠于上述第二面上的多个层间绝缘膜内，并被连接在上述电路；以及支撑基板，被设置在层叠的上述层间绝缘膜上以及上述布线上；设置在最上层的上述层间绝缘膜内的最上层的上述布线被埋设在上述最上层的层间绝缘膜内设置的第一沟内。
此外，本发明还提供了一种固体摄像装置的制造方法，包括以下步骤：在半导体基板的像素区域内形成光电转换元件，该光电转换元件将照射到上述半导体基板的第一面的光转换为电信号，在上述半导体基板的周边区域内形成控制上述像素区域内的元件的动作的电路；在与上述第一面相对的上述半导体基板的第二面上形成层间绝缘膜；在上述层间绝缘膜的上表面形成第一沟；在上述层间绝缘膜上以及上述第一沟内形成第一布线部件；以及对上述第一布线部件的上表面实施平坦化处理，使上述第一布线部件的上表面的高度与上述层间绝缘膜的上表面的高度一致，在上述第一沟内形成第一布线。
附图说明
图1是表示固体摄像装置的芯片设计(chip layout)的一例的模式图。
图2是表示第一实施方式的固体摄像装置的结构的截面图。
图3是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造方法的一个工序的截面图。
图4是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造方法的一个工序的截面图。
图5是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造方法的一个工序的截面图。
图6是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造方法的一个工序的截面图。
图7是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造方法的一个工序的截面图。
图8是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造方法的一个工序的截面图。
图9是表示第一实施方式的固体摄像装置的制造方法的一个工序的截面图。
图10是表示第二实施方式的固体摄像装置的结构的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明实施方式。并且，在以下的是实施方式中，对于相同的结构要素赋予相同的符号，并根据需要对其进行详细说明。
本实施方式的固体摄像装置包括：半导体基板，具有第一面和与上述第一面相对的第二面；像素区域，设置在上述半导体基板内，具有将从上述第一面入射的光转换成电信号的光电转换元件；周边区域，设置在上述半导体基板内，具有控制上述像素区域内的元件的动作的电路；多个布线，分别设置在被层叠在上述第二面上的多个层间绝缘膜内，与上述电路连接；以及支撑基板，设置在层叠的上述层间绝缘膜上以及上述布线上。在上述多个层间绝缘膜中最上层的层间绝缘膜内设置的沟内，设置有上述多个布线中的至少最上层的布线。
(1)第一实施方式
用图1至图7说明第一实施方式涉及的固体摄像装置及其制造方法。
(a)结构
用图1和图2说明本实施方式的固体摄像装置的结构。
图1是表示固体摄像装置(以下称为图像传感器)的芯片设计的一例的模式图。图2是模式地表示本实施方式的图像传感器的结构的截面图。
如图1所示，在本实施方式的图像传感器中，在一个芯片(半导体基板)100内设有像素区域2和周边区域3。沿着芯片100的外周部以包围像素区域2和周边区域3的周围那样，设有从一个晶圆切出芯片所用的切割区域9。例如，在芯片100表面或背面设有用于连接外部装置(未图示)的衬垫(未图示)。
如图1和图2所示，在像素区域2内二维地排列有多个光电转换元件21。光电转换元件21例如是光电二极管。例如使用光电二极管构成CMOS。并且，也可以使用光电二极管21来构成CCD传感器。光电二极管21将作为影像信号的入射光LS光电转换为对应其光量的电信号。一个光电二极管21对应影像信号的一个像素。
如图2所示，在本实施方式中，滤色器70例如隔着保护层或粘接层(以下表示为保护/粘接层)19，设置在芯片100的背面(第一面)的像素区域2上。滤色器70具有排列有多个过滤器的模板(pattern/图形)，该过滤器对于一个像素例如仅使红(R)、绿(G)、蓝(B)中的某一个颜色透过。并且，滤色器70除了红、绿、蓝之外，也可以具有使可视光的整个波长区域透过的白(W)的过滤器。滤色器70例如具有拜尔排列或WRGB排列等的排列模板。
微镜阵列71通过滤色器70被设置在像素区域2上。微镜阵列71是通过将对应一个像素(光电二极管)的一个微镜进行二维排列而被构成的。微镜阵列71对入射光进行聚光。并且，粘接层/保护层19对入射光具有透射性。
作为影像信号的入射光LS经由微镜71以及滤色器70而被照射至像素区域2。在本实施方式中，将安装了微镜71的面称为背面，将背面的相反侧的面称为表面。
例如，使用SOI(Silicon-On-Insulator/硅绝缘体)基板(以下称形成基板)来形成本实施方式的图像传感器，光电二极管21例如由形成在SOI基板的外延层1内的杂质半导体层构成。
如图2所示，一个光电二极管21例如具有P型杂质层21a和N型杂质层21b。N型杂质层21b被设置在外延层1中的背面侧。P型杂质层21a例如被设置在表面侧的外延层1表层。虽然在图2中，为了图示的简单化，表示了由两个杂质层构成的光电二极管，但是为了提高光电二极管21的特性(灵敏度)，也可以在像素区域2内的外延层1内在深度方向上设置杂质浓度不同的多个N型及P型杂质层。
如图1及图2所示，通过形成在外延层1内的光电元件分离区域29，包围一个光电二极管21的周围，一个光电二极管21与相邻的光电二极管21被电分离。在光电元件分离区域29内，在光电元件分离区域29内的表面侧设置有例如STI(Shallow Trench Isolation/浅沟隔离)结构的原件分离绝缘膜(未图示)，在STI结构的元件分离绝缘膜下方(背面侧)设置有杂质层(例如P型杂质层)。并且，虽然在图1及图2中省略了图示，但是显然也可以是在像素区域2内设置有构成场效应晶体管(Field Effect Transistor)等的传感器的元件。
周边区域3与像素区域2相邻，被设置在芯片100内。周边区域3例如通过元件分离区域25被从像素区域2电分离。在元件分离区域25内，例如和光电元件分离区域29同样，在该区域25的表面侧嵌入STI结构的元件绝缘膜，在该绝缘膜的下方设置有杂质层。
周边区域3包含有设置了模拟电路的区域(以下称为模拟电路区域)和设置了逻辑电路的区域(以下称为逻辑区域)。设置在周边区域3内的电路例如是像模拟/数字转换电路、数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)等那样，对光电转换后的影像信号进行处理的电路，或是像行(Row)控制电路或列(Column)控制电路等那样，控制像素区域内的元件的电路。
这些电路由场效应晶体管、电阻元件、电容元件等构成。在图2中，为了图示的简单化，仅示出了MOS(Metal-Insulator-Semiconductor)结构的场效应晶体管(以下称为MOS晶体管)。
例如，在周边区域3内，在外延层1内的P型阱区域31内设置有MOS晶体管Tr。该P型阱区域31内还设置有P型阱区域35以及N型阱区域36，形成双阱结构。相邻的阱区域35、36例如被元件分离绝缘膜(未图示)电分离。也可以如N型阱区域33那样，在外延层的一部分(表层部)32内设有阱区域。并且，在图2中，虽然因为图示的简单化而示出了4个MOS晶体管Tr，但是，显然本实施方式的图像传感器中包含的MOS晶体管Tr并不限于该数目。
在图2中，在P型阱区域内35内设有N沟道MOS晶体管Tr。此外，在N型阱区域36内设有P沟道MOS晶体管Tr。以下，举N沟道MOS晶体管Tr为例，说明MOS晶体管Tr的结构。
在P行阱区域35内设有两个N型扩散层(杂质层)41、42。这两个扩散层41、42作为MOS晶体管Tr的源极/漏极来发挥功能。在两个扩散层41、42之间的阱区域(沟道区域)表面，隔着栅极绝缘膜43设有栅极电极44。由此，在P型阱区域35内形成有N沟道MOS晶体管Tr。由于设有P沟道MOS晶体管Tr的阱区域的传导型以及成为源极/漏极的扩散层的传导型与N沟道MOS晶体管Tr的传导型不同，因此，P沟道MOS晶体管Tr的结构实质上相同。
为了覆盖MOS晶体管Tr的栅极电极44以及光电二极管21，在外延层1的表面上层叠有多个层间绝缘膜(第1～第3层间绝缘膜)61、62、63。层间绝缘膜61、62、63中例如使用了TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate/正硅酸乙酯)等的氧化硅。虽然在图2中，图示了3层的层间绝缘膜61、62、63，但是，显然并不限于该数目。在本实施方式中，将层间绝缘膜63作为最上层的层间绝缘膜进行说明。并且，在本实施方式中，最上层的层间绝缘膜是芯片表面(第2面)上层叠的多个层间绝缘膜中的、按从芯片表面(外延层1)侧向支撑基板18侧的顺序位于最靠近支撑基板侧的层间绝缘膜。
在本实施方式的图像传感器中，使用了多层布线技术。就是说，在层叠的层间绝缘膜61、62、63内分别设有多个布线51、52、53。层叠的布线51、52、53通过被埋设在层间绝缘膜61、62、63内的栓(Plug)59而被电连接。并且，MOS晶体管Tr的栅极电极44和扩散层41、42等设置在外延层1上的元件的端子通过栓CP被连接在上层布线51。
多个布线51、52、53将设在基板上的多个元件Tr彼此连接，并用于根据那些元件构成多个电路。此外，布线51、52、53例如连接在衬垫(未图示)上，用于信号的输入输出，或者用于将电源电压或接地电压提供给电路以及元件。以下，将设置在最上层的层间绝缘膜63内的布线53作为最上层的布线53来进行叙述。
在最上层的层间绝缘膜63上以及最上层的布线53上，隔着平坦化膜或保护膜、粘接层15，设有支撑基板18。在本实施方式中，将支撑基板18层作为层间绝缘膜的上表面进行叙述，将形成基板1侧作为层间绝缘膜的下面(底面)进行叙述。
设有层间绝缘膜61、62、63以及布线51、52、53的一侧的基板(外延层)1的面(第二面)，与设有滤色器70以及微镜71一侧的基板1的面(第一面)相对。在本实施方式中，将被照射了作为影像信号的入射光的滤色器70以及微镜71的面称为“背面”，相对地，将设有层间绝缘膜61、62、63以及布线51、52、53的面称为表面。
这样，从与设有MOS晶体管Tr的栅极电极或布线的基板的面相对的面被照射了光的结构的图像传感器被称为背面照射型图像传感器。
在本实施方式的图像传感器中，在最上层的层间绝缘膜63内，设有沟P。最上层的布线53被设置在最上层的层间绝缘膜63的沟P内。并且，最上层的布线53的上表面的高度与最上层的层间绝缘膜63的上表面的高度实质上一致。在本实施方式中，所说的布线以及层间绝缘膜的上表面的高度是相对于基板(外延层)表面将垂直方向的尺寸作为基准的值。
最上层的布线53例如使用大马士革法(Damascene Method)被形成在最上层的层间绝缘膜63内。由此，得到了最上层的布线53的上表面的高度和最上层的层间绝缘膜63的上表面的高度实质上一致的结构。最上层的布线53中例如使用了铜(Cu)或者是包含了铜的合金。通过将铜使用于布线53，与使用了铝2(AI)的布线相比较，能够实现布线的低电阻化或抑制电迁移效应(electromigration)等。
例如，在使用了铝的布线形成技术中，堆积在层间绝缘膜上的铝膜被加工成规定的布线形状后，形成覆盖了被加工的铝布线的层间绝缘膜。因此，在相邻的铝布线间的区域，由于铝布线上表面和下方(下层的层间绝缘膜上表面)之间的级差的影响或层间绝缘膜之间的粘接面(缝隙)的影响，即使在最上层的层间绝缘膜上形成平坦化膜等、对最上层的层间绝缘膜的实施平坦化处理，也不能确保形成在布线上以及下层的层间绝缘膜上的层间绝缘膜上表面的良好的平坦性。
因此，在使用了铝布线的背面照射型图像传感器中，贴合支撑基板和支撑基板的面的密接性变差，产生了支撑基板剥离，支撑基板的贴合不佳的情况。
在本实施方式的图像传感器中，最上层的布线53例如使用大马士革法而被形成在设置于最上层的层间绝缘膜63上的沟内。因此，最上层的布线53上表面以及最上层的层间绝缘膜63上表面的高度实质上一致，提高了贴合支撑基板的面的平坦型。因此，提高了贴合支撑基板和支撑基板的面的密接性，降低了支撑基板的贴合的不佳状况。
并且，即使在设置于最上层的布线53的下层的布线51、52中，也和最上层的布线53相同，通过大马士革法，被埋设在层间绝缘膜61、62内的沟Q，最好是布线51、52的上表面的高度和层间绝缘膜61、62的上表面的高度一致。这是因为由于下层的布线51、52以及层间绝缘膜61、62的平坦性给上层的布线53以及层间绝缘膜63带来影响，因此希望下层的布线51、52以及层间绝缘膜61、62的平坦性也好。但是，在设置于最上层的布线53的下层的布线51、52上，也可以使用铝(AI)，这些布线51、52也可以不设置在层间绝缘膜61、62内的沟Q内。
因此，在第一实施方式涉及的固体摄像装置中，能够提高固体摄像装置例如背面照射型图像传感器的可靠性。
(b)制造方法
使用图2至图7说明第一实施方式所涉及的固体摄像装置(背面照射型图像传感器)的制造方法。图2至图7表示本实施方式的制造方法的各工序中的截面结构。
首先，如图3所示，例如在SOI基板90的外延层10内形成有阱区域31、35、36等的杂质区域以及光电元件分离区域29。并且，SOI基板在半导体基板11上的绝缘膜(Insulator)12上表面形成有外延层10。外延层10例如是N型半导体层或真性半导体层。
阱区域31、35、36以及光电元件分离区域29通过控制由光刻蚀技术形成的掩膜或杂质离子的入射速度而被形成在外延层10的规定位置。由此，在外延层10内形成像素区域2和与其相邻的周边区域3。此外，在像素区域2内以及周边区域3内的规定位置形成将相邻的元件进行电分离的元件分离区域(绝缘膜或杂质层)。设置在元件分离区域的绝缘膜例如是STI结构的绝缘膜，在形成于外延层10内的沟槽(Trenche)内通过埋设绝缘膜而被形成。
在像素区域2内，通过离子注入法形成有P型以及N型杂质层21a、21b。此外，在像素区域2内形成有元件分离区域29。由此，形成对应于图像传感器的各像素的光电二极管21。
在周边区域3内，在所形成的阱区域35、36内形成有MOS晶体管Tr或电阻元件等。MOS晶体管Tr例如通过以下的工序来形成。
例如，使用热氧化法在阱区域35、36的表面形成栅极氧化膜43。接着，在外延层10表面上，使用例如CVD(Chemical Vapor Deposition/化学气相沉积)法堆积有导电层。使用光刻蚀技术以及RIE(Reactive Ion Etching/反应离子刻蚀)法来加工堆积的导电层。由此，形成MOS晶体管Tr的栅极电极44。此后，例如通过离子注入法在阱区域35、36内形成被用作MOS晶体管Tr的源极/漏极的扩散层41、42。形成扩散层41、42时，通过抗蚀性掩膜(Resist Mask)等覆盖没有形成扩散层41、42的区域。栅极电极44中使用多晶硅的情况下，也可以包含将多晶硅进行硅化的工序。
并且，在像素区域2内形成了光电元件21后，也可以在周边区域3内形成MOS晶体管Tr等元件，与此相对，在形成了MOS晶体管Tr之后，也可以形成光电二极管21。此外，并不限定形成元件的工序和形成元件分离区域的工序的顺序。
接着，如图4所示，在形成了元件的基板(外延层10)表面(第二面)上使用例如CVD法堆积有第一层间绝缘膜61。并且，在层间绝缘膜61内形成有多个第一布线51。例如使用溅射(Sputtering)法在层间绝缘膜61上堆积布线51。例如使用大马士革法在形成于层间绝缘膜61内的沟Q内埋设布线51。根据布线的布局使用光刻蚀技术以及RIE法形成沟Q。在使用大马士革法形成了布线51的情况下，布线的材料中例如使用铜(Cu)等。
并且，也可以不使用大马士革法而将布线部件(例如铝(AI))堆积在层间绝缘膜上，并使用光刻蚀技术以及RIE法将该布线部件加工成规定的形状，在层间绝缘膜61上形成布线51。
通过和布线51以及层间绝缘膜61同样的工序，在层间绝缘膜61上形成有布线52以及第二层间绝缘膜62。此外，在上层的布线连接到下层的布线或元件端子的位置中，在层间绝缘膜61、62内形成栓(Plug)59。
并且，在第二层间绝缘膜62上例如使用CVD法堆积有第三层间绝缘膜63。在本实施方式的制造方法中，将第三层间绝缘膜63作为最上层的层间绝缘膜来叙述。但是，显然层间绝缘膜61～63的层叠数不限于3个。
例如，使用CMP(Chemical Mechanical Polishing/化学机械抛光)法对例如层间绝缘膜63的上表面实施平坦化处理。
接着，如图5所示，使用光刻蚀技术在最上层的层间绝缘膜63上形成有掩膜(例如，抗蚀性掩膜)90。并且基于形成的掩膜91在层间绝缘膜63内形成沟P。所形成的沟P的布局与形成在层间绝缘膜63内的布线的布局相对应。
从层间绝缘膜63上除去掩膜91后，如图6所示，使用例如溅射法在层间绝缘膜63上堆积布线部件53A。布线部件53A例如是铜或者包含铜的合金。
并且，在布线部件53A的上表面实施CMP法，研削布线部件53A。对布线部件53A的CMP是将层间绝缘膜63的上表面作为刻蚀停止膜(Stopper)来进行的。
于是，如图7所示，在形成于层间绝缘膜63内的沟P内自我整合地埋设布线53。这样，使用大马士革法在最上层的层间绝缘膜63内形成有设在最上层的布线53。由此，布线53的上表面的高度与层间绝缘膜63的上表面的高度实质上相同。就是说，布线53的上表面以及层间绝缘膜63的上表面实质上平坦。
此后，如图8所示，在最上层的布线53以及层间绝缘膜63的上表面形成平坦化膜、保护膜以及粘接层15。通过粘接层15，在布线53以及层间绝缘膜63上表面(表面层)上安装支撑基板18。如上所述，最上层的布线53以及层间绝缘膜63的上表面是平坦的，因此支撑基板18密接在布线53以及层间绝缘膜63。
如图9所示，例如使用CMP法等从外延层10剥离构成SOI基板的绝缘层以及半导体基板。
并且，如图2所示，在与设有支撑基板18的表面相对的外延层10的背面(第一面)，形成有保护层以及粘接层19。通过粘接层19在像素区域2上安装具有规定的排列模板的滤色器70。进而，通过粘接层(未图示)在滤色器70上安装微镜阵列71。并且，如果构成SOI基板的绝缘层是透过性高的层，则也可以让它保留下来。
通过以上的工序，本实施方式的图像传感器完成。在通过以上的工序形成的图像传感器中，对应影像信号的光信号从与设有布线以及层间绝缘膜的表面相对的背面，通过微镜阵列71以及滤色器70被照射到像素区域2内的光电二极管21。就是说，使用本实施方式的制造方法制造的图像传感器是背面照射型图像传感器。
如使用图2至图7说明的那样，在本实施方式的制造方法中，使用大马士革法在最上层的层间绝缘膜内形成背面照射型图像传感器的最上层的布线53。
相对于设置在最上层的层间绝缘膜63内的沟P内，最上层的布线53被自我整合地埋设。因此，布线53的上表面的高度与层间绝缘膜63的上表面的高度实质上一致。
这样，通过使用大马士革法形成布线53，由于在形成层间绝缘膜后形成布线53，因此在本实施方式的制造方法中，在相邻的布线间不会产生层间绝缘膜间的缝隙或层间绝缘膜上表面的级差。
由此，安装有支撑基板18的最上层的布线53以及最上层的层间绝缘膜63的平坦性得到提高。因此，支撑基板18和布线53/层间绝缘膜63之间的密接性得到提高，降低了支撑基板18的贴合的不佳状况。
因此，根据第一实施方式涉及的固体摄像装置的制造方法，能够提供提高了可靠性的固体摄像装置(背面照射型图像传感器)。
(2)第二实施方式
用图10说明第二实施方式涉及的固体摄像装置。图10表示本实施方式的图像传感器的剖面结构。
在图像传感器中，在像素区域2对入射光进行遮光，设有不使其作为像素而发挥作用的像素OB(Optical Black/光学黑体)区域。在背面照射性图像传感器中，在设置于表面(第二面)侧的层间绝缘膜61、62、63内没有必要形成遮光模板，该遮光模板对应用于设置像素OB(Optical Black)区域的像素区域2。
此外，在本实施方式的背面照射型图像传感器中，在表面侧的层间绝缘膜63上也可以不设置衬垫78和用于连接布线51、52、53的面积较大的布线模板(以下，称为中间布线模板)。在本实施方式的背面照射型图像传感器中，例如，仅在设置微镜阵列71的面，即图像传感器的背面(第一面)侧设置衬垫78。这种情况下，设置在基板1背面上的衬垫78经由层间绝缘膜61、62、63上形成的栓或外延层1内形成的高浓度杂质层，进一步经由在外延层1内从表面侧向背面侧贯通的贯通电极79，连接在基板1表面侧上设置的布线或元件。
贯通电极79例如如下这样形成。在图9所示的工序中，SOI基板的绝缘层以及半导体基板被剥离后，在与布线连接的位置上形成贯通外延层的开口部。在该开口部形成电极部件，形成贯通电极79。在图10中，贯通电极79被设置在图中向深处方向或眼前方向，用虚线表示。
这样，本实施方式的背面照射型图像传感器可以不在表面侧设置遮光模板或中间布线模板，因此在图像传感器的表面侧提高了布线53以及层间绝缘膜63的上表面的平坦性。因此，提高了支撑基板18和布线53/层间绝缘膜63的密接性，降低了支撑基板18的贴合的不佳状况。该效果在第一实施方式的图像传感器中也同样能够获得。
此外，设有遮光模板的图像传感器中，通常遮光模板的面积较大，因此由于存在遮光模板阻碍了对晶圆(芯片)的烧结(sintering)处理时的合成气体的扩散。因此，在具有遮光模板的图像传感器中，对形成了元件的形成基板1表面的烧结效果就降低了。与此相对，在本实施方式的图像传感器中，在形成基板1的表面侧没有遮光模板，因此能够增大烧结效果，能够实现暗电流的降低和形成有元件的区域表面的稳定化。其结果是，降低图像传感器的灵敏度不佳和动作不佳，提高动作的可靠度。与此相同的效果也能在第一实施方式的图像传感器中得到。
但是，由于没有遮光模板和衬垫模板，在安装有支撑基板18的最上层的层间绝缘膜63的表面区域，有时会产生布线对层间绝缘膜63的占有面积(以下称为覆盖率)偏低的区域。在覆盖率低的区域，层间绝缘膜通过CMP被过剩地研削，有时会产生凹陷(dishing)。因此，存在最上层的布线53和层间绝缘膜63的平坦性变坏的可能性。
在本实施方式中，如图10所示，在最上层的层间绝缘膜63的覆盖率低的区域设有沟R，在形成布线53的同时，将伪模板55埋入该沟R内。伪模板55不具有将电路及元件进行连接的布线的功能。与最上层的布线53相同，使用大马士革法形成伪模板55。与最上层的布线53相同，伪模板55由铜或包含铜的合金构成。并且，伪模板55也可以被设置在最上层的层间绝缘膜63的下层的层间绝缘膜61、62的沟内。
通过设置伪模板55，层间绝缘膜63内的覆盖率被均一化，抑制了在层间绝缘膜63上表面发生凹陷。
由此，由于覆盖率低引起的最上层的布线53以及层间绝缘膜63的平坦性恶化就降低，确保了最上层的布线53/层间绝缘膜63和支撑基板18的密接性。因此，降低了支撑基板18的贴合的不佳状况。
以上，根据第二实施方式涉及的固体摄像装置(例如，背面照射型图像传感器)，能够提高固体摄像装置的可靠性。
在此描述了一些实施方式，但这些实施方式只是例示，本发明的范围并不受其限制。事实上，能够通过不同的形式体现在此描述的方法和系统，而且，在不脱离本发明的主旨的范围内可以对这些方法和系统的形式进行各种省略、替代和变更。本申请的权利要求书涵盖了不脱离本发明的主旨的范围内的这些形式及其变更。
Claims (20)
1.一种固体摄像装置，包括：
半导体基板，具有光入射的第一面和与上述第一面相对的第二面；
像素区域，被设置在上述半导体基板内，且具有将入射的上述光转换为电信号的光电转换元件；
周边区域，被设置在上述半导体基板内，且具有控制上述像素区域内的元件的动作的电路；
多个布线，被分别设置在层叠于上述第二面上的多个层间绝缘膜内，并被连接在上述电路；以及
支撑基板，被设置在层叠的上述层间绝缘膜上以及上述布线上；
设置在最上层的上述层间绝缘膜内的最上层的上述布线被埋设在上述最上层的层间绝缘膜内设置的第一沟内。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
上述最上层的布线的上表面的高度与上述最上层的层间绝缘膜的上表面的高度一致。
3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
用于上述最上层的布线的材料是铜或者包含铜的合金。
4.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
用于上述最上层的布线之外的材料与用于上述最上层的布线的材料相同。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
还包括伪层，该伪层被设置在上述最上层的层间绝缘膜内所设置的第二沟内，且不连接在上述电路。
6.根据权利要求5所述的固体摄像装置，其特征在于，
上述伪层的上表面的高度与上述最上层的层间绝缘膜的上表面的高度一致。
7.根据权利要求5所述的固体摄像装置，其特征在于，
用于上述伪层的材料是铜或者包含铜的合金。
8.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
用于除了上述最上层的布线的布线的材料，是铝或包含铝的合金。
9.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
还包括透镜，该透镜被设置在上述像素区域的上述第一面上。
10.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征在于，
还包括电极，该电极从上述第一面侧向上述第二面侧贯通上述周边区域，并连接在上述电路。
11.一种固体摄像装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在半导体基板的像素区域内形成光电转换元件，该光电转换元件将照射到上述半导体基板的第一面的光转换为电信号，在上述半导体基板的周边区域内形成控制上述像素区域内的元件的动作的电路；
在与上述第一面相对的上述半导体基板的第二面上形成层间绝缘膜；
在上述层间绝缘膜的上表面形成第一沟；
在上述层间绝缘膜上以及上述第一沟内形成第一布线部件；以及
对上述第一布线部件的上表面实施平坦化处理，使上述第一布线部件的上表面的高度与上述层间绝缘膜的上表面的高度一致，在上述第一沟内形成第一布线。
12.根据权利要求11所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
还包括在上述层间绝缘膜上以及上述第一布线上贴合支撑基板的步骤。
13.根据权利要求11所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
还包括使上述半导体基板的厚度变薄的步骤。
14.根据权利要求11所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
还包括从包含有基板、半导体层、以及上述基板和上述半导体层之间的绝缘层在内的上述半导体基板中，剥离上述基板和上述绝缘层，并使上述半导体基板的厚度变薄的步骤。
15.根据权利要求11所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
还包括在上述像素区域的第一面上设置透镜的步骤。
16.根据权利要求11所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
还包括：在上述层间绝缘膜内形成与上述第一沟相邻的第二沟的步骤；
在上述第二沟形成上述第一布线部件的步骤；以及
通过使第一布线部件的上表面的高度与上述层间绝缘膜的上表面的高度一致，而在上述第二沟内形成伪层的步骤。
17.根据权利要求11所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
还包括：在上述周边区域，形成从上述半导体基板的上述第一面向上述第二面贯通的开口部的步骤；以及
在上述开口部内形成电极的步骤。
18.根据权利要求11所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
上述第一布线部件是铜或者包含铜的合金。
19.根据权利要求11所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
上述层间绝缘膜是多个绝缘膜的层叠体，
在上述多个绝缘膜中的最上层的绝缘膜内形成上述第一布线。
20.根据权利要求19所述的固体摄像装置的制造方法，其特征在于，
形成在上述最上层的绝缘膜以外的绝缘膜内的第二布线由铝或者包含铝的合金构成。
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