CN102683359A - 固体摄像装置、其制造方法、电子设备和半导体装置 - Google Patents

固体摄像装置、其制造方法、电子设备和半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种固体摄像装置、其制造方法、一种电子设备和一种半导体装置。所述固体摄像装置包括：半导体层，其中在像素区中形成有像素且在入射光的入射面的相反侧形成有半导体元件；布线层，其在半导体层上设为覆盖半导体元件；支撑基板，其在布线层的与半导体层相反的表面侧设置为与布线层相对；和粘接层，其将布线层和支撑基板粘接，其中，布线层包括焊盘电极，并且形成有开口以使焊盘电极露出，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面之至少一个中，在形成有焊盘电极的部分中设有凸部，并且粘接层形成为使得焊盘电极的形成部分比像素区的部分薄。本发明可提高产品可靠性、产品产量和制造效率。

Description

固体摄像装置、其制造方法、电子设备和半导体装置
相关申请的交叉引用
本申请包含与2011年2月24日向日本专利局提交的日本专利申请JP2011-038836中公开的相关主题并要求其优先权，将其全部内容通过引用并入此处。
技术领域
本发明涉及固体摄像装置、其制造方法、电子设备以及半导体装置。
背景技术
诸如数字摄像机、数码相机等电子设备包括诸如固体摄像装置等半导体装置。例如，固体摄像装置包括CMOS(互补金属氧化物半导体)型图像传感器和CCD(电荷耦合器件)型图像传感器。
在固体摄像装置中，在半导体基板的表面中设有其中布置有多个像素的摄像区。在每个像素中形成有光电转换部。光电转换部例如为光电二极管，并且通过使用光接收面来接收经外附的光学系统而入射的光并进行光电转换，从而生成信号电荷。
在固体摄像装置中，在CMOS型图像传感器中，像素配置为不仅包括光电转换部，还包括像素晶体管。像素晶体管读出由光电转换部生成的信号电荷，并将信号电荷作为电信号而输出到信号线。
在固体摄像装置中，一般来说，在半导体基板(半导体层)的有光入射的正面侧(front surface side)设有电路、布线等。即，光电转换部接收从设有电路、布线等的正面侧入射来的光。因此，存在着由于入射到电路、布线等上的光被遮挡或反射而难以提高感光度的情况。
为改善该缺陷，提出了“背面照射型”，其中使用光电转换部接收从与设有电路、布线等的正面相反的背面侧(rear surface side)入射的光。在“背面照射型”中，光电二极管设置于被制成薄膜的半导体层上，从而以高感光度接收从背面侧入射的光。然后，在半导体基板的正面侧，将支撑基板用粘合剂接合至包括布线的布线层的正面(参照日本未经审查的专利申请特开2005-285988号公报、日本未经审查的专利申请特开2009-176777号公报以及日本未经审查的专利申请特开2009-277732号公报)。
图39为表示“背面照射型”CMOS型图像传感器芯片的重要部分的横截面图。
在图39中，不仅表示了像素区PA，还表示了设在像素区PA外围的外围电路部SC和焊盘部PAD。此外，与之伴随地，表示了划切(scribe)区LA，当将排列设置于半导体晶片上的多个图像传感器芯片分割成多个时，对所述划切区LA进行划切。
在CMOS型图像传感器芯片中，如图39所示，在半导体层101的内部，在像素区PA中设有光电二极管21。
如图39所示，在像素区PA中，在半导体层101的上表面侧(背面侧)隔着防反射膜HT而设有滤色器CF和片上透镜OCL。以此方式，提供了这样的配置，其中，来自半导体层101的上表面侧(背面侧)的光经由片上透镜OCL和滤色器CF而入射至光电二极管21。
如图39所示，在半导体层101的下表面侧(正面侧)，在像素区PA中设有像素晶体管Tr，并且在外围电路部SC中设有用于构成外围电路的外围晶体管31。然后，布线层110形成为覆盖半导体层101的整个下表面。在布线层110中，在绝缘膜110Z中设有多个布线110H。然后，支撑基板SK利用粘接层201而接合于布线层110的整个下表面。
如图39所示，在焊盘部PAD中，在布线层110中设有焊盘电极110P。在焊盘电极110P的上表面侧设有开口KK，并且在焊盘电极110P的因开口KK而露出的上表面上设有接合线BW。
当在焊盘部PAD中将接合线BW形成于焊盘电极110P上时，会对焊盘电极110P施加机械冲击。因此，存在这样的情况，即，在布线层110中的位于焊盘电极110P和粘接层201之间的绝缘膜110Z的部分中发生微小裂纹。
除此之外，在划切区LA中，因为当对排列在半导体晶片上的多个图像传感器芯片进行分割时会产生机械冲击，故存在布线层110的绝缘膜110Z中发生微小裂纹的情况。
这样，在布线层110的绝缘膜110Z中，存在这样的情况，即，由于布线层110和支撑基板SK之间存在软质粘接层201，故因机械冲击而在绝缘膜110Z中发生微小裂纹。
此外，在通过涂敷而形成粘接层201的情况下，存在因涂敷不均和空隙的产生而使接合质量下降的情况。
于是，随着这些缺陷的产生，存在因产品产量下降而难于以高的制造效率来制造诸如固体摄像装置的半导体装置的情况。
发明内容
因此，期望提供可提高产品的可靠性与产品产量并可以以高的制造效率进行制造的固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法、电子设备以及半导体装置。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种固体摄像装置，该装置具有：半导体层，其包括形成在像素区中的光电转换元件以及形成在与光入射表面相反的表面侧的半导体元件；布线层，其设置于半导体层的表面上以覆盖半导体元件；支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及粘接层，其设置于布线层和支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，其中，所述布线层包括焊盘电极，并且形成有开口以使焊盘电极的位于半导体层一侧的表面露出，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在形成有焊盘电极的部分中设有凸部，并且粘接层形成为使得形成有焊盘电极的部分由于凸部而至少比像素区的部分薄。
根据本发明的另一实施方式，提供了一种固体摄像装置，该装置具有：半导体层，其包括形成在像素区中的光电转换元件以及形成在与光入射表面相反的表面侧的半导体元件；布线层，其设置于半导体层的表面上以覆盖半导体元件；支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及粘接层，其设置于布线层和支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，其中，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在位于像素区外围的划切区中被切割的部分中设有凸部，并且粘接层形成为使得在划切区中被切割的部分由于凸部而至少比像素区的部分薄。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种固体摄像装置的制造方法，该方法包括：在半导体层的像素区中形成光电转换元件；在半导体层的作为与光入射表面相反的一侧的表面侧形成半导体元件；在半导体层的作为与光入射表面相反的一侧的表面上形成包括焊盘电极的布线层以覆盖半导体元件；在布线层的与半导体层相反侧的表面中通过粘接层而布置支撑基板，并且利用粘接层将支撑基板粘接于布线层；形成开口以使得焊盘电极的位于半导体层一侧的表面露出；并且在使用开口而露出的焊盘电极的表面上设置接合线，其中，在布置支撑基板前，还包括在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中的形成有焊盘电极的部分中设置凸部的工艺，并且在布置支撑基板的工艺中，在布线层和支撑基板之间将粘接层形成为使得焊盘电极的形成部分由于凸部而至少比像素区的部分薄。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种固体摄像装置的制造方法，该方法包括：在半导体层的像素区中形成光电转换元件；在半导体层的作为与光入射表面的相反侧的表面侧形成半导体元件；在半导体层的作为与光入射表面的相反侧的表面上形成包括焊盘电极的布线层以覆盖半导体元件；在布线层的与半导体层相反侧的表面中通过粘接层而布置支撑基板，并且利用粘接层将支撑基板粘接于布线层；并且在位于像素区外围的划切区中进行切割，其中，在布置支撑基板前，还包括在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中的划切区中被切割的部分中设置凸部的工艺，并且在布置支撑基板的工艺中，在布线层和支撑基板之间将粘接层形成为使得在划切区中被切割的部分由于凸部而至少比像素区的部分薄。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种电子设备，该设备具有：半导体层，其包括形成在像素区中的光电转换元件以及形成在与光入射表面相反的表面侧的半导体元件；布线层，其设置于半导体层的表面上以覆盖半导体元件；支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及粘接层，其设置于布线层和支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，其中，所述布线层包括焊盘电极，并且形成有开口以使焊盘电极的位于半导体层一侧的表面露出，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在形成有焊盘电极的部分中设有凸部，并且粘接层形成为使得形成有焊盘电极的部分由于凸部而至少比像素区的部分薄。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种电子设备，该设备具有：半导体层，其包括形成在像素区中的光电转换元件以及形成在与光入射表面相反的表面侧的半导体元件；布线层，其设置于半导体层的表面上以覆盖半导体元件；支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及粘接层，其设置于布线层和支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，其中，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在位于像素区外围的划切区中被切割的部分中设有凸部，并且粘接层形成为使得在划切区中被切割的部分由于凸部而至少比像素区的部分薄。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种半导体装置，该装置具有：半导体层，其表面上形成有半导体元件；布线层，其设置于半导体层的表面上以覆盖半导体元件；支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及粘接层，其设置于布线层和支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，其中，所述布线层包括焊盘电极，并且形成有开口以使焊盘电极的位于半导体层一侧的表面露出，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在形成有焊盘电极的部分中设有凸部，并且粘接层形成为使得形成有焊盘电极的部分由于凸部而比其他部分薄。
根据本发明的又一实施方式，提供了一种半导体装置，该装置具有：半导体层，其表面上形成有半导体元件；布线层，其设置于半导体层的表面上以覆盖半导体元件；支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及粘接层，其设置于布线层和支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，其中，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在位于像素区外围的划切区中被切割的部分中设有凸部，并且粘接层形成为使得在划切区中被切割的部分由于凸部而比其他部分薄。
在本发明的实施方式中，在布置支撑基板前，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在形成有焊盘电极的部分中设置凸部。由于凸部的存在，粘接层在布线层和支撑基板之间形成为使得焊盘电极的形成部分比其他部分薄。
此外，在本发明的实施方式中，在布置支撑基板前，在布线层的与支撑基板相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在划切区中被切割的部分中设置凸部。由于凸部的存在，在布线层和支撑基板之间，对于粘接层而言，在划切区中被切割的部分比其他部分薄。
根据本发明的实施方式，可提供可提高产品可靠性与产品产量且可以高的制造效率制造的固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法、电子设备以及半导体装置。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式1的相机的配置的配置图；
图2为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的配置概要的图；
图3为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的详细配置的图；
图4为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的详细配置的图；
图5为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图6A和6B为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图7为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图8为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图9为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图10为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图11为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图12为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图13为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图14为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图15为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图16为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图；
图17为表示本发明的实施方式1的裂纹发生率的图；
图18为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的重要部分的图；
图19为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图；
图20为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图；
图21为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图；
图22为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图；
图23为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图；
图24为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图；
图25为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图；
图26为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图；
图27为表示本发明的实施方式2的缺陷芯片数的图；
图28为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的重要部分的图；
图29为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的制造方法的图；
图30为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的制造方法的图；
图31为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的制造方法的图；
图32为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的制造方法的图；
图33为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的制造方法的图；
图34为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的制造方法的图；
图35为表示本发明的实施方式4的固体摄像装置的重要部分的图；
图36为表示本发明的实施方式4的固体摄像装置的制造方法的图；
图37为表示本发明的实施方式4的固体摄像装置的制造方法的图；
图38为表示本发明的实施方式的固体摄像装置的部分横截面的横截面图；并且
图39为表示“背面照射型”CMOS型图像传感器芯片的重要部分的横截面图。
具体实施方式
参照附图来说明本发明的实施方式。
下面，以下列顺序进行说明。
1.实施方式1(在布线层的下表面的焊盘部中设有凸部的情况)
2.实施方式2(在布线层的下表面的划切区中设有凸部的情况)
3.实施方式3(在支撑基板的上表面中设有凸部的情况)
4.实施方式4(在布线层的下表面和支撑基板的上表面中各设有凸部的情况)
5.其他
<1.实施方式1>
[1]装置配置
(1-1)相机的重要部分的配置
图1为表示本发明的实施方式1的相机40的配置的配置图。
如图1所示，相机40具有固体摄像装置1、光学系统42、控制单元43以及信号处理部44。下面，说明每个部分。
因为从摄像面PS接收通过光学系统42入射的光(对象图像)并进行光电转换，故固体摄像装置1生成信号电荷。这里，基于从控制单元43输出的控制信号来驱动固体摄像装置1。具体来说，读出信号电荷并将其作为原始数据而输出。
光学系统42包括诸如成像透镜、光圈等光学部件，并且布置为使入射的缘于对象图像的光H向固体摄像装置1的摄像面PS会聚。
控制单元43将各种控制信号输出给固体摄像装置1和信号处理部44，且被驱动以控制固体摄像装置1和信号处理部44。
信号处理部44用于对从固体摄像装置1输出的电信号进行信号处理以便生成对象图像的数字图像。
(1-2)固体摄像装置的配置
下面，说明固体摄像装置1的配置概要。
图2为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置1的配置概要的图。图2为表示了整个上表面的上表面图。
固体摄像装置1为CMOS型图像传感器，如图2所示，固体摄像装置1包括半导体层101。
半导体层101例如由单晶硅板状主体形成。
如图2所示，在半导体层101的表面(xy面)中设有芯片区CA和划切区LA。
如图2所示，芯片区CA为以水平方向x和垂直方向y分割成的矩形，并且设有像素区PA和外围区SA。
在芯片区CA中，如图2所示，像素区PA为矩形区域，并且分别沿水平方向x和垂直方向y排列布置有多个像素P。即，像素P形成为矩阵形式。
在像素区PA中设有的多个像素P各配置为由所接收的入射光生成信号电荷。在后面会说明像素P的详细配置。
在芯片区CA中，如图2所示，外围区SA位于像素区PA的周围。
在外围区SA中，在例如右侧边缘部中设有多个焊盘部PAD。虽然在后面详述，但焊盘部PAD中设置有露出正面的焊盘电极，且焊盘电极与外部器件电连接。
除此之外，在外围区SA中设有外围电路部SC。在外围电路部SC中，设有例如垂直驱动电路、列电路、水平驱动电路、外部输出电路、时序发生器(TG)、快门驱动电路等电子电路以作为外围电路。
垂直驱动电路设置于外围区SA中的像素区PA的左侧部，并且配置为驱动像素区PA中的像素P以便以行为单位选择所述像素P。
列电路设置于外围区SA中的像素区PA的下边缘部，并且用于以列为单位对从像素P输出的信号进行信号处理。这里，列电路包括CDS(相关双采样)电路(未图示)，并进行用于除去固定模式噪声的信号处理。
水平驱动电路设置于外围区SA中的列电路的下边缘部。水平驱动电路配置为包括移位寄存器，于是，将列电路中为每列像素P保持的信号依次输出给外部输出电路。
外部输出电路电连接于外围区SA中的列电路，并且在对从列电路输出的信号进行信号处理后输出至外部。外部输出电路例如包括AGC(自动增益控制)电路和ADC电路，并且在AGC电路对信号施加增益后，通过ADC电路而将模拟信号转换为数字信号以输出至外部。
快门驱动电路用于以行为单位选择像素P并调整像素P的曝光时间。
时序发生器电连接于外围区SA中的各垂直驱动电路、列电路、水平驱动电路、外部输出电路以及快门驱动电路。时序发生器通过生成各种时序信号并输出给垂直驱动电路、列电路、水平驱动电路、外部输出电路以及快门驱动电路，从而对各部分进行驱动控制。
如图2所示，在半导体层101的表面(xy面)中，划切区LA定位为围绕在芯片区CA的周围。这里，划切区LA设置为包括各沿水平方向x和垂直方向y延伸的部分并在芯片区CA周围绘出矩形。
虽然在后面详述，但多个芯片区CA设置为排列在切块前的大型晶片的表面上，而划切区LA设置为在多个芯片区CA之间以线状延伸。在划切区LA中，因与刀片接触而被切块，并分割成设有上述芯片区CA的固体摄像装置1。
(1-3)固体摄像装置的详细配置
下面，说明根据本实施方式的固体摄像装置1的详细配置。
图3和图4为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的详细配置的图。
图3表示图2中所示的X1-X2部分的横截面和X3-X4部分的横截面。即，在图3中表示了像素区PA、外围电路部SC、焊盘部PAD以及划切区LA。
此外，图4表示像素P的电路配置。
如图3所示，固体摄像装置1包括半导体层101、布线层110、粘接层201以及支撑基板SK。在固体摄像装置1中，在半导体层101的下表面(正面)侧设有布线层110。接着，在布线层110的下表面中设有粘接层201，并且布线层110的下表面使用粘接层201而粘接有支撑基板SK。
在固体摄像装置1中，如图3所示，在像素区PA中设有像素P。然后，在像素P中设有光电二极管21、像素晶体管Tr、滤色器CF以及片上透镜OCL。即，固体摄像装置1为“背面照射型”，并且像素P接收从半导体层101的上表面(背面)侧入射的入射光H，所述上表面(背面)侧是与设有布线层110的下表面(正面)相反的一侧。然后，像素P生成信号电荷，且使用像素晶体管(未图示)读出所生成的信号电荷并将其输出为信号。
而且，如图3所示，在外围电路部SC中，设有用于构成外围电路的外围晶体管31。
此外，如图3所示，在焊盘部PAD中，设有焊盘电极110P和接合线BW。
下面，依次说明构成固体摄像装置1的每个部分。
(A)半导体层101
半导体层101例如由单晶硅半导体形成。半导体层101的厚度例如为1～30μm，并且其内部设有光电二极管21。而且，在半导体层101的下表面(正面)处设有像素晶体管Tr和外围晶体管31。而且，在半导体层101的上表面(背面)上隔着防反射膜HT而设有滤色器CF和片上透镜OCL。除此之外，在半导体层101中，在焊盘部PAD中设有开口KK。开口KK形成为贯穿设在半导体层101的上表面(背面)上的防反射膜HT并贯穿半导体层101。即，开口KK沿深度方向z贯穿防反射膜HT和半导体层101。
(A-1)光电二极管21
如图3所示，在半导体层101的内部设有光电二极管21。光电二极管21设置为对应于像素区PA中的像素P。即，为设在像素区PA中的多个像素P之每一个而设置有光电二极管21。
光电二极管21形成为用于生成和累积因接收入射光H并进行光电转换而造成的信号电荷。
例如，光电二极管21包括n型电荷累积区(未图示)，并且n型电荷累积区(未图示)设置于半导体层101的p型半导体区(未图示)中。而且，在半导体层101的正面侧的n型电荷累积区中，设有杂质浓度高的p型半导体区(未图示)以作为空穴累积区。
(A-2)像素晶体管Tr
如图3所示，在半导体层101的下表面(正面)中设有像素晶体管Tr。像素晶体管Tr设置为对应于像素区PA中的像素P。即，以与光电二极管21同样的方式，为设在像素区PA中的多个像素P之每一个设置有像素晶体管Tr。
如图4所示，像素晶体管Tr包括传输晶体管22、放大晶体管23、选择晶体管24和复位晶体管25，并且设置为将来自光电二极管21的信号电荷作为电信号而输出。
在各晶体管22～25中，例如，在半导体层101的内部形成有沟道区(未图示)。而且，在半导体层101的正面中，在沟道区(未图示)上隔着栅极绝缘膜(未图示)而设有栅极。例如，栅极由包含n型杂质的多晶硅形成。而且，在半导体层101的正面中，夹着栅极设有一对源极、漏极区(未图示)。
在像素晶体管Tr中，传输晶体管22配置为将光电二极管21生成的信号电荷作为电信号而输出至放大晶体管23的栅极。具体来说，如图4所示，传输晶体管22设置于光电二极管21和浮动扩散区FD之间。而且，由于对栅极施加有来自传输线26的传输信号，故传输晶体管22将光电二极管21中累积的信号电荷作为输出信号而传输给浮动扩散区FD。
在像素晶体管Tr中，放大晶体管23配置为对从传输晶体管22输出的电信号进行放大和输出。具体来说，如图4所示，放大晶体管23的栅极连接于浮动扩散区FD。而且，放大晶体管23的漏极连接于电源电位供给线Vdd，而放大晶体管23的源极连接于选择晶体管24。当将选择晶体管24选择为导通状态时，通过从设在像素区PA外部的恒流源I提供恒定电流，使得放大晶体管23工作为源极跟随器。因此，通过将选择信号提供给选择晶体管24，在放大晶体管23中对从浮动扩散区FD输出的输出信号进行放大。
在像素晶体管Tr中，选择晶体管24配置为当输入选择信号时将使用放大晶体管23输出的电信号输出给垂直信号线27。具体来说，如图4所示，选择晶体管24的栅极连接于对其提供有选择信号的地址线28。当提供选择信号时，选择晶体管24处于导通状态，并将采用上述放大晶体管23放大的输出信号输出给垂直信号线27。
在像素晶体管Tr中，复位晶体管25配置为对放大晶体管23的栅极电位进行复位。具体来说，如图4所示，复位晶体管25的栅极连接于对其提供有复位信号的复位线29。此外，复位晶体管25的漏极连接于电源电位供给线Vdd，而复位晶体管25的源极连接于浮动扩散区FD。然后，当将复位信号从复位线29提供至栅极时，复位晶体管25将放大晶体管23的栅极电位经由浮动扩散区FD而复位至电源电位。
各个晶体管22、24、25的各栅极以沿水平方向x排列的多个像素P所形成的行为单位进行连接，并且对于以行为单位排列的多个像素而言，所述栅极被同时驱动。具体来说，采用由上述垂直驱动电路(未图示)提供的选择信号，以水平线(像素行)为单位沿垂直方向依次进行选择。然后，利用从时序发生器(未图示)输出的各种时序信号来控制每个像素P的晶体管。因此，对于像素P的每列，将每个像素P中的输出信号通过垂直信号线27而读出至列电路(未图示)。然后，通过由水平驱动电路(未图示)进行选择，将列电路中保持的信号依次输出给外部输出电路(未图示)。
(A-3)外围晶体管31
如图3所示，外围晶体管31设置于外围电路部SC中并用于构成外围电路。
如图3所示，以与像素晶体管Tr同样的方式，外围晶体管31设置于半导体层101的正面(下表面)中。
在外围晶体管31中，例如，在半导体层101的内部形成有沟道区(未图示)。而且，在半导体层101的正面中，在沟道区(未图示)上隔着栅极绝缘膜(未图示)设有栅极。例如，栅极由包含n型杂质的多晶硅形成。而且，在半导体层101的正面中，夹着栅极而设有一对源极、漏极区(未图示)。
(A-4)滤色器CF
如图3所示，对应于像素区PA中的像素P而设置有滤色器CF。
滤色器CF设置于半导体层101的上表面(背面)侧。
这里，在半导体层101的上表面中形成有防反射膜HT，从而防止从上方入射的入射光H被半导体层101的上表面反射。通过适当地选择材料和膜厚度来形成防反射膜HT，从而利用光的干涉作用来实现防反射功能。例如，防反射膜HT由诸如SiN、SiON等绝缘材料制成。除此之外，防反射膜HT可由诸如铪、锆、铝、钽、钛、镁、钇或镧系元素等元素的氧化物制成。不仅可设有防反射膜HT，还可设有平坦化膜。
而且，在防反射膜HT的上表面设有滤色器CF。
滤色器CF形成为对从半导体101的背面侧通过片上透镜OCL入射的入射光H进行着色并使其透射。
滤色器CF例如包括红光滤色器层(未图示)、绿光滤色器层(未图示)和蓝光滤色器层(未图示)，且以拜耳(Bayer)阵列布置为使每个三原色滤色器对应于每个像素P。
例如，使用诸如旋涂法等涂敷方法涂敷出由包含着色颜料和光致抗蚀剂树脂的涂敷液形成的涂层，并利用光刻技术对涂层进行图形化处理，从而形成滤色器CF。
(A-5)片上透镜OCL
如图3所示，对应于像素区PA中的像素P而设置有片上透镜OCL。
在半导体层101的背面(上表面)侧上的滤色器CF的上表面上，设有片上透镜OCL。
片上透镜OCL为从半导体层101的背面以凸状向上方突出的凸透镜，并且将从半导体层101的背面侧入射的入射光H向光电二极管21会聚。例如，片上透镜OCL由诸如树脂等有机材料制成。
(B)布线层110
如图3所示，在半导体层101的与形成有滤色器CF和片上透镜OCL的上表面(背面)相反的下表面(正面)侧，设有布线层110。
这里，布线层110设置于半导体层101的下表面上，覆盖设在像素区PA中的像素晶体管Tr和设在外围电路部SC中的外围晶体管31。
布线层110包括布线110H和绝缘膜110Z，且在绝缘膜110Z中，布线110H形成为电连接于每个元件。布线层110由重复层叠的布线和绝缘膜形成。
每个布线110H例如通过层叠而形成，以便用作诸如图4所示的传输线26、地址线28、垂直信号线27和复位线29等布线。此外，每个布线110H形成为电连接于外围晶体管31。
除此之外，如图3所示，在布线层110中，在绝缘膜110Z的内部设有焊盘电极110P。焊盘电极110P形成为宽度比每个布线110H宽。此外，焊盘电极110P设置于与层叠的多个布线110H中的设置于底层的布线110H相同的深度处。这里，通过对形成为覆盖布线110H和焊盘电极110P的形成区域的导电层(未图示)进行图形化处理，从而分别形成设置于底层的布线110H以及焊盘电极110P。即，两者由同一层形成。
在布线层110中，例如由诸如铝等金属导电材料制成布线110H和焊盘电极110P。然后，由诸如氧化硅化合物的绝缘材料制成绝缘膜110Z。
如图3所示，在焊盘电极110P的上表面侧设有开口KK。
在焊盘部PAD中，开口KK形成为沿深度方向z而贯穿防反射膜HT和半导体层101。此外，开口KK形成为使焊盘电极110P的上表面从布线层110中露出。
然后，在焊盘电极110P中，如图3所示，将接合线BW设置于因开口KK而露出的上表面中，并且将外部器件和固体摄像装置1电连接。
在本实施方式中，如图3所示，在布线层110的下表面中，仅在焊盘部PAD中的形成有焊盘电极110P的部分设有以凸状突出的凸部111。凸部111由绝缘膜110Z形成。凸部111的侧面倾斜，从而其宽度随着从布线层110的下表面趋向下方而变窄。
随后，粘接层201形成为覆盖布线层110的下表面。因为在布线层110的下表面中，仅在焊盘部PAD中设置有凸部111，故在绝缘膜110Z中，焊盘电极110P与粘接层201之间的厚度T111比底层布线层110H与粘接层201之间的厚度T110厚。
随后，利用粘接层201而将支撑基板SK粘接于布线层110的下表面。
这里，布线层110的下表面隔着粘接层201而与支撑基板SK的平坦上表面相对。在支撑基板SK和布线层110的下表面之间，在布线层110的下表面中设有凸部111的部分比其他部分薄。因此，在布线层110的下表面处，设有焊盘电极110P的部分中的粘接层201的膜厚度T2比其他部分中的粘接层201的膜厚度T1薄。
(C)粘接层201
如图3所示，在布线层110的与形成有半导体层101的上表面侧相反的下表面侧，设有粘接层201。
如图3所示，粘接层201位于布线层110和支撑基板SK之间，并将支撑基板SK粘接于布线层110的下表面。
在本实施方式中，如图3所示，将粘接层201设置为使得在焊盘部PAD中的膜厚度比像素区PA、外围电路部SC和划切区LA的各部分中的膜厚度薄。
如图3所示，粘接层201位于布线层110的下表面和支撑基板SK的平坦上表面之间，在所述布线层110的下表面处，仅在焊盘部PAD中设有凸部111。因此，在粘接层201中，在焊盘部PAD中设有焊盘电极110P的部分的膜厚度T2比像素区PA、外围电路部SC和划切区LA中的其他部分的膜厚度T1薄。
如果粘接层201由能够在这样的温度下硬化的材料制成则为适当的，所述温度低于当在布线层110中形成布线110H时所使用的耐热性低的材料(例如Al、Cu)的劣化开始温度(例如450℃)。
例如，粘接层201通过涂敷苯并环丁烯而形成。当利用加热处理加热苯并环丁烯时，提高了回流特性。因此，在使用苯并环丁烯的情况下，可提高布线层110和支撑基板SK的粘合性。即，在接合面中，可抑制诸如孔和空隙等缺陷的产生。
除此之外，例如，可利用无机SOG、有机SOG或者抗蚀剂与聚酰亚胺或者诸如聚芳醚的有机树脂设置粘接层201。在此情况中，因为在低于布线层110H的劣化开始温度(例如450℃)的温度处发生硬化，故可抑制施加给布线层110的热效应。
具体来说，作为无机SOG，例如可使用诸如氢硅倍半氧烷(HSQ)和聚硅氮烷(PSZ)等材料。此外，作为有机SOG，例如，可使用氢硅倍半氧烷和甲基硅倍半氧烷的杂化材料或者甲基硅倍半氧烷(MSQ)。作为有机树脂，例如，可使用作为环化聚异戊二烯、线型酚醛树脂和感光剂的组合的抗蚀剂，或者可使用作为光酸产生剂、交联剂、PHS基树脂、线型酚醛树脂和甲基丙烯酸树脂的组合的抗蚀剂以作为化学增幅抗蚀剂。此外，作为聚芳醚，可使用诸如陶氏化学公司(Dow Chemical Company)制造的SiLK(商品名)或者霍尼韦尔国际公司(Honeywell International Inc.)制造的FLARE(商品名)或GX-3(商品名)等材料。
不具体限定粘接层201的厚度，但0.5～10μm较为合适。这是因为在薄的情况下，覆盖步骤变得困难，而在厚的情况下，难以获得足够的强度。
(D)支撑基板SK
如图3所示，在布线层110的作为与半导体层101侧的表面(上表面)的相反侧的表面(下表面)处，设有支撑基板SK。
支撑基板SK例如为硅基板，并且粘接于布线层110以确保整体强度。这里，支撑基板SK的上表面平坦，并且在平坦表面和布线层110的下表面之间设置有粘接层201以使两者接合。
[2]制造方法
下面，说明用于制造上述固体摄像装置1的制造方法的重要部分。
图5～16为表示本发明的实施方式1的固体摄像装置的制造方法的图。
这里，图5表示在采用切块处理而分割成上述固体摄像装置1之前的晶片W的上表面。
图6～16以与图3同样的方式表示了图2中所示的X1-X2部分的横截面和X3-X4部分的横截面。即，在图6～16中表示了像素区PA、外围电路部SC、焊盘部PAD以及划切区LA。
在本实施方式中，如图5所示，在盘状晶片W的表面上形成多个固体摄像装置1。这里，通过如图6～15中的(A)～(K)所示的各工艺，在晶片W中形成多个固体摄像装置1。
随后，通过如图16(L)所示的工艺，通过在划切区LA中切割而对晶片W进行分割。随后，如图3所示，提供了各部分，从而完成了固体摄像装置1。
下面，依次说明固体摄像装置1的各个制造工艺。
(A)晶片W的制备
首先，如图6(A)所示，制备晶片W。
这里，制备晶片W，所述晶片W中，将半导体层101隔着嵌入氧化物膜102(所谓的BOX层)设置于半导体基板100的上表面上。
具体地，半导体基板100和半导体层101为单晶硅半导体，而嵌入氧化物膜102为氧化硅膜。
这样，将所谓的SOI(silicon on insulator，绝缘体上硅)基板制备为晶片W。这里，可适当地设定嵌入氧化物膜102和半导体层101的膜厚度。
然后，在使半导体层101的与作为嵌入氧化物膜102和半导体层101交界的表面(背面)相反的一侧的表面(正面)露出的状态下，制造装置支撑晶片W。
(B)光电二极管21的形成
接下来，如图6(B)所示，形成光电二极管21。
这里，对应于布置于像素区PA中的多个像素P之每一个而设置光电二极管21。
具体来说，在半导体层101的形成有光电二极管21的部分中，从半导体层101的上表面侧，适当地将杂质离子注入。由此，在半导体层101的内部提供了光电二极管21。
(C)像素晶体管Tr和外围晶体管31的形成
接下来，如图7中的(C)所示，形成像素晶体管Tr和外围晶体管31。
这里，在半导体层101的与形成有嵌入氧化物膜102的下表面(背面)相反的一侧的上表面(正面)中，形成像素晶体管Tr和外围晶体管31。
如图7中的(C)所示，将像素晶体管Tr设置为对应于像素区PA中的像素P。将外围晶体管31设置于外围电路部SC中。
具体来说，在半导体层101的上表面上形成栅极绝缘膜(未图示)后，在栅极绝缘膜的上表面上形成栅极(未图示)。例如，在使用氧化硅膜形成栅极绝缘膜(未图示)后，例如，沉积多晶硅膜。随后，通过对多晶硅膜进行图形化处理而形成栅极。随后，例如，在半导体层101的上表面上将源极、漏极区(未图示)形成为一对。
如此，形成每个像素晶体管Tr和外围晶体管31。
(D)布线层110的形成
接下来，如图8中的(D)所示，形成布线层110。
这里，在半导体层101的上表面(正面)，将布线层110设置为覆盖像素区PA的像素晶体管Tr和外围电路部SC的外围晶体管31。
具体来说，例如，在用诸如氧化硅的绝缘材料沉积绝缘膜110Z以便覆盖像素晶体管Tr和外围晶体管31之后，在绝缘膜110Z的表面上进行平坦化处理。随后，通过在绝缘膜110Z的平坦表面上用诸如Al等金属材料沉积导电膜(未图示)并对导电膜进行图形化处理，形成第一层(底层)布线110H。随后，通过重复实施这些工艺，形成第二层绝缘膜110Z与布线110H以及第三层(顶层)绝缘膜110Z与布线110H。
在本实施方式中，在形成布线层110的同时，还形成焊盘电极110P。
这里，当在第三层(顶层)布线110H的形成部分上沉积金属材料时，由同时还沉积在焊盘电极110P的形成部分中的金属材料提供导电膜。随后，在对导电膜进行图形化处理而形成第三层(顶层)布线110H的同时，对导电膜进行图形化处理而形成焊盘电极110P。这样，二者由同一层形成。
随后，沉积作为顶层的绝缘膜110Z以覆盖第三层(顶层)布线110H和焊盘电极110P的上表面。
因此，顶层绝缘膜110Z的上表面形成为使得形成有第三层(顶层)布线110H和焊盘电极110P的部分以凸状向上突出。即，在布线层110的上表面中，在焊盘部PAD的形成有焊盘电极110P的部分中形成凸部111。与之伴随地，在布线层110的上表面中，在像素区PA和外围电路部SC的形成有第三层(顶层)布线110H的部分中形成凸部112。凸部111和凸部112各自的侧面形成为使得其宽度随着从布线层110的上表面趋向上方而变窄。
这里，在每个图中，从图中省略了层叠多个绝缘膜110Z的界面。
(E)对凸部112的处理
接下来，如图9中的(E)所示，对凸部112进行处理。
这里，对在像素区PA和外围电路部SC中的形成在布线层110的上表面中的凸部112进行处理。未对形成在焊盘部PAD中的凸部111进行处理。
具体来说，在像素区PA和外围电路部SC中形成的每个凸部112的中央部分中设置沟槽TR。在本实施方式中，在凸部112中设置沟槽TR，使得沟槽TR的底面对应于布线层110的上表面的除设有第三层(顶层)布线110H和焊盘电极110P的部分以外的表面的高度。
在该处理中，首先，在布线层110的上表面上沉积光致抗蚀剂(未图示)。随后，在布线层110的上表面中，通过在露出设有沟槽TR的部分并覆盖其他部分的状态下，用光刻技术对光致抗蚀剂(未图示)进行图形化处理，形成抗蚀剂图形膜(未图示)。随后，通过将抗蚀剂图形(未图示)用作掩模而对凸部112进行干式蚀刻处理，从而在凸部112中设置沟槽TR。
(F)凸部112的除去
接下来，如图10中的(F)所示，除去凸部112。
这里，除去在像素区PA和外围电路部SC中的设在布线层110的上表面上的凸部112(如虚线所示)。
具体来说，除去了形成在像素区PA和外围电路部SC中的每个凸部112。因此，对布线层110的上表面上的像素区PA和外围电路部SC的部分进行平坦化，并且仅在焊盘部PAD中留下凸部111。
例如，对布线层110的上表面进行诸如CMP处理的平坦化处理。平坦化处理缩短了研磨时间。此外，通过用软质研磨垫来进行平坦化处理。在本实施方式中，像素区PA和外围电路部SC的凸部112小于设在焊盘部PAD中的凸部111。因此，可通过进行平坦化处理而仅除去像素区PA和外围电路部SC的部分的凸部112，并且在焊盘部PAD中留下凸部111。
从而，在布线层110的与支撑基板SK相对的表面中，在形成有焊盘电极110P的部分中设置了凸部111。
(G)支撑基板SK的布置
接下来，如图11中的(G)所示，布置支撑基板SK。
这里，在布线层110的与半导体层101侧的下表面相反的一侧的上表面上，布置支撑基板SK。
在本实施方式中，将作为硅半导体基板的支撑基板SK通过用粘接层201粘接于布线层110的上表面。
例如，通过将苯并环丁烯作为粘合材料涂敷于布线层110的上表面上，从而设置粘接层201。随后，将支撑基板SK布置于布线层110上方，以使布线层110的上表面和支撑基板SK的下表面相对且彼此粘合。
具体来说，在真空室内部，通过加热或加压处理，使支撑基板SK隔着粘接层201而与布线层110的上表面相对。例如，在10-2Torr的减压气氛下，如果在350℃的温度处进行加热，则在1000N的压力下加压五分钟。
因此，将支撑基板SK粘接于布线层110。
粘接层201设置于布线层110的仅在焊盘部PAD中设有凸部111的表面和支撑基板SK的平坦表面之间。因此，在粘接层201中，焊盘部PAD中的设有焊盘电极110P的部分比像素区PA、外围电路部SC和划切区LA的其他部分薄。
在本工艺中，开始时在低温区(150℃～200℃)对粘接层201进行固化。因此，可防止在处理前对由耐热性低的材料(例如Al或Cu)制成的布线110H施加热效应。
此外，在本工艺中，因为热处理等中的流动性而使粘接层201在布线层110的上表面上大范围地延展，故不会发生诸如涂敷不均的缺陷，故可提高布线层110和支撑基板SK的粘合性。
(H)半导体基板100的翻转
接下来，如图12中的(H)所示，将半导体基板100上下翻转。
这里，将半导体基板100翻转，使得半导体基板100的朝下的表面变为朝上。
具体来说，使朝向从其中支撑基板SK位于上方而半导体基板100位于下方的状态(参照图11)变为其中半导体基板100位于上方而支撑基板SK位于下方的状态。因此，在使设有嵌入氧化物膜102和半导体层101的正面的相反侧的背面露出的状态下，以制造装置支撑半导体基板100。
(I)半导体基板100和嵌入氧化物膜102的除去
接下来，如图13中的(I)所示，除去半导体基板100和嵌入氧化物膜102。
这里，依次除去设在半导体层101的上表面(背面)上的半导体基板100和嵌入氧化物膜102。
具体来说，例如采用背面研磨法，从其上表面侧除去由于在先工艺而使上表面露出的半导体基板100(参照图12)。同样地，采用背面研磨法，从其上表面侧除去嵌入氧化物膜102(参照图12)。因此，使半导体层101的上表面(背面)露出。
这里，不仅可采用背面研磨法，还可通过进行诸如CMP处理或湿法蚀刻处理等工艺而如上所述地除去半导体基板100和嵌入氧化物膜102。例如，在进行湿法蚀刻处理的情况下，由于苯并环丁烯的耐化学溶液性高，故可防止粘接层201被化学溶液侵蚀(蚀刻)。
(J)滤色器CF和片上透镜OCL的形成
接下来，如图14中的(J)所示，形成滤色器CF和片上透镜OCL。
这里，对应于半导体层101的上表面(背面)侧的像素P，依次设置滤色器CF和片上透镜OCL。
具体来说，在半导体层101的背面(上表面)侧用绝缘材料形成防反射膜HT。例如，防反射膜HT由诸如SiN或SiON的绝缘材料制成。不仅可设置防反射膜HT，还可设置平坦化膜。
随后，在防反射膜HT的上表面上形成滤色器CF。例如，通过将三原色滤色器层(未图示)以拜耳阵列布置为对应于每个像素P，而由三原色滤色器层形成滤色器CF。当形成滤色器CF时，例如，通过涂敷包括根据每种颜色的着色剂和树脂的涂敷液而形成着色层(未图示)，并且利用光刻技术对着色层进行图形化处理，从而形成每个滤色器。
随后，在滤色器CF的上表面上形成片上透镜OCL。
当形成片上透镜OCL时，例如，通过将透镜材料沉积于滤色器CF的上表面上而形成透镜材料膜(未图示)，并且在透镜材料膜上设置光致抗蚀剂膜(未图示)。随后，通过对光致抗蚀剂膜进行图形化处理以形成透镜形状，并且通过将透镜形状的抗蚀剂图形用作掩模而对透镜材料膜进行回蚀处理，从而形成片上透镜OCL。
(K)开口KK的形成
接下来，如图15中的(K)所示，形成开口KK。
这里，在焊盘部PAD中，使在布线层110中设置的焊盘电极110P的上表面露出，从而形成开口KK。
具体来说，通过对设置于焊盘电极110P上方的各层进行蚀刻处理，从而形成开口KK。
即，除去防反射膜HT和半导体层101的部分，以使开口KK在焊盘部PAD中沿深度方向z贯穿防反射膜HT和半导体层101。随后，通过将布线层110的一部分除去以形成开口KK，从而使布线层110中的焊盘电极110P的上表面露出。因此，开口KK形成为使得焊盘电极110P的在半导体层101侧的上表面露出。
这样，如图5所示，在晶片W的表面上形成多个固体摄像装置1。
(L)切割
接下来，如图16中的(L)所示，进行切割。
这里，在设置于邻接排列的多个固体摄像装置1之间的划切区LA中，通过用刀片(未图示)切块而分割成各个固体摄像装置1。即，通过在多个固体摄像装置1之间进行切割，从而分割成多个芯片。
(M)接合线BW的形成
接下来，如图3所示，形成接合线BW。
这里，在设置于开口KK上方的焊盘电极110P的上表面上，利用引线接合设置接合线BW。例如，通过使用金(Au)布线作为接合线而电连接接合线BW和焊盘电极110P。即，在通过开口KK露出的焊盘电极110P的上表面上设置接合线BW。
因此，完成了为背面照射型CMOS型图像传感器的固体摄像装置1。
[3]结论
以上，在本实施方式中，在半导体层101的像素区PA中形成了包括光电二极管21的像素P。此外，在半导体层101的与入射光H入射至光电二极管21的上表面(背面)侧相反的下表面(正面)侧，作为半导体元件而形成了像素晶体管Tr和外围晶体管31。随后，在半导体层101的下表面上设置布线层110以覆盖这些半导体元件。此外，支撑基板SK设置为在布线层110的与半导体层101侧的上表面相反的一侧的下表面上与布线层110相对。随后，以布线层110和支撑基板SK之间的粘接层201将布线层110和支撑基板SK粘接。此外，将接合线BW连接于通过开口KK露出的焊盘部110P的上表面中。
这里，布线层110包括焊盘电极110P，并且开口KK形成为使得焊盘电极110P的在半导体层101侧的上表面露出。随后，在布线层110的与支撑基板SK相对的下表面中，在形成有焊盘电极110P的部分中设置凸部111。粘接层201形成为使得形成有焊盘部110P的部分由于凸部111而至少比像素区PA的部分薄。
当在焊盘部PAD的焊盘电极110P中形成接合线BW时，对焊盘电极110P施加机械冲击。因此，存在这样的情况，即，在布线层110中的位于焊盘电极110P和粘接层201之间的绝缘膜110Z的部分中产生微小裂纹。
然而，在本实施方式中，如图3所示，作为比绝缘膜110Z和支撑基板SK更软质的材料的粘接层201设置于布线层110的仅在焊盘部PAD中设有凸部111的下表面和支撑基板SK的平坦表面之间。在粘接层201中，在焊盘部PAD中的设有焊盘电极110P的部分的膜厚度T2比像素区PA、外围电路部SC和划切区LA中的其他部分的膜厚度T1薄。
以此方式，在本实施方式中，从其上方施加机械冲击的焊盘电极110P下方的粘接层201的膜厚度比其他部分薄。
因此，由于来自引线接合的机械冲击而施加于布线层110中的焊盘电极110P和粘接层201之间的绝缘膜110Z的应力得到缓解。
当对层叠有硬质绝缘膜110Z和软质粘接层201的部分施加冲击时，存在因为对硬质绝缘膜110Z沿弯曲方向发生应力集中而产生裂纹的情况。然而，当软质粘接层201变薄时，因为应力集中减小，故减少了裂纹的发生。即，在软质层的厚度为零的极端情况下，冲击得以传递，但由于难以产生应力集中，故减少了裂纹的发生。
这样，在本实施方式中，当在进行引线接合的情况下施加机械冲击时，可防止产生微小裂纹。
图17为表示本发明的实施方式1的裂纹发生率的图。
在图17中，横轴为“绝缘膜厚度”/“粘接层厚度”，而纵轴为裂纹发生率。具体来说，在图17中，“绝缘膜厚度”为图3中的T111，并且为在构成布线层110的顶层绝缘膜(图3中的底层)中设有凸部111的部分的厚度。此外，“粘接层厚度”为图3中的T2。在图17中，表示了使“绝缘膜厚度”固定而“粘接层厚度”改变的情况下的结果。
如图17所示，随着“绝缘膜厚度”/“粘接层厚度”的值增大，裂纹发生率下降。由此可见，可通过使粘接层201变薄而降低裂纹发生率。
具体来说，在本实施方式中，将凸部111设置于布线层110的与支撑基板SK相对的表面上。因此，在形成有凸部111的部分中，绝缘膜110Z的夹于焊盘电极110P和粘接层201之间的厚度T111比其他部分厚。因此，由于该部分的机械强度增大，故可适当降低裂纹发生率。即，当厚度T111变厚时，由于图17中的关系表现为向右移动，因此裂纹减少。
此外，在本实施方式中，不仅对于在诸如进行引线接合情况下的制造工艺中所施加的冲击，即使对于在装置完成后所施加的冲击，因为可缓解施加给绝缘膜110Z的应力，故即便在此情况下仍可降低裂纹发生率。
在使粘接层201的膜厚度变薄的情况下，存在涂敷不均和空隙的发生较显著的情况。因此，接合质量下降，并且存在产品产量下降的缺点。
然而，在本实施方式中，仅使粘接层201的被施加机械冲击的部分的膜厚度较薄，而使粘接层201的其他部分的膜厚度较厚。
因此，在未施加机械冲击的部分中，由于粘接层201的膜厚度厚，故可抑制涂敷不均和空隙的发生。与之伴随地，即使在被施加机械冲击的粘接层201的膜厚度薄的部分中，由于涂敷时粘合材料从其外围的粘接层201厚的部分绕过来，故仍可抑制涂敷不均和空隙的发生。
因此，在本实施方式中，可提高产品可靠性与产品产量，并以高的制造效率进行制造。这里，为抑制涂敷不均的发生，优选地，使T2＞0.5μm，且使T1/T2处于2～10的范围内较为合适(参照图3)。
<2.实施方式2>
[1]装置配置等
图18为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的重要部分的图。
图18以与图3相同的方式表示了图2中所示的X1-X2部分的横截面和X3-X4部分的横截面。即，图18中表示了像素区PA、外围电路部SC、焊盘部PAD以及划切区LA。
如图18所示，在本实施方式中，布线层110的与支撑基板SK相对的下表面的形状不同于实施方式1。除这一点及其他相关点之外，本实施方式与实施方式1相同。因此，省略了对重复部分的说明。
如图18所示，在布线层110的下表面中，以与实施方式1同样的方式设置以凸状向下突出的凸部111b。凸部111b由绝缘膜110Z形成。
然而，不同于实施方式1中的情况，凸部111b设置于划切区LA中而非设置于焊盘部PAD中。
而且，粘接层201设置为覆盖布线层110的下表面，并且粘接层201使支撑基板SK粘接于布线层110。
这里，布线层110的设有凸部111b的下表面是与支撑基板SK的平坦上表面相对的表面，并且布线层110和支撑基板SK之间夹有粘接层201。布线层110的设有凸部111b的下表面和支撑基板SK之间的部分比其他部分薄。因此，在粘接层201中，设有凸部111b的部分的厚度T3b比其他部分的膜厚度T1薄。
[2]制造方法
下面，说明用于制造上述固体摄像装置的制造方法的重要部分。
图19～26为表示本发明的实施方式2的固体摄像装置的制造方法的图。
图19～26以与图18相同的方式表示了图2中所示的X1-X2部分的横截面和X3-X4部分的横截面。即，图19～26中表示了像素区PA、外围电路部SC、焊盘部PAD以及划切区LA。
这里，通过如图19～25中的(A)～(G)所示的每个工艺，如图5所示，在晶片W中形成多个固体摄像装置1。
随后，通过如图26中的(H)所示的工艺，通过在划切区LA中切块而对晶片W进行分割。随后，如图18所示，提供了各部分，从而完成固体摄像装置。
下面，依次说明固体摄像装置的每个制造工艺。
(A)布线层110的正面的平坦化
首先，如图19(A)所示，对布线层110的上表面(正面)进行平坦化。
在实施该工艺前，实施图6(A)、图6(B)、图7中的(C)和图8中的(D)中的每个工艺。
即，如图6(A)所示，制备晶片W。接下来，如图6(B)所示，形成光电二极管21。接下来，如图7(C)所示，形成像素晶体管Tr和外围晶体管31。接下来，如图8(D)所示，形成布线层110。
因此，如图8(D)所示，在布线层110的与设有半导体层101的下表面(背面)侧相反的侧的上表面(正面)中，在焊盘部PAD的形成有焊盘电极110P的部分中形成了凸部111。此外，与之伴随地，在布线层110的上表面中，在像素区PA和外围电路部SC中形成有第三层(顶层)布线110H的部分中形成了凸部112。
随后，在本工艺中，如图19中的(A)所示，通过在布线层110的上表面中除去焊盘部PAD的凸部111以及像素区PA和外围电路部SC的凸部112中的各凸部，从而使布线层110的上表面平坦化。
例如，通过在布线层110的上表面中进行诸如CMP处理的平坦化处理，从各焊盘部PAD以及像素区PA与外围电路部SC中除去凸部111、112(参照图19中的(A)中的虚线部分)。因此，布线层110形成为使得布线层110的上表面与半导体层101的上表面平行。
(B)对凸部111b的处理
接下来，如图20中的(B)所示，形成凸部111b。
这里，通过对构成在布线层110的上表面(正面)中的布线层110的顶层绝缘膜110Z进行处理，从而在划切区LA中形成凸部111b。
具体来说，在构成布线层110的顶层绝缘膜110Z中，将除形成有凸部111b的区域以外的区域中的部分(虚线部分)除去，从而形成凸部111b。
例如，在本工艺中，在布线层110的上表面上沉积光致抗蚀剂膜(未图示)。随后，在布线层110的上表面中，在覆盖设有凸部111b的部分而露出其他部分的状态下，用光刻技术对光致抗蚀剂(未图示)进行图形化处理，从而提供抗蚀剂图形(未图示)。随后，通过将抗蚀剂图形(未图示)用作掩模而对设有布线层110的绝缘膜110Z进行干式蚀刻处理，从而在焊盘部PAD中设置凸部111b。
(C)支撑基板SK的布置
接下来，如图21的(C)所示，布置支撑基板SK。
这里，在布线层110的与半导体层101侧的下表面相反的一侧的上表面上，布置支撑基板SK。
在本实施方式中，以与实施方式1中的情况相同的方式，使用粘接层201而将作为硅半导体基板的支撑基板SK粘接于布线层110的上表面。
在本工艺中，粘接层201设置于布线层110的仅在划切区LA中设有凸部111b的表面和支撑基板SK的平坦表面之间。因此，在粘接层201中，在划切区LA中设有凸部111b的部分比像素区PA、外围电路部SC和焊盘部PAD的其他部分薄。
(D)半导体基板100的翻转
接下来，如图22中的(D)所示，将半导体基板100上下翻转。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，将半导体基板100翻转，以使半导体基板100的朝下的表面(参照图22)变为朝上。
(E)半导体基板100和嵌入氧化物膜102的除去
接下来，如图23中的(E)所示，除去半导体基板100和嵌入氧化物膜102。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，依次除去设在半导体层101的上表面(背面)上的半导体基板100和嵌入氧化物膜102。因此，露出了半导体层101的上表面(背面)。
(F)滤色器CF和片上透镜OCL的形成
接下来，如图24中的(F)所示，形成滤色器CF和片上透镜OCL。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，在半导体层101的上表面(背面)侧形成防反射膜HT后，对应于像素P而依次设置滤色器CF和片上透镜OCL。
(G)开口KK的形成
接下来，如图25中的(G)所示，形成开口KK。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，在焊盘部PAD中，将开口KK形成为使设在布线层110中的焊盘电极110P的上表面露出。
这样，以与图5中的情况相同的方式，在晶片W的表面上形成多个固体摄像装置1。
(H)切割
接下来，如图26的(H)所示，进行切割。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，在设置于邻接排列的多个固体摄像装置1之间的划切区LA中，通过用刀片(未图示)切块以进行分割。即，通过在多个固体摄像装置之间进行切割，从而分割成多个芯片。
(I)接合线BW的形成
接下来，如图18所示，形成接合线BW。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，在设置于开口KK上方的焊盘电极110P的上表面上，利用引线接合而设置接合线BW。例如，使用金(Au)布线作为接合线BW，使接合线BW和焊盘电极110P电连接。
因此，完成了为背面照射型CMOS型图像传感器的固体摄像装置。
[3]结论
以上，在本实施方式中，以与实施方式1相同的方式，在半导体层101的像素区PA中形成了光电二极管21。随后，在半导体层101的与入射光H入射至光电二极管21的表面相反的一侧的表面侧，形成诸如像素晶体管Tr等半导体元件。随后，在半导体层101的与入射光H入射至光电二极管21的表面相反的一侧的表面上形成包括焊盘电极110P的布线层110以覆盖所述半导体元件。随后，在布线层110的与半导体层101侧的表面相反的一侧的表面上通过粘接层201而布置支撑基板SK，并且使用粘接层201将支撑基板SK粘接于布线层110。随后，在位于像素区PA周围的划切区LA中进行切块。
在本实施方式中，与实施方式1中的情况不同，在布置支撑基板SK前，在布线层110的与支撑基板SK相对的下表面中，在划切区LA的进行切块的部分中设置凸部111b。因此，在布置支撑基板SK后，位于布线层110和支撑基板SK之间的粘接层201形成为使得在划切区LA中的通过切块而切割的部分由于凸部111b而比其他部分薄。
当通过进行划切而分割时，施加了机械冲击。因此，存在在划切区LA中的构成布线层110的绝缘膜110Z中产生微小裂纹的情况。
然而，在本实施方式中，粘接层201设在布线层110的仅在划切区LA中设有凸部111b的下表面和支撑基板SK的平坦表面之间。在粘接层201中，划切区LA的膜厚度T3b比其他部分的膜厚度T1薄(参照图18)。
因此，在本实施方式中，缓解了由于来自划切的机械冲击而施加于布线层110中的绝缘膜110Z的应力。
这样，在本实施方式中，可防止当在实施划切的情况下施加机械冲击时产生微小裂纹。
图27为表示本发明的实施方式2的缺陷芯片数的图。
在图27中，横轴为“绝缘膜厚度”/“粘接层厚度”，而纵轴为缺陷芯片数。具体来说，在图27中，“绝缘膜厚度”为图18中的T111b。即，“绝缘膜厚度”表示构成布线层110的顶层绝缘膜(图18中的底层)的设有凸部111b的部分的厚度。此外，“粘接层厚度”为图3中的T2。此外，“粘接层厚度”为图18中的T3b。在图27中，表示了“绝缘膜厚度”固定而“粘接层厚度”可变的情况下的结果。
如图27所示，随着“绝缘膜厚度”/“粘接层厚度”的值变大，与划切时产生的裂纹所伴随的缺陷减少，并且每个晶片的缺陷芯片数下降。由此可见，可通过使粘接层201变薄而降低裂纹发生率。
具体来说，在本实施方式中，将凸部111b设置于布线层110的与支撑基板SK相对的表面上。因此，在形成有凸部111b的部分中的绝缘膜110Z的厚度比其他部分中的厚。因此，由于该部分的机械强度增大，故可更适当地降低裂纹发生率。
如上所述，在使粘接层201的膜厚度变薄的情况下，存在涂敷不均和空隙的发生较显著的情况，因此，存在接合质量下降的情况且有产品产量下降的缺点。
然而，在本实施方式中，以与实施方式1相同的方式，仅使粘接层201的被施加机械冲击的部分的膜厚度较薄，而使粘接层201的其他部分的膜厚度较厚。因此，在未施加机械冲击的部分中，由于粘接层201的膜厚度厚，故可抑制涂敷不均和空隙的发生。与之伴随地，即使在被施加机械冲击的粘接层201的膜厚度薄的部分中，由于涂敷时粘合材料从其外围的粘接层201厚的部分绕过来，故仍可抑制涂敷不均和空隙的发生。
因此，在本实施方式中，可提高产品可靠性与产品产量，并且可以高的制造效率进行制造。
<3.实施方式3>
[1]装置配置等
图28为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的重要部分的图。
图28以与图3同样的方式表示了图2中所示的X1-X2部分的横截面和X3-X4部分的横截面。即，在图28中表示了像素区PA、外围电路部SC、焊盘部PAD以及划切区LA。
如图28所示，在本实施方式中，布线层110的与支撑基板SK相对的下表面的形状不同于实施方式1。而且，支撑基板SK的与布线层110相对的上表面的形状不同于实施方式1。除了这点及其他相关点之外，本实施方式与实施方式1相同。因此，省略了对重复部分的说明。
如图28所示，布线层110的下表面不同于实施方式1中的情况，并且整个表面是平坦的，且未设有以凸状向下突出的凸部。
关于这一点，如图28所示，在支撑基板SK的上表面中设有以凸状向上突出的凸部S1、S2，并且整个表面不是平坦的。
如图28所示，在支撑基板SK的上表面中，在焊盘部PAD中的形成有焊盘电极110P的部分中设有凸部S1。与之伴随地，在支撑基板SK的上表面中的对应于划切区LA的部分中设有凸部S2。通过对支撑基板SK进行处理而形成各凸部S1、S2。
而且，在支撑基板SK的上表面和布线层110的下表面之间设有粘接层201以使二者粘接。
这里，布线层110的平坦下表面与支撑基板SK的设有凸部S1、S2的上表面相对，并且其间设有粘接层201。在布线层110的下表面和支撑基板SK的上表面之间，设有凸部S1、S2的部分比其他部分薄。
因此，在支撑基板SK的上表面中的设有焊盘电极110P的部分的粘接层201的膜厚度T2c比像素区PA和外围电路部SC中的部分的膜厚度T1薄。而且，支撑基板SK的上表面中的对应于划切区LA的部分的粘接层201的膜厚度T3c比像素区PA和外围电路部SC的部分的膜厚度T1薄。即，支撑基板SK的上表面中的设有焊盘电极110P的部分的粘接层201的膜厚度T2c和支撑基板SK的上表面中的对应于划切区LA的部分的粘接层201的膜厚度T3c比其他部分的膜厚度T1薄。
[2]制造方法
下面，说明用于制造上述固体摄像装置的制造方法的重要部分。
图29～34为表示本发明的实施方式3的固体摄像装置的制造方法的图。
图29～34以与图28同样的方式表示了图2中所示的X1-X2部分的横截面和X3-X4部分的横截面。即，图29～34中表示了像素区PA、外围电路部SC、焊盘部PAD以及划切区LA。
这里，通过如图29～33中的(A)～(E)所示的每个工艺，如图5所示，在晶片W中形成多个固体摄像装置1。
随后，通过如图34中的(F)所示的工艺，通过在划切区LA中切块而对晶片W进行分割。然后，如图28所示，提供了各部分，从而完成固体摄像装置。
下面，依次说明固体摄像装置的每个制造工艺。
(A)支撑基板SK的布置
首先，如图29(A)所示，布置支撑基板SK。
在实施本工艺之前，以与实施方式1同样的方式实施图6(A)、图6(B)、图7中的(C)以及图8中的(D)中的每个工艺。然后，以与实施方式2同样的方式，实施图19中的(A)中所示的工艺。
即，如图6(A)所示，制备晶片W。接下来，如图6(B)所示，形成光电二极管21。接下来，如图7中的(C)所示，形成像素晶体管Tr和外围晶体管31。接下来，如图8中的(D)所示，形成布线层110。然后，如图19中的(A)所示，通过在布线层110的上表面中除去焊盘部PAD的凸部111以及像素区PA和外围电路部SC的凸部112中的每个凸部，从而使布线层110的上表面平坦化。
随后，如图29中的(A)所示，将支撑基板SK布置于布线层110的上表面上。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，使用粘接层201而将作为硅半导体基板的支撑基板SK粘接于布线层110的上表面。
在本实施方式中，将支撑基板SK制备为在支撑基板SK的下表面的对应于焊盘部PAD的部分中设有凸部S1且在划切区LA中设有凸部S2。
然后，在布线层110的上表面上涂敷粘接层201之后，设有凸部S1、S2的支撑基板SK的下表面和布线层110的平坦上表面彼此相对地接合。因此，在粘接层201中，焊盘部PAD的设有凸部S1的部分比像素区PA和外围电路部SC的其他部分薄。此外，在粘接层201中，在划切区LA中设有凸部S2的部分比像素区PA和外围电路部SC的其他部分薄。
(B)半导体基板100的翻转
接下来，如图30中的(B)所示，将半导体基板100上下翻转。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，将半导体基板100翻转，以使使半导体基板100的朝下的表面变为朝上。
(C)半导体基板100和嵌入氧化物膜102的除去
接下来，如图31中的(C)所示，除去半导体基板100和嵌入氧化物膜102。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，依次除去设在半导体层101的上表面(背面)上的半导体基板100和嵌入氧化物膜102。由此，露出半导体层101的上表面(背面)。
(D)滤色器CF和片上透镜OCL的形成
接下来，如图32中的(D)所示，形成滤色器CF和片上透镜OCL。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，在半导体层101的上表面(背面)侧形成防反射膜HT后，对应于像素P而依次设置滤色器CF和片上透镜OCL。
(E)开口KK的形成
接下来，如图33中的(E)所示，形成开口KK。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，在焊盘部PAD中，使设置于布线层110内部的焊盘电极110P的上表面露出，从而形成开口KK。
这样，以与图5中的情况相同的方式，在晶片W的表面上形成多个固体摄像装置1。
(F)切割
接下来，如图34中的(F)所示，进行切割。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，在邻接排列的多个固体摄像装置之间设有的划切区LA中，通过用刀片(未图示)切块而进行分割。即，通过在多个固体摄像装置之间进行切割，从而分割成多个芯片。
(G)接合线BW的形成
接下来，如图28所示，形成接合线BW。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，在设置于开口KK上方的焊盘电极110P的上表面上，利用引线接合设置接合线BW。例如，通过使用金(Au)布线作为接合线BW，将接合线BW和焊盘电极110P电连接。
因此，完成了为背面照射型CMOS型图像传感器的固体摄像装置。
[3]结论
以上，在本实施方式中，以与实施方式1相同的方式，在半导体层101的像素区PA中形成光电二极管21。随后，在半导体层101的与入射光H入射至光电二极管21的表面相反的一侧的表面侧，形成诸如像素晶体管Tr等半导体元件。随后，在半导体层101的与入射光H入射至光电二极管21的表面相反的一侧的表面上，形成包括焊盘电极110P的布线层110以覆盖所述半导体元件。随后，在布线层110的与半导体层101侧的表面相反的一侧的表面上通过粘接层201而布置支撑基板SK，并且将支撑基板SK通过粘接层201粘接于布线层110。随后，形成开口KK以使得焊盘电极110P在半导体层101侧的表面露出。随后，在由开口KK露出的焊盘电极110P的表面上设置接合线BW。随后，在位于像素区PA周围的划切区LA中进行切块。
在本实施方式中，不同于实施方式1中的情况，在布置支撑基板SK前，在形成有焊盘电极110P的部分中，在支撑基板SK的与布线层110相对的表面中设置凸部S1。与之伴随地，在划切区LA中的在切块期间被切割的部分中，在支撑基板SK的与布线层110相对的表面中设置凸部S2。
因此，在布置支撑基板SK后，在粘接层201中，在焊盘部PAD中设有焊盘电极110P的部分的膜厚度T2c比像素区PA和外围电路部SC的其他部分的膜厚度T1薄(参照图28)。即，以与实施方式1中的情况相同的方式，位于被从上方施加机械冲击的焊盘电极110P下方的粘接层201的膜厚度比像素区PA和外围电路部SC的部分薄。因此，缓解了由于来自引线接合的机械冲击而施加于布线层110中的位于焊盘电极110P和粘接层201之间的绝缘膜110Z的应力。
与之伴随地，在本实施方式中，在粘接层201中，划切区LA的膜厚度T3c比像素区PA和外围电路部SC的其他部分的膜厚度T1薄(参照图28)。即，以与实施方式2相同的方式，划切区LA中被施加机械冲击的部分中的粘接层201的膜厚度比像素区PA和外围电路部SC的部分中的薄。因此，缓解了由于来自于划切的机械冲击而施加于布线层110中的绝缘膜110Z的应力。
这样，在本实施方式中，可防止如在实施引线接合或划切的情况中施加机械冲击时产生微小裂纹。
此外，在本实施方式中，以与其他实施方式中的情况相同的方式，仅使粘接层201的被施加机械冲击的部分的膜厚度较薄，而使粘接层201的其他部分的膜厚度较厚。因此，在未施加机械冲击的部分中，由于粘接层201的膜厚度厚，故可抑制涂敷不均和空隙的发生。与之伴随地，即使在被施加机械冲击的粘接层201的膜厚度薄的部分中，由于涂敷时粘合材料从其外围的粘接层201厚的部分绕过来，故仍可抑制涂敷不均和空隙的发生。
因此，在本实施方式中，可提高产品可靠性和产品产量，并以高的制造效率进行制造。
具体来说，在本实施方式中，使凸部S1、S2仅设置在支撑基板SK的与布线层110相对的表面中而不设置在布线层110的表面中。
<4.实施方式4>
[1]装置配置等
图35为表示本发明的实施方式4的固体摄像装置的重要部分的图。
图35以与图3同样的方式表示了图2中所示的X1-X2部分的横截面和X3-X4部分的横截面。即，在图35中表示了像素区PA、外围电路部SC、焊盘部PAD以及划切区LA。
如图35所示，在本实施方式中，布线层110的与支撑基板SK相对的下表面的形状不同于实施方式1。此外，支撑基板SK的与布线层110相对的上表面的形状不同于实施方式1。除了这点及其他相关点之外，本实施方式与实施方式1相同。因此，省略了对重复部分的说明。
如图35所示，在布线层110的下表面中设有以凸状向下突出的凸部111、112。
具体来说，在布线层110的下表面中，在焊盘部PAD中的形成有焊盘电极110P的部分中形成凸部111。与之伴随地，在像素区PA和外围电路部SC的形成有第三层(图35中底层的)布线110H的部分中形成凸部112。凸部111和凸部112的侧面各形成为使得其宽度随着从布线层110的下表面趋向下方而变窄。
关于这一点，如图35所示，在支撑基板SK的上表面中设有以凸状向上突出的凸部S1。
具体来说，在支撑基板SK的上表面中，在焊盘部PAD的形成有焊盘电极110P的部分中设有凸部S1。通过对支撑基板SK进行处理而形成凸部S1。
随后，在支撑基板SK的上表面和布线层110的下表面之间设置粘接层201，并且使布线层110粘接于支撑基板SK。
这里，布线层110的设有凸部111、112的下表面与支撑基板SK的设有凸部S1的上表面相对，并且其间设有粘接层201。在支撑基板SK的上表面的设有凸部S1的部分和布线层110的下表面的其中在焊盘部PAD中设有凸部111的部分之间，与布线层110的下表面的间隙比其他部分的薄。
因此，在支撑基板SK的上表面中的设有焊盘电极110P的部分中的粘接层201的膜厚度T2d比像素区PA、外围电路部SC和划切区LA中的膜厚度T10薄。具体来说，该部分的膜厚度T2d比像素区PA和外围电路部SC的未设有凸部112的部分的膜厚度T10薄。而且，该部分的膜厚度T2d比像素区PA和外围电路部SC的设有凸部112的部分的膜厚度T11薄。
[2]制造方法
下面，说明用于制造上述固体摄像装置的制造方法的重要部分。
图36和图37为表示本发明的实施方式4的固体摄像装置的制造方法的图。
图36和图37以与图35同样的方式表示了图2中所示的X1-X2部分的横截面和X3-X4部分的横截面。即，在图36和图37中表示了像素区PA、外围电路部SC、焊盘部PAD以及划切区LA。
这里，通过如图36、37中的(A)、(B)所示的每个工艺，如图5所示，在晶片W中形成多个固体摄像装置1。
随后，在通过在划切区LA中切块以对晶片W进行分割之后，如图35所示，提供了每个部分，从而完成固体摄像装置。
下面，依次说明固体摄像装置的每个制造工艺。
(A)支撑基板SK的布置
首先，如图36中的(A)所示，布置支撑基板SK。
在实施本工艺之前，以与实施方式1同样的方式实施图6(A)、图6(B)、图7中的(C)和图8中的(D)中的每个工艺。
即，如图6(A)所示，制备晶片W。接下来，如图6(B)所示，形成光电二极管21。接下来，如图7中的(C)所示，形成像素晶体管Tr和外围晶体管31。接下来，如图8中的(D)所示，形成布线层110。
因此，在布线层110中，在焊盘部PAD的设有焊盘电极110P的部分中形成凸部111，并在像素区PA和外围电路部SC的形成有第三层(顶层)布线110H的部分中形成凸部112。
随后，如图36中的(A)所示，在布线层110的上表面上布置支撑基板SK。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，通过用粘接层201而将作为硅半导体基板的支撑基板SK粘接于布线层110的上表面。
在本实施方式中，将支撑基板SK制备为在支撑基板SK的下表面的对应于焊盘部PAD的部分中设有凸部S1。
随后，在将粘接层201涂敷于布线层110的上表面上之后，使支撑基板SK的设有凸部S1的下表面和布线层110的设有凸部111和112的上表面彼此相对地接合。因此，在粘接层201中，焊盘部PAD的设有凸部S1的部分比像素区PA和外围电路部SC的其他部分薄。
(B)半导体基板100的翻转
接下来，如图37中的(B)所示，将半导体基板100上下翻转。
这里，以与实施方式1中的情况相同的方式，将半导体基板100翻转，以使半导体基板100的朝下的表面变为朝上。
(M)每个部分的形成
接下来，如图35所示，形成每个部分，从而完成固体摄像装置。
这里，以与实施方式1相同的方式，除去半导体基板100和嵌入氧化物膜102(参照图13)。接下来，以与实施方式1相同的方式形成滤色器CF和片上透镜OCL(参照图14)。接下来，以与实施方式1相同的方式形成开口KK(参照图15)。接下来，以与实施方式1相同的方式进行切割(参照图16)。
随后，如图35所示，以与实施方式1相同的方式形成接合线BW。这里，在焊盘电极110P的上方的设有开口KK的上表面上利用引线接合而设置接合线BW。
因此，完成了为背面照射型CMOS型图像传感器的固体摄像装置。
[3]结论
如上所述，在本实施方式中，以与实施方式1相同的方式，在半导体层101的像素区PA中形成光电二极管21。随后，在半导体层101的与入射光H入射至光电二极管21的表面相反的一侧的表面侧形成诸如像素晶体管Tr等半导体元件。随后，在半导体层101的与入射光H入射至光电二极管21的表面相反的一侧的表面上形成包括焊盘电极110P的布线层110以覆盖所述半导体元件。随后，在布线层110的与半导体层101侧的表面相反的一侧的表面上通过粘接层201而布置支撑基板SK，并且通过粘接层201而将支撑基板SK粘接于布线层110。随后，形成开口KK以使得焊盘电极110P的在半导体层101侧的表面露出。随后，在由开口KK露出的焊盘电极110P的表面上设置接合线BW。随后，在位于像素区PA周围的划切区LA中进行切块。
在本实施方式中，不同于实施方式1中的情况，在布置支撑基板SK前，在支撑基板SK的与布线层110相对的表面中，在形成有焊盘电极110P的部分中设置凸部S1。当布置支撑基板SK时，使布线层110的其中在焊盘电极110P的形成部分中设有凸部111且在底层布线110H的形成部分中设有凸部112的表面隔着粘接层201而与支撑基板SK的设有凸部S1的表面相对。
因此，在布置支撑基板SK后，在粘接层201中，在焊盘部PAD中设有焊盘电极110P的部分的膜厚度T2d比像素区PA、外围电路部SC和划切区LA的其他部分的膜厚度T10、T11薄(参照图35)。即，将支撑基板SK布置为使得粘接层201中的焊盘电极110P的形成部分处的膜厚度T2d比作为像素区PA、外围电路部SC和划切区LA的最薄部分的膜厚度T11薄。
这样，在本实施方式中，以与实施方式1中的情况相同的方式，在被从上方施加机械冲击的焊盘电极110P下方，粘接层201比像素区PA和外围电路部SC的部分薄。因此，缓解了由于来自引线接合的机械冲击而施加至布线层110中的位于焊盘电极110P和粘接层201之间的绝缘膜110Z的应力。
这样，在本实施方式中，可防止当在进行引线接合的情况下施加机械冲击时产生微小裂纹。
此外，在本实施方式中，以与实施方式1中的情况相同的方式，仅使粘接层201的被施加机械冲击的部分的膜厚度较薄，而使粘接层201的其他部分的膜厚度较厚。因此，在未施加机械冲击的部分中，由于粘接层201的膜厚度厚，故可抑制涂敷不均和空隙的发生。与之伴随地，即使在被施加机械冲击的粘接层201的膜厚度薄的部分中，由于涂敷时粘合材料从其外围的粘接层201厚的部分绕过来，故仍可抑制涂敷不均和空隙的发生。
因此，在本实施方式中，可提高产品可靠性与产品产量，并且可以高的制造效率进行制造。
特别地，在本实施方式中，在布线层110的与支撑基板SK相对的表面和支撑基板SK的与布线层110相对的表面中分别设置有凸部111、112、S1。
<5.其他>
本发明的实现不限于上述实施方式，并且可采用各种变型例。
在上述实施方式中，说明了这样的情况，即，在布线层的与支撑基板相对的表面中，在焊盘电极的形成部分中设置凸部，以使在焊盘电极的形成部分中的粘接层至少比像素区的部分中的粘接层薄。此外，说明了这样的情况，即，在支撑基板的与布线层相对的表面中，在焊盘电极的形成部分中设置凸部。而且，说明了这样的情况，即，在上述布线层的表面和上述支撑基板的表面中，都在焊盘电极的形成部分中设置凸部。
与之伴随地，说明了这样的情况，即，在布线层的与支撑基板相对的表面中，在通过切块而切割的部分中设置凸部，以使在划切区中通过切块而切割的部分中的粘接层至少比像素区的部分中的粘接层薄。此外，说明了这样的情况，即，在支撑基板的与布线层相对的表面中，在通过切块而切割的部分中设置凸部。
不仅包括这些情况，在上述布线层的表面和上述支撑基板的表面中，都可在通过切块而切割的部分中设置凸部。即，可在支撑基板的与布线层相对的表面或支撑基板的与布线层相对的表面中的至少一个表面中，在划切区中通过切块而切割的部分中设置凸部，从而实现本发明的操作和效果。
在上述实施方式中，说明了沿深度方向隔着绝缘层而层叠有三层布线而形成布线层的情况，但本发明不限于此。本发明可适用于沿深度方向隔着绝缘层而层叠有多于三层布线的情况、沿深度方向隔着绝缘层而层叠有两层布线的情况或者层叠有单层布线的情况。
在上述实施方式中，说明了将传输晶体管、放大晶体管、选择晶体管以及复位晶体管这四种晶体管设置为像素晶体管的情况，但本发明不限于此。例如，本发明可适用于将传输晶体管、放大晶体管和复位晶体管这三种晶体管设置为像素晶体管的情况。
在上述实施方式中，说明了每关于一个光电二极管而设置一个传输晶体管、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管的情况，但本发明不限于此。例如，本发明可适用于每关于多个光电二极管而设置一个放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管的情况。
此外，在上述实施方式中，说明了本发明应用于相机的情况，但本发明不限于此。本发明可应用于诸如扫描仪或复印机等设有固体摄像装置的其他电子设备。
此外，在上述实施方式中，说明了由SOI基板来制造固体摄像装置的情况，但本发明不限于此。本发明可适用于由诸如硅基板等非SOI基板的半导体基板来制造固体摄像装置的情况。
此外，除CMOS图像传感器以外，如若需要，本发明还可应用于的CCD型图像传感器的情况。除此之外，本发明还可应用于各种半导体装置，而不限于固体摄像装置的情况。
图38为表示本发明的实施方式的固体摄像装置的部分横截面的横截面图。
如图38所示，可存在这样的配置，其中，粘接层201覆盖构成固体摄像装置1的半导体层101和布线层110的侧面。
在此情况中，例如，在实施方式1中布置支撑基板SK之前(图10和图11期间或之前)，如图38所示，通过利用金刚石研磨的研磨工艺对晶片(半导体层101)的边缘部分进行处理。然后，以与实施方式1相同的方式形成每个部分。因此，可防止在图13中利用背面研磨法除去嵌入氧化物膜102时形成刀口形状。
这里，在上述实施方式中，固体摄像装置1等效于本发明的固体摄像装置和半导体装置。此外，在上述实施方式中，光电二极管21等效于本发明的光电转换元件。此外，在上述实施方式中，外围晶体管31等效于本发明的半导体元件和外围晶体管。此外，在上述实施方式中，相机40等效于本发明的电子设备。此外，在上述实施方式中，半导体层101等效于本发明的半导体层。此外，在上述实施方式中，布线层110等效于本发明的布线层。此外，在上述实施方式中，焊盘电极110P等效于本发明的焊盘电极。此外，在上述实施方式中，凸部111、111b、112、S1、S2等效于本发明的凸部。此外，在上述实施方式中，粘接层201等效于本发明的粘接层。此外，在上述实施方式中，接合线BW等效于本发明的接合线。此外，在上述实施方式中，入射光H等效于本发明的入射光。此外，在上述实施方式中，开口KK等效于本发明的开口。此外，在上述实施方式中，划切区LA等效于本发明的划切区。此外，在上述实施方式中，像素P等效于本发明的像素。此外，在上述实施方式中，像素区PA等效于本发明的像素区。此外，在上述实施方式中，外围区SA等效于本发明的外围区。此外，在上述实施方式中，支撑基板SK等效于本发明的支撑基板。此外，在上述实施方式中，像素晶体管Tr等效于本发明的半导体元件和像素晶体管。
本领域的技术人员应当明白，在不脱离所附权利要求及其等同物的范围内，取决于设计需要和其它因素可出现各种变化、组合、子组合和替代。

Claims (14)

1.一种固体摄像装置，其包括：
半导体层，其包括在该半导体层的像素区中形成的光电转换元件以及在该半导体层的与光入射表面相反的表面侧中形成的半导体元件；
布线层，其设置于所述半导体层的表面上以覆盖所述半导体元件；
支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及
粘接层，其设置于所述布线层和所述支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，
其中，所述布线层包括焊盘电极，并且形成有开口以使所述焊盘电极的位于所述半导体层一侧的表面露出，
在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面或所述支撑基板的与所述布线层相对的表面中的至少一个表面中且形成有所述焊盘电极的部分中设有凸部，并且
所述粘接层形成为使得形成有所述焊盘电极的部分由于所述凸部而至少比所述像素区的部分薄。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，在所述焊盘电极的因所述开口而露出的表面上连接有接合线。
3.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中，仅在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面中设有所述凸部。
4.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中，仅在所述支撑基板的与所述布线层相对的表面中设有所述凸部。
5.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，其中，在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面和所述支撑基板的与所述布线层相对的表面中各设有所述凸部。
6.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，
其中，在所述像素区中形成像素晶体管以作为所述半导体元件，所述像素晶体管用于读出由所述光电转换元件生成的电荷；
在位于所述像素区外围的外围区中形成外围晶体管以作为所述半导体元件，所述外围晶体管用于构成用来驱动所述像素的外围电路；并且
所述粘接层的形成有所述焊盘电极的部分比在所述外围区中形成有所述外围电路的部分薄。
7.如权利要求6所述的固体摄像装置，还包括：
在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面或所述支撑基板的与所述布线层相对的表面之至少任一个中的、位于所述外围区周围的划切区中被切割的部分中的凸部，
其中，所述粘接层的在所述划切区中被切割的部分至少比所述像素区的部分薄。
8.一种固体摄像装置，其包括：
半导体层，其包括在该半导体层的像素区中形成的光电转换元件以及在该半导体层的与光入射表面相反的表面侧中形成的半导体元件；
布线层，其设置于所述半导体层的表面上以覆盖所述半导体元件；
支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及
粘接层，其设置于所述布线层和所述支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，
其中，在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面或所述支撑基板的与所述布线层相对的表面中的至少一个表面中，在位于所述像素区外围的划切区中被切割的部分中设有凸部，并且
所述粘接层形成为使得在所述划切区中被切割的部分由于所述凸部而至少比所述像素区的部分薄。
9.一种固体摄像装置的制造方法，该方法包括：
在半导体层的像素区中形成光电转换元件；
在所述半导体层的作为光入射表面的相反侧的表面侧形成半导体元件；
在所述半导体层的作为光入射表面的相反侧的表面上形成包括焊盘电极的布线层以覆盖所述半导体元件；
在所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面通过粘接层而布置支撑基板，并且利用所述粘接层将所述支撑基板粘接于所述布线层；
形成开口以使得所述焊盘电极的位于所述半导体层一侧的表面露出；并且
在所述焊盘电极的使用所述开口露出的表面上设置接合线，
其中，在布置所述支撑基板前，还包括在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面或所述支撑基板的与所述布线层相对的表面中的至少一个表面中的形成有所述焊盘电极的部分中设置凸部的工艺，并且
在布置所述支撑基板的工艺中，在所述布线层和所述支撑基板之间，将所述粘接层形成为使得所述焊盘电极的形成部分由于所述凸部而至少比所述像素区的部分薄。
10.一种固体摄像装置的制造方法，该方法包括：
在半导体层的像素区中形成光电转换元件；
在所述半导体层的作为光入射表面的相反侧的表面侧形成半导体元件；
在所述半导体层的作为光入射表面的相反侧的表面上形成包括焊盘电极的布线层以覆盖所述半导体元件；
在所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面通过粘接层而布置支撑基板，并且利用所述粘接层将所述支撑基板粘接于所述布线层；并且
在位于所述像素区外围的划切区中进行切割，
其中，在布置所述支撑基板前，还包括在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面或所述支撑基板的与所述布线层相对的表面中的至少一个表面中的划切区中被切割的部分中设置凸部的工艺，并且
在布置所述支撑基板的工艺中，在所述布线层和所述支撑基板之间，将所述粘接层形成为使得在所述划切区中被切割的部分由于所述凸部而至少比所述像素区的部分薄。
11.一种电子设备，其包括如权利要求1至7之任一项所述的固体摄像装置。
12.一种电子设备，其包括如权利要求8所述的固体摄像装置。
13.一种半导体装置，其包括：
半导体层，其表面上形成有半导体元件；
布线层，其设置于所述半导体层的表面上以覆盖所述半导体元件；
支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及
粘接层，其设置于所述布线层和所述支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，
其中，所述布线层包括焊盘电极，并且形成有开口以使所述焊盘电极的位于所述半导体层一侧的表面露出，
在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面或所述支撑基板的与所述布线层相对的表面中的至少一个表面中，在形成有所述焊盘电极的部分中设有凸部，并且
所述粘接层形成为使得形成有所述焊盘电极的部分由于所述凸部而比其他部分薄。
14.一种半导体装置，其包括：
半导体层，其表面上形成有半导体元件；
布线层，其设置于所述半导体层的表面上以覆盖所述半导体元件；
支撑基板，其设置于所述布线层的与所述半导体层相反的一侧的表面侧以与所述布线层相对；以及
粘接层，其设置于所述布线层和所述支撑基板之间，并用于粘接所述布线层和所述支撑基板，
其中，在所述布线层的与所述支撑基板相对的表面或所述支撑基板的与所述布线层相对的表面中的至少一个表面中，在位于所述像素区外围的划切区中被切割的部分中设有凸部，并且
所述粘接层形成为使得在所述划切区中被切割的部分由于所述凸部而比其他部分薄。
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