JPWO2013108657A1 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(A1)第1素子を有する第1基板と、第2素子を有する第2基板との素子形成面同士を対向させて張り合わせること
(B1)第2素子を有する第2基板の少なくとも端部に保護膜を形成すること
(C1)第1基板を薄肉化すること
(A2)第1素子を有する第1基板の端部に薄肉部を形成すること
(B2)第2素子を有する第2基板の少なくとも端部にレーザを吸収しない保護膜を形成すること
(C2)第2素子と第1素子とを対向させて、第2基板および第1基板を張り合わせること
(D2)第1基板の薄肉部をレーザにより選択的に除去すること
(A3)第1素子を有する第1基板と、第2素子を有する第2基板とを前記第1素子と第2素子とを対向させて張り合わせる
(B3)第1基板の端部を除く内部領域を薄肉化する
(C3)第1基板の端部を除去する
1.撮像装置の構成
2.第1の実施の形態(下層基板上に保護膜を形成したのち薄肉化する方法)
3.第2の実施の形態(貼り合わせ前に下層基板を加工する方法)
4.第3の実施の形態(上層基板の薄肉部をレーザによって除去する方法)
5.第4の実施の形態(上層基板の素子形成領域を薄肉化したのち端部を除去する方法)
6.適用例(電子機器の例)
図1は、後述する本開示の第1〜第4の実施の形態に係る半導体装置を適用したMOS型固体撮像装置(撮像装置1)の全体構成を表したものである。この撮像装置1は、カラー画像(静止画または動画)の撮影に適した撮像装置であり、画素領域3(いわゆる画素アレイ)と、周辺領域4とから構成されている。画素領域3は、基板上に光電変換部を含む画素2が複数個マトリクス状に配列されたものである。
(第1半導体基板(第1基板)10Aの作成)
まず、基板11A上の素子形成領域に、イメージセンサ、即ち画素部2Aおよび制御部2Bを形成する。具体的には、画素部2Aでは、例えば基板11A上に各画素2の光電変換部となるフォトダイオードPDを形成したのち、各画素トランジスタTrを形成する。ここでは、フォトダイオードPDに隣接する画素トランジスタTrが転送トランジスタに相当し、そのソース・ドレイン領域(図示せず)がフローティングディフュージョンFDに相当する。また、制御部2BにMOSトランジスタTrを形成する。各MOSトランジスタTrは、例えば、それぞれ1対のn型のソース/ドレイン領域と、ゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極(いずれも図示せず)とから構成されている。
次いで、基板11B上の素子形成領域に信号処理するためのカラム信号処理回路7等を含むロジック回路LCを形成する。具体的には、例えば基板11B上にロジック回路LCを構成する複数のMOSトランジスタTrを形成する。各MOSトランジスタTrは、例えば、それぞれ1対のn型のソース/ドレイン領域と、ゲート絶縁膜を介して形成したゲート電極(いずれも図示せず)とから構成されている。
次に、第1半導体基板10Aと第2半導体基板10Bとを、配線層14A,14Bが互いに向き合うように貼り合わせる。具体的には、例えば第1半導体基板10Aまたは第2半導体基板10Bの接合面の一方の側に接着材層(図示せず)を形成し、この接着材層を介して半導体基板10A,10Bを接合する。ここでは、画素領域3が形成された第1半導体基板10Aを上層に、第2半導体基板10Bを下層に配置して貼り合わせている。
続いて、第1半導体基板10Aの裏面側(基板11A側)を研削、研磨して第1半導体基板10Aを薄肉化する。この薄肉化は、具体的にはフォトダイオードPDが臨むように、例えば600μm程度の厚みを有する基板11Aを3〜6μm程度まで薄くする。第1半導体基板10Aの薄肉化を行うことで、この第1半導体基板10Aの裏面が裏面照射型の撮像素子1における光入射面となる。
図5A〜図5Cは、本開示の第1の実施の形態における半導体装置の製造方法、特に第1半導体基板10Aの薄肉化の工程を表したものである。
図7A〜図7Dは、本開示の第2の実施の形態における半導体装置の製造方法、特に第1半導体基板の薄肉化の工程を表したものである。本実施の形態における製造方法では、第1半導体基板10Aと第2半導体基板10Bとを貼り合わせる前に、第2半導体基板10Bの端部、具体的には配線層14が形成された領域に薄肉部33を形成し、その表面全体に保護膜34を形成する点が上記実施の形態とは異なる。
図8A〜図8Cは、本開示の第3の実施の形態における半導体装置の製造方法、特に第1半導体基板10Aの薄肉化の工程を表したものである。本実施の形態における製造方法は、第1半導体基板10Aの端部(薄肉部31)の除去にレーザマイクロジェットを用いたものである。
図9A〜図9Cは、本開示の第4の実施の形態における半導体装置の製造方法、特に第1半導体基板10Aの薄肉化の工程を表したものである。本実施の形態における製造方法は、第1半導体基板10Aの裏面に端部を残した内部領域10aを研削し、所定の厚さまで薄肉化したのち端部を除去したものである。
上記第1〜第4の実施の形態で説明した製造方法を用いて形成した半導体装置を含む撮像装置1は、撮影機能、測定機能および表示機能等を有する様々な種類の電子機器に適用可能である。上述したように撮像装置1は、高画質のカラー画像を提供できることから、カメラ(デジタルスチルカメラまたはビデオカメラ)や、撮影機能を有する携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistant)等のモバイル機器に好適である。また、この他にも、特定物質の測定(検出)装置等にも適用可能である。図10にその一例としてカメラ(カメラ200)の機能ブロック構成について示す。
(1)第1素子を有する第1基板と、第2素子を有する第2基板との素子形成面同士を対向させて張り合わせる工程と、前記第2素子を有する第2基板の少なくとも端部に保護膜を形成する工程と、前記第1基板を薄肉化する工程とを含む半導体装置の製造方法。
(2)前記第1基板および第2基板を張り合わせる工程の前に、前記第2基板の端部に薄肉部を形成する工程と、前記薄肉部の形成により露出した前記第2基板の素子の側面および前記薄肉部の表面に前記保護膜を形成する工程とを含む、前記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(3)前記第2基板に前記薄肉部を形成したのち、前記第2基板の表面を平滑洗浄する、前記(1)または(2)に記載の半導体装置の製造方法。
(4)前記第1基板の端部に薄肉部を形成し、前記薄肉部を除去したのち、前記第1基板の基板全面を薄肉化する、前記(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(5)前記保護膜は前記第1基板の全面に形成されている、前記(1)乃至(4)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(6)前記保護膜は耐薬品性を有する材料によって形成されている、前記(1)乃至(5)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(7)第1素子を有する第1基板の端部に薄肉部を形成する工程と、第2素子を有する第2基板の少なくとも端部にレーザを吸収しない保護膜を形成する工程と、前記第1素子と第2素子とを対向させて、前記第1基板および第2基板を張り合わせる工程と、前記第1基板の前記薄肉部をレーザにより選択的に除去する工程とを含む半導体装置の製造方法。(8)前記第1基板の前記薄肉部を除去したのち、前記第1基板の基板全面を薄肉化する、前記(7)に記載の半導体装置の製造方法。
(9)前記第1基板の薄肉部の除去はレーザマイクロジェットを用いる、前記(7)または(8)に記載の半導体装置の製造方法。
(10)前記保護膜を、前記第1基板と、前記第2基板との貼り合わせる前に前記第2基板の全面に形成する、前記(7)乃至(9)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(11)第1素子を有する第1基板と、第2素子を有する第2基板とを前記第1素子と第2素子とを対向させて張り合わせる工程と、前記第1基板の前記の端部を除く内部領域を薄肉化する工程と、前記第1基板の端部を除去する工程とを含む半導体装置の製造方法。
(12)前記第1基板と第2基板とを貼り合わせたのち、前記第2基板の端部に保護膜を形成する、前記(11)に記載の半導体装置の製造方法。
(13)前記第2基板の表面全面に保護膜を形成したのち、前記第1基板と第2基板とを貼り合わせる、前記(11)または(12)に記載の半導体装置の製造方法
(14)前記第1基板の内部領域を機械的研削によって薄肉化する、前記(11)乃至(13)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(15)前記第1基板の内部領域を化学的処理によって薄肉化する、前記(11)乃至(14)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(1)第1素子を有する第1基板と、第2素子を有する第2基板との素子形成面同士を対向させて張り合わせる工程と、前記第2素子を有する第2基板の少なくとも端部に保護膜を形成する工程と、前記第1基板を薄肉化する工程とを含む半導体装置の製造方法。
(2)前記第1基板および第2基板を張り合わせる工程の前に、前記第2基板の端部に薄肉部を形成する工程と、前記薄肉部の形成により露出した前記第2基板の素子の側面および前記薄肉部の表面に前記保護膜を形成する工程とを含む、前記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
(3)前記第2基板に前記薄肉部を形成したのち、前記第2基板の表面を平滑洗浄する、前記(2)に記載の半導体装置の製造方法。
(4)前記第1基板の端部に薄肉部を形成し、前記薄肉部を除去したのち、前記第1基板の基板全面を薄肉化する、前記(1)乃至(3)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(5)前記保護膜は前記第1基板の全面に形成されている、前記(1)乃至(4)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(6)前記保護膜は耐薬品性を有する材料によって形成されている、前記(1)乃至(5)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(7)第1素子を有する第1基板の端部に薄肉部を形成する工程と、第2素子を有する第2基板の少なくとも端部にレーザを吸収しない保護膜を形成する工程と、前記第1素子と第2素子とを対向させて、前記第1基板および第2基板を張り合わせる工程と、前記第1基板の前記薄肉部をレーザにより選択的に除去する工程とを含む半導体装置の製造方法。(8)前記第1基板の前記薄肉部を除去したのち、前記第1基板の基板全面を薄肉化する、前記(7)に記載の半導体装置の製造方法。
(9)前記第1基板の薄肉部の除去はレーザマイクロジェットを用いる、前記(7)または(8)に記載の半導体装置の製造方法。
(10)前記保護膜を、前記第1基板と、前記第2基板との貼り合わせる前に前記第2基板の全面に形成する、前記(7)乃至(9)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(11)第1素子を有する第1基板と、第2素子を有する第2基板とを前記第1素子と第2素子とを対向させて張り合わせる工程と、前記第1基板の前記の端部を除く内部領域を薄肉化する工程と、前記第1基板の端部を除去する工程とを含む半導体装置の製造方法。
(12)前記第1基板と第2基板とを貼り合わせたのち、前記第2基板の端部に保護膜を形成する、前記(11)に記載の半導体装置の製造方法。
(13)前記第2基板の表面全面に保護膜を形成したのち、前記第1基板と第2基板とを貼り合わせる、前記(11)または(12)に記載の半導体装置の製造方法
(14)前記第1基板の内部領域を機械的研削によって薄肉化する、前記(11)乃至(13)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
(15)前記第1基板の内部領域を化学的処理によって薄肉化する、前記(11)乃至(14)のいずれか1つに記載の半導体装置の製造方法。
Claims (15)
- 第1素子を有する第1基板と、第2素子を有する第2基板との素子形成面同士を対向させて張り合わせることと、
前記第2素子を有する第2基板の少なくとも端部に保護膜を形成することと、
前記第1基板を薄肉化することと
を含む半導体装置の製造方法。 - 前記第1基板および第2基板を張り合わせる前に、前記第2基板の端部に薄肉部を形成することと、前記薄肉部の形成により露出した前記第2基板の素子の側面および前記薄肉部の表面に前記保護膜を形成することとを含む、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2基板に前記薄肉部を形成したのち、前記第2基板の表面を平滑洗浄する、請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1基板の端部に薄肉部を形成し、前記薄肉部を除去したのち、前記第1基板の基板全面を薄肉化する、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記保護膜は前記第1基板の全面に形成されている、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記保護膜は耐薬品性を有する材料によって形成されている、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 第1素子を有する第1基板の端部に薄肉部を形成することと、
第2素子を有する第2基板の少なくとも端部にレーザを吸収しない保護膜を形成することと、
前記第1素子と第2素子とを対向させて、前記第1基板および第2基板を張り合わせることと、
前記第1基板の前記薄肉部をレーザにより選択的に除去することと
を含む半導体装置の製造方法。 - 前記第1基板の前記薄肉部を除去したのち、前記第1基板の基板全面を薄肉化する、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1基板の薄肉部の除去はレーザマイクロジェットを用いる、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記保護膜を、前記第1基板と、前記第2基板との貼り合わせる前に前記第2基板の全面に形成する、請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 第1素子を有する第1基板と、第2素子を有する第2基板とを前記第1素子と第2素子とを対向させて張り合わせることと、
前記第1基板の前記の端部を除く内部領域を薄肉化することと、
前記第1基板の端部を除去することと
を含む半導体装置の製造方法。 - 前記第1基板と第2基板とを貼り合わせたのち、前記第2基板の端部に保護膜を形成する、請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2基板の表面全面に保護膜を形成したのち、前記第1基板と第2基板とを貼り合わせる、請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1基板の内部領域を機械的研削によって薄肉化する、請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1基板の内部領域を化学的処理によって薄肉化する、請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
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