專利名稱：固體攝像器件及固體攝像器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體攝像器件及固體攝像器件制造方法。
背景技術(shù)：
如圖22所示，相關(guān)技術(shù)中典型的固體攝像器件110包括器件芯片101以及隔著 接合層103接合在器件芯片101上的光學(xué)玻璃102。在器件芯片101的周邊設(shè)置有電極焊 盤(pán)105、背面電極焊盤(pán)108、以及將電極焊盤(pán)105與背面電極焊盤(pán)108連接起來(lái)的貫通連接 部107。因此，通過(guò)形成穿透器件芯片101的貫通連接部107使器件芯片101的前面?zhèn)扰c 其背面?zhèn)入娺B接，從而減小了固體攝像器件110的尺寸(參照，例如日本專利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi) No.2004-207461)。在上述固體攝像器件110中，通過(guò)光刻工藝在器件芯片101的半導(dǎo)體基板背面?zhèn)?上形成由抗蝕劑構(gòu)成的蝕刻掩模，然后通過(guò)諸如反應(yīng)離子蝕刻(reactive ion etching, RIE)法等干式蝕刻法在半導(dǎo)體基板中形成貫通孔106。形成貫通連接部107來(lái)填充貫通 孔106。在形成用于形成貫通孔106的蝕刻掩模的過(guò)程中，使用了兩面對(duì)準(zhǔn)(double-sided alignment)方法該方法中，以器件芯片101的感光部104、電極焊盤(pán)105等的表面圖形作 為基準(zhǔn)，在器件芯片101的背面上形成掩模圖形。然而，相關(guān)技術(shù)中的這種固體攝像器件還存在以下問(wèn)題為了通過(guò)諸如RIE法等 干式蝕刻法來(lái)形成貫通孔，需要穿透厚度為幾百微米的半導(dǎo)體基板。因此，所用的蝕刻時(shí)間 很長(zhǎng)并且產(chǎn)量下降，從而導(dǎo)致成本增加。此外，難以保證蝕刻的可控性和再現(xiàn)性，并且難以 實(shí)現(xiàn)用于得到良好貫通孔的所需產(chǎn)量。此外，在背面照射型圖像傳感器中，需要形成連續(xù)穿透支撐基板和粘接層的開(kāi)口。 因而，在執(zhí)行諸如RIE法等現(xiàn)有的干式蝕刻法時(shí)，粘接層的材料受到限制。另外，蝕刻處理 本身也非常復(fù)雜。因此，對(duì)于除了固體攝像器件之外的LSI (大規(guī)模集成電路)芯片來(lái)說(shuō)，在形成該 貫通孔時(shí)實(shí)際上使用了應(yīng)用諸如激光束等能量射線的技術(shù)。然而，在將該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用到圖像傳感器中時(shí)，需要增大停止電極的厚度，并且需 要形成厚度為ΙΟμπι以上的鎳(Ni)電極作為停止電極。因此，在形成這樣大厚度的停止電 極之后，由于水平差異會(huì)導(dǎo)致涂敷不均勻，因而很難形成濾色器層和微透鏡。另一方面，如 圖23Α所示，當(dāng)在形成微透鏡73之后形成停止電極33時(shí)，在用于形成停止電極33的鎳電 鍍工藝中所使用的化學(xué)制品(還原劑)會(huì)使微透鏡73變劣。此外，如圖23Β所示，當(dāng)減小 停止電極33的厚度以便防止不均勻涂敷時(shí)，難以停止激光在停止電極33中間部中的鉆孔操作，因而激光鉆孔往往會(huì)穿透該停止電極33。結(jié)果，停止電極33的材料飛散，從而導(dǎo)致了諸如下列等問(wèn)題正面?zhèn)入姌O21中發(fā)生短路的問(wèn)題，由于停止電極33的飛散材料粘附到微 透鏡73和由玻璃基板制成的第二基板31上因而遮光的問(wèn)題。在利用諸如激光鉆孔等能量束加工工藝來(lái)形成穿透固體攝像器件基板的貫通孔時(shí)，該激光鉆孔會(huì)穿透作為能量束加工工藝停止層的停止電極，這樣會(huì)導(dǎo)致停止電極的材 料的飛散及粘附問(wèn)題。另一方面，當(dāng)形成大厚度的停止電極以便防止能量束加工工藝的這 種穿透時(shí)，由于該停止電極的形成過(guò)程會(huì)導(dǎo)致水平差，因而很難在隨后的工序中形成濾色 器層和微透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是能夠容易地形成濾色器層和微透鏡，且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件的基板中形成將要設(shè)有貫通連接部的貫通孔。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種固體攝像器件，其包括第一基板，它包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和設(shè)置在光入射側(cè)上的布線部；透光性第二基板，它以指 定間隔設(shè)置在所述第一基板的布線部側(cè)上；貫通孔，它設(shè)置在所述第一基板中；貫通連接 部，它設(shè)置在所述貫通孔中；正面?zhèn)入姌O，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述第一基板 的正面上；背面?zhèn)入姌O，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述第一基板的背面上；以及 停止電極，它設(shè)置在所述正面?zhèn)入姌O上，并填充所述正面?zhèn)入姌O與所述第二基板之間的空 間。由于上述固體攝像器件包括填充正面?zhèn)入姌O與第二基板之間的空間的停止電極， 因此，在通過(guò)能量束加工工藝形成貫通孔時(shí)，即使貫通孔穿透了停止電極，也能夠由第二基 板來(lái)預(yù)防該停止電極材料的飛散。本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供了一種固體攝像器件，其包括第一基板，它包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和設(shè)置在光入射側(cè)的相反側(cè)上的布線部；透光性第二基 板，它以指定間隔設(shè)置在所述第一基板的感光部側(cè)上；第三基板，它隔著連接層設(shè)置在所述 第一基板的布線部側(cè)上；貫通孔，它設(shè)置在所述第三基板中；貫通連接部，它設(shè)置在所述貫 通孔中；停止電極，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述連接層中；正面?zhèn)入姌O，它設(shè)置 在所述停止電極上；開(kāi)口，它位于所述第一基板中并且延伸至所述正面?zhèn)入姌O；以及背面 側(cè)電極，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述第三基板的背面上。由于上述固體攝像器件包括停止電極，因此，在通過(guò)能量束加工工藝來(lái)形成貫通孔時(shí)，所述停止電極能夠停止該能量束加工工藝。本發(fā)明的又一實(shí)施方式提供了一種固體攝像器件制造方法(第一制造方法)，其包括如下步驟準(zhǔn)備第一基板，所述第一基板包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和 設(shè)置在光入射側(cè)上的布線部；在所述第一基板上形成正面?zhèn)入姌O；準(zhǔn)備透光性第二基板， 使所述第二基板以指定間隔設(shè)置在所述第一基板的布線部側(cè)上；在所述第二基板的與所述 第一基板相面對(duì)的表面上形成停止電極，所述停止電極用于規(guī)定所述第一基板與所述第二 基板之間的間隔，并且當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝在所述第一基板中形成貫通孔時(shí)所述停止電 極能起到停止層的作用；以由所述停止電極規(guī)定的所述間隔將所述第一基板與所述第二基 板接合；在所述第一基板中形成延伸至所述正面?zhèn)入姌O的貫通孔；在所述貫通孔中形成與所述正面?zhèn)入姌O連接的貫通連接部；以及在所述第一基板的背面上形成與所述貫通連接部 連接的背面?zhèn)入姌O。在上述本發(fā)明實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法(第一制造方法)中，由于形成 了填充正面?zhèn)入姌O與第二基板之間的空間的停止電極，因此，在通過(guò)能量束加工工藝來(lái)形 成貫通孔時(shí)，所述停止電極能夠停止這種加工工藝。本發(fā)明的再一實(shí)施方式提供了一種固體攝像器件制造方法(第二制造方法)，其 包括如下步驟準(zhǔn)備第一基板，所述第一基板包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和 設(shè)置在光入射側(cè)上的布線部；在所述第一基板上形成正面?zhèn)入姌O；在所述第一基板布線部 的光入射側(cè)上形成濾色器層和微透鏡，然后形成覆蓋所述微透鏡的透光性保護(hù)層；在所述 正面?zhèn)入姌O上形成開(kāi)口 ；在所述正面?zhèn)入姌O上的所述開(kāi)口中形成停止電極，所述停止電極 用于規(guī)定所述第一基板與所述第二基板之間的間隔，并且當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝在所述第 一基板中形成貫通孔時(shí)所述停止電極能起到停止層的作用；以由所述停止電極規(guī)定的所述 間隔將具有透光性的所述第二基板與所述第一基板接合；在所述第一基板中形成延伸至所 述正面?zhèn)入姌O的貫通孔；在所述貫通孔中形成與所述正面?zhèn)入姌O連接的貫通連接部；以及 在所述第一基板的背面上形成與所述貫通連接部連接的背面?zhèn)入姌O。在上述本發(fā)明實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法(第二制造方法)中，由于形成 了填充正面?zhèn)入姌O與第二基板之間的空間的停止電極，因此，在通過(guò)能量束加工工藝來(lái)形 成貫通孔時(shí)，即使貫通孔穿透了停止電極，也能夠由第二基板來(lái)預(yù)防該停止電極材料的飛 散。本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式提供了固體攝像器件制造方法(第三制造方法)，其 包括如下步驟在被支撐基板支撐著的第一基板中形成用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光 部，并在所述第一基板上還形成布線部；在所述布線部上形成正面?zhèn)入姌O；在所述正面?zhèn)?電極上形成停止電極，當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝在第三基板中形成貫通孔時(shí)所述停止電極能 起到停止層的作用；隔著連接層將所述第三基板接合到所述第一基板的停止電極側(cè)上；除 去所述支撐基板，使所述第一基板露出；在所述第一基板中形成延伸至所述正面?zhèn)入姌O的 開(kāi)口 ；以指定間隔將透光性第二基板與所述第一基板接合；在所述第三基板中形成延伸至 所述停止電極的貫通孔；在所述貫通孔中形成與所述停止電極連接的貫通連接部；以及在 所述第三基板的背面上形成與所述貫通連接部連接的背面?zhèn)入姌O。在上述本發(fā)明實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法(第三制造方法)中，由于形成 了停止電極，因此，當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝來(lái)形成貫通孔時(shí)，所述停止電極能夠停止該能量 束加工工藝。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的固體攝像器件，能夠容易地形成濾色器層和微透鏡，并且 能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件的基板中形成將要設(shè)有貫通連接部的貫通孔。因 此，可以提供能夠以低成本、高產(chǎn)量來(lái)大量生產(chǎn)的緊湊型固體攝像器件。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法，能夠容易地形成濾色器層和微透 鏡，并且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件的基板中形成要設(shè)成有貫通連接部的貫 通孔。因此，可以提供能夠以低成本、高產(chǎn)量來(lái)進(jìn)行大量生產(chǎn)的緊湊型固體攝像器件制造方 法。


圖1是示出了本發(fā)明第一實(shí)施方式的固體攝像器件結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的示意性 截面圖。圖2是示出了本發(fā)明第一實(shí)施方式的固體攝像器件結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的示意性 截面圖。圖3是示出了本發(fā)明第一實(shí)施方式的固體攝像器件結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的示意性 截面圖。圖4A和圖4B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第一 實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖5A和圖5B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第一 實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖6A和圖6B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第一 實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖7A 圖7C是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第一 實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖8是示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第一實(shí)施例的制 造工序的截面圖。圖9A和圖9B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第二 實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖IOA和圖IOB是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 二實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖IlA和圖IlB是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 二實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖12A和圖12B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 二實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖13A和圖13B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 二實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖14A和圖14B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 二實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖15A和圖15B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 三實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖16A和圖16B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 三實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖17A和圖17B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 三實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖18A和圖18B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 三實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖19A和圖19B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 三實(shí)施例的制造工序的截面圖。
圖20A和圖20B是分別示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 三實(shí)施例的制造工序的截面圖。圖21是示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第三實(shí)施例的制 造工序的截面圖。圖22是示出了相關(guān)技術(shù)的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)示例的示意性截面圖。圖23A和圖23B是分別圖示了相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式下面說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
(以下稱作“實(shí)施方式”)。第一實(shí)施方式固體攝像器件結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例下面參照?qǐng)D1的示意性截面圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的固體攝像器件結(jié)構(gòu) 的第一實(shí)施例。如圖1所示，在由半導(dǎo)體基板制成的第一基板11中設(shè)置有感光部61。第一基板 11例如是厚度在500μπι ΙΟΟΟμ 范圍內(nèi)(例如，厚度為775 μ m)的N型硅基板。在第一 基板11中設(shè)置有一組用于放大并輸出在感光部61中經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換后的電荷的像素內(nèi)晶體 管(未圖示)，還設(shè)置有用于把從這組像素內(nèi)晶體管輸出的電信號(hào)處理成圖像的周邊電路 部(未圖示)等。在第一基板11上設(shè)置有包括多層層間絕緣膜42和布線圖形43的布線部41。各 層層間絕緣膜42均由例如氧化硅(SiO2)膜構(gòu)成，并且各層布線圖形43均由銅布線構(gòu)成。 布線部41的表面被平坦化。在下文中，把包含第一基板11和布線部41的部分稱作“第一 基板11”。在第一基板11上設(shè)置有正面?zhèn)入姌O21。該正面?zhèn)入姌O21例如由鋁制成。盡管未 在附圖中示出，但也可以設(shè)置有與正面?zhèn)入姌O21連接的鋁布線。設(shè)置有覆蓋著正面?zhèn)入姌O21的保護(hù)膜45及平坦化膜46。保護(hù)膜45例如由P-SiN 膜形成。平坦化膜46例如由有機(jī)膜形成。此外，在平坦化膜46上設(shè)置有濾色器層71。該濾色器層71形成得具有300nm 1000nm范圍內(nèi)的厚度。在濾色器層71上形成有微透鏡73。這些微透鏡73例如由感光性 有機(jī)膜形成。此外，在正面?zhèn)入姌O21上設(shè)置有開(kāi)口 47。按照由接合到正面?zhèn)入姌O21上的停止電極33所規(guī)定的指定間隔，在第一基板11 的布線部41側(cè)上設(shè)置有通過(guò)粘接層35進(jìn)行接合的透光性第二基板31。該第二基板31例 如是玻璃基板。停止電極33是通過(guò)諸如鎳磷(Ni-P)電鍍或鎳硼(Ni-B)電鍍等鎳電鍍工 藝來(lái)形成的，并且具有例如10 μ m的厚度。該停止電極33的厚度不限于10 μ m,只要當(dāng)通過(guò) 能量束加工工藝(例如，激光鉆孔)在第一基板11中形成貫通孔13時(shí)停止電極33能夠用 作停止層即可。在一定強(qiáng)度的能量束加工工藝下，停止電極33的厚度可以是例如5μπι。在第一基板11中設(shè)置有延伸至正面?zhèn)入姌O21的貫通孔13。在貫通孔13中設(shè)置 有與正面?zhèn)入姌O21連接的貫通連接部15。此外，在第一基板11的背面上設(shè)置有與貫通連 接部15連接的背面?zhèn)入姌O17。貫通連接部15通常以如下方式設(shè)在貫通孔13中貫通連接部15與貫通孔13這二者之間隔著用作阻擋金屬16的Ti/TiN堆疊膜。阻擋金屬16為 由銅制成的阻擋金屬就足夠了，但阻擋金屬16也可以由例如Ta/TaN堆疊膜等鉭基材料構(gòu) 成。貫通孔13中填充有通過(guò)銅電鍍工藝形成的貫通連接部15?；蛘?，可以代替利用銅電鍍 工藝來(lái)填充貫通孔13的是，僅在貫通孔13的內(nèi)壁上形成鍍銅膜。如上所述配置成了固體攝像器件1。根據(jù)第一實(shí)施例的固體攝像器件1，能夠容易地形成濾色器層71和微透鏡73，并 且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件1的第一基板11中形成將要設(shè)有貫通連接部 15的貫通孔13。因此，可提供能夠以低成本、高產(chǎn)量來(lái)大量生產(chǎn)的緊湊型固體攝像器件1。固體攝像器件結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例下面參照?qǐng)D2的示意性截面圖說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的固體攝像器件結(jié)構(gòu)的
第二實(shí)施例。如圖2所示，在由半導(dǎo)體基板制成的第一基板11中設(shè)置有感光部61。第一基板 11例如是厚度在500μπι ΙΟΟΟμ 范圍內(nèi)(例如，厚度為775 μ m)的N型硅基板。在第一 基板11中設(shè)置有一組用于放大并輸出在感光部61中經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換后的電荷的像素內(nèi)晶體 管(未圖示)，還設(shè)置有用于把從這組像素內(nèi)晶體管輸出的電信號(hào)處理成圖像的周邊電路 部(未圖示)等。在第一基板11上設(shè)置有包括多層層間絕緣膜42和布線圖形43的布線部41。各 層層間絕緣膜42均由例如氧化硅(SiO2)膜形成，并且各層布線圖形43均由銅布線構(gòu)成。 布線部41的表面被平坦化。在下文中，將包含第一基板11和布線部41的部分稱作“第一 基板11”。在第一基板11上設(shè)置有正面?zhèn)入姌O21。該正面?zhèn)入姌O21例如由鋁制成。盡管未 在附圖中示出，但也可以設(shè)置有與正面?zhèn)入姌O21連接的鋁布線。設(shè)置有覆蓋正面?zhèn)入姌O21的保護(hù)膜45和平坦化膜46。保護(hù)膜45例如由P-SiN 膜形成。平坦化膜46例如由有機(jī)膜形成。此外，在平坦化膜46上設(shè)置有濾色器層71。該濾色器層71形成得具有300nm IOOOnm范圍內(nèi)的厚度。在濾色器層71上形成有微透鏡73。這些微透鏡73例如由感光性 有機(jī)膜形成。設(shè)置有覆蓋著微透鏡73的透光性保護(hù)層75。作為保護(hù)層75的材料，選擇了在微 透鏡73的表面上用作低反射膜的材料。例如，可使用通過(guò)混合有氟因而降低了折射率的氧 化硅(SiO2)膜，該氧化硅膜是通過(guò)低溫化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD) 法或?yàn)R射法形成的。旋涂式玻璃(spin-on-glass)可以用作該氧化硅膜。此外，在正面?zhèn)入姌O21上設(shè)置有開(kāi)口 47。按照由接合到正面?zhèn)入姌O21上的停止電極33所規(guī)定的指定間隔，在第一基板11 的布線部41側(cè)上設(shè)置有通過(guò)粘接層35進(jìn)行接合的透光性第二基板31。該第二基板31例 如是玻璃基板。停止電極33是通過(guò)諸如鎳磷(Ni-P)電鍍或鎳硼(Ni-B)電鍍等鎳電鍍工 藝來(lái)形成的，并且具有例如10 μ m的厚度。該停止電極33的厚度不限于10 μ m,只要當(dāng)通過(guò) 能量束加工工藝(例如，激光鉆孔)在第一基板11中形成貫通孔13時(shí)停止電極33能夠用 作停止層即可。在一定強(qiáng)度的能量束加工工藝下，停止電極33的厚度可以是例如5μπι。在第一基板11中設(shè)置有延伸至正面?zhèn)入姌O21的貫通孔13。在貫通孔13中設(shè)置有與正面?zhèn)入姌O21連接的貫通連接部15。此外，在第一基板11的背面上設(shè)置有與貫通連 接部15連接的背面?zhèn)入姌O17。貫通連接部15通常以如下方式設(shè)在貫通孔13中貫通連 接部15與貫通孔13這二者之間隔著用作阻擋金屬16的Ti/TiN堆疊膜。阻擋金屬16為 由銅制成的阻擋金屬就足夠了，但阻擋金屬16也可以由例如Ta/TaN堆疊膜等鉭基材料構(gòu) 成。貫通孔13中填充有通過(guò)銅電鍍工藝形成的貫通連接部15?；蛘撸梢源胬勉~電鍍 工藝來(lái)填充貫通孔13的是，僅在貫通孔13的內(nèi)壁上形成有鍍銅膜。如上所述配置成了固體攝像器件1。根據(jù)第二實(shí)施例的固體攝像器件1，能夠容易地形成濾色器層71和微透鏡73，并 且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件1的第一基板11中形成其中要設(shè)有貫通連接 部15的貫通孔13。因此，可提供能夠以低成本、高產(chǎn)量來(lái)大量生產(chǎn)的緊湊型固體攝像器件 1。固體攝像器件結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例下面參照?qǐng)D3的示意性截面圖說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的固體攝像器件結(jié)構(gòu)的 第三實(shí)施例。如圖3所示，在由半導(dǎo)體基板制成的第一基板11中設(shè)置有感光部61。第一基板 11例如是厚度在500μπι ΙΟΟΟμ 范圍內(nèi)(例如，厚度為775 μ m)的N型硅基板。在第一 基板11中設(shè)置有一組用于放大并輸出在感光部61中經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換后的電荷的像素內(nèi)晶體 管(未圖示)，還設(shè)置有用于把從這組像素內(nèi)晶體管輸出的電信號(hào)處理成圖像的周邊電路 部(未圖示)等。在第一基板11的與設(shè)置有感光部61的那一側(cè)(背面?zhèn)?相反的側(cè)(正面?zhèn)?上 設(shè)置有包括多層層間絕緣膜42和布線圖形43的布線部41。各層層間絕緣膜42均由例如 氧化硅(SiO2)膜形成，并且各層布線圖形43均由銅布線構(gòu)成。布線部41的表面被平坦化。 在下文中，將包含第一基板11和布線部41的部分稱作“第一基板11”。在第一基板11的布線部41 (它在第一基板11的正面?zhèn)壬?中設(shè)置有正面?zhèn)入姌O 21。該正面?zhèn)入姌O21例如由鋁制成。盡管未在附圖中示出，但也可以設(shè)置有與正面?zhèn)入姌O 21連接的鋁布線。此外，在第一基板11上(在第一基板11的背面?zhèn)壬?隔著平坦化膜46設(shè)置有濾 色器層71。平坦化膜46例如由有機(jī)膜形成。該濾色器層71形成得具有300nm IOOOnm 范圍內(nèi)的厚度。在濾色器層71上形成有微透鏡73。這些微透鏡73例如由感光性有機(jī)膜形 成。此外，在正面?zhèn)入姌O21上設(shè)置有使正面?zhèn)入姌O21露出的開(kāi)口 47。在第一基板11的背面?zhèn)?第一基板11的具有微透鏡73的背面)上設(shè)置有通過(guò) 粘接層35進(jìn)行接合的透光性第二基板31。該第二基板31例如是玻璃基板。按照由接合到正面?zhèn)入姌O21上的停止電極33所規(guī)定的指定間隔，在第一基板11 的正面?zhèn)?第一基板11的具有布線部41的那個(gè)正面)上設(shè)置有通過(guò)粘接層36進(jìn)行接合 的第三基板37。停止電極33是通過(guò)諸如鎳磷(Ni-P)電鍍或鎳硼(Ni-B)電鍍等鎳電鍍工 藝來(lái)形成的，并且具有例如10 μ m的厚度。該停止電極33的厚度不限于10 μ m,只要當(dāng)通過(guò) 能量束加工工藝(例如，激光鉆孔)在第三基板37中形成貫通孔39時(shí)停止電極33能夠用 作停止層即可。在一定強(qiáng)度的能量束加工工藝下，停止電極33的厚度可以是例如5 μ m。
在第三基板37中設(shè)置有延伸至停止電極33的貫通孔39。在貫通孔39中設(shè)置有 與停止電極33連接的貫通連接部15。此外，在第三基板37的背面上設(shè)置有與貫通連接部 15連接的背面?zhèn)入姌O17。貫通連接部15通常以如下方式設(shè)在貫通孔39中貫通連接部15 與貫通孔39這二者之間隔著用作阻擋金屬16的Ti/TiN堆疊膜。阻擋金屬16為由銅制成 的阻擋金屬就足夠了，但阻擋金屬16也可以由例如Ta/TaN堆疊膜等鉭基材料構(gòu)成。貫通 孔39中填充有通過(guò)銅電鍍工藝形成的貫通連接部15?；蛘?，可以代替利用銅電鍍工藝來(lái)填 充貫通孔39的是，僅在貫通孔39的內(nèi)壁上形成有鍍銅膜。如上所述配置成了固體攝像器件1。根據(jù)第三實(shí)施例的固體攝像器件1，能夠容易地形成濾色器層71和微透鏡73，并 且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件1的第三基板37中形成將要設(shè)有貫通連接部 15的貫通孔39。因此，可提供能夠以低成本、高產(chǎn)量來(lái)大量生產(chǎn)的緊湊型固體攝像器件1。第二實(shí)施方式固體攝像器件制造方法的第一實(shí)施例下面參照?qǐng)D4A 圖8說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第一 實(shí)施例，圖4A 圖8是示出了制造工序的截面圖。如圖4A所示，準(zhǔn)備由半導(dǎo)體基板形成的第一基板11。例如，使用厚度在500 μ m IOOOym范圍內(nèi)(例如，厚度為775μπι)的N型硅基板作為第一基板11。將第一基板11的 表面氧化從而形成厚度在例如IOnm 30nm范圍內(nèi)的氧化硅(SiO2)膜(未圖示)。隨后， 通過(guò)減壓CVD法形成厚度在例如SOnm 150nm范圍內(nèi)的氮化硅(Si3N4)膜(未圖示)。接 著，在第一基板11的將要設(shè)有元件隔離區(qū)域的各部分中形成各自具有IOOnm 400nm范圍 內(nèi)的深度的凹槽。通過(guò)諸如高密度等離子體CVD法等沉積技術(shù)向這些凹槽中填充氧化硅。 隨后，利用化學(xué)機(jī)械研磨(chemical mechanical polishing, CMP)方法除去多余的氧化硅 以使表面平坦化。在該CMP方法中，上述氮化硅膜用作研磨停止層。接著，通過(guò)使用熱磷酸 進(jìn)行濕式蝕刻來(lái)除去該氮化硅膜，從而形成元件隔離區(qū)域51。接著，如圖4B所示，在第一基板11上形成氧化硅膜。該氧化硅膜例如由厚度在 5nm 15nm范圍內(nèi)的SiO2膜形成，該SiO2膜是通過(guò)在1000°C 1100°C范圍內(nèi)的溫度下對(duì) 第一基板11的表面進(jìn)行熱氧化而形成的。接著，在該氧化硅膜上形成光致抗蝕劑圖形(未 圖示)，并且利用該光致抗蝕劑圖形作為掩模在第一基板11中形成P型阱區(qū)域53。此外， 還進(jìn)行了用于控制金屬氧化物半導(dǎo)體(metal-oxide-semiconductor，M0S)晶體管的閾值 的離子注入。隨后，通過(guò)使用氫氟酸等進(jìn)行濕式蝕刻來(lái)除去上述氧化硅膜，然后在第一基板 11的表面上形成柵極絕緣膜55。該柵極絕緣膜55由厚度在5nm 15nm范圍內(nèi)的氧化硅 膜形成，該氧化硅膜是通過(guò)在iooo°c iioo°c范圍內(nèi)的溫度下對(duì)第一基板ιι的表面進(jìn)行 熱氧化而得到的。柵極絕緣膜55可以由用于典型MOS晶體管的柵極絕緣膜材料構(gòu)成。接著，形成柵極電極層。該柵極電極層例如由通過(guò)CVD法形成的厚度在IOOnm 200nm范圍內(nèi)的多晶硅層形成。或者，當(dāng)形成的是金屬柵極電極時(shí)，可以形成金屬層。然后， 利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行蝕刻處理，從而形成柵極電極57。此外，通過(guò)利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行離子注入，在第一基板11中形成感 光部61。然后除去該光致抗蝕劑圖形。隨后，通過(guò)利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行離子 注入，相對(duì)于柵極電極57以自對(duì)準(zhǔn)方式形成包含輕摻雜漏極(lightly doped drain,LDD)區(qū)域和高濃度擴(kuò)散層的源漏區(qū)域58和59。視需要可在柵極電極57以及源漏區(qū)域58和59 上形成金屬硅化物(silicide)層(未圖示)。在形成該金屬硅化物層時(shí)，能夠采用一種其中 以自對(duì)準(zhǔn)方式形成金屬硅化物的所謂自對(duì)準(zhǔn)式金屬硅化物形成工藝(salicide process) 0 因此，形成了 MOS晶體管54。接著，如圖5A所示，在第一基板11上形成布線部41。布線部41包括覆蓋著MOS 晶體管54的多層層間絕緣膜42，還包括與MOS晶體管54等連接的布線圖形43 (這些布線 圖形包括接觸電極44)。例如，通過(guò)例如CVD法沉積氧化硅(SiO2)膜來(lái)形成覆蓋著柵極電 極57的層間絕緣膜42，并且通過(guò)CMP方法使該氧化硅(SiO2)膜的表面平坦化。形成用于 源漏區(qū)域58和59以及柵極電極57的接觸電極44。接觸電極44的形成過(guò)程如下在作為 電極形成區(qū)域的各開(kāi)口中形成由鈦(Ti)層和氮化鈦(TiN)層堆疊而成的阻擋金屬層，然后 向上述各開(kāi)口中填充鎢層。之后通過(guò)CMP方法或回蝕(etch-back)方法除去多余部分。結(jié) 果，以如下方式在上述各開(kāi)口中形成了由鎢層制成的接觸電極44 接觸電極44與開(kāi)口這二 者之間隔著上述阻擋金屬層。此外，在由此得到的結(jié)構(gòu)上堆疊層間絕緣膜42、形成各個(gè)開(kāi) 口、然后形成阻擋金屬層和鍍銅布線層。然后，利用CMP方法進(jìn)行平坦化工序，從而形成布 線圖形43。重復(fù)上述的層間絕緣膜42的形成工序和布線圖形43的形成工序，從而形成包 括多層布線圖形43的布線部41。接著，如圖5B所示，在第一基板11上形成正面?zhèn)入姌O21。正面?zhèn)入姌O21例如由 鋁構(gòu)成。盡管未在附圖中示出，但在此工序中還可以形成與正面?zhèn)入姌O21連接的鋁布線。 隨后，通過(guò)例如等離子體CVD法形成例如由P-SiN膜形成的保護(hù)膜45。在該保護(hù)膜45上 進(jìn)一步形成平坦化膜46。平坦化膜46例如由有機(jī)膜形成。此后，通過(guò)例如涂敷、曝光和顯 影等工序在平坦化膜46上形成濾色器層71。在濾色器層71的涂敷工序中，由于正面?zhèn)入?極21具有在300nm IOOOnm范圍內(nèi)的較小厚度，因而能夠以不會(huì)導(dǎo)致不均勻涂敷(這種 不均勻涂敷會(huì)給固體攝像器件的攝像特性帶來(lái)不利影響)的方式來(lái)形成濾色器層71。接著，如圖6A所示，在濾色器層71上形成微透鏡73。該微透鏡73是通過(guò)形成例 如感光性有機(jī)膜，然后在正面?zhèn)入姌O21上形成開(kāi)口來(lái)形成的。此外，在上述感光性有機(jī)膜 上形成用于加工感光透鏡的光致抗蝕劑圖形。在此工序中，在正面?zhèn)入姌O21上再次形成開(kāi) 口，并通過(guò)熱處理讓該光致抗蝕劑圖形流動(dòng)從而使其具有球形形狀。通過(guò)整個(gè)表面蝕刻將 該球形形狀轉(zhuǎn)印到要被形成為微透鏡的上述感光性有機(jī)膜上。于是，形成了微透鏡73。在 此工序中，開(kāi)口 47形成在正面?zhèn)入姌O21上。接著，如圖6B所示，讓探針81與正面?zhèn)入姌O21接觸，從而進(jìn)行用于測(cè)定攝像特性
等的工序。接著，如圖7A所示，通過(guò)進(jìn)行背面研磨工序來(lái)加工第一基板11，使其具有例如在 100 μ m 400 μ m范圍內(nèi)的厚度。在下文中，將包含第一基板11、布線部41、保護(hù)膜45和平 坦化膜46的部分稱作“第一基板11”。接著，如圖7B所示，準(zhǔn)備具有透光性的第二基板31。第二基板31以指定間隔設(shè) 置在第一基板11的布線部41側(cè)(參照?qǐng)D7A)上。該第二基板31例如是玻璃基板。在第 二基板31的與第一基板11 (第一基板11的布線部41側(cè))相面對(duì)的表面上形成停止電極 33。停止電極33規(guī)定第一基板11與第二基板31之間的間隔，并且當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝 在第一基板11中形成貫通孔時(shí)該停止電極33用作停止層。停止電極33是通過(guò)諸如鎳磷(Ni-P)電鍍或鎳硼(Ni-B)電鍍等鎳電鍍工藝而被形成的。停止電極33形成在第二基板 31的如下位置處該位置面對(duì)著第一基板11的正面?zhèn)入姌O21。停止電極33的厚度例如是 IOum0停止電極33的厚度被確定為使得在后續(xù)工序的能量束加工工藝(例如，激光鉆孔) 中該停止電極33能夠良好地用作停止層。如圖7C所示，第一基板11以如下方式與第二基板31接合第一基板11與第二基 板31這二者之間隔著粘接層35。此時(shí)，形成在第二基板31上的停止電極33位于要被接合 到第一基板11的正面?zhèn)入姌O21上的位置處。在這種接合中，第一基板11和第二基板31 按照由停止電極33的厚度所規(guī)定的間隔彼此接合。在本實(shí)施例中，是在上述背面研磨工序之后進(jìn)行與第二基板31接合的工序。然 而，這兩個(gè)工序的順序可以反過(guò)來(lái)。具體地，可以在與第二基板31接合的工序之后進(jìn)行上 述背面研磨工序。接著，在第一基板11中形成延伸至正面?zhèn)入姌O21的貫通孔13。在形成該貫通孔 13時(shí)使用了能量束加工工藝。例如，可使用激光鉆孔。例如，可使用二氧化碳?xì)怏w激光加 工機(jī)，或者可使用利用了 YAG激光的三倍頻后的355nm波長(zhǎng)的激光加工機(jī)。通過(guò)利用燒蝕 效應(yīng)(ablation effect)，不必熔化就能夠直接使硅蒸發(fā)。例如，對(duì)于具有100 μ m深度和 30 μ m直徑的貫通孔13，能夠以100000個(gè)孔/分鐘的速度形成該貫通孔13的開(kāi)口。當(dāng)假 設(shè)固體攝像器件的每個(gè)芯片的開(kāi)口數(shù)為100、并且從一個(gè)直徑為300mm的晶片得到的芯片 數(shù)為2000時(shí)，這一個(gè)晶片的開(kāi)口加工過(guò)程會(huì)在大約兩分鐘內(nèi)完成。因此，與利用曝光和蝕 刻來(lái)形成開(kāi)口的現(xiàn)有方法相比，能夠以較低成本在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)施作業(yè)。如圖8所示，在貫通孔13中形成與正面?zhèn)入姌O21連接的貫通連接部15。此夕卜， 在第一基板11的背面上形成與貫通連接部15連接的背面?zhèn)入姌O17。這些工序按照如下 方式來(lái)進(jìn)行。例如，在形成貫通孔13之后，在貫通孔13中形成氧化硅(SiO2)膜(未圖示) 以便與硅基板電絕緣。除去位于貫通孔13底部的該氧化硅膜，然后通過(guò)濺射法形成用作阻 擋金屬16的Ti/TiN堆疊膜。隨后，視需要可在阻擋金屬16的上層上預(yù)先形成電極用晶種 層(化學(xué)鍍銅)。然后，進(jìn)行銅電鍍工藝。值得注意的是，可以代替利用銅電鍍工藝來(lái)填充 貫通孔13的是，僅在貫通孔13的內(nèi)壁上形成鍍銅膜。如上所述制造出了固體攝像器件。根據(jù)第一實(shí)施例的固體攝像器件制造方法，能夠容易地形成濾色器層71和微透 鏡73，并且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件的第一基板11中形成將要設(shè)有貫通 連接部15的貫通孔13。因此，可提供能夠以低成本、高產(chǎn)量來(lái)進(jìn)行大量生產(chǎn)的緊湊型固體 攝像器件制造方法。固體攝像器件制造方法的第二實(shí)施例下面參照?qǐng)D9A 圖14B說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 二實(shí)施例，圖9A 圖14B是示出了制造工序的截面圖。如圖9A所示，準(zhǔn)備由半導(dǎo)體基板形成的第一基板11。例如，使用厚度在500 μ m IOOOym范圍內(nèi)(例如，厚度為775μπι)的N型硅基板作為第一基板11。將第一基板11的 表面氧化從而形成厚度在例如IOnm 30nm范圍內(nèi)的氧化硅(SiO2)膜(未圖示)。隨后， 通過(guò)減壓CVD法形成厚度在例如SOnm 150nm范圍內(nèi)的氮化硅(Si3N4)膜(未圖示)。接 著，在第一基板11的將要設(shè)有元件隔離區(qū)域的各部分中形成各自具有IOOnm 400nm范圍內(nèi)的深度的凹槽。通過(guò)諸如高密度等離子體CVD法等沉積技術(shù)向這些凹槽中填充氧化硅。 隨后，利用CMP方法除去多余的氧化硅以使表面平坦化。在該CMP方法中，上述氮化硅膜用 作研磨停止層。接著，通過(guò)使用熱磷酸進(jìn)行濕式蝕刻來(lái)除去該氮化硅膜，從而形成元件隔離 區(qū)域51。如圖9B所示，在第一基板11上形成氧化硅膜。該氧化硅膜例如由厚度在5nm 15nm范圍內(nèi)的SiO2膜形成，該SiO2膜是通過(guò)在1000°C 1100°C范圍內(nèi)的溫度下對(duì)第一基 板11的表面進(jìn)行熱氧化而形成的。接著，在該氧化硅膜上形成光致抗蝕劑圖形(未圖示)， 并且利用該光致抗蝕劑圖形作為掩模在第一基板11中形成P型阱區(qū)域53。此外，還進(jìn)行 了用于控制MOS晶體管的閾值的離子注入。隨后，通過(guò)使用氫氟酸等進(jìn)行濕式蝕刻來(lái)除去 上述氧化硅膜，然后在第一基板11的表面上形成柵極絕緣膜55。該柵極絕緣膜55由厚度 在5nm 15nm范圍內(nèi)的氧化硅膜形成，該氧化硅膜是通過(guò)在1000°C 1100°C范圍內(nèi)的溫 度下對(duì)第一基板11的表面進(jìn)行熱氧化而形成的。柵極絕緣膜55可以由用于典型MOS晶體 管的柵極絕緣膜材料構(gòu)成。接著，形成柵極電極層。該柵極電極層例如由通過(guò)CVD法形成的厚度在IOOnm 200nm范圍內(nèi)的多晶硅層形成?；蛘?，當(dāng)形成的是金屬柵極電極時(shí)，可以形成金屬層。然后， 利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行蝕刻處理，從而形成柵極電極57。此外，通過(guò)利用光致抗蝕劑圖形作為掩模通過(guò)離子注入，在第一基板11中形成感 光部61。然后除去該光致抗蝕劑圖形。隨后，通過(guò)利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行離子 注入，相對(duì)于柵極電極57以自對(duì)準(zhǔn)方式形成包含LDD區(qū)域和高濃度擴(kuò)散層的源漏區(qū)域58 和59。視需要可在柵極電極57以及源漏區(qū)域58和59上形成金屬硅化物層(未圖示)。在 形成該金屬硅化物層時(shí)，能夠采用一種其中以自對(duì)準(zhǔn)方式來(lái)形成金屬硅化物的所謂自對(duì)準(zhǔn) 式金屬硅化物形成工藝。因此，形成了 MOS晶體管54。接著，如圖IOA所示，在第一基板11上形成布線部41。布線部41包括覆蓋著MOS 晶體管54的多層層間絕緣膜42，還包括與MOS晶體管54等連接的布線圖形43 (這些布線 圖形包括接觸電極44)。例如，通過(guò)例如CVD法沉積氧化硅(SiO2)膜來(lái)形成覆蓋著柵極電 極57的層間絕緣膜42，并且通過(guò)CMP方法使該氧化硅(SiO2)膜的表面平坦化。形成用于 源漏區(qū)域58和59以及柵極電極57的接觸電極44。接觸電極44的形成過(guò)程如下在作為 電極形成區(qū)域的各開(kāi)口中形成由鈦(Ti)層和氮化鈦(TiN)層堆疊而成的阻擋金屬層，然后 向上述各開(kāi)口中填充鎢層。之后通過(guò)CMP方法或回蝕方法除去多余部分。結(jié)果，以如下方 式在上述各開(kāi)口中形成了由鎢層制成的接觸電極44:接觸電極44與開(kāi)口這二者之間隔著 上述阻擋金屬層。此外，在由此得到的結(jié)構(gòu)上堆疊層間絕緣膜42、形成各個(gè)開(kāi)口、然后形成 阻擋金屬層和鍍銅布線層。然后，利用CMP方法進(jìn)行平坦化工序，從而形成布線圖形43。重 復(fù)上述的層間絕緣膜42的形成工序和布線圖形43的形成工序，從而形成包括多層布線圖 形43的布線部41。接著，如圖IOB所示，在第一基板11上形成正面?zhèn)入姌O21。正面?zhèn)入姌O21例如由 鋁構(gòu)成。盡管未在附圖中示出，但在此工序中還可以形成與正面?zhèn)入姌O21連接的鋁布線。 隨后，通過(guò)例如等離子體CVD法形成例如由P-SiN膜形成的保護(hù)膜45。在該保護(hù)膜45上 進(jìn)一步形成平坦化膜46。平坦化膜46例如由有機(jī)膜形成。此后，通過(guò)例如涂敷、曝光和顯 影等工序在平坦化膜46上形成濾色器層71。在濾色器層71的涂敷工序中，由于正面?zhèn)入姌O21具有在300nm IOOOnm范圍內(nèi)的較小厚度，因而能夠以不會(huì)導(dǎo)致不均勻涂敷(這種 不均勻涂敷會(huì)給固體攝像器件的攝像特性帶來(lái)不利影響)的方式形成濾色器層71。接著，如圖1IA所示，在濾色器層71上形成微透鏡73。該微透鏡73的形成方法與 第一實(shí)施例中所使用的方法相同。形成覆蓋著微透鏡73的透光性保護(hù)層75。作為保護(hù)層 75的材料，選擇在微透鏡73A的表面上用作低反射膜的材料。例如，可使用通過(guò)混合有氟因 而降低了折射率的氧化硅(SiO2)膜，該氧化硅膜是通過(guò)低溫CVD法或?yàn)R射法形成的。旋涂 式玻璃可以用作該氧化硅膜。然后可以通過(guò)回蝕方法或CMP方法等使保護(hù)層75的表面平 坦化?；蛘?，如圖IlB所示，也可以形成由低反射膜形成的保護(hù)層75但不進(jìn)行上述平坦
化工序。接著，如圖12A所示，在正面?zhèn)入姌O21上形成開(kāi)口 47。該開(kāi)口 47例如通過(guò)使用光 致抗蝕劑掩模的蝕刻工藝來(lái)形成。隨后，如圖12B所示，讓探針81與正面?zhèn)入姌O21接觸，從而進(jìn)行用于測(cè)定攝像特 性等的工序。接著，如圖13A所示，在正面?zhèn)入姌O21上的開(kāi)口 47中形成停止電極33。停止電極 33規(guī)定第一基板11與第二基板31之間的間隔，并且當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝在第一基板11 中形成貫通孔時(shí)該停止電極33用作停止層。停止電極33是通過(guò)諸如鎳磷(Ni-P)電鍍或 鎳硼(Ni-B)電鍍等鎳電鍍工藝而被形成在設(shè)于正面?zhèn)入姌O21上的開(kāi)口 47中的。在進(jìn)行 此電鍍工序時(shí)，由于由有機(jī)膜形成的微透鏡73被由無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的保護(hù)層75覆蓋著，因而 即使在該電鍍工序之后微透鏡73也不會(huì)劣化。停止電極33形成在第二基板31的如下位 置處該位置面對(duì)著第一基板11的正面?zhèn)入姌O21。停止電極33的厚度例如是10 μ m。停 止電極33的厚度被確定為使得在后續(xù)工序的能量束加工工藝(例如，激光鉆孔)中該停止 電極33能夠良好地用作停止層。另外，由于是在形成濾色器層71和微透鏡73之后形成停 止電極33，因而當(dāng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂敷法來(lái)涂敷濾色器層71和微透鏡73的材料時(shí)不會(huì)導(dǎo)致不均 勻涂敷。接著，如圖13B所示，通過(guò)進(jìn)行背面研磨工序來(lái)加工第一基板11，使其具有例如在 100 μ m 400 μ m范圍內(nèi)的厚度。在下文中，將包含第一基板11、布線部41、保護(hù)膜45和平 坦化膜46的部分稱作“第一基板11”。如圖14A所示，準(zhǔn)備具有透光性的第二基板31。第二基板31以指定間隔設(shè)置在 第一基板11的布線部41側(cè)(參照?qǐng)D13B)上。該第二基板31例如是玻璃基板。第一基板 11以如下方式與第二基板31接合第一基板11與第二基板31這二者之間隔著粘接層35。 在這種接合中，第一基板11和第二基板31按照由停止電極33的厚度所規(guī)定的間隔彼此接
I=I O在此實(shí)施例中，是在上述背面研磨工序之后進(jìn)行與第二基板31接合的工序。然 而，這兩個(gè)工序的順序可以反過(guò)來(lái)。具體地，可以在與第二基板31接合的工序之后進(jìn)行上 述背面研磨工序。接著，在第一基板11中形成延伸至正面?zhèn)入姌O21的貫通孔13。在形成該貫通孔 13時(shí)使用了能量束加工工藝。例如，可使用激光鉆孔。例如，可使用二氧化碳?xì)怏w激光加工 機(jī)，或者可使用利用了 YAG激光的三倍頻后的355nm波長(zhǎng)的激光加工機(jī)。利用燒蝕效應(yīng)，不必熔化就能夠直接使硅蒸發(fā)。例如，對(duì)于具有100 μ m深度和30 μ m直徑的貫通孔13，能夠 以100000個(gè)孔/分鐘的速度形成該貫通孔13的開(kāi)口。當(dāng)假設(shè)固體攝像器件的每個(gè)芯片的 開(kāi)口數(shù)為100、并且從一個(gè)直徑為300mm的晶片得到的芯片數(shù)為2000時(shí)，這一個(gè)晶片的開(kāi)口 加工過(guò)程會(huì)在大約兩分鐘內(nèi)完成。因此，與利用曝光和蝕刻來(lái)形成開(kāi)口的現(xiàn)有方法相比，能 夠以較低成本在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)施作業(yè)。如圖14B所示，在貫通孔13中形成與正面?zhèn)入姌O21連接的貫通連接部15。此外， 在第一基板11的背面上形成與貫通連接部15連接的背面?zhèn)入姌O17。這些工序按照如下 方式來(lái)進(jìn)行。例如，在形成貫通孔13之后，在貫通孔13中形成氧化硅(SiO2)膜(未圖示) 以便與硅基板電絕緣。除去位于貫通孔13底部的該氧化硅膜，然后通過(guò)濺射法形成用作阻 擋金屬16的Ti/TiN堆疊膜。隨后，視需要可在阻擋金屬16的上層上預(yù)先形成電極用晶種 層(化學(xué)鍍銅)。然后，進(jìn)行銅電鍍工藝。值得注意的是，可以代替利用銅電鍍工藝來(lái)填充 貫通孔13的是，僅在貫通孔13的內(nèi)壁上形成鍍銅膜。如上所述制造出了固體攝像器件。根據(jù)第二實(shí)施例的固體攝像器件制造方法，能夠容易地形成濾色器層71和微透 鏡73，并且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件的第一基板11中形成將要設(shè)有貫通 連接部15的貫通孔13。因此，可提供能夠以低成本、高產(chǎn)量來(lái)進(jìn)行大量生產(chǎn)的緊湊型固體 攝像器件制造方法。固體攝像器件制造方法的第三實(shí)施例下面參照?qǐng)D15A 圖21說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝像器件制造方法的第 三實(shí)施例，圖15A 圖21是示出了制造工序的截面圖。如圖15A所示，準(zhǔn)備好被支撐基板25支撐著且由半導(dǎo)體基板形成的第一基板11。 例如，可在第一基板11中形成厚度在20nm 100nm范圍內(nèi)的停止層18，使得該基板的一 部分用作支撐基板25，而該基板的另一部分用作第一基板11。例如，使用厚度在500 μ m 1000 μ m范圍內(nèi)(例如，厚度為775 μ m)的N型硅基板作為第一基板11。停止層18由通 過(guò)把氧或氫進(jìn)行離子注入而得到的所謂隱埋氧化物(buried oxide, BOX)層形成，或者由 通過(guò)把諸如硼(B)等雜質(zhì)以IX 1013 1X1016/cm2的濃度進(jìn)行離子注入而得到的擴(kuò)散層形 成。接著，將第一基板11的表面氧化從而形成厚度在例如10nm 30nm范圍內(nèi)的氧化硅 (SiO2)膜(未圖示)。隨后，通過(guò)減壓CVD法形成厚度在例如SOnm 150nm范圍內(nèi)的氮化 硅(Si3N4)膜(未圖示)。接著，在第一基板11的將要設(shè)有元件隔離區(qū)域的各部分中形成 各自具有100nm 400nm范圍內(nèi)的深度的凹槽。通過(guò)諸如高密度等離子體CVD法等沉積技 術(shù)向這些凹槽中填充氧化硅。隨后，利用CMP方法除去多余的氧化硅以使表面平坦化。在 該CMP方法中，上述氮化硅膜用作研磨停止層。接著，通過(guò)使用熱磷酸進(jìn)行濕式蝕刻來(lái)除去 該氮化硅膜，從而形成元件隔離區(qū)域51。如圖15B所示，在第一基板11上形成氧化硅膜。該氧化硅膜例如由厚度在5nm 15nm范圍內(nèi)的SiO2膜形成，該SiO2膜是通過(guò)在1000°C 1100°C的溫度下對(duì)第一基板11的 表面進(jìn)行熱氧化而形成的。接著，在該氧化硅膜上形成光致抗蝕劑圖形(未圖示)，并且利 用該光致抗蝕劑圖形作為掩模在第一基板11中形成P型阱區(qū)域53。此外，還進(jìn)行了用于控 制MOS晶體管的閾值的離子注入。隨后，通過(guò)使用氫氟酸等進(jìn)行濕式蝕刻來(lái)除去上述氧化 硅膜，然后在第一基板11的表面上形成柵極絕緣膜55。該柵極絕緣膜55由厚度在5nm 15nm范圍內(nèi)的氧化硅膜形成，該氧化硅膜是通過(guò)在1000°C 1100°C范圍內(nèi)的溫度下對(duì)第一基板11的表面進(jìn)行熱氧化而得到的。柵極絕緣膜55可以由用于典型MOS晶體管的柵極 絕緣膜材料構(gòu)成。接著，形成柵極電極層。該柵極電極層例如由通過(guò)CVD法形成的厚度在IOOnm 200nm范圍內(nèi)的多晶硅層形成?；蛘撸?dāng)形成的是金屬柵極電極時(shí)，可以形成金屬層。然后， 利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行蝕刻處理，從而形成柵極電極57。此外，通過(guò)利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行離子注入，在第一基板11中形成感光部61。然后除去該光致抗蝕劑圖形。隨后，通過(guò)利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行離子 注入，相對(duì)于柵極電極57以自對(duì)準(zhǔn)方式形成包含LDD區(qū)域和高濃度擴(kuò)散層的源漏區(qū)域58 和59。視需要可在柵極電極57以及源漏區(qū)域58和59上形成金屬硅化物層(未圖示)。在 形成該金屬硅化物層時(shí)，能夠采用一種其中以自對(duì)準(zhǔn)方式形成金屬硅化物的所謂自對(duì)準(zhǔn)式 金屬硅化物形成工藝。因此，形成了 MOS晶體管54。接著，如圖16A所示，在第一基板11上形成布線部41。布線部41包括覆蓋著MOS晶體管54的多層層間絕緣膜42，還包括與MOS晶體管54等連接的布線圖形43 (這些布線 圖形包括接觸電極44)。例如，通過(guò)例如CVD法沉積氧化硅(SiO2)膜來(lái)形成覆蓋著柵極電 極57的層間絕緣膜42，并且通過(guò)CMP方法使該氧化硅(SiO2)膜的表面平坦化。形成用于 源漏區(qū)域58和59以及柵極電極57的接觸電極44。接觸電極44的形成過(guò)程如下在作為 電極形成區(qū)域的各開(kāi)口中形成由鈦(Ti)層和氮化鈦(TiN)層堆疊而成的阻擋金屬層，然后 向上述各開(kāi)口中填充鎢層。之后通過(guò)CMP方法或回蝕方法除去多余部分。結(jié)果，以如下方 式在上述各開(kāi)口中形成了由鎢層制成的接觸電極44:接觸電極44與開(kāi)口這二者之間隔著 上述阻擋金屬層。此外，在由此得到的結(jié)構(gòu)上堆疊層間絕緣膜42、形成各個(gè)開(kāi)口、然后形成 阻擋金屬層和鍍銅布線層。然后，利用CMP方法進(jìn)行平坦化工序，從而形成布線圖形43。重 復(fù)上述的層間絕緣膜42的形成工序和布線圖形43的形成工序，從而形成包括多層布線圖 形43的布線部41。接著，如圖16B所示，在第一基板11上形成正面?zhèn)入姌O21。正面?zhèn)入姌O21例如由鋁構(gòu)成。盡管未在附圖中示出，但在此工序中還可以形成與正面?zhèn)入姌O21連接的鋁布線。 隨后，在正面?zhèn)入姌O21上形成停止電極33。當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝在第三基板37中形成 貫通孔時(shí)，該停止電極33用作停止層。諸如通過(guò)諸如鎳磷(Ni-P)電鍍或鎳硼(Ni-B)電鍍 等鎳電鍍工藝，在正面?zhèn)入姌O21上選擇性地形成停止電極33。因?yàn)槲挥谡鎮(zhèn)入姌O21下 面的層被由無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的氧化硅(SiO2)膜覆蓋著，所以，即使在進(jìn)行上述電鍍工序之后， 該下層也不會(huì)劣化。停止電極33的厚度例如是10 μ m。停止電極33的厚度被確定為使得 在后續(xù)工序的能量束加工工藝(例如，激光鉆孔)中該停止電極33能夠良好地用作停止層。如圖17A所示，第三基板37以如下方式接合在第一基板11的停止電極33側(cè)上第三基板37與第一基板11這二者之間隔著粘接層36。粘接層36例如由苯并環(huán)丁烯(BCB) 構(gòu)成，該苯并環(huán)丁烯具有能夠在150°C 250°C范圍內(nèi)的低溫下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)(硬化)的特性?；蛘?，如圖17B所示，在第一基板11上形成平坦化膜38，并執(zhí)行平坦化以消除平坦化膜38的表面與停止電極33的表面之間的水平差。平坦化膜38是這樣形成的利用低溫CVD法來(lái)沉積氧化硅(SiO2)層、然后利用CMP方法或回蝕方法使該氧化硅(SiO2)層平坦化。 隨后，將位于第一基板11側(cè)上的平坦化膜38接合到第三基板37上，然后在200°C 400°C 范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行熱處理，從而與第三基板37接合。在此情況下，沒(méi)有使用粘接層35而 是通過(guò)利用氫鍵等的直接結(jié)合法來(lái)進(jìn)行上述接合。如圖18A所示，除去支撐基板25 (參照?qǐng)D15A)。例如，通過(guò)背面研磨及CMP方法或 者濕式蝕刻來(lái)消減支撐基板25的厚度，從而使支撐基板25變成薄膜。在此工序中，上述蝕 刻通過(guò)厚度在20nm IOOnm范圍內(nèi)的停止層18來(lái)選擇性地停止。如圖18B所示，通過(guò)蝕刻除去停止層18 (參照?qǐng)D18A)，從而使第一基板11露出。如圖19A所示，在第一基板11的背面?zhèn)壬闲纬善教够?8。該平坦化膜48例如 由有機(jī)膜形成。此后，通過(guò)例如涂敷、曝光和顯影等工序在平坦化膜48上形成濾色器層71。 在濾色器層71的涂敷工序中，由于濾色器層71形成在平坦化膜48上，因而能夠以不會(huì)導(dǎo) 致不均勻涂敷(這種不均勻涂敷會(huì)給固體攝像器件的攝像特性帶來(lái)不利影響)的方式形成 濾色器層71。接著，在濾色器層71上形成微透鏡73。微透鏡73的形成方法與第一實(shí)施例中所 使用的方法相同。接著，通過(guò)利用光致抗蝕劑圖形作為掩模進(jìn)行蝕刻，在第一基板11中形成延伸至 正面?zhèn)入姌O21的開(kāi)口 47。隨后，在開(kāi)口 47的側(cè)壁上形成絕緣膜(未圖示)。由于半導(dǎo)體 基板在開(kāi)口 47的側(cè)壁處露出，因而需要進(jìn)行用于形成上述絕緣膜的這一工序。然而，當(dāng)在 形成元件隔離區(qū)域的工序中將開(kāi)口 47電隔離時(shí)，無(wú)需用于形成上述絕緣膜的工序。接著，如圖19B所示，讓探針81與正面?zhèn)入姌O21接觸，從而進(jìn)行測(cè)定攝像特性等 的工序。必要時(shí)，如圖20A所示，通過(guò)進(jìn)行背面研磨工序來(lái)加工第三基板37，使其具有 IOOnm 400nm范圍內(nèi)的厚度。如圖20B所示，隔著粘接層35以指定間隔將透光性第二基板31接合到第一基板 11上。該第二基板31例如是玻璃基板。在本實(shí)施例中，是在上述背面研磨工序之后進(jìn)行與第二基板31接合的工序。然 而，這兩個(gè)工序的順序可以反過(guò)來(lái)。具體地，可以在與第二基板31接合的工序之后進(jìn)行上 述背面研磨工序。接著，在第三基板37中形成延伸至停止電極33的貫通孔39。在形成該貫通孔39 時(shí)使用了能量束加工工藝。例如，可使用激光鉆孔。例如，可使用二氧化碳?xì)怏w激光加工機(jī)， 或者可使用利用了 YAG激光的三倍頻后的355nm波長(zhǎng)的激光加工機(jī)。利用燒蝕效應(yīng)，不必 熔化就能夠直接使硅蒸發(fā)。例如，對(duì)于具有100 μ m深度和30 μ m直徑的貫通孔39，能夠以 100000個(gè)孔/分鐘的速度形成貫通孔39的開(kāi)口。當(dāng)假設(shè)固體攝像器件的每個(gè)芯片的開(kāi)口 數(shù)為100、并且從一個(gè)直徑為300mm的晶片得到的芯片數(shù)為2000時(shí)，這一個(gè)晶片的開(kāi)口加工 過(guò)程會(huì)在大約兩分鐘內(nèi)完成。因此，與利用曝光和蝕刻來(lái)形成開(kāi)口的現(xiàn)有方法相比，能夠以 較低成本在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)施作業(yè)。如圖21所示，在貫通孔39中形成與停止電極33連接的貫通連接部15。此外，在 第三基板37的背面上形成與貫通連接部15連接的背面?zhèn)入姌O17。這些工序按照如下方式 來(lái)進(jìn)行。例如，在形成貫通孔39之后，在貫通孔39中形成氧化硅(SiO2)膜(未圖示)以便與硅基板電絕緣。除去位于貫通孔39底部的該氧化硅膜，然后通過(guò)濺射法形成用作阻擋 金屬16的Ti/TiN堆疊膜。隨后，視需要可在阻擋金屬16的上層上預(yù)先形成電極用晶種層 (化學(xué)鍍銅)。然后進(jìn)行銅電鍍工藝。值得注意的是，可以代替利用銅電鍍工藝來(lái)填充貫通 孔39的是，僅在貫通孔39的內(nèi)壁上形成鍍銅膜。如上所述制造出了固體攝像器件。根據(jù)第三實(shí)施例的固體攝像器件制造方法，能夠容易地形成濾色器層71和微透 鏡73，并且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件的第三基板37中形成將要設(shè)有貫通 連接部15的貫通孔39。因此，可提供能夠以低成本、高產(chǎn)量來(lái)進(jìn)行大量生產(chǎn)的緊湊型固體 攝像器件制造方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利 要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及改變。
權(quán)利要求
一種固體攝像器件，其包括第一基板，它包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和設(shè)置在光入射側(cè)上的布線部；透光性第二基板，它以指定間隔設(shè)置在所述第一基板的布線部側(cè)上；貫通孔，它設(shè)置在所述第一基板中；貫通連接部，它設(shè)置在所述貫通孔中；正面?zhèn)入姌O，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述第一基板的正面上；背面?zhèn)入姌O，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述第一基板的背面上；以及停止電極，它設(shè)置在所述正面?zhèn)入姌O上，并填充所述正面?zhèn)入姌O與所述第二基板之間的空間。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，還包括 濾色器層；微透鏡；以及覆蓋所述微透鏡的透光性保護(hù)層，并且所述濾色器層和所述微透鏡設(shè)置在所述第一基板的布線部的光入射側(cè)上。
3.—種固體攝像器件，其包括第一基板，它包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和設(shè)置在光入射側(cè)的相反側(cè)上 的布線部；透光性第二基板，它以指定間隔設(shè)置在所述第一基板的感光部側(cè)上； 第三基板，它隔著連接層設(shè)置在所述第一基板的布線部側(cè)上； 貫通孔，它設(shè)置在所述第三基板中； 貫通連接部，它設(shè)置在所述貫通孔中； 停止電極，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述連接層中； 正面?zhèn)入姌O，它設(shè)置在所述停止電極上； 開(kāi)口，它位于所述第一基板中并且延伸至所述正面?zhèn)入姌O；以及 背面?zhèn)入姌O，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述第三基板的背面上。
4.一種固體攝像器件制造方法，其包括如下步驟準(zhǔn)備第一基板，所述第一基板包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和設(shè)置在光入 射側(cè)上的布線部；在所述第一基板上形成正面?zhèn)入姌O；準(zhǔn)備透光性第二基板，使所述第二基板以指定間隔設(shè)置在所述第一基板的布線部側(cè)上；在所述第二基板的與所述第一基板相面對(duì)的表面上形成停止電極，所述停止電極用于 規(guī)定所述第一基板與所述第二基板之間的間隔，并且當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝在所述第一基 板中形成貫通孔時(shí)所述停止電極能起到停止層的作用；以由所述停止電極規(guī)定的所述間隔將所述第一基板與所述第二基板接合； 在所述第一基板中形成延伸至所述正面?zhèn)入姌O的貫通孔； 在所述貫通孔中形成與所述正面?zhèn)入姌O連接的貫通連接部；以及 在所述第一基板的背面上形成與所述貫通連接部連接的背面?zhèn)入姌O。
5.一種固體攝像器件制造方法，其包括如下步驟準(zhǔn)備第一基板，所述第一基板包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和設(shè)置在光入 射側(cè)上的布線部；在所述第一基板上形成正面?zhèn)入姌O；在所述第一基板的布線部的光入射側(cè)上形成濾色器層和微透鏡，然后形成覆蓋所述微 透鏡的透光性保護(hù)層；在所述正面?zhèn)入姌O上形成開(kāi)口；在所述正面?zhèn)入姌O上的所述開(kāi)口中形成停止電極，所述停止電極用于規(guī)定所述第一基 板與第二基板之間的間隔，并且當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝在所述第一基板中形成貫通孔時(shí)所 述停止電極能起到停止層的作用；以由所述停止電極規(guī)定的所述間隔將具有透光性的所述第二基板與所述第一基板接合；在所述第一基板中形成延伸至所述正面?zhèn)入姌O的貫通孔； 在所述貫通孔中形成與所述正面?zhèn)入姌O連接的貫通連接部；以及 在所述第一基板的背面上形成與所述貫通連接部連接的背面?zhèn)入姌O。
6.一種固體攝像器件制造方法，其包括如下步驟在被支撐基板支撐著的第一基板中形成用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部，并且在 所述第一基板上還形成布線部；在所述布線部上形成正面?zhèn)入姌O；在所述正面?zhèn)入姌O上形成停止電極，當(dāng)通過(guò)能量束加工工藝在第三基板中形成貫通孔 時(shí)所述停止電極能起到停止層的作用；隔著連接層將所述第三基板接合到所述第一基板的停止電極側(cè)上； 除去所述支撐基板，使所述第一基板露出； 在所述第一基板中形成延伸至所述正面?zhèn)入姌O的開(kāi)口 ； 以指定間隔將透光性第二基板與所述第一基板接合； 在所述第三基板中形成延伸至所述停止電極的貫通孔； 在所述貫通孔中形成與所述停止電極連接的貫通連接部；以及 在所述第三基板的背面上形成與所述貫通連接部連接的背面?zhèn)入姌O。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了固體攝像器件及固體攝像器件制造方法。該固體攝像器件包括第一基板，它包括用于對(duì)入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的感光部和設(shè)置在光入射側(cè)上的布線部；透光性第二基板，它以指定間隔設(shè)置在所述第一基板的布線部側(cè)上；貫通孔，它設(shè)置在所述第一基板中；貫通連接部，它設(shè)置在所述貫通孔中；正面?zhèn)入姌O，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述第一基板的正面上；背面?zhèn)入姌O，它與所述貫通連接部連接并設(shè)置在所述第一基板的背面上；以及停止電極，它設(shè)置在所述正面?zhèn)入姌O上，并填充所述正面?zhèn)入姌O與所述第二基板之間的空間。本發(fā)明能夠容易地形成濾色器層和微透鏡，且能夠通過(guò)能量束加工工藝在固體攝像器件的基板中形成將要設(shè)有貫通連接部的貫通孔。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101989609SQ20101023387
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者井上啟司, 佐佐木直人, 北村勇也, 吉岡浩, 吉原郁夫, 大塚洋一, 松谷弘康, 林利彥, 梅林拓, 金口時(shí)久, 長(zhǎng)田昌也, 青沼雅義, 高橋洋 申請(qǐng)人:索尼公司