專利名稱：在襯底的雙面制造器件的方法以及襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路芯片制造領(lǐng)域，尤其涉及一種在襯底的雙面制造器件的方法以及襯底。
背景技術(shù)：
·集成電路芯片制造是整個集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，芯片制造的前端工藝主要包括光刻、摻雜以及腐蝕等工藝，主要目的是在襯底表面制作出預(yù)先設(shè)計好的晶體管等器件，并制作出電學連線。隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片制造過程中常常需要在已經(jīng)有一定圖形或摻雜的硅片背面制作電路等器件結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)完成后，再對原正面的初始圖形進行工藝處理?，F(xiàn)有技術(shù)中通常是直接在背面制作電路等器件結(jié)構(gòu)，而在制作電路之前通常需要將襯底減薄，而減薄之后襯底將變得非常容易碎裂，從而影響到芯片的良率；并且在芯片的背面制作器件，以及背面制作完畢后重新在正面制作器件的過程中，容易造成另一邊的沾污，從而也會影響到產(chǎn)品良率。因此，的確需要一種能夠?qū)σr底產(chǎn)生沾污和碎裂的工藝方法，用以加工制造雙面都具有器件的襯底。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種在襯底的雙面制造器件的方法，能夠避免雙面制造器件的工藝中對襯底造成沾污和碎裂，從而可以用來加工制造雙面都具有器件的襯底。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種在襯底的雙面制造器件的方法，包括如下步驟提供器件襯底，所述器件襯底具有相對的第一表面和第二表面，且第一表面具有多個器件；提供第一支撐襯底，所述第一支撐襯底表面具有第一絕緣層；以第一絕緣層為中間層，將器件襯底的第一表面同第一支撐襯底鍵合；減薄器件襯底的第二表面；在器件襯底的暴露出的第二表面上制作器件；提供第二支撐襯底，所述第二支撐襯底表面具有第二絕緣層；以第二絕緣層為中間埋層，將器件襯底的第二表面同第二支撐襯底鍵合；去除第一支撐襯底和第一絕緣層?？蛇x的，所述器件襯底由重摻雜層和輕摻雜層組成，所述輕摻雜層包括器件襯底的第一表面，所述重摻雜層包括器件襯底的第二表面，所述器件制作在輕摻雜層中?？蛇x的，所述減薄器件襯底第二表面的步驟中，進一步包括通過選擇性腐蝕工藝去除重摻雜層的步驟?？蛇x的，在去除重摻雜層之后，進一步包括拋光暴露出的輕摻雜層的表面的步驟?？蛇x的，在去除第一支撐襯底和第一絕緣層之后，進一步包括在暴露出的器件襯底的第一表面上繼續(xù)制作器件的步驟。
可選的，所述器件襯底的材料是單晶硅?？蛇x的，所述第一絕緣層和第二絕緣層的材料選自于氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的任意一種。本發(fā)明進一步提供了一種采用上述方法制造的襯底，包括第二支撐襯底，所述第二支撐襯底表面的第二絕緣層以及第二絕緣層表面的器件層，所述器件層具有暴露的第一表面以及與第一表面對應(yīng)的第二表面，所述第一表面和第二表面上均具有多個器件。可選的，所述器件層的材料是單晶硅?？蛇x的，所述第二絕緣層的材料選自于氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的任意一種。本發(fā)明的優(yōu)點在于，在第二表面制作器件的工藝步驟中，由于之前采用了鍵合工藝將器件襯底已經(jīng)制作器件的第一表面保護起來，故不會對其造成影響，并且由于鍵合了第一支撐襯底作為支撐結(jié)構(gòu)，器件襯底能夠被允許盡量減薄而不必擔心碎裂等問題?！?br>
附圖I所示是本發(fā)明具體實施方式
的實施步驟示意圖。附圖2A至附圖21所示是本發(fā)明具體實施方式
的工藝示意圖。附圖3A至附圖3E所示是本發(fā)明一實施例的工藝示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的在襯底的雙面制造器件的方法以及襯底的具體實施方式
做詳細說明。附圖I所示是本具體實施方式
的實施步驟示意圖，包括步驟S100，提供器件襯底，所述器件襯底具有相對的第一表面和第二表面，且第一表面具有多個器件；步驟S110，提供第一支撐襯底，所述第一支撐襯底表面具有第一絕緣層；步驟S120，以第一絕緣層為中間層，將器件襯底的第一表面同第一支撐襯底鍵合；步驟S130，減薄器件襯底的第二表面；步驟S140，在器件襯底的暴露出的第二表面上制作器件；步驟S150，提供第二支撐襯底，所述第二支撐襯底表面具有第二絕緣層；步驟S160，以第二絕緣層為中間埋層，將器件襯底的第二表面同第二支撐襯底鍵合；步驟S170，去除支撐襯底和第一絕緣層；步驟S180，在暴露出的器件襯底的第一表面上繼續(xù)制作器件。附圖2A至附圖21所示是本具體實施方式
的工藝示意圖。附圖2A所示，參考步驟S100，提供器件襯底200，所述器件襯底200具有相對的第一表面和第二表面，且第一表面具有多個器件，本具體實施方式
以器件291和292表不。在本具體實施方式
中，所述器件襯底200由重摻雜層202和輕摻雜層201組成，所述輕摻雜層201包括器件襯底200的第一表面，所述重摻雜層202包括器件襯底200的第二表面，在輕摻雜層201中制作有多個器件。所述器件襯底200的材料可以是包括單晶硅在內(nèi)的任意一種，對于單晶硅襯底而言，所述輕摻雜和重摻雜可以采用硼離子。所述器件291和292可以是包括電容、電阻以及晶體管在內(nèi)的任意一種常見的半導(dǎo)體器件，本具體實施方式
以兩個器件作為示例，在其他的具體實施方式
中也可以包括更多或者更少數(shù)目的器件。附圖2B所示，參考步驟S102，提供第一支撐襯底210，所述第一支撐襯底210表面具有第一絕緣層211。由于第一支撐襯底210主要起到支撐作用，所以第一支撐襯底210的材料可以但不限于是單晶硅。所述第一絕緣層211的材料可以是選自于氧化硅、氮化硅和氮氧化娃的任意一種。附圖2C所示，參考步驟S120，以第一絕緣層211為中間層，將器件襯底200的第一表面同第一支撐襯底210鍵合。所述鍵合可以采用包括親水鍵合和疏水鍵合等常見工藝中的任意一種。附圖2D所示，參考步驟S130，減薄器件襯底200的第二表面。本具體實施方式
可以是通過選擇性腐蝕工藝去除重摻雜層202，并拋光暴露出的輕摻雜層201的表面。如果步驟SlOO中選取的不是帶有輕、重摻雜層的襯底，本步驟也可以是直接采用研磨工藝減薄器件襯底200至目標厚度，或者根據(jù)器件襯底200的結(jié)構(gòu)特點選擇不同的減薄工藝。附圖2E所示，參考步驟S140，在器件襯底200的暴露出的第二表面上制作器件， 本具體實施方式
以器件293表示。所述器件293可以是包括電容、電阻以及晶體管在內(nèi)的任意一種常見的半導(dǎo)體器件，也可以是透鏡或者增透膜等光電子領(lǐng)域或者微機械領(lǐng)域的器件。本步驟中，由于之前采用了鍵合工藝將器件襯底200已經(jīng)制作器件的第一表面保護起來，故不會對其造成影響，并且由于鍵合了第一支撐襯底210作為支撐結(jié)構(gòu)，器件襯底200能夠被允許盡量減薄而不必擔心碎裂等問題。繼續(xù)參考附圖2E所示，是本發(fā)明所述襯底的第一具體實施方式
的襯底結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一支撐襯底210，所述第一支撐襯底210表面的第一絕緣層211以及第一絕緣層211表面的器件襯底200(被減薄后也可以看作是器件層)，所述器件層具有暴露的第二表面以及與第二表面對應(yīng)的第一表面，所述第一表面和第二表面上均具有多個器件。由于第一表面是不暴露出來的,故第一表面上的器件291和292中需要做電學引出的金屬插柱(Via)通孔(未圖示)要做到足夠深，保證減薄器件襯底200能夠使其露出，以便后面的背面金屬接觸、PAD接線等工藝。對于包括輕摻雜層201與重摻雜層202的器件襯底200而言，金屬插柱通孔要貫穿器件襯底200的輕摻雜層201至輕摻雜層201與重摻雜層202的界面處，這樣在去除重摻雜層202后，可以使其暴露出。若后續(xù)仍需要在第一表面上制作器件，可以繼續(xù)實施如下的可選步驟。附圖2F所示，參考步驟S150，提供第二支撐襯底220，所述第二支撐襯底220表面具有第二絕緣層221。由于第二支撐襯底220主要起到支撐作用，所以第二支撐襯底220的材料可以但不限于是單晶硅。所述第二絕緣層221的材料可以是選自于氧化硅、氮化硅和氮氧化娃的任意一種。附圖2G所示，參考步驟S160，以第二絕緣層為221中間埋層，將器件襯底200的第二表面同第二支撐襯底220鍵合。所述鍵合可以采用包括親水鍵合和疏水鍵合等常見工藝中的任意一種。附圖2H所示，參考步驟S170，去除第一支撐襯底210和第一絕緣層211。去除的方法例如可以采用腐蝕或者研磨等。附圖21所示，參考步驟S180，在暴露出的器件襯底200的第一表面上繼續(xù)制作器件，本具體實施方式
以器件294表示。此步驟為可選步驟，如果后續(xù)工藝無需繼續(xù)制作器件，也可以直接在第一表面上鍍膜或者沉積以制作金屬布線層，以及進行封裝等后道工藝，以形成最終產(chǎn)品。繼續(xù)參考附圖2H (或21)所示，是本發(fā)明所述襯底的第二具體實施方式
的襯底結(jié)構(gòu)示意圖，包括第二支撐襯底220，所述第二支撐襯底220表面的第二絕緣層221以及第二絕緣層221表面的器件襯底200 (被減薄后也可以看作是器件層)，所述器件層具有暴露的第一表面以及與第一表面對應(yīng)的第二表面，所述第一表面和第二表面上均具有多個器件。與第一具體實施方式
不同的是，由于第二表面是不暴露出來的，故第二表面上的器件293中需要做電學引出的金屬插柱(Via)通孔(未圖示)要做到能夠到達器件襯底200和第一絕緣層211的界面處，保證去除第一支撐襯底210和第一絕緣層211后能夠使其露出，以便后面的背面金屬接觸、PAD接線等工藝。以下給出上述方法在背照式CMOS圖像傳感器上的一個實施例，附圖3A至附圖3E所示是本實施例的工藝示意圖。背照射式CMOS圖像傳感器工藝中，芯片工藝完成后，需要在Chip的背面進行摻雜、退火、硅通孔、透鏡、濾光鍍膜等工藝，可以應(yīng)用該工藝；
(O重摻襯底上外延輕摻器件層，并在上面制造晶體管、傳感器等單元；
(2)進行金屬布線，以及平坦化，其中部分金屬插柱(Via)通孔要到p++重摻襯底層，以便后面的背面金屬接觸、PAD接線；
(3)將平坦化的硅片和另一片鍵合片進行等離子體處理，然后進行300°C低溫鍵合；
(4)應(yīng)用旋轉(zhuǎn)腐蝕自停止技術(shù)，去掉器件片上的重摻層，只留下輕摻層及其下面的鍵合
片;
(5)進行光刻、離子注入、退火、膜沉積等工藝，形成摻雜區(qū)域、微透鏡、濾光膜，鈍化層，以及PAD接觸點等結(jié)構(gòu)。除此之外，本發(fā)明所述方法還可以用用在晶圓封裝中，低溫等離子體鍵合工藝和腐蝕自停止工藝可以保證待封裝的晶圓性能不會經(jīng)過高溫(低于400°C，優(yōu)化為300°C)和高應(yīng)力過程。還可以應(yīng)用于MEMS工藝、圖形化SOI制造等。尤其是BESOI晶圓制造中，采用該工藝可以制造多層SOI晶圓，而腐蝕自停止技術(shù)可以保證各層SOI良好的均勻性。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種在襯底的雙面制造器件的方法，其特征在于，包括如下步驟 提供器件襯底，所述器件襯底具有相對的第一表面和第二表面，且第一表面具有多個器件； 提供第一支撐襯底，所述第一支撐襯底表面具有第一絕緣層； 以第一絕緣層為中間層，將器件襯底的第一表面同第一支撐襯底鍵合； 減薄器件襯底的第二表面； 在器件襯底的暴露出的第二表面上制作器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述器件襯底由重摻雜層和輕摻雜層組成，所述輕摻雜層包括器件襯底的第一表面，所述重摻雜層包括器件襯底的第二表面，所述器件制作在輕摻雜層中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述減薄器件襯底第二表面的步驟中，進一步包括通過選擇性腐蝕工藝去除重摻雜層的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在去除重摻雜層之后，進一步包括拋光暴露出的輕摻雜層的表面的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進一步包括如下步驟 提供第二支撐襯底，所述第二支撐襯底表面具有第二絕緣層； 以第二絕緣層為中間埋層，將器件襯底的第二表面同第二支撐襯底鍵合； 去除第一支撐襯底和第一絕緣層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在去除第一支撐襯底和第一絕緣層之后，進一步包括在暴露出的器件襯底的第一表面上繼續(xù)制作器件的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一絕緣層和第二絕緣層的材料選自于氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述器件襯底的材料是單晶硅。
9.一種采用權(quán)利要求I所述方法制造的襯底，其特征在于，包括第一支撐襯底，所述第一支撐襯底表面的第一絕緣層以及第一絕緣層表面的器件層，所述器件層具有暴露的第二表面以及與第二表面對應(yīng)的第一表面，所述第一表面和第二表面上均具有多個器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的襯底，其特征在于，所述器件層的材料是單晶硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的襯底，其特征在于，所述第一絕緣層的材料選自于氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的任意一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的襯底，其特征在于，所述第一表面上的器件含有貫穿所述器件層的金屬插柱通孔。
13.一種采用權(quán)利要求5所述方法制造的襯底，其特征在于，包括第二支撐襯底，所述第二支撐襯底表面的第二絕緣層以及第二絕緣層表面的器件層，所述器件層具有暴露的第一表面以及與第一表面對應(yīng)的第二表面，所述第一表面和第二表面上均具有多個器件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的襯底，其特征在于，所述器件層的材料是單晶硅。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的襯底，其特征在于，所述第二絕緣層的材料選自于氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的任意一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的襯底，其特征在于，所述第二表面上的器件含有貫穿所述器件層的金屬插柱通孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在襯底的雙面制造器件的方法以及襯底。所述方法包括如下步驟提供器件襯底，所述器件襯底具有相對的第一表面和第二表面，且第一表面具有多個器件；提供第一支撐襯底，所述第一支撐襯底表面具有第一絕緣層；以第一絕緣層為中間層，將器件襯底的第一表面同第一支撐襯底鍵合；減薄器件襯底的第二表面；在器件襯底的暴露出的第二表面上制作器件。本發(fā)明的優(yōu)點在于，在第二表面制作器件的工藝步驟不會對第一表面造成影響，并且由于鍵合了第一支撐襯底作為支撐結(jié)構(gòu)而不必擔心碎裂問題。
文檔編號H01L21/768GK102842488SQ20121030390
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者張峰, 曹共柏, 鄭健, 楊云龍, 魏星, 王文宇, 馬乾志, 張苗 申請人:上海新傲科技股份有限公司