用于制造半导体装置的方法与流程

文档序号:16093201发布日期:2018-11-27 23:16阅读:165来源:国知局

本公开总体而言涉及半导体领域,具体而言,涉及用于制造半导体装置的方法。



背景技术:

在半导体装置的制造过程中,常常需要将两个或更多个晶片接合在一起以形成更为复杂的结构,例如在背照式图像传感器的制造过程中将晶片与载片接合在一起等等。在接合的过程中,容易对晶片的已经制作完成的部件造成损害,从而影响最终的成品率。因此,有必要对半导体装置的制造方法(尤其是用于进行晶片接合的方法)采取一定改进,以减少损害的发生从而提高半导体装置的质量和成品率。



技术实现要素:

本公开的一个目的是提供一种新颖的用于制造半导体装置的方法。

根据本公开的第一方面,提供了一种用于制造半导体装置的方法,该方法包括:提供第一晶片,所述第一晶片包括衬底以及形成在所述衬底上的部件;形成牺牲层,所述牺牲层覆盖所述部件的侧壁;形成隔离层,所述隔离层覆盖所述部件的顶表面和所述牺牲层;将所述第一晶片经由所述隔离层接合到第二晶片上;对所述衬底的远离所述第二晶片表面进行机械抛光处理,使得所述隔离层的远离所述第二晶片的底部露出;以及去除覆盖所述牺牲层的所述隔离层,以及去除所述牺牲层。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例,并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本公开,其中:

图1示出了根据本公开的示例性实施例的半导体装置的制造方法10的流程图;

图2A-2H示出了根据本公开的示例性实施例的半导体装置制造方法10的一个具体示例的各个步骤处的装置截面示意图。

注意,在以下说明的实施方式中,有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分,而省略其重复说明。在本说明书中,使用相似的标号和字母表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解,在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此,所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

在现有的半导体装置的制造过程中,常常需要将两个或更多个晶片接合起来,并且相应的接合可以在晶片中的功能性结构已经制造完成之后再进行。以背照式图像传感器为例,可以首先在晶片上制造用于实现图像感测功能的结构性部件,之后再将该晶片与载片进行接合。

本申请的发明人发现,在上述晶片的接合过程中,通常需要在彼此接合的晶片之间设置相应的隔离层,而由于接合在晶片的功能性结构制造完成之后进行,隔离层的施加和/或去除所需要的处理可能会对晶片已有的功能性结构造成损害。例如,在将晶片与载片接合之后,可以去除在彼此接合的晶片的接合部位以外的隔离层,而该去除过程可能会引起晶片的剥离(peeling)或底切(undercut)等缺陷,从而影响整个晶片乃至半导体装置的质量。

对此,本申请的发明人希望通过改进用于制造半导体装置的方法来避免可能发生的损害,从而实现更高质量的半导体装置并且提高成品率。

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说,本文中的用于制造半导体装置的方法是以示例性的方式示出,来说明本公开中的方法的不同实施例。然而,本领域的技术人员将会理解,它们仅仅说明可以用来实施本发明的示例性方式,而不是穷尽的方式。此外,附图不必按比例绘制,一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

图1示出了根据本公开的示例性实施例的半导体装置的制造方法10的流程图。

具体而言,如图1所示,用于制造半导体装置的方法10包括:提供第一晶片,该第一晶片包括衬底以及形成在衬底上的部件(步骤12)。

在一些实施方式中,半导体装置可以是图像传感器,包括但不限于背照式图像传感器。

注意,此处的术语“晶片”并不意指规定制式的“晶圆”,而是涵盖半导体领域中用于制作半导体装置或者已经有半导体装置的功能性结构形成在其中的晶片、底片、基板等等概念。在一些实施例中,晶片可以是切割之前的晶片,而在另一些实施例中,晶片可以是切割之后的晶片(也称为管芯)。

在一些实施例中,衬底包括但不限于半导体衬底,其可以包括一元半导体材料(诸如,硅或锗等)或化合物半导体材料(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟)或其组合。对于衬底没有特别的限制,只要其适于在其中形成用于实现相应功能的部件即可。

尽管在上述对于晶片的描述中,晶片包括衬底以及形成在衬底上的部件两部分,但是本领域的技术人员将理解,衬底和形成在衬底上的部件可以彼此独立的存在,也可以作为一个整体而存在。在一些实施例中,部件可以部分地形成在衬底中,例如,首先通过在衬底中进行离子注入、蚀刻等处理来形成部件的一部分,然后通过在衬底上形成其它结构来形成部件的其他部分。在另一些实施例中,部件可以是衬底的一部分,例如,首先在衬底中形成功能性的结构,然后对衬底中没有形成功能性结构的部分进行减薄处理从而使得功能性的结构成为高于衬底的部件。本领域的技术人员将理解,对于衬底和部件并没有特别的限制,只要部件形成为高于衬底即可。

在一些实施例中,衬底的在平行于衬底表面的平面中的尺寸可以大于或等于部件的在相应平面中的尺寸。优选地,衬底的尺寸大于部件的尺寸,使得衬底的边缘部分在部件外围露出。

在一些实施例中,部件可以包括一个或多个堆叠的功能性层。例如,部件可以包括形成在衬底上的多个金属布线层以及形成在金属布线层之间的层间绝缘层。本领域的技术人员将理解,本公开中的部件并不意指特定形状、数量或者形式的结构,而是可以包括任意数量、任意形状和/或任意形式的结构。

继续参考图1,半导体装置的制造方法10还包括:形成牺牲层,该牺牲层覆盖部件的侧壁(步骤14)。

在一些实施例中,在衬底的尺寸大于部件的尺寸从而使得衬底的边缘部分在部件的外围露出的情况下,牺牲层还可以覆盖衬底的露出部分的上表面。

在一些实施例中,形成牺牲层的方法可以包括:形成覆盖部件的顶表面和侧壁的牺牲材料层;以及,去除牺牲材料层的在部件的顶表面正上方的部分,从而形成牺牲层。在一些实施例中,去除牺牲材料层的在部件的顶表面正上方的部分可以通过施加光刻以及蚀刻等处理来完成。具体而言,可以包括如下步骤:首先可以在牺牲材料层的顶表面上施加光致抗蚀剂层;接着可以通过掩模板对光致抗蚀剂进行显影处理从而实现光致抗蚀剂层的图案化,这使得牺牲材料层的在部件正上方的部分通过光致抗蚀剂层露出;然后可以通过蚀刻处理去除在部件正上方的牺牲材料层的部分从而形成牺牲层,最后去除剩余的光致抗蚀剂层。

在一些实施例中,牺牲层的顶部可以高于部件的上表面。具体而言,在垂直于衬底的表面的方向上,覆盖部件的侧壁的牺牲层高于侧壁。

继续参考图1,半导体装置的制造方法10还包括:形成隔离层,该隔离层覆盖部件的顶表面和牺牲层(步骤16)。

在一些实施例中,隔离层可以覆盖第一晶片的整个上表面。优选地,在第一晶片的功能性结构完成之后(例如在部件形成以后),可以使用隔离层覆盖第一晶片的整个上表面以对所形成的功能性结构(例如部件)进行隔离保护。

在一些实施例中,隔离层可以包括一层或多层,并且所述一层或多层可以包括氧化物层,例如氧化硅层。

在一些实施例中,牺牲层的厚度可以大于隔离层的厚度,使得能够有效的将部件的侧壁与隔离层分隔开来。在一些实施例中,牺牲层与部件的侧壁的接合可以比与隔离层的接合更牢固,具体而言,因为隔离层要起到隔离和保护的作用,所以其材料的选择在一定程度上受到限制,而牺牲层的材料的选择相对比较灵活,因而可以选择牺牲层的材料以使得侧壁与牺牲层接合的更为牢固。在优选的实施例中,衬底可以是硅衬底,牺牲层可以是多晶硅。在一些实施例中,隔离层与牺牲层的蚀刻选择比可以大于1,优选地,隔离层与牺牲层的蚀刻选择比可以大于5或10。如稍后将详细描述的,牺牲层的设置使得第一晶片(例如部件和衬底)在后续的处理中免于受到损伤。

在一些实施例中,在形成隔离层之后,对隔离层进行机械抛光以使得牺牲层的顶部从隔离层的上表面露出,在这种情况下,隔离层被牺牲层分隔为不连接的两部分,即在部件正上方的部分和其它部分,这样能够在稍后的去除隔离层的覆盖牺牲层的部分的步骤中防止在保留的隔离层中形成底切缺陷,如稍后将详细描述的。

继续参考图1,半导体装置的制造方法10还包括:将第一晶片经由隔离层接合到第二晶片上(步骤18)。具体而言,可以将第一晶片倒置,然后将第一晶片通过覆盖第一晶片的部件的顶表面隔离层与第二晶片接合。

在一些实施例中,第二晶片可以是载片,其并不具备其他功能性的结构。在一个实施例中,作为载片的第二晶片可以仅在半导体装置的制造过程中的某些加工步骤中起到辅助的作用,并且可以在加工步骤完成后被去除。在另一些实施例中,第二晶片可以形成有功能性结构。在一个实施例中,在将第一晶片与具有功能性结构的第二晶片接合以后,还可以继续进行将第一晶片和第二晶片电连接在一起的其他处理,例如形成穿过绝缘层串联第一晶片和第二晶片的通孔和通孔中的电连接等等。

在一些实施例中,第一晶片和第二晶片的尺寸并不受限制,第一晶片的尺寸可以小于、等于或大于第二晶片的尺寸。

在一些实施例中,接合的过程可以包括退火处理,在退火处理这一步骤中,隔离层也能对部件起到保护作用。

继续参考图1,半导体装置的制造方法10还包括:对衬底的远离第二晶片的表面进行机械抛光处理,使得隔离层的远离第二晶片的底部露出(步骤20)。

在一些实施例中,对衬底的远离第二晶片的表面进行机械抛光处理包括通过化学机械抛光减薄衬底。例如,在制造背照式图像传感器的过程中,在将形成有用于进行图像感测的部件的晶片与载片进行接合以后,可以减薄晶片衬底的厚度以提高光线透过率。

在对衬底的远离第二晶片的表面进行机械抛光处理的过程中,由于隔离层与衬底和/或牺牲层的材料的硬度不一致,部件侧壁上的隔离层可能会发生剥离。在不设置牺牲层的情况下,隔离层与部件的侧壁直接接触,隔离层的这种剥离可能会对第一晶片的部件和/或衬底造成损害。而在存在牺牲层的情况下,即便牺牲层上的隔离层发生剥离,也不会对第一晶片的部件造成影响,因此有效提高的所制造的半导体装置的质量和成品率。

如前所述,在一些实施例中,牺牲层的厚度远大于隔离层的厚度从而将部件的侧壁与隔离层分隔开来,因此即便化学机械抛光会引起剥离,剥离也只会发生在牺牲层处而不会损伤部件。在一些实施例中,牺牲层与部件的侧壁的接合可以比与隔离层的接合更牢固,因此在化学机械抛光的过程中,即便出现剥离的问题,剥离也会发生在牺牲层与隔离层之间的界面处而不会发生在牺牲层与部件的侧壁额界面处。

继续参考图1,半导体装置的制造方法10还包括:去除隔离层的覆盖牺牲层的部分(步骤22)。

在一些实施例中,可以通过干法蚀刻或者湿法蚀刻来去除隔离层的覆盖牺牲层的部分。在优选的实施例中,可以使用缓冲氧化物蚀刻液(BOE,例如由氢氟酸或氟化铵与水混合而成)或氢氟酸(HF)进行湿法蚀刻来去除隔离层的覆盖牺牲层的部分。本领域的技术人员均理解,去除隔离层的覆盖牺牲层的部分的处理不受任何特定限制,只要其能够去除隔离层的覆盖牺牲层的部分而保留在第一晶片和第二晶片之间的牺牲层即可。如前所述,在一些实施例中,隔离层与牺牲层的蚀刻选择比可以大于1,优选地,隔离层与牺牲层的蚀刻选择比可以大于5或10,从而有利于去除隔离层的覆盖牺牲层的部分而保留在第一晶片和第二晶片之间的牺牲层。

在不设置牺牲层的情况下,设置在第一晶片与第二晶片之间的隔离层与覆盖部件侧壁的隔离层连接在一起,因此在去除覆盖部件的侧壁的隔离层时,容易在第一晶片和第二晶片间的隔离层的部分与覆盖部件侧壁的隔离层的部分的连接处引起底切。而在设置了牺牲层的情况下,牺牲层形成在第一晶片和第二晶片间的隔离层的部分与覆盖牺牲层(覆盖部件侧壁)的隔离层的部分之间,因此可以有效地避免底切的发生,提高所制造的半导体装置的质量。如前所述,在一些实施例中,在形成隔离层之后,对隔离层进行抛光以使得牺牲层的顶部从隔离层的上表面露出,从而使得隔离层被牺牲层分隔为不连接的两部分,即在部件正上方的部分和其它部分,这样能够在去除隔离层的覆盖牺牲层的部分的步骤中更为彻底地防止在保留的隔离层(即第一晶片与第二晶片间的隔离层)中形成底切缺陷,从而改善半导体装置的质量。

再次参考图1,半导体装置的制造方法10还包括:去除牺牲层(步骤24)。

在一些实施例中,可以通过干法蚀刻或者湿法蚀刻来去除牺牲层。在优选的实施例中,在牺牲层为多晶硅的情况下,可以使用氢氧化铵(NH4OH)来去除牺牲层。本领域的技术人员均理解,去除牺牲层的处理不受任何特定限制,只要其能够去除牺牲层而不伤害部件即可。如前所述,由于对于牺牲层的材料的选择比较灵活,可以选择与部件和/或衬底的蚀刻选择比较高的材料来形成牺牲层。

图2A-2H示出了根据本公开的示例性实施例的图1中所示的半导体装置制造方法10的一个具体示例的各个步骤处的装置截面示意图。

请注意,这个示例并不意图构成对本发明的限制。上面结合图1所描述的内容也可以适用于对应的特征。

如图2A所示,提供有第一晶片100,该第一晶片100包括衬底102以及形成在衬底102上的部件104。

在一些实施方式中,半导体装置可以是图像传感器,包括但不限于背照式图像传感器。

注意,此处的术语“晶片”并不意指规定制式的“晶圆”,而是涵盖半导体领域中用于制作半导体装置或者已经有半导体装置的功能性结构形成在其中的晶片、底片、基板等等概念。在一些实施例中,晶片可以是切割之前的晶片,而在另一些实施例中,晶片可以是切割之后的晶片(也称为管芯)。

在一些实施例中,衬底102包括但不限于半导体衬底,其可以包括一元半导体材料(诸如,硅或锗等)或化合物半导体材料(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟)或其组合。对于衬底没有特别的限制,只要其适于在其中形成用于实现相应功能的部件104即可。

尽管在上述对于晶片的描述中,晶片包括衬底102以及形成在衬底102上的部件104这两部分,但是本领域的技术人员将理解,衬底102和形成在衬底102上的部件104可以彼此独立的存在,也可以作为一个整体而存在。在一些实施例中,部件104可以部分地形成在半导体衬底102中,例如,通过在衬底102中进行离子注入、蚀刻等处理来形成部件104的一部分,然后通过在衬底102上形成其它结构来形成部件104的其他部分。在另一些实施例中,部件104可以是衬底102的一部分,例如,首先在衬底102中形成功能性的结构,然后对衬底102中没有形成功能性结构的部分进行减薄处理从而使得功能性的结构成为高于衬底102的部件104。本领域的技术人员将理解,对于衬底102和部件104并没有特别的限制,只要部件104形成为高于衬底102即可。

尽管如图2A所示,衬底102的尺寸大于部件104的尺寸,使得衬底102的边缘部分在部件104外围露出,但是本领域技术人员均理解,衬底102的在平行于衬底102的表面的平面中的尺寸可以大于或等于部件104的在相应平面中的尺寸。

在一些实施例中,部件104可以包括一个或多个堆叠的功能性层。例如,部件104可以包括形成在衬底102上的多个金属布线层以及形成在金属布线层之间的层间绝缘层。本领域的技术人员将理解,本公开中的部件104并不意指特定形状、数量或者形式的结构,而是可以包括任意数量、任意形状和/或任意形式的结构。

继续参考图2A,形成覆盖部件104的顶表面和侧壁的牺牲材料层112。

在一些实施例中,在衬底102的尺寸大于部件104的尺寸从而使得衬底102的边缘部分露出的情况下,牺牲材料层112还可以覆盖衬底102的露出部分的上表面。

接下来,如图2B所示,去除牺牲材料层112的在部件104的顶表面正上方的部分,从而形成牺牲层110。通过图2A和图2B中所示的步骤,形成了牺牲层110,该牺牲层110覆盖部件104的侧壁。

在一些实施例中,在衬底102的尺寸大于部件104的尺寸从而使得衬底102的边缘部分露出的情况下,牺牲层110还可以覆盖衬底102的露出部分的上表面。

在一些实施例中,去除牺牲材料层112的在部件104的顶表面正上方的部分可以通过光刻以及蚀刻等步骤来完成。具体而言,可以包括如下步骤:首先可以在牺牲材料层112的顶表面上施加光致抗蚀剂层,接着可以通过掩模板对光致抗蚀剂进行显影处理从而实现光致抗蚀剂的图案化,以使得牺牲材料层112的在部件104正上方的表面通过光致抗蚀剂层露出,然后可以通过蚀刻处理去除在部件104正上方的牺牲材料层112的部分从而形成牺牲层110,最后去除剩余的光致抗蚀剂层。

在一些实施例中,如图2B所示,牺牲层110的顶部可以高于部件104的上表面。具体而言,在垂直于衬底102的表面的方向上,覆盖部件104的侧壁的牺牲层110高于部件104的侧壁。

接下来,如图2C所示,形成隔离层120,该隔离层120覆盖部件104的顶表面和牺牲层110。

在一些实施例中,隔离层120可以覆盖第一晶片100的整个上表面。优选地,在对第一晶片100的功能性结构完成之后(例如在部件104形成以后),可以使用隔离层120覆盖第一晶片100的整个上表面以对所形成的功能性结构(例如部件104)进行隔离保护。

在一些实施例中,隔离层120可以包括一层或多层,并且所述一层或多层可以包括氧化物层,例如氧化硅层。

在一些实施例中,牺牲层110的厚度可以大于隔离层120的厚度,使得能够有效的将部件104的侧壁与侧壁上的隔离层120分隔开来。在一些实施例中,牺牲层110与部件104的侧壁的接合可以比与隔离层120的接合更牢固,具体而言,因为隔离层120要起到隔离和保护的作用,所以其材料在一定程度上受到限制,而牺牲层110的材料的选择相对比较灵活,因而可以选择牺牲层110的材料以使得侧壁与牺牲层110接合的更为牢固。在优选的实施例中,衬底102可以是硅衬底102,牺牲层110可以是多晶硅。在一些实施例中,隔离层120与牺牲层110的蚀刻选择比可以大于1,优选地,隔离层120与牺牲层110的蚀刻选择比可以大于5或10。如稍后将详细描述的,牺牲层110的设置使得第一晶片100(例如部件104和衬底102)在后续的处理中免于受到损伤。

接下来,如图2D所示,在形成隔离层120之后,可以对隔离层120进行机械抛光以使得牺牲层110的顶部从隔离层120的上表面露出。在这种情况下,隔离层120被牺牲层110分隔为不连接的两部分,即在部件104正上方的部分和其它部分,这使得能够在稍后的去除隔离层120的覆盖牺牲层110的部分的步骤中防止在保留的隔离层120中形成底切缺陷,如稍后将详细描述的。

接下来,如图2E所示,将第一晶片100经由隔离层120接合到第二晶片200上。具体而言,可以将第一晶片100倒置,然后将第一晶片100通过覆盖第一晶片100的部件104的顶表面的隔离层120与第二晶片200接合。

在一些实施例中,第二晶片200可以是载片,其并不具备其他功能性的结构。在一个实施例中,作为载片的第二晶片200可以仅在半导体装置的制造过程中的某些加工步骤中起到辅助的作用,并且可以在加工步骤完成后被去除。在另一些实施例中,第二晶片200可以形成有功能性结构。在一个实施例中,在将第一晶片100与具有功能性结构的第二晶片200接合以后,还可以继续进行将第一晶片100和第二晶片200电连接在一起的其他处理,例如形成穿过绝缘层串联第一晶片100和第二晶片200的通孔和通孔中的电连接等等。

在一些实施例中,接合的过程可以包括退火处理,在退火处理这一步骤中,隔离层120也能对部件104起到保护作用。

尽管图2E中示出的第一晶片100和第二晶片200尺寸大致相等,但是本领域技术人员将理解,第一晶片100和第二晶片200的尺寸并不受限制,而是可以更具需要任意设置。在一些实施例中,第一晶片100的尺寸可以小于、等于或大于第二晶片200的尺寸。

接下来,如图2F所示,对衬底102的远离第二晶片200的表面进行机械抛光处理,使得隔离层120的远离第二晶片200的底部露出。

尽管图2F中示出的第一晶片100的衬底102被完全去掉,但是本领域技术人员将理解,抛光处理可能只去除了衬底102的部分。例如,在衬底102的在平行于衬底102的表面的平面中的尺寸等于部件104的在相应平面中的尺寸的情况下,去掉衬底102的部分就可以使得隔离层120的远离第二晶片200的底部露出。

在一些实施例中,对衬底102的远离第二晶片200的表面进行机械抛光处理包括通过化学机械抛光减薄衬底102。例如,在制造背照式图像传感器的过程中,在将形成有用于进行图像感测的部件的晶片与载片进行接合以后,可以减薄晶片衬底的厚度以提高光线透过率。

在对衬底102的远离第二晶片200的表面进行机械抛光处理的过程中,由于隔离层120与衬底102和/或牺牲层110的材料的硬度不一致,部件104侧壁上的隔离层120可能会发生剥离。在不设置牺牲层110的情况下,隔离层120与部件104的侧壁直接接触,隔离层120的这种剥离可能会对第一晶片100的部件104和/或衬底102造成损害。而在存在牺牲层110的情况下,即便牺牲层110上的隔离层120发生剥离,也不会对第一晶片100的部件104造成影响,因此有效提高的所制造的半导体装置的质量和成品率。

图2F中示出了经过机械抛光处理之后的牺牲层110和隔离层120的具体形状,其中覆盖牺牲层110的隔离层120的尺寸大于牺牲层的尺寸,但本领域技术人员均理解,由于机械抛光处理对牺牲层110和隔离层120的影响,两者也可能呈现其他状态,不过牺牲层110能够保证部件104的侧壁完整而不受损害。例如覆盖牺牲层110的隔离层120可能发生了剥离从而使得牺牲层110的部分露出,或者牺牲层110因为隔离层120的剥离而脱落了部分,但其覆盖部件104的侧壁的部分仍然完好,等等

如前所述,在一些实施例中,牺牲层110的厚度远大于隔离层120的厚度从而将部件104的侧壁与隔离层120分隔开来,因此即便化学机械抛光会引起剥离,剥离也只会发生在牺牲层110处而不会损伤部件104。在一些实施例中,牺牲层110与部件104的侧壁的接合可以比与隔离层120的接合更牢固,因此在化学机械抛光的过程中,即便出现剥离的问题,剥离也会发生在牺牲层110与隔离层120之间的界面处而不会发生在牺牲层110与部件104的侧壁额界面处。

接下来,如图2G所示,去除隔离层120的覆盖牺牲层110的部分。

在一些实施例中,可以通过干法蚀刻或者湿法蚀刻来去除隔离层120的覆盖牺牲层110的部分。在优选的实施例中,可以使用缓冲氧化物蚀刻液(BOE,例如由氢氟酸或氟化铵与水混合而成)或氢氟酸(HF)进行湿法刻蚀来去除隔离层120的覆盖牺牲层110的部分。本领域的技术人员均理解,去除隔离层120的覆盖牺牲层110的部分的处理不受任何特定限制,只要其能够去除隔离层120的覆盖牺牲层110的部分而保留在第一晶片100与第二晶片200之间的牺牲层110即可。如前所述,在一些实施例中,隔离层120与牺牲层110的蚀刻选择比可以大于1,优选地,隔离层120与牺牲层110的蚀刻选择比可以大于5或10,从而有利于去除隔离层120的覆盖牺牲层110的部分而保留在第一晶片100与第二晶片200之间的牺牲层110即可。

在不设置牺牲层110的情况下,设置在第一晶片100与第二晶片200之间的隔离层120与覆盖部件104侧壁的隔离层120连接在一起,因此在去除隔离层120的覆盖部件104的侧壁的部分时,容易在第一晶片100与第二晶片200间的隔离层120的部分的与覆盖部件104的侧壁的隔离层120的部分的连接处引起底切。而在设置了牺牲层110的情况下,牺牲层110形成在第一晶片100与第二晶片200间的隔离层120的部分与覆盖牺牲层110(覆盖部件104的侧壁)的隔离层120的部分之间,因此可以有效地避免底切的发生,提高所制造的半导体装置的质量。如前所述,在一些实施例中,在形成隔离层120之后,对隔离层120进行抛光以使得牺牲层110的顶部从隔离层120的上表面露出,从而使得隔离层120被牺牲层110分隔为不连接的两部分,即在部件104正上方的部分和其它部分,这样能够除隔离层120的覆盖部件104的侧壁的部分的步骤中更为彻底地防止在第一晶片100与第二晶片200间保留的隔离层120的部分中形成底切缺陷,从而提高半导体装置的质量。

接下来,如图2H所示,去除牺牲层110。

在一些实施例中,可以通过干法蚀刻或者湿法蚀刻来去除牺牲层110。在优选的实施例中,在牺牲层110为多晶硅的情况下,可以使用氢氧化铵(NH4OH)来去除牺牲层110。本领域的技术人员均理解,去除牺牲层110的处理不受任何特定限制,只要其能够去除牺牲层110而不伤害部件104即可。如前所述,由于对于牺牲层110的材料的选择比较灵活,可以选择与部件104和/或衬底102的蚀刻选择比较高的材料来形成牺牲层110。

另外,本公开的实施方式还可以包括以下示例:

1、一种用于制造半导体装置的方法,包括:提供第一晶片,所述第一晶片包括衬底以及形成在所述衬底上的部件;形成牺牲层,所述牺牲层覆盖所述部件的侧壁;形成隔离层,所述隔离层覆盖所述部件的顶表面和所述牺牲层;将所述第一晶片经由所述隔离层接合到第二晶片上;对所述衬底的远离所述第二晶片的表面进行机械抛光处理,使得所述隔离层的远离所述第二晶片的底部露出;以及去除所述隔离层的覆盖所述牺牲层的部分,以及去除所述牺牲层。

2、根据1所述的方法,其中,形成牺牲层包括:形成覆盖所述部件的顶表面和侧壁的牺牲材料层;以及去除所述牺牲材料层的在所述部件的顶表面正上方的部分,从而形成所述牺牲层。

3、根据2所述的方法,其中,所述牺牲层的顶部部分高于所述部件的上表面。

4、根据3所述方法,其中,在形成所述隔离层之后,对所述隔离层进行机械抛光以使得所述牺牲层的顶部部分从所述隔离层的上表面露出。

5、根据1所述的方法,其中,所述牺牲层的厚度大于所述隔离层的厚度。

6、根据1所述的方法,其中,所述牺牲层与所述部件的侧壁的接合比与所述隔离层的接合更牢固。

7、根据1所述的方法,其中,所述隔离层与所述牺牲层的蚀刻选择比大于1。

8、根据1所述的方法,其中,所述牺牲层包括多晶硅。

9、根据1所述的方法,其中,对所述衬底的远离所述第二晶片的表面进行机械抛光处理包括通过化学机械抛光减薄所述衬底。

10、根据1所述的方法,其中,所述隔离层包括一层或多层,并且所述一层或多层包括氧化物层。

11、根据1所述的方法,其中,所述部件包括一个或多个堆叠的功能性层。

12、根据1所述的方法,其中,所述第二晶片是载片。

13、根据1所述的方法,其中,所述第二晶片形成有功能性结构。

14、根据1所述的方法,其中,所述半导体装置是背照式图像传感器,所述第一晶片是用于进行图像感测的晶片,所述第二晶片是载片。

在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等,如果存在的话,用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解,这样使用的词语在适当的情况下是可互换的,使得在此所描述的本公开的实施例,例如,能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。

如在此所使用的,词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”,而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且,本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的,词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

上述描述可以指示被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的,除非另外明确说明,“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地,除非另外明确说明,“耦合”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用,即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说,“耦合”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结,包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外,仅仅为了参考的目的,还可以在下面描述中使用某种术语,并且因而并非意图限定。例如,除非上下文明确指出,否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解,“包括/包含”一词在本文中使用时,说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件,但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中,术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式,因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到,在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作,单个操作可以分布于附加的操作中,并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且,另选的实施例可以包括特定操作的多个实例,并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是,其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此,本说明书和附图应当被看作是说明性的,而非限制性的。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合,而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解,可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1