[0418]应当注意的是，凹槽641可以首先被形成开口，然后可以对具有不同深度的各连接孔单独地执行图案化和开口形成处理。
[0419]这里，凹槽641被形成为具有大约0.15μπι至3μπι的深度和大约0.3μπι至ΙΟμπι的宽度。此外，凹槽641的间距(S卩，在该图的水平方向上的相邻凹槽641之间的距离)被设置成0.6μπι以上。
[0420]此外，连接孔642和643被形成为具有大约0.2μπι至5μπι的深度和0.Ιμπι至3μπι的宽度。连接孔644被形成为具有大约0.6μηι至ΙΟμπι的深度和0.Ιμπι至3μηι的宽度。此外，尽管在该图中示出了一个连接孔644，但是多个连接孔644是可能的。
[0421]此外，在一个示例中，凹槽641的干式蚀刻处理的干燥条件被设置成:温度是室温；压强是50mTorr至150mTorr;源功率是500W至3000W;八氟环戊烯(C5F8)、氩气(Ar)和氧气
(O2)的气体流量比是C5F8: Ar:02 = 6:1:1;并且基板偏置是500W至2000W。
[0422]此外，在一个示例中，连接孔642至连接孔644的处理条件被设置成:温度是室温；压强是50mTorr至10mTorr;源功率是1000W至2000W;八氟环丁烷(C4F8)、氩气(Ar)和氧气
(O2)的气体流量比是C4F8: Ar:02 = 9:1:1;并且基板偏置是50W至300W。
[0423]这里，假定蚀刻在位于焊盘421的上层中的没有图示的阻挡绝缘膜的中间或在布线645或焊盘521的没有图示的阻挡绝缘膜中被执行直到具有全部深度的连接孔被形成开口，并且在最后一个连接孔的处理之后，用于全部连接孔的阻挡绝缘膜被破坏。
[0424]用于破坏阻挡绝缘膜的优选条件被设置成:例如，压强为50mTOrr至200mTOrr;源功率为300W至2000W ；八氟环丁烷(C4F8)、氩气(Ar)和氧气(O2)的气体流量比是C4F8: Ar12 =1:2:20；并且基板偏置是100W至2000W。
[0425]然后，如箭头Q179所示，镀Cu膜被形成为已经形成开口的凹槽641和连接孔642至连接孔644中的具有大约0.5μπι至3μπι的厚度的金属膜646。
[0426]此外，尽管没有图示，但是阻挡金属膜或Cu片膜被布置于层间绝缘膜614与金属膜646之间。然后，使用例如CMP方法从上层除去不必要的镀Cu膜以及阻挡金属膜和层间绝缘膜614的一部分，且因此该层变得平坦化。层间绝缘膜614被除去直至具有大约0.05μπι至0.5Mi的厚度。
[0427]因此，例如，形成了接合用Cu焊盘522和通孔523。
[0428]通过以上步骤，上侧基板21被制造出来。
[0429]然后，如图38所示，使构成上侧基板21的Si基板31的Si减薄，并且执行上侧基板21和下侧基板22的Cu-Cu接合。
[0430]因此，由Al等形成的金属焊盘和接合用Cu焊盘被电连接。此外，上侧基板21中的焊盘521和下侧基板22中的焊盘524通过通孔523、焊盘522、焊盘525和通孔526而被电连接。
[0431]应当注意的是，在上侧基板21和下侧基板22被接合之后，充当引线接合用焊盘421的下层的区域具有如上所述在引线接合时用来稳固地保护接合表面的结构。换言之，作为用来保护焊盘421的Cu焊盘，例如，具有参照图2所说明的形状的焊盘被设置于焊盘421的所述下层中。
[0432]然后，形成开口 0P61，或设置片上透镜33和彩色滤光片34，且因此形成了半导体装置 511。
[0433]如上所述，在过去，上侧、下侧基板是使用例如TSV而被电连接的，因此引线必须从TSV绕到焊盘，这导致了 TSV必须被放在芯片的拐角处的这一限制。
[0434]另一方面，根据半导体装置511，通过形成在例如Cu焊盘521与诸如紧邻地位于Al焊盘下面的接合用Cu焊盘522等焊盘之间的通孔523等，上侧基板21和下侧基板22这两个基板能够被电接合。因此，缠绕用的引线是不必要的，并且不会强加对芯片布局的约束。
[0435]此外，在不将除了引线接合用焊盘421以外的Al焊盘设置为接合用Cu焊盘的连接目标的情况下，通过使该Cu焊盘与位于Si基板31侧的布线层中的Cu布线(焊盘)连接，能够实现在设计方面比Al焊盘更先进的Cu焊盘的窄间距。因此，预期可以实现比第九实施例更先进的小型化、更低功耗等的芯片(半导体装置511)。
[0436]固体摄像器件的构造示例
[0437]本技术能够进一步被应用于各种各样的半导体装置，例如，其中逻辑电路被设置于上侧基板21中且存储器被设置于下侧基板22中的芯片、或者其中片上透镜33和光电二极管被设置于上侧基板21中且布线被设置于下侧基板22中的固体摄像器件。
[0438]图39是示出了应用了本技术的固体摄像器件的构造示例的图。
[0439]固体摄像器件901是由例如CMOS图像传感器构成的背照射型图像传感器，接收来自被摄对象的光而用于光电转换，生成图像信号，且因此拍摄图像。
[0440]应当注意的是，背照射型图像传感器是通过设置如下光电二极管而被构造出来的图像传感器:该光电二极管在光接收表面(即，使光集中的片上透镜)与设置有布线(例如，驱动像素的晶体管)的布线层之间接收来自被摄对象的光，来自该被摄对象的光入射到该光接收表面上。
[0441 ]固体摄像器件901包括像素阵列部911、垂直驱动部912、列处理部913、水平驱动部914、系统控制部915、像素驱动线916、垂直信号线917、信号处理部918和数据存储部919。
[0442]在固体摄像器件901中，像素阵列部911被形成于没有图示的半导体基板(芯片)上，并且垂直驱动部912至系统控制部915进一步被整合在该半导体基板上。例如，假定形成有像素阵列部911的半导体基板是具有上侧基板21和下侧基板22等的半导体装置。
[0443]像素阵列部911是由像素构成的，各像素具有作为光电转换单元的光电二极管，该光电二极管生成且积累取决于从被摄对象入射的光的量的电荷，并且构成像素阵列部911的像素在该图中的水平方向(行方向)和垂直方向(列方向)上呈二维状被排列着。
[0444]在像素阵列部911中，像素驱动线916针对由在行方向上排列的像素构成的像素行中的各行像素而在行方向上被连线，并且垂直信号线917针对由在列方向上排列的像素构成的像素列中的各列像素而在列方向上被连线。
[0445]垂直驱动部912是由移位寄存器、地址解码器等构成的，并且通过经由多个像素驱动线916而将信号提供给各像素，垂直驱动部912以行为单位同时驱动像素阵列部911中的全部像素，等等。
[0446]列处理部913经由垂直信号线917而针对像素阵列部911中的各像素列读取来自各像素的信号，执行噪声消除处理、相关双采样处理、模数(A-D:analog-to-digital)转换处理等，并由此生成像素信号。
[0447]水平驱动部914是由移位寄存器、地址解码器等构成的，并且顺序地选择列处理部913中的与像素列对应的单元电路。通过利用这个水平驱动部914的选择扫描，被列处理部913中的各单元电路顺序处理的像素信号被输出至信号处理部918。
[0448]系统控制部915是由生成各种时序信号等的时序发生器构成的，并且基于由该时序发生器生成的时序信号而执行垂直驱动部912、列处理部913和水平驱动部914的驱动控制。
[0449]信号处理部918在必要时将数据暂时存储于数据存储部919中的同时，对从列处理部913提供过来的像素信号执行信号处理(例如，算术处理)，并且输出由像素信号组成的图像?目号O
[0450]本技术的实施例不局限于上述实施例，并且在不脱离本技术的范围的情况下，可以作出各种变化和修改。
[0451]此外，在本说明书中说明的效果不是限制性的，而仅仅是示例，并且可以展现额外的效果。
[0452]此外，本技术还可以如下地被构造。
[0453](I)一种半导体装置，它包括:
[0454]第一基板，所述第一基板具有多个布线层；以及
[0455]第二基板，所述第二基板具有多个布线层，并且所述第二基板被接合至所述第一基板，
[0456]其中，在所述第一基板和所述第二基板中的一个基板中设置有焊盘，在所述焊盘与以最靠近另一个基板的方式位于所述另一个基板侧上的布线层之间在各布线层中设置有由金属形成的金属布线，并且在与所述焊盘或所述金属布线相邻的位于所述另一个基板侧上的布线层中，在处于上一层中的所述焊盘或所述金属布线的至少拐角部分处设置有其它的金属布线。
[0457](2)根据(I)所述的半导体装置，其中，所述焊盘是引线接合用或探测用焊盘。
[0458](3)根据(I)或(2)所述的半导体装置，其中，所述焊盘被设置于所述第一基板和所述第二基板中的用于实施引线接合或探测的那一侧的基板中。
[0459](4)根据(I)至(3)中任一项所述的半导体装置，其中，所述第一基板和所述第二基板通过把设置于所述第一基板的表面上的Cu布线和设置于所述第二基板的表面上的Cu布线接合起来而被接合在一起。
[0460](5)根据(I)至(4)中任一项所述的半导体装置，其中，在所述金属布线的位于所述第一基板和所述第二基板的接合表面上的接合表面侧表面的中央部分处设置有不包含用于形成所述金属布线的材料的区域。
[0461](6)根据(I)至(5)中任一项所述的半导体装置，其中，在所述焊盘或所述金属布线的至少侧边部分处设置有所述其它的金属布线。
[0462](7)根据(I)至(6)中任一项所述的半导体装置，其中，在构成所述另一个基板且上面层叠有多个布线层的那个基板与所述金属布线之间设置有绝缘膜。
[0463](8)根据(I)至(6)中任一项所述的半导体装置，其中，构成所述另一个基板且上面层叠有多个布线层的那个基板中的与所述金属布线发生接触的那部分的区域利用被埋入所述另一个基板中的绝缘体来与所述另一个基板的其它区域电气隔离。
[0464](9)根据(I)至(6)中任一项所述的半导体装置，其中，在形成有接触部的布线层中，所述焊盘由与所述接触部相同的金属形成，所述接触部用于使构成所述一个基板且上面层叠有多个布线层的那个基板与设置于所述一个基板中的布线层中的布线连接。
[0465](10)根据(I)至(6)中任一项所述的半导体装置，其中，在所述第一基板和所述第二基板的接合之后，所述焊盘被形成在停止层这个部分中，所述停止层被设置于所述一个基板内的布线层中、且是通过形成开口而被除去的。
[0466](11)根据(I)至(6)中任一项所述的半导体装置，它还包括:
[0467]被设置在构成所述一个基板且上面层叠有多个布线层的那个基板中的通孔，所述通孔穿透所述一个基板并且被连接至所述金属布线，
[0468]其中，所述焊盘被设置于所述一个基板的表面的所述通孔上方。
[0469](12)根据(I)至(6)中任一项所述的半导体装置，其中，所述焊盘被设置于所述一个基板中的开口的一部分中，并且是通过利用具有比所述一个基板中的所述开口更窄的开口的金属掩模而被形成的。
[0470](13)根据(12)所述的半导体装置，其中，在所述一个基板中的所述开口的侧面上形成有绝缘膜。
[0471](14)根据(I)至(6)中任一项所述的半导体装置，其中，在所述焊盘中埋入有由不同于所述焊盘的金属形成的布线，并且在位于该布线的所述另一个基板侧上的布线层中设置有所述金属布线。
[0472](15)根据(14)所述的半导体装置，其中，在与所述焊盘相邻的位于所述另一个基板侧上的布线层中在所述焊盘的至少拐角部分处，所述布线被设置为所述金属布线。
[0473](16)根据(15)所述的半导体装置，其中，在所述布线的表面的中央部分处设置有不包含用于形成所述布线的材料的区域。
[0474](17) 一种半导体装置，它包括:
[0475]第一基板，所述第一基板具有多个布线层；以及
[0476]第二基板，所述第二基板具有多个布线层，且所述第二基板被接合至所述第一基板，
[0477]其中，在所述第一基板中设置有:设置于跟所述第二基板接合的接合表面上的接合用Cu焊盘;及穿透多个布线层且使所述接合用Cu焊盘与Cu布线连接的Cu通孔，并且
[0478]其中，在所述第二基板中设置有:设置于跟所述第一基板接合的接合表面上且与所述接合用Cu焊盘接合的另一个接合用Cu焊盘。
[0479](18) —种固体摄像器件，它包括:
[0480]第一基板，所述第一基板具有多个布线层；以及
[0481]第二基板，所述第二基板具有多个布线层，且所述第二基板被接合至所述第一基板，
[0482]其中，在所述第一基板和所述第二基板中的一个基板中设置有焊盘，在所述焊盘与以最靠近另一个基板的方式位于所述另一个基板侧上的布线层之间在各布线层中设置有由金属形成的金属布线，并且在与所述焊盘或所述金属布线相邻的位于所述另一个基板侧上的布线层中，在处于上一层中的所述焊盘或所述金属布线的至少拐角部分处设置有其它的金属布线。
[0483]附图标记列表
[0484]11半导体装置
[0485]21上侧基板
[0486]22下侧基板
[0487]31Si 基板
[0488]32配线层
[0489]35焊盘
[0490]41Si 基板
[0491]42配线层
[0492]43绝缘膜
[0493]111焊盘
[0494]184-1、184-2、184 通孔
[0495]187焊盘
[0496]281焊盘
[0497]282Cu 布线
[0498]521焊盘
[0499]522焊盘
[0500]523通孔
【主权项】
1.一种半导体装置，其包括: 第一基板，所述第一基板具有多个布线层；以及 第二基板，所述第二基板具有多个布线层，并且所述第二基板被接合至所述第一基板， 其中，在所述第一基板和所述第二基板中的一个基板中设置有焊盘，在所述焊盘与以最靠近另一个基板的方式位于所述另一个基板侧上的布线层之间在各布线层中设置有由金属形成的金属布线，并且在与所述焊盘或所述金属布线相邻的位于所述另一个基板侧上的布线层中，在处于上一层中的所述焊盘或所述金属布线的至少拐角部分处设置有其它的金属布线。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述焊盘是引线接合用或探测用焊盘。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述焊盘被设置于所述第一基板和所述第二基板中的用于实施引线接合或探测的那一侧的基板中。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一基板和所述第二基板通过把设置于所述第一基板的表面上的Cu布线和设置于所述第二基板的表面上的Cu布线接合起来而被接合在一起。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在所述金属布线的位于所述第一基板和所述第二基板的接合表面上的接合表面侧表面的中央部分处设置有不包含用于形成所述金属布线的材料的区域。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在所述焊盘或所述金属布线的至少侧边部分处设置有所述其它的金属布线。7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在构成所述另一个基板且上面层叠有多个布线层的那个基板与所述金属布线之间设置有绝缘膜。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，构成所述另一个基板且上面层叠有多个布线层的那个基板中的与所述金属布线发生接触的那部分的区域利用被埋入所述另一个基板中的绝缘体来与所述另一个基板的其它区域电气隔离。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在形成有接触部的布线层中，所述焊盘由与所述接触部相同的金属形成，所述接触部用于使构成所述一个基板且上面层叠有多个布线层的那个基板与设置于所述一个基板中的布线层中的布线连接。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在所述第一基板和所述第二基板的接合之后，所述焊盘被形成于停止层这个部分中，所述停止层被设置在所述一个基板内的布线层中、且是通过形成开口而被除去的。11.根据权利要求1所述的半导体装置，其还包括: 被设置在构成所述一个基板且上面层叠有多个布线层的那个基板中的通孔，所述通孔穿透所述一个基板并且被连接至所述金属布线， 其中，所述焊盘被设置于所述一个基板的表面的所述通孔上方。12.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述焊盘被设置于所述一个基板中的开口的一部分中，并且是通过利用具有比所述一个基板中的所述开口更窄的开口的金属掩模而被形成的。13.根据权利要求12所述的半导体装置，其中，在所述一个基板中的所述开口的侧面上形成有绝缘膜。14.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在所述焊盘中埋入有由不同于所述焊盘的金属形成的布线，并且在位于该布线的所述另一个基板侧上的布线层中设置有所述金属布线。15.根据权利要求14所述的半导体装置，其中，在与所述焊盘相邻的位于所述另一个基板侧上的布线层中在所述焊盘的至少拐角部分处，所述布线被设置为所述金属布线。16.根据权利要求15所述的半导体装置，其中，在所述布线的表面的中央部分处设置有不包含用于形成所述布线的材料的区域。17.—种半导体装置，其包括: 第一基板，所述第一基板具有多个布线层；以及 第二基板，所述第二基板具有多个布线层，且所述第二基板被接合至所述第一基板， 其中，在所述第一基板中设置有:设置于跟所述第二基板接合的接合表面上的接合用Cu焊盘;及穿透多个布线层且使所述接合用Cu焊盘与Cu布线连接的Cu通孔，并且 其中，在所述第二基板中设置有:设置于跟所述第一基板接合的接合表面上且与所述接合用Cu焊盘接合的另一个接合用Cu焊盘。18.—种固体摄像器件，其包括: 第一基板，所述第一基板具有多个布线层；以及 第二基板，所述第二基板具有多个布线层，且所述第二基板被接合至所述第一基板， 其中，在所述第一基板和所述第二基板中的一个基板中设置有焊盘，在所述焊盘与以最靠近另一个基板的方式位于所述另一个基板侧上的布线层之间在各布线层中设置有由金属形成的金属布线，并且在与所述焊盘或所述金属布线相邻的位于所述另一个基板侧上的布线层中，在处于上一层中的所述焊盘或所述金属布线的至少拐角部分处设置有其它的金属布线。
【专利摘要】本技术涉及能够以更简单的方式来提高抗裂性的半导体装置和固体摄像器件。所述半导体装置具有：上侧基板，其包括Si基板和层叠于该Si基板上的布线层；以及下侧基板，其包括Si基板和层叠于该Si基板上的布线层，所述下侧基板被接合至所述上侧基板。此外，在所述上侧基板中形成有引线接合用或探测用焊盘，而且，在位于所述引线接合用或探测用焊盘与所述下侧基板的所述Si基板之间的各个所述布线层中以呈放射状层叠的方式设置有用于保护所述引线接合用或探测用焊盘的拐角部分或侧边部分的焊盘。本技术能够被应用于固体摄像器件。
【IPC分类】H01L21/3205, H01L21/768, H01L27/14, H01L27/00, H01L23/522
【公开号】CN105580136
【申请号】CN201480053552
【发明人】香川恵永, 藤井宣年, 深沢正永, 金口时久, 萩本贤哉, 青柳健一, 三桥生枝
【申请人】索尼公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年9月19日
【公告号】WO2015050000A1