专利名称：半导体器件的制造方法、半导体器件及相机组件的制作方法
技术领域：
本申请涉及半导体器件的制造方法、半导体器件及相机组件。
背景技术：
虽然现有的CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)图象传感器是在硅基板上形成光电二级管并在其上形成布线，但是，从提高光效率和设计的自由度的出发点看，使光从形成了光电二级管的一侧的相反面(背面)入射的背面照射型CMOS图象传感器已经引起注目。背面照射型CMOS图象传感器，为了缩短到达光电二级管的距离，有必要通过机械化学研磨来薄膜化形成了光电二级管等的硅基板(以下，被称作器件基板)。在薄膜化器件基板时，器件基板单体不能耐受研磨压力。因此，将支持基板与器件基板贴合之后，薄膜化器件基板。然而，现有的背面照射型CMOS图象传感器，在将支持基板贴合后，估计将进行现有的晶片加工处理。因此，可以容易地想到若支持基板上使用一般的硅基板，则引起基于金属污染的器件特性劣化。
发明内容
本发明是在第1基板的表面、背面及侧面上形成绝缘膜。接着，除去第1基板的表面侧的绝缘膜，在除去了绝缘膜的第1基板的表面上形成粘接层。然后，间隔着粘接层，将第1基板和第2基板贴合。由此，在工艺处理中，能预防对器件的金属污染。
图IA 图ID是示出了与第1实施方式相关的半导体器件的制造方法的一个例子的图。图2是示出了第1实施方式的与支持基板贴合的器件基板的构成例的图。图3是示出了第1实施方式的半导体基板的构成例的图。图4A 图4C是示出了与第2实施方式相关的半导体器件的制造方法的一个例子的图。图5是示出了第2实施方式的支持基板和器件基板的贴合的图。图6是示出了第2实施方式的半导体基板的构成例的图。图7是示出了与第3实施方式相关的相机组件的构成例的示意图。
具体实施例方式参照下面的附图，详细地说明与实施方式相关的半导体器件的制造方法、半导体器件及相机组件。而且，本发明并不限定于这些实施方式。(第一实施方式)图IA 图ID是示出了与第1实施方式相关的半导体器件的制造方法的一个例子的图。本实施方式的半导体器件，例如是作为背面照射型CMOS图像传感器所使用的半导体器件。在这里，虽然举例说明作为背面照射型CMOS图像传感器所使用的半导体器件，但是只要是由包含将基板和支持基板贴合的工序的制造方法所形成的半导体器件，也可以是背面照射型CMOS图象传感器以外的半导体器件。首先，如图IA所示，通过CVD法或涂敷法等形成绝缘膜即薄膜2以便覆盖基板1 的全表面(表面、背面及侧面)，进一步形成保护膜3以便覆盖整个薄膜2。作为基板1使用什么样的材质的基板都是可以的，例如可以使用硅基板。作为薄膜2，例如可以使用S^2 膜。保护膜3是绝缘膜，可以用预防金属污染的材质形成，例如可以通过将硅烷和氨作为材料的Si3N4膜、将C2H4和C3H8等碳化氢作为材料的SiC膜等来形成。而且，薄膜2、保护膜3 各自的膜厚可以是任何值，例如可以是Inm IOOnm的程度。然后，如图IB所示，通过干法蚀刻除去保护膜3的表面侧或背面侧(在图1中，成为上侧的面侧)。而且，保护膜3的除去不仅限于干法蚀刻，也可以通过湿法蚀刻实施，或者也可以使用干法蚀刻和湿法蚀刻两种方法实施。进一步，如图IC所示，通过湿法蚀刻除去已除去保护膜3的面侧的薄膜2，使基板 1的表面露出来。而且，薄膜2的除去不仅限于湿法蚀刻，也可以实施干法蚀刻或通过湿法蚀刻和干法蚀刻两种方法实施。但是为了平坦化薄膜2被除去后的基板1的表面，最好通过湿法蚀刻来实施。然后，如图ID所示，通过湿法处理，在露出的基板1的表面上形成自然氧化膜即粘接层4。此时湿法处理的处理药液，例如可以使用臭氧水，或胆碱、过氧化氢和水的混合溶液。在本实施方式中，在形成粘接层4之时使用湿法处理。这是因为可以平坦化粘接层4的表面，可以除去薄膜2或在薄膜2的除去中进行干法蚀刻时产生的尘屑。虽然通过湿法处理以外的CVD法等也可以形成粘接层4，但是，通过湿法处理以外的方法来形成时， 由于粘接层4不能变得平坦，所以形成后通过研磨等来平坦化粘接层4的表面。通过上述过程，形成了支持基板5，在其表面上形成了粘接层4，其背面及侧面被薄膜2及保护膜3覆盖。然后，间隔着粘接层4，将支持基板5和贴合对象的基板(器件基板)贴合。图2是示出了与支持基板5贴合的器件基板6的构成例的图。该器件基板6是包含有源层、布线层等的半导体基板。例如，按下面的次序形成。首先，在硅基板10上，使用抗蚀剂曝光及蚀刻形成开口部，并通过CVD法或涂敷法埋入氧化硅膜、氮化硅膜等绝缘材料， 而通过STI法形成半导体领域11作为有源层。然后，在硅基板10上作为有源层形成受光元件12、栅极13、源·漏极14，在其上反复进行层间绝缘膜15的沉积和由铜或铝形成的布线层16的形成来形成多层布线。而且，在最上层(多层布线层之上)形成粘接层17。作为粘接层17，可以使用将硅烷或TEOS作为材料的SW2膜、将有机系硅烷作为材料的SiOC膜、将硅烷和氨作为材料的Si3N4膜、将膦作为材料的PSG膜等。而且，在使用自旋涂敷法的场合，作为粘接层17可以使用硅醇基作为材料的S0G(Spin On Glass)膜、有机系材料MSQ(Methyl Silses Quioxane)、聚酰亚胺膜等。而且，也可以层叠2种以上的材质的膜形成粘接层17。图3是示出了在图2所示的贴合工序之后，形成的半导体基板(将器件基板6与支持基板5贴合而形成的半导体基板)的构成例。而且，与支持基板5贴合的器件基板6不仅限于在图2中所例示的构成。若对与支持基板5粘接的面进行加工以便适于粘接(例如形成粘接层17)，则无论什么样的构成的基板都是可以的。将粘接层17和支持基板5的表面(粘接层4)贴合的场合，通过粘接层17的表面及支持基板5的表面的清洗工序去除表面的有机物和Cu、Al等金属污染物。该清洗工序， 例如，可以是丙酮、酒精、臭氧水等的有机清洗等湿法工艺，可以是氢氟酸(HF)、稀氢氟酸 (DHF)、硫酸双氧水、氨双氧水、盐酸化氧化氢水等的酸碱清洗等湿法工艺。或者也可以是通过氢、氮、氧、笑气(N2O)、氩、氦等单一气体或多种气体来激励的等离子处理等干法工艺。这时，若在等离子处理中使用的气体是氮气，则氧化膜表面的一部分被氮化，不仅形成O-H的氢键而且也可以形成N-H的氢键，能够提高晶片的接合力，所以优选。而且，清洗工序也可以是湿法工艺和干法工艺的组合。虽然清洗工序最好对粘接层17和支持基板 5的表面的两面进行处理，但是也可以只处理任一面。而且，在本实施方式中，虽然是在支持基板5上形成薄膜2之后形成保护膜3，但是也可以不形成薄膜2，在支持基板5上直接形成保护膜3。通常，与在支持基板5上直接形成预防金属污染的材质的保护膜3相比较，优选在形成氧化膜等薄膜2之后形成保护膜3。 这里，在形成薄膜2之后形成保护膜3，能够均勻地形成保护膜3。而且，这是因为在通过干法蚀刻除去保护膜3的场合，虽然支持基板5的表面有粗糙的可能性，但可以通过事先形成薄膜2来预防。而且，在这种场合，薄膜2是通过湿法蚀刻除去的。在形成背面照射型CMOS图象传感器的场合，进行支持基板5和器件基板6的贴合形成半导体基板(半导体器件)后，薄化该半导体基板的器件基板6，进一步在器件基板 6上进行彩色滤光片的贴付等加工，通过个使半导体基板单片化，而形成作为背面照射型 CMOS图象传感器的半导体器件。如上所述，在本实施方式中，在基板1的表面、背面及侧面形成薄膜2，在薄膜2上进一步形成保护膜3。然后，除去基板1的表面侧的保护膜3及薄膜2，而使支持基板5的表面露出，在露出的支持基板5的表面形成粘接层4。然后，间隔着粘接层4进行支持基板 5和贴合对象的基板的贴合。因此，通过将贴合对象的基板和支持基板5贴合后的晶片工艺处理，能够预防金属污染。(第2实施方式)图4A 图4C是示出了与第2实施方式相关的半导体器件的制造方法的一个例子的图。本实施方式的半导体器件例如是作为背面照射型CMOS图象传感器使用的半导体器件。具有与第1实施方式相同的功能的构成要素，付加与第1实施方式相同的符号，并省略重复的说明。首先，如图4A所示，和实施方式的图IA —样，例如，通过CVD法或涂敷法等形成薄膜2以便覆盖由硅等形成的基板1的全表面(表面、背面及侧面)，进一步形成保护膜3以便覆盖整个薄膜2。接着，如图4B所示，通过CVD法或自旋涂敷法等形成粘接层7。作为粘接层7，可以使用和第1实施方式同样的材质。在使用自旋涂敷法的场合，可以使用与第1实施方式相同的材质，再加上作为粘接层7可以使用硅醇基为材料的S0G(Spin On Glass)膜，有机材料MSQ(Methyl Silses Quioxane)，聚酰亚胺薄膜等。而且，也可以层叠两种以上的材质的膜形成粘接层7。然后，如图4C所示，使用化学研磨、机械研磨中的任一种方法或两种方法平坦化粘接层7的表面，完成支持基板8。然后，进行支持基板8和器件基板6等的贴合。图5是示出了支持基板8和器件基板6的贴合的图。器件基板6的构成与第1实施方式一样。支持基板8和器件基板6等的贴合方法与第1实施方式一样。图6是示出了在图5所示的贴合工艺之后，形成的半导体基板(将器件基板6和支持基板8贴合而形成的半导体基板)的构成例的图。在形成背面照射型CMOS图象传感器的场合，进行支持基板8和器件基板6的贴合而形成半导体基板(半导体器件)后，薄化该半导体基板的器件基板6。进一步在器件基板6上进行彩色滤光片的贴付等加工。通过是半导体基板单片化，形成了作为背面照射型 CMOS图象传感器的半导体器件。如上所述，在本实施方式中，在基板1的表面、背面及侧面形成薄膜2，在薄膜2上进一步形成保护膜3。然后，在基板1的表面侧的保护膜3上形成粘接层7，平坦化粘接层4 形成支持基板8。然后，间隔着粘接层7，进行支持基板8和贴合对象的基板的贴合。因此， 通过将贴合对象的基板和支持基板8贴合之后的晶片工艺处理，可以预防金属污染。(第三实施方式)图7是示出了与第3实施方式相关的相机组件的构成例的示意图。示出了本实施方式的相机组件，是使用具备第1实施方式的支持基板5或者第2实施方式的支持基板8 的半导体器件的相机组件的构成例。如图7所示，本实施方式的相机组件，由半导体器件20、隔板21、镜头组件22及防护罩23构成。半导体器件20是通过第1实施方式或第2实施方式中所述的制造方法，在进行支持基板5或支持基板8和器件基板6的贴合后薄化器件基板6，进一步在器件基板6 上进行彩色滤光片的贴付等加工，而被单片化的半导体器件。而且，在图7中所示的构成是一个例子，使用半导体元件20的相机组件的构成，不只限于图7所示的构成，什么样的构成都可以。这样，在本实施方式中，使用具备支持基板5或支持基板8的半导体器件，形成相机组件。因此，可以制造出预防金属污染的相机组件。虽然说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式是作为例子提示的，没有限定发明范围的意图。这些新的实施方式，可能是其他的各种实施方式，在不脱离发明的主要宗旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及实施方式的变形包含于发明的范围、主要宗旨内，而且包含于权利要求书的范围所记载的发明极其等同的范围内。
权利要求
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于， 在第1基板的表面、背面及侧面上形成绝缘膜； 在上述第1基板的表面侧形成粘接层；间隔着上述粘接层，将上述第1基板和第2基板贴合。
2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在第1基板的表面、背面及侧面上形成绝缘膜之后，除去上述第1基板的表面侧的上述绝缘膜，在除去了上述绝缘膜的上述第1基板的表面上形成粘接层。
3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，通过在第1基板的表面、背面及侧面上形成的薄膜和在上述第1基板的表面、背面及侧面的上述薄膜上形成的保护膜，来形成上述绝缘膜。
4.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于， 使上述薄膜为氧化硅膜，使上述保护膜为氮化硅膜或碳化硅膜。
5.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在除去上述绝缘膜的工序中，通过干工序除去上述保护膜，通过湿工序除去上述薄膜。
6.如权利要求3所述的半导体器件的制造方法，其特征在于， 通过湿工序形成上述粘接层。
7.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于， 在上述第1基板的表面侧的上述绝缘膜上形成粘接层。
8.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，通过在第1基板的表面、背面及侧面上形成的薄膜和在上述第1基板的表面、背面及侧面的上述薄膜上形成的保护膜，来形成上述绝缘膜。
9.如权利要求8所述的半导体器件的制造方法，其特征在于， 使上述薄膜为氧化硅膜，使上述保护膜为氮化硅膜或碳化硅膜。
10.如权利要求7所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在上述绝缘膜上形成粘接层后，研磨上述粘接层，在研磨上述粘接层之后，间隔着上述粘接层将上述第1基板和第2基板贴合。
11.一种半导体器件，其特征在于，具备 第1基板；绝缘膜，形成在上述第1基板上；粘接层，形成在上述绝缘膜上；以及第2基板，间隔着上述粘接层与上述第1基板粘接。
12.如权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，上述绝缘膜形成在上述第1基板的形成了上述粘接层的面的相反侧的面上。
13.如权利要求11所述的半导体器件，其特征在于， 上述绝缘膜形成在上述第1基板的背面及表面上。
14.如权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，上述绝缘膜具备在第1基板上形成的薄膜和在上述薄膜上形成的保护膜。
15.如权利要求12所述的半导体器件，其特征在于，使上述薄膜为氧化硅膜，使上述保护膜为氮化硅膜或碳化硅膜。
16.一种相机组件，具有具备摄像元件的半导体器件和使来自外部的光入射至上述摄像元件的镜头组件，上述相机组件的特征在于，上述半导体器件具备 第1基板；绝缘膜，形成在上述第1基板上；粘接层，形成在上述绝缘膜上；以及第2基板，间隔着上述粘接层与上述第1基板粘接。
17.如权利要求16所述的相机组件，其特征在于，上述绝缘膜形成在上述第1基板的形成了上述粘接层的面的相反侧的面上
18.如权利要求16所述的相机组件，其特征在于， 上述绝缘膜形成在上述第1基板的背面及表面上。
19.如权利要求16所述的相机组件，其特征在于，上述绝缘膜具备在第1基板上形成的薄膜和在上述薄膜上形成的保护膜。
20.如权利要求19所述的相机组件，其特征在于，使上述薄膜为氧化硅膜，使上述保护膜为氮化硅膜或碳化硅膜。
全文摘要
本发明提供半导体器件的制造方法、半导体器件及相机组件。根据实施方式，在第1基板的表面、背面及侧面上，形成绝缘膜。接着，除去第1基板的表面侧的绝缘膜，在除去了绝缘膜的第1基板的表面上形成粘接层。然后，间隔着粘接层，将第1基板和第2基板贴合。
文档编号H01L27/146GK102403324SQ201110251738
公开日2012年4月4日 申请日期2011年8月29日 优先权日2010年9月16日
发明者山口直子, 本乡悟史, 松村刚, 白野贵士, 谷田一真 申请人:株式会社东芝