專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體裝置、半導(dǎo)體裝置制造方法及電子設(shè)備的制作方法
半導(dǎo)體裝置、半導(dǎo)體裝置制造方法及電子設(shè)備
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
本發(fā)明包含與在2011年11月30日向日本專(zhuān)利局提出的日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2011-261331中所披露的主題相關(guān)的主題，在此將該日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引 用的方式并入本文。技術(shù)領(lǐng)域
本技術(shù)涉及一種半導(dǎo)體裝置、一種用于制造所述半導(dǎo)體裝置的方法以及一種采用 所述半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。更具體而言，本技術(shù)涉及一種使得能夠執(zhí)行對(duì)于與縱橫比 (aspect ratio)彼此不同的多個(gè)孔的下部相連的配線(xiàn)而言最佳的處理的半導(dǎo)體裝置，并且 涉及一種用于制造所述半導(dǎo)體裝置的方法，還涉及一種采用所述半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
放大型固體攝像裝置作為一種固體攝像裝置而為人所知。放大型固體攝像裝置 的代表性實(shí)例是互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor ； CMOS)圖像傳感器。另外，電荷轉(zhuǎn)移型固體攝像裝置也為人所知。電荷轉(zhuǎn)移型固體攝像裝置 的典型實(shí)例是電荷稱(chēng)合器件(Charge Couple Device ;CCD)圖像傳感器。這些固體攝像裝 置廣泛用于例如數(shù)碼照相機(jī)及數(shù)碼攝像機(jī)等電子設(shè)備中。近年來(lái)，在例如其中嵌置有照相 機(jī)的移動(dòng)電話(huà)以及個(gè)人數(shù)字助理(Personal DigitalAssistant ；PDA)等一些移動(dòng)設(shè)備中， 使用CMOS圖像傳感器或MOS固體攝像裝置作為固體攝像裝置，這是因?yàn)檫@些CMOS圖像傳 感器或這些MOS固體攝像裝置表現(xiàn)出例如供電電壓低及功耗小等優(yōu)點(diǎn)。
MOS固體攝像裝置被構(gòu)造成包括像素區(qū)域以及環(huán)繞所述像素區(qū)域的周邊電路區(qū) 域。像素區(qū)域包括被布置得形成二維陣列的多個(gè)單元像素。每一單元像素均被構(gòu)造成包括 光電二極管以及多個(gè)像素晶體管，其中所述光電二極管用作光電轉(zhuǎn)換部。這些像素晶體管 各者均為MOS晶體管。通常，單元像素采用三個(gè)像素晶體管。這三個(gè)像素晶體管分別為傳 輸晶體管、復(fù)位晶體管以及放大晶體管。在某些情形中，單元像素采用四個(gè)像素晶體管，它 們除了包括傳輸晶體管、復(fù)位晶體管以及放大晶體管之外還包括選擇晶體管。
曾經(jīng)提出了一些這樣的MOS固體攝像裝置，它們每一者被構(gòu)造成用作包括彼此 電連接的第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板的器件。在第一半導(dǎo)體基板中，形成有包括 多個(gè)像素的像素區(qū)域。另一方面，在第二半導(dǎo)體基板中，形成有用于處理信號(hào)的邏輯電 路。例如，本技術(shù)的發(fā)明人曾經(jīng)提出一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置披露于日本專(zhuān)利特開(kāi)第 2010-245506號(hào)公報(bào)中。所提出的該半導(dǎo)體裝置具有這樣的構(gòu)造:第一半導(dǎo)體基板與第二 半導(dǎo)體基板粘貼于彼此之上以提供小的厚度或形成薄膜，并且彼此電連接。發(fā)明內(nèi)容
在具有如上所述的構(gòu)造(其中有兩個(gè)半導(dǎo)體基板粘貼在彼此之上且彼此電連接) 的半導(dǎo)體裝置中，存在有縱橫比互不相同的多個(gè)連接孔。通常，這些連接孔包括貫穿粘貼在彼此之上的所述兩個(gè)半導(dǎo)體基板的深孔以及僅穿過(guò)所述兩個(gè)半導(dǎo)體基板中的一個(gè)半導(dǎo)體 基板的淺孔。
如果必須同時(shí)對(duì)具有彼此不同的縱橫比的各連接孔執(zhí)行例如蝕刻工藝等處理，則 由于縱橫比不同，需要根據(jù)不同的孔而設(shè)定不同的處理最佳量。如此一來(lái)，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法執(zhí)行 對(duì)于深連接孔和淺連接孔而言最佳的處理的問(wèn)題。
鑒于此，本技術(shù)旨在提供能夠執(zhí)行對(duì)于與具有彼此不同的縱橫比的多個(gè)孔的下部 相連的各配線(xiàn)而言最佳的處理的能力。
根據(jù)本技術(shù)的第一方面，提供了一種半導(dǎo)體裝置制造方法。所述方法包括第一工 藝，所述第一工藝形成阻擋金屬膜并利用濺射氣體來(lái)執(zhí)行物理蝕刻。所述第一工藝是在與 第一開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)及與第二開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)上同時(shí)執(zhí)行的。所述第一開(kāi)口 及所述第二開(kāi)口形成于通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相互接合而得到的半導(dǎo) 體基板中。所述第一開(kāi)口與所述第二開(kāi)口具有彼此不同的縱橫比。
根據(jù)本技術(shù)的第二方面的半導(dǎo)體裝置是采用包括如下工藝的制造方法予以制成 的:所述工藝形成阻擋金屬膜并利用濺射氣體來(lái)執(zhí)行物理蝕刻。所述工藝是在與第一開(kāi)口 的下部相連的配線(xiàn)及與第二開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)上同時(shí)執(zhí)行的，所述第一開(kāi)口及所述第 二開(kāi)口形成于通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相互接合而得到的半導(dǎo)體基板中。 所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口具有彼此不同的縱橫比。
根據(jù)本技術(shù)的第三方面的電子設(shè)備設(shè)置有半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置是采用包 括如下工藝的制造方法予以制成的:所述工藝形成阻擋金屬膜并利用濺射氣體來(lái)執(zhí)行物理 蝕刻。所述工藝是在與第一開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)及與第二開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)上同時(shí) 執(zhí)行的，所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口形成于通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相 互接合而得到的半導(dǎo)體基板中。所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口具有彼此不同的縱橫比。
根據(jù)本技術(shù)的第一方面至第三方面，執(zhí)行了一種工藝以形成阻擋金屬膜并利用濺 射氣體執(zhí)行物理蝕刻，且該工藝是在與第一開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)及與第二開(kāi)口的下部相 連的配線(xiàn)上同時(shí)執(zhí)行的，所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口形成于通過(guò)在所述半導(dǎo)體裝置中將 第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相互接合而得到的半導(dǎo)體基板中。所述第一開(kāi)口與所述 第二開(kāi)口具有彼此不同的縱橫比。
用作固體攝像裝置的半導(dǎo)體裝置可為獨(dú)立的裝置或?yàn)殡娮釉O(shè)備的內(nèi)部模塊。
根據(jù)本技術(shù)的第一方面至第三方面，能夠執(zhí)行對(duì)于與縱橫比彼此不同的多個(gè)孔的 下部相連的各配線(xiàn)而言最佳的處理。


圖1顯示了根據(jù)本技術(shù)的一種實(shí)施形式的固體攝像裝置的概要構(gòu)造；
圖2A至圖2C是在說(shuō)明圖1所示的固體攝像裝置中所采用的基板的構(gòu)造時(shí)所參考 的說(shuō)明圖3是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖4是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖5是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖6是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖7是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖8是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖9是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖10是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖11是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖12是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖13是說(shuō)明固體攝像裝置的制造方法時(shí)的參考圖14A及圖14B是顯示了貫穿連接孔及貫穿連接孔附近區(qū)域的放大概要圖15示出了說(shuō)明處于圖9及圖10所示狀態(tài)中的工藝時(shí)所參考的說(shuō)明性流程圖16是說(shuō)明用于執(zhí)行錨定工藝的腔室的構(gòu)造時(shí)所參考的說(shuō)明圖17A及圖17B是說(shuō)明錨定工藝的典型具體設(shè)定值時(shí)所參考的說(shuō)明圖18是在說(shuō)明錨定工藝的典型具體設(shè)定值時(shí)的參考圖19示出了具有不同配線(xiàn)材料的實(shí)施例；
圖20A至圖20F是詳細(xì)說(shuō)明圖15中所示流程圖的步驟SI時(shí)所參考的說(shuō)明圖21是說(shuō)明貫穿連接孔及連接孔的第二實(shí)施例時(shí)所參考的說(shuō)明圖22A至圖22G是說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的第一形成方法時(shí)所參考的說(shuō)明圖23A至圖23E是說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的第二形成方法時(shí)所參考的說(shuō)明圖24是說(shuō)明貫穿連接孔及連接孔的第三實(shí)施例時(shí)所參考的說(shuō)明圖25A至圖2 是說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施例的形成方法時(shí)所參考的說(shuō)明圖26A及圖26B是說(shuō)明具有不同縱橫比的另一實(shí)施例時(shí)所參考的說(shuō)明圖27是在說(shuō)明具有不同縱橫比的又一實(shí)施例時(shí)所參考的說(shuō)明圖；以及
圖28是顯示了用作電子設(shè)備的一部分的成像裝置的典型構(gòu)造的方框圖，所述電 子設(shè)備應(yīng)用了本技術(shù)。
具體實(shí)施方式
以下將闡述本技術(shù)的各實(shí)施例。在以下說(shuō)明中，本技術(shù)的各實(shí)施方案被簡(jiǎn)稱(chēng)為實(shí) 施例。應(yīng)注意，本說(shuō)明被劃分成下列話(huà)題:
1、用于構(gòu)造及制造固體攝像裝置的方法的概述
2、埋入貫穿連接導(dǎo)體及連接導(dǎo)體的詳細(xì)工藝
1、用于構(gòu)造及制造固體攝像裝置的方法的概述
固體攝像裝置的典型概要構(gòu)造
圖1是顯示了固體攝像裝置I的概要構(gòu)造的圖，固體攝像裝置I用作應(yīng)用了本技 術(shù)的半導(dǎo)體裝置的實(shí)例。圖1所示的固體攝像裝置I是背面照射型的MOS固體攝像裝置。
圖1所示的固體攝像裝置I被構(gòu)造成通常包括像素區(qū)域3以及環(huán)繞像素區(qū)域3的 周邊電路部。像素區(qū)域3及該周邊電路部設(shè)置于半導(dǎo)體基板11 (例如，硅基板)上。像素 區(qū)域3包括多個(gè)像素2，該多個(gè)像素2被規(guī)則地布置以形成二維陣列。各像素2通常均具有 光電轉(zhuǎn)換部。周邊電路部包括垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6、輸出電 路7、及控制電路8。
像素2中所采用的光電轉(zhuǎn)換部通常為光電二極管。除了包括光電轉(zhuǎn)換部之外，像素2還包括多個(gè)像素晶體管，所述多個(gè)像素晶體管分別是所謂的MOS晶體管。通常，像素2 采用三個(gè)像素晶體管。這三個(gè)像素晶體管分別為傳輸晶體管、復(fù)位晶體管以及放大晶體管。 在某些情形中，像素2采用四個(gè)像素晶體管，它們除了包括傳輸晶體管、復(fù)位晶體管以及放 大晶體管之外還包括選擇晶體管。
像素2可被構(gòu)造成形成單元像素。由于該單元像素的等效電路與普通等效電路相 同，故不再對(duì)像素2予以贅述。另外，像素2也可被構(gòu)造成具有共享的像素結(jié)構(gòu)。所述共享 的像素結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成包括多個(gè)光電二極管、多個(gè)傳輸晶體管、被共享的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)、以及共 享所述浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)的各個(gè)其它像素晶體管。換言之，所述共享的像素結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成如下構(gòu) 造:其中，均含于單元像素中的多個(gè)光電二極管以及均含于單元像素中的多個(gè)傳輸晶體管 共享各個(gè)其它像素晶體管。
控制電路8接收輸入時(shí)鐘信號(hào)及用于指示操作模式等的數(shù)據(jù)。另外，控制電路8 輸出例如關(guān)于固體攝像裝置I的內(nèi)部信息等數(shù)據(jù)。換言之，基于垂直同步信號(hào)、水平同步信 號(hào)及主時(shí)鐘信號(hào)，控制電路8產(chǎn)生控制信號(hào)及時(shí)鐘信號(hào)以用作由例如垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信 號(hào)處理電路5、及水平驅(qū)動(dòng)電路6等電路執(zhí)行的操作的基準(zhǔn)。隨后，控制電路8將由此產(chǎn)生 的時(shí)鐘信號(hào)及控制信號(hào)提供至例如垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5及水平驅(qū)動(dòng)電路6等 電路。
垂直驅(qū)動(dòng)電路4通常是由移位寄存器構(gòu)成，該移位寄存器用于選擇像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)并 將脈沖提供至所選的像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)，以驅(qū)動(dòng)與該像素驅(qū)動(dòng)線(xiàn)連接的像素2。以這樣的方式，垂 直驅(qū)動(dòng)電路4以行為單位驅(qū)動(dòng)像素。換言之，垂直驅(qū)動(dòng)電路4以行為單位在垂直方向上依 序地掃描并選擇像素區(qū)域3中的像素2。像素2基于信號(hào)電荷而產(chǎn)生像素信號(hào)，其中信號(hào)電 荷是根據(jù)像素2的用作光電轉(zhuǎn)換部的光電二極管所接收的光量而產(chǎn)生的。隨后，所選的像 素2將由此產(chǎn)生的像素信號(hào)通過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)9提供至列信號(hào)處理電路5。
通常為每一列像素2均設(shè)置有列信號(hào)處理電路5。列信號(hào)處理電路5針對(duì)每一列 來(lái)執(zhí)行信號(hào)處理，例如消除由位于一行中的各像素2輸出的信號(hào)上的噪聲。更具體而言，由 列信號(hào)處理電路5執(zhí)行的信號(hào)處理包括相關(guān)雙米樣(Correlated Double Sampling ;Q)S)、 信號(hào)放大、及模擬數(shù)字(AD)轉(zhuǎn)換，其中相關(guān)雙采樣用于消除像素2所固有的固定圖形噪聲 (fixed pattern noise)。
水平驅(qū)動(dòng)電路6通常是由移位寄存器構(gòu)成，該移位寄存器用于依序地輸出水平掃 描脈沖，以逐個(gè)地選擇列信號(hào)處理電路5。依序選擇的列信號(hào)處理電路5向水平信號(hào)線(xiàn)10 輸出像素信號(hào)。
輸出電路7對(duì)通過(guò)水平信號(hào)線(xiàn)10從列信號(hào)處理電路5依序提供的信號(hào)執(zhí)行信號(hào) 處理，并輸出經(jīng)處理的信號(hào)。在某些情形中，輸出電路7可能通常僅執(zhí)行緩沖。在其他情 形中，由輸出電路7執(zhí)行的信號(hào)處理可包括黑電平調(diào)整、列差異校正(column variation correction)以及各種數(shù)字信號(hào)處理。輸入/輸出端子12與外部元件交換信號(hào)。
接下來(lái)，參照?qǐng)D2A至圖2C來(lái)說(shuō)明圖1所示的固體攝像裝置I中所采用的基板的 構(gòu)造。
圖2A是顯示了傳統(tǒng)的MOS固體攝像裝置151的基板構(gòu)造的圖。如圖所示，傳統(tǒng)的 MOS固體攝像裝置151被構(gòu)造成包括都安裝于一個(gè)半導(dǎo)體芯片152中的像素區(qū)域153、控制 電路154及邏輯電路155。邏輯電路155是用于執(zhí)行信號(hào)處理的電路。通常，像素區(qū)域153與控制電路154形成圖像傳感器156。
另一方面，圖2B及圖2C分別示出了圖1所示的固體攝像裝置I的基板構(gòu)造的圖。 如圖2B所示，在圖1所示的固體攝像裝置I中，像素區(qū)域23及控制電路24安裝于第一半 導(dǎo)體芯片22上。另外，包括用于執(zhí)行信號(hào)處理的信號(hào)處理電路的邏輯電路25安裝于第二 半導(dǎo)體芯片26上。第一半導(dǎo)體芯片22與第二半導(dǎo)體芯片26彼此電連接以形成半導(dǎo)體基 板11，基于半導(dǎo)體基板11而構(gòu)成了固體攝像裝置I。
作為另一選擇，如圖2C所示，在固體攝像裝置I中，像素區(qū)域23安裝于第一半導(dǎo) 體芯片22上，而控制電路24及包括信號(hào)處理電路的邏輯電路25安裝于第二半導(dǎo)體芯片26 上。第一半導(dǎo)體芯片22與第二半導(dǎo)體芯片26彼此電連接以形成半導(dǎo)體基板11，基于半導(dǎo) 體基板11而構(gòu)成了固體攝像裝置I。
應(yīng)注意,下述實(shí)施例的固體攝像裝置I具有如圖2B所示的構(gòu)造。
用于制造固體攝像裝置的方法
接下來(lái)，將參照?qǐng)D3至圖13來(lái)說(shuō)明固體攝像裝置I的制造方法。
首先，如圖3所示，在分配給第一半導(dǎo)體基板31的芯片部的區(qū)域中，形成處于半成 品狀態(tài)的圖像傳感器。所述圖像傳感器包括像素區(qū)域23及控制電路24。換言之，形成了像 素區(qū)域23及控制電路24。在分配給第一半導(dǎo)體基板31 (其通常由硅制成)的芯片部的區(qū) 域中，也為每個(gè)像素都形成了用作光電轉(zhuǎn)換部的光電二極管(PD)。另一方面，在半導(dǎo)體阱區(qū) 域32中，形成各像素晶體管的源極及漏極區(qū)域33。半導(dǎo)體阱區(qū)域32是通過(guò)引入第一導(dǎo)電 型(其通常為P型)的雜質(zhì)而形成的區(qū)域。另一方面，源極及漏極區(qū)域33是通過(guò)引入第二導(dǎo) 電型(其通常為η型)的雜質(zhì)而形成的。光電二極管(PD)以及像素晶體管的源極及漏極區(qū) 域33是通過(guò)從基板表面注入離子而形成的。
光電二極管(PD)被形成為在基板表面?zhèn)壬暇哂笑切桶雽?dǎo)體區(qū)域34及ρ型半導(dǎo)體 區(qū)域35。在形成像素的基板表面上形成有柵極電極36，柵極電極36與基板表面之間夾置 有柵極絕緣膜。柵極絕緣膜本身未顯示于圖中。柵極電極36與源極及漏極區(qū)域33形成兩 個(gè)像素晶體管Trl及Tr2。
圖3顯示了兩個(gè)像素晶體管Trl及Tr2作為多個(gè)像素晶體管的代表。例如，與光 電二極管(PD)鄰近的像素晶體管Trl用作傳輸晶體管，而像素晶體管Trl的源極及漏極區(qū) 域33用作浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(FloatingDiffusion ;FD)。各單元像素30彼此之間由元件隔離區(qū) 域38隔離開(kāi)。元件隔離區(qū)域38被構(gòu)造成包括雜質(zhì)擴(kuò)散層，所述雜質(zhì)擴(kuò)散層的導(dǎo)電型不同 于用作節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)散層的導(dǎo)電型。元件隔離區(qū)域38是通過(guò)執(zhí)行所謂的硅的局部氧化(Local Oxidation of Silicon ;L0C0S)工藝而形成,該工藝氧化第一半導(dǎo)體基板31以形成氧化娃 膜。作為另一選擇，通過(guò)執(zhí)行淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation ;STI)工藝而形成元 件隔離區(qū)域38，該工藝在第一半導(dǎo)體基板31中開(kāi)出溝槽并使用氧化硅膜填充所述溝槽。
另一方面，在控制電路24側(cè)，在第一半導(dǎo)體基板31中形成構(gòu)成控制電路24用的 MOS晶體管。圖3顯示了 MOS晶體管Tr3及Tr4作為構(gòu)成控制電路24用的各MOS晶體管 的代表。MOS晶體管Tr3與Tr4中的每一者均是通過(guò)由柵極絕緣層(未圖示)將柵極電極36 與源極及漏極區(qū)域33隔離開(kāi)后而由η型源極及漏極區(qū)域33以及柵極電極36形成。
隨后，在第一半導(dǎo)體基板31的表面上形成第一層層間絕緣膜39。隨后,在第一層 層間絕緣膜39上形成連接孔。接著，形成要被連接至所需晶體管的連接導(dǎo)體44。在形成具有互不相同的高度的連接導(dǎo)體44的過(guò)程中，在包括各MOS晶體管的表面在內(nèi)的整個(gè)表面上 形成層壓堆疊體，所述堆疊體包括通常由氧化硅膜形成的第一絕緣薄膜43a及通常由氮化 硅膜形成的第二絕緣薄膜43b。第二絕緣薄膜43b在形成接觸孔的蝕刻工藝中用作蝕刻終 止層，通過(guò)使用下文所述的連接導(dǎo)體44來(lái)填充所述接觸孔而使所述接觸孔電連接至柵極 電極36以及源極及漏極區(qū)域33。上述第一層層間絕緣膜39形成于第二絕緣薄膜43b上。 隨后，在第一層層間絕緣膜39中，選擇性地形成具有彼此不同的深度的連接孔，以到達(dá)如 上所述用作蝕刻終止層的第二絕緣薄膜43b。接著，從連接孔繼續(xù)地，選擇性地蝕刻在各部 分中具有相同膜厚度的第一絕緣薄膜43a及第二絕緣薄膜43b，以形成連續(xù)連接孔。隨后， 將連接導(dǎo)體44埋入在各自的連接孔中。如果不需要用于形成接觸孔的蝕刻工藝的蝕刻終 止層，則也無(wú)需形成第二絕緣薄膜43b。
隨后，在第一層層間絕緣膜39中形成多層的配線(xiàn)40，以連接至連接導(dǎo)體44，從而 形成多層配線(xiàn)層41。在此實(shí)施例中，這樣的層的數(shù)目為三層。配線(xiàn)40通常由Cu(銅)制成。 在由銅制成的配線(xiàn)40的情形中，配線(xiàn)40被涂覆有用于防止銅的擴(kuò)散的阻擋金屬膜。因此， 在多層配線(xiàn)層41上形成覆蓋配線(xiàn)40的蓋膜(cap film)。所述蓋膜便是所謂的保護(hù)膜42。 在迄今為止所執(zhí)行的工藝中，形成了具有處于半成品狀態(tài)的控制電路24及像素區(qū)域23的 第一半導(dǎo)體基板31。
另一方面，如圖4所示，在分配給第二半導(dǎo)體基板45的芯片部的區(qū)域中，形成邏 輯電路25，邏輯電路25包括處于半成品狀態(tài)的信號(hào)處理電路以用作用于處理信號(hào)的電路。 換言之，在位于第二半導(dǎo)體基板45 (其通常為硅基板)的表面?zhèn)壬系腜型半導(dǎo)體阱區(qū)域46 中，通過(guò)利用元件隔離區(qū)域50將各MOS晶體管彼此隔離開(kāi)而形成構(gòu)成邏輯電路25用的多 個(gè)MOS晶體管。圖中顯示了 MOS晶體管Tr6、Tr7及Tr8作為MOS晶體管的代表。MOS晶體 管Tr6、Tr7及TrS中的每一者均被形成為包括η型源極及漏極區(qū)域47以及柵極電極48，η 型源極及漏極區(qū)域47形成為一對(duì)，η型源極及漏極區(qū)域47及柵極電極48是通過(guò)由柵極絕 緣膜將柵極電極48與η型源極及漏極區(qū)域47隔離開(kāi)而形成?？墒褂肅MOS晶體管來(lái)取代 MOS 晶體管 Tr6、Tr7、及 Tr8。
隨后，在第二半導(dǎo)體基板45的表面上形成第一層層間絕緣膜49。隨后，在第一層 層間絕緣膜49上形成連接孔，并形成要被連接至所需晶體管的連接導(dǎo)體54。在形成具有彼 此不同的高度的連接導(dǎo)體54的過(guò)程中，以與先前所述的過(guò)程相同的方式在包括各MOS晶體 管的表面在內(nèi)的整個(gè)表面上形成層壓堆疊體，所述堆疊體包括通常由氧化硅膜形成的第一 絕緣薄膜43a及通常由氮化硅膜形成的第二絕緣薄膜43b。第二絕緣薄膜43b在蝕刻工藝 中用作蝕刻終止層。上述第一層層間絕緣膜49形成在第二絕緣薄膜43b上。隨后，在第一 層層間絕緣膜49中，選擇性地形成具有彼此不同的深度的連接孔，以到達(dá)用作蝕刻終止層 的第二絕緣薄膜43b。接著，從連接孔繼續(xù)地，選擇性地蝕刻在各部分中具有相同膜厚度的 第一絕緣薄膜43a及第二絕緣薄膜43b，以形成連續(xù)連接孔。隨后，將連接導(dǎo)體54埋入各自 的連接孔中。
另一方面，在分配給芯片部的區(qū)域中的期望位置處形成連接孔，該連接孔從第一 層層間絕緣膜49的表面開(kāi)始而到達(dá)第二半導(dǎo)體基板45中的期望深度。在此連接孔中，埋 入用于取出電極(fetching electrode)的連接導(dǎo)體51。連接導(dǎo)體51可由例如Cu (銅)、W (鎢)、或多晶硅等材料制成。在將連接導(dǎo)體51埋入連接孔中之前，在連接孔的內(nèi)壁表面上形成用于使連接導(dǎo)體51與第二半導(dǎo)體基板45彼此絕緣的絕緣膜52。
隨后，在第一層層間絕緣膜49中形成多層的配線(xiàn)53以用作多層配線(xiàn)層55，使得 配線(xiàn)53連接至連接導(dǎo)體54以及用于上述取出電極的連接導(dǎo)體51。在此實(shí)施例中，這樣的 層的數(shù)目為3。配線(xiàn)53通常由Cu (銅)制成。以與前述方式相同的方式，在多層配線(xiàn)層55 上形成用于覆蓋配線(xiàn)53的蓋膜。所述蓋膜便是所謂的保護(hù)膜56。在迄今為止所執(zhí)行的工 藝中，形成了具有處于半成品狀態(tài)的邏輯電路25的第二半導(dǎo)體基板45。
隨后，如圖5所示，將第一半導(dǎo)體基板31與第二半導(dǎo)體基板45粘貼于彼此之上， 使得多層配線(xiàn)層41與多層配線(xiàn)層55相互面對(duì)。粘貼工藝可為等離子體接合工藝或?yàn)槔?接合劑的接合工藝。在此實(shí)施例中，粘貼工藝為等離子體接合工藝。在等離子體接合工藝 的情形中，如圖6所示，在第一半導(dǎo)體基板31與第二半導(dǎo)體基板45之間的各接合表面上形 成膜57。膜57可為等離子體原娃酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate ;TE0S)膜,等離子 體SiN膜、SiON膜(也被稱(chēng)為阻擋膜)或SiC膜。隨后對(duì)上面分別已形成有膜57的接合表 面進(jìn)行等離子體處理，以使各接合表面疊置于彼此之上。隨后，對(duì)接合表面進(jìn)行退火處理， 以使各接合表面相互接合。在低溫(例如，不超過(guò)400攝氏度的溫度)下進(jìn)行粘貼工藝是期 望的。這是因?yàn)?，在此種低溫下不會(huì)對(duì)配線(xiàn)及其它組件產(chǎn)生影響。另一方面，在利用接合劑 的接合工藝的情形中，在第一半導(dǎo)體基板31與第二半導(dǎo)體基板45之間的任一接合表面上 形成如圖7所示的接合劑層58。隨后，進(jìn)行處理以使各接合表面疊置于彼此之上，使得各接 合表面通過(guò)接合劑層58而相互接合。
接著，如圖8所示，從第一半導(dǎo)體基板31的背面31b側(cè)開(kāi)始，執(zhí)行研磨與拋光工 藝，以減小第一半導(dǎo)體基板31的膜厚度。進(jìn)行減小膜厚度的工藝是為了使膜厚度接近光電 二極管(PD)的厚度。在用于減小膜厚度的工藝結(jié)束之后，在光電二極管(PD)的背面上形成 用于抑制暗電流的P型半導(dǎo)體層。該P(yáng)型半導(dǎo)體層本身未顯示于圖中。例如，第一半導(dǎo)體 基板31的原始膜厚度約為600微米。在此種情形中，第一半導(dǎo)體基板31的膜厚度被減小 至I微米至10微米范圍內(nèi)的值，或者較佳地減小至I微米至5微米范圍內(nèi)的值。以往，通 過(guò)粘貼單獨(dú)制備的支撐基板來(lái)進(jìn)行這樣的膜厚度減薄工藝。然而，根據(jù)此實(shí)施例，通過(guò)利用 上面已形成有邏輯電路25的第二半導(dǎo)體基板45兼作為支撐基板來(lái)執(zhí)行減小第一半導(dǎo)體基 板31的膜厚度的工藝。在減小膜厚度的工藝結(jié)束之后，在基板的背面上形成通常由氧化硅 膜制成的層間絕緣膜59。當(dāng)該固體攝像裝置被構(gòu)造成背面照射型的裝置時(shí)，第一半導(dǎo)體基 板31的背面31b為光入射表面。
接著，如圖9所示，對(duì)于完成了膜厚度減薄工藝的第一半導(dǎo)體基板31，在分配給芯 片部的區(qū)域中在期望位置處形成從背面31b側(cè)開(kāi)始的貫穿連接孔61。貫穿連接孔61穿透 第一半導(dǎo)體基板31并到達(dá)第二半導(dǎo)體基板45的頂層配線(xiàn)53。此外，在第一半導(dǎo)體基板31 上，在鄰近于貫穿連接孔61的位置處，形成從背面31b側(cè)開(kāi)始的連接孔62。連接孔62到 達(dá)第一半導(dǎo)體基板31中的第一層配線(xiàn)40。貫穿連接孔61與連接孔62中的每一者均可被 形成為具有介于I微米至5微米范圍內(nèi)的接觸直徑尺寸。由于貫穿連接孔61與連接孔62 中的每一者均是在第一半導(dǎo)體基板31的膜厚度已減薄之后形成的，因此縱橫比減小，使得 能夠形成微細(xì)的孔。此外，貫穿連接孔61與連接孔62中的每一者均可被形成為具有在約 5微米至約15微米典型范圍內(nèi)的接觸深度。隨后，在貫穿連接孔61與連接孔62中的每一 者的內(nèi)壁表面上均形成絕緣膜63。絕緣膜63是用于提供與第一半導(dǎo)體基板31的電絕緣的膜。
此時(shí)，像素區(qū)域23的制造工藝尚未完成，這是因?yàn)檫€未進(jìn)行片上濾色器(on-chip color filter)及片上微透鏡(on-chip micro-lens)的工藝。此外，邏輯電路25的制造工 藝也尚未完成，原因在于僅形成了直到最高層配線(xiàn)53的電路。從電路技術(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看，形 成最高層配線(xiàn)53的工藝是最佳的。因此，能夠抑制制造成本。
接著，如圖10所示，將貫穿連接導(dǎo)體64及連接導(dǎo)體65分別埋入在貫穿連接孔61 及連接孔62中。貫穿連接導(dǎo)體64與連接導(dǎo)體65中的每一者均可由例如Cu (銅)、W (鎢)、 或Al (鋁)等金屬制成。隨后，在第一半導(dǎo)體基板31的整個(gè)背面上形成絕緣保護(hù)膜66。絕 緣保護(hù)膜66可為例如SiCN膜、等離子體氮化硅膜、或SiC膜等膜。
接著，如圖11所示，在應(yīng)當(dāng)免受光照的區(qū)域上形成遮光膜67。在圖11所示的模型 圖中，遮光膜67形成于控制電路24上。然而，遮光膜67也形成于其它像素晶體管上。遮 光膜67可由例如鎢等金屬制成。遮光膜67電連接至接地的半導(dǎo)體阱區(qū)域32，使得能夠防 止遮光膜67進(jìn)入電浮動(dòng)狀態(tài)。相反，如果對(duì)電連接至半導(dǎo)體阱區(qū)域32的遮光膜67施加接 地電位，則能夠防止半導(dǎo)體阱區(qū)域32進(jìn)入電浮動(dòng)狀態(tài)。隨后，在整個(gè)表面上形成鈍化膜68 以覆蓋遮光膜67。鈍化膜68可為例如等離子體氮化硅膜或CVD-SIN膜等膜。
鈍化膜68及絕緣保護(hù)膜66具有對(duì)應(yīng)于貫穿連接導(dǎo)體64及連接導(dǎo)體65的部分。 這些部分中形成有連接孔69。隨后，在連接孔69上形成連接配線(xiàn)72，在連接配線(xiàn)72與連 接孔69之間夾置有阻擋金屬膜71。連接配線(xiàn)72通常為鋁膜。阻擋金屬膜71為通常包括 由Ti制成的下層及由TiN制成的上層的層壓堆疊體。連接配線(xiàn)72通過(guò)連接孔69而連接 至貫穿連接導(dǎo)體64及連接導(dǎo)體65。連接配線(xiàn)72用于將像素區(qū)域23及控制電路24連接至 邏輯電路25。連接配線(xiàn)72對(duì)始于頂部表面的取出電極充當(dāng)所謂電極焊盤(pán)的角色。在以下 說(shuō)明中，連接配線(xiàn)72也被稱(chēng)為電極焊盤(pán)72。
因此，圖像傳感器與邏輯電路25通過(guò)連接導(dǎo)體65、電極焊盤(pán)72、及貫穿連接導(dǎo)體 64而彼此電連接。如上所述，圖像傳感器包括形成于第一半導(dǎo)體基板31上的像素區(qū)域23 及控制電路24，而邏輯電路25則形成于第二半導(dǎo)體基板45上。隨后，在電極焊盤(pán)72、鈍化 膜68、及絕緣保護(hù)膜66上形成平坦化膜73。
隨后，如圖12所示，對(duì)于每一像素，在平坦化膜73上形成片上濾色器74 (例如，R (紅色)片上濾色器、G (綠色)片上濾色器、及B (藍(lán)色)片上濾色器)。隨后，在每一個(gè)片上 濾色器74上形成片上微透鏡75。片上濾色器74及片上微透鏡75是對(duì)應(yīng)于像素區(qū)域23中 的每一單元像素而形成。應(yīng)注意，為了使對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明易于理解，圖12是以放大圖的形 式給出的，其顯示了不包括片上濾色器74及片上微透鏡75的橫截面結(jié)構(gòu)。因此，片上濾色 器74的節(jié)距尺寸及片上微透鏡75的節(jié)距尺寸看起來(lái)小于單元像素的節(jié)距尺寸。隨后，通 過(guò)進(jìn)行蝕刻工藝來(lái)選擇性地去除透鏡材料膜75a及平坦化膜73，以露出電極焊盤(pán)72。
另一方面，在第二半導(dǎo)體基板45側(cè)上，如圖13所示，對(duì)表面進(jìn)行研磨與拋光工藝， 以露出起到上述取出電極作用的連接導(dǎo)體51的表面。第二半導(dǎo)體基板45具有讓連接導(dǎo)體 51暴露出來(lái)的表面。隨后，在讓連接導(dǎo)體51暴露出來(lái)的該表面上形成鈍化膜76之后，為連 接導(dǎo)體51形成開(kāi)口 77，并以通過(guò)開(kāi)口 77與連接導(dǎo)體51電連接的狀態(tài)形成電極凸塊78。
這樣，在第一半導(dǎo)體基板31中，像素區(qū)域23及控制電路24處于成品狀態(tài)。在第 二半導(dǎo)體基板45中，邏輯電路25也處于成品狀態(tài)。接著，最后，由相互接合的第一半導(dǎo)體基板31與第二半導(dǎo)體基板45構(gòu)成圖13所示的接合基板，并將所述接合基板劃分成芯片， 以完成圖1及圖2B所示的固體攝像裝置I的制造工藝。換言之，圖13所示的第一半導(dǎo)體 基板31的芯片單元是圖2B所示的第一半導(dǎo)體芯片22，而圖13所示的第二半導(dǎo)體基板45 的芯片單元?jiǎng)t是圖2B所示的第二半導(dǎo)體芯片26。
在固體攝像裝置I中，當(dāng)使用電極焊盤(pán)72時(shí)，可對(duì)電極焊盤(pán)72進(jìn)行引線(xiàn)接合 (wire bonding)工藝，以將電極焊盤(pán)72連接至外部配線(xiàn)。另一方面，當(dāng)使用電極凸塊78 時(shí)，可對(duì)電極凸塊78進(jìn)行倒裝接合(facedown bonding)工藝，以將電極凸塊78連接至外 部配線(xiàn)。因此，視用戶(hù)所需，可使用電極焊盤(pán)72與電極凸塊78中的任一者。
通?？赏ㄟ^(guò)利用電極焊盤(pán)72來(lái)檢查固體攝像裝置I。另外，固體攝像裝置I被檢 查兩次。在第一次檢查中，在晶圓狀態(tài)下檢查固體攝像裝置I。另一方面，在第二次檢查中， 通過(guò)將晶圓劃分成芯片并檢查處于最終模塊狀態(tài)的固體攝像裝置I來(lái)檢查固體攝像裝置1
根據(jù)作為用于制造固體攝像裝置I的方法的上述制造方法，像素區(qū)域23及控制電 路24形成于第一半導(dǎo)體基板31的芯片部中，而用于處理信號(hào)的邏輯電路25則形成于第二 半導(dǎo)體基板45的芯片部中。以這樣的方式，固體攝像裝置I被制造成如下構(gòu)造:其中，用于 提供像素區(qū)域23的功能的芯片部不同于用于提供邏輯電路25的功能的芯片部。因此，能 夠采用對(duì)于像素區(qū)域23而言最佳的工藝形成技術(shù)以及對(duì)于邏輯電路25而言最佳的工藝形 成技術(shù)。因此，像素區(qū)域23及邏輯電路25能夠充分地展現(xiàn)其各自的性能。于是，能夠提供 具有高性能的固體攝像裝置I。
如果采用圖2C所示的構(gòu)造，則需要在第一半導(dǎo)體芯片22側(cè)上僅形成用于接收光 的像素區(qū)域23。在此種構(gòu)造中，控制電路24及邏輯電路25是與像素區(qū)域23分開(kāi)的并形成 于第二半導(dǎo)體芯片26上。因此，能夠獨(dú)立地選擇對(duì)于各功能芯片而言最佳的工藝技術(shù)。此 外，可減少產(chǎn)品模塊的面積。
如前所述，第一半導(dǎo)體基板31具有像素區(qū)域23及控制電路24，而第二半導(dǎo)體基板 45則具有邏輯電路25。根據(jù)上述制造方法，在第一半導(dǎo)體基板31與第二半導(dǎo)體基板45兩 者均處于半成品狀態(tài)的情況下，第一半導(dǎo)體基板31與第二半導(dǎo)體基板45被粘貼于彼此之 上。此時(shí)，第一半導(dǎo)體基板31在厚度減薄工藝中被減薄。換言之，在用于減小第一半導(dǎo)體 基板31厚度的厚度減薄工藝中，第二半導(dǎo)體基板45也兼用作支撐基板。因此，能夠減少材 料數(shù)目以及制造工藝的數(shù)目。另外，由于貫穿連接孔61是在已經(jīng)執(zhí)行上述厚度減薄工藝之 后形成的，因此貫穿連接孔61的縱橫比減小，使得可形成高精度的貫穿連接孔61。最重要 的是，貫穿連接導(dǎo)體64埋入在具有低縱橫比的貫穿連接孔61中，而連接導(dǎo)體65埋入在連 接孔62中。因此，當(dāng)然能夠利用與使用W (鎢)等的情況下一樣的覆蓋特性良好的金屬材 料。此外，也能夠利用與使用Cu (銅)等的情況下一樣的覆蓋特性差的金屬材料。換言之， 對(duì)于用來(lái)連接的導(dǎo)電材料沒(méi)有限制。因此，像素區(qū)域23及控制電路24能以高的精度電連 接至邏輯電路25。因此，能夠?qū)嵤┐笠?guī)模生產(chǎn)、抑制制造成本、并且制造出具有高性能的固 體攝像裝置I。
2、埋入貫穿連接導(dǎo)體及連接導(dǎo)體的詳細(xì)工藝
上述固體攝像裝置I的制造工藝包括埋入貫穿連接導(dǎo)體64及連接導(dǎo)體65的工 藝。以下，將詳細(xì)地說(shuō)明埋入貫穿連接導(dǎo)體64及連接導(dǎo)體65的工藝。換言之，以下說(shuō)明將解釋先前參照?qǐng)D9及圖10所述的工藝的細(xì)節(jié)。
示出了貫穿連接孔及連接孔的附近區(qū)域的放大圖
圖14A粗略地示出了第一實(shí)施例的貫穿連接孔61及連接孔62的附近區(qū)域。此圖 僅顯示了圖10中所示構(gòu)造中所包含的某些部分，它們作為分別與下述內(nèi)容相關(guān)的部分。另 一方面，圖14B是顯示了貫穿連接孔61的放大圖。
如圖14B所示，在貫穿連接孔61中所包含的絕緣膜63與貫穿連接孔61中所埋入 的貫穿連接導(dǎo)體64之間形成阻擋金屬膜81及Cu籽晶層(Cu seed layer) 82。阻擋金屬 膜81是用于防止由Cu制成的貫穿連接導(dǎo)體64擴(kuò)散的膜，而Cu籽晶層82則是在采用電鍍 方法將貫穿連接導(dǎo)體64埋入到貫穿連接孔61中時(shí)用作電極的層。阻擋金屬膜81是由例 如(僅舉幾個(gè)例子)Ta (鉭)、Ti (鈦)、W (鎢)、Zr (鋯)、氮化物膜、或碳化物膜等材料制成。 在此實(shí)施例中，阻擋金屬膜81是由Ta (鉭)制成。對(duì)于連接孔62，同樣地，以與貫穿連接孔 61相同的方式形成阻擋金屬膜81及Cu籽晶層82。
如圖14A所示,貫穿連接孔61穿過(guò)粘貼表面而連接至第二半導(dǎo)體基板45。因此， 與第一半導(dǎo)體基板31中的連接孔62相比，貫穿連接孔61更深。換言之，貫穿連接孔61與 連接孔62是具有彼此不同的縱橫比的連接孔。在以下說(shuō)明中，在某些情形中，貫穿連接孔 61及連接孔62也分別被稱(chēng)為高縱橫比(高AR)通孔及低縱橫比(低AR)通孔。
當(dāng)調(diào)整在干法蝕刻制造時(shí)所進(jìn)行的蝕刻工藝的最佳時(shí)間時(shí)，用作高AR通孔的貫 穿連接孔61與用作低AR通孔的連接孔62相比，難以調(diào)整關(guān)于具有深的通孔底部的貫穿連 接孔61的最佳時(shí)間。此外，在用于清除蝕刻后的殘余物的灰化工藝中以及在通過(guò)利用化學(xué) 清潔劑而使殘余物清除最佳化的工藝中，與連接孔62相比，貫穿連接孔61難以處理。因此， 在貫穿連接孔61的情形中，在形成阻擋金屬膜81之前執(zhí)行作為預(yù)處理的蝕刻工藝是有效 的。在此種情形中，通過(guò)采用物理地清除殘余物的物理濺射法來(lái)執(zhí)行該蝕刻工藝。
然而，由于同時(shí)也對(duì)用作低AR通孔的連接孔62進(jìn)行上述預(yù)處理，因此會(huì)導(dǎo)致不可 避免地對(duì)具有淺的通孔底部的連接孔62進(jìn)行了過(guò)度的蝕刻工藝的問(wèn)題。如果對(duì)連接孔62 執(zhí)行了過(guò)度的蝕刻工藝，則會(huì)無(wú)意中將與連接孔62的下部相連的配線(xiàn)40磨碎，且被研磨掉 的配線(xiàn)碎片會(huì)飛散至位于連接孔62的下部的鄰近區(qū)域中的內(nèi)壁。因此，之后形成的阻擋金 屬膜81的覆蓋性(coverage)會(huì)劣化。如果阻擋金屬膜81的覆蓋性劣化，則對(duì)Cu籽晶層 82的粘附會(huì)變得不充分。對(duì)Cu籽晶層82的不充分粘附會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生Cu孔隙。如果產(chǎn)生Cu 孔隙，則很有可能使電阻變得不穩(wěn)定并使連接通孔的可靠性劣化。換言之，在用作難以清潔 的高AR通孔的貫穿連接孔61與用作容易清潔的低AR通孔的連接孔62之間存在物理清除 量的差異。因此，會(huì)導(dǎo)致難以在高AR通孔與低AR通孔兩者中均獲得穩(wěn)定的通孔電阻的問(wèn) 題。
為解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的固體攝像裝置I采用由圖15所示的說(shuō)明性流 程圖所代表的方法。此種方法使得能夠執(zhí)行對(duì)高AR通孔及低AR通孔兩者均最佳的處理。
用于形成連接路徑的處理的流程
圖15示出了在下面說(shuō)明由固體攝像裝置I執(zhí)行的連接導(dǎo)體埋入處理時(shí)所參照的 流程圖，所述埋入處理是以形成高AR通孔及低AR通孔的步驟開(kāi)始并以將連接導(dǎo)體埋入高 AR通孔及低AR通孔中的步驟結(jié)束的處理。
首先，該流程圖以步驟SI開(kāi)始，在步驟SI中，如圖9所示，執(zhí)行連接孔形成工藝，從而自第一半導(dǎo)體基板31的背面31b側(cè)形成具有彼此不同的縱橫比的多個(gè)連接孔。在此 步驟中所形成的連接孔是貫穿連接孔61及連接孔62。
隨后,在下一步驟S2中，執(zhí)行氫氣清潔(hydrogen cleansing)工藝，以通過(guò)利用 溫度介于200攝氏度至300攝氏度范圍內(nèi)的氫氣來(lái)清潔貫穿連接孔61及連接孔62。此時(shí)， 由于自然氧化，會(huì)在位于貫穿連接孔61與連接孔62每一者的通孔底部處的Cu配線(xiàn)的表面 上形成銅氧化物。在稍后所述的接下來(lái)的錨定處理工藝中，并不特意地對(duì)用作低AR通孔的 連接孔62的通孔底部執(zhí)行物理蝕刻工藝。因此，很有可能不會(huì)去除上述銅氧化物。為解決 此問(wèn)題，在步驟S2中利用氫氣來(lái)進(jìn)行還原處理。通過(guò)進(jìn)行還原處理，能夠清潔位于連接孔 62的通孔底部處的Cu配線(xiàn)表面，使得該Cu配線(xiàn)表面變成能夠在其上形成清潔的金屬間接 合的界面。
隨后，在下一步驟S3中，執(zhí)行錨定處理工藝，從而在形成阻擋金屬膜81用的腔室 內(nèi)同時(shí)對(duì)貫穿連接孔61及連接孔62執(zhí)行利用氬氣的物理蝕刻工藝以及形成阻擋金屬膜81 的膜形成工藝。在此種錨定處理工藝中，特意地對(duì)用作高AR通孔的貫穿連接孔61的通孔底 部執(zhí)行物理蝕刻工藝。然而，如上所述，并不特意地對(duì)用作所需鉆孔量(boring quantity) 小的低AR通孔的連接孔62的通孔底部執(zhí)行物理蝕刻工藝。因此，用作高AR通孔的貫穿連 接孔61的通孔底部的鉆孔量大于用作低AR通孔的連接孔62的通孔底部的鉆孔量。
隨后，在下一步驟S4中，在用于形成阻擋金屬膜81的腔室中，通過(guò)停止利用氬氣 的物理蝕刻工藝來(lái)執(zhí)行阻擋金屬膜形成工藝。執(zhí)行該阻擋金屬膜形成工藝只是為了同時(shí)為 貫穿連接孔61及連接孔62形成阻擋金屬膜81。
隨后，在下一步驟S5中，在已經(jīng)執(zhí)行了阻擋金屬膜形成工藝從而為貫穿連接孔61 及連接孔62形成了阻擋金屬膜81的情況下，執(zhí)行Cu籽晶膜形成工藝以在貫穿連接孔61 及連接孔62上形成Cu籽晶層82。
隨后，在下一步驟S6中，執(zhí)行Cu埋入工藝，以通過(guò)采用電鍍方法而將Cu (銅)埋 入在貫穿連接孔61及連接孔62中。埋入在貫穿連接孔61及連接孔62中的Cu (銅)分別 用作貫穿連接導(dǎo)體64及連接導(dǎo)體65。
如上所述，在將連接導(dǎo)體埋入在縱橫比彼此不同的多個(gè)連接孔中的處理中，執(zhí)行 錨定工藝以形成阻擋金屬膜81并同時(shí)進(jìn)行使用氬氣的物理蝕刻。所述連接孔是貫穿連接 孔61及連接孔62。上述物理蝕刻也被稱(chēng)為反派射(inverse sputtering)。在錨定工藝中， 用作高AR通孔的貫穿連接孔61的通孔底部的鉆孔量可被設(shè)定為大的值，而用作低AR通孔 的連接孔62的通孔底部的鉆孔量可被設(shè)定為小的值。在以下說(shuō)明中，鉆孔量也被稱(chēng)為蝕刻 量。因此，能夠在縱橫比彼此不同的各連接孔的通孔底部處獲得穩(wěn)定的電阻。
用于錨定工藝的腔室的構(gòu)造
圖16是在下面說(shuō)明用于進(jìn)行錨定工藝的濺射裝置101中所采用的腔室111的構(gòu) 造時(shí)所參照的說(shuō)明圖。
在濺射裝置101中所采用的腔室111上，安裝有與靶材用直流(DC)電源112 相連接的強(qiáng)磁場(chǎng)陰極磁鐵113,使得可執(zhí)行低電壓遠(yuǎn)程電離派射(low-voltage remote ionization sputtering)。此外，腔室 111 具有與平臺(tái)偏壓電源(stage bias power supply) 116相連接的基板平臺(tái)115。因此，在腔室111上包括高頻偏壓施加機(jī)構(gòu)?；迤?臺(tái)115上安裝有晶圓114。晶圓114是第一半導(dǎo)體基板31與第二半導(dǎo)體基板45的接合基板。
在具有上述腔室111的濺射裝置101中，能夠通過(guò)控制由平臺(tái)偏壓電源116所施 加的功率來(lái)調(diào)整利用氬離子進(jìn)行的蝕刻工藝的蝕刻量。此外，也可通過(guò)控制由靶材用DC電 源112所施加的功率來(lái)調(diào)整靶材(Ta) 117的釋放量。
此外，與由靶材(Ta) 117所釋放的阻擋金屬濺射膜分離地，腔室111還設(shè)置有用 于促進(jìn)由濺射氣體供應(yīng)部118供應(yīng)的Ar (氬)氣電離的感應(yīng)耦合等離子體(Inductively Coupled Plasma ;ICP)天線(xiàn)119。ICP天線(xiàn)119連接至ICP電源120。因此，可同時(shí)控制用 于形成阻擋金屬膜(Ta)的工藝以及利用氬離子進(jìn)行的物理蝕刻的量。
—般而言，當(dāng)采用物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition ;PVD)方法來(lái)執(zhí)行 膜形成工藝時(shí)，濺射膜(Ta)的覆蓋率會(huì)隨著縱橫比的增大而降低。另一方面，氬離子通過(guò) 基板偏壓而被吸引至通孔底部，使得蝕刻速度對(duì)縱橫比的依賴(lài)性變小。
在此種情形中，具有圖16所示結(jié)構(gòu)的濺射裝置101執(zhí)行錨定工藝。換言之，濺射 裝置101同時(shí)執(zhí)行阻擋金屬膜81 (也被稱(chēng)為T(mén)a膜)的形成工藝以及利用氬離子進(jìn)行的蝕 刻工藝。通過(guò)同時(shí)執(zhí)行阻擋金屬膜81的形成工藝以及蝕刻工藝，在用作高AR通孔的貫穿 連接孔61的通孔底部處會(huì)推進(jìn)蝕刻過(guò)程。然而，在用作低AR通孔的連接孔62的通孔底部 處，在不執(zhí)行蝕刻工藝的情況下形成阻擋金屬膜81。因此，能夠執(zhí)行對(duì)具有彼此不同的縱橫 比的貫穿連接孔61及連接孔62而言分別最佳的處理。
接下來(lái)，參照?qǐng)D17A及圖18，以下說(shuō)明將解釋關(guān)于錨定工藝的設(shè)定值的典型具體 實(shí)例。然而，錨定工藝的設(shè)定值的這些具體實(shí)例僅僅是典型實(shí)例。換言之，理所當(dāng)然的是， 連接孔的最佳設(shè)定值根據(jù)孔的縱橫比的不同而不同。
圖17A示出了將用作高AR通孔的貫穿連接孔61的通孔底部的鉆孔量設(shè)定為最小 值的典型實(shí)例。在此典型實(shí)例中，將用作高AR通孔的貫穿連接孔61的通孔底部的鉆孔量 設(shè)定為10nm，而將用作低AR通孔的連接孔62的通孔底部的鉆孔量設(shè)定為Onm。
在如同圖17A所示那樣的鉆孔量的情形中，可例如通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)施錨定工 藝:將氬氣的壓力設(shè)定為介于0.1Pa至0.3Pa范圍內(nèi)的值，將靶材用DC電源112所輸出的 功率設(shè)定為500W，并將平臺(tái)偏壓電源116所輸出的功率設(shè)定為300W。
另一方面，圖17B示出了將用作高AR通孔的貫穿連接孔61的通孔底部的鉆孔量 設(shè)定為最大值并將用作低AR通孔的連接孔62的通孔底部的鉆孔量設(shè)定為恒定值的典型實(shí) 例。更具體而言，在此典型實(shí)例中，將用作高AR通孔的貫穿連接孔61的通孔底部的鉆孔量 設(shè)定為70nm，而將用作低AR通孔的連接孔62的通孔底部的鉆孔量設(shè)定為30nm。
在如同圖17B所示那樣的鉆孔量的情形中，可例如通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)施錨定工 藝:將氬氣的壓力設(shè)定為介于0.1Pa至0.3Pa范圍內(nèi)的值，將靶材用DC電源112所輸出的 功率設(shè)定為500W，并將平臺(tái)偏壓電源116所輸出的功率設(shè)定為1，OOOff0
如上所述，較佳的是:在固體攝像裝置I中，將用作高AR通孔的貫穿連接孔61的 通孔底部的鉆孔量設(shè)為介于IOnm至70nm范圍內(nèi)的值，而將用作低AR通孔的連接孔62的 通孔底部的鉆孔量設(shè)為介于Onm至30nm范圍內(nèi)的值。
如上所述，通過(guò)控制平臺(tái)偏壓電源116所輸出的功率，能夠調(diào)整蝕刻量，且通過(guò)控 制靶材用DC電源112所輸出的功率，能夠調(diào)整阻擋金屬膜81 (也被稱(chēng)為T(mén)a膜)的厚度。圖 18在橫軸上示出了最佳設(shè)定值范圍，其中橫軸是表示平臺(tái)偏壓電源116所輸出的功率與靶材用DC電源112所輸出的功率之比。
圖18中所示的文字表述“平臺(tái)偏壓功率/DC功率”是平臺(tái)偏壓電源116所輸出的 功率與靶材用DC電源112所輸出的功率之比。如果將這個(gè)功率比設(shè)定為介于圖中以0.5 至2.0的范圍示出的最佳設(shè)定值范圍內(nèi)的值，則能夠執(zhí)行對(duì)于用作高AR通孔的貫穿連接孔 61以及用作低AR通孔的連接孔62而言最佳的處理。應(yīng)注意，在錨定工藝之后執(zhí)行的阻擋 金屬膜形成工藝中，能夠減小由平臺(tái)偏壓電源116輸出的功率，以?xún)H執(zhí)行用于形成阻擋金 屬膜81的處理。
如上所述，通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板31與第二半導(dǎo)體基板45相互接合并通過(guò)減薄 第一半導(dǎo)體基板31的厚度來(lái)制造固體攝像裝置I。對(duì)于其中包括未相互接合的兩個(gè)半導(dǎo)體 基板的基板而言，其厚度變化僅由層間膜的厚度變化引起。另一方面，對(duì)于其中包括相互接 合的兩個(gè)半導(dǎo)體基板的最終基板而言，其厚度變化是由層間膜的厚度變化以及在減薄最終 基板厚度的工藝中所產(chǎn)生的變化而引起的。因此，在接合工藝之后所形成的用作高AR通孔 的貫穿連接孔61的深度變化較大。因此，難以控制加工之后的殘余物。為解決此問(wèn)題，提 供了一種有效的用于獲得清潔的界面的物理清除工藝。特別地，如果用作高AR通孔的貫穿 連接孔61與用作低AR通孔的連接孔62是同時(shí)形成的，則在試圖防止對(duì)連接孔62執(zhí)行過(guò) 度的加工處理時(shí)會(huì)導(dǎo)致某些問(wèn)題，這些問(wèn)題包括對(duì)用作高AR通孔的貫穿連接孔61的加工 不足。為解決這些問(wèn)題，提供了一種有效的通過(guò)采用物理清除方法來(lái)執(zhí)行的孔處理。
用鋁制造頂層配線(xiàn)的實(shí)例
在上述實(shí)例中，多層配線(xiàn)層41及多層配線(xiàn)層55的配線(xiàn)40及配線(xiàn)53是由Cu (銅) 制成。然而，一般而言，一些容易獲得的半導(dǎo)體基板是具有如下布線(xiàn)結(jié)構(gòu)的基板:該布線(xiàn)結(jié) 構(gòu)包括以Al (鋁)作為母材而制成的頂層配線(xiàn)。換言之，圖19所示的實(shí)施例是這樣的示例: 其中，第二半導(dǎo)體基板45的頂層配線(xiàn)53A是由Al制成的。
如果貫穿連接孔61的通孔底部的配線(xiàn)53A是Al配線(xiàn)，則由于自然氧化，會(huì)在Al 配線(xiàn)53A的表面上形成鋁氧化物層。如果對(duì)該鋁氧化物層執(zhí)行上述還原處理(該還原處理 也是利用氫氣對(duì)由于Cu配線(xiàn)的自然氧化而形成的銅氧化物層而執(zhí)行的)，則無(wú)法獲得上述 還原處理的效果。為此，利用物理濺射的蝕刻工藝就是絕對(duì)必需的。因此，如果貫穿連接孔 61及連接孔62具有彼此不同的縱橫比，且具有高縱橫比的貫穿連接孔61的通孔底部的配 線(xiàn)53A是Al配線(xiàn)，則上述錨定工藝的執(zhí)行會(huì)提供良好的效果。
貫穿連接孔及連接孔的連接孔形成工藝
接下來(lái)，參照?qǐng)D20A至圖20F，以下說(shuō)明解釋了在步驟SI中所執(zhí)行的用于形成貫穿 連接孔61及連接孔62的連接孔形成工序的細(xì)節(jié)。
在第一工序中，如圖20A所示，在用抗蝕劑201涂覆層間絕緣膜59的整個(gè)表面之 后，在抗蝕劑201上對(duì)應(yīng)于用作低AR通孔的連接孔62的區(qū)域中形成開(kāi)口。如前所述，層間 絕緣膜59是位于在圖8所示狀態(tài)下的第一半導(dǎo)體基板31的背面31b側(cè)上的膜。
隨后，在第二工序中，如圖20B所示，在與抗蝕劑201的開(kāi)口區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置處 蝕刻第一半導(dǎo)體基板31，以形成到達(dá)第一層配線(xiàn)40的連接孔62。在形成了連接孔62之后， 去除已完成圖形化工藝的抗蝕劑201。
隨后，在第三工序中，如圖20C所示，在第一半導(dǎo)體基板31的背面31b側(cè)對(duì)抗蝕劑 202執(zhí)行圖形化工藝，以在對(duì)應(yīng)于用作高AR通孔的貫穿連接孔61的區(qū)域中形成開(kāi)口。
隨后，在第四工序中，如圖20D所示，在與抗蝕劑202的開(kāi)口區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置處 蝕刻第一半導(dǎo)體基板31，以形成貫穿連接孔61，貫穿連接孔61貫穿第一半導(dǎo)體基板31而 到達(dá)第二半導(dǎo)體基板45的頂層配線(xiàn)53。在形成了貫穿連接孔61之后，去除已完成圖形化 工藝的抗蝕劑202。
隨后，在第五工序中，如圖20E所示，在包括貫穿連接孔61及連接孔62的內(nèi)壁表 面在內(nèi)的表面上形成用于與第一半導(dǎo)體基板31電絕緣的絕緣膜63。
最后，在弟TK工序中，如圖20F所不,從貫芽連接孔61的通孔底部及連接孔62的 通孔底部去除絕緣膜63，以得到圖9所示的狀態(tài)。
如上所述，在步驟SI中形成了貫穿連接孔61及連接孔62。
貫穿連接孔及連接孔的第二實(shí)施例
在此實(shí)施例中，如先前參照?qǐng)D11所述，通過(guò)在第一半導(dǎo)體基板31與連接配線(xiàn)72 (其為鋁層)之間夾置阻擋金屬膜71而在第一半導(dǎo)體基板31上形成連接配線(xiàn)72。連接配 線(xiàn)72將貫穿連接孔61的貫穿連接導(dǎo)體64連接至連接孔62的連接導(dǎo)體65。
然而，例如如圖21所示，也可在第一半導(dǎo)體基板31中形成通孔間配線(xiàn)220，以將貫 穿連接孔61的貫穿連接導(dǎo)體64連接至連接孔62的連接導(dǎo)體65。
換言之，圖21顯示了具有彼此不同的縱橫比的貫穿連接孔61與連接孔62的第二 實(shí)施例。
用于制造第二實(shí)施例的貫穿連接孔及連接孔的第一種方法
接下來(lái)，參照?qǐng)D22A至圖22G，以下說(shuō)明解釋了用于制造圖21所示的第二實(shí)施例 (其作為貫穿連接孔61及連接孔62的另一實(shí)施例)的第一種方法。
在第一工序中，如圖22A所示，對(duì)抗蝕劑221執(zhí)行圖形化工藝及蝕刻工藝達(dá)到預(yù)先 確定的深度，以在第一半導(dǎo)體基板31的背面31b側(cè)上對(duì)應(yīng)于通孔間配線(xiàn)220的區(qū)域中形成開(kāi)口。
隨后，在第二工序中，如圖22B所示，對(duì)抗蝕劑222執(zhí)行圖形化工藝，以?xún)H在用作低 AR通孔的連接孔62的區(qū)域中形成開(kāi)口。接著，在與抗蝕劑222的開(kāi)口區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置處 對(duì)第一半導(dǎo)體基板31執(zhí)行蝕刻工藝。隨后，如圖22C所示，在形成了到達(dá)第一層配線(xiàn)40的 連接孔62之后，去除已完成圖形化工藝的抗蝕劑222。
隨后，在第三工序中，如圖22D所示，在位于第一半導(dǎo)體基板31的背面31b側(cè)上的 層間絕緣膜59上對(duì)抗蝕劑223執(zhí)行圖形化工藝，以?xún)H在與用作高AR通孔的貫穿連接孔61 相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中形成開(kāi)口。
隨后，在第四工序中，如圖22E所示，在與抗蝕劑223的開(kāi)口區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置處 對(duì)第一半導(dǎo)體基板31執(zhí)行蝕刻工藝，以形成貫穿連接孔61，貫穿連接孔61貫穿第一半導(dǎo)體 基板31而到達(dá)第二半導(dǎo)體基板45的頂層配線(xiàn)53。在形成了貫穿連接孔61之后，去除已完 成圖形化工藝的抗蝕劑223。
隨后，在第五工序中，如圖22F所示，在包括貫穿連接孔61及連接孔62的內(nèi)壁表 面在內(nèi)的表面上形成絕緣膜63。
最后，在弟TK工序中，如圖22G所不,從貫芽連接孔61的通孔底部及連接孔62的 通孔底部去除絕緣膜63，以便得到圖21所示的狀態(tài)。
用于制造第二實(shí)施例的貫穿連接孔及連接孔的第二種方法
接下來(lái)，參照?qǐng)D23A至圖23E，以下說(shuō)明解釋了用于制造圖21所示的第二實(shí)施例 (其作為貫穿連接孔61及連接孔62的另一實(shí)施例)的第二種方法。
在第一工序中，如圖23A所示，對(duì)抗蝕劑231執(zhí)行圖形化工藝及蝕刻工藝達(dá)到預(yù)先 確定的深度，以在第一半導(dǎo)體基板31的背面31b側(cè)上對(duì)應(yīng)于通孔間配線(xiàn)220的區(qū)域中形成開(kāi)口。
隨后，在第二工序中，如圖23B所示，對(duì)抗蝕劑232執(zhí)行圖形化工藝，以在對(duì)應(yīng)于貫 穿連接孔61及連接孔62兩者的區(qū)域中形成開(kāi)口。接著，如圖23C所示，在與抗蝕劑232的 開(kāi)口區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置處對(duì)第一半導(dǎo)體基板31執(zhí)行蝕刻工藝，以同時(shí)形成連接孔62及貫 穿連接孔61。隨后，在形成了連接孔62及貫穿連接孔61之后，去除已完成圖形化工藝的抗 蝕劑232。
隨后，在第三工序中，如圖23D所示，在包括貫穿連接孔61及連接孔62的內(nèi)壁表 面在內(nèi)的表面上形成絕緣膜63。
最后，在弟四工序中，如圖23E所不，從貫芽連接孔61的通孔底部及連接孔62的 通孔底部去除絕緣膜63，以便得到圖21所示的狀態(tài)。
因此，對(duì)于如上所述所設(shè)計(jì)的第二實(shí)施例，前述錨定工藝在實(shí)現(xiàn)貫穿連接孔61及 連接孔62時(shí)顯然也是有效的。
貫穿連接孔及連接孔的第三實(shí)施例
圖24是在以下說(shuō)明縱橫比彼此不同的貫穿連接孔61及連接孔62的第三實(shí)施例 時(shí)所參照的說(shuō)明圖。
在圖24所示的第三實(shí)施例的情形中，貫穿連接孔61與連接孔62在不利用連接配 線(xiàn)的情況下直接相互連接。
用于制造第三實(shí)施例的貫穿連接孔及連接孔的方法
接下來(lái)，參照?qǐng)D25A至圖25D，以下說(shuō)明解釋了用于制造圖24所示的第三實(shí)施例 (其作為貫穿連接孔61及連接孔62的再一實(shí)施例)的方法。
在第一工序中，如圖25A所示，在第一半導(dǎo)體基板31的背面31b側(cè)上對(duì)抗蝕劑241 執(zhí)行圖形化工藝，以在對(duì)應(yīng)于貫穿連接孔61及連接孔62 二者的區(qū)域中形成開(kāi)口。
隨后，在第二工序中，如圖25B所示，對(duì)第一半導(dǎo)體基板31執(zhí)行蝕刻工藝至預(yù)先確 定的深度，以同時(shí)形成貫穿連接孔61及連接孔62。
隨后，在第三工序中，如圖25C所示，在包括貫穿連接孔61及連接孔62的內(nèi)壁表 面在內(nèi)的表面上形成絕緣膜63。
最后，在弟四工序中，如圖2 所不，從貫芽連接孔61的通孔底部及連接孔62的 通孔底部去除絕緣膜63，以便得到圖24所示的狀態(tài)。
因此，對(duì)于如上所述所設(shè)計(jì)出的第三實(shí)施例，前述錨定工藝在實(shí)現(xiàn)貫穿連接孔61 及連接孔62時(shí)顯然也是有效的。
具有不同縱橫比的其他實(shí)施例
上述說(shuō)明已闡釋了分別包括縱橫比彼此不同的貫穿連接孔61及連接孔62的各種 實(shí)施例。然而，本技術(shù)的應(yīng)用絕不僅限于對(duì)具有彼此不同的縱橫比的連接孔執(zhí)行的處理。換 言之，本技術(shù)也可應(yīng)用于對(duì)連接至貫穿連接孔的下部的配線(xiàn)的表面以及連接至具有與貫穿 連接孔的縱橫比不同的縱橫比的孔的下部的配線(xiàn)的表面執(zhí)行的處理。因此，本技術(shù)使得能夠執(zhí)行對(duì)與貫穿連接孔的下部相連的配線(xiàn)的表面以及與所述孔的下部相連的配線(xiàn)的表面 而言最佳的處理。
例如，如圖26A及圖26B所示，半導(dǎo)體基板250的貫穿連接孔251利用連接配線(xiàn) 252而連接至半導(dǎo)體基板250的配線(xiàn)層253。對(duì)于此種構(gòu)造，本技術(shù)可應(yīng)用于同時(shí)對(duì)貫穿連 接孔251的底部251A及位于連接配線(xiàn)252與配線(xiàn)層253之間的連接面254執(zhí)行的處理。在 此種情形中，連接配線(xiàn)252可由例如Cu (銅)、W (鎢)、或Al (鋁)等材料制成。如果連接配 線(xiàn)252是由Al制成，則使用TiN等來(lái)制造上述蓋膜。如果連接配線(xiàn)252是由Cu制成，則用 于在錨定工藝中形成膜的材料可為T(mén)a (鉭)、Ti (鈦)、Zr (鋯)、Ru (釕)或上述金屬的合金。 另一方面，如果連接配線(xiàn)252是由W或Al制成，則用于在錨定工藝中形成膜的材料可為T(mén)i 或TiN等。
此外，本技術(shù)也可應(yīng)用于對(duì)具有相同高度但具有彼此不同的縱橫比的多個(gè)連接孔 進(jìn)行的處理。圖27是示出了根據(jù)包括具有相同高度但具有彼此不同的縱橫比的多個(gè)連接 孔的又一實(shí)施例的凸塊的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖，所述凸塊用于從焊盤(pán)部引出功率或信號(hào)。
一般而言，引出電路(drawing circuit)包括電源線(xiàn)及信號(hào)線(xiàn)。電源線(xiàn)具有大的 電容，并且較佳的是減小線(xiàn)路電阻以及通孔電阻。因此，期望提供具有相對(duì)較大的接觸面積 的電源線(xiàn)。另一方面，信號(hào)線(xiàn)具有小的電容，但較佳的是利用大量的這種信號(hào)線(xiàn)。因此，期 望的是形成微小的凸塊并因此減小接觸面積。因此，如圖27所示，對(duì)于電源線(xiàn)，與在用于低 AR連接孔的結(jié)構(gòu)的情形中一樣，采用具有大的接觸面積的凸塊結(jié)構(gòu)。另一方面，對(duì)于信號(hào) 線(xiàn)，則與在用于高AR連接孔的結(jié)構(gòu)的情形中一樣，采用具有小的接觸面積的凸塊結(jié)構(gòu)。
在用于同時(shí)形成這些凸塊的加工工藝中，在具有大面積的凸塊的情形中，容易實(shí) 現(xiàn)對(duì)加工后的焊盤(pán)連接界面的清潔。另一方面，在具有小面積的凸塊的情形中，則難以獲得 穩(wěn)定及清潔的狀態(tài)。這是因?yàn)樵O(shè)置有許多的均具有小面積的微小凸塊。為解決此問(wèn)題，上 述本技術(shù)提供了錨定工藝，所述錨定工藝改變低AR通孔及高AR通孔的鉆孔量，使得即使同 時(shí)形成這些凸塊金屬時(shí)也可獲得穩(wěn)定的接觸電阻，所以所述錨定工藝能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)低AR通 孔與高AR通孔每一者而言均最佳的處理。應(yīng)注意，其中除電源線(xiàn)以外的其他線(xiàn)的也具有大 接觸面積的上述結(jié)構(gòu)可為用于散熱的引出結(jié)構(gòu)。
以上的說(shuō)明總結(jié)如下。基于本技術(shù)的錨定工藝可應(yīng)用于對(duì)連接至縱橫比彼此不同 的多個(gè)孔中的每一者的下部的配線(xiàn)的表面執(zhí)行的處理。在此種情形中，所述孔包括連接孔。 錨定工藝對(duì)于其中縱橫比之間的差在二倍以上且接觸直徑的值介于I微米至100微米范圍 內(nèi)的情形尤其有效。接觸直徑也被稱(chēng)為孔徑(aperture )。
對(duì)電子設(shè)備的典型應(yīng)用
上述固體攝像裝置I可應(yīng)用于各種設(shè)備中，舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)，這些設(shè)備包括例如 數(shù)碼照相機(jī)及數(shù)碼攝像機(jī)等攝像裝置、具有攝像功能的移動(dòng)電話(huà)以及分別具有攝像功能的 其它設(shè)備。
圖28是顯示了用作電子設(shè)備的一部分的成像裝置301的典型構(gòu)造的方框圖，其中 所述電子設(shè)備應(yīng)用了本技術(shù)。
圖28所示的成像裝置301被構(gòu)造成包括光學(xué)系統(tǒng)302、快門(mén)裝置303、固體攝像裝 置304、控制電路305、信號(hào)處理電路306、顯示器307及存儲(chǔ)器308。成像裝置301能夠捕 捉靜止圖像及移動(dòng)圖像。
光學(xué)系統(tǒng)302被構(gòu)造成采用一個(gè)或多個(gè)透鏡。光學(xué)系統(tǒng)302將來(lái)自拍攝對(duì)象的入 射光引導(dǎo)至固體攝像裝置304。上述光因此而照射到固體攝像裝置304的光接收表面。
快門(mén)裝置303被放置于光學(xué)系統(tǒng)302與固體攝像裝置304之間的位置處。根據(jù)控 制電路305所輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，固體攝像裝置304控制經(jīng)由快門(mén)裝置303從光學(xué)系統(tǒng)302 傳播至固體攝像裝置304的光的光照射周期及遮光周期。
固體攝像裝置304是上述固體攝像裝置I。固體攝像裝置304根據(jù)經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng) 302及快門(mén)裝置303傳播并到達(dá)固體攝像裝置304的光而在一定周期內(nèi)累積信號(hào)電荷。由 所述光在固體攝像裝置304的光接收表面上形成圖像。根據(jù)控制電路305所提供的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)(也被稱(chēng)為時(shí)序信號(hào))來(lái)將固體攝像裝置304中所累積的信號(hào)電荷傳輸至信號(hào)處理電路 306。可將固體攝像裝置304實(shí)現(xiàn)成僅由固體攝像裝置304組成的芯片。作為另一選擇， 也可將固體攝像裝置304實(shí)現(xiàn)成相機(jī)模塊的一部分，該相機(jī)模塊是還包括其它組件的封裝 體，所述其它組件是從光學(xué)系統(tǒng)302到信號(hào)處理電路306。
控制電路305驅(qū)動(dòng)固體攝像裝置304及快門(mén)裝置303。具體而言，控制電路305產(chǎn) 生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制由固體攝像裝置304執(zhí)行的將信號(hào)電荷傳輸至信號(hào)處 理電路306的操作以及由快門(mén)裝置303執(zhí)行的快門(mén)操作。
信號(hào)處理電路306對(duì)從固體攝像裝置304接收的信號(hào)電荷執(zhí)行各種信號(hào)處理。作 為信號(hào)處理電路306所執(zhí)行的信號(hào)處理結(jié)果而得到的圖像數(shù)據(jù)被提供至顯示器307，以顯 示基于所述數(shù)據(jù)的圖像。圖像數(shù)據(jù)也被提供至用于存儲(chǔ)或記錄數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器308。
上述實(shí)施例均為其中將本技術(shù)應(yīng)用于固體攝像裝置的實(shí)例。然而，本技術(shù)的應(yīng)用 絕不僅限于固體攝像裝置。換言之，本技術(shù)也可應(yīng)用于各種半導(dǎo)體裝置(例如，存儲(chǔ)器件及 多功能器件)。換句話(huà)說(shuō)，本技術(shù)也可應(yīng)用于如下半導(dǎo)體裝置:所述半導(dǎo)體裝置被構(gòu)造成采 用了粘貼于彼此上面的第一半導(dǎo)體基板及第二半導(dǎo)體基板，并至少設(shè)置有穿透第一半導(dǎo)體 基板并到達(dá)第二半導(dǎo)體基板的貫穿連接孔。
此外，本技術(shù)的實(shí)施方式絕不僅限于上述各實(shí)施例。換言之，可在不背離本技術(shù)的 要旨的范圍內(nèi)以各種方式改變上述各實(shí)施例。
應(yīng)注意，也可將本技術(shù)實(shí)現(xiàn)為以下實(shí)施方式:
(I) 一種半導(dǎo)體裝置制造方法，其包括第一工藝，所述第一工藝形成阻擋金屬膜并 利用濺射氣體來(lái)執(zhí)行物理蝕刻，所述第一工藝是在與第一開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)及與第二 開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)上同時(shí)執(zhí)行的工藝，所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口形成于通過(guò)將第 一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相互接合而得到的半導(dǎo)體基板中，所述第一開(kāi)口和所述第 二開(kāi)口用作具有彼此不同的縱橫比的第一開(kāi)口及第二開(kāi)口。
(2)如上述實(shí)施方式(I)所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其中，所述第一開(kāi)口是貫穿 所述第一半導(dǎo)體基板的貫穿連接孔，而所述第二開(kāi)口是所述第一半導(dǎo)體基板中的連接孔。
(3)如上述實(shí)施方式(2)所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其中，在所述第一工藝中，特 意地對(duì)作為高縱橫比孔的所述第一開(kāi)口的孔底部執(zhí)行所述物理蝕刻，并且不特意地對(duì)作為 所需鉆孔量小的低縱橫比孔的所述第二開(kāi)口的孔底部執(zhí)行所述物理蝕刻。
(4)如上述實(shí)施方式(I)所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其中，所述第一開(kāi)口及所述 第二開(kāi)口是具有彼此相等的高度及彼此不同的縱橫比的連接孔。
(5)如上述實(shí)施方式(I)至(4)中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，所述方法還包括:在所述第一工藝之后執(zhí)行的第二工藝，所述第二工藝與所述第一工藝是在同一腔室 中執(zhí)行的，所述第二工藝僅形成所述阻擋金屬膜。
(6)如上述實(shí)施方式(I)至(4)中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，在所述第一 工藝之前還包括連接孔形成工藝，其中，所述連接孔形成工藝從所述第一半導(dǎo)體基板的背 面?zhèn)刃纬删哂斜舜瞬煌目v橫比的所述第一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口。
(7)—種半導(dǎo)體裝置，其是采用包括如下工藝的制造方法制成的:所述第一工藝形 成阻擋金屬膜并利用濺射氣體來(lái)執(zhí)行物理蝕刻，所述第一工藝是在與第一開(kāi)口的下部相連 的配線(xiàn)及與第二開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)上同時(shí)執(zhí)行的工藝，所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口 形成于通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相互接合而得到的半導(dǎo)體基板上，所述第 一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口用作具有彼此不同的縱橫比的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口。
(8)—種電子設(shè)備，其包括半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置是采用包括如下工藝的制 造方法制成的:所述第一工藝形成阻擋金屬膜并利用濺射氣體來(lái)執(zhí)行物理蝕刻，所述第一 工藝是在與第一開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)及與第二開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)上同時(shí)執(zhí)行的工 藝，所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口形成于通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相互接 合而得到的半導(dǎo)體基板上，所述第一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口用作具有彼此不同的縱橫比的第 一開(kāi)口和第二開(kāi)口。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置制造方法，所述制造方法包括第一工藝，所述第一工藝形成阻擋金屬膜并利用濺射氣體來(lái)執(zhí)行物理蝕刻，所述第一工藝是在與 第一開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)及與第二開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)上同時(shí)執(zhí)行的工藝，所述第一 開(kāi)口及所述第二開(kāi)口形成于通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相互接合而得到的 半導(dǎo)體基板中，所述第一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口作為具有彼此不同的縱橫比的第一開(kāi)口和第二開(kāi)口。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其中，所述第一開(kāi)口是貫穿所述第一半 導(dǎo)體基板的貫穿連接孔，而所述第二開(kāi)口是所述第一半導(dǎo)體基板中的連接孔。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其中，在所述第一工藝中，特意地對(duì)作為 高縱橫比孔的所述第一開(kāi)口的孔底部執(zhí)行所述物理蝕刻，并且不特意地對(duì)作為所需鉆孔量 小的低縱橫比孔的所述第二開(kāi)口的孔底部執(zhí)行所述物理蝕刻。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，其中，所述第一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口是 具有彼此相等的高度及彼此不同的縱橫比的連接孔。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，還包括在所述第一工藝之后 執(zhí)行的第二工藝，所述第二工藝與所述第一工藝是在同一腔室中執(zhí)行的，所述第二工藝僅 形成所述阻擋金屬膜。
6.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置制造方法，在所述第一工藝之前還包括 連接孔形成工藝，其中，所述連接孔形成工藝從所述第一半導(dǎo)體基板的背面?zhèn)刃纬删哂斜?此不同的縱橫比的所述第一開(kāi)口和所述第二開(kāi)口。
7.一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置是采用如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體 裝置制造方法制造的。
8.一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置、半導(dǎo)體裝置制造方法及電子設(shè)備。所述半導(dǎo)體裝置制造方法包括錨定工藝，所述錨定工藝用于形成阻擋金屬膜并利用濺射氣體來(lái)執(zhí)行物理蝕刻。所述錨定工藝是在與第一開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)及與第二開(kāi)口的下部相連的配線(xiàn)上同時(shí)被執(zhí)行的。所述第一開(kāi)口用作貫穿連接孔，而所述第二開(kāi)口用作具有與所述貫穿連接孔的縱橫比不同的縱橫比的連接孔。所述第一開(kāi)口及所述第二開(kāi)口是形成于通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板相互接合而得到的半導(dǎo)體基板中的開(kāi)口。本技術(shù)能夠被應(yīng)用于例如固體攝像裝置等半導(dǎo)體裝置。根據(jù)本發(fā)明，能夠執(zhí)行對(duì)于與縱橫比彼此不同的多個(gè)孔的下部相連的各配線(xiàn)而言最佳的處理。
文檔編號(hào)H01L27/146GK103137636SQ20121048370
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者林利彥 申請(qǐng)人:索尼公司