半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术包括以下：粘合具有第一元件的第一基板的元件形成面和具有第二元件的第二基板的元件形成面使得各面彼此面对；至少在具有第二元件的第二基板的端部形成保护膜；以及使第一基板变薄。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置的制造方法
本公开内容涉及具有多个基板粘合的结构的半导体装置的制造方法。
技术介绍
通过精细工艺的采用和二维LSI(大规模集成)中的安装密度的提高，已经实现了半导体装置的高集成化。然而，近年来，精密加工的物理限制已经进入人们的视线，并且三维LSI已经引起了关注。在三维LSI中，半导体装置以如下的方式形成，其中，在其上形成具有各种功能的元件(例如，存储器元件、逻辑元件、以及图像传感器元件)的基板彼此粘合，之后，使用研磨工艺使上层基板变薄到所期望的厚度(例如，参见日本未审查专利申请公开No.2011-96851(PTL1))。引用列表专利文献PTL1：日本未审查专利申请公开No.2011-96851
技术实现思路
然而，在三维LSI中，在如上所述减小厚度时，更有可能损伤下层基板。这是因为，通过研磨处理成锐角形状并且称为如我们所说的刀口(knifeedge)的上层基板的端部无法承受施加于其上的应力，并且发生开裂或剥离。在下层基板的表面之上的由开裂或剥离引起的刀口的碎片损伤形成在下层基板上的配线等。由于这个原因，出现了一个问题是，半导体装置的可靠性和制造成品率可能会降低。因此，期望提供一种半导体装置的制造方法，其允许提高半导体装置的可靠性和制造成品率。根据本公开的实施方式的第一半导体装置的制造方法包括以下的步骤(A1)至(C1)：(A1)将具有第一元件的第一基板的元件形成面和具有第二元件的第二基板的元件形成面粘合(bonding)成彼此相对；(B1)至少在具有第二元件的第二基板的端部形成保护膜；以及(C1)减小第一基板的厚度。在根据本公开的实施方式的半导体装置的第一制造方法中，在下层基板(第一基板)的端部形成保护膜，之后，减小上层基板(第二基板)的厚度。因此，降低了在减小上层基板的厚度时发生的对下层基板的损伤。根据本公开的实施方式的半导体装置的第二制造方法包括以下的步骤(A2)至(D2)：(A2)在具有第一元件的第一基板的端部形成变薄部分；(B2)至少在具有第二元件的第二基板的端部形成不吸收激光束的保护膜；(C2)以第一元件和第二元件彼此相对的方式粘合第一基板和第二基板；以及(D2)使用激光选择性地除去第一基板的变薄部分。在根据本公开的实施方式的半导体装置的第二制造方法中，在下层基板(第二基板)的端部形成不吸收激光束的保护膜，在上层基板(第一基板)的端部形成变薄部分，并且除去上层基板的端部。因此，减小了在除去上层基板的端部时发生的对下层基板的损伤。根据本公开的实施方式的半导体装置的第三制造方法包括以下的步骤(A3)至(C3)：(A3)以第一元件和第二元件彼此相对的方式粘合具有第一元件的第一基板和具有第二元件的第二基板；(B3)减小除第一基板的端部以外的内部区域的厚度；以及(C3)除去第一基板的端部。在根据本公开的实施方式的半导体装置的第三制造方法中，在上层基板(第一基板)的变薄处理中，减小除上层基板的端部以外的内部区域的厚度，之后除去上层基板的端部。因此，减小了在除去上层基板的端部时发生的对下层基板的损伤。根据本公开实施方式的半导体装置的第一制造方法，在下层基板的端部形成保护膜，之后，减小上层基板的厚度。因此，可以在不损伤下层基板的情况下减小上层基板的厚度。根据本公开实施方式的半导体装置的第二制造方法，在下层基板的端部形成不吸收激光束的保护膜，并且在上层基板的端部形成变薄部分。因此，可以在不损伤下层基板的情况下除去上层基板的端部。根据本公开实施方式的半导体装置的第三制造方法，减小除上层基板的端部以外的内部区域的厚度，之后，除去上层基板的端部。因此，可以在不损伤下层基板的情况下除去上层基板的端部。在根据本公开的上述相应的实施方式的半导体装置的第一至第三制造方法中，可以提高半导体装置的可靠性和制造成品率。附图说明图1是根据本公开的第一至第四实施方式中的任一个的图像拾取装置的配置的示意性框图。图2是图1中示出的图像拾取装置的简化配置图。图3是现有图像拾取装置的简化配置图。图4是图1中示出的图像拾取装置的横截面图。图5A是根据本公开第一实施方式的半导体装置的制造方法的示意过程图。图5B是示出继图5A中示出的过程之后的过程的示意过程图。图5C是示出继图5B中示出的过程之后的示意过程图。图6A是示出根据本公开第一实施方式的半导体装置的制造方法的另一实例的示意过程图。图6B是示出继图6A示出的过程之后的过程的示意过程图。图6C是示出继图6B示出的过程之后的过程的示意过程图。图7A是示出根据本公开第二实施方式的半导体装置的制造方法的示意过程图。图7B是示出继图7A示出的过程之后的过程的示意过程图。图7C是示出继图7B示出的过程之后的过程的示意过程图。图7D是示出继图7C示出的过程之后的过程的示意过程图。图8A是示出根据本公开第三实施方式的半导体装置的制造方法的示意过程图。图8B是示出继图8A示出的过程之后的过程的示意过程图。图8C是示出继图8B示出的过程之后的过程的示意过程图。图9A是示出根据本公开第四实施方式的半导体装置的制造方法的示意过程图。图9B是示出继图9A示出的过程之后的过程的示意过程图。图9C是示出继图9B示出的过程之后的过程的示意过程图。图10是根据应用例的电子设备(相机)的示意框图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本公开的一些实施方式。值得注意的是，按照以下给出的顺序进行描述。1.图像拾取装置的配置2.第一实施方式(在下层基板上形成保护膜且然后执行变薄处理的方法)3.第二实施方式(在粘合之前处理下层基板的方法)4.第三实施方式(使用激光除去上层基板的变薄部分的方法)5.第四实施方式(上层基板的元件形成区域的厚度减小且之后除去上层基板的端部的方法)6.应用例(电子设备的实例)<1.图像拾取装置的配置>图1示出了应用在下文中将描述的根据本公开的第一至第四实施方式中的任一个的半导体装置的MOS固体图像拾取装置(图像拾取装置1)的总体配置。该图像拾取装置1是适于拍摄彩色图像(静态图像或动态图像)的图像拾取装置，并且由像素区域3(所谓的像素阵列)和外围区域4构成。像素区域3以以下这种方式被配置：其每个包括光电转换部的多个像素2在基板上排列成矩阵模式。设置在像素区域3的像素2包括：用作光电转换部的光电二极管PD、多个像素晶体管Tr(MOS晶体管)等。例如，多个像素晶体管Tr可以是转移(transfer)晶体管、复位晶体管、和放大晶体管这三种类型晶体管，或者可以可选地通过添加选择晶体管而由四种类型的晶体管构成。值得注意的是，单位像素的等效电路类似于典型等效电路，因此将省略其详细描述。像素2可以被配置为单个单位像素。然而，像素2可以被配置为像素共享结构。该像素共享结构使得多个光电二极管PD共享配置传输晶体管、以及传输晶体管以外的任意晶体管的浮动扩散。在外围区域4，设置了控制电路5、垂直驱动电路6、列新号处理电路7、水平驱动电路8、输出电路9等等。控制电路5接收输入时钟、和数据命令操作模式等等，并且输出诸如图像拾取装置1的内部信息的数据。更具体地，该控制面板5基于垂直同步信号、水平同步信号、以及主时钟生成用作用于操作垂直驱动电路6、列信号处理电路7、水平驱动电路8等等的基准信号的时钟信号和控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，所述方法包括：将具有第一元件的第一基板的元件形成面和具有第二元件的第二基板的元件形成面粘合为彼此相对；至少在具有所述第二元件的所述第二基板的端部上形成保护膜；以及减小所述第一基板的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.17 JP 2012-007086;2012.01.17 JP 2012-007081.一种半导体装置的制造方法，所述方法包括：提供第一基板和第二基板，所述第一基板上具有第一元件层，所述第二基板上具有第二元件层，所述第一元件层包含用于将光转换成图像信号的像素电路，所述第二元件层包含用于处理所述图像信号的逻辑电路；在截面图中所述第一基板比所述第一元件层更宽以具有延伸超出所述第一元件层的端部的端部部分；将所述第一元件层与所述第二元件层彼此粘合；至少在所述第二基板的端部上形成保护膜；以及通过在所述端部部分减小所述第一基板的厚度来形成所述第一基板的第一变薄部分。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在粘合所述第一元件层和所述第二元件层之前，在所述第二基板的端部形成第二变薄部分；以及在通过形成所述第二变薄部分而露出的所述第二基板上的电子元件的侧面以及所述第二变薄部分的表面上形成所述保护膜。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：在所述第二基板上形成所述第二变薄部分之后，平滑并清洁所述第二基板的表面。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：除去所述第一变薄部分；并且在除去所述第一变薄部分之后减小所述第一基板的整个表面的厚度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护膜形成在所述第一基板的整个表面上。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护膜由具有耐化学性的材料形成。7.根据权利要求6所述的方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井宣年，青柳健一，萩本贤哉，岩元勇人，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP