形成再分布线的方法及用该方法制造半导体器件的方法技术

本申请提供了形成再分布线的方法及用该方法制造半导体器件的方法。所述制造半导体器件的方法包括：提供了具有顶表面和与所述顶表面相对的底表面的半导体衬底，所述顶表面上形成有滤色器和微透镜；在所述半导体衬底的底表面上形成再分布线；在所述半导体衬底的底表面上形成覆盖所述再分布线的钝化层。在形成所述再分布线和所述钝化层之后，在避免对所述滤色器和所述微透镜造成热损坏的温度下，在所述再分布线与所述钝化层之间形成氧化物层。

Method of Forming Redistribution Line and Method of Manufacturing Semiconductor Devices with this Method

This application provides a method for forming redistribution lines and a method for manufacturing semiconductor devices using this method. The method for manufacturing semiconductor devices includes providing a semiconductor substrate with a top surface and a bottom surface opposite the top surface, forming a color filter and a microlens on the top surface, forming a redistribution line on the bottom surface of the semiconductor substrate, and forming a passivation layer covering the redistribution line on the bottom surface of the semiconductor substrate. After forming the redistribution line and the passivation layer, an oxide layer is formed between the redistribution line and the passivation layer at a temperature that avoids thermal damage to the color filter and the microlens.

【技术实现步骤摘要】
形成再分布线的方法及用该方法制造半导体器件的方法优先权声明本申请要求于2017年12月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0166859的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
本专利技术构思涉及采用半导体的器件(诸如包括光电二极管的图像传感器)。特别地，本专利技术构思涉及一种在制造半导体器件时形成再分布线的方法。
技术介绍
半导体器件的再分布线是在整个器件中分配各种信号的导线。再分布线易出现诸如构成线的组成元素的氧化和电化学迁移的问题，而这又降低了包含这些再分布线的器件的可靠性。
技术实现思路
根据本专利技术构思，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括具有顶表面和与所述顶表面相对的底表面的半导体衬底，以及在所述半导体衬底的顶表面上的滤色器和微透镜；在所述半导体衬底的底表面上形成再分布线；所述半导体衬底的底表面上形成覆盖所述再分布线的钝化层；以及在所述再分布线上自发地形成氧化物层，并在明确为避免对所述滤色器和所述微透镜造成热损坏的温度范围内，在所述再分布线与所述钝化层之间生长氧化物层。根据本专利技术构思，还提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括具有有源表面和与所述有源表面相对的无源表面的半导体衬底，以及在所述有源表面上的滤色器和微透镜；在所述半导体衬底的所述无源表面上形成再分布金属层；在所述半导体衬底的所述无源表面上形成覆盖所述再分布金属层的有机绝缘层；以及在所述再分布金属层与所述有机绝缘层之间生长金属氧化物层至预定厚度。在形成所述有机绝缘层之后进行的工艺期间，在明确为避免对所述滤色器和所述微透镜造成热损坏的温度范围内，使所述金属氧化物层生长至所述预定厚度。根据本专利技术构思，还提供了一种形成再分布线的方法，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括具有有源表面和无源表面的半导体衬底，以及未达到所述无源表面的贯通电极；使所述半导体衬底的所述无源表面凹陷，以暴露所述贯通电极；随后在所述半导体衬底的所述无源表面上形成所述再分布线，所述再分布线电连接到所述贯通电极；形成覆盖所述再分布线的有机钝化层；以及在等于或小于250℃的温度下，使所述再分布线与所述有机钝化层之间的天然金属氧化物层生长到50nm至200nm的厚度。根据本专利技术构思，还提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括具有面向相反方向的顶表面和底表面的半导体衬底、在所述底表面处暴露的通路、以及在所述半导体衬底的所述顶表面上的滤色器和微透镜；形成金属再分布线，所述金属再分布线沿所述半导体衬底的底表面延伸并到达所述通路上；形成覆盖所述金属再分布线的钝化层；以及随后通过在最高温度低于所述滤色器和所述微透镜中的每一个的温度额定值的温度范围执行工艺，来完成所述半导体器件的制造，其中在所述温度范围，在所述金属再分布线与所述钝化层之间生长氧化物层，并且当所述工艺已经完成时，所述氧化物层的厚度为50nm至200nm。附图说明图1A是根据本专利技术构思的半导体器件的示例的截面图。图1B是包括图1A的半导体器件的半导体封装件的截面图。图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H、图2I、图2J、图2K、图2L和图2M是根据本专利技术构思的半导体器件在其制造过程中的截面图，并且一起示出了一种制造半导体器件的方法的示例。图3A、图3B、图3C和图3D是根据本专利技术构思的半导体器件在其制造过程中的截面图，并且一起例示了制造半导体器件的方法的另一示例。具体实施方式下面将结合附图描述根据本专利技术构思的形成再分布线的方法以及制造包括该再分布线的半导体器件的方法。图1A示出了根据本专利技术构思制造的半导体器件的示例。参照图1A，半导体器件10可以包括：半导体衬底100，该半导体衬底100具有彼此面对的顶表面100a和底表面100c；多个光电二极管720，该多个光电二极管720通过器件隔离层710彼此分离地设置在半导体衬底100中；金属线结构740，该金属线结构740被设置在半导体衬底100的顶表面100a上；多个滤色器760，该多个滤色器760被设置在金属线结构740上；多个微透镜770，该多个微透镜770对应于多个滤色器760。顶表面100a可以是半导体衬底100的有源表面，底表面100c可以是半导体衬底100的无源表面。金属线结构740可以包括堆叠的多个电介质层746、电连接到设置在半导体衬底100中的多个存储节点730的多个通路742以及多条金属线744。金属线结构740可以被具有单层或多层结构的上部绝缘层750覆盖。半导体器件10还可以包括：贯通电极200，该贯通电极200延伸穿过半导体衬底100以实现与金属线结构740的电连接；再分布线430，该再分布线430被设置在半导体衬底100的底表面100c上并且电连接到贯通电极200；以及钝化层500，该钝化层500覆盖再分布线430。贯通电极200可以耦接到金属线结构740的金属线744。贯通电极200可以通过通路绝缘层220与半导体衬底100电绝缘。阻挡层210还可以被包括在贯通电极200与通路绝缘层220之间，以防止组成元素的成分(例如铜，在下文中简称为贯通电极200的“成分”)扩散到半导体衬底100中。第一下部绝缘层310和第二下部绝缘层320可以顺序地堆叠在半导体衬底100的底表面100c上。第一下部绝缘层310和第二下部绝缘层320可以具有彼此不同的绝缘材料。例如，第一下部绝缘层310可以是氧化硅层，第二下部绝缘层320可以是氮化硅层。再分布线430可以被设置在第二下部绝缘层320上并且电连接到贯通电极200。再分布线430可以包括诸如铜的金属。可以将耦接到贯通电极200的阻挡层410和阻挡层410上的晶种层420设置在再分布线430与第二下部绝缘层320之间。或者，可以在半导体衬底100的底表面100c与再分布线430之间仅插入一个下部绝缘层，即仅插入单层绝缘材料。在任何一种情况下，再分布线430的厚度都可以等于或小于约15μm，并且优选地为约10μm至约15μm。这里，并且在下面的描述中，术语“约”用于表示由于与制造工艺相关的正常公差和变化而产生的与设计规范(枚举值)的微小差异。因此，给出的范围可以包括枚举值。钝化层500可以被设置在半导体衬底100的底表面100c上同时覆盖再分布线430。钝化层500可以包括(是或包含)无机绝缘层或有机绝缘层。例如，钝化层500可以包括(是或包含)有机绝缘层，例如聚苯并恶唑(polybenzoxazole，PBO)。钝化层500的厚度可以是约3μm至约5μm。再分布线430可以被氧化物层440覆盖。氧化物层440可以是或包括自发氧化物层(或天然金属氧化物层)，该自发氧化物层是在钝化层500形成之后的后续工艺中钝化层500中的氧和再分布线430的成分(例如，铜)彼此发生反应时自动生长的。自发氧化物层是指无需专用于该目的的任何工艺(例如，热氧化或退火工艺)而(首先)形成的任何氧化物层。自发氧化物可以由于固体暴露在空气中(在室温下)或者由于固体与另一种含氧固体接触而形成在固体上。在本专利技术构思的示例中，氧化物层440可以在低温状况下(例如，等于或小于约250℃的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括具有顶表面和与所述顶表面相对的底表面的半导体衬底，以及在所述半导体衬底的顶表面上的滤色器和微透镜；在所述半导体衬底的底表面上形成再分布线；在所述半导体衬底的底表面上形成覆盖所述再分布线的钝化层；以及在所述再分布线上自发地形成氧化物层，并在明确为避免对所述滤色器和所述微透镜造成热损坏的温度范围内，在所述再分布线与所述钝化层之间生长所述氧化物层。

【技术特征摘要】
2017.12.06 KR 10-2017-01668591.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括具有顶表面和与所述顶表面相对的底表面的半导体衬底，以及在所述半导体衬底的顶表面上的滤色器和微透镜；在所述半导体衬底的底表面上形成再分布线；在所述半导体衬底的底表面上形成覆盖所述再分布线的钝化层；以及在所述再分布线上自发地形成氧化物层，并在明确为避免对所述滤色器和所述微透镜造成热损坏的温度范围内，在所述再分布线与所述钝化层之间生长所述氧化物层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钝化层由含氧材料形成，并且所述钝化层中的所述氧与所述再分布线的材料的成分进行反应以形成所述氧化物层。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在形成所述钝化层之后进行的工艺期间自动发生所述氧化物层的生长，使得在已经完成所述半导体器件的制造时，所述氧化物层的厚度为50nm至200nm。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧化物层在已经完成所述半导体器件的制造时自动生长至具有100nm的厚度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述温度范围的最高温度为250℃。6.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述再分布线包括：在所述半导体衬底的底表面上形成掩模图案；在所述半导体衬底的被所述掩模图案暴露的表面上顺序地形成阻挡层和晶种层；以及通过使用所述晶种层的电镀工艺来形成金属层。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基底结构包括贯通电极，所述贯通电极穿透所述半导体衬底并且在所述半导体衬底的底表面处暴露，所述阻挡层被形成为耦接到所述贯通电极。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述再分布线的顶表面面向所述半导体衬底的底表面，所述再分布线的底表面背离所述半导体衬底，所述再分布线的侧表面将所述再分布线的顶表面与所述再分布线的底表面相互连接，所述阻挡层被形成为覆盖所述再分布线的顶表面，以及所述氧化物层覆盖所述再分布线的底表面和所述再分布线的侧表面。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钝化层的形成包括：在所述再分布线上并沿着所述半导体衬底的未被所述再分布线覆盖的底表面形成聚苯并恶唑层。10.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供基底结构，所述基底结构包括具有有源表面和与所述有源表面相对的无源表面的半导体衬底，以及在所述有源表面上的滤色器和微透镜；在所述半导体衬底的所述无源表面上形成再分布金属层；在所述半导体衬底的所述无源表面上形成覆盖所述再分布金属层的有机绝缘层；以及在所述再分布金属层与所述有机绝缘层之间生长金属氧化物层至预定厚度，其中，在形成所述有机绝缘层之后进行的工艺期间，在明确为避免对所述滤色器和所述微透镜造成热损坏的温度范围内，使所述金属氧化物层生长到所述预定厚度。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述金属氧化物层是通过所述再分布金属层与所述有机绝缘层之间的自发反应形成的。12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述温度范围的最高温度为250℃。13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预定厚度为50nm至200nm。14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述基底结构的提供包括：形成穿过所述半导体衬底的贯通电极；以及使所述半导体衬底变薄以露出所述无源表面，其中，所述贯通电极在所述半导体衬底的所述无源表面处被暴露。15.根据权利要求14...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庸会，沈钟辅，延承勋，李元一，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR