半导体装置及用于在其上形成经图案化辐射阻挡的方法制造方法及图纸

本申请案涉及半导体装置及用于在半导体装置上形成经图案化辐射阻挡的方法。本文中揭示半导体装置及用于形成半导体装置的方法的数个实施例。一个实施例针对一种用于制造具有裸片的微电子成像器的方法，所述裸片包含图像传感器、电耦合到所述图像传感器的集成电路及电耦合到所述集成电路的电连接器。所述方法可包括用辐射阻挡层覆盖所述电连接器及穿过所述辐射阻挡层上的光致抗蚀剂层形成与所述电连接器对准的孔口。所述辐射阻挡层不是光致反应的，使得无法使用辐射对其进行图案化。所述方法进一步包含穿过所述光致抗蚀剂层的所述孔口在所述辐射阻挡层中蚀刻开口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置及用于在半导体装置上形成经图案化辐射阻挡的方法。
技术介绍
微电子成像装置包含具有图像传感器的半导体裸片，所述图像传感器定位于所述 裸片的前表面上以接收入射辐射。所述裸片还包含用于将所述传感器电耦合到其它电路元 件的外部触点或端子。为防止所述外部触点干扰所述传感器的操作或限制所述传感器的大 小及/或位置，所述前表面处的外部触点可通过内部互连件电耦合到所述裸片的后表面上 的对应外部触点。所述内部互连件可以是贯通衬底导通孔(TSV)。通过以下步骤来形成所 述TSV:(a)在裸片中制成与对应外部触点对准的通孔或盲孔，(b)用介电材料给开口的侧 壁加衬，及(c)用导电材料至少部分地填充所述开口。接着，可将例如焊料球或线接合的外 部互连元件附接到背侧上的外部触点以将所述裸片耦合到外部装置。图IA到ID图解说明用于使用两个单独的光刻过程在成像器10的背侧上形成红 外辐射(IR)阻挡层的过程。图IA图解说明形成于微特征工件100上的成像器10，所述微 特征工件具有带有前侧103及背侧105的衬底101、具有第一表面104及第二表面106的介 电层102以及具有介电衬109的多个孔108。成像器10还具有衬底101的前侧103处的图 像传感器107a、衬底101上及/或衬底101中的集成电路107b以及前侧103处的接合垫 110。工件100还具有导电重分布结构111，所述导电重分布结构具有介电层102的第一表 面104上的迹线112、孔108中的互连件114及相应迹线112的端处或接近所述端的球形垫 116。为在衬底101的背侧105及导电重分布结构111上方形成红外辐射阻挡层，执行 两个单独的光刻过程。图IB图解说明其中将光可界定的红外辐射阻挡层118施加到工件 100以覆盖导电重分布结构111及介电层102的所暴露部分的第一光刻过程。红外辐射阻 挡层118通常是使用其中将液体红外辐射阻挡材料沉积到所述工件上并旋转所述工件以 散布所述液体红外辐射阻挡材料的常规旋涂过程施加的。执行第一光刻过程以图案化穿过 红外辐射阻挡层118的开口 119。同时，可或可不移除导通孔内侧的材料。开口 119经图案 化使得其暴露球形垫116，如图IC中所示。接着，固化或硬化所述红外辐射阻挡材料。图 IC显示所述导通孔内侧的红外辐射阻挡材料。在暴露球形垫116之后，将光致反应钝化层120施加到红外辐射阻挡层118，如图 ID中所示。钝化层120通常是定位于真空环境中的工件上的预形成干抗蚀剂膜。接着释放 所述真空以将钝化层120推到孔108中。所述钝化层可如图ID中所示给所述孔加衬或其 可完全填充所述孔。在沉积钝化层120之后，执行第二光刻过程以在钝化层120中形成与 球形垫116对准的开口 121。在形成开口 121之后，可将焊料球或其它外部连接器附接到球 形垫116。图IA到ID中所示的方法的一个缺点是需要两个单独的光刻过程。光刻设备较昂 贵且施加、曝光及显影红外辐射阻挡材料层及钝化材料层以形成开口 119及120的过程可较费时。如此，针对图IA到ID所描述的方法是资金密集型且执行起来较昂贵。图IA到ID中所示的方法的另一缺点是经光图案化的红外辐射阻挡层可不充分地 阻挡红外辐射。此问题是由于旋涂过程可能未用所述液体红外辐射阻挡材料均勻地涂覆形 貌结构(例如用于贯通衬底互连件的深孔)而出现的。因此，通常需要使用常规旋涂过程 来沉积一厚层的红外辐射阻挡材料以用所述红外辐射阻挡材料充分地覆盖晶片的表面。然 而，由于红外辐射阻挡材料阻挡辐射，因此所述红外辐射阻挡层无法为太厚，否则光图案化 过程的辐射将不会穿透所述红外辐射阻挡层的全部厚度。因此，微电子成像器中的常规红 外辐射阻挡层易于允许红外辐射穿过所述阻挡层到达所述成像器。图IA到ID中所描述的方法的其它缺点是光可界定的材料比不为光可界定的等效 材料相对昂贵。因此，除了光图案化工具的成本以外，光可界定的红外辐射阻挡层也是相对 昂贵的。
技术实现思路
所述技术的一个实施例是一种制造微电子成像器的方法，所述微电子成像器具有 衬底、定位于所述衬底的第一侧处的图像传感器、耦合到所述图像传感器的集成电路及所 述衬底的所述第一侧处的多个接合垫，所述多个接合垫电耦合到所述集成电路。在此实施 例中，所述方法包括形成具有贯通衬底互连件及电耦合到所述贯通衬底互连件的迹线的 重分布结构，将第一膜安置于所述迹线上方，其中所述第一膜包括大致非光致反应辐射阻 挡材料。所述方法还包含光图案化所述第一膜上的光致反应材料的第二膜以在所述第二膜 中具有与对应迹线对准的孔口。所述贯通衬底互连件从对应接合垫延伸到所述衬底的第二 侧且所述迹线在所述衬底的所述第二侧上方延伸，且所述衬底的所述第二侧与所述衬底的 所述第一侧相对。所述方法进一步包含穿过所述第一膜蚀刻与所述孔口对准的开口以暴露 所述迹线上的球形垫部分。所述技术的另一实施例是一种制作具有裸片的半导体装置的方法，所述裸片包含 具有第一侧及第二侧的衬底、集成电路及定位于所述第一侧处的接合垫，所述接合垫电耦 合到所述集成电路。所述方法包括形成具有互连件及迹线的导电结构及提供与所述衬底分 开形成的预形成层压双层辐射阻挡结构。所述互连件电耦合到所述接合垫且延伸到所述衬 底的所述第二侧，且所述迹线在所述衬底的所述第二侧上方从所述互连件延伸。所述层压 双层辐射阻挡结构具有至少大致非光致反应材料的第一层及光致反应材料的第二层。此实 施例进一步包含将所述预形成层压双层辐射阻挡结构施加到所述衬底的所述第二侧，使得 所述层压双层辐射阻挡结构贴合到所述迹线及所述互连件的形貌。所述方法还包含在所述 层压双层辐射阻挡结构的所述第二层中光图案化与所述迹线的球形垫部分对准的孔口及 在不对所述层压双层辐射阻挡结构的所述第一层进行光图案化的情况下在所述第一层中 形成开口。所述技术的另一实施例是一种制造具有裸片的微电子成像器的方法，所述裸片包 含图像传感器、电耦合到所述图像传感器的集成电路及电耦合到所述集成电路的电连接 器。在此实施例中，所述方法包括用辐射阻挡层覆盖所述电连接器，所述辐射阻挡层为至少 大致非光致反应的、穿过所述红外辐射阻挡层上的光致抗蚀剂层形成与所述电连接器对准 的孔口及穿过所述光致抗蚀剂层的所述孔口在所述红外辐射阻挡层中蚀刻开口。所述技术的又一实施例是一种包括裸片的半导体装置，所述裸片具有带有前侧及背侧的衬底、集成电路以及电耦合到所述集成电路的多个接合垫。所述半导体装置进一步 包含(a)导电重分布结构，其具有电耦合到所述集成电路的互连件及具有电耦合到对应互 连件的球形垫部分的迹线，及(b)辐射阻挡层，其位于所导电重分布结构上。所述辐射阻挡 层为至少大致非光致反应的且具有与所述迹线的所述球形垫部分对准的开口。在此实施例 中，所述半导体装置具有所述辐射阻挡层上的光致抗蚀剂层，其中所述光致抗蚀剂层具有 与所述开口对准的孔口。附图说明图IA到ID是根据现有技术的用于形成经图案化红外辐射阻挡层的方法中各个阶 段的示意横截面图。图2A到2D是根据本专利技术数个实施例的用于形成经图案化红外辐射阻挡层的方法 中各个阶段的示意横截面图。图3A及3B是根据本专利技术数个实施例的用于形成经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造微电子成像器的方法，所述微电子成像器具有衬底、定位于所述衬底的第一侧处的图像传感器、耦合到所述图像传感器的集成电路及所述衬底的所述第一侧处的多个接合垫，所述多个接合垫电耦合到所述集成电路，所述方法包括：形成具有贯通衬底互连件及电耦合到所述贯通衬底互连件的迹线的重分布结构，所述贯通衬底互连件从对应接合垫延伸到所述衬底的第二侧且所述迹线在所述衬底的所述第二侧上方延伸，且所述衬底的所述第二侧与所述衬底的所述第一侧相对；将第一膜安置于所述迹线上方，其中所述第一膜包括大致非光致反应辐射阻挡材料；光图案化所述第一膜上的光致反应材料的第二膜以在所述第二膜中具有与对应迹线对准的孔口；及穿过所述第一膜蚀刻与所述孔口对准的开口以暴露所述迹线上的球形垫部分。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯瓦尔纳博尔塔库尔，马克苏尔弗里奇，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]