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其上形成经图案化辐射阻挡的方法。一种制造微电子成像器的方法，微电子成像器具有衬底、定位于衬底的第一侧处的图像传感器、耦合到图像传感器的集成电路及在衬底的第一侧处的接合垫，方法包括：形成具有贯通衬底互连件及电耦合到贯通衬底互连件的迹线的重分布结构，贯通衬底互连件从接合垫延伸到衬底的第二侧且迹线在衬底的第二侧上方延伸，且衬底的第二侧与衬底的第一侧相对；将第一材料安置于迹线上方，第一材料包括大致非光致反应辐射阻挡材料；将第二材料安置于第一材料上方，第二材料包括光致反应材料；在第二材料中形成孔口，以暴露第一材料的一部分；及在第一材料中贯穿孔口形成开口。

【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匀地涂覆形貌结构(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，微电子成像器具有衬底、定位于衬底的第一侧处的图像传感器、耦合到图像传感器的集成电路及在衬底的第一侧处的接合垫，方法包括形成具有贯通衬底互连件及电耦合到贯通衬底互连件的迹线的重分布结构，贯通衬底互连件从接合垫延伸到衬底的第二侧且迹线在衬底的第二侧上方延伸，且衬底的第二侧与衬底的第一侧相对；将第一材料安置于迹线上方，第一材料包括大致非光致反应辐射阻挡材料；将第二材料安置于第一材料上方，第二材料包括光致反应材料；在第二材料中形成孔口，以暴露第一材料的一部分，孔口通常与迹线对准；及在第一材料中贯穿孔口形成开口，以暴露迹线的一部分。所述技术的另一实施例是一种制造微电子成像器的方法，微电子成像器具有衬底、定位于衬底的第一侧处的图像传感器、耦合到图像传感器的集成电路、重分布结构及在衬底的第一侧处的接合垫，重分布结构具有在衬底的第一侧和第二侧之间的贯通衬底互连件，方法包括在衬底的第二侧处将第一材料安置于重分布结构的迹线上，第一材料包括大致非光致反应辐射阻挡材料；将第二材料安置于迹线上的第一材料上，第二材料包括光致反应材料；在第二材料中形成孔口，以暴露第一材料的，孔口总体上与迹线的一部分对准；及穿过孔口移除第一材料的一部分，以暴露迹线的部分。所述技术的另一实施例是一种制造微电子成像器的方法，微电子成像器具有衬底、定位于衬底的第一侧处的图像传感器、耦合到图像传感器的集成电路及衬底的第一侧处的多个接合垫，多个接合垫电耦合到集成电路，方法包括形成具有贯通衬底互连件及电耦合到贯通衬底互连件的迹线的重分布结构，贯通衬底互连件从对应接合垫延伸到衬底的第二侧且迹线在衬底的第二侧上方延伸，且衬底的第二侧与衬底的第一侧相对；将第一膜安置于迹线上方，其中第一膜包括IR阻挡材料；光图案化第一膜上的光致反应材料的第二膜以在第二膜中具有与对应迹线的球形垫部分对准的孔口，其中第一膜包括第一预形成薄片且第二膜包括第二预形成薄片；在将第一膜安置于迹线上方之前将第一和第二预形成薄片层压在一起；及穿过第一膜蚀刻与孔口对准的开口以暴露迹线上的球形垫部分。所述技术的又一实施例是一种制造微电子成像器的方法，微电子成像器具有衬底、定位于衬底的第一侧处的图像传感器、耦合到图像传感器的集成电路及衬底的第一侧处的多个接合垫，多个接合垫电耦合到集成电路，方法包括形成具有贯通衬底互连件及电耦合到贯通衬底互连件的迹线 的重分布结构，贯通衬底互连件从对应接合垫延伸到衬底的第二侧且迹线在衬底的第二侧上方延伸，且衬底的第二侧与衬底的第一侧相对；在真空下将层压双层结构放置于重分布结构上，层压双层结构包括迹线上方的第一预形成薄片及层压在第一预形成薄片上方的第二预形成薄片，第一预形成薄片具有大致非光致反应辐射阻挡材料且第二预形成薄片具有光致反应材料；释放真空使得层压双层结构贴合到重分布结构的形貌；将第二预形成薄片暴露于辐射能图案并使第二预形成薄片显影，借此在第二预形成薄片中形成与对应迹线的球形垫部分对准的多个孔口 ；及穿过第一预形成薄片蚀刻与孔口对准的开口，以暴露迹线的球形垫部分。所述技术的又一实施例是一种半导体装置，包括具有衬底的裸片、集成电路以及电耦合到集成电路的多个接合垫；导电重分布结构，其具有电耦合到集成电本文档来自技高网...

【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在所述衬底的第一侧处的接合垫，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所述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；将第一材料安置于所述迹线上方，所述第一材料包括大致非光致反应辐射阻挡材料；将第二材料安置于所述第一材料上方，所述第二材料包括光致反应材料；在所述第二材料中形成孔口，以暴露所述第一材料的一部分，所述孔口通常与所述迹线对准；及在所述第一材料中贯穿所述孔口形成开口，以暴露所述迹线的一部分。

【技术特征摘要】
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【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：