專利名稱：用于背面照明圖像傳感器的背面封裝件的雙金屬的制作方法
用于背面照明圖像傳感器的背面封裝件的雙金屬
背景技術(shù)：
圖像傳感器提供像素網(wǎng)格(如感光二極管或光電二極管、復(fù)位晶體管、源極跟隨
器晶體管、固定層光電二極管、非固定層光電二極管、和/或傳輸晶體管)來記錄光的強(qiáng)度 或亮度。像素通過累積電荷對(duì)光響應(yīng)一光越強(qiáng)，電荷越高。電荷可以被另一個(gè)電路處理
使得顏色和亮度可以被用于適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，如數(shù)碼相機(jī)。常見的像素網(wǎng)格(Pixel grid)類型
包括電荷耦合器件(CDD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器。 背面照明傳感器用于檢測(cè)感測(cè)射向襯底后表面的暴露曝光光量。與前端前面照明 傳感器相比，背面照明傳感器提供了高填補(bǔ)曝光系數(shù)和減小的相消干擾。像素被放置在襯
底的前表面上，并且襯底足夠薄使得射向襯底背面的光照射能夠到達(dá)像素。由于變薄的型
襯底，輔助設(shè)備(如，載體晶片)通常被附著在襯底的前表面上，在其上制造一個(gè)或多個(gè)傳
感器元件。由于這樣的輔助設(shè)備阻礙或阻止了個(gè)別各個(gè)傳感器元件的接合焊盤焊盤的備用
入口現(xiàn)有通道，因此襯底的后表面一般被處理形成通向進(jìn)入個(gè)別各個(gè)傳感器元件的焊盤的
開放入口開口。已經(jīng)注意到，這些焊盤的可焊性是不夠的不足。已有已經(jīng)引入各種多種方法
通過增加進(jìn)行焊接發(fā)生地的焊盤層的厚度以來改善可焊性的方法，但是，這些方法成本高，
通常處理過程復(fù)雜，和/或降低了傳感器元件的性能。 因此，需要一種制造背面照明傳感器裝置的方法解決上述問題。


當(dāng)參考附圖時(shí)，從以下詳細(xì)的描述中可以更好地理解本發(fā)明。需要強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)
工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種不同的部件不是按照比例繪制的而僅僅是為了說明。事實(shí)上，為了
簡(jiǎn)化說明，可以任意增加或減少各種不同部件的尺寸。
圖1為根據(jù)本發(fā)明方面的半導(dǎo)體器件的制造方法的流程圖。 圖2A到2N是根據(jù)圖1的方法在不同制造階段的半導(dǎo)體器件實(shí)施例的各種截面示 意圖。
具體實(shí)施例方式
應(yīng)該理解，下述公開提供了用于執(zhí)行本發(fā)明的不同特征部件的許多不同的實(shí)施例 或?qū)嵗?。下面，將描述組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，并不 局限于此。例如，下面的描述中在第二特征部件上或上方形成第一特征部件既可包括直接 接觸而形成第一部件和第二特征部件的實(shí)施例，也可包括在第一部件和第二特征部件之間 形成附加特征部件使得第一和第二部件可不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可以在不同 的實(shí)例中重復(fù)相同的參考標(biāo)號(hào)和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)單明了，本身并不表明討論 的各種不同實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。 參考圖1到圖2N，下面共同描述方法100和半導(dǎo)體器件200。圖1是制造半導(dǎo)體器 件200的方法100的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖2A到2N是處在方法100的不同制造階段， 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件200的部分或整體的截面示意圖。可以理解，對(duì)于本發(fā)明的另外實(shí)施例，在方法100之前、期間、以及之后可以有附加步驟，并且下面描述的步驟中有 一些可以被替換或取消?？梢赃M(jìn)一步理解，對(duì)于半導(dǎo)體器件200的另外實(shí)施例，在半導(dǎo)體器 件200中可以增加附加部件，并且下面描述的部件中有一些可以被替換或取消。本實(shí)施例 的方法100和半導(dǎo)體器件200提供了改進(jìn)的焊接性能。 參考圖1和圖2A，方法100從步驟102開始，其中提供設(shè)置了具有第一區(qū)域211A、 第二區(qū)域211B和一個(gè)或多個(gè)傳感器元件212的襯底210。在本實(shí)施例中，襯底210是半導(dǎo) 體襯底。半導(dǎo)體襯底210可以包括基本半導(dǎo)體，包括結(jié)晶晶體、多晶或非結(jié)晶晶體結(jié)構(gòu)的 硅或鍺的基本半導(dǎo)體；化合物半導(dǎo)體，包括碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦、和/或 銻化銦的化合物半導(dǎo)體；合金半導(dǎo)體，包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GalnAs、GalnP、和 /或GalnAsP的合金半導(dǎo)體；任何其他合適的材料；和/或其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，合金 半導(dǎo)體襯底可以具有梯度SiGe部件，其中硅和鍺的組成組分從梯度SiGe部件的一個(gè)位置 的一個(gè)比例比率變化到另一位置的另一比例比率。在另一實(shí)施例中，在硅襯底之上形成合 金SiGe。在另一實(shí)施例中，對(duì)SiGe襯底施加應(yīng)力。而且，半導(dǎo)體襯底可以是絕緣體上半導(dǎo) 體(SOI)或薄膜晶體管(TFT)。在一些實(shí)例中，半導(dǎo)體襯底可包括摻雜的外延層或埋層。在 另一些實(shí)例中，化合物半導(dǎo)體襯底可具有多層結(jié)構(gòu)，或者硅襯底可包括多層化合物半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)。還有，在其他實(shí)例中，襯底210可包括非半導(dǎo)體材料。 如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，襯底210可包括各種摻雜配置(如，p型 襯底區(qū)域和/或n型襯底區(qū)域)。在一些實(shí)施例中，襯底210可包括摻雜區(qū)域。摻雜區(qū)域 可以摻雜有P型或n型摻雜劑。例如，摻雜區(qū)域可以摻雜有p型摻雜劑，如硼或BF2 ;n型摻 雜劑，如磷或砷；和/或其組合。摻雜區(qū)域會(huì)以P阱結(jié)構(gòu)、N阱結(jié)構(gòu)、雙阱結(jié)構(gòu)或使用凸起結(jié) 構(gòu)的形式直接形成在半導(dǎo)體襯底上。襯底210可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)橫向絕緣部件來分 離形成在襯底上的各個(gè)器件。 一個(gè)或多個(gè)絕緣部件可利用絕緣技術(shù)(如LOCOS或STI)來 限定或電絕緣各個(gè)區(qū)域。絕緣區(qū)域可通過任何合適的工藝形成，并且可包括二氧化硅、氮化 硅、氮氧化硅、氟化物摻雜硅酸鹽玻璃、低k介電材料、其他合適的材料、和/或其組合。
進(jìn)一步，襯底210包括前表面和后表面。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件200是背面照 明傳感器器件。半導(dǎo)體器件200被設(shè)計(jì)用來接收在應(yīng)用中通向襯底210的后表面的光，消 除其他物體(如柵極部件和金屬線)來防止阻礙光的通路，以及使得暴露于照明光的光感 測(cè)區(qū)域最大。襯底210可變薄，使得直通其后表面的光可有效地到達(dá)傳感器元件212。襯底 210包括具有有源區(qū)和/或無源區(qū)的第一區(qū)域211A和第二區(qū)域211B。例如，第一區(qū)域211A 包括集成電路器件區(qū)域和/或主芯片區(qū)域，其中可形成不同的集成電路器件；以及第二區(qū) 域211B包括測(cè)試區(qū)(或區(qū)域)，其中，測(cè)試區(qū)可被布置在半導(dǎo)體器件200的劃片槽(劃線， scribe line)和構(gòu)架區(qū)域內(nèi)用于在其制造期間和/或之后進(jìn)行測(cè)試和監(jiān)測(cè)?？梢岳斫猓?導(dǎo)體器件200可包括多個(gè)第一區(qū)域和第二區(qū)域211A、211B。 半導(dǎo)體器件200包括一個(gè)或多個(gè)形成在襯底210的前表面上的傳感器元件212。 在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器元件可被布置在前表面的上方并延伸至襯底210中。每個(gè)傳感器 元件212均可包括光感測(cè)區(qū)域(或感光區(qū)域)，光感測(cè)區(qū)域可以是通過如擴(kuò)散或離子注入的 方法形成在半導(dǎo)體襯底210內(nèi)的具有n型和/或p型摻雜劑的摻雜區(qū)域。傳感器元件212 可包括光電二極管、固定層光電二極管、非固定層光電二極管、復(fù)位晶體管、源極跟隨器晶 體管、傳輸晶體管、選擇晶體管、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器、電荷耦合器件(CDD)傳感器、有源像素傳感器、無源像素傳感器、散布或形成在襯底210內(nèi)的其他傳感器、 其他被配置和連接以提供適當(dāng)功能(如成像或感測(cè))的有源和/或無源部件、和/或其組 合。這樣，傳感器元件212可包括傳統(tǒng)和/或未來開發(fā)的圖像傳感器件。傳感器元件212可 包括被布置成傳感器陣列或其他適當(dāng)配置的多個(gè)像素。多個(gè)傳感器像素可被設(shè)計(jì)成具有不 同的傳感器類型。例如，一組傳感器像素可以是CMOS圖像傳感器，并且另一組傳感器像素 可以是無源傳感器。而且，傳感器元件212可包括彩色圖像傳感器和/或單色圖像傳感器。 通常，鄰近傳感器元件212設(shè)置附加電路和輸入/輸出，用于為傳感器元件212提供運(yùn)行環(huán) 境以及支持與傳感器元件212進(jìn)行外部通信。例如，傳感器元件212可進(jìn)一步包括或被連 接到組件(如，電路)以使得傳感器元件212可被操作來提供對(duì)照明光的適當(dāng)響應(yīng)。在一 些實(shí)施例中，每個(gè)傳感器元件212可被配置成響應(yīng)特定光的波長(zhǎng)，如一個(gè)傳感器元件感測(cè) 紅色光的波長(zhǎng)， 一個(gè)傳感器元件感測(cè)綠色光的波長(zhǎng)， 一個(gè)傳感器元件感測(cè)藍(lán)色光的波長(zhǎng)。
接下來的傳統(tǒng)工藝是在襯底的前表面的上方形成多個(gè)介電層和包括多個(gè)連接到 接觸結(jié)構(gòu)和/或通孔結(jié)構(gòu)的金屬結(jié)構(gòu)的多個(gè)導(dǎo)電部件。多個(gè)金屬結(jié)構(gòu)和多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)/通 孔結(jié)構(gòu)以集成工藝形成，如嵌入工藝或雙嵌入工藝，而且，垂直的和水平的部件可以不同的 工藝形成，如光刻和蝕刻工藝。多個(gè)金屬結(jié)構(gòu)典型地形成在襯底的前表面上方的N金屬化 層中，其中直接形成在襯底前表面上方的金屬結(jié)構(gòu)形成在第一金屬化層M1中，最頂層金屬 結(jié)構(gòu)形成在最頂層的金屬化層M(N)中。 然后，一個(gè)或多個(gè)焊盤可被形成并連接到襯底測(cè)試區(qū)域中的至少一個(gè)金屬化層， 如M1金屬化層。焊盤連接到的金屬化層典型地包括測(cè)試區(qū)域(如，第二區(qū)域211B)和集成 電路器件區(qū)域(如，第一區(qū)域211A)中的均勻厚度。然而，為了實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的焊接性能，焊盤 應(yīng)理想地連接到與集成電路器件區(qū)域中的金屬化層的厚度相比具有更大厚度的金屬化層。 一些方法被使用以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的焊接性能。在一個(gè)方法中，半導(dǎo)體器件被回蝕刻(etchback) 到測(cè)試區(qū)域中的M1金屬化層；附加的導(dǎo)電層被沉積在測(cè)試區(qū)域中的M1金屬化層的上方，其 中，測(cè)試區(qū)域中的M1金屬化層隨后包括定位于集成電路器件區(qū)域和附加的導(dǎo)電層中的M1 金屬化層材料；以及在測(cè)試區(qū)域中形成的從半導(dǎo)體器件的后表面延伸至M1金屬化層的焊 線。這種方法通常需要至少兩個(gè)附加的掩模以圖樣化和蝕刻測(cè)試區(qū)域，導(dǎo)致成本增加且制 造難度增大。第二種方法涉及回蝕刻半導(dǎo)體器件直至金屬化層達(dá)到增大的厚度。例如，可 回蝕刻到內(nèi)部金屬化層(如M2金屬化層)或最頂層M(N)金屬化層。然而，內(nèi)部金屬化層 和/或最頂層金屬化層不必足夠厚，并且由于焊線可能容易接觸阱壁導(dǎo)致襯底的泄漏，因 此器件故障的可能性增大。而且，第二種方法更困難，成本增加，并且可能需要多種蝕刻工 藝。第三種方法提供在測(cè)試區(qū)域和集成電路器件區(qū)域中的具有增大厚度的均勻M1金屬化 層。然而，集成電路器件區(qū)域中的增大厚度降低了傳感器器件的性能，這可能由寄生電容所 導(dǎo)致的。 因此，本實(shí)施例提供了一種方法，其中測(cè)試區(qū)域(如第二區(qū)域211B)中的金屬化層 被很容易地做成比集成電路器件區(qū)域(如第一區(qū)域211A)中的金屬化層更厚。測(cè)試區(qū)域中 的M1金屬化層的厚度增大，同時(shí)集成電路器件區(qū)域中的M1金屬化層保持它的原始厚度。 具體地，在本實(shí)施例中，第二區(qū)域211B中的M1金屬化層比第一區(qū)域211A中的M1金屬化層 厚。所公開的實(shí)施例提供了一個(gè)或多個(gè)以下優(yōu)勢(shì)(l)改進(jìn)的背面照明傳感器的封裝產(chǎn)量； (2)改進(jìn)的背面照明傳感器的焊接性能；(3)改進(jìn)的傳感器器件(如，像素)性能；(4)減小成本；(5)容易集成到現(xiàn)有的器件加工；以及(6)容易延展至下一代工藝。
參考圖1和圖2B-2K，在襯底210的前表面上方形成第一金屬化層Ml 。在本實(shí)施例 中，如圖2B所示，在襯底210的前表面的上方形成層(或水平層)間介電(ILD)層214。 ILD 層214包括低K(LK)、超低K(ULK)、極低K(ELK)和/或XLK材料。材料分類是基于電容或k 值，LK通常表示那些k值位于約3. 1到2. 7之間的材料，ULK通常表示那些k值位于約2. 7 到2. 4之間的材料，ELK通常表示那些k值位于約2. 3到2. 0之間的材料，XLK表示那些通常 k值低于約2. 0的材料。LK、ULK、ELK和/或XLK介電材料可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、 旋轉(zhuǎn)式玻璃(SOG)、氟化的石英玻璃(FSG)、摻雜碳的氧化硅(如SiCOH) 、BlackDiamond (A卯liedMaterials of Santa Clara， California)、干凝膠、氣凝膠、氟化的碳、聚對(duì)二甲 苯、BCB(雙苯并環(huán)丁烯)、Flare、SiLK(Dow Chemical, Midland,Michigan)、聚酰亞胺、其他 適當(dāng)?shù)亩嗫拙酆喜牧稀⑵渌线m的介電材料、和/或其組合。ILD層214可通過任何合適的 工藝形成，如旋轉(zhuǎn)涂覆、化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、高密 度等離子體CVD(HPCVD)、金屬有機(jī)CVD(M0CVD)、遠(yuǎn)程等離子體CVD(RPCVD)、等離子體增強(qiáng) CVD(PECVD)、濺射、電鍍、其他合適的工藝、和/或其組合。在一些實(shí)施例中，ILD層214可包 括高密度等離子體(HDP)介電材料和/或高縱橫比工藝(HARP)介電材料?？梢岳斫?，ILD 層214可包括一種或多種介電材料和/或一個(gè)或多個(gè)介電層。 在步驟104，在第一區(qū)域和第二區(qū)域211A、211B中的襯底210的前表面的上方形成 第一導(dǎo)電層216，在本實(shí)施例中，在ILD層214的上方形成任何合適的厚度。第一導(dǎo)電層216 可包括任何合適的材料，如鋁、銅、鴇、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、硅化鎳、硅化鈷、TaC、 TaSiN、 TaCN、TiAl、TiAlN、其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料、和/或其組合。第一導(dǎo)電層216可通過任何合適 的工藝形成，如旋轉(zhuǎn)涂覆、CVD、 PVD、 ALD、 HPCVD、 M0CVD、 RPCVD、 PECVD、濺射、電鍍、其他合適 的方法、和/或其組合。可以理解，第一導(dǎo)電層216可包括一種或多種材料。
參考圖1和圖2C-2F，在步驟106，將第一導(dǎo)電層216從第一區(qū)域211A去除。例如， 在本實(shí)施例中，去除第一區(qū)域211A中的第一導(dǎo)電層216包括如圖2C所示的在半導(dǎo)體器件 200的上方形成光刻膠層218。如圖2D所示，通過一種或多種傳統(tǒng)的光刻工藝對(duì)光刻膠層 218進(jìn)行圖樣化以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)第一部分218A和一個(gè)或多個(gè)第二部分218B。第一部分 218A是無保護(hù)的部分。第二部分218B是被保護(hù)的部分，其是可限定在第二區(qū)域211B中的 第一金屬化層的部分，如焊盤區(qū)的部分。然后，光刻膠層218的第一無保護(hù)部分218A與位 于光刻膠層218的第一無保護(hù)部分218A下面的部分第一導(dǎo)電層216 —起被蝕刻掉并被去 除。從圖2E中明顯可見，第一導(dǎo)電層216僅保留位于光刻膠層218的第二部分218B下面 的部分，用于限定第二區(qū)域211B中的第一金屬化層的部分，進(jìn)而限定半導(dǎo)體器件200的測(cè) 試區(qū)域中的焊盤區(qū)。接著，光刻膠層218(S卩，保留的第二部分218B)可被去除。如圖2F所 示，第一導(dǎo)電層216限定第二區(qū)域211B(測(cè)試區(qū)域)中的焊盤區(qū)。 可以理解，可使用此處描述的光刻和/或蝕刻工藝中的一種或組合將第一導(dǎo)電 層216從第一區(qū)域211A中去除。光刻圖樣化工藝可包括光刻膠涂覆(如，旋轉(zhuǎn)涂覆)、軟 烘、掩模校準(zhǔn)、曝光、爆后烘、使光刻膠顯影、清洗、烘干(如，硬烘)、其他合適的工藝、和/ 或其組合。光刻曝光工藝也可被其他適當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)或代替，如無掩模光刻、電子束直寫 (electron-beam writing)、離子束直寫(ion-beam writing)、禾口分子印跡。蝕亥lj工藝可包 括干蝕刻、濕蝕刻和/或其他蝕刻方法(如，反應(yīng)式離子蝕刻)。蝕刻工藝可以是純化學(xué)的(等離子體蝕刻)、純物理的(離子銑削)、和/或其組合。在一些實(shí)施例中，利用硬掩模層 對(duì)第一導(dǎo)電層216圖樣化和蝕刻。 在步驟108，第二導(dǎo)電層220形成在第一區(qū)域和第二區(qū)域211A、211B中的襯底210 上方，在本實(shí)施例中，形成在第一導(dǎo)電層216的上方。例如，見圖2G。第二導(dǎo)電層220可包 括任何合適的材料，如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、硅化鎳、硅化鈷、TaC、TaSiN、TaCN、 TiAl、TiAlN、其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料、和/或其組合。第二導(dǎo)電層220可通過任何合適的工藝 形成，如旋轉(zhuǎn)涂覆、CVD、 PVD、 ALD、 HPCVD、 MOCVD、 RPCVD、 PECVD、濺射、電鍍、其他合適的方法、 和/或其組合?？梢岳斫?，第二導(dǎo)電層220可包括一種或多種材料。在本實(shí)施例中，第二導(dǎo) 電層220包括的材料與第二導(dǎo)電層216的相同，但是應(yīng)理解，在可選擇的實(shí)施例中，第一導(dǎo) 電層216和第二導(dǎo)電層220可包括不同的材料。第二導(dǎo)電層220是任何合適的厚度。
參考圖1和圖2H-2K，在步驟IIO，第一區(qū)域和第二區(qū)域211A、211B中的部分第二 金屬層220被去除，其中，第一區(qū)域211A包括具有第一導(dǎo)電層216的第一金屬化層M1，第二 區(qū)域211B包括具有第一導(dǎo)電層216和第二導(dǎo)電層220的第一金屬化層Ml 。例如，在本實(shí)施 例中，如圖2H所示，去除第一區(qū)域和第二區(qū)域211A、211B中的部分第二導(dǎo)電層220包括在 半導(dǎo)體器件200的上方形成光刻膠層222。如圖21所示，通過一種和/或幾種傳統(tǒng)的光刻 工藝對(duì)光刻膠層222圖樣化以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)第一部分222A和一個(gè)或多個(gè)第二部分222B。 第一部分222A是無保護(hù)的部分。第二部分是被保護(hù)的部分，其限定了第一區(qū)域211A中的第 一金屬化層(也就是，限定了集成電路器件區(qū)域的M1層)和第二區(qū)域211B中的第一金屬 化層的一部分(也就是，焊盤區(qū)的一部分)。然后，光刻膠層222的第一無保護(hù)的部分222A 與位于第一無保護(hù)的部分222A下面的第二導(dǎo)電層220的部分一起被蝕刻掉并去除。
可以理解，可使用此處描述的光刻和/或蝕刻工藝中的一種或其組合將部分第二 導(dǎo)電層220從第一和第二區(qū)域211A、211B去除。光刻圖樣化工藝可包括光刻膠涂覆(如， 旋轉(zhuǎn)涂覆)、軟烘、掩模校準(zhǔn)、曝光、爆后烘、使光刻膠顯影、清洗、烘干(如，硬烘)、其他合適 的工藝、和/或其組合。光刻曝光工藝也可被其他適當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)或代替，如無掩模光刻、 電子束直寫、離子束直寫、和分子印跡。蝕刻工藝可包括干蝕刻、濕蝕刻、和/或其他蝕刻工 藝(如，反應(yīng)式離子蝕刻)。蝕刻工藝也可以是純化學(xué)的(等離子體蝕刻)、純物理的(離 子銑削)、和/或其組合。在一些實(shí)施例中，利用硬掩模層對(duì)第二導(dǎo)電層220圖樣化和蝕刻。
如圖2J所示，第二導(dǎo)電層220僅保留位于光刻膠層222的第二部分222B下面的部 分，用于限定第一和第二區(qū)域211A、211B中的第一金屬化層M1。接下來，光刻膠層222(也 就是，保留的第二部分222B)可被去除。參考圖2K，半導(dǎo)體器件200的第一金屬化層Ml被 限定。在第一集成電路器件區(qū)域211A中的第一金屬化層M1包括第二導(dǎo)電層220，在第二測(cè) 試區(qū)域211B中的第一金屬化層M1包括第一導(dǎo)電層216和第二導(dǎo)電層220。第一區(qū)域211A 中包括第二導(dǎo)電層220的第一金屬化層M1的厚度比第二區(qū)域211B中包括第一導(dǎo)電層216 和第二導(dǎo)電層220的第一金屬化層M1的厚度小。因此，本實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體器件220， 在保持第一集成電路器件區(qū)域211A中第一金屬化層的厚度不變的同時(shí)，其具有第二測(cè)試 區(qū)域211B(其中可形成焊盤)中增大的第一金屬化層M1的厚度。僅利用第二測(cè)試區(qū)域211B 的一個(gè)掩模以及一種光刻圖樣化和蝕刻工藝來實(shí)現(xiàn)。 參考圖1和圖2L-2N，接下來可以是傳統(tǒng)工序。例如，在步驟112，在第一金屬化 層M1的上方形成一個(gè)或多個(gè)金屬化層。 一個(gè)或多個(gè)金屬化層包括多個(gè)金屬結(jié)構(gòu)232、242、252。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件200包括四個(gè)金屬化層Ml到M4，金屬結(jié)構(gòu)包括為Ml的第 一和第二導(dǎo)電層216和220，...為M(n-l)或M5的金屬結(jié)構(gòu)242，以及為最頂層金屬化層 M(N)或M4的金屬結(jié)構(gòu)252。雖然僅說明了金屬一 (Ml)到金屬四(M4)的金屬化層，但可以 理解，根據(jù)器件復(fù)雜性和特殊器件的設(shè)計(jì)，半導(dǎo)體器件200可以包括任意數(shù)量的金屬化層。 例如，在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件200可包括金屬化層Ml到M9。在襯底210上方形成多 個(gè)接觸結(jié)構(gòu)和/或通孔結(jié)構(gòu)222、234、244以及一個(gè)或多個(gè)ILD層224、230、240、250。 ILD 層224、230、240、250將每個(gè)金屬化層和接觸結(jié)構(gòu)和/或通孔結(jié)構(gòu)222、234、234彼此分開并 絕緣。多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)和/或通孔結(jié)構(gòu)222、234、244可被配置使得襯底210連接到金屬化層 和/或金屬結(jié)構(gòu)，和/或被配置使得一個(gè)金屬結(jié)構(gòu)連接到另一個(gè)金屬結(jié)構(gòu)，如金屬結(jié)構(gòu)232 連接到金屬結(jié)構(gòu)242，或金屬化層M2連接到金屬化層M3等。 金屬結(jié)構(gòu)232、242、252 ;接觸結(jié)構(gòu)和/或通孔結(jié)構(gòu)222、234、244 ;和ILD層224、 230、240、250可通過任何合適的工藝形成，如此處描述的工藝。金屬結(jié)構(gòu)232、242、252可與 第一和第二導(dǎo)電層216和220相似。接觸結(jié)構(gòu)/通孔結(jié)構(gòu)222、234、244可包括任何合適的 材料，如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、硅化鎳、硅化鈷、TaC、 TaSiN、 TaCN、 TiAl、 TiAlN、 其他適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料、和/或其組合?？梢岳斫?，每個(gè)金屬結(jié)構(gòu)232、242、252和每個(gè)接觸 結(jié)構(gòu)/通孔結(jié)構(gòu)222、234、244均可包括相同的材料和/或不同的材料。ILD層224、230、 240、250可包括類似于ILD層214的材料，如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、SOG、 FSG、 SiCOH、 Black Diamond (Applied Materials of Santa Clara， California)、干凝膠、氣凝膠、 氟化的碳、聚對(duì)二甲苯、BCB、Flare、SiLK(Dow Chemical, Midland, Michigan)、聚酰亞胺、其 他適當(dāng)?shù)亩嗫拙酆喜牧稀⑵渌线m的介電材料、和/或其組合?？梢岳斫?，每個(gè)ILD層224、 230 、240 、250可包括相同的材料和/或不同的材料。 如圖2L所示，載體晶片260可被焊接到襯底210的前表面上。載體晶片260可以 為形成在襯底210的前表面上的各種部件提供保護(hù)。載體晶片260也可以提供機(jī)械強(qiáng)度和 支撐。載體晶片260可包括任何合適的材料，如硅和/或玻璃。如上面所討論的，半導(dǎo)體器 件200包括形成在襯底210的前表面上的傳感器元件212。因此，襯底210可被處理得足夠 薄使得射入在襯底210的后表面上的照射(radiation)能夠到達(dá)傳感器元件212。如本領(lǐng) 域技術(shù)人員所熟知，可使用各種技術(shù)從后表面削薄襯底210。 然后，參考圖2M-2N，進(jìn)行對(duì)襯底210后表面的處理。例如，可在襯底210的后表 面上方形成各種不同的層270、272(如，氧化層)；在步驟114，在第二測(cè)試區(qū)域211B中形成 延伸至第一金屬化層M1的開口 280。各種不同的層可包括界面層、介電層、擴(kuò)散/勢(shì)壘層、 導(dǎo)電層、覆蓋層、其他合適的層、和/或其組合。開口 280可使用任何合適的工藝(如此處 描述的工藝)形成在襯底210的后表面中。例如，圖樣化的光刻膠層可被施加于襯底210 的后表面，然后開口 280可被蝕刻穿過其中。在本實(shí)施例中，如圖2N所示，開口 280直接放 置在包括第一和第二導(dǎo)電層216和220的第二測(cè)試區(qū)域211B的第一金屬化層Ml上方。然 后，包括第一和第二導(dǎo)電層216和220的第二測(cè)試區(qū)域211B的第一金屬化層Ml可通過測(cè) 試探針被探測(cè)或接入。這樣的接入使得測(cè)試試驗(yàn)進(jìn)行。在一些實(shí)施例中，焊線可形成在開 口 280內(nèi)。焊線可包括勢(shì)壘/擴(kuò)散層和/或?qū)щ妼印：妇€可進(jìn)一步包括任何合適的材料， 如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、硅化鎳、硅化鈷、TaC、TaSiN、TaCN、TiAl、TiAlN、其他適 當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料、和/或其組合。
10
可以理解，在襯底210的后表面上方可形成附加部件。例如，半導(dǎo)體器件200可進(jìn) 一步包括支持多個(gè)不同濾色器(例如，紅色，綠色和藍(lán)色)的濾色器層。濾色器可相當(dāng)于襯 底210上的不同傳感器器件212。半導(dǎo)體器件200可進(jìn)一步包括與傳感器器件212和/或 濾色器以各種位置配置的多個(gè)透鏡(如微透鏡)，使得射入光可被聚焦于光感測(cè)區(qū)域。其他 適當(dāng)?shù)某上癫考蛇M(jìn)一步形成在襯底210的后表面上。 總之，所公開的實(shí)施例提供了一種制造背面照明傳感器器件的方法，包括提供具 有前表面和后表面的襯底；在襯底的前表面上形成一個(gè)或多個(gè)傳感器元件；以及在襯底的 前表面上方形成一個(gè)或多個(gè)金屬化層，其中測(cè)試區(qū)/區(qū)域中的第一金屬化層的厚度比集成 電路器件區(qū)/區(qū)域中的第一金屬化層的厚度大。該方法提供了一個(gè)掩模和一個(gè)圖樣化/蝕 刻步驟來增大測(cè)試區(qū)域中的第一金屬化層的厚度，同時(shí)保持集成電路器件區(qū)域中的第一金 屬化層的厚度處于原始厚度。所公開的實(shí)施例改進(jìn)了焊接性能。 上面概述了幾個(gè)實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本次公開 的各個(gè)方面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，可以很容易地使用本發(fā)明作為設(shè)計(jì)和改善其他工 藝和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，用以達(dá)到與此處介紹的實(shí)施例相同的目的和/或獲得與此處介紹的實(shí)施 例相同的優(yōu)勢(shì)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)認(rèn)識(shí)到，等效結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的主旨和范圍，并 且可以在不背離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，做各種不同的改變，替換和更改。
1權(quán)利要求
一種制造背面照明傳感器器件的方法，所述方法包括設(shè)置具有前表面和后表面的襯底；在所述襯底的前表面上形成一個(gè)或多個(gè)傳感器元件；在所述襯底的前表面的上方形成一個(gè)或多個(gè)金屬化層，其中，形成第一金屬化層包括在所述襯底的前表面的上方形成第一導(dǎo)電層；將所述第一導(dǎo)電層從所述襯底的第一區(qū)域中去除；在所述襯底的前表面的上方形成第二導(dǎo)電層；以及將所述第二導(dǎo)電層的部分從所述襯底的第一區(qū)域和第二區(qū)域中去除，其中，所述第一區(qū)域中的第一金屬化層包括所述第二導(dǎo)電層，所述第二區(qū)域中的第一金屬化層包括所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述第二區(qū)域中形成從所述襯底的后表面 延伸至第一金屬化層的開口。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一區(qū)域包括集成電路器件區(qū)域，所述第二區(qū) 域包括測(cè)試區(qū)域，并且所述第一區(qū)域中的第一金屬化層的厚度比所述第二區(qū)域中的第一金 屬化層的厚度小。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述第一導(dǎo)電層從所述襯底的第一區(qū)域去除包括在所述第一導(dǎo)電層的上方形成光刻膠層；圖樣化所述光刻膠層以形成一個(gè)或多個(gè)第一部分和一個(gè)或多個(gè)第二部分，其中，第一 部分提供所述第一導(dǎo)電層的無保護(hù)部分，第二部分提供所述第一導(dǎo)電層的受保護(hù)部分；以 及蝕刻所述光刻膠層的第一部分和所述第一導(dǎo)電層的無保護(hù)部分。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括去除所述光刻膠層的第二部分，其中，所述第 一導(dǎo)電層的受保護(hù)部分限定所述第二區(qū)域中的第一金屬層的部分。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述第二導(dǎo)電層的部分從所述第一區(qū)域和所述 第二區(qū)域中去除包括在所述第二導(dǎo)電層的上方形成光刻膠層；圖樣化所述光刻膠層以形成一個(gè)或多個(gè)第一部分和一個(gè)或多個(gè)第二部分，其中，所述 第一部分提供所述第二導(dǎo)電層的無保護(hù)部分，所述第二部分提供所述第二導(dǎo)電層的受保護(hù) 部分；以及蝕刻所述光刻膠層的第一部分和所述第二導(dǎo)電層的無保護(hù)部分。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括去除所述光刻膠層的第二部分，其中，所述第 二導(dǎo)電層的受保護(hù)部分限定所述第一區(qū)域中的第一金屬化層和所述第二區(qū)域中的第一金 屬化層的部分；以及在所述襯底的前表面的上方形成一個(gè)或多個(gè)層間介電層以及一個(gè)或多個(gè)接觸結(jié)構(gòu)和/ 或通孔結(jié)構(gòu)。
8. —種形成包括具有第一區(qū)域和第二區(qū)域的襯底的集成電路器件的方法，所述方法包括設(shè)置襯底，所述襯底具有第一表面和第二表面； 在所述襯底的第一表面的上方形成第一導(dǎo)電層； 去除所述第一區(qū)域中的襯底上方的第一導(dǎo)電層； 在所述襯底的第一表面上方形成第二導(dǎo)電層；去除部分的所述第二導(dǎo)電層，其中形成第一金屬化層，所述第一金屬化層包括所述第 一區(qū)域中的第二導(dǎo)電層，所述第一金屬化層包括所述第二區(qū)域中的所述第一導(dǎo)電層和所述 第二導(dǎo)電層；以及在所述第二區(qū)域中形成從所述襯底的第二表面延伸至所述第一金屬化層的開口。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在所述襯底的第一表面上形成一個(gè)或多個(gè)傳 感器元件；以及在所述襯底的第一表面上方形成一個(gè)或多個(gè)金屬化層和一個(gè)或多個(gè)介電層， 所述第二區(qū)域中的所述第一金屬化層比所述第一區(qū)域中的所述第一金屬化層厚。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，去除所述第一區(qū)域中的襯底上方的所述第一導(dǎo)電 層，包括在所述第一導(dǎo)電層的上方形成光刻膠層；圖樣化所述光刻膠層以形成所述第一導(dǎo)電層的無保護(hù)部分和所述第一導(dǎo)電層的受保 護(hù)部分；以及蝕刻所述第一導(dǎo)電層的無保護(hù)部分。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，去除部分的所述第二導(dǎo)電層，包括 在所述第二導(dǎo)電層的上方形成光刻膠層；圖樣化所述光刻膠層以形成所述第二導(dǎo)電層的無保護(hù)部分和所述第二導(dǎo)電層的受保 護(hù)部分；以及蝕刻所述第二導(dǎo)電層的無保護(hù)部分。
12. —種形成集成電路器件的方法，所述方法包括 設(shè)置具有第一表面和第二表面的襯底； 在所述襯底的第一表面上形成一個(gè)或多個(gè)傳感器元件；在所述襯底的第一表面上方形成第一金屬化層，所述第一金屬化層包括具有第一厚度 的部分和具有第二厚度的部分，其中，所述第一厚度比所述第二厚度大；以及形成從所述襯底的第二表面延伸至具有所述第一厚度的第一金屬化層的至少一部分 的開口。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括 在所述第一金屬化層的上方形成一個(gè)或多個(gè)金屬化層； 在所述一個(gè)或多個(gè)金屬化層的上方形成載體晶片，以及 進(jìn)一步包括在所述襯底的第一表面的上方形成一個(gè)或多個(gè)層間介電層。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中形成包括具有所述第一厚度的部分和具有所述第 二厚度的部分的所述第一金屬化層，其中所述第一厚度比所述第二厚度大，包括在所述襯底的第一表面上方形成第一導(dǎo)電層； 在所述襯底的第一表面上方形成第二導(dǎo)電層；去除部分的所述第二導(dǎo)電層和所述第一導(dǎo)電層，其中，所述第一厚度包括具有所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層的區(qū)域，所述第二厚度包括具有所述第二導(dǎo)電層的區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，去除部分的所述第二導(dǎo)電層和所述第以導(dǎo)電層 包括在所述第一導(dǎo)電層的上方形成第一光刻膠層；圖樣化所述第一光刻膠層以形成所述第一導(dǎo)電層的無保護(hù)部分和所述第一導(dǎo)電層的 受保護(hù)部分；蝕刻所述第一導(dǎo)電層的無保護(hù)部分； 在所述第二導(dǎo)電層的上方形成第二光刻膠層；圖樣化所述第二光刻膠層以形成所述第二導(dǎo)電層的無保護(hù)部分和所述第二導(dǎo)電層的 受保護(hù)部分，其中，所述第二導(dǎo)電層的受保護(hù)部分的至少一部分設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層的 受保護(hù)部分上面；蝕刻所述第二導(dǎo)電層的無保護(hù)部分；以及去除所述第一光刻膠層和所述第二光刻膠層。
全文摘要
公開了一種制造具有改進(jìn)的焊接性能的半導(dǎo)體器件的方法。該方法包括設(shè)置具有前表面和后表面的襯底；在襯底的前表面上形成一個(gè)或多個(gè)傳感器元件；在襯底的前表面上方形成一個(gè)或多個(gè)金屬化層，其中形成第一金屬化層包括在襯底的前表面上方形成第一導(dǎo)電層；將第一導(dǎo)電層從所述襯底的第一區(qū)域中去除；在襯底的前表面上方形成第二導(dǎo)電層；以及將第二導(dǎo)電層的部分從襯底的第一區(qū)域和第二區(qū)域中去除，其中第一區(qū)域中的第一金屬化層包括第二導(dǎo)電層，第二區(qū)域中的第一金屬化層包括第二導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101783319SQ20091021124
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者劉人誠(chéng), 莊俊杰, 楊敦年, 洪志明, 王文德, 陳保同 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司