專利名稱：半導(dǎo)體裝置及用于在其上形成經(jīng)圖案化輻射阻擋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及用于在半導(dǎo)體裝置上形成經(jīng)圖案化輻射阻擋的方法。
背景技術(shù)：
微電子成像裝置包含具有圖像傳感器的半導(dǎo)體裸片，所述圖像傳感器定位于所述 裸片的前表面上以接收入射輻射。所述裸片還包含用于將所述傳感器電耦合到其它電路元 件的外部觸點(diǎn)或端子。為防止所述外部觸點(diǎn)干擾所述傳感器的操作或限制所述傳感器的大 小及/或位置，所述前表面處的外部觸點(diǎn)可通過內(nèi)部互連件電耦合到所述裸片的后表面上 的對應(yīng)外部觸點(diǎn)。所述內(nèi)部互連件可以是貫通襯底導(dǎo)通孔(TSV)。通過以下步驟來形成所 述TSV:(a)在裸片中制成與對應(yīng)外部觸點(diǎn)對準(zhǔn)的通孔或盲孔，(b)用介電材料給開口的側(cè) 壁加襯，及(c)用導(dǎo)電材料至少部分地填充所述開口。接著，可將例如焊料球或線接合的外 部互連元件附接到背側(cè)上的外部觸點(diǎn)以將所述裸片耦合到外部裝置。圖IA到ID圖解說明用于使用兩個單獨(dú)的光刻過程在成像器10的背側(cè)上形成紅 外輻射(IR)阻擋層的過程。圖IA圖解說明形成于微特征工件100上的成像器10，所述微 特征工件具有帶有前側(cè)103及背側(cè)105的襯底101、具有第一表面104及第二表面106的介 電層102以及具有介電襯109的多個孔108。成像器10還具有襯底101的前側(cè)103處的圖 像傳感器107a、襯底101上及/或襯底101中的集成電路107b以及前側(cè)103處的接合墊 110。工件100還具有導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)111，所述導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)具有介電層102的第一表 面104上的跡線112、孔108中的互連件114及相應(yīng)跡線112的端處或接近所述端的球形墊 116。為在襯底101的背側(cè)105及導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)111上方形成紅外輻射阻擋層，執(zhí)行 兩個單獨(dú)的光刻過程。圖IB圖解說明其中將光可界定的紅外輻射阻擋層118施加到工件 100以覆蓋導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)111及介電層102的所暴露部分的第一光刻過程。紅外輻射阻 擋層118通常是使用其中將液體紅外輻射阻擋材料沉積到所述工件上并旋轉(zhuǎn)所述工件以 散布所述液體紅外輻射阻擋材料的常規(guī)旋涂過程施加的。執(zhí)行第一光刻過程以圖案化穿過 紅外輻射阻擋層118的開口 119。同時，可或可不移除導(dǎo)通孔內(nèi)側(cè)的材料。開口 119經(jīng)圖案 化使得其暴露球形墊116，如圖IC中所示。接著，固化或硬化所述紅外輻射阻擋材料。圖 IC顯示所述導(dǎo)通孔內(nèi)側(cè)的紅外輻射阻擋材料。在暴露球形墊116之后，將光致反應(yīng)鈍化層120施加到紅外輻射阻擋層118，如圖 ID中所示。鈍化層120通常是定位于真空環(huán)境中的工件上的預(yù)形成干抗蝕劑膜。接著釋放 所述真空以將鈍化層120推到孔108中。所述鈍化層可如圖ID中所示給所述孔加襯或其 可完全填充所述孔。在沉積鈍化層120之后，執(zhí)行第二光刻過程以在鈍化層120中形成與 球形墊116對準(zhǔn)的開口 121。在形成開口 121之后，可將焊料球或其它外部連接器附接到球 形墊116。圖IA到ID中所示的方法的一個缺點(diǎn)是需要兩個單獨(dú)的光刻過程。光刻設(shè)備較昂 貴且施加、曝光及顯影紅外輻射阻擋材料層及鈍化材料層以形成開口 119及120的過程可較費(fèi)時。如此，針對圖IA到ID所描述的方法是資金密集型且執(zhí)行起來較昂貴。圖IA到ID中所示的方法的另一缺點(diǎn)是經(jīng)光圖案化的紅外輻射阻擋層可不充分地 阻擋紅外輻射。此問題是由于旋涂過程可能未用所述液體紅外輻射阻擋材料均勻地涂覆形 貌結(jié)構(gòu)(例如用于貫通襯底互連件的深孔)而出現(xiàn)的。因此，通常需要使用常規(guī)旋涂過程 來沉積一厚層的紅外輻射阻擋材料以用所述紅外輻射阻擋材料充分地覆蓋晶片的表面。然 而，由于紅外輻射阻擋材料阻擋輻射，因此所述紅外輻射阻擋層無法為太厚，否則光圖案化 過程的輻射將不會穿透所述紅外輻射阻擋層的全部厚度。因此，微電子成像器中的常規(guī)紅 外輻射阻擋層易于允許紅外輻射穿過所述阻擋層到達(dá)所述成像器。圖IA到ID中所描述的方法的其它缺點(diǎn)是光可界定的材料比不為光可界定的等效 材料相對昂貴。因此，除了光圖案化工具的成本以外，光可界定的紅外輻射阻擋層也是相對 昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
所述技術(shù)的一個實(shí)施例是一種制造微電子成像器的方法，所述微電子成像器具有 襯底、定位于所述襯底的第一側(cè)處的圖像傳感器、耦合到所述圖像傳感器的集成電路及所 述襯底的所述第一側(cè)處的多個接合墊，所述多個接合墊電耦合到所述集成電路。在此實(shí)施 例中，所述方法包括形成具有貫通襯底互連件及電耦合到所述貫通襯底互連件的跡線的 重分布結(jié)構(gòu)，將第一膜安置于所述跡線上方，其中所述第一膜包括大致非光致反應(yīng)輻射阻 擋材料。所述方法還包含光圖案化所述第一膜上的光致反應(yīng)材料的第二膜以在所述第二膜 中具有與對應(yīng)跡線對準(zhǔn)的孔口。所述貫通襯底互連件從對應(yīng)接合墊延伸到所述襯底的第二 側(cè)且所述跡線在所述襯底的所述第二側(cè)上方延伸，且所述襯底的所述第二側(cè)與所述襯底的 所述第一側(cè)相對。所述方法進(jìn)一步包含穿過所述第一膜蝕刻與所述孔口對準(zhǔn)的開口以暴露 所述跡線上的球形墊部分。所述技術(shù)的另一實(shí)施例是一種制作具有裸片的半導(dǎo)體裝置的方法，所述裸片包含 具有第一側(cè)及第二側(cè)的襯底、集成電路及定位于所述第一側(cè)處的接合墊，所述接合墊電耦 合到所述集成電路。所述方法包括形成具有互連件及跡線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及提供與所述襯底分 開形成的預(yù)形成層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)。所述互連件電耦合到所述接合墊且延伸到所述襯 底的所述第二側(cè)，且所述跡線在所述襯底的所述第二側(cè)上方從所述互連件延伸。所述層壓 雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)具有至少大致非光致反應(yīng)材料的第一層及光致反應(yīng)材料的第二層。此實(shí) 施例進(jìn)一步包含將所述預(yù)形成層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)施加到所述襯底的所述第二側(cè)，使得 所述層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)貼合到所述跡線及所述互連件的形貌。所述方法還包含在所述 層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)的所述第二層中光圖案化與所述跡線的球形墊部分對準(zhǔn)的孔口及 在不對所述層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)的所述第一層進(jìn)行光圖案化的情況下在所述第一層中 形成開口。所述技術(shù)的另一實(shí)施例是一種制造具有裸片的微電子成像器的方法，所述裸片包 含圖像傳感器、電耦合到所述圖像傳感器的集成電路及電耦合到所述集成電路的電連接 器。在此實(shí)施例中，所述方法包括用輻射阻擋層覆蓋所述電連接器，所述輻射阻擋層為至少 大致非光致反應(yīng)的、穿過所述紅外輻射阻擋層上的光致抗蝕劑層形成與所述電連接器對準(zhǔn) 的孔口及穿過所述光致抗蝕劑層的所述孔口在所述紅外輻射阻擋層中蝕刻開口。
所述技術(shù)的又一實(shí)施例是一種包括裸片的半導(dǎo)體裝置，所述裸片具有帶有前側(cè)及背側(cè)的襯底、集成電路以及電耦合到所述集成電路的多個接合墊。所述半導(dǎo)體裝置進(jìn)一步 包含(a)導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)，其具有電耦合到所述集成電路的互連件及具有電耦合到對應(yīng)互 連件的球形墊部分的跡線，及(b)輻射阻擋層，其位于所導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)上。所述輻射阻擋 層為至少大致非光致反應(yīng)的且具有與所述跡線的所述球形墊部分對準(zhǔn)的開口。在此實(shí)施例 中，所述半導(dǎo)體裝置具有所述輻射阻擋層上的光致抗蝕劑層，其中所述光致抗蝕劑層具有 與所述開口對準(zhǔn)的孔口。


圖IA到ID是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于形成經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的方法中各個階 段的示意橫截面圖。圖2A到2D是根據(jù)本發(fā)明數(shù)個實(shí)施例的用于形成經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的方法 中各個階段的示意橫截面圖。圖3A及3B是根據(jù)本發(fā)明數(shù)個實(shí)施例的用于形成經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的方法 中各個階段的示意橫截面圖。圖4A到4C是根據(jù)本發(fā)明額外實(shí)施例的用于形成經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的方法 中各個階段的示意橫截面圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于使用預(yù)形成紅外輻射阻擋膜來形成經(jīng)圖案化紅 外輻射阻擋層的方法的流程圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明額外實(shí)施例的用于在不對紅外輻射阻擋材料進(jìn)行光圖案化的 情況下形成經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的另一方法的流程圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包含經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的微電子成像器的示 意橫截面圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包含具有經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的微電子裝置的 系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下文描述半導(dǎo)體裝置及用于在半導(dǎo)體裝置中形成經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的方 法的各種實(shí)施例。術(shù)語“微特征襯底”在通篇中用于包含半導(dǎo)體襯底及其上制作有半導(dǎo)體 裝置、其它類型的微電子裝置、微機(jī)械裝置、數(shù)據(jù)存儲元件、讀取/寫入組件及其它特征的 其它類型的襯底。微特征襯底可包含一個或一個以上層(例如，導(dǎo)電、半導(dǎo)電及/或介電)， 所述一個以上層位于彼此上及/或位于彼此內(nèi)。這些層可包含或形成各種各樣的電組件、 機(jī)械組件及/或此類組件的系統(tǒng)(例如，集成電路、存儲器裝置、處理器、成像器、微機(jī)械系 統(tǒng)等)。術(shù)語“表面”囊括半導(dǎo)體襯底的具有或不具有經(jīng)圖案化及未經(jīng)圖案化特征的平坦及 非平坦表面。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解，本發(fā)明具有額外實(shí)施例，且可在無下文參照圖 2A到8所示及所述的實(shí)施例的數(shù)個細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明。圖2A到2D圖解說明根據(jù)本發(fā)明數(shù)個實(shí)施例的用于在半導(dǎo)體裝置上形成經(jīng)圖案化 紅外輻射阻擋層的過程的數(shù)個階段。圖2A圖解說明微電子裝置200 (例如，微電子成像器) 及微特征工件210，所述微特征工件具有帶有前側(cè)212及背側(cè)213的半導(dǎo)體襯底211。在典型應(yīng)用中，在微特征工件210上及/或微特征工件210中形成多個個別微電子裝置200，但 出于清晰的目的，本文中在了解到微特征工件210上的每一裝置可相同的情況下僅描述了 單個微電子裝置200。圖2A中所圖解說明的微電子裝置200的實(shí)施例是微電子成像器，其 具有集成電路214、電耦合到集成電路214的圖像傳感器陣列216及從襯底211的前側(cè)212 延伸到背側(cè)213的多個孔217?？?17的側(cè)壁涂覆有介電襯218，且定位于襯底211的前側(cè) 212處的接合墊219覆蓋或以其它方式封堵孔217的一端。可借助已知的方法(例如蝕刻 或激光鉆孔)來形成孔217，且可使用已知的沉積及蝕刻技術(shù)來形成介電襯218。 在所述過程的此階段處，已在襯底211的背側(cè)213處形成重分布結(jié)構(gòu)220。重分 布結(jié)構(gòu)220包含襯底211的背側(cè)213上的介電層222、孔217中的多個互連件224、介電層 222上的多個跡線226及多個墊228。圖2A中所圖解說明的互連件224是從接合墊219的 背側(cè)延伸到跡線226的貫通襯底互連件。跡線226從孔217橫向延伸以將墊228彼此間隔 開，使得可在墊228上形成焊料球或其它電連接器?？捎蓡蝹€導(dǎo)電材料層整體地形成互連 件224、跡線226及墊228或者可由相同或不同材料單獨(dú)地形成這些組件中的一者或一者以 上。舉例來說，可由完全填充孔217的材料形成互連件224，且可由沉積到介電層222上且 隨后通過光掩模蝕刻的不同材料形成跡線226及墊228?；蛘撸鐖D2A中所示，通過跨越 介電層222及向孔217中沉積銅或另一適合導(dǎo)電材料的保形層而由所述保形層形成互連件 224、跡線226及墊228。接著用光掩模覆蓋所述保形層并對其進(jìn)行蝕刻以形成個別互連件 224、跡線226及墊228。如圖2A中所示，將預(yù)形成紅外輻射阻擋層230放置于重分布結(jié)構(gòu)220上。紅外輻 射阻擋層230由吸收或以其它方式阻擋充足量的紅外輻射的材料制成。舉例來說，紅外輻 射阻擋層230具有充足的非光致反應(yīng)性質(zhì)，使得其至少大致防止或以其它方式抑制使用光 刻或曾在其它層或晶片上的類似物中形成圖案的其它過程來形成微特征。因此，所述紅外 輻射阻擋層為至少大致非光致反應(yīng)的(即，其至少大致不是“光可界定的”)。因此，紅外輻 射阻擋層230不適合于在光刻過程中圖案化及顯影。因此，紅外輻射阻擋層230的材料不 限于光刻材料，而是紅外輻射阻擋層230的材料可具有高紅外輻射阻擋性質(zhì)。舉例來說，在 一些實(shí)施例中，紅外輻射阻擋層230可以是吸收全部或幾乎全部的紅外輻射及/或其所暴 露于的其它選定輻射的黑色聚合薄片。紅外輻射阻擋層230通常是在其被放置于微特征工 件210上之前具有預(yù)定厚度的預(yù)形成膜或?qū)訅航Y(jié)構(gòu)。圖2B圖解說明其中紅外輻射阻擋層230已經(jīng)成形以貼合到孔217、跡線226及墊 228的形貌的后續(xù)階段。在一個實(shí)施例中，在低壓環(huán)境(例如，真空室)中，如圖2A中所示 將紅外輻射阻擋層230放置于重分布結(jié)構(gòu)220上。在釋放真空時，低壓區(qū)域保留于孔217 的開放空間及紅外輻射阻擋層230與重分布結(jié)構(gòu)220之間的其它開放空間中。因此，紅外 輻射阻擋層230被吸引到所述低壓區(qū)域中直到其貼合到孔217及重分布結(jié)構(gòu)220的形貌為 止，如圖2B中所示。圖2C圖解說明其中將鈍化層240安置于紅外輻射阻擋層230上的后續(xù)階段。在 圖2C中所示的實(shí)施例中，鈍化層240是隨后經(jīng)光圖案化以形成與對應(yīng)墊228對準(zhǔn)的多個孔 口 242的光致抗蝕劑材料。圖2C中所圖解說明的鈍化層240可以是使用常規(guī)旋涂過程安 置到紅外輻射阻擋層230上的液體光致抗蝕劑，或者鈍化層240可以是在紅外輻射阻擋層 230已經(jīng)成形以貼合到孔217及重分布結(jié)構(gòu)220的形貌之后沉積到紅外輻射阻擋層230上的干抗蝕劑。在其它實(shí)施例中，所述干抗蝕劑也可完全填充所述孔。在其它實(shí)施例中，所述 紅外輻射阻擋層及光致抗蝕劑膜層可由此項(xiàng)技術(shù)中已知的不同材料制成。圖2D圖解說明其中在紅外輻射阻擋層230中形成開口 232使得通過開口 232及 孔口 242來暴露墊228的后續(xù)階段?？赏ㄟ^將濕或干蝕刻劑安置于孔口 242中以在紅外輻 射阻擋層230中蝕刻開口 232的圖案來形成開口 230。干蝕刻過程可使鈍化層240與紅外 輻射阻擋層230的厚度減小相同量。鈍化層及紅外輻射阻擋層240及230的厚度經(jīng)選擇以 允許在表面上保留所需厚度。接著可將焊料球或其它電連接器連接到墊228以為個別微電 子裝置200提供背側(cè)電連接。圖3A及3B是圖解說明根據(jù)另一實(shí)施例的用于在半導(dǎo)體裝置或其它微電子裝置上 形成經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的方法的階段的橫截面圖。在圖2A到3B中，相似參考編號 指代相似組件。參照圖3A，此實(shí)施例包含將預(yù)形成紅外輻射阻擋層230施加到微特征工件 210及接著將鈍化層240安置于紅外輻射阻擋層230上。圖3A中所圖解說明的實(shí)施例與 圖2B及2C中所圖解說明的實(shí)施例的不同在于在預(yù)形成紅外輻射阻擋層230經(jīng)成形以貼合 到重分布結(jié)構(gòu)220的形貌之前將鈍化層240安置于預(yù)形成紅外輻射阻擋層230上。鈍化層 240可以是干抗蝕劑或可在低壓環(huán)境中施加的其它適合抗蝕劑。因此，圖3A中所圖解說明 的實(shí)施例提供其中在于微特征工件210上形成紅外輻射阻擋層230的同時原位形成鈍化層 240的層壓雙層紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)。

圖3B圖解說明其中已釋放真空使得所述層壓雙層紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)被吸引到孔 217及預(yù)形成紅外輻射阻擋層230與微特征工件210之間的其它區(qū)域中的后續(xù)階段。在此 階段處，可在鈍化層240中形成孔口且接著可穿過紅外輻射阻擋層230蝕刻開口，如上文針 對圖2C及2D所示。圖4A到4C圖解說明根據(jù)另一實(shí)施例的用于在半導(dǎo)體裝置或其它微電子裝置中形 成經(jīng)圖案化紅外輻射阻擋層的方法的階段。在圖2A到4B中，相似參考編號指代相似組件。 參照圖4A，與微特征工件210分開形成的預(yù)形成雙層紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)250。因此，在將紅 外輻射阻擋層230安置于重分布結(jié)構(gòu)220上方之前形成紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)250。紅外輻射 阻擋結(jié)構(gòu)250可包含具有第一厚度的第一預(yù)形成薄片及層壓到所述第一預(yù)形成薄片的第 二預(yù)形成薄片。舉例來說，在一個實(shí)施例中，紅外輻射阻擋層230為第一預(yù)形成薄片且鈍化 層240為接合或以其它方式層壓到紅外輻射阻擋層230的第二預(yù)形成薄片。在替代實(shí)施例 中，紅外輻射阻擋層230為預(yù)形成薄片且接著在紅外輻射阻擋層230的預(yù)形成薄片上形成 鈍化層240。舉例來說，鈍化層240可以是沉積到與微特征工件210分開的預(yù)形成紅外輻射 阻擋層230上的抗蝕劑。紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)250可經(jīng)切割或以其它方式成形以至少大約對 應(yīng)于在將紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)250放置或以其它方式施加到微特征工件210之前微特征工件 210的大小及形狀。圖4B圖解說明其中將紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)250施加到微特征工件210使得將紅外 輻射阻擋層230安置于重分布結(jié)構(gòu)220上的后續(xù)階段。可在低壓環(huán)境中執(zhí)行此過程，使得 低壓區(qū)域存在于孔217及微特征工件210與紅外輻射阻擋層230之間的其它空區(qū)域中。參 照圖4C，接著可釋放真空以將紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)250吸引到孔217及其它低壓區(qū)域中，使得 紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)250貼合到孔217及重分布結(jié)構(gòu)220的形貌。同上文所描述的其它實(shí)施 例一樣，可在鈍化層240中形成多個孔口且接著可在紅外輻射阻擋層230中蝕刻開口以暴露重分布結(jié)構(gòu)220的墊228。上文參照圖2A到4B所描述的系統(tǒng)及方法的實(shí)施例的一個特征是僅使用單個光刻過程來形成所述鈍化層中的孔口及所述紅外輻射阻擋層中的開口兩者。通過提供預(yù)形成紅 外輻射阻擋層且接著將所述預(yù)形成紅外輻射阻擋層成形為貼合到重分布結(jié)構(gòu)，可僅借助一 個光刻過程來暴露所述重分布結(jié)構(gòu)的墊。此使得光刻工具能夠用于其它過程。上文參照圖2A到4B所描述的系統(tǒng)的實(shí)施例的另一特征是所述紅外輻射阻擋層不 是光致反應(yīng)的。如上文所解釋，光可界定的紅外輻射阻擋層需為薄的，使得曝光輻射可穿透 膜的全部厚度。如果所述膜太厚，那么將不會穿過所述膜形成孔的圖案。同時，如果所述膜 太薄，那么其將不會有效地吸收足夠紅外輻射或其它選定輻射。因此，現(xiàn)有技術(shù)的光可界定 的紅外輻射阻擋層需要薄至足以在光刻過程中起作用與厚至足以阻擋充足輻射之間的平 衡。然而，紅外輻射阻擋層230并不限于是薄的，這是因?yàn)槠洳⒉煌ㄟ^光刻過程圖案化來形 成開口 232 (圖2D)。紅外輻射阻擋層230還可由阻擋全部或幾乎全部的紅外輻射或其它選 定輻射(例如，可潛在地阻擋至少90%且更具體來說潛在地阻擋95%到99%的紅外輻射或 其它輻射)的材料制成。因此，紅外輻射阻擋層230可阻擋紅外輻射或其它選定輻射。圖5圖解說明用于制造微電子成像器的方法500的流程圖，所述微電子成像器具 有襯底、所述襯底的第一側(cè)處的圖像傳感器、耦合到所述圖像傳感器的集成電路及所述襯 底的所述第一側(cè)處的多個接合墊，所述多個接合墊電耦合到所述集成電路。方法500包括 形成具有貫通襯底互連件及電耦合到所述貫通襯底互連件的跡線的重分布結(jié)構(gòu)(塊510)。 所述貫通襯底互連件從對應(yīng)接合墊延伸到所述襯底的第二側(cè)，且所述跡線在所襯底的所述 第二側(cè)上方延伸。方法500通過將包括紅外阻擋材料的第一膜安置于所述跡線上方(塊 520)而繼續(xù)，所述紅外阻擋材料為至少大致非光致反應(yīng)的。舉例來說，所述第一膜可以是上 文所描述的紅外輻射阻擋層230。方法500通過光圖案化所述第一膜上的光可界定材料的 第二膜且借此暴露所述第一膜的與對應(yīng)跡線對準(zhǔn)的部分(塊530)而繼續(xù)。方法500進(jìn)一 步包含在所述第一膜的所暴露部分處蝕刻開口以暴露所述跡線上的球形墊(塊540)。制造微電子成像器的另一方法包括用紅外輻射阻擋層覆蓋重分布結(jié)構(gòu)的電連接 器，所述紅外輻射阻擋層為至少大致非光致反應(yīng)的。此實(shí)施例進(jìn)一步包括穿過所述紅外輻 射阻擋層上的光致抗蝕劑層形成孔口。所述孔口與所述重分布結(jié)構(gòu)的電連接器對準(zhǔn)。所述 方法通過穿過所述光致抗蝕劑層的孔口在所述紅外阻擋層中蝕刻開口而繼續(xù)。圖6圖解說明用于制作具有裸片的半導(dǎo)體裝置的方法600的實(shí)施例，所述裸片包 含具有第一側(cè)及第二側(cè)的襯底、集成電路以及定位于所述第一側(cè)處的接合墊，所述接合墊 電耦合到所述集成電路。方法600包含形成具有互連件及跡線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)使得所述互連件 電耦合到所述接合墊并延伸到所述襯底的第二側(cè)且所述跡線在所述襯底的第二側(cè)上方從 所述互連件延伸(塊610)。所述方法通過提供與所述襯底分開形成的預(yù)形成層壓雙層結(jié) 構(gòu)(塊620)而繼續(xù)。所述預(yù)形成層壓雙層結(jié)構(gòu)可具有為至少大致非光致反應(yīng)的材料的第 一層及光致反應(yīng)材料的第二層。方法600進(jìn)一步包含將所述預(yù)形成層壓雙層結(jié)構(gòu)施加到所 述襯底的第二側(cè)使得所述預(yù)形成層壓雙層結(jié)構(gòu)貼合到所述跡線及所述互連件的形貌(塊 630)。方法600進(jìn)一步包含在所述預(yù)形成層壓雙層結(jié)構(gòu)的第二層中光圖案化與所述跡線的 球形墊部分對準(zhǔn)的孔口(塊640)及在不對所述預(yù)形成層壓雙層結(jié)構(gòu)的第一層進(jìn)行光圖案 化的情況下在所述第一層中形成開口(塊650)。
圖7是經(jīng)封裝微電子成像器700的示意橫截面圖解說明，所述經(jīng)封裝微電子成像 器包含由為至少大致非光致反應(yīng)的材料構(gòu)成的背側(cè)紅外輻射阻擋層。在圖2A到4B及圖7 中，相似參考編號指代相似組件。除了上文所描述的組件以外，經(jīng)封裝成像器700進(jìn)一步包 含附接到襯底211的前側(cè)的第一支座710、附接到第一支座710的蓋720及附接到蓋720 的第二支座730。經(jīng)封裝成像器700可進(jìn)一步包含附接到第二支座730的透鏡組合件740。 第一及第二支座710及730、蓋720以及透鏡組合件740僅出于說明性目的而顯示且并不 限于其在圖7中的個別配置或其在圖7中堆疊所按的次序。舉例來說，在數(shù)個實(shí)施例中，經(jīng) 封裝成像器700可不包含蓋720或透鏡組合件740。經(jīng)封裝成像器700進(jìn)一步包含附接到 墊228的多個外部電連接器750，例如焊料球。如圖7中所示，通過對應(yīng)墊228的孔口 242 及開口 232定位朝向經(jīng)封裝成像器700的中心定位的兩個外部電連接器750。圖7中所圖 解說明的外部連接器750以類似方式連接到重分布結(jié)構(gòu)的墊，但圖7中未顯示外部連接器 750處的墊，這是因?yàn)樗鐾獠窟B接器在穿過經(jīng)封裝成像器700的不同橫截面平面處。其它類型的半導(dǎo)體或其它微電子裝置可包含經(jīng)圖案化背側(cè)紅外輻射阻擋層。舉例 來說，半導(dǎo)體裝置可包括裸片，所述裸片具有帶有前側(cè)及背側(cè)的襯底、集成電路以及電耦合 到所述集成電路的多個球形墊。所述半導(dǎo)體裝置可進(jìn)一步包含導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電 重分布結(jié)構(gòu)具有電耦合到所述集成電路的互連件及將所述球形墊電耦合到對應(yīng)互連件的 跡線。所述半導(dǎo)體裝置可進(jìn)一步包含所述導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)上的紅外阻擋層及所述紅外阻擋 層上的光致抗蝕劑層。所述紅外阻擋層不是光致反應(yīng)的且具有與所述球形墊對準(zhǔn)的開口， 且所述光致抗蝕劑層具有與穿過所述紅外阻擋層的開口對準(zhǔn)的孔口。上文參照圖2A到7所描述的成像器或其它類型的半導(dǎo)體裝置中的任何一者可并 入到更大及/或更復(fù)雜的系統(tǒng)中，所述更大及/或更復(fù)雜的系統(tǒng)的代表性樣本是圖8中所 示意性顯示的系統(tǒng)800。系統(tǒng)800可包含處理器801、存儲器裝置802 (例如，SRAM、DRAM、快 閃及/或其它存儲器裝置)、輸入/輸出裝置803及/或804處的其它子系統(tǒng)或組件。上文 參照圖2A到7所描述的前述半導(dǎo)體組件可包含于圖8中所示的組件中任一者中。所產(chǎn)生 的系統(tǒng)800可執(zhí)行各種各樣的計(jì)算、處理、存儲、感測、成像及/或其它功能中的任一者。因 此，代表性系統(tǒng)800可包含(但不限于)計(jì)算機(jī)及/或其它數(shù)據(jù)處理器，例如，桌上型計(jì)算 機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)器具、手持式裝置(例如，掌上型計(jì)算機(jī)、可佩戴式計(jì)算機(jī)、蜂窩 式或移動電話、個人數(shù)字助理等)、多處理器系統(tǒng)、基于處理器的或可編程消費(fèi)者電子裝置、 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)及小型計(jì)算機(jī)。其它代表性系統(tǒng)800可包含相機(jī)、光或其它輻射傳感器、服務(wù)器 及相關(guān)聯(lián)服務(wù)器子系統(tǒng)及/或顯示裝置。在此類系統(tǒng)中，個別裸片可包含成像器陣列，例如 CMOS成像器。系統(tǒng)800的組件可裝納于單個單元中或分布于多個互連單元上(例如，通過 通信網(wǎng)絡(luò))。因此，系統(tǒng)800的組件可包含本地及/或遠(yuǎn)程存儲器裝置以及各種各樣的計(jì)算 機(jī)可讀媒體中的任一者。依據(jù)前文應(yīng)了解，在本文中已出于圖解說明目的描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但 尚未詳細(xì)地顯示或描述眾所周知的結(jié)構(gòu)及功能以避免不必要地使對本發(fā)明實(shí)施例的描述 模糊。在上下文準(zhǔn)許的情況下，單數(shù)或復(fù)數(shù)術(shù)語 也可分別包含復(fù)數(shù)或單數(shù)術(shù)語。除非詞語 “或”在參考兩個或兩個以上項(xiàng)目的列表時與指示所述詞語應(yīng)限于僅意指排斥其它項(xiàng)目的 單個項(xiàng)目的明確條款相關(guān)聯(lián)，否則在此列表中使用“或”應(yīng)被理解為包含(a)所述列表中的 任一單個項(xiàng)目，(b)所述列表中的所有項(xiàng)目或(c)所述列表中項(xiàng)目的任一組合。另外，術(shù)語紅外輻射阻擋層可意指可至少大致阻擋除紅外輻射以外的選定輻射的“輻射阻擋”。
依據(jù)前文應(yīng)了解，上文所描述的具體實(shí)施例是出于圖解說明目的且可在不背離本 發(fā)明的前提下做出各種修改。在其它實(shí)施例中，可組合或消除在特定實(shí)施例的上下文中所 描述的本發(fā)明的方面。此外，盡管與本發(fā)明的某些實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)可能已在那些實(shí)施 例的上下文中予以描述，但其它實(shí)施例也可展示出此類優(yōu)點(diǎn)，而并非所有實(shí)施例必需展示出此類優(yōu)點(diǎn)以歸屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明并不限于為便于理解而提供的上文所 描述的實(shí)施例，而是本發(fā)明包含權(quán)利要求書所界定的任何及所有其它實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種制造微電子成像器的方法，所述微電子成像器具有襯底、定位于所述襯底的第一側(cè)處的圖像傳感器、耦合到所述圖像傳感器的集成電路及所述襯底的所述第一側(cè)處的多個接合墊，所述多個接合墊電耦合到所述集成電路，所述方法包括形成具有貫通襯底互連件及電耦合到所述貫通襯底互連件的跡線的重分布結(jié)構(gòu)，所述貫通襯底互連件從對應(yīng)接合墊延伸到所述襯底的第二側(cè)且所述跡線在所述襯底的所述第二側(cè)上方延伸，且所述襯底的所述第二側(cè)與所述襯底的所述第一側(cè)相對；將第一膜安置于所述跡線上方，其中所述第一膜包括大致非光致反應(yīng)輻射阻擋材料；光圖案化所述第一膜上的光致反應(yīng)材料的第二膜以在所述第二膜中具有與對應(yīng)跡線對準(zhǔn)的孔口；及穿過所述第一膜蝕刻與所述孔口對準(zhǔn)的開口以暴露所述跡線上的球形墊部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一膜為具有第一厚度的第一預(yù)形成薄片且所述第二膜為在將所述第一膜安 置于所述跡線上方之前層壓到所述第一預(yù)形成薄片以形成層壓雙層結(jié)構(gòu)的第二預(yù)形成薄 片；將所述第一膜安置于所述跡線上方包括在真空下將所述層壓雙層結(jié)構(gòu)放置于所述重 分布結(jié)構(gòu)上使得所述第一預(yù)形成薄片在所述第二預(yù)形成薄片下面并釋放所述真空使得所 述層壓雙層結(jié)構(gòu)貼合到所述重分布結(jié)構(gòu)的形貌；及光圖案化所述第二膜包括將所述第二預(yù)形成薄片暴露于輻射能圖案并使所述第二預(yù) 形成薄片顯影，借此在所述第二預(yù)形成薄片中形成所述孔口，穿過所述孔口在所述第一膜 中蝕刻所述開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一膜包括具有第一厚度的紅外輻射阻擋材 料的第一預(yù)形成薄片且所述第二膜包括第二預(yù)形成薄片，且其中所述方法進(jìn)一步包括在將 所述第一膜安置于所述跡線上方之前將所述第一與第二預(yù)形成薄片層壓在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一預(yù)形成薄片包括炭黑材料且所述第二預(yù) 形成薄片包括干抗蝕劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一膜包括紅外輻射阻擋材料的第一預(yù)形成 薄片且所述方法包括通過將所述第二膜安置到所述第一預(yù)形成薄片上來形成層壓雙層結(jié) 構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二膜包括干抗蝕劑且將所述第二膜安置到 所述第一預(yù)形成薄片上包括將所述干抗蝕劑沉積于所述第一預(yù)形成薄片上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在將所述第一膜安置于所述跡線上方之前將所述 干抗蝕劑沉積到所述第一預(yù)形成薄片上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述第一膜安置于所述跡線上方包括將紅外輻 射阻擋材料的保形層沉積于所述襯底的所述第二側(cè)上方。
9.一種制作具有裸片的半導(dǎo)體裝置的方法，所述裸片包含具有第一側(cè)及第二側(cè)的襯 底、集成電路及定位于所述第一側(cè)處的接合墊，所述接合墊電耦合到所述集成電路，所述方 法包括形成具有互連件及跡線的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中所述互連件電耦合到所述接合墊且延伸到所 述襯底的所述第二側(cè)，且其中所述跡線在所述襯底的所述第二側(cè)上方從所述互連件延伸；提供與所述襯底分開形成的預(yù)形成層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)，所述層壓雙層輻射阻擋結(jié) 構(gòu)具有至少大致非光致反應(yīng)材料的第一層及光致反應(yīng)材料的第二層；將所述預(yù)形成層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)施加到所述襯底的所述第二側(cè)，使得所述層壓雙 層輻射阻擋結(jié)構(gòu)貼合到所述跡線及所述互連件的形貌；在所述層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)的所述第二層中光圖案化與所述跡線的球形墊部分對 準(zhǔn)的孔口 ；及 在不對所述層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)的所述第一層進(jìn)行光圖案化的情況下，在所述第一 層中形成開口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中施加所述層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括在 真空下將所述層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)放置于所述裸片上且接著釋放所述真空，借此將所述 第一層吸引抵靠所述跡線及互連件，使得所述層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)貼合到所述跡線及所 述互連件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述半導(dǎo)體裝置包括微電子成像器，且其中所述 層壓雙層輻射阻擋結(jié)構(gòu)的所述第一層包括紅外輻射阻擋材料且所述層壓雙層輻射阻擋結(jié) 構(gòu)的所述第二層包括光可界定的抗蝕劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在所述第一層中形成開口包括穿過所述第二層 中的所述孔口對所述第一層進(jìn)行干蝕刻。
13.—種制造具有裸片的微電子成像器的方法，所述裸片包含圖像傳感器、電耦合到所 述圖像傳感器的集成電路及電耦合到所述集成電路的電連接器，所述方法包括用輻射阻擋層覆蓋所述電連接器，所述輻射阻擋層為至少大致非光致反應(yīng)的；穿過所述紅外輻射阻擋層上的光致抗蝕劑層形成與所述電連接器對準(zhǔn)的孔口 ；及穿過所述光致抗蝕劑層的所述孔口在所述紅外輻射阻擋層中蝕刻開口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述輻射阻擋層為在用所述紅外輻射阻擋層覆蓋所述電連接器之前形成的紅外輻射 阻擋材料的預(yù)形成薄片；且將所述光致抗蝕劑安置于所述紅外輻射阻擋層上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中用所述輻射阻擋層覆蓋所述電連接器包括在真 空下將所述輻射阻擋層放置于所述電連接器上并釋放所述真空，使得所述輻射阻擋層貼合 到所述電連接器的形貌。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在用所述輻射阻擋層覆蓋所述電連接器之前將 所述光致抗蝕劑施加到所述紅外輻射阻擋材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在用所述輻射阻擋層覆蓋所述電連接器之后將 所述光致抗蝕劑施加到紅外輻射阻擋材料的所述預(yù)形成薄片。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述輻射阻擋層包括具有第一厚度的紅外輻射 阻擋材料的第一預(yù)形成薄片且所述光致抗蝕劑包括層壓到紅外輻射阻擋材料的所述第一 預(yù)形成薄片的第二預(yù)形成薄片，其中在用所述輻射阻擋層覆蓋所述電連接器之前形成所述 第一及第二預(yù)形成薄片。
19.一種半導(dǎo)體裝置，其包括裸片，其具有帶有前側(cè)及背側(cè)的襯底、集成電路以及電耦合到所述集成電路的多個接合墊；導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)，其具有電耦合到所述集成電路的互連件以及具有電耦合到對應(yīng)互連 件的球形墊部分的跡線；輻射阻擋層，其位于所述導(dǎo)電重分布結(jié)構(gòu)上，所述輻射阻擋層為至少大致非光致反應(yīng) 的且具有與所述跡線的所述球形墊部分對準(zhǔn)的開口 ；及光致抗蝕劑層，其位于所述輻射阻擋層上，其中所述光致抗蝕劑層具有與所述開口對 準(zhǔn)的孔口。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，其進(jìn)一步包括所述襯底的所述前側(cè)處的圖像 傳感器，其中所述圖像傳感器電耦合到所述集成電路。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述紅外輻射阻擋層與所述光致抗蝕劑 層形成雙層層壓紅外輻射阻擋結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述紅外輻射阻擋層為黑體。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述裸片進(jìn)一步包括所述襯底的所述前側(cè)處的圖像傳感器；所述互連件為從所述襯底的所述前側(cè)延伸到所述襯底的所述背側(cè)的貫通襯底互連件；且所述紅外層為黑體。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述紅外輻射阻擋層阻擋至少90%的紅外輻射。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述紅外輻射阻擋層阻擋95%到99%的 紅外輻射。
全文摘要
本申請案涉及半導(dǎo)體裝置及用于在半導(dǎo)體裝置上形成經(jīng)圖案化輻射阻擋的方法。本文中揭示半導(dǎo)體裝置及用于形成半導(dǎo)體裝置的方法的數(shù)個實(shí)施例。一個實(shí)施例針對一種用于制造具有裸片的微電子成像器的方法，所述裸片包含圖像傳感器、電耦合到所述圖像傳感器的集成電路及電耦合到所述集成電路的電連接器。所述方法可包括用輻射阻擋層覆蓋所述電連接器及穿過所述輻射阻擋層上的光致抗蝕劑層形成與所述電連接器對準(zhǔn)的孔口。所述輻射阻擋層不是光致反應(yīng)的，使得無法使用輻射對其進(jìn)行圖案化。所述方法進(jìn)一步包含穿過所述光致抗蝕劑層的所述孔口在所述輻射阻擋層中蝕刻開口。
文檔編號H01L21/56GK101847587SQ20101013997
公開日2010年9月29日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者斯瓦爾納·博爾塔庫爾, 馬克·蘇爾弗里奇 申請人:美光科技公司