專利名稱：具有貫通電極的半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法，例如涉及使用了貫通電極的固體攝像裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著便攜式電話機(jī)的小型化發(fā)展，對(duì)所搭載的攝像機(jī)模塊的小型化的要 求也隨之提高。為了滿足該要求，正在謀求貫通電極技術(shù)的應(yīng)用、傳感器芯片的高集成化。例如，在攝像機(jī)模塊中，使用貫通電極在攝像用半導(dǎo)體元件的背面?zhèn)冗M(jìn)行重布線， 并形成焊料球端子，從而能夠使得與以往的使用引線接合的情況相比更小型化(例如，參 照日本特開(kāi)2006-32699號(hào)公報(bào))。在該情況下，優(yōu)選的是與貫通電極連接的電極焊盤(pán)部分是平坦的。從形成攝像元 件的半導(dǎo)體基板的第一主面?zhèn)扔^察的情況下，與貫通電極連接的電極焊盤(pán)為長(zhǎng)方形或正方 形的平膜( 夕膜)。從半導(dǎo)體基板的第二主面?zhèn)戎岭姌O焊盤(pán)開(kāi)出貫通孔，然后，在電極焊 盤(pán)上以及貫通孔內(nèi)形成貫通電極。另一方面，隨著傳感器芯片的高集成化發(fā)展，以減少LSI的布線電阻為目的使用 了銅(Cu)布線。Cu由于鹵化物的蒸汽壓低，難以進(jìn)行干法蝕刻，因此不能使用像Al布線 那樣在整個(gè)面上形成金屬模之后通過(guò)RIE (Reactive Ion Etching 反應(yīng)性離子蝕刻)來(lái)加 工為布線形狀的工藝。因此，Cu布線的前提是埋入布線，需要以CMP (Chemical Mechanical Polishing 化學(xué)機(jī)械研磨)技術(shù)進(jìn)行加工。但是，如果對(duì)像電極焊盤(pán)那樣尺寸大的Cu圖案 進(jìn)行CMP，則在Cu圖案內(nèi)研磨量上產(chǎn)生差異，會(huì)引起變形。因此，在由Cu形成的電極焊盤(pán)上連接貫通電極的情況下，電極焊盤(pán)成為不存在Cu 的空區(qū)域以一定間隔排列的圖案。為了使貫通電極貫通至電極焊盤(pán)，要進(jìn)行硅基板的蝕刻， 然后對(duì)電極焊盤(pán)的背面?zhèn)鹊膶娱g絕緣膜進(jìn)行刻蝕。為了在晶片面內(nèi)整個(gè)區(qū)域中消除蝕刻量的差，并可靠地將孔開(kāi)至電極焊盤(pán)，以比 計(jì)算上的時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行蝕刻(過(guò)蝕刻)。由于電極焊盤(pán)為具有如網(wǎng)狀或棒狀的空區(qū)域 的圖案，因此在電極焊盤(pán)之間的空區(qū)域上存在的氧化膜以需要以上的程度被蝕刻，導(dǎo)致在 電極焊盤(pán)部分和氧化膜部分之間形成較大的階梯差。然后，為了形成貫通電極，在貫通孔內(nèi)濺鍍阻擋金屬和晶種Cu，并通過(guò)電解鍍形成 Cu時(shí)，如果在電極焊盤(pán)部分和氧化膜部分之間有較大的階梯差，則阻擋金屬及晶種Cu不充 分形成，而導(dǎo)致在鍍了 Cu時(shí)產(chǎn)生空隙。這樣，如果在電極焊盤(pán)之間產(chǎn)生空隙，則有貫通電極 的可靠度劣化的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
基于第一方面的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，包括第一絕緣膜，形成在半導(dǎo)體基板的第 一主面上；電極焊盤(pán)，形成在上述第一主面上的上述第一絕緣膜內(nèi)，上述電極焊盤(pán)包括導(dǎo)電 膜，并在該導(dǎo)電膜的至少一部分具有不存在上述導(dǎo)電膜的空區(qū)域；外部連接端子，形成在與 上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面相對(duì)的第二主面上；以及貫通電極，形成在從上述半導(dǎo)體 基板的上述第二主面?zhèn)乳_(kāi)至上述電極焊盤(pán)的貫通孔內(nèi)，上述貫通電極將上述電極焊盤(pán)與上 述外部連接端子電連接。在具有上述電極焊盤(pán)的上述空區(qū)域中存在上述第一絕緣膜，在上 述空區(qū)域中存在的上述第一絕緣膜與上述電極焊盤(pán)的貫通電極側(cè)的階梯差為上述電極焊 盤(pán)的厚度以下?；诘诙矫娴谋景l(fā)明的攝像機(jī)模塊，包括第一絕緣膜，形成在半導(dǎo)體基板的第 一主面上；電極焊盤(pán)，形成在上述第一主面上的上述第一絕緣膜內(nèi)，上述電極焊盤(pán)包括導(dǎo)電 膜，并在該導(dǎo)電膜的至少一部分具有不存在上述導(dǎo)電膜的空區(qū)域；外部連接端子，形成在上 述半導(dǎo)體基板的與上述第一主面相對(duì)的第二主面上；貫通電極，形成在從上述半導(dǎo)體基板 的上述第二主面?zhèn)乳_(kāi)至上述電極焊盤(pán)的貫通孔內(nèi)，上述貫通電極將上述電極焊盤(pán)與上述外 部連接端子電連接；攝像元件，在上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面形成；濾色器，與上述攝 像元件對(duì)應(yīng)地配置在上述攝像元件上；微透鏡，配置在上述濾色器上；以及攝像透鏡，配置 在上述微透鏡上。在上述電極焊盤(pán)所具有的上述空區(qū)域中存在上述第一絕緣膜，在上述空 區(qū)域中存在的上述第一絕緣膜與上述電極焊盤(pán)的貫通電極側(cè)的階梯差為上述電極焊盤(pán)的 厚度以下。基于第三方面的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟在半導(dǎo)體基板 的第一主面上形成偽膜；在上述偽膜上及上述半導(dǎo)體基板上形成第一絕緣膜；在相對(duì)于上 述半導(dǎo)體基板的第一主面垂直的方向上，在與上述偽膜對(duì)應(yīng)的上述第一絕緣膜內(nèi)形成槽圖 案；在形成于上述第一絕緣膜的上述槽圖案內(nèi)，形成電極焊盤(pán)；在上述第一絕緣膜上及上 述電極焊盤(pán)上形成第二絕緣膜；從上述半導(dǎo)體基板的與上述第一主面相對(duì)的第二主面?zhèn)绕?對(duì)上述半導(dǎo)體基板及上述偽膜進(jìn)行蝕刻，形成貫通孔；在上述貫通孔內(nèi)形成第三絕緣膜； 從上述第二主面?zhèn)绕饘?duì)上述貫通孔底部的上述第三絕緣膜及上述第一絕緣膜進(jìn)行蝕刻，露 出上述電極焊盤(pán)，并且使在上述電極焊盤(pán)之間存在的上述第一絕緣膜與上述電極焊盤(pán)的階 梯差成為上述電極焊盤(pán)的厚度以下；以及在上述電極焊盤(pán)的半導(dǎo)體基板側(cè)的面上及上述貫 通孔內(nèi)，形成貫通電極?；诘谒姆矫娴谋景l(fā)明的半導(dǎo)體基板的制造方法，包括如下步驟在半導(dǎo)體基板 的第一主面內(nèi)形成第一絕緣膜；在上述第一絕緣膜上及上述半導(dǎo)體基板上形成第二絕緣 膜；在相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向上，在與上述第一絕緣膜間對(duì)應(yīng) 的上述第二絕緣膜內(nèi)形成槽圖案；在上述第二絕緣膜內(nèi)形成的上述槽圖案內(nèi)，形成電極焊 盤(pán)；在上述第二絕緣膜上及上述電極焊盤(pán)上形成第三絕緣膜；從上述半導(dǎo)體基板的與上述 第一主面相對(duì)的第二主面?zhèn)绕饘?duì)上述半導(dǎo)體基板進(jìn)行蝕刻，形成貫通孔；在上述貫通孔內(nèi) 形成第四絕緣膜；從上述第二主面?zhèn)绕饘?duì)上述貫通孔底部的上述第四絕緣膜、上述第一絕 緣膜以及上述第二絕緣膜進(jìn)行蝕刻，露出上述電極焊盤(pán)，并且使在上述電極焊盤(pán)間存在的 上述第二絕緣膜與上述電極焊盤(pán)的階梯差為上述電極焊盤(pán)的厚度以下；以及在上述電極焊 盤(pán)的半導(dǎo)體基板側(cè)的面上及上述貫通孔內(nèi)形成貫通電極。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是將第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極及其附近放大的截面圖。圖3是第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的電極焊盤(pán)的俯視圖。圖4是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖5是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖6是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖7是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖8是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖9是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖10是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖11是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖12是作為比較例的形成貫通孔時(shí)的電極焊盤(pán)的截面圖。圖13是將本發(fā)明的第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極及其附近放大的截面 圖。圖14是表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖15是表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖16是表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖17是表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖18是表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖19是表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖20是表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖21是表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖22是將本發(fā)明的第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極及其附近放大的截面 圖。圖23是表示第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖24是表示第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖25是表示第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖26是表示第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖27是表示第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖28是表示第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。圖29是表示第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件及其制造方法。這里，作為半 導(dǎo)體器件舉例固體攝像裝置，例如攝像機(jī)模塊。另外，本發(fā)明不限定于以下所述的實(shí)施方 式，能夠以不同的各種方式實(shí)現(xiàn)。[第一實(shí)施方式]
首先，說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊。圖1是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的結(jié)構(gòu)的截面圖。在形成了攝像元件(未 圖示)的硅半導(dǎo)體基板(攝像元件芯片)10的第一主面上，經(jīng)由粘接劑11形成有光透射性 支承基板(透明基板)，例如玻璃基板12。在玻璃基板12上，經(jīng)由粘接劑13配置有IR(紅 外線)截止濾光器14。進(jìn)而，在IR截止濾光器14上，經(jīng)由粘接劑15配置有包含攝像透鏡 16的透鏡架17。此外，在硅基板10的與第一主面相對(duì)的第二主面上，形成了外部連接端子(電極) 例如焊料球18。在硅基板10及玻璃基板12的周?chē)?，配置有遮光兼電磁屏?9。該遮光兼 電磁屏蔽19由粘接劑20與透鏡架17粘接。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，形成攝像機(jī)模塊100。攝像機(jī)模塊100經(jīng)由焊料球18直接安裝(COB =Chip On Board,板上芯片封裝)在 例如包含樹(shù)脂或陶瓷的安裝基板200上。下面，詳細(xì)說(shuō)明在圖1的硅半導(dǎo)體基板10上形成的貫通電極的截面構(gòu)造。圖2是將在第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的硅半導(dǎo)體基板上形成的貫通電極及其 附近放大的截面圖。攝像機(jī)模塊具有形成了攝像元件21的攝像像素部、以及處理從該攝像 像素部輸出的信號(hào)的周邊電路部。攝像機(jī)模塊的攝像像素部具有如下的結(jié)構(gòu)。在硅半導(dǎo)體基板10的第一主面，配置了元件分離絕緣膜(例如，STI (Shallow Trench Isolation 淺溝槽隔離)22A以及由元件分離絕緣膜22A分離的元件區(qū)域。在元件 區(qū)域形成有包含光電二極管及晶體管的攝像元件21。在形成了攝像元件21的第一主面上形成柵極絕緣膜(例如，硅氧化膜)23，在柵極 絕緣膜23上形成有柵極電極24A。柵極電極24A由導(dǎo)電膜、例如多晶硅膜形成。在柵極電極24A上及柵極絕緣膜23上形成有層間絕緣膜(例如，硅氧化膜)25。 在層間絕緣膜25內(nèi)形成有第一布線層(例如，Cu層)26A，在層間絕緣膜25上及第一布線 層26A上形成有層間絕緣膜(例如，硅氧化膜)27。進(jìn)而，在層間絕緣膜27中形成有第二布 線層28A及第三布線層29A。此外，在層間絕緣膜27上及第三布線層29A上形成有基底層30。在基底層30上 與攝像元件21對(duì)應(yīng)地分別配置有濾色器31。在濾色器31上形成有外涂層32，在外涂層32上與攝像元件21 (或?yàn)V色器31)對(duì) 應(yīng)地分別形成有微透鏡33。進(jìn)而，微透鏡33上是空腔34，在該空腔34上形成有光透射性 支承基板(透明基板)，例如玻璃基板12。在攝像機(jī)模塊的周邊電路部形成有如下的貫通電極及電極焊盤(pán)。在硅半導(dǎo)體基板 10的第一主面上形成有層間絕緣膜25，在層間絕緣膜25內(nèi)形成有第一電極焊盤(pán)26B。第 一電極焊盤(pán)26B由金屬等導(dǎo)電材料、例如銅(Cu)形成，在該Cu圖案內(nèi)具有不存在Cu的空 區(qū)域。詳細(xì)地講，如圖3所示，從相對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向觀察時(shí)，即從上方 觀察時(shí)，在第一電極焊盤(pán)26B內(nèi)以行列狀隔開(kāi)規(guī)定間隔而排列了多個(gè)空區(qū)域，在空區(qū)域配 置有層間絕緣膜(硅氧化膜)25。該第一電極焊盤(pán)26B由與第一布線層26A相同的材料構(gòu) 成，并通過(guò)相同的工序形成。此外，從硅基板10的第二主面至第一主面形成有將硅基板10貫通的貫通孔，并且 貫通孔達(dá)到第一電極焊盤(pán)26B的表面。在貫通孔的側(cè)面上及第二主面上形成有絕緣膜(例如，硅氧化膜)35。進(jìn)而，在貫通孔的內(nèi)面上及第二主面上，即第一電極焊盤(pán)26B的貫通孔側(cè) 的面上、第一電極焊盤(pán)26B之間的絕緣膜25的貫通孔側(cè)的面上、以及絕緣膜35上，形成有 構(gòu)成貫通電極的阻擋金屬36及Cu膜37。此外，在貫通電極附近的硅基板10的第一主面上，形成有柵極絕緣膜(硅氧化 膜)23，在柵極絕緣膜23上形成有作為偽膜的多晶硅膜24B。該多晶硅膜24B由與柵極電 極24A相同的材料構(gòu)成，并通過(guò)相同的工序形成。在多晶硅膜24B上及柵極絕緣膜23上形成有層間絕緣膜(硅氧化膜)25。在層間 絕緣膜25內(nèi)形成有第一電極焊盤(pán)26B。該第一電極焊盤(pán)26B由與第一布線層26A相同的材 料構(gòu)成，并通過(guò)相同的工序形成。多晶硅膜24B在相對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向上，配置在與第一電極焊 盤(pán)26B對(duì)應(yīng)的位置，由與第一電極焊盤(pán)26B相同的圖案或比第一電極焊盤(pán)26B小的圖案構(gòu) 成。多晶硅膜24B由具有與硅基板10相同的蝕刻特性的膜構(gòu)成，這里，多晶硅膜24B和硅 基板10均包括具有硅的膜。進(jìn)而，多晶硅膜24B具有相對(duì)于硅基板10蝕刻選擇比小、相對(duì) 于層間絕緣膜(硅氧化膜)25蝕刻選擇比大的蝕刻特性。此外，在Cu膜37上及第二主面的絕緣膜35上形成有保護(hù)膜，例如阻焊劑38。并 且，在第二主面上，Cu膜37上的阻焊劑38的一部分被開(kāi)口，在露出的Cu膜37上形成有外 部連接端子，例如焊料球18。根據(jù)如上所述的結(jié)構(gòu)，由形成在貫通孔的阻擋金屬36及Cu膜37構(gòu)成的貫通電極 將連接至外部的焊料球18與第一電極焊盤(pán)26B或周邊電路、攝像元件21電連接。另外，阻焊劑38例如包含酚類(lèi)樹(shù)脂或聚酰亞胺類(lèi)樹(shù)脂、胺類(lèi)樹(shù)脂等。焊料球18中 例如使用Sn-Pb (共晶)或95Pb-Sn (高鉛高熔點(diǎn)焊錫)，作為無(wú)Pb焊錫，使用Sn-Ag、Sn-Cu、 Sn-Ag-Cu 等。此外，在第一電極焊盤(pán)26B上經(jīng)由層間絕緣膜27形成有第二電極焊盤(pán)29B。該第 二電極焊盤(pán)29B由與第三布線層29A相同的材料構(gòu)成，并通過(guò)相同的工序形成。在第一電極 焊盤(pán)26B與第二電極焊盤(pán)29B之間的層間絕緣膜27內(nèi)，形成有將這些電極間電連接的接觸 栓39及第二布線層28B。例如，第二電極焊盤(pán)29B用于通過(guò)接觸栓39及第二布線層28B來(lái) 施加電壓及讀出信號(hào)等。特別是，在管芯分類(lèi)測(cè)試時(shí)，測(cè)試用針與第二電極焊盤(pán)29B接觸。此外，在第二電極焊盤(pán)29B上形成有基底層30。在基底層30上形成有保護(hù)層40。 在保護(hù)層40上形成有外涂層32。配置在第二電極焊盤(pán)29B上的這些基底層27、保護(hù)層40 以及外涂層32被開(kāi)口而形成了焊盤(pán)開(kāi)口部41。在外涂層32上及第二電極焊盤(pán)29B上經(jīng)由粘接劑11形成有玻璃基板12。粘接劑 11被構(gòu)圖，未配置在攝像元件21上(或微透鏡30上)。在第一實(shí)施方式中，與貫通電極連接的電極焊盤(pán)為具有網(wǎng)狀或棒狀等的空區(qū)域的 圖案，并在空區(qū)域內(nèi)埋入了絕緣膜。多晶硅膜具有與具有空區(qū)域的電極焊盤(pán)相同的圖案，并 在相對(duì)于硅基板面垂直的方向上形成在相同的位置。如圖2所示，在形成了貫通電極的面上，由在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的絕 緣膜25和電極焊盤(pán)26B產(chǎn)生的階梯差減小。因此，在該電極焊盤(pán)26B及絕緣膜25的貫通 孔側(cè)的面上形成貫通電極時(shí)，不產(chǎn)生空隙等，而能夠形成阻擋金屬36及Cu膜37。由此，能 夠提高在硅基板上形成的貫通電極的可靠性。
下面，說(shuō)明第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法。圖4 圖11是表示第一實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。如圖4所示，在硅半導(dǎo)體基板10上例如通過(guò)熱氧化法形成柵極氧化膜(例如，硅 氧化膜)23。進(jìn)而，在柵極絕緣膜23上例如通過(guò)減壓CVD法(Low Pressure-Chemical Vapor Deposition 減壓化學(xué)氣相沉積法)使多晶硅膜成膜。并且，通過(guò)光刻法形成作為偽膜的多 晶硅膜24B。然后，在多晶硅膜24B上及柵極絕緣膜23上形成層間絕緣膜(例如，硅氧化 膜)25，用層間絕緣膜25填充多晶硅膜24B間。這里，作為電極焊盤(pán)26B使用電阻率比鋁(Al)低的Cu的情況下，為了防止變形并 確保平坦性，而如圖3所示，電極焊盤(pán)26B通過(guò)埋入布線法(鑲嵌法)來(lái)形成，使其具有不 存在Cu的區(qū)域(空區(qū)域)。另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，表示了具有空區(qū)域的電極焊盤(pán)由 Cu構(gòu)成的情況，但用于電極焊盤(pán)的材料不限定于Cu，也可以適用使用了其他材料的情況。如圖5所示，將層間絕緣膜25進(jìn)行蝕刻，并形成用于埋入Cu的槽布線圖案。接著， 為了提高Cu的緊密接合性，而在槽布線圖案上在真空中通過(guò)濺射法形成阻擋金屬，進(jìn)而通 過(guò)濺射法使用于形成Cu鍍膜的晶種Cu連續(xù)地成膜。并且，在晶種Cu上通過(guò)鍍埋入Cu，并 通過(guò)CMP(ChemicalMechanical Polishing 化學(xué)機(jī)械研磨)去除成膜在層間絕緣膜25表 面的Cu的剩余部分。由此，如圖6所示，在層間絕緣膜25內(nèi)形成電極焊盤(pán)26B。此時(shí)，在相 對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向上，電極焊盤(pán)26B和多晶硅膜24B配置在相互對(duì)應(yīng)的 位置上。電極焊盤(pán)26B以與多晶硅膜24B相同的圖案或比多晶硅膜24B大的圖案形成。另 外，作為阻擋金屬，使用鉭(Ta)或鈦(Ti)。然后，如圖6所示，在電極焊盤(pán)26B上及層間絕緣膜25上形成層間絕緣膜(例如， 硅氧化膜)27。與形成該層間絕緣膜27—起，在層間絕緣膜27內(nèi)形成接觸栓39、第二布線 層28B以及第二電極焊盤(pán)29B。并且，在層間絕緣膜27上及第二電極焊盤(pán)29B上形成基底 層30、保護(hù)膜40以及外涂層32。接著，使形成在第二電極焊盤(pán)29B上的這些基底層27、保 護(hù)膜40以及外涂層32開(kāi)口，形成焊盤(pán)開(kāi)口部41。在其后的工序中，在硅半導(dǎo)體基板10上從第二主面?zhèn)绕痖_(kāi)出貫通孔，在第二主面 上形成布線及外部連接端子。以下敘述這些工序。首先，通過(guò)切邊來(lái)加工硅基板10的端部。接著，在硅基板10上涂布粘接劑，進(jìn)行 曝光及顯影來(lái)形成粘接劑11。并且，通過(guò)粘接劑11粘貼硅基板10和玻璃基板12，由此強(qiáng) 化硅基板10。然后，在玻璃基板12貼上保護(hù)帶(未圖示)。并且，從第二主面?zhèn)绕鹉ハ鞴杌?10，進(jìn)而利用CMP將硅基板10研磨，從而使硅基板10變薄。然后，從玻璃基板12剝離保護(hù) 帶。通過(guò)以上的工序，使硅基板10的厚度成為100 μ m左右的薄度。由此，使硅基板10較 薄，容易進(jìn)行貫通孔的開(kāi)口。接著，在硅基板10的第二主面上涂布抗蝕劑，進(jìn)行曝光及顯影，從而形成用于形 成貫通孔的抗蝕劑圖案。并且，如圖7所示，將硅基板10從第二主面?zhèn)绕鹜ㄟ^(guò)RIE法進(jìn)行 蝕刻，形成貫通孔42。此時(shí)，包含硅的硅基板10及多晶硅膜24B、與由氧化膜構(gòu)成的柵極氧 化膜23及層間絕緣膜25的蝕刻選擇比(蝕刻率比)為100左右，在多晶硅膜24B及柵極 氧化膜23被削除的時(shí)刻，硅的蝕刻停止。然后，通過(guò)光抗蝕劑去除W )和濕法 蝕刻來(lái)去除抗蝕劑圖案。
進(jìn)而，如圖8所示，在貫通孔42的內(nèi)面上及第二主面上通過(guò)CVD法形成絕緣膜(例 如，硅氧化膜)35。由此，在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中殘留的硅氧化膜離電極焊盤(pán)面的厚 度101變得比在電極焊盤(pán)26B下殘留的硅氧化膜的厚度102厚。然后，將貫通孔底部的硅氧化膜、S卩電極焊盤(pán)26B的貫通孔側(cè)的硅氧化膜25、35通 過(guò)RIE法進(jìn)行蝕刻。在圖9中表示蝕刻過(guò)程中的狀態(tài)。在該時(shí)刻，電極焊盤(pán)26B間的硅氧 化膜25比電極焊盤(pán)26B的貫通孔側(cè)的面上殘留得多。這里，為了消減硅基板10的面內(nèi)分布造成的硅氧化膜的蝕刻量的不均勻，進(jìn)行硅 氧化膜25的過(guò)蝕刻。通過(guò)該過(guò)蝕刻，如圖10所示，在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅 氧化膜25后退至電極焊盤(pán)26B的厚度的范圍內(nèi)，即被蝕刻至電極焊盤(pán)26B的上表面(玻璃 基板側(cè)的面)與下表面(貫通孔側(cè)的面)之間。另外，這里表示了電極焊盤(pán)26B間的硅氧 化膜被蝕刻至電極焊盤(pán)26B的上表面與下表面之間的例子，但該硅氧化膜也可以位于與電 極焊盤(pán)26B的上表面相同的位置上，也可以位于比電極焊盤(pán)26B的下表面更靠貫通孔側(cè)的 位置。由此，能夠使在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的層間絕緣膜(硅氧化膜)25與電 極焊盤(pán)26B的階梯差成為電極焊盤(pán)26B的厚度以下。如上所述，在進(jìn)行貫通孔42底部的硅氧化膜的蝕刻時(shí)，使電極焊盤(pán)26B間的硅氧 化膜稍厚地殘留，從而如圖12所示，能夠防止在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅氧化 膜向玻璃基板側(cè)較深地蝕刻。由此，如圖10所示，能夠降低在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中 存在的硅氧化膜與電極焊盤(pán)26B的階梯差。然后，如圖11所示，在電極焊盤(pán)26B的硅基板側(cè)的面上、貫通孔的內(nèi)面上以及第二 主面上通過(guò)濺射法形成阻擋金屬36。接著，通過(guò)光刻法形成鍍Cu用的抗蝕劑圖案。并且， 在阻擋金屬36上形成晶種Cu，進(jìn)而進(jìn)行鍍Cu，在阻擋金屬36上形成Cu膜。由此，能夠確 保貫通孔底部的平坦性。這樣，通過(guò)使電極焊盤(pán)26B與硅氧化膜25之間的階梯差減少，阻擋金屬36及晶種 Cu的基于濺射法的成膜變得容易。由此，在其后的鍍Cu工序中，能夠不產(chǎn)生間隙地形成Cu 膜37。接著，在硅基板10的第二主面上涂布阻焊劑38，進(jìn)行曝光及顯影，進(jìn)而通過(guò)進(jìn)行 熱處理來(lái)加固阻焊劑38，從而進(jìn)行樹(shù)脂密封。進(jìn)而，使Cu膜37上的阻焊劑38的一部分開(kāi) 口，在所露出的Cu膜37上形成外部連接端子，例如焊料球18。通過(guò)以上的制造工序，在硅基板10上形成貫通電極。通過(guò)該貫通電極，電極焊盤(pán) 26B與焊料球18之間被電連接。然后，通過(guò)切割，從晶片按每個(gè)硅半導(dǎo)體基板(攝像元件芯片)10切斷，在模塊封 裝中調(diào)節(jié)焦點(diǎn)并將透鏡架17裝載在芯片10上。進(jìn)而，用屏蔽19固定芯片10的下表面和 模塊外形。并且進(jìn)行所制造的攝像機(jī)模塊的圖像試驗(yàn)，完成攝像機(jī)模塊。在第一實(shí)施方式中，即使是具備具有未形成圖案的空區(qū)域的電極焊盤(pán)的結(jié)構(gòu)，也 不會(huì)在連接至電極焊盤(pán)的貫通電極上產(chǎn)生空隙，而能夠形成可靠性高的貫通電極。由此，能 夠形成以攝像元件芯片本身的大小實(shí)現(xiàn)的攝像機(jī)模塊(半導(dǎo)體封裝)，能夠提供更微細(xì)化 的晶片水平的攝像機(jī)模塊。此外，通過(guò)使用具有空區(qū)域的電極焊盤(pán)，在電阻率低的Cu布線上也能夠進(jìn)行用于 防止變形并確保平坦性的金屬埋入布線，能夠應(yīng)對(duì)更微細(xì)化的半導(dǎo)體器件的制造工序。本發(fā)明的實(shí)施方式在具有空區(qū)域的電極焊盤(pán)上連接貫通電極的情況下有用，并且不限定于布 線材料。由此，能夠形成不依賴于連接目標(biāo)的焊盤(pán)材料及結(jié)構(gòu)、具有所希望的電特性的貫通 電極。[第二實(shí)施方式]下面，說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊。圖13是將在第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的硅半導(dǎo)體基板上形成的貫通電極及其 附近放大的截面圖。在該第二實(shí)施方式中，在形成貫通電極的電極焊盤(pán)26B下的硅半導(dǎo)體基板10內(nèi)形 成元件分離絕緣膜(STI)22B。STI 22B在相對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向上，配置 在與電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域?qū)?yīng)的位置。STI 22B以與電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域相同的 圖案或比空區(qū)域大的圖案形成。通過(guò)在空區(qū)域下的硅基板10內(nèi)形成STI 22B，在進(jìn)行貫通孔的蝕刻時(shí)硅基板10被 蝕刻的時(shí)刻，空區(qū)域的層間絕緣膜(硅氧化膜)25的厚度比電極焊盤(pán)26B下的層間絕緣膜 (硅氧化膜)25的厚度厚地殘留。由此，在進(jìn)行貫通孔的蝕刻時(shí)，能夠防止空區(qū)域的硅氧化 膜超過(guò)電極焊盤(pán)26B而被較深地蝕刻，并能夠降低電極焊盤(pán)26B與空區(qū)域的硅氧化膜的階梯差。因此，在形成了貫通電極之后，如圖13所示，在貫通電極附近的電極焊盤(pán)26B間的 空區(qū)域下的硅基板10內(nèi)配置有STI 22B。另外，在該實(shí)施方式中，在第一電極焊盤(pán)26B下未 形成多晶硅膜24B。其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。在具有上述結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊中，與第一實(shí)施方式同樣，連接至 電極焊盤(pán)的貫通電極上不產(chǎn)生空隙，而能夠形成可靠性高的貫通電極。下面，說(shuō)明第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法。圖14 圖21是 表示第二實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。如圖14所示，在硅半導(dǎo)體基板10內(nèi)形成STI (例如，硅氧化膜)22B。詳細(xì)地講，在 硅基板10形成淺槽，接著，在硅基板10上堆積硅氧化膜。并且，將硅基板10上的多余的硅 氧化膜通過(guò)CMP研磨，而在淺槽內(nèi)形成STI 22B。然后，在STI 22B上及硅基板10上形成層間絕緣膜(例如，硅氧化膜)25。接著，與第一實(shí)施方式同樣，通過(guò)埋入布線法形成具有空區(qū)域的電極焊盤(pán)26B。另 外，在第二實(shí)施方式中也表示了具有空區(qū)域的電極焊盤(pán)包含Cu的情況，但用于電極焊盤(pán)的 材料不限定于Cu，也能夠適用利用了其他材料的情況。如圖15所示，將層間絕緣膜25進(jìn)行蝕刻，形成用于埋入Cu的槽布線圖案。接著， 為了提高Cu的緊密接合性，在槽布線圖案上，在真空中通過(guò)濺射法形成阻擋金屬，進(jìn)而通 過(guò)濺射法使用于形成Cu鍍膜的晶種Cu連續(xù)地成膜。并且，在晶種Cu上通過(guò)鍍埋入Cu，通 過(guò)CMP去除在層間絕緣膜25表面成膜的Cu的剩余部分。由此，如圖16所示，在層間絕緣膜 25內(nèi)形成電極焊盤(pán)26B。此時(shí)，在相對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向上，電極焊盤(pán)26 之間的空區(qū)域和STI 22B配置在相互對(duì)應(yīng)的位置。電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域以與STI 22B 相同的圖案或比STI 22B小的圖案形成。然后，從在電極焊盤(pán)26B上及層間絕緣膜25上形成層間絕緣膜(例如硅氧化 膜)27的工序至形成焊盤(pán)開(kāi)口部41的工序，與第一實(shí)施方式相同。
在其后的工序中，在硅半導(dǎo)體基板10上從第二主面?zhèn)绕痖_(kāi)出貫通孔，在第二主面 上形成布線及外部連接端子。以下，敘述這些工序。首先，為了使貫通孔的開(kāi)口容易，而使硅基板10變薄的工序與第一實(shí)施方式相 同。接著，在硅基板10的第二主面上涂布抗蝕劑，并進(jìn)行曝光及顯影，從而形成用于 形成貫通孔的抗蝕劑圖案。并且，如圖17所示，將硅基板10通過(guò)RIE法從第二主面?zhèn)绕疬M(jìn) 行蝕刻，形成貫通孔42。此時(shí)，包含硅的硅基板10與包括氧化膜的STI 22B及層間絕緣膜 25的蝕刻選擇比(蝕刻率比)為100左右，在硅基板10被削除的時(shí)刻，硅的蝕刻停止。然 后，通過(guò)光抗蝕劑去除和濕法蝕刻來(lái)去除抗蝕劑圖案。進(jìn)而，如圖18所示，在貫通孔42的內(nèi)面上及第二主面上通過(guò)CVD法形成絕緣膜 (例如，硅氧化膜)35。由此，在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中殘留的硅氧化膜離電極焊盤(pán)面 的厚度201變得比在電極焊盤(pán)26B下殘留的硅氧化膜的厚度202厚。然后，將貫通孔底部的硅氧化膜、即電極焊盤(pán)26B的貫通孔側(cè)的硅氧化膜25、35通 過(guò)RIE法進(jìn)行蝕刻。在圖19中表示蝕刻過(guò)程中的狀態(tài)。在該時(shí)刻，電極焊盤(pán)26B間的硅氧 化膜25比電極焊盤(pán)26B的貫通孔側(cè)的面上殘留得多。這里，為了消減硅基板10的面內(nèi)分布造成的硅氧化膜的蝕刻量的不均勻，進(jìn)行硅 氧化膜25的過(guò)蝕刻。通過(guò)該過(guò)蝕刻，如圖20所示，在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅 氧化膜25后退至電極焊盤(pán)26B的厚度的范圍內(nèi)，即被蝕刻至電極焊盤(pán)26B的上表面(玻璃 基板側(cè)的面)與下表面(貫通孔側(cè)的面)之間。另外，這里示出了電極焊盤(pán)26B間的硅氧 化膜被蝕刻至電極焊盤(pán)26B的上表面與下表面之間的例子，但該硅氧化膜可以位于與電極 焊盤(pán)26B的上表面相同的位置，也可以位于比電極焊盤(pán)26B的下表面更靠貫通孔側(cè)的位置。 由此，能夠使在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的層間絕緣膜(硅氧化膜)25和電極焊盤(pán) 26B的階梯差成為電極焊盤(pán)26B的厚度以下。如上所述，在進(jìn)行貫通孔42底部的硅氧化膜的蝕刻時(shí)，通過(guò)使電極焊盤(pán)26B間的 硅氧化膜稍厚地殘留，能夠防止在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅氧化膜向玻璃基板 側(cè)較深地蝕刻。由此，如圖20所示，能夠降低在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅氧化 膜和電極焊盤(pán)26B的階梯差。然后，如圖21所示，在電極焊盤(pán)26B的硅基板側(cè)的面上、貫通孔的內(nèi)面上以及第二 主面上形成阻擋金屬36。進(jìn)而，在阻擋金屬36上形成Cu膜37。由此，能夠確保貫通孔底 部的平坦性。這樣，通過(guò)減少電極焊盤(pán)26B與硅氧化膜25間的階梯差，使阻擋金屬36及晶種Cu 的基于濺射法的成膜變得容易。由此，在其后的鍍Cu工序中，能夠不產(chǎn)生空隙地形成Cu膜。然后，從阻焊劑38的形成工序到圖13所示的攝像機(jī)模塊的完成的工序與第一實(shí) 施方式相同。在第二實(shí)施方式中，即使是具備了具有未形成圖案的空區(qū)域的電極焊盤(pán)的結(jié)構(gòu)， 也能夠在連接至電極焊盤(pán)的貫通電極上不產(chǎn)生空隙而形成可靠性高的貫通電極。如以上說(shuō)明，根據(jù)第二實(shí)施方式，通過(guò)在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域的正下方的硅 基板10內(nèi)形成STI 22B，能夠在貫通孔的蝕刻中降低在空區(qū)域中存在的硅氧化膜與電極焊 盤(pán)26B的階梯差。由此，能夠形成可靠性高的貫通電極。其他的效果與第一實(shí)施方式相同。
[第三實(shí)施方式]下面，說(shuō)明本發(fā) 明的第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊。圖22是將在第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的硅半導(dǎo)體基板上形成的貫通電極及其 附近進(jìn)行放大的截面圖。在該第三實(shí)施方式中，在電極焊盤(pán)26B下的硅基板10上形成作為偽膜的導(dǎo)電膜， 例如多晶硅膜24B，并且在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域下的硅基板10內(nèi)形成STI 22B。多晶硅膜24B在相對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向上，配置在與電極焊盤(pán) 26B對(duì)應(yīng)的位置。多晶硅膜24B以與電極焊盤(pán)26B相同的圖案或比電極焊盤(pán)26B小的圖案 形成。STI 22B在相對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向上，配置在與電極焊盤(pán)26B間 的空區(qū)域?qū)?yīng)的位置。STI 22B以與電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域相同的圖案或比空區(qū)域大的 圖案形成。在電極焊盤(pán)26B下的硅基板10上形成多晶硅膜24B，在空區(qū)域下的硅基板10內(nèi)形 成STI 22B，從而使得在進(jìn)行貫通孔的蝕刻時(shí)硅基板10及多晶硅膜24B被蝕刻的時(shí)刻，空區(qū) 域的層間絕緣膜(硅氧化膜)25及STI (硅氧化膜)22B的厚度比電極焊盤(pán)26B下的層間絕 緣膜(硅氧化膜)25的厚度厚地殘留。由此，在進(jìn)行貫通孔的蝕刻時(shí)，能夠防止空區(qū)域的硅 氧化膜超過(guò)電極焊盤(pán)26B而較深地蝕刻，并能夠降低電極焊盤(pán)26B與空區(qū)域的硅氧化膜的 階梯差。因此，在形成了貫通電極之后，如圖22所示，在貫通電極附近的電極焊盤(pán)26B下的 硅基板10上配置有多晶硅膜24B，在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域下的硅基板10內(nèi)配置有STI 22B。其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同。在具有上述結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊中，與第一、第二實(shí)施方式同樣，在 連接至電極焊盤(pán)的貫通電極上不產(chǎn)生空隙就能夠形成可靠性高的貫通電極。進(jìn)而，在第三 實(shí)施方式中，由于形成有多晶硅膜24B和STI22B兩者，因此比第一、第二實(shí)施方式更能降低 電極焊盤(pán)26B與空區(qū)域的硅氧化膜的階梯差，能夠形成可靠性高的貫通電極。其他效果與 第一實(shí)施方式相同。下面，說(shuō)明第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法。圖23 圖29是 表示第三實(shí)施方式的攝像機(jī)模塊的貫通電極的制造方法的截面圖。如圖23所示，在硅半導(dǎo)體基板10內(nèi)形成STI (例如，硅氧化膜)22B。接著，在硅基 板10上例如通過(guò)熱氧化法形成柵極氧化膜23。進(jìn)而，在柵極絕緣膜23上通過(guò)光刻法形成 作為偽膜的多晶硅膜24B。然后，在多晶硅膜24B上及柵極絕緣膜23上形成層間絕緣膜(例如，硅氧化 膜)25。接著，與第一實(shí)施方式同樣，通過(guò)埋入布線法形成具有空區(qū)域的電極焊盤(pán)26B。如 圖24所示，在層間絕緣膜25內(nèi)形成電極焊盤(pán)26B。另外，在第三實(shí)施方式中也表示了具有 空區(qū)域的電極焊盤(pán)包含Cu的情況，但用于電極焊盤(pán)的材料不限定于Cu，也能夠適用利用了 其他材料的情況。這里，在相對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向上，電極焊盤(pán)26B與多晶硅膜24B 配置在相互對(duì)應(yīng)的位置上。電極焊盤(pán)26B以與多晶硅膜24B相同的圖案或比多晶硅膜24B大的圖案形成。進(jìn)而，在相對(duì)于硅基板10的第一主面垂直的方向上，電極焊盤(pán)26B間的空 區(qū)域與STI 22B配置在相互對(duì)應(yīng)的位置上。電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域以與STI 22B相同的 圖案或比STI 22B小的圖案形成。
然后，從在電極焊盤(pán)26B上及層間絕緣膜25上形成層間絕緣膜(例如，硅氧化 膜)27的工序到形成焊盤(pán)開(kāi)口部41的工序，與第一實(shí)施方式相同。在其后的工序中，在硅半導(dǎo)體基板10上從第二主面?zhèn)绕痖_(kāi)出貫通孔，在第二主面 上形成布線及外部連接端子。以下，敘述這些工序。首先，為了使貫通孔的開(kāi)口變得容易，使硅基板10變薄的工序與第一實(shí)施方式相 同。接著，在硅基板10的第二主面上涂布抗蝕劑，并進(jìn)行曝光及顯影，從而形成用于 形成貫通孔的抗蝕劑圖案。并且，如圖25所示，將硅基板10從第二主面?zhèn)绕鹜ㄟ^(guò)RIE法進(jìn) 行蝕刻，形成貫通孔42。此時(shí)，包含硅的硅基板10及多晶硅膜24B與包括氧化膜的STI 22B 及層間絕緣膜25的蝕刻選擇比(蝕刻率比)為100左右，在硅基板10及多晶硅膜24B被 削除的時(shí)刻，硅的蝕刻停止。然后，通過(guò)光抗蝕劑去除和濕法蝕刻來(lái)去除抗蝕劑圖案。進(jìn)而，如圖26所示，在貫通孔42的內(nèi)面上及第二主面上通過(guò)CVD法形成絕緣膜 (例如，硅氧化膜)35。由此，在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中殘留的硅氧化膜離電極焊盤(pán)面 的厚度301變得比在電極焊盤(pán)26B下殘留的硅氧化膜的厚度302厚。然后，將貫通孔底部的硅氧化膜、即電極焊盤(pán)26B的貫通孔側(cè)的硅氧化膜23、35通 過(guò)RIE法進(jìn)行蝕刻。在圖27中表示蝕刻過(guò)程中的狀態(tài)。在該時(shí)刻，電極焊盤(pán)26B間的硅氧 化膜25比電極焊盤(pán)26B的貫通孔側(cè)的面上的殘留得多。這里，為了消減硅基板10的面內(nèi)分布的硅氧化膜的蝕刻量的不均勻，進(jìn)行硅氧化 膜25的過(guò)蝕刻。通過(guò)該過(guò)蝕刻，如圖28所示，在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅氧化 膜25后退至電極焊盤(pán)26B的厚度的范圍內(nèi)，即被蝕刻至電極焊盤(pán)26B的上表面(玻璃基板 側(cè)的面)與下表面(貫通孔側(cè)的面)之間。另外，這里表示了電極焊盤(pán)26B間的硅氧化膜 被蝕刻至電極焊盤(pán)26B的上表面與下表面之間的例子，但該硅氧化膜可以位于與電極焊盤(pán) 26B的上表面相同的位置，也可以位于比電極焊盤(pán)26B的下表面更靠貫通孔側(cè)的位置。由 此，使在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的層間絕緣膜(硅氧化膜)25與電極焊盤(pán)26B的 階梯差成為電極焊盤(pán)26B的厚度以下。如上所述，通過(guò)在進(jìn)行貫通孔42底部的硅氧化膜的蝕刻時(shí)將電極焊盤(pán)26B間的硅 氧化膜稍厚地殘留，能夠防止在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅氧化膜向玻璃基板側(cè) 較深地蝕刻。由此，如圖28所示，能夠降低在電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅氧化膜 與電極焊盤(pán)26B的階梯差。然后，如圖29所示，在電極焊盤(pán)26B的硅基板側(cè)的面上、貫通孔的內(nèi)面上以及第二 主面上形成阻擋金屬36。進(jìn)而，在阻擋金屬36上形成Cu膜37。由此，能夠確保貫通孔底 部的平坦性。這樣，通過(guò)減少電極焊盤(pán)26B與硅氧化膜25間的階梯差，阻擋金屬36及晶種Cu 的基于濺射法的成膜變得容易。由此，在其后的鍍Cu工序中，能夠不產(chǎn)生空隙地形成Cu膜 37。然后，從阻焊劑38的形成工序到圖22所示的攝像機(jī)模塊的完成的工序，與第一實(shí)施方式相同。 在第三實(shí)施方式中，即使是具備了具有未形成圖案的空區(qū)域的電極焊盤(pán)的結(jié)構(gòu)， 也在連接至電極焊盤(pán)的貫通電極上不產(chǎn)生空隙就能夠形成可靠性高的貫通電極。進(jìn)而， 第三實(shí)施方式能夠使硅氧化膜的厚度最佳化，以使在空區(qū)域中存在的硅氧化膜與電極焊盤(pán) 26B的階梯差成為最小限度。由此，第三實(shí)施方式比第一、第二實(shí)施方式更能降低在電極焊 盤(pán)26B間的空區(qū)域中存在的硅氧化膜與電極焊盤(pán)26B的階梯差。如以上說(shuō)明，根據(jù)第三實(shí)施方式，在電極焊盤(pán)26B的正下方的絕緣膜內(nèi)形成多晶 硅膜24B，在空區(qū)域的正下方的硅基板10內(nèi)形成STI 22B，由此在貫通孔的蝕刻中使硅氧 化膜的厚度最佳化，以使在空區(qū)域中存在的硅氧化膜與電極焊盤(pán)26B的階梯差成為最小限 度。由此，能夠形成可靠性高的貫通電極。其他效果與第一實(shí)施方式相同。另外，如上所示，在各實(shí)施方式中表示了多晶硅膜24B以與電極焊盤(pán)26B相同的圖 案形成的例子，但不限定于此，多晶硅膜24B也可以以比電極焊盤(pán)26B小的圖案形成。此外， 表示了 STI 22B以與電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域相同的圖案形成的例子，但不限定于此，STI 22B也可以以比電極焊盤(pán)26B間的空區(qū)域大的圖案形成。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可提供能夠在具有貫通電極的半導(dǎo)體器件中提高貫通電 極的可靠性的攝像機(jī)模塊、半導(dǎo)體器件及其制造方法。此外，上述各實(shí)施方式不僅能夠單獨(dú)地實(shí)施，而且也可以適當(dāng)?shù)亟M合來(lái)實(shí)施。進(jìn) 而，在上述的各實(shí)施方式中包含各種階段的發(fā)明，通過(guò)在各實(shí)施方式中記載的多個(gè)構(gòu)成要 件的適當(dāng)?shù)慕M合，能夠提取各種階段的發(fā)明。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及變形對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明 在廣義上并不限于如上所述的特定細(xì)節(jié)和代表性的實(shí)施方式。因此，在不脫離由所附上的 權(quán)利要求及其等效物限定的本發(fā)明精神或范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件，包括第一絕緣膜，形成在半導(dǎo)體基板的第一主面上；電極焊盤(pán)，形成在上述第一主面上的上述第一絕緣膜內(nèi)，上述電極焊盤(pán)包括導(dǎo)電膜，并在該導(dǎo)電膜的至少一部分具有不存在上述導(dǎo)電膜的空區(qū)域；外部連接端子，形成在上述半導(dǎo)體基板的與上述第一主面相對(duì)的第二主面上；以及貫通電極，形成在從上述半導(dǎo)體基板的上述第二主面?zhèn)乳_(kāi)孔并到達(dá)上述電極焊盤(pán)的貫通孔內(nèi)，上述貫通電極將上述電極焊盤(pán)與上述外部連接端子電連接；在上述電極焊盤(pán)所具有的上述空區(qū)域中存在上述第一絕緣膜，存在于上述空區(qū)域中的上述第一絕緣膜與上述電極焊盤(pán)在貫通電極側(cè)的階梯差為上述電極焊盤(pán)的厚度以下。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，還包括偽膜，該偽膜形成在上述半導(dǎo)體基板與上述電極焊盤(pán)之間的上述第一絕緣膜 內(nèi)，在相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向上，上述偽膜配置在與上述電極 焊盤(pán)對(duì)應(yīng)的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，從相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向觀察時(shí)，上述偽膜具有與上述電 極焊盤(pán)實(shí)質(zhì)上相同的圖案或比上述電極焊盤(pán)小的圖案。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，上述偽膜與上述半導(dǎo)體基板相比，蝕刻選擇比小，與上述第一絕緣膜相比，蝕刻選擇比大。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，還包括 攝像元件，形成于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面； 濾色器；與上述攝像元件對(duì)應(yīng)地配置在上述攝像元件上；以及 微透鏡，配置在上述濾色器上。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，還包括第二絕緣膜，該第二絕緣膜在相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的第一主面垂直的方向 上，形成在與上述電極焊盤(pán)所具有的上述空區(qū)域?qū)?yīng)的上述半導(dǎo)體基板內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中，在從相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向觀察時(shí)，上述第二絕緣膜具有 與上述空區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上相同的圖案或比上述空區(qū)域大的圖案。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中，上述第二絕緣膜與上述半導(dǎo)體基板相比，蝕刻選擇比大，與上述第一絕緣膜相比，蝕刻 選擇比小。
9.一種攝像機(jī)模塊，包括第一絕緣膜，形成在半導(dǎo)體基板的第一主面上；電極焊盤(pán)，形成在上述第一主面上的上述第一絕緣膜內(nèi)，上述電極焊盤(pán)包括導(dǎo)電膜，并 在該導(dǎo)電膜的至少一部分具有不存在上述導(dǎo)電膜的空區(qū)域；外部連接端子，形成在上述半導(dǎo)體基板的與上述第一主面相對(duì)的第二主面上； 貫通電極，形成在從上述半導(dǎo)體基板的上述第二主面?zhèn)乳_(kāi)孔并到達(dá)上述電極焊盤(pán)的貫 通孔內(nèi)，上述貫通電極將上述電極焊盤(pán)與上述外部連接端子電連接；攝像元件，形成于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面； 濾色器，與上述攝像元件對(duì)應(yīng)地配置在上述攝像元件上； 微透鏡，配置在上述濾色器上；以及 攝像透鏡，配置在上述微透鏡上；在上述電極焊盤(pán)所具有的上述空區(qū)域中存在上述第一絕緣膜，存在于上述空區(qū)域中的 上述第一絕緣膜與上述電極焊盤(pán)在貫通電極側(cè)的階梯差為上述電極焊盤(pán)的厚度以下。
10.如權(quán)利要求9所述的攝像機(jī)模塊，其中，還包括偽膜，該偽膜形成在上述半導(dǎo)體基板與上述電極焊盤(pán)之間的上述第一絕緣膜 內(nèi)，在相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向上，上述偽膜配置在與上述電極 焊盤(pán)對(duì)應(yīng)的位置。
11.如權(quán)利要求10所述的攝像機(jī)模塊，其中，從相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向觀察時(shí)，上述偽膜具有與上述電 極焊盤(pán)實(shí)質(zhì)上相同的圖案。
12.如權(quán)利要求9所述的攝像機(jī)模塊，其中，還包括第二絕緣膜，該第二絕緣膜在相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的第一主面垂直的方向 上，形成在與上述電極焊盤(pán)所具有的上述空區(qū)域?qū)?yīng)的上述半導(dǎo)體基板內(nèi)。
13.如權(quán)利要求12所述的攝像機(jī)模塊，其中，在從相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向觀察時(shí)，上述第二絕緣膜具有 與上述空區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上相同的圖案。
14.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟 在半導(dǎo)體基板的第一主面上形成偽膜；在上述偽膜上及上述半導(dǎo)體基板上形成第一絕緣膜；在相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的第一主面垂直的方向上，在與上述偽膜對(duì)應(yīng)的上述第一絕 緣膜內(nèi)，形成槽圖案；在形成于上述第一絕緣膜的上述槽圖案內(nèi)，形成電極焊盤(pán)； 在上述第一絕緣膜上及上述電極焊盤(pán)上形成第二絕緣膜；從上述半導(dǎo)體基板的與上述第一主面相對(duì)的第二主面?zhèn)?，?duì)上述半導(dǎo)體基板及上述偽 膜進(jìn)行蝕刻，形成貫通孔；在上述貫通孔內(nèi)形成第三絕緣膜；從上述第二主面?zhèn)?，?duì)上述貫通孔底部的上述第三絕緣膜及上述第一絕緣膜進(jìn)行蝕 刻，露出上述電極焊盤(pán)，并且使存在于上述電極焊盤(pán)間的上述第一絕緣膜與上述電極焊盤(pán) 的階梯差成為上述電極焊盤(pán)的厚度以下；以及在上述電極焊盤(pán)的半導(dǎo)體基板側(cè)的面上及上述貫通孔內(nèi)，形成貫通電極。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，從相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向觀察時(shí)，上述偽膜具有與上述電 極焊盤(pán)實(shí)質(zhì)上相同的圖案。
16.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟 在半導(dǎo)體基板的第一主面內(nèi)形成第一絕緣膜；在上述第一絕緣膜上及上述半導(dǎo)體基板上形成第二絕緣膜；在相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向上，在與上述第一絕緣膜間對(duì)應(yīng) 的上述第二絕緣膜內(nèi)，形成槽圖案；在上述第二絕緣膜內(nèi)形成的上述槽圖案內(nèi)，形成電極焊盤(pán)； 在上述第二絕緣膜上及上述電極焊盤(pán)上形成第三絕緣膜；從上述半導(dǎo)體基板的與上述第一主面相對(duì)的第二主面?zhèn)?，?duì)上述半導(dǎo)體基板進(jìn)行蝕 刻，形成貫通孔；在上述貫通孔內(nèi)形成第四絕緣膜；從上述第二主面?zhèn)龋瑢?duì)上述貫通孔底部的上述第四絕緣膜、上述第一絕緣膜及上述第 二絕緣膜進(jìn)行蝕刻，露出上述電極焊盤(pán)，并且使存在于上述電極焊盤(pán)間的上述第二絕緣膜 與上述電極焊盤(pán)的階梯差成為上述電極焊盤(pán)的厚度以下；以及在上述電極焊盤(pán)的半導(dǎo)體基板側(cè)的面上及上述貫通孔內(nèi)，形成貫通電極。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中，從相對(duì)于上述半導(dǎo)體基板的上述第一主面垂直的方向觀察時(shí)，上述第一絕緣膜具有與 上述電極焊盤(pán)間的不存在上述電極焊盤(pán)的空區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上相同的圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有貫通電極的半導(dǎo)體器件及其制造方法。該半導(dǎo)體器件包括第一絕緣膜，形成在半導(dǎo)體基板的第一主面上；電極焊盤(pán)，形成在上述第一主面上的上述第一絕緣膜內(nèi)，上述電極焊盤(pán)包括導(dǎo)電膜，并在該導(dǎo)電膜的至少一部分具有不存在上述導(dǎo)電膜的空區(qū)域；外部連接端子，形成在上述半導(dǎo)體基板的與上述第一主面相對(duì)的第二主面上；以及貫通電極，形成在從上述半導(dǎo)體基板的上述第二主面?zhèn)乳_(kāi)至上述電極焊盤(pán)的貫通孔內(nèi)，上述貫通電極將上述電極焊盤(pán)與上述外部連接端子電連接。在具有上述電極焊盤(pán)的上述空區(qū)域中存在上述第一絕緣膜，在上述空區(qū)域中存在的上述第一絕緣膜與上述電極焊盤(pán)在貫通電極側(cè)的階梯差為上述電極焊盤(pán)的厚度以下。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101937894SQ20101021470
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者早崎裕子, 萩原健一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝