半导体图像传感器件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体图像传感器件的制造方法，属于半导体封装技术领域。
【背景技术】
[0002]图像传感器已被广泛地应用于诸如数字相机、相机电话等的数字装置中。图像传感器模块可包括用于将图像信息转换为电信息的图像传感器。具体地讲，图像传感器可包括能够将光子转换成电子以显示和存储图像的半导体器件。图像传感器的示例包括电荷耦合器件(CXD)、互补金属氧化硅(CMOS)图像传感器(CIS)等。
[0003]图像传感器中盲孔是一种实现芯片之间互连的最新技术。其主要特征在于，可以实现芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间或者晶圆和芯片之问的线路导通。与以引线键合方式将各个芯片连接起来的传统的Integrated Circuit (1C)封装方式相比，以娃通孔技术为主的三维封装方式具有以下优势:首先，由于不再使用引线键合，布线距离更短，集成度更高，从而信号传输更快，功耗更低；其次，体积更小，重量更轻，相同封装面积下，可以集成更多的功能；最后，工艺成本大幅降低，适合大批量生产。
[0004]现有的常规键合后多倾角式TSV结构的形成采用了两步光阻mask制作，具体参考图1所示，包括如下步骤:
步骤S1，参考图2，在晶圆1表面形成第一次mask ;
步骤S2，参考图3，在晶圆表面形成刻蚀槽，后丙酮去mask ；
步骤S3，参考图4，在刻蚀槽表面形成第二次mask ;
步骤S4，参考图5，在刻蚀槽表面形成刻蚀孔，后丙酮去mask ；
步骤S5，在通孔以及晶圆表面形成绝缘层；
步骤S6，采用激光打孔的方法暴露出导电金属pad ；
步骤S7，先采用金属溅射(PVD)的方法在通孔以及晶圆表面溅射金属钛(厚度约为
0.13-0.17um)和金属铜(厚度约为0.9-1.lum)，和电镀的方法在晶圆以及TSV表面形成导电金属覆盖层。
[0005]现有技术虽然实现了 TSV制作的程序化，但是上述所述过程采用了两步光阻mask的方法，TSV制作线路、周期长，不能有效的节省生产成本；例如以下缺点:1、两步光刻前后两次的光刻偏差不可避免；2、如上所述的TSV工艺在晶圆制作的过程中PAD间距较大一般在200um左右这样制造出的单颗芯片的大小较大，不能更好的体现集成化微型化。
【发明内容】
[0006]本发明目的是提供一种半导体图像传感器件的制造方法，该半导体图像传感器件的制造方法减小结构应力，提高了良率与电性能的稳定性，缩短了工艺周期；使晶圆制造时芯片尺寸更小，芯片封装尺寸会大大缩小，具有更小的深宽比，降低了工艺难度。
[0007]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种半导体图像传感器件的制造方法，所述半导体图像传感器件包括图像传感芯片、透明盖板，此图像传感芯片的上表面具有感光区，所述透明盖板边缘和图像传感芯片的上表面边缘之间具有支撑围堰从而在透明盖板和图像传感芯片之间形成空腔，此支撑围堰与图像传感芯片之间通过胶水层粘合，图像传感芯片下表面的四周边缘区域分布有若干个盲孔，所述图像传感芯片下表面和盲孔侧表面具有钝化层，此盲孔底部具有图像传感芯片的引脚焊盘，所述钝化层与图像传感芯片相背的表面具有金属导电图形层，一防焊层位于金属导电图形层与钝化层相背的表面，此防焊层上开有若干个通孔，一焊球通过所述通孔与金属导电图形层电连接，所述支撑围堰由上下叠放的第一支撑围堰层和第二支撑围堰层组成，此第一支撑围堰层与透明盖板接触，此第二支撑围堰层与图像传感芯片接触；
所述盲孔由碗状孔和位于碗状孔底部的直孔组成，所述盲孔通过以下工艺获得，包括以下步骤:
步骤一、在所述图像传感芯片1下表面通过光刻显影的方式制作一作为掩膜层的光刻胶层；
步骤二、通过北微的DSE200C深硅蚀刻机第一次各向同性干法刻蚀形成碗状孔，第一次各向同性干法刻蚀工艺参数为:腔压90mTorr、SF6流量为800sccm、线圈功率3000W、射频偏置电压0W、刻蚀时间180s ；
步骤三、通过北微的DSE200C深硅蚀刻机采用第一各向异性刻蚀和第二各向异性刻蚀交替进行，从而在碗状孔的底部向下形成直孔，第一各向异性刻蚀和第二各向异性刻蚀交替次数为45~55次，所述第一各向异性刻蚀工艺参数为:腔压20mTorr、C4F8流量为200sccm、线圈功率2000W、射频偏置电压0W、刻蚀时间2s，所述第二各向异性刻蚀工艺参数为:腔压35mTorr、SF6流量为350sccm、线圈功率2500W、射频偏置电压23 W、刻蚀时间5.5s ；
步骤四、采用丙酮去作为掩膜层的光刻胶层；
步骤五、第二次各向同性干法刻蚀去除前两次刻蚀产生的倒角，第一次各向同性干法刻蚀工艺参数为:腔压50mTorr、SF6流量为800sccm、(V流量为50sccm、线圈功率4000W、射频偏置电压50 W、刻蚀时间120s ；
步骤六、在碗状孔和直孔的侧表面形成所述钝化层；
步骤七、通过激光打孔露出位于底部的引脚焊盘，并通过金属导电图形层实现引脚和弓丨脚焊盘之间的电接触连接。
[0008]上述技术方案中进一步改进的方案如下:
1.上述方案中，所述支撑围堰厚度为20~50微米。
[0009]2.上述方案中，所述支撑围堰宽度为200~300微米，所述凹孔的直径为5~10微米。
[0010]3.上述方案中，所述盲孔中碗状孔的上开口为120~130μπι，下开口为62~68μ??，孔深为40~45微米。
[0011]4.上述方案中，所述盲孔中直孔的上开口为55~60μπι，下开口为45~50μπι，孔深为34~36微米。
[0012]5.上述方案中，所述钝化层工艺为旋涂、喷涂、滚涂、丝网印刷、狭缝涂覆、喷墨打印、滚压、真空压合中的一种。
[0013]6.上述方案中，所述防焊层材料为苯并环丁烯、聚酰亚胺、感光型环氧树脂中的一种。
[0014]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果:
1.本发明半导体图像传感器件的制造方法，其相对于两步mask制作倾角式TSV工艺，本发明采用一步mask制作由碗状孔和直孔形成的特定Y形TSV结构，能有效的缩短工艺流程，降低生产成本，减小结构应力，由碗状孔和直孔形成的特定Y形TSV结构也可以通过多步干法蚀刻得到；本发明一次光刻天然屏蔽了两次光刻所带来的光刻偏移偏差问题，提高了良率与电性能的稳定性；一次光刻提高了生产效率，缩短了工艺周期；碗状孔跟直孔组成的盲孔相比两步mask做出的TSV通孔对晶圆表面硅蚀刻较少产生的应力较少。
[0015]2.本发明半导体图像传感器件的制造方法，其一步蚀刻形成的由碗状孔和直孔形成的特定Y形TSV硅通孔相比多步蚀刻形成的Y型孔有更大的深宽比，这样使晶圆制造时芯片尺寸更小，芯片封装尺寸会大大缩小；且此种一步蚀刻形成的由碗状孔和直孔形成的特定Y形TSV硅通孔相比直孔TSV有更小的深宽比，降低了工艺难度，有利于实现产业化。
【附图说明】
[0016]附图1为现有盲孔形成方法流程示意图一；
附图2a~g为现有盲孔形成方法流程示意图二 ；
附图3为本发明半导体图像传感器件的制造方法结构示意图；
附图4为本发明晶圆级图像传感模块中盲孔的工艺流程图一；
附图5a~h为本发明晶圆级图像传感模块中盲孔的工艺流程图二。
[0017]以上附图中:1、图像传感芯片；2、透明盖板；3、感光区；4、支撑围堰；41、第一支撑围堰层；42、第二支撑围堰层；5、胶水层；6、盲孔；61、碗状孔；62、直孔；7、钝化层；8、引脚焊盘；9、金属导电图形层；10、防焊层；11、通孔；12、焊球；13、空腔。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步描述:
实施例:一种半导体图像传感器件的制造方法，所述半导体图像传感器件包括图像传感芯片1、透明盖板2，此图像传感芯片1的上表面具有感光区3，所述透明盖板2边缘和图像传感芯片1的上表面边缘之间具有支撑围堰4从而在透明盖板2和图像传感芯片1之间形成空腔13，此支撑围堰4与图像传感芯片1之间通过胶水层5粘合，图像传感芯片1下表面的四周边缘区域分布有若干个盲孔6，所述图像传感芯片1下表面和盲孔6侧表面具有钝化层7，此盲孔6底部具有图像传感芯片1的引脚焊盘8，所述钝化层7与图像传感芯片1相背的表面具有金属导电图形层9，一防焊层10位于金属导电图形层9与钝化层7相背的表面，此防焊层10上开有若干个