[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

                      技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。更详细地说涉及一种具有被绝缘膜良好绝缘的导电布线的半导体器件及其制造方法。

                      背景技术

近年来，半导体器件的小型化、薄型化的要求日益提高。广泛推行通过层叠多个半导体器件来提高安装密度的手法。作为对应于这种要求的方案，诸如专利文献1(特开2003-309221号公报：公开日：平成15年10月31日)中记载的那样，从形成于半导体器件表面的电极焊盘(pad)，贯通半导体衬底，一直连接到半导体器件背面的贯通电极(through electrode)的形成技术正在受到关注。

在专利文献1中，公开了具有贯通电极的BGA(Ball Grid Array：球栅阵列)型半导体器件的制造方法。专利文献1中，形成从半导体衬底的背面到达形成在半导体衬底表面的电极的贯通孔，并在该贯通孔内壁和电极背面，利用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相淀积)法形成氧化膜之后，通过各向异性蚀刻，仅蚀刻附着于电极背面上的氧化膜，以形成贯通电极。

并且，近年来，在以便携电话为代表的小型照相机模块中，进一步小型、薄型化的要求也正在提高。

例如，如非专利文献1(The 2004 International Conference on SolidState Devices and Materials，Tokyo，2004，276～277)中记载的那样，该文献报告了将应用了贯通电极的制造方法与贯通电极的CCD固态摄像元件作为照相机模块进行组装，并将该照相机模块装入便携电话中，并报告了评价其功能的结果。

根据非专利文献1，形成：电极焊盘，位于搭载了半导体衬底元件的第一面侧；第一绝缘膜，用于电隔离电极焊盘与半导体衬底；以及第二绝缘膜，覆盖贯通孔的侧面与贯通孔的底面，使得在对于半导体衬底，形成从晶片背面到达晶片表面的电极焊盘的贯通孔之后，电隔离由贯通孔内的导电部件构成的导电布线与半导体衬底。之后，为了形成用于取得贯通孔内的导电布线与电极焊盘的导通的接触(contact)，使用基于活性离子蚀刻(RIE)的各向异性干蚀刻，尽可能沿垂直方向蚀刻去除在半导体衬底背面、贯通孔的侧面和贯通孔的底面上所具有的覆盖电极焊盘的背面部分的第二绝缘膜，留下在半导体衬底背面与贯通孔的侧面所具有的第二绝缘膜，去除贯通孔的底面(相当于电极焊盘背面)所具有的第二绝缘膜，仅使电极焊盘的背面部分露出，形成接触。

这样，具备贯通电极的半导体器件和贯通电极的形成工艺，由于实现了存储器以及固态摄像元件等多种器件的小型、薄型化而正在受到关注。

下面，用图16来具体说明贯通电极的形成方法。

图16(a)～图16(c)是具备贯通电极的半导体器件的各制造过程中的电极部附近的剖面图。如图16(c)所示，通常在半导体衬底(半导体晶片)101的第一面(衬底表面)上形成第一绝缘膜102，在其上形成多层布线的金属布线层。在金属布线层中形成用于进行半导体器件的信号输入输出的电极焊盘103，贯通电极形成于该电极焊盘103区域中。进而在金属布线层上形成由氧化膜或氮化膜构成的保护膜104。在半导体衬底101中，在电极焊盘103的正下方形成贯通孔，并形成第二绝缘膜105以覆盖该贯通孔的侧面和底面、以及半导体衬底101的第二面(衬底背面)。此外，从贯通孔的底面至半导体衬底101的第二面形成导电层106，贯通孔内的导电层106起贯通电极的作用。半导体衬底101的第2面被保护膜108保护，仅外部连接端子107开口。由此，半导体衬底101的第二面上的导电层106与外部连接端子107连接。结果，存在于半导体衬底101的第一面上的电极焊盘103与存在于第二面上的外部连接端子107通过导电层106导通。

在制造图16(c)所示的半导体器件的情况下，对于形成有第一绝缘膜102、电极焊盘103和保护膜104的状态的半导体衬底101，利用例如CVD法等，从第二面侧形成第二绝缘膜105。但是，在这种情况下，如图16(a)所示，直至通过上述贯通电极应得以导通的电极焊盘103的背面会形成第二绝缘膜105。因此，在形成导电层106之前，如图16(b)所示，必需在保留形成于贯通孔侧面的第二绝缘膜105的同时，只去除形成于电极焊盘103背面的第二绝缘膜105。

这里，考虑有几种去除形成于电极焊盘背面的第2绝缘膜105的方法。