JP5764191B2

JP5764191B2 - Semiconductor device

Info

Publication number: JP5764191B2
Application number: JP2013259187A
Authority: JP
Inventors: 理小池; 門川　裕; 裕門川
Original assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: JP2014068035A

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に貫通電極構造を有するＷ−ＣＳＰ型半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a W-CSP type semiconductor device having a through electrode structure.

近年のカメラ付き携帯電話やデジタルカメラに代表される情報機器は、小型化、高密度、高機能化が著しく進展している。これらの機器に搭載されるＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子の小型化を達成する技術としてチップサイズと同一のパッケージを実現するウエハレベルチップサイズパッケージ（以下Ｗ−ＣＳＰと称する）が知られている。Ｗ−ＣＳＰはウエハ状態で全ての組立工程を完了させる新しいコンセプトのパッケージである。 In recent years, information devices represented by camera-equipped mobile phones and digital cameras have remarkably progressed in downsizing, high density, and high functionality. A wafer level chip size package (hereinafter referred to as W-CSP) that realizes a package identical to the chip size is known as a technique for achieving miniaturization of an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor mounted on these devices. Yes. W-CSP is a new concept package that completes the entire assembly process in the wafer state.

Ｗ−ＣＳＰ構造のイメージセンサでは、信頼性向上および装置の小型化を図ることが可能となることから、貫通電極構造が採用されている。通常、半導体デバイスが外部と信号をやりとりするための電極は半導体素子の形成面と同じ面に形成される。これに対して、貫通電極では微細加工技術によってチップの裏面側からチップの厚み方向に貫通孔を形成し、この貫通孔の内部に導体配線を形成し、これを表面電極と繋げることによって通常は使用しないチップの裏面からも信号がやり取りできるようにしている。また、貫通電極技術を用いて複数のチップを積層し、チップの厚み方向に信号伝達経路を形成することにより、従来のワイヤー配線と比較して配線距離が短縮され、高速化および高信頼性化を図るとともに実装密度を飛躍的に向上させることも可能となる。 In an image sensor having a W-CSP structure, a through electrode structure is employed because it is possible to improve reliability and reduce the size of the apparatus. Usually, an electrode for a semiconductor device to exchange signals with the outside is formed on the same surface as a surface on which a semiconductor element is formed. On the other hand, in the through electrode, through holes are formed in the thickness direction of the chip from the back surface side of the chip by microfabrication technology, conductor wiring is formed inside the through hole, and this is usually connected to the surface electrode. Signals can also be exchanged from the backside of unused chips. In addition, by stacking multiple chips using penetrating electrode technology and forming a signal transmission path in the thickness direction of the chip, the wiring distance is shortened compared to conventional wire wiring, speeding up and high reliability In addition, it is possible to dramatically improve the mounting density.

特許文献１および２には貫通電極を有するＣＳＰの構造が示されており、特許文献３にはＣＭＯＳイメージセンサの構造が示されている。 Patent Documents 1 and 2 show the structure of a CSP having a through electrode, and Patent Document 3 shows the structure of a CMOS image sensor.

特開２００５−２３５８５８号公報JP 2005-235858 A 特開２００８−１４０８１９号公報JP 2008-140819 A 特開２００２−８３９４９号公報JP 2002-83949 A

例えばＣＭＯＳセンサは、フォトダイオードに蓄積した電荷をそれぞれの画素で電圧に変換し増幅した後に読み出す撮像素子であり、単位セル内にフォトダイオードおよびセルアンプ等を備えている。ＣＭＯＳセンサは、これらの構成部分を含む複数の能動素子により構成され、各能動素子間の絶縁分離には、ＳＴＩ（shallow trench isolation）が用いられている。ここで、半導体基板上にトランジスタやダイオード等の能動素子を形成する領域をアクティブ領域という。一方、アクティブ領域以外の領域をフィールド領域という。つまり、ＳＴＩ等の素子分離領域はフィールド領域に属することとなる。ところで、半導体基板上にＳＴＩを形成する工程では、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）平坦化が行われるが、ＳＴＩ領域の面積が広くなると研磨の際のストッパーとして設けられる窒化膜とＳＴＩを構成する酸化膜との研磨レートの差によってＳＴＩの中央部が皿状に凹むディッシングが発生する。ディッシングが発生すると基板上の平坦性が損なわれるためその後の工程が困難となる。かかるディッシングを防止する手法としてディッシングの発生部位であるフィールド領域内に複数の島状のダミー部を有するダミーパターンを形成することが行われている。このダミーパターンは、ＳＴＩ領域内にシリコン基板の基材を島状に残すことにより形成されることからダミーアクティブと称される。フィールド領域（ＳＴＩ領域）内に均一にダミーアクティブを形成することによって、ＣＭＰ工程において前記研磨レートの差が緩和されるためディッシングを防止することができる。 For example, a CMOS sensor is an image sensor that reads out charges that have been accumulated in photodiodes after being converted into voltages in each pixel, and includes a photodiode and a cell amplifier in a unit cell. A CMOS sensor is composed of a plurality of active elements including these components, and STI (shallow trench isolation) is used for isolation between the active elements. Here, a region where an active element such as a transistor or a diode is formed on a semiconductor substrate is referred to as an active region. On the other hand, an area other than the active area is called a field area. That is, the element isolation region such as STI belongs to the field region. By the way, in the step of forming the STI on the semiconductor substrate, CMP (Chemical Mechanical Polishing) planarization is performed. When the area of the STI region is increased, a nitride film provided as a stopper at the time of polishing and an oxide film constituting the STI Due to the difference in the polishing rate, dishing occurs in which the central part of the STI is recessed in a dish shape. When dishing occurs, the flatness on the substrate is impaired, making subsequent processes difficult. As a technique for preventing such dishing, a dummy pattern having a plurality of island-like dummy portions is formed in a field region where dishing occurs. This dummy pattern is referred to as dummy active because it is formed by leaving the base material of the silicon substrate in an island shape in the STI region. By uniformly forming the dummy active in the field region (STI region), the difference in the polishing rate is reduced in the CMP process, so that dishing can be prevented.

一方、トランジスタのゲート配線の抵抗およびソース・ドレイン拡散層の抵抗を下げる技術としてサリサイド技術が知られている。サリサイド技術は、ソース・ドレイン拡散層およびゲートポリシリコン層の双方に、高融点金属の化合物層（シリサイド層）を同時形成することにより、抵抗成分による遅延を低減し、高速動作を実現するというものである。シリサイド層を形成するためのメタル材は、生産性の観点から通常ウエハ全面に形成されるため、シリサイド層は、能動素子を有するアクティブ領域のみならず、能動素子が形成されていないフィールド領域内のダミーアクティブ上にも形成されることとなる。 On the other hand, the salicide technique is known as a technique for reducing the resistance of the gate wiring of the transistor and the resistance of the source / drain diffusion layer. Salicide technology reduces the delay due to the resistance component and realizes high-speed operation by simultaneously forming a refractory metal compound layer (silicide layer) on both the source / drain diffusion layer and the gate polysilicon layer. It is. Since the metal material for forming the silicide layer is usually formed on the entire surface of the wafer from the viewpoint of productivity, the silicide layer is formed not only in the active region having active elements but also in the field region in which no active elements are formed. It is also formed on the dummy active.

ここで、Ｗ−ＣＳＰ構造のイメージセンサでは、センサチップ中央にセンサ素子群が形成されたセンサ領域が配置され、センサ領域の外側にフィールド領域が配置される。そして、このセンサ領域の外側のフィールド領域に貫通電極が形成されるのが一般的な構成であるが、フィールド領域には、上記の如くディッシングを防止するためにダミーアクティブが形成されている。すなわち、サリサイド技術を適用したＷ−ＣＳＰ型のイメージセンサの製造工程では、ダミーアクティブ上に形成されたシリサイド層を貫通する貫通孔がドライエッチング法によって形成される。しかしながら、このドライエッチング工程において、貫通孔とシリサイド層とが交差すると、貫通孔の側壁にノッチ（貫通孔の外側に広がる窪み）が生じることが本発明者らによって明らかとなった。以下このノッチの発生状況について詳述する。 Here, in an image sensor having a W-CSP structure, a sensor region in which a sensor element group is formed is disposed at the center of the sensor chip, and a field region is disposed outside the sensor region. In general, a through electrode is formed in a field region outside the sensor region, and a dummy active is formed in the field region to prevent dishing as described above. That is, in the manufacturing process of the W-CSP type image sensor to which the salicide technology is applied, a through hole penetrating the silicide layer formed on the dummy active is formed by a dry etching method. However, in the dry etching process, when the through hole intersects with the silicide layer, the present inventors have revealed that a notch (a depression extending outside the through hole) is generated on the side wall of the through hole. The state of occurrence of this notch will be described in detail below.

図１は、貫通電極形成部における半導体基板の表面構造を示す平面図である。図中の破線は、この平面と交差する貫通電極（貫通孔）の外縁を示している。略円筒形状をなす貫通孔２１は、ＣＭＯＳセンサ等の能動素子が形成されていないフィールド領域１００内に形成される。フィールド領域１００内にはＳｉＯ₂膜からなるＳＴＩ層１１０が延在し、ディッシング防止のために複数の島状のダミーアクティブ２００ａがＳｉＯ₂膜上に均一に配置されている。サリサイド技術を適用した半導体装置においては、図示しないアクティブ領域内の能動素子上にシリサイド膜を形成する際にダミーアクティブ２００ａ上にもシリサイド膜が形成される。貫通孔２１は、表面にシリサイド膜を有する複数のダミーアクティブ２００ａが配列しているフィールド領域１００を貫通するように形成される。ダミーアクティブ２００ａの寸法および配列間隔が貫通孔２１の大きさと比較して小さいと、貫通孔２１の外縁がダミーアクティブ２００ａと交差することとなる。 FIG. 1 is a plan view showing a surface structure of a semiconductor substrate in a through electrode forming portion. The broken line in the figure indicates the outer edge of the through electrode (through hole) that intersects this plane. The substantially cylindrical through-hole 21 is formed in the field region 100 where no active element such as a CMOS sensor is formed. An STI layer 110 made of a SiO ₂ film extends in the field region 100, and a plurality of island-like dummy actives 200a are uniformly arranged on the SiO ₂ film to prevent dishing. In a semiconductor device to which the salicide technology is applied, a silicide film is also formed on the dummy active 200a when a silicide film is formed on an active element in an active region (not shown). The through hole 21 is formed so as to penetrate the field region 100 in which a plurality of dummy actives 200a having silicide films on the surface are arranged. If the dimension and arrangement interval of the dummy active 200a are smaller than the size of the through hole 21, the outer edge of the through hole 21 intersects the dummy active 200a.

図２は、図１における２−２線断面図である。半導体基板１０の上には層間絶縁膜１２が形成され、層間絶縁膜１２内には、センサ部に電気的に接続された電極パッド１３が形成されている。貫通孔２１は、半導体基板裏面から電極パッド１３に向けてドライエッチングにより形成される。このドライエッチング工程において、貫通孔の外縁がシリサイド膜２１０が形成されたダミーアクティブ２００ａと交差すると半導体基板１０と層間絶縁膜１２との界面近傍の深さ位置において貫通孔２１の側壁が窪むノッチ３００が発生することが明らかとなった。図１ではノッチの発生部位を斜線で示している。同図に示すように、ノッチ３００は貫通孔２１の外縁がダミーアクティブ２００ａと交差している箇所に限って発生していることが理解できる。 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 in FIG. An interlayer insulating film 12 is formed on the semiconductor substrate 10, and an electrode pad 13 electrically connected to the sensor unit is formed in the interlayer insulating film 12. The through hole 21 is formed by dry etching from the back surface of the semiconductor substrate toward the electrode pad 13. In this dry etching process, when the outer edge of the through hole intersects the dummy active 200a on which the silicide film 210 is formed, the notch in which the side wall of the through hole 21 is recessed at a depth position near the interface between the semiconductor substrate 10 and the interlayer insulating film 12 It was revealed that 300 occurred. In FIG. 1, the notch generation site is indicated by hatching. As shown in the figure, it can be understood that the notch 300 is generated only in a portion where the outer edge of the through hole 21 intersects the dummy active 200a.

貫通電極を形成する工程においては、貫通孔２１を形成した後、貫通孔内壁にバリアメタル、めっきシード膜およびめっき膜を順次成膜する処理が行われる。めっき膜としてはＣｕが用いられるのが一般的であるが、Ｃｕはシリコンデバイスにおける金属汚染の代表的な材料であり、比較的低温でシリコン基板や層間絶縁膜へ拡散し、接合リークや層間絶縁膜の絶縁破壊といったデバイスの性能および信頼性の低下を招くといった不具合が生じるおそれがある。このため、半導体基板と貫通電極の導体配線を構成するＣｕ膜との間にはＣｕのシリコン基板中への拡散を防止するためにＴｉやＴｉ／Ｎｉ等からなるバリアメタルを形成する。 In the step of forming the through electrode, after the through hole 21 is formed, the barrier metal, the plating seed film, and the plating film are sequentially formed on the inner wall of the through hole. Although Cu is generally used as the plating film, Cu is a representative material for metal contamination in silicon devices, and diffuses to the silicon substrate and interlayer insulating film at a relatively low temperature, resulting in junction leakage and interlayer insulation. There is a risk that problems such as degradation of device performance and reliability, such as dielectric breakdown of the film, may occur. For this reason, a barrier metal made of Ti, Ti / Ni, or the like is formed between the semiconductor substrate and the Cu film constituting the conductor wiring of the through electrode in order to prevent diffusion of Cu into the silicon substrate.

しかしながら、貫通孔の側壁にノッチが発生していると、ノッチ発生部に十分なバリアメタルを形成することが困難となり、ノッチ発生部においてバリアメタルが欠落してしまうおそれがある。すると、このバリアメタルが欠落した部分においてＣｕの半導体基板中への拡散が生じ、デバイスの性能や信頼性に深刻な影響を及ぼす原因となっていた。 However, if a notch is generated in the side wall of the through hole, it is difficult to form a sufficient barrier metal in the notch generating portion, and the barrier metal may be lost in the notch generating portion. As a result, Cu is diffused into the semiconductor substrate at the portion where the barrier metal is missing, which causes a serious influence on the performance and reliability of the device.

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、ダミーアクティブを有するフィールド領域を貫通する貫通電極を含み、且つサリサイド技術が適用された半導体装置において、貫通電極を構成する貫通孔の側壁におけるノッチの発生を防止することができる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a semiconductor device including a through electrode penetrating a field region having a dummy active and to which a salicide technique is applied, in a sidewall of a through hole constituting the through electrode. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing the occurrence of notches.

本発明の半導体装置は、電極パッドと、半導体基板の第１の主面に形成されたトレンチに絶縁膜を埋設した絶縁部と前記半導体基板の第１の主面の基材を残すことにより得られるダミー部とからなる素子分離領域と、を前記第１の主面に有する前記半導体基板と、前記半導体基板の第２の主面から前記半導体基板を貫通して形成されるとともに前記電極パッドに接続された貫通電極と、を有する半導体装置であって、前記ダミー部は、前記基材の表面に第１の導電層が形成される第１の領域と、第１の領域とは異なる前記基材の表面に第１の導電層が形成されない第２の領域とからなり、前記貫通電極は、前記素子分離領域に形成されるとともに、前記半導体基板の第２の主面から、外縁が前記第２の領域をよぎって前記半導体基板を貫通して形成された貫通孔と、前記貫通孔の側壁に形成された絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成された第２の導電層とを備えることを特徴としている。 The semiconductor device of the present invention is obtained by leaving an electrode pad, an insulating portion in which an insulating film is embedded in a trench formed in the first main surface of the semiconductor substrate, and a base material of the first main surface of the semiconductor substrate. The semiconductor substrate having an element isolation region formed of a dummy portion formed on the first main surface, and penetrating the semiconductor substrate from the second main surface of the semiconductor substrate, and on the electrode pad A semiconductor device having a through electrode connected thereto, wherein the dummy portion includes a first region in which a first conductive layer is formed on a surface of the base material, and the base different from the first region. A second region in which a first conductive layer is not formed on the surface of the material, the through electrode is formed in the element isolation region, and an outer edge extends from the second main surface of the semiconductor substrate. 2 through the semiconductor substrate across the region A through-hole formed, an insulating layer formed on the side wall of the through hole, and further comprising a second conductive layer formed on the surface of the insulating layer.

本発明の半導体装置によれば、少なくとも貫通電極が通過するフィールド領域には、サリサイドブロックが施され、センサ領域における能動素子上にのみ選択的にシリサイド膜を形成することとしたので、貫通電極を構成する貫通孔を形成するためのドライエッチング工程において、エッチングイオンのチャージおよびこれに起因するエッチングイオンの軌道の湾曲を回避することができるので、貫通孔の側壁にノッチが発生するのを防止することができる。従って、貫通孔の側壁に欠落部分を生じることなくバリアメタルを形成することができ、めっき膜を構成するＣｕ等の汚染物質の半導体基板中への拡散を確実に防止することができる。 According to the semiconductor device of the present invention, at least the field region through which the through electrode passes is provided with a salicide block, and the silicide film is selectively formed only on the active element in the sensor region. In the dry etching process for forming the through-holes to be formed, it is possible to avoid the etching ion charging and the curvature of the trajectory of the etching ions resulting from this, so that the notch is prevented from being generated on the side wall of the through-hole. be able to. Therefore, a barrier metal can be formed without generating a missing portion on the side wall of the through hole, and diffusion of contaminants such as Cu constituting the plating film into the semiconductor substrate can be reliably prevented.

貫通電極形成部における半導体基板の表面構造を示す平面図であるIt is a top view which shows the surface structure of the semiconductor substrate in a penetration electrode formation part 図１における２−２線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. ノッチ発生のメカニズムを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mechanism of notch generation. 本発明の実施例であるイメージセンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the image sensor which is an Example of this invention. 本発明の実施例であるイメージセンサを裏面側から眺めた平面図である。It is the top view which looked at the image sensor which is an Example of this invention from the back surface side. 貫通電極形成部における半導体基板の表面構造を示す平面図である。It is a top view which shows the surface structure of the semiconductor substrate in a penetration electrode formation part. 本発明の実施例であるイメージセンサの部分的な断面図である。It is a fragmentary sectional view of the image sensor which is an example of the present invention. 本発明の実施例であるイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor which is an Example of this invention. 本発明の実施例であるイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor which is an Example of this invention. 本発明の実施例であるイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor which is an Example of this invention. 本発明の実施例であるイメージセンサの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the image sensor which is an Example of this invention. 貫通電極形成部における半導体基板の他の表面構造を示す平面図である。It is a top view which shows the other surface structure of the semiconductor substrate in a penetration electrode formation part.

本発明の実施例について説明する前に貫通孔の側壁にノッチが発生する推定メカニズムについて図３を参照しつつ説明する。 Before describing the embodiment of the present invention, an estimation mechanism for generating a notch on the side wall of the through hole will be described with reference to FIG.

Ｗ−ＣＳＰ型半導体装置においては、通常、半導体基板１０の表面にトランジスタ等の素子を形成し、サリサイド工程を実施した後に貫通電極が形成される。貫通電極形成工程においては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により半導体基板１０の裏面（素子形成面とは反対側の面）から、エッチングが行われ、半導体基板１０に貫通孔２１が形成される。このエッチング工程において、貫通孔２１がダミーアクティブ上に形成されたシリサイド層２１０に到達すると、シリサイド層２１０にエッチングイオンのチャージが起る。すると、入射したエッチングイオンにはシリサイド層２１０のチャージ電荷によって静電気力が作用して、エッチングイオンの軌道は貫通孔２１の側壁に向かう方向に湾曲する。これにより、貫通孔２１の側壁部にエッチングイオンが衝突するため、この部分にノッチ３００が形成されるものと本発明者らは推定している。 In a W-CSP type semiconductor device, normally, an element such as a transistor is formed on the surface of the semiconductor substrate 10 and a through electrode is formed after performing a salicide process. In the through electrode forming step, etching is performed from the back surface (surface opposite to the element formation surface) of the semiconductor substrate 10 by reactive ion etching (RIE), and the through holes 21 are formed in the semiconductor substrate 10. In this etching process, when the through hole 21 reaches the silicide layer 210 formed on the dummy active, the silicide layer 210 is charged with etching ions. Then, an electrostatic force acts on the incident etching ions due to the charge of the silicide layer 210, and the trajectory of the etching ions is bent in a direction toward the side wall of the through hole 21. As a result, the etching ions collide with the side wall portion of the through hole 21, and thus the inventors presume that the notch 300 is formed in this portion.

従って、貫通孔の側壁におけるノッチの発生を防止するためには、少なくとも貫通孔の外縁がよぎる部分の近傍にはエッチングイオンの軌道を変化せしめる要因となるシリサイド層を設けないこと、すなわち、シリサイド層を選択的に形成することが必要となる。以下に示す本発明の実施例においては、サリサイド技術を適用した半導体装置において、シリサイド膜を選択的に形成するようにしたものである。以下本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。 Therefore, in order to prevent the occurrence of notches on the side wall of the through hole, at least in the vicinity of the portion where the outer edge of the through hole crosses, a silicide layer that causes a change in the trajectory of etching ions is not provided. Must be selectively formed. In the following embodiments of the present invention, a silicide film is selectively formed in a semiconductor device to which salicide technology is applied. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図４は、本発明の実施例であるイメージセンサの構成を示す断面図である。シリコン単結晶等からなる半導体基板１０は、イメージセンサの本体を構成し、その表面の中央部にはセンサ回路を構成するＣＭＯＳセンサ等を含む複数の撮像素子３０が形成されている。半導体基板１０の受光面には外部に設けられるレンズ等の光学系によって撮像対象から発せられた光が結像されるようになっている。撮像素子３０は受光した光の強度に応じた光電変換信号を検知出力信号として出力する。そして、各撮像素子の位置と検知出力信号から画像データが生成される。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of an image sensor that is an embodiment of the present invention. A semiconductor substrate 10 made of silicon single crystal or the like constitutes a main body of an image sensor, and a plurality of imaging elements 30 including a CMOS sensor and the like constituting a sensor circuit are formed at the center of the surface. Light emitted from the imaging target is imaged on the light receiving surface of the semiconductor substrate 10 by an optical system such as a lens provided outside. The image sensor 30 outputs a photoelectric conversion signal corresponding to the intensity of received light as a detection output signal. Then, image data is generated from the position of each image sensor and the detection output signal.

半導体基板１０の表面にはＳｉＯ₂等からなる層間絶縁膜１２が形成され、層間絶縁膜１２の内部には撮像素子３０に電気的に接続された多層構造を有する導体配線１４が形成されている。また、層間絶縁膜１２の内部には、導体配線１４に電気的に接続された電極パッド１３が設けられている。層間絶縁膜１２の表面には、受光した光を三原色に色分解を行うためのカラーフィルタ１５が設けられている。層間絶縁膜１２の上には接着シート１６を介してカバーガラス１７が貼り付けられている。 An interlayer insulating film 12 made of SiO ₂ or the like is formed on the surface of the semiconductor substrate 10, and a conductor wiring 14 having a multilayer structure electrically connected to the image sensor 30 is formed inside the interlayer insulating film 12. . An electrode pad 13 electrically connected to the conductor wiring 14 is provided inside the interlayer insulating film 12. A color filter 15 is provided on the surface of the interlayer insulating film 12 to separate the received light into the three primary colors. A cover glass 17 is affixed on the interlayer insulating film 12 via an adhesive sheet 16.

半導体基板１０には、その裏面から層間絶縁膜１２内部の電極パッド１３に達する貫通電極２０が設けられている。貫通電極２０は、貫通孔の形成後、貫通孔の側壁および底面に例えばＴｉ又はＴｉ/Ｎｉ等からなるバリアメタル２２とＣｕ等からなるめっきシード膜２３と、Ｃｕ等からなるめっき膜２４とを順次成膜することにより形成される。貫通電極２０を構成するこれらの導電膜は貫通孔の底面において電極パッド１３に接続されるとともに、半導体基板１０の裏面に延在している裏面配線２５に接続されている。貫通電極２０の導体膜および裏面配線２５と半導体基板１０との間の絶縁性は、貫通孔の側壁および半導体基板１０の裏面に沿って形成されたＳｉＯ₂等からなる絶縁膜１８によって確保されている。半導体基板１０の裏面には貫通電極２０の貫通孔を埋め込むようにソルダーレジスト４０が形成されている。ソルダーレジスト４０には開口部が形成され、この開口部において裏面配線２５の一部をなす裏面電極パッドが設けられている。この裏面電極パッドには半田バンプ４１が設けられ、これにより貫通電極２０および裏面配線２５を介して電極パッド１３と電気的に接続された外部接続端子が構成される。このように、本実施例のイメージセンサのパッケージは、半導体基板１０と同一サイズであるＷ−ＣＳＰとしての構成を有する。 The semiconductor substrate 10 is provided with a through electrode 20 that reaches the electrode pad 13 inside the interlayer insulating film 12 from the back surface thereof. After the through-hole is formed, the through-electrode 20 includes a barrier metal 22 made of, for example, Ti or Ti / Ni, a plating seed film 23 made of Cu, etc., and a plating film 24 made of Cu, etc. on the side wall and bottom of the through-hole. It is formed by sequentially forming a film. These conductive films constituting the through electrode 20 are connected to the electrode pad 13 at the bottom surface of the through hole, and are connected to the back surface wiring 25 extending to the back surface of the semiconductor substrate 10. The insulation between the conductor film of the through electrode 20 and the back surface wiring 25 and the semiconductor substrate 10 is ensured by the insulating film 18 made of SiO ₂ or the like formed along the side wall of the through hole and the back surface of the semiconductor substrate 10. Yes. A solder resist 40 is formed on the back surface of the semiconductor substrate 10 so as to fill the through hole of the through electrode 20. An opening is formed in the solder resist 40, and a back electrode pad that forms part of the back wiring 25 is provided in the opening. Solder bumps 41 are provided on the back electrode pad, thereby forming an external connection terminal electrically connected to the electrode pad 13 through the through electrode 20 and the back wiring 25. As described above, the image sensor package of this embodiment has a configuration as a W-CSP having the same size as the semiconductor substrate 10.

図５は、本実施例のイメージセンサを半導体基板１０の裏面側から眺めた平面図である。複数の貫通電極２０は半導体基板１０の外縁に沿って形成されている。半田バンプ４１は、半導体基板１０の裏面上に格子状に配列され、それぞれ対応する貫通電極２０と裏面配線２５を介して電気的に接続されている。半導体基板１０の中央に位置している図中破線で囲まれたセンサ領域Ａは、半導体基板上においてＣＭＯＳセンサ等の能動素子群が形成されている領域である。貫通電極２０の各々は、このセンサ領域Ａの外側のフィールド領域Ｂに形成されている。 FIG. 5 is a plan view of the image sensor of this embodiment as viewed from the back side of the semiconductor substrate 10. The plurality of through electrodes 20 are formed along the outer edge of the semiconductor substrate 10. The solder bumps 41 are arranged in a grid pattern on the back surface of the semiconductor substrate 10 and are electrically connected to the corresponding through electrodes 20 via the back surface wiring 25. A sensor region A surrounded by a broken line in the figure located at the center of the semiconductor substrate 10 is a region where an active element group such as a CMOS sensor is formed on the semiconductor substrate. Each of the through electrodes 20 is formed in a field region B outside the sensor region A.

図６は、貫通電極形成部における半導体基板１０の表面構造を示す平面図である。図中の破線は、この平面をよぎる貫通電極（貫通孔２１）の外縁を示している。略円筒形状をなす貫通電極２０を構成する貫通孔２１は、センサ領域Ａの外側のフィールド領域１００内に形成される。フィールド領域１００には、ＳｉＯ₂等からなるＳＴＩ層１１０が延在している。このＳＴＩ層１１０は比較的大きな面積を有しているため、ＳＴＩ層１１０を形成する際に行われるＣＭＰ工程においてディッシングが発生することが懸念される。このディッシングを防止するためにフィールド領域１００内にはダミーパターンが形成されている。ダミーパターンはＳＴＩ層１１０内に設けられた複数の島状のダミーアクティブ２００により構成される。ダミーアクティブ２００はＳＴＩ層１１０を構成するＳｉＯ₂膜内に部分的に半導体基板１０の基材を露出させることによって形成される。 FIG. 6 is a plan view showing the surface structure of the semiconductor substrate 10 in the through electrode forming portion. The broken line in the figure indicates the outer edge of the through electrode (through hole 21) crossing this plane. The through hole 21 constituting the through electrode 20 having a substantially cylindrical shape is formed in the field region 100 outside the sensor region A. An STI layer 110 made of SiO ₂ or the like extends in the field region 100. Since this STI layer 110 has a relatively large area, there is a concern that dishing may occur in the CMP process performed when the STI layer 110 is formed. In order to prevent this dishing, a dummy pattern is formed in the field region 100. The dummy pattern is composed of a plurality of island-like dummy actives 200 provided in the STI layer 110. The dummy active 200 is formed by partially exposing the base material of the semiconductor substrate 10 in the SiO ₂ film constituting the STI layer 110.

図７は、本実施例に係るイメージセンサの部分的な断面構造を示したものであり、図の左側はセンサ領域Ａ内に設けられたＭＯＳＦＥＴの断面、図の右側は貫通電極が形成される前のフィールド領域Ｂの断面を示したものである。センサ領域Ａ内においては、サリサイド技術の適用によりセンサ回路を構成するＭＯＳＦＥＴのゲート電極１３０およびドレイン・ソース拡散層１５０の表面にシリサイド層１９０が形成されている。一方、貫通電極形成領域内のダミーアクティブ２００上にはシリサイド層は形成されていない。すなわち、本実施例に係るイメージセンサにおいてはシリサイド層は、半導体基板の全面に亘って形成されるのではなく、センサ領域Ａ内のアクティブ領域にのみ形成される。このように、貫通電極が形成されるフィールド領域内のダミーアクティブ２００上のシリサイド層を排除することにより、貫通孔のエッチング工程において貫通孔とシリサイド層とが交差することがなくなり、エッチングイオンの軌道が曲がることはなくなるので、貫通孔の側壁にノッチが発生するのを防止することが可能となる。 FIG. 7 shows a partial cross-sectional structure of the image sensor according to this embodiment. The left side of the figure is a cross section of a MOSFET provided in the sensor region A, and the right side of the figure is a through electrode. A cross section of the previous field region B is shown. In the sensor region A, a silicide layer 190 is formed on the surfaces of the gate electrode 130 and the drain / source diffusion layer 150 of the MOSFET constituting the sensor circuit by applying the salicide technique. On the other hand, no silicide layer is formed on the dummy active 200 in the through electrode formation region. That is, in the image sensor according to the present embodiment, the silicide layer is not formed over the entire surface of the semiconductor substrate, but is formed only in the active region in the sensor region A. In this way, by eliminating the silicide layer on the dummy active 200 in the field region where the through electrode is formed, the through hole and the silicide layer do not intersect in the through hole etching process, and the trajectory of the etching ions Therefore, it is possible to prevent a notch from being generated on the side wall of the through hole.

次に、上記した如き構造を有する本実施例に係るイメージセンサの製造方法について図８および図９を参照しつつ説明する。図８（ａ）〜（ｄ）および図９（ｅ）〜（ｇ）は、本実施例に係るイメージセンサの製造工程におけるプロセスステップ毎の断面図であり、サリサイド工程までのプロセスが示されている。各図の左側はセンサ領域Ａ内のＭＯＳＦＥＴ形成部（アクティブ領域）を含む断面、右側はフィールド領域Ｂ内の貫通電極形成部を含む断面を示している。 Next, a manufacturing method of the image sensor according to the present embodiment having the structure as described above will be described with reference to FIGS. FIGS. 8A to 8D and FIGS. 9E to 9G are cross-sectional views for each process step in the manufacturing process of the image sensor according to the present embodiment, showing the process up to the salicide process. Yes. The left side of each figure shows a cross section including the MOSFET forming portion (active region) in the sensor region A, and the right side shows a cross section including the through electrode forming portion in the field region B.

はじめに、シリコン単結晶等からなる半導体基板１０にＳＴＩ層１１０を形成する。ＳＴＩ層１１０は、センサ領域Ａ内およびこれを囲むフィールド領域Ｂにそれぞれ形成される。ＳＴＩ層１１０は、センサ領域Ａにおいては、互いに隣接する能動素子間を絶縁分離する素子分離層として機能する。貫通電極形成領域においては、フィールド領域Ｂ内に島状のダミーアクティブ２００が点在するようにＳＴＩ層１１０が形成される。つまり、フィールド領域Ｂ内においては、ＳＴＩ層１１０が形成されない半導体基板１０の基材が露出した部分がダミーアクティブ２００となる。ＳＴＩ層１１０は、以下のプロセスにより形成される。まず、半導体基板１０にＳｉＯ₂膜（図示せず）を形成し、この上にＳｉ₃Ｎ₄（図示せず）を積層し、これらの膜にパターニングを施し、ＳＴＩ層形成部以外の部分をマスキングするマスクを形成する。続いて、このマスクを介して半導体基板１０にドライエッチング法によりＳＴＩ層形成部にトレンチ（図示せず）を形成する。次に、ＣＶＤ法によりこのトレンチを埋めるように半導体基板１０上にＳｉＯ₂膜を堆積させる。次に、トレンチ以外の部分のＳｉＯ₂膜をＣＭＰ法により除去し、半導体基板１０表面を平坦化させる。このとき、Ｓｉ₃Ｎ₄膜は、ＳｉＯ₂膜よりも研磨速度が遅いためストッパとして作用し、半導体基板１０の表面をダメージから保護する役割を担う。尚、センサ領域Ａとフィールド領域Ｂにそれぞれ形成されるＳＴＩ層１１０の幅および形成ピッチ等は互いに異なっていてもよい（図８（ａ））。 First, the STI layer 110 is formed on the semiconductor substrate 10 made of a silicon single crystal or the like. The STI layer 110 is formed in the sensor region A and in the field region B surrounding it. In the sensor region A, the STI layer 110 functions as an element isolation layer that insulates and isolates active elements adjacent to each other. In the through electrode formation region, the STI layer 110 is formed so that island-like dummy actives 200 are scattered in the field region B. That is, in the field region B, the portion where the base material of the semiconductor substrate 10 where the STI layer 110 is not formed becomes the dummy active 200. The STI layer 110 is formed by the following process. First, a SiO ₂ film (not shown) is formed on the semiconductor substrate 10, Si ₃ N ₄ (not shown) is stacked thereon, these films are patterned, and portions other than the STI layer forming portion are formed. A mask to be masked is formed. Subsequently, a trench (not shown) is formed in the STI layer forming portion in the semiconductor substrate 10 through this mask by dry etching. Next, a SiO ₂ film is deposited on the semiconductor substrate 10 so as to fill this trench by the CVD method. Next, the portion of the SiO ₂ film other than the trench is removed by CMP to flatten the surface of the semiconductor substrate 10. At this time, the Si ₃ N ₄ film acts as a stopper because the polishing rate is slower than that of the SiO ₂ film, and plays a role of protecting the surface of the semiconductor substrate 10 from damage. Note that the STI layers 110 formed in the sensor region A and the field region B may have different widths, formation pitches, and the like (FIG. 8A).

次に、センサ領域Ａ内においてセンサ回路を構成する能動素子としてＭＯＳＦＥＴ等を形成する。ＭＯＳＦＥＴは、既存プロセスを用いて形成することができ、ＳｉＯ₂等からなるゲート酸化膜１２０、ポリシリコンから成るゲート電極１３０、ＳｉＯ₂等からなるサイドウォール１４０を順次形成した後、半導体基板１０の表面に例えばリンをイオン注入してｎ型のドレイン・ソース拡散層１５０を形成する。尚、フィールド領域Ｂのダミーアクティブ２００上には、能動素子を形成しない（図８（ｂ））。 Next, a MOSFET or the like is formed as an active element constituting the sensor circuit in the sensor region A. MOSFET may be formed using existing processes, the gate oxide film 120 made of SiO ₂ or the like, after sequentially forming sidewalls 140 composed of the gate electrode 130, SiO ₂ or the like made of polysilicon, the semiconductor substrate 10 For example, phosphorus is ion-implanted on the surface to form an n-type drain / source diffusion layer 150. Note that no active element is formed on the dummy active 200 in the field region B (FIG. 8B).

次に、例えばＳｉＨ₄およびＯ₂を反応ガスとして用いたＣＶＤ法により、センサ領域Ａおよびフィールド領域Ｂを含む半導体基板全面にＳｉＯ₂膜（シリコン酸化膜）１６０を堆積させる（図８（ｃ））。続いて、フィールド領域Ｂ上にのみレジストマスク１７０を形成する（図８（ｄ））。次に、レジストマスク１７０を介してＣＦ4、Ａｒ、Ｏ₂の混合ガスを用いたプラズマエッチングを行い、センサ領域Ａ上に形成されたＳｉＯ₂膜１６０のみを除去し、フィールド領域Ｂ上のＳｉＯ₂膜１６０を残す（図９（ｅ））。このフィールド領域Ｂ上にのみ形成されたＳｉＯ₂膜１６０により、サリサイドブロックが構成される。サリサイドブロックとは、後のサリサイド工程においてシリサイド膜の形成を選択的に行うべく、シリサイド化しない部位に対して行われるシリサイド化防止手段をいう。 Next, an SiO ₂ film (silicon oxide film) 160 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate including the sensor region A and the field region B by, eg, CVD using SiH ₄ and O ₂ as reaction gases (FIG. 8C). ). Subsequently, a resist mask 170 is formed only on the field region B (FIG. 8D). Next, plasma etching using a mixed gas of CF 4, Ar, and O ₂ is performed through the resist mask 170 to remove only the SiO ₂ film 160 formed on the sensor region A, and SiO ₂ on the field region B. The film 160 is left (FIG. 9E). The salicide block is constituted by the SiO ₂ film 160 formed only on the field region B. The salicide block refers to a silicidation preventing means that is applied to a portion that is not silicided so as to selectively form a silicide film in a later salicide process.

貫通電極が形成されるべきフィールド領域Ｂ上にシリサイドブロックを形成した後、サリサイド工程が実施される。サリサイド工程では、まず、スパッタ法等によりセンサ領域Ａおよびフィールド領域Ｂを含む半導体基板全面にＣｏ、ＴｉＮ、Ｎｉを順次堆積させメタル層１８０を形成する（図９（ｆ））。その後、比較的低温（例えば５００℃）のアニール処理を行って、ＭＯＳＦＥＴのゲート電極１３０およびドレイン・ソース拡散層１５０のＳｉとメタル層１８０内のＣｏを反応させ、準安定なシリサイド層（ＣｏＳｉ層）を形成する。このとき、フィールド領域Ｂにおいては、ダミーアクティブ２００とメタル層１８０との間に介在するＳｉＯ₂膜１６０（サリサイドブロック）によりシリサイド化反応が促進されずダミーアクティブ２００上にはシリサイド層は形成されない。 After the silicide block is formed on the field region B where the through electrode is to be formed, a salicide process is performed. In the salicide process, first, Co, TiN, and Ni are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate including the sensor region A and the field region B by sputtering or the like to form the metal layer 180 (FIG. 9F). Thereafter, an annealing process at a relatively low temperature (for example, 500 ° C.) is performed to react Si in the MOSFET gate electrode 130 and drain / source diffusion layer 150 with Co in the metal layer 180, thereby forming a metastable silicide layer (CoSi layer). ). At this time, in the field region B, the silicidation reaction is not promoted by the SiO ₂ film 160 (salicide block) interposed between the dummy active 200 and the metal layer 180, and no silicide layer is formed on the dummy active 200.

次に、アンモニアと過酸化水素水とを混合したアンモニア過水（ＮＨ₄ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ₂）を用いたウェット処理により、半導体基板全面に堆積しているメタル層１８０に含まれるＴｉＮを除去する。続いて硫酸と過酸化水素水とを混合した硫酸過水（Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂）を用いたウェットエッチング処理によりサリサイドブロック（ＳｉＯ₂膜１６０）上およびＳＴＩ層１１０上に堆積している未反応のＣｏ膜を除去する。次に、比較的高温（例えば７００℃）で２回目のアニール処理を行って、先の工程でＭＯＳＦＥＴのゲート電極１３０およびドレイン・ソース拡散層１５０上に形成された準安定なシリサイド層（ＣｏＳｉ層）の反応を促進させて、安定なコバルトシリサイド層（ＣｏＳｉ₂層）１９０を形成する（図９（ｇ））。尚、シリサイド層を形成するためのメタル材として、Ｔｉ、Ｎｉ等を用いることとしてもよい。この場合、シリサイド化反応により形成される層は、それぞれＴｉＳｉ₂（チタンシリサイド）、ＮｉＳｉ₂（ニッケルシリサイド）となる。 Next, TiN contained in the metal layer 180 deposited on the entire surface of the semiconductor substrate is removed by wet treatment using ammonia perwater (NH ₄ OH + H ₂ O ₂ ) in which ammonia and hydrogen peroxide are mixed. Subsequently, deposition is performed on the salicide block (SiO ₂ film 160) and the STI layer 110 by wet etching using sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture (H ₂ SO ₄ + H ₂ O ₂ ) in which sulfuric acid and hydrogen peroxide are mixed. The unreacted Co film is removed. Next, a second annealing process is performed at a relatively high temperature (for example, 700 ° C.), and a metastable silicide layer (CoSi layer) formed on the gate electrode 130 and the drain / source diffusion layer 150 of the MOSFET in the previous step. ) Is promoted to form a stable cobalt silicide layer (CoSi ₂ layer) 190 (FIG. 9G). Note that Ti, Ni, or the like may be used as a metal material for forming the silicide layer. In this case, the layers formed by the silicidation reaction are TiSi ₂ (titanium silicide) and NiSi ₂ (nickel silicide), respectively.

サリサイド工程を実施した後、既存の多層配線プロセスにより層間絶縁膜１２内に導体配線１４および電極パッド１３を形成し、センサ素子上にカラーフィルタ１５を設けることによりセンサチップが完成する。このように、上記の製法によれば、フィールド領域Ｂにおいて施されるサリサイドブロックによって選択的にシリサイド層が形成されたセンサチップを製造することが可能となり、センサ領域Ａ内のＭＯＳＦＥＴにおいてシリサイド層が設けられ、素子動作の高速化が図られる一方、貫通電極が形成されるべきフィールド領域Ｂ内のダミーアクティブ２００上にはシリサイド層が設けられていない。 After performing the salicide process, the conductor wiring 14 and the electrode pad 13 are formed in the interlayer insulating film 12 by an existing multilayer wiring process, and the color filter 15 is provided on the sensor element, thereby completing the sensor chip. Thus, according to the above manufacturing method, it is possible to manufacture a sensor chip in which a silicide layer is selectively formed by the salicide block applied in the field region B, and the silicide layer is formed in the MOSFET in the sensor region A. However, a silicide layer is not provided on the dummy active 200 in the field region B in which the through electrode is to be formed.

図１０及び図１１に上記各工程を経て製造されたセンサチップのパッケージング工程を示す。まず、上記各工程を経て製造されたセンサチップを用意する。センサチップは半導体基板１０の表面に形成された複数の撮像素子３０を含むセンサ回路、層間絶縁膜１２、導体配線１４、電極パッド１３およびカラーフィルタ１５等が設けられている（図１０（ａ））。 10 and 11 show a packaging process of the sensor chip manufactured through the above-described processes. First, a sensor chip manufactured through the above steps is prepared. The sensor chip is provided with a sensor circuit including a plurality of imaging elements 30 formed on the surface of the semiconductor substrate 10, an interlayer insulating film 12, a conductor wiring 14, an electrode pad 13, a color filter 15 and the like (FIG. 10A). ).

他方、表面に保護フィルム１９を貼着させたカバーガラス１７を用意する。保護フィルム１９は、カバーガラス１７が製造工程において傷付かないように保護のために設けられるものであり、カバーガラス１７の上面を全面に亘って被覆するように貼り付ける。そして、半導体基板１０の上面に接着シート１６を介してカバーガラス１７を貼り付ける（図１０（ｂ））。次に、半導体基板１０の厚さが所定値となるように半導体基板１０の裏面を研削する（図１０（ｃ））。 On the other hand, a cover glass 17 having a protective film 19 attached to the surface is prepared. The protective film 19 is provided for protection so that the cover glass 17 is not damaged in the manufacturing process, and is attached so as to cover the entire upper surface of the cover glass 17. And the cover glass 17 is affixed on the upper surface of the semiconductor substrate 10 via the adhesive sheet 16 (FIG.10 (b)). Next, the back surface of the semiconductor substrate 10 is ground so that the thickness of the semiconductor substrate 10 becomes a predetermined value (FIG. 10C).

次に、貫通電極形成部に対応する部分に開口部を有するレジストマスク（図示せず）を半導体基板１０の裏面に形成する。その後、ドライエッチングによりレジストマスクの開口部から露出した半導体基板１０を裏面側からエッチングして層間絶縁膜１２内の電極パッド１３に達する貫通孔２１を形成する（図１０（ｄ））。貫通孔２１は、複数のアクティブダミー２００を含むフィールド領域Ｂを貫通するように形成される。上記した如き選択的なシリサイド層の形成により、アクティブダミー２００上には、シリサイド層は形成されない。従って、本エッチング工程において、エッチングイオンのチャージやこれに起因するエッチングイオンの軌道の湾曲が生じることはなく、本エッチング工程において貫通孔２１の側壁にノッチが発生することはない。 Next, a resist mask (not shown) having an opening at a portion corresponding to the through electrode forming portion is formed on the back surface of the semiconductor substrate 10. Thereafter, the semiconductor substrate 10 exposed from the opening of the resist mask is etched from the back side by dry etching to form a through hole 21 reaching the electrode pad 13 in the interlayer insulating film 12 (FIG. 10D). The through hole 21 is formed so as to penetrate the field region B including the plurality of active dummies 200. Due to the selective formation of the silicide layer as described above, no silicide layer is formed on the active dummy 200. Therefore, in this etching process, etching ions are not charged, and no etching ion trajectory is caused by this, and no notch is generated in the side wall of the through hole 21 in this etching process.

次に、ＣＶＤ法により、貫通孔２１の内壁と半導体基板１０の裏面を覆うようにＳｉＯ₂等からなる絶縁膜１８を堆積させる。その後、貫通孔２１の底面に堆積している絶縁膜１８をエッチングして、貫通孔２１の底面において電極パッド１３を露出させる（図１１（ｅ））。 Next, an insulating film 18 made of SiO ₂ or the like is deposited so as to cover the inner wall of the through hole 21 and the back surface of the semiconductor substrate 10 by CVD. Thereafter, the insulating film 18 deposited on the bottom surface of the through hole 21 is etched to expose the electrode pad 13 on the bottom surface of the through hole 21 (FIG. 11E).

次に、スパッタ法によりＴｉ又はＴｉ/Ｎｉ等からなるバリアメタル２２およびＣｕからなるめっきシード膜２３を貫通孔２１の側壁および底面と、半導体基板１０の裏面上に順次形成する。このとき、貫通孔２１の側壁にはノッチが発生していないため、欠落部分を生じることなくバリアメタルを成膜することができる。続いて、めっきシード膜２３に電極を取り付けて電解めっき法により貫通孔２１の内壁にＣｕからなるめっき膜２４を成長させることにより貫通電極２０を形成するとともに、半導体基板１０の裏面に裏面配線２５を形成する。その後、裏面配線２５に対しては、感光性のドライフィルム等を用いてレジストを形成した後、このレジストを介してエッチングすることにより所望の裏面配線パターンを形成する。貫通電極２０は貫通孔２１の底面において電極パッド１３に電気的に接続される。裏面配線２５は貫通電極２０を介して電極パッド１３に電気的に接続される（図１１（ｆ））。 Next, a barrier metal 22 made of Ti or Ti / Ni and a plating seed film 23 made of Cu are sequentially formed on the side wall and bottom surface of the through hole 21 and the back surface of the semiconductor substrate 10 by sputtering. At this time, since the notch is not generated on the side wall of the through hole 21, the barrier metal can be formed without generating a missing portion. Subsequently, an electrode is attached to the plating seed film 23 and a plated film 24 made of Cu is grown on the inner wall of the through hole 21 by electrolytic plating to form the through electrode 20 and the back surface wiring 25 on the back surface of the semiconductor substrate 10. Form. Thereafter, a resist is formed on the back surface wiring 25 using a photosensitive dry film or the like, and then a desired back surface wiring pattern is formed by etching through the resist. The through electrode 20 is electrically connected to the electrode pad 13 at the bottom surface of the through hole 21. The back surface wiring 25 is electrically connected to the electrode pad 13 through the through electrode 20 (FIG. 11F).

次に、裏面配線２５が形成された半導体基板１０の裏面全体を覆うように光硬化性エポキシ樹脂からなる絶縁膜としてのソルダーレジスト４０を塗布し、乾燥後、所定のフォトマスクを介して露光部分を光硬化させる。貫通孔２１の内部はソルダーレジスト４０で満たされる。その後、ソルダーレジスト４０の未露光部分を選択的に除去することにより、半田バンプ形成位置に開口部を形成する。次に、電界めっき法等により、ソルダーレジスト４０の開口部から露出している裏面配線２５のパッド部に半田バンプ４１を形成する（図１１（ｇ））。 Next, a solder resist 40 as an insulating film made of a photocurable epoxy resin is applied so as to cover the entire back surface of the semiconductor substrate 10 on which the back surface wiring 25 is formed, and after drying, an exposed portion is passed through a predetermined photomask. Is photocured. The inside of the through hole 21 is filled with the solder resist 40. Thereafter, an unexposed portion of the solder resist 40 is selectively removed to form an opening at a solder bump formation position. Next, solder bumps 41 are formed on the pad portions of the backside wiring 25 exposed from the openings of the solder resist 40 by electroplating or the like (FIG. 11G).

次に、カバーガラス１７に貼り付けられた保護フィルム１９を剥がし、カバーガラス側をウエハテープに貼り付けて、ダイシングすることによりイメージセンサをチップ状に個片化する。以上の各工程を経てイメージセンサパッケージが完成する。 Next, the protective film 19 affixed to the cover glass 17 is peeled off, the cover glass side is affixed to a wafer tape, and the image sensor is separated into chips by dicing. The image sensor package is completed through the above steps.

以上の説明から明らかなように、本発明の半導体装置によれば、サリサイド工程とアクティブダミーが設けられたフィールド領域を貫通する貫通電極を形成する工程とを含む製造方法により製造される半導体装置において、貫通電極を構成する貫通孔形成時に、貫通孔の側壁にノッチが発生するのを防止することができる。従って、貫通孔の側壁に欠落部分を生じることなくバリアメタルを形成することができ、めっき膜を構成するＣｕ等の汚染物質の半導体基板中への拡散を確実に防止することができる。 As is apparent from the above description, according to the semiconductor device of the present invention, in the semiconductor device manufactured by the manufacturing method including the salicide process and the process of forming the through electrode that penetrates the field region provided with the active dummy. When the through hole constituting the through electrode is formed, it is possible to prevent a notch from being generated on the side wall of the through hole. Therefore, a barrier metal can be formed without generating a missing portion on the side wall of the through hole, and diffusion of contaminants such as Cu constituting the plating film into the semiconductor substrate can be reliably prevented.

尚、上記した実施例では、半導体基板をセンサ素子形成領域Ａとフィールド領域Ｂとに分割し、フィールド領域Ｂ内に形成される全てのアクティブダミーについてサリサイドブロックを行ってシリサイド層を形成しないようにしたが、少なくとも貫通電極が半導体基板中をよぎる経路上にシリサイド層が形成されないようにサリサイドブロックを行えばノッチの発生を防止することが可能である。例えば、図１２に示すように、貫通孔２１全体が、１つのダミーアクティブ２０１と交差するようなダミーパターンの場合には、少なくとも、貫通孔２１の外縁に沿った図中斜線部で示す領域２０１ａにおいてのみシリサイド層が形成されないようにサリサイドブロックを行えばよい。 In the embodiment described above, the semiconductor substrate is divided into the sensor element formation region A and the field region B, and salicide blocks are performed on all active dummies formed in the field region B so as not to form a silicide layer. However, it is possible to prevent the occurrence of notches by performing salicide block so that at least the through electrode passes through the semiconductor substrate and no silicide layer is formed. For example, as shown in FIG. 12, when the entire through hole 21 has a dummy pattern that intersects one dummy active 201, at least a region 201 a indicated by a hatched portion in the drawing along the outer edge of the through hole 21. The salicide block may be performed so that the silicide layer is not formed only in step.

１０半導体基板
１１ＳＴＩ層
１２絶縁膜
１３電極パッド
１８絶縁膜
２０貫通電極
２１貫通孔
２２バリアメタル
２３めっきシード膜
２４めっき膜
２５裏面配線
３０能動素子
１００フィールド領域
１３０ゲート電極
１５０ドレイン・ソース拡散層
１９０シリサイド層
２００ダミーアクティブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor substrate 11 STI layer 12 Insulating film 13 Electrode pad 18 Insulating film 20 Through electrode 21 Through hole 22 Barrier metal 23 Plating seed film 24 Plating film 25 Back surface wiring 30 Active element 100 Field region 130 Gate electrode 150 Drain / source diffusion layer 190 Silicide layer 200 Dummy active

Claims

An element comprising an electrode pad, an insulating portion in which an insulating film is embedded in a trench formed in the first main surface of the semiconductor substrate, and a dummy portion obtained by leaving the base material of the first main surface of the semiconductor substrate An isolation region; the semiconductor substrate having the first main surface; a through electrode formed through the semiconductor substrate from the second main surface of the semiconductor substrate and connected to the electrode pad; A semiconductor device comprising:
The dummy portion includes a first region in which the first conductive layer is formed on the surface of the base material, and a second region in which the first conductive layer is not formed on the surface of the base material different from the first region. Consisting of areas,
The through-electrode is formed in the element isolation region, and a through-hole formed from the second main surface of the semiconductor substrate with an outer edge passing through the semiconductor substrate across the second region; A semiconductor device comprising: an insulating layer formed on a side wall of the through hole; and a second conductive layer formed on a surface of the insulating layer.

The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive layer is a silicide layer.

The semiconductor device according to claim 1, wherein the through hole is formed by reactive ion etching.

A semiconductor substrate having a first region on the first main surface, the first main surface of the semiconductor substrate being in contact with an insulating layer via a first conductive layer formed on the first main surface of the semiconductor substrate; ,
The insulating layer covering the first main surface of the semiconductor substrate and the first conductive layer;
A through hole that exposes an electrode pad formed on the insulating layer from the second main surface of the semiconductor substrate, with an outer edge passing through the semiconductor substrate and the insulating layer without passing through the first region; , equipped with a,
An element isolation region comprising an insulating portion in which an insulating film is embedded in a trench formed in the first main surface of the semiconductor substrate and a dummy portion obtained by leaving the first main surface of the semiconductor substrate;
The dummy portion is a second region where the first main surface of the semiconductor substrate and the insulating layer are in contact with each other without the first region and the first conductive layer different from the first region. And a semiconductor device comprising:

The through-hole exposes an electrode pad formed on the insulating layer from the second main surface of the semiconductor substrate, with an outer edge passing through the semiconductor substrate and the insulating layer across the second region. the semiconductor device according to claim 4, characterized in that.

6. The semiconductor device according to claim 4 , further comprising: a second insulating layer formed on a side wall of the through hole; and a second conductive layer formed on a surface of the second insulating layer. .