CN102736434A - 一种封装图案的形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种封装图案形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上旋涂光刻胶的有机溶液，烘干，得到光刻胶膜；预设曝光形状，对所述光刻胶膜进行紫外曝光，得到多个预制体；将所述多个预制体进行烘烤处理；将上述得到的产物进行紫外曝光，烘烤处理和等离子体处理。与现有技术相比，本发明通过对预制体进行烘烤处理，使光刻胶中水分挥发，降低了光刻胶的黏度，使光刻胶分子间及光刻胶分子与衬底间作用力增强，形成的封装图案附着力较大，从而使封装图案与衬底之间紧密接触，避免了封装图案与基板间缝隙的产生，从而避免了后续过程中制备的凸点发生互联。实验结果表明，本发明形成的封装图案的附着力为6.54g/mil²。

Description

一种封装图案的形成方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种封装图案的形成方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性的方向发展。集成电路封装即在超大规模集成电路的输入端和输出端的引脚上长凸点，其不仅直接影响着集成电路、电子模板乃至整机的性能，而且制约整个电子系统的小型化、低成本和可靠性，包括：溅镀金属工艺、光刻工艺、凸点工艺、蚀刻工艺和检验工艺等。

光刻工艺在半导体集成电路制造工艺中有着举足轻重的地位。在进行离子注入或刻蚀之前，需要通过光刻工艺形成光刻图形，以预先定义出待刻蚀或离子注入的区域。现有技术中常用的光刻工艺为：在衬底上涂布一层光刻胶，然后紫外线曝光、显影，以预先定义出待刻蚀或离子注入的区域；最后进行二次紫外线曝光处理、烘箱烘烤和等离子体处理，形成光阻图案。

现有技术中，申请号为01145768.6的中国专利文献报道了一种衬底处理装置和处理方法，该处理方法包括以下步骤：在被处理的衬底上形成光刻胶膜；在腔室内加热形成有上述光刻胶膜的被处理衬底，由隔壁部件将上述腔室分割成第一和第二空间，并将上述被处理衬底置于上述第一空间内，上述隔壁部件具有连通上述第一和第二空间的多个孔；在上述加热步骤期间，通过上述隔壁部件上的多个孔，使由上述被处理衬底产生的蒸发物流入上述第二空间内，随着气流从上述第二空间排出；向上述光刻胶膜照射能量射线，形成具有潜象图形的曝光区；以及将上述光刻胶膜置于显影液中，选择性地除去上述光刻胶膜的一部分，在上述被处理衬底上形成所需要的图形，得到封装图案。

但是，上述方法得到的封装图案黏性较大，封装图案下层分子与基板分子附着力较小，且封装图案与基板间存在缝隙，如图1所示，易导致后续过程中制备的凸点发生互联。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种封装图案的形成方法，该方法形成的封装图案附着力较大，避免了封装图案与基板间缝隙的产生。

本发明提供一种封装图案的形成方法，包括：

a)提供衬底；

b)在所述衬底上旋涂光刻胶的有机溶液，烘干，得到光刻胶膜；

c)预设曝光形状，对所述光刻胶膜进行紫外曝光，得到多个预制体；

d)将步骤c)得到的多个预制体进行烘烤处理；

e)将步骤d)得到的产物进行紫外曝光、烘烤处理和等离子处理。

优选的，所述步骤b)具体为：

在所述衬底上以5～45r/s的速度旋涂光刻胶的有机溶液，在90～150℃下烘烤2～8分钟，得到光刻胶膜。

优选的，所述步骤c)中曝光时间为40～120秒，曝光能量为270～450mj/cm²。

优选的，所述步骤d)中烘烤温度为50～200℃。

优选的，所述步骤d)中烘烤温度为150～190℃。

优选的，所述步骤d)中烘烤时间为60～600秒。

优选的，所述步骤d)中烘烤时间为120～360秒。

优选的，所述步骤e)中紫外曝光能量为600～900mj/cm²。

优选的，所述步骤e)中烘烤处理具体为：

将紫外曝光得到的产物在120～150℃下烘烤20～30分钟。

优选的，所述步骤e)中等离子体处理具体为：

利用氧气的等离子体对所述烘烤处理后的产物轰击0.5～2分钟。

本发明提供了一种封装图案形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底上旋涂光刻胶的有机溶液，烘干，得到光刻胶膜；预设曝光形状，对所述光刻胶膜进行紫外曝光，得到多个预制体；将所述多个预制体进行烘烤处理；将上述得到的产物进行紫外曝光，烘烤处理和等离子体处理。与现有技术相比，本发明通过对预制体进行烘烤处理，使光刻胶中水分挥发，降低了光刻胶的黏度，使光刻胶分子间及光刻胶分子与衬底间作用力增强，形成的封装图案附着力较大，从而使封装图案与衬底之间紧密接触，避免了封装图案与基板间缝隙的产生，从而避免了后续过程中制备的凸点发生互联。实验结果表明，本发明形成的封装图案的附着力为6.54g/mil²。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术形成的封装图案示意图；

图2为本发明形成的封装图案示意图；

图3为本发明实施例1～4中形成的封装图案的附着力检测结果柱状图；

图4为本发明实施例2、5、6、7形成的封装图案的附着力检测结果柱状图；

图5为本发明实施例2和比较例形成的封装图案的附着力检测结果柱状图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种封装图案形成方法，包括：

a)提供衬底；

b)在所述衬底上旋涂光刻胶的有机溶液，烘干，得到光刻胶膜；

c)预设曝光形状，对所述光刻胶膜进行紫外曝光，得到多个预制体；

d)将步骤c)得到的多个预制体进行烘烤处理；

e)将步骤d)得到的产物进行紫外曝光、烘烤处理和等离子处理。

本发明中对上述衬底的制备方法并无特别限制，优选为Si构成的复合衬底，所述基片的厚度优选为100～1000um，更优选为200～800um，最优选为725um。

所述步骤b)具体为：在所述衬底上以5～45r/s的速度旋涂光刻胶的有机溶液，在90～150℃下烘烤2～8分钟，得到光刻胶膜。所述旋涂速度优选为25～45r/s，更优选为35r/s。上述烘烤温度优选为90～120℃，更优选为105℃。上述烘烤时间优选为2.5～6分钟，更优选为3～4分钟。所述光刻胶的有机溶液的丙烯类树脂浓度优选为20％～30％，多功能丙烯酸盐(或脂)浓度优选为10％～20％，光敏剂含量5％～15％。步骤b)中得到的光刻胶膜的厚度优选为8～35μm，更优选为15～30μm，最优选为18～27μm。

本发明步骤c)中对所述光刻胶膜进行紫外曝光，具体为：利用紫外光对所述光刻胶膜曝光，显影，水洗，旋干。其中，曝光时间优选为40～120秒，更优选为50～110秒，最优选为60～100秒；曝光能量优选为280～350mj/cm²，更优选为290～330mj/cm²，更优选为300mj/cm²；显影温度优选为20～25℃，更优选为21～24℃，最优选为22～23℃；显影时间优选为60～140秒，更优选为80～100秒，最优选为90秒。所述步骤c)优选具体为：预设曝光形状为矩形，利用紫外线曝光系统，将步骤b)得到的产物在紫外线照射下，以300mj/cm²的曝光剂量、22～45um的最小步距曝光，显影温度为20～25℃，显影0.5～2分钟，得到多个预制体。

按照本发明，得到多个预制体后，将多个预制体进行烘烤处理。所述步骤d)中，所述烘烤温度优选为50～200℃，更优选为120～190℃，最优选为150～190℃；步骤d)中烘烤时间优选为60～600秒，更优选为120～360秒，最优选为120～260秒。本发明步骤d)中烘烤的时间可以得到去除光刻胶与衬底之间缝隙即可。与现有技术相比，如图2所示，本发明通过对预制体烘烤，使光刻胶中水分挥发，降低了光刻胶的黏度，使光刻胶分子间及光刻胶分子与衬底间作用力增强，形成的封装图案附着力较大，从而使封装图案与衬底之间紧密接触，避免了封装图案与基板间缝隙的产生，从而避免了后续过程中制备的凸点发生互联。

本发明步骤e)中，所述紫外曝光能量优选为600～900mj/cm²，更优选为650～750mj/cm²，最优选为660mj/cm²。本发明通过对烘烤处理后的光刻胶再次进行紫外曝光，使烘烤得到的光刻胶形状固定，从而有利于后续凸点的制备。步骤e)中烘烤处理具体为：将紫外曝光得到的产物在120～150℃下烘烤20～30分钟，优选的，烘烤温度优选为120～140℃，更优选为140℃；烘烤时间优选为22～28分钟，更优选为24～26分钟，最优选为25分钟。所述步骤e中等离子体处理具体为：利用氧气的等离子体对所述烘烤处理后的产物进行轰击，轰击时间为0.5～2分钟，优选为1分钟。

为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1

a)将Si衬底基片通过去离子水清洗2分钟，氮气吹干，烘箱干躁。

b)在所述衬底上以35r/s的速度旋涂JSR公司的THB121N的光阻(光敏剂含量5％-15％)，在105℃热台烘胶200秒，得到厚度为20微米的光刻胶膜；

c)将所述光刻胶膜在曝光能量为300mj/cm²的紫外光下曝光90秒，在23℃下显影90秒，水洗，旋干，曝光得到多个长方体形状的预制体；

d)将步骤c)得到的多个预制体在150℃下烘烤，烘烤时间为110秒；

e)将步骤d)得到的产物在曝光能量为660mj/cm²的紫外光下曝光60秒，然后在140℃下烘烤25分钟，利用氧气的等离子体对所述烘烤处理后的产物轰击1分钟。

实施例2

步骤d)中烘烤时间为160秒，其余与实施例1相同。

实施例3

步骤d)中烘烤时间为210秒，其余与实施例1相同。

实施例4

步骤d)中烘烤时间为260秒，其余与实施例1相同。

本发明通过测量推刀将光刻胶推倒所用力的大小来表征附着力的大小，分别对实施例1～4中形成的封装图案的附着力进行检测，检测结果如图4所示。从图中可以看出，随着烘烤时间的增加，封装图案的附着力增强。

实施例5

步骤d)中烘烤温度为70℃，其余与实施例2相同。

实施例6

步骤d)中烘烤温度为110℃，其余与实施例2相同。

实施例7

步骤d)中烘烤温度为190℃，其余与实施例2相同。

如图5所示，为实施例2、实施例5、实施例6和实施例7形成的封装图案的附着力的检测结果。从图中可以看出，随着烘烤温度的增加，附着力增强。

比较例

a)将Si衬底基片通过去离子水清洗2分钟，氮气吹干；烘箱干躁。

b)在所述衬底上以35r/s的速度旋涂JSR公司的THB121N的光阻(光敏剂含量5％-15％)，在105℃热台烘胶200秒，得到厚度为20微米的光刻胶膜；

c)将所述光刻胶膜在曝光能量为300mj/cm²的紫外光下曝光90秒，在23℃下显影90秒，水洗，旋干，曝光得到多个长方体形状的预制体；

d)将步骤c)得到的预制体在曝光能量为660mj/cm²的紫外光下曝光60秒，然后在140℃下烘烤25分钟，利用氧气的等离子体对所述烘烤处理后的产物轰击1分钟。

对比较例形成的封装图案进行附着力检测，结果如图3所示。从图中可以看出，与现有技术相比，本发明形成的封装图案的附着力有明显增强。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种封装图案的形成方法，包括：

a)提供衬底；

b)在所述衬底上旋涂光刻胶的有机溶液，烘干，得到光刻胶膜；

c)预设曝光形状，对所述光刻胶膜进行紫外曝光，得到多个预制体；

d)将步骤c)得到的多个预制体进行烘烤处理；

e)将步骤d)得到的产物进行紫外曝光、烘烤处理和等离子处理。

2.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步骤b)具体为：

在所述衬底上以5～45r/s的速度旋涂光刻胶的有机溶液，在90～150℃下烘烤2～8分钟，得到光刻胶膜。

3.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步骤c)中曝光时间为40～120秒，曝光能量为270～450mj/cm²。

4.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步骤d)中烘烤温度为50～200℃。

5.根据权利要求4所述的形成方法，其特征在于，所述步骤d)中烘烤温度为150～190℃。

6.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步骤d)中烘烤时间为60～600秒。

7.根据权利要求6所述的形成方法，其特征在于，所述步骤d)中烘烤时间为120～360秒。

8.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步骤e)中紫外曝光能量为600～900mj/cm²。

9.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步骤e)中烘烤处理具体为：

将紫外曝光得到的产物在120～150℃下烘烤20～30分钟。

10.根据权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述步骤e)中等离子体处理具体为：

利用氧气的等离子体对所述烘烤处理后的产物轰击0.5～2分钟。

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