CN103728830A - 光阻墙结构模块化成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对具有规则阵列结构的光阻墙结构提出一种模块化成型方法，将光阻墙结构版图分割为若干个相同的单元结构，首先制作单元结构，每个单元结构上都具有光阻墙的凸台和凹槽，多个单元结构拼接在一起可以获得整体的光阻墙结构图形。最后将拼接整体进行裁切得到所需形状的光阻墙结构。本发明的优点是：1.使用注塑成型方法可提高光阻墙结构的生产效率。2.将复杂的腔体结构剖分为若干相同的单元结构，通过将单元结构进行对准拼贴，可灵活快速的生产复杂结构的腔体结构，降低一体成型的加工成本。

Description

光阻墙结构模块化成型方法

技术领域

本发明涉及一种光阻墙结构模块化成型方法，属于半导体制造技术领域。

背景技术

目前应用于图像传感器中的光阻墙光罩的制作方法是通过在玻璃圆片旋涂光刻胶，通过曝光显影在光刻胶上形成规则排列的光阻墙结构，如图1所示。使用光刻胶制作光阻墙结构的主要问题是光刻胶材料本身刚度小、热膨胀系数大、吸水性强，在后续烘烤工艺和可靠性测试中常会发生光阻墙分层或从玻璃上脱落的现象，严重影响产品质量和使用寿命。同时在曝光显影后的残留物也易导致传感器的可靠性问题。随着图像传感器的应用越来越广泛，人们对高像素产品的需求也越来越高，因此高像素的图像传感器的更大的感光区面积的需求对光阻墙结构提出更高的挑战，如何改善并提高光阻墙结构的强度及可靠性是图像传感器制作必须考虑的重点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，针对具有规则阵列结构的光阻墙结构提供一种模块化成型方法，不需要光刻工序，是一种低成本的成型方法。

按照本发明提供的技术方案，所述的光阻墙结构模块化成型方法包括以下步骤：

（1）使用注塑技术成型光阻墙的单元结构，在单元结构四个角设置十字对准标记；所述单元结构为一块方形平板，平板的正面具有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台为网格状，每个网格内具有一个第二凸台，在第一凸台和第二凸台之间由凹槽分隔；

（2）将所述平板正面滚胶并与第一基板上的对准标记对准压合在第一基板上，拼贴为整体结构；

（3）对拼贴后的整体结构进行裁切，获得与所需光阻墙结构图形一致的拼贴结构；

（4）将步骤（3）得到的拼贴结构表面进行碾磨处理，使得第一凸台和第二凸台底部分离；除去第二凸台，保留第一凸台形成光阻墙结构；所述第一凸台表面平整度小于5微米。

进一步的，所述十字对准标记的宽度小于10微米，拼贴时的对准精度小于20微米。

成型的平板结构有两种情况，第一种是：所述第一凸台的高度大于第二凸台，高度差大于20微米；在步骤（4）中第一凸台和第二凸台底部分离后，去除残留在第一基板上的第二凸台，并清洗去除第一凸台上的残留物，形成光阻墙结构。所述第一基板采用透光率95%以上的透明基板。

第二种是：所述第一凸台与第二凸台具有相同高度，在步骤（4）中第一凸台和第二凸台底部分离后，用紫外光照射去除第一基板上的粘性；再采用一个转移基板，所述转移基板正面具有与第一凸台一致的网格状凸台，将转移基板的凸台与第一凸台对准，进行滚胶、压合；然后将第一凸台从第一基板上分离出来，并在第一凸台背面滚胶，将滚上胶的第一凸台背面与第二基板压合，并进行固化工艺，使得第一凸台与第二基板形成永久键合；最后通过解键合工艺解除第一凸台与转移基板间的临时键合，形成光阻墙结构。此种情况下，所述第一基板选用涂覆UV胶基板，所述第二基板选用透光率95%以上的透明基板。

所述平板可以采用环氧树脂、聚四氟乙烯、酚醛树脂、苯并恶嗪树脂、氰酸树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚苯醚、聚醚醚酮等封装树脂或其改性材料。

本发明的优点是：

1.使用注塑成型方法可提高光阻墙结构的生产效率。

2.将复杂的腔体结构剖分为若干相同的单元结构，通过将单元结构进行对准拼贴，可灵活快速的生产复杂结构的腔体结构，降低一体成型的加工成本。

附图说明

图1是光阻墙结构示意图。

图2是光阻墙的单元结构示意图。

图3是光阻墙的单元结构的剖面图。

图4是将多个单元结构拼贴为整体结构的示意图。

图5是将整体结构进行裁切的示意图。

图6是本发明在基板上拼贴单元结构的剖面图。

图7是成型单元结构的一种形式。

图8是成型单元结构的另一种形式。

图9是对第一种单元结构的碾磨步骤。

图10是对第二种单元结构的碾磨步骤。

图11是对第二种单元结构形成的光阻墙用转移基板进行转移的示意图。

图12是对第二种单元结构形成的光阻墙用转移基板转移到第二基板的示意图。

图13是去除转移基板后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明针对如图1所示的具有规则阵列结构的光阻墙结构，其原理是：将该结构分割为一定数量的相同单元结构1，如图2，3所示，首先制作若干方形的单元结构1，每个单元结构1上都具有光阻墙的凸台2和凹槽3，多个单元结构1拼接在一起可以获得整体的光阻墙结构图形，如图4所示。最后将拼接整体进行裁切得到一个如图5形状的光阻墙结构（比如圆形）。

本发明的具体实施步骤如下：

（1）将规则排列的光阻墙结构版图分割为若干个相同的单元结构，所得的单元结构小于整体的光阻墙结构。由于不能直接成型光阻墙结构，会在单元结构中设计两种凸台结构。版图划分时单元结构必须保证适当数量，过多单元结构会导致拼贴误差过大，过少的单元结构会导致单个单元结构尺寸过大，导致模具加工成本过大。分割界面即相邻单元结构间的间隙应保证在50微米至100微米之间。在单元结构四个角应设置十字对准标记（宽度小于10微米），方便拼贴时定位和对准。

（2）使用注塑技术成型单元结构，相较于一次成型的优点是有利于控制注塑后光阻墙产品的翘曲度，难点在于拼贴对准。因此在成型完单元结构后，需根据第一基板上及单元结构上的对准标记分别将滚胶后的单元结构具有凸台的一面压合在第一基板上，对准精度小于20微米。由于单元结构间的间隙远大于对准精度，就可以保证多个单元结构对准粘贴时不会出现错位叠层的现象。

成型的单元结构具有两种形式：

a、成型一块平板，平板的正面具有第一凸台2-1和第二凸台2-2，所述第一凸台2-1为网格状，每个网格内具有一个第二凸台2-2，在第一凸台2-1和第二凸台2-2之间由凹槽分隔，所述第一凸台2-1的高度大于第二凸台2-2，高度差大于20微米，如图7所示。

b、成型一块平板，平板的正面具有第一凸台2-1和第二凸台2-2，所述第一凸台2-1为网格状，每个网格内具有一个第二凸台2-2，在第一凸台2-1和第二凸台2-2之间由凹槽分隔，所述第一凸台2-1与第二凸台2-2具有相同高度，如图8所示。

所述平板可以采用环氧树脂、聚四氟乙烯、酚醛树脂、苯并恶嗪树脂、氰酸树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚苯醚、聚醚醚酮等封装树脂及其改性材料。以玻璃纤维增强的环氧树脂为例，固化后可承受的最高温度超过260摄氏度，超过了图像传感器回流焊温度260摄氏度及热循环测试的最高温度125摄氏度，而普通的光刻胶玻璃态转变温度在120摄氏度左右。在热膨胀系数方面，以玻璃纤维增加的环氧树脂为例，室温下热膨胀系数小于30ppm/k，而室温下光刻胶热膨胀系数超过50ppm/k，选用该材料可降低热膨胀不匹配的程度及耐高温性能，因此选用这些材料可大大提高光阻墙结构的可靠性。

（3）将所述平板正面滚胶并与第一基板上的对准标记对准压合在第一基板4上，根据拼贴设计完成单元结构拼贴，如图6所示，对准精度应小于20微米。

（4）使用激光或线切割等方法将完成拼贴后的结构进行切割处理，获得与光阻墙结构图形一致的结构。

（5）将处理后的拼贴结构进行碾磨处理，碾磨表面平整度小于5个微米。

a、对步骤（2）a情况成型的平板结构，对平板背面进行碾磨，直至第一凸台2-1和第二凸台2-2底部分离，如图9所示。去除残留在第一基板4上的第二凸台2-2，并清洗去除第一凸台2-1上的残留物，形成光阻墙结构。所述第一凸台2-1表面平整度小于5微米，本方法中第一基板选用透光率95%以上的透明基板。

b、对于步骤（2）b情况成型的平板结构，对平板背面进行碾磨减薄，直至第一凸台2-1和第二凸台2-2底部分离，如图10所示。并用紫外光照射去除第一基板4上的粘性。再采用一个如图11所示的转移基板5，该转移基板5正面具有与所述第一凸台2-1一致的网格状凸台，将转移基板5的凸台与第一凸台2-1对准，进行滚胶、压合；然后将第一凸台2-1从第一基板4上分离出来，并在第一凸台2-1背面滚胶，将滚上胶的第一凸台2-1背面与第二基板6压合，如图12，并进行固化工艺，使得第一凸台2-1与第二基板6形成永久键合；通过解键合工艺解除第一凸台2-1与转移基板5间的临时键合，形成光阻墙结构如图13。其中，第一凸台2-1表面平整度小于5微米，第一基板4选用涂覆UV胶的基板。第二基板6选用透光率95%以上的透明基板。

（6）最后将步骤（5）得到的光阻墙结构与具有走线的集成电路基板键合，使得集成电路基板和光阻墙结构所在的承载基板之间由第一凸台2-1密封形成了多个腔体。即使得光阻墙和集成电路芯片连接，完成了集成电路基板与光阻墙结构的封装。

本发明中光阻墙结构是单独成型，注塑使用的材料具有高刚度、低CTE和低吸湿性等性能，提高光阻墙光罩结构强度，有效减少分层和脱离等可靠性问题。同时高强度的材料可制成更大内腔面积的光阻墙结构，使得光阻墙能保护更大面积的感光区，可用于更高像素的图像传感器产品的封装，提高产品的经济效益。

Claims (7)

1.光阻墙结构模块化成型方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）使用注塑技术成型光阻墙的单元结构，在单元结构四个角设置十字对准标记；所述单元结构为一块方形平板，平板的正面具有第一凸台和第二凸台，所述第一凸台为网格状，每个网格内具有一个第二凸台，在第一凸台和第二凸台之间由凹槽分隔；

（2）将所述平板正面滚胶并与第一基板上的对准标记对准压合在第一基板上，拼贴为整体结构；

（3）对拼贴后的整体结构进行裁切，获得与所需光阻墙结构图形一致的拼贴结构；

（4）将步骤（3）得到的拼贴结构表面进行碾磨处理，使得第一凸台和第二凸台底部分离；除去第二凸台，保留第一凸台形成光阻墙结构；所述第一凸台表面平整度小于5微米。

2.如权利要求1所述光阻墙结构模块化成型方法，其特征是，所述十字对准标记的宽度小于10微米，拼贴时的对准精度小于20微米。

3.如权利要求1所述光阻墙结构模块化成型方法，其特征是，所述第一凸台的高度大于第二凸台，高度差大于20微米；在步骤（4）中第一凸台和第二凸台底部分离后，去除残留在第一基板上的第二凸台，并清洗去除第一凸台上的残留物，形成光阻墙结构。

4.如权利要求1所述光阻墙结构模块化成型方法，其特征是，所述第一凸台与第二凸台具有相同高度，在步骤（4）中第一凸台和第二凸台底部分离后，用紫外光照射去除第一基板上的粘性；再采用一个转移基板，所述转移基板正面具有与第一凸台一致的网格状凸台，将转移基板的凸台与第一凸台对准，进行滚胶、压合；然后将第一凸台从第一基板上分离出来，并在第一凸台背面滚胶，将滚上胶的第一凸台背面与第二基板压合，并进行固化工艺，使得第一凸台与第二基板形成永久键合；最后通过解键合工艺解除第一凸台与转移基板间的临时键合，形成光阻墙结构。

5.如权利要求1所述光阻墙结构模块化成型方法，其特征是，所述平板采用包括环氧树脂、聚四氟乙烯、酚醛树脂、苯并恶嗪树脂、氰酸树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚苯醚、聚醚醚酮在内的封装树脂或其改性材料。

6.如权利要求3所述光阻墙结构模块化成型方法，其特征是，所述第一基板采用透光率95%以上的透明基板。

7.如权利要求4所述光阻墙结构模块化成型方法，其特征是，所述第一基板选用涂覆UV胶的基板，所述第二基板选用透光率95%以上的透明基板。

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