CN103728831A

CN103728831A - 一种使用硅模具的光阻墙成型方法

Info

Publication number: CN103728831A
Application number: CN201310666846.4A
Authority: CN
Inventors: 徐成; 于大全; 李昭强
Original assignee: National Center for Advanced Packaging Co Ltd
Current assignee: National Center for Advanced Packaging Co Ltd
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明提供了一种使用硅模具的光阻墙成型方法，其首先制作正面具有凸台阵列的硅模具，凸台之间的网格状凹槽形成模具型腔；将硅模具正面用模压的方法压在带热塑性材料的第一基板上；或者采用压注的方法将硅模具正面和第一基板之间填满热塑性材料；待热塑性材料填满模具型腔后，将硅模具与第一基板分模，在第一基板上形成光阻墙结构，再将第一基板进行清洗，去除第一基板和光阻墙结构上的残留物。所述硅模具可使用湿法刻蚀、干法刻蚀、激光切割或线切割的方法制作。其优点是：使用硅做模具可以大大降低模具制造成本，同时使用刻蚀方法可以方便灵活的制作不同图形的光阻墙结构。相比现有的光刻工艺，使用硅模具对光阻墙材料的要求具有更大的选择性。

Description

一种使用硅模具的光阻墙成型方法

技术领域

本发明涉及一种使用硅模具的光阻墙成型方法，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，提供一种使用硅模具的光阻墙成型方法，使用硅模具成型光阻墙光罩结构，不需要光刻工序，减少工艺，降低成本，同时由于刻蚀方法制作硅模具具有很好的灵活性，可以方便制作各种图形的光阻墙结构，大大降低模具制造成本。

按照本发明提供的技术方案，所述的使用硅模具的光阻墙成型方法包括以下步骤：

（1）制作硅模具，所述硅模具正面具有凸台阵列，凸台之间的网格状凹槽形成模具型腔；

（2）在第一基板上涂布热塑性材料，厚度为20至100微米，并加热至材料融化温度，将硅模具正面用模压的方法压在带所述热塑性材料的第一基板上；或者采用压注的方法将硅模具正面和第一基板之间填满热塑性材料；

（3）待热塑性材料填满模具型腔后，将硅模具与第一基板分模，在第一基板上形成了光阻墙结构，再将第一基板进行清洗，去除第一基板和光阻墙结构上的残留物。

进一步的，所述硅模具使用湿法刻蚀、干法刻蚀、激光切割或线切割的方法制作。

进一步的，所述第一基板为透光率95%以上的透明基板。

进一步的，所述热塑性材料为环氧树脂、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。

进一步的，将步骤（3）得到的光阻墙结构与第二基板键合，使得第一基板和第二基板之间由光阻墙结构密封形成了多个腔体。所述第二基板为具有走线的集成电路基板。

本发明的优点是：

1、加工金属模具，特别是具有复杂腔体结构的模具成本很高，使用硅做模具可以大大降低模具制造成本，同时使用刻蚀方法可以方便灵活的制作不同图形的光阻墙结构。

2、相比现有的光刻工艺，使用硅模具对光阻墙材料的要求具有更大的选择性，而使用的材料在强度、刚度、低CTE和低吸湿性等性能都较光刻胶具有一定的优势，因此可以提高光阻墙结构的强度，有效减少分层和脱离等可靠性问题。

3、本发明中光阻墙结构是单独成型，相比传统光刻胶光刻方法可大大减少在光阻墙成型过程中污染导致不合格器件产生的几率。

4、高强度的材料可制成更大内腔面积的光阻墙结构。

附图说明

图1是光阻墙结构示意图。

图2是本发明的硅模具示意图。

图3是本发明实施例采用硅模具进行模压的示意图。

图4是本发明实施例将硅模具正面和第一基板压合后的示意图。

图5是本发明实施例将硅模具与第一基板分离的示意图。

图6是本发明形成的光阻墙结构示意图。

图7是本发明与集成电路基板结合形成密封腔体的示意图。

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。

1、本发明首先使用湿法刻蚀、干法刻蚀、激光切割或线切割的方法制作硅模具1，如图2所示，所述硅模具1正面具有凸台阵列2，凸台之间的网格状凹槽形成模具型腔；凹槽深度50至150微米。

2、如图3所示，在第一基板4上涂布热塑性材料3，厚度为20至100微米，并加热至材料融化温度，将硅模具1正面用模压的方法压在带所述热塑性材料3的第一基板4上；或者采用压注的方法将硅模具1正面和第一基板4之间填满热塑性材料3。所述热塑性材料3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，选用上述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。所述第一基板4为透明玻璃基板或其它透明基板，透光率大于95%。

3、如图4所示，模压过程将热塑性材料3填满模具型腔。

4、如图5所示，将硅模具1与第一基板4分模。

5、将在第一基板4上形成的如图6所示的光阻墙结构6进行清洗去除第一基板4与光阻墙结构6上的残留物，使得光阻墙上表面平整度小于5微米。

6、如图7所示，将步骤5得到的光阻墙结构6与第二基板7键合，使得第一基板4和第二基板7之间由光阻墙结构6密封形成了多个腔体5。所述第二基板7为具有走线的集成电路基板，使得光阻墙和集成电路芯片连接，完成了集成电路基板与第一基板4的封装。

加工金属模具，特别是具有复杂腔体结构的模具成本很高，使用硅做模具可以大大降低模具制造成本，同时使用刻蚀方法可以方便灵活的制作不同图形的光阻墙结构。相比现有的光刻工艺，使用硅模具对光阻墙材料的要求具有更大的选择性，而使用的材料在强度、刚度、低CTE和低吸湿性等性能都较光刻胶具有一定的优势，因此可以提高光阻墙结构的强度，有效减少分层和脱离等可靠性问题。本发明中光阻墙结构是单独成型，成型后对光阻墙结构单独进行残留物的清洗去除，而现有技术是将光刻胶制作在玻璃基板上，光刻胶残留物会直接接触玻璃基板，清洗不洁将直接污染玻璃或感光器件，本发明可大大减少在光阻墙成型过程中污染导致不合格器件产生的几率。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

1.一种使用硅模具的光阻墙成型方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）制作硅模具（1），所述硅模具（1）正面具有凸台阵列（2），凸台之间的网格状凹槽形成模具型腔；

（2）在第一基板（4）上涂布热塑性材料（3），厚度为20至100微米，并加热至材料融化温度，将硅模具（1）正面用模压的方法压在带所述热塑性材料（3）的第一基板（4）上；或者采用压注的方法将硅模具（1）正面和第一基板（4）之间填满热塑性材料（3）；

（3）待热塑性材料（3）填满模具型腔后，将硅模具（1）与第一基板（4）分模，在第一基板（4）上形成了光阻墙结构（6），再将第一基板（4）进行清洗，去除第一基板（4）和光阻墙结构（6）上的残留物。

2.如权利要求1所述使用硅模具的光阻墙成型方法，其特征是，所述硅模具（1）使用湿法刻蚀、干法刻蚀、激光切割或线切割的方法制作。

3.如权利要求1所述使用硅模具的光阻墙成型方法，其特征是，所述第一基板（4）为透光率95%以上的透明基板。

4.如权利要求1所述使用硅模具的光阻墙成型方法，其特征是，所述热塑性材料（3）为包括酚醛树脂、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。

5.如权利要求1所述使用硅模具的光阻墙成型方法，其特征是，将步骤（3）得到的光阻墙结构（6）与第二基板（7）键合，使得第一基板（4）和第二基板（7）之间由光阻墙结构（6）密封形成了多个腔体（5）。

6.如权利要求5所述使用硅模具的光阻墙成型方法，其特征是，所述第二基板（7）为具有走线的集成电路基板。