一種消除金屬層反射并改善曝光效果的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成電路裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種消除金屬層反射并改善曝光效果的工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自電子封裝問世后的約50年中，先后經(jīng)歷過三次重大的技術(shù)轉(zhuǎn)變。第三次重大變革發(fā)生在21世紀(jì)初，先進(jìn)封裝的出現(xiàn)使微電子技術(shù)及封裝技術(shù)進(jìn)入更新的發(fā)展階段。目前的主要的發(fā)展趨勢包括晶圓級封裝技術(shù)、疊層封裝技術(shù)，系統(tǒng)級封裝技術(shù)、3D堆疊封裝技術(shù)等。其中，晶圓級封裝是基于在芯片周邊焊區(qū)的再布線技術(shù)形成的凸點與焊球技術(shù)。它是芯片尺寸封裝的一個突破性進(jìn)展，表示的是一類電路封裝完成后仍以晶圓形式存在的封裝，其流行的主要原因是它可將封裝尺寸減至和IC芯片一樣大小以及加工的低成本。晶圓級封裝的采用將半導(dǎo)體技術(shù)與高密度封裝技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，而且可以省略集成電路制造中的后工序，它作為高密度封裝形式而引起廣泛重視。
[0003]目前，晶圓級封裝工藝技術(shù)還尚未完全成熟，其中之一表現(xiàn)在制備互聯(lián)金屬引線層時，由于基底表面存在金屬臺階，紫外光通過涂覆其表面的光阻層后照射至底部金屬層，在底層金屬臺階側(cè)壁產(chǎn)生反射，導(dǎo)致最終形成的光刻圖形存有殘缺，如圖1至圖4為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)的光刻流程的結(jié)構(gòu)剖面簡化圖。圖1為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)在硅基底上濺射金屬層11的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)在金屬層上涂覆光刻膠層12的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖3為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)對光刻膠層進(jìn)行曝光的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖4為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)最終形的光刻圖形的剖面結(jié)構(gòu)圖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種消除紫外光反射光的半導(dǎo)體先進(jìn)封裝工藝，并能有效改善原有工藝顯影后所形成圖形存有殘缺的現(xiàn)象。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種消除金屬層反射并改善曝光效果的工藝方法，其特征在于，包括:步驟一、在硅基底上濺射一層金屬，在已濺射金屬層上形成一負(fù)性光阻側(cè)墻；步驟二、在所述金屬層及所述側(cè)墻上涂覆正性光阻；步驟三、對涂覆正性光阻的所述金屬層及所述側(cè)墻進(jìn)行曝光和顯影，所述側(cè)墻阻擋所述硅片底部金屬臺階的反射光束；步驟四、去除側(cè)墻。
[0006]更進(jìn)一步地，所述步驟一中形成所述負(fù)性光阻側(cè)墻方法進(jìn)一步包括:1.1在所述已濺射金屬層上涂覆負(fù)性光阻；1.2使用具有開口圖形的掩模對所述負(fù)性光阻曝光及顯影使所述金屬層上形成所述負(fù)性光阻側(cè)墻。
[0007]更進(jìn)一步地，所述負(fù)性光阻的厚度高于所述底部金屬臺階斜坡的高度及所述正性光阻的厚度之和。
[0008]更進(jìn)一步地，該正性光阻的厚度為10unTl5um。
[0009]相較于目前現(xiàn)有的半導(dǎo)體先進(jìn)封裝工藝，本發(fā)明能夠消除由于紫外光透過光刻膠照射至底部金屬層臺階側(cè)壁產(chǎn)生反射，從而改善了原有工藝顯影后所形成圖形存有殘缺的現(xiàn)象，最終達(dá)到預(yù)期理想的光刻圖形。
【附圖說明】
[0010]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
[0011]圖1為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)在硅基底上濺射金屬層的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖2為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)在金屬層上涂覆光刻膠層的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖3為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)對光刻膠層進(jìn)行曝光的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖4為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)最終形的光刻圖形的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖5為本發(fā)明方法在金屬層上涂覆負(fù)性光阻的剖面結(jié)構(gòu)圖。；
圖6為本發(fā)明方法對負(fù)性光阻曝光的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖7為本發(fā)明方法用負(fù)性光阻在圖形開口區(qū)域形成抵擋光反射的“側(cè)墻”的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖8為本發(fā)明方法在已制備“側(cè)墻”的晶圓表面涂覆一層正性光阻的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖9為本發(fā)明方法對正性光阻曝光的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖10為本發(fā)明方法對正性光阻顯影后的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖11為本發(fā)明方法對負(fù)性“側(cè)墻”去除后，最終形成工藝圖形開口的剖面結(jié)構(gòu)圖；
圖12為未采用本發(fā)明方法與采用本發(fā)明方法制作的晶圓AOI掃描比較圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施例。
[0013]本發(fā)明在已濺射金屬層(包括鋁、銅以及鋁銅合金)上涂覆負(fù)性光阻，對負(fù)性光阻進(jìn)行曝光顯影以形成所謂“側(cè)墻”，然后在已制備“側(cè)墻”的晶圓表面涂覆正性光阻，進(jìn)行曝光，由于“側(cè)墻”的存在阻擋了經(jīng)金屬臺階反射光束對正性光阻的曝光，顯影后去除負(fù)性“側(cè)墻”，最終形成所需的圖形開口。
圖1是現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)在硅基底上濺射金屬層11的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖2為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)在金屬層上涂覆光刻膠層12的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖3為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)對光刻膠層進(jìn)行曝光的剖面結(jié)構(gòu)圖。如圖3中所示，在制備互聯(lián)金屬引線層時，由于基底表面存在金屬臺階，紫外光20通過涂覆其表面的光阻層后，照射至底部金屬層，在底部金屬臺階側(cè)壁產(chǎn)生反射，其反射光21再次發(fā)射至光阻層，導(dǎo)致最終形成的光刻圖形存有殘缺。圖4為現(xiàn)有先進(jìn)封裝工藝技術(shù)最終形的光刻圖形的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖4中的光刻圖形存有殘缺22。
[0014]圖5?圖11為本發(fā)明方法的光刻流程的結(jié)構(gòu)剖面簡化圖。如圖5所示，圖5是本發(fā)明方法在金屬層上涂覆負(fù)性光阻13的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖6為本發(fā)明方法對負(fù)性光阻曝光的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖7為本發(fā)明方法用負(fù)性光阻在圖形開口區(qū)域形成抵擋光反射的“側(cè)墻”14的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖8為本發(fā)明方法在已制備“側(cè)墻”的晶圓表面涂覆一層正性光阻15的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖9為本發(fā)明方法對正性光阻曝光的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖10為本發(fā)明方法對正性光阻顯影后的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖11為本發(fā)明方法對負(fù)性“側(cè)墻”去除后，最終形成工藝圖形開口的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0015]具體而言，本發(fā)明所公開的工藝方法在已濺射金屬層(包括鋁、銅以及鋁銅合金)
11上涂覆一層負(fù)性光刻膠12，為了有效阻擋后續(xù)曝光工藝的反射光束，該負(fù)性光阻的厚度應(yīng)高于底部金屬臺階斜坡高度和后續(xù)所涂覆正性光阻的厚度之和。對負(fù)性光阻進(jìn)行曝光和顯影，在圖形開口區(qū)域形成抵擋光反射的“側(cè)墻”。在已制備“側(cè)墻”的晶圓表面涂覆一層正性光阻，正性光阻厚度由行業(yè)相關(guān)工藝技術(shù)人員視具體工藝需求而定，一般為10ιιπΓ?5ιιπι。對已涂覆正性光阻的晶圓進(jìn)行曝光和顯影，由于光阻本身對光的反射率很小，負(fù)性光阻制備的“側(cè)墻”會阻擋照射至底部金屬臺階的反射光束，從而消除了反射光束對無須曝光的光阻的影響。采用負(fù)式去膠液，將負(fù)性光刻膠“側(cè)墻”進(jìn)行去除，同時正性光阻不受負(fù)式去膠液的影響得以保留，最終形成后續(xù)工藝所需的圖形窗口最終，通過AOI掃描曝光顯影后的晶圓，以測試采用此方法對晶圓良率的改善，如圖12所示。
[0016]相較于目前現(xiàn)有的半導(dǎo)體先進(jìn)封裝工藝，本發(fā)明能夠消除由于紫外光透過光刻膠照射至底部金屬層臺階側(cè)壁產(chǎn)生反射，從而改善了原有工藝顯影后所形成圖形存有殘缺的現(xiàn)象，最終達(dá)到預(yù)期理想的光刻圖形。
[0017]本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種消除金屬層反射并改善曝光效果的工藝方法，其特征在于，包括: 步驟一、在硅基底上濺射一層金屬，在已濺射金屬層上形成一負(fù)性光阻側(cè)墻； 步驟二、在所述金屬層及所述側(cè)墻上涂覆正性光阻； 步驟三、對涂覆正性光阻的所述金屬層及所述側(cè)墻進(jìn)行曝光和顯影，所述側(cè)墻阻擋所述硅片底部金屬臺階的反射光束； 步驟四、去除所述側(cè)墻。2.如權(quán)利要求1所述的消除金屬層反射并改善曝光效果的工藝方法，其特征在于，所述步驟一中形成所述負(fù)性光阻側(cè)墻方法進(jìn)一步包括: 1.1在所述已濺射金屬層上涂覆負(fù)性光阻； 1.2使用具有開口圖形的掩模對所述負(fù)性光阻曝光及顯影使所述金屬層上形成所述負(fù)性光阻側(cè)墻。3.權(quán)利要求1所述的消除金屬層反射并改善曝光效果的工藝方法，其特征在于，所述負(fù)性光阻的厚度高于所述底部金屬臺階斜坡的高度及所述正性光阻的厚度之和。4.權(quán)利要求1所述的消除金屬層反射并改善曝光效果的工藝方法，其特征在于，所述正性光阻的厚度為1um?15um。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種消除金屬層反射并改善曝光效果的工藝方法，其特征在于，包括：步驟一、在硅基底上濺射一層金屬，在已濺射金屬層上形成一負(fù)性光阻側(cè)墻；步驟二、在所述金屬層及所述側(cè)墻上涂覆正性光阻；步驟三、對涂覆正性光阻的所述金屬層及所述側(cè)墻進(jìn)行曝光和顯影，所述側(cè)墻阻擋所述硅片底部金屬臺階的反射光束；步驟四、去除側(cè)墻。
【IPC分類】H01L21/768, H01L21/027
【公開號】CN104900581
【申請?zhí)枴緾N201410079386
【發(fā)明人】閻振中
【申請人】上海微電子裝備有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2014年3月6日