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半岛网址凸块的成型方法pdf

类别:公司动态   发布时间:2024-07-29 15:59:32   浏览:

  半岛网址凸块的成型方法pdf本发明揭示了一种凸块的成型方法,包括以下步骤:提供基板,基板的上表面形成有焊盘和钝化层,焊盘自钝化层上的钝化层开口向外暴露;在钝化层及焊垫的表面生成金属层;通过光刻胶在金属层的表面形成光阻层;曝光显影工艺,光阻层对应凸块生长区域形成为开窗区域,光阻层对应非凸块生长区域形成有光刻胶凹槽。非凸块生长区域形成光刻胶凹槽,降低了光刻胶的内应力,减缓了光刻胶和金属层之间产生缝隙的可能性,电镀凸块时,有效避免渗镀现象。

  (19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 116403921 A (43)申请公布日 2023.07.07 (21)申请号 8.3 (22)申请日 2023.02.28 (71)申请人 颀中科技(苏州)有限公司 地址 215000 江苏省苏州市工业园区凤里 街166号 申请人 合肥颀中科技股份有限公司 (72)发明人 王爱君张华 (74)专利代理机构 苏州威世朋知识产权代理事 务所(普通合伙) 32235 专利代理师 沈晓敏 (51)Int.Cl. H01L 21/60 (2006.01) 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (54)发明名称 凸块的成型方法 (57)摘要 本发明揭示了一种凸块的成型方法,包括以 下步骤:提供基板,基板的上表面形成有焊盘和 钝化层 ,焊盘自钝化层上的钝化层开口向外暴 露;在钝化层及焊垫的表面生成金属层;通过光 刻胶在金属层的表面形成光阻层;曝光显影工 艺,光阻层对应凸块生长区域形成为开窗区域, 光阻层对应非凸块生长区域形成有光刻胶凹槽。 非凸块生长区域形成光刻胶凹槽,降低了光刻胶 的内应力,减缓了光刻胶和金属层之间产生缝隙 的可能性,电镀凸块时,有效避免渗镀现象。 A 1 2 9 3 0 4 6 1 1 N C CN 116403921 A 权利要求书 1/1页 1.一种凸块的成型方法,其特征在于,包括以下步骤: 提供基板,所述基板的上表面形成有焊盘和钝化层,所述焊盘自钝化层上的钝化层开 口向外暴露; 在所述钝化层及焊垫的表面生成金属层; 通过光刻胶在所述金属层的表面形成光阻层; 曝光显影工艺,所述光阻层对应凸块生长区域形成为开窗区域,所述光阻层对应非凸 块生长区域形成有光刻胶凹槽; 在所述开窗区域生成所述凸块; 去除所述开窗区域之外的光阻层。 2.根据权利要求1所述的成型方法,其特征在于,所述曝光显影工艺包括通过第一掩模 版进行的第一次曝光工艺,所述第一掩模版包括有效图案及邻近所述有效图案的无效图 案;第一次曝光工艺后,所述光阻层对应所述有效图案处形成有效区域,对应所述无效图案 处形成无效区域。 3.根据权利要求2所述的成型方法,其特征在于,所述无效图案为间隔和/或连续的直 线和/或曲线,所述有效图案和无效图案的间距为2~100um。 4.根据权利要求2所述的成型方法,其特征在于,所述曝光显影工艺包括显影工艺,所 述光阻层的有效区域经显影形成为开窗区域,所述无效区域经显影形成光刻胶凹槽。 5.根据权利要求4所述的成型方法,其特征在于,所述无效图案的线宽细于所述有效图 案,所述无效图案的线宽设置为:根据选用的光刻胶选定线宽,以保证无效区域在显影工艺 中不被显开且形成光刻胶凹槽。 6.根据权利要求5所述的成型方法,其特征在于,采用THB‑121N光刻胶时,无效图案的 线所述的成型方法,其特征在于,所述成型方法还包括所述第一次曝光 工艺之后以及显影工艺之前的的第二次曝光工艺,所述第二次曝光工艺更换为第二掩模 版,所述第二掩模版对应第一掩模版的无效图案处为透光区,同时减少第二次曝光工艺的 光照能量,保证无效区域在显影工艺中不被显开且形成光刻胶凹槽。 8.根据权利要求7所述的成型方法,其特征在于,所述无效图案不限制线所述的成型方法,其特征在于,第一次曝光工艺中,所述第一掩模版 的有效图案和无效图案为遮光区;第二次曝光工艺中,所述第二掩模版对应第一掩模版的 有效图案处仍为遮光区,保证有效区域可以被溶解显开。 10.根据权利要求1所述的成型方法,其特征在于,所述开窗区域露出所述金属层,所述 光刻胶凹槽处遮住所述金属层,所述光刻胶凹槽位于所述开窗区域之外的光阻层。 11.根据权利要求1所述的成型方法,其特征在于,所述凸块包括第一电镀层、第二电镀 层及第三电镀层,所述第一电镀层厚度范围3~70um半岛网址,第二电镀层厚度范围1~5um,第三电 镀层厚度范围0.5~40um。 2 2 CN 116403921 A 说明书 1/5页 凸块的成型方法 技术领域 [0001] 本发明涉及晶圆级封装技术领域,尤其涉及一种凸块的成型方法。 背景技术 [0002] IC芯片先进封装主要是指倒装(FlipChip),晶圆级封装(Waferlevelackage), 2.5D封装(interposer,RDL等),3D封装(TSV)等封装技术。凸块(Bump)作为先进封装的关键 组件,其制作技术(Bumping)更是高端先进封装的重要代表技术之一。极细的凸块间距、极 高的脚密度需求,对凸块的散热能力、电性能、可靠性均提出了更高的需求。 [0003] 目前,晶圆凸块制作技术中,以光刻配合电镀沉积方式最为常见。但此类电镀凸块 结构在制造过程中经常会出现渗镀异常(Under plating),影响后续应用中的导电性能。 发明内容 [0004] 本发明的目的之一在于提供一种凸块的成型方法,以解决现有技术中渗镀异常的 技术问题。 [0005] 为实现上述发明目的之一,本发明一实施方式提供一种凸块的成型方法,包括以 下步骤:提供基板,基板的上表面形成有焊盘和钝化层,所述焊盘自钝化层上的钝化层开口 向外暴露;在所述钝化层及焊垫的表面生成金属层;通过光刻胶在所述金属层的表面形成 光阻层;曝光显影工艺,所述光阻层对应凸块生长区域形成为开窗区域,所述光阻层对应非 凸块生长区域形成有光刻胶凹槽;在所述开窗区域生成所述凸块;去除所述开窗区域之外 的光阻层。 [0006] 作为本发明一实施方式的进一步改进,所述曝光显影工艺包括通过第一掩模版进 行的第一次曝光工艺,所述第一掩模版包括有效图案及邻近所述有效图案的无效图案;第 一次曝光工艺后,所述光阻层对应所述有效图案处形成有效区域,对应所述无效图案处形 成无效区域。 [0007] 作为本发明一实施方式的进一步改进,所述无效图案为间隔和/或连续的直线和/ 或曲线,所述有效图案和无效图案的间距为2~100um。 [0008] 作为本发明一实施方式的进一步改进,所述曝光显影工艺包括显影工艺,所述光 阻层的有效区域经显影形成为开窗区域,所述无效区域经显影形成光刻胶凹槽。 [0009] 作为本发明一实施方式的进一步改进,所述无效图案的线宽细于所述有效图案, 所述无效图案的线宽设置为:根据选用的光刻胶选定线宽,以保证无效区域在显影工艺中 不被显开且形成光刻胶凹槽。 [0010] 作为本发明一实施方式的进一步改进,采用THB‑121N光刻胶时,无效图案的线] 作为本发明一实施方式的进一步改进,所述成型方法还包括所述第一次曝光工艺 之后以及显影工艺之前的的第二次曝光工艺,所述第二次曝光工艺更换为第二掩模版,所 述第二掩模版对应第一掩模版的无效图案处为透光区,同时减少第二次曝光工艺的光照能 3 3 CN 116403921 A 说明书 2/5页 量,保证无效区域在显影工艺中不被显开且形成光刻胶凹槽。 [0012] 作为本发明一实施方式的进一步改进,所述无效图案不限制线] 作为本发明一实施方式的进一步改进,第一次曝光工艺中,所述第一掩模版的有 效图案和无效图案为遮光区;第二次曝光工艺中,所述第二掩模版对应第一掩模版的有效 图案处仍为遮光区,保证有效区域可以被溶解显开。 [0014] 作为本发明一实施方式的进一步改进,所述开窗区域露出所述金属层,所述光刻 胶凹槽处遮住所述金属层,所述光刻胶凹槽位于所述开窗区域之外的光阻层。 [0015] 作为本发明一实施方式的进一步改进,所述凸块包括第一电镀层、第二电镀层及 第三电镀层,所述第一电镀层厚度范围3~70um,第二电镀层厚度范围1~5um,第三电镀层 厚度范围0.5~40um。 [0016] 与现有技术相比,本发明提供了一种凸块的成型方法,在凸块生长区域的光阻层 形成开窗区域,非凸块生长区域的光阻层形成有光刻胶凹槽,降低了光刻胶的内应力,减缓 了光刻胶和金属层之间产生缝隙的可能性,有效避免电镀凸块时产生渗镀现象。 附图说明 [0017] 图1‑8是本发明一实施方式中凸块成型方法的过程图。 [0018] 图9‑10是本发明另一实施方式中不同曝光显影工艺的过程图。 具体实施方式 [0019] 以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并 不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的 变换均包含在本发明的保护范围内。 [0020] 本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便 于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空 间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。 例如,如果将图中的设备翻转,则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将 位于其他单元或特征“上方”。因此,示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设 备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向),并相应地解释本文使用的与空间相关的 描述语。 [0021] 请参见图1‑8,为本发明实施例所提供的凸块70的成型方法。 [0022] 如图1所示,提供基板10,所述基板10的上表面形成有焊盘20和钝化层30,所述焊 盘20自钝化层30上的钝化层开口31向外暴露。 [0023] 具体地,基板10为晶圆本体(也称芯片、硅片)。焊盘20为晶圆表面的金属层,焊盘 20材质包括但不限于铝、铜、金等金属合金;较佳实施例中,焊盘20优选为铝垫。 [0024] 钝化层30为晶圆表面保护层,材质包括但不限于氮化硅、氧化硅等无机薄膜材料 或者聚酰亚胺等介电性能好的光敏性有机聚合物材料。钝化层30用以隔断晶圆表面的上层 金属与晶圆表面(含硅材质)的电导通,也可以称之为绝缘层。 [0025] 如图2所示,可选地,钝化层30表面覆盖有介电层40,焊盘20自介电层40的开口41 露出。其他实施例中,也可以不设置介电层40,仅保留钝化层30。其他实施例中,钝化层30和 4 4 CN 116403921 A 说明书 3/5页 介电层40也可以认为是两层钝化层30或两层介电层40。 [0026] 介电层40对钝化层30起到一定的缓冲保护作用,与钝化层30一起隔断晶圆表面的 上层金属与晶圆表面(含硅材质)的电导通。介电层40材质包括但不限于氮化硅、氧化硅等 无机薄膜材料或者聚酰亚胺等介电性能好的光敏性有机聚合物材料。介电层40也可以和钝 化层30一起称为绝缘层。 [0027] 优选地,在所述钝化层30及焊垫20的表面生成金属层50。 [0028] 如图3所示,具体地,金属层50通过溅镀的方式生成,包括位于下层的阻隔层和位 于上层的种子层,也即,阻隔层覆盖钝化层30及焊垫20的表面,阻隔层材质包括但不限于 钛、钛钨等其他钛的金属合金或者化合物,种子层材质为铜、金等金属,且优选为铜。阻隔层 能阻挡金属向晶圆扩散,且能提高金属在晶圆表面的黏附强度。凸块70通常采用电镀铜形 成,电镀时需要导电,因此在阻隔层表面覆盖一层铜种子层用以导电,通电后,电镀液中的 铜离子与电子结合形成镀在种子层表面的铜;铜种子层可以提供铜晶核,晶核越多,结晶越 均匀,避免晶粒异常长大,导致凸块异常。 [0029] 优选地,通过光刻胶在所述金属层50的表面形成光阻层60。如图4所示,通过涂布 光刻胶或贴膜方式形成光阻层60。 [0030] 优选地,曝光显影工艺,所述光阻层60对应凸块生长区域形成为开窗区域61,所述 光阻层60对应非凸块生长区域形成有光刻胶凹槽62。如图5‑6所示,凸块生长区域601即后 续用以生成凸块70的地方,非凸块生长区域603即不生成凸块70的地方。光刻胶凹槽62形成 于非凸块生长区域603,不影响正常电镀凸块70;光刻胶凹槽62临近开窗区域61,降低了光 刻胶的内应力,减缓了光刻胶和金属层之间产生缝隙的可能性,有效避免电镀凸块70时产 生渗镀现象。光刻胶凹槽62还能在后续烘烤工艺中,抵挡热膨胀,防止光刻胶产生形变从而 导致凸块70形状异常。 [0031] 优选地,在所述开窗区域61生成所述凸块70。参图7所示,具体实施例中,凸块70通 过电镀的方式依次形成第一电镀层71、和/或第二电镀层72,和/第三电镀层73。通常第一电 镀层71即为凸块,主要起电性导通作用,第二电镀层72和第三电镀层73可选择性生成。 [0032] 第一电镀层71材质一般为铜、金等,优选为铜,厚度一般在3~70um;第二电镀层72 为凸块金属阻隔层,主要用于阻隔第三电镀层73与第一电镀层71金属的互扩散行为,一般 材质为镍,厚度一般在1~5um;第三电镀层73为凸块70表层金属,一般材质为金、锡、锡银 等,厚度一般在0.5~40um,具体厚度可视客户需求而定,此处并不限制。 [0033] 优选地,去除所述开窗区域61之外的光阻层60。可以通过干法或者湿法刻蚀。 [0034] 优选地,去除所述种子层50。可以通过干法或者湿法刻蚀。参图8所示,即,完成了 凸块70的成型。 [0035] 优选地,所述曝光显影工艺包括通过第一掩模版80进行的第一次曝光工艺,所述 第一掩模版80包括有效图案81及邻近所述有效图案的无效图案82;第一次曝光工艺后,所 述光阻层60对应所述有效图案处形成有效区域601,对应所述无效图案处形成无效区域 602。 [0036] 优选地,所述无效图案为间隔和/或连续的直线和/或曲线,所述有效图案和无效 图案的间距为2~100um。 [0037] 优选地,所述曝光显影工艺包括显影工艺,所述光阻层的有效区域601经显影形成 5 5 CN 116403921 A 说明书 4/5页 为开窗区域61,所述无效区域602经显影形成光刻胶凹槽62。 [0038] 具体地,如图5‑6所示,曝光工艺中有效区域601即对应凸块生长区域,也对应显影 后的开窗区域61,而无效区域602位于非凸块生长区域603。 [0039] 优选地,所述开窗区域61露出所述金属层50,所述光刻胶凹槽62处遮住所述金属 层50,所述光刻胶凹槽62位于所述开窗区域61之外的光阻层。 [0040] 具体地,本申请使用负性光刻胶,负性光刻胶的未感光部分会溶于显影液中形成 窗口,而感光部分显影后仍然留在基片表面形成光阻层。所以,本申请中的有效图案和无效 图案为遮光区,遮住曝光工艺中的光照,便于后续溶解,其他地方为透光区,接受光照形成 光阻层60。 [0041] 具体地,所述光刻胶凹槽62包括两种形成方式。第一种形成方式: [0042] 优选地,所述无效图案82的线的线宽设 置为:根据选用的光刻胶选定线在显影工艺中不被显开且形成光刻 胶凹槽62。 [0043] 优选地,采用THB‑121N光刻胶时,无效图案的线] 可以理解的是,当第一掩模版80上的无效图案82过细时,其遮光偏少,使得无效区 域的光刻胶有部分感光,所以显影时,显影液溶解部分光刻胶,无法完全显开,仅留下显影 印记,即,光刻胶凹槽62。 [0045] 不同光刻胶的感光度不同,所以要根据不同光刻胶确定第一掩模版80的无效图案 82的不同线宽,保证选择的线宽可以让光刻胶部分感光能部分溶解形成凹槽即可。 [0046] 第二种形成方式: [0047] 优选地,所述成型方法还包括所述第一次曝光工艺之后以及显影工艺之前的第二 次曝光工艺,所述第二次曝光工艺更换为第二掩模版90,所述第二掩模版90对应第一掩模 版80的无效图案82处为透光区,同时减少第二次曝光工艺的光照能量,保证无效区域在显 影工艺中不被显开且形成光刻胶凹槽。 [0048] 优选地,所述无效图案82不限制线] 优选地,第一次曝光工艺中,所述第一掩模版80的有效图案81和无效图案82为遮 光区;第二次曝光工艺中,所述第二掩模版90对应第一掩模版的有效图案处仍为遮光区,保 证有效区域可以被溶解显开。 [0050] 可以理解的是,无效图案82若不限制线宽,会遮住光刻胶,使得光刻胶不被感光, 被显影液溶解形成窗口半岛网址半岛网址,而不是光刻胶凹槽62。所以,在不限制线宽的条件下,本申请在第 一次曝光工艺后增加了第二次曝光工艺。 [0051] 参图9‑10所示,具体地,第一次曝光工艺中,除了有效图案81和无效图案82对应 处,其他地方的光刻胶均感光被曝光,即显影后会形成光阻层;而有效图案81和无效图案82 对应的光刻胶的有效区域601和无效区域602处未感光。 [0052] 第二次曝光工艺更换了第一掩模版80,第二掩模版90对应原本无效图案处82的遮 光区更改为透光区,其他地方不变,即,第二掩模版90仅设置了有效图案91为遮光区,其他 地方均为透光区,接受光照。可以理解的时,若光照能量和第一次曝光工艺中相同,无效区 域602将会被同样曝光,显影后形成为光阻。所以,本申请减小了第二次曝光工艺中的能量, 使得无效区域602的光刻胶不会完全感光(即,部分感光),再接受显影时,显影液部分溶解 6 6 CN 116403921 A 说明书 5/5页 光刻胶,仅留下显影印记,即,光刻胶凹槽62。 [0053] 可以理解的是,其他实施例中,也可以通过更多曝光显影的方式实现光刻胶凹槽 62。 [0054] 可以参照前文提供的任一技术方案对应形成,此处不再赘述。 [0055] 应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一 个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说 明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可 以理解的其他实施方式。 [0056] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说 明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式 或变更均应包含在本发明的保护范围之内。 7 7 CN 116403921 A 说明书附图 1/4页 图1 图2 图3 图4 8 8 CN 116403921 A 说明书附图 2/4页 图5 图6 9 9 CN 116403921 A 说明书附图 3/4页 图7 图8 图9 10 10 CN 116403921 A 说明书附图 4/4页 图10 11 11

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