图案化光阻的形成方法及其结构技术

本发明专利技术公开了一种图案化光阻的形成方法及其结构，包括：提供一基底，在基底表面涂覆第一光阻层；对第一光阻层进行第一次曝光，在第一光阻层中形成第一子图案区域以及第一待去除区域；在所述第一子图案区域上形成一金属氧化物薄膜；涂覆第二光阻层，第二光阻层覆盖金属氧化物薄膜和第一光阻层；对第二光阻层进行第二次曝光，在金属氧化物薄膜上的第二光阻层中形成第二子图案区域，在第一待去除区域上的第二光阻层中形成第二待去除区域。本发明专利技术通过在基底上至少分两步涂覆图案化光阻，而且在第一子图案区域和第二子图案区域之间形成一金属氧化物薄膜，能够得到具有理想图案的图案化光阻的结构，利用其进行封装，可以提高器件的可靠性。

The formation method and structure of patterned photoresist

The invention discloses a method for forming patterned photoresist and its structure, including: providing a substrate, on the substrate coated with a first photoresist layer; the first exposure of the first photoresist layer, the first sub pattern area to be removed and the first region formed on the first photoresist layer; forming a metal oxide film in the the first sub pattern area; second coated photoresist layer, a second photoresist layer covering a metal oxide film and the first photoresist layer; second times of exposure to a second photoresist layer, formed second sub pattern region second photoresist layer on the metal oxide film in the first second to be removed in the removal of second regional formation the photoresist layer in the region. The present invention by at least two coated patterned photoresist on the substrate, and forming a metal oxide film between the first sub pattern area and the second sub regional pattern, can get a ideal pattern of the patterned photoresist structure, using the package, can improve the reliability of the device.

【技术实现步骤摘要】
图案化光阻的形成方法及其结构
本专利技术涉及半导体集成电路制造工艺，特别涉及应用于封装工艺中的一种图案化光阻的形成方法及其结构。
技术介绍
聚酰亚胺(Polyimide，PI)是一种有机高分子材料，具有耐高温、耐辐射、绝缘性能好、耐腐蚀、化学性质稳定等特点，是半导体封装中常用的图案化光阻材料。在半导体集成电路制造封装过程中，需要通过光刻工艺形成具有开口的聚酰亚胺层，并通过聚酰亚胺层的开口使金属焊盘暴露出来，然后在聚酰亚胺层的开口内设置焊球(bondingball)，通过焊球与外界电连接。因而，聚酰亚胺层的形成质量及聚酰亚胺层的开口形状的好坏会直接影响后续刻蚀、离子注入或封装等工艺的结果，并最终会影响形成的半导体器件的电学性能。并且，在当今指纹识别技术中，由于其需求的多样化，对Polyimide层的厚度要求越来越厚，Polyimide层的开口的关键尺寸越来越小，即需要Polyimide层的开口深而窄，目前，常有Polyimide层的厚度为10um，当厚度增加至30um、60um，甚至更厚时，如采用传统的Polyimide层的光刻方法，请参阅图1，在一基底10上涂覆所需厚度的Polyimide层11，然后通过一掩膜版(Mask)进行曝光显影，最终得到如图2所示的开口a。因为Polyimide层的厚度比较厚，Polyimide层的上表面接收的紫外线较多，越往下，接收的紫外线越少，于是，通过显影之后，就会形成类似梯形的开口a，则最后形成的Polyimide层11具有顶部大底部小的形状，所述Polyimide层11在所述基底10上“站”不稳，在后续处理工艺中，非常容易出现Polyimide层11倾斜、甚至剥落的现象，若利用其进行封装，这将使得开口a内的焊球无法与外界进行良好的电连接，影响器件的可靠性。因此，针对上述技术问题，有必要对Polyimide层的形成方法和结构进行改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可得到理想图案的图案化光阻的形成方法及其结构，以提高器件的可靠性。为解决上述技术问题，本专利技术提供的图案化光阻的形成方法，包括：提供一基底，在所述基底表面涂覆第一光阻层；对所述第一光阻层进行第一次曝光，在所述第一光阻层中形成第一子图案区域以及第一待去除区域；在所述第一子图案区域上形成一金属氧化物薄膜；涂覆第二光阻层，所述第二光阻层覆盖所述金属氧化物薄膜和第一光阻层；对所述第二光阻层进行第二次曝光，在所述金属氧化物薄膜上的第二光阻层中形成第二子图案区域，在所述第一待去除区域上的第二光阻层中形成第二待去除区域。可选的，所述第一光阻层和第二光阻层的材料均为负性光阻剂。可选的，所述第一光阻层和第二光阻层的材料均为聚酰亚胺。进一步的，所述第一子图案区域和第二子图案区域的截面形状相同。可选的，所述金属氧化物薄膜为一氧化银薄膜。可选的，在所述第一子图案区域上形成一金属氧化物薄膜的步骤包括：将经过第一次曝光后的所述第一光阻层放入含氢氧根离子的溶液中浸泡；将经过第一次曝光后的所述第一光阻层放入含银离子的溶液中浸泡；对经过两次浸泡后的所述第一光阻层进行一光催化过程，在所述第一子图案区域上形成所述氧化银薄膜。可选的，所述含银离子的溶液为硝酸银溶液。可选的，所述含氢氧根离子的溶液为氢氧化钾溶液。进一步的，在所述光催化过程中，用紫外光进行曝光。进一步的，在形成所述氧化银薄膜的步骤和涂覆第二光阻层的步骤之间，还包括：去除多余的银离子。可选的，采用硫酸溶液清洗所述第一光阻层，以去除多余的所述银离子。进一步的，所述形成方法还包括在完成所述第二次曝光之后，对所述第一光阻层和第二光阻层同时进行显影，去除所述第一待去除区域和第二待去除区域。进一步的，所述形成方法还包括在所述显影完成后，对所述第一子图案区域、金属氧化物薄膜和第二子图案区域进行加热固化处理。进一步的，所述加热固化处理的温度范围为100摄氏度～500摄氏度。进一步的，所述第一光阻层和第二光阻层的总厚度范围为10um-100um。进一步的，所述第一光阻层的厚度和第二光阻层的厚度相同。根据本专利技术的另一面，本专利技术还提供一种图案化光阻的结构，所述结构包括一基底上至少两层依次重叠的子图案区域，且上下相邻的子图案区域间均有一金属氧化物薄膜。可选的，所述图案化光阻为负性光阻剂。可选的，所述负性光阻剂为聚酰亚胺。进一步的，每一层的所述子图案区域的截面形状均相同。可选的，所述金属氧化物薄膜为氧化银薄膜。进一步的，所述子图案区域的总厚度范围为10um-100um。进一步的，每一层的所述子图案区域的厚度均相同。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过在所述基底上至少分两步涂覆所述图案化光阻，相应的至少分两次进行曝光工艺，因每次涂覆的所述图案化光阻比较薄，顶部与底部的接收光线差异不大，形成的所述子图案区域的结构理想；而且在所述第一子图案区域和所述第二子图案区域之间形成一金属氧化物薄膜，使所述第一子图案区域和第二子图案区域的连接更加紧密，最终能够得到具有理想图案的图案化光阻的结构，使其可以很好地“站立”在所述基底上。于是，在后续处理工艺中，不会出现所述图案化光阻倾斜或者剥落的现象，利用其进行封装，可以提高器件的可靠性。而且，通过后续加热固化处理，使所述子图案区域和金属氧化物薄膜的材质进一步致密化，于是，即使在前面的曝光工艺中所得的所述子图案区域有些许的瑕疵，经过所述加热固化处理后，所述子图案区域会发生一定的形变形成理想的图案。因此，有了所述加热固化处理的过程，使得在前面的曝光工艺的窗口也变得更大，不容易受限于曝光能量和聚焦点的影响。附图说明图1和图2为传统的图案化光阻的形成方法中相应步骤对应的结构示意图；图3为本专利技术的图案化光阻的形成方法的工艺流程图；图4至图13为本专利技术一实施例中所述图案化光阻的形成方法中各步骤对应的结构示意图。具体实施方式下面将结合流程图和示意图对本专利技术的图案化光阻的形成方法及其结构进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于，本专利技术提供一种图案化光阻的形成方法及其结构，如图3所示，所述形成方法包括如下步骤：S1、提供一基底，在所述基底表面涂覆第一光阻层；S2、对所述第一光阻层进行第一次曝光，在所述第一光阻层中形成第一子图案区域以及第一待去除区域；S3、在所述第一子图案区域上形成一金属氧化物薄膜；S4、涂覆第二光阻层，所述第二光阻层覆盖所述金属氧化物薄膜和第一光阻层；S5、对所述第二光阻层进行第二次曝光，在所述金属氧化物薄膜上的第二光阻层中形成第二子图案区域，在所述第一待去除区域上的第二光阻层中形成第二待去除区域。相应的，所述图案化光阻的结构包括：一基底上至少两层依次重叠的子图案区域，且上下相邻的子图案区域间均有一金属氧化物薄膜。本专利技术通过在所述基底上至少分两步涂覆所述图案化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案化光阻的形成方法，其特征在于，包括：提供一基底，在所述基底表面涂覆第一光阻层；对所述第一光阻层进行第一次曝光，在所述第一光阻层中形成第一子图案区域以及第一待去除区域；在所述第一子图案区域上形成一金属氧化物薄膜；涂覆第二光阻层，所述第二光阻层覆盖所述金属氧化物薄膜和第一光阻层；以及对所述第二光阻层进行第二次曝光，在所述金属氧化物薄膜上的第二光阻层中形成第二子图案区域，在所述第一待去除区域上的第二光阻层中形成第二待去除区域。

【技术特征摘要】
1.一种图案化光阻的形成方法，其特征在于，包括：提供一基底，在所述基底表面涂覆第一光阻层；对所述第一光阻层进行第一次曝光，在所述第一光阻层中形成第一子图案区域以及第一待去除区域；在所述第一子图案区域上形成一金属氧化物薄膜；涂覆第二光阻层，所述第二光阻层覆盖所述金属氧化物薄膜和第一光阻层；以及对所述第二光阻层进行第二次曝光，在所述金属氧化物薄膜上的第二光阻层中形成第二子图案区域，在所述第一待去除区域上的第二光阻层中形成第二待去除区域。2.如权利要求1所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，所述第一光阻层和第二光阻层的材料均为负性光阻剂。3.如权利要求2所述的图案化光阻的的形成方法，其特征在于，所述第一光阻层和第二光阻层的材料均为聚酰亚胺。4.如权利要求1所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，所述第一子图案区域和第二子图案区域的截面形状相同。5.如权利要求1所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，所述金属氧化物薄膜为一氧化银薄膜。6.如权利要求5所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，在所述第一子图案区域上形成一金属氧化物薄膜的步骤包括：将经过第一次曝光后的所述第一光阻层放入含氢氧根离子的溶液中浸泡；将经过第一次曝光后的所述第一光阻层放入含银离子的溶液中浸泡；对经过两次浸泡后的所述第一光阻层进行一光催化过程，在所述第一子图案区域上形成所述氧化银薄膜。7.如权利要求6所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，所述含银离子的溶液为硝酸银溶液。8.如权利要求6所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，所述含氢氧根离子的溶液为氢氧化钾溶液。9.如权利要求6所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，在所述光催化过程中，用紫外光进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，茹捷，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31