图案化光阻的形成方法技术

本发明专利技术公开了一种图案化光阻的形成方法，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、显影，形成第一子图案和若干个沟槽，并且对所述第一子图案进行第一次加热固化处理；在沟槽中形成一牺牲区域，然后去除牺牲区域；涂覆第二光阻层，第二光阻层填充沟槽，并覆盖第一子图案；对第二光阻层进行第二次曝光、显影，在第一子图案上形成第二子图案。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，相应的至少分两次进行曝光工艺，形成的子图案的结构理想；而且在去除牺牲区域的时候可以改善第一子图案的表面形貌，使得第一子图案的结构更加稳固和均匀，能够得到具有理想图案的图案化光阻的结构，可以提高器件的可靠性。

The forming method of patterned photoresist

The invention discloses a method of forming patterned photoresist includes providing a substrate, on the substrate coated with a first photoresist layer; the first exposure, the first photoresist layer is developed, forming the first sub pattern and a plurality of grooves, and the first sub pattern of the first heat curing treatment; the formation of a sacrificial region in the trench, and then removing the sacrificial region; second coated photoresist layer, second layer fill the trench and covering the first sub pattern; second times of exposure and development on the second photoresist layer, formed second sub patterns in the first sub pattern. The present invention by at least two coated patterned photoresist on the substrate, the at least two times the exposure process, the ideal structure formed by sub pattern; and in surface area can be improved when removing the sacrificial first sub pattern, the first sub pattern structure is more stable and uniform, can get a the ideal pattern of the patterned photoresist structure 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
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。
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，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、显影，形成第一子图案和若干个沟槽，并对所述第一子图案进行第一次加热固化处理；在所述沟槽中形成一牺牲区域，然后去除所述牺牲区域；涂覆第二光阻层，所述第二光阻层填充所述沟槽，并覆盖所述第一子图案；对所述第二光阻层进行第二次曝光、显影，在所述第一子图案上形成第二子图案。。可选的，在所述沟槽中形成一牺牲区域的步骤包括：涂覆一牺牲层，所述牺牲层填充所述沟槽，并覆盖所述第一子图案；对所述牺牲层进行曝光、显影，在所述沟槽中形成所述牺牲区域。可选的，所述牺牲层的材料为光阻剂。进一步的，采用灰化工艺去除所述牺牲区域。进一步的，所述牺牲层的厚度为5um-40um。进一步的，所述牺牲层的光阻剂与所述第一光阻层、第二光阻层的材料具有相反的特性。可选的，所述牺牲层的光阻剂为正性光阻剂。可选的，所述第一光阻层和第二光阻层的材料均为负性光阻剂。可选的，所述负性光阻剂为聚酰亚胺。进一步的，所述第一次曝光和第二次曝光所用的掩膜版的图案相同。进一步的，所述第一次加热固化处理的温度范围为100摄氏度-500摄氏度，所述第一次加热固化处理的气体氛围为氮气。进一步的，在所述显影完成后，对所述第一子图案和第二子图案进行第二次加热固化处理，形成若干个开口。进一步的，所述第二次加热固化处理的温度范围为100摄氏度-500摄氏度，所述第二次加热固化处理的气体氛围为氮气。可选的，在所述第二次加热固化处理后，还包括：在所述开口中形成另一牺牲区域，然后去除所述另一牺牲区域；涂覆第三光阻层，所述第三光阻层填充所述开口，并覆盖所述第二子图案；对所述第三光阻层进行第三次曝光、显影。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为所述总厚度的1/3至1/2。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，形成的所述子图案的结构理想；进一步的，通过对所述第一子图案的第一次加热固化处理后，使得所述第一子图案的材质固化致密而不易被去除掉；更进一步的，在所述第一子图案和所述沟槽形成后，通过在所述沟槽中形成一牺牲区域，并对所述牺牲区域进行去除，能改善所述第一子图案的形貌，使得所述第一子图案的结构更加稳固和均匀，能增加其与第二子图案的连接，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。另外，在所述沟槽中采用正性光阻剂作为所述牺牲层，对其进行曝光、显影后，在所述沟槽中形成一牺牲区域，并且通过灰化工艺去除所述牺牲区域，因为等离子体去胶的方式除胶效果很强，在等离子体中会产生氧原子，化学性质极为活泼，则所述正性光阻剂中的碳氢化合物可以在氧等离子体中被腐蚀，生成极易挥发性产物；同时，在氧等离子体的作用下，能够改善所述第一子图案的左右壁及其上下表面的形貌，使所述第一子图案的结构更加稳固和均匀，增强了与后续子图案连接的粘附性。而且，通过后续第二次加热固化处理，使所述子图案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有些许的瑕疵，经过所述加热固化处理后，所述子图案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10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，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、显影，形成第一子图案和若干个沟槽，并对所述第一子图案进行第一次加热固化处理；S3、在所述沟槽中形成一牺牲区域，然后去除所述牺牲区域；S4、涂覆第二光阻层，所述第二光阻层填充所述沟槽，并覆盖所述第一子图案；S5、对所述第二光阻层进行第二次曝光、显影，在所述第一子图案上形成第二子图案。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、显影，形成第一子图案和若干个沟槽，并且对所述第一子图案进行第一次加热固化处理；在所述沟槽中形成一牺牲区域，然后去除所述牺牲区域；涂覆第二光阻层，所述第二光阻层填充所述沟槽，并覆盖所述第一子图案；对所述第二光阻层进行第二次曝光、显影，在所述第一子图案上形成第二子图案。

【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、显影，形成第一子图案和若干个沟槽，并且对所述第一子图案进行第一次加热固化处理；在所述沟槽中形成一牺牲区域，然后去除所述牺牲区域；涂覆第二光阻层，所述第二光阻层填充所述沟槽，并覆盖所述第一子图案；对所述第二光阻层进行第二次曝光、显影，在所述第一子图案上形成第二子图案。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，在所述沟槽中形成一牺牲区域的步骤包括：涂覆一牺牲层，所述牺牲层填充所述沟槽，并覆盖所述第一子图案；对所述牺牲层进行曝光、显影，在所述沟槽中形成所述牺牲区域。3.如权利要求2所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料为光阻剂。4.如权利要求3所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，采用灰化工艺去除所述牺牲区域。5.如权利要求3所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的厚度为5um-40um。6.如权利要求3所述的图案化光阻的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的光阻剂与所述第一光阻层、第二光阻层的材料具有相反的特性。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，所述牺牲层的光阻剂为正性光阻剂。8.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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，李广宁，
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