平坦化层、平坦化的方法及半导体芯片技术

本发明专利技术提供一种平坦化层、平坦化的方法及半导体芯片，其可有效地提高含有用于喷头的半导体芯片的晶片的可加工性。平坦化层的厚度介于约2微米到约3微米的范围内，且含有约8.0重量％到约8.5重量％的光酸产生剂；约2重量％到约3.6重量％的光引发剂；约0.35重量％到约0.5重量％的绿色染料；约35重量％到约46重量％的多官能环氧化合物；约35重量％到约50重量％的一种或多种双官能环氧化合物；以及约1重量％到约2.6重量％的硅烷粘合促进剂，其中所有的重量百分比都基于不含溶剂的所述层的总重量。重量百分比都基于不含溶剂的所述层的总重量。重量百分比都基于不含溶剂的所述层的总重量。

【技术实现步骤摘要】
平坦化层、平坦化的方法及半导体芯片


[0001]本专利技术涉及一种用于流体喷出喷射装置的经改善的光致抗蚀剂制剂以及一种用于对流体喷出喷头的平坦化层进行改善的方法，尤其涉及一种平坦化层、平坦化的方法及半导体芯片。

技术介绍

[0002]随着流体喷出喷头的技术和使用扩展到喷墨打印应用之外的各种应用中，流体喷出喷射装置继续逐步发展。流体喷出喷射装置的一个重要组件是流体喷出喷头。喷出喷头的正确操作要求喷头的各组件被精确制造并相对于彼此定位。举例来说，喷头的喷嘴板与半导体芯片组件之间的对准公差对于喷头的正常运行至关重要。
[0003]在制造喷出喷头期间，喷嘴板与晶片上的半导体芯片对准，使得半导体芯片上用于通过喷嘴板中的喷嘴孔喷射流体的流体喷射装置与喷嘴孔对准。流体喷射装置与喷嘴孔之间未对准会对从喷嘴孔喷射的流体小滴安置(fluid droplet placement)的准确性产生不利影响。流体喷射装置和喷嘴板的对准也会对通过喷嘴孔喷射的流体小滴的质量和速度产生影响。
[0004]生产流体喷出喷头需要多个制造步骤。首先，在硅晶片上沉积电阻层、导电层和绝缘金属层，以界定个别半导体芯片。所述层中的一些层(例如，电阻层)设置在每个芯片上的离散位置上。因此，在微观尺度上，芯片的表面实质上是不规则的或非平面的。芯片表面上的不规则性可能导致喷嘴板与芯片之间的不良粘合、喷嘴板中的喷嘴孔相对于半导体芯片上的流体喷射装置未对准，或者在最坏的情况下，导致喷嘴板与芯片之间的分层。
[0005]一旦在晶片上沉积了导电层、电阻层和绝缘层并对个别芯片进行了界定，便在喷嘴板与芯片彼此对准之后将个别喷嘴板贴合到芯片。然后从晶片上切下喷嘴板/芯片组合件，并接着使用引线接合或胶带自动接合(tape automated bonding，TAB)工艺将胶带自动接合(TAB)电路或柔性电路电连接到半导体芯片中的每一者。然后，使用管芯接合粘合剂将所得的喷嘴板/芯片和电路组合件中的每一者贴合到芯片槽(chip pocket)中的盒体(cartridge body)。最后，将组合件的TAB电路或柔性电路部分以粘合方式贴合到盒体。由于存在用于制造流体喷出喷头的多种粘合剂，因此在喷头组件的组装期间通常需要几个固化步骤。在每个组装和固化步骤中，都有可能出现组件未对准的情况。此外，在组装步骤中对喷头进行的处理可能会导致喷嘴板与芯片之间的分层。
[0006]可使用平坦化层来增加喷嘴板与半导体芯片之间的接合。平坦化层可为光致抗蚀剂材料层，所述光致抗蚀剂材料层被成像和处理以暴露出流体喷射装置。然而，由于沉积在芯片上的金属层的反射率，难以适当地对传统的光致抗蚀剂材料进行成像和显影，从而导致无法从半导体芯片的关键区域完全移除所述材料。因此，仍然需要一种改善的光致抗蚀剂制剂，以用作将喷嘴板贴合到半导体芯片的平坦化层。

技术实现思路

[0007]关于前述内容，本公开的实施例提供一种平坦化层及其方法。所述平坦化层的厚度介于约2微米到约3微米的范围内，且包含以不含溶剂的所述层的总重量计约8.0重量％到约8.5重量％的光酸产生剂；以不含溶剂的所述层的总重量计约2重量％到约3.6重量％的光引发剂；以不含溶剂的所述层的总重量计约0.35重量％到约0.5重量％的绿色染料；以不含溶剂的所述层的总重量计约35重量％到约46重量％的多官能环氧化合物；以不含溶剂的所述层的总重量计约35重量％到约50重量％的一种或多种双官能环氧化合物；以及以不含溶剂的所述层的总重量计约1重量％到约2.6重量％的硅烷粘合促进剂。
[0008]在另一实施例中，提供一种用于对用于流体喷头的半导体芯片进行平坦化的方法。所述方法包括将光致抗蚀剂制剂旋涂到半导体芯片的装置表面上，以提供厚度介于约2微米到约3微米范围内的平坦化层。对平坦化层进行干燥以从中移除溶剂，且然后通过掩模将平坦化层暴露于光化辐射。对经曝光的平坦化层进行显影，以便在平坦化层中界定流体喷射器位置，并最终对经显影的平坦化层进行烘烤以使平坦化层固化。所述光致抗蚀剂制剂包含以所述制剂的总重量计约3.5重量％到约4.5重量％的光酸产生剂；以所述制剂的总重量计约0.8重量％到约1.8重量％的光引发剂；以所述制剂的总重量计约0.15重量％到约0.25重量％的绿色染料；以所述制剂的总重量计约15重量％到约20重量％的多官能环氧化合物；以所述制剂的总重量计约15重量％到约25重量％的一种或多种双官能环氧化合物；以所述制剂的总重量计约0.5重量％到约1.3重量％的硅烷粘合促进剂；以及余量的溶剂。
[0009]在一些实施例中，所述一种或多种双官能环氧化合物选自下式化合物：
[0010][0011]以及
[0012][0013]在一些实施例中，所述多官能环氧化合物选自下式化合物：
[0014][0015][0016]以及
[0017][0018]其中m、n和p是代表化合物中的每一者中的重复单元的数目的整数。
[0019]在一些实施例中，以不含溶剂的所述层的总重量计，所述一种或多种双官能环氧化合物包含约3.5重量％到约4.6重量％的下式化合物：
[0020][0021]其中式(III)的所述化合物具有每摩尔约140克的环氧当量、以及以不含溶剂的所述层的总重量计约35重量％到约46重量％的下式化合物：
[0022][0023]其中式(IV)的所述化合物的环氧当量为每摩尔约1700克到约2300克。
[0024]在一些实施例中，以不含溶剂的所述层的总重量计，所述多官能环氧化合物包含
约35重量％到约46重量％的下式化合物：
[0025][0026]其中式(VI)的所述化合物的环氧当量为每摩尔约195克到约230克。
[0027]在一些实施例中，所述硅烷粘合促进剂为3
‑
缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0028]在一些实施例中，所述绿色染料为粉末状绿色金属络合物染料。
[0029]在一些实施例中，所述光引发剂为2
‑
异丙基噻吨酮。
[0030]在一些实施例中，所述光酸产生剂为可选自VA族元素的鎓盐、VIA族元素的鎓盐和芳族卤鎓盐的能够产生例如芳族络盐的阳离子的化合物或所述化合物的混合物。
[0031]在一些实施例中，所述溶剂选自γ
‑
丁内酯、苯乙酮及其混合物。
[0032]在一些实施例中，提供一种用于流体喷头的半导体芯片，所述流体喷头包括通过以下方式制成的平坦化层：将光致抗蚀剂制剂旋涂到半导体芯片的装置表面上，以提供厚度介于约2微米到约3微米范围内的平坦化层。对平坦化层进行干燥以从中移除溶剂，且然后通过掩模将平坦化层暴露于光化辐射。对经曝光的平坦化层进行显影，以便在平坦化层中界定流体喷射器位置，并最终对经显影的平坦化层进行烘烤以使平坦化层固化。所述光致抗蚀剂制剂包含以所述制剂的总重量计约3重量％到约5重量％的光酸产生剂；以所述制剂的总重量计约0.8重量％到约1.8重量％的光引发剂；以所述制剂的总重量计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于流体喷头的平坦化层，其中所述平坦化层的厚度介于约2微米到约3微米的范围内，且包含以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计约8.0重量％到约8.5重量％的光酸产生剂；以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计约2重量％到约3.6重量％的光引发剂；以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计约0.35重量％到约0.5重量％的绿色染料；以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计约35重量％到约46重量％的多官能环氧化合物；以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计约35重量％到约50重量％的一种或多种双官能环氧化合物；以及以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计约1重量％到约2.6重量％的硅烷粘合促进剂。2.根据权利要求1所述的平坦化层，其中所述一种或多种双官能环氧化合物选自由以下式的化合物组成的群组：以及
3.根据权利要求1所述的平坦化层，其中所述多官能环氧化合物选自由以下式的化合物组成的群组：物组成的群组：
以及其中m、n和p是代表所述化合物中的每一者中的重复单元的数目的整数。4.根据权利要求1所述的平坦化层，其中以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计，所述一种或多种双官能环氧化合物包含约3.5重量％到约4.6重量％的下式化合物：其中式(III)的所述化合物具有每摩尔约140克的环氧当量、以及以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计约35重量％到约46重量％的下式化合物：其中式(IV)的所述化合物的环氧当量为每摩尔约1700克到约2300克。5.根据权利要求1所述的平坦化层，其中以不含溶剂的所述平坦化层的总重量计，所述多官能环氧化合物包含约35重量％到约46重量％的下式化合物：
其中式(VI)的所述化合物的环氧当量介于每摩尔约195克到约230克的范围内。6.根据权利要求1所述的平坦化层，其中所述硅烷粘合促进剂包括3
‑
缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。7.根据权利要求1所述的平坦化层，其中所述绿色染料包括粉末状绿色金属络合物染料。8.根据权利要求1所述的平坦化层，其中所述光引发剂包括2
‑
异丙基噻吨酮。9.根据权利要求1所述的平坦化层，其中所述光酸产生剂包括可选自由VA族元素的鎓盐、VIA族元素的鎓盐和芳族卤鎓盐组成的群组中的能够产生芳族络盐的化合物或所述化合物的混合物。10.一种用于对用于流体喷头的半导体芯片进行平坦化的方法，包括将光致抗蚀剂制剂旋涂到所述半导体芯片的装置表面上，以提供厚度介于约2微米到约3微米范围内的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：船井电机株式会社，
类型：发明
国别省市：