[发明专利]消除光刻胶中气泡的方法及凸点制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，具体的说涉及晶片凸点制作前消除光刻胶中气泡的方法以及一种凸点制作的方法。

背景技术

随着电子产品向轻、薄、短、小而功能多样方向发展，不断向电子封装技术提出新的要求。凸点制作技术(bump)是晶片(wafer)封装中的一个关键技术。在凸点制作工艺之前，如图1所示，晶片1已经完成钝化层2和互连金属层3工艺，进入凸点制作之后，如图2所示，需要在晶片表面形成一凸点下金属层4(Under-Bump Metallurgy，UBM)；然后在UBM层上形成一光刻胶层5，并曝光、显影以形成所需的凸点图案；然后形成凸点焊料6；最后，去除光刻胶层5和凸点下金属层4，在一定温度下焊料回流形成焊球。

喷涂光刻胶时，由于光刻胶的底层有多层非平面结构薄膜，如包含铜和铝等的互连金属层，包括高分子聚合物和氮化硅等的钝化层。对多层非平面结构薄膜表面的处理会直接影响到光刻胶内气泡的形成，特别是在界面有负角度和深沟道的部分。高分子聚合物钝化层内含有没有完全连键的挥发性气体，在金属层和上述的界面存留，在被光刻胶覆盖后，即成为气泡形成的中心点。在UBM溅射的工艺制程中，凸点下金属薄膜层无法完全涵盖负角度的界面，在喷涂光刻胶之后这些界面内的挥发性物质有可能成为形成气泡的中心点。从而在制作凸点焊料的过程中在不恰当的位置形成焊球，导致晶片后端电性能测试出现缺陷或者切割问题。

光刻胶具有感光性的高分子内含有氮分子，无连键的氮分子在曝光和显影后，也是气泡的来源之一。这些气泡在后续的制程中会进一步的变大，从而在光刻胶表面产生孔洞，在使用电镀法形成焊接凸点过程时，孔洞内会产生多余的焊球，从而导致电性能测试失败以及切割问题。因此，必须消除光刻胶内的气泡，提高半导体晶片上焊料凸块的良率。

在其它的光刻胶制程中，由于光刻胶的厚度小于40um，一般是通过直接烘焙(bake)的方法消除光刻胶内产生的气泡。由于凸点制作中一般通过调整光刻胶的厚度来调整凸点的形状和高度，需要喷涂比较厚的光刻胶(厚度大于40um)，使用常规的烘焙方法无法完全消除气泡，导致在不需要的地方形成焊点，降低了晶片封装的良品率。

中国专利CN03131348提供了一种消除封装制程光刻胶中气泡的方法，主要是在0.1torr～10torr的第一气压下，以模板印刷法印刷光刻胶；然后调整封装设备内的气压至第二气压，第二气压大于第一气压，此时光刻胶中的气泡会在较高的第二气压下体积缩小或者消失，再次使用模板印刷法印刷光刻胶；最后在大于第一气压的第三气压下进行光刻胶的硬化制程，从而完全消除光刻胶中的气泡。这一消除光刻胶中气泡的方法主要是针对最后的光刻胶封装制程，而且工艺过程比较复杂，需要二次形成光刻胶的工艺，对设备的要求也较高。

因此，需要一种工艺过程简单、成本低廉，能够有效消除厚度大于40um光刻胶中气泡的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种消除厚度大于40um的光刻胶中的气泡的方法，并提供一种消除了光刻胶中气泡的凸点制作方法，以提高凸点制作工艺的良品率。

为解决上述问题，本发明提供了一种消除光刻胶中气泡的方法，其特征在于包括两次烘焙，具体工艺步骤为：对晶片进行第一次烘焙；沉积凸点下金属层；形成光刻胶层；进行第二次烘焙。

第一次烘焙是在150～300℃的条件下烘焙20～60分钟。

第二次烘焙是在110～120℃的条件下烘焙3～6分钟。

一种消除光刻胶中气泡的方法，工艺步骤为：对晶片进行第一次烘焙；沉积凸点下金属层；在晶片表面喷涂边缘气泡移除(edge bead removal；EBR)试剂；形成光刻胶层；进行第二次烘焙。

第一次烘焙是在150～300℃的条件下烘焙20～60分钟。

所述的边缘气泡移除试剂(edge bead removal chemical)指的是OK73稀释剂，其为单乙基醚丙二醇和丙二醇单甲醚乙酸酯的混合物，其中单乙基醚丙二醇的质量百分比为70％，丙二醇单甲醚乙酸酯的质量百分比为30％。也可以是KR20，其主要成分为1-甲氧基-2丙基丙酮(1-Methoxy-2-propylacetate)，质量百分比含量大于95％。

所述的OK73或者KR20的用量以能够覆盖晶片表面为主，用量是6ml到12ml。

第二次烘焙是在110～120℃的条件下烘焙3～6分钟。