[发明专利]光敏性干膜的光刻方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造领域，具体涉及一种焊料凸点的制造方法，尤其涉及一种用于焊料凸点制造中对焊料凸点构图成形的光敏性干膜的光刻方法。

背景技术

光刻技术在半导体制造领域中广泛应用，各种光敏性材料在半导体制造技术中用于构图。光刻胶是在光刻中常用的一种光敏性材料，为液态胶。光刻胶在光刻的过程中，一般包括旋涂、烘干、曝光、显影、定影、坚膜等过程，最终把掩膜版上的图案转移到光刻胶上。光刻胶有正胶、负胶两种。正胶在曝光后，被曝光的区域在光刻完毕后光刻胶被去除，负胶在曝光后，未被曝光的区域在光刻完毕后光刻胶被去除。

另一种用于光刻的材料是光敏性干膜，通常为一种光敏性聚合物材料，可以为聚酰亚胺(PI：polyimide)，苯并环丁烯(BCB：bis-BenzoCycloButene)，聚对亚苯基苯并双噁唑(PBO：P-phenylene-2，6-BenzobisOxazole)等。这种光刻材料适用于需要构图的薄膜比较厚时光刻应用，一般为负胶特性，通常用于焊料凸点(Solder Bump)制造中对焊料凸点构图成形的光刻过程中。

焊料凸点的制造过程中，光敏性干膜的现有光刻方法包括如下过程：

第一步，将光敏性干膜贴于金属种子层上，用滚轮碾压光敏性干膜使其接触贴紧金属种子层。

第二步，对光敏性干膜进行烘烤。

第三步，对光敏性干膜进行光照曝光。

第四步，通过特殊显影液对其显影，未曝光区域的光敏性干膜被去除。

第五步，干燥、坚膜，需电镀沉积焊料的区域构图形成。

图1光敏性干膜的光刻方法的起始步骤示意图。如图1所示，11为芯片上的接触焊盘(Pad)，12为钝化层，13为应力缓冲层，开孔后PVD沉积金属种子层17，金属种子层17较薄，覆盖于孔内壁形成凹孔14，焊料构图沉积于孔洞14中形成凸点。通常凹孔14比较深并且孔壁陡峭，在光敏性干膜的光刻过程中的第一步中，光敏性干膜很难紧贴于凹孔14的表面。图2所示为光敏性干膜贴膜后的结构示意图，15a为光敏性干膜，在滚轮碾压后，光敏性干膜15a并没有紧贴凹孔14内壁，因此会在凹孔14中残留空气。在光敏性干膜的光刻过程中的第二步中，烘烤过程会使凹孔14与光敏性干膜15a之间的残留空气受热膨胀，使原来置于凹孔14中的光敏性干膜向外凸起。图3所示为光敏性干膜烘烤过程后的结构示意图，光敏性干膜的形状改变，形成在14孔之上凸起的光敏性干膜15b。图5所示为未曝光区域的光敏性干膜被去除后的构示意图。如图5所示区域曝光显影后，凹孔14被打开暴露，进一步可用来电镀凸点下金属种子层(Under Bump Metallization)及焊料。但是同时也发现，光敏性干膜被曝光显影后形成光敏性干膜15c，曝光的边缘部分由于光敏性干膜的凸起而存在向上卷起的现象，这种卷起效应将会可能导致出现如下问题：(1)使焊料凸点的图形可能变大，各个焊料凸点的图形大小误差变大；(2)在电镀凸点下金属种子层时，一般先电镀铜薄膜在电镀镍薄膜，有可能在镀铜薄膜时，铜就填充满卷起下的间隙，从而卷起下的间隙中的部分铜上没有电镀上镍，从而使卷起部分下的间隙中的凸点下金属种子层不完全，进一步影响焊料凸点的特性。图8所示为用现有技术光敏性干膜光刻方法电镀后的结构示意图，其中，铜薄膜18与镍薄膜19构成凸点下金属种子层，卷起部分的光敏性干膜下的局部铜薄膜18并未完全被镍薄膜19覆盖。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为改进光敏性干膜的光刻方法对焊料凸点的构图大小可控性及构图均匀性，提供一种光敏性干膜的光刻方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的用于对焊料凸点构图成形的光敏性干膜的光刻方法包括步骤：

(1)提供半导体结构，所述半导体结构上具有一个或者以上的开口，

形成覆盖所述半导体结构以及开口表面的光敏性干膜；

(2)第一次碾压所述光敏性干膜；

(3)对光敏性干膜进行烘烤；

(4)进行曝光显影，去除半导体结构开口表面上的光敏性干膜；

(5)第二次碾压所述光敏性干膜。

根据本发明提供的光敏性干膜的光刻方法，其中，还包括在所述步骤(5)后对光敏性干膜进行干燥、坚膜。所述碾压通过滚轮下压光敏性干膜完成，碾压时，所述半导体结构及光敏性干膜加热至55℃～65℃温度范围，所述滚轮加热至65℃～75℃温度范围，滚轮对光敏性干膜的下压力范围为0.46Mpa～0.56Mpa。所述光敏性干膜覆盖于半导体结构的金属种子层上。