具有受控聚酰亚胺轮廓的结构及其形成方法与流程

1.本揭露涉及一种具有受控聚酰亚胺轮廓的结构及其形成方法。


背景技术：

2.聚酰亚胺可用于晶圆级封装(wafer level packaging；wlp)及整合式扇出(integrated fan
–
out info)封装的凸点制程。由于聚酰亚胺的耐热性、热膨胀性及机械性质，聚酰亚胺可用作保护层及缓冲层。在降低半导体元件尺寸时，可能需要具有提高机械强度的更厚聚酰亚胺保护层。


技术实现要素：

3.本揭露的一些实施方式提供一种形成具有受控聚酰亚胺轮廓结构的方法，包括以下步骤：在基板上沉积包含聚酰亚胺的光阻剂；在第一温度下执行第一退火；透过光遮罩将光阻剂曝光于辐射源，光遮罩包含与聚酰亚胺开口的形状相关联的图案；在第二温度下执行第二退火；去除一部分光阻剂以形成聚酰亚胺开口；在第三温度下执行第三退火；以及通过灰化清理聚酰亚胺开口。
4.在本揭露的另一些实施方式中，提供一种形成具有受控聚酰亚胺轮廓结构的方法，包括以下步骤：在基板上形成顶部金属；在顶部金属上沉积第一介电层，其中金属绝缘体金属结构设置在第一介电层内；在第一介电层上并穿过第一介电层沉积重新分配层，其中重新分配层的底表面与顶部金属接触；在重新分配层上沉积第二介电层；去除第二介电层的一部分；在第二介电层上沉积包含聚酰亚胺的光阻剂；以及在其中去除第二介电层的部分的位置处，形成聚酰亚胺开口。
5.在本揭露的另一些实施方式中，提供一种具有受控聚酰亚胺轮廓的结构，包括：顶部金属、第一介电层、第二介电层、以及聚酰亚胺层。顶部金属在半导体基板上。第一介电层在顶部金属上，其中第一介电层包括金属绝缘体金属结构以及重新分配层，其中重新分配层的底表面与金属绝缘体金属接触。第二介电层在重新分配层上。聚酰亚胺层在第二介电层上，其中聚酰亚胺层的一部分在重新分配层的顶表面上。
附图说明
6.当结合附图阅读时，根据以下详细描述可更好地理解本揭示案的态样。
7.图1a根据一些实施例图示具有聚酰亚胺层的半导体结构的横截面视图；
8.图1b根据一些实施例图示聚酰亚胺层的部分的横截面视图；
9.图1c及图1d根据一些实施例图示聚酰亚胺层的部分的俯视图；
10.图1e根据一些实施例图示金属绝缘体金属(metal-insulator-metal；mim)结构的横截面视图；
11.图2根据一些实施例为图案化系统的图；
12.图3根据一些实施例为一种用于制造具有聚酰亚胺层的半导体结构的方法的流程
图；
13.图4至图9根据一些实施例图示具有聚酰亚胺层的半导体结构在其制造制程的不同阶段处的横截面视图；
14.图10a及图10b根据一些实施例图示聚酰亚胺层的一部分的俯视图。
15.【符号说明】
16.100:半导体结构
17.102:基板
18.104:介电层
19.106:顶部金属
20.108:介电层
21.110:介电层
22.112:金属绝缘体金属结构
23.114:重新分配层
24.116:介电层
25.118:聚酰亚胺层
26.118a:聚酰亚胺光阻剂
27.118b:聚酰亚胺光阻剂
28.118c:聚酰亚胺光阻剂
29.118d:聚酰亚胺光阻剂
30.118e:聚酰亚胺光阻剂
31.120:凸点下金属
32.122:金属凸点
33.124:焊料
34.126:区域
35.128:区域
36.130:导电层
37.132:绝缘层
38.200:图案化系统
39.202:涂覆装置
40.204:退火装置
41.206:灰化装置
42.208:曝光装置
43.210:显影装置
44.212:量测装置
45.214:机械臂
46.300:方法
47.302:操作
48.304:操作
49.306:操作
50.308:操作
51.310:操作
52.312:操作
53.314:操作
54.316:操作
55.602:光遮罩
56.802:聚酰亚胺开口
57.902:聚酰亚胺开口
58.d1:距离
59.d2:直径
60.id:内径
61.l1:距离
62.l2:距离
63.l3:距离
64.l4:凸点间隙
65.l5:凸点间距
66.la1:外长轴
67.la2:内长轴
68.od:外径
69.sa1:外短轴
70.sa2:内短轴
71.t1:厚度
72.t2:厚度
73.t3:厚度
74.t4:厚度
75.t5:厚度
76.t6:厚度
77.t7:厚度
78.x:方向
79.y:方向
80.z:方向
具体实施方式
81.以下揭示内容提供许多不同实施例或实例，以便实现所提供标的的不同特征。下文描述部件及排列的特定例子以简化本揭示。当然，这些仅为例子且不意欲为限制性。例如，以下描述中用于在第二特征之上形成第一特征的制程可以包括其中第一特征与第二特征直接接触的实施例，并且亦可以包括其中可以在第一特征与第二特征之间形成附加特征，使得第一特征与第二特征可以不直接接触的实施例。如本文使用，第一特征在第二特征上的形成意味第一特征与第二特征直接接触。另外，本揭示案在各实例中可重复元件符号
及/或字母。此重复本身不指示所论述各实施例及/或配置之间的关系。
82.另外，空间相对术语，诸如“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及类似者，在此为便于描述可用于描述诸图中所图示一个元件或特征与另一(些)元件或(多个)特征的关系。除图形中描绘的取向外，空间相对术语意欲包含元件在使用或操作中的不同取向。设备可为不同取向(旋转90度或在其他的取向)及可因此同样地解释在此使用的空间相对描述词。
83.应注意，说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一示例实施例”、“示例性”等等的引用指示所述实施例可包括特定特征、结构或特征，但每个实施例并不一定包括特定特征、结构或特征。另外，此种字句不一定指同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特征时，无论明确描述与否，结合其他实施例实现此种特征、结构或特征是落在熟悉此项技术者的知识范围内。
84.应理解，本文的措辞或术语是出于描述的目的而不是限制的目的，使得本说明书中的术语或措辞将由熟悉此项技术者根据本文教示来解释。
85.在一些实施例中，术语“约”及“大体”可指在值的5％(例如，值的
±
1％、
±
2％、
±
3％、
±
4％、
±
5％)内变化的给定量的值。此等值仅为实例且不意欲为限制性。术语“约”及“大体”可指由熟悉此项技术者根据本文教示而解释的值的百分比。
86.针对图1a～图1e、图4～图9、及图10a～图10b中具有相同标记的元件的论述彼此适用，除非另外提及。
87.聚酰亚胺可用于晶圆级封装(wlp)及整合式扇出(info)封装。凸点下金属(under-bump metallization；ubm)可形成于聚酰亚胺层上，并且金属凸点可被电镀在凸点下金属上。由于聚酰亚胺的耐热性、热膨胀性及机械性质，聚酰亚胺可用作保护层及缓冲层。随着半导体元件尺寸的降低，可能需要具有提高机械强度的更厚聚酰亚胺保护层。由于聚酰亚胺保护层的高吸水性及低渗透性，对聚酰亚胺保护层的轮廓控制可能是个挑战。
88.本揭示案提供具有受控聚酰亚胺轮廓的示例半导体结构(例如，wlp结构及info结构)及一种形成受控聚酰亚胺轮廓的方法。在一些实施例中，聚酰亚胺溶解于一溶剂中，诸如聚(丙烯酸)(paa)及γ丁内酯(gbl)，以形成聚酰亚胺光阻剂。聚酰亚胺开口可使用光微影制程形成。光微影制程可通过图案化系统来执行。光微影制程可包括以下操作，诸如旋涂聚酰亚胺光阻剂，软退火、曝光、曝光后退火、显影、及固化(显影后退火)。通过在曝光操作期间在聚酰亚胺光阻剂中增大数值孔径(numerical aperture；na)，进行曝光后退火操作，进行显影后退火操作及调节交联剂剂量，聚酰亚胺开口可具有倾斜轮廓(例如，顶部更宽且底部更窄)。相比于基本上垂直的轮廓，倾斜的聚酰亚胺开口可以增大凸点下金属附着力及覆盖率。提高的凸点下金属附着力及覆盖率可以增大金属凸点沉积/电镀的阶梯覆盖率，从而提高金属凸点跨晶圆形成的均匀性。倾斜聚酰亚胺开口可以减少分层缺陷，从而提高wlp及info结构的可靠性及寿命。
89.根据一些实施例，图1a图示半导体结构100的横截面视图。在一些实施例中，半导体结构100可以表示wlp结构或info结构。半导体结构100可以包括基板102、介电层104、顶部金属(top metallization；tme)106、介电层108、介电层110、金属绝缘体金属(mim)结构112、重新分配层(redistribution layer；rdl)114、介电层116、聚酰亚胺层118、凸点下金属120、金属凸点122、及焊料124。
90.基板102可为半导体材料，诸如硅(si)、锗(ge)、硅锗(sige)、绝缘体上硅(silicon-on-insulator；soi)结构、及上述组合。此外，基板102可掺杂有p型掺杂剂(例如，硼(b)、铟(in)、铝(al)、或镓(ga))或n型掺杂剂(例如，磷(p)或砷(as))。基板102可包括晶体管结构，诸如场效晶体管(field-effect transistors；fets)、平面fet、finfet、及全卷绕栅极(gate-all-around；gaa)fet。fet可以包括栅极结构及源极/漏极(source/drain；s/d)区域。基板102可进一步包括互连，诸如金属线及通孔。
91.介电层104、108、110及116可以包括一绝缘材料，诸如氧化硅(sio
x
)、氮化硅(sin)、硅碳氮化物(sicn)、硅氧碳氮化物(siocn)及硅锗氧化物(sigeo
x
)。介电层104、108、110及116可为层间介电质(interlayer dielectric；ild)。介电层108、110及116可为一钝化层。介电层104可形成于基板102上。介电层108可形成于介电层104上。介电层110可形成于介电层108内。在一些实施例中，介电层110可为约40nm厚的氮化钛(tin)。介电层116可形成于重新分配层114上。介电层116的厚度t3可在约2μm与约3μm之间。
92.顶部金属106可为互连，诸如金属线及通孔。顶部金属106亦可为晶体管接点，诸如栅极接点及s/d接点。顶部金属106可包括适当导电材料，诸如钨(w)、钛(ti)、银(ag)、钌(ru)、钼(mo)、铜(cu)、钴(co)、铝、铱(ir)、镍(ni)、金属合金、及上述组合。顶部金属106可形成于基板102上且介电层104内。半导体结构100可包括介电层104及顶部金属106的附加层。
93.参看图1a及图1e，金属绝缘体金属结构112可以包括插入在两个导电层130之间的绝缘层132。在一些实施例中，绝缘层132可为具有约2nm厚度的氧化铝(al2o3)。在一些实施例中，导电层130具有约2nm的厚度，可为相同材料且可为金属氧化物，诸如氧化锆(zro2)。在一些实施例中，导电层130可为不同的导电材料，诸如两种金属、两种金属氧化物、及一种金属与一种金属氧化物。金属绝缘体金属结构112可形成于介电层110内。金属绝缘体金属结构112亦可形成于介电层108及介电层110内。
94.参看图1a，重新分配层114可包括类似于顶部金属106材料的适当导电材料。在一些实施例中，重新分配层114可包括al。重新分配层114底表面可与顶部金属106接触。重新分配层114可形成于介电层108上，及重新分配层114的部分可穿过介电层108及介电层110。重新分配层114在介电层108上方的部分的厚度t2可在约2μm与约3μm之间。相邻重新分配层114之间的距离l1可至少约6μm。
95.聚酰亚胺层118可包括聚酰亚胺且可形成于介电层116上。聚酰亚胺层118的部分可与重新分配层114的顶表面接触。参看图1a及图1b，区域126的倾斜轮廓可在区域126的顶部分处或附近具有角度1，在区域126的中间部分处或附近具有角度2，及在区域126的底部分处或附近具有角度3。角度1可在约40度与约85度之间，在约50度与约75度之间，及在约60度与约65度之间。角度2可在约40度与约90度之间，在约50度与约80度之间，及在约60度与约70度之间。角度3可在约40度与约90度之间，在约50度与约80度之间，及在约60度与约70度之间。角度1、角度2、角度3的范围可导致聚酰亚胺层118的区域126的倾斜轮廓具有改善的凸点下金属附着力。若角度1、角度2及角度3低于约40度，则区域126变得相对平坦且凸点下金属附着力可能不够。例如，若聚酰亚胺层118的区域128的凸点下金属覆盖率低于约80％，则凸点下金属附着力可被认为不够。若角度1高于约85度且角度2及角度3高于约90度，则区域126变得基本上垂直且凸点下金属附着力可能不够。若聚酰亚胺层118的区域128
的凸点下金属覆盖率低于约80％，则凸点下金属附着力可被认为不够。不充足的凸点下金属附着力可能导致凸点下金属及金属凸点的分层并导致可靠性退化。角度1、角度2及角度3可由制程参数控制，诸如交联剂剂量、曝光期间使用的数值孔径、曝光后退火、及显影后退火。
96.参看图1a，聚酰亚胺层118在介电层116上方的厚度t4可在约3μm与约9μm之间，在约4μm与约8μm之间，及在约5μm与约7μm之间。厚度t4与制程参数结合的范围可导致角度1、角度2及角度3的期望范围。
97.参看图1a、图1c及图1d，俯视图中的区域128可具有圆形或椭圆形。其他形状为可能的，诸如矩形的、正方形的、菱形的、及梯形的形状。距离d1在圆形形状中可为内径id，或在椭圆形状中可为内短轴sa2。在图1c中图示的圆形形状中，内径id可在约5μm与约30μm之间，在约8μm与约27μm之间，及在约10μm与约25μm之间。外径od可在约7μm与约35μm之间，在约10μm与约32μm之间，及在约12μm与约30μm之间。若内径id小于约5μm或外径od小于约7μm，则区域128的尺寸对于凸点下金属、金属凸点及焊料可能太小。若内径id大于约30μm或外径od大于约35μm，则整个晶圆上金属凸点的数量可能太小。外径od与内径id之间的比率可在约1.05与约3.15之间，在约1.1与约3.1之间，及在约1.2与约3之间。若外径od与内径id之间的比率小于约1.05，则区域128可能不能机械地支撑凸点下金属。若外径od与内径id之间的比率大于约3.15，则整个晶圆上金属凸点的数量可能太少。
98.在图1d中图示的椭圆形中，内短轴sa2可在约5μm与约30μm之间，在约8μm与约27μm之间，及在约10μm与约25μm之间。外短轴sa1可在约7μm与约35μm之间，在约10μm与约32μm之间，及在约12μm与约30μm之间。内长轴la2可在约15μm与约35μm之间，在约18μm与约32μm之间，及在约20μm与约30μm之间。外长轴la1可在约17μm与约40μm之间，在约20μm与约37μm之间，及在约22μm与约35μm之间。若内短轴sa2小于约5μm，外短轴sa1小于约7μm，内长轴la2小于约15μm，或外长轴la1小于约17μm，则区域128的尺寸对于凸点下金属、金属凸点或焊料可能太小。若内短轴sa2小于约30μm，外短轴sa1或内长轴la2大于约35μm，或外长轴la1大于约40μm，则整个晶圆上金属凸点的数量可能太少。外短轴sa1与内短轴sa2之间的比率可在约1.05与约3.15之间，在约1.1与约3.1之间，及在约1.2与约3之间。外长轴la1与内长轴la2之间的比率可在约1.05与约1.8之间，在约1.07与约1.78之间，及在约1.1与约1.75之间。若外短轴sa1与内短轴sa2之间的比率或外长轴la1与内长轴la2之间的比率小于约1.05，则区域128可能不能机械地支撑凸点下金属。若外短轴sa1与内短轴sa2之间的比率大于约3.15或外长轴la1与内长轴la2之间的比率大于约1.8，则整个晶圆上金属凸点的数量可能太少。外长轴la1与外短轴sa1之间的比率可在约1.6与约3.2之间，在约1.7与约3.1之间，及在约1.8与约3之间。内长轴la2与内短轴sa2之间的比率可在约1.8与约3.2之间，在约1.9与约3.1之间，及在约2与约3之间。若外长轴la1与外短轴sa1之间的比率小于约1.6或内长轴la2或内短轴sa2之间的比率小于约1.8，则区域128不能实现期望延长的形状。若外长轴la1与外短轴sa1之间的比率或内长轴la2与内短轴sa2之间的比率大于约3.2，则区域128的延长形状可对制造制程造成挑战。即使图1d图示y方向上的长轴及x方向上的短轴，90度的旋转也为可能的。即，长轴可在x方向上，及短轴可在y方向上。
99.聚酰亚胺层118的区域128的侧壁的厚度t1取决于圆形形状的内径id及外径od。厚度t1可在约0.8μm与约2.7μm之间，在约0.9μm与约2.6μm之间，及在约1μm与约2.5μm之间。在
椭圆形状中，侧壁在短轴中的厚度t2取决于外短轴sa1及内短轴sa2。厚度t2可在约0.8μm与约2.7μm之间，在约0.9μm与约2.6μm之间，及在约1μm与约2.5μm之间。若厚度t1或厚度t2小于约0.8μm，则区域128可能不能机械地支撑凸点下金属。若厚度t1或厚度t2大于约2.7μm，整个晶圆上金属凸点的数量可能太少。在椭圆形状中，侧壁在长轴中的厚度t3取决于外长轴la1及内长轴la2。在一些实施例中，厚度t3可能不同于厚度t2。例如，厚度t2与厚度t3之间的比率可在约1.2与约2之间，在约1.25与约1.8之间，及在约1.3与约1.5之间。若厚度t2与厚度t3之间的比率小于约1.2，则区域128可能不能机械地支撑凸点下金属。若厚度t2与厚度t3之间的比率大于约2，则整个晶圆上金属凸点的数量可能太少。相邻区域128的外侧壁之间的距离l2可为至少约7μm、至少约8μm、至少约9μm。相邻区域128的内侧壁之间的距离l3可为至少约10μm、至少约11μm、至少约12μm。若距离l2小于约7μm或距离l3小于约10μm，则区域128可能彼此靠太近且在制造制程中造成挑战。大体上，区域128的此些尺寸范围及比例为凸点下金属提供最佳的附着力，而不损坏元件尺寸及制造成本。
100.参看图1a，凸点下金属120可包括类似于顶部金属106及重新分配层114的材料的导电材料。在一些实施例中，凸点下金属120可包括ti、cu、或ti/cu合金。凸点下金属120可形成于聚酰亚胺层118的区域128上。凸点下金属120的部分可与重新分配层114的顶表面接触。即，凸点下金属120通过重新分配层114电耦接至顶部金属106。凸点下金属120在聚酰亚胺层118上方的厚度t5可在约1μm与约4μm之间。凸点下金属120可以提高金属凸点122的附着力，从而提高凸点制程中跨晶圆形成金属凸点的均匀性。
101.金属凸点122可以包括类似于顶部金属106、重新分配层114及凸点下金属120的材料的导电材料。在一些实施例中，金属凸点122可包括cu。金属凸点122可形成于凸点下金属120上。金属凸点122在凸点下金属120上方的厚度t6可在约20μm与约45μm之间。焊料124可以包括焊接材料，诸如锡(sn)。焊料124可形成于金属凸点122上。焊料124在金属凸点122上方的厚度t7可为约20μm。金属凸点122及焊料124的直径d2可在约20μm与约50μm之间。相邻金属凸点122之间的凸点间隙l4可在约5μm与约30μm之间。相邻金属凸点122之间的凸点间距l5可在约25μm与约80μm之间。在一些实施例中，在晶圆上可具有约7000及约40000个金属凸点122。
102.根据一些实施例，图2为图案化系统200的图。图案化系统200可包括涂覆装置202、退火装置204、灰化装置206、曝光装置208、显影装置210、量测装置212、及机械臂214。图案化系统200可具有比上述所列装置更多或更少的装置。图案化系统200可用于执行下述图3中方法300的各种操作。
103.涂敷装置202可以在诸如晶圆的基板上旋涂一聚合物，诸如光阻剂。光阻剂可由化学供应系统供给。可在每个晶圆上分配受控量的光阻剂。根据一些实施例，涂覆装置202可包括一基板座，并且此基板座的转速(revolutions per minute；rpm)可在约50与约5000之间。启动及减速期间的rpm可能低于稳定的峰值速度。涂覆装置202可以通过真空抽吸机构将晶圆牢固地附接在基板座上，使得晶圆与基板座自旋时，晶圆可停留在基板座上。
104.退火装置204可在各种阶段对晶圆进行退火。例如，在光阻剂通过涂覆装置202旋涂在晶圆上之后可进行软退火。在光阻剂通过曝光装置208曝光于辐射源之后可能进行曝光后退火。在通过显影装置210显影曝光后的光阻剂之后，可进行固化(显影后退火)。退火装置204可包括加热板。退火装置204可在约摄氏30度与约摄氏350度之间的温度下对晶圆
dimension；cd)。量测装置212可为光学计量装置或扫描电子显微镜(scanning electron microscopy；sem)。量测装置212可包括晶圆装载口以接收及返回晶圆。可通过量测装置212量测整个晶圆上一或多个位点。多个量测位点可在晶圆上提供关键尺寸均匀性信息。根据一些实施例，根据特定装置要求或技术需求，关键尺寸必须在指定范围内。若关键尺寸在指定范围外，基于先前批次晶圆上量测的关键尺寸，可因此调整光微影制程参数以实现随后批次晶圆上的期望关键尺寸。量测装置212可为独立装置。
109.机械臂214可在不同装置之间移动晶圆，诸如涂覆装置202、退火装置204、灰化装置206、曝光装置208、显影装置210、及量测装置212。机械臂214可具有多个自由度。机械臂214可包括真空抽吸机构，使得晶圆在不同装置之间传送期间可被固定在机械臂214上。在一些实施例中，为特定装置上的晶圆安排的时间可以在机械臂214将晶圆传送到特定装置的时间与机械臂214从特定装置拾取晶圆的时间之间。机械臂214可由计算机系统控制(图2中未示出)。计算机系统可包括控制机械臂214执行动作功能的程序码(例如，方法)。程序码亦可控制不同装置的情况及晶圆在不同装置上的持续时间。
110.根据一些实施例，图3为用于制造半导体结构100(如图1a中图示)的方法300的流程图。为说明目的，图3图示的操作将参照用于制造半导体结构100的实例制造制程描述，如图4～图9、图10a及图10b图示。图4～图9为图1a中区域128的放大视图。图10a及图10b为图1a中区域128的俯视图。附加制造操作可以在方法300中不同操作之间执行且可以为了简单起见而略去。此些附加制造操作落在本揭示案的精神及范围内。此外，执行本文提供的揭示内容可能不要求全部操作。另外，一些操作可以同时执行，或以不同于图3图示的顺序执行。上文描述了图4～图9、图10a及图10b中与图1a中元件具有相同注释的元件。
111.应注意，方法300不产生完全半导体结构100。因此，应理解，可在方法300之前、期间、及之后提供附加制程，并且仅在本文简短描述一些其他制程。例如，介电层104、108、110及116可以通过物理气相沉积(physical vapor deposition；pvd)或化学气相沉积(chemical vapor deposition；cvd)来沉积。顶部金属106、重新分配层114及凸点下金属120可通过cvd、电浆增强化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition；pecvd)、金属有机化学气相沉积(metal-organic chemical vapor deposition；mocvd)、pvd、或溅射而形成。金属绝缘体金属结构112可通过原子层沉积(atomic layer deposition；ald)形成。金属凸点122可通过pvd、溅射、或电镀而形成。焊料124可通过焊接而形成。
112.参考图3，在操作302中，聚酰亚胺光阻剂沉积在基板上。例如，如图4图示，聚酰亚胺光阻剂118a沉积于介电层116及重新分配层114上。介电层116可包括开口。开口可通过干式蚀刻或湿式蚀刻而形成。聚酰亚胺光阻剂118a可通过图2的涂覆装置202旋涂在介电层116及重新分配层114上。旋涂rpm可在约800与约1600之间。此rpm范围对于在介电层116及重新分配层114上沉积最佳厚度的聚酰亚胺光阻剂118a为必要的。聚酰亚胺光阻剂118a的厚度范围可在约8μm与约12μm之间，在约8.5μm与约11.5μm之间，及在约9μm与约11μm之间。聚酰亚胺光阻剂118a可包括聚酰亚胺及一溶剂，诸如paa及gbl。聚酰亚胺与溶剂之间的混合比可在约6％与约44％之间，在约8％与约42％之间，及在约10％与约40％之间。聚酰亚胺与溶剂之间的混合比范围可提供适于旋涂的流体聚酰亚胺光阻剂118a。若聚酰亚胺与溶剂之间的混合比低于约6％，则所得聚酰亚胺层可能太薄且不能形成倾斜轮廓。若聚酰亚胺与
溶剂之间的混合比高于约44％，则聚酰亚胺层厚度不均匀性可能过大。
113.聚酰亚胺光阻剂118a可包括附加化学剂，诸如交联剂(其中混合比在约0.8％与约2.2％之间，在约0.9％与约2.1％之间，及在约1％与约2％之间)，光引发剂(其中混合比在约0.1％与约2％之间，在约0.3％与约1.5％之间，及在约0.5％与约1％之间)，及抑制剂(其中混合比在约0.8％与约2.2％之间，在约0.9％与约2.1％之间，及在约1％与约2％之间)。交联剂、光引发剂、及抑制剂的混合比范围可提供适于曝光及显影的聚酰亚胺光阻剂118a。若交联剂与聚酰亚胺光阻剂之间的混合比低于约0.8％，光引发剂与聚酰亚胺光阻剂之间的混合比低于约0.1％，或抑制剂与聚酰亚胺光阻剂之间的混合比低于约0.8％，则所得聚酰亚胺层可能过薄且不能形成倾斜轮廓。若交联剂与聚酰亚胺光阻剂之间的混合比高于约2.2％，光引发剂与聚酰亚胺光阻剂之间的混合比高于约2％，或抑制剂与聚酰亚胺光阻剂之间的混合比高于约2.2％，则聚酰亚胺层厚度不均匀性可能过大。交联剂的可接受混合比范围内的更高剂量的交联剂可产生更倾斜的聚酰亚胺轮廓。例如，参看图1b，将交联剂剂量从约1％改变至约2％可将角度2减小在约1度与约12度之间，在约1.5度与约11度之间，及在约2度与约10度之间。倾斜(例如，顶部更宽且底部更窄)聚酰亚胺轮廓对于凸点下金属及金属凸点附着力有益。
114.参看图3，在操作304中，可在第一温度下退火(例如，软退火)具有聚酰亚胺光阻剂的基板。例如，如图5图示，可在约摄氏50度与约摄氏200度之间的温度下对聚酰亚胺光阻剂118b、介电层116、及重新分配层114进行退火。在上述温度下可对聚酰亚胺光阻剂118b、介电层116、及重新分配层114进行退火持续约150秒与约350秒的时间。在上述温度下，通过图2的退火装置204可对聚酰亚胺光阻剂118b、介电层116、及重新分配层114进行退火持续上述时间段。上述温度范围及上述时间段范围可确保聚酰亚胺层中的最佳倾斜角。
115.参看图3，在操作306中，聚酰亚胺光阻剂可透过光遮罩曝光于辐射源。例如，如图6图示，聚酰亚胺光阻剂118c可透过光遮罩602曝光于辐射源，诸如uv、euv、及duv辐射源。光遮罩602可具有与待在聚酰亚胺光阻剂118c中形成的聚酰亚胺开口的形状、尺寸和位置相关联的图案。曝光可通过图2的曝光装置208来执行。曝光可以在约-2μm与约2μm之间的焦点下进行。曝光可在约150mj与约550mj之间的能量下执行。若能量低于180mj，聚酰亚胺光阻剂118c不能完全曝光且在显影之后可具有残留物。若能量高于520mj，则聚酰亚胺开口关键尺寸可大于指定范围的上限。曝光可在约0.2与约1之间的数值孔径下执行。可接受范围内的更高数值孔径可导致更倾斜的聚酰亚胺轮廓。例如，参看图1b，将数值孔径从约0.5改变至约0.64可将角度1减小在约1度与约8度之间，在约1度与约7度之间，及在约1度与约6度之间。能量、焦点及数值孔径的上述范围可确保聚酰亚胺层中的最佳倾斜角度。
116.参看图3，在操作308中，可在第二温度下退火(例如，曝光后退火)具有聚酰亚胺光阻剂的基板。例如，如图7图示，可在约摄氏50度与约摄氏200度之间的温度下对聚酰亚胺光阻剂118d、介电层116、及重新分配层114进行退火。在上述温度下可对聚酰亚胺光阻剂118d、介电层116、及重新分配层114进行退火持续约25秒与约200秒的时间。在上述温度下，通过图2的退火装置204可对聚酰亚胺光阻剂118d、介电层116、及重新分配层114进行退火持续上述时间段。随后可在室温下(例如，在约摄氏20度与约摄氏22度之间)对聚酰亚胺光阻剂118d、介电层116、及重新分配层114进行冷却持续约5秒与约150秒之间的时间。
117.曝光后退火可导致更加倾斜的聚酰亚胺轮廓。例如，参看图1b，相比于没有曝光后
退火的制程，具有曝光后退火的制程可将角度2减小在约5度与约15度之间，在约6度与约14度之间，及在约7度与约13度之间。倾斜(例如，顶部更宽且底部更窄)聚酰亚胺轮廓对于凸点下金属及金属凸点附着力有益。为了确保曝光后退火完全见效，显影之前可能具有约2小时与约10小时的等待时间。退火温度、退火时间、冷却时间及等待时间的上述范围可确保聚酰亚胺层中的最佳倾斜角度。
118.参看图3，在操作310中，可显影聚酰亚胺光阻剂使得形成聚酰亚胺开口。例如，如图8图示，可显影聚酰亚胺光阻剂118e，使得可形成聚酰亚胺开口802。聚酰亚胺光阻剂118e的曝光部分(例如，正性光阻剂的)或未曝光部分(例如，负性光阻剂的)可通过显影化学剂去除。显影化学剂可为c5h8o。显影时间可在约5秒与约200秒之间。若显影时间过短，则聚酰亚胺开口802不能完全显影或显影之后可具有残余物。若显影时间过长，则聚酰亚胺开口802关键尺寸可大于指定范围的上限。聚酰亚胺光阻剂118e可通过图2的显影装置210，用上述显影化学剂进行显影持续上述时间段。上述时间段范围可确保聚酰亚胺层中的最佳倾斜角。
119.参看图3，在操作312中，可在第三温度下退火(例如，固化或显影后退火)具有聚酰亚胺光阻剂的基板。例如，如图9图示，可在约摄氏200度与约摄氏400度之间的温度下对聚酰亚胺光阻剂118、介电层116、及重新分配层114进行退火。在上述温度下可对聚酰亚胺层118、介电层116、及重新分配层114进行退火持续约2小时与约8小时的时间。在上述温度下，通过图2的退火装置204可对聚酰亚胺层118、介电层116、及重新分配层114进行退火持续上述时间段。显影后退火可导致更加倾斜的聚酰亚胺开口902。例如，参看图1b，相比于没有显影后退火的制程，具有显影后退火的制程可将角度1减小在约1度与约8度之间，在约1度与约7度之间，及在约2度与约6度之间。倾斜(例如，顶部更宽且底部更窄)聚酰亚胺轮廓对于凸点下金属及金属凸点附着力有益。温度及时间段的上述范围可确保聚酰亚胺层中的最佳倾斜角。
120.参看图3，在操作314中，聚酰亚胺开口可通过灰化清理，即可去除聚酰亚胺开口中残留物。例如，聚酰亚胺开口902中的残留物可在约摄氏200度与约摄氏400度之间的温度下用o2电浆来去除。聚酰亚胺开口902中的残留物可在上述温度下用o2电浆来去除持续约2秒与约100秒的时间。聚酰亚胺开口902中的残留物可通过图2的灰化装置206，在上述温度下用o2电浆去除持续上述时间段。灰化亦可将聚酰亚胺层118的厚度调节至指定范围。换言之，灰化可去除一些厚度的聚酰亚胺层118，使得聚酰亚胺层118的厚度可在指定范围中。温度及时间段的上述范围可确保聚酰亚胺层中的最佳倾斜角及最佳厚度。
121.参看图3，在操作316中，可量测聚酰亚胺开口的关键尺寸。例如，可通过图2的量测装置212来量测聚酰亚胺开口902的内径id、外径od、外短轴sa1、内短轴sa2、外长轴la1、及内长轴la2。根据一些实施例，关键尺寸必须在指定范围内。若关键尺寸在指定范围外，基于先前批次晶圆上量测的关键尺寸，可因此调整光微影制程参数以实现随后批次晶圆上的期望关键尺寸。通过量测装置212进行的关键尺寸量测不是侵入性的且可为在线的。换言之，可对产品晶圆执行关键尺寸量测，而不损坏晶圆，并且产品晶圆可进行下个操作。在一些实施例中，参看图1b，角度1、角度2及角度3可通过横切聚酰亚胺开口902来量测。所量测的角度可用于控制聚酰亚胺轮廓。角度量测可为浸入式的且非在线的。换言之，样品晶圆可从产品晶圆获得或者可生产测试晶圆，并且可对样品晶圆或测试晶圆执行角度量测。根据一些
实施例，在后续制造操作中不使用样品晶圆及/或测试晶圆。
122.根据一些实施例，图10a及图10b图示聚酰亚胺开口902的俯视图。在一些实施例中，如图10a图示，聚酰亚胺开口902可具有圆形形状。在一些实施例中，如图10b图示，聚酰亚胺开口902可具有椭圆形形状。聚酰亚胺开口902可具有其他形状，诸如正方形、矩形、菱形、及梯形。
123.本揭示案提供具有受控聚酰亚胺轮廓的示例半导体结构(例如，半导体结构100)及一种形成此种受控聚酰亚胺轮廓的方法(例如，方法300)。半导体结构100可为wlp结构或info结构。在一些实施例中，聚酰亚胺溶解于诸如paa及gbl的溶剂中，以形成聚酰亚胺光阻剂(例如，聚酰亚胺光阻剂118a)。随后可使用光微影制程形成聚酰亚胺开口(例如，倾斜的聚酰亚胺开口902)。光微影制程可通过图案化系统(例如，图案化系统200)执行。光微影制程可包括以下操作，诸如旋涂聚酰亚胺光阻剂，软退火、曝光、曝光后退火、显影、及固化(显影后退火)。通过在曝光期间在聚酰亚胺光阻剂中增大数值孔径，进行曝光后退火操作，进行显影后退火操作及调节交联剂剂量，聚酰亚胺开口可具有倾斜轮廓(例如，顶部更宽且底部更窄)。相比于基本上垂直的轮廓，倾斜的聚酰亚胺开口可以增大凸点下金属附着力及覆盖率。提高的凸点下金属附着力及覆盖率可以增大金属凸点沉积/电镀的阶梯覆盖率，并且导致金属凸点跨晶圆形成的更均匀。因此，倾斜聚酰亚胺开口可以减少分层缺陷，并提高wlp及info结构的可靠性。
124.在一些实施例中，方法包括以下步骤：在基板上沉积包含聚酰亚胺的光阻剂；及在第一温度下执行第一退火。方法进一步包括以下步骤：透过具有与聚酰亚胺开口的形状相关联的图案的光遮罩，将光阻剂曝光于辐射源。方法进一步包括以下步骤：在第二温度下执行第二退火；及去除部分光阻剂以形成聚酰亚胺开口。方法进一步包括以下步骤：在第三温度下执行第三退火；及通过灰化清理聚酰亚胺开口。
125.在一些实施例中，方法包括以下步骤：在基板上形成顶部金属，及在顶部金属上沉积第一介电层，其中金属绝缘体金属结构设置在第一介电层内。方法进一步包括以下步骤：在第一介电层上且穿过第一介电层沉积重新分配层，其中重新分配层的底表面与顶部金属接触。方法进一步包括以下步骤：在重新分配层上沉积第二介电层，及去除第二介电层的一部分。方法进一步包括以下步骤：在第二介电层上沉积包含聚酰亚胺的光阻剂，及在去除第二介电层的部分的位置处形成聚酰亚胺开口。
126.在一些实施例中，结构包括半导体基板上的顶部金属及在顶部金属上的第一介电层，其中第一介电层包括金属绝缘体金属结构及重新分配层。重新分配层的底表面与顶部金属接触。结构进一步包括重新分配层上的第二介电层及在第二介电层上的聚酰亚胺层，其中聚酰亚胺层的部分在重新分配层的顶表面上。
127.在本揭露的一个态样中，揭示一种形成具有受控聚酰亚胺轮廓结构的方法，包括以下步骤：在基板上沉积包含聚酰亚胺的光阻剂；在第一温度下执行第一退火；透过光遮罩将光阻剂曝光于辐射源，光遮罩包含与聚酰亚胺开口的形状相关联的图案；在第二温度下执行第二退火；去除一部分光阻剂以形成聚酰亚胺开口；在第三温度下执行第三退火；以及通过灰化清理聚酰亚胺开口。
128.在一些实施例中，进一步包括以下步骤：调整光阻剂中交联剂的剂量。
129.在一些实施例中，曝光光阻剂的步骤包括使用在约0.5至约0.7之间的数值孔径曝
光光阻剂。
130.在一些实施例中，第二温度在约100℃与约120℃之间，并且其中在第二温度下执行第二退火的步骤包括执行第二退火持续在约80秒至约100秒之间。
131.在一些实施例中，去除部分光阻剂的步骤包括利用环戊酮显影光阻剂。
132.在一些实施例中，进一步包括以下步骤：量测聚酰亚胺开口的关键尺寸。
133.在一些实施例中，沉积光阻剂的步骤包括在基板上旋涂光阻剂。
134.在一些实施例中，进一步包括以下步骤：沉积介电层，其中金属绝缘体金属结构设置在介电层内；以及沉积重新分配层，其中重新分配层的底表面与顶部金属接触，并且聚酰亚胺开口位于重新分配层的顶表面上。
135.在一些实施例中，进一步包括以下步骤：在聚酰亚胺开口中沉积凸点下金属。
136.在一些实施例中，进一步包括以下步骤：在凸点下金属上电镀铜凸点；以及在铜凸点上形成焊料。
137.在本揭露的另一个态样中，揭示一种形成具有受控聚酰亚胺轮廓结构的方法，包括以下步骤：在基板上形成顶部金属；在顶部金属上沉积第一介电层，其中金属绝缘体金属结构设置在第一介电层内；在第一介电层上并穿过第一介电层沉积重新分配层，其中重新分配层的底表面与顶部金属接触；在重新分配层上沉积第二介电层；去除第二介电层的一部分；在第二介电层上沉积包含聚酰亚胺的光阻剂；以及在其中去除第二介电层的部分的位置处，形成聚酰亚胺开口。
138.在一些实施例中，进一步包括以下步骤：在聚酰亚胺开口中沉积凸点下金属。
139.在一些实施例中，进一步包括以下步骤：在凸点下金属上电镀铜凸点；以及在铜凸点上形成焊料。
140.在一些实施例中，形成聚酰亚胺开口的步骤包含以下步骤：透过光遮罩将光阻剂曝光于辐射源，光遮罩包含与聚酰亚胺开口的形状关联的图案；执行退火；以及去除光阻剂的一部分。
141.在一些实施例中，聚酰亚胺开口的形状为圆形或椭圆形。
142.在一些实施例中，曝光光阻剂的步骤包括使用在约0.5至约0.7之间的数值孔径曝光光阻剂。
143.在本揭露的另一个态样中，揭示一种具有受控聚酰亚胺轮廓的结构，包括：顶部金属、第一介电层、第二介电层、以及聚酰亚胺层。顶部金属在半导体基板上。第一介电层在顶部金属上，其中第一介电层包括金属绝缘体金属结构以及重新分配层，其中重新分配层的底表面与金属绝缘体金属接触。第二介电层在重新分配层上。聚酰亚胺层在第二介电层上，其中聚酰亚胺层的一部分在重新分配层的顶表面上。
144.在一些实施例中，进一步包括：凸点下金属，在聚酰亚胺层上，其中凸点下金属的一部分在重新分配层的顶表面上；在凸点下金属上的铜凸点；以及在铜凸点上的焊料。
145.在一些实施例中，聚酰亚胺层的部分包括圆形形状或椭圆形形状。
146.在一些实施例中，聚酰亚胺层的部分包括成约40
°
至约90
°
之间的角度的多个侧壁。
147.应理解，以上实施方式部分，而非本揭示案的摘要，意欲用以解释权利要求书。揭示部分的摘要可阐述发明者考虑的一或多个实施例而非全部可能的实施例，且因而不意欲
以任何方式限制附加权利要求书。
148.上文概述若干实施例的特征或实例，使得熟悉此项技术者可更好地理解本揭示案的态样。熟悉此项技术者应了解，可轻易使用本揭示案作为设计或修改其他制程及结构的基础，以便实施本文所介绍的实施例或实例的相同目的及/或实现相同优势。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效结构并未脱离呈现揭发权利要求书的精神及范畴，且可在不脱离本揭示案的精神及范畴的情况下产生本文的各种变化、替代及更改。