一种消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法。
【背景技术】
[0002]自电子封装问世后的约50年中，先后经历过三次重大的技术转变。第三次重大变革发生在21世纪初，先进封装的出现使微电子技术及封装技术进入更新的发展阶段。目前的主要的发展趋势包括晶圆级封装技术、叠层封装技术，系统级封装技术、3D堆叠封装技术等。其中，晶圆级封装是基于在芯片周边焊区的再布线技术形成的凸点与焊球技术。它是芯片尺寸封装的一个突破性进展，表示的是一类电路封装完成后仍以晶圆形式存在的封装，其流行的主要原因是它可将封装尺寸减至和IC芯片一样大小以及加工的低成本。晶圆级封装的采用将半导体技术与高密度封装技术有机地结合在一起，而且可以省略集成电路制造中的后工序，它作为高密度封装形式而引起广泛重视。
[0003]目前，晶圆级封装工艺技术还尚未完全成熟，其中之一表现在制备互联金属引线层时，由于基底表面存在金属台阶，紫外光通过涂覆其表面的光阻层后照射至底部金属层，在底层金属台阶侧壁产生反射，导致最终形成的光刻图形存有残缺，如图1至图4为现有先进封装工艺技术的光刻流程的结构剖面简化图。图1为现有先进封装工艺技术在硅基底上溅射金属层11的剖面结构图；图2为现有先进封装工艺技术在金属层上涂覆光刻胶层12的剖面结构图；图3为现有先进封装工艺技术对光刻胶层进行曝光的剖面结构图；图4为现有先进封装工艺技术最终形的光刻图形的剖面结构图。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种消除紫外光反射光的半导体先进封装工艺，并能有效改善原有工艺显影后所形成图形存有残缺的现象。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明公开一种消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法，其特征在于，包括:步骤一、在硅基底上溅射一层金属，在已溅射金属层上形成一负性光阻侧墙；步骤二、在所述金属层及所述侧墙上涂覆正性光阻；步骤三、对涂覆正性光阻的所述金属层及所述侧墙进行曝光和显影，所述侧墙阻挡所述硅片底部金属台阶的反射光束；步骤四、去除侧墙。
[0006]更进一步地，所述步骤一中形成所述负性光阻侧墙方法进一步包括:1.1在所述已溅射金属层上涂覆负性光阻；1.2使用具有开口图形的掩模对所述负性光阻曝光及显影使所述金属层上形成所述负性光阻侧墙。
[0007]更进一步地，所述负性光阻的厚度高于所述底部金属台阶斜坡的高度及所述正性光阻的厚度之和。
[0008]更进一步地，该正性光阻的厚度为10unTl5um。
[0009]相较于目前现有的半导体先进封装工艺，本发明能够消除由于紫外光透过光刻胶照射至底部金属层台阶侧壁产生反射，从而改善了原有工艺显影后所形成图形存有残缺的现象，最终达到预期理想的光刻图形。
【附图说明】
[0010]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
[0011]图1为现有先进封装工艺技术在硅基底上溅射金属层的剖面结构图；
图2为现有先进封装工艺技术在金属层上涂覆光刻胶层的剖面结构图；
图3为现有先进封装工艺技术对光刻胶层进行曝光的剖面结构图；
图4为现有先进封装工艺技术最终形的光刻图形的剖面结构图；
图5为本发明方法在金属层上涂覆负性光阻的剖面结构图。；
图6为本发明方法对负性光阻曝光的剖面结构图；
图7为本发明方法用负性光阻在图形开口区域形成抵挡光反射的“侧墙”的剖面结构图；
图8为本发明方法在已制备“侧墙”的晶圆表面涂覆一层正性光阻的剖面结构图；
图9为本发明方法对正性光阻曝光的剖面结构图；
图10为本发明方法对正性光阻显影后的剖面结构图；
图11为本发明方法对负性“侧墙”去除后，最终形成工艺图形开口的剖面结构图；
图12为未采用本发明方法与采用本发明方法制作的晶圆AOI扫描比较图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0013]本发明在已溅射金属层(包括铝、铜以及铝铜合金)上涂覆负性光阻，对负性光阻进行曝光显影以形成所谓“侧墙”，然后在已制备“侧墙”的晶圆表面涂覆正性光阻，进行曝光，由于“侧墙”的存在阻挡了经金属台阶反射光束对正性光阻的曝光，显影后去除负性“侧墙”，最终形成所需的图形开口。
图1是现有先进封装工艺技术在硅基底上溅射金属层11的剖面结构图，图2为现有先进封装工艺技术在金属层上涂覆光刻胶层12的剖面结构图，图3为现有先进封装工艺技术对光刻胶层进行曝光的剖面结构图。如图3中所示，在制备互联金属引线层时，由于基底表面存在金属台阶，紫外光20通过涂覆其表面的光阻层后，照射至底部金属层，在底部金属台阶侧壁产生反射，其反射光21再次发射至光阻层，导致最终形成的光刻图形存有残缺。图4为现有先进封装工艺技术最终形的光刻图形的剖面结构图，图4中的光刻图形存有残缺22。
[0014]图5?图11为本发明方法的光刻流程的结构剖面简化图。如图5所示，图5是本发明方法在金属层上涂覆负性光阻13的剖面结构图。图6为本发明方法对负性光阻曝光的剖面结构图。图7为本发明方法用负性光阻在图形开口区域形成抵挡光反射的“侧墙”14的剖面结构图。图8为本发明方法在已制备“侧墙”的晶圆表面涂覆一层正性光阻15的剖面结构图。图9为本发明方法对正性光阻曝光的剖面结构图。图10为本发明方法对正性光阻显影后的剖面结构图。图11为本发明方法对负性“侧墙”去除后，最终形成工艺图形开口的剖面结构图。
[0015]具体而言，本发明所公开的工艺方法在已溅射金属层(包括铝、铜以及铝铜合金)
11上涂覆一层负性光刻胶12，为了有效阻挡后续曝光工艺的反射光束，该负性光阻的厚度应高于底部金属台阶斜坡高度和后续所涂覆正性光阻的厚度之和。对负性光阻进行曝光和显影，在图形开口区域形成抵挡光反射的“侧墙”。在已制备“侧墙”的晶圆表面涂覆一层正性光阻，正性光阻厚度由行业相关工艺技术人员视具体工艺需求而定，一般为10ιιπΓ?5ιιπι。对已涂覆正性光阻的晶圆进行曝光和显影，由于光阻本身对光的反射率很小，负性光阻制备的“侧墙”会阻挡照射至底部金属台阶的反射光束，从而消除了反射光束对无须曝光的光阻的影响。采用负式去胶液，将负性光刻胶“侧墙”进行去除，同时正性光阻不受负式去胶液的影响得以保留，最终形成后续工艺所需的图形窗口最终，通过AOI扫描曝光显影后的晶圆，以测试采用此方法对晶圆良率的改善，如图12所示。
[0016]相较于目前现有的半导体先进封装工艺，本发明能够消除由于紫外光透过光刻胶照射至底部金属层台阶侧壁产生反射，从而改善了原有工艺显影后所形成图形存有残缺的现象，最终达到预期理想的光刻图形。
[0017]本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法，其特征在于，包括: 步骤一、在硅基底上溅射一层金属，在已溅射金属层上形成一负性光阻侧墙； 步骤二、在所述金属层及所述侧墙上涂覆正性光阻； 步骤三、对涂覆正性光阻的所述金属层及所述侧墙进行曝光和显影，所述侧墙阻挡所述硅片底部金属台阶的反射光束； 步骤四、去除所述侧墙。2.如权利要求1所述的消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法，其特征在于，所述步骤一中形成所述负性光阻侧墙方法进一步包括: 1.1在所述已溅射金属层上涂覆负性光阻； 1.2使用具有开口图形的掩模对所述负性光阻曝光及显影使所述金属层上形成所述负性光阻侧墙。3.权利要求1所述的消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法，其特征在于，所述负性光阻的厚度高于所述底部金属台阶斜坡的高度及所述正性光阻的厚度之和。4.权利要求1所述的消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法，其特征在于，所述正性光阻的厚度为1um?15um。
【专利摘要】本发明公开一种消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法，其特征在于，包括：步骤一、在硅基底上溅射一层金属，在已溅射金属层上形成一负性光阻侧墙；步骤二、在所述金属层及所述侧墙上涂覆正性光阻；步骤三、对涂覆正性光阻的所述金属层及所述侧墙进行曝光和显影，所述侧墙阻挡所述硅片底部金属台阶的反射光束；步骤四、去除侧墙。
【IPC分类】H01L21/768, H01L21/027
【公开号】CN104900581
【申请号】CN201410079386
【发明人】阎振中
【申请人】上海微电子装备有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月6日