一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶元凸塊工藝領域，尤其涉及一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著半導體技術(shù)的巨大進步，對半導體工藝的要求越來越苛刻，關(guān)鍵尺寸 的不斷減小，相應的尺寸精度需求必須嚴格控制在一定范圍之內(nèi)，從而加大了工藝的難度。 在半導體的制造工藝中，光刻和干刻扮演的兩個重要的角色。
[0003] 凸塊(Bumping)工藝作為一種重要的半導體制造技術(shù)早已引起人們的重視，其廣 泛地應用到封裝技術(shù)中和各種電子器件及傳感器的制造。由于在傳感器應用中其特有的形 貌需求和精度要求，在制造工藝上對光刻和干刻的要求極為苛刻。在現(xiàn)有的工藝技術(shù)中，采 用光刻膠PR后退火法先形成一定的角度，在RIE干法刻蝕下，PR在刻蝕的過程中會逐漸損 失，于是會形成凸塊兩邊的坡度。但PR后退火法存在一定的局限性，PR后退火后決定刻蝕后 的形貌的底部角度，當對于形貌角度要求較小時，通過PR退火幾乎不能夠?qū)崿F(xiàn)，對光刻膠的 要求也極為苛刻，另外PR退火后，整片晶圓的均一性較差，從而導致刻蝕后形貌均一性較 差，很難達到工藝要求。
[0004] 現(xiàn)有工藝主要通過PR后退火法(PR ref low)來實現(xiàn)凸塊刻蝕形貌，PR后退火法存 在一定的局限性，PR后退火后決定刻蝕后的形貌的底部角度和上部關(guān)鍵尺寸，當對于形貌 角度要求較小時，通過PR退火幾乎不能夠?qū)崿F(xiàn)，對光刻膠的要求也極為苛刻，另外PR退火 后，整片晶圓的均一性較差，從而導致刻蝕后形貌均一性較差。對于一種設計凸塊形貌，此 方法需要進行多步調(diào)試工藝，研發(fā)周期長，PR成本高，費時費力，效率較低。
[0005] 有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種干法刻蝕凸塊形 貌可控的制備方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種制備技術(shù)簡單、形貌可控、重復性 良好的干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法。
[0007] 本發(fā)明提出一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于:包括以下步驟： [0008] (1)在襯底上附著氧化層(oxide)介質(zhì)膜；
[0009] (2)在氧化層介質(zhì)膜上旋涂上光刻膠PR，然后進行曝光，顯影；
[0010] (3)對光刻膠PR進行烘烤，使光刻膠PR形成固定的形貌和厚度；
[0011] (4)采用RIE干法刻蝕，使用CF4和CHF3氣體組合來對介質(zhì)膜進行刻蝕；
[0012] (5)保持CF4和CHF3的氣體總流量不變，調(diào)整CF4和CHF 3氣體的比例，從而獲得一定 的oxide和PR的選擇比；
[0013] (6)通過特定oxide和PR的選擇比，在介質(zhì)膜刻蝕過程中，在PR形貌和厚度固定的 情況下，逐漸消耗兩個肩膀的PR，從而達到介質(zhì)膜刻蝕呈現(xiàn)正梯形，最終得到底部坡度形貌 可控的凸塊形狀。
[0014] 作為本發(fā)明方法的進一步改進，步驟（5)中所述的C F 4和C H F 3的氣體總流量為 90sccm〇
[0015] 作為本發(fā)明方法的進一步改進，步驟(5)中所述的CF4和CHF3氣體流量比例的范圍 為90:0~40:40。
[0016]作為本發(fā)明方法的進一步改進，步驟(5)中獲得的oxide和PR的選擇比范圍為：1:1 ~2:1〇
[0017] 作為本發(fā)明方法的進一步改進，步驟(6)中得到凸塊形狀的底部坡度形貌可控范 圍為:32°~75°。
[0018] 作為本發(fā)明方法的進一步改進，所述CF4和CHF3氣體流量比例為90:0、85:5、80:10、 70:20、60:30、40:40。
[0019] 作為本發(fā)明方法的進一步改進，所述oxide和PR的選擇比為：1:1、1.05:1、1.1:1、 1·24:1、1·4:1、2:1〇
[0020] 作為本發(fā)明方法的進一步改進，所述凸塊形狀的底部坡度形貌為：32°、38.7°、 42°、51°、58°、75°。
[0021] 借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:通過采用調(diào)整關(guān)鍵刻蝕氣體比例(CF4/ CHF3)，干法刻蝕膜質(zhì)對PR的選擇比，在PR后退火后，厚度和角度不可變的情況下，保證了凸 塊上下部線寬大小，實現(xiàn)工藝需求達到的形貌要求，彌補了因 PR后退火無法實現(xiàn)的小角度 問題。具有形貌可控、重復性良好簡化的工藝流程，縮短了研發(fā)時間，降低了成本，提高了效 率。
[0022] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0023] 圖1為通過本發(fā)明方法刻蝕后未去膠和去膠后凸塊形貌示意圖；
[0024]圖2為通過本發(fā)明方法調(diào)整CF4和CHF3氣體流量比例后得到的oxide和PR的選擇比 和凸塊底部坡度的線條圖；
[0025]圖3為通過本發(fā)明方法調(diào)整CF4和CHF3氣體流量比例刻蝕后凸塊形貌掃描電子顯微 鏡圖片。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027] 實施例:一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于:包括以下步驟：
[0028] (1)在襯底上附著氧化層(oxide)介質(zhì)膜；
[0029] (2)在氧化層介質(zhì)膜上旋涂上光刻膠PR，然后進行曝光，顯影；
[0030] (3)對光刻膠PR進行烘烤，使光刻膠PR形成固定的形貌和厚度；
[0031 ] (4)采用RIE干法刻蝕，使用CF4和CHF3氣體組合來對介質(zhì)膜進行刻蝕；
[0032] (5)保持CF4和CHF3的氣體總流量不變，調(diào)整CF 4和CHF3氣體的比例，從而獲得一定 的oxide和PR的選擇比；
[0033] (6)通過特定oxide和PR的選擇比，在介質(zhì)膜刻蝕過程中，在PR形貌和厚度固定的 情況下，逐漸消耗兩個肩膀的PR，從而達到介質(zhì)膜刻蝕呈現(xiàn)正梯形，最終得到底部坡度形貌 可控的凸塊形狀。
[0034] 步驟(5)中所述的CF4和CHF3的氣體總流量為90sccm。
[0035] 步驟(5)中所述的CF4和CHF3氣體流量比例的范圍為90:0~40:40。
[0036] 步驟(5)中獲得的oxide和PR的選擇比范圍為：1:1~2:1。
[0037]步驟(6)中得到凸塊形狀的底部坡度形貌可控范圍為:32°~75°。
[0038]將 CF4 和 CHF3 氣體流量比例分別調(diào)整為 90:0、85:5、80:10、70:20、60:30、40:40。得 到的oxide和PR的選擇比分別為：I: I、1 · 05:1、1 · I: I、1 · 24:1、1 · 4:1、2:1。得到凸塊形狀的 底部坡度形貌分別為:32°、38.7°、42°、51°、58°、75°。如表一所示。
[0040]表一
[0041]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應當指出，對于本技 術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和 變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于:包括以下步驟： (1) 在襯底上附著氧化層(oxide)介質(zhì)膜； (2) 在氧化層介質(zhì)膜上旋涂上光刻膠PR，然后進行曝光，顯影； (3) 對光刻膠PR進行烘烤，使光刻膠PR形成固定的形貌和厚度； ⑷采用RIE干法刻蝕，使用CF4和CHF3氣體組合來對介質(zhì)膜進行刻蝕； (5) 保持CF4和CHF3的氣體總流量不變，調(diào)整CF4和CHF3氣體的比例，從而獲得一定的 oxide和PR的選擇比； (6) 通過特定oxide和PR的選擇比，在介質(zhì)膜刻蝕過程中，在PR形貌和厚度固定的情況 下，逐漸消耗兩個肩膀的PR，從而達到介質(zhì)膜刻蝕呈現(xiàn)正梯形，最終得到底部坡度形貌可控 的凸塊形狀。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于：步驟 (5)中所述的CF4和CHF3的氣體總流量為90sccm。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于：步驟 (5)中所述的CF4和CHF3氣體流量比例的范圍為90:0~40:40。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于：步驟 (5) 中獲得的oxide和PR的選擇比范圍為：1:1~2:1。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于：步驟 (6) 中得到凸塊形狀的底部坡度形貌可控范圍為:32°~75°。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于:所述CF4 和 CHF3 氣體流量比例為 90:0、85:5、80:10、70:20、60:30、40:40。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于：所述 oxide 和 PR 的選擇比為：1:1、1 · 05:1、1 · 1:1、1 · 24:1、1 · 4:1、2:1。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，其特征在于:所述凸 塊形狀的底部坡度形貌為:32°、38.7°、42°、51°、58°、75°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種干法刻蝕凸塊形貌可控的制備方法，包括以下步驟：在襯底上附著氧化層(oxide)介質(zhì)膜；在氧化層介質(zhì)膜上旋涂上光刻膠PR，然后進行曝光，顯影；對光刻膠PR進行烘烤，使光刻膠PR形成固定的形貌和厚度；采用RIE干法刻蝕，使用CF4和CHF3氣體組合來對介質(zhì)膜進行刻蝕；保持CF4和CHF3的氣體總流量不變，調(diào)整CF4和CHF3氣體的比例，從而獲得一定的oxide和PR的選擇比；通過特定oxide和PR的選擇比，在介質(zhì)膜刻蝕過程中，在PR形貌和厚度固定的情況下，逐漸消耗兩個肩膀的PR，從而達到介質(zhì)膜刻蝕呈現(xiàn)正梯形，最終得到底部坡度形貌可控的凸塊形狀。該方法制備技術(shù)簡單，制備的凸塊形貌可控、重復性良好。
【IPC分類】H01L21/60
【公開號】CN105590873
【申請?zhí)枴緾N201510975404
【發(fā)明人】李全寶, 韓冬, 姚海平
【申請人】蘇州工業(yè)園區(qū)納米產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月23日