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CN116009359B - 减少光刻胶使用量的方法及其应用 - Google Patents

减少光刻胶使用量的方法及其应用

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CN116009359B
CN116009359B CN202211618295.XA CN202211618295A CN116009359B CN 116009359 B CN116009359 B CN 116009359B CN 202211618295 A CN202211618295 A CN 202211618295A CN 116009359 B CN116009359 B CN 116009359B
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CN
China
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photoresist
wet film
substrate
printing screen
photoresist layer
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余亮
高晓义
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Shanghai Feikai Material Technology Co ltd
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Shanghai Feikai Material Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种减少光刻胶使用量的方法,包括以下步骤:提供衬底,在所述衬底上形成第一光刻胶湿膜;加热所述第一光刻胶湿膜,得到第一光刻胶层;通过第一印刷网版在所述第一光刻胶层上印刷,得到第二光刻胶湿膜;加热所述第二光刻胶湿膜,得到第二光刻胶层,其中,所述第二光刻胶层具有开孔;以及对所述第二光刻胶层和所述第一光刻胶层的叠加区域通过光掩膜版进行对准曝光,然后显影,以使显影后的所述第二光刻胶层和显影后的所述第一光刻胶层共同形成图形化光刻胶层,其中,所述图形化光刻胶层具有孔隙。本发明能够减少光刻胶的使用量。本发明还提供了一种所述的减少光刻胶使用量的方法在半导体先进封装制程中的应用。

Description

减少光刻胶使用量的方法及其应用
技术领域
本发明涉及半导体制造及光伏电池技术领域,特别是涉及一种减少光刻胶使用量的方法及其应用。
背景技术
在半导体制造以及光伏电池技术领域,经常需要使用光刻胶。然而,由于光刻胶的成本较高,导致生产成本也较高。因此,减少光刻胶的使用量是目前降低生产成本的一种可行的方法。
在半导体先进封装制程中,RDL(Re-Distribution Layer)重布线层作为晶圆级封装中的核心技术,起着XY平面电气延伸和互联的作用。其中,RDL重布线层的制备工艺为:先在衬底整面上涂布一层光刻胶并烘干,然后对烘干后的光刻胶进行曝光和显影,以使光刻胶形成孔隙,最后通过电镀在孔隙中形成一定厚度的铜线。其中,非曝光区的光刻胶作为保护层,防止在后续电镀过程中电镀液渗透。
然而,在上述制备RDL重布线层的工艺中,铜线占用整个衬底的面积不到30%,这意味着光刻胶实际发挥光刻作用的地方不足30%,其他非曝光区的光刻胶在电镀过程只发挥阻挡作用,最后被简单去除,这无疑会增加芯片的制造成本。同时,由于RDL重布线层中铜线的高度一般在5μm~10μm,对应涂布的光刻胶的厚度在10μm~15μm;更有Bμmp工艺中铜柱高度在40μm~80μm,对应涂布的光刻胶的厚度在60μm~100μm,这进一步增加了芯片的制造成本。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供了减少光刻胶使用量的方法,所述方法在不影响光刻胶层的使用效果的前提下,能够大幅度减少光刻胶的使用量,从而降低了生产成本。
本发明还提供了所述的减少光刻胶使用量的方法在半导体先进封装制程中的应用,尤其是所述的减少光刻胶使用量的方法在RDL重布线层中的应用。
本发明提供了一种减少光刻胶使用量的方法,包括以下步骤:
提供衬底,在所述衬底上形成第一光刻胶湿膜;
加热所述第一光刻胶湿膜,得到第一光刻胶层;
通过第一印刷网版在所述第一光刻胶层上印刷,得到第二光刻胶湿膜;
加热所述第二光刻胶湿膜,得到第二光刻胶层,其中,所述第二光刻胶层具有开孔,部分所述第一光刻胶层暴露于所述开孔;以及
对所述第二光刻胶层和所述第一光刻胶层的叠加区域通过光掩膜版进行对准曝光,然后显影,以使显影后的所述第二光刻胶层和显影后的所述第一光刻胶层共同形成图形化光刻胶层,其中,所述图形化光刻胶层具有孔隙,且部分所述衬底暴露于所述孔隙。
在本发明其中一些实施例中,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)所述第一光刻胶湿膜的厚度为8μm~10μm;
(2)所述第二光刻胶湿膜的厚度为30μm~50μm。
在本发明其中一些实施例中,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)加热所述第一光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
在所述衬底远离所述第一光刻胶湿膜的一侧对所述第一光刻胶湿膜进行烘烤;
其中,所述烘烤的温度为80℃~90℃,所述烘烤的时间为60s~120s;
(2)加热所述第二光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
在所述衬底远离所述第二光刻胶湿膜的一侧对所述第二光刻胶湿膜进行烘烤;
其中,所述烘烤的温度为90℃~110℃,所述烘烤的时间为180s~240s。
在本发明其中一些实施例中,在所述衬底上形成第一光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
通过全透孔印刷网版在所述衬底其中一整面上印刷,得到所述第一光刻胶湿膜。
在本发明其中一些实施例中,通过全透孔印刷网版在所述衬底其中一整面上印刷具体包括以下步骤:
将形状和大小与所述衬底相同的所述全透孔印刷网版贴合在所述衬底的其中一表面上,并通过对位标记使所述全透孔印刷网版与所述衬底对准;以及
将光刻胶涂覆在所述全透孔印刷网版上,通过在所述全透孔印刷网版上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使所述光刻胶通过所述全透孔印刷网版的丝网网孔到达所述衬底上。
在本发明其中一些实施例中,通过第一印刷网版在所述第一光刻胶层上印刷具体包括以下步骤:
将形状和大小与所述衬底相同的所述第一印刷网版贴合在所述第一光刻胶层的表面上,并通过对位标记使所述第一印刷网版与所述第一光刻胶层对准;以及
将光刻胶涂覆在所述第一印刷网版上,通过在所述第一印刷网版上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使所述光刻胶通过所述第一印刷网版的丝网网孔到达所述第一光刻胶层上。
在本发明其中一些实施例中,所述印刷网版分为全透孔印刷网版和部分透孔印刷网版。
本发明使用所述全透孔印刷网版制备所述第一光刻胶湿膜,能够实现使用较低厚度的光刻胶湿膜,即可整面覆盖衬底上不同高度结构,并且实现阻隔后续工艺中的电镀药水,达到保护衬底的作用。
本发明使用所述部分透孔印刷网版(即所述第一印刷网版)制备所述第二光刻胶湿膜,能够实现在需要高厚度光刻胶层上进行电镀工艺的区域,涂覆光刻胶,实现光刻胶的高厚度需求,为后续电镀工艺提供支撑的作用。
因此,本发明能够针对不同的需求,有针对性使用不同的印刷网版,从而能够有效的控制光刻胶的用量。
本发明提供了一种减少光刻胶使用量的方法,包括以下步骤:
提供衬底,通过第一印刷网版在所述衬底上形成光刻胶湿膜;
加热所述光刻胶湿膜,得到光刻胶层,其中,所述光刻胶层具有开孔,部分所述衬底暴露于所述开孔;
通过第二印刷网版在所述开孔内形成树脂湿膜;
加热所述树脂湿膜,得到树脂层;以及
对所述光刻胶层所在区域进行对准曝光,然后显影,得到图形化光刻胶层,其中,所述图形化光刻胶层具有孔隙,且部分所述衬底暴露于所述孔隙。
在本发明其中一些实施例中,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)所述光刻胶湿膜的厚度为40μm~50μm;
(2)所述树脂湿膜的厚度为8μm~10μm。
在本发明其中一些实施例中,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)加热所述光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
在所述衬底远离所述光刻胶湿膜的一侧对所述光刻胶湿膜进行烘烤;
其中,所述烘烤的温度为80℃~90℃,所述烘烤的时间为180s~240s;
(2)加热所述树脂湿膜具体包括以下步骤:
在所述衬底远离所述树脂湿膜的一侧对所述树脂湿膜进行烘烤;
其中,所述烘烤的温度为90℃~110℃,所述烘烤的时间为180s~240s。
在本发明其中一些实施例中,所述第一印刷网版包括第一遮盖区和第一网孔区,所述第二印刷网版包括第二遮盖区和第二网孔区,且所述第二遮盖区与所述第一网孔区的位置对应,所述第二网孔区与所述第一遮盖区的位置对应。
在本发明其中一些实施例中,所述第二遮盖区的面积大于所述第一网孔区的面积。
在本发明其中一些实施例中,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)通过第一印刷网版在所述衬底上形成光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
将形状和大小与所述衬底相同的所述第一印刷网版贴合在所述衬底的其中一表面上,并通过对位标记使所述第一印刷网版与所述衬底对准;以及
将光刻胶涂覆在所述第一印刷网版上,通过在所述第一印刷网版上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使所述光刻胶通过所述第一印刷网版的丝网网孔到达所述衬底上;
(2)通过第二印刷网版在所述开孔内形成树脂湿膜具体包括以下步骤:
将形状和大小与所述衬底相同的所述第二印刷网版贴合在所述衬底的其中一表面上,并通过对位标记使所述第二印刷网版与所述衬底对准;以及
将光刻胶涂覆在所述第二印刷网版上,通过在所述第二印刷网版上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使所述光刻胶通过所述第二印刷网版的丝网网孔到达所述开孔内。
在本发明其中一些实施例中,所述印刷网版可选的目数为100-800目。
在本发明其中一些实施例中,所述印刷网版可选的目数为100-500目。
在本发明其中一些实施例中,所述印刷网版可选的目数为100目、150目、200目、250目、300目、350目、400目、450目或500目。
本发明还提供了一种所述的减少光刻胶使用量的方法在半导体先进封装制程中的应用,尤其是所述的减少光刻胶使用量的方法在RDL重布线层中的应用。
本发明提供两种减少光刻胶使用量的方法,通过不同种印刷网版制备多层不同厚度的胶体,在不需要感光的非曝光区域使用较低厚度的光刻胶层或者成本更低的树脂层,通过本发明所述方法涂布的胶层在保证光刻胶层的使用效果的前提下,大幅度减少光刻胶的使用量,从而降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的衬底的剖视图;
图2为在图1所示的衬底上形成第一光刻胶湿膜后的剖视图;
图3为本发明一实施例提供的全透孔印刷网版的俯视图;
图4为将图2所示的第一光刻胶湿膜加热后的剖视图;
图5为在图4所示的第一光刻胶层上贴合第一印刷网版后的剖视图;
图6为通过图5所示的第一印刷网版在第一光刻胶层上印刷形成第二光刻胶湿膜后的剖视图;
图7为将图6所示的第一印刷网版去除后的剖视图;
图8为将图7所示的第二光刻胶湿膜加热后的剖视图;
图9为对图8所示的第二光刻胶层和第一光刻胶层的叠加区域进行对准曝光时的剖视图;
图10为对图9所示的曝光后的第二光刻胶层和第一光刻胶层进行显影后的剖视图;
图11为本发明另一实施例提供的衬底的剖视图;
图12为在图11所示的衬底上贴合第一印刷网版后的剖视图;
图13为通过图12所示的第一印刷网版在衬底上印刷形成光刻胶湿膜后的剖视图;
图14为图13所示的第一印刷网版的俯视图;
图15为将图13所示的光刻胶湿膜加热后的剖视图;
图16为在图15所示的衬底上贴合第二印刷网版后的剖视图;
图17为通过图16所示的第二印刷网版在开孔内印刷形成树脂湿膜后的剖视图;
图18为图17所示的第二印刷网版的俯视图;
图19为将图17所示的印刷网版去除以及加热树脂湿膜后的剖视图;
图20为对图19所示的光刻胶层所在区域进行对准曝光时的剖视图;
图21为对图20所示的曝光后的光刻胶层进行显影后的剖视图。
附图标记:10、11-衬底;20-第一光刻胶湿膜;21、22-第一光刻胶层;23-光刻胶;30-全透孔印刷网版;31、32-第一印刷网版;321-第一遮盖区;322-第一网孔区;33-第二印刷网版;331-第二遮盖区;332-第二网孔区;40-第二光刻胶湿膜;41-第二光刻胶层;42-树脂湿膜;43-树脂层;231、411-开孔;50、51-图形化光刻胶层;501、511-孔隙;60、61-光掩膜版;601、611-通孔。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明至少一实施例提供一种减少光刻胶使用量的方法,包括以下步骤:
步骤S11、请参阅图1,提供衬底10。
在一实施例中,所述衬底10可为晶圆基板。在另一实施例中,所述衬底10也可为任何需要设置金属结构线(如铜线)的基板。
步骤S12、请参阅图2,在所述衬底10上形成第一光刻胶湿膜20。
其中,所述衬底10包括正面以及与所述正面相对的背面,且所述第一光刻胶湿膜20形成于整个所述正面上。即所述第一光刻胶湿膜20完全覆盖所述正面。
在一实施例中,形成所述第一光刻胶湿膜20的方式可为丝网印刷。在另一实施例中,形成所述第一光刻胶湿膜20的方式也可为旋涂、浸涂、喷涂以及辊涂等。
其中,当形成所述第一光刻胶湿膜20的方式为丝网印刷时,具体步骤如下:
(1)将形状和大小与所述衬底10相同的全透孔印刷网版30(如图3所示)紧密地贴合在所述衬底10的正面,并通过对位标记使所述全透孔印刷网版30与所述衬底10严格对准。
其中,为了防止所述全透孔印刷网版30和所述衬底10之间出现错位,可在所述全透孔印刷网版30和所述衬底10之间设置8~12个对位标记点。
在一实施例中,所述全透孔印刷网版30的目数可为500目左右。
(2)将一定量的光刻胶涂覆在所述全透孔印刷网版30上,通过在所述全透孔印刷网版30上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使其通过所述全透孔印刷网版30的丝网网孔到达所述全透孔印刷网版30下面的所述衬底10上,从而得到所述第一光刻胶湿膜20。
其中,可通过控制所述全透孔印刷网版30中的丝网网孔的数目和孔径来控制所述第一光刻胶湿膜20的厚度。可以理解,所述全透孔印刷网版30中的丝网网孔的数目越少,孔径越大,相同时间内光刻胶流动到所述衬底10上的量就越大,得到的所述第一光刻胶湿膜20的厚度就越厚。通过此种手段,达到制备不同厚度的所述第一光刻胶湿膜20的目的。
在一实施例中,所述第一光刻胶湿膜20的厚度为8μm~10μm。
在一实施例中,所述光刻胶可为正性光刻胶。具体地,所述光刻胶可为酚醛树脂-感光剂PAC体系的光刻胶。由于后续光刻胶需经历显影液和电镀液的环境,因此需要正性光刻胶作为阻挡。例如,所述正性光刻胶可为上海飞凯材料科技股份有限公司生产的正性光刻胶KX150等。
在一实施例中,按照重量百分比计,所述光刻胶包括以下组分:70%~80%的溶剂、15%~25%的酚醛树脂、3%~6%的感光剂以及0.1%~2%的添加剂。
步骤S13、请参阅图4,加热所述第一光刻胶湿膜20,得到第一光刻胶层21。
具体地,在所述衬底10的所述背面通过热板对所述第一光刻胶湿膜20进行烘烤,得到所述第一光刻胶层21。在另一实施例中,也可将所述衬底10和所述第一光刻胶湿膜20放置到烘箱中以对所述第一光刻胶湿膜20进行烘烤,得到所述第一光刻胶层21。
在一实施例中,所述烘烤的温度为80℃~90℃。在一实施例中,所述烘烤的时间为60s~120s。
步骤S14、请参阅图5和图6,通过第一印刷网版31在所述第一光刻胶层21上印刷,得到第二光刻胶湿膜40。
其中,所述第一印刷网版31为带有图形的部分透孔印刷网版。即所述第一印刷网版31包括遮盖区和网孔区。具体地,将形状和大小与所述衬底10相同的所述第一印刷网版31紧密地贴合在所述第一光刻胶层21上,并通过对位标记使所述第一印刷网版31与所述第一光刻胶层21严格对准;然后将一定量的光刻胶涂覆在所述第一印刷网版31上,通过在所述第一印刷网版31上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使其通过所述第一印刷网版31的孔区到达所述第一印刷网版31下面的所述第一光刻胶层21上,从而得到所述第二光刻胶湿膜40。
在一实施例中,所述第一印刷网版31的目数可为150目左右。
其中,可通过控制所述第一印刷网版31中孔区的丝网网孔的数目和孔径来控制所述第二光刻胶湿膜40的厚度。可以理解,所述第一印刷网版31中孔区的丝网网孔的数目越少,孔径越大,相同时间内光刻胶流动到所述第一光刻胶层21上的量就越大,得到的所述第二光刻胶湿膜40的厚度就越厚。通过此种手段,达到制备不同厚度的所述第二光刻胶湿膜40的目的。
在一实施例中,所述第二光刻胶湿膜40的厚度为30μm~50μm。在另一实施例中,所述第二光刻胶湿膜40的厚度也可大于50μm。需要说明,本发明对所述第二光刻胶湿膜40的厚度不作限制,可根据需要进行调整。
在一实施例中,所述光刻胶可为正性光刻胶。具体地,所述光刻胶可为酚醛树脂-感光剂PAC体系的光刻胶。由于后续光刻胶需经历显影液和电镀液的环境,因此需要正性光刻胶作为阻挡。例如,所述正性光刻胶可为上海飞凯材料科技股份有限公司生产的正性光刻胶KX150等。
在一实施例中,按照重量百分比计,所述光刻胶包括以下组分:70%~80%的溶剂、15%~25%的酚醛树脂、3%~6%的感光剂以及0.1%~2%的添加剂。
可以理解,如图7所示,得到所述第二光刻胶湿膜40之后,还需要去除所述第一印刷网版31。
步骤S15、请参阅图8,加热所述第二光刻胶湿膜40,得到第二光刻胶层41。
具体地,在所述衬底10的所述背面通过热板对所述第二光刻胶湿膜40进行烘烤,得到所述第二光刻胶层41。在另一实施例中,也可将所述衬底10、所述第一光刻胶层21和所述第二光刻胶湿膜40放置到烘箱中以对所述第二光刻胶湿膜40进行烘烤,得到所述第二光刻胶层41。
在一实施例中,所述烘烤的温度为90℃~110℃。在一实施例中,所述烘烤的时间为180s~240s。
其中,所述第二光刻胶层41具有开孔411,且部分所述第一光刻胶层21暴露于所述开孔411。
步骤S16、请参阅图9和图10,对所述第二光刻胶层41和所述第一光刻胶层21的叠加区域进行对准曝光,然后显影,得到图形化光刻胶层50。
具体地,在所述第二光刻胶层41上方放置光掩膜版60,其中,为了防止所述光掩膜版60和所述衬底10之间出现错位,可在所述光掩膜版60和所述衬底10之间设置8~12个对位标记点。
曝光机发射出的光线通过所述光掩膜版60的通孔601照射到所述第二光刻胶层41和所述第一光刻胶层21的叠加区域上,以对所述第二光刻胶层41和所述第一光刻胶层21进行对准曝光,之后去除所述光掩膜版60,并通过显影液对曝光后的所述第二光刻胶层41和曝光后的所述第一光刻胶层21进行显影,得到所述图形化光刻胶层50。
可以理解,经显影后的所述第二光刻胶层41和经显影后的所述第一光刻层胶21共同组成所述图形化光刻胶层50。
其中,所述图形化光刻胶层50具有孔隙501,且部分所述衬底10暴露于所述孔隙501。如图10所示,所述孔隙501依次贯穿显影后的所述第二光刻胶层41和显影后的所述第一光刻胶层21,且所述孔隙501的底面为所述衬底10的正面。
可以理解,在得到所述图形化光刻胶层50之后,还需要进行电镀以及去除所述图形化光刻胶50等操作,能够制备重布线层,以得到最终的产品。
本发明将上面描述的减少光刻胶使用量的方法定义为减少光刻胶使用量的方法一,并将下面描述的减少光刻胶使用量的方法定义为减少光刻胶使用量的方法二。
本发明至少一实施例提供一种减少光刻胶使用量的方法,包括以下步骤:
步骤S21、请参阅图11,提供衬底11。
在一实施例中,所述衬底11可为晶圆基板。在另一实施例中,所述衬底11也可为任何需要设置金属结构线(如铜线)的基板。
步骤S22、参阅图12和图13,通过第一印刷网版32在所述衬底11上形成光刻胶湿膜22。
其中,如图14所示,所述第一印刷网版32为带有图形的部分透孔印刷网版。即所述第一印刷网版32包括第一遮盖区321和第一网孔区322。具体地,将形状和大小与所述衬底11相同的所述第一印刷网版32紧密地贴合在所述衬底11上,并通过对位标记使所述第一印刷网版32与所述衬底11严格对准;然后将一定量的光刻胶涂覆在所述第一印刷网版32上,通过在所述第一印刷网版32上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使其通过所述第一网孔区322到达所述第一印刷网版32下面的所述衬底11上,从而得到所述光刻胶湿膜22。
其中,为了防止所述第一印刷网版32和所述衬底11之间出现错位,可在所述第一印刷网版32和所述衬底11之间设置8~12个对位标记点。
在一实施例中,所述第一印刷网版32的目数可为100目左右。
其中,可通过控制所述第一网孔区322的丝网网孔的数目和孔径来控制所述光刻胶湿膜22的厚度。可以理解,所述第一网孔区322的丝网网孔的数目越少,孔径越大,相同时间内光刻胶流动到所述衬底11上的量就越大,得到的所述光刻胶湿膜22的厚度就越厚。通过此种手段,达到制备不同厚度的所述光刻胶湿膜22的目的。
在一实施例中,所述光刻胶湿膜22的厚度为40μm~50μm。在另一实施例中,所述光刻胶湿膜22的厚度也可大于50μm。需要说明,本发明对所述光刻胶湿膜22的厚度不作限制,可根据需要进行调整。
在一实施例中,所述光刻胶可为正性光刻胶。具体地,所述光刻胶可为酚醛树脂-感光剂PAC体系的光刻胶。由于后续光刻胶需经历显影液和电镀液的环境,因此需要正性光刻胶作为阻挡。例如,所述正性光刻胶可为上海飞凯材料科技股份有限公司生产的正性光刻胶KX150等。
在一实施例中,按照重量百分比计,所述光刻胶包括以下组分:70%~80%的溶剂、15%~25%的酚醛树脂、3%~6%的感光剂以及0.1%~2%的添加剂。
可以理解,得到所述光刻胶湿膜22之后,还需要去除所述第一印刷网版32。
步骤S23、参阅图15,加热所述光刻胶湿膜22,得到光刻胶层23。
具体地,在所述衬底11的所述背面通过热板对所述光刻胶湿膜22进行烘烤,得到所述光刻胶层23。在另一实施例中,也可将所述衬底11和所述光刻胶湿膜22放置到烘箱中以对所述光刻胶湿膜22进行烘烤,得到所述光刻胶层23。
在一实施例中,所述烘烤的温度为80℃~90℃。在一实施例中,所述烘烤的时间为180s~240s。
其中,所述光刻胶层23具有开孔231,且部分所述衬底11暴露于所述开孔231。
步骤S24、请参阅图16和图17,通过第二印刷网版33在所述开孔231内形成树脂湿膜42。
其中,如图18所示,所述第二印刷网版33为带有图形的部分透孔印刷网版。即所述第二印刷网版33包括第二遮盖区331和第二网孔区332,且所述第二遮盖区331与所述第一网孔区322的位置对应,所述第二网孔区332与所述第一遮盖区321的位置对应。
具体地,将形状和大小与所述衬底11相同的所述第二印刷网版33紧密地贴合在所述衬底11上,并通过对位标记使所述第二印刷网版33与所述衬底11严格对准;然后将一定量的树脂溶液涂覆在所述第二印刷网版33上,通过在所述第二印刷网版33上拉动刮板的方式,挤压所述树脂溶液而使其通过所述第二网孔区332到达所述第二印刷网版33下面的所述开孔231内,从而得到所述树脂湿膜42。
其中,所述第二遮盖区331的面积大于所述第一网孔区322的面积。具体地,当所述第一印刷网版32和所述第二印刷网版33均与所述衬底11对准时,所述第二遮盖区331的边缘在所述衬底11上的投影和所述第一网孔区322相对应的边缘在所述衬底11上的投影之间的距离为2μm~3μm。这使得刚被挤压到所述开孔231内的所述树脂溶液不会和所述光刻胶层23接触,但由于所述树脂溶液具有一定的流动性,随后即可和所述光刻胶层23接触。即最终所述树脂溶液会完全覆盖未被所述光刻机层23覆盖的所述衬底11。
其中,为了防止所述第二印刷网版33和所述衬底11之间出现错位,可在所述第二印刷网版33和所述衬底11之间设置8~12个对位标记点。
在一实施例中,所述第二印刷网版33的目数可根据需要进行选择。
其中,可通过控制所述第二网孔区332的丝网网孔的数目和孔径来控制所述树脂湿膜42的厚度。可以理解,所述第二网孔区332的丝网网孔的数目越少,孔径越大,相同时间内树脂溶液流动到所述开孔231内的量就越大,得到的所述树脂湿膜42的厚度就越厚。通过此种手段,达到制备不同厚度的所述树脂湿膜42的目的。
在一实施例中,所述树脂湿膜22的厚度为8μm~10μm。需要说明,本发明对所述树脂湿膜42的厚度不作限制,可根据需要进行调整。
在一实施例中,所述树脂溶液可通过正性光刻胶主体树脂与溶剂配置形成。具体地,所述树脂溶液可为酚醛树脂溶液。
步骤S25、请参阅图19,加热所述树脂湿膜42,得到树脂层43。
具体地,在所述衬底11的所述背面通过热板对所述树脂湿膜42进行烘烤,得到所述树脂层43。在另一实施例中,也可将所述衬底11和所述树脂湿膜42放置到烘箱中以对所述树脂湿膜42进行烘烤,得到所述树脂层43。
在一实施例中,所述烘烤的温度为90℃~110℃。在一实施例中,所述烘烤的时间为180s~240s。
步骤S26、请参阅图20和图21,对所述光刻胶层23所在区域进行对准曝光,然后显影,得到图形化光刻胶层51。
其中,为了防止所述光掩膜版61和所述衬底11之间出现错位,可在所述光掩膜版61和所述衬底11之间设置8~12个对位标记点。
具体地,在所述光刻胶层23上方放置光掩膜版61,曝光机发射出的光线通过所述光掩膜版61的通孔611照射到所述光刻胶层23所在区域上,以对所述光刻胶层23所在区域进行对准曝光,之后去除所述光掩膜版61,并通过显影液对曝光后的所述光刻胶层23进行显影,得到所述图形化光刻胶层51。
如图21所示,所述图形化光刻胶层51具有孔隙511,且部分所述衬底10暴露于所述孔隙511。其中,所述孔隙511贯穿所述图形化光刻胶层51,且所述孔隙511的底面为所述衬底10的正面。
可以理解,在得到所述图形化光刻胶层51之后,还需要进行电镀以及去除所述图形化光刻胶51和所述树脂层43等操作,能够制备重布线层,以得到最终的产品。
本发明至少一实施例提供一种所述的减少光刻胶使用量的方法在半导体先进封装制程中的应用,尤其是所述的减少光刻胶使用量的方法在RDL重布线层中的应用。
本发明提供两种减少光刻胶使用量的方法,通过制备多层不同厚度的胶体,在不需要感光的非曝光区域使用较低厚度的光刻胶层或者成本更低的树脂层,在保证光刻胶的分辨率不受影响的前提下,大幅度减少光刻胶的使用量,从而降低了生产成本。
以下通过实施例和对比例对本发明进行详细说明。
实施例1:
一张8inch铜片(直径为20.3cm),假设需求光刻胶干膜厚度为20μm,胶体固体含量为40%情况下,所需湿膜厚度为50μm左右,铜片面积为10.152*π=323.65cm2,那么涂满整面铜片,光刻胶使用量为323.65*50/1000=16.18cm3=16.18ml。
若采用减少光刻胶使用量的方法一,假设需要发挥光刻胶图形化能力的区域占铜片的50%,那么另外50%光刻胶湿膜厚度只需要10μm,那么发挥光刻作用区域光刻胶用量为16.18/2=8.09ml,仅仅起到保护作用光刻胶区域用量为8.09/50*10=1.62ml,两者相加用量为8.09+1.62=9.71ml,由于采用丝网印刷,丝网上部分残留光刻胶可用于下一片铜片,因此损耗较小可忽略。
实施例2:
一张8inch铜片(直径为20.3cm),假设需求光刻胶干膜厚度为20μm,胶体固体含量为40%情况下,所需湿膜厚度为50μm左右,铜片面积为10.152*π=323.65cm2,那么涂满整面铜片,光刻胶使用量为323.65*50/1000=16.18cm3=16.18ml。
若采用减少光刻胶使用量的方法二,假设需要发挥光刻胶图形化能力的区域占铜片的50%,那么另外50%光刻胶湿膜厚度只需要10μm,那么发挥光刻作用区域光刻胶用量为16.18/2=8.09ml,仅仅起到保护作用的树脂溶液用量为1.61ml,因此,实际的光刻胶用量为8.09ml,由于采用丝网印刷,丝网上部分残留光刻胶可用于下一片铜片,因此损耗较小可忽略。
对比例1:
一张8inch铜片(直径为20.3cm),假设需求光刻胶干膜厚度为20μm,胶体固体含量为40%情况下,所需湿膜厚度为50μm左右,铜片面积为10.152*π=323.65cm2,那么涂满整面铜片,光刻胶使用量为323.65*50/1000=16.18cm3=16.18ml。
在标准半导体制程中,匀胶-烘烤-曝光-显影-电镀制程中,采用旋涂满一整面铜片,考虑旋涂胶体会存在甩出损耗至少1/5的情况,此方法光刻胶使用量为20.23ml。
因此,本发明所述的减少光刻胶用量的方法能够使光刻胶的用量减少50%以上,即能够达到减少60%左右。
本发明提供的两种减少光刻胶用量的方法应用于半导体制程中,与现有技术中使用旋涂-烘烤-曝光-显影-电镀等一系列标准半导体制程相比,两者制备得到的光刻胶的分辨率维持在同一水平。例如上海飞凯材料科技股份有限公司生产的正性光刻胶KX150,在相同干膜厚度为20μm情况下,前者减少光刻胶用量的方法中光刻胶分辨率在10-15μm,后者标准半导体制程中光刻胶分辨率10-12μm。
另外,相比直接印制法的分辨率受限与印刷网版的孔径大小,分辨率在30μm以上(指直接采用导电油墨或者浆料在绝缘基底上印制导电线路来形成所需要的线路),本发明采用光刻胶的方式制备导电线路具有较高的分辨率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供衬底,在所述衬底上形成第一光刻胶湿膜;
加热所述第一光刻胶湿膜,得到第一光刻胶层;
通过第一印刷网版在所述第一光刻胶层上印刷,得到第二光刻胶湿膜;
加热所述第二光刻胶湿膜,得到第二光刻胶层,其中,所述第二光刻胶层具有开孔,部分所述第一光刻胶层暴露于所述开孔;以及
对所述第二光刻胶层和所述第一光刻胶层的叠加区域通过光掩膜版进行对准曝光,然后显影,以使显影后的所述第二光刻胶层和显影后的所述第一光刻胶层共同形成图形化光刻胶层,其中,所述图形化光刻胶层具有孔隙,且部分所述衬底暴露于所述孔隙。
2.如权利要求1所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)所述第一光刻胶湿膜的厚度为8μm~10μm;
(2)所述第二光刻胶湿膜的厚度为30μm~50μm。
3.如权利要求1所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)加热所述第一光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
在所述衬底远离所述第一光刻胶湿膜的一侧对所述第一光刻胶湿膜进行烘烤;
其中,所述烘烤的温度为80℃~90℃,所述烘烤的时间为60s~120s;
(2)加热所述第二光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
在所述衬底远离所述第二光刻胶湿膜的一侧对所述第二光刻胶湿膜进行烘烤;
其中,所述烘烤的温度为90℃~110℃,所述烘烤的时间为180s~240s。
4.如权利要求1至3中任一项所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,在所述衬底上形成第一光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
通过全透孔印刷网版在所述衬底其中一整面上印刷,得到所述第一光刻胶湿膜。
5.如权利要求4所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,通过全透孔印刷网版在所述衬底其中一整面上印刷具体包括以下步骤:
将形状和大小与所述衬底相同的所述全透孔印刷网版贴合在所述衬底的其中一表面上,并通过对位标记使所述全透孔印刷网版与所述衬底对准;以及
将光刻胶涂覆在所述全透孔印刷网版上,通过在所述全透孔印刷网版上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使所述光刻胶通过所述全透孔印刷网版的丝网网孔到达所述衬底上。
6.如权利要求1至3中任一项所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,通过第一印刷网版在所述第一光刻胶层上印刷具体包括以下步骤:
将形状和大小与所述衬底相同的所述第一印刷网版贴合在所述第一光刻胶层的表面上,并通过对位标记使所述第一印刷网版与所述第一光刻胶层对准;以及
将光刻胶涂覆在所述第一印刷网版上,通过在所述第一印刷网版上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使所述光刻胶通过所述第一印刷网版的丝网网孔到达所述第一光刻胶层上。
7.一种减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供衬底,通过第一印刷网版在所述衬底上形成光刻胶湿膜;
加热所述光刻胶湿膜,得到光刻胶层,其中,所述光刻胶层具有开孔,部分所述衬底暴露于所述开孔;
通过第二印刷网版在所述开孔内形成树脂湿膜;
加热所述树脂湿膜,得到树脂层;以及
对所述光刻胶层所在区域进行对准曝光,然后显影,得到图形化光刻胶层,其中,所述图形化光刻胶层具有孔隙,且部分所述衬底暴露于所述孔隙。
8.如权利要求7所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)所述光刻胶湿膜的厚度为40μm~50μm;
(2)所述树脂湿膜的厚度为8μm~10μm。
9.如权利要求7所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)加热所述光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
在所述衬底远离所述光刻胶湿膜的一侧对所述光刻胶湿膜进行烘烤;
其中,所述烘烤的温度为80℃~90℃,所述烘烤的时间为180s~240s;
(2)加热所述树脂湿膜具体包括以下步骤:
在所述衬底远离所述树脂湿膜的一侧对所述树脂湿膜进行烘烤;
其中,所述烘烤的温度为90℃~110℃,所述烘烤的时间为180s~240s。
10.如权利要求7至9中任一项所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,所述第一印刷网版包括第一遮盖区和第一网孔区,所述第二印刷网版包括第二遮盖区和第二网孔区,且所述第二遮盖区与所述第一网孔区的位置对应,所述第二网孔区与所述第一遮盖区的位置对应。
11.如权利要求10所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,所述第二遮盖区的面积大于所述第一网孔区的面积。
12.如权利要求7至9中任一项所述的减少光刻胶使用量的方法,其特征在于,所述方法包括以下(1)~(2)中的至少一项:
(1)通过第一印刷网版在所述衬底上形成光刻胶湿膜具体包括以下步骤:
将形状和大小与所述衬底相同的所述第一印刷网版贴合在所述衬底的其中一表面上,并通过对位标记使所述第一印刷网版与所述衬底对准;以及
将光刻胶涂覆在所述第一印刷网版上,通过在所述第一印刷网版上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使所述光刻胶通过所述第一印刷网版的丝网网孔到达所述衬底上;
(2)通过第二印刷网版在所述开孔内形成树脂湿膜具体包括以下步骤:
将形状和大小与所述衬底相同的所述第二印刷网版贴合在所述衬底的其中一表面上,并通过对位标记使所述第二印刷网版与所述衬底对准;以及
将光刻胶涂覆在所述第二印刷网版上,通过在所述第二印刷网版上拉动刮板的方式,挤压所述光刻胶而使所述光刻胶通过所述第二印刷网版的丝网网孔到达所述开孔内。
13.一种如权利要求1至12中任一项所述的减少光刻胶使用量的方法在半导体先进封装制程中的应用。
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