[发明专利]涂层材料的光刻方法

说明书

本发明提供一种涂层材料的光刻方法，包括：在半导体衬底上涂敷第一涂层；对所述第一涂层进行曝光；在所述第一涂层上涂敷第二涂层；对所述第二涂层进行曝光；对所述第一涂层和第二涂层进行显影，形成上宽下窄的开口；对所述第一涂层和第二涂层进行高温烘烤工艺。通过两次涂敷和曝光工艺形成上宽下窄的开口，以使经过高温工艺的涂层材料如聚酰亚胺的图案轮廓良好（无边缘尖端突起），提高器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种涂层材料的光刻方法。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中，光刻工艺有着举足轻重的地位。在进行离子注入或刻蚀之前，需要通过光刻工艺形成光刻胶图案，以预先定义出待刻蚀或离子注入的区域。在封装过程中，需要通过光刻工艺形成具有开口的聚酰亚胺层，并通过聚酰亚胺层的开口使金属焊盘暴露出来，然后在聚酰亚胺层的开口内设置焊球（bonding ball），通过焊球与外界电连接。因而，光刻工艺质量的好坏会直接影响刻蚀、离子注入或封装等工艺的结果，并最终会影响形成的半导体器件的电学性能。

聚酰亚胺（Polyimide，PI）是一种高分子材料，具有耐高温、耐辐射、绝缘性能好、耐腐蚀、化学性质稳定等特点，是半导体封装中常用的材料。聚酰亚胺的光刻工艺通常包括以下工艺步骤：首先，在半导体衬底100上涂敷聚酰亚胺膜110，如图1A所示；对聚酰亚胺膜进行曝光，被曝光区域的聚酰亚胺膜标记为被曝光部分112，未曝光区域标记为未被曝光部分111，如图1B所示；对所述聚酰亚胺膜110进行显影，被曝光部分112不可溶解于显影液，未被曝光部分111与被显影液溶解形成开口110a，如图1C所示；对所述聚酰亚胺膜110进行固化（curing）工艺，如图1D所示。

在实际生产中发现，由于固化工艺的温度通常高达几百度，势必导致聚酰亚胺膜出现收缩变形，例如，固化前的聚酰亚胺膜厚度L1为52.38μm，固化后的聚酰亚胺膜厚度L2为29.43μm，同时由于边缘区域和其他区域的收缩力度不同，导致在顶角处出现尖角（如图1D中虚线圈所示），若利用其进行封装，这将使得开口内的焊球无法与外界进行良好的电连接，影响器件的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可形成轮廓理想的图案的涂层材料的光刻方法，以提高器件的可靠性。

为了解决上述问题，本发明提供一种涂层材料的光刻方法，包括：

在半导体衬底上涂敷第一涂层；

对所述第一涂层进行曝光；

在所述第一涂层上涂敷第二涂层；

对所述第二涂层进行曝光；

对所述第一涂层和第二涂层进行显影，形成上宽下窄的开口；

对所述第一涂层和第二涂层进行高温烘烤工艺。

可选的，在所述的涂层材料的光刻方法中，所述第一涂层和第二涂层是聚酰亚胺。

可选的，在所述的涂层材料的光刻方法中，所述第一涂层和第二涂层是负性聚酰亚胺。

可选的，在所述的涂层材料的光刻方法中，所述第一涂层和第二涂层的总厚度大于20μm。

可选的，在所述的涂层材料的光刻方法中，所述高温烘烤工艺是固化工艺，所述固化工艺的温度是100～50摄氏度，时间是10～240分钟。

可选的，在所述的涂层材料的光刻方法中，所述第一涂层和第二涂层是光刻胶。

可选的，在所述的涂层材料的光刻方法中，所述第一涂层和第二涂层是负性光刻胶。

可选的，在所述的涂层材料的光刻方法中，通过调整曝光工艺的聚焦点来形成上宽下窄的开口。

可选的，在所述的涂层材料的光刻方法中，所述涂层材料用于封装工艺。