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1、10申请公布号CN104124205A43申请公布日20141029CN104124205A21申请号201410345835022申请日20140718H01L21/76820060171申请人华进半导体封装先导技术研发中心有限公司地址214000江苏省无锡市新区太湖国际科技园菱湖大道200号中国传感网国际创新园D1栋华进半导体封装先导技术研发中心有限公司72发明人黄莉薛海韵张文奇74专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人路凯胡彬54发明名称一种RDL布线层的制备方法57摘要本发明公开了一种RDL布线层的制备方法，包括采用光刻技术，对衬底上的光刻胶层进行曝光，以形成剩余光刻胶层。
2、图形，其中，所述剩余光刻胶层图形的底部出现钻蚀；对所述剩余光刻胶层图形进行刻蚀修饰，去除所述剩余光刻胶层图形上的钻蚀，以形成重布线层图形和光刻胶衬底图形；电镀金属以形成重布线层线条，并去除所述光刻胶衬底图形。本发明提供的一种RDL布线层的制备方法，通过刻蚀修饰剩余光刻胶层图形，以去除钻蚀，再电镀金属，形成了RDL布线层，具有工艺成本降低、改善器件性能和制备出良好的细线宽线距RDL布线层的优势。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图3页10申请公布号CN104124205ACN104124205A1/1页21一种。
3、RDL布线层的制备方法，其特征在于，包括采用光刻技术，对衬底上的光刻胶层进行曝光，以形成剩余光刻胶层图形，其中，所述剩余光刻胶层图形的底部出现钻蚀；对所述剩余光刻胶层图形进行刻蚀修饰，去除所述剩余光刻胶层图形上的钻蚀，以形成重布线层图形和光刻胶衬底图形；电镀金属以形成重布线层线条，并去除所述光刻胶衬底图形。2根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底由穿透硅通孔转接板和在所述穿透硅通孔转接板上沉积的种子层组成。3根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述种子层由依次沉积在所述穿透硅通孔转接板上的TI和CU构成。4根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述穿透硅通孔转接板的制备步。
4、骤，包括在转接板上刻蚀多个硅通孔，以形成硅通孔转接板；在所述多个硅通孔的内壁和所述硅通孔转接板的表面形成钝化层；在该具有钝化层的多个硅通孔中填充金属，以形成穿透硅通孔转接板。5根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在该具有钝化层的多个硅通孔中填充的金属为铜。6根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光刻胶层为负性光刻胶层。7根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述光刻胶层的厚度大于或等于所述重布线层线条的厚度。8根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用电化学电镀法电镀金属。9根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用湿法工艺去除所述光刻胶衬底图形。10根据权利要求1所。
5、述的制备方法，其特征在于，所述电镀金属为铜。权利要求书CN104124205A1/5页3一种RDL布线层的制备方法技术领域0001本发明涉及TSV转接板制作工艺，尤其涉及一种RDL布线层的制备方法。背景技术0002随着智能手机和平板电脑等移动智能终端的快速普及，未来全球移动数据流量预计将从2011年的06EBEXABYTE激增到2016年的108EB，数据量规模扩大17倍之多。为了满足越来越高的移动数据流量和传输速度对器件的需求，减少芯片体积的同时进一步提升性能，IC封装的复杂性也在不断升级，以硅通孔TSV技术为基础的各种芯片堆叠封装工艺应运而生，包括3DIC、3DWLCSP、25D转接板工艺。
6、等。半加成法和大马士革工艺就是目前常用的两种制备25D转接板RDL层的方法。0003常规的半加成法是当TSV转接板完成TSV刻蚀，TSV填充等制程工艺后，通过溅射沉积TI或TI/W阻挡层和CU种子层。然后涂布光刻胶，通过曝光显影，形成需要的图形。接着电镀沉积金属CU，形成RDL层。采用半加成法制造RDL层的缺陷在于，当线宽线距变小，光刻胶底部容易造成钻蚀，从而使电镀图形较差，甚至可能导致器件失效。常规的铜RDL层制作方法在封装界是一种标准的工艺制程。而铜大马士革DAMASCENE工艺却是被广泛应用于IC厂的前道工艺中。大马士革技术是先在介电层上蚀刻金属导线用的图膜，然后再填充金属。其最主要的特。
7、点是不需要进行金属层的蚀刻。当金属导线的材料由铝转换成电阻率更低的铜的时候，由于铜的干蚀刻较为困难，因此大马士革技术对铜制程来说便极为重要。该工艺的缺陷在于，对于先进封装来说，制备细节距重布线层工艺成本较高。发明内容0004本发明提供一种RDL布线层的制备方法，通过光刻和刻蚀修饰去除剩余光刻胶层图形底部的钻蚀，以形成重布线层图形，再电镀铜，达到降低工艺成本的目的，以及达到制备出良好的细线宽线距RDL布线层和改善器件性能的效果。0005本发明提供的一种RDL布线层的制备方法，包括0006采用光刻技术，对衬底上的光刻胶层进行曝光，以形成剩余光刻胶层图形，其中，所述剩余光刻胶层图形的底部出现钻蚀；0。
8、007对所述剩余光刻胶层图形进行刻蚀修饰，去除所述剩余光刻胶层图形上的钻蚀，以形成重布线层图形和光刻胶衬底图形；0008电镀金属以形成重布线层线条，并去除所述光刻胶衬底图形。0009优选地，所述衬底由穿透硅通孔转接板和在所述穿透硅通孔转接板上沉积的种子层组成。0010优选地，所述种子层由依次沉积在所述穿透硅通孔转接板上的TI和CU构成。0011优选地，所述穿透硅通孔转接板的制备步骤，包括0012在转接板上刻蚀多个硅通孔，以形成硅通孔转接板；0013在所述多个硅通孔的内壁和所述硅通孔转接板的表面形成钝化层；说明书CN104124205A2/5页40014在该具有钝化层的多个硅通孔中填充金属，以形。
9、成穿透硅通孔转接板。0015优选地，在该具有钝化层的多个硅通孔中填充的金属为铜。0016优选地，所述光刻胶层为负性光刻胶层。0017优选地，所述光刻胶层的厚度大于或等于所述重布线层线条的厚度。0018优选地，采用电化学电镀法电镀金属。0019优选地，采用湿法工艺去除所述光刻胶衬底图形。0020优选地，所述电镀金属为铜。0021本发明提供的一种RDL布线层的制备方法，采用光刻技术对衬底上的负性光刻胶层进行曝光，在衬底上曝光后形成了剩余光刻胶层图形，该剩余光刻胶层图形的底部出现了钻蚀，再通过刻蚀修饰工艺对剩余光刻胶层图形进行刻蚀修饰，去除了钻蚀，获得了符合RDL布线层要求的重布线层图形和光刻胶衬底。
10、图形，再采用电化学电镀法电镀金属和湿法工艺去除光刻胶衬底图形，从而获得了RDL布线层。本发明与现有技术大马士革工艺相比，具有工艺成本低的优势，本发明与现有技术半加成法相比，具有器件的性能优异和制造出细线宽线距RDL布线层的优势。附图说明0022为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。0023图1是本发明实施例提供的一种RDL布线层的制备方法的流程示意图；0024图2是本发明实施例提供。
11、的TSV转接板的示意图；0025图3是本发明实施例提供的衬底的示意图；0026图4是本发明实施例提供的形成光刻胶层14的示意图；0027图5是本发明实施例提供的光刻RDL布线层的示意图；0028图6是本发明实施例提供的RDL布线层的示意图；0029图7是本发明实施例提供的去除剩余光刻胶层图形16上的钻蚀的示意图；0030图8是本发明实施例提供的电镀铜RDL布线层18的示意图。具体实施方式0031为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例。
12、，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。0032参考图1，为本发明实施例提供的一种RDL布线层的制备方法的流程示意图，本实施例的技术方案适用于集成度高的半导体芯片制造工艺情况。芯片可以为三维集成电路芯片。在制备之前，可先制备具有穿透硅通孔的转接板，并在其上依次形成一层种子层和光刻胶层，以便于光刻形成重布线层图形。该方法包括如下步骤0033步骤110、采用光刻技术，对衬底上的光刻胶层进行曝光，以形成剩余光刻胶层图说明书CN104124205A3/5页5形，其中，所述剩余光刻胶层图形的底部出现钻蚀；0034步骤120、对所述剩余光刻胶层图形进行。
13、刻蚀修饰，去除所述剩余光刻胶层图形上的钻蚀，以形成重布线层图形和光刻胶衬底图形；0035步骤130、电镀金属以形成重布线层线条，并去除所述光刻胶衬底图形。0036参考图2，为本发明实施例提供的TSV转接板的示意图。在此优选的所述穿透硅通孔THROUGHSILICONVIA，TSV转接板的制备步骤，包括0037首先，在转接板11上刻蚀多个硅通孔12，以形成硅通孔转接板；0038本实施例中在转接板11上刻蚀多个硅通孔12的原因在于硅通孔技术是三维集成电路中堆叠芯片实现互连的一种技术方案，不仅能够有效实现半导体芯片中芯片的堆叠和互连，还使芯片在三维方向堆叠的密度最大、芯片之间的互连线最短、外形尺寸最。
14、小。0039该步骤在转接板11上刻蚀多个硅通孔12，能够有效实现芯片层叠，并可制造出结构更复杂、性能更强大、更具成本效率的芯片，同时还降低了芯片封装尺寸、减小传输延时、加快芯片间的数据流传输速度和降低芯片功耗。0040其次，在所述多个硅通孔12的内壁和所述硅通孔转接板的表面形成钝化层；0041半导体器件中的钝化层通常作为保护层、绝缘层和隔离层。本实施例中在所述多个硅通孔12的内壁和所述硅通孔转接板的表面形成钝化层，在此所述钝化层可以为二氧化硅层，钝化层的作用在于将金属材料填充在硅通孔12中和/或沉积在硅通孔转接板表面时，金属材料被用于作为半导体器件的多个芯片间的连接线和重布线层REDISTRI。
15、BUTIONLAYER，RDL，以进行导电，然而，若金属材料直接接触硅通孔12的内壁或硅通孔转接板的表面时，金属材料很容易扩散到转接板的硅基底中，从而严重影响硅基底的半导体性能，造成器件性能退化，因此在硅通孔12的内壁和金属材料之间形成一层钝化层的目的在于防止金属材料的扩散，从而保证器件的性能。在硅通孔转接板的表面亦为此目的。0042最后，在该具有钝化层的多个硅通孔12中填充金属，以形成穿透硅通孔转接板；0043在本实施例中，优选地，在该具有钝化层的多个硅通孔12中填充的金属为铜，其原因在于一方面，在集成电路INTEGRATEDCIRCUIT，IC行业中，传统的RDL布线层一般为铝，随着半导体。
16、芯片工艺尺寸的减小，铝的高电阻缺点逐渐体现出来，使器件的导电性能变差；另一方面，若采用银作为RDL布线层，银的低电阻率优势可以使器件具有优异的导电性能，然而，缺陷在于成本过高。综上所述，在此采用铜作为RDL布线层，其优势在于，成本低于银、电阻率远远低于铝且略微高于银、导电性能良好，因此可以替代铝或银作为高度集成半导体芯片的RDL布线层。根据上述三个步骤后，就形成了TSV转接板。0044参考图3，为本发明实施例提供的衬底的示意图。0045在此优选的所述衬底由穿透硅通孔转接板和在所述穿透硅通孔转接板上沉积的种子层13组成。0046优选地，所述种子层13由依次沉积在所述穿透硅通孔转接板上的TI和CU。
17、构成。0047在上述TSV转接板上沉积一层种子层13的原因在于本发明中采用电化学电镀法制备器件的RDL布线层，电镀形成的关键是，通过表面的金属层产生电流使金属淀积。而钝化层是不导电的，所以不能进行RDL布线层电镀，因此需要在不导电的钝化层表面再形成一层金属层，以作为种子层13，便于制备RDL布线层。说明书CN104124205A4/5页60048所述种子层13由依次沉积在所述穿透硅通孔转接板上的TI和CU构成的原因在于本发明中后续会采用铜作为RDL布线层，制备阻挡层TI的作用在于TI层可作为扩散阻挡层阻止铜向TSV转接板的硅基底扩散，以及增加CU层的粘附力，CU为电镀种子层，便于电化学电镀铜R。
18、DL布线层。因此种子层13为TI和CU的叠层。0049参考图4，为本发明实施例提供的形成光刻胶层14的示意图。0050在此优选的是，所述光刻胶层14为负性光刻胶层，所述光刻胶层14的厚度大于或等于所述重布线层线条的厚度。0051光刻胶是一种感光前后，在特定的显影液中的溶解度会发生很大变化的有机化合物。光刻胶包括正性光刻胶和负性光刻胶。在此优选的是形成负性光刻胶层，即负性光刻胶的未曝光部分溶于显影液，曝光部分固化，不溶于显影液，显影后负性光刻胶层保留的图案与掩模板遮光图案相反。0052当光刻胶层14的厚度大于或等于重布线层线条的厚度时，便于对重布线层图形进行电镀以达到所需的RDL布线层厚度，其中。
19、，所述重布线层线条为RDL布线层。0053对于步骤110的操作，采用光刻技术，对衬底上的光刻胶层14进行曝光、显影，以形成剩余光刻胶层图形16，其中，所述剩余光刻胶层图形16的底部出现钻蚀，参考图5，为本发明实施例提供的光刻RDL布线层的示意图，参考图6，为本发明实施例提供的RDL布线层的示意图。0054如图5所示，由于本发明中的光刻胶层14为负性光刻胶，则本图中提供的掩模板15遮光图形区域应设计为与衬底上预形成的铜RDL布线层图形相同，且本发明中采用的掩模板15遮光图形区域的尺寸为铜RDL布线层尺寸的整数倍，在曝光时缩小掩模图形以在衬底上准确形成铜RDL布线层，而掩模板15未遮光图形为曝光区。
20、域。0055根据器件的铜RDL布线层，将掩模板15与光刻胶层14精确定位并保留空隙，以便于对光刻胶层14选择性曝光。掩模板15与光刻胶层14的非接触式曝光，不仅能够杜绝光刻胶对掩模板15的污染，还能有效避免掩模板15与光刻胶层14直接接触引起的掩模板15损伤，保护了RDL布线层的完整。0056如图6所示，已知光刻胶层14为负性光刻胶层，掩模板15遮光图形为铜RDL布线层图形，通过光刻技术曝光显影，则在衬底上形成了剩余光刻胶层图形16，其中，光刻后的剩余光刻胶层图形16与衬底接触的位置出现了钻蚀UNDERCUT。0057对于步骤120的操作，对所述剩余光刻胶层图形16进行刻蚀修饰，去除所述剩余光。
21、刻胶层图形16上的钻蚀，以形成重布线层图形和光刻胶衬底图形17，参考图7，为本发明实施例提供的去除剩余光刻胶层图形16底部的钻蚀的示意图。0058根据图5和图6可知，对光刻胶层14进行曝光、显影后，剩余光刻胶图形16出现了钻蚀。钻蚀结构可能造成后续沉积的铜RDL布线层较差，还可能造成工艺可靠性降低，以至于导致器件失效。因此在本发明中，通过刻蚀工艺修饰光刻后的剩余光刻胶层图形16的侧壁，去除钻蚀结构，使之形成符合淀积RDL布线层要求的光刻胶衬底图形17，避免了器件的失效和可靠性降低。刻蚀修饰ETCHTRIM剩余光刻胶层图形16的侧壁，使得修饰后的光刻胶衬底图形17之间的间距变宽，以及光刻胶衬底图。
22、形17自身的宽度减小，所以掩模版设计时应充分考虑到这一点，以得到符合要求的细线宽线距RDL布线层。0059对于步骤130的操作，电镀金属以形成重布线层线条，并去除所述光刻胶衬底图说明书CN104124205A5/5页7形17，参考图8，为本发明实施例提供的电镀铜RDL布线层18的示意图。0060在此优选地，采用电化学电镀法电镀金属。优选地，采用湿法工艺去除所述光刻胶衬底图形17。优选地，所述电镀金属为铜。0061根据图1图7所示，衬底上形成了重布线层图形。根据沉积的TI/CU种子层13和修饰后的光刻胶衬底图形17，采用电化学电镀法电镀重布线层线条，也就是铜RDL布线层18，具体过程是将电源加在。
23、TI/CU种子层13和TSV转接板的硅基底之间，TI/CU种子层13作为阳极，TSV转接板的硅基底作为阴极，施加电压后，作为阳极的TI/CU种子层13中的铜发生反应转化成铜离子和电子，同时作为阴极的硅基底也发生反应，硅基底附近的种子层13表面的铜离子与电子结合形成镀在种子层13表面的铜。最终，完成铜RDL布线层18的电镀，随后采用光刻技术去除光刻胶衬底图形17，即可形成良好的细线宽线距RDL布线层18。0062由上所述，根据电化学法，通过电镀工艺形成了铜RDL布线层18，通过湿法工艺去除光刻胶衬底图形17，从而在衬底上制备出完整的铜RDL布线层18，即完成了制备器件重布线层图形的过程。0063。
24、本发明实施例提供的一种RDL布线层18的制备方法，将铜重布线层图形设计为掩模板15的未遮光区域，再采用光刻技术对衬底上的负性光刻胶层进行曝光、显影，在衬底上形成了剩余光刻胶层图形16，该剩余光刻胶层图形16的底部出现了钻蚀，再通过刻蚀修饰工艺对剩余光刻胶层图形16进行刻蚀修饰，去除了钻蚀，获得了符合RDL布线层18要求的光刻胶衬底图形17，再采用电化学电镀铜和去除光刻胶衬底图形17，从而获得了良好的细线宽线距铜RDL布线层18。本发明与现有技术大马士革工艺相比，具有工艺成本低的优势，本发明与现有技术半加成法相比，具有器件的性能优异和制造良好的细线宽线距铜RDL布线层18的优势。0064上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。说明书CN104124205A1/3页8图1图2图3说明书附图CN104124205A2/3页9图4图5图6说明书附图CN104124205A3/3页10图7图8说明书附图CN104124205A10。