摘要

由TOK、JSR、陶氏化學等公司生產的新一代負色調和化學放大的正色調光阻劑在先進的包裝應用中獲得了發展勢頭。隨著銅柱和微凸起的采用，樹脂的厚度要求正在增加到40-100μm的范圍。為了形成柱子，抵抗面罩必須更厚以包含整個凸結構。Akrion系統的工程師開發了一種新型的、單晶片的、厚的PR條工藝，目的是降低先進包裝工藝流程中這一步驟的擁有成本(氧化亞鈷)。使用有機溶劑加上獨特的超氣體能力，與傳統工藝相比，該工藝減少了40%或更多的工藝時間和相關的化學消耗。

背景

負音阻的一個已知缺點是，高度交聯電阻掩模的溶劑帶時間比典型的正音阻要長得多。注意到，在他們的實驗中使用的兩種正抗蝕劑帶時間為5分鐘，而AZ-100nXT負色調抗蝕劑使用AZ400T的抗蝕劑帶時間為50分鐘。其他主要負阻剝離供應商的數據表上也記錄了長剝離時間或特殊的剝離要求。類似的問題也出現在化學放大的正音調抵抗中，與非化學放大的正抵抗相比。基于這些厚抗蝕劑去除的挑戰，已經開發了各種方法，以降低執行這一過程所需的成本、時間和化學消耗。阿克里星系統的工程師開發了一種完全的單晶圓工藝，在這種工藝中，溶劑和光刻膠的反應速率通過熱量和專有形式的巨氣攪拌來增加反應速率。

實驗

兩步法已經成為去除高達60μm厚的抗蝕性的最有效的方法。在第一步中，使用在60-80℃和低晶圓旋轉速度下的溶劑暴露時間來開始膨脹和溶解厚厚的光刻膠層。接下來是第二個溶劑暴露步驟，使用侵略性的正面巨氣能量來促進聚合物鏈在整個光致抗蝕劑層的斷裂。在這一步驟之后，去離子水沖洗和旋轉干燥步驟足以完全去除溶劑、溶解的光致抗蝕劑和任何聚合物殘留物。該工藝可以根據所使用的抗蝕劑厚度和溶劑剝離化學方法對時間和溫度進行優化。典型流程的流程圖如圖1所示。

轉移到晶片表面化學溶劑彎月板中的巨氣能量在驅動溶劑和光刻膠之間的反應中起著非常重要的作用。一旦光刻膠膨脹并開始溶解，超氣能學提供的攪拌有助于驅動聚合物鏈斷裂反應。它還有助于減少更靠近晶圓表面的流體邊界層，驅動表面殘基的去除，類似于圖2所示的粒子去除現象的說明。

圖1. 厚光刻膠去除工藝流程圖

圖2. 兆聲對流體邊界層的影響

陰性錐復位結果

每個過程的顯著參數如表1所示，結果結構的掃描電鏡圖像如圖4所示。在20μm，JSRTHB-126N抗蝕劑剝離工藝中，100W功率下的超氣體攪拌提供了60秒或40%的工藝時間減少，并在回收前相應的溶劑使用減少1升，也是40%。第二種JSR抗阻條工藝以類似的方法開發，并與宏電子的可實現的工藝時間和不使用宏電子的傳統工藝進行了比較。每個過程的顯著參數如表2所示，結果結構的掃描電鏡圖像如圖5所示。在50μm，JSRTHB-151N抗蝕剝離過程中，100W功率下的巨攪拌提供了至少60秒的過程時間減少(因為非巨電子樣品的致密碰撞區域仍存在大量的殘留物)。在回收前，每晶片至少減少1.5升，或每晶片消耗溶劑的50%。

表1. JSR20μm條帶工藝參數

圖4. JSR20μm流程結果

化學放大的陽性抵抗結果

再次使用了圖1中所示相同的基本流程。在這種情況下，沒有進行非超電子學的比較，但可以在20μm和40μm過程之間進行有趣的比較。工藝參數如表3所示，所得結構的掃描電鏡圖像如圖6所示。

TOK化學放大，正阻掩模比相似的抗劑厚度需要較短的溶劑剝離時間。有趣的是，在20μm和40μm掩碼刪除之間所需的處理時間的增量。需要延長14%的過程來去除100%厚的光溶劑涂層，這表明需要一定的固定的時間來啟動光溶劑掩模內的溶劑反應，與厚度無關。作者懷疑，在這兩種情況下，較高的溶劑溫度將顯著增加反應速率，并減少整個工藝時間。這將在即將到來的工作中進行研究，以及剝離相同的TOK光刻膠的100μm厚掩模的工藝開發。

表3. 抗抗阻帶工藝參數

圖6. 測試抗阻帶工藝結果

結論

阿克核粒子系統公司有效地應用其專利的單晶超電子技術來減少厚光刻膠剝離工藝步驟的氧化亞鈷。對于20μm至50μm范圍內的負色調光阻掩模，與典型的單晶片噴涂工藝相比，每個晶片的工藝時間和化學消耗的減少可以達到40%或更大。同樣的超電子輔助工藝方法適用于厚的、化學放大的、正音阻掩模，本文顯示了20μm到40μm的范圍，并將擴展到100μm厚的掩模，在碰撞工藝要求的上限。

審核編輯：湯梓紅