光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法
【專利摘要】本發(fā)明針對具有規(guī)則陣列結(jié)構(gòu)的光阻墻結(jié)構(gòu)提出一種模塊化成型方法，將光阻墻結(jié)構(gòu)版圖分割為若干個相同的單元結(jié)構(gòu)，首先制作單元結(jié)構(gòu)，每個單元結(jié)構(gòu)上都具有光阻墻的凸臺和凹槽，多個單元結(jié)構(gòu)拼接在一起可以獲得整體的光阻墻結(jié)構(gòu)圖形。最后將拼接整體進行裁切得到所需形狀的光阻墻結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點是：1.使用注塑成型方法可提高光阻墻結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)效率。2.將復雜的腔體結(jié)構(gòu)剖分為若干相同的單元結(jié)構(gòu)，通過將單元結(jié)構(gòu)進行對準拼貼，可靈活快速的生產(chǎn)復雜結(jié)構(gòu)的腔體結(jié)構(gòu)，降低一體成型的加工成本。
【專利說明】光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法，屬于半導體制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應用于圖像傳感器中的光阻墻光罩的制作方法是通過在玻璃圓片旋涂光刻膠，通過曝光顯影在光刻膠上形成規(guī)則排列的光阻墻結(jié)構(gòu)，如圖1所示。使用光刻膠制作光阻墻結(jié)構(gòu)的主要問題是光刻膠材料本身剛度小、熱膨脹系數(shù)大、吸水性強，在后續(xù)烘烤工藝和可靠性測試中常會發(fā)生光阻墻分層或從玻璃上脫落的現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。同時在曝光顯影后的殘留物也易導致傳感器的可靠性問題。隨著圖像傳感器的應用越來越廣泛，人們對高像素產(chǎn)品的需求也越來越高，因此高像素的圖像傳感器的更大的感光區(qū)面積的需求對光阻墻結(jié)構(gòu)提出更高的挑戰(zhàn)，如何改善并提高光阻墻結(jié)構(gòu)的強度及可靠性是圖像傳感器制作必須考慮的重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，針對具有規(guī)則陣列結(jié)構(gòu)的光阻墻結(jié)構(gòu)提供一種模塊化成型方法，不需要光刻工序，是一種低成本的成型方法。
[0004]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述的光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法包括以下步驟:
(1)使用注塑技術(shù)成型光阻墻的單元結(jié)構(gòu)，在單元結(jié)構(gòu)四個角設置十字對準標記；所述單元結(jié)構(gòu)為一塊方形平板，平板的正面具有第一凸臺和第二凸臺，所述第一凸臺為網(wǎng)格狀，每個網(wǎng)格內(nèi)具有一個第二凸臺，在第一凸臺和第二凸臺之間由凹槽分隔；
(2)將所述平板正面滾膠并與第一基板上的對準標記對準壓合在第一基板上，拼貼為整體結(jié)構(gòu)；
(3)對拼貼后的整體結(jié)構(gòu)進行裁切，獲得與所需光阻墻結(jié)構(gòu)圖形一致的拼貼結(jié)構(gòu)；
(4)將步驟(3)得到的拼貼結(jié)構(gòu)表面進行碾磨處理，使得第一凸臺和第二凸臺底部分離；除去第二凸臺，保留第一凸臺形成光阻墻結(jié)構(gòu)；所述第一凸臺表面平整度小于5微米。
[0005]進一步的，所述十字對準標記的寬度小于10微米，拼貼時的對準精度小于20微米。
[0006]成型的平板結(jié)構(gòu)有兩種情況，第一種是:所述第一凸臺的高度大于第二凸臺，高度差大于20微米；在步驟(4)中第一凸臺和第二凸臺底部分離后，去除殘留在第一基板上的第二凸臺，并清洗去除第一凸臺上的殘留物，形成光阻墻結(jié)構(gòu)。所述第一基板采用透光率95%以上的透明基板。
[0007]第二種是:所述第一凸臺與第二凸臺具有相同高度，在步驟(4)中第一凸臺和第二凸臺底部分離后，用紫外光照射去除第一基板上的粘性；再采用一個轉(zhuǎn)移基板，所述轉(zhuǎn)移基板正面具有與第一凸臺一致的網(wǎng)格狀凸臺，將轉(zhuǎn)移基板的凸臺與第一凸臺對準，進行滾膠、壓合；然后將第一凸臺從第一基板上分離出來，并在第一凸臺背面滾膠，將滾上膠的第一凸臺背面與第二基板壓合，并進行固化工藝，使得第一凸臺與第二基板形成永久鍵合；最后通過解鍵合工藝解除第一凸臺與轉(zhuǎn)移基板間的臨時鍵合，形成光阻墻結(jié)構(gòu)。此種情況下，所述第一基板選用涂覆UV膠基板，所述第二基板選用透光率95%以上的透明基板。
[0008]所述平板可以采用環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、苯并惡嗪樹脂、氰酸樹脂、聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺、聚苯醚、聚醚醚酮等封裝樹脂或其改性材料。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.使用注塑成型方法可提高光阻墻結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)效率。
[0010]2.將復雜的腔體結(jié)構(gòu)剖分為若干相同的單元結(jié)構(gòu)，通過將單元結(jié)構(gòu)進行對準拼貼，可靈活快速的生產(chǎn)復雜結(jié)構(gòu)的腔體結(jié)構(gòu)，降低一體成型的加工成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是光阻墻結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是光阻墻的單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是光阻墻的單元結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0014]圖4是將多個單元結(jié)構(gòu)拼貼為整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0015]圖5是將整體結(jié)構(gòu)進行裁切的示意圖。
[0016]圖6是本發(fā)明在基板上拼貼單元結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0017]圖7是成型單元結(jié)構(gòu)的一種形式。
[0018]圖8是成型單元結(jié)構(gòu)的另一種形式。
[0019]圖9是對第一種單元結(jié)構(gòu)的碾磨步驟。
[0020]圖10是對第二種單元結(jié)構(gòu)的碾磨步驟。
[0021]圖11是對第二種單元結(jié)構(gòu)形成的光阻墻用轉(zhuǎn)移基板進行轉(zhuǎn)移的示意圖。
[0022]圖12是對第二種單元結(jié)構(gòu)形成的光阻墻用轉(zhuǎn)移基板轉(zhuǎn)移到第二基板的示意圖。
[0023]圖13是去除轉(zhuǎn)移基板后的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0025]本發(fā)明針對如圖1所示的具有規(guī)則陣列結(jié)構(gòu)的光阻墻結(jié)構(gòu)，其原理是:將該結(jié)構(gòu)分割為一定數(shù)量的相同單元結(jié)構(gòu)1，如圖2，3所示，首先制作若干方形的單元結(jié)構(gòu)1，每個單元結(jié)構(gòu)I上都具有光阻墻的凸臺2和凹槽3，多個單元結(jié)構(gòu)I拼接在一起可以獲得整體的光阻墻結(jié)構(gòu)圖形，如圖4所示。最后將拼接整體進行裁切得到一個如圖5形狀的光阻墻結(jié)構(gòu)(比如圓形)。
[0026]本發(fā)明的具體實施步驟如下:
(I)將規(guī)則排列的光阻墻結(jié)構(gòu)版圖分割為若干個相同的單元結(jié)構(gòu)，所得的單元結(jié)構(gòu)小于整體的光阻墻結(jié)構(gòu)。由于不能直接成型光阻墻結(jié)構(gòu)，會在單元結(jié)構(gòu)中設計兩種凸臺結(jié)構(gòu)。版圖劃分時單元結(jié)構(gòu)必須保證適當數(shù)量，過多單元結(jié)構(gòu)會導致拼貼誤差過大，過少的單元結(jié)構(gòu)會導致單個單元結(jié)構(gòu)尺寸過大，導致模具加工成本過大。分割界面即相鄰單元結(jié)構(gòu)間的間隙應保證在50微米至100微米之間。在單元結(jié)構(gòu)四個角應設置十字對準標記(寬度小于10微米)，方便拼貼時定位和對準。
[0027](2)使用注塑技術(shù)成型單元結(jié)構(gòu)，相較于一次成型的優(yōu)點是有利于控制注塑后光阻墻產(chǎn)品的翹曲度，難點在于拼貼對準。因此在成型完單元結(jié)構(gòu)后，需根據(jù)第一基板上及單元結(jié)構(gòu)上的對準標記分別將滾膠后的單元結(jié)構(gòu)具有凸臺的一面壓合在第一基板上，對準精度小于20微米。由于單元結(jié)構(gòu)間的間隙遠大于對準精度，就可以保證多個單元結(jié)構(gòu)對準粘貼時不會出現(xiàn)錯位疊層的現(xiàn)象。
[0028]成型的單元結(jié)構(gòu)具有兩種形式:
a、成型一塊平板，平板的正面具有第一凸臺2-1和第二凸臺2-2，所述第一凸臺2-1為網(wǎng)格狀，每個網(wǎng)格內(nèi)具有一個第二凸臺2-2，在第一凸臺2-1和第二凸臺2-2之間由凹槽分隔，所述第一凸臺2-1的高度大于第二凸臺2-2，高度差大于20微米，如圖7所示。
[0029]b、成型一塊平板，平板的正面具有第一凸臺2-1和第二凸臺2-2，所述第一凸臺2-1為網(wǎng)格狀，每個網(wǎng)格內(nèi)具有一個第二凸臺2-2，在第一凸臺2-1和第二凸臺2-2之間由凹槽分隔，所述第一凸臺2-1與第二凸臺2-2具有相同高度，如圖8所示。
[0030]所述平板可以采用環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、苯并惡嗪樹脂、氰酸樹脂、聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺、聚苯醚、聚醚醚酮等封裝樹脂及其改性材料。以玻璃纖維增強的環(huán)氧樹脂為例，固化后可承受的最高溫度超過260攝氏度，超過了圖像傳感器回流焊溫度260攝氏度及熱循環(huán)測試的最高溫度125攝氏度，而普通的光刻膠玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度在120攝氏度左右。在熱膨脹系數(shù)方面，以玻璃纖維增加的環(huán)氧樹脂為例，室溫下熱膨脹系數(shù)小于30ppm/k，而室溫下光刻膠熱膨脹系數(shù)超過50ppm/k，選用該材料可降低熱膨脹不匹配的程度及耐高溫性能，因此選用這些材料可大大提高光阻墻結(jié)構(gòu)的可靠性。
[0031](3)將所述平板正面滾膠并與第一基板上的對準標記對準壓合在第一基板4上，根據(jù)拼貼設計完成單元結(jié)構(gòu)拼貼，如圖6所示，對準精度應小于20微米。
[0032](4)使用激光或線切割等方法將完成拼貼后的結(jié)構(gòu)進行切割處理，獲得與光阻墻結(jié)構(gòu)圖形一致的結(jié)構(gòu)。
[0033](5)將處理后的拼貼結(jié)構(gòu)進行碾磨處理，碾磨表面平整度小于5個微米。
[0034]a、對步驟(2)a情況成型的平板結(jié)構(gòu)，對平板背面進行碾磨，直至第一凸臺2_1和第二凸臺2-2底部分離，如圖9所示。去除殘留在第一基板4上的第二凸臺2-2，并清洗去除第一凸臺2-1上的殘留物，形成光阻墻結(jié)構(gòu)。所述第一凸臺2-1表面平整度小于5微米，本方法中第一基板選用透光率95%以上的透明基板。
[0035]b、對于步驟(2) b情況成型的平板結(jié)構(gòu)，對平板背面進行碾磨減薄，直至第一凸臺2-1和第二凸臺2-2底部分離，如圖10所示。并用紫外光照射去除第一基板4上的粘性。再采用一個如圖11所示的轉(zhuǎn)移基板5，該轉(zhuǎn)移基板5正面具有與所述第一凸臺2-1 —致的網(wǎng)格狀凸臺，將轉(zhuǎn)移基板5的凸臺與第一凸臺2-1對準，進行滾膠、壓合；然后將第一凸臺2-1從第一基板4上分離出來，并在第一凸臺2-1背面滾膠，將滾上膠的第一凸臺2-1背面與第二基板6壓合，如圖12，并進行固化工藝，使得第一凸臺2-1與第二基板6形成永久鍵合；通過解鍵合工藝解除第一凸臺2-1與轉(zhuǎn)移基板5間的臨時鍵合，形成光阻墻結(jié)構(gòu)如圖13。其中，第一凸臺2-1表面平整度小于5微米，第一基板4選用涂覆UV膠的基板。第二基板6選用透光率95%以上的透明基板。
[0036](6)最后將步驟(5)得到的光阻墻結(jié)構(gòu)與具有走線的集成電路基板鍵合，使得集成電路基板和光阻墻結(jié)構(gòu)所在的承載基板之間由第一凸臺2-1密封形成了多個腔體。即使得光阻墻和集成電路芯片連接，完成了集成電路基板與光阻墻結(jié)構(gòu)的封裝。[0037]本發(fā)明中光阻墻結(jié)構(gòu)是單獨成型，注塑使用的材料具有高剛度、低CTE和低吸濕性等性能，提高光阻墻光罩結(jié)構(gòu)強度，有效減少分層和脫離等可靠性問題。同時高強度的材料可制成更大內(nèi)腔面積的光阻墻結(jié)構(gòu)，使得光阻墻能保護更大面積的感光區(qū)，可用于更高像素的圖像傳感器產(chǎn)品的封裝，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。
【權(quán)利要求】
1.光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法，其特征是，包括以下步驟: (1)使用注塑技術(shù)成型光阻墻的單元結(jié)構(gòu)，在單元結(jié)構(gòu)四個角設置十字對準標記；所述單元結(jié)構(gòu)為一塊方形平板，平板的正面具有第一凸臺和第二凸臺，所述第一凸臺為網(wǎng)格狀，每個網(wǎng)格內(nèi)具有一個第二凸臺，在第一凸臺和第二凸臺之間由凹槽分隔； (2)將所述平板正面滾膠并與第一基板上的對準標記對準壓合在第一基板上，拼貼為整體結(jié)構(gòu)； (3)對拼貼后的整體結(jié)構(gòu)進行裁切，獲得與所需光阻墻結(jié)構(gòu)圖形一致的拼貼結(jié)構(gòu)； (4)將步驟(3)得到的拼貼結(jié)構(gòu)表面進行碾磨處理，使得第一凸臺和第二凸臺底部分離；除去第二凸臺，保留第一凸臺形成光阻墻結(jié)構(gòu)；所述第一凸臺表面平整度小于5微米。
2.如權(quán)利要求1所述光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法，其特征是，所述十字對準標記的寬度小于10微米，拼貼時的對準精度小于20微米。
3.如權(quán)利要求1所述光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法，其特征是，所述第一凸臺的高度大于第二凸臺，高度差大于20微米；在步驟(4)中第一凸臺和第二凸臺底部分離后，去除殘留在第一基板上的第二凸臺，并清洗去除第一凸臺上的殘留物，形成光阻墻結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法，其特征是，所述第一凸臺與第二凸臺具有相同高度，在步驟(4)中第一凸臺和第二凸臺底部分離后，用紫外光照射去除第一基板上的粘性；再采用一個轉(zhuǎn)移基板，所述轉(zhuǎn)移基板正面具有與第一凸臺一致的網(wǎng)格狀凸臺，將轉(zhuǎn)移基板的凸臺與第一凸臺對準，進行滾膠、壓合；然后將第一凸臺從第一基板上分離出來，并在第一凸臺背面滾膠，將滾上膠的第一凸臺背面與第二基板壓合，并進行固化工藝，使得第一凸臺與第二基板形成永久鍵合；最后通過解鍵合工藝解除第一凸臺與轉(zhuǎn)移基板間的臨時鍵合，形成光阻墻結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法，其特征是，所述平板采用包括環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、苯并惡嗪樹脂、氰酸樹脂、聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺、聚苯醚、聚醚醚酮在內(nèi)的封裝樹脂或其改性材料。
6.如權(quán)利要求3所述光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法，其特征是，所述第一基板采用透光率95%以上的透明基板。
7.如權(quán)利要求4所述光阻墻結(jié)構(gòu)模塊化成型方法，其特征是，所述第一基板選用涂覆UV膠的基板，所述第二基板選用透光率95%以上的透明基板。
【文檔編號】B29C45/00GK103728830SQ201310666745
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】徐成, 于大全, 李昭強, 姜峰 申請人:華進半導體封裝先導技術(shù)研發(fā)中心有限公司