專利名稱：電鍍電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導體晶片上用電鍍方法制作導電柱(conductivepost)等時所需要的電鍍電極的制作方法。
背景技術(shù)：
在諸如超芯片級封裝(Super Chip Scale Package)半導體產(chǎn)品中，經(jīng)切割半導體晶片得到的半導體芯片的表面上制作有銅導電柱或由其他導電材料的導電柱。在其他一些半導體產(chǎn)品中，半導體芯片的表面上制作有焊錫凸塊(solder bump)或其他種類的凸塊。在以上各種半導體產(chǎn)品的制作過程中，這些導電柱或凸塊是用電鍍的方法制作成的(比如，可參照日本特許公報2003-031768)。而在進行電鍍之前，需要先在半導體芯片的表面上制作電鍍電極。
圖1至圖6顯示現(xiàn)有技術(shù)中電鍍電極的制作方法。
圖1和圖2顯示該制作方法的第1步驟。圖1是一個待加工半導體基板的表面圖，圖2是該半導體基板的沿圖1中直線AA’的剖面圖。在本例中，比如要在半導體基板的周邊區(qū)域制作電鍍電極。
在第1步驟中，在半導體晶片600上，通過濺鍍(sputtering)處理形成導電金屬層610。
圖3和圖4顯示現(xiàn)有技術(shù)中電鍍電極制作方法的第2步驟。同樣，圖3是被加工半導體基板的表面圖，圖4是該半導體基板的沿圖3中直線AA’的剖面圖。
在第2步驟中，在導電金屬層610上形成負型光阻層(negativeresist layer)620。
在第2步驟和下述的第3步驟之間，為了保護該負型光阻層620，可在負型光阻層620上貼一層保護膜。
圖5是被加工半導體基板的表面圖，顯示現(xiàn)有技術(shù)中電鍍電極制作方法的第3步驟。
在第3步驟中，在負型光阻層620上方設(shè)置網(wǎng)線圖案(reticlepattern)，然后用步進投影光刻裝置(Projection-LithographyStepper)透過網(wǎng)線圖案對負型光阻層620進行光刻處理，這之后剝離掉貼在負型光阻層620上的保護膜。
圖5中顯示的各個格子狀的區(qū)域700(包括700-1，700-2等)是步進投影光刻裝置在一次光刻被加工可以光刻的區(qū)域，以下稱之為“單位光刻區(qū)域”。步進投影光刻裝置逐個對每個單位光刻區(qū)域700進行光刻處理。
在該光刻處理中，為使半導體基板的周邊區(qū)域內(nèi)要制作電鍍電極的部分(參照圖5和圖6)的負型光阻層620不被光刻，需要使用多種網(wǎng)線圖案。在圖5中，在對單位光刻區(qū)域700-1(不包含電鍍電極形成區(qū)域)進行光刻處理時，為使半導體基板上要制作導電柱的區(qū)域的負型光阻層620不被光刻，需要使用供導電柱形成區(qū)域用的網(wǎng)線圖案。同樣，在對單位光刻區(qū)域700-2(包含電鍍電極形成區(qū)域)進行光刻處理時，為使半導體基板上要制作電鍍電極的區(qū)域的負型光阻層620不被光刻，需要使用供電鍍電極形成區(qū)域用的網(wǎng)線圖案。
圖6是被加工半導體基板的表面圖，顯示現(xiàn)有技術(shù)中電鍍電極制作方法的第4步驟。
在第4步驟中，通過顯像處理，將在第3步驟里未被光刻的、電鍍電極形成區(qū)域的負型光阻層620除去，露出下層的導電金屬層610的相應部分作為電鍍電極650。在后續(xù)的電鍍處理中，將觸針(contactpin)與形成的電鍍電極650接觸并通電，于是在導電金屬層610表面上便可形成導電柱。
實際上，根據(jù)由切割半導體晶片后制造的半導體產(chǎn)品的形狀和大小，有必要在半導體晶片的各種位置上制作各種形狀的電鍍電極。然而，在以上的電鍍電極制作方法中，根據(jù)電鍍電極的位置和形狀，需要準備多種網(wǎng)線圖案。反過來講，電鍍電極的位置和形狀依賴于網(wǎng)線圖案。所以，選擇電鍍電極的位置和形狀的自由度小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以提高電鍍電極的位置和形狀的自由度的電鍍電極制作方法。
本發(fā)明的電鍍電極制作方法包括以下步驟在半導體晶片上形成一導電金屬層，在導電金屬層上形成一光阻層，在光阻層上形成一遮光層以使光阻層的預定區(qū)域不被光刻，對光阻層的未被遮光層覆蓋的區(qū)域進行光刻，除去遮光層，以及除去光阻層的曾被遮光層覆蓋的部分，從而使導電金屬層的相應部分露出，作為電鍍電極。
遮光層可以是通過在光阻層上印刷遮光材料而形成。
遮光層可以形成于光阻層的周邊區(qū)域。
遮光層可以包含多個遮光部。該多個遮光部最好兩兩成對設(shè)置，而且每兩個成對的遮光部彼此相互面對而置。
形成遮光層的步驟可以包括以下步驟將遮光層形成于一個允許光線穿透的光透層，將形成有遮光層的光透層設(shè)置在光阻層上。
在光刻步驟中，可以使用步進投影光刻裝置(projectionlithography stepper)對光阻層的未覆蓋區(qū)域進行光刻，在光刻時，以光阻層的預定大小的區(qū)域為單位光刻區(qū)域，對光阻層的未覆蓋區(qū)域的各個單位光刻區(qū)域逐個進行光刻。
在以上的本發(fā)明中，在負型光阻層表面形成遮光層來防止負型光阻層被光刻。然后用步進投影光刻裝置，僅使用一種網(wǎng)線圖案對負型光阻層的各個單位光刻區(qū)域進行光刻處理。因此，在制作電鍍電極時沒有必要根據(jù)電鍍電極的位置和尺寸事先準備多種網(wǎng)線圖案，而只需根據(jù)電鍍電極的位置和尺寸在負型光阻層上制作遮光層。所以，電鍍電極的位置和形狀不依賴于網(wǎng)線圖案，選擇電鍍電極的位置和形狀的自由度得到提高。
特別是，因為步進投影光刻裝置是對光阻層的各個單位光刻區(qū)域逐個進行光刻，所以在現(xiàn)有技術(shù)中，為了制作環(huán)形的電鍍電極，需要對應于環(huán)的各個部位事先準備多種網(wǎng)線圖案，所以制作環(huán)形的電鍍電極很困難。而根據(jù)本發(fā)明的方法，只需沿負型光阻層的環(huán)狀外緣部制作環(huán)形的遮光層即可容易地經(jīng)光刻處理制作環(huán)形的電鍍電極。所以，利用本發(fā)明的方法可以容易地采用環(huán)形電鍍電極進行環(huán)形外緣供電方式的電鍍處理。


通過以下結(jié)合附圖的詳細說明可以對本發(fā)明的目的，特征和優(yōu)點有更清楚的了解。
圖1是一個待加工半導體基板的表面圖，用來說明現(xiàn)有技術(shù)中電鍍電極的制作方法。
圖2是圖1中的半導體基板的沿圖1中直線AA’的剖面圖。
圖3是被加工半導體基板的表面圖。
圖4是圖3中的半導體基板的沿圖3中直線AA’的剖面圖。
圖5是被加工半導體基板的表面圖。
圖6是被加工半導體基板的表面圖。
圖7是一個待加工半導體基板的表面圖，用來說明本發(fā)明的電鍍電極制作方法的一個例子。
圖8是圖7中的半導體基板的沿圖7中直線AA’的剖面圖。
圖9是被加工半導體基板的表面圖。
圖10是圖9中的半導體基板的沿圖10中直線AA’的剖面圖。
圖11是被加工半導體基板的表面圖。
圖12是圖11中的半導體基板的沿圖11中直線AA’的剖面圖。
圖13是被加工半導體基板的表面圖。
圖14是被加工半導體基板的表面圖。
圖15是圖14中的半導體基板的沿圖14中直線AA’的剖面圖。
圖16是被加工半導體基板的表面圖，用來說明本發(fā)明的電鍍電極制作方法的第二個例子。
圖17是被加工半導體基板的表面圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細說明。
以下以比如超芯片級封裝(Super Chip Scale Package)半導體產(chǎn)品，即由切割半導體晶片得到的半導體芯片的表面上制作有比如銅導電柱的半導體產(chǎn)品，以及在半導體芯片的表面上制作有焊錫凸塊或由其他種類的凸塊的半導體產(chǎn)品為例，說明在以上半導體產(chǎn)品的制作過程中，在半導體芯片的表面上制作電鍍電極的方法。
圖7和圖8顯示本實施例的電鍍電極制作方法的第1步驟。圖7是一個待加工半導體基板的表面圖，圖8是該半導體基板的沿圖7中直線AA’的剖面圖。在本例中，比如要在半導體基板的周邊區(qū)域制作電鍍電極。
在第1步驟中，在比如直徑為8英尺(20.32cm)的硅晶片，或其他半導體晶片100上，形成用于制作內(nèi)連接引線(interconnection)的導電金屬層110。比如可以用濺鍍的方法來形成導電金屬層110。比如，在氬氣等放電氣體中通過輝光放電將離子注入目標物導電金屬層110的上表面。
圖9和圖10顯示本實施例的電鍍電極制作方法的第2步驟。同樣，圖9是被加工半導體基板的表面圖，圖10是該半導體基板的沿圖10中直線AA’的剖面圖。
在第2步驟中，在導電金屬層110上形成負型光阻層120。負型光阻層120在被紫外線等照射后，其被照射的部分變得不溶解于或難溶解于顯像液。所以在顯像處理后，該被照射的負型光阻層120的部分依然殘留于導電金屬層110表面。
負型光阻層120可以通過將干膜光阻劑(dry film resist)貼至導電金屬層110的表面而形成，或?qū)⒏泄庑詷渲鳛楣庾鑴┩恐翆щ娊饘賹?10的表面而形成。利用將干膜光阻劑貼至導電金屬層110的方法來形成負型光阻層120時，可以容易地形成負型光阻層120，而且，在電鍍處理后也可以容易地除去負型光阻層120。
利用將光阻劑涂至導電金屬層110上的方法來形成負型光阻層120時，比如可以利用旋轉(zhuǎn)涂膜(spin coat)的辦法來涂光阻劑。在用旋轉(zhuǎn)涂膜的方法時，負型光阻層120的厚度決定于作為原材料的光阻劑的粘度，旋轉(zhuǎn)涂膜機的轉(zhuǎn)速等因素。
圖11和圖12顯示本實施例的電鍍電極制作方法的第3步驟。同樣，圖11是被加工半導體基板的表面圖，圖12是該半導體基板的沿圖11中直線AA’的剖面圖。
在第3步驟中，首先，直到下述的第5步驟為止，為了保護負型光阻層120，在負型光阻層120表面貼上一層保護膜130。該保護膜130允許用來光刻的紫外線透過。保護膜130可以用聚酯PET(PolyEthylene Terephthalate)材料制成。
進一步，在保護膜130表面上一定位置印刷上墨(ink)形成一遮光層140來阻止光線照射到負型光阻層120。比如，可以沿負型光阻層120的外緣部形成環(huán)狀的遮光層140。比如，遮光層140可以用普通的噴墨打印機打印制成。除了墨(ink)以外，任何有遮光功能的材料都可以用來制作遮光層140。比如也可以以添加了有遮光功能顏料的環(huán)氧樹脂為原料，用分配器(dispenser)來制作遮光層140。
還可以用其他方法來制作遮光層140。比如可以事先在保護膜130表面，在相應于負型光阻層120的外緣部的位置上形成環(huán)狀的遮光層140，然后將帶有環(huán)狀遮光層140的保護膜130貼至負型光阻層120上。
圖13是被加工半導體基板的表面圖，顯示本實施例的電鍍電極制作方法的第4步驟。
在第4步驟中，在保護膜130和負型光阻層120的上方設(shè)置網(wǎng)線圖案(未圖示)，然后將步進投影光刻裝置(未圖示)設(shè)置于網(wǎng)線圖案上方。步進投影光刻裝置發(fā)出的紫外線透過網(wǎng)線圖案照射到保護膜130和負型光阻層120，從而對負型光阻層120進行光刻處理。需要強調(diào)的是，在本實施例中，由于形成了遮光層140，在光刻處理中只需要用一種供導電柱形成區(qū)域用的網(wǎng)線圖案，保證導電柱形成區(qū)域的負型光阻層120不被光刻。
圖13中顯示的各個格子狀的區(qū)域200是步進投影光刻裝置的單位光刻區(qū)域。步進投影光刻裝置逐個對每個單位光刻區(qū)域200進行光刻處理。
在步進投影光刻裝置開始對負型光阻層120進行光刻處理后，負型光阻層120的未被遮光層140覆蓋的部分均被光刻，這些被照射的部分變得不溶解于或難溶解于顯像液。而被遮光層140覆蓋的負型光阻層120的部分未被照射，沒有被光刻，所以這些未被照射的部分可溶解于顯像液。
圖14和圖15顯示本實施例的電鍍電極制作方法的第5步驟。同樣，圖14是被加工半導體基板的表面圖，圖15是該半導體基板的沿圖14中直線AA’的剖面圖。
在第5步驟中，剝離掉貼在負型光阻層120上的帶有遮光層140的保護膜130、然后將半導體晶片100浸于顯像液中進行顯像處理。
如上所述，在第4步驟的光刻處理中，由于負型光阻層120的未被遮光層140覆蓋的部分被光刻，這些被照射的部分變得不溶解于或難溶解于顯像液，所以在顯像處理后，該被照射的負型光阻層120的部分依然殘留于導電金屬層110表面。而被遮光層140覆蓋的負型光阻層120的部分未被照射，依然可溶解于顯像液，所以在顯像處理后，這些未被照射的負型光阻層120的部分被除去，露出其下方的導電金屬層110。由于遮光層140是環(huán)形的，被除去的負型光阻層120的部分以及露出的導電金屬層110也呈環(huán)形。導電金屬層110的該環(huán)形部分即被用做電鍍電極150。在后續(xù)的電鍍處理中，以環(huán)形外緣供電方式向電鍍電極150通電，于是在導電金屬層110表面上形成導電柱或凸塊。在電鍍處理后除去負型光阻層120。
在本實施例中，由于形成了遮光層140，在光刻處理中只需要用一種供導電柱形成區(qū)域用的網(wǎng)線圖案，保證導電柱形成區(qū)域的負型光阻層120不被光刻。具體講，由于遮光層140可以容易地用打印等普通的方式制成，也可以容易地除去，所以，在制作電鍍電極時沒有必要根據(jù)電鍍電極的位置和尺寸事先準備多種供電鍍電極用的網(wǎng)線圖案，而只需根據(jù)電鍍電極的位置和尺寸印刷制作遮光層。在需要改變電鍍電極的位置和尺寸時，可以輕易地除去先前印刷制作的遮光層，重新印刷制作新的遮光層。
在上面的例子中，導電金屬層110的外緣部整體都被露出，形成一個環(huán)形的電鍍電極150。也可以只將導電金屬層110外緣部的一部分露出，形成多個離散的電鍍電極。以下參照圖16和圖17說明制作這樣的電鍍電極的方法。
第2例的第1和第2步驟與上例中圖7、圖8顯示的第1步驟，圖9、圖10顯示的第2步驟相同、不再重復說明。
圖16是被加工半導體基板的表面圖，顯示本實施例的電鍍電極制作方法的第2例的第3步驟。
在第3步驟中，為了保護負型光阻層120，在負型光阻層120表面貼上一層允許紫外線穿透的保護膜130。然后，在保護膜130表面上一定位置印刷上墨(ink)形成一遮光層140來阻止光線照射到負型光阻層120。比如，可以負型光阻層120的外緣部的指定位置上形成多個遮光部142。如圖16所示，這些遮光部兩兩成對設(shè)置，每個遮光部都面對另一個遮光部。這樣安排遮光部142可以使得電鍍處理后得到的導電柱或凸塊在導電金屬層110上均勻分布、是可以優(yōu)先采用的方式。
當然、也可以事先在保護膜130表面相應于負型光阻層120的外緣部的指定的位置上形成這些遮光部142，然后將帶有遮光部142的保護膜130貼至負型光阻層120上。
第4步驟與圖13顯示的第4步驟一樣、即進行光刻處理。
圖17是被加工半導體基板的表面圖，顯示本實施例的電鍍電極制作方法的第2例的第5步驟。
在第5步驟中，剝離掉貼在負型光阻層120上的帶有遮光部142的保護膜130，然后將半導體晶片100浸于顯像液中進行顯像處理、除去先前被多個遮光部142覆蓋的負型光阻層120的離散的部分，露出其下方的導電金屬層110的多個離散的部分。導電金屬層1 10的這些多個離散的部分即被用做電鍍電極152。在后續(xù)的電鍍處理中，向該多個離散的電鍍電極152通電，于是在導電金屬層110表面上形成多個離散的導電柱或凸塊。在電鍍處理后除去負型光阻層120。
在以上例子中、在負型光阻層120表面貼上保護膜130，再沿負型光阻層120的外緣部在保護膜130表面形成遮光層140或遮光部142。然后用步進投影光刻裝置，僅使用一種供導電柱形成區(qū)域用的網(wǎng)線圖案，對負型光阻層120的各個單位光刻區(qū)域進行光刻處理。在光刻處理后，剝離掉貼在負型光阻層120上的帶有遮光層140或遮光部142的保護膜130、將半導體晶片100浸于顯像液中進行顯像處理、除去先前被遮光層140或遮光部142覆蓋的負型光阻層120的部分，露出其下方的導電金屬層110，用導電金屬層110的這些露出的部分做電鍍電極150或152。
因此，在制作電鍍電極時沒有必要根據(jù)電鍍電極的位置和尺寸事先準備多種供電鍍電極用的網(wǎng)線圖案，而只需根據(jù)電鍍電極的位置和尺寸在負型光阻層上制作遮光層。在需要改變電鍍電極的位置和尺寸時，可以輕易地除去先前的遮光層，重新制作新的遮光層。所以，電鍍電極的位置和形狀不依賴于網(wǎng)線圖案，選擇電鍍電極的位置和形狀的自由度得到提高。再者，由于制作遮光層比制作多種網(wǎng)線圖案容易，費用小，所以還可以降低生產(chǎn)成本。
另外，因為在用步進投影光刻裝置對光阻層進行光刻時，要對光阻層的各個單位光刻區(qū)域逐個進行光刻，所以在現(xiàn)有技術(shù)中，在使用步進投影光刻裝置對光阻層進行光刻來制作環(huán)形的電鍍電極時，需要對應于環(huán)的各個部位事先準備多種供電鍍電極用的網(wǎng)線圖案，所以制作環(huán)形的電鍍電極很困難。而根據(jù)本發(fā)明的方法，只需沿負型光阻層的環(huán)狀外緣部制作環(huán)形的遮光層即可容易地用步進投影光刻裝置對光阻層進行光刻來制作環(huán)形的電鍍電極。所以，利用本發(fā)明的方法可以容易地采用環(huán)形電鍍電極進行環(huán)形外緣供電方式的電鍍處理。
以下總結(jié)本發(fā)明的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的方法制作電鍍電極時，沒有必要根據(jù)電鍍電極的位置和尺寸事先準備多種供電鍍電極用的網(wǎng)線圖案，電鍍電極的位置和形狀不依賴于網(wǎng)線圖案，選擇電鍍電極的位置和形狀的自由度得到提高，還可以降低生產(chǎn)成本。
以上說明了是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明并不限于以上的實施例，屬于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下做種種修改。
權(quán)利要求
1.一種制作電鍍電極的方法，包括以下步驟在半導體晶片上形成一導電金屬層；在所述導電金屬層上形成一光阻層；在所述光阻層上形成一遮光層以使所述光阻層的預定區(qū)域不被光刻；對所述光阻層的未被所述遮光層覆蓋的區(qū)域進行光刻；除去所述遮光層；以及除去所述光阻層的曾被所述遮光層覆蓋的部分，從而使所述導電金屬層的相應部分露出，作為所述電鍍電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作電鍍電極的方法，其中，在形成所述遮光層的步驟中，所述遮光層是通過在所述光阻層上印刷遮光材料而形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作電鍍電極的方法，其中，在形成所述遮光層的步驟中，所述遮光層被形成于所述光阻層的周邊區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作電鍍電極的方法，其中，所述遮光層為環(huán)形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作電鍍電極的方法，其中，在形成所述遮光層的步驟中，所述遮光層包含多個遮光部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作電鍍電極的方法，其中，所述多個遮光部兩兩成對安置，該成對的兩個遮光部彼此相互面對而置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作電鍍電極的方法，其中，所述形成遮光層的步驟包括以下步驟將所述遮光層形成于一光透層，該光透層允許光線穿過；以及將形成有遮光層的所述光透層安置在所述光阻層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作電鍍電極的方法，其中，在所述光刻步驟中，使用步進投影光刻裝置對所述光阻層的所述未覆蓋區(qū)域進行光刻，在光刻時，以所述光阻層的預定大小的區(qū)域為單位光刻區(qū)域，對所述光阻層的所述未覆蓋區(qū)域的各個單位光刻區(qū)域逐個進行光刻。
全文摘要
一種可以提高電鍍電極的位置和形狀的自由度的電鍍電極制作方法。在負型光阻層(120)表面貼上保護膜(130)，再沿負型光阻層(120)的外緣部在保護膜(130)表面形成遮光層(140，142)。然后用步進投影光刻裝置，僅使用一種網(wǎng)線圖案，對負型光阻層(120)的各個單位光刻區(qū)域進行光刻處理。在光刻處理，剝離掉貼在負型光阻層(120)上的保護膜(130)和遮光層(140，142)、進行顯像處理、除去先前被遮光層(140，142)覆蓋的負型光阻層(120)的部分，露出其下方的導電金屬層(110)。導電金屬層(110)的這些露出的部分即為電鍍電極(150，152)。
文檔編號H01L21/288GK1574254SQ20041004908
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者山野孝治 申請人:新光電氣工業(yè)株式會社