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工藝中需要考慮的問(wèn)題
如果要使用厚膜光刻膠，那么涂敷、烘干與曝光等許多工藝參數(shù)都與通常的1um厚光阻材料不同，需要重新設(shè)定。在涂敷過(guò)程中，厚的光刻膠會(huì)在晶圓邊緣形成鋸齒形。可以用很多方法減少這種情況的發(fā)生，如多次涂敷且中速固化或者用溶劑將凸起部分軟化，然后再慢慢將其去掉等。但BCB是一個(gè)特例，因?yàn)樗谕糠蟮骄A上面后會(huì)迅速固化。建議使用一種旋轉(zhuǎn)式密封罩如SUSS ACS 200涂敷系統(tǒng)，這樣光阻材料就可以在固化前先散開(kāi)。與敞開(kāi)式滾涂方式相比這種方法只需要約一半的材料，可節(jié)省近50％，而且涂敷均勻性也有所增強(qiáng)。
光阻層較厚時(shí)預(yù)烘會(huì)比較困難，而且溶劑揮發(fā)也比較慢。此時(shí)用干膜光阻材料如杜邦公司的MRC比較好一些，因?yàn)檫@種膜可以直接一層一層地貼于晶圓上。在特別厚的光阻層上不會(huì)使用BCB，所以溶劑很容易揮發(fā)，因此預(yù)烘時(shí)只需離加熱板僅幾毫米即可獲得較高質(zhì)量的涂層分布。各種類型的厚膜Novolak光阻材料的固化既困難又耗時(shí)，通常美國(guó)使用AZ 4620，歐洲用AZ 4562，而日本則用TOK PMER P-LA900PM和AZ LP。同樣，新的AZ 9260在涂敷后固化時(shí)所表現(xiàn)的性能與以前的產(chǎn)品都相同，在接觸到加熱板時(shí)其中的溶劑不會(huì)突然冒出來(lái)，而是在光阻層中產(chǎn)生氣縫與氣泡。換句話說(shuō)，溶劑應(yīng)充分排出，因?yàn)闅埩舻娜軇?huì)影響到側(cè)壁的垂直度而形成鼓肚形。厚度在30um以下的光阻層可在110℃溫度下通過(guò)幾個(gè)貼近式加熱板進(jìn)行預(yù)烘和固化，然后與加熱板直接接觸或離100um間隙保持5至7分鐘以進(jìn)行適度排氣。厚度超過(guò)30um的采用多次涂敷方式，每次涂敷均用約60℃的加熱板進(jìn)行固化。如果一次性涂敷30um以上，那么建議在60℃下固化1小時(shí)。
光阻層越厚，所需曝光量也應(yīng)增加，但是不能無(wú)限地增加曝光強(qiáng)度，因?yàn)閺?qiáng)度超過(guò)400mW/cm2后會(huì)對(duì)很厚的正性光阻層造成損壞，這也許是因?yàn)楣庾璨牧线^(guò)熱造成的。不過(guò)也只有多次涂敷才會(huì)遇到這類問(wèn)題，因?yàn)檎孀髻N近掩膜對(duì)位曝光時(shí)其強(qiáng)度不會(huì)超過(guò)100mW/cm2。Cyclotene是一種中等厚度的光敏負(fù)性聚合物，它能夠承受高強(qiáng)度曝光，但所需用量要隨曝光強(qiáng)度而增加，同樣強(qiáng)度在50～100mW/cm2會(huì)比較理想。厚膜光刻膠的顯影時(shí)間比薄膜要長(zhǎng)，而且正性光阻材料的顯影液濃度還要更高。一般的顯影時(shí)間為5分鐘，顯影液采用AZ 400 K和去離子水混合溶液，比例為1:3。攪拌顯影法應(yīng)該適用于度為20um的光阻層，而噴射顯影法和超聲顯影法還正在研究過(guò)程中，可能是將來(lái)的主要方法。
結(jié)論
厚膜光刻膠和光刻聚合物目前已廣泛應(yīng)用于封裝技術(shù)中。焊接凸點(diǎn)需要很厚的光阻層和較高重復(fù)精度，但并不要求很陡的側(cè)壁傾角；金凸點(diǎn)和銅布線則要求中等厚度的光阻膜，而且對(duì)側(cè)壁的精度與傾角要求都很高。對(duì)于感光介電材料中的過(guò)孔而言，傾斜的側(cè)壁傾角以便與介電層下的金屬焊盤保持良好接觸。
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