Способ изготовления индиевых микроконтактов с помощью позитивного обращаемого фоторезиста
Владельцы патента RU 2522769:
Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)
Использование: для получения индиевых микроконтактов и соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. Сущность изобретения заключается в том, что на полупроводниковую пластину с металлическими площадками для формирования индиевых микроконтактов наносят слой позитивного обращаемого фоторезиста, который после экспонирования через фотошаблон с рисунком микроконтактов подвергается специальной термической обработке (обращение изображения) с последующим сплошным экспонированием и проявлением; на полученную фоторезистивную маску с отрицательным профилем напыляют слой индия; затем растворяют слой фоторезиста с одновременным отслаиванием слоя индия в зазорах между микроконтактами (процесс «взрыва»), оставляя последний на металлических площадках. Технический результат: упрощение технологии и сокращение времени изготовления индиевых микроконтактов методом обратной фотолитографии. 6 ил.
Изобретение относится к вопросам изготовления индиевых микроконтактов в матричных фотоприемниках ИК-излучения и БИС считывания фотосигнала.
В настоящее время широко используется способ изготовления гибридных ИК МФПУ методом перевернутого монтажа фоточувствительных элементов с БИС считывания при помощи индиевых микроконтактов.
Известно, что одним из распространенных методов изготовления микроконтактов является метод обратной фотолитографии («метод взрыва», lift-off) [1. В.М. Акимов, Е.А. Климанов, В.П. Лисейкин, А.Р. Микертумянц, М.В. Седнев, В.В. Сергеев, И.А. Шелоболин. О "взрывном" способе изготовления систем металлизации и микроконтактов в БИС считывания фотосигнала // Прикладная физика, 2010, №4. 2. Jutao Jiang, Stanley Tsao et. al.. Fabrication of indium bumps for hybrid FPA applications. Infrared Physics and Technology. 45(2004). 143-151].
Указанный метод имеет следующий недостаток:
при формировании индиевых микроконтактов достаточно большой высоты (порядка 10 мкм) необходимо использовать фоторезистивную маску с отрицательным углом проявления и толщиной, значительно превышающей толщину слоя индия, что требует использования специальных фоторезистов, не выпускаемых отечественной промышленностью.
Другим способом получения отрицательного угла проявления является использование негативных фоторезистов, к недостаткам которых относится их невысокая разрешающая способность.
Известен способ изготовления микроконтактов с помощью создания металлической маски поверх слоя фоторезиста с последующим проявлением этого слоя [Шелоболин И.А., Лисейкин В.П., Климанов Е.А., Седнев М.В., Микертумянц А.Р. Способ изготовления индиевых столбиков. Патент на изобретение №2419178], принятый в качестве ближайшего аналога.
Данный метод позволяет получать отрицательный профиль фоторезиста с использованием позитивного фоторезиста. Недостатком метода является существенное усложнение и удлинение технологического процесса.
Задачей изобретения является создание технологии изготовления индиевых микроконтактов с помощью позитивного обращаемого фоторезиста, позволяющей достичь упрощения технологии и сокращения времени изготовления микроконтактов методом обратной фотолитографии.
При этом используется свойство некоторых позитивных фоторезистов к обращению изображения с образованием негативного образа маски.
Технический результат достигается тем, что на полупроводниковую пластину с металлическими площадками для формирования индиевых микроконтактов наносят слой позитивного обращаемого фоторезиста, который после экспонирования через фотошаблон с рисунком микроконтактов подвергается специальной термической обработке (обращение изображения) с последующим сплошным экспонированием и проявлением; на полученную фоторезистивную маску с отрицательным профилем напыляют слой индия; затем растворяют слой фоторезиста с одновременным отслаиванием слоя индия в зазорах между микроконтактами (процесс «взрыва»), оставляя последний на металлических площадках.
Последовательность технологической цепочки предлагаемого способа иллюстрируется на фиг.1-6, где:
на фиг.1 показан процесс экспонирования фоторезиста через фотошаблон,
на фиг.2 показан процесс термической обработки фоторезиста,
на фиг.3 показан процесс сплошного экспонирования фоторезиста,
на фиг.4 показан процесс проявления фоторезиста,
на фиг.5 изображен процесс напыления слоя индия,
на фиг.6 показан процесс удаления фоторезиста со слоем индия в зазорах между микроконтактами.
На фигурах представлены следующие элементы:
1 - фотошаблон,
2 - слой фоторезиста,
3 - подложка,
4 - индий.
Способ изготовления микроконтактов осуществляется в следующей последовательности:
- на полупроводниковую пластину с металлическими площадками под индиевые микроконтакты наносится слой обращаемого позитивного фоторезиста с последующей сушкой при температуре 95°C в течение 30 минут;
- проводится экспонирование фоторезиста с помощью фотошаблона с заданной конфигурацией контактных площадок (фиг.1);
- проводится обращение изображения на маске фоторезиста с помощью его термообработки при температуре 115-125°C в течение 30 минут (фиг.2);
- проводится сплошное экспонирование пленки фоторезиста с засветкой 200-300 мДж/см в течение 50 секунд (фиг.3);
- проводится проявление фоторезиста в стандартном проявителе для позитивного фоторезиста (1% раствор КОН) (фиг.4);
- проводится напыление слоя индия заданной толщины на маску фоторезиста (фиг.5);
- проводится удаление фоторезиста в растворе диметилформамида или смеси диметилформамида с моноэтаноламином с одновременным удалением индия (фиг.6).
Таким образом, в данном способе для формирования фоторезистивной маски с отрицательным профилем вместо проявления позитивного фоторезистора через металлическую маску используется проявление позитивного обращаемого фоторезистора без использования металлической маски.
Способ изготовления индиевых микроконтактов с помощью позитивного обращаемого фоторезиста, включающий формирование на полупроводниковых пластинах с матрицами БИС считывания или фотодиодными матрицами металлического подслоя под индий, формирование защитной фоторезистивной маски с окнами с отрицательным профилем в местах микроконтактов, напыление слоя индия, удаление защитной маски со слоем индия вокруг микроконтактов, отличающийся тем, что для формирования фоторезистивной маски с отрицательным профилем вместо проявления позитивного фоторезиста через металлическую маску используется проявление позитивного обращаемого фоторезиста без использования металлической маски.
