顯影(Development)是一種利用顯影液來溶解因光刻工藝而軟化的光刻膠的工藝。顯影方法可分為三種,包括:水坑式 顯影(Puddle Development),將顯影液倒入晶圓中心,并進行低速旋轉;浸沒式顯影(Tank Development),將多個晶圓同時浸入顯影液中;噴淋式顯影(Spray Development),將顯影液噴灑到晶圓上。
2.電鍍工藝:形成用于鍵合的金屬層
電鍍是將電解質溶液中的金屬離子還原為金屬并沉積在晶圓表面的過程,此過程是需要通過外部提供的電子進行還原反應來實現的。在晶圓級封裝中,采用電鍍工藝形成厚金屬層。厚金屬層可充當實現電氣連接的金屬引線,或是焊接處的凸點。如圖9所示,陽極上的金屬會被氧化成離子,并向外部電路釋放電子。在陽極處被氧化的及存在于溶液中的金屬離子可接收電子,在經過還原反應后成為金屬。在晶圓級封裝的電鍍工藝中,陰極為晶圓。陽極由作為電鍍層的金屬制成,但也可使用如鉑金的不溶性電極(Insoluble Electrode)。如果陽極板由作為鍍層的金屬制成,金屬離子就會從陽極板上溶解并持續擴散,以保持溶液中離子濃度的一致性。如果使用不溶性電極,則必須定期補充溶液中因沉積到晶圓表面而消耗的金屬離子,以維持金屬離子濃度。
在放置晶圓電鍍設備時,通常需確保晶圓的待鍍面朝下,同時將陽極置于電解質溶液中。當電解質溶液流向晶圓并與晶圓表面發生強力碰撞時,就會發生電鍍。此時,由光刻膠形成的電路圖案會與待鍍晶圓上的電解質溶液接觸。電子分布在晶圓邊緣的電鍍設備上,最終電解質溶液中的金屬離子與光刻膠在晶圓上繪制的圖案相遇。隨后,電子與電解質溶液中的金屬離子結合,在光刻膠繪制圖案的地方進行還原反應,形成金屬引線或凸點。
3.光刻膠去膠工藝和金屬刻蝕工藝:去除光刻膠
在所有使用光刻膠圖案的工藝步驟完成后,必須通過光刻膠去膠工藝來清除光刻膠。光刻膠去膠工藝是一種濕法工藝,采用一種被稱為剝離液(Stripper)的化學溶液,通過水坑式、浸沒式,或噴淋式等方法來實現。通過電鍍工藝形成金屬引線或凸點后,需清除因濺射形成的金屬薄膜。這是非常必要的一個步驟,因為如果不去除金屬薄膜,整個晶圓都將被電氣連接從而導致短路。可采用濕刻蝕(Wet Etching)工藝去除金屬薄膜,以酸性刻蝕劑(Etchant)溶解金屬。這種工藝類似于光刻膠去膠工藝,隨著晶圓上的電路圖案變得越來越精細,水坑式方法也得到了更廣泛的應用。
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