Bumping 制程流程

工藝流程介紹

Sputter 前的wafer 需要先清洗然后再濺射，如下是工作原理介紹

Pre-Clean

目的：去除Wafer表面有機(jī)物污染和顆粒；

Pre-Clean用丙酮、異丙醇、水等三種溶劑:

丙酮是有機(jī)溶劑，能夠溶解Wafer表面有機(jī)物，異丙醇能夠溶解丙酮，同時(shí)又能以任何比例溶解在水中，最后通過(guò)純水QDR，達(dá)到清洗Wafer，去除Wafer表面有機(jī)物污染和顆粒的目的。

使用超聲波+有機(jī)溶劑清洗:

超聲清洗有時(shí)也被稱(chēng)作“無(wú)刷擦洗”，特點(diǎn)是速度快、質(zhì)量高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。它特別適用于清洗表面形狀復(fù)雜的工件，如對(duì)于精密工件上的空穴、狹縫、凹槽、微孔及暗洞等處。通常的洗刷方法難以奏效，利用超聲清洗則可取得理想效果。對(duì)聲反射強(qiáng)的材料，如金屬、玻璃、塑料等，其清洗效果較好；對(duì)聲吸收較大的材料，如橡膠、布料等，清洗效果則較差些。?

采用超聲波清洗時(shí)，一般應(yīng)用化學(xué)清洗劑和水基清洗劑作為介質(zhì)。清洗介質(zhì)本身利用的是化學(xué)去污作用，可以加速超聲波清洗效果。

濺射原理

Sputter原理

在充入少量Ar的Stepper腔內(nèi)。靶材是陰極，Wafer是陽(yáng)極。當(dāng)極間電壓很小時(shí)，只有少量離子和電子存在；電流密度在10’A／era數(shù)量極，當(dāng)陰極(靶材)和陽(yáng)極間電壓增加時(shí)，帶電粒子在電場(chǎng)的作用下加速運(yùn)動(dòng)，能量增加，與電極或中性氣體原子相碰撞，產(chǎn)生更多的帶電粒子；直至電流達(dá)到10A／era數(shù)量極，當(dāng)電壓再增加時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生負(fù)阻效應(yīng)，即“雪崩”現(xiàn)象。此時(shí)離子轟擊陰極，擊出陰極原子和二次電子，二次電子與中性原子碰撞，產(chǎn)生更多離子，此離子再轟擊陰極，又產(chǎn)生二次電子，如此反復(fù)。當(dāng)電流密度達(dá)到0．01A／era數(shù)量級(jí)左右時(shí)，電流將隨電壓的增加而增加，形成高密度等離子體的異常輝光放電，高能量的離子轟擊陰極(靶材)產(chǎn)生濺射現(xiàn)象。濺射出來(lái)的高能量靶材粒子沉積到陽(yáng)極(Wafer)上，從而達(dá)到濺射的目的。

在磁場(chǎng)的作用下，電子在向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，作螺旋運(yùn)動(dòng)，束縛和延長(zhǎng)了電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而提高了電子對(duì)工藝氣體的電離幾率，有效地利用了電子的能量，因而在形成高密度等離子體的異常輝光放電中，正離子對(duì)靶材轟擊所引起的靶材濺射更加有效。同時(shí)受正交電磁場(chǎng)的束縛，電子只有在其能量消耗盡時(shí)才能落在玻璃上，從而使磁控濺射具有高速、低溫的優(yōu)點(diǎn)。

Sputter與BUMP的關(guān)系：

Bumping工藝是一種先進(jìn)的封裝工藝，而Sputter是Bumping工藝的第一道工序，其重要程度可想而知。Sputter的膜厚直接影響B(tài)umping的質(zhì)量，所以必須控制好Sputter的膜厚及均勻性是非常關(guān)鍵。

UBM層厚度與元件功能的原理：

1、功率：功率越大膜層（UBM層）越厚

2、時(shí)間：時(shí)間越長(zhǎng)膜層越厚

可以通過(guò)調(diào)節(jié)這兩個(gè)因素來(lái)控制膜厚（UBM層厚度），使濺射出的膜層厚度達(dá)到客戶要求。

UBM2種結(jié)構(gòu)和流程

光刻工藝

光刻工藝原理和流程：

通過(guò)光刻將光刻版上的圖形印刷到Wafer上，首先要在Wafer上涂上一層感光膠，在需要開(kāi)口的地方進(jìn)行高強(qiáng)光線曝光（紫外線），讓光線通過(guò)，然后在經(jīng)過(guò)顯影，將開(kāi)口處的膠去掉，這樣就可以得到我們所需要的CD開(kāi)口。

所謂的CD（criditle-dimensions）也即光刻的開(kāi)口。

光刻工序中的曝光和顯影它有著照相的工藝原理。

影響光刻質(zhì)量的因素

*光刻膠膜厚度和質(zhì)量。

*掩膜版的質(zhì)量。掩膜版套準(zhǔn)精度直接影響光刻的精度。

*曝光的平行度。曝光光線通過(guò)透鏡應(yīng)成平行光束，與掩膜版和膠面垂

直，否則光刻圖形產(chǎn)生變形和或圖形模糊。

*小圖形引起的光衍射。光線通過(guò)細(xì)小間隙的圖形邊緣會(huì)引起衍射現(xiàn)象，

使應(yīng)遮蔽部分的膠膜感光，顯影后會(huì)留下一層薄的膠膜。

*曝光時(shí)間的影響。由于光的衍射和散射，曝光時(shí)間越長(zhǎng)，分辨率越低。

*襯底反射的影響。

*正膠顯影液溫度對(duì)CD影響大。

*顯影時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或太短。

*顯影液配比不當(dāng)。

電鍍工序的質(zhì)量控制

Bump高度制

1）溫度的影響

溫度對(duì)電鍍的影響從表面現(xiàn)象上是很難被看出，但其對(duì)電鍍的影響是比較大的，因?yàn)殄円褐械碾x子的活性主要由溫度控制（及離子交換的能量要由外界提供），溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度增加，在同樣條件下鍍層厚度較高，反之則較低。

2）鍍液成分影響--添加劑的影響

鍍液的主要成分為CuSO4+H2SO4，另外為調(diào)節(jié)電鍍速度和產(chǎn)品品質(zhì)在鍍液中添加了一定含量的有機(jī)分子和微量離子,在電鍍過(guò)程中受電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)在WAFER表面上連續(xù)發(fā)生。有機(jī)分子和微量的離子，例如光亮劑、整平劑以及銅鍍液中的氯離子，在調(diào)解反應(yīng)發(fā)生和影響金屬生長(zhǎng)上都起著非常重要的作用。光亮劑之類(lèi)的有機(jī)添加劑可以提高離子成核的可能性，相對(duì)來(lái)說(shuō)就是抑制了晶粒生長(zhǎng)，這樣可以得到晶粒細(xì)密或表面光亮的沉積層。整平劑之類(lèi)的有機(jī)添加劑可以抑制圓片表面的尖端放電現(xiàn)象，減緩?fù)蛊瘘c(diǎn)的晶粒生長(zhǎng)，從而使圓片表面宏觀上趨于平整，對(duì)降低表面的粗糙度有重要作用。

3）電鍍時(shí)間的影響：電鍍鍍層厚度隨電鍍時(shí)間的增加而增加，在相同的電鍍條件下，時(shí)間增加鍍層厚度較厚，反之則較薄。

4）鍍液流速的影響：電鍍過(guò)程中鍍液不斷進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，保證接觸圓片開(kāi)口的鍍液都是新鮮的鍍液，如果流速不足，則會(huì)導(dǎo)致局部鍍液濃度差異，影響電鍍均勻性。

5）電鍍電流：電鍍電流等于電鍍面積*電流密度，所以理論上在電鍍面積相同的情況下電鍍電流為恒定不變，電鍍時(shí)間增加，通過(guò)的電量增加，電鍍高度較高，反之則較低。

6）電流密度的影響：電流密度為25ASF為高銅鍍液，低銅鍍液的電流密度為17ASF。電鍍液的電流密度在很大程度上決定了電鍍過(guò)程中金屬顆粒沉積的晶粒大小和速度，放慢金屬沉積的速率從而更好的控制WAFER內(nèi)的凸塊高度的均勻性。

7）腐蝕工序的控制：腐蝕時(shí)間、腐蝕的流量、濾芯過(guò)濾效果、腐蝕液濃度、當(dāng)過(guò)微腐蝕時(shí)會(huì)出現(xiàn)Bump脫落。

編輯：黃飛

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