bumping凸块技术与工艺简介
bumping凸块技术与工艺简介
光刻工艺流程
涂胶
烘烤
曝光
显影
显检
涂胶后
显影后
曝光原理图
镜子
光源
过滤器
聚集镜片 掩膜版
圆片
光刻版
圆片
缩影镜片
CHUCK台
晶片
接触式
投影式
曝光方式有三种
• 接触式曝光:解晰度好,但掩膜版易被污染 (Karl Suss光刻机) • 接近式曝光:解晰度降低,但掩膜版不易被污染 (Karl Suss光刻机) • 投影式曝光:解晰度好,并且掩膜版不易被污染 (Stepper光刻机) 在Bumping生产中,一般采用接近式曝光和投影式曝光两种方式.
AZ-A515 AZC-260
RMX500
RDL Cu线表面保护
CMD客户指 定用
表面保护
目前优化改进 型
Gold bump胶厚 25um 以上
6
负胶
JSR THB 151N
RMX3000
Pillar bump胶厚 85 um以上
光刻工序的质量控制：
a、孔是否完全开出，有无残胶 b、图形完整、尺寸准确、边缘整齐、陡直 c、图形套合十分准确,无污染 d、图形内无残留物
开 口
Cu2+
光刻胶
Cu2+
开 口
光刻胶
首先在WAFER表面溅镀上一层Under Bump Metallurgy(简称UBM)，在完成UBM制程后随即进入 光刻制程，就是在UBM表面涂上一层具有感光效果的光刻胶，再用光刻板进行图形转移，露出 需要长BUMP部位的UBM,随后在电镀过程中，镀液进入开口，在电场的作用下，在裸露的UBM表 面发生电化学反应，析出单质铜。
杯镀结构示意图
bumping凸块技术与工艺简介
使用超声波+有机溶剂清洗:
超声清洗有时也被称作“无刷擦洗”，特点是速度快、质量高、易于实现自动化。 它特别适用于清洗表面形状复杂的工件，如对于精密工件上的空穴、狭缝、 凹槽、微孔及暗洞等处。通常的洗刷方法难以奏效，利用超声清洗则可取得 理想效果。对声反射强的材料，如金属、玻璃、塑料等，其清洗效果较好； 对声吸收较大的材料，如橡胶、布料等，清洗效果则较差些。
SPUTTER的工艺流程及形成薄膜（UBM层）：
预清洗 SRD甩干SiN AlCu Ti烘烤 工序检验
溅射
特点： 溅射形成的金属薄膜表面光亮如镜，无氧化现象，纯 度高，粒子好，膜层均匀，厚度达到一定要求。
原理
（一）Pre-Clean
目的：去除Wafer表面有机物污染和颗粒；
Pre-Clean用丙酮、异丙醇、水等三种溶剂:
采用超声波清洗时，一般应用化学清洗剂和水基清洗剂作为介质。清洗介质本身 利用的是化学去污作用，可以加速超声波清洗效果。
（二）溅射
等离子体介绍 等离子体是部分电离的电中性的气体,是常见的固态，液态，气态以外的
第四态。等离子体由电子、离子、自由基、光子、及其它中性粒子组成。
由于等离子体中电子、 离子和自由基等活泼粒子的存在, 因而很容易与 固体表面发生反应。这种反应可分为物理溅射和化学反应。物理溅射是指等 离子体中的正离子在电场中获得能量去撞击表面。这种碰撞能移去表面分子 片段和原子，因而使污染物从表面去除。另一方面，物理溅射能够改变表面 的微观形态，使表面在分子级范围内变得更加“粗糙”，从而改 善表面的粘 结性能。
晶圆级封装Bump制造工艺关键点解析
1.引言射频前端（RFFE，Radio Frequency Front-End）模组国内外手机终端中广泛应用。
它将功率放大器（PA，Power Amplifier）、开关（Switch）、低噪声放大器LNA（Low Noise Amplifier）、滤波器（Filter）、无源器件等集成为一个模组，从而提高性能，并减小封装体积。
然而，受限于国外专利以及设计水平等因素，国产滤波器的份额相当低。
在模块集成化的趋势下，国内射频巨头在布局和生产滤波器。
声学滤波器可分为声表面滤波器和体声波滤波器，其中声表面滤波器可根据适用的频率细分为SAW、TC-SAW和IHP-SAW。
体声波滤波器适用于较高的频段，可细分为BAW、FBAR、XBAR等。
无论是SAW（Surface Acoustic Wave filter）还是BAW（Bulk Acoustic Wave Filter），均是在晶圆级封测后以倒装芯片的工艺贴装在模组上。
在晶圆级封装工艺中，Bump制造是相当重要的一道工序，因此本文将浅谈滤波器晶圆级封装（Wafer Level package）中Bump制造的关键点。
2.SAW现状当前业内常见的几种SAW filter Wafer Bumping工艺如下：1）、通过打线工艺在晶圆的UBM（Under Bump Metal）上植金球。
2）、通过钢网印刷工艺在UBM上印刷锡膏，再经过回流焊成球。
3）、先在晶圆的UBM上印刷助焊剂，将锡球放到UBM上，再经过回流焊完成植球。
3.植球工艺本文重点介绍第二种工艺。
通过对印刷锡膏方案的剖析发现，在Bumping工艺中Bump的高度和共面度（同一颗芯片上Bump高度最大值最小值之差，差值越低越好）是最重要的关键指标（如图1.1、图1.2）。
下面从钢网的工艺和设计、锡膏的特性等方面进行分析。
4.钢网印刷钢网印刷的目的是使锡膏材料通过特定的图案孔沉积到正确的位置上。
首先，将锡膏放到钢网上，再用刮刀使其通过钢网开孔沉积到焊盘上。
ic bumping process
Bumping ProcessCM制程介绍製程介紹-IQC(進料檢驗)•對客戶進來的晶片，做一些檢驗的工作矽(Si)鋁墊保護層保護層製程介紹-濺鍍(Sputter)•先覆蓋鈦鎢(Ti W)-防止氧化，保護鋁墊防止刮傷•再覆蓋金(Au)-增加附著性鋁墊保護層鈦鎢(TiW)金(Au)保護層製程介紹-黃光(Photo)•A. 塗佈光阻鋁墊保護層鈦鎢(TiW)金(Au)光阻液製程介紹-黃光(Photo)•B. 曝光鋁墊保護層鈦鎢(TiW)金(Au)光罩紫外光(UV )紫外光(UV )製程介紹-黃光(Photo)•C. 顯影鋁墊保護層鈦鎢(TiW)金(Au)光阻光阻製程介紹-電鍍(Plating)鋁墊保護層鈦鎢(TiW)金(Au)光阻光阻Au製程介紹-蝕刻(Etching)•A. 去光阻鋁墊保護層鈦鎢(TiW)金(Au)Au製程介紹-蝕刻(Etching)•B. 蝕刻金鋁墊保護層鈦鎢(TiW)Au製程介紹-蝕刻(Etching)•C. 蝕刻鈦鎢鋁墊保護層Au製程介紹-退火(Anneal)•把凸塊送進烤箱烘烤，以高溫烘烤，讓凸塊重新排列組合石英晶舟製程介紹-FQC(出貨檢驗)•FQC分成兩大站:•FQM(量測)•FQI(外觀檢驗)•目的: 對凸塊做一些測試實驗的工作，如剪力、推凸塊，及其他一些物理性質的判定等製程介紹-OQC(出貨)•將晶片裝回客戶來料時的晶盒，再以真空包裝方式送至客戶端。
植球技术 Bumping Technology
植球技术 Bumping TechnologyBy Jacky Seiller本文介绍先进封装中的植球技术。
...选择最佳植球技术的一个关键因素就是应用板或PCB本身，因为它的最低设计规则必须与工艺的设定之球间隔兼容。
植球技术已经达到这样一个地步，它可能是先进封装大规模生产的一个节省成本的封装方案。
与此同时，应该认识到工业有一个需要克服的学习曲线，并且如果要发挥植球技术的全部优势，必须小心使用这一技术。
芯片供应商必须在植球工艺的几乎每一步都要认真考虑大量的方案。
什么植球技术最适合于该应用？在制造工艺的什么阶段应该实施植球？什么时候和怎样将测试与检查建立到整个工艺中去？只有这些与其它重要的问题都被提出 - 和解决 - 植球才可能成功。
植球选项对于制造商来说，交付已植球的裸芯片可能是一个令人畏缩的任务。
当然，满足最终用户仍然是底线，顾客正要求越来越小型化和包倒装芯片的概念集成到先进的方案中，诸如多芯片模块、密间距液晶显示驱动器和甚至芯片上的系统(SOC, system on chip)。
除了考虑诸如设计、工艺流程、晶圆测试、检查和品质保证等基本问题之外，已植球裸芯片供应商在投入一个内部工艺之前必须从各种技术方案中作出选择。
有不同的构造来评估与选择，所选择的方案必须集成到一个优化良好的工艺流程中。
终端用户可以选择已植球的裸芯片，它将直接倒装在应用板上(图1a)。
或者，裸芯片可以在测试之前贴装在倒装的BGA封装内(图1b)。
最后，还有直接芯片安装(DCA, direct chip attach)方案，其中裸芯片安装在一个嵌入了无源元件的基板上(图1c)，整个模块贴装在印刷电路板上(PCB)。
进一步的观察今天有五种基本类型的植球工艺在使用：焊锡模板(stencil)印刷(图2)、焊锡丝网(screen)印刷(图3)、焊锡或金的电解沉积(图4)、金茬植球与喷镀(gold stud bumping and sputtering)。
bumping 工艺流程
bumping 工艺流程
《bumping》工艺流程
随着电子产品的不断发展，芯片的需求也在不断增加。
而在芯片制造的过程中，bumping工艺是一个非常重要的环节。
Bumping工艺主要是指在芯片上加工出焊球或焊盘，用于与其他器件连接的一种制程。
以下是bumping工艺的流程：
1. 基片准备：首先是基片的准备工作。
这一步骤主要是对基片进行清洁和表面处理，以确保后续工艺能够顺利进行。
2. 光阻涂覆：接着是将光阻涂覆在基片上。
光阻是一种能够隔离物理和化学过程的材料，用于定义焊球位置和形状。
3. 掩膜图形定义：在光阻上使用掩膜板进行曝光和显影，定义焊球的形状和位置。
这一步骤非常关键，需要高精度的设备和操作。
4. 金属沉积：接下来是通过金属沉积的方式，在焊球位置上加工出金属层。
这可以通过电镀、蒸发或溅射等方法来实现。
5. 焊球形成：通过对金属层进行加热和处理，使其形成焊球。
这一步骤需要控制加热温度和时间，以确保焊球的形状和质量。
6. 光阻去除：最后是去除未固化的光阻，将焊球暴露在基片表面。
这一步骤需要用到化学溶剂或干法去除方法。
通过以上工艺流程，芯片的bumping制程得以完成，使得芯片可以方便地与其他器件进行连接，从而实现更复杂的电子系统和设备。
随着半导体技术的发展，bumping工艺也在不断创新和改进，以满足不断增长的市场需求。
半导体bumping工艺
半导体bumping工艺
半导体bumping工艺是一种用于制造电子元件的技术，它可以将金属层和半导体层连接在一起，以提供电子元件的电路连接。
bumping工艺的基本步骤包括：
1.首先，将金属层和半导体层分别放置在一个特殊的模具中，并将它们紧密地压在一起。
2.然后，将一种特殊的金属粉末放入模具中，并用压力将其压入金属层和半导体层之间的缝隙中。
3.接下来，将模具放入热压机中，并将其加热到一定的温度，使金属粉末变成金属接头。
4.最后，将模具从热压机中取出，并将金属接头从模具中取出，以完成bumping工艺。
bumping工艺的优点是，它可以提供高质量的电子元件连接，并且可以在短时间内完成大量的
电子元件连接。
此外，bumping工艺还可以提供更高的电子元件可靠性，以及更低的电子元件
成本。
bumping工艺的缺点是，它需要高温和高压条件，因此可能会对电子元件造成损坏。
此外，bumping工艺还需要较高的技术水平，以确保电子元件的可靠性。
bumping工艺中光阻使用流程
bumping工艺中光阻使用流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!bumping工艺是一种半导体封装技术,其目的是将芯片与载体(如基板)通过凸起(bump)连接起来,从而实现芯片与载体之间的电气连接。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四、电镀工艺
电镀工艺及流程：（以Cu bump挂镀为例）
Descum
装片
QDR
镀铜前微腐蚀
QDR
Cu etch 显检+测参数
去胶
电镀
镀铜前预浸
显检
Ti etch
显检
出货
Descum 预处理
电镀
去胶
腐蚀
电镀各工序原理
Descum： 对光刻CD开口处进行表面处理，目的是要去掉开口表面氧化 物和残留物。
当前光刻胶使用种类：
序 光刻胶 号 名称
1
正胶
光刻胶型号 匹配用显影液
TOK P-CA100
TOK P-7G
用途 常规产品CD开口
备注 将要淘汰
2
正胶
AZ P4620
AZ400k
量产批CD开口
3
负胶
4
负胶
5
负胶
PIMEI I-8124ER
Polyimide
HD4100
JSR THB120N
AZ-A515 AZC-260
Sputter工序质量控制：
1、表面质量控制：溅射好的Wafer应平整光亮，要避免擦伤、金属
颗粒掉落。
擦伤会影响bump结合力
2、 UBM层厚度控制：符合参数指标。
三、光刻工艺
光刻工艺原理： 通过光刻将光刻版上的图形印刷到Wafer上，首先要在Wafer
上涂上一层感光胶，在需要开口的地方进行高强光线曝光（紫外 线），让光线通过，然后在经过显影，将开口处的胶去掉，这样 就可以得到我们所需要的CD开口。 所谓的CD（criditle-dimensions）也即光刻的开口。 光刻工序中的曝光和显影它有着照相的工艺原理。
Bumping凸块技术与工艺介绍
目录
一、来料 Wafer 二、溅射工艺 三、光刻工艺 四、电镀工艺 五、目前公司产品类型
一、Incoming Wafer介绍
Al SiN
P-Si
二、溅射工艺
Sputter是真空镀膜的一种方式。它的工作原理是在高真空的状态中冲 入氩气，在强电场的作用下使气体辉光放电，产生氩正离子，并加速 形成高能量的离子流轰击在靶材表面，使靶原子脱离表面溅射(沉积) 到硅片表面形成薄膜。它具有以下的优点： 1、不用蒸发源加热器，避免了加热材料的污染； 2、能在大面积上淀积厚度均匀的薄膜，台阶覆盖性能好； 3、淀积层与硅片衬底附着力强。
等离子体表面化学清洗是通过等离子体自由基参与的化学反应来完成。 因为等离子体产生的自由基具有很强的化学活性而降低了反应的活化能，从 而有利于化学反应的进行。反应中产生的易挥发产物(主要是气体) 会脱离表 面, 因而表面污染物被清除。反应的有效性, 即表面改性的有效性取决于等 离子体气源, 等离子系统的组合, 及等离子工艺操作参数。
采用超声波清洗时，一般应用化学清洗剂和水基清洗剂作为介质。清洗介质本身 利用的是化学去污作用，可以加速超声波清洗效果。
（二）溅射
等离子体介绍 等离子体是部分电离的电中性的气体,是常见的固态，液态，气态以外的
第四态。等离子体由电子、离子、自由基、光子、及其它中性粒子组成。
由于等离子体中电子、 离子和自由基等活泼粒子的存在, 因而很容易与 固体表面发生反应。这种反应可分为物理溅射和化学反应。物理溅射是指等 离子体中的正离子在电场中获得能量去撞击表面。这种碰撞能移去表面分子 片段和原子，因而使污染物从表面去除。另一方面，物理溅射能够改变表面 的微观形态，使表面在分子级范围内变得更加“粗糙”，从而改 善表面的粘 结性能。
光刻版
CHUCK台
接近式
1、正胶版：
光刻版出现的白区，透过光照后，与胶发生光学反应，再 通过感光胶的反应（显影液），得到所需要的CD开口区。
光刻版与光刻胶的关系：
2.负胶版 光刻版出现的黑区与正胶版相反，透过光的区域不会被显影掉，未透光的区 域与胶发生化学反应（显影液），将需要的光刻胶留在Wafer表面， 负胶的作用：一般用来对芯片起表面保护作用、压点转移、重新布线开口。 针对Bump与Bump之间间距很小或开口尺寸要求放大或缩小时
同时，在腔体顶部射频感应产生的电场作用下，等离子体按照顺 时针旋转加速；在Negative DC Bias（负性直流偏转电压）作用下向 下直线加速；等离子体高速冲击放在阴极上的Wafer，起到Etch的作用。
腔体内壁装有石英，主要作用是吸附Etch过程中产生的杂质；
通过加大功率、延长时间，调整Ar流量，可以作为干法腐蚀，去除 Wafer表面不必要的金属层。（注意：长时间高功率的Etch生产，温度 会急剧升高，致使Tray盘变形，导致机台故障，产品发生异常。）
丙酮是有机溶剂，能够溶解Wafer表面有机物，异丙醇能够溶解丙酮，同时又能 以任何比例溶解在水中，最后通过纯水QDR，达到清洗Wafer，去除Wafer表 面有机物污染和颗粒的目的。
使用超声波+有机溶剂清洗:
超声清洗有时也被称作“无刷擦洗”，特点是速度快、质量高、易于实现自动化。 它特别适用于清洗表面形状复杂的工件，如对于精密工件上的空穴、狭缝、 凹槽、微孔及暗洞等处。通常的洗刷方法难以奏效，利用超声清洗则可取得 理想效果。对声反射强的材料，如金属、玻璃、塑料等，其清洗效果较好； 对声吸收较大的材料，如橡胶、布料等，清洗效果则较差些。
直，否则光刻图形产生变形和或图形模糊。 * 小图形引起的光衍射。光线通过细小间隙的图形边缘会引起衍射现象， 使应遮蔽部分的胶膜感光，显影后会留下一层薄的胶膜。 * 曝光时间的影衬底反射的影响。 * 正胶显影液温度对CD影响大。 * 显影时间过长或太短。 * 显影液配比不当。
光刻工艺流程
涂胶
烘烤
曝光
显影
显检
涂胶后
显影后
曝光原理图
镜子
光源
过滤器
聚集镜片 掩膜版
圆片
光刻版
圆片
缩影镜片
CHUCK台
晶片
接触式
投影式
曝光方式有三种
• 接触式曝光:解晰度好,但掩膜版易被污染 (Karl Suss光刻机) • 接近式曝光:解晰度降低,但掩膜版不易被污染 (Karl Suss光刻机) • 投影式曝光:解晰度好,并且掩膜版不易被污染 (Stepper光刻机) 在Bumping生产中,一般采用接近式曝光和投影式曝光两种方式.
阳极袋
槽底管路
由于我们使用的是铜磷阳极，一般会在新换阳极时进行电解，通过较长时间的电镀，使阳极铜 表面聚集一薄层磷，以稳定铜阳极的溶解速度，避免溶解过快产生铜渣异常，并有稳定电力线 的作用，在正常电镀的过程中，磷层不断从阳极表面被剥落又不断生成新的磷层，脱落的磷和 部分铜阳极内的杂质形成阳极泥，为了防止阳极泥进入镀液产生污染，所以在阳极外部装有阳 极袋。其次，由于电镀过程中会产生一定的热量，为保证镀液温度的恒定，在镀槽底部装有冷 却管路。
AZ-A515 AZC-260
RMX500
RDL Cu线表面保护
CMD客户指 定用
表面保护
目前优化改进 型
Gold bump胶厚 25um 以上
6
负胶
JSR THB 151N
RMX3000
Pillar bump胶厚 85 um以上
光刻工序的质量控制：
a、孔是否完全开出，有无残胶 b、图形完整、尺寸准确、边缘整齐、陡直 c、图形套合十分准确,无污染 d、图形内无残留物
SPUTTER的工艺流程及形成薄膜（UBM层）：
预清洗 SRD甩干
SiN Al
Cu Ti
烘烤 工序检验
溅射
特点： 溅射形成的金属薄膜表面光亮如镜，无氧化现象，纯 度高，粒子好，膜层均匀，厚度达到一定要求。
原理
（一）Pre-Clean
目的：去除Wafer表面有机物污染和颗粒；
Pre-Clean用丙酮、异丙醇、水等三种溶剂:
对下道工序的影响：
a、有残胶Bump长不出或不牢。 b、CD开口尺寸决定Bump的尺寸 c、开口的角度以及Side Wall的平整度决定Bump的垂直度
影响光刻质量的因素 * 光刻胶膜厚度和质量。 * 掩膜版的质量。掩膜版套准精度直接影响光刻的精度。 * 曝光的平行度。曝光光线通过透镜应成平行光束，与掩膜版和胶面垂
开 口
Cu2+
光刻胶
Cu2+
开 口
光刻胶
首先在WAFER表面溅镀上一层Under Bump Metallurgy(简称UBM)，在完成UBM制程后随即进入 光刻制程，就是在UBM表面涂上一层具有感光效果的光刻胶，再用光刻板进行图形转移，露出 需要长BUMP部位的UBM,随后在电镀过程中，镀液进入开口，在电场的作用下，在裸露的UBM表 面发生电化学反应，析出单质铜。
当前凸块工艺采用的UBM层结构种类：
序号
1
类型
Gold bump
UBM1th
TiW/3000Å
UBM2th
Au /1000Å
2
Pillar bump
硼注T入 i/1000Å Cu/4000~8000Å
Solder bump
3
Ti/1000Å
Cu/4000Å
4
Etch bump
TiW/2000Å
Cu/10000Å
Stepper腔体结构
•Sputter与BUMP的关系： Bumping工艺是一种先进的封装工艺，而Sputter是Bumping工艺的第一道 工序，其重要程度可想而知。Sputter的膜厚直接影响Bumping的质量， 所以必须控制好Sputter的膜厚及均匀性是非常关键。 •UBM层厚度与元件功能的原理： 1、功率：功率越大膜层（UBM层）越厚 2、时间：时间越长膜层越厚 可以通过调节这两个因素来控制膜厚（UBM层厚度）， 使溅射出的膜层厚度达到客户要求。