了解去光阻及蝕刻(striping&etching)

2020-05-19

    

    完成電鍍程序之後,凸塊仍鑲埋在光阻裡,需經過光阻剝除程序方能讓凸塊露出來。因為光阻材料為耐酸不耐鹼的物質,所以製作電路板時,常用氫氧化鈉之類的強鹼溶液剝除電鍍光阻材料,效果也非常好。因此直覺上認為剝除光阻是一件很簡單的工作,但由於錫金屬很容易受到強鹼攻擊而影響凸塊尺寸和外觀,通常在剥除光阻的溶液中加入抑制劑以保護錫金屬,如何選擇抑制劑成為剝除液供應商的一項重要商業資產,這使得光阻剝除程序意外成為比較昂貴的製程站點之一。

   

    在厚光阻尚未普遍時,有一種製程設計使用比較薄的光阻定義凸塊位置,由於光阻厚度低於電鍍金屬高度,電鍍時錫合金先填滿光阻開口然後向水平方向延伸,最後形成一個類似半圓形屋頂的構造浮貼在光阻表面,看起來像一個鉚釘釘在乾膜上,或像是香菇種在晶圓上的樣子,這種鍍出香菇頭的製程設計讓光阻被夾得更緊,再加上原有凸塊金屬和光阻之間的摩擦力,使得剝除光阻變得更加困難。如果乾膜剝除得不夠乾淨,除有可能在凸塊製程結束時看到殘留得乾膜外,也常在剝除光阻後續的蝕刻過程中,因殘留光阻組擋蝕刻液而無法有效清除導電金屬層並造成金屬殘留。由於剝除光阻作用的化學藥劑內容較為複雜,剝除光阻後除可能在導電金屬層表面產生氧化層,也常見親水性不佳的副作用,因此常在剥除乾膜厚使用電漿微蝕方式進行表面處裡,除了清除導電金屬層表面的微量光阻殘渣,也同時增加表面的親水性,以利後續濕蝕刻作業。

    

    剝除乾膜之後常用濕蝕刻方法移除那些不被凸塊金屬覆蓋的導電金屬層,這蝕凸塊金屬剛好可以充當蝕刻過程的遮罩(mask),這種製程設計中,種層時刻步驟也具有修正凸塊尺寸的副作用。導電金屬層由幾層不同的金屬薄膜疊加而成,通常需要使用幾種不同的蝕刻液依序清除導電金屬層,當最下層的導電金屬層被移除後,原來的晶圓表面就再度露出來和空氣接觸,所以選擇蝕刻液時應該確認蝕刻液是否可能親蝕晶圓表面的各種材料,另外,進行凸塊設計時也應檢視,再曝偏量和側蝕刻同時作用之下,蝕刻液是否有機會侵蝕凸塊下方的構造。剝除光阻之後很難對凸塊尺寸再進行補救或重工,所以通常電鍍後需先完成初步檢驗才能進行光阻剝除程序。

    

    光阻剝除之後也應先作剝除後的檢驗才進行蝕刻作業,減少蝕刻重工的機率及避免重工所帶來的潛在風險。品化科技販售多款去光阻劑金屬蝕刻液,應用於半導體製程、高階 IC 封裝、光電產業、矽晶圓薄化/粗化/光化/應力去除等製程。 品化科技對應各種製程應用的需求,可提供不同蝕刻率或客製化的產品。適用於 wet bench 與 spin tool 機台 可少量 or 小包材出貨,歡迎學校和研究單位來電詢問!