信息与通信GPP-制程简介课件

GPP

製程簡介Preparedby：AndyKangDate：Sep-14-2003GPP

製程簡介Preparedby：AndyKan1WhatisGPPGPP(GlassPassivationPellet)？為使用玻璃作為鈍化保護層之小顆粒引申為使用玻璃作為鈍化保護層之元件GPPWhatisGPPGPP(GlassPassiva2WhyGPP

GPPOJ設備投資高低製程差異較複雜較簡單封裝之比較較簡單較複雜晶片製作成本較高較低電性比較IR較低IR較高信賴性比較較好尤其是高溫特性較差未來產品擴充性較高較低WhyGPPGPPOJ設備投資高低製程差異較複雜較簡單封3GPP結構介紹GPP之結構一般可分為兩種：1.)單溝(SM,SingleMoat)2.)雙溝(DM,DoubleMoat)GPP結構介紹GPP之結構一般可分為兩種：4SMP+NN+GlassSMP+NN+Glass5DMP+NN+GlassDMP+NN+Glass6GPPProcessFlowWafer

CleanOxidation1stPhotoBOEEtchGridEtchPRStripOxideEtchSIPOSDep.2ndPhoto1stNiPlatingNiSintering2ndNiPlatingAuPlatingPGBurnoffGlassFiringLTO3rdPhotoPGCoatingRCAClean進黃光室PRStripContactEtchNonSIPOSGPPProcessFlowWaferCleanOxi7WaferClean(晶片清洗)檢查HF浸泡HF浸泡純水QDR沖洗RCA清洗純水QDR沖洗旋乾機旋乾檢查生產流程卡確認料、量、卡是否一致利用HF蝕刻晶片表面氧化層利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物利用RCA清洗方法將晶片表面之雜物去除利用旋乾機將晶片表面之水分帶離純水QDR沖洗利用HF蝕刻晶片表面氧化層利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物WaferClean(晶片清洗)檢查HF浸泡HF浸泡8擴散後晶片晶片清洗NN+P+磷硼檢查生產流程卡確認是否料、量、卡是否一致擴散後晶片晶片清洗NN+P+磷硼檢查生產流程卡確認是否料、量9Oxidation(熱氧化)排晶片進熱氧化爐熱氧化出熱氧化爐收料將晶片一片一片排入石英舟之溝槽內，並規定好方向將排好之熱氧化石英舟送入熱氧化爐利用高溫將SiO2形成至晶片表面將熱氧化完成之晶片拉出熱氧化爐將材料收起來並準備進黃光室排晶片熱氧化完成後出爐狀況灰色表示晶片黑色表示石英舟Oxidation(熱氧化)排晶片進熱氧化爐熱氧化出10熱氧化生成之方法與其特性比較

通入氣體矽晶片是否參與反應成長速率氧化層結構乾氧O2是慢密實濕氧H2+O2是H2O是APCVDSiH4+O2否LPCVDSiH4+O2/TEOS否PECVDSiH4+N2O否快鬆散熱氧化生成之方法與其特性比較通入氣體矽晶片是否成長速率氧化11熱氧化於晶片表面形成一層SiO2，以利於後續黃光作業之光阻塗佈晶片NN+P+氧化層熱氧化於晶片表面形成一層SiO2，以利於後續黃光作業之光阻121stPhoto(一次黃光)HMDS烤箱烘烤光阻塗佈軟烤對位曝光顯影將做完熱氧化之晶片送進HMDS烤箱烘烤，確保無水分殘留，並於晶片表面覆蓋一層促進接著劑將光阻以旋轉塗佈機均勻的塗佈在晶片表面將光阻內之有機溶液以約90℃烘烤，以增加後續對位曝光之解析度將軟烤完成之晶片以對位曝光機進行圖形轉移將曝光完成之晶片以顯影液將所須之圖形顯現出來硬烤將顯影完成之晶片送進130℃之烤箱烘烤，使光阻固化1stPhoto(一次黃光)HMDS烤箱烘烤光阻塗佈13WhatisPR(光阻)光阻本身主要成份為：1.)樹脂2.)感光劑3.)有機溶劑光阻可分為：1.)正光阻照射到紫外光後會產生解離現象，接著使用顯影液去除2.)負光阻照射到紫外光後會產生聚合現象，無法使用顯影液去除WhatisPR(光阻)光阻本身主要成份為：14一次黃光晶片NN+P+氧化層光阻一次黃光晶片NN+P+氧化層光阻15BOEEtch(BOE蝕刻)將晶片送至化學蝕刻站，並以BOE將裸露出來之氧化層去除BOE(BufferOxideEtchant)：是一種含有HF/NH4F/H2O之溶液優點：1.)HF可蝕刻氧化層，而NH4F可補充HF蝕刻氧化層所消耗掉之F-，故可使蝕刻速率較為穩定缺點：1.)若NH4F所佔之比例過高時，再低溫下(約小於15℃)反而容易形成結晶，進而造成蝕刻速率不穩定解決方法：1.)再不影響蝕刻速率下，適度的降低NH4F含量

BOEEtch(BOE蝕刻)將晶片送至化學蝕刻站，16BOE蝕刻晶片NN+P+氧化層光阻BOE蝕刻晶片NN+P+氧化層光阻17GridEtch(格子蝕刻)將BOE蝕刻完成之晶片送至格子蝕刻站，並準備進行格子蝕刻利用HF/HNO3/CH3COOH之混合酸將裸露出來之矽進行蝕刻HF：蝕刻SiO2

HNO3：將矽氧化成SiO2

CH3COOH：緩衝劑使蝕刻過程不要太劇烈控制蝕刻液之溫度及穩定度可提升蝕刻之均勻性

GridEtch(格子蝕刻)將BOE蝕刻完成之晶18格子蝕刻晶片NN+P+氧化層光阻格子蝕刻晶片NN+P+氧化層光阻19PRStrip(光阻去除)將格子蝕刻完成之晶片送至光阻去除站，並準備進行光阻去除利用硫酸將光阻劑去除乾淨PRStrip(光阻去除)將格子蝕刻完成之晶片送至光20光阻去除晶片NN+P+氧化層光阻去除晶片NN+P+氧化層21SiO2Etch(氧化層蝕刻)BOE浸泡HF浸泡純水QDR沖洗混合酸浸泡純水QDR沖洗旋乾機旋乾利用BOE蝕刻晶片表面氧化層利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物利用混合酸去除晶片表面之雜物利用旋乾機將晶片表面之水分帶離純水QDR沖洗利用HF蝕刻晶片表面氧化層利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物SiO2Etch(氧化層蝕刻)BOE浸泡HF浸泡純22氧化層蝕刻晶片NN+P+氧化層蝕刻晶片NN+P+23RCAClean(RCA清洗)SC1清洗HF浸泡純水QDR沖洗SC2清洗純水QDR沖洗旋乾機旋乾利用SC1去除晶片表面之微粒及有機物利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物利用SC2去除可能殘留於晶片表面之金屬離子利用旋乾機將晶片表面之水分帶離純水QDR沖洗利用HF蝕刻晶片表面氧化層利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物RCAClean(RCA清洗)SC1清洗HF浸泡純24RCA清洗名稱使用之化學品配比使用之溫度作用SC1NH4OH+H2O2+H2O1：1：665~85℃去除微粒及有機物SC2HCL+H2O2+H2O1：1：665~85℃去除金屬離子RCA清洗名稱使用之化學品配比使用之溫度作用SC1NH4O25SIPOSDep.(SIPOS沉積)SIPOS(SemiInsolatedPolycrystallineOfSilicon)–半絕緣多晶矽利用LPCVD通入SiH4/N2O在適當之溫度時間與氣體流量下，於晶片表面形成一層薄膜目的：1.)可適度的提升崩潰電壓(VB)缺點：1.)逆向漏電流較高SIPOSDep.(SIPOS沉積)SIPOS(26SIPOS沉積晶片NN+P+SIPOSSIPOSSIPOS沉積晶片NN+P+SIPOSSIPOS27進黃光室將SIPOS沉積完成之晶片送至黃光室，並準備進行光阻玻璃塗佈進黃光室將SIPOS沉積完成之晶片送至黃光室，並準備進行光282ndPhoto(二次黃光)光阻玻璃塗佈軟烤對位曝光顯影將光阻玻璃以旋轉塗佈機均勻的塗佈在晶片表面將光阻內之有機溶液以約90℃烘烤，以增加後續對位曝光之解析度將軟烤完成之晶片以對位曝光機進行圖形轉移將曝光完成之晶片以顯影液將所須之圖形顯現出來硬烤將顯影完成之晶片送進130℃之烤箱烘烤，使光阻固化2ndPhoto(二次黃光)光阻玻璃塗佈軟烤對位曝光29PGCoating(光阻玻璃塗佈)光阻玻璃(PG)：為光阻與玻璃粉以一定之比例調配而成之膠狀溶液PGCoating(光阻玻璃塗佈)光阻玻璃(P30玻璃塗佈之方法與差異項目DBPGEPDoctorBladePhotoGlassElectronicPlating----光阻玻璃電泳法設備投資較低較高高黃光製程不需需要不需晶片製程較簡單較麻煩最麻煩晶片產量高低最低後段切割不易簡單簡單玻璃塗佈之方法與差異項目DBPGEPDoctorBlade31光阻玻璃塗佈NN+P+SIPOSSIPOSPG光阻玻璃塗佈NN+P+SIPOSSIPOSPG32二次黃光完成NN+P+SIPOSSIPOSPG二次黃光完成NN+P+SIPOSSIPOSPG33PGBurnOff(光阻燒除)排晶片光阻燒除爐光阻燒除出光阻燒除爐收料將晶片一片一片排入石英舟之溝槽內，並規定好方向將排好之石英舟送入光阻燒除爐利用高溫將光阻燒除，以減少後續玻璃燒結氣泡殘留將光阻燒除完成之晶片拉出光阻燒除爐將材料收起來並準備進行玻璃燒結排晶片光阻燒除完成後出爐狀況灰色表示晶片黑色表示石英舟PGBurnOff(光阻燒除)排晶片光阻燒除爐光阻34GlassFiring(玻璃燒結)排晶片玻璃燒結爐玻璃燒結出玻璃燒結爐收料將光阻燒除完成之晶片排入石英舟之溝槽內，並規定好方向將排好之石英舟送入光阻燒除爐利用溫度將玻璃進行融溶固化，以形成良好之絕緣層將玻璃燒結完成之晶片拉出玻璃燒結爐將材料收起來並準備進黃光室灰色表示晶片黑色表示石英舟GlassFiring(玻璃燒結)排晶片玻璃燒結爐玻35玻璃燒結NN+P+SIPOSSIPOSGlass玻璃燒結NN+P+SIPOSSIPOSGlass36LTO(低溫氧化層沉積)LTO(LowTemperatureOxidation)利用LPCVD於低溫下在晶片表面沉積一層氧化層WhyLTO因為玻璃粉之溫度轉換點特性之故(依照不同之玻璃粉有不同之溫度轉換點，大約皆落於450~600℃)LTO(低溫氧化層沉積)LTO(LowTempe37低溫氧化層沉積NN+P+SIPOSSIPOSGlassSiO2低溫氧化層沉積NN+P+SIPOSSIPOSGlassSiO383rdPhoto(三次黃光)HMDS烤箱烘烤光阻塗佈軟烤對位曝光顯影將做完熱氧化之晶片送進HMDS烤箱烘烤，確保無水分殘留，並於晶片表面覆蓋一層促進接著劑將光阻以旋轉塗佈機均勻的塗佈在晶片表面將光阻內之有機溶液以約90℃烘烤，以增加後續對位曝光之解析度將軟烤完成之晶片以對位曝光機進行圖形轉移將曝光完成之晶片以顯影液將所須之圖形顯現出來硬烤將顯影完成之晶片送進130℃之烤箱烘烤，使光阻固化3rdPhoto(三次黃光)HMDS烤箱烘烤光阻塗佈39三次黃光NN+P+SIPOSSIPOSGlassSiO2PR三次黃光NN+P+SIPOSSIPOSGlassSiO2PR40ContactEtch(接觸面蝕刻)BOE浸泡HF浸泡純水QDR沖洗混合酸浸泡純水QDR沖洗旋乾機旋乾利用BOE蝕刻晶片表面氧化層利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物利用混合酸去除SIPOS利用旋乾機將晶片表面之水分帶離純水QDR沖洗利用HF蝕刻晶片表面氧化層利用高純水(>12MΩ)快速沖洗晶片表面前站之殘餘物ContactEtch(接觸面蝕刻)BOE浸泡HF浸41接觸面蝕刻NN+P+SIPOSGlassSiO2PR接觸面蝕刻NN+P+SIPOSGlassSiO2PR42PRStrip(光阻去除)將接觸面蝕刻完成之晶片送至光阻去除站，並準備進行光阻去除利用硫酸將光阻劑去除乾淨PRStrip(光阻去除)將接觸面蝕刻完成之晶片送至43光阻去除NN+P+SIPOSGlassSiO2光阻去除NN+P+SIPOSGlassSiO2441stNiPlating(一次鍍鎳)於晶片表面以無電電鍍之方式鍍上一層鎳，以形成後段封裝所需之焊接面1stNiPlating(一