晶圓級封裝是指晶圓切割前的工藝。晶圓級封裝分為扇入型晶圓級芯片封裝（Fan-In WLCSP）和扇出型晶圓級芯片封裝（Fan-Out WLCSP），其特點是在整個封裝過程中
，晶圓始終保持完整。除此之外，重新分配層（RDL）封裝、倒片（Flip Chip）封裝及矽通孔1（TSV）封裝通常也被歸類為晶圓級封裝，盡管這些封裝方法在晶圓切割前僅完成了部分工序。不同封裝方法所使用的金屬及電鍍（Electroplating）2繪製圖案也均不相同。不過，在封裝過程中，這幾種方法基本都遵循如下順序。

1矽通孔（TSV , Through-Silicon Via）：一種可完全穿過矽裸片或晶圓實現矽片堆疊的垂直互連通道。

2電鍍 (Electroplating)：一(yi)項(xiang)晶(jing)圓(yuan)級(ji)封(feng)裝(zhuang)工(gong)藝(yi)，通(tong)過(guo)在(zai)陽(yang)極(ji)上(shang)發(fa)生(sheng)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)來(lai)產(chan)生(sheng)電(dian)子(zi)，並(bing)將(jiang)電(dian)子(zi)導(dao)入(ru)到(dao)作(zuo)為(wei)陰(yin)極(ji)的(de)電(dian)解(jie)質(zhi)溶(rong)液(ye)中(zhong)
，使(shi)該(gai)溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)在(zai)晶(jing)圓(yuan)表(biao)麵(mian)被(bei)還(hai)原(yuan)成(cheng)金(jin)屬(shu)。

完成晶圓測試後
，根據需求在晶圓上製作絕緣層（Dielectric Layer）。初次曝光後，絕緣層通過光刻技術再次對芯片焊盤進行曝光。然後，通過濺射（Sputtering）3工(gong)藝(yi)在(zai)晶(jing)圓(yuan)表(biao)麵(mian)塗(tu)覆(fu)金(jin)屬(shu)層(ceng)。此(ci)金(jin)屬(shu)層(ceng)可(ke)增(zeng)強(qiang)在(zai)後(hou)續(xu)步(bu)驟(zhou)中(zhong)形(xing)成(cheng)的(de)電(dian)鍍(du)金(jin)屬(shu)層(ceng)的(de)黏(nian)附(fu)力(li)
，同(tong)時(shi)還(hai)可(ke)作(zuo)為(wei)擴(kuo)散(san)阻(zu)擋(dang)層(ceng)以(yi)防(fang)止(zhi)金(jin)屬(shu)內(nei)部(bu)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)。此(ci)外(wai)，金(jin)屬(shu)層(ceng)還(hai)可(ke)在(zai)電(dian)鍍(du)過(guo)程(cheng)中(zhong)充(chong)當(dang)電(dian)子(zi)通(tong)道(dao)。之(zhi)後(hou)塗(tu)覆(fu)光(guang)刻(ke)膠(jiao)（Photoresist）yixingchengdianduceng，bingtongguoguangkegongyihuizhituan，zailiyongdianduxingchengyicenghoudejinshuceng。dianduwanchenghou，jinxingguangkejiaoqujiaogongyi，caiyongkeshigongyiquchushengyudebojinshuceng。zuihou，diandujinshucengjiuzaijingyuanbiaomianzhizuowanchenglesuoxutuan。zhexietuankechongdangshanruxingWLCSP的引線、重新分配層封裝中的焊盤再分布
，以及倒片封裝中的凸點。下文將對每道工序進行詳細介紹。

3濺射 (Sputtering)：一項利用等離子體束對靶材進行物理碰擊，使靶材粒子脫落並沉積在晶圓上的工藝。

圖2：光刻工藝步驟

在晶圓級封裝中，光刻工藝主要用於在絕緣層上繪製圖案，進而使用繪製圖案來創建電鍍層，並通過刻蝕擴散層來形成金屬線路。

圖3：攝影與光刻的對比

為更加清楚地了解光刻工藝，不妨將其與攝影技術進行比較。如圖3所示
，攝影以太陽光作為光源來捕捉拍攝對象
，對象可以是物體

、地(di)標(biao)或(huo)人(ren)物(wu)。而(er)光(guang)刻(ke)則(ze)需(xu)要(yao)特(te)定(ding)光(guang)源(yuan)將(jiang)掩(yan)模(mo)上(shang)的(de)圖(tu)案(an)轉(zhuan)移(yi)到(dao)曝(pu)光(guang)設(she)備(bei)上(shang)。另(ling)外(wai)，攝(she)像(xiang)機(ji)中(zhong)的(de)膠(jiao)片(pian)也(ye)可(ke)類(lei)比(bi)為(wei)光(guang)刻(ke)工(gong)藝(yi)中(zhong)塗(tu)覆(fu)在(zai)晶(jing)圓(yuan)上(shang)的(de)光(guang)刻(ke)膠(jiao)。如(ru)圖(tu)4所示，我們可以通過三種方法將光刻膠塗覆在晶圓上，包括旋塗（Spin Coating）、薄膜層壓（Film Lamination）和噴塗（Spray Coating）。塗覆光刻膠後，需用通過前烘（Soft Baking）來去除溶劑，以確保粘性光刻膠保留在晶圓上且維持其原本厚度。

如圖5所(suo)示(shi)，旋(xuan)塗(tu)將(jiang)粘(zhan)性(xing)光(guang)刻(ke)膠(jiao)塗(tu)覆(fu)在(zai)旋(xuan)轉(zhuan)著(zhe)的(de)晶(jing)圓(yuan)中(zhong)心(xin)，離(li)心(xin)力(li)會(hui)使(shi)光(guang)刻(ke)膠(jiao)向(xiang)晶(jing)圓(yuan)邊(bian)緣(yuan)擴(kuo)散(san)，從(cong)而(er)以(yi)均(jun)勻(yun)的(de)厚(hou)度(du)分(fen)散(san)在(zai)晶(jing)圓(yuan)上(shang)。粘(zhan)度(du)越(yue)高(gao)轉(zhuan)速(su)越(yue)低(di)
，光(guang)刻(ke)膠(jiao)就(jiu)越(yue)厚(hou)。反(fan)之(zhi)，粘(zhan)度(du)越(yue)低(di)轉(zhuan)速(su)越(yue)高(gao)，光(guang)刻(ke)膠(jiao)就(jiu)越(yue)薄(bo)。對(dui)於(yu)晶(jing)圓(yuan)級(ji)封(feng)裝(zhuang)而(er)言(yan)
，特(te)別(bie)是(shi)倒(dao)片(pian)封(feng)裝(zhuang)
，光(guang)刻(ke)膠(jiao)層(ceng)的(de)厚(hou)度(du)須(xu)達(da)到(dao)30 μm至100 μm，才cai能neng形xing成cheng焊han接jie凸tu點dian。然ran而er
，通tong過guo單dan次ci旋xuan塗tu很hen難nan達da到dao所suo需xu厚hou度du。在zai某mou些xie情qing況kuang下xia，需xu要yao反fan複fu旋xuan塗tu光guang刻ke膠jiao並bing多duo次ci進jin行xing前qian烘hong。因yin此ci，在zai所suo需xu光guang刻ke膠jiao層ceng較jiao厚hou的de情qing況kuang下xia
，使shi用yong層ceng壓ya方fang法fa更geng加jia有you效xiao，因yin為wei這zhe種zhong方fang法fa從cong初chu始shi階jie段duan就jiu能neng夠gou使shi光guang刻ke膠jiao薄bo膜mo達da到dao所suo需xu厚hou度du，同tong時shi在zai處chu理li過guo程cheng中zhong不bu會hui造zao成cheng晶jing圓yuan浪lang費fei，因yin此ci成cheng本ben效xiao益yi也ye更geng高gao。但dan是shi，如ru果guo晶jing圓yuan結jie構gou表biao麵mian粗cu糙cao
，則ze很hen難nan將jiang光guang刻ke膠jiao膜mo附fu著zhe在zai晶jing圓yuan表biao麵mian，此ci種zhong情qing況kuang下xia使shi用yong層ceng壓ya方fang法fa，會hui導dao致zhi產chan品pin缺que陷xian。所suo以yi

，針zhen對dui表biao麵mian非fei常chang粗cu糙cao的de晶jing圓yuan
，可ke通tong過guo噴pen塗tu方fang法fa，使shi光guang刻ke膠jiao厚hou度du保bao持chi均jun勻yun。

圖5：旋塗方法示意圖

完成光刻膠塗覆和前烘後，接下來就需要進行曝光。通過照射，將掩模上的圖案投射到晶圓表麵的光刻膠上。由於正性光刻膠（Positive PR）在曝光後會軟化
，因此使用正性光刻膠時
，需在掩模去除區開孔。負性光刻膠（Negative PR）在曝光後則會硬化，所以需在掩模保留區開孔。晶圓級封裝通常采用掩模對準曝光機（Mask Aligner）4或步進式光刻機（Stepper）5作為光刻工藝設備。

4掩模對準曝光機（Mask Aligner）：一種將掩模上的圖案與晶圓進行對準，使光線穿過掩模並照射在晶圓表麵的曝光設備。

5步進式光刻機（Stepper）: 一種在工件台逐步移動時
，通過開啟和關閉快門控製光線以進行光刻的機器。

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。如圖6所示，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，並進行低速旋轉
；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。圖7顯示了靜態顯影方法的工作原理。完成靜態顯影後，通過光刻技術使光刻膠形成所需的電路圖案。

濺射是一種在晶圓表麵形成金屬薄膜的物理氣相沉積（PVD）6工藝。如果晶圓上形成的金屬薄膜低於倒片封裝中的凸點
，則被稱為凸點下金屬層（UBM
，Under Bump Metallurgy）。通常凸點下金屬層由兩層或三層金屬薄膜組成

，包括：增強晶圓粘合性的黏附層；可在電鍍過程中提供電子的載流層；以及具有焊料潤濕性（Wettability）7,並可阻止鍍層和金屬之間形成化合物的擴散阻擋層。例如薄膜由鈦、銅和鎳組成，則鈦層作為黏附層，銅層作為載流層，鎳層作為阻擋層。因此，UBM對確保倒片封裝的質量及可靠性十分重要。在RDL和WLCSP等封裝工藝中

，金屬層的作用主要是形成金屬引線，因此通常由可提高粘性的黏附層及載流層構成。

6物理氣相沉積（PVD）：一種產生金屬蒸氣，並將其作為一種厚度較薄且具有粘性的純金屬或合金塗層沉積在導電材料上的工藝。

7潤濕性（Wettability）：因液體和固體表麵的相互作用，使液體在固體表麵擴散的現象。

如圖8所示
，在濺射工藝中，首先將氬氣轉化為等離子體（Plasma）8，然後利用離子束碰擊靶材（Target）
，bacaidechengfenyuchenjizhengyalizidejinshuchengfenxiangtong。pengjihou，bacaishangdejinshukelihuituoluobingchenjizaijingyuanbiaomian。tongguojianshe，chenjidejinshukelijuyouyizhidefangxiangxing。jinguanjingyuanpingtanqujingguochenjihouhoudujunyun，dangoucaohuochuizhihuliantonglu（通孔）dechenjihoudukenengcunzaichayi，yincijiuchenjihoudueryan，cileibuguizexingzhuanghuidaozhipingxingyujinshuchenjifangxiangdejibanbiaomiandechenjihoudu，bichuizhiyujinshuchenjifangxiangdejibanbiaomianchenjihoudubo。

8等離子體（Plasma）：一(yi)種(zhong)因(yin)質(zhi)子(zi)和(he)電(dian)子(zi)的(de)自(zi)由(you)運(yun)動(dong)而(er)呈(cheng)電(dian)中(zhong)性(xing)的(de)物(wu)質(zhi)狀(zhuang)態(tai)。當(dang)持(chi)續(xu)對(dui)氣(qi)體(ti)狀(zhuang)物(wu)質(zhi)進(jin)行(xing)加(jia)熱(re)使(shi)其(qi)升(sheng)溫(wen)時(shi)，便(bian)會(hui)產(chan)生(sheng)由(you)離(li)子(zi)和(he)自(zi)由(you)電(dian)子(zi)組(zu)成(cheng)的(de)粒(li)子(zi)集(ji)合(he)體(ti)。等(deng)離(li)子(zi)體(ti)也(ye)被(bei)視(shi)為(wei)固(gu)態(tai)、液態和氣態之外的“第四種物質狀態”。

diandushijiangdianjiezhirongyezhongdejinshulizihaiyuanweijinshubingchenjizaijingyuanbiaomiandeguocheng，ciguochengshixuyaotongguowaibutigongdedianzijinxinghaiyuanfanyinglaishixiande。zaijingyuanjifengzhuangzhong，caiyongdiandugongyixingchenghoujinshuceng。houjinshucengkechongdangshixiandianqilianjiedejinshuyinxian
，huoshihanjiechudetudian。rutu9suoshi
，yangjishangdejinshuhuibeiyanghuachenglizi
，bingxiangwaibudianlushifangdianzi。zaiyangjichubeiyanghuadejicunzaiyurongyezhongdejinshulizikejieshoudianzi，zaijingguohaiyuanfanyinghouchengweijinshu。zaijingyuanjifengzhuangdediandugongyizhong，yinjiweijingyuan。yangjiyouzuoweidianducengdejinshuzhicheng，danyekeshiyongrubojindeburongxingdianji（Insoluble Electrode）9。如ru果guo陽yang極ji板ban由you作zuo為wei鍍du層ceng的de金jin屬shu製zhi成cheng，金jin屬shu離li子zi就jiu會hui從cong陽yang極ji板ban上shang溶rong解jie並bing持chi續xu擴kuo散san，以yi保bao持chi溶rong液ye中zhong離li子zi濃nong度du的de一yi致zhi性xing。如ru果guo使shi用yong不bu溶rong性xing電dian極ji

，則ze必bi須xu定ding期qi補bu充chong溶rong液ye中zhong因yin沉chen積ji到dao晶jing圓yuan表biao麵mian而er消xiao耗hao的de金jin屬shu離li子zi
，以yi維wei持chi金jin屬shu離li子zi濃nong度du。圖tu10展示了陰極和陽極分別發生的電化學反應。

9不溶性電極（Insoluble Electrode）：一種主要用於電解和電鍍的電極。它既不溶於化學溶液，也不溶於電化學溶液。鉑金等材料常被用於製作不溶性電極。

圖10：陰極和陽極電化學反應公式