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EEJA电镀金Bump制程(中国语)


MICROFAB-AU PROCESS

Date: September 26th, 2007 Presented to: Presented by: Electroplating Engineers of Japan Ltd., 5-50 Shinmachi, Hiratsuka-city , Kanagawa , JAPAN 254-0076
Technical Div./S.Kawahara/MF-Au Process/2007.09.26 EEJA CONFIDENTIAL/Do not duplicate 1

MICROFAB AU PROCESS

【EEJA MICROFAB Au 系列】
MICROFAB Au 系列是针对于晶圆半导体等的标准的安 全环保的无氰电镀金制程,主要针对于晶圆等精细线路、 COG (Chip On Glass) 等产品的Bump电镀、精细线路形成 等。

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1. 用途

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精细布线
针对于半导体分立器件的精细线路主要使用光泽系的电镀液,牵扯 到配线的电阻问题,所以我们一般要求表面尽可能平整,我们主要 使用MF-Au310等。

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COG (Chip On Glass)
COG (Chip On Glass)是Flip Chip实装方法的其中之一,在玻璃 基板上进行半导体芯片实装的方法,主要使用在手机等液晶显示控 制器LSI 等方面。

Driver LSI Chip

ACF (An Isotropic Conductive Film)

Bump

Bump

?胶片状的环氧树脂中分散着导电性 粒子 ?IC功能表面上的电极与基板上面的 电极间压着导电性粒子,周围的树脂 使其热固化接合。

Glass Substrate (LCD Panel)

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Au Bump 设计规则
要求項目
① Bump 高度 ① Bump 高度
钝化层

詳細
18 um (根据客户要求) Within Die ; ± 1 um Within Wafer ; ± 2 um Wafer to Wafer (lot) ;Target ± 3um 22 um (一般的Bump前端) 10 um (一般的Bump前端) ≥ 5 um ≥ 3 um ≤ 3.0 um (Pad中心计)

Au bump

UBM TiW/Au

Bump 高度范围 ③ Bump 宽 Bump 间距

Al 垫 ⑤ ② 钝化开口区 ③ Bump 宽 Al 垫 宽 ④

⑥ ⑤ Bump和钝化层重叠 ⑥ Al垫和Bump间距 Bump 偏差范围

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Au Bump 设计规则
要求事項 Wafer 一般种类 Wafer 尺寸 最小 wafer 厚度 Wafer 和Pad表面 钝化材 UBM Bump 高度 最小bump间距 Bump和钝化材重叠 Si 6”, 8” 6” – 400um 8” – 700um 要求无探针检查痕,飞散物等 氮化物、氧化物,聚酰亚胺 TiW(3,000?) / Au (1,000 ~ 3,000?) 一般15~ 18 um 10 um 间隙 / 18 um bump 高度 最小 5 um 詳細

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Bump形成方法
-Wafer 清洁
PV Al

光刻胶 1.形成光刻胶 20?m-22?m

光刻胶

Si

-UBM 形成 1.去除氧化物 150? 高频蚀刻
Al

Al

Si

氧化膜
2.对准和曝光

底片

Si

2.形成TiW膜

TiW
Al

Al

Si

Si

3.现象和洗净 3.形成Au膜
Al

Au
Si

Al

Si

Si
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Bump形成方法
-镀Au 15?m-18?m 退火 280?C-300?C /30min.
Si

Al

Si
Si

Au
Al

-剥离光刻胶

Wet Strip
Au
Si

Si

Al

检查
15?m-18?m Au
Si

Si

Bump Height Tester Bump 高

蚀刻 1.Au蚀刻 I2
Si

Al

Si Au
Al

Si

硬度和强度
Hardness Tester 硬度

Shear Tester 剪切强度

2.TiW蚀刻 H2O2
Si

Au
Al
Si

Au Al

Si
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Si
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2. EEJA MICROFAB Au 制程

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MICROFAB Au系列
精细对应 中硬度对应 形状(无外倾) 半光泽外观

Au盐SNG

Au盐SGS

光泽外观

无光泽外观

MICROFAB Au1101
高速系

MICROFAB Au310

MICROFAB Au100
半光泽外观

MICROFAB Au1151

有机添加剂

无机添加剂

MICROFAB Au140
高速系

MICROFAB Au640
高速系

MICROFAB Au620
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MICROFAB Au660
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MICROFAB Au系列
Au100 Au140 Au310 Au660 Au1101

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与原制程不同点
MICROFAB Au660
形成结晶核

PC等有机添加剂的影响
????? ?????

原来品

底材
结晶核成长

従来浴

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近来AuBump 要求--1
伴随着液晶驱动IC的高性能化发展,电极数目不断增加以及Bump间距 不断缩小。 压着时为了抑制过剩的变形,防止Bump间短路,就必须要求比原来品 退火后硬度更高的Au Bump。 宽阔
Driver LSI Chip Bump Bump

狭窄
Driver LSI Chip Bump Bump

Glass Substrate (LCD Panel)

Glass Substrate (LCD Panel)

低硬度BUMP
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中硬度BUMP
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中硬度对应无氰电镀金液
MICROFAB Au1000系列
? 含有Au,对全配方进行改善的性制程。

?退火后硬度不容易下降,可以控制在中硬度50~80Hv的范围以内。

140 120 100 80 60 40 20 0 100

Hardness (Hv.)

●:MF-Au100 ●:MF-Au660 ●:MF-Au1101

200 300 Anneal Temperature (deg.C)
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近来AuBump 要求--2
伴随着液晶驱动IC高性能化,Bump不断缩小
?确保ACF导电性粒子

?Bump尺寸缩小

接触表面积维持

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最新Bump形状发展趋势
MF-Au100 第一代(’90~) MF-Au660 第二代(‘01~) MF-Au1101 第三代(‘07~)

表面粗糙度: 硬度※:

3000?前后 40-55Hv.

1000-2000? 40-55Hv.

1000?前后 50-70Hv.

※300?C-30min.退火后

→抑制肩部下倾斜和Bump凹凸膨胀
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今后镀液发展方向
Au100 Au140 Au660 Au1101/1151
1990 1995 2000 2005 2007

AuAu Bump特性要求,当初因有大的粗糙度,开发出MF-Au100, 但是根据COF,COG实装发展要求,低粗糙度,笔直,硬度稳定(<60HV), 推出了MF-Au140,660等对应。 近年,更加精细的Bump,要求更加微小化,无肩部倾斜,中硬度(70HV), 开发MF-Au1101,开发出了高要求的无氰电镀液。
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