本文的目標是討論一種新技術，它可以在保持競爭力的首席運營官的同時改善權衡。 將開發濕化學抗蝕劑去除溶液的能力與對工藝和工具要求的理解相結合，導致了用于光刻膠去除的單晶片清洗技術的發展。 該技術針對晶圓級封裝中現有的和發展中的需求，去除厚的交聯膜，如光刻膠和助焊劑，同時保持焊料凸點、暴露金屬和電介質的預清潔完整性。

隨著晶片特征尺寸不斷縮小，權衡對工藝的影響越來越大。當運行批量浸沒工藝時，使用定義工藝時間和溫度、溶液再循環率、沖洗溶液等的標準不變配方，重復使用光致抗蝕劑剝離溶液來清洗多個批量，光致抗蝕劑去除溶液在其整個壽命期間表現不同，這是由于1)抗蝕劑溶解在其中，這可以進一步改變抗蝕劑溶解速率，可能需要延長的清洗時間2)在操作溫度下蒸發，從而改變組分濃度并且會影響清潔效率或相容性特征3) 消耗的反應組分會產生濃度變化，導致剝離性能效率降低或改變與晶片表面永久材料的相容性4)未溶解的抗蝕劑堆積，提供了持續增長的顆粒來源5)剝離工藝后的晶片表面光潔度，如果改變，可能需要額外的處理過程。

長時間的處理提供了強化學溶液與晶片表面的長時間接觸，如果在剝離溶液中處理晶片，剝離溶液具有作為處理時間和/或溶液壽命函數的非線性銅蝕刻速率，那么會損失更多的銅，如果需要返工，則需要一個額外的過程，在上面的例子中，可能損失約1000°的銅，可能超過最大允許損失規格，此外，即使Cu損失在工藝準則范圍內，它也可能不均勻地從表面移除，從而在晶片移動到后續工藝時產生集成問題。

使用新技術清洗的各種電鍍焊料凸點200毫米和300毫米晶片，包括E VG301 RS工具、抗蝕劑剝離溶液和工藝。光學圖像示出了去除厚抗蝕劑之后以及隨后的現場金屬蝕刻工藝之后的清潔結果，表明表面以可以集成到下一工藝步驟中的方式被拋光。另外，掃描電子顯微鏡(SEM)圖像顯示了在光致抗蝕劑去除步驟之后與焊料凸塊和Cu場金屬表面的兼容性的更詳細視圖。

由于處理單個晶片需要較長的處理時間(20-120分鐘)和大量的抗蝕劑剝離溶液(通常> 1l )，單晶片處理工具和工藝被認為是不經濟的選擇，光學圖像中描繪了在批量浸沒工藝的溶液中，作為晶片位置和抗蝕劑負載的函數的清洗時間的變化。即使新溶液更快地去除抗蝕劑，晶片將在溶液中保留與在該溶液中清洗的最后一組晶片相同的時間，這可能導致工藝可變性，因為在第一種情況下，清潔的晶片表面暴露于熱反應性剝離溶液的時間比，當在批次中在盒子前面清洗的晶片和在中間或末端清洗的晶片之間比較清洗結果時，發現了這種可變性。在晶片表面上的流體流動在盒子的中間比在前面的晶片更受限制，通常從晶片前面更快地去除抗蝕劑，為了進一步了解光刻膠剝除溶液在整個使用壽命期間發生的化學變化，在60℃的普通剝除溫度下，對二甲基亞砜(DMSO)的蒸發速率進行了估算，DMSO是許多光致抗蝕劑剝離溶液中存在的常見溶劑。

如上圖所示，從圖中，DMSO的蒸發速率計算為2%/分鐘，由于表面積與體積的比率很高，這個速率被認為是蒸發速率的上限。此外，在光致抗蝕劑去除溶液中，其它組分改變蒸發速率，使其低于圖中報道的速率，表面積與體積的比率以及空氣流過表面等，相等時，100% DMSO抗蝕劑剝離溶液將在12小時的操作周期內完全蒸發，實際上，蒸發率并不高，但仍然很大，通常的做法是在溶液的壽命期間補充抗蝕劑去除溶液，以使批次水平不會太低，在整個鍍液壽命過程中，在溶劑蒸發和溶液補充之間，抗蝕劑剝離配方組分比率會發生變化，從而改變關鍵組分之間的平衡，這種平衡的改變可能導致抗蝕劑溶解度的改變，或者可能改變溶液在暴露的晶片表面上的效果，隨著多批晶片的處理，溶液中顆粒的增加如下圖所示。

最大程度上允許最大程度的溶解。最大程度的溶解降低了溶液中的顆粒再沉積到晶片表面上并導致產量問題或需要返工的可能性，幾年前就預測到清洗后晶圓表面拋光的重要性會持續增加，并被描述為行業需要解決的下一個關鍵挑戰之一。

在無鉛焊料凸點形成工藝中發現了晶片表面光潔度日益重要的一個例子，剝離了光致抗蝕劑的電鍍無鉛焊料凸點化晶片在隨后的現場金屬蝕刻工藝中表現出產量問題的可能性增加，即使它們通過了檢查，因此，許多生產線工程師開發了通過改變帶鋼表面光潔度來克服這些問題的策略，上面討論的工具的短處理時間提供了獲得可以與現場金屬蝕刻處理步驟集成的表面光潔度的機會。

多學科的方法有效地結合了阻力去除的化學成分，晶圓清潔過程和工具平臺同時，以提供一個靈活的單碗清潔過程。展示了使用新的單晶片清洗工具和工藝對具有高達120厚的負性干膜的凸起的200mm和300mm晶片的清洗和蝕刻結果。

審核編輯：湯梓紅