GPP制程简介read.ppt

Andy Kang GPP 製程簡介Prepared by：Bi LidongDate：Sep-14-2007岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangWhat is GPPnGPP ( Glass Passivation Pellet ) ？ 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GPP岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangWhy GPP　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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangGPP 結構介紹nGPP之結構一般可分為兩種： 1.) 單溝 ( SM , Single Moat ) 2.) 雙溝 ( DM , Double Moat )岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangSMP+NN+Glass岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangDMP+NN+Glass岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangGPP Process FlowWafer CleanOxidation1st PhotoBOE EtchGrid EtchPR StripOxide EtchSIPOS Dep.2nd Photo1st Ni PlatingNi Sintering2nd Ni PlatingAu PlatingPG Burn offGlass FiringLTO3rd PhotoPG CoatingRCA Clean進黃光室進黃光室PR StripContact EtchNon SIPOS岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangWafer Clean ( 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 (NH4OH+H2O2) 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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang擴散後晶片晶片清洗NN+P+磷硼n檢查生產流程卡確認是否料、量、卡是否一致岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangOxidation ( 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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang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否快鬆散岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang熱氧化n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+氧化層岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang1st Photo ( 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，并于芯片表面覆盖一层促进接着剂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，使光阻固化岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangWhat is PR ( 光阻 )n光阻本身主要成份為： 1.) 樹脂 2.) 感光劑 3.) 有機溶劑n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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang一次黃光晶片NN+P+氧化層光阻岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangBOE Etch ( BOE 蝕刻 )n將晶片送至化學蝕刻站，並以BOE將裸露出來之氧化層去除nBOE ( Buffer Oxide Etchant )： 是一種含有HF / NH4F / H2O2 (比例 1:6 )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 岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangBOE 蝕刻晶片NN+P+氧化層光阻岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangGrid Etch ( 格子蝕刻 )n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n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n控制蝕刻液之溫度及穩定度可提升蝕刻之均勻性 岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang格子蝕刻晶片NN+P+氧化層光阻岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangPR Strip ( 光阻去除 )n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n利用硫酸將光阻劑去除乾淨岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang光阻去除晶片NN+P+氧化層岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangSiO2 Etch ( 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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang氧化層蝕刻晶片NN+P+岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangRCA Clean ( 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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangRCA 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℃去除金屬離子岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangSIPOS Dep. ( SIPOS 沉積 )nSIPOS ( Semi Insolated Polycrystalline Of Silicon ) – 半絕緣多晶矽n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n目的： 1.) 可適度的提升崩潰電壓 ( VB )n缺點： 1.) 逆向漏電流較高岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangSIPOS 沉積晶片NN+P+SIPOSSIPOS岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang進黃光室n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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang2nd Photo ( 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，使光阻固化岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangPG Coating ( 光阻玻璃塗佈 ) n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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang玻璃塗佈之方法與差異項目DBPGEPDoctor BladePhoto GlassElectronic Plating----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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang光阻玻璃塗佈NN+P+SIPOSSIPOSPG岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang二次黃光完成NN+P+SIPOSSIPOSPG岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangPG Burn Off ( 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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangGlass Firing ( 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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang玻璃燒結NN+P+SIPOSSIPOSGlass岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangLTO ( 低溫氧化層沉積 )nLTO ( Low Temperature Oxidation ) 利用LPCVD於低溫下在晶片表面沉積一層氧化層nWhy LTO 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℃ )岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang低溫氧化層沉積NN+P+SIPOSSIPOSGlassSiO2岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang3rd Photo ( 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，使光阻固化岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang三次黃光NN+P+SIPOSSIPOSGlassSiO2PR岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangContact Etch ( 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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang接觸面蝕刻NN+P+SIPOSGlassSiO2PR岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangPR(photography resistance) Strip ( 光阻去除 )n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n利用硫酸將光阻劑去除乾淨岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang光阻去除NN+P+SIPOSGlassSiO2岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang1st Ni (nickel) Plating ( 一次鍍鎳 )n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岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang一次鍍鎳NN+P+SIPOSGlassSiO2Ni岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangNi Sintering ( 鎳燒結 )n於一次鍍鎳完後會安排晶片進爐做燒結之動作n其主要目的為： 1.) 讓鎳與矽形成合金 2.) 增加焊接之拉力岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang鎳燒結NN+P+SIPOSGlassSiO2Ni岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang2nd Ni Plating ( 二次鍍鎳 )n鎳燒結完後晶片表面一樣會有多餘之鎳殘留，通常都使用硝酸來去除n處理完之晶片會再鍍上一層鎳來提供焊接面岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang二次鍍鎳 – 泡完硝酸後NN+P+SIPOSGlassSiO2Ni岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang二次鍍鎳完成後NN+P+SIPOSGlassSiO2Ni岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy KangAu Plating ( 鍍金 )n由於鎳置於室溫中容易氧化，故會在其晶片外表再鍍上一層金，以避免氧化現象發生n另外金還有一個優點  於焊接時可讓銲錫之流動狀況較好岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材Andy Kang鍍金NN+P+SIPOSGlassSiO2NiAu岑祥科技内训教材岑祥科技内训教材。