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UBM蝕刻
圖1、覆晶技術之錫鉛凸塊沈積流程圖在電鍍積錫鉛凸塊之後會進行光阻去除(PP Stripping)和UBM蝕刻，其中UBM蝕刻是以凸塊或光阻當作蝕刻遮罩層(Etching mask)，然後將未被覆蓋之UBM金屬層作蝕刻去除，以隔離個別凸塊。
它是覆晶技術中的一個關鍵製程，因為UBM蝕刻不完全，將會引起電性短路(Short)；反之如果UBM過度蝕刻，則會造成底切(Undercut)問題，甚至蝕刻到凸塊本身，最後影響電子元件之可靠度。
它是覆晶技術中的一個關鍵製程，因為UBM蝕刻不完全，將會引起電性短路(Short)；反之如果UBM過度蝕刻，則會造成底切(Undercut)問題，甚至蝕刻到凸塊本身，最後影響電子元件之可靠度。
圖2、弘塑科技之單晶圓旋轉蝕刻(Single Wafer Spin Etcher)設備(UFO-300系列)UBM蝕刻製程一般使用單晶圓旋轉蝕刻(Single Wafer Spin Etcher)設備。
在UBM蝕刻製程中，根據不同的UBM金屬層種類和厚度、蝕刻液之化學特性、凸塊圖案、必須靈活性地搭配不同的蝕刻方式，以達到最佳之蝕刻均勻性。
在UBM蝕刻製程中，根據不同的UBM金屬層種類和厚度、蝕刻液之化學特性、凸塊圖案、必須靈活性地搭配不同的蝕刻方式，以達到最佳之蝕刻均勻性。
圖3、常用UBM金屬之蝕刻化學品資料
要滿足選擇性地蝕刻UBM層，並且不可傷及凸塊(Bump)等需求，這使得UBM蝕刻化學液的開發面臨許多挑戰。
在歷經長久的演進之後，UBM金屬層的選用已逐漸一致化，潤濕層目前皆採用Cu，而阻障層則選擇Ti或TiW。
為何UBM蝕刻不要傷及凸塊(Bump)？主要考慮因素如下：
- 防止錫鉛凸塊體積損失。
- 防止錫鉛凸塊的活性相被優先溶解，導致凸塊化學成份發生改變。
- 防止錫鉛凸塊的表面產生粗糙化，因而妨礙到電性測試及探針作分類(Probe sorting) 等作業。
在歷經長久的演進之後，UBM金屬層的選用已逐漸一致化，潤濕層目前皆採用Cu，而阻障層則選擇Ti或TiW。
銅(Cu)金屬蝕刻
PCB工業之應用上最常使用之銅蝕刻液為氯化銅，為了維持蝕刻速率之穩定，必須要有蝕刻液再生及自動補充功能。然而，因為氯化銅容易蝕刻到錫鉛合金，即使含有微量之氯離子，氯離子很容易穿透凸塊之缺陷部份，例如凸塊之晶畀或針孔區域，導致凸塊產生腐蝕或應力腐蝕，在熱循環之情況下，會使元件提早失去效能，所以儘可能避免使用含氯之蝕刻液，以免傷及錫鉛凸塊。
在微電子工業上，最常使用的銅蝕刻液為過硫酸胺(Ammonium Persulfate)溶液，因過硫酸胺溶液也會攻擊錫鉛凸塊，所以蝕刻溶液成份要作最佳化處理，以防止錫鉛凸塊被攻擊，並且不影響銅之蝕刻速率。此外，磷酸類的蝕刻液近期也逐漸被業界所採用。
在微電子工業上，最常使用的銅蝕刻液為過硫酸胺(Ammonium Persulfate)溶液，因過硫酸胺溶液也會攻擊錫鉛凸塊，所以蝕刻溶液成份要作最佳化處理，以防止錫鉛凸塊被攻擊，並且不影響銅之蝕刻速率。此外，磷酸類的蝕刻液近期也逐漸被業界所採用。
鈦(Ti)和鈦鎢合金(TiW) UBM蝕刻
鈦(Ti)和鈦鎢合金(10%Ti/ 90%W) UBM金屬，具有雙重特性，其可作為UBM之附着層及阻障層使用。因這些金屬與晶片最終金屬層(Final metallization layer)和鈍化層(Passivation layer)有直接性接觸，所以其蝕刻液對於這些UBM金屬層要有足夠的蝕刻速率，並且同時確保其不會攻擊到最終金屬層(Final metallization layer)、鈍化層(Passivation layer)和錫鉛材料。微電子工業上常用的鈦蝕刻液，大部份採用以氫氟酸為基礎的溶液，此種蝕刻液不會攻擊銅(Cu)和鋁(Pb)，並且經由適當調整溶液成份，目前已廣泛應用於高鉛和高錫之凸塊材料上。
不過由於氫氟酸蝕刻後的undercut較大，並且對於鋁墊(Al pad)具有攻擊性，因此目前業界逐漸改採以雙氧水(H2O2)為基礎的蝕刻液，而此蝕刻液需將pH值調整至鹼性條件才能夠對鈦具有蝕刻能力，不過，雙氧水在鹼性環境下並不穩定，這對於蝕刻液的管理是一大挑戰，除了在藥液的配方上要設法安定溶液中的雙氧水之外，在製程中來自於雙氧水分解所產生的氣泡，對於設備而言也是一大困擾，例如：氣泡干擾流量的偵測﹑持續產生的氣泡造成噴酸管口的滴酸問題﹑雙氧水分解過程中所產生的昇溫問題﹑機台端即時混酸的比例問題（由於雙氧水在鹼性環境下不穩定，因此無法由藥品供應商預混藥水，此外，混合後的pH酸鹼度是影響蝕刻率的一大因素）以及噴酸使用後的蝕刻液回收率控制，皆是設備商的一大挑戰。
針對TiW層，一般採用雙氧水(Hydrogen Peroxide)當蝕刻液。Detta等人發展了一種化學性蝕刻製程，其以雙氧水基之蝕刻液，在有PbSn、CrCu，Cu和Al等金屬存在下，進行蝕刻去除TiW，此種蝕刻液操作温度通常為50℃，並且含有以下成份：(1).以雙氧水為蝕刻劑；(2).以硫酸鉀為鈍化劑，來保護PbSn材料；(3).鉀(K)-EDTA當作雙氧水之穩定劑，同時也是蝕刻產物之緩衝劑和錯合劑。
針對UBM蝕刻技術之重要項目，必須根據UBM層性質、金屬組織結構和厚度、蝕刻液化學特性和凸塊圖案分佈，進而搭配不同的蝕刻方式，例如：晶圓轉速、噴酸方式、管路材質選擇和蝕刻液流量控制等，以達到最佳蝕刻均勻性和降低底切問題。站在設備製造商的角色，面對瞬息萬變的半導體工業，唯有熟習構裝趨勢與持續改進製程，才能掌握住機台設計重點，以達到晶圓級構裝生產上之需求。
不過由於氫氟酸蝕刻後的undercut較大，並且對於鋁墊(Al pad)具有攻擊性，因此目前業界逐漸改採以雙氧水(H2O2)為基礎的蝕刻液，而此蝕刻液需將pH值調整至鹼性條件才能夠對鈦具有蝕刻能力，不過，雙氧水在鹼性環境下並不穩定，這對於蝕刻液的管理是一大挑戰，除了在藥液的配方上要設法安定溶液中的雙氧水之外，在製程中來自於雙氧水分解所產生的氣泡，對於設備而言也是一大困擾，例如：氣泡干擾流量的偵測﹑持續產生的氣泡造成噴酸管口的滴酸問題﹑雙氧水分解過程中所產生的昇溫問題﹑機台端即時混酸的比例問題（由於雙氧水在鹼性環境下不穩定，因此無法由藥品供應商預混藥水，此外，混合後的pH酸鹼度是影響蝕刻率的一大因素）以及噴酸使用後的蝕刻液回收率控制，皆是設備商的一大挑戰。
針對TiW層，一般採用雙氧水(Hydrogen Peroxide)當蝕刻液。Detta等人發展了一種化學性蝕刻製程，其以雙氧水基之蝕刻液，在有PbSn、CrCu，Cu和Al等金屬存在下，進行蝕刻去除TiW，此種蝕刻液操作温度通常為50℃，並且含有以下成份：(1).以雙氧水為蝕刻劑；(2).以硫酸鉀為鈍化劑，來保護PbSn材料；(3).鉀(K)-EDTA當作雙氧水之穩定劑，同時也是蝕刻產物之緩衝劑和錯合劑。
針對UBM蝕刻技術之重要項目，必須根據UBM層性質、金屬組織結構和厚度、蝕刻液化學特性和凸塊圖案分佈，進而搭配不同的蝕刻方式，例如：晶圓轉速、噴酸方式、管路材質選擇和蝕刻液流量控制等，以達到最佳蝕刻均勻性和降低底切問題。站在設備製造商的角色，面對瞬息萬變的半導體工業，唯有熟習構裝趨勢與持續改進製程，才能掌握住機台設計重點，以達到晶圓級構裝生產上之需求。