晶圆级封装是指晶圆切割前的工艺。晶圆级封装分为扇入型晶圆级芯片封装（Fan-In WLCSP）和扇出型晶圆级芯片封装（Fan-Out WLCSP），其特点是在整个封装历程中，晶圆始终坚持完整。除此之外，重新分派层（RDL）封装、倒片（Flip Chip）封装及硅通孔（TSV）封装通常也被归类为晶圆级封装，只管这些封装要领在晶圆切割前仅完成了部分工序。差别封装要领所使用的金属及电镀（Electroplating）绘制图案也均不相同。不过，在封装历程中，这几种要领基本都遵照如下顺序。

完成晶圆测试后，凭证需求在晶圆上制作绝缘层（Dielectric Layer）。首次曝光后，绝缘层通过光刻手艺再次对芯片焊盘举行曝光。然后，通过溅射（Sputtering）工艺在晶圆外貌涂覆金属层。此金属层可增强在后续办法中形成的电镀金属层的黏附力，同时还可作为扩散阻挡层以避免金属内部爆发化学反应。别的，金属层还可在电镀历程中充当电子通道。之后涂覆光刻胶（Photoresist）以形成电镀层，并通过光刻工艺绘制图案，再使用电镀形成一层厚的金属层。电镀完成后，举行光刻胶去胶工艺，接纳刻蚀工艺去除剩余的薄金属层。最后，电镀金属层就在晶圆外貌制作完成了所需图案。这些图案可充当扇入型WLCSP的引线、重新分派层封装中的焊盘再漫衍，以及倒片封装中的凸点。下文将对每道工序举行详细先容。

光刻对应的英文是Photolithography，由“-litho（石刻）”和“graphy（绘图）”组成，是一种印刷手艺，换句话说，光刻是一种电路图案绘制工艺。首先在晶圆上涂覆一层被称为“光刻胶”的光敏聚合物，然后透过刻有所需图案的掩模，选择性地对晶圆举行曝光，对曝光区域举行显影，以绘制所需的图案或图形。该工艺的办法如图2所示。

溅射是一种在晶圆外貌形成金属薄膜的物理气相沉积（PVD）工艺。若是晶圆上形成的金属薄膜低于倒片封装中的凸点，则被称为凸点下金属层（UBM，Under Bump Metallurgy）。通常凸点下金属层由两层或三层金属薄膜组成，包括：增强晶圆粘合性的黏附层；可在电镀历程中提供电子的载流层；以及具有焊料润湿性（Wettability）,并可阻止镀层和金属之间形成化合物的扩散阻挡层。例如薄膜由钛、铜和镍组成，则钛层作为黏附层，铜层作为载流层，镍层作为阻挡层。因此，UBM对确保倒片封装的质量及可靠性十分主要。在RDL和WLCSP等封装工艺中，金属层的作用主要是形成金属引线，因此通常由可提高粘性的黏附层及载流层组成。

如图8所示，在溅射工艺中，首先将氩气转化为等离子体（Plasma），然后使用离子束碰击靶材（Target），靶材的因素与沉积正氩离子的金属因素相同。碰击后，靶材上的金属颗粒会脱落并沉积在晶圆外貌。通过溅射，沉积的金属颗粒具有一致的偏向性。只管晶圆平展区经由沉积后厚度匀称，但沟槽或笔直互连通路（通孔）的沉积厚度可能保存差别，因此就沉积厚度而言，此类不规则形状会导致平行于金属沉积偏向的基板外貌的沉积厚度，比笔直于金属沉积偏向的基板外貌沉积厚度薄。

电镀是将电解质溶液中的金属离子还原为金属并沉积在晶圆外貌的历程，此历程是需要通过外部提供的电子举行还原反应来实现的。在晶圆级封装中，接纳电镀工艺形成厚金属层。厚金属层可充当实现电气毗连的金属引线，或是焊接处的凸点。如图9所示，阳极上的金属会被氧化成离子，并向外部电路释放电子。在阳极处被氧化的及保存于溶液中的金属离子可吸收电子，在经由还原反应后成为金属。在晶圆级封装的电镀工艺中，阴极为晶圆。阳极由作为电镀层的金属制成，但也可使用如铂金的不溶性电极（Insoluble Electrode）。若是阳极板由作为镀层的金属制成，金属离子就会从阳极板上消融并一连扩散，以坚持溶液中离子浓度的一致性。若是使用不溶性电极，则必需按期增补溶液中因沉积到晶圆外貌而消耗的金属离子，以维持金属离子浓度。图10展示了阴极和阳极划分爆发的电化学反应。

在安排晶圆电镀装备时，通常需确保晶圆的待镀面朝下，同时将阳极置于电解质溶液中。当电解质溶液流向晶圆并与晶圆外貌爆发强力碰撞时，就会爆发电镀。此时，由光刻胶形成的电路图案会与待镀晶圆上的电解质溶液接触。电子漫衍在晶圆边沿的电镀装备上，最终电解质溶液中的金属离子与光刻胶在晶圆上绘制的图案相遇。随后，电子与电解质溶液中的金属离子连系，在光刻胶绘制图案的地方举行还原反应，形成金属引线或凸点。

在所有使用光刻胶图案的工艺办法完成后，必需通过光刻胶去胶工艺来扫除光刻胶。光刻胶去胶工艺是一种湿法工艺，接纳一种被称为剥离液（Stripper）的化学溶液，通过水坑式、浸没式，或喷淋式等要领来实现。通过电镀工艺形成金属引线或凸点后，需扫除因溅射形成的金属薄膜。这是很是须要的一个办法，由于若是不去除金属薄膜，整个晶圆都将被电气毗连从而导致短路？山幽墒淌矗╓et Etching）工艺去除金属薄膜，以酸性刻蚀剂（Etchant）消融金属。这种工艺类似于光刻胶去胶工艺，随着晶圆上的电路图案变得越来越细腻，水坑式要领也获得了更普遍的应用。