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MOSFET正面金属化工艺(FSM)的两种选择-溅镀V.S.化镀

(延伸阅读：MOSFET正面金属化工艺高CP值选择-化镀)

一、为什么要做正面金属化工艺?

而正面金属化工艺的目的，就是藉由溅镀或化镀方式形成UBM，接着做铜夹焊接 (Clip Bond)，以降低导线电阻。

在使用夹焊(Clip Bond)时，由于铝垫上方必须要有凸块下金属层(Under Bump Metallurgy, 下称UBM)，来做为铝垫和铜夹(Clip)之间的焊接表面(Solder Surface)。UBM的组成金属元素，在溅镀和化镀上各有不同，溅镀使用钛/镍钒/银(Ti/NiV/Ag)；化镀则是使用镍金/镍钯金(NiAu/NiPdAu)。

二、为什么不是所有芯片都需经过正面金属化工艺(FSM)? 需要的型态有哪些?

三、车用电子及高端应用制造商之选择-溅镀

溅镀工艺是以高真空溅镀机台成长钛/镍钒/银(Ti/NiV/Ag)在晶圆(Wafer)后，涂布光阻后，以光罩曝光显影后(黄光工艺)，将铝垫上方进行遮蔽，再将多余的UBM以蚀刻的方式进行移除(蚀刻工艺)，这是一套非常成熟而稳定，且可靠性极佳的工艺，许多车用电子公司与高端应用制造商均已使用此工艺。

溅镀工艺(Typical Sputter UBM Process)

图一: 溅镀工艺，必须经过溅镀金属，光阻涂布显影，湿蚀刻金属，光阻去除等多台机台、多道工艺

四、MOSFET正面金属化工艺高CP值选择-化镀

前述提到的溅镀工艺，由于必须使用到高真空溅镀、黄光工艺、蚀刻工艺，工艺成熟稳定，较适用于追求高可靠度的车用电子、工业电子等高阶MOSFET需求；而较为成本导向的消费性产品所应用的MOSFET则较适合使用化镀来做，可以有较低的成本及较短的生产时间。

一直以倾听客户声音、满足客户需求的ProPowertek宜锦注意到这件事，导入「以氧化还原反应」的化镀工艺。

化镀，一般称为化学镀(Chemical plating)，也称无电镀(Electro-less Plating)，在没有外加电流的条件下，利用化学药剂形成一连串可控制的氧化还原反应，使得化学药剂中的金属离子在晶圆上还原成金属的一种成膜的方式。

化镀工艺最大特色是，只需利用一系列的氧化还原反应，将镍金/镍钯金选择性的成长在铝垫上，完全不需要经过高真空溅镀/黄光工艺/蚀刻工艺，因此成本可降低，生产时间也可改善。

化镀工艺(E’less Plating Process)

图二：此图为化镀工艺，仅需一部化镀机台自动化执行一连串的化镀步骤，相较于步骤繁多的溅镀工艺，化镀工艺相对简易，却可达到相同目的。

五、化镀工艺的生产流程

化镀工艺的生产流程是操作人员在进行完芯片表面检查后，将晶舟(Cassette)放入机台上之芯片加载区(Load Port)，刷过条形码后，透过制造执行系统(Manufacturing Execution System, MES)自动加载该批产品需执行之程序后，便自动进行生产。结束后，系统会提示操作人员至卸除区(Unload Port)取出即可。然而在这看似简单的生产流程中，却蕴含着一连串需要良好控制的、复杂的化学反应。

图三、化镀工艺流程图

六、溅镀&化镀比一比

所以若您的产品有需要使用正面金属化工艺(FSM)，化镀的特性是可以选择性的在铝垫上长出镍钯金，适合单纯Clip Bond，追求高CP值及成本导向客户使用；溅镀的特性是使用高真空设备溅镀金属并使用光阻定义图形，可靠性优异，适合追求高质量高可靠性客户使用。

图四：化镀与溅镀比较表