1.光刻工藝：在掩模晶圓上繪制電路圖案
光刻對應的英文是Photolithography，由“-litho（石刻）”和“graphy（繪圖）”組成，是一種印刷技術，換句話說，光刻是一種電路圖案繪制工藝。首先在晶圓上涂覆一層被稱為“光刻膠”的光敏聚合物，然后透過刻有所需圖案的掩模，選擇性地對晶圓進行曝光，對曝光區域進行顯影，以繪制所需的圖案或圖形。該工藝的步驟：涂覆光刻膠-對準及曝光-后烘-顯影。在晶圓級封裝中，光刻工藝主要用于在絕緣層上繪制圖案，進而使用繪制圖案來創建電鍍層，并通過刻蝕擴散層來形成金屬線路。
為更加清楚地了解光刻工藝，不妨將其與攝影技術進行比較。攝影以太陽光作為光源來捕捉拍攝對象，對象可以是物體、地標或人物。而光刻則需要特定光源將掩模上的圖案轉移到曝光設備上。另外，攝像機中的膠片也可類比為光刻工藝中涂覆在晶圓上的光刻膠。我們可以通過三種方法將光刻膠涂覆在晶圓上，包括旋涂（Spin Coating）、薄膜層壓（Film Lamination）和噴涂（Spray Coating）。涂覆光刻膠后，需用通過前烘（Soft Baking）來去除溶劑，以確保粘性光刻膠保留在晶圓上且維持其原本厚度。
旋涂將粘性光刻膠涂覆在旋轉著的晶圓中心，離心力會使光刻膠向晶圓邊緣擴散，從而以均勻的厚度分散在晶圓上。粘度越高轉速越低，光刻膠就越厚。反之，粘度越低轉速越高，光刻膠就越薄。對于晶圓級封裝而言，特別是倒片封裝，光刻膠層的厚度須達到30 μm至100 μm，才能形成焊接凸點。然而，通過單次旋涂很難達到所需厚度。在某些情況下，需要反復旋涂光刻膠并多次進行前烘。因此，在所需光刻膠層較厚的情況下，使用層壓方法更加有效，因為這種方法從初始階段就能夠使光刻膠薄膜達到所需厚度，同時在處理過程中不會造成晶圓浪費，因此成本效益也更高。但是，如果晶圓結構表面粗糙，則很難將光刻膠膜附著在晶圓表面，此種情況下使用層壓方法，會導致產品缺陷。所以，針對表面非常粗糙的晶圓，可通過噴涂方法，使光刻膠厚度保持均勻。
完成光刻膠涂覆和前烘后，接下來就需要進行曝光。通過照射，將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上。由于正性光刻膠（Positive PR）在曝光后會軟化，因此使用正性光刻膠時，需在掩模去除區開孔。負性光刻膠（Negative PR）在曝光后則會硬化，所以需在掩模保留區開孔。晶圓級封裝通常采用掩模對準曝光機（Mask Aligner）或步進式光刻機（Stepper）作為光刻工藝設備。
顯影（Development）是一種利用顯影液來溶解因光刻工藝而軟化的光刻膠的工藝。顯影方法可分為三種，包括：水坑式 顯影（Puddle Development），將顯影液倒入晶圓中心，并進行低速旋轉；浸沒式顯影（Tank Development），將多個晶圓同時浸入顯影液中；噴淋式顯影（Spray Development），將顯影液噴灑到晶圓上。
2.電鍍工藝：形成用于鍵合的金屬層
電鍍是將電解質溶液中的金屬離子還原為金屬并沉積在晶圓表面的過程，此過程是需要通過外部提供的電子進行還原反應來實現的。在晶圓級封裝中，采用電鍍工藝形成厚金屬層。厚金屬層可充當實現電氣連接的金屬引線，或是焊接處的凸點。如圖9所示，陽極上的金屬會被氧化成離子，并向外部電路釋放電子。在陽極處被氧化的及存在于溶液中的金屬離子可接收電子，在經過還原反應后成為金屬。在晶圓級封裝的電鍍工藝中，陰極為晶圓。陽極由作為電鍍層的金屬制成，但也可使用如鉑金的不溶性電極（Insoluble Electrode）。如果陽極板由作為鍍層的金屬制成，金屬離子就會從陽極板上溶解并持續擴散，以保持溶液中離子濃度的一致性。如果使用不溶性電極，則必須定期補充溶液中因沉積到晶圓表面而消耗的金屬離子，以維持金屬離子濃度。
在放置晶圓電鍍設備時，通常需確保晶圓的待鍍面朝下，同時將陽極置于電解質溶液中。當電解質溶液流向晶圓并與晶圓表面發生強力碰撞時，就會發生電鍍。此時，由光刻膠形成的電路圖案會與待鍍晶圓上的電解質溶液接觸。電子分布在晶圓邊緣的電鍍設備上，最終電解質溶液中的金屬離子與光刻膠在晶圓上繪制的圖案相遇。隨后，電子與電解質溶液中的金屬離子結合，在光刻膠繪制圖案的地方進行還原反應，形成金屬引線或凸點。
3.光刻膠去膠工藝和金屬刻蝕工藝：去除光刻膠
在所有使用光刻膠圖案的工藝步驟完成后，必須通過光刻膠去膠工藝來清除光刻膠。光刻膠去膠工藝是一種濕法工藝，采用一種被稱為剝離液（Stripper）的化學溶液，通過水坑式、浸沒式，或噴淋式等方法來實現。通過電鍍工藝形成金屬引線或凸點后，需清除因濺射形成的金屬薄膜。這是非常必要的一個步驟，因為如果不去除金屬薄膜，整個晶圓都將被電氣連接從而導致短路。可采用濕刻蝕（Wet Etching）工藝去除金屬薄膜，以酸性刻蝕劑（Etchant）溶解金屬。這種工藝類似于光刻膠去膠工藝，隨著晶圓上的電路圖案變得越來越精細，水坑式方法也得到了更廣泛的應用。
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