晶圆级工艺技术，如微小间距晶圆凸点、引线焊盘重分布和集成无源元件等为很多应用提供了方便的解决方案。目前，许多IC和MEMS的器件已经应用了这些技术。利用这些技术，可以在晶圆级实现器件封装和测试，再进行其后的切割工序。通常高级封装技术涉及5～100 μm的厚膜工艺，如厚胶旋涂、对表面有较大起伏的厚胶均匀曝光以及获得非常陡峭的厚胶侧壁。等倍式全场曝光系统是一种可以满足这种需求的设备解决方案，其产量高、自对准成本低，在厚膜光刻领域成为投影式步进机最具竞争力的系统。

 

晶圆级封装工艺包括金属化、光刻、电介质淀积和厚膜光刻胶旋涂、焊料淀积和回流焊接。图形化工艺通常涉及到用几层金属制作用于凸点基础的凸点下金属层(UBM)。凸点和晶圆连接的导电性要很好，钝化层和凸点下金属层需要有很好的附着性。光刻胶图形化的标准工艺流程包括清洗、涂胶、前烘、曝光、后烘、显影和坚膜。每步工艺都需要定义一套参数，这些参数对以后的工序有所影响。光刻胶图形化完成之后，通过电镀或蒸镀方法向空穴里填充焊料或金。下一步就是去除光刻胶，在烤炉内进行回流工艺，将柱状凸点转换成球形凸点。

 

厚光刻胶涂层将保留在芯片上作为制造金属焊点微模具的掩模。重分布涂层可以改装成凸点版图，或者作为周边焊盘和面积分布焊盘阵列的连线，这些焊盘阵列由5～100 μm厚的具有不同电学、化学、机械和热属性多晶硅膜制成。隔离再分布区域迹线需要具有高强度、高热稳定性和低绝缘系数的材料。这些材料已经研发成功，其中一类材料称为聚酰亚胺(如杜邦公司研制的PI系列)，另外一种绝缘材料是美国道化学公司(Dow chemicals)的苯丙环丁烯(Cyclotene；BCB)。PI和BCB广泛应用于倒装芯片凸点封装及其他封装工艺。

 

使用厚膜光刻胶的焊盘、凸点和球下金属层结构的微特征模具可以满足WLP中的不同需要。尽管普遍应用的金属化材料是锡铅、金和铜，但是也可应用其他几种材料来实现。用于标准化应用的材料要求具有高分辨率图形转换和易于剥离的属性。很多实际应用需要光刻胶厚度超过100μm。为了能获得这样的厚度，制造商研制出合适的涂层材料。

 

为了满足这些需要，制造商们研制出相应的材料和工艺设备。很多材料可以在标准的半导体工艺设备上实现"薄"光刻胶涂层(即2-10 μm)。AZP4330(安智电子材料集团)和Shipley's 955(Rohm&Haas公司／Shipley公司)光刻胶用于实现5～100μm光刻胶膜层厚度。利用多层涂层工艺可以实现25 μm膜厚的光刻胶涂层，但这将会增加生产时间和成本。AZ P4620和SPR 220单层可以实现25 μm厚度。对于更厚的涂层，材料和厚度的选择范围变得更小。当用单层淀积得到所需的光刻胶涂层时，在成本上会有很多益处。因此，研制单层50 μm及以上厚度的光刻胶材料是非常必要的。例如JSR THB-611P和安智电子材料集团的AZPLP100XT等材料可以实现单层60 μm及以上厚度的光刻胶涂层。最近的研究工作主要是利用AZ9260实现单层65 μm厚度的光刻胶涂层和利用AZ50XT实现单层100 μm厚度的光刻胶。

 

厚膜工艺对于系统有一些特殊的要求。对准系统须能在整个胶厚范围和晶圆表面起伏的特定高度均匀的识别作为对准标记的几何图案。由于曝光源利用平行光曝光而不依赖焦点，因此可以利用接近式光刻机结合阴影曝光原理来实现。光刻过程对于接近式掩模对准曝光机的要求包括：高强度、高均匀性、紫外光的波长与光刻胶的敏感波长相吻合、亚微米级的对准精度和在曝光过程中掩模和晶圆之间保持准确可控且一致的间隙。