TWI482548B - 線路結構的製造方法 - Google Patents

Description

線路結構的製造方法

本發明是有關於一種線路結構的製造方法，且特別是關於一種應用於三維積體電路(Three Dimension Integrated Circuit,3D IC)封裝技術的線路結構的製造方法。

隨著電子產品的微小化與成本的降低，晶片微小化與堆疊封裝立體化，已經成為未來半導體技術發展之重要方向。因此，世界各主要半導體廠商，都投入大量人力進行三維積體電路(Three Dimension Integrated Circuit,3D IC)的穿矽導孔(Through Silicon Via,TSV)製程技術開發，希望將各種數位邏輯、記憶體或是類比晶片電路堆疊封裝成單一包裝，以大幅提昇積體電路操作速度與功能。三維積體電路主要的訴求是將所要堆疊的晶片薄型化，同時利用穿矽導孔貫穿晶圓(wafer)，並經由微凸塊(Micro Bump)將電路訊號傳遞給下一層晶片。堆疊層數越多，積體電路功能也就更加強大。

現行的穿矽導孔通常是伴隨著晶圓上的元件一起製作。之後，再藉由一薄化製程，如化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP)，來薄化晶圓，並露出穿矽導孔的接合端。然而，由於晶圓在進行薄化製程時，可能產生尖銳的邊緣，而導致後續製程發生晶圓破裂(wafer crack)或產生裂痕，進而降低整個製程的良率與產出。此 外，在晶圓的厚度不夠薄下，會造成薄化製程中製程時間以及製程成本的增加。

本發明提供一種線路結構的製造方法，其可縮減線路結構之製程時間以及製程成本，且可製作出薄的線路結構。

本發明提供一種線路結構的製造方法，其包括以下步驟。於一載板的相對兩表面上分別形成一子線路結構，其中各子線路結構包括位於載板對向的載材、位於載板與載材之間的玻璃基板、位於玻璃基板中的多個導電柱以及位於玻璃基板上的多個第一接點。各第一接點與其中一個導電柱電性連接。移除載板，而同時形成兩個子線路結構。於各子線路結構的玻璃基板上形成多個第二接點，其中導電柱位於第二接點與第一接點之間。分別移除兩個子線路結構的載材，以形成兩個線路結構。

在本發明之一實施例中，前述之子線路結構的製造方法包括以下步驟。於載板的一表面上設置玻璃基板。於玻璃基板中形成導電柱。於玻璃基板遠離載板的一側上形成第一接點。於第一接點以及玻璃基板上形成載材。

在本發明之一實施例中，前述於玻璃基板中形成導電柱的方法包括以下步驟。於玻璃基板中形成多個貫孔。各貫孔由玻璃基板鄰近載板的一側往遠離載板的一側延伸。於各貫孔中設置一個導電柱。

在本發明之一實施例中，前述形成貫孔的方法為雷射 鑽孔法或蝕刻。

在本發明之一實施例中，前述移除載板的方法包括照光剝離法、機械力剝離法或溶劑溶解剝離法。

在本發明之一實施例中，前述之各子線路結構更包括位於玻璃基板與第一接點之間的多個第一重佈線圖案，且各第一重佈線圖案與其中一個第一接點疊置。

在本發明之一實施例中，前述在移除載板之後以及在形成第二接點之前更包括於玻璃基板上形成多個第二重佈線圖案，其中導電柱位於第一重佈線圖案與第二重佈線圖案之間。

在本發明之一實施例中，前述移除載材的方法包括照光剝離法、機械力剝離法或溶劑溶解剝離法。

在本發明之一實施例中，前述之載板以及載材的材質為玻璃。

在本發明之一實施例中，前述之玻璃基板的厚度小於100微米(μm)。

基於上述，本發明一實施例可藉由在載板的相對兩表面上形成子線路結構，並透過移除載板以及後續製程(例如是形成第二接點及移除載材)，來一次完成兩個線路結構的製作。因此，本發明一實施例之線路結構的製造方法可縮減線路結構之製程時間。此外，藉由薄的玻璃基板來製作線路結構，本發明一實施例可製作出薄的線路結構，且亦可免去薄化製程。如此，可進一步縮減線路結構之製程時間以及製程成本。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A至圖1H為本發明一實施例之線路結構的製作流程剖面示意圖。請參照圖1A，於載板110的相對兩表面S1、S2上分別設置玻璃基板122A、122B。在本實施例中，玻璃基板122A、122B例如是藉由黏晶膠膜(Die Attach Film，DAF)或其他合適的黏著劑貼附於載板110上，但本發明不限定載板110與玻璃基板122A、122B之黏合的材料。也就是說，只要是可用以暫時固定載板110與玻璃基板122A、122B的材料，且在特定的製程條件下能使載板110與玻璃基板122A、122B分離的材料即屬於本發明所保護的範圍(使載板110與玻璃基板122A、122B分離的理由容後敘述)。

載板110位於玻璃基板122A與玻璃基板122B之間，且三者彼此疊置。詳言之，玻璃基板122A、122B具有相對的第一表面S3A、S3B與第二表面S4A、S4B，其中第一表面S3A、S3B為玻璃基板122A、122B與載板110鄰接的表面。

一般而言，載板110的材質可以是矽或玻璃。然而，在本實施例中，載板110選用與玻璃基板122A、122B相同或相似的材質(即玻璃)，以避免後續製程時，玻璃基板122A、122B與載板110因熱膨脹係數不同產生不同的形 變量，而使結構產生缺陷。

請參照圖1B，於玻璃基板122A、122B中形成多個貫孔VA、VB，其中各貫孔VA、VB由玻璃基板122A、122B鄰近載板110的一側往遠離載板110的一側延伸。進一步而言，貫孔VA由玻璃基板122A之第一表面S3A延伸至第二表面S4A，而貫孔VB由玻璃基板122A之第一表面S3B延伸至第二表面S4B。意即，貫孔VA、VB的深度(未繪示)實質上與玻璃基板122A、122B的厚度T_122A 、T_122B 相同。

形成貫孔VA、VB的方法可以是雷射鑽孔法或蝕刻，其中雷射鑽孔法所使用的雷射可以是準分子雷射(Excimer Laser)或其他功率夠高的雷射。所述功率夠高是指雷射之功率足以於玻璃基板122A、122B中形成貫孔VA、VB。也就是說，雷射的選擇與玻璃基板122A、122B的厚度T_122A 、T_122B 相關。在玻璃基板122A、122B的厚度T_122A 、T_122B 相對薄下，功率相對低的雷射亦可用於貫孔VA、VB的製作。

一般而言，貫孔VA、VB的孔徑D_VA 、D_VB 約是介於幾微米至幾十微米之間。然而，貫孔VA、VB的孔徑D_VA 、D_VB 可視不同的設計需求而定，且在不同的製程條件下貫孔VA、VB的孔徑D_VA 、D_VB 亦可能有所不同。因此，本實施例不用以限定貫孔VA、VB的孔徑D_VA 、D_VB 。

在習知技術中，線路結構通常是以穿矽導孔貫穿晶圓來形成。由於晶圓本身厚度相對厚，以12吋晶圓為例，其 厚度超過700微米，因此考量到雷射鑽孔或蝕刻的能力以及製作貫孔所需耗費的時間，習知技術在形成貫孔之前，會需要先進行一薄化製程。然而，薄化製程除了易造成晶圓破裂或裂痕等不良的影響之外，亦會增加線路結構之製程時間以及製程成本。

在本實施例中，玻璃基板122A、122B的厚度T_122A 、T_122B 例如是小於100微米。透過選用厚度相對薄的玻璃基板122A、122B來製作貫孔VA、VB，本實施例可免去習知技術中製作貫孔前的薄化製程。也就是說，相較於習知技術，本實施例可縮減線路結構所需之製程時間以及製程成本。

此外，透過選用厚度相對薄的玻璃基板122A、122B來製作線路結構，可縮減線路結構之厚度。如此，應用本實施例之線路結構的三維積體電路封裝結構亦可具有相對薄的厚度，進而符合現今對於晶片微小化與堆疊封裝立體化的需求。

請參照圖1C，於各貫孔VA、VB中設置導電柱124A、124B，其中導電柱124A、124B的高度H_124A 、H_124B 實質上與玻璃基板122A、122B的厚度T_122A 、T_122B 相同。此外，導電柱124A、124B的材質例如是銅(Cu)或鎳(Ni)等。需說明的是，本實施例雖以四個導電柱124A、124B作為舉例說明，但本發明不限於此。此技術領域中具有通常知識者當可依據實際需求來調變導電柱124A、124B的數量或此些導電柱124A、124B配置的型態。

請參照圖1D，於玻璃基板122A、122B遠離載板110的一側上形成第一接點126A、126B。意即，於玻璃基板122A、122B的第二表面S4A、S4B上形成第一接點126A、126B。在本實施例中，各第一接點126A、126B分別與其中一個導電柱124A、124B電性連接。此外，第一接點126A、126B的材質例如是銅、鎳、鎳/金(Ni/Au)、鎳/鈀/金(Ni/Pd/Au)或金等。

請參照圖1E，於第一接點126A、126B以及玻璃基板122A、122B上形成載材128A、128B，其中載材128A、128B位於載板110的對向，且載材128A、128B與玻璃基板122A、122B鄰接的表面S5A、S5B隨著第一接點126A、126B而起伏。意即，表面S5A、S5B為起伏表面。此外，本實施例之載材128A、128B可選用與玻璃基板122A、122B相同或相似的材質(即玻璃)，以避免後續製程時，玻璃基板122A、122B與載材128A、128B因熱膨脹係數不同產生不同的形變量，而使結構產生缺陷。

形成載材128A、128B之後，即初步完成雙面子線路結構100的製作，其中雙面子線路結構100包括子線路結構120A以及子線路結構120B。子線路結構120A以及子線路結構120B例如是以載板110為對稱軸的一對稱的結構。

進一步而言，子線路結構120A以及子線路結構120B分別形成於載板110的相對兩表面S1、S2上。子線路結構120A包括玻璃基板122A、多個導電柱124A、多個第 一接點126A以及載材128A，而子線路結構120B包括玻璃基板122B、多個導電柱124B、多個第一接點126B以及載材128B。

需說明的是，前述之雙面子線路結構100的製作流程是以在同一步驟中製作載板110相對兩表面S1、S2上的結構作為舉例說明，但本發明不限於此。在其他實施例中，雙面子線路結構100的製作流程亦可以是於載板110的一表面(表面S1或表面S2)上先完成子線路結構120A以及子線路結構120B之其中一者的製作後，再於所述表面之對向完成子線路結構120A以及子線路結構120B之另一者的製作。

請參照圖1F，移除載板110，而同時形成彼此分離的子線路結構120A、120B，其中子線路結構120A與子線路結構120B例如是實質上具有相同的結構。在本實施例中，移除載板110的方法包括照光剝離法、機械力剝離法或溶劑溶解剝離法。又或者，本實施例亦可藉由加熱，而使前述用以黏著玻璃基板122A、122B與載板110的黏著劑呈熔融態。如此，亦可使載板110與玻璃基板122A、122B分離。

請參照圖1G，於子線路結構120A、120B的玻璃基板122A、122B上形成多個第二接點129A、129B，其中導電柱124A、124B位於第二接點129A、129B與第一接點126A、126B之間。換言之，第二接點129A、129B透過導電柱124A、124B而與第一接點126A、126B電性連接。 此外，第二接點129A、129B的材質可與第一接點126A、126B的材質相似或相同。簡言之，第二接點129A、129B的材質例如是銅、鎳、鎳/金、鎳/鈀/金或金等。

請參照圖1H，移除子線路結構120A、120B的載材128A、128B(繪示於圖1G)，以形成線路結構10A、10B。線路結構10A包括玻璃基板122A、位於玻璃基板122A中的導電柱124A、與導電柱124A電性連接的第一接點126A以及透過導電柱124A而與第一接點126A電性連接的第二接點129A。線路結構10A包括玻璃基板122A、位於玻璃基板122B中的導電柱124B、與導電柱124B電性連接的第一接點126B以及透過導電柱124B而與第一接點126B電性連接的第二接點129B。此外，移除載材128A、128B的方法可包括前述之照光剝離法、機械力剝離法、溶劑溶解剝離法或加熱熔融法(參照圖1F之敘述)等。

如圖1A至圖1H所示，藉由在載板110的相對兩表面S1、S2上形成子線路結構120A、120B，並透過移除載板110以及後續製程(例如是形成第二接點129A、129B及移除載材128A、128B)，本實施例可一次完成兩個線路結構(即線路結構10A以及線路結構10B)的製作。換言之，本實施例之線路結構10A、10B的製造方法可縮減所需的製程時間。

上述實施例僅用以舉例說明，而並非用以限定本發明。以下將以圖2及圖3說明線路結構之另一實施態樣。圖2為本發明另一實施例之雙面子線路結構的剖面示意 圖。圖3為本發明另一實施例之線路結構的剖面示意圖。

請參照圖2，本實施例之雙面子線路結構200與圖1E之雙面子線路結構100具有相似的結構。兩者主要差異在於，本實施例之雙面子線路結構200之子線路結構120C、120D更包括多個第一重佈線圖案125A、125B，位於玻璃基板122A、122B與第一接點126A、126B之間。在本實施例中，各第一重佈線圖案125A、125B與其中一個第一接點126A、126B疊置，且第一接點126A、126B透過第一重佈線圖案125A、125B而與導電柱124A、124B電性連接。此外，第一重佈線圖案125A、125B的材質例如是鋁(A1)、銅或兩者之合金。

請參照圖3，本實施例之線路結構10C、10D是由圖2之雙面子線路結構200製作而成。具體而言，圖2之雙面子線路結構200在接續如圖1F至圖1G之製程後，亦可形成兩個線路結構10C、10D圖3之線路結構10C、10D。需說明的是，本實施例在移除圖2之雙面子線路結構200的載板110之後，以及在形成第二接點129A、129B之前，更包括於玻璃基板122A、122B上形成多個第二重佈線圖案127A、127B，其中導電柱124A、124B位於第一重佈線圖案125A、125B與第二重佈線圖案127A、127B之間。

值得一提的是，本實施例亦可透過選用厚度相對薄的玻璃基板122A、122B，來免去習知技術中製作貫孔前的薄化製程。也就是說，相較於習知技術，本實施例可縮減線路結構10C、10D所需之製程時間以及製程成本。

此外，透過選用厚度相對薄的玻璃基板122A、122B來製作線路結構10C、10D，可縮減線路結構10C、10D之厚度。如此，應用本實施例之線路結構的三維積體電路封裝結構亦可具有相對薄的厚度，進而符合現今對於晶片微小化與堆疊封裝立體化的需求。

另外，藉由在載板110的相對兩表面S1、S2上形成子線路結構120C、120D(繪示於圖2)，並透過移除載板110以及後續製程(例如是形成第二重佈線圖案127A、127B、第二接點129A、129B及移除載材128A、128B)，本實施例可一次完成兩個線路結構(即線路結構10C以及線路結構10D)的製作。換言之，本實施例之線路結構10C、10D的製造方法可縮減所需的製程時間。

綜上所述，本發明一實施例可藉由在載板的相對兩表面上形成子線路結構，並透過移除載板以及後續製程(例如是形成第二接點及移除載材)，來一次完成兩個線路結構的製作。因此，本發明一實施例之線路結構的製造方法可縮減線路結構之製程時間。此外，透過選用厚度相對薄的玻璃基板來製作線路結構，可縮減線路結構之厚度。如此，應用所述線路結構的三維積體電路封裝結構亦可具有相對薄的厚度，進而符合現今對於晶片微小化與堆疊封裝立體化的需求。另外，透過選用厚度相對薄的玻璃基板來製作線路結構亦可免去薄化製程。如此，可進一步縮減線路結構之製程時間以及製程成本。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10A、10B‧‧‧線路結構

100、200‧‧‧雙面子線路結構

110‧‧‧載板

120A、120B、120C、120D‧‧‧子線路結構

122A、122B‧‧‧玻璃基板

124A、124B‧‧‧導電柱

125A、125B‧‧‧第一重佈線圖案

126A、126B‧‧‧第一接點

127A、127B‧‧‧第二重佈線圖案

128A、128B‧‧‧載材

129A、129B‧‧‧第二接點

VA、VB‧‧‧貫孔

D_VA 、D_VB ‧‧‧孔徑

T_122A 、T_122B ‧‧‧厚度

H_124A 、H_124B ‧‧‧高度

S1、S2、S5A、S5B‧‧‧表面

S3A、S3B‧‧‧第一表面

S4A、S4B‧‧‧第二表面

圖1A至圖1H為本發明一實施例之線路結構的製作流程剖面示意圖。

圖2為本發明另一實施例之雙面子線路結構的剖面示意圖。

圖3為本發明另一實施例之線路結構的剖面示意圖。

110‧‧‧載板

120A、120B‧‧‧子線路結構

122A、122B‧‧‧玻璃基板

124A、124B‧‧‧導電柱

126A、126B‧‧‧第一接點

128A、128B‧‧‧載材

S1、S2、S5A、S5B‧‧‧表面

Claims (10)

1. 一種線路結構的製造方法，包括：於一載板的相對兩表面上分別形成一子線路結構，其中各該子線路結構包括：一載材，位於該載板的對向；一玻璃基板，位於該載板與該載材之間；多個導電柱，位於該玻璃基板中；多個第一接點，位於該玻璃基板上，且各該第一接點與其中一個導電柱電性連接；移除該載板，而同時形成兩個子線路結構；於各該子線路結構的該玻璃基板上形成多個第二接點，其中該導電柱位於該第二接點與該第一接點之間；以及分別移除兩個子線路結構的該些載材，以形成兩個線路結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構的製造方法，其中該子線路結構的製造方法包括：於該載板的一表面上設置該玻璃基板；於該玻璃基板中形成該些導電柱；於該玻璃基板遠離該載板的一側上形成該些第一接點；以及於該些第一接點以及該玻璃基板上形成該載材。
3. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構的製造方法，其中於該玻璃基板中形成該些導電柱的方法包括： 於該玻璃基板中形成多個貫孔，各該貫孔由該玻璃基板鄰近該載板的一側往遠離該載板的一側延伸；以及於各該貫孔中設置一個導電柱。
4. 如申請專利範圍第3項所述之線路結構的製造方法，其中形成該些貫孔的方法為雷射鑽孔法或蝕刻。
5. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構的製造方法，其中移除該載板的方法包括照光剝離法、機械力剝離法或溶劑溶解剝離法。
6. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構的製造方法，其中各該子線路結構更包括：多個第一重佈線圖案，位於該玻璃基板與該第一接點之間，且各該第一重佈線圖案與其中一個第一接點疊置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之線路結構的製造方法，其中在移除該載板之後，以及在形成該些第二接點之前，更包括：於該玻璃基板上形成多個第二重佈線圖案，其中該導電柱位於該第一重佈線圖案與該第二重佈線圖案之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構的製造方法，其中移除該些載材的方法包括照光剝離法、機械力剝離法或溶劑溶解剝離法。
9. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構的製造方法，其中該載板以及該載材的材質為玻璃。
10. 如申請專利範圍第1項所述之線路結構的製造方法，其中該玻璃基板的厚度小於100微米。