TWI822034B

TWI822034B - 保護膠帶以及半導體裝置的製造方法

Info

Publication number: TWI822034B
Application number: TW111117307A
Authority: TW
Inventors: 陳俊發; 黃啟華; 林欽楷; 李貞儒; 謝詩柔; 陳宣佑
Original assignee: 山太士股份有限公司
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2023-11-11
Also published as: TW202344646A

Abstract

一種保護膠帶，包括第一基材層、黏著層以及收縮層。收縮層位於第一基材層與黏著層之間。收縮層在180℃的熱膨脹係數為大於或等於30 µm/m℃且小於100µm/m℃，且收縮層在23℃的硬度大於肖氏硬度30A。

Description

保護膠帶以及半導體裝置的製造方法

本發明是有關於一種保護膠帶，且特別是有關於一種包含收縮層的保護膠帶以及利用所述保護膠帶的半導體裝置的製造方法。

目前，半導體材料被廣泛地運用於許多電子裝置中，例如微機電系統（Microelectromechanical Systems）、互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor）、三維積體電路（3DIC）、記憶體晶片（Memories chip）、邏輯晶片（Logic chip）、功率晶片（Power chip）、射頻晶片（Radio Frequency chip）、二極體（diode）、中介層（interposer）等。隨著技術的進展，半導體裝置持續朝向輕薄短小、高性能、節能等方向發展。

晶圓薄化技術常被用來減少半導體基底的厚度。晶圓薄化除了可以減少晶圓的厚度之外，還能減少矽穿孔（Through Silicon Via，TSV）的長度，藉此降低晶片的功率損失。在目前常見的三維積體電路中，多個晶片與包含矽穿孔的半導體中介層整合在一起，藉此提高裝置的積體密度。然而，在藉由晶圓薄化技術減少半導體基底的厚度之後，半導體基底容易因為厚度太薄而在後續的材料沉積製程中出現翹曲的問題。

本發明提供一種保護膠帶，可以改善基底的翹曲問題。

本發明提供一種半導體裝置的製造方法，可以改善基底在沉積導電層以及絕緣層之後出現的翹曲問題。

本發明的至少一實施例提供一種保護膠帶。保護膠帶包括第一基材層、黏著層以及收縮層。收縮層位於第一基材層與黏著層之間。收縮層在180℃的熱膨脹係數為大於或等於30 µm/m℃且小於100 µm/m℃，且收縮層在23℃的硬度大於肖氏硬度30A。

在本發明的一實施例中，收縮層在30℃的彎曲模數為1.45MPa，且在180℃的彎曲模數為0.19MPa。

在本發明的一實施例中，第一基材層的柔韌性大於收縮層的柔韌性。

在本發明的一實施例中，收縮層的材料包括壓克力樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、聚矽氧烷樹脂或上述材料的組合。

在本發明的一實施例中，保護膠帶更包括第二基材層。收縮層位於第一基材層與第二基材層之間，且第二基材層位於收縮層與黏著層之間。收縮層在180℃的熱膨脹係數大於第一基材層在180℃的熱膨脹係數與第二基材層在180℃的熱膨脹係數。

在本發明的一實施例中，第一基材層的材料與第二基材層的材料包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醚碸、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚醚酮或上述材料的組合。

在本發明的一實施例中，以原料組成收縮層，原料包括寡聚物、單體以及起始劑，其中寡聚物包括環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或其組合，單體包括單官能基單體、雙官能基單體、多官能基單體或其組合，且起始劑包括自由基型起始劑或陽離子型起始劑。

在本發明的一實施例中，收縮層的原料中，寡聚物的重量比大於或等於40wt%，單體的重量比為20 wt%至50 wt%，且起始劑的重量比小於或等於10wt%。

在本發明的一實施例中，第一基材層的厚度為25微米至200微米，收縮層的厚度為25微米至500微米，且黏著層的厚度為5微米至100微米。

本發明的至少一實施例提供一種半導體裝置的製造方法，包括將保護膠帶貼於基底的第一面、研磨基底相對於第一面的第二面、於基底的第二面沉積至少一第一導電層以及至少一第一絕緣層以及移除保護膠帶。保護膠帶包括第一基材層、黏著層以及收縮層。收縮層位於第一基材層與黏著層之間。收縮層在180℃的熱膨脹係數為大於或等於30 µm/m℃且小於100 µm/m℃，且收縮層在23℃的硬度大於肖氏硬度30A。

在本發明的一實施例中，半導體裝置的製造方法更包括：在移除所述保護膠帶之後，於基底的第一面貼上另一保護膠帶，其中所述另一保護膠帶的另一收縮層在180℃的熱膨脹係數大於所述保護膠帶的所述收縮層在180℃的熱膨脹係數；於第一導電層以及第一絕緣層上沉積至少一第二導電層以及至少一第二絕緣層；以及移除另一保護膠帶。

在本發明的一實施例中，半導體裝置的製造方法更包括：在移除所述保護膠帶之前，於所述保護膠帶的所述第一基材層貼上另一保護膠帶；於第一導電層以及第一絕緣層上沉積至少一第二導電層以及至少一第二絕緣層；移除所述另一保護膠帶以及所述保護膠帶。

在本發明的一實施例中，所述另一保護膠帶的另一黏著層的黏性小於所述保護膠帶的所述黏著層的黏性。

在本發明的一實施例中，在將所述保護膠帶貼於基底的第一面之後，切割所述保護膠帶。

在本發明的一實施例中，半導體裝置的製造方法更包括：在將所述保護膠帶貼於基底的第一面之前，於基底的第一面上形成開口；形成導電結構於基底的第一面上的開口中；研磨基底的第二面直到開口中的導電結構被暴露出來；以及沉積第一導電層以及第一絕緣層於導電結構上。

在本發明的一實施例中，半導體裝置的製造方法更包括：在將所述保護膠帶貼於基底的第一面之後，將保護膠帶置於吸盤上。

在本發明的一實施例中，基底為半導體晶圓。

圖1是依照本發明的一實施例的一種保護膠帶的剖面示意圖。

請參考圖1，保護膠帶10包括第一基材層12A、黏著層16以及收縮層14。收縮層14位於第一基材層12A與黏著層16之間。在一些實施例中，在使用保護膠帶10前，保護膠帶10設置於離型層20上，其中黏著層16朝向離型層20。在欲使用保護膠帶10時，將保護膠帶10自離型層20撕起，接著再將保護膠帶10貼合至其他位置。

在一些實施例中，第一基材層12A的材料包括聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate，PET）、聚氨酯（Polyurethane, PU）、聚醚碸（Polyethersulfones，PES）、聚萘二甲酸乙二醇酯（Polyethylene naphthalate，PEN）、聚醯亞胺（Polyimide，PI）、聚醚醯亞胺（Polyetherimide，PEI）、聚醚醚酮（Polyetheretherketone，PEEK）、上述材料的組合或其他合適的材料。在第一基材層12A為聚氨酯的實施例中，第一基材層12A可以選用熱塑性聚氨酯，但本發明不以此為限。在第一基材層12A為聚醯亞胺的實施例中，第一基材層12A可以選用透明聚醯亞胺，但本發明不以此為限。在一些實施例中，第一基材層12A例如為可以捲曲的材料層，且第一基材層12A的製造方式例如包括抽出成型、塗佈或其他合適的製程。第一基材層12A的厚度T1例如為25微米至200微米。

收縮層14位於第一基材層12A上。在本實施例中，保護膠帶10在高溫（例如180℃）具有高熱膨脹係數（例如大於或等於30 µm/m℃且小於100 µm/m℃）。舉例來說，收縮層14在180℃的熱膨脹係數為30 µm/m℃至40µm/m℃、40 µm/m℃至50µm/m℃、50 µm/m℃至60µm/m℃、60 µm/m℃至70µm/m℃、70 µm/m℃至80µm/m℃、80 µm/m℃至90µm/m℃或90 µm/m℃以上。在一些實施例中，收縮層14在180℃的熱膨脹係數大於第一基材層12A在180℃的熱膨脹係數。在一些實施例中，收縮層14在30℃的彎曲模數為1.45MPa，且在180℃的彎曲模數為0.19MPa。

在一些實施例中，第一基材層12A的柔韌性大於收縮層14的柔韌性。換句話說，第一基材層12A選用相對柔韌的材料，而收縮層14選用相對剛硬的材料。在一些實施例中，收縮層14在攝氏23度的硬度大於肖氏硬度30A，例如肖氏硬度30A至50A、50A至75A或75A至100A，藉此可以抑制研磨後的基底出現翹曲的問題。

在一些實施例中，收縮層14的材料包括壓克力樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、聚矽氧烷樹脂、上述材料的組合或其他合適的高分子材料。

收縮層14的厚度T2例如為25微米至500微米。在一些實施例中，收縮層14藉由塗佈、印刷、熱熔擠壓或其他合適的製程而直接形成於第一基材層12A上。

在一些實施例中，以原料組成收縮層14，原料包括寡聚物、單體以及起始劑。

組成收縮層14之原料中的寡聚物構成收縮層14的主體，且所述寡聚物決定了固化後之收縮層14的主要性能。在一些實施例中，在收縮層14的原料中，所述寡聚物的重量比大於或等於40wt%，例如40wt%至80wt%。在一些實施例中，所述寡聚物包括環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或其組合。表1比較了不同的寡聚物所組成之收縮層14的特性。表1

	環氧丙烯酸酯	聚酯丙烯酸酯	聚氨酯丙烯酸酯	聚醚丙烯酸酯
硬化速率	快	中	慢	中
柔韌性	中	中	好	差
彈性	差	好	好	好
耐化性	極好	中	好	中
硬度	高	中	低	低
耐黃變性	差	差	中	極好

由表1可以得知，為了獲得硬度相對較硬的收縮層14，寡聚物優選為環氧丙烯酸酯及/或聚酯丙烯酸酯。舉例來說，寡聚物選用一種或一種以上的環氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯，且寡聚物的重均分子量為1,000至100,000，且在收縮層14的原料中所述寡聚物的重量比大於或等於40 wt%、50 wt%、60 wt%或70 wt%。基於上述，使收縮層14具有高剛性、高抗張強度以及耐磨性等優點。

需注意的是，表1提供了不同的寡聚物對收縮層14的特性的影響，但其並非用於限制本申請。實際上，收縮層14的特性還可能會因為其他因素而出現變化。

組成收縮層14之原料中的單體適用於調整黏度，且會參與聚合反應。原料中之單體的多寡也會影響固化後之收縮層14的性能。在一些實施例中，在收縮層14的原料中，所述單體的重量比為20 wt%至50 wt%。在一些實施例中，單體包括單官能基單體、雙官能基單體、多官能基單體或其組合。

在一些實施例中，所述單官能基單體例如為丙烯酸十酯（Isodecyl acrylate, IDA）或丙烯酸四氫呋喃甲酯（Tetrahydrofurfuryl acrylate, THFA），其中丙烯酸十酯與丙烯酸四氫呋喃甲酯的化學結構分別如下化學式1以及化學式2所示。化學式1 化學式2

在一些實施例中，所述雙官能基單體例如為己二醇二丙烯酸酯（Hexanediol diacrylate, HDDA），其中己二醇二丙烯酸酯的化學結構如下化學式3。化學式3

在一些實施例中，所述多官能基單體例如為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（Trimethylolpropane Triacrylate , TMPTA）或二季戊四醇六丙烯酸酯（Dipentaerythritol Hexaacrylate, DPHA），其中三羥甲基丙烷三丙烯酸酯以及二季戊四醇六丙烯酸酯的化學結構分別如下化學式4以及化學式5。化學式4 化學式5

表2比較了單體之官能基數量增加對所組成之收縮層14的特性之影響以及單體之鏈長增加對所組成之收縮層14的特性之影響。表2

	聚合反應速率	硬度	收縮率	黏著性	柔韌性	耐化性
官能基數量增加	增加	增加	增加	減少	減少	增加
鏈長增加	減少	減少	減少	增加	增加	減少

由表2可以得知，為了獲得硬度相對較硬的收縮層14，單體優選為雙官能基及/或多官能基單體。舉例來說，單體選用一種或一種以上的雙官能基單體搭配多官能基單體，且在收縮層14的原料中，所述單體的重量比大於20 wt%、大於30 wt%或大於40 wt%，藉此進行配方的調控，並提升對底材的潤濕性。此外，在固化（例如紫外光固化）之後，結構的架橋密度得以被提升，並能賦予材料剛性，使固化後之收縮層14的硬度提升。

需注意的是，表2提供了調整單體對收縮層14的特性的影響，但其並非用於限制本申請。實際上，收縮層14的特性還可能會因為其他因素而出現變化。

組成收縮層14之原料中的起始劑適用於引發聚合與架橋反應。舉例來說，以一種或一種以上的起始劑使單體與寡聚物產生聚合與架橋反應。在一些實施例中，起始劑包括自由基型起始劑或陽離子型起始劑。在一些實施例中，在收縮層14的原料中，所述起始劑的重量比小於或等於10wt%，例如小於或等於9wt%、8wt%、7wt%、6wt%、5wt%、4wt%、3wt%、2wt%或1wt%。在一些實施例中，所述起始劑為光起始劑，且其適用於吸收紫外光而引發聚合反應，但本發明不以此為限。在其他實施例中，收縮層14可以為熱固型材料。

在一些實施例中，聚酯丙烯酸酯樹脂使用自由基型光起始劑，例如1-羥基環己基苯基甲酮（1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone），其化學結構如下化學式6。化學式6

在一些實施例中，環氧丙烯酸酯樹脂使用陽離子型光起始劑，例如二苯基（4-苯硫基）苯基锍六氟銻酸鹽（Diphenyl (4-phenylthio) phenyl sulfonium hexafluoroantimonate）及/或(硫代二-4,1-亞苯基)雙(二苯鋶)二六氟亞胺酸鹽（(Thiodi-4,1-phenylene) bis (diphenylsulfonium) dihexafluoroatimonate），其化學結構分別如下化學式7與化學式8。化學式7 化學式8

在一些實施例中，組成收縮層14之原料還包括添加劑。添加劑例如為表面活性劑、穩定劑、染料、溶劑或其他材料。在一些實施例中，在收縮層14的原料中，所述添加劑的重量比為0wt%至10wt%，例如9wt%、8wt%、7wt%、6wt%、5wt%、4wt%、3wt%、2wt%或1wt%。

在一個實施例中，收縮層14的原料包括寡聚物、單體、光起始劑以及添加劑，其中寡聚物的重量比大於50wt%，單體的重量比為20wt%至40wt%，光起始劑的重量比小於10wt%，且添加劑的重量比小於5wt%。在前述實施例中，寡聚物包括聚丁二烯二甲基丙烯酸酯(Polybutadiene dimethacrylate oligomer)，單體包括四氫化糠基丙烯酸酯(Tetrahydrofurfurly Acrylate)以及1,6-己二醇二丙烯酸酯（1,6-Hexanediol diacrylate, HDDA），光起始劑包括1-羥基環己基苯基甲酮（1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone）以及苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦（phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide），且添加劑為γ-巰丙基三甲氧基矽烷（γ-Mercaptopropyltrimethoxysilane）。

黏著層16位於收縮層14上。在一些實施例中，黏著層16的黏著性大於收縮層14的黏著性。黏著層16例如為感壓膠。在一些實施例中，黏著層16的材料包括壓克力樹脂、聚氨酯樹脂、聚矽氧烷樹脂、上述材料的組合或其他合適的高分子材料。

在一些實施例中，黏著層16包括光敏材料，且黏著層16在照光（例如紫外光）後會減少黏著力，使保護膠帶10可以透過照光解膠。在一些實施例中，黏著層16包括熱固型材料，且黏著層16加熱後會減少黏著力，使保護膠帶10可以透過加熱解膠。在一些實施例中，黏著層16包括冷解材料，且黏著層16降溫至玻璃轉移溫度以下會減少黏著力，使保護膠帶10可以透過製冷解膠。

黏著層16的厚度T3例如為5微米至100微米。在一些實施例中，黏著層16藉由塗佈、印刷或其他合適的製程而直接形成於收縮層14上。

黏著層16適用於使保護膠帶10與被貼物（例如基底）黏合。黏著層16與其他材料黏合的方式包括物理吸附（Adsorption）、擴散、靜電吸附、機械性交互鎖扣（Mechanical interlocking）以及化學鍵結。物理吸附例如藉由包括凡德瓦爾力或氫鍵吸附。擴散例如是在溫度高於黏著層16之玻璃轉移溫度時，黏著層16與被貼物之界面產生之互相擴散的現象。機械性交互鎖扣例如是於被貼物表面進行物理處理或化學處理，以使被貼物的表面粗糙化，使黏著層16得以卡合於被貼物的粗糙表面。

為了使黏著層16能較佳的與被貼物黏合，黏著層16的剛性不能太高，使黏著層16得以填入被貼物的表面上的所有細縫，以提升黏著層16與被貼物的表面之間的接觸面積。

在本實施例中，收縮層14的架橋密度大於黏著層16的架橋密度，收縮層14的重均分子量大於黏著層16的重均分子量，收縮層14的玻璃轉移溫度大於黏著層16的玻璃轉移溫度。

在一些實施例中，收縮層14的重均分子量為400,000至800,000g/mol，且黏著層16的重均分子量為10,000至1,200,000g/mol。在一些實施例中，收縮層14的玻璃轉移溫度大於20℃，且黏著層16的玻璃轉移溫度小於20℃。舉例來說，當使用可以透過照光解膠或加熱解膠的保護膠帶10時，黏著層16的玻璃轉移溫度小於-20℃，例如-20℃至-60℃，當使用可以製冷解膠的保護膠帶10時，黏著層16的玻璃轉移溫度小於20℃，例如-10℃至10℃。

離型層20可以為任何一種離型材料。舉例來說，離型層20為聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene terephthalate, PET）、聚烯烴（polyolefins, PO）或離型紙。離型層20的厚度例如為25微米至175微米。

圖2是依照本發明的一實施例的一種保護膠帶的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖2的實施例沿用圖1的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

圖2的保護膠帶10a與圖1的保護膠帶10的主要差異在於：保護膠帶10a更包括第二基材層12B。

請參考圖2，保護膠帶10a包括第一基材層12A、第二基材層12B、黏著層16以及收縮層14。收縮層14位於第一基材層12A與第二基材層12B之間，且第二基材層12B位於收縮層14與黏著層16之間。在一些實施例中，第二基材層12B在30℃的彎曲模數為1.4GPa，且在180℃的彎曲模數為0.18GPa。

在一些實施例中，第一基材層12A與第二基材層12B的材料包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醚碸、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚醚酮、上述材料的組合或其他合適的材料。在第二基材層12B為聚氨酯的實施例中，第二基材層12B可以選用熱塑性聚氨酯，但本發明不以此為限。在第二基材層12B為聚醯亞胺的實施例中，第二基材層12B可以選用透明聚醯亞胺。在一些實施例中，第一基材層12A與第二基材層12B例如為可以捲曲的材料層，且第一基材層12A與第二基材層12B的製造方式例如包括抽出成型、塗佈或其他合適的製程。第一基材層12A的厚度T1與第二基材層12B的厚度T4例如為25微米至200微米。

第一基材層12A與第二基材層12B可以包括相同或不同的材料。在一些實施例中，第二基材層12B在180℃的熱膨脹係數大於第一基材層12A在180℃的熱膨脹係數。

在一些實施例中，收縮層14在180℃的熱膨脹係數大於第一基材層12A在180℃的熱膨脹係數與第二基材層12B在180℃的熱膨脹係數。

表3顯示了改變第一基材層12A的厚度T1、收縮層14的厚度T2以及第二基材層12B的厚度T4對保護膠帶10a的翹曲程度所產生的影響。需注意的是，表3顯示的是保護膠帶10a未貼附於其他裝置時，熱處理過後所出現的翹曲程度。在實施例1至實施例9中，第一基材層12A的材料為聚對苯二甲酸乙二酯，收縮層14的材料為壓克力樹脂，且第二基材層12B的材料為聚對苯二甲酸乙二酯。表3

	T1(µm)	T2(µm)	T4(µm)	150℃加熱4hr的翹曲程度(mm)	200℃加熱1hr的翹曲程度(mm)
實施例1	50	200	38	1	7.5~8
實施例2	100	1.5~3	4~6.5
實施例3	75	2.5~4.5	7~ 10.5
實施例4	50	2.5~4.5	6.5~11.5
實施例5	38	200	38	1.5~2.5	1.5
實施例6	100	2~3.5	1.5
實施例7	75	1~3.5	1.5~2
實施例8	50	1~2.5	1.5~2.5
實施例9	125	50	38	11~12	10~11

在表3的實施例1至實施例4中，收縮層14的厚度越薄，保護膠帶10a在150℃的熱處理過後有變得更彎曲的傾向。另外，在實施例1至實施例4中，由於第二基材層12B的熱膨脹係數大於第一基材層12A的熱膨脹係數，保護膠帶10a容易往第二基材層12B的方向翹曲。

另外，由表3的實施例5至實施例8可以得知，當第一基材層12A與第二基材層12B厚度與材料一致時，收縮層14的厚度對保護膠帶10a在200℃的熱處理過後的翹曲程度沒有太大的影響。此外，在實施例5至實施例8中，保護膠帶10a是往隨機的方向翹曲。

另外，在表3的實施例9中，在150℃熱處理之後，第一基材層12A雖然熱膨脹係數較低，但材料的彎曲模數較大，導致保護膠帶10a容易往第一基材層12A的方向翹曲。在200℃熱處理之後，由於第一基材層12A的彎曲模數變小，導致整體內應力下降，使保護膠帶10a朝向熱膨脹係數較高的第二基材層12B的方向翹曲。換句話說，在實施例9中，保護膠帶10a在150℃熱處理之後的翹曲方向不同於保護膠帶10a在200℃熱處理之後的翹曲方向。

表4提供了收縮層以及一些第二基材層的在MD方向（抽膜方向）的熱膨脹係數與玻璃轉移溫度（Tg）。表4

	厚度(µm)	熱膨脹係數α1	Tg(℃)	熱膨脹係數α2
µm/m℃	溫度區間(℃)	µm/m℃	溫度區間(℃)
收縮層	200	8.51	30~70	127.29	89.63	165~195
第二基材層	38	14.83	30~70	113.87	97.56	165~195
第二基材層	50	8.227	30~70	108.66	67.01	165~195
第二基材層	125	7.729	30~70	93.5	49.22	165~195

表5提供了第一基材層、收縮層以及一些第二基材層的在TD方向（垂直於抽膜方向）的熱膨脹係數與玻璃轉移溫度（Tg）。表5

	厚度(µm)	熱膨脹係數α1	Tg(℃)	熱膨脹係數α2
µm/m℃	溫度區間(℃)	µm/m℃	溫度區間(℃)
第一基材層	50	22.81	30~280	-	-	-
收縮層	200	7.77	30~70	120.14	99.48	165~195
第二基材層	38	5.907	30~70	120.2	125.5	165~195
第二基材層	50	5.994	30~70	113.4	109.1	165~195
第二基材層	125	5.321	30~70	114.56	73.76	165~195

在表4與表5中，收縮層的材料為壓克力樹脂，且第二基材層的材料為聚對苯二甲酸乙二酯。另外，在表5中，第一基材層的材料為高耐熱性、熱穩定性的聚醯亞胺。

圖3A至圖3J是依照本發明的一實施例的一種半導體裝置的製造方法的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖3A至圖3J的實施例沿用圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖3A，提供基底100。基底100例如為半導體基底，其材料包括矽、砷化鎵、碳化矽、氮化鎵或其他半導體材料。在一些實施例中，基底100為半導體晶圓。基底100包括第一面100a以及相對於第一面100a的第二面100b。在一些實施例中，基底100一開始的厚度為750微米至775微米。

請參考圖3B，於基底100的第一面100a上形成開口102。在圖3B所示的步驟中，開口102不貫穿基底100。

請參考圖3C，形成導電結構110於第一面100a上的開口102中。在一些實施例中，形成導電結構110的方法例如包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、電鍍、濺鍍或其他合適的沉積製程。在一些實施例中，透過研磨製程（例如化學機械研磨製程）以移除所沉積之導電材料超出開口102的部分，以留下導電結構110。在其他實施例中，透過微影製程以及蝕刻製程以定義出導電結構110的形狀。

在一些實施例中，在形成導電結構110之前，於基底100的第一面100a上以及開口102中形成晶種層（未示出），藉此提升導電結構110的製造良率。

在形成導電結構110之後，於導電結構110上形成微凸塊（Micro bump）112。在一些實施例中，形成微凸塊112的方法例如包括濺鍍、電鍍或其他合適的製程。

在一些實施例中，形成導電結構110以及微凸塊112的製程包括高溫製程（例如溫度高於180℃的製程）。由於導電結構110及/或微凸塊112的熱膨脹係數高於基底100的熱膨脹係數，當基底100從高溫降至室溫時，基底100的第一面100a可能會因為導電結構110及/或微凸塊112收縮出現使基底100傾向於朝上翹曲的收縮力F。

請參考圖3D，將保護膠帶10a貼於基底100的第一面100a。在本實施例中，保護膠帶10a在室溫（例如23℃）的硬度大於肖氏硬度30A，因此，有助於減少基底100的翹曲問題。

在一些實施例中，保護膠帶10a的面積大於基底100的第一面100a的面積。在將比基底100大的保護膠帶10a貼於基底100的第一面100a之後，藉由切割製程使保護膠帶10a與基底100沿著切割線CL修齊對準。因此，在將保護膠帶10a貼於基底100的時候（如圖3D所示的步驟）不需要很精確的對保護膠帶10a與基底100進行對位。基於上述，相較於將其他硬質支撐物（例如玻璃）藉由蠟或其他黏著材料貼於基底100所需的精確對位，本實施例可以較輕易的將保護膠帶10a貼於基底100上，且本實施例不會因為貼合製程時的對位不準而影響後續製程。

另外，需注意的是，雖然本實施例以圖2的保護膠帶10a為例，但本發明不以此為限。在其他實施例中，將圖1的保護膠帶10貼於基底100的第一面100a。

接著請參考圖3E，將保護膠帶10a置於吸盤CK上。在一些實施例中，吸盤CK藉由靜電力、真空力或其他方式吸附保護膠帶10a的第一基材層12A。

研磨基底100的第二面100b直到開口102中的導電結構110被暴露出來。在一些實施例中，前述研磨製程包括化學機械研磨製程。在一些實施例中，基底100在研磨後的厚度為10微米至100微米。

請參考圖3F，沉積至少一第一導電層120以及至少一第一絕緣層130於導電結構110以及基底100的第二面100b上。在本實施例中，沉積多層第一導電層120以及多層第一絕緣層130於導電結構110以及基底100的第二面100b上。

在一些實施例中，沉積第一導電層120的方法例如包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、電鍍、濺鍍或其他合適的沉積製程，且沉積第一絕緣層130的方法例如包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、旋轉塗佈或其他合適的沉積製程。在一些實施例中，透過微影製程以及蝕刻製程以定義出第一導電層120的形狀以及第一絕緣層130的形狀。

在一些實施例中，形成第一導電層120以及第一絕緣層130的製程包括高溫製程（例如溫度高於180℃的製程）。由於第一導電層120及/或第一絕緣層130的熱膨脹係數高於基底100的熱膨脹係數，當基底100從高溫降至室溫時，基底100的第二面100b可能會因為第一導電層120及/或第一絕緣層130收縮而出現使基底100傾向於朝上翹曲的收縮力F。

在一些實施例中，由於保護膠帶10a的熱膨脹係數高於第一導電層120以及第一絕緣層130的熱膨脹係數，因此，保護膠帶10a收縮所產生的收縮力F’可以避免收縮力F造成基底100朝上翹曲，甚至使基底100傾向於朝下翹曲。由於吸盤CK對基底100施加向下的力量以吸附基底100，因此，朝下翹曲的基底100會比朝上翹曲的基底100更容易被吸盤CK所吸附。在一些實施例中，保護膠帶10a的收縮層14在180℃的熱膨脹係數大於第一導電層120以及第一絕緣層130在180℃的熱膨脹係數。在一些實施例中，除了收縮層14之外，保護膠帶10a的第一基材層12A以及第二基材層12B在180℃的熱膨脹係數也大於第一導電層120以及第一絕緣層130在180℃的熱膨脹係數，藉此進一步避免基底100朝上翹曲。

在本實施例中，形成三層第一導電層120以及兩層第一絕緣層130，其中每形成一層第一導電層120或第一絕緣層130之後，收縮力F逐漸增加。需說明的是，本實施例是以形成三層第一導電層120以及兩層第一絕緣層130為例，但本發明不以此為限。第一導電層120以及第一絕緣層130的數量可以依照實際需求而進行調整。

隨著收縮力F的增加，基底100可能從傾向於朝下翹曲轉變成朝上翹曲。在收縮力F大到一定的程度之後，為了避免基底100朝上翹曲並脫離吸盤CK，將基底100以及保護膠帶10a自吸盤CK取下，並於基底100的第一面100a貼上另一保護膠帶10a’，如圖3G至圖3H所示。

請參考圖3G，將基底100以及保護膠帶10a自吸盤CK取下之後，自基底100移除保護膠帶10a。

請參考圖3H，於基底100的第一面100a貼上另一保護膠帶10a’。保護膠帶10a’包括第一基材層12A’、第二基材層12B’、黏著層16’以及收縮層14’。保護膠帶10a’相較於保護膠帶10a具有更大的熱膨脹係數。在一些實施例中，保護膠帶10a’的收縮層14’在180℃的熱膨脹係數大於保護膠帶10a的收縮層14在180℃的熱膨脹係數。在一些實施例中，保護膠帶10a’的第一基材層12A’以及第二基材層12B’在180℃的熱膨脹係數大於保護膠帶10a的第一基材層12A以及第二基材層12B在180℃的熱膨脹係數。

在一些實施例中，保護膠帶10a’原本的面積大於基底100的面積，且在將保護膠帶10a’貼於基底100之後，藉由切割製程使保護膠帶10a’與基底100修齊對準。

在一些實施例中，藉由調整第一基材層、第二基材層以及收縮層的材料或厚度，使保護膠帶10a’相較於保護膠帶10a更容易使基底100產生收縮力F’。

在一些實施例中，收縮層14’在攝氏23度的硬度大於肖氏硬度30A，例如肖氏硬度30A至50A、50A至75A或75A至100A，藉此可以抑制基底100的翹曲問題。

在將保護膠帶10a’貼於基底100之後，將保護膠帶10a’置於吸盤CK上。在一些實施例中，吸盤CK藉由靜電力、真空力或其他方式吸附保護膠帶10a’的第一基材層12A’。

請參考圖3I，於第一導電層120以及第一絕緣層130上沉積至少一第二導電層140以及至少一第二絕緣層150。在本實施例中，沉積多層第二導電層140以及多層第二絕緣層150於第一導電層120以及第一絕緣層130上。

在一些實施例中，沉積第二導電層140的方法例如包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、電鍍、濺鍍或其他合適的沉積製程，且沉積第二絕緣層150的方法例如包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、旋轉塗佈或其他合適的沉積製程。在一些實施例中，透過微影製程以及蝕刻製程以定義出第二導電層140的形狀以及第二絕緣層150的形狀。

在一些實施例中，形成第二導電層140以及第二絕緣層150的製程包括高溫製程（例如溫度高於180℃的製程）。由於第一導電層120、第一絕緣層130、第二導電層140及/或第二絕緣層150的熱膨脹係數高於基底100的熱膨脹係數，當基底100從高溫降至室溫時，基底100的第二面100b可能會因為第一導電層120、第一絕緣層130、第二導電層140及/或第二絕緣層150收縮而出現使基底100傾向於朝上翹曲的收縮力F。

在一些實施例中，由於保護膠帶10a’的熱膨脹係數高於第一導電層120、第一絕緣層130、第二導電層140及/或第二絕緣層150的熱膨脹係數，因此，保護膠帶10a’收縮所產生的收縮力F’可以避免收縮力F造成基底100朝上翹曲，甚至使基底100傾向於朝下翹曲。在一些實施例中，保護膠帶10a’的收縮層14’在180℃的熱膨脹係數大於第一導電層120、第一絕緣層130、第二導電層140及/或第二絕緣層150在180℃的熱膨脹係數。在一些實施例中，除了收縮層14’之外，保護膠帶10a’的第一基材層12A’以及第二基材層12B’在180℃的熱膨脹係數也大於第一導電層120、第一絕緣層130、第二導電層140及/或第二絕緣層150在180℃的熱膨脹係數，藉此進一步避免基底100朝上彎曲。

需說明的是，本實施例是以形成兩層第二導電層140以及兩層第二絕緣層150為例，但本發明不以此為限。第二導電層140以及第二絕緣層150的數量可以依照實際需求而進行調整。

在本實施例中，基底100上的重新佈線結構RDL包括第一導電層120、第一絕緣層130、第二導電層140及第二絕緣層150，但本發明不以此為限。基底100上的重新佈線結構RDL還可以包括其他導電層與絕緣層。

接著請參考圖3J，將基底100以及保護膠帶10a’自吸盤CK上取下，接著自基底100移除保護膠帶10a’。至此，半導體裝置1大致完成。在本實施例中，半導體裝置1例如為三維積體電路中的中介層。在一些實施例中，於半導體裝置1的微凸塊112上接合一個或多個晶片，並於半導體裝置1的重新佈線結構RDL上形成錫球或其他類似的元件。

在本實施例中，製造半導體裝置1的過程中使用了保護膠帶10a以及保護膠帶10a’，但本發明不以此為限。在其他實施例中，製造半導體裝置1的過程中可以使用三個以上不同的保護膠帶，以於基底100上形成更多的導電層以及絕緣層。

圖4A至圖4C是依照本發明的一實施例的一種半導體裝置的製造方法的剖面示意圖。在此必須說明的是，圖4A至圖4C的實施例沿用圖3A至圖3J的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。

請參考圖4A，接續於圖3F的步驟，在收縮力F大到一定的程度之後，為了避免基底100朝上翹曲並脫離吸盤CK，將基底100以及保護膠帶10a自吸盤CK取起，並於保護膠帶10a的第一基材層12A貼上另一保護膠帶10a’。接著再將保護膠帶10a’置於吸盤CK上。換句話說，在本實施例中，在將保護膠帶10a自吸盤CK取起之後，不將保護膠帶10a自基底100移除。

在一些實施例中，保護膠帶10a’原本的面積大於保護膠帶10a的面積，且在將保護膠帶10a’貼於保護膠帶10a之後，藉由切割製程使保護膠帶10a’與保護膠帶10a修齊對準。

接著請參考圖4B，於第一導電層120以及第一絕緣層130上沉積至少一第二導電層140以及至少一第二絕緣層150。

在本實施例中，保護膠帶10a以及保護膠帶10a’在180℃的熱膨脹係數皆大於第一導電層120、第一絕緣層130、第二導電層140及/或第二絕緣層150在180℃的熱膨脹係數。因此，在沉積第二導電層140及第二絕緣層150之後，保護膠帶10a以及保護膠帶10a’所產生的收縮力F’可以避免基底100因為第二導電層140及第二絕緣層150產生的收縮力F而出現翹曲。

在一些實施例中，保護膠帶10a’的黏著層16’的黏性小於保護膠帶10a的黏著層16的黏性，因此，可以避免保護膠帶10a’將保護膠帶10a自基底100撕起。

接著，請參考圖4C，將基底100、保護膠帶10a’以及保護膠帶10a自吸盤CK上取起，接著移除保護膠帶10a’以及保護膠帶10a。至此，半導體裝置1大致完成。

綜上所述，保護膠帶10a以及保護膠帶10a’可以取代傳統的玻璃載板，用於在製程中傳遞基底100。此外，保護膠帶10a以及保護膠帶10a’具有耐高真空度、低污染性、耐熱性、耐化性等優點，能使半導體裝置1的加工過程更穩定。另外，保護膠帶10a以及保護膠帶10a’可以用紫外光解膠、加熱解膠或製冷解膠的方式自基底100上移除，藉此防止基底100破裂，並保持基底100表面的潔淨。

圖5A至圖5B是依照本發明的一實施例的一種半導體裝置的製造方法的剖面示意圖。

請參考圖5A，以圖3A至圖3J或圖4A至圖4C的方式於基底100的第二面100b上形成重新佈線結構RDL。在本實施例中，未於基底100的第一面100a形成微凸塊112。

接著請參考圖5B，以圖3A至圖3J或圖4A至圖4C的方式於基底100的第一面100a上形成重新佈線結構RDL’。具體地說，翻轉基底100，並將一個或多個前述實施例中的保護膠帶貼於重新佈線結構RDL上，並於基底100的第二面100b沉積第一導電層120’、第一絕緣層130’、第二導電層140’以及第二絕緣層150’。至此，半導體裝置2大致完成。

綜上所述，保護膠帶可以取代傳統的玻璃載板，用於在製程中傳遞基底100。此外，保護膠帶具有耐高真空度、低污染性、耐熱性、耐化性等優點，能使半導體裝置2的加工過程更穩定。另外，保護膠帶可以用紫外光解膠、加熱解膠或製冷解膠的方式自基底100上移除，藉此防止基底100破裂，並保持基底100表面的潔淨。

1:半導體裝置 2:半導體裝置 10, 10a, 10a’:保護膠帶 12A, 12A’:第一基材層 12B, 12B’:第二基材層 14, 14’:收縮層 16, 16’:黏著層 20:離型層 100:基底 100a:第一面 100b:第二面 102:開口 110:導電結構 112:微凸塊 120:第一導電層 130:第一絕緣層 140:第二導電層 150:第二絕緣層 CK:吸盤 CL:切割線 F, F’:收縮力 RDL:重新佈線結構 T1, T2, T3, T4:厚度

圖1是依照本發明的一實施例的一種保護膠帶的剖面示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的一種保護膠帶的剖面示意圖。圖3A至圖3J是依照本發明的一實施例的一種半導體裝置的製造方法的剖面示意圖。圖4A至圖4C是依照本發明的一實施例的一種半導體裝置的製造方法的剖面示意圖。圖5A至圖5B是依照本發明的一實施例的一種半導體裝置的製造方法的剖面示意圖。

10:保護膠帶

12A:第一基材層

14:收縮層

16:黏著層

20:離型層

T1,T2,T3:厚度

Claims

一種保護膠帶，包括：第一基材層；黏著層；以及收縮層，收縮層位於所述第一基材層與所述黏著層之間，其中所述收縮層在180℃的熱膨脹係數為大於或等於30μm/m℃且小於100μm/m℃，且所述收縮層在23℃的硬度大於肖氏硬度30A，其中以原料組成所述收縮層，所述原料包括寡聚物、單體以及起始劑，其中所述寡聚物包括環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或其組合，所述單體包括單官能基單體、雙官能基單體、多官能基單體或其組合，且所述起始劑包括自由基型起始劑或陽離子型起始劑，其中在所述收縮層的所述原料中，所述寡聚物的重量比大於或等於40wt%，所述單體的重量比為20wt%至50wt%，且所述起始劑的重量比小於或等於10wt%。
如請求項1所述的保護膠帶，其中所述收縮層在30℃的彎曲模數為1.45MPa，且在180℃的彎曲模數為0.19MPa。
如請求項1所述的保護膠帶，其中所述第一基材層的柔韌性大於所述收縮層的柔韌性。
如請求項1所述的保護膠帶，其中所述收縮層的材料包括壓克力樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、聚矽氧烷樹脂或上述材料的組合。
如請求項1所述的保護膠帶，更包括：第二基材層，其中所述收縮層位於所述第一基材層與所述第二基材層之間，且所述第二基材層位於所述收縮層與所述黏著層之間，其中所述收縮層在180℃的熱膨脹係數大於所述第一基材層在180℃的熱膨脹係數與所述第二基材層在180℃的熱膨脹係數。
如請求項5所述的保護膠帶，其中所述第一基材層的材料與所述第二基材層的材料包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、聚醚碸、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醚醚酮或上述材料的組合。
如請求項1所述的保護膠帶，其中所述第一基材層的厚度為25微米至200微米，所述收縮層的厚度為25微米至500微米，且所述黏著層的厚度為5微米至100微米。
一種半導體裝置的製造方法，包括：將保護膠帶貼於基底的第一面，其中所述保護膠帶包括：第一基材層；黏著層；以及收縮層，收縮層位於所述第一基材層與所述黏著層之間，其中所述收縮層在180℃的熱膨脹係數為大於或等於30μm/m℃且小於100μm/m℃，且所述收縮層在23℃的硬度大於肖氏硬度30A，其中以原料組成所述收縮層，所述原料包括寡聚物、單體以及起始劑，其中所述寡聚物包括環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或其組合，所述單體包括單官能基單體、雙官能基單體、多官能基單體或其組合，且所述起始劑包括自由基型起始劑或陽離子型起始劑，其中在所述收縮層的所述原料中，所述寡聚物的重量比大於或等於40wt%，所述單體的重量比為20wt%至50wt%，且所述起始劑的重量比小於或等於10wt%；研磨所述基底相對於所述第一面的第二面；於所述基底的所述第二面沉積至少一第一導電層以及至少一第一絕緣層；以及移除所述保護膠帶。
如請求項8所述的半導體裝置的製造方法，更包括：在移除所述保護膠帶之後，於所述基底的所述第一面貼上另一保護膠帶，其中所述另一保護膠帶的另一收縮層在180℃的熱膨脹係數大於所述保護膠帶的所述收縮層在180℃的熱膨脹係數；於所述至少一第一導電層以及所述至少一第一絕緣層上沉積至少一第二導電層以及至少一第二絕緣層；以及移除所述另一保護膠帶。
如請求項8所述的半導體裝置的製造方法，更包括：在移除所述保護膠帶之前，於所述保護膠帶的所述第一基材層貼上另一保護膠帶；於所述至少一第一導電層以及所述至少一第一絕緣層上沉積至少一第二導電層以及至少一第二絕緣層；以及移除所述另一保護膠帶以及所述保護膠帶。
如請求項10所述的半導體裝置的製造方法，其中所述另一保護膠帶的另一黏著層的黏性小於所述保護膠帶的所述黏著層的黏性。
如請求項8所述的半導體裝置的製造方法，其中在將所述保護膠帶貼於所述基底的所述第一面之後，切割所述保護膠帶。
如請求項8所述的半導體裝置的製造方法，更包括：在將所述保護膠帶貼於所述基底的所述第一面之前，於所述基底的所述第一面上形成開口；形成導電結構於所述第一面上的所述開口中；研磨所述基底的所述第二面直到所述開口中的所述導電結構被暴露出來；以及沉積所述至少一第一導電層以及所述至少一第一絕緣層於所述導電結構上。
如請求項8所述的半導體裝置的製造方法，更包括：在將所述保護膠帶貼於所述基底的所述第一面之後，將所述保護膠帶置於吸盤上。
如請求項8所述的半導體裝置的製造方法，其中所述基底為半導體晶圓。