無晶片基材的中介層的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明是關于一種中介層的制作方法，特別是一種不使用晶片基材的中介層制作方法。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路的線路圖案縮小至數十納米的尺寸，所制作的晶片整合了更多的運算功能以及數目更多的晶體管元件，使得信號接腳(I/O)的數量也急劇倍增，連帶也使得傳統晶片封裝技術遭遇極為嚴苛的挑戰。
[0003]例如，現有技術中利用打線技術(wirebonding)進行封裝的方式，由于封裝結構所需的導線數目大增，而造成打線難度增高，并且因為多重連線電阻的增加，導致晶片發生嚴重的散熱問題。此外，現有技術中的覆晶封裝(Flip chip)技術，由于只能進行單層晶片的封裝，也無法應付封裝晶片數目遽增的信號接腳。
[0004]因此，在目前快速發展中的2.5D與3D封裝技術中，廣泛的使用中介層(interposer)來作為晶片與印刷電路板之間的連接橋梁。常見的中介層其制作程序，包括了晶片基板的薄化、鉆孔、以及填充導電材料等過程。其中，為了讓原本厚度大約600?700微米的晶片基板，能降低厚度到25?200微米，會采用化學機械研磨法對晶片基板的背面進行研磨，以降低其厚度。由于需要移除相當厚度的晶片基板，因此會耗費相當長的時間。并且，也可能會造成研磨后的晶片基板，產生局部或整體厚度不均的缺陷，或是造成晶片邊緣損傷等問題，而導致產品良品率降低。
[0005]此外，由于研磨后的晶片基板相當薄，因此后續要對薄化的晶片基板進行加工也相對困難，發生晶片基板破片的機率大增。在現有技術中，會采用暫時性貼合(TemporaryBonding)的技術，通過粘膠或是靜電吸附的方式，將薄化后的晶片基板貼附于一載具上再進行加工，藉由載具的承載來提供晶片基板足夠的支撐。但即便如此，如果研磨后的晶片基板厚度過薄，仍然容易在后續制造工藝中發生破裂。并且，由于所使用的粘膠只能耐受攝氏200度左右的溫度，因此無法在高溫爐管中加工，也無法進行高溫回火的制造工藝。再加上彼此粘貼的晶片基板與載具并非一體成形，在溫度較高的環境中也容易發生爆裂。
[0006]考慮到上述情形，本案發明人乃希望能提供一種不采用晶片基板的中介層制作方法，以便能有效的解決上述問題。
【發明內容】
[0007]本發明提供一種無晶片基板的中介層制作方法，以解決現有技術中的一項或多項缺失。
[0008]本發明提供一種無晶片基板的中介層制作方法。首先，提供一透光載板。接著，形成一緩沖層于透光載板上表面。形成第一接觸墊于緩沖層上，并且形成內連線于第一接觸墊上表面。隨后，形成一非導電層于緩沖層上，并填充于相鄰的內連線之間，其中所形成的非導電層會曝露出內連線上表面。然后，進行第一次重分布制造工藝，形成第一導線圖案于非導電層上表面，以連接內連線。再形成一防護層于第一導線圖案上方，并且形成接觸孔于防護層上。隨后，形成第二接觸墊于防護層上表面，并經由接觸孔電連接第一導線圖案。接著，由透光載板下表面以激光照射緩沖層，讓緩沖層汽化解離，使所制作的中介層結構由透光載板上表面脫離。
[0009]在一實施例中，上述透光載板是由石英玻璃、硼硅玻璃、鈉硅玻璃或藍寶石玻璃構成。
[0010]在一實施例中，上述緩沖層的材料可選擇陶瓷光學膜、金屬薄膜或是非金屬薄膜。例如:可選擇氮化鎵(GaN)、氮化鋁(A1N)、氧化鋁(AlO)或氧化鋅(ZnO)等陶瓷光學膜來構成緩沖層;或是選擇諸如氮化娃(SixNx)、氧化娃(SixOx)、娃(Si)或碳化娃(SiC)等非金屬膜來構成緩沖層;或是選擇諸如鈦(Ti)、鎢化鈦(TiW)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)等金屬薄膜來構成緩沖層。
[0011]在一實施例中，上述形成非導電層的步驟，還包括沉積一硅層于緩沖層、第一接觸墊以及內連線上，且研磨硅層直到內連線上表面曝露出來。在另一實施例中，上述形成非導電層的步驟，則包括涂布一玻璃層于緩沖層上表面并填充于相鄰的內連線間，其中玻璃層曝露出內連線上表面。在又一實施例中，上述形成非導電層的步驟，包括涂布一有機材料層于緩沖層上表面并填充于相鄰的內連線間，其中有機材料層曝露出內連線上表面。
[0012]在一實施例中，在進行所述第一次重分布制造工藝形成第一導線圖案之后，還包括下列步驟。形成第一介電層于非導電層上，以覆蓋非導電層與第一導線圖案;再形成接觸孔于第一介電層上，以曝露出部份第一導線圖案;并且進行第二次重分布制造工藝，形成第二導線圖案于第一介電層上表面，其中第二導線圖案經由接觸孔連接第一導線圖案。
[0013]在一實施例中，可重復進行數次上述重分布制造工藝，以便在內連線與非導電層上方制作所需數量的重分布導線層。
[0014]本發明所提供的無晶片基板的中介層制作方法，具有相當多的優點。首先，相較于現有技術中通過化學機械研磨薄化晶片基板的方式，本發明的方法可免掉研磨減薄的程序，因此可完全省下研磨程序的工時，而提高中介層的生產速度。其次，由于本發明無晶片基板的中介層，是直接在承載的透光載板上從無到有加工生產出來，因此能隨著生產者的規格需求，制作厚度更薄且應力更低的超薄型中介層。再者，相較于現有技術中需研磨去除晶片基板相當厚度的材料，本案顯然具有更加環保并且節省材料成本的優勢。特別是，本發明中的透光載板可以重復使用，因此能更進一步的降低生產成本。
【附圖說明】
[0015]圖1顯示本發明所提供一種無晶片基材中介層的制作步驟;以及
[0016]圖2A?圖2G，顯示本發明制作無晶片基材的中介層其各個過程中的橫截面結構圖。
[0017]符號說明:
[0018]步驟SI?SlO
[0019]透光載板10
[0020]緩沖層20
[0021]中介層3
[0022]第一接觸墊30
[0023]內連線31
[0024]非導電層32
[0025]第一導線圖案33
[0026]第一介電層34
[0027]接觸孔35
[0028]第二導線圖案36
[0029]第二介電層37
[0030]接觸孔38
[0031]第三導線圖案39
[0032]防護層40
[0033]接觸孔41
[0034]第二接觸墊42
【具體實施方式】
[0035]請參照圖1，此圖顯示了本發明所提供一種無晶片基材中介層的制作過程。首先，提供一透光載板(步驟SI)。接著，形成一緩沖層于透光載板上表面(步驟S2)。形成第一接觸墊于緩沖層上(步驟S3)，并且形成內連線于第一接觸墊上表面(步驟S4)。隨后，形成一非導電層于緩沖層上，并填充于相鄰的內連線之間，其中所形成的非導電層會曝露出內連線上表面(步驟S5)。然后，進行第一次重分布制造工藝，形成第一導線圖案于非導電層上表面，以連接內連線(步驟S6)。再形成一防護層于第一導線圖案上方(步驟S7)，并且形成接觸孔于防護層上(步驟S8)。隨后，形成第二接觸墊于防護層上表面，并經由接觸孔電連接第一導線圖案(步驟S9)。接著，由透光載板下表面以激光照射緩沖層，讓緩沖層汽化解離，使第一接觸墊與非導電層由透光載板上表面脫離，亦即使所制作的中介層結構由透光載板上脫離(步驟S10)。
[0036]請參照圖2A?圖2G，此部份圖式顯示了本發明所制作無晶片基材的中介層在制造工藝中各階段的結構橫截面圖。
[0037]如圖2A所示，首先提供一透光載板10ο在一較佳實施例中，此透光載板10是由石英玻璃、硼硅玻璃、鈉硅玻璃、藍寶石玻璃或其任意組合所構成。接著，形成一緩沖層20于透光載板10上表面。緩沖層20的材料可選擇陶瓷光學膜、金屬薄膜或是非金屬薄膜。在一實施例中，可選擇氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(A10)、氧化鋅(ZnO)或其任意組合等陶瓷光學膜來構成緩沖層20;或是選擇諸如氮化娃(SixNx)、氧化娃(SixOx)、娃(Si)、碳化娃(SiC)或其任意組合等非金屬膜來構成緩沖層20。至于，可作為緩沖層20材料的金屬薄膜，則可選擇鈦(Ti)、鎢化鈦(TiW)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)或其任意組合等材料。然后，形成第一接觸墊30于緩沖層20上表面，并且形成內連線31于第一接觸墊30上表面。此處的第一接觸墊30在后續的封裝程序中，可通過錫球焊點與印刷電路板產生電連接。至于，連接于第一接觸墊30上表面的內連線31具有柱狀結構，可作為玻璃通孔連線(TGV，ThroughGlass Via)、娃通孔連線(TSV,Through Silicon Via)、有機材料通孔連線(TOV,ThroughOrganic Via)、或是陶瓷材料通孔(TCV,Through Ceramic Via) ο
[0038]請參見圖2B，接著形成一非導電層32于緩沖層20上，并填充于相鄰的內連線31以及相鄰的第一接觸墊30之間。由于所形成的非導電層32并未覆蓋住內連線31，所以內連線31的上表面會曝露出來。
[0039]值得注意的是，上述非導電層32的材料與相關制造工藝，可根據制造者的需求加以變化，例如可選擇介電材料、絕緣材料或是半導體材料來制作非導電層32。在一實施例中，當非導電層32選擇由硅材料構成時，所述形成非導電層32的步驟，還包括沉積一硅層于前述緩沖層20、第一接觸墊30與內連線31之上，接著再采用諸如化學機械研磨法，研磨硅層直到內連線31上表面曝露出來為止。在此實施例中，所制作貫通硅層的內連線31，即可作為硅通孔連線(TSV)使用。
[0040]在另一實施例中，當非導電層32選擇由玻璃材料構成時，所述形成非導電層32的步驟，還包括涂布一玻璃層于緩沖層20上表面，并使玻璃層填充于相鄰的內連線31與相鄰的第一接觸墊30之間，其中玻璃層并會曝露出內連線31上表面。在此實施例中，所制作貫通玻璃層