TWI661476B - 半導體基板及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一半導體基板之加工方法，該半導體基板具有一載板及形成於該載板之複數個線路，相鄰之該些線路之間具有一空間，該空間顯露該載板之一表面，該加工方法使用通過該空間之一雷射光束蝕刻該載板，使該載板下凹形成複數個溝槽，所形成之該些溝槽於後續製程中可提高流體(如封裝膠體、導電膠體或防焊漆)之流動性，此外，於蝕刻該載板之同時，該雷射光束亦移除位於該些線路之間的殘留物，以提高該半導體基板之良率。

Description

半導體基板及其加工方法
本發明關於一種半導體基板及其加工方法，以雷射光束加工蝕刻載板，使載板表面形成可增加流體流動性之溝槽，以提高半導體基板良率。
半導體封裝技術隨著終端電子產品的需求不斷演進，其中為了滿足產品需求，超精細間距(super fine pitch)線路為不可避免之發展趨勢，然而封裝製程中所使用的流體(如underfill或ACF)於超精細間距線路之間不易流動，因此難以均勻分佈於基板表面，此外，由於線路間的間距非常狹窄，位於線路之間的異物於蝕刻製程中不易完整移除，且於移除異物過程中容易損害線路，使得封裝結構良率難以顯著提昇。
本發明之一目的在於提供一種加工方法，其用以加工一半導體基板，該半導體基板具有一載板及複數個線路，該些線路形成於該載板之一表面，且相鄰之該些線路之間具有一空間，該空間顯露該表面，該加工方法之特徵在於：以通過該空間之一雷射光束蝕刻該載板，使複數個溝槽下凹形成於該空間顯露之該表面。
本發明之另一目的在於提供一種半導體基板，其包含一載板及複數個線路，該載板具有一表面及複數個溝槽，該些線路形成於該載板之該表面，且相鄰之該些線路之間具有一空間，該空間顯露該表面，該些溝槽下凹形成於該空間顯露之該表面，其中該些溝槽係由通過該空間之一雷射光束蝕刻該載板所形成。
本發明之該加工方法使用該雷射光束蝕刻該些線路顯露之該載板，使該些溝槽形成於該些線路之間，該些溝槽可增加後續製程中的流體流動性，因此可提高其封裝結構之良率，此外，本發明之該加工方法可應用於超精細間距(super fine pitch)的半導體基板，精準地加工蝕刻該載板，以避免損害該些線路。
請參閱第1及2圖，本發明之一種加工方法係用以加工一半導體基板100，該半導體基板100具有一載板110及複數個線路120，該些線路120形成於該載板110之一表面111，相鄰之該些線路120之間具有一空間S，該空間S顯露該載板110之該表面111，在本實施例中，該載板110之材質為聚醯亞胺(Polyimide, PI)，該些線路120之材質為銅，但本發明不以此為限制，該載板110之材質可為其他具可撓性之聚合物，該些線路120之材質可為其他合適之金屬或合金。
請參閱第1及2圖，該些線路120係經由一圖案化製程形成於該載板110，該圖案化製程包含: (i)形成一金屬層於該載板110之該表面111；(ii)形成一圖案化光阻層於該金屬層上，該圖案化光阻層係由曝光顯影一光阻層所形成；(iii)以該圖案化光阻層為遮罩蝕刻該金屬層，以形成該些線路120，其中，相鄰之該些線路120之間具有一間距(pitch)D1，較佳地，該間距D1小於20μm。
請參閱第2圖，由於該些線路120之間的該間距D1過於狹窄，在線路圖案化製程完成後，可能會有一些殘留物R殘留於該些線路120之間的該空間S中而難以移除，導致該半導體基板100之穩定性及良率不佳，該殘留物R可能為金屬、光阻或污染物等物質。
請參閱第3及4圖，本發明之該加工方法係以通過該空間S之一雷射光束L蝕刻該載板110，使得複數個溝槽112下凹形成於該空間S顯露之該表面111，該些溝槽112連通該空間S，因此於後續製程中，該些溝槽112可增加塗佈於該半導體基板100上之流體流動性，使流體於該半導體基板100上均勻流動分佈，其中流體包含封裝膠體(Underfill)、導電膠體(Anisotropic Conductive Film, ACF)或防焊漆(Solder resist, SR)等。
該雷射光束L於蝕刻該載板110之同時，亦移除了位於該空間S之該殘留物R，因此本發明藉由單一製程即可同時達到加工該半導體基板100及移除異物之功效，以顯著改善該半導體基板100之良率。
請參閱第4圖，該載板110具有一厚度D2，該厚度D2為該載板110蝕刻前之厚度，該些溝槽112具有一深度D3，該深度D3為該表面111至該溝槽112底面的最短距離，其中該深度D3不大於該厚度D2的二分之一，該厚度D2介於20-40 μm，該深度D3介於0.1-15 μm之間，較佳地，該深度D3不大於該厚度D2的三分之一，在本實施例中，該載板110之該厚度D2實質上等於35μm，該些溝槽112之該深度D3實質上等於10 μm。
請參閱第4圖，各該線路120具有一側面121，該側面121面向該空間S，各該溝槽112具有一槽側壁112a，該槽側壁112a連接該側面121，其中該側面121及該槽側壁112a之間具有一連接界面I，於該雷射光束L蝕刻該載板110時，該雷射光束L之能量會造成該載板110局部熔融而產生一熔融材，且該雷射光束L於該空間S移動的過程中，該熔融材會被噴濺至該連接界面I，使得該熔融材凝固於該連接界面I而形成一保護層130，該保護層130覆蓋該連接界面I，較佳地，該保護層130亦覆蓋鄰近該連接界面I之該些線路120之該側面121，該保護層130用以避免該些線路120發生遷移現象，包含離子遷移(ion migration)、金屬遷移(metal migration)或電遷移(electromigration)。
請參閱第3至5圖，在本實施例中，係使用一自動光學檢查裝置200(Automated Optical Inspection, AOI)控制該雷射光束L，使該雷射光束L沿著該空間S蝕刻該載板110，該自動光學檢查裝置200包含一影像擷取單元210、一影像處理單元220及一控制單元230，該影像擷取單元210及該影像處理單元220分別用以擷取及處理該半導體基板100之影像，該控制單元230根據該半導體基板100之影像分析該些線路120於該載板110上的分佈，以取得該空間S於該載板110上的位置及該間距D1大小，且該控制單元230可根據該空間S位置及該間距D1大小調整該雷射光束L之位移及束徑。
該控制單元230根據該空間S位置控制該雷射光束L的位移，使該雷射光束L沿著該些線路120之間的該空間S移動，以蝕刻該載板110，且該控制單元230可根據該間距D1大小控制該雷射光束L之束徑，使該雷射光束L之束徑不大於該間距D1，以避免該雷射光束L蝕刻該些線路120。
較佳地，該控制單元230亦可調整該雷射光束L的能量及移動速度，使該些溝槽112之該深度D3符合不同深度的需求，在本實施例中，該雷射光束L之能量呈現高斯分佈，因此所形成之該些溝槽112截面形狀大致為半圓形，但本發明不以此為限制，可使用能量均勻分佈之雷射光束蝕刻該載板110，以形成截面形狀大致為矩形之溝槽。
本發明之該加工方法使用該雷射光束L蝕刻該些線路120顯露之該載板110，使該些溝槽112形成於該些線路120之間，以增加後續封裝製程之流體流動性，進而提昇封裝結構之良率。此外，由於該雷射光束L具高指向性，因此可應用於超精細間距(super fine pitch)的半導體基板，精準地加工蝕刻該載板110，以避免損害該些線路120。
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，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧半導體基板
110‧‧‧載板
111‧‧‧表面
112‧‧‧溝槽
112a‧‧‧槽側壁
120‧‧‧線路
121‧‧‧側面
130‧‧‧保護層
200‧‧‧自動光學檢查裝置
210‧‧‧影像擷取單元
220‧‧‧影像處理單元
230‧‧‧控制單元
D1‧‧‧間距
D2‧‧‧厚度
D3‧‧‧深度
L‧‧‧雷射光束
I‧‧‧連接界面
R‧‧‧殘留物
S‧‧‧空間
第1圖：依據本發明之一實施例，一種半導體基板之立體圖。 第2圖：依據本發明之一實施例，該半導體基板之側視圖。 第3圖：依據本發明之一實施例，一種加工方法之示意圖。 第4圖：依據本發明之一實施例，該半導體基板之側視圖。 第5圖：依據本發明之一實施例，一自動光學檢查裝置之方塊圖。

Claims (10)

  1. 一種加工方法，用以加工一半導體基板，該半導體基板具有一載板及複數個線路，該些線路形成於該載板之一表面，且相鄰之該些線路之間具有一空間，該空間顯露該表面，該加工方法之特徵在於：以通過該空間之一雷射光束蝕刻該載板，使複數個溝槽下凹形成於該空間顯露之該表面，其中各該線路之一側面及各該溝槽之一槽側壁之間具有一連接界面，於該雷射光束蝕刻該載板時，該載板因局部熔融而產生一熔融材，該熔融材凝固於該連接界面而形成一保護層，該保護層覆蓋該連接界面。
  2. 一種加工方法，用以加工一半導體基板，該半導體基板具有一載板及複數個線路，該些線路形成於該載板之一表面，且相鄰之該些線路之間具有一空間，該空間顯露該表面，該加工方法之特徵在於：以通過該空間之一雷射光束蝕刻該載板，使複數個溝槽下凹形成於該空間顯露之該表面，其中係以一自動光學檢查(Automated Optical Inspection)裝置控制該雷射光束，使該雷射光束沿著該空間蝕刻該載板。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之加工方法，其中該載板具有一厚度，該些溝槽具有一深度，該深度不大於該厚度的二分之一。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之加工方法，其中該載板具有一厚度，該些溝槽具有一深度，該厚度介於20-40μm，該深度介於0.1-15μm之間。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之加工方法，其中相鄰之該些線路之間具有一間距(pitch)，該間距小於20μm。
  6. 一種半導體基板，其包含：一載板，具有一表面及複數個溝槽；以及複數個線路，形成於該載板之該表面，相鄰之該些線路之間具有一空間，該空間顯露該表面，該些溝槽下凹形成於該空間顯露之該表面，其中該些溝槽係由通過該空間之一雷射光束蝕刻該載板所形成，各該線路之一側面及各該溝槽之一槽側壁之間具有一連接界面，於該雷射光束蝕刻該載板時，該載板因局部熔融而產生一熔融材，該熔融材凝固於該連接界面而形成一保護層，該保護層覆蓋該連接界面。
  7. 一種半導體基板，其包含：一載板，具有一表面及複數個溝槽；以及複數個線路，形成於該載板之該表面，相鄰之該些線路之間具有一空間，該空間顯露該表面，該些溝槽下凹形成於該空間顯露之該表面，該些溝槽係由通過該空間之一雷射光束蝕刻該載板所形成，其中係以一自動光學檢查(Automated Optical Inspection)裝置控制該雷射光束，使該雷射光束沿著該空間蝕刻該載板。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所述之半導體基板，其中該載板具有一厚度，該些溝槽具有一深度，該深度不大於該厚度的二分之一。
  9. 如申請專利範圍第6或7項所述之半導體基板，其中該載板具有一厚度，該些溝槽具有一深度，該厚度介於20-40μm，該深度介於0.1-15μm之間。
  10. 如申請專利範圍第6或7項所述之半導體基板，其中相鄰之該些線路之間具有一間距(pitch)，該間距小於20μm。
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