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RDL

更新 2026-07-26

定義

Redistribution Layer(重佈線層),在晶片或晶圓表面製作金屬線路,將 I/O pad 從原始位置重新分佈,以符合封裝所需的 bump 位置與間距。RDL 是先進封裝的核心製程,也是 PSPI 材料的主要應用場景。

圖解

SemiEng_RDL_Lam_銅線剖面

圖說:RDL 剖面示意(左)與俯視(右):晶片原生 metal pad 經 RDL 銅線路重新佈線至 UBM+solder bump,把 I/O 從晶片邊緣重分佈成面陣列。© Lam Research, via Semiconductor Engineering。

2026年台灣半導體特化與耗材展望_福邦投顧研究部202603_023

圖說:RDL 中介層與矽中介層技術比較:介電材料、線寬線距、成本差異一覽,以及 CoWoS-R、CoWoS-S、FOCos 各代表技術定位。

2026年台灣半導體特化與耗材展望_福邦投顧研究部202603_024

圖說:2023–2026(F) CoWoS 需求趨勢圖:CoWoS-R 需求隨先進封裝擴張,PSPI 等 RDL 介電材料需求同步增長。

flowchart TD
    subgraph 中介層路線選擇
    SiO2[SiO2 矽中介層
高成本 需晶圓廠製造
CoWoS-S]
    RDL路線[RDL 中介層
低成本 封裝廠製造
PSPI/PBO 介電材料]
    end

    subgraph RDL封裝形式
    CoWoS-R --> RDL路線
    FOCoS --> RDL路線
    FOPLP --> RDL路線
    end

    subgraph PSPI材料
    正型PSPI[正型 PSPI
達興材料/永光/長興]
    負型PSPI[負型 PSPI
三福化]
    RDL路線 --> 正型PSPI
    RDL路線 --> 負型PSPI
    end

製程結構與材料組成

RDL 本質是「介電層 + 銅線路」交替堆疊的三明治結構:每一層由感光介電材絕緣、via 開孔導通上下層、PVD 種子層打底、電鍍銅成線,重複 N 次後以 UBM + bump 對外連接。

疊構剖面(兩層 RDL 示意,由上而下)

flowchart TB
    BUMP[Bump / 銅柱\n對外連接] --- UBM[UBM 凸塊下金屬\nTi-Cu-Ni-Au 或 ENEPIG]
    UBM --- PI3[頂層保護介電層\nPSPI / PBO]
    PI3 --- M2[RDL 金屬層 2\n電鍍銅 3–8µm]
    M2 --- V1[Via 層間導通\n介電層開孔+填銅]
    V1 --- PI2[介電層 2\nPSPI / PBO 5–10µm]
    PI2 --- M1[RDL 金屬層 1\nTi 阻障 + Cu 種子 + 電鍍銅]
    M1 --- PI1[介電層 1\n應力緩衝+絕緣]
    PI1 --- DIE[晶片原生 Al/Cu pad\npassivation 開口]

圖說:多層 RDL 疊構。線路密度由下往上遞減(fine → coarse),最底層貼晶片 pad 的線寬最細;層數越多、累積應力與良率挑戰越大(面外翹曲反因剛性上升而降低,銅含量越高效果越強,見 技術_晶片抗翹曲;4 層為目前良率甜蜜點,見下方 damascene 段)。

單層 RDL 製程流程(SAP 半加成法,目前 ≥2µm 主流)

flowchart TD
    A[1. 介電層成膜\nPSPI/PBO 旋塗 或 乾膜壓合] --> B[2. 曝光 + 顯影\n感光介電直接開 via 免蝕刻]
    B --> C[3. 固化 Cure\n170–230°C 醯亞胺化 收縮需受控]
    C --> D[4. PVD 種子層\nTi 阻障 + Cu 種子 各 ~50–200nm]
    D --> E[5. 光阻塗布 + 微影\n定義線路圖形]
    E --> F[6. 電鍍銅 ECD\n線路與 via 同步填銅 3–8µm]
    F --> G[7. 去光阻 + 種子層濕蝕刻\n去除線路以外的 Ti/Cu]
    G --> H{還要下一層?}
    H -->|是 重複 1–7| A
    H -->|否| I[頂層保護層 + UBM + bump]

圖說:SAP 流程一層約 7 步。感光介電材(PSPI/PBO)是成本關鍵——直接曝光顯影開 via,省掉 SiO₂ 路線的沉積+乾蝕刻,讓 RDL 能在封裝廠用一般微影設備完成。sub-2µm 後種子層濕蝕刻會側蝕啃銅線,轉向 damascene(介電開溝→填銅→CMP 磨平,見下方 1µm 工程實證段)。

三條製程路線總覽

路線 適用線寬 L/S 原理 關鍵差異
SAP 半加成法 ≥2µm(優化薄種子層可延伸至 ~1.5µm) 種子層全面打底→光阻開口→電鍍長銅→去光阻+種子層濕蝕刻 封裝廠既有產線即可做;細線時濕蝕刻側蝕啃線是極限來源
mSAP 改良半加成法 載板級(~5–10µm 起) 超薄銅箔取代濺鍍種子層,其餘同 SAP 主用於 ABF/BT 載板線路,非晶圓級 RDL 主流
Damascene 鑲嵌法 sub-2µm~1µm 以下 介電開溝→PVD 阻障種子→電鍍填溝→CMP 磨平 免蝕刻無側蝕、三面阻障、逐層平坦;需新增 CMP 設備與耐磨低收縮介電材

面板級(FOPLP)的四條 PCB 出身工法

上表是以線寬為軸的三條金屬化路線;若以介電材+圖形化手段為軸,面板級 RDL 另有四條源自 PCB 產線的工法——(A) 光敏樹脂+SAP(J-Devices,L/S 20µm)、(B) RCC+LDI 減成(Fraunhofer)、(C) 乾膜+2.5 代 TFT-LCD 微影(矽品 P-FO,單層 RDL)、(D) ABF+SAP+LDI(介電 10µm/導體 5µm,可多層)。比較表與四張流程剖面圖見 技術_FOPLP

Die-First 與 Die-Last 實務流程(ABF 介電、乾式製程切入點)

凌嘉_RDL_DieFirst_ABF流程

圖說:Die-First/Face-up(ABF 為介電基材)RDL 流程剖面。左欄:Carrier + Release film 上並排 KGD 與 EMC → ABF Vacuum Lamination → Laser Drilling (Via) +Desmear by Dry EtchingPVD Sputtering Ti/Cu Seed Layer→ Dry Film Lamination;右欄:Laser Drilling → Cu Plating → Dry Film Removal / Seed Layer Etching → Repeat for Multilayer Build-up → Solder Ball Mounting。圖上兩處★藍字標記為凌嘉設備切入點。© 3644_凌嘉科技(興) 官網(web_凌嘉RDL製程_官網_20260726)。

凌嘉_RDL_DieLast流程

圖說:Die-Last 流程四步——Carrier → RDL on Carrier With Plasma Etching / Sputtering → Die Assembly(KGD 面朝下貼上已完成的 RDL)→ Molding(EMC 包覆)→ Carrier Removal / Solder Ball Mounting(同側植球)。Die-First 直接在 KGD 上重佈線,良率風險由 KGD 承擔;Die-Last 先做完 RDL 驗好再貼晶片,避免 KGD 損失,代價是多一道臨時載板與移除工序。© 3644_凌嘉科技(興) 官網(web_凌嘉RDL製程_官網_20260726)。

濕製程轉乾製程(ESG + 細線雙驅動)

上圖兩處★不是廠商行銷點綴,而是 RDL 目前最實際的台廠切入口:基材清潔/除膠渣(Desmear)由濕式過錳酸鉀轉乾式電漿(ABF 含 50–70% SiO₂ 填料,藥水吃不動填料),種子層去除也從藥水濕蝕刻(等向性造成 sub-2µm 底切)朝 BCl₃/Cl₂ 電漿乾蝕刻演進,業界常見折衷是「濕去厚 Cu + 乾去薄 Ti/TiW」兩段式。完整原理、供應商與投資觀察見 技術_Desmear與Descum

RDL-first / chip-last 完整流程:Carrier、Molding 與永久載板的順序

Brewer_RDLFirst_chipLast_process_flow

圖說:Brewer Science 的 RDL-first / chip-last 流程圖。多層 RDL、KGD 接合、epoxy molding 與 mold grinding 都在臨時 carrier 上完成,之後才以雷射釋放 carrier 並清除 release layer。來源:web_Brewer_RDLFirst雷射釋放_20260726

典型的單載板 RDL-first fan-out 主流程為:

flowchart LR
    A[Glass temporary carrier<br/>+ sacrificial release layer] --> B[多層 RDL 製作]
    B --> C[RDL 電測<br/>確認 known-good RDL]
    C --> D[KGD flip-chip / die bonding]
    D --> E[Underfill / epoxy molding]
    E --> F[Mold grinding]
    F --> G[Laser debond<br/>移除 temporary carrier]
    G --> H[清除 release layer]
    H --> I{Final architecture}
    I -->|Fan-out WLP/PLP| J[UBM / solder ball<br/>切割後直接上 PCB]
    I -->|Fan-out on substrate| K[C4 / bump<br/>接合永久 ABF substrate]

不要把 carrier 與永久 substrate 混為同一層

  • Temporary carrier 是製程支撐:RDL 太薄,需要玻璃或矽 carrier 維持平整度與微影對位;完工後必須 debond。
  • Permanent package substrate 是成品結構:只有 fan-out-on-substrate / FOCoS 類架構才在後端把已成形的 fan-out assembly 接到 ABF 載板;純 FOWLP/FOPLP 可直接植球上 PCB。
  • 因此典型流程是 carrier 上 molding → debond → 視架構需求接 ABF,不是先把裸 RDL 放到 ABF 才 molding。

但 RDL-first 並非只有一種旅行路徑。某些細線寬面板流程會先在 carrier A 製作 RDL,再鍵合 carrier B、移除 carrier A,將細線寬面翻到上方後才做 chip-to-RDL bonding;這是 carrier transfer 變體,仍不等於「一開始在永久 ABF 載板上做 RDL」。Lau 等人的 chip-last FOPLP 論文明確描述 RDL-first substrate 在臨時玻璃 carrier 上製作,並依線寬順序選擇是否進行第二次 carrier transfer。

各步驟所需設備與供應商

# 製程步驟 設備類型 國際主要供應商 台廠切入
1 介電層成膜(PSPI/PBO 旋塗或乾膜壓合) 塗佈 track/壓膜機 塗佈顯影 track 國際主導 2467_志聖工業(市)(塗佈/壓膜/烘烤,G2C+ 聯盟)、6664_群翊(櫃)(烘烤塗佈)
2 曝光+顯影(感光介電開 via) stepper/LDI/maskless 曝光機 Canon、Ushio、Veeco/Ultratech、EVG、ASML XT:260 1595_川寶(櫃)(LDI)、微影半導體 LSE(未上市,詳下方曝光設備表)
3 固化 Cure(170–230°C 醯亞胺化) 固化爐(真空固化為 HVM 新趨勢) —(SemiEng 引述真空固化路線) 志聖/群翊(烘烤爐段延伸)
3.5 Desmear 除膠渣/Descum 去殘膠(雷射開孔後、顯影後) 濕式過錳酸鉀線/乾式電漿機 濕式化學 MKS Atotech、MacDermid;乾式電漿 PSK、ULVAC、Nordson MARCH 3644_凌嘉科技(興)(Plasma Desmear/Descum、Ti etching)、3580_友威科(櫃)(PP Desmear、DF/SR Descum)、3131_弘塑(櫃)(濕式)。詳見 技術_Desmear與Descum
4 PVD 種子層(Ti 阻障+Cu 種子) 濺鍍機 AMAT、Evatec 3580_友威科(櫃)(RDL TiCu 種子層)、6937_天虹(市)(台灣首家自製 PVD)、3644_凌嘉科技(興)(Ti/Cu seed 濺鍍)
5 光阻塗布+微影(定義線路) 厚膜光阻 track+曝光機 同步驟 1、2 同步驟 1、2
6 電鍍銅 ECD(線路與 via 填銅) 電鍍機(多段電流密度控制) Lam、ASMPT 3485_敘豐(櫃)(濕製程電鍍自動化)
7 去光阻+種子層蝕刻(濕式為主,Ti/TiW 段正轉乾式電漿 wet bench 濕製程設備/BCl₃-Cl₂ 電漿蝕刻機 國際濕製程大廠;乾式 PSK、ULVAC、Lam、AMAT 3131_弘塑(櫃)3583_辛耘(市)(清洗/去膜/濕蝕刻);乾式 3644_凌嘉科技(興)3580_友威科(櫃)
CMP 平坦化(damascene 路線必備;多層 SAP 亦用於介電層平坦) CMP 研磨機 AMAT、Ebara(panel 級 CMP 開發中) 5443_均豪精密(櫃)7768_頌勝科技(市)
製程檢測(CD/缺陷/翹曲) AOI/metrology Onto Innovation(SemiEng 引述) 供應鏈_半導體製程設備 檢測段

國際供應商名單來源:research_RDL與BalanceFilm_2026-07-10(曝光 Canon/EVG/ASML、PVD AMAT/Evatec、電鍍 Lam/ASMPT、CMP AMAT/Ebara);台廠對應以 供應鏈_半導體製程設備 已驗證列為準。層數越多,1–7 步重複次數越多——設備需求與層數成正比,是「面積×採用率×層數」三軸中設備端最直接的量化錨點。

材料組成一覽

部位 材料 功能與關鍵要求 台股對應
介電層 PSPI(感光聚醯亞胺)/ PBO(聚苯並噁唑) 絕緣+應力緩衝;感光可直接圖形化;低溫固化(<230°C,晶片已在場)、低收縮、低 Dk/Df 5234_達興材料(市)1711_永光(市)1717_長興(市)(正型);4755_三福化(市)(負型顯影)
種子層 Ti 或 TiW(阻障/黏附)+ Cu(導電打底) PVD 濺鍍 ~50–200nm;擋銅擴散進介電層、增附著力(見 技術_薄膜沉積技術_濺鍍靶材 3580_友威科(櫃)(設備)
導體 電鍍銅(ECD) 線路本體 3–8µm;孔內/面內厚度均勻性靠多段電流密度控制 3485_敘豐(櫃)(設備)
UBM Ti/Cu/Ni/Au 疊層 或 ENEPIG bump 與 RDL 間的擴散阻障+可焊層
光阻/顯影 厚膜光阻;TMAH 水系(正型)/ 有機溶劑(負型) L/S 解析度與側壁垂直度 1711_永光(市)4755_三福化(市)
清洗/除渣 電子級清洗劑 via 底部殘留物去除(影響接觸電阻) 1773_勝一(市)

介電材四大選型指標(也是 PSPI 供應商的競爭軸): 1. 固化溫度:fan-out 製程晶片已封在裡面,固化必須壓在 200–230°C 以下——這是 PSPI/PBO 取代 SiO₂(>400°C)的根本原因之一。 2. 固化收縮率:收縮大→翹曲與 via 變形(Sumitomo Bakelite 全醯亞胺化液態介電質做到 4% 即為賣點,見下方 ECTC 段)。 3. CTE / 模數:與銅(~17ppm)失配決定多層堆疊的累積應力(詳 分析_RDL與大面積封裝應力控制)。 4. Dk/Df:UCIe / SerDes 速率拉高後,介電損耗直接吃訊號完整性預算。

PSPI 在 RDL 中的角色

傳統 RDL 使用 SiO2 作介電層(需晶圓廠設備),現代先進封裝轉向 PSPI/PBO: - 可在封裝廠使用一般微影設備處理,大幅降低成本 - PSPI 光敏特性允許直接圖形化,省去額外 SiO2 蝕刻步驟 - 正型 PSPI(水系顯影):環保,海外廠商主導(~90% 市占),台灣廠商有進口替代機會 - 負型 PSPI(有機溶劑顯影):技術成熟,三福化為台灣主供

關鍵技術趨勢

  • CoWoS-R:以 RDL 取代矽中介層,降低成本但密度略低
  • FOCoS(Chip Last):先製作 RDL 再放置晶片
  • FOPLP RDL First:在面板上先製作 RDL,再進行晶片嵌入,有利大面積封裝與成本
  • WMCM:在晶圓級 fan-out 封裝內用多層 RDL 並排整合 AP、記憶體與 I/O 等功能 die,詳見 技術_WMCM
  • 線寬/線距(L/S)推進:2µm L/S → 1µm L/S 趨勢,推動 PSPI 材料升級

技術瓶頸 / 風險

  • 大面積封裝翹曲(FOPLP 尤為嚴重)
  • L/S 推進至 1µm 以下的圖形解析度
  • PSPI 材料與金屬間的黏附性與可靠性

量產實例:InFO RDL via 尺寸與 capture pad

SemiEng_RDL_TSMC_Deca_InFO

圖說:量產品實體剖面——TSMC InFO(Apple A14)RDL via contact 20µm、Cu capture pad 直徑 50µm、Cu stud 25µm;Deca M-Series 以 adaptive patterning 免 capture pad,30µm Cu stud 直連。capture pad 是吸收對位公差的犧牲面積,取消它是 RDL 密度提升的重要槓桿(詳見 技術_InFO與Fan-out封裝 Deca 段)。© Prismark/Deca, via Semiconductor Engineering。

ECTC 2026 微縮路線圖(SemiAnalysis 2026-07-02)

  • 驅動力:UCIe 3.0(最高 64 GT/s 的 die-to-die 互連)收緊有機中介層的訊號完整性要求
  • L/S 路線:10/10µm(~2015)→ 2/2µm(現況)→ 1/1µm(下一目標);sub-2µm 銅製程從 semi-additive plating(SAP)轉向 damascene(SAP vs damascene 差異與各廠進度見專頁),CMP 平坦化與低收縮介電質成為關鍵 gating 步驟
  • 各家進度:
  • Resonac:polymer damascene + panel CMP,320×320mm 玻璃 panel 上 2/2µm 四層 via-and-trench
  • imec + Fujifilm:300mm 晶圓 1/1µm damascene
  • Ushio:1.5/1.5µm 跨 18-reticle 曝光場無 stitching,16 次曝光覆蓋 510×515mm panel
  • Sumitomo Bakelite + Georgia Tech:全醯亞胺化液態介電質,200°C 固化收縮僅 4%、2/2µm L/S
  • GUC(創意電子)+ TSMC:8 層 CoWoS-R RDL(近期平台上限)上整合 64-bit UCIe-A(TSMC N3 test chip、45µm bump pitch、6 層 2/2µm 訊號 + 1 層電源),32 GT/s 實測眼寬 0.77 UI、模擬 36 GT/s 0.74 UI——證明有機中介層可滿足高速 chiplet 系統的 SI/PI 要求
EMIB-T HBM4 Challenges Microfluidic Cooling Photonic Interconnects_049

圖說:GUC UCIe-A 眼圖四張——on-board 實測 0.82UI/0.40UI、on-die 實測 0.87UI/0.77UI。來源:GUC, ECTC 2026 © SemiAnalysis

1µm Damascene 工程實證(Veeco/Ultratech + imec + JSR 論文,2026-07-10 補充)

以感光性永久介電材(JSR 酚醛樹脂系、負型、2.38% TMAH 顯影、CTE <60ppm、Tg >200°C)直接微影開溝,免乾蝕刻:i-line 步進曝光(0.20 NA)→ UV cure + 硬烤 → 低溫 Ti/Cu 種子層(30nm Ti + 150nm Cu,室溫沉積防聚合物起皺)→ 電鍍填銅 → 四步 CMP(快速去銅→慢速著陸→阻障層去除→聚合物回蝕)。300mm 全晶圓 CD 1012nm、3σ 105nm,1.0µm meandercomb 漏電測試良率 100%。SAP/damascene 差異與各廠進度詳見 技術_Damascene

SemiEng_RDL_Amkor_4層2x1um

圖說:Amkor dual damascene 4 層 RDL 實體剖面——2/1µm L/S 線路陣列(左)與 2µm via stack(右),銅線嵌在介電層內、逐層 CMP 磨平。© Amkor, via Semiconductor Engineering。

  • 對比 SAP 的核心優勢:免種子層濕蝕刻(SAP 在 1µm 線寬會側蝕啃咬銅線底部);CMP 平坦表面把後續層曝光 DOF(1µm 解析度時僅 ~3µm)救回來;Ti 阻障層三面包銅提升電遷移可靠度。
  • 產業現況(SemiEng):OSAT 量產最先進 2/2µm;Amkor 已展示 dual damascene 4 層 2/1µm;4 層 RDL 成熟良率達 99%,估未來數年 85% 封裝需求 4 層即可滿足——多層化與 1µm 微縮主要由 HBM 資料匯流排與 chiplet D2D 驅動。
  • Chip-last(RDL first)興起:先在玻璃載板上做 RDL、驗好再放 KGD(known good die),良率與成本雙優,Samsung chip-last FOWLP 封裝厚度比 FCBGA 減半(0.26mm)。

關鍵廠商

材料端(PSPI / 顯影 / 清洗)

環節 廠商 角色
正型 PSPI 介電材料 5234_達興材料(市) RDL 介電層材料
正型 PSPI 1711_永光(市) 光阻/PSPI 材料
正型 PSPI 1717_長興(市) PSPI 封裝材料
負型 PSPI 顯影材料 4755_三福化(市) 有機溶劑系顯影液
封裝清洗劑 1773_勝一(市) RDL 製程清洗

設備端

逐步驟設備與供應商對應見上方「[[#各步驟所需設備與供應商]]」總表。台廠切入邏輯:從玻璃載板供應鏈的 PVD/電鍍/CMP 段延伸進 RDL 金屬化(友威科濺鍍、敘豐電鍍、均豪 CMP),濕製程段(弘塑/辛耘)與黃光段(志聖/群翊/川寶)則自 CoWoS 與載板產線橫向擴充。

曝光設備(RDL 微影,台廠自主化最低的環節)

國際:Canon(i-line 步進/面板機)、Veeco/Ultratech AP300、Ushio(1.5µm 跨 18 光罩場無縫)、EVG LITHOSCALE(無光罩、即時翹曲補償)、ASML XT:260。台廠切入者:

廠商 路線 進度(2026-07)
微影半導體 LSE(未上市) LED 冷光源步進投影曝光機(取代汞燈、能耗 1/100)+自主專利高焦深(DOF)鏡頭——直攻 RDL/FOPLP 翹曲失焦痛點;提供塗佈顯影+曝光+檢測 turn-key 南科生產基地+2026-01 國科會核准進駐竹科設研發中心;與駿吉-KY(1591) 同董事長(胡德立),以「白牌 DDR4/5 晶片帶設備進封測廠」模式建立驗證實績;2026 營收目標 5 億,規劃 2026Q4–2027 登錄興櫃
1595_川寶(櫃) LDI 直寫曝光延伸 RDL 黃光;另建 TGV 金屬化代工線 早期客戶對接;2025 已獲欣興防焊 LDI 訂單
2467_志聖工業(市) 曝光+壓膜+烘烤整段光/熱製程(G2C+ 聯盟) 已入台積電先進封裝供應鏈

來源:research_RDL曝光設備_微影半導體與川寶_2026-07-10(agy 2026-07-10;微影半導體官網已驗證)。微影半導體為未上市公司,數字屬媒體彙整、中信心;興櫃掛牌後再開公司頁。

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