專利名稱：晶片封裝體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種晶片封裝體，特別有關(guān)于一種可以在切割制程中保護(hù)導(dǎo)電墊的 晶片封裝體及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前業(yè)界針對(duì)晶片的封裝已發(fā)展出一種晶圓級(jí)封裝技術(shù)，于晶圓級(jí)封裝體完成之 后，需在各晶片之間進(jìn)行切割步驟，以分離各晶片。然而由于在使用切割刀形成開口時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多碎屑，這些碎屑有可能使得接合墊 在切割制程中受到損害及刮傷，因此在后續(xù)制程中會(huì)產(chǎn)生打線接合的信賴性問題，導(dǎo)致現(xiàn) 有的晶片封裝體電性不良。因此，業(yè)界亟需一種晶片封裝體，其可以克服上述問題，避免導(dǎo)電墊在切割制程中 受到損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種晶片封裝體，包括一含有晶片的半導(dǎo)體基底，具有元件區(qū)和周邊 接墊區(qū)，周邊接墊區(qū)圍繞元件區(qū)；多個(gè)導(dǎo)電墊設(shè)置于周邊接墊區(qū)上，晶片保護(hù)層覆蓋于半導(dǎo) 體基底上，暴露出所述導(dǎo)電墊，絕緣保護(hù)層形成于元件區(qū)上，以及封裝層設(shè)置于絕緣保護(hù)層 之上，暴露出所述導(dǎo)電墊。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該絕緣保護(hù)層覆蓋該元件區(qū)而不覆蓋該周邊接墊區(qū)， 且該封裝層暴露出所述導(dǎo)電墊及位于該周邊接墊區(qū)的晶片保護(hù)層。本發(fā)明所述的晶片封裝體，還包括一間隔層設(shè)置于該封裝層與該絕緣保護(hù)層之 間。本發(fā)明所述的晶片封裝體，還包括一間隙形成于該封裝層與該絕緣保護(hù)層之間， 且其中該間隙被該間隔層所圍繞。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該絕緣保護(hù)層與該晶片保護(hù)層的材料不同。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該晶片保護(hù)層的材料包括氮化硅，該絕緣保護(hù)層的材 料包括氧化硅。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該絕緣保護(hù)層的材料包括光致抗蝕劑絕緣材料。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該絕緣保護(hù)層在該間隔層下方區(qū)域的硬度大于其他區(qū) 域。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該封裝層包括一透明基底或一半導(dǎo)體基底。此外，本發(fā)明還提供一種晶片封裝體的制造方法，包括提供一半導(dǎo)體晶圓，包括 多個(gè)元件區(qū)，任兩個(gè)相鄰的元件區(qū)之間包括一周邊接墊區(qū)，且該周邊接墊區(qū)包括多個(gè)導(dǎo)電 墊，以及一晶片保護(hù)層，覆蓋該半導(dǎo)體晶圓，且暴露出所述導(dǎo)電墊；形成一絕緣保護(hù)層于該 晶片保護(hù)層上，且覆蓋所述導(dǎo)電墊；提供一封裝層；接合該半導(dǎo)體晶圓與該封裝層；定義該 封裝層，以形成多個(gè)開口，所述開口暴露出該周邊接墊區(qū)內(nèi)的絕緣保護(hù)層；以及以該封裝層為硬罩幕，除去該周邊接墊區(qū)內(nèi)的絕緣保護(hù)層，暴露出所述導(dǎo)電墊。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，定義該封裝層的步驟包括一切割制程，且 于該切割制程中，所述導(dǎo)電墊被該絕緣保護(hù)層所覆蓋。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，除去該周邊接墊區(qū)內(nèi)的絕緣保護(hù)層的步驟 包括蝕刻制程。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，該絕緣保護(hù)層與該晶片保護(hù)層的材料不 同。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，該晶片保護(hù)層的材料包括氮化硅，該絕緣 保護(hù)層的材料包括氧化硅。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，該絕緣保護(hù)層的材料包括光致抗蝕劑絕緣 材料。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，還包括形成一間隔層于該封裝層與該絕緣 保護(hù)層之間，及形成一間隙于該封裝層與該絕緣保護(hù)層之間，其中該間隙被該間隔層所圍 繞。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，還包括形成一間隔層于該封裝層與該絕 緣保護(hù)層之間及形成一間隙于該封裝層與該絕緣保護(hù)層之間，其中該間隙被該間隔層所圍 繞；對(duì)該光致抗蝕劑絕緣材料進(jìn)行曝光，且該光致抗蝕劑絕緣材料于該間隔層下方區(qū)域的 曝光程度小于其他區(qū)域。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，該光致抗蝕劑絕緣材料于該間隔層下方區(qū) 域的硬度大于其他區(qū)域。本發(fā)明所述的晶片封裝體的制造方法，該封裝層為一透明基底或一半導(dǎo)體基底。本發(fā)明所述的晶片封裝體及其制造方法可避免導(dǎo)電墊在切割制程中被切割殘余 物損害及刮傷。


圖IA至圖IF顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，形成晶片封裝體的制造方法的剖面示 意圖。
具體實(shí)施例方式為了讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下配合所附圖式，作詳細(xì) 說明如下。以下以實(shí)施例并配合圖式詳細(xì)說明本發(fā)明，在圖式或說明書描述中，相似或相同 的部分使用相同的圖號(hào)。且在圖式中，實(shí)施例的形狀或是厚度可擴(kuò)大，以簡化或是方便標(biāo) 示。再者，圖式中各元件的部分將以描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述的元件， 為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的形式。另外，特定的實(shí)施例僅為揭示本發(fā)明使用的特定方式，其并 非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明以一制作影像感測(cè)元件封裝體(image sensorpackage)的實(shí)施例作為說 明。然而，可以了解的是，在本發(fā)明的晶片封裝體的實(shí)施例中，其可應(yīng)用于各種包括有源元 件或無源元件(active or passive elements)、數(shù)字電路或模擬電路(digitalor analogcircuits)等集成電路的電子元件(electroniccomponents)，例如是有關(guān)于光電元件 (opto electronic devices)、微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical System ；MEMS) > 微流體系統(tǒng)(micro fluidic systems)、或利用熱、光線及壓力等物理量變化來測(cè)量的物理 感測(cè)器(Physical Sensor)。特別是可選擇使用晶圓級(jí)封裝(wafer scale package ；WSP) 制程對(duì)影像感測(cè)元件、發(fā)光二極管(light-emitting diodes ;LEDs)、太陽能電池(solar cells)、射頻元件(RF circuits)、加速計(jì)(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、微制 動(dòng)器(micro actuators)、表面聲波兀件(surfaceacoustic wave devices)、壓力感測(cè)器 (process sensors)或噴墨頭(ink printer heads)等半導(dǎo)體晶片進(jìn)行封裝。其中上述晶圓級(jí)封裝制程主要指在晶圓階段完成封裝步驟后，再予以切割成獨(dú) 立的封裝體。然而，在一特定實(shí)施例中，例如將已分離的半導(dǎo)體晶片重新分布在一承載晶 圓上，再進(jìn)行封裝制程，亦可稱之為晶圓級(jí)封裝制程。另外，上述晶圓級(jí)封裝制程亦適用于 借堆疊(stack)方式安排具有集成電路的多片晶圓，以形成多層集成電路(multi-layer integrated circuit devices)的晶片封裝體。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種晶片封裝體及其制造方法，在上述元件的晶圓級(jí)封裝體 完成之后，以切割制程分割各元件時(shí)，晶片封裝體的導(dǎo)電墊可受到保護(hù)，避免被切割制程產(chǎn) 生的殘余物損害或刮傷。接著，請(qǐng)參閱圖IA至圖1F，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，形成晶片封裝體的制 造方法的剖面示意圖。如圖IA所示，首先提供一包括多個(gè)晶片的半導(dǎo)體晶圓100，其具有 元件區(qū)100A，任兩個(gè)相鄰的元件區(qū)100A之間為周邊接墊區(qū)100B，以及多個(gè)導(dǎo)電墊104位 于周邊接墊區(qū)100B上。此外，半導(dǎo)體晶圓100在晶圓廠產(chǎn)出時(shí)一般覆蓋有一晶片保護(hù)層 106 (passivation layer)，例如為氮化硅層，同時(shí)為將晶片內(nèi)的元件電性連接至外部電路， 晶圓廠會(huì)事先定義晶片保護(hù)層106以形成多個(gè)暴露出導(dǎo)電墊104的開口。接著，如圖IB所示，在半導(dǎo)體晶圓100的表面上全面性形成與晶片保護(hù)層106不 同材料的絕緣保護(hù)層108，其覆蓋著晶片保護(hù)層106以及導(dǎo)電墊104，絕緣保護(hù)層108例如 為氧化硅層，可利用化學(xué)氣相沉積法形成。然后，如圖IC所示，提供封裝層200以與半導(dǎo)體晶圓100接合，封裝層200例如為 玻璃基板或是另一空白硅晶圓。在一實(shí)施例中，可通過間隔層Iio分開封裝層200與半導(dǎo) 體晶圓100，同時(shí)形成由間隔層110所圍繞的間隙116。間隔層110可以為密封膠，或是感 光絕緣材料，例如環(huán)氧樹脂(印oxy)、阻焊材料(soldermask)等。此外間隔層110可先形成 于絕緣保護(hù)層108上，之后再通過粘著層(未顯示)與相對(duì)的封裝層200接合，反之，亦可 將間隔層110先形成于封裝層200上，之后再通過粘著層(未顯示)與相對(duì)的絕緣保護(hù)層 108接合。如圖ID所示，使用切割刀(未繪出)在封裝層200內(nèi)產(chǎn)生開口 114，其暴露出周邊 接墊區(qū)100B的表面，此時(shí)切割制程所產(chǎn)生的切割殘余物118，例如玻璃或硅材料碎屑會(huì)掉 落在絕緣保護(hù)層108上。而由于導(dǎo)電墊104受到絕緣保護(hù)層108覆蓋，因此可避免導(dǎo)電墊 104在切割制程中被切割殘余物118損害或刮傷。接著，如圖IE所示，通過封裝層200的開口 114除去周邊接墊區(qū)100B的至少部分 絕緣保護(hù)層108，暴露出導(dǎo)電墊104以及晶片保護(hù)層106，以利后續(xù)在導(dǎo)電墊104上形成與 外部電路的電性連接，此時(shí)剩余的絕緣保護(hù)層108a覆蓋著整個(gè)由間隔層110所圍繞的元件區(qū)100A。在此實(shí)施例中，由于絕緣保護(hù)層108可以為非光致抗蝕劑的絕緣材料，例如氧化 硅，此時(shí)可利用具有開口 114的封裝層200作為硬遮罩(hard mask)，通過蝕刻方式去除周 邊接墊區(qū)100B內(nèi)的絕緣保護(hù)層108，不需要額外的光刻制程去形成光致抗蝕劑圖案作為遮 罩。同時(shí)，由于絕緣保護(hù)層108的材料與原有晶片保護(hù)層106的材料不同，因此晶片保護(hù)層 106可作為絕緣保護(hù)層108的蝕刻停止層。在另一實(shí)施例中，亦可選擇以光刻制程定義周邊 接墊區(qū)100B內(nèi)的絕緣保護(hù)層108，形成暴露出導(dǎo)電墊104的開口。此外，絕緣保護(hù)層108亦可選擇光致抗蝕劑材料，此時(shí)可實(shí)施一曝光步驟，并通過 封裝層200的開口 114，使用顯影制程將周邊接墊區(qū)100B內(nèi)的絕緣保護(hù)層108去除。在此 實(shí)施例中，間隔層110的材料為不透光材料，位于間隔層110下方的絕緣保護(hù)層108a由于 不會(huì)被曝光或是曝光程度小于其他區(qū)域，可使間隔層110下方的絕緣保護(hù)層108a的硬度因 此大于其他區(qū)域如間隙116內(nèi)被曝光但未被顯影的絕緣保護(hù)層108的硬度，使得間隔層110 下方的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增加。此外，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，由于間隔層110與氧化硅的附著力大于間隔層110 與氮化硅的附著力，因此在上述例子中間隔層與原有氮化硅晶片保護(hù)層106間的界面附著 力將不如間隔層與新增氧化硅絕緣保護(hù)層108a間的界面附著力，因此額外形成的氧化硅 保護(hù)層108a可增加晶片封裝體的信賴度。接著，請(qǐng)參閱圖IE及圖1F，沿著周邊接墊區(qū)的切割線112將半導(dǎo)體晶圓100分割， 即可形成多個(gè)晶片封裝體，如圖IF所示。請(qǐng)參閱圖1F，其顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體的剖面示意圖，沿著切割 線112分離晶圓成晶片封裝體102。半導(dǎo)體基底100例如由包括晶片的半導(dǎo)體晶圓分割而 來，半導(dǎo)體基底100可分為元件區(qū)100A和周邊接墊區(qū)100B，圍繞元件區(qū)100A的區(qū)域?yàn)橹苓?接墊區(qū)100B。在半導(dǎo)體基底100的周邊接墊區(qū)100B上具有多個(gè)導(dǎo)電墊(conductive pad) 104， 例如為接合墊(bonding pad)，導(dǎo)電墊104可通過金屬連線(未顯示)連接至晶片內(nèi)部。在 半導(dǎo)體基底100的表面上則覆蓋有晶片保護(hù)層106，例如為氮化硅或氮氧化硅，晶片保護(hù)層 106另暴露出導(dǎo)電墊104，其可以通過打線接合而電性連接至外部電路。位于元件區(qū)100A 的晶片保護(hù)層106上還覆蓋有絕緣保護(hù)層108a，例如為氧化硅材料。而在絕緣保護(hù)層108a 上另設(shè)置有封裝層200。在一實(shí)施例中，晶片封裝體可應(yīng)用于影像感測(cè)元件，例如互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo) 體元件(CM0Q或電荷耦合元件(charge-couple device ；CCD)，此外如微機(jī)電元件等亦不 在此限。上述導(dǎo)電墊104較佳可以由銅(copper ；Cu)、鋁(aluminum ；Al)或其它合適的金 屬材料所制成。而在封裝層200與半導(dǎo)體基底100之間可設(shè)置間隔層(spacer) 110，使半導(dǎo) 體基底100與封裝層200之間形成間隙(cavity) 116，間隙116被間隔層110所圍繞。在一實(shí)施例中，封裝層200可以是透明基底，例如玻璃、石英(quartz)、蛋白石 (opal)、塑膠或其它任何可供光線進(jìn)出的透明基板。值得一提的是，也可以選擇性地形成濾 光片(filter)及/或抗反射層(anti-reflective layer)于封裝層200上。在非感光元 件晶片的實(shí)施例中，封裝層200則可以是半導(dǎo)體材料層，例如硅覆蓋層。在另一實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層108a與封裝層200之間也可以完全填滿間隔層110，而不形成間隙。上述間隔層110可以是環(huán)氧樹脂(印oxy resin)、防焊層(solder mask)或其它適 合的絕緣物質(zhì)。依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可在晶圓級(jí)封裝體的切割制程中形成絕緣保護(hù)層在導(dǎo)電墊 上，避免導(dǎo)電墊被切割殘余物損害及刮傷，而在后續(xù)除去絕緣保護(hù)層的制程中，因切割制程 產(chǎn)生開口的封裝層又可作為硬遮罩，因此不需額外形成光致抗蝕劑圖案遮罩。以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本 項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。附圖中符號(hào)的簡單說明如下
100 半導(dǎo)體基底
100A 元件區(qū)
100B 周邊接墊區(qū)
102:晶片封裝體
104 導(dǎo)電墊
106:晶片保護(hù)層
108、108a 絕緣保護(hù)層
110 間隔層
112 切割線
114:封裝層開口
116 間隙
118 切割殘余物
200 封裝層。
權(quán)利要求
1.一種晶片封裝體，其特征在于，該晶片封裝體包括一半導(dǎo)體基底，具有一元件區(qū)和一周邊接墊區(qū)，該周邊接墊區(qū)圍繞該元件區(qū)；多個(gè)導(dǎo)電墊，設(shè)置于該半導(dǎo)體基底的該周邊接墊區(qū)上；一晶片保護(hù)層，覆蓋于該半導(dǎo)體基底上，且暴露出所述導(dǎo)電墊；一絕緣保護(hù)層，覆蓋該元件區(qū)；以及一封裝層，設(shè)置于該絕緣保護(hù)層上，且暴露出所述導(dǎo)電墊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片封裝體，其特征在于，該絕緣保護(hù)層覆蓋該元件區(qū)而不 覆蓋該周邊接墊區(qū)，且該封裝層暴露出所述導(dǎo)電墊及位于該周邊接墊區(qū)的晶片保護(hù)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片封裝體，其特征在于，還包括一間隔層設(shè)置于該封裝層 與該絕緣保護(hù)層之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶片封裝體，其特征在于，還包括一間隙形成于該封裝層與 該絕緣保護(hù)層之間，且其中該間隙被該間隔層所圍繞。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的晶片封裝體，其特征在于，該絕緣保護(hù)層與該晶 片保護(hù)層的材料不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片封裝體，其特征在于，該晶片保護(hù)層的材料包括氮化硅， 該絕緣保護(hù)層的材料包括氧化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片封裝體，其特征在于，該絕緣保護(hù)層的材料包括光致抗 蝕劑絕緣材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶片封裝體，其特征在于，該絕緣保護(hù)層在該間隔層下方區(qū) 域的硬度大于其他區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片封裝體，其特征在于，該封裝層包括一透明基底或一半 導(dǎo)體基底。
10.一種晶片封裝體的制造方法，其特征在于，該晶片封裝體的制造方法包括提供一半導(dǎo)體晶圓，包括多個(gè)元件區(qū)，任兩個(gè)相鄰的元件區(qū)之間包括一周邊接墊區(qū)，且 該周邊接墊區(qū)包括多個(gè)導(dǎo)電墊，以及一晶片保護(hù)層，覆蓋該半導(dǎo)體晶圓，且暴露出所述導(dǎo)電 墊；形成一絕緣保護(hù)層于該晶片保護(hù)層上，且覆蓋所述導(dǎo)電墊；提供一封裝層；接合該半導(dǎo)體晶圓與該封裝層；定義該封裝層，以形成多個(gè)開口，所述開口暴露出該周邊接墊區(qū)內(nèi)的絕緣保護(hù)層；以及以該封裝層為硬罩幕，除去該周邊接墊區(qū)內(nèi)的絕緣保護(hù)層，暴露出所述導(dǎo)電墊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，定義該封裝層的步 驟包括一切割制程，且于該切割制程中，所述導(dǎo)電墊被該絕緣保護(hù)層所覆蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，除去該周邊接墊區(qū) 內(nèi)的絕緣保護(hù)層的步驟包括蝕刻制程。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，該絕緣保護(hù)層與該 晶片保護(hù)層的材料不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，該晶片保護(hù)層的材 料包括氮化硅，該絕緣保護(hù)層的材料包括氧化硅。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，該絕緣保護(hù)層的材 料包括光致抗蝕劑絕緣材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，還包 括形成一間隔層于該封裝層與該絕緣保護(hù)層之間及形成一間隙于該封裝層與該絕緣保護(hù) 層之間，其中該間隙被該間隔層所圍繞。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，還包括形成一間隔層于該封裝層與該絕緣保護(hù)層之間及形成一間隙于該封裝層與該絕緣保 護(hù)層之間，其中該間隙被該間隔層所圍繞；對(duì)該光致抗蝕劑絕緣材料進(jìn)行曝光，且該光致抗蝕劑絕緣材料于該間隔層下方區(qū)域的 曝光程度小于其他區(qū)域。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，該光致抗蝕劑絕緣 材料于該間隔層下方區(qū)域的硬度大于其他區(qū)域。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，該封裝層為一透明 基底或一半導(dǎo)體基底。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶片封裝體及其制造方法，該晶片封裝體包括一含有晶片的半導(dǎo)體基底，具有元件區(qū)和周邊接墊區(qū)，多個(gè)導(dǎo)電墊設(shè)置于周邊接墊區(qū)上，晶片保護(hù)層覆蓋于半導(dǎo)體基底上，暴露出所述導(dǎo)電墊，絕緣保護(hù)層形成于元件區(qū)的晶片保護(hù)層上，以及封裝層設(shè)置于絕緣保護(hù)層之上，暴露出所述導(dǎo)電墊及位于周邊接墊區(qū)的晶片保護(hù)層。該晶片封裝體的制造方法包括在切割制程中形成絕緣保護(hù)層覆蓋導(dǎo)電墊以及利用封裝層的開口除去導(dǎo)電墊上方的絕緣保護(hù)層。本發(fā)明所述的晶片封裝體及其制造方法可避免導(dǎo)電墊在切割制程中被切割殘余物損害及刮傷。
文檔編號(hào)H01L21/56GK102082131SQ201010132218
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者倪慶羽, 林南君, 鄭家明 申請(qǐng)人:精材科技股份有限公司