[發(fā)明專利]背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510413998.2
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN105118841A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靖向萌;馮光建
• 申請（專利權(quán)）人: 華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;涂三民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明不僅公開了一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法，本發(fā)明還公開了一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝部件，本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近幾年來隨著圖像傳感器（CIS）芯片像素值的越來越大，傳感器單個像素的物理尺寸越來越小，這樣對于芯片中傳感器部分的集成電路制造工藝也越來越復(fù)雜，以至于該部分已經(jīng)很難與信號處理模塊在同一道工藝中被制造出來。此外由于單個像素的感光區(qū)域越來越小，為了防止圖像失真，其對入射光子的量也有了較嚴(yán)格的限制。

之前的晶圓級封裝，是從晶圓的背部做互聯(lián)線，光子從晶圓的正面透過金屬互聯(lián)層進(jìn)入像素感光區(qū)域，復(fù)雜的金屬互聯(lián)層往往會擋住一部分光子，造成感光區(qū)域得到的光子數(shù)目不能滿足成像的要求。為了解決上面所說的問題，目前的封裝都逐漸趨向于采用背照式工藝（BSI），將原來處于鏡頭與感光半導(dǎo)體之間的電路部分轉(zhuǎn)移到感光半導(dǎo)體周圍或下面，使得光線直接可以進(jìn)入感光區(qū)域，防止了互聯(lián)線路對光線的阻擋，大幅提高單個像素單元對光的利用效率。

背照式晶圓級封裝需要把晶圓背部研磨到5um左右，使光線能夠透過硅激發(fā)感光區(qū)域，而5um的晶圓支撐能力有限，需要在晶圓的正面使用負(fù)載晶圓。目前一般工藝就是用負(fù)載晶圓做支撐來做CIS晶圓的背部減薄，在減薄后的晶圓背面做微透鏡和濾光鏡的工藝，然后用封蓋保護(hù)該面，繼續(xù)減薄負(fù)載晶圓，在負(fù)載晶圓上做TSV工藝和RDL工藝，引出PAD，最后把晶圓切割成單一的芯片。

但是就目前來說，后道的TSV工藝復(fù)雜，一般包括減薄、拋光、光刻、沉積種子層、電鍍、再研磨等過程，這些步驟增大了封裝的難度和成本。本發(fā)明拋開了TSV工藝，直接在晶圓正面的PAD上面進(jìn)行RDL布線，然后臨時鍵合負(fù)載晶圓，等做好CIS晶圓背部的BSI工藝后，用透光的膠和封蓋保護(hù)住感光面，然后去除臨時鍵合負(fù)載晶圓，降低了封裝成品厚度、工藝難度和成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可以降低封裝成品厚度、工藝難度和成本的一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝結(jié)構(gòu)。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟：

a、在CIS晶圓的正面打出焊柱孔，用電鍍的方式在焊柱孔內(nèi)沉積出焊柱，焊柱與CIS晶圓內(nèi)的引線導(dǎo)通，再在焊柱的柱頂沉積出導(dǎo)電層；

b、在CIS晶圓的正面通過臨時鍵合膠鍵合負(fù)載晶圓，以負(fù)載晶圓為支撐，減薄CIS晶圓的背面，再在CIS晶圓的背面對應(yīng)圖像傳感器位置添加濾光鏡和微透鏡；

c、在CIS晶圓的背面涂上透光膠，在透光膠的背面鍵合透光封蓋；

d、以透光封蓋為支撐，去除負(fù)載晶圓和臨時鍵合膠，清洗CIS晶圓上殘留的臨時鍵合膠，清洗后，以透光封蓋為支撐進(jìn)行切割。

作為優(yōu)選：所述CIS晶圓的材質(zhì)為硅，且CIS晶圓的厚度為100~500μm。

作為優(yōu)選：所述導(dǎo)電層的材質(zhì)為金、銅、鎳、錫或其合金，導(dǎo)電層的厚度為0.1~10μm。

作為優(yōu)選：所述臨時鍵合膠為熱固環(huán)氧樹脂或者UV環(huán)氧樹脂，臨時鍵合膠的厚度為50nm~100μm，且臨時鍵合膠的上膠方式為噴涂方式、掛膠方式、滾膠方式或者直接貼膜方式。

作為優(yōu)選：步驟b中，在CIS晶圓的正面通過臨時鍵合膠鍵合負(fù)載晶圓的鍵合方式是熱壓鍵合或者激光輻射方式鍵合。

作為優(yōu)選：所述激光為紫外波段激光、紅外波段激光或者可見光波段激光。

作為優(yōu)選：所述負(fù)載晶圓的材質(zhì)是硅晶圓、有機(jī)玻璃、無機(jī)玻璃、樹脂、半導(dǎo)體材料、氧化物晶體、陶瓷、金屬、有機(jī)塑料、無機(jī)氧化物或者陶瓷材料，負(fù)載晶圓的厚度為200~600μm。

作為優(yōu)選：所述透光膠為環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅膠、酸性玻璃膠或者酚醛樹脂，透光膠的厚度為50~100μm，且透光膠的上膠方式為噴涂方式、掛膠方式、滾膠方式或者直接貼膜方式。

作為優(yōu)選：所述透光封蓋的材質(zhì)為有機(jī)玻璃、無機(jī)玻璃、陶瓷、塑料或者有機(jī)薄膜，透光封蓋的厚度為100~500μm。

作為優(yōu)選：步驟c中，在透光膠的背面鍵合透光封蓋的鍵合方式是熱壓鍵合或者輻射方式鍵合。