[發(fā)明專利]芯片封裝方法及芯片封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710986872.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN109698137B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳彧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/56
• 分類號(hào): H01L21/56;H01L23/31;H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時(shí)云

本發(fā)明提供一種芯片封裝方法及芯片封裝結(jié)構(gòu)，在元件晶圓上形成有暴露用于晶片堆疊的預(yù)留位置表面的具有較低熱膨脹系數(shù)的熱膨脹系數(shù)過渡層，可以避免包封層對(duì)元件晶圓上的晶片和熱膨脹系數(shù)過渡層包封后引起較大的熱膨脹系數(shù)不匹配的問題，由此能夠改善晶圓翹曲和應(yīng)力引起的分層的問題，避免堆疊的晶片和包封層從元件晶圓上剝離，提高封裝結(jié)構(gòu)的性能；進(jìn)一步的，所述熱膨脹系數(shù)過渡層采用印刷電路板用阻焊劑材料形成，易于實(shí)現(xiàn)，不會(huì)產(chǎn)生副作用，并可以增強(qiáng)與后續(xù)包封層之間的粘附性，避免包封層從元件晶圓表面剝離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種芯片封裝方法及芯片封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

芯片對(duì)晶圓(Chip on wafer，CoW)的封裝技術(shù)作為先進(jìn)的封裝(Package)技術(shù)之一，能夠在一元件晶圓(Device Wafer)上預(yù)先識(shí)別出的良好芯片的位置上分別堆疊多個(gè)不同尺寸的晶片(Die，即從晶圓上切割出來的一塊具有完整功能的塊)以滿足不同的功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維半導(dǎo)體集成電路(IC)產(chǎn)品的制造。CoW封裝技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體器件裝置的高度集成化、縮小半導(dǎo)體封裝的尺寸、減少了最終產(chǎn)品成本、簡(jiǎn)化組裝工藝及提高良率等，但是該封裝技術(shù)在晶片堆疊之后的晶圓級(jí)注塑步驟完成后，常常會(huì)遇到晶圓翹曲(wafer warpage)和應(yīng)力引起的分層的問題，容易導(dǎo)致堆疊的晶片從元件晶圓上剝離，嚴(yán)重影響了封裝結(jié)構(gòu)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于一種芯片封裝方法及芯片封裝結(jié)構(gòu)，能夠改善晶圓翹曲和應(yīng)力引起的分層的問題，避免堆疊的晶片從元件晶圓上剝離，提高封裝結(jié)構(gòu)的性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種芯片封裝方法，包括以下步驟：

提供一元件晶圓，在所述元件晶圓的表面上形成熱膨脹系數(shù)過渡層；

圖案化所述熱膨脹系數(shù)過渡層，以暴露出所述元件晶圓的用于堆疊晶片的預(yù)留位置表面；

在所述預(yù)留位置表面上堆疊晶片；

在所述熱膨脹系數(shù)過渡層以及晶片的表面上形成包封層，所述熱膨脹系數(shù)過渡層的熱膨脹系數(shù)低于所述包封層。

可選的，至少有一個(gè)所述預(yù)留位置的表面上以多層層疊的形式堆疊有多個(gè)所述晶片。

可選的，所述多個(gè)晶片的尺寸不完全相同。

可選的，所述熱膨脹系數(shù)過渡層的上表面與所述元件晶圓表面上堆疊的最高的晶片的上表面齊平。

可選的，所述熱膨脹系數(shù)過渡層的熱膨脹系數(shù)小于45ppm/K，所述包封層的熱膨脹系數(shù)為45ppm/K～70ppm/K。

可選的，所述熱膨脹系數(shù)過渡層包括阻焊干膜、熱固化阻焊劑、液態(tài)感光阻焊油墨和光固化阻焊劑中的至少一種。

可選的，通過光刻工藝或者刻蝕工藝以去除所述預(yù)留位置表面上的熱膨脹系數(shù)過渡層。

可選的，所述元件晶圓包括多條從橫交錯(cuò)的切割線以及所述切割線劃分出來的晶片區(qū)，所有晶片區(qū)分為壞晶片區(qū)以及用于堆疊晶片的好晶片區(qū)，每個(gè)好晶片區(qū)由至少一個(gè)用于堆疊晶片的預(yù)留位置以及不用于堆疊晶片的空白區(qū)域組成，去除所述預(yù)留位置表面上的熱膨脹系數(shù)過渡層的同時(shí)還去除所有切割線上的熱膨脹系數(shù)過渡層后，剩余的熱膨脹系數(shù)過渡層覆蓋所有壞晶片區(qū)以及所有好晶片區(qū)中空白區(qū)域。

可選的，所述包封層通過用熱塑性塑料進(jìn)行擠壓形成，或者通過用注塑封料進(jìn)行涂覆或澆鑄后進(jìn)一步固化形成。

本發(fā)明還提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括元件晶圓、熱膨脹系數(shù)過渡層、至少一個(gè)晶片以及包封層；其中，所述熱膨脹系數(shù)過渡層位于所述元件晶圓上且暴露出所述元件晶圓的用于堆疊晶片的預(yù)留位置表面，所述晶片堆疊在所述元件晶圓用于堆疊晶片的預(yù)留位置的表面上，所述包封層覆蓋在所述熱膨脹系數(shù)過渡層和所有晶片的表面上，且所述熱膨脹系數(shù)過渡層的熱膨脹系數(shù)低于所述包封層。