[發明專利]基于太鼓晶圓的晶圓級封裝結構及方法

有效

• 申請號: 201711045692.1
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107910288B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 鄭鳳霞;劉路路;王騰;馬書英;于大全
• 申請（專利權）人: 華天科技（昆山）電子有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 昆山中際國創知識產權代理有限公司 32311
• 代理人: 段新穎

本發明公開了一種基于太鼓晶圓的晶圓級封裝結構及方法，通過在使用太鼓減薄工藝減薄后的太鼓晶圓的中心部分鍵合一支撐晶圓，實現了對太鼓晶圓中心部分的加厚，使其可繼續進行晶圓級的封裝工藝。該方法也避免了使用特別的太鼓晶圓支撐環去除設備，使得太鼓晶圓的晶圓級封裝在標準的封裝產線中即可實現。

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，尤其涉及一種基于太鼓晶圓的晶圓級封裝結構及方法。

背景技術

太鼓(Taiko)減薄工藝是由日本DISCO公司開發的一種晶圓減薄工藝，經太鼓減薄工藝的晶圓在此稱為太鼓晶圓。太鼓(Taiko)減薄工藝只對晶圓(硅片)的中間部分進行減薄，將邊緣部分保留為支撐環，利用晶圓減薄的中間部分形成集成電路的器件，利用較厚的支撐環來保持整個晶圓的機械強度，防止晶圓發生卷曲，有利于后續工藝中對晶圓的搬運、轉移和加工。但是，由于支撐環的存在，太鼓晶圓的晶圓級封裝無法在標準的封裝產線中完成，也就是說太鼓晶圓在后續晶圓級封裝工藝前，通常需要將支撐環去除，這步去環工藝通常需要在特別的去環設備上進行，參見專利文獻CN105428220A，也就是說需要引入了額外的工藝和設備，增加生產成本。

另外，在一些產品的制造中，需要在襯底背面將同一封裝內的多個器件在背面連接。出于性能的考慮，該連接層離晶圓正面的距離需要被制作得很小。因此，在此類產品的制造中，使用太鼓減薄工藝將晶圓減薄并在減薄區制作背面連接層后，如果繼續使用晶圓級封裝工藝對其進行封裝，晶圓被減薄的中心部分過薄，該區域無法承受某些工藝制程，導致太鼓晶圓應用受限。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出一種基于太鼓晶圓的晶圓級封裝結構及方法，實現了對太鼓晶圓中心部分的加厚的同時，使其可繼續進行晶圓級的封裝工藝，且避免了使用特別的太鼓晶圓支撐環去除設備，使得太鼓晶圓的晶圓級封裝在標準的封裝產線中即可實現。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基于太鼓晶圓的晶圓級封裝方法，包括如下步驟：

a)提供一太鼓晶圓，該太鼓晶圓包括背面中部被減薄到需要厚度而形成的中間減薄區和背面邊緣未被減薄而形成的支撐環；

b)制作一支撐晶圓，所述支撐晶圓的尺寸小于所述太鼓晶圓的支撐環的開口尺寸，所述支撐晶圓的厚度大于所述太鼓晶圓的支撐環的開口深度，在該支撐晶圓的一表面涂布粘結劑；

c)將步驟b中的支撐晶圓鍵合固定于所述太鼓晶圓的支撐環內的中間減薄區上，使支撐晶圓與太鼓晶圓通過粘結劑連接起來；

d)將步驟c后支撐晶圓進行研磨至目標厚度，并將研磨后的支撐晶圓和太鼓晶圓組成的整體進行切割，形成單顆晶圓級封裝結構。

進一步的，在步驟c后，在太鼓晶圓的支撐環與支撐晶圓之間的環形間隙中填滿填充材料。

進一步的，在步驟a后，通過干法刻蝕去除太鼓晶圓因研磨減薄產生的內應力。

進一步的，在步驟a后，在太鼓晶圓的中間減薄區內制作導電連接層。

一種基于太鼓晶圓的晶圓級封裝結構，由基于太鼓晶圓的晶圓封裝結構切割形成，包括依次設置的芯片、粘結層和支撐體，所述基于太鼓晶圓的晶圓封裝結構包括太鼓晶圓和支撐晶圓，所述太鼓晶圓包括背面中部被減薄到需要厚度而形成的中間減薄區和背面邊緣未被減薄而形成的支撐環，所述中間減薄區由若干芯片組成，各芯片之間具有切割道；所述支撐晶圓通過粘結層貼裝于所述太鼓晶圓的支撐環內的中間減薄區上；所述支撐晶圓的外側與所述支撐環之間具有環形間隙，所述環形間隙內填有填充材料，所述支撐體由所述支撐晶圓切割分立形成。

進一步的，所述芯片的厚度為20μm～200μm。

進一步的，所述芯片的背面設有導電連接層。