[發(fā)明專利]晶圓級封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811027610.5
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN110875192A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅海龍;克里夫·德勞利
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯集成電路（寧波）有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/56;H01L23/31
• 代理公司: 上海知錦知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高靜;李麗

1.一種晶圓級封裝方法，其特征在于，包括：

提供集成有第一芯片的器件晶圓，所述器件晶圓包括集成有所述第一芯片的第一正面以及與所述第一正面相背的第一背面；

在所述第一正面形成第一氧化層；

提供待集成的第二芯片，所述第二芯片具有待鍵合面；

在所述待鍵合面上形成第二氧化層；

提供承載基板；

將所述第二芯片背向所述待鍵合面的表面臨時(shí)鍵合于所述承載基板上；

將所述第二芯片背向所述待鍵合面的表面臨時(shí)鍵合于所述承載基板上后，通過所述第二氧化層和所述第一氧化層，采用熔融鍵合工藝實(shí)現(xiàn)所述第二芯片和器件晶圓的鍵合；

實(shí)現(xiàn)所述第二芯片和器件晶圓的鍵合后，對所述第二芯片和載體晶圓進(jìn)行解鍵合處理；

在所述解鍵合處理后，在所述第一氧化層上形成覆蓋所述第二芯片的封裝層。

2.如權(quán)利要求1所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，所述熔融鍵合工藝的步驟包括：對所述第一氧化層表面和第二氧化層表面依次進(jìn)行等離子體活化處理、去離子水清洗處理和干燥處理；

在所述干燥處理后，根據(jù)所述第二芯片和第一芯片的預(yù)設(shè)相對位置關(guān)系，將所述第二氧化層和第一氧化層相對設(shè)置并貼合，對所述器件晶圓和第二芯片施加鍵合壓力，進(jìn)行預(yù)鍵合處理；

在所述預(yù)鍵合處理后，對所述器件晶圓和第二芯片進(jìn)行退火處理。

3.如權(quán)利要求1所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，在所述待鍵合面上形成所述第二氧化層之后，將所述第二芯片背向所述待鍵合面的表面臨時(shí)鍵合于所述承載基板上；

或者，

將所述第二芯片背向所述待鍵合面的表面臨時(shí)鍵合于所述承載基板之后，在所述待鍵合面上形成所述第二氧化層。

4.如權(quán)利要求1所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，形成所述封裝層后，還包括：對所述第一背面進(jìn)行減薄處理；

在所述減薄處理后，在所述器件晶圓內(nèi)形成與所述第一芯片電連接的第一互連結(jié)構(gòu)、以及與所述第二芯片電連接的第二互連結(jié)構(gòu)。

5.如權(quán)利要求1或2所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，所述第一氧化層的材料為氧化硅、氧化鉿、氧化鋁或氧化鑭，所述第二氧化層的材料為氧化硅、氧化鉿、氧化鋁或氧化鑭，且所述第一氧化層和第二氧化層的材料相同。

6.如權(quán)利要求2所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，所述等離子體活化處理所采用的反應(yīng)氣體包括Ar、N₂、O₂和SF₆中的一種或多種。

7.如權(quán)利要求2所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，所述等離子體活化處理的參數(shù)包括：射頻功率為20W至200W，工藝壓強(qiáng)為0.1mBar至10mBar，處理時(shí)間為0.1分鐘至10分鐘。

8.如權(quán)利要求2所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，所述預(yù)鍵合處理的鍵合壓力為1牛頓至20牛頓，處理時(shí)間為1秒至60秒。

9.如權(quán)利要求2所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，所述退火處理的工藝溫度為200℃至500℃，工藝時(shí)間為20分鐘至200分鐘。

10.如權(quán)利要求1所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，形成所述第一氧化層和第二氧化層中任一個(gè)的工藝為原子層沉積工藝、低壓化學(xué)氣相沉積工藝、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積工藝或激光脈沖沉積工藝。

11.如權(quán)利要求1所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，所述第二芯片背向所述待鍵合面的表面通過粘合層或靜電鍵合臨時(shí)鍵合于所述承載基板上。

12.如權(quán)利要求1所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，所述第二芯片包括形成有焊盤的第二正面以及與所述第二正面相背的第二背面；

所述待鍵合面為所述第二正面或第二背面。