专利名称：堆栈式封装结构的制造方法
技术领域：
本发明关于一种封装结构的制造方法，详言之，关于一种堆栈式封装结构的制造方法。
背景技术：
已知具有数个导通柱(Conductive Via)结构的晶圆，其主动面黏附一载体，以利于完成该晶圆的背面结构。再将该晶圆的背面黏附至一框架的一切割胶带，以移除该载体； 接着，再将该晶圆的该主动面转贴至另一框架的一切割胶带，以切割该晶圆为数个第一晶粒。之后，将至少一第一晶粒设置于一基板，再堆栈第二晶粒至该第一晶粒上，以形成复合晶粒。最后封装至少一复合晶粒及该基板，以形成堆栈式封装结构。已知堆栈式封装结构的制造方法需要二次转贴至不同的框架，可能造成破片。另外切割晶圆后，再进行晶粒对晶粒的堆栈，使得整体的工艺较为复杂。因此，有必要提供一种堆栈式封装结构的制造方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种堆栈式封装结构的制造方法，包括(a)设置一第一载体于一晶圆的一第一表面，其中该晶圆包括该第一表面、一第二表面及数个导通柱，该第二表面相对于该第一表面；(b)设置一第二载体于该第二表面；(c)移除该第一载体；(d)设置数个晶粒于该第一表面；(e)移除该第二载体；及(f)切割该晶圆，以形成堆栈式封装结构。利用该第二载体，可进行晶粒至晶圆(chip to wafer)工艺，以缩短工艺时间、简化工艺及提高工艺良率。
图1至18显示本发明堆栈式封装结构的制造方法的第一实施例的示意图；及图19至22显示本发明堆栈式封装结构的制造方法的第二实施例的示意图。
具体实施例方式参考图1至18，显示本发明堆栈式封装结构的制造方法的第一实施例的示意图。 参考图1，提供一晶圆21。该晶圆21包括一第一表面211、一第二表面212及数个孔洞214。 在本实施例中，该晶圆21为一硅基材，这些孔洞214为盲孔，且开口于该第一表面211。在本实施例中，该第一表面211为一主动面并包含一些主动组件(未绘示)，该第二表面212 为一背面。参考图2，形成一绝缘材料221(例如聚亚酰胺(Polyimide，PI)、环氧树脂 (Epoxy)、苯环丁烯(Benzocyclobutene，BCB)等非导电性高分子亦或是无机绝缘材料，例如二氧化硅(silicon dioxide (SiO2))于这些孔洞214的侧壁上，且定出数个中心槽。之后，填入一导电材料222(例如铜金属)于这些中心槽内及形成一第一保护层(PassivationLayer) 26于该第一表面211。该第一保护层沈的材质为非导电性高分子材料，例如聚亚酰胺(Polyimide，PI)、环氧树脂(Epoxy)、苯环丁烯(Benzocyclobutene，BCB)等，亦或是无机绝缘材料，例如二氧化硅(silicon dioxide (SiO2))。接着进行微影工艺，以形成至少一开口，而显露这些导通柱223。该开口的尺寸及位置可由微影工艺中所使用的光罩所定义。 再形成一第一金属层27于该第一保护层沈上及该开口内，以接触这些导通柱223及该些主动组件(未绘示)。之后，翻转180度。参考图3，设置一第一载体31于该晶圆21的该第一表面211。在本实施例中，利用一第一黏胶33使该第一载体31黏附于该第一表面211。以研磨及/或蚀刻方式移除部份该第二表面212以薄化该晶圆21，使得这些孔洞214变成数个贯孔213，且这些导电材料 222 变成数个导通柱(Conductive Via) 223。参考图4，形成一第二保护层(Passivation Layer) 23于该第二表面212。该第二保护层23为非导电性高分子材料，例如聚亚酰胺(Polyimide，PI)、环氧树脂(Epoxy)、 苯环丁烯(Benzocyclobutene，BCB)等，亦或是无机绝缘材料，例如二氧化硅(silicon dioxide (SiO2))。在本实施例中，该第二保护层23为一感旋光性高分子材料，例如是苯环丁烯(Benzocyclobutene, BCB)，且利用旋转涂布(Spin Coating)或喷雾涂布(Spray Coating)方式形成该第二保护层23。参考图5，进行微影工艺，以形成至少一开口 231，而显露这些导通柱223。该开口 231的尺寸及位置可由微影工艺中所使用的光罩所定义。参考图6，形成一第二金属层M于该第二保护层23上及该开口 231内，以接触这些导通柱223。之后，形成数个凸块25于该第二金属层M上。在本实施例中，该第二金属层M可为一重布层(RDL)，使这些凸块25可依据电路设计而改变其设置位置。参考图7，设置一第二载体32于该晶圆21的该第二表面212。在本实施例中，利用一第二黏胶34使该第二载体32黏附于该第二表面212。参考图8，移除该第一载体31。在本实施例中，该第一黏胶33为低温分离胶材，该第二黏胶34为高温分离胶材。当该第一黏胶33的解胶温度为IVC，而该第二黏胶34的解胶温度为T2°C时，T1应小于T2，较佳T2彡I\+4(TC。例如该第一黏胶33的解胶温度T1约为180°C至约200°C，该第二黏胶34的解胶温度T2至少为220°C至约240°C。因此，当加热温度到达该第一黏胶33的解胶温度T1时，可使该第一黏胶33解胶，分离该第一载体31，且不影响该第二载体32的支撑性。在其它实施例，该第一黏胶33的解胶方式与该第二黏胶34的解胶方式不同。例如该第一黏胶33的材料为住友化学(SUMITOMO CHEMICAL)的)(5000或是)(5300，是溶剂解胶型黏胶，可溶解于Y-丁酸内酯(GBL，gamma-Butyrolactone)亦或是单甲基醚丙二醇乙酸酯(PGMEA，Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate)中；而该第二黏胶 34 的材料可为紫外光解胶型黏胶，例如是积水化学(SEKISUI CHEMICAL)的SELFA膜，可在紫外光的照射下解胶。因而可利用一第一剥离步骤，例如是将该第一黏胶33浸入一第一溶剂中，以移除该第一载体31，并且不影响该第二载体32的支撑性。在其它实施例，亦可透过隔离膜的使用协助移除第一载体，请参考图9至图13，其显示本发明利用隔离膜移除第一载体的不同实施方面示意图。参考图9，设置一第一隔离膜 41于该第一载体31及该第一黏胶33间，在本实施例中，该第一黏胶33与该第一隔离膜41
4间的黏着力小于该第一黏胶33与该第一载体31间的黏着力，并且该第一隔离膜41的面积小于该第一载体31的面积；并设置一第二隔离膜42于该第二载体32及该第二黏胶34间， 该第二隔离膜42的面积小于该第一隔离膜41的面积，如图10所示。当该第一隔离膜41 的边缘与该第一载体31的边缘间的距离为&毫米，而该第二隔离膜42的边缘与该第二载体32的边缘间的距离为\毫米时，\应小于X2，较佳\彡^+2毫米(mm)。参考图11，在本实施例中，该第一黏胶33的材料可与该第二黏胶34的材料相同， 皆为溶剂解胶型黏胶。当将该第一黏胶33与该第二黏胶34浸入一溶剂后，因溶胶速度相同，且该第二隔离膜42的面积小于该第一隔离膜41的面积，故会因黏胶溶解而先显露出该第一隔离膜41，且此时未显露该第二隔离膜42。此时，由于该第一黏胶33与该第一隔离膜 41间的黏着力弱，因而可轻易分离该第一黏胶33与该第一隔离膜41及该第一载体31，而不影响该第二载体32的支撑性，如图12所示。参考图13，为本发明的另一实施方面，该实施方面与上述实施方面不同之处在于， 仅设置该第一隔离膜41于该第一载体31及该第一黏胶33间，没有设置该第二隔离膜于该第二载体及该第二黏胶间，同样地，亦可移除该第一载体31及该第一隔离膜41，且不影响该第二载体32的支撑性。参考图14，于移除该第一载体31后，可进行一黏胶清除步骤，利用溶剂将残留的第一黏胶33清除干净，之后，设置数个晶粒51、52于该第一表面211，每一晶粒(以晶粒51 为例说明)包括数个焊垫511、铜柱(Copper Pillar) 512及焊料513，用以与第一金属层27 电性连接。利用该第二载体，可进行上述晶粒至晶圆(chip to wafer)工艺，以缩短工艺时间、简化工艺及提高工艺良率。参考图15，设置该晶圆21的该第一表面211至一框架61，该框架61包括一切割胶带(Dicing tape)611，这些晶粒51、52黏附于该切割胶带611。参考图16，移除该第二载体32。在本实施例中，如上所述，可加热至该第二黏胶34 的解胶温度，以使该第二黏胶34解胶，分离该第二载体32。在其它实施例，由于该第二黏胶34的材料与该第一黏胶33的材料不同。可利用一第二剥离步骤移除该第二载体32。或者，将该第二载体32及该第二黏胶34浸入一第二溶剂，以移除该第二载体32。另外，该第二黏胶34可为一紫外光解胶型双面胶带，具有于紫外光照射下黏着性降低的特性，例如是积水化学(SEKISUI CHEMICAL)的SELFA膜，该第二载体32为透明载体， 例如是玻璃。利用紫外光照射该第二载体32，由于该第二载体32为透明载体，且该第二黏胶34具有于紫外光照射下黏着性降低的特性，故可移除该第二黏胶34及该第二载体32。 之后，依据切割线切割该晶圆21，以形成数个复合晶粒62。参考图17，设置至少一复合晶粒62至一基板63。之后，封装至少一复合晶粒62 及该基板63，以形成堆栈式封装结构60，如图18所示。参考图19至22，显示本发明堆栈式封装结构的制造方法的第二实施例的示意图。 本发明堆栈式封装结构的制造方法的第二实施例在移除该第一载体的步骤前的方法与本发明堆栈式封装结构的制造方法的第一实施例相同，不再叙述。参考图19，在移除该第一载体后，设置数个晶粒71、72于该第一表面211，每一晶粒(以晶粒71为例说明)包括数个焊垫711、铜柱712及焊料713，用以与第一金属层27电性连接。接着，封装这些晶粒71、72及该第一表面211，利用一封胶75包覆这些晶粒71、 72及该第一表面211。利用该第二载体32，可进行上述晶粒至晶圆(chip to wafer)工艺， 以缩短工艺时间、简化工艺及提高工艺良率。参考图20，移除该第二载体32。本发明第二实施例的移除该第二载体的方法与上述本发明第一实施例相同，不再叙述。参考图21，设置该封胶75至一框架76，该框架76包括一切割胶带761，该封胶75 黏附于该切割胶带761。依据切割线切割该晶圆21及该封胶75，以形成堆栈式封装结构 80，如图22所示。依据本发明堆栈式封装结构的制造方法，利用该第二载体，可进行上述晶粒至晶圆(chip to wafer)工艺，以缩短工艺时间、简化工艺及提高工艺良率。且利用本发明堆栈式封装结构的制造方法不须要如已知方法二次转贴至不同的框架，故可降低破片的可能，
进一步提高工艺良率。惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，习于此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种堆栈式封装结构的制造方法，包括(a)设置一第一载体于一晶圆的一第一表面，其中该晶圆包括该第一表面、一第二表面及数个导通柱，该第二表面相对于该第一表面；(b)设置一第二载体于该第二表面；(c)移除该第一载体；(d)设置数个晶粒于该第一表面；(e)移除该第二载体；及(f)切割该晶圆，以形成堆栈式封装结构。
2.如权利要求1的制造方法，其中在该步骤(a)中，利用一第一黏胶使该第一载体黏附于该第一表面；在该步骤(b)中，利用一第二黏胶使该第二载体黏附于该第二表面。
3.如权利要求2的制造方法，其中该第一黏胶为低温分离胶材并具有一第一解胶温度 IVC，该第二黏胶为高温分离胶材，并具有一第二解胶温度T2 °c，该第一解胶温度IVC低于该第二解胶温度T2 °c。
4.如权利要求3的制造方法，其中该第一解胶温度T1°C与该第二解胶温度T2°C的关系式为T2彡T^O0Co
5.如权利要求2的制造方法，其中该第一黏胶的材料与该第二黏胶的材料不同。
6.如权利要求5的制造方法，其中在该步骤(c)中，利用一第一剥离步骤移除该第一载体；在该步骤(e)中，利用一第二剥离步骤移除该第二载体。
7.如权利要求5的制造方法，其中在该步骤(c)中，将该第一载体及该第一黏胶浸入一第一溶剂，以移除该第一载体；在该步骤(e)中，将该第二载体及该第二黏胶浸入一第二溶剂，以移除该第二载体。
8.如权利要求5的制造方法，其中在该步骤(e)中，利用紫外光照射该第二载体，以移除该第二黏胶及该第二载体。
9.如权利要求2的制造方法，其中在该步骤(a)中，另包括一设置一第一隔离膜于该第一载体及该第一黏胶间的步骤，该第一隔离膜的面积小于该第一黏胶的面积。
10.如权利要求9的制造方法，其中在该步骤(b)中，另包括一设置一第二隔离膜于该第二载体及该第二黏胶间的步骤，该第二隔离膜的面积小于该第一隔离膜的面积。
11.如权利要求1的制造方法，其中在该步骤(e)前，另包括一设置该晶圆的该第一表面至一框架的步骤，该框架包括一切割胶带，这些晶粒黏附于该切割胶带；在该步骤(f) 中，切割该晶圆后形成数个复合晶粒，设置至少一复合晶粒至一基板，且封装至少一复合晶粒及该基板，以形成堆栈式封装结构。
12.如权利要求1的制造方法，其中在该步骤(d)后，另包括一封装这些晶粒及该第一表面的步骤，利用一封胶包覆这些晶粒及该第一表面；在该步骤(e)后，另包括一设置该封胶至一框架的步骤，该框架包括一切割胶带，该封胶黏附于该切割胶带；在该步骤(f)中， 切割该晶圆及该封胶，以形成堆栈式封装结构。
全文摘要
本发明关于一种堆栈式封装结构的制造方法，包括(a)设置一第一载体于一晶圆的一第一表面，其中该晶圆包括该第一表面、一第二表面及数个导通柱，该第二表面相对于该第一表面；(b)设置一第二载体于该第二表面；(c)移除该第一载体；(d)设置数个晶粒于该第一表面；(e)移除该第二载体；及(f)切割该晶圆，以形成堆栈式封装结构。利用该第二载体，可进行晶粒至晶圆工艺，以缩短工艺时间、简化工艺及提高工艺良率。
文档编号H01L21/56GK102244014SQ20111016225
公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者杨国宾, 洪正辉, 萧伟民 申请人:日月光半导体制造股份有限公司