制作晶圆级封装的方法与流程

本发明涉及半导体封装技术领域，特别涉及一种制作晶圆级封装(waferlevelpackage，wlp)的方法。

背景技术：

半导体技术发展非常快，尤其在半导体芯片朝向微型化发展的趋势下，对于半导体芯片的功能则越要求更多样性。这也就是说，半导体芯片上必然会有更多的输出/输入(i/o)垫被设置在一个更小的区域中，因此，半导体芯片上的接合垫密度迅速提高，导致半导体芯片的封装变得更加困难。

现有技术中，晶圆级封装(wlp)是在将晶粒切割分离之前先进行封装。晶圆级封装技术包含例如更短的生产周期时间和较低的成本的优点。扇出晶圆级封装(fowlp)是将半导体芯片的接触垫通过基板上的重分布层(rdl)再分配到一较大的面积上的一种封装技术。重分布层(rdl)通常形成在一基板上，例如包含穿板通孔(tsv)的中介层基板。

重分布层通常由另外的金属层及介电层所构成，其形成在晶圆表面，将芯片的i/o垫重新绕线成间距较宽松的布局图案。制作重分布层通常包含形成薄膜聚合物，例如，苯并环丁烯(bcb)、聚酰亚胺(pi)或其它有机聚合物，以及金属化工艺，例如，铝金属或铜金属，如此将接合垫重绕线到一面积阵列组态。

现有的晶圆级封装工艺，通常需要进行两次或三次的临时载板接合工艺，以方便晶圆处理。这些载板在处理晶圆时提供了模塑晶圆足够的机械支持。

技术实现要素：

本发明的主要目的在提供一种改良的方法，以制作出晶圆级封装(wlp)，可以省去临时载板接合步骤。

根据本发明一实施例，一种制作晶圆级封装的方法，包含：提供一载板；于所述载板上形成一重分布层；于所述重分布层上设置半导体晶粒；将所述半导体晶粒模塑在一模塑料中，如此构成一模塑晶圆；进行一抛光工艺，抛光去除所述模塑料的一中央部分，如此形成一凹陷区域以及一外围周边环形部分，环绕所述凹陷区域；去除所述载板，暴露出所述重分布层的一底面；以及于所述重分布层的所述底面上形成凸块或锡球。

毋庸置疑的，所述领域的技术人士读完接下来本发明优选实施例的详细说明与附图后，均可了解本发明的目的。

附图说明

图1到图10为根据本发明一实施例的剖面示意图，说明制作一晶圆级封装的方法。

其中，附图标记说明如下：

4模塑晶圆

300载板

410重分布层(rdl)

412介电层

414金属层

414a锡球焊盘

414b凸块焊盘

416凸块

420覆晶芯片或晶粒

500模塑料

501凹陷区域

502外围周边环形部分

510防焊层

510a开孔

520凸块或锡球

具体实施方式

接下来的详细说明是参照相关附图所示内容，用来说明可依据本发明具体实行的实施例。这些实施例已提供足够的细节，可使本领域技术人员充分了解并具体实行本发明。在不悖离本发明的范围内，仍可做结构上的修改，并应用在其他实施例上。

因此，接下来的详细说明并非用来对本发明加以限制。本发明涵盖的范围由其权利要求界定。与本发明权利要求具均等意义，也应属本发明涵盖的范围。

本发明实施例所参照的附图为示意图，并未按原比例绘制，且相同或类似的特征通常以相同的附图标记说明。在本说明书中，“晶粒”、“半导体芯片”与“半导体晶粒”具相同含意，可交替使用。

在本说明书中，“晶圆”与“基板”意指任何包含一暴露面，可依据本发明实施例所示在其上沉积材料，制作集成电路结构的结构物，例如重分布层(rdl)。须了解的是“基板”包含半导体晶圆，但并不限于此。"基板"在制作过程中也意指包含制作于其上的材料层的半导体结构物。

请参考图1到图10。图1到图10为根据本发明一实施例的剖面示意图，说明制作一晶圆级封装的方法。如图1所示，首先提供一载板300。载板300可以是可卸式晶圆状基板，可以包含一黏着层(图未示)。例如，载板300可以是玻璃基板，但不限于此。

如图2所示，接着在载板300上形成一重分布层(rdl)410。重分布层410包含至少一介电层412与至少一金属层414。介电层412可包含有机材料，例如，聚酰亚胺(polyimide,pi)，或者无机材料，例如氮化硅、氧化硅等，但不限于此。金属层414可包含铝、铜、钨、钛、氮化钛或类似的材料。虽然图中未绘示出来，但应理解在重分布层410与载板300之间可以另有一钝化层，例如聚酰亚胺(pi)或氧化硅等。

接着，在重分布层410上形成多数个凸块416，例如，微凸块，用来进一步连结。凸块416可以分别直接形成在金属层414的凸块焊盘414b上。可以使公知的技术形成凸块416，因此其细节不另外说明。

如图3所示，形成凸块416之后，个别的覆晶芯片或晶粒420以有源面朝下面对重分布层410的方式，通过凸块416安装到重分布层410上，形成“芯片对晶圆接合”(c2w)的层叠结构。这些个别的覆晶芯片或晶粒420为具有特定功能的有源集成电路芯片，例如绘图处理器(gpu)、中央处理器(cpu)、存储器芯片等等。上述步骤完成后，可选择性的在每一芯片或晶粒420下方填充底胶(图未示)。之后，可进行热处理，使凸块416回流焊。

如图4所示，晶粒接合完成后，接着在上方覆盖一模塑料500。模塑料500覆盖住安装好的芯片420与重分布层410的上表面，构成一模塑晶圆4。模塑料500之后可通过一固化工艺使之固化。模塑料500例如为环氧树脂与二氧化硅填充剂的混和物，但并不限于此。

如图5所示，进行一抛光工艺，将部分的模塑料500从载板300上的一中央区域去除。抛光工艺之后，留下边缘较厚且具有预定宽度的一外围周边环形部分502，薄化中央区域的模塑料500后，原处形成一凹陷区域501。应理解的是，在抛光工艺过程中，各个晶粒420的一上部可能会被移除，暴露出各个晶粒420的上表面。

如图6所示，在完成抛光工艺之后，去除载板300。由于外围周边环形部分502已能够对模塑晶圆4提供足够的机械支撑力，因此在去除载板300之前，不需要进行另一临时载板接合工艺。上述去除载板300可以利用激光工艺或紫外线(uv)照射工艺，但不限于此。在去除载板300之后，重分布层410的底面被暴露出来。

如图7所示，接着于重分布层410暴露出来的底面上形成一防焊层510。再于防焊层510中形成开孔510a，分别暴露出位于重分布层410内的锡球焊盘414a。接着在锡球焊盘414a上分别形成凸块或锡球520，如图8所示。应理解的是，在其它实施例中，凸块或锡球520下方可以先形成一凸块下金属(under-bumpmetallurgy，ubm)。

如图9所示，接着进行一切割工艺，沿着凹陷区域501的周边切穿模塑料500、重分布层410以及防焊层510，如此将外围周边环形部分502从模塑晶圆4上分离出来。

最后，如图10所示，进行晶圆切割工艺，如此分隔出个别的晶圆级封装10。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。