一种晶圆级芯片的封装方法与流程

1.本发明涉及芯片技术领域，特别涉及一种晶圆级芯片的封装方法。


背景技术：

2.晶圆级封装具有尺寸小和效率高的特点，成为封装方式的优先方案。基于晶圆级芯片进行整体封装，封装后再进行分片，形成单颗芯片，虽然这种方式提高了芯片的加工效率，但使用晶圆级封装技术由于其复杂的工序，以及机台要求高，所以一般厚片的晶圆才能够满足要求。
3.一般，晶圆出厂厚度一般在625微米～750微米，会基于该厚度进行封装，封装后在进行减薄；但有些晶圆在经过减薄后，需要对减薄后的晶圆进行进一步的晶圆级封装，但由于减薄后晶圆翘曲大，这使得机台无法自动作业，而且减薄后的晶圆脆性大，在操作过程中容易裂片。


技术实现要素：

4.本发明要改善的是现有技术中对薄片晶圆的晶圆级封装存在封装效率低、成品率低的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本技术公开了一种晶圆级芯片的封装方法，其包括：
6.制备待电镀晶圆；
7.在该待电镀晶圆的第一面制备缓冲膜；该第一面为远离该待电镀晶圆的电镀种子层的面；
8.将该待电镀晶圆与电镀治具卡接，该缓冲膜能够贴附在该电镀治具上；
9.对该待电镀晶圆进行电镀处理，在该待电镀晶圆上形成布线层；
10.去除该缓冲膜；
11.对电镀后的晶圆进行植球处理，得到封装后晶圆。
12.可选的，该缓冲膜包括uv膜。
13.可选的，该制备待电镀晶圆，包括：
14.制备溅射前晶圆；
15.将该溅射前晶圆的第一面与支撑件连接；该支撑件的径向尺寸与该电镀前晶圆相同；
16.对该溅射前晶圆进行溅射种子层处理，并去除该支撑件，得到该待电镀晶圆。
17.可选的，该支撑件的厚度范围为550～850微米。
18.可选的，该支撑件的材料包括硅。
19.可选的，该种子层的材料包括钛铜复合材料。
20.可选的，该制备溅射前晶圆，包括：
21.提供一初始晶圆；该初始晶圆与该第一面相对的第二面上设有电极；
22.在该第二面上制备第一介质层；
23.在该第一介质层上涂覆阻挡层，得到待曝光晶圆；
24.将该待曝光晶圆的第一面与曝光设备的放置平台粘合连接；
25.对该待曝光晶圆依次进行曝光、显影和刻蚀处理，在该第一介质层上形成用于暴露该电极的第一介质孔，得到溅射前晶圆。
26.可选的，该第一介质层的厚度范围为3～10微米。
27.可选的，该对电镀后的晶圆进行植球处理，得到封装后晶圆，包括：
28.在该电镀后的晶圆的第二面上制备第二介质层；该第二介质层包括第二介质孔；该第二介质孔用于暴露该布线层的连接电极；
29.在该第二介质层上依次进行溅射种子层和电镀焊柱处理；该焊柱包括第一焊柱和第二焊柱；该第一焊柱位于该第二介质孔上；该第二焊柱能够与该第一焊柱形成均匀分布的焊柱阵列；
30.对该焊柱进行回流焊，得到封装后晶圆。
31.可选的，该初始晶圆的厚度范围为150～300微米。
32.采用上述技术方案，本技术提供的晶圆级芯片的制备封装方法具有如下有益效果：
33.本技术提供的该封装方法通过先制备待电镀晶圆；在该待电镀晶圆的第一面制备缓冲膜；该第一面为远离该待电镀晶圆的电镀种子层的面；并将该待电镀晶圆与电镀治具卡接，该缓冲膜能够贴附在该电镀治具上；对该待电镀晶圆进行电镀处理，在该待电镀晶圆上形成布线层；去除该缓冲膜；对电镀后的晶圆进行植球处理，得到封装后晶圆；后续再通过对封装后晶圆进行分割等处理，即可得到单颗晶圆。该封装方法可有效降低薄片晶圆在电镀过程中，由于翘曲度较大从而造成电镀液从第一面泄漏，进而影响电镀质量的情况。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本技术一种可选的晶圆级芯片的封装流程图；
36.图2为本技术一种可选的溅射种子层后的晶圆的截面示意图；
37.图3为本技术一种可选的封装后晶圆的示意图。
38.以下对附图作补充说明：
39.1-电极；2-钝化层；3-第一介质层；4-种子层；5-凹槽；6-第一介质孔；7-第二介质孔；8-焊柱；81-第一焊柱；82-第二焊柱；9-布线层。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
42.为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
43.尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
44.当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
45.现有技术中大多针对的是厚度较厚的晶圆级芯片进行封装，然后再进行减薄处理，然而在实际生产过程中，当对晶圆进行减薄后，也需要对晶圆级圆片进行再布线等封装处理，以提高生产效率和满足制备要求，但减薄后的晶圆，例如厚度在300微米以下，会使得晶圆容易存在翘曲，进而造成后续封装工序无法进行，或者产品质量差等问题，为此，参阅图1，图1为本技术一种可选的晶圆级芯片的封装流程图。本技术提供了一种晶圆级芯片的封装方法包括以下步骤：
46.s101：制备待电镀晶圆。
47.于一种可行的实施例中，参阅图2，图2为本技术一种可选的溅射种子层4后的晶圆的截面示意图。步骤s101可以具体阐述为：制备溅射前晶圆；将该溅射前晶圆的第一面与支撑件连接；该支撑件的径向尺寸与该电镀前晶圆相同；对该溅射前晶圆进行溅射种子层4处理，并去除该支撑件，得到该待电镀晶圆。该支撑件的设置不仅能够降低该晶圆的翘曲，提高溅射均匀度，还能够保证晶圆能够被吸附在溅射设备的吸附平台上。
48.于一种可行的实施例中，该支撑件的厚度范围为550～850微米。
49.于一种可行的实施例中，该支撑件的材料包括硅。
50.可选的，支撑件的电阻率在1～100欧姆
·
厘米,支撑件的翘曲小于50微米。
51.于一种可行的实施例中，该种子层4的材料包括钛铜复合材料，即第一层为钛，第二层为铜。
52.可选的，参阅图2，该种子层4能够在第一介质孔6内形成凹槽5，从而后续能够在电镀工艺中形成与布线层9连接的结构。
53.于一种可行的实施例中，上述制备溅射前晶圆具体包括：提供一初始晶圆；该初始晶圆与该第一面相对的第二面上设有电极1；在该第二面上制备第一介质层3；在该第一介质层3上涂覆阻挡层，得到待曝光晶圆；将该待曝光晶圆的第一面与曝光设备的放置平台粘合连接；对该待曝光晶圆依次进行曝光、显影和刻蚀处理，在该第一介质层3上形成用于暴露该电极1的第一介质孔6，得到溅射前晶圆。从而能够降低具有一定翘曲的晶圆能的翘曲，保证曝光精度和均匀性。
54.可选的，可以利用防静电胶带将该待曝光晶圆的第一面与放置平台粘结。
55.可选的，如图2所示，该初始晶圆表面还设有钝化层2；该钝化层2上设有用于暴露电极1的电极1的开口，钝化层2用于保护芯片电路。
56.可选的，该钝化层2可以是如图2所示的具有局部钝化结构，还可以是在整面钝化，即在晶圆整个表面上设有钝化层22。
57.需要说明的是，该初始晶圆可以是现成，也可以根据需要采用一般的芯片加工工艺成型加工得到。
58.于一种可行的实施例中，该第一介质层3的厚度范围为3～10微米。
59.该第一介质层3和下文的第二介质层可以作为晶圆的缓冲保护层，具有的防护功能和应力缓冲功能很大程度的提高了产品结构可靠性，能够保护芯片表面不受应力破坏，并使芯片表面更加平坦，有利于提高后续电镀工艺的均匀性和结合力。
60.可选的，该介质层的材料包括低温固化的高分子材料或者高温固化的高分子材质。
61.s102：在该待电镀晶圆的第一面制备缓冲膜；该第一面为远离该待电镀晶圆的电镀种子层4的面。
62.于一种可行的实施例中，该缓冲膜包括uv膜。
63.可选的，可以选择与晶圆厚度匹配的膜，可以是uv膜，也可以是非uv膜。
64.可选的，uv膜的厚度450～700微米，贴附了缓冲膜的待电镀晶圆的整体厚度在700～1000微米。
65.可选的，步骤s102可以具体阐述为：将该待电镀晶圆的第二面朝下，与真空平台贴合；在第二面上贴缓冲膜。
66.需要说明的是，上述真空平台在贴膜前需要进行清洁处理，以保持干净，可以贴百级无尘布保证贴膜良率，然后修膜，使膜和晶圆边完全贴合。
67.s103：将该待电镀晶圆与电镀治具卡接，该缓冲膜能够贴附在该电镀治具上。
68.在本实施例中，通过设置的缓冲膜，从而可以有效降低薄片晶圆在电镀过程中，由于翘曲度较大从而造成电镀液从第一面泄漏，进而影响电镀质量的情况。
69.s104：对该待电镀晶圆进行电镀处理，在该待电镀晶圆上形成布线层9，参阅图3。
70.s105：去除该缓冲膜。
71.s106：对电镀后的晶圆进行植球处理，得到封装后晶圆。
72.于一种可行的实施例中，步骤s106可以具体阐述为：在该电镀后的晶圆的第二面上制备第二介质层；该第二介质层包括第二介质孔7；该第二介质孔7用于暴露该布线层9的连接电极；在该第二介质层上依次进行溅射种子层4和电镀焊柱8处理；该焊柱8包括第一焊柱81和第二焊柱82；该第一焊柱81位于该第二介质孔7上；该第二焊柱82能够与该第一焊柱81形成均匀分布的焊柱8阵列；对该焊柱8进行回流焊，得到封装后晶圆。
73.于一种可行的实施例中，该初始晶圆的厚度范围为150～300微米。
74.在本实施例中，从图3可以看出，通过布线层9可以将下层的第一介质层3对应的电极1与上层的第二介质孔7的第一焊柱81连接，从而构成导通电路。
75.在电镀形成上述焊柱8的过程中，这种均匀的焊柱8阵列能够有效提高电镀电流的均匀性，进而提高了电镀的均匀性，形成的焊柱8均匀性好，例如高度和宽度等尺寸，形成的第二焊柱82，能够有效均衡第一焊柱81的分布，保证后续对该芯片进行倒装焊时的受力均匀性，提高了焊接的质量。
76.以上所述仅为本技术可选实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。