晶圆级封装式半导体装置,及其制造方法_3

文档序号:9845440阅读:来源:国知局
孔径间隔晶圆来形成晶圆级封装式 半导体装置。在步骤910中,方法900形成包括载体晶圆和多个坝体结构在其上的组件。在这 方面,步骤910类似于方法500中的步骤510。步骤910不同于步骤510的是形成坝体结构的装 置功效不同。在方法900的一个实施例中,步骤910包括步骤902、903和904。
[0049] 在步骤902中,方法900形成孔径间隔晶圆,其包括由多个坝体结构所界定的多个 孔径,每个孔径被设置对准于各个的半导体晶粒,其是在装置晶圆上所形成。在步骤902中 的一个实施例,方法900形成孔径间隔晶圆836,其包括在对应于微透镜数组407的各个位置 的位置所形成的孔径866,每个微透镜数组407是在装置晶圆422上所形成的各个半导体装 置的一部分。
[0050] 在步骤903中,方法900施加第一封胶于该载体晶圆及该孔径间隔晶圆的其中一个 或两个上。步骤903可采用网版印刷法、滚筒印刷法、胶印刷法,或已知领域中粘合晶圆接合 的其它方法。在步骤903的一个实施例中,方法900施加第一封胶于载体晶圆424上。在步骤 903的一个第二实施例中,方法900施用第一封胶于孔径间隔晶圆836上。在步骤903的第三 实施例中,方法900施加第一封胶于载体晶圆424上,及施用第一封胶于孔径间隔晶圆836 上。
[0051] 在步骤904中,方法900将孔径间隔晶圆接合至载体晶圆,使得该载体晶圆完全地 覆盖该等孔径中的每一个。在步骤904的一个实施例中,方法900将孔径间隔晶圆836接合至 载体晶圆424,使得该载体晶圆424完全地覆盖每个孔径866。图6的剖面图609绘示步骤904 的其中一种结果,其中该接合步骤采用第一密封部618,且共享壁坝体结构616是孔径间隔 晶圆836的一部分。
[0052]在步骤912中,方法900将多个坝体结构附着到装置晶圆以形成封装的装置晶圆。 在方法900的一个实施例中,步骤912包括步骤913。在步骤913中,方法900将该载体晶圆对 准于该装置晶圆,且于其间设有该孔径装置晶圆,使得每个孔径可对准于各个的半导体装 置。在步骤913的一个实施例中,方法900将载体晶圆424对准于装置晶圆422,且于其间设有 孔径间隔晶圆836,使得每个孔径866对准于各个的微透镜数组407,每个微透镜数组是形成 在装置晶圆422上的各个的半导体装置的一部分。
[0053]在方法900的一个实施例中,步骤912包括步骤914,其将孔径间隔晶圆接合至该装 置晶圆。在步骤914的一个实施例中,方法900将孔径间隔晶圆836接合至装置晶圆422。图6 的封装的晶圆组件612绘示步骤914的一种结果,其中该接合动作采用第二密封部628。在方 法900中,步骤912和可选的步骤950在步骤910之后。
[0054]图10是配置在载体晶圆424上的专用壁坝体结构1016的平面图。每个专用壁坝体 结构1 〇 16是封闭的形状,其包围包括微透镜数组407的CMOS影像传感器。例如,专用壁坝体 结构1016(1)是矩形的且封入微透镜数组407(3),以及专用壁坝体结构1016(2)是矩形的且 封入微透镜数组407(4)。在相邻的专用壁坝体结构1016之间的区域在载体晶圆424上形成 垂直和水平数组的信道1019。通道1019具有宽度W4。为清楚起见,不是所有的水平通道1019 都有在图10中标示标号。
[0055] 仅有共享壁坝体结构的晶圆和仅有专用壁坝体结构的晶圆之间的差别是,在该晶 圆上相邻的微透镜数组之间的坝体结构的数量不同。正如有关图7中的共享壁坝体结构 616,其中,一个且仅一个共享壁坝体结构在相邻的微透镜数组407之间。图10则绘示了两个 相邻的微透镜数组之间多个专用壁坝体结构段。例如,专用壁坝体结构1016(1)和专用壁坝 体结构1016 (2)两者在相邻的微透镜数组407 (1)和微透镜数组407 (2)之间。
[0056] 图11绘示说明方法1100实施例的流程图,其对于半导体装置的晶圆级封装使用专 用壁坝体结构。图12绘示微透镜数组的晶圆级封装的剖面图,该剖面图是对应于方法1100 的步骤。在12中,该半导体装置是CMOS影像传感器。最好搭配以下的说明一起来看图11和图 12。
[0057] 在步骤1102中,方法1100藉由硬化动作附加间隔晶圆到载体晶圆,如图12的剖面 图1202所示。间隔晶圆436可由光阻物形成。
[0058] 方法1100的步骤1104与方法500的步骤504是相同的。在步骤1104中的一个实施 例,方法1100将间隔晶圆436变薄以产生变薄的间隔晶圆1226,如剖面图1204所示。
[0059] 在步骤1106中,方法1100在该变薄的间隔晶圆上沉积光阻层。在步骤1106的一个 实施例中,方法1100在变薄的间隔晶圆1226沉积光阻层1227,如剖面图1204所示。光阻层 1227可以是已知领域中的正光阻剂或负光阻剂。
[0060] 在步骤1108中,方法1100透过光罩暴露该光阻层以产生多个光阻层区域。在步骤 1108的一个实施例中,方法1100透过光罩暴露光阻层1227以产生多个光阻层区域1217,如 剖面图1208所示。
[0061] 在步骤1110中,方法1100蚀刻该变薄的坝体结构间隔层及去除光阻区域,以形成 多个专用壁坝体结构,其中,在相邻的专用壁坝体结构之间具有信道。在步骤1110的一个实 施例中,方法1100蚀刻变薄的间隔晶圆1226以形成多个专用壁坝体结构1216、信道1219、并 从专用壁坝体结构1216去除光阻区域1217,如剖面图1210所示。
[0062]在步骤1112中,方法1100将该多个专用壁坝体结构附着到装置晶圆,该装置晶圆 包括多个晶粒,该等晶粒中的每一个包括半导体装置,以形成各自的多个封装半导体装置。 在步骤1112的一个实施例中,方法1100利用第一密封部1218将专用壁坝体结构1216接合到 装置晶圆422,以形成多个未单切的各个封装半导体装置1212。
[0063]为了确保密封腔室1220的坚固性,专用壁坝体结构1216的宽度W5应超过20微米。 载体晶圆424对准于装置晶圆422,使得两个专用壁坝体结构1216在两个相邻的微透镜数组 407之间。
[0064] 在步骤1114中,方法1100将坝体结构内部的封胶沉积至步骤1110所形成的每个通 道中。在步骤1114的一个实施例中,方法1100将坝体结构内部的封胶1236沉积至每个通道 1219,如双密封封装式半导体装置1214所示。坝体结构内部的封胶1236出现将保护第一密 封部1218,使得装置1214达到"双密封"。
[0065] 在装置1214的最佳实施例中,坝体结构内部的封胶1236的位置是被限制在两个区 域:最近邻(相邻)专用壁坝体结构1216之间,以及最近邻第一密封部1218之间。例如,在图 12中,坝体结构内部的封胶1236不会延伸到坝体结构1216和载体晶圆424之间,或密封部 1218和装置晶圆422之间。坝体结构内部的封胶1236可以延伸到这些地区亦不背离本文所 讨论的范围。
[0066] 坝体结构内部的封胶1236保护双密封封装式半导体装置1214达到防潮及抗化学 相关的伤害。坝体结构内部的封胶1236可以保护第一密封部1218,其允许第一密封部1218 被选择作为其光学吸湿性和粘合性能。方法1100不需要坝体结构内部的封胶1236充当粘合 剂来用于将专用壁坝体结构1216黏合至载体晶圆424和装置晶圆422。
[0067] 在可选的步骤1150中,方法1100将该封装的装置晶圆单切(切割)以形成多个封装 式半导体装置。在步骤1150的一个实施例中,方法1100沿着切刻线1229将双密封封装晶圆 组件1214单切,以形成具有专用壁坝体结构1216的封装半导体装置1250。封装式半导体装 置1250还包括装置晶粒1252,密封部1256,和载体层1254,它们分别为装置晶圆422、坝
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