CN104555898A - 一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于：其包括以下步骤：1)在封盖或晶圆上有传感器的一面的任一上做光阻墙；2)通过光阻墙将封盖和晶圆进行键合并对芯片的传感器区域实施保护；3)对晶圆做背部互联工艺，从晶圆背部进行切割使晶圆分离，但切割深度只到光阻墙的中部，不伤及封盖；4)对胶水进行失活处理，光阻墙和晶圆分离，取出分离的芯片或晶粒；5)去除封盖上的光阻墙或光阻墙残印，清洗封盖以备重复利用。上述晶圆级封装中封盖的重复利用方法只做一层光阻墙，且不会伤及封盖，使封盖可以重复利用，简化了工艺难度并降低了成本。

Description

一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，集成电路的特征尺寸不断缩小，器件互连密度不断提高。于是，晶圆级封装(Wafer Level Package，WLP)逐渐取代引线键合封装成为一种较为常用的封装方法。晶圆级封装(Wafer Level Packaging，WLP)技术是对整片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片的技术，封装后的芯片尺寸与裸片完全一致，顺应了市场对微电子产品日益轻、小、短、薄化和低价化要求。

晶圆级封装一般要对晶圆背部进行互联工艺，包括减薄，研磨，刻蚀及切割等工艺，很容易伤害晶圆的正面区域，因此在晶圆级封装之前，会先用一层玻璃之类的封盖键合在晶圆的正面，一是起到保护晶圆正面的作用，二是为后面的研磨和切割工艺提供负载作用。

以前对于影像传感器等光学感应性芯片，在像素尺寸较大时，该封盖会直接被切开用作传感器的最外层透光镜。但是当影像传感器像素超过500万以后，像素尺寸变小，这样就需要其光响应能力增强，此时在外面加一层封盖则会影响到芯片的保真能力。而对于某些MEMS传感器来说，在其外面加一层封盖会影响其敏感度，尤其是对于气体感应类的传感器来说，则完全不能有封盖遮挡。因此对于晶圆级封装来说，在封装的最后流程中使芯片和封盖分离就成为必要程序。

针对这个问题，目前业内一般是把光阻墙做成多层结构，上面一层光阻墙较薄，这样在后续切割工艺中从封盖面进行切割，将用于连接封盖和晶圆的光阻墙切开，因为上面一层光阻墙较薄，因此当晶圆被切开时，上面一层光阻墙被直接切掉，使封盖直接跟晶圆分开，封盖脱落。下面光阻墙则切除一部分，其剩余部分还能保护芯片感光区域免收切割带来的污染和损伤。

但是用于保护用的封盖价格较高，从封盖面进行切割会造成封盖的浪费；此外封盖先从封装体表面脱落下来，会伤及感光区域；这种工艺一般要用到多层光阻墙，该工艺无疑增加了工艺难度和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其能够使封盖进行重复利用，具有简化工艺难度和降低成本的特点，以解决现有技术中晶圆级封装过程中存在的上述问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其包括以下步骤：

1)在封盖或晶圆上有传感器的一面的任一上做光阻墙；

2)通过光阻墙将封盖和晶圆进行键合并对芯片的传感器区域实施保护；

3)对晶圆做背部互联工艺，从晶圆背部进行切割使晶圆分离，但切割深度只到光阻墙的中部，不伤及封盖；

4)对胶水进行失活处理，光阻墙和晶圆分离，取出分离的芯片或晶粒；

5)去除封盖上的光阻墙或光阻墙残印，清洗封盖以备重复利用。

特别地，所述步骤1)中的光阻墙做在所述封盖上，对应的以下步骤为：

2)在光阻墙的顶部涂布胶水，把封盖上有光阻墙的一面跟晶圆正面进行键合保护住芯片的传感器区域；

3)对晶圆做背部互联工艺，从晶圆背部进行切割使晶圆分离，但切割深度只到光阻墙的中部，不伤及封盖；

4)对胶水进行失活处理，光阻墙和晶圆分离，取出分离的芯片；

5)去除封盖上的光阻墙，清洗封盖以备重复利用。

特别地，所述步骤1)中的光阻墙做在所述晶圆上有传感器的一面上，对应的以下步骤为：

2)在光阻墙的顶部涂布胶水，把晶圆上有光阻墙的一面与封盖进行键合保护住芯片的传感器区域；

3)对晶圆做背部互联工艺，从晶圆背部进行切割使晶圆分离，但切割深度只到光阻墙的中部，不伤及封盖；

4)对胶水进行失活处理，光阻墙和晶圆分离，取出分离的晶粒；

5)去除封盖的墙残印，清洗封盖以备重复利用。

特别地，所述封盖上相对于与所述晶圆进行键合的另一面上贴有保护胶带，所述保护胶带为热敏或光敏的任一种，该胶带通过加热、光子辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射方式作用后，其黏性会降低或者消失，所述封盖其材质为有机玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物、陶瓷材料的任一种。。

特别地，所述光阻墙顶部涂布的胶水为热敏或光敏的任一种，该胶水通过辐射作用后，其黏性会降低或者消失，胶水涂布方式为喷涂，挂胶或滚胶的任一种，所述光阻墙与晶圆的键合方式为热压键合或辐射键合的任一种。

特别地，所述封盖通过光阻墙与晶圆键合时胶水涂布于要粘合的晶圆面，所述光阻墙为单纯的一层缓冲层，无需刻蚀为线条，胶水涂布方式为喷涂，挂胶或滚胶的任一种，所述光阻墙与晶圆的键合方式为热压键合或辐射键合的任一种。

特别地，所述光阻墙是正光阻或者负光阻通过光阻涂布、曝光、显影过程产生的图形，然后固化形成的光阻线。

特别地，所述光阻墙是直接粘附、涂布或者沉积的无机物，有机高分子材料，半导体材料，金属材料，陶瓷材料的任一种薄膜，再通过黄光和刻蚀工艺形成的线条。

特别地，所述光阻墙是封盖本身中心区域材质被移除，而使四周高出来，呈现墙的特征。

特别地，所述光阻墙的高度为10um～200um。

特别地，所述光阻墙由至少一条光阻线组成，其线条所对应区域为芯片的切割道，对每颗芯片进行包围住，以保护芯片正面的感光区域。

本发明的有益效果为，与现有技术相比所述晶圆级封装中封盖的重复利用方法具有以下优点：

1)本方法不会伤及封盖，使封盖可以重复利用，降低了成本；

2)本方法只做一层光阻墙，降低了工艺难度；

3)本方法直到取芯片的时候，芯片才与封盖脱离，因此切割时候不会发生晶面污染和损伤问题；

4)本方法中封盖是完整的，因此不必担心封盖会自动脱落掉到芯片里面伤及感应区域。

附图说明

图1是本发明提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的工艺流程图；

图2是本发明具体实施方式1提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的做光阻墙后封盖的侧视图；

图3是本发明具体实施方式1提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的做光阻墙后封盖的俯视图；

图4是本发明具体实施方式1提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的封盖和晶圆键合后的侧视图；

图5是本发明具体实施方式1提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的切割状态图；

图6是本发明具体实施方式1提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的封盖和晶圆分离后的状态图。

图7是本发明具体实施方式2提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的做光阻墙后晶圆的侧视图；

图8是本发明具体实施方式2提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的封盖和晶圆键合后的侧视图；

图9是本发明具体实施方式2提供的晶圆级封装中封盖的重复利用方法的封盖和晶圆分离后的状态图。

图中：

1、封盖；2、光阻墙；3、保护胶带；4、晶圆；5、芯片。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

请参阅图1至图6所示，本实施例中，一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其包括以下步骤：

步骤1)：在封盖1上做光阻墙2。如图2所示，本实施例中，所述封盖1相对于做有光阻墙2的另一面上贴设有保护胶带3，当然也可不贴设保护胶带，所述保护胶带3可以是热敏的也可以是光敏的等，该胶带通过加热、光子辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射方式作用后，其黏性会降低或者消失；封盖其材质可以是有机玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物、陶瓷材料等；所述封盖1可以是透明的也可以是不透明的，可以是一层单一物质组成的薄片，也可以是多层同一物质或不同物质组成的薄片。所述光阻墙2可以是正光阻或者负光阻通过光阻涂布、曝光、显影等过程产生的图形，然后固化形成的光阻线；也可以是直接粘附、涂布或者沉积的无机物，有机高分子材料，半导体材料，金属材料，陶瓷材料等薄膜，通过黄光和刻蚀工艺形成的线条；也可以是封盖本身中心区域材质被移除，而使四周高出来，呈现墙的特征；该墙的高度在10um～200um。

如图3所示，所述光阻墙2可以是单条的也可以是多条的光阻线组成，其线条所对应区域为芯片的切割道，对每颗芯片进行包围住，以保护芯片正面的感光区域；由于芯片非感应区域不怕墙的影响，因此该墙宽度可以放宽到芯片里面，以不影响感应区域为宜。

步骤2)：在光阻墙2的顶部涂布胶水，把有光阻墙2的一面跟晶圆4正面进行键合保护住芯片5的传感器区域。如图4所示，所述晶圆4为影像传感器，也可以是包含有源元件或无源元件(active or passive elements)、数字电路或模拟电路(digital or analogcircuits)等集成电路的电子元件(electroniccomponents)，而类似图像传感芯片的功能芯片则包括光电元件(opticalelectronic devices)、微机电系统(Micro Electro Mechanical System；MEMS)、微流体系统(micro fluidic systems)、或利用热、光线及压力等物理量变化来测量的物理感测器(Physical Sensor)。特别是可选择使用晶圆级封装(waferscale package；WSP)制程对影像感测元件、发光二极管(light-emittingdiodes；LEDs)、太阳能电池(solarcells)、射频元件(RF circuits)、加速计(accelerators)、陀螺仪(gyroscopes)、微制动器(micro actuators)、表面声波元件(surface acoustic wave devices)、压力感测器(process sensors)喷墨头(ink printer heads)、或功率晶片模组(power IC module)等；光阻墙2顶部涂布胶水，该胶水可以是热敏的也可以是光敏的，该胶水通过加热、光子辐射、激光辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射方式作用后，其黏性会降低或者消失；如果胶水在后面的去胶过程以及去胶后不会影响传感器区域，该胶水还可以直接涂布在要粘合的晶圆面，此时的墙则也可以是单纯的一层缓冲层，不需要刻蚀为线条；涂布方式可以是喷涂，挂胶，滚胶等；键合方式可以是热压键合，也可以是辐射方式键合。

步骤3)：晶圆4做背部互联工艺，从晶圆4背部进行切割，切割使晶圆4分离，但切割深度只到光阻墙2的中部，不会伤及封盖1；如图5所示，以封盖1为衬底对晶圆4背部进行减薄、TSV和RDL等背部互联工艺，此处背部互联工艺可以是标准的TSV工艺。从晶圆4背部进行切割使晶圆分离，此处切割用的刀具可以是金属刀片也可以是树脂钻石刀片，其作用是从背面沿着切割道把晶圆切开；切割深度只到墙中间，因为光阻墙2有一定厚度，因此此处的切割会对墙粘附在晶圆面的部分造成破坏，而靠近封盖面的部分则不会受到影响，这样封盖也就不会受到破坏。

步骤4)：对胶水进行失活处理，光阻墙2和晶圆4分离，取出分离的芯片；如图6所示，对光阻墙上的胶水进行加热、光子辐射、激光辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射处理等去键合步骤，使胶水黏性减弱或消失，这样切开的晶粒就可以直接从封盖上被取走。

步骤5)：取下封盖1上的保护胶带3并去除封盖1另一面的光阻墙2，清洗封盖1以备重复利用；对保护胶带3进行加热、光子辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射处理等，使胶带黏性减弱或消失，然后分离胶带和封盖；封盖表面的墙，可以是用含酸碱溶剂的去光阻溶液，也可以是化学试剂等浸泡的湿法工艺去除，也可以是干法刻蚀或者研磨方式去除。

实施例二：

请参阅图7至图9所示，本实施例中，一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其包括以下步骤：

步骤1)：在晶圆4上有传感器的一面做光阻墙2。如图7所示，光阻墙可以是正光阻或者负光阻通过光阻涂布、曝光、显影等过程产生的图形，然后固化形成的光阻线；也可以是直接粘附、涂布或者沉积的无机物，有机高分子材料，半导体材料，金属材料，陶瓷材料等薄膜，通过黄光和刻蚀工艺形成的线条；该墙的高度在10um～200um；

步骤2)：光阻墙2顶部涂布胶水，把晶圆4有光阻墙2的一面跟封盖1进行键合保护住芯片5的传感器区域，如图8所示，在光阻墙2顶部涂布胶水，还可以是直接在封盖1表面涂布胶水；涂布方式可以是喷涂，挂胶，滚胶等。

步骤3)：对晶圆4做背部互联工艺，从晶圆4背部进行切割，切割使晶圆4分离，但切割深度只到光阻墙2的中部，不会伤及封盖1。

步骤4)如图9所示，对胶水进行失活处理，光阻墙2和晶圆4分离，取出分离的晶粒。对光阻墙2上的胶水进行加热、光子辐射、激光辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射处理等，使胶水黏性减弱或消失，这样切开的晶粒就可以直接从封盖1上被取走，此处取出的晶粒是带有光阻墙2的。

步骤5)：去除封盖1的墙残印，清洗封盖以备重复利用。对保护胶带3进行加热、光子辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射处理等，使胶带黏性减弱或消失，然后分离胶带和封盖；封盖表面的墙，可以是用含酸碱溶剂的去光阻溶液，也可以是化学试剂等浸泡的湿法工艺去除，也可以是干法刻蚀或者研磨方式去除。

实施例二与实施例一的主要区别在于：实施二例中光阻墙2做在晶圆4上，键合时胶水处在光阻墙2跟封盖1之间；剥离时，封盖1跟光阻墙2分开，最终获得的芯片是带有光阻墙2。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)在封盖或晶圆上有传感器的一面的任一上做光阻墙；

2)通过光阻墙将封盖和晶圆进行键合并对芯片的传感器区域实施保护；

3)对晶圆做背部互联工艺，从晶圆背部进行切割使晶圆分离，但切割深度只到光阻墙的中部，不伤及封盖；

4)对胶水进行失活处理，光阻墙和晶圆分离，取出分离的芯片或晶粒；

5)去除封盖上的光阻墙或光阻墙残印，清洗封盖以备重复利用。

2.根据权利要求1所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述步骤1)中的光阻墙做在所述封盖上，对应的以下步骤为：

2)在光阻墙的顶部涂布胶水，把封盖上有光阻墙的一面跟晶圆正面进行键合保护住芯片的传感器区域；

3)对晶圆做背部互联工艺，从晶圆背部进行切割使晶圆分离，但切割深度只到光阻墙的中部，不伤及封盖；

4)对胶水进行失活处理，光阻墙和晶圆分离，取出分离的芯片；

5)去除封盖上的光阻墙，清洗封盖以备重复利用。

3.根据权利要求1所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述步骤1)中的光阻墙做在所述晶圆上有传感器的一面上，对应的以下步骤为：

2)在光阻墙的顶部涂布胶水，把晶圆上有光阻墙的一面与封盖进行键合保护住芯片的传感器区域；

3)对晶圆做背部互联工艺，从晶圆背部进行切割使晶圆分离，但切割深度只到光阻墙的中部，不伤及封盖；

4)对胶水进行失活处理，光阻墙和晶圆分离，取出分离的晶粒；

5)去除封盖的墙残印，清洗封盖以备重复利用。

4.根据权利要求1至3任一项所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述封盖上相对于与所述晶圆进行键合的另一面上贴有保护胶带，所述保护胶带为热敏或光敏的任一种，该胶带通过加热、光子辐射、电子辐射、声波辐射或其他辐射方式作用后，其黏性会降低或者消失，所述封盖其材质为有机玻璃、无机玻璃、树脂、半导体材料、氧化物晶体、陶瓷、金属、有机塑料、无机氧化物、陶瓷材料的任一种。

5.根据权利要求1至3任一项所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述光阻墙顶部涂布的胶水为热敏或光敏的任一种，该胶水通过辐射作用后，其黏性会降低或者消失，胶水涂布方式为喷涂，挂胶或滚胶的任一种，所述光阻墙与晶圆的键合方式为热压键合或辐射键合的任一种。

6.根据权利要求1至3任一项所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述封盖通过光阻墙与晶圆键合时胶水涂布于要粘合的晶圆面，所述光阻墙为单纯的一层缓冲层，无需刻蚀为线条，胶水涂布方式为喷涂，挂胶或滚胶的任一种，所述光阻墙与晶圆的键合方式为热压键合或辐射键合的任一种。

7.根据权利要求1至3任一项所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述光阻墙是正光阻或者负光阻通过光阻涂布、曝光、显影过程产生的图形，然后固化形成的光阻线。

8.根据权利要求1至3任一项所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述光阻墙是直接粘附、涂布或者沉积的无机物，有机高分子材料，半导体材料，金属材料，陶瓷材料的任一种薄膜，再通过黄光和刻蚀工艺形成的线条。

9.根据权利要求2所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述光阻墙是封盖本身中心区域材质被移除，而使四周高出来，呈现墙的特征。

10.根据权利要求7所述的晶圆级封装中封盖的重复利用方法，其特征在于，所述光阻墙由至少一条光阻线组成，其线条所对应区域为芯片的切割道，对每颗芯片进行包围住，以保护芯片正面的感光区域。