CN110797358B - 晶片封装体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶片封装体及其制造方法，该晶片封装体包括：基底、第一滤光层以及重布线层。基底具有上表面、下表面及位于基底边缘的侧壁表面。基底包括感测装置，位于基底内且邻近于基底的上表面，以感测光源。第一滤光层设置于基底的上表面上方，以遮蔽该光源。第一滤光层具有开口，使第一滤光层经由开口而围绕感测装置。重布线层设置于基底的下表面上。由此，可解决或改善光串音效应的问题，进而改善或维持具有感测晶片的封装体的影像品质。

Description

晶片封装体及其制造方法
技术领域
本发明有关于一种晶片封装技术，特别有关于一种具有滤光(light filter)结构的晶片封装体及其制造方法。
背景技术
光电元件(例如，影像感测装置)在撷取影像等应用中扮演着重要的角色，其已广泛地应用于例如数字相机(digital camera)、数字录影机(digital video recorder)、移动电话(mobile phone)等电子产品中，而晶片封装制程是形成电子产品过程中的重要步骤。晶片封装体除了将感测晶片保护于其中，使其免受外界环境污染外，还提供感测晶片内部电子元件与外界的电性连接通路。
然而，在具有影像感测晶片的封装体中，影响影像品质的其中一个原因就是光串音(crosstalk)效应，串音效应越严重，影像的失真也越严重。举例来说，入射至非感测区的红外光穿过硅基底而进入硅基底的感测区，引起光串音效应的问题，使感测区内的感测装置产生噪声信号而造成感测晶片的影像品质恶化。
因此，有必要寻求一种新颖的晶片封装体及其制造方法，其能够解决或改善上述的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种晶片封装体，包括：一基底，具有一上表面、一下表面及位于基底边缘的一侧壁表面，其中基底包括一感测装置，位于基底内且邻近于基底的上表面，以感测一光源；一第一滤光层，设置于基底的上表面上方，以遮蔽该光源，其中第一滤光层具有一开口，使第一滤光层经由开口而围绕感测装置；以及一重布线层，设置于基底的下表面上。
本发明实施例提供一种晶片封装体的制造方法，包括：提供一基底，基底具有一上表面及一下表面，且具有一晶片区及围绕晶片区的一切割道区，其中基底的晶片区内包括一感测装置，邻近于基底的上表面，以感测一光源；形成一第一滤光层于基底的上表面上方，以遮蔽光源；形成一开口于第一滤光层内，使第一滤光层经由开口而围绕感测装置；以及形成一重布线层于基底的下表面上。
附图说明
图1是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体的剖面示意图。
图2A至图2J是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体的制造方法剖面示意图。
图3是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体的剖面示意图。
图4是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体的剖面示意图。
图5A至图5F是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体的制造方法剖面示意图。
图6是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体的剖面示意图。
图7A至图7G是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体的制造方法剖面示意图。
其中，附图中符号的简单说明如下：
10、10a、20、30：晶片封装体；100：基底；100a：上表面；100b：下表面；100c：侧壁表面；101、101b、103、103a、116、223、226：开口；101a：空孔；102：感测区；104：绝缘层；106：导电垫；108：光学部件；110、130、222：滤光层；112、224：保护层；116a、226a：侧壁；118：暂时性粘着层；120：暂时性盖板；122：绝缘衬层；124：重布线层；126、126a、126b：钝化护层；140：导电结构；218：粘着层；220：盖板；C：晶片区；SC：切割道区。
具体实施方式
以下将详细说明本发明实施例的制作与使用方式。然应注意的是，本发明提供许多可供应用的发明概念，其可以多种特定型式实施。文中所举例讨论的特定实施例仅为制造与使用本发明的特定方式，非用以限制本发明的范围。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触或间隔有一或更多其他材料层的情形。
本发明一实施例的晶片封装体可用以封装微机电系统晶片。然其应用不限于此，例如在本发明的晶片封装体的实施例中，其可应用于各种包含主动元件或被动元件(active or passive elements)、数字电路或模拟电路(digital or analog circuits)等集成电路的电子元件(electronic components)，例如是有关于光电元件(optoelectronic devices)、微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)、生物辨识元件(biometric device)、微流体系统(micro fluidic systems)、或利用热、光线、电容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(wafer scale package,WSP)制程对影像感测装置、发光二极管(light-emittingdiodes,LEDs)、太阳能电池(solar cells)、射频元件(RF circuits)、加速计(accelerators)、陀螺仪(gyroscopes)、指纹辨识器(fingerprint recognition device)、微制动器(micro actuators)、表面声波元件(surface acoustic wave devices)、压力感测器(process sensors)或喷墨头(ink printer heads)等半导体晶片进行封装。
其中上述晶圆级封装制程主要是指在晶圆阶段完成封装步骤后，再予以切割成独立的封装体，然而，在一特定实施例中，例如将已分离的半导体晶片重新分布在一承载晶圆上，再进行封装制程，亦可称之为晶圆级封装制程。另外，上述晶圆级封装制程亦适用于通过堆叠(stack)方式安排具有集成电路的多片晶圆，以形成多层集成电路(multi-layerintegrated circuit devices)的晶片封装体。
请参照图1，其绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体10的剖面示意图。在一些实施例中，晶片封装体10包括一基底100。基底100可由硅或其他半导体所构成。基底100具有一上表面100a、与上表面100a相对的一下表面100b及位于基底100边缘的一侧壁表面100c。再者，基底100内包括一感测区102。感测区102可邻近于基底100的上表面100a，且感测区102内包括一感测装置(未绘示)。举例来说，感测区102内包括影像感测装置，以感测一光源(未绘示)，例如可见光或红外光。在其他实施例中，感测区102内可包括感测生物特征的装置(例如，一指纹辨识装置)或其他适合的感测装置。
在一些实施例中，一绝缘层104设置于基底100的上表面100a上。绝缘层104与基底100可构成一晶片。再者，绝缘层104可包括内层介电层(interlayer dielectric,ILD)、金属层间介电层(inter-metal dielectric,IMD)、钝化护层(passivation)或前述的组合。为简化图式，此处仅绘示出单层绝缘层104。在一些实施例中，绝缘层104可包括无机材料，例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氧化物或前述的组合或其他适合的绝缘材料。
在一些实施例中，绝缘层104内具有一或多个导电垫106且邻近于基底100的上表面100a。在一些实施例中，导电垫106可为单层导电层或为多层的导电层结构。为简化图式，此处仅绘示出一些单层导电层作为范例说明。在一些实施例中，绝缘层104内包括露出对应的导电垫106的开口。在一些实施例中，感测区102内的感测装置可透过基底100及绝缘层104内的内连线结构(未绘示)而与导电垫106电性连接。
在一些实施例中，一开口103自基底100的下表面100b向基底100的上表面100a延伸而穿过基底100及绝缘层104。再者，开口103沿着基底100的边缘延伸而围绕感测区102。在此情形中，开口103具有倾斜的侧壁。亦即，晶片的基底100具有倾斜的侧壁表面100c。在一些实施例中，一或多个开口101自基底100的下表面100b向基底100的上表面100a延伸而穿过基底100，且对应至绝缘层104内的开口，而露出对应的导电垫106。
在一些实施例中，开口101位于基底100的下表面100b的第一口径(即，开口101的底部宽度)大于其位于基底100的上表面100a的第二口径(即，开口101的顶部宽度)。因此，开口101也具有倾斜的侧壁。然而，开口101的上视轮廓可不同于开口103的上视轮廓。举例来说，开口101可具有圆形的上视轮廓，而开口103具有环形的上视轮廓，如方环形。可以理解的是，开口101及开口103可具有其他形状的上视轮廓，而并不限定于此。
在一些实施例中，晶片封装体10还包括一光学部件108，其设置于绝缘层104上，且对应于感测区102。在一些实施例中，光学部件108包括微透镜阵列或其他适合的光学部件。
在一些实施例中，晶片封装体10还包括一滤光层110，其设置于基底100的上表面100a上方且与绝缘层104接触。滤光层110具有一开口116，使滤光层110经由开口116而围绕基底100的感测区102(及其内的感测装置)。再者，设置于绝缘层104上的光学部件108也位于滤光层110的开口116内。在一些实施例中，滤光层110用以遮蔽阻挡及/或吸收基底100内的感测装置所能感测的外界光源。举例来说，当上述光源为可见光，滤光层110可由不透明材料(例如，金属材料(例如，铝、钛、钨、铜或其组合)、黑色绝缘材料(例如，光致抗蚀剂材料或聚酰亚胺树脂)或其他适合的材料)构成的遮光层。当上述光源为红外光，滤光层110可由有机材料、无机材料或其组合构成。举例材料，滤光层110为红外光截止膜(IR cut film)。
在一些实施例中，晶片封装体10还包括一保护层112，其覆盖滤光层110，以防止滤光层110受到损害。保护层112具有一开口对应于滤光层110的开口116，使保护层112经由保护层112的开口而围绕基底100的感测区102(及其内的感测装置)。在其他实施例中，保护层112延伸于开口116的侧壁116a上。在一些实施例中，保护层112包括氧化硅、氮化硅、或其组合或其他适合的高硬度材料。
在一些实施例中，晶片封装体10还包括一绝缘衬层122，其设置于基底100的下表面100b上，且顺应性地延伸至开口103及开口101内，使绝缘衬层122延伸于基底100的侧壁表面100c上。再者，位于开口101的绝缘衬层122具有开口而露出导电垫106。在一些实施例中，绝缘衬层122可包括环氧树脂、无机材料(例如，氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氧化物或前述的组合)、有机高分子材料(例如，聚酰亚胺树脂、苯环丁烯、聚对二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他适合的绝缘材料。
在一些实施例中，晶片封装体10还包括一图案化的重布线层124，其设置于基底100的下表面100b上方的绝缘衬层122上，使绝缘衬层122位于重布线层124与基底100之间。在一些实施例中，重布线层124自基底100的下表面100b向基底100的上表面100a延伸，以顺应性地形成于开口101的侧壁及底部上。然而，重布线层124并未延伸至开口103内。重布线层124透过绝缘衬层122与基底100电性隔离，且经由开口101直接或间接电性连接露出的导电垫106。因此，开口101内的重布线层124也称为基底通孔电极(through substrate via,TSV)。重布线层124可为单层或多层结构。为简化图式，此处仅绘示出单层导电层作为范例说明。在一些实施例中，重布线层124可包括铝、钛、钨、铜、镍、金或其组合。
在一些实施例中，晶片封装体10还包括一钝化护层126，其设置于基底100的下表面100b上方，且填入开口101及开口103，以覆盖重布线层124。再者，钝化护层126具有多个开口而露出部分的重布线层124。在一些实施例中，钝化护层126可包括环氧树脂、防焊绿漆(solder mask)、无机材料(例如，氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氧化物或前述的组合)、有机高分子材料(例如，聚酰亚胺树脂、苯环丁烯、聚对二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、或丙烯酸酯)或其他适合的绝缘材料。
在一些实施例中，钝化护层126未填满开口101，使得一空孔101a形成于开口101内的重布线层124与钝化护层126之间。因此，空孔101a能够作为钝化护层126与重布线层124之间的缓冲，以在后续制程中进行热处理时降低钝化护层126与重布线层124之间由于热膨胀系数不匹配所引发不必要的应力。再者，空孔101a能够避免外界温度或压力剧烈变化时，钝化护层126过度拉扯重布线层124，进而可防止靠近导电垫结构的重布线层124剥离或发生断裂。在一些实施例中，空孔101a与钝化护层126之间的界面具有拱形轮廓。
在一些实施例中，晶片封装体10还包括一选择性(optional)滤光层130，其覆盖重布线层124及其上方的钝化护层126。在一些实施例中，滤光层130自基底100的下表面100b延伸于基底100的开口103内而覆盖基底100的侧壁表面100c。再者，滤光层130可与横向突出于基底100的侧壁表面100c的滤光层110接触，使基底100除了感测区102之外，大体上为滤光层110及130所覆盖。滤光层130具有多个开口对应于钝化护层126的开口而露出重布线层124。相似于滤光层110，滤光层130用以遮蔽基底100内的感测装置所能感测的光源，且可由相同、相似或不同于滤光层110的材料所构成。
在其他实施例中，钝化护层126可由相同于滤光层130的材料所构成。在此情形中，晶片封装体10可不具有滤光层130。又在其他实施例中，滤光层130与重布线层124由同一材料(例如，金属)层定义而成，使滤光层130与重布线层124位于绝缘衬层122与钝化护层126之间，且彼此隔开。又在其他实施例中，滤光层130设置于基底的下表面100b上的绝缘衬层122上，使滤光层130位于绝缘衬层122与重布线层124之间。
在一些实施例中，晶片封装体10还包括多个导电结构140(例如，焊球、凸块或导电柱)对应设置于钝化护层126及滤光层130的开口内而与露出的重布线层124电性连接。在一些实施例中，导电结构140可包括锡、铅、铜、金、镍、或前述的组合。在上述实施例中，具有导电结构140的晶片封装体10为球栅阵列(ball grid array,BGA)封装体。然而，在其他实施例中，晶片封装体10不具有导电结构140。在此情形中，晶片封装体10可为平面网格阵列(land grid array,LGA)封装体。
在上述实施例中，晶片封装体10包括前照式感测装置。在其他实施例中，晶片封装体10亦可包括背照式感测装置。
图2A至图2J是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体10的制造方法剖面示意图，其中相同于图1中的部件使用相同的标号并可能省略其说明。请参照图2A，提供一基底100。基底100具有一上表面100a及与其相对的一下表面100b，且具有多个晶片区及围绕这些晶片区并隔开相邻的晶片区的一切割道区。此处为简化图式，仅绘示一完整的晶片区C、与其相邻的晶片区C的一部分以及隔开这些晶片区C的一切割道区SC。在一些实施例中，基底100为一硅晶圆，以利于进行晶圆级封装制程。在另一实施例中，基底100可为一硅基底或其他半导体基底。
基底100的晶片区C内包括一感测区102，且感测区102邻近于基底100的上表面100a。再者，感测区102内可包括一感测装置(未绘示)，以感测一光源(未绘示)。在一些实施例中，绝缘层104内具有一或多个导电垫106。导电垫106对应于基底100的晶片区C且邻近于基底100的上表面100a。在一些实施例中，感测区102内的感测装置可透过基底100及绝缘层104内的内连线结构(未绘示)而与导电垫106电性连接。
在一些实施例中，可依序进行半导体装置的前段(front end)制程(例如，在基底100内制作感测区102及后段(back end)制程(例如，在基底100上制作绝缘层104、内连线结构及导电垫106)来制作前述结构。换句话说，以下晶片封装体的制造方法用于对完成后段制程的基底进行后续的封装制程。
在一些实施例中，形成一光学部件108于基底100的上表面100a上方的绝缘层104上，且对应于感测区102。
请参照图2B，依序形成一滤光层110及一保护层112于基底100的上表面100a上方。在一些实施例中，可透过沉积制程(例如，涂布制程、物理气相沉积制程、化学气相沉积制程或其他适合的制程)形成滤光层110及保护层112。滤光层110用以遮蔽阻挡及/或吸收基底100内的感测装置所能感测的外界光源。滤光层110内具有一开口116，使滤光层110经由开口116而围绕基底100的感测装置。在一些实施例中，滤光层110的厚度约为
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保护层112也具有对应于开口116的开口，使保护层112围绕基底100的感测装置。
在一些实施例中，在依序形成滤光层110及保护层112之后，进行一图案化制程(例如，光刻及蚀刻制程)，以在保护层112内形成开口及在滤光层110内形成开口116而露出光学部件108及对应基底100感测区域102的绝缘层104。
在一些实施例中，在形成滤光层110之后，进行一图案化制程，以在滤光层110内形成开口116而露出位于光学部件108及对应基底100感测区域的绝缘层104。之后，在滤光层110上形成保护层112并覆盖开口116的侧壁116a上以及露出的光学部件108及绝缘层104。接着，进行一图案化制程，以去除保护层112覆盖光学部件108及绝缘层104的部分，使余留的保护层112延伸于滤光层110的开口116的侧壁116a上。
请参照图2C，在一些实施例中，提供一暂时性盖板120。在一些实施例中，暂时性盖板120用以提供保护及支撑的功能，且可为玻璃基底、硅基底或其他适合的基底材料。之后，可透过一暂时性粘着层118(例如，一可移除式胶带)将暂时性盖板120接合至基底100。形成于暂时性盖板120与基底100之间的暂时性粘着层118完全覆盖光学部件108及基底100的上表面100a，使基底100与暂时性盖板120之间不具有空腔。接着，以暂时性盖板120作为承载基底，对基底100的下表面100b进行薄化制程(例如，蚀刻制程、铣削(milling)制程、磨削(grinding)制程或研磨(polishing)制程)，以减少基底100的厚度。在一些实施例中，在进行薄化制程之后，基底100的厚度约在100μm至200μm的范围。
请参照图2D，在一些实施例中，透过光刻制程及蚀刻制程(例如，干蚀刻制程、湿蚀刻制程、等离子蚀刻制程、反应性离子蚀刻制程或其他适合的制程)，于每一晶片区C的基底100内形成多个开口101。在一些实施例中，透过刻痕(notching)制程，于切割道区SC的基底100内形成一开口103。开口101及开口103自基底100的下表面100b延伸至基底100的上表面100a上而贯穿基底100，其中开口101露出导电垫106，而开口103露出绝缘层104。在一些实施例中，开口103沿着相邻晶片区C之间的切割道区SC延伸而围绕晶片区C，使得每一晶片区C内的基底100彼此分离。开口103具有倾斜的侧壁，使每一晶片区C内的基底100具有倾斜的侧壁表面100c。
在一些实施例中，开口101位于基底100的晶片区C内且对应于导电垫106。开口101具有倾斜的侧壁，倾斜的侧壁有助于后续形成于开口101内的膜层(例如，绝缘层及重布线层)的沉积，进而提高晶片封装体的可靠度。在一些实施例中，晶片区C内的这些开口101可沿着开口103而间隔排列，且开口101与开口103透过基底100的一部分而彼此隔开。
请参照图2E，在一些实施例中，可透过沉积制程(例如，涂布制程、物理气相沉积制程、化学气相沉积制程或其他适合的制程)，在基底100的下表面100b上形成一绝缘衬层122，绝缘衬层122顺应性地沉积于开口101及开口103的侧壁表面及底部表面上，使绝缘衬层122延伸于基底100的侧壁表面100c上方。在一些实施例中，绝缘衬层122可包括环氧树脂、无机材料(例如，氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金属氧化物或前述的组合)、有机高分子材料(例如，聚酰亚胺树脂、苯环丁烯、聚对二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、或丙烯酸酯)或其他适合的绝缘材料。之后，可透过光刻制程及蚀刻制程，去除开口101及开口113的底部的绝缘衬层122。再者，可进一步去除开口101底部的绝缘层104而露出导电垫106。
接着，在一些实施例中，可依序透过沉积制程(例如，涂布制程、物理气相沉积制程、化学气相沉积制程、电镀制程、无电镀制程或其他适合的制程)、光刻制程及蚀刻制程，在绝缘衬层122上形成图案化的重布线层124。举例来说，依序透过沉积制程、光刻制程及蚀刻制程以形成图案化的铝层，接着以相似的方式在图案化的铝层依序形成图案化的镍层及图案化的金层，使堆叠的铝层、镍层及金层形成重布线层124。如此一来，绝缘衬层122位于重布线层124与基底100的下表面100b之间。在一些实施例中，重布线层124形成于基底100的下表面100b上，且顺应性地延伸至开口101的侧壁表面及底部表面，而未延伸至开口103内。
请参照图2F，在一些实施例中，可透过沉积制程，在基底100的下表面100b上形成一钝化护层126，且填入开口101及开口103，以覆盖重布线层124。在一些实施例中，钝化护层126填满开口103，而仅部分填充开口101，使得一空孔101a形成于开口101内的重布线层124与钝化护层126之间。在其他实施例中，钝化护层126亦可填满开口101。接着，在一些实施例中，可透过光刻制程及蚀刻制程，在基底100的下表面100b上的钝化护层126内形成多个开口，以露出部分的重布线层124。
请参照图2G，在一些实施例中，可透过光刻制程及蚀刻制程，于开口103内的钝化护层126内形成一开口103a而露出绝缘层104。之后，可透过蚀刻制程而进一步延伸开口103a于绝缘层104内而露出滤光层110。
请参照图2H，在一些实施例中，可透过沉积制程(例如，涂布制程、物理气相沉积制程、化学气相沉积制程、或其他适合的制程)于钝化护层126及重布线层124上形成一选择性滤光层130并延伸于开口103a(如图2G所标示)内而与滤光层110接触。如此一来，钝化护层126形成于重布线层124与滤光层130之间。之后，可透过光刻制程及蚀刻制程，形成多个开口于滤光层130内。这些开口对应于钝化护层126内露出重布线层124的开口。
请参照图2I，在一些实施例中，可透过电镀制程、网版印刷制程或其他适合的制程，在滤光层130及钝化护层126的开口内填入导电结构140(例如，焊球、凸块或导电柱)，以与露出的重布线层124电性连接。之后，将暂时性粘着层118及暂时性盖板120自基底100上的绝缘层104及保护层112去除，如图2J所示。在其他实施例中，滤光层130及钝化护层126的开口内未形成导电结构140。因此，在形成开口于滤光层130内之后，将暂时性粘着层118及暂时性盖板120去除。
在去除暂时性粘着层118及暂时性盖板120之后，切割位于切割道区SC的基底100以及位于切割道区SC的基底100上方及下方的膜层(例如，滤光层110及130及保护层112)，以使每一晶片区C的基底100彼此分离。举例来说，可使用切割刀具或激光进行切割制程，在进行切割制程之后，可形成独立的晶片封装体10，如图1所示。
可以理解的是，虽然图2A至图2J的实施例为具有前照式(front sideillumination,FSI)感测装置的晶片封装体的制造方法，然而关于晶片的外部电性连接路径(例如，基底内的开口、重布线层、钝化护层或其中的导电结构)及滤光层的制作方法亦可应用于背照式(back side illumination,BSI)感测装置的制程中。
请参照图3，其绘示出本发明一实施例的晶片封装体10a的剖面示意图，其中相同于图1中的部件使用相同的标号并省略其说明。在一些实施例中，晶片封装体10a的结构类似于图1中的晶片封装体10的结构，差异处在于位于晶片封装体10a的基底100内且露出导电垫106的开口101b的侧壁具有多阶轮廓。再者，开口101b中具有多阶轮廓的侧壁的高度大于基底100的侧壁表面100c的高度。因此，开口101b有利于后续形成的膜层填入其中。再者，能够防止应力累积于开口101b与基底100的侧壁表面100c之间，进而防止基底100的侧壁表面100c破裂。在一些实施例中，开口101b具有2阶轮廓，如图3所示。
在一些实施例中，钝化护层126可由相同于滤光层130的材料所构成。在此情形中，晶片封装体10a可不具有滤光层130。在其他实施例中，滤光层130与重布线层124由同一材料(例如，金属)层定义而成，使滤光层130与重布线层124位于绝缘衬层122与钝化护层126之间，且彼此隔开。
在上述实施例中，晶片封装体10a包括前照式感测装置。在其他实施例中，晶片封装体10a亦可包括背照式感测装置。
请参照图4，其绘示出本发明一实施例的晶片封装体20的剖面示意图，其中相同于图1中的部件使用相同的标号并省略其说明。在一些实施例中，晶片封装体20的结构类似于图1中的晶片封装体10的结构，差异处在于位于晶片封装体20还包括一粘着层218及一盖板220依序设置于基底100的上表面100a上，以覆盖光学部件108、绝缘层104及基底100的感测装置。如此一来，粘着层218位于基底100的上表面100a与盖板220之间。
在一些实施例中，粘着层218包括粘着胶或其他具有粘性的材料。在其他实施例中，粘着层218包括高透光性材料，以增加感测模组的感测灵敏度。
在一些实施例中，盖板220包括玻璃、蓝宝石(sapphire)材料、塑胶材料或其他适合的材料。
再者，不同于图1中的晶片封装体10的结构，滤光层222设置于盖板220上方且与盖板220接触。在一些实施例中，滤光层222具有一开口226，使滤光层222经由开口226而围绕基底100的感测区102(及其内的感测装置)。如此一来，盖板220位于粘着层218与滤光层222之间。在一些实施例中，滤光层222延伸于粘着层218与盖板220的侧壁上，且与延伸于基底100的侧壁表面100c上的滤光层130接触。滤光层222的材料可相同或相似于图1中的晶片封装体10的滤光层110。
在一些实施例中，相似于图1中的晶片封装体10的保护层112，一保护层224覆盖滤光层222，以防止滤光层222受到损害。保护层224具有一开口对应于滤光层222的开口226，使保护层224经由保护层224的开口而围绕基底100的感测区102(及其内的感测装置)。保护层224可延伸于开口226的侧壁226a上。保护层224的材料可相同或相似于图1中的晶片封装体10的保护层112。
在一些实施例中，钝化护层126可由相同于滤光层130的材料所构成。在此情形中，晶片封装体20可不具有滤光层130。在其他实施例中，滤光层130与重布线层124由同一材料(例如，金属)层定义而成，使滤光层130与重布线层124位于绝缘衬层122与钝化护层126之间，且彼此隔开。又在其他实施例中，滤光层130设置于基底的下表面100b上的绝缘衬层122上，使滤光层130位于绝缘衬层122与重布线层124之间。
在一些实施例中，相似于图3中的晶片封装体10a，晶片封装体20的基底100的开口101的侧壁可具有多阶轮廓，如图3中的晶片封装体10a的开口101b所示。
在上述实施例中，晶片封装体20包括前照式感测装置。在其他实施例中，晶片封装体20亦可包括背照式感测装置。
图5A至5F是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体20的制造方法剖面示意图，其中相同于图2A至图2J及图4中的部件使用相同的标号并可能省略其说明。请参照图5A，提供如图2A所示的结构。之后，提供一盖板220。在一些实施例中，盖板220用以提供保护及支撑的功能，且盖板220的厚度约在100μm至400μm的范围。透过一粘着层218将盖板220接合至基底100上方的绝缘层104，使粘着层218及盖板220位于基底100的上表面100a上方。粘着层218完全覆盖光学部件108及基底100的上表面100a，使基底100与盖板220之间不具有空腔。如此一来，粘着层218位于基底100的上表面100a与盖板220之间，且粘着层218与盖板220覆盖基底100内的感测装置。
在一些实施例中，可在盖板220接合至基底100之后，进行一切割制程，以在基底100的切割道区SC上方形成贯穿盖板220、粘着层218及绝缘层104开口223。如此一来，开口223围绕基底100的晶片区C。
请参照图5B，在一些实施例中，以相似于图2B中滤光层110及保护层112的形成方法，于盖板220上依序形成滤光层222及保护层224，使盖板220位于粘着层218与滤光层222之间，且形成的滤光层222延伸于开口223内。在一些实施例中，滤光层222具有开口226，使滤光层222经由开口226而围绕基底100的感测装置。保护层224可延伸于滤光层222的开口226的侧壁226a上。
请参照图5C，在一些实施例中，以盖板220作为承载基底，对基底100的下表面100b进行薄化制程(例如，蚀刻制程、铣削制程、磨削制程或研磨制程)，以减少基底100的厚度。在一些实施例中，在进行薄化制程之后，基底100的厚度约在100μm至200μm的范围。
之后，利用相同或相似于图2D所述的方法，于每一晶片区C的基底100内形成多个开口101，且于切割道区SC的基底100内形成一开口103。开口101露出导电垫106，而开口103露出绝缘层104及延伸于开口223内的滤光层222。在一些实施例中，开口103沿着相邻晶片区C之间的切割道区SC延伸而围绕晶片区C。在一些实施例中，开口101的侧壁具有多阶轮廓，如图3中的晶片封装体10a的开口101b所示。
请参照图5D，在一些实施例中，利用相同或相似于图2E至图2G所述的方法，于基底100的下表面100b上依序形成绝缘衬层122、重布线层124及钝化护层126，且于开口101内的重布线层124与钝化护层126之间形成一空孔101a以及于开口103内的钝化护层126内形成一开口103a而露出位于开口223内的滤光层222。
请参照图5E，在一些实施例中，利用相同或相似于图2H所述的方法，于钝化护层126及重布线层124上形成一选择性滤光层130并延伸于开口103a(如图2G所标示)内而与滤光层222接触。再者，形成多个开口于滤光层130内，使这些开口对应于钝化护层126内露出重布线层124的开口。
请参照图5F，在一些实施例中，利用相同或相似于图2I所述的方法，于滤光层130及钝化护层126的开口内填入导电结构140，以与露出的重布线层124电性连接。在其他实施例中，滤光层130及钝化护层126的开口内未形成导电结构140。
之后，切割位于切割道区SC的基底100以及位于切割道区SC的基底100上方及下方的膜层，以使每一晶片区C的基底100彼此分离。举例来说，可使用切割刀具或激光进行切割制程，在进行切割制程之后，可形成独立的晶片封装体20，如图4所示。
可以理解的是，虽然图5A至图5F的实施例为具有前照式感测装置的晶片封装体的制造方法，然而关于晶片的外部电性连接路径(例如，基底内的开口、重布线层、钝化护层或其中的导电结构)及滤光层的制作方法亦可应用于背照式感测装置的制程中。
请参照图6，其绘示出本发明一实施例的晶片封装体30的剖面示意图，其中相同于图4中的部件使用相同的标号并省略其说明。不同于图4中的晶片封装体20的结构，晶片封装体30的滤光层222并未延伸于粘着层218与盖板220的侧壁上。再者，晶片封装体30的结构不具有如晶片封装体20所示的开口101及位于开口101内的基底通孔电极。另外，晶片封装体30的结构不具有如晶片封装体20所示的绝缘衬层122。再者，导电垫106侧向突出于基底100的侧壁表面100c。因此，晶片封装体30的导电垫106也称作延伸型导电垫(extendedpad)。
在一些实施例中，晶片封装体30包括一钝化护层126a，其设置于基底100的下表面100b上，且延伸于基底100的侧壁表面100c上。钝化护层126a的材质可相同或相似于图4中晶片封装体20的钝化护层126的材质。再者，重布线层124设置于钝化护层126a上方，且自基底100的下表面100b延伸于基底100的侧壁表面100c上以及绝缘层104的侧壁上，使重布线层124利用T型接触(T-contact)的方式与对应的导电垫106电性接触。
在一些实施例中，晶片封装体30的滤光层130设置于重布线层124与钝化护层126a之间，使钝化护层126a设置于滤光层130与基底100的下表面100b之间。在其他实施例中，钝化护层126a的材质可相同或相似于滤光层130的材质，在此情形中，重布线层124与钝化护层126a之间并未具有滤光层130。
在一些实施例中，晶片封装体30还包括一钝化护层126b，其覆盖滤光层126a及重布线层124，且延伸于基底100的侧壁表面100c上。钝化护层126b的材质可相同或相似于图4中晶片封装体20的钝化护层126的材质。再者，钝化护层126b可具有多个开口而露出重布线层124。
在一些实施例中，滤光层130与重布线层124由同一材料(例如，金属)层定义而成，使滤光层130与重布线层124位于钝化护层126a与钝化护层126b之间，且彼此隔开。在其他实施例中，滤光层130设置于钝化护层126b上，并延伸于基底100的侧壁表面100c上。
在上述实施例中，晶片封装体30包括前照式感测装置。在其他实施例中，晶片封装体30亦可包括背照式感测装置。
图7A至图7G是绘示出根据本发明一实施例的晶片封装体30的制造方法剖面示意图，其中相同于图5A至图5F及图6中的部件使用相同的标号并可能省略其说明。请参照图7A，提供相似于图5B所示的结构。不同于图5B所示的结构，基底100的切割道区SC上方并未形成贯穿盖板220、粘着层218及绝缘层104开口223。再者，绝缘层104内的导电垫106自基底100的晶片区C延伸至切割道区SC。
请参照图7B，在一些实施例中，以盖板220作为承载基底，对基底100的下表面100b进行薄化制程(例如，蚀刻制程、铣削制程、磨削制程或研磨制程)，以减少基底100的厚度。在一些实施例中，在进行薄化制程之后，基底100的厚度约在100μm至200μm的范围。
请参照图7C，在一些实施例中，以相同或相似于图5C所述的方法，于切割道区SC的基底100内形成一开口103，以露出绝缘层104。在一些实施例中，开口103沿着相邻晶片区C之间的切割道区SC延伸而围绕晶片区C。
请参照图7D，在一些实施例中，以相同或相似于图5D所述的方法，于基底100的下表面100b上形成钝化护层126a并填满开口103。之后，以相同或相似于图5E所述的方法，于钝化护层126a上形成一选择性滤光层130，使钝化护层126a位于滤光层130与基底100之间。在其他实施例中，钝化护层126a的材质可相同或相似于滤光层130的材质，在此情形中，钝化护层126a上方并未形成滤光层130。
在一些实施例中，以相同或相似于图5D所述的方法，于开口103内的钝化护层126a内形成一开口103a，且于滤光层130上形成重布线层124，使滤光层130位于重布线层124与基底100之间。形成的开口103a露出粘着层218以及位于绝缘层104内的导电垫106的侧壁(如图7E所示)，且重布线层124延伸于开口103a内而与露出的导电垫106的侧壁电性接触(如图7F所示)。
请参照图7G，在一些实施例中，以相同或相似于钝化护层126a的材质及形成方法来形成一钝化护层126b，以覆盖滤光层130及重布线层124。之后，透过光刻及蚀刻制程，于钝化护层126b内形成多个开口而露出重布线层124。
接着，利用相同或相似于图5F所述的方法，于钝化护层126b的开口内填入导电结构140，以与露出的重布线层124电性连接。在其他实施例中，钝化护层126b的开口内未形成导电结构140。
之后，切割位于切割道区SC的基底100以及位于切割道区SC的基底100上方及下方的膜层，以使每一晶片区C的基底100彼此分离。举例来说，可使用切割刀具或激光进行切割制程，在进行切割制程之后，可形成独立的晶片封装体30，如图6所示。
可以理解的是，虽然图7A至图7G的实施例为具有前照式感测装置的晶片封装体的制造方法，然而关于晶片的外部电性连接路径(例如，基底内的开口、重布线层、钝化护层或其中的导电结构)及滤光层的制作方法亦可应用于背照式感测装置的制程中。
根据上述实施例，由于滤光层分别覆盖基底的上表面及下表面，因此可阻挡或吸收不必要的光源穿过感测晶片的基底而防止基底内的感测区受到影响。如此一来，可解决或改善光串音效应的问题，进而改善或维持具有感测晶片的封装体的影像品质。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (34)

1.一种晶片封装体，包括：
基底，具有上表面、下表面及位于该基底边缘的侧壁表面，其中该基底包括感测装置，位于该基底内且邻近于该基底的该上表面，以感测光源；
第一滤光层，设置于该基底的该上表面上方，以遮蔽该光源，其中该第一滤光层具有开口，使该第一滤光层经由该开口而围绕该感测装置；
重布线层，设置于该基底的该下表面上；以及
第二滤光层，该第二滤光层覆盖该重布线层，其中该第二滤光层具有多个开口而露出该重布线层。
2.根据权利要求1所述的晶片封装体，其中该第二滤光层覆盖该基底的该侧壁表面。
3.根据权利要求1所述的晶片封装体，还包括：
绝缘衬层，设置于该重布线层与该基底之间；以及
钝化护层，设置于该重布线层与该第二滤光层之间，且具有与该第二滤光层的该多个开口分别相对应的多个开口而露出该重布线层。
4.根据权利要求1所述的晶片封装体，还包括多个导电结构，该多个导电结构对应设置于该第二滤光层的对应开口内，以电性连接该重布线层。
5.根据权利要求1所述的晶片封装体，还包括保护层，该保护层覆盖该第一滤光层，且具有与该第一滤光层的该开口相对应的开口，使该保护层经由该保护层的该开口而围绕该感测装置。
6.根据权利要求5所述的晶片封装体，其中该保护层延伸于该第一滤光层的该开口的侧壁上。
7.根据权利要求1所述的晶片封装体，其中该基底还包括多个开口，该多个开口自该基底的该下表面向该基底的该上表面延伸，其中该重布线层延伸于该基底的该多个开口内。
8.根据权利要求7所述的晶片封装体，其中该基底的该多个开口的侧壁分别具有多阶轮廓。
9.根据权利要求1所述的晶片封装体，还包括光学部件，该光学部件设置于该基底的该上表面上方，且位于该第一滤光层的该开口内。
10.根据权利要求1所述的晶片封装体，还包括：
盖板，设置于该基底的该上表面与该第一滤光层之间；以及
粘着层，设置于该基底的该上表面与该盖板之间，其中该粘着层与该盖板覆盖该感测装置。
11.根据权利要求10所述的晶片封装体，其中该第一滤光层延伸于该粘着层与该盖板的侧壁上。
12.根据权利要求11所述的晶片封装体，其中该第二滤光层延伸于该基底的该侧壁表面上而与该第一滤光层接触。
13.根据权利要求10所述的晶片封装体，还包括至少一导电垫，该至少一导电垫设置于该基底的该上表面上，且侧向突出于该基底的该侧壁表面，其中该重布线层自该基底的该下表面延伸于该基底的该侧壁表面上，以与该至少一导电垫电性接触。
14.一种晶片封装体，包括：
基底，具有上表面、下表面及位于该基底边缘的侧壁表面，其中该基底包括感测装置，位于该基底内且邻近于该基底的该上表面，以感测光源；
第一滤光层，设置于该基底的该上表面上方，以遮蔽该光源，其中该第一滤光层具有开口，使该第一滤光层经由该开口而围绕该感测装置；
盖板，设置于该基底的该上表面与该第一滤光层之间；
粘着层，设置于该基底的该上表面与该盖板之间，其中该粘着层与该盖板覆盖该感测装置；
重布线层，设置于该基底的该下表面上；以及
第二滤光层，该第二滤光层设置于该重布线层与该基底之间。
15.根据权利要求14所述的晶片封装体，还包括第一钝化护层，该第一钝化护层设置于该第二滤光层与该基底之间，且延伸于该基底的该侧壁表面上。
16.根据权利要求15所述的晶片封装体，还包括第二钝化护层，该第二钝化护层覆盖该第二滤光层及该重布线层，且延伸于该基底的该侧壁表面上，其中该第二钝化护层具有多个开口而露出该重布线层。
17.根据权利要求16所述的晶片封装体，还包括多个导电结构，该多个导电结构对应设置于该第二钝化护层的该多个开口内，以电性连接该重布线层。
18.一种晶片封装体的制造方法，包括：
提供基底，该基底具有上表面及下表面，且具有晶片区及围绕该晶片区的切割道区，其中该基底的该晶片区内包括感测装置，邻近于该基底的该上表面，以感测光源；
形成第一滤光层于该基底的该上表面上方，以遮蔽该光源；
形成开口于该第一滤光层内，使该第一滤光层经由该开口而围绕该感测装置；
形成重布线层于该基底的该下表面上；
形成第二滤光层，以覆盖该重布线层；以及
形成多个开口于该第二滤光层内，以露出该重布线层。
19.根据权利要求18所述的晶片封装体的制造方法，还包括：形成开口于该基底的该切割道区内，以围绕该基底的该晶片区，其中该第二滤光层延伸于该基底的该开口内。
20.根据权利要求19所述的晶片封装体的制造方法，还包括：
形成绝缘衬层于该重布线层与该基底的该下表面之间；以及
形成钝化护层于该重布线层与该第二滤光层之间，其中该钝化护层具有与该第二滤光层的该多个开口分别相对应的多个开口而露出该重布线层，且其中该绝缘衬层及该钝化护层延伸于该基底的该开口内。
21.根据权利要求18所述的晶片封装体的制造方法，还包括：形成多个导电结构于该第二滤光层的该多个开口内，以电性连接该重布线层。
22.根据权利要求18所述的晶片封装体的制造方法，还包括：于形成该第一滤光层的该开口之前，形成保护层于该第一滤光层上，其中该保护层具有开口，且该保护层的该开口对应于该第一滤光层的该开口。
23.根据权利要求18所述的晶片封装体的制造方法，还包括：于形成该第一滤光层的该开口之后，形成保护层于该第一滤光层上，其中该保护层延伸于该第一滤光层的该开口的侧壁上。
24.根据权利要求18所述的晶片封装体的制造方法，还包括：于形成该重布线层之前，形成多个开口于该基底的该晶片区内，其中该基底的该多个开口自该基底的该下表面向该基底的该上表面延伸，且该重布线层延伸于该基底的该多个开口内。
25.根据权利要求24所述的晶片封装体的制造方法，其中该基底的该多个开口的侧壁分别具有多阶轮廓。
26.根据权利要求18所述的晶片封装体的制造方法，还包括：形成光学部件于该第一滤光层的该开口内的该基底的该上表面上。
27.根据权利要求18所述的晶片封装体的制造方法，还包括：于形成该第一滤光层之前，形成粘着层及盖板于该基底的该上表面上方，其中该粘着层位于该基底的该上表面与该盖板之间，且该盖板位于该粘着层与该第一滤光层之间，且其中该粘着层与该盖板覆盖该感测装置。
28.根据权利要求27所述的晶片封装体的制造方法，还包括：
于形成该第一滤光层之前，于该基底的该切割道区上的该粘着层及该盖板内形成开口，以围绕该基底的该晶片区，其中该第一滤光层延伸于该粘着层及该盖板的该开口内；以及
于形成该第一滤光层之后，形成开口于该基底的该切割道区内，以围绕该基底的该晶片区，且露出该第一滤光层。
29.根据权利要求28所述的晶片封装体的制造方法，还包括形成至少一导电垫于该基底的该上表面上，其中该重布线层自该基底的该下表面延伸于该基底的该开口内，且与该至少一导电垫电性接触。
30.一种晶片封装体的制造方法，包括：
提供基底，该基底具有上表面及下表面，且具有晶片区及围绕该晶片区的切割道区，其中该基底的该晶片区内包括感测装置，邻近于该基底的该上表面，以感测光源；
形成粘着层及盖板于该基底的该上表面上方，其中该粘着层位于该基底的该上表面与该盖板之间，且其中该粘着层与该盖板覆盖该感测装置；
于该基底的该切割道区上的该粘着层及该盖板内形成开口，以围绕该基底的该晶片区；
形成第一滤光层于该基底的该上表面上方，以遮蔽该光源，其中该盖板位于该粘着层与该第一滤光层之间，且其中该第一滤光层延伸于该粘着层及该盖板的该开口内；
形成开口于该基底的该切割道区内，以围绕该基底的该晶片区，且露出该第一滤光层；
形成开口于该第一滤光层内，使该第一滤光层经由该开口而围绕该感测装置；
形成重布线层于该基底的该下表面上；以及
形成第二滤光层，以覆盖该重布线层，且延伸于该基底的该开口内而与露出的该第一滤光层接触。
31.一种晶片封装体的制造方法，包括：
提供基底，该基底具有上表面及下表面，且具有晶片区及围绕该晶片区的切割道区，其中该基底的该晶片区内包括感测装置，邻近于该基底的该上表面，以感测光源；
形成粘着层及盖板于该基底的该上表面上方，其中该粘着层位于该基底的该上表面与该盖板之间，且其中该粘着层与该盖板覆盖该感测装置；
形成第一滤光层于该基底的该上表面上方，以遮蔽该光源，其中该盖板位于该粘着层与该第一滤光层之间；
形成开口于该第一滤光层内，使该第一滤光层经由该开口而围绕该感测装置；
形成重布线层于该基底的该下表面上；以及
形成第二滤光层于该重布线层与该基底之间。
32.根据权利要求31所述的晶片封装体的制造方法，还包括形成第一钝化护层于该第二滤光层与该基底之间。
33.根据权利要求32所述的晶片封装体的制造方法，还包括：形成第二钝化护层，以覆盖该第二滤光层及该重布线层，其中该第二钝化护层具有多个开口而露出该重布线层。
34.根据权利要求33所述的晶片封装体的制造方法，还包括：对应形成多个导电结构于该第二钝化护层的该多个开口内，以电性连接该重布线层。
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