TW201607009A - 晶片封裝體及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種晶片封裝體的製造方法，包含提供半導體基材具有光電二極體、以及內連線層配置於半導體基材之上表面，內連線層位於光電二極體上方且與光電二極體電性連接；形成重佈局線路於內連線層上，重佈局線路電性連接內連線層；形成封裝層於重佈局線路上；貼附承載基板於封裝層上；形成彩色濾光層於半導體基材之下表面；形成微鏡頭模組於彩色濾光層下；以及移除承載基板。
Description
本發明係關於一種封裝體及其製造方法，且特別是有關於一種晶片封裝體及其製造方法。
數位相機的使用創造了對影像感測裝置的需求，而在可攜式裝置例如平板電腦、智慧型手機以及筆記型電腦上數位相機的使用亦日益普及。近來在數位相機工藝發展上，互補式金氧半導體影像感測(CMOS image sensors，CIS)晶片封裝體漸成主流。互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體是以光電二極體(photo diode)為基礎，此光電二極體照光時，產生與光子數成正比的電子流，形成可反映在給定時段內光子總數的電壓信號。此信號隨後轉換為數位信號並可藉由上述裝置上的電路輸出。
前照式(front side illuminated，FSI)感測係互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體最早發展出來的結構設計。然而，在前照式互補式金氧半導體影像感測裝置中，入射的光子必需通過金屬層與介電層才能到達光電二極體，因此入射的光子可能在到達光電二極體前即被吸收或散射而降低量子效率。因此，背照式(back side illuminated，BSI)感測的互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體即被發展出
來以改善上述問題。所謂背照式感測的互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體係利用從半導體基板背側接收入射光，其光徑較短且不需通過金屬層與介電層等中間層，因此入射的光子在到達光電二極體前不會被吸收或散射，進而具有更高的量子效率。故背照式互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體在現今產品中逐漸普及。
然而背照式互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體在現今的製作過程中仍存有許多亟待克服的難題，特別是其製作過程繁複使成本居高不下、整體厚度較厚等問題。因此，創新的背照式互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體結構和製作方法以解決上述問體，仍是當前半導體晶片封裝工藝重要的研發方向之一。
本發明係提供一種晶片封裝體及其製造方法，一般而言，在背照式互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體的製作過程中，係使用在半導體基板上先沉積磊晶層以製作各畫素電性連接的內連線結構，之後再將光電二極體形成於內連線結構之上的晶圓進料。與傳統前照式係在半導體基板上製造光電二極體，再順應於其上形成內連線結構的的晶圓進料相比，背照式的晶圓進料需要更複雜的步驟以及更精密的製程控制才得以製作出來，因此製作成本較高。同時，背照式互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體尚須貫穿矽導通孔(through silicon via，TSV)來完成內連線結構在半導體基板背面的電性導通路徑，使得成本更進一步提高，且貫穿矽導通孔須在一定厚度下方能順利形成，因此背照式互補式金氧半導體影像感測晶片封裝體往往具有較厚的整體厚度。據
此，本發明提出一種晶片封裝體及其製造方法，使用類似於傳統前照式結構的晶圓進料，因此製作成本較低更適於量產。此外，本發明提供之晶片封裝體及其製造方法亦不須製作貫穿矽導通孔，因此可進一步降低製作成本，並可有效微縮晶片封裝體的厚度。
本發明之一態樣係提出一種晶片封裝體的製造方法，包含提供半導體基材具有光電二極體、以及內連線層配置於半導體基材之上表面，內連線層位於光電二極體上方且與光電二極體電性連接；形成重佈局線路於內連線層上，重佈局線路電性連接內連線層；形成封裝層於重佈局線路上；貼附承載基板於封裝層上；形成彩色濾光層於半導體基材之下表面；形成微鏡頭模組於彩色濾光層下；以及移除承載基板。
在本發明之一些實施方式中，在形成彩色濾光層於半導體基材之下表面的步驟之前，進一步包含自下表面朝上表面薄化半導體基材。
在本發明之一些實施方式中，其中自下表面朝上表面薄化半導體基材的步驟係機械研磨、化學基底蝕刻、化學機械研磨、或該等之組合。
在本發明之一些實施方式中，在形成重佈局線路該內連線層上的步驟之後，進一步包含形成抗反射層疊於內連線層上。
在本發明之一些實施方式中，其中形成抗反射層疊該內連線層上的步驟包含沉積介電層覆蓋重佈局線路以及內連線層；沉積金屬層覆蓋介電層；以及微影蝕刻介電層與金屬層以暴露出重佈局線路。
在本發明之一些實施方式中，其中介電層包含氧化矽，且金屬層包含銀。
在本發明之一些實施方式中，其中形成封裝層於重佈局線路上的步驟包含形成封裝層覆蓋重佈局線路以及內連線層；以及形成封裝層之開口，開口暴露出部分重佈局線路。
在本發明之一些實施方式中，其中形成封裝層之開口的步驟係雷射鑽孔。
在本發明之一些實施方式中，晶片封裝體的製造方法進一步包含形成焊球於封裝層上，部分焊球配置於開口內電性連接重佈局線路。
在本發明之一些實施方式中，其中焊球包含錫。
在本發明之一些實施方式中，晶片封裝體的製造方法進一步包含：形成焊線，焊線之一端配置於開口內電性連接重佈局線路。
在本發明之一些實施方式中，其中重佈局線路包含鋁、銅、鎳或該等之合金。
本發明之另一態樣係提出一種晶片封裝體，包含半導體基材、重佈局線路、封裝層、彩色濾光層以及微鏡頭模組。半導體基材具有光電二極體、以及內連線層配置於半導體基材之上表面。內連線層位於光電二極體上方且與光電二極體電性連接。重佈局線路配置於內連線層上，重佈局線路電性連接內連線層。封裝層配置於重佈局線路上，封裝層具有開口暴露出部分重佈局線路。彩色濾光層配置於半導體基材之下表面。微鏡頭模組配置於彩色濾光層下。
在本發明之一些實施方式中，晶片封裝體進一步包
含焊球配置於封裝層上，部分焊球位於開口內電性連接重佈局線路。
在本發明之一些實施方式中，其中焊球包含錫。
在本發明之一些實施方式中，晶片封裝體進一步包含焊線配置該開口內電性連接重佈局線路。
在本發明之一些實施方式中，晶片封裝體進一步包含抗反射層疊配置於內連線層上。
在本發明之一些實施方式中，其中抗反射層疊包含介電層以及金屬層。介電層配置於重佈局線路側邊以及內連線層上。金屬層配置於介電層上。
在本發明之一些實施方式中，其中介電層包含氧化矽，且金屬層包含銀。
在本發明之一些實施方式中，晶片封裝體進一步包含光學玻璃以及膠黏層。光學玻璃配置於微鏡頭模組下。膠黏層夾設於微鏡頭模組與光學玻璃之間。
100‧‧‧晶片封裝體
110‧‧‧半導體基材
111‧‧‧上表面
112‧‧‧光電二極體
113‧‧‧下表面
114‧‧‧內連線層
1141、1143、1145、1147、1149‧‧‧金屬間介電層
1142、1144、1146、1148‧‧‧金屬內連線
115‧‧‧半導體晶圓
120‧‧‧重佈局線路
130‧‧‧封裝層
132‧‧‧開口
140‧‧‧彩色濾光層
150‧‧‧微鏡頭模組
160‧‧‧抗反射層疊
162‧‧‧介電層
164‧‧‧金屬層
170‧‧‧光學玻璃
180‧‧‧膠黏層
190‧‧‧間隔物
20‧‧‧入射光線
210‧‧‧焊球
220‧‧‧承載基板
本發明之上述和其他態樣、特徵及其他優點參照說明書內容並配合附加圖式得到更清楚的了解，其中：
第1圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體的局部側視示意圖。
第2圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中一階段的剖面示意圖。
第3圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第2圖下一階段的剖面示意圖。
第4圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製
造過程中第3圖下一階段的剖面示意圖。
第5圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第4圖下一階段的剖面示意圖。
第6圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第5圖下一階段的剖面示意圖。
第7圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第6圖下一階段的剖面示意圖。
第8圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第7圖下一階段的剖面示意圖。
第9圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第8圖下一階段的剖面示意圖。
第10圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第9圖下一階段的剖面示意圖。
第11圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第10圖下一階段的剖面示意圖。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施方式中附加其他的實施方式，而無須進一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施方式。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明各實施方式。
第1圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體
的局部側視示意圖。請參照第1圖，本發明之晶片封裝體100包含半導體基材110、重佈局線路120、封裝層130、彩色濾光層140以及微鏡頭模組150。半導體基材110具有光電二極體112以及內連線層114。如第1圖所示，內連線層114配置於半導體基材110之上表面111，內連線層114位於光電二極體112上方。內連線層114與光電二極體112電性連接。光電二極體112例如可以是製作於半導體晶圓115上的互補式金氧半導體影像感測元件。半導體晶圓115例如可以是以矽(silicon)、鍺(germanium)或III-V族元素之半導體晶圓。如第1圖所示，當光電二極體112接收光訊號20時，光電二極體112可產生與光子數成正比的電子流，即產生可反映在給定時段內光子總數的電壓信號，此電壓信號可經由與光電二極體112電性連接的內連線層114向外界輸出。如第1圖所示，內連線層114例如可以包含多層金屬內連線1142、1144、1146、1148、夾設於各金屬內連線之間的金屬間介電層(inter-metal dielectric layer)1141、1143、1145、1147以及位於各金屬間介電層內部的穿孔(圖未繪示)電性連接各金屬內連線。金屬內連線1142、1144、1146、1148包含鋁(aluminum)、銅(copper)或鎳(nickel)或其他合適的導電材料，金屬間介電層1141、1143、1145、1147、1149包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其他合適的介電材料。金屬內連線1142、1144、1146、1148與金屬間介電層1141、1143、1145、1147、1149可以適當之製程方法依序形成於光電二極體112上，搭配位於各金屬間介電層內部的穿孔(圖未繪示)，使內連線層114與光電二極體112具有電性連接。值得注意的是，半導體基材110係類似於前照式結構之成本
較低的晶圓進料，即係在半導體基板上製造光電二極體，再順應於其上形成內連線結構的的晶圓進料，與背照式的晶圓進料完全不同且不需要複雜步驟以及精密製程控制才得以製作出來。本發明係以特殊的製作方法將前照式結構之晶圓進料製作為背照式影像感測晶片封裝體，因此製作成本較低更適於量產。如第1圖所示，在本發明的一些實施方式中，晶片封裝體100進一步包含抗反射層疊160配置於內連線層114上。抗反射層疊160可以包含一層或數層的抗反射層來減少入射光線在穿透內連線層114後，再反射回光電二極體112造成干擾，抗反射層疊160亦可視為配置於內連線層114的光遮罩，遮擋住來自半導體基材110之上表面111的光線，避免其進入光電二極體112造成錯誤訊號，使光電二極體112僅接收來自半導體基材110之下表面113的入射光線20而為背照式感光。如第1圖所示，在本發明的一些實施方式中，抗反射層疊160包含介電層162以及金屬層164。介電層162配置於重佈局線路120側邊以及內連線層114上。以及金屬層164配置於介電層162上。介電層162以及金屬層164所使用的材料可視需求做不同的調整設計。在本發明的一些實施方式中，介電層162包含氧化矽，金屬層164包含銀。
請參照第1圖，重佈局線路120配置於內連線層114上，重佈局線路120電性連接內連線層114。重佈局線路120例如可以使用鋁、銅或鎳或其他合適的導電材料，以適當之製程方法全面沉積於內連線層114上，再以微影蝕刻的方式圖案化。重佈局線路120與內連線層114電性連接的方式例如可以是在內連線層114中最上層的金屬間介電層1149中
形成開口暴露出部份金屬內連線1148，再將導電材料填入開口中，使後續形成的重佈局線路120與內連線層114具有電性連接，進一步傳遞由光電二極體112所產生的電壓信號。參照第1圖，封裝層130配置於重佈局線路120上，封裝層130具有開口132暴露出部分重佈局線路120。封裝層130可以是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它合適之絕緣材料，以化學氣相沉積法(chemical vapor deposition)順應地沿著重佈局線路120沉積，再搭配化學機械研磨製程進行平坦化。封裝層130也可以是綠漆(solder mask)或其它合適之封裝材料，以塗佈方式在重佈局線路120上方形成。
繼續參照第1圖，彩色濾光層140配置於半導體基材110之下表面113。彩色濾光層140可以讓特定光譜的光通過並照射光電二極體112。換言之，彩色濾光層140限定特定波長的光進入光電二極體112中，並將其他波長的光反射至外界。彩色濾光層140決定何種光可被光電二極體112所吸收並產生電壓訊號。舉例而說，彩色濾光層140可為紅色、綠色、藍色濾光層、或是前開各色濾光層的陣列排列組合。此外，彩色濾光層140亦可包含其他光色濾光層，例如青綠色(cyan)、黃色(yellow)、及洋紅色(magenta)。彩色濾光層140可包含顏料或是染料，例如具有顏料或是染料的壓克力樹脂層。彩色濾光層140的材料及形成方法並無限定，舉例來說，彩色濾光層140可為包含顏料或是染料的聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl-methacrylate，PMMA)、或包含顏料或是染料的甲基丙烯酸聚甘油酯(polyglycidylmethacrylate，PGMS)。繼續參照第1圖，微鏡頭模組150配置於彩色濾光層140下。微鏡頭模組150可用
來集中入射光線20，使入射光線20先被集中後，再通過彩色濾光層140進入光電二極體112，因此微鏡頭模組150可增加晶片封裝體100的系統效能。彩色濾光層140和微鏡頭模組150可使用塗佈或其他沈積步驟形成塗層，並且使用後續的微影製程將塗層圖案化而形成，例如使用在塗層上方已經圖案化的光阻形成蝕刻遮罩，並且在圖案化步驟之後進行光阻剝離。微鏡頭模組150的材質、形狀、厚度、以及形成方法並無限定，例如可以是丙烯酸類聚合物等具有高穿透度的材料。微鏡頭模組150的厚度可對應元件尺寸搭配光學設計作適當的調整。微鏡頭模組150的製作方式可以是旋轉塗佈法，使得微鏡頭模組150具有均勻的厚度。然而本發明並不以此為限，微鏡頭模組150的製作方式亦可為化學氣相沉積法、或物理氣相沉積法。如第1圖所示，在本發明的一些實施方式中，晶片封裝體100進一步包含光學玻璃170以及膠黏層180。光學玻璃170配置於微鏡頭模組150下。膠黏層180夾設於微鏡頭模組150與光學玻璃170之間。光學玻璃170可以是任何高透光度的玻璃材料。光學玻璃170透過膠黏層180黏著於微鏡頭模組150下方，以保護微鏡頭模組150。在本發明的另一些實施方式中，晶片封裝體100可進一步包含間隔物190來提供光學玻璃170與微鏡頭模組150維持一定距離所需要的物理支撐力。
繼續參照第1圖，在本發明的一些實施方式中，晶片封裝體100進一步包含焊球210配置於封裝層130上，部分焊球位於開口132內電性連接重佈局線路120。焊球210的材料可以是任何適合於焊接的金屬或合金，在本發明的一些實施方式中，焊球210包含錫(Sn)。焊球210作為晶片封
裝體100外接於印刷電路板或其他中介片之連接橋樑，據此由光電二極體112所偵測產生的電壓訊號即可透過內連線層114、重佈局線路120、以及焊球210對外輸出。舉例來說，焊球210可進一步電性連接於印刷電路板或其他中介片，據此光電二極體112所偵測產生的電壓訊號即可輸出至印刷電路板或其他中介片。反之，由印刷電路板或其他中介片的輸入/輸出的電流訊號亦可能透過焊球210、重佈局線路120以及內連線層114對光電二極體112進行訊號輸入控制。在本發明的另一些實施方式中，晶片封裝體100可進一步包含焊線(圖未繪示)電性連接重佈局線路120，焊線亦可作為晶片封裝體100外接於印刷電路板或其他中介片之連接橋樑。有關本發明各實施方式之晶片封裝體100的製造方法，將於以下段落以及第2圖至第11圖中說明。
第2圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中一階段的剖面示意圖。第3圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第2圖下一階段的剖面示意圖。請先參照第2圖，提供半導體基材110具有至少一光電二極體112、以及一內連線層114配置於半導體基材110之上表面111。內連線層114位於光電二極體112上方且與光電二極體112電性連接。光電二極體112例如可以是製作於半導體晶圓115上的互補式金氧半導體影像感測元件。半導體晶圓115例如可以是以矽、鍺或III-V族元素之半導體晶圓。內連線層114配置於半導體基材110之上表面111且位於光電二極體112上方，內連線層114與光電二極體112電性連接。有關光電二極體112以及內連線層114製作的方式、結構細節以及彼此的連接關係如前所述，在此即
不重複贅述。請接著參照第3圖，在提供半導體基材110的步驟之後，接著形成至少一重佈局線路120於內連線層114上，重佈局線路120電性連接內連線層114。重佈局線路120例如可以使用鋁、銅或鎳或其他合適的導電材料，以適當之製程方法全面沉積於內連線層114上，再以微影蝕刻的方式圖案化。重佈局線路120與內連線層114電性連接的方式例如可以是在內連線層114中金屬間介電層中形成開口暴露出部份金屬內連線再將導電材料填入開口中，使後續形成的重佈局線路120與內連線層114具有電性連接，進一步傳遞由光電二極體112所產生的電壓信號。
第4圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第3圖下一階段的剖面示意圖。第5圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第4圖下一階段的剖面示意圖。請參照第4圖，在本發明的一些實施方式中，在形成重佈局線路120於內連線層114上的步驟之後，進一步包含形成抗反射層疊160於內連線層114上。抗反射層疊160可有效減少入射光線在穿透內連線層114後，再反射回光電二極體112造成干擾，抗反射層疊160亦可視為配置於內連線層114的光遮罩，遮擋住來自半導體基材110之上表面111的光線，避免其進入光電二極體112造成錯誤訊號，使光電二極體112僅接收來自半導體基材110之下表面113的入射光線20而為背照式感光。抗反射層疊160可以任何適當的製程方法製作於內連線層114上。在本發明的一些實施方式中，形成抗反射層疊160於內連線層114上的步驟包含先沉積介電層162覆蓋重佈局線路120以及內連線層114，再沉積金屬層164覆蓋介電層162，最後微影蝕
刻介電層162與金屬層164以暴露出重佈局線路120，形成如第4圖所示之結構。介電層162與金屬層164可以選自任合適當的材料，在本發明的一些實施方式中，介電層162包含氧化矽，金屬層164包含銀。接著請參照第5圖，形成封裝層130於重佈局線路120上。封裝層130可以是氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其它合適之絕緣材料，以化學氣相沉積法順應地沿著重佈局線路120沉積，再搭配化學機械研磨製程進行平坦化。封裝層130也可以是綠漆或其它合適之封裝材料，以塗佈方式在重佈局線路120上方形成。然而本發明封裝層130並不以上述製作方式為限，可針對不同製程需求選擇適當的製作方法。在本發明的一些實施方式中，形成封裝層130於重佈局線路120上的步驟包含形成封裝層130覆蓋重佈局線路120以及內連線層114。接著，如第5圖所示，形成封裝層130之開口132，開口132暴露出部分重佈局線路120。形成封裝層130之開口132的方式可以是乾式蝕刻、濕式蝕刻、雷射鑽孔、或任何適當的製程方法。在本發明的一些實施方式中，形成封裝層130之開口132的步驟係雷射鑽孔。據此，可避免乾式蝕刻或濕式蝕刻中所使用溶液殘留對整體元件造成污染等問題。
第6圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第5圖下一階段的剖面示意圖。第7圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第6圖下一階段的剖面示意圖。請參照第6圖，在形成封裝層130於重佈局線路120上的步驟之後，貼附承載基板220於封裝層130上。承載基板220可以是玻璃基板、半導體基板或其他基板來提供後續製程中所需要的承載力。貼附承載基板220
的方式例如可以使用光敏性或熱敏性的黏著劑，以便承載基板220在後續製程完結後，可以照光或加熱的方式順利移除。請參照第7圖，在本發明的一些實施方式中，在貼附承載基板220於封裝層130上的步驟之後，自下表面113朝上表面111薄化半導體基材110。據此，可更確保位於半導體晶圓115上的光電二極體112順利接收預定由下表面113進入的光訊號。進而使光電二極體112確實反映在給定時段內光子總數的電壓信號。薄化半導體基材110的製程方式可視需求作最適化的選擇。在本發明的一些實施方式中，自下表面113朝上表面111薄化半導體基材110的步驟係機械研磨、化學基底蝕刻、化學機械研磨、或該等之組合。
第8圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第7圖下一階段的剖面示意圖。第9圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第8圖下一階段的剖面示意圖。接著請參照第8圖，形成彩色濾光層140於半導體基材110之下表面113。值得注意的是，在貼附承載基板220於封裝層130上的步驟之後，後續之步驟即可翻面進行。如第8圖所示，半導體基材110翻面使下表面113朝上，並形成彩色濾光層140於下表面113。彩色濾光層140限定特定波長的光進入光電二極體112中，並將其他波長的光反射至外界。彩色濾光層140決定何種光可被光電二極體112所吸收並產生電壓訊號。請參照第9圖，形成微鏡頭模組150於彩色濾光層140下。微鏡頭模組150可用來集中入射光線20，使入射光線20先被集中後，再通過彩色濾光層140進入光電二極體112，因此微鏡頭模組150可增加晶片封裝體100的系統效能。彩色濾光層140和微鏡頭模
組150可使用塗佈或其他沈積步驟形成塗層，並且使用後續的微影製程將塗層圖案化而形成，例如使用在塗層上方已經圖案化的光阻形成蝕刻遮罩，並且在圖案化步驟之後進行光阻剝離。微鏡頭模組150的材質、形狀、厚度、以及形成方法並無限定，例如可以是丙烯酸類聚合物等具有高穿透度的材料。微鏡頭模組150的厚度可對應元件尺寸搭配光學設計作適當的調整。微鏡頭模組150的製作方式可以是旋轉塗佈法，使得微鏡頭模組150具有均勻的厚度。然而本發明並不以此為限，微鏡頭模組150的製作方式亦可為化學氣相沉積法或物理氣相沉積法。
第10圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第9圖下一階段的剖面示意圖。第11圖係根據本發明一些實施方式之晶片封裝體於製造過程中第10圖下一階段的剖面示意圖。參照第10圖，在本發明的一些實施方式中，在形成微鏡頭模組150於彩色濾光層140下的步驟之後，進一步包含形成光學玻璃170以及膠黏層180於微鏡頭模組150下，以提供微鏡頭模組150更完善的保護。膠黏層180夾設於微鏡頭模組150與光學玻璃170之間。光學玻璃170可以是任何高透光度的玻璃材料。光學玻璃170透過膠黏層180黏著於微鏡頭模組150下方，以保護微鏡頭模組150。如第10圖所示，在本發明的一些實施方式中，可進一步形成間隔物190來提供光學玻璃170與微鏡頭模組150維持一定距離所需要的物理支撐力。參照第11圖，在形成微鏡頭模組150於彩色濾光層140下的步驟之後，移除承載基板220。如前所述，貼附承載基板220的方式可以使用光敏性或熱敏性的黏著劑，至此可以照光或加熱的方式使
黏性降低以便承載基板220順利移除。在本發明的一些實施方式中，進一步包含形成焊球210於封裝層130上，部分焊球210配置於開口132內電性連接重佈局線路120，至此即形成如第1圖所示之晶片封裝體100。焊球210的材料可以是任何適合於焊接的金屬或合金，在本發明的一些實施方式中，焊球210包含錫。焊球210作為晶片封裝體100外接於印刷電路板或其他中介片之連接橋樑，據此由光電二極體112所偵測產生的電壓訊號即可透過內連線層114、重佈局線路120、以及焊球210對外輸出。焊球210例如可以進一步電性連接於印刷電路板或其他中介片，據此光電二極體112所偵測產生的電壓訊號即可輸出至印刷電路板或其他中介片。在本發明的另一些實施方式中，進一步包含形成焊線(圖未繪示)，焊線之一端配置於開口132內電性連接重佈局線路120，焊線亦可作為晶片封裝體100外接於印刷電路板或其他中介片之連接橋樑。
最後要強調的是，本發明所提供一種晶片封裝體及其製造方法，不使用一般背照式晶圓進料，即在半導體基板上先沉積磊晶層以製作各畫素電性連接的內連線結構，之後再將光電二極體形成於內連線結構上之成本較高的晶圓進料。而是使用類似於前照式結構之成本較低的晶圓進料，以特殊的製作方法將其製作為背照式影像感測晶片封裝體，因此製作成本較低更適於量產。此外，本發明提供之晶片封裝體及其製造方法亦不須製作貫穿矽導通孔，因此可進一步降低製作成本，並可有效微縮晶片封裝體的厚度。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和
範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧晶片封裝體
110‧‧‧半導體基材
111‧‧‧上表面
112‧‧‧光電二極體
113‧‧‧下表面
114‧‧‧內連線層
1141、1143、1145、1147、1149‧‧‧金屬間介電層
1142、1144、1146、1148‧‧‧金屬內連線
115‧‧‧半導體晶圓
130‧‧‧封裝層
132‧‧‧開口
140‧‧‧彩色濾光層
150‧‧‧微鏡頭模組
160‧‧‧抗反射層疊
162‧‧‧介電層
164‧‧‧金屬層
170‧‧‧光學玻璃
180‧‧‧膠黏層
190‧‧‧間隔物
20‧‧‧入射光線
120‧‧‧重佈局線路
210‧‧‧焊球
Claims (20)
- 一種晶片封裝體的製造方法，包含：提供一半導體基材具有至少一光電二極體、以及一內連線層配置於該半導體基材之一上表面，該內連線層位於該光電二極體上方且與該光電二極體電性連接；形成至少一重佈局線路於該內連線層上，該重佈局線路電性連接該內連線層；形成一封裝層於該重佈局線路上；貼附一承載基板於該封裝層上；形成一彩色濾光層於該半導體基材之一下表面；形成一微鏡頭模組於該彩色濾光層下；以及移除該承載基板。
- 如請求項1之晶片封裝體的製造方法，在形成該彩色濾光層於該半導體基材之該下表面的步驟之前，進一步包含：自該下表面朝該上表面薄化該半導體基材。
- 如請求項2之晶片封裝體的製造方法，其中自該下表面朝該上表面薄化該半導體基材的步驟係機械研磨、化學基底蝕刻、化學機械研磨、或該等之組合。
- 如請求項1之晶片封裝體的製造方法，在形成該重佈局線路於該內連線層上的步驟之後，進一步包含：形成一抗反射層疊於該內連線層上。
- 如請求項4之晶片封裝體的製造方法，其中形成該抗反射層疊於該內連線層上的步驟包含：沉積一介電層覆蓋該重佈局線路以及該內連線層；沉積一金屬層覆蓋該介電層；以及微影蝕刻該介電層與該金屬層以暴露出該重佈局線路。
- 如請求項5之晶片封裝體的製造方法，其中該介電層包含氧化矽，且該金屬層包含銀。
- 如請求項1之晶片封裝體的製造方法，其中形成該封裝層於該重佈局線路上的步驟包含：形成一封裝層覆蓋該重佈局線路以及該內連線層；以及形成該封裝層之一開口，該開口暴露出部分該重佈局線路。
- 如請求項7之晶片封裝體的製造方法，其中形成該封裝層之該開口的步驟係雷射鑽孔。
- 如請求項7之晶片封裝體的製造方法，進一步包含：形成一焊球於該封裝層上，部分該焊球配置於該開口內電性連接該重佈局線路。
- 如請求項9之晶片封裝體的製造方法，其中該焊 球包含錫。
- 如請求項7之晶片封裝體的製造方法，進一步包含：形成一焊線，該焊線之一端配置於該開口內電性連接該重佈局線路。
- 如請求項1之晶片封裝體的製造方法，其中該重佈局線路包含鋁、銅、鎳或該等之合金。
- 一種晶片封裝體，包含：一半導體基材具有至少一光電二極體、以及一內連線層配置於該半導體基材之一上表面，該內連線層位於該光電二極體上方且與該光電二極體電性連接；至少一重佈局線路配置於該內連線層上，該重佈局線路電性連接該內連線層；一封裝層配置於該重佈局線路上，該封裝層具有一開口暴露出部分該重佈局線路；一彩色濾光層配置於該半導體基材之一下表面；以及一微鏡頭模組配置於該彩色濾光層下。
- 如請求項13之晶片封裝體，進一步包含一焊球配置於該封裝層上，部分該焊球位於該開口內電性連接該重佈局線路。
- 如請求項14之晶片封裝體，其中該焊球包含錫。
- 如請求項13之晶片封裝體，進一步包含：一焊線配置於該開口內電性連接該重佈局線路。
- 如請求項13之晶片封裝體，進一步包含：一抗反射層疊配置於該內連線層上。
- 如請求項17之晶片封裝體，其中該抗反射層疊包含：一介電層配置於該重佈局線路側邊以及該內連線層上；以及一金屬層配置於該介電層上。
- 如請求項18之晶片封裝體，其中該介電層包含氧化矽，且該金屬層包含銀。
- 如請求項13之晶片封裝體，進一步包含：一光學玻璃配置於該微鏡頭模組下；以及一膠黏層夾設於該微鏡頭模組與該光學玻璃之間。
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