TWI741327B - 晶片封裝體及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種晶片封裝體，包括：一基底、一第一濾光層以及一重佈線層。基底具有一上表面、一下表面及位於基底邊緣的一側壁表面。基底包括一感測裝置，位於基底內且鄰近於基底的上表面，以感測一光源。第一濾光層設置於基底的上表面上方，以遮蔽該光源。第一濾光層具有一開口，使第一濾光層經由開口而圍繞感測裝置。重佈線層設置於基底的下表面上。

Description

晶片封裝體及其製造方法
本發明係有關於一種晶片封裝技術，特別為有關於一種具有濾光(light filter)結構的晶片封裝體及其製造方法。
光電元件(例如，影像感測裝置)在擷取影像等應用中扮演著重要的角色，其已廣泛地應用於例如數位相機(digital camera)、數位錄影機(digital video recorder)、手機(mobile phone)等電子產品中，而晶片封裝製程是形成電子產品過程中之重要步驟。晶片封裝體除了將感測晶片保護於其中，使其免受外界環境污染外，還提供感測晶片內部電子元件與外界之電性連接通路。
然而，在具有影像感測晶片的封裝體中，影響影像品質的其中一個原因就是光串音 (crosstalk) 效應，串音效應越嚴重，影像的失真也越嚴重。舉例來說，入射至非感測區的紅外光穿過矽基底而進入矽基底的感測區，引起光串音效應的問題，使感測區內的感測裝置產生雜訊信號而造成感測晶片的影像品質惡化。
因此，有必要尋求一種新穎的晶片封裝體及其製造方法，其能夠解決或改善上述的問題。
本發明實施例係提供一種晶片封裝體，包括：一基底，具有一上表面、一下表面及位於基底邊緣的一側壁表面，其中基底包括一感測裝置，位於基底內且鄰近於基底的上表面，以感測一光源；一第一濾光層，設置於基底的上表面上方，以遮蔽該光源，其中第一濾光層具有一開口，使第一濾光層經由開口而圍繞感測裝置；以及一重佈線層，設置於基底的下表面上。
本發明實施例係提供一種晶片封裝體的製造方法，包括：提供一基底，基底具有一上表面及一下表面，且具有一晶片區及圍繞晶片區的一切割道區，其中基底的晶片區內包括一感測裝置，鄰近於基底的上表面，以感測一光源；形成一第一濾光層於基底的上表面上方，以遮蔽光源；形成一開口於第一濾光層內，使第一濾光層經由開口而圍繞感測裝置；以及形成一重佈線層於基底的下表面上。
以下將詳細說明本發明實施例之製作與使用方式。然應注意的是，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論之特定實施例僅為製造與使用本發明之特定方式，非用以限制本發明之範圍。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。再者，當述及一第一材料層位於一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸或間隔有一或更多其他材料層之情形。
本發明一實施例之晶片封裝體可用以封裝微機電系統晶片。然其應用不限於此，例如在本發明之晶片封裝體的實施例中，其可應用於各種包含主動元件或被動元件(active or passive elements)、數位電路或類比電路(digital or analog circuits)等積體電路的電子元件(electronic components)，例如是有關於光電元件(opto electronic devices)、微機電系統(Micro Electro Mechanical System, MEMS)、生物辨識元件(biometric device)、微流體系統(micro fluidic systems)、或利用熱、光線、電容及壓力等物理量變化來測量的物理感測器(Physical Sensor)。特別是可選擇使用晶圓級封裝(wafer scale package, WSP)製程對影像感測裝置、發光二極體(light-emitting diodes, LEDs)、太陽能電池(solar cells)、射頻元件(RF circuits)、加速計(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、指紋辨識器(fingerprint recognition device)、微制動器(micro actuators)、表面聲波元件(surface acoustic wave devices)、壓力感測器(process sensors)或噴墨頭(ink printer heads)等半導體晶片進行封裝。
其中上述晶圓級封裝製程主要係指在晶圓階段完成封裝步驟後，再予以切割成獨立的封裝體，然而，在一特定實施例中，例如將已分離之半導體晶片重新分布在一承載晶圓上，再進行封裝製程，亦可稱之為晶圓級封裝製程。另外，上述晶圓級封裝製程亦適用於藉堆疊(stack)方式安排具有積體電路之多片晶圓，以形成多層積體電路(multi-layer integrated circuit devices)之晶片封裝體。
請參照第1圖，其繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體10的剖面示意圖。在一些實施例中，晶片封裝體10包括一基底100。基底100可由矽或其他半導體所構成。基底100具有一上表面100a、與上表面100a相對的一下表面100b及位於基底100邊緣的一側壁表面100c。再者，基底100內包括一感測區102。感測區102可鄰近於基底100的上表面100a，且感測區102內包括一感測裝置(未繪示)。舉例來說，感測區102內包括影像感測裝置，以感測一光源(未繪示)，例如可見光或紅外光。在其他實施例中，感測區102內可包括感測生物特徵的裝置(例如，一指紋辨識裝置)或其他適合的感測裝置。
在一些實施例中，一絕緣層104設置於基底100的上表面100a上。絕緣層104與基底100可構成一晶片。再者，絕緣層104可包括內層介電層(interlayer dielectric, ILD)、金屬層間介電層(inter-metal dielectric, IMD)、鈍化護層(passivation)或前述之組合。為簡化圖式，此處僅繪示出單層絕緣層104。在一些實施例中，絕緣層104可包括無機材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合或其他適合的絕緣材料。
在一些實施例中，絕緣層104內具有一或多個導電墊106且鄰近於基底100的上表面100a。在一些實施例中，導電墊106可為單層導電層或為多層的導電層結構。為簡化圖式，此處僅繪示出一些單層導電層作為範例說明。在一些實施例中，絕緣層104內包括露出對應的導電墊106的開口。在一些實施例中，感測區102內的感測裝置可透過基底100及絕緣層104內的內連線結構(未繪示)而與導電墊106電性連接。
在一些實施例中，一開口103自基底100的下表面100b向基底100的上表面100a延伸而穿過基底100及絕緣層104。再者，開口103沿著基底100的邊緣延伸而圍繞感測區102。在此情形中，開口103具有傾斜的側壁。亦即，晶片的基底100具有傾斜的側壁表面100c。在一些實施例中，一或多個開口101自基底100的下表面100b向基底100的上表面100a延伸而穿過基底100，且對應至絕緣層104內的開口，而露出對應的導電墊106。
在一些實施例中，開口101位於基底100的下表面100b的第一口徑(即，開口101的底部寬度)大於其位於基底100的上表面100a的第二口徑(即，開口101的頂部寬度)。因此，開口101也具有傾斜的側壁。然而，開口101的上視輪廓可不同於開口103的上視輪廓。舉例來說，開口101可具有圓形的上視輪廓，而開口103具有環形的上視輪廓，如方環形。可以理解的是，開口101及開口103可具有其他形狀的上視輪廓，而並不限定於此。
在一些實施例中，晶片封裝體10更包括一光學部件108設置於絕緣層104上，且對應於感測區102。在一些實施例中，光學部件108包括微透鏡陣列或其他適合的光學部件。
在一些實施例中，晶片封裝體10更包括一濾光層110，其設置於基底100的上表面100a上方且與絕緣層104接觸。濾光層110具有一開口116，使濾光層110經由開口116而圍繞基底100的感測區102(及其內的感測裝置)。再者，設置於絕緣層104上的光學部件108也位於濾光層110的開口116內。在一些實施例中，濾光層110係用以遮蔽阻擋及/或吸收基底100內的感測裝置所能感測的外界光源。舉例來說，當上述光源為可見光，濾光層110可由不透明材料(例如，金屬材料(例如，鋁、鈦、鎢、銅或其組合)、黑色絕緣材料(例如，光阻材料或聚醯亞胺樹脂)或其他適合的材料)構成的遮光層。當上述光源為紅外光，濾光層110可由有機材料、無機材料或其組合構成。舉例材料，濾光層110為紅外光截止膜(IR cut film)。
在一些實施例中，晶片封裝體10更包括一保護層112，其覆蓋濾光層110，以防止濾光層110受到損害。保護層112具有一開口對應於濾光層110的開口116，使保護層112經由保護層112的開口而圍繞基底100的感測區102(及其內的感測裝置)。在其他實施例中，保護層112延伸於開口116的側壁116a上。在一些實施例中，保護層112包括氧化矽、氮化矽、或其組合或其他適合的高硬度材料。
在一些實施例中，晶片封裝體10更包括一絕緣襯層122設置於基底100的下表面100b上，且順應性地延伸至開口103及開口101內，使絕緣襯層122延伸於基底100的側壁表面100c上。再者，位於開口101的絕緣襯層122具有開口而露出導電墊106。在一些實施例中，絕緣襯層122可包括環氧樹脂、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。
在一些實施例中，晶片封裝體10更包括一圖案化的重佈線層124設置於基底100的下表面100b上方的絕緣襯層122上，使絕緣襯層122位於重佈線層124與基底100之間。在一些實施例中，重佈線層124自基底100的下表面100b向基底100的上表面100a延伸，以順應性地形成於開口101的側壁及底部上。然而，重佈線層124並未延伸至開口103內。重佈線層124透過絕緣襯層122與基底100電性隔離，且經由開口101直接或間接電性連接露出的導電墊106。因此，開口101內的重佈線層124也稱為基底通孔電極(through substrate via, TSV)。重佈線層124可為單層或多層結構。為簡化圖式，此處僅繪示出單層導電層作為範例說明。在一些實施例中，重佈線層124可包括鋁、鈦、鎢、銅、鎳、金或其組合。
在一些實施例中，晶片封裝體10更包括一鈍化護層126設置於基底100的下表面100b上方，且填入開口101及開口103，以覆蓋重佈線層124。再者，鈍化護層126具有複數開口而露出部分的重佈線層124。在一些實施例中，鈍化護層126可包括環氧樹脂、綠漆(solder mask)、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、或丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。
在一些實施例中，鈍化護層126未填滿開口101，使得一空孔101a形成於開口101內的重佈線層124與鈍化護層126之間。因此，空孔101a能夠作為鈍化護層126與重佈線層124之間的緩衝，以在後續製程中進行熱處理時降低鈍化護層126與重佈線層124之間由於熱膨脹係數不匹配所引發不必要的應力。再者，空孔101a能夠避免外界溫度或壓力劇烈變化時，鈍化護層126過度拉扯重佈線層124，進而可防止靠近導電墊結構的重佈線層124剝離或發生斷裂。在一些實施例中，空孔101a與鈍化護層126之間的界面具有拱形輪廓。
在一些實施例中，晶片封裝體10更包括一選擇性(optional)濾光層130，其覆蓋重佈線層124及其上方的鈍化護層126。在一些實施例中，濾光層130自基底100的下表面100b延伸於基底100的開口103內而覆蓋基底100的側壁表面100c。再者，濾光層130可與橫向突出於基底100的側壁表面100c的濾光層110接觸，使基底100除了感測區102之外，大體上為濾光層110及130所覆蓋。濾光層130具有複數開口對應於鈍化護層126的開口而露出重佈線層124。相似於濾光層110，濾光層130係用以遮蔽基底100內的感測裝置所能感測的光源，且可由相同、相似或不同於濾光層110的材料所構成。
在其他實施例中，鈍化護層126可由相同於濾光層130的材料所構成。在此情形中，晶片封裝體10可不具有濾光層130。又在其他實施例中，濾光層130與重佈線層124由同一材料(例如，金屬)層定義而成，使濾光層130與重佈線層124位於絕緣襯層122與鈍化護層126之間，且彼此隔開。又在其他實施例中，濾光層130設置於基底的下表面100b上的絕緣襯層122上，使濾光層130位於絕緣襯層122與重佈線層124之間。
在一些實施例中，晶片封裝體10更包括複數導電結構140(例如，焊球、凸塊或導電柱)對應設置於鈍化護層126及濾光層130的開口內而與露出的重佈線層124電性連接。在一些實施例中，導電結構140可包括錫、鉛、銅、金、鎳、或前述之組合。在上述實施例中，具有導電結構140的晶片封裝體10為球柵陣列(ball grid array, BGA)封裝體。然而，在其他實施例中，晶片封裝體10不具有導電結構140。在此情形中，晶片封裝體10可為平面網格陣列(land grid array, LGA)封裝體。
在上述實施例中，晶片封裝體10包括前照式感測裝置。在其他實施例中，晶片封裝體10亦可包括背照式感測裝置。
第2A至2J圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體10的製造方法剖面示意圖，其中相同於第1圖中的部件係使用相同的標號並可能省略其說明。請參照第2A圖，提供一基底100。基底100具有一上表面100a及與其相對的一下表面100b，且具有複數晶片區及圍繞這些晶片區並隔開相鄰的晶片區的一切割道區。此處為簡化圖式，僅繪示一完整的晶片區C、與其相鄰的晶片區C的一部分以及隔開這些晶片區C的一切割道區SC。在一些實施例中，基底100為一矽晶圓，以利於進行晶圓級封裝製程。在另一實施例中，基底100可為一矽基底或其他半導體基底。
基底100的晶片區C內包括一感測區102，且感測區102鄰近於基底100的上表面100a。再者，感測區102內可包括一感測裝置(未繪示)，以感測一光源(未繪示)。在一些實施例中，絕緣層104內具有一或多個導電墊106。導電墊106對應於基底100的晶片區C且鄰近於基底100的上表面100a。在一些實施例中，感測區102內的感測裝置可透過基底100及絕緣層104內的內連線結構(未繪示)而與導電墊106電性連接。
在一些實施例中，可依序進行半導體裝置的前段(front end)製程(例如，在基底100內製作感測區102及後段(back end)製程(例如，在基底100上製作絕緣層104、內連線結構及導電墊106)來製作前述結構。換句話說，以下晶片封裝體的製造方法係用於對完成後段製程的基底進行後續的封裝製程。
在一些實施例中，形成一光學部件108於基底100的上表面100a上方的絕緣層104上，且對應於感測區102。
請參照第2B圖，依序形成一濾光層110及一保護層112於基底100的上表面100a上方。在一些實施例中，可透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沈積製程、化學氣相沈積製程或其他適合的製程)形成濾光層110及保護層112。濾光層110係用以遮蔽阻擋及/或吸收基底100內的感測裝置所能感測的外界光源。濾光層110內具有一開口116，使濾光層110經由開口116而圍繞基底100的感測裝置。在一些實施例中，濾光層110的厚度約為1000 Å。保護層112也具有對應於開口116的開口，使保護層112圍繞基底100的感測裝置。
在一些實施例中，在依序形成濾光層110及保護層112之後，進行一圖案化製程(例如，微影及蝕刻製程)，以在保護層112內形成開口及在濾光層110內形成開口116而露出光學部件108及對應基底100感測區域102的絕緣層104。
在一些實施例中，在形成濾光層110之後，進行一圖案化製程，以在濾光層110內形成開口116而露出位於光學部件108及對應基底100感測區域的絕緣層104。之後，在濾光層110上形成保護層112並覆蓋開口116的側壁116a上以及露出的光學部件108及絕緣層104。接著，進行一圖案化製程，以去除保護層112覆蓋光學部件108及絕緣層104的部分，使餘留的保護層112延伸於濾光層110的開口116的側壁116a上。
請參照第2C圖，在一些實施例中，提供一暫時性蓋板120。在一些實施例中，暫時性蓋板120用以提供保護及支撐的功能，且可為玻璃基底、矽基底或其他適合的基底材料。之後，可透過一暫時性黏著層118(例如，一可移除式膠帶)將暫時性蓋板120接合至基底100。形成於暫時性蓋板120與基底100之間的暫時性黏著層118完全覆蓋光學部件108及基底100的上表面100a，使基底100與暫時性蓋板120之間不具有空腔。接著，以暫時性蓋板120作為承載基底，對基底100的下表面100b進行薄化製程(例如，蝕刻製程、銑削(milling)製程、磨削(grinding)製程或研磨(polishing)製程)，以減少基底100的厚度。在一些實施例中，在進行薄化製程之後，基底100的厚度約在100 μm至200 μm的範圍。
請參照第2D圖，在一些實施例中，透過微影製程及蝕刻製程(例如，乾蝕刻製程、濕蝕刻製程、電漿蝕刻製程、反應性離子蝕刻製程或其他適合的製程)，於每一晶片區C的基底100內形成多個開口101。在一些實施例中，透過刻痕(notching)製程，於切割道區SC的基底100內形成一開口103。開口101及開口103自基底100的下表面100b延伸至基底100的上表面100a上而貫穿基底100，其中開口101露出導電墊106，而開口103露出絕緣層104。在一些實施例中，開口103沿著相鄰晶片區C之間的切割道區SC延伸而圍繞晶片區C，使得每一晶片區C內的基底100彼此分離。開口103具有傾斜的側壁，使每一晶片區C內的基底100具有傾斜的側壁表面100c。
在一些實施例中，開口101位於基底100的晶片區C內且對應於導電墊106。開口101具有傾斜的側壁，傾斜的側壁有助於後續形成於開口101內的膜層(例如，絕緣層及重佈線層)的沉積，進而提高晶片封裝體的可靠度。在一些實施例中，晶片區C內的這些開口101可沿著開口103而間隔排列，且開口101與開口103透過基底100的一部分而彼此隔開。
請參照第2E圖，在一些實施例中，可透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沈積製程、化學氣相沈積製程或其他適合的製程)，在基底100的下表面100b上形成一絕緣襯層122，絕緣襯層122順應性地沉積於開口101及開口103的側壁表面及底部表面上，使絕緣襯層122延伸於基底100的側壁表面100c上方。在一些實施例中，絕緣襯層122可包括環氧樹脂、無機材料(例如，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、金屬氧化物或前述之組合)、有機高分子材料(例如，聚醯亞胺樹脂、苯環丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、或丙烯酸酯)或其他適合的絕緣材料。之後，可透過微影製程及蝕刻製程，去除開口101及開口113的底部的絕緣襯層122。再者，可進一步去除開口101底部的絕緣層104而露出導電墊106。
接著，在一些實施例中，可依序透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沉積製程、化學氣相沉積製程、電鍍製程、無電鍍製程或其他適合的製程)、微影製程及蝕刻製程，在絕緣襯層122上形成圖案化的重佈線層124。舉例來說，依序透過沉積製程、微影製程及蝕刻製程以形成圖案化的鋁層，接著以相似的方式在圖案化的鋁層依序形成圖案化的鎳層及圖案化的金層，使堆疊的鋁層、鎳層及金層形成重佈線層124。如此一來，絕緣襯層122位於重佈線層124與基底100的下表面100b之間。在一些實施例中，重佈線層124形成於基底100的下表面100b上，且順應性地延伸至開口101的側壁表面及底部表面，而未延伸至開口103內。
請參照第2F圖，在一些實施例中，可透過沉積製程，在基底100的下表面100b上形成一鈍化護層126，且填入開口101及開口103，以覆蓋重佈線層124。在一些實施例中，鈍化護層126填滿開口103，而僅部分填充開口101，使得一空孔101a形成於開口101內的重佈線層124與鈍化護層126之間。在其他實施例中，鈍化護層126亦可填滿開口101。接著，在一些實施例中，可透過微影製程及蝕刻製程，在基底100的下表面100b上的鈍化護層126內形成複數開口，以露出部分的重佈線層124。
請參照第2G圖，在一些實施例中，可透過微影製程及蝕刻製程，於開口103內的鈍化護層126內形成一開口103a而露出絕緣層104。之後，可透過蝕刻製程而進一步延伸開口103a於絕緣層104內而露出濾光層110。
請參照第2H圖，在一些實施例中，可透過沉積製程(例如，塗佈製程、物理氣相沉積製程、化學氣相沉積製程、或其他適合的製程)於鈍化護層126及重佈線層124上形成一選擇性濾光層130並延伸於開口103a(如第2G圖所標示)內而與濾光層110接觸。如此一來，鈍化護層126形成於重佈線層124與濾光層130之間。之後，可透過微影製程及蝕刻製程，形成複數開口於濾光層130內。這些開口對應於鈍化護層126內露出重佈線層124的開口。
請參照第2I圖，在一些實施例中，可透過電鍍製程、網版印刷製程或其他適合的製程，在濾光層130及鈍化護層126的開口內填入導電結構140(例如，焊球、凸塊或導電柱)，以與露出的重佈線層124電性連接。之後，將暫時性黏著層118及暫時性蓋板120自基底100上的絕緣層104及保護層112去除，如第2J圖所示。在其他實施例中，濾光層130及鈍化護層126的開口內未形成導電結構140。因此，在形成開口於濾光層130內之後，將暫時性黏著層118及暫時性蓋板120去除。
在去除暫時性黏著層118及暫時性蓋板120之後，切割位於切割道區SC的基底100以及位於切割道區SC的基底100上方及下方的膜層(例如，濾光層110及130及保護層112)，以使每一晶片區C的基底100彼此分離。舉例來說，可使用切割刀具或雷射進行切割製程，在進行切割製程之後，可形成獨立的晶片封裝體10，如第1圖所示。
可以理解的是，雖然第2A至2J圖的實施例為具有前照式(front side illumination, FSI)感測裝置之晶片封裝體的製造方法，然而關於晶片的外部電性連接路徑(例如，基底內的開口、重佈線層、鈍化護層或其中的導電結構)及濾光層的製作方法亦可應用於背照式(back side illumination, BSI)感測裝置的製程中。
請參照第3圖，其繪示出本發明一實施例之晶片封裝體10a的剖面示意圖，其中相同於第1圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。在一些實施例中，晶片封裝體10a之結構類似於第1圖中的晶片封裝體10之結構，差異處在於位於晶片封裝體10a的基底100內且露出導電墊106的開口101b的側壁具有多階輪廓。再者，開口101b中具有多階輪廓的側壁的高度大於基底100的側壁表面100c的高度。因此，開口101b有利於後續形成的膜層填入其中。再者，能夠防止應力累積於開口101b與基底100的側壁表面100c之間，進而防止基底100的側壁表面100c破裂。在一些實施例中，開口101b具有2階輪廓，如第3圖所示。
在一些實施例中，鈍化護層126可由相同於濾光層130的材料所構成。在此情形中，晶片封裝體10a可不具有濾光層130。在其他實施例中，濾光層130與重佈線層124由同一材料(例如，金屬)層定義而成，使濾光層130與重佈線層124位於絕緣襯層122與鈍化護層126之間，且彼此隔開。
在上述實施例中，晶片封裝體10a包括前照式感測裝置。在其他實施例中，晶片封裝體10a亦可包括背照式感測裝置。
請參照第4圖，其繪示出本發明一實施例之晶片封裝體20的剖面示意圖，其中相同於第1圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。在一些實施例中，晶片封裝體20之結構類似於第1圖中的晶片封裝體10之結構，差異處在於位於晶片封裝體20更包括一黏著層218及一蓋板220依序設置於基底100的上表面100a上，以覆蓋光學部件108、絕緣層104及基底100的感測裝置。如此一來，黏著層218位於基底100的上表面100a與蓋板220之間。
在一些實施例中，黏著層218包括黏著膠或其他具有黏性的材料。在其他實施例中，黏著層218包括高透光性材料，以增加感測模組的感測靈敏度。
在一些實施例中，蓋板220包括玻璃、藍寶石(sapphire)材料、塑膠材料或其他適合的材料。
再者，不同於第1圖中的晶片封裝體10之結構，濾光層222設置於蓋板220上方且與蓋板220接觸。在一些實施例中，濾光層222具有一開口226，使濾光層222經由開口226而圍繞基底100的感測區102(及其內的感測裝置)。如此一來，蓋板220位於黏著層218與濾光層222之間。在一些實施例中，濾光層222延伸於黏著層218與蓋板220的側壁上，且與延伸於基底100的側壁表面100c上的濾光層130接觸。濾光層222的材料可相同或相似於第1圖中的晶片封裝體10的濾光層110。
在一些實施例中，相似於第1圖中的晶片封裝體10的保護層112，一保護層224覆蓋濾光層222，以防止濾光層222受到損害。保護層224具有一開口對應於濾光層222的開口226，使保護層224經由保護層224的開口而圍繞基底100的感測區102(及其內的感測裝置)。保護層224可延伸於開口226的側壁226a上。保護層224的材料可相同或相似於第1圖中的晶片封裝體10的保護層112。
在一些實施例中，鈍化護層126可由相同於濾光層130的材料所構成。在此情形中，晶片封裝體20可不具有濾光層130。在其他實施例中，濾光層130與重佈線層124由同一材料(例如，金屬)層定義而成，使濾光層130與重佈線層124位於絕緣襯層122與鈍化護層126之間，且彼此隔開。又在其他實施例中，濾光層130設置於基底的下表面100b上的絕緣襯層122上，使濾光層130位於絕緣襯層122與重佈線層124之間。
在一些實施例中，相似於第3圖中的晶片封裝體10a，晶片封裝體20的基底100的開口101的側壁可具有多階輪廓，如第3圖中的晶片封裝體10a的開口101b所示。
在上述實施例中，晶片封裝體20包括前照式感測裝置。在其他實施例中，晶片封裝體20亦可包括背照式感測裝置。
第5A至5F圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體20的製造方法剖面示意圖，其中相同於第2A至2J圖及第4圖中的部件係使用相同的標號並可能省略其說明。請參照第5A圖，提供如第2A圖所示之結構。之後，提供一蓋板220。在一些實施例中，蓋板220用以提供保護及支撐的功能，且蓋板220的厚度約在100 μm至400 μm的範圍。透過一黏著層218將蓋板220接合至基底100上方的絕緣層104，使黏著層218及蓋板220位於基底100的上表面100a上方。黏著層218完全覆蓋光學部件108及基底100的上表面100a，使基底100與蓋板220之間不具有空腔。如此一來，黏著層218位於基底100的上表面100a與蓋板220之間，且黏著層218與蓋板220覆蓋基底100內的感測裝置。
在一些實施例中，可在蓋板220接合至基底100之後，進行一切割製程，以在基底100的切割道區SC上方形成貫穿蓋板220、黏著層218及絕緣層104開口223。如此一來，開口223圍繞基底100的晶片區C。
請參照第5B圖，在一些實施例中，以相似於第2B圖中濾光層110及保護層112的形成方法，於蓋板220上依序形成濾光層222及保護層224，使蓋板220位於黏著層218與濾光層222之間，且形成的濾光層222延伸於開口223內。在一些實施例中，濾光層222具有開口226，使濾光層222經由開口226而圍繞基底100的感測裝置。保護層224可延伸於濾光層222的開口226的側壁226a上。
請參照第5C圖，在一些實施例中，以蓋板220作為承載基底，對基底100的下表面100b進行薄化製程(例如，蝕刻製程、銑削製程、磨削製程或研磨製程)，以減少基底100的厚度。在一些實施例中，在進行薄化製程之後，基底100的厚度約在100 μm至200 μm的範圍。
之後，利用相同或相似於第2D圖所述的方法，於每一晶片區C的基底100內形成多個開口101，且於切割道區SC的基底100內形成一開口103。開口101露出導電墊106，而開口103露出絕緣層104及延伸於開口223內的濾光層222。在一些實施例中，開口103沿著相鄰晶片區C之間的切割道區SC延伸而圍繞晶片區C。在一些實施例中，開口101的側壁具有多階輪廓，如第3圖中的晶片封裝體10a的開口101b所示。
請參照第5D圖，在一些實施例中，利用相同或相似於第2E至2G圖所述的方法，於基底100的下表面100b上依序形成絕緣襯層122、重佈線層124及鈍化護層126，且於開口101內的重佈線層124與鈍化護層126之間形成一空孔101a以及於開口103內的鈍化護層126內形成一開口103a而露出位於開口223內的濾光層222。
請參照第5E圖，在一些實施例中，利用相同或相似於第2H圖所述的方法，於鈍化護層126及重佈線層124上形成一選擇性濾光層130並延伸於開口103a(如第2G圖所標示)內而與濾光層222接觸。再者，形成複數開口於濾光層130內，使這些開口對應於鈍化護層126內露出重佈線層124的開口。
請參照第5F圖，在一些實施例中，利用相同或相似於第2I圖所述的方法，於濾光層130及鈍化護層126的開口內填入導電結構140，以與露出的重佈線層124電性連接。在其他實施例中，濾光層130及鈍化護層126的開口內未形成導電結構140。
之後，切割位於切割道區SC的基底100以及位於切割道區SC的基底100上方及下方的膜層，以使每一晶片區C的基底100彼此分離。舉例來說，可使用切割刀具或雷射進行切割製程，在進行切割製程之後，可形成獨立的晶片封裝體20，如第4圖所示。
可以理解的是，雖然第5A至5F圖的實施例為具有前照式感測裝置之晶片封裝體的製造方法，然而關於晶片的外部電性連接路徑(例如，基底內的開口、重佈線層、鈍化護層或其中的導電結構)及濾光層的製作方法亦可應用於背照式感測裝置的製程中。
請參照第6圖，其繪示出本發明一實施例之晶片封裝體30的剖面示意圖，其中相同於第4圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。不同於第4圖中的晶片封裝體20之結構，晶片封裝體30的濾光層222並未延伸於黏著層218與蓋板220的側壁上。再者，晶片封裝體30之結構不具有如晶片封裝體20所示的開口101及位於開口101內的基底通孔電極。另外，晶片封裝體30之結構不具有如晶片封裝體20所示的絕緣襯層122。再者，導電墊106側向突出於基底100的側壁表面100c。因此，晶片封裝體30的導電墊106也稱作延伸型導電墊(extended pad)。
在一些實施例中，晶片封裝體30包括一鈍化護層126a，其設置於基底100的下表面100b上，且延伸於基底100的側壁表面100c上。鈍化護層126a的材質可相同或相似於第4圖中晶片封裝體20的鈍化護層126的材質。再者，重佈線層124設置於鈍化護層126a上方，且自基底100的下表面100b延伸於基底100的側壁表面100c上以及絕緣層104的側壁上，使重佈線層124利用T型接觸(T-contact)的方式與對應的導電墊106電性接觸。
在一些實施例中，晶片封裝體30的濾光層130設置於重佈線層124與鈍化護層126a之間，使鈍化護層126a設置於濾光層130與基底100的下表面100b之間。在其他實施例中，鈍化護層126a的材質可相同或相似於濾光層130的材質，在此情形中，重佈線層124與鈍化護層126a之間並未具有濾光層130。
在一些實施例中，晶片封裝體30更包括一鈍化護層126b，其覆蓋濾光層126a及重佈線層124，且延伸於基底100的側壁表面100c上。鈍化護層126b的材質可相同或相似於第4圖中晶片封裝體20的鈍化護層126的材質。再者，鈍化護層126b可具有複數開口而露出重佈線層124。
在一些實施例中，濾光層130與重佈線層124由同一材料(例如，金屬)層定義而成，使濾光層130與重佈線層124位於鈍化護層126a與鈍化護層126b之間，且彼此隔開。在其他實施例中，濾光層130設置於鈍化護層126b上，並延伸於基底100的側壁表面100c上。
在上述實施例中，晶片封裝體30包括前照式感測裝置。在其他實施例中，晶片封裝體30亦可包括背照式感測裝置。
第7A至7G圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體30的製造方法剖面示意圖，其中相同於第5A至5F圖及第6圖中的部件係使用相同的標號並可能省略其說明。請參照第7A圖，提供相似於第5B圖所示之結構。不同於第5B圖所示之結構，基底100的切割道區SC上方並未形成貫穿蓋板220、黏著層218及絕緣層104開口223。再者，絕緣層104內的導電墊106自基底100的晶片區C延伸至切割道區SC。
請參照第7B圖，在一些實施例中，以蓋板220作為承載基底，對基底100的下表面100b進行薄化製程(例如，蝕刻製程、銑削製程、磨削製程或研磨製程)，以減少基底100的厚度。在一些實施例中，在進行薄化製程之後，基底100的厚度約在100 μm至200 μm的範圍。
請參照第7C圖，在一些實施例中，以相同或相似於第5C圖所述的方法，於切割道區SC的基底100內形成一開口103，以露出絕緣層104。在一些實施例中，開口103沿著相鄰晶片區C之間的切割道區SC延伸而圍繞晶片區C。
請參照第7D圖，在一些實施例中，以相同或相似於第5D圖所述的方法，於基底100的下表面100b上形成鈍化護層126a並填滿開口103。之後，以相同或相似於第5E圖所述的方法，於鈍化護層126a上形成一選擇性濾光層130，使鈍化護層126a位於濾光層130與基底100之間。在其他實施例中，鈍化護層126a的材質可相同或相似於濾光層130的材質，在此情形中，鈍化護層126a上方並未形成濾光層130。
在一些實施例中，以相同或相似於第5D圖所述的方法，於開口103內的鈍化護層126a內形成一開口103a，且於濾光層130上形成重佈線層124，使濾光層130位於重佈線層124與基底100之間。形成的開口103a露出黏著層218以及位於絕緣層104內的導電墊106的側壁(如第7E圖所示)，且重佈線層124延伸於開口103a內而與露出的導電墊106的側壁電性接觸(如第7F圖所示)。
請參照第7G圖，在一些實施例中，以相同或相似於鈍化護層126a的材質及形成方法來形成一鈍化護層126b，以覆蓋濾光層130及重佈線層124。之後，透過微影及蝕刻製程，於鈍化護層126b內形成複數開口而露出重佈線層124。
接著，利用相同或相似於第5F圖所述的方法，於鈍化護層126b的開口內填入導電結構140，以與露出的重佈線層124電性連接。在其他實施例中，鈍化護層126b的開口內未形成導電結構140。
之後，切割位於切割道區SC的基底100以及位於切割道區SC的基底100上方及下方的膜層，以使每一晶片區C的基底100彼此分離。舉例來說，可使用切割刀具或雷射進行切割製程，在進行切割製程之後，可形成獨立的晶片封裝體30，如第6圖所示。
可以理解的是，雖然第7A至7G圖的實施例為具有前照式感測裝置之晶片封裝體的製造方法，然而關於晶片的外部電性連接路徑(例如，基底內的開口、重佈線層、鈍化護層或其中的導電結構)及濾光層的製作方法亦可應用於背照式感測裝置的製程中。
根據上述實施例，由於濾光層分別覆蓋基底的上表面及下表面，因此可阻擋或吸收不必要的光源穿過感測晶片的基底而防止基底內的感測區受到影響。如此一來，可解決或改善光串音效應的問題，進而改善或維持具有感測晶片的封裝體的影像品質。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可更動與組合上述各種實施例。
10、10a、20、30‧‧‧晶片封裝體 100‧‧‧基底 100a‧‧‧上表面 100b‧‧‧下表面 100c‧‧‧側壁表面 101、101b、103、103a、116、223、226‧‧‧開口 101a‧‧‧空孔 102‧‧‧感測區 104‧‧‧絕緣層 106‧‧‧導電墊 108‧‧‧光學部件 110、130、222‧‧‧濾光層 112、224‧‧‧保護層 116a、226a‧‧‧側壁 118‧‧‧暫時性黏著層 120‧‧‧暫時性蓋板 122‧‧‧絕緣襯層 124‧‧‧重佈線層 126、126a、126b‧‧‧鈍化護層 140‧‧‧導電結構 218‧‧‧黏著層 220‧‧‧蓋板 C‧‧‧晶片區 SC‧‧‧切割道區
第1圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體的剖面示意圖。 第2A至2J圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體的製造方法剖面示意圖。 第3圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體的剖面示意圖。 第4圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體的剖面示意圖。 第5A至5F圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體的製造方法剖面示意圖。 第6圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體的剖面示意圖。 第7A至7G圖係繪示出根據本發明一實施例之晶片封裝體的製造方法剖面示意圖。
10‧‧‧晶片封裝體
100‧‧‧基底
100a‧‧‧上表面
100b‧‧‧下表面
100c‧‧‧側壁表面
101、103、116‧‧‧開口
101a‧‧‧空孔
102‧‧‧感測區
104‧‧‧絕緣層
106‧‧‧導電墊
108‧‧‧光學部件
110、130‧‧‧濾光層
112‧‧‧保護層
116a‧‧‧側壁
122‧‧‧絕緣襯層
124‧‧‧重佈線層
126‧‧‧鈍化護層
140‧‧‧導電結構

Claims (35)

  1. 一種晶片封裝體，包括：一基底，具有一上表面、一下表面及位於該基底邊緣的一側壁表面，其中該基底包括一感測裝置，位於該基底內且鄰近於該基底的該上表面，以感測一光源；一第一濾光層，設置於該基底的該上表面上方，以遮蔽該光源，其中該第一濾光層具有一開口，使該第一濾光層經由該開口而圍繞該感測裝置；一重佈線層，設置於該基底的該下表面上；以及一第二濾光層，設置於該重佈線層上且覆蓋該基底的整個該下表面，其中該第二濾光層具有複數個開口，該複數個開口露出該重佈線層；其中該基底包括複數開口，自該基底的該下表面向該基底的該上表面延伸，其中該基底該等開口的側壁分別具有多階輪廓。
  2. 一種晶片封裝體，包括：一基底，具有一上表面、一下表面及位於該基底邊緣的一側壁表面，其中該基底包括一感測裝置，位於該基底內且鄰近於該基底的該上表面，以感測一光源；一第一濾光層，設置於該基底的該上表面上方，以遮蔽該光源，其中該第一濾光層具有一開口，使該第一濾光層經由該開口而圍繞該感測裝置；一重佈線層，設置於該基底的該下表面上；以及一第二濾光層，設置於該重佈線層與該基底之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝體，其中該第二濾光層覆蓋該基底的該側壁表面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝體，更包括：一絕緣襯層，設置於該重佈線層與該基底之間；以及一鈍化護層，設置於該重佈線層與該第二濾光層之間，且具有複數開口對應於該第二濾光層的該等開口而露出該重佈線層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝體，更包括複數導電結構，對應設置於該第二濾光層的該等開口內，以電性連接該重佈線層。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶片封裝體，更包括一保護層，覆蓋該第一濾光層，且具有一開口對應於該第一濾光層的該開口，使該保護層經由該保護層的該開口而圍繞該感測裝置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之晶片封裝體，其中該保護層延伸於該第一濾光層的該開口的側壁上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝體，其中該重佈線層延伸於該基底的該等開口內，且該等開口的側壁分別具有大於等於2階的多階輪廓。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之晶片封裝體，其中該基底更包括複數開口，自該基底的該下表面向該基底的該上表面延伸，其中該重佈線層延伸於該基底的該等開口內。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶片封裝體，更包括一光學部件，設置於該基底的該上表面上方，且位於該第一濾光層的該開口內。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝體，更包括： 一蓋板，設置於該基底的該上表面與該第一濾光層之間；以及一黏著層，設置於該基底的該上表面與該蓋板之間，其中該黏著層與該蓋板覆蓋該感測裝置。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之晶片封裝體，其中該第一濾光層延伸於該黏著層與該蓋板的側壁上。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之晶片封裝體，其中該第二濾光層延伸於該基底的該側壁表面上而與該第一濾光層接觸。
  14. 如申請專利範圍第2所述之晶片封裝體，更包括：一蓋板，設置於該基底的該上表面與該第一濾光層之間；以及一黏著層，設置於該基底的該上表面與該蓋板之間，其中該黏著層與該蓋板覆蓋該感測裝置。
  15. 如申請專利範圍第2項所述之晶片封裝體，更包括一第一鈍化護層，設置於該第二濾光層與該基底之間，且延伸於該基底的該側壁表面上。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之晶片封裝體，更包括一第二鈍化護層，覆蓋該第二濾光層及該重佈線層，且延伸於該基底的該側壁表面上，其中該第二鈍化護層具有複數開口而露出該重佈線層。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之晶片封裝體，更包括複數導電結構，對應設置於該第二鈍化護層的該等開口內，以電性連接該重佈線層。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之晶片封裝體，更包括至少一導電墊，設置於該基底的該上表面上，且側向突出於該基底的該側壁表面，其中該重佈線層自該基底的該下表面延伸於該基底 的該側壁表面上，以與該至少一導電墊電性接觸。
  19. 一種晶片封裝體的製造方法，包括：提供一基底，該基底具有一上表面及一下表面，且具有一晶片區及圍繞該晶片區的一切割道區，其中該基底的該晶片區內包括一感測裝置，鄰近於該基底的該上表面，以感測一光源；形成一第一濾光層於該基底的該上表面上方，以遮蔽該光源；形成一開口於該第一濾光層內，使該第一濾光層經由該開口而圍繞該感測裝置；形成複數開口於該基底的該晶片區內，其中該基底的該等開口自該基底的該下表面向該基底的該上表面延伸，其中該基底該等開口的側壁分別具有多階輪廓；形成一重佈線層於該基底的該下表面上；形成一第二濾光層於該重佈線層上且覆蓋該基底的整個該下表面；以及形成複數個開口於該第二濾光層內，該複數個開口露出該重佈線層。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括形成一開口於該基底的該切割道區內，以圍繞該基底的該晶片區，其中該第二濾光層延伸於該基底的該開口內。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括：形成一絕緣襯層於該重佈線層與該基底的該下表面之間；以及形成一鈍化護層於該重佈線層與該第二濾光層之間，其中該鈍化 護層具有複數開口對應於該第二濾光層的該等開口而露出該重佈線層，且其中該絕緣襯層及該鈍化護層延伸於該基底的該開口內。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括形成複數導電結構於該第二濾光層的該等開口內，以電性連接該重佈線層。
  23. 一種晶片封裝體的製造方法，包括：提供一基底，該基底具有一上表面及一下表面，且具有一晶片區及圍繞該晶片區的一切割道區，其中該基底的該晶片區內包括一感測裝置，鄰近於該基底的該上表面，以感測一光源；形成一第一濾光層於該基底的該上表面上方，以遮蔽該光源；形成一保護層於該第一濾光層上，其中該保護層具有一開口；形成一開口於該第一濾光層內，使該第一濾光層經由該開口而圍繞該感測裝置；以及形成一重佈線層於該基底的該下表面上，其中該保護層的該開口對應於該第一濾光層的該開口。
  24. 如申請專利範圍第19項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括於形成該第一濾光層的該開口之後，形成一保護層於該第一濾光層上，其中該保護層延伸於該第一濾光層的該開口的側壁上。
  25. 如申請專利範圍第19項所述之晶片封裝體的製造方法，其中該重佈線層延伸於該基底的該等開口內，且該等開口的側壁分別具有大於等於2階的多階輪廓。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括於形成該重佈線層之前，形成複數開口於該基底的該晶 片區內，其中該基底的該等開口自該基底的該下表面向該基底的該上表面延伸，且該重佈線層延伸於該基底的該等開口內。
  27. 如申請專利範圍第19或23項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括形成一光學部件於該第一濾光層的該開口內的該基底的該上表面上。
  28. 如申請專利範圍第19或23項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括於形成該第一濾光層之前，形成一黏著層及一蓋板於該基底的該上表面上方，其中該黏著層位於該基底的該上表面與該蓋板之間，且該蓋板位於該黏著層與該第一濾光層之間，且其中該黏著層與該蓋板覆蓋該感測裝置。
  29. 一種晶片封裝體的製造方法，包括：提供一基底，該基底具有一上表面及一下表面，且具有一晶片區及圍繞該晶片區的一切割道區，其中該基底的該晶片區內包括一感測裝置，鄰近於該基底的該上表面，以感測一光源；形成一黏著層及一蓋板於該基底的該上表面上方，該黏著層與該蓋板覆蓋該感測裝置，且該黏著層位於該基底的該上表面與該蓋板之間，形成一開口於該基底的該切割道區上的該黏著層及該蓋板內，以圍繞該基底的該晶片區；形成一第一濾光層於該基底的該上表面上方，以遮蔽該光源，其中該第一濾光層位於該蓋板與該黏著層上，且該第一濾光層延伸於該黏著層及該蓋板的該開口內；以及於形成該第一濾光層之後，形成一開口於該基底的該切割道區內，以圍繞該基底的該晶片區，且露出該第一濾光層。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括形成一第二濾光層，以覆蓋該重佈線層，且延伸於該基底的該開口內而與該露出的第一濾光層接觸。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括形成至少一導電墊於該基底的該上表面上，其中該重佈線自該基底的該下表面延伸於該基底的開口內，且與該至少一導電墊電性接觸。
  32. 一種晶片封裝體的製造方法，包括：提供一基底，該基底具有一上表面及一下表面，且具有一晶片區及圍繞該晶片區的一切割道區，其中該基底的該晶片區內包括一感測裝置，鄰近於該基底的該上表面，以感測一光源；形成一第一濾光層於該基底的該上表面上方，以遮蔽該光源；形成一開口於該第一濾光層內，使該第一濾光層經由該開口而圍繞該感測裝置；形成一重佈線層於該基底的該下表面上；以及形成一第二濾光層於該重佈線層與該基底之間。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括形成一第一鈍化護層於該第二濾光層與該基底之間。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括形成一第二鈍化護層，以覆蓋該第二濾光層及該重佈線層，其中該第二鈍化護層具有複數開口而露出該重佈線層。
  35. 如申請專利範圍第34項所述之晶片封裝體的製造方法，更包括對應形成複數導電結構於該第二鈍化護層的該等開口內，以電性連接該重佈線層。
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