[发明专利]一种晶圆级封装结构及其封装方法

说明书

本发明提供一种晶圆级封装结构及其封装方法，所述方法包括:提供第一晶圆，在所述第一晶圆的表面上形成气体释放材料层；提供第二晶圆，在所述第二晶圆的正面上形成有芯片；将所述第一晶圆的所述表面与所述第二晶圆的正面键合，并在所述第一晶圆和第二晶圆之间形成空腔，所述气体释放材料层和所述芯片均位于所述空腔内；使所述气体释放材料层释放气体，以调节所述空腔内与外界的压力差；减薄所述第二晶圆的背面。根据本发明提供的晶圆级封装方法，当第一晶圆和第二晶圆完成键合后，每颗芯片的周围会形成一个密封的空腔，通过形成气体释放材料层，并使之向空腔中释放气体，调节空腔内与外界的压力差，从而避免晶圆破裂。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种晶圆级封装结构及其封装方法。

背景技术

对于CIS(CMOS Image Sensor，互补金属氧化物半导体图像传感器)芯片，传统的封装采取分立式封装方式，这种封装方式需要对每颗芯片进行单独的封装。随着安装于各种电子产品中的相机数量不断增多，每年对于图像传感器的需求达到数十亿颗之多，分立式封装产能低、良率低、成本高的缺点已经无法适应这种增长。在这种背景下，一种适用于大规模量产的封装方式被开发出来，即晶圆级封装。

在CIS芯片的晶圆级封装过程中，首先将玻璃和晶圆键合在一起，然后将晶圆减薄至100微米，最后再进行TSV和RDL等其他制程。随着CIS芯片的像素提高，其感光区所在的空腔尺寸也会越大，在晶圆减薄过程中研磨的机械力很容易造成晶圆破裂，而且空腔内与外界的压力差会使100微米厚度的晶圆产生变形影响成像。

因此，有必要提出一种晶圆级封装方法，能有效避免CIS芯片的晶圆级封装过程中晶圆的破裂和变形。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提供一种晶圆级封装方法，包括：

提供第一晶圆，在所述第一晶圆的表面上形成气体释放材料层；

提供第二晶圆，在所述第二晶圆的正面上形成有芯片；

将所述第一晶圆的所述表面与所述第二晶圆的正面键合，并在所述第一晶圆和第二晶圆之间形成空腔，所述气体释放材料层和所述芯片均位于所述空腔内；

使所述气体释放材料层释放气体，以调节所述空腔内与外界的压力差；

减薄所述第二晶圆的背面。

进一步，所述气体释放材料层的材料包括丙烯酸聚合物、2-苄基-2-(二甲氨基)-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、偶氮二甲酰胺或N,N-二亚硝基戊次甲基四胺。

进一步，通过激光照射、加热和/或微波辐射使所述气体释放材料层释放气体。

进一步，所述激光照射包括采用波长小于380nm的紫外光进行照射。

进一步，所述气体释放材料层的形成方式包括旋涂或喷涂。

进一步，在所述芯片的外侧采用键合胶将所述第一晶圆的所述表面与所述第二晶圆的正面部分键合，所述第一晶圆、第二晶圆和所述键合胶围成所述空腔。

进一步，所述第一晶圆包括玻璃晶圆。

进一步，所述第二晶圆包括半导体晶圆。

进一步，所述芯片包括CIS芯片。

进一步，所述气体释放材料层释放完所述气体之后，所述空腔的压力大于所述外界的大气压。

另外，本发明还提供了一种晶圆级封装结构，其包括：