[发明专利]晶圆级封装方法及封装结构

说明书

一种晶圆级封装方法及封装结构，晶圆级封装方法包括：提供集成有第一芯片的器件晶圆，器件晶圆包括集成有第一芯片的第一正面以及与第一正面相背的第一背面；在第一正面形成第一氧化层；提供待集成的第二芯片，第二芯片具有待键合面；在待键合面上形成第二氧化层；提供承载基板；将第二芯片背向待键合面的表面临时键合于承载基板上；通过第二氧化层和第一氧化层，采用熔融键合工艺实现第二芯片和器件晶圆的键合；实现第二芯片和器件晶圆的键合后，对第二芯片和载体晶圆进行解键合处理；在第一氧化层上形成覆盖第二芯片的封装层。本发明通过熔融键合工艺，提高了第一氧化层和第二氧化层之间的键合强度，从而提高封装成品率。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆级封装方法及封装结构。

背景技术

随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，人们对集成电路的封装技术的要求相应也不断提高。现有的封装技术包括球栅阵列封装(Ball GridArray，BGA)、芯片尺寸封装(Chip Scale Package，CSP)、晶圆级封装(Wafer LevelPackage，WLP)、三维封装(3D)和系统封装(System in Package，SiP)等。

目前，为了满足集成电路封装的更低成本、更可靠、更快及更高密度的目标，先进的封装方法主要采用晶圆级系统封装(Wafer Level Package System in Package，WLPSiP)，与传统的系统封装相比，晶圆级系统封装是在晶圆上完成封装集成制程，具有大幅减小封装结构的面积、降低制造成本、优化电性能、批次制造等优势，可明显的降低工作量与设备的需求。

晶圆级系统封装主要包括物理连接和电性连接这两个重要工艺，通常采用有机键合层(例如粘片膜)实现所述器件晶圆和待集成芯片之间的物理连接，并通过通孔刻蚀工艺(例如硅通孔刻蚀工艺)和电镀技术实现半导体器件之间的电性连接。

发明内容

本发明实施例解决的问题是提供一种晶圆级封装方法及封装结构，提高封装成品率。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种晶圆级封装方法，包括：提供集成有第一芯片的器件晶圆，所述器件晶圆包括集成有所述第一芯片的第一正面以及与所述第一正面相背的第一背面；在所述第一正面形成第一氧化层；提供待集成的第二芯片，所述第二芯片具有待键合面；在所述待键合面上形成第二氧化层；提供承载基板；将所述第二芯片背向所述待键合面的表面临时键合于所述承载基板上；将所述第二芯片背向所述待键合面的表面临时键合于所述承载基板上后，通过所述第二氧化层和所述第一氧化层，采用熔融键合工艺实现所述第二芯片和器件晶圆的键合；实现所述第二芯片和器件晶圆的键合后，对所述第二芯片和载体晶圆进行解键合处理；在所述解键合处理后，在所述第一氧化层上形成覆盖所述第二芯片的封装层。

可选的，所述熔融键合工艺的步骤包括：对所述第一氧化层表面和第二氧化层表面依次进行等离子体活化处理、去离子水清洗处理和干燥处理；在所述干燥处理后，根据所述第二芯片和第一芯片的预设相对位置关系，将所述第二氧化层和第一氧化层相对设置并贴合，对所述器件晶圆和第二芯片施加键合压力，进行预键合处理；在所述预键合处理后，对所述器件晶圆和第二芯片进行退火处理。

可选的，在所述待键合面上形成所述第二氧化层之后，将所述第二芯片背向所述待键合面的表面临时键合于所述承载基板上；或者，将所述第二芯片背向所述待键合面的表面临时键合于所述承载基板之后，在所述待键合面上形成所述第二氧化层。

可选的，形成所述封装层后，还包括：对所述第一背面进行减薄处理；在所述减薄处理后，在所述器件晶圆内形成与所述第一芯片电连接的第一互连结构、以及与所述第二芯片电连接的第二互连结构。

可选的，所述第一氧化层的材料为氧化硅、氧化铪、氧化铝或氧化镧，所述第二氧化层的材料为氧化硅、氧化铪、氧化铝或氧化镧，且所述第一氧化层和第二氧化层的材料相同。