本發(fā)明有關(guān)于晶片封裝體及其形成方法，且特別是有關(guān)于以晶圓級(jí)封裝制程所形成的晶片封裝體。

背景技術(shù)：
晶片封裝制程是形成電子產(chǎn)品過(guò)程中的重要步驟。晶片封裝體除了將晶片保護(hù)于其中，使其免受外界環(huán)境污染外，還提供晶片內(nèi)部電子元件與外界的電性連接通路。如何縮減晶片封裝體的尺寸、大量生產(chǎn)晶片封裝體以及降低制程成本和時(shí)間已成為重要課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種晶片封裝體，包括：一基底，具有一第一表面及一第二表面；一元件區(qū)，位于該基底之中；一導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基底上，且電性連接該元件區(qū)；一間隔層，設(shè)置于該基底的該第一表面之上；一第二基底，設(shè)置于該間隔層之上，其中該第二基底、該間隔層、及該基底共同于該元件區(qū)上圍出一空腔；以及一穿孔，自該第二基底的一表面朝該基底延伸，其中該穿孔連通該空腔。本發(fā)明提供一種晶片封裝體的形成方法，包括：提供一基底，該基底具有一第一表面及一第二表面，其中一元件區(qū)形成于該基底之中，及一導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基底上，且電性連接該元件區(qū)；于該基底之該第一表面上形成一間隔層；于該間隔層上設(shè)置一第二基底，其中該第二基底、該間隔層、及該基底共同于該元件區(qū)上圍出一空腔；以及自該第二基底之一表面移除部分的該第二基底以形成朝該基底延伸之一穿孔，其中該穿孔連通該空腔。本發(fā)明提供一種晶片封裝體的形成方法，包括：提供一基底，該基底具有一第一表面及一第二表面，其中一元件區(qū)形成于該基底之中，及一導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基底上，且電性連接該元件區(qū)；提供一第二基底；于該第二基底上形成一間隔層；將于該間隔層接合于該基底之該第一表面上，其中該第二基底、該間隔層、及該基底共同于該元件區(qū)上圍出一空腔；以及自該第二基底之一表面移除部分的該第二基底以形成朝該基底延伸之一穿孔，其中該穿孔連通該空腔。本發(fā)明可顯著縮減晶片封裝體的尺寸、可大量生產(chǎn)晶片封裝體、以及可降低制程成本和時(shí)間。附圖說(shuō)明圖1A至圖1J顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體的制程剖面圖。圖2A至圖2F顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體的制程剖面圖。圖3A至圖3D分別顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的晶片封裝體的剖面圖。具體實(shí)施方式以下將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的制作與使用方式。然應(yīng)注意的是，本發(fā)明提供許多可供應(yīng)用的發(fā)明概念，其可以多種特定形式實(shí)施。文中所舉例討論的特定實(shí)施例僅為制造與使用本發(fā)明的特定方式，非用以限制本發(fā)明的范圍。此外，在不同實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號(hào)或標(biāo)示。這些重復(fù)僅為了簡(jiǎn)單清楚地?cái)⑹霰景l(fā)明，不代表所討論的不同實(shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間必然具有任何關(guān)連性。再者，當(dāng)述及一第一材料層位于一第二材料層上或之上時(shí)，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的情形。本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體可用以封裝光電元件，例如光感測(cè)元件或發(fā)光元件。然其應(yīng)用不限于此，例如在本發(fā)明的晶片封裝體的實(shí)施例中，其可應(yīng)用于各種包含有源元件或無(wú)源元件(activeorpassiveelements)、數(shù)字電路或模擬電路(digitaloranalogcircuits)等集成電路的電子元件(electroniccomponents)，例如是有關(guān)于光電元件(optoelectronicdevices)、微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectroMechanicalSystem;MEMS)、微流體系統(tǒng)(microfluidicsystems)或利用熱、光線及壓力等物理量變化來(lái)測(cè)量的物理感測(cè)器(PhysicalSensor)。特別是可選擇使用晶圓級(jí)封裝(waferscalepackage;WSP)制程對(duì)影像感測(cè)元件、發(fā)光二極管(light-emittingdiodes;LEDs)、太陽(yáng)能電池(solarcells)、射頻元件(RFcircuits)、加速計(jì)(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、微制動(dòng)器(microactuators)、表面聲波元件(surfaceacousticwavedevices)、壓力感測(cè)器(processsensors)、噴墨頭(inkprinterheads)或功率金氧半電晶體晶片(powerMOSFETchips)等半導(dǎo)體晶片進(jìn)行封裝。其中上述晶圓級(jí)封裝制程主要指在晶圓階段完成封裝步驟后，再予以切割成獨(dú)立的封裝體，然而，在一特定實(shí)施例中，例如將已分離的半導(dǎo)體晶片重新分布在一承載晶圓上，再進(jìn)行封裝制程，亦可稱之為晶圓級(jí)封裝制程。另外，上述晶圓級(jí)封裝制程亦適用于借堆疊(stack)方式安排具有集成電路的多片晶圓，以形成多層集成電路(multi-layerintegratedcircuitdevices)的晶片封裝體。在一實(shí)施例中，上述切割后的封裝體為一晶片尺寸封裝體(CSP，chipscalepaclage)。晶片尺寸封裝體(CSP)的尺寸可僅略大于所封裝的晶片。例如，晶片尺寸封裝體的尺寸不大于所封裝晶片的尺寸的120%。圖1A至圖1J顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體的制程剖面圖。如圖1A所示，提供基底100，其具有表面100a及表面100b?；?00可為半導(dǎo)體基底。在一實(shí)施例中，基底100為半導(dǎo)體晶圓，例如硅晶圓。在一實(shí)施例中，基底100之中形成有元件區(qū)102。元件區(qū)102中例如形成有(但不限于)溫度感測(cè)元件、濕度感測(cè)元件、壓力感測(cè)元件、或前述的組合。在一實(shí)施例中，元件區(qū)102于表面100a露出。元件區(qū)102中的元件可例如通過(guò)內(nèi)連線(未顯示)而與設(shè)置于基底100上的導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104電性連接。在一實(shí)施例中，導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104可形成于基底100上的介電層(未顯示)之中。導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104可由多個(gè)彼此堆疊的導(dǎo)電墊、單一導(dǎo)電墊、或多個(gè)導(dǎo)電墊及其間的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。接著，如圖1B所示，于基底100的表面100a上形成間隔層106。在一實(shí)施例中，間隔層106包括環(huán)氧樹脂、硅膠基高分子、無(wú)機(jī)材料、或前述的組合。在一實(shí)施例中，間隔層106包括光致抗蝕劑材料而可通過(guò)曝光及顯影制程而圖案化。在一實(shí)施例中，間隔層106具有大抵平坦的上表面。在一實(shí)施例中，間隔層106大抵不吸收水氣。如圖1C所示，接著于間隔層106上設(shè)置基底108?；?08、間隔層106、及基底100可共同于元件區(qū)102上圍出空腔110?；?08可例如為半導(dǎo)體基底、金屬基底、高分子基底、陶瓷基底、或前述的組合。在一實(shí)施例中，基底108可為不透光基底(對(duì)于可見光或紅外光而言)。在一實(shí)施例中，間隔層106可直接接觸基底108。此外，在一實(shí)施例中，間隔層106本身具有黏性而可接合基底100及基底108。因此，間隔層106可不與任何的粘著膠接觸，因而確保間隔層106的位置不因粘著膠而移動(dòng)。再者，由于不需使用粘著膠，可避免粘著膠溢流而污染元件區(qū)102。為了形成與導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104電性連接的導(dǎo)電線路，可選擇性于基底100中形成穿基底導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。然應(yīng)注意的是，本發(fā)明實(shí)施例不限于此。在其他實(shí)施例中，可選用其他導(dǎo)電線路(例如，焊線)形成與導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104之間的電性連接。以下，將以于基底100中形成穿基底導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的實(shí)施例為例進(jìn)行本發(fā)明的說(shuō)明。如圖1D所示，可選擇性自基底100的表面100b薄化基底100。例如，可對(duì)基底100的表面100b進(jìn)行機(jī)械研磨制程、化學(xué)機(jī)械研磨制程、蝕刻制程、或前述的組合以將基底100薄化至適合的厚度。接著，可自基底100的表面100b移除部分的基底100以形成朝導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104延伸的孔洞112。在一實(shí)施例中，可使用干式蝕刻制程、濕式蝕刻制程、激光雕刻制程、或前述的組合以形成孔洞112。在一實(shí)施例中，孔洞112可露出部分的導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104。孔洞112的側(cè)壁可垂直于基底100的表面100b?；蛘撸锥?12的側(cè)壁可傾斜于基底100的表面100b。在一實(shí)施例中，孔洞112的口徑可沿著由表面100b朝向表面100a的方向遞增。或者，孔洞112的口徑可沿著由表面100b朝向表面100a的方向遞減。在對(duì)基底100進(jìn)行各種制程期間，可以基底108為支撐基底以利于各種制程的操作。因此，基底108較佳具有大抵平坦的上表面，以使后續(xù)制程的進(jìn)行更為精確。接著，如圖1E所示，可于基底100的表面100b及孔洞112的側(cè)壁上形成絕緣層114。絕緣層114的材質(zhì)例如可為(但不限于)環(huán)氧樹脂、防焊層、或其他適合的絕緣物質(zhì)，例如無(wú)機(jī)材料的氧化硅層、氮化硅層、氮氧化硅層、金屬氧化物或其組合；或有機(jī)高分子材料的聚酰亞胺樹脂(polyimide)、苯環(huán)丁烯(butylcyclobutene:BCB,道氏化學(xué)公司)、聚對(duì)二甲苯(parylene)、萘聚合物(polynaphthalenes)、氟碳化物(fluorocarbons)、丙烯酸酯(accrylates)等。絕緣層114的形成方式可包含涂布方式，例如旋轉(zhuǎn)涂布(spincoating)、噴涂(spraycoating)、或淋幕涂布(curtaincoating)，或其他適合的沉積方式，例如，液相沉積、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、低壓化學(xué)氣相沉積、電漿增強(qiáng)式化學(xué)氣相沉積、快速熱化學(xué)氣相沉積、或常壓化學(xué)氣相沉積等制程。在一實(shí)施例中，所形成的絕緣層114會(huì)覆蓋孔洞112底部下方的導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104。在此情形下，可例如通過(guò)蝕刻制程移除部分的絕緣層114而使導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104露出。如圖1F所示，接著于絕緣層114上形成導(dǎo)線層116。導(dǎo)線層116可延伸進(jìn)入孔洞112而電性連接導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104。導(dǎo)線層116的材質(zhì)例如為(但不限于)銅、鋁、金、鉑、鎳、錫、或前述的組合。或者，導(dǎo)線層116可包括導(dǎo)電高分子材料或?qū)щ娞沾刹牧?例如，氧化銦錫或氧化銦鋅)。導(dǎo)線層116的形成方式可包括以物理氣相沉積制程、化學(xué)氣相沉積制程、電鍍制程、化鍍制程、或前述的組合。在一實(shí)施例中，可以物理氣相沉積制程于基底100的表面100b上形成晶種層(未顯示)。接著，可于晶種層形成圖案化遮罩層(未顯示)，其具有相應(yīng)于欲形成的導(dǎo)線層的圖案的開口圖案，其露出其下的晶種層。接著，于露出的晶種層上電鍍導(dǎo)電材料，并接著移除圖案化遮罩層。后續(xù)，進(jìn)行蝕刻制程以移除原由圖案化遮罩層所覆蓋的部分的晶種層以形成具有所需圖案的導(dǎo)線層116。接著，可選擇性于基底100的表面100b及導(dǎo)線層116上形成保護(hù)層118。保護(hù)層118的材質(zhì)例如為(但不限于)綠漆、聚亞酰胺(Polyimide)、類聚亞酰胺(Polyimide-likematerial)、或前述的組合，其形成方式例如包括電鍍、旋轉(zhuǎn)涂布(spincoating)、噴涂(spraycoating)、淋幕涂布(curatincoating)、或前述的組合。在一實(shí)施例中，保護(hù)層118包括光致抗蝕劑材料而可經(jīng)由曝光及顯影制程而圖案化。例如，保護(hù)層118可具有露出部分的導(dǎo)線層116的開口，如圖1F所示。接著，如圖1G所示，可自基底108的表面移除部分的基底108以形成朝基底100延伸的穿孔120。穿孔120可連通空腔110。在一實(shí)施例中，穿孔120可接著使用濕式蝕刻制程、干式蝕刻制程、激光雕刻制程、或前述的組合而形成。在此實(shí)施例中，穿孔120的側(cè)壁可大抵與間隔層106的側(cè)邊共平面。穿孔120可直接露出元件區(qū)102。在一實(shí)施例中，穿孔120的口徑可等于元件區(qū)102。在另一實(shí)施例中，穿孔120的口徑可小于元件區(qū)102。在又一實(shí)施例中，穿孔120大于元件區(qū)102。穿孔120的開口可包括各種形狀，例如圓形、矩形、橢圓形、扇形、或多邊形。如圖1H所示，可選擇性于基底108的表面上設(shè)置覆蓋膠帶122，其可覆蓋穿孔120。覆蓋膠帶122可利于后續(xù)制程的進(jìn)行，并可保護(hù)元件區(qū)102使之免于受到污染或損壞。接著，可以覆蓋膠帶122為支撐，于保護(hù)層118的開口中進(jìn)行凸塊化制程以形成導(dǎo)電凸塊124。導(dǎo)電凸塊124的材質(zhì)可例如為(但不限于)錫、鉛、銅、金、鎳、或前述的組合。如圖1I所示，可選擇性沿著基底100的至少一預(yù)定切割道SC進(jìn)行切割制程以形成彼此分離的多個(gè)晶片封裝體。在一實(shí)施例中，可選擇性移除覆蓋膠帶122，如圖1J所示。圖2A至圖2F顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體的制程剖面圖，其中相同或相似的標(biāo)號(hào)用以標(biāo)示相同或相似的元件。此外，相同或相似的元件可能采用相同或相似的材料及/或制程而形成。如圖2A所示，提供基底100，其具有表面100a及表面100b?；?00之中可形成有元件區(qū)102。元件區(qū)102中例如形成有(但不限于)溫度感測(cè)元件、濕度感測(cè)元件、壓力感測(cè)元件、或前述的組合。元件區(qū)102中的元件可例如通過(guò)內(nèi)連線(未顯示)而與設(shè)置于基底100上的導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104電性連接。在一實(shí)施例中，光敏感區(qū)103位于基底100的表面100a，其可位于導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)104與元件區(qū)102之間。在一實(shí)施例中，光敏感區(qū)103應(yīng)避免照光(例如，可見光或紅外光)以使元件區(qū)102得以正常運(yùn)作。接著，如圖2B所示，于基底100的表面100a上形成間隔層106。在一實(shí)施例中，間隔層106可與元件區(qū)102的邊緣隔有距離d。如圖2C所示，接著于間隔層106上設(shè)置基底108。基底108、間隔層106、及基底100可共同于元件區(qū)102上圍出空腔110?？涨?10的面積可大于元件區(qū)102的面積。在一實(shí)施例中，元件區(qū)102的表面可裸露于空腔110之中?；?08較佳選用不透光材質(zhì)，以避免光敏感區(qū)103受光線照射。接著，可以類似于圖1D至圖1H所述的制程形成出圖2D所示的結(jié)構(gòu)。在一實(shí)施例中，穿孔120的側(cè)壁不與間隔層106的最靠近穿孔120的側(cè)邊共平面。穿孔120的口徑可小于空腔110的口徑。此外，在另一實(shí)施例中，間隔層106不與元件區(qū)102隔有距離d。然而，在蝕刻基底108以形成穿孔120的過(guò)程中，間隔層106可能受到蝕刻制程的影響而部分被移除。在此情形下，間隔層106的最靠近穿孔120的側(cè)邊亦不與穿孔120的側(cè)壁共平面。如圖2E所示，可選擇性沿著基底100的至少一預(yù)定切割道SC進(jìn)行切割制程以形成彼此分離的多個(gè)晶片封裝體。在一實(shí)施例中，可選擇性移除覆蓋膠帶122，如圖2F所示。此外，在上述實(shí)施例中，間隔層106先形成于基底100上，接著才與基底108接合。然而，本發(fā)明實(shí)施例不限于此。在其他實(shí)施例中，可先于基底108上形成間隔層106。接著，將間隔層106接合于基底100的表面100a上。在此情形下，基底100、間隔層106、及基底108亦共同于元件區(qū)102上圍出空腔110。接著，可使用類似于圖1或圖2所述的制程進(jìn)行后續(xù)封裝以形成晶片封裝體。圖3A至圖3D分別顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的晶片封裝體的剖面圖，其中相同或相似的標(biāo)號(hào)用以標(biāo)示相同或相似的元件。如圖3A所示，在一實(shí)施例中，穿孔120的口徑可小于空腔110。穿孔120可直接露出元件區(qū)102。如圖3B所示，在一實(shí)施例中，遮光層302可設(shè)置在基底108的表面上，其可覆蓋光敏感區(qū)103。如圖3C所示，在一實(shí)施例中，穿孔120可僅與空腔110連通而不直接露出元件區(qū)102。即，穿孔120在基底100的表面100a上的投影不與元件區(qū)102重疊。如圖3D所示，在一實(shí)施例中，基底108中可形成有多個(gè)與空腔110連通的穿孔，例如穿孔120a及穿孔120b。穿孔120a及穿孔120b可不直接露出元件區(qū)102?；蛘?，穿孔120a及穿孔120b中其中之一可直接露出元件區(qū)102。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例所述的制程，可顯著縮減晶片封裝體的尺寸、可大量生產(chǎn)晶片封裝體、以及可降低制程成本和時(shí)間。以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。附圖中符號(hào)的簡(jiǎn)單說(shuō)明如下：100：基底；100a、100b：表面；102：元件區(qū)；103：光敏感區(qū)；104：導(dǎo)電墊結(jié)構(gòu)；106：間隔層；108：基底；110：空腔；112：孔洞；114：絕緣層；116：導(dǎo)線層；118：保護(hù)層；120、120a、120b：穿孔；122：膠帶；124：導(dǎo)電凸塊；302：遮光層；d：距離；SC：切割道。