一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明不僅公開了一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法，本發(fā)明還公開了一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝結(jié)構(gòu)，本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來隨著圖像傳感器(CIS)芯片像素值的越來越大，傳感器單個(gè)像素的物理尺寸越來越小，這樣對于芯片中傳感器部分的集成電路制造工藝也越來越復(fù)雜，以至于該部分已經(jīng)很難與信號處理模塊在同一道工藝中被制造出來。此外由于單個(gè)像素的感光區(qū)域越來越小，為了防止圖像失真，其對入射光子的量也有了較嚴(yán)格的限制。
[0003]之前的晶圓級封裝，是從晶圓的背部做互聯(lián)線，光子從晶圓的正面透過金屬互聯(lián)層進(jìn)入像素感光區(qū)域，復(fù)雜的金屬互聯(lián)層往往會擋住一部分光子，造成感光區(qū)域得到的光子數(shù)目不能滿足成像的要求。為了解決上面所說的問題，目前的封裝都逐漸趨向于采用背照式工藝(BSI )，將原來處于鏡頭與感光半導(dǎo)體之間的電路部分轉(zhuǎn)移到感光半導(dǎo)體周圍或下面，使得光線直接可以進(jìn)入感光區(qū)域，防止了互聯(lián)線路對光線的阻擋，大幅提高單個(gè)像素單元對光的利用效率。甚至為了得到更多的感光面積，在設(shè)計(jì)芯片時(shí)，把圖像傳感模塊做在一個(gè)芯片里，用較高工藝水準(zhǔn)生產(chǎn)，把處理信號的模塊做到另一個(gè)芯片里，用較省錢的工藝生產(chǎn)，做完后通過封裝的方式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)芯片的互聯(lián)。
[0004]傳統(tǒng)的晶圓級封裝方式都會先把一片玻璃做保護(hù)封蓋用來防護(hù)感光區(qū)域免遭封裝制程的污染和損傷，而這層玻璃在最后切割時(shí)往往被切掉成為芯片的一部分，影響了光子的透過能力，同時(shí)還增加了芯片的厚度和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種可以降低工藝難度和成本同時(shí)降低了芯片的厚度的一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝結(jié)構(gòu)。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟:
a、取已經(jīng)在其正面做出引線和圖像傳感器的CIS晶圓，在CIS晶圓的正面鍵合負(fù)載晶圓，以負(fù)載晶圓為支撐減薄CIS晶圓，并在CIS晶圓的背面添加濾光鏡和微透鏡；
b、在CIS晶圓的背面用透光膠進(jìn)行覆蓋，通過透光膠對濾光鏡和微透鏡進(jìn)行保護(hù)；
C、以透光膠為支撐減薄負(fù)載晶圓；
d、在負(fù)載晶圓內(nèi)做出導(dǎo)電柱，并在導(dǎo)電柱的上端部沉積出導(dǎo)電層；
e、把透光膠進(jìn)行減薄，減薄后切割得到單一芯片，封裝方法結(jié)束。
[0008]作為優(yōu)選，所述CIS晶圓的材質(zhì)為硅，且CIS晶圓的厚度為200~600 um。
[0009]作為優(yōu)選，所述負(fù)載晶圓的材質(zhì)是有機(jī)玻璃、無機(jī)玻璃、樹脂、半導(dǎo)體材料、氧化物晶體、陶瓷、金屬、有機(jī)塑料、無機(jī)氧化物或者陶瓷材料，且負(fù)載晶圓的厚度為300~800 um。
[0010]所述導(dǎo)電柱的材質(zhì)為銅、鋁或者銅錫。
[0011 ] 所述導(dǎo)電層的材質(zhì)為銅、鋁、鎳或者金，導(dǎo)電層的厚度為0.4~30um。
[0012]作為優(yōu)選，所述透光膠的材質(zhì)為熱敏膠或者光敏膠，透光膠的厚度為10~300um，透光膠的上膠方式包括涂布上膠方式、噴涂上膠方式、貼膜上膠方式或者注塑上膠方式，透光膠的性能參數(shù)以及品種。
[0013]作為優(yōu)選，步驟a中，在CIS晶圓的正面通過硅硅鍵合、硅氧鍵合、氧氧鍵合或者用膠粘合方式鍵合上負(fù)載晶圓。
[0014]作為優(yōu)選，步驟c中，以透光膠為支撐減薄負(fù)載晶圓至厚度為80~120um。
[0015]—種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝結(jié)構(gòu)，它包括CIS晶圓、負(fù)載晶圓、濾光鏡、微透鏡、透光膠、導(dǎo)電柱、引線、圖像傳感器和導(dǎo)電層；CIS晶圓的正面與負(fù)載晶圓的背面相連，透光膠的正面與CIS晶圓的背面相連，在CIS晶圓內(nèi)設(shè)有濾光鏡、引線與圖像傳感器，圖像傳感器的正面與引線的下端部相連，圖像傳感器的背面與濾光鏡相連，在濾光鏡的背面對應(yīng)位置設(shè)有微透鏡，微透鏡位于透光膠內(nèi)，在負(fù)載晶圓內(nèi)設(shè)有導(dǎo)電柱，導(dǎo)電柱的下端部與引線的上端部相連，在導(dǎo)電柱的上端面對應(yīng)位置設(shè)有導(dǎo)電層。
[0016]所述導(dǎo)電柱的上端面與負(fù)載晶圓的正面平齊。
[0017]本發(fā)明直接用一層透光膠覆蓋在感光區(qū)域做保護(hù)封蓋，并以此做支撐來做后續(xù)的引線工藝，通過研磨和拋光把膠磨平，最后切割晶圓成單一的芯片，本發(fā)明降低了工藝難度和成本，同時(shí)降低了芯片的厚度。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明中CIS的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明步驟a所得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明步驟b所得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明步驟c所得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明步驟d所得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6是本發(fā)明步驟e所得到的封裝體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0027]此外，在不同的實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號或標(biāo)示。這些重復(fù)僅為了簡單清楚地?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)之間具有任何關(guān)聯(lián)性。
[0028]本發(fā)明的各實(shí)施方式中提到的有關(guān)于步驟的標(biāo)號，僅僅是為了描述的方便，而沒有實(shí)質(zhì)上先后順序的聯(lián)系。各【具體實(shí)施方式】中的不同步驟，可以進(jìn)行不同先后順序的組合，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的。
[0029]實(shí)施例1
本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟:
a、取已經(jīng)在其正面做出引線7和圖像傳感器8的CIS晶圓1，CIS晶圓I是厚度為200um的硅片，在CIS晶圓I的正面通過常規(guī)的硅硅鍵合方式鍵合負(fù)載晶圓2，以負(fù)載晶圓2為支撐減薄CIS晶圓1，并在CIS晶圓I的背面添加濾光鏡3和微透鏡4，如圖2所示；
b、在CIS晶圓I的背面通過常規(guī)的涂布上膠方式上透光膠5進(jìn)行覆蓋，透光膠5的材質(zhì)為熱固型環(huán)氧樹脂，通過透光膠5對濾光鏡3和微透鏡4進(jìn)行保護(hù)，如圖3所示；
c、以透光膠5為支撐減薄負(fù)載晶圓2，如圖4所示；
d、在負(fù)載晶圓2內(nèi)做出導(dǎo)電柱6，并在導(dǎo)電柱6的上端部沉積出銅質(zhì)的導(dǎo)電層9，如圖5所示；
e、把透光膠5進(jìn)行減薄至厚度為80~120um，減薄后切割得到單一芯片，封裝方法結(jié)束，如圖6所示。
[0030]
實(shí)施例2
本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟:
a、取已經(jīng)在其正面做出引線7和圖像傳感器8的CIS晶圓1，CIS晶圓I是厚度為600um的硅片，在CIS晶圓I的正面通過常規(guī)的硅氧鍵合方式鍵合負(fù)載晶圓2，以負(fù)載晶圓2為支撐減薄CIS晶圓1，并在CIS晶圓I的背面添加濾光鏡3和微透鏡4，如圖2所示；
b、在CIS晶圓I的背面通過常規(guī)的噴涂上膠方式上透光膠5進(jìn)行覆蓋，透光膠5的材質(zhì)為光固型環(huán)氧樹脂，通過透光膠5對濾光鏡3和微透鏡4進(jìn)行保護(hù)，如圖3所示；
c、以透光膠5為支撐減薄負(fù)載晶圓2，如圖4所示；
d、在負(fù)載晶圓2內(nèi)做出導(dǎo)電柱6，并在導(dǎo)電柱6的上端部沉積出鋁質(zhì)的導(dǎo)電層9，如圖5所示；
e、把透光膠5進(jìn)行減薄至厚度為80~120um，減薄后切割得到單一芯片，封裝方法結(jié)束，如圖6所示。
[0031]
實(shí)施例3
本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的晶圓級封裝方法包括以下步驟:
a、取已經(jīng)在其正面做出引線7和圖像傳感器8的CIS晶圓1，CIS晶圓I是厚度為300um的硅片，在CIS晶圓I的正面通過常規(guī)的氧氧鍵合方式