晶片封裝體及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種晶片封裝體及其制造方法，特別為有關(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)】
[0002]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。
[0003]制作晶片封裝體的過(guò)程包括將在基底上形成與導(dǎo)電墊電性連接的多個(gè)導(dǎo)線，以及與導(dǎo)線電性連接的外部導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(例如，焊線或焊球)。
[0004]然而，形成于基底上的外部導(dǎo)電結(jié)構(gòu)使得晶片封裝體的整體尺寸增加，而無(wú)法進(jìn)一步縮小晶片封裝體的尺寸。
[0005]因此，有必要尋求一種新穎的晶片封裝體及其制造方法，其能夠解決或改善上述的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種晶片封裝體，包括:一半導(dǎo)體基底；一凹口，位于半導(dǎo)體基底內(nèi)，其中半導(dǎo)體基底具有至少一間隔部，該至少一間隔部突出于凹口的一底部；以及一導(dǎo)線，設(shè)置于半導(dǎo)體基底上，且延伸至凹口內(nèi)。
[0007]本發(fā)明另提供一種晶片封裝體，包括:一半導(dǎo)體基底；一凹口，位于半導(dǎo)體基底內(nèi)且鄰接半導(dǎo)體基底的一側(cè)邊并橫跨該側(cè)邊，其中凹口的一側(cè)壁具有一第一部分及與第一部分鄰接的一第二部分，且從俯視方向來(lái)看，第一部分與該側(cè)邊之間的一第一距離大于第二部分與該側(cè)邊之間的一第二距離；以及一導(dǎo)線，設(shè)置于半導(dǎo)體基底上，且延伸至凹口內(nèi)。
[0008]本發(fā)明還提供一種晶片封裝體的制造方法，包括:提供一半導(dǎo)體基底；去除半導(dǎo)體基底的一部分，以在半導(dǎo)體基底內(nèi)形成一凹口且在半導(dǎo)體基底內(nèi)形成至少一間隔部，其中間隔部突出于凹口的一底部；以及在半導(dǎo)體基底上形成一導(dǎo)線，導(dǎo)線延伸至凹口內(nèi)。
[0009]本發(fā)明另提供一種晶片封裝體的制造方法，包括:提供一半導(dǎo)體基底；去除半導(dǎo)體基底的一部分，以在半導(dǎo)體基底內(nèi)形成一第一凹口，其中第一凹口具有一第一部分及與第一部分鄰接的一第二部分，且從俯視方向來(lái)看，第一部分的兩相對(duì)側(cè)壁之間的一第一距離大于第二部分的兩相對(duì)側(cè)壁之間的一第二距離；以及在半導(dǎo)體基底上形成一導(dǎo)線，導(dǎo)線延伸至第一凹口內(nèi)。
[0010]在本發(fā)明中，晶片封裝體具有位于半導(dǎo)體基底內(nèi)的凹口，使得導(dǎo)線可延伸至凹口內(nèi)，因而能夠降低與導(dǎo)線電性連接的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的高度，進(jìn)而有效降低晶片封裝體的整體尺寸。再者，由于凹口橫跨半導(dǎo)體基底的側(cè)邊而延伸至半導(dǎo)體基底的角落，因此可減少應(yīng)力而避免半導(dǎo)體基底破裂，且有效縮短導(dǎo)線的導(dǎo)電路徑，進(jìn)而增加輸出信號(hào)的布局彈性。再者，由于半導(dǎo)體基底具有間隔部突出于凹口的底部且位于兩導(dǎo)線之間，因此可避免導(dǎo)線發(fā)生短路的問(wèn)題，進(jìn)而提升晶片封裝體的可靠度。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1A至IF是繪示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體的制造方法的剖面示意圖。
[0012]圖2至4是繪示出本發(fā)明各種實(shí)施例的晶片封裝體于切割制程前的平面示意圖。
[0013]圖5是繪示出本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體的局部立體示意圖。
[0014]圖6及7是繪示出本發(fā)明各種實(shí)施例的晶片封裝體的平面示意圖。
[0015]圖8及9是繪示出本發(fā)明其他各種實(shí)施例的晶片封裝體于切割制程前的平面示意圖。
[0016]圖10至14是繪示出根據(jù)本發(fā)明其他各種實(shí)施例的晶片封裝體的平面示意圖。
[0017]其中，附圖中符號(hào)的簡(jiǎn)單說(shuō)明如下:
[0018]100半導(dǎo)體基底;100a第一表面;100b第二表面;101、102、103側(cè)邊；110晶片區(qū)；115裝置區(qū)；120切割道區(qū)；130介電層；140開(kāi)口 ；150導(dǎo)電墊；160鈍化護(hù)層；180間隔部；200,220 凹 P ;200a、200b、200c、200d、200e、200f、200g、200h、220a、220b、220c 側(cè)壁部分；210底部；290導(dǎo)電材料層;300、310、320導(dǎo)線;400、400，間隔部；P1、P2、P3間距;SC預(yù)定切割道。
【具體實(shí)施方式】
[0019]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，其可以多種特定型式實(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。
[0020]本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體可用以封裝微機(jī)電系統(tǒng)晶片。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(active or passive elements)、數(shù)字電路或模擬電路(digital or analog circuits)等集成電路的電子元件(electronic components)，例如是有關(guān)于光電元件(optoelectronic devices)、微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical System ;MEMS)、微流體系統(tǒng)(micro fluidic systems)、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(Physical Sensor)。特別是可選擇使用晶圓級(jí)封裝(wafer scale package ；WSP)制程對(duì)影像感測(cè)元件、發(fā)光二極管(light-emitting d1des ;LEDs)、太陽(yáng)能電池(solar cells)、射頻元件(RF circuits)、加速計(jì)(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、微制動(dòng)器(microactuators)、表面聲波元件(surface acoustic wave devices)、壓力感測(cè)器(processsensors)或噴墨頭(ink printer heads)等半導(dǎo)體晶片進(jìn)行封裝。
[0021]其中上述晶圓級(jí)封裝制程主要是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)封裝制程亦適用于通過(guò)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(mult1-layerintegrated circuit devices)的晶片封裝體。
[0022]請(qǐng)參照?qǐng)D1F及2至3，圖1F繪示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶片封裝體的剖面示意圖，且圖2至3繪示出根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的晶片封裝體于切割制程前的平面示意圖。為了清楚顯示相對(duì)位置關(guān)系，圖2至3中并未繪示出圖1F中的介電層130及鈍化護(hù)(passivat1n)層 160。
[0023]在本實(shí)施例中，晶片封裝體包括具有一基底的晶片/晶粒?；装ㄒ话雽?dǎo)體基底100、一介電層130及多個(gè)導(dǎo)電墊150，且包括一裝置區(qū)115，裝置區(qū)115內(nèi)可包括電子元件或感測(cè)元件(未繪示)。在一實(shí)施例中，裝置區(qū)115內(nèi)可包括影像感測(cè)元件。在另一實(shí)施例中，裝置區(qū)115可用以感測(cè)生物特征。舉例來(lái)說(shuō)，裝置區(qū)115內(nèi)可包括指紋辨識(shí)感測(cè)元件。在其他實(shí)施例中，裝置區(qū)115可用以感測(cè)環(huán)境特征，例如裝置區(qū)115內(nèi)可包括一溫度感測(cè)元件、一濕度感測(cè)元件、一壓力感測(cè)元件或其他適合的感測(cè)元件。
[0024]在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體基底100具有一第一表面10a及與其相對(duì)的一第二表面100b，且半導(dǎo)體基底100可包括硅。在本實(shí)施例中，介電層130設(shè)置于半導(dǎo)體基底100的第一表面10a上。一般而言，介電層130可由層間介電層(interlayer dielectric，ILD)、金屬間介電層(inter-metal dielectric，IMD)及覆蓋的鈍化護(hù)層組成。為簡(jiǎn)化圖式，此處僅繪示出單層介電層130。在本實(shí)施例中，介電層130可包括氧化物、氮化物或其他適合的介電材料。
[0025]導(dǎo)電墊150設(shè)置于第一表面10a上的介電層130內(nèi)，其可鄰近于介電層130的上表面，且介電層130具有露出導(dǎo)電墊150的開(kāi)口(例如，導(dǎo)電墊150設(shè)置于介電層130內(nèi)的金屬間介電層上，而覆蓋的鈍化護(hù)層具有露出導(dǎo)電墊150的開(kāi)口)。導(dǎo)電墊150可為單層導(dǎo)電層或具有多層的導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)，且通過(guò)介電層130內(nèi)的內(nèi)連線結(jié)構(gòu)(未繪示)而與裝置區(qū)115內(nèi)的電子元件或感測(cè)元件電性連接。
[0026]一凹口 200位于半導(dǎo)體基底100內(nèi)且鄰接于晶片封裝體的半導(dǎo)體基底100的一側(cè)邊，并自第一表面10a朝第二表面10b延伸。在本實(shí)施例中，凹口 200的側(cè)壁可垂直或傾斜于半導(dǎo)體基底100的第一表面100a，且凹口 200的底部可平行或非平行于半導(dǎo)體基底100的第一表面100a。在一實(shí)施例中，凹口 200的側(cè)壁及底部210可能凹凸不平而呈現(xiàn)鋸齒狀輪廓。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體基底100內(nèi)可具有由多個(gè)連續(xù)凹口所構(gòu)成的多階凹口(未繪示)。
[0027]在圖2的實(shí)施例中，每一晶片封裝體內(nèi)具有兩個(gè)凹口 200，其位于晶片封裝體/半導(dǎo)體基底100的相對(duì)兩側(cè)而鄰接半導(dǎo)體基底100的不同側(cè)邊，且對(duì)于半導(dǎo)體基底100的中心(例如，裝置區(qū)115)而言對(duì)稱地排列。在圖3的實(shí)施例中，每一晶片封裝體內(nèi)具有兩個(gè)凹口 200，其位于晶片封裝體/半導(dǎo)體基底100的相對(duì)兩側(cè)而鄰接半導(dǎo)體基底100的不同側(cè)邊，且對(duì)于半導(dǎo)體基底100的中心(例如，裝置區(qū)115)而言錯(cuò)位且非對(duì)稱地排列。另外，每一晶片封裝體內(nèi)也可僅具有單一凹口 200，如圖4所示。再者，位于相對(duì)兩側(cè)的凹口 200可選擇性具有相同或不同的形狀及/或尺寸。另外，可以理解的是，圖式中凹口 200的數(shù)量及外型僅作為范例說(shuō)明，并不限定于此，其實(shí)際數(shù)量及外型取決于設(shè)計(jì)需求。
[0028]在本實(shí)施例中，晶片封裝體還包括一鈍化護(hù)層160，設(shè)置于基底的介電層130上，且延伸至介電層130的開(kāi)口內(nèi)而覆蓋導(dǎo)電墊150的一部分。鈍化護(hù)層160還進(jìn)一步延伸至凹口 200的側(cè)壁及底部210上。在本實(shí)施例中，鈍化護(hù)層160可包括環(huán)氧樹(shù)脂、無(wú)機(jī)材料(例如，氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、金屬氧化物或前述的組合)、有機(jī)高分子材料(例如，聚酰亞胺樹(shù)脂、苯環(huán)丁烯、聚對(duì)二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯)或其他適合的介電材料。
[0029]多個(gè)導(dǎo)線300設(shè)置于鈍化護(hù)層160上，且延伸至從鈍化護(hù)層160露出的導(dǎo)電墊150上而與其電性連接。導(dǎo)線300還進(jìn)一步延伸至凹口 200的側(cè)壁及底部210上。在一實(shí)施例中，導(dǎo)線300可僅延伸至凹口 200的側(cè)壁上。在本實(shí)施例中，導(dǎo)線300可包括銅、鋁、金、鉑、鎳、錫、前述的組合或其他適合的導(dǎo)電材料。
[0030]在圖2的實(shí)施例中，對(duì)于晶片封裝體/半導(dǎo)體基底100的中心(例如，裝置區(qū)115)而言，凹口 200內(nèi)的導(dǎo)線300與位于另一相對(duì)側(cè)的凹口 200內(nèi)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線300具有對(duì)稱的配置方式。在圖3的實(shí)施例中，對(duì)于晶片封裝體/半導(dǎo)體基底100的中心(例如，裝置區(qū)115)而言，凹口 200內(nèi)的導(dǎo)線300大致上與位于另一相對(duì)側(cè)的凹口 200內(nèi)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線300具有非對(duì)稱的配置方式，然而多個(gè)導(dǎo)線300中的其中一個(gè)可選擇性與位于另一相對(duì)側(cè)的其中一導(dǎo)線300排列于對(duì)稱的位置。
[0031]在本實(shí)施例中，不論位于晶片封裝體/半導(dǎo)體基底100相對(duì)兩側(cè)的凹口 200的形狀、尺寸或排列位置是否相同，延伸至凹口 200內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)線300可分別與位于另一相對(duì)側(cè)的凹口 200內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)線300具有對(duì)稱的配置方式(亦即，具有相同的形狀、尺寸及排列位置)。另外，不論位于晶片封裝體/半導(dǎo)體基底100相對(duì)兩側(cè)的凹口 200的形狀、尺寸或排列位置是否相同，延伸至凹口 200內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)線300亦可與位于另一相對(duì)側(cè)的凹口 200內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)線300具有不完全對(duì)稱的配置方式