[发明专利]具硅穿孔连续型态的晶圆级晶片尺寸封装构造及制造方法

说明书

本发明公开了一种具硅穿孔连续型态的晶圆级晶片尺寸封装构造及制造方法。该封装构造，主要包含装置晶片、贴合于装置晶片的载体晶片、保护盖片以及硅穿孔结构。一金属互连平行垫组合嵌埋于装置晶片中，偏移垫设置于装置晶片并连接至金属互连平行垫组合。间隔导体凸块接合于偏移垫上。间隔黏合层形成于装置晶片上并包覆间隔导体凸块。保护盖片压贴于间隔黏合层上。硅穿孔结构包含一贯穿孔以及一孔金属层，贯穿孔微偏心地对准偏移垫连续贯穿载体晶片与装置晶片，孔金属层形成于贯穿孔内并连接偏移垫，贯穿孔非中心对准于间隔导体凸块。保护层形成于载体晶片并覆盖贯穿孔。因此，借由偏移垫上间隔导体凸块，以确保硅穿孔结构的连续型态。

技术领域

本发明有关于半导体晶片封装领域，特别有关于一种具硅穿孔连续型态的晶圆级晶片尺寸封装构造及其制造方法，可适用于CMOS影像传感器晶片之封装应用。

背景技术

晶圆级晶片尺寸封装构造(Wafer Level Chip Scale Package, WLCSP)不同于传统的晶片封装方式，其先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成一个个包含IC颗粒的封装构造，并且半导体封装尺寸不大于晶片尺寸1.44倍的面积，有效地缩减半导体封装体积。通常晶圆级晶片尺寸封装构造具备双面纵向电性连接结构，以将外接端子接合于晶片底部，以缩小基板尺寸或省略基板构件。现有的双面纵向电性连接结构可为硅穿孔(Through Silicon Via, TSV)，或可为晶侧重配置线路(chip side RDL)，其中硅穿孔为较佳选择。

在其中一种使用硅穿孔的晶圆级晶片尺寸封装制程中，是针对复合式堆栈晶片进行封装作业，在晶圆阶段先组装成一体连接的多个复合式堆栈晶片，每一复合式堆栈晶片包含一体连接的装置晶片(device chip)以及载体晶片(carrier chip)，接着使用激光或蚀刻方式进行钻孔以贯穿装置晶片以及载体晶片，再以铜、金镍铜合金、多晶硅、钨等导电材料填入孔洞，使复合式堆栈晶片达到双面纵向电性连接，由于不需要利用传统的打线方式使晶片电性连接至基板，不仅节省了基板的空间也减少了打线接合的制程。然而，此种结构在进行硅穿孔制程中的激光或蚀刻步骤时，不容易控制孔深度，常会发生孔洞的过度蚀刻(over-etching)与蚀刻不足(under-etching)的现象。当过度蚀刻，可能造成孔洞过深而穿透装置晶片上的焊垫，并使得蚀刻物质或蚀刻电浆扩散至晶片主动面，导致微电子组件的污染，并且容易产生晶片上的焊垫与孔洞内导电材料之间的电性连接失败的问题。当蚀刻不足，孔洞内导电材料将无法顺利连接到晶片上的焊垫。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种具硅穿孔连续型态的晶圆级晶片尺寸封装构造及其制造方法，达到复合式晶片结构的硅穿孔连续型态，且不会有孔过度蚀刻(hole over-etching)造成的制程污染与孔内电性连接失败的问题。此外，不会损害复合式晶片结构内装置晶片的金属互连平行垫组合。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供一种具硅穿孔连续型态的晶圆级晶片尺寸封装构造，包含：

一装置晶片，该装置晶片的主体具有一第一表面与一第二表面，其中一金属互连平行垫组合嵌埋于该装置晶片之中，至少一偏移垫设置于该第一表面并连接至该金属互连平行垫组合，一组件设置区形成于该第一表面；

一载体晶片，该载体晶片的主体具有一第三表面与一第四表面，该装置晶片的该第二表面贴合于该载体晶片的该第三表面；

至少一间隔导体凸块，接合于该偏移垫上而突出于该第一表面；

一间隔黏合层，形成于该装置晶片的该第一表面上，该间隔黏合层包覆该间隔导体凸块；

一保护盖片，压贴于该间隔黏合层上；