[发明专利]基于太鼓晶圆的晶圆级封装结构及方法

说明书

本发明公开了一种基于太鼓晶圆的晶圆级封装结构及方法，通过在使用太鼓减薄工艺减薄后的太鼓晶圆的中心部分键合一支撑晶圆，实现了对太鼓晶圆中心部分的加厚，使其可继续进行晶圆级的封装工艺。该方法也避免了使用特别的太鼓晶圆支撑环去除设备，使得太鼓晶圆的晶圆级封装在标准的封装产线中即可实现。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种基于太鼓晶圆的晶圆级封装结构及方法。

背景技术

太鼓(Taiko)减薄工艺是由日本DISCO公司开发的一种晶圆减薄工艺，经太鼓减薄工艺的晶圆在此称为太鼓晶圆。太鼓(Taiko)减薄工艺只对晶圆(硅片)的中间部分进行减薄，将边缘部分保留为支撑环，利用晶圆减薄的中间部分形成集成电路的器件，利用较厚的支撑环来保持整个晶圆的机械强度，防止晶圆发生卷曲，有利于后续工艺中对晶圆的搬运、转移和加工。但是，由于支撑环的存在，太鼓晶圆的晶圆级封装无法在标准的封装产线中完成，也就是说太鼓晶圆在后续晶圆级封装工艺前，通常需要将支撑环去除，这步去环工艺通常需要在特别的去环设备上进行，参见专利文献CN105428220A，也就是说需要引入了额外的工艺和设备，增加生产成本。

另外，在一些产品的制造中，需要在衬底背面将同一封装内的多个器件在背面连接。出于性能的考虑，该连接层离晶圆正面的距离需要被制作得很小。因此，在此类产品的制造中，使用太鼓减薄工艺将晶圆减薄并在减薄区制作背面连接层后，如果继续使用晶圆级封装工艺对其进行封装，晶圆被减薄的中心部分过薄，该区域无法承受某些工艺制程，导致太鼓晶圆应用受限。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于太鼓晶圆的晶圆级封装结构及方法，实现了对太鼓晶圆中心部分的加厚的同时，使其可继续进行晶圆级的封装工艺，且避免了使用特别的太鼓晶圆支撑环去除设备，使得太鼓晶圆的晶圆级封装在标准的封装产线中即可实现。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于太鼓晶圆的晶圆级封装方法，包括如下步骤：

a)提供一太鼓晶圆，该太鼓晶圆包括背面中部被减薄到需要厚度而形成的中间减薄区和背面边缘未被减薄而形成的支撑环；

b)制作一支撑晶圆，所述支撑晶圆的尺寸小于所述太鼓晶圆的支撑环的开口尺寸，所述支撑晶圆的厚度大于所述太鼓晶圆的支撑环的开口深度，在该支撑晶圆的一表面涂布粘结剂；

c)将步骤b中的支撑晶圆键合固定于所述太鼓晶圆的支撑环内的中间减薄区上，使支撑晶圆与太鼓晶圆通过粘结剂连接起来；

d)将步骤c后支撑晶圆进行研磨至目标厚度，并将研磨后的支撑晶圆和太鼓晶圆组成的整体进行切割，形成单颗晶圆级封装结构。

进一步的，在步骤c后，在太鼓晶圆的支撑环与支撑晶圆之间的环形间隙中填满填充材料。

进一步的，在步骤a后，通过干法刻蚀去除太鼓晶圆因研磨减薄产生的内应力。

进一步的，在步骤a后，在太鼓晶圆的中间减薄区内制作导电连接层。

一种基于太鼓晶圆的晶圆级封装结构，由基于太鼓晶圆的晶圆封装结构切割形成，包括依次设置的芯片、粘结层和支撑体，所述基于太鼓晶圆的晶圆封装结构包括太鼓晶圆和支撑晶圆，所述太鼓晶圆包括背面中部被减薄到需要厚度而形成的中间减薄区和背面边缘未被减薄而形成的支撑环，所述中间减薄区由若干芯片组成，各芯片之间具有切割道；所述支撑晶圆通过粘结层贴装于所述太鼓晶圆的支撑环内的中间减薄区上；所述支撑晶圆的外侧与所述支撑环之间具有环形间隙，所述环形间隙内填有填充材料，所述支撑体由所述支撑晶圆切割分立形成。

进一步的，所述芯片的厚度为20μm～200μm。

进一步的，所述芯片的背面设有导电连接层。