TWI389225B - 在積體電路裝置上形成模塑支座結構的方法 - Google Patents

Description

在積體電路裝置上形成模塑支座結構的方法

本發明大體上係關於微電子裝置之製造與封裝領域，且更特定言之，本發明關於一種在積體電路裝置上形成模塑支座結構之方法。

微電子裝置大體上具有一包含具有一高密度極小組件之積體電路之晶粒(亦即晶片)。在一典型的製程中，大量晶粒係利用在多個階段可重複之許多不同製程(例如植入、摻雜、光微影術、化學汽相沉積、電漿汽相沉積、電鍍、平面化、蝕刻等)被製造於一單晶圓上。每個晶粒通常包含一陣列極小結合墊，其等係電耦合至該積體電路。該等結合墊係該晶粒上的該等外部電接觸，該供給電壓、信號等係經由其等被傳送至該積體電路及自該積體電路傳送。該晶粒爾後藉由背部研磨與切割該晶圓被彼此分開(亦即單切(singulating))。在該晶圓已被單切之後，該個別晶粒通常係經"封裝"以耦合該等結合墊至一較大陣列電終端，其等可更簡易地耦合至各種電源線、信號線與地線。

一個別晶粒可藉由電耦合該晶粒上的該等結合墊至銷、球墊或其他類型電終端之陣列，且爾後封裝該晶粒以保護其免受環境因數(例如水分、微粒、靜電與實體碰撞)影響。舉例而言，在一應用中，該等結合墊可電連接至具有一球墊之陣列的中介基板上的接頭。該晶粒與該中介基板之一部分爾後係藉由模塑化合物封裝。

電子產品需要封裝的微電子裝置在一極受限制空間內具有一極高組件密度。舉例而言，對記憶體裝置、處理器、顯示器及其他微電子組件可用之空間在蜂巢式電話、PDA、可擕式電腦及許多其他產品中係十分受限的。如此，極需要減小該封裝微電子裝置之高度與一印刷電路板上該微電子裝置之表面面積或"覆蓋區"。甚難減小該微電子裝置之大小，因為高性能微電子裝置大體上具有更多結合墊，其等導致較大球柵格陣列且因此導致較大覆蓋區。

影像感測器晶粒呈現另外的封裝問題。影像感測器晶粒包含一作用區域，其係回應電磁輻射，例如自一光源發射之光。在封裝中，重要的係在不阻塞或扭曲光或其他電磁輻射之通道下覆蓋與保護該作用區域。一影像感測器晶粒通常係藉由放置該晶粒於一陶瓷基板之凹陷中或在該作用區域上方附著一玻璃窗至該晶粒以真空地密封該封裝體而被封裝。

圖1係形成於一半導體基板12中的一先前技術影像感測器晶粒10之一例證性的實例之示意性的部分橫截面圖。該影像感測器晶粒10包括一定位於一形成於該基板12中的一作用區域18上之窗或玻璃14。該作用區域18通常包含複數個感測器單元(未顯示)，其等係回應穿過該窗14之電磁輻射。該影像感測器晶粒10進一步包含複數個結合墊22及一示意性地描繪之積體電路20，其係電耦合至該等結合墊22與該作用區域18。一黏合劑或環氧樹脂16係用以附著該窗14至該基板12。

圖1中亦描繪可形成於該基板12上之複數個支座結構24。除了別的結構以外，該等支座結構24係被提供以於該玻璃14之間保持至少一設定距離(對應於該等支座結構24之高度)。此等支座結構24並非在所有應用中出現。

一種用於製造該等支座結構24之例證性的技術包含使用用於製造積體電路裝置之傳統設備。舉例而言，一片通常被提供為一正方形或矩形材料片之玻璃係最初被切割成所謂的"圓形玻璃"。該等圓形玻璃具有與該等半導體基板大致上相同的圓形結構，例如直徑為8至12英寸，半導體基板係用於製造積體電路裝置。在形成該等圓形玻璃之後，該等支座結構24係利用通常在半導體製造操作中尋得之傳統處理工具而形成。舉例而言，該等圓形玻璃可被定位於一光微影術工具中且該等支座結構24可藉由實施傳統光微影術製程而形成，例如旋轉塗布、軟性烘烤、曝光、顯像、硬性烘烤。理所當然，利用此技術，該等支座結構24可具有任何所需形狀或構造。另一技術可包含在該圓形玻璃上沉積一材料層，其後為一遮罩層之形成，例如一光致抗蝕劑材料之圖案化層。第三，可實施一傳統蝕刻製程自該材料層界定該等支座結構24。

在形成該等支座結構24之後，該圓形玻璃則被切割成複數個將被定位於個別晶粒上方之個別玻璃片或窗14，如圖1中描繪。形成該等支座結構24之該前述製程係相對昂貴並耗時的。此外，利用此等製造技術可佔用極貴重的半導體製造設備，且因此防止使用此用於製造積體電路晶粒之 設備。

結合該等附屬圖式參考以下描述可瞭解本發明，其中相同的參考數字指示相同元件。

為了簡明，此說明書中不描述一實際實施之所有特點。理所當然應瞭解任何此等實際實施例之開發中，必須作出許多實施－特定決定以達到開發者之特定目標，例如順從系統相關及商業相關的限制，其等在不同的實施中有所變化。此外，應瞭解此一開發努力將為複雜且耗時，然而對一般技術者將是從本發明獲得好處所經歷的例行程序。

雖然該等圖式中顯示之各個區域與結構係被描繪為具有極精確、明顯的構形與輪廓，但熟習此項技術者意識到事實上，此等區域與結構不如該等圖式中表明的精確。另外，該等圖式中描繪之該等多個特點與摻雜區域之相對大小與製造裝置上的該等特點或區域之大小比較可能被增大或減小。然而，該等附屬圖式係包含以描述並解釋本文揭示之該主旨之例證性的實例。

一般言之，本發明係針對利用轉移模塑技術以於一積體電路裝置之透明覆層或玻璃上形成支座結構。如圖2A中顯示，複數個支座結構32係形成於一透明構件30之表面31上。最終，該透明構件30可經切割或單切成為該最終所需尺寸，由虛線34所表示。其後，該透明構件30之該等經單切部分將最終定位於一具有於其中形成之光感測電路之晶粒之區域上。在圖2A中描繪之該例證性的實例中，該虛線 34描繪將被切割並置於一個體晶粒上之該透明構件30之部分的最終輪廓。

該透明構件30可由適合於該透明構件30之本意目的之若干材料的任一材料組成。在一例證性的實例中，該透明構件30係由玻璃組成。該透明構件30通常係被提供為正方形或矩形片。根據本發明之一項態樣，支座結構32可形成於在其如提供之構形，例如正方形或矩形之該透明構件30上。這省去利用如上描述之先前技術完成之從矩形材料片形成之圓形玻璃有關之時間與成本。

如圖2A至2C中繪示，本文描述之該等支座結構32可形成為任何所需形狀或構形，例如矩形或圓形柱、線等。如圖2A中顯示，該等支座結構32係矩形柱結構。在所有支座結構32形成之後，該透明構件30可藉由利用已知技術被切割為所需形狀或構形，如藉由虛線34表明。舉例而言，如圖2A中描繪，該四個支座結構32可用於在一積體電路晶粒上方定位該透明構件30之一經單切部分。在圖2B中，該等例證性的支座結構32本質上係線型構件，其等係定位於該積體電路晶粒之作用區域之相對側。在圖2C中，該支座結構32本質上係一連續結構，其延伸圍繞該透明構件30之該內部分之外徑。

如先前表明，本文描述之該等支座結構32之大小、形狀與構形可變化。舉例而言，圖3描繪形成於該透明構件30之該表面31上的複數個支座結構32。可形成該支座結構32之接觸端33(將接觸該基板之端)以便具有任何所需構形。 舉例而言，如圖3中顯示，該等例證性的支座結構32A、32B、32C與32D之接觸端33分別係平面、凹面、凸面與凹槽或堡形。因此，該接觸端33之該構形可變化以有利於該玻璃構件30至一個別晶粒之附著。

如先前提及，本文描述之該等支座結構32可藉由利用已知轉移模塑技術形成。轉移模塑係一用於半導體裝置之塑膠封裝之廣泛採用的方法。在轉移模塑中，該模具大體上包含一下半區與一上半區。該模具之該下半區通常將包含多個空腔與一凹面部分，稱為一罐體，其經由澆道與該多個空腔連通。一熱固性樹脂係在該罐體中加熱且係藉由一活塞從中饋送。該樹脂經由該等澆道到達該等空腔。爾後通常加熱該樹脂至固化該樹脂。

圖4示意性地描繪一例證性的轉移模塑設備40，其可用以形成本文描述之該等支座結構。理所當然，圖4中不描繪一實際模具設備之所有細節，以免模糊本發明。如其中顯示，該轉移模塑設備40包括該模具40之一上半區42A與一下半區42B。透明構件30係定位於形成在該模具40之該下半區42B中的一空腔46中。複數個模具空腔44係形成於該模具40之該上半區42A中。該等空腔44大體上係對應於形成於該透明構件30上之該等支座結構32之所需構形。舉例而言，圖4係一在圖2A描繪之位置上截取之橫截面圖。圖4中的該等空腔44大體上係對應於圖2A中描繪之該等例證性的矩形柱支座結構32。該所需模塑材料，例如環氧樹脂或傳統模塑化合物係被引入該模具中，由箭頭50表明。 該模塑材料排出該罐體48並經由示意性地描繪之澆道52流動至該等所需空腔44。

完成該轉移模塑製程，且該等支座結構32係形成於該透明構件30之該表面31上之後，該模具40係經分離且具有形成於其上的該等支座結構32之該透明構件30係從該模具40移除並視需要被修整。圖5中描繪製程中此點上該透明構件30之示意性的橫截面圖。一鋸切或切割製程則被實施以單切該透明構件30成為該等所需個別構件，如藉由圖2A至2C中描繪的虛線34所表示。一黏著材料則可施加至該等支座結構32之該接觸表面33，使得該等單切透明構件或窗可附著至該晶粒。該等支座結構32之實體大小亦可變化，例如其等可具有一高度為大約70至120 μm。該透明構件30之厚度亦可變化，例如其可具有一厚度為大約400至550 μm。

雖然本文揭示之主旨易作各種修改與變更形式，其中的特定實施例已藉由該等圖式中的實例顯示且在本文中詳細描述。然而，應瞭解本文中特定實施例之描述係不意指限制本發明至揭示之該等特殊形式，而正相反，本發明係涵蓋由該等所附請求項界定之本發明之精神與範圍內的所有修改、等效物及變更。

10‧‧‧影像感測器晶粒

12‧‧‧半導體基板

14‧‧‧窗或玻璃

16‧‧‧黏合劑或環氧樹脂

18‧‧‧作用區域

20‧‧‧積體電路

22‧‧‧結合墊

24‧‧‧支座結構

30‧‧‧透明構件

31‧‧‧表面

32‧‧‧支座結構

32A‧‧‧支座結構

32B‧‧‧支座結構

32C‧‧‧支座結構

32D‧‧‧支座結構

33‧‧‧接觸端

34‧‧‧虛線

40‧‧‧轉移模塑設備

42A‧‧‧上半區

42B‧‧‧下半區

44‧‧‧空腔

46‧‧‧空腔

48‧‧‧罐體

50‧‧‧箭頭

52‧‧‧澆道

圖1係一例證性的先前技術影像感測器晶粒之實例；圖2A至2C係可形成於一窗上用於一積體電路裝置之例證性的支座結構之實例； 圖3描繪具有不同端構造之複數個支座結構；圖4係一用於形成本文描述之該等支座結構之例證性的技術之示意性的橫截面圖；及圖5係一具有形成於其上之複數個支座結構之例證性的透明構件之示意性的橫截面圖。

30‧‧‧透明構件

31‧‧‧表面

32‧‧‧支座結構

34‧‧‧虛線

Claims (21)

1. 一種在積體電路裝置上形成支座結構之方法，其包括：於一大致上矩形之透明材料片上形成複數個電絕緣支座結構，其中個別電絕緣支座結構具有一非平面接觸表面及包含柱結構或線型結構之至少一者，其中個別柱結構被一缺口隔開，其中個別線型結構被一缺口分開；及形成該等電絕緣支座結構之後，單切該大致上矩形之透明材料片成為複數個個別透明構件，每一個別透明構件包含該複數個電絕緣支座結構之至少一者。
2. 如請求項1之方法，其進一步包括附著該複數個個別透明構件之一者至複數個積體電路晶粒之一者。
3. 如請求項2之方法，其中附著該複數個個別透明構件之一者至該複數個積體電路晶粒之一者包括：施加一黏著材料至該至少一電絕緣支座結構之一接觸表面並促進該接觸表面與該晶粒接觸。
4. 如請求項1之方法，其中該透明材料片包括玻璃。
5. 如請求項1之方法，其中形成該複數個支座結構包括：實施一轉移模塑製程以形成該複數個支座結構。
6. 如請求項5之方法，其中該等電絕緣支座結構具有一大體上矩形的構形。
7. 如請求項1之方法，其中該複數個電絕緣支座結構之該接觸表面係凹面、凸面或凹槽形。
8. 如請求項1之方法，其中形成該複數個支座結構包括：在一模具設備中定位該正方形或大致上矩形之透明材 料片；及引入一模塑材料至該模具設備中以便在該透明材料片之一表面上形成複數個支座結構。
9. 如請求項8之方法，其進一步包括附著該複數個個別透明構件之一者至複數個積體電路晶粒之一者。
10. 如請求項8之方法，其中該透明材料片包括玻璃。
11. 如請求項8之方法，其中該複數個支座結構之一接觸表面係凹面、凸面或凹槽形。
12. 如請求項1之方法，其中：該正方形或大致上矩形之透明材料片包括玻璃，且形成該複數個支座結構包括實施一轉移模塑製程以在該玻璃片上形成複數個支座結構；及形成該等支座結構之後，單切該玻璃片成為複數個個別玻璃構件，使得個別玻璃構件包括複數個支座結構；及附著該複數個個別玻璃構件之一者至複數個積體電路晶粒之一者。
13. 如請求項12之方法，其中該複數個非導電支座結構之該接觸表面係凹面、凸面或凹槽形。
14. 一種方法，其包括：於一大致上矩形之玻璃片上形成複數個支座結構，每一支座結構具有一大致上矩形之橫截面形狀且被一缺口與相鄰支座結構分開，其中該等支座結構係電絕緣；在該複數個支座結構上形成一凹面、凸面或凹槽形接觸表面； 形成該等支座結構之後，單切大致上矩形之透明材料片成為複數個個別透明構件，每一個別透明構件包含該複數個支座結構之至少一者；及施加一黏著材料至該至少一支座結構之一接觸表面並促進該接觸表面與一積體電路晶粒接觸。
15. 如請求項14之方法，其中形成該複數個支座結構包括：實施一轉移模塑製程以形成該複數個支座結構。
16. 如請求項14之方法，其中該等支座結構包含柱結構或線型結構之至少一者。
17. 一種方法，其包括：在一模具設備中定位一大致上矩形之玻璃片；引入一模塑材料至該模具設備中以便在大致上矩形之透明材料片之一表面上形成複數個大致上矩形之非導電支座結構，該複數個非導電支座結構具有一非平面接觸表面且被一缺口與相鄰支座結構分開；形成該等非導電支座結構之後，單切大致上矩形之透明材料片成為複數個個別透明構件，每一個別透明構件包含該複數個非導電支座結構之至少一者；及附著該複數個個別透明構件之一者至複數個積體電路晶粒之一者。
18. 如請求項17之方法，其中該複數個非導電支座結構之該接觸表面係凹面、凸面或凹槽形。
19. 如請求項17之方法，其中附著該複數個個別透明構件之一者至該複數個積體電路晶粒之一者包括：施加一黏著 材料至該至少一非導電支座結構之一接觸表面並促進該接觸表面與該晶粒接觸。
20. 一種在積體電路裝置上形成支座結構之方法，其包括：於一透明材料片上形成複數個電絕緣支座結構，其中個別電絕緣支座結構具有一非平面接觸表面及包含被一缺口隔開之至少一對柱結構；及形成該等電絕緣支座結構之後，單切該透明材料片成為複數個個別透明構件，每一個別透明構件包含該複數個電絕緣支座結構之至少一者。
21. 一種方法，其包括：引入一模塑材料至一模具設備中以便在一透明材料片之一表面上形成複數個非導電支座結構，該複數個非導電支座結構具有一非平面接觸表面且被一缺口與相鄰支座結構分開；形成該等非導電支座結構之後，單切該透明材料片成為複數個個別透明構件，每一個別透明構件包含該複數個非導電支座結構之至少一者；及附著該複數個個別透明構件之一者至複數個積體電路晶粒之一者。