TWI772626B

TWI772626B - 封裝結構及其製造方法

Info

Publication number: TWI772626B
Application number: TW108109375A
Authority: TW
Inventors: 鄭禮輝; 高金福; 簡智源; 盧思維
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2022-08-01
Also published as: US20200105705A1; CN110957437A; TW202013623A; CN110957437B; US10867955B2

Abstract

一種封裝結構包括基板、晶粒、黏著層、擋牆結構及包封體。所述晶粒設置在所述基板上。所述黏著層設置在所述基板與所述晶粒之間。所述黏著層具有彎曲的表面。所述擋牆結構設置在所述基板上且被所述黏著層環繞。所述包封體包封所述晶粒。

Description

封裝結構及其製造方法

本發明實施例是有關於一種封裝結構及其製造方法，且特別是有關於一種具有插座的封裝結構及其製造方法。

各種電子裝置(例如，手機及其他移動電子設備)中所使用的半導體元件及積體電路通常是在單個半導體晶圓(semiconductor wafer)上製造的。晶圓的晶粒可以在晶圓級(wafer level)來與其他半導體元件或晶粒一起進行處理及封裝，且已針對晶圓級封裝(wafer level packaging)開發了各種技術。如何確保晶圓級封裝的可靠性已成為此領域中的挑戰。

一種封裝結構包括第一晶粒、第二晶粒、第三晶粒、黏著層、擋牆結構及包封體。所述第二晶粒以及所述第三晶粒並排地設置在所述第一晶粒上。所述第三晶粒具有暴露出所述第一晶粒的貫穿孔。黏著層夾置在所述第三晶粒與所述第一晶粒之間。所述黏著層包括位於所述貫穿孔中的凹陷部分。所述擋牆結構設置在所述第一晶粒上且位於所述貫穿孔中。所述包封體包封所述第二晶粒及所述第三晶粒。

一種封裝結構的製造方法包括至少以下步驟。提供第一晶粒，所述第一晶粒具有第一區及與所述第一區相鄰的第二區。在所述第二區中形成擋牆結構。在所述第二區中配置黏著層。所述黏著層環繞所述擋牆結構。在所述第一區中放置第二晶粒以及在所述第二區中放置第三晶粒。所述第三晶粒具有內側部分、外側部分以及位於所述內側部分與所述外側部分之間的溝槽。所述溝槽被介電材料局部地填充。使用包封體包封所述第二晶粒及所述第三晶粒。減小所述第三晶粒的厚度以顯露出填充在所述第三晶粒的所述溝槽中的所述介電材料。移除所述第三晶粒的所述內側部分以暴露出所述第一晶粒。

10:封裝結構

20:光學元件

100:第一晶粒

102、502:半導體基板

104:半導體穿孔

200:連接件

202、1002:導電柱

204、1004:導電凸塊

300:擋牆結構

400:黏著層

400a:下沉部分

400b:溢流部分

500:第二晶粒

504:導電接墊

600:第三晶粒

602:內側部分

604:外側部分

606:溝槽

700:介電材料

800:包封體

800a:包封材料

900:重佈線結構

902:介電層

904:重佈線導電層

1000:導電端子

1100:基板

AG:氣隙

C:載板

CP:切割製程

DB:剝離層

F:框架結構

H₃₀₀:厚度

H₄₀₀:最大厚度

R:區

R1:第一區

R₁₀₀:後表面

R2:第二區

S:間距

SW:側壁

T_400a、T_400b:彎曲的表面

T₅₀₀、T₆₀₀、T₇₀₀、T₈₀₀、T_800a:頂表面

TH:貫穿孔

TP:膠帶

UF1、UF2:底部填充層

W₄₀₀、W₆₀₀:寬度

圖1A到圖1P是根據本公開一些實施例的封裝結構的製造流程的示意性剖面圖。

圖2是圖1C所示的封裝結構的製造流程的中間階段的示意性俯視圖。

圖3是圖1D所示的第三晶粒的示意性俯視圖。

圖4A是根據本公開一些實施例的圖1E所示的區的示意性放大圖。

圖4B是根據本公開一些替代性實施例的圖1E所示的區的示意性放大圖。

圖4C是根據本公開一些替代性實施例的圖1E所示的區的示意性放大圖。

圖5是根據本公開一些實施例的圖1P所示的封裝結構的應用的示意性剖面圖。

以下公開內容提供用於實施所提供主題的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述元件及排列的具體實例以簡化本公開。當然，這些僅為實例而非旨在進行限制。舉例來說，在以下說明中，在第二特徵之上或第二特徵上形成第一特徵可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成附加特徵從而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本公開在各種實例中可重複使用參考編號及/或字母。此種重複使用是為了簡明及清晰起見，且自身並不表示所論述的各個實施例及/或配置之間的關係。

此外，為易於說明，本文中可能使用例如“在…之下(beneath)”、“在…下方(below)”、“下部的(lower)”、“在…上方(above)”、“上部的(upper)”等空間相對性用語來闡述圖中所示一個元件或特徵與另一(其他)元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外還囊括器件在使用或操作中的不同取向。裝置可具有其他取向(旋轉90度或處於其他取向)，且本文中所用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。

本公開也可包括其他特徵及製程。舉例來說，可包括測試結構，以說明對三維(three-dimensional；3D)封裝或三維積體電路(three-dimensional integrated circuit；3DIC)裝置進行驗證測試。所述測試結構可包括例如在重佈線層中或在基板上形成的測試接墊，以使得能夠對三維封裝或三維積體電路進行測試、對探針及/或探針卡(probe card)進行使用等。可對中間結構以及最終結構執行驗證測試。另外，本文中所公開的結構及方法可與包括對已知良好晶粒(known good die)進行中間驗證的測試方法結合使用，以提高良率並降低成本。

圖1A到圖1P是根據本公開一些實施例的封裝結構10的製造流程的示意性剖面圖。參照圖1A，提供第一晶粒100。第一晶粒100具有第一區R1及第二區R2。在一些實施例中，第一區R1與第二區R2相鄰。舉例來說，第一區R1可緊鄰第二區R2。在一些實施例中，第一晶粒100包括半導體基板102及嵌置在半導體基板102中的多個半導體穿孔(矽穿孔)(through semiconductor via(through silicon via)；TSV)104。

在一些實施例中，半導體基板102可由以下材料製成：合適的元素半導體，例如晶體矽、金剛石或鍺；合適的化合物半導體，例如砷化鎵、碳化矽、砷化銦或磷化銦；或者合適的合金半導體，例如碳化矽鍺、磷化鎵砷或磷化鎵銦。在一些實施例中，半導體基板102具有形成在其中的多個半導體元件(例如，電晶體、電容器、光電二極體、其組合等)以及多個光學元件(例如，波導、濾波器、光電二極體、發光二極體、其組合等)。在一些實施例中，半導體元件形成在第一區R1中且光學元件形成在第二區R2中。由此，第一晶粒100的第二區R2可適於傳送/接收光學訊號。然而，本公開並非僅限於此。在一些替代性實施例中，半導體元件及光學元件可分別形成在第一區R1及第二區R2二者中。

在一些實施例中，TSV 104位於第一區R1內。換句話說，第一晶粒100的第二區R2不含TSV。如圖1A所示，TSV 104的深度小於半導體基板102的厚度。也就是說，在這一階段，TSV 104不穿透半導體基板102。

參照圖1B，在第一晶粒100上形成多個連接件200及擋牆結構300。在一些實施例中，連接件200形成在第一區R1中。在一些實施例中，每一連接件200包括導電柱202及設置在導電柱202上的導電凸塊204。如圖1B所示，導電柱202設置為與TSV 104對應。在一些實施例中，連接件200被稱為「微凸塊(micro bump)」。在一些實施例中，連接件200可通過以下步驟形成。首先，在第一晶粒100上毯覆地(blanketly)形成晶種層(未繪示)。晶種層可通過例如濺射製程、物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)製程等來形成。在一些實施例中，晶種層可包含例如銅、鈦-銅合金或其他合適的材料。接著，在晶種層上形成光阻圖案層(未繪示)。光阻圖案層具有暴露出晶種層的一些部分的開口。在一些實施例中，晶種層的被暴露出的部分的位置對應於第一晶粒100的TSV 104的位置。之後，在被暴露出的晶種層上依序沉積導電材料(未繪示)及焊料材料(未繪示)。也就是說，導電材料及焊料材料位於光阻圖案層的開口內。在一些實施例中，導電材料及焊料材料可通過鍍覆製程形成。鍍覆製程為例如電鍍、無電鍍覆、浸鍍等。在一些實施例中，導電材料包括例如銅、銅合金等。在形成導電材料及焊料材料之後，移除光阻圖案層。在移除光阻圖案層後，暴露出晶種層的未被導電材料及焊料材料覆蓋的部分。在一些實施例中，可通過例如蝕刻、灰化或其他合適的移除製程來移除/剝除光阻圖案層。接著，移除未被導電材料及焊料材料覆蓋的晶種層。可通過蝕刻製程來移除晶種層的被暴露出的部分。在一些實施例中，剩餘的晶種層與導電材料構成導電柱202。之後，對焊料材料執行回焊製程以將焊料材料轉變成導電凸塊204。

在一些實施例中，在第二區R2中形成擋牆結構300。在一些實施例中，第一區R1中的連接件200與第二區R2中的擋牆結構300可同時形成。舉例來說，連接件200的導電柱202與擋牆結構300可由同一製程步驟形成。也就是說，形成在第一區R1中的導電材料及晶種層被稱為導電柱202而形成在第二區R2中的導電材料及晶種層被稱為擋牆結構300。如圖1B所示，在第二區R2中未形成導電凸塊204。然而，本公開並非僅限於此。在一些替代性實施例中，可在第一區R1及第二區R2兩者中皆形成導電凸塊204，且擋牆結構300是由位於第二區R2中的導電材料、晶種層以及導電凸塊所構成。也就是說，在剖面圖中，擋牆結構300可具有與連接件200的幾何形狀相同的幾何形狀。在一些實施例中，擋牆結構300的材料包括金屬。舉例來說，擋牆結構300可由銅、銅合金、鈦-銅合金、焊料、其他合適的材料或其組合製成。

參照圖1C，在第一晶粒100的半導體基板102上形成黏著層400。在一些實施例中，在第二區R2中配置(dispense)黏著層400。在一些實施例中，黏著層400是液體型黏著層。舉例來說，黏著層400包括液體型晶粒貼合膜(die attach film；DAF)或液體型導線上膜(film over wire；FOW)。在一些實施例中，液體型黏著層的黏度(viscosity)比傳統的膜型黏著層的黏度低。在一些實施例中，黏著層400不含填料(filler)。不同於傳統的膜型黏著層，液體型黏著層可通過配置方法(dispensing method)形成為任何期望的圖案。舉例來說，黏著層400可通過網版印刷、噴墨印刷、三維印刷等形成。以下將結合圖1C及圖2來論述連接件200、擋牆結構300及黏著層400的配置。

圖2是圖1C所示的封裝結構10的製造流程的中間階段的示意性俯視圖。參照圖1C及圖2，連接件200位於第一區R1中。在一些實施例中，連接件200排列成陣列。另一方面，擋牆結構300及黏著層400是環形的。在一些實施例中，黏著層400被形成為圍繞或環繞擋牆結構300。在一些實施例中，擋牆結構300與黏著層400彼此分開。也就是說，在環形擋牆結構300與環形黏著層400之間可存在間距S。在一些實施例中，擋牆結構300與黏著層400可為同心環。

參照圖1D，提供第二晶粒500及第三晶粒600。在一些實施例中，第二晶粒500包括半導體基板502及多個導電接墊504。在一些實施例中，半導體基板502可由以下材料製成：合適的元素半導體，例如晶體矽、金剛石或鍺；合適的化合物半導體，例如砷化鎵、碳化矽、砷化銦或磷化銦；或者合適的合金半導體，例如碳化矽鍺、磷化鎵砷或磷化鎵銦。在一些實施例中，半導體基板502可包括形成在半導體基板502中的主動元件(例如，電晶體等)及可選的被動元件(例如，電阻器、電容器、電感器等)。導電接墊504分佈在半導體基板502上。在一些實施例中，導電接墊504包括例如鋁接墊、銅接墊或其他合適的金屬接墊。

以下將結合圖1D及圖3論述第三晶粒600的配置。參照圖1D及圖3，第三晶粒600具有內側部分602、外側部分604以及位於內側部分602與外側部分604之間的溝槽606。在一些實施例中，第三晶粒600是其中形成有溝槽606的大體積/塊狀(bulky)半導體基板。在一些實施例中，溝槽606在俯視圖中展現出環形形狀。溝槽606將半導體基板劃分成內側部分602及外側部分604。如圖1D所示，溝槽606的深度小於第三晶粒600的厚度。也就是說，溝槽606不穿透第三晶粒600。因此，在這一階段，內側部分602與外側部分604通過半導體基板的底部部分彼此連接。在一些實施例中，半導體基板可由以下材料製成：合適的元素半導體，例如晶體矽、金剛石或鍺；合適的化合物半導體，例如砷化鎵、碳化矽、砷化銦或磷化銦；或者合適的合金半導體，例如碳化矽鍺、磷化鎵砷或磷化鎵銦。在一些實施例中，第三晶粒600是虛設晶粒(dummy die)。舉例來說，第三晶粒600可不含主動元件及被動元件。作為另外一種選擇，第三晶粒600可包括主動元件及被動元件，但是這些元件的功能被禁用。

在一些實施例中，第三晶粒600的溝槽606被介電材料700部分地填充。舉例來說，介電材料700覆蓋溝槽606的底表面以及溝槽606的側壁的一部分。另一方面，溝槽606的側壁的另一部分未被介電材料700覆蓋。在一些實施例中，介電材料700包括聚醯亞胺、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、苯並環丁烯(benzocyclobutene；BCB)、聚苯並噁唑(polybenzooxazole；PBO)或任何其他合適的聚合物系介電材料。

參照圖1E，將圖1D所示的第二晶粒500及第三晶粒600 放置在圖1C所示的第一晶粒100上。在一些實施例中，可通過拾取及放置製程(pick-and-place process)來放置第二晶粒500及第三晶粒600。在一些實施例中，第二晶粒500與第三晶粒600並排地設置在第一晶粒100上。舉例來說，第二晶粒500被放置在第一區R1中且第三晶粒600被放置在第二區R2中。應注意，由於第一晶粒100為用作支撐第二晶粒500及第三晶粒600的載板，因此第一晶粒100在一些實施例中可被稱為「基板」。

如圖1E所示，第二晶粒500被放置成使第二晶粒500的導電接墊504貼合到連接件200。舉例來說，每一導電接墊504與對應的導電凸塊204直接接觸。在將第二晶粒500放置在連接件200上之後，可執行回焊製程來將導電接墊504固定到導電凸塊204上。由此，第二晶粒500與第一晶粒100之間的電性連接可通過連接件200來實現。也就是說，連接件200設置在第一晶粒100與第二晶粒500之間，且第二晶粒500經由連接件200與第一晶粒100電性連接。在一些實施例中，在第一晶粒100與第二晶粒500之間形成底部填充層UF1。舉例來說，可形成底部填充層UF1來包繞連接件200及導電接墊504的周圍以保護這些元件。在一些實施例中，底部填充層UF1可為可選的。

在一些實施例中，可通過以下步驟將第三晶粒600放置在第一晶粒100上。首先，將第三晶粒600的溝槽606與擋牆結構300對齊。之後，使第三晶粒600向下移動以將擋牆結構300安置(fitting)到第三晶粒600的溝槽606中。也就是說，將擋牆結構300插入到溝槽606中。同時，將第三晶粒600的外側部分604貼合到黏著層400。換句話說，黏著層400夾置在第一晶粒100與第三晶粒600之間。通過將擋牆結構300安置到溝槽606中以及通過將第三晶粒600的外側部分604貼合到黏著層400，可將第三晶粒600臨時固定就位。接著，按壓抵靠黏著層400的第三晶粒600以確保第三晶粒600的外側部分604被牢固地固定到黏著層400上。之後，將黏著層400固化(cure)以強化第一晶粒100與第三晶粒600的外側部分604之間的黏著力。如圖1E所示，介電材料700與擋牆結構300間隔開。另一方面，在第三晶粒600的內側部分602與第一晶粒100之間形成氣隙(air gap)AG。舉例來說，位於第三晶粒600的內側部分602正下方的區不含黏著層。也就是說，黏著層400被形成為與第三晶粒600的外側部分604的形狀對應。如上所述，液體型黏著層能夠被形成為任何期望的圖案。因此，通過使用液體型黏著層作為黏著層400的材料，可將黏著層400形成為與外側部分604的形狀對應從而容易地獲得前述配置。

在一些實施例中，黏著層400在固化之前是黏性流體(viscous fluid)。由於在黏著層400固化之前按壓抵靠黏著層400的第三晶粒600，因此黏著層400的一些部分將被橫向擠壓。舉例來說，黏著層400將朝擋牆結構300流動。由此，在對第三晶粒600進行按壓後，擋牆結構300與黏著層400之間的間距S(如圖1C及圖2所示)將不再存在且黏著層400將接觸擋牆結構300。以下將結合圖1E及圖4A論述黏著層400的幾何形狀。

圖4A是根據本公開一些實施例的圖1E所示的區R的示意性放大圖。參照圖1E及圖4A，橫向流動的黏著層400可被擋牆結構300阻擋。也就是說，擋牆結構300不僅可做為將第一晶粒100與第三晶粒600對齊的對位標記，而且還被用作阻擋黏著層400外溢的阻擋結構。舉例來說，如圖4A所示，黏著層400朝擋牆結構300的流動被擋牆結構300阻擋。由於黏著層400的黏性特質，在第三晶粒600的外側部分604與擋牆結構300之間的黏著層400中可能形成下沉部分400a。在一些實施例中，黏著層400的下沉部分400a具有彎曲的表面T_400a。在一些實施例中，彎曲的表面T_400a是凹陷表面，因此下沉部分400a可被稱為「凹陷部分」。在一些實施例中，彎曲的表面T_400a位於第三晶粒600的溝槽606中。舉例來說，彎曲的表面T_400a位於擋牆結構300的頂表面的邊緣與第三晶粒600的外側部分604的底表面的邊緣之間。如圖4A所示，黏著層400的最大厚度H₄₀₀實質上等於擋牆結構300的厚度H₃₀₀。也就是說，黏著層400完全覆蓋擋牆結構300的側壁。另一方面，黏著層400不覆蓋溝槽606的側壁及外側部分604的側壁。應注意，圖4A所示的黏著層400的配置僅用作示例性例示，且本公開並非僅限於此。根據在圖1C所示的步驟中配置的黏著層400的量而定，圖1E所示的黏著層400在一些替代性實施例中可表現出其他幾何形狀。以下將結合圖4B及圖4C論述黏著層400的其他幾何形狀。

圖4B是根據本公開一些替代性實施例的圖1E所示的區R的示意性放大圖。參照圖4B，當所配置的黏著層400的量不足時，黏著層400的流動可容易地被擋牆結構300阻擋。應注意，本文所用用語「不足」是指所配置的黏著層400的量小於圖4A所示的量，但仍足以將第三晶粒600牢固地固定在第一晶粒100上的情況。由於黏著層400的黏性特質，在第三晶粒600的外側部分604與擋牆結構300之間的黏著層400中可能形成下沉部分400a。在一些實施例中，黏著層400的下沉部分400a具有彎曲的表面T_400a。在一些實施例中，彎曲的表面T_400a是凹陷表面，因此下沉部分400a可被稱為「凹陷部分」。在一些實施例中，彎曲的表面T_400a位於第三晶粒600的溝槽606中。舉例來說，彎曲的表面T_400a位於擋牆結構300的側壁與第三晶粒600的外側部分604的底表面的邊緣之間。如圖4B所示，黏著層400的最大厚度H₄₀₀小於擋牆結構300的厚度H₃₀₀。也就是說，黏著層400部分地覆蓋擋牆結構300的側壁。舉例來說，擋牆結構300的側壁的至少一部分被暴露出。另一方面，黏著層400不覆蓋溝槽606的側壁及外側部分604的側壁。

圖4C是根據本公開一些替代性實施例的圖1E所示的區R的示意性放大圖。參照圖4C，當所配置的黏著層400的量過量時，黏著層400朝擋牆結構300的流動無法被擋牆結構300的高度阻擋。因此，黏著層400將在擋牆結構300的頂表面上外溢且在擋牆結構300上會產生黏著層400的溢流部分400b。應注意，本文所用用語「過量」是指所配置的黏著層400的量比圖4A所示的量多的情況。在一些實施例中，黏著層400完全覆蓋擋牆結構300的側壁且黏著層400的最大厚度H₄₀₀大於擋牆結構300的厚度H₃₀₀。應注意，儘管黏著層400的外溢無法被擋牆結構300的高度阻擋，然而擋牆結構300的頂表面仍可用作緩衝區來防止黏著層400外溢到擋牆結構300的另一側。也就是說，擋牆結構300的頂表面提供足夠的緩衝面積來使黏著層400的溢流部分400b部分地覆蓋擋牆結構300的頂表面。在一些實施例中，黏著層400的溢流部分400b也部分地覆蓋溝槽606的側壁及外側部分604的側壁。

在一些實施例中，黏著層400的溢流部分400b具有彎曲的表面T_400b。在一些實施例中，彎曲的表面T_400b是凹陷表面，因此溢流部分400b可被稱為「凹陷部分」。在一些實施例中，彎曲的表面T_400b位於第三晶粒600的溝槽606中。舉例來說，彎曲的表面T_400b位於溝槽606的側壁與擋牆結構300的頂表面之間。

參照圖1F，在將第二晶粒500及第三晶粒600放置在第一晶粒100上之後，在第一晶粒100上形成包封材料800a以包封第二晶粒500及第三晶粒600。在一些實施例中，包封材料800a例如是模塑化合物、模塑底部填充膠、樹脂(例如環氧樹脂)等。在一些實施例中，包封材料800a包含填料。填料可為由二氧化矽、二氧化鋁等製成的粒子。在一些實施例中，包封材料800a的材料不同於黏著層400的材料。包封材料800a可通過模塑製程(例如壓縮模塑製程(compression molding process))來形成。在一些實施例中，第二晶粒500與第三晶粒600被包封材料800a完全包封。舉例來說，包封材料800a的頂表面T_800a位於比第二晶粒500的頂表面T₅₀₀及第三晶粒600的頂表面T₆₀₀高的水平高度處。換句話說，第二晶粒500及第三晶粒600不會被顯露出而是被包封材料800a很好地保護住。如圖1F所示，氣隙AG以及第三晶粒600的溝槽606被第三晶粒600的外側部分604、第三晶粒600的內側部分602、黏著層400以及擋牆結構300密封，因此包封材料800a不會填充到氣隙AG以及第三晶粒600的溝槽606中。

參照圖1F及圖1G，包封材料800a的一部分被移除以暴露出第二晶粒500的頂表面T₅₀₀以及第三晶粒600的頂表面T₆₀₀。在一些實施例中，包封材料800a的所述部分可通過研磨製程(例如，機械研磨製程、化學機械拋光(chemical mechanical polishing，CMP)製程或其他合適的機制)來移除。在對包封材料800a進行研磨之後，在第一晶粒100上形成包封體800以橫向包封第二晶粒500及第三晶粒600。如圖1G所示，包封體800的頂表面T₈₀₀、第二晶粒500的頂表面T₅₀₀及第三晶粒600的頂表面T₆₀₀實質上共面。

參照圖1H，提供上面形成有剝離層DB的載板C。在一些實施例中，剝離層DB形成在載板C的頂表面上。圖1G所示的結構被上下翻轉且置於載板C上。舉例來說，圖1G所示的結構可被放置成使第二晶粒500的頂表面T₅₀₀、第三晶粒600的頂表面 T₆₀₀及包封體800的頂表面T₈₀₀貼合到剝離層DB。載板C為例如玻璃基板。在一些實施例中，剝離層DB可為形成在玻璃基板上的光熱轉換(light-to-heat conversion；LTHC)釋放層。在一些替代性實施例中，剝離層DB可為膠水層或聚合物系緩衝層。然而，以上列出的載板C及剝離層DB的材料僅為示例性例示，且本公開並非僅限於此。在一些替代性實施例中，可改用其他材料作為載板C，只要所述材料能夠在承載/支撐隨後形成的元件的同時耐受後續製程即可。類似地，也可改用其他材料作為剝離層DB，只要所述材料能夠在後續製程中執行釋放功能即可。

參照圖1H及圖1I，對第一晶粒100的後表面R₁₀₀執行平坦化製程。在一些實施例中，平坦化製程包括機械研磨製程及/或化學機械拋光(CMP)製程。在一些實施例中，將半導體基板102平坦化直到顯露出TSV 104為止。舉例來說，在平坦化製程之後，TSV 104穿透半導體基板102。TSV 104能夠實現第一晶粒100的前側與背側之間的電性連通。在一些實施例中，在顯露出TSV 104之後，可進一步對第一晶粒100進行研磨以減小第一晶粒100的總厚度。

參照圖1J，在第一晶粒100上與第二晶粒500及第三晶粒600相對側依序形成重佈線結構900及多個導電端子1000。在一些實施例中，重佈線結構900與第一晶粒100及第二晶粒500電性連接。另一方面，重佈線結構900與第三晶粒600電性絕緣。在一些實施例中，重佈線結構900包括交替堆疊的多個介電層902 與多個重佈線導電層904。在一些實施例中，重佈線導電層904與第一晶粒100的TSV 104電性連接。舉例來說，TSV 104接觸重佈線結構900的最底部重佈線導電層904。在一些實施例中，重佈線導電層904的材料包括鋁、鈦、銅、鎳、鎢及/或其合金。重佈線導電層904可通過例如電鍍、沉積及/或微影及蝕刻形成。在一些實施例中，介電層902的材料包括聚醯亞胺、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、苯並環丁烯(BCB)、聚苯並噁唑(PBO)或其他合適的聚合物系介電材料。舉例來說，可通過例如旋轉塗布(spin-on coating)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)、電漿增強型化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition；PECVD)等合適的製作技術來形成介電層902。

在一些實施例中，每一導電端子1000包括導電柱1002及設置在導電柱1002上的導電凸塊1004。在一些實施例中，導電端子1000被稱為「受控塌陷晶粒連接(controlled collapse chip connection；C4)凸塊」。在一些實施例中，導電端子1000可通過以下步驟形成。首先，在最頂部介電層902上形成晶種層(未繪示)。晶種層延伸到最頂部介電層902的開口中以接觸最頂部重佈線導電層904。晶種層可通過例如濺射製程、物理氣相沉積(PVD)製程等來形成。在一些實施例中，晶種層可包含例如銅、鈦-銅合金或其他合適的材料。接著，在晶種層上形成具有多個開口的光阻圖案層(未繪示)。光阻圖案層的開口暴露出位於最頂部介電層902的開口中的晶種層且暴露出位於最頂部介電層902上的晶種層的至少一部分。之後，在被暴露出的晶種層上依序沉積導電材料(未繪示)及焊料材料(未繪示)。也就是說，導電材料及焊料材料位於光阻圖案層的開口內。在一些實施例中，導電材料及焊料材料可通過鍍覆製程形成。鍍覆製程為例如電鍍、無電鍍覆、浸鍍等。在一些實施例中，導電材料包括例如銅、銅合金等。在形成導電材料及焊料材料之後，移除光阻圖案層。在移除光阻圖案層後，暴露出晶種層的未被導電材料及焊料材料覆蓋的部分。在一些實施例中，可通過例如蝕刻、灰化或其他合適的移除製程來移除/剝除光阻圖案層。接著，移除未被導電材料及焊料材料覆蓋的晶種層。可通過蝕刻製程來移除晶種層的被暴露出的部分。在一些實施例中，剩餘的晶種層與導電材料構成導電柱1002。之後，對焊料材料執行回焊製程以將焊料材料轉變成導電凸塊1004。

參照圖1J及圖1K，將圖1J所示的結構上下翻轉且將所述結構放置在膠帶TP上。接著，將載板C及剝離層DB從第二晶粒500、第三晶粒600及包封體800移除。在一些實施例中，可通過紫外線雷射輻照剝離層DB(例如，LTHC釋放層)來使載板C及剝離層DB可從第二晶粒500、第三晶粒600及包封體800剝落。然而，剝離製程並非僅限於此。在一些替代性實施例中，可使用其他合適的載板去除方法。

參照圖1K及圖1L，減小第二晶粒500的厚度、第三晶粒600的厚度及包封體800的厚度。在一些實施例中，將包封體800、第二晶粒500及第三晶粒600研磨到填充在第三晶粒600的溝槽606中的介電材料700被顯露出為止。也就是說，移除包封體800的一部分、第二晶粒500的一部分及第三晶粒600的一部分。在一些實施例中，研磨製程可包括機械研磨製程、化學機械拋光(CMP)製程或其他合適的機制。在一些實施例中，在顯露出介電材料700之後，可對第二晶粒500、第三晶粒600、包封體800以及介電材料700進行進一步研磨以減小隨後形成的封裝結構的總厚度。在研磨製程之後，介電材料700的頂表面T₇₀₀、包封體800的頂表面T₈₀₀、第二晶粒500的頂表面T₅₀₀及第三晶粒600的頂表面T₆₀₀實質上共面。另一方面，溝槽606穿透第三晶粒600。如圖1L所示，在這一階段，第三晶粒600的內側部分602與外側部分604彼此間隔開。舉例來說，介電材料700夾置在第三晶粒600的內側部分602與外側部分604之間以將這兩個元件分隔開。

參照圖1L及圖1M，移除膠帶TP並將圖1L所示的結構安裝在框架結構F上以進行進一步處理。舉例來說，可執行清潔製程來移除由之前的製程步驟產生的雜質或殘留物。

參照圖1N，對被暴露出的介電材料700執行切割製程CP。在一些實施例中，切割製程CP可包括雷射鑽孔製程、機械鑽孔製程、其組合或任何其他合適的分割製程。在一些實施例中，在切割製程CP期間移除介電材料700的一部分。舉例來說，可切穿介電材料700來使介電材料700的一部分殘留在外側部分604的側壁上而介電材料700的另一部分殘留在內側部分602的側壁上。在切割製程CP之後，內側部分602與外側部分604彼此斷開。

參照圖1O，移除內側部分602及介電材料700殘留在內側部分602的側壁上的部分以在第三晶粒600中形成貫穿孔TH。如上所述，位於內側部分602正下方的區包括氣隙AG且不含黏著層。據此，液體型黏著層400能夠牢固地固定第三晶粒600的外側部分604且同時使第三晶粒600的內側部分602能夠被容易地移除。在一些實施例中，由於內側部分602被移除而外側部分604留下來，因此外側部分604在下文中可被稱為第三晶粒600。如上所述，第三晶粒600可為虛設晶粒。因此，在一些實施例中，第三晶粒600是電性浮動(electrically floating)的。如圖1O所示，第三晶粒600的貫穿孔TH暴露出第一晶粒100的第二區R2的一些部分。舉例來說，形成在第一晶粒100的第二區R2中的光學元件可被貫穿孔TH暴露出。在一些實施例中，殘留的介電材料700局部地覆蓋貫穿孔TH的側壁SW。如圖1O所示，擋牆結構300及凹陷部分(圖4A及圖4B所示的下沉部分400a及圖4C所示的溢流部分400b)位於第三晶粒600的貫穿孔TH中。參照圖1N及圖1O，由於貫穿孔TH是通過將內側部分602以及介電材料700的位於溝槽606中的部分移除來獲得的，因此貫穿孔TH的側壁SW對應於溝槽606的側壁。因此，在一些實施例(舉例來說，與圖4C對應的實施例)中，凹陷部分(圖4C所示的溢流部分400b)部分地覆蓋貫穿孔TH的側壁SW及擋牆結構300的頂表面。如圖1O所示，黏著層400的寬度W₄₀₀大於第三晶粒600的寬度W₆₀₀。然而，本公開並非僅限於此。在一些替代性實施例中，黏著層400的寬度W₄₀₀可實質上等於或小於第三晶粒600的寬度W₆₀₀。

參照圖1P，移除框架結構F且對圖1O所示的結構執行單體化製程。在一些實施例中，分割製程或單體化製程通常涉及利用旋轉刀片或雷射光束進行分割。換句話說，分割製程或單體化製程為例如雷射切割製程、機械切割製程或其他合適的製程。之後，將被單體化的結構放置在基板1100上以獲得封裝結構10。在一些實施例中，基板1100可包括印刷電路板(printed circuit board；PCB)等。在一些實施例中，可在基板1100上可選地形成底部填充層UF2以保護重佈線結構900及導電端子1000。在一些實施例中，圖1P所示的封裝結構10可被稱為「基板上晶圓上晶片(Chip on Wafer on Substrate；CoWoS)封裝」。也就是說，在一些實施例中，第一晶粒100可用作中介層(interposer)。然而，本公開並非僅限於此。在一些替代性實施例中，圖1A到圖1P所示的製程步驟可適用於製作其他類型的封裝，例如積體扇出型(integrated fan-out；InFO)封裝等。

在一些實施例中，通過移除第三晶粒600的內側部分602以形成貫穿孔TH，可在貫穿孔TH中放置其他光學元件以實現光學應用。圖5是根據本公開一些實施例的圖1P所示的封裝結構10的應用的示意性剖面圖。參照圖5，光學元件20插入到第三晶粒600的貫穿孔TH中。也就是說，貫穿孔TH可用作插座(socket)。光學元件20包括例如光纖、雷射發射器等。如上所述，貫穿孔 TH暴露出嵌置在第一晶粒100中的光學元件。由此，在插入到貫穿孔TH中後，光學元件20能夠與第一晶粒100中的光學元件進行光學通訊，從而實現光學應用。

根據本公開的一些實施例，一種封裝結構包括基板、晶粒、黏著層、擋牆結構及包封體。所述晶粒設置在所述基板上。所述黏著層設置在所述基板與所述晶粒之間。所述黏著層具有彎曲的表面。所述擋牆結構設置在所述基板上且被所述黏著層環繞。所述包封體包封所述晶粒。

根據本公開的一些實施例，所述黏著層包括液體型晶粒貼合膜或液體型導線上膜。根據本公開的一些實施例，所述黏著層不含填料。根據本公開的一些實施例，所述黏著層具有下沉部分，且所述下沉部分的表面是所述彎曲的表面。根據本公開的一些實施例，所述黏著層的最大厚度小於或實質上等於所述擋牆結構的厚度。根據本公開的一些實施例，所述黏著層具有溢流部分，所述溢流部分局部地覆蓋所述晶粒的側壁以及所述擋牆結構的頂表面，且所述溢流部分的表面是所述彎曲的表面。根據本公開的一些實施例，所述黏著層的最大厚度大於所述擋牆結構的厚度。

根據本公開的一些替代性實施例，一種封裝結構包括第一晶粒、第二晶粒、第三晶粒、黏著層、擋牆結構及包封體。所述第二晶粒以及所述第三晶粒並排地設置在所述第一晶粒上。所述第三晶粒具有暴露出所述第一晶粒的貫穿孔。黏著層夾置在所述第三晶粒與所述第一晶粒之間。所述黏著層包括位於所述貫穿孔中的凹陷部分。所述擋牆結構設置在所述第一晶粒上且位於所述貫穿孔中。所述包封體包封所述第二晶粒及所述第三晶粒。

根據本公開的一些替代性實施例，所述封裝結構更包括重佈線結構與多個導電端子。所述重佈線結構與所述第二晶粒及所述第三晶粒相對地位於所述第一晶粒上。所述導電端子位於所述重佈線結構上。根據本公開的一些替代性實施例，所述封裝結構更包括設置在所述第二晶粒與所述第一晶粒之間的多個連接件，且所述第二晶粒通過所述多個連接件與所述第一晶粒電性連接。根據本公開的一些替代性實施例，所述封裝結構更包括局部地覆蓋所述貫穿孔的側壁的介電材料。根據本公開的一些替代性實施例，所述第三晶粒是電性浮動的。根據本公開的一些替代性實施例，所述凹陷部分局部地覆蓋所述貫穿孔的側壁及所述擋牆結構的頂表面。根據本公開的一些替代性實施例，所述擋牆結構包括金屬。

根據本公開的一些實施例，一種封裝結構的製造方法包括至少以下步驟。提供第一晶粒，所述第一晶粒具有第一區及與所述第一區相鄰的第二區。在所述第二區中形成擋牆結構。在所述第二區中配置黏著層。所述黏著層環繞所述擋牆結構。在所述第一區中放置第二晶粒以及在所述第二區中放置第三晶粒。所述第三晶粒具有內側部分、外側部分以及位於所述內側部分與所述外側部分之間的溝槽。所述溝槽被介電材料局部地填充。使用包封體包封所述第二晶粒及所述第三晶粒。減小所述第三晶粒的厚度以顯露出填充在所述第三晶粒的所述溝槽中的所述介電材料。移除所述第三晶粒的所述內側部分以暴露出所述第一晶粒。

根據本公開的一些實施例，在所述第二區中放置所述第三晶粒的所述步驟包括至少以下步驟。將所述擋牆結構與所述第三晶粒的所述溝槽對齊。將所述擋牆結構安置到所述第三晶粒的所述溝槽中。將所述第三晶粒的所述外側部分貼合到所述黏著層。根據本公開的一些實施例，移除所述第三晶粒的所述內側部分的所述步驟包括至少以下步驟。執行雷射鑽孔製程，以移除所述介電材料的一部分來使所述第三晶粒的所述內側部分與所述外側部分彼此斷開。移除所述第三晶粒的所述內側部分，以形成暴露出所述第一晶粒的貫穿孔。根據本公開的一些實施例，所述第一晶粒在所述第一區中包括多個矽穿孔且在所述第二區中不含矽穿孔。根據本公開的一些實施例，所述方法更包括在所述第一區中形成多個連接件，其中所述第一區中的所述多個連接件及所述第二區中的所述擋牆結構是同時形成的。根據本公開的一些實施例，所述方法更包括在所述第一晶粒上與所述第二晶粒及所述第三晶粒相對側依序形成重佈線結構及多個導電端子。

以上概述了若干實施例的特徵，以使所屬領域中的技術人員可更好地理解本公開的各個方面。所屬領域中的技術人員應理解，其可容易地使用本公開作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的及/或實現與本文中所介紹的實施例相同的優點。所屬領域中的技術人員還應認識到，這些等效構造並不背離本公開的精神及範圍，而且他們可在不背離本公開的精神及範圍的條件下對其作出各種改變、代替及變更。