TWI879975B - 半導體封裝以及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種半導體封裝以及其製造方法。半導體封裝包含：半導體晶片結構，包含彼此接觸的影像感測器晶片及邏輯晶片；透明基底，安置於半導體晶片結構上；以及黏著結構，安置於半導體晶片結構的邊緣上以及半導體晶片結構與透明基底之間。黏著結構包含：第一黏著片段，安置於半導體晶片結構的頂表面上；以及第二黏著片段，安置於透明基底的底表面上。第二黏著片段覆蓋第一黏著片段的頂表面及側表面。影像感測器晶片比邏輯晶片更接近透明基底。

Description

半導體封裝以及其製造方法 [相關申請案的交叉參考]

此申請案主張2020年10月19日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2020-0134921號的優先權及權益，所述申請案的內容以全文引用的方式併入本文中。

本發明概念的實施例涉及一種半導體封裝及其製造方法，且更特定言之，涉及一種包含影像感測器晶片的半導體封裝及其製造方法。

諸如CCD感測器或CMOS影像感測器的影像感測器用於各種電子產品，諸如行動電話、數位攝影機、光學滑鼠、安全攝像機以及生物量測辨識元件。隨著電子產品變得小型化及多功能化，包含影像感測器的半導體封裝應具有小型化/高密度、低功耗、多功能性、高速信號處理、改良的可靠性、低價格以及清晰影像品質。在執行各種研究以滿足此類需求。

本發明概念的實施例提供一種具有改良的結構穩定性的 半導體封裝及其製造方法。

本發明概念的實施例提供一種具有增加的靈敏度的半導體封裝及其製造方法。

根據本發明概念的一些實施例，一種半導體封裝包含：半導體晶片結構，包含彼此接觸的影像感測器晶片及邏輯晶片；透明基底，安置於半導體晶片結構上；以及黏著結構，安置於半導體晶片結構的邊緣上以及半導體晶片結構與透明基底之間。黏著結構包含：第一黏著片段，安置於半導體晶片結構的頂表面上；以及第二黏著片段，安置於透明基底的底表面上。第二黏著片段覆蓋第一黏著片段的頂表面及側表面。影像感測器晶片比邏輯晶片更接近透明基底。

根據本發明概念的一些實施例，一種半導體封裝包含：基底；邏輯晶片，安置於基底上；影像感測器晶片，安置於邏輯晶片上，其中影像感測器晶片包含影像感測器晶片的頂表面上的微透鏡陣列；透明基底，安置於影像感測器晶片上；以及黏著結構，安置於影像感測器晶片與透明基底之間，其中黏著結構包圍微透鏡陣列。黏著結構包含：第一黏著片段，安置於影像感測器晶片的頂表面上；第二黏著片段，安置於影像感測器晶片的頂表面上，其中當在平面圖中觀察時，第二黏著片段包圍第一黏著片段；以及第三黏著片段，安置於透明基底的底表面上，其中第三黏著片段自第一黏著片段及第二黏著片段的頂側第二覆蓋第一黏著片段及第二黏著片段。第一黏著片段及第二黏著片段包含光固化聚合物。第三黏著片段包含熱固化聚合物。

根據本發明概念的一些實施例，一種製造半導體封裝的 方法包含：提供包含彼此接觸的影像感測器晶片及邏輯晶片的半導體晶片結構，其中影像感測器晶片包含影像感測器晶片的頂表面上的微透鏡陣列；在半導體晶片結構的頂表面上形成第一黏著片段，其中第一黏著片段包圍微透鏡陣列；用光輻照第一黏著片段，其中第一黏著片段固化；在透明基底上形成第二黏著片段；將透明基底置放於半導體晶片結構上，其中第二黏著片段與第一黏著片段接觸；以及加熱第二黏著片段，其中第二黏著片段固化。當將透明基底置放於半導體晶片結構上時，第一黏著片段插入至第二黏著片段中。

根據本發明概念的一些實施例，一種製造半導體封裝的方法包含：在半導體晶片結構的頂表面上形成第一黏著片段；在半導體晶片結構的頂表面上形成第三黏著片段，其中當在平面圖中觀察時，第三黏著片段包圍第一黏著片段；用光輻照第一黏著片段及第三黏著片段，其中第一黏著片段及第三黏著片段固化；在透明基底上形成第二黏著片段；將透明基底置放於半導體晶片結構上，其中第二黏著片段與第一黏著片段及第三黏著片段接觸，且第一黏著片段及第三黏著片段插入至第二黏著片段中；以及加熱第二黏著片段，其中第二黏著片段固化。

100:基底

110:基底黏著層

120:基底墊

130:外部端子

200:第一半導體晶片

210:導電圖案

220:晶片墊

230:連接端子

300:模製層

400:重佈線層

410:介電層

420:重佈線圖案

500:影像感測器部分

510:第二半導體晶片

511:第一基極層

512:第一電路層

513:第一通孔

514:第一接合墊

520:影像感測器晶片

521:第二基極層

522:第二電路層

523:第二通孔

524:第二接合墊

530:濾色器

540:微透鏡

550:連接墊

600:連接線

700:透明基底

800:保護部分

900:載體基底

910:黏著構件

A-A'、B-B'、C-C':線

AP1:第一黏著片段

AP2:第二黏著片段

AP3:第三黏著片段

AS:黏著結構

CS:半導體晶片結構

GAP:空白空間

P:像素

PA:像素陣列

PAP1:第一初步黏著片段

PAP2:第二初步黏著片段

PAP3:第三初步黏著片段

SR:切分區

t:寬度

W1:第一晶圓/元件基底

W2:第二晶圓/元件基底

圖1為根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝的橫截面圖。

圖2為根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝的平面 圖。

圖3為根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝的橫截面圖。

圖4及圖5為根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝的平面圖。

圖6至圖16為示出根據本發明概念的一些實施例的製造半導體封裝的方法的橫截面圖。

圖17至圖20為示出根據本發明概念的一些實施例的製造半導體封裝的方法的橫截面圖。

圖21為示出根據本發明概念的一些實施例的製造半導體封裝的方法的平面圖。

下文現將參考隨附圖式描述根據本發明概念的半導體封裝。

圖1為根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝的橫截面圖。圖2為根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝的平面圖。圖1的橫截面沿著圖2的線A-A'截取。

參考圖1及圖2，在一實施例中，提供基底100。舉例而言，基底100包含印刷電路板(printed circuit board；PCB)。基底100包含基底墊120及外部端子130。基底墊120設置於基底100的頂表面上。外部端子130設置於基底100的底表面上。外部端子130具有焊球形狀或焊料凸塊形狀。如由虛線指示，外部端子130經由基底100電連接至基底墊120。在此描述中，片語「電連 接至」可包含「直接或間接電連接至」的含義。

在一實施例中，半導體晶片結構CS設置於基底100上。半導體晶片結構CS包含第一半導體晶片200、重佈線層400以及影像感測器部分500。

在一實施例中，第一半導體晶片200為記憶體晶片，諸如動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory；DRAM)、靜態隨機存取記憶體(static random access memory；SRAM)、磁性隨機存取記憶體(magnetic random access memory；MRAM)或快閃記憶體。第一半導體晶片200包含矽。第一半導體晶片200的頂表面為主動表面。第一半導體晶片200各自包含導電圖案210及其上部分上的晶片墊220。晶片墊220電連接至導電圖案210中的整合式元件或電路。圖1描繪兩個第一半導體晶片200，但本發明概念的實施例不限於此。在其他實施例中，可提供單一第一半導體晶片200，或可提供大於兩個第一半導體晶片200。

在一實施例中，第一半導體晶片200附接至基底100。舉例而言，基底黏著層110進一步設置於基底100與第一半導體晶片200之間。

在一實施例中，模製層300設置於基底100上。模製層300覆蓋第一半導體晶片200。第一半導體晶片200的側表面不藉由模製層300暴露。模製層300的寬度大於第一半導體晶片200的寬度的總和。模製層300填充第一半導體晶片200之間的間隙。模製層300不覆蓋第一半導體晶片200的底表面。模製層300暴露第一半導體晶片200的晶片墊220。模製層300防止第一半導體 晶片200由於外部衝擊、濕氣等而損壞。模製層300包含介電聚合物，諸如環氧樹脂模製化合物(epoxy molding compound；EMC)。

在一實施例中，影像感測器部分500安置於模製層300上。影像感測器部分500的寬度大於第一半導體晶片200中的每一者的寬度。影像感測器部分500的寬度大於第一半導體晶片200的寬度的總和。當在平面圖中觀察時，影像感測器部分500與第一半導體晶片200重疊。影像感測器部分500具有頂表面及底表面。影像感測器部分500的頂表面為光入射於其上的前表面。影像感測器部分500的底表面面向第一半導體晶片200。根據一些實施例，黏著層設置於影像感測器部分500的底表面與第一半導體晶片200之間。影像感測器部分500的底表面經由黏著層剛性地附接至第一半導體晶片200。影像感測器部分500具有與模製層300的側表面共面的側表面。影像感測器部分500由模製層300支撐。因此，影像感測器部分500可穩定地安置於第一半導體晶片200及模製層300上。影像感測器部分500偵測入射於其頂表面上的光，且接著基於所偵測的光輸出電信號。

在一實施例中，影像感測器部分500包含第二半導體晶片510及影像感測器晶片520。影像感測器晶片520包含偵測光的光電二極體。第二半導體晶片510包含將由影像感測器晶片520偵測的光轉化成電信號的邏輯晶片。

在一實施例中，第二半導體晶片510安置於模製層300上。第二半導體晶片510包含第一基極層511、第一電路層512、第一通孔513以及第一接合墊514。第一基極層511包含矽基底。第一電路層512設置於第一基極層511上。第一電路層512包含 積體電路(諸如電晶體)及佈線圖案。第一通孔513穿透第一基極層511且將第一電路層512電連接至第一半導體晶片200。因此，電連接路徑設置於第二半導體晶片510與第一半導體晶片200之間。第一接合墊514安置於第二半導體晶片510的頂表面上，且半導體晶片510的頂表面充當主動表面。第二半導體晶片510的寬度等於模製層300的寬度。第二半導體晶片510具有與模製層300的側表面對準且共面的側表面。第二半導體晶片510的側表面由模製層300暴露。第一半導體晶片200的寬度的總和小於第二半導體晶片510的寬度。

在一實施例中，影像感測器晶片520安置於第二半導體晶片510上。影像感測器晶片520包含第二基極層521、第二電路層522、第二通孔523以及第二接合墊524。第二基極層521包含矽基底。第二電路層522安置於影像感測器晶片520的下部部分上，且由此鄰近於第二半導體晶片510。第二電路層522包含光電二極體、積體電路(諸如電晶體)以及佈線圖案。第二接合墊524安置於影像感測器晶片520的底表面上，且影像感測器晶片520的底表面充當主動表面。第二接合墊524與第一接合墊514接觸。因此，影像感測器晶片520經由第一接合墊514及第二接合墊524電連接至第二半導體晶片510。第二通孔523穿透影像感測器晶片520的至少一部分。第二通孔523穿透影像感測器晶片520以與第二半導體晶片510形成電連接。替代地，第二通孔523穿透影像感測器晶片520的一部分以與影像感測器晶片520形成電連接。影像感測器晶片520的寬度等於第二半導體晶片510的寬度。影像感測器晶片520具有與第二半導體晶片510的側表面對準且共 面的側表面。

在一實施例中，像素陣列PA設置於影像感測器部分500的上部部分上。像素陣列PA包含設置於影像感測器晶片520上的多個像素P。當在平面圖中觀察時，像素P位於影像感測器部分500的中心區上。影像感測器部分500在其頂表面上具有設置於對應像素P上的濾色器530及微透鏡540。微透鏡540與第一通孔513重疊。

在一實施例中，連接墊550安置於影像感測器部分500的頂表面上。連接墊550置放於影像感測器部分500的頂表面的邊緣上。連接墊550與像素陣列PA間隔開。連接墊550電連接至影像感測器晶片520的第二通孔523。連接墊550經由連接線600耦接至基底墊120。影像感測器部分500經由連接線600電連接至基底100。

根據一些實施例，重佈線層400設置於影像感測器部分500與第一半導體晶片200之間。重佈線層400在模製層300與影像感測器部分500之間延伸。當在一些實施例提供黏著層時，黏著層位於重佈線層400與第一半導體晶片200之間且剛性地附接重佈線層400及第一半導體晶片200。重佈線層400包含介電層410及重佈線圖案420。重佈線圖案420包含導電層及導電通孔。重佈線層400電連接至第二半導體晶片510。第一半導體晶片200經由連接端子230電連接至重佈線層400。舉例而言，連接端子230設置於重佈線層400與第一半導體晶片200之間。連接端子230設置於模製層300中。重佈線層400增加第一半導體晶片200的配置的自由度。替代地，在其他實施例中，若不必要，則省略 重佈線層400。舉例而言，在其他實施例中，第一半導體晶片200直接安裝於設置於第一通孔513上的襯墊上或暴露於第二半導體晶片510的底表面上的第一通孔513上。

在一實施例中，透明基底700設置於半導體晶片結構CS上。透明基底700鄰近於影像感測器晶片520的頂表面。透明基底700可包含玻璃或透明聚合物材料，諸如丙烯醯基。

在一實施例中，黏著結構AS設置於半導體晶片結構CS與透明基底700之間。如圖2中所示出，黏著結構AS沿著影像感測器晶片520的邊緣安置且形成閉合曲線形狀。當在平面圖中觀察時，黏著結構AS包圍像素陣列PA。特定言之，黏著結構AS包圍微透鏡陣列540。黏著結構AS與像素陣列PA間隔開。黏著結構AS與連接墊550間隔開。黏著結構AS安放於連接墊550與像素陣列PA之間。黏著結構AS將影像感測器晶片520的頂表面連接至透明基底700的底表面。黏著結構AS允許透明基底700及半導體晶片結構CS具有設置於其間的空白空間GAP。黏著結構AS將空白空間GAP氣密密封且與外部分隔開。因此，保護空白空間GAP免於外部濕氣或污染。

在一實施例中，黏著結構AS包含第一黏著片段AP1及第二黏著片段AP2。

在一實施例中，第一黏著片段AP1設置於影像感測器晶片520的頂表面上。第一黏著片段AP1附接至影像感測器晶片520的頂表面。第一黏著片段AP1具有與透明基底700的底表面間隔開的頂表面。替代地，第一黏著片段AP1可具有與透明基底700的底表面接觸的頂表面。如圖2中所示出，當在平面圖中觀察時， 第一黏著片段AP1包圍像素陣列PA。第一黏著片段AP1沿著影像感測器晶片520的邊緣安置且形成閉合曲線形狀。舉例而言，第一黏著片段AP1可具有四邊形環的平面形狀。替代地，當在平面圖中觀察時，第一黏著片段AP1可具有對應於像素陣列PA的平面形狀的圓形或多邊形的環形狀。第一黏著片段AP1沿著距影像感測器晶片520的頂表面的高度具有均勻寬度t。第一黏著片段AP1的寬度在約10微米至約150微米範圍內。第一黏著片段AP1包含光固化聚合物。舉例而言，第一黏著片段AP1包含UV固化環氧樹脂。第一黏著片段AP1可包含透明或不透明材料。

在一實施例中，第二黏著片段AP2設置於透明基底700的底表面上。第二黏著片段AP2附接至透明基底700的底表面。如圖2中所示出，當在平面圖中觀察時，第二黏著片段AP2包圍像素陣列PA。第二黏著片段AP2安放於第一黏著片段AP1上。第二黏著片段AP2與第一黏著片段AP1重疊。第一黏著片段AP1位於第二黏著片段AP2內部。第二黏著片段AP2具有與第一黏著片段AP1的平面形狀對應的平面形狀。第二黏著片段AP2沿著透明基底700的邊緣安置且形成閉合曲線形狀。舉例而言，第二黏著片段AP2具有四邊形環的平面形狀。替代地，當在平面圖中觀察時，第二黏著片段AP2可具有對應於像素陣列PA的平面形狀的圓形或多邊形的環形狀。第二黏著片段AP2的寬度大於第一黏著片段AP1的寬度。第二黏著片段AP2的寬度在約20微米至約250微米範圍內。第二黏著片段AP2的寬度隨著距透明基底700的底表面的距離增加而減小。第二黏著片段AP2自其頂面覆蓋第一黏著片段AP1。舉例而言，第二黏著片段AP2接觸第一黏著片 段AP1的頂表面。第二黏著片段AP2覆蓋第一黏著片段AP1的側表面。舉例而言，第二黏著片段AP2可覆蓋第一黏著片段AP1的外側表面及內側表面中的一或兩者。第二黏著片段AP2附接至第一黏著片段AP1。當第二黏著片段AP2接觸第一黏著片段AP1的頂表面及側表面時，第一黏著片段AP1及第二黏著片段AP2在其間具有大的接觸面及強的黏著力。因此，透明基底700可牢固地黏著至半導體晶片結構CS，且半導體封裝可具有改良的結構穩定性。第二黏著片段AP2沿著第一黏著片段AP1的側表面延伸且因此接觸影像感測器晶片520的頂表面。因此，第二黏著片段AP2將透明基底700的底表面連接至影像感測器晶片520的頂表面，且氣密密封空白空間GAP。第二黏著片段AP2包含熱固化聚合物。舉例而言，第二黏著片段AP2包含熱固化環氧樹脂。第二黏著片段AP2包含不透明材料。

當外部光入射於除透明基底700外的位置上時，諸如在穿過黏著結構AS之後，外部光可干涉經由透明基底700入射的光，且半導體封裝可遭受靈敏度降低、感應精度降低以及噪音增加。

根據本發明概念的實施例，不透明的第二黏著片段AP2用於將透明基底700附接至影像感測器晶片520，且亦氣密密封空白空間GAP。因此，防止外部光穿過黏著結構AS進入空白空間GAP，且影像感測器晶片520僅接收穿過透明基底700的光。因此，半導體封裝具有增加的靈敏度及感測精度以及減小的噪音。

在一實施例中，保護部分800設置於基底100上。保護部分800安置於基底100與透明基底700之間，且覆蓋半導體晶 片結構CS的側表面。保護部分800在半導體晶片結構CS與透明基底700之間延伸，且覆蓋黏著結構AS的外側表面。保護部分800外部支撐黏著結構AS，且可保護半導體晶片結構CS及黏著結構AS免受外部衝擊。保護部分800覆蓋基底100的基底墊120及影像感測器晶片520的連接墊550，且掩埋連接電線600。保護部分800包含介電材料，諸如環氧樹脂模製化合物。

圖3為根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝的橫截面圖。圖4及圖5為根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝的平面圖。沿著圖4的線B-B'截取圖3的橫截面圖。在以下實施例中，將省略參考圖1及圖2所描述的技術特徵的詳細描述，且將詳細描述其差異。相同參考標號將表示上文參考圖1及圖2所描述的半導體封裝的相同組件。

參考圖3及圖4，在一實施例中，除第一黏著片段AP1及第二黏著片段AP2之外，黏著結構AS更包含第三黏著片段AP3。

在一實施例中，第一黏著片段AP1設置於影像感測器晶片520的頂表面上。第一黏著片段AP1附接至影像感測器晶片520的頂表面。第一黏著片段AP1具有與透明基底700的底表面間隔開的頂表面。當在平面圖中觀察時，第一黏著片段AP1包圍像素陣列PA。第一黏著片段AP1沿著影像感測器晶片520的邊緣安置且形成閉合曲線形狀。第一黏著片段AP1包含光固化聚合物。第一黏著片段AP1可包含透明或不透明材料。

在一實施例中，第三黏著片段AP3設置於影像感測器晶片520的頂表面上。第三黏著片段AP3附接至影像感測器晶片520 的頂表面。第三黏著片段AP3具有與透明基底700的底表面間隔開的頂表面。第三黏著片段AP3的頂表面與第一黏著片段AP1的頂表面共面。替代地，第三黏著片段AP3可具有與透明基底700的底表面接觸的頂表面。如圖4中所示出，當在平面圖中觀察時，第三黏著片段AP3包圍像素陣列PA。第三黏著片段AP3沿著影像感測器晶片520的邊緣安置且形成閉合曲線形狀。舉例而言，第三黏著片段AP3具有四邊形環的平面形狀。另外，當在平面圖中觀察時，第三黏著片段AP3包圍第一黏著片段AP1。舉例而言，第一黏著片段AP1安放於第三黏著片段AP3內部，安放於第三黏著片段AP3與像素陣列PA之間。第三黏著片段AP3與第一黏著片段AP1間隔開。在第三黏著片段AP3與第一黏著片段AP1之間提供約10微米至約150微米的間隔。替代地，當在平面圖中觀察時，第三黏著片段AP3可具有與第一黏著片段AP1的平面形狀對應的圓形或多邊形的環形狀。第三黏著片段AP3具有與第一黏著片段AP1的寬度相同或類似的寬度。第三黏著片段AP3的寬度沿著距影像感測器晶片520的頂表面的高度為均勻的。第三黏著片段AP3的寬度在約10微米至約150微米範圍內。第三黏著片段AP3包含與第一黏著片段AP1的材料相同的材料。第三黏著片段AP3包含光固化聚合物。舉例而言，第三黏著片段AP3包含UV固化環氧樹脂。第三黏著片段AP3可包含透明或不透明材料。

在一實施例中，第二黏著片段AP2設置於透明基底700的底表面上。第二黏著片段AP2附接至透明基底700的底表面。當在平面圖中觀察時，第二黏著片段AP2包圍像素陣列PA。第二黏著片段AP2安放於第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3上。 第二黏著片段AP2與第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3兩者重疊。第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3位於第二黏著片段AP2內部。第二黏著片段AP2沿著透明基底700的邊緣安置且形成閉合曲線形狀。第二黏著片段AP2的寬度大於第一黏著片段AP1的寬度及第三黏著片段AP3的寬度。舉例而言，第二黏著片段AP2的寬度大於第一黏著片段AP1的內側表面與第三黏著片段AP3的外側表面之間的距離。第二黏著片段AP2的寬度在約30微米至約500微米範圍內。第二黏著片段AP2的寬度隨著距透明基底700的底表面的距離增加而減小。第二黏著片段AP2自其頂側覆蓋第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3。舉例而言，第二黏著片段AP2接觸第一黏著片段AP1的頂表面及第三黏著片段AP3的頂表面。第二黏著片段AP2覆蓋第一黏著片段AP1的側表面及第三黏著片段AP3的側表面。舉例而言，第二黏著片段AP2覆蓋第一黏著片段AP1的內側表面及第三黏著片段AP3的外側表面中的一或兩者。第二黏著片段AP2填充第一黏著片段AP1與第三黏著片段AP3之間的間隙。第二黏著片段AP2填充由第一黏著片段AP1、第三黏著片段AP3以及影像感測器晶片520的頂表面限定的空間。第二黏著片段AP2附接至第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3上。當第二黏著片段AP2接觸第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3中的每一個的頂表面及側表面時，在第二黏著片段AP2與第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3之間提供大的接觸面及強的黏著力。因此，透明基底700可牢固地黏著至半導體晶片結構CS，且半導體封裝具有改良的結構穩定性。第二黏著片段AP2沿著第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3中的每一 個的側表面延伸，且因此接觸影像感測器晶片520的頂表面。因此，第二黏著片段AP2將透明基底700的底表面連接至影像感測器晶片520的頂表面，且氣密密封空白空間GAP。第二黏著片段AP2包含熱固化聚合物。第二黏著片段AP2包含不透明材料。

圖4描繪第三黏著片段AP3具有閉合曲線的平面形狀，但本發明概念的實施例不限於此。

參考圖3及圖5，在一實施例中，第三黏著片段AP3具有一或多個排氣孔VH，所述排氣孔VH穿透第三黏著片段AP3，且當在平面圖中觀察時，其表現為第三黏著片段AP3中的間隙，同時自第三黏著片段AP3的內側表面朝向外側表面延伸。排氣孔VH連接第三黏著片段AP3的內部與外部。舉例而言，第三黏著片段AP3具有包圍第一黏著片段AP1的多個圖案。

在一實施例中，第二黏著片段AP2自其頂側覆蓋第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3。舉例而言，第二黏著片段AP2接觸第一黏著片段AP1的頂表面及第三黏著片段AP3的頂表面。第二黏著片段AP2覆蓋第一黏著片段AP1的側表面及第三黏著片段AP3的側表面。第二黏著片段AP2填充第一黏著片段AP1與第三黏著片段AP3之間的間隙。第二黏著片段AP2填充由第一黏著片段AP1、第三黏著片段AP3以及影像感測器晶片520的頂表面限定的空間。另外，第二黏著片段AP2填充第三黏著片段AP3中的排氣孔VH。可在第二黏著片段AP2與第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3之間提供大的接觸面及強的黏著力。

圖3至圖5描繪影像感測器晶片520其上設置有兩個黏著片段(第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3)，但本發明概念 的實施例不限於此。在其它實施例中，影像感測器晶片520在其頂表面上可具有包含彼此偏移的多個環的黏著片段，且第二黏著片段AP2覆蓋影像感測器晶片520的頂表面上的所有黏著片段。當兩個或大於兩個黏著片段形成於影像感測器晶片520的頂表面上時，可在第二黏著片段AP2與黏著片段之間提供大的接觸面及強的黏著力。

圖6至圖16為示出根據本發明概念的一些實施例的製造半導體封裝的方法的橫截面圖。

參考圖1及圖6，在一實施例中，執行晶圓支撐系統(wafer support system；WSS)製程以將第一晶圓W1附接至載體基底900。黏著構件910用於將第一晶圓W1附接至載體基底900。黏著構件910具有交替堆疊有黏著層及釋放層的結構。黏著層及釋放層中的一者包含可藉由熱或紫外輻射分解的材料。釋放層包含量小於包含於黏著層中的交聯劑的量的交聯劑。

在一實施例中，第一晶圓W1包含由切分區SR分隔開的影像感測器晶片區段。影像感測器晶片區段中的每一者具有與圖1中所揭露的影像感測器晶片520的結構相同的結構。舉例而言，每一影像感測器晶片區段包含第二電路層522及第二接合墊524。濾色器530及微透鏡540安置於影像感測器晶片區段上。微透鏡540與黏著構件910接觸且插入至黏著構件910中。

在一實施例中，提供包含由切分區SR分隔開的邏輯晶片區段的第二晶圓W2。邏輯晶片區段包含第一基極層511、第一電路層512以及第一接合墊514，但可不包括圖1中所揭露的第二半導體晶片510的第一通孔513。

在一實施例中，執行熱壓製程以將第一晶圓W1接合至第二晶圓W2，從而形成元件基底W1、元件基底W2。第二晶圓W2安放成允許第一晶圓W1的影像感測器晶片區段與第二晶圓W2的邏輯晶片區段重疊。第一晶圓W1中的第二電路層522安放成接觸第二晶圓W2中的第一電路層512。另外，第一晶圓W1中的第二接合墊524與第二晶圓W2中的第一接合墊514接觸。第二接合墊524及第一接合墊514經由Cu-Cu混合接合彼此接合。

參考圖1及圖7，在一實施例中，執行磨削製程以減小第二晶圓W2的厚度。磨削製程移除第二晶圓W2中的第一基極層511的一部分。磨削製程將第二晶圓W2的厚度減小為與圖1中所繪示的第二晶圓W2的厚度相同或類似。

參考圖1及圖8，在一實施例中，藉由蝕刻第二晶圓W2中的第一基極層511的至少一部分且接著用導電材料填充通孔來形成通孔。隨後，第二晶圓W2經歷化學機械研磨(chemical mechanical polishing；CMP)製程以形成第一通孔513。

視情況，在一實施例中，在通孔中，通孔介電層形成於第一通孔513與第一基極層511之間。舉例而言，在用導電材料填充通孔之前，沈積介電材料以保形地覆蓋第一基極層511的頂表面及通孔的內壁。此後，執行CMP製程以圖案介電材料，從而形成保留在通孔中的通孔介電層。

在一實施例中，重佈線層400形成於第二晶圓W2上。舉例而言，介電層410及重佈線圖案420形成於第二晶圓W2上。重佈線圖案420電連接至第一通孔513。重佈線圖案420具有根據在後續製程中安置有第一半導體晶片200的位置而改變的形狀。

參考圖1及圖9，在一實施例中，第一半導體晶片200安裝於重佈線層400上。舉例而言，第一半導體晶片200設置於重佈線層400的頂表面上。連接端子230形成於重佈線層400與第一半導體晶片200之間，且第一半導體晶片200經由連接端子230電連接至影像感測器部分500。

在一實施例中，模製層300形成於重佈線層400上。模製層300覆蓋重佈線層400及第一半導體晶片200的側表面，且包圍連接端子230。模製層300不覆蓋第一半導體晶片200的頂表面。

在一實施例中，基底黏著層110形成於模製層300上。基底黏著層110覆蓋模製層300的頂表面及第一半導體晶片200的頂表面。

參考圖1及圖10，在一實施例中，執行將元件基底W1、元件基底W2切片的單體化製程。自元件基底W1、元件基底W2移除切分區SR，以形成彼此分離的半導體晶片結構CS。舉例而言，可對第一半導體晶片200之間的模製層300執行單體化製程。單體化製程將第一晶圓W1劃分成影像感測器晶片520，且將第二晶圓W2劃分成第二半導體晶片510。因此，模製層300的側表面與重佈線層400的側表面及影像感測器部分500的側表面共面。另外，半導體晶片結構CS經歷測試程序以移除有缺陷的半導體晶片結構CS。

此後，在一實施例中，移除載體基底900以暴露濾色器530、微透鏡540以及連接墊550。舉例而言，移除黏著構件910以使載體基底900與半導體晶片結構CS分離。

參考圖1及圖11，在一實施例中，將半導體晶片結構CS倒置，且半導體晶片結構CS安置於基底100上。在此步驟中，將第一半導體晶片200的底表面導向基底100。半導體晶片結構CS經由基底黏著層110附接至基底100。

在一實施例中，形成耦接連接墊550與基底墊120的連接線600。

參考圖1及圖12，在一實施例中，第一初步黏著片段PAP1形成於半導體晶片結構CS上。第一初步黏著片段PAP1形成於影像感測器晶片520的頂表面上。舉例而言，將光固化聚合物塗佈於影像感測器晶片520的頂表面上，且接著圖案化光固化聚合物以形成第一初步黏著片段PAP1。第一初步黏著片段PAP1包含尚未固化且因此可易於圖案化的材料。光固化聚合物包含UV固化環氧樹脂。為了在下文論述的後續製程中光學固化第一初步黏著片段PAP1，第一初步黏著片段PAP1可為透明或半透明的。當在平面圖中觀察時，第一初步黏著片段PAP1形成為包圍像素陣列PA。第一初步黏著片段PAP1沿著影像感測器晶片520的邊緣安置且形成閉合曲線形狀。第一初步黏著片段PAP1可形成為沿著距影像感測器晶片520的頂表面的高度具有均勻寬度。第一初步黏著片段PAP1的寬度在約10微米至約150微米範圍內。

參考圖1及圖13，在一實施例中，第一初步黏著片段PAP1經歷第一固化製程以形成第一黏著片段AP1。舉例而言，第一固化製程包含用紫外輻射(ultraviolet radiation；UV)輻照第一初步黏著片段PAP1以固化第一初步黏著片段PAP1。第一初步黏著片段PAP1上的第一固化製程將第一黏著片段AP1剛性地附接至影 像感測器晶片520的頂表面，且第一黏著片段AP1的硬度增加。

參考圖1及圖14，在一實施例中，提供透明基底700。透明基底700可包含玻璃或透明聚合物材料，諸如丙烯醯基。

在一實施例中，第二初步黏著片段PAP2形成於透明基底700的一個表面上。第二初步黏著片段PAP2形成於透明基底700的頂表面上。舉例而言，第二初步黏著片段PAP2藉由將熱固化聚合物塗佈於透明基底700的頂表面上而形成。熱固化聚合物為熱固化環氧樹脂。第二初步黏著片段PAP2具有閉合曲線形狀。

參考圖1及圖15，在一實施例中，透明基底700安置於基底100上。舉例而言，透明基底700置放於基底100上以允許第二初步黏著片段PAP2與第一黏著片段AP1豎直對準。隨後，透明基底700下降以允許第二初步黏著片段PAP2接觸第一黏著片段AP1的頂表面。

參考圖2及圖16，在一實施例中，第二初步黏著片段PAP2經歷第二固化製程，以形成第二黏著片段AP2。舉例而言，第二固化製程包含提供熱以固化第二初步黏著片段PAP2。舉例而言，將熱施加至第二初步黏著片段PAP2。在此步驟中，第二初步黏著片段PAP2可熔化。熔化的第二初步黏著片段PAP2沿著第一黏著片段AP1的側表面流動。熔化的第二初步黏著片段PAP2覆蓋第一黏著片段AP1的側表面延且接觸影像感測器晶片520的頂表面。熔化的第二初步黏著片段PAP2覆蓋第一黏著片段AP1。舉例而言，第一黏著片段AP1插入至第二初步黏著片段PAP2中。因此，第二初步黏著片段PAP2密封透明基底700與影像感測器晶片520之間的空間。此後，將熔化的第二初步黏著片段PAP2冷卻或 提供有高溫熱以固化構成熔化的第二初步黏著片段PAP2的材料。第二初步黏著片段PAP2上的第二固化製程將第二黏著片段AP2剛性地附接至第一黏著片段AP1，且第二黏著片段AP2的硬度增加。彼此附接的第一黏著片段AP1及第二黏著片段AP2形成黏著結構AS。

根據本發明概念的一些實施例，第二黏著片段AP2附接至第一黏著片段AP1的所有頂表面及側表面，且在第二黏著片段AP2與第一黏著片段AP1之間提供強的黏著力。因此，透明基底700可牢固地黏著至半導體晶片結構CS，且可製造具有改良的結構穩定性的半導體封裝。

此外，熱固化材料可用於形成密封透明基底700與影像感測器晶片520之間的第二黏著片段AP2。使用熱而非光來固化第二初步黏著片段PAP2，且因此第二初步黏著片段PAP2及源自其的第二黏著片段AP2可由不透明材料形成。因此，可防止所製造半導體封裝接收自半導體封裝的側面入射的光，且半導體封裝具有增加的靈敏度及感測精度。

返回參考圖1及圖2，在一實施例中，保護部分800形成於基底100上。在基底100上，形成保護部分800以覆蓋半導體晶片結構CS的側表面且掩埋連接線600。在此步驟中，形成保護部分800以覆蓋黏著結構AS的側表面。

在一實施例中，外部端子130形成於基底100的底表面上。

如上文所論述，可製造根據一實施例的半導體封裝。

圖17至圖20為示出根據本發明概念的一些實施例的製 造半導體封裝的方法的橫截面圖。圖21為示出根據本發明概念的一些實施例的製造半導體封裝的方法的平面圖。沿著圖21中的線C-C'截取圖17至圖20的橫截面圖。

參考圖3及圖17，在一實施例中，第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3形成於圖11的半導體晶片結構CS上。第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3形成於影像感測器晶片520的頂表面上。舉例而言，將光固化聚合物塗佈於影像感測器晶片520的頂表面上，且接著圖案化光固化聚合物以形成第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3。光固化聚合物包含UV固化環氧樹脂。第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3各自沿著影像感測器晶片520的邊緣安置且形成閉合曲線形狀。當在平面圖中觀察時，第一初步黏著片段PAP1形成為包圍像素陣列PA。當在平面圖中觀察時，第三初步黏著片段PAP3形成為包圍第一初步黏著片段PAP1。第三初步黏著片段PAP3與第一初步黏著片段PAP1間隔開。

參考圖3及圖18，在一實施例中，第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3經歷第一固化製程以形成第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3。舉例而言，第一固化製程包含用紫外輻射(UV)輻照第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3以固化第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3。第一固化製程將第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3中的每一者剛性地附接影像感測器晶片520的頂表面，且第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3的硬度增加。

替代地，在一些實施例中，第三黏著片段AP3形成為具 有穿透第三黏著片段AP3的一或多個排氣孔VH，如圖5中所繪示。如參考圖5及圖17所論述，將光固化聚合物塗佈於影像感測器晶片520的頂表面上，且圖案化光固化聚合物以形成第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3。在此步驟中，第三初步黏著片段PAP3形成為具有包圍第一初步黏著片段PAP1的多個圖案。隨後，如圖5及圖18中所繪示，第一初步黏著片段PAP1及第三初步黏著片段PAP3經歷第一固化製程以形成第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3。以下將論述圖18的實施例。

參考圖4及圖19，在一實施例中，透明基底700設置於基底100上，如參考圖14所論述。舉例而言，透明基底700置放於基底100上以允許第二初步黏著片段PAP2與第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3豎直對準。在此步驟中，第二黏著片段AP2與第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3兩者豎直重疊。隨後，透明基底700下降以允許第二初步黏著片段PAP2接觸第一黏著片段AP1的頂表面及第三黏著片段AP3的頂表面。

參考圖4及圖20，在一實施例中，第二初步黏著片段PAP2經歷第二固化製程以形成第二黏著片段AP2。舉例而言，第二固化製程包含加熱第二初步黏著片段PAP2以固化第二初步黏著片段PAP2。更詳言之，第二初步黏著片段PAP2經加熱以熔化第二初步黏著片段PAP2。熔化的第二初步黏著片段PAP2沿著第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3的側表面流動。熔化的第二初步黏著片段PAP2覆蓋第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3的側表面延，且接觸影像感測器晶片520的頂表面。熔化的第二初步黏著片段PAP2填充第一黏著片段AP1與第三黏著片段AP3之間 的空間，且接觸第一黏著片段AP1與第三黏著片段AP3之間的影像感測器晶片520的頂表面。舉例而言，熔化的第二初步黏著片段PAP2覆蓋第一黏著片段AP1及第三黏著片段AP3。因此，第二初步黏著片段PAP2密封透明基底700與影像感測器晶片520之間的空間。此後，將熔化的第二初步黏著片段PAP2冷卻或提供有高溫熱以固化形成熔化的第二初步黏著片段PAP2的材料。第二初步黏著片段PAP2上的第二固化製程將第二黏著片段AP2剛性地附接至第一黏著片段AP1及第三黏著劑AP3，且第二黏著片段AP2的硬度增加。

在一實施例中，當第三黏著片段AP3形成為具有排氣孔VH時，熔化的第二初步黏著片段PAP2填充第一黏著片段AP1與第三黏著片段AP3之間的空間。在此情況下，如由圖21中的箭頭指示，空氣經由排氣孔VH自第一黏著片段AP1與第三黏著片段AP3之間的空間排出。因此，由第一黏著片段AP1與第三黏著片段AP3之間的氣壓引起的缺陷的出現可減小。

在根據本發明概念的一些實施例的半導體封裝中，由於第二黏著片段附接至第一黏著片段的頂表面及側表面，因此在第二黏著片段與第一黏著片段之間提供大的接觸面及強的黏著力。因此，透明基底可牢固地黏著至半導體晶片結構，且可提供具有改良的結構穩定性的半導體封裝。

不透明第二黏著片段將透明基底附接至影像感測器晶片，且密封透明基底與影像感測器晶片之間的空白空間。因此，防止外部光穿過黏著結構進入空白空間中，且影像感測器晶片僅接收穿過透明基底的光，且半導體封裝具有增加的靈敏度及感測 精度以及減小的噪音。

儘管已結合隨附圖式中所示出的本發明概念的一些實施例描述本發明概念，但所屬領域中具有通常知識者應理解，可在不脫離本發明概念的精神及基本特徵的情況下在本發明概念中作出形式及細節的變化。因此，應將上文所揭露的實施例視為說明性且非限制性的。

100:基底

110:基底黏著層

120:基底墊

130:外部端子

200:第一半導體晶片

210:導電圖案

220:晶片墊

230:連接端子

300:模製層

400:重佈線層

410:介電層

420:重佈線圖案

500:影像感測器部分

510:第二半導體晶片

511:第一基極層

512:第一電路層

513:第一通孔

514:第一接合墊

520:影像感測器晶片

521:第二基極層

522:第二電路層

523:第二通孔

524:第二接合墊

530:濾色器

540:微透鏡

550:連接墊

600:連接線

700:透明基底

800:保護部分

A-A':線

AP1:第一黏著片段

AP2:第二黏著片段

AS:黏著結構

CS:半導體晶片結構

GAP:空白空間

P:像素

PA:像素陣列

Claims (19)

1. 一種半導體封裝，包括：半導體晶片結構，包含彼此接觸的影像感測器晶片及邏輯晶片；透明基底，安置於所述半導體晶片結構上；以及黏著結構，安置於所述半導體晶片結構的邊緣上以及所述半導體晶片結構與所述透明基底之間，其中所述黏著結構包含：第一黏著片段，安置於所述半導體晶片結構的頂表面上；以及第二黏著片段，安置於所述透明基底的底表面上，其中所述第二黏著片段覆蓋所述第一黏著片段的頂表面及側表面，且其中所述影像感測器晶片比所述邏輯晶片更接近所述透明基底，其中所述第一黏著片段包含光固化聚合物，所述第二黏著片段包含熱固化聚合物及不透明材料，且其中所述第二黏著片段的寬度隨著距所述透明基底的所述底表面的距離增加而減小。
2. 如請求項1所述的半導體封裝，其中所述第二黏著片段沿著所述第一黏著片段的所述側表面與所述半導體晶片結構的所述頂表面接觸。
3. 如請求項1所述的半導體封裝，其中所述第一黏著片段及所述第二黏著片段中的每一者具有閉合環的平面形狀。
4. 如請求項1所述的半導體封裝，其中所述黏著結構更包含安置於所述半導體晶片結構的所述頂表面上的第三黏著片段，其中，當在平面圖中觀察時，所述第三黏著片段包圍所述第一黏著片段。
5. 如請求項4所述的半導體封裝，其中所述第三黏著片段具有閉合環的平面形狀，且當在所述平面圖中觀察時，所述第一黏著片段安放於所述第三黏著片段內。
6. 如請求項4所述的半導體封裝，其中所述第三黏著片段具有包圍所述第一黏著片段的平面環形狀，所述第三黏著片段具有穿透所述第三黏著片段的至少一個排氣孔，且當在所述平面圖中觀察時，所述至少一個排氣孔在所述第三黏著片段中形成間隙，其中所述間隙連接所述第三黏著片段的內部與外部。
7. 如請求項4所述的半導體封裝，其中所述第二黏著片段覆蓋所述第一黏著片段的所述頂表面及所述側表面，且亦覆蓋所述第三黏著片段的頂表面及側表面。
8. 如請求項7的半導體封裝，其中所述第二黏著片段填充由所述第一黏著片段、所述第三黏著片段以及所述半導體晶片結構的所述頂表面包圍的空間。
9. 一種半導體封裝，包括： 基底；邏輯晶片，安置於所述基底上；影像感測器晶片，安置於所述邏輯晶片上，其中所述影像感測器晶片包含位於所述影像感測器晶片的頂表面上的微透鏡陣列；透明基底，安置於所述影像感測器晶片上；以及黏著結構，安置於所述影像感測器晶片與所述透明基底之間，其中所述黏著結構包圍所述微透鏡陣列，其中所述黏著結構包含：第一黏著片段，安置於所述影像感測器晶片的所述頂表面上；第二黏著片段，安置於所述影像感測器晶片的所述頂表面上，其中當在平面圖中觀察時，所述第二黏著片段包圍所述第一黏著片段；以及第三黏著片段，安置於所述透明基底的底表面上，其中所述第三黏著片段自所述第一黏著片段及所述第二黏著片段的頂側覆蓋所述第一黏著片段及所述第二黏著片段，其中所述第一黏著片段及所述第二黏著片段包含光固化聚合物，其中所述第三黏著片段包含熱固化聚合物及不透明材料，且其中所述第三黏著片段的寬度隨著距所述透明基底的所述底表面的距離增加而減小。
10. 如請求項9所述的半導體封裝，其中所述第三黏著片段覆蓋所述第一黏著片段的頂表面及側表面以及所述第二黏著 片段的頂表面及側表面。
11. 如請求項9所述的半導體封裝，其中所述第三黏著片段沿著所述第一黏著片段的側表面或所述第二黏著片段的側表面與所述影像感測器晶片的所述頂表面接觸。
12. 如請求項9所述的半導體封裝，其中所述第一黏著片段、所述第二黏著片段以及所述第三黏著片段中的每一者具有閉合環的平面形狀。
13. 如請求項9所述的半導體封裝，其中所述第一黏著片段及所述第三黏著片段中的每一者具有閉合環的平面形狀，所述第二黏著片段具有平面環形狀及穿透所述第二黏著片段的至少一個排氣孔，且當在所述平面圖中觀察時，所述至少一個排氣孔在所述第二黏著片段中形成間隙，其中所述間隙連接所述第二黏著片段的內部與外部。
14. 如請求項9所述的半導體封裝，其中所述第三黏著片段在所述第一黏著片段與所述第二黏著片段之間延伸，且所述第三黏著片段接觸所述影像感測器晶片的所述頂表面。
15. 如請求項9所述的半導體封裝，其中所述微透鏡陣列安放於所述透明基底與所述影像感測器晶片之間的空間中，其中所述空間由所述透明基底、所述影像感測器晶片以及所述第三黏著片段密封。
16. 一種製造半導體封裝的方法，所述方法包括：提供包含彼此接觸的影像感測器晶片及邏輯晶片的半導體晶 片結構，其中所述影像感測器晶片包含位於所述影像感測器晶片的頂表面上的微透鏡陣列；在所述半導體晶片結構的頂表面上形成第一黏著片段，其中所述第一黏著片段包圍所述微透鏡陣列；用光輻照所述第一黏著片段，其中所述第一黏著片段固化；在透明基底上形成第二黏著片段；將所述透明基底置放於所述半導體晶片結構上，其中所述第二黏著片段與所述第一黏著片段接觸；以及加熱所述第二黏著片段，其中所述第二黏著片段固化，其中在將所述透明基底置放於所述半導體晶片結構上時，所述第一黏著片段插入至所述第二黏著片段中。
17. 如請求項16所述的製造半導體封裝的方法，其中在將所述透明基底置放於所述半導體晶片結構上時，所述第二黏著片段與所述半導體晶片結構的所述頂表面接觸。
18. 如請求項16所述的製造半導體封裝的方法，更包括在所述半導體晶片結構的所述頂表面上形成第三黏著片段，其中所述第三黏著片段包圍所述微透鏡陣列，其中，當在平面圖中觀察時，所述第三黏著片段包圍所述第一黏著片段，其中當所述第一黏著片段固化時，所述第三黏著片段亦固化，其中所述第三黏著片段具有穿透所述第三黏著片段的至少一個排氣孔，且當在所述平面圖中觀察時，所述至少一個排氣孔在所述第三黏著片段中形成間隙，其中所述間隙連接所述第三黏著片段的內部與外部，且 其中在將所述透明基底置放於所述半導體晶片結構上時，所述第一黏著片段與所述第三黏著片段之間的空氣經由所述至少一個排氣孔向外部排出。
19. 如請求項16所述的製造半導體封裝的方法，其中提供所述半導體晶片結構包含：將第一晶圓及第二晶圓彼此附接以形成元件基底，其中所述第一晶圓包含多個影像感測器晶片區段，且所述第二晶圓包含多個邏輯晶片區段；執行磨削製程，其中移除所述第二晶圓的一部分以薄化所述第二晶圓；以及切分所述元件基底。