晶圆级系统封装方法及封装结构技术方案

一种晶圆级系统封装方法及封装结构，封装方法包括：提供器件晶圆，包括器件区以及环绕器件区的切割道区，器件区的器件晶圆中集成有第一芯片，器件区的器件晶圆正面粘贴有第二芯片；刻蚀切割道区的正面，在器件晶圆内形成沟槽，沟槽至少延伸至第一芯片背向正面的表面；在器件晶圆的正面形成覆盖第二芯片的封装层，封装层还填充于沟槽内。本发明专利技术在形成封装层之前，在切割道区的器件晶圆内形成沟槽，因此封装层还位于沟槽内，从而减小后续切割工艺对器件晶圆造成的损伤，降低器件晶圆发生开裂的概率，相应降低第一芯片发生脱落的概率，而且沟槽中的封装层还对第一芯片起到保护作用，降低第一芯片受潮或被氧化的概率，从而提高封装体的性能。

【技术实现步骤摘要】
晶圆级系统封装方法及封装结构
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆级系统封装方法及封装结构。
技术介绍
随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，人们对集成电路的封装技术的要求相应也不断提高。现有的封装技术包括球栅阵列封装(BallGridArray，BGA)、芯片尺寸封装(ChipScalePackag，CSP)、晶圆级封装(WaferLevelPackage，WLP)、三维封装(3D)和系统封装(SiP)等。系统封装可以将多个不同功能的有源元件、无源元件、微机电系统(MEMS)、光学元件等其他元件组合到一个单元中，形成一个可提供多种功能的系统或子系统，允许异质IC集成。相比于系统级芯片(SystemonChip，SoC)，系统封装的集成相对简单，设计周期和面市周期更短，成本较低，可以实现更复杂的系统。目前，为了满足集成电路封装的更低成本、更可靠、更快及更高密度的目标，先进的封装方法主要采用晶圆级系统封装(WaferLevelPackageSysteminPackage，WLPSiP)，与传统的系统封装相比，晶圆级系统封装是在器件晶圆(CMOSWafer)上完成封装集成制程，完成封装集成制程以获得晶圆级系统封装结构后，沿所述器件晶圆的切割道对所述晶圆级系统封装结构进行切割工艺以获得单个封装体，晶圆级系统封装具有大幅减小封装结构的面积、降低制造成本、优化电性能、批次制造等优势，可明显的降低工作量与设备的需求。但是，现有技术晶圆级系统封装容易导致封装体的性能下降。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种晶圆级系统封装方法及封装结构，提高封装体的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶圆级系统封装方法，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括器件区以及环绕所述器件区的切割道区，所述器件区的器件晶圆中集成有第一芯片，所述器件区的器件晶圆正面粘贴有第二芯片；刻蚀所述切割道区的器件晶圆正面，在所述器件晶圆内形成沟槽，所述沟槽至少延伸至所述第一芯片背向所述正面的表面；在所述器件晶圆的正面形成覆盖所述第二芯片的封装层，所述封装层还填充于所述沟槽内。可选的，所述沟槽底部与所述第一芯片背向所述正面的表面齐平；或者，所述沟槽位于所述切割道区的部分厚度器件晶圆内，且所述沟槽的深度大于所述第一芯片的厚度。可选的，形成所述封装层后，还包括：对所述器件晶圆的背面进行减薄处理。可选的，所述沟槽位于所述切割道区的部分厚度器件晶圆内，且所述沟槽的深度大于所述第一芯片的厚度；在所述减薄处理后，所述背面露出所述沟槽中的封装层。可选的，所述沟槽的宽度为10μm至120μm。可选的，所述封装层的材料为环氧树脂、粘片膜或干膜。可选的，提供器件晶圆的步骤中，所述第二芯片的正面或背面粘贴于所述器件区的器件晶圆正面上。可选的，采用干法刻蚀工艺，刻蚀所述切割道区的器件晶圆正面。相应的，本专利技术还提供一种晶圆级系统封装结构，包括：器件晶圆，包括器件区以及环绕所述器件区的切割道区，所述器件区的器件晶圆中集成有第一芯片；第二芯片，粘贴于所述器件区的器件晶圆正面上；封装层，位于所述器件晶圆的正面上且覆盖所述第二芯片，所述封装层还位于所述切割道区的器件晶圆内，其中，所述器件晶圆内的封装层至少延伸至所述第一芯片背向所述正面的表面。可选的，所述封装层位于所述切割道区的部分厚度器件晶圆内，且位于所述器件晶圆内的封装层背向所述器件晶圆正面的表面与所述第一芯片背向所述器件晶圆正面的表面齐平；或者，所述封装层位于所述切割道区的部分厚度器件晶圆内，且位于所述器件晶圆内的封装层厚度大于所述第一芯片的厚度；或者，所述器件晶圆内的封装层厚度大于所述第一芯片的厚度，且所述封装层贯穿所述切割道区的器件晶圆。可选的，位于所述器件晶圆内的封装层的宽度为10μm至120μm。可选的，所述封装层的材料为环氧树脂、粘片膜或干膜。可选的，所述第二芯片的正面或背面粘贴于所述器件区的器件晶圆正面上。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术在形成封装层之前，在切割道区的器件晶圆内形成沟槽，因此所述封装层还位于所述沟槽内；在半导体制造领域中，完成封装以获得晶圆级系统封装结构后，通常还沿切割道对所述晶圆级系统封装结构进行切割工艺以获得单个封装体，由于所述沟槽内具有所述封装层，因此所述切割工艺对所述沟槽中的封装层进行切割，与沿切割道对器件晶圆进行切割的方案相比，能够减小所述切割工艺对所述器件晶圆造成的损伤，降低所述器件晶圆发生开裂的概率，相应降低了所述第一芯片发生脱落的概率，而且，所述沟槽中的封装层还可以对所述第一芯片到保护作用，降低所述第一芯片受潮或被氧化的概率；所以，通过在所述切割道区的器件晶圆内形成所述封装层，有利于提高所获得封装体的性能。可选方案中，当所述沟槽位于所述切割道区的部分厚度器件晶圆内，且所述沟槽的深度大于所述第一芯片的厚度时，在对所述器件晶圆的背面进行减薄处理后，所述背面露出所述沟槽中的封装层，从而释放所述器件晶圆和封装层之间的局部应力，避免所获得的晶圆级系统封装结构产生表面翘曲的问题，进而有利于进一步提高所获得封装体的性能。附图说明图1至图7是本专利技术晶圆级系统封装方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，晶圆级系统封装容易导致封装体的性能下降。分析封装体性能下降的原因在于：在晶圆级系统封装工艺中，将多个不同功能的有源元件、无源元件、微机电系统、光学元件等其他元件集成至一个器件晶圆上，随后在所述器件晶圆上形成覆盖所述多个元件的封装层，在所述器件晶圆上完成封装制程后获得晶圆级系统封装结构后，再沿所述器件晶圆的切割道对所述晶圆级系统封装结构进行切割工艺，以获得单个封装体。所述切割工艺通常为机械切割，因此在所述切割工艺过程中，所述器件晶圆容易受到损伤，且所述器件晶圆在切割力的作用下容易发生开裂，相应还容易导致所述器件晶圆中的芯片(Chip)发生脱落，而且所述封装层仅对所述多个元件进行保护，在完成所述切割工艺后，所述器件晶圆中的芯片容易受到水汽的影响而出现受潮或被氧化的问题，从而导致所述封装体的性能下降。为了解决所述技术问题，本专利技术提供一种晶圆级系统封装方法，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括器件区以及环绕所述器件区的切割道区，所述器件区的器件晶圆中集成有第一芯片，所述器件区的器件晶圆正面粘贴有第二芯片；刻蚀所述切割道区的器件晶圆正面，在所述器件晶圆内形成沟槽，所述沟槽至少延伸至所述第一芯片背向所述正面的表面；在所述器件晶圆的正面形成覆盖所述第二芯片的封装层，所述封装层还填充于所述沟槽内。本专利技术在形成封装层之前，在切割道区的器件晶圆内形成沟槽，因此所述封装层还位于所述沟槽内；在半导体制造领域中，完成封装以获得晶圆级系统封装结构后，通常还沿切割道对所述晶圆级系统封装结构进行切割工艺以获得单个封装体，由于所述沟槽内具有所述封装层，因此所述切割工艺对所述沟槽中的封装层进行切割，与沿切割道对器件晶圆进行切割的方案相比，能够减小所述切割工艺对所述器件晶圆造成的损伤，降低所述器件晶圆发生开裂的概率，相应降低了所述第一芯片发生脱落的概率，而且，所述沟槽中的封装层还可以对所述第一芯片到保护作用，降低所述第一芯片受潮或被氧化的概率；所以，通过在所述切割本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆级系统封装方法，其特征在于，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括器件区以及环绕所述器件区的切割道区，所述器件区的器件晶圆中集成有第一芯片，所述器件区的器件晶圆正面粘贴有第二芯片；刻蚀所述切割道区的器件晶圆正面，在所述器件晶圆内形成沟槽，所述沟槽至少延伸至所述第一芯片背向所述正面的表面；在所述器件晶圆的正面形成覆盖所述第二芯片的封装层，所述封装层还填充于所述沟槽内。

【技术特征摘要】
2017.09.30 CN 2017109170711;2017.09.30 CN 201710911.一种晶圆级系统封装方法，其特征在于，包括：提供器件晶圆，所述器件晶圆包括器件区以及环绕所述器件区的切割道区，所述器件区的器件晶圆中集成有第一芯片，所述器件区的器件晶圆正面粘贴有第二芯片；刻蚀所述切割道区的器件晶圆正面，在所述器件晶圆内形成沟槽，所述沟槽至少延伸至所述第一芯片背向所述正面的表面；在所述器件晶圆的正面形成覆盖所述第二芯片的封装层，所述封装层还填充于所述沟槽内。2.如权利要求1所述的晶圆级系统封装方法，其特征在于，所述沟槽底部与所述第一芯片背向所述正面的表面齐平；或者，所述沟槽位于所述切割道区的部分厚度器件晶圆内，且所述沟槽的深度大于所述第一芯片的厚度。3.如权利要求1所述的晶圆级系统封装方法，其特征在于，形成所述封装层后，还包括：对所述器件晶圆的背面进行减薄处理。4.如权利要求1或3所述的晶圆级系统封装方法，其特征在于，所述沟槽位于所述切割道区的部分厚度器件晶圆内，且所述沟槽的深度大于所述第一芯片的厚度；在所述减薄处理后，所述背面露出所述沟槽中的封装层。5.如权利要求1所述的晶圆级系统封装方法，其特征在于，所述沟槽的宽度为10μm至120μm。6.如权利要求1所述的晶圆级系统封装方法，其特征在于，所述封装层的材料为环氧树脂、粘片膜或干膜。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟彬，罗海龙，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33