本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，具體而言，涉及一種mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法和結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的紅外識(shí)別mems器件多采用傳統(tǒng)打線封裝技術(shù)，效率低，單顆封裝體積大。

2、進(jìn)一步地，針對(duì)紅外識(shí)別mems器件，通過(guò)晶圓級(jí)封裝可以增加封裝效率，減小封裝尺寸，然而，由于紅外識(shí)別mems器件內(nèi)部具有脆弱的微結(jié)構(gòu)，例如微測(cè)輻射熱計(jì)，因此，晶圓級(jí)加工過(guò)程中超聲波，吸附，固定頻率震動(dòng)都會(huì)破壞微結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致此類mems晶圓難以進(jìn)行加工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的包括，例如，提供了一種mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法和結(jié)構(gòu)，其能夠有效地對(duì)內(nèi)部微結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，避免其受到破壞，并能夠采用晶圓級(jí)封裝工藝，提升封裝效率，減小封裝尺寸。

2、本發(fā)明的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，包括：

4、將mems晶圓具有微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至第一載板，其中所述微結(jié)構(gòu)層設(shè)置在所述mems晶圓具有連接焊盤的一側(cè)；

5、在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成貫通至所述連接焊盤的硅通孔結(jié)構(gòu)；

6、在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成線路層，所述線路層覆蓋所述硅通孔結(jié)構(gòu)并與所述連接焊盤連接；

7、在所述線路層背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成阻焊層，所述阻焊層填充所述硅通孔結(jié)構(gòu)；

8、將所述阻焊層背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至第二載板；

9、剝離所述第一載板；

10、將所述微結(jié)構(gòu)層背離所述mems晶圓的一側(cè)鍵合至蓋層晶圓；

11、剝離所述第二載板；

12、在所述阻焊層的表面形成與所述線路層連接的焊球。

13、在可選的實(shí)施方式中，將mems晶圓具有微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至第一載板的步驟之前，所述方法還包括：

14、在所述mems晶圓設(shè)置有連接焊盤的一側(cè)制備保護(hù)層；

15、在所述保護(hù)層中制備微結(jié)構(gòu)層。

16、在可選的實(shí)施方式中，將所述微結(jié)構(gòu)層背離所述mems晶圓的一側(cè)鍵合至蓋層晶圓的步驟，包括：

17、干法刻蝕去除所述保護(hù)層，以露出所述微結(jié)構(gòu)層；

18、將所述微結(jié)構(gòu)層背離所述mems晶圓的一側(cè)錫金鍵合至所述蓋層晶圓。

19、在可選的實(shí)施方式中，將所述阻焊層背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至第二載板的步驟，包括：

20、在所述第二載板的表面涂覆耐熱鍵合層；

21、將所述阻焊層背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至所述耐熱鍵合層；

22、其中，所述耐熱鍵合層的耐受溫度大于錫金鍵合溫度。

23、在可選的實(shí)施方式中，將mems晶圓具有微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至第一載板的步驟之前，所述方法包括：

24、在所述第一載板的表面涂覆臨時(shí)鍵合層。

25、在可選的實(shí)施方式中，在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成貫通至所述連接焊盤的硅通孔結(jié)構(gòu)的步驟，包括：

26、在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)減薄所述mems晶圓；

27、在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)的一側(cè)刻蝕形成溝槽；

28、在所述溝槽內(nèi)刻蝕形成貫通至所述連接焊盤的通孔。

29、在可選的實(shí)施方式中，在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)減薄所述mems晶圓的步驟，包括：

30、對(duì)所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)進(jìn)行研磨；

31、利用等離子干法刻蝕去除所述mems晶圓表面研磨后產(chǎn)生的微損傷層。

32、在可選的實(shí)施方式中，在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成線路層的步驟之前，所述方法還包括：

33、在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)制備鈍化層；

34、其中，所述鈍化層上形成有露出所述連接焊盤的鈍化窗口。

35、在可選的實(shí)施方式中，在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成線路層的步驟，包括：

36、在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)表面沉積種子層，所述種子層覆蓋所述硅通孔結(jié)構(gòu)；

37、在所述種子層上電鍍形成線路層；

38、對(duì)所述線路層進(jìn)行圖案化。

39、第二方面，本發(fā)明提供一種mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，采用如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法制備而成，所述mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包括：

40、mems晶圓，所述mems晶圓具有連接焊盤的一側(cè)設(shè)置有微結(jié)構(gòu)層，且所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成有貫通至所述連接焊盤的硅通孔結(jié)構(gòu)；

41、線路層，所述線路層設(shè)置在所述mems晶圓背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)，且所述線路層覆蓋所述硅通孔結(jié)構(gòu)并與所述連接焊盤連接；

42、阻焊層，所述阻焊層設(shè)置在所述線路層背離所述微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)；

43、蓋層晶圓，所述蓋層晶圓鍵合至所述微結(jié)構(gòu)層背離所述mems晶圓的一側(cè)；

44、焊球，所述焊球設(shè)置在所述阻焊層的表面并與所述線路層連接。

45、本發(fā)明實(shí)施例的有益效果包括，例如：

46、本發(fā)明實(shí)施例提供的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法和mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，首先將mems晶圓具有微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至第一載板，然后在mems晶圓背離微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成貫通至連接焊盤的硅通孔結(jié)構(gòu)；再形成線路層，線路層覆蓋硅通孔結(jié)構(gòu)并與連接焊盤連接；然后在線路層背離微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)形成阻焊層，阻焊層填充硅通孔結(jié)構(gòu)；將阻焊層背離微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至第二載板后剝離第一載板，再將微結(jié)構(gòu)層背離mems晶圓的一側(cè)鍵合至蓋層晶圓；最后剝離第二載板，并在阻焊層的表面形成與線路層連接的焊球。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例由于在硅通孔和制程中通過(guò)第一載板對(duì)微結(jié)構(gòu)層進(jìn)行保護(hù)，而在鍵合蓋層晶圓的制程中通過(guò)第二載板實(shí)現(xiàn)支撐，避免微結(jié)構(gòu)層由于晶圓翹曲，工藝制程中的外力，固定頻率的震動(dòng)等而造成破壞，因此，通過(guò)兩次鍵合載板的工藝來(lái)保護(hù)微結(jié)構(gòu)層不受破壞，有效地對(duì)內(nèi)部微結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，使得封裝工藝可以采用晶圓級(jí)封裝工藝，大大提升了封裝效率，減小了封裝尺寸。

技術(shù)特征：

1.一種mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，將mems晶圓(110)具有微結(jié)構(gòu)層(113)的一側(cè)鍵合至第一載板(200)的步驟之前，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，將所述微結(jié)構(gòu)層(113)背離所述mems晶圓(110)的一側(cè)鍵合至蓋層晶圓(180)的步驟，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，將所述阻焊層(190)背離所述微結(jié)構(gòu)層(113)的一側(cè)鍵合至第二載板(300)的步驟，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，將mems晶圓(110)具有微結(jié)構(gòu)層(113)的一側(cè)鍵合至第一載板(200)的步驟之前，所述方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，在所述mems晶圓(110)背離所述微結(jié)構(gòu)層(113)的一側(cè)形成貫通至所述連接焊盤(111)的硅通孔結(jié)構(gòu)(130)的步驟，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，在所述mems晶圓(110)背離所述微結(jié)構(gòu)層(113)的一側(cè)減薄所述mems晶圓(110)的步驟，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，在所述mems晶圓(110)背離所述微結(jié)構(gòu)層(113)的一側(cè)形成線路層(170)的步驟之前，所述方法還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于，在所述mems晶圓(110)背離所述微結(jié)構(gòu)層(113)的一側(cè)形成線路層(170)的步驟，包括：

10.一種mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，采用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法制備而成，其特征在于，所述mems產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種MEMS產(chǎn)品晶圓級(jí)封裝方法和結(jié)構(gòu)，涉及半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，首先將MEMS晶圓具有微結(jié)構(gòu)層的一側(cè)鍵合至第一載板，然后形成硅通孔結(jié)構(gòu)；再形成線路層；然后形成阻焊層；將阻焊層鍵合至第二載板后剝離第一載板，再將微結(jié)構(gòu)層鍵合至蓋層晶圓；最后剝離第二載板并形成焊球。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明由于在硅通孔和制程中通過(guò)第一載板對(duì)微結(jié)構(gòu)層進(jìn)行保護(hù)，而在鍵合蓋層晶圓的制程中通過(guò)第二載板實(shí)現(xiàn)支撐，避免微結(jié)構(gòu)層由于晶圓翹曲以及工藝制程中的外力、固定頻率的震動(dòng)等而造成破壞，通過(guò)兩次鍵合載板的工藝來(lái)保護(hù)微結(jié)構(gòu)層不受破壞，有效地對(duì)內(nèi)部微結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，因此可以采用晶圓級(jí)封裝工藝，大大提升了封裝效率，減小了封裝尺寸。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇航,呂軍,金科
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州科陽(yáng)半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/7