專利名稱：光電元件封裝制程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種元件封裝制程(packaging process)，特別是涉及一種光電元件(photoelectric device)封裝制程。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今資訊爆炸的社會(huì)，電子產(chǎn)品遍布于日常生活中，無論是在衣食住行，還是在育樂等各方面，均會(huì)應(yīng)用到集成電路元件所組成的產(chǎn)品，且伴隨著電子科技的不斷演進(jìn)，功能性更復(fù)雜、更人性化的產(chǎn)品亦不斷推陳出新。由于圖像總是人們最易于接受的資訊表達(dá)方式，因此在各類電子產(chǎn)品中，如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝影機(jī)、具有照相或錄影功能的手機(jī)、掃描器等光學(xué)電子產(chǎn)品，就理所當(dāng)然地成為最熱門的消費(fèi)性電子產(chǎn)品。而在光學(xué)電子產(chǎn)品中，最重要的電子元件就是影像感測(cè)器(image sensor)等光電元件。當(dāng)然，光電元件的優(yōu)劣就決定了光學(xué)電子產(chǎn)品的輸出表現(xiàn)，更決定了消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的接受度。
請(qǐng)參閱圖1A～圖1E所示，是現(xiàn)有習(xí)知的光電元件封裝制程的流程及結(jié)構(gòu)剖面圖。首先請(qǐng)參閱圖1A所示，現(xiàn)有習(xí)知的光電元件封裝制程，是先提供一晶圓110。晶圓110是由一基底112與多個(gè)光電元件114所構(gòu)成。光電元件114配置于基底112的表層。每一個(gè)光電元件114皆具有一主動(dòng)表面116，且主動(dòng)表面116是暴露于基底112外。
接著請(qǐng)參閱圖1B所示，在晶圓110上進(jìn)行凸塊制程(bumping)，以在晶圓110上形成多個(gè)電性連接至光電元件114的凸塊118。
接著請(qǐng)參閱圖1C所示，切割晶圓110以形成多個(gè)晶片120。每一個(gè)晶片120具有至少一個(gè)光電元件114。
接著請(qǐng)參閱圖1D所示，將各晶片120分別藉由凸塊118而電性連接至多個(gè)承載器130上。
最后請(qǐng)參閱圖1E所示，在每一個(gè)晶片120上配置一鏡組140，鏡組140是位于主動(dòng)表面116前。
由于光電元件114在工作時(shí)，外界光線是照射至主動(dòng)表面116，再由光電元件114轉(zhuǎn)換為影像訊號(hào)，因此光電元件114的主動(dòng)表面116的清潔就非常重要，任何刮損或異物沾附都將嚴(yán)重影響光電元件114的功能表現(xiàn)。而在上述現(xiàn)有習(xí)知的光電元件封裝制程的各步驟中，制程環(huán)境的微粒落塵量通常并未受到極佳的控制，因此很容易發(fā)生落塵附著或污染光電元件114的主動(dòng)表面116的現(xiàn)象。尤其是在晶圓切割的步驟中，切割晶圓110所產(chǎn)生的大量碎屑不僅會(huì)附著或污染主動(dòng)表面116，更有可能刮損主動(dòng)表面116。如此一來，將嚴(yán)重影響光電元件114的優(yōu)良率。
因此，如何在光電元件封裝制程中，避免落塵附著或污染光電元件的主動(dòng)表面，以提高光電元件的封裝優(yōu)良率，就成為亟待解決的課題。
由此可見，上述現(xiàn)有的光電元件封裝制程在方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決光電元件封裝制程存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但是長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般制程又沒有適切的方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的光電元件封裝制程，便成了當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的光電元件封裝制程存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的光電元件封裝制程，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的光電元件封裝制程存在的缺陷，而提供一種新的光電元件封裝制程，所要解決的技術(shù)問題是使其適于避免光電元件在封裝制程中受到污染，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光電元件封裝制程，包括以下步驟提供一晶圓，該晶圓包括一基底與多數(shù)個(gè)光電元件，該些光電元件配置于該基底的表層，而每一該些光電元件分別具有一主動(dòng)表面，且該些主動(dòng)表面暴露于該基底外；形成一圖案化保護(hù)層于該些主動(dòng)表面上；切割該晶圓以形成多數(shù)個(gè)晶片，每一該些晶片具有至少一該些光電元件；分別電性連接該些晶片至多數(shù)個(gè)承載器上；以及移除該圖案化保護(hù)層。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的光電元件封裝制程，其中所述的該些光電元件包括影像感測(cè)器。
前述的光電元件封裝制程，其中在移除該圖案化保護(hù)層后，更包括在每一該些晶片上配置一鏡組，該些鏡組是位于光線照射至該些主動(dòng)表面的路徑上。
前述的光電元件封裝制程，其中所述的圖案化保護(hù)層包括光阻與干膜其中之一。
前述的光電元件封裝制程，其中形成該圖案化保護(hù)層的方法包括形成一光阻材料層于該晶圓的該些光電元件上；以及對(duì)該光阻材料層進(jìn)行曝光與顯影，以形成該圖案化保護(hù)層。
前述的光電元件封裝制程，其中電性連接該些晶片與該些承載器的方法包括進(jìn)行一凸塊接合制程。
前述的光電元件封裝制程，其中進(jìn)行該凸塊接合制程的方法包括利用打線技術(shù)所形成的柱狀金凸塊(gold stud bump)進(jìn)行接合。
前述的光電元件封裝制程，其中進(jìn)行該凸塊接合制程的方法包括利用凸塊制程所形成的金凸塊(gold bump)進(jìn)行接合。
前述的光電元件封裝制程，其中電性連接該些晶片與該些承載器的方法包括打線接合。
前述的光電元件封裝制程，其中在移除該圖案化保護(hù)層后，更包括進(jìn)行電漿清除，以清除該圖案化保護(hù)層仍殘留在該主動(dòng)表面上的部分。
前述的光電元件封裝制程，其中形成該圖案化保護(hù)層的方法包括全面地形成一未圖案化保護(hù)層于該晶圓上；以及圖案化該未圖案化保護(hù)層，以形成該圖案化保護(hù)層，其中該圖案化保護(hù)層至少暴露該些晶片用以電性連接至該些承載器的表面。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種光電元件封裝制程，其是先提供一晶圓。晶圓包括一基底與多個(gè)光電元件。光電元件配置于基底的表層。每一個(gè)光電元件皆具有一主動(dòng)表面，且主動(dòng)表面是暴露于基底外。接著形成一圖案化保護(hù)層于主動(dòng)表面上。接著切割晶圓以形成多個(gè)晶片。每一個(gè)晶片具有至少一個(gè)光電元件。接著將各晶片分別電性連接至多個(gè)承載器上。最后移除圖案化保護(hù)層。
在本本發(fā)明的一實(shí)施例中，光電元件例如是影像感測(cè)器。在移除圖案化保護(hù)層后，例如更在每一個(gè)晶片上配置一鏡組，鏡組是位于光線照射至主動(dòng)表面的路徑上。圖案化保護(hù)層例如是光阻層，且例如是液態(tài)光阻或干膜(dry film)。形成圖案化保護(hù)層的方法例如是先形成一光阻材料層于晶圓的光電元件上，再對(duì)光阻材料層進(jìn)行曝光與顯影，以形成圖案化保護(hù)層。電性連接晶片與承載器的方法例如是進(jìn)行凸塊接合或打線接合(wirebonding)。在以凸塊接合制程電性連接晶片與承載器時(shí)，其方法例如是利用打線技術(shù)所形成的柱狀金凸塊(gold stud bump)進(jìn)行接合，或利用凸塊制程所形成的金凸塊(gold bump)進(jìn)行接合。
此外，在移除圖案化保護(hù)層后，例如更進(jìn)行電漿清除(plasma clean)，以清除圖案化保護(hù)層仍殘留在主動(dòng)表面上的部分。
另外，形成圖案化保護(hù)層的方法例如是先全面地形成一未圖案化保護(hù)層于晶圓上，之后圖案化該未圖案化保護(hù)層，以形成前述圖案化保護(hù)層。其中，圖案化保護(hù)層至少暴露前述晶片用以電性連接至承載器的表面。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明光電元件封裝制程至少具有下列優(yōu)點(diǎn)綜上所述，在本發(fā)明的光電元件封裝制程中，光電元件的主動(dòng)表面由于覆蓋有圖案化保護(hù)層，因此不論是在晶圓切割或其他的步驟中，主動(dòng)表面都不會(huì)發(fā)生被落塵、碎屑附著、污染或刮損的情形，主動(dòng)表面上的圖案化保護(hù)層可以有效地保護(hù)光電元件不受落塵的污染，所以可大幅提升光電元件在完成封裝后的優(yōu)良率。
綜上所述，本發(fā)明特殊的光電元件封裝制程，適于避免光電元件在封裝制程中受到污染，并在同類方法中未見有類似的設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在制造方法上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的光電元件封裝制程具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1A～圖1E是現(xiàn)有習(xí)知的光電元件封裝制程的流程及結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖2A～2H是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的光電元件封裝制程的流程及結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖3是光電元件封裝制程中采用打線接合的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
110晶圓112基底114光電元件116主動(dòng)表面118凸塊120晶片130承載器 140鏡組210晶圓212基底214光電元件216主動(dòng)表面218凸塊220晶片230承載器 240鏡組250圖案化保護(hù)層252光阻材料層具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的光電元件封裝制程其具體實(shí)施方式
、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請(qǐng)參閱圖2A～2H所示，是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的光電元件封裝制程的流程及結(jié)構(gòu)剖面圖，而圖3是光電元件封裝制程中采用打線接合的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
首先請(qǐng)參閱圖2A所述，本實(shí)施例的光電元件封裝制程，是先提供一晶圓210。晶圓210是由一基底212與多個(gè)光電元件214所構(gòu)成。基底212例如是硅晶圓(silicon wafer)。光電元件214例如是采用半導(dǎo)體制程技術(shù)而形成于基底212的表層。光電元件214例如是電荷耦合元件(Charge CoupledDevice，CCD)、互補(bǔ)金氧半導(dǎo)體(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)或其他形式的影像感測(cè)器。每一個(gè)光電元件214皆具有一主動(dòng)表面216，且主動(dòng)表面216是暴露于基底212外。由于外界光線是照射至主動(dòng)表面216，再由光電元件214轉(zhuǎn)換為影像訊號(hào)，因此光電元件214的主動(dòng)表面216的清潔就非常重要，任何刮損或異物沾附都將嚴(yán)重影響光電元件214的功能表現(xiàn)。
接著請(qǐng)參閱圖2B與圖2C所示，形成一圖案化保護(hù)層250于主動(dòng)表面216上。圖案化保護(hù)層250例如是光阻層(photoresist layer)或其他介電層。形成圖案化保護(hù)層250的方法，例如是先全面性地形成一未圖案化的光阻材料層252于晶圓210上(如圖2B所示)，再對(duì)光阻材料層252進(jìn)行曝光(exposure)與顯影(develop)，以形成圖案化保護(hù)層252。當(dāng)圖案化保護(hù)層250為光阻層時(shí)，圖案化保護(hù)層250可采用液態(tài)光阻或干膜。換言之，形成光阻材料層252的方法例如是涂布(coating)或貼附(paste)。當(dāng)然，圖案化保護(hù)層250的材質(zhì)并不局限于光阻材料，亦可采用不具光阻特性的其他介電材料，且圖案化保護(hù)層250亦不局限于僅覆蓋主動(dòng)表面216，只要圖案化保護(hù)層250可將主動(dòng)表面216與外界隔絕即可。
接著請(qǐng)參閱圖2D所示，在晶圓210上形成多個(gè)電性連接至光電元件214的凸塊218。凸塊218的材質(zhì)例如是金。其中，凸塊218例如是利用打線技術(shù)所形成的柱狀金凸塊(gold stud bump)，或是利用包括微影蝕刻技術(shù)的凸塊制程所形成的金凸塊(gold bump)。本步驟是當(dāng)光電元件214欲采用凸塊接合法電性連接至如圖2F的承載器230時(shí)進(jìn)行，若欲采用打線接合或其他電性連接的方式時(shí)，則不進(jìn)行此步驟。當(dāng)然，本步驟亦不限定于形成圖案化保護(hù)層250后即進(jìn)行，只要在進(jìn)行電性連接前完成凸塊218即可。而且，凸塊218亦可先形成于圖2F的承載器230上。
接著請(qǐng)參閱圖2E所示，切割晶圓210以形成多個(gè)晶片220。每一個(gè)晶片220具有至少一個(gè)光電元件214。在此步驟中，由于光電元件214的主動(dòng)表面216上覆蓋有圖案化保護(hù)層250，因此切割晶圓210所產(chǎn)生的大量碎屑完全不會(huì)附著、污染或刮損主動(dòng)表面216。
接著請(qǐng)參閱圖2F所示，將各晶片220分別藉由凸塊218而電性連接至多個(gè)承載器230上。當(dāng)然，晶片220亦可采用打線接合(如圖3所示)或其他方式而電性連接至承載器230上。
接著請(qǐng)參閱圖2G所示，移除圖案化保護(hù)層250，其方法例如是使用藥水與清水交互進(jìn)行沖洗。若無法完全清除圖案化保護(hù)層250而仍有殘留物在主動(dòng)表面216上，則可進(jìn)行電漿清除以確保光電元件214的主動(dòng)表面216上不會(huì)有任何殘留物。至此，即大致完成光電元件封裝制程。
接著請(qǐng)參閱圖2H所示，在移除圖案化保護(hù)層250后，可再在每一個(gè)晶片220上配置一鏡組240。鏡組240是位于外界光線照射至主動(dòng)表面216的路徑上，以將外界影像例如完整且平均地投射在光電元件214的主動(dòng)表面216上。
值得注意的是，圖2C所示的圖案化保護(hù)層252是以至少暴露晶片220用以電性連接至承載器230的表面為主，且至少覆蓋所有主動(dòng)表面216。換言之，圖案化保護(hù)層252除了暴露出晶片220形成凸塊或打線接合所使用的接合墊(bonding pad)以外，是以覆蓋所有其他表面為佳。此設(shè)計(jì)的目的在使晶片220的大部分表面皆可藉由圖案化保護(hù)層252隔絕制程中所產(chǎn)生的污染物，進(jìn)而保護(hù)主動(dòng)表面216。
綜上所述，在本發(fā)明的光電元件封裝制程中，是將光電元件的主動(dòng)表面在制程開始即覆蓋一圖案化保護(hù)層，并在制程步驟的最后階段才將圖案化保護(hù)層移除。因此，即使制程環(huán)境中未控制微粒落塵量于較嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，光電元件的主動(dòng)表面也不會(huì)被落塵附著或污染。同時(shí)，在晶圓切割過程中所產(chǎn)生的碎屑也不會(huì)附著、污染或刮損光電元件的主動(dòng)表面。所以，本發(fā)明的光電元件封裝制程不僅可以節(jié)省控制微粒落塵量所需的成本，更可以大幅提升光電元件在完成封裝后的良率。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光電元件封裝制程，其特征在于其包括以下步驟提供一晶圓，該晶圓包括一基底與多數(shù)個(gè)光電元件，該些光電元件配置于該基底的表層，而每一該些光電元件分別具有一主動(dòng)表面，且該些主動(dòng)表面是暴露于該基底外；形成一圖案化保護(hù)層于該些主動(dòng)表面上；切割該晶圓以形成多數(shù)個(gè)晶片，每一該些晶片具有至少一該些光電元件；分別電性連接該些晶片至多數(shù)個(gè)承載器上；以及移除該圖案化保護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中所述的該些光電元件包括影像感測(cè)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中在移除該圖案化保護(hù)層后，更包括在每一該些晶片上配置一鏡組，該些鏡組是位于光線照射至該些主動(dòng)表面的路徑上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中所述的圖案化保護(hù)層包括光阻與干膜其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中形成該圖案化保護(hù)層的方法包括形成一光阻材料層于該晶圓的該些光電元件上；以及對(duì)該光阻材料層進(jìn)行曝光與顯影，以形成該圖案化保護(hù)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中電性連接該些晶片與該些承載器的方法包括進(jìn)行一凸塊接合制程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中進(jìn)行該凸塊接合制程的方法包括利用打線技術(shù)所形成的柱狀金凸塊(gold studbump)進(jìn)行接合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中進(jìn)行該凸塊接合制程的方法包括利用凸塊制程所形成的金凸塊(gold bump)進(jìn)行接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中電性連接該些晶片與該些承載器的方法包括打線接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中在移除該圖案化保護(hù)層后，更包括進(jìn)行電漿清除，以清除該圖案化保護(hù)層仍殘留在該主動(dòng)表面上的部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電元件封裝制程，其特征在于其中形成該圖案化保護(hù)層的方法包括全面地形成一未圖案化保護(hù)層于該晶圓上；以及圖案化該未圖案化保護(hù)層，以形成該圖案化保護(hù)層，其中該圖案化保護(hù)層至少暴露該些晶片用以電性連接至該些承載器的表面。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種光電元件封裝制程，其是先提供一晶圓。晶圓包括一基底與多個(gè)光電元件。光電元件配置于基底的表層。每一個(gè)光電元件皆具有一主動(dòng)表面，且主動(dòng)表面是暴露于基底外。接著形成一圖案化保護(hù)層于主動(dòng)表面上。接著切割晶圓以形成多個(gè)晶片。每一個(gè)晶片具有至少一個(gè)光電元件。接著將各晶片分別電性連接至多個(gè)承載器上。最后移除圖案化保護(hù)層。在此光電元件封裝制程中，主動(dòng)表面上的圖案化保護(hù)層可保護(hù)光電元件不受落塵的污染。
文檔編號(hào)H01L31/18GK1858917SQ200510068358
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2005年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月8日
發(fā)明者陳智龍, 許健豪 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司