一种图像传感器的芯片尺度封装方法
专利汇可以提供一种图像传感器的芯片尺度封装方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种图像 传感器 的芯片尺度封装方法，所述图像传感器包括具有传感 电路 的 晶圆 和光学元件，该芯片尺度封装方法包括：先在所述晶圆上进行 硅 贯通 电极 的制作；然后在晶圆上制备图像传感器的光学元件。该方法通过将光学元件的制备步骤放在硅贯通 电极形成 的步骤之后，可有效解决传统图像传感器的芯片尺度封装方法中图像传感器的光学元件易在硅贯通电极形成过程中受 变形 ，污染或损伤的问题，保证光学元件性能可靠性和 稳定性 ，同时可提高硅贯通电极制备中绝缘层淀积 温度 ，确保绝缘层 质量 良好，最终提高图像传感器的芯片尺度封装的良品率。，下面是一种图像传感器的芯片尺度封装方法专利的具体信息内容。
1、一种图像传感器的芯片尺度封装方法，所述图像传感器包括具有传感电 路的晶圆和光学元件，其特征在于，所述芯片尺度封装方法包括：先在所述晶 圆上进行硅贯通电极的制作；然后在晶圆上制备图像传感器的光学元件。
2、如权利要求1所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述晶圆上已制 作好硅贯通电极连接的金属压焊点。
3、如权利要求1所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述硅贯通电极 的制作包括硅过孔刻蚀步骤、绝缘层淀积步骤、过孔底部开通步骤、金属电极 形成步骤。
4、如权利要求3所述的芯片尺度封装，其特征在于：所述绝缘层为硅氧化 物层或硅氮化物层。
5、如权利要求4所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述绝缘层的淀 积温度范围包括300～400℃。
6、如权利要求3所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述的硅过孔刻 蚀步骤之前还包括加入晶圆打薄、抛光步骤。
7、如权利要求6所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述晶圆打薄、 抛光步骤之前还包括在晶圆上加载上硅衬底。
8、如权利要求7所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述的加载上硅 衬底是通过在晶圆上面涂敷粘附剂来加载。
9、如权利要求6所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述制备图像传 感器的光学元件在制备所述光学元件之前先去除所述上硅衬底，后加载下硅衬 底。
10、如权利要求6所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述制备图像 传感器的光学元件在制备所述光学元件之前先加载下硅衬底，后去除所述上硅 衬底。
11、如权利要求9或10所述的芯片尺度封装方法，其特征在于：所述加载 下硅衬底是通过在晶圆背面涂敷粘附剂来加载。
技术领域
本发明涉及半导体器件的芯片尺度封装领域，尤其涉及一种图像传感器芯 片尺度封装方法。
背景技术
常见的消费电子产品中的图像传感器通常是电荷耦合器件(CCD)传感器 或CMOS图像传感器。这类图像传感器芯片尺度的封装，通常都是在晶圆(wafer) 上制作好图像传感器的传感电路部分，通过硅贯通电极方法实现传感电路与图 像传感器光学元件的连接。硅贯通电极(through silicon via)技术的出现使得这 些图像传感器可进行更小尺寸的芯片尺度封装，使图像传感器的封装密度得到 更进一步的提高。硅贯通电极技术通常包括硅过孔刻蚀步骤、绝缘层淀积步骤、 过孔底部开孔步骤、金属电极形成步骤等。
传统的方法均是先在晶圆上制备图像传感器的光学元件，然后制作硅贯通 电极。由于光学元件较脆弱，高温承受能力差，因此在已制备光学元件的晶圆 上，硅贯通电极制作中的绝缘层淀积温度不宜过高。目前淀积绝缘层材料为硅 氧化物材料，淀积温度一般不超过200℃。在这样的温度范围下硅氧化物绝缘层 的质地容易不均匀，质量较差。硅贯通电极的制作步骤易使已制作在晶圆上的 光学元件变形或受污染和损伤。从而导致图像传感器芯片性能的不稳定，良品 率降低。
发明内容
为了达到上述的目的，本发明的图像传感器的芯片尺度封装方法，所述图 像传感器包括具有传感电路的晶圆和光学元件，该方法包括先在所述晶圆上进 行硅贯通电极的制作；然后在晶圆上制备图像传感器的光学元件。
所述晶圆上已制作好硅贯通电极连接的金属压焊点。所述硅贯通电极的制 作包括硅过孔刻蚀步骤、绝缘层淀积步骤、过孔底部开通步骤、金属电极形成 步骤。所述绝缘层淀积的温度范围包括300～400℃。所述的硅过孔刻蚀步骤之前 还包括加入晶圆打薄、抛光步骤。所述的晶圆抛光、打薄步骤之前还包括在晶 圆上加载上硅衬底。所述的加载上硅衬底是通过在晶圆上面涂敷粘附剂来加载。
所述制备图像传感器的光学元件在制备所述光学元件之前加入先去除所述 上硅衬底和后加载下硅衬底两个步骤。或在所述制备图像传感器的光学元件在 制备所述光学元件之前加入先去除所述上硅衬底和后加载下硅衬底两个步骤。 所述加载下硅衬底是通过在晶圆背面涂敷粘附剂来加载。
与现有技术相比，本发明的图像传感器的芯片尺度封装方法通过将光学元 件的制备步骤放在硅贯通电极形成的步骤之后，可有效解决传统图像传感器芯 片尺度封装方法中光学元件易在硅贯通电极的制作过程中变形或受污染损伤的 问题，同时可提高硅贯通电极制备中绝缘层淀积温度，保证绝缘层质量，提高 光学元件性能可靠性和稳定性，最终保证图像传感器的芯片尺度封装的良品率。
附图说明
通过以下实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的和特 点。其中，附图为：
图1是本发明的硅贯通电极形成的流程图。
图2是本发明的图像传感器光学元件的制备过程流程图。
图3是本发明的图像传感器光学元件的另一制备过程流程图。
图4是本发明的图像传感器封装中覆盖保护层示意图。
图5是本发明的图像传感器的芯片尺度封装整个流程图。
图6是本发明的图像传感器的芯片尺度封装另一流程示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施例包括先在已做好图像传感器传感电路部分的晶圆上进 行硅贯通电极的制作。通常硅贯通电极的制作包括硅过孔(Through hole)刻蚀步 骤、绝缘层淀积步骤、过孔底部开通步骤、金属电极形成步骤。其中绝缘层淀 积步骤中绝缘层通常采用硅氧化物。目前为满足更小和更高密度图像传感器的 芯片尺度封装，会在硅过孔刻蚀步骤之前进行晶圆的打薄和抛光步骤，如果晶 圆的厚度薄到几个到几十个微米时，会在晶圆上加载上硅衬底(dummy substrate) 以便进行硅贯通电极的制作。上硅衬底的加载一般是通过在晶圆上涂敷粘附剂 来加载。
上述硅贯通电极的制作过程请参阅图1，图1中晶圆上1已制作好硅贯通电 极连接的金属压焊点4，硅贯通电极制作过程包括：先在晶圆1上涂敷粘附剂2 加载上硅衬底3；然后对晶圆1进行打薄、抛光；最后在抛光后的晶圆1以特定 掩模版图案进行硅过孔5刻蚀，再淀积硅氧化物以隔绝晶圆1与即将形成的铜 电极6，进一步地，刻蚀掉孔底部的氧化物打通硅过孔5底部以使即将形成的铜 电极6与金属压焊点4形成良好的接触，进一步地，可采用化学电镀方法形成 铜电极6。这样就完成了晶圆上的硅贯通电极的制作。
然后在上述所述制作好的硅贯通电极的晶圆上制备图像传感器的光学元 件。制备步骤请参阅图2或图3，如图2所示该步骤包括去除上硅衬底3以及 晶圆上的粘附剂2的步骤、涂敷粘附剂7、加载下硅衬底8、制备光学元件9、 去除下粘附剂7和下硅衬底8。如图3所示的该步骤包括涂敷粘附剂7、加载下 硅衬底8、去除粘附剂2和上硅衬底3步骤、制备光学元件9、去除下粘附剂7 和下硅衬底8。图2或图3中加载下硅衬底8是通过在晶圆背面涂敷粘附剂7来 加载的。采用图2或图3的方法均可实现在晶圆上制备图像传感器的光学元件 步骤。
一般在制备图像传感器的光学元件后会在在晶圆上覆盖一层图像传感器的 保护层10。请参见图4，覆盖的保护层为玻璃层，且在保护层和晶圆的铅压焊 点之间加入隔离垫片11。
参阅图5，图5是基于图2的图像传感器的光学元件制备过程的整个图像传 感器的芯片尺度封装方法的整个流程图。参阅图6，图6是基于图3的图像传感 器的光学元件制成过程的另一图像传感器芯片尺度封装方法的流程图。
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