半導體器件封裝件、封裝方法和封裝的半導體器件的制作方法
【專利說明】半導體器件封裝件、封裝方法和封裝的半導體器件
[0001]優先權聲明和交叉引用
[0002]本申請是2014年7月8日提交的標題為“Semiconductor DevicePackages, Packaging Methods, and Packaged Semiconductor Devices，，的美國專利申請第14/326，249號的部分繼續申請，其全部內容通過引用結合于此作為參考。
技術領域
[0003]本發明涉及半導體器件封裝件、封裝方法和封裝的半導體器件。
【背景技術】
[0004]半導體器件用于各種電子應用中，諸如個人電腦、移動手機、數碼相機和其他電子設備。通常通過在半導體襯底上方依次沉積絕緣或介電層、導電層和半導體材料層并且使用光刻圖案化各個材料層以在該各個材料層上形成電路組件和元件來制造半導體器件。
[0005]通常在單個半導體晶圓上制造數十或數百的集成電路。通過沿著劃線鋸切集成電路來分割單個的管芯。然后，以多芯片模式或以其他封裝類型來單獨地封裝單獨的管芯。
[0006]半導體產業通過持續降低最小部件尺寸來不斷提高各種電子組件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度，這允許更多的組件被集成到給定的面積內。在一些應用中，這些諸如集成電路管芯的更小的電子組件也需要更小的封裝件，這些更小的封裝件比過去的封裝件占用更少的面積。

【發明內容】

[0007]為了解決現有技術中的問題，根據本發明的一些實施例，提供了一種用于半導體器件的封裝件，包括:集成電路管芯安裝區域；模塑料，設置在所述集成電路管芯安裝區域周圍；互連結構，設置在所述模塑料和所述集成電路管芯安裝區域上方；以及保護圖案，設置在所述互連結構周圍的所述封裝件的周邊區域中，其中，所述保護圖案包括:第一導電部件，靠近第二導電部件垂直設置在所述封裝件內，其中所述第一導電部件包括第一寬度，所述第二導電部件包括第二寬度，所述第二寬度大于所述第一寬度。
[0008]根據本發明的又一些實施例，提供了一種封裝半導體器件的方法，包括:將集成電路管芯連接至載體；在所述集成電路管芯周圍形成模塑料；在所述模塑料和所述集成電路管芯上方形成互連結構的第一材料層；在所述集成電路管芯周圍的周邊區域中的所述互連結構的所述第一材料層中形成保護圖案的第一導電部件，所述第一導電部件包括第一寬度；在所述互連結構的所述第一材料層上方形成所述互連結構的第二材料層；在所述互連結構的所述第二材料層中形成所述保護圖案的第二導電部件，所述第二導電部件靠近所述第一導電部件并且包括第二寬度，所述第二寬度不同于所述第一寬度；以及去除所述載體。
【附圖說明】
[0009]當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發明的各方面。應該注意，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。
[0010]圖1是根據本發明的一些實施例的封裝的半導體器件的部分的截面圖，其中，在封裝件的周邊區域中形成保護圖案。
[0011]圖2是根據一些實施例示出的封裝的半導體器件的保護圖案的頂視圖。
[0012]圖3是根據本發明的一些實施例的封裝的半導體器件的部分的截面圖，其中，在封裝件的周邊區域中的互連結構的導電部件層中形成保護圖案。
[0013]圖4是根據一些實施例的圖3中所示的封裝的半導體器件的部分的頂視圖。
[0014]圖5是根據本發明的一些實施例的封裝的半導體器件的部分的截面圖，其中，在封裝件的周邊區域中的互連結構的導電部件層中形成保護圖案。
[0015]圖6是根據一些實施例的圖5中所示的封裝的半導體器件的部分的頂視圖。
[0016]圖7是根據本發明的一些實施例的封裝的半導體器件的部分的截面圖，其中，在封裝件的通孔層中形成保護圖案的部分。
[0017]圖8是根據一些實施例的圖7中所示的封裝的半導體器件的部分的頂視圖。
[0018]圖9是根據一些實施例的封裝的半導體器件的部分的頂視圖，示出了形成在封裝件的角區中的保護圖案的部分。
[0019]圖10、圖11、圖12和圖13是根據一些實施例的封裝的半導體器件的角區的頂視圖，示出了保護圖案的一些示例性形狀和布置。
[0020]圖14是根據一些實施例示出的設置在包括保護圖案的兩個相鄰封裝的半導體器件之間的切割路徑的頂視圖。
[0021]圖15是根據一些實施例的封裝的半導體器件的截面圖，其中，第一封裝的半導體器件連接至第二封裝的半導體器件。
[0022]圖16是根據一些實施例的封裝半導體器件的方法的流程圖。
[0023]圖17是根據一些實施例示出的包括保護圖案的多個封裝的半導體器件的頂視圖。
[0024]圖18是根據一些實施例的圖17中所示的封裝的半導體器件的部分的截面圖。
[0025]圖19是根據一些實施例的圖18中所示的封裝的半導體器件的部分的更詳細的截面圖。
[0026]圖20是根據一些實施例的圖17中所示的封裝的半導體器件的部分的截面圖。
[0027]圖21是根據一些實施例示出的包括保護圖案的封裝的半導體器件的部分的截面圖。
[0028]圖22是根據一些實施例示出的圖21中所示的包括保護圖案的多個封裝的半導體器件的頂視圖。
[0029]圖23示出了根據一些實施例的包括保護圖案的封裝的半導體器件的截面圖。
[0030]圖24是根據本發明的一些實施例示出的封裝半導體器件的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]以下公開內容提供了許多用于實現所提供主題的不同特征的不同實施例或實例。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發明可在各個實例中重復參考標號和/或字母。該重復是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關系。
[0032]而且，為便于描述，本文可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空間關系術語，以便于描述如圖所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關系。除了圖中所示的方位外，空間關系術語旨在包括使用或操作中的器件的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他方位上)，而本文使用的空間關系描述符可以同樣地作相應的解釋。
[0033]本發明的一些實施例提供了:用于半導體器件的新的封裝件、封裝半導體器件的方法和封裝的半導體器件，其中，保護圖案形成在封裝件的周邊區域中。保護圖案在切割期間保護封裝件面積并且可以用于對準圖案。在一些實施例中，保護圖案包括具有不同寬度的堆疊的導電部件，將在下文進一步描述。
[0034]首先參考圖1，示出了根據本發明的一些實施例的封裝的半導體器件100的部分的截面圖。封裝的半導體器件100包括形成在封裝件的周邊區域110中的保護圖案111。周邊區域110具有包括保護圖案111的保護圖案面積。保護圖案111包括一個或多個導電部件112，并且在一些實施例中包括金屬圖案，將在下文進一步描述。
[0035]封裝的半導體器件100包括封裝在具有模塑料116的封裝件中的集成電路管芯102，和設置在集成電路管芯102和模塑料116上方的互連結構120。模塑料116圍繞和包裹集成電路管芯102。例如，模塑料116包括諸如模塑化合物或底部填充材料的絕緣材料。如圖1中的虛像中(例如，在虛線中)所示，在一些實施例中，通孔106形成在模塑料116中。圖1的虛像中僅示出了一個通孔106 ;但是，封裝的半導體器件100可以包括其中形成的數十、數百或更多的通孔106。在其他的實施例中，通孔106不包括在模塑料116內。互連結構120電連接至集成電路管芯102。封裝件包括其中設置有集成電路管芯102的集成電路管芯安裝區域104。
[0036]保護圖案111設置在封裝件的周邊區域110中，封裝件設置在封裝邊緣142與封裝件的切割路徑113之間。在一些實施例中，封裝邊緣142包括靠近周邊區域110的區域，沒有導電部件穿過該區域(例如，朝向切割路徑113)形成在互連結構120中。例如，在一些實施例中，封裝邊緣142包括互連結構120的封閉區域或邊緣區域。
[0037]切割路徑113包括在封裝工藝之后，將在其中使用切割工藝(例如，使用鋸、激光或其他器件)分割多個封裝的半導體器件100的區域。例如，在一些實施例中，切割路徑113可以包括晶圓級封裝(WLP)技術的劃線區域或劃片區域。如虛像中所示，在一些實施例中，封裝的半導體器件100包括形成在載體101上方的WLP。在用于集成電路管芯102的封裝工藝之后，稍后去除載體101，下文參照圖16將進一步描述。在其他的實施例中，載體101可以不包括在封裝工藝流程中。
[0038]在一些實施例中，保護圖案111設置在材料層內，互連結構120的部分形成在該材料層中。例如，在圖1中，保護圖案111包括設置在互連結構120的導電部件層(諸如導電線128的層和導電通孔130的層)中的多個導電部件112。因此，不需要附加的工藝步驟或材料層來將保護圖案111的導電部件112包括在封裝件中。可以有利地修改用于互連結構120的導電部件的現有的光刻掩膜和封裝工藝，以將保護圖案111包括在封裝的半導體器件100中。在一些實施例中，互連結構120包括多個導電部件層，并且保護圖案111的多個導電部件112設置在互連結構120的一個或多個的多個導電部件層中。
[0039]在一些實施例中，由于保護圖案111的導電部件112與互連結構120的一個或多個導電部件層中的導電部件形成在相同的材料層中，所以保護圖案111的導電部件112包括的材料與互連結構120的導電部件層中的導電部件的材料相同。例如，在一些實施例中，導電部件112包括金屬。例如，金屬包括Cu、Al、W或它們的合金、組合或多層。導電部件112也可以包括其他材料。
[0040]在一些實施例中，保護圖案111的導電部件112的尺寸與互連結構120的一個或多個導電部件層中的導電部件的尺寸基本相同。例如，由于保護圖案111的導電部件112與在互連結構120的導電層中形成的導電部件形成在相同的材料層中，所以保護圖案111的導電部件112的厚度與互連結構120的導電層中的導電部件的厚度基本相同。保護圖案111的導電部件112的寬度可以設計為與互連結構120的導電層中的導電部件的寬度基本相同。
[0041]例如，在一些實施例中，多個導電部件112包括多個第一導電部件112，并且互連結構120中的多個導電部件層包括設置在該多個導電部件層中的多個第二導電部件128和/或130。多個第一導電部件112包括第一尺寸，并且多個第二導電部件128和/或130包括第二尺寸，第一尺寸和第二尺寸基本相同。
[0042]在一些實施例中，保護圖案111的導電部件112的寬度也可以設計為與互連結構120的導電層中的導電部件的寬度不同。
[0043]在一些實施例中，互連結構120包括再分布層(RDL)或后鈍化互連(PPI)結構。互連結構120也可以包括其他類型的布線結構。在一些實施例中，互連結構120包括用于封裝的半導體器件100的布線的多輸出區域。例如，互連結構120的多輸出區域可以為封裝件(例如，用于凸塊下金屬化(UBM)結構132)提供比集成電路管芯102上的接觸件124的覆蓋區域大的覆蓋區域。
[0044]在一些實施例中，集成電路管芯102包括在該集成電路管芯表面上形成的多個接觸焊盤124，并且鈍化材料108設置在集成電路管芯102以及接觸焊盤124的部分上方。穿過鈍化材料108中的開口將互連結構120的部分連接至集成電路管芯102的接觸焊盤124。可以不包括鈍化材料108。在包括通孔1