半导体器件及形成嵌入式晶片级芯片规模封装的方法技术

半导体器件及形成嵌入式晶片级芯片规模封装的方法。半导体器件包括半导体管芯和沉积在半导体管芯上方和周围的密封剂。半导体晶片包括多个半导体管芯和基体半导体材料。凹槽被形成在基体半导体材料中。半导体晶片被穿过凹槽分割以分离半导体管芯。半导体管芯被设置在载体上方，半导体管芯之间具有500微米(μm)或更小的距离。密封剂覆盖半导体管芯的侧壁。扇入互连结构被形成在半导体管芯上方，同时密封剂保持不具有扇入互连结构。从半导体管芯的非有源表面移除密封剂的一部分。器件被穿过密封剂分割，同时留下设置为覆盖半导体管芯的侧壁的密封剂。覆盖侧壁的密封剂包括50μm或更小的厚度。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及形成嵌入式晶片级芯片规模封装的方法要求国内优先权本申请是2013年9月25日递交的美国专利申请No.14/036525的部分继续申请，其要求2013年1月3日递交的美国临时申请No.61/748742的权益，这些申请通过引用并入本文中。
本专利技术通常涉及半导体器件，且更特别地，涉及半导体器件及形成晶片级芯片规模封装(WLCSP)的方法。
技术介绍
半导体器件常见于现代电子产品。半导体器件在电部件的数量和密度方面改变。分立半导体器件一般包含一种类型的电部件，例如发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器和功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包含几百至几百万的电部件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器、电荷耦合器件(CCD)、太阳能电池、以及数字微镜装置(DMD)。半导体器件执行广泛分布的功能，诸如信号处理、高速计算、发送和接收电磁信号、控制电子器件、将太阳光转化为电能、以及创建用于电视显示的视觉投影。半导体器件见于娱乐、通信、功率转换、网络、计算机和消费品等领域。半导体器件还见于军事应用、航空、汽车、工业控制器、和办公设备。半导体器件利用半导体材料的电性质。半导体材料的结构允许通过施加电场或基极电流或通过掺杂的处理来操纵半导体材料的电导率。掺杂将杂质引入半导体材料以操纵并控制半导体器件的电导率。半导体器件包含有源或无源电结构。包括双极和场效应晶体管的有源结构控制电流的流动。通过改变掺杂的级别和施加电场或基极电流，晶体管提升或限制电流的流动。包括电阻器、电容器和电感器的无源结构创建用来执行多种电功能必须的电压和电流之间的关系。无源和有源结构电连接以形成电路，这使半导体器件能够执行高速操作和其它有用功能。半导体器件一般使用两种复杂的制造工艺制造，即前端制造和后端制造，其均潜在地包括数百个步骤。前端制造包括在半导体晶片的表面上的多个管芯的形成。每一个半导体管芯通常相同，并且包含通过电连接有源和无源部件形成的电路。后端制造包含从完成的晶片上分割单个半导体管芯并将该管芯封装，以提供结构支撑和环境隔离。本文使用的术语“半导体管芯”指的是词语的单数形式和复数形式，并且因此，可以指单个半导体器件和多个半导体器件。半导体制造的一个目标是生产较小的半导体器件。较小的器件通常耗费较少的功率，具有较高的性能，并且可以更有效率地生产。此外，较小半导体器件具有较小覆盖区，这对于较小的最终产品是可期望的。较小的半导体管芯大小可以通过改进前端工艺来实现，产生具有较小、较高密度的有源和无源部件的半导体管芯。后端工艺可以通过改进电互连和封装材料来产生具有较小覆盖区的半导体器件封装。传统的半导体晶片通常包含被锯切道分开的多个半导体管芯。有源和无源电路被形成在每一个半导体管芯的表面中。互连结构可以被形成在半导体管芯的表面的上方。半导体晶片被分割为在多种电子产品中使用的单个半导体管芯。半导体制造的重要方面是高产量和对应的低成本。取决于用于生产半导体晶片和半导体管芯的设备，半导体晶片被制造为具有各种直径和半导体管芯大小。半导体处理设备通常根据每一个特定的半导体管芯大小和引入的半导体晶片大小而开发。例如，200毫米(mm)晶片使用200mm设备来处理，并且300mm晶片使用300mm设备来处理。从晶片分割的半导体管芯在载体上处理。载体的大小根据要处理的半导体管芯的大小来选择。例如，10mm×10mm的半导体管芯使用与5mm×5mm的半导体管芯不同的设备来处理。因此，用于封装半导体器件的设备在特定半导体管芯大小或半导体晶片大小的处理能力方面被限制，设备针对所述特定半导体管芯大小或半导体晶片大小而被设计。在引入的半导体管芯大小和半导体晶片大小改变时，制造设备的附加投资是必须的。针对特定大小半导体管芯或半导体晶片的设备的投资为半导体设备制造商创建了资本投资风险。在引入的半导体晶片大小改变时，晶片特定的设备变成废弃的。类似地，针对半导体管芯的特定大小而设计的载体和设备可能变成废弃的，因为载体在处理不同大小半导体管芯的容量方面被限制。不同设备的不断发展和实现增加了最终的半导体器件的成本。半导体晶片包括各种直径，并且通常使用针对半导体管芯的每一个特定大小而设计的制造设备来处理。为了管芯的电互连、结构支撑和环境保护，半导体管芯通常被密封在半导体封装内。如果半导体管芯的一部分暴露于外部元件，特别是安装管芯的表面时，半导体可能遭受损坏或劣化。例如，在处理和暴露于光期间，半导体管芯可能被损坏或劣化。在半导体晶片的分割期间和单个半导体封装的形成期间，半导体管芯也会遭受损坏。通过半导体材料的分割可能导致半导体管芯的破裂或碎裂。
技术实现思路
在制造晶片级芯片规模封装(WLCSP)期间，用来减少对半导体管芯的损坏的需要存在。因此，在一个实施例中，本专利技术是制备半导体器件的方法，包括以下步骤：提供半导体管芯、在半导体管芯上和周围沉积密封剂、从半导体管芯的表面移除密封剂的一部分、以及在半导体管芯上形成互连结构同时留下不具有互连结构的密封剂。在另一个实施例中，本专利技术是制备半导体器件的方法，包括以下步骤：提供半导体管芯、在半导体管芯上和周围沉积密封剂、以及在半导体管芯上形成互连结构同时留下不具有互连结构的密封剂。在另一个实施例中，本专利技术是半导体器件，包括半导体管芯和沉积在半导体管芯周围的密封剂。互连结构被形成在半导体管芯上。密封剂不具有互连结构。在另一个实施例中，本专利技术是半导体器件，其包括半导体管芯和沉积在半导体管芯周围的密封剂。扇入互连结构被形成在半导体管芯上。附图说明图1示出具有安装到其表面的不同类型的封装的印刷电路板(PCB)；图2a-2c示出安装到PCB的代表性半导体封装的进一步细节；图3示出具有通过锯切道分开的多个半导体管芯的半导体晶片；图4a-4m示出形成重构或嵌入式晶片级芯片规模封装(eWLCSP)的工艺；图5示出具有带有暴露的侧壁和背表面的半导体管芯的eWLCSP；图6示出具有背面保护层的eWLCSP；图7a-7i示出形成具有薄侧壁密封的eWLCSP的另一种工艺；图8示出具有背面保护层和薄侧壁密封的eWLCSP；图9a-9p示出形成eWLCSP的工艺；图10示出在半导体管芯的侧壁和背面保护层上具有密封剂的eWLCSP；图11示出具有背面保护层的eWLCSP；图12示出在半导体管芯的侧壁和背表面上具有密封剂的eWLCSP；图13示出在半导体管芯的背表面上具有密封剂的eWLCSP；图14示出具有带有暴露的侧壁和背表面的半导体管芯的eWLCSP；图15a-15k示出形成eWLCSP的替换工艺；图16示出在半导体管芯的侧壁和背表面上具有密封剂的eWLCSP；图17示出在半导体管芯的背表面上具有密封剂的eWLCSP；图18示出在侧壁和背面保护层上具有密封剂的eWLCSP；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，包括：提供半导体管芯；在所述半导体管芯上方和周围沉积密封剂；从所述半导体管芯的表面移除所述密封剂的一部分；以及在所述半导体管芯上方和所述半导体管芯的覆盖区内形成互连结构。

【技术特征摘要】
2013.11.02 US 14/0705091.一种制造半导体器件的方法，包括：
提供半导体管芯；
在半导体管芯的外围区中形成切口；
在所述半导体管芯周围沉积密封剂，并且将密封剂沉积到所述切口中；
在所述半导体管芯上方和所述半导体管芯的覆盖区内形成互连结构，其中所述互连结构包括：
形成在所述半导体管芯上方的第一绝缘层，同时使所述半导体管芯的所述外围区没有所述第一绝缘层，
形成在第一绝缘层上方的扇入重新分布层，同时使所述半导体管芯的所述外围区没有所述扇入重新分布层，以及
形成在所述扇入重新分布层上方的第二绝缘层，其中所述第二绝缘层与所述第一绝缘层周围的所述密封剂接触；以及
在形成所述第一绝缘层和所述扇入重新分布层之后，对所述密封剂进行背面研磨以暴露所述半导体管芯。


2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在沉积所述密封剂之前，在载体上方设置多个所述半导体管芯，其中所述载体上的所述半导体管芯之间的距离为500微米（μm）或更小。


3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
提供包括多个所述半导体管芯的半导体晶片；以及
穿过所述切口分割所述半导体晶片，以分离所述半导体管芯。


4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括穿过所述密封剂而分割，同时留下设置在所述半导体管芯的侧壁上的密封剂。


5.根据权利要求4所述的方法，其中设置在所述半导体管芯的所述侧壁上的所述密封剂包括50微米（μm）或更小的厚度。


6.一种制造半导体器件的方法，包括：
提供半导体管芯，所述半导体管芯包括形成在所述半导体管芯上方的绝缘层；
在所述半导体管芯的有源表面的外围区中形成切口；
在所述半导体管芯周围沉积密封剂，并且将密封剂沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：林耀剑，P·C·马里穆图，沈一权，韩丙濬，
申请(专利权)人：新科金朋有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG