[发明专利]用于晶圆级封装的方法和装置

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求于2013年03月11日提交的美国临时专利申请第61/776,629号、名称为“Methods and Apparatus for Wafer Level Packaging”的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总的来说涉及集成电路，更具体地，涉及用于晶圆级封装的方法和装置。

背景技术

自发明集成电路（IC）以后，由于各种电子元件的集成密度的不断提高，半导体工业经历了快速的发展。在很大程度上，这种集成密度的提高源自最小部件尺寸的不断缩小，这允许将更多的元件集成到给定的区域。随着对更小的电子器件的需求的增加，对于半导体管芯的更小且更具创造性的封装技术的需求也日益增加。

传统的封装技术将晶圆切分成单独的管芯并封装每一个单独的管芯，随后将单个管芯放置在封装衬底上，通常通过引线接合或倒装芯片形成第一级互连、封装、测试、检验、并且在最终的组件中形成针对电路板的第二级互连。这些技术和工艺都是耗时的。

晶圆级封装（WLP）技术是一种以晶圆级封装管芯的技术，WLP技术可以生产尺寸小且电性能良好的管芯，并且由于其低成本和相对简单的工艺目前被广泛应用。WLP技术基本上将晶圆制造工艺扩展至包括器件互连和器件保护工艺。在WLP技术中，后段制程（BEOL）工艺涉及切割之前开始于聚合物介电层的一些掩模层、再分配层，凸块下金属化层和晶圆凸块。有时也在切割工艺中切割整个晶圆之前以晶圆级进行封装。

切割是一种将管芯与晶圆分离的工艺。可以通过划线和割断、机械锯切（通常通过称为切割锯的机器）或激光切割来完成切割工艺。在WLP技术中，诸如模塑料的封装材料会覆盖晶圆的划线并且降低管芯切割的精度。需要在芯片切割工艺中提高用于WLP封装的管芯切割精度的方法和装置。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；第一接合焊盘，位于衬底上方；保护环，位于衬底上方；第一对准标记，在第一接合焊盘和保护环之间位于衬底上方。

优选地，第一对准标记的形状选自基本上包括圆形、正方形、菱形、L形或中空形状的组。

优选地，第一对准标记在衬底上方与第一接合焊盘处于同一层。

优选地，该器件进一步包括：钝化层，位于衬底上，覆盖第一接合焊盘的第一部分同时暴露第一接合焊盘的第二部分；第一聚合物层，位于钝化层上并且部分地暴露第一接合焊盘；钝化后互连（PPI）层，位于第一聚合物层上方并且与第一接合焊盘接触；以及其中，第一对准标记位于第一聚合物层上方的PPI层中。

优选地，该器件进一步包括与PPI层处于不同层的第二对准标记。

优选地，该器件进一步包括：连接件，位于PPI层上，连接件位于第一接合焊盘和保护环之间，并且第一对准标记位于连接件和保护环之间。

优选地，该器件进一步包括：第二聚合物层，位于第一聚合物层上和PPI层上，第二聚合物层具有开口以暴露PPI层；凸块下金属化（UBM）层，位于第二聚合物层上，覆盖第二聚合物层的开口并且电连接至PPI层；以及连接件，位于UBM层上，连接件位于第一接合焊盘和保护环之间，并且第一对准标记位于连接件和保护环之间。

优选地，该器件进一步包括：第二接合焊盘，位于衬底上方，第一接合焊盘和第二接合焊盘位于被保护环环绕的区域内；以及第二对准标记，在第二接合焊盘与保护环之间位于衬底上。

优选地，第一对准标记位于被保护环环绕的区域的角部，并且第一接合焊盘位于区域内。

优选地，第一对准标记靠近被保护环环绕的区域的边缘，并且第一接合焊盘位于区域内。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成封装器件的方法，包括：提供具有衬底的晶圆；形成第一器件，第一器件包括：位于衬底上方的多个第一接合焊盘、位于衬底上方环绕多个第一接合焊盘的保护环、在多个第一接合焊盘与保护环之间位于衬底上方的多个第一对准标记；将第一连接件放置在第一接合焊盘上方并将第一连接件电连接至第一接合焊盘，连接件位于第一器件的第一对准标记与第一接合焊盘之间；以及形成模塑料层，模塑料层覆盖第一接合焊盘、第一对准标记和连接件。