專利名稱：半導(dǎo)體元件及其制造方法及半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種半導(dǎo)體元件及其制造方法，以及一種具有該半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，詳言之，關(guān)于一種具有二層聚合物層的半導(dǎo)體元件及其制造方法，以及一種具有該半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
已知半導(dǎo)體元件包含一硅基材、一布線層、數(shù)個(gè)銅柱(Copper Pillar)及一聚合物層。該硅基材具有一主動(dòng)面及一背面。該布線層位于該硅基材的主動(dòng)面，且具有數(shù)個(gè)焊墊。 這些銅柱位于焊墊上。由于這些銅柱具有高的高寬比(High Aspect Ratio)，因此會(huì)有容易斷裂及倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該聚合物層位于該硅基材的背面，由于該聚合物層與該硅基材的熱膨脹系數(shù)(CTE)并不匹配，因此容易形成翹曲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一半導(dǎo)體元件，其包括一半導(dǎo)體基板、一布線層、至少一導(dǎo)通柱 (Conductive Via)、一鈍化層(Passivation Layer)、至少一金屬柱(Metal Pillar)、一第一聚合物層(Polymer Layer)及一第二聚合物層。該半導(dǎo)體基板具有一第一表面及一第二表面。該布線層位于該半導(dǎo)體基板的第一表面。該導(dǎo)通柱貫穿該半導(dǎo)體基板，且電性連接至該布線層。該鈍化層覆蓋該布線層且顯露部分該布線層。該金屬柱鄰接該半導(dǎo)體基板的第一表面，且電性連接至該顯露的部分該布線層。該第一聚合物層覆蓋該鈍化層，且該至少一金屬柱凸出于該第一聚合物層之外。該第二聚合物層鄰接該半導(dǎo)體基板的第二表面。在本發(fā)明中，該第一聚合物層包覆這些該金屬柱的下半部，因此可以支撐這些該金屬柱，降低這些該金屬柱斷裂及倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該第一聚合物層及該第二聚合物層分別位于該半導(dǎo)體基板的二側(cè)，其熱膨脹時(shí)會(huì)互相抵銷，因此可避免該半導(dǎo)體基板發(fā)生翹曲。本發(fā)明另提供一種半導(dǎo)體元件的制造方法，其包括以下步驟(a)提供一晶圓，該晶圓包括一半導(dǎo)體基板、一布線層、至少一導(dǎo)通柱(Conductive Via)及一鈍化層 (Passivation Layer)，該半導(dǎo)體基板具有一第一表面及一第二表面，該布線層位于該半導(dǎo)體基板的第一表面，該至少一導(dǎo)通柱位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)，且電性連接至該布線層，該鈍化層覆蓋該布線層且顯露部分該布線層；(b)形成至少一金屬柱，其中該至少一金屬柱鄰接該半導(dǎo)體基板的第一表面，且電性連接至該顯露的部分該布線層；(c)形成一第一聚合物層(Polymer Layer)以覆蓋該鈍化層，其中該至少一金屬柱凸出于該第一聚合物層之外； 及(d)形成一第二聚合物層于該半導(dǎo)體基板的第二表面。本發(fā)明另提供一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其包括一下基板、一半導(dǎo)體元件、一上半導(dǎo)體元件及一封膠材料。該半導(dǎo)體元件與上述的該半導(dǎo)體元件相同，且位于該下基板上。該半導(dǎo)體元件的金屬柱電性連接至該下基板。該上半導(dǎo)體元件位于該半導(dǎo)體元件上，且電性連接至該至少一導(dǎo)通柱。該封膠材料包覆該下基板、該半導(dǎo)體元件及該上半導(dǎo)體元件。


圖1顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的一實(shí)施例的示意圖；圖2至圖15顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的制造方法的一實(shí)施例的示意圖；圖16顯示本發(fā)明半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的示意圖；圖17至圖19顯示本發(fā)明半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法的一實(shí)施例的示意圖；圖20顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的另一實(shí)施例的示意圖；圖21至圖25顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的制造方法的另一實(shí)施例的示意圖；圖沈顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的另一實(shí)施例的示意圖；及圖27顯示本發(fā)明半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)元件的另一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的一實(shí)施例的示意圖。該半導(dǎo)體元件1包括一半導(dǎo)體基板11、一布線層12、至少一導(dǎo)通柱(Conductive Via) 13、至少一阻絕層(Liner) 131、 一鈍化層(Passivation Layer) 14、至少一金屬柱(Metal Pillar) 15、一第一聚合物層 (Polymer Layer) 16、一第二聚合物層 17 及一保護(hù)蓋(Protection Cap) 2。該半導(dǎo)體基板11具有一第一表面111及一第二表面112。在本實(shí)施例中，該半導(dǎo)體基板11為一硅基材。該布線層12位于該半導(dǎo)體基板11的第一表面111。該布線層12 包括至少一介電層(未繪示)、至少一導(dǎo)線(未繪示)及至少一焊墊121。該導(dǎo)線位于該介電層內(nèi)。該導(dǎo)線可為銅、銅合金或其他導(dǎo)電金屬所制成，且可使用廣為人知的鑲嵌工藝 (Damascene Process)制成。此外，該布線層12可包括俗稱的層間介電層(Inter-layer Dielectric, ILD)及金屬間介電層(Inter-metal Dielectric, IMD)。該導(dǎo)通柱13貫穿該半導(dǎo)體基板11，且電性連接至該布線層12。在本實(shí)施例中，該導(dǎo)通柱13接觸該布線層12。該阻絕層131圍繞該導(dǎo)通柱13。較佳地，該阻絕層131包括一層或多層的氮化硅、氧化物、高分子或相似物，且該導(dǎo)通柱13包括銅、鎢、鋁、銀及其組合物或相似物。其他材料，包括導(dǎo)電擴(kuò)散阻隔層，例如氮化鉭、鉭、氮化鈦、鈦、鎢化鈷或相似物， 亦可被使用。該鈍化層14覆蓋該布線層12且顯露部分該布線層12 (即該焊墊121)。在本實(shí)施例中，該鈍化層14的材質(zhì)為氮化物或氧化物。該金屬柱15鄰接該半導(dǎo)體基板11的第一表面111，且電性連接至該顯露的部分該布線層12。在本實(shí)施例中，該金屬柱15位于該焊墊 121上。較佳地，該半導(dǎo)體元件1更包括一第一晶種層151、一阻隔層(Barrier Layer) 152 及一焊料153。該第一晶種層151位于該焊墊121上，且該金屬柱15位于該第一晶種層151 上。該阻隔層152位于該金屬柱15上，且該焊料153位于該阻隔層152上。在本實(shí)施例中， 該第一晶種層151的材質(zhì)為鈦銅(TiCu)或鈦鎢(TiW)，該金屬柱15的材質(zhì)為銅，該阻隔層 152的材質(zhì)為鎳。該第一聚合物層16覆蓋該鈍化層14，且該金屬柱15凸出于該第一聚合物層16之外。該第二聚合物層17鄰接該半導(dǎo)體基板11的第二表面112，且該導(dǎo)通柱13及該阻絕層 131凸出于該第二聚合物層17之外。在本實(shí)施例中，該導(dǎo)通柱13的頂面與該阻絕層131的頂面共平面。該第一聚合物層16及該第二聚合物層17的材質(zhì)為非感光性高分子聚合物， 例如苯環(huán)丁烯(Benzocyclobutene，BCB)、聚酰亞胺(polyimide，PI)或環(huán)氧樹脂(印oxy)。
該保護(hù)蓋2覆蓋該導(dǎo)通柱13的一頂面及該阻絕層131的凸出部分。如果僅有該導(dǎo)通柱13凸出于該第二聚合物層17之外，則該保護(hù)蓋2直接覆蓋該導(dǎo)通柱13的凸出部分。在本實(shí)施例中，該保護(hù)蓋2具有一第二晶種層21及一第一球下金屬層(Under Ball Metal，UBM)22。該第二晶種層21覆蓋該凸出的導(dǎo)通柱13及阻絕層131以及部分該第二聚合物層17。該第一球下金屬層22位于該第二晶種層21上。該第二晶種層21的材質(zhì)為鈦銅(TiCu)。該第一球下金屬層22的頂部寬于該第一球下金屬層22的底部。在本實(shí)施例中， 該第一球下金屬層22包括一第一層23、一第二層對(duì)、一第三層25及一第四層26。該第一層23位于該第二晶種層21上，該第二層M位于該第一層23上，該第三層25位于該第二層M上，且該第四層沈位于該第三層25上。該第一層23為銅，該第二層M為鎳，該第三層25為鈀，且該第四層沈?yàn)榻?。然而，在其他?shí)施例中，這些第一球下金屬層22包括一第一層、一第二層及一第三層。該第一層為銅，該第二層為鎳，且該第三層為錫/銀合金。參考圖2至圖15，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的制造方法的一實(shí)施例的示意圖。參考圖2，提供一半導(dǎo)體晶圓10。該晶圓10包括一半導(dǎo)體基板11、一布線層12、至少一導(dǎo)通柱 (Conductive Via) 13、至少一阻絕層(Liner) 131 及一鈍化層(Passivation Layer) 14。該半導(dǎo)體基板11具有一第一表面111及一第二表面112。該布線層12位于該半導(dǎo)體基板11的第一表面111。該布線層12包括至少一介電層(未繪示)、至少一導(dǎo)線(未繪示)及至少一焊墊121。該導(dǎo)線位于該介電層內(nèi)。該導(dǎo)線可為銅、銅合金或其他導(dǎo)電金屬所制成，且可使用廣為人知的鑲嵌工藝(Damascene Process)制成。此外，該布線層12 可包括俗稱的層間介電層(Inter-layer Dielectric, ILD)及金屬間介電層(Inter-metal Dielectric, IMD)。該導(dǎo)通柱13位于該半導(dǎo)體基板11內(nèi)，且電性連接至該布線層12。在本實(shí)施例中， 該導(dǎo)通柱13接觸該布線層12。該阻絕層131圍繞該導(dǎo)通柱13。該導(dǎo)通柱13及該阻絕層 131可以任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬?。例如，在形成該布線層12之前或之后，經(jīng)由，例如，一次或多次的蝕刻工藝、銑削(Milling)、激光技術(shù)或其他相似方法形成開口，使其延伸至該半導(dǎo)體基板11內(nèi)。較佳地，該阻絕層131包括一層或多層的氮化硅、氧化物、高分子或相似物，且該導(dǎo)通柱13包括銅、鎢、鋁、銀及其組合物或相似物。其他材料，包括導(dǎo)電擴(kuò)散阻隔層，例如氮化鉭、鉭、氮化鈦、鈦、鎢化鈷或相似物，亦可被使用。該鈍化層14覆蓋該布線層12且顯露部分該布線層12 (即該焊墊121)。在本實(shí)施例中，該鈍化層14的材質(zhì)為氮化物或氧化物。參考圖3，形成一第一晶種層151以覆蓋該鈍化層14及顯露的部分該布線層 12(即該焊墊121)。在本實(shí)施例中，該第一晶種層151的材質(zhì)為鈦銅(TiCu)或鈦鎢(TiW) 并以濺鍍(sputtering)的方式覆蓋于該鈍化層14及該顯露的部分該布線層12 (即該焊墊 121)上。參考圖4，形成一光阻層3于該第一晶種層151上，其中該光阻層3具有至少一光阻開口 31，以顯露部分該第一晶種層151。該光阻開口 31的位置對(duì)應(yīng)該顯露的部分該布線層12 (即該焊墊121)。參考圖5，形成一金屬柱15于該光阻開口 31內(nèi)，使得該金屬柱15鄰接該半導(dǎo)體基板11的第一表面111，且電性連接至該顯露的部分該布線層12 (即該焊墊121)。在本實(shí)施例中，該金屬柱15直接位于該顯露的部分該布線層12(即該焊墊121)上。接著，形成一阻隔層152于該金屬柱15上。接著，形成一焊料153于該阻隔層152上。在本實(shí)施例中， 該金屬柱15的材質(zhì)為銅，該阻隔層152的材質(zhì)為鎳，皆以電鍍的方式形成于該光阻開口 31 內(nèi)。參考圖6，移除該光阻層3。接著，利用蝕刻方式移除未被該至金屬柱15蓋住的部分第一晶種層151。接著，形成一第一聚合物層(Polymer Layer) 16以覆蓋該鈍化層14，其中該金屬柱15凸出于該第一聚合物層16之外。在本實(shí)施例中，該第一聚合物層16材質(zhì)為苯環(huán)丁烯(Benzocyclobutene, BCB)、聚酰亞胺(polyimide, PI)或環(huán)氧樹脂(印oxy)。接著，加熱該焊料153使其形成半球狀。參考圖7，提供一第一載體32。該半導(dǎo)體基板11的第一表面111利用一第一黏接層33附著于該第一載體32。參考圖8，從該半導(dǎo)體基板11的第二表面112薄化該半導(dǎo)體基板11，以顯露出該導(dǎo)通柱13的頂端。該薄化工藝包括一研磨或化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)的步驟及/或一接續(xù)的蝕刻步驟。應(yīng)注意的是，在該薄化工藝中，僅移除該阻絕層131的頂部，因此該導(dǎo)通柱13的一頂面被顯露，且大致與該阻絕層131的剩余部分的一頂面共平面。參考圖9，一第二聚合物層17，例如，苯環(huán)丁烯(Benzocyclobutene，BCB)、聚酰亞胺(p0lyimide，PI)或環(huán)氧樹脂(印oxy)，形成于該第二表面112上，且覆蓋該導(dǎo)通柱13及該阻絕層131的顯露部分。在本實(shí)施例中，該第二聚合物層17與該第一聚合物層16較佳為同一種高分子材料。在其他實(shí)施例中，該第二聚合物層17與該第一聚合物層16可不同高分子材料的搭配。參考圖10，移除(例如，經(jīng)由顯影或蝕刻)部分該第二聚合物層17，因此該導(dǎo)通柱 13及該阻絕層131的末端部分凸出于該第二聚合物層17之外。應(yīng)注意的是，該阻絕層131 的末端部分并未被移除，且該導(dǎo)通柱13的頂面大致與該阻絕層131的頂面共平面。參考圖11，形成數(shù)個(gè)保護(hù)蓋2于該導(dǎo)通柱13的頂面及該阻絕層131的凸出部分上。在本實(shí)施例中，形成該保護(hù)蓋2的方法如下所述。參考圖12，顯示圖10的局部放大圖。參考圖13，濺鍍一第二晶種層21于該第二聚合物層17、該導(dǎo)通柱13及該阻絕層131上。參考圖14，形成一光阻層34于該第二晶種層21上，且形成數(shù)個(gè)開口 341于該光阻層34。這些開口 341的位置對(duì)應(yīng)這些導(dǎo)通柱13，且每一這些開口 341的頂部寬于每一這些開口 341的底部。參考圖15，形成數(shù)個(gè)第一球下金屬層(Under Ball Metal，UBM) 22于這些開口 341 內(nèi)。在本實(shí)施例中，該第一球下金屬層22包括一第一層23、一第二層24、一第三層25及一第四層26。該第一層23為銅，該第二層M為鎳，該第三層25為鈀，且該第四層沈?yàn)榻稹?然而，在其他實(shí)施例中，該第一球下金屬層22包括一第一層、一第二層及一第三層。該第一層為銅，該第二層為鎳，且該第三層為錫/銀合金。接著，移除該光阻層34，并移除位于這些第一球下金屬層22以外的部分該第二晶種層21，以形成這些保護(hù)蓋2。接著，移除該第一載體32，并切割該半導(dǎo)體晶圓10，以形成數(shù)個(gè)如圖1所示的半導(dǎo)體元件1。
在該半導(dǎo)體元件1中，該第一聚合物層16包覆這些該金屬柱15的下半部，因此可以支撐這些該金屬柱15，降低這些該金屬柱15斷裂及倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該第一聚合物層 16及該第二聚合物層17分別位于該半導(dǎo)體基板11的二側(cè)，其因溫度影響所產(chǎn)生的形變會(huì)互相抵銷，因此可避免該半導(dǎo)體基板11發(fā)生翹曲。參考圖16，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的示意圖。該半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu) 4包括一下基板41、一半導(dǎo)體元件1、一上半導(dǎo)體元件42及一封膠材料43。該下基板41為， 例如，一有機(jī)基板。該半導(dǎo)體元件1與圖1的半導(dǎo)體元件1相同，且位于該下基板41上。該半導(dǎo)體元件1利用該金屬柱15及該焊料153電性連接至該下基板41。該上半導(dǎo)體元件42位于該半導(dǎo)體元件1上，且利用該保護(hù)蓋2電性連接至該導(dǎo)通柱13。該封膠材料43包覆該下基板41、該半導(dǎo)體元件1及該上半導(dǎo)體元件42。較佳地，該半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)4更包括一第一底膠44、一第二底膠45及數(shù)個(gè)焊球 46。該第一底膠44位于該半導(dǎo)體元件1及該下基板41之間，以保護(hù)這些金屬柱15及這些焊料153。該第二底膠45位于該上半導(dǎo)體元件42及該半導(dǎo)體元件1之間。這些焊球46位于該下基板41的底面。參考圖17至圖19，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法的一實(shí)施例的示意圖。 參考圖17，于切割步驟后，該半導(dǎo)體元件1被設(shè)置于一膠帶36上，其中該半導(dǎo)體基板11的第二表面112面對(duì)該膠帶36。參考圖18，提供一第二載體51及一下基板41。該下基板41利用一第二黏接層52 附著于該第二載體51。接著，將該半導(dǎo)體元件1連結(jié)至該下基板41。一第一底膠44形成于該半導(dǎo)體元件1及該下基板41之間，以保護(hù)這些金屬柱15及這些焊料153。接著，移除該膠帶36。參考圖19，形成一第二底膠45于該第二聚化物層17上，且一上半導(dǎo)體元件42堆迭于該半導(dǎo)體元件1上。同時(shí)，該保護(hù)蓋2接觸且電性連接該上半導(dǎo)體元件42。接著，形成一封膠材料43，以包覆該下基板41、該半導(dǎo)體元件1及該上半導(dǎo)體元件42。接著，移除該第二載體51及該第二黏接層52，且形成數(shù)個(gè)焊球46于該下基板41 的底面，以制得如圖16所示的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)4。參考圖20，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的另一實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的半導(dǎo)體元件Ia與圖1的半導(dǎo)體元件1大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號(hào)，且其差異如下所述。該半導(dǎo)體元件Ia更包括一第一重布層(Redistribution Layer, RDL)18，其位于該鈍化層14上，且電性連接至該顯露的部分該布線層12 (即該焊墊121)。該金屬柱15位于該第一重布層18上，且該第一聚合物層16覆蓋該鈍化層14及該第一重布層18。參考圖21至圖25，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的制造方法的另一實(shí)施例的示意圖。參考圖21，提供一半導(dǎo)體晶圓10。該晶圓10與圖2的晶圓10相同。接著，形成一第一重布層18于該鈍化層14上，其中該第一重布層18電性連接至該顯露的部分該布線層12(即該焊墊121)。參考圖22，形成一第一晶種層151以覆蓋該鈍化層14及該第一重布層18。參考圖23，形成一光阻層3于該第一晶種層151上，其中該光阻層3具有至少一光阻開口 31，以顯露部分該第一晶種層151。該光阻開口 31的位置對(duì)應(yīng)該第一重布層18。
參考圖M，依序形成一金屬柱15、一阻隔層152及一焊料153于該光阻開口 31內(nèi)，使得該金屬柱15位于位于該第一重布層18上。參考圖25，移除該光阻層3。接著，加熱該焊料153使其形成半球狀。接著，利用蝕刻方式移除未被該至金屬柱15蓋住的部分第一晶種層151。接著，形成一第一聚合物層 (Polymer Layer) 16以覆蓋該鈍化層14及該第一重布層18，其中該金屬柱15凸出于該第一聚合物層16之外。接著，該保護(hù)蓋2的制造方法如圖7至圖15所示，以制得如圖21所示的半導(dǎo)體元件la。可以理解的是，圖16的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)4中的半導(dǎo)體元件1可以被圖21所示的半導(dǎo)體元件Ia所取代。參考圖26，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體元件的另一實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的半導(dǎo)體元件Ib與圖20的半導(dǎo)體元件Ia大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號(hào)，且其差異如下所述。該半導(dǎo)體元件Ib包括一第二重布層觀、數(shù)個(gè)阻隔層152、數(shù)個(gè)焊料153及數(shù)個(gè)第二球下金屬層(Under Ball Metal, UBM09。該半導(dǎo)體元件Ib的數(shù)個(gè)(圖沈繪示2個(gè))這些導(dǎo)通柱13彼此之間通過該第二晶種層21及該第二重布層28電性連接。這些阻隔層152 及這些焊料153形成于該第二重布層觀上，且這些阻隔層152位于第二重布層觀及這些焊料153之間。該第一聚合物層16具有數(shù)個(gè)開口 161以顯露部分該第一重布層18。這些第二球下金屬層四位于這些開口 161中顯露的部分該第一重布層18上，在本實(shí)施例中，該第二球下金屬層四包含一鎳(Ni)金屬層(未繪示)、一鈀(Pd)金屬層(未繪示)及一金 (Au)金屬層(未繪示)。參考圖27，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)如與圖16的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)4大致相同，其中相同的元件賦予相同的編號(hào)，且其差異如下所述。在半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)如中，該下基板41及該上半導(dǎo)體元件42之間夾設(shè)圖 26的該半導(dǎo)體元件lb。該半導(dǎo)體元件Ib利用這些焊料153電性連接至該下基板41。該上半導(dǎo)體元件42位于該半導(dǎo)體元件Ib上，且利用該第二球下金屬層四及該第一重布層18 電性連接至該導(dǎo)通柱13。惟上述實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用以限制本發(fā)明。因此，習(xí)于此技術(shù)的人士對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改及變化仍不脫本發(fā)明的精神。本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體元件，包括一半導(dǎo)體基板，具有一第一表面及一第二表面；一布線層，位于該半導(dǎo)體基板的第一表面；至少一導(dǎo)通柱，貫穿該半導(dǎo)體基板，且電性連接至該布線層；一鈍化層，覆蓋該布線層且顯露部分該布線層；至少一金屬柱，鄰接該半導(dǎo)體基板的第一表面，且電性連接至該顯露的部分該布線層；一第一聚合物層，覆蓋該鈍化層，且該至少一金屬柱凸出于該第一聚合物層之外；及一第二聚合物層，鄰接該半導(dǎo)體基板的第二表面。
2.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體元件，其中該至少一導(dǎo)通柱凸出于該第二聚合物層之外。
3.如權(quán)利要求2的半導(dǎo)體元件，更包括至少一保護(hù)蓋，覆蓋該導(dǎo)通柱的凸出部分。
4.如權(quán)利要求3的半導(dǎo)體元件，其中該保護(hù)蓋包括一第二晶種層及一第一球下金屬層，該第一球下金屬層包括一銅層、一鎳層、一鈀層及一金層，該銅層位于該第二晶種層上， 該鎳層位于該銅層上，該鈀層位于該鎳層上，該金層位于該鈀層上。
5.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體元件，其中該布線層包括至少一焊墊，該鈍化層顯露該至少一焊墊，該至少一金屬柱位于該至少一焊墊上。
6.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體元件，更包括一第一重布層，位于該鈍化層上，且電性連接至該顯露的部分該布線層，該至少一金屬柱位于該第一重布層上，且該第一聚合物層覆蓋該鈍化層及該第一重布層。
7.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體元件，更包括至少一焊料，位于該至少一金屬柱上及至少一阻隔層，位于該至少一焊料及該至少一金屬柱之間。
8.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體元件，更包括一第二重布層、數(shù)個(gè)阻隔層、數(shù)個(gè)焊料及數(shù)個(gè)第二球下金屬層，該至少一導(dǎo)通柱彼此之間通過該第二重布層電性連接，所述阻隔層及所述焊料位于該第二重布層上，且所述阻隔層位于第二重布層及所述焊料之間，該第一聚合物層具有數(shù)個(gè)開口，所述第二球下金屬層位于所述開口中。
9.一種半導(dǎo)體元件的制造方法，包括以下步驟(a)提供一晶圓，該晶圓包括一半導(dǎo)體基板、一布線層、至少一導(dǎo)通柱及一鈍化層，該半導(dǎo)體基板具有一第一表面及一第二表面，該布線層位于該半導(dǎo)體基板的第一表面，該至少一導(dǎo)通柱位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)，且電性連接至該布線層，該鈍化層覆蓋該布線層且顯露部分該布線層；(b)形成至少一金屬柱，其中該至少一金屬柱鄰接該半導(dǎo)體基板的第一表面，且電性連接至該顯露的部分該布線層；(c)形成一第一聚合物層以覆蓋該鈍化層，其中該至少一金屬柱凸出于該第一聚合物層之外；及(d)形成一第二聚合物層于該半導(dǎo)體基板的第二表面。
10.如權(quán)利要求9的制造方法，其中該步驟(b)包括(bl)形成一第一晶種層于該鈍化層上；(b2)形成一光阻層于該第一晶種層上，其中該光阻層具有至少一光阻開口，以顯露部分該第一晶種層；(b3)形成該至少一金屬柱于該至少一光阻開口內(nèi)； (b4)移除該光阻層；及(b5)移除未被該至少一金屬柱蓋住的部分第一晶種層。
11.如權(quán)利要求10的制造方法，其中該步驟(bl)之前更包括一形成一第一重布層于該鈍化層上的步驟，其中該第一重布層電性連接至該顯露的部分該布線層；該步驟(bl)中， 該第一晶種層形成于該鈍化層及該第一重布層上；該步驟(b2)中，該至少一光阻開口的位置對(duì)應(yīng)該第一重布層；且該步驟(c)中，該第一聚合物層覆蓋該鈍化層及該第一重布層。
12.如權(quán)利要求9的制造方法，其中該步驟(c)之后更包括一從該半導(dǎo)體基板的第二表面薄化該半導(dǎo)體基板，以顯露出該至少一導(dǎo)通柱，且該步驟(d)中，該至少一導(dǎo)通柱凸出于該第二聚合物層。
13.如權(quán)利要求12的制造方法，其中該步驟(d)之后更包括一形成至少一保護(hù)蓋以覆蓋該導(dǎo)通柱的凸出部分的步驟。
14.一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，包括 一下基板；一半導(dǎo)體元件，位于該下基板上，且包括一半導(dǎo)體基板，具有一第一表面及一第二表面；一布線層，位于該半導(dǎo)體基板的第一表面；至少一導(dǎo)通柱，貫穿該半導(dǎo)體基板，且電性連接至該布線層；一鈍化層，覆蓋該布線層且顯露部分該布線層；至少一金屬柱，鄰接該半導(dǎo)體基板的第一表面，且電性連接至該顯露的部分該布線層及該下基板；一第一聚合物層，覆蓋該鈍化層，且該至少一金屬柱凸出于該第一聚合物層之外；及一第二聚合物層，鄰接該半導(dǎo)體基板的第二表面，其中該至少一導(dǎo)通柱凸出于該第二聚合物層之外；一上半導(dǎo)體元件，位于該半導(dǎo)體元件上，且電性連接至該至少一導(dǎo)通柱；及一封膠材料，包覆該下基板、該半導(dǎo)體元件及該上半導(dǎo)體元件。
15.如權(quán)利要求14的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體元件更包括至少一保護(hù)蓋，覆蓋該導(dǎo)通柱的凸出部分。
16.如權(quán)利要求14的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，更包括一第一重布層，位于該鈍化層上，且電性連接至該顯露的部分該布線層，該至少一金屬柱位于該第一重布層上，且該第一聚合物層覆蓋該鈍化層及該第一重布層。
17.如權(quán)利要求14的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體元件更包括一第二重布層、數(shù)個(gè)阻隔層、數(shù)個(gè)焊料及數(shù)個(gè)第二球下金屬層，該至少一導(dǎo)通柱彼此之間通過該第二重布層電性連接，所述阻隔層及所述焊料位于該第二重布層上，且所述阻隔層位于第二重布層及所述焊料之間，該第一聚合物層具有數(shù)個(gè)開口，所述第二球下金屬層位于所述開口中，該半導(dǎo)體元件利用所述焊料電性連接至該下基板，該上半導(dǎo)體元件利用所述第二球下金屬層及該第一重布層電性連接至該導(dǎo)通柱。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種半導(dǎo)體元件及其制造方法及半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體元件包括一半導(dǎo)體基板、至少一金屬柱、一第一聚合物層及一第二聚合物層。該第一聚合物層包覆這些該金屬柱的下半部，因此可降低這些該金屬柱斷裂及倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。此外，該第一聚合物層及該第二聚合物層分別位于該半導(dǎo)體基板的二側(cè)，可避免該半導(dǎo)體基板發(fā)生翹曲。
文檔編號(hào)H01L21/56GK102543926SQ20121006473
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者洪志斌, 鄭斌宏 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司