半导体元件及其制造方法技术

本发明专利技术关于一种半导体元件及其制造方法。该半导体元件包括一基板、一第一重布层及一导电孔。该基板具有一基板本体及一焊垫。该焊垫及该第一重布层邻近于该基板本体的第一表面，且彼此电性连接。互连金属位于该基板本体的一贯穿孔中，且接触该第一重布层。藉此，该焊垫可经由该第一重布层及该导电孔电性连接至该基板本体的第二表面。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请人于2013年1月14日提交的、申请号为“201310012910.7”的、专利技术名称为“半导体元件及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术关于一种半导体封装，特别的是，关于三维(3D)半导体封装。
技术介绍
已知半导体元件的制造方法的起始步骤中，晶圆厂所提供的基板可能具有各种不良的特性。举例而言，焊垫的尺寸可能太小，或者其可能具有太多不同电路、金属层及介电层而阻碍导电孔(Conductive Vias)形成于该基板中。特言之，要进行后钻孔(Via Last)工艺以从该晶圆背面蚀刻贯穿该基板以到达该原始焊垫是有困难的。
技术实现思路
本揭露的一方面关于一种半导体元件。在一实施例中，该半导体元件包括一基板，具有一焊垫；一第一重布层，邻近于该基板的一第一表面，且电性连接至该焊垫；及一导电孔，形成于该基板中。该导电孔包含一环状晶种层及一互连层，该环状晶种层位于该基板上，该互连层具有一位于该晶种层的一内表面上的外表面，且电性连接至该第一重布层。该基板具有一介电层，位于该基板的该第一表面上，该介电层具有一显露该焊垫的第一开口及一对应该导电孔的第二开口。该导电孔延伸至该介电层的该第二开口内。在一实施例中，该第一重布层的一部分延伸至该介电层的该第二开口内。该半导体元件更包括一第二重布层，邻近于该基板的一第二表面，且电性连接至该导电孔。此外，该半导体元件包括一球下金属层(Under Bump
Metallurgy，简称UBM)，位于该第二重布层上；及一焊球，位于该球下金属层(Under Bump Metallurgy，简称UBM)上。本揭露的另一方面关于一种制造方法。在一实施例中，一种半导体元件的制造方法包括提供一基板，该基板具有一焊垫；形成一第一重布层邻近于该基板的一第一表面，其中该第一重布层电性连接至该焊垫；将该基板附着至一载体上；及形成一导电孔于该基板中，该导电孔电性连接至该第一重布层。该基板具有一介电层，位于该基板的该第一表面上，且该第一介电层具有一显露该焊垫的第一开口。该方法更包括形成一第二重布层邻近于该基板的一第二表面，其中该第二重布层电性连接至该导电孔。附图说明图1显示本专利技术的一实施例的半导体元件的剖视示意图；图2至图16显示本专利技术图1的该半导体元件的制造方法的一实施例的示意图；图17显示本专利技术的另一实施例的半导体元件的剖视示意图；及图18至图20显示本专利技术图17的该半导体元件的制造方法的另一实施例的示意图。具体实施方式参考图1，显示本专利技术的一实施例的半导体元件1的剖视示意图。该半导体元件1包括一基板10、一第一重布层24、一第二重布层39、一保护层40、一球下金属层(Under Bump Metallurgy，简称UBM)44及一焊球45。如图1所示，该基板10具有一基板本体11(包含一导电孔20形成于其内)、一焊垫12及一第一介电层13。在本实施例中，该基板本体11的材质为硅。然而，在其他实施例中，该基板本体11的材质可以是玻璃。该基板本体11具有一第一表面111、一第二表面112及一通孔113。该焊垫12邻近于该基板本体11的第一表面111。在本实施例中，该第一介电层13位于该基板本体11的该第一表面111上，且具有一第一开口131及一第二开口132。该第一介电层13覆盖该焊垫12，除了该第一开口131显
露该焊垫12的一部份。该第二开口132的位置对应该导电孔20的位置。该第一介电层13的材质可以是聚亚酰胺(PI)或聚丙烯(PP)。在图1中，该第一重布层24邻近于该基板本体11的该第一表面111，且电性连接至该焊垫12。在本实施例中，该第一重布层24包括一第一晶种层21及一第一金属层23。该第一晶种层21的材质为氮化钽(Tantalum Nitride)或钨化钽(Tantalum Tungsten)，且该第一金属层23的材质为铜。然而，该第一晶种层21可以被省略；亦即，该第一金属层23可以直接位于该第一介电层13上。该第一重布层24位于该第一介电层13上，且接触位于该第一介电层13第一开口131内的焊垫12。在图1中，该导电孔20位于该基板本体11的该通孔113中，且接触该第一重布层24。在本实施例中，该导电孔20更延伸至该第一介电层13的该第二开口132内。该导电孔20包含一中心绝缘材料31及一互连金属30。在本实施例中，该互连金属30为杯状且定义出一中心槽，且该中心绝缘材料31位于该中心槽中。可以理解的是，该互连金属30可以是一实心柱(因此该中心绝缘材料31可以被省略)。较佳地，该导电孔20更具有一互连晶种层29，其环绕该互连金属30，且该互连晶种层29的底部接触该第一重布层24，且该导电孔20与该第一重布层24间具有一界面(Interface)。在本实施例中，该基板10更具有一外绝缘材料34，位于该通孔113中且环绕该互连金属30及该互连晶种层29。如图1所示，该外绝缘材料34并未延伸至该第一介电层13的该第二开口132中；因此，该导电孔20的底面并未和该外绝缘材料34的底面共平面，且该导电孔20的长度大于该外绝缘材料34的长度。在本实施例中，该中心绝缘材料31的材质为高分子聚合物，其与该外绝缘材料34相同。在图1中，该半导体元件1更包括一第二介电层35。该第二介电层35位于该基板本体11的该第二表面112上，且具有一开口351以显露该导电孔20及该外绝缘材料34。该第二介电层35的材质可以是聚亚酰胺(PI)或聚丙烯(PP)。该第二重布层39邻近于该基板本体11的该第二表面112，且电性连接至该导电孔20。在本实施例中，该第二重布层39包括一第二金属层38及一第二晶种层36。该第二晶种层36的材质为氮化钽(Tantalum Nitride)或钨化钽(Tantalum Tungsten)，且该第二金属层38的材质为铜。然而，该第二晶种层36可以被省略；亦即，该第二金属层38可以直接位于该
第二介电层35上。该第二重布层39位于该第二介电层35上，且接触位于该第二介电层35的开口351内的导电孔20。在图1中，该保护层40覆盖该第二重布层39及该第二介电层35，且具有开口401以显露该第二重布层39的一部分。该保护层40的材质与该第二介电层35的材质相同。该球下金属层(UBM)44位于该保护层40的该开口401中，且位于该第二重布层39上，以电性连接该第二重布层39。在本实施例中，该球下金属层(UBM)44更延伸至该保护层40的顶面。该球下金属层(UBM)44包括一第三金属层43及一第三晶种层41。该第三金属层43为单层或多层结构，且该第三晶种层41的材质为氮化钽(Tantalum Nitride)。然而，该第三晶种层41可以被省略；亦即，该第三金属层43可以接触该第二重布层39。该焊球45位于该球下金属层(UBM)44上。参考图2至图16，显示本专利技术该半导体元件1的制造方法的一实施例的示意图。参考图2，提供一基板10。该基板10具有一基板本体11、一第一介电层13及一焊垫12。在本实施例中，该基板本体11的材质为硅。然而，在其他实施例中，该基板本体11的材质可以是玻璃。该基板本体11具有一第一表面111及一第二表面112，且该焊垫1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体元件，其特征在于，包括一基板，具有一焊垫及一介电层，该介电层位于该基板的一第一表面上，该介电层具有一显露该焊垫的第一开口；一第一重布层，邻近于该基板的该第一表面，且电性连接至该焊垫；及一导电孔，形成于该基板中，该导电孔包含一互连晶种层及一互连层，该互连晶种层位于该基板上，该互连层具有一位于该互连晶种层的一内表面上的外表面，且电性连接至该第一重布层，其中该介电层更具有一对应该导电孔的第二开口，该互连晶种层的底部接触该第一重布层，且该导电孔与该第一重布层间具有一界面。

【技术特征摘要】
2012.02.15 US 13/397,1691.一种半导体元件，其特征在于，包括一基板，具有一焊垫及一介电层，该介电层位于该基板的一第一表面上，该介电层具有一显露该焊垫的第一开口；一第一重布层，邻近于该基板的该第一表面，且电性连接至该焊垫；及一导电孔，形成于该基板中，该导电孔包含一互连晶种层及一互连层，该互连晶种层位于该基板上，该互连层具有一位于该互连晶种层的一内表面上的外表面，且电性连接至该第一重布层，其中该介电层更具有一对应该导电孔的第二开口，该互连晶种层的底部接触该第一重布层，且该导电孔与该第一重布层间具有一界面。2.如权利要求1的半导体元件，其特征在于，更包括一第二重布层，邻近于该基板的一第二表面，且电性连接至该互连层。3.如权利要求1的半导体元件，其特征在于，该导电孔延伸至该介电层的该第二开口内。4.如权利要求1的半导体元件，其特征在于，该第一重布层的一部分延伸至该介电层的该第二开口内。5.如权利要求1的半导体元件，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：许芝菁，欧英德，府玠辰，黄哲豪，
申请(专利权)人：日月光半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71