专利名称：半导体工艺、半导体组件及具有半导体组件的封装结构的制作方法
技术领域：
本发明关于一种半导体工艺、半导体组件及具有半导体组件的封装结构，详言之， 关于一种具有穿导孔结构的半导体组件的工艺、半导体组件及具有半导体组件的封装结 构。
背景技术：
参考图1及图2，显示已知半导体组件的剖面示意图及其局部放大图。该已知 半导体组件1具有一硅基材11、至少一电性组件12、至少一穿导孔结构13、一保护层 (Passivation Layer) 14及一重布层15。该硅基材11具有一第一表面111、一第二表面112 及至少一沟槽113。该沟槽113开口于该第一表面111。该电性组件12位于该硅基材11 内，且显露于该硅基材11的第二表面112。该穿导孔结构13位于该硅基材11的沟槽113 内。该穿导孔结构13具有一第一端131及一第二端132，该第一端131显露于该硅基材11 的第一表面111，且该第二端132连接该电性组件12。该保护层14位于该硅基材11的第 一表面111，该保护层14具有一表面141及至少一开口 142，该开口 142显露该穿导孔结构 13的第一端131。该重布层15位于该保护层14的表面141及开口 142，该重布层15具有 至少一电性连接区域151，用以连接该穿导孔结构13的第一端131。该已知半导体组件1的缺点如下。该保护层14的开口 142利用干蚀刻 (DryEtching)方式形成，而干蚀刻利用等离子体撞击欲蚀刻的表面以进行蚀刻。然而，当该 保护层14逐渐被移除而显露该穿导孔结构13的第一端131时，该穿导孔结构13的第一端 131所累积的电荷也逐渐增加，而开始排斥等离子体，导致等离子体减少撞击该穿导孔结构 13的第一端131，而无法完全移除位于其上的保护层14。最后，部分该保护层14残留于该 穿导孔结构13的第一端131，如图1及图2的区域A所示，而降低该穿导孔结构13与该重 布层15电性连接的良率。此外，该穿导孔结构13的第一端131仅显露于该硅基材11的第 一表面111，而未显露于该保护层14的表面141，故形成该重布层15的工艺较为复杂。因此，有必要提供一种半导体工艺、半导体组件及具有半导体组件的封装结构，以 解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种半导体工艺。该半导体工艺包括以下步骤(a)提供一半导体组 件，该半导体组件包括一硅基材及至少一导电孔结构，该导电孔结构位于该硅基材内；(b) 移除部分该硅基材，以形成一第一表面，使得该导电孔结构突出于该硅基材的第一表面，而 形成一穿导孔结构；(c)形成一保护层于该硅基材的第一表面，以覆盖该穿导孔结构，该保 护层为感光材料，且具有一上表面；(d)提供一光罩于该保护层的上方，以遮住部分该保护 层；(e)提供一光源，以照射未被遮住的部分该保护层；及(f)移除部分该保护层，使得该穿 导孔结构显露于该保护层的第一表面。藉此，利用感光材料经一光源照射产生化学反应的特性，可完全移除位于该穿导孔结构上的部分该保护层，以确保该穿导孔结构对外电性连接的良率。本发明更提供一种半导体组件。该半导体组件包括一硅基材、一保护层及至少一 穿导孔结构。该硅基材具有一第一表面及至少一沟槽，该沟槽开口于该硅基材的第一表面。 该保护层位于该硅基材的第一表面，该保护层具有一第一表面及至少一穿孔，该穿孔贯穿 该保护层。该穿导孔结构位于该硅基材的沟槽及该保护层的穿孔内，且突出于该保护层的 第一表面。本发明再提供一种具有半导体组件的封装结构。该封装结构包括一基板、一半导 体组件、一芯片及一保护材。该半导体组件位于该基板上，且电性连接至该基板。该半导体 组件包括一硅基材、一保护层及至少一穿导孔结构。该硅基材具有一第一表面及至少一沟 槽，该沟槽开口于该硅基材的第一表面。该保护层位于该硅基材的第一表面，该保护层具有 一第一表面及至少一穿孔，该穿孔贯穿该保护层。该穿导孔结构位于该硅基材的沟槽及该 保护层的穿孔内，且突出于该保护层的第一表面。该芯片位于该半导体组件上，且电性连接 至该半导体组件。该保护材位于该基板上，包覆该半导体组件及该芯片。藉此，该穿导孔结构突出于该保护层的第一表面，可直接对外电性连接，故省略一 形成一重布层的步骤，而简化工艺。
图1显示已知半导体组件的剖面示意图；图2显示图1的局部放大图；图3至图10显示本发明半导体工艺的示意图；图11显示本发明半导体组件的第二实施例的剖面示意图；图12显示本发明半导体组件的第三实施例的剖面示意图；及图13显示本发明具有半导体组件的封装结构的剖面示意图。
具体实施例方式参考图3至图10，显示本发明半导体工艺的示意图。参考图3，提供一半导体组 件2。该半导体组件2包括一基材21及至少一导电孔结构26。在本实施例中，该半导体组 件2为一晶圆，且更包括至少一电性组件22。该硅基材21具有一上表面211、一第二表面 212及至少一沟槽213。该电性组件22位于该硅基材21内，且显露于该硅基材21的第二 表面212。在本实施例中，该电性组件22为互补式金属-氧化层-半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)。该导电孔结构沈位于该硅基材21的沟槽213内，且具有一第一端231及一第二 端232。该第二端232连接该电性组件22，该导电孔结构沈并未贯穿该硅基材21，亦即该 导电孔结构26的第一端231并未显露于或突出于该硅基材21的上表面211。在本实施例 中，该导电孔结构26包括一外绝缘层233及一导体234，该外绝缘层233位于该沟槽213的 侧壁，定义出一第二中心槽235，该导体234填满该第二中心槽235。该导电孔结构沈的导 体234的材质为铜。然而，在其它应用中，该导体234可不填满该第二中心槽235，而仅位于 该第二中心槽235的侧壁，定义出一第一中心槽236(图11)。或者，该导电孔结构沈更包 括一内绝缘层237(图12)，填满该第一中心槽236。
参考图4，利用研磨方式，从该基材21的上表面211 (图3)移除部分该基材21，以 形成一第三表面214，该导电孔结构沈的第一端231显露于该基材21的第三表面214。参 考图5，移除部分该硅基材21，以形成一第一表面215，该沟槽213开口于该硅基材21的第 一表面215，该导电孔结构沈突出于该硅基材21的第一表面215，而形成一穿导孔结构23。 在本实施例中，以蚀刻方式从该基材21的第三表面214(图4)移除部分该基材21，以形成 该第一表面215，该导电孔结构沈的第一端231突出于该基材21的第一表面215，而形成 该穿导孔结构23。参考图6，形成一保护层M于该硅基材21的第一表面215，以覆盖该穿导孔结构 23的第一端231。该保护层M具有一上表面241及一第二表面M3，且为感光材料。在本 实施例中，该保护层M为负型光阻，例如苯环丁烯(BenzocyclobutanchBCB)，且利用旋转 涂布(Spin Coating)或喷雾涂布(Spray Coating)方式形成该保护层24。较佳地，该保护 层M包括一第一部分244及一第二部分M5。该保护层M的第一部分244覆盖该穿导孔 结构23，在后续工艺中，将移除部分该保护层M的第一部分M4，以显露该穿导孔结构23。 该保护层M的第二部分245覆盖该基材21的第一表面215，在后续工艺中，将保留该保护 层M的第二部分M5，且该第二部分M5的顶部的水平高度低于该穿导孔结构23的顶部 (即第一端231)的水平高度，使得该第二部分245的顶部及该穿导孔结构23的顶部(即第 一端231)之间具有一间距d。参考图7，提供一光罩25于该保护层M的上表面241上，以遮住部分该保护层M。 在本实施例中，该保护层对为负型光阻，而具有经一光源(图中未示)照射后，其分子键产 生交联反应(Cross-linking Reaction)而硬化的特性，因此，该光罩25遮住欲移除的该保 护层M的第一部分对4，且该光罩25具有至少一开口 251以显露欲保留的该保护层M的 第二部分对5。接着，提供该光源，以照射未被遮住的部分该保护层M，在本实施例中，为该 保护层M的第二部分M5。然而，在其它应用中，该保护层M可为正型光阻，而具有经一光源照射后，其分子 键断裂的特性。因此，该光罩25遮住欲保留的该保护层M的第二部分M5，且该光罩25的 开口 251显露并以该光源照射欲移除的该保护层M的第一部分M4，如图8所示。由此可 知，使用正型光阻时，该光罩25所遮住及显露的部分与负型光阻相反。参考图9，移除部分该保护层M，亦即，移除该保护层M的第一部分M4，以形成一 第一表面246及至少一穿孔242，同时形成本发明半导体组件3。该穿孔242贯穿该保护层 24的第一表面246及第二表面M3，该穿导孔结构23位于该保护层M的穿孔M2内，且显 露于该保护层M的第一表面对6。较佳地，该穿导孔结构23的第一端231与该保护层M 的第一表面246的距离为1 μ m以上，亦即，该穿导孔结构23的第一端231突出于该保护层 24的第一表面246约1 μ m以上。藉此，利用感光材料的保护层M经一光源照射产生化学反应的特性，可完全移除 位于该穿导孔结构23上的部分该保护层24，以确保该穿导孔结构23对外电性连接的良率。再参考图9及图10，显示本发明半导体组件的第一实施例的剖面示意图及其局部 放大图。该半导体组件3包括一硅基材21及至少一穿导孔结构23。在本实施例中，该半 导体组件3为一晶圆，且更包括至少一电性组件22及一保护层M。该硅基材21具有一第 一表面215、一第二表面212、至少一沟槽213。该沟槽213开口于该第一表面215。该电性组件22位于该硅基材21内，且显露于该硅基材21的第二表面212。在本实施例中，该电 性组件22为互补式金属-氧化层-半导体(ComplementaryMetal-Oxide-kmiconductor， CMOS)。该保护层M位于该硅基材21的第一表面215，该保护层M具有一第一表面M6、 一第二表面243及至少一穿孔M2。该穿孔242贯穿该第一表面246及该第二表面M3。在 本实施例中，该保护层M的厚度不一致，位于该穿孔242周围的保护层M的厚度比其余区 域的保护层M的厚度较薄。该保护层M为感光材料，在本实施例中，为负型光阻，例如苯 环丁烯(Benzocyclobutance，BCB)。然而，在其它应用中，该保护层M可为正型光阻。该穿导孔结构23位于该硅基材21的沟槽213及该保护层M的穿孔M2内，且突 出于该保护层M的第一表面对6。该穿导孔结构23具有一第一端231及一第二端232，该 第一端231突出于该保护层M的第一表面对6，且该第二端232连接该电性组件22。在本 实施例中，该穿导孔结构23包括一外绝缘层233及一导体234，该外绝缘层233位于该沟 槽213的侧壁，定义出一第二中心槽235，该导体234填满该第二中心槽235。该穿导孔结 构23的导体234的材质为铜。藉此，该穿导孔结构23突出于该保护层M的第一表面M6，可直接对外电性连接， 故省略一形成一重布层15(图1)的步骤，而简化工艺。参考图11，显示本发明半导体组件的第二实施例的剖面示意图。本实施例的半导 体组件4与第一实施例的半导体组件3 (图9)大致相同，其中相同的组件赋予相同的编号。 本实施例与第一实施例的不同处在于，在本实施例中，该导体234可不填满该第二中心槽 235，而仅位于该第二中心槽235的侧壁，定义出一第一中心槽236。此外，该保护层M的厚 度不一致，位于该穿孔242周围的保护层M的厚度比其余区域的保护层M的厚度较厚。参考图12，显示本发明半导体组件的第三实施例的剖面示意图。本实施例的半导 体组件5与第二实施例的半导体组件4(图11)大致相同，其中相同的组件赋予相同的编 号。本实施例与第二实施例的不同处在于，在本实施例中，该穿导孔结构23更包括一内绝 缘层237，填满该第一中心槽236。此外，该保护层M的厚度一致，位于该穿孔242周围的 保护层M的厚度与其余区域的保护层M的厚度一样。参考图13，显示本发明具有半导体组件的封装结构的剖面示意图。该封装结构6 包括一基板7、一半导体组件、一芯片8及一保护材9。该半导体组件位于该基板7上，且 电性连接至该基板7。在本实施例中，该半导体组件为本发明半导体组件3的第一实施例。 然而，在其它应用中，该半导体组件可置换成本发明半导体组件4的第二实施例或本发明 半导体组件5的第三实施例。该芯片8位于该半导体组件上，且电性连接至该半导体组件。 该保护材9位于该基板7上，包覆该半导体组件及该芯片8。惟上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，习于 此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如 权利要求书所列。
权利要求
1.一种半导体工艺，包括(a)提供一半导体组件，该半导体组件包括一硅基材及至少一导电孔结构，该导电孔结 构位于该硅基材内；(b)移除部分该硅基材，以形成一第一表面，使得该导电孔结构突出于该硅基材的第一 表面，而形成一穿导孔结构；(c)形成一保护层于该硅基材的第一表面，以覆盖该穿导孔结构，该保护层为感光材 料，且具有一上表面；(d)提供一光罩于该保护层的上方，以遮住部分该保护层；(e)提供一光源，以照射未被遮住的部分该保护层；及(f)移除部分该保护层，使得该穿导孔结构显露于该保护层的第一表面。
2.如权利要求1的工艺，其中该步骤(a)中，该硅基材具有一上表面，该步骤(b)之前， 更包括一从该硅基材的上表面移除部分该硅基材，以形成一第三表面的步骤，该导电孔结 构显露于该硅基材的第三表面，该步骤(b)中，从该硅基材的第三表面移除部分该硅基材， 以形成该硅基材的第一表面。
3.如权利要求1的工艺，其中该步骤(c)中，该保护层包括一第一部分及一第二部分， 该第一部分覆盖该穿导孔结构，该第二部分的顶部的水平高度低于该穿导孔结构的顶部的 水平高度。
4.如权利要求1的工艺，其中该步骤(f)中，该保护层具有一第一表面及至少一穿孔， 该穿孔贯穿该保护层，该穿导孔结构位于该保护层的穿孔内。
5.如权利要求1的工艺，其中该步骤(f)中，该穿导孔结构突出于该保护层的第一表
6.一种半导体组件，包括一硅基材，具有一第一表面及至少一沟槽，该沟槽开口于该硅基材的第一表面； 一保护层，位于该硅基材的第一表面，该保护层具有一第一表面及至少一穿孔，该穿孔 贯穿该保护层；及至少一穿导孔结构，位于该硅基材的沟槽及该保护层的穿孔内，且突出于该保护层的第一表面。
7.如权利要求6的半导体组件，其中该保护层为感光材料。
8.如权利要求6的半导体组件，其中该穿导孔结构包括一外绝缘层及一导体，该外绝 缘层位于该沟槽的侧壁，定义出一第二中心槽，该导体位于该第二中心槽的侧壁。
9.如权利要求6的半导体组件，其中该穿导孔结构包括一外绝缘层及一导体，该外绝 缘层位于该沟槽的侧壁，定义出一第二中心槽，该导体填满该第二中心槽。
10.如权利要求6的半导体组件，其中该穿导孔结构包括一外绝缘层、一导体及一内绝 缘层，该外绝缘层位于该沟槽的侧壁，定义出一第二中心槽，该导体位于该第二中心槽的侧 壁，定义出一第一中心槽，该内绝缘层填满该第一中心槽。
11.如权利要求6的半导体组件，其中该穿导孔结构具有一第一端，该第一端突出于该 保护层的第一表面，且与该保护层的第一表面的距离为1 μ m以上。
12.—种具有半导体组件的封装结构，包括 一基板；一半导体组件，位于该基板上，且电性连接至该基板，包括 一硅基材，具有一第一表面及至少一沟槽，该沟槽开口于该硅基材的第一表面； 一保护层，位于该硅基材的第一表面，该保护层具有一第一表面及至少一穿孔，该穿孔 贯穿该保护层；及至少一穿导孔结构，位于该硅基材的沟槽及该保护层的穿孔内，且突出于该保护层的第一表面；一芯片，位于该半导体组件上，且电性连接至该半导体组件；及 一保护材，位于该基板上，包覆该半导体组件及该芯片。
13.如权利要求12的封装结构，其中该保护层为感光材料。
14.如权利要求12的封装结构，其中该穿导孔结构具有一第一端，该第一端突出于该 保护层的第一表面，且与该保护层的第一表面的距离为1 μ m以上。
全文摘要
本发明关于一种半导体工艺、半导体组件及具有半导体组件的封装结构。该半导体工艺包括以下步骤(a)提供一半导体组件，包括一硅基材及至少一导电孔结构；(b)移除部分该硅基材，以形成一第一表面，该导电孔结构突出于该硅基材的第一表面，而形成一穿导孔结构；(c)形成一保护层，以覆盖该穿导孔结构，该保护层为感光材料；(d)提供一光罩，以遮住部分该保护层；(e)提供一光源，以照射未被遮住的部分该保护层；及(f)移除部分该保护层，使得该穿导孔结构显露于该保护层的第一表面。藉此，可完全移除位于该穿导孔结构上的部分该保护层，以确保该穿导孔结构对外电性连接的良率。
文档编号H01L23/485GK102148172SQ20101011975
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者郑斌宏 申请人:日月光半导体制造股份有限公司