專利名稱：：晶圓級封裝結構及其制作方法
技術領域：
：.本發明是有關于一種封裝結構及其制作方法，且特別是有關于一種晶圓級封裝結構及其制作方法。
背景技術：
：近幾年來，隨著攜帶式(portable)電子產品、手持式通訊以及消費性電子產品的成長性己凌駕于傳統個人計算機(PC)產品之上，電子組件不斷地朝向高容量、窄線寬的高密度化、高頻、低耗能、多功能整合方向發展。而在集成電路(integratedcircuit,IC)封裝技術方面，為配合高輸入/輸出(I/O)數、高散熱以及封裝尺寸縮小化的要求下，使得晶粒級封裝(chipscalepackage,CSP)、晶圓級封裝(waferlevelpackage)等高階封裝技術需求不斷升高。有別于傳統以單一芯片(die)為加工標的的封裝技術，晶圓級封裝以晶圓(wafer)為封裝處理的對象，其主要目的在簡化芯片的封裝制程，以節省時間及成本。在晶圓上的集成電路制作完成以后，便可直接對整片晶圓進行封裝制程，其后再進行晶圓切割(wafersaw)的動作，以分別形成多個芯片封裝體。制作完成的芯片封裝體可安裝于載板上。在將芯片安裝至載板上時，可在芯片的焊墊上形成凸塊，并以凸塊電性連接焊墊與載板的接墊。現有技術是以金屬凸塊連接焊墊與接墊。然而，隨著芯片的小型化以及多功能化，焊墊與焊墊之間的距離愈來愈小。也就是說，凸塊與凸塊間的距離也必需隨的縮小。現有技術以金屬凸塊連接焊墊與接墊的方式無法有效縮小凸塊間的距離。如此一來，使得現有的晶圓級封裝結構無法應用于高密度的芯片。
發明內容本發明提供一種晶圓級封裝結構，其可用于焊墊密度較高的芯片。本發明提供一種晶圓級封裝結構的制作方法，其可用于封裝焊墊密度較高的芯片。為解決上述問題，本發明提出一種晶圓級封裝結構，包括一芯片、多個第一球底金屬層、多個聚合物凸塊以及多個導電凸塊。芯片具有多個焊墊以及一保護層，其中保護層具有多個第一開口以將焊墊暴露。第一球底金屬層覆蓋保護層所暴露出的焊墊。聚合物凸塊配置于第一球底金屬層上，各聚合物凸塊包括一聚合物層以及一導電柱。聚合物層具有至少一貫孔，而導電柱配置于貫孔。導電凸塊配置于聚合物凸塊上，并分別通過導電柱與對應的焊墊電性連接。在本發明的晶圓級封裝結構中，上述聚合物凸塊還包括多個第二球底金屬層，配置于聚合物凸塊與導電凸塊之間，導電凸塊通過第二球底金屬層以及導電柱，與對應的焊墊電性連接。在本發明的晶圓級封裝結構中，上述聚合物凸塊的材質為聚酰亞胺(Polyimide)或聚合物(Polymer)。在本發明的晶圓級封裝結構中，上述導電柱的材質為鈦鎢合金。在本發明的晶圓級封裝結構中，上述導電柱的高度大于聚合物層的厚度。本發明另提供一種晶圓級封裝結構的制作方法，其包括下列步驟。首先，提供一包括多個芯片的晶圓，其中各芯片具有多個焊墊以及一保護層，而保護層具有多個第一開口以將焊墊暴露。接下來，在各焊墊上形成一第一球底金屬層。之后，在各第一球底金屬層上形成一聚合物層，其中各聚合物層具有至少一貫孔。然后，在各貫孔中形成一導電柱。接下來，在各聚合物層上形成一導電凸塊，覆蓋導電柱，并使各導電凸塊通過導電柱與對應的焊墊電性連接。在本發明的晶圓級封裝結構的制作方法中，上述聚合物凸塊的材質為聚酰亞胺(Polyimide)或聚合物(Polymer)。在本發明的晶圓級封裝結構的制作方法中，上述形成導電柱的方法包括在保護層以及聚合物層上形成一第一圖案化罩幕，第一圖案化罩幕具有多個第二開口以暴露出貫孔；借由第一圖案化罩幕電鍍貫孔以在各貫孔中形成一導電柱；以及移除第一圖案化罩幕。在本發明的晶圓級封裝結構的制作方法中，上述形成導電凸塊的方法包括下列步驟。首先，在各聚合物層上形成一第二球底金屬層，并使各第二球底金屬層通過導電柱與對應的焊墊電性連接。接下來，在保護層以及聚合物層上形成一第二圖案化罩幕，第二圖案化罩幕具有多個第三開口以暴露出第二球底金屬層。之后，借由第二圖案化罩幕電鍍各第三開口所暴露出的第二球底金屬層，以在各第二球底金屬層上形成導電凸塊，并使各導電凸塊通過第二球底金屬層以及導電柱，與對應的焊墊電性連接。然后，移除第二圖案化罩幕。在本發明的晶圓級封裝結構的制作方法中，上述形成導電凸塊的方法包括下列步驟。首先，在保護層以及聚合物層上形成一第二圖案化罩幕，第二圖案化罩幕具有多個第三開口以暴露出導電柱。接下來，借由第二圖案化罩幕電鍍各第三開口所暴露出的聚合物層，以在各聚合物層上形成導電凸塊，并使各導電凸塊通過導電柱與對應的焊墊電性連接。之后，移除第二圖案化罩幕。基于上述，由于本發明以聚合物凸塊以及導電凸塊取代現有的金屬凸塊，如此可縮小凸塊間隙，進而將本發明的晶圓級封裝結構應用于焊墊密度較高的心片。為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明，其中圖1A至圖1L為本發明一實施例的晶圓級封裝結構的制作方法流程圖。圖2A及圖2B為本發明另一實施例中形成導電凸塊的方法流程圖。主要組件符號說明50:第一圖案化罩幕52:第二開口60:第二圖案化罩幕62:第三開口100:晶圓100':晶圓級封裝結構100a:芯片110a:焊墊120a:保護層122a:第一開口130:第一球底金屬層130':金屬層140、140':聚合物凸塊142:聚合物層142a:貫孔144、144':導電柱150、150':導電凸塊160:第二球底金屬層160':第二金屬層具體實施例方式圖1A至圖1L為本發明一實施例的晶圓級封裝結構的制作方法流程圖。請參照圖1A至圖1L，本發明的晶圓級封裝結構的制作方法包括下列步驟。首先，請參照圖1A，提供一包括多個芯片100a(圖中僅繪示一芯片100a)的晶圓100，其中各芯片100a具有多個焊墊110a以及一保護層120a，且保護層120a具有多個第一開口122a，而第一開口122a暴露一部分的焊墊110a。接下來，請參照圖1B，在各焊墊110a上形成一第一球底金屬層130(見圖1G)。上述形成第一球底金屬層130的方法，可在晶圓100表面以電鍍的方式形成一全面覆蓋的第一金屬層130'，而在后續步驟中再將第一金屬層130'圖案化以形成第一球底金屬層130。之后，請參照圖1C至圖1F，在各第一球底金屬層130上形成一聚合物凸塊140，其中各聚合物凸塊140包括一聚合物層142、至少一導電柱144以及一接合層146。在本實施例中，形成聚合物凸塊140的方法可包括下列步驟。首先，請參照圖1C，在焊墊110a上方的金屬層130'上形成一聚合物層142，其中各聚合物層142具有至少一貫孔142a，而上述聚合物層142的材質為聚酰亞胺(Polyimide)或聚合物(Polymer)。然后，請參照圖1D至圖1E，在各貫孔142a中形成一導電柱144。形成導電柱144的方法例如包括下列步驟。首先，請參照圖1D，在第一金屬層130'以及聚合物層142上形成一第一圖案化罩幕50，而第一圖案化罩幕50具有多個第二開口52，以使貫孔142a由第二開口52中暴露出來。之后，請參照圖1E，借由第一圖案化罩幕50電鍍貫孔142a以在各貫孔142a中形成一導電柱144。在本實施例中，上述導電柱144的材質例如為鈦鎢合金。然后，請參照圖1F，移除第一圖案化罩幕50。接下來，請參照圖1G，以聚合物凸塊140為罩幕蝕刻第一金屬層130'以形成第一球底金屬層130。接下來，請參照圖1H至1L，在各聚合物層142上形成一導電凸塊150，覆蓋導電柱144，并使各導電凸塊150通過導電柱144與對應的焊墊110a電性連接。在本實施例中，上述形成導電凸塊150的方法包括下列步驟。首先，在各聚合物層142上形成一第二球底金屬層160，并使各第二球底金屬層160通過導電柱144與對應的焊墊110a電性連接。上述形成第二球底金屬層160的方法，可先在各聚合物層142上以及保護層120a上形成一全面性覆蓋的第二金屬層160'，如圖1H所示，并在后續步驟中再將第二金屬層160'圖案化以形成第二球底金屬層160。接下來，請參照圖II，在第二金屬層160'上形成一第二圖案化罩幕60，其中第二圖案化罩幕60具有多個第三開口62以暴露出各導電柱144上方的第二金屬層160，。之后，請參照圖1J，借由第二圖案化罩幕60電鍍各第三開口62所暴露出的第二金屬層160，，以在各導電柱144上方的第二金屬層160'上形成導電凸塊150，并使各導電凸塊150通過第二金屬層160'以及導電柱144，與對應的焊墊110a電性連接。然后，如圖1K所示，移除第二圖案化罩幕60。然后，如圖1L所示，以導電凸塊150為罩幕，蝕刻第二金屬層160'以形成第二球底金屬層160。至此，大致完成晶圓級封裝結構100'的制作。在上述步驟之后，可在完成上述步驟之后，再對晶圓級封裝結構100'進行切割，以使晶圓級封裝結構100'形成多個芯片封裝體(未繪示)。由于本發明以聚合物凸塊140以及導電凸塊150取代現有的金屬凸塊，如此可縮小凸塊間隙，進而將本發明的晶圓級封裝結構100'應用于焊墊密度較高的芯片。此外，本發明的晶圓級封裝結構100'具有聚合物凸塊140，因此在導電凸塊150受到應力時，聚合物凸塊140可產生形變以吸收應力。如此，可提高芯片封裝體的可靠度。另外，本發明的導電凸塊150形成于聚合物層142上，有別于現有金屬凸塊形成于具有高度差的保護層與焊墊上，如此可讓導電凸塊150具有較平整的頂面，進一步提高芯片封裝體的可靠度。除此之外，上述導電凸塊亦可以其它方式形成。圖2A及圖2B為本發明另一實施例中形成導電凸塊的方法流程圖。在本實施例的晶圓級封裝結構的制作方法中，形成導電凸塊150'之前的步驟可參考圖1A至圖1D。接下來，請參照圖2A，借由第二圖案化罩幕60電鍍各第三開口62所暴露出的聚合物層142，以在各聚合物層142上形成導電凸塊150'，并使各導電凸塊150，通過導電凸塊140，的導電柱144，與對應的焊墊110a電性連接。之后，請參照圖2B，移除第二圖案化罩幕60。另外，在本實施例中，可使導電柱144'的高度大于導電凸塊150的高度。綜上所述，本發明與現有技術相較的下具有以下優點1.由于本發明以聚合物凸塊以及導電凸塊取代現有的金屬凸塊，如此可縮小凸塊間隙，進而將本發明的晶圓級封裝結構應用于焊墊密度較高的芯片。2.本發明的晶圓級封裝結構具有聚合物凸塊，因此在導電凸塊受到應力時，聚合物凸塊可產生形變以吸收應力。如此，可提高芯片封裝體的可靠度。3.本發明的導電凸塊形成于聚合物層上，有別于現有金屬凸塊形成于具有高度差的保護層與焊墊上，如此可讓導電凸塊具有較平整的頂面，進一步提高芯片封裝體的可靠度。雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。權利要求1.一種晶圓級封裝結構，其特征在于包括一芯片，具有多個焊墊以及一保護層，其中該保護層具有多個第一開口以將該些焊墊暴露；多個第一球底金屬層，覆蓋該保護層所暴露出的該些焊墊；多個聚合物凸塊，配置于該些第一球底金屬層上，各該些聚合物凸塊包括一聚合物層，具有至少一貫孔；至少一導電柱，配置于該貫孔；以及多個導電凸塊，配置于該些聚合物凸塊上，并分別通過該些導電柱與對應的該些焊墊電性連接。2.如權利要求1所述的晶圓級封裝結構，其特征在于，該聚合物凸塊還包括多個第二球底金屬層，配置于該些聚合物凸塊與該些導電凸塊之間，該些導電凸塊通過該些第二球底金屬層以及該些導電柱，與對應的該些焊墊電性連接。3.如權利要求1所述的晶圓級封裝結構，其特征在于，該些聚合物層的材質為聚酰亞胺或聚合物。4.如權利要求1所述的晶圓級封裝結構，其特征在于，該些導電柱的材質為鈦鎢合金。5.如權利要求1所述的晶圓級封裝結構，其特征在于，該些導電柱的高度大于該些聚合物層的厚度。6.—種晶圓級封裝結構的制作方法，其特征在于包括提供一晶圓，該晶圓包括多個芯片，其中各該芯片具有多個焊墊以及一保護層，而該保護層具有多個第一開口以將該些焊墊暴露；在各該焊墊上形成一第一球底金屬層；在各該第一球底金屬層上形成一聚合物層，其中各該聚合物層具有至少一貫孔；在各該貫孔中形成一導電柱；在各該聚合物層上形成一導電凸塊，覆蓋該導電柱，并使各該導電凸塊通過該導電柱與對應的該焊墊電性連接。7.如權利要求6所述的晶圓級封裝結構的制作方法，其特征在于，該些聚合物層的材質為聚酰亞胺或聚合物。8.如權利要求6所述的晶圓級封裝結構的制作方法，其特征在于，形成該些導電柱的方法包括在該保護層以及該些聚合物層上形成一第一圖案化罩幕，該第一圖案化罩幕具有多個第二開口以暴露出該些貫孔；借由該第一圖案化罩幕電鍍該些貫孔以在各該些貫孔中形成該導電柱；以及移除該第一圖案化罩幕。9.如權利要求6所述的晶圓級封裝結構的制作方法，其特征在于，形成該些導電凸塊的方法包括在各該些聚合物層上形成一第二球底金屬層，并使各該第二球底金屬層通過該導電柱與對應的該焊墊電性連接；在該保護層以及該些聚合物層上形成一第二圖案化罩幕，該第二圖案化罩幕具有多個第三開口以暴露出該些第二球底金屬層；借由該第二圖案化罩幕電鍍各該第三開口所暴露出的該些第二球底金屬層，以在各該第二球底金屬層上形成該導電凸塊，并使各該導電凸塊通過該第二球底金屬層以及該導電柱，與對應的該焊墊電性連接；以及移除該第二圖案化罩幕。10.如權利要求6所述的晶圓級封裝結構的制作方法，其特征在于，形成該些導電凸塊的方法包括在該保護層以及該些聚合物層上形成一第二圖案化罩幕，該第二圖案化罩幕具有多個第三開口以暴露出該些導電柱；借由該第二圖案化罩幕電鍍各該些第三開口所暴露出的該聚合物層，以在各該些聚合物層上形成該導電凸塊，并使各該導電凸塊通過該導電柱與對應的該焊墊電性連接；以及移除該第二圖案化罩幕。全文摘要本發明涉及一種晶圓級封裝結構，包括一芯片、多個第一球底金屬層、多個聚合物凸塊以及多個導電凸塊。芯片具有多個焊墊以及一保護層，其中保護層具有多個第一開口以將焊墊暴露。第一球底金屬層覆蓋保護層所暴露出的焊墊。聚合物凸塊配置于第一球底金屬層上，各聚合物凸塊包括一聚合物層以及一導電柱。聚合物層具有至少一貫孔，而導電柱配置于貫孔。導電凸塊配置于聚合物凸塊上，并分別通過導電柱與對應的焊墊電性連接。如此可縮小凸塊間隙，進而將本發明的晶圓級封裝結構應用于焊墊密度較高的芯片。文檔編號H01L21/02GK101373749SQ20071004505公開日2009年2月25日申請日期2007年8月20日優先權日2007年8月20日發明者賴金榜,俊馬申請人:宏茂微電子(上海)有限公司