線路結構及其製作方法
2023-05-17 01:50:36
專利名稱：線路結構及其製作方法
技術領域：
本發明有關於電子元件，特別是有關於線路結構及其製作方法。
背景技術：
隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品亦逐漸進入多功能、高性能的研發方向。為減少電子產品的體積，已發展出在線路板上直接以設計線路布局的方式形成各種無源元件(例如電阻、電容、電感)的技術，以取代傳統將無源元件另外配置在線路板上的技術。
發明內容
本發明提供一種線路結構，包括一基板；一第一導電層，配置於基板上；一絕緣 層，配置於第一導電層上並覆蓋基板；一負型光致抗蝕劑層，配置於絕緣層上，且具有一側壁，側壁具有一鄰近絕緣層的凹槽；一補償層，覆蓋負型光致抗蝕劑層，並填入凹槽中；以及一第二導電層，配置於補償層上並延伸至絕緣層上。本發明所述的線路結構，該補償層為一正型光致抗蝕劑層。本發明所述的線路結構，該補償層具有一側邊部，該側邊部覆蓋該負型光致抗蝕劑層的該側壁，且該側邊部朝向一遠離該絕緣層的方向漸縮。本發明所述的線路結構，該補償層具有一覆蓋該負型光致抗蝕劑層的該側壁的側邊部，且該負型光致抗蝕劑層的該側壁的粗糙度大於該側邊部的表面的粗糙度。本發明所述的線路結構，該側邊部的表面為一光滑的曲面或是一光滑的平面。本發明所述的線路結構，該補償層的填入該凹槽中的一填入部位於該負型光致抗蝕劑層與該絕緣層之間。本發明所述的線路結構，該填入部直接接觸該絕緣層。本發明提供一種線路結構的製作方法，包括在一基板上形成一第一導電層；在第一導電層上形成一絕緣層，且絕緣層覆蓋基板；在絕緣層上形成一負型光致抗蝕劑層，負型光致抗蝕劑層具有一側壁，且側壁具有一鄰近絕緣層的凹槽；形成一覆蓋負型光致抗蝕劑層的補償層，且補償層填入凹槽中；以及在補償層上形成一第二導電層，且第二導電層延伸至絕緣層上。本發明所述的線路結構的製作方法，該負型光致抗蝕劑層的形成步驟包括於該絕緣層上形成一負型光致抗蝕劑材料層；以及對該負型光致抗蝕劑材料層進行一光刻製程，以圖案化該負型光致抗蝕劑材料層。本發明所述的線路結構的製作方法，該補償層的材質包括正型光致抗蝕劑材料。本發明所述的線路結構的製作方法，該補償層的形成步驟包括於該絕緣層上形成一液態的正型光致抗蝕劑材料，且該液態的正型光致抗蝕劑材料填入該凹槽中；對該液態的正型光致抗蝕劑材料進行一烘烤製程，以形成一正型光致抗蝕劑材料層，且該正型光致抗蝕劑材料層覆蓋該負型光致抗蝕劑層；以及對該正型光致抗蝕劑材料層進行一光刻製程，以移除該正型光致抗蝕劑材料層的未覆蓋該負型光致抗蝕劑層的部分。
本發明所述的線路結構的製作方法，該負型光致抗蝕劑層與該補償層分別以一第一曝光顯影製程以及一第二曝光顯影製程製得，且該第一曝光顯影製程以及該第二曝光顯影製程的光罩圖案大致上互補。本發明所述的線路結構的製作方法，該第二導電層的形成方法包括濺鍍。本發明所述的線路結構的製作方法，該補償層具有一側邊部，該側邊部覆蓋該負型光致抗蝕劑層的該側壁，且該側邊部朝向一遠離該絕緣層的方向漸縮。本發明所述的線路結構的製作方法，該補償層具有一覆蓋該負型光致抗蝕劑層的該側壁的側邊部，且該負型光致抗蝕劑層的該側壁的粗糙度大於該側邊部的表面的粗糙度。本發明所述的線路結構的製作方法，該補償層的填入該凹槽中的一填入部位於該負型光致抗蝕劑層與該絕緣層之間。 本發明可提升製程良率，且可有效簡化製程步驟，降低製作成本。
圖IA至圖IB繪示申請人所知的一種線路結構的製程的剖面圖。圖2A至圖2F繪示本發明一實施例的線路結構的製程剖面圖。圖3繪示本發明一實施例的線路結構的剖面圖。附圖中符號的簡單說明如下110 :線路基板；120 :圖案化負型光致抗蝕劑材料層;122、242 :側壁;124、244 凹槽；130 :線路層；210 :基板；220、260 :導電層；230 :絕緣層；240a :負型光致抗蝕劑材料層；240 :負型光致抗蝕劑層；250a :正型光致抗蝕劑材料層；250 :補償層；252 :填入部；254 :側邊部；254a :表面；A :方向；C :電容兀件；1 :界面；M1 :第一光罩；M2 :第二光罩；T 厚度。
具體實施例方式以下將詳細說明本發明實施例的製作與使用方式。然應注意的是，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定形式實施。文中所舉例討論的特定實施例僅為製造與使用本發明的特定方式，非用以限制本發明的範圍。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間必然具有任何關連性。再者，當述及一第一材料層位於一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸或間隔有一或更多其他材料層的情形。本發明一實施例提供一種線路結構及其製程，該線路結構可用於晶片封裝體中。在本發明的晶片封裝體的實施例中，其可應用於各種包含有源元件或無源元件(activeor passive elements)、數字電路或模擬電路(digital or analog circuits)等集成電路的電子元件(electronic components),例如是有關於光電元件(opto electronicdevices)、微機電系統(Micro Electro Mechanical System ;MEMS)、微流體系統(microfluidic systems)、或利用熱、光線及壓力等物理量變化來測量的物理感測器(PhysicalSensor)。特別是可選擇使用晶圓級封裝(wafer scale package ；WSP)製程對影像感測元件、發光二極體(light-emitting diodes ；LEDs)、太陽能電池(solar cells)、射頻元件(RFcircuits)、加速計(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、微制動器(micro actuators) >表面聲波兀件(surface acoustic wave devices)、壓力感測器(process sensors)、噴墨頭(ink printer heads)、或功率晶片(power IC)等半導體晶片進行封裝。其中上述晶圓級封裝製程主要是指在晶圓階段完成封裝步驟後，再予以切割成獨立的封裝體，然而，在一特定實施例中，例如將已分離的半導體晶片重新分布在一承載晶圓上，再進行封裝製程，亦可稱之為晶圓級封裝製程。另外，上述晶圓級封裝製程亦適用於借堆疊(stack)方式安排具有集成電路的多片晶圓，以形成多層集成電路(multi-layerintegrated circuit devices)的晶片封裝體。圖IA至圖IB繪示申請人所知的一種線路結構的製程的剖面圖。請參照圖1A，在一線路基板110上全面形成一負型光致抗蝕劑材料層(未繪示)，並對負型光致抗蝕劑材料層進行一曝光顯影製程，以形成一圖案化負型光致抗蝕劑材料層120。值得注意的是，負型光致抗蝕劑材料具有照光之後會產生交聯反應而硬化的特性，因此，可利用照光的方式硬化所欲形成的光致抗蝕劑圖案，並通過顯影製程移除未照到 光的部分。然而，在光學曝光的過程中，由於照光部分的鄰近線路基板110的部分所接收到的能量較少，因此，容易有硬化不完全的情況產生，以致於在顯影製程之後，所形成的圖案化負型光致抗蝕劑材料層120的鄰近線路基板110的部分易被過顯影而在側壁122上產生例如底切(undercut)的凹槽124。之後，請參照圖1B，在圖案化負型光致抗蝕劑材料層120上沉積一線路層130。由於側壁122上形成有凹槽124，因此，沉積在側壁122上的線路層130容易在凹槽124附近斷開，而導致製程良率偏低。圖2A至圖2F繪示本發明一實施例的線路結構的製程剖面圖。請參照圖2A，在一基板210上形成一導電層220。基板210可為半導體基板(例如矽基板)或是印刷電路板。導電層220可為一電容電極或是一線路層，其材質可為金屬(例如鋁)或是其他適合的導電材料。接著，可在導電層220上形成一絕緣層230，且絕緣層230覆蓋基板210。絕緣層230的材質例如為氧化物(如二氧化矽)，絕緣層230的形成方法例如為化學氣相沉積法。然後，請參照圖2B，在一實施例中，可於絕緣層230上形成一負型光致抗蝕劑材料層240a，其中形成負型光致抗蝕劑材料層240a的方式包括塗布，如浸潰塗布(dipcoating)、滾輪塗布(roller coating)或旋轉塗布(spin coating)。負型光致抗蝕劑材料層240a的材質可為各式商用的負型光致抗蝕劑材料。然後，利用一第一光罩M I對負型光致抗蝕劑材料層240a進行一曝光製程，以固化照光部分的負型光致抗蝕劑材料層240a。之後，請參照圖2C，進行一顯影製程，以移除負型光致抗蝕劑材料層240a的未照光的部分，而形成一負型光致抗蝕劑層240，其中負型光致抗蝕劑層240具有一側壁242，且側壁242具有一鄰近絕緣層230的凹槽244。圖2C是繪示底切的凹槽為例作說明，但不限於此。接著，請參照圖2E，形成一覆蓋負型光致抗蝕劑層240的補償層250，且使補償層250填入凹槽244中。由於補償層250有多種形成方法，因此，以下特舉其中一種形成方法作詳細說明，但並非用以限定本發明。首先，請參照圖2D，於絕緣層230上形成一液態的正型光致抗蝕劑材料(未繪示)，且使液態的正型光致抗蝕劑材料填入凹槽244中。形成液態的正型光致抗蝕劑材料的方法例如為旋轉塗布法、浸潰法、噴塗法。然後，對液態的正型光致抗蝕劑材料進行一烘烤製程(軟烤，soft-bake)，以形成一正型光致抗蝕劑材料層250a，且正型光致抗蝕劑材料層250a覆蓋負型光致抗蝕劑層240。正型光致抗蝕劑材料層250a的材質可為各式商用的正型光致抗蝕劑材料。之後，經由一第二光罩M2對正型光致抗蝕劑材料層250a進行一曝光製程，其中第二光罩M2的光罩圖案大抵相似於負型光致抗蝕劑層240的圖案，且在曝光製程中，第二光罩M2遮蔽位於負型光致抗蝕劑層240上的正型光致抗蝕劑材料層250a。然後，請參照圖2E，進行一顯影製程，以移除正型光致抗蝕劑材料層250a的未覆蓋負型光致抗蝕劑層240的部分(也就是正型光致抗蝕劑材料層250a的照光部)。值得注意的是，本實施例是以正型光致抗蝕劑材料作為覆蓋負型光致抗蝕劑層240的補償層250，由於正型光致抗蝕劑材料與負型光致抗蝕劑材料對照光的反應相反(正 型光致抗蝕劑材料為照光之後解離、負型光致抗蝕劑材料為照光之後交聯)，因此，用以形成負型光致抗蝕劑層240與補償層250的第一光罩Ml與第二光罩M2的光罩圖案大致上互補。此外，當採用正型光致抗蝕劑材料作為補償層250時，僅需進行光刻製程即可形成補償層250，而無需另外進行一蝕刻製程，故可有效簡化製程步驟並降低製作成本。此外，在其他實施例中，補償層250的材質可為其他非正型光致抗蝕劑材料的絕緣材料，例如高分子材料，且其製作方法可為先將該高分子材料形成在絕緣層230上，以形成一高分子材料層，之後，在該高分子材料層上形成光致抗蝕劑層，並圖案化該光致抗蝕劑層，然後，以該圖案化光致抗蝕劑層為蝕刻罩幕，蝕刻該高分子材料層，之後，移除該圖案化光致抗蝕劑層。然後，請參照圖2F，在補償層250上形成一導電層260，且導電層260延伸至絕緣層230上。導電層260可為一電容電極或是一線路層。導電層260的材質例如為金屬，例如鋁。導電層260的形成方法例如為濺鍍或是其他適合的金屬鍍製程。以下將針對結構的部分詳細介紹圖2F的線路結構200。請參照圖2F，本實施例的線路結構200包括一基板210、一導電層220、一絕緣層230、一負型光致抗蝕劑層240、一補償層250以及一導電層260。導電層220配置於基板210上。絕緣層230配置於導電層220上並覆蓋基板210。負型光致抗蝕劑層240配置於絕緣層230上，且具有一側壁242，側壁242具有一鄰近絕緣層230的凹槽244。補償層250覆蓋負型光致抗蝕劑層240，並填入凹槽244中，其中補償層250的材質例如為正型光致抗蝕劑材料、或者是其他適於填滿負型光致抗蝕劑層240的凹槽244的絕緣材料，例如高分子材料。導電層260配置於補償層250上並延伸至絕緣層230上。在一實施例中，凹槽244位於負型光致抗蝕劑層240與絕緣層230的界面I，且補償層250的填入凹槽244中的一填入部252位於負型光致抗蝕劑層240與絕緣層230之間，此時，填入部252直接接觸絕緣層230。在此，凹槽244的位置僅用以舉例說明，凹槽244的位置可依製程條件的不同而形成在不同的位置。圖3繪示本發明另一實施例的具有非底切的凹槽的線路結構的剖面圖。舉例來說，如圖3所示，凹槽244亦可形成在負型光致抗蝕劑層240的接近絕緣層230的部分上，且與絕緣層230隔有一間距。請再次參照圖2F，在一實施例中，補償層250具有一側邊部254，側邊部254覆蓋負型光致抗蝕劑層240的側壁242，且側邊部254朝向一遠離絕緣層230的方向A漸縮。具體而言，側邊部254的覆蓋側壁242的厚度T朝向遠離絕緣層230的方向A減少，而呈現一種底部寬而上端窄的形狀。應注意的是，本發明的補償層除了可避免線路層斷路外，尚可改善線路層的均勻性。在一實施例中，負型光致抗蝕劑層240的側壁242的粗糙度大於側邊部254的表面254a的粗糙度，且側邊部254的表面254a例如為一光滑的曲面(例如凸面)或是一光滑的平面。值得注意的是，由於補償層250可覆蓋負型光致抗蝕劑層240的粗糙側壁242而形成光滑的表面254a，因此，可有效提升形成於表面254a上的線路層的製程良率。
在一實施例中，負型光致抗蝕劑層240與補償層250位於導電層220與導電層260之間，以形成一由導電層220、導電層260、負型光致抗蝕劑層240與補償層250所構成的電容元件C。綜上所述，本發明通過在一側壁上具有凹槽的負型光致抗蝕劑上覆蓋一補償層，以填平凹槽，而有助於提升後續的導電層的製程良率。再者，本發明可採用正型光致抗蝕劑材料作為補償層，如此一來，僅需進行光刻製程即可形成補償層，可有效簡化製程步驟並降低製作成本。以上所述僅為本發明較佳實施例，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟悉本項技術的人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可在此基礎上做進一步的改進和變化，因此本發明的保護範圍當以本申請的權利要求書所界定的範圍為準。
權利要求
1.一種線路結構，其特徵在於，包括 一基板； 一第一導電層，配置於該基板上； 一絕緣層，配置於該第一導電層上並覆蓋該基板； 一負型光致抗蝕劑層，配置於該絕緣層上，且具有一側壁，該側壁具有一鄰近該絕緣層的凹槽； 一補償層，覆蓋該負型光致抗蝕劑層，並填入該凹槽中；以及 一第二導電層，配置於該補償層上並延伸至該絕緣層上。
2.根據權利要求I所述的線路結構，其特徵在於，該補償層為一正型光致抗蝕劑層。
3.根據權利要求I所述的線路結構，其特徵在於，該補償層具有一側邊部，該側邊部覆蓋該負型光致抗蝕劑層的該側壁，且該側邊部朝向一遠離該絕緣層的方向漸縮。
4.根據權利要求I所述的線路結構，其特徵在於，該補償層具有一覆蓋該負型光致抗蝕劑層的該側壁的側邊部，且該負型光致抗蝕劑層的該側壁的粗糙度大於該側邊部的表面的粗糙度。
5.根據權利要求4所述的線路結構，其特徵在於，該側邊部的表面為一光滑的曲面或是一光滑的平面。
6.根據權利要求I所述的線路結構，其特徵在於，該補償層的填入該凹槽中的一填入部位於該負型光致抗蝕劑層與該絕緣層之間。
7.根據權利要求6所述的線路結構，其特徵在於，該填入部直接接觸該絕緣層。
8.—種線路結構的製作方法，其特徵在於，包括在一基板上形成一第一導電層； 在該第一導電層上形成一絕緣層，且該絕緣層覆蓋該基板； 在該絕緣層上形成一負型光致抗蝕劑層，該負型光致抗蝕劑層具有一側壁，且該側壁具有一鄰近該絕緣層的凹槽； 形成一覆蓋該負型光致抗蝕劑層的補償層，且該補償層填入該凹槽中；以及 在該補償層上形成一第二導電層，且該第二導電層延伸至該絕緣層上。
9.根據權利要求8所述的線路結構的製作方法，其特徵在於，該負型光致抗蝕劑層的形成步驟包括 於該絕緣層上形成一負型光致抗蝕劑材料層；以及 對該負型光致抗蝕劑材料層進行一光刻製程，以圖案化該負型光致抗蝕劑材料層。
10.根據權利要求8所述的線路結構的製作方法，其特徵在於，該補償層的材質包括正型光致抗蝕劑材料。
11.根據權利要求10所述的線路結構的製作方法，其特徵在於，該補償層的形成步驟包括 於該絕緣層上形成一液態的正型光致抗蝕劑材料，且該液態的正型光致抗蝕劑材料填入該凹槽中； 對該液態的正型光致抗蝕劑材料進行一烘烤製程，以形成一正型光致抗蝕劑材料層，且該正型光致抗蝕劑材料層覆蓋該負型光致抗蝕劑層；以及 對該正型光致抗蝕劑材料層進行一光刻製程，以移除該正型光致抗蝕劑材料層的未覆蓋該負型光致抗蝕劑層的部分。
12.根據權利要求10所述的線路結構的製作方法，其特徵在於，該負型光致抗蝕劑層與該補償層分別以一第一曝光顯影製程以及一第二曝光顯影製程製得，且該第一曝光顯影製程以及該第二曝光顯影製程的光罩圖案大致上互補。
13.根據權利要求8所述的線路結構的製作方法，其特徵在於，該第二導電層的形成方法包括派鍍。
14.根據權利要求8所述的線路結構的製作方法，其特徵在於，該補償層具有一側邊部，該側邊部覆蓋該負型光致抗蝕劑層的該側壁，且該側邊部朝向一遠離該絕緣層的方向漸縮。
15.根據權利要求8所述的線路結構的製作方法，其特徵在於，該補償層具有一覆蓋該負型光致抗蝕劑層的該側壁的側邊部，且該負型光致抗蝕劑層的該側壁的粗糙度大於該側邊部的表面的粗糙度。
16.根據權利要求8所述的線路結構的製作方法，其特徵在於，該補償層的填入該凹槽中的一填入部位於該負型光致抗蝕劑層與該絕緣層之間。
全文摘要
本發明提供一種線路結構及其製作方法，該線路結構包括一基板；一第一導電層，配置於基板上；一絕緣層，配置於第一導電層上並覆蓋基板；一負型光致抗蝕劑層，配置於絕緣層上，且具有一側壁，側壁具有一鄰近絕緣層的凹槽；一補償層，覆蓋負型光致抗蝕劑層，並填入凹槽中；以及一第二導電層，配置於補償層上並延伸至絕緣層上。本發明可提升製程良率，且可有效簡化製程步驟，降低製作成本。
文檔編號H05K1/02GK102811548SQ20111014531
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優先權日2011年5月31日
發明者張義民, 許傳進, 林柏伸 申請人:精材科技股份有限公司