电感结构及其制作方法
【专利摘要】一种电感结构及其制作方法，该电感结构的制作方法包含下列步骤：提供具有多个焊垫的基板；于基板与焊垫上形成具有多个保护层开口的保护层，使焊垫分别由保护层开口露出；于焊垫与保护层上形成导电层；于导电层上形成图案化的第一光阻层，使导电层由多个第一光阻层开口露出；于第一光阻层开口中的导电层上分别形成多个铜块；于第一光阻层上形成图案化的第二光阻层，使铜块的至少一个由第二光阻层开口与对应的第一光阻层开口露出；于露出第二光阻层开口的铜块上依序形成扩散阻障层与抗氧化层。去除第一光阻层、第二光阻层及未被铜块覆盖的导电层。本发明不仅可节省扩散阻障层与抗氧化层的材料花费，且能降低电感结构的线路总电阻值。
【专利说明】电感结构及其制作方法
【技术领域】
[0001〕 本发明是有关一种电感结构及一种电感结构的制作方法。
【背景技术】
[0002]已知的电感结构可包含娃基板与多个铜块。娃基板具有多个焊垫(13011(1 ￠18(1) 0铜块以电镀的方式分别形成于焊垫上，具有高频传输的功能。在后续制程中，锡球出以)或导电凸块可通过铜块与硅基板的焊垫电性连接。由于锡铅材料无法直接粘着于铜块，所以当铜块电镀完成后，需再依序电镀镍层与金层。其中镍层具有阻值高的特性，可防止金层与铜块在高温环境中互相熔合，而金层可防止铜块氧化。
[0003]镍层与金层虽可让锡球或导电凸块粘着于铜块，但实际上在电感结构中，仅有少数的铜块在后续制程(例如凸块制程或植锡球制程)需与导电凸块或锡球电性连接，大多数的铜块并不需电性连接锡球或导电凸块。然而，一般而言，电感结构在制作时，因为制程能力不足，只能在每一铜块上均电镀镍层与金层。
[0004]如此一来，不仅会造成材料(例如金)的浪费，且所有的铜块上均电镀镍层与金层，会造成电感结构的线路总电阻值升高，造成效率下降，使电感结构的电感品质系数难以提升。
【发明内容】
[0005]本发明的一技术态样为一种电感结构。
[0006]根据本发明一实施方式，一种电感结构包含:基板、保护层、图案化的导电层、多个铜块、扩散阻障层与抗氧化层。基板具有多个焊垫。保护层位于基板与焊垫上，且保护层具有多个保护层开口，焊垫分别由保护层开口露出。导电层位于焊垫与保护层紧邻保护层开口的表面上。铜块位于导电层上。扩散阻障层位于铜块的至少一个上，使覆盖有扩散阻障层的铜块位于扩散阻障层与导电层之间。抗氧化层位于扩散阻障层上。
[0007]在本发明一实施方式中，上述电感结构还包含非金属阻隔层。非金属阻隔层位于保护层、铜块、扩散阻障层与抗氧化层上。非金属阻隔层具有非金属阻隔层开口，且抗氧化层由非金属阻隔层开口露出。
[0008]在本发明一实施方式中，上述非金属阻隔层的材质包含氧化物或氮化物。
[0009]在本发明一实施方式中，上述电感结构还包含金属阻隔层。金属阻隔层覆盖于铜块、扩散阻障层与抗氧化层的表面上。
[0010]在本发明一实施方式中，上述金属阻隔层的材质包含金。
[0011]在本发明一实施方式中，上述扩散阻障层的材质包含镍。
[0012]在本发明一实施方式中，上述抗氧化层的材质包含金。
[0013]本发明的另一技术态样为一种电感结构的制作方法。
[0014]根据本发明一实施方式，一种电感结构的制作方法包含下列步骤4提供具有多个焊垫的基板。6于基板与焊垫上形成具有多个保护层开口的保护层，使焊垫分别由保护层开口露出。0于焊垫与保护层上形成导电层。(1于导电层上形成图案化的第一光阻层，使紧邻保护层开口的导电层由第一光阻层的多个第一光阻层开口露出。6于第一光阻层开口中的导电层上分别形成多个铜块。？于第一光阻层上形成图案化的第二光阻层，其中第二光阻层的第二光阻层开口对准于铜块的至少一个，使铜块的至少一个由第二光阻层开口与对应的第一光阻层开口露出。8于露出第二光阻层开口的铜块上依序形成扩散阻障层与抗氧化层。11去除第一光阻层、第二光阻层及未被铜块覆盖的导电层。
[0015]在本发明一实施方式中，上述电感结构的制作方法还包含:于保护层、铜块、扩散阻障层与抗氧化层上形成非金属阻隔层。图案化非金属阻隔层，使抗氧化层由非金属阻隔层的非金属阻隔层开口露出。
[0016]在本发明一实施方式中，上述电感结构的制作方法还包含:形成覆盖铜块、扩散阻障层与抗氧化层的表面上的金属阻隔层。
[0017]在本发明一实施方式中，于铜块、扩散阻障层与抗氧化层的表面上形成金属阻隔层的步骤包含:于铜块、扩散阻障层与抗氧化层的表面上化学镀金属阻隔层。
[0018]在本发明一实施方式中，上述步骤6包含:图案化保护层，使保护层具有保护层开0。
[0019]在本发明一实施方式中，上述步骤6包含:于第一光阻层开口中的保护层上电镀铜块。
[0020]在本发明一实施方式中，上述步骤8包含:于露出第二光阻层开口的铜块上依序电镀扩散阻障层与抗氧化层。
[0021]在本发明一实施方式中，上述步骤11包含蚀刻未被铜块覆盖的导电层。
[0022]在本发明上述实施方式中，电感结构及其制作方法可选择性地在铜块上形成扩散阻障层与抗氧化层，让需于后续制程(例如凸块制程或植锡球制程)电性连接导电凸块或锡球的铜块形成扩散阻障层及抗氧化层，其它铜块则不形成扩散阻障层及抗氧化层。如此一来，电感结构及其制作方法不仅可节省扩散阻障层与抗氧化层的材料花费，且能降低电感结构的线路总电阻值，造成效率提升，使电感结构的电感品质系数得以提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1绘示根据本发明一实施方式的电感结构的俯视图。
[0024]图2绘示图1的电感结构沿线段2-2的剖面图。
[0025]图3绘示根据本发明另一实施方式的电感结构的剖面图，其剖面位置与图2相同。
[0026]图4绘示根据本发明一实施方式的电感结构的制作方法的流程图。
[0027]图5绘示图4的焊垫分别由保护层开口露出后的剖面图。
[0028]图6绘示图5的焊垫与保护层形成导电层后的剖面图。
[0029]图7绘示图6的导电层形成图案化的第一光阻层后的剖面图。
[0030]图8绘示图7的第一光阻层开口中的导电层形成铜块后的剖面图。
[0031]图9绘示图8的第一光阻层形成图案化的第二光阻层后的剖面图。
[0032]图10绘示图9的露出第二光阻层开口的铜块依序形成扩散阻障层与抗氧化层后的剖面图。
[0033]图11绘示图10的第一光阻层、第二光阻层及未被铜块覆盖的导电层被去除后的剖面图。
[0034]图12八至图120绘示根据本发明另一实施方式的电感结构制作时的剖面图。
[0035]其中，附图中符号的简单说明如下:
[0036]100:电感结构100&:电感结构
[0037]100、电感结构110:基板
[0038]112:焊垫120:保护层
[0039]122:保护层开口130:导电层
[0040]140:铜块150:扩散阻障层
[0041]160:抗氧化层170:非金属阻隔层
[0042]172:非金属阻隔层开口 180:金属阻隔层
[0043]192:第一光阻层194:第一光阻层开口
[0044]196:第二光阻层1963:第二光阻层
[0045]198:第二光阻层开口 1983:第二光阻层开口
[0046]2-2:线段210:线路层
[0047]81-88:步骤。
【具体实施方式】
[0048]以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些已知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。
[0049]图1绘示根据本发明一实施方式的电感结构100的俯视图。图2绘示图1的电感结构100沿线段2-2的剖面图。为求简洁，本文中所有剖面图均未绘示图1的线路层210。同时参阅图1与图2，电感结构100包含基板110、保护层120、图案化的导电层130、多个铜块140、扩散阻障层150与抗氧化层160。其中，基板110具有多个焊垫112。保护层120位于基板110与焊垫112上。保护层120具有多个保护层开口 122，且焊垫112分别由保护层开口 122露出。导电层130位于焊垫112朝向保护层开口 122的表面上，与保护层120紧邻保护层开口 122的表面上。铜块140位于导电层130上。扩散阻障层150位于铜块140的至少一个上，使覆盖扩散阻障层150的铜块140位于扩散阻障层150与导电层130之间。抗氧化层160位于扩散阻障层150相对铜块140的表面上。其中，扩散阻障层150与抗氧化层160可通过电镀(16^0811:1011)的方式形成于铜块140上。
[0050]在本实施方式中，基板110的材质可以包含硅。保护层120的材质可以包含聚合物材料、氧化物(例如二氧化硅)或氮化物。焊垫112的材质可以包含铝。导电层130的材质可以包含钛与铜。扩散阻障层150的材质可以包含镍，具有阻值高的特性，能防止抗氧化层160与铜块140在高温环境中互相熔合。抗氧化层160的材质可以包含金，可防止铜块140氧化。然而，上述材料并不以限制本发明。
[0051]此外，电感结构100还包含非金属阻隔层170。非金属阻隔层170位于保护层120、铜块140、扩散阻障层150与抗氧化层160上，且非金属阻隔层170具有非金属阻隔层开口172，使抗氧化层160可由非金属阻隔层开口 172露出。非金属阻隔层170可阻隔水气与灰尘进入电感结构100中，避免铜块140与扩散阻障层150氧化。在本实施方式中，非金属阻隔层170可以包含聚合物材料、氧化物(例如二氧化硅)或氮化物，但并不以限制本发明。
[0052]电感结构100在后续制程中，例如凸块(化卹丨叩)制程或植锡球邮八)制程，导电凸块或锡球可粘着于抗氧化层160上，使导电凸块或锡球可通过设有扩散阻障层150与抗氧化层160的铜块140(如图2左侧铜块)电性连接导电层130与焊垫112。未设有扩散阻障层150与抗氧化层160的铜块140(如图2右侧铜块)则由非金属阻隔层170覆盖，不于后续制程粘着导电凸块或锡球。如此一来，电感结构100可节省扩散阻障层150与抗氧化层160的材料花费，且能降低电感结构100的线路总电阻值，造成效率提升，使电感结构100的电感品质系数得以提升。
[0053]图3绘示根据本发明另一实施方式的电感结构1003的剖面图，其剖面位置与图2相同。电感结构1003包含基板110、保护层120、多个铜块140、图案化的导电层130、扩散阻障层150与抗氧化层160。与图2实施方式不同的地方在于:电感结构100&不包含非金属阻隔层170(见图2)，但包含金属阻隔层180。金属阻隔层180覆盖于铜块140、扩散阻障层150与抗氧化层160的表面上。金属阻隔层180的材质包含金,可通过化学镀的方式形成于铜块140上。金属阻隔层180可避免铜块140与扩散阻障层150氧化。
[0054]图4绘示根据本发明一实施方式的电感结构的制作方法的流程图。首先在步骤31中，提供具有多个焊垫的基板。接着在步骤32中，于基板与焊垫上形成具有多个保护层开口的保护层，使焊垫分别由保护层开口露出。之后在步骤33中，于焊垫与保护层上形成导电层。接着在步骤34中，于导电层上形成图案化的第一光阻层，使紧邻保护层开口的导电层由第一光阻层的多个第一光阻层开口露出。接着在步骤35中，于第一光阻层开口中的导电层上分别形成多个铜块。之后在步骤36中，于第一光阻层上形成图案化的第二光阻层，其中第二光阻层的第二光阻层开口对准于铜块的至少一个，使铜块的至少一个由第二光阻层开口与对应的第一光阻层开口露出。接着在步骤37中，于露出第二光阻层开口的铜块上依序形成扩散阻障层与抗氧化层。最后在步骤38中，去除第一光阻层、第二光阻层及未被铜块覆盖的导电层。
[0055]在以下叙述中，将叙述上述电感结构的制造方法的各步骤。
[0056]图5绘示图4的焊垫112分别由保护层开口 122露出后的剖面图。同时参阅图4与图5，先提供具有多个焊垫112的基板110，并于基板110与焊垫112上形成具有多个保护层开口 122的保护层120，使焊垫112分别由保护层开口 122露出。保护层120可通过图案化制程，使保护层120具有保护层开口 122。图案化制程可包含曝光、显影与蚀刻制程。
[0057]图6绘示图5的焊垫112与保护层120形成导电层130后的剖面图。同时参阅图5与图6，待焊垫112分别由保护层开口 122露出后，导电层130可通过溅镀的方式形成于焊垫112与保护层120上。
[0058]图7绘示图6的导电层130形成图案化的第一光阻层192后的剖面图。同时参阅图6与图7，待导电层130形成于焊垫112与保护层120上后，可于导电层130上形成图案化的第一光阻层192，使紧邻保护层开口 122的导电层130由第一光阻层192的多个第一光阻层开口 194露出。
[0059]图8绘示图7的第一光阻层开口 194中的导电层130形成铜块140后的剖面图。同时参阅图7与图8，待导电层130上形成图案化的第一光阻层192后，可于第一光阻层开口 194中的导电层130分别形成铜块140。其中，铜块140可利用电镀的方式形成于第一光阻层开口 194中的导电层130上。
[0060]图9绘示图8的第一光阻层192形成图案化的第二光阻层196后的剖面图。同时参阅图8与图9，待第一光阻层开口 194中的导电层130分别形成铜块140后，可形成图案化的第二光阻层196于第一光阻层192上，其中第二光阻层196的第二光阻层开口 198对准于铜块140的至少一个，使铜块140的至少一个由第二光阻层开口 198与对应的第一光阻层开口 194露出。
[0061]图10绘示图9的露出第二光阻层开口 198的铜块140依序形成扩散阻障层150与抗氧化层160后的剖面图。同时参阅图9与图10，待铜块140的至少一个由第二光阻层开口 198与对应的第一光阻层开口 194露出后，可依序形成扩散阻障层150与抗氧化层160于露出第二光阻层开口 198的铜块140上。其中，扩散阻障层150与抗氧化层160可利用电镀的方式依序形成于露出第二光阻层开口 198的铜块140上。
[0062]图11绘示图10的第一光阻层192、第二光阻层196及未被铜块140覆盖的导电层130被去除后的剖面图。同时参阅图10与图11，待扩散阻障层150与抗氧化层160依序形成于露出第二光阻层开口 198的铜块140后，可去除第一光阻层192、第二光阻层196及未被铜块140覆盖的导电层130，而得到图11的结构。其中，未被铜块140覆盖的导电层130例如可经蚀刻制程去除。
[0063]同时参阅图2与图11，待第一光阻层192、第二光阻层196及未被铜块140覆盖的导电层130去除后，可于保护层120、铜块140、扩散阻障层150与抗氧化层160上形成非金属阻隔层170。接着可图案化非金属阻隔层170，使非金属阻隔层170具有对准铜块140的非金属阻隔层开口 172。如此一来，抗氧化层160便可由非金属阻隔层开口 172露出，得到图2的电感结构100。
[0064]同时参阅图3与图11，待第一光阻层192、第二光阻层196及未被铜块140覆盖的导电层130去除后，可形成金属阻隔层180覆盖于铜块140、扩散阻障层150与抗氧化层160的表面上。如此一来，便可得到图3的电感结构100^其中金属阻隔层180可通过化学镀的方式形成于铜块140、扩散阻障层150与抗氧化层160的表面上。
[0065]与已知技术相较，电感结构及其制作方法可选择性地在铜块上形成扩散阻障层与抗氧化层，让需于后续制程(例如凸块制程或植锡球制程)电性连接导电凸块或锡球的铜块形成扩散阻障层及抗氧化层，其它铜块则不形成扩散阻障层及抗氧化层。如此一来，电感结构及其制作方法不仅可节省扩散阻障层与抗氧化层的材料花费，且能降低电感结构的线路总电阻值，造成效率提升，使电感结构的电感品质系数得以提升。
[0066]图12八至图120绘示根据本发明另一实施方式的电感结构1006制作时的剖面图。在本实施方式中，图12八之前的制作流程与图5至图8相同，不重复赘述。待图8的第一光阻层开口 194中的导电层130分别形成铜块140后，可去除图8的第一光阻层192，而得到图12八的结构。接着，便可于图12八的导电层130上形成图案化的第二光阻层196^使得至少一铜块140可从第二光阻层开口 19?裸露，而得到图128的结构。之后，便可于图120从第二光阻层开口 19?的铜块140上以电镀的方式形成扩散阻障层150与抗氧化层160，而得到图12(:的结构。
[0067]因此，待将图12(:的第二光阻层1963去除后，便可得到图120的电感结构100匕
[0068]以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种电感结构,其特征在于,包含: 一基板，具有多个焊垫； 一保护层，位于该基板与所述焊垫上，该保护层具有多个保护层开口，所述焊垫分别由所述保护层开口露出； 一图案化的导电层，位于所述焊垫与该保护层紧邻所述保护层开口的表面上； 多个铜块，位于该导电层上； 一扩散阻障层，位于所述铜块的至少一个上，使覆盖有该扩散阻障层的该铜块位于该扩散阻障层与该导电层之间；以及一抗氧化层，位于该扩散阻障层上。
2.根据权利要求1所述的电感结构，其特征在于，还包含: 一非金属阻隔层，位于该保护层、所述铜块、该扩散阻障层与该抗氧化层上，该非金属阻隔层具有一非金属阻隔层开口，且该抗氧化层由该非金属阻隔层开口露出。
3.根据权利要求2所述的电感结构，其特征在于，该非金属阻隔层的材质包含氧化物或氮化物。
4.根据权利要求1所述的电感结构，其特征在于，还包含: 一金属阻隔层，覆盖于所述铜块、该扩散阻障层与该抗氧化层的表面上。
5.根据权利要求4所述的电感结构，其特征在于，该金属阻隔层的材质包含金。
6.根据权利要求1所述的电感结构，其特征在于，该扩散阻障层的材质包含镍。
7.根据权利要求1所述的电感结构，其特征在于，该抗氧化层的材质包含金。
8.—种电感结构的制作方法，其特征在于，包含下列步骤: a提供具有多个焊垫的一基板； b于该基板与所述焊垫上形成具有多个保护层开口的一保护层，使所述焊垫分别由所述保护层开口露出； c于所述焊垫与该保护层上形成一导电层； d于该导电层上形成一图案化的第一光阻层，使紧邻所述保护层开口的该导电层由该第一光阻层的多个第一光阻层开口露出； e于所述第一光阻层开口中的该导电层上分别形成多个铜块；f于该第一光阻层上形成一图案化的第二光阻层，其中该第二光阻层的一第二光阻层开口对准于所述铜块的至少一个，使所述铜块的至少一个由该第二光阻层开口与对应的该第一光阻层开口露出； g于露出该第二光阻层开口的该铜块上依序形成一扩散阻障层与一抗氧化层；以及 h去除该第一光阻层、该第二光阻层及未被所述铜块覆盖的该导电层。
9.根据权利要求8所述的电感结构的制作方法，其特征在于，还包含: 于该保护层、所述铜块、该扩散阻障层与该抗氧化层上形成一非金属阻隔层；以及 图案化该非金属阻隔层，使该抗氧化层由该非金属阻隔层的一非金属阻隔层开口露出。
10.根据权利要求8所述的电感结构的制作方法，其特征在于，还包含: 形成覆盖所述铜块、该扩散阻障层与该抗氧化层的表面上的一金属阻隔层。
11.根据权利要求10所述的电感结构的制作方法，其特征在于，于所述铜块、该扩散阻障层与该抗氧化层的表面上形成该金属阻隔层的步骤包含: 于所述铜块、该扩散阻障层与该抗氧化层的表面上化学镀该金属阻隔层。
12.根据权利要求8所述的电感结构的制作方法，其特征在于，该步骤b包含: 图案化该保护层，使该保护层具有所述保护层开口。
13.根据权利要求8所述的电感结构的制作方法，其特征在于，该步骤e包含: 于所述第一光阻层开口中的该导电层上电镀所述铜块。
14.根据权利要求8所述的电感结构的制作方法，其特征在于，该步骤g包含: 于露出该第二光阻层开口的该铜块上依序电镀该扩散阻障层与该抗氧化层。
15.根据权利要求8所述的电感结构的制作方法，其特征在于，该步骤h包含: 蚀刻未被所述铜块覆盖的该导电层。
【文档编号】H01L21/02GK104425462SQ201410408611
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】赖伟铭, 胡毓文 申请人:精材科技股份有限公司