專利名稱：薄膜電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種使用于微電子產(chǎn)品的薄膜電阻器的制作方法，且特別是一種使用于例如混合電路(hybridcircuit)微電子產(chǎn)品中，主要應(yīng)用在表面粘著技術(shù)(Surface Mount Technology，SMT)的薄膜電阻器元件，例如薄膜片電阻(thin film chip resistor)或薄膜多聯(lián)式晶片排列電阻(thin film chip resistor array)的制作方法。
薄膜電阻器一般是用于微電子產(chǎn)品，作為電路中被動(dòng)(passive)電子電路元件和/或承載(load bearing)電子電路元件之用，所采用的微電子產(chǎn)品包含有集成電路微電子產(chǎn)品和混合電路微電子產(chǎn)品。
若就混合電路微電子產(chǎn)品所用的薄膜電阻器的制程而言，習(xí)用方法是于一絕緣基板，例如一玻璃絕緣基板或一陶瓷絕緣基板上，形成一薄膜電阻及導(dǎo)體材料覆蓋后，以微影光蝕刻(photolithography)方式定義(pattern)電阻材料及導(dǎo)體圖案，之后再以一聚焦激光束修整(trim)電阻材料，使電阻值能更精確控制，繼而切割絕緣基板形成分立薄膜晶片電阻(discrete thin film chip resistor)。
然而，上述習(xí)知的薄膜電阻器形成方法有其缺點(diǎn)制得的分立薄膜晶片電阻中若干圖案層或圖案區(qū)域是以微影光蝕刻方式形成，包含有(1)一圖案定義薄膜電阻層；以及(2)一對(duì)形成于圖案定義薄膜電阻層接觸的圖案定義導(dǎo)線層。此電阻層及導(dǎo)線層的圖案定義是以類似半導(dǎo)體制程的光蝕刻的光蝕刻技術(shù)來形成，所以，習(xí)知利用微影光蝕刻設(shè)備和材料來完成圖案的定義較無效率，相對(duì)地只是增加制造成本而已，同時(shí)由于需大量使用化學(xué)藥品，增加了廢水處理及環(huán)境污染的成本。
再者，上述于絕緣基板使用微影光蝕刻方式形成圖案定義電阻層與導(dǎo)線層，之后再將絕緣膜基板分開形成分立薄膜晶片電阻的方法，其對(duì)絕緣基板的品質(zhì)要求相當(dāng)高，必須提供表面平坦度與光潔度相當(dāng)好的絕緣基板，以便后續(xù)的微影光蝕刻設(shè)備能正確對(duì)齊，一般需利用99.6％純度的氧化鋁基板，且需經(jīng)過磨平拋光以增加其平坦度與光潔度，而高平坦度與光潔度的絕緣基板將增加許多的成本。
因此，本發(fā)明人思慮解決的方法，除了使其可應(yīng)用于混合電路微電子產(chǎn)品中的薄膜晶片電阻的制作，更可(1)避免習(xí)用形成分立薄膜電阻晶片時(shí)，以微影方式所增加的微影設(shè)備、材料等相關(guān)的制程成本；以及(2)避免因需提供高平坦度與光潔度的絕緣基板等相關(guān)增加的成本。
本發(fā)明提出一種制作分立薄膜電阻器的方法，(1)避免需以后續(xù)的微影光蝕刻制程定義所形成的薄膜電阻及導(dǎo)體層圖案等相關(guān)的制程成本；(2)采用多束(multi-beam)能量蝕刻法修整電阻層，加速修整所花費(fèi)的時(shí)間以提高產(chǎn)能；以及(3)采用不需表面磨平拋光的絕緣基板，價(jià)格低廉。
因此，本發(fā)明的目的便是提供一種分立薄膜電阻器的制作方法，以降低生產(chǎn)成本及提高產(chǎn)能。
首先，在降低成本方面?zhèn)鹘y(tǒng)以微影光蝕刻方式定義電阻及導(dǎo)體材料層的技術(shù)，需提供極佳平坦度與表面潔凈度的絕緣基板，所以必需使用高純度和經(jīng)過表面研磨的絕緣基板，而且微影光蝕刻技術(shù)需經(jīng)光阻涂布、曝光、顯影、蝕刻等相關(guān)復(fù)雜的程序，需使用光阻、顯影與蝕刻材料等化學(xué)藥劑(部分電阻材料的蝕刻需用到非常強(qiáng)的化學(xué)劑，甚至無法蝕刻)，需使用潔凈度高的無塵室(一般需達(dá)class100以上)，大量的廢水處理及較大的設(shè)備投資與空間。再者，基板的分割需用成本較高的鉆石切割(dicingsaw)或激光切割。而本發(fā)明選取具預(yù)刻痕的絕緣基板，以遮罩(mask)及多束能量蝕刻法定義電阻材料及導(dǎo)體圖案，可一并解決上述問題。
在提高產(chǎn)能方面除前述降低成本所采用的手段亦能部分提高產(chǎn)能之外，更以非微影光蝕刻(non-photolithography)的多束能量蝕刻方式修整圖案定義薄膜電阻層，提高修整速度。
為達(dá)成上述本發(fā)明的主要目的，提供一種薄膜電阻器的制作方法，包括步驟有提供一表面形成有刻痕的絕緣基板；形成一平坦層于絕緣基板上；形成不連續(xù)的一圖案定義導(dǎo)體層于絕緣基板；形成一遮罩層于絕緣基板與導(dǎo)體層表面，并且使部分用以形成電阻層的絕緣基板表面，及可與電阻層電性接觸的導(dǎo)體層裸露的部分，并且與裸露的導(dǎo)體層電性接觸；除去遮罩層，以形成一圖案定義薄膜電阻層；以一非微影光蝕刻的多束能量蝕刻方式修整圖案定義薄膜電阻層以提高電阻值，而提高的倍率則視產(chǎn)品最后電阻值而定；以及以非微影光蝕刻的能量束蝕刻方式精修圖案定義薄膜電阻層的最后精確電阻值。其中該絕緣基板是為一玻璃絕緣基板和一陶瓷絕緣基板所組成的絕緣基板之一。其中該絕緣基板為一氧化鋁(alunina)陶瓷絕緣基板，且其氧化鋁成分約為94％-99.6％。其中該導(dǎo)體層形成前更包含于該絕緣基板上形成平坦層(leveling layer)以平坦化該絕緣基板。其中該平坦層的沉積方式為熱輔助蒸鍍法、電子束輔助蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法、電漿輔助化學(xué)氣相沉積法與物理氣相沉積的淺鍍法所組成的沉積方式之一。其中該平坦層為一二氧化硅、氮化硅所組成的絕緣層。其中該導(dǎo)體層是以一種非微影光蝕刻的印刷方式形成不連續(xù)的圖案。其中該非微影光蝕刻的印刷方式為網(wǎng)版印刷(screenprint)和能量束感應(yīng)印刷(energy beam induced print)所組成的印刷方式之一。其中該非微影光蝕刻的印刷方式是運(yùn)用以一導(dǎo)體糊劑的網(wǎng)版印刷方式，該導(dǎo)體糊劑為銀、銀合金、金、金合金、銅、銅合金、鈀(palladium)、鈀合金、鎳、鎳合金所組成的導(dǎo)體之一。其中該遮罩層是以一種非微影光蝕刻的印刷方式形成。其中該薄膜電阻材料是以一種薄膜沉積方式形成。其中該薄膜沉積方式為熱輔助蒸鍍法、電子束輔助蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法、電漿輔助化學(xué)氣相沉積法與物理氣相沉積的淺鍍法所組成的沉積方式之一。其中該薄膜電阻材料層為氮化鉭電阻材料、硅化鉭電阻材料、鉭鉻合金電阻材料、鎳鉻合金電阻材料、硅化鉻電阻材料與較前述電阻材料序數(shù)(order)高所組成的電阻材料之一。其中更包含在該絕緣基板形成刻痕的步驟，以在該絕緣基板上定義一相鄰連續(xù)的基板晶片，藉由該基板晶片上形成有該圖案定義導(dǎo)體層薄膜電阻層，使該基板晶片形成一薄膜晶片電阻。其中形成該刻痕的步驟是于該導(dǎo)體層形成前完成。其中形成該刻痕的步驟于該導(dǎo)體層形成后完成。其中該相鄰薄膜電阻晶片能以物理斷裂方式，不需截切便能由該絕緣基板分離為一分立(discrete)薄膜晶片電阻。其中除去該遮罩層后更包括下列步驟利用一種非微影光蝕刻的多束(multi-beam)能量蝕刻方式修整(trim)該圖案定義薄膜電阻層；以及利用一種非微影光蝕刻的能量束蝕刻方式精修(finetrim)該圖案定義薄膜電阻層，以調(diào)整其電阻值。其中該非微影光蝕刻的多束能量蝕刻方式所使用的能量束為激光光束、聚焦離子束與聚焦電子束所組成的多束能量蝕刻方式之一。其中該非微影光蝕刻的多束能量蝕刻方式是使用波長(zhǎng)于532-1064nm，投射射束的能量密度為0.1-8.0瓦，射束直徑為1.0-100μm，射束數(shù)目為1-31的激光光束。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示本發(fā)明較佳實(shí)施例中所用具有有預(yù)刻痕絕緣基板的透視圖；圖2至圖12繪示利用本發(fā)明較佳實(shí)施例方法在圖1所示絕緣基板上形成分立薄膜電阻器的制程步驟的剖面圖；圖13繪示對(duì)應(yīng)圖4所示制程剖面圖的相關(guān)透視圖；圖14繪示對(duì)應(yīng)圖5所示制程剖面圖的相關(guān)透視圖；以及圖15繪示對(duì)應(yīng)部分圖8所示制程剖面圖的相關(guān)透視圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖12所示，為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的分立薄膜晶片電阻制作過程中，于一絕緣基板上逐漸形成一連續(xù)薄膜電阻器的各階段的結(jié)果。
如圖1所示，其為絕緣基板形成一連續(xù)分立薄膜電阻器前的透視圖。在一絕緣基板10上形成多道彼此為垂直的刻痕，即分別形成從刻線b1、b2、b3、b4，與橫刻線a1、a2、a3，以在絕緣基板10上分割形成一雙向島陣列(bidirectional array ofislands)的結(jié)構(gòu)，再以本發(fā)明的制作方法于此雙向島陣列形成雙向的分立薄膜電阻器陣列。圖1中，絕緣基板10上的雙向島陣列中每一個(gè)島的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，較佳是介于0.8-6.5mm之間；寬度為W，較佳是介于0.4-3.5mm之間；而厚度為T，較佳是介于0.2-2.0cm之間。然而，若欲以本發(fā)明的方法形成不規(guī)則尺寸的分立薄膜電阻器或薄膜電阻元件時(shí)，亦可改用在W、L和T等方向具有其它尺寸的絕緣基板。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，所示的橫刻線a1、a2、a3，為界定圖1所示絕緣基板10的雙向島陣列的部分刻痕。橫刻線a1、a2、a3(以及縱刻線b1、b2、b3、b4)中各刻痕，其于絕緣基板10上的寬度為W，較佳是介于10-150μm之間；深度為t，較佳介于20-200μm之間；剖面形狀較佳為V型，但具有其它剖面形狀的刻痕，例如為直邊或平底凹槽型式者亦可。
習(xí)知技藝中劃刻痕的任一種方法，均可應(yīng)用于前述絕緣基板的橫和縱向刻線的形成，例如利用物理方式的劃線器(scribe)或其它切割工具，亦或使用能量束(energybeam)如激光光束、聚焦電子束或聚焦離子束等蝕刻法。對(duì)本發(fā)明而言，提供具預(yù)刻痕的絕緣基板，使其能從雙向島陣列形成的雙向薄膜電阻器陣列制得一連續(xù)分立薄膜晶片電阻具有許多優(yōu)點(diǎn)，于后續(xù)制程步驟中加以闡述。雖然，也可在后期階段再對(duì)絕緣基板10劃刻痕，例如于絕緣基板10上形成一導(dǎo)體層后再形成刻痕，但本發(fā)明方法所用的絕緣基板10較佳仍是于導(dǎo)體層形成前先劃上刻痕，如此才能達(dá)到最合乎經(jīng)濟(jì)有效的制造。
雖然在圖1中的透視圖和圖2的剖面圖中并無具體顯示絕緣基板10的材料，但其絕緣材質(zhì)應(yīng)為具有適當(dāng)絕緣性、易于劃上刻痕，易于制成絕緣基板10的材料，并且能適于后續(xù)的薄膜電阻的制程處理，符合上述條件的常用絕緣材料包括高熔點(diǎn)溫度的玻璃絕緣材料和陶瓷絕緣材料等。在本實(shí)施例當(dāng)中，絕緣基板10較佳應(yīng)選用一種為氧化鋁的陶瓷絕緣基板，其中其氧化鋁的成份約為94-99.6％之間。
此外，本發(fā)明所用的絕緣基板10不必為習(xí)用以影微方式所需的的高度拋光表面。習(xí)用的高度拋光表面，其表面粗糙度通常需小于500(峰間距離)，而在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，除橫和縱向的刻線，絕緣基板10的表面粗糙度較佳可于1000-3000之間(峰間距離)。
最后，雖然圖1的透視圖和圖2的剖面圖未顯示出來，但在本發(fā)明的實(shí)施例方法中，于絕緣基板10形成導(dǎo)體層及電阻層之前，較佳應(yīng)先清潔絕緣基板10。預(yù)先清潔絕緣基板10較佳是于干燥空氣(即水氣低于10ppm)環(huán)境下，以800-900℃的溫度，進(jìn)行退火處理(退火處理約5-20min)。
請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，是于絕緣基板10上形成一平坦層(leveling layer)12，主要作用在概略平坦化及添補(bǔ)絕緣基板10的孔洞，例如是以習(xí)知任一種薄膜沉積方法，包含熱輔助蒸鍍法(thermal assisted evaporation)、電子束輔助蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、電漿輔助化學(xué)氣相沉積法與物理氣相沉積(PVD)的淺鍍(sputtering)法所形成的一二氧化硅(SiO2)層或氮化硅(Si3N4)層。雖然形成此平坦層12的程序并不是絕對(duì)需要，但若考慮增加絕緣基板10平坦度及減小基板孔隙度以增進(jìn)所制得分立薄膜電阻器的品質(zhì)，則本發(fā)明實(shí)施例的方法中，較佳是以物理氣相沉積的淺鍍方式沉積厚約100-5000的平坦層12。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，具有(1)于平坦層12暴露的表面上形成上導(dǎo)線層(upper conductor lead layer)14a、14b、14c；以及(2)于絕緣基板10底層表面上形成對(duì)應(yīng)的下導(dǎo)線層16a、16b、16c。對(duì)應(yīng)圖13所示的透視圖可更進(jìn)一步了解形成的導(dǎo)線層的圖案，上導(dǎo)線層14a、14b、14c為不連續(xù)的條狀圖案，亦即僅分別形成縱跨在由縱刻線b1、b2、b3、b4所分隔的島陣列的橫刻線a1、a2、a3上。在本發(fā)明方法中，這些圖案定義導(dǎo)線層14a、14b、14c，16a、16b、16c均是采用一種非微影光蝕刻的印刷方式所形成。雖然此種非微影光蝕刻印刷法可包含一非微影光蝕刻的網(wǎng)版印刷法與一非微影光蝕刻的能量束感應(yīng)印刷(energy beam induc ed print)法(例如使用氣體導(dǎo)體材料(gaseous conductor precursor naterial)的激光束感應(yīng)印刷法)，不過本發(fā)明較佳實(shí)施例所使用的非微影光蝕刻的網(wǎng)版印刷法，較佳是以網(wǎng)版印刷，再由包含銀、銀合金、金、金合金、銅、銅合金、鈀(palladiun)、鈀合金、鎳、鎳合金所組成的導(dǎo)體糊劑(conductor paste)中選取一導(dǎo)體糊劑燒結(jié)(firing)出圖案定義導(dǎo)線層14a、14b、14c，16a、16b、16c。此外，導(dǎo)體糊劑較佳是在400-900℃溫度下，燒結(jié)5-10min，涂布的厚度在0.1-10μm之間。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，是形成一遮罩層(mask)18覆蓋在絕緣基板10與圖案定義導(dǎo)線層14a、14b、14c上，使得部分用于形成后續(xù)形成的電阻層的絕緣基板表面，及可與后續(xù)形成的電阻層接觸的上導(dǎo)線層裸露出來。對(duì)應(yīng)圖14所示的透視圖可進(jìn)一步了解形成的的遮罩層的圖案，遮罩層18僅形成在上導(dǎo)線層14a、14b、14c表面與絕緣基板10的縱刻線b1、b2、b3、b4表面，形成的遮罩層18主要是用來定義后續(xù)形成的電阻層的圖案，因此只要能遮住不欲后續(xù)形成的電阻層覆蓋的部分即可，并不限于本實(shí)施例圖14所示的遮罩層圖案。在本發(fā)明方法中，遮罩層18亦采用一種非微影光蝕刻的印刷方式所形成，較佳是以網(wǎng)版印刷法，所使用印刷材為可用水或一般油精、丙酮等溶劑清洗的樹脂。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D6所示，是于表面形成一覆蓋的薄膜電阻層20，其可使用習(xí)知的技術(shù)中任一種電阻材料，包括氮化鉭(Ta2N)電阻材料、硅化鉭電阻材料、鉭鉻合金電阻材料、鎳鉻各金電阻材料、硅化鉻等電阻材料或較前述電阻材料序數(shù)(order)高的電阻材料。同樣地，薄膜電阻層20也可利用習(xí)知薄膜電阻器制造技術(shù)中任一種薄膜沉積法形成，包括熱輔助蒸鍍法、電子束輔助蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法，電漿輔助化學(xué)氣相沉積法(PECVD)或物理氣相沉積的濺鍍法等所組成的沉積法。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，所形成的薄膜電阻層20其厚度較佳是介于100-1000之間。
最后請(qǐng)參照?qǐng)D7所示，是將遮罩層18及遮罩層上覆蓋的部分電阻層去除，以形成已定義圖案的雙向薄膜電阻層陣列，其中此雙向薄膜電阻層陣列中的各圖案定義電阻層20a、20b、20c、20d分別被容置在，絕緣基板10中橫刻線與縱刻線所形成的雙向島陣列的一個(gè)島內(nèi)。而清除遮罩層以形成雙向薄膜電阻層陣列的方法為以超音波或毛刷清除，所使用的清除溶劑為油精、丙酮等溶劑。
經(jīng)網(wǎng)版印刷和燒結(jié)導(dǎo)體糊劑形成圖案定義導(dǎo)線14a、14b、14c，16a、16b、16c，以及形成圖案定義薄膜電阻層之后，較佳是對(duì)絕緣基板10進(jìn)行一退火處理，使薄膜電阻層的熱電阻系數(shù)(Thernal Coefficient of Resistivity，TCR)安定。較佳是于200-600℃的溫度條件退火處理(退火處理約1-20hr)。
接下來說明如何經(jīng)進(jìn)一步的制程以形成分立薄膜晶片。
請(qǐng)參照?qǐng)D8所示，主要是進(jìn)行對(duì)絕緣基板10各島上的圖案定義薄膜電阻層20a、20b、20c、20d作修整(trim)，以便形成修整的圖案定義薄膜電阻層。
然而，本發(fā)明修整上述圖案定義薄膜電阻層20b的方式有異于習(xí)知的技藝。習(xí)知形成切痕22a、22b、22c，24a、24b、24c時(shí)是利用傳統(tǒng)微影光蝕刻技術(shù)或非微影的單一能量束蝕刻，而如前述，傳統(tǒng)微影光蝕刻技術(shù)無論在成本及生產(chǎn)效率上均不佳。雖然使用一種非微影光蝕刻的蝕刻，較佳是一種運(yùn)用能量束例如激光束、聚焦離子束或聚焦電子束的蝕刻方式，但皆是利用單一能量束完成切痕的蝕刻，因此對(duì)本實(shí)施例而言，便是重覆進(jìn)行六次的能量束蝕刻才行，造成花費(fèi)的時(shí)間過多使產(chǎn)能無法提升。為解決此一問題，本發(fā)明采用一種多束(multi-beam)能量蝕刻方式修整圖案定義薄膜電阻層，就本較佳實(shí)施例而言，若使用具三射束的能量束蝕刻則只要實(shí)施兩次，分別同時(shí)形成切痕22a、22b、22c及時(shí)形成切痕24a、24b、24c。利用多束能量，例如使用激光光束蝕刻時(shí)，能量束數(shù)目的多少是根據(jù)電阻值高低而定，電阻值愈高時(shí)能量束數(shù)需愈多，較佳是使用波長(zhǎng)介于532-1064nm的激光，能投射射束的能量密度為于0.1-8.0瓦，射束直徑為1.0-100μm，射束數(shù)目為1-31的激光光束。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D9所示，再一次對(duì)絕緣基板10各島上修整的圖案定義薄膜電阻層作更精密的修整(finetrim)，以得到更精確的電阻值，以在修整的圖案定義薄膜電阻層20a、20b、20c、20d上各形成同樣的切痕26a、26b、26c、26d。圖15所示即為經(jīng)精修后的絕緣基板10一部分的透視圖。
如圖15所示，絕緣基板10內(nèi)形成一個(gè)以一對(duì)縱刻線b1、b2和一對(duì)橫刻線a1、a2所界定的島，在此島上則形成有一對(duì)形成在橫刻線a1、a2上，并與已修整的圖案定義薄膜電阻層20b相接觸的上導(dǎo)線14a、14b，而電阻層20b上則形成使絕緣基板10b暴露出的切痕(kerf)22a、22b、22c和24a、24b、24c及26b等。如圖所示，經(jīng)精修的圖案定義薄膜電阻層20b是以螺旋圖案所構(gòu)成，原因是較易于控制電阻值的調(diào)整，且電阻值的提升倍率較高。
藉由精修能更精細(xì)地調(diào)整雙向薄膜電阻器陣列各別的電阻值，使制得的分立薄膜晶電阻晶片的電阻值符合所需。同樣是利用一種非微影光蝕刻的蝕刻，例如激光束、聚焦離子束或聚焦電子束能量蝕刻方式完成精修，較佳是運(yùn)用一種波長(zhǎng)介于532-1064nm，每平方公分能投射射束尺寸的能量密度為0.1-8.0瓦，射束直徑為1.0-100μm的激光束蝕刻。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D10所示，在整個(gè)表面上形成一對(duì)應(yīng)修整的圖案定義薄膜電阻層20a、20b、20c、20d的圖案定義密封層28a、28b、28c、28d，以便將圖案定義薄膜電阻層20a、20b、20c、20d密封住。此些圖案定義密封層28a、28b、28c、28d可以習(xí)知薄膜晶片電阻制造技藝中常用的任一密封材料形成，包括環(huán)氧基密封劑(epoxy sealant)、胺基甲酸酯密封劑(urethane sealant)與硅密封劑(siliconse alant)等。同前述導(dǎo)線層的形成方式，本發(fā)明的較佳實(shí)施例中的圖案定義密封層28a、28b、28c、28d亦可利用一種非微影光蝕刻的印刷法，但較佳仍是采用非微影光蝕刻的網(wǎng)版印刷法。作為形成此圖案定義密封層28a、28b、28c、28d所用的密封劑材料，較佳應(yīng)選用在后續(xù)制程步驟中暴露出絕緣基板時(shí)不易發(fā)生衰變(degradation)的材質(zhì)。尤其圖案定義密封層28a、28b、28c、28d最好以網(wǎng)版印刷方式，在絕緣基板10上形成厚度約10-30μm的環(huán)氧基密封劑層。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D11所示，其為圖10的絕緣基板10被分成若干條狀的絕緣基板10a、10b、10c、10d以及圖案定義導(dǎo)線層14a、14b、14c，16a、16b、16c被一分為二的圖案定義導(dǎo)線層14a1、14a2，14b1、14b2，14c1、14c2與16a1、16a2，16b1、16b2，16c1、16c2。由于所提供的絕緣基板10早已形成界定出雙向島陣列的刻痕，所以不需再切割絕緣基板10，便能依橫刻線a1、a2、a3，以物理的方式將其斷裂分開。這種物理的斷裂方式，較佳是將絕緣基板10先固定在一半徑約1-5cm的滾筒上，再于此滾筒對(duì)絕緣將基板10施加充分的壓力，導(dǎo)致絕緣基板10分成條狀絕緣基板10a、10b、10c、10d，以及圖案定義導(dǎo)線層14a、14b、14c，分成14a1、14a2，14b1、14b2，14c1、14c2，圖案定義下導(dǎo)線層16a、16b、16c分成16a1、16a2，16b1、16b2，16c1、16c2。然而，并不限此種物理的斷裂方式，其它可將絕緣基板分開的任何一種方式均可采用。
最后請(qǐng)參照?qǐng)D12所示，是于條狀絕緣基板10b的相對(duì)應(yīng)兩側(cè)上形成共三層的導(dǎo)體層。包括(1)一對(duì)圖案定義橋接導(dǎo)線層30a、30b，用以橋接對(duì)應(yīng)的圖案定義上導(dǎo)線層14a2、14b1與圖案定義下導(dǎo)線層16a2、16b1；(2)于圖案定義橋接導(dǎo)線層30a、30b；以及(3)于圖案定義端子導(dǎo)體層32a、32b上形成一對(duì)圖案定義焊接層。雖然上述的三層導(dǎo)體層分別皆可使用習(xí)知制作薄膜晶片電阻技藝的任一種方法和材料形成，但對(duì)圖案定義橋?qū)Ь€層30a、30b，較佳是以一種非微影光蝕刻的網(wǎng)版印刷法形成，且與圖4步驟中形成圖案定義導(dǎo)線層所用的方法相似或相同。因此，較佳是以網(wǎng)版印刷，再由包含銀、銀合金、金、金合金、銅、銅合金、鈀、鈀合金、鎳、鎳合金所組成的導(dǎo)體糊劑中選取一導(dǎo)體糊劑燒結(jié)而成圖案定義橋接導(dǎo)線層30a、30b。此外，導(dǎo)體糊劑較佳是在150-350℃溫度下，燒結(jié)5-10min，涂布的厚度在2-20μm之間。
同樣地，雖然圖案定義端子導(dǎo)體層32a、32b，及圖案定義焊接層34a、34b可使用習(xí)知制作薄膜電阻晶片技藝的任一種材料形成，但就本發(fā)明的實(shí)施例來說，較佳是以鎳或鎳合金形成圖案定義端子導(dǎo)體層32a、32b，另以含重量約5-50％的鉛錫合金形成圖案定義焊接層34a、34b，以獲致形成的分立薄膜晶片電阻在混合電路微電子產(chǎn)品中具有最佳的耐蝕性與鍵結(jié)性。再者，雖然圖案定義端子導(dǎo)體層32a、32b，及圖案定義焊接層34a、34b可使用習(xí)知制作薄膜晶片電阻技藝的任一種方法形成，但較佳是以電鍍法形成，以便能以最具效率的方式讓圖案定義端子導(dǎo)體層32a、32b，及圖案定義焊接層34a、34b在混合電路微電子產(chǎn)品中具有最佳的耐蝕性與鍵結(jié)性。
雖然圖12中未顯示，但條狀絕緣基板10b隨后通常會(huì)被分開，以便形成多數(shù)個(gè)分立薄膜晶片電阻。如同絕緣基板10被分成條狀絕緣基板10b的方式，分立薄膜晶片電阻較佳也采用類似的方式由條狀絕緣基板10b分出。尤其是不需經(jīng)切割條狀絕緣基板10b，較佳是沿著具有縱刻線，改以物理方式斷裂成絕緣基板昌片。
雖然圖12中未顯示，但是由條狀絕緣板10b分成的若干分立薄膜晶片電阻包括于形成立絕緣基板晶片前先或后形成圖案定義端子導(dǎo)體層32a、32b，與圖案定義焊接層34a、34b。然而，在本發(fā)明的實(shí)佳實(shí)施例中，較佳是在圖案定義橋接導(dǎo)線層30a、30b形成后，及圖案定義端子導(dǎo)體層32a、32b與圖案定義焊接層34a、34b形成前，將條狀絕緣基板10b分成具有薄膜電阻器的絕緣基板晶片。這樣的制程順序能更有效地使用非微影響光蝕刻的網(wǎng)版印刷形成圖案定義橋接導(dǎo)線層30a、30b，同時(shí)能避免損害至圖案定義端子導(dǎo)體層32a、32b與圖案定義焊接層34a、34b。
本發(fā)明采用先形成線層再形成薄膜電阻層的制程順序，由于形成的電阻材料不耐導(dǎo)體形成時(shí)的高溫?zé)Y(jié)，故先形成導(dǎo)體層，因此可應(yīng)用在較低電阻值的薄膜晶片電阻的生產(chǎn)。并且(1)避免以微影光蝕刻方法、材料與裝置的制程。(2)避免使用高度拋光的絕緣基板；以及(3)采用多束能量制程進(jìn)行修整工作，以達(dá)到本發(fā)明能降低生產(chǎn)成本及提高產(chǎn)能的方法。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，包括下列步驟提供一絕緣基板；形成一圖案定義(patterned)導(dǎo)體層于該絕緣基板；形成一遮罩層于該絕緣基板與該導(dǎo)體層表面，使部分用以形成電阻層的絕緣基板表面，及可以與電阻層電性接觸的導(dǎo)體層裸露；形成一薄膜電阻材料于該絕緣基板裸露的部分，并且與該裸露的導(dǎo)體層電性接觸；以及除去該遮罩層，以形成一圖案定義(patterned)薄膜電阻層。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該絕緣基板是為一玻璃絕緣基板和一陶瓷絕緣基板所組成的絕緣基板之一。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該絕緣基板為一氧化鋁(alunina)陶瓷絕緣基板，且其氧化鋁成分約為94％-99.6％。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該導(dǎo)體層形成前更包含于該絕緣基板上形成平坦層(leveling layer)以平坦化該絕緣基板。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該平坦層的沉積方式為熱輔助蒸鍍法、電子束輔助蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法、電漿輔助化學(xué)氣相沉積法與物理氣相沉積的淺鍍法所組成的沉積方式之一。
6.如權(quán)利要求4所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該平坦層為一二氧化硅、氮化硅所組成的絕緣層。
7.如權(quán)利要求1所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該導(dǎo)體層是以一種非微影光蝕刻的印刷方式形成不連續(xù)的圖案。
8.如權(quán)利要求7所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該非微影光蝕刻的印刷方式為網(wǎng)版印刷(screenprint)和能量束感應(yīng)印刷(energy beam induced print)所組成的印刷方式之一。
9.如權(quán)利要求7所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該非微影光蝕刻的印刷方式是運(yùn)用以一導(dǎo)體糊劑的網(wǎng)版印刷方式，該導(dǎo)體糊劑為銀、銀合金、金、金合金、銅、銅合金、鈀(palladium)、鈀合金、鎳、鎳合金所組成的導(dǎo)體之一。
10.如權(quán)利要求1所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該遮罩層是以一種非微影光蝕刻的印刷方式形成。
11.如權(quán)利要求1所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該薄膜電阻材料是以一種薄膜沉積方式形成。
12.如權(quán)利要求11所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該薄膜沉積方式為熱輔助蒸鍍法、電子束輔助蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積法、電漿輔助化學(xué)氣相沉積法與物理氣相沉積的淺鍍法所組成的沉積方式之一。
13.如權(quán)利要求11所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該薄膜電阻材料層為氮化鉭電阻材料、硅化鉭電阻材料、鉭鉻合金電阻材料、鎳鉻合金電阻材料、硅化鉻電阻材料與較前述電阻材料序數(shù)(order)高所組成的電阻材料之一。
14.如權(quán)利要求1所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中更包含在該絕緣基板形成刻痕的步驟，以在該絕緣基板上定義一相鄰連續(xù)的基板晶片，藉由該基板晶片上形成有該圖案定義導(dǎo)體層薄膜電阻層，使該基板晶片形成一薄膜晶片電阻。
15.如權(quán)利要求14所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中形成該刻痕的步驟是于該導(dǎo)體層形成前完成。
16.如權(quán)利要求14所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中形成該刻痕的步驟于該導(dǎo)體層形成后完成。
17.如權(quán)利要求14所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該相鄰薄膜電阻晶片能以物理斷裂方式，不需截切便能由該絕緣基板分離為一分立(discrete)薄膜晶片電阻。
18.如權(quán)利要求1所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中除去該遮罩層后更包括下列步驟利用一種非微影光蝕刻的多束(multi-beam)能量蝕刻方式修整(trim)該圖案定義薄膜電阻層；以及利用一種非微影光蝕刻的能量束蝕刻方式精修(finetrim)該圖案定義薄膜電阻層，以調(diào)整其電阻值。
19.如權(quán)利要求18所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該非微影光蝕刻的多束能量蝕刻方式所使用的能量束為激光光束、聚焦離子束與聚焦電子束所組成的多束能量蝕刻方式之一。
20.如權(quán)利要求18所述的薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，其中該非微影光蝕刻的多束能量蝕刻方式是使用波長(zhǎng)于532-1064nm，投射射束的能量密度為0.1-8.0瓦，射束直徑為1.0-100μm，射束數(shù)目為1-31的激光光束。
21.一種薄膜電阻器的制作方法，其特征在于，包括下列步驟提供一表面形成有刻痕的絕緣基板；形成一平坦層于該絕緣基板；形成不連續(xù)的一圖案定義導(dǎo)體層于該絕緣基板；形成一遮罩層于該絕緣基板與該導(dǎo)體層表面，并且使部分用以形成電阻層的絕緣基板表面，及可以與電阻層電性接觸的導(dǎo)體層裸露；形成一薄膜電阻材料于該絕緣基板裸露的部分，并且與該裸露的導(dǎo)體層電性接觸；除去該遮罩層，以形成一圖案定義薄膜電阻層；以一非微影光蝕刻的多束能量蝕刻方式修整圖案定義薄膜電阻層；以及以一非微影光蝕刻的能量束蝕刻方式精修該圖案定義薄膜電阻層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種薄膜電阻器的制作方法,首先于一具有預(yù)刻痕的絕緣基板上形成一圖案定義導(dǎo)體層,接著利用一遮罩層蓋住不欲后續(xù)電阻層形成的表面,再形成一薄膜電阻材料于裸露部分,最后除去遮罩層使可獲得多數(shù)個(gè)形成于絕緣基板上,分別具有圖案定薄膜電阻層與導(dǎo)體層的薄膜電阻器陣列;之后再利用一種多束能量蝕刻的方式修整薄膜電阻器,并利用物理的破裂方式不需載切絕緣基板而制成分立薄膜晶片電阻。
文檔編號(hào)H01C7/00GK1248796SQ9811937
公開日2000年3月29日 申請(qǐng)日期1998年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月23日
發(fā)明者王育盛 申請(qǐng)人:王育盛