專利名稱：金屬互連結(jié)構(gòu)的形成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子結(jié)構(gòu)，它包括一種用于將金屬鍍層和金屬表面相結(jié)合的金屬互連結(jié)構(gòu)，并涉及形成該電子結(jié)構(gòu)的方法。
在將銅鍍到具有盲孔形式的微通路上時，一般都采用無電鍍來把銅敷在盲孔的側(cè)壁和金屬底表面上以提供電氣公共端供隨后把銅電鍍在無電鍍的銅層上之用。鍍銅的盲孔的可靠性取決于盲孔上銅的鍍層與金屬底表面之間的附著結(jié)合力。如果附著結(jié)合比較弱，則在熱應(yīng)力測試或持續(xù)的現(xiàn)場工作期間銅的鍍層將可能與底下的金屬表面分離。類似的可靠性的考慮在其它幾何形狀中也存在，例如在溝道中溝道的底部金屬表面上的銅鍍層也一樣。
因此，需要一種方法來在所鍍的銅和其上鍍著銅的金屬表面之間提供牢固的結(jié)合。
本發(fā)明提供一種形成一種結(jié)構(gòu)的方法，包括下列步驟提供在電介質(zhì)層內(nèi)部有一金屬片的基片。所說的金屬片包括一種金屬用激光鉆透電介質(zhì)層并部分鉆透金屬片而形成一個盲開口，所說的激光鉆孔生成一個金屬突起，它和金屬片的一部分形成整體，所說的金屬突起具有金屬絲縷而使每根金屬絲縷含有金屬和電介質(zhì)層的至少一種組成元素；以及蝕刻掉金屬突起的一部分以形成金屬的互連結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與金屬片的一部分是整體并且伸出到盲開口中。
本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)，包括在電介質(zhì)層內(nèi)部具有金屬片的基片，所說的金屬片包括一種金屬；穿過電介質(zhì)層并部分穿過金屬片的盲開口；連結(jié)在盲開口的盲表面上并伸向盲開口中的一種金屬互連結(jié)構(gòu)，其中的金屬互連結(jié)構(gòu)是和金屬片的一部分連成整體，其中的金屬互連結(jié)構(gòu)含有金屬纖維，且其中的每條金屬纖維具有彎曲的幾何形狀并有它自己獨特的成分，它包括從一組物質(zhì)中選擇的材料，這組物質(zhì)包括金屬、電介質(zhì)層的至少一種組成元素，以及它們的組合。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點，即可在諸如鍍好的銅這樣的金屬鍍層和接受金屬鍍層的金屬表面之間提供牢固的結(jié)合，這樣可明顯地改進鍍層結(jié)合的可靠性。
本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點，即提供足夠牢固的鍍層結(jié)合，以便即使在沒有本發(fā)明時很難甚至不可能電鍍的金屬表面仍能在金屬表面上鍍敷。
本發(fā)明的優(yōu)點是在各種不同的幾何形狀中，包括鍍敷的盲孔和鍍敷的溝道中形成可靠的鍍層。


圖1表明按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的在電介質(zhì)層內(nèi)部具有金屬片的基片的前截面圖。
圖2表明圖1在激光鉆進電介質(zhì)層及透過金屬片的頂部從而在基片中形成一個盲開口和連接到盲開口的盲表面的一部分上的金屬突起的情形。
圖3表明圖2在金屬突起已被蝕刻掉后形成一個金屬互連結(jié)構(gòu)的情形。
圖4表明圖2的基片的頂視圖，其中的盲開口包括盲孔。
圖5表明圖4在盲孔中已形成了金屬互連結(jié)構(gòu)的情形。
圖6A、6B、6C和6D表明圖4的金屬互連結(jié)構(gòu)，這是真正轉(zhuǎn)化為實際情形。
圖7表明圖2的基片的頂視圖，其中的盲開口包括盲溝道。
圖8表明圖6在盲溝道中已形成了金屬互連結(jié)構(gòu)的情形。
圖9表明圖2的基片的頂視圖，其中的盲開口包括盲通路，且在盲通路中已形成了金屬互連結(jié)構(gòu)。
圖10表明圖3在帶有復(fù)蓋側(cè)壁、盲開口的盲表面及金屬互連結(jié)構(gòu)的金屬鍍層的情況。
圖11表明圖10在帶有充填盲開口的金屬鍍層以形成一個金屬塞的情況。
圖12表明圖10在去掉了圍繞在金屬栓周圍的電介質(zhì)層的材料后的情況。
圖1表示按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例的在電介質(zhì)層12內(nèi)部具有金屬片14的基片10的前截面圖。金屬片14包括一種能夠用一種金屬鍍層材料加以鍍覆的金屬。金屬片14最好包括銅，但或者也可以包括別的能被蝕刻的金屬，例如銅合金、黃銅、青銅、以及鈀。電介質(zhì)層12最好包括有機電介質(zhì)材料，尤其是例如具有二氧化硅填充物的烯丙聚苯撐乙醚樹脂。其它可以用在電介質(zhì)層12的電介質(zhì)材料包括聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、以及填充二氧化硅的聚四氟乙烯電介質(zhì)材料。
圖2表明圖1在由同一個激光源20發(fā)出的激光束21和激光束22燒蝕掉電介質(zhì)層12的一部分和金屬片14的頂上部分之后的情況，這在基片10中形成了一個盲開口24。盲開口指的是它并沒有穿透基片10的整個厚度，因此在開口的底部包括了一個底表面，叫做“盲表面”。盲開口24具有側(cè)壁25。激光21和激光22可以代表在不同時間瞬間的同一束激光，如下文結(jié)合圖4和5所說明的。或者，激光21和激光22也可以表示在時間上同步的不同激光束，如下文結(jié)合圖7和8所說明的。激光束21和22按靶材料的園形位置(“靶園”)與要燒蝕的材料(“靶材料”)相互作用。靶園的直徑叫做“靶直徑”其大小為D。靶材料的激光燒蝕最好用激光套孔法來實現(xiàn)，這個方法包括順序地將激光束21(或22)的靶園對準(zhǔn)在靶材料的相互重疊的部分，使得相繼的脈沖的靶園中心之間的位移(靶位移)小于一個靶直徑。或者，靶位移可以超過靶直徑，這使得本發(fā)明能夠在不使用激光套孔法來實現(xiàn)。有關(guān)激光套孔法的討論可見美國專利5,593,606號(Owen等人，此處引用供參考)的圖3A及5欄31-42行。下面說明的圖4和7將結(jié)合本發(fā)明說明激光套孔法。
激光21和激光22的物理特性包括波長最好是在約260納米(nm)和約540納米之間，平均功率最好在約0.01毫焦/脈沖到約0.10毫焦/脈沖之間，時間脈沖寬度最好在約10納秒和約150納秒之間，以及脈沖重復(fù)率最好在約4千赫(KHz)到約20千赫之間。靶位移最好是在約1微米到約25微米之間。
跨越靶園的激光束的強度通常是不均勻的，靶園的中心有最高的強度，并沿著靶直徑隨著離開靶園中心的距離而單調(diào)地減少?？缭桨兄睆降募す鈴姸鹊目臻g形狀大體上可以是高斯分布的。由激光束21和22生成的盲表面的形狀反映出激光強度的空間外形，它生成了兩個喇叭口一個在激光束21底下，另一個在激光束22底下。這樣，在方向17的具有最深激光穿透的盲表面32上的點33和34分別位于喇叭口的側(cè)面中心和激光束21和22的各靶園中心的附近。
圖2表示在激光束21和22從電介質(zhì)材料12上移走了位于盲表面32上的材料之后在金屬片14上所形成的盲表面32。激光束21和22的每一操作過程從電介質(zhì)層12上按方向17移走材料的一個厚度。例如，如果激光器發(fā)射沿園周途徑行進的光束，那么每個園周形蹤跡就是一個完整的工作過程(或周期)。這樣，在激光束21和22從電介質(zhì)層12移走足夠多的電介材料以便達(dá)到金屬片14之前可能需要若干個激光周期(例如4到5個周期)。在激光束21和22蝕刻金屬片14的第一個周期期間，激光束21和22也將蝕刻位于盲表面32之上的電介質(zhì)層12的剩余部分，導(dǎo)致在喇叭口之間的金屬突起30。金屬突起30向上伸展，其方向與方向17相反，并包含在金屬外殼38中的彎曲(或卷曲)的金屬絲縷31，這里的金屬外殼38含有金屬片14的金屬。確定一種材料的燒蝕閾值作為能夠燒蝕該材料的最小激光能量強度時，要注意到，金屬片14的燒蝕閾值是在電介質(zhì)層12的燒蝕閾值之上。因此，激光束21和22的激光能量強度的變化應(yīng)調(diào)節(jié)成這樣燒蝕電介質(zhì)層12，燒蝕以點33和34為中心的金屬片14的喇叭口部分，以及使在喇叭口之間(即形成金屬突起30的地方)金屬片14的該部分的金屬回流(即液化但不燒蝕)。由于激光燒蝕而得到的極高的局部溫度(例如高達(dá)約30,0000K)被認(rèn)為可將電介質(zhì)層12的全部或某些成份(例如碳、硅)汽化。某些回流的金屬(例如銅)以機械的和粘結(jié)的方式和從燒蝕的電介質(zhì)層12來的至少一種組成元素(例如碳或硅)相結(jié)合而形成金屬的絲縷31。
“彎曲的”金屬絲縷通常含有非零曲率的幾何形狀，但也含有特殊情況的相當(dāng)于直線的零曲率的絲縷。每一條金屬絲具有通常是不均勻的組成并同時包括金屬(例如銅)和至少一種電介質(zhì)區(qū)域12的元素(例如碳或硅)。在金屬絲縷31中的金屬(例如銅)來源自金屬片14的回流部分，而在金屬絲縷31中的電介質(zhì)區(qū)12的元素(如碳或硅)則是從燒蝕的電介質(zhì)層12的氣態(tài)元素(例如碳或硅)凝結(jié)在液化的金屬(例如液化的銅)而得到的。金屬突起30包括在金屬外殼38中的金屬絲縷。金屬突起30和在金屬突起30下面(以下)的金屬片14的一部分是一個整體。
在盲表面32上可能會形成電介質(zhì)碎片的薄膜26。一般地了解本技術(shù)的人員所知道的任何方法，例如標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)的清洗小孔中碳物質(zhì)的方法可以用來去除薄膜26。在清除了這樣的任何薄膜26之后，盲表面32將保持清潔和光滑，因此處于可被蝕刻的良好條件之中。
圖3表示圖2在清除掉薄膜26之后的情況，這時在盲表面32和金屬突起30之上都加上了蝕刻劑，以便使盲表面32和金屬突起30準(zhǔn)備好隨后的金屬鍍敷。由于蝕刻劑，在圖2中的盲表面32在圖3中被表示為輕微蝕刻(即粗糙化的)后的盲表面36，這改善了以后的金屬鍍層和盲表面36相粘結(jié)的能力。蝕刻劑蝕刻金屬突起30的速率在空間上根據(jù)金屬突起30的局部組成而有變化。具體說，金屬(例如銅)蝕刻得要比金屬絲縷31更快，而每根金屬絲31的蝕刻速率則因為電介質(zhì)成份(例如碳或硅)對蝕刻劑的蝕刻靈敏度而有所不同。蝕刻速率也取決于在每一根金屬絲31中的材料的空間分布，因為空間分布把在每條金屬絲31中不同數(shù)量的材料表面面積分別暴露給蝕刻劑。金屬突起30的不同蝕刻將金屬突起30轉(zhuǎn)變成為一種金屬的互連結(jié)構(gòu)40，它由基底空隙42上的“彎曲’(或卷曲)的金屬纖維41的迷宮組成。“彎曲’的金屬纖維41通常包括具有非零曲率的幾何形狀，但也包括特殊情況下的相當(dāng)于直線形纖維的零曲率?；卓紫?2是由金屬的蝕刻和金屬絲縷31的部分蝕刻形成的。彎曲的金屬纖維41是由剩余的金屬絲縷31的部分蝕刻形成的。金屬互連結(jié)構(gòu)40的金屬纖維41是從金屬絲縷31得到的。每根金屬纖維41包括從金屬片14來的金屬(例如銅)，至少一種電介質(zhì)層12的組成元素(例如碳或硅)，或者它們的組合。應(yīng)該用來將金屬突起30轉(zhuǎn)變成為金屬互連結(jié)構(gòu)40的蝕刻劑取決于金屬外殼38和金屬突起30的材料成份。給定了所涉及的特定材料成份后，一種本技術(shù)中的通常做法可以不經(jīng)過過多的試驗就利用已知的能蝕刻給定材料的蝕刻劑來選定一種蝕刻劑，它能有差別地蝕刻金屬突起30的各個部分，并且通過檢驗由所選擇的蝕刻劑所產(chǎn)生的金屬互連結(jié)構(gòu)40來方便地測試蝕刻劑的選擇。金屬互連結(jié)構(gòu)40不是盲表面36的一部分，而是連接到盲表面36上的，是使得金屬互連結(jié)構(gòu)42伸展到盲開口24中去的。金屬互連結(jié)構(gòu)40和金屬互連結(jié)構(gòu)40下面(即以下)的金屬片14的那部分是一個整體。
圖4表示圖2的基片的頂視圖，其中的圖2所示的盲開口24在圖4中被表示為一個基本上是園形截面的盲孔37，它包括基本上是園形的邊界39，半徑R，以及徑向中心43。園形邊界31相當(dāng)于圖2中的盲開口24的側(cè)壁25。激光鉆孔是在基本上是園形截面的外環(huán)之內(nèi)進行的，該外環(huán)是在內(nèi)園29和基本上是園形的邊界39之間。圖4說明了利用重疊靶園的激光套孔法，它表明在相繼的時間間隔內(nèi)激光和金屬片14以及在金屬片14上的電介質(zhì)層12(未示出)的相互作用。例如，靶園44(徑向中心為45)與靶園46(徑向中心為47)相重疊。圖4說明了這樣一個實施例，其中的圖2的激光束21和22代表不同時間情況下的同一激光束，它們分別對應(yīng)于圖4中的靶園46(徑向中心為47)和靶園56(徑向中心57)。在圖4中，靶直徑D是在R的約20％到R的約150％之間。D的值高達(dá)150％是允許的，因為如上文所述，激光在靶園的中心處有它最高的強度，而在離靶園中心的較大距離處(例如在離靶園中心接近于R的150％的距離處)它的強度就比較小。令L表示靶位移(即相繼的脈沖或靶園之間的直線距離，例如徑向中心45和徑向中心47之間的距離)，則激光套孔法要求L＜D。但是，讓盲開口24使用非套孔的激光鉆孔也是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的，其特征是非重疊的靶園而使L≥D。注意L最好是在約1微米到25微米之間。
圖5說明圖4在盲孔37之內(nèi)生成了金屬互連結(jié)構(gòu)40的情況。圖5中的盲孔包括由圖4中的靶園橫切過的區(qū)域48，以及具有外邊界49的金屬互連結(jié)構(gòu)40，這個外邊界限制了在基底孔隙42中的彎曲的金屬纖維41。金屬互連結(jié)構(gòu)40是按上面結(jié)合圖3所說明的蝕刻而形成的。
本發(fā)明已經(jīng)成功地歸納為實際形成與圖4和5中的盲孔37相類似的盲孔，它使用了含有銅的金屬片14，上面敷有包括烯丙聚苯撐乙醚樹脂(帶二氧化硅充填物)的電介質(zhì)層12，它由日本的Asahi化學(xué)公司制造并標(biāo)記為Asahi產(chǎn)品PC5103號。所得的金屬絲縷31，以及金屬纖維41，含有銅、碳和硅，其中碳遠(yuǎn)比硅多。蝕刻劑過硫酸鈉被用來將金屬突起30轉(zhuǎn)變成為金屬互連結(jié)構(gòu)40。
圖6A、6B、6C和6D表明了按照上面所述的實際做法而得到的在盲孔的底部中央所形成的金屬互連結(jié)構(gòu)40。圖6A、6B、6C和6D分別表示500、750、1500和3000倍的放大倍數(shù)，其它條件均相同。在金屬互連結(jié)構(gòu)40中的金屬纖維41在圖6中表現(xiàn)為在基底孔隙42中的彎曲形狀，而金屬互連結(jié)構(gòu)在圖6D中表現(xiàn)為迷宮式機械結(jié)構(gòu)。對圖6中的轉(zhuǎn)變成實際表示的真正所產(chǎn)生的金屬纖維41的檢驗表明了金屬纖維41含有非均勻分布的銅和碳，同時還有少量的硅。金屬纖維41具有線性的截面尺寸，其范圍在約5微米到約10微米之間。
圖7表明圖2的基片的頂視圖，其中的盲開口24在圖7中表示為盲溝道60，它在長度方向58的溝道邊界59之間?！懊系馈笔窃诨?0中的溝道，它具有在基片10內(nèi)的底部盲表面。寬度為W的盲溝道69具有中心線63，它將兩條激光途徑61和62分開。溝道邊界59相當(dāng)于圖2中的盲開口24的側(cè)壁25。圖7表明在每條激光途徑61和62上的激光套孔，每條激光途徑61和62具有重疊的靶園，它們表示激光對金屬片14和在金屬片14上面的電介質(zhì)層12的(在圖7中未示出)相互作用。例如，在激光途徑61中，靶園64(其徑向中心為65)和靶園66(徑向中心為67)相互重疊。作為另一個例子，在激光途徑62中，靶園74(其徑向中心為75)和靶園76(徑向中心為77)相互重疊。圖7說明了一個實施例，其中圖2的激光束21和22代表在時間上同步的不同的激光束，即分別沿著激光途徑61和62的不同激光束21和22的激光鉆孔在每一給定的時刻在沿著長度方向58上是在相同的位置(或座標(biāo))上的。在圖7中，靶直徑D是W的約10％到約50％之間。令L表示靶位移，(即徑向中心65和徑向中心67之間的直線距離，或徑向中心75和徑向中心77之間的直線距離)，則激光套孔要求L＜D。不過，讓盲溝道60使用非套孔的激光鉆孔也是在本發(fā)明的范圍以內(nèi)，其特征是非重疊的靶園，即L≥D。注意，激光束跨越溝道的整個長度(即按58的方向)的一次穿越叫做“穿越周期”。為了達(dá)到溝道的所需深度可能需要對同一激光途徑61和62進行多次的穿越。
圖8表示圖7在盲溝道60之內(nèi)已經(jīng)生成了金屬互連結(jié)構(gòu)40的情況。圖8的盲溝道60包括被圖7所示的靶園所跨越的區(qū)域68，以及具有外部邊界69的金屬互連結(jié)構(gòu)40，這個外部邊界限制了在基底孔隙42中的彎曲的金屬纖維41。金屬互連結(jié)構(gòu)40是由上文結(jié)合圖3所說明的蝕刻所形成的。
圖9說明了圖2的基片的頂視圖，其中的盲開口24在圖9中表示為在邊界79之間的盲通路80。圖9的盲通路80與圖8的盲溝道60的不同之處在于圖9的盲通路80是改變方向的，而圖8的盲溝道60則以相同的方向58取向。除了上面所述的方向取向外，所有上文結(jié)合圖7和圖8中所討論到的考慮都同樣適用于盲通路80。
應(yīng)該注意，任何幾何或拓樸形狀的盲開口24(見圖2和3)只要是利用兩個激光束21和22來形成在激光束21和22的喇叭口之間的金屬突起30或多個金屬突起的，都屬于本發(fā)明的范圍以內(nèi)。對于具有大截面的盲開口24(即大的垂直于深度方向的長度和寬度)，可能需要在不同的空間途徑上進行多次跨越來形成足夠數(shù)量的金屬突起30以便充分地覆蓋截面上的表面。
圖10表示圖3在具有導(dǎo)電金屬的鍍層28時的情況，所說的鍍層28覆蓋并填充金屬互連結(jié)構(gòu)40、覆蓋盲表面36、以及覆蓋盲開口24的側(cè)壁25。鍍層28可以用任何一種在本技術(shù)中具有一般了解的人所知道的方法來形成。例如，在側(cè)壁25用一種諸如鈀這樣的種子材料覆蓋之后，由導(dǎo)電金屬構(gòu)成的第一導(dǎo)電層81可以用無電鍍的方法鍍到金屬互連結(jié)構(gòu)40的一部分、盲表面36和側(cè)壁25上。然后第二導(dǎo)電層82可以電鍍到第一導(dǎo)電層81上，也鍍到金屬互連結(jié)構(gòu)40之上及之內(nèi)，這里的第二導(dǎo)電層82包括導(dǎo)電金屬。鍍層28同時包括了第一導(dǎo)電層81和第二導(dǎo)電層82。盲開口24，加上在其上的鍍層28一起被稱為“電鍍的盲開口”。這樣，盲開口24可以包括一個基本上是園形截面的鍍覆過的盲孔。金屬互連結(jié)構(gòu)40非常牢固地和鍍層28相互連結(jié)。的確，由金屬互連結(jié)構(gòu)40所得到的鍍層結(jié)合有足夠的牢固以致于即使這樣的金屬表面包括了在沒有金屬互連結(jié)構(gòu)40的情況下很難或者不可能電鍍的金屬表面時仍能讓這樣的金屬表面可以電鍍。因此，由金屬互連結(jié)構(gòu)40所得到的鍍層結(jié)合對于，特別是，熱循環(huán)、吸濕、以及持續(xù)的長時間工作都是高度可靠的。
圖11表示圖10在鍍層28充填了盲開口24以形成一個金屬塞84的情況。對于圖10的例子，金屬塞84包括第一導(dǎo)電層81及第二導(dǎo)電層82，其中的第二導(dǎo)電層82填滿了盲開口24并大約達(dá)到電介質(zhì)層12的頂部表面13的水平。金屬塞84可以包括供任何目的用的導(dǎo)電接線或?qū)щ姷碾娐穼?dǎo)線。
圖12表明了圖11在去掉了圍繞金屬塞84的側(cè)壁85周圍的高度(或深度)為H的電介質(zhì)層12后的情況。因此，金屬塞84具有一個露出的高度H。一般說來，H≥0,H=0就對應(yīng)于圖11，這時金屬塞84充填到約為電介質(zhì)層12的頂表面13。去除電介質(zhì)層12的材料可以用任何一種本技術(shù)中一般技術(shù)人員所知道的方法，例如激光燒蝕或化學(xué)蝕刻。具有露出側(cè)壁85的金屬塞84可以構(gòu)成任何用途的導(dǎo)線或線路，并且可以用作為導(dǎo)電墊片來以導(dǎo)電方式連接到任何電子器件上。例如，圖12中的半導(dǎo)體芯片90可以通過使用導(dǎo)電觸點92以可焊接和可導(dǎo)電的方式連接到金屬塞84。導(dǎo)電觸點92可以是，具體說，可控壓扁型芯片連接(C4)焊珠，它通過使用回流型焊接材料94以可焊接的方式和金屬塞84相接合。半導(dǎo)體芯片90另外也可以用圖11的結(jié)構(gòu)以導(dǎo)電方式連接到金屬塞84，或者連接到圖10的鍍層28。
雖然為了說明的目的已敘述了本發(fā)明的優(yōu)選和特定的實施例，但熟悉本技術(shù)的人將會理解它的許多修改和變化。因此，所附的權(quán)利要求是用來包括處在本發(fā)明的真正的精神實質(zhì)和范圍內(nèi)的所有這樣的修改和變化。
權(quán)利要求
1．一種形成一個電子結(jié)構(gòu)的方法，包括下列步驟提供在電介質(zhì)層內(nèi)部有一金屬片的基片，所說的金屬片包括一種金屬；用激光鉆透電介質(zhì)層并部分鉆透金屬片而形成一個盲開口，所說的激光鉆孔生成一個金屬突起，它和金屬片的一部分形成整體，所說的金屬突起具有金屬絲縷而使每根金屬絲縷含有金屬和電介質(zhì)層的至少一種組成元素，以及蝕刻掉金屬突起的一部分以形成金屬的互連結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與金屬片的一部分是整體并且伸出到盲開口中。
2．權(quán)利要求1的方法，其特征在于其中的金屬包括銅，且其中至少一種組成元素包括碳。
3．權(quán)利要求2的方法，其特征在于其中的至少一種組成元素還包括硅。
4．權(quán)利要求1的方法，其特征在于其中的金屬包括銅，而其中的電介質(zhì)層包括烯丙聚苯撐乙醚樹酯，且其中至少一種組成元素包括碳。
5．權(quán)利要求1的方法，其特征在于其中的蝕刻的蝕刻速率在空間上根據(jù)金屬突起內(nèi)部的局部成份而變化，其中所得的金屬互連結(jié)構(gòu)包括分離的具有彎曲幾何形狀的金屬纖維，其中每根金屬纖維具有它自己的獨特成份，它包括由下列材料構(gòu)成的一個組合中選出的材料金屬、至少一種電介質(zhì)層的組成元素，以及它們的組合。
6．權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括在盲開口上以下列過程形成一個導(dǎo)電金屬的鍍層，該過程包括在盲開口的盲表面上，在金屬互連結(jié)構(gòu)的一部分上及在盲開口的側(cè)壁的一部分上形成第一導(dǎo)電層，其中的第一導(dǎo)電層含有導(dǎo)電金屬；以及在第一導(dǎo)電層上，包括在金屬互連結(jié)構(gòu)之上及之內(nèi)，形成第二導(dǎo)電層，其中的第二導(dǎo)電層包括導(dǎo)電金屬。
7．權(quán)利要求6的方法，其特征在于其中的導(dǎo)電金屬包括該金屬。
8．權(quán)利要求6的方法，其特征在于鍍層并不填滿盲開口。
9．權(quán)利要求8的方法，其特征在于其中的鍍覆后的盲開口包括一個具有基本上是園形截面的鍍覆過的盲孔。
10．權(quán)利要求6的方法，其特征在于其中的鍍層填滿盲開口而形成一個導(dǎo)電塞。
11．權(quán)利要求10的方法，其特征在于其中的盲開口包括一個盲溝道，使得該導(dǎo)電塞成為一條導(dǎo)電的電路連線。
12．權(quán)利要求10的方法，其特征在于還包括去掉圍繞導(dǎo)電塞側(cè)壁的一部分電介質(zhì)層，使得該導(dǎo)電塞的側(cè)壁暴露出來。
13．權(quán)利要求12的方法，其特征在于其中去掉的步驟是由化學(xué)蝕刻和激光燒蝕構(gòu)成的一組中選定的。
14．權(quán)利要求6的方法，其特征在于還包括將電子器件以導(dǎo)電方式連接到導(dǎo)電金屬。
15．權(quán)利要求14的方法，其特征在于其中的電子器件包括半導(dǎo)體芯片。
16．權(quán)利要求1的方法，其特征在于其中的激光鉆孔包括輸出的激光具有波長在約260納米到約540納米之間；平均功率在約0.01毫焦/脈沖到約0.10毫焦/脈沖之間；時間脈沖寬度在約10納秒到約150納秒之間；以及脈沖重復(fù)頻率在約4千赫到約20千赫之間。
17．權(quán)利要求16的方法，其特征在于其中的盲開口包括一個具有基本上園形截面的盲孔，且其中的激光鉆孔是在園形截面的外環(huán)范圍之內(nèi)，所用的激光脈沖的靶園的直徑在園形截面的半徑的約20％和約150％之間，相繼各脈沖約位移在約1微米到約25微米之間。
18．權(quán)利要求16的方法，其特征在于其中的盲開口包括盲溝道，它具有將第一激光途徑和第二激光途徑分開的中心線，其中的激光鉆孔包括沿著第一激光途徑的激光鉆孔，所用的激光脈沖靶園的靶直徑在盲溝道寬度的約10％到約50％之間；以及沿著第二激光途徑的激光鉆孔，所用的激光脈沖靶園的靶直徑在盲溝道寬度的約10％到約50％之間。
19．一種電子結(jié)構(gòu)，包括在電介質(zhì)層內(nèi)部有一金屬片的基片，所說的金屬片包括一種金屬；穿透電介質(zhì)層并部分地穿透金屬片的一個盲開口；連接到盲開口的盲表面上且突出到盲開口中的一種金屬互連結(jié)構(gòu)，其中的金屬互連結(jié)構(gòu)和部分的金屬片是一個整體，其中的金屬互連結(jié)構(gòu)含有金屬纖維，且其中的每根金屬纖維具有彎曲的幾何形狀和具有其自己獨特的成份，該成份包括由金屬、電介質(zhì)層的至少一種組成元素、以及它們的組合構(gòu)成的一組材料中選出的材料。
20．權(quán)利要求19的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于該金屬包括銅，且其中至少一種組成元素包括碳。
21．權(quán)利要求20的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的至少一種組成元素還包括硅。
22．權(quán)利要求19的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的金屬包括銅，其中的電介質(zhì)材料包括烯丙聚苯撐乙醚樹脂，以及其中的至少一種組成元素包括碳。
23．權(quán)利要求19的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括在盲表面上、在金屬互連結(jié)構(gòu)之上及之內(nèi)，以及在盲開口的側(cè)壁上的鍍層，其中的鍍層包括導(dǎo)電金屬。
24．權(quán)利要求23的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的導(dǎo)電金屬包括該金屬。
25．權(quán)利要求23的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的鍍層并不填滿盲開口。
26．權(quán)利要求25的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于盲開口包括具有基本上是園形截面的盲孔。
27．權(quán)利要求23的的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的鍍層填滿盲開口而形成導(dǎo)電塞，其中的導(dǎo)電塞具有暴露的高度H，且其中的H≥0。
28．權(quán)利要求27的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的H＞0。
29．權(quán)利要求27的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的H=0。
30．權(quán)利要求27的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的盲開口包括盲溝道，使得導(dǎo)電塞包括一條導(dǎo)電的電路連線。
31．權(quán)利要求23的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括以導(dǎo)電方式連接到導(dǎo)電金屬上的電子器件。
32．權(quán)利要求31的電子結(jié)構(gòu)，其特征在于其中的電子器件包括半導(dǎo)體芯片。
全文摘要
一種包括金屬互連結(jié)構(gòu)用于把導(dǎo)電鍍層結(jié)合到金屬表面上的電子結(jié)構(gòu),和形成該電子結(jié)構(gòu)的方法。該方法提供具有在電介層內(nèi)的金屬片的基片。金屬片含有像銅這樣的金屬。通過激光鉆孔透過電介層并部分透過金屬片而在基片上形成像盲孔這樣的開口。如果開口是盲孔,則激光穿孔在盲孔截面的外環(huán)范圍內(nèi),所用激光束的靶直徑在盲孔截面半徑的約20%到約150%之間。在開口底部的表面叫做“盲表面”上,包括由激光鉆孔形成的金屬突起并使金屬突起與部分盲表面形成整體。
文檔編號H05K3/06GK1312670SQ01110908
公開日2001年9月12日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月2日
發(fā)明者小G·G·阿德沃卡特, 小F·J·唐斯, L·J·馬蒂恩佐, R·A·卡斯查克, J·S·克雷斯吉, D·C·范哈爾特 申請人:國際商業(yè)機器公司