專利名稱：具有一體化法拉第屏蔽的多層電子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括一體化法拉第柵和法拉第網(wǎng)(Faraday barriers and cages)的多層電子支撐結(jié)構(gòu)例如互連及其制造方法。
背景技術(shù)：
在對(duì)于越來(lái)越復(fù)雜的電子元件的小型化需求越來(lái)越大的帶動(dòng)下，諸如計(jì)算機(jī)和電信設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品的集成度越來(lái)越高。這已經(jīng)導(dǎo)致要求支撐結(jié)構(gòu)如IC基板和IC插件具有通過(guò)介電材料彼此電絕緣的高密度的多個(gè)導(dǎo)電層和通孔。這種支撐結(jié)構(gòu)的總體要求是可靠性和適當(dāng)?shù)碾姎庑阅?、薄度、剛度、平坦度、散熱性好和有?jìng)爭(zhēng)力的單價(jià)。在實(shí)現(xiàn)這些要求的各種途徑中，一種廣泛實(shí)施的創(chuàng)建層間互連通孔的制造技術(shù)是采用激光鉆孔，所鉆出的孔穿透后續(xù)布置的介電基板直到最后的金屬層，后續(xù)填充金屬，通常是銅，該金屬通過(guò)鍍覆技術(shù)沉積在其中。這種成孔方法有時(shí)也被稱為“鉆填”，由此產(chǎn)生的通孔可稱為“鉆填通孔”。但是，鉆填孔方法存在大量缺點(diǎn):因?yàn)槊總€(gè)通孔需要單獨(dú)鉆孔，所以生產(chǎn)率受限，并且制造復(fù)雜的多通孔IC基板和插件的成本變得高昂。在大型陣列中，通過(guò)鉆填方法難以生產(chǎn)出高密度和高品質(zhì)、具有不同的尺寸和形狀且彼此緊密相鄰的通孔。此外，激光鉆出的通孔具有穿過(guò)介電材料厚度的粗糙側(cè)壁和內(nèi)向錐度。該錐度減小了通孔的有效直徑。特別是在超小通孔直徑的情況下，也可能對(duì)于在先的導(dǎo)電金屬層的電接觸產(chǎn)生不利影響，由此導(dǎo)致可靠性問(wèn)題。在被鉆的電介質(zhì)是包括聚合物基體中的玻璃或陶瓷纖維的復(fù)合材料時(shí)，側(cè)壁特別粗糙，并且這種粗糙可能會(huì)產(chǎn)生附加的雜散電感。鉆出的通孔洞的填充過(guò)程通常是通過(guò)銅電鍍來(lái)完成的。金屬沉積技術(shù)會(huì)導(dǎo)致凹痕，其中在通孔頂部出現(xiàn)小坑?；蛘撸?dāng)通孔通道被填充超過(guò)其容納量的銅時(shí)，可能造成溢出，從而產(chǎn)生突出超過(guò)周圍材料的半球形上表面。凹痕和溢出往往在如制造高密度基板和插件時(shí)所需的后續(xù)上下堆疊通孔時(shí)造成困難。大的通孔通道難以均勻填充，特別是在其位于插件或IC基板設(shè)計(jì)的同一互連層內(nèi)的更小的通孔附近時(shí)。激光鉆孔是制造圓形通孔通道的最好方法。雖然可以通過(guò)激光銑削制造狹縫形狀的通孔通道，然而，可通過(guò)“鉆填”制造的幾何形狀范圍比較有限。通過(guò)鉆填工藝制造通孔是昂貴的，并且難以利用相對(duì)具有成本效益的電鍍工藝用銅來(lái)均勻和一致地填充由此形成的通孔通道。雖然可接受的尺寸和可靠性正在隨著時(shí)間的推移而改善，但是上文所述的缺點(diǎn)是鉆填技術(shù)的內(nèi)在缺陷，并且預(yù)計(jì)會(huì)限制可能的通孔尺寸范圍。
克服鉆填方法的許多缺點(diǎn)的可選解決方案是利用又稱為“圖案鍍覆”的技術(shù)，通過(guò)將銅或其它金屬沉積到在光刻膠中形成的圖案內(nèi)來(lái)制造。在圖案鍍覆中，首先沉積種子層。然后在所述種子層上沉積光刻膠層，隨后曝光以形成圖案，并且選擇性移除所述光刻膠層以留下暴露出種子層的溝槽。通過(guò)將銅沉積到光刻膠溝槽中來(lái)形成通孔柱。然后移除剩余的光刻膠，蝕刻掉種子層，并在其上及其周圍層壓通常為聚合物浸潰玻璃纖維氈的介電材料，以包圍所述通孔柱。然后，可以使用各種技術(shù)和工藝，例如研磨、拋光和化學(xué)機(jī)械拋光，來(lái)減薄和平坦化形成的表面，移除所述介電材料的一部分并暴露出通孔柱的頂部，以允許形成下一金屬層?？稍谄渖贤ㄟ^(guò)重復(fù)該過(guò)程來(lái)沉積后續(xù)的金屬導(dǎo)體層和通孔柱，以形成所需的多層結(jié)構(gòu)。在一個(gè)替代但緊密關(guān)聯(lián)的技術(shù)即下文所稱的“面板鍍覆”中，將連續(xù)的金屬或合金層沉積到基板上。在連續(xù)層的頂部施加光刻膠層，并在其中顯影出圖案。剝除被顯影光刻膠的圖案，選擇性地暴露出其下的金屬，該金屬可隨后被蝕刻掉。未顯影的光刻膠保護(hù)其下方的金屬不被蝕刻掉，并留下直立的特征結(jié)構(gòu)和通孔的圖案。在剝除未顯影的光刻膠后，可以在直立的銅特征結(jié)構(gòu)和/或通孔柱上或周圍層壓介電材料，如聚合物浸潰玻璃纖維租。通過(guò)上述圖案鍍覆或面板鍍覆方法創(chuàng)建的通孔層通常被稱為通孔柱層和特征層。銅是上述兩種層的優(yōu)選金屬。將會(huì)認(rèn)識(shí)到，微電子演化的一般推動(dòng)力涉及制造更小、更薄、更輕和更大功率的高可靠性產(chǎn)品。使用厚且有芯的互連不能得到超輕薄的產(chǎn)品。為了在互連IC基板或“插件”中形成更高密度的結(jié)構(gòu)，需要具有甚至更小連接的更多層。事實(shí)上，有時(shí)希望在彼此的頂部上堆疊元件。如果在銅或其它合適的犧牲基板上沉積鍍覆層壓結(jié)構(gòu)，則可以蝕刻掉基板，留下獨(dú)立的無(wú)芯層壓結(jié)構(gòu)。可以在預(yù)先附著至犧牲基板的側(cè)面上沉積其它層，由此能夠形成雙面積層，從而最大限度地減少翹曲并有助于實(shí)現(xiàn)平坦化。一種制造高密度互連的靈活技術(shù)是構(gòu)建由在電介質(zhì)基體中的金屬通孔或特征結(jié)構(gòu)構(gòu)成的圖案或面板鍍覆多層結(jié)構(gòu)。金屬可以是銅，電介質(zhì)可以是纖維增強(qiáng)聚合物，通常是具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的聚合物，如聚酰亞胺。這些互連可以是有芯的或無(wú)芯的，并可包括用于堆疊元件的空腔。它們可具有奇數(shù)或偶數(shù)層。實(shí)現(xiàn)技術(shù)描述在授予Amitec-Advanced Multilayer Interconnect Technologies Ltd.的現(xiàn)有專利中。例如，赫爾維茨(Hurwitz)等人的題為“高級(jí)多層無(wú)芯支撐結(jié)構(gòu)及其制造方法(Advanced multilayer coreless support structures and method for theirfabrication)”的美國(guó)專利US7，682，972描述了一種制造包括在電介質(zhì)中的通孔陣列的獨(dú)立膜的方法，所述膜用作構(gòu)建優(yōu)異的電子支撐結(jié)構(gòu)的前體，該方法包括以下步驟:在包圍犧牲載體的電介質(zhì)中制造導(dǎo)電通孔膜，和將所述膜與犧牲載體分離以形成獨(dú)立的層壓陣列?；谠摢?dú)立膜的電子基板可通過(guò)將所述層壓陣列減薄和平坦化，隨后終止通孔來(lái)形成。該公報(bào)通過(guò)引用全面并入本文。赫爾維茨(Hurwitz)等人的題為“用于芯片封裝的無(wú)芯空腔基板及其制造方法(Coreless cavity substrates for chip packaging and their fabrication)，，的美國(guó)專利US7，669，320描述了一種制造IC支撐體的方法，所述IC支撐體用于支撐與第二 IC芯片串聯(lián)的第一 IC芯片；所述IC支撐體包括在絕緣周圍材料中的銅特征結(jié)構(gòu)和通孔的交替層的堆疊，所述第一 IC芯片可粘合至所述IC支撐體，所述第二 IC芯片可粘合在所述IC支撐體內(nèi)部的空腔中，其中所述空腔是通過(guò)蝕刻掉銅基座和選擇性蝕刻掉累積的銅而形成的。該公報(bào)通過(guò)引用全部并入本文。赫爾維茨(Hurwitz)等人的題為“集成電路支撐結(jié)構(gòu)及其制造方法(integratedcircuit support structures and their fabrication)，，的美國(guó)專利US7, 635，641 描述了一種制造電子基板的方法，包括以下步驟:(A)選擇第一基礎(chǔ)層；(B)將蝕刻阻擋層沉積到所述第一基礎(chǔ)層上；(C)形成交替的導(dǎo)電層和絕緣層的第一半堆疊體，所述導(dǎo)電層通過(guò)貫穿絕緣層的通孔而互連；(D)將第二基礎(chǔ)層涂覆到所述第一半堆疊體上；(E)將光刻膠保護(hù)涂層涂覆到第二基礎(chǔ)層上；(F)蝕刻掉所述第一基礎(chǔ)層；(G)移除所述光刻膠保護(hù)涂層；(H)移除所述第一蝕刻阻擋層；(I)形成交替的導(dǎo)電層和絕緣層的第二半堆疊體，導(dǎo)電層通過(guò)貫穿絕緣層的通孔而互連；其中所述第二半堆疊體具有與第一半堆疊體基本對(duì)稱的構(gòu)造；(J)將絕緣層涂覆到交替的導(dǎo)電層和絕緣層的所述第二半堆疊體上；(K)移除所述第二基礎(chǔ)層，以及，(L)通過(guò)將通孔末端暴露在所述堆疊體的外表面上并對(duì)其涂覆終止物來(lái)終止基板。該公報(bào)通過(guò)引用全部并入本文。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面涉及提供一種多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其包括包封在介電材料內(nèi)的至少一個(gè)功能金屬組件，并且還包括在所述介電材料內(nèi)的至少一個(gè)法拉第柵，用于屏蔽所述至少一個(gè)功能金屬組件以免受外部電磁場(chǎng)干擾和防止所述金屬組件的電磁發(fā)射。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)功能金屬組件包括信號(hào)載體。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)功能金屬組件包括銅。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)功能金屬組件位于通孔層中，所述通孔層還包括連接上方和下方的相鄰特征層的連接通孔。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)功能金屬組件還包括下層，所述下層選自濺射種子層、電鍍金屬層和沉積在濺射或化學(xué)鍍種子層上的電鍍金屬層。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)功能金屬組件還包括上層，所述上層選自濺射種子層、電鍍金屬層和沉積在濺射或化學(xué)鍍種子層上的電鍍金屬層。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)功能金屬組件包括電路。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)法拉第柵包括:在所述至少一個(gè)金屬組件上方的上金屬層和在所述至少一個(gè)金屬組件下方的下金屬層。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)法拉第柵還包括:在所述至少一個(gè)金屬組件的每一側(cè)上的元件，其通過(guò)通孔柱列連接至上金屬層和下金屬層以提供法拉第籠。在一些實(shí)施方案中，所述通孔柱列是連續(xù)的。在一些實(shí)施方案中，所述通孔柱列是不連續(xù)的。在一些實(shí)施方案中，所述至少一個(gè)法拉第柵包括銅。通常，所述介電材料包括聚合物。在一些實(shí)施方案中，所述介電材料還包括陶瓷或玻璃。在一些實(shí)施方案中，所述聚合物包括聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、雙馬來(lái)酰亞胺、三嗪及其共混物。在一些實(shí)施方案中,所述介電材料還包括玻璃纖維。在一些實(shí)施方案中，所述介電材料還包括陶瓷顆粒填料。第二方面涉及一種制造如權(quán)利要求1所述的多層電子結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟:a)獲得包括上層的基板，所述上層包含連續(xù)金屬接地面；b)在所述連續(xù)金屬接地面上施加第一光刻膠層；c)顯影所述第一光刻膠層，所述第一光刻膠層具有包括下金屬通孔列對(duì)的圖案；d)將所述下金屬通孔列對(duì)圖案鍍覆進(jìn)入所述第一光刻膠層中；e)剝除所述第一光刻膠層；f)在所述下金屬通孔列對(duì)上層壓第一介電材料層；g)減薄所述第一介電材料層以暴露出所述下金屬通孔列對(duì)的端部；h)在所述第一介電材料層上沉積第一金屬種子層；i)在所述第一金屬種子層上施加第二光刻膠層；j)曝光并顯影包括在所述第二光刻膠層兩側(cè)上的金屬元件和相鄰的法拉第柵的圖案；k)通過(guò)圖案鍍覆共同制造所述金屬元件和相鄰的法拉第柵；I)剝除所述第二光刻膠層；m)施加第三光刻膠層；η)曝光并顯影第三圖案，所述第三圖案包括在所述第三光刻膠層中的上通孔柱列；ο)將所述上通孔柱列圖案鍍覆到被曝光和顯影的圖案中；ρ)剝除所述第三光刻膠層；q)移除所述種子層；r)在所述上通孔柱列上層壓介電材料層；s)減薄所述介電材料暴露出所述上通孔柱列的端部；和t)在被暴露出的端部上沉積上金屬層。在一些實(shí)施方案中，所述上金屬層包括金屬種子層。在一些實(shí)施方案中，所述上金屬層還包括電鍍沉積的金屬層。在一些實(shí)施方案中，重復(fù)步驟h)-s)以構(gòu)建更復(fù)雜的屏蔽結(jié)構(gòu)。術(shù)語(yǔ)微米或μ m是指微米或10_6m。


為了更好地理解本發(fā)明并示出本發(fā)明的實(shí)施方式，現(xiàn)作出參考介紹，純粹以舉例的方式參照附圖。具體參照附圖時(shí)，必須強(qiáng)調(diào)的是特定的圖示是示例性的并且目的僅在于說(shuō)明性討論本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，并且基于提供被認(rèn)為是對(duì)于本發(fā)明的原理和概念方面的描述最有用和最易于理解的圖示的原因而被呈現(xiàn)。就此而言，沒(méi)有試圖將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)以超出對(duì)本發(fā)明基本理解所必需的詳細(xì)程度來(lái)圖示；參照附圖的說(shuō)明使本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的幾種形式可如何實(shí)際體現(xiàn)出來(lái)。在附圖中:圖1是現(xiàn)有技術(shù)的多層電子支撐結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化截面圖；圖2是法拉第籠保護(hù)的第一組件的橫截面的示意圖；圖3是法拉第籠保護(hù)的三層電路的橫截面的示意圖；圖4是法拉第籠保護(hù)的三層導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)的橫截面的示意圖；圖5是示出一種制造圖2結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)的流程圖；以及圖6是示出第二制造技術(shù)的流程圖。在不同的附圖中，相同的參考數(shù)字和附圖標(biāo)記指示相同的要素。
具體實(shí)施例方式在以下說(shuō)明中，支撐結(jié)構(gòu)是由在介電基體中的金屬通孔構(gòu)成的，特別是在聚合物基體中的銅通孔柱，所述聚合物基體是例如聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂或BT (雙馬來(lái)酰亞胺/三嗪)或它們的共混物，可考慮為玻璃纖維增強(qiáng)的。參照?qǐng)D1，示出現(xiàn)有技術(shù)的多層電子支撐結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化截面圖。現(xiàn)有技術(shù)的多層電子支撐結(jié)構(gòu)100包括被絕緣各層的介電層110、112、114、116隔離的組件或特征結(jié)構(gòu)108的功能層102、104、106。穿過(guò)介電層的通孔118提供在相鄰的功能層或特征層之間的電連接。因此，特征層102、104、106包括在X-Y平面內(nèi)通常敷設(shè)在所述層內(nèi)的特征結(jié)構(gòu)108，以及跨介電層110、112、114、116導(dǎo)通電流的通孔118。通孔118設(shè)計(jì)為具有最小的電感并得到充分的隔離以在其間具有最小的電容。通常，在互連中或其它基板中的通孔和特征結(jié)構(gòu)被電介質(zhì)隔離以防止干擾。然而，將會(huì)認(rèn)識(shí)到，有時(shí)如前文所述的在互連中或其它基板中的通孔和其它導(dǎo)電或功能結(jié)構(gòu)可能對(duì)射頻(RF)干擾或其它電磁干擾(RFI/EMI)敏感，這些干擾會(huì)導(dǎo)致電信號(hào)衰減和/或噪聲。如已經(jīng)確立的那樣，電磁屏蔽可以通過(guò)利用導(dǎo)電柵屏蔽物通常稱為法拉第柵保護(hù)這樣的導(dǎo)體、通孔和結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。法拉第籠是由法拉第柵構(gòu)建的三維結(jié)構(gòu)，其提供免受封閉在其內(nèi)的組件或?qū)Ч艿碾姼须娏骱碗姼械挠绊懙谋Ｗo(hù)。參照?qǐng)D2，具有包封在基板介電材料202內(nèi)的中心導(dǎo)體201的結(jié)構(gòu)被下導(dǎo)電板203、上導(dǎo)電板205、與中心導(dǎo)體201在同一層上的左右側(cè)墊板207、208以及將墊板207、208連接至上下導(dǎo)電板203、205的導(dǎo)電通孔204、206、209、210所電磁屏蔽。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，圍繞導(dǎo)體201建立的法拉第籠200不需要完全包圍所有側(cè)面，并且周圍的通孔導(dǎo)體204、206、209、210不需要為完全連續(xù)結(jié)構(gòu)，而可以是彼此分隔開的分離通孔柱，但通過(guò)墊板207和208電連接。因此，通孔導(dǎo)體204、206、209、210可利用通孔柱方法制造，如赫爾維茨(Hurwitz)等人的美國(guó)專利號(hào)為US7，682，972、US7, 669，320和US7, 635，641的美國(guó)專利中所描述并且通過(guò)引用并入本文。作為替代方案，利用電鍍連續(xù)伸長(zhǎng)通孔的可能性，通孔導(dǎo)體204、206、209、210可以是連續(xù)線性通孔，示出其橫截面。參照?qǐng)D3，示出類似于圖2的結(jié)構(gòu)。在該基板結(jié)構(gòu)中，各導(dǎo)體301、302、303、304、305、306、307、308形成3層子電路，其通過(guò)均嵌入在介電材料302內(nèi)的通孔結(jié)構(gòu)310、311、312互連，并且形成可以是在基板的給定區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電路的電路系統(tǒng)350，該電路系統(tǒng)350可以被通孔導(dǎo)體307B、307D、308B、308D及其相關(guān)的墊板307A、307C、307E、308A、308C、308E以及底部和頂部金屬面板303、305所包圍以形成包圍的法拉第籠300，以為所包圍的電路350提供RFI/EMI保護(hù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，圖2和3的實(shí)施方案是僅通過(guò)舉例提供的示意性簡(jiǎn)化實(shí)施方案，并且被法拉第籠RFI/EMI保護(hù)的電路系統(tǒng)不限于特定數(shù)目的層或位于基板內(nèi)的特定電路系統(tǒng)。由導(dǎo)體通孔及其相關(guān)的墊板以及由頂部和底部金屬面板提供的法拉第屏蔽可用于使基板內(nèi)的特定部分與其它部分分隔，例如用以分隔模擬與數(shù)字部分，RF電路與數(shù)字電路，以防止噪聲或使整個(gè)基板免受輻射。被屏蔽的金屬組件可包括例如信號(hào)載體。參照?qǐng)D4，底部導(dǎo)體線411和頂部導(dǎo)體線413可通過(guò)通孔導(dǎo)體412互連以生成導(dǎo)通嵌入在介電材料418內(nèi)的特征結(jié)構(gòu)410并且被法拉第籠450包圍的RFI/EMI屏蔽，法拉第籠450通過(guò)用于頂部和底部RFI/EMI保護(hù)的頂部和底部金屬面板403和405以及在側(cè)面上通過(guò)用于進(jìn)一步RFI/EMI側(cè)面保護(hù)的通孔導(dǎo)體407B及其互連墊板407A、407C、通孔導(dǎo)體408B及其互連墊板408A、408C表現(xiàn)出來(lái)。圖4所示的“通孔導(dǎo)體”412提供較圖2所示的特征結(jié)構(gòu)201的顯著改進(jìn)，因?yàn)榕c圖2的金屬導(dǎo)體201相比，互連的底部和頂部墊板411、413的RFI/EMI保護(hù)特征結(jié)構(gòu)410具有顯著更低的DC電阻，由此為在集成電路(IC)內(nèi)操作敏感驅(qū)動(dòng)器時(shí)進(jìn)行必要的屏蔽電流的分配和傳輸?shù)碾娫O(shè)計(jì)者提供額外的靈活性?？勺⒁獾降氖?，底部導(dǎo)體墊板407A、411、408A可以是非常薄的導(dǎo)電層，例如厚度至多I微米并且通過(guò)濺射或化學(xué)鍍沉積的種子層。底部導(dǎo)體墊板407A、411、408A僅用于使通孔導(dǎo)體407B、412、408B與同一層中的其它導(dǎo)體和通孔柱(未不出)一起圖案電鍍，但是在基板的其它位置處，如在赫爾維茨(Hurwitz)等人的美國(guó)專利號(hào)為US7，682，972、US7, 669，320和US7, 635，641的美國(guó)專利的圖案鍍覆通孔柱流程中所述?？蛇M(jìn)一步注意到的是，頂部互連導(dǎo)體墊板407C、413、408C的厚度只需要足以用作種子層以允許在同一層或后續(xù)層中基板的其它位置處構(gòu)建其它導(dǎo)體或通孔(未示出)即可，例如利用赫爾維茨(Hurwitz)等人的美國(guó)專利號(hào)為US7，682，972、US7, 669, 320和US7，635，641的美國(guó)專利中所描述的圖案鍍覆工藝。因此，頂部互連導(dǎo)體墊板407C、413、408C可具有至多I微米的厚度并且可通過(guò)濺射或化學(xué)鍍進(jìn)行沉積。還可以注意到的是，所有的墊板對(duì)407A/407C、408A/408C和412可具有盡可能接近對(duì)應(yīng)的“通孔導(dǎo)體”407B、408B和412的尺寸。 在各種實(shí)施方案中，上下列的通孔柱可以是彼此被電介質(zhì)隔離的不連續(xù)通孔柱并且可以是類似于通過(guò)鉆填技術(shù)可制造的通孔那樣的基本圓柱形的。利用圖案或面板鍍覆，通孔柱不需要是圓形的并且可以是例如方形或矩形的，并且可以是平行于數(shù)據(jù)線延伸的連續(xù)帶。在一些實(shí)施方案中，金屬組件和周圍的法拉第籠可以由銅制造。介電材料可以是聚合物，例如聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、雙馬來(lái)酰亞胺、三嗪及其共混物。通常，介電材料還包括陶瓷或玻璃，例如玻璃增強(qiáng)纖維和陶瓷顆粒填料。介電材料可以是由例如浸潰有樹脂的織造纖維氈構(gòu)成的預(yù)型體。
參照?qǐng)D5，一種制造如圖2所示的包括法拉第籠的多層電子結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟:獲得具有包括連續(xù)金屬接地面的上表面的基板一步驟a)。在連續(xù)接地面上涂覆第一光刻膠層一步驟b)，接著將該第一光刻膠層顯影為具有包括下銅通孔列對(duì)的圖案一步驟C)。隨后將下金屬通孔列圖案鍍覆進(jìn)入第一光刻膠層內(nèi)一步驟d)。剝除光刻膠一步驟e)，接著通常通過(guò)施加預(yù)型體并固化來(lái)層壓第一介電材料層一步驟f)。將第一介電材料層減薄以暴露出下金屬通孔列的端部一步驟g)?？梢允褂酶鞣N技術(shù)和工藝用于減薄，例如研磨、拋光和化學(xué)機(jī)械拋光，以移除部分介電材料并暴露出通孔柱的頂部，從而允許構(gòu)建下一金屬層。然后在電介質(zhì)上沉積第一金屬種子層一步驟h)。這通常是銅并且通常具有0.5微米-1.5微米的厚度，并且可以例如通過(guò)化學(xué)鍍或通過(guò)濺射進(jìn)行沉積。為了提高其粘附性，可以先同樣通過(guò)濺射沉積鈦或鉭的粘附層。粘附層通常具有0.04微米-0.1微米的厚度。在第一金屬種子層上涂覆第二光刻膠層一步驟i)，然后在第二光刻膠層中曝光并顯影出圖案，包括兩側(cè)上的金屬元件和相鄰的法拉第柵，其中相鄰的法拉第柵與金屬通孔列連接一步驟j)。金屬元件和相鄰的法拉第柵通過(guò)圖案鍍覆至被曝光顯影的光刻膠中而共同制造一步驟k)。剝除第二光刻膠層一步驟I)，涂覆第三光刻膠層一步驟m)，接著在第三光刻膠層中曝光并顯影出包括上通孔柱列的第三圖案一步驟η)。將上通孔柱列圖案電鍍至被曝光顯影的圖案中一步驟(O)。剝除第三光刻膠層一步驟P)。移除種子層一步驟q)，任選地，利用例如氫氧化銨或氯化銅的濕蝕刻劑將其蝕刻掉，接著在上通孔柱列上層壓介電材料層一步驟S)。減薄該介電材料以暴露出上通孔柱列的端部一步驟t)?？梢允褂脵C(jī)械拋光或研磨、化學(xué)拋光或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，在電介質(zhì)上沉積上金屬層，連接至被暴露的端部一步驟t)。上層可以是種子層，通常為銅，通過(guò)濺射或化學(xué)鍍進(jìn)行沉積。在一些實(shí)施方案中，上金屬層還包括通過(guò)電鍍沉積的較厚金屬層。來(lái)自將要被保護(hù)的組件的單個(gè)通孔和特征層以及周圍的法拉第籠通常是基板中的結(jié)構(gòu)和通孔的更大布圖(未示出)的一部分。每個(gè)特征結(jié)構(gòu)或墊板與后續(xù)的通孔層的雙層通常通過(guò)重復(fù)步驟h)_t)來(lái)沉積。通常，種子層和鍍層可由銅制成。種子層可具有0.5-1.5微米的厚度。為了進(jìn)一步幫助種子層粘附至下方的電介質(zhì)，可以先涂覆非常薄的一層，通常為0.04微米-0.1微米的粘附金屬，例如鈦、鉭、鎢、鉻或其混合物。上下通孔柱列可以是連續(xù)的，由金屬延伸帶構(gòu)成，或者可由單個(gè)通孔柱構(gòu)成?？梢灾貜?fù)步驟h)-s)以構(gòu)建更復(fù)雜的屏蔽結(jié)構(gòu)，例如圖3和4中所示的。參照?qǐng)D6，現(xiàn)在描述第二種方法。獲得具有包括連續(xù)金屬接地面的上表面的基板一步驟(i)。在連續(xù)的金屬接地面上施加蝕刻阻擋層一步驟(ii)。該蝕刻阻擋層可由鉭、鎢、鉻、鈦、鈦-鎢組合、鈦-鉭組合、鎳、金、鎳層及后續(xù)金層、金層及后續(xù)鎳層、錫、鉛、錫層及后續(xù)鉛層、錫-鉛合金以及錫-銀合金制成，并且可通過(guò)物理氣相沉積工藝涂覆。通常，該蝕刻阻擋層為金屬，例如鈦T1、鉻Cr、鉭Ta、鎢W及其組合。在蝕刻阻擋層上沉積種子層一步驟(iii)。種子層可以是通過(guò)例如濺射銅或化學(xué)鍍銅而形成。接著，在其上面板電鍍厚金屬層一步驟(iv)。在金屬層上涂覆第一光刻膠層一步驟(V)，并且顯影為具有包括成對(duì)的下通孔柱列的圖案一步驟(Vi)并且在層中的其它位置處包括其它特征結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在蝕刻掉金屬面板一步驟(Vii)，留下下金屬通孔柱列和其它特征結(jié)構(gòu)?？梢允褂弥T如氫氧化銨或氯化銅的蝕刻劑。
剝除光刻膠一步驟(Viii)并且在下金屬通孔柱列和其它特征結(jié)構(gòu)上層壓第一介電材料層一步驟(ix)。將第一介電材料層減薄以暴露出下金屬通孔柱列的端部一步驟(χ)?？梢允褂酶鞣N技術(shù)和工藝用于減薄，例如研磨、拋光和化學(xué)機(jī)械拋光以移除部分介電材料并且暴露出通孔柱的頂部，從而允許構(gòu)建下一金屬層。在電介質(zhì)上沉積第一金屬種子層一步驟(Xi)。其通常為銅并且可例如通過(guò)化學(xué)鍍或?yàn)R射進(jìn)行沉積。種子層可具有0.5-1.5微米的厚度。在種子層之上，可以圖案或面板鍍覆厚金屬層，通常為銅。為了進(jìn)一步幫助種子層粘附至下方的電介質(zhì)，可以先涂覆非常薄的一層，通常為0.04微米-0.1微米的粘附金屬，例如鈦、鉭、鎢、鉻或其混合物。后續(xù)層可通過(guò)圖案鍍覆或通過(guò)面板鍍覆進(jìn)行沉積，并且可以構(gòu)建被法拉第柵保護(hù)的包括電路和組件的更復(fù)雜結(jié)構(gòu)，例如圖3和4中所示的。然后利用不腐蝕銅的特定蝕刻劑移除蝕刻阻擋層。例如，可以利用包括CF4/02或CF4/Ar的等離子體蝕刻劑來(lái)移除T1、W、Ta而選擇性地保留銅。作為替代方案，1-3%的HF溶液對(duì)于移除Ti保留銅非常有效。如果阻擋層是鎳，則可以使用公知的選擇性鎳剝除劑。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于上文中具體圖示和描述的內(nèi)容。而且，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定，包括上文所述的各個(gè)技術(shù)特征的組合和子組合以及其變化和改進(jìn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前述說(shuō)明后將會(huì)預(yù)見到這樣的組合、變化和改進(jìn)。在權(quán)利要求書中，術(shù)語(yǔ)“包括”及其變體例如“包含”、“含有”等是指所列舉的組件被包括在內(nèi)，但一般不排除其他組件。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不限于上文中具體圖示和描述的內(nèi)容。而且，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定，包括上文所述的各個(gè)技術(shù)特征的組合和子組合以及其變化和改進(jìn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前述說(shuō)明后將會(huì)預(yù)見到這樣的組合、變化和改進(jìn)。在權(quán)利要求書中，術(shù)語(yǔ)“包括”及其變體例如“包含”、“含有”等是指所列舉的組件被包括在內(nèi)，但一般不排除其他組件。
權(quán)利要求
1.一種多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其包括包封在介電材料中的至少一個(gè)功能金屬組件，并且還包括在所述介電材料內(nèi)的至少一個(gè)法拉第柵，用于屏蔽所述至少一個(gè)功能金屬組件以免受外部電磁場(chǎng)干擾和防止所述金屬組件的電磁發(fā)射。
2.如權(quán)利要求1所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)功能金屬組件包括信號(hào)載體。
3.如權(quán)利要求1所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)功能金屬組件包括銅。
4.如權(quán)利要求1所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)功能金屬組件位于通孔層中，所述通孔層還包括連接上方和下方的相鄰特征層的連接通孔。
5.如權(quán)利要求4所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)功能金屬組件還包括下層，所述下層選自濺射種子層、電鍍金屬層和沉積在濺射或化學(xué)鍍種子層上的電鍍金屬層。
6.如權(quán)利要求4所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)功能金屬組件還包括上層，所述上層選自濺射種子層、電鍍金屬層和沉積在濺射或化學(xué)鍍種子層上的電鍍金屬層。
7.如權(quán)利要求4所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)功能金屬組件包括電路。
8.如權(quán)利要求1所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)法拉第柵包括: 在所述至少一個(gè)金屬組件上方的上金屬層，和 在所述至少一個(gè)金屬組件下方的下金屬層。
9.如權(quán)利要求8所述 的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)法拉第柵還包括: 在所述至少一個(gè)金屬組件的每一側(cè)上的元件，其通過(guò)通孔柱列連接至上和下金屬層以提供法拉第籠。
10.如權(quán)利要求8所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述通孔柱列是連續(xù)的。
11.如權(quán)利要求8所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述通孔柱列是不連續(xù)的。
12.如權(quán)利要求1所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)法拉第柵包括銅。
13.如權(quán)利要求1所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述介電材料包括聚合物。
14.如權(quán)利要求13所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述介電材料還包括陶瓷或玻璃。
15.如權(quán)利要求13所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述聚合物包括聚酰亞胺、環(huán)氧樹月旨、雙馬來(lái)酰亞胺、三嗪和及其共混物。
16.如權(quán)利要求14所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述介電材料還包括玻璃纖維。
17.如權(quán)利要求14所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其中所述介電材料還包括陶瓷顆粒填料。
18.—種制造如權(quán)利要求1所述的多層電子支撐結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟: a)獲得包括上層的基板，所述上層包含連續(xù)金屬接地面； b)在所述連續(xù)金屬接地面上涂覆第一光刻膠層； c)顯影所述第一光刻膠層，所述第一光刻膠層具有包括下金屬通孔列對(duì)的圖案； d)在所述第一光刻膠層中圖案鍍覆所述下金屬通孔列對(duì)； e)剝除所述第一光刻膠層； f)在所述下金屬通孔列對(duì)上層壓第一介電材料層； g)減薄所述第一介電材料層以暴露出所述下金屬通孔列對(duì)的端部； h)在所述第一介電材料層上沉積第一金屬種子層；i)在所述第一金屬種子層上涂覆第二光刻膠層；j)曝光并顯影包括在所述第二光刻膠層兩側(cè)上的金屬元件和相鄰的法拉第柵的圖 案；k)通過(guò)圖案鍍覆共同制造所述金屬元件和相鄰的法拉第柵；I)剝除所述第二光刻膠層；m)涂覆第三光刻膠層；η)曝光并顯影第三圖案，所述第三圖案包括在所述第三光刻膠層中的上通孔柱列；ο)將所述上通孔柱列圖案鍍覆到被曝光和顯影的圖案中；P)剝除所述第三光刻膠層；q)移除所述種子層；r)在所述上通孔柱列上層壓一層介電材料；s)減薄所述介電材料以暴露出所述上通孔柱列的端部；和t)在被暴露出的端 部上沉積上金屬層。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述上金屬層包括金屬種子層。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述上金屬層還包括電鍍沉積的金屬層。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中重復(fù)步驟h)-s)以構(gòu)建更復(fù)雜的屏蔽結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種多層電子支撐結(jié)構(gòu)，其包括包封在介電材料中的至少一個(gè)金屬組件，并且還包括至少一個(gè)法拉第柵，用于屏蔽所述至少一個(gè)金屬組件以免受外部電磁場(chǎng)干擾和防止所述金屬組件的電磁發(fā)射。
文檔編號(hào)H05K9/00GK103179784SQ20131006785
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
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