本發(fā)明的實施例總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及互連結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件用于各種應(yīng)用中，諸如個人計算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和許多其他便攜式電子設(shè)備。這些便攜式電子設(shè)備小型、輕量、并且以相對低的成本大量生產(chǎn)。

諸如便攜式電子設(shè)備的半導(dǎo)體器件可被分為包括諸如集成電路(ic)管芯、封裝件、印刷電路板(pcb)的簡單層次結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)。封裝件為ic管芯與pcb之間的接口。ic管芯由諸如硅的半導(dǎo)體材料制成。然后將管芯組裝到封裝件中。然后封裝的管芯直接附接至pcb或者附接至另一襯底，這可為第二層級的封裝。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于制造互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：在襯底中形成開口；在所述開口中形成低k介電塊；在所述低k介電塊中形成至少一個第一通孔；以及在所述第一通孔中形成第一導(dǎo)體。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種互連結(jié)構(gòu)，包括：襯底，所述襯底具有位于其中的開口；介電塊，位于所述襯底的所述開口中，所述介電塊具有位于其中的至少一個第一通孔，其中，所述介電塊的介電常數(shù)小于所述襯底的介電常數(shù)；以及第一導(dǎo)體，位于所述介電塊的所述第一通孔中。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種互連結(jié)構(gòu)，包括：襯底，具有位于其中的開口；介電塊，位于所述襯底的所述開口中，所述介電塊具有位于其中的至少一個通孔；導(dǎo)體，位于所述介電塊的所述通孔中；以及屏蔽元件，位于所述導(dǎo)體周圍并且通過所述介電塊與所述導(dǎo)體分隔。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以最佳地理解本發(fā)明的方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各個部件未按比例繪制。實際上，為了清楚地討論，各個部件的尺寸可以任意地增加或減少。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有差分對設(shè)計的互連結(jié)構(gòu)的立體圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿線2截取圖1的互連結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖1的互連結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；

圖4a至圖4e為沿圖1的線2截取的截面圖，以順序地例示用于制造根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的互連結(jié)構(gòu)的步驟；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有差分對設(shè)計的互連結(jié)構(gòu)的立體圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿線6截取圖5的互連結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖5的互連結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；

圖8a至圖8i為沿圖5的線6截取的截面圖，以順序地例示用于制造根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的互連結(jié)構(gòu)的步驟；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有單端設(shè)計的互連結(jié)構(gòu)的立體圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿線10截取圖9的互連結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖9的互連結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；

圖12a至圖12e為沿圖9的線10截取的截面圖，以順序地例示用于制造根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的互連結(jié)構(gòu)的步驟；

圖13是根據(jù)本發(fā)明的一些其他實施例的具有單端設(shè)計的互連結(jié)構(gòu)的立體圖；

圖14是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿線14截取圖13的互連結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖15是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖13的互連結(jié)構(gòu)的方法的流程圖；以及

圖16a至圖16i為沿圖13的線14截取的截面圖，以順序地例示用于制造根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的互連結(jié)構(gòu)的步驟。

具體實施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實現(xiàn)本發(fā)明的不同特征的不同實施例或?qū)嵗?。以下描述組件和布置的具體實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實例并且不意欲限制本發(fā)明。例如，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括其中第一部件和第二部件以直接接觸形成的實施例，并且也可以包括其中可以在第一部件和第二部件之間形成額外的部件，使得第一和第二部件可以不直接接觸的實施例。而且，本發(fā)明在各個實例中可以重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。該重復(fù)是出于簡明和清楚的目的，而其本身并未指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...之上”、“上部”等的空間相對術(shù)語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對位置術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且本文使用的空間相對描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有差分對設(shè)計的互連結(jié)構(gòu)1的立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿線2截取圖1的互連結(jié)構(gòu)1的截面圖。如在圖1至圖2中所示，在本發(fā)明的一些實施例中，互連結(jié)構(gòu)1包括襯底10、介電塊12、兩個導(dǎo)體14以及兩根導(dǎo)線18。襯底10具有位于其中的開口100。介電塊12位于襯底10的開口100中。介電塊12具有位于其中的兩個通孔120，其中介電塊12的介電常數(shù)小于襯底10的介電常數(shù)。導(dǎo)體14分別存在于介電塊12的通孔120中。在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)體14中的至少一個至少部分地位于相應(yīng)通孔120的側(cè)壁上。導(dǎo)線18位于襯底10的表面上并且分別連接至導(dǎo)體14。

在本發(fā)明的一些實施例中，介電塊12可由低k介電材料制成。例如，在1ghz時，介電塊12的介電常數(shù)可在約1至約4的范圍內(nèi)，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。

在本發(fā)明的一些實施例中，介電塊12由包括例如聚酰亞胺(pi)、芳香族聚合物、聚對二甲苯、聚對二甲苯-f、無定形碳、聚四氟乙烯(ptfe)、空氣或它們的組合的材料制成，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。pi的介電常數(shù)介于約3至約4的范圍內(nèi)。芳香族聚合物的介電常數(shù)介于約2.6至約3.2的范圍內(nèi)。聚對二甲苯的介電常數(shù)為約2.7。聚對二甲苯-f的介電常數(shù)為約2.3。無定形碳的介電常數(shù)介于約2.3至約2.8的范圍內(nèi)。ptfe的介電常數(shù)介于約1.9至約2.1的范圍內(nèi)?？諝獾慕殡姵?shù)為約1。在本發(fā)明的一些實施例中，介電塊12還可包括樹脂、油墨、環(huán)氧樹脂或它們的組合，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。

在本發(fā)明的一些實施例中，互連結(jié)構(gòu)1還包括插塞16，插塞16分別插入剩余的通孔120中，以防止在組裝過程中焊料通過通孔120芯吸(wicking)以及防止損壞(使相鄰的路徑短路)成品。在本發(fā)明的一些實施例中，插塞16可由阻焊油墨制成，諸如環(huán)氧樹脂、液態(tài)感光阻焊(lpsm)油墨或它們的組合。在本發(fā)明的一些實施例中，插塞16可為導(dǎo)電的。例如，插塞16可由混有導(dǎo)電顆粒的環(huán)氧樹脂(諸如銅顆粒、銀顆?；蛩鼈兊慕M合)制成，但是本公開的各個實施例不限于此。當(dāng)插塞16中具有導(dǎo)熱物質(zhì)(matter)，諸如銅顆粒、銀顆粒或它們的組合時，插塞16還可導(dǎo)熱。通孔120中的導(dǎo)熱插塞16可在焊接操作期間加快從熱敏感部件去除熱量。在另外一些其他的實施例中，插塞16可為非導(dǎo)電性的。例如，插塞16可由混有諸如陶瓷的非導(dǎo)電無機(jī)物制成，但是本公開的各個實施例不限于此。在本發(fā)明的一些其他的實施例中，插塞16可不在通孔120中。在本發(fā)明的另外一些其他的實施例中，通孔120可填充有導(dǎo)體14。

參考圖3。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖1的互連結(jié)構(gòu)1的方法的流程圖。該方法開始于操作s101，其中，在襯底中形成開口。該方法繼續(xù)操作s102，其中，在開口中形成介電塊，并且介電塊的介電常數(shù)小于襯底的介電常數(shù)。該方法繼續(xù)操作s103，其中，在介電塊中形成兩個通孔。該方法繼續(xù)操作s104，其中，分別在通孔中形成兩個導(dǎo)體。該方法繼續(xù)操作s105，其中，分別在剩余通孔中形成插塞。

圖4a至圖4e為沿圖1的線2截取的截面圖，以順序地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的互連結(jié)構(gòu)1的步驟。如圖4a所示，在襯底10中形成開口100。在本發(fā)明的一些實施例中，襯底10為集成電路(ic)襯底。在本發(fā)明的一些其他實施例中，襯底10為印刷電路板(pcb)。例如，襯底10可由fr-4玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂(fr-4glass-reinforcedepoxy)制成。在本發(fā)明的一些其他實施例中，襯底10為介電層。該介電層可由諸如聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(bcb)、感光介電材料或它們的組合的聚合物介電材料制成。例如，可以通過旋涂來形成介電層。

在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)襯底10為集成電路(ic)襯底或印刷電路板(pcb)時，通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線形成開口100。在本發(fā)明的一些其他實施例中，當(dāng)襯底10是ic襯底、pcb或介電層時，通過激光鉆孔形成開口100。當(dāng)開口100具有大公差和/或襯底10具有足夠的厚度時，使用機(jī)械鉆孔獲得開口100。另一方面，當(dāng)開口100具有小公差和/或襯底10具有薄的厚度時，使用激光鉆孔獲得開口100。盡管在圖4a中示出開口100為通孔，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在本發(fā)明的一些其他的實施例中，開口100也可為盲孔。術(shù)語“通孔”指的是通過擴(kuò)孔、鉆孔、研磨等形成穿過工件的孔。術(shù)語“盲孔”指的是通過擴(kuò)孔、鉆孔、研磨等形成至一定深度而不穿透工件的另一側(cè)的孔。在本發(fā)明的一些其他實施例中，襯底10可由感光介電材料制成。當(dāng)襯底10由感光介電材料制成時，開口100可由光刻工藝形成。具體地，將襯底10暴露于強(qiáng)光的圖案。曝光引起化學(xué)變化，該化學(xué)變化使得襯底10的一些可溶于顯影劑。然后，將顯影劑施加在襯底10上以去除襯底10中可溶于顯影劑的這一些，以在襯底10中形成開口100。

如在圖4b中所示，例如通過將介電塊12插入襯底10的開口100中而在襯底10的開口100中形成介電塊12。在本發(fā)明的一些實施例中，在開口100中形成介電塊12之后，例如通過研磨工藝去除在開口100外面多余的介電塊12。因此，在將介電塊12研磨之后，介電塊12與襯底10的頂部表面基本齊平。

如在圖4c中所示，在介電塊12中形成通孔120。在本發(fā)明的一些實施例中，可通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線或它們的組合形成通孔120，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。例如，在本發(fā)明的一些其他的實施例中，可以通過激光鉆孔來形成通孔120。在本發(fā)明的另外一些其他的實施例中，介電塊12可由感光低k材料制成。當(dāng)介電塊12由感光低k料制成時，可通過光刻工藝形成通孔120。具體地，將介電塊12暴露于強(qiáng)光的圖案。曝光引起化學(xué)變化，該化學(xué)變化使得介電塊12的一些可溶于顯影劑。然后，將顯影劑施加在介電塊12上以去除介電塊12中可溶于顯影劑的這一些，以在介電塊12中形成通孔120。

如在圖4d中所示，分別在通孔120中形成導(dǎo)體14。例如，可通過至少在通孔120的側(cè)壁上鍍上導(dǎo)電金屬來形成導(dǎo)體14。在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)體可由銅、金、鋁或它們的組合制成，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此?？赏ㄟ^電鍍工藝實施導(dǎo)電金屬的鍍，其中電流用于將水溶液中的金屬轉(zhuǎn)移至互連結(jié)構(gòu)1的包括通孔120的側(cè)壁的表面。為了便于導(dǎo)電金屬的電鍍，在導(dǎo)電金屬的電鍍之前可沉積晶種層(未示出)。晶種層提供成核位置，電鍍的金屬最初在該成核位置形成。電鍍的金屬在晶種層上比在裸露的電介質(zhì)上沉積地更加均勻。然后，將導(dǎo)電金屬圖案化以形成導(dǎo)體14。具體地，例如，可通過光刻工藝和蝕刻工藝來圖案化導(dǎo)電金屬。

在本發(fā)明的一些實施例中，如在圖1至圖4d中所示，兩根導(dǎo)線18可與導(dǎo)體14形成在襯底10上。導(dǎo)線18位于襯底10上并且分別電連接至通孔120中的導(dǎo)體14。在實際應(yīng)用中，導(dǎo)線18可傳輸高頻率信號。即，導(dǎo)線18可為滿足高頻率(高于約20ghz)傳輸線要求的高頻率差分對傳輸線。

在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)線18為再分布層(rdl)。rdl為集成電路(ic)芯片上的附加導(dǎo)電層，rdl使得ic芯片的輸入/輸出(i/o)焊盤在其他位置可用。當(dāng)制造ic芯片時，ic芯片具有引線接合至封裝件的引腳的i/o焊盤組。rdl為ic芯片上的附加的布線層，能夠使i/o焊盤從ic芯片上的不同位置處接合出去。

如在圖4e中所示，分別在剩余的通孔120中形成插塞16。例如，可通過絲網(wǎng)印刷或滾筒印刷在剩余的通孔120中形成插塞16。在本發(fā)明的一些其他實施例中，插塞16可由感光材料制成。將感光材料填充到通孔120中然后使感光材料暴露至強(qiáng)光，諸如紫外(uv)光，以固化感光材料。然后，例如可通過研磨工藝去除通孔120外過剩的感光材料。

分個各導(dǎo)體14的低k介電塊12降低了各導(dǎo)體14之間的寄生電容，從而獲得更快的切換速度和更低的電路串?dāng)_。即，低k介電塊12能夠改善各導(dǎo)體14之間的信號隔離。因此，在一根跡線中可實現(xiàn)多個并行通道。此外，由于可通過現(xiàn)有工具來實施用于制造圖4a至圖4e中示出的互連結(jié)構(gòu)的方法，所以這種方法是成本有效的。此外，在圖1中示出的互連結(jié)構(gòu)沒有改變集成電路(ic)襯底和/或印刷電路板設(shè)計規(guī)則，并且集成電路(ic)襯底和/或印刷電路板的厚度和結(jié)構(gòu)通過應(yīng)用圖1的互連結(jié)構(gòu)1將不會被改變。

此外，對于無損傳輸線，對該傳輸線的固有阻抗的表達(dá)為：

其中zc為傳輸線的固有阻抗，li為每單位長度的線性電感，以及ci為每單位長度的線性電容。

低k介電塊12可降低導(dǎo)線18的電容。根據(jù)等式(1)，導(dǎo)線18的更低的電容導(dǎo)致更高的固有阻抗，這在各導(dǎo)線18之間的間隔狹窄時有益于提供匹配阻抗。

參考圖5和圖6。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有差分對設(shè)計的互連結(jié)構(gòu)2的立體圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿線6截取圖5的互連結(jié)構(gòu)2的截面圖。如圖5至圖6所示，互連結(jié)構(gòu)2包括襯底10、介電塊12、兩個導(dǎo)體、兩個插塞16、屏蔽元件20、焊盤22、介電層24、兩個導(dǎo)體26以及兩根導(dǎo)線28。襯底10具有位于其中的開口100。屏蔽元件20位于開口100的側(cè)壁上。然后介電塊12位于襯底10的開口100中。即，屏蔽元件20位于介電塊12與開口100的側(cè)壁之間。介電塊12具有位于其中的兩個通孔120，其中介電塊12的介電常數(shù)小于襯底10的介電常數(shù)。導(dǎo)體14分別位于介電塊12的通孔120中。插塞16分別插在剩余通孔120中。焊盤22分別位于導(dǎo)體14上。介電材24位于襯底10上。介電層24中具有兩個通孔240以分別暴露焊盤22。導(dǎo)體26位于通孔240中并且分別通過焊盤22電連接至導(dǎo)體14。導(dǎo)線28位于介電層24的表面上并且分別電連接至導(dǎo)體26。

參考圖7。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖5的互連結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。該方法開始于操作s201，其中，在襯底中形成開口。該方法繼續(xù)操作s202，其中，在開口的側(cè)壁上形成屏蔽元件。該方法繼續(xù)操作s203，其中，在開口中形成介電塊，并且介電塊的介電常數(shù)小于襯底的介電常數(shù)。該方法繼續(xù)操作s204，其中，在介電塊中形成兩個第一通孔。該方法繼續(xù)操作s205，其中，分別在第一通孔中形成兩個第一導(dǎo)體，并且屏蔽元件位于第一導(dǎo)體周圍并且通過介電塊與第一導(dǎo)體分隔。該方法繼續(xù)操作s206，其中，分別在剩余通孔中形成插塞。該方法繼續(xù)操作s207，其中，分別在第一導(dǎo)體上形成焊盤。方法900繼續(xù)操作s208，其中，在襯底上形成介電層。該方法繼續(xù)操作s209，其中，分別在介電層中形成兩個第二通孔以暴露焊盤。該方法繼續(xù)操作s210，其中，分別在第二通孔中形成兩個第二導(dǎo)體，并且第二導(dǎo)體分別通過焊盤電連接至第一導(dǎo)體。

圖8a至圖8i為沿圖5的線6截取的截面圖，以順序地示出用于制造根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的互連結(jié)構(gòu)2的步驟。

參考圖8a。與圖4a相似，在襯底10中形成開口100。在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)襯底10為集成電路(ic)襯底或印刷電路板(pcb)時，通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線形成開口100。在一些其他實施例中，當(dāng)襯底10是ic襯底、pcb或介電層時，通過激光鉆孔形成開口100。盡管在圖8a中示出開口100為通孔，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在一些其他的實施例中，開口100也可為盲孔。在本發(fā)明的一些其他實施例中，襯底10可由感光介電材料制成。當(dāng)襯底10由感光介電材料制成時，開口100可由光刻工藝形成。

參考圖8b。如在圖8b中所示，在開口100的側(cè)壁上形成屏蔽元件20。在一些實施例中，例如可通過在開口200中鍍上導(dǎo)電金屬來形成屏蔽元件20。屏蔽元件20可由銅、金、鋁或它們的組合制成，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。

參考圖8c。與圖4b相似，例如通過將介電塊12插入襯底10的開口100中而在襯底10的開口100中形成介電塊12。在本發(fā)明的一些實施例中，在開口100中形成介電塊12之后，例如通過研磨工藝去除開口100外面過剩的介電塊12。因此，在將介電塊12研磨之后，介電塊12與襯底10的頂部表面基本齊平。

參考圖8d。與圖4c相似，在介電塊12中形成通孔120。在本發(fā)明的一些實施例中，可通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線或它們的組合形成通孔120，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。例如，在本發(fā)明的一些其他的實施例中，可以通過激光鉆孔來形成通孔120。在本發(fā)明的另外一些其他的實施例中，介電塊12可由感光低k材料制成。當(dāng)介電塊12由感光低k料制成時，可通過光刻工藝形成通孔120。

參考圖8e。與圖4d相似，分別在通孔120中形成導(dǎo)體14。例如，可通過至少在通孔120的側(cè)壁上鍍上導(dǎo)電金屬來形成導(dǎo)體14。可通過電鍍工藝來實施導(dǎo)電金屬的鍍。為了便于導(dǎo)電金屬的電鍍，在導(dǎo)電金屬的電鍍之前可沉積晶種層(未示出)。然后，將導(dǎo)電金屬圖案化以形成導(dǎo)體14。具體地，例如，可通過光刻工藝和蝕刻工藝來圖案化導(dǎo)電金屬。

參考圖8f。與圖4e相似，分別在剩余通孔120中形成插塞16。例如，可通過絲網(wǎng)印刷或滾筒印刷在剩余的通孔120中形成插塞16。在本發(fā)明的一些其他實施例中，插塞16可由感光材料制成。將感光材料填充到通孔120中并且然后使感光材料暴露于強(qiáng)光，諸如紫外(uv)光，以固化感光材料。然后，例如可通過研磨工藝去除通孔120外過剩的感光材料。

參考圖8g。如在圖8g中所示，分別在導(dǎo)體14上形成焊盤22。在一些實施例中，焊盤22由金屬(例如，銅)制成。在一些實施例中，例如可通過沉積形成焊盤22，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在一些實施例中，焊盤22由石墨粉制成。

參考圖8h。如在圖8h中所示，在襯底10上形成介電層24，以及在介電層24內(nèi)形成通孔240。在一些實施例中，例如通過層壓在襯底10上形成介電層24。在一些實施例中，介電層24由fr-4玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(bcb)、感光介電材料或它們的組合制成。例如，可以通過旋涂來形成介電層24。在一些實施例中，可通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線、激光鉆孔或它們的組合形成介電層24的通孔24，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在本發(fā)明的另外一些其他實施例中，介電層24可由感光材料制成。當(dāng)介電層24由感光材料制成時，可通過光刻工藝形成通孔240。

參考圖8i。如在圖8i中所示，導(dǎo)體26形成在通孔240中并且分別通過焊盤22電連接至導(dǎo)體14。在一些實施例中，例如可通過在通孔240中鍍上導(dǎo)電金屬來形成導(dǎo)體26。導(dǎo)體26可由銅、金、鋁或它們的組合制成，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在一些實施例中，通孔240可填充有導(dǎo)體26。在一些其他的實施例中，導(dǎo)體26可分別共形地形成在通孔240的側(cè)壁上。

在一些實施例中，如在圖5中所示，兩根導(dǎo)線28可與導(dǎo)體26形成在襯底24上。導(dǎo)線28位于介電層24上并且分別電連接至通孔240中的導(dǎo)體26。在實際應(yīng)用中，導(dǎo)線28可傳輸高頻率信號。即，導(dǎo)線28可為滿足高頻率(高于約20ghz)傳輸線要求的高頻率差分對傳輸線。應(yīng)當(dāng)注意，由于介電塊12和其中的導(dǎo)體14被屏蔽元件20包圍，因此各導(dǎo)體14之間、和/或?qū)w14與其他互連件(例如襯底10中的其他導(dǎo)電通孔)之間的隔離可增強(qiáng)，因此可減弱它們之間的電磁干擾。

參考圖9和圖10。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有單端設(shè)計的互連結(jié)構(gòu)3的立體圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿線10截取圖9的互連結(jié)構(gòu)3的截面圖。應(yīng)當(dāng)指出的是，單端信號傳輸與差分信號傳輸是相反的技術(shù)。在單端信號傳輸中，發(fā)射器產(chǎn)生單一電壓，接收器將該單一電壓與固定參考電壓進(jìn)行比較，單一電壓和固定參考電壓這兩者都相對于由兩端共享的共地連接。

如圖9至圖10所示，在本發(fā)明的一些實施例中，提供了互連結(jié)構(gòu)3?；ミB結(jié)構(gòu)3包括襯底30、介電塊32、導(dǎo)體34以及導(dǎo)線38。襯底30具有位于其中的開口300。襯底30的材料可類似于圖1的襯底10的材料，因此不準(zhǔn)備在此贅述。介電塊32位于襯底30的開口300中。介電塊32具有位于其中的一個通孔320，其中介電塊32的介電常數(shù)小于襯底30的介電常數(shù)。介電塊32的材料可類似于圖1的介電塊12的材料，因此不準(zhǔn)備在此贅述。導(dǎo)體34位于介電塊32的通孔320中。具體地，導(dǎo)體34位于開口320的側(cè)壁上。導(dǎo)線38位于襯底30的表面上并且連接至導(dǎo)體34。導(dǎo)體34的材料可類似于圖2的導(dǎo)體14的材料，因此不準(zhǔn)備在此贅述。

在本發(fā)明的一些實施例中，互連結(jié)構(gòu)3還包括插塞36，插塞36插入剩余的通孔320中，以防止在組裝過程中焊料通過通孔320芯吸以及防止損壞(使相鄰路徑短路)成品。在本發(fā)明的一些其他的實施例中，插塞36可不在通孔320中。在本發(fā)明的另外一些其他的實施例中，通孔320可填充有導(dǎo)體34。插塞36的材料可類似于圖1的插塞16的材料，因此不準(zhǔn)備在此贅述。

參考圖11。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖9的互連結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。該方法開始于操作s301，其中，在襯底中形成開口。該方法繼續(xù)操作s302，其中，在開口中形成介電塊，并且介電塊的介電常數(shù)小于襯底的介電常數(shù)。該方法繼續(xù)操作s303，其中，在介電塊中形成通孔。該方法繼續(xù)操作s304，其中，在通孔中形成導(dǎo)體。該方法繼續(xù)操作s305，其中，在剩余的通孔中形成插塞。

參考圖12a至圖12e。圖12a至圖12e為沿圖9的線10截取的截面圖，以順序地例示用于制造根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的互連結(jié)構(gòu)3的步驟。如圖12a所示，在襯底30中形成開口300。在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)襯底30為集成電路(ic)襯底或印刷電路板(pcb)時，通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線形成開口300。在本發(fā)明的一些其他實施例中，當(dāng)襯底30是ic襯底、pcb或介電層時，通過激光鉆孔形成開口300。盡管在圖12a中示出開口300為通孔，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在本發(fā)明的一些其他的實施例中，開口300也可為盲孔。

如在圖12b中所示，例如通過將介電塊32插入襯底30的開口300中而在襯底30的開口300中形成介電塊32。在本發(fā)明的一些實施例中，在開口300中形成介電塊32之后，例如通過研磨工藝去除開口300外面過剩的介電塊32。因此，在將介電塊32研磨之后，介電塊32與襯底30的頂部表面基本齊平。

如在圖12c中所示，在介電塊32中形成通孔320。在本發(fā)明的一些實施例中，可通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線、激光鉆孔或它們的組合形成通孔320，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。例如，在本發(fā)明的一些其他的實施例中，可以通過激光鉆孔來形成通孔320。在本發(fā)明的另外一些其他的實施例中，介電塊32可由感光低k材料制成。當(dāng)介電塊32由感光低k料制成時，可通過光刻工藝形成通孔320。具體地，將介電塊32暴露于強(qiáng)光的圖案。曝光引起化學(xué)變化，該化學(xué)變化使得介電塊32的一些可溶于顯影劑。然后，將顯影劑施加在介電塊32上以去除介電塊32中可溶于顯影劑的一些，以在介電塊32中形成通孔320。

如在圖12d中所示，在通孔320中形成導(dǎo)體34。例如，可通過至少在通孔320的側(cè)壁上鍍上導(dǎo)電金屬來形成導(dǎo)體34。在本發(fā)明的一些實施例中，導(dǎo)體34可由銅、金、鋁或它們的組合制成，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此?？赏ㄟ^電鍍工藝實施導(dǎo)電金屬的鍍，其中電流用于將水溶液中的金屬轉(zhuǎn)移至互連結(jié)構(gòu)3的包括通孔320的側(cè)壁的表面。為了便于導(dǎo)電金屬的電鍍，在導(dǎo)電金屬的電鍍之前可沉積晶種層(未示出)。晶種層提供成核位置，電鍍的金屬最初在該成核位置形成。電鍍的金屬在晶種層上比在裸露的介電質(zhì)上沉積地更加均勻。然后，將導(dǎo)電金屬圖案化以形成導(dǎo)體34。具體地，例如，可通過光刻工藝和蝕刻工藝來圖案化導(dǎo)電金屬。

在本發(fā)明的一些實施例中，如在圖9至圖12d中所示，導(dǎo)線38可與導(dǎo)體34形成在襯底30上。導(dǎo)線38位于襯底30上并且分別電連接至通孔320中的導(dǎo)體34。在實際應(yīng)用中，導(dǎo)線38可傳輸高頻率信號。即，導(dǎo)線38可為滿足高頻率(高于約20ghz)傳輸線要求的高頻率差分對傳輸線。

如在圖12e中所示，在剩余的通孔320中形成插塞36。例如，可通過絲網(wǎng)印刷或滾筒印刷在剩余的通孔320中形成插塞36。在本發(fā)明的一些其他實施例中，插塞36可由感光材料制成。將感光材料填充到通孔320中然后使感光材料暴露于強(qiáng)光，諸如紫外(uv)光，以固化感光材料。然后，例如可通過研磨工藝去除通孔320外過剩的感光材料。

在本發(fā)明的一些實施例中，在圖11中的操作s304中，導(dǎo)線38可與導(dǎo)體34同時在襯底30上形成。如圖9至圖10所示，在本發(fā)明的一些實施例中，互連結(jié)構(gòu)3還包括導(dǎo)線38。導(dǎo)線38位于襯底30上并且電連接至通孔320中的導(dǎo)體34。

分隔導(dǎo)體34和其他互連件(例如，襯底30中的其他導(dǎo)電通孔)的低k介電塊32減小了導(dǎo)體34與互連件之間的寄生電容，從而獲得更快的切換速度和更低的電路串?dāng)_。由于可通過現(xiàn)有工具來實施用于制造圖12a至圖12e中示出的互連結(jié)構(gòu)3的方法，所以這種方法是成本有效的。此外，在圖3中示出的互連結(jié)構(gòu)沒有改變集成電路(ic)襯底和/或印刷電路板的設(shè)計規(guī)則，并且集成電路(ic)襯底和/或印刷電路板的厚度和結(jié)構(gòu)不會通過應(yīng)用圖9的互連結(jié)構(gòu)3而被改變。

參考圖13至圖14。圖13是根據(jù)本發(fā)明的一些其他實施例的具有單端設(shè)計的互連結(jié)構(gòu)4的立體圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的沿線14截取圖13的互連結(jié)構(gòu)4的截面圖。如圖13至圖14所示，互連結(jié)構(gòu)4包括襯底30、介電塊32、導(dǎo)體34、插塞36、屏蔽元件40、焊盤42、介電層44、導(dǎo)體46以及導(dǎo)線48。襯底30具有位于其中的開口300。屏蔽元件40位于開口300的側(cè)壁上。介電塊32位于襯底30的開口300中。即，屏蔽元件40位于介電塊32與開口300的側(cè)壁之間。介電塊32具有位于其中的一個通孔320，其中介電塊32的介電常數(shù)小于襯底30的介電常數(shù)。導(dǎo)體34位于介電塊32的通孔320中。插塞36插在剩余的通孔320中。焊盤44位于導(dǎo)體36上。介電層44位于襯底30上。介電層44其中具有通孔440以暴露焊盤42。導(dǎo)體46位于通孔440中并且通過焊盤42電連接至導(dǎo)體34。導(dǎo)線48位于介電層44的表面上并且電連接至導(dǎo)體46。

參考圖15。圖15是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于制造圖13的互連結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。該方法開始于操作s401，其中，在襯底中形成開口。該方法繼續(xù)操作s402，其中，在開口的側(cè)壁上形成屏蔽元件。該方法繼續(xù)操作s403，其中，在開口中形成介電塊，并且介電塊的介電常數(shù)小于襯底的介電常數(shù)。該方法繼續(xù)操作s404，其中，在介電塊中形成第一通孔。該方法繼續(xù)操作s405，其中，在第一通孔中形成第一導(dǎo)體，并且屏蔽元件位于該導(dǎo)體周圍并且通過介電塊與該導(dǎo)體分隔。該方法繼續(xù)操作s406，其中，在剩余的第一通孔中形成插塞。該方法繼續(xù)操作s407，其中，在第一導(dǎo)體上形成焊盤。該方法繼續(xù)操作s408，其中，在襯底上形成介電層。該方法繼續(xù)操作s409，其中，在介電層中形成第二通孔以暴露焊盤。該方法繼續(xù)操作s410，其中，第二導(dǎo)體形成在第二通孔中，并且通過焊盤電連接至第一導(dǎo)體。

圖16a至圖16i為沿圖13的線14截取的截面圖，以順序地例示用于制造根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的互連結(jié)構(gòu)4的步驟。

參考圖16a。與圖12a相似，在襯底30中形成開口300。在本發(fā)明的一些實施例中，當(dāng)襯底30為集成電路(ic)襯底或印刷電路板(pcb)時，通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線形成開口300。在一些其他實施例中，當(dāng)襯底30是ic襯底、pcb或介電層時，通過激光鉆孔形成開口300。盡管在圖16a中示出的開口300為通孔，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在一些其他的實施例中，開口300也可為盲孔。在本發(fā)明的一些其他實施例中，襯底30可由感光介電材料制成。當(dāng)襯底30由感光介電材料制成時，開口300可由光刻工藝形成。

參考圖16b。如在圖16b中所示，在開口300的側(cè)壁上形成屏蔽元件40。在一些實施例中，例如可通過在開口300中鍍上導(dǎo)電金屬來形成屏蔽元件40。屏蔽元件40可由銅、金、鋁或它們的組合制成，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。

參考圖16c。與圖12b相似，例如通過將介電塊32插入襯底30的開口300中而在襯底30的開口300中形成介電塊32。在本發(fā)明的一些實施例中，在開口300中形成介電塊32之后，例如通過研磨工藝去除開口300外過剩的介電塊32。因此，在將介電塊32研磨之后，介電塊32與襯底30的頂部表面基本齊平。

參考圖16d。如在圖16d中所示，在介電塊32中形成通孔320。與圖12c相似，在介電塊32中形成通孔320。在本發(fā)明的一些實施例中，可通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線或它們的組合形成通孔320，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。例如，在本發(fā)明的一些其他的實施例中，可以通過激光鉆孔來形成通孔320。在本發(fā)明的另外一些其他的實施例中，介電塊32可由感光低k材料制成。當(dāng)介電塊32由感光低k料制成時，可通過光刻工藝形成通孔320。

參考圖16e。與圖12d相似，在通孔320中形成導(dǎo)體34。例如，可通過至少在通孔320的側(cè)壁上鍍上導(dǎo)電金屬來形成導(dǎo)體34?？赏ㄟ^電鍍工藝實施導(dǎo)電金屬的鍍。為了便于導(dǎo)電金屬的電鍍，在導(dǎo)電金屬的電鍍之前可沉積晶種層(未示出)。然后，將導(dǎo)電金屬圖案化以形成導(dǎo)體34。具體地，例如，可通過光刻工藝和蝕刻工藝來圖案化導(dǎo)電金屬。

參考圖16f。與圖12e相似，在剩余通孔320中形成插塞36。例如，可通過絲網(wǎng)印刷或滾筒印刷在剩余的通孔320中形成插塞36。在本發(fā)明的一些其他實施例中，插塞36可由感光材料制成。將感光材料填充到通孔320中然后使感光材料暴露于強(qiáng)光，諸如紫外(uv)光，以固化感光材料。然后，例如可通過研磨工藝去除通孔320外過剩的感光材料。

參考圖16g。如在圖16g中所示，在導(dǎo)體34上形成焊盤42。在一些實施例中，焊盤42由金屬(例如，銅)制成。在一些實施例中，例如可通過沉積形成焊盤42，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在一些實施例中，焊盤42由石墨粉制成。

參考圖16h。如在圖16h中所示，在襯底30上形成介電層44，以及在介電層44中形成通孔440。在一些實施例中，例如通過層壓在襯底30上形成介電層44。在一些實施例中，例如，可以通過旋涂來形成介電層44。在一些實施例中，可通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線、激光鉆孔或它們的組合形成介電層44的通孔440，但是本發(fā)明的各個實施例不限于此。在本發(fā)明的另外一些其他實施例中，介電層44可由感光材料制成。當(dāng)介電層44由感光材料制成時，可通過光刻工藝形成通孔440。

參考圖16i。如在圖16i中所示，在通孔440中形成導(dǎo)體46以接觸焊盤42。在一些實施例中，例如可通過在通孔440中鍍上導(dǎo)電金屬來形成導(dǎo)體46。在一些實施例中，通孔440可填充有導(dǎo)體46。在一些其他的實施例中，導(dǎo)體46可共形地分別形成在通孔440的側(cè)壁上。

在一些實施例中，如在圖13中所示，導(dǎo)線48可與導(dǎo)體46形成在介電層44上。導(dǎo)線48位于介電層44上并且電連接至通孔440中的導(dǎo)體46。在實際應(yīng)用中，導(dǎo)線48可傳輸高頻率信號。即，導(dǎo)線48可為滿足高頻率(高于約20ghz)傳輸線要求的高頻率差分對傳輸線。應(yīng)當(dāng)注意，由于介電塊32和其中的導(dǎo)體34被屏蔽元件40包圍，因此導(dǎo)體34與其他互連件(例如，襯底30中的其他導(dǎo)電通孔)之間的隔離可增強(qiáng)，因此可減弱它們之間的電磁干擾。

根據(jù)一些實施例，提供了一種用于制造互連結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括：在襯底中形成開口；在開口中形成低k介電塊；在低k介電塊中形成至少一個第一通孔；以及在第一通孔中形成第一導(dǎo)體。

在一些實施例中，所述低k介電塊的介電常數(shù)小于所述襯底的介電常數(shù)。

在一些實施例中，在所述第一通孔的側(cè)壁上形成所述第一導(dǎo)體。

在一些實施例中，通過電鍍形成所述第一導(dǎo)體。

在一些實施例中，該方法還包括：在所述第一通孔中形成插塞。

在一些實施例中，該方法還包括：在形成所述低k介電塊之前，在所述開口的側(cè)壁上形成屏蔽元件。

在一些實施例中，該方法還包括：在所述第一導(dǎo)體上形成焊盤；在所述襯底上形成介電層；在所述介電層中形成至少一個第二通孔以暴露所述焊盤；以及在所述第二通孔中形成第二導(dǎo)體，其中，所述第二導(dǎo)體通過所述焊盤電連接至所述第一導(dǎo)體。

在一些實施例中，通過機(jī)械鉆孔、激光鉆孔、光刻或它們的組合來形成所述開口。

在一些實施例中，通過機(jī)械鉆孔、機(jī)械布線或它們的組合來形成所述第一通孔。

根據(jù)一些實施例，提供一種互連結(jié)構(gòu)。該互連結(jié)構(gòu)包括襯底、介電塊和第一導(dǎo)體。襯底具有位于其中的開口。介電塊位于襯底的開口中。介電塊具有位于其中的第一通孔，其中介電塊的介電常數(shù)小于襯底的介電常數(shù)。第一導(dǎo)體位于介電塊的第一通孔中。

在一些實施例中，所述第一導(dǎo)體位于所述第一通孔的側(cè)壁上。

在一些實施例中，該互連結(jié)構(gòu)還包括：插塞，位于所述第一通孔中。

在一些實施例中，該互連結(jié)構(gòu)還包括：屏蔽元件，位于所述介電塊與所述開口的側(cè)壁之間。

在一些實施例中，該互連結(jié)構(gòu)還包括：焊盤，位于所述第一導(dǎo)體中；介電層，位于所述襯底上并且所述介電層具有位于其中的至少一個第二通孔以暴露所述焊盤；以及第二導(dǎo)體，位于所述第二通孔中并且通過所述焊盤電連接至所述第一導(dǎo)體。

在一些實施例中，該互連結(jié)構(gòu)還包括：至少一根導(dǎo)線，位于所述襯底上并且電連接至所述第一導(dǎo)體。

在一些實施例中，所述介電塊具有位于其中的所述第一通孔的至少兩個；以及還包括：至少兩根導(dǎo)線，位于所述襯底上并且分別電連接至所述第一通孔中的所述第一導(dǎo)體的至少兩個。

在一些實施例中，所述介電塊與所述襯底的頂部表面基本上齊平。

根據(jù)一些實施例，提供一種互連結(jié)構(gòu)。該互連結(jié)構(gòu)包括襯底、介電塊、導(dǎo)體以及屏蔽元件。襯底具有位于其中的開口。介電塊位于襯底的開口中。介電塊具有位于其中的至少一個通孔。導(dǎo)體位于介電塊的通孔中。屏蔽元件位于導(dǎo)體周圍并且通過介電塊與導(dǎo)體分隔。

在一些實施例中，所述導(dǎo)體位于所述通孔的側(cè)壁上。

在一些實施例中，所述介電塊由低k材料制成。

雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的特定實施例相當(dāng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是其他實施例是可以的。因此，所附權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)限于本文中包含的實施例的描述。

在不背離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做出各種改進(jìn)和變化對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。鑒于以上所述，只要它們火災(zāi)所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，則本發(fā)明預(yù)期涵蓋本發(fā)明的改進(jìn)和變化。

以上論述了若干實施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計或修改用于實施與本文所介紹的實施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替代以及改變。