互连结构及其制造方法与流程

本发明的实施例总体涉及半导体领域，更具体地，涉及互连结构及其制造方法。

背景技术：

半导体器件用于各种应用中，诸如个人计算机、手机、数码相机和许多其他便携式电子设备。这些便携式电子设备小型、轻量、并且以相对低的成本大量生产。

诸如便携式电子设备的半导体器件可被分为包括诸如集成电路(ic)管芯、封装件、印刷电路板(pcb)的简单层次结构和系统。封装件为ic管芯与pcb之间的接口。ic管芯由诸如硅的半导体材料制成。然后将管芯组装到封装件中。然后封装的管芯直接附接至pcb或者附接至另一衬底，这可为第二层级的封装。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造互连结构的方法，所述方法包括：在衬底中形成开口；在所述开口中形成低k介电块；在所述低k介电块中形成至少一个第一通孔；以及在所述第一通孔中形成第一导体。

根据本发明的另一方面，提供了一种互连结构，包括：衬底，所述衬底具有位于其中的开口；介电块，位于所述衬底的所述开口中，所述介电块具有位于其中的至少一个第一通孔，其中，所述介电块的介电常数小于所述衬底的介电常数；以及第一导体，位于所述介电块的所述第一通孔中。

根据本发明的又一方面，提供了一种互连结构，包括：衬底，具有位于其中的开口；介电块，位于所述衬底的所述开口中，所述介电块具有位于其中的至少一个通孔；导体，位于所述介电块的所述通孔中；以及屏蔽元件，位于所述导体周围并且通过所述介电块与所述导体分隔。

附图说明

当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚地讨论，各个部件的尺寸可以任意地增加或减少。

图1是根据本发明的一些实施例的具有差分对设计的互连结构的立体图；

图2是根据本发明的一些实施例的沿线2截取图1的互连结构的截面图；

图3是根据本发明的一些实施例的用于制造图1的互连结构的方法的流程图；

图4a至图4e为沿图1的线2截取的截面图，以顺序地例示用于制造根据本发明的一些实施例的互连结构的步骤；

图5是根据本发明的一些实施例的具有差分对设计的互连结构的立体图；

图6是根据本发明的一些实施例的沿线6截取图5的互连结构的截面图；

图7是根据本发明的一些实施例的用于制造图5的互连结构的方法的流程图；

图8a至图8i为沿图5的线6截取的截面图，以顺序地例示用于制造根据本发明的一些实施例的互连结构的步骤；

图9是根据本发明的一些实施例的具有单端设计的互连结构的立体图；

图10是根据本发明的一些实施例的沿线10截取图9的互连结构的截面图；

图11是根据本发明的一些实施例的用于制造图9的互连结构的方法的流程图；

图12a至图12e为沿图9的线10截取的截面图，以顺序地例示用于制造根据本发明的一些实施例的互连结构的步骤；

图13是根据本发明的一些其他实施例的具有单端设计的互连结构的立体图；

图14是根据本发明的一些实施例的沿线14截取图13的互连结构的截面图；

图15是根据本发明的一些实施例的用于制造图13的互连结构的方法的流程图；以及

图16a至图16i为沿图13的线14截取的截面图，以顺序地例示用于制造根据本发明的一些实施例的互连结构的步骤。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同特征的不同实施例或实例。以下描述组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本发明。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触形成的实施例，并且也可以包括其中可以在第一部件和第二部件之间形成额外的部件，使得第一和第二部件可以不直接接触的实施例。而且，本发明在各个实例中可以重复参考数字和/或字母。该重复是出于简明和清楚的目的，而其本身并未指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。

而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在...之下”、“在...下方”、“下部”、“在...之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对位置术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且本文使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。

图1是根据本发明的一些实施例的具有差分对设计的互连结构1的立体图。图2是根据本发明的一些实施例的沿线2截取图1的互连结构1的截面图。如在图1至图2中所示，在本发明的一些实施例中，互连结构1包括衬底10、介电块12、两个导体14以及两根导线18。衬底10具有位于其中的开口100。介电块12位于衬底10的开口100中。介电块12具有位于其中的两个通孔120，其中介电块12的介电常数小于衬底10的介电常数。导体14分别存在于介电块12的通孔120中。在本发明的一些实施例中，导体14中的至少一个至少部分地位于相应通孔120的侧壁上。导线18位于衬底10的表面上并且分别连接至导体14。

在本发明的一些实施例中，介电块12可由低k介电材料制成。例如，在1ghz时，介电块12的介电常数可在约1至约4的范围内，但是本发明的各个实施例不限于此。

在本发明的一些实施例中，介电块12由包括例如聚酰亚胺(pi)、芳香族聚合物、聚对二甲苯、聚对二甲苯-f、无定形碳、聚四氟乙烯(ptfe)、空气或它们的组合的材料制成，但是本发明的各个实施例不限于此。pi的介电常数介于约3至约4的范围内。芳香族聚合物的介电常数介于约2.6至约3.2的范围内。聚对二甲苯的介电常数为约2.7。聚对二甲苯-f的介电常数为约2.3。无定形碳的介电常数介于约2.3至约2.8的范围内。ptfe的介电常数介于约1.9至约2.1的范围内。空气的介电常数为约1。在本发明的一些实施例中，介电块12还可包括树脂、油墨、环氧树脂或它们的组合，但是本发明的各个实施例不限于此。

在本发明的一些实施例中，互连结构1还包括插塞16，插塞16分别插入剩余的通孔120中，以防止在组装过程中焊料通过通孔120芯吸(wicking)以及防止损坏(使相邻的路径短路)成品。在本发明的一些实施例中，插塞16可由阻焊油墨制成，诸如环氧树脂、液态感光阻焊(lpsm)油墨或它们的组合。在本发明的一些实施例中，插塞16可为导电的。例如，插塞16可由混有导电颗粒的环氧树脂(诸如铜颗粒、银颗粒或它们的组合)制成，但是本公开的各个实施例不限于此。当插塞16中具有导热物质(matter)，诸如铜颗粒、银颗粒或它们的组合时，插塞16还可导热。通孔120中的导热插塞16可在焊接操作期间加快从热敏感部件去除热量。在另外一些其他的实施例中，插塞16可为非导电性的。例如，插塞16可由混有诸如陶瓷的非导电无机物制成，但是本公开的各个实施例不限于此。在本发明的一些其他的实施例中，插塞16可不在通孔120中。在本发明的另外一些其他的实施例中，通孔120可填充有导体14。

参考图3。图3是根据本发明的一些实施例的用于制造图1的互连结构1的方法的流程图。该方法开始于操作s101，其中，在衬底中形成开口。该方法继续操作s102，其中，在开口中形成介电块，并且介电块的介电常数小于衬底的介电常数。该方法继续操作s103，其中，在介电块中形成两个通孔。该方法继续操作s104，其中，分别在通孔中形成两个导体。该方法继续操作s105，其中，分别在剩余通孔中形成插塞。

图4a至图4e为沿图1的线2截取的截面图，以顺序地示出用于制造根据本发明的一些实施例的互连结构1的步骤。如图4a所示，在衬底10中形成开口100。在本发明的一些实施例中，衬底10为集成电路(ic)衬底。在本发明的一些其他实施例中，衬底10为印刷电路板(pcb)。例如，衬底10可由fr-4玻璃纤维增强环氧树脂(fr-4glass-reinforcedepoxy)制成。在本发明的一些其他实施例中，衬底10为介电层。该介电层可由诸如聚酰亚胺、苯并环丁烯(bcb)、感光介电材料或它们的组合的聚合物介电材料制成。例如，可以通过旋涂来形成介电层。

在本发明的一些实施例中，当衬底10为集成电路(ic)衬底或印刷电路板(pcb)时，通过机械钻孔、机械布线形成开口100。在本发明的一些其他实施例中，当衬底10是ic衬底、pcb或介电层时，通过激光钻孔形成开口100。当开口100具有大公差和/或衬底10具有足够的厚度时，使用机械钻孔获得开口100。另一方面，当开口100具有小公差和/或衬底10具有薄的厚度时，使用激光钻孔获得开口100。尽管在图4a中示出开口100为通孔，但是本发明的各个实施例不限于此。在本发明的一些其他的实施例中，开口100也可为盲孔。术语“通孔”指的是通过扩孔、钻孔、研磨等形成穿过工件的孔。术语“盲孔”指的是通过扩孔、钻孔、研磨等形成至一定深度而不穿透工件的另一侧的孔。在本发明的一些其他实施例中，衬底10可由感光介电材料制成。当衬底10由感光介电材料制成时，开口100可由光刻工艺形成。具体地，将衬底10暴露于强光的图案。曝光引起化学变化，该化学变化使得衬底10的一些可溶于显影剂。然后，将显影剂施加在衬底10上以去除衬底10中可溶于显影剂的这一些，以在衬底10中形成开口100。

如在图4b中所示，例如通过将介电块12插入衬底10的开口100中而在衬底10的开口100中形成介电块12。在本发明的一些实施例中，在开口100中形成介电块12之后，例如通过研磨工艺去除在开口100外面多余的介电块12。因此，在将介电块12研磨之后，介电块12与衬底10的顶部表面基本齐平。

如在图4c中所示，在介电块12中形成通孔120。在本发明的一些实施例中，可通过机械钻孔、机械布线或它们的组合形成通孔120，但是本发明的各个实施例不限于此。例如，在本发明的一些其他的实施例中，可以通过激光钻孔来形成通孔120。在本发明的另外一些其他的实施例中，介电块12可由感光低k材料制成。当介电块12由感光低k料制成时，可通过光刻工艺形成通孔120。具体地，将介电块12暴露于强光的图案。曝光引起化学变化，该化学变化使得介电块12的一些可溶于显影剂。然后，将显影剂施加在介电块12上以去除介电块12中可溶于显影剂的这一些，以在介电块12中形成通孔120。

如在图4d中所示，分别在通孔120中形成导体14。例如，可通过至少在通孔120的侧壁上镀上导电金属来形成导体14。在本发明的一些实施例中，导体可由铜、金、铝或它们的组合制成，但是本发明的各个实施例不限于此。可通过电镀工艺实施导电金属的镀，其中电流用于将水溶液中的金属转移至互连结构1的包括通孔120的侧壁的表面。为了便于导电金属的电镀，在导电金属的电镀之前可沉积晶种层(未示出)。晶种层提供成核位置，电镀的金属最初在该成核位置形成。电镀的金属在晶种层上比在裸露的电介质上沉积地更加均匀。然后，将导电金属图案化以形成导体14。具体地，例如，可通过光刻工艺和蚀刻工艺来图案化导电金属。

在本发明的一些实施例中，如在图1至图4d中所示，两根导线18可与导体14形成在衬底10上。导线18位于衬底10上并且分别电连接至通孔120中的导体14。在实际应用中，导线18可传输高频率信号。即，导线18可为满足高频率(高于约20ghz)传输线要求的高频率差分对传输线。

在本发明的一些实施例中，导线18为再分布层(rdl)。rdl为集成电路(ic)芯片上的附加导电层，rdl使得ic芯片的输入/输出(i/o)焊盘在其他位置可用。当制造ic芯片时，ic芯片具有引线接合至封装件的引脚的i/o焊盘组。rdl为ic芯片上的附加的布线层，能够使i/o焊盘从ic芯片上的不同位置处接合出去。

如在图4e中所示，分别在剩余的通孔120中形成插塞16。例如，可通过丝网印刷或滚筒印刷在剩余的通孔120中形成插塞16。在本发明的一些其他实施例中，插塞16可由感光材料制成。将感光材料填充到通孔120中然后使感光材料暴露至强光，诸如紫外(uv)光，以固化感光材料。然后，例如可通过研磨工艺去除通孔120外过剩的感光材料。

分个各导体14的低k介电块12降低了各导体14之间的寄生电容，从而获得更快的切换速度和更低的电路串扰。即，低k介电块12能够改善各导体14之间的信号隔离。因此，在一根迹线中可实现多个并行通道。此外，由于可通过现有工具来实施用于制造图4a至图4e中示出的互连结构的方法，所以这种方法是成本有效的。此外，在图1中示出的互连结构没有改变集成电路(ic)衬底和/或印刷电路板设计规则，并且集成电路(ic)衬底和/或印刷电路板的厚度和结构通过应用图1的互连结构1将不会被改变。

此外，对于无损传输线，对该传输线的固有阻抗的表达为：

其中zc为传输线的固有阻抗，li为每单位长度的线性电感，以及ci为每单位长度的线性电容。

低k介电块12可降低导线18的电容。根据等式(1)，导线18的更低的电容导致更高的固有阻抗，这在各导线18之间的间隔狭窄时有益于提供匹配阻抗。

参考图5和图6。图5是根据本发明的一些实施例的具有差分对设计的互连结构2的立体图。图6是根据本发明的一些实施例的沿线6截取图5的互连结构2的截面图。如图5至图6所示，互连结构2包括衬底10、介电块12、两个导体、两个插塞16、屏蔽元件20、焊盘22、介电层24、两个导体26以及两根导线28。衬底10具有位于其中的开口100。屏蔽元件20位于开口100的侧壁上。然后介电块12位于衬底10的开口100中。即，屏蔽元件20位于介电块12与开口100的侧壁之间。介电块12具有位于其中的两个通孔120，其中介电块12的介电常数小于衬底10的介电常数。导体14分别位于介电块12的通孔120中。插塞16分别插在剩余通孔120中。焊盘22分别位于导体14上。介电材24位于衬底10上。介电层24中具有两个通孔240以分别暴露焊盘22。导体26位于通孔240中并且分别通过焊盘22电连接至导体14。导线28位于介电层24的表面上并且分别电连接至导体26。

参考图7。图7是根据本发明的一些实施例的用于制造图5的互连结构的方法的流程图。该方法开始于操作s201，其中，在衬底中形成开口。该方法继续操作s202，其中，在开口的侧壁上形成屏蔽元件。该方法继续操作s203，其中，在开口中形成介电块，并且介电块的介电常数小于衬底的介电常数。该方法继续操作s204，其中，在介电块中形成两个第一通孔。该方法继续操作s205，其中，分别在第一通孔中形成两个第一导体，并且屏蔽元件位于第一导体周围并且通过介电块与第一导体分隔。该方法继续操作s206，其中，分别在剩余通孔中形成插塞。该方法继续操作s207，其中，分别在第一导体上形成焊盘。方法900继续操作s208，其中，在衬底上形成介电层。该方法继续操作s209，其中，分别在介电层中形成两个第二通孔以暴露焊盘。该方法继续操作s210，其中，分别在第二通孔中形成两个第二导体，并且第二导体分别通过焊盘电连接至第一导体。

图8a至图8i为沿图5的线6截取的截面图，以顺序地示出用于制造根据本发明的一些实施例的互连结构2的步骤。

参考图8a。与图4a相似，在衬底10中形成开口100。在本发明的一些实施例中，当衬底10为集成电路(ic)衬底或印刷电路板(pcb)时，通过机械钻孔、机械布线形成开口100。在一些其他实施例中，当衬底10是ic衬底、pcb或介电层时，通过激光钻孔形成开口100。尽管在图8a中示出开口100为通孔，但是本发明的各个实施例不限于此。在一些其他的实施例中，开口100也可为盲孔。在本发明的一些其他实施例中，衬底10可由感光介电材料制成。当衬底10由感光介电材料制成时，开口100可由光刻工艺形成。

参考图8b。如在图8b中所示，在开口100的侧壁上形成屏蔽元件20。在一些实施例中，例如可通过在开口200中镀上导电金属来形成屏蔽元件20。屏蔽元件20可由铜、金、铝或它们的组合制成，但是本发明的各个实施例不限于此。

参考图8c。与图4b相似，例如通过将介电块12插入衬底10的开口100中而在衬底10的开口100中形成介电块12。在本发明的一些实施例中，在开口100中形成介电块12之后，例如通过研磨工艺去除开口100外面过剩的介电块12。因此，在将介电块12研磨之后，介电块12与衬底10的顶部表面基本齐平。

参考图8d。与图4c相似，在介电块12中形成通孔120。在本发明的一些实施例中，可通过机械钻孔、机械布线或它们的组合形成通孔120，但是本发明的各个实施例不限于此。例如，在本发明的一些其他的实施例中，可以通过激光钻孔来形成通孔120。在本发明的另外一些其他的实施例中，介电块12可由感光低k材料制成。当介电块12由感光低k料制成时，可通过光刻工艺形成通孔120。

参考图8e。与图4d相似，分别在通孔120中形成导体14。例如，可通过至少在通孔120的侧壁上镀上导电金属来形成导体14。可通过电镀工艺来实施导电金属的镀。为了便于导电金属的电镀，在导电金属的电镀之前可沉积晶种层(未示出)。然后，将导电金属图案化以形成导体14。具体地，例如，可通过光刻工艺和蚀刻工艺来图案化导电金属。

参考图8f。与图4e相似，分别在剩余通孔120中形成插塞16。例如，可通过丝网印刷或滚筒印刷在剩余的通孔120中形成插塞16。在本发明的一些其他实施例中，插塞16可由感光材料制成。将感光材料填充到通孔120中并且然后使感光材料暴露于强光，诸如紫外(uv)光，以固化感光材料。然后，例如可通过研磨工艺去除通孔120外过剩的感光材料。

参考图8g。如在图8g中所示，分别在导体14上形成焊盘22。在一些实施例中，焊盘22由金属(例如，铜)制成。在一些实施例中，例如可通过沉积形成焊盘22，但是本发明的各个实施例不限于此。在一些实施例中，焊盘22由石墨粉制成。

参考图8h。如在图8h中所示，在衬底10上形成介电层24，以及在介电层24内形成通孔240。在一些实施例中，例如通过层压在衬底10上形成介电层24。在一些实施例中，介电层24由fr-4玻璃纤维增强环氧树脂、聚酰亚胺、苯并环丁烯(bcb)、感光介电材料或它们的组合制成。例如，可以通过旋涂来形成介电层24。在一些实施例中，可通过机械钻孔、机械布线、激光钻孔或它们的组合形成介电层24的通孔24，但是本发明的各个实施例不限于此。在本发明的另外一些其他实施例中，介电层24可由感光材料制成。当介电层24由感光材料制成时，可通过光刻工艺形成通孔240。

参考图8i。如在图8i中所示，导体26形成在通孔240中并且分别通过焊盘22电连接至导体14。在一些实施例中，例如可通过在通孔240中镀上导电金属来形成导体26。导体26可由铜、金、铝或它们的组合制成，但是本发明的各个实施例不限于此。在一些实施例中，通孔240可填充有导体26。在一些其他的实施例中，导体26可分别共形地形成在通孔240的侧壁上。

在一些实施例中，如在图5中所示，两根导线28可与导体26形成在衬底24上。导线28位于介电层24上并且分别电连接至通孔240中的导体26。在实际应用中，导线28可传输高频率信号。即，导线28可为满足高频率(高于约20ghz)传输线要求的高频率差分对传输线。应当注意，由于介电块12和其中的导体14被屏蔽元件20包围，因此各导体14之间、和/或导体14与其他互连件(例如衬底10中的其他导电通孔)之间的隔离可增强，因此可减弱它们之间的电磁干扰。

参考图9和图10。图9是根据本发明的一些实施例的具有单端设计的互连结构3的立体图。图10是根据本发明的一些实施例的沿线10截取图9的互连结构3的截面图。应当指出的是，单端信号传输与差分信号传输是相反的技术。在单端信号传输中，发射器产生单一电压，接收器将该单一电压与固定参考电压进行比较，单一电压和固定参考电压这两者都相对于由两端共享的共地连接。

如图9至图10所示，在本发明的一些实施例中，提供了互连结构3。互连结构3包括衬底30、介电块32、导体34以及导线38。衬底30具有位于其中的开口300。衬底30的材料可类似于图1的衬底10的材料，因此不准备在此赘述。介电块32位于衬底30的开口300中。介电块32具有位于其中的一个通孔320，其中介电块32的介电常数小于衬底30的介电常数。介电块32的材料可类似于图1的介电块12的材料，因此不准备在此赘述。导体34位于介电块32的通孔320中。具体地，导体34位于开口320的侧壁上。导线38位于衬底30的表面上并且连接至导体34。导体34的材料可类似于图2的导体14的材料，因此不准备在此赘述。

在本发明的一些实施例中，互连结构3还包括插塞36，插塞36插入剩余的通孔320中，以防止在组装过程中焊料通过通孔320芯吸以及防止损坏(使相邻路径短路)成品。在本发明的一些其他的实施例中，插塞36可不在通孔320中。在本发明的另外一些其他的实施例中，通孔320可填充有导体34。插塞36的材料可类似于图1的插塞16的材料，因此不准备在此赘述。

参考图11。图11是根据本发明的一些实施例的用于制造图9的互连结构的方法的流程图。该方法开始于操作s301，其中，在衬底中形成开口。该方法继续操作s302，其中，在开口中形成介电块，并且介电块的介电常数小于衬底的介电常数。该方法继续操作s303，其中，在介电块中形成通孔。该方法继续操作s304，其中，在通孔中形成导体。该方法继续操作s305，其中，在剩余的通孔中形成插塞。

参考图12a至图12e。图12a至图12e为沿图9的线10截取的截面图，以顺序地例示用于制造根据本发明的一些实施例的互连结构3的步骤。如图12a所示，在衬底30中形成开口300。在本发明的一些实施例中，当衬底30为集成电路(ic)衬底或印刷电路板(pcb)时，通过机械钻孔、机械布线形成开口300。在本发明的一些其他实施例中，当衬底30是ic衬底、pcb或介电层时，通过激光钻孔形成开口300。尽管在图12a中示出开口300为通孔，但是本发明的各个实施例不限于此。在本发明的一些其他的实施例中，开口300也可为盲孔。

如在图12b中所示，例如通过将介电块32插入衬底30的开口300中而在衬底30的开口300中形成介电块32。在本发明的一些实施例中，在开口300中形成介电块32之后，例如通过研磨工艺去除开口300外面过剩的介电块32。因此，在将介电块32研磨之后，介电块32与衬底30的顶部表面基本齐平。

如在图12c中所示，在介电块32中形成通孔320。在本发明的一些实施例中，可通过机械钻孔、机械布线、激光钻孔或它们的组合形成通孔320，但是本发明的各个实施例不限于此。例如，在本发明的一些其他的实施例中，可以通过激光钻孔来形成通孔320。在本发明的另外一些其他的实施例中，介电块32可由感光低k材料制成。当介电块32由感光低k料制成时，可通过光刻工艺形成通孔320。具体地，将介电块32暴露于强光的图案。曝光引起化学变化，该化学变化使得介电块32的一些可溶于显影剂。然后，将显影剂施加在介电块32上以去除介电块32中可溶于显影剂的一些，以在介电块32中形成通孔320。

如在图12d中所示，在通孔320中形成导体34。例如，可通过至少在通孔320的侧壁上镀上导电金属来形成导体34。在本发明的一些实施例中，导体34可由铜、金、铝或它们的组合制成，但是本发明的各个实施例不限于此。可通过电镀工艺实施导电金属的镀，其中电流用于将水溶液中的金属转移至互连结构3的包括通孔320的侧壁的表面。为了便于导电金属的电镀，在导电金属的电镀之前可沉积晶种层(未示出)。晶种层提供成核位置，电镀的金属最初在该成核位置形成。电镀的金属在晶种层上比在裸露的介电质上沉积地更加均匀。然后，将导电金属图案化以形成导体34。具体地，例如，可通过光刻工艺和蚀刻工艺来图案化导电金属。

在本发明的一些实施例中，如在图9至图12d中所示，导线38可与导体34形成在衬底30上。导线38位于衬底30上并且分别电连接至通孔320中的导体34。在实际应用中，导线38可传输高频率信号。即，导线38可为满足高频率(高于约20ghz)传输线要求的高频率差分对传输线。

如在图12e中所示，在剩余的通孔320中形成插塞36。例如，可通过丝网印刷或滚筒印刷在剩余的通孔320中形成插塞36。在本发明的一些其他实施例中，插塞36可由感光材料制成。将感光材料填充到通孔320中然后使感光材料暴露于强光，诸如紫外(uv)光，以固化感光材料。然后，例如可通过研磨工艺去除通孔320外过剩的感光材料。

在本发明的一些实施例中，在图11中的操作s304中，导线38可与导体34同时在衬底30上形成。如图9至图10所示，在本发明的一些实施例中，互连结构3还包括导线38。导线38位于衬底30上并且电连接至通孔320中的导体34。

分隔导体34和其他互连件(例如，衬底30中的其他导电通孔)的低k介电块32减小了导体34与互连件之间的寄生电容，从而获得更快的切换速度和更低的电路串扰。由于可通过现有工具来实施用于制造图12a至图12e中示出的互连结构3的方法，所以这种方法是成本有效的。此外，在图3中示出的互连结构没有改变集成电路(ic)衬底和/或印刷电路板的设计规则，并且集成电路(ic)衬底和/或印刷电路板的厚度和结构不会通过应用图9的互连结构3而被改变。

参考图13至图14。图13是根据本发明的一些其他实施例的具有单端设计的互连结构4的立体图。图14是根据本发明的一些实施例的沿线14截取图13的互连结构4的截面图。如图13至图14所示，互连结构4包括衬底30、介电块32、导体34、插塞36、屏蔽元件40、焊盘42、介电层44、导体46以及导线48。衬底30具有位于其中的开口300。屏蔽元件40位于开口300的侧壁上。介电块32位于衬底30的开口300中。即，屏蔽元件40位于介电块32与开口300的侧壁之间。介电块32具有位于其中的一个通孔320，其中介电块32的介电常数小于衬底30的介电常数。导体34位于介电块32的通孔320中。插塞36插在剩余的通孔320中。焊盘44位于导体36上。介电层44位于衬底30上。介电层44其中具有通孔440以暴露焊盘42。导体46位于通孔440中并且通过焊盘42电连接至导体34。导线48位于介电层44的表面上并且电连接至导体46。

参考图15。图15是根据本发明的一些实施例的用于制造图13的互连结构的方法的流程图。该方法开始于操作s401，其中，在衬底中形成开口。该方法继续操作s402，其中，在开口的侧壁上形成屏蔽元件。该方法继续操作s403，其中，在开口中形成介电块，并且介电块的介电常数小于衬底的介电常数。该方法继续操作s404，其中，在介电块中形成第一通孔。该方法继续操作s405，其中，在第一通孔中形成第一导体，并且屏蔽元件位于该导体周围并且通过介电块与该导体分隔。该方法继续操作s406，其中，在剩余的第一通孔中形成插塞。该方法继续操作s407，其中，在第一导体上形成焊盘。该方法继续操作s408，其中，在衬底上形成介电层。该方法继续操作s409，其中，在介电层中形成第二通孔以暴露焊盘。该方法继续操作s410，其中，第二导体形成在第二通孔中，并且通过焊盘电连接至第一导体。

图16a至图16i为沿图13的线14截取的截面图，以顺序地例示用于制造根据本发明的一些实施例的互连结构4的步骤。

参考图16a。与图12a相似，在衬底30中形成开口300。在本发明的一些实施例中，当衬底30为集成电路(ic)衬底或印刷电路板(pcb)时，通过机械钻孔、机械布线形成开口300。在一些其他实施例中，当衬底30是ic衬底、pcb或介电层时，通过激光钻孔形成开口300。尽管在图16a中示出的开口300为通孔，但是本发明的各个实施例不限于此。在一些其他的实施例中，开口300也可为盲孔。在本发明的一些其他实施例中，衬底30可由感光介电材料制成。当衬底30由感光介电材料制成时，开口300可由光刻工艺形成。

参考图16b。如在图16b中所示，在开口300的侧壁上形成屏蔽元件40。在一些实施例中，例如可通过在开口300中镀上导电金属来形成屏蔽元件40。屏蔽元件40可由铜、金、铝或它们的组合制成，但是本发明的各个实施例不限于此。

参考图16c。与图12b相似，例如通过将介电块32插入衬底30的开口300中而在衬底30的开口300中形成介电块32。在本发明的一些实施例中，在开口300中形成介电块32之后，例如通过研磨工艺去除开口300外过剩的介电块32。因此，在将介电块32研磨之后，介电块32与衬底30的顶部表面基本齐平。

参考图16d。如在图16d中所示，在介电块32中形成通孔320。与图12c相似，在介电块32中形成通孔320。在本发明的一些实施例中，可通过机械钻孔、机械布线或它们的组合形成通孔320，但是本发明的各个实施例不限于此。例如，在本发明的一些其他的实施例中，可以通过激光钻孔来形成通孔320。在本发明的另外一些其他的实施例中，介电块32可由感光低k材料制成。当介电块32由感光低k料制成时，可通过光刻工艺形成通孔320。

参考图16e。与图12d相似，在通孔320中形成导体34。例如，可通过至少在通孔320的侧壁上镀上导电金属来形成导体34。可通过电镀工艺实施导电金属的镀。为了便于导电金属的电镀，在导电金属的电镀之前可沉积晶种层(未示出)。然后，将导电金属图案化以形成导体34。具体地，例如，可通过光刻工艺和蚀刻工艺来图案化导电金属。

参考图16f。与图12e相似，在剩余通孔320中形成插塞36。例如，可通过丝网印刷或滚筒印刷在剩余的通孔320中形成插塞36。在本发明的一些其他实施例中，插塞36可由感光材料制成。将感光材料填充到通孔320中然后使感光材料暴露于强光，诸如紫外(uv)光，以固化感光材料。然后，例如可通过研磨工艺去除通孔320外过剩的感光材料。

参考图16g。如在图16g中所示，在导体34上形成焊盘42。在一些实施例中，焊盘42由金属(例如，铜)制成。在一些实施例中，例如可通过沉积形成焊盘42，但是本发明的各个实施例不限于此。在一些实施例中，焊盘42由石墨粉制成。

参考图16h。如在图16h中所示，在衬底30上形成介电层44，以及在介电层44中形成通孔440。在一些实施例中，例如通过层压在衬底30上形成介电层44。在一些实施例中，例如，可以通过旋涂来形成介电层44。在一些实施例中，可通过机械钻孔、机械布线、激光钻孔或它们的组合形成介电层44的通孔440，但是本发明的各个实施例不限于此。在本发明的另外一些其他实施例中，介电层44可由感光材料制成。当介电层44由感光材料制成时，可通过光刻工艺形成通孔440。

参考图16i。如在图16i中所示，在通孔440中形成导体46以接触焊盘42。在一些实施例中，例如可通过在通孔440中镀上导电金属来形成导体46。在一些实施例中，通孔440可填充有导体46。在一些其他的实施例中，导体46可共形地分别形成在通孔440的侧壁上。

在一些实施例中，如在图13中所示，导线48可与导体46形成在介电层44上。导线48位于介电层44上并且电连接至通孔440中的导体46。在实际应用中，导线48可传输高频率信号。即，导线48可为满足高频率(高于约20ghz)传输线要求的高频率差分对传输线。应当注意，由于介电块32和其中的导体34被屏蔽元件40包围，因此导体34与其他互连件(例如，衬底30中的其他导电通孔)之间的隔离可增强，因此可减弱它们之间的电磁干扰。

根据一些实施例，提供了一种用于制造互连结构的方法。该方法包括：在衬底中形成开口；在开口中形成低k介电块；在低k介电块中形成至少一个第一通孔；以及在第一通孔中形成第一导体。

在一些实施例中，所述低k介电块的介电常数小于所述衬底的介电常数。

在一些实施例中，在所述第一通孔的侧壁上形成所述第一导体。

在一些实施例中，通过电镀形成所述第一导体。

在一些实施例中，该方法还包括：在所述第一通孔中形成插塞。

在一些实施例中，该方法还包括：在形成所述低k介电块之前，在所述开口的侧壁上形成屏蔽元件。

在一些实施例中，该方法还包括：在所述第一导体上形成焊盘；在所述衬底上形成介电层；在所述介电层中形成至少一个第二通孔以暴露所述焊盘；以及在所述第二通孔中形成第二导体，其中，所述第二导体通过所述焊盘电连接至所述第一导体。

在一些实施例中，通过机械钻孔、激光钻孔、光刻或它们的组合来形成所述开口。

在一些实施例中，通过机械钻孔、机械布线或它们的组合来形成所述第一通孔。

根据一些实施例，提供一种互连结构。该互连结构包括衬底、介电块和第一导体。衬底具有位于其中的开口。介电块位于衬底的开口中。介电块具有位于其中的第一通孔，其中介电块的介电常数小于衬底的介电常数。第一导体位于介电块的第一通孔中。

在一些实施例中，所述第一导体位于所述第一通孔的侧壁上。

在一些实施例中，该互连结构还包括：插塞，位于所述第一通孔中。

在一些实施例中，该互连结构还包括：屏蔽元件，位于所述介电块与所述开口的侧壁之间。

在一些实施例中，该互连结构还包括：焊盘，位于所述第一导体中；介电层，位于所述衬底上并且所述介电层具有位于其中的至少一个第二通孔以暴露所述焊盘；以及第二导体，位于所述第二通孔中并且通过所述焊盘电连接至所述第一导体。

在一些实施例中，该互连结构还包括：至少一根导线，位于所述衬底上并且电连接至所述第一导体。

在一些实施例中，所述介电块具有位于其中的所述第一通孔的至少两个；以及还包括：至少两根导线，位于所述衬底上并且分别电连接至所述第一通孔中的所述第一导体的至少两个。

在一些实施例中，所述介电块与所述衬底的顶部表面基本上齐平。

根据一些实施例，提供一种互连结构。该互连结构包括衬底、介电块、导体以及屏蔽元件。衬底具有位于其中的开口。介电块位于衬底的开口中。介电块具有位于其中的至少一个通孔。导体位于介电块的通孔中。屏蔽元件位于导体周围并且通过介电块与导体分隔。

在一些实施例中，所述导体位于所述通孔的侧壁上。

在一些实施例中，所述介电块由低k材料制成。

虽然已经参照本发明的特定实施例相当详细地描述了本发明，但是其他实施例是可以的。因此，所附权利要求的精神和范围不应限于本文中包含的实施例的描述。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，对本发明的结构做出各种改进和变化对本领域普通技术人员而言是显而易见的。鉴于以上所述，只要它们火灾所附权利要求的范围内，则本发明预期涵盖本发明的改进和变化。

以上论述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的各方面。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实施与本文所介绍的实施例相同的目的和/或实现相同优点的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，本文中他们可以做出多种变化、替代以及改变。