穿过介电通孔的互连件的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]电子设备可基于各种过程来形成。设备可以局限于缺少互连件的简单结构。包含互连件的设备可能在制造上是复杂的，从而导致低的产量及不良质量，与较高效率的处理技术不兼容。
【附图说明】
[0002]图1是根据示例的包括回流通孔的装置的方块图。
[0003]图2是根据示例的包括回流通孔的装置的方块图。
[0004]图3A-3T示出了根据示例的包括回流通孔的装置的方块图。
[0005]图4是根据示例的包括包含(containment)区域的装置的透视图。
[0006]图5是根据示例的以回流介电层为基础的流程图。
[0007]图6是根据示例的以蚀刻介电层为基础的流程图。
【具体实施方式】
[0008]本文所提供的示例包含三维(3-D)互连件，例如延伸跨越多个层级的互连件。互连件可形成于设备介电层的回流通孔中。3-D互连件结构可用于包括电子组件、显示应用等等的许多电子应用中。3-D金属互连件可形成于设备(装置)的不同层级上的多个金属层之间。互连件可扩展设备包括以预定图案及自对准处理技术(例如，用于辊对辊(R2R)处理)为基础的那些的可能性。互连件能够实现在单个3-D模板中生成整个设备图案，避免对层到层对准的需要。因此，具有互连件的示例设备甚至可以基于具有低维度稳定性的衬底，诸如挠性聚合物和纸。
[0009]图1是根据示例的包括回流通孔122的装置100的方块图。装置100还包括第一金属层110、布置于第一金属层110上的介电层120以及穿过回流通孔122的与第一金属层110接触的互连件130。回流通孔122可基于介电层120的回流而形成，并且本文所提供的示例能够实现选择性地设置回流通孔122以将互连件130提供在装置100上期望的地方(例如将在电感器的不同层之间进行电气连接(穿通绝缘体，诸如介电层)的地方)。
[0010]介电层120可为聚合介电材料，包括但不限于UV可固化的聚合抗蚀剂材料或热可固化聚合物膜。例如，介电层120可由SU-8、以环氧树脂为基础、近UV、负光刻胶(其可从Micro-Chemical公司获得)所形成。可使用诸如电泳沉积的各种技术形成介电层120。在替代性示例中，可基于将介电层120对准并喷墨打印在第一金属层110上方，和/或将薄层的介电质往下丝网打印于第一金属层110上方来形成介电层120。
[0011 ] 装置100可实现于诸如无源电路元件、有源电路元件、及跨接元件的设备中。有源电路元件可包括薄膜晶体管(例如，场效应晶体管或双极结晶体管)及二极管。无源电路元件可包括导体迹线、电阻器、电容器及电感器。可基于电镀、电沉积、无电沉积、和/或电泳沉积来形成装置100的各种特征。装置100可包括共同存在于三维布置中的多个表面层级，这例如可促进模板电路的制造。
[0012]图2是根据示例的包括回流通孔222的装置200的方块图。装置200还包括衬底202、布置于衬底上的第一金属层210及布置于第一金属层210上的凸起特征212。介电层220布置于凸起特征212上，并包括回流通孔222。互连件230形成于回流通孔222中，并与凸起特征212和第二金属层240接触。第二金属层240布置于介电层220上。包含区域204包含介电层220的至少一部分(并可包括包含例如第一金属层210及其它的特征)。
[0013]在示例中，装置200可利用模板化电形成方法而形成，其中第一金属层210、凸起特征212、介电层220和第二金属层240通过电镀、抗蚀剂蚀刻、介电质的电泳沉积和热回流的连续步骤而被形成于3-D聚合物抗蚀剂模板中。装置200可利用干蚀刻技术而被蚀刻，干蚀刻技术包括等离子体蚀刻、反应性离子蚀刻、激光烧蚀、聚焦式离子束蚀刻、和/或电子束蚀刻。
[0014]回流通孔222可通过介电质的回流(和/或相对于周围区域以增加速率的介电质移除)而形成，以曝露第一金属层210的至少一部分(例如通过曝露第一金属层210上所形成的凸起特征212的至少一部分。在替代性示例中，可省略凸起特征212)。回流通孔222是能够形成互连件230的，其可例如通过将第二金属层240电镀至回流通孔222中而形成。因此，互连件230可将第一金属层210 (例如穿过凸起特征212)连接至第二金属层240。装置200可使用三个分离的金属层和介电层，其被包含在形成为衬底202的一部分的预定式聚合物结构中。因此，回流通孔222和互连件230可增强并扩展模板化自对准过程，包括用于跨接镀覆的包含和高过程产量布局的设计。
[0015]示例的互连件230可利用自对准图案化和沉积技术产生，通过回流和/或介电层220相对于介电层220的其它几何上不同的区域的不同蚀刻速率实现。介电材料可被选择性地移除以曝露且能够接触于埋置于介电层220下的层(例如，第一金属层210和/或凸起特征212)。介电层220的其它部分可保持布置于埋置层上，以提供绝缘和/或其它介电功能(电容)。
[0016]凸起特征212可根据期望被定位于埋置层上，以供设置回流通孔222的形成。凸起特征212可为圆顶或其它形状，例如包括区块、棱锥等等。凸起特征212可促进介电层220回流发生，从凸起特征212的中心区域朝向凸起特征212的外部区域进行(例如以重力为基础)。在替代性示例中，第一金属层210和/或凸起特征212可将尺寸设定成相对大于周围的几何不同区域。可省略凸起特征212。介电层220可随后被蚀刻，其中第一金属层210的相对较大面积以比几何上不同于第一金属层210区域的相对较小周围区域更快的速率蚀刻，以形成回流通孔222。周围区域可视为在几何上不同，例如当其形成为分离的形状、尺寸、面积、或以其它方式显示出在形状与另一区域的差异时。在示例中，大的正方形的第一金属层区域可视为在几何上不同于较窄且呈矩形的相邻区域，即使两区域在物理上彼此连接。
[0017]通过生成回流通孔222而曝露埋置于介电层220下的区域时，互连件230随后可形成于回流通孔222中。因此，介电层220的回流和/或蚀刻可在预形成模板中用金属电沉积、蚀刻及介电质电沉积产生模板图案，以产生用于挠性电子件及辊对辊(R2R)处理的设备(例如薄膜晶体管(TFT)及跨接阵列设备)。
[0018]这样的模板图案可使用于衬底202上。衬底202可由包括玻璃、陶瓷、塑料和/或其它材料(聚合物)的材料形成。衬底202可为低温材料(例如承受直到150°C的温度)和/或高温材料(例如承受大于150°C的温度)。衬底202可为挠性、刚性、半刚性、光学透明、半透明、非透明、和/或不透明。衬底202可包括粘结剂和/或利用粘结剂被结合，粘结剂包括紫外(UV)可固化聚合物粘结剂，诸如聚丙烯酸和/或环氧树脂、压敏粘结剂膜和/或热可固化粘结剂。粘结剂可利用加压层叠辊以干膜形式施加或通过标准液体涂覆技术作为液体膜施加。粘结剂可为光学透明、半透明、和/或不透明。
[0019]衬底202可包括具有传导表面(例如在其上形成第一金属层210或其它层)的传导载体(例如，板)。例如，载体可为平面不锈钢板或其它传导金属，其传导表面可包括低电阻率金属，诸如铜、镍、金、银和/或其两个或更多个的组合(包括包含上述一个或多个的合金，其涂覆于载体的表面上)。往上延伸的衬底202的模板三维结构可形成于衬底202的传导载体的传导表面上。在示例中，模板结构由聚合介电材料形成。
[0020]装置200的特征可利用诸如光刻、电镀、金属沉积等等的技术形成。光刻可以与放下一光层(photo layer)、然后金属层、然后再一光层、再一金属层等等可兼容。电镀可与使用在单个通过中被敷设在衬底202上的3-D图案结构兼容。因此，电镀能够使所有层一起被图案化，使得在形成装置200中使用电镀(以包括回流通孔222和互连件230)，可能够不需要例如会在光刻中使用的数个过程。
[0021]装置200可基于附加过程形成，由此提高效率并避免浪费(例如相较于包括用以移除一层的大部分的减除过程的金属沉积过程而言)。例如，在金属沉积中，敷设抗蚀剂图案，且整个衬底表面涂覆于金属层中。然后，该金属层的部分被蚀离且损耗掉。利用跨越一层的整个表面的金属沉积，对后续层重复该过程。相反地，利用附加过程(诸如电镀)，能够在需要的地方选择性地施加材料，而不需要涂覆一层的整个表面，而仅使其大部分被蚀离。诸如金属(和介电质)的材料可利用附加处理技术来选择性地施加。
[0022]装置200可包括包含区域2