專利名稱：導(dǎo)電通孔制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電通孔制作工藝，特別是涉及一種可制作多重的信號連接路徑在同一貫孔內(nèi)的導(dǎo)電通孔制作工藝。
背景技術(shù)：
由于電子科技的進(jìn)步及需求，各種電子相關(guān)產(chǎn)品無不朝向小型化及多功能化的方向發(fā)展，并帶動相關(guān)半導(dǎo)體制作工藝技術(shù)朝向更高的積極度邁進(jìn)。為了使封裝后的芯片體積更小、復(fù)雜度更高，諸如覆晶(Flip Chip，F(xiàn)C)封裝、球腳格狀數(shù)組(Ball Grid Array，BGA)封裝以及芯片尺寸封裝(ChipScale Package，CSP)等封裝技術(shù)更廣為產(chǎn)業(yè)界所利用。此外，電路板(PCB)方面，為了提高線路密度，也應(yīng)用了例如增層法(Build-Up)或迭層法(Lamination)等形成具有多層線路的電路板，而上述的覆晶封裝及BGA封裝所使用的封裝基板也在此應(yīng)用范圍內(nèi)。然而，無論是封裝基板或是多層電路板，都具有多個貫穿多層基板的導(dǎo)電通孔，以連接不同的圖案化線路層，以作為不同線路之間的信號連接路徑。
請依序參考圖1A～圖1D，其分別繪示現(xiàn)有的一種導(dǎo)電通孔制作工藝的剖視圖。
首先，如圖1A所示，提供一基板100，其上下表面分別具有一銅箔102，并例如以激光鉆孔(Laser Drilling)或機械鉆孔(Mechanical Drilling)的方式，在基板100上形成一貫孔104。接著，如圖1B所示，對基板100進(jìn)行全面鍍銅步驟，以分別在銅箔102的表面及貫孔104內(nèi)壁形成一銅金屬層110。最后，如圖1C所示，進(jìn)行塞孔(Plugging)步驟，其以印刷(Printing)的方式，將塞孔用油墨106填入貫孔104中，并完成導(dǎo)電通孔制作工藝，其中塞孔的主要目的在于防止水氣進(jìn)入貫孔104中，因而造成爆米花效應(yīng)(Popcorn Effect)。
在完成上述的導(dǎo)電通孔制作工藝后，便可對銅金屬層110進(jìn)行圖案化(Patterning)的步驟，其先利用光刻方法，經(jīng)過光致抗蝕劑涂布及曝光、顯影等動作，限定出光致抗蝕劑的形狀，再以圖案化的光致抗蝕劑為光掩模，并通過蝕刻銅金屬層110而在基板100的上下表面分別形成圖案化線路層110a、110b，而得到如圖1D所繪示的單層線路板150。在圖1D中，位于基板100上下表面的圖案化線路層110a與110b，可分別通過導(dǎo)電層110c相互導(dǎo)通，而應(yīng)用于多層線路板時，二個以上的不同的圖案化線路層更可通過導(dǎo)電通孔相互連接，以達(dá)到信號傳遞的目的。值得注意的是，由于導(dǎo)電通孔在形成時需犧牲部分的基板表面的可布線空間，以形成貫孔以及著陸墊(Land Area)，而導(dǎo)電通孔的孔徑也有其最小尺寸上的限制，因此導(dǎo)電通孔的配置為提高線路集成度的重要關(guān)鍵。
由于上述的每一導(dǎo)電通孔僅能提供單一的信號連接路徑，為了增加導(dǎo)電通孔的利用性，現(xiàn)有更提出可提供多重信號連接路徑的導(dǎo)電通孔結(jié)構(gòu)。請參考圖2，其繪示現(xiàn)有的另一種導(dǎo)電通孔的加工示意圖?，F(xiàn)有的在形成導(dǎo)電通孔220內(nèi)壁上的導(dǎo)電層210之后，通過激光250在導(dǎo)電層210上燒蝕(ablation)出多個槽溝230，以將導(dǎo)電層210分割為多個獨立的次導(dǎo)電層210a，而每個次導(dǎo)電層210a將可分別提供不同的信號連接路徑。
然而，為了確保相鄰的次導(dǎo)電層210a完全分離，上述的利用激光切割銅金屬層210的方式將無可避免地對銅金屬層210外圍的部分基板200造成破壞，且覆蓋于基板200上的玻纖(glass fiber)層(未繪示)及銅金屬層210都不易被激光移除，故需使用較長的加工時間及較大的激光能量，因而造成生產(chǎn)成本的增加。此外，更由于激光250的加工面較為狹小，因此由激光250所形成的槽溝230也較為狹窄，而在進(jìn)行塞孔步驟時，將使得油墨206無法完全填入槽溝230內(nèi)而形成空孔(void)，進(jìn)而影響整體線路結(jié)構(gòu)的電性表現(xiàn)(electrical performance)以及可靠度(reliability)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電通孔制作工藝，用以在單一貫孔之內(nèi)形成多條獨立導(dǎo)線，而提供多重的信號連接路徑。
基于上述目的，本發(fā)明提出一種導(dǎo)電通孔制作工藝，其可在單一貫孔中制作多個導(dǎo)線。此導(dǎo)電通孔制作工藝首先提供一基板，其例如具有一第一表面以及對應(yīng)的一第二表面。接著，在基板上形成貫孔，且此貫孔連接第一表面與第二表面。然后，在基板上形成一光致抗蝕劑層，且此光致抗蝕劑層覆蓋貫孔內(nèi)壁、第一表面以及第二表面。之后，在光致抗蝕劑層上形成多個槽道，其中每一槽道分別自第一表面經(jīng)由貫孔內(nèi)壁，而延伸至第二表面，且此各槽道分別暴露出部分貫孔內(nèi)壁、部分第一表面以及部分第二表面。接著，在每一槽道內(nèi)填入一導(dǎo)電材質(zhì)，以形成多個導(dǎo)線，且這些導(dǎo)線分別自第一表面經(jīng)由貫孔內(nèi)壁，而延伸至第二表面。最后，移除光致抗蝕劑層，而將多個導(dǎo)線制作在同一貫孔內(nèi)。
此外，本發(fā)明還提出另一種導(dǎo)電通孔制作工藝，其可在單一貫孔中制作多個導(dǎo)線。此導(dǎo)電通孔制作工藝首先提供一基板，其例如具有一第一表面以及對應(yīng)的一第二表面，并形成貫孔在基板上，且此貫孔連接第一表面與第二表面。接著，在基板上形成一導(dǎo)電層，且導(dǎo)電層是覆蓋貫孔內(nèi)壁、第一表面以及第二表面。然后，在導(dǎo)電層上形成多個條狀光致抗蝕劑，其中每一條狀光致抗蝕劑分別自第一表面經(jīng)由貫孔內(nèi)壁，而延伸至第二表面。之后，移除條狀光致抗蝕劑所暴露的部分導(dǎo)電層，以分別形成多個導(dǎo)線，且這些導(dǎo)線分別自第一表面經(jīng)由貫孔內(nèi)壁，而延伸至第二表面。最后，移除條狀光致抗蝕劑，而將多個導(dǎo)線制作在同一貫孔內(nèi)。
基于上述，本發(fā)明的導(dǎo)電通孔制作工藝可先進(jìn)行光刻制作工藝而在預(yù)先形成有貫孔的基板上形成具有多個溝槽的圖案化光致抗蝕劑層，再以例如電鍍或沉積的方式在溝槽內(nèi)形成多條導(dǎo)線。此外，本發(fā)明的導(dǎo)電通孔制作工藝也可先在形成有貫孔的基板上全面性地鍍上一金屬層，再通過圖案化的光致抗蝕劑作為光掩模而對金屬層進(jìn)行蝕刻，以形成多條導(dǎo)線。因此，本發(fā)明的導(dǎo)電通孔制作工藝通過光刻后的光致抗蝕劑圖案，配合電鍍、沉積或蝕刻等方式，而形成多重導(dǎo)線于同一貫孔內(nèi)。


圖1A～圖1D分別繪示為現(xiàn)有的一種導(dǎo)電通孔制作工藝的剖視圖；圖2為現(xiàn)有的另一種導(dǎo)電通孔的加工示意圖；圖3A～圖3F為本發(fā)明的較佳實施例的第一種導(dǎo)電通孔制作工藝的局部立體剖視圖；圖4A～圖4G為本發(fā)明的較佳實施例的第二種導(dǎo)電通孔制作工藝的局部立體剖視圖。
具體實施例方式
請參考圖3A～圖3F，其依序繪示本發(fā)明的較佳實施例的第一種導(dǎo)電通孔制作工藝的局部立體剖視圖。
首先，如圖3A所示，提供一基板302，其例如具有一第一表面302a以及對應(yīng)的一第二表面302b，并且如圖3B所示，在基板302上形成至少一貫孔304，且貫孔304連接第一表面302a與第二表面302b，其中形成貫孔304的方法例如包括激光鉆孔或機械鉆孔等加工方式。
接著，如圖3C所示，在基板302上全面性地形成一光致抗蝕劑層310，且光致抗蝕劑層310覆蓋貫孔304的內(nèi)壁、第一表面302a以及第二表面302b，其中光致抗蝕劑層310為高深寬比(high aspect ratio)光致抗蝕劑，并可以旋涂(spin coating)液態(tài)光致抗蝕劑(liquid PR)或使用電著光致抗蝕劑(Electro-Deposited PR)等方式覆蓋于上述的表面。然后，如圖3D所示，對光致抗蝕劑層310進(jìn)行曝光及顯影等步驟，以在光致抗蝕劑層310上形成多個槽道312，其中每一槽道312是自第一表面302a經(jīng)由貫孔304的內(nèi)壁，而延伸至第二表面302b，且每一槽道312暴露出部分的貫孔304的內(nèi)壁、部分的第一表面302a以及部分的第二表面302b。值得一提的是，除上述的曝光、顯影之外，本發(fā)明的第一種導(dǎo)電通孔制作工藝也可通過例如激光燒蝕(laser ablation)等其它方式來形成上述的槽道312。
之后，如圖3E所示，通過例如電鍍或沉積等方式，在每一槽道312內(nèi)填入一導(dǎo)電材質(zhì)(例如可為銅)，以形成多條彼此獨立的導(dǎo)線320，其中每一條導(dǎo)線320是自第一表面302a經(jīng)由貫孔304的內(nèi)壁，而延伸至第二表面302b。最后，如圖3F所示，移除光致抗蝕劑層310，而完成本發(fā)明的導(dǎo)電通孔300。
本發(fā)明的第一種導(dǎo)電通孔制作工藝是先利用光刻的方式，在一具有貫孔的基板上形成具有多個溝槽的圖案化光致抗蝕劑層，且這些溝槽可延伸經(jīng)過同一貫孔，再通過例如電鍍或物理沉積、化學(xué)沉積等方式將導(dǎo)電材料填入于這些溝槽之內(nèi)，以在光致抗蝕劑層的這些溝槽內(nèi)分別形成一導(dǎo)線。值得注意的是，若選擇以電鍍的方式將多重導(dǎo)線形成在同一貫孔內(nèi)，則本發(fā)明的導(dǎo)電通孔制作工藝還包括在形成圖案化光致抗蝕劑層之前，即預(yù)先將一電鍍種子層形成在貫孔內(nèi)壁以及基板的第一表面與第二表面，以利后續(xù)的電鍍動作的進(jìn)行。此外，在移除光致抗蝕劑層的步驟后，也需移除電鍍種子層的暴露出的部分。
除此之外，在完成上述的各個步驟之后，本發(fā)明的導(dǎo)電通孔制作工藝還可在貫孔內(nèi)填入一絕緣材料(如塞孔用油墨等絕緣材料)，以防止外界水氣進(jìn)入貫孔內(nèi)，并可避免不同但相鄰導(dǎo)線之間相互橋接。值得注意的是，由于本發(fā)明所制作出的導(dǎo)線的間距可以較大，因此可避免現(xiàn)有的絕緣材料無法填滿兩相鄰導(dǎo)線之間的槽溝230(如圖2所示)的情形，進(jìn)而增加貫孔本身的完整性及整體線路結(jié)構(gòu)的可靠度。
請參考圖4A～圖4G，其依序繪示本發(fā)明的較佳實施例的第二種導(dǎo)電通孔制作工藝的局部立體剖視圖。
首先，如圖4A及圖4B所示，提供一基板402，并且通過例如激光鉆孔或機械鉆孔等方式在基板402上形成至少一貫孔404，且貫孔404連接基板402的第一表面402a與第二表面402b。
接著，如圖4C所示，例如以電鍍、物理沉積或化學(xué)沉積等方式，全面性地將一導(dǎo)電層420形成于基板402的貫孔404的內(nèi)壁、第一表面402a以及第二表面402b，其中在以電鍍方式形成導(dǎo)電層420之前，可預(yù)先在上述表面形成一電鍍種子層(未繪示)，接著再以電鍍的方式形成導(dǎo)電層420的剩余部分。
之后，如圖4D、圖4E所示，在導(dǎo)電層420上全面性地形成一光致抗蝕劑層410，并通過例如曝光、顯影等方式來圖案化光致抗蝕劑層410，以將多個條狀光致抗蝕劑412形成在導(dǎo)電層420上，其中每一條狀光致抗蝕劑412是自第一表面402a經(jīng)由貫孔404的內(nèi)壁，而延伸至第二表面402b。
然后，如圖4F所示，以這些條狀光致抗蝕劑412為光掩模，來蝕刻導(dǎo)電層420，以移除這些條狀光致抗蝕劑412所暴露的部分導(dǎo)電層420(如圖4C所示)。此外，若以電鍍方式形成導(dǎo)電層420，則在移除導(dǎo)電層420后，還需移除電鍍種子層(未繪示)的暴露出的部分。如此便可形成多條相互獨立的導(dǎo)線422，其中每一導(dǎo)線422是自第一表面402a經(jīng)由同一貫孔404的內(nèi)壁，而延伸至第二表面402b。最后，如圖4G所示，移除導(dǎo)線422上的條狀光致抗蝕劑412，而形成本發(fā)明的導(dǎo)電通孔400。
本發(fā)明的第二種導(dǎo)電通孔制作工藝是先在形成有貫孔的基板上全面性地鍍上導(dǎo)電層，再通過光刻及蝕刻等步驟而在單一貫孔內(nèi)同時制作出多重導(dǎo)線。此外，同樣可在完成上述的各個步驟之后，例如以印刷的方式在貫孔的內(nèi)填入絕緣材料。
綜上所述，本發(fā)明的導(dǎo)電通孔制作工藝可使用例如高深寬比光致抗蝕劑作為光掩模，并搭配加成法(additive process)(例如電鍍或沉積)或減成法(subtractive process)(例如蝕刻)，以在基板的單一貫孔內(nèi)形成多重導(dǎo)線。因此，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(1)由于本發(fā)明是采用光刻制作工藝，故可在同一貫孔內(nèi)同時制作出多重導(dǎo)線，因而具有較高的生產(chǎn)效率。
(2)由于本發(fā)明是利用光刻制作工藝，故可在同一貫孔內(nèi)制作出較小線寬或較大線距的多重導(dǎo)線，因而有助于提高基板的繞線密度。
(3)本發(fā)明所制作出的多重導(dǎo)線其間距可以較大，因而有助于塞孔制作工藝中絕緣材料的填充，以提供較佳的電性表現(xiàn)與可靠度。
(4)本發(fā)明可維持基板的通過多重導(dǎo)線的貫孔其本身形狀的完整性，且不需如現(xiàn)有的來移除局部的基板、玻纖層以及銅金屬層等步驟，因而可得到較佳的制作工藝合格率與可靠度。
(5)本發(fā)明所制作出的導(dǎo)電通孔可同時在單一貫孔內(nèi)提供多個信號路徑，故可有效地減少導(dǎo)電通孔所占用線路載板的布線空間，因而有助于縮短線路的繞線距離，并可減少因配置導(dǎo)電通孔所犧牲的電源面或接地面的面積。
(6)本發(fā)明所制作出的同一導(dǎo)電通孔的多重導(dǎo)線可提供給電性分布(electrical attribute)相近的信號來使用，例如配設(shè)于線路載板內(nèi)的成對的差動線(Differential Pair)等，以對于應(yīng)用此線路基板的芯片封裝體的電性表現(xiàn)(electrical performance)得到較佳的控制。
(7)本發(fā)明所制作出的同一導(dǎo)電通孔的多重導(dǎo)線可提供保護(hù)導(dǎo)線(guard wire)的功能，即可于同一導(dǎo)電通孔的信號導(dǎo)線的兩側(cè)形成例如接地線或電源線等保護(hù)導(dǎo)線，以維持較佳的電性表現(xiàn)。
雖然結(jié)合以上較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作一些的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電通孔制作工藝，可制作多數(shù)個導(dǎo)線于單一貫孔中，該導(dǎo)電通孔制作工藝包括提供一基板，其中該基板具有一第一表面以及對應(yīng)的一第二表面；在該基板上形成該貫孔，且該貫孔連接該第一表面與該第二表面；在該基板上形成一光致抗蝕劑層，且該光致抗蝕劑層覆蓋該貫孔內(nèi)壁、該第一表面以及該第二表面；在該光致抗蝕劑層上形成多個槽道，其中每一該各槽道自該第一表面經(jīng)由該貫孔內(nèi)壁，而延伸至該第二表面，且該各槽道分別暴露出部分該貫孔內(nèi)壁、部分該第一表面以及部分該第二表面；在該些槽道內(nèi)填入一導(dǎo)電材質(zhì)，以形成該各導(dǎo)線，且該各導(dǎo)線分別自該第一表面經(jīng)由該貫孔內(nèi)壁，而延伸至該第二表面；以及移除該光致抗蝕劑層。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中在形成該貫孔之后，并且在形成該光致抗蝕劑層之前，還包括在該貫孔內(nèi)壁形成一電鍍種子層、該第一表面以及該第二表面，以通過該電鍍種子層，通過電鍍的方式填入該導(dǎo)電材質(zhì)，并在移除該光致抗蝕劑層后，移除該電鍍種子層的暴露出的部分。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中填入該導(dǎo)電材質(zhì)的方法包括物理沉積與化學(xué)沉積其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中形成該各槽道的方法包括曝光、顯影。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中形成該各槽道的方法包括激光燒蝕。
6.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中在移除該光致抗蝕劑層之后，還包括在該貫孔內(nèi)填入一絕緣材料。
7.一種導(dǎo)電通孔制作工藝，可制作多個導(dǎo)線于單一貫孔中，該導(dǎo)電通孔制作工藝包括提供一基板，其中該基板具有一第一表面以及對應(yīng)的一第二表面；在該基板上形成該貫孔，且該貫孔連接該第一表面與該第二表面；在該基板上形成一導(dǎo)電層，且該導(dǎo)電層覆蓋該貫孔內(nèi)壁、該第一表面以及該第二表面；在該導(dǎo)電層上形成多個條狀光致抗蝕劑，其中每一該各條狀光致抗蝕劑自該第一表面經(jīng)由該貫孔內(nèi)壁，而延伸至該第二表面；移除該各條狀光致抗蝕劑所暴露的部分該導(dǎo)電層，以形成該各導(dǎo)線，且該各導(dǎo)線分別自該第一表面經(jīng)由該貫孔內(nèi)壁，而延伸至該第二表面；以及移除該各條狀光致抗蝕劑。
8.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中在形成該貫孔之后，并且在形成該導(dǎo)電層之前，還包括在該貫孔內(nèi)壁、該第一表面以及該第二表面形成一電鍍種子層，并通過該電鍍種子層，以電鍍的方式形成該導(dǎo)電層，之后在移除部分該導(dǎo)電層時，還同時移除部分該電鍍種子層的暴露出的部分。
9.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中形成該導(dǎo)電層的方法包括物理沉積與化學(xué)沉積其中之一。
10.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中形成該各條狀光致抗蝕劑的步驟包括在該導(dǎo)電層上形成一光致抗蝕劑層；以及圖案化該光致抗蝕劑層，以形成該各條狀光致抗蝕劑。
11.如權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中圖案化該光致抗蝕劑層的方法包括曝光、顯影。
12.如權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中圖案化該光致抗蝕劑層的方法包括激光燒蝕。
13.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電通孔制作工藝，其中在移除該各條狀光致抗蝕劑之后，還包括在該貫孔內(nèi)填入一絕緣材料。
全文摘要
一種導(dǎo)電通孔制作工藝。首先，形成至少一貫孔于一基板上，且此貫孔連接基板的第一表面與第二表面。接著，形成一光致抗蝕劑層于基板的貫孔內(nèi)壁、第一表面以及第二表面。然后，形成多個槽道于光致抗蝕劑層上，其中每一槽道是自第一表面經(jīng)由貫孔內(nèi)壁，而延伸至第二表面，且這些槽道分別暴露出部分貫孔內(nèi)壁、部分第一表面以及部分第二表面。最后，將一導(dǎo)電材質(zhì)填入在每一槽道內(nèi)，以分別形成一導(dǎo)線，并移除光致抗蝕劑層。此導(dǎo)電通孔制作工藝可提供多重的信號連接路徑。
文檔編號H01L21/60GK1560912SQ20041002829
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月9日
發(fā)明者何昆耀, 宮振越 申請人:威盛電子股份有限公司