CN103337493B - 具有在平面内方向上延伸的一体化通孔的多层电子结构 - Google Patents

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Abstract

一种多层电子支撑结构，其包括在X‑Y平面内延伸的被通孔层分隔开的至少一对相邻的特征层；所述通孔层包括夹在两个相邻特征层之间的介电材料以及至少一个非圆柱形通孔柱，所述至少一个非圆柱形通孔柱穿过所述介电材料在垂直于X‑Y平面的Z方向上连接所述成对的相邻特征层；其中所述至少一个非圆柱形通孔柱的特征在于在X‑Y平面内的长尺寸为在X‑Y平面内的短尺寸的至少3倍长度。

Description

具有在平面内方向上延伸的一体化通孔的多层电子结构
技术领域
本发明涉及多层电子支撑结构，例如插件，以及其制造方法。
背景技术
在对于越来越复杂的电子元件的小型化需求越来越大的带动下，诸如计算机和电信设备等消费电子产品的集成度越来越高。这已经导致要求支撑结构如IC基板和IC插件具有通过介电材料彼此电绝缘的高密度的多个导电层和通孔。
这种支撑结构的总体要求是可靠性和适当的电气性能、薄度、刚度、平整度、散热性好和有竞争力的单价。
在实现这些要求的各种途径中，一种广泛实施的创建层间互连通孔的制造技术是采用激光钻孔，所钻出的孔穿透后续布置的介电基板直到最后的金属层，后续填充金属，通常是铜，该金属通过镀覆技术沉积在其中。这种成孔方法有时也被称为“钻填”，由此产生的通孔可称为“钻填通孔”。
但是，钻填孔方法存在大量缺点。因为每个通孔需要单独钻孔，所以生产率受限，并且制造复杂的多通孔IC基板和插件的成本变得高昂。在大型阵列中，通过钻填方法难以生产出高密度和高品质、彼此紧密相邻且具有不同的尺寸和形状的通孔。此外，激光钻出的通孔具有穿过介电材料厚度的粗糙侧壁和内向锥度。该锥形减小了通孔的有效直径。特别是在超小通孔直径的情况下，也可能对于先前的导电金属层的电接触产生不利影响，由此导致可靠性问题。而且，在被钻的电介质是包括聚合物基体中的玻璃或陶瓷纤维的复合材料时，侧壁特别粗糙，并且这种粗糙度可能会产生附加的杂散电感。
钻出的通孔的填充过程通常是通过铜电镀来完成的。电镀沉积技术会导致凹痕，其中在通孔顶部出现小坑。或者，当通孔通道被填充超过其容纳量的铜时，可能造成溢出，从而产生突出超过周围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时所需的后续上下堆叠通孔时造成困难。此外，应该认识到，大的通孔通道难以均匀填充，特别是在其位于内件或IC基板设计的同一互连层内的小通孔附近时。
虽然可接受的尺寸范围和可靠性正在随着时间的推移而改善，但是上文所述的缺点是钻填技术的内在缺陷，并且会限制可制造的通孔的尺寸范围。还应该注意的是，激光钻孔是制造圆形通孔通道的最好方法。虽然可以通过激光铣削制造狭缝形状的通孔通道，但是，可有效制造的钻填孔的几何形状范围比较有限。通过钻填工艺制造通孔是昂贵的，并且难以利用相对具有成本效益的电镀工艺用铜来均匀和一致地填充由此形成的通孔通道。
在复合介电材料中激光钻出的孔实际上被限制在60×10-6m直径，并且由于所涉及的烧蚀过程以及所钻的复合材料的性质，甚至因此而遭受到显著的锥度形状以及粗糙侧壁的不利影响。
除了上文所述的激光钻孔的其它限制外，钻填技术的另一限制在于难以在同一层中产生不同直径的通孔，这是因为当钻出不同尺寸的通孔通道并随后用金属填充以制造不同尺寸通孔时，通孔通道的填充速率不同。因此，作为钻填技术的特征性的凹痕或溢出的典型问题被恶化，因为不可能对不同尺寸通孔同时优化沉积速率。
克服钻填方法的许多缺点的可选解决方案是利用又称为“图案镀覆”的技术，通过将铜或其它金属沉积到在光刻胶中形成的图案内来制造。
在图案镀覆中，首先沉积种子层。然后在其上沉积光刻胶层，随后曝光形成图案，并且选择性移除以制成暴露出种子层的沟槽。通过将铜沉积到光刻胶沟槽中来形成通孔柱。然后移除剩余的光刻胶，蚀刻掉种子层，并在其上及其周围层压通常为聚合物浸渍玻璃纤维毡的介电材料，以包围所述通孔柱。然后，可以使用各种技术和工艺来减薄所述介电材料，将其平坦化并暴露出所述通孔柱顶部以允许由此导电连接到底平面或基准面，用于在其上形成下一金属层。可在其上通过重复该过程来沉积后续的金属导体层和通孔柱，以形成所需的多层结构。
在一个替代但紧密关联的技术即下文所称的“面板镀覆”中，将连续的金属或合金层沉积到基板上。在其顶部沉积光刻胶层，并在其中显影出图案。剥除显影光刻胶的图案，选择性地暴露出其下的金属，该金属可随后被蚀刻掉。未显影的光刻胶保护其下方的金属不被蚀刻掉，并留下直立的特征结构和通孔的图案。剥除未显影光刻胶后，在所述直立的铜特征结构和/或通孔柱上及周围层压介电材料，如聚合物浸渍玻璃纤维毡。
通过上述图案镀覆或面板镀覆方法创建的通孔层通常被称为铜制“通孔柱”和特征层。
将会认识到，微电子演化的一般推动力涉及制造更小、更薄、更轻和更大功率的高可靠性产品。使用厚且有芯的互连不能得到超轻薄的产品。为了在互连IC基板或“插件”中形成更高密度的结构，需要具有甚至更小连接的更多层。事实上，有时希望在彼此的顶部上堆叠元件。
如果在铜或其它合适的牺牲基板上沉积镀覆层压结构，则可以蚀刻掉基板，留下独立的无芯层压结构。可以在预先附着在牺牲基板上的侧面上沉积其它层，由此能够形成双面累积，从而最大限度地减少翘曲并有助于实现平坦化。
一种制造高密度互连的灵活技术是构建由在介电基质中的金属通孔或特征结构构成的图案或面板镀覆多层结构。所述金属可以是铜，所述电介质可以是纤维增强聚合物，通常使用的是具有高玻璃化转变温度（Tg）的聚合物，例如聚酰亚胺。这些互连可以是有芯的或无芯的，并可包括用于堆叠元件的空腔。它们可具有奇数或偶数层。实现技术描述在授予Amitec-AdvancedMultilayer Interconnect Technologies Ltd.的现有专利中。例如，赫尔维茨（Hurwitz）等人的题为“高级多层无芯支撑结构及其制造方法（Advancedmultilayer coreless support structures and method for their fabrication）”的美国专利US7,682,972描述了一种制造包括在电介质中的通孔阵列的独立膜的方法，所述膜用作构建优异的电子支撑结构的前体，该方法包括以下步骤：在包围牺牲载体的电介质中制造导电通孔膜，和将所述膜与牺牲载体分离以形成独立的层压阵列。基于该独立膜的电子基板可通过将所述层压阵列减薄和平坦化，随后终止通孔来形成。该公报通过引用全面并入本文。
赫尔维茨（Hurwitz）等人的题为“用于芯片封装的无芯空腔基板及其制造方法（Coreless cavity substrates for chip packaging and their fabrication）”的美国专利US7,669,320描述了一种制造IC支撑体的方法，所述IC支撑体用于支撑与第二IC芯片串联的第一IC芯片；所述IC支撑体包括在绝缘周围材料中的铜特征结构和通孔的交替层的堆叠，所述第一IC芯片可粘合至所述IC支撑体，所述第二IC芯片可粘合在所述IC支撑体内部的空腔中，其中所述空腔是通过蚀刻掉铜基座和选择性蚀刻掉累积的铜而形成的。该公报通过引用全部并入本文。
赫尔维茨（Hurwitz）等人的题为“集成电路支撑结构及其制造方法（integrated circuit support structures and their fabrication）”的美国专利US7,635,641描述了一种制造电子基板的方法，包括以下步骤：(A)选择第一基础层；(B)将蚀刻阻挡层沉积到所述第一基础层上；(C)形成交替的导电层和绝缘层的第一半堆叠体，所述导电层通过贯穿绝缘层的通孔而互连；(D)将第二基础层涂覆到所述第一半堆叠体上；(E)将光刻胶保护涂层涂覆到第二基础层上；(F)蚀刻掉所述第一基础层；(G)移除所述光刻胶保护涂层；(H)移除所述第一蚀刻阻挡层；(I)形成交替的导电层和绝缘层的第二半堆叠体，导电层通过贯穿绝缘层的通孔而互连；其中所述第二半堆叠体具有与第一半堆叠体基本对称的构造；(J)将绝缘层涂覆到交替的导电层和绝缘层的所述第二半堆叠体上；(K)移除所述第二基础层，以及，(L)通过将通孔末端暴露在所述堆叠体的外表面上并对其涂覆终止物来终止基板。该公报通过引用全部并入本文。
发明内容
本发明的第一方面涉及一种多层电子支撑结构，其包括在X-Y平面内延伸的被通孔层分隔开的至少一对相邻特征层；所述通孔层包括夹在两个相邻特征层之间的介电材料并且还包括在垂直于X-Y平面的Z方向上穿过所述介电材料连接所述成对的相邻特征层的至少一个非圆柱形通孔柱；其中所述至少一个非圆柱形通孔柱的特征在于在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度。
在一些实施方案中，所述至少一个非圆柱形通孔柱在X-Y平面内线性延伸并且能够在所述支撑结构的相邻平面中的元件之间导电连接，但所述元件位于X-Y平面中的不同位置。
在一些实施方案中，所述至少一个非圆柱形通孔柱的第一端连接至下层中的特征结构。
在一些实施方案中，所述至少一个非圆柱形通孔柱的第二端连接至上层中的特征结构。
在一些实施方案中，所述多层电子支撑结构包括被介电材料包封的导电通孔和导电特征结构的交替层，其中一对导电通孔在X-Y平面内延伸，能够与在X-Y平面内不同位置处的特征结构之间导电连接。
任选地，所述一对导电层具有显著的电感并且用作电感器。
在一些实施方案中，所述至少一个导电元件在X-Y平面内线性延伸至少500微米。
在一些实施方案中，所述至少一个导电元件在X-Y平面内线性延伸数个毫米。
在一些实施方案中，所述至少一个导电元件具有至少30微米的Z尺寸。
在一些实施方案中，所述至少一个导电元件具有至少40微米的Z尺寸。
在一些实施方案中，所述至少一个导电元件具有至少50微米的Z尺寸。
在一些实施方案中，所述至少一个导电元件具有垂直于Z尺寸且线性延伸小于50微米的宽度。
在一些实施方案中，在所述通孔层中的所述至少一个导电元件包括种子层，所述种子层上覆盖有在其上电镀沉积的金属层。
在一些实施方案中，所述种子层包括铜。
在一些实施方案中，所述种子层还包括敷设用以促进对电介质的粘附的底部粘附金属层。
在一些实施方案中，所述粘附金属层包括钛、铬、钽和钨组别中的至少其一。
在一些实施方案中，所述金属层包括铜。
任选地，所述金属层被另一金属种子层覆盖。
在一些实施方案中，在所述通孔层中的所述至少一个元件是正方形元件，在X-Y平面中的两个垂直方向上延伸，其中所述正方形的拐角具有小于3微米的曲率。
在一些实施方案中，在所述通孔层中的所述至少一个元件为带元件，其在X-Y平面内的一个尺寸是在X-Y平面的垂直尺寸的至少3倍。
在一些实施方案中，在所述通孔层中的所述至少一个元件为延伸至少1毫米的带元件。
在一些实施方案中，在所述通孔层中的所述至少一个元件为延伸数个毫米的带元件。
在一个制造方法中，特征层以及后续的包括至少一个非圆柱形通孔柱的通孔层通过包括以下步骤的方法制造：(a)获得基板，所述基板包括在电介质中的具有上表面的上通孔层，所述上表面经处理以暴露出所述上通孔层中的通孔末端；(b)利用种子层覆盖所述上表面；(c)在所述种子层上涂覆光刻胶层；(d)曝光并选择性移除被曝光的光刻胶以形成特征结构的负性图案；(e)在所述负性图案中沉积金属以制造特征层；(f)剥除所述光刻胶，留下直立的特征层；(g)在所述特征层上涂覆更深的第二光刻胶层；(h)曝光和显影在所述第二光刻胶层中的通孔图案，所述通孔图案包括至少一个非圆柱形通孔柱，其在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度；(i)在第二图案中电镀铜；(j)剥除所述第二光刻胶层；(k)移除暴露的种子层；以及(l)在所述至少一个非圆柱形通孔柱上层压介电材料，至少一个非圆柱形通孔柱在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度。
任选地，所述方法的特征还在于以下至少其一：(i)所述种子层包括铜；(ii)所述金属层包括铜；(iii)所述介电材料包括聚合物；和(iv)所述介电材料包括陶瓷或玻璃增强物。
任选地，所述方法的特征还在于以下至少其一：(i)所述介电材料包括选自包括聚酰亚胺、环氧树脂、双马来酰亚胺、三嗪及其混合物的组别中的聚合物；(ii)所述介电层包括玻璃纤维；和(iii)所述介电层包括颗粒填料。
所述方法可包括另一步骤：(m)减薄以暴露出金属。
所述方法可包括另一步骤：(n)在经减薄的表面上沉积金属种子层。
在一个替代方法中，所述至少一个通孔层通过包括以下步骤的方法制造：(i)获得包括特征层并且具有暴露的铜的基板；(ii)利用种子层覆盖所述特征层；(iii)在所述种子层上沉积金属层；(iv)在所述金属层上沉积光刻胶层；(v)曝光所述光刻胶中的正性通孔图案；(vi)蚀刻掉暴露出的所述金属层；(vii)剥除所述光刻胶，留下在所述通孔层中直立的至少一个元件；和(viii)在所述通孔层中的所述至少一个元件上层压介电材料。
任选地，至少一个以下限制条件得到满足：(a)所述种子层包括铜；(b)所述金属层包括铜；(c)所述介电材料包括聚合物；和(d)所述介电材料还包括陶瓷或玻璃增强物。
任选地，至少一个以下限制条件得到满足：(e)所述介电材料包括选自包括聚酰亚胺、环氧树脂、双马来酰亚胺、三嗪及其混合物的组别中的聚合物；(f)所述介电材料包括玻璃纤维增强的聚合物；和(g)所述介电材料包括聚合物和无机颗粒填料。
所述方法可包括另一步骤：(ix)减薄以暴露出金属。
所述方法可包括另一步骤：(x)在底表面上沉积金属种子层。
术语微米或μm是指微米或10-6m。
附图说明
为了更好地理解本发明并示出本发明的实施方式，纯粹以举例的方式参照附图。
具体参照附图时，必须强调的是特定的图示是示例性的并且目的仅在于说明性讨论本发明的优选实施方案，并且基于提供被认为是对于本发明的原理和概念方面的描述最有用和最易于理解的图示的原因而被呈现。就此而言，没有试图将本发明的结构细节以超出对本发明基本理解所必需的详细程度来图示；参照附图的说明使本领域技术人员认识到本发明的几种形式可如何实际体现出来。在附图中：
图1是现有技术的多层复合支撑结构的简化截面图；
图2是本发明的多层复合支撑结构的简化截面图，其中通孔层包括在X-Y平面内延伸并且连接在X-Y平面内不同位置处的元件的元件；
图3示出一对导体通孔，其可用作例如电感器，并且其可被引入在互连结构内；
图4是示出本文所述结构可如何制造的一个流程图；
图5是示出本文所述结构可如何制造的第二流程图；
在各个附图中，相同的数字和附图标记指示相同的要素。
具体实施方式
在以下说明中，涉及的是包括在介电基体中的金属通孔的支撑结构，特别是在聚合物基体中的铜通孔柱，所述聚合物基体考虑是例如玻璃纤维增强的聚酰亚胺、环氧树脂或BT（双马来酰亚胺/三嗪）或它们的混合物。
特征结构的平面内尺寸无有效上限是阿瑟斯（Access）公司的光刻胶和图案或面板镀覆及层压技术的特征，如在赫尔维茨（Hurwitz）等人的美国专利号为US7,682,972、US7,669,320和US7,635,641的专利中描述的，其通过引用并入本文。
图1是现有技术的多层复合支撑结构的简化截面图。例如，如赫尔维茨（Hurwitz）等人的美国专利号为US7,682,972、US7,669,320和US7,635,641的专利中所述，现有技术的多层支撑结构100包括被绝缘各层的介电层110、112、114、116隔离的元件或特征结构108的功能层102、104、106。穿过介电层的通孔118提供在相邻的功能层或特征层102、104、106与特征结构108之间的电连接。因此，特征层102、104、106包括在X-Y平面内通常敷设在所述层内的特征结构108，以及跨介电层110、112、114、116导通电流的通孔118。通孔118大体设计为具有最小的电感并得到充分的隔离以在其间具有最小的电容。
当利用钻填技术制作通孔时，通孔一般为圆柱形的，这是因为钻孔通常为圆柱形的。为了符合预期的标准，目前为止，通过电镀制造的通孔柱也通常是圆柱形的。
现在参照图2，示出一个实施方案的简化多层电子支撑结构200的截面图。再一次的，多层电子支撑结构200包括被包括通孔的介电层210、212、214、216分隔开的特征层102、104、106，加以必要的修正，但是与现有技术的区别在于，通孔层214可包括在X-Y平面内延伸并且连接在X-Y平面内不同位置处的元件222、224的元件220。
应该认识到，多层支撑结构200的通孔层214中的元件220不仅提供Z方向的连接，而且在X-Y平面内延伸，这与多层电路设计中所接受的概念完全不同。
在图3中示出上述的并利用阿米泰克（AMITEC）公司开发的通孔柱方法制造的通孔导体结构的实例。参照图3，示出铜通孔和层的等角投影。应该认识到，当通过通孔柱技术制造时，图3的铜结构300被电介质（未示出）包围并且被引入在基板（未示出）中。结构300（及其周边的基板）包含5个X-Y平面导电金属焊盘层301、303、305、307、309，它们在Z轴上与四个通孔柱层302、304、306、308互连。虽然所示出的两个通孔柱层304、308是用于提供Z轴互连的简单通孔层，如在赫尔维茨（Hurwitz）等人的美国专利号为US7,682,972、US7,669,320和US7,635,641的专利中所详细描述的，通孔302D、306D在X-Y平面内延伸并提供面内“通孔导体”，与导电金属焊盘层301、303、305、307、309相比，其具有相当大的截面尺寸并且由此可在比导电金属焊盘层301、303、305、307、309更低的电阻和更低的热阻抗下传输相对更高的电流。由于这些延伸的通孔导体302D、306D是大尺寸且精密对准的导体，在组合时，它们提供电感器。金属焊盘层可包括在X-Y平面内延伸的延伸连接体301B、309B。可能也连接不同位置的通孔。
如本领域技术人员所理解的，一旦通孔柱不仅提供在Z方向上的贯穿厚度，而且用作X-Y平面中的面内连接时，可以形成各种“导体通孔”组合用于多种电气用途。例如，如图3所示，通孔302D、306D可以是低损耗、高Q值的电感器，并且以此方式，可以制造电感应通孔对结构320。
应该认识到，利用电镀技术，通孔柱可以具有基本上任意的尺寸和形状，例如可以是正方形的。因此，通孔层内的至少一个元件是正方形元件，在X-Y平面中的两个垂直方向上延伸。利用电镀，可以得到相当小的拐角，并且正方形或矩形通孔柱的拐角可以制成具有小于3微米的曲率半径。这利用钻填技术是不能实现的。然而，实际上，通常避免金属内含物具有尖锐拐角，因为它们会成为应力集中点。
如前文所述，实施方案可涉及包括在X-Y平面内延伸的被通孔层分隔开的至少一对相邻特征层的多层电子支撑结构；所述通孔层包括夹在两个相邻特征层之间的介电材料并且还包括在垂直于X-Y平面的Z方向上连接所述成对的相邻特征层的至少一个非圆柱形通孔柱；其中所述至少一个非圆柱形通孔柱的特征在于在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度。所述通孔层也通常包括基本规则的圆柱形通孔柱。
参照图4，在一些实施方案中，特征层以及后续的包括在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度的至少一个非圆柱形通孔柱的通孔层通过包括以下步骤的方法制造：获得基板，所述基板包括在介电周围结构中的上通孔层，所述上通孔层经抛光、减薄、平坦化或其他处理以暴露出其铜—步骤(a)。利用通常为铜的种子层覆盖具有暴露的通孔末端的基板—步骤(b)。该种子层通常具有0.5微米至1.5微米的厚度并且可以通过例如溅射或通过化学镀来沉积。
为了帮助粘附，该种子层可包括第一薄粘附金属层，其可由例如钛、铬或镍-铬制造并且通常具有0.04微米至0.1微米范围的厚度。然后，在该种子层上沉积光刻胶层—步骤(c)，接着曝光以形成特征结构的负性图案—步骤(d)。通过电镀或化学镀在金属图案中沉积通常为铜的金属—步骤(e)以制造特征层。移除光刻胶以留下直立的特征层—步骤(f)。接着，在所述种子层和直立的特征层上涂覆更深的第二光刻胶层—步骤(g)，并且在所述更深的第二光刻胶层中显影出包括至少一个沟槽的通孔柱图案，所述至少一个沟槽在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度——步骤(h)。在所述更深的第二光刻胶层内的图案中电镀或化学镀铜以制造通孔柱和在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度的至少一个非圆柱形通孔柱—步骤(i)。现在，剥除第二光刻胶层，留下直立的通孔柱和在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度的至少一个非圆柱形通孔柱—步骤(j)。现在移除种子层—步骤(k)，例如通过将所述结构暴露于氢氧化铵或氯化铜的湿蚀刻剂中来实施；以及在特征层和通孔层二者上层压介电层—步骤(l)。然后，可以减薄介电材料—步骤(m)以暴露出金属，通过机械、化学或化学机械研磨或抛光进行，其也使上表面平坦化，接着可以在经减薄的表面上沉积第二金属种子层—步骤(n)。
介电材料可包括聚合物，例如聚酰亚胺、环氧树脂、双马来酰亚胺、三嗪及其混合物，所述介电材料可包括无机增强物，其通常包括玻璃纤维和陶瓷颗粒。实际上，介电材料通常由聚合物树脂浸渍的包括陶瓷颗粒填料的织造纤维预浸料制成。
应该认识到，除了图4所述的图案镀覆外，在一种可选方法中，至少一个通孔层由以下步骤制造：获得包括具有暴露的铜的底部特征层的基板—步骤(i)。利用通常为铜的种子层覆盖所述底部特征层—步骤(ii)。通常利用电镀或化学镀在所述种子层上沉积通常为铜的金属层—步骤(iii)。在所述金属层上沉积光刻胶层—步骤(iv)，并且显影出通孔的正性图案—步骤(v)。蚀刻掉暴露的金属层—步骤(vi)。当用铜制造时，可以使用湿的铜蚀刻剂，例如氢氧化铵或氯化铜。剥除残留的光刻胶—步骤(vii)，留下在所述通孔层中直立的至少一个元件，以及在所述通孔层中的至少一个元件上层压介电材料—步骤(viii)。为了构建其它层，可以减薄电介质以暴露出金属—步骤(ix)，然后可以在底表面上沉积金属种子层—步骤(x)。
本领域技术人员将会认识到，本发明不限于上文中具体图示和描述的内容。而且，本发明的范围由所附权利要求限定，包括上文所述的各个技术特征的组合和子组合以及其变化和改进，本领域技术人员在阅读前述说明后将会预见到这样的组合、变化和改进。
在权利要求书中，术语“包括”及其变体例如“包含”、“含有”等是指所列举的组件被包括在内，但一般不排除其他组件。

Claims (27)

1.一种多层电子支撑结构，其包括在X-Y平面内延伸的第一特征层和在X-Y平面内延伸平行于所述第一特征层的第二特征层，所述第一特征层和所述第二特征层被通孔层分隔开；所述特征层包括被介电材料包围的金属特征结构，所述介电材料包括聚合物基质，所述通孔层包括被介电材料包围的金属通孔，其中所述通孔层中的至少一个非圆柱形通孔柱导电连接所述第一特征层中的第一特征结构与所述第二特征层中的第二特征结构使得所述第一特征结构和所述第二特征结构在垂直于X-Y平面的Z方向上不对准并且不重叠；其中所述至少一个非圆柱形通孔柱的特征在于在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度。
2.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，包括通过层压电介质被包封的导电通孔和导电特征结构的交替层，其中一对导电通孔在X-Y平面内延伸，并能够与在X-Y平面内不同位置处的特征结构之间导电连接。
3.如权利要求2所述的多层电子支撑结构，其中所述一对导电通孔具有显著的电感并且用作电感器。
4.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中所述至少一个非圆柱形通孔柱在X-Y平面内线性延伸至少500微米。
5.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中所述至少一个非圆柱形通孔柱在X-Y平面内线性延伸多个毫米。
6.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中在X-Y平面内线性延伸的所述至少一个非圆柱形通孔柱具有至少30微米的Z尺寸。
7.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中在X-Y平面内线性延伸的所述至少一个非圆柱形通孔柱具有至少40微米的Z尺寸。
8.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中在X-Y平面内线性延伸的所述至少一个非圆柱形通孔柱具有至少50微米的Z尺寸。
9.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中在X-Y平面内线性延伸的所述至少一个非圆柱形通孔柱具有垂直于Z尺寸且线性延伸小于50微米的宽度。
10.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中在所述通孔层中的所述至少一个非圆柱形通孔柱包括种子层，所述种子层上覆盖有在其上电镀沉积的金属层。
11.如权利要求10所述的多层电子支撑结构，其中所述种子层包括铜。
12.如权利要求10所述的多层电子支撑结构，其中所述金属层包括铜。
13.如权利要求10所述的多层电子支撑结构，其中所述金属层被另一金属种子层覆盖。
14.如权利要求10所述的多层电子支撑结构，其中所述种子层还包括预先沉积的粘附金属层，所述粘附金属层包括钛、铬、钽和钨组别中的至少其一。
15.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中在所述通孔层中的所述至少一个非圆柱形通孔柱为带元件，其在X-Y平面内的一个尺寸是在X-Y平面的垂直尺寸的至少3倍。
16.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中在所述通孔层中的所述至少一个非圆柱形通孔柱为延伸至少1毫米的带元件。
17.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中在所述通孔层中的所述至少一个非圆柱形通孔柱为延伸多个毫米的带元件。
18.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中所述至少一个通孔层通过包括以下步骤的方法制造：
(a)获得包括底部通孔层的基板，所述底部通孔层经处理以暴露出所述底部通孔层中的通孔末端；
(b)利用种子层覆盖所述基板；
(c)在所述种子层上沉积光刻胶层；
(d)曝光并显影所述光刻胶以形成特征结构的负性图案；
(e)在所述负性图案中沉积金属以制造特征层；
(f)剥除所述光刻胶，留下直立的特征层；
(g)在所述种子层和所述特征层上涂覆第二光刻胶层；
(h)曝光和显影在所述第二光刻胶层中的通孔图案，所述通孔图案包括至少一个非圆柱形通孔柱，其在X-Y平面内的长尺寸为在X-Y平面内的短尺寸的至少3倍长度；
(i)在所述通孔图案中电镀铜；以及
(j)剥除所述第二光刻胶层；
(k)移除所述种子层；以及
(l)在所述通孔层中的所述至少一个非圆柱形通孔柱上层压介电材料。
19.如权利要求18所述的多层电子支撑结构，其中所述方法包括另一步骤：(m)减薄所述介电材料以暴露出所述至少一个非圆柱形通孔柱的金属。
20.如权利要求19所述的多层电子支撑结构，其中所述方法包括另一步骤：(n)在具有暴露的金属元件的经减薄的介电材料上沉积金属种子层。
21.如权利要求18所述的多层电子支撑结构，其特征还在于以下至少其一：
(i)所述种子层包括铜；
(ii)所述金属层包括铜；
(iii)所述介电材料包括聚合物；和
(iv)所述介电材料包括陶瓷或玻璃增强物。
22.如权利要求18所述的多层电子支撑结构，其特征还在于以下至少其一：
(i)所述介电层包括聚合物，所述聚合物选自聚酰亚胺、环氧树脂、双马来酰亚胺、三嗪及其混合物；
(ii)所述介电层包括玻璃纤维；和
(iii)所述介电层包括颗粒填料。
23.如权利要求1所述的多层电子支撑结构，其中所述至少一个通孔层通过包括以下步骤的方法制造：
(i)获得包括特征层并且具有暴露的铜的基板；
(ii)利用种子层覆盖所述特征层；
(iii)在所述种子层上沉积金属层；
(iv)在所述金属层上沉积光刻胶层；
(v)曝光所述光刻胶中的正性图案；
(vi)蚀刻掉暴露出的金属层；
(vii)剥除所述光刻胶，留下在所述通孔层中直立的至少一个元件；和
(viii)在所述通孔层中的所述至少一个元件上层压介电材料。
24.如权利要求23所述的多层电子支撑结构，包括另一步骤：(ix)减薄所述介电材料以暴露出金属。
25.如权利要求23所述的多层电子支撑结构，包括另一步骤：(x)在底表面上沉积金属种子层。
26.如权利要求23所述的多层电子支撑结构，其中至少一个以下限制条件得到满足：
(a)所述种子层包括铜；
(b)所述金属层包括铜；
(c)所述介电材料包括聚合物；和
(d)所述介电材料还包括陶瓷或玻璃增强物。
27.如权利要求23所述的多层电子支撑结构，其中至少一个以下限制条件得到满足：(e)所述介电材料包括聚合物，所述聚合物选自聚酰亚胺、环氧树脂、双马来酰亚胺、三嗪及其混合物；
(f)所述介电材料包括玻璃纤维增强的聚合物；和
(g)所述介电材料包括聚合物和无机颗粒填料。
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