CN116056830A - 为金属化穿孔创建环状盲孔的技术 - Google Patents

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Abstract

描述了为金属化穿孔创建环状盲孔的系统、装置及技术。例如，可向光学透射基板施加涡旋光束，其中所述涡旋光束可以环状形状修改所述基板的一部分。所述环状形状可自所述基板的表面延伸至小于所述基板的厚度的深度，且所述环状形状可具有对于所述环状形状的各种直径相同的环状宽度(例如，环宽度)。可通过蚀刻所述基板的被修改的部分来形成环状盲孔，其中所述环状盲孔可包括包含与周围基板相同的材料的柱。此外，可通过使用导电材料填充所述环状盲孔并去除所述基板的与所述表面相对的部分来创建金属化环状穿孔。

Description

为金属化穿孔创建环状盲孔的技术
技术领域
本申请案请求2020年6月19日提交的美国临时申请案第63/041,305号的优先权权益，该临时申请案的内容是本文的依托且以引用的方式整体并入本文中。
以下内容总体涉及光学透射基板，且更特定而言涉及为金属化穿孔创建环状盲孔的技术。
背景技术
电子装置可包括电子装置电路的各种配置。一个此种配置可包括使用垂直互连通路(亦可称为穿孔)，从而能够达成电路的不同层之间的电气连接。在一些实例中，2.5D(例如，中介层类型)集成电路可包括穿过中介层基板(例如，包含硅或玻璃)在晶粒之间携带电信号的一或多个穿孔。在一些实例中，3D集成电路可包括在不同平面中的二或更多个叠层晶粒，其中该等晶粒可安装于例如彼此的顶部上。可采用穿孔来使各别晶粒能够相互通信。
发明内容
本公开的方法、设备及装置各自具有若干全新的且创新的方面。本发明内容提供此等全新的且创新的方面的一些实例，但是本公开可包括本发明内容中未包括的全新的且创新的方面。
描述了一种方法。该方法可包括：向光学透射基板施加涡旋光束，该涡旋光束以环状形状修改该基板的一部分，该环状形状自该基板的表面延伸至该基板的可小于该基板的厚度的深度。在一些实例中，该方法可包括：通过以该环状形状蚀刻基板的该部分来将环状盲孔形成至少该深度，该环状盲孔围绕包括与该基板相同的材料的柱，其中该环状盲孔具有与环状形状的直径无关的环状宽度。
一种设备可包括处理器、与该处理器电子通信的内存及储存于该内存中的指令。该等指令可由该处理器执行以致使该设备：向光学透射基板施加涡旋光束，该涡旋光束以环状形状修改该基板的一部分，该环状形状自该基板的表面延伸至该基板的可小于该基板的厚度的深度。该等指令可由该处理器执行以致使该设备：通过以该环状形状蚀刻基板的该部分来将环状盲孔形成至少该深度，该环状盲孔围绕包括与该基板相同的材料的柱，其中该环状盲孔具有与环状形状的直径无关的环状宽度。
另一种设备可包括用于以下步骤的手段：向光学透射基板施加涡旋光束，该涡旋光束以环状形状修改该基板的一部分，该环状形状自该基板的表面延伸至该基板的小于该基板的厚度的深度。该设备可包括用于以下步骤的手段：通过以该环状形状蚀刻基板的该部分来将环状盲孔形成至少该深度，该环状盲孔围绕包括与该基板相同的材料的柱，其中该环状盲孔具有与环状形状的直径无关的环状宽度。
本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：向该基板施加第二涡旋光束，该涡旋光束以第二环状形状修改该基板的第二部分，该第二环状形状自该基板的该表面延伸至该基板的可小于该基板的该厚度的第二深度，其中该第二环状形状的第二直径不同于该环状形状的该直径。本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过以该第二环状形状蚀刻该基板的该第二部分来形成达至少该第二深度的第二环状盲孔，该第二环状盲孔围绕包括与该基板相同的材料的第二柱，其中该第二环状盲孔可具有与该环状宽度相同且可与该第二环状形状的该第二直径无关的第二环状宽度。
在本文所描述的方法及设备的一些实例中，向该基板施加该涡旋光束可包括：形成与该基板的自该基板的该表面延伸至该基板的该深度的该部分相对应的损坏轨迹，该损坏轨迹对应于该涡旋光束在该基板的该部分内的聚焦区域，其中该环状形状具有与基于施加该涡旋光束的该环状形状的该直径无关的环状宽度。
在本文所描述的方法及设备的一些实例中，向该基板施加该涡旋光束可包括：施加该涡旋光束的单个脉冲以形成该损坏轨迹，其中该涡旋光束可由照射源形成。
本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：与通过蚀刻该基板的该部分形成的该环状盲孔接触地沉积粘着层，与该粘着层接触地沉积晶种层，及使用导电材料与该晶种层接触地填充该环状盲孔。本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过去除该导电材料、该晶种层、该粘着层或它们的任何组合的一部分来形成金属化环状穿孔，其中该基板的通过向该基板施加该涡旋光束修改的该部分不包括该基板的在该金属化环状穿孔的中心处的第二部分。
本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：在去除至少该导电材料的该部分之后对该金属化环状穿孔进行研磨，其中该被研磨的金属化环状穿孔可以是氦气密封的，具有可小于或等于每秒1×10-5标准大气压-立方公分(atmosphere-cubic centimeter per second，atm-cc/s)的漏率。
在本文所描述的方法及设备的一些实例中，该金属化环状穿孔的环厚度可小于12微米(μm)，且在可向该基板施加具有多达420摄氏度(℃)温度的退火工艺之后，包括该金属化环状穿孔的该基板可不包括裂缝。
在本文所描述的方法及设备的一些实例中，通过蚀刻形成该环状盲孔可包括：在该柱与该基板接触的同时相对于该环状形状径向向内及径向向外地蚀刻该基板的该部分。
本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：配置该涡旋光束的阶，其中向该基板施加该涡旋光束可基于配置该涡旋光束的该阶，且该环状形状的该直径可基于该涡旋光束的该阶。
本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：配置该涡旋光束的聚焦区域，其中该基板的该部分的该深度可基于该涡旋光束的该聚焦区域。
本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：以对该基板透明的波长配置该涡旋光束，其中该涡旋光束的不同于该涡旋光束的聚焦区域的区域可基于该波长穿过该基板。
一种设备可包括：基板，该基板是光学透射的且包括通过涡旋光束以环状形状形成的一或多个环状穿孔，该一或多个环状穿孔可蚀刻而成，该环状形状具有一大小与该环状形状的一或多个直径相同的一环状宽度，其中该一或多个环状穿孔自该基板的表面延伸至该基板的深度，且该一或多个环状穿孔中的每一者围绕包括与该基板相同的材料的柱。
在一些实例中，该一或多个环状穿孔包括具有第一直径的第一环状穿孔及具有大于该第一直径的第二直径的第二环状穿孔，该第一环状穿孔及该第二环状穿孔具有该环状宽度。在一些实例中，该环状宽度可小于或等于12μm。在一些情况下，该一或多个环状穿孔中的每个环状穿孔可包括金属化环状穿孔，该金属化环状穿孔包括围绕柱的导电材料，其中在向基板施加多达420℃温度之后，基板可不包括裂缝。在一些实例中，基板包括玻璃材料。
在一些实例中，该金属化环状穿孔可以是氦气密封的，具有小于或等于1×10- 5atm-cc/s的氦气漏率，且其中该柱的中心部分包括可不通过涡旋光束修改的基板材料。在一些实例中，环状形状包括基于涡旋光束的非扇形轮廓。
描述了一种方法。该方法可包括：使用第一涡旋光束修改光学透射基板的第一部分以形成第一损坏轨迹，该第一损坏轨迹具有自该光学透射基板的表面延伸至该光学透射基板的可小于该光学透射基板的厚度的第一深度的第一环状形状，该第一环状形状具有第一环状宽度。在一些情况下，该方法可包括：使用第二涡旋光束修改该光学透射基板的第二部分以形成第二损坏轨迹，该第二损坏轨迹具有自该光学透射基板的该表面延伸至该光学透射基板的第二深度的第二环状形状，该第二环状形状具有该第一环状宽度，其中该第二环状形状的第二直径可不同于该第一环状形状的直径。该方法可进一步包括：通过以该第一环状形状蚀刻该第一损坏轨迹来形成第一环状盲孔，及通过以该第二环状形状蚀刻该第二损坏轨迹来形成第二环状盲孔。
一种设备可包括处理器、与该处理器电子通信的内存及储存于该内存中的指令。该等指令可由该处理器执行以致使该设备：使用第一涡旋光束修改光学透射基板的第一部分以形成第一损坏轨迹，该第一损坏轨迹具有自该光学透射基板的表面延伸至该光学透射基板的可小于该光学透射基板的厚度的第一深度的第一环状形状，该第一环状形状具有第一环状宽度。在一些情况下，该等指令可由该处理器执行以致使该设备：使用第二涡旋光束修改该光学透射基板的第二部分以形成第二损坏轨迹，该第二损坏轨迹具有自该光学透射基板的该表面延伸至该光学透射基板的第二深度的第二环状形状，该第二环状形状具有该第一环状宽度，其中该第二环状形状的第二直径可不同于该第一环状形状的直径。该等指令可由该处理器执行以致使该设备：通过以该第一环状形状蚀刻该第一损坏轨迹来形成第一环状盲孔，及通过以该第二环状形状蚀刻该第二损坏轨迹来形成第二环状盲孔。
另一种设备可包括用于以下步骤的手段：使用第一涡旋光束修改光学透射基板的第一部分以形成第一损坏轨迹，该第一损坏轨迹具有自该光学透射基板的表面延伸至该光学透射基板的可小于该光学透射基板的厚度的第一深度的第一环状形状，该第一环状形状具有第一环状宽度。在一些情况下，该设备可包括用于以下步骤的手段：使用第二涡旋光束修改该光学透射基板的第二部分以形成第二损坏轨迹，该第二损坏轨迹具有自该光学透射基板的该表面延伸至该光学透射基板的第二深度的第二环状形状，该第二环状形状具有该第环状宽度，其中该第二环状形状的第二直径可不同于该第一环状形状的直径。该设备可进一步包括用于以下步骤的手段：通过以该第一环状形状蚀刻该第一损坏轨迹来形成第一环状盲孔，及通过以该第二环状形状蚀刻该第二损坏轨迹来形成第二环状盲孔。
本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过使用导电材料填充该第一环状盲孔或该第二环状盲孔中的至少一者而由该第一环状盲孔或该第二环状盲孔中的至少一者形成金属化环状盲孔。本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过修改该光学透射基板的可与该光学透射基板的该表面相对的第三部分来形成至少一个金属化环状基板穿孔。本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：对该至少一个金属化环状基板穿孔的一或多个表面进行研磨，该被研磨的金属化环状基板穿孔是氦气密封的且具有小于或等于l×10-5atm-cc/s的漏率。在本文所描述的方法及设备的一些实例中，该至少一个金属化环状基板穿孔的环厚度可小于12μm，且在包括该至少一个金属化环状基板穿孔的该光学透射基板经历具有多达420℃温度的加热工艺之后，该光学透射基板不包括裂缝。
本文所描述的方法及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：将该第一涡旋光束的阶自第一阶修改为不同于该第一阶的第二阶，其中该第二环状形状的该第二直径对应于该第二涡旋光束的该第二阶。
在本文所描述的方法及设备的一些实例中，该第一环状盲孔围绕包括该光学透射基板的第一柱，该第一柱具有第三直径，且其中该第二环状盲孔围绕包括该光学透射基板的第二柱，该第二柱具有不同于该第一柱的该第三直径的第四直径。
附图说明
图1A及图1B例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的系统的实例。
图2A、图2B及图2C例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的包括环状盲孔的设备的实例。
图3例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的蚀刻技术的实例。
图4例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的包括多个环状盲孔的设备的实例。
图5A、图5B、图5C、图5D、图5E及图5F例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的用于使环状盲孔金属化的方法的实例。
图6及图7展示根据如本文所公开的实例的说明支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的一或多种方法的流程图。
具体实施方式
中介层基板及叠层晶粒的使用特别是在对为各种装置节省空间的需求增加时(例如，在各种装置的大小减小时)可有益于电路设计。因此，此类装置中穿孔的性能对于此类电路的效率及功能性可为重要的。然而，在基板(例如，玻璃)中形成穿孔可具有各种结构及设计挑战，诸如在高温下施加于基板上的应力增加，潜在地导致基板中的各种缺陷，例如，裂缝、空隙或侧壁分层等。
基于电子装置的功能性或电子装置的形状因子或二者，集成电路可具有各种设计配置。例如，装置的小型化及改进的电气性能可依赖于3D及2.5D芯片叠层架构的使用。在其他实例中，此等技术可使用垂直互连通路(亦可称为穿孔或VIA)，其中一或多个垂直互连通路可通过以下方式形成：在基板中创建孔，及在创建该等孔之后添加导电路径，从而产生互连，该等互连提供增强的电气性能且能够达成二或更多个晶粒之间的传讯。垂直互连的实例可包括硅穿孔(through-silicon via，TSV)(例如，穿过硅基板的导电路径)及玻璃穿孔(through-glass via，TGV)(例如，穿过玻璃或基板的导电路径)等。在一些实例中，与3D芯片叠层架构相比，2.5D芯片叠层架构可相对地更具成本效益，可具有更少的整合挑战且可避免一些设计挑战。2.5D芯片叠层架构可包括使用带有一或多个穿孔的非主动基板(例如，不具有整合式前端装置)，该非主动基板可称为中介层基板。中介层基板可由硅、玻璃或其他材料制成。
在一些情况下，具有TGV的玻璃基板及中介层可能够达成玻璃基板的优点(例如，与硅相比)，该等优点包括更低的成本、可调热膨胀系数(coefficient of thermalexpansion，CTE)及增加的高频性能等。然而，例如基于玻璃基体(例如，对于熔融硅石为0.6ppm/℃)与金属或导电填充物(例如，对于铜为16.7ppm/℃)之间的CTE失配，TGV的形成可呈现一些热机械挑战。在此类情况下，在相对高的温度下，材料之间的CTE差异可能导致基板中的应力增加，从而产生不同故障模式，诸如裂缝、TGV空隙或侧壁分层等。因此，通孔及盲孔二者的几何结构(例如，几何结构包括沙漏形、圆柱形、锥形等)及金属化技术(例如，保形、完全填充、捏缩等)可能导致在整个玻璃基板上的应力分布(stress profile)。此应力分布可能在金属化及其他制造步骤期间产生问题，从而例如在加热至相对高的温度时导致基板裂缝。
为了使用不同于本公开的其他技术来解决此等问题，可使用(例如，除用于创建穿孔的工艺之外的)额外耗时步骤或工艺来努力避免或最小化缺陷。然而，此类工艺可能增加制造时间及成本。因此，为了利用玻璃基板所提供的改良的性能及功能性，利用亦减少或消除此等问题的技术来快速且高效地创建穿孔可为有益的。
如本文所描述，技术可用于在基板中为密封、无裂缝的金属化穿孔创建环状盲孔。例如，具有环状几何结构的一或多个穿孔可形成于光学透射(例如，透明)基板(诸如玻璃)中。环状穿孔可包括具有中心柱的环状穿孔(例如，环形穿孔)，该中心柱的高度可与周围基板材料的高度相同或可短于周围基板材料的高度。使用所描述的技术创建的环状穿孔可小于12微米(μm)且可被金属化以形成导电路径，该导电路径可以是氦气密封的(例如，具有小于或等于每秒1×10-5标准大气压-立方公分(atmosphere-cubic centimeter per second，atm-cc/s)的氦气(He)漏率)。尽管本公开描述了氦气密封的穿孔，但本公开不限于此实例，且可设想其他实例。除了其他益处外，金属化环状穿孔亦可防止诸如当基板例如在退火工艺期间经受高温(例如，多达420摄氏度)时形成热机械驱动的裂缝。特别地，本文所描述的环状穿孔可提供可对金属化TGV或锥形TGV等其他实例有益的几何结构。与空气或其他材料(例如，通过溶胶凝胶工艺产生的金属氧化物)相比，由于在金属化穿孔的中部(例如，基板的在环状穿孔内的柱)包括相同的基板材料，环状穿孔的几何结构可通过减少基板中的应力来减少金属化穿孔的应力分布。因此，可基于基板中减小的应力创建抗裂缝的金属化穿孔。此外，所描述的技术可提供可完全填充、或保形填充或二者(例如，捏缩)的金属化盲孔或通孔。
可使用截断涡旋光束来形成本文所描述的环状穿孔，该截断涡旋光束可修改(例如，损坏)基板，且被修改的基板然后可被蚀刻以创建环状穿孔。例如，由于涡旋光束的径向几何结构及非绕射本质，可基于超快激光脉冲的非线性吸收快速且高效地形成一或多个环状穿孔(例如，作为基板上的损坏轨迹创建)。在此类情况下，与可能需要平移基板来产生穿孔及进行图案化二者的技术相反，每损坏轨迹(例如，对应于环状穿孔)一个激光脉冲可使(例如，沿着各种轴)平移基板能够用于图案化基板。
本公开的方面可用于达成一或多个优点。例如，如上面所描述，当使用单个激光脉冲创建环状结构时，涡旋光束的半径可允许形成裂缝环而无需为达成该裂缝环对光束或基板进行任何平移，从而在创建给定穿孔时以及为创建多个穿孔节省处理时间。同样地，涡旋光束的能够在基板内达成非线性吸收的性质可能够达成超快处理，以在基板中高效地制造穿孔。本公开的方面可进一步为裂缝环提供蚀刻特定性，其中与未损坏的基板材料相比，例如通过涡旋光束创建的裂缝环(或损坏环)可具有优先蚀刻。基于优先蚀刻，蚀刻剂可将圆柱形损坏轨迹向下渗透至基板中。在此类情况下，裂缝环的中心中的基板可不受涡旋光束的影响，从而使基板材料形成环状穿孔的柱结构。
此外，环状结构可在形成导电路径中提供各种优点。特定而言，对于环状结构的各种直径，可创建相同宽度的相对窄的沟槽，此可改良与环状穿孔相关的下游工艺。此外，对于各种穿孔直径，相同的环或沟槽宽度可代替具有不同直径且已按对孔的大小的比率去除材料的孔，从而在基板及相关联的装置的配置中提供增加的灵活性。所描述的创建环状盲孔的技术亦可允许通过利用用于制作TSV的金属化工艺及工具来金属化玻璃穿孔。亦即，所描述的技术可允许采纳金属化TGV(例如，因为TGV金属化可使用相同的供应链)。因此，使用涡旋光束来制作盲孔可导致TGV金属化的成本降低(例如，使用已有供应链平台)。
初始地在用于在透明基板中创建环状穿孔的系统的上下文中描述本公开的特征，如参考图1所描述。进一步地在关于图2A至图2C及图3的环状穿孔及蚀刻工艺的上下文中描述本公开的特征。进一步地关于图4、图5A至图5F及图6至图7描述具有相同环宽度的环状穿孔、环状盲孔的金属化及流程图。
图1A及图1B例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的系统101及系统102的实例。系统101及102可包括用于在光学透射基板中创建一或多个环状穿孔的设备。例如，系统101及102的部件可用于创建涡旋光束，该涡旋光束可用于以环状形状修改基板的一或多个部分，且被修改的部分然后可被蚀刻以形成环状穿孔。如图1A所展示，系统101可包括激光105-a、旋转三棱镜110、望远镜115-a及基板120(例如，光学透射基板)等其他部件。在一些实例中，望远镜115-a可包括一或多个透镜125(例如，透镜125-a及透镜125-b)及涡旋板130。
如本文所描述，环状盲孔可形成透明基板(诸如基板120)中。环状结构(例如，环状盲孔)的创建可使用截断涡旋光束损坏技术随后可以是蚀刻或其他技术以创建环状盲孔(例如，环状穿孔)来完成。使用系统101及102创建的涡旋光束可提供优于其他激光损坏方法的优点。特别地，使用涡旋光束的损坏技术的优点可包括在基板120中创建损坏轨迹140的涡旋光束的几何结构，其中损坏轨迹140可以径向方式且自激光105-a的单个脉冲获得。因涡旋光束所致的环形损坏可相应地能够达成环状盲结构的蚀刻几何结构。
涡旋光束可使用系统100的部件中的一或多者的组合来产生。例如，激光105-a可以是超快激光或其他类型的照射源或辐射源的实例。激光105可被配置成在对基板120(例如，包含熔融硅石、熔融石英或其他类型的玻璃等其他实例)透明的波长下操作，以基于对基板120的激光损坏来修改基板120。因此，未聚焦的激光光可穿过基板120而不被吸收。然而，当光聚焦(例如，达到相对高的强度)时，在所产生的光束的聚焦区域150中可能发生非线性吸收。在一些实例中，激光105-a可被配置成在近红外线光谱中的波长下操作。例如，激光105-a可被配置成在1030纳米(nm)的波长下操作，且激光105-a可进一步支持例如约300飞秒至10皮秒的可调脉冲宽度并利用每脉冲多达2毫焦耳(mJ)的脉冲能量。激光105-a可被配置成使用包括各种波长、脉冲宽度或能量的不同参数来操作以创建涡旋光束，且所提供的实例仅用于说明目的。
来自激光105-a的光束可穿过系统100内的各种光学器件，其中该等光学器件可用于产生施加于基板120的涡旋光束。例如，系统101的光学器件可包括旋转三棱镜110，旋转三棱镜110可提供由激光105-a产生的光束的环形分布。在离开旋转三棱镜110之后，光束可进入望远镜115-a。在一些实例中，望远镜115-a可以是被组配用于空间滤波的望远镜系统的实例，该望远镜系统可包括涡旋板130(例如，绕射涡旋板光学器件)。在一些方面中，望远镜115-a可以是4f系统(例如，包括各自分开焦距的多个光学部件的系统)的实例。在此类情况下，望远镜115-a可包括各自分开相同焦距的多个透镜125(例如，透镜125-a及透镜125-b)及涡旋板130。
在一些实例中，涡旋板130可引入一角度(诸如倾斜角)，该角度可将光束(例如，自长的窄圆柱体或贝塞尔光束)径向扩展为长的中空圆柱体。例如，贝塞尔光束的聚焦区域可类似具有约1μm直径的相对长的窄圆柱体。相比之下，涡旋光束的聚焦区域150可代表具有与贝塞尔光束相比更大直径的中空圆柱体，如横剖面视图160所例示。此外，当在涡旋光束的传播方向上观察时，如视图170所例示，涡旋光束可提供能量的径向分布，其中涡旋光束的中心可包括光束的零点(例如，环形形状)。当涡旋光束聚焦于玻璃(例如，基板120)中时，光束可在聚焦区域150内以环形裂缝形状修改基板(例如，损坏基板)，该光束可传播穿过基板120的至少一部分。
在一些实例中，为了将涡旋光束扩展成不同的半径，可向光学系统的环形空间中(例如，望远镜115-a内)添加不同阶的涡旋板130。例如，与较低涡旋板阶相比，相对较高的涡旋板阶可在聚焦区域150内提供更大的涡旋光束半径。在一些情况下，涡旋板130的阶可自提供贝塞尔光束的零阶(例如，m＝0)增加至可具有约30μm的直径(及对应的损坏环)的较高阶，诸如m＝29(其中m是涡旋光束的阶)。在其他实例中，m＝93的阶可用于提供约80μm的直径(及对应的损坏环)(例如，使用被配置成在2mJ下操作的激光105-a)。然而，其他阶及直径是可能的，且所提供的实例是用于说明目的且不应视为是限制性的。涡旋光束的阶可相应地修改盲孔的环状直径及在基板120中创建的中心柱的大小。在一些情况下，光束可在单个(例如，超快)激光脉冲中对基板120曝露，从而创建对应于所使用的涡旋板130的阶的损坏环。
在一些实例中，为了在基板120中为环状盲结构创建多达一定深度(在一些实例中，该深度可小于基板120的厚度)的损坏轨迹，可针对光束(例如，高斯光束)应用实体或动态孔径145。另外或替代地，非绕射光束可聚焦于基板120的一部分(例如，子集)中。亦即，可通过调整孔径145或通过调整聚焦区域150在基板120内的定位或位置来修改基板内聚焦区域150的深度。因此，此种修改可能够达成例如在不损坏基板120的全厚度的情况下在基板120中创建多达一定可配置深度的损坏轨迹140。换言之，通过调整聚焦区域150在基板120内的深度，可创建使中心柱结构保持完整且附接至基板120的环状盲孔。
在其他实例中，可使用其他技术及部件(诸如空间光调变器(spatial lightmodulator，SLM))来产生涡旋光束。例如，如图1B所例示，系统102可包括激光105-b、SLM112、望远镜115-b及基板120(例如，光学透射基板)等其他部件。在一些实例中，望远镜115-b可包括一或多个透镜125(例如，透镜125-c及透镜125-d)。
在一些方面中，激光105-b可产生入射于SLM 112上的一或多个光束(例如，高斯光束)。SLM 112可被配置以修改(例如，来自激光105-b的)光的强度或相位中的一者或二者，此可能够达成涡旋光束的创建。例如，SLM 112可被配置有一或多个相位掩模，该一或多个相位掩模能够达成对来自激光105-b的光束进行相位修改。更特定而言，SLM可被配置有旋转三棱镜相位修改或涡旋相位修改或二者以产生具有特定相位的光束。在此类情况下，光束的旋转三棱镜相位可创建贝塞尔光束，其中所应用的旋转三棱镜相位及望远镜115-b(例如，4f系统)可同样产生施加于基板120的贝塞尔光束。此外，向SLM上的旋转三棱镜相位修改添加涡旋相位修改可产生涡旋光束。在一些情况下，涡旋相位掩模可被修改以向涡旋光束添加相对较高或较低的阶，此可将涡旋光束修改成不同的半径。例如，涡旋光束的阶(例如，m)可配置为自m＝1到任何大于1的阶。在一些方面中，涡旋光束的阶可以是m＝100。因此，且如系统102中所例示，当来自激光105-b的高斯光束与SLM 112相互作用(例如，与SLM112的屏幕相互作用及反射离开被组配用于SLM 112的一或多个相位掩模)时，SLM 112可创建在基板120中形成一或多个环状穿孔所要的光束(例如，涡旋光束)。光束可被重调大小并重新聚焦至基板120上以在基板120中创建损坏轨迹140。亦即，由激光105-b、SLM 112及望远镜115-b创建的涡旋光束可用于在基板120中的聚焦区域150内为环状盲结构创建多达一定深度的损坏轨迹140。
通过涡旋光束创建的被修改的基板(例如，损坏)可包括产生形成于基板120中的穿孔的环状盲结构的各种特征。作为实例，具有一定被配置的半径的激光损坏结构可在不对用于激光损坏结构的平台、基板120或涡旋光束进行额外平移的情况下达成。相比之下，使用贝塞尔光束可能需要多次平移来创建单个结构。此外，利用来自激光105-a或激光105-b的单个脉冲，涡旋光束可产生直径的范围自激光105(例如，激光105-a或激光105-b)的工作波长至激光105的脉冲能量的极限的损坏轨迹140。若需要特定环状结构半径，则可将对应的涡旋板插入系统101中(例如，望远镜115-a中)来处理基板120。例如，当创建具有约30μm直径的环状盲孔时，可使用m＝30的涡旋板(例如，用于来自激光105-a的1030nm光)。类似地，系统102的SLM 112可被配置有修改涡旋光束的阶的不同涡旋相位掩模。
通过系统101及102产生的涡旋光束的另一个方面可包括在涡旋光束的中心中不存在对基板120的损坏。亦即，因涡旋光束所致的环形损坏可不会影响穿孔的环状结构的中心柱(例如，可不存在对穿孔的环状结构的中心柱的中心的损坏)。因此，损坏轨迹140可能够达成中空圆柱形损坏的优先蚀刻，而中心柱及周围部分可根据材料进行蚀刻(例如，该蚀刻可比基板120的包括激光损坏(例如，环形裂缝)区域的被修改的部分慢)。此种优先蚀刻可允许在环状结构内部创建柱而无需额外的掩模或其他工艺。
此外，可动态地配置及修改涡旋光束的深度的焦点。在此，涡旋光束可以是非绕射的且可通过非线性吸收损坏基板120。因此，涡旋光束(例如，截断光束)可在所有轴(例如，x轴、y轴及z轴)上精确地(例如，以微米数量级)损坏基板120。此可使光束能够损坏基板120的块体的一部分，使得可达成超快损坏。在此种情况下，盲损坏可以是指在玻璃的表面的一侧上创建损坏，基于聚焦区域150的配置将损坏延伸穿过基板120的一部分(例如，小于基板120的厚度)。此种损坏可不会连接至同一基板120的相对表面。在损坏被限于基板120的自一个表面延伸的一部分的情况下，在基板120中可不会形成通孔(例如，致使中心柱在蚀刻之后脱落)，从而维持可在包括环状穿孔的金属化的下游处理步骤中使用的中心柱结构。
例如通过蚀刻等其他技术去除对应于损坏轨迹140的基板材料后，可创建环状穿孔(例如，环状孔)。如在以下进一步细节中所描述，环状穿孔可具有小于12μm的直径，且可另外或替代地具有小于12μm的环形厚度，此可能够在经受高温(例如，多达420℃)之后达成无裂缝穿孔。此外，无论穿孔直径如何都使环状穿孔具有小于12μm大小的能力可允许在同一基板120上例如具有不同直径但一致环宽度的穿孔，从而增强中介层设计及灵活性。此外，使用涡旋光束创建环状盲孔可能够达成穿孔的金属化同时使核心中心柱(例如，包含与基板120相同的材料)保持完整，此可减小基板120内的压力，从而使裂缝形成最小化，且因此增加可靠性等其他益处。
所描述的技术可能够达成氦密封穿孔的创建，且使用涡旋光束来形成具有完整芯的环状盲孔可维持包括He密封性及退火至420℃之后的无裂缝基板的金属化保形捏缩穿孔(conformal pinch via，CPV)的各种优点。此外，所描述的技术可消除CPV的一或多个缺点，包括存在影响穿孔可靠性的穿孔袋(例如，导致穿孔腐蚀及污染)。在一些实例中，除了使用涡旋光束及蚀刻的激光损坏之外，用于创建环状穿孔的其他技术可包括遮蔽及蚀刻。在此类情况下，基板的表面可覆盖有一材料，该材料不易受蚀刻剂影响，从而留下开口环状表面以供蚀刻剂溶解基板并创建环状孔。然而，此类技术可需要许多工艺步骤来创建并施加掩模。此外，与通过因使用系统100创建的涡旋光束所致的超快激光损坏进行的优先蚀刻相比，遮蔽及蚀刻可具有更低的溶解速率。
在不同于本公开中所描述的技术的其他实例中，可使用截断贝塞尔光束(例如，导致与环形结构相反的扇形结构)的多个例子随后进行蚀刻、高斯消融或涡旋消融(例如，完美涡旋消融或绕射涡旋光束消融)来形成结构。然而，此等方法亦可比使用本文所描述的截断涡旋光束更加耗时，从而致使穿孔制造工艺被延长且效率低下。此外，在此等其他不同方法中的每一者中(例如，与使用本文所描述的涡旋光束相比)，可能需要在xyz轴的至少一者中多次平移基板或光束(或二者)，且此(例如，在蚀刻后)可产生扇形结构。此种平移可进一步增加工艺时间。此外，使用涡旋光束可创建具有实质上光滑边缘及统一环状形状的环状穿孔，而其他技术可创建扇形、不均匀或不一致的损坏轨迹。
图2A、图2B及图2C例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的包括环状盲孔的设备200的实例。设备200可包括基板220，基板220可以是参考图1所描述的基板120的实例。例如，基板120可以是包括环状盲孔225的光学透射基板(例如，玻璃材料)。环状盲孔225可已经由施加涡旋光束(例如，创建损坏轨迹)随后以损坏轨迹蚀刻基板220形成。
图2A例示包括形成于基板220中的环状盲孔225(例如，环状盲孔(blind hole))的设备200-a的俯视图。如图所例示，环状盲孔225的环状形状可具有可基于施加于基板220的涡旋光束的阶的直径d。此外，环状盲孔225的环状形状可具有与直径d无关的环状宽度w。亦即，对于环状盲孔225的一或多个不同的直径(例如，内径或外径或二者)，环状宽度w可以是相对恒定的。在一些实例中，环状宽度可小于或等于12μm，此可诸如在向基板220施加热时减少在环状盲孔225中或周围发生裂缝或其他缺陷。环状盲孔225的此类性质可基于用于在基板220中创建损坏轨迹的涡旋光束(例如，修改基板220)的使用，且可在基板设计、灵活性及性能中提供各种优点。
图2B例示包括环状盲孔225的设备200-b的横剖面视图。如图所例示，涡旋光束可修改基板220的部分230(该部分230然后可被蚀刻)，其中该部分可自基板220的表面235延伸至一定深度n。深度n可小于基板的全厚度t。因此，可在基板220中创建环状盲结构而不在整个全厚度上损坏基板，从而将柱240维持在环状形状内。如本文所描述，被修改的部分230的深度可基于涡旋光束的聚焦区域来配置。涡旋光束可以是非绕射光束，该非绕射光束以单次射出损坏基板220的部分230而不损坏至相对表面235-b。损坏可通过非线性光学吸收达成，其中来自涡旋光束的任何未聚焦光可穿过基板220的块体。
图2C例示包括环状盲孔225的设备200-c的立体图。如图所示，环状盲孔225的环状结构(例如，在蚀刻后)维持包含与基板220相同的材料的中心柱240。维持柱240的此种配置可改善基板的应力分布(例如，与所包括的材料不同于基板材料的其他穿孔结构相比)。例如，在玻璃基板中形成裂缝的可能性与裂缝长度之间存在函数关系。基于此种关系，有芯的穿孔(例如，包括某种芯材料的彼等穿孔)可产生能量释放速率的最低值，表明具有基板芯(例如，柱240)可导致形成裂缝的可能性最小。除了针对不同的外穿孔直径(诸如图2A中所例示的d)达成小于12μm的导电环厚度之外，本文所描述的涡旋光束为基础的技术可进一步改良在基板芯(例如，柱240)保持完整时的金属化TGV可靠性。特定而言，柱240可具有与基板220相同的材料性质，此可限制在基板220中的诱发应力，从而降低形成裂缝的可能性。因此，此类性质可导致TGV的可靠性得到改良。此外，当环状盲孔225在下游工艺中被金属化时，如本文进一步详细描述，金属化环状穿孔可以是氦气密封的，具有小于或等于1×10- 5atm-cc/s的漏率，从而最小化或消除与腐蚀或污染相关联的问题。此外，基于使用涡旋光束来创建初始损坏轨迹，环状盲孔225可具有非扇形轮廓。
图3例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的蚀刻技术300的实例。蚀刻技术300可应用于基板320，基板320包括通过向基板320施加涡旋光束而创建的损坏环325(或裂缝环)，诸如参考图1及图2所描述。基板320可以是参考图1、图2A、图2B及图2C描述的基板120及220的实例。
如本文所描述，在(例如，指定直径及深度下)创建损坏环325之后，例如如参考图2A至图2C所描述，然后可将损坏环325曝露于蚀刻剂。蚀刻剂可包括氢氟酸、盐酸、其他酸或它们的任何组合。在一些实例中，其他添加剂(诸如硝酸)可与蚀刻剂一起使用以增强蚀刻损坏环325的能力。在一些实例中，基板320可包含熔融石英材料(例如，高纯度熔融石英)，且可使用一或多种蚀刻技术进行蚀刻。蚀刻剂可比基板320的周围块体材料及损坏环325的中心中所含的柱(例如，如参考图2A及图2B描述的中心柱240)更快地渗透损坏环325。因此，蚀刻剂可在自损坏环325的中心向内及向外二者的方向330上增加损坏环325的直径。
通过涡旋光束创建的损坏环325可在基板320中提供优先蚀刻，其中蚀刻剂可比基板的周围部分更快地蚀刻与损坏环(例如，自基板320的表面延伸至基板320的特定深度)相关联的体积。因此，蚀刻剂可仅影响损坏环325，且使影响涡旋损坏内的中心柱最小化。
如图所例示，施加于基板320及损坏环325的蚀刻剂可影响在相对于损坏环325的中心径向向内及向外的方向330上的沟槽生长。作为实例，可将包括涡旋损坏环325的基板320曝露于蚀刻剂达一持续时间(例如，10分钟)，且可形成用于环状穿孔的沟槽，其中沟槽可在自损坏环325向内及向外二者的方向330上生长。在其他情况下，可将基板320及损坏环325曝露于蚀刻剂达更长持续时间(例如，20分钟)，从而在基板320中产生相对增加的沟槽生长。如本文所描述，环状穿孔的环状宽度可与该穿孔的直径、对应损坏环325的大小或二者无关。例如，对于具有不同直径且在相同条件下(例如，使用涡旋光束)创建的以及在相同条件下(例如，相同时间长度、相同蚀刻剂类型等等)施加蚀刻剂的两个损坏环325，所产生的环状穿孔可具有相对类似的环状宽度。换言之，所描述的技术可提供不管环状形状的直径如何都具有一定恒定环状宽度的多个环状穿孔。此外，不同的穿孔或不同的基板或二者可以不同方式蚀刻，此可影响环状穿孔的中心柱的直径，从而允许增加穿孔设计及配置的灵活性。
图4例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的包括多个环状盲孔的设备400的实例。例如，该设备可包括基板420，基板420包括使用涡旋光束随后进行蚀刻创建的二或更多个环状穿孔425(例如，环状穿孔425-a、环状穿孔425-b、环状穿孔425-c)，如本文所描述。基板420可以是参考图1至图3所描述的基板120、220、320的实例。
在一些情况下，环状穿孔425-a、425-b及425-c可使用不同阶的涡旋光束或具有不同阶的不同涡旋光束进行创建，从而产生具有对应于各别阶的半径的损坏环。作为实例，第一环状穿孔425-a可具有第一直径(例如，d1)，第二环状穿孔425-b可具有大于第一直径的第二直径(例如，d2)，且第三环状穿孔425-c可具有不同于第一直径及第二直径的第三直径(例如，d3)。应注意，用于创建环状穿孔425的涡旋光束(或多个涡旋光束)的阶可对应于环状穿孔425的中心至中心测量，此可界定环状直径(例如，d1、d2、d3)且可部分地与对应柱的直径相关联。在一些情况下，环状穿孔425的环状宽度(例如，w)可基于用于创建环状穿孔425的一或多个蚀刻工艺。同样地，环状穿孔425的柱的直径可基于一或多个蚀刻工艺。通过涡旋光束及随后的蚀刻创建损坏环(及对应的环状穿孔425-a、425-b及425-c)可在相同或不同条件下进行，且环状穿孔425中的每一者可具有相同的沟槽厚度或环状宽度(例如，w1)，即使涡旋损坏环直径不同亦是如此。在一些实例中，环状宽度w1可小于12μm。例如，在基板中形成裂缝的概率与保形导体环厚度之间可存在关系。在此类情况下，当金属化环状穿孔425的厚度小于12μm时，可获得无裂缝TGV基板。
换言之，可使用各种涡旋光束在相同基板420中创建具有不同半径的多种环状穿孔。在此类情况下，无论因涡旋光束所致的涡旋损坏的大小如何，在蚀刻后(例如，如参考图3所描述)形成的环状沟槽在相同的蚀刻及时间条件下可具有相同的宽度及深度。
此类技术可允许所创建的任何大小的环状穿孔425具有相同沟槽宽度(例如，w1)。与可能更难以金属化(例如，由于在穿孔中留下的大间隙)的相对大的非环状穿孔相比时，此类性质可为有利的。因此，环状穿孔425(例如，甚至是相对大的彼等环状穿孔)可更容易完全填充及创建密封性。此外，涡旋光束创建与穿孔直径(例如，d1、d2及d3)无关的小于12μm的被蚀刻的环状环大小的能力可允许在任何直径下形成可靠的金属化TGV，该等金属化TGV例如在向包括环状穿孔425的基板420施加高温(例如，多达420℃，作为一个实例)之后可没有热机械驱动的裂缝。因此，所描述的技术可能够达成在同一晶圆或面板上创建相同环宽度但具有不同外穿孔直径的金属化穿孔。
图5A、图5B、图5C、图5D、图5E及图5F例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的用于使环状盲孔金属化的方法的实例。图5A至图5F中的每一者例示例如包括具有形成的环状穿孔525的基板520的较大设备的剖切部分(例如，横剖面视图)的立体图。环状穿孔525可具有环状形状(例如，如参考图1、图2A至图2C、图3及图4所描述)，且可包括包含与基板520相同的材料的柱527。每个图中的剖切部分已经限制成说明如何可形成金属化环状穿孔的各种方面，但设想到支持环状穿孔(例如，TGV)的额外结构及功能性。特别地，所描述的方法例示用于金属化环状穿孔及达成导电通孔的工艺的方面。
图5A例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的用于使环状盲孔金属化的方法的第一操作的实例。该第一操作可以不是环状穿孔的制造工艺中的第一步骤，但它是图5A至图5F中为便于说明而描述的第一操作。图5A例示包括设备501，设备501包括具有环状穿孔525的基板520(例如，光学透射基板)。设备501是在制造工艺中的第一操作完成之后出现的设备。例如，第一操作可包括在基板520中形成至少一个环状盲孔525(例如，通过一或多个涡旋光束损坏步骤及一或多个蚀刻步骤)。基板520可以是参考图1至图4所描述的基板120、220、320及420的实例。在一些情况下，基板520可包含玻璃或熔融石英等其他实例。
图5B例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的用于使环状盲孔金属化的方法的第二操作的实例。该第二操作在参考图5A所描述的第一操作之后发生。在一些情况下，在第一操作与第二操作之间可发生其他步骤或操作。图5B例示设备502，设备502包括基板520及环状盲孔525。设备502是在制造工艺中的第二操作完成之后出现的设备。
在第二操作中，在基板520上将粘着层530沉积在环状盲孔525内或者与基板520接触地将粘着层530施加于环状盲孔525内。例如，在使用涡旋光束及蚀刻形成一或多个环状穿孔525之后，可在环状穿孔525(例如，环状孔)上沉积粘着层530(例如，Ti、TiN、Ta、TaN、TiW、Mo、NiCr、金属氧化物粘着材料或类似物)。在一些实例中，粘着层530可促进或增强一或多个额外层(例如，导电材料层)在基板520上的粘着力。
图5C例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的用于使环状盲孔金属化的方法的第三操作的实例。该第三操作在参考图5B所描述的第二操作之后发生。在一些情况下，在第二操作与第三操作之间可发生其他步骤或操作。图5C例示包括设备503，设备503包括具有粘着层530的基板520及环状盲孔525。设备503是在制造工艺中的第三操作完成之后出现的设备。
在第三操作中，可与粘着层530接触地沉积晶种层535(例如，铜晶种层)。在一些实例中，可使用溅射、电镀、无电电镀或其他技术沉积晶种层535。晶种层535可包括导电材料且可用于促进用于填充环状盲孔525的工艺(例如，如下面参考图5D所描述)。
图5D例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的用于使环状盲孔金属化的方法的第四操作的实例。该第四操作在参考图5C所描述的第三操作之后发生。在一些情况下，在第三操作与第四操作之间可发生其他步骤或操作。图5D例示设备504，设备504包括具有粘着层530的基板520及环状盲孔525以及与粘着层530接触的晶种层535。设备504是在制造工艺中的第四操作完成之后出现的设备。
如图所例示，可使用导电材料540(例如，Cu)填充(例如，完全填充)对应于环状盲孔的沟槽。导电材料540可通过无电技术、电镀技术或其他技术来施加。基于所描述的其他操作施加导电材料540因此可形成金属化环状穿孔545。在一些实例中，完全填充金属化环状穿孔545的环状形状可提供金属化环状穿孔545的密封性质(例如，在研磨之后)。例如，与其他类型的穿孔或其他穿孔形状相比，可更高效地完全填充环状穿孔(例如，不包括穿孔袋或其他缺陷)。
图5E例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的用于使环状盲孔金属化的方法的第五操作的实例。该第五操作在参考图5D所描述的第四操作之后发生。在一些情况下，在第四操作与第五操作之间可发生其他步骤或操作。图5E例示包括设备505，设备505包括基板520及金属化环状穿孔545。设备505是在制造工艺中的第五操作完成之后出现的设备。
如图所示，可自基板520的表面去除粘着层530、晶种层535及导电材料540的过覆盖。例如，可通过化学机械研磨(chemical-mechanical polishing，CMP)去除过覆盖层。在一些实例中，导电材料540的去除可使基板的表面平坦并将金属化环状穿孔545准备好进行额外处理。
图5F例示根据如本文所公开的实例的支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的用于使环状盲孔金属化的方法的第六操作的实例。该第六操作在参考图5E所描述的第五操作之后发生。在一些情况下，在第五操作与第六操作之间可发生其他步骤或操作。图5F例示设备506，设备506包括基板520及金属化环状穿孔545。设备506是在制造工艺中的第六操作完成之后出现的设备。
如图所例示，可去除基板520的部分550以创建具有环状形状的金属化环状基板穿孔545(例如，作为金属化基板穿孔的He密封金属化环状穿孔)。例如，可通过背面磨光等其他实例来去除部分550，从而能够达成一或多个金属化通孔。此外，可对基板的一或多个表面、金属化环状基板穿孔545或二者进行研磨(例如，在去除部分550之后)。研磨可产生密封(例如，He密封)金属化环状穿孔545，且He密封金属化环状穿孔545可具有小于或等于1×10-5atm-cc/s的氦气漏率。因此，使用涡旋光束来制作盲孔有利于改良的半导体金属化方案的使用及改良的金属化基板穿孔545的创建。
图6展示根据如本文所公开的实例的说明支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的方法600的流程图。方法600的操作可由一系统或与该系统相关联的一或多个装置来实施。在一些实例中，一或多个控制器可执行一组指令以控制系统的一或多个功能元件执行所描述的功能。另外或替代地，一或多个控制器可使用专用硬件执行所描述的功能的方面。
在605处，方法600可包括：向光学透射的基板施加涡旋光束，该涡旋光束以环状形状修改基板的一部分，该环状形状自基板的表面延伸至基板的小于基板的厚度的一深度。605的操作可根据本文所描述的方法来执行。在一些情况下，可通过诸如参考图1所描述的装置来执行605的操作。
在610处，方法600可包括：通过以该环状形状蚀刻该基板的该部分来形成达至少该深度的环状盲孔，该环状盲孔围绕包括与基板相同的材料的柱，其中该环状盲孔具有与该环状形状的直径无关的环状宽度。610的操作可根据本文所描述的方法来执行。在一些情况下，可通过诸如参考图1所描述的装置来执行610的操作。
在一些实例中，如本文所描述的设备可执行一或多种方法，诸如方法600。该设备可包括用于以下步骤的特征、手段或指令(例如，储存可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读介质)：向光学透射的一基板施加涡旋光束，该涡旋光束以环状形状修改该基板的一部分，该环状形状自该基板的表面延伸至该基板的小于该基板的厚度的深度。本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过以该环状形状蚀刻该基板的该部分来形成达至少该深度的环状盲孔，该环状盲孔围绕包括与该基板相同的材料的柱，其中该环状盲孔具有与该环状形状的直径无关的环状宽度。
本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：向该基板施加第二涡旋光束，该涡旋光束以第二环状形状修改该基板的第二部分，该第二环状形状自该基板的该表面延伸至该基板的小于该基板的该厚度的第二深度，其中该第二环状形状的第二直径不同于该环状形状的该直径。
本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过以该第二环状形状蚀刻该基板的该第二部分来形成达至少该第二深度的第二环状盲孔，该第二环状盲孔围绕包括与该基板相同的材料的第二柱，其中该第二环状盲孔可具有与该环状宽度相同且可与该第二环状形状的该第二直径无关的第二环状宽度。
在本文所描述的方法600及设备的一些实例中，用于向该基板施加该涡旋光束的操作、特征、手段或指令可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：形成与该基板的自该基板的该表面延伸至该基板的该深度的该部分相对应的损坏轨迹，该损坏轨迹对应于该涡旋光束在该基板的该部分内的聚焦区域，其中该环状形状具有与基于施加该涡旋光束的该环状形状的该直径无关的环状宽度。
在本文所描述的方法600及设备的一些实例中，用于向该基板施加该涡旋光束的操作、特征、手段或指令可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：施加该涡旋光束的单个脉冲以形成该损坏轨迹，其中该涡旋光束是由照射源形成。
本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：与通过蚀刻该基板的该部分形成的该环状盲孔接触地沉积粘着层，与该粘着层接触地沉积晶种层，及使用导电材料与该晶种层接触地填充该环状盲孔。本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过去除该导电材料、该晶种层、该粘着层或它们的任何组合的一部分来形成金属化环状穿孔，其中该基板的通过向该基板施加该涡旋光束修改的该部分不包括该基板的在该金属化环状穿孔的中心处的第二部分。
本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：在去除至少该导电材料的该部分之后对该金属化环状穿孔进行研磨，其中该被研磨的金属化环状穿孔可以是氦气密封的，具有小于或等于1×10-5atm-cc/s的漏率。
在本文所描述的方法600及设备的一些实例中，该金属化环状穿孔的环厚度小于12μm，其中在向该基板施加具有多达420摄氏度温度的退火工艺之后，包括该金属化环状穿孔的该基板可不包括裂缝。
在本文所描述的方法600及设备的一些实例中，用于通过蚀刻形成该环状盲孔的操作、特征、手段或指令可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：在该柱与该基板接触的同时相对于该环状形状径向向内及径向向外地蚀刻该基板的该部分。
本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：配置该涡旋光束的阶，其中向该基板施加该涡旋光束可基于配置该涡旋光束的该阶，且其中该环状形状的该直径可基于该涡旋光束的该阶。
本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：配置该涡旋光束的聚焦区域，其中该基板的该部分的该深度可基于该涡旋光束的该聚焦区域。
本文所描述的方法600及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：以对该基板透明的波长配置该涡旋光束，其中该涡旋光束的不同于该涡旋光束的聚焦区域的区域基于该波长穿过该基板。
图7展示根据如本文所公开的实例的说明支持为金属化穿孔创建环状盲孔的技术的方法700的流程图。方法700的操作可由系统或与该系统相关联的一或多个装置来实施。在一些实例中，一或多个控制器可执行一组指令以控制系统的一或多个功能元件执行所描述的功能。另外或替代地，一或多个控制器可使用专用硬件执行所描述的功能的方面。
在705处，方法700可包括：使用第一涡旋光束修改光学透射基板的第一部分以形成第一损坏轨迹，该第一损坏轨迹具有自该光学透射基板的表面延伸至该光学透射基板的小于该光学透射基板的厚度的第一深度的第一环状形状，该第一环状形状具有第一环状宽度。705的操作可根据本文所描述的方法来执行。在一些情况下，可通过诸如参考图1所描述的装置来执行705的操作。
在710处，方法700可包括：使用第二涡旋光束修改该光学透射基板的第二部分以形成第二损坏轨迹，该第二损坏轨迹具有自该光学透射基板的该表面延伸至该光学透射基板的第二深度的第二环状形状，该第二环状形状具有该第一环状宽度，其中该第二环状形状的第二直径不同于该第一环状形状的直径。710的操作可根据本文所描述的方法来执行。在一些情况下，可通过诸如参考图1所描述的装置来执行710的操作。
在715处，方法700可包括：通过以该第一环状形状蚀刻该第一损坏轨迹来形成第一环状盲孔。715的操作可根据本文所描述的方法来执行。在一些情况下，可通过诸如参考图1所描述的装置来执行715的操作。
在720处，方法700可包括：通过以该第二环状形状蚀刻该第二损坏轨迹来形成第二环状盲孔。720的操作可根据本文所描述的方法来执行。在一些情况下，可通过诸如参考图1所描述的装置来执行720的操作。
在一些实例中，如本文所描述的设备可执行一或多种方法，诸如方法700。该设备可包括用于的特征、手段或指令(例如，储存可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读介质)：使用第一涡旋光束修改光学透射基板的第一部分以形成第一损坏轨迹，该第一损坏轨迹具有自该光学透射基板的表面延伸至该光学透射基板的小于该光学透射基板的厚度的第一深度的第一环状形状，该第一环状形状具有第一环状宽度。本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：使用第二涡旋光束修改该光学透射基板的第二部分以形成第二损坏轨迹，该第二损坏轨迹具有自该光学透射基板的该表面延伸至该光学透射基板的第二深度的第二环状形状，该第二环状形状具有该第一环状宽度，其中该第二环状形状的第二直径不同于该第一环状形状的直径。
本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过以该第一环状形状蚀刻该第一损坏轨迹来形成第一环状盲孔，及通过以该第二环状形状蚀刻该第二损坏轨迹来形成第二环状盲孔。
本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：与该第一环状盲孔或该第二环状盲孔中的至少一者接触地沉积粘着层，与该粘着层接触地沉积一晶种层，及通过使用导电材料与该晶种层接触地填充该第一环状盲孔或该第二环状盲孔中的至少一者而由该第一环状盲孔或该第二环状盲孔中的至少一者形成金属化环状盲孔。本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：通过修改该光学透射基板的与该光学透射基板的该表面相对的第三部分来形成至少一个金属化环状基板穿孔。本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：对该至少一个金属化环状基板穿孔的一或多个表面进行研磨，该至少一个被研磨的金属化环状基板穿孔是He密封的且具有小于或等于每秒1×10-5标准大气压-立方公分的漏率，其中该至少一个金属化环状基板穿孔的一环厚度小于12μm，且其中在包括该至少一个金属化环状基板穿孔的该光学透射基板经历具有多达420℃温度的加热工艺之后，该光学透射基板不包括裂缝。
本文所描述的方法700及设备的一些实例可进一步包括用于以下步骤的操作、特征、手段或指令：将该第一涡旋光束的阶自第一阶修改为不同于该第一阶的第二阶，其中该第二环状形状的该第二直径对应于该第二涡旋光束的该第二阶。
在本文所描述的方法700及设备的一些实例中，该第一环状盲孔可围绕包括该光学透射基板的第一柱，该第一柱具有第三直径，且该第二环状盲孔可围绕包括该光学透射基板的第二柱，该第二柱具有不同于该第一柱的该第三直径的第四直径。
应注意，本文所描述的方法描述可能的实施方案，且该等操作及该等功能可重新配置或以其他方式修改，且其他实施方案是可能的。此外，可组合所描述的方法中的二或更多者的方面。
本文结合附图阐述的描述描述了示范性配置，且不表示所有实例均可实施或在权利要求书的范畴内。本文所使用的术语“示范性”意指“用作示例、实例或说明”，而不是“较佳的”或“优于其他实例”。详细描述包括提供对所描述的技术的理解的特定细节。然而，可在没有此等特定细节的情况下实践此等技术。在一些情况下，众所周知的结构及装置以方块图形式展示出以避免使所描述实例的概念模糊。
在附图中，类似部件或特征可具有相同附图标记。此外，可通过在附图标记后接短划线及区分类似部件的第二标号来区分相同类型的各种部件。若说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同第一附图标记的类似部件中的任一者，而与第二附图标记无关。
本文结合本公开所描述的各种说明方块、部件及模块可使用通用处理器来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代情况下，处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器亦可实施为计算装置的组合。
本文所描述的功能可用硬件、由处理器执行的软件、韧体或它们的任何组合实施。实施功能的特征亦可实体地位于各种位置处，包括被分布成使得在不同的实体位置处实施功能的部分。此外，如本文所使用，包括在权利要求书中，如项列表(例如，以诸如“中的至少一者”或“中的一或多个”的词组结尾的项列表)中所使用的“或”指示包含列表，使得例如A、B或C中的至少一者的列表意指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(亦即，A及B及C)。此外，如本文所使用，词组“基于”不应诠释为对封闭条件集的引用。例如，在不脱离本公开的范畴的情况下，描述为“基于条件A”的示范性功能可基于条件A及条件B二者。换言之，如本文所使用，短语词组“基于”应以与短语词组“至少部分地基于”相同的方式进行诠释。
提供本文的描述以使所属领域的技术人员能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对于所属领域的技术人员将显而易见，且本文所定义的一般原则可在不脱离本公开的范畴的情况下应用于其他变体。因此，本公开不限于本文所描述的实例及设计，而是应赋予与本文所公开的原则及新颖特征相一致的最广泛范畴。

Claims (20)

1.一种方法，包含：
向光学透射基板施加涡旋光束，所述涡旋光束以环状形状修改所述基板的一部分，所述环状形状自所述基板的表面延伸至所述基板的小于所述基板的厚度的深度；及
通过以所述环状形状蚀刻所述基板的所述部分来形成达至少所述深度的环状盲孔，所述环状盲孔围绕包含与所述基板相同的材料的柱，其中所述环状盲孔具有与所述环状形状的直径无关的环状宽度。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包含：
向所述基板施加第二涡旋光束，所述涡旋光束以第二环状形状修改所述基板的第二部分，所述第二环状形状自所述基板的所述表面延伸至所述基板的小于所述基板的所述厚度的第二深度，其中所述第二环状形状的第二直径不同于所述环状形状的所述直径；及
通过以所述第二环状形状蚀刻所述基板的所述第二部分来形成达至少所述第二深度的第二环状盲孔，所述第二环状盲孔围绕包含与所述基板相同的材料的第二柱，其中所述第二环状盲孔具有与所述环状宽度相同且与所述第二环状形状的所述第二直径无关的第二环状宽度。
3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中向所述基板施加所述涡旋光束包含：
形成与所述基板的自所述基板的所述表面延伸至所述基板的所述深度的所述部分相对应的损坏轨迹，所述损坏轨迹对应于所述涡旋光束在所述基板的所述部分内的聚焦区域，其中所述环状形状具有与至少部分地基于施加所述涡旋光束的所述环状形状的所述直径无关的环状宽度。
4.如权利要求3所述的方法，其中向所述基板施加所述涡旋光束包含：
施加所述涡旋光束的单个脉冲以形成所述损坏轨迹，其中所述涡旋光束是由照射源形成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包含：
与通过蚀刻所述基板的所述部分形成的所述环状盲孔接触地沉积粘着层；
与所述粘着层接触地沉积晶种层；
使用导电材料与所述晶种层接触地填充所述环状盲孔；及
通过去除所述导电材料、所述晶种层、所述粘着层或它们的任何组合的一部分来形成金属化环状穿孔，其中所述基板的通过向所述基板施加所述涡旋光束修改的所述部分不包括所述基板的在所述金属化环状穿孔的中心处的第二部分。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包含：
在去除至少所述导电材料的所述部分之后对所述金属化环状穿孔进行研磨，其中所述被研磨的金属化环状穿孔是氦气密封的，具有小于或等于每秒1×10-5标准大气压-立方公分的漏率。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述金属化环状穿孔的环厚度小于12微米，且其中在向所述基板施加具有多达420摄氏度温度的退火工艺之后，包含所述金属化环状穿孔的所述基板不包括裂缝。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中通过蚀刻形成所述环状盲孔包含：
在所述柱与所述基板接触的同时相对于所述环状形状径向向内及径向向外地蚀刻所述基板的所述部分。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，进一步包括：
配置所述涡旋光束的阶，其中向所述基板施加所述涡旋光束至少部分基于配置所述涡旋光束的所述阶，且其中所述环状形状的所述直径至少部分基于所述涡旋光束的所述阶。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，进一步包括：
配置所述涡旋光束的聚焦区域，其中所述基板的所述部分的所述深度至少部分基于所述涡旋光束的所述聚焦区域。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，进一步包括：
以对所述基板透明的波长配置所述涡旋光束，其中所述涡旋光束的不同于所述涡旋光束的聚焦区域的区域至少部分基于所述波长穿过所述基板。
12.一种设备，包含：
基板，所述基板是光学透射的且包含通过涡旋光束以环状形状形成的一或多个环状穿孔，所述一或多个环状穿孔是蚀刻而成，所述环状形状具有大小与所述环状形状的一或多个直径相同的环状宽度，其中所述一或多个环状穿孔自所述基板的表面延伸至所述基板的深度，且所述一或多个环状穿孔中的每一者围绕包含与所述基板相同的材料的柱。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述一或多个环状穿孔包括具有第一直径的第一环状穿孔及具有大于所述第一直径的第二直径的第二环状穿孔，所述第一环状穿孔及所述第二环状穿孔具有所述环状宽度。
14.如权利要求12至13中任一项所述的设备，其中：
所述环状宽度小于或等于12μm；
所述一或多个环状穿孔中的每个环状穿孔包括金属化环状穿孔，所述金属化环状穿孔包括围绕所述柱的导电材料，其中在向基板施加多达420℃温度之后，基板不包括裂缝；和
所述基板包括玻璃材料。
15.如权利要求14所述的设备，其中所述金属化环状穿孔是氦气密封的，具有小于或等于1×10-5atm-cc/s的氦气漏率，且其中所述柱的中心部分包括不通过涡旋光束修改的基板材料。
16.如权利要求12至15中任一项所述的设备，其中所述环状形状包括至少部分基于所述涡旋光束的非扇形轮廓。
17.一种方法，包含：
使用第一涡旋光束修改光学透射基板的第一部分以形成第一损坏轨迹，所述第一损坏轨迹具有自所述光学透射基板的表面延伸至所述光学透射基板的小于所述光学透射基板的厚度的第一深度的第一环状形状，所述第一环状形状具有第一环状宽度；
使用第二涡旋光束修改所述光学透射基板的第二部分以形成第二损坏轨迹，所述第二损坏轨迹具有自所述光学透射基板的所述表面延伸至所述光学透射基板的第二深度的第二环状形状，所述第二环状形状具有所述第一环状宽度，其中所述第二环状形状的第二直径不同于所述第一环状形状的直径；
通过以所述第一环状形状蚀刻所述第一损坏轨迹来形成第一环状盲孔；及
通过以所述第二环状形状蚀刻所述第二损坏轨迹来形成第二环状盲孔。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
通过使用导电材料填充所述第一环状盲孔或所述第二环状盲孔中的至少一者而由所述第一环状盲孔或所述第二环状盲孔中的至少一者形成金属化环状盲孔；
通过修改所述光学透射基板的与所述光学透射基板的所述表面相对的第三部分来形成至少一个金属化环状基板穿孔；和
对所述至少一个金属化环状基板穿孔的一或多个表面进行研磨，所述被研磨的金属化环状基板穿孔是氦气密封的且具有小于或等于l×10-5atm-cc/s的漏率，且其中所述至少一个金属化环状基板穿孔的环厚度小于12μm，且其中在包括所述至少一个金属化环状基板穿孔的所述光学透射基板经历具有多达420℃温度的加热工艺之后，所述光学透射基板不包括裂缝。
19.如权利要求17至18中任一项所述的方法，进一步包括：
将所述第一涡旋光束的阶自第一阶修改为不同于所述第一阶的第二阶，其中所述第二环状形状的所述第二直径对应于所述第二涡旋光束的所述第二阶。
20.如权利要求17至19中任一项所述的方法，其中所述第一环状盲孔围绕包括所述光学透射基板的第一柱，所述第一柱具有第三直径，且其中所述第二环状盲孔围绕包括所述光学透射基板的第二柱，所述第二柱具有不同于所述第一柱的所述第三直径的第四直径。
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