JP2019516858A - 基板内のビアを金属化する方法 - Google Patents
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Abstract
基板内のビアを金属化する方法が開示されている。1つの実施の形態において、ビアを金属化する方法は、成長基板上に基板を配置する工程を含む。その小判は、第一面、第二面、および少なくとも1つのビアを備える。その基板の第一面または第二面は、成長基板の表面と直接接触しており、成長基板のその表面は導電性である。この方法は、電解質が少なくとも1つのビア内に配置されるようにその基板に電解質を施す工程をさらに含む。その電解質は、少なくとも1つのビア内に堆積すべき金属の金属イオンを含む。この方法は、電解質内に電極を位置付ける工程、および電極と基板との間に電流および/または電圧を印加し、それによって、少なくとも1つのビア内の成長基板のその表面で金属イオンを金属に還元する工程も含む。
Description
本出願は、その内容がここに依拠され、ここに全てが引用される、2016年3月30日に出願された米国仮特許出願第62/315146号の米国法典第35編第119条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
本明細書は、広く、基板内のビアを金属化する方法に関し、より詳しくは、シードレス電気メッキプロセスを使用した基板内のビアの金属化に関する。
金属化は、基板貫通ビアが電気的相互接続の機能を果たせるようにする、半導体産業およびマイクロエレクトロニクス産業におけるプロセスである。電気抵抗が低いために、銅が好ましい金属の内の1つである。貫通孔接続は、高い実装密度、減少した信号経路、広い信号バンド幅、より低い実装費用および極めて小型化されたシステムを与える薄いシリコンおよびガラスのビアに基づく技術を可能にするので、近年、関心を集めている。これらの三次元技術には、家庭用電化製品、高性能プロセッサ、微小電気機械デバイス(MEMS)、タッチセンサ、生物医学装置、大容量メモリ、自動車エレクトロニクスおよび航空宇宙用材料において幅広い用途がある。
ビアに銅を充填するために利用できる現行のプロセスとしては、化学蒸着(CVD)、ペーストを使用したプロセス、および電気メッキが挙げられる。このCVD法は、20までのアスペクト比を有する小型のビア(直径3〜5μm)に適しているが、より大きく、より深いビアには適していない。このペーストプロセスは、銅および適切な結合剤を含有するペーストをビアに充填し、その後、酸化を防ぐために不活性雰囲気内で約600℃で硬化させる工程からなる。次に、基板(例えば、ガラス)を、硬化中の銅充填物の2〜8μmの収縮を考慮して、続いて研磨または薄層化させる。高温硬化により、ビアからの銅の持上がりをもたらすことがある、硬化中のペーストの熱膨張係数(CTE)を管理する必要に加え、低厚ガラスの破壊または曲げの虞が生じる。CVD法およびペーストプロセスの両方とも、その複雑さと高い費用のために、製造上使いにくい。
ビアを充填するための現行の電気メッキプロセスは、基板上およびビア内にバリア層およびシード層を堆積し、その後、銅の電着および最終的な薄層化を含む。バリア層およびシード層の堆積は、難しく、大規模製造にとって費用効果的ではない。さらに、空隙のない充填を得ることは、シード層を用いた電気メッキプロセスにおいては難しい。何故ならば、堆積フロントは、ビアの深さに沿って不均一であり、それ自体で空隙を形成するからである。
したがって、単純であり、拡大可能であり、低コストの、基板内のビアを金属化する方法が、必要とされている。
第1の態様において、ビアを金属化する方法は、成長基板上に基板を配置する工程を含む。この基板は、第一面、第二面、およびこの第一面から第二面まで延在する少なくとも1つのビアを備える。その基板の第一面または第二面は、成長基板の表面と直接接触しており、成長基板のその表面は導電性である。この方法は、電解質を少なくとも1つのビア内に配置する工程をさらに含む。その電解質は、少なくとも1つのビア内に堆積すべき金属の金属イオンを含む。この方法は、電解質内に電極を位置付ける工程、および電極と基板との間に電流、電圧、またはその組合せを印加し、それによって、少なくとも1つのビア内の成長基板の表面上で金属イオンを金属に還元する工程も含む。
基板から電解質を除去する工程、および基板の第一面または第二面から成長基板を取り外す工程をさらに含む、第1の態様による第2の態様。
基板、成長基板、またはその両方に機械力を印加して、基板と成長基板との間の直接接触を維持する工程をさらに含む、第1の態様または第2の態様による第3の態様。
電流、電圧、またはその両方が印加されるときの周囲温度が、10℃と50℃の間である、第1の態様から第3の態様いずれかによる第4の態様。
成長基板が導電性ゴム材料から作られている、第1の態様から第4の態様いずれかによる第5の態様。
成長基板が導電性コーティングを備える、第1の態様から第5の態様いずれかによる第6の態様。
導電性コーティングが、以下の物質:インジウム・スズ・酸化物、銅被覆インジウム・スズ・酸化物、アルミニウム、アルミニウム被覆インジウム・スズ・酸化物、チタン、チタン被覆インジウム・スズ・酸化物、ニッケル、ニッケル被覆インジウム・スズ・酸化物、およびニオブ被覆インジウム・スズ・酸化物から選択される1つ以上を含む、第6の態様による第7の態様。
成長基板が金属または金属合金である、第1の態様から第7の態様いずれかによる第8の態様。
基板がガラスから作られている、第1の態様から第8の態様いずれかによる第9の態様。
基板が、両方とも圧縮応力下にある第1の圧縮応力層および第2の圧縮応力層、並びにその第1の圧縮応力層と第2の圧縮応力層との間に配置された引張応力下にある中央張力層を有するように、ガラスが化学強化されている、第9の態様による第10の態様。
金属が銅である、第1の態様から第10の態様いずれかによる第11の態様。
電解質が硫酸銅を含む、第1の態様から第11の態様いずれかによる第12の態様。
電流により提供される電流密度範囲が、約0.001mA/cm2から約1A/cm2の範囲内である、第1の態様から第12の態様いずれかによる第13の態様。
電圧が約0.001Vから約−5Vの範囲内である、第1の態様から第13の態様いずれかによる第14の態様。
第15の態様において、ビアを金属化する方法は、成長基板上にガラス基板を配置する工程を含む。このガラス基板は、第一面、第二面、およびこの第一面から第二面まで延在する少なくとも1つのビアを備える。そのガラス基板の第一面または第二面は、成長基板の表面と直接接触している。成長基板のその表面は導電性である。この方法は、ガラス基板および成長基板にクランプ力を印加して、ガラス基板と成長基板との間の直接接触を維持する工程、および銅イオンを含む電解質を少なくとも1つのビア内に配置する工程をさらに含む。この方法は、電解質内に電極を位置付ける工程、および電極と成長基板の導電性コーティングとの間に電流、電圧、またはその組合せを印加し、それによって、少なくとも1つのビア内の成長基板の表面上で銅イオンを銅に還元する工程も含む。この方法は、ガラス基板の第一面または第二面から成長基板を取り外す工程をさらに含む。
電流、電圧、またはその両方が印加されるときの周囲温度が、15℃と50℃の間である、第15の態様による第16の態様。
成長基板が金属または金属合金から作られている、第15の態様または第16の態様による第17の態様。
電解質が硫酸銅を含む、第15の態様から第17の態様いずれかによる第18の態様。
電流により提供される電流密度範囲が、約0.001mA/cm2から約1A/cm2の範囲内である、第15の態様から第18の態様いずれかによる第19の態様。
電圧が約0.001Vから約−5Vの範囲内である、第15の態様から第19の態様いずれかによる第20の態様。
ここに記載された実施の形態の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することによって、認識されるであろう。
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、様々な実施の形態を記載しており、請求項に記載された主題の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供する目的であることが理解されよう。添付図面は、様々な実施の形態のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、ここに記載された様々な実施の形態を示し、説明と共に、請求項に記載された主題の原理および作動を説明する働きをする。
ここで、その例が添付図面に示された、本開示の実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部分を指すために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。本開示の実施の形態は、シードレス電気メッキプロセスによる基板のビアの金属化に関する。
実施の形態は、予めパターンが形成されたビアを有する基板(例えば、ガラス基板)を、制限なく、シリコンまたはインジウム・スズ・酸化物(ITO)被覆ガラスなどの導電性表面を有する滑らかな成長基板と接触させる。堆積すべき金属(例えば、銅)のイオンを含有する電解質をビア中に導入し、その後、電流および/または電圧の印加により、成長基板上でイオンを金属粒子に電気化学的に還元する。ビアが充填されるまで、電気化学堆積を継続する。過剰な電解質を除去し、基板と成長基板を分離し、それによって、ビア内に金属堆積物が残される。実施の形態は、ビアに金属を充填するために、複雑な空隙軽減戦略を伴うソード層を必要としない。本開示の実施の形態は、化学蒸着(CVD)およびペースト充填プロセスよりも単純かつより安価なプロセスを提示し、硬化の必要性を排除する。ここに記載されたプロセスは、電着できるどの金属系にも適用でき、どのスルー・ビア技術、例えば、スルー・シリコン・ビアまたはスルー・ガラス・ビアにも適用できる。
基板内のビアを金属化する様々な方法が、以下に詳しく記載されている。
ここで図1を参照すると、例示の基板100および例示の成長基板110が、未結合の関係で図解されている。基板の中を通って第一面102から第二面104まで延在する少なくとも1つのビア106を有する基板100は、どの材料から製造されてもよい。基板100の例示の材料としては、以下に限られないが、シリコンおよびガラスが挙げられる。1つの非限定例において、基板100は、両方とも圧縮応力下にある第1の圧縮応力層および第2の圧縮応力層、並びにその第1の圧縮応力層と第2の圧縮応力層との間に配置された引張応力下にある中央張力層を有する強化ガラスを含む。その強化ガラスは、イオン交換強化法などによって、化学強化されていてもよい。
図1は、基板100を通って延在する複数のビア106を示しているが、実施の形態はそれに限定されない。いくつかの実施の形態において、ただ1つのビアが設けられていても、または図1に示されたものと異なる様式で多数のビアが配列されていてもよい。どの構成および配列のいくつのビアが設けられてもよい。
ビア106は、どの公知の方法またはまだ開発されていない方法により形成されてもよい。非限定例として、ビア106は、基板100の中身に損傷領域を形成するためにパルスレーザが利用される、レーザ損傷・エッチングプロセスにより形成されることがある。次に、基板100に化学エッチング液(例えば、フッ化水素酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなど)を施す。材料除去速度は、レーザ損傷領域においてより速く、それによって、ビア106が所望の直径に開く。制限ではなく、例として、レーザ損傷・エッチングプロセスにより基板内にビアを製造する方法が、ここに全てが引用される、米国特許出願公開第2015/0166395号明細書に記載されている。
成長基板110は、上述したように、電気メッキプロセス中に金属イオンが堆積される表面を与える。図1を参照すると、この成長基板は、第一面112および第二面114を有する。図1に示された例において、成長基板110の第一面112が、成長表面を与える。
成長基板110は、金属脱離後堆積を可能にするのに十分に滑らかであり、電解質120中において安定である(下記に記載される)導電性成長表面(例えば、第一面112)を有するどの材料(または材料の層)であってもよい。一例において、成長基板110は、金属または金属合金から製造される。非限定的な金属材料としては、銅、ステンレス鋼、チタン、ニッケルなどが挙げられる。非限定的な金属合金としては、黄銅、青銅、インコネルなどが挙げられる。いくつかの実施の形態において、成長基板110は、1つ以上のコーティング層によりさらに被覆される金属または金属合金を含むことがある。
いくつかの実施の形態において、成長基板110は誘電材料を含み、前記成長表面は、1つ以上の導電性コーティングまたは層により被覆されている。例示の誘電材料としては、以下に限られないが、ゴム、シリコンおよびガラスが挙げられる。その1つ以上の導電性コーティングまたは層は、どの適切な導電性材料から製造されてもよい。例示の導電性コーティングまたは層の材料としては、以下に限られないが、インジウム・スズ・酸化物、銅被覆インジウム・スズ・酸化物、アルミニウム、アルミニウム被覆インジウム・スズ・酸化物、チタン、チタン被覆インジウム・スズ・酸化物、ニッケル、ニッケル被覆インジウム・スズ・酸化物、およびニオブ被覆インジウム・スズ・酸化物が挙げられる。
さらに別の例において、成長基板110は、導電性ゴムまたは中に導電性粒子が埋め込まれた高分子材料から製造されることがある。
下記に記載されるように、成長基板110の導電性表面は、電気メッキプロセス中に成長表面を与える。
ここで図2を参照すると、基板100の第二面104が、成長基板の第一面112と接触して位置するように示されている。ここに用いたように、「直接接触」は、2つの基板の表面が、介在層が間に配置されずに、互いに接触していることを意味する。図示された例において、成長基板110の第一面112は成長表面であり、その表面が、基板100の第二面104と直接接触している。
基板100および成長基板110は、基板100、成長基板110、またはその両方への機械力の印加によって、図2に示されたような結合関係に維持されている。その機械力は、基板100の第二面104が成長基板110の第一面112と直接接触したままとなるようなクランプ力を与える。機械力を与えるための装置の非限定例としては、1つ以上のクランプおよび/または1つ以上の錘が挙げられる。その機械力は、電解質120(下記に記載される)が、基板100と成長基板110との間から漏れるのを防ぐのに十分であるが、基板100および/または成長基板110が、亀裂などにより損傷を受けるほど大きくはないべきである。成長基板として導電性表面を有するゴム材料を使用すると、そのゴム材料の柔軟な性質のために、基板100の第二面104と成長基板110の第一面112との間にシールを形成する追加の恩恵が与えられることに留意のこと。
ここで図3を参照すると、図2の例示のアセンブリに施された例示の電解質120が図解されている。電解質120は、ビア106内であって、成長基板110の第一面112(すなわち、成長表面)上に堆積すべき金属のイオンを含有する。ここに記載された実施の形態は、堆積すべき金属を銅と称しているが、実施の形態は、それに限定されない。堆積のための例示の金属としては、以下に限られないが、銀、ニッケル、金、白金、および鉛が挙げられる。その電解質は、上述した金属のいずれの硫酸塩、硝酸塩、または塩化物であってもよい。1つの非限定例において、堆積すべき金属は銅であり、電解質は硫酸銅である。非限定例として、電解質120は、0.0001M以上の濃度のイオンを有する。
電解質120は、基板100内に存在するビア106の全てを実質的に充填するように基板100の周りに配置される。電解質120、基板100、および成長基板110は、図9に示され、下記に詳しく記載されるような、電気メッキセル200内に維持されることがある。電極(すなわち、対電極)(図示せず)が電解質120内に位置付けられる。その電極は、制限なく、白金、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼などのどの導電性材料から製造されてもよい。電流、電圧、またはその組合せが、その電極と、成長基板110の成長表面(例えば、第一面112)との間に印加されて、成長基板110に負の定電流を与える。限定ではなく一例として、約0.001mA/cm2から約1A/cm2の電流密度範囲および約−0.001Vから約−20Vの電圧範囲が与えられることがある。
図4を参照すると、これにより、成長基板110と電解質120との界面にある銅イオンが、成長基板110の第一面112上に銅粒子108として還元され、下記の式(1)に示されるように、成長基板110の第一面112からの電子が、銅イオンに移されて、それらを金属銅に還元する。上述したように、電解質120中に、銅イオン以外のイオンを与えてもよいことを理解すべきである。
印加された電流が、この還元反応の速度を制御する。それゆえ、堆積速度は、印加される電流を増減することによって、増減させることができる。しかしながら、印加される電流が高すぎると、多孔質の空隙を含む堆積物が生じるであうし、電流が低すぎると、そのプロセスが長すぎて実用的に有用でなくなるであろうことに留意のこと。最適な電流密度は、妥当な時間で緻密な導電性コーティングを与える。
堆積プロセスは、例えば、室温で行われることがある。非限定例として、堆積プロセスは、10℃と50℃の間の周囲温度で行われることがある。
ここに記載されたシードレス電気メッキプロセスの実施の形態は、従来の電気メッキプロセスと比べて、ビア106の底部から上部まで均一に動く銅堆積フロントを与える。従来のシード層を用いる電気メッキにおいて、その堆積フロントは、銅が、ビアの外側を含む試料のどこにでも堆積されるので、全方向から移動する。この現象は、銅が完全に充填される前にビアの口を閉じ、堆積物内に空隙を捕捉してしまう。銅堆積フロント108は、ここに記載された実施の形態において一方向にしか移動しないので、プロセス要件は、単純であり、堆積物の品質の制御も与える。
図5および6は、成長基板110の第一面112から基板100の第一面102に向かう方向に進行する堆積した銅粒子108を図解している。図6は、銅粒子108がビア106を完全に充填していることを図解している。ビア106が銅108で一旦充填されたら、電流を停止し、電解質120を基板100から除去する。基板100および/または成長基板110に印加される機械力を除き、基板100を成長基板110から分離し、図7に示されるように、金属化されたビアが無傷で残される。その分離は、わずかな機械力を用いて(すなわち、基板100を成長基板110から離れるように引っ張る)、行ってもよい。あるいは、熱または超音波を印加して、銅108とその基板を分離してもよい。
本開示の実施の形態は、堆積された銅と基板100との間の接着力は、その系における他の力の残りよりも小さいという事実により可能になるであろう。図8は、ビア106内の銅108に作用する様々な力を図解しており、それらは、以下のとおりである:
FCu・基板−銅粒子と基板との間の接着力、
FCu・Cu−銅粒子間の凝集力、
FCu・ガラス−銅粒子とガラス壁との間の接着力、および
F印加−ビアに銅を充填した後に印加される機械力。
FCu・基板−銅粒子と基板との間の接着力、
FCu・Cu−銅粒子間の凝集力、
FCu・ガラス−銅粒子とガラス壁との間の接着力、および
F印加−ビアに銅を充填した後に印加される機械力。
いくつかの実施の形態において、基板100は、残留する電解質を除去するため、脱イオン水または他の適切な溶液による濯ぎなどによって、洗浄される。
基板100は、基板100上に窒素流を流すことなどによって、必要に応じて、乾燥されることがある。基板100は、いくつかの実施の形態において、まだセル内にあり、成長基板110からの分離前に、洗浄され、乾燥されることがある。成長基板110からの分離および随意的な洗浄と乾燥の工程後、次いで、1つ以上の金属化されたビアを含む基板100にさらなる後続工程を行って、それを最終製品に組み込んでもよい。
ここで図9を参照すると、1つ以上の実施の形態による例示の電気メッキセル200が図解されている。電気メッキセル200は、上述した基板100などの基板100の第一面102上に配置される。基板100は、上述したように、機械力の印加などによって、成長基板110に結合される。電気メッキセル200は、例えば、1つ以上のクランプ装置の使用などによって、機械力の印加により、基板100の第一面102上に維持されてもよいことに留意のこと。
図示された実施の形態において、電気メッキセル200は複数の壁210を備える。図9は、説明のために、2つの壁210しか示していないことを理解すべきである。壁210の形状および配置は、特に限定されないことも理解すべきである。例えば、電気メッキセル200の1つ以上の壁210は、円形、楕円形、三角形などである電気メッキセルを画成することがある。
例示の電気メッキセル200は基層211を備え、電解質120が基板100の第一面102の部分に到達するのを防ぐ床を与える。基層211は、ビア106を含む基板100の第一面102の一部を電解質120に暴露する開口213を備える。基層211は、1つの非限定例において、テフロン(登録商標)から製造される。他の材料を使用してもよい。電解質120は、ビア106を実質的に充填するように、電気メッキセル200内に配置される。対電極220が電解質120内に配置される。上述したように、ビア106内に所望の金属が堆積されるまで、負電流が、導電性成長基板110および対電極220によって印加される。ビア106が充填された後、電解質120を電気メッキセル200から除去し、電気メッキセル200を基板100から取り外し、分解し、洗浄することができる。
ニューヨーク州、コーニング所在のCorning,Incorporatedにより製造された、直径60μmのビアを有する、640μmのCorning(登録商標)Gorilla(登録商標)Glass 3基板をガラス基板として使用した。成長基板は、200nmのニオブコーティングを有する、インジウム・スズ・酸化物で被覆された0.7mm厚のホウケイ酸ガラス基板を含んだ。電解質として、1.2Mの硫酸銅を使用した。
図10は、2時間に亘る5mAの定電流での銅堆積中の電圧対時間の挙動をグラフで示している。銅原子は、最初に、ニオブ被覆基板上で核を成した。これらの粒子が成長するにつれて、電圧が増加した。最初の粒子が形成された後、覆われていないニオブ表面およびビア内のすでに堆積された銅粒子の両方の上に、さらなる核形成および成長が起こる。理論により束縛されないが、この段階中に、電圧の尺度は、電流が印加された時点の、ニオブ被覆表面および堆積した銅により設けられる表面上に生じる反応の熱力学を表す。ニオブが一旦銅で完全に覆われたら、電圧は安定値に落ち着き、その最中は、すでに堆積した銅粒子上だけに銅の核形成および成長が起こった。堆積フロントが上方に動くにつれて、電解質がビアから押し出されることに留意のこと。図11は、ビア106内に堆積された銅108を有するガラス基板の画像である。
この過程には固体の反応副生成物はないので、電解質は、かなり清浄で、どのような汚染もないままであり、所望であれば、その電解質を何回も再使用することができる。
ところで、ここに記載された実施の形態は、シードレス電気メッキプロセスを使用して、基板のビアに金属を充填する方法に関することを理解すべきである。ここに記載された方法は、ビアを室温で金属化することを可能にし、堆積させるべきシード層を利用せず、シード層への基板の結合を必要としない。
請求項に記載された手段の精神および範囲から逸脱せずに、ここに記載された実施の形態に、様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であろう。それゆえ、本明細書は、ここに記載された様々な実施の形態の改変および変更を、そのような改変および変更が付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に入るという条件で、網羅することが意図されている。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
ビアを金属化する方法において、
成長基板上に基板を配置する工程であって、
該基板は、第一面、第二面、および該第一面から該第二面まで延在する少なくとも1つのビアを備え、
該基板の第一面または第二面は、該成長基板の表面と直接接触しており、
該成長基板の該表面は導電性である、工程、
電解質を前記少なくとも1つのビア内に配置する工程であって、該電解質は、該少なくとも1つのビア内に堆積すべき金属の金属イオンを含む、工程、
前記電解質内に電極を位置付ける工程、および
前記電極と前記基板との間に電流、電圧、またはその組合せを印加し、それによって、前記少なくとも1つのビア内の前記成長基板の表面上で前記金属イオンを前記金属に還元する工程、
を有してなる方法。
ビアを金属化する方法において、
成長基板上に基板を配置する工程であって、
該基板は、第一面、第二面、および該第一面から該第二面まで延在する少なくとも1つのビアを備え、
該基板の第一面または第二面は、該成長基板の表面と直接接触しており、
該成長基板の該表面は導電性である、工程、
電解質を前記少なくとも1つのビア内に配置する工程であって、該電解質は、該少なくとも1つのビア内に堆積すべき金属の金属イオンを含む、工程、
前記電解質内に電極を位置付ける工程、および
前記電極と前記基板との間に電流、電圧、またはその組合せを印加し、それによって、前記少なくとも1つのビア内の前記成長基板の表面上で前記金属イオンを前記金属に還元する工程、
を有してなる方法。
実施形態2
前記基板から前記電解質を除去する工程、および
前記基板の第一面または第二面から前記成長基板を取り外す工程、
をさらに含む、実施形態1に記載の方法。
前記基板から前記電解質を除去する工程、および
前記基板の第一面または第二面から前記成長基板を取り外す工程、
をさらに含む、実施形態1に記載の方法。
実施形態3
前記基板、前記成長基板、またはその両方に機械力を印加して、該基板と該成長基板との間の直接接触を維持する工程をさらに含む、実施形態1または2に記載の方法。
前記基板、前記成長基板、またはその両方に機械力を印加して、該基板と該成長基板との間の直接接触を維持する工程をさらに含む、実施形態1または2に記載の方法。
実施形態4
前記電流、前記電圧、またはその両方が印加されるときの周囲温度が、10℃と50℃の間である、実施形態1から3いずれか1つに記載の方法。
前記電流、前記電圧、またはその両方が印加されるときの周囲温度が、10℃と50℃の間である、実施形態1から3いずれか1つに記載の方法。
実施形態5
前記成長基板が導電性ゴム材料から作られている、実施形態1から4いずれか1つに記載の方法。
前記成長基板が導電性ゴム材料から作られている、実施形態1から4いずれか1つに記載の方法。
実施形態6
前記成長基板が導電性コーティングを備える、実施形態1から5いずれか1つに記載の方法。
前記成長基板が導電性コーティングを備える、実施形態1から5いずれか1つに記載の方法。
実施形態7
前記導電性コーティングが、以下の物質:インジウム・スズ・酸化物、銅被覆インジウム・スズ・酸化物、アルミニウム、アルミニウム被覆インジウム・スズ・酸化物、チタン、チタン被覆インジウム・スズ・酸化物、ニッケル、ニッケル被覆インジウム・スズ・酸化物、およびニオブ被覆インジウム・スズ・酸化物から選択される1つ以上を含む、実施形態6に記載の方法。
前記導電性コーティングが、以下の物質:インジウム・スズ・酸化物、銅被覆インジウム・スズ・酸化物、アルミニウム、アルミニウム被覆インジウム・スズ・酸化物、チタン、チタン被覆インジウム・スズ・酸化物、ニッケル、ニッケル被覆インジウム・スズ・酸化物、およびニオブ被覆インジウム・スズ・酸化物から選択される1つ以上を含む、実施形態6に記載の方法。
実施形態8
前記成長基板が金属または金属合金から作られている、実施形態1から7いずれか1つに記載の方法。
前記成長基板が金属または金属合金から作られている、実施形態1から7いずれか1つに記載の方法。
実施形態9
前記基板がガラスから作られている、実施形態1から8いずれか1つに記載の方法。
前記基板がガラスから作られている、実施形態1から8いずれか1つに記載の方法。
実施形態10
前記基板が、両方とも圧縮応力下にある第1の圧縮応力層および第2の圧縮応力層、並びに該第1の圧縮応力層と該第2の圧縮応力層との間に配置された引張応力下にある中央張力層を有するように、前記ガラスが化学強化されている、実施形態9に記載の方法。
前記基板が、両方とも圧縮応力下にある第1の圧縮応力層および第2の圧縮応力層、並びに該第1の圧縮応力層と該第2の圧縮応力層との間に配置された引張応力下にある中央張力層を有するように、前記ガラスが化学強化されている、実施形態9に記載の方法。
実施形態11
前記金属が銅である、実施形態1から10いずれか1つに記載の方法。
前記金属が銅である、実施形態1から10いずれか1つに記載の方法。
実施形態12
前記電解質が硫酸銅を含む、実施形態1から11いずれか1つに記載の方法。
前記電解質が硫酸銅を含む、実施形態1から11いずれか1つに記載の方法。
実施形態13
前記電流により提供される電流密度範囲が、約0.001mA/cm2から約1A/cm2の範囲内である、実施形態1から12いずれか1つに記載の方法。
前記電流により提供される電流密度範囲が、約0.001mA/cm2から約1A/cm2の範囲内である、実施形態1から12いずれか1つに記載の方法。
実施形態14
前記電圧が約0.001Vから約−20Vの範囲内である、実施形態1から13いずれか1つに記載の方法。
前記電圧が約0.001Vから約−20Vの範囲内である、実施形態1から13いずれか1つに記載の方法。
実施形態15
ビアを金属化する方法において、
成長基板上にガラス基板を配置する工程であって、
該ガラス基板は、第一面、第二面、および該第一面から該第二面まで延在する少なくとも1つのビアを備え、
該ガラス基板の第一面または第二面は、該成長基板の表面と直接接触しており、
該成長基板の該表面は導電性である、工程、
前記ガラス基板および前記成長基板にクランプ力を印加して、該ガラス基板と該成長基板との間の直接接触を維持する工程、
銅イオンを含む電解質を前記少なくとも1つのビア内に配置する工程、
前記電解質内に電極を位置付ける工程、
前記電極と前記成長基板の導電性コーティングとの間に電流、電圧、またはその組合せを印加し、それによって、前記少なくとも1つのビア内の該成長基板の表面上で前記銅イオンを銅に還元する工程、および
前記ガラス基板の第一面または第二面から前記成長基板を取り外す工程、
を有してなる方法。
ビアを金属化する方法において、
成長基板上にガラス基板を配置する工程であって、
該ガラス基板は、第一面、第二面、および該第一面から該第二面まで延在する少なくとも1つのビアを備え、
該ガラス基板の第一面または第二面は、該成長基板の表面と直接接触しており、
該成長基板の該表面は導電性である、工程、
前記ガラス基板および前記成長基板にクランプ力を印加して、該ガラス基板と該成長基板との間の直接接触を維持する工程、
銅イオンを含む電解質を前記少なくとも1つのビア内に配置する工程、
前記電解質内に電極を位置付ける工程、
前記電極と前記成長基板の導電性コーティングとの間に電流、電圧、またはその組合せを印加し、それによって、前記少なくとも1つのビア内の該成長基板の表面上で前記銅イオンを銅に還元する工程、および
前記ガラス基板の第一面または第二面から前記成長基板を取り外す工程、
を有してなる方法。
実施形態16
前記電流、前記電圧、またはその両方が印加されるときの周囲温度が、15℃と50℃の間である、実施形態15に記載の方法。
前記電流、前記電圧、またはその両方が印加されるときの周囲温度が、15℃と50℃の間である、実施形態15に記載の方法。
実施形態17
前記成長基板が金属または金属合金から作られている、実施形態15または16に記載の方法。
前記成長基板が金属または金属合金から作られている、実施形態15または16に記載の方法。
実施形態18
前記電解質が硫酸銅を含む、実施形態15から17いずれか1つに記載の方法。
前記電解質が硫酸銅を含む、実施形態15から17いずれか1つに記載の方法。
実施形態19
前記電流により提供される電流密度範囲が、約0.001mA/cm2から約1A/cm2の範囲内である、実施形態15から18いずれか1つに記載の方法。
前記電流により提供される電流密度範囲が、約0.001mA/cm2から約1A/cm2の範囲内である、実施形態15から18いずれか1つに記載の方法。
実施形態20
前記電圧が約0.001Vから約−20Vの範囲内である、実施形態15から19いずれか1つに記載の方法。
前記電圧が約0.001Vから約−20Vの範囲内である、実施形態15から19いずれか1つに記載の方法。
100 基板
106 ビア
108 銅粒子
110 成長基板
120 電解質
200 電気メッキセル
210 壁
211 基層
213 開口
220 対電極
106 ビア
108 銅粒子
110 成長基板
120 電解質
200 電気メッキセル
210 壁
211 基層
213 開口
220 対電極
Claims (10)
- ビアを金属化する方法において、
成長基板上に基板を配置する工程であって、
該基板は、第一面、第二面、および該第一面から該第二面まで延在する少なくとも1つのビアを備え、
該基板の第一面または第二面は、該成長基板の表面と直接接触しており、
該成長基板の該表面は導電性である、工程、
電解質を、該電解質が前記少なくとも1つのビア内に配置されるように前記基板に施す工程であって、該電解質は、該少なくとも1つのビア内に堆積すべき金属の金属イオンを含む、工程、
前記電解質内に電極を位置付ける工程、および
前記電極と前記基板との間に電流、電圧、またはその組合せを印加し、それによって、前記少なくとも1つのビア内の前記成長基板の表面上で前記金属イオンを前記金属に還元する工程、
を有してなる方法。 - 前記基板から前記電解質を除去する工程、および
前記基板の第一面または第二面から前記成長基板を取り外す工程、
をさらに含む、請求項1記載の方法。 - 前記基板、前記成長基板、またはその両方に機械力を印加して、該基板と該成長基板との間の直接接触を維持する工程をさらに含む、請求項1または2記載の方法。
- ビアを金属化する方法において、
成長基板上にガラス基板を配置する工程であって、
該ガラス基板は、第一面、第二面、および該第一面から該第二面まで延在する少なくとも1つのビアを備え、
該ガラス基板の第一面または第二面は、該成長基板の表面と直接接触しており、
該成長基板の該表面は導電性である、工程、
前記ガラス基板および前記成長基板にクランプ力を印加して、該ガラス基板と該成長基板との間の直接接触を維持する工程、
銅イオンを含む電解質を、該電解質が前記少なくとも1つのビア内に配置されるように前記ガラス基板に施す工程、
前記電解質内に電極を位置付ける工程、
前記電極と前記成長基板の導電性コーティングとの間に電流、電圧、またはその組合せを印加し、それによって、前記少なくとも1つのビア内の該成長基板の表面上で前記銅イオンを銅に還元する工程、および
前記ガラス基板の第一面または第二面から前記成長基板を取り外す工程、
を有してなる方法。 - 前記成長基板が導電性ゴム材料から作られている、請求項1から4いずれか1項記載の方法。
- 前記成長基板が導電性コーティングを備える、請求項1から5いずれか1項記載の方法。
- 前記導電性コーティングが、以下の物質:インジウム・スズ・酸化物、銅被覆インジウム・スズ・酸化物、アルミニウム、アルミニウム被覆インジウム・スズ・酸化物、チタン、チタン被覆インジウム・スズ・酸化物、ニッケル、ニッケル被覆インジウム・スズ・酸化物、およびニオブ被覆インジウム・スズ・酸化物から選択される1つ以上を含む、請求項6記載の方法。
- 前記成長基板が金属または金属合金から作られている、請求項1から4いずれか1項記載の方法。
- 前記基板がガラスから作られている、請求項1から8いずれか1項記載の方法。
- 前記電流により提供される電流密度範囲が、約0.001mA/cm2から約1A/cm2の範囲内である、または
前記電圧が約0.001Vから約−20Vの範囲内である、
請求項1から9いずれか1項記載の方法。
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