專利名稱：使用板化聚合物層間電介質(zhì)對多芯片模塊可測試性的改進(jìn)的制作方法
對有關(guān)申請的相互對照參考文獻(xiàn)本申請要求了1998年10月14日申請的申請?zhí)枮?0/104,145的美國臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)，它全部被并入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)。
美國政府權(quán)利的聲明本發(fā)明是在和美國海軍部簽訂的合同編號N00039-95-C-0002下由政府支持完成的。美國政府在本發(fā)明中擁有某些權(quán)利。
本發(fā)明的背景本發(fā)明所屬的領(lǐng)域本發(fā)明是在多級薄膜金屬化電路結(jié)構(gòu)中用于多芯片模塊(MCMs)的非侵襲性高速測試的基于激光的解決方案，更具體地說是在多級薄膜金屬化電路結(jié)構(gòu)中使用色基摻雜聚酰亞氨為層間電介質(zhì)。該電介質(zhì)通過在強(qiáng)電場中使器件極化轉(zhuǎn)換為電光材料。在電路中存在電信號時(shí)，色基摻雜聚酰亞氨的電光系數(shù)的變化可用激光來檢測。在極化電介質(zhì)和激光束間的電光相互作用，允許MCM中的內(nèi)電場強(qiáng)度確定為位置的函數(shù)。
對相關(guān)技術(shù)的描述當(dāng)封袋變小時(shí)，在復(fù)式多芯片模塊結(jié)構(gòu)中進(jìn)行集成電路和它們的互聯(lián)基底的原地試驗(yàn)和表征的能力正變得日益重要。
電光探測依賴于材料在電場存在時(shí)折射率的變化(線性電光效應(yīng))。線性電光效應(yīng)首先在屬于缺少反演對稱中心的晶類中的晶態(tài)固體中進(jìn)過研究。砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)是顯示該效應(yīng)的普通半導(dǎo)體材料的實(shí)例。當(dāng)某些有機(jī)聚合物用非線性部分摻雜并極化時(shí)，也是非中心對稱的，因此也顯示電光效應(yīng)。當(dāng)聚合物加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近時(shí)，通過將其插入強(qiáng)電場，摻雜有機(jī)聚合物極化。
電光探測儀器在微波電路內(nèi)進(jìn)行逐點(diǎn)電場測量，而不是限于在電路輸入端和輸出端處搜集信息。該技術(shù)已經(jīng)在諸如GaAs和InP這樣的半導(dǎo)體基底中廣泛地證實(shí)?？墒?，因?yàn)楣?Si)具有反演對稱中心，不能進(jìn)行試驗(yàn)。雖然該技術(shù)已普及，且聚酰亞氨已在諸如MCMs這樣高速電路中成為用于高級封裝的日益通用的有機(jī)聚合物，沒有人像本發(fā)明中提出的那樣，將電光探測推廣應(yīng)用于聚酰亞氨的電路結(jié)構(gòu)，并將結(jié)果和用于諸如GaAs和InP的電光探測的更普通的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，以顯示其在埋于MCM中心中心層的非侵襲性探測電路結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用潛力。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的一種目的是，通過將整層轉(zhuǎn)換成一電光材料來提供一種標(biāo)準(zhǔn)電路結(jié)構(gòu)的非侵襲性電光探測方法。
本發(fā)明的另一種目的是有選擇地轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)的預(yù)定區(qū)域。
本發(fā)明還有一種目的是在多級電路結(jié)構(gòu)中使用色基摻雜聚酰亞氨為層間電介質(zhì)。
本發(fā)明還有另一種目的是在電路結(jié)構(gòu)中有選擇地改變級化的數(shù)量和各層的色基密度，以開發(fā)唯一的標(biāo)記圖，甚至在深埋的電路中。
本發(fā)明仍有另一種目的是，在電信號存在時(shí)，用連續(xù)波(CW)或脈搏沖激光束檢測材料的電光系數(shù)的變化。
本發(fā)明還有一種目的是開發(fā)用于高密度封裝，諸如能夠用電光探測技術(shù)非侵襲性探測多芯片模塊摻雜的(MCM-Ds)組件的適用聚合物。
本發(fā)明的目的是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的提供包括基底的多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)，在基底上形成的金屬層，在金屬層上形成的多種色基摻雜的聚酰亞胺層間電介質(zhì)層，以及在多種色基摻雜的聚酰亞胺層間電介質(zhì)層中的每一種上面形成圖案化的金屬導(dǎo)體?；卓梢允枪?，并可包括P-型，硼摻雜的，取向?yàn)?100)的，具有在25-30歐姆厘米之間的電阻率和在14.0—16.0微米之間的厚度。色基摻雜聚酰亞胺層間電介質(zhì)層可包括，如用4—二氰基亞甲基—2—甲基—6—(對—二甲氨基苯乙烯基—4H—吡喃(DCM〕(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran(DCM))摻雜的Ultradel9020D的聚酰亞胺。
本發(fā)明還包括一種用于改進(jìn)多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)的可測試性的方法，包括以下步驟形成包括金屬層和基底上形成的多種色基摻雜聚酰亞胺的電介質(zhì)層多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)，在或靠近多種色基摻雜的聚酰亞胺電介質(zhì)層的每一種上面形成圖案化的金屬導(dǎo)體，在強(qiáng)電場中對色基摻雜聚酰亞胺電介質(zhì)層上極化，并在每一種圖案化的金屬導(dǎo)體上聚焦一種激光探針用于診斷模塊性能。
這些目的，以及相繼可見的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)逐漸地清晰，在于今后更充分描述的和要求的構(gòu)造和操作的細(xì)節(jié)中，必須參考形成這里一部分的附圖，其中類似的參考數(shù)字自始至終指的是類似的部件。
附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的薄膜多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)；圖2是根據(jù)本發(fā)明用于測試聚酰亞胺樣品的電光探測儀器的示意簡圖；圖3是在本發(fā)明中使用的聚酰亞胺測試樣品的剖面圖；圖4表示當(dāng)沿微帶電路樣品探測電壓時(shí)激光束掃描的路徑；圖5是從激光電光探測掃描跨越帶有用于聚酰亞胺基底的正弦波信號的傳輸線產(chǎn)生測試結(jié)果的圖形；圖6是從激光電光探測掃描跨越帶有用于GaAs基底的正弦波信號的傳輸線產(chǎn)生結(jié)果的圖形；圖7是使用10％占空度數(shù)字信號，用于跨越傳輸線的電光探測結(jié)果的圖形；圖8是一種用于聚酰亞胺樣品的標(biāo)定曲線，表示隨RF(射頻)信號線性遞減至3伏的典型聚酰亞胺樣品的曲線；圖9是一種表示用于杜邦(DuPont)2610的介電常數(shù)和損耗系數(shù)的圖形；圖10是一種表示用于Ultradel 9020D的介電常數(shù)和損耗系數(shù)的圖形；圖11是一種表示用于由重量為17.5％的DCM摻雜的Ultradel9020D的介電常數(shù)和損耗系數(shù)的圖形。
對于優(yōu)選實(shí)施例的說明本發(fā)明是一種多芯片模塊(MCM)，其中那里的電介質(zhì)層轉(zhuǎn)換為電光材料。圖1表示根據(jù)本發(fā)明的薄膜多芯片模塊10(MCM)電路結(jié)構(gòu)。在圖1中，硅基底12具有在其上形成的金屬層14。然后，色基摻雜聚酰亞胺16的層形成在金屬層14上。在每一種色基摻雜聚酰亞胺層16上形成圖案化的金屬導(dǎo)體18。然后器件10用激光器20探測?；?2(電介質(zhì))是聚酰亞胺添加色基(光敏基)制成的，使其電光敏感，因而，可用激光器探測。在強(qiáng)電場的影響下，多芯片模塊10變?yōu)殡姽獾?。可用作色基的類型?—二氰基亞甲基—2—甲基—6—(對—二甲氨基苯乙烯基—4H—吡喃(DCM〕(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran(DCM))。雖然市場上出售以后開發(fā)的商用光敏聚合物，但沒有一種是電光敏感的。本發(fā)明允許一種MCM 10使用非侵襲性技術(shù)，諸如一臺激光器而被測試，用于診斷模塊的性能，定位電路的短接點(diǎn)并打開和確定場密封結(jié)構(gòu)的功效。通過改變極化場的強(qiáng)度及層的色基密度，和電場被測電路及激光強(qiáng)度的變化相耦合，唯一的特征圖可由均勻的深埋電路元件開發(fā)出來。就是說，成極電介質(zhì)16和激光束20之間的電光相互作用允許MCM10中的內(nèi)場強(qiáng)度確定為位置的函數(shù)。另外，該材料可以有選擇地轉(zhuǎn)換到預(yù)定的區(qū)域內(nèi)。
本發(fā)明提供某些有機(jī)聚合物，即當(dāng)用非線性的部分摻雜并極化時(shí)，顯示電光效應(yīng)。當(dāng)聚合物加熱至接近其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，通過將其插入強(qiáng)電場，摻雜的有機(jī)聚合物極化。當(dāng)用電光探測儀器測試時(shí)，該儀器對于由電路中電信號產(chǎn)生的極化電介質(zhì)層的折射率變化作出響應(yīng)。這些變化取決于電光系數(shù)的大小和與信號有關(guān)的內(nèi)場的強(qiáng)度和空間范圍。
應(yīng)當(dāng)特別注意顯示這種新的和創(chuàng)新的測量技術(shù)的潛力，和對MCM-D(多芯片模塊摻雜的)制造的要求。
在極化后，顯示電光效應(yīng)的典型聚合物包括處于正常狀態(tài)的光敏聚合物，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。而這些聚合物在加工半導(dǎo)體圓片時(shí)是常用的，一般它們不是封裝結(jié)構(gòu)的一部分。由于聚酰亞胺主要用于有機(jī)薄膜MCMs的電介質(zhì)層，本發(fā)明把注意力集中在用非線性光學(xué)色基摻雜的聚酰亞胺，它隨后極化以顯示電光效應(yīng)。
圖2是一種基本裝置的圖形，該裝置用于在被測基底30帶有電路中出現(xiàn)的射頻(RF)信號時(shí)，電場的電光探測。該基本裝置可推廣用于微波(10GHz)頻率的信號。圖2中表示的1300納米二極管32的激光源和偏振器34產(chǎn)生線偏振光用于探測基底30沿電路線的電壓，如探測基底30內(nèi)的電場。半波片36控制線偏振光進(jìn)入樣品30時(shí)的取向。投射到樣品上的光束直徑限定探測的區(qū)域。因此，最小的光點(diǎn)尺寸受稍衍射的限制。圖2中所示的儀器使用聚焦透鏡38以獲得約1微米尺寸的光斑。在測試基底30內(nèi)，線偏振光可模擬為兩種正交偏振分量，其中每一種感受不同的折射率，這是高頻電場對基底折射率效應(yīng)的結(jié)果。由信號發(fā)生器40加到樣品上的電信號在外加電信號的頻率下改變樣品的折射率。折射率變化的數(shù)量和材料電光系數(shù)的大小成正比，電光系數(shù)是由聚酰亞胺樣品的極化加工制定的。折射率的變化與作為材料常數(shù)的電光系數(shù)的高頻電場強(qiáng)度有關(guān)。由于偏振感受不同折射率的結(jié)果，在通過基底30的探測光束偏振分量之間，在探測點(diǎn)引入與電場強(qiáng)度成正比的位相延遲。探測激光器32的光被反射偏離測試基底30的地平面。通過分析器42的后續(xù)通路允許在探測激光器32的光束上存在的強(qiáng)度調(diào)制和由激光束在微波電路基底30上探測點(diǎn)上存在的電壓有關(guān)。四分之一波片44使系統(tǒng)偏置用于線性操作。光檢測器46用于檢測在電路中存在的高頻電場產(chǎn)生的激光強(qiáng)度的變化。來自光檢測器46的信號由鎖定放大器48接收。帶有用信號發(fā)生器40提供參考信號的鎖定放大器48能用鎖相環(huán)檢測低壓電平。
在成極過程中本發(fā)明的聚合物夾在兩種金屬電極之間，那里電極的平面垂直于圖2中所示樣品30的兩種正交偏振分量定向在Z和Y方向，因此由于聚合物樣品30中電場的效應(yīng)每種分量感受不同的折射率。于是，如圖2所示，樣品30可定向在45度角以探測聚合物中的電壓電平。探測光束32是線偏振的，并用半波片36定向在與Y軸承45度角。可用的電光系數(shù)是r13和r33。對于GaAs和InP，r41電光系數(shù)是可用的。
一系列色基摻雜聚酰亞胺60的測試樣品構(gòu)造在硅圓片62上，如圖3所示，其規(guī)格如下p-型，硼摻雜，(100)取向，電阻率25-30歐姆一厘米，厚度為14.0—16.0微米。金屬64的一層，例如，但不限于，通過濺射將鋁淀積在硅基底62上，隨之以兩層旋轉(zhuǎn)涂敷的聚酰亞胺60。最后，金屬66附加的一層，例如，但不限于鋁，在制備中淀積用于極化。作為實(shí)例，使用的聚酰亞胺是Ultradel 9020D(由阿莫科(Amoco)化學(xué)公司提供的產(chǎn)品)，用一種非線性光學(xué)色基4—二氰基亞甲基—2—甲基—6—(對—二甲氨基苯乙烯基—4H—吡喃(DCM〕(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran(DCM))(由Exciton Inc.提供的產(chǎn)品)摻雜?？墒?，任何類型的色基和適當(dāng)?shù)膿诫s劑均可用。在這種情況下，聚酰亞胺按重量含8.4％的全固體及直至17.5％的DCM。硅圓片62起始用50-65納米厚的鉻層和200納米厚的鋁層制備在兩邊上。加上Ultradel增粘劑A600后，摻雜聚酰亞胺靜態(tài)分配，在每分鐘4000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)干燥，然后在175℃下烘干使膜凝固。然后以同樣方式加上第二層聚酰亞胺，改善電介質(zhì)層64的總體完整性和平面性。聚酰亞胺的最終厚度是5.9微米。樣品在100℃和175℃烘干以將聚酰亞胺軟固化后，淀積鈦鎢-金-鈦鎢(TiW-Au-TiW)的三層頂金屬層。此外，可以淀積100納米厚的鋁層。鈦鎢(TiW)合金是10％的鈦和90％的鎢，濺射厚度為40納米。金層是1000納米厚。在極化過程中，該三金屬層用做電極頭。極化后，電極頭構(gòu)圖在電路結(jié)構(gòu)中。如在一種MCM基底中常用的，某些樣品接收附加的未摻雜聚酰亞胺層以埋藏電路的特征。
制成幾種測試樣品以測量主聚酰亞胺的材料特征性上的摻雜劑效應(yīng)。使用的聚合物由純Ultradel9020D聚酰亞胺，純DuPont(杜邦)2610聚酰亞胺，摻雜7.5％DCM的Ultradel9020D，摻雜12.5％CDM的Ultradel9020D組成。所有的樣品都制作在硅載體上。被測特性包括折射率，介電常數(shù)和損耗系數(shù)。含單層固化聚合物的圓片用于測量折射率。介電常數(shù)和損耗系數(shù)的測量要求用孤立的聚合物薄膜。通過對硅圓片加上四層聚合物涂層，固化薄膜，然后在沸水中將圓片漂掉制成這些樣品。在每種情況下，純聚酰亞胺固化到300℃，而摻雜聚酰亞胺固化到235℃。用于摻雜薄膜的較低溫度使雜質(zhì)的升華減至最小。
極化過程包括加熱聚酰亞胺基底至最后的固化溫度，即可延伸達(dá)到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg～390℃)，同時(shí)使其在加上強(qiáng)電場的條件下將色基排成直線。在仍然加電場的條件下，各樣品冷卻以保持分子的電場誘導(dǎo)準(zhǔn)直。在300KV/厘米的電場下，測試樣品加熱超過200℃達(dá)20分鐘以上。極化后，電極頭用標(biāo)準(zhǔn)的光刻技術(shù)構(gòu)圖和腐蝕。
圖4表示當(dāng)沿微帶電路樣品探測樣品時(shí)，激光掃描的路徑。圖5是從激光電光探測掃描用正弦波信號跨越傳輸線時(shí)，用于聚酰亞胺基底產(chǎn)生的測試圖形。該圖形表示鎖定放大器輸出相對于激光器控針32的位置用于射頻信號的變化曲線。圖6是由電光探測用正弦波信號跨越傳輸線用于GaAs基底產(chǎn)生的測試圖形。該圖形表示鎖定放大器48輸出相對于激光器探針32位置用于射頻信號的變化曲線。帶數(shù)字的位置與圖4中的那些位置相關(guān)。當(dāng)激光器掃描跨越傳輸線在位置2處的測試結(jié)果表示沒有信號，因?yàn)榧す庠诨醉敳坑呻娐方饘倩瓷鋾r(shí)不能貫穿62進(jìn)入基底。正如所料，在傳輸線每一側(cè)上面存在的強(qiáng)電場當(dāng)掃描從每條線移開時(shí)遞減。聚酰亞胺電路還用10％占空度數(shù)字信號激發(fā)。圖7表示電光探測使用10％占空度數(shù)字信號跨越傳輸線的結(jié)果。該圖形表示鎖定放大器48輸出相對于激光探針位置的變化曲線。
供給微帶樣品的射頻信號達(dá)到60伏(rms有效值)。數(shù)字信號的峰值為100伏。用于典型的聚酰亞胺樣品的標(biāo)定曲線示于圖8。這表示電光探測結(jié)果隨射頻信號線性變化遞減至3伏。
電光探測結(jié)果表示摻雜劑濃度高達(dá)17.5％時(shí)，樣品顯示更強(qiáng)的電光響應(yīng)?？赡艿淖罡吖袒瘻囟葍?yōu)選為產(chǎn)生高度機(jī)械穩(wěn)定電介質(zhì)層的溫度?？墒?，樣品用濃度高達(dá)17.5％的重量的聚酰亞胺摻雜時(shí)，用濺射金屬電極頭不能在固化溫度超過235℃時(shí)極化。超過235℃時(shí)聚合物膜起皺并裂開。另外，高摻雜劑濃度使玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低。聚酰亞胺摻雜至12.5％的濃度并用濺射電極頭保持其完整性達(dá)到260℃。這就暗示摻雜聚合物由摻雜劑的升華度發(fā)生熱轉(zhuǎn)變。最低的摻雜劑濃度產(chǎn)生較弱的電光響應(yīng)，但卻是熱穩(wěn)定的。于是，聚酰亞胺應(yīng)摻雜至17.5％或以下。
用GaAs和InP半導(dǎo)體基底將以前的結(jié)果和本發(fā)明的有機(jī)聚合物的那些結(jié)果對比。這些半絕緣的，厚度為450-500微米的半導(dǎo)體基底具有帶鍍金傳輸線的鉻/金基的金屬化。
折射率變化的量與用于材料的電光系數(shù)的大小成正比例，電光系數(shù)由用于聚酰亞胺樣品的極化過程確定。1300納米二極管激光器用于探測基底的電場。
GaAs的電光探測是一種成熟的技術(shù)，并已對1.4pm/V的電光系數(shù)進(jìn)行過報(bào)導(dǎo)。對GaAs，InP和用DCM摻雜的Ultradel9020D電光測試結(jié)果的對比表示用于聚酰亞胺的電光效應(yīng)是和GaAs樣品在45℃樣品取向中具有相同數(shù)量級。通過用更強(qiáng)的電場對聚酰亞胺極化，可使電光效應(yīng)改進(jìn)超過GaAs和InP的結(jié)果。
GaAs和聚酰亞胺樣品激光探測掃描的對比表示在接近傳輸線處，聚酰亞胺樣品用于射頻和數(shù)字信號均含帶有小微擾的更狹的電場?？磥磉@些結(jié)果很可能是由基底的激光加熱和電場邊緣效應(yīng)產(chǎn)生的。
測試結(jié)果證明電光探測可用于聚酰亞胺基底上的模擬和數(shù)字波形，并用于聚酰亞胺的基底上的測試以確定電場。已測定摻雜和極化的聚酰亞胺的介電常數(shù)和損耗系數(shù)，而且各種聚酰亞胺的測試結(jié)果示于圖9-11中。圖9-11分別表示DuPont2610，Ultradel9020D和用17.5％DCM的重量摻雜的Ultradel9020D的介電常數(shù)和損耗系數(shù)，對每種測試樣品用從1MHz至1GHz的頻率掃頻。圖9表示在100MHz處DuPont2610具有2.63的介電常數(shù)和0.01的損耗系數(shù)。當(dāng)頻率增至1GHz時(shí)，介電常數(shù)減至2.58。圖10表示在100MHz處，純Ultradel具有介電常數(shù)為2.68，而圖11表示在100MHz處摻雜的Ultradel具有介電常數(shù)為2.58。在1GHz處，純Ultradel介電常數(shù)是2.59如圖10所示。對構(gòu)建在摻雜和未摻雜聚酰亞胺上的器件插入損失的測量表示摻雜和極化電路樣品的損失增大。另外，測試結(jié)果顯示電光探測可用于聚酰亞胺的基底上的測試以確定電場。激光強(qiáng)度的變化確定由電信號加到探測的電路結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的電場強(qiáng)度和定位。由于激光能穿透基底用于測試，這種非侵襲性技術(shù)存在許多潛在的應(yīng)用。該技術(shù)允許探測聚酰亞胺基底上的電路結(jié)構(gòu)，并顯示潛力以探測埋在MCM中心層的電路結(jié)構(gòu)。該信息用于測試故障，表征電路和模擬MCMs。測試結(jié)果進(jìn)而指出通過引入色基電性質(zhì)沒有基本的變化。折射率取決于摻雜劑濃度。
極化后顯示電光效應(yīng)的典型聚合物包括處于正常狀態(tài)的光敏聚合物，如有機(jī)玻璃(PMMA)。而這些聚合物通常用于加工半導(dǎo)體圓片，它們一般不是封裝結(jié)構(gòu)的部件。同理，某些重要封裝聚合物諸如聚酰亞胺和BCB以光敏形式存在。于是，在一系列組合在摻雜和成極的聚酰亞胺電介質(zhì)層的測試電路中，電場的非侵襲性激光探測證明有助于診斷和測試模塊的性能。做為電介質(zhì)層和電光材料，摻雜的聚酰亞胺的效能表示在摻雜劑濃度和材料的熱特征之間存在一種折衷方案。摻雜劑對電性質(zhì)產(chǎn)生輕度的影響。電光效應(yīng)可持續(xù)兩年或更長的時(shí)間。
上述只考慮用做本發(fā)明的原理性說明。另外，對熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員來說，很容易作出無數(shù)的修正和改變，不需要將本發(fā)明限制在表示和說明的確切構(gòu)造和應(yīng)用范圍內(nèi)，因此，可以采用所有在本發(fā)明，附帶的權(quán)利要求及其等價(jià)物范圍內(nèi)的適當(dāng)修正和等價(jià)物。
權(quán)利要求
1.一種多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)，包含基底；在所述基底上形成的金屬層；在所述金屬層上形成的多種色基摻雜的聚酰亞胺層間電介質(zhì)層；以及在每一種所述多種色基摻雜的聚酰亞胺層間電介質(zhì)層上形成的圖案化的金屬導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多芯片模塊電路，所述的基底是硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的多芯片模塊電路，所述的硅基底包含p-型，硼摻雜的，(100)取向，電阻率在25—30歐姆-厘米之間和厚度在14.0-16.0微米之間的基底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的多芯片模塊電路，所述的金屬層包括鋁、鉻金和鈦鎢—金—鈦鎢中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的多芯片模塊電路，所述的色基摻雜的聚酰亞胺層間電介質(zhì)層包括Ultradel 90 20D的聚酰亞胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的多芯片模塊電路，所述的聚酰亞胺是用4—二氰基亞甲基—2—甲基—6—(對—二甲氨基苯乙烯基—4H—吡喃(DCM〕(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran(DCM))摻雜的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的多芯片模塊電路，所述色基摻雜的層間電介質(zhì)層包含Dupont2610的聚酰亞胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1多芯片模塊電路，所述的色基摻雜層間電介質(zhì)層包含苯并環(huán)丁烯(BCB)。
9.用于多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)的非侵襲性可測試性的一種方法，包含的步驟是a)形成一種多芯片模塊結(jié)構(gòu)包括在金屬層和基底上形成的多種色基摻雜聚酰亞胺電介質(zhì)層；b)在多種色基摻雜的聚酰亞胺電介質(zhì)層的每一種上形成圖案化的金屬導(dǎo)體；c)在強(qiáng)電場中極化色基摻雜的聚酰亞胺電介質(zhì)層；以及d)在接近或在每一種圖案化的金屬導(dǎo)體上聚焦一種激光探針用于診斷模塊性能。
10.用于多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)的非侵襲性可測試性方法，包含的步驟是a)形成多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)包括多種形成在金屬層和基底上的色基摻雜聚酰亞胺電介質(zhì)層；b)在多種色基摻雜的聚酰亞胺電介質(zhì)層的每一種上形成圖案化的金屬導(dǎo)體；c)在強(qiáng)電場中極化色基摻雜的聚酰亞胺電介質(zhì)層；以及d)電光探測多模塊電路結(jié)構(gòu)用于測量由局域電場變化產(chǎn)生的色基摻雜聚酰亞胺電介質(zhì)層的折射率變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)，還包含一種電光探針以非侵襲性地探測多芯片模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多芯片模塊電路結(jié)構(gòu)，所述的電光探針測量由于局域電場變化產(chǎn)生的所述色基摻雜聚酰亞胺層間電介質(zhì)折射率的變化。
全文摘要
本發(fā)明通過使用一種新技術(shù)檢測基底上的電場強(qiáng)度,而改進(jìn)了多芯片模塊(MCM)的可測試性。本發(fā)明采用非侵襲性的基于激光的儀器探測用極化聚酰亞胺層間電介質(zhì)和在硅載體上的薄膜金屬化制造的MCM結(jié)構(gòu)。用激光器探測MCMs的電路元件特征以檢測電場強(qiáng)度。確定電光電介質(zhì)層的電氣,機(jī)械和光學(xué)性質(zhì)以研究既作為電介質(zhì)層又作為適于激光探測的聚酰亞胺的效能與極化效應(yīng)和加工操作的關(guān)系。
文檔編號H05K1/03GK1331802SQ99812161
公開日2002年1月16日 申請日期1999年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月14日
發(fā)明者哈里·K·查爾斯, 德博拉·S·梅希特爾, 阿瑟·S·弗蘭科馬卡羅 申請人:約翰霍普金斯大學(xué)