TWI722033B - 基板整合之導波管 - Google Patents
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Abstract
此文件係討論一包括一第一金屬之導波管，其具有一鄰近於一介電材料之外表面及一用以界定導波管的一路徑之內表面，一在導波管的內表面接收一光學信號及沿著導波管之路徑的至少一部分傳輸該光學信號之方法，及其他。一將一導波管整合於一基板中之方法係包括將犧牲性金屬沉積於一載體基板的一第一表面上以形成導波管的一核心，將一第一金屬沉積於犧牲性金屬及載體基板的第一表面之至少一部分上方，形成導波管的一外表面及一與犧牲性金屬分離之導體，及將介電材料在導體周圍沉積於載體基板的第一表面上方。
Description
本文件係概括有關光學信號傳輸且更特別有關用於光學通信的基板整合之導波管。
光學通信係使用光來攜載資訊。在電子系統中，一傳輸器、諸如一發光二極體(LED)或是一或多個其他光源係可提供一光學信號至一偵測器、諸如一光電二極體。在不同範例中，傳輸器可直接提供光學信號至偵測器，或光學信號可利用一光學互連件、諸如光學纜線而被傳輸於傳輸器與偵測器之間。傳統的光學互連件在大距離上比起金屬互連件具有一較高的頻寬及較低的損失。然而，金屬互連件可在較小距離上、較小規模、或需要高密度的互連件處提供成本與效能利益。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種光學信號傳輸系統，其包含：一基板，其包括介電材料；及一包括一第一金屬之導波管，其具有一外表面及一內表面，其中該外表面的至少一部分鄰近於該介電材料，其中該內表面界定一路徑，且其中該導波管係組構以在該內表
面接收一光學信號及沿著該路徑的至少一部分傳輸該光學信號。
100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,1700,1800,1900,2000,2100,2200,2300,2400,2500,2600‧‧‧系統
101‧‧‧載體基板
102‧‧‧金屬層
103A-C‧‧‧乾膜阻劑
104A-C‧‧‧犧牲性金屬
105‧‧‧第一金屬
106‧‧‧光學佈線部分
107‧‧‧電性佈線部分
108‧‧‧第一電性佈線
109‧‧‧第二電性佈線
110,123,134‧‧‧第一介電材料
111‧‧‧第三電性佈線
112,125,135‧‧‧第二介電材料
113‧‧‧第二金屬
114‧‧‧下金屬
115A-C‧‧‧第一、第二及第三中空金屬導波管
115B‧‧‧第二中空金屬導波管
116A-B‧‧‧銲料阻劑
117A-B‧‧‧表面修製
121‧‧‧基板
122‧‧‧第一金屬層
124‧‧‧反射性金屬層
125A-B‧‧‧第一及第二導波管段
126,138‧‧‧第三介電材料
131‧‧‧圖案化的有機基板
132‧‧‧積造層
133‧‧‧第一導體
136‧‧‧第一光阻材料
137‧‧‧第一段
139‧‧‧第二光阻材料
140‧‧‧第三光阻材料
141‧‧‧銲罩材料
142‧‧‧光學信號
在未必依比例繪製的圖中，類似的編號可描述不同圖中類似的組件。具有不同字尾的類似編號可代表類似組件的不同案例。圖式一般藉由範例而非限制來繪示本文件討論的不同實施例。
圖1至12概括繪示一範例基板整合之中空金屬導波管；圖13至17概括繪示一使用具有不同折射率的第一及第二材料之範例導波管；圖18至26概括繪示一範例導波管及格柵結構。
本發明人已經瞭解導波管系統；使用導波管系統傳輸光學信號之方法；及例如使用本文描述的基板製造程序製造導波管系統之方法，其係不同於既有的光學互連件而提供較高的效能、減小的間距(亦即導波管之間的距離)、增高的密度、及減低的成本、及其他；暨與一基板內或上的電性佈線之整合；以及其他。
圖1至12係概括繪示一基板整合之中空金屬導波管(HMW)、諸如第一、第二及第三中空金屬導波管115A-C之範例橫剖面，其係在製造的不同階段形成於一基板中，例如位於電性跡線(例如一第一電性佈線108等)
旁，如本文所描述。下列圖式係為繪示性，並可根據本文描述之標的物而使用其他的處理技術或階段。
中空金屬導波管係可提供比起銅或玻璃基礎的光纖更快之信號傳播，並能夠作長程傳輸，因為其不會受到電性信號傳輸所共有之阻抗損失(resistance loss)。本文所繪示的導波管之特定區位及數目係為繪示性，且無意限制本標的物之範圍。
一犧牲性金屬模板、諸如一犧牲性鎳(Ni)模板係可形成於一基板上，而形成一導波管的一核心。第一金屬諸如銅(Cu)可隨後沉積於犧牲性金屬上方。在第一金屬作沉積之後，犧牲性金屬可被移除，而留下第一金屬就位，形成導波管的一中空通路。鎳及銅係為有利的第一及第二金屬，原因是其易於沉積，且各具有選擇性蝕刻以移除一金屬同時留下另一金屬。在其他範例中，犧牲性金屬及第一金屬可作切換，或可根據這些原理使用其他金屬。
利用諸如本文圖1至12所繪示的一程序流，導波管可在基板上或基板外被製造，具有僅數微米的間距。由於可選擇導波管的寬度及間距以使傳輸效率最大化，依據所欲的傳輸波長而定，不同於具有較大的最小寬度及間距之既有的光學互連件而言，藉由容許較小的間距及增大的密度係可提供增高的傳輸效率及頻寬。
圖1概括繪示一系統100的一範例橫剖面，其包括一載體基板101、及一位於載體基板101的一頂表面上之金屬層102。載體基板101可提供一平坦且穩定的表面，
以利於用於圖2至6所繪示程序中的一者或多者之緊密的設計規則(例如，4um間距銅圖案，等)。金屬層102可包括一鎳(Ni)層，或是一或多個其他金屬層，金屬具有一選擇性蝕刻，諸如銅(Cu)等。金屬層102係可被層疊於載體基板101的頂表面上、鍍覆、或以其他方式沉積於載體基板101的頂表面上。
在特定範例中，載體基板101的頂表面係可包括金屬層102，所以當金屬層102為鎳時，載體基板101可稱為一覆鎳(nickel-clad)載體，或當金屬層102為銅時可稱為一覆銅載體，等等。
圖2概括繪示一系統200的一範例橫剖面，其包括乾膜阻劑103A-C及犧牲性金屬104A-C。乾膜阻劑103A-C可在金屬層102的一頂表面上作圖案化(例如層疊、暴光、顯影等)，以形成一導波管模板，依據所欲的導波管組態而定。犧牲性金屬104A-C可包括與金屬層102相同的金屬，其沉積於金屬層102的頂表面上，在導波管模板周圍，而形成一或多個導波管核心。圖2係繪示第一及第二導波管核心(例如犧牲性金屬104A、104B)，及一第三導波管核心的一部分(例如犧牲性金屬104C)。
沉積犧牲性金屬104A-C係可包括將犧牲性金屬電鍍於載體基板101或金屬層102的一頂表面上。犧牲性金屬104A-C可包括鎳，或是一或多個具有一選擇性蝕刻之其他金屬，諸如銅等。在其他範例中，乾膜阻劑103A-C可包括一或多個其他光阻，該一或多個光阻係被
層疊或以其他方式施加至金屬層102的頂表面並在其上作圖案化。在犧牲性金屬104A-C沉積之後，乾膜阻劑103A-C可被移除(例如使用顯影劑、剝除劑等)。
圖3概括繪示一包括一第一金屬105之系統300的一範例橫剖面，第一金屬105係沉積於犧牲性金屬104A-C以及載體基板101的頂表面、或金屬層102的頂表面之至少一部分上方。第一金屬105可包括一設置於犧牲性金屬104A-C上之內表面，及一設置於載體基板101的頂表面、或金屬層102的頂表面上之下表面。第一金屬105係可包括銅或是一或多種其他金屬，並可被鍍覆(例如板鍍)、層疊、或以其他方式沉積於犧牲性金屬104A-C及載體基板101的頂表面、或金屬層102的頂表面之至少一部分上方。
圖4概括繪示一包括一載體基板101之系統400的一範例橫剖面，載體基板101具有一光學佈線部分106及一電性佈線部分107。如繪示，光學佈線部分106形成於右方，且電性佈線部分107形成於右方。一旦光學佈線部分106完成，電性佈線係可形成於光學佈線部分106上方、下方或旁邊。並且，光學佈線部分106及電性佈線部分107可在重疊的處理步驟中形成，諸如本文所繪示，或有其他方式。
第一金屬105的至少一部分可被移除，而形成一導波管的一外表面及一與犧牲性金屬104A-C及金屬層102分離之導體。光阻、諸如乾膜阻劑等係可放置於第
一金屬105的至少一部分上方，並作圖案化以形成一蝕刻模板，而界定導波管的外表面以及與犧牲性金屬104A-C及金屬層102分離之導體。第一金屬105之未受保護的部分係可被下蝕至金屬層102，留下電性佈線部分107中之一第一組的電性佈線，諸如一第一電性佈線108。剩餘的光阻可隨後被剝除，且系統400可利用一或多個處理技術(例如層疊、雷射鑽製、除汙等)作修製。光學佈線部分106中之剩餘的第一金屬105係可形成導波管的外表面。
圖5概括繪示一包括載體基板101之系統500的一範例橫剖面，第一金屬105形成導波管的外表面，及第一電性佈線108。不同於圖4繪示的系統400，系統500已利用一或多個處理技術作修製。一第一介電材料110可沉積於第一金屬105的外表面及金屬層102的頂表面上方，而覆蓋第一金屬105的外表面及第一組的電性佈線，包括第一電性佈線108。
一第二組的電性佈線係可形成於第一介電層110中及上，包括一第二電性佈線109。一第二介電材料112可沉積於第二組的電性佈線上方。一第三組的電性佈線可形成於第二介電層中及上，包括一第三電性佈線111。第一、第二及第三組的電性佈線、以及第一及第二介電材料110、112係可利用一或多個處理技術(例如層疊、雷射鑽製、除汙等)被形成或修製。
圖6概括繪示一使載體基板101被移除之系統600的一範例橫剖面。
圖7概括繪示一使金屬層102及犧牲性金屬104A-C被移除、例如被蝕刻等之系統700的一範例橫剖面。當移除犧牲性金屬104A-C時，第一金屬105(例如銅)可提供一用於犧牲性金屬104A-C(例如鎳)之蝕刻停止件。移除金屬層102係可使第一金屬105自第一組的電性佈線、包括第一電性佈線108電性隔離。移除犧牲性金屬層104A-C(亦即第一、第二及第三導波管核心)係可暴露第一金屬105的一內表面(亦即導波管的一內表面，確切來說為第一、第二及第三導波管的一頂部及兩側，其中圖7的橫剖面缺乏第三導波管的第二側)。
圖8概括繪示一包括一第二金屬113之系統800的一範例橫剖面，第二金屬113沉積於第一金屬105的一內表面上。第二金屬113亦可沉積於第一組的電性佈線之一暴露的底表面上，諸如第一電性佈線108之一暴露的底表面。第二金屬113係可包括銀(Ag)、或是一或多種其他金屬(例如錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)、鈀(Pd)等)，其係被浸潤或以其他方式沉積於第一金屬105或第一組的電接觸件上，依據成本與效能考量而定。例如，銀具有橫越及進入近IR頻譜區之小於1的真實折射率。因為導波管的內核心在一旦犧牲性金屬104A-C被移除則具有~1的折射率(亦即空氣)，沉積具有類似空氣的折射率之第二金屬113係能夠具有橫越寬波長範圍之全內反射，且因為衰減為低，導波管可與一寬範圍的入進波長相容。第二金屬113可包括任何數量的金屬，且在特定範例中可完全被省略，
依據所欲的導波管效能、或第一金屬105的類型而定。
圖9概括繪示一包括一下金屬114之系統900的一範例橫剖面，下金屬114係塗覆有第二金屬113，被層疊或以其他方式設置於第二金屬113及第一介電材料110的下表面上。下金屬114可形成導波管的一底部，而完成一中空金屬導波管，包括第一、第二及第三中空金屬導波管115A-C。
在其他範例中，若從第一金屬105的下表面省略第二金屬113、或者若第二金屬113未沉積在第一金屬105的下表面上(例如僅沉積於導波管的一內表面上、等)，下金屬114係可被層疊或以其他方式設置於第一金屬105的一下表面上。
下金屬114可包括銅、或是一或多種其他金屬，例如，依據第一金屬105或第二金屬113而定。在特定範例中，可藉由間隔放置中空金屬導波管使其間具有累積材料、添加一薄化學黏著促進劑或使用一引線結合件，來處理中空金屬導波管之間的黏著關切問題。
圖10概括繪示一系統1000的一範例橫剖面，其具有呈開啟以供耦接之一中空金屬導波管的一部分。在一範例中，下金屬114及第二金屬113的一部分可諸如使用一罩幕及蝕刻等被移除。第二金屬113可作為一蝕刻停止件，而保存外層墊及跡線的形式(form)。在蝕刻下金屬114之後，可蝕刻第二金屬113且可移除罩幕。
圖11概括繪示一包括銲料阻劑116A-B之系
統1100的一範例橫剖面。銲料阻劑116A-B可被層疊、圖案化或以其他方式設置於系統1100的頂及底表面上，以確保與下游程序的相容性。
圖12概括繪示一包括表面修製117A-B之系統1200的一範例橫剖面。表面修製117A-B可鍍覆有一金屬，諸如一鎳-鈀-金(NiPdAu)或是一或多種其他金屬。在特定範例中，在第二中空金屬導波管115B的開口周圍之銲料阻劑係可在施加表面修製117A-B之後被蝕刻，諸如使用一紫外(UV)雷射，其可移除銲料阻劑而不留下顯著的殘留量。
本文所繪示的範例係有利地與既有的半導體製造技術相容，並可使用類似的處理技術、以比既有光學互連件更低的成本提供相同封裝體中之整合的電性及光學佈線。並且，將中空金屬導波管整合至既有的基板中係免除了既有的光學互連件整合所需要之額外組裝步驟，而提供額外的成本利益。
因為光的速度與折射率成反比，在一中空金屬導波管中的信號傳播會比在仰賴通過具有較高折射率(例如1.3、1.4等)的介電質之光學傳輸的一光纖纜線或其他基板整合選項中顯著地更快(例如30%或更大)。以銀(Ag)塗覆中空金屬導波管的內表面係能夠在一寬的波長範圍作全內反射(例如對於約350與2500nm之間的波長(λ)，銀的真實折射率小於1)，而導致很低的信號衰減。
圖13至17概括繪示在不同的製造階段中利
用具有不同折射率的第一及第二材料(例如“三明治狀”組態)所形成之一導波管的範例橫剖面。下列圖式係為繪示性，並可根據本文所描述之標的物使用其他的處理技術或階段。
在一範例中，低折射率導波管可利用具有不同折射率的材料被形成，並可被包封一反射器材料以確保全內反射，而將信號圍堵其內並將信號沿著導波管的至少一部分作傳輸，依據設計及所欲的傳輸特徵而定。在特定範例中，導波管係可直接被製造於一基板上(例如鄰近於電性佈線、在電性佈線底下、在電性佈線上方、或直接在電性佈線旁邊)，或可被嵌入一腔穴中。若介電質被襯墊一金屬，係可實現較高的效能。
一第一介電材料、諸如一反射性重疊模製、層疊、或乾程序沉積式材料(例如氮化矽(SiN)或二氧化矽(SiO2)等)係可沉積於一載體的頂上。在特定範例中，一金屬層係可選用性設置於第一介電材料上方(例如利用一無電極濕程序、一乾濺鍍或電漿增強式化學氣相沉積(PE-CVD)程序等)來改良所產生的導波管之效能，例如減低信號衰減。一具有與第一介電層不同(較低)的折射率之第二介電材料係可沉積於金屬層上方，或者若不存在金屬層則沉積於第一介電材料上方。在一範例中，第一介電材料可包括二氧化矽，且第二介電材料可包括氮化矽。在其他範例中，可使用具有不同折射率的其他第一及第二介電材料，包括特殊模化合物，諸如可修改成具有高折射率及
低折射率的矽氧環氧樹脂。
第二介電材料可作圖案化，且第二介電材料的部分可被移除，而利用剩餘的剩餘的第二介電材料形成一或多個導波管核心。如同上文對於第一金屬層，一金屬層可選用性設置於剩餘的第二介電材料上。第一介電材料可隨後沉積於剩餘的第二介電材料上方，或金屬層沉積於剩餘的第二介電材料上方，而完成一或多個導波管。
圖13概括繪示一系統1300的一範例橫剖面，其包括一基板121，一設置於基板121上之第一金屬層122(例如銅(Cu)等)，及一設置於第一金屬層122的一頂表面上之第一介電材料123。在特定範例中，第一金屬層122可被視為基板121的一部份，使得基板121的一頂表面(例如一覆銅基板、銅箔等)包括第一金屬層122的頂表面。
圖14概括繪示一系統1400的一範例橫剖面，其係包括一設置於第一介電材料123的一頂表面上之反射性金屬層124(例如銀(Ag)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)、鈀(Pd)等)，以及一置設(例如重疊模製、層疊或以其他方式沉積)於反射性金屬層124的一頂表面上之第二介電材料125。在特定範例中，反射性金屬層124為選用性，並可被省略。
圖15概括繪示一系統1500的一範例橫剖面，其包括第一及第二導波管段125A-B。第二介電材料125可作圖案化(例如使用光阻等)，第二介電材料125的部分可被移除，剩餘的光阻可被移除，且一金屬可選用性沉
積於剩餘的導波管段(例如第一及第二導波管段125A-B等)上方。
圖16概括繪示一系統1600的一範例橫剖面，其包括一第三介電材料126(例如與第一介電材料123相同的材料)，第三介電材料126係置設(例如重疊模製、層疊、或以其他方式沉積)於第一及第二導波管段125A-B上方、且設置於反射性金屬層124(或者，若省略反射性金屬層124，則為第一介電材料123)的暴露部分上方。一旦被第三介電材料126覆蓋(例如與第一介電材料123相同的材料)，第一及第二導波管段125A-B係可形成完成的導波管(例如具有或不具有圍繞剩餘的第二介電材料125之選用性反射性金屬層124)。基板121及第一金屬層122可被移除(例如剝離、蝕刻等)，僅留下第一及第二導波管段125A-B及圍繞的介電材料。
圖17概括繪示一系統1700的一範例橫剖面，其包括完成的第一及第二導波管段125A-B，被包封於第一及第三介電材料123、126之間。
圖18至26概括繪示一範例導波管及格柵結構(例如擴散格柵結構等)，其在一圖案化的有機基板131上利用第一、第二及第三介電材料134、135、138形成。將光學信號有效率地耦接至導波管中對於使用導波管的光學傳輸係至為重要。本文所描述的格柵結構可用來將一光學信號有效率地耦接至一導波管中(例如大於60%效率等)。連同本文所描述的一或多個其他導波管結構或程序，
此格柵結構能夠提供將導波管整合於基板中之一完整解決方案，而有最小的處理成本(例如由於重疊/共享的處理技術/步驟等)。為了使效率最佳化，本文所描述的格柵結構之週期與折射率可依照一入進光學信號的角度及頻率作調整。
圖18概括繪示一系統1800的一範例橫剖面，其包括一圖案化的有機基板131(例如一有機基板)，包括一積造層132(例如一介電層等)及一或多個導體(例如一第一導體133等)。在一範例中，一層的金屬(例如一銅種晶層等)係可選用性設置於積造層132上。
圖19概括繪示一系統1900的一範例橫剖面，其包括圖案化的有機基板131，一沉積於圖案化的有機基板131的一頂表面上之具有第一折射率的第一介電材料134(例如包括一銅種晶層)，及一沉積於第一介電材料134上之具有比第一折射率更低的第二折射率之第二介電材料135。在一範例中，第一介電材料134可包括二氧化矽(SiO2)，且第二介電材料135可包括氮化矽(SiNx)。在其他範例中，可使用具有不同折射率的其他介電材料，根據上述關係，包括諸如可修改成具有高折射率及低折射率的矽氧環氧樹脂之特殊模化合物，或其他。
圖20概括繪示一系統2000的一範例橫剖面，其包括一沉積(例如層疊等)於第二介電材料上之第一光阻材料136。第一光阻材料136可被暴光及顯影，而移除第一光阻材料136的垂直段、諸如第一段137，形成一格柵
模板。
圖21概括繪示一系統2100的一範例橫剖面，其包括第二介電材料135中的一格柵結構。第二介電材料135的段係可在第一光阻材料136的所移除垂直段、諸如第一段137底下被移除(例如被電漿蝕刻等)，往下到第一介電材料134的一頂表面。在第二介電材料135的段被移除之後，剩餘的第一光阻材料136可被移除(例如剝除)。
圖22概括繪示一系統2200的一範例橫剖面，其係包括沉積於第二介電材料135的所移除段中之一具有比第二折射率更高的第三折射率之第三介電材料138，而形成一具有沿著一第一平面呈層狀之第二及第三介電材料135、138的交織層之格柵結構。在一範例中，第三介電材料138可為與第一介電材料134相同的材料(例如SiO2)。
第三介電材料138可沉積於第二介電材料135的一頂表面上方及格柵結構上方，且第一、第二及第三介電材料134、135、138可形成一具有交織層的導波管，沿著一與第一平面不同且鄰近於格柵結構之第二平面呈層狀。
在此範例中，格柵結構的交織層係與導波管的層呈正交。在其他範例中，格柵結構的交織層係與導波管的層之間的角度係可包括一或多個其他角度。為了使效率最佳化，第一、第二及第三介電材料134、135、138的週期、折射率、角度及寬度可依照一入進光學信號的角度
及頻率作調整。
圖23概括繪示一系統2300的一範例橫剖面，其包括一沉積(例如層疊)於第三介電材料138的一頂表面上之第二光阻材料139。第二光阻材料139的至少一部分可諸如在圖案化的有機基板131之一電性區域上方被移除(例如暴光、顯影等)，而留下圖案化的有機基板131之導波管及格柵結構區域上方的第二光阻材料139。
圖24概括繪示一系統2400的一範例橫剖面，其包括在圖案化的有機基板131之電性區域上方具有第一、第二及第三介電材料134、135、138的部分之導波管及格柵結構，且剩餘的第二光阻材料139被移除(例如蝕刻、剝除等)。
圖25概括繪示一系統2500的一範例橫剖面，其包括一第三光阻材料140。第三光阻材料140可沉積(例如層疊)於第三介電材料138及積造層132的一頂表面上。第三光阻材料140的一部分可被移除(例如暴光、顯影等)，一金屬(例如銅(Cu)等)可沉積於一或多個暴露的導體上，且第三光阻材料140可被移除。
圖26概括繪示一系統2600的一範例橫剖面，其係包括一銲罩材料141，銲罩材料141沉積(例如層疊)於導波管及格柵結構以及圖案化的有機基板131之電性區域上方。銲罩材料141的一部分可例如在圖案化的有機基板131之電性區域中的一或多個導體上方、或格柵結構上方被移除(例如暴光、顯影等)，而形成格柵結構上方
的一開口。在一範例中，一光學信號142可從一第一方向、經過銲罩材料141中的開口、且從一第一方向經過層式格柵結構、在一第二方向進入且沿著導波管(例如沿著圖26中的箭頭)被接收。
在一範例中，圖18至26所繪示的格柵結構係可被併入圖1至17中所揭露的導波管之一或多者上方，以將一光學信號耦接至導波管中。
額外的記錄及範例
在範例1中，一系統係包括一包括介電材料之基板，及一包括一第一金屬之導波管，其具有一外表面及一內表面，其中外表面的至少一部分鄰近於介電材料，其中內表面界定一路徑，且其中導波管係組構為在內表面處接收一光學信號且沿著路徑的至少一部分傳輸光學信號。
在範例2中，範例1的基板係選用性包括一與導波管分離之導體，導體係組構為將一電性信號傳輸經過介電材料。
在範例3中，範例1至2中的任一或多者係選用性地為與第一金屬相同的金屬。
在範例4中，範例1至3中的任一或多者之導體的至少一部分係選用性在與第一金屬的至少一部分相同之處理步驟中形成。
在範例5中，範例1至4中的任一或多者之導波管係選用性地為一中空金屬導波管，其係包括一組構為接收光學信號之輸入，一組構為傳輸光學信號之主體，及
一組構為輸出所傳輸的光學信號之輸出，其中導波管的主體之一橫剖面選用性地包括一連續的內表面。
在範例6中，範例1至5中的任一或多者之介電材料及導波管係選用性在重疊的處理步驟中形成。
在範例7中，範例1至6中的任一或多者之第一金屬的外表面係選用性包括正交的第一及第二面，且介電材料選用性設置於第一金屬的外表面之第一面或第一金屬的外表面之第二面上。
在範例8中，範例1至7中的任一或多者之介電材料係選用性設置於第一金屬的外表面之第一及第二面上。
在範例9中，範例1至8中的任一或多者之第一金屬的外表面之一橫剖面係選用性包封於介電材料中。
在範例10中，範例1至9中的任一或多者之導波管係選用性包括一鍍覆於第一金屬的內表面上之第二金屬，其中第二金屬係選用性組構為傳輸光學信號。
在範例11中，範例1至10中的任一或多者之第一金屬係選用性為銅且第二金屬選用性為銀。
在範例12中，一方法係包括在一導波管接收一光學信號，導波管係包括一具有一外表面及一內表面之第一金屬，其中內表面界定一路徑，且沿著路徑的至少一部分傳輸光學信號，其中導波管的外表面之至少一部分鄰近於一基板的介電材料。
在範例13中，範例1至12中的任一或多者係
選用性包括使用一與導波管分離之導體將一電性信號傳輸經過介電材料。
在範例14中，範例1至13中的任一或多者之導體係選用性為與第一金屬相同之金屬，且導體的至少一部分係選用性在與第一金屬的至少一部分相同之處理步驟中形成。
在範例15中，範例1至13中的任一或多者係選用性包括在導波管的一輸入處接收光學信號，沿著導波管的一主體傳輸光學信號，及在導波管的一輸出處輸出光學信號，其中導波管係為一中空金屬導波管，且其中導波管的主體之一橫剖面包括一連續的內表面。
在範例16中，範例1至15中的任一或多者之介電材料及導波管係選用性在重疊的處理步驟中形成。
在範例17中，範例1至16中的任一或多者之第一金屬的外表面係選用性包括正交的第一及第二面，其中介電材料係選用性設置於第一金屬的外表面之第一面或第一金屬的外表面之第二面上。
在範例18中，範例1至17中的任一或多者之介電材料係選用性設置於第一金屬的外表面之第一及第二面上。
在範例19中，範例1至18中的任一或多者之第一金屬的外表面之一橫剖面係選用性包封於介電材料中。
在範例20中，範例1至19中的任一或多者之
導波管係選用性包括一鍍覆於第一金屬的內表面上之第二金屬，其中第二金屬係選用性組構為傳輸光學信號。
在範例21中，範例1至20中的任一或多者之第一金屬係選用性為銅且第二金屬選用性為銀。
在範例22中，一將一導波管整合於一基板中之方法係包括將犧牲性金屬沉積於一載體基板的一第一表面上以形成一導波管的一核心，將一第一金屬沉積於犧牲性金屬及載體基板的第一表面之至少一部分上方，第一金屬具有一設置於犧牲性金屬上之內表面及一設置於載體基板的第一表面上之下表面，從載體基板的第一表面移除第一金屬的至少一部分以形成導波管的一外表面及一與犧牲性金屬分離之導體，將介電材料在導體周圍沉積於載體基板的第一表面上方，介電質具有一設置於載體基板的第一表面上之下表面，及移除載體基板及犧牲性金屬，使得導波管及導體電性隔離。
在範例23中，範例1至22中的任一或多者之沉積犧牲性金屬係選用性包括在一導波管模板周圍將犧牲性金屬電鍍於載體基板的第一表面上，以形成導波管的核心，範例1至22中的任一或多者之沉積第一金屬係選用性包括將第一金屬鍍覆或層疊於犧牲性金屬及載體基板的第一表面之至少一部分上方，且從範例1至22中的任一或多者之載體基板的第一表面移除第一金屬的至少一部分係選用性包括從載體基板的第一表面蝕刻第一金屬的至少一部分。
在範例24中，範例1至23中的任一或多者係選用性包括下列中的一或多者：在載體基板的第一表面上電鍍犧牲性金屬之前，使載體基板的第一表面上之導波管模板圖案化，在犧牲性金屬及載體基板的第一表面之至少一部分上方鍍覆第一金屬之前，在犧牲性金屬周圍從載體基板的第一表面移除光阻，及使第一金屬上的光阻圖案化以形成一蝕刻模板，在蝕刻第一金屬的至少一部分之前，界定導波管的外表面及與犧牲性金屬分離之導體以形成導體。
在範例25中，範例1至24中的任一或多者之使導波管模板圖案化係選用性包括在載體基板的第一表面上使乾膜阻劑圖案化。
在範例26中，範例1至25中的任一或多者之犧牲性金屬係選用性界定導波管的核心，且鍍覆第一金屬係選用性包括板鍍第一金屬。
在範例27中，範例1至26中的任一或多者之犧牲性金屬係選用性包括鎳(Ni)，載體基板係選用性包括一覆鎳載體基板，且載體基板的第一表面係選用性包括載體基板上的一鎳層。
在範例28中，範例1至27中的任一或多者之移除載體基板係選用性包括在載體基板上移除鎳層。
在範例29中，範例1至28中的任一或多者係選用性包括在移除載體基板及犧牲性金屬之後，在第一金屬的一內表面上沉積一第二金屬。
在範例30中，範例1至29中的任一或多者係選用性包括在第一金屬的內表面上沉積第二金屬之後，將一下金屬層疊至介電材料及第一金屬的下表面上。
在範例31中，範例1至30中的任一或多者之下金屬係選用性包括一具有一上表面及一下表面之銅片，及一具有一上表面及一下表面之銀層，其中銀層的下表面係選用性設置於銅片的上表面上，且將下金屬層疊至下表面上係選用性包括將銀層的上表面層疊至介電材料及第一金屬的下表面上。
在範例32中，一導波管及格柵結構系統係包括一具有電性佈線之基板，一位於基板上之導波管，導波管係組構為傳輸一光學信號的至少一部分，導波管包括層式第一及第二介電材料，第一介電材料具有一第一折射率，且第二介電材料具有一不同於第一折射率的第二折射率，及一格柵結構，格柵結構係組構為接收光學信號並將光學信號的至少一部分耦接至導波管中，格柵結構包括第一及第二介電材料的交織層，格柵結構的交織層係沿著一與導波管的層不同之平面。
在範例33中，範例1至32中的任一或多者之格柵結構的層係選用性與導波管的層呈正交。
在範例34中，範例1至33中的任一或多者之第一介電材料係選用性包括二氧化矽(SiO2)，且第二介電材料選用性包括氮化矽(SiNx)。
在範例35中，範例1至34中的任一或多者之
導波管係選用性包括一第一層的第一介電材料，位於第一層上之一第二層的第二介電材料，及位於第二層上之一第三層的第一介電材料。
在範例36中，範例1至35中的任一或多者係選用性包括位於導波管的第三層上、但未位於格柵結構的至少一部分上方之一銲罩層，銲罩層係選用性界定一對於格柵結構之開口。
在範例37中，範例1至36中的任一或多者之格柵結構係選用性位於導波管的第一及第三層之間。
在範例38中，範例1至37中的任一或多者之格柵結構係選用性組構為從一第一方向接收光學信號並將光學信號的至少一部分沿著一不同於第一方向之第二方向耦接至導波管中。
在範例39中，範例1至38中的任一或多者之第一方向係選用性與第二方向呈正交。
在範例40中，一方法係包括在一包括第一及第二介電材料的交織層之格柵結構處接收一光學信號的至少一部分，第一介電材料具有一第一折射率，且第二介電材料具有一不同於第一折射率之第二折射率，將所接收光學信號的至少一部分耦接至一導波管中，導波管係包括層式第一及第二介電材料，導波管的層係沿著與格柵結構的交織層不同之一平面，以及沿著導波管傳輸所耦接光學信號的至少一部分。
在範例41中，範例1至40中的任一或多者之
格柵結構的層係選用性與導波管的層呈正交。
在範例42中，範例1至41的任一或多者中之第一介電材料係選用性包括二氧化矽(SiO2)，且第二介電材料選用性包括氮化矽(SiNx)。
在範例43中，範例1至42中的任一者之導波管係選用性包括一第一層的第一介電材料，位於第一層上之一第二層的第二介電材料，及位於第二層上之一第三層的第一介電材料。
在範例44中，範例1至43中的任一或多者之導波管係選用性包括在格柵結構的至少一部分周圍而非上方位於導波管的第三層上之一銲罩層，銲罩層係選用性界定一對於格柵結構之開口。
在範例45中，範例1至44中的任一或多者之格柵結構係選用性位於導波管的第一及第三層之間。
在範例46中，範例1至45中的任一或多者之接收光學信號的至少一部分係選用性包括從一第一方向，且傳輸所耦接光學信號的至少一部分係選用性包括沿著一不同於第一方向之第二方向。
在範例47中，範例1至46中的任一或多者之第一方向係選用性與第二方向呈正交。
在範例48中，一方法係包括將一第一層的一第一介電材料沉積於一基板上，將一第二層的一第二介電材料沉積於第一層上，移除第二層的第一及第二段，形成一用於一格柵結構之模板，將第一介電材料沉積於第二層
的第一及第二段中，將第一及第二介電材料的層交織以形成格柵結構，將一第三層的第一介電材料沉積於第二層及格柵結構上，其中第一、第二及第三層形成一導波管，導波管的層係沿著一與格柵結構的交織層不同之平面。
在範例49中，範例1至48中的任一或多者之移除第二層的第一及第二段係選用性包括暴露第一層的一頂表面。
在範例50中，範例1至49中的任一或多者之格柵結構的交織層係選用性與導波管的層呈正交。
在範例51中，範例1至50中的任一或多者之第一介電材料係選用性包括二氧化矽(SiO2)，且第二介電材料選用性包括氮化矽(SiNx)。
在範例52中，範例1至51中的任一或多者係選用性包括在格柵結構的至少一部分周圍而非上方將一銲罩層沉積於導波管的第三層上，銲罩層係選用性界定一對於格柵結構之開口。
在範例53中，一系統或裝備係可包括範例1至52中的任一或多者之任何部分或任何部分的組合、或可選用性與其組合，以包括用於進行範例1至52中的任一或多者之部件，或一機器可讀取式媒體，其包括由一機器進行時將造成機器進行範例1至52的功能中之任一者之指令。
上列詳細描述係包括參照構成詳細描述的一部份之附圖。圖式藉由範例顯示可在其中實行本發明之
特定實施例。這些實施例亦在本文稱為“範例”。此等範例可包括所顯示或描述者以外之元件。然而，本發明人亦想見僅設有所顯示或描述的元件之範例。並且，本發明人亦想見對於本文所顯示或描述的一特定範例(或是其一或多個態樣)抑或對於其他範例(或是其一或多個態樣)使用所顯示或描述的元件(或是其一或多個態樣)之任何組合或變異之範例。
此文件提到的所有刊物、專利案及專利文件係整體以參照方式併入本文，如同以參照方式個別地併入。若此文件與以參照方式併入的文件之間有不一致用法，所併入參考文件中的用法應被視為補充此文件的用法；對於無法調和的不一致，則以此文件中的用法為準。
在此文件中，“一”的用語係如同專利文件常見般用來包括一或不只一、獨立於任何其他案例或“至少一”或“一或多”的用法。在此文件中，除非另外指明，“或”用語係用來指稱非排他性事物，或令“A或B”包括“A而非B”、“B而非A”及“A及B”。在附帶的申請專利範圍中，“包括”及“其中”用語係作為各別用語“包含”及“其中”的普通英文均等物。並且，在下列申請專利範圍中，“包括”及“包含”用語係為開端式，亦即一包括除一請求項中之此項目後所列者以外的元件之系統、裝置、物件、或程序係仍被視為落在該請求項的範圍內。並且，在下列申請專利範圍中，“第一”、“第二”及“第三”等用語僅作為標籤，且無意對於其目的施加數字要求。
本文所描述的方法範例係可至少部份地以機器或電腦實行。部分範例係可包括以可操作來組構一電子裝置進行如上述範例所描述方法的指令作編碼之一電腦可讀取式媒體或機器可讀取式媒體。此等方法的一實行方式係可包括碼，諸如微碼、組合語言碼、較高階語言碼、或類似物。此碼可包括用於進行不同方法之電腦可讀取式指令。碼係可形成電腦程式產品之部分。並且，諸如在執行期間或其他時間，碼可被實體地儲存於一或多個依電性或非依電性實體電腦可讀取式媒體上。這些實體電腦可讀取式媒體的範例係可包括但不限於硬碟，可移除式磁碟，可移除式光碟(例如CD及數位視訊碟)，磁匣，記憶卡或棒，隨機存取記憶體(RAM)，唯讀記憶體(ROM)，及類似物。
上文描述係意圖為繪示性，而非限制性。例如，上述範例(或是其一或多個態樣)係可彼此作組合使用。一般熟悉該技藝者可例如在檢閱上文描述之後使用其他的實施例。提供發明摘要以讓讀者快速地確定技術性揭示的本質。提交時係瞭解其不會被用來詮釋或限制申請專利範圍的範疇或意義。並且，在上文詳細說明中，不同特徵可分組在一起使得揭示合理化。這應不被詮釋成意圖令一未主張的揭示特徵對於任何請求項具有重要性。而是，創新之標的物係可位於一特定所揭露實施例之少於全部的特徵中。因此，下列申請專利範圍藉此被併入詳細說明中，其中各請求項本身獨立作為一分離的實施例，且想見此等
實施例可在不同組合或變異中與彼此組合。應參照附帶的申請專利範圍連同此等申請專利範圍所享有之均等物的完整範圍，來決定本發明的範圍。
105‧‧‧第一金屬
108‧‧‧第一電性佈線
109‧‧‧第二電性佈線
110‧‧‧第一介電材料
111‧‧‧第三電性佈線
112‧‧‧第二介電材料
113‧‧‧第二金屬
114‧‧‧下金屬
115A-C‧‧‧第一、第二及第三中空金屬導波管
116A-B‧‧‧銲料阻劑
117A-B‧‧‧表面修製
1200‧‧‧系統
Claims (16)
- 一種光學信號傳輸系統，其包含：一基板，其包括介電材料；及一中空金屬導波管，其包括具有一外表面及一內表面之一第一金屬，其中該第一金屬之該外表面的至少一部分鄰近於該介電材料，其中該第一金屬之該內表面界定一路徑，且其中該中空金屬導波管係組構以在該第一金屬之該內表面接收一光學信號及沿著該路徑的至少一部分傳輸該光學信號，其中該基板係包括一與該中空金屬導波管分離之導體，該導體係組構以傳輸一電氣信號通過該介電材料，以及其中該導體係為與該第一金屬相同之金屬。
- 如請求項1之系統，其中該導體的至少一部分係在與該第一金屬的至少一部分相同之處理步驟中被形成。
- 如請求項1之系統，其中該中空金屬導波管包括一經組構以接收該光學信號之輸入，一經組構以傳輸該光學信號之主體，及一經組構以輸出所傳輸的該光學信號之輸出，及其中該中空金屬導波管之該主體的一橫剖面包括一連續的內表面。
- 如請求項1之系統，其中該介電材料及該 中空金屬導波管係在重疊的處理步驟中被形成。
- 如請求項1之系統，其中該第一金屬的該外表面係包括正交的第一及第二面，且其中該介電材料係設置於該第一金屬的該外表面之該第一面或該第一金屬的該外表面之該第二面上。
- 如請求項5之系統，其中該介電材料係設置於該第一金屬的該外表面之該等第一及第二面上。
- 如請求項5之系統，其中該第一金屬的該外表面之一橫剖面被包封於該介電材料中。
- 如請求項1之系統，其中該中空金屬導波管包括一被鍍覆於該第一金屬的該內表面上之第二金屬，其中該第二金屬係組構以傳輸該光學信號。
- 如請求項8之系統，其中該第一金屬為銅且該第二金屬為銀。
- 一種光學信號傳輸方法，其包含：在一中空金屬導波管接收一光學信號，該中空金屬導波管包括具有一外表面及一內表面之一第一金屬，其中該第一金屬之該內表面界定一路徑；沿著該路徑的至少一部分傳輸該光學信號，使用一與該導波管分離之導體將一電氣信號傳輸通過該介電材料，其中該第一金屬的該外表面之至少一部分係鄰近於該介電材料，及其中該導體係為與該第一金屬相同的金屬，且其中 該導體的至少一部分係在與該第一金屬的至少一部分相同之處理步驟中被形成。
- 如請求項10之方法，其包括：在該中空金屬導波管的一輸入處接收該光學信號；沿著該中空金屬導波管的一主體傳輸該光學信號；及在該中空金屬導波管的一輸出處輸出該光學信號，其中該中空金屬導波管的主體之一橫剖面包括一連續的內表面。
- 如請求項10之方法，其中該介電材料及該中空金屬導波管係在重疊的處理步驟中被形成。
- 如請求項10之方法，其中該第一金屬的該外表面包括正交的第一及第二面，且其中該介電材料係設置於該第一金屬的該外表面之該第一面或該第一金屬的該外表面之該第二面上。
- 如請求項13之方法，其中該介電材料係被設置於該第一金屬的該外表面之該等第一及第二面上。
- 如請求項13之方法，其中該第一金屬的該外表面之一橫剖面被包封於該介電材料中。
- 如請求項10之方法，其中該中空金屬導波管包括一被鍍覆於該第一金屬的該內表面上之第二金屬，其中該第二金屬係組構以傳輸該光學信號，及其中該第一金屬為銅且該第二金屬為銀。
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