專利名稱：壓印襯底的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例總地涉及微電子器件制造，更具體地涉及壓印襯底以制造這種器件的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
制造微電子器件的一個(gè)步驟為壓印襯底。通常，在襯底核心的一側(cè)或兩側(cè)具有電介質(zhì)材料層，襯底核心可為金屬或有機(jī)化合物。電介質(zhì)材料可由熱固化環(huán)氧樹(shù)脂組成。電介質(zhì)層可作為熱固化環(huán)氧樹(shù)脂平板敷覆，然后壓印該電介質(zhì)層以形成跡線。然后給跡線鍍上導(dǎo)電材料(例如，銅)以形成微電子器件電路的導(dǎo)電跡線。隨后形成層和相關(guān)的電子電路，以完成該器件。
通常，熱固化環(huán)氧樹(shù)脂層通過(guò)壓印微型工具來(lái)壓印。這種微型工具的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)具有許多由圖1A-1C示出的不同缺點(diǎn)。
圖1A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微型工具。微型工具板105通常為具有分別為凸起部分106和凹陷部分107的薄金屬板(例如，30密耳的鎳板)。微型工具的凸起部分和凹陷部分為其特征，通常從頂?shù)降准s50-70微米。微型工具的每個(gè)板都通過(guò)真空裝置(未示出)固定，并壓入布置在襯底核心115上的熱固化環(huán)氧樹(shù)脂層110。環(huán)氧樹(shù)脂層通常大約為40微米。通過(guò)應(yīng)用壓力，凹陷部分充滿環(huán)氧樹(shù)脂，凸起部分使環(huán)氧樹(shù)脂移位。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)缺點(diǎn)是環(huán)氧樹(shù)脂材料不被容納，即，沒(méi)有措施來(lái)防止或限制環(huán)氧樹(shù)脂以不希望的方式流動(dòng)。當(dāng)向微型工具盤施加壓力時(shí)，允許環(huán)氧樹(shù)脂材料流出。設(shè)備稍微的傾斜會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂以不希望的量和位置流動(dòng)。環(huán)氧樹(shù)脂材料的潤(rùn)濕性質(zhì)使過(guò)多的材料沿著微型工具的邊緣聚積，即，溢出的環(huán)氧樹(shù)脂可能繞著板的邊緣聚集而引起期望特征的變形。
并且，因?yàn)槲⑿凸ぞ哂杀“褰M成，所以當(dāng)處于壓力之下時(shí)，該薄板特別沿著具有較少環(huán)氧樹(shù)脂材料提供阻力的外沿彎曲。該沿著邊緣的向內(nèi)彎曲引起環(huán)氧樹(shù)脂層的厚度不均勻。這使得環(huán)氧樹(shù)脂層在靠近邊緣處比所期望的薄。
圖1B示出了使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微型工具形成的環(huán)氧樹(shù)脂層。如圖1B中所示，由于微型工具板的彎曲，靠近環(huán)氧樹(shù)脂層110邊緣的特征111變形。該彎曲可能會(huì)遍布，以致在襯底核心115中產(chǎn)生“陷窩”112。另外，凸起部分106用作微型工具的支腳，因而能夠使襯底核心115產(chǎn)生陷窩。
通過(guò)計(jì)量材料量以限制溢出，在一定限度內(nèi)解決了這個(gè)問(wèn)題。這沒(méi)有證明是非常有效的；當(dāng)使用不足的環(huán)氧樹(shù)脂量時(shí)，其結(jié)果為上述有缺陷的部分。當(dāng)使用過(guò)多的環(huán)氧樹(shù)脂量時(shí)，其過(guò)多的量沿著襯底的邊緣形成，因而使得隨后的平面化處理耗時(shí)更長(zhǎng)。另外，其過(guò)多的材料不均勻，因此使得難以在隨后的工序中保持真空。此外，其過(guò)多的材料使得襯底粘住微型工具板。移去襯底(例如，將其從板上撬開(kāi))會(huì)損壞板。
隨著時(shí)間的過(guò)去，微型工具板沿著邊緣反復(fù)的彎曲會(huì)引起邊緣變得永久性變形。這種變形導(dǎo)致有缺陷的襯底特征，使其在板上難以保持真空。
圖1C示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微型工具板的變形。如圖1C中所示，板105在邊緣120處變形。該變形是由于當(dāng)壓印其中的環(huán)氧樹(shù)脂以非期望的量或位置流動(dòng)的環(huán)氧樹(shù)脂層時(shí)板的反復(fù)的彎曲而形成的。


參考下面的描述和用來(lái)示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖，能夠最佳地理解本發(fā)明。在附圖中圖1A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微型工具；圖1B示出了使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微型工具形成的環(huán)氧樹(shù)脂層；圖1C示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的微型工具板的變形；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具；圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具，其中兩個(gè)板中的一個(gè)具有側(cè)壁；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具，其具有帶側(cè)壁的板，該側(cè)壁形成為接觸襯底核心；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具，其具有在其中形成的一個(gè)或多個(gè)排氣孔，以改善遍及由側(cè)壁形成的容器的電介質(zhì)材料的流動(dòng)；圖4A為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具板的俯視圖，所述微型工具板具有在其中形成的排氣道；和圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成微型工具的工序。
具體實(shí)施例方式
在下面的描述中，陳述了多個(gè)具體細(xì)節(jié)。但是，應(yīng)當(dāng)理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明的實(shí)施例也可實(shí)施。在其它的實(shí)例中，未詳細(xì)示出公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以不模糊對(duì)本說(shuō)明書的理解。
貫穿該說(shuō)明書的對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用意味著在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中包括結(jié)合該實(shí)施例描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。這樣，在貫穿該說(shuō)明書的不同位置出現(xiàn)的用語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”不必全部指的是相同的實(shí)施例。另外，其特性的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任意適當(dāng)?shù)姆绞皆谝粋€(gè)或多個(gè)實(shí)施例中組合。
此外，有創(chuàng)造性的方面少于單個(gè)公開(kāi)的實(shí)施例中所有的特征。因此，說(shuō)明書所附的權(quán)利要求據(jù)此清楚地并入該詳細(xì)說(shuō)明書中，每個(gè)權(quán)利要求基于其本身作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具。圖2中示出的微型工具200包括分別在板205a和205b上的側(cè)壁225a和225b。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，側(cè)壁與板整體地形成，并且以與板相同的材料制成，可為鎳或鎳合金。這些側(cè)壁繞著微型工具板的壓印圖案(即，特征)形成容器。側(cè)壁225a和225b的尺寸設(shè)定得適于襯底核心215的厚度，使得在板上施加壓力時(shí)，壓印圖案向電介質(zhì)層210中延伸進(jìn)期望的量。電介質(zhì)層210可由熱固化環(huán)氧樹(shù)脂、熱塑性塑料或其它適合的材料組成。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，側(cè)壁225a和225b中的每個(gè)延伸超過(guò)壓印圖案一個(gè)大致等于襯底核心215厚度一半的距離。
在板205a和205b上施加壓力時(shí)，側(cè)壁225a和225b彼此接觸。因?yàn)閭?cè)壁提供了彼此相抵的阻力，所以施加的壓力的量不象現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中那樣重要。對(duì)于通常使用的壓力，由于在側(cè)壁225a和225b之間產(chǎn)生的阻力，所以各板的邊緣不會(huì)彎曲。另外，在關(guān)閉或壓印位置，微型工具200封住整個(gè)襯底，因此電介質(zhì)材料不能在微型工具板的邊緣上聚積，也不能沿著襯底的邊緣形成過(guò)多的電介質(zhì)材料。此外，由于電介質(zhì)材料不能容易地流到不期望的位置，所以傾斜不會(huì)引起缺陷部分。
對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，微型工具的側(cè)壁定位使得在壓印時(shí)，整個(gè)襯底密封在電介質(zhì)材料中。該實(shí)施例會(huì)導(dǎo)致減少或消除襯底粘到微型工具上的可能性。
本發(fā)明的各種可選實(shí)施例減少或消除了微型工具板沿著邊緣的彎曲、由于傾斜引起的電介質(zhì)材料到不期望位置的流動(dòng)、以及過(guò)多的電介質(zhì)材料沿著襯底邊緣的聚積，因此提供了具有大致為7微米的總厚度變動(dòng)(TTV)的壓印襯底。
在可選實(shí)施例中，只有其中一個(gè)微型工具板可包括側(cè)壁。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例其中兩個(gè)板中的一個(gè)具有側(cè)壁的微型工具。圖2A中所示的微型工具200A包括形成在下部板205b上的側(cè)壁225。板205a不包括側(cè)壁。對(duì)于該實(shí)施例，側(cè)壁225的高度基于襯底核心215，使得在板上施加壓力時(shí)，壓印圖案向電介質(zhì)層210延伸進(jìn)期望的量。
如上面參考圖2所述，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具具有在壓印處理期間彼此接觸的側(cè)壁。對(duì)于該實(shí)施例，側(cè)壁的高度在嚴(yán)格的公差范圍內(nèi)確定，以確保側(cè)壁不阻止壓印圖案與電介質(zhì)層正確地接觸。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具，其具有帶側(cè)壁的板，該側(cè)壁用以接觸襯底核心。圖3所示的微型工具300包括分別在板305a和305b上的側(cè)壁325a和325b。如圖3中所示，在向板施加壓力時(shí)，側(cè)壁接觸襯底核心315。每個(gè)側(cè)壁325a和325b繞著各自微型工具板305a和305b的壓印圖案形成容器。
對(duì)于該實(shí)施例，不再必須基于襯底核心的厚度確定側(cè)壁的高度。側(cè)壁的高度而是大致等于特征尺寸。該實(shí)施例允許加工的簡(jiǎn)便性。但是，因?yàn)閭?cè)壁會(huì)與襯底核心相接觸，所以在施加的壓力上必須遵守更加嚴(yán)格的公差，以避免使襯底核心產(chǎn)生陷窩，或者損壞襯底核心的電路。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具，其具有在其中形成的一個(gè)或多個(gè)排氣道，以改善遍及由側(cè)壁形成的容器的電介質(zhì)材料的流動(dòng)。如圖4中所示，微型工具400具有在上部板405a中形成的排氣道430。排氣道可形成在板上的任意位置，并可另外地或替代地形成在下部板405b上。電介質(zhì)材料流進(jìn)由微型工具板形成的容器的某些區(qū)域可能性較小。例如，電介質(zhì)材料流進(jìn)容器的上角(即，由上部板側(cè)壁形成的角)可能性較小。排氣道有助于電介質(zhì)材料從電介質(zhì)層410流進(jìn)容器中的該區(qū)域。此外，排氣道允許其過(guò)多的電介質(zhì)材料從容器溢出，從而不在襯底或微型工具板上聚積。
圖4A為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的微型工具板的俯視圖，所述微型工具板具有在其中形成的排氣道。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例形成微型工具的工序。圖5中所示的工序500從操作505開(kāi)始，該步驟中確定襯底的尺寸。其尺寸可包括襯底核心厚度，以及電介質(zhì)層厚度和要壓印在襯底上的特征的尺寸。
在操作510，基于襯底尺寸確定微型工具板的側(cè)壁高度。例如，對(duì)于上面參考圖2描述的微型工具，其中各側(cè)壁會(huì)與相對(duì)的板上的側(cè)壁相接觸，使用襯底核心厚度以及特征尺寸來(lái)確定側(cè)壁高度。對(duì)于該實(shí)施例，各板的側(cè)壁高度大致等于特征高度與襯底核心厚度的一半相加之和。對(duì)于參考圖3描述的微型工具，各板的側(cè)壁高度大致等于特征高度。
在操作515，形成微型工具，其在至少一個(gè)繞著壓印圖案的板上具有所確定高度的側(cè)壁。另外，微型工具的一個(gè)或兩個(gè)板可具有在其中形成的排氣道，以輔助電介質(zhì)材料的流動(dòng)，如上面參考圖4和4A所描述的。
盡管已經(jīng)根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明不限于描述的實(shí)施例，而是能夠在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)通過(guò)修改和替代予以實(shí)施。因此本說(shuō)明書應(yīng)看作是示意性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)板，每個(gè)板都具有在其上形成的相應(yīng)的壓印圖案；以及一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁，每個(gè)側(cè)壁都環(huán)繞著各自板的相應(yīng)的壓印圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中每個(gè)側(cè)壁都與各自的板整體地形成。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中每個(gè)板都為大致30密耳厚的金屬板，該金屬?gòu)闹饕ㄦ嚭玩嚭辖鸬慕M中選擇。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)板具有在其中形成的一個(gè)或多個(gè)排氣道。
5.一種微型工具，包括上部板，具有在其上形成的第一壓印圖案，該上部板具有繞著第一壓印圖案的第一側(cè)壁；以及下部板，具有在其上形成的第二壓印圖案，該下部板具有繞著第二壓印圖案的第二側(cè)壁。
6.如權(quán)利要求5所述的微型工具，其中在施加壓力時(shí)，第一側(cè)壁與第二側(cè)壁相接觸，使得第一側(cè)壁有助于減小下部板的彎曲并且第二側(cè)壁有助于減小上部板的彎曲。
7.如權(quán)利要求6所述的微型工具，其中與第二側(cè)壁相接觸的第一側(cè)壁形成了襯底電介質(zhì)材料的容器，使得減少了過(guò)多的電介質(zhì)材料在襯底、上部板和下部板上的聚積。
8.如權(quán)利要求6所述的微型工具，其中第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的高度基于要壓印的襯底的襯底核心的厚度來(lái)確定。
9.如權(quán)利要求5所述的微型工具，其中各上部板和下部板都為大至30密耳厚的金屬板，該金屬?gòu)闹饕ㄦ嚭玩嚭辖鸬慕M中選擇。
10.如權(quán)利要求5所述的微型工具，其中在施加壓力時(shí)，第一側(cè)壁與襯底核心的上表面相接觸，第二側(cè)壁與襯底核心的下表面相接觸，使得襯底核心有助于減小下部板的彎曲和上部板的彎曲。
11.如權(quán)利要求10所述的微型工具，其中與襯底核心上表面接觸的第一側(cè)壁形成襯底電介質(zhì)材料的容器，使得減小了過(guò)多的電介質(zhì)材料在襯底和上部板上的聚積，并且與襯底核心下表面接觸的第二側(cè)壁形成襯底電介質(zhì)材料的容器，使得減小了過(guò)多的電介質(zhì)材料在襯底和下部板上的聚積。
12.如權(quán)利要求5所述的微型工具，其中上部板和下部板中的至少一個(gè)具有形成在其中的一個(gè)或多個(gè)排氣道。
13.一種微型工具，包括板，具有形成在其上的相應(yīng)的壓印圖案，該壓印圖案由形成在板上的側(cè)壁圍繞；以及相對(duì)的板，具有形成在其上的相應(yīng)的壓印圖案。
14.如權(quán)利要求13所述的微型工具，其中在施加壓力時(shí)，側(cè)壁與相對(duì)的板的表面相接觸，使得與相對(duì)的板的表面相接觸的側(cè)壁有助于減小板和相對(duì)的板的彎曲。
15.如權(quán)利要求13所述的微型工具，其中與相對(duì)的板的表面相接觸的側(cè)壁形成襯底電介質(zhì)材料的容器，使得減小了過(guò)多的電介質(zhì)材料在襯底、上部板和下部板上的聚積。
16.如權(quán)利要求15所述的微型工具，其中板具有在其中形成的一個(gè)或多個(gè)排氣道。
17.一種方法，包括確定襯底的一個(gè)或多個(gè)尺寸；基于襯底的尺寸確定微型工具板的側(cè)壁高度；和形成具有一個(gè)或多個(gè)板的微型工具，每個(gè)板都具有形成在其上的相應(yīng)的壓印圖案，至少一個(gè)板具有側(cè)壁，每個(gè)側(cè)壁都環(huán)繞著各自板的相應(yīng)的壓印圖案。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在微型工具的一個(gè)或多個(gè)板中形成排氣道。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中每個(gè)側(cè)壁都與各自的板整體地形成。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中每個(gè)板都為大約30密耳厚的金屬板，該金屬?gòu)闹饕ㄦ嚭玩嚭辖鸬慕M中選擇。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在微型工具的兩個(gè)相對(duì)的板中的每一個(gè)上都形成側(cè)壁，其中在施加壓力時(shí)，各側(cè)壁與相對(duì)的板的側(cè)壁相接觸，使得各板的側(cè)壁有助于防止相對(duì)的板的彎曲。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中彼此相接觸的側(cè)壁形成襯底電介質(zhì)材料的容器，使得減小了過(guò)多的電介質(zhì)材料在襯底和兩個(gè)板中每一個(gè)上的聚積。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在微型工具的一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的板中的每一個(gè)上都形成側(cè)壁，其中在施加壓力時(shí)，各側(cè)壁與襯底核心相接觸，使得與襯底核心相接觸的側(cè)壁有助于防止相應(yīng)的板的彎曲。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括使用微型工具壓印襯底。
全文摘要
一種壓印襯底的方法和設(shè)備。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種在一個(gè)或兩個(gè)板上具有側(cè)壁的微型工具。側(cè)壁有助于防止在微型工具板上或襯底上形成過(guò)多的電介質(zhì)材料。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)微型工具板都具有在其上形成的側(cè)壁。在施加壓力時(shí)，側(cè)壁彼此接觸，因而減小了或消除了微型工具板的彎曲。
文檔編號(hào)H05K3/00GK1994032SQ200580026503
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者T·比格斯, J·溫里奇 申請(qǐng)人:英特爾公司