圖案化薄層通過旋涂在基板上的沉積的制作方法
【專利摘要】一種在基板(10)的表面(11)上制造第一材料的圖案化層(14)的方法，包含以下連續(xù)步驟：將顆粒(12)布置在基板(10)的表面(11)上；通過旋涂在基板(10)的表面(11)上沉積樹脂(13)，從而形成第一材料的圖案化層(14)以及穿過第一材料的層并通到顆粒(12)的孔(30)；顆粒(12)和樹脂(13)的材料選擇為使得顆粒(12)施加相對于樹脂(13)的排斥互作用。
【專利說明】圖案化薄層通過旋涂在基板上的沉積

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及通過旋涂沉積制造圖案化層的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在微米和納米【技術(shù)領(lǐng)域】中，用于制造具有預定的幾何形狀的圖案化層的方法在持續(xù)地變化著。薄層的圖案化事實上確實開啟了大范圍的目標應用，特別是制造納米或微米結(jié)構(gòu)，其經(jīng)設(shè)計以形成微電子、光學或生物技術(shù)裝置。
[0003]此外，基于樹脂的層用于大多數(shù)制造微米和/或納米裝置的方法中。將樹脂薄層沉積在基板上為通過旋涂實現(xiàn)的常規(guī)方式。這種技術(shù)能夠沉積對其厚度進行精確控制的均勻?qū)印?br> [0004]不同種類樹脂組成的不同以及它們機械、化學、熱和光學特性的不同能夠使它們用于大量的應用。根據(jù)所涉及的應用，樹脂層例如可以實現(xiàn)封裝、電或熱絕緣、鈍化、平面化等功能。
[0005]在特定的應用中，樹脂薄層以微米和/或納米尺度而被圖案化。這種圖案化可以通過幾種技術(shù)來實現(xiàn)。
[0006]出于示例性的目的，通過激光的圖案化為能夠在樹脂層的表面或體積內(nèi)產(chǎn)生圖案的激光燒蝕技術(shù)。所產(chǎn)生的在樹脂層內(nèi)形成的圖案的幾何特征根據(jù)光束的能量、直徑和波長以及暴露時間而有所不同。
[0007]基于樹脂的薄層還可以通過利用圖案化焊墊的技術(shù)而被圖案化，例如通過印刷、模制或壓印來圖案化(通常被稱為軟光刻技術(shù))。
[0008]光刻技術(shù)也可被用于圖案化樹脂薄層。這些為微電子學中使用的常規(guī)技術(shù)，用以通過形成兩種不同的材料來圖案化薄層。例如，為了圖案化聚合物薄層，光敏樹脂(光致抗蝕劑)被沉積并隨后以特定的圖案暴露于電磁輻射并顯影。聚合物薄層隨后通過光致抗蝕劑中構(gòu)成的圖案而被蝕刻，所述的光致抗蝕劑在蝕刻步驟之后將被消除。
[0009]然而，如上所述的樹脂薄層的圖案化技術(shù)為高成本技術(shù)，其需要執(zhí)行大量的步驟和/或花費相當多的時間來完成。這些技術(shù)還使用需要特定環(huán)境和裝配的高技術(shù)設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供制造圖案化層的方法，其容易實施并能夠均勻且精確地控制圖案化層的厚度和形貌。
[0011]該目的趨于通過提供通過在基板的表面上布置顆粒而在基板的表面上制造由第一材料制成的圖案化層的方法來實現(xiàn)。隨后，樹脂通過旋涂沉積在基板的表面上，從而形成第一材料的圖案化層以及穿過第一材料的層并通到顆粒的孔。顆粒和樹脂的材料被進一步選擇，使得顆粒施加相對于樹脂的排斥互作用。
[0012]在優(yōu)選的方式中，圖案化層的厚度大于顆粒沿著基本上垂直于基板表面的軸的尺寸。
[0013]根據(jù)發(fā)展，第一材料的圖案化層在旋涂沉積步驟之后交聯(lián)(CToss-linked)。第一材料的圖案化層優(yōu)選經(jīng)歷熱處理步驟。
[0014]根據(jù)一個實施例，所述方法包含在形成第一材料的圖案化層之后消除顆粒。
[0015]根據(jù)另一個實施例，所述方法包含在基板的表面上布置至少一個額外顆粒，使得所述顆粒和額外顆粒位于基板表面第一預定位置和第二預定位置。所述額外顆粒的材料被進一步選擇，使得所述額外顆粒施加相對于樹脂的排斥互作用，從而形成穿過第一材料的層并通到額外顆粒的額外孔。有利地，第一預定位置和第二預定位置以這樣的方式進行選擇，使得通孔和額外通孔重疊。
[0016]根據(jù)其它的實施例，所述通孔包含側(cè)壁，并且第一材料的圖案化層包含與基板表面相對的自由表面。側(cè)壁和自由表面通過由第一材料制成的焊墊而連接。根據(jù)該實施例，所述方法包含各項異性地蝕刻第一材料來形成表示孔的外圍的連續(xù)閉合的圖案。
[0017]還提供了電子組件，其布置在基板的一個表面上，并且包含:
[0018]?第一電接觸焊墊；
[0019].電絕緣聚合物材料制成的第一封裝層，布置在基板表面上并設(shè)有與基板的該表面相對的表面，所述第一層形成以包含通到焊墊的通孔；
[0020].由導電材料制成的第二焊墊，布置在第一焊墊上并位于所述孔中；
[0021].布置在表面上的第二導電封裝層，第一和第二封裝層形成除了第二焊墊外完全覆蓋所述組件的雙層。
[0022]所述通孔進一步包含通過電絕緣聚合物材料的焊墊而連接至表面的側(cè)壁，所述焊墊橫向隔離第二焊墊和第二封裝層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]根據(jù)僅以非限制性示例的目的給出并在附圖中呈現(xiàn)的對本發(fā)明特定實施例的以下描述，其它的優(yōu)點和特征將變得更加明顯，附圖中:
[0024]-圖1至3c以示意性的方式以橫截面示出根據(jù)第一實施例通過旋涂在基板上制造圖案化層的步驟；
[0025]-圖4以示意性的方式以橫截面示出圖3c的圖案化層中形成的孔的放大圖；
[0026]-圖5a和5b以示意性的方式以橫截面示出由圖3c的圖案化層制造基板上的突出焊墊的步驟；
[0027]-圖6以示意性的方式以橫截面示出根據(jù)另一實施例的圖案化層；
[0028]-圖7a以示意性的方式以頂視圖示出根據(jù)一實施例的電子裝置；
[0029]-圖7b以示意性的方式示出圖7a沿著線AA的橫截面；
[0030]-圖8a至Sc以示意性的方式以橫截面示出根據(jù)另一實施例通過旋涂在基板上制造圖案化層的步驟。

【具體實施方式】
[0031]在微米和納米【技術(shù)領(lǐng)域】，存在著易于在基板上制造基于樹脂的圖案化層，同時精確控制其厚度和形貌的需求。這種需求趨于通過提供由旋涂來制造基于樹脂的圖案化層的方法來滿足。
[0032]根據(jù)在圖1至3c所示的第一實施例，所述方法包含提供包含表面11的基板10。
[0033]所述方法包含在基板10的表面11上布置顆粒12的步驟。然后執(zhí)行樹脂13通過旋涂在基板10的表面11上的沉積。樹脂13還可沉積在顆粒12上。這意味著在本說明中的樹脂為流體，其具有由聚合物材料形成的基體。
[0034]樹脂13為這樣的樹脂，其構(gòu)造為通過旋涂沉積在基板10上以形成由這種樹脂形成的層。
[0035]樹脂13優(yōu)選具有低粘度，即在300K測得的動態(tài)粘度為數(shù)十至數(shù)百厘泊。此外，在更優(yōu)選的方式中，樹脂13為粘彈性樹脂。根據(jù)示例實施例，稱為0G146-178并由EpoxyTechnology銷售的環(huán)氧樹脂的粘度由Anton Paar使用下的標志為MCR300的流變儀測得。所述粘度在300K測得，使31個測量點在每兩個測量點之間具有5s的間隔。在這些測量條件下，針對0G146-178樹脂測得約165厘泊的粘度。
[0036]一般來說，樹脂13可以是在微電子學領(lǐng)域以常規(guī)方式使用的光或熱可聚合樹脂。此外，樹脂13例如可以是不飽和苯乙烯聚酯樹脂、硫醇-多烯樹脂、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯或丙烯醚樹脂、或者由該類型樹脂的混合物形成的混合體系。
[0037]基板10為與旋涂沉積方法相兼容的基板。基板10通常為用于微電子學領(lǐng)域的基板，例如由硅、玻璃、云母等制成的基板?；?0優(yōu)選包含具有表面特性、特別是粘附參數(shù)的表面11，其適用于通過旋涂沉積樹脂13來形成第一材料的層14。粘附參數(shù)是指有利于樹脂擴散來形成均勻薄膜的表面狀態(tài)。該參數(shù)整體越高，樹脂與基板的表面建立氫(或范德華力)類型鍵的能力就越大。基板10的表面11可以進一步包含具有微米或納米尺寸的裝置。在優(yōu)選的方式中，所述裝置的表面特性與沉積的樹脂13相兼容，并且它們沿著基本上垂直于基板10的表面11的軸(Oz)的尺寸小于第一材料的層14的厚度。
[0038]基板10優(yōu)選在布置微米或納米尺寸的顆粒12之前被清潔。該清潔步驟有利地能夠令基板10的污染被防止。
[0039]根據(jù)示例實施例，基板10為硅基板，其具有小于3nm，并且優(yōu)選小于或基本上等于Inm的RMS粗糙度。RMS粗糙度(RMS是指均方根)對應于在所掃描的幾個μ m2基板表面上的粗糙度的均方根二次偏差值。
[0040]此外，選擇顆粒12和樹脂13的材料使得從可濕性的角度出發(fā)，顆粒12施加相對于樹脂13的排斥互作用?？紤]到顆粒在宏觀平面上是不帶電的，該排斥互作用是指樹脂13和顆粒12之間不形成氫(或范德華)類型鍵的能力。該排斥互作用由樹脂13和顆粒12之間表面能的差異而導致。當旋涂沉積被執(zhí)行的時候，表面能的差異會控制樹脂13的自發(fā)收縮。
[0041]換句話說，樹脂13相對于顆粒12的表面必須是非潤濕的。例如，顆粒和樹脂材料的選擇可以根據(jù)接觸角的測量值來進行，所述接觸角由所述樹脂滴與所述顆粒的材料的平坦表面形成。換句話說，樹脂相對于所述顆粒的可濕性通過執(zhí)行該常規(guī)實驗來評估。由此，對于所測得的嚴格大于90°的接觸角來說，所述樹脂和所述顆粒材料可被選擇為用于該方法中。
[0042]例如可以使用粉末形式的碳氧化硅(S1C)微球和環(huán)氧樹脂，或者氧化鋅(ZnO)微球和熱可交聯(lián)的聚環(huán)氧化物樹脂，或者聚苯乙烯球粒和熱固性丙烯酸酯樹脂。
[0043]顆粒12優(yōu)選為不溶于樹脂13的顆粒。顆粒12還可以具有任意的幾何形狀以及微米或納米尺寸。有利地，圖案化層14的厚度大于顆粒12沿著基本上垂直于基板10的表面11的軸(Oz)的尺寸。在優(yōu)選的方式中，顆粒12具有球形的形狀并且直徑小于第一材料的層14的厚度。顆粒12優(yōu)選具有大于1nm的尺寸。
[0044]例如，顆粒12可以是由金屬或氧化物形成的球粒，例如金或氧化鋅球粒。顆粒12還可以由有機材料形成，例如由聚合物或者一組生物聚合物形成的球粒，或者由在基板10上沉積的聚合物形成的微米或納米圖案。
[0045]顆粒12還可以是納米大小，例如，其可以由例如為鈦氧化物T12或氧化鋅ZnO、金原子的小分子的聚集形成，或者由例如為富勒烯或樹狀高分子的大分子形成。一般來說，可使用呈現(xiàn)一定的對稱并能夠引起樹脂13的排斥的所有納米結(jié)構(gòu)。納米顆粒以有利的方式能夠調(diào)節(jié)顆粒12相對于所選擇的樹脂13的排斥性質(zhì)的程度。
[0046]顆粒12在基板10的表面11上的布置可以根據(jù)其形狀和材料通過幾種技術(shù)來實施。例如，幾個顆粒12可以以粉末的形式分散在基板10的表面11上，或者包含顆粒12的溶劑可鋪涂在基板的表面上且然后執(zhí)行干燥步驟來蒸發(fā)液相。基板10的表面11還可暴露至充滿顆粒12的惰性氣氛中。
[0047]根據(jù)示例實施例，顆粒12為直徑基本上等于I μ m的ZnO球粒。顆粒12通過鋪涂包含ZnO球粒的醇溶液而布置在基板10的表面11上?；?0的表面11然后在空氣中被干燥來蒸發(fā)溶劑并僅在表面11上留下ZnO球粒。
[0048]如在圖3a至3c中所示，當執(zhí)行旋涂沉積時，基板10被固定在支持件20上?；?0被固定在支持件20上使得表面11為自由的。支持件20構(gòu)造為能夠以圍繞基本上垂直于基板10的表面11的軸(Oz)的旋轉(zhuǎn)運動移動基板10。
[0049]基板10還可以是固定在額外的剛性基板上的柔性基板，并且構(gòu)造為緊固在支持件20上，從而以圍繞軸(Oz)的旋轉(zhuǎn)運動而被驅(qū)動。柔性基板是指具有第一剛性值的基板，該第一剛性值比額外的基板的第二剛性數(shù)值小得多。例如。基板10可以是涂覆有聚酰亞胺層的金屬基板，或者由聚萘二酸乙二醇酯(PEN)制成。
[0050]樹脂13然后沉積在基板10的表面11上(圖3a)。所選擇的樹脂13可以是能夠通過旋涂而沉積的光或熱可交聯(lián)樹脂。所述樹脂例如為聚環(huán)氧化物聚合物，聚苯乙烯等。
[0051]根據(jù)示例實施例，樹脂13為在23°C并使用約10rpm的離心速度測得的具有約200cP(厘泊)的低粘度的熱可交聯(lián)聚環(huán)氧化物樹脂。
[0052]通過旋涂的沉積可以包含基板10以第一角速度圍繞軸(Oz)的第一旋轉(zhuǎn)運動。第一旋轉(zhuǎn)運動可以配置為在表面11上鋪涂樹脂13，從而令樹脂13覆蓋表面11。例如，所述第一旋轉(zhuǎn)運動可被執(zhí)行以通過排除小滴形式的過量樹脂13而由樹脂13覆蓋表面11，并且在第一階段內(nèi)可能覆蓋顆粒12 (圖3b)。
[0053]第一旋轉(zhuǎn)運動之后跟隨的可以是基板10圍繞軸(Oz)的第二旋轉(zhuǎn)運動，其具有高于第一速度的第二角速度。
[0054]當樹脂13包含一種或多種溶劑時，可以利用第二旋轉(zhuǎn)運動來蒸發(fā)最具揮發(fā)性的溶劑。該蒸發(fā)可以通過由旋涂沉積導致的層14的厚度的降低來完成。當旋涂步驟被執(zhí)行時，孔30的形成會被觀察到(圖3c)。
[0055]旋涂沉積優(yōu)選配置為使得圖案化層14的厚度比顆粒12高度的兩倍要大。所述高度是指沿著基本上垂直于基板10的表面的軸(Oz)的尺寸。
[0056]樹脂13在基板10的表面11上的旋涂沉積被執(zhí)行從而形成第一材料的圖案化層14和穿過第一材料的層14并通到顆粒12的孔30 (圖3a至3c)。當旋涂沉積被執(zhí)行時，顆粒12事實上確實導致了顆粒12周圍樹脂13的去濕。穿過第一材料的層14的孔30由此形成。
[0057]由于其相對于樹脂13的排斥性質(zhì)，顆粒12有利地能夠令樹脂13去濕，由此在層14中產(chǎn)生孔30。顆粒12還能夠破壞基板10的表面11的平坦性，其增強了去濕現(xiàn)象的起動。然而，顆粒12相對于樹脂13的排斥性質(zhì)使得孔30能夠形成并且其尺寸能夠被控制。
[0058]有利地，在旋涂沉積期間，在微米和/或納米尺度上，在基板10上制造第一材料的層14能夠使層14的沉積和圖案化(孔的制造)相結(jié)合。該沉積由此有利地使得能夠精確地控制第一材料的層14的厚度和所形成的孔30的尺寸。
[0059]此外，不像傳統(tǒng)的化學、物理或激光蝕刻方法，圖案化層14的形成不會產(chǎn)生材料的再次沉積或局部加熱或排氣。此外，用于制造第一材料的圖案化層的方法為易于實施的，低成本的，并且需要較少步驟和少量設(shè)備。
[0060]根據(jù)示例實施例，聚環(huán)氧化物樹脂13的旋涂沉積的條件配置為在硅基板10上形成具有5μπι厚度的層14。旋涂沉積以三個階段實施:
[0061].第一加速階段，以1000rpm/s達到1200rpm數(shù)值的第一速度,維持130s ；
[0062].第二加速階段，以4000rpm/s達到約2400rpm數(shù)值的第二速度,維持20s ;和
[0063].急劇減速階段，停止基板10的旋轉(zhuǎn)。
[0064]聚環(huán)氧化物樹脂13的均勻且水平的鋪涂由此而獲得。沉積進一步導致了硅基板10的表面11上布置的ZnO顆粒12周圍的樹脂13的去濕，由此形成孔30。
[0065]所獲得的層14然后有利地暴露于約300nm的波長和100m ff/cm2的功率下5分鐘來交聯(lián)聚合物層14。為了改善包含孔30的層14的結(jié)構(gòu)和機械特性，層14優(yōu)選在75°C經(jīng)歷熱處理15分鐘。
[0066]在該示例實施例中，在由聚環(huán)氧化物形成的聚合物層14中形成的孔30通到基板10的表面11的部分，每個孔均包含ZnO顆粒12。所述孔由此被測量為具有約5 μ m的高度和約10 μ m的寬度。孔30的側(cè)壁301相對于前表面11稍微傾斜?？?0進一步包含測得為約Iym高度的焊墊40。
[0067]在優(yōu)選的方式中，基本上等同于顆粒12的幾個顆粒布置在表面11上，從而在第一材料層14中形成基本上等同于孔30的幾個孔。隨機分布在薄層中的幾個孔的形成可有利地用于形成多孔層，蜂窩狀結(jié)構(gòu)，或者僅使特定尺寸的分子通過的膜。
[0068]如在圖3c和4中所示，樹脂13的旋涂沉積步驟能夠使孔30形成在層14中。層14包含與基板10的表面11相對的自由表面14s，并且孔30包含通常相對于軸(Oz)傾斜的側(cè)壁301?？?0具有從基板10的表面11至自由表面14s的錐形形狀。第一材料的層14的側(cè)壁301和自由表面14s通過由第一材料制成的焊墊40而連接。焊墊40為相對于基本上平坦的自由表面14s的突出部。
[0069]用于制造第一材料的層14和孔30的方法導致與孔30接界的焊墊40的形成。換句話說，焊墊40可被認為是由第一材料的層14和孔30的旋涂形成的特征形狀。
[0070]根據(jù)在圖5a和5b中所示的特定實施例，所述方法還包含蝕刻步驟。在形成孔30及其焊墊40之后，第一材料的各向異性蝕刻被執(zhí)行以形成表示孔30的外圍的連續(xù)閉合圖案。
[0071]所述蝕刻步驟可以配置為在圖案化層的整個厚度上蝕刻圖案化層14的第一材料。換句話說，所述蝕刻步驟配置為消除在自由表面14s和基板10的表面11之間包含的第一材料，從而僅留下從表面11突出的焊墊40，即過量的厚度。
[0072]有利地，第一材料的層14的沉積和圖案化與其它的微制造技術(shù)相結(jié)合，可能夠尤其由聚合物樹脂來實現(xiàn)復雜的形狀。例如，該方法可用于形成錐形圓點，冠狀物或者長釘。該特別的制造方法并不包含使用間隔體。
[0073]孔30的形貌還特別地依賴于:
[0074].顆粒12的尺寸和材料；
[0075].樹脂13的材料及其粘度；和
[0076].基板10的表面11的粗糙度。
[0077]形貌特別是指側(cè)壁301的斜度以及孔30沿著基本上垂直于軸(Oz)的軸(Oy)的尺寸?？?0通常具有井的形式，并且其沿著軸(Oy)的尺寸因此而通常對應于井在表面11的平面級和自由表面14s的平面級的開口的直徑。
[0078]在樹脂13和基板10被固定的情況中，孔30的形貌可以通過選擇合適類型的顆粒而被調(diào)節(jié)從而例如獲得所期望的井的直徑。
[0079]例如，在第一步驟中，根據(jù)樹脂13選擇顆粒12的材料。取決于顆粒12相對于樹脂13的親和力(affinity)，孔30將更不那么寬。換句話說，由呈現(xiàn)相對于樹脂13的大排斥力的材料形成的顆粒將比使用相對于樹脂13具有更佳親和力的顆粒12時產(chǎn)生更寬的孔30。
[0080]在選擇材料之后，顆粒12的尺寸可被優(yōu)化以形成基本上具有所期望尺寸的孔30。這種優(yōu)化可以通過執(zhí)行試驗沉積來進行。對于球形顆粒12來說，例如可以布置具有不同直徑的幾個顆粒12，所述顆粒然后經(jīng)選擇以具有最優(yōu)直徑，其基本上使得能夠獲得具有所期望的尺寸的孔30。此外，在微電子學領(lǐng)域中常用的離心速度范圍中，未觀察到孔30的形貌和旋涂速度之間的依賴性，使得能夠制造均勻的第一材料的層14。
[0081]一般來說，對于所考慮的每個新的顆粒12/樹脂13對來說，優(yōu)選執(zhí)行根據(jù)顆粒12的尺寸形成的孔30的校準。
[0082]通過旋涂沉積形成的孔30的寬度還可以進一步通過僅在樹脂13沉積在基板10上之前優(yōu)化樹脂13的溫度而被調(diào)節(jié)。優(yōu)化樹脂13的溫度事實上導致其粘度的優(yōu)化，其對顆粒12周圍樹脂的去濕現(xiàn)象具有直接的影響。因此，為了利用相同的樹脂和相同的顆粒來制造更窄的孔30，樹脂的溫度例如可在沉積之前降低以增加其粘度。在相同的方式中，為了利用相同的樹脂和相同的顆粒來制造更寬的孔30，樹脂的溫度例如可在沉積之前增加以降低其粘度。
[0083]根據(jù)本發(fā)明的方法能夠使孔30以有利的方式形成為具有的沿著基本上平行基板10的表面11的軸(Oy)的尺寸比顆粒12沿著軸(Oy)的尺寸(例如球形顆粒12的直徑)大2至20倍。
[0084]根據(jù)與如上所述的那些一致的實施例，由第一材料制成的圖案化層14在旋涂沉積和圖案化步驟之后交聯(lián)。樹脂13通常以液體狀態(tài)而沉積，交聯(lián)步驟有利地進行以改善通過旋涂形成并圖案化的第一材料層14的強度。圖案化層的交聯(lián)可以通過任何已知的與樹脂相容的手段來實現(xiàn)。例如，交聯(lián)可以通過光照射和/或通過熱退火來進行。
[0085]根據(jù)另一特定實施例，第一材料的圖案化層14經(jīng)歷熱處理步驟。第一材料的圖案化層14優(yōu)選在通過光照射進行交聯(lián)之前經(jīng)歷熱處理步驟。層14可以在聚合物的交聯(lián)之前、期間或之后進一步經(jīng)歷熱處理，以改善其結(jié)構(gòu)和機械特性。
[0086]在層14的交聯(lián)之前的層14的熱處理步驟有利地能夠精密地調(diào)節(jié)所形成的孔30的尺寸和形狀。熱處理能夠使層14在孔30周圍的第一材料溫和地再次分布(softredistribut1n),其可導致孔的擴大和/或側(cè)壁301的斜度以及焊墊40的高度的變化。
[0087]根據(jù)第二示例實施例，聚環(huán)氧化物層14在交聯(lián)之前經(jīng)歷熱處理。該熱處理在約60°C的溫度持續(xù)10分鐘。其它的制造步驟等同于在上述第一實施例中的那些。該額外的熱處理步驟能夠形成具有約20 μ m寬度的孔30以及具有約2 μ m高度的焊墊。
[0088]根據(jù)在圖6中所示的特定的實施例，在第一材料的層14形成并圖案化之后，從基板10的表面11消除顆粒12。顆粒12僅用于產(chǎn)生去濕現(xiàn)象并在第一材料的層14內(nèi)形成孔30。
[0089]該實施例有利地能夠使孔形成，其包含具有小粗糙度的光滑側(cè)壁，以及由基板10的表面11的一部分形成的底部，即具有與基板的表面11相同的表面粗糙度。
[0090]在微米和納米【技術(shù)領(lǐng)域】，需要特別地注意基板和裝置的污染問題。顆粒12的消除步驟由此有利地能夠在層14可能必須要經(jīng)歷的技術(shù)步驟期間防止基板和裝置的污染。
[0091]在基板10的表面11上的顆粒12的消除特別地依賴于其材料、其幾何形狀及其尺寸。例如，基板的表面沖洗/清潔/處理技術(shù)，或者甚至是顆粒的化學或物理蝕刻技術(shù)可被使用。所有的這些技術(shù)均為微電子學領(lǐng)域中常用的。
[0092]根據(jù)上述的示例實施例，通過用去離子水沖洗、隨后通過在醇溶液中的超聲清洗、以及最后通過利用壓縮空氣吹風機的吹風/干燥而消除ZnO微粒12。
[0093]此外，在電子組件封裝領(lǐng)域中，特別是在微電池領(lǐng)域中，布置在組件上的聚合物材料層通常會被使用。聚合物層限制與其上制造組件的基板的粗糙度相關(guān)的缺陷，并且在組件被使用時能夠使組件的熱機械變形相適應。
[0094]然而，這樣的聚合物層不能構(gòu)成對濕氣和氧氣的有效阻擋體，這可能會最終有害于組件的運行效率。聚合物層由此有利地設(shè)有位于其上的額外金屬層，其形成抵抗氧氣和濕氣的保護阻擋體。
[0095]這樣的金屬層的布置可能會以這樣的方式來實施，其非故意地與組件的接觸連接連接，由此產(chǎn)生對組件的運行有害的短路。
[0096]存在對于提供設(shè)有聚合物封裝層的電子組件的需求，其易于制造并且是高效的，同時避免如上所述的缺點。
[0097]這種需求趨于通過提供包含聚合物封裝層的電子組件來滿足，所述聚合物封裝層設(shè)有橫向間隔從而電絕緣組件的接觸連接和金屬封裝層。
[0098]根據(jù)在圖7a和7b中所示的特定實施例，電子組件50布置在基板10的表面11上。電子組件是指與發(fā)電源或者提供電力的其它裝置電連接的裝置。組件50優(yōu)選為微電子裝置，MEMS裝置或者微電池，由通過半導體材料形成的基板10制成。
[0099]組件50包含至少一個第一電接觸焊墊51。焊墊51能夠使接觸連接被制成為電連接，從而電連接組件50與其它裝置。出于示例性的目的，焊墊51可以由金屬材料制成，并通過任何已知方式制造在基板10上。
[0100]組件50進一步包含由電絕緣聚合物材料制成的第一封裝層14’，其布置在基板10的表面11上。層14’包含與表面11相對的表面14’S，并且優(yōu)選由環(huán)氧樹脂制成。第一層14’進一步以這樣的方式形成，從而包含通到焊墊51的通孔30。層14’優(yōu)選利用在先描述的制造方法通過旋涂而沉積。
[0101]顆粒由此布置在焊墊51上，其例如使用稱為軟光刻技術(shù)的技術(shù)。浸潰有包含顆粒的溶劑的圖案化焊墊可被壓靠在基板10的表面11上以在精確的位置、換句話說在焊墊51上沉積顆粒。溶劑然后被蒸發(fā)以僅留下所述的顆粒。聚合物材料樹脂的沉積然后通過旋涂來執(zhí)行，從而形成通孔30。通孔30進一步包含側(cè)壁301，其通過由電絕緣聚合物材料制成的焊墊40而連接至表面14’ S。
[0102]組件50還包含由導電材料制成的第二焊墊52。第二焊墊52布置在第一焊墊51上并位于孔30內(nèi)。第二焊墊52優(yōu)選由金屬材料制成，例如銀。
[0103]為了形成抵抗氧氣和濕氣的保護性阻擋體，第二導電封裝層14”布置在表面14’ s上。第二層14”以這樣的方式布置，即第一和第二封裝層14’和14”形成除了第二焊墊52完全覆蓋組件50的雙層。
[0104]第一和第二層14’和14”進一步以這樣的方式來形成，即焊墊40橫向隔開第二焊墊52和第二封裝層14”。
[0105]組件50由此有利地包含在其接觸連接(焊墊52)和金屬封裝層之間易于實現(xiàn)的有效的橫向電絕緣。
[0106]有利地，第二焊墊52完全覆蓋孔30的側(cè)壁301，僅留下焊墊40未被覆蓋。該布置由此還能夠使由聚合物材料制成的孔30的側(cè)壁301由金屬層保護。保護第一和第二封裝層抵擋氧氣和濕氣的密封性和效率因此增強。
[0107]根據(jù)圖案化層14的有利實施例，至少兩個顆粒布置在基板上。如在圖8a至8c中所示，至少一個額外顆粒12’布置在基板10的表面11上，使得顆粒12和額外顆粒12’位于基板10的表面11的第一預定位置Pl和第二預定位置P2。此外，額外顆粒12’的材料選擇為使得額外顆粒12’也施加相對于樹脂13的排斥互作用。除了第一材料的層14和孔30之外，顆粒12和12’在基板10的表面11上的布置能夠使額外孔30’形成為穿過層14并通到額外顆粒12’。
[0108]該實施例有利地能夠使用相同的旋涂沉積步驟使第一材料的層和孔在精確的位置形成。
[0109]為了在基板10的表面11的預定位置定位顆粒12和12’，可使用幾個技術(shù)。
[0110]稱為軟光刻技術(shù)的技術(shù)可被使用。例如，浸潰有包含顆粒12和12’的溶劑的圖案化的焊墊可被壓靠至基板10的表面11，以在精確的位置沉積顆粒12和12’。溶劑然后被蒸發(fā)以僅留下顆粒12和12’。
[0111]此外,顆粒12和12’可以通過穿過水彎月面(water meniscus)的擴散利用AFM探針的方式，或者通過PVD (PVD是指物理氣相沉積)、CVD (CVD是指化學氣相沉積)、電沉積等而沉積。顆粒12和12’事實上可以以超薄層的形式沉積，然后在不期望被光刻的位置處被局部消除。
[0112]在布置了顆粒12和12’之后，其它的步驟、特別是旋涂沉積步驟等同于如上所述的其它實施例的不同步驟。
[0113]根據(jù)另一實施例，第一預定位置Pl和第二預定位置P2選擇為使得通孔30和額外通孔30’重疊。顆粒12和12’的該特定布置有利地能夠使在第一材料的層14中獲得或多或少復雜的圖案。例如，通過本發(fā)明的方法，溝槽可在層14內(nèi)容易地制得。所述方法由此使得能夠?qū)崿F(xiàn)具有與基板10相同的表面狀態(tài)(換句話說，保持粗糙度一致)的溝槽。
[0114]本申請要求在2013年7月29日申請的法國專利申請案第13 01818號的優(yōu)先權(quán)，該專利申請案的全部內(nèi)容在此以引用方式并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種在基板(10)的表面(11)上制造由第一材料制成的圖案化層(14)的方法，包含以下連續(xù)步驟: -將顆粒(12)布置在所述基板(10)的表面(11)上； -通過旋涂在所述基板(10)的表面(11)上沉積樹脂(13),從而形成第一材料的所述圖案化層(14)以及穿過第一材料的層(14)并通到所述顆粒(12)的孔(30)； 所述顆粒(12)和所述樹脂(13)的材料選擇為使得所述顆粒(12)施加相對于所述樹月旨(13)的排斥互作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在旋涂沉積步驟之后，所述第一材料的圖案化層(14)交聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述第一材料的圖案化層(14)經(jīng)歷熱處理步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該方法包含在形成所述第一材料的圖案化層(14)之后消除所述顆粒(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述圖案化層(14)的厚度大于所述顆粒(12)沿著基本上垂直于所述基板(10)的表面(11)的軸(02)的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該方法包含將至少一個額外顆?！?2’)布置在所述基板(10)的表面(11)上，使得所述顆粒(12)和所述額外顆?！?2’ )位于所述基板(10)的表面(11)的第一預定位置$1)和第二預定位置$2),以及在于，所述額外顆粒(120的材料選擇為使得所述額外顆粒(12,)施加相對于所述樹脂(13)的排斥互作用，從而形成穿過所述第一材料的層(14)并通到所述額外顆粒〈12’ )的額外孔〈30’
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述第一預定位置$1)和第二預定位置$2)選擇為使得所述通孔(30)和所述額外通孔〈30’ )重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述通孔(30)包含側(cè)壁(301),并且所述第一材料的圖案化層(14)包含與所述基板(10)的表面(11)相對的自由表面(148),所述側(cè)壁(301)和所述自由表面(148)通過由第一材料制成的焊墊(40)連接，所述方法包含各向異性地蝕刻所述第一材料以形成表示所述孔(30)外圍的連續(xù)閉合圖案。
9.電子組件(50),其布置在基板(10)的表面(11)上，并且包含: -第一電接觸焊墊(51)； -由電絕緣聚合物材料制成的第一封裝層〈14’)，布置在所述表面(11)上并設(shè)有與所述表面(11)相對的表面(14,8),所述第一層(14,)形成以包含通到所述第一焊墊(51)的通孔(30)； -由導電材料制成的第二焊墊(52),布置在所述第一焊墊(51)上并位于所述孔(30)內(nèi)； -第二導電封裝層〈14”)，布置在表面〈14’ 8)上，所述第一和第二封裝層〈14’，14”〉形成除了所述第二焊墊(52)完全覆蓋所述組件(50)的雙層； 其特征在于，所述通孔(30)包含通過由電絕緣聚合物材料制成的焊墊(40)連接至所述表面(14,8)的側(cè)壁(301),所述焊墊(40)橫向隔開所述第二焊墊(52)和所述第二封裝層㈦”)。
【文檔編號】H01L21/48GK104465409SQ201410541375
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】T·塞巴斯蒂安, M·貝德賈維, A·恩納杰達維 申請人:原子能和代替能源委員會