專利名稱：小間距微觸點及其形成方法
小間距微觸點及其形成方法
對相關申請的交叉引用
本申請要求享有2007年3月13日提交的美國專利申請No. 11/717， 587 的優(yōu)先權，該申請是2005年6月24日提交的美國專利申請No. 11/166， 982 的部分延續(xù)，后者要求享有2004年6月25日提交的美國臨時專利申請 No. 60/583， 109的申請日權益。申請No. 11/166， 982也是2004年10月6日 提交的美國專利申請No. 10/959， 465的部分延續(xù)。申請No. 10/959， 465還 要求享有2003年10月6日提交的美國臨時專利申請No. 60/508， 970、 2003 年12月30日提交的60/533， 210、 2003年12月30日提交的60/533， 393 以及2003年12月30日提交的60/533,437的申請日權益。據此通過引用 將所有前述申請的公開并入于此。
背景技術：
本發(fā)明涉及微電子封裝、制造微電子封裝所用的部件以及制造封裝和 部件的方法。
細長柱或引腳形式的微觸點元件可以用于將微電子封裝連接到電路板 以及用于微電子封裝中的其他連接。在一些情況下，通過蝕刻包括一個或 多個金屬層的金屬結構來形成微觸點。蝕刻工藝限制了微觸點的尺寸。常 規(guī)的蝕刻工藝通常不能形成高度與最大寬度比(在此稱為"高寬比")大的 微觸點。 一直難以或不能形成具有相當高度且間距或相鄰微觸點之間的跨 度非常小的微觸點陣列。此外，通過常規(guī)蝕刻工藝形成的微觸點配置受到 限制。
出于這些和其他原因，希望有進一步改善。

發(fā)明內容
在一個實施例中， 一種形成微觸點的方法包括(a)在襯底的頂表面上的 選定位置處提供第一耐蝕刻材料；(b)在未被所述第一耐蝕刻材料覆蓋的位置處蝕刻所述襯底的頂表面，由此在所述選定位置處形成從所述襯底向上突出的第一微觸點部分；(c)在所述第一微觸點部分上提供第二耐蝕刻材料；以及(d)進一步蝕刻所述襯底以在所述第一微觸點部分下方形成第二微觸點部分，所述第二耐蝕刻材料至少部分保護所述第一微觸點部分在所述進一步蝕刻步驟期間不被蝕刻。在另一個實施例中， 一種形成微觸點的方法包括(a)向加工過程中的襯底施加最終耐蝕刻材料，使得所述最終耐蝕刻材料至少部分覆蓋與所述襯底一體并從所述襯底的表面向上突出的第一微觸點部分；以及(b)蝕刻所述襯底的表面，以便留下所述第一微觸點部分下方并與之一體的第二微觸點部分，所述最終耐蝕刻材料至少部分保護所述第一微觸點部分在所述進一步蝕刻步驟期間不被蝕刻。
在又一實施例中， 一種微電子單元包括(a)襯底；以及(b)多個沿豎直方向從所述襯底突出的微觸點，每個微觸點包括與所述襯底相鄰的基部區(qū)域和遠離所述襯底的頂端區(qū)域，每個微觸點具有水平尺度，所述水平尺度是所述基部區(qū)域中豎直位置的第一函數，且是所述頂端區(qū)域中豎直位置的第二函數。
在又一實施例中， 一種微電子單元包括襯底，多個沿豎直方向從所述襯底突出的微觸點，其中兩個相鄰微觸點之間的間距小于150微米。
在又一實施例中， 一種微電子單元包括(a)襯底；以及(b)多個沿豎直方向從所述襯底突出的細長微觸點，每個微觸點包括與襯底相鄰的基部區(qū)域和遠離所述襯底的頂端區(qū)域，每個微觸點具有軸以及環(huán)形表面，所述環(huán)形表面在所述豎直方向上沿著所述軸向著或遠離軸傾斜，使得所述環(huán)形壁的斜率在所述頂端區(qū)域和所述基部區(qū)域之間的邊界處突變。
在另一個實施例中， 一種微電子單元包括(a)襯底；以及(b)多個沿豎直方向從所述襯底突出的微觸點，每個微觸點具有與所述襯底相鄰的近側部分和在豎直方向上從所述近側部分遠離所述襯底延伸的細長遠側部分，所述柱的寬度在所述近側部分和遠側部分之間的接合處以階梯式的方式增大。


圖l是襯底的示意圖。
9圖2是具有光刻膠層的圖1的襯底的示意圖。
圖3是具有光刻膠層和掩模的圖1的襯底的透視示意圖。
圖4是被蝕刻的圖1襯底的示意圖。
圖5是具有第二光刻膠的圖1的襯底的示意圖。
圖6是第二光刻膠已顯影的圖1的襯底的示意圖。
圖7是被第二次蝕刻的圖1襯底的示意圖。
圖8A-8D是微觸點的范例輪廓。
圖9是描繪第一實施例的流程圖。
圖IO是描繪第二實施例的流程圖。
圖11是應用中的多層襯底的示意圖。圖12是微電子單元的示意圖。圖13是兩個相鄰微電子單元的示意圖。圖14是微電子組件的示意圖。
圖15是根據本發(fā)明另一個實施例的微電子組件的示意圖。圖16是具有額外柱部分的圖15的組件的示意圖。
具體實施方式
介紹第一方法或實施例。圖1是三元金屬襯底10的示意圖。三元金屬襯底10具有跡線層12、蝕刻停止層14、厚層16和頂表面18。跡線層12和厚層16可以由容易蝕刻的第一金屬，例如銅形成，而蝕刻停止層14可以由諸如鎳的金屬形成，鎳基本可以抵抗用于蝕刻銅的蝕刻。盡管提到了銅和鎳，但襯底10也可以由任何期望的適當材料形成。
圖2是具有第一光刻膠層20的圖1的三元金屬襯底10的示意圖。第一光刻膠20沉積于頂表面18上。第一光刻膠20可以是在暴露于諸如光的輻射時硬化或發(fā)生化學反應的任何類型材料。于是，可以使用任何耐蝕刻材料。也可以使用正性和負性光刻膠，它們是現(xiàn)有技術中公知的。如本文所使用的，相對于微電子元件，而不是基于重力的方向來理解術語"頂部"、"底部"和其他方向性術語。
圖3是具有第一光刻膠層20和掩模22的圖1的三元金屬襯底的透視示意圖。掩模22常常是被稱為光掩?；蚴a罩的其上印刷有不透明區(qū)的透明板，在掩模22上生成具有被掩模22覆蓋的區(qū)域的圖案24，用附圖標記26 表示之，以及未被掩模22覆蓋的區(qū)域，用附圖標記28表示之。分別具有 被覆蓋和未被覆蓋區(qū)域26和28的圖案24允許選擇性向輻射暴露第一光刻 膠20的多個部分。
一旦將掩模22放到第一光刻膠20頂部，就提供輻射。最常見的輻射 形式為紫外線光。這種輻射使未覆蓋區(qū)域28處的第一光刻膠20曝光，使 得未覆蓋區(qū)域28不可溶。在使用負性光刻膠時是相反的情況覆蓋的區(qū)域 26變得不可溶。在對第一光刻膠20曝光后，去除掉掩模22。然后利用溶 液沖洗，對第一光刻膠20進行顯影，溶液去除掉第一光刻膠20未變?yōu)椴?可溶的位置中的第一光刻膠20。于是，光刻膠的曝光和顯影在襯底10的表 面18頂部留下不可溶材料的圖案。這種不可溶材料的圖案復制了掩模22 的圖案24。
在光刻膠曝光和顯影之后，如圖4所示蝕刻襯底。 一旦達到一定深度 的蝕刻，就中斷蝕刻過程。例如，可以在預定時間之后終止蝕刻過程。蝕 刻過程在厚層16處留下從襯底10向上突出的第一微觸點部分32。由于蝕 刻劑侵蝕厚層16，因此它去除掉第一光刻膠20邊緣下方的材料，允許第一 光刻膠20從第一微觸點部分32頂部橫向突出，用懸突體30表示之。第一 光刻膠20保留在如掩模22確定的特定位置處。
一旦將厚層16蝕刻到期望深度，在三元金屬襯底10上沉積第二層光 刻膠34 (圖5)。在這種情況下，在此前已經蝕刻掉厚層16的位置向厚層 16上沉積第二光刻膠34。于是，第二光刻膠34也覆蓋第一微觸點部分32。 如果使用電泳光刻膠，由于其固有的化學性質，第二光刻膠34不會沉積到 第一光刻膠20上。
在下一步，將具有第一和第二光刻膠20和34的襯底暴露于輻射，然 后對第二光刻膠顯影。如圖6所示，第一光刻膠20在厚層16的部分上方 橫向突出，由懸突體30表示。該懸突體30防止第二光刻膠34被暴露于輻 射，于是防止其被顯影和去除，導致第二光刻膠34的一部分粘附到第一微 觸點部分32。于是，第一光刻膠20充當了第二光刻膠34的掩模。通過沖 洗使第二光刻膠34顯影，以便去除暴露于輻射的第二光刻膠34。這在第一 微觸點部分32上留下第二光刻膠34的未曝光部分。
ii一旦已經對第二光刻膠34的部分曝光和顯影，則執(zhí)行第二蝕刻過程， 去除三元金屬襯底10的厚層16的額外部分，由此如圖7所示在第一微觸 點部分32下方形成第二微觸點部分36。在該步驟期間，仍然粘附于第一微 觸點部分32的第二光刻膠34保護第一微觸點部分32，以免其再次被蝕刻。
可以根據需要將這些步驟重復任意次數，以生成優(yōu)選的高寬比和間距， 形成第三、第四或第n微觸點部分。在到達蝕刻停止層14時，可以停止該 過程。作為最后步驟，可以分別整體剝離第一和第二光刻膠20和34。
這些過程獲得了圖8A到8D所示的微觸點38。這些圖還示出了利用這 里所述的過程可以實現(xiàn)的各種輪廓。參考圖8A-8C，微觸點38具有也稱為 頂端區(qū)域的第一部分32和也稱為基部區(qū)域的第二部分36。假設上述步驟中 使用的第一光刻膠點是圓形的，每個微觸點一般將是繞中心軸51 (圖8A) 的回轉體形式，中心軸51沿著豎直或Z方向從襯底的其余部分向上且大致 垂直于蝕刻停止層14的平面延伸。第一和第二部分的寬度或直徑X隨著每 個部分之內Z或高度方向上的位置變化。換言之，在第一部分之內，X=F, (Z)，在第二部分之內，X=F2 (Z)。在第一和第二部分之間的邊界52處斜 率或dX/dZ可能會突變。微觸點的具體功能以及(因此)形狀由第一和第 二蝕刻步驟中使用的蝕刻條件決定。例如，可以改變蝕刻劑的組分和蝕刻 溫度以改變蝕刻劑侵蝕金屬層的速率。而且，可以改變蝕刻劑與金屬層的 接觸的機械性質?？梢詮娭茖⑽g刻劑向襯底噴射，或者可以將襯底浸入蝕 刻劑中。在蝕刻第一和第二部分期間的蝕刻條件可以相同或不同。
在圖8A中所示的微觸點中，第一部分32具有環(huán)形表面44，該表面在 向下方向上向外張開，因此斜率或dX/dZ的大小在向下方向上增大。第二 部分36也具有向外張開的環(huán)形表面46;第二部分的斜率或dX/dZ的大小在 邊界52處最小，沿著朝向柱基部的方向逐漸增大。在邊界52處斜率有很 大變化。在微觸點與層14結合的微觸點基部，第二部分的最大寬度或直徑 X顯著大于第一部分的最大寬度或直徑。在圖8B中，第二部分36的最大寬 度僅稍微大于第一部分32的最大寬度。而且，第二部分在柱基部和邊界52 之間的位置具有最小寬度，因此寬度沿著向上的方向逐漸減小到最小，然 后從最小沿著向上方向到邊界52逐漸增加。通常將這種形狀稱為"冷卻塔" 形狀。在圖8B的微觸點中，在部分之間的邊界52處斜率或dX/dZ改變符號。在圖8C中，第二部分36在接近其微觸點基部處具有其最小寬度。
最后，圖8D示出了具有超過兩部分的微觸點38的輪廓。在將這里所 述的過程步驟執(zhí)行很多次的情況下，可以獲得這種輪廓。于是，可以看出， 這種特定的微觸點38具有四個部分，分別是第一和第二部分32和36，以 及第三和第四部分40和42。這四個部分可以具有任何尺度，根據需要可以 比另一部分更寬或更細。在這種情況下，可以有多于一個邊界。圖8A-8D 僅僅是典型輪廓，可以實現(xiàn)各種輪廓。盡管在圖8A-8D的每個圖中繪示了 僅包括兩個微觸點或柱的陣列，但在實踐中可以形成包括很多柱的柱陣列。 在圖8A-8D的每幅圖中所示的實施例中，陣列中所有的微觸點或柱都是由 單個金屬層16 (圖1)形成的。每個微觸點在微觸點基部覆蓋蝕刻停止層 14的一部分，在這里微觸點連接到金屬層12。如下文所述，通常在微觸點 之間的區(qū)域中去除蝕刻停止層14，通常蝕刻金屬層12或以其他方式處理其 以將其轉換成連接到微觸點的跡線或其他導電特征。然而，每個微觸點的 主體，從其基部到其頂端，是一個整體，沒有諸如焊縫的接頭，并且整體 具有基本均勻的組分。而且，因為處于微觸點遠離層12和14的末端的微 觸點頂端表面18，是金屬層16 (圖1)原頂表面18的一部分，因此這些頂 端表面基本是平坦和水平的，所有微觸點的頂端表面基本彼此共面。
在替代實施例中，在第一蝕刻步驟之后不是僅去除選定位置的第一光 刻膠20，而是可以去除整個第一光刻膠20。在這種情況下，可以在襯底IO 的整個表面上沉積第二光刻膠34。然后將掩模22置于第二光刻膠34上。 必需要正確對準掩模22，以便僅暴露第一微觸點部分32上先前曝光的位置。 然后對第二光刻膠34顯影，并可以在襯底10上進行進一步蝕刻。
圖9是示出了第一實施例的流程圖。從步驟100開始，提供襯底。然 后，在步驟102，向襯底上沉積光刻膠n。然后，在步驟104，將掩模置于 光刻膠n頂部。在步驟106，將光刻膠n暴露于輻射。接下來，在步驟108， 去除掩模，然后在步驟IIO，在選定位置對光刻膠n顯影，并蝕刻襯底。
接下來，在步驟112沉積另一光刻膠，被稱為n+l。然后，在步驟114， 將該n+l光刻膠暴露于輻射。接下來，在步驟116，在選定位置去除光刻膠 n+l，再次蝕刻襯底。然后，在步驟118評估是否實現(xiàn)了期望的微觸點高度。 如果尚未實現(xiàn)期望的微觸點高度，在步驟120，過程返回到步驟112，向襯
13底上沉積另一光刻膠。如果在步驟122實現(xiàn)了期望高度，然后在步驟124 去除剩余的光刻膠，工藝結束。
圖10是描繪第二實施例的流程圖。第二實施例的步驟200-210與第一 實施例的步驟100-110相同。然而，在步驟212，去除整個光刻膠n。然后， 在步驟214，向襯底上沉積另一層光刻膠n+l。接下來，在步驟216將掩模 放回到襯底上。在該步驟期間，必需要對準掩模，使其圖案與將掩模放在 光刻膠n上時位于基本相同的位置。接下來，在步驟218，將光刻膠n+l暴 露于輻射，并去除掩模。
接下來，在步驟220中，選擇性去除光刻膠n+l并再次蝕刻襯底。也 可以重復這一過程，直到實現(xiàn)期望的微觸點高度。于是，在步驟222，評估 是否已實現(xiàn)期望的微觸點高度。如果在步驟224尚未實現(xiàn)優(yōu)選高度，那么 過程返回到步驟212，在步驟212，整體去除光刻膠，并沉積另一光刻膠n+l， 在其上繼續(xù)步驟。然而，如果在步驟224已實現(xiàn)期望高度，則在步驟228
去除剩余光刻膠，過程結束。
可以將蝕刻停止層14和薄層12統(tǒng)一為電介質層，然后可以蝕刻薄層 12以形成跡線，以便提供具有連接到跡線的微觸點并具有從電介質層突出 的微觸點的部件。例如，可以將這種結構用作半導體芯片封裝的元件。例 如，可以使用2005年12月27日提交的美國專利申請No. 11/318， 822，在
此通過弓I用將其公開內容并入本文。
這里所述的結構可以是多層襯底10的一體部分，例如，多層襯底10 的頂層，如圖11所示?？梢詫⑽⒂|點38焊接到管芯54。焊料56可圍繞微 觸點38 —部分進行吸附。吸附實現(xiàn)了微觸點38和管芯54之間非常好的接 觸。除焊接56之外，也可以使用其他鍵合工藝。微觸點38的周圍是底填 料58，用于將管芯54粘合到微觸點38和襯底10。根據需要可以使用任何 類型的底填料58，或可以省去底填料58。在微觸點38下方為跡線60和電 介質層62。端子64設置于襯底10的底部。
某些封裝包括堆疊的微電子芯片。這使得封裝能夠在襯底上占據小于 堆疊中芯片總表面積的表面積?？梢詫ɡ帽疚乃鲞^程制造的微觸 點的封裝堆疊起來。參考共同待審的2005年5月27日提交的美國專利申 請No. 11/140， 312和美國專利No. 6， 782， 610,在此通過引用將其公開并入?？梢杂眠@里論述的過程替換在這些公開內容中教導的微觸點蝕刻步驟。
盡管上文論述了三元金屬襯底，但可以使用具有任意數量層的適當襯 底，例如單種金屬。此外，不使用光刻膠，可以使用耐蝕刻金屬，例如金， 或其他對用于蝕刻厚金屬層的蝕刻劑基本能抵抗的金屬。例如，可以使用
耐蝕刻金屬替代上述第一光刻膠20?？梢栽谙蚱谕c位置施加諸如有孔光 刻膠的掩模之后，向厚層16頂部電鍍耐蝕刻金屬點。在向厚層頂部電鍍耐 蝕刻金屬之后，蝕刻厚層以形成如上所述的微觸點。耐蝕刻金屬可以留在 微觸點頂端原地。在將耐蝕刻金屬用作第二耐蝕刻材料(替代上述第二光 刻膠34)的情況下，可以使用掩模將第二耐蝕刻金屬的沉積僅限制到微觸 點的第一部分32，使得微觸點之間的區(qū)域保持沒有耐蝕刻金屬。或者，可 以在蝕刻第一微觸點部分32時去除整個第一層耐蝕刻金屬，然后可以沉積 第二層耐蝕刻金屬，以保護第一微觸點部分32。
參考圖12，微電子單元70被圖示為具有微觸點72。微觸點72具有蝕 刻停止層74。微觸點72從已經形成為跡線76的金屬層豎直突出。跡線76 之間可以有間隙或空間78。第一層電介質80可以粘附于與跡線76相鄰的 單元70的底面。第一層電介質80中的開口 82允許跡線76形成電子接觸。 第二層電介質84可以形成于單元70的頂面上。
從這些工藝形成的微觸點可以具有從大約40微米到大約200微米范圍 內的典型高度。此外，微觸點之間典型的間距可以小于200微米，優(yōu)選小 于150微米。具體而言，參考圖13，示出了兩個具有頂端直徑d和微觸點 高度h的微觸點。由兩個微觸點的縱軸之間的距離界定間距P。在很多應用 中，尤其是使用微觸點連接到半導體芯片的觸點時，例如在下文參考圖14 所述的結構中，希望提供小間距。然而，在通過單次蝕刻過程由單個金屬 層形成微觸點的過程中，使間距P小于一定最小間距P。 (P。等于直徑d加高 度h的和)通常是不實際的。于是，P。=d+h。理論上，可以通過減小頂端直 徑d來減小最小間距。然而，不可能使頂端直徑小于零。此外，在很多情 況下，不希望將頂端直徑減小到低于大約20或30微米。例如，引腳頂端 和用于在蝕刻期間保護頂端的光刻膠點之間的粘附力與頂端面積成正比， 因此與頂端直徑的平方成正比。因此，利用非常小的頂端直徑，可以在處 理期間移開光刻膠點。于是，利用常規(guī)工藝，難以形成具有非常小間距的微觸點。
然而，使用所述工藝的微觸點之間的間距可以小于P。 (P〈P。)，例如P二
(0.9)P?；蚋?。例如，如果頂端的直徑d為30微米，高度h為60微米， 常規(guī)工藝將實現(xiàn)90微米的間距P。。然而，這里所述的工藝具有至少兩次蝕 刻，能夠實現(xiàn)大約80微米或更小的間距P。換言之，多步蝕刻過程能夠由 單金屬層形成具有常規(guī)蝕刻過程無法實現(xiàn)的間距、頂端直徑和高度組合的 一體金屬微觸點或柱。隨著蝕刻步驟數量增大，對于給定頂端直徑和高度 而言的最小可實現(xiàn)間距減小。
現(xiàn)在參考圖14，示出了微電子封裝90，其使用了具有如上所述的微觸 點38的封裝元件或芯片載體。芯片載體包括第一電介質層62，第一電介質 層62可以由諸如聚酰亞胺、BT樹脂或通常用于芯片載體的類型的其他電介 質材料形成。芯片載體還包括連接到一些或全部微觸點38的跡線60。跡線 包括端子61。微觸點從電介質層62的第一側突出，如從圖14中所看到的， 面向上方。電介質層62具有開口 82，端子61通過開口 82在第一電介質層 62的第二或面向下方的表面處露出。載體還包括任選的第二電介質層84。
微觸點38的頂端鍵合到諸如半導體芯片或管芯54的微電子元件的觸 點55。例如，可以將微觸點的頂端焊接鍵合到微電子元件的觸點55?？梢?采用其他鍵合過程，例如低共熔鍵合或擴散鍵合。封裝后得到的微電子元 件使得微電子元件上的一些或全部觸點55通過微觸點和跡線連接到端子 61?？梢酝ㄟ^將端子61鍵合到電路板上的焊盤94來將封裝的微電子元件 安裝到電路面板92，例如印刷電路板。例如，可以利用焊球96在開口 82 處將電路面板92上的焊盤94焊接到端子61。
即使在觸點55密集分布的情況下，微觸點38和微電子元件的觸點55 之間的連接也能夠提供可靠的連接。如上所述，可以形成具有合理頂端直 徑和高度的微觸點38。可感知的頂端直徑能夠在每個微觸點的頂端和微電 子元件的觸點之間提供基本的鍵合面積。在使用中，芯片54相對于電路面 板92不同的熱膨脹和收縮可以被微觸點38的彎折和傾斜容納。這種動作 因微觸點的高度而增強。此外，因為微觸點是由公共金屬層形成的，所以 微觸點的高度是均勻的，處于非常緊密的容限之內。這有助于在微觸點頂 端和芯片或其他微電子元件的觸點之間銜接和形成牢固的鍵合。芯片載體的結構可以變化。例如，芯片載體可以僅包括一個電介質層。 跡線可以設置于電介質層的任一側。或者，芯片載體可以包括多層電介質， 且可以包括多層跡線以及其他特征，例如導電接地平面。
用于本發(fā)明另一實施例的過程使用了具有從諸如電介質層502的表面 的表面526突出的柱部分550 (圖15)的結構。柱部分550可以由任何工 藝形成，但最好通過類似于上文所述那些的蝕刻工藝來形成。在形成部分 550之后，可以在柱部分550的頂端533上涂覆金屬或其他導電層502。例 如，可以在包括部分550的結構上層壓層502，并將其以冶金方式鍵合到柱 部分550的頂端。選擇性處理層502，以便去除遠離柱部分550的層材料， 但留下覆蓋柱部分550的層厚的至少一部分，由此形成與柱部分550對準 的額外柱部分504 (圖16)，從而形成合成微觸點，每個合成微觸點包括靠 近襯底的近側柱部分550和遠離襯底的遠側柱部分504，遠側部分沿豎直或 Z方向從近側部分突出。應用于層502的處理可以包括如上所述使用與柱部 分550對準的耐蝕刻材料506的點的蝕刻過程。可以施加諸如電介質密封 劑508的保護層以在蝕刻層502之前覆蓋柱部分550。或者或額外地，柱部 分550可以在蝕刻層502之前被電鍍或以其他方式覆蓋有耐蝕刻導電材料， 例如鎳或金。
可以重復構建后續(xù)柱部分的過程，以在部分504上形成額外部分，因 此可以形成基本任何長度的微觸點。長的微觸點實現(xiàn)了柱頂端更大的彈性 和運動。當在已形成的柱部分周圍原地留下一個或多個電介質密封劑層， 例如圖15和16中的層508時，希望密封劑是順從的，從而其基本不限制 柱的彎曲。在其他實施例中，在使用部件之前去除密封劑。盡管結合類似 于上述的電介質襯底522和跡線528例示了微觸點，但可以將該過程用于
在基本任何結構上制造微觸點。
如圖16所示，每個微觸點都具有水平或寬度尺度x， x在近側柱部分 550的豎直或z方向范圍上變化，在近側柱部分550和遠側部分504之間的 接合處基本以階梯方式突然增大，并沿著遠側部分的豎直范圍變化。寬度 隨著豎直位置的變化斜率也在柱部分之間的接合處突變。每個柱部分之內 水平或寬度尺度變化的圖案取決于用于蝕刻或以其他方式形成這種柱部分 的過程。例如，在另一實施例中，可以通過如上所述的多階段蝕刻過程形成遠側柱部分504，使得每個遠側柱部分包括不同的子部分，子部分具有定 義寬度x沿豎直或z方向變化的不同函數。
還參考了以下參考文獻，在此通過引用將它們并入本文2004年11月 10日提交的美國專利申請No. 10/985, 126、 2005年12月27日提交的 11/318， 822、 2005年12月23日提交的11/318， 164、 2005年6月24日提 交的11/166,982、 2005年5月27日提交的11/140,312以及美國專利 No. 7， 176， 043。
盡管在此己經參考具體實施例描述了本發(fā)明，要理解這些實施例僅僅 是本發(fā)明的原理和應用的例示。因此要理解，可以對例示性實施例作出很 多修改，并且可以想到其他布置，而不會脫離如所附權利要求定義的本發(fā) 明的精神和范圍。
權利要求
1、一種形成微觸點的方法，包括(a)在襯底的頂表面上的選定位置處提供第一耐蝕刻材料；(b)在未被所述第一耐蝕刻材料覆蓋的位置處蝕刻所述襯底的頂表面，由此在所述選定位置處形成從所述襯底向上突出的第一微觸點部分；(c)在所述第一微觸點部分上提供第二耐蝕刻材料；以及(d)進一步蝕刻所述襯底以在所述第一微觸點部分下方形成第二微觸點部分，所述第二耐蝕刻材料至少部分保護所述第一微觸點部分在所述進一步蝕刻步驟期間不被蝕刻。
2、 根據權利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行蝕刻所述頂表面的步驟， 使得所述第一耐蝕刻材料從所述第一微觸點部分橫向突出。
3、 根據權利要求1所述的方法，其中，提供所述第二耐蝕刻材料的步 驟包括沉積所述第二耐蝕刻材料以及將所沉積的材料暴露于輻射。
4、 根據權利要求3所述的方法，其中，在將所沉積的材料暴露于輻射 的步驟期間，所述橫向突出的第一耐蝕刻材料保護所沉積的第二耐蝕刻材 料的多個部分不受輻射。
5、 根據權利要求1所述的方法，還包括去除所述第一和第二耐蝕刻材料。
6、 根據權利要求1所述的方法，其中，在選定位置提供所述第一耐蝕 刻材料的步驟包括在所述襯底的頂表面上沉積所述第一耐蝕刻材料，所述 暴露步驟包括在所述第一耐蝕刻材料上放置掩模。
7、 根據權利要求6所述的方法，其中，將所述第一耐蝕刻材料和所述 掩模暴露于輻射。
8、 根據權利要求1所述的方法，還包括形成第三微觸點部分。
9、 根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二耐蝕刻材料為金。
10、 根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一和第二耐蝕刻材料 為光刻膠。
11、 一種形成微觸點的方法，包括(a) 向加工過程中的襯底施加最終耐蝕刻材料，使得所述最終耐蝕刻材 料至少部分覆蓋與所述襯底一體并從所述襯底的表面向上突出的第一微觸 點部分；以及(b) 蝕刻所述襯底的表面，以便留下處于所述第一微觸點部分下方并與 之一體的第二微觸點部分，所述最終耐蝕刻材料至少部分保護所述第一微 觸點部分在所述進一步蝕刻步驟期間不被蝕刻。
12、 根據權利要求ll所述的方法，還包括通過如下方式形成所述加工 過程中的襯底(c) 在所述襯底的頂表面上的選定位置處提供預備耐蝕刻材料；以及(d) 蝕刻所述襯底的所述頂表面，以便去除所述襯底中的未被所述預備 耐蝕刻材料覆蓋的部分，由此留下從被蝕刻表面向上突出的所述第一微觸 點部分。
13、 根據權利要求12所述的方法，其中，在選定位置處提供所述預備 耐蝕刻材料的步驟包括在整個所述頂表面上方提供所述預備耐蝕刻材料， 并在所述預備耐蝕刻材料頂部提供掩模以將所述預備耐蝕刻材料暴露于輻 射。
14、 根據權利要求ll所述的方法，其中，所述第一微觸點部分具有豎直延伸的側壁，并且所述最終耐蝕刻材料至少部分覆蓋所述第一微觸點部 分的所述側壁。
15、 根據權利要求ll所述的方法，還包括去除所述預備耐蝕刻材料和所述最終耐蝕刻材料。
16、 一種微電子單元包括(a) 襯底;以及(b) 多個沿豎直方向從所述襯底突出的微觸點，每個微觸點包括與所述 襯底相鄰的基部區(qū)域和遠離所述襯底的頂端區(qū)域，每個微觸點具有水平尺 度，所述水平尺度是所述基部區(qū)域中豎直位置的第一函數，并且是所述頂 端區(qū)域中豎直位置的第二函數。
17、 根據權利要求16所述的微電子單元，其中，所述第一和第二函數相當不同。
18、 根據權利要求16所述的微電子單元，其中，水平尺度相對于豎直 位置的斜率在所述基部區(qū)域和所述頂端區(qū)域之間的邊界處突變。
19、 根據權利要求16所述的微電子單元，其中，所述多個微觸點的每一個都具有縱軸和由第一和第二縱軸之間的距離定義的間距，其中所述間 距小于大約200微米。
20、 根據權利要求19所述的微電子單元，其中，所述間距小于大約150 微米。
21、 根據權利要求16所述的微電子單元，其中，在所述基部區(qū)域和所 述頂端區(qū)域之間設置有另一區(qū)域。
22、 根據權利要求16所述的微電子單元，其中，在每個所述微觸點之內，所述基部區(qū)域和所述頂端區(qū)域被形成為金屬整體。
23、根據權利要求16所述的微電子單元，其中，所述襯底包括電介質 層和沿著所述電介質層延伸的跡線，至少一些所述跡線連接到至少一些所 述微觸點。
24、 一種微電子單元，包括襯底；多個沿豎直方向從所述襯底突出的微觸點，其中兩個相鄰微觸點之間 的間距小于150微米。
25、 根據權利要求24所述的微電子單元，其中，所述間距小于h+d， 其中h是每個微觸點的豎直高度，d是每個微觸點在該微觸點遠離所述襯底 的頂端處的直徑。
26、 根據權利要求24所述的微電子單元，其中，每個微觸點具有至少 大約50微米的高度，和至少大約20微米的頂端直徑。
27、 根據權利要求24所述的微電子單元，其中，每個微觸點具有頂端， 所述頂端具有基本平坦的水平表面。
28、 一種微電子單元包括(a) 襯底；以及(b) 多個沿豎直方向從所述襯底突出的細長微觸點，每個微觸點包括與 所述襯底相鄰的基部區(qū)域和遠離所述襯底的頂端區(qū)域，每個微觸點具有軸 以及環(huán)形表面，所述環(huán)形表面在所述豎直方向上沿著所述軸向著或遠離軸 傾斜，使得所述環(huán)形壁的斜率在所述頂端區(qū)域和所述基部區(qū)域之間的邊界 處突變。
29、 根據權利要求28所述的微電子單元，其中，在每個所述微觸點之內，所述基部區(qū)域和所述頂端區(qū)域被形成為金屬整體。
30、 根據權利要求28所述的微電子單元，其中，相鄰微觸點之間的間 距小于大約150微米，并且每個微觸點具有大約60微米到大約150微米的 高度。
31、 根據權利要求30所述的微電子單元，其中，每個微觸點具有至少 大約20微米的頂端直徑。
32、 根據權利要求28所述的微電子單元，其中，所述間距小于h+d， 其中h是每個微觸點的豎直高度，d是每個微觸點在該微觸點遠離所述襯底 的頂端處的直徑。
33、 根據權利要求28所述的微電子單元，其中，所述襯底包括電介質 層和沿著所述電介質層延伸的跡線，至少一些所述跡線連接到至少一些所 述微觸點。
34、 根據權利要求33所述的微電子單元，其中，所述微觸點從所述電 介質層的第一側突出，所述單元還包括在所述電介質層的第二側處露出且 通過所述跡線電連接到至少一些所述微觸點的端子。
35、 一種組件，所述組件包括根據權利要求34所述的微電子單元和具 有連接到所述微觸點的觸點的微電子元件。
36、 根據權利要求32所述的組件，其中，在所述基部區(qū)域和所述頂端 區(qū)域之間設置有另一區(qū)域。
37、 一種微電子單元包括(a) 襯底;以及(b) 多個沿豎直方向從所述襯底突出的微觸點，每個微觸點具有與所述襯底相鄰的近側部分和在豎直方向上從所述近側部分遠離所述襯底延伸的 細長遠側部分，所述柱的寬度在所述近側部分和遠側部分之間的接合處以 階梯式的方式增大。
全文摘要
一種方法包括向加工過程中的襯底10施加最終耐蝕刻材料34，使得所述最終耐蝕刻材料34至少部分覆蓋與所述襯底10一體并從所述襯底的表面18向上突出的第一微觸點部分32；以及蝕刻所述襯底10的表面以便留下所述第一微觸點部分32下方并與之一體的第二微觸點部分36，所述最終耐蝕刻材料34至少部分保護所述第一微觸點部分32在進一步蝕刻步驟中不被蝕刻。一種微電子單元，包括襯底10，以及多個沿豎直方向從所述襯底10突出的微觸點38，每個微觸點38包括與所述襯底相鄰的基部區(qū)域42和遠離所述襯底的頂端區(qū)域32，每個微觸點38具有水平尺度，所述水平尺度是所述基部區(qū)域42中豎直位置的第一函數，且是所述頂端區(qū)域32中豎直位置的第二函數。
文檔編號H05K1/11GK101658078SQ200880011888
公開日2010年2月24日 申請日期2008年3月13日 優(yōu)先權日2007年3月13日
發(fā)明者B·哈巴, J·M·帕克, 姜澤圭, 洼田與一 申請人:泰塞拉公司