(57)【要約】  基板をインプリントするための方法及び装置。本発明の一実施形態は、一方又は両方のプレート上に側壁を有するマイクロツールを提供する。その側壁は、余分な誘電体材料がマイクロツールプレート上又は基板上に形成されるのを防ぐための役割を果たす。本発明の一実施形態の場合、各マイクロツールプレートが、その上に側壁を形成される。圧力をかけられるとき、その側壁は互いに接触し、それにより、マイクロツールプレートが曲がるのを抑えるか、又は曲がることをなくすようにする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
１つ又は複数のプレートであって、それぞれが、その上に対応するインプリントパターンを形成される、１つ又は複数のプレートと、
１つ又は複数の側壁であって、それぞれが、それぞれのプレートの前記対応するインプリントパターンを包囲する、１つ又は複数の側壁とを備える、装置。
【請求項２】
前記側壁はそれぞれ、前記それぞれのプレートと一体に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プレートはそれぞれ、約０．７６２ｍｍ（３０ｍｉｌｓ）厚の金属板であり、該金属は、基本的にはニッケル及びニッケル合金から成るグループから選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記プレートのうちの少なくとも１つは、その中に１つ又は複数の開孔を形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
マイクロツールであって、
その上に第１のインプリントパターンを形成される上側プレートであって、該第１のインプリントパターンを包囲する第１の側壁を有する、上側プレートと、
その上に第２のインプリントパターンを形成される下側プレートであって、該第２のインプリントパターンを包囲する第２の側壁を有する、下側プレートとを備える、マイクロツール。
【請求項６】
圧力をかけられると、前記第１の側壁は前記第２の側壁と接触し、該第１の側壁は前記下側プレートの曲がりを抑えるのを助け、前記第２の側壁は前記上側プレートの曲がりを抑えるのを助ける、請求項５に記載のマイクロツール。
【請求項７】
前記第２の側壁と接触している前記第１の側壁は、余分な誘電体材料が基板、前記上側プレート及び前記下側プレート上に蓄積するのを減らすように、該基板の前記誘電体材料のためのリザーバを形成する、請求項６に記載のマイクロツール。
【請求項８】
前記第１の側壁及び前記第２の側壁の高さは、インプリントされることになる基板の基板コアの厚みに基づいて決定される、請求項６に記載のマイクロツール。
【請求項９】
前記上側プレート及び前記下側プレートはそれぞれ、約０．７６２ｍｍ（３０ｍｉｌｓ）厚の金属板であり、該金属は、基本的にはニッケル及びニッケル合金から成るグループから選択される、請求項５に記載のマイクロツール。
【請求項１０】
圧力をかけられると、前記第１の側壁は基板コアの上側表面と接触し、前記第２の側壁は該基板コアの下側表面と接触し、該基板コアは前記下側プレートの曲がり及び前記上側プレートの曲がりを抑えるのを助ける、請求項５に記載のマイクロツール。
【請求項１１】
前記基板コアの前記上側表面と接触している前記第１の側壁は、余分な誘電体材料が前記基板上及び前記上側プレート上に蓄積するのを減らすように、該基板の該誘電体材料のためのリザーバを形成し、前記基板コアの前記下側表面と接触している前記第２の側壁は、余分な誘電体材料が前記基板上及び前記下側プレート上に蓄積するのを減らすように、該基板の前記誘電体材料のためのリザーバを形成する、請求項１０に記載のマイクロツール。
【請求項１２】
前記上側プレート及び前記下側プレートのうちの少なくとも一方は、その中に１つ又は複数の開孔を形成される、請求項５に記載のマイクロツール。
【請求項１３】
マイクロツールであって、
その上に対応するインプリントパターンを形成されるプレートであって、該インプリントパターンは、該プレート上に形成される側壁によって包囲される、プレートと、
その上に対応するインプリントパターンを形成される、反対側にあるプレートとを含む、マイクロツール。
【請求項１４】
圧力をかけられるときに、前記反対側にあるプレートの表面と接触している前記側壁が、前記プレートの曲がり及び前記反対側にあるプレートの曲がりを抑えるのを助けるように、前記側壁が前記反対側にあるプレートの表面と接触する、請求項１３に記載のマイクロツール。
【請求項１５】
前記反対側にあるプレートの前記表面と接触している前記側壁は、余分な誘電体材料が基板、前記上側プレート及び前記下側プレート上に蓄積するのを減らすように、該基板の前記誘電体材料のためのリザーバを形成する、請求項１３に記載のマイクロツール。
【請求項１６】
前記プレートは、その中に１つ又は複数の開孔を形成される、請求項１５に記載のマイクロツール。
【請求項１７】
方法であって、
基板の１つ又は複数の寸法を決定すること、
前記基板の寸法に基づいて、マイクロツールプレートのための側壁の高さを決定すること、及び
１つ又は複数のプレートを有するマイクロツールを形成することであって、該プレートはそれぞれ、その上に対応するインプリントパターンを形成され、該プレートのうちの少なくとも１つは側壁を有し、該側壁はそれぞれ、それぞれのプレートの前記対応するインプリントパターンを包囲する、形成することを含む、方法。
【請求項１８】
前記マイクロツール内の前記プレートのうちの１つ又は複数の中に開孔を形成することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記側壁はそれぞれ、前記それぞれのプレートと一体に形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記プレートはそれぞれ、約０．７６２ｍｍ（３０ｍｉｌｓ）厚の金属板であり、該金属は、基本的にはニッケル及びニッケル合金から成るグループから選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記マイクロツールの２つの向かい合ったプレートのそれぞれに側壁を形成することをさらに含み、圧力がかけられるときに、該側壁はそれぞれ、前記各プレートの該側壁が反対側にあるプレートの曲がりを防ぐのを助けるように、該反対側にあるプレートの該側壁と接触する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
互いに接触している前記側壁は、余分な誘電体材料が前記基板、及び前記２つのプレートのそれぞれの上に蓄積するのを減らすように、該基板の誘電体材料のためのリザーバを形成する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記マイクロツールの１つ又は複数の対応するプレートのそれぞれの上に側壁を形成することをさらに含み、圧力がかけられるときに、該側壁はそれぞれ、前記基板と接触している該側壁が前記対応するプレートの曲がりを防ぐのを助けるように、前記基板のコアと接触する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記マイクロツールを用いて前記基板をインプリントすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は包括的には、マイクロエレクトロニクスデバイス製造の分野に関し、より具体的には、そのようなデバイスを製造するために基板をインプリントするための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニクスデバイスを製造する工程のうちの１つは、基板をインプリントすることである。典型的には、基板コアは、金属又は有機化合物から形成することができ、その片側又は両側に誘電体材料の層が配置される。誘電体材料は、熱硬化性エポキシから構成することができる。誘電体材料は、熱硬化性エポキシの平坦なシートとして塗布することができ、その後、トレースを形成するためにインプリントされる。その後、トレースが導電性材料（たとえば銅）でめっきされ、マイクロエレクトロニクスデバイス回路用の導電性トレースが形成される。後続の層及び関連する電子回路が形成され、デバイスが完成する。
【０００３】
典型的には、熱硬化性エポキシ層は、インプリント用マイクロツールでインプリントされる。そのようなマイクロツールの従来の設計には、図１Ａ〜図１Ｃによって示される数多くの明確な不都合がある。
【０００４】
図１Ａは、従来技術によるマイクロツールを示す。マイクロツールプレート１０５は典型的には薄い金属（たとえば、３０ｍｉｌニッケル板）であり、凸部１０６及び凹部１０７を有する。マイクロツールの凸部及び凹部はフィーチャと呼ばれ、典型的には上から下まで約５０〜７０マイクロメートル（ミクロン）である。マイクロツールの各プレートは、真空（図示せず）によって適所に保持され、基板コア１１５上に配置される熱硬化性エポキシ層１１０に圧入される。エポキシ層は典型的には約４０マイクロメートル（ミクロン）である。圧力をかけると、凹部がエポキシで満たされ、凸部がエポキシを押し退ける。そのような方式の不都合なことの１つは、エポキシ材料が広がるのを抑えられないこと、すなわち、エポキシが望ましくないように流れるのを防ぐか、又は止めることができないことである。マイクロツールプレートに圧力がかけられるとき、エポキシ材料が流れ出すようになる。装置がわずかに傾いているだけでも、望ましくない量のエポキシが望ましくない場所に流れる可能性がある。エポキシ材料の濡れ特性によって、マイクルツールプレートのエッジに沿って余分なエポキシが蓄積し、すなわち、溢れたエポキシがプレートのエッジの周囲に蓄積し、それにより所望のフィーチャが変形する可能性がある。
【０００５】
また、マイクロツールは薄いプレートから構成されるので、圧力がかけられるとき、そのプレートは、特に、抵抗を与えるためのエポキシ材料が少ない外側エッジに沿って曲がる。このようにエッジに沿って内側に向かって曲がることによって、エポキシ層の厚みが不均一になる。これにより、エポキシ層は、エッジ付近において、所望の厚みよりも薄くなる。
【０００６】
図１Ｂは、従来技術によるマイクロツールを用いて形成されるエポキシ層を示す。図１Ｂに示されるように、エポキシ層１１０のエッジ付近にあるフィーチャ１１１は、マイクロツールプレートが曲がることに起因して変形している。その曲がりは、基板コア１１５内に「くぼみ」１１２を形成するほど大きくなる場合もある。さらに、凸部１０６がマイクロツールのための支持体としての役割を果たし、それゆえ、基板コア１１５にくぼみをつける可能性がある。
【０００７】
この問題は、溢れるのを抑えるために材料の量を正確に測定しようとすることによって、或る程度まで対処するのに成功してきた。これは、あまり有効でないことが証明されている。十分な量のエポキシが用いられないとき、結果として、上記のように、欠陥のある部分が生じる。過度の量のエポキシが用いられるとき、基板のエッジに沿って、過度のエポキシ層が形成され、それにより、後続の平坦化工程において、長く時間がかかるようになる。さらに、過度の材料は均一ではなく、それゆえ、後続の工程において真空を保持するのが難しくなる。さらに、過度の材料によって、基板が、マイクロツールプレートに固着するようになる。基板を取り除く（たとえば、基板をプレートから引き離す）ことによって、プレートに損傷が生じる恐れがある。
【０００８】
時間が経つと、エッジに沿ってマイクロツールプレートが繰返し曲がることによって、そのエッジは永久に変形されるようになる。そのような変形の結果として、欠陥のある基板フィーチャが生じ、且つプレートにおいて真空を保持するのが難しくなる。
【０００９】
図１Ｃは、従来技術によるマイクロツールプレートの変形を示す。図１Ｃに示されるように、プレート１０５がエッジ１２０において変形している。この変形は、エポキシ層をインプリントしている間に、エポキシが望ましくない量又は場所において流れ出して、プレートが繰返し曲がることに起因する。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、本発明の実施形態を例示するために用いられる以下に記載される説明及び添付の図面を参照することによって、最もよく理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に記載される説明では、数多くの具体的な詳細が述べられる。しかしながら、これらの具体的な詳細を用いることなく、本発明の実施形態を実施できることは理解されたい。他の事例では、本発明の説明の理解を曖昧にしないようにするために、よく知られている回路、構造及び技法が詳細には示されていない。
【００１２】
本明細書全体を通して、「１つの実施形態」又は「或る実施形態」を参照することは、その実施形態に関連して説明される特定のフィーチャ、構造又は特徴が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して種々の場所において「１つの実施形態において」又は「或る実施形態において」という言い回しが現われても、必ずしも全てが同じ実施形態を参照しているとは限らない。さらに、特定のフィーチャ、構造又は特徴は、１つ又は複数の実施形態の中で、任意の適当な態様で組み合わせることができる。
【００１３】
さらに、発明の態様は、ただ１つの開示される実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴の中にある。したがって、添付の特許請求の範囲の複数の請求項が、詳細な説明の中で明確に援用されており、各請求項がそのまま、本発明の個別の実施形態になっている。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態によるマイクロツールを示す。図２に示されるマイクロツール２００は、プレート２０５ａ及び２０５ｂ上にそれぞれ側壁２２５ａ及び２２５ｂを備える。本発明の一実施形態の場合、側壁はプレートと一体に形成され、プレートと同じ材料から形成されており、その材料として、ニッケル又はニッケル合金を用いることができる。側壁は、マイクロツールプレートのインプリントパターン（すなわち、フィーチャ）の周囲にリザーバを形成する。側壁２２５ａ及び２２５ｂの寸法は、基板コア２１５の厚みに対応し、プレートに圧力がかけられているときに、インプリントパターンが誘電体層２１０内に所望の長さまで延在するように設定される。誘電体層２１０は、熱硬化性エポキシ、熱可塑性樹脂又は他の適当な材料から構成することができる。本発明の一実施形態の場合、側壁２２５ａ及び２２５ｂはそれぞれ、インプリントパターンより長く延在する。その距離は、基板コア２１５の厚みの約半分に等しい。
【００１５】
プレート２０５ａ及び２０５ｂに圧力がかけられるとき、側壁２２５ａ及び２２５ｂが互いに接触する。側壁が互いに対する抵抗力を与えるので、かけられる圧力の大きさは、従来技術の方式ほど重要ではない。典型的に用いられる圧力の場合、各プレートのエッジは、側壁２２５ａと２２５ｂとの間に生成される抵抗力に起因して曲がらないであろう。さらに、閉じた位置、すなわちインプリントする位置では、マイクロツール２００は基板全体を覆い、それゆえ、誘電体材料をマイクロツールプレートのエッジ上に蓄積することができなければ、基板のエッジに沿って余分な誘電体材料を形成することもできない。さらに、傾いても、誘電体材料が望ましくない場所に容易に流れ出すことができないので、欠陥部分が生じないであろう。
【００１６】
本発明の一実施形態の場合、マイクロツールの側壁は、インプリントする際に、基板全体が誘電体材料内に封入されるように配置される。そのような実施形態では、結果として、基板がマイクロツールに固着することが減るか、又はなくなるであろう。
【００１７】
本発明の種々の代替の実施形態によれば、エッジに沿ってマイクロツールプレートが曲がること、傾斜によって誘電体材料が望ましくない場所に流れ出ること、及び基板のエッジに沿って余分な誘電体材料が蓄積することが減るか、又はなくなり、それにより、約７マイクロメートル（ミクロン）の全厚変動（ＴＴＶ）を有する、インプリントされた基板が提供される。
【００１８】
別の実施形態では、マイクロツールプレートの一方だけが側壁を含むことができる。図２Ａは、本発明の一実施形態による、２つのプレートのうちの一方が側壁を有するマイクロツールを示す。図２Ａに示されるマイクロツール２００Ａは、下側プレート２０５ｂ上に形成される側壁２２５を含む。プレート２０５ａは、側壁を備えない。そのような実施形態の場合、側壁２２５の高さは、プレートに圧力がかけられているときに、インプリントパターンが誘電体層２１０の中に所望の長さまで延在するように、基板コア２１５に基づいて決定される。
【００１９】
図２を参照して先に説明されたように、本発明の一実施形態によるマイクロツールは、インプリント工程において互いに接触する側壁を有する。そのような実施形態の場合、側壁の高さは、側壁によってインプリントパターンが誘電体層と適切に接触するのを妨げられないことを確実にするために、厳密な公差の範囲内で決定される。
【００２０】
図３は、本発明の一実施形態による、基板コアと接触するために形成される側壁を備えるプレートを有するマイクロツールを示す。図３に示されるマイクロツール３００は、プレート３０５ａ及び３０５ｂ上にそれぞれ側壁３２５ａ及び３２５ｂを含む。図３に示されるように、プレートに圧力をかけるとき、側壁は基板コア３１５と接触する。側壁３２５ａ及び３２５ｂはそれぞれ、マイクロツールプレート３０５ａ及び３０５ｂのそれぞれのインプリントパターンの周囲に個別のリザーバを形成する。
【００２１】
そのような実施形態の場合、もはや、基板コアの厚みに基づいて、側壁の高さを決定する必要はない。代わりに、側壁の高さは概ねフィーチャ寸法に等しい。そのような実施形態によって、製造するのを容易にすることができる。しかしながら、側壁が基板コアに接触することになるので、基板コアにくぼみが形成されること、又は基板コアで回路に損傷を与えることを避けるために、かけられる圧力がさらに厳密な公差の範囲に入るように、注意が払われる。
【００２２】
図４は、本発明の一実施形態による、側壁によって形成されるリザーバの中の誘電体材料の流れを増やすために、その中に１つ又は複数の開孔を形成されるマイクロツールを示す。図４に示されるように、マイクロツール４００は、上側プレート４０５ａ内に形成される開孔４３０を有する。開孔は、プレート上の任意の場所に形成することができ、それに加えて、又はその代わりに、下側プレート４０５ｂ上に形成することができる。誘電体材料は、マイクロツールプレートによって形成されるリザーバの特定のエリアにはあまり流れ込まない可能性がある。たとえば、誘電体材料は、リザーバの上側の角（すなわち上側プレート側壁によって形成される角）には流れ込まない可能性がある。開孔は、誘電体層４１０からの誘電体材料が、リザーバ内のそのようなエリアに流れ込むのを助ける。さらに、開孔によって、余分な誘電体材料が、基板又はマイクロツールプレート上に蓄積することなく、リザーバから脱出できるようになる。
【００２３】
図４Ａは、本発明の一実施形態による、その中に開孔４３０を形成されるマイクロツールプレート４０５ａの平面図である。
【００２４】
図５は、本発明の一実施形態による、マイクロツールが形成される工程を示す。図５に示される工程５００は、基板の寸法を決定する動作５０５で開始する。その寸法は、基板コア厚及び誘電体層厚、並びに基板上にインプリントされることになるフィーチャの寸法を含むことができる。
【００２５】
動作５１０では、マイクロツールプレートのための側壁の高さが、基板寸法に基づいて決定される。たとえば、各側壁が向かい合ったプレートの側壁と接触することになる、図２を参照して先に説明されたマイクロツールの場合、基板コア厚及びフィーチャ寸法を用いて、側壁高が求められる。そのような実施形態の場合、各プレートの側壁高は、フィーチャ高に、基板コア厚の半分を加えた値に概ね等しい。図３を参照して説明されたようなマイクロツールの場合、各プレートの側壁高は、フィーチャ高に概ね等しい。
【００２６】
動作５１５では、少なくとも１つのプレート上で決定された高さを有し、インプリントパターンを包囲する側壁を備えるマイクロツールが形成される。さらに、マイクロツールの１つ又は両方のプレートは、その中に開孔を形成され、図４及び図４Ａを参照して先に説明されたように、誘電体材料が流れるのを助けることができる。
【００２７】
本発明は、いくつかの実施形態に関して説明されてきたが、本発明が、説明された実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内で変更及び改変して実施することができることは、当業者には理解されよう。それゆえ、その説明は、限定ではなく、例示であると見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】従来技術によるマイクロツールを示す図である。
【図１Ｂ】従来技術によるマイクロツールを用いて形成されるエポキシ層を示す図である。
【図１Ｃ】従来技術によるマイクロツールプレートの変形を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるマイクロツールを示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、２つのプレートのうちの一方が側壁を有するマイクロツールを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、基板コアと接触するように形成される側壁を備えるプレートを有するマイクロツールを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による、側壁によって形成されるリザーバの中の誘電体材料の流れを増すために、その中に１つ又は複数の開孔を形成されるマイクロツールを示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、その中に開孔を形成されるマイクロツールプレートの平面図である。
【図５】本発明の一実施形態による、マイクロツールが形成される工程を示す図である。
【図１Ａ】
2008509555.tif 000002
【図１Ｂ】
2008509555.tif 000003
【図１Ｃ】
2008509555.tif 000004
【図１Ｄ】
2008509555.tif 000005
【図１Ｅ】
2008509555.tif 000006
【図１Ｆ】
2008509555.tif 000007
【図２Ａ】
2008509555.tif 000008
【図２Ｂ】
2008509555.tif 000009
【図２Ｃ】
2008509555.tif 000010
【図２Ｄ】
2008509555.tif 000011
【図２Ｅ】
2008509555.tif 000012
【図２Ｆ】
2008509555.tif 000013
【図２Ｇ】
2008509555.tif 000014
【図３Ａ】
2008509555.tif 000015
【図３Ｂ】
2008509555.tif 000016
【図４】
2008509555.tif 000017
【図５】
2008509555.tif 000018
【図６】
2008509555.tif 000019
【図７】
2008509555.tif 000020
【図８】
2008509555.tif 000021
【図９】
2008509555.tif 000022
【図１０】
2008509555.tif 000023
【図１１】
2008509555.tif 000024
【図１２】
2008509555.tif 000025
【図１３】
2008509555.tif 000026
【国際調査報告】
2008509555.tif 000027
2008509555.tif 000028
2008509555.tif 000029