JP2004153269A - 基板貫通の相互接続部を形成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表側と裏側を有する基板を含むマイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板貫通の相互接続部を形成する方法を提供する。
【解決手段】表側と裏側を有する基板（３０）を含むマイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板貫通の相互接続部（４２）を形成する方法（１０）を提供する。この方法は、前記基板（３０）の前記表側に回路素子（３４）を形成するステップと、前記回路素子（３４）に達するトレンチ（３８）を前記基板の前記裏側に形成するステップと、ポリマー絶縁材料の一層（４０）を前記トレンチ（３８）内に形成するステップと、前記回路素子（３４）を少なくとも一部露出させるに足るポリマー材料を、前記ポリマー絶縁材料の前記層（４０）から除去するステップと、前記回路素子（３４）と電気的に通じている導電相互接続層（４２）を前記トレンチ（３８）内に形成するステップと、を有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、マイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板において、基板の裏と表を接続するような貫通タイプの相互接続部を形成する方法に関し、さらに、貫通タイプの相互接続部を有するマイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板に関する。

単一基板上にますます多くの回路素子を取り付けることが可能になるにつれて、それに対応してさらに多くの相互接続部を、この基板上に形成して、これらの回路素子を、基板から離れた回路に接続することもある。従来の相互接続部は、この基板のうち、回路素子と同じ側（この基板の「表側」）に形成されることが多く、その基板表側の外周の周りに形成されたコンタクト・パッドで終端する。単一基板上の回路素子の数が増すたびに、コンタクト・パッドと相互接続部は、基板の外周の周りにさらに密集することが多くなる。時折、相互接続部のサイズを縮小して、それらの相互接続部を利用可能なスペースに押し込む。相互接続部のサイズをこのように縮小すると、小型化による製造費用の増大だけでなく、相互接続部の断面積が小さいことに起因する高い相互接続抵抗などの様々な問題がもたらされることがある。

様々な具体的な実施例では、基板表側に相互接続部を配置すると、他の問題も発生することがある。例えば、印刷装置のプリントヘッド・ダイ中のファイアリング機構（ｆｉｒｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を外部回路に接続する相互接続部が、この基板のうち、流体噴出ノズルと同じ側に形成されることが多い。したがって、これらの相互接続部は、プリントヘッドの使用中に、印刷流体にさらされることがあり、これは、相互接続部に損傷を及ぼして、結局、プリントヘッドに障害をもたらすことになる。さらに、これらの相互接続部を電気的に絶縁して、保護するのに用いられる包封ビード（ｅｎｃａｐｓｕｌｅｎｔ ｂｅａｄ）の厚さのために、印刷媒体からこのプリントヘッドを離して位置づけることがある。この場合、プリントヘッドから噴出された印刷流体のドロップレットが好ましくない量だけ広がった後に印刷媒体に達することになる。印刷流体のドロップレットが過度に広がると、精密印刷がさらに困難となる可能性がある。

いくつかの実施形態は、表側と裏側を有する基板を含むマイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板貫通の相互接続部を形成する方法を提供する。

この方法は、この基板の表側に回路素子を形成すること、回路素子に達するトレンチを基板の裏側に形成すること、ポリマー絶縁材料の一層をトレンチ内に形成すること、回路素子を少なくとも一部露出させるに足るポリマー材料を、このポリマー絶縁材料の層から除去すること、および、回路素子と電気的に通じている導電相互接続層をトレンチ内に形成することを含む。

発明を実施する為の最良の形態

本発明の一実施形態は、マイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板貫通の相互接続部を形成する方法として、全体が図１中の１０に示されている。方法１０は、ステップ１２において、基板の表側に回路素子を形成することを含む。次に、方法１０は、ステップ１４において、回路素子を露出させるくらい深く基板に入るトレンチを、基板中に基板の裏側から形成することを含む。ステップ１４において、基板の裏側にトランチを形成した後で、ステップ１６において、ポリマー絶縁材料の一層をトレンチ内に形成する。次に、ステップ１８において、回路素子を裏側から露出させるに足る量のポリマー絶縁材料を除去する。最後に、ステップ２０において、導電相互接続層が回路素子と電気的に通じるように、トレンチ内に導電層を形成する。ステップ２０において形成された導電相互接続層はまた、基板の裏側に形成されたコンタクト・パッドに電気的に接続されることもある。これにより、基板マウント（しばしば、流体噴出ヘッド・キャリッジまたは流体カートリッジ）上に形成された相補形のコンタクトにコンタクト・パッドを接続することができる。したがって、この実施形態では、基板表側に接続される外部リードはない。

本発明による基板貫通の相互接続部は、基板の表側の回路素子を基板の裏側のコンタクト・パッドに接続することに加えて、他の潜在的な用途を持つことがある。例えば、これらの相互接続部はまた、基板の裏側に形成された回路素子を、基板の表側に形成された回路素子に接続するために用いられることもあり、したがって、基板の両面を回路素子を形成するのに使用できるようにすることがある。

方法１０に示される全体のステップは、任意の所望のやり方で実施されることがある。方法１０の第１の模範的な実施例は、図２〜図８に示されている。これらの図は、この実施例の選択されたステップを実行した後の基板３０の断面図を示している。

図２を参照すると、絶縁層３２と導電回路素子３４が、まず最初に、基板３０の表側に形成される。絶縁層３２は、基板バルク３６から回路素子３４を電気的に絶縁する。絶縁層３２はまた、この回路素子からの材料が、基板バルク中に拡散しないようにするために、拡散バリヤ・ゲッタリング層として役立つこともある。追加拡散バリヤ層（図示されてない）は、絶縁層３２の上か下のいずれかに形成されることがある。さらに、絶縁層３２は、要望があれば、省略することもできる。絶縁層３２は、任意の適切な絶縁材料から形成されることがある。例えば、基板３０がシリコンから形成される場合には、絶縁層３２に二酸化珪素を使用することがある。本発明のいくつかの実施形態では、回路素子３４と基板バルク３６間の電流漏洩はさらに少ないか、あるいは、回路素子３４を形成するのに用いられる材料で基板バルクが汚染される危険性はほとんどないこともある。これらの実施形態では、絶縁層３２を使用せずに、基板３０上に直接に回路素子３４を形成することもある。

回路素子３４は、任意の適切な形式を取ることがある。図２に示される実施形態では、回路素子３４は、電流を、基板表側に形成された他の回路素子に、かつ／または、そのような他の回路素子から流す導電層として、包括的に示されている。しかしながら、この回路素子は、さらに複雑な構造を持つ場合があり、また、この示された単一層の導体よりも多くの個々の材料層から形成されることがあると理解されよう。

次に、図３を参照すると、総合デバイス製造プロセス中のその後の或る時点において、絶縁層３２を露出させる（あるいは、絶縁層が用いられない場合には、回路素子３４を露出させる）くらい深く基板３０の裏側に入るトレンチ３８を、基板３０の裏側に形成する。任意の適切な方法を用いて、トレンチ３８を形成することがある。トレンチ３８の深さは、トレンチの幅よりも著しく大きい場合があるので、適切な方法には、比較的大きいアスペクト比を持つ形態を形成できる方法が含まれる。適切な方法の例は、レーザ・アブレーションや深い反応性イオン・エッチングを含むが、ただし、それらには限定されない。

トレンチ３８を形成した後で、そのトレンチの壁面に、トレンチ形成後の図４中の４０に示される適切なポリマー絶縁層を塗布する。トレンチ３８の壁面に、適切なポリマー絶縁層を塗布することは、トレンチ３０の壁面内のどんな凸凹も滑らかにし、また、どんな亀裂および／または突出部も覆うのに役立つことがある。

適切なポリマー絶縁材料は、いくつかの望ましい物理的性質のどれでも含むことがある。例えば、適切なポリマー絶縁材料は、優れた絶縁性を得るために、比較的に大きい絶縁破壊強さを持つもの、および／または、高周波用途での電気損を避けるために、比較的に小さい誘電率を持つものを含むことがある。さらに、適切なポリマー材料は、被着後または蒸着後、加熱されて、表面の凹凸を滑らかにする熱可塑性材料を含むこともある。これは、トレンチ３８の壁面の凸凹が、絶縁層４０の表面に移されないようにするのに役立つ。さらに、適切なポリマー絶縁材料は、商業的に実施できるやり方で基板３０を処理し易くするために、気相反応によって蒸着されたものや、比較的に速い蒸着速度（被着速度）で蒸着されたものを含むことがある。適切なポリマー材料は、これらの性質の任意の１つ、これらの性質の任意の組合せ、および／または、本明細書に記述されてない他の任意の有利な物理的性質を含むことがあると理解されよう。

一種類の適切なポリマー材料の一例として、パリレン基のポリマーがある。パリレン・ポリマーは、ポリ−パラ・キシリレンに基づくポリマーであって、気相プロセスにより、固相二量体（ダイマー）ジ・パラ・キシリレンからの薄膜として被着（蒸着）されることがある。ジ・パラ・キシリレンは、まず最初に、この二量体を昇華させるために加熱され、次に、さらに高い温度で熱分解されて、気相パラ・キシリレン単量体（モノマー）を形成する。次に、この単量体は、基板が入っている室温成長室に運ばれて、そこで、この単量体は、その基板の表面に吸着し、重合して、パリレン膜を形成する。この被着は、適度の真空でのみ行われ、そこで、これらの実施形態において、比較的に速く、かつ単純なプロセスを通じて、ほぼピンホールのない、陰影なしのコンフォーマルポリマー・コーティング（表面形状に沿った態様でのポリマー・コーティング）を得ることができる。さらに、パリレン膜は、実質的に酸化膜または窒化膜よりも速い被着速度で被着されることがある。さらに、パリレン・ポリマーは、熱可塑性のものであるために、被着後、加熱されて、ポリマー層の表面を滑らかにすることもある。さらに、膜厚がほんの数ミクロン（μm)程度のパリレン膜は、直流で何百ボルト台の絶縁破壊電圧を持ち、かつ、そのパリレン膜を高周波の用途に適させるのに充分小さい比誘電率（およそ、２．５〜３．２）を持つことが多い。さらに、パリレン膜は、応力なしに成長することが多く、窒化膜または酸化膜よりも可撓性があり、したがって、熱に起因する応力から損傷を受けにくくなる。さらに、パリレン重合反応は、室温もしくは室温近くで行われることがあるために、室温被着が行われる実施形態では、処理の間に、他のデバイス層中に、熱的な劣化または損傷を起こす危険性が最小となっている。

パリレンは、シリコンに充分に接合する可能性があるために、いくつかの実施形態では、シリコン基板への使用に適することがある。銀、銅、アルミニウムなどの多くの低抵抗の金属も、パリレンに充分に接合する可能性があり、後で被着させる導電層用の材料の選択を可能にする。さらに、パリレンは、感光性（ｐｈｏｔｏ−ｄｅｆｉｎａｂｌｅ）のものであって、いくつかの実施形態では、エキシマ・レーザおよび／または酸素プラズマ・エッチングを用いて、選択的にエッチングされることがある。さらに、パリレン・ポリマー膜は、疎水性があり、かつ耐湿性があることもあり、したがって、高湿、高温の条件のもとで、漏洩電流を、まず、あるいはまったく通さない。

任意の適切なパリレン・ポリマーを用いて、ポリマー絶縁層４０を形成することがある。適切なパリレン・ポリマーの例は、パリレンＮ、パリレンＣ、パリレンＤを含むが、ただし、それらには限定されない。さらに、ポリマー層４０を形成するのに用いられるパリレン層は、任意の適切な膜厚を持つこともある。滑らかなコンフォーマルコーティングを得るために、トレンチ３８の表面上の傷の大きさのほぼ１倍〜４倍の膜厚、あるいは、それよりも厚い膜厚さえも持つパリレン膜が、トレンチ表面上のあらゆる傷を覆うように、施されることがある。例えば、比較的速いエッチング／アブレーション速度を用いて、トレンチ３８を形成する場合には、このトレンチの壁面は、約５ミクロン（μm)の規模の凸凹を持つことがある。このような状況では、トレンチ３８の直径などのファクタに応じて、約１５ミクロン（μm)〜２５ミクロン（μm)の膜厚を持つパリレン膜が用いられることがある。パリレン絶縁層４０は、その寸法よりも厚かろうと薄かろうと、トレンチ３８の壁面をコンフォーマルコーティングして、その壁面を滑らかにするに足る他の任意の適切な厚さを持つことがあると理解されよう。

いくつかの実施形態では、パリレン層４０は約３００°Ｃまで加熱して、他の材料の層が被着される表面をさらに滑らかに形成することで、簡単に熱処理されることがある。熱処理パリレン層４０はまた、パリレン中において、パリレン層の表面付近に、外部拡散バリヤ領域も形成させることがある。パリレン層４０が熱処理されない実施形態では、拡散バリヤ層（しばしば、金属酸化物または金属窒化物）は、被着された後に、任意の導電層を、パリレンを覆うように被着させても、下層にある材料の中に銅などの導電層金属が拡散しないようにする。しかしながら、パリレン層４０が、被着後に加熱される実施形態では、その結果として、拡散バリヤ層がこのパリレンの表面領域に形成される。こうして、追加の拡散バリヤ層を被着させる工程を省略できるようにするのに充分な保護を提供できる。これらの実施形態におけるパリレン層４０の外部パリレン拡散バリヤ領域が、２５０°Ｃもの高温での銅などの拡散に対して不透過性であるからである。図５Ａ中の４１に示される追加拡散バリヤ層は、パリレン層４０上に形成されて、要望があれば、パリレン層４０および基板バルク３６中への不純物の拡散に対して、追加の保護対策となる。追加拡散バリヤ層４１を形成するのに適した材料の例は、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、タンタル／窒化タンタルの二重層、および、チタン／窒化チタンの二重層を含むが、ただし、それらには限定されない。

ポリマー絶縁層４０を形成した後で、ポリマー絶縁層４０の少なくとも一部と、ポリマー絶縁層４０のその部分に近い電気絶縁層３２は、図５の実施形態に示されるように、トレンチ３８から除去されて、回路素子の裏側を露出させることがある。ポリマー絶縁層４０のうち、回路素子３４付近の部分は、任意の適切な方法で除去されることがある。適切な方法の例は、レーザ・アブレーションや酸素プラズマ・エッチングを含むが、ただし、それらには限定されない。レーザ・アブレーションを用いて、ポリマー絶縁層４０のうち、回路素子３４付近の部分を除去すると、いくつかの実施形態では、酸素プラズマ・エッチング以上の、選択性と精度を上げることができる可能性がある。

次に、図６を参照すると、ポリマー絶縁層４０のうち、回路素子３４に近い部分を除去した後で、導電相互接続層４２が、ポリマー絶縁層４０の表面と、回路素子３４の上記露出部分に形成されて、基板３０を貫いて回路素子に至る導電通路を完成する。この相互接続層は、任意の適切な構造を持つことがある。図６に示される模範的な導電層４２は、ポリマー絶縁層４０の表面上に形成された導電シード層４２ａと、このシード層上に形成されたやや厚い導電オーバ・レイヤ４２ｂを含む。

この実施形態では、シード層４２ａは、強力にポリマー絶縁層４０に接合し、また、さらに厚いオーバ・レイヤ４２ｂを成長させるのに適した表面を提供するようなやり方で形成される。シード層４２ａは、任意の適切な材料から形成されることがある。適切な材料は、アルミニウム、銀、金、銅などの導電金属を含むが、ただし、それらには限定されない。

シード層４２ａは、任意の適切な方法によって形成されることがある。適切な方法は、ポリマー絶縁層４０とシード層４２ａとの間に強力な接合部を形成するものと、大きいアスペクト比の形態に塗布するのに利用できるものを含む。シード層４２ａを形成する適切な方法の一例は、イオン化物理的蒸着法（Ｉ−ＰＶＤ）である。Ｉ−ＰＶＤは、トレンチ３８などの大きいアスペクト比を持つ形態に塗布することができる。さらに、Ｉ−ＰＶＤを用いて、アルミニウム、銀、金、銅などの金属をパリレンに被着（蒸着）させると、この金属層は、衝突・エネルギーが高くなるために、下層にあるパリレン層に強力に接着することがある。しかしながら、いくつかの実施形態では、これらの材料用のＩ−ＰＶＤ蒸着速度は、他の被着技法用の速度よりもいくらか遅いことがある。それゆえ、シード層４２ａが被着されると、さらに厚いオーバ・レイヤ４２ｂは、さらに速い被着速度をもたらす方法によって、被着されることがある。オーバ・レイヤ４２ｂを形成するのに使用できる方法の例は、電気めっきまたは無電解めっきを含む。オーバ・レイヤ４２ｂは、任意の適切な材料（１つまたは複数）から形成され、また、シード層４２ａと同じ材料、あるいはシード層４２ａとは異なる材料から形成されることもある。シード層４２ａおよびオーバ・レイヤ４２ｂに適した材料の例は、アルミニウム、銀、金、銅などの導電金属を含むが、ただし、それらには限定されない。

相互接続層４２が形成されると、トレンチ３８は、図７および図８中の４４に示されるフィラー層でほぼ満たされることがある。フィラー層４４は、いくつかの機能のどれでも実行するように形成されることがある。例えば、フィラー層４４を用いて、汚染物質またはその後の処理工程からの相互接続層４２への損傷を防止するのに役立てることがある。さらに、フィラー層４４は、トレンチ３８内の残りのどんなスペースも満たすことで、基板３０の裏側を滑らかにするのに役立つこともあり、したがって、基板裏側で、コンパクト・パッドまたは回路素子などの追加構造体を形成し易くすることがある。

フィラー層４４は、任意の適切な材料（１つまたは複数）から形成されることがある。例えば、いくつかの実施形態では、フィラー層４４は、銅などの導電材料から形成されることがある。導電材料のフィラー層４４の形成は、回路素子３４に供給される電流量を増やすのに役立つ場合がある。別法として、フィラー層４４は、酸化物または窒化物などの電気絶縁材料から形成される場合もある。同様に、フィラー層４４は、パリレン・ポリマーなどのポリマー絶縁材料から形成されることもある。パリレン膜を成長させる速度が比較的に速いために、パリレン・ポリマーからのフィラー層４４の形成は、このフィラー層を形成するのに必要な時間を減らすのに役立つこともある。さらに、パリレン膜が、表面をコンフォーマルコーティングするために、パリレン・ポリマーを用いて、フィラー層４４を形成する場合、フィラー層４４中に、どんなボイドも発生しにくくなる。

図７〜図８は、パリレン・フィラー層４４の成長の一実施形態を示している。まず最初に、図７は、部分的に形成されたフィラー層４４の図を示している。パリレンは、均等に表面上に堆積するために、パリレン層の厚さは、相互接続層４２の全表面上で一様な速度で増大して、ボイドを形成させない。フィラー層４４の成長は、図８に示されるように、あらゆる方向に均等に続進し、やがて、事実上完全にトレンチ３８を満たすことになる。

フィラー層４４の形成中に、或るフィラー材料（図示されてない）が、基板３０の裏側において、トレンチ３８を取り巻く領域内に被着されることがある。フィラー材料が金属酸化物または金属窒化物であるいくつかの実施形態では、余分のフィラー材料は、適切なウェット・エッチングまたはドライ・エッチングのプロセスによって除去されることがある。このフィラー材料がパリレン・ポリマーである場合には、余分のパリレンは、メカニカル・ポリシングによって除去されることもある。このフィラー材料が導電性のものである場合には、隣り合った相互接続部間に短絡を発生させないようにするために、基板裏側において、できるだけ多くの余分のフィラーを除去することが望ましい場合がある。しかしながら、このフィラー材料が電気的に絶縁するものである実施形態では、基板３０の裏側にフィラー材料が残っていても、基板３０の裏側で、隣り合った相互接続部間には短絡が生じないであろう。

図９〜図１２は、ポリマー絶縁層のうち、回路素子に近い部分が、基板裏側ではなくて、基板表側から除去される、方法１０の第２の模範的な実施例を示している。まず最初に、図９は、図４のものと同様な基板１３０を示している。ただし、基板の表側の絶縁層１３２および回路素子１３４を貫く開口１５０を設けて、基板表側から、ポリマー絶縁層１４０の一部を露出させている。開口１５０は、任意の適切なやり方で形成されることがある。例は、共通のウェット・エッチングとドライ・エッチングのプロセスを含むが、ただし、それらには限定されない。

次に、開口１５０を形成した後で、ポリマー絶縁層１４０のうち、露出された部分を除去して、図１０に示されるように、基板の表側から、基板１３０を貫いてバイアを開放することもある。任意の適切な方法を用いて、ポリマー絶縁層１４０のうち、回路素子１３４付近の部分を除去することがある。例は、酸素プラズマ・エッチングとレーザ・アブレーションを含む。

ポリマー絶縁層１４０のうち、回路素子１３４に近い部分が除去されると、図１１に示されるように、ポリマー絶縁層１４０の表面上に、導電相互接続層１４２が形成されることがある。相互接続層１４２は、任意の適切な構造を持つこともある。この示された相互接続層１４２は、シード層１４２ａと、このシード層の上に形成された、さらに厚い導電オーバ・レイヤ１４２ｂを含む。層１４２ａと層１４２ｂ用の材料および形成方法は、上で図２〜図８の実施例について述べられた層４２ａおよび層４２ｂと同様である場合もある。相互接続層１４２は、開口１５０の端縁で回路素子１３４と接触し、それにより、電流は、この相互接続層から、この回路素子に流れることができる。

次に、図１２を参照すると、相互接続層１４２を形成した後で、相互接続層１４２の上に（または、中に）、フィラー層１４４が形成されることもある。上に図２〜図８の実施例の層４４について述べられるように、いくつかの実施形態では、このフィラー層に望まれる電気特性に応じて、導電形か絶縁形のいずれかのフィラー層１４４が用いられることもある。パリレンなどの絶縁ポリマーを用いて、フィラー層１４４を形成する場合には、基板１３０の表側または裏側に被着した、いかなる余分の材料も、これらの表面上に任意の追加構造体を形成する前に、ポリシングで除去されることがある。

本明細書に開示された方法は、任意の適切な寸法、および／または、基板３０上に形成された他の形態に関するアスペクト比を持つ基板貫通の相互接続部を形成するために利用されることがある。例えば、トレンチ３８は、数ミクロン（μm)から数百ミクロン（μm)までの直径を持ち（通常、アスペクト比が２０以下である）、パリレン層４０は、サブミクロン（μm)から何十ミクロン（μm)までの厚さを持ち、さらに、導電層４２は、サブミクロン（μm)から何十ミクロン（μm)までの厚さ（あるいは、スルーホールを満たすために、それよりも大きい厚さ）を持つことがある。さらに、これらの範囲は、単に模範的なものにすぎないことと、これらの構造体は、これらの範囲外の寸法を持つ場合があることも理解されよう。

本発明の方法により構築された基板貫通の相互接続部は、いくつかの異なるタイプの電子デバイス例えば、大容量記憶装置や固体メモリ素子のどれにでも実装されることがある。他の例には、検出器または電子放出源のアレイ、マイクロ・メカニカル・デバイス、光スイッチ、および、流体噴出デバイス用の流体噴出ヘッド（例えば、印刷装置）がある。模範的な印刷装置は、全体が図１３中の２１０に示されている。流体噴出カートリッジが、２１２に図式的に示されている。印刷装置２１０は、デスクトップ・プリンタとして示されているが、本発明により組み立てられた流体噴出カートリッジは、ファックス機またはコピー機などの他の任意の印刷装置にも用いられることがあると理解されよう。さらに、印刷装置２１０は、任意の所望のサイズ（大きいフォーマット、または小さいフォーマット）であることもある。

流体噴出カートリッジ２１２は、複数の流体噴出デバイス（図示されてない）が形成されている流体噴出ヘッド２１４を含む。流体噴出デバイスは、流体噴出カートリッジ２１２の真下に位置づけられた流体受取り媒体の上に流体を噴出するように構成されることがある。上述のように、流体噴出ヘッド２１４の相互接続部は、基板を貫いて、基板の裏側に形成されたコンタクト・パッドに達する。したがって、流体噴出ヘッド２１４は、従来のプリントヘッドよりも流体受取り媒体に接近させて位置づけられることがあり、したがって、さらに高い解像度の印刷が可能となる。さらに、このような相互接続部は、流体にさらされず、したがって、さらに長い寿命が得られる可能性がある。さらに、この相互接続部により、流体噴出ヘッド２１４の裏側にコンタクト・パッドを配置することができるために、流体にさらされるリードを最小限に抑え、したがって、このリードは、従来の流体噴出ヘッドと比較して、流体によるリードの汚染に起因する障害を受けにくくなる可能性がある。

この開示は、特定の実施形態を含むとはいえ、特定の実施形態は、多数の変形が可能であるために、限定する意味で考察されるべきではない。この開示の主題は、本明細書に開示された様々な要素、特徴、機能、および／または性質の新規および非自明な組合せや小組合せをすべて含む。併記の特許請求の範囲は、新規で、かつ非自明であると見なされるいくつかの組合せや小組合せを特に指摘する。この特許請求の範囲は、「１つの」要素、または「第１の」要素、あるいは、それらと同等なものをさすこともある。このような特許請求の範囲は、１つまたは複数の上記要素の組入れを含むと解されるべきであり、２つ以上の上記要素を必要としないし、また除外もしない。特徴、機能、要素、および／または性質の他の組合せや小組合せは、この特許請求の範囲の補正を通じて、あるいは、本願または関連出願への新たな特許請求の範囲の提示を通じて、要求されることがある。このような特許請求の範囲はまた、もとの特許請求の範囲と比べて、範囲が広くとも、狭くとも、等しくとも、または異なろうとも、この開示の主題の範囲内に含まれると見なされる。

本発明は、以下の実施態様を含んでいる。

＜１＞ 表側と裏側を有する基板（３０）を含むマイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板貫通の相互接続部（４２）を形成する方法（１０）であって、前記基板（３０）の前記表側に回路素子（３４）を形成するステップと、前記回路素子（３４）に達するトレンチ（３８）を前記基板の前記裏側に形成するステップと、ポリマー絶縁材料の一層（４０）を前記トレンチ（３８）内に形成するステップと、前記回路素子（３４）を少なくとも一部露出させるに足るポリマー材料を、前記ポリマー絶縁材料の前記層（４０）から除去するステップと、前記回路素子（３４）と電気的に通じている導電相互接続層（４２）を前記トレンチ（３８）内に形成するステップと、
を有する方法（１０）。

＜２＞ 前記トレンチ（３８）を前記基板（３０）の裏側に形成するステップは、レーザ・アブレーションと深い反応性イオン・エッチングから成るグループから選択された技法によって前記トレンチ（３８）を形成するステップを有することを特徴とする上記＜１＞に記載の方法（１０）。

＜３＞ ポリマー絶縁材料の前記層（４０）を前記トレンチ（３８）内に形成するステップは、パリレン（４０）の一層を前記トレンチ（３８）内に形成するステップを有することを特徴とする上記＜１＞に記載の方法（１０）。

＜４＞ パリレン（４０）の前記層を前記トレンチ（３８）内に形成した後で、前記基板（３０）を約３００°Ｃまで加熱して、パリレン（４０）の前記層の外部領域内に拡散バリヤ層を形成するステップをさらに有することを特徴とする上記＜３＞に記載の方法（１０）。

＜５＞ フィラー層（４４）を、前記トレンチ（３８）内で、前記導電相互接続層（４２）の上に形成するステップをさらに有することを特徴とする上記＜１＞に記載の方法（１０）。

＜６＞ 前記フィラー層（４４）は、パリレンから形成されることを特徴とする上記＜５＞に記載の方法（１０）。

＜７＞ 前記フィラー層（４４）は、導電材料から形成されることを特徴とする上記＜５＞に記載の方法（１０）。

＜８＞ 表側と裏側を有する基板（３０）を含むマイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板貫通の相互接続部（４２）を形成する方法（１０）であって、前記基板の前記表側に導電回路素子（３４）を形成するステップと、前記回路素子（３４）に達する、内面を含むトレンチ（３８）を前記基板裏側に形成するステップと、前記回路素子（３４）の少なくとも一部を、前記トレンチ（３８）を通じて露出させるように、パリレン（４０）の一層を前記トレンチ（３８）の前記内面に形成するステップと、前記回路素子（３４）と電気的に通じている導電相互接続層（４２）をパリレン（４０）の前記層内に形成するステップと、を有する方法（１０）。

＜９＞ 表側、裏側、バルク領域（３６）を有する基板（３０）と、前記基板（３０）の前記表側に形成された回路素子（３４）と、前記基板（３０）の前記裏側から、前記基板（３０）の前記表側へ、前記基板（３０）の前記バルク領域（３６）を貫通している基板貫通の相互接続部（４２）と、を備え、前記基板貫通の相互接続部（４２）は、ポリマー誘電体層（４０）によって、前記基板（３０）の前記バルク領域（３６）から隔てられる導電相互接続層を有することを特徴とするマイクロエレクトロニクス・デバイス。

＜１０＞ 表側と、裏側と、および、電流を基板（３０）の前記裏側から、前記基板（３０）を通って前記基板（３０）の前記表側に形成された回路素子（３４）へ流すように構成された基板貫通の相互接続部（４２）とを有する基板（３０）を含む、流体受取り媒体上に流体を噴出するように構成された流体噴出ヘッド（２１４）を備える流体噴出カートリッジ（２１２）であって、前記基板貫通の相互接続部（４２）は、前記基板（３０）を貫通するトレンチ（３８）と、前記トレンチ（３８）内に形成されたポリマー誘電体材料（４０）の一層と、前記トレンチ（３８）内で、ポリマー誘電体材料（４０）の前記層の上に形成された導電体（４２）の一層であって、前記回路素子（３４）と電気的に通じている導電体の一層と、を具備する流体噴出カートリッジ（２１２）。

インクカートリッジの流体噴出ヘッド用基板におけるバイア（via）の形成方法として利用できる。

本発明による基板貫通の相互接続部を形成する第１の方法の流れ図を示す。 図１の第１の模範的な実施例により、基板表側に絶縁層と回路素子を形成した後の基板の断面図を示す。 基板裏側にトレンチを形成した後の図２の基板の断面図を示す。 トレンチ内にポリマー絶縁層を形成した後の図３の基板の断面図を示す。 トレンチからポリマー絶縁層の一部を除去した後の図４の基板の断面図を示す。 図１の実施形態の代替実施例により、ポリマー絶縁層の上に拡散バリヤ層を形成した後の図５の基板の断面図を示す。 ポリマー絶縁層の上に導電相互接続層を形成した後の図５の基板の断面図を示す。 導電層の上にフィラー層（ｆｉｌｌｅｒ ｌａｙｅｒ）を一部形成した後の図６の基板の断面図を示す。 導電層の上にフィラー層をほぼ完全に形成した後の図７の基板の断面図を示す。 図１の実施形態の他の模範的な実施例により、回路素子と絶縁層に開口を設けてポリマー絶縁層を露出させた後の図４の基板の断面図を示す。 ポリマー絶縁層の一部を除去した後の図９の基板の断面図を示す。 ポリマー絶縁層の上に導電相互接続層を形成した後の図１０の基板の断面図を示す。 導電相互接続層の上にフィラー層を形成した後の図１１の基板の断面図を示す。 本発明の一実施形態により構築された構造体を組み込んだ印刷装置を示す。

符号の説明

３０ 基板
３４ 回路要素
３８ トレンチ
４０ ポリマー絶縁材料の層
４２ 基板貫通の相互接続層
４４ フィラー層

Claims (10)

1. 表側と裏側を有する基板を含むマイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板貫通の相互接続部を形成する方法であって、
   前記基板の前記表側に回路素子を形成するステップと、
   前記回路素子に達するトレンチを前記基板の前記裏側に形成するステップと、
   ポリマー絶縁材料の一層を前記トレンチ内に形成するステップと、
   前記回路素子を少なくとも一部露出させるに足るポリマー材料を、前記ポリマー絶縁材料の前記層から除去するステップと、
   前記回路素子と電気的に通じている導電相互接続層を前記トレンチ内に形成するステップと、
   を有する方法。
2. 前記トレンチを前記基板の裏側に形成するステップは、レーザ・アブレーションと深い反応性イオン・エッチングから成るグループから選択された技法によって前記トレンチを形成するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ポリマー絶縁材料の前記層を前記トレンチ内に形成するステップは、パリレンの一層を前記トレンチ内に形成するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. パリレンの前記層を前記トレンチ内に形成した後で、前記基板を約３００°Ｃまで加熱して、パリレンの前記層の外部領域内に拡散バリヤ層を形成するステップをさらに有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. フィラー層を、前記トレンチ内で、前記導電相互接続層の上に形成するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記フィラー層は、パリレンから形成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記フィラー層は、導電材料から形成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 表側と裏側を有する基板を含むマイクロエレクトロニクス・デバイス用の基板貫通の相互接続部を形成する方法であって、
   前記基板の前記表側に導電回路素子を形成するステップと、
   前記回路素子に達する、内面を含むトレンチを前記基板裏側に形成するステップと、
   前記回路素子の少なくとも一部を、前記トレンチを通じて露出させるように、パリレンの一層を前記トレンチの前記内面に形成するステップと、
   前記回路素子と電気的に通じている導電相互接続層をパリレンの前記層内に形成するステップと、
   を有する方法。
9. 表側、裏側、バルク領域を有する基板と、
   前記基板の前記表側に形成された回路素子と、
   前記基板の前記裏側から、前記基板の前記表側へ、前記基板の前記バルク領域を貫通している基板貫通の相互接続部と、
   を備え、
   前記基板貫通の相互接続部は、ポリマー誘電体層によって、前記基板の前記バルク領域から隔てられる導電相互接続層を有することを特徴とするマイクロエレクトロニクス・デバイス。
10. 表側と、裏側と、および、電流を基板の前記裏側から、前記基板を通って前記基板の前記表側に形成された回路素子へ流すように構成された基板貫通の相互接続部とを有する基板を含む、流体受取り媒体上に流体を噴出するように構成された流体噴出ヘッドを備える流体噴出カートリッジであって、
    前記基板貫通の相互接続部は、
    前記基板を貫通するトレンチと、
    前記トレンチ内に形成されたポリマー誘電体材料の一層と、
    前記トレンチ内で、ポリマー誘電体材料の前記層の上に形成された導電体の一層であって、前記回路素子と電気的に通じている導電体の一層と、
    を具備する流体噴出カートリッジ。

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