KR100831461B1

KR100831461B1 - 나노복합체 유전 증대 재료 및 나노복합체 땜납 레지스트를 포함하는 장치 및 이를 제조하기 위한 프로세스

Info

Publication number: KR100831461B1
Application number: KR1020067020346A
Authority: KR
Inventors: 폴 에이. 코닝; 제임스 크리스토퍼 주니어. 마타야바스
Original assignee: 인텔 코오퍼레이션
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2008-05-21
Also published as: KR20070028343A; TW200603295A; US20050221605A1; US7126215B2; TWI265576B; WO2005098947A1; CN1938849A; JP2007532000A

Abstract

본 출원은 다수의 도전층을 포함하는 기판, 및 도전층들 사이에 삽입된 나노복합체 층간 유전체(ILD)를 포함하는 장치를 개시하는데, 나노복합체 ILD 층은 다수의 나노클레이 입자들이 안에 분산되어 있는 폴리머를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 나노클레이 입자들은 높은 종횡비를 갖는다. 또한 개시된 것은 접촉 표면을 갖는 기판, 및 접촉 표면 상에 배치된 나노복합체 땜납 레지스트 층을 포함하는 장치인데, 땜납 레지스트는 다수의 나노클레이 입자들이 안에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 나노클레이 입자들은 높은 종횡비를 갖는다. 또 개시된 것은 다수의 도전층을 제공하는 단계, 및 도전층들 사이에 나노복합체 층간 유전체(ILD)를 삽입하는 단계를 포함하는 프로세스인데, 나노복합체 ILD 층은 다수의 나노클레이 입자들이 안에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 나노클레이 입자들은 높은 종횡비를 갖는다. 그외 다른 장치 및 프로세스 실시예도 또한 개시되고 청구된다.

나노복합체, ILD, 폴리머 결합제, 나노클레이, 땜납 레지스트

Description

나노복합체 유전 증대 재료 및 나노복합체 땜납 레지스트를 포함하는 장치 및 이를 제조하기 위한 프로세스{APPARATUS INCLUDING NANOCOMPOSITE DIELECTRIC BUILD-UP MATERIALS AND NANOCOMPOSITE SOLDER RESIST, AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 일반적으로 반도체 기판 및 땜납 레지스트(solder resist)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로, 하지만 비배타적으로, 나노복합체(nanocomposite) 땜납 레지스트, 및나노복합체 층간 유전체를 포함하는 기판에 관한 것이다.

전자 장치는 일반적으로 어떤 종류의 기판 내에 형성되거나 또는 그러한 기판 상에 장착된 다양한 전자 부품으로 이루어진다. 그중에서 특히, 기판은 부품이 장착될 수 있는 플랫폼을 제공하고, 또한 부품들 사이의 전기 접속도 제공한다.

도 1은 기판(100)의 한 실시예를 도시한 것이다. 기판(100)은 다수의 도전층(102)뿐만 아니라, 이 도전층(102)을 분리시키고 이들을 서로 전기적으로 절연시키는 다수의 전기적 절연 층간 유전체(inter-layer dielectric: ILD) 층(104)을 포함한다. 기판(100)은 전형적으로, 요구된 전기적 상호접속을 위해 필요한 층들의 수로 기판이 만들어질 때까지 도전층(102)과 ILD 층(104)을 교대로 증착함으로써 형성된다. ILD 층(104)은 소정 형태의 유전 재료로 구성된다. 몇몇 실시예에서, 재료는 어떤 종류의 폴리머(polymer) 또는 폴리머 기반의 재료일 수 있는데; 유전체용으로 선택된 특정 재료는 요구된 유전 상수 k 및 제조능력에 필요한 물리적 성질과 같은 요인에 의존할 것이다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 도전층(102) 및 ILD 층(104)은 그들 내부에 비아의 홀을 가질 수 있다. 예를 들어, 도전 재료로 채워졌을 때, 비아는 기판 내의 상이한 도전층들 사이에 전기적 접속 및 통신을 가능하게 한다. 낮은 유전 상수를 갖는 ILD(즉, 로우-k ILD)의 출현과 함께, 전자 패키지의 축소 및 전력 요구의 증가는 유전 증대 층(104)에게 성능 레벨을 계속 증가하게 하고 있다.

기판(100)의 일생에 걸쳐, 여러 요인들은 기판 또는 그것의 개별 층들의 점진적 성능저하의 원인이 될 수 있다. ILD 층(104)의 성능을 저하시키는 한가지 중요한 요인은 이온들 및 분자들 - 가장 현저하게, 하지만 비배타적으로, 물, 산소, 할로겐 이온들 및 금속 이온들의 ILD 유전 재료 내로의 이동 및 그 ILD 유전 재료를 통한 이동이다. 이들 분자는 화살표(106)로 표시된 바와 같이, 기판(100) 외부의 환경적인 원인으로 생길 수 있다. 분자들 및 이온들, 특히 금속 이온들은 또한 화살표(108)로 표시된 바와 같이, 도전층들(102) 내부로부터, 또는 도전층(102)과 ILD 층(104) 사이의 경계면을 따라 생길 수 있다. 마지막으로, 분자들 및 이온들은 ILD 층(104) 자체의 내부로부터 생길 수 있는데: 예를 들어, 할로겐 이온들 및 산소는 "기체제거(outgassing)"로 공지된 프로세스에 의해 ILD 재료로부터 배출될 수 있다. 도 1에서는 화살표(108 및 110)가 분자들 및 이온들의 이동을 한 방향으로만 도시하고 있지만, 분자들 및 이온들은 또한 반대 방향으로 ILD 내로 그리고 ILD를 통해 이동할 수 있다.

도 2는 전자 장치를 기판에 부착하는 실시예(200)를 도시한 것이다. 다 이(202)는 다수의 땜납 볼(206)을 사용하여 기판(204)에 부착된다. 다이(202)를 기판에 고정시키는 것 이외에, 땜납 볼(206)은 기판 내의 하부 도전층(212)에 전기적 접속을 제공한다. 도시된 것과 같은 조립체에서는, 땜납 볼(206)을 사용하여 다이(202)를 부착하기 전에 기판의 표면 상에 땜납 레지스트 층(208)을 놓는 것이 일반적이다. 그 이름이 의미하는 바와 같이, 땜납 레지스트의 용도는 땜납에 견디기 위한 것이고; 그중에서도 특히, 땜납 레지스트는 원하지 않는 기판 부분의 위와 그 기판 부분의 안으로 땜납이 흐르지 못하게 하고, 땜납 볼들과 기판의 그외 다른 영역들 사이의 전기적 접속을 못하게 한다. 땜납 레지스트 층(208)은 기판 내의 ILD 층(210)과 같이, 유전 재료로 이루어질 수 있으므로, ILD가 손상받는 것과 동일한 분자 및 이온 이동 문제 - 즉, 물, 산소, 할로겐 이온 및 금속 이온과 같은 이온 및 분자의 이동-로 인해 시간이 지남에 따라 성능저하된다. ILD에서와 같이, ILD 내로 들어가거나 또는 ILD를 통해 이동하는 이온 또는 분자는 환경으로부터 또는 기판의 인접한 층들로부터와 같이 외부에서 시작될 수 있고, 또는 기체제거와 같은 프로세스에 의해 내부적으로 생길 수 있다.

ILD 및 땜납 레지스트 층을 통한 분자 및 이온 이동을 감소시키기 위해 사용된 현재의 해결책은, 예를 들어 더욱 가수분해 및 산화적으로 안정한 모노머(monomer) 등의 사용에 의한, ILD 또는 땜납 레지스트 폴리머의 화학적 변형을 중심으로 한다. 종종, 실리카가 첨가되어, 폴리머를 단단하게 하고, 땜납 레지스트 층의 열 팽창 계수(CTE)를 낮춘다. 그러나, 이들 해결책의 어느 것도 재료를 통한 이온 및 분자의 이동을 상당히 느리게 하거나 멈추게 하지 못하므로, 이들 이 온 및 분자 이동으로 인해 시간이 지남에 따라 발생하는 성능저하를 거의 막지 못한다.

본 발명의 무제한적이고 총망라적이지 않은 실시예는 다음의 도면을 참조하여 설명되는데, 도면에서 동일한 참조 번호는 달리 설명되지 않는 한 여러 도면에서 동일한 부분을 나타낸다. 도면은 그렇게 주의하지 않는 한 일정비율에 따라 도시되지 않고, 도시된 구조 또는 그 구조의 임의의 구성요소의 절대적 또는 상대적인 정확한 크기를 나타내고자 하는 것이 아니다.

도 1은 기판의 실시예의 측면도.

도 2는 도 1에 도시된 기판과 같은 기판 상에 장착된 다이의 실시예의 측면도.

도 3은 도 1에 도시된 것과 같은 기판의 실시예에서 층간 유전체(ILD)로서 사용될 수 있는 나노복합체 유전체의 실시예, 또는 도 2에 도시된 것과 같은 땜납 레지스트 층의 실시예의 측면도.

도 4A는 나노클레이(nanoclay) 내의 탁토이드(tactoid) 구조의 실시예의 확대 측면도.

도 4B는 도 4A에 도시된 탁토이드 구조 내의 작은 판(platelet)의 화학적 조성을 나타내는 도면.

도 5는 도 3에 도시된 나노복합체 층간 유전체(ILD)를 포함하는 기판의 실시 예의 측면도.

도 6은 도 3에 도시된 나노복합체 땜납 레지스트 층을 사용하는 도 1에 도시된 기판과 같은 기판 상에 장착된 다이의 실시예의 측면도.

도 7은 도 3에 도시된 나노복합체 층간 유전체(ILD) 및 나노복합체 땜납 레지스트 층을 사용하는 도 1에 도시된 기판과 같은 기판 상에 장착된 다이의 실시예의 측면도.

나노복합체 유전체 층 및 나노복합체 땜납 레지스트를 포함하는 기판의 실시예가 여기에 설명된다. 다음 설명에서, 여러 특정 상세는 본 발명의 실시예에 관한 완벽한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 분야에 숙련된 기술자는 본 발명이 하나 이상의 특정 상세없이, 또는 그외 다른 방법, 구성요소, 재료 등으로 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 다른 경우에, 널리 공지된 구조, 재료, 또는 동작은 본 발명의 실시양상을 불명료하게 하지 않기 위해 상세하게 도시되거나 설명되지 않는다.

이 명세서에서 "한 실시예"라는 표현은 이 실시예와 관련하여 설명된 특별한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 최소한 한 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 그러므로, 이 명세서에서 "한 실시예에서"라는 표현은 반드시 모두 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 게다가, 특별한 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다.

도 3은 층간 유전체(ILD) 또는 땜납 레지스트 층으로서 사용될 수 있는 나노복합체(300)를 도시한 것이다. 나노복합체(300)는 나노클레이 재료의 작은 판 또는 탁토이드와 같은 다수의 나노클레이 입자(304)가 매립되는 폴리머 결합제(polymer binder)(302)를 포함한다. 한 실시예에서, 작은 판 또는 탁토이드(304)는 200보다 큰 종횡비(즉, 작은 판의 두께로 나눈 작은 판의 직경)를 갖지만, 다른 실시예에서, 작은 판(304)은 50만큼 낮은 종횡비를 가질 수 있다. 작은 판 또는 탁토이드는 양호하게 높은 표면적을 갖는다. 나노복합체는 작은 판 입자의 덕택으로, 개선된 신뢰성 성능을 갖는데, 그 모두는 물, 산소, 할로겐 이온 및 금속 이온에 대한 확산 처리를 느리게 한 것에 기원이 있다.

한 실시예에서, 나노복합체 공식화(formulation)는 나노클레이 작은 판 입자의 약 25 중량 퍼센트 미만을 포함하지만, 다른 실시예에서는 점토 작은 판 입자의 약 10 중량 퍼센트 미만을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 나노복합체는 작은 판 입자의 5 중량 퍼센트 미만을 포함할 수 있고, 또는 몇몇 경우에 작은 판 입자의 1/2 중량 퍼센트 미만을 포함할 수 있다. 양호하게, 나노클레이 입자(304)는 대부분의 점토 입자가 개별 입자, 작은 탁토이드 및 약 20 nm 미만의 크기를 갖는 작은 탁토이드 집합체로서 존재하도록 폴리머 결합제 내에서 분산된다. 더 큰 비율의 개별 작은 판 입자 및 더 적은 탁토이드 또는 집합체를 갖는 조성이 바람직하다. 나노복합체(300)의 몇몇 실시예에서, 작은 판 또는 탁토이드(304)는 폴리머 결합제 내에 균일하게 분포될 것이지만, 다른 실시예에서는 층(300)의 상이한 영역들 내에서 상이한 양의 작은 판 또는 탁토이드를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 도면에 도시된 실시예에서는 모든 나노클레이 입자(304)가 동일한 방향을 갖지만, 다른 실시예서 나노클레이 입자는 상이한 방향을 가질 수 있다.

나노복합체(300)를 위해 사용된 폴리머 결합제(302)의 조성은 나노복합체(300)가 ILD 층으로서 사용될 것인지 아니면 땜납 레지스트 층으로서 사용될 것인 지에 따라 다를 것이다. ILD층으로 사용되든 땜납 레지스트 층으로 사용되든, 폴리머 결합제(302)는 그 성능 요구사항(예를 들어, 점성, 강도 및 경도와 같은 물리적 특성, 및 유전 상수 k와 같은 전기적 특성)에 의존하여 여러가지 조성을 가질 수 있다. 표 1은 열 경화성 층간 유전체에 대한 폴리머 결합제(302)의 실시예의 조성을 나타내는데; 결합제의 각 성분에 사용된 정확한 화학제품 및 화합물은 본 분야에 숙련된 기술자들에게 공지되어 있다. 물론, 폴리머 결합제의 다른 실시예에서, 표 1에 도시된 것들보다 더 많거나 더 적거나 또는 서로 다른 성분이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리아미드, 폴리에스테르아미드, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리우레아, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌옥시드, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌코비닐(polyethylene-co-vinyl) 알콜(EVOH) 등 또는 이들의 화합물 및 혼합물과 같은 기타 폴리머 수지가 사용될 수 있다. 여기에 열거되지 않은 다른 폴리머들 및 그들의 화합물 또는 혼합물도 또한 사용될 수 있다.

열 경화성 층간 유전체(ILD)의 실시예

에폭시 수지 페놀 경화제 촉매(아민, 무수물(anhydride) 또는 이미다졸(imidazole)형 촉매) 실리카 충전제 고무 충격 보강재 박막으로의 변환 및 혼합을 용이하게 하는 용매 선택사양으로, 점성 제어를 위한 틱소트로피 첨가제(예를 들어, 퓸드(fumed) 실리카) 선택사양으로, 거품 억제제 선택사양으로, 안료 또는 물감 선택사양으로, 난연제(flame retardants)

표 2는 열 경화성 땜납 레지스트 층에 대한 폴리머 결합제(302)의 실시예의 조성을 나타내는데; 각 성분에 사용된 정확한 화학제품 및 화합물은 본 분야에 숙련된 기술자들에게 공지되어 있다. 물론, 결합제의 다른 실시예에서, 더 많거나 더 적거나 또는 서로 다른 성분이 사용될 수 있다. 예를 들어, 표 1과 관련하여 상술된 바와 같이, 에폭시 외에 다른 폴리머 수지가 사용될 수 있다.

열 경화성 땜납 레지스트의 실시예

에폭시 수지 페놀 경화제 촉매(아민, 무수물 또는 이미다졸형 촉매) 박막으로의 변환 및 혼합을 용이하게 하는 용매 선택사양으로, 점성 제어를 위한 틱소트로피 첨가제(예를 들어, 퓸드 실리카) 선택사양으로, 거품 억제제 선택사양으로, 안료 또는 물감 선택사양으로, 난연제

표 3은 열 경화성 땜납 레지스트 층에 대한 폴리머 결합제의 실시예의 조성을 나타내는데; 각 성분에 사용된 정확한 화학제품 및 화합물은 본 분야에 숙련된 기술자들에게 공지되어 있다. 물론, 결합제의 다른 실시예에서, 더 많거나 더 적거나 또는 서로 다른 성분이 사용될 수 있다. 예를 들어, 표 1과 관련하여 상술된 바와 같이, 아크릴레이트 외에 다른 폴리머 수지가 사용될 수 있다.

광 경화성 땜납 레지스트의 실시예

아크릴레이트 수지(이를테면, 트리스(히드록시에틸) 이소시안우레이트 디아크릴레이트) 광활성 촉매 박막으로의 변환 및 혼합을 용이하게 하는 용매 선택사양으로, 점성 제어를 위한 틱소트로피 첨가제(예를 들어, 퓸드 실리카) 선택사양으로, 거품 억제제 선택사양으로, 안료 또는 물감 선택사양으로, 난연제

도 4A 및 4B는 나노복합체를 얻기 위해 폴리머 결합제(302)와 혼합될 나노클레이 입자(304)를 얻는데 적합한 점토 재료 구조의 실시예를 도시한 것이다. 도 4A는 카드처럼 함께 밀접하게 쌓이는 개별적인 작은 판(402)의 집합체를 포함하는 탁토이드(400)를 도시한 것이다. 개별적인 작은 판(402)은 양호하게 약 2 nm 미만의 두께 및 약 10 nm보다 큰, 전형적으로 약 10 nm와 약 3000 nm 사이의 직경을 갖는다. 도면에 도시된 작은 판 구조를 갖는 것 이외에, 층을 이루는 점토 재료들은 약 0.3에서 약 3.0 meq/g(미네랄의 그램 당 밀리당량), 양호하게 약 0.90에서 약 1.5 meq/g의 양이온 교환 능력을 갖는 전형적으로 팽창가능한 자유 유동 분말이다. 도 4B는 탁토이드(400)로부터 박리된 활석(talc) 작은 판(402)의 화학적 조성 및 구조를 도시한 것이다.

본 발명의 여러 실시예에서 유용한 점토 재료는 천연 점토, 합성 점토, 및 변형된 필로실리케이드(phyllosilicates)를 포함한다. 천연 점토는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 사포나이트(saponite), 헥토라이트(hectorite), 운모(mica), 질석(vermiculite), 벤토나이트(bentonite), 논트로나이트(nontronite), 베이델라이트(beidellite), 볼콘스코이트(volkonskoit), 마가다이트(magadite), 케냐이트(kenyaite) 등과 같은 스멕타이트(smectite) 점토를 포함한다. 합성 점토는 합성 운모, 합성 사포나이트, 합성 헥토라이트 등을 포함한다. 변형된 점토는 플루오르화 몬모릴로나이트, 플루오르화 운모 등을 포함한다. 이들 점토 재료의 화합물 또는 혼합물이 또한 사용될 수 있고, 여기에 열거되지 않은 다른 점토 재료 및 그것의 화합물 또는 혼합물이 사용될 수도 있다.

일단 적절한 폴리머 결합제 및 나노클레이 재료가 선택되었으면, 그들은 나노복합체 ILD 또는 땜납 레지스트를 만들기 위해 결합되어야 한다. 한 실시예에서, 폴리머 결합제 및 나노클레이는 선택된 나노클레이로부터 작은 판 또는 탁토이드를 박리함으로써 폴리머 결합제 내로 결합된다. 폴리머 결합제와 나노클레이가 나노복합체 ILD 층 또는 땜납 레지스트 층을 형성하기 위해 혼합될 수 있기 전에, 점토 재료의 입자 크기는 연마(grinding), 분쇄(pulverizing), 해머 밀링(hammer milling), 제트(jet) 밀링 및 그 조합을 포함하여(이것에 제한되지는 않음) 본 분야에 공지된 방법에 의해 크기가 감소된다. 평균 입자 크기는 직경이 양호하게 100 미크론 미만, 더욱 양호하게 50 미크론 미만, 가장 양호하게 20 미크론 미만으로 감소된다.

입자 크기가 감소된 후, 나노클레이는 복합체 내의 박리를 돕고/돕거나 폴리머 결합제/점토 계면의 강도를 향상시키기 위해 더욱 처리될 수 있다. 유용한 처리의 예는 수용성 또는 불용성 폴리머, 유기 시약 또는 모노머, 실란 화합물, 금속 또는 유기금속, 및/또는 이들의 화합물을 이용한 층간삽입(intercalation)을 포함한다. 층간삽입은 인접한 작은 판들과 탁토이드들 사이의 층간 간격을 증가시켜서 재료로부터 개별적인 작은 판들을 더욱 쉽게 박리하게 하기 위해, 층상 재료의 인접한 작은 판 입자들 또는 탁토이드들 사이에, 한 실시예에서 유기 양이온인 삽입 유기화제(intercalant)를 화학적으로 삽입하는 것을 필요로 한다. 본 발명의 한 실시예에서, 층간삽입 층상 점토 재료는 부분적인 또는 전면적인 양이온 교환을 실행하기 위해, 하나 이상의 유기 양이온, 양호하게 암모늄 화합물과의 팽창가능한 층상 점토의 반응에 의해 준비된다. 유기 양이온으로 층상 점토를 변형시키는 여러가지 방법은 공지되어 있으며, 그들 중 어떤 방법은 본 발명을 실시할 때 사용될 수 있다. 본 발명의 한 실시예는 층상 점토 또는 점토 혼합물을 뜨거운 물(50 내지 80℃) 속으로 분산시키고, (순수한, 또는 물이나 알콜 속에 용해된) 유기 양이온 염을 휘저어서 첨가시킨 다음, 점토 재료(들)의 층들 사이의 갤러리 내에 존재하는 금속 양이온의 대부분을 유기 양이온이 교환시키기에 충분한 기간동안 혼합하는 공정에 의한, 유기 양이온 염을 이용한 층상 점토의 유기 변형이다. 그 다음, 유기적으로 변형된 층상 점토 재료(들)은 거르기, 원심분리법, 분무 건조 및 이들의 조합을 포함하여 본 분야에 공지된 방법에 의해 분리된다.

나노클레이 재료가 박리를 위해 준비된 후, 나노클레이 재료는 나노복합체(300)를 형성하기 위해 폴리머 결합제와 혼합되어야 한다. 한 실시예에서, 층상 점토 재료 혼합물은 폴리머 결합제 및 층상 점토 재료 혼합물을 용해 처리함으로써 폴리머 결합제와 혼합된다. 다른 실시예에서, 본 분야에 공지된 다른 방법이 혼합을 위해 사용될 수 있다. 나노복합체(300)가 혼합된 후, 나노 복합체는 본 분야에 공지된 광범위한 공정에 의해, 경우에 따라서, 막으로 주조되거나, 그렇지 않으면 ILD 층 또는 땜납 레지스트 층으로 형성될 수 있다.

도 5는 나노복합체 ILD 층(504)에 의해 분리된 다수의 도전층(502)을 포함하는 기판(500)의 실시예를 도시한 것이다. 기판(100)(도 1 참조)에서와 같이, 나노복합체 층(504)은 도전층(502)을 분리시켜서, 이들을 서로 전기적으로 절연시킨다. 기판(100)과 달리, 나노복합체 ILD 층(504) 내의 작은 판 또는 탁토이드는 또한 ILD 층 내로의 그리고 ILD 층을 통한 분자 및 이온의 이동을 느리게 하거나 방지하여, 이들 분자 및 이온 이동이 시간에 따라 기판에 미치는 바람직하지 않은 영향을 약하게 하거나 방지한다. 최종 결과는 더욱 견고한 고성능 ILD 층 및 더욱 견고한 패키지이다.

도 6은 전자 장치를 기판에 부착시키는 실시예(600)를 도시한 것이다. 다이(602)는 다수의 땜납 볼(606)을 사용하여 기판(604)에 부착된다. 다이(602)를 기판에 고정시키는 것 이외에, 땜납 볼(606)은 기판 내의 하부 도전층(612)으로의 전기적 접속을 제공한다. 한 층의 나노복합체 땜납 레지스트 층(608)은 땜납 볼(606)을 사용하여 다이(602)를 부착시키기 전에 기판의 표면에 붙여진다. 땜납 레지스트 층(208)(도 2 참조)과 달리, 이 실시예에서의 땜납 레지스트 층(608)은 분자 및 이온 이동 및 그들의 유해한 결과를 느리게 하거나 멈추게 하는 나노복합체이다. 최종 결과는 더욱 견고한 고성능 땜납 레지스트 층 및 더욱 견고한 패키지이다.

도 7은 전자 부품을 기판에 부착시키는 다른 실시예(700)를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 실시예(700)는 도 6에 도시된 실시예(600)와 유사한데, 주요 차이점은 도 7에 도시된 실시예가 나노복합체 ILD 층을 갖는 기판 및 나노복합체 땜납 레지스트 층을 포함한다는 것이다. 나노복합체 ILD 층 및 나노복합체 땜납 레지스트 층의 사용은 상호 배타적이지 않고, 둘다 단일 조립체 또는 장치에서 사용될 수 있다.

요약서에 설명된 것을 포함하여 본 발명의 예시된 실시예의 상기 설명은 본 발명을 총망라한다거나 개시된 바로 그 형태로 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 발명의 특정 실시예 및 본 발명을 위한 예는 여기에 예시적으로 설명되었지만, 관련 분야에 숙련된 기술자들이 알 수 있는 바와 같이, 이와 대등한 다양한 변형이 본 발명의 범위 내에서 가능하다. 이들 변형은 상기 상세한 설명에 비추어보아 본 발명에 행해질 수 있다.

다음 청구범위에서 사용된 용어는 본 발명을 명세서 및 청구범위에 개시된 특정 실시예에 제한하도록 해석되어서는 안된다. 오히려, 본 발명의 범위는 청구범위 해석의 정해진 원칙에 따라 해석될 다음 청구범위에 의해 전적으로 결정될 수 있다.

Claims

삭제
복수의 도전층을 포함하는 기판; 및

상기 도전층들 사이에 삽입(sandwich)된 나노복합체(nanocomposite) 층간 유전체(inter-layer dielectric: ILD)

를 포함하고,

상기 나노복합체 ILD 층은 복수의 나노클레이(nanoclay) 작은 판들(platelets)이 내부에 분산되어 있는 폴리머 결합제(polymer binder)를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 상기 나노클레이 작은 판들은 50 이상의 종횡비(aspect ratio)를 갖는, 장치.
제2항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 200보다 큰 종횡비를 갖는, 장치.
제2항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 탁토이드들(tactoids)로 그룹화되는, 장치.
제2항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 25 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 장치.
제5항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 10 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 장치.
제6항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 5 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 장치.
제7항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 1/2 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 장치.
제2항에 있어서, 상기 나노클레이는 천연 점토들, 합성 점토들, 변형된 필로실리케이트(phyllosilicate)들, 또는 이들의 화합물(combination)들 또는 혼합물(blend)들을 포함하는, 장치.
제2항에 있어서, 상기 폴리머 결합제는 열 경화성 폴리머를 포함하는 장치.
삭제
접촉 표면을 갖는 기판; 및

상기 접촉 표면상에 배치된 나노복합체 땜납 레지스트 층(solder resist layer)

을 포함하고,

상기 땜납 레지스트는 복수의 나노클레이 작은 판들이 내부에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 상기 나노클레이 작은 판들은 50 이상의 종횡비를 갖는, 장치.
제12항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 200보다 큰 종횡비를 갖는, 장치.
제12항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 탁토이드들로 그룹화되는, 장치.
제12항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 25 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 장치.
제15항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 10 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 장치.
제16항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 5 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 장치.
제17항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 1/2 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 장치.
제12항에 있어서, 상기 나노클레이는 천연 점토들, 합성 점토들, 변형된 필로실리케이트들, 또는 이들의 화합물들 또는 혼합물들을 포함하는, 장치.
제12항에 있어서, 상기 폴리머 결합제는 열 경화성 폴리머를 포함하는, 장치.
제12항에 있어서, 상기 폴리머 결합제는 광 경화성 폴리머를 포함하는, 장치.
제12항에 있어서, 상기 기판은,

복수의 도전층; 및

상기 도전층들 사이에 삽입된 나노복합체 층간 유전체(ILD)

를 포함하고, 상기 나노복합체 ILD 층은 복수의 나노클레이 작은 판들이 내부에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 상기 나노클레이 작은 판들은 50 이상의 종횡비를 갖는, 장치.
접촉 표면을 갖는 기판;

상기 접촉 표면상에 배치된 나노복합체 땜납 레지스트 층 - 상기 땜납 레지스트는 복수의 나노클레이 작은 판들이 내부에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 상기 나노클레이 작은 판들은 50 이상의 종횡비를 가짐 -; 및

상기 접촉 표면에 부착되어 상기 접촉 표면과 전기적 접촉을 하는 다이(die)

를 포함하고, 상기 다이는 상기 나노복합체 땜납 레지스트 층 내의 홀(hole)들 내에 용착된 땜납을 사용하여 부착되는, 장치.
삭제
제23항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 200보다 큰 종횡비를 갖는 장치.
제23항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 탁토이드들로 그룹화되는, 장치.
제23항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 25 중량 퍼센트 미만을 포함하는 장치.
제27항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 10 중량 퍼센트 미만을 포함하는 장치.
제28항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 5 중량 퍼센트 미만을 포함하는 장치.
제29항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 1/2 중량 퍼센트 미만을 포함하는 장치.
제23항에 있어서, 상기 나노클레이는 천연 점토들, 합성 점토들, 변형된 필로실리케이트들, 또는 이들의 화합물들 또는 혼합물들을 포함하는, 장치.
제23항에 있어서, 상기 폴리머 결합제는 열 경화성 폴리머를 포함하는 장치.
제23항에 있어서, 상기 폴리머 결합제는 광 경화성 폴리머를 포함하는 장치.
제23항에 있어서, 상기 기판은,

복수의 도전층; 및

상기 도전층들 사이에 삽입된 나노복합체 층간 유전체(ILD)

를 포함하고, 상기 나노복합체 ILD 층은 복수의 나노클레이 작은 판들이 내부에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 상기 나노클레이 작은 판들은 50 이상의 종횡비를 갖는 장치.
삭제
복수의 도전층을 제공하는 단계; 및

상기 도전층들 사이에 나노복합체 층간 유전체(ILD)를 삽입하는 단계

를 포함하고, 상기 나노복합체 ILD 층은 복수의 나노클레이 작은 판들이 내부에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 상기 나노클레이 작은 판들은 50 이상의 종횡비를 갖는, 프로세스.
제36항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 200보다 큰 종횡비를 갖는, 프로세스.
제36항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 탁토이드들로 그룹화되는, 프로세스.
제36항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 25 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 프로세스.
제39항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 10 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 프로세스.
제40항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 5 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 프로세스.
제41항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 1/2 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 프로세스.
제36항에 있어서, 상기 나노클레이는 천연 점토들, 합성 점토들, 변형된 필로실리케이트들, 또는 이들의 화합물들 또는 혼합물들을 포함하는, 프로세스.
제36항에 있어서, 상기 폴리머 결합제는 열 경화성 폴리머를 포함하는, 프로세스.
접촉 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;

상기 접촉 표면 상에 나노복합체 땜납 레지스트 층을 배치하는 단계 - 상기 땜납 레지스트는 복수의 나노클레이 작은 판들이 내부에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 상기 나노클레이 작은 판들은 50 이상의 종횡비를 가짐 -; 및

다이가 상기 접촉 표면과 전기적 접촉을 하도록 다이를 상기 기판에 부착하는 단계

를 포함하고, 상기 다이는 상기 나노복합체 땜납 레지스트 층 내의 홀들 내에 용착된 땜납을 사용하여 부착되는, 프로세스.
삭제
제45항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 200보다 큰 종횡비를 갖는, 프로세스.
제45항에 있어서, 상기 나노클레이 작은 판들은 탁토이드들로 그룹화되는, 프로세스.
제45항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 25 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 프로세스.
제49항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 10 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 프로세스.
제50항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 5 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 프로세스.
제51항에 있어서, 상기 나노복합체는 나노클레이의 1/2 중량 퍼센트 미만을 포함하는, 프로세스.
제45항에 있어서, 상기 나노클레이는 천연 점토들, 합성 점토들, 변형된 필로실리케이트들, 또는 이들의 화합물들 또는 혼합물들을 포함하는, 프로세스.
제45항에 있어서, 상기 폴리머 결합제는 열 경화성 폴리머를 포함하는, 프로세스.
제45항에 있어서, 상기 폴리머 결합제는 광 경화성 폴리머를 포함하는, 프로세스.
제45항에 있어서, 상기 기판은,

복수의 도전층; 및

상기 도전층들 사이에 삽입된 나노복합체 층간 유전체(ILD)

를 포함하고, 상기 나노복합체 ILD 층은 복수의 나노클레이 작은 판들이 내부에 분산되어 있는 폴리머 결합제를 포함하는 나노복합체를 포함하고, 상기 나노클레이 작은 판들은 50 이상의 종횡비를 갖는 프로세스.