一种用于形成诸如(但不限于)在数据存储设备的数据换能器中所使用的三维(3D)微结构线圈之类的多维微结构的方法。根据一些实施例，该方法一般包括：设置基区，该基区包括包埋于第一介电材料中的第一导电路径；在第一介电材料中蚀刻多个通孔区，每个通孔区部分地填充有与所包埋的第一导电路径相接触的第一籽层；以及使用第一籽层在多个通孔区的每一个中形成导电柱，其中每个导电柱包括在基区上方延伸至第一距离的基本上垂直的侧壁。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多维微结构的制造技术
技术介绍
微结构是一类微型器件，其依据器件构造以及器件运行的环境而进行各种操作。 某些微结构可以被表征为诸如在马达或线圈的情况下利用电信号进行操作的微机电系统 (MEMS)。应该明白，部分地由于某些大型器件和MEMS元件越来越微型化，微结构的制造可能充满挑战性。这种制造可能要求组件具有不同的维度和小的公差。这样，通常需要大量复杂处理步骤以提供合适的微结构。在这些和其它类型的微结构中，通常期望提高制造效率，尤其是对于减少制造制程的数量和复杂度。
技术实现思路
本专利技术的多个实施例一般涉及用于形成多维微结构的方法，诸如(但不限于)在数据存储设备的数据换能器中使用的三维(3D)微结构线圈。根据一些实施例，该方法一般包括设置包括包埋于第一介电材料中的第一导电路径的基区；在第一介电材料中蚀刻多个通孔区，每个通孔区部分地填充有与所包埋的第一导电路径相接触的第一籽层；以及使用第一籽层在多个通孔区的每一个中形成导电柱， 其中每个导电柱包括在基区上方延伸第一距离的基本上垂直的侧壁。根据其它实施例，该方法一般包括在第一介电材料中包埋第一导电路径；在第一介电材料中蚀刻多个通孔区以选择性地暴露第一导电路径；用第一籽层部分地填充所述通孔区；以及使用第一籽层在多个通孔区的每一个中形成与第一导电路径电接触的导电柱。在另一实施例中，三维微结构装置具有公共籽层以及各自在公共籽层上形成的至少第一和第二垂直组件。第二垂直组件由与第一垂直组件不同的材料所构成，但是两种垂直组件均具有由平直的垂直侧壁轮廓所组成的统一横截面。表征本专利技术的多个实施例的这些和其它特征和优点可考虑以下具体讨论和所附附图来理解。附图说明图1是根据本专利技术的多个实施例而建造并操作的示例性微结构的一般示图。图2示出图1的示例性微结构的横截面图。图3示出图1的示例性微结构的横截面图。图4A-4H大体上示出根据本专利技术多个实施例的制造微结构的方式。图5提供根据本专利技术的多个实施例而建造并操作的示例性微结构的等距视图。图6示出根据本专利技术的多个实施例而建造并操作的示例性微结构。图7示出被用作电子设备中相应半导体层之间的电气和机械互连的另一示例性微结构。图8提供根据本专利技术多个实施例而实现的示例性微结构制造过程的流程图。具体实施例方式本公开一般涉及多维微结构的制造，尤其涉及可用于改进对这些微结构的制造效率的方法和设备。现有技术中的微结构通常采用需要许多复杂步骤的、在技术上充满挑战的操作来形成。例如，可能无法在足够的公差内建造多个不同材料。此外，一些现有的制造方法不能轻易地将相异导电材料结合到同一微结构中。因此，本文公开了一种提供具有嵌入式第一导电路径的微结构的微结构制造方法，该嵌入式第一导电路径连接具有基本上垂直侧壁的多个导电柱。这允许使用简单的制造过程并结合多种相异材料。这样，可以通过更改微结构组件之间的维度和结构关系来调节和改进微结构的操作特征。图1是根据本专利技术的多个实施例而建造并操作的示例性微结构100的俯视图。微结构100—般被表征为具有围绕导电、磁透元件(诸如，铁磁芯)的导电线圈的感应体。应该明白，设备100的该特性仅仅是出于说明具体实施例的目的，而并非对所要求保护主题的限制。微结构100的芯在图1中以102标示。围绕导电线圈一般以104标示，并且包括电连接垂直延伸导电路径110的多个第一导电路径106和第二导电路径108。第一导电路径(导体)104被包埋于底层介电衬底(未在图1中单独示出)中，且第二导体106由垂直路径(支架(standoff)) 110和居间介电材料(并未单独示出)支撑在芯102的上方。图2提供沿图1中线2-2的图1微结构100的横截面视图。为了清楚起见，在图 2中仅示出单个导体106，并且由于该导体106与图1中线2-2的相交，仅在部分横截面中示出该导体。图3示出沿图1中线3-3的微结构。芯102被机械地支撑并与第一和第二导体106、108以及支架110电隔离。垂直支架110被表征为从第一导体106延伸到一高度(该高度在芯102的高度之上)的导电柱。 在一些实施例中，柱110是各自接触式耦合到第一和第二导电路径106和108的整体组件。 然而，可以更改多个导电路径的各自取向以调节微结构100的操作特征应该注意，柱110还可被生成为微结构的垂直三维组件。这种垂直组件可以具有由平直垂直侧壁轮廓组成的统一横截面。换言之，侧壁是连续平直的并且是垂直的，这与具有由现有制造方法得到的不统一横截面的圆锥形轮廓不同。微结构100相对其它微型设备的优势包括如下事实可以通过多个导电路径相对导电元件102的多样化定位来达到相对严格的公差。而且，可以将多种相异材料实现在多个导电路径和元件中，以最大化微结构100的操作特征。这些优势可以被用于各种微型设备，诸如但不限于，感应传感器、微扬声器、微致动器、RF通信设备、振动能量捕获以及功率生成。微结构100的附加优势是垂直轮廓。这种垂直轮廓可以允许第一导电路径106附近的更宽的通孔横截面以及感应通量的更低的电流要求。类似地，垂直轮廓可以允许能改进微结构100的可缩放性的垂直通孔和磁体条。图4A至图4H提供与图1_3的微结构100大体类似的微结构130的示例性制造顺序。图4A示出包埋于第一介电材料134中的第一导电路径132，其被表征为基区。通过沉积铜籽层并随后以预定光阻图案对籽层进行电镀来形成导电路径132。完成第一导电路径之后，沉积介电材料134以包埋第一导电路径132。介电材料134不限于单个元素或化合物，并且可以是诸如氧化物之类的多种非导电材料。尽管图4中仅示出单个嵌入式路径 132，但是可以同时形成如图1-3所示的相邻、间隔开的附加路径。图4B大体示出根据本专利技术多个实施例在介电材料134中的多个通孔区136的形成。可以形成通孔区136，使得第一导电路径132的一个或多个局部区域被暴露以便能够电连接。尽管通孔区136被示为采用渐缩侧壁，但是这种构造并非是要求的或者限制性的。 例如，通孔区136可以是非对称的，并且具有各种侧壁设计。第一籽层138被施加为临近于第一介电材料134以及第一导电路径132的被暴露部分。用光阻对第一籽层138进行图案化，并且在每个通孔区136中形成导电柱140，如图 4C所示。导电柱140被示为统一地延伸到基区上方的共同第一上升距离，但是应该明白，不同的柱可以按照需要而具有不同的上升高度以及不同的横截面尺寸。导电柱140通过通孔区136和第一籽层138被各自电连接到第一导电路径132的相对端。可以采用各种不同工艺来创建导电柱140。在一些实施例中，使用单次电镀操作将导电柱140形成为单件。在其它实施例中，由逐渐将柱构建到所需高度的递增沉积材料层来形成导电柱140。图4D示出向微结构130施加图案化材料142。图案化材料142包埋每个导电柱 140，同时定义具有基本上垂直的侧壁的中间区域144。在一些实施例中，可以采用围绕导电柱140创建平坦表面并允许对中间区域144进行精确图案化的光阻操作来沉积图案化材料 142。按照需要，通过在其中沉积导电材料，在中间区域144内形成导电元件146(例如芯)， 如图4E所示。导电元件146延伸到基区上方的第二距离，该第二距离低于第一距离以及导电柱140本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.10 US 12/501,3721.一种用于形成多维微结构的方法，包括设置基区，所述基区具有包埋于第一介电材料中的第一导电路径； 在所述第一介电材料中蚀刻多个通孔区，每个所述通孔区由与所述第一导电路径相接触的第一籽层部分地填充；以及使用所述第一籽层在所述多个通孔区的每一个中形成导电垂直结构， 其中每个导电垂直结构包括延伸到所述基区上方第一距离的基本上垂直的侧壁。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介电材料是氧化物。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电垂直结构采用电镀操作来形成。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用步骤还包括 用图案化材料包埋每个垂直结构，所述图案化材料定义了中间区域， 在所述中间区域形成延伸到所述基区上方第二距离的导电元件；用达到所述第一距离的第二介电材料代替所述图案化材料，使得所述导电元件包埋于所述第二介电材料中；以及在所述第一距离处与所述第二介电材料接触式相邻的第二籽层上形成电连接每个柱的第二导电路径。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一导电路径包括相对的第一和第二端，其中第一导电垂直结构被形成为与所述第一端相接触，第二导电垂直结构被形成为与所述第二端相接触。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述第一导电路径上方并且在相邻的一对导电垂直结构之间形成导电元件，所述导电元件被机械地支撑并由居间介电材料从所述第一导电路径和所述相邻的一对导电垂直结构电隔离。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微结构被表征为感应体。8.一种用于形成多维微结构的方法，包括 在第一介电材料中包埋第一导电路径；在所述第一介电材料中蚀刻多个通孔区以选择性地暴露所述第一导电路径； 用第一籽层选择性地填充所述通孔区；以及使用所述第一籽层在所述多个通孔区的每一个中与所述第一导电路径电接触地形成导电柱。9.如权利要求8...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·斯坦德尼邱克，A·哈伯麦斯，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。