DE102014119230A1 - Vorstehende Kontakthöckerpads für Bond-auf-Leitungs-Prozessierung - Google Patents

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Abstract

Eine Ausführungsform eines Geräts umfasst eine dielektrische Schicht in einem Halbleiterplättchen, eine Leiterbahn in der dielektrischen Schicht und ein vorstehendes Kontakthöckerpad auf der Leiterbahn. Das vorstehende Kontakthöckerpad erstreckt sich zumindest teilweise über die dielektrische Schicht, und das vorstehende Kontakthöckerpad hat eine Längsachse und eine Breitenachse. Ein Verhältnis von einer ersten Abmessung der Längsachse zu einer zweiten Abmessung der Breitenachse beträgt etwa 0,8 bis etwa 1,2.

Description

  • Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-Part der Anmeldung mit der Anmeldenummer 14/148,482, eingereicht am 6. Januar 2014, „Protusion Bump Pads for Bond-on-Trace Processing” und der Anmeldung mit der Anmeldenummer 14/453,858, eingereicht am 7. August 2014, „Protrusion Bump Pads for Bond-on-Trace Processing”, die hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Offenbarung aufgenommen sind.
  • HINTERGRUND
  • In einer Verbindung- oder Bond-auf-Leitungs(BaL)-Prozessierung wird ein herausgetrennter integrierter Schaltkreis (integrated circuit, IC)-Chip umgedreht und mit Verbindungspad-Abschnitten von Leitungen, die auf einem anderen Substrat ausgebildet sind, verbunden. Eine Untergruppe der Leitungen, die auch als Skip-Lines oder Sprungleitungen bekannt sind, umfasst Leitungen, die zwischen den Verbindungspad-Abschnitten verlaufen, beispielsweise für Ausfächerungszwecke. Der Leitungsabstand ist damit geringer als der Verbindungspad-Abstand. Dies führte jedoch dazu, dass Lötkontakte unbeabsichtigt Überbrückungsverbindungen mit benachbarten Leitungen herstellten, und machte die Tastprüfung übermäßig herausfordernd, da der Leitungsabstand kleiner als der Durchmesser üblicher Prüftaster wurde.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Offenbarung führt ein Verfahren ein, das ein Trennen eines Substrates von einem Träger, auf dem ein zusätzliches Substrat ausgebildet ist, umfasst. Das getrennte Substrat umfasst eine leitfähige Schicht auf einer oberen Fläche des Substrats und mehrere leitfähige Säulen, die sich jeweils von einer unteren Fläche des Substrats durch das Substrat zu der leitfähigen Schicht erstrecken. Eine Platte mit einem vorstehenden Höcker bzw. ein vorstehendes Kontakthöckerpad ist über jeder leitfähigen Säule einer ersten Untergruppe ausgebildet, indem die leitfähige Schicht selektiv entfernt wird, jedoch über keiner leitfähigen Säule der ersten Untergruppe entfernt wird.
  • Die vorliegende Offenbarung führt weiterhin ein Gerät ein, das ein Substrat und mehrere Leiterbahnen auf einer ersten Seite des Substrats umfasst. Leitfähige Säulen erstrecken sich durch das Substrat von einer ersten Seite des Substrats zu jeweils zugehörigen der Leiterbahn. Kontakthöckerpads stehen von den Leiterbahnen einer ersten Untergruppe vor, wohingegen jede Leiterbahn einer zweiten Untergruppe in die erste Seite des Substrats eingelassen ist.
  • Die vorliegende Offenbarung führt weiterhin ein Verfahren ein, das ein Bereitstellen eines Halbleiterplättchens und eines Substrats umfasst, wobei das Halbleiterplättchen zumindest einen integrierten Schaltungschip umfasst, und wobei das Substrat leitfähige Säulen einer ersten und einer zweiten Untergruppe umfasst, die sich durch das Substrat erstrecken. Jede leitfähige Säule der ersten Untergruppe umfasst ein vorstehendes Kontakthöckerpad, das jeweils von einer Fläche des Substrats vorsteht, und jede leitfähige Säule der zweiten Untergruppe bildet jeweils einen Teil einer jeweiligen Leitung, die jeweils in die Oberfläche des Substrats eingelassen ist. Das Halbleiterplättchen wird dann über mehrere leitfähige Kontakthöcker, die sich jeweils zwischen einem der vorstehenden Kontakthöckerpads und dem Halbleiterplättchen erstrecken, mit dem Substrat verbunden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Am besten verständlich ist die vorliegende Offenbarung aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, wenn diese mit den beigefügten Figuren gelesen wird. Es wird betont, dass, wie es auf dem Gebiet allgemein üblich ist, verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zur Klarheit der Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.
  • 1A und 1B sind eine Schnittansicht bzw. eine Draufsicht zumindest eines Abschnitts eines Geräts gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 ist eine Schnittansicht zumindest eines Abschnitts eines Geräts in einem Zwischenstadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 ist eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Geräts in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 4 ist eine Schnittansicht des in 3 gezeigten Geräts in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 5 ist eine Schnittansicht des in 4 gezeigten Geräts in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 6 ist eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Geräts in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 7 ist eine Schnittansicht des in 6 gezeigten Geräts in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 8 ist eine Schnittansicht des in 7 gezeigten Geräts in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 9 ist eine Schnittansicht des in 5 gezeigten Geräts in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 10 ist eine Schnittansicht des in 5 gezeigten Apparats in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
  • 11 bis 24 sind Schnittansichten verschiedener nachfolgender Stadien der Herstellung einer Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 25 ist ein Prozessablauf zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 26A bis 26C sind verschiedene Ansichten eines Geräts gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 27A bis 27D sind verschiedene Ansichten eines Geräts gemäß einigen anderer Ausführungsformen.
  • 28 bis 31B sind Draufsichten auf Geräte gemäß einigen Ausführungsformen.
  • 32 ist ein Prozessablauf zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es ist zu berücksichtigen, dass die folgende Offenbarung viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zur Ausführung verschiedener Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen zur Verfügung stellt. Konkrete Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden im Folgenden beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Dabei handelt es sich verständlicherweise lediglich um Beispiele, welche nicht beschränkend sein sollen. Weiterhin können in der vorliegenden Offenbarung Bezugsziffern und/oder Buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Klarheit und gibt für sich genommen keine Beziehung zwischen den verschiedenen erläuterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor. Zudem kann die Ausbildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal, das in der Beschreibung folgt, Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt ausgebildet sind, und auch Ausführungsformen umfassen, in denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und zweiten Merkmal ausgebildet sein können, sodass das erste und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt stehen müssen.
  • 1A ist eine Schnittansicht zumindest eines Abschnitts eines Geräts 10 in einem Zwischenstadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das Gerät 10 umfasst ein Substrat 12 und mehrere Leiterbahnen 14, die sich auf einer Seite 16 des Substrats befinden. Leitfähige Teile 18 können sich in das Substrat 12 erstrecken. Die leitfähigen Teile 18 können leitfähige Durchkontaktierungen 18B und Kontaktpads 18A, welche auf den leitfähigen Durchkontaktierungen 18B angeordnet sind, umfassen. Die Leiterbahnen 14 können mit einigen der Kontaktpads 18A physikalisch verbunden sein, was besser anhand der in 1B dargestellten Draufsicht auf die Seite 16 des Substrats 12 ersichtlich ist. Jedes Kontakthöckerpad 20 steht von einer Leiterbahn 14 vor. Nicht mit Kontakthöckerpads 20 bedeckte Abschnitte der Leiterbahn 14 sind in die Seite 16 des Substrats 12 eingelassen bzw. in die Seite 16 hineinversetzt. Das Gerät 10 kann weiterhin einen integrierten Schaltungschip 22 und mehrere leitfähige Kontakthöcker 24, die zwischen dem integrierten Schaltungschip und zugehörigen der Kontakthöckerpads 20 verbunden sind oder dazwischen gekoppelt sind, umfassen.
  • 1B stellt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Seite 16 des Substrats 12 dar. Die Schnittansicht der 1A kann man bei einem Schnitt entlang der in 1B dargestellten Linie 1A-1A erhalten. Wie in 1B dargestellt ist, können die Kontakthöckerpads 20 elektrisch mit den Leiterbahnen 14 verbunden sein, die elektrisch mit den Kontaktpads 18A und den leitfähigen Durchkontaktierungen 18B (gestrichelt gezeichnet) der leitfähigen Teile 18 verbunden sein können. Die Kontakthöckerpads 20 können zumindest einen Abschnitt der Leiterbahnen 14 bedecken. Freiliegende Abschnitte der Leiterbahnen 14 können gegenüber einer Oberfläche des Substrats 12 in das Substrat hineinversetzt sein bzw. in dieses eingelassen sein. Die Kontakthöckerpads 20 können verwendet werden, um das Substrat 12 elektrisch mit anderen Vorrichtungsmerkmalen zu verbinden, beispielsweise mit einem integrierten Schaltungschip 22 oder anderen Packagesubstraten, Interposern, Vorrichtungshalbleiterplättchen, Platinen und Ähnlichem.
  • 2 ist eine Schnittansicht einer Ausführung des in 1 gezeigten Geräts 10, die hierin mit der Bezugsziffer 100 bezeichnet ist. Das Gerät 100 ist in 2 in einem Zwischenstadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung gezeichnet. Das Gerät 100 umfasst Aufbauschichten 110 auf gegenüberliegenden Seiten eines Trägersubstrats 120. Das Trägersubstrat 120 kann eine oder mehrere leitfähige Schichten 122 umfassen, die auf einer oder beiden Seiten eines Kerns 124 ausgebildet sind. Der Kern 124 und/oder das Trägersubstrat 120 können ein einseitiges oder beidseitiges Kupferhülllaminat (copper clad laminate, CCL), einen Prepreg- oder Ajinomoto-Aufbaufilm (ABF), Papier, Glasfaser, ungewebte Glasfaserstruktur, eine oder mehrere Schichten Kupfer, Nickel, Aluminium, und/oder andere Materialen, Elemente, und/oder Zusammensetzungen umfassen. Die eine oder mehrere leitfähige Schichten 122 können eine oder mehrere Schichten Kupfer, Nickel, Aluminium, und/oder eine oder mehrere Schichten anderer Materialen umfassen.
  • Neben anderen Komponenten können die Aufbauschichten 110 mehrere dielektrische Schichten 130 und Metallisierungsschichten 140 umfassen. Die dielektrischen Schichten 130 können einen Prepreg- oder Ajinomoto-Aufbaufilm (ABF) umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die dielektrischen Schichten 130 Papier, Glasfaser, und/oder ungewebte Glasfaserstruktur umfassen, wobei ein oder mehrere Materialen davon durch eine Lamination aufgebracht werden können. Alternativ oder zusätzlich können die dielektrischen Schichten 130 Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, ein Oxid, ein Stickstoff umfassendes Oxid, Aluminiumoxid, Lanthanoxid, Hafniumoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxinitrid, eine Kombination davon und/oder andere Materialen umfassen. Die dielektrischen Schichten 130 können durch Sputtern, Aufschleuderbeschichten, chemische Bedampfung (CVD), Niederdruck-CVD, schnelle thermische CVD, Atomlagen-CVD und/oder plasmaunterstützte CVD ausgebildet werden, etwa unter Verwendung von Tetraethylorthosilikat oder Sauerstoff als Ausgangstoff. Die dielektrischen Schichten 130 können auch durch einen Oxidationsprozess ausgebildet werden, beispielsweise durch Nassoxidation oder trockene thermische Oxidation in einer Umgebung, die Oxid, Wasser, Stickstoffmonoxid oder eine Kombination davon umfasst, und/oder können durch andere Prozesse gebildet werden. Die Herstellung der dielektrischen Schichten 130 kann auch ein chemisch-mechanisches Polieren oder Planarisieren (nachfolgend gemeinsam als CMP bezeichnet), isotropes Ätzen, und/oder anisotropes Ätzen umfassen, neben anderen Prozessen. Die dielektrischen Schichten 130 können in einer Dicke ausgebildet sein, die in einem Bereich zwischen etwa acht Angström und etwa 200 Angström liegt, wobei andere Dicken ebenso innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
  • Die Metallisierungsschichten 140 können ein oder mehrere der folgenden Materialen umfassen: Kupfer, Titan, Aluminium, Nickel, Gold, Legierungen und/oder Kombinationen daraus, und/oder andere Materialen. Abschnitte der Metallisierungsschichten 140 können vertikal verbunden sein, um Verbindungsstrukturen 150 (zum Beispiel mit Kontaktpads, Leitungen und/oder Durchkontaktierungen) zu bilden. Andere Abschnitte der Metallisierungsschichten 140 können Leiterbahnen 154 bilden. Die Leiterbahnen 154 können mit Kontaktpadabschnitten von Verbindungsstrukturen 150 (siehe zum Beispiel 1B) verbunden sein. Die Metallisierungsschichten 140 können durch Plattieren gebildet sein, etwa in einer Dicke in einem Bereich zwischen etwa 4 μm und etwa 20 μm. Alternativ oder zusätzlich können die Metallisierungsschichten 140 durch CVD und/oder andere Prozesse gebildet sein, und können eine Dicke aufweisen, die in einem Bereich zwischen etwa 8 Angström und etwa 200 Angström liegt, wobei andere Dicken ebenso innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
  • Verbindungspads 155 können auf den Verbindungsstrukturen 150 angeordnet sein. Die Verbindungsstrukturen 150 und/oder ihre Verbindungspads 155 können einen Durchmesser und/oder eine andere Querabmessung aufweisen, die in einem Bereich zwischen etwa 150 μm und etwa 400 μm liegt. Die Verbindungspads 155 können jeweils ein Kugelgitteranordnungspad umfassen, wie es nachfolgend beim Ausbilden einer Verbindung mit einer „Motherboard”-Platine (printed circuit board, PCB) und/oder einer anderen PCB, PWB (printed wiring board), PCA (printed circuit assembly), PCBA (PCB assembly), CCA (circuit card assembly), Backplane-Assembly bzw. Baugruppe, und/oder einem anderen Gerät verwendet wird. Ein Abstand P1 oder der seitliche Versatz zwischen benachbarten Verbindungspads 155 kann in einem Bereich zwischen etwa 300 μm und etwa 500 μm liegen.
  • 3 ist eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Geräts 100 in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung, in dem Bereiche der Aufbauschichten 110 von dem Trägersubstrat 120 entfernt wurden. Einer der Abschnitte der Aufbauschichten 110 ist in 3 nicht gezeigt, dies jedoch lediglich zum Zwecke der Vereinfachung der folgenden Erläuterung, wobei ein Fachmann ohne Weiteres erkennt, dass beide Bereiche der Aufbauschichten 110 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung prozessiert werden können. Die Aufbauschichten 110 können von dem Trägersubstrat 120 durch Bohren, Schmelzen, mechanische Kraft, Ätzen und/oder andere Prozesse entfernt werden.
  • Eine Fotoresistschicht oder Fotolackschicht kann dann auf eine oder beide Seiten der Aufbauschichten 110 aufgebracht werden und belichtet und entwickelt werden. Zum Beispiel können Fotoresistabschnitte 210 auf einer ersten Seite 112 der Aufbauschichten 110 ausgebildet werden und eine Fotoresistschicht 220 kann die zweite Seite 114 der Aufbauschichten 110 zu einem wesentlichen Teil oder im Wesentlichen bedecken. Auch wenn 3 eine bestimmte Anzahl von Verbindungsstrukturen 150 und Leitbahnen 154 darstellt, kann eine beliebige Anzahl von Metallisierungsschichten 140 zur Verfügung gestellt sein.
  • Die Fotoresistabschnitte 210 auf der ersten Seite 112 der Aufbauschichten 110 sind über Abschnitten der Leiterbahnen 154 (Abschnitte 154A) ausgebildet, wohingegen andere Abschnitte der Leiterbahnen 154 (Abschnitte 154B) der nachfolgenden lithographischen Prozessierung ausgesetzt bleiben können. Die Fotoresistabschnitte 210 und die Schicht 220 können einen chemisch verstärkten Fotoresist oder einen nicht chemisch verstärkten Fotoresist umfassen, wobei es sich um einen positiven oder um einen negativen Fotoresist handeln kann. Das Prozessieren für die Fotoresistabschnitte 210 und die Schicht 220 kann einen Abscheideprozess beinhalten, beispielsweise ein Laminieren mit einem trockenen filmartigen Fotoresist, ein Aufschleuderbeschichten, ein Tauchbeschichten, ein Aufstreichen oder Pinselbeschichten, und/oder ein Tintenstrahldispensieren, neben anderen Prozessen. Nach der Beschichtung kann ein Ausheizschritt ausgeführt werden, um Lösungsmittel und/oder unerwünschte Komponenten zu entfernen, beispielsweise bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen etwa 40°C und etwa 200°C, etwa für eine Ausheizzeit in einem Bereich zwischen etwa 10 Sekunden und etwa 10 Minuten.
  • 4 ist eine Schnittansicht des in 3 gezeigten Geräts 100 in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung, bei dem die Fotoresistabschnitte 210 über Abschnitten 154A der Leiterbahnen 154 während eines Ätzprozesses als Maske verwendet wurden. Der Ätzprozess wird verwendet, um die Abschnitte der äußersten Metallisierungsschichten 140, welche nicht durch die Fotoresistabschnitte 210 und die Schicht 220 geschützt sind, zu entfernen. Somit ist die äußerste Metallisierungsschicht 140 auf der ersten Seite 112 der Aufbauschichten 110 herunter bis zu der äußersten dielektrischen Schicht 130 entfernt. Über den freiliegenden Abschnitten 154B der Leiterbahnen 154 wird das Ätzen der äußersten Metallisierungsschicht 140 jedoch für eine ausreichende Zeit fortgesetzt, sodass die frei liegenden Flächen 156 der Leiterbahnen 154 in die äußere Fläche der äußersten dielektrischen Schicht 130 eingelassen werden. Die freiliegenden Flächen 156 der Abschnitte 154B der Leiterbahnen 154 bilden somit Abschnitte von eingelassenen Leitungen bzw. Bahnen, wohingegen die maskierten Abschnitte der Abschnitte 154A der Leiterbahnen 154 vorstehende Kontakthöckerpads 230 bilden. Die Tiefe d der Einlassung oberhalb der eingelassenen Leitung und unterhalb der Oberfläche der umgebenden dielektrischen Schicht 130 kann kleiner als etwa 7 μm sein, beispielsweise etwa 4 μm, wobei andere Tiefen ebenso innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen. Ein Abstand P2 zwischen nebeneinanderliegenden vorstehenden Kontakthöckerpads 230 kann etwa 40 μm bis etwa 150 μm betragen, wobei andere Abstände ebenso innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
  • 5 ist eine Schnittansicht des in 4 gezeigten Geräts 100 in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung, bei dem die Fotoresistabschnitte 210 und die Fotoresistschicht 220 entfernt wurden und Lötstopplackabschnitte 410 mithilfe üblicher Mittel ausgebildet wurden. Die Lötstopplackabschnitte 410 können ein hitzebeständiges Beschichtungsmaterial umfassen und können dazu beitragen, die darunterliegenden Schichten zu schützen. Das Gerät 100 in 5 kann somit ein Packagesubstrat mit Leiterbahnen 154 und vorstehenden Kontakthöckerpads 154 sein.
  • Andere Verfahren zur Ausbildung der vorstehenden Kontakthöckerpads 230 und der eingelassenen Flächen 156 der Leiterbahnen 154 liegen ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung. Ein solches Beispiel ist in den 6 bis 8 gezeigt. 6 ist eine Schnittansicht des in 2 gezeigten Geräts 100 in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Wie auch zuvor wurden die Aufbauschichten 110 von dem Trägersubstrat 120 entfernt. Eine Fotoresistschicht kann dann auf eine oder beide Seiten der Aufbauschichten 110 aufgebracht werden und belichtet und entwickelt werden. Zum Beispiel können die Fotoresistabschnitte 510 auf der ersten Seite 112 der Aufbauschichten 110 ausgebildet werden und kann eine Fotoresistschicht 520 die zweite Seite 114 der Aufbauschichten 110 zu einem wesentlichen Teil oder im Wesentlichen bedecken. Die Fotoresistabschnitte 510 auf der ersten Seite 112 der Aufbauschichten 110 können im Wesentlichen die gesamte erste Seite 112 bedecken, einschließlich der Abschnitte 154B der Leiterbahnen 154 mit Ausnahme der Abschnitte 154A der Leiterbahnen 154, die für eine nachfolgende Prozessierung frei bzw. unbedeckt bleiben.
  • 7 ist eine Schnittansicht des in 6 gezeigten Geräts 100 in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung, bei dem die Fotoresistabschnitte 510 während eines Metallisierungsprozesses als Maske verwendet wurden. Der Metallisierungsprozess wird verwendet, um den freiliegenden Abschnitten 154A der Leiterbahnen 154 Metall hinzuzufügen. Das durch den Metallisierungsprozess hinzugefügte Material kann eines oder mehrere der folgenden Materialen umfassen: Kupfer, Titan, Aluminium, Nickel, Gold, Legierungen und/oder Kombinationen davon, und/oder andere Materialen. Die Metallisierung kann durch Elektroplattieren, elektrochemisches Plattieren, stromloses Plattieren, CVD, epitaktisches Aufwachsen, und/oder andere Prozesse ausgebildet werden und kann den freiliegenden Abschnitten 154A Material in einer Dicke hinzufügen, die in einem Bereich zwischen etwa 5 μm und etwa 50 μm liegt, wobei andere Dicken ebenso innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
  • 8 ist eine Schnittansicht des in 7 gezeigten Geräts 100 in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung, bei dem die Fotoresistabschnitte 510 und die Fotoresistschicht 520 entfernt wurden. 8 zeigt auch das Ergebnis eines Ätzprozesses, der in Bezug auf die Verbindungsstrukturen 150, die Leiterbahnen 154 (sowohl für die Abschnitte 154A als auch 154B) und für die äußerste Metallisierungsschicht 140 selektiv ist. Zum Beispiel wird die äußerste Metallisierungsschicht 140 bis zu der äußersten dielektrischen Schicht 130 herunter entfernt, in einem Umfang, der ausreicht, die freiliegenden Flächen 156 der Abschnitte 154B der Leiterbahnen 154 in die äußere Fläche der äußersten dielektrischen Schicht 130 einzulassen. Wie auch zuvor bilden die freiliegenden Flächen 156 der Abschnitte 154B der Leiterbahnen 154 jeweils einen Abschnitt einer jeweiligen eingelassenen Leitung, wohingegen die nun vorstehenden Abschnitte der Abschnitte 154A der Leiterbahnen 154 vorstehende Kontakthöckerpads 230 bilden. Die oberen Bereiche der Verbindungsstrukturen 150 und der Kontakthöckerpads 230 (der vorstehende Abschnitt über den Leiterbahnen 154) werden während dieses Prozesses ebenfalls zurückgeätzt. Der in 7 dargestellte Prozessschritt des Hinzufügens von Metallisierung sollte daher so eingestellt werden, dass sichergestellt ist, dass genügend Höhe der vorstehenden Säulen verbleibt, auch nach diesem nachfolgenden Ätzschritt. Eine zusätzliche Prozessierung kann folgen, beispielsweise um Lötstopplackabschnitte auszubilden und/oder um auf andere Weise zu der in 5 gezeigten Ausführungsform zu gelangen.
  • 9 ist eine Schnittansicht des in 5 gezeigten Geräts 100, bei dem ein Prüftaster 810 mit einem der vorstehenden Kontakthöckerpads 230 auf einer Leiterbahn 154 in Kontakt gebracht wurde. Die Spitze des Prüftasters 810 kann einen Durchmesser D aufweisen, der wesentlich größer als der Abstand P3 der Leiterbahnen 154 sein kann. Zum Beispiel kann der Abstand P3 kleiner als etwa 30 μm sein und kann der Prüftaster 810 an der Spitze einen Durchmesser D von etwa 30 μm haben, wenn nicht erheblich größer. Weil die Abschnitte der Leiterbahnen 154 jedoch eingelassen sind, werden sie durch eine Fehlausrichtung des Prüftasters 810 relativ zu den Kontakthöckerpads 230 nicht kurzgeschlossen.
  • 10 ist eine Schnittansicht zumindest eines Abschnitts eines Geräts 900 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das Gerät 900 umfasst das in 5 gezeigte Gerät 100, ein Halbleiterplättchen 910 und mehrere leitfähige Kontakthöcker 920, die zwischen den integrierten Schaltungschip und Zugehörigen der Kontakthöckerpads gekoppelt sind bzw. zwischen diesen verbunden sind. Das Halbleiterplättchen 910 kann einen oder mehrere integrierte Schaltungschips, Packages und Ähnliches umfassen oder aus einem oder mehrerer dieser Elemente bestehen. Die leitfähigen Kontakthöcker 920 können Lot, Gold, leitfähige Paste, und/oder andere elektrisch leitfähige Materialen umfassen. Das Halbleiterplättchen 910 kann Pads umfassen, die ausgelegt sind, zu den vorstehenden Kontakthöckerpads 230 ausgerichtet zu werden, bevor sie mit den leitfähigen Kontakthöckern 920 gekoppelt oder verbunden werden. Die Leiterbahnen 154 können die vorstehenden Kontakthöckerpads 230 mit den Verbindungsstrukturen 150 (siehe zum Beispiel 1B) verbinden. Weiterhin können Verbinder 930 (zum Beispiel Kugelgitteranordnungskugeln) auf den Verbindungspads 155 angeordnet sein. Die Verbinder 930 können das Gerät 100 mit anderen Vorrichtungselementen elektrisch verbinden, beispielsweise mit anderen Packagesubstraten, Interposern, Vorrichtungshalbleiterplättchen, Platinen und Ähnlichem.
  • Andere Ausführungsformen mit eingelassenen Leitungen und Verfahren zu deren Herstellung liegen ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung. Zum Beispiel stellen die 11 bis 24 Schnittansichten einer Herstellung eines Geräts 1000 gemäß einigen Ausführungsformen dar. Grundsätzlich zeigen die 11 bis 24 einen Prozess, in dem ein kernloses Substrat so ausgebildet wird, dass es eingebettete Leitungen und Kontakthöckerpads mit einer Höhe, die größer als die der eingebetteten Leitungen ist, aufweist. Während die 11 bis 24 einen Prozess darstellen, bei dem beidseitige Prozessierungstechniken zum Zwecke der Veranschaulichung verwendet werden, können andere Ausführungsformen einseitige Prozessierungstechniken verwenden.
  • Zuerst bezugnehmend auf 11 wird ein Trägersubstrat 120 bereitgestellt. Das Trägersubstrat 120 umfasst einen Kern 124 und hat leitfähige Schichten 122, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kerns 124 gebildet sind. Wie im Folgenden detaillierter erläutert wird, dient die leitfähige Schicht 122 als Keimschicht für einen Elektroplattierungsprozess bzw. eine Galvanisierung, um Leiterbahnen und Pads zu bilden. Der Kern 124 kann ein beliebiges geeignetes Trägersubstrat sein, wie zum Beispiel ein Substrat mit organischem Kern mit einem epoxyimprägnierten Glasfaserlaminat, einem polymerimprägnierten Glasfaserlaminat, einem Prepreg- oder Ajinomoto-Aufbaufilm (ABF), Papier, Glasfaser, ungewebter Glasfaserstruktur und Ähnlichem. Alternativ kann der Kern 124 andere Materialen umfassen, wie zum Beispiel rostfreien Stahl, Glas, und Ähnliches. Der Kern 124 kann während der Ausbildung verschiedener Aufbauschichten in nachfolgenden Prozessschritten zeitweilige strukturelle Unterstützung bieten.
  • Leitfähige Schichten 122 mit einem leitfähigen Material (zum Beispiel Kupfer) werden auf gegenüberliegenden Flächen des Kerns 124 gebildet. Die leitfähigen Schichten 122 werden unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Prozesses gebildet. Wenn der Kern 124 beispielsweise ein organisches Kernmaterial umfasst, können die leitfähigen Schichten 122 durch eine Lamination mit einer leitfähigen Folie (zum Beispiel einer Kupferfolie) auf gegenüberliegenden Seiten des Kerns 124 gebildet werden. In einem anderen Beispiel können die leitfähigen Schichten 122 unter Verwendung einer Plattierung oder eines Sputterprozesses gebildet werden, wenn der Kern 124 rostfreien Stahl, Glas und Ähnliches umfasst. Andere Verfahren zur Ausbildung von leitfähigen Schichten 122 können ebenso verwendet werden.
  • 12 zeigt die Ausbildung von strukturierten Maskenschichten 1002 auf den leitfähigen Schichten 122 gemäß einigen Ausführungsformen. In manchen Ausführungsformen umfassen die strukturierten Maskenschichten 1002 ein Fotoresistmaterial, das auf die Oberfläche beschichtet oder laminiert wurde, das gemäß der gewünschten Strukturierung belichtet wurde und das entwickelt wurde, sodass es Öffnungen 1004 umfasst, die Abschnitte der leitfähigen Schicht 122 freilegen. Das Muster bzw. die Anordnung der freigelegten Abschnitte der leitfähigen Schicht 122 entspricht dem Muster der Kontakthöckerpads (zum Beispiel Kontakthöckerpads 1006 in 13), die für das elektrische Verbinden mit anderen Vorrichtungselementen (zum Beispiel anderen Vorrichtungshalbleiterplättchen) verwendet werden.
  • Zum Beispiel zeigt 13 die Vorrichtung, nachdem Kontakthöckerpads 1006 auf den leitfähigen Schichten 122 liegend gemäß manchen Ausführungsformen ausgebildet wurden. Zum Beispiel können die Kontakthöckerpads 1006 durch Abscheidung einer Keimschicht (nicht gezeigt) in den Öffnungen 1004 (siehe 12) und durch Elektroplattierung mit einem leitfähigen Material unter Verwendung einer strukturierten Maskenschicht 1002 (siehe 12), um die Form der Kontakthöckerpads 1006 zu definieren, ausgebildet werden. In manchen Ausführungsformen können die Kontakthöckerpads 1006 ein anderes Material als die leitfähige Schicht 122 umfassen und das Material der Kontakthöckerpads 1006 kann so gewählt sein, dass die leitfähige Schicht 122 selektiv geätzt werden kann, ohne dass die Kontakthöckerpads 1006 in nachfolgenden Prozessschritten (siehe zum Beispiel 22A) wesentlich geätzt werden. Wenn die leitfähige Schicht 122 zum Beispiel Kupfer umfasst, können die Kontakthöckerpads 1006 aus Nickel, Zinn oder anderen geeigneten leitfähigen Materialien gebildet sein. Die Kontakthöckerpads 1006 können eine Höhe H von etwa 0,5 μm bis etwa 10 μm aufweisen, wobei es sich um ein Beispiel handelt.
  • In 13 ist ebenfalls das Entfernen der strukturierten Maskenschichten 1002 gezeigt. Beispielsweise können einen Plasmaveraschung und/oder ein Nassablöseprozess verwendet werden, um die strukturierten Maskenschichten 1002 zu entfernen. Wahlweise kann dem Plasmaveraschungsprozess auch ein Nasstauchen in Schwefelsäure (H2SO4)-Lösung folgen, um das Gerät 1000 zu reinigen und restliches Maskenmaterial zu entfernen.
  • 14 veranschaulicht die Ausbildung von anderen strukturierten Maskenschichten 1008 auf der leitfähigen Schicht 122 und auf den Kontakthöckerpads 1006. In manchen Ausführungsformen umfassen die strukturierten Maskenschichten 1008 ein Fotoresistmaterial, das auf die Oberfläche abgeschieden oder laminiert wurde, das gemäß einer gewünschten Strukturierung oder einem gewünschten Muster belichtet wurde, und das entwickelt wurde, sodass es die Öffnungen 1010/1010' umfasst, welche Abschnitte der Kontakthöckerpads 1006 sowie die leitfähige Schicht 122 freilegen. Das Muster der freigelegten Abschnitte der leitfähigen Schichten 122 und der Kontakthöckerpads 1006 entspricht dem Muster oder der Anordnung von leitfähigen Elementen in dem fertiggestellten Gerät 1000. Zum Beispiel können die Öffnungen 1010 verwendet werden, um Leiterbahnen zu strukturieren wohingegen die Öffnungen 1010' verwendet werden können um Kontaktpads für Metallisierungsschichten zu strukturieren. In solchen Ausführungsformen können die Breiten der Öffnungen 1010' für Kontaktpads größer als die Breiten der Öffnungen 1010 für die leitfähigen Leitungen sein. Beispielsweise betragen die Breiten der Öffnungen 1010 zwischen etwa 2 μm bis etwa 30 μm, wohingegen die Breiten der Öffnungen 1010' zwischen etwa 30 μm und etwa 150 μm liegen. In alternativen Ausführungsformen können die Öffnungen 1010 und 1010' andere Abmessungen aufweisen. Breitere Öffnungen zur Ausbildung der Kontaktpads können verwendet werden, um Platz für die Ausbildung verschiedener Metallisierungsschichten 140 in nachfolgenden Prozessschritten (siehe zum Beispiel 19) zu bieten.
  • 15 zeigt die Vorrichtung, nachdem die Öffnungen 1010/1010' mit leitfähigem Material gefüllt wurden. Zum Beispiel sind die Leiterbahnen 1012 auf den Kontakthöckerpads 1006/der leitfähigen Schicht 122 ausgebildet worden, und sind die Kontaktpads 1014 über der leitfähigen Schicht 122 liegend ausgebildet worden. Die Leiterbahnen 1012 und Kontaktpads 1014 können beispielsweise durch Elektroplattierung mit einem leitfähigen Material unter Verwendung der strukturierten Maskenschicht 1008 (siehe 14) als Maske ausgebildet werden. In einigen Ausführungsformen können die Leiterbahnen 1012/die Kontaktpads 1014 dasselbe Material (zum Beispiel Kupfer) wie die leitfähige Schicht 122 umfassen, und kann die leitfähige Schicht 122 als Keimschicht zur Ausbildung der Leiterbahnen 1012 und der Kontaktpads 1014 verwendet werden. In einer Draufsicht auf das Gerät 1000 (siehe zum Beispiel 22B) können einzelne Leiterbahnen 1012 physikalisch und elektrisch mit den Kontaktpads 1014 verbunden sein und können in nachfolgenden Prozessschritten verschiedene Metallisierungsschichten 140 gebildet werden, um die Kontaktpads 1014 elektrisch zu verbinden (siehe zum Beispiel 19).
  • In 15 ist ferner die Entfernung der strukturierten Maskenschichten 1008 gezeigt. Zum Beispiel kann ein Plasmaveraschungs- und/oder Nassablöse-Prozess verwendet werden, um die strukturierten Maskenschichten 1008 zu entfernen. Optional kann dem Plasmaveraschungsprozess ein Nasstauchen in Schwefelsäure (H2SO4)-Lösung folgen, um das Gerät 1000 zu reinigen und restliches Maskenmaterial zu entfernen.
  • 16 veranschaulicht die Bildung der dielektrischen Schichten 130, die über und zwischen den Kontaktpads 1014, den Leiterbahnen 1012, den Kontakthöckerpads 1006, und der leitfähigen Schicht 122 liegen. Die dielektrischen Schichten 130 können ein Prepreg (zum Beispiel FR4 Epoxidharz, M6 Epoxidharz und Ähnliches) oder ein ABF umfassen. Alternativ oder zusätzlich können die dielektrischen Schichten 130 Papier, Glasfaser, und/oder eine nicht gewebte Glasfaserstruktur umfassen, wobei eins oder mehrere dieser Materialen durch eine Lamination aufgebracht werden können. Zum Beispiel kann ein Vakuumlaminator verwendet werden, um ein dielektrisches Material auf den Kern 124 aufzubringen, und kann ein Ofen-Aushärteprozess angewendet werden, um die dielektrischen Schichten 130 an die Kontaktpads 1014, die Leiterbahnen 1012, die Kontakthöckerpads 1006 und die leitfähige Schicht 122 anzuhaften. Als weiteres Beispiel kann das dielektrische Material mithilfe eines Heißpressprozesses auf die Kontaktpads 1014, die Leiterbahnen 1012, die Kontakthöckerpads 1006 und die leitfähige Schicht 122 unter geeigneten Heiz- und/oder Druckbedingungen für eine geeignete Dauer (zum Beispiel zwei Stunden) aufgebracht werden, um die dielektrischen Schichten 130 zu bilden.
  • Alternativ oder zusätzlich können die dielektrischen Schichten 130 Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxinitrid, ein Oxid, ein Stickstoff umfassendes Oxid, Aluminiumoxid, Lanthanoxid, Hafniumoxid, Zirkonoxid, Hafnium Oxinitrid, eine Kombination daraus und/oder andere Materialen umfassen. Die dielektrischen Schichten 130 können durch Sputtern, Aufschleuderbeschichten, CVD, Niederdruck-CVD, schnelle thermische CVD, Atomlagen-CVD, und/oder plasmaunterstützte CVD gebildet werden, etwa unter Verwendung von Tetraethylorthosilikat oder Sauerstoff als Ausgangsstoff. Die dielektrischen Schichten 130 können auch durch einen Oxidationsprozess gebildet werden, wie beispielsweise nasse oder trockene thermische Oxidation in einer Umgebung, die ein Oxid, Wasser, Stickstoffmonoxid oder eine Kombination daraus umfasst, und/oder durch andere Prozesse gebildet werden.
  • Auch wenn die 14 bis 16 die Ausbildung der dielektrischen Schichten 130 nach der Ausbildung der Leiterbahnen 1012/Kontaktpads 1014 zeigen, kann eine alternative Reihenfolge zur Ausbildung verwendet werden. Zum Beispiel können die dielektrischen Schichten 130 in alternativen Ausführungsformen auf den Kontakthöckerpads 1006 und den leitfähigen Schichten 122 gebildet werden, bevor die Leiterbahnen 1012/Kontaktpads 1014 ausgebildet werden. In die dielektrischen Schichten 130 können Öffnungen strukturiert werden, um Abschnitte der Kontakthöckerpads 1006 und der leitfähigen Schichten 122 freizulegen, wobei ein beliebiger geeigneter Prozess verwendet werden kann, beispielsweise Laserbohren, eine Kombination aus Fotolithographie und Ätzen oder Ähnliches. Solche Öffnungen können dann mit leitfähigem Material gefüllt werden, um Leiterbahnen 1012/Kontaktpads 1014 auszubilden, die elektrisch mit den Kontakthöckerpads 1006 und leitfähigen Schichten 122 verbunden werden können. Weiterhin kann ein Kanalisierungsprozess verwendet werden, um überschüssiges Material von einer oberen Fläche der dielektrischen Schicht 130 zu entfernen.
  • Mit dem nächsten Bezug auf 17 können die dielektrischen Schichten 130 strukturiert werden, sodass sie Öffnungen 1015 enthalten, welche die Kontaktpads 1014 freilegen. Die Strukturierung der dielektrischen Schichten 130 kann einen beliebigen geeigneten Prozess umfassen, wie beispielsweise Laserbohren, eine Kombination aus Fotolithographie und Ätzen und Ähnliches.
  • 18 zeigt die Ausbildung zusätzlicher leitfähiger Elemente, beispielsweise von Metallisierungsschichten 140. Die Metallisierungsschichten 140 (zum Beispiel Durchkontaktierungen) können in der dielektrischen Schicht 130 gebildet werden, indem die Öffnungen 1016 mit leitfähigem Material gefüllt werden. In einer Ausführungsform kann das leitfähige Material gebildet werden, indem eine Keimschicht auf Seitenwänden der Öffnungen 1016 abgeschieden wird. Die Keimschicht (nicht gezeigt) kann aus Kupfer, Nickel, Gold, irgendeiner Kombination daraus und/oder Ähnlichem gebildet sein. Sobald die Keimschicht in die Öffnung abgeschieden wurde, wird ein leitfähiges Material wie beispielsweise Wolfram, Titan, Aluminium, Kupfer, irgendeine Kombination daraus und/oder Ähnliches in die Öffnung gefüllt, zum Beispiel unter Verwendung eines elektro-chemischen Plattierungsprozesses. Das leitfähige Material kann die Öffnungen 1016 überfüllen und überschüssige Materialen (zum Beispiel überschüssige leitfähige Materialen) werden von den Oberflächen der dielektrischen Schichten 130 entfernt. In einigen Ausführungsformen wird ein Planarisierungsprozess, beispielsweise ein CMP-Prozess, ein mechanischer Schleifprozess oder eine andere Rückätztechnik verwendet, um die überschüssigen Materialen zu entfernen, wodurch Metallisierungsschichten 140 in der dielektrischen Schicht 130 gebildet werden.
  • Zusätzliche Metallisierungsschichten 140 (zum Beispiel Leitungen) können auf der dielektrischen Schicht 130 liegend gebildet werden. Zum Beispiel kann ein strukturierter Fotoresist (nicht gezeigt) auf der dielektrischen Schicht 130 gebildet werden. Öffnungen in dem strukturierten Fotoresist können verwendet werden, um eine Form solcher Metallisierungsschichten 140 zu definieren. Solche Öffnungen können mit einem leitfähigen Material gefüllt werden, beispielsweise indem zuerst eine Keimschicht (nicht gezeigt) auf Bodenflächen und/oder Seitenwänden solcher Öffnungen abgeschieden wird und die Öffnungen unter Verwendung eines elektro-chemischen Plattierungsprozesses gefüllt werden. Der strukturierte Fotoresist kann dann entfernt werden.
  • Nachfolgend können zusätzliche dielektrische Schichten 130 und Metallisierungsschichten 140 gebildet werden. Ein Beispiel für eine resultierende Struktur ist in 19 dargestellt. Die verschiedenen Metallisierungsschichten 140 können Verbindungsstrukturen 150 bilden, die sich von Kontaktpads 1014 erstrecken. Somit werden Aufbauschichten 110 auf gegenüberliegenden Seiten des Kerns 124 gebildet. Die Aufbauschichten 110 können die dielektrischen Schichten 130, die Metallisierungsschichten 140, die Kontakthöckerpads 1006, die Leiterbahnen 1012 und Kontaktpads 1014 umfassen. Zusätzlich können auf der Metallisierungsschicht 140 Verbindungspads 155 angeordnet sein. Auch wenn eine bestimme Anzahl von dielektrischen Schichten 130 und leitfähigen Elementen (zum Beispiel die Metallisierungsschichten 140, die Kontakthöckerpads 1006, die Leiterbahnen 1012, die Kontaktpads 1014, etc.) dargestellt sind, kann eine beliebige Anzahl solcher dielektrischer Schichten und/oder leitfähiger Elemente in Abhängigkeit des Vorrichtungsdesigns in dem Gerät enthalten sein.
  • Die 20 und 21 zeigen die Entfernung der Aufbauschichten 110 von dem Kern 124. Zum Beispiel kann ein Bereich der Aufbauschichten 110, welcher unter dem Kern 124 liegt, entfernt werden. In einigen Ausführungsformen werden die Aufbauschichten 110 unter Verwendung mechanischer Kraft entfernt. Zum Beispiel werden, wie in 20 gezeigt, mechanische Werkzeuge 1018 zwischen den Kern 124 und eine leitfähige Schicht 122 geschoben oder gekeilt. Die mechanischen Werkzeuge 1018 erzeugen eine Trennung des Kerns 124 und der leitfähigen Schicht 122 in einem Kantenbereich des Kerns 124. Als nächstes können Vakuumklemmvorrichtungen 1020 verwendet werden, um Kräfte auf gegenüberliegende Seiten des Kerns 124 anzuwenden. Die Vakuumspannvorrichtungen 1020 können mechanische Kräfte in entgegengesetzte Richtungen (wie durch die Pfeile 1022 angedeutet ist) anwenden, wobei die mechanischen Kräfte die Aufbauschichten 110 physikalisch von dem Kern 124 trennen.
  • In einigen Ausführungsformen können die Aufbauschichten 110 von dem Kern 124 getrennt werden, ohne andere Elemente in der dargestellten Struktur wesentlich zu beschädigen, weil die Haftverbindung zwischen dem Kern 124 und den leitfähigen Schichten 122 vergleichsweise schwach ist. Zum Beispiel können die leitfähigen Schichten 122 auf den Kern 124 unter Verwendung eines vergleichsweise schwachen Laminationsprozesses (zum Beispiel ohne einer umfangreichen Aushärtung unterzogen zu werden) aufgebracht werden. Die Schwäche der Verbindung zwischen dem Kern 124 und den leitfähigen Schichten 122 kann weiterhin für die Trennung des Kerns 124 und der leitfähigen Schicht 122 an den Kantenbereichen mithilfe der Anwendung mechanischer Werkzeuge 1018 ausgenutzt werden. Somit können die Aufbauschichten 110 von dem Kern 124 entfernt werden, wie es in 21 dargestellt ist. Der Bereich der Aufbauschichten 110 über dem Kern 124 kann ebenso unter Verwendung eines ähnlichen Prozesses entfernt werden. Andere Prozesse zur Entfernung der Aufbauschichten 110, wie zum Beispiel Bohren, Schmelzen, Ätzen und/oder andere Prozesse können ebenfalls verwendet werden.
  • Die 22A und 22B zeigen eine Schnittansicht bzw. eine Draufsicht des in 21 gezeigten Geräts 1000 in einem nachfolgenden Stadium der Herstellung, in dem die leitfähige Schicht 122 entfernt wurde. Die Schnittansicht der 22A erhält man bei einem Schnitt entlang der in 22B dargestellten Linie 22A-22A. Einer der Bereiche der Aufbauschichten 110 von 21 ist in den 22A und 22B nicht gezeigt, wobei dies lediglich der Vereinfachung der folgenden Erläuterung dient und ein Fachmann ohne Weiteres erkennt, dass beide Bereiche der Aufbauschichten gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung prozessiert werden können.
  • Zuerst bezugnehmend auf 22A kann die leitfähige Schicht 122 (siehe 17) zum Beispiel unter Verwendung eines geeigneten Ätzprozesses entfernt werden. Durch das Ätzen der leitfähigen Schicht 122 können weiterhin Abschnitte der Leiterbahnen 1012, die nicht durch die Kontakthöckerpads 1006 bedeckt sind, sowie Kontaktpads 1014 geätzt werden. Zum Beispiel kann für das Ätzen der leitfähigen Schicht 122 ein geeignetes chemisches Ätzmittel verwendet werden, das selektiv das Material der leitfähigen Schicht 122 und der Leiterbahnen 1012/Kontaktpads 1014 (zum Beispiel Kupfer) entfernt ohne wesentlich das Material der Kontakthöckerpads (zum Beispiel Nickel, Zinn und Ähnliches) zu entfernen. Das geeignete chemische Ätzmittel kann eine hohe Ätzselektivität zwischen dem Material der leitfähigen Schicht 122 (und der Leiterbahnen 1012/Kontaktpads 1014) und dem Material der Kontakthöckerpads 1006 haben. In einigen Ausführungsformen umfassen geeignete chemische Ätzmittel ein chemisches Ätzmittel auf Basis von Schwefelsäure (H2SO4) oder Wasserstoffperoxid (H2O2), wobei es sich um Beispiele handelt, und können die Kontakthöckerpads 1006 während des Ätzens der leitfähigen Schicht 122 als Ätzstoppschicht oder Hartmaske dienen. Somit können in dem Gerät 1000 die freiliegenden Flächen der Leiterbahnen 1012 und der Kontaktpads 1014 gegenüber der oberen Fläche der dielektrischen Schicht 130 in die dielektrische Schicht 130 hineinversetzt sein bzw. in diese eingelassen sein. Wie in 22A weiterhin dargestellt ist, können die Kontakthöckerpads 1006 auf gleicher Höhe mit der oberen Fläche der dielektrischen Schicht 130 liegen bzw. auf gleicher Höhe mit dieser abschließen.
  • Bezugnehmend auf 22B können die Kontakthöckerpads 1006 mit den Leiterbahnen 1012 elektrisch verbunden sein, wobei die Leiterbahnen 1012 elektrisch mit den Kontaktpads 1014 und den Metallisierungsschichten 140 (gestrichelt gezeichnet) verbunden sein können. Die Kontakthöckerpads 1006 können zumindest einen Teil der Leiterbahnen 1012 bedecken. Freiliegende Abschnitte der Leiterbahnen 1012 können während des Entfernens der leitfähigen Schicht 1022 eingelassen werden. Die Kontakthöckerpads 1006 können verwendet werden, um das Gerät 1000 mit anderen Vorrichtungselementen elektrisch zu verbinden, beispielsweise mit anderen Packagesubstraten, Interposern, Vorrichtungshalbleiterplättchen, Platinen und Ähnlichem. Das Einlassen oder Zurückversetzen von verschiedenen freiliegenden Leiterbahnen 1012 vermindert Herstellungsfehler (zum Beispiel Lötbrücken) während des Verbindens dieser anderen Vorrichtungselemente mit den Kontakthöckerpads 1006. Weiterhin müssen die Kontakthöckerpads 1006 auf nebeneinanderliegenden Leiterbahnen 1012 nicht in seitlicher Richtung zueinander ausgerichtet sein. Beispielsweise ist in 22B zu sehen, dass die Kontakthöckerpads 1006A und 1006B keine gemeinsamen Linien (zum Beispiel die Linie 22A-22A) schneiden müssen. Alternativ können Kontakthöckerpads 1006 auf zumindest einer Untergruppe von nebeneinanderliegenden Leiterbahnen 1012 seitlich zueinander ausgerichtet sein bzw. in seitlicher Richtung zueinander fluchten. Das heißt, die Kontakthöckerpads 1006 und die Leiterbahnen 1012 können in Abhängigkeit des Vorrichtungsdesigns in irgendeiner Anordnung angeordnet sein.
  • Eine weitere Prozessierung kann folgen, beispielsweise um Lötstopplackabschnitte (beispielsweise die Lötstopplackabschnitte 410, welche die Verbindungspads 155 und die Kontakthöckerpads 1006 freilegen) auszubilden, wie in 23 dargestellt ist. Zudem kann in einigen Ausführungsformen ein Prüftaster auf das Gerät 1000 angewendet werden, wie zum Beispiel der Prüftaster 810 der 9. Weil die Kontakthöckerpads 1006 nicht von der oberen Fläche der dielektrischen Schicht 130 in diese eingelassen sind, kann der Prüftaster zuverlässiger kontaktieren und die elektrischen Verbindungen der Kontakthöckerpads 1006 prüfen.
  • 24 ist eine Schnittansicht zumindest eines Abschnitts eines Gerätes 1200 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Offenbarung. Das Gerät 1200 umfasst das in 23 gezeigte Gerät 1000, ein Halbleiterplättchen 1100 und mehrere leitfähige Kontakthöcker 1120, die zwischen den integrierten Schaltungschip und Zugehörigen der Kontakthöckerpads 1006 gekoppelt sind. Weil die Kontakthöckerpads 1006 nicht in das Gerät 1000 eingelassen sind, kann eine physikalische Verbindung zwischen den leitfähigen Kontakthöckern 1120 und den Kontakthöckerpads 1006 mit erhöhter Zuverlässigkeit hergestellt werden. Das Halbleiterplättchen 1100 kann einen oder mehrere integrierte Schaltungschips, Packages und Ähnliches umfassen oder aus einem oder mehrerer dieser Elemente bestehen. Die leitfähigen Kontakthöcker 1120 können Lot, Gold, leitfähige Paste, und/oder andere elektrisch leitfähige Materialen umfassen. Das Halbleiterplättchen 1100 kann Pads 1115 umfassen, die so ausgelegt sind, dass sie zu den Kontakthöckerpads 1106 ausgerichtet werden können, bevor sie durch die leitfähigen Kontakthöcker 1120 verbunden oder gekoppelt werden. In einigen Ausführungsformen müssen die leitfähigen Kontakthöcker 1120 aufgrund der Einlassung der freiliegenden Abschnitte der leitfähigen Leitungen 1012 nicht in direktem physikalischem Kontakt mit den Leiterbahnen 1012 stehen. Weitere äußere Verbinder (zum Beispiel Bumps 1210 mit Lot, Gold, leitfähiger Paste, und Ähnlichem) können zusätzlich auf den Verbindungspads 155 angeordnet sein. Die Bumps 1210 können verwendet werden, um das Gerät 1200 mit anderen Vorrichtungselementen elektrisch zu verbinden, beispielsweise mit anderen Vorrichtungshalbleiterplättchen, Interposern, Platinen, Packagesubstraten und Ähnlichem (nicht gezeigt).
  • 25 veranschaulicht einen Prozessablauf 1300 zur Ausbildung eines Geräts (zum Beispiel Gerät 1200) gemäß einigen Ausführungsformen. Der Prozessablauf 1300 kann mit dem Schritt 1302 beginnen, in welchem ein Trägersubstrat (zum Beispiel das Trägersubstrat 120) bereitgestellt wird. Das Trägersubstrat kann einen Kern (zum Beispiel den Kern 124) und eine leitfähige Schicht (zum Beispiel die leitfähige Schicht 122) auf dem Kern umfassen. In einigen Ausführungsformen kann der Kern ein organischer Kern sein, auf dessen gegenüberliegenden Seiten laminierte leitfähige Schichten angeordnet sind. In anderen Ausführungsformen kann die leitfähige Schicht nur auf einer Seite des Kerns angeordnet sein. In Schritt 1304 werden Kontakthöckerpads (zum Beispiel die Kontakthöckerpads 1006) auf der leitfähigen Schicht ausgebildet. Die Kontakthöckerpads und die leitfähige Schicht können unterschiedliche leitfähige Materialien umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die leitfähige Schicht ein Material umfassen, das selektiv geätzt werden kann, ohne dass die Kontakthöckerpads wesentlich geätzt werden. Zum Beispiel kann die leitfähige Schicht Kupfer umfassen, wohingegen die Kontakthöckerpads Nickel, Zinn oder Ähnliches umfassen können.
  • Anschließend wird in Schritt 1306 eine Leiterbahn (zum Beispiel die Leiterbahn 1012) auf dem Kontakthöckerpad und der leitfähigen Schicht gebildet. Die Leiterbahn und die leitfähige Schicht könne dieselben leitfähigen Materialen (zum Beispiel Kupfer) umfassen. In Schritt 1308 wird eine dielektrische Schicht (zum Beispiel die dielektrische Schicht 130) auf der leitfähigen Schicht, dem Kontakthöckerpad und der Leiterbahn gebildet. Es können auch weitere leitfähige Elemente gebildet werden, wie zum Beispiel zusätzliche dielektrische Schichten und/oder leitfähige Elemente (zum Beispiel Kontaktpads, leitfähige Säulen, Leiterbahnen, Kontakthöckerpads und Ähnliches).
  • Nach der Ausbildung verschiedener Elemente wird der Kern in Schritt 1310 entfernt. In Schritt 1312 wird die leitfähige Schicht unter Verwendung eines Ätzprozesses entfernt. Der Ätzprozess kann weiterhin zu einer Einlassung zumindest eines Abschnitts der Leiterbahn gegenüber der oberen Fläche der dielektrischen Schicht in die dielektrische Schicht führen. Zum Beispiel können die freiliegenden Abschnitte der Leiterbahn (das heißt die Abschnitte der Leiterbahn, die nicht durch das Kontakthöckerpad bedeckt sind) entfernt werden. Für den Ätzprozess kann ein chemisches Ätzmittel mit ausreichend hoher Ätzselektivität zwischen den Materialien der Leiterbahn/leitfähigen Schicht (zum Beispiel Kupfer) und des Kontakthöckerpads (zum Beispiel Nickel, Zinn und Ähnliches) verwendet werden. Somit muss der Ätzprozess die Kontakthöckerpads nicht wesentlich ätzen und können die oberen Flächen der Kontakthöckerpads und der dielektrischen Schicht nach dem Ätzen im Wesentlichen auf einer Höhe liegen. Schließlich kann in Schritt 1314 ein anderes Vorrichtungselement (zum Beispiel der integrierte Schaltungschip 1100) verbunden werden, indem ein leitfähiger Kontakthöcker (zum Beispiel der leitfähiger Kontakthöcker 1120) mit dem Kontakthöckerpad gekoppelt wird oder mit diesem verbunden wird. In einigen Ausführungsformen müssen keine leitfähigen Kontakthöcker mit den freiliegenden Flächen der Leiterbahn physikalisch gekoppelt werden.
  • Bei einem Aspekt verschiedener Ausführungsformen können ein vorstehendes Kontakthöckerpad (zum Beispiel das vorstehende Kontakthöckerpad 230) und darunter liegende Leiterbahnen (zum Beispiel die Leiterbahnen 154) irgendeine geeignete Form, Abmessung und/oder Anordnung haben. Beispielsweise stellen die 26A bis 26C verschiedene Ansichten der Leiterbahnen 154 und der zugehörigen vorstehenden Kontakthöckerpads 230 dar. Zuerst bezugnehmend auf 26A wird eine Draufsicht auf die Leiterbahnen 154 und die vorstehenden Kontakthöckerpads 230 zur Verfügung gestellt. Es wird auch eine Draufsicht auf einen leitfähigen Kontakthöcker 920 gezeigt, der die vorstehenden Kontakthöckerpads 230 (und das Gerät 100) mit einem anderen Halbleiterplättchen elektrisch verbinden kann, wie über die Pads 915 auf dem Halbleiterplättchen 910 (siehe zum Beispiel 26B und 26C).
  • Die vorstehenden Kontakthöckerpads 230 können auf Leiterbahnpadabschnitten 154C der Leiterbahnen 154 angeordnet sein. Die Leiterbahnpadabschnitte 154C können breiter sein als andere Abschnitte der Leiterbahnen 154. Zum Beispiel kann die Leiterbahn 154 grundsätzlich eine Breite S1 von etwa 10 μm haben, wohingegen eine Breite S6 der Leiterbahnpadabschnitte 154C etwa 20 μm betragen kann. Zudem kann in einigen Ausführungsformen der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Leiterbahnen 154 grundsätzlich eine Abmessung S2 (zum Beispiel etwa 15 μm) haben, die kleiner sein kann, als die Abmessungen S4 des Abstands zwischen nebeneinanderliegenden Leiterbahnpadabschnitten 154C (zum Beispiel etwa 30 μm).
  • In der dargestellten Ausführungsform haben sowohl die vorstehenden Kontakthöckerpads als auch die darunterliegenden Leiterbahnpadabschnitte 154C eine längliche Form. Zum Beispiel kann sowohl die Längenabmessung der vorstehenden Kontakthöckerpads 230 (zum Beispiel die Abmessung in eine Längsrichtung, das heißt entlang der Achse 230A) und die der Leiterbahnpadabschnitte 154C (zum Beispiel die Abmessung S5 in 26A) größer sein als eine entsprechende Breitenabmessung der vorstehenden Kontakthöckerpads 230 (zum Beispiel die Abmessung in Breitenrichtung, das heißt entlang der Achse 230B) und der Leiterbahnpadabschnitte 154C (zum Beispiel die Abmessung S6 in 26A). In einigen Ausführungsformen können die Längenabmessungen S5 der Leiterbahnpadabschnitte 154C etwa 60 μm betragen und können die Breitenabmessungen S6 der Leiterbahnpadabschnitte 154C etwa 20 μm betragen, wobei es sich um Beispiele handelt. In einem anderen Beispiel kann die Abmessung entlang der Längsachse 230A etwa 50 μm betragen und kann die Abmessung entlang der Querachse 230B etwa 20 μm betragen. Zudem können die Längs- (Linienbezeichnung 26B/26B) und die Breitenachse (Linienbezeichnung 26C/26C) des leitfähigen Kontakthöckers 920 jeweils mit einer zugehörigen Längs- und Querachse des vorstehenden Kontakthöckerpads 230 ausgerichtet sein bzw. mit diesem fluchten. In einigen Ausführungsformen kann die Abmessung der Längsachse des leitfähigen Kontakthöckers 920 etwa 53 μm betragen und kann die Abmessung der Querachse des leitfähigen Kontakthöckers 920 etwa 45 μm betragen, wobei es sich um Beispiele handelt. In alternativen Ausführungsformen können verschiedene Elemente und die Abstände zwischen den in 26A dargestellten Elementen andere Abmessungen aufweisen.
  • 26B zeigt eine Schnittansicht einer Leiterbahn 154, eines vorstehenden Kontakthöckerpads 230 und eines leitfähigen Kontakthöckers 920, die man bei einem Schnitt entlang der in 26A gezeigten Linie 26B/26B erhält. Wie in 26B dargestellt ist, können Abschnitte der Leiterbahnen 154, die nicht mit einem vorstehenden Kontakthöckerpad 230 bedeckt sind, eine eingelassene oder zurückversetzte freiliegende Fläche 156 aufweisen. Zum Beispiel kann die eingelassene freiliegende Fläche 156 unterhalb einer oberen Fläche einer äußersten dielektrischen Schicht 130 im Gerät 100 liegen. 26C zeigt eine andere Schnittansicht einer Leiterbahn 154, eines vorstehenden Kontakthöckerpads 230 und eines leitfähigen Kontakthöckers 920, die man bei einem Schnitt entlang der in 26A gezeigten Linie 26C/26C erhält. Wie in 26C gezeigt ist, kann der leitfähige Kontakthöcker 920 eine obere Fläche und zumindest einige Seitenwände des vorstehenden Kontakthöckerpads 230 für eine verbesserte elektrische Verbindung und Bindungsstärke (zum Beispiel aufgrund einer vergrößerten Kontaktfläche zwischen dem vorstehenden Kontakthöckerpad 230 und dem leitfähigen Kontakthöcker 920) kontaktieren.
  • Die 27A bis 27D zeigen verschiedene Ansichten von Leiterbahnen 154 und vorstehenden Kontakthöckerpads 230 gemäß einigen alternativen Ausführungsformen. Die 27A und 27B zeigen Draufsichten auf die Leiterbahnen 154 und die vorstehenden Kontakthöckerpads 230. In den dargestellten Ausführungsformen können die vorstehenden Kontakthöckerpads 230 eine im Wesentlichen symmetrische Form aufweisen (zum Beispiel eine Kreisform). Die Längs- und Breitenachse 230A und 230B des vorstehenden Kontakthöckerpads 230 können im Wesentlichen gleiche Abmessungen haben. In einigen Ausführungsformen kann das Verhältnis von der Abmessung der Längsachse 230A zu der Abmessung der Breitenachse 230B (oder umgekehrt) etwa 0,8 bis 1,2 betragen. Es wurde beobachtet, dass in solchen Ausführungsformen, bei denen das Verhältnis zwischen der Längs- und Querachse der vorstehenden Kontakthöckerpads 230 innerhalb dieses Bereichs liegt, die Spannungsbedingungen des verbundenen Packages (zum Beispiel des Gerätes 100, das mit dem Halbleiterplättchen 910 verbunden ist) verbessert sind. Beispielsweise kann in einer Simulation eine oberste dielektrische Schicht des Halbleiterplättchens 910 (siehe 27C bis 27D), die mit einem symmetrischen vorstehenden Kontakthöckerpad 230 (mit Längs- und Breitenachse von im Wesentlichen gleicher Länge) verbunden ist, etwa 27% weniger Spannung erfahren als ähnliche dielektrische Schichten in Halbleiterplättchen, die mit vorstehenden Kontakthöckerpads 230 verbunden sind, welche längliche Abmessungen (siehe zum Beispiel 26A bis 26C) aufweisen.
  • Weiterhin kann das verbundene Package, der leitfähige Kontakthöcker 920 mit dem vorstehenden Kontakthöckerpad 230 ausgerichtet sein bzw. zu diesem fluchten oder nicht zu diesem ausgerichtet sein bzw. nicht zu diesem fluchten. 26A zeigt beispielsweise eine Ausführungsform bei der die Längs- und die Breitenachse 920A und 920B des leitfähigen Kontakthöckers 920 jeweils mit einer entsprechenden Längs- und Breitenachse 230A und 230B eines vorstehenden Kontakthöckerpads 230 ausgerichtet sind (zum Beispiel im Wesentlichen parallel). Als weiteres Beispiel zeigt 27B eine andere Ausführungsform, bei der die Längs- und die Breitenachse 920A und 920B eines leitfähigen Kontakthöckers 920 nicht mit einer entsprechenden Längs- bzw. Breitenachse 230A bzw. 230B eines vorstehenden Kontakthöckerpads 230 ausgerichtet ist (zum Beispiel schneiden sie sich). Weil die leitfähigen Kontakthöcker 920 in irgendeiner Orientierung in Bezug auf die vorstehenden Kontakthöckerpads 230 ausgerichtet sein können, wird eine größere Flexibilität für das Designen von Elementen beim Gerät 100 zur Verfügung gestellt.
  • Weiterhin kann die Flexibilität bei der Orientierung zwischen den leitfähigen Kontakthöckern 920 und den vorstehenden Kontakthöckerpads 230 auch erreicht werden, wenn die leitfähigen Kontakthöcker 920 zusätzlich auf Seitenwänden der vorstehenden Kontakthöckerpads 230 angeordnet sind. Wie zum Beispiel durch die Schnittansichten der 27C (Schnitt entlang Linie 27C/27C in 27B) und 27D (Schnitt entlang der Linie 27D/27D in 27B) gezeigt wird, kontaktiert der leitfähige Kontakthöcker 920 eine obere Fläche und Seitenwände des vorstehenden Kontakthöckerpads 230, selbst wenn der leitfähige Kontakthöcker 920 nicht mit dem vorstehenden Kontakthöckerpad 230 ausgerichtet ist. Diese vergrößerte Flexibilität im Ablauf (bei weiterhin guter Kontaktfläche zwischen den vorstehenden Kontakthöckerpads 230 und den leitfähigen Kontakthöckern 920) kann zumindest teilweise dadurch zur Verfügung gestellt werden, dass die Längs- und Breitenabmessung des vorstehenden Kontakthöckerpads 230 erheblich ähnlich ist. In den dargestellten Ausführungsformen haben die Leiterbahnen 154 keine eingelassene, freiliegende Fläche 156. In alternativen Ausführungsformen können Abschnitte der Leiterbahnen 154, die nicht mit einem vorstehenden Kontakthöckerpad 230 bedeckt sind, eine eingelassene, freiliegende Fläche 156 haben.
  • Die 26A bis 26C und 27A bis 27D zeigen Ausführungsformen, bei denen die Breitenabmessung des vorstehenden Kontakthöckerpads 230 der Breite S6 (siehe 26A) des Leiterbahnpadabschnitts 154C im Wesentlichen gleicht. Alternativ kann das vorstehende Kontakthöckerpad 230 irgendeine relative Abmessung in Bezug auf den Leiterbahnpadabschnitt 154C haben. Beispielsweise zeigt 28 drei alternative Konfigurationen für die Leiterbahnen 154 und die entsprechenden vorstehenden Kontakthöckerpads 230 (bezeichnet mit 230-1, 230-2, 230-3). Wie gezeigt ist, kann die Abmessung der Breitenachse 230B des vorstehenden Kontakthöckerpads 230 im Wesentlichen genauso groß (zum Beispiel vorstehendes Kontakthöckerpad 230-1), kleiner (zum Beispiel vorstehendes Kontakthöckerpad 230-2), oder größer (zum Beispiel vorstehendes Kontakthöckerpad 230-3) sein wie bzw. als die Breite S6 eines entsprechenden Leiterbahnpadabschnitts 154C.
  • Als Nächstes bezugnehmend auf 29 muss die Form eines vorstehenden Kontakthöckerpads 230 nicht kreisförmig, nicht einmal oval sein. Zum Beispiel kann das vorstehende Kontakthöckerpad 230 irgendeine geeignete Form haben, zum Beispiel eine quadratische (zum Beispiel vorstehendes Kontakthöckerpad 230-4), eine hexagonale (zum Beispiel vorstehendes Kontakthöckerpad 230-5), eine oktagonale (zum Beispiel vorstehendes Kontakthöckerpad 230-6) und Ähnliche. In solchen Ausführungsformen kann die Abmessung der Längsachse 230A der Abmessung der Breitenachse 230B im Wesentlichen gleichen, wodurch eine Flexibilität beim Anbringen eines leitfähigen Kontakthöckers (zum Beispiel leitfähiger Kontakthöcker 920) zur Verfügung gestellt werden kann, wobei die vergrößerte Kontaktfläche für eine verbesserte elektrische Verbindung und Bindungsstärke (siehe zum Beispiel 27C bis 27D) weiterhin erhalten bleibt. Zum Beispiel kann das Verhältnis von der Abmessung der Längsachse 230A zu der Abmessung der Breitenachse 230B (oder umgekehrt) etwa 0,8 bis 1,2 betragen. In alternativen Ausführungsformen kann das vorstehende Kontakthöckerpad 230 längliche Abmessungen haben, bei denen die Abmessung der Längsachse 230A größer als die Abmessung der Breitenachse 230B sein kann (wie zum Beispiel in den 26A bis 26C dargestellt ist).
  • Weiterhin, wie in 30 dargestellt ist, kann der Leiterbahnpadabschnitt 154C irgendeine geeignete Form haben, wie zum Beispiel eine kreisförmige (zum Beispiel Leiterbahn 154-1), eine ovale, eine rechteckige (zum Beispiel Leiterbahn 154-2), eine hexagonale (zum Beispiel Leiterbahn 154-3), eine oktagonale (zum Beispiel Leiterbahn 154-4) und Ähnliche. Die Formen des vorstehenden Kontakthöckerpads 230 und des Leiterbahnpadabschnitts 154C können gleich oder unterschiedlich sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine beliebige Kombination aus der Form für das vorstehende Kontakthöckerpad 230 (zum Beispiel kreisförmig, quadratisch, hexagonal, oktagonal und Ähnliches) und der Form für den Leiterbahnpadabschnitt 154C (zum Beispiel kreisförmig, oval, rechteckig, hexagonal, oktagonal und Ähnliches) in Abhängigkeit des Gerätedesigns verwendet werden.
  • Die verschiedenen Formen, Abmessungen und Abstände der vorstehenden Kontakthöckerpads 230 und/oder Leiterbahnen 154 (einschließlich der Leiterbahnpadabschnitte 154C) können unter Verwendung der Prozesse ausgebildet werden, wie sie zuvor mit Bezug auf die 2 bis 10 beschrieben wurden. Zum Beispiel kann die Form und/oder Abmessung des vorstehenden Kontakthöckerpads 230 mithilfe eines Strukturierens einer entsprechenden Form/Abmessung in einen Fotoresistabschnitt 210 oder 510 der 2 bis 10 ausgebildet werden.
  • In den Ausführungsformen, bei denen die Längs- und Breitenachse der vorstehenden Kontakthöckerpads 230 im Wesentlichen gleiche Abmessungen haben, kann ein beliebiger der folgenden nicht einschränkenden Vorteile erzielt werden: verbesserte Ablaufflexibilität, verringerte Spannung, geringeres Risiko einer kalten Verbindung beim Verbinden des Halbleiterplättchens und Ähnliches. Zum Beispiel zeigen die 31A und 31B beispielhafte Anordnungen oder Layouts für Leiterbahnen 154, vorstehende Kontakthöckerpads 230 und leitfähige Kontakthöcker 920. In den 31A und 31B, in denen der Pfeil 100A zu einem Halbleiterplättchenzentralbereich des Geräts 100 zeigt, entsprechen die Kanten 100B dem Kantenbereich von Gerät 100 und entsprechen die Bereiche 100C Ecken des Geräts 100. In den dargestellten Ausführungsformen können die Leiterbahnen in den Eckbereichen 100C in Bezug auf die Kanten 100B mit einem Winkel (zum Beispiel mit einem Winkel von im Wesentlichen 45°) angeordnet sein, wohingegen die Leiterbahnen 154 außerhalb der Eckbereiche 100C im Wesentlichen parallel zu den Kanten 100B verlaufen können.
  • 31A zeigt eine Ausführungsform, bei der die leitfähigen Kontakthöcker 920 mit den Leiterbahnen 154 ausgerichtet sind. Zum Beispiel können Längsachsen der leitfähigen Kontakthöcker 920 im Wesentlichen parallel zu Leiterbahnen 154 sein. Somit können die Längsachsen der leitfähigen Kontakthöcker 920 in Eckbereichen 100C in Bezug auf die Kanten 100B in einem Winkel angeordnet sein, wohingegen die Längsachsen der leitfähigen Kontakthöcker 920 außerhalb der Eckbereiche 100C im Wesentlichen parallel zu den Kanten 100B verlaufen können. 31B zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die leitfähigen Kontakthöcker 920 nicht mit den Leiterbahnen 154 ausgerichtet sind. Zum Beispiel kann eine Längsachse eines leitfähigen Kontakthöckers 920 in Bezug auf die Leiterbahnen 154 mit einem Winkel angeordnet sein. Somit können die Längsachsen der leitfähigen Kontakthöcker 920 sowohl innerhalb als auch außerhalb der Eckbereiche 100C in Bezug auf die Kanten 100B in einem Winkel angeordnet sein.
  • 32 zeigt einen Prozessablauf 1400 zur Ausbildung eines vorstehenden Kontakthöckerpads gemäß einigen Ausführungsformen. In Schritt 1402 wird eine äußerste dielektrische Schicht (zum Beispiel die äußerste dielektrische Schicht 130) eines Packagesubstrates (zum Beispiel Gerät 100) gebildet. In Schritt 1404 wird eine Leiterbahn (zum Beispiel die Leiterbahn 154) in der äußersten dielektrischen Schicht gebildet. Die Leiterbahn kann einen Leiterbahnpadabschnitt (zum Beispiel Leiterbahnpadabschnitt 154C) umfassen, der breiter als andere Abschnitte der Leiterbahn sein können. Der Leiterbahnpadabschnitt kann in einer beliebigen geeigneten Größe und/oder Form ausgebildet sein.
  • Als Nächstes wird in Schritt 1406 ein vorstehendes Kontakthöckerpad (zum Beispiel das vorstehende Kontakthöckerpad 230) auf der Leiterbahn (zum Beispiel auf dem Leiterbahnpadabschnitt) gebildet. Das vorstehende Kontakthöckerpad kann sich über eine obere Fläche der äußersten dielektrischen Schicht erstrecken. In einigen Ausführungsformen kann ein Verhältnis zwischen einer Abmessung, einer Längsachse des vorstehenden Kontakthöckerpads zu einer Abmessung einer Breitenachse des vorstehenden Kontakthöckerpads etwa 0,8 bis etwa 1,2 betragen. Weiterhin kann das vorstehende Kontakthöckerpad eine beliebige geeignete Form (zum Beispiel kreisförmig, quadratisch, hexagonal, oktagonal und Ähnliches) und/oder eine beliebige geeignete Abmessung (zum Beispiel eine kleinere, größere oder im Wesentlichen gleiche Breite als bzw. wie die des Leiterbahnpadabschnitts) aufweisen. In Schritt 1408 wird ein leitfähiger Kontakthöcker (zum Beispiel der leitfähige Kontakthöcker 920) mit dem vorstehenden Kontakthöckerpad verbunden bzw. auf diesem gebondet. Der leitfähige Kontakthöcker kann das Halbleiterplättchen (zum Beispiel das Gerät 100) mit einem anderen Halbleiterplättchen (zum Beispiel mit dem Halbleiterplättchen 910) verbinden. Der leitfähige Kontakthöcker kann mit dem vorstehenden Kontakthöckerpad ausgerichtet sein oder nicht mit diesem ausgerichtet sein. Zum Beispiel können die Achsen des leitfähigen Kontakthöckers und die des vorstehenden Kontakthöckerpads im Wesentlichen parallel verlaufen oder sich schneiden. Weiterhin kann der leitfähige Kontakthöcker in einigen Ausführungsformen eine obere Fläche und Seitenwände des vorstehenden Kontakthöckerpads kontaktieren.
  • Somit können die vorstehenden Kontakthöckerpads und die Leiterbahnen in einem Gerät irgendeine geeignete Form und/oder Größe aufweisen. In einigen Ausführungsformen können die vorstehenden Kontakthöckerpads eine Längsachse und eine Breitenachse haben, die im Wesentlichen gleiche Abmessungen haben. Zum Beispiel kann das Verhältnis der Abmessung der Längsachse zu der Abmessung der Breitenachse etwa 0,8 bis etwa 1,2 betragen. In solchen Ausführungsformen können für das resultierende Package eine verbesserte Ablaufflexibilität, weniger Spannung, ein verringertes Risiko einer kalten Verbindung beim Verbinden eines Halbleiterplättchens und Ähnliches erreicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Gerät eine dielektrische Schicht in einem Halbleiterplättchen, eine Leiterbahn in der dielektrischen Schicht und ein vorstehendes Kontakthöckerpad auf der Leiterbahn. Das vorstehende Kontakthöckerpad erstreckt sich zumindest teilweise über die dielektrische Schicht und das vorstehende Kontakthöckerpad hat eine Längsachse und eine Breitenachse. Ein Verhältnis einer ersten Abmessung der Längsachse zu einer zweiten Abmessung der Breitenachse beträgt etwa 0,8 bis etwa 1,2.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Gerät eine äußerste dielektrische Schicht eines Halbleiterplättchens, eine Leiterbahn in der äußersten dielektrischen Schicht, und ein vorstehendes Kontakthöckerpad auf der Leiterbahn. Das vorstehende Kontakthöckerpad erstreckt sich zumindest teilweise über eine obere Fläche der äußersten dielektrischen Schicht, und ein Abschnitt der Leiterbahn, der nicht durch das vorstehende Kontakthöckerpad bedeckt ist, ist in Bezug auf die obere Fläche der äußersten dielektrischen Schicht zurückversetzt bzw. eingelassen.
  • Gemäß einer weiteren anderen Ausführungsform, umfasst ein Verfahren ein Ausbilden einer äußersten dielektrischen Schicht in einem ersten Halbleiterplättchen, einer Leiterbahn in der äußersten dielektrischen Schicht und eines vorstehenden Kontakthöckerpads auf der Leiterbahn. Das vorstehende Kontakthöckerpad erstreckt sich über eine obere Fläche der äußersten dielektrischen Schicht, und das vorstehende Kontakthöckerpad umfasst eine erste Längsachse mit einer ersten Abmessung und eine Breitenachse mit einer zweiten Abmessung, wobei ein Verhältnis der ersten Abmessung zu der zweiten Abmessung etwa 0,8 bis etwa 1,2 beträgt.
  • Die vorhergehende Beschreibung stellt Merkmale einiger Ausführungsformen dar, sodass ein Fachmann die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen kann. Ein Fachmann sollte erkennen, dass die vorliegende Offenbarung ohne Weiteres als Basis zum Designen oder Modifizieren anderer Prozesse und Strukturen verwendet werden kann, um demselben Zweck zu dienen und/oder um dieselben Vorteile zu erreichen wie die vorliegend vorgestellten Ausführungsformen. Ein Fachmann sollte auch erkennen, dass solche äquivalente Konstruktionen nicht vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abänderungen hierin vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Die Zusammenfassung am Ende dieser Offenbarung wird zur Verfügung gestellt, um 37 C. F. R. § 1.72(b) zu genügen und dem Leser zu erlauben, schnell die Natur der technischen Offenbarung zu ermitteln. Sie wird in dem Verständnis eingereicht, dass sie nicht verwendet wird, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche auszulegen oder zu beschränken.
  • Während die Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist nicht beabsichtigt, dass diese Beschreibung in einem beschränkenden Sinne ausgelegt wird. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der beispielhaften Ausführungsformen sowie andere Ausführungsformen der Erfindung sind dem Fachmann anhand einer Bezugnahme auf die Beschreibung offenbar. Es ist daher beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche jede solcher Modifikationen oder Ausführungsformen einschließen.

Claims (20)

  1. Gerät umfassend: eine dielektrische Schicht; eine Leiterbahn in der dielektrischen Schicht; und ein vorstehendes Kontakthöckerpad auf der Leiterbahn, wobei sich das vorstehende Kontakthöckerpad zumindest teilweise über die dielektrische Schicht erstreckt, wobei das vorstehende Kontakthöckerpad eine erste Längsachse und eine Breitenachse hat, und wobei ein Verhältnis einer ersten Abmessung der ersten Längsachse zu einer zweiten Abmessung der Breitenachse etwa 0,8 bis etwa 1,2 beträgt.
  2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die erste Abmessung der zweiten Abmessung im Wesentlichen gleicht.
  3. Gerät nach Anspruch 1, bei dem das vorstehende Kontakthöckerpad im Wesentlichen kreisförmig, quadratisch, hexagonal oder oktagonal ist.
  4. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die Leiterbahn einen Leiterbahnpadabschnitt umfasst und bei dem das vorstehende Kontakthöckerpad auf dem Leiterbahnpadabschnitt angeordnet ist.
  5. Gerät nach Anspruch 4, bei dem der Leiterbahnpadabschnitt kreisförmig, oval, rechteckig, hexagonal oder oktagonal ist.
  6. Gerät nach Anspruch 1, das weiterhin ein Halbleiterplättchen umfasst, das mit der dielektrischen Schicht verbunden ist, wobei das Halbleiterplättchen einen leitfähigen Kontakthöcker umfasst, und wobei der leitfähige Kontakthöcker das vorstehende Kontakthöckerpad kontaktiert.
  7. Gerät nach Anspruch 6, bei dem der leitfähige Kontakthöcker weiterhin eine Seitenwand des vorstehenden Kontakthöckerpads kontaktiert.
  8. Gerät nach Anspruch 6, bei dem eine zweite Längsachse des vorstehenden Kontakthöckerpads im Wesentlichen parallel zu der ersten Längsachse des vorstehenden Kontakthöckerpads ist.
  9. Gerät nach Anspruch 6, bei dem eine zweite Längsachse des leitfähigen Kontakthöckers die erste Längsachse des vorstehenden Kontakthöckerpads schneidet.
  10. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die dielektrische Schicht eine äußerste dielektrische Schicht eines Packagesubstrates ist.
  11. Gerät umfassend: eine äußerste dielektrische Schicht eines ersten Geräts; eine Leiterbahn in der äußersten dielektrischen Schicht, wobei eine freiliegende Fläche der Leiterbahn von einer oberen Fläche der äußersten dielektrischen Schicht in die dielektrische Schicht hineinversetzt ist; und ein vorstehendes Kontakthöckerpad auf der Leiterbahn, wobei sich das vorstehende Kontakthöckerpad zumindest teilweise über die obere Fläche der äußersten dielektrischen Schicht erstreckt.
  12. Gerät nach Anspruch 11, bei dem das vorstehende Kontakthöckerpad eine Langsachse und eine Breitenachse hat, und bei dem ein Verhältnis zwischen einer ersten Abmessung der Längsachse zu einer zweiten Abmessung der Breitenachse etwa 0,8 bis etwa 1,2 beträgt.
  13. Gerät nach Anspruch 11, das weiterhin ein mit dem ersten Gerät verbundenes Halbleiterplättchen umfasst, wobei das Halbleiterplättchen ein mit dem vorstehenden Kontakthöckerpad verbundenen leitfähigen Kontakthöcker umfasst.
  14. Gerät nach Anspruch 13, bei dem eine Achse des leitfähigen Kontakthöckers und eine Achse des vorstehenden Kontakthöckerpads im Wesentlichen parallel sind.
  15. Gerät nach Anspruch 13, bei dem eine Achse des leitfähigen Kontakthöckers und eine Achse des vorstehenden Kontakthöckerpads sich schneiden.
  16. Gerät nach Anspruch 13, bei dem der leitfähige Kontakthöcker eine Seitenwand des vorstehenden Kontakthöckerpads kontaktiert.
  17. Verfahren umfassend: Ausbilden einer äußersten dielektrischen Schicht in einem Gerät; Ausbilden einer Leiterbahn in der äußersten dielektrischen Schicht; und Ausbilden eines vorstehenden Kontakthöckerpads auf der Leiterbahn, wobei sich das vorstehende Kontakthöckerpad über eine obere Fläche der äußersten dielektrischen Schicht erstreckt, wobei das vorstehende Kontakthöckerpad eine erste Längsachse mit einer ersten Abmessung und einer Breitenachse mit einer zweiten Abmessung aufweist, und wobei ein Verhältnis der ersten Abmessung zu der zweiten Abmessung etwa 0,8 bis etwa 1,2 beträgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, das weiterhin ein Verbinden eines Halbleiterplättchens mit dem Gerät umfasst, wobei das Verbinden des Halbleiterplättchens ein Verbinden eines leitfähigen Kontakthöckers des Halbleiterplättchens mit dem vorstehenden Kontakthöckerpad umfasst.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Verbinden des Halbleiterplättchens ein Anordnen einer zweiten Längsachse des leitfähigen Kontakthöckers im Wesentlichen parallel zu der ersten Längsachse des vorstehenden Kontakthöckerpads umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Verbinden des Halbleiterplättchens ein Anordnen einer zweiten Längsachse des leitfähigen Kontakthöckers zu der ersten Längsachse des vorstehenden Kontakthöckerpads umfasst, sodass sich diese Achsen schneiden.
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