Сохранение перераспределяющих токопроводящих дорожек, имеющих мелкий шаг
Один вариант воплощения изобретения включает в себя полупроводниковый аппарат, содержащий перераспределяющий слой (RDL-слой), включающий в себя рельефную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, имеющую две боковые стенки перераспределяющего слоя, причем перераспределяющий слой, содержащий материал, выбранный из группы, содержащей Cu (медь) и Au (золото), защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими двумя боковыми стенками перераспределяющего слоя, затравочный слой, включающий в себя этот материал, и барьерный слой, при этом (а) токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, ортогональную по отношению к этим двум боковым стенками перераспределяющего слоя и простирающуюся между ними, и (b) затравочный и барьерный слои каждый включают в себя ширину, параллельную ширине токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и более широкую, чем эта ширина. Здесь же представлены и другие варианты воплощения изобретения. Изобретение обеспечивает сохранение перераспределяющих токопроводящих дорожек, имеющих мелкий шаг. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Один вариант воплощения изобретения включает в себя обработку полупроводников, а более конкретно сохранение размеров перераспределяющего слоя во время его обработки.
Уровень техники
Проходящие через кремний сквозные отверстия (TSV-отверстия), связанные с кристаллом, могут не находиться на одной прямой с контактами (например, контактными площадками) кристалла. В таких ситуациях, на задней стороне кристалла или на стороне расположения устройств в кристалле может быть нанесен рисунок электрически проводящего перераспределяющего слоя (RDL-слоя), такого как металлический слой. Это нанесение рисунка может включать в себя технологии фотолитографии, при которых, например, медный материал наносится на поверхность задней стороны кристалла. После этого используется маска для того, чтобы определить перераспределяющий слой и вытравить рисунок таким образом, чтобы этот перераспределяющий слой имел "пальцы"/выступы, простирающиеся в поперечном направлении от проходящих через кремний сквозных отверстий до некоторого требуемого положения для электрического контакта с контактными точками (например, со столбиковыми выводами С4, контактными площадками) этого кристалла или другого кристалла. Перераспределяющий слой может быть соединен с контактными точками кристалла посредством, например, соединений пайкой.
Краткое описание чертежей
Признаки и преимущества вариантов воплощения настоящего изобретения станут очевидны из прилагаемой формулы изобретения, нижеследующего детализированного описания одного или более приводимых в качестве примера вариантов воплощения изобретения и соответствующих фигур, на которых:
фиг. 1 включает в себя полупроводниковое устройство с рельефной токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя;
фиг. 2 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя физически уменьшенную версию копированной строки RDL иллюстрации 1;
фиг. 3 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой в одном варианте воплощения изобретения;
фиг. 4 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой после нанесения защитного слоя боковых стенок перераспределяющего слоя в одном варианте воплощения изобретения;
фиг. 5 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой после травления защитного слоя боковых стенок перераспределяющего слоя в одном варианте воплощения изобретения;
фиг. 6 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой после травления затравочного слоя в одном варианте воплощения изобретения;
фиг. 7 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой после травления барьерного слоя в одном варианте воплощения изобретения;
фиг. 8 включает в себя способ обработки полупроводникового устройства в одном варианте воплощения изобретения;
фиг. 9 включает в себя систему для использования с вариантом воплощения изобретения.
Детализированное описание
Теперь обратимся к чертежам, на которых сходные конструкции могут быть снабжены ссылочными позициями со сходными индексами. Для того чтобы более понятно показать конструкции различных вариантов воплощения изобретения, чертежи, включенные в состав этого описания, являются схематическими представлениями полупроводниковых конструкций/конструкций электронных схем. Таким образом, фактический внешний вид конструкций изготовленных интегральных схем, например, на микрофотографии, может казаться другим, тем не менее включая в себя при этом заявленные конструкции из проиллюстрированных вариантов воплощения изобретения. Помимо этого, чертежи могут показывать только конструкции, полезные для понимания проиллюстрированных вариантов воплощения изобретения. Дополнительные конструкции, известные в данной области техники, могли быть не включены в состав чертежей для того, чтобы сохранять понятность чертежей. Например, не каждый слой полупроводникового устройства показан в обязательном порядке. Термины "вариант воплощения изобретения", "различные варианты воплощения изобретения" и тому подобное указывают на то, что вариант(ы) воплощения изобретения, описываемые таким образом, могут включать в себя конкретные признаки, конструкции или характеристики, но не каждый вариант воплощения изобретения обязательно включает в себя эти конкретные признаки, конструкции или характеристики. Некоторые варианты воплощения изобретения могут иметь некоторые, все или ни одного из признаков, описанных для других вариантов воплощения изобретения. Термины "первый", "второй", "третий" и тому подобное описывают некоторый общий объект и указывают на то, что дается ссылка на различные экземпляры сходных объектов. Такие прилагательные не подразумевают того, что объекты, описанные таким образом, должны находиться в данной последовательности будь то во временном отношении, пространственном отношении, при ранжировании или в любом другом отношении. Термин "соединенный" может указывать на то, что элементы находятся в непосредственном физическом или электрическом контакте друг с другом, а термин "сопряженный" может указывать на то, что элементы содействуют друг другу или взаимодействуют друг с другом, но они могут находиться или могут не находиться в непосредственном физическом или электрическом контакте. Кроме того, в то время как для обозначения одинаковых или сходных частей на различных фигурах могут быть использованы сходные или одинаковые ссылочные позиции, это не означает того, что все фигуры, включающие в себя сходные или одинаковые ссылочные позиции, составляют единственный или один и тот же вариант воплощения изобретения.
Один вариант воплощения изобретения включает в себя создание защитной боковой стенки (защитных боковых стенок) на краю (краях) толстых металлических токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя, имеющих очень мелкий шаг. Защитные боковые стенки, входящие в состав пленки боковой стенки, предохраняют стороны толстых металлических токопроводящих дорожек, имеющих очень мелкий шаг, от химического воздействия во время стадии процесса травления затравочного слоя, которая имеет место в "полуаддитивном" технологическом процессе. Это устраняет или сильно снижает уменьшение ширины токопроводящей дорожки, которое происходит во время травления затравочного слоя вследствие химического воздействия. Это очень полезно при обработке токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя, имеющих очень мелкий шаг, где уменьшение ширины токопроводящей дорожки во время травления затравочного слоя приблизительно на 0,5 um составляет большой процент от полной ширины токопроводящей дорожки, когда перераспределяющие токопроводящие дорожки имеют меньше чем 4,0 um по ширине. Таким образом, один вариант воплощения изобретения включает в себя создание защитной пленки на боковых стенках токопроводящих дорожек, имеющих очень мелкий шаг, что предотвращает уменьшение ширины токопроводящей дорожки во время процесса травления затравочного слоя.
Фиг. 1 включает в себя полупроводниковое устройство с рельефной токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя. Рельефный медный (Cu) перераспределяющий слой образует токопроводящую дорожку (105) перераспределяющего слоя. Токопроводящая дорожка (105) перераспределяющего слоя сформирована поверх медного затравочного слоя (106) перераспределяющего слоя, барьерного слоя (107) перераспределяющего слоя, пассивирующего слоя (например, нитрида) (108), последнего металлического слоя в дамасском пакете (109) межсоединений и подложки (110). Барьерный слой может выстилать участки устройства для того, чтобы предотвратить миграцию ионов из металлических токопроводящих дорожек во время работы законченного устройства. Например, там, где металлические токопроводящие дорожки должны быть выполнены из меди, барьерный слой может включать в себя тантал (Та).
Устройство, показанное на фиг. 1, было сформировано посредством "полуаддитивного" процесса. В ходе "полуаддитивного" процесса не имеющий рельеф перераспределяющий слой имеет тонкий затравочный слой (например, медный). Затем накладывается обратная маска, которая оставляет открытыми те части затравочного слоя на перераспределяющем слое, которые, в конечном счете, станут токопроводящими дорожками перераспределяющего слоя. После этого на затравочный слой на немаскированных участках наносится дополнительная медь для того, чтобы сформировать токопроводящие дорожки перераспределяющего слоя. Маску снимают и посредством травления удаляют обнажившуюся при этом первоначально имевшуюся медь затравочного слоя, изолируя индивидуальные токопроводящие дорожки/трассы перераспределяющего слоя.
Для того чтобы обеспечить адекватное сцепление между различными материалами, можно сначала нанести затравочный слой. Этот затравочный слой обычно включает в себя тот же самый металл, который должен образовать металлические токопроводящие дорожки. В качестве альтернативы, для формирования затравочного слоя может быть использован сплав этого металла. Затравочный слой обычно довольно тонок. Например, затравочный слой может иметь толщину между приблизительно 10 ангстремами и приблизительно 3000 ангстремами. В порядке сравнения отметим, что формируемые завершенные металлические токопроводящие дорожки могут заполнять канавки фоторезиста (не показанные и уже удаленные к моменту времени процесса, показанного на фиг. 1) и могут иметь высоту между приблизительно 0,5 микрона и приблизительно 20 микронами и могут иметь ширину между приблизительно 0,25 микрона и приблизительно 7 микронами. Затравочный слой может быть нанесен, например, посредством осаждения атомного слоя (ADL-осаждения) или термовакуумного осаждения из паровой фазы (PVD-осаждения). Таким образом, формируются тонкие и однородные затравочные слои, которые сцепляются с кремнием или другими материалами, определяющими канавки. В дополнение к этому, затравочный слой может включать в себя материал, аналогичный материалу токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя. Например, затравочный слой и металлические токопроводящие дорожки могут оба включать в себя медь. Следовательно, материал, образующий остальную часть этих металлических токопроводящих дорожек адекватным образом соответствует затравочному слою и сцепляется с ним при осаждении на него. Затравочный слой, таким образом, действует в качестве связующего граничного слоя между материалами подложки или барьерного слоя и металлическими токопроводящими дорожками.
Фиг. 2 включает в себя физически уменьшенный вариант рельефной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, показанной на фиг. 1. В частности, устройство, показанное на фиг. 1, обработано с травлением медного затравочного слоя (106), сопровождаемым травлением барьерного слоя (107). Во время этапа травления медного затравочного слоя как высота, так и ширина толстых металлических токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя уменьшается, как видно по пунктирному профилю (111), который иллюстрирует первоначальные размеры одной из токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя.
Фиг. 3 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой в одном варианте воплощения изобретения. Как и в случае фиг. 1, фиг. 3 включает в себя полупроводниковое устройство с рельефной токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя. Рельефный перераспределяющий слой образует токопроводящую дорожку (305) перераспределяющего слоя. Токопроводящая дорожка (305) перераспределяющего слоя сформирована поверх медного затравочного слоя (306) перераспределяющего слоя, барьерного слоя (307) перераспределяющего слоя, пассивирующего слоя (например, нитрида) (308), последнего металлического слоя в дамасском пакете (309) межсоединений и подложки (310). Устройство, показанное на фиг. 3, было сформировано посредством "полуаддитивного" процесса.
Фиг. 4 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой после нанесения слоя защиты боковых стенок перераспределяющего слоя (см. также этап 801 способа 800, показанного на фиг. 8). Например, один вариант воплощения этого способа начинается с пластины, которая была обработана, по сути, до того состояния, при котором рельефные медные толстые металлические токопроводящие дорожки перераспределяющего слоя сформированы, но травление медного затравочного слоя еще не выполнялось. После этого, как видно на фиг. 4, поверх всей поверхности подложки наносится пленка (304) защиты боковых стенок. В одном варианте воплощения изобретения эта пленка включает в себя нитрид кремния, но другие материалы, такие как карбид кремния, диоксид кремния, оксинитрид кремния и разнообразные полимеры также являются подходящими и включены в состав разнообразных других вариантов воплощения изобретения.
Фиг. 5 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой после травления слоя защиты боковых стенок перераспределяющего слоя в одном варианте воплощения изобретения (см. также этап 802, показанный на фиг. 8). Например, для того чтобы удалить пленку (304) защиты боковых стенок с горизонтальных поверхностей, оставив при этом закрытыми вертикальные поверхности токопроводящей дорожки (305) перераспределяющего слоя, используется процесс анизотропного плазменного травления. Таким образом, открытым становится медный затравочный слой (306) между медными толстыми металлическими токопроводящими дорожками перераспределяющего слоя (только одна из которых пронумерована как токопроводящая дорожка (305)), в то время как боковые стенки этих толстых металлических токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя остаются закрытыми.
Фиг. 6 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой после травления затравочного слоя в одном варианте воплощения изобретения (см. также этап 803, показанный на фиг. 8). Например, для того, чтобы удалить травлением медный затравочный слой (306) между медными толстыми металлическими токопроводящими дорожками перераспределяющего слоя, используется процесс изотропного жидкого травления. Поскольку токопроводящие дорожки перераспределяющего слоя покрыты пленкой (304) защиты боковых стенок, то не происходит никакого травления (или происходит очень малое травление) боковых стенок перераспределяющего слоя и, следовательно, во время процесса травления медного затравочного слоя, каковой процесс показан на фиг. 6, уменьшение ширины токопроводящей дорожки составляет от малого до нулевого. Подходящие реактивы для жидкого травления меди включают в себя, например, травители на основе хлорида железа и смеси серной кислоты/пероксида водорода.
Фиг. 7 включает в себя полупроводниковое устройство, включающее в себя рельефный перераспределяющий слой после травления барьерного слоя в одном варианте воплощения изобретения (см. также этап 804, показанный на фиг. 8). Например, травление пленки (307) барьерного слоя осуществляется с использованием процесса жидкого химического или плазменного травления. В варианте воплощения изобретения барьерная пленка (307) включает в себя титан (Ti), но другие подходящие барьерные пленки в других вариантах воплощения изобретения включают в себя тантал (Та), хром (Cr) и тому подобное. На фиг. 7 показана конструкция, в которой по бокам толстых металлических токопроводящих дорожек (305) перераспределяющего слоя, имеющих мелкий шаг, располагается защитная пленка (304) боковой стенки для того, чтобы защищать боковые стенки от химического воздействия во время обработки травлением медного затравочного слоя.
Токопроводящая дорожка (305) перераспределяющего слоя имеет ширину (311) токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, ортогональную по отношению к боковым стенками (304'), (304'') перераспределяющего слоя и простирающуюся между ними. Затравочный слой (306) и барьерный слой (307) каждый включают в себя ширину, параллельную ширине (311) токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и более широкую, чем эта ширина. Затравочный слой (306) включает в себя края, выровненные по вертикали с самыми нижними краями защитных боковых стенок (304'), (304''). Барьерный слой (307) включает в себя край, выровненный по вертикали с краями затравочного слоя (306) и с самыми нижними краями защитных боковых стенок (304'), (304'').
На фиг. 7 дополнительная рельефная токопроводящая дорожка (325) перераспределяющего слоя, входящая в состав того же самого перераспределяющего слоя, что и токопроводящая дорожка (305) перераспределяющего слоя, имеет дополнительные боковые стенки перераспределяющего слоя и дополнительные защитные боковые стенки (324'), (324''), непосредственно контактирующие с этими дополнительными боковыми стенками перераспределяющего слоя. Кроме того, дополнительный затравочный слой (326), включающий в себя тот же самый материал, что и как токопроводящая дорожка (325) перераспределяющего слоя, и лежит в одной плоскости с затравочным слоем (306). Кроме того, дополнительный барьерный слой (327) лежит в одной плоскости с барьерным слоем (307). Эта дополнительная токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину дополнительной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, и дополнительный затравочный и барьерные слои каждый включают в себя ширину, параллельную ширине этой дополнительной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и более широкую, чем эта ширина. Например, затравочный и барьерный слои (326), (327) могут простираться к внешним краям защитных боковых стенок (324'), (324'').
В одном варианте воплощения изобретения, между проиллюстрированными участками токопроводящих дорожек (305), (325) перераспределяющего слоя не существует никакого диэлектрического материала и никакой другой рельефной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя. Это может отличаться от двойных дамасских процессов. Таким образом, могут иметься пустые полости (331) между токопроводящими дорожками (305), (325). Полость (331) пересекается осью (330), которая соединяет (в иллюстративных целях) токопроводящие дорожки (305), (325) перераспределяющего слоя. В одном варианте воплощения изобретения, полость (330) не включает в себя никакого диэлектрического материала. Таким образом, токопроводящие дорожки (305), (325) перераспределяющего слоя могут формировать наружный внешний контур или периметр устройства без включения в него какого бы то ни было диэлектрика, выровненного вровень с верхними поверхностями токопроводящих дорожек.
Как показано на фиг. 7, затравочные слои (306), (326) непосредственно не контактируют друг с другом, и барьерные слои (307), (327) непосредственно не контактируют друг с другом. В одном варианте воплощения изобретения, ширина (311) токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя составляет меньше чем 5 мкм, но в других вариантах воплощения она составляет меньше чем 7, 6, 4, 3 или 2 мкм.
Время от времени в этом описании токопроводящие дорожки перераспределяющего слоя могут упоминаться как перераспределяющий слой. Однако это просто означает то, что многие из токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя сформированы из единственного слоя. Перераспределяющий слой после того, как на нем был выполнен рельеф, может включать в себя много токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя.
Один вариант воплощения изобретения, такой как вариант воплощения изобретения, показанный на фиг. 7, делает возможным недорогое изготовление толстых металлических токопроводящих дорожек с очень мелким шагом, имеющих шаги ниже 4 um расстояния между токопроводящими дорожками (L/S-расстояния). Это дает преимущества перед технологическими процессами дамасского типа, в которых могут требоваться этапы химического механического полирования/выравнивания (СМР-полирования) медного и барьерного слоя, являющиеся значительно более дорогостоящими по сравнению с описанными здесь "полуаддитивными" процессами.
Обратимся теперь к фиг. 9, на которой показана структурная схема варианта (1000) воплощения системы в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения. На фигуре показана многопроцессорная система, которая включает в себя первый процессорный элемент (1070) и второй процессорный элемент (1080). Хотя показаны только два процессорных элемента, следует понимать, что некоторый вариант воплощения системы (1000) может также включать только один такой процессорный элемент. Система (1000) проиллюстрирована как система с двухточечным межсоединением, в которой первый процессорный элемент (1070) и второй процессорный элемент (1080) сопряжены через двухточечное межсоединение (1050). Следует понимать, что любые или все проиллюстрированные межсоединения могут быть реализованы как многоотводная шина, а не как двухточечное соединение. Как показано на фигуре, каждый из процессорных элементов: (1070) и (1080), может представлять собой многоядерные процессоры, включающие в себя первое и второе процессорные ядра (то есть, процессорные ядра (1074а) и (1074b) и процессорные ядра (1084а) и (1084b). Такие ядра (1074), (1074b), (1084а), (1084b) могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы исполнять код команды способом, аналогичным рассматриваемым здесь способам.
Каждый процессорный элемент (1070), (1080) может включать в себя по меньшей мере один совместно используемый кэш. Совместно используемый кэш может хранить данные (например, команды), которые используются одним или более компонентами процессора, такими как, соответственно, ядра (1074а), (1074b), и (1084а), (1084b). Например, совместно используемый кэш может локально помещать в кэш данные, хранящиеся в памяти (1032), (1034), для более быстрого осуществления доступа компонентами процессора. В одном или более вариантах воплощения изобретения, этот совместно используемый кэш может включать в себя один или более кэшей среднего уровня, таких как уровня 2 (L 2), уровня 3 (L 3), уровня 4 (L 4) или другие уровни кэша, кэш последнего уровня (LLC-кэш) и/или их сочетания.
Хотя на фигуре показана система только с двумя процессорными элементами: (1070), (1080), следует понимать, что объем настоящего изобретения этим не ограничен. В других вариантах реализации изобретения, в данном процессоре могут присутствовать один или более дополнительных процессорных элементов. В качестве альтернативы, один или больше процессорных элементов (1070), (1080) могут представлять собой элемент, отличный от процессора, такой как акселератор или вентильная матрица с эксплуатационным программированием. Например, дополнительный процессорный элемент (дополнительные процессорные элементы) может (могут) включать в себя дополнительный процессор (дополнительные процессоры), который (которые) является (являются) такими же, как первый процессор (1070), дополнительный процессор (дополнительные процессоры), который (которые) является (являются) разнородным(и) или асимметричным(и) по отношению к первому процессору (1070), акселераторами (такими как, например, графические акселераторы или звенья цифровой обработки сигналов (DSP-звенья)), вентильными матрицами с эксплуатационным программированием, или любым другим процессорным элементом. Может иметь место многообразие различий между процессорными элементами (1070), (1080) в том, что касается спектра показателей качества, включающих в себя архитектурные, микроархитектурные, тепловые характеристики, характеристики энергопотребления и тому подобное. Эти различия могут практически проявлять себя как асимметрия и разнородность среди процессорных элементов (1070), (1080). По меньшей мере, для одного варианта воплощения изобретения, разнообразные процессорные элементы (1070), (1080) могут располагаться в одном и том же корпусе кристалла.
Первый процессорный элемент (1070) может, кроме того, включать в себя логику контроллера памяти (МС-контроллер) (1072) и двухточечные (Р-Р) интерфейсы (1076) и (1078). Аналогичным образом, второй процессорный элемент (1080) может включать в себя контроллер памяти (1082) и двухточечные интерфейсы (1086) и (1088). Контроллеры (1072) и (1082) памяти сопрягают процессоры с соответствующими запоминающими устройствами, а именно памятью (1032) и памятью (1034), которые могут представлять собой участки основной памяти, локально закрепленные за соответствующими процессорами. Хотя логика (1072) и (1082) контроллеров памяти проиллюстрирована как интегрированная в процессорные элементы (1070), (1080), для альтернативных вариантов воплощения изобретения, эта логика контроллеров памяти может представлять собой отдельную логику, расположенную вне процессорных элементов (1070), (1080), а не интегрированную в них.
Первый процессорный элемент (1070) и второй процессорный элемент (1080) может быть сопряжены с подсистемой (1090) ввода-вывода через двухточечные интерфейсы (1076), (1086) через, соответственно, двухточечные межсоединения (1062), (10104). Как показано на фигуре, подсистема (1090) ввода-вывода включает в себя двухточечные интерфейсы (1094) и (1098). Помимо этого, подсистема (1090) ввода-вывода включает в себя интерфейс (1092) для сопряжения подсистемы (1090) ввода-вывода с высокопроизводительной графической машиной (1038). В одном варианте воплощения изобретения, для сопряжения графической машины (1038) с подсистемой (1090) ввода-вывода может быть использована шина. В качестве альтернативы, эти компоненты могут сопрягаться посредством двухточечного межсоединения (1039).
В свою очередь, подсистема (1090) ввода-вывода может быть сопряжена с первой шиной (10110) через интерфейс (1096). В одном варианте воплощения изобретения, первая шина (10110) может представлять собой шину Межсоединения периферийных компонентов (шину PCI) или шину, такую как шина PCI Express (Скоростного Межсоединения периферийных компонентов) или другая шина межсоединения ввода/вывода, относящаяся к третьему поколению, хотя объем настоящего изобретения этим не ограничен.
Как показано на фигуре, с первой шиной (10110) могут быть сопряжены разнообразные устройства (1014), (1024) ввода/вывода, наряду с мостом (1018) между шинами, который может сопрягать первую шину (10110) с некоторой второй шиной (1020). В одном варианте воплощения изобретения, вторая шина (1020) может представлять собой шину с малым количеством выводов (LPC-шину). Со второй шиной (1020) могут быть сопряжены разнообразные устройства, включающие в себя, например, клавиатуру/"мышь" (1022), устройство (устройства) (1026) связи (которое (которые) может (могут) в свою очередь поддерживать связь с компьютерной сетью), и звено (1028) хранения данных, такое как дисковод или другое запоминающее устройство большой емкости, которое, в одном варианте воплощения изобретения, может включать в себя код (1030). Код (1030) может включать в себя команды для выполнения вариантов воплощения одного или более способов, описанных выше. Кроме того, со второй шиной (1020) может быть сопряжено устройство (1024) ввода/вывода аудиоинформации.
Разнообразные компоненты системы (1000), такие как компоненты (1070), (1080), (1032), (1034), (1038), (1090), могут включать в себя описанные здесь токопроводящие дорожки перераспределяющего слоя.
Отметим, что предполагаются и другие варианты воплощения изобретения. Например, вместо показанной здесь двухточечной архитектуры в системе может быть реализована многоотводная шина или другая такая топология связи. Кроме того, элементы, показанные на этой фигуре, могут, в качестве альтернативы, быть разделены с использованием большего или меньшего количества интегральных микросхем, чем то, что показано на этой фигуре.
Пример 1 включает в себя полупроводниковый аппарат, содержащий: перераспределяющий слой (RDL-слой), включающий в себя рельефную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, имеющую две боковые стенки перераспределяющего слоя, причем перераспределяющий слой, содержащий некоторый материал; защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими двумя боковыми стенками перераспределяющего слоя; затравочный слой, включающий в себя этот материал; и барьерный слой; при этом (а) токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, ортогональную по отношению к этим двум боковым стенками перераспределяющего слоя и простирающуюся между ними, и (b) затравочный и барьерный слои каждый включают в себя ширину, параллельную ширине токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и более широкую, чем эта ширина.
В одном варианте воплощения изобретения этот материал выбирается из группы, содержащей Cu (медь) и Au (золото). В то время как некоторые варианты воплощения изобретения включают в себя Cu (медь) и Au (золото) для токопроводящих дорожек перераспределяющего слоя, другие варианты воплощения изобретения этим не ограничены и могут включать в себя другие металлы и/или сплавы, специально не упомянутые. В одном варианте воплощения изобретения боковые стенки являются вертикальными и ортогональными по отношению к горизонтальной плоскости, в которой лежит подложка. Защитные боковые стенки могут "непосредственно контактировать" с двумя боковыми стенками перераспределяющего слоя, несмотря на то, что имеется некоторый уровень окисления или загрязнения боковых стенок перераспределяющего слоя во время формирования защитных боковых стенок. Это верно и для других описанных здесь областей, которые относятся к "непосредственно контактирующим". Кроме того, затравочный слой может включать в себя тот же самый материал, что и токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя, несмотря на то, что это сделано другим способом, чем в токопроводящей дорожке перераспределяющего слоя (например, затравочный слой может представлять собой сплав материала, используемого для токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, и, наоборот, затравочный слой может включать в себя другие соотношения материалов (хотя и те же самые материалы), что и токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя, и тому подобное). В одном варианте воплощения изобретения токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя включает в себя контактную площадку. Контактную площадку может составлять вся токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя (например, для короткой токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя), или контактную площадку может составлять только некоторый участок токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя (например, для длинной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя).
В примере 2 предмет Примера 1 может, если требуется, включать в себя, то, что затравочный слой включает в себя край, выровненный по вертикали с краем одной из защитных боковых стенок.
В примере 3 предмет Примеров 1-2 может, если требуется, включать в себя, то, что барьерный слой включает в себя край, выровненный по вертикали с краем затравочного слоя.
В примере 4 предмет Примеров 1-3 может, если требуется, включать в себя то, что перераспределяющий слой сопрягается с проходящим через кремний сквозным отверстием (TSV-отверстием).
В примере 5 предмет Примеров 1-4 может, если требуется, включать в себя дополнительную рельефную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, входящую в состав этого перераспределяющего слоя, имеющую две дополнительные боковые стенки перераспределяющего слоя; дополнительные защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими двумя дополнительными боковыми стенками перераспределяющего слоя; дополнительный затравочный слой, включающий в себя этот материал и лежащий в одной плоскости с затравочным слоем; дополнительный барьерный слой, лежащий в одной плоскости с барьерным слоем; при этом (а) дополнительный перераспределяющий слой имеет ширину дополнительной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, ортогональную по отношению к этим двум дополнительным боковым стенкам перераспределяющего слоя и простирающуюся между ними, и (b) дополнительные затравочный и барьерный слои каждый включают в себя ширину, параллельную ширине дополнительной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и более широкую, чем эта ширина.
В примере 6 предмет Примеров 1-5 может, если требуется, включать в себя то, что между участком рельефной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и дополнительным участком дополнительной рельефной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя не существует никакого диэлектрического материала и никакой другой рельефной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя.
В примере 7 предмет Примеров 1-6 может, если требуется, включать в себя то, что затравочный слой непосредственно не контактирует с дополнительным затравочным слоем.
В примере 8 предмет Примеров 1-7 может, если требуется, включать в себя то, что барьерный слой непосредственно не контактирует с дополнительным барьерным слоем.
В примере 9 предмет Примеров 1-8 может, если требуется, включать в себя пустую полость между рельефной токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя и дополнительной рельефной токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя, при этом пустая полость пересекается осью, соединяющей рельефную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя и дополнительную рельефную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя.
В примере 10 предмет Примеров 1-9 может, если требуется, включать в себя то, что пустая полость не включает в себя никакого диэлектрического материала.
В примере 11 предмет Примеров 1-10 может, если требуется, включать в себя то, что ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя составляет меньше чем 5 мкм.
В примере 12 предмет Примеров 1-11 может, если требуется, включать в себя то, что барьерный слой включает в себя по меньшей мере один материал, выбранный из группы, содержащей Ti (титан), Та (тантал) и Cr (хром), а защитные боковые стенки включают в себя по меньшей мере один материал, выбранный из группы, содержащей нитрид кремния, карбид кремния, диоксид кремния и оксинитрид кремния.
В примере 13 предмет Примеров 1-12 может, если требуется, включать в себя то, что барьерный слой непосредственно не контактирует с этими двумя боковыми стенками перераспределяющего слоя.
В примере 14 предмет Примеров 1-13 может, если требуется, включать в себя то, что затравочный слой непосредственно контактирует с барьерным слоем, защитными боковыми стенками и рельефной токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя.
В примере 15 предмет Примеров 1-14 может, если требуется, включать в себя то, что защитные боковые стенки непосредственно не контактируют с самыми верхними участками этих двух боковых стенок перераспределяющего слоя.
Таким образом, на фиг. 5 показаны боковые стенки, не контактирующие непосредственно с самыми верхними участками двух боковых стенок перераспределяющего слоя, однако, в одном варианте воплощения изобретения это отсутствие контакта устраняется во время травления затравочного слоя (при котором также травлению подвергается токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя) (см. фиг. 6). Однако в других вариантах воплощения изобретения этот промежуток между верхней частью защитных боковых стенок и верхней частью боковых стенок токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя остается.
Пример 16 включает в себя полупроводниковый аппарат, содержащий: перераспределяющую токопроводящую дорожку (перераспределяющего слоя), имеющую боковые стенки перераспределяющего слоя; защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими боковыми стенками перераспределяющего слоя; затравочный слой, включающий в себя этот материал и непосредственно контактирующий с токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя; при этом (а) токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, простирающуюся между этими боковыми стенками перераспределяющего слоя, и (b) затравочный слой включает в себя ширину, более широкую, чем ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя.
Таким образом, некоторые варианты воплощения изобретения могут включать в себя барьерный слой, но такого рода слой не является абсолютно необходимым во всех вариантах воплощения изобретения.
В примере 17 предмет Примера 16 может, если требуется, включать в себя, то, что затравочный слой включает в себя край, выровненный по вертикали с краем одной из защитных боковых стенок.
В примере 18 предмет Примеров 16-17 может, если требуется, включать в себя дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, непосредственно контактирующую с дополнительным затравочным слоем, лежащим в одной плоскости с затравочным слоем; при этом затравочный слой непосредственно не контактирует с дополнительным затравочным слоем.
В примере 19 предмет Примеров 16-18 может, если требуется, включать в себя пустую полость, пересекаемую осью, соединяющей токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя и дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя.
В примере 20 предмет Примеров 16-19 может, если требуется, включать в себя, то, что ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя составляет меньше чем 5 мкм.
Пример 21 включает в себя способ обработки полупроводников, содержащий этапы, на которых: формируют перераспределяющую токопроводящую дорожку (перераспределяющего слоя), имеющую боковые стенки перераспределяющего слоя; формируют защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими боковыми стенками перераспределяющего слоя; формируют затравочный слой, включающий в себя этот материал и непосредственно контактирующий с токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя; при этом (а) токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, простирающуюся между этими боковыми стенками перераспределяющего слоя, и (b) затравочный слой включает в себя ширину, более широкую, чем ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя.
В примере 22 предмет Примера 21 может, если требуется, включать в себя этап, на котором формируют край затравочного слоя, который выровнен по вертикали с краем одной из защитных боковых стенок.
В примере 23 предмет Примеров 21-22 может, если требуется, включать в себя этапы, на которых: формируют дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, непосредственно контактирующую с дополнительным затравочным слоем, лежащим в одной плоскости с затравочным слоем; при этом затравочный слой непосредственно не контактирует с дополнительным затравочным слоем; и формируют пустую полость, пересекаемую осью, соединяющей токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя и дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя.
В примере 24 предмет Примеров 21-23 может, если требуется, включать в себя, то, что ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя составляет меньше чем 5 микронов.
Вышеприведенное описание вариантов воплощения изобретения было представлено для целей иллюстрации и описания. Оно не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивать изобретение в точности теми формами, которые здесь раскрыты. Это описание и следующая за ним формула изобретения включают в себя такие термины, как левый, правый, верхний, нижний, поверх, под, выше, ниже, первый, второй и так далее, которые используются только для описательных целей и не должны рассматриваться в качестве ограничивающих. Например, термины, определяющие относительное вертикальное положение, относятся к ситуации, при которой сторона с устройствами (или активная поверхность) подложки или интегральной схемы представляет собой "верхнюю" поверхность этой подложки; подложка, на самом деле, может находиться в любой ориентации, так что "верхняя" сторона подложки может быть ниже, чем "нижняя" сторона в стандартной наземной системе координат, и все-таки находится в пределах значения термина "верхний". Термин "на", в том значении, в котором он используется здесь (включая сюда формулу изобретения), не указывает на то, что некоторый первый слой "на" некотором втором слое находится непосредственно на этом втором слое и в непосредственном контакте с ним, если это не заявлено специально; может иметься и некоторый третий слой или другая структура между первым слоем и вторым слоем на первом слое. Варианты воплощения описываемых здесь устройства или изделия могут быть изготовлены, использованы или отгружены в ряде положений и ориентаций. Специалисты в соответствующей области техники могут понять, что в свете вышеизложенного возможно много изменений и разновидностей. Специалисты в данной области техники распознают разнообразные эквивалентные сочетания и замены для разнообразных компонентов, показанных на фигурах. Следовательно, подразумевается, что объем изобретения ограничивается не этим детализированным описанием, а скорее прилагаемой к нему формулой изобретения.
Хотя настоящее изобретение было описано в отношении ограниченного количества вариантов своего воплощения, специалисты в данной области техники оценят многочисленные его изменения и разновидности. Подразумевается, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие изменения и разновидности, которые находятся в пределах подлинной сущности и объема этого настоящего изобретения.
1. Полупроводниковый аппарат, содержащий:
перераспределяющий слой (RDL-слой), включающий в себя рельефную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, имеющую две боковые стенки перераспределяющего слоя, причем перераспределяющий слой содержит материал;
защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими двумя боковыми стенками перераспределяющего слоя;
затравочный слой, включающий в себя упомянутый материал; и
барьерный слой;
дополнительную рельефную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, входящую в состав этого перераспределяющего слоя, имеющую две дополнительные боковые стенки перераспределяющего слоя;
дополнительные защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими двумя дополнительными боковыми стенками перераспределяющего слоя;
дополнительный затравочный слой, включающий в себя упомянутый материал и лежащий в одной плоскости с затравочным слоем; и
дополнительный барьерный слой, лежащий в одной плоскости с барьерным слоем;
при этом (а) токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, ортогональную по отношению к этим двум боковым стенкам перераспределяющего слоя и простирающуюся между ними, и (b) затравочный и барьерный слои каждый включают в себя ширину, параллельную ширине токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и более широкую, чем эта ширина,
при этом (а) дополнительный перераспределяющий слой имеет ширину дополнительной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, ортогональную по отношению к этим двум дополнительным боковым стенкам перераспределяющего слоя и простирающуюся между ними, и (b) дополнительные затравочный и барьерный слои каждый включают в себя ширину, параллельную ширине дополнительной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и более широкую, чем эта ширина.
2. Аппарат по п. 1, в котором затравочный слой включает в себя край, выровненный по вертикали с краем одной из защитных боковых стенок.
3. Аппарат по п. 2, в котором барьерный слой включает в себя край, выровненный по вертикали с краем затравочного слоя.
4. Аппарат по п. 1, в котором перераспределяющий слой сопрягается с проходящим через кремний сквозным отверстием (TSV-отверстием).
5. Аппарат по п. 1, в котором между участком токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и дополнительным участком дополнительной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя не существует никакого диэлектрического материала и никакой другой рельефной токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя.
6. Аппарат по п. 1, в котором затравочный слой непосредственно не контактирует с дополнительным затравочным слоем и барьерный слой непосредственно не контактирует с дополнительным барьерным слоем.
7. Аппарат по п. 6, содержащий пустую полость между токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя и дополнительной токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя, при этом пустая полость пересекается осью, соединяющей токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя и дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя.
8. Аппарат по п. 7, в котором пустая полость не включает в себя никакого диэлектрического материала.
9. Аппарат по п. 1, в котором упомянутый материал выбирают из группы, содержащей Cu (медь) и Au (золото).
10. Аппарат по п. 1, в котором ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя составляет меньше чем 5 мкм.
11. Аппарат по п. 10, в котором барьерный слой включает в себя по меньшей мере один материал, выбранный из группы, содержащей Ti (титан), Та (тантал) и Cr (хром), а защитные боковые стенки включают в себя по меньшей мере один материал, выбранный из группы, содержащей нитрид кремния, карбид кремния, диоксид кремния и оксинитрид кремния.
12. Аппарат по п. 1, в котором барьерный слой непосредственно не контактирует с этими двумя боковыми стенками перераспределяющего слоя.
13. Аппарат по п. 12, в котором затравочный слой непосредственно контактирует с барьерным слоем, защитными боковыми стенками и токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя.
14. Аппарат по п. 1, в котором защитные боковые стенки непосредственно не контактируют с самыми верхними участками этих двух боковых стенок перераспределяющего слоя.
15. Полупроводниковый аппарат, содержащий:
токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя (RDL-слоя), имеющую боковые стенки перераспределяющего слоя;
защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими боковыми стенками перераспределяющего слоя; и
затравочный слой, непосредственно контактирующий с токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя;
дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, непосредственно контактирующую с дополнительным затравочным слоем, лежащим в одной плоскости с затравочным слоем;
при этом (а) токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, простирающуюся между этими боковыми стенками перераспределяющего слоя, (b) затравочный слой включает в себя ширину, более широкую, чем ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, и (с) затравочный слой непосредственно не контактирует с дополнительным затравочным слоем.
16. Аппарат по п. 15, в котором затравочный слой включает в себя край, выровненный по вертикали с краем одной из защитных боковых стенок.
17. Аппарат по п. 15, содержащий пустую полость, пересекаемую осью, соединяющей токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя и дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя.
18. Аппарат по п. 15, в котором ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя составляет меньше чем 5 мкм.
19. Аппарат по п. 15, в котором перераспределяющий слой сопрягается с проходящим через кремний сквозным отверстием (TSV-отверстием).
20. Полупроводниковый аппарат, содержащий:
токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя (RDL-слоя), имеющую боковые стенки перераспределяющего слоя;
защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими боковыми стенками перераспределяющего слоя; и
затравочный слой, непосредственно контактирующий с токопроводящей дорожкой перераспределяющего слоя;
при этом (а) токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя меньше чем 5 мкм, простирающуюся между этими боковыми стенками перераспределяющего слоя, и (b) затравочный слой включает в себя ширину, более широкую, чем ширина токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя.
21. Аппарат по п. 20, содержащий:
дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, непосредственно контактирующую с дополнительным затравочным слоем, лежащим в одной плоскости с затравочным слоем;
пустую полость, пересекающуюся осью, соединяющей токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя и дополнительную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя,
при этом затравочный слой непосредственно не контактирует с дополнительным затравочным слоем.
22. Аппарат по п. 20, в котором перераспределяющий слой сопрягается с проходящим через кремний сквозным отверстием (TSV-отверстием).
23. Полупроводниковый аппарат, содержащий:
перераспределяющий слой (RDL-слой), включающий в себя рельефную токопроводящую дорожку перераспределяющего слоя, имеющую две боковые стенки перераспределяющего слоя, причем перераспределяющий слой содержит материал;
защитные боковые стенки, непосредственно контактирующие с этими двумя боковыми стенками перераспределяющего слоя;
затравочный слой, включающий в себя упомянутый материал; и
барьерный слой;
при этом (а) токопроводящая дорожка перераспределяющего слоя имеет ширину токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя, ортогональную по отношению к этим двум боковым стенками перераспределяющего слоя и простирающуюся между ними, (b) затравочный и барьерный слои каждый включают в себя ширину, параллельную ширине токопроводящей дорожки перераспределяющего слоя и более широкую, чем эта ширина, и (с) перераспределяющий слой сопрягается с проходящим через кремний сквозным отверстием (TSV-отверстием).
