(57)【要約】  第１のパターン形成された金属層の間に形成される第２のパターン形成された金属層を含む集積回路（ＩＣ）用基板が開示される。第１のパターン形成された金属層の上に形成される誘電体層が、２つの金属層を分離する。非導電層が、誘電体層および第２のパターン形成された金属層の上に形成される。
2017517142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に形成される第１のパターン形成された金属層と、
前記第１のパターン形成された金属層の上に形成される誘電体層と、
前記誘電体層の上で前記第１のパターン形成された金属層の間に形成される第２のパターン形成された金属層と、
前記誘電体層および前記第２のパターン形成された金属層の上に形成される非導電層と
を備える、集積回路（ＩＣ）用基板。
【請求項２】
前記誘電体層が前記第１のパターン形成された金属層の形状と共形となる、請求項１に記載のＩＣ用基板。
【請求項３】
前記誘電体層が均一な厚さを有する、請求項１に記載のＩＣ用基板。
【請求項４】
前記誘電体層が約１０μｍの厚さである、請求項３に記載のＩＣ用基板。
【請求項５】
前記誘電体層が酸化ケイ素を含む、請求項１に記載のＩＣ用基板。
【請求項６】
前記第１のパターン形成された金属層および第２のパターン形成された金属層が銅を含む、請求項１に記載のＩＣ用基板。
【請求項７】
前記第２のパターン形成された金属層が前記第１のパターン形成された金属層と実質的に平行である、請求項１に記載のＩＣ用基板。
【請求項８】
前記第２のパターン形成された金属層が異なる幅を有する部分を備える、請求項１に記載のＩＣ用基板。
【請求項９】
前記非導電層が、誘電体材料、プリプレグ材料、有機材料、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載のＩＣ用基板。
【請求項１０】
前記ＩＣ用基板がパッケージ基板を備える、請求項１に記載のＩＣ用基板。
【請求項１１】
前記パッケージ基板が、携帯電話、ラップトップ、タブレット、音楽プレーヤ、通信デバイス、コンピュータ、およびビデオプレーヤのうちの少なくとも１つに組み込まれる、請求項１０に記載のパッケージ基板。
【請求項１２】
基板の上に形成される第１のパターン形成された金属層と、
前記第１のパターン形成された金属層の間に形成される第２のパターン形成された金属層と、
前記第２のパターン形成された金属層の上に形成される非導電層と、
前記非導電層の上に形成される第３のパターン形成された金属層と、
前記第３のパターン形成された金属層の間に形成される第４のパターン形成された金属層と
を備える、集積回路（ＩＣ）用基板。
【請求項１３】
前記第１のパターン形成された金属層の上に形成される第１の誘電体層と、前記第３のパターン形成された金属層の上に形成される第２の誘電体層とをさらに備える、請求項１２に記載のＩＣ用基板。
【請求項１４】
前記第１の誘電体層が前記第１のパターン形成された金属層の形状と共形となり、前記第２の誘電体層が前記第３のパターン形成された金属層の形状と共形となる、請求項１３に記載のＩＣ用基板。
【請求項１５】
前記第１および第２の誘電体層が均一な厚さを有する、請求項１３に記載のＩＣ用基板。
【請求項１６】
前記第１および第２の誘電体層が約１０μｍの厚さである、請求項１５に記載のＩＣ用基板。
【請求項１７】
前記第２のパターン形成された金属層が前記第１のパターン形成された金属層と実質的に平行であり、前記第４のパターン形成された金属層が前記第３のパターン形成された金属層と実質的に平行である、請求項１２に記載のＩＣ用基板。
【請求項１８】
前記第２のパターン形成された金属層および前記第４のパターン形成された金属層の各々が異なる幅を有する部分を備える、請求項１２に記載のＩＣ用基板。
【請求項１９】
前記第２のパターン形成された金属層を前記第３のパターン形成された金属層に電気的に接続する複数のビアをさらに備える、請求項１２に記載のＩＣ用基板。
【請求項２０】
前記複数のビアが前記非導電層を通って延びる、請求項１９に記載のＩＣ用基板。
【請求項２１】
基板の上に第１のパターン形成された金属層を形成するステップと、
前記第１のパターン形成された金属層の間に第２のパターン形成された金属層を形成するステップと、
前記第２のパターン形成された金属層の上に非導電層を形成するステップと
を含む、方法。
【請求項２２】
前記第１のパターン形成された金属層の上に誘電体層を形成するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記誘電体層を形成するステップが、前記第１のパターン形成された金属層の上に前記誘電体層を真空コーティングするステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２のパターン形成された金属層を形成するステップがフォトリソグラフィプロセスを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記第２のパターン形成された金属層を形成するステップが電気めっきプロセスを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記非導電層の中に開口を形成するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
開口を形成するステップが、前記非導電層をレーザドリルするステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
基板の上の第１のパターン形成された金属層と、
前記第１のパターン形成された金属層の間の第２のパターン形成された金属層と、
前記第１のパターン形成された金属層を前記第２のパターン形成された金属層から分離するための手段と、
前記手段および前記第２のパターン形成された金属層の上に形成される非導電層と
を備える、デバイス。
【請求項２９】
前記手段が、前記第１のパターン形成された金属層の上に形成される誘電体層を備える、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記誘電体層が前記第１のパターン形成された金属層の形状と共形となる、請求項２９に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１４年４月１５日に出願された、米国非仮出願第１４／２５３，７９８号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本出願は、集積回路デバイス中の基板に関し、より詳細には、低背基板を提供するための金属パターンの間に金属パターンを含む基板に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路（ＩＣ）デバイスを製造するため、典型的には、フォトリソグラフィが使用される。フォトリソグラフィは、感光性フォトレジスト材料および光に対し制御された露光を使用する、基板の表面上の３次元パターンを生成する。一般的に、レジストは、基板表面上に、ポリマ溶液として塗布される。レジストは、次いでベーク処理され、これによって溶剤を追い出す。次に、レジストは、制御された光に露光される。光は、所望のパターンを規定するマスクを通過する。パターンは、レジストに転写され、レジストは、下にある基板にパターンを転写するために使用される。この方法では、所望のＩＣデバイスを形成するため、層を順に重ねて構築することができる。
【０００４】
１つのレベル上にパターン形成される導電材料は、典型的には、誘電体材料の層によって、別のレベル上にパターン形成される導電材料から、電気的に絶縁される。図１は、従来技術に従い、第１のパターン形成された金属層１０４および第２のパターン形成された金属層１０８を有するＩＣ用基板１００を図示する。第１のパターン形成された金属層１０４は、基板１０２上に形成される。誘電体層１０６は、第１のパターン形成された金属層１０４を覆って形成され、第２のパターン形成された金属層１０８を第１のパターン形成された金属層１０４から分離する。第２のパターン形成された金属層１０８は、誘電体材料１０６上に形成される。２つのパターン形成された金属層の間の空間１１０は、誘電体材料１０６によってのみ占有されており、空間を占めて、ＩＣ用基板１００に不要な厚みを加えている。
【０００５】
図２Ａ〜図２Ｊは、基板の上にパターン形成された金属層を形成するために典型的に使用される方法を図示する。図２Ａでは、基板２００の上に形成される第１の金属層２０２を有する基板２００が提供される。図２Ｂでは、フォトレジスト層２０４が第１の金属層２０２の上に形成され、図２Ｃでは、フォトレジスト層２０４は、第１の金属層２０２の部分を後でエッチングするために露出する様々な開口を含むように、パターン形成される。図２Ｄでは、第１の金属層２０２が、フォトレジスト層２０４を使用してパターン形成される。図２Ｅでは、フォトレジスト層２０４が除去されて、第１のパターン形成された金属層２０２が残る。図２Ｆでは、誘電体層２０６が、第１のパターン形成された金属層２０２を覆って形成される。図２Ｇでは、フォトレジスト層２０８が、誘電体層２０６の上に形成される。図２Ｈでは、フォトレジスト層２０８がパターン形成され、誘電体層２０６の部分を露出するようにエッチングされる。図２Ｉでは、第２の金属２１０が誘電体層２０６の露出部分上に堆積され、図２Ｉの中で、フォトレジスト層２０８が除去され、第２のパターン形成された金属層２１０および第１のパターン形成された金属層２０２が残り、誘電体層２０６が２つの金属層を分離する。
【０００６】
半導体ＩＣ設計、処理、およびパッケージング技術の進歩が、基板中の特徴の数および密度の増加をもたらした。それにもかかわらず、携帯型コンピュータ、携帯電話、ＰＤＡなどの携帯型電子システムのサイズは、新しい特徴および機能の追加にもかかわらず縮小し続けている。デジタルカメラおよびカムコーダ、全地球測位システム、ならびに取外し可能メモリカードなどの新しい特徴および機能性は、現在の携帯型および／または高密度の電子システムへと継続的に組み込まれている。したがって、サイズの減少ならびに新しい構成要素を追加するための追加空間を実現するために、携帯型電子システム内の構成要素の厚さを減らすことが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、当技術分野では、薄い、低背基板の必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
厚さおよび高さを減らしたＩＣ用基板を実現するため、第１のパターン形成された金属層の間に形成される第２のパターン形成された金属層を含むＩＣ用基板が開示される。言い換えると、第２のパターン形成された金属層の部分が、第１のパターン形成された金属層の部分の中間に配置される。誘電体層が第１のパターン形成された金属層を第２のパターン形成された金属層から分離する。非導電層が誘電体層および第２のパターン形成された金属層の上に形成される。例示的な実施形態では、金属層は、銅を含む。一実施形態では、ＩＣ用基板は、有機基板などのパッケージ基板を備える。あるいは、ＩＣ用基板は、半導体基板（ダイ）を備える場合がある。本開示のＩＣ用基板は、低くした高さを有するだけでなく、改善した経路密度、より大きい機械的安定性、および改善した電気性能も有する。
【０００９】
様々な実施形態では、誘電体層は、従来の実装よりも薄く、第２のパターン形成された金属層が、第１のパターン形成された金属層により近いことを可能にする。いくつかの実施形態では、誘電体層は、厚さが均一である。例示的な実施形態では、誘電体層は、約１０μｍの厚さである。別の実施形態では、誘電体層は、第１のパターン形成された金属層の形状と共形となる。真空コーティングを使用して誘電体層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術に従う、第１および第２のパターン形成された金属層を有するＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ａ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｂ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｃ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｄ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｅ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｆ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｇ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｈ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｉ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図２Ｊ】従来技術に従う、１つの製造ステージにおけるＩＣ用基板の断面図である。
【図３Ａ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板の断面図である。
【図３Ｂ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板の断面図である。
【図４】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を含む集積回路パッケージの図である。
【図５Ａ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を製造するためのシーケンスの断面図である。
【図５Ｂ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を製造するためのシーケンスの断面図である。
【図５Ｃ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を製造するためのシーケンスの断面図である。
【図５Ｄ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を製造するためのシーケンスの断面図である。
【図５Ｅ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を製造するためのシーケンスの断面図である。
【図５Ｆ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を製造するためのシーケンスの断面図である。
【図５Ｇ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を製造するためのシーケンスの断面図である。
【図５Ｈ】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を製造するためのシーケンスの断面図である。
【図６】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板の製造の方法のためのフローチャートである。
【図７】本開示の実施形態に従う、パターンの間にパターンを有するＩＣ用基板を組み込むいくつかの例示的な電子システムを図示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施形態およびそれらの利点は、以下の詳細な説明を参照することによって、最も良く理解される。同様の参照番号は、図の１つまたは複数に示された同様の要素を識別するために使用されることを諒解されたい。
【００１２】
当技術分野における、厚さおよび高さを減らしたＩＣ用基板についての必要性を満たすため、第１のパターン形成された金属層の間に形成される第２のパターン形成された金属層を含むＩＣ用基板が提供される。誘電体層が第１のパターン形成された金属層を第２のパターン形成された金属層から分離する。誘電体層は、第２のパターン形成された金属層から第１のパターン形成された金属層を分離および電気的に隔離するための手段である。非導電層が誘電体層および第２のパターン形成された金属層の上に形成される。一実施形態では、ＩＣ用基板は、有機基板などのパッケージ基板を備える。あるいは、ＩＣ用基板は、ダイ基板を備えることができる。
【００１３】
概観
図３Ａは、基板３０２、第１のパターン形成された金属層３０４、誘電体層３０６、第２のパターン形成された金属層３０８、および非導電層３１０を備える例示的なＩＣ用基板３００を示す。金属層３０４、３０８は、銅、ニッケル、または銀もしくは金など導電のための他の好適な金属を含むことができる。誘電体層３０６は、第１のパターン形成された金属層３０４を覆い、第１のパターン形成された金属層３０４の形状と共形となる。誘電体層３０６は、典型的には酸化物（たとえば、酸化ケイ素）、または、リン酸シリケートガラス（ＰＳＧ）またはホウ素リンケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）などの任意の他の好適な材料を含む。第２のパターン形成された金属層３０８は、誘電体層３０６上に形成され、第１のパターン形成された金属層３０４を超えて延在し、第１のパターン形成された金属層３０４に対し実質的に平行である。第２のパターン形成された金属層３０８は、第１のパターン形成された金属層３０４の間に形成される。非導電層３１０は、第２のパターン形成された金属層３０８および誘電体層３０６上に形成される。様々な実施形態では、非導電層３１０は、誘電体材料、プリプレグ材料（たとえば、エポキシ）、有機材料、またはそれらの組合せを含む。
【００１４】
基板３０２は、パッケージ基板またはダイ基板を含むことができる。基板３０２は、有機基板または半導体基板など、多種多様な形式を含むことができる。本開示が基板のタイプと無関係であることは、容易に諒解することができる。
【００１５】
基板３０２がパッケージ基板を含むとき、基板３０２は、基板３０２を通して電力、接地、および信号を搬送するための導電層（たとえば、第１のパターン形成された金属層３０４および第２のパターン形成された金属層３０８）を含む。実施形態では、導電層は銅から形成されるが、スズ、鉛、ニッケル、金、パラジウム、または他の材料などの他の導電材料を使用することができる。基板３０２中の非導電材料は、エポキシ材料などの有機材料から形成することができる。
【００１６】
基板３０２がダイ基板を備えるとき、基板３０２は、シリコン、ゲルマニウム、シリコンカーバイド、ガリウムヒ素、ヒ化インジウム、およびリン化インジウムなどの好適な半導体材料を含むことができる。基板３０２は、ｐ型ドープ領域および／またはｎ型ドープ領域、アイソレーション特徴、ゲートスタック、中間レベル誘電体（ＩＬＤ）層、および導電特徴（たとえば、第１のパターン形成された金属層３０４および第２のパターン形成された金属層３０８）などの様々な他の特徴を含むことができる。
【００１７】
図３Ａに戻って参照すると、従来型の実装とは対照的に、典型的には誘電体材料のみによって占有された空間が、ここでは使用され、第２のパターン形成された金属層３０８を含む。この空間は、誘電体層３０６が第１のパターン形成された金属層３０４上にコーティングされ、第１のパターン形成された金属層３０４の形状と共形となるので、使用することができる。過去に、誘電体層は、第１のパターン形成された金属層の形状にかかわらず、厚い誘電体ブロックを形成するため、第１のパターン形成された金属層を覆うように堆積された被覆であった。
【００１８】
第１のパターン形成された金属層３０４を覆って形成される誘電体層３０６は、従来の実装よりも薄く、第２のパターン形成された金属層３０８が、第１のパターン形成された金属層３０４により近いことを可能にする。したがって、第２のパターン形成された金属層３０８は、第１のパターン形成された金属層３０４の間に形成することができる。例示的な実施形態では、誘電体層３０６は、約１０μｍの厚さである。互いにより近く離間されるより薄い誘電体層３０６および金属層３０４、３０８によって、厚さ／高さを減らしたＩＣ用基板を実現する。より薄い誘電体層３０６の使用にもかかわらず、誘電体層３０６は、依然として、基板面積を増加することなく、高速／クリティカルな信号配線について、結合および干渉を減らすガードレールとして働くことができる。
【００１９】
金属層３０６、３０８は互いにより近く形成することができるので、いくつかの利点が実現される。第１に、ＩＣ用基板３００は、改善した配線密度を有する（たとえば、より多くの特徴が区域の中に設けられる）。この増加した密度が、ＩＣ用基板３００に、より強い機械的安定性を実現する。第２に、ＩＣ用基板３００は、改善した電気性能を有する。たとえば、導電線が互いに近いので、基板３００の中で、導電線（たとえば、金属層３０６、３０８）のループインダクタンスが減少する。導電線が違いにより近いと、電流が流れるループは、より小さく作られる。より大きいループは、より強い磁場を作り、より小さいループよりもより大きいインダクタンスをもたらす。パッケージ基板の実施形態では、より薄いパッケージ厚のため、パッケージインダクタンスが減少する。さらに、基板面積を増加することなく、指向性カプラ、フィルタ、およびインダクタの設計において、より良好な許容差／制御および減少した結合距離を使用することができる。
【００２０】
例示的な実施形態では、誘電体層３０６は、均一の厚さで第１のパターン形成された金属層３０４上にコーティングされる。たとえば、厚さＴ１は、厚さＴ２と実質的に同じである。真空コーティングなど、極めて制御された誘電体処理を使用して、誘電体層３０６の厚さは、極めて均一に作ることができる。この制御された誘電体処理は、厚い線状金属パターンと細い線状金属パターンの両方の形成を可能にする。たとえば、図３Ａに示されるように、第２のパターン形成された金属層３０８は、より広い幅Ｗ１およびより細い幅Ｗ２を有する部分を含む。他の実施形態では、第２のパターン形成された金属層３０８は、実質的に同じ幅を有する部分を含む。
【００２１】
図３Ｂは、厚さおよび高さを減らした低背基板を実現するため、第１のパターン形成された金属層３０４の間に形成される第２のパターン形成された金属層３０８で構築される基板３０２を有するＩＣ用基板３００を図示する。第１のパターン形成された金属層３０４は、誘電体層３０６によって、第２のパターン形成された金属層３０８から分離される。非導電層３１０は、第２のパターン形成された金属層３０８を覆って形成される。様々な実施形態では、第１のパターン形成された金属層３０４は、ビア３１２を介して、第２のパターン形成された金属層３０８に結合される。
【００２２】
例示的な実施形態では、従来型の実装に従い準備されるＩＣ用基板の厚さは、約６５６ミクロンである。ＩＣ用基板が、本開示に従い準備され、第２のパターン形成された金属層が第１のパターン形成された金属層の間に形成されるとき、基板の厚さは、約５８６ミクロンに減少される。これは、約７０ミクロンまたは約１０．７％の厚さの違いである。
【００２３】
パッケージおよびダイ基板の実施形態
図４は、本開示の１つまたは複数の実施形態に従う基板を含む、フリップチップパッケージ４００を図示する。パッケージ４００は、ダイ基板４１０（たとえば、集積回路ダイ）および有機パッケージ基板などのパッケージ基板４２０を含む。ダイ４１０は、フリップチップパッケージ技術で知られているように、ハンダバンプ４１２によってパッケージ基板４２０と電気的に（および機械的に）相互接続する。あるいは、バンプ４１２は、銅の柱または他の好適な相互接続によって置き換えることができる。より一般的には、パッケージ４００は、バンプ４１２の使用を介してなど、ダイ４１０をパッケージ基板４２０に導電的に相互接続するための手段（たとえば、ハンダバンプまたは銅の柱）を含む。パッケージ基板４２０は、ハンダボール４２２を介してプリント回路板３３０に結合する。
【００２４】
一実施形態では、ダイ基板４１０は、本開示に従い、他のパターン形成された金属層の間に形成されるパターン形成された金属層を有する基板を含む。別の実施形態では、パッケージ基板４２０は、本開示に従い、他のパターン形成された金属層の間に形成されるパターン形成された金属層を有する基板を含む。さらに別の実施形態では、ダイ基板４１０およびパッケージ基板４２０は、本開示に従い、他のパターン形成された金属層の間に形成されるパターン形成された金属層を有する基板を含む。
【００２５】
製造方法例
図５Ａ〜図５Ｈは、図３Ａ〜図３ＢのＩＣ用基板３００などの、ＩＣ用基板を形成するための製造ステップを図示する。
【００２６】
図５Ａでは、ＩＣ用基板は、基板５００上に形成された第１のパターン形成された金属層５０２で開始する。第１のパターン形成された金属層５０２および基板５００は、誘電体層５０４でコーティングされる。誘電体層５０４は、第１のパターン形成された金属層５０２の形状と共形となる。例示的な実施形態では、真空コーティングが使用されて、第１のパターン形成された金属層５０２および基板５００上に誘電体層５０４を堆積する。真空コーティングは、膜厚の正確な制御および均一な膜の堆積を実現する。様々な実施形態では、真空コーティングが使用されて、第１のパターン形成された金属層５０２および基板５００上に薄い誘電体膜を堆積する。一実施形態では、誘電体層５０４の厚さは、約１０μｍである。
【００２７】
図５Ｂでは、金属シード層５０６が、誘電体層５０４の上に堆積される。金属シード層５０６は、銅またはコバルトなど、任意の好適な金属を含むことができる。実施形態では、金属シード層５０６は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）または化学的気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積される。
【００２８】
図５Ｃは、金属シード層５０６を覆うフォトレジスト層５０８の堆積を図示する。たとえば、フォトレジスト層５０８は、スピンオンコーティング法、ＣＶＤ、プラズマ促進化学的気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、低エネルギー化学的気相堆積（ＬＥＣＶＤ）、蒸着などを使用して堆積することができる。
【００２９】
図５Ｄは、金属シード層５０６の部分を露出させる開口５１０を形成する、フォトレジスト層５０８のパターン形成を図示する。当技術分野で知られている任意の好適なパターン形成法を使用して、フォトレジスト層５０８をパターン形成することができる。典型的には、パターン形成は、フォトレジスト層５０８の部分の放射および現像を含む。露光の一例では、フォトレジスト層５０８は、予め規定されたパターンを有するマスクを通して放射ビームによって選択的に露光される。放射ビームは、一例では、紫外（ＵＶ）光を含む。露光プロセス後に、フォトレジスト層５０８は、後露光ベーク（ＰＥＢ）と呼ばれる熱ベークプロセスによってさらに処理される。ＰＥＢは、フォトレジスト層５０８の露光部分における化学変換の連鎖を含むことができ、化学変換は、現像器の中で、増加または減少した溶解度のフォトレジスト層５０８を有するように変換される。その後、露光されたレジスト部分が、現像プロセス期間に、（１）溶解されて洗い流される、または（２）残るのいずれかであるように、フォトレジスト層５０８が現像される。
【００３０】
図５Ｅでは、開口５１０が導電材料５１２で満たされ、フォトレジスト層５０８が除去される。一実施形態によれば、導電材料５１２は、従来型の電気めっき手順または電解析出を使用して堆積される。導電材料５１２は、たとえば、銅またはニッケルであってよい。フォトレジスト層５０８は、湿式剥離またはＯ２プラズマアッシングなどのプロセスにより除去することができる。
【００３１】
図５Ｆでは、導電材料５１２により覆われていない金属シード層５０６の部分がエッチング除去される。導電材料５１２は、第１のパターン形成された金属層５０２の間にある第２のパターン形成された金属層５１２を形成する。第２のパターン形成された金属層５１２は、誘電体層５０４によって、第１のパターン形成された金属層５０２から分離される。このパターンの間のパターンという特徴は、厚さまたは高さを減らした基板を実現する。
【００３２】
図５Ｇでは、非導電層（たとえば、誘電体またはプリプレグ層）が誘電体層５０４および第２のパターン形成された金属層５１２を覆って形成される。図５Ｈでは、ビアのための開口５１６が、非導電層５１４および誘電体層５０４の中に形成される。例示的な実施形態では、非導電層５１４および誘電体層５０４は、エッチングまたはレーザドリルされ、ビアのための開口５１６を形成する。わかるように、ビアは、第１のパターン形成された金属層５０２および第２のパターン形成された金属層の両方の上に形成することができる。
【００３３】
製造方法フローチャート
本明細書で議論された様々な実施形態に対する一般的な製造プロセスが、図６のフローチャートの中に示されるように要約することができる。第１のステップ６００は、基板の上に第１のパターン形成された金属層を形成するステップを含む。このステップは、たとえば、図５Ａに図示される。第２のステップ６０５は、第１のパターン形成された金属層の上に誘電体層を形成するステップを含む。このステップの例は、図５Ａに示される。様々な実施形態で、誘電体層は、真空コーティングを使用して第１のパターン形成された金属層の上に形成される。真空コーティングを使用して形成される誘電体層は、均一な厚さを有することができる。プロセスは、誘電体層の上に第２のパターン形成された金属層を形成するステップ６１０を含む。第２のパターン形成された金属層は、第１のパターン形成された金属層の間に形成される。このステップは、たとえば、図５Ｃ〜図５Ｆに図示される。最後に、プロセスは、誘電体層および第２のパターン形成された金属層の上に、非導電層を形成するステップ６１５を含む。このステップは、たとえば、図５Ｇに図示される。
【００３４】
例示の電子システム
本明細書に開示されるＩＣ用基板を含む集積回路パッケージは、多種多様な電子システムの中に組み込むことができる。たとえば、図７に示されるように、携帯電話７００、ラップトップ７０５、およびタブレットＰＣ７１０は、すべて、本開示に従って構築される基板を組み込む集積回路パッケージを含むことができる。音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、通信デバイス、およびパーソナルコンピュータなどの他の例示的な電子システムは、本開示に従って構築される集積回路パッケージで構成することがやはりできる。
【００３５】
当業者が今では理解するように、目下の具体的な応用例に依存して、多くの修正形態、代替形態、および変形形態が、本開示のデバイスの材料、装置、構成および使用方法に、それらの精神および範囲から逸脱することなく行われ得る。これを踏まえて、本明細書において図示および説明された特定の実施形態は本開示のいくつかの例にすぎないので、本開示の範囲は本明細書において図示および説明された特定の実施形態の範囲に限定されるべきでなく、むしろ、以下に添付される特許請求の範囲、その機能的均等物の範囲に完全に相応すべきである。
【符号の説明】
【００３６】
１００  ＩＣ用基板
１０２  基板
１０４  第１のパターン形成された金属層
１０６  誘電体層、誘電体材料
１０８  第２のパターン形成された金属層
１１０  空間
２００  基板
２０２  第１の金属層、第１のパターン形成された金属層
２０４  フォトレジスト層
２０６  誘電体層
２０８  フォトレジスト層
２１０  第２の金属、第２のパターン形成された金属層
３００  ＩＣ用基板
３０２  基板
３０４  第１のパターン形成された金属層
３０６  誘電体層
３０８  第２のパターン形成された金属層
３１０  非導電層
３１２  ビア
３３０  プリント回路板
４００  フリップチップパッケージ
４１０  ダイ基板、ダイ
４１２  ハンダバンプ
４２０  パッケージ基板
４２２  ハンダボール
５００  基板
５０２  第１のパターン形成された金属層
５０４  誘電体層
５０６  金属シード層
５０８  フォトレジスト層
５１０  開口
５１２  導電材料、第２のパターン形成された金属層
５１４  非導電層
５１６  開口
７００  携帯電話
７０５  ラップトップ
７１０  タブレットＰＣ
【図１】
2017517142.tif 000003
【図２Ａ】
2017517142.tif 000004
【図２Ｂ】
2017517142.tif 000005
【図２Ｃ】
2017517142.tif 000006
【図２Ｄ】
2017517142.tif 000007
【図２Ｅ】
2017517142.tif 000008
【図２Ｆ】
2017517142.tif 000009
【図２Ｇ】
2017517142.tif 000010
【図２Ｈ】
2017517142.tif 000011
【図２Ｉ】
2017517142.tif 000012
【図２Ｊ】
2017517142.tif 000013
【図３Ａ】
2017517142.tif 000014
【図３Ｂ】
2017517142.tif 000015
【図４】
2017517142.tif 000016
【図５Ａ】
2017517142.tif 000017
【図５Ｂ】
2017517142.tif 000018
【図５Ｃ】
2017517142.tif 000019
【図５Ｄ】
2017517142.tif 000020
【図５Ｅ】
2017517142.tif 000021
【図５Ｆ】
2017517142.tif 000022
【図５Ｇ】
2017517142.tif 000023
【図５Ｈ】
2017517142.tif 000024
【図６】
2017517142.tif 000025
【図７】
2017517142.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月18日(2016.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上の第１のパターン形成された金属層と、
前記第１のパターン形成された金属層の上の誘電体層と、
前記誘電体層の上の第２のパターン形成された金属層であって、
前記第２のパターン形成された金属層の１つまたは複数の部分が、前記第１のパターン形成された金属層の２つ以上の部分の間の前記誘電体層の上に配置され、
前記誘電体層が、前記第１のパターン形成された金属層の形状と共形となり、
前記誘電体層の上面が前記基板と平行であり、
前記第２のパターン形成された金属層の上面が前記基板と平行である、第２のパターン形成された金属層と、
前記誘電体層および前記第２のパターン形成された金属層の上の非導電層と
を備え、
前記基板から前記第２のパターン形成された金属層の前記上面への距離と前記基板から前記誘電体層の前記上面への距離が同じであり、
前記第１のパターン形成された金属層と前記第２のパターン形成された金属層の間の間隔が、前記誘電体層の厚さである、デバイス。
【請求項２】
前記誘電体層が均一な厚さを有する、請求項１に記載の基板。
【請求項３】
前記誘電体層が約１０μｍの厚さである、請求項２に記載の基板。
【請求項４】
前記誘電体層が酸化ケイ素を含む、請求項１に記載の基板。
【請求項５】
前記第１のパターン形成された金属層および第２のパターン形成された金属層が銅を含む、請求項１に記載の基板。
【請求項６】
前記第２のパターン形成された金属層が前記第１のパターン形成された金属層と実質的に平行である、請求項１に記載の基板。
【請求項７】
前記第２のパターン形成された金属層が異なる幅を有する部分を備える、請求項１に記載の基板。
【請求項８】
前記非導電層が、誘電体材料、プリプレグ材料、有機材料、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載の基板。
【請求項９】
前記基板がパッケージ基板を備える、請求項１に記載の基板。
【請求項１０】
前記基板が、携帯電話、ラップトップ、タブレット、音楽プレーヤ、通信デバイス、コンピュータ、またはビデオプレーヤのうちの少なくとも１つに組み込まれる、請求項１に記載の基板。
【請求項１１】
基板の上の第１のパターン形成された金属層と、
前記第１のパターン形成された金属層の上の第１の誘電体層と、
第２のパターン形成された金属層であって、前記第２のパターン形成された金属層の１つまたは複数の部分が前記第１のパターン形成された金属層の２つ以上の部分の間に配置され、
前記第１の誘電体層が、前記第１のパターン形成された金属層の形状と共形となり、
前記第１の誘電体層の上面が前記基板と平行であり、
前記第２のパターン形成された金属層の上面が前記基板と平行である、第２のパターン形成された金属層と、
前記第１の誘電体層の上および前記第２のパターン形成された金属層の上の第１の非導電層と、
前記第１の非導電層の上の第３のパターン形成された金属層と、
前記第３のパターン形成された金属層の上の第２の誘電体層と、
第４のパターン形成された金属層であって、前記第４のパターン形成された金属層の１つまたは複数の部分が、前記第３のパターン形成された金属層の２つ以上の部分の間に配置され、
前記第２の誘電体層が、前記第３のパターン形成された金属層の形状と共形となり、
前記第２の誘電体層の上面が前記基板と平行であり、
前記第４のパターン形成された金属層の上面が前記基板と平行である、第４のパターン形成された金属層と、
前記第２の誘電体層の上および前記第４のパターン形成された金属層の上の第２の非導電層と
を備え、
前記基板から前記第２のパターン形成された金属層の前記上面への距離と前記基板から前記第１の誘電体層の前記上面への距離が同じであり、
前記基板から前記第４のパターン形成された金属層の前記上面への距離と前記基板から前記第２の誘電体層の前記上面への距離が同じであり、
前記第１のパターン形成された金属層と前記第２のパターン形成された金属層の間の間隔が、前記第１の誘電体層の厚さであり、
前記第３のパターン形成された金属層と前記第４のパターン形成された金属層の間の間隔が、前記第２の誘電体層の厚さである、デバイス。
【請求項１２】
前記第１および第２の誘電体層が均一な厚さを有する、請求項１１に記載の基板。
【請求項１３】
前記第１および第２の誘電体層が約１０μｍの厚さである、請求項１２に記載の基板。
【請求項１４】
前記第２のパターン形成された金属層が前記第１のパターン形成された金属層と実質的に平行であり、前記第４のパターン形成された金属層が前記第３のパターン形成された金属層と実質的に平行である、請求項１１に記載の基板。
【請求項１５】
前記第２のパターン形成された金属層および前記第４の金属層の各々が異なる幅を有する部分を備える、請求項１１に記載の基板。
【請求項１６】
前記第２のパターン形成された金属層を前記第３のパターン形成された金属層に電気的に接続する複数のビアをさらに備える、請求項１１に記載の基板。
【請求項１７】
前記複数のビアが前記非導電層を通って延びる、請求項１６に記載の基板。
【請求項１８】
基板の上に第１のパターン形成された金属層を形成するステップと、
誘電体層の上面が前記基板に平行であるように、前記第１のパターン形成された金属層の上に前記誘電体層を形成するステップと、
第２のパターン形成された金属層の上面が前記基板に平行であるように、前記誘電体層の上に前記第２のパターン形成された金属層を形成するステップと、
前記第１のパターン形成された金属層の２つ以上の部分の間の前記誘電体層の上に第２のパターン形成された金属層の１つまたは複数の部分を形成するステップであって、前記誘電体層が、前記第１のパターン形成された金属層の形状と共形となる、ステップと、
前記誘電体層および前記第２のパターン形成された金属層の上に非導電層を形成するステップと
を含み、
前記基板から前記第２のパターン形成された金属層の前記上面への距離と前記基板から前記誘電体層の前記上面への距離が同じであり、
前記第１のパターン形成された金属層と前記第２のパターン形成された金属層の間の間隔が、前記誘電体層の厚さである、方法。
【請求項１９】
前記誘電体層を形成するステップが、前記第１のパターン形成された金属層の上に前記誘電体層を真空コーティングするステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のパターン形成された金属層を形成するステップがフォトリソグラフィプロセスを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のパターン形成された金属層を形成するステップが電気めっきプロセスを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記非導電層の中に開口を形成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
開口を形成するステップが、前記非導電層をレーザドリルするステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
基板の上の第１のパターン形成された金属層と、
第２のパターン形成された金属層であって、前記第２のパターン形成された金属層の１つまたは複数の部分が前記第１のパターン形成された金属層の１つまたは複数の部分の間に配置される、第２のパターン形成された金属層と、
前記第１のパターン形成された金属層を前記第２のパターン形成された金属層から分離するための手段であって、
前記第２のパターン形成された金属層の１つまたは複数の部分が、前記第１のパターン形成された金属層の２つ以上の部分の間の前記誘電体層の上に配置され、
前記誘電体層が、前記第１のパターン形成された金属層の形状と共形となり、
前記誘電体層の上面が前記基板と平行であり、
前記第２のパターン形成された金属層の上面が前記基板と平行である、手段と、
前記手段および前記第２のパターン形成された金属層の上の非導電層と
を備え、
前記基板から前記第２のパターン形成された金属層の前記上面への距離と前記基板から前記誘電体層の前記上面への距離が同じであり、
前記第１のパターン形成された金属層と前記第２のパターン形成された金属層の間の間隔が、前記誘電体層の厚さである、デバイス。
【国際調査報告】
2017517142.tif 000027
2017517142.tif 000028
2017517142.tif 000029