JP2017084979A - Wiring formation method and wiring structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線の形成方法および配線構造に関する。 The present invention relates to a wiring formation method and a wiring structure.
プリント基板またはインターポーザ等の基板に配線を形成する手法として、セミアディティブ法が知られている。セミアディティブ法は、電気絶縁性の基板上にシード層(導電性の薄膜)を形成した後、配線を形成しない領域にフォトレジストを選択的に形成し、フォトレジストで覆われていないシード層を電極として、電気めっきにより配線を形成する手法である。例えば、位置決め用のマークをプリント基板上に形成する場合に、マークを形成する領域の周囲に、シード層が形成されない領域を設け、電気めっき時に、マークを形成する領域への電流の供給量を削減する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。マークを形成する領域に露出するシード層への電流の供給量を削減することで、マークは、電流の供給量を削減しない場合に比べて薄く形成される。これにより、マークの周囲の傾斜が目立たなくなり、位置決め用のマークの認識精度の低下が抑止される。 A semi-additive method is known as a method for forming wiring on a substrate such as a printed board or an interposer. In the semi-additive method, after a seed layer (conductive thin film) is formed on an electrically insulating substrate, a photoresist is selectively formed in a region where no wiring is formed, and a seed layer not covered with the photoresist is formed. In this method, wiring is formed by electroplating as an electrode. For example, when a positioning mark is formed on a printed circuit board, a region where a seed layer is not formed is provided around the region where the mark is to be formed, and the amount of current supplied to the region where the mark is formed during electroplating is reduced. A technique for reducing the number has been proposed (see, for example, Patent Document 1). By reducing the amount of current supplied to the seed layer exposed in the region where the mark is to be formed, the mark is formed thinner than when the amount of current supplied is not reduced. As a result, the inclination around the mark becomes inconspicuous, and a decrease in the recognition accuracy of the positioning mark is suppressed.
また、セミアディティブ法により形成した配線の厚さが規定値に達しない場合、配線の厚さに応じた大きさの貫通穴を有するマスクを配線領域上に配置し、電気めっきを再度行う手法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この手法では、規定値に対して薄い配線ほど大きな貫通穴を形成し、貫通穴を介して配線の厚さが不足している領域に電気めっき用の電解液を流れやすくすることで、配線の厚さが揃えられる。 In addition, if the thickness of the wiring formed by the semi-additive method does not reach the specified value, there is a technique in which a mask having a through hole having a size corresponding to the thickness of the wiring is arranged on the wiring region and electroplating is performed again. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this method, the thinner the wiring with respect to the specified value, the larger the through hole is formed, and the electrolytic solution for electroplating easily flows through the through hole to the region where the thickness of the wiring is insufficient. Thickness is aligned.
プリント基板およびインターポーザ等の基板には、信号配線とともに、信号配線の幅より広い幅を有する電源配線(電源線および接地線)が形成される。近年、LSI(Large Scale Integration)に搭載される素子の微細化とともに、プリント基板およびインターポーザ等の基板に形成される信号配線も微細化する傾向にある。例えば、セミアディティブ法を用いて電気めっきにより信号配線を形成する場合、信号配線を形成するフォトレジストの開口部が狭くなるほど、電気めっき用の電解液が循環し難くなり、信号配線の厚さは、電源配線の厚さに比べて薄くなってしまう。電気めっき時にマスクとして使用するフォトレジストの厚さは、電気めっきにより形成される配線の最大の厚さに合わせて決められる。フォトレジストの厚さを、電気めっきにより形成される電源配線の厚さに合わせる場合、信号配線用のフォトレジストの開口部のアスペクト比は、フォトレジストの厚さを信号配線の厚さに合わせる場合に比べて大きくなる。ここで、アスペクト比は、フォトレジストの開口部の深さと内径との比(深さ/内径)で示される。アスペクト比が大きくなるほど、フォトレジストの開口部を高い精度で形成することが困難になり、開口部に形成される配線を高い精度で形成することが困難になる。 A power supply wiring (power supply line and ground line) having a width wider than the width of the signal wiring is formed along with the signal wiring on a substrate such as a printed board and an interposer. In recent years, along with miniaturization of elements mounted on LSI (Large Scale Integration), signal wirings formed on substrates such as printed boards and interposers tend to be miniaturized. For example, when signal wiring is formed by electroplating using the semi-additive method, the thinner the opening of the photoresist that forms the signal wiring, the more difficult it is to circulate the electrolyte for electroplating. It becomes thinner than the thickness of the power supply wiring. The thickness of the photoresist used as a mask during electroplating is determined according to the maximum thickness of the wiring formed by electroplating. When matching the thickness of the photoresist with the thickness of the power supply wiring formed by electroplating, the aspect ratio of the opening of the photoresist for signal wiring is when matching the thickness of the photoresist with the thickness of the signal wiring. Larger than Here, the aspect ratio is indicated by the ratio (depth / inner diameter) between the depth and the inner diameter of the opening of the photoresist. As the aspect ratio increases, it becomes more difficult to form the photoresist opening with high accuracy, and it becomes difficult to form the wiring formed in the opening with high accuracy.
1つの側面では、本件開示の配線の形成方法および配線構造は、配線幅が互いに異なる複数種の配線を電気めっき処理により形成する場合に、配線を従来に比べて高い精度で形成することを目的とする。 In one aspect, the wiring forming method and the wiring structure disclosed in the present disclosure are intended to form a wiring with higher accuracy than in the past when a plurality of types of wiring having different wiring widths are formed by electroplating. And
一つの観点によれば、配線の形成方法は、絶縁膜上に導電性のシード層を形成する工程と、所定値より大きい幅を有する第1の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗を、所定値以下の幅を有する第2の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗より高くする工程と、第1の配線が形成される第1の開口部と、第2の配線が形成される第2の開口部とを有するマスク層をシード層上に形成する工程と、シード層を電極として電気めっき処理を実施し、第1の開口部に第1の配線を形成するとともに第2の開口部に第2の配線を形成する工程と、第1の配線および第2の配線を形成した後、マスク層を除去する工程と、マスク層を除去した後、第1の配線と第2の配線とに覆われていないシード層を除去する工程とを有する。 According to one aspect, a method for forming a wiring includes a step of forming a conductive seed layer on an insulating film, and an electrical resistance of the seed layer in a region where a first wiring having a width larger than a predetermined value is formed. Is higher than the electrical resistance of the seed layer in the region where the second wiring having a width equal to or less than a predetermined value is formed, the first opening in which the first wiring is formed, and the second wiring Forming a mask layer having a second opening to be formed on the seed layer; performing electroplating using the seed layer as an electrode; forming a first wiring in the first opening; Forming the second wiring in the two openings, forming the first wiring and the second wiring, then removing the mask layer, removing the mask layer, And a step of removing the seed layer not covered with the two wirings.
別の観点によれば、所定値より大きい幅を有する第1の配線と所定値以下の幅を有する第2の配線とが絶縁膜上に形成された配線構造であって、第1の配線の絶縁膜側に接触する第1の金属膜と、第2の配線の絶縁膜側に接触し、第1の金属膜より電気抵抗が低い第2の金属膜とを有する。 According to another aspect, there is provided a wiring structure in which a first wiring having a width larger than a predetermined value and a second wiring having a width equal to or smaller than a predetermined value are formed on an insulating film. A first metal film in contact with the insulating film side; and a second metal film in contact with the insulating film side of the second wiring and having a lower electrical resistance than the first metal film.
本件開示の配線の形成方法および配線構造は、配線幅が互いに異なる複数種の配線を電気めっき処理により形成する場合に、配線を従来に比べて高い精度で形成することができる。 The wiring forming method and wiring structure disclosed in the present disclosure can form wirings with higher accuracy than conventional methods when a plurality of types of wirings having different wiring widths are formed by electroplating.
以下、図面を用いて実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、配線の形成方法および配線構造の一実施形態を示す。図1は、プリント基板およびインターポーザ等の基板に配線を形成するための製造工程を断面図として示している。インターポーザは、Fan Out WLP(Wafer Level Package)またはMCP(Multi Chip Package)等のパッケージに内蔵され、LSIチップと基板とを相互に接続し、または複数のLSIチップを相互に接続する。インターポーザでは、例えば、ガラスまたは樹脂が基材として使用される。なお、説明を分かりやすくするため、図1および他の図面では、各要素の厚さおよび縦横比は、実際の基板に形成される要素の厚さおよび縦横比と相違させている。 FIG. 1 shows an embodiment of a wiring formation method and a wiring structure. FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process for forming wiring on a substrate such as a printed circuit board and an interposer. The interposer is built in a package such as Fan Out WLP (Wafer Level Package) or MCP (Multi Chip Package), and connects the LSI chip and the substrate to each other or connects a plurality of LSI chips to each other. In the interposer, for example, glass or resin is used as a base material. For easy understanding, in FIG. 1 and other drawings, the thickness and aspect ratio of each element are different from the thickness and aspect ratio of an element formed on an actual substrate.
図1では、所定値(例えば、5ミクロン)より大きい幅(例えば、10ミクロン)を有する配線と、所定値以下の幅(例えば、2ミクロン)を有する配線とが、絶縁膜10上に形成される。例えば、所定値より大きい幅を有する配線は、電源電圧または接地電圧等が供給される電源配線であり、所定値以下の幅を有する配線は、信号が伝達される信号配線である。電源配線および信号配線は、以下に示す工程を実施することで、絶縁膜10上に形成される。
In FIG. 1, a wiring having a width (for example, 10 microns) larger than a predetermined value (for example, 5 microns) and a wiring having a width not larger than a predetermined value (for example, 2 microns) are formed on the
まず、図1(A)において、絶縁膜10上にCu(銅)等の金属膜12がスパッタリング等により形成される。例えば、金属膜12の厚さは、100nmである。絶縁膜10は、ポリイミド樹脂またはフェノール樹脂等の有機材料を用いて形成される。なお、絶縁膜10は、シリコン基板等の無機材料を用いて形成されてもよい。
First, in FIG. 1A, a
次に、図1(B)において、金属膜12上における電源配線が形成される電源配線領域に、Cuより電気抵抗が高いNiCu(ニッケル銅;例えば、Ni:Cu=1:1の合金)等の金属膜14が形成される。例えば、金属膜14の厚さは、50nmである。金属膜14は、フォトリソグラフィ法を用いて、信号配線領域をフォトレジストで覆った後に、NiCuをスパッタリングし、フォトレジストを除去することで形成される。そして、Cu膜によるシード層SLが信号配線領域に形成され、Cu膜とNiCu膜とを積層したシード層SLが電源配線領域に形成される。シード層SLは、電気めっき時に金属を析出させる電極として機能する。なお、金属膜14は、金属膜12の全面に金属膜14をスパッタリングした後、フォトリソグラフィ法を用いて、信号配線領域に位置する金属膜14を選択的に除去することで形成されてもよい。
Next, in FIG. 1B, NiCu (nickel copper; for example, Ni: Cu = 1: 1 alloy) having a higher electrical resistance than Cu is formed in the power supply wiring region where the power supply wiring is formed on the
Cu膜上にNiCu膜を形成することで、電源配線領域では、Cu膜の厚さ方向の抵抗成分と、NiCu膜の厚さ方向の抵抗成分とが直列に接続される。これにより、Cu膜とNiCu膜とによるシード層SLの電気抵抗は、信号配線領域に形成されるCu膜によるシード層SLの電気抵抗より高くなる。ここで、電気抵抗は、電気めっき処理時にシード層SLに金属を析出するために流れる電流を決めるため、電気抵抗が高いほど、シード層SLに金属が析出し難くなる。 By forming the NiCu film on the Cu film, the resistance component in the thickness direction of the Cu film and the resistance component in the thickness direction of the NiCu film are connected in series in the power supply wiring region. Thereby, the electrical resistance of the seed layer SL by the Cu film and the NiCu film becomes higher than the electrical resistance of the seed layer SL by the Cu film formed in the signal wiring region. Here, since the electrical resistance determines the current that flows to deposit the metal on the seed layer SL during the electroplating process, the higher the electrical resistance, the more difficult the metal is deposited on the seed layer SL.
次に、図1(C)において、金属膜14が露出する開口部OPaを電源配線領域に有するとともに、金属膜12が露出する開口部OPbを信号配線領域に有するマスク層MSKが、フォトレジスト16を用いて形成される。例えば、マスク層MSKの厚さは、2.5ミクロンである。例えば、マスク層MSKは、金属膜12、14上にフォトレジスト16を形成した後、フォトマスクを用いてフォトレジスト16に選択的に光を照射し(露光)、開口部OPb、OPaに位置するフォトレジスト16を現像により除去することで形成される。フォトレジスト16は、液状のフォトレジストを塗布することで形成されてもよく、フィルム状のフォトレジストを貼付することで形成されてもよい。
Next, in FIG. 1C, a mask layer MSK having an opening OPa in which the
次に、図1(D)において、シード層SLを電極として電気めっき処理が実施され、Cu等の電源配線18aが開口部OPaに形成されるとともに、Cu等の信号配線18bが開口部OPbに形成される。ここで、信号配線18b用の開口部OPbにより形成された溝は、電源配線18a用の開口部OPaにより形成された溝に比べて幅が狭いため、電気めっき用の電解液が循環し難い。このため、開口部OPbは、開口部OPaに比べて、Cuが析出され難い。例えば、開口部OPbの幅が5ミクロン以下の場合、5ミクロンより大きい場合に比べて、電気めっき処理により金属が析出し難くなる。
Next, in FIG. 1D, electroplating is performed using the seed layer SL as an electrode, and a
また、開口部OPbに露出するシード層SL(金属膜12)の電気抵抗は、開口部OPaに露出するシード層SL(金属膜12、14による積層膜)の電気抵抗に比べて低い。このため、電極の電気抵抗という観点で、開口部OPbは、開口部OPaに比べてCuが析出されやすい。幅が狭い開口部OPbによるCuの析出し難さを、シード層SLの低抵抗化により補うことで、幅が互いに異なる開口部OPa、OPbにそれぞれ形成される電源配線18aおよび信号配線18bの膜厚(すなわち、配線の高さ)を互いに同等にすることができる。換言すれば、幅が広い開口部OPaによるCuの析出しやすさを、シード層SLの高抵抗化により補うことで、電源配線18aおよび信号配線18bの膜厚を互いに同等にすることができる。例えば、金属膜14の厚さの最適値は、金属膜12が露出する開口部OPbと、様々な厚さの金属膜14が露出する複数の開口部OPaとを有するサンプルを作成し、電気めっき処理により開口部OPaと複数の開口部OPbとにCuを析出させることで評価される。
In addition, the electrical resistance of the seed layer SL (metal film 12) exposed in the opening OPb is lower than the electrical resistance of the seed layer SL (laminated film formed of the
次に、図1(E)において、フォトレジスト16が除去される。
Next, in FIG. 1E, the
次に、図1(F)において、電源配線18aと信号配線18bとに覆われていない金属膜12、14が除去される。例えば、金属膜12、14は、電源配線18aおよび信号配線18bをマスクとしてウェットエッチングを実施することで同時に除去される。そして、電源配線18aと絶縁膜10との間に金属膜12、14による積層膜を有し、信号配線18bと絶縁膜10との間に金属膜12を有する配線構造が形成される。なお、電源配線18aおよび信号配線18bは、図1の奥行き方向に延在しており、電源配線18aおよび信号配線18bの配線幅は、図1(F)に示す断面(配線の横断面)の横方向の長さで示される。
Next, in FIG. 1F, the
図1(F)に示す配線構造では、各信号配線18bの幅(L)と、互いに隣接する信号配線18bの間隔(S)との比であるラインL/スペースSは、2ミクロン/2ミクロンである。なお、図1に示す配線構造を製造する最初の実験では、電気めっき処理により形成される電源配線18aの厚さは、2.8ミクロンであり、信号配線18bの厚さは、2.0ミクロンであった。この後、金属膜12、14による積層膜の電気抵抗をさらに高くすることで、電源配線18aの厚さと信号配線18bの厚さの差を小さくしていった。
In the wiring structure shown in FIG. 1F, the line L / space S, which is the ratio of the width (L) of each
なお、図1は、金属膜12上に金属膜14を積層することで、開口部OPaに露出するシード層SLの電気抵抗を、開口部OPbに露出するシード層SLの電気抵抗より高くする例を示している。しかしながら、電気抵抗が互いに異なる単一の金属膜を電源配線領域と信号配線領域とにそれぞれ形成することで、開口部OPaに露出するシード層SLの電気抵抗が、開口部OPbに露出するシード層SLの電気抵抗より高くされてもよい。また、膜厚の異なる複数の金属膜14を金属膜12上に形成することで、電気抵抗が互いに異なる3種類以上のシード層SLを形成してもよい。この場合、3種類以上の配線幅にそれぞれ対応する配線の膜厚を互いに同等にすることができる。
1 shows an example in which the
図2は、配線の形成方法の別の例を示す。図1と同じ要素および同じ工程については、詳細な説明は省略する。図2では、図1に示すNiCu等の金属膜14を電源配線領域に形成することなく配線が形成される。
FIG. 2 shows another example of a wiring formation method. Detailed descriptions of the same elements and steps as those in FIG. 1 are omitted. In FIG. 2, the wiring is formed without forming the
まず、図2(A)では、図1(A)と同様に、絶縁膜10上にCu等の金属膜12(シード層SL)が形成される。
First, in FIG. 2A, a
次に、図2(B)において、図1(C)と同様に、金属膜12が露出する開口部OPaを電源配線領域に有するとともに、金属膜12が露出する開口部OPbを信号配線領域に有するマスク層MSKが、フォトレジスト16を用いて形成される。ここで、マスク層MSKは、例えば、図1に示すマスク層MSKの2倍程度の厚さに形成される。マスク層MSKを図1に比べて厚くする理由は、図2(C)で説明する。
Next, in FIG. 2B, as in FIG. 1C, the opening OPa from which the
なお、マスク層MSKが厚い場合、開口部OPbのアスペクト比(深さと内径との比(深さ/内径))が大きくなるため、図1に示す開口部OPbに比べてマスク層MSKの形成精度は低くなり、図2(C)に示す信号配線18bの形成精度は低くなる。例えば、マスク層MSKが厚い場合、信号配線領域において、フォトレジスト16が、絶縁膜10側ほど幅広になるテーパ形状になり、開口部OPbの絶縁膜10側の幅が狭くなる。この場合、電気めっき処理により所望の幅の信号配線18bは形成されない。
When the mask layer MSK is thick, the aspect ratio of the opening OPb (ratio between depth and inner diameter (depth / inner diameter)) is increased. Therefore, the mask layer MSK can be formed more accurately than the opening OPb shown in FIG. And the formation accuracy of the
次に、図2(C)において、シード層SLを電極として電気めっき処理が実施され、Cu等の電源配線18aが開口部OPaに形成されるとともに、Cu等の信号配線18bが開口部OPbに形成される。ここで、開口部OPaは、開口部OPbに比べて、電気めっき用の電解液が循環しやすく、開口部OPa、OPbに露出するシード層SLの電気抵抗は、互いに同じである。このため、開口部OPaは、開口部OPbに比べてCuが析出しやすくなり、電源配線18aの厚さは、図1に示す電源配線18aの厚さの2倍程度になる。開口部OPbにおける電気めっき処理の条件は、図1と同じであるため、開口部OPbに析出するCuにより形成される信号配線18bの厚さは、図1に示す信号配線18bの厚さと同等である。図2に示す配線構造を製造する実験では、信号配線18bの厚さが2.0ミクロンの場合、電源配線18aの厚さは、4ミクロンを超えていた。
Next, in FIG. 2C, electroplating is performed using the seed layer SL as an electrode, and a
マスク層MSKの厚さは、規定の厚さの信号配線18bを形成する場合に形成される電源配線18aの厚さに合わせて、図1に示すマスク層MSKの2倍程度の厚さ(例えば、5ミクロン)に形成される。もし、マスク層MSKを図1のマスク層MSKと同程度の厚さ(例えば、2.5ミクロン)にした場合、電気めっき処理により開口部OPaに析出されるCuは、マスク層MSKの上面からあふれてしまい、正常な電源配線18aは形成されない。
The thickness of the mask layer MSK is approximately twice the thickness of the mask layer MSK shown in FIG. 1 (for example, in accordance with the thickness of the
次に、図2(D)において、図1(E)と同様に、フォトレジスト16が除去される。
Next, in FIG. 2D, the
次に、図2(E)において、図1(F)と同様に、電源配線18aと信号配線18bとに覆われていない金属膜12が除去される。
Next, in FIG. 2E, as in FIG. 1F, the
図2(F)は、電源配線18aおよび信号配線18bを覆って絶縁膜20を形成する例を示す。電源配線18aが信号配線18bより厚い場合、絶縁膜20の表面に段差が生じるため、フォトリソグラフィ法により電源配線18aおよび信号配線18b上に次の配線層を高い精度で形成することが困難になるおそれがある。
FIG. 2F shows an example in which the insulating
以上、図1に示す実施形態では、幅が互いに異なる開口部OPa、OPbにそれぞれ形成される電源配線18aおよび信号配線18bの膜厚を互いに同等にすることができる。換言すれば、開口部OPaに露出するシード層SLの電気抵抗を開口部OPbに露出するシード層SLの電気抵抗より高くすることで、電気めっき処理において、開口部OPaのCuの析出速度を開口部OPbのCuの析出速度に合わせて遅くさせることができる。この結果、信号配線18bのラインL/スペースSが、従来に比べて細い2ミクロン/2ミクロン程度である場合にも、電源配線18aおよび信号配線18bの膜厚を互いに同等にすることができる。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 1, the film thicknesses of the
また、電源配線18aの膜厚が、図2に示すように信号配線18bの膜厚に比べて厚くなることを抑止できるため、マスク層MSK(フォトレジスト16)を信号配線18bの膜厚に合わせた厚さに形成することできる。これにより、信号配線18bを形成する開口部OPbのアスペクト比が図2のように高くなることを抑止することができる。この結果、信号配線18bのラインL/スペースSが2ミクロン/2ミクロン程度である場合にも、従来に比べて、フォトレジスト16によるマスクパターンを高い精度で形成することができ、信号配線18bを高い精度で形成することができる。
Further, as shown in FIG. 2, it is possible to prevent the
さらに、電源配線18aの膜厚を信号配線18bの膜厚と同等に形成することができるため、マスク層MSKの厚さを図2に比べて薄くする場合にも、開口部OPaに析出されるCuがマスク層MSKの上面からあふれることを抑止することができる。この結果、正常な電源配線18aを有する配線構造を形成することができる。
Further, since the thickness of the
図3は、配線の形成方法および配線構造の別の実施形態を示す。図1と同じ要素および同様の工程については、詳細な説明は省略する。図3に示す各要素の寸法は、図1で説明した寸法と同様である。図3では、図1に示すNiCu等の金属膜14を電源配線領域に形成することなく配線が形成される。
FIG. 3 shows another embodiment of a wiring formation method and a wiring structure. Detailed descriptions of the same elements and similar steps as those in FIG. 1 are omitted. The dimensions of each element shown in FIG. 3 are the same as the dimensions described in FIG. In FIG. 3, the wiring is formed without forming the
まず、図3(A)では、図1(A)と同様に、絶縁膜10上にCu等の金属膜12が形成される。
First, in FIG. 3A, a
次に、図3(B)において、図1(C)と同様に、金属膜12が露出する開口部OPaを電源配線領域に有するとともに、金属膜12が露出する開口部OPbを信号配線領域に有するマスク層MSKが、フォトレジスト16を用いて形成される。マスク層MSKの厚さは、図1と同じであるため、図2で説明した開口部OPbのアスペクト比の問題は発生せず、信号配線18b(図3(D))は、図1と同等の精度で形成可能である。
Next, in FIG. 3B, similarly to FIG. 1C, the opening OPa from which the
次に、図3(C)において、開口部OPa、OPbに露出する金属膜12が、Ar等の不活性化ガスによりドライエッチングされる。ドライエッチング時にイオン化された不活性化ガスは、開口部OPaにより形成された広い溝に比べて、開口部OPbにより形成された狭い溝に入り難い。このため、開口部OPbに露出する金属膜12のエッチングレートは、開口部OPaに露出する金属膜12のエッチングレートに比べて低くなる。
Next, in FIG. 3C, the
例えば、2ミクロンの幅を有する開口部OPbのアスペクト比が”1”を超える場合、開口部OPbに露出する金属膜12は、ほとんどエッチングされない。これに対して、開口部OPaに露出する金属膜12は、正常にエッチングされるため、開口部OPaに露出する金属膜12の厚さは、開口部OPbに露出する金属膜12の厚さに比べて薄くなる。ここで、1層の金属膜12によりシード層SLが形成される場合、シード層SLの電気抵抗は、基板10の表面に沿う方向の抵抗成分により表される。このため、開口部OPaに露出する相対的に薄いシード層SLの電気抵抗は、開口部OPbに露出する相対的に厚いシード層SLの電気抵抗に比べて高くなる。
For example, when the aspect ratio of the opening OPb having a width of 2 microns exceeds “1”, the
次に、図3(D)において、図1(D)と同様に、シード層SLを電極として電気めっき処理が実施され、Cu等の電源配線18aが開口部OPaに形成されるとともに、Cu等の信号配線18bが開口部OPbに形成される。図1と同様に、開口部OPaに露出するシード層SLの電気抵抗は、開口部OPbに露出するシード層SLの電気抵抗に比べて高い。また、開口部OPbにより形成された溝は、図1と同様に、開口部OPaにより形成された溝に比べて、電気めっき用の電解液が循環し難い。したがって、図1と同様に、幅が互いに異なる開口部OPa、OPbにそれぞれ形成される電源配線18aおよび信号配線18bの膜厚(すなわち、配線の高さ)を互いに同等にすることができる。なお、電源配線領域における金属膜12のエッチング量の最適値は、図3(C)で説明したドライエッチングの処理時間が互いに異なる複数のサンプルを作成して評価される。
Next, in FIG. 3D, similarly to FIG. 1D, electroplating is performed using the seed layer SL as an electrode, and a
次に、図3(E)において、図1(E)と同様に、フォトレジスト16が除去される。
Next, in FIG. 3E, the
次に、図3(F)において、図1(F)と同様に、電源配線18aと信号配線18bとに覆われていない金属膜12が除去される。そして、電源配線18aと絶縁膜10との間の金属膜12が、信号配線18bと絶縁膜10との間の金属膜12より薄い配線構造が形成される。
Next, in FIG. 3F, as in FIG. 1F, the
図3(F)に示す配線構造では、図1(F)と同様に、各信号配線18bの幅(L)と、互いに隣接する信号配線18bの間隔(S)との比であるラインL/スペースSは、2ミクロン/2ミクロンである。なお、図3に示す配線構造を製造する最初の実験では、電気めっき処理により形成される電源配線18aの厚さは、2.2ミクロンであり、信号配線18bの厚さは、2.0ミクロンであった。この後、電源配線領域の金属膜12の電気抵抗をさらに高くすることで、電源配線18aの厚さと信号配線18bの厚さの差を小さくしていった。
In the wiring structure shown in FIG. 3F, as in FIG. 1F, the line L /, which is the ratio between the width (L) of each
なお、所定の厚さの金属膜12を形成した後、フォトリソグラフィ法を利用して、信号配線領域に選択的に金属膜12をさらに形成することで、電源配線領域の金属膜18の厚さを、信号配線領域の金属膜12の厚さより相対的に薄くしてもよい。
After the
以上、図3に示す実施形態においても、図1に示す実施形態と同様に、幅が互いに異なる開口部OPa、OPbにそれぞれ形成される電源配線18aおよび信号配線18bの膜厚を互いに同等にすることができる。また、信号配線18b用の開口部OPbのアスペクト比が図2のように高くなることを抑止することができるため、従来に比べて、フォトレジスト16によるマスクパターンを高い精度で形成することができ、信号配線18bを高い精度で形成することができる。さらに、電気めっき処理により開口部OPaに析出されるCuがマスク層MSKの上面からあふれることを抑止することができるため、正常な電源配線18aを有する配線構造を形成することができる。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 3, as in the embodiment shown in FIG. 1, the film thicknesses of the
さらに、図3に示す実施形態では、NiCu膜を電源配線領域に選択的に形成することなく、電源配線領域のCu膜を選択的にエッチングすることで、電源配線領域の開口部18aに露出するシード層SLを高抵抗化する。これにより、NiCu膜を形成するためのフォトレジスト16の形成、露光、現像および除去の工程を省略することができ、図3(F)に示す配線構造を形成するための工程数を、図1に比べて削減することができる。この結果、配線構造の製造コストを、図1(F)に示す配線構造の製造コストに比べて削減することができる。
Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the Cu film in the power supply wiring region is selectively etched without selectively forming the NiCu film in the power supply wiring region, so that it is exposed to the
図4は、配線の形成方法のさらなる別の実施形態で形成される配線構造を含む電子装置100の一例を示す。図4は、電子装置100の断面を示す。図4に示す電子装置100は、複数のLSIチップ110a、110bとプリント基板120とをインターポーザ130を介して相互に接続することで形成される。なお、インターポーザ130のプリント基板120側の面には、インターポーザ130の剛性を確保するための基板が設けられてもよい。また、図4に示す電子装置100は、MCPの形態で提供されてもよい。
FIG. 4 shows an example of an
LSIチップ110aのパッド(図示せず)は、バンプBP1aを介してインターポーザ130の電極(パッド)に接続され、LSIチップ110bのパッド(図示せず)は、バンプBP1bを介してインターポーザ130の電極(パッド)に接続される。プリント基板120の端子TMは、バンプBP2を介してインターポーザ130の電極(パッド)に接続される。そして、LSIチップ110a、110bおよびプリント基板120は、インターポーザ130に形成された配線を介して相互に接続される。図4に示す例では、インターポーザ130は、プリント基板120の端子TMに接続する電極が形成される電極層E1と、LSIチップ110a、110bのパッドに接続する電極が形成される電極層E2とを有する。また、インターポーザ130は、電極層E1、E2の間に設けられ、信号配線および電源配線が形成される配線層W1、W2を有する。
The pad (not shown) of the
図5から図16は、図4に示すインターポーザ130の製造方法を示す。すなわち、図5から図16は、配線の形成方法および配線構造の別の実施形態を示す。図1と同じ要素および同様の工程については、詳細な説明は省略する。なお、説明を分かりやすくするため、図5から図16の処理により製造されるインターポーザ130内の配線構造は、図4とは相違させている。
5 to 16 show a method for manufacturing the
まず、図5(A)において、電気絶縁性の下地基板30上にNi等の金属膜32がスパッタリング等により形成される。次に、図5(B)において、フォトリソグラフィ法により、フォトレジスト16の形成、露光、現像の処理が実施され、図4に示すプリント基板120の端子TMに接続する電極に対応する部分にフォトレジスト16を残したマスク層MSKが形成される。フォトレジスト16は、液状のフォトレジストを塗布することで形成されてもよく、フィルム状のフォトレジストを貼付することで形成されてもよい。
First, in FIG. 5A, a
次に、図5(C)において、フォトレジスト16で覆われていない金属膜32が、ウェットエッチング等により除去され、プリント基板120の端子TMに接続する電極EL1、EL2、EL3が形成される。例えば、電極EL1、EL2は、電源用に形成され、電極EL3は、信号用に形成される。次に、図5(D)において、フォトレジスト16が除去され、電極層E1が形成される。
Next, in FIG. 5C, the
次に、図6(A)において、下地基板30上に、電極EL1−EL3を覆って、感光性の絶縁膜34が形成される。感光性の絶縁膜34は、液状の材料を下地基板30上に塗布することで形成されてもよく、フィルム状の材料を下地基板30上に貼付することで形成されてもよい。感光性の絶縁膜34は、インターポーザ130の製造後にインターポーザ130中に残るため、永久レジストとも称される。
Next, in FIG. 6A, a photosensitive insulating
次に、図6(B)において、フォトリソグラフィ法により、露光、現像が実施され、電極EL1、EL2、EL3上に開口部OP1、OP2、OP3が形成される。次に、図6(C)において、スパッタリング等により、Cu等の金属膜36が絶縁膜34上および開口部OP1−OP3の内部に形成され、金属膜36は、開口部OP1−OP3に露出する電極EL1−EL3に接続される。
Next, in FIG. 6B, exposure and development are performed by a photolithography method, and openings OP1, OP2, and OP3 are formed over the electrodes EL1, EL2, and EL3. Next, in FIG. 6C, a
次に、図7(A)において、フォトリソグラフィ法により、フォトレジスト16の形成、露光、現像の処理が実施され、電源用の電極EL1、EL2を含む領域に開口部OP4を有するマスク層MSKが形成される。次に、図7(B)において、スパッタリング等により、NiCu(例えば、Ni:Cu=1:1の合金)等の金属膜38が、フォトレジスト16上および開口部OP4の内部に形成される。これにより、開口部OP4の内部では、Cu膜(金属膜36)とNiCu膜(金属膜38)による積層膜が形成される。
Next, in FIG. 7A, a
次に、図7(C)において、フォトレジスト16が除去される。フォトレジスト16上にスパッタリングされた金属膜38は、フォトレジスト16ともに除去される。そして、電極EL1、EL2に対応する電源配線領域には、Cu膜(金属膜36)とNiCu膜(金属膜38)によるシード層SLが形成され、電極EL3に対応する信号配線領域には、Cu膜(金属膜36)によるシード層SLが形成される。図1で説明したように、電源配線領域に形成されるCu膜とNiCu膜とによるシード層SLの電気抵抗は、信号配線領域に形成されるCu膜によるシード層SLの電気抵抗より高くなる。
Next, in FIG. 7C, the
次に、図8(A)において、フォトリソグラフィ法により、金属膜38が露出する開口部OP5を電源配線領域に有するとともに、金属膜36が露出する開口部OP6、OP7を信号配線領域に有するマスク層MSKが、フォトレジスト16を用いて形成される。なお、開口部OP7は、図8(A)の横方向に延在する信号配線用に形成される。このため、信号配線の横断面方向(図8(A)の奥行き方向)における開口部OP7の幅(すなわち、配線の幅)は、開口部OP6における電極EL3に露出するビア(コンタクト)用の開口の幅と同じ2ミクロンである。
Next, in FIG. 8A, a mask having openings OP5 where the
次に、図8(B)において、シード層SLを電極として電気めっき処理が実施され、Cu等の電源配線18aが開口部OP5に形成されるとともに、Cu等の信号配線18b、18cが開口部OP6、OP7にそれぞれ形成される。ここで、幅が広い開口部OP5に露出するシード層SLの電気抵抗は、幅が狭い開口部OP6、OP7に露出するシード層SLの電気抵抗より高いため、図1で説明したように、電源配線18aおよび信号配線18b、18cの膜厚を互いに同等にすることができる。
Next, in FIG. 8B, electroplating is performed using the seed layer SL as an electrode, and a
さらに、電源配線18aおよび信号配線18b、18cにおいて、絶縁膜34内に形成され、電極EL1−EL3に接続される配線(ビア)は、電源配線18aおよび信号配線18b、18cの幅に拘わりなく、互いに同じサイズである。このため、電気めっき用の電解液は、ビア用の開口部(図6(B)に示す開口部OP1、OP2、OP3)に、互いに同程度に循環し、ビア用の開口部へのCuの析出速度は、シード層SLの電気抵抗に依存して決まる。したがって、電源配線18a用のビアへのCuの析出速度は、信号配線18b用のビアへのCuの析出速度より遅くなる。これにより、ビア内にNiCuによる金属膜38を形成しない場合に比べて、金属膜38を薄くして、NiCu膜の厚さ方向の電気抵抗を低くすることができる。この結果、NiCuのスパッタリング時間を短縮することができ、スパッタリングに使用するNiCuを節約することができる。
Further, in the
次に、図8(C)において、フォトレジスト16が除去される。次に、図9(A)において、電源配線18aと信号配線18b、18cとに覆われていない金属膜36(Cu膜)と金属膜38(NiCu膜)とが、電源配線18aと信号配線18b、18cとをマスクとしてウェットエッチング等により除去される。そして、配線層W1が形成される。絶縁膜34上に形成される配線18a、18bは、図9(A)の奥行き方向に延在し、絶縁膜34上に形成される配線18cは、図9(A)の横方向に延在する。なお、例えば、絶縁膜34上に形成される配線18aの幅は、10ミクロンであり、絶縁膜34上に形成される配線18b、18cの幅は、それぞれ2.5ミクロン、2ミクロンである。配線18a、18bにおいて、絶縁膜34内に形成され、電極EL1−EL3に接続される配線(ビア)の幅は2ミクロンである。
Next, in FIG. 8C, the
次に、図9(B)において、図6(A)と同様に、電源配線18aと信号配線18b、18cとを覆って、感光性の絶縁膜34が形成される。次に、図9(C)において、図6(B)と同様に、絶縁膜34の露光、現像が実施され、電源配線18aと信号配線18b上に開口部OP8、OP9、OP10が形成される。なお、電源配線18a上に形成する新たな電源配線が、図9(C)に示す断面において、電源配線18aに接続されない場合、開口部OP8、OP9は、形成されない。
Next, in FIG. 9B, as in FIG. 6A, a photosensitive insulating
次に、図10(A)では、図6(C)と同様に、金属膜36(Cu膜)が形成され、図10(B)では、図7(A)と同様に、電源配線領域に開口部OP11を有するマスク層MSKがレジスト16により形成される。次に、図10(C)では、図7(B)と同様に、金属膜38(NiCu膜)が形成される。 Next, in FIG. 10A, a metal film 36 (Cu film) is formed as in FIG. 6C, and in FIG. 10B, in the power supply wiring region as in FIG. 7A. A mask layer MSK having an opening OP11 is formed from the resist 16. Next, in FIG. 10C, a metal film 38 (NiCu film) is formed as in FIG. 7B.
次に、図11(A)では、図7(C)と同様に、フォトレジスト16が除去され、図11(B)では、図8(A)と同様に、電源配線を形成するための開口部OP12と、信号配線を形成するための複数の開口部OP13とを有するマスク層MSKが形成される。
Next, in FIG. 11A, the
次に、図12(A)では、図8(B)と同様に、シード層SLを電極として電気めっき処理が実施され、Cu等の電源配線18aが開口部OP12に形成されるとともに、Cu等の信号配線18b、18dが開口部OP13に形成される。なお、信号配線18dは、図12(A)に示す断面では、配線層W1に形成された信号配線に接続されないため、配線層W1に接続するビア(コンタクト)を持たない。次に、図12(B)では、図8(C)と同様に、フォトレジスト16が除去される。
Next, in FIG. 12A, as in FIG. 8B, electroplating is performed using the seed layer SL as an electrode, and a
次に、図13(A)において、図9(A)と同様に、電源配線18aと信号配線18b、18dとに覆われていない金属膜36、38が、電源配線18aと信号配線18b、18dとをマスクとしてウェットエッチング等により除去される。そして、配線層W2が形成される。絶縁膜34上に形成される配線18a、18b、18dは、図13の奥行き方向に延在する。なお、例えば、絶縁膜34上に形成される配線18aの幅は、10ミクロンであり、絶縁膜34上に形成される配線18b、18dの幅は、それぞれ2.5ミクロン、2ミクロンである。配線18a、18bにおいて、絶縁膜34内に形成され、配線層W1に接続される配線(ビア)の幅は2ミクロンである。次に、図13(B)において、図9(B)と同様に、電源配線18aと信号配線18b、18dとを覆って、感光性の絶縁膜34が形成される。
Next, in FIG. 13A, as in FIG. 9A, the
次に、図14(A)において、図9(C)と同様に、絶縁膜34の露光、現像が実施され、電源配線18aと信号配線18b上に開口部OP14、OP15、OP16が形成される。次に、図14(B)において、図10(A)と同様に、金属膜36(Cu膜)が形成される。
Next, in FIG. 14A, similarly to FIG. 9C, the insulating
次に、図15(A)において、図10(B)と同様に、開口部OP14、OP15、OP16を除く領域にフォトレジスト16を有するマスク層MSKが形成される。次に、図15(B)において、シード層SLを電極として電気めっき処理が実施され、Cu等の金属膜40、Ni等の金属膜42およびCu等の金属膜44が各開口部OP14、OP15、OP16に積層される。金属膜40、42、44による積層膜は、図4に示すLSIチップ110a、110bのパッドに接続される電極として形成される。LSIチップ110a、110bのパッドに接続される電極のサイズは、信号および電源に拘わりなく、互いに同じである。このため、金属膜40、42、44を積層する工程では、配線層W1、W2を形成する工程と異なり、シード層SLを高抵抗化するNiCu膜は形成されない。
Next, in FIG. 15A, as in FIG. 10B, a mask layer MSK having a
次に、図16(A)において、図12(B)と同様に、フォトレジスト16が除去され、LSIチップ110a、110bのパッドに接続される電極EL4、EL5、EL6が絶縁膜34上に露出する。
Next, in FIG. 16A, as in FIG. 12B, the
次に、図16(B)において、図13(A)と同様に、電極EL4、EL5、EL6に覆われていない金属膜36が、電極EL4、EL5、EL6をマスクとしてウェットエッチング等により除去される。そして、電極層E2が形成される。この後、電極層E1、配線層W1、W2および電極層E2からなる積層構造が下地基板30から剥離され、図4に示すインターポーザ130が完成する。
Next, in FIG. 16B, as in FIG. 13A, the
以上、図5から図16に示す実施形態においても、図1に示す実施形態と同様に、幅が互いに異なる電源配線18aおよび信号配線18b、18c、18dの膜厚を互いに同等にすることができる。また、信号配線18b、18c、18d用のフォトレジスト16の開口部OP6、OP7、OP13のアスペクト比が図2のように高くなることを抑止することができる。このため、従来に比べて、フォトレジスト16によるマスクパターンを高い精度で形成することができ、信号配線18b、18c、18dを高い精度で形成することができる。さらに、電気めっき処理により開口部OP5、OP12に析出されるCuがマスク層MSKの上面からあふれることを抑止することができるため、正常な電源配線18aを有する配線構造を形成することができる。
As described above, also in the embodiment shown in FIGS. 5 to 16, as in the embodiment shown in FIG. 1, the
さらに、図5から図16に示す実施形態では、電源配線18aのビア用の開口部(図6(B)のOP1)にもNiCu膜を形成することで、NiCuのスパッタリング時間を短縮することができ、スパッタリングに使用するNiCuを節約することができる。
Furthermore, in the embodiment shown in FIGS. 5 to 16, the NiCu sputtering time can be shortened by forming the NiCu film in the via opening (OP1 in FIG. 6B) of the
図17から図22は、図4に示すインターポーザ130の製造方法の別の例を示す。すなわち、図17から図22は、配線の形成方法および配線構造の別の実施形態を示す。図3および図5から図16と同じ要素および同様の工程については、詳細な説明は省略する。図17から図22に示す工程により形成されるインターポーザ130の構造は、シード層SLの構造が異なることを除き、図5から図16に示す工程で形成されるインターポーザ130の構造と同様である。
17 to 22 show another example of a method for manufacturing the
図17(A)に示すCu膜を形成する工程は、図6(C)と同じであり、図17(A)の構造を得るまでの製造工程は、図5(A)から図6(B)に示す工程と同じである。次に、図17(B)において、図8(A)と同様に、金属膜36が露出する開口部OP5を電源配線領域に有するとともに、金属膜36が露出する開口部OP6、OP7を信号配線領域に有するマスク層MSKが、フォトレジスト16を用いて形成される。
The process of forming the Cu film shown in FIG. 17A is the same as that in FIG. 6C, and the manufacturing process until the structure of FIG. 17A is obtained is shown in FIGS. ). Next, in FIG. 17B, as in FIG. 8A, the opening OP5 from which the
次に、図17(C)において、図3(C)と同様に、開口部OP5、OP6、OP7に露出する金属膜36が、Ar(アルゴン)等の不活性化ガスによりドライエッチングされる。このとき、アスペクト比が相対的に高い開口部OP6、OP7内の絶縁膜34の表面に形成された金属膜36は、ほとんどエッチングされない。これに対して、アスペクト比が相対的に低い開口部OP5内の絶縁膜34の表面に形成された金属膜36はエッチングされ、膜厚が薄くなる。
Next, in FIG. 17C, as in FIG. 3C, the
なお、図8で説明したように、開口部OP7は、図17(C)の横方向に延在し、開口部OP7の幅は、開口部OP6における電極EL3に露出するビア用の開口の幅と同じ2ミクロンである。また、絶縁膜34上の開口部OP6の幅は、2.5ミクロンであり、絶縁膜34上の開口部OP5の幅は、10ミクロンである。このため、開口部OP6、OP7のアスペクト比は”1”以上である。以上より、幅が広い電源配線が形成される開口部OP5に露出するシード層SLの電気抵抗は、幅が狭い信号配線が形成される開口部OP6、OP7に露出するシード層SLの電気抵抗に比べて高くなる。
As described in FIG. 8, the opening OP7 extends in the horizontal direction of FIG. 17C, and the width of the opening OP7 is the width of the via opening exposed to the electrode EL3 in the opening OP6. Same as 2 microns. The width of the opening OP6 on the insulating
次に、図18(A)において、図8(B)と同様に、シード層SLを電極として電気めっき処理が実施され、Cu等の電源配線18aが開口部OP5に形成されるとともに、Cu等の信号配線18b、18cが開口部OP6、OP7にそれぞれ形成される。ここで、電気めっきの電解液が循環しやすい開口部OP5に露出するシード層SLの電気抵抗は、電気めっきの電解液が循環しにくい開口部OP6、OP7に露出する電気抵抗より高い。このため、図3(D)で説明したように、幅が互いに異なる開口部OP5と開口部OP6、OP7とにそれぞれ形成される電源配線18aと信号配線18b、18cとの膜厚(すなわち、配線の高さ)を互いに同等にすることができる。
Next, in FIG. 18A, as in FIG. 8B, electroplating is performed using the seed layer SL as an electrode, and a
次に、フォトレジスト16が除去された後、図18(B)において、図3(F)と同様に、電源配線18aと信号配線18b、18cとに覆われていない金属膜36(Cu膜)がウェットエッチング等により除去され、配線層W1が形成される。次に、感光性の絶縁膜34を用いて、開口部OP8、OP9、OP10が形成された後、図18(C)において、図10(A)と同様に、金属膜36(Cu膜)が形成される。
Next, after the
次に、図19(A)において、図11(B)と同様に、電源配線を形成するための開口部OP12と、信号配線を形成するための複数の開口部OP13とを有するマスク層MSKが形成される。次に、図19(B)において、図3(C)および図17(C)と同様に、開口部OP12、OP13に露出する金属膜36がドライエッチングされ、開口部OP12内の絶縁膜34の表面に形成された金属膜36がエッチングされ、膜厚が薄くなる。開口部OP13内の絶縁膜34の表面に形成された金属膜36は、ほとんどエッチングされない。
Next, in FIG. 19A, as in FIG. 11B, a mask layer MSK having an opening OP12 for forming a power supply wiring and a plurality of openings OP13 for forming a signal wiring is formed. It is formed. Next, in FIG. 19B, as in FIGS. 3C and 17C, the
次に、図20(A)において、図12(A)と同様に、シード層SLを電極として電気めっき処理が実施され、Cu等の電源配線18aが開口部OP12に形成されるとともに、Cu等の信号配線18b、18dが開口部OP13に形成される。次に、フォトレジスト16が除去された後、図20(B)において、図3(F)および図18(B)と同様に、電源配線18aと信号配線18b、18dとに覆われていない金属膜36がウェットエッチング等により除去され、配線層W2が形成される。
Next, in FIG. 20A, as in FIG. 12A, electroplating is performed using the seed layer SL as an electrode, and a
次に、図21(A)において、感光性の絶縁膜34を用いて、開口部OP14、OP15、OP16が形成された後、図14(B)と同様に、金属膜36(Cu膜)が形成される。次に、開口部OP14、OP15、OP16を除く領域にフォトレジスト16を有するマスク層MSKが形成された後、図21(B)において、図15(B)と同様に、電気めっき処理により金属膜40、42、44が各開口部OP14−OP16に順に形成される。
Next, in FIG. 21A, after the openings OP14, OP15, OP16 are formed using the photosensitive insulating
次に、フォトレジスト16が除去された後、図22(A)において、図16(B)と同様に、電極EL4、EL5、EL6に覆われていない金属膜36が、電極EL4、EL5、EL6をマスクとしてウェットエッチング等により除去される。そして、電極層E2が形成される。この後、電極層E1、配線層W1、W2および電極層E2からなる積層構造が下地基板30から剥離され、図4に示すインターポーザ130が完成する。
Next, after the
以上、図17から図22に示す実施形態においても、図1に示す実施形態と同様に、幅が互いに異なる電源配線18aおよび信号配線18b、18c、18dの膜厚を互いに同等にすることができる。また、信号配線18b、18c、18d用のフォトレジスト16の開口部OP6、OP7、OP13のアスペクト比が図2のように高くなることを抑止することができる。このため、従来に比べて、フォトレジスト16によるマスクパターンを高い精度で形成することができ、信号配線18b、18c、18dを高い精度で形成することができる。さらに、電気めっき処理により開口部OP5、OP12に析出されるCuがマスク層MSKの上面からあふれることを抑止することができるため、正常な電源配線18aを有する配線構造を形成することができる。また、図3に示す実施形態と同様に、NiCu膜を形成するためのフォトレジスト16の形成、露光、現像および除去の工程を省略することができる。このため、図22に示す配線構造を形成するための工程数を、図5から図16に示す工程数に比べて削減することができ、図22に示す配線構造の製造コストを、図16に示す配線構造の製造コストに比べて削減することができる。
As described above, also in the embodiment shown in FIGS. 17 to 22, the film thicknesses of the
以上の実施形態において説明した発明を整理して、付記として開示する。
(付記1)
絶縁膜上に導電性のシード層を形成する工程と、
所定値より大きい幅を有する第1の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗を、前記所定値以下の幅を有する第2の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗より高くする工程と、
前記第1の配線が形成される第1の開口部と、前記第2の配線が形成される第2の開口部とを有するマスク層を前記シード層上に形成する工程と、
前記シード層を電極として電気めっき処理を実施し、前記第1の開口部に前記第1の配線を形成するとともに前記第2の開口部に前記第2の配線を形成する工程と、
前記第1の配線および前記第2の配線を形成した後、前記マスク層を除去する工程と、
前記マスク層を除去した後、前記第1の配線と前記第2の配線とに覆われていないシード層を除去する工程と
を有することを特徴とする配線の形成方法。
(付記2)
前記絶縁膜上に形成される前記シード層は、第1の金属を含み、
前記シード層の電気抵抗を高くする工程において、前記マスク層を形成する前に、前記第1の金属より電気抵抗が高い第2の金属の膜を、前記第1の配線が形成される領域に形成された前記第1の金属の膜上に形成することで、前記第1の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗を前記第2の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗より高くすることを特徴とする付記1記載の配線の形成方法。
(付記3)
前記絶縁膜上に前記シード層を形成する前に、前記第1の配線を前記絶縁膜の下に形成される第3の配線に接続する第3の開口部を前記絶縁膜に形成する工程を有し、
前記第1の開口部は、前記第3の開口部を含む位置に形成され、
前記第1の金属の膜および前記第2の金属の膜は、前記第1の開口部と前記第3の開口部とに形成されることを特徴とする付記2記載の配線の形成方法。
(付記4)
前記シード層の電気抵抗を高くする工程において、エッチング処理により、前記第1の開口部に露出するシード層の膜厚を前記第2の開口部に露出するシード層の膜厚より薄くすることで、前記第1の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗を前記第2の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗より高くすることを特徴とする付記1記載の配線の形成方法。
(付記5)
前記エッチング処理において、前記シード層が前記第1の開口部および前記第2の開口部に露出した状態で、不活性ガスを用いたドライエッチングを実施することを特徴とする付記4記載の配線の形成方法。
(付記6)
前記第1の配線は、電源電圧または接地電圧が供給される電源配線であり、
前記第2の配線は、信号が伝達される信号配線であることを特徴とする付記1ないし付記5のいずれか1項記載の配線の形成方法。
(付記7)
所定値より大きい幅を有する第1の配線と前記所定値以下の幅を有する第2の配線とが絶縁膜上に形成された配線構造であって、
前記第1の配線の前記絶縁膜側に接触する第1の金属膜と、
前記第2の配線の前記絶縁膜側に接触し、前記第1の金属膜より電気抵抗が低い第2の金属膜と
を有することを特徴とする配線構造。
(付記8)
前記第1の金属膜は、第1の金属を含む膜と、前記第1の金属より電気抵抗が高い第2の金属を含む膜とを含み、
前記第2の金属膜は、前記第1の金属を含むことを特徴とする付記7記載の配線構造。
(付記9)
前記第1の金属膜および前記第2の金属膜は、互いに同じ金属を含み、
前記第1の金属膜は、第1の厚さを有し、
前記第2の金属膜は、前記第1の厚さより厚いことを特徴とする付記7記載の配線構造。
The invention described in the above embodiments is organized and disclosed as an appendix.
(Appendix 1)
Forming a conductive seed layer on the insulating film;
The electrical resistance of the seed layer in the region where the first wiring having a width larger than a predetermined value is formed is made higher than the electrical resistance of the seed layer in the region where the second wiring having a width smaller than the predetermined value is formed. Process,
Forming a mask layer having a first opening in which the first wiring is formed and a second opening in which the second wiring is formed on the seed layer;
Performing electroplating using the seed layer as an electrode, forming the first wiring in the first opening and forming the second wiring in the second opening;
Removing the mask layer after forming the first wiring and the second wiring;
And a step of removing a seed layer not covered with the first wiring and the second wiring after removing the mask layer.
(Appendix 2)
The seed layer formed on the insulating film includes a first metal;
In the step of increasing the electric resistance of the seed layer, before forming the mask layer, a second metal film having an electric resistance higher than that of the first metal is formed in a region where the first wiring is formed. By forming the first metal film on the formed first metal film, the electric resistance of the seed layer in the region where the first wiring is formed is set to the electric resistance of the seed layer in the region where the second wiring is formed. The method for forming a wiring according to appendix 1, wherein the wiring height is higher.
(Appendix 3)
Forming a third opening in the insulating film for connecting the first wiring to a third wiring formed under the insulating film before forming the seed layer on the insulating film; Have
The first opening is formed at a position including the third opening,
The wiring forming method according to claim 2, wherein the first metal film and the second metal film are formed in the first opening and the third opening.
(Appendix 4)
In the step of increasing the electrical resistance of the seed layer, the thickness of the seed layer exposed in the first opening is made smaller than the thickness of the seed layer exposed in the second opening by an etching process. The method of forming a wiring according to claim 1, wherein the electrical resistance of the seed layer in the region where the first wiring is formed is higher than the electrical resistance of the seed layer in the region where the second wiring is formed. .
(Appendix 5)
5. The wiring according to claim 4, wherein in the etching process, dry etching using an inert gas is performed in a state where the seed layer is exposed in the first opening and the second opening. Forming method.
(Appendix 6)
The first wiring is a power supply wiring to which a power supply voltage or a ground voltage is supplied,
6. The method of forming a wiring according to claim 1, wherein the second wiring is a signal wiring through which a signal is transmitted.
(Appendix 7)
A wiring structure in which a first wiring having a width larger than a predetermined value and a second wiring having a width equal to or smaller than the predetermined value are formed on an insulating film,
A first metal film in contact with the insulating film side of the first wiring;
A wiring structure comprising: a second metal film in contact with the insulating film side of the second wiring and having an electric resistance lower than that of the first metal film.
(Appendix 8)
The first metal film includes a film containing a first metal and a film containing a second metal having a higher electric resistance than the first metal,
The wiring structure according to appendix 7, wherein the second metal film contains the first metal.
(Appendix 9)
The first metal film and the second metal film contain the same metal as each other,
The first metal film has a first thickness;
The wiring structure according to appendix 7, wherein the second metal film is thicker than the first thickness.
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。 From the above detailed description, features and advantages of the embodiments will become apparent. This is intended to cover the features and advantages of the embodiments described above without departing from the spirit and scope of the claims. Also, any improvement and modification should be readily conceivable by those having ordinary knowledge in the art. Therefore, there is no intention to limit the scope of the inventive embodiments to those described above, and appropriate modifications and equivalents included in the scope disclosed in the embodiments can be used.
10…絶縁膜;12、14…金属膜;16…フォトレジスト;18a…電源配線;18b、18c、18d…信号配線;20…絶縁膜;30…下地基板;32…金属膜;34…絶縁膜;36、38、40、42、44…金属膜;100…電子装置;110a、110b…LSIチップ;120…プリント基板;130…インターポーザ;BP1a、BP1b…バンプ;E1、E2…電極層;EL1、EL2、EL3、EL4、EL5、EL6…電極;MSK…マスク層;OPa、OPb…開口部;OP1、OP2、OP3、OP4、OP5、OP6、OP7、OP8、OP9、OP10、OP11、OP12、OP13、OP14、OP15、OP16…開口部;SL…シード層;TM…端子;W1、W2…配線層
DESCRIPTION OF
Claims (8)
所定値より大きい幅を有する第1の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗を、前記所定値以下の幅を有する第2の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗より高くする工程と、
前記第1の配線が形成される第1の開口部と、前記第2の配線が形成される第2の開口部とを有するマスク層を前記シード層上に形成する工程と、
前記シード層を電極として電気めっき処理を実施し、前記第1の開口部に前記第1の配線を形成するとともに前記第2の開口部に前記第2の配線を形成する工程と、
前記第1の配線および前記第2の配線を形成した後、前記マスク層を除去する工程と、
前記マスク層を除去した後、前記第1の配線と前記第2の配線とに覆われていないシード層を除去する工程と
を有することを特徴とする配線の形成方法。 Forming a conductive seed layer on the insulating film;
The electrical resistance of the seed layer in the region where the first wiring having a width larger than a predetermined value is formed is made higher than the electrical resistance of the seed layer in the region where the second wiring having a width smaller than the predetermined value is formed. Process,
Forming a mask layer having a first opening in which the first wiring is formed and a second opening in which the second wiring is formed on the seed layer;
Performing electroplating using the seed layer as an electrode, forming the first wiring in the first opening and forming the second wiring in the second opening;
Removing the mask layer after forming the first wiring and the second wiring;
And a step of removing a seed layer not covered with the first wiring and the second wiring after removing the mask layer.
前記シード層の電気抵抗を高くする工程において、前記マスク層を形成する前に、前記第1の金属より電気抵抗が高い第2の金属の膜を、前記第1の配線が形成される領域に形成された前記第1の金属の膜上に形成することで、前記第1の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗を前記第2の配線が形成される領域のシード層の電気抵抗より高くすることを特徴とする請求項1記載の配線の形成方法。 The seed layer formed on the insulating film includes a first metal;
In the step of increasing the electric resistance of the seed layer, before forming the mask layer, a second metal film having an electric resistance higher than that of the first metal is formed in a region where the first wiring is formed. By forming the first metal film on the formed first metal film, the electric resistance of the seed layer in the region where the first wiring is formed is set to the electric resistance of the seed layer in the region where the second wiring is formed. 2. The method of forming a wiring according to claim 1, wherein the height is higher.
前記第1の開口部は、前記第3の開口部を含む位置に形成され、
前記第1の金属の膜および前記第2の金属の膜は、前記第1の開口部と前記第3の開口部とに形成されることを特徴とする請求項2記載の配線の形成方法。 Forming a third opening in the insulating film for connecting the first wiring to a third wiring formed under the insulating film before forming the seed layer on the insulating film; Have
The first opening is formed at a position including the third opening,
3. The method of forming a wiring according to claim 2, wherein the first metal film and the second metal film are formed in the first opening and the third opening.
前記第1の配線の前記絶縁膜側に接触する第1の金属膜と、
前記第2の配線の前記絶縁膜側に接触し、前記第1の金属膜より電気抵抗が低い第2の金属膜と
を有することを特徴とする配線構造。 A wiring structure in which a first wiring having a width larger than a predetermined value and a second wiring having a width equal to or smaller than the predetermined value are formed on an insulating film,
A first metal film in contact with the insulating film side of the first wiring;
A wiring structure comprising: a second metal film in contact with the insulating film side of the second wiring and having an electric resistance lower than that of the first metal film.
前記第2の金属膜は、前記第1の金属を含むことを特徴とする請求項6記載の配線構造。 The first metal film includes a film containing a first metal and a film containing a second metal having a higher electric resistance than the first metal,
The wiring structure according to claim 6, wherein the second metal film contains the first metal.
前記第1の金属膜は、第1の厚さを有し、
前記第2の金属膜は、前記第1の厚さより厚いことを特徴とする請求項6記載の配線構造。 The first metal film and the second metal film contain the same metal as each other,
The first metal film has a first thickness;
The wiring structure according to claim 6, wherein the second metal film is thicker than the first thickness.
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WO2024135456A1 (en) * | 2022-12-20 | 2024-06-27 | 京セラ株式会社 | Wiring board and method for producing same |
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- 2015-10-28 JP JP2015212226A patent/JP2017084979A/en active Pending
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