JP2004119419A - 層間接続構造の形成方法及び電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置 - Google Patents
層間接続構造の形成方法及び電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004119419A JP2004119419A JP2002276872A JP2002276872A JP2004119419A JP 2004119419 A JP2004119419 A JP 2004119419A JP 2002276872 A JP2002276872 A JP 2002276872A JP 2002276872 A JP2002276872 A JP 2002276872A JP 2004119419 A JP2004119419 A JP 2004119419A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive layer
- connection structure
- interlayer connection
- forming
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
- H01L24/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
- H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
【課題】高アスペクト比の接続孔への電気めっきによる金属埋め込み、及びこれに接続される上層配線を設計どおりに形成することができ、信頼性高く層間接続構造を形成する方法、及びこの層間接続構造を用いた電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置を提供すること。
【解決手段】実装基板１１上に銅からなる下層配線１２を配し、この下層配線１２をこの上に設ける層間絶縁層１３の終端面１３ａ外に延設して通電用引出し部１２ａを形成し、この通電用引出し部１２ａを陰極として電気めっきを行い、層間絶縁層１３に形成した下層配線１２との接続孔１８を、下層配線１２と同一の銅を用いた電気めっきで埋め込み後に、上層配線１９を別工程で形成する。これにより、高アスペクト比の接続孔にも容易かつ良好に埋め込みができると共に、上層配線１９は接続孔の埋め込みとは異なる独立しためっき条件で形成できるため、任意の厚さに形成できる。
【選択図】 図２
【解決手段】実装基板１１上に銅からなる下層配線１２を配し、この下層配線１２をこの上に設ける層間絶縁層１３の終端面１３ａ外に延設して通電用引出し部１２ａを形成し、この通電用引出し部１２ａを陰極として電気めっきを行い、層間絶縁層１３に形成した下層配線１２との接続孔１８を、下層配線１２と同一の銅を用いた電気めっきで埋め込み後に、上層配線１９を別工程で形成する。これにより、高アスペクト比の接続孔にも容易かつ良好に埋め込みができると共に、上層配線１９は接続孔の埋め込みとは異なる独立しためっき条件で形成できるため、任意の厚さに形成できる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば多層構造の微細配線に好適な層間接続構造の形成方法及び電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたフラットパネルディスプレイの多層配線工程において、層間接続孔を埋め込むための金属膜の成膜は、スパッタ等の真空系成膜法や、サブトラクティブ法をベースとした銅めっきにより行われている。
【０００３】
図１４はこのような銅めっきによる配線プロセスの概略断面図（ＬＥＤチップ等は図示省略）を示す。
【０００４】
まず、図１４（ａ）に示すように、基板３１上に形成した例えばアルミニウムからなる下層配線３２を含む上面を層間絶縁層３３で被覆する。
【０００５】
次いで図１４（ｂ）に示すように、層間絶縁層３３に下層配線３２と接続するためのビアホール３４を、フォトリソグラフィー又はレーザ加工等により形成する。
【０００６】
次いで図１４（ｃ）に示すように、ビアホール３４を含む層間絶縁層３３上の全面にシード層３５をスパッタ法、蒸着法あるいは無電解めっき等により形成した後に、このシード層３５を一方の電極として銅の電気めっきを行い、ビアホール３４を埋め込んでコンタクトプラグ３８を形成すると共に、上層配線材料層３６を形成する。
【０００７】
次いで図１４（ｄ）に示すように、上層配線材料層３６上に塗布したレジスト膜に対して、露光、現像によりパターニングしてレジストマスク３７を形成した後、エッチングにより非マスク部以外の上層配線材料層３６及びシード層３５を除去して、図１４（ｅ）に示すように、上層配線３９を形成する。なお、下層配線３２と外部回路とを接続させるために、コンタクトプラグ４０が設けられることがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、ＬＥＤチップはＬＥＤが樹脂封止された構造であり、これを実装するための層間絶縁層３３は樹脂チップを完全に被覆し、しかもＬＥＤチップを保護するため、その膜厚が厚くなる。従って、下層配線３２に接続するためにこの層間絶縁層３３に形成するビアホール３４も深くならざるを得ない。
【０００９】
しかも、ＬＥＤを用いたフラットパネルディスプレイは面表示のデバイスでるので、高画素密度の画面を構成するために、同一画面に多数の画素が組み込まれる。従って、画素数に応じて下層配線との接続孔が増加するため、下層配線３２を取り出すためのビアホール３４も微細な径（ＬＥＤを用いるフラットパネルディスプレイに特有な径、例えば５０μｍ以下）にせざるを得ず、厚い層間絶縁層３３に形成するビアホール３４のアスペクト比が必然的に高くなる。
【００１０】
このように、特にＬＥＤ素子やトランジスタ等をモールドした層間絶縁層３３を貫通するビアホール３４は、アスペクト比が、例えば１．５と非常に高く、一般にアスペクト比が１．０以上のビアホールのめっきによる埋め込みは厳しいため、接続信頼性を確保するのが困難であった。また、真空系の成膜では、高信頼性を確保できるだけの金属膜厚を得ることが困難である。
【００１１】
従って、サブトラクティブ法による銅めっきプロセスにおいては、ビアホール３４へのめっき膜の埋め込みを達成するためには、めっきに時間をかける必要があり、このため上層配線材料層３６のめっき膜が例えば１０μｍ以上に厚くなってしまう。この結果、図１４（ｅ）に示したエッチングによる上層配線形成時のサイドエッチング量が増大し、設定した配線幅及び配線形状、特に微細配線パターンを形成することが困難であった。
【００１２】
そこで本発明の目的は、上記したビアホールの如き接続孔への導電体の充填と、これに接続される上層の導電層とを共に良好に形成することができ、信頼性の高い層間接続構造を形成する方法、及びこの層間接続構造を用いた電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、下層の第１導電層上に層間絶縁層を形成する工程と、
この層間絶縁層に接続孔を形成する工程と、
前記第１導電層を電極として電気めっきを行うことにより、前記第１導電層
に接続された導電体を前記接続孔に埋め込む工程と、
この埋め込み工程とは別に、前記導電体に接続された上層の第２導電層を前
記層間絶縁層上に形成する工程と
を有する、層間接続構造の形成方法（以下、本発明の層間接続構造の形成方法と称する。）に係るものである。
【００１４】
本発明の層間接続構造の形成方法によれば、下層の第１導電層上の層間絶縁層に接続孔を形成し、第１導電層を電極として電気めっきにより、第１導電層に接続された導電体を接続孔に埋め込むので、電気めっき用の電極を別途設けないで、第１導電層を電極として簡略な構造及び工程で、層間絶縁層をマスクとして接続孔内のみに、選択的にめっき膜を第１導電層上に成長させ、高アスペクト比の接続孔であっても、容易かつ十分に埋め込むことができ、これによって、導電体に接続された上層の第２導電層を層間絶縁層上に形成するに際して、第２導電層の構成材料層の形成条件を、接続孔への導電体埋め込みのめっき条件とは独立して設定できるため、第２導電層の構成材料層の膜厚を要求される厚さに形成できることになり、第２導電層のパターニング精度を向上させ、信頼性の高い層間接続構造の形成方法を実現することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記第２導電層の形成工程の後に、前記第１導電層及び前記第２導電層を外部回路に接続する、電子回路装置の製造方法（以下、本発明の電子回路装置の製造方法と称する。）に係るものである。
【００１６】
本発明の電子回路装置の製造方法によれば、上記した本発明の層間接続構造の形成方法における前記第２導電層の形成工程を経て電子回路装置を製造し、第１導電層及び第２導電層を外部回路に接続するので、導電体を第１導電層上に直接めっき形成させることにより接続性良く形成し、この導電体に接続させかつパターニング精度の向上した第２導電体を形成できるため、フラットパネルディスプレイの如き表示装置等として、高密度な導体パターンの電子回路装置の信頼性の高い製造方法を提供できる。
【００１７】
また、本発明は、下層の第１導電層と、
この第１導電層上に形成された層間絶縁層と、
この層間絶縁層に形成された接続孔に前記第１導電層に接続されるように埋
め込まれた導電体と、
この導電体に接続されるように前記層間絶縁層上に形成された上層の第２導
電層とを有し、
前記第１導電層が前記層間絶縁層の終端面又はその外方に露呈している、層間接続構造（以下、本発明の層間接続構造と称する。）に係るものである。
【００１８】
本発明の層間接続構造によれば、下層の第１導電層上に設けた層間絶縁層に接続孔が形成され、この接続孔に導電体が第１導電層に接続されるように埋め込まれて、この導電体に接続されるように層間絶縁層上に第２導電層が形成され、また、第１導電層が層間絶縁層の終端面又は外方に露呈しているので、層間絶縁層の終端面又は外方に露呈している第１導電層を電気めっきの如き成膜時の電極として用いることができる。従って、電気めっきによって成膜する際に別途電極を設けないで、第１導電層を電極として簡略な構造及び工程で、層間絶縁層をマスクとして接続孔内のみに、選択的にめっき膜が第１導電層上に成長され、高アスペクト比の接続孔であっても、容易かつ十分に埋め込むことができ、これによって、導電体に接続された上層の第２導電層が層間絶縁層上に形成される際に、第２導電層の構成材料層の形成条件を、接続孔への導電体埋め込みのめっき条件とは独立して設定できるため、第２導電層の構成材料層の膜厚が要求される厚さに形成されることになり、第２導電層のパターニング精度が向上し、信頼性の高い層間接続構造が実現される。
【００１９】
また、本発明は、前記層間接続構造において、前記第１導電層及び前記第２導電層が外部回路に接続されている、電子回路装置（以下、本発明の電子回路装置と称する。）に係るものである。
【００２０】
本発明の電子回路装置によれば、上記した本発明の層間接続構造を有し、その第１導電層及び第２導電層が外部回路に接続されているので、本発明の層間接続構造を有する電子回路装置が構成され、導電体が第１導電層上に直接めっき形成されていることにより接続性良く形成され、この導電体に接続されかつパターン精度の向上した第２導電体を有して構成されるため、フラットパネルディスプレイの如き表示装置等として、高密度な導体パターンの電子回路装置を信頼性良く提供できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
上記した本発明の層間接続構造の形成方法、電子回路装置の製造方法、層間接続構造及び電子回路装置においては、基体上に配した前記第１導電層の端部を前記層間絶縁層の外方へ延設し、この延設部から前記電気めっきのための陰極電位を供給することが、別途電極を設けないで電位供給できる点で望ましいと共に、めっき膜を第１導電層上に直接成長させることができるため、高アスペクト比の接続孔であっても容易に埋め込むことができる。
【００２３】
そして、前記第１導電層と前記接続孔内の導電体及び／又は前記第２導電層とを同一元素、例えば銅によって形成することにより、界面における元素の相互拡散によって、界面の接合力が高められる点で望ましく、同一のめっき液を用いて、効率的にめっきできる点でも望ましい。特に、導体層と第１導電層とを同一元素で構成すれば、シード層を設けなくても両者間の接合力を高めることができる
【００２４】
この場合、前記延設部に前記第１導電層と一体又は別体に給電用の共通電極を設けることにより、めっき工程における作業性を良くする点で望ましい。
【００２５】
また、少なくとも前記延設部の一部をマスクにより被覆し、被覆されていない延設部分から給電を行うことにより、マスク下にめっきが被着するのを防止できる点で望ましい。そして、このマスクを除去すれば、その下部に存在する第１導電層の延設部を外部回路への接続端子として用い得る点で望ましい。
【００２６】
更に、前記電気めっきにより前記導電体を形成した後に、前記第２導電層を形成することにより、第１導電層とは別のめっき工程で第２導電層を形成できるため、第１導電層とは別の独立しためっき条件にて第２導電層を形成できると共に、第２導電層のパターン精度が向上する点で望ましい。
【００２７】
そして、前記電気めっき後に前記第１導電層の前記延設部を前記基体と共に切断し、この切断端面を前記基体の端面と同一面をなして存在させるようにしてもよい。
【００２８】
また、前記第１導電層及び前記第２導電層をフォトリソグラフィー又はめっき法によりそれぞれ形成してもよい。
【００２９】
この場合、前記第１導電層を下層配線とし、前記導電体をコンタクトプラグとし、前記第２導電層を上層配線とすることが望ましい。
【００３０】
そして、フラットパネルディスプレイ装置の層間接続に適用することにより、高信頼性の装置を形成することができる。
【００３１】
この場合、前記層間絶縁層に発光素子を埋め込み、この発光素子を前記第１導電層及び前記第２導電層に接続することにより、良好な表示装置を構成することができる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態を図面参照下で具体的に説明する。
【００３３】
本実施の形態の層間接続構造は、図２（ｈ）及び図７に示すように、基体としての実装基板（以下、単に基板と称することがある。）１１上に形成した銅からなる下層配線１２を層間絶縁層１３の終端面１３ａの外方に延設し、延設して形成した通電用引出し部１２ａを陰極に用いて電気めっきを行い、下層配線１２上の層間絶縁層１３に設けた接続孔１８に銅めっき膜を埋め込み、この上に銅からなる上層配線１９を形成後、延設した通電用引出し部１２ａの先端部を実装基板１１ごと切断するものであり、電気めっきの際に、下層配線１２を電極（陰極）に用いてコンタクトプラグ１４を形成した後に、上層配線１９はコンタクトプラグ１４とは別工程で形成することが特徴である。
【００３４】
本実施の形態による層間接続構造及びその製造プロセスを図１、図２（図７のＡ−Ａ線断面に対応する概略断面図）に基づき、図８〜図１０（図１、図２とは直交する断面である図７のＢ−Ｂ線断面に対応する概略断面図）、及び図３〜図７（上記各図の一部に対応する概略平面図）を参照しながら説明する。
【００３５】
まず、図１（ａ）に示すように、実装基板１１上に通常のプリント配線基板等で行われるように下層配線材料層１２Ａを形成する。即ち、めっき等により下層配線材料層１２Ａとして全面に銅膜を成膜後、レジスト塗布、露光、現像、メタルエッチング及びレジスト除去により、下層配線１２を形成する。この図と直交する断面形状は図８（ａ）〜（ｃ）参照。
【００３６】
次いで、図１（ｂ）に示すように、印刷又はスピンコート等により、下層配線１２を含む基板１１上の全面に層間絶縁層１３を成膜後、図１（ｃ）（図３のＩｃ−Ｉｃ断面に対応）に示すように、下層配線１２との接続孔１８及び通電用引出し部１２ａを露光現像、或いはレーザ加工又はスタンパを用いる等により形成すると共に、通電用引出し部１２ａの一部分（層間絶縁層１３側）に対し、めっき膜の被着防止のためにマスク２４（図３は図示省略）で被覆する。この図と直交する断面形状は図９（ｄ）、（ｅ）参照。
【００３７】
次いで、図１（ｄ）に示すように、通電用引出し部１２ａの非マスク部に、陰極に接続するためのワイヤ２５を取付け、これを陰極に接続し、実装基板１１を硫酸銅めっき浴等に浸漬して電気めっきを行う。
【００３８】
これにより図２（ｅ）（図４のＩＩｅ−ＩＩｅ断面に対応）に示すように、接続孔１８の底に露出した下層配線１２からめっき反応が起こり、接続孔１８内のみにめっき膜を析出させることができる。めっきは接続孔１８内にめっき皮膜が充填されるまで行う。この図と直交する断面形状は図９（ｆ）参照。
【００３９】
このように、シード層を設けないで接続孔１８を埋め込むことができ、銅からなる下層配線１２上に直接銅のめっき膜を成長させるため、下層配線１２と銅めっき膜との界面における相互拡散が高められると共に、簡略な構造及び簡略な工程により、高アスペクト比の接続孔であっても、下層配線１２との接続性良く、十分かつ容易にめっきで埋め込むことができ、特に５０μｍ以下の径の接続孔の埋め込みに効果的である。
【００４０】
これにより、層間絶縁層１３がマスクとして機能し、接続孔１８の底に露出した下層配線１２上の接続孔１８内のみに、選択的にめっき膜を形成できる。この場合、めっき表面は必ずしも平坦でなくてもよく、この上に形成する上層配線のめっきによって凹凸を吸収可能な程度に平坦であればよい。
【００４１】
次いで、図２（ｆ）（図５のＩＩｆ−ＩＩｆ断面に対応）に示すように、一般的なプリント配線基板と同様に、前処理した後に上層配線材料層１９Ａとして銅めっき膜を全面に成膜する。この図と直交する断面形状は図１０（ｇ）参照。
【００４２】
次いで、図２（ｇ）（図６のＩＩｇ−ＩＩｇ断面に対応）に示すように、不図示のレジスト塗布、露光、現像後及びメタルエッチングした後にレジスト除去することにより、上層配線１９を形成する。これにより、接続孔１８へのめっきによる埋め込みとは独立しためっき条件にて上層配線１９を薄く形成できる。従って、上層配線１９を形成時にサイドエッチングを抑制し、パターン精度を向上させることができる。なお、上層配線１９はスパッタリング或いは蒸着により形成してもよい。この図と直交する断面形状は図１０（ｈ）、（ｉ）参照。
【００４３】
この場合、下層配線材料層１２Ａ及び上層配線材料層１９Ａに対して、レジスト成膜、露光、現像、エッチング処理を行うサブトラクティブ法だけでなく、配線パターンのレジストを形成した後にめっきを行うアディティブ法によって形成してもよい。また、下層配線１２、コンタクトプラグ１４及び上層配線１９を互いに異なる異種金属で形成してもよい。但し、この場合は侵食防止のため異種金属間にバリアメタルを配することが必要である。
【００４４】
その後、図２（ｇ）に示すように、通電用引出し部１２ａのマスク２４による被覆部の一部分を含む位置を、ダイサー２７等により、切断線２８に沿って基板１１ごと切断除去する。従って、マスク２４を除去後は、その部分の通電用引出し部１２ａを外部回路との接続用端子として露出させ、外部回路と接続し易くできる。
【００４５】
これにより、図２（ｈ）（図７のＡ−Ａ断面に対応）に示すように、切断線２８より先方の基板１１及び通電用引出し部１２ａをワイヤ２５と共に切断除去することにより、上下の配線間がコンタクトプラグ１４によって接続されたモジュールが形成される。なお、図２（ｈ）に仮想線で示したワイヤ２６は、外部回路との接続用として示したものである。
【００４６】
このように、下層配線１２を陰極として電気めっきを行うことができるため、簡略な構造、簡略な工程によって、信頼性の高い層間接続性を有して電気めっきが行えると共に、上層配線１９が接続孔の埋め込みとは別工程で、独立しためっき条件により形成できる。
【００４７】
図３〜図７は、上記した図１及び図２による製造プロセスに対応する平面図である。
【００４８】
即ち、図３は、図１（ｂ）のように層間絶縁層１３を形成後、図１（ｃ）のように通電用引出し部１２ａ及び接続孔１８を形成し、図１（ｃ）におけるマスク２４は取付けていない状態を示す。
【００４９】
そして、これにマスク２４を取付け、更に通電用引出し部１２ａに陰極接続用のワイヤ２５を取付けた後に、図２（ｅ）のように、接続孔１８を電気めっきにより銅で埋め込んで、コンタクトプラグ１４を形成した状態が図４である。なお、図３及び図４において、符号３０で示した仮想線は実装されているＬＥＤチップ等を示す。
【００５０】
そして図５は、図２（ｆ）のように上層配線材料層１９Ａを全面に被覆した状態を示し、図６は、上層配線材料層１９Ａをパターニングして上層配線１９を形成後、図２（ｇ）のように、ダイサー２７等を用いて通電用引出し部１２ａを切断している状態を示している。この切断によって、図７（図２（ｈ）に対応の平面図）に示すような層間接続構造を形成する。
【００５１】
図１１は本実施の形態の変形例の一例を示す。
【００５２】
即ち、通電用引出し部１２ａの先端部を一体化した構造である。この構造は、下層配線１２の形成時に、通電用引出し部１２ａを切断線２８より先端部が一体化されるようにパターニングすることにより形成可能であり、これにより、図１（ｄ）等に示したワイヤ２５を設けないで陰極に接続できる。
【００５３】
図１２は本実施の形態の変形例の他の一例を示し、（ａ）は一部分の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線概略断面図である。
【００５４】
この変形例は既述したワイヤ２５を設けないで、通電用引出し部１２ａを直接陰極５に接触させる方法である。即ち、図１２に示すように、下層配線１２を陰極５に接続してコンタクトプラグ１４を電気めっきで埋め込む際は、層間絶縁層１３外に延設した通電用引出し部１２ａの一部分をマスク２４で被覆し、非マスク部に陰極５を接触させることにより、露出した通電用引出し部１２ａにめっき膜が被着することなく電気めっきが可能であり、ワイヤ２５を設ける手間を省くことができる。
【００５５】
上記したように、本実施の形態は、特に次の（１）〜（３）に示す顕著な優れた特長を有している。
（１）接続孔内へ選択的にめっき皮膜を成長させることができるため、高アスペクト比の接続孔でも信頼性の高い接続が可能である。
（２）上下の配線材料層１２Ａ、１９Ａの膜厚（特に上層配線材料層１９Ａ）のめっき条件を、接続孔１８内へのめっき条件とは独立して設定できるため、各層に最適なめっき条件を個々に設定できる。例えば、サブトラクティブ法により一括して接続孔１８内への埋め込み及び上層配線１９を形成する場合は、接続孔１８内にめっき膜を充填させるためにめっき膜厚全体が厚膜化し、上層配線のパターン形成時にサイドエッチング量が増大し、配線幅を微細化することが困難であるが、接続孔１８内のみにめっき膜を充填することができ、このめっきとは別工程で上層配線１９を形成できるので、上層配線１９はサイドエッチングされることなく、配線パターンに最適な膜厚に設定できる。
（３）下層配線１２と同一元素の金属を用いて電気化学的に、接続孔１８内に露出している下層配線１２上にめっき膜を析出させるため、下層配線と接続孔に埋め込んだコンタクトプラグとの界面が、シード層を介して接合される構造に比べて、両者の界面の接合力が大きく、信頼性の高い配線接続ができる。
【００５６】
上記したように、本実施の形態の層間接続構造は、下層配線１２、コンタクトプラグ１４及び上層配線１９のそれぞれの間の接続性が良く、これらの高密度な形成も可能であると共に、上層配線１９のパターン精度が優れているため、この接続構造及び製造方法を用いて、例えば図１３に示した画像表示装置等の下層配線と上層配線との接続を行う場合に有利である。
【００５７】
この例による多層配線構造の画像表示装置は、基板４１上の一層目の層間絶縁層４２の上に最下層の配線４８ａが配され、次の下層配線４８ｂが２層目の層間絶縁層４３上に配されているため、双方の下層配線に段差を有する構造であり、この２層目の層間絶縁層４３上にＩＣチップ４９及びＬＥＤチップ５０が配されている。このような構成であるため、これらの各チップを被覆する３層目の層間絶縁層４４は厚くならざるを得ない。
【００５８】
ところが、既述したように、このような画像表示装置は、高画素密度の画面が構成され、同一画面に多数の画素を組み込むために、下層配線４８ａ、４８ｂとの接続孔４７ａ、４７ｂも、微細な径で深く形成せざるを得ず、アスペクト比は高くならざるを得ない。このため、従来の如き電気めっきによる接続孔の埋め込み方法では、上層配線材料層が厚くなり、上層配線を細幅でパターン精度良く形成することが困難である。
【００５９】
しかし、このような画像表示装置に上記した実施の形態を適用し、それぞれの下層配線４８ａ、４８ｂを層間絶縁層外に延設して通電用引出し部を設け、この通電用引出し部を陰極として電気めっきすることにより、接続孔４７ａ、４７ｂ内のみにコンタクトプラグ４５ａ、４５ｂを形成後に、上層配線４６ａ、４６ｂは、接続孔４７ａ、４７ｂのめっき埋め込みとは別に、独立しためっき条件によって形成できる。
【００６０】
これにより、接続孔４７ａ、４７ｂ等のピッチが小さく高アスペクト比であっても、設計どおりにめっきにより埋め込んでコンタクトプラグ４５ａ、４５ｂを形成できると共に、上層配線層を薄く形成して、これをパターニングすることにより、上層配線のパターン精度を設計どおりに、細幅で高密度に形成できる。
【００６１】
本実施の形態によれば、下層配線１２上の層間絶縁層１３に接続孔１８を形成し、下層配線１２から延設された通電用引出し部１２ａを陰極として電気めっきを行い、下層配線１２に接続されたコンタクトプラグ１４を接続孔１８に埋め込むので、シード層を設けないで、層間絶縁層１３をマスクとして接続孔１８内のみに選択的に、めっき膜を直接下層配線１２上に成長させるため、簡略な構造、簡略した工程で、シード層を設ける場合に比べて下層配線１２とコンタクトプラグ１４との界面の接合力を大きくして、高アスペクト比の接続孔１８であっても、容易かつ十分に埋め込むことができる。
【００６２】
しかも、接続孔１８の埋め込みとは別工程により、コンタクトプラグ１４に接続された上層配線１９を層間絶縁層１３上に形成するので、上層配線１９の構成材料層１９Ａのめっき条件を、接続孔１８を埋め込むめっき条件とは独立して設定できるため、上層配線材料層１９Ａの膜厚を薄く、任意の厚さに形成できることにより、上層配線１９のパターニング精度が向上し、信頼性の高い層間接続を行うことができる。
【００６３】
上記した各実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて変形が可能である。
【００６４】
例えば、上層配線材料層１９Ａを形成する際に、下層配線を陰極に用いることができる。
【００６５】
また、電気めっきの陰極用として、下層配線１２を層間絶縁層１３外に延設して通電用引出し部１２ａを形成したが、これに限らず、層間絶縁層に接続孔を設け、この接続孔を介して下層配線を取出し、これを陰極に使用することも可能である。
【００６６】
また、各実施の形態に示した各部の形状や構造等は、実施の形態に限定するものではなく、適宜であってよい。
【００６７】
【発明の作用効果】
上述した如く、本発明の層間接続構造の形成方法及び層間接続構造は、電気めっき用の電極を別途設けないで、第１導電層を電極として簡略な構造及び工程で、層間絶縁層をマスクとして接続孔内のみに、選択的にめっき膜を第１導電層上に成長させ、高アスペクト比の接続孔であっても、容易かつ十分に埋め込むことができ、これによって、導電体に接続された上層の第２導電層を層間絶縁層上に形成するに際して、第２導電層の構成材料層の形成条件を、接続孔への導電体埋め込みのめっき条件とは独立して設定できるため、第２導電層の構成材料層の膜厚を要求される厚さに形成できることになり、第２導電層のパターニング精度を向上させ、信頼性の高い層間接続構造を実現することができる。
【００６８】
また、本発明の電子回路装置の製造方法及び電子回路装置は、本発明の層間接続構造を有する電子回路装置が構成されるので、導電体が第１導電層上に直接めっき形成されていることにより接続性良く形成され、この導電体に接続されかつパターン精度の向上した第２導電体を有しているため、フラットパネルディスプレイの如き表示装置等として、高密度な導体パターンの電子回路装置を信頼性良く提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による層間接続構造の製造プロセスを示す概略断面図（図７のＡ−Ａ線対応の概略断面図）である。
【図２】同、製造プロセスを示す概略断面図である。
【図３】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図４】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図５】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図６】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図７】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図８】同、層間接続構造の製造プロセスを示す概略断面図（図７のＢ−Ｂ線対応の概略断面図）である。
【図９】同、製造プロセスを示す概略断面図である。
【図１０】同、製造プロセスを示す概略断面図である。
【図１１】同、変形例の一例を示す一部分の概略平面図である。
【図１２】同、変形例の他の一例を示し、（ａ）は一部分の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線概略断面図である。
【図１３】画像表示装置への適用例を示す概略断面図である。
【図１４】従来例による配線形成のプロセスを示す概略断面図である。
【符号の説明】
５…陰極、７、１０…フォトレジスト、１１、４１…実装基板、
１１ａ…切断端、１２、４８ａ、４８ｂ…下層配線、１２Ａ…下層配線材料層、１２ａ…通電用引出し部、１３、４２、４３、４４…層間絶縁層、
１３ａ…終端面、１４、４５ａ、４５ｂ…コンタクトプラグ、
１８、４７ａ、４７ｂ…接続孔、１９、４６ａ、４６ｂ…上層配線、
１９Ａ…上層配線材料層、２４…マスク、２５、２６…ワイヤ、
２７…ダイサー、２８…切断線、２９…共通電極、３０、５０…ＬＥＤチップ、４９…ＩＣチップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば多層構造の微細配線に好適な層間接続構造の形成方法及び電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたフラットパネルディスプレイの多層配線工程において、層間接続孔を埋め込むための金属膜の成膜は、スパッタ等の真空系成膜法や、サブトラクティブ法をベースとした銅めっきにより行われている。
【０００３】
図１４はこのような銅めっきによる配線プロセスの概略断面図（ＬＥＤチップ等は図示省略）を示す。
【０００４】
まず、図１４（ａ）に示すように、基板３１上に形成した例えばアルミニウムからなる下層配線３２を含む上面を層間絶縁層３３で被覆する。
【０００５】
次いで図１４（ｂ）に示すように、層間絶縁層３３に下層配線３２と接続するためのビアホール３４を、フォトリソグラフィー又はレーザ加工等により形成する。
【０００６】
次いで図１４（ｃ）に示すように、ビアホール３４を含む層間絶縁層３３上の全面にシード層３５をスパッタ法、蒸着法あるいは無電解めっき等により形成した後に、このシード層３５を一方の電極として銅の電気めっきを行い、ビアホール３４を埋め込んでコンタクトプラグ３８を形成すると共に、上層配線材料層３６を形成する。
【０００７】
次いで図１４（ｄ）に示すように、上層配線材料層３６上に塗布したレジスト膜に対して、露光、現像によりパターニングしてレジストマスク３７を形成した後、エッチングにより非マスク部以外の上層配線材料層３６及びシード層３５を除去して、図１４（ｅ）に示すように、上層配線３９を形成する。なお、下層配線３２と外部回路とを接続させるために、コンタクトプラグ４０が設けられることがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、ＬＥＤチップはＬＥＤが樹脂封止された構造であり、これを実装するための層間絶縁層３３は樹脂チップを完全に被覆し、しかもＬＥＤチップを保護するため、その膜厚が厚くなる。従って、下層配線３２に接続するためにこの層間絶縁層３３に形成するビアホール３４も深くならざるを得ない。
【０００９】
しかも、ＬＥＤを用いたフラットパネルディスプレイは面表示のデバイスでるので、高画素密度の画面を構成するために、同一画面に多数の画素が組み込まれる。従って、画素数に応じて下層配線との接続孔が増加するため、下層配線３２を取り出すためのビアホール３４も微細な径（ＬＥＤを用いるフラットパネルディスプレイに特有な径、例えば５０μｍ以下）にせざるを得ず、厚い層間絶縁層３３に形成するビアホール３４のアスペクト比が必然的に高くなる。
【００１０】
このように、特にＬＥＤ素子やトランジスタ等をモールドした層間絶縁層３３を貫通するビアホール３４は、アスペクト比が、例えば１．５と非常に高く、一般にアスペクト比が１．０以上のビアホールのめっきによる埋め込みは厳しいため、接続信頼性を確保するのが困難であった。また、真空系の成膜では、高信頼性を確保できるだけの金属膜厚を得ることが困難である。
【００１１】
従って、サブトラクティブ法による銅めっきプロセスにおいては、ビアホール３４へのめっき膜の埋め込みを達成するためには、めっきに時間をかける必要があり、このため上層配線材料層３６のめっき膜が例えば１０μｍ以上に厚くなってしまう。この結果、図１４（ｅ）に示したエッチングによる上層配線形成時のサイドエッチング量が増大し、設定した配線幅及び配線形状、特に微細配線パターンを形成することが困難であった。
【００１２】
そこで本発明の目的は、上記したビアホールの如き接続孔への導電体の充填と、これに接続される上層の導電層とを共に良好に形成することができ、信頼性の高い層間接続構造を形成する方法、及びこの層間接続構造を用いた電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、下層の第１導電層上に層間絶縁層を形成する工程と、
この層間絶縁層に接続孔を形成する工程と、
前記第１導電層を電極として電気めっきを行うことにより、前記第１導電層
に接続された導電体を前記接続孔に埋め込む工程と、
この埋め込み工程とは別に、前記導電体に接続された上層の第２導電層を前
記層間絶縁層上に形成する工程と
を有する、層間接続構造の形成方法（以下、本発明の層間接続構造の形成方法と称する。）に係るものである。
【００１４】
本発明の層間接続構造の形成方法によれば、下層の第１導電層上の層間絶縁層に接続孔を形成し、第１導電層を電極として電気めっきにより、第１導電層に接続された導電体を接続孔に埋め込むので、電気めっき用の電極を別途設けないで、第１導電層を電極として簡略な構造及び工程で、層間絶縁層をマスクとして接続孔内のみに、選択的にめっき膜を第１導電層上に成長させ、高アスペクト比の接続孔であっても、容易かつ十分に埋め込むことができ、これによって、導電体に接続された上層の第２導電層を層間絶縁層上に形成するに際して、第２導電層の構成材料層の形成条件を、接続孔への導電体埋め込みのめっき条件とは独立して設定できるため、第２導電層の構成材料層の膜厚を要求される厚さに形成できることになり、第２導電層のパターニング精度を向上させ、信頼性の高い層間接続構造の形成方法を実現することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記第２導電層の形成工程の後に、前記第１導電層及び前記第２導電層を外部回路に接続する、電子回路装置の製造方法（以下、本発明の電子回路装置の製造方法と称する。）に係るものである。
【００１６】
本発明の電子回路装置の製造方法によれば、上記した本発明の層間接続構造の形成方法における前記第２導電層の形成工程を経て電子回路装置を製造し、第１導電層及び第２導電層を外部回路に接続するので、導電体を第１導電層上に直接めっき形成させることにより接続性良く形成し、この導電体に接続させかつパターニング精度の向上した第２導電体を形成できるため、フラットパネルディスプレイの如き表示装置等として、高密度な導体パターンの電子回路装置の信頼性の高い製造方法を提供できる。
【００１７】
また、本発明は、下層の第１導電層と、
この第１導電層上に形成された層間絶縁層と、
この層間絶縁層に形成された接続孔に前記第１導電層に接続されるように埋
め込まれた導電体と、
この導電体に接続されるように前記層間絶縁層上に形成された上層の第２導
電層とを有し、
前記第１導電層が前記層間絶縁層の終端面又はその外方に露呈している、層間接続構造（以下、本発明の層間接続構造と称する。）に係るものである。
【００１８】
本発明の層間接続構造によれば、下層の第１導電層上に設けた層間絶縁層に接続孔が形成され、この接続孔に導電体が第１導電層に接続されるように埋め込まれて、この導電体に接続されるように層間絶縁層上に第２導電層が形成され、また、第１導電層が層間絶縁層の終端面又は外方に露呈しているので、層間絶縁層の終端面又は外方に露呈している第１導電層を電気めっきの如き成膜時の電極として用いることができる。従って、電気めっきによって成膜する際に別途電極を設けないで、第１導電層を電極として簡略な構造及び工程で、層間絶縁層をマスクとして接続孔内のみに、選択的にめっき膜が第１導電層上に成長され、高アスペクト比の接続孔であっても、容易かつ十分に埋め込むことができ、これによって、導電体に接続された上層の第２導電層が層間絶縁層上に形成される際に、第２導電層の構成材料層の形成条件を、接続孔への導電体埋め込みのめっき条件とは独立して設定できるため、第２導電層の構成材料層の膜厚が要求される厚さに形成されることになり、第２導電層のパターニング精度が向上し、信頼性の高い層間接続構造が実現される。
【００１９】
また、本発明は、前記層間接続構造において、前記第１導電層及び前記第２導電層が外部回路に接続されている、電子回路装置（以下、本発明の電子回路装置と称する。）に係るものである。
【００２０】
本発明の電子回路装置によれば、上記した本発明の層間接続構造を有し、その第１導電層及び第２導電層が外部回路に接続されているので、本発明の層間接続構造を有する電子回路装置が構成され、導電体が第１導電層上に直接めっき形成されていることにより接続性良く形成され、この導電体に接続されかつパターン精度の向上した第２導電体を有して構成されるため、フラットパネルディスプレイの如き表示装置等として、高密度な導体パターンの電子回路装置を信頼性良く提供できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
上記した本発明の層間接続構造の形成方法、電子回路装置の製造方法、層間接続構造及び電子回路装置においては、基体上に配した前記第１導電層の端部を前記層間絶縁層の外方へ延設し、この延設部から前記電気めっきのための陰極電位を供給することが、別途電極を設けないで電位供給できる点で望ましいと共に、めっき膜を第１導電層上に直接成長させることができるため、高アスペクト比の接続孔であっても容易に埋め込むことができる。
【００２３】
そして、前記第１導電層と前記接続孔内の導電体及び／又は前記第２導電層とを同一元素、例えば銅によって形成することにより、界面における元素の相互拡散によって、界面の接合力が高められる点で望ましく、同一のめっき液を用いて、効率的にめっきできる点でも望ましい。特に、導体層と第１導電層とを同一元素で構成すれば、シード層を設けなくても両者間の接合力を高めることができる
【００２４】
この場合、前記延設部に前記第１導電層と一体又は別体に給電用の共通電極を設けることにより、めっき工程における作業性を良くする点で望ましい。
【００２５】
また、少なくとも前記延設部の一部をマスクにより被覆し、被覆されていない延設部分から給電を行うことにより、マスク下にめっきが被着するのを防止できる点で望ましい。そして、このマスクを除去すれば、その下部に存在する第１導電層の延設部を外部回路への接続端子として用い得る点で望ましい。
【００２６】
更に、前記電気めっきにより前記導電体を形成した後に、前記第２導電層を形成することにより、第１導電層とは別のめっき工程で第２導電層を形成できるため、第１導電層とは別の独立しためっき条件にて第２導電層を形成できると共に、第２導電層のパターン精度が向上する点で望ましい。
【００２７】
そして、前記電気めっき後に前記第１導電層の前記延設部を前記基体と共に切断し、この切断端面を前記基体の端面と同一面をなして存在させるようにしてもよい。
【００２８】
また、前記第１導電層及び前記第２導電層をフォトリソグラフィー又はめっき法によりそれぞれ形成してもよい。
【００２９】
この場合、前記第１導電層を下層配線とし、前記導電体をコンタクトプラグとし、前記第２導電層を上層配線とすることが望ましい。
【００３０】
そして、フラットパネルディスプレイ装置の層間接続に適用することにより、高信頼性の装置を形成することができる。
【００３１】
この場合、前記層間絶縁層に発光素子を埋め込み、この発光素子を前記第１導電層及び前記第２導電層に接続することにより、良好な表示装置を構成することができる。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態を図面参照下で具体的に説明する。
【００３３】
本実施の形態の層間接続構造は、図２（ｈ）及び図７に示すように、基体としての実装基板（以下、単に基板と称することがある。）１１上に形成した銅からなる下層配線１２を層間絶縁層１３の終端面１３ａの外方に延設し、延設して形成した通電用引出し部１２ａを陰極に用いて電気めっきを行い、下層配線１２上の層間絶縁層１３に設けた接続孔１８に銅めっき膜を埋め込み、この上に銅からなる上層配線１９を形成後、延設した通電用引出し部１２ａの先端部を実装基板１１ごと切断するものであり、電気めっきの際に、下層配線１２を電極（陰極）に用いてコンタクトプラグ１４を形成した後に、上層配線１９はコンタクトプラグ１４とは別工程で形成することが特徴である。
【００３４】
本実施の形態による層間接続構造及びその製造プロセスを図１、図２（図７のＡ−Ａ線断面に対応する概略断面図）に基づき、図８〜図１０（図１、図２とは直交する断面である図７のＢ−Ｂ線断面に対応する概略断面図）、及び図３〜図７（上記各図の一部に対応する概略平面図）を参照しながら説明する。
【００３５】
まず、図１（ａ）に示すように、実装基板１１上に通常のプリント配線基板等で行われるように下層配線材料層１２Ａを形成する。即ち、めっき等により下層配線材料層１２Ａとして全面に銅膜を成膜後、レジスト塗布、露光、現像、メタルエッチング及びレジスト除去により、下層配線１２を形成する。この図と直交する断面形状は図８（ａ）〜（ｃ）参照。
【００３６】
次いで、図１（ｂ）に示すように、印刷又はスピンコート等により、下層配線１２を含む基板１１上の全面に層間絶縁層１３を成膜後、図１（ｃ）（図３のＩｃ−Ｉｃ断面に対応）に示すように、下層配線１２との接続孔１８及び通電用引出し部１２ａを露光現像、或いはレーザ加工又はスタンパを用いる等により形成すると共に、通電用引出し部１２ａの一部分（層間絶縁層１３側）に対し、めっき膜の被着防止のためにマスク２４（図３は図示省略）で被覆する。この図と直交する断面形状は図９（ｄ）、（ｅ）参照。
【００３７】
次いで、図１（ｄ）に示すように、通電用引出し部１２ａの非マスク部に、陰極に接続するためのワイヤ２５を取付け、これを陰極に接続し、実装基板１１を硫酸銅めっき浴等に浸漬して電気めっきを行う。
【００３８】
これにより図２（ｅ）（図４のＩＩｅ−ＩＩｅ断面に対応）に示すように、接続孔１８の底に露出した下層配線１２からめっき反応が起こり、接続孔１８内のみにめっき膜を析出させることができる。めっきは接続孔１８内にめっき皮膜が充填されるまで行う。この図と直交する断面形状は図９（ｆ）参照。
【００３９】
このように、シード層を設けないで接続孔１８を埋め込むことができ、銅からなる下層配線１２上に直接銅のめっき膜を成長させるため、下層配線１２と銅めっき膜との界面における相互拡散が高められると共に、簡略な構造及び簡略な工程により、高アスペクト比の接続孔であっても、下層配線１２との接続性良く、十分かつ容易にめっきで埋め込むことができ、特に５０μｍ以下の径の接続孔の埋め込みに効果的である。
【００４０】
これにより、層間絶縁層１３がマスクとして機能し、接続孔１８の底に露出した下層配線１２上の接続孔１８内のみに、選択的にめっき膜を形成できる。この場合、めっき表面は必ずしも平坦でなくてもよく、この上に形成する上層配線のめっきによって凹凸を吸収可能な程度に平坦であればよい。
【００４１】
次いで、図２（ｆ）（図５のＩＩｆ−ＩＩｆ断面に対応）に示すように、一般的なプリント配線基板と同様に、前処理した後に上層配線材料層１９Ａとして銅めっき膜を全面に成膜する。この図と直交する断面形状は図１０（ｇ）参照。
【００４２】
次いで、図２（ｇ）（図６のＩＩｇ−ＩＩｇ断面に対応）に示すように、不図示のレジスト塗布、露光、現像後及びメタルエッチングした後にレジスト除去することにより、上層配線１９を形成する。これにより、接続孔１８へのめっきによる埋め込みとは独立しためっき条件にて上層配線１９を薄く形成できる。従って、上層配線１９を形成時にサイドエッチングを抑制し、パターン精度を向上させることができる。なお、上層配線１９はスパッタリング或いは蒸着により形成してもよい。この図と直交する断面形状は図１０（ｈ）、（ｉ）参照。
【００４３】
この場合、下層配線材料層１２Ａ及び上層配線材料層１９Ａに対して、レジスト成膜、露光、現像、エッチング処理を行うサブトラクティブ法だけでなく、配線パターンのレジストを形成した後にめっきを行うアディティブ法によって形成してもよい。また、下層配線１２、コンタクトプラグ１４及び上層配線１９を互いに異なる異種金属で形成してもよい。但し、この場合は侵食防止のため異種金属間にバリアメタルを配することが必要である。
【００４４】
その後、図２（ｇ）に示すように、通電用引出し部１２ａのマスク２４による被覆部の一部分を含む位置を、ダイサー２７等により、切断線２８に沿って基板１１ごと切断除去する。従って、マスク２４を除去後は、その部分の通電用引出し部１２ａを外部回路との接続用端子として露出させ、外部回路と接続し易くできる。
【００４５】
これにより、図２（ｈ）（図７のＡ−Ａ断面に対応）に示すように、切断線２８より先方の基板１１及び通電用引出し部１２ａをワイヤ２５と共に切断除去することにより、上下の配線間がコンタクトプラグ１４によって接続されたモジュールが形成される。なお、図２（ｈ）に仮想線で示したワイヤ２６は、外部回路との接続用として示したものである。
【００４６】
このように、下層配線１２を陰極として電気めっきを行うことができるため、簡略な構造、簡略な工程によって、信頼性の高い層間接続性を有して電気めっきが行えると共に、上層配線１９が接続孔の埋め込みとは別工程で、独立しためっき条件により形成できる。
【００４７】
図３〜図７は、上記した図１及び図２による製造プロセスに対応する平面図である。
【００４８】
即ち、図３は、図１（ｂ）のように層間絶縁層１３を形成後、図１（ｃ）のように通電用引出し部１２ａ及び接続孔１８を形成し、図１（ｃ）におけるマスク２４は取付けていない状態を示す。
【００４９】
そして、これにマスク２４を取付け、更に通電用引出し部１２ａに陰極接続用のワイヤ２５を取付けた後に、図２（ｅ）のように、接続孔１８を電気めっきにより銅で埋め込んで、コンタクトプラグ１４を形成した状態が図４である。なお、図３及び図４において、符号３０で示した仮想線は実装されているＬＥＤチップ等を示す。
【００５０】
そして図５は、図２（ｆ）のように上層配線材料層１９Ａを全面に被覆した状態を示し、図６は、上層配線材料層１９Ａをパターニングして上層配線１９を形成後、図２（ｇ）のように、ダイサー２７等を用いて通電用引出し部１２ａを切断している状態を示している。この切断によって、図７（図２（ｈ）に対応の平面図）に示すような層間接続構造を形成する。
【００５１】
図１１は本実施の形態の変形例の一例を示す。
【００５２】
即ち、通電用引出し部１２ａの先端部を一体化した構造である。この構造は、下層配線１２の形成時に、通電用引出し部１２ａを切断線２８より先端部が一体化されるようにパターニングすることにより形成可能であり、これにより、図１（ｄ）等に示したワイヤ２５を設けないで陰極に接続できる。
【００５３】
図１２は本実施の形態の変形例の他の一例を示し、（ａ）は一部分の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線概略断面図である。
【００５４】
この変形例は既述したワイヤ２５を設けないで、通電用引出し部１２ａを直接陰極５に接触させる方法である。即ち、図１２に示すように、下層配線１２を陰極５に接続してコンタクトプラグ１４を電気めっきで埋め込む際は、層間絶縁層１３外に延設した通電用引出し部１２ａの一部分をマスク２４で被覆し、非マスク部に陰極５を接触させることにより、露出した通電用引出し部１２ａにめっき膜が被着することなく電気めっきが可能であり、ワイヤ２５を設ける手間を省くことができる。
【００５５】
上記したように、本実施の形態は、特に次の（１）〜（３）に示す顕著な優れた特長を有している。
（１）接続孔内へ選択的にめっき皮膜を成長させることができるため、高アスペクト比の接続孔でも信頼性の高い接続が可能である。
（２）上下の配線材料層１２Ａ、１９Ａの膜厚（特に上層配線材料層１９Ａ）のめっき条件を、接続孔１８内へのめっき条件とは独立して設定できるため、各層に最適なめっき条件を個々に設定できる。例えば、サブトラクティブ法により一括して接続孔１８内への埋め込み及び上層配線１９を形成する場合は、接続孔１８内にめっき膜を充填させるためにめっき膜厚全体が厚膜化し、上層配線のパターン形成時にサイドエッチング量が増大し、配線幅を微細化することが困難であるが、接続孔１８内のみにめっき膜を充填することができ、このめっきとは別工程で上層配線１９を形成できるので、上層配線１９はサイドエッチングされることなく、配線パターンに最適な膜厚に設定できる。
（３）下層配線１２と同一元素の金属を用いて電気化学的に、接続孔１８内に露出している下層配線１２上にめっき膜を析出させるため、下層配線と接続孔に埋め込んだコンタクトプラグとの界面が、シード層を介して接合される構造に比べて、両者の界面の接合力が大きく、信頼性の高い配線接続ができる。
【００５６】
上記したように、本実施の形態の層間接続構造は、下層配線１２、コンタクトプラグ１４及び上層配線１９のそれぞれの間の接続性が良く、これらの高密度な形成も可能であると共に、上層配線１９のパターン精度が優れているため、この接続構造及び製造方法を用いて、例えば図１３に示した画像表示装置等の下層配線と上層配線との接続を行う場合に有利である。
【００５７】
この例による多層配線構造の画像表示装置は、基板４１上の一層目の層間絶縁層４２の上に最下層の配線４８ａが配され、次の下層配線４８ｂが２層目の層間絶縁層４３上に配されているため、双方の下層配線に段差を有する構造であり、この２層目の層間絶縁層４３上にＩＣチップ４９及びＬＥＤチップ５０が配されている。このような構成であるため、これらの各チップを被覆する３層目の層間絶縁層４４は厚くならざるを得ない。
【００５８】
ところが、既述したように、このような画像表示装置は、高画素密度の画面が構成され、同一画面に多数の画素を組み込むために、下層配線４８ａ、４８ｂとの接続孔４７ａ、４７ｂも、微細な径で深く形成せざるを得ず、アスペクト比は高くならざるを得ない。このため、従来の如き電気めっきによる接続孔の埋め込み方法では、上層配線材料層が厚くなり、上層配線を細幅でパターン精度良く形成することが困難である。
【００５９】
しかし、このような画像表示装置に上記した実施の形態を適用し、それぞれの下層配線４８ａ、４８ｂを層間絶縁層外に延設して通電用引出し部を設け、この通電用引出し部を陰極として電気めっきすることにより、接続孔４７ａ、４７ｂ内のみにコンタクトプラグ４５ａ、４５ｂを形成後に、上層配線４６ａ、４６ｂは、接続孔４７ａ、４７ｂのめっき埋め込みとは別に、独立しためっき条件によって形成できる。
【００６０】
これにより、接続孔４７ａ、４７ｂ等のピッチが小さく高アスペクト比であっても、設計どおりにめっきにより埋め込んでコンタクトプラグ４５ａ、４５ｂを形成できると共に、上層配線層を薄く形成して、これをパターニングすることにより、上層配線のパターン精度を設計どおりに、細幅で高密度に形成できる。
【００６１】
本実施の形態によれば、下層配線１２上の層間絶縁層１３に接続孔１８を形成し、下層配線１２から延設された通電用引出し部１２ａを陰極として電気めっきを行い、下層配線１２に接続されたコンタクトプラグ１４を接続孔１８に埋め込むので、シード層を設けないで、層間絶縁層１３をマスクとして接続孔１８内のみに選択的に、めっき膜を直接下層配線１２上に成長させるため、簡略な構造、簡略した工程で、シード層を設ける場合に比べて下層配線１２とコンタクトプラグ１４との界面の接合力を大きくして、高アスペクト比の接続孔１８であっても、容易かつ十分に埋め込むことができる。
【００６２】
しかも、接続孔１８の埋め込みとは別工程により、コンタクトプラグ１４に接続された上層配線１９を層間絶縁層１３上に形成するので、上層配線１９の構成材料層１９Ａのめっき条件を、接続孔１８を埋め込むめっき条件とは独立して設定できるため、上層配線材料層１９Ａの膜厚を薄く、任意の厚さに形成できることにより、上層配線１９のパターニング精度が向上し、信頼性の高い層間接続を行うことができる。
【００６３】
上記した各実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて変形が可能である。
【００６４】
例えば、上層配線材料層１９Ａを形成する際に、下層配線を陰極に用いることができる。
【００６５】
また、電気めっきの陰極用として、下層配線１２を層間絶縁層１３外に延設して通電用引出し部１２ａを形成したが、これに限らず、層間絶縁層に接続孔を設け、この接続孔を介して下層配線を取出し、これを陰極に使用することも可能である。
【００６６】
また、各実施の形態に示した各部の形状や構造等は、実施の形態に限定するものではなく、適宜であってよい。
【００６７】
【発明の作用効果】
上述した如く、本発明の層間接続構造の形成方法及び層間接続構造は、電気めっき用の電極を別途設けないで、第１導電層を電極として簡略な構造及び工程で、層間絶縁層をマスクとして接続孔内のみに、選択的にめっき膜を第１導電層上に成長させ、高アスペクト比の接続孔であっても、容易かつ十分に埋め込むことができ、これによって、導電体に接続された上層の第２導電層を層間絶縁層上に形成するに際して、第２導電層の構成材料層の形成条件を、接続孔への導電体埋め込みのめっき条件とは独立して設定できるため、第２導電層の構成材料層の膜厚を要求される厚さに形成できることになり、第２導電層のパターニング精度を向上させ、信頼性の高い層間接続構造を実現することができる。
【００６８】
また、本発明の電子回路装置の製造方法及び電子回路装置は、本発明の層間接続構造を有する電子回路装置が構成されるので、導電体が第１導電層上に直接めっき形成されていることにより接続性良く形成され、この導電体に接続されかつパターン精度の向上した第２導電体を有しているため、フラットパネルディスプレイの如き表示装置等として、高密度な導体パターンの電子回路装置を信頼性良く提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による層間接続構造の製造プロセスを示す概略断面図（図７のＡ−Ａ線対応の概略断面図）である。
【図２】同、製造プロセスを示す概略断面図である。
【図３】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図４】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図５】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図６】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図７】同、製造プロセスにおける一部分の概略平面図である。
【図８】同、層間接続構造の製造プロセスを示す概略断面図（図７のＢ−Ｂ線対応の概略断面図）である。
【図９】同、製造プロセスを示す概略断面図である。
【図１０】同、製造プロセスを示す概略断面図である。
【図１１】同、変形例の一例を示す一部分の概略平面図である。
【図１２】同、変形例の他の一例を示し、（ａ）は一部分の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線概略断面図である。
【図１３】画像表示装置への適用例を示す概略断面図である。
【図１４】従来例による配線形成のプロセスを示す概略断面図である。
【符号の説明】
５…陰極、７、１０…フォトレジスト、１１、４１…実装基板、
１１ａ…切断端、１２、４８ａ、４８ｂ…下層配線、１２Ａ…下層配線材料層、１２ａ…通電用引出し部、１３、４２、４３、４４…層間絶縁層、
１３ａ…終端面、１４、４５ａ、４５ｂ…コンタクトプラグ、
１８、４７ａ、４７ｂ…接続孔、１９、４６ａ、４６ｂ…上層配線、
１９Ａ…上層配線材料層、２４…マスク、２５、２６…ワイヤ、
２７…ダイサー、２８…切断線、２９…共通電極、３０、５０…ＬＥＤチップ、４９…ＩＣチップ
Claims (26)
- 下層の第１導電層上に層間絶縁層を形成する工程と、
この層間絶縁層に接続孔を形成する工程と、
前記第１導電層を電極として電気めっきを行うことにより、前記第１導電層
に接続された導電体を前記接続孔に埋め込む工程と、
この埋め込み工程とは別に、前記導電体に接続された上層の第２導電層を前
記層間絶縁層上に形成する工程と
を有する、層間接続構造の形成方法。 - 基体上に配した前記第１導電層の端部を前記層間絶縁層の外方へ延設し、この延設部から前記電気めっきのための陰極電位を供給する、請求項１に記載した層間接続構造の形成方法。
- 前記第１導電層と前記導電体及び／又は前記第２導電層とを同一元素によって形成する、請求項１に記載した層間接続構造の形成方法。
- 前記同一元素を銅とする、請求項３に記載した層間接続構造の形成方法。
- 前記延設部に前記第１導電層と一体又は別体に給電用の共通電極を設ける、請求項２に記載した層間接続構造の形成方法。
- 少なくとも前記延設部の一部をマスクにより被覆し、被覆されていない延設部分から給電を行う、請求項２に記載した層間接続構造の形成方法。
- 前記電気めっきにより前記導電体を形成した後に、前記第２導電層を形成する、請求項２に記載した層間接続構造の形成方法。
- 前記電気めっき後に前記第１導電層の前記延設部を前記基体と共に切断し、この切断端面を前記基体の端面と同一面をなして存在させる、請求項７に記載した層間接続構造の形成方法。
- 前記第１導電層及び前記第２導電層をフォトリソグラフィー又はめっき法によりそれぞれ形成する、請求項１に記載した層間接続構造の形成方法。
- 前記第１導電層を下層配線とし、前記導電体をコンタクトプラグとし、前記第２導電層を上層配線とする、請求項１に記載した層間接続構造の形成方法。
- フラットパネルディスプレイ装置の層間接続に適用する、請求項１に記載した層間接続構造の形成方法。
- 前記層間絶縁層に発光素子を埋め込み、この発光素子を前記第１導電層及び前記第２導電層に接続する、請求項１１に記載した層間接続構造の形成方法。
- 請求項１に記載した前記第２導電層の形成工程の後に、前記第１導電層及び前記第２導電層を外部回路に接続する、電子回路装置の製造方法。
- 請求項２〜請求項１２のいずれか１項に記載した層間接続構造の形成方法を適用する、請求項１３に記載した電子回路装置の製造方法。
- 下層の第１導電層と、
この第１導電層上に形成された層間絶縁層と、
この層間絶縁層に形成された接続孔に前記第１導電層に接続されるように埋
め込まれた導電体と、
この導電体に接続されるように前記層間絶縁層上に形成された上層の第２導
電層とを有し、
前記第１導電層が前記層間絶縁層の終端面又はその外方に露呈している、層間接続構造。 - 基体上に配された前記第１導電層の端部が前記層間絶縁層の外方へ延設され、この延設部から前記導電体の電気めっきのための陰極電位が供給される、請求項１５に記載した層間接続構造。
- 前記第１導電層と前記導電体及び／又は前記第２導電層とが同一元素によって形成されている、請求項１５に記載した層間接続構造。
- 前記同一元素が銅である、請求項１７に記載した層間接続構造。
- 前記電気めっき後に前記第１導電層の延設部が分断され、この分断端面に前記第１導電層が露呈される、請求項１６に記載した層間接続構造。
- 前記第１導電層が下層配線であり、前記導電体がコンタクトプラグであり、前記第２導電層が上層配線である、請求項１５に記載した層間接続構造。
- フラットパネルディスプレイ装置の層間接続に適用される、請求項１５に記載した層間接続構造。
- 前記層間絶縁層に発光素子が埋め込まれ、この発光素子が前記第１導電層及び前記第２導電層に接続される、請求項２１に記載した層間接続構造。
- 請求項１５に記載した層間接続構造において、前記第１導電層及び前記第２導電層が外部回路に接続されている、電子回路装置。
- 請求項１６〜請求項２０のいずれか１項に記載した層間接続構造を有する、請求項２３に記載した電子回路装置。
- フラットパネルディスプレイ装置である、請求項２３に記載した電子回路装置。
- 前記層間絶縁層に発光素子が埋め込まれ、この発光素子が前記第１導電層及び前記第２導電層に接続されている、請求項２５に記載した電子回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002276872A JP2004119419A (ja) | 2002-09-24 | 2002-09-24 | 層間接続構造の形成方法及び電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002276872A JP2004119419A (ja) | 2002-09-24 | 2002-09-24 | 層間接続構造の形成方法及び電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004119419A true JP2004119419A (ja) | 2004-04-15 |
Family
ID=32272630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002276872A Pending JP2004119419A (ja) | 2002-09-24 | 2002-09-24 | 層間接続構造の形成方法及び電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004119419A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107424924A (zh) * | 2016-03-29 | 2017-12-01 | 朗姆研究公司 | 使用含硫掩模选择性自对准图案化锗硅、锗和iii/v族材料 |
-
2002
- 2002-09-24 JP JP2002276872A patent/JP2004119419A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107424924A (zh) * | 2016-03-29 | 2017-12-01 | 朗姆研究公司 | 使用含硫掩模选择性自对准图案化锗硅、锗和iii/v族材料 |
| CN107424924B (zh) * | 2016-03-29 | 2023-09-12 | 朗姆研究公司 | 使用含硫掩模选择性自对准图案化锗硅、锗和iii/v族材料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8277668B2 (en) | Methods of preparing printed circuit boards and packaging substrates of integrated circuit | |
| KR100691725B1 (ko) | 다층 배선기판 및 그 제조 방법 | |
| KR100736635B1 (ko) | 베어칩 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조 방법 | |
| US20090071707A1 (en) | Multilayer substrate with interconnection vias and method of manufacturing the same | |
| JP2006287034A (ja) | 電解めっきを利用した配線基板の製造方法 | |
| CN101305453B (zh) | 细间距互连及制造方法 | |
| US6350365B1 (en) | Method of producing multilayer circuit board | |
| CN104869747A (zh) | 印刷布线板和印刷布线板的制造方法 | |
| US7877873B2 (en) | Method for forming a wire bonding substrate | |
| US7585419B2 (en) | Substrate structure and the fabrication method thereof | |
| CN105321896B (zh) | 嵌入式芯片封装技术 | |
| US6946737B2 (en) | Robust interlocking via | |
| US6740222B2 (en) | Method of manufacturing a printed wiring board having a discontinuous plating layer | |
| US6594893B2 (en) | Method of making surface laminar circuit board | |
| US20030089522A1 (en) | Low impedance / high density connectivity of surface mount components on a printed wiring board | |
| CN106851977B (zh) | 印刷电路板及其制作方法 | |
| JP2004119419A (ja) | 層間接続構造の形成方法及び電子回路装置の製造方法、並びに層間接続構造及び電子回路装置 | |
| JP2008028336A (ja) | 電子部品の製造方法 | |
| CN109757037A (zh) | 高密度电路板及其制作方法 | |
| KR20150003505A (ko) | 인쇄회로기판 및 이의 제조방법 | |
| JP2004146757A (ja) | 配線基板及び配線基板の製造方法 | |
| JP2005197648A (ja) | 電解めっきを利用した配線基板の製造方法 | |
| JPH10233563A (ja) | プリント配線基板及びその製造方法 | |
| JP2004040032A (ja) | 配線基板及び配線基板の製造方法 | |
| CN107611036A (zh) | 封装基板及其制作方法、封装结构 |