JP2014086525A - Wiring structure and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線構造及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a wiring structure and a manufacturing method thereof.
近年、電子機器に対する小型化・高性能化等の要求に伴い、半導体チップの微細化や多端子化とともに、半導体チップを搭載する回路基板の微細化・高集積化及び回路基板上への電子部品の高密度実装化が進められている。半導体チップの多端子化並びに端子間の狭ピッチ化は、回路基板やパッケージに用いられる再配線の微細化の要求に繋がるため、この再配線の微細化技術が重要視されている。 In recent years, along with demands for downsizing and high performance of electronic devices, the miniaturization of semiconductor chips and the increase in the number of terminals, miniaturization and high integration of circuit boards on which semiconductor chips are mounted, and electronic components on circuit boards High-density mounting is underway. Since the increase in the number of terminals of a semiconductor chip and the reduction in the pitch between terminals lead to a demand for miniaturization of rewiring used for circuit boards and packages, the miniaturization technique of this rewiring is regarded as important.
パッケージ基板に用いられるビルドアップ基板の再配線やウェーハレベルパッケージの再配線の形成には、セミアディティブ法と呼ばれる配線形成プロセスが用いられることが多い。セミアディティブ法は、配線パターンの開口部を有するレジストをマスクとして開口部内に選択的にめっき膜を成長することにより配線を形成するものである。しかしながら、セミアディティブ法では、めっきの際のシードとなるシード層及び下地の密着層をめっき膜の成長後に除去する必要があるが、この際のサイドエッチングによって配線幅や密着強度のコントロールが難しくなる。 A wiring formation process called a semi-additive method is often used for the rewiring of a buildup substrate used for a package substrate and the rewiring of a wafer level package. In the semi-additive method, a wiring is formed by selectively growing a plating film in an opening using a resist having an opening of the wiring pattern as a mask. However, in the semi-additive method, it is necessary to remove the seed layer that serves as a seed during plating and the underlying adhesion layer after the growth of the plating film, but the side etching at this time makes it difficult to control the wiring width and adhesion strength. .
このため、微細配線、特にL/S=5/5μm以下の配線の形成には、ダマシン法と呼ばれる配線形成プロセスを用いることが好ましい。ダマシン法は、配線溝を有する絶縁膜が形成された基板上の全面に配線材料を堆積後、絶縁膜上の配線材料を除去して配線溝内に選択的に配線材料を残存させることにより配線を形成するものである。 For this reason, it is preferable to use a wiring formation process called a damascene method for forming fine wiring, particularly wiring having L / S = 5/5 μm or less. In the damascene method, after wiring material is deposited on the entire surface of a substrate on which an insulating film having a wiring groove is formed, the wiring material on the insulating film is removed to selectively leave the wiring material in the wiring groove. Is formed.
しかしながら、ダマシンプロセスを用いて多層のビアを積み重ねた構造、いわゆるスタックビア構造を形成すると、ビアのコンタクト不良が生じることがあった。 However, when a structure in which multilayer vias are stacked by using a damascene process, that is, a so-called stacked via structure is formed, via contact failure may occur.
本発明の目的は、ランドとビアとの間のコンタクト不良を抑制しうる配線構造及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wiring structure capable of suppressing contact failure between a land and a via and a manufacturing method thereof.
実施形態の一観点によれば、基板上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜に埋め込まれた第1のビアと、前記第1のビアが埋め込まれた前記第1の絶縁膜上に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜に埋め込まれ、前記第1のビアに電気的に接続されたランドと、前記第2の絶縁膜に埋め込まれ、前記ランドから離間して形成された配線パターンと、前記ランド及び前記配線パターンが埋め込まれた前記第2の絶縁膜上に形成された第3の絶縁膜と、前記第3の絶縁膜に埋め込まれ、前記ランドに電気的に接続された第2のビアとを有し、前記ランドは、複数の柱状導電体を有し、前記複数の柱状導電体の少なくとも一部が、前記第1のビア及び前記第2のビアに電気的に接続されている配線構造が提供される。 According to one aspect of the embodiment, the first insulating film formed on the substrate, the first via embedded in the first insulating film, and the first via embedded in the first via. A second insulating film formed on the insulating film, a land embedded in the second insulating film, electrically connected to the first via, and embedded in the second insulating film, A wiring pattern formed away from the land, a third insulating film formed on the second insulating film in which the land and the wiring pattern are embedded, and embedded in the third insulating film. A second via electrically connected to the land, wherein the land has a plurality of columnar conductors, and at least a part of the plurality of columnar conductors includes the first via and the second vias. A wiring structure is provided that is electrically connected to the second via.
また、実施形態の他の観点によれば、基板上に、第1のビアが埋め込まれた第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1のビアが埋め込まれた前記第1の絶縁膜上に、第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜に、前記第1のビア上に形成された複数の開口部と、配線溝とを形成する工程と、前記複数の開口部及び配線溝が形成された前記第2の絶縁膜上に、導電膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜上の前記導電膜を除去し、前記複数の開口部内に埋め込まれた前記導電膜よりなる複数の柱状導電体を有し、前記複数の柱状導電体の少なくとも一部が前記第1のビアに電気的に接続されたランドと、前記配線溝内に埋め込まれた前記導電膜よりなる配線パターンとを形成する工程と、前記ランド及び前記配線パターンが埋め込まれた前記第2の絶縁膜上に、前記ランドを介して前記第1のビアに電気的に接続された第2のビアが埋め込まれた第3の絶縁膜を形成する工程と有する配線構造の製造方法が提供される。 According to another aspect of the embodiment, a step of forming a first insulating film in which a first via is embedded on a substrate, and the first insulating film in which the first via is embedded Forming a second insulating film on the first insulating film; forming a plurality of openings formed on the first via in the second insulating film; and wiring grooves; Forming a conductive film on the second insulating film in which the opening and the wiring trench are formed; and removing the conductive film on the second insulating film and embedding in the plurality of openings A land having a plurality of columnar conductors made of the conductive film, wherein at least a part of the plurality of columnar conductors is electrically connected to the first via; and the conductor embedded in the wiring trench. Forming a wiring pattern made of a film, and embedding the land and the wiring pattern. Forming a third insulating film in which the second via electrically connected to the first via through the land is embedded on the second insulating film; Is provided.
開示の配線構造及びその製造方法によれば、1つのランドを柱状導電体の集合体により形成するので、ダマシンプロセスの際のランドのディッシングを抑制することができる。これにより、微細な配線パターンと同一レベルの導電層によってランドを形成する場合にも、ビア間のコンタクト不良の発生を防止することができ、半導体装置の信頼性や製造歩留まりを向上することができる。 According to the disclosed wiring structure and the manufacturing method thereof, since one land is formed by an assembly of columnar conductors, dishing of the land during the damascene process can be suppressed. As a result, even when the land is formed by the conductive layer of the same level as the fine wiring pattern, it is possible to prevent the contact failure between the vias and improve the reliability and manufacturing yield of the semiconductor device. .
[第1実施形態]
第1実施形態による半導体装置及びその製造方法について図1乃至図21を用いて説明する。
[First Embodiment]
The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1及び図2は、本実施形態による半導体装置の構造を示す断面図である。図3は、本実施形態による半導体装置の配線構造を示す斜視図である。図4は、本実施形態による半導体装置の配線構造を示す平面図である。図5は、典型的なスタックビア構造を示す斜視図である。図6は、ディッシングによるコンタクト不良の発生メカニズムを説明する図である。図7は、ディッシング対策を施したランドの構造を示す概略図である。図8は、ディッシング量とランドのサイズとの関係を示すグラフである。図9は、ビア間のコンタクト不良を評価する際に用いたランドの形状を示す平面図である。図10は、ビア間に配置されていない柱状導電体による効果を説明する図である。図11乃至図21は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 1 and 2 are sectional views showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing the wiring structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view showing the wiring structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing a typical stacked via structure. FIG. 6 is a diagram for explaining the mechanism of contact failure caused by dishing. FIG. 7 is a schematic diagram showing the structure of a land to which dishing measures are taken. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the dishing amount and the land size. FIG. 9 is a plan view showing the shape of a land used for evaluating a contact failure between vias. FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of the columnar conductors that are not arranged between the vias. 11 to 21 are process cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment.
はじめに、本実施形態による半導体装置の構造について図1乃至図4を用いて説明する。 First, the structure of the semiconductor device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.
本実施形態による半導体装置は、図1に示すように、プリント基板等の基板106と、回路基板106上に形成されたシリコンインターポーザ100と、シリコンインターポーザ100上に形成された半導体チップ104とを有している。基板106とシリコンインターポーザ100とは、はんだバンプ108を介して電気的に接続されている。シリコンインターポーザ100と半導体チップ104とは、はんだバンプ102を介して電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor device according to the present embodiment includes a
シリコンインターポーザ100は、スルーホールビア20が埋め込まれたシリコン基板10と、シリコン基板10上に形成された多層配線層110とを有している。多層配線層110には、ランドを介してビアを積層した配線構造、いわゆるスタックビア構造が含まれている。スタックビア構造は、ビアとビアとをランドで中継する構造であり、代表的な例としては、電源ラインなどのシリコンインターポーザ10を貫く貫通ビアが挙げられる。
The
なお、ランドは、パッドと呼ばれることもある。本願明細書では、はんだバンプが接続される最上層の電極(ランド92)のほか、ビアとビアとを接続するための中継配線(ランド38,56,72,82)をも含めてランドと表現する。ランドは、配線パターンと同一レベルの配線層により形成される配線構造体である。また、ビアとは、異なるレベルの配線層間を電気的に接続するための配線構造体である。
The land is sometimes called a pad. In this specification, in addition to the uppermost layer electrode (land 92) to which the solder bump is connected, a relay line (
図1の半導体装置の例では、例えば、スルーホールビア20上に、ランド38、ビア40、ランド56、ビア66、ランド72、ビア76、ランド82、ランド98が順次積層されてなる配線構造が、スタックビア構造に該当する(図2参照)。
In the example of the semiconductor device of FIG. 1, for example, a wiring structure in which lands 38, vias 40, lands 56, vias 66, lands 72, vias 76, lands 82, and lands 98 are sequentially stacked on the through-
ここで、本実施形態による半導体装置では、スタックビア構造を形成するランドのうち、配線パターン54,70,80と同一レベルの配線層で形成されるランド56,72,82が、柱状導電体の集合によって形成されている。
Here, in the semiconductor device according to the present embodiment, of the lands forming the stacked via structure, the
図3は、図2のスタックビア構造のうち、ビア66,76と、ビア66,ビア76間のランド72とを抜き出した斜視図である。図3に示すように、ランド72は、複数の柱状導電体112の集合体によって形成されている。また、ランド72は、ビア66とビア76との間の位置合わせずれを考慮して、ビア66,76の径よりも広い領域に渡って形成されている。
FIG. 3 is a perspective view in which the
図4は、ランド72の平面図の一例を示す図である。図4の例は、円柱状の柱状導電体120をマトリクス状に配置してランド72を形成したものである。また、ビア66,76の径のおよそ2倍の径の領域に、ランド72を形成している。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a plan view of the
なお、図3及び図4ではランド72について説明したが、ランド56,82についても同様である。
Although the
次に、ランド56,72,82を柱状導電体の集合により形成する理由について、図5乃至図10を用いて説明する。
Next, the reason why the
典型的なスタックビア構造は、例えば図5に示すように、1つの塊の配線構造体により形成されるランド122を介してビア124が積層される。
In a typical stacked via structure, for example, as shown in FIG. 5, vias 124 are stacked via
一方、ビルドアップ基板の再配線の配線パターンには微細化の要求があり、特にL/Sが5/5μmを切るような微細配線の形成にはダマシン法による配線形成プロセスが望ましい。ここで、ランドは、配線パターンと同一レベルの配線層で形成される配線構造体であることから、配線パターンと同一の配線形成プロセスで形成される。 On the other hand, the wiring pattern for rewiring the build-up substrate is required to be miniaturized. In particular, a wiring forming process by a damascene method is desirable for forming a fine wiring having an L / S of less than 5/5 μm. Here, since the land is a wiring structure formed of a wiring layer at the same level as the wiring pattern, it is formed by the same wiring forming process as the wiring pattern.
しかしながら、ランドのような配線パターンと比較して大きい面積を有する配線構造体をダマシン法で形成すると、研磨により配線材料を除去する際に、ランドの中央部が周縁部よりも窪む現象、いわゆるディッシングが発生する。例えば図6(a)に示すように、絶縁膜130に埋め込まれたビア132に接続されるランド136を形成する際に、ランド136の表面が絶縁膜134の表面よりも窪んだ形状となる。これは、微細パターンが高密度に形成された領域ほどめっき膜厚が厚くなるめっきのパターン粗密依存性や、広い領域ほど削れやすいという研磨特性によるものである。
However, when a wiring structure having a larger area than a wiring pattern such as a land is formed by the damascene method, a phenomenon in which the center of the land is recessed from the peripheral edge when the wiring material is removed by polishing, a so-called phenomenon. Dishing occurs. For example, as shown in FIG. 6A, when the
ランドに大きなディッシングが発生すると、例えば図6(b)に示すように、ランド136上に絶縁膜138に埋め込まれたビア140を形成する際に、ビア140の底がランド136に接触しなくなる不具合が生じる。この結果、ビア接続のコンタクト不良となり、歩留まりが低下する。
If large dishing occurs in the land, for example, as shown in FIG. 6B, the bottom of the
また、ランドのディッシングの対策として、ランド内にダミーの絶縁パターンを設ける方法がある。この方法は、例えば図7(a)に示すように、ランド136の領域内に絶縁膜134のダミー柱状体142を複数配置し、ランド136のディッシングを緩和しようとするものである。
As a countermeasure against land dishing, there is a method of providing a dummy insulating pattern in the land. In this method, for example, as shown in FIG. 7A, a plurality of dummy
しかしながら、ランド136の中にダミー柱状体142を設けた構造では、ランド136の研磨と同時にダミー柱状体142も研磨されるエロージョンと呼ばれる現象が発生し、例えば図7(b)に示すように、ダミー柱状体142とともにランド136の表面が凹んでしまう。特に、絶縁膜134に無機材料に比べて研磨されやすい有機樹脂材料を用いた場合、エロージョンはより大きくなってしまう。この結果、ダミー柱状体142を設けない場合と同様のコンタクト不良が発生する。
However, in the structure in which the dummy
スタックビア構造は、樹脂基板を含めた様々なパッケージ基板上で採用される構造であり、プロセス中での熱履歴によって樹脂の熱膨張・収縮が発生することが多い。そして、このような応力によって基板が反ってしまうことにより、ランドとビアとの接続位置がずれてしまう、いわゆる位置ずれ現象が発生することがあるため、ランドはビアよりも十分に大きい形状にしておく必要がある。このような背景も、ディッシングやエロージョンを増加する要因になっている。 The stack via structure is a structure adopted on various package substrates including a resin substrate, and the thermal expansion / contraction of the resin often occurs due to the thermal history during the process. And, since the substrate is warped by such stress, the connection position between the land and the via may be displaced, so-called misalignment phenomenon may occur. Therefore, the land has a shape sufficiently larger than the via. It is necessary to keep. This background is also a factor that increases dishing and erosion.
このような観点から、本実施形態の配線構造では、ランド56,72,82を、柱状導電体の集合によって形成している。ランド56,72,82を、面積の小さい複数の柱状導電体に分割することにより、ディッシングを抑制することができる。また、絶縁膜内に複数の柱状導電体を配置した構造では、図7の場合とは異なり、エロージョンも生じない。これにより、ランド56,72,82表面の窪みを抑制し、ビア接続のコンタクト不良を低減することができる。
From such a viewpoint, in the wiring structure of the present embodiment, the
図8は、ディッシング量とランド直径(ランドサイズ)との関係を示すグラフである。図8に示すように、ランドのディッシング量は、ランドサイズが小さくなるほどに減少する。特に、ランドサイズが100μmより小さくなるとディッシング量は急激に減少し、ランドサイズが20μm程度以下ではディッシングはほとんどなくなる。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the dishing amount and the land diameter (land size). As shown in FIG. 8, the dishing amount of the land decreases as the land size decreases. In particular, when the land size is smaller than 100 μm, the dishing amount decreases rapidly, and when the land size is about 20 μm or less, dishing is almost eliminated.
表1は、ランドの構造と、ディッシング量(エロージョン量)及び接続コンタクト率との関係を評価した結果をまとめたものである。 Table 1 summarizes the results of evaluating the relationship between the land structure, dishing amount (erosion amount), and connection contact rate.
ランドの構造(a)〜(f)は、図9(a)〜(f)に対応している。構造(a)は、ランド形成領域144の全体に導電層146を配置した典型的なランド構造である(図9(a))。構造(b)は、ランド形成領域144内に配置した導電層146の中に絶縁膜のダミー柱状体142を設けたランド構造である(図9(b))。構造(c)は、ランド形成領域144に直径80μmφの導電層146を40μm間隔で配置したランド構造である(図9(c))。構造(d)は、ランド形成領域144に直径50μmφの導電層146を25μm間隔で配置したランド構造である(図9(d))。構造(e)は、ランド形成領域144に直径20μmφの導電層146を10μm間隔で配置したランド構造である(図9(e))。構造(f)は、ランド形成領域144に直径10μmφの導電層146を5μm間隔で配置したランド構造である(図9(f))。ランド形成領域144は、200μmφとした。
Land structures (a) to (f) correspond to FIGS. 9 (a) to (f). The structure (a) is a typical land structure in which the
接続コンタクト率は、上記各ランド構造上にビアを形成した50個の評価試料のうち、ランドとビアとの接続が良好なものの割合を表している。 The connection contact ratio represents the ratio of the good evaluation of the connection between the land and the via among the 50 evaluation samples in which the via is formed on each land structure.
表1に示すように、ランドを柱状導電体の集合により形成した構造(c),(d),(e),(f)では、一面に導電層146を配置した構造(a)及びダミー柱状体142を設けた構造(b)と比較して、ディッシング量(エロージョン量)を低減することができた。この結果、構造(c),(d),(e),(f)では、構造(a),(b)と比較して、ランドとビアとの間の接続コンタクト率を向上することができた。特に、直径20μmφ以下の導電層を設けた構造(e),(f)では、ディッシング量を0.12μm以下と大幅に低減することができ、接続コンタクト率も100%であった。
As shown in Table 1, in the structures (c), (d), (e), and (f) in which the lands are formed by a collection of columnar conductors, the structure (a) in which the
以上の評価結果から、ランドを柱状導電体の集合により形成した本実施形態による配線構造によりランドとビアとの間のコンタクト不良を低減できることが検証できた。 From the above evaluation results, it has been verified that the contact failure between the land and the via can be reduced by the wiring structure according to the present embodiment in which the land is formed by a collection of columnar conductors.
ランドを構成する柱状導電体の直径は、表1の結果から、20μmφ以下であることが望ましい。柱状導電体の直径を20μmφ以下とすることにより、ディッシングを低減することができ、ランドとビアとの間のコンタクト不良の発生を効果的に抑制することができる。 From the results shown in Table 1, the diameter of the columnar conductor constituting the land is preferably 20 μmφ or less. By setting the diameter of the columnar conductor to 20 μmφ or less, dishing can be reduced and the occurrence of contact failure between the land and the via can be effectively suppressed.
また、柱状導電体間の間隔を近づけすぎると、実質的に、一面に導電層146を配置した構造(a)に近似するものとなり、ディッシング抑制の効果が低下するため、柱状導電体間の間隔は、柱状導電体の半径程度以上とすることが望ましい。例えば、直径20μmφの柱状導電体を配置する場合では、柱状導電体の間隔を10μm以上とすることが望ましい。
In addition, if the distance between the columnar conductors is too close, it substantially approximates the structure (a) in which the
一方、柱状導電体の間隔を離しすぎると、ビアに接続される柱状導電体の数が減少し、ひいてはランドとビアとの間のコンタクト抵抗が増加することになる。柱状導電体の間隔は、ランドとビアとの間に必要となるコンタクト抵抗の値をも考慮して適宜設定することが望ましい。 On the other hand, if the interval between the columnar conductors is too large, the number of columnar conductors connected to the vias decreases, and as a result, the contact resistance between the land and the via increases. It is desirable that the interval between the columnar conductors is appropriately set in consideration of the contact resistance value required between the land and the via.
なお、ディッシング量とランドのサイズとの関係は、研磨条件の変更によって変化することも考えられる。ディッシング量を抑制しうる柱状導電体の径や間隔は、研磨条件に応じて適宜選択することが望ましい。 Note that the relationship between the dishing amount and the land size may be changed by changing the polishing conditions. It is desirable that the diameter and interval of the columnar conductor that can suppress the dishing amount be appropriately selected according to the polishing conditions.
ランドを柱状導電体の集合により形成した場合、ランドを構成する総ての柱状導電体がビアに電気的に接続される訳ではない。中には、下部ビア又は上部ビアの一方のビアだけに接続された柱状導電体や、下部ビア及び上部ビアの双方に接続されない柱状導電体も含まれる。ランドを構成する総ての柱状導電体の少なくとも一部が下部ビア及び上部ビアの双方に接続されていれば、下部ビアと上部ビアとの間の電気的接続を確保することができる。 When the land is formed by a collection of columnar conductors, not all columnar conductors constituting the land are electrically connected to the vias. The columnar conductor connected to only one of the lower via and the upper via, and the columnar conductor not connected to both the lower via and the upper via are also included. If at least a part of all the columnar conductors constituting the land is connected to both the lower via and the upper via, electrical connection between the lower via and the upper via can be ensured.
なお、配線構造に熱サイクルなどの応力が印加されたとき、例えば図10(a)に示すように下部ビア150と上部ビア152との間に、双方に接続された柱状導電体154のみが存在する場合、柱状導電体154に応力負荷が集中する。これにより、下部ビア150と上部ビア152との間で断線が生じる確率が上がる。
When a stress such as a thermal cycle is applied to the wiring structure, only the
一方、柱状導電体154の周囲に、例えば図10(b)に示すように、下部ビア150及び上部ビア152の一方のみに接続された柱状導電体156が存在すると、下部ビア150と上部ビア152との間に加わる応力負荷は緩和される。また、例えば図10(c)に示すように、下部ビア150及び上部ビア152に接続されていない柱状導電体158が存在すると、下部ビア150と上部ビア152との間に加わる応力負荷は更に緩和される。
On the other hand, when the
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法について図11乃至図21を用いて説明する。 Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.
まず、シリコンインターポーザ22の基体とのなるシリコン基板10を用意する(図11(a))。
First, the
次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、シリコン基板10のスルーホルビア20形成領域に、開口部12を形成する(図11(b))。開口部12の径は、形成しようとするスルーホールビア20の径に対応し、例えば200μmとする。開口部12の深さは、形成しようとするスルーホールビア20の長さよりも深くする。例えば、長さ500μmのスルーホールビア20を形成する場合、開口部12の深さは500μm以上とする。
Next, an
次いで、全面に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚20nmのTi膜を堆積し、Ti膜の密着層14を形成する。
Next, a Ti film of, eg, a 20 nm-thickness is deposited on the entire surface by, eg, sputtering, to form a Ti
次いで、密着層14上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚100nmのCu膜を堆積し、Cu膜のシード層16を形成する(図11(c))。
Next, a Cu film of, eg, a 100 nm-thickness is deposited on the
次いで、電解めっき法により、シード層16をシードとしてCu膜を成長し、密着層14上にCu膜18を形成する(図11(d))。
Next, a Cu film is grown by electrolytic plating using the
次いで、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的研磨)法により、シリコン基板10上のCu膜18及び密着層14を除去し、密着層14及びCu膜18を開口部12内に選択的に残存させる(図11(e))。
Next, the
次いで、CMP法により、シリコン基板10を裏面側からCu膜18が露出するまで研磨し、開口部12内に埋め込まれた密着層14及びCu膜18よりなるスルーホールビア20を形成する。
Next, the
このようにして、例えば径が200μmで長さが500μmのスルーホールビア20が埋め込まれたシリコン基板10を形成する(図11(f))。
In this manner, for example, the
なお、上述のスルーホールビア20の形成方法は一例であり、これに限定されるものではない。 The above-described method for forming the through-hole via 20 is an example, and the present invention is not limited to this.
次いで、スルーホールビア20が埋め込まれたシリコン基板10上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚20nmのTi膜を堆積し、Ti膜の密着層22を形成する。
Next, a Ti film of, eg, a 20 nm-thickness is deposited on the
次いで、密着層22上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚100nmのCu膜を堆積し、Cu膜のシード層24を形成する(図12(a))。
Next, a Cu film of, eg, a 100 nm-thickness is deposited on the
次いで、シード層24上に、例えば膜厚10μmのフォトレジスト膜26を形成する(図12(b))。
Next, a
次いで、フォトリソグラフィによりフォトレジスト膜26をパターニングし、フォトレジスト膜26に、スルーホールビア20に接続されるランド38の形成予定領域を露出する開口部28を形成する(図12(c))。開口部28の径は、特に限定されるものではないが、例えば300μmとする。
Next, the
次いで、電解めっき法により、シード層24をシードとしてCu膜を成長し、開口部28内の密着層24上に、トータル膜厚が例えば5μmのCu膜30を形成する(図12(d))。Cu膜30を成長する際の電解めっき液としては、例えば、硫酸酸性硫酸銅めっき液を適用することができる。
Next, a Cu film is grown by electrolytic plating using the
次いで、例えばNMP(N−メチル−2−ピロリドン)やアセトン等の薬液を用いた洗浄処理を行い、フォトレジスト膜26を除去する(図13(a))。 Next, for example, a cleaning process using a chemical solution such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) or acetone is performed to remove the photoresist film 26 (FIG. 13A).
次いで、全面に、例えば膜厚10μmのフォトレジスト膜32を形成する(図13(b))。
Next, a
次いで、フォトリソグラフィによりフォトレジスト膜32をパターニングし、フォトレジスト膜32に、ランド38となるCu膜30に接続されるビア40の形成予定領域を露出する開口部34を形成する(図13(c))。開口部28の径は、特に限定されるものではないが、例えば300μmとする。
Next, the
次いで、電解めっき法により、シード層24及びCu膜30をシードとしてCu膜を成長し、開口部34内のCu膜30上に、例えば膜厚6μmのCu膜36を形成する(図13(d))。
Next, a Cu film is grown by electrolytic plating using the
次いで、例えばNMPやアセトン等の薬液を用いた洗浄処理を行い、フォトレジスト膜32を除去する(図14(a))。 Next, a cleaning process using a chemical such as NMP or acetone is performed to remove the photoresist film 32 (FIG. 14A).
次いで、Cu膜36,30が形成されていない領域のシード層24及び密着層22をエッチングする。これにより、密着層22及びCu層30よりなるランド38と、Cu層36よりなるビア40とを形成する(図14(b))。シード層24のCuのエッチングには、例えば、硫酸カルシウムや過酸化アンモニウム等のエッチング液を用いることができる。密着層22のTiのエッチングには、例えば、フッ化アンモニウム等のエッチング液を用いることができる。なお、密着層22のTiのエッチングには、例えばCF4/O2混合ガス等を用いたドライエッチングを用いることもできる。
Next, the
次いで、全面に、例えばスピンコート法により、ポリイミドやフェノール樹脂等の樹脂材料を塗布し、ビア40上を覆う程度、例えば膜厚11μmの絶縁膜42を形成する(図14(c))。
Next, a resin material such as polyimide or phenol resin is applied to the entire surface by, eg, spin coating to form an insulating
次いで、絶縁膜42の表面をCMP法により1μm程度研磨し、ビア40の上面を絶縁膜42から露出させる(図14(d))。絶縁膜42を研磨する際には、例えば、アルミナ砥粒を用いたスラリを用いることができる。
Next, the surface of the insulating
以後の工程から多層配線層の形成プロセスとなるが、ここでは、線幅1μmの配線を有する配線パターンを形成する場合を想定し、膜厚等の条件についてはその場合の典型的な値を記載する。 From this step onward, the multilayer wiring layer is formed. In this example, it is assumed that a wiring pattern having a wiring with a line width of 1 μm is formed, and typical values for the conditions such as film thickness are described here. To do.
次いで、絶縁膜42上に、例えばスピンコート法により感光性の永久レジストを塗布し、例えば膜厚1μmの絶縁膜44を形成する(図15(a))。
Next, a photosensitive permanent resist is applied on the insulating
次いで、フォトリソグラフィにより絶縁膜44をパターニングし、絶縁膜44に、配線材料を埋め込むための所定の開口部を形成する。配線パターン54の形成領域には、所定のパターンを有する配線溝46を形成し、ランド56の形成領域には、直径20μmφ程度以下の開口部の集合体48を形成する(図15(b))。例えば、200μmφの大きさのランド56の形成領域に、直径20μmφの開口部を10μm間隔でマトリクス状に配置する。
Next, the insulating
次いで、全面に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚20nmのTi膜を堆積し、Ti膜の密着層50を形成する(図15(c))。 Next, a Ti film of, eg, a 20 nm-thickness is deposited on the entire surface by, eg, sputtering, to form a Ti film adhesion layer 50 (FIG. 15C).
次いで、密着層50上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚100nmのCu膜を堆積し、Cu膜のシード層(図示せず)を形成する。
Next, a Cu film of, eg, a 100 nm-thickness is deposited on the
次いで、電解めっき法により、シード層をシードとしてCu膜を成長し、例えば膜厚3μmのCu膜52を形成する(図15(d))。
Next, a Cu film is grown by electrolytic plating using the seed layer as a seed to form a
次いで、CMP法により、Cu膜52及び密着層50を2μm程度研磨し、絶縁膜44の表面上のCu膜52及び密着層52を除去する。これにより、絶縁膜44に埋め込まれた配線層を形成する。配線層は、配線溝46に埋め込まれた密着層50及びCu膜52よりなる配線パターン54と、開口部の集合体48内に埋め込まれた密着層50及びCu膜52よりなるランド56とを含む(図16(a))。なお、Cu膜52の研磨には、例えば、酸化剤にH2O2又は過硫酸アンモニウムを用いたスラリを適用することができる。Tiよりなる密着層50の研磨には、例えば、H2O2とシリカ砥粒とを含むスラリを適用することができる。
Next, the
次いで、配線パターン54及びランド56が埋め込まれた絶縁膜44上に、例えばスピンコート法により感光性の永久レジストを塗布し、例えば膜厚5μmの絶縁膜58を形成する(図16(b))。
Next, a photosensitive permanent resist is applied on the insulating
次いで、フォトリソグラフィにより絶縁膜58をパターニングし、絶縁膜58のビア66の形成予定領域にビアホール60を形成する(図16(c))。例えば、ランド56上には、直径100μmφのビアホール60を形成する。
Next, the insulating
次いで、全面に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚20nmのTi膜を堆積し、Ti膜の密着層62を形成する(図16(d))。 Next, a Ti film of, eg, a 20 nm-thickness is deposited on the entire surface by, eg, sputtering, to form a Ti film adhesion layer 62 (FIG. 16D).
次いで、密着層62上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚100nmのCu膜を堆積し、Cu膜のシード層(図示せず)を形成する。
Next, a Cu film of, eg, a 100 nm-thickness is deposited on the
次いで、電解めっき法により、シード層をシードとしてCu膜を成長し、例えば膜厚10μmのCu膜64を形成する(図17(a))。
Next, a Cu film is grown by electrolytic plating using the seed layer as a seed to form a
次いで、CMP法により、Cu膜64及び密着層62を10μm程度研磨し、絶縁膜58の表面上のCu膜64及び密着層62を除去する。これにより、ビアホール60に埋め込まれたビア66を形成する(図17(b))。
Next, the
次いで、図15(a)乃至図17(b)に示す工程と同様にして、ビア66が埋め込まれた絶縁膜58上に、絶縁膜68、絶縁膜68に埋め込まれた配線パターン70及びランド72、絶縁膜74、絶縁膜74に埋め込まれたビア76を形成する。
15A to 17B, the insulating
また、図15(a)乃至図16(a)に示す工程と同様にして、ビア76が埋め込まれた絶縁膜74上に、絶縁膜78、絶縁膜78に埋め込まれた配線パターン80及びランド82を形成する(図17(c))。
Similarly to the steps shown in FIGS. 15A to 16A, the insulating
次いで、配線パターン80及びランド82が埋め込まれた絶縁膜78上に、例えばスピンコート法により樹脂材料を塗布し、例えば膜厚5μmの絶縁膜84を形成する(図18(a))。
Next, a resin material is applied on the insulating
次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより絶縁膜84をパターニングし、絶縁膜84に、配線パターン80及びランド82に達するビアホール86を形成する(図18(b))。
Next, the insulating
次いで、全面に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚20nmのTi膜を堆積し、Ti膜の密着層88を形成する(図18(c))。 Next, a Ti film of, eg, a 20 nm-thickness is deposited on the entire surface by, eg, sputtering, to form a Ti film adhesion layer 88 (FIG. 18C).
次いで、密着層88上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚100nmのCu膜を堆積し、Cu膜のシード層(図示せず)を形成する。
Next, a Cu film of, eg, a 100 nm-thickness is deposited on the
次いで、シード層上に、例えば膜厚10μmのフォトレジスト膜90を形成する(図19(a))。
Next, a
次いで、フォトリソグラフィによりフォトレジスト膜90をパターニングし、フォトレジスト膜90に、ビアホール86を介して配線パターン80及びランド82に接続されるランド94の形成予定領域を露出する開口部92を形成する(図19(b))。
Next, the
次いで、電解めっき法により、シード層をシードとしてCu膜を成長し、ビアホール86及び開口部92内の密着層24上に、トータル膜厚が例えば5μmのCu膜94を形成する(図19(c))。
Next, a Cu film is grown by electrolytic plating using the seed layer as a seed, and a
次いで、例えばNMPやアセトン等の薬液を用いた洗浄処理を行い、フォトレジスト膜90を除去する(図20(a))。 Next, for example, a cleaning process using a chemical such as NMP or acetone is performed to remove the photoresist film 90 (FIG. 20A).
次いで、Cu膜94が形成されていない領域のシード層及び密着層88をエッチングする(図20(b))。
Next, the seed layer and the
次いで、電解めっき法により、Cu膜94の表面に、例えば膜厚500nmAu膜と、例えば膜厚200nmのNiP合金膜とを形成し、NiP/Au層96を形成する。これにより、これにより、密着層88、Cu層94及びNiP/Au層96よりなりビアホール86を介して配線パターン80又はランド82に接続されたランド98を形成する。
Next, for example, a 500 nm-thickness Au film and a 200 nm-thickness NiP alloy film are formed on the surface of the
このようにして、スルーホールビア20が埋め込まれたシリコン基板10上に多層配線層が形成されたシリコンインターポーザ100を形成する(図20(c))。
In this way, the
次いで、このように形成したシリコンインターポーザ100のランド98上に、はんだバンプ102を介して半導体チップ104を実装する(図21(a))。
Next, the
次いで、プリント基板等の基板106上に、半導体チップ104が実装されたシリコンインターポーザ100を、はんだバンプ108を介して実装する(図21(b))。
Next, the
このように、本実施形態によれば、スタックビア構造の1つのランドを、柱状導電体の集合体により形成するので、ダマシンプロセスの際のランドのディッシングを抑制することができる。これにより、微細な配線パターンと同一レベルの導電層によってランドを形成する場合にも、ビア間のコンタクト不良の発生を防止することができ、半導体装置の信頼性や製造歩留まりを向上することができる。 Thus, according to the present embodiment, since one land of the stacked via structure is formed by an aggregate of columnar conductors, dishing of the land during the damascene process can be suppressed. As a result, even when the land is formed by the conductive layer of the same level as the fine wiring pattern, it is possible to prevent the contact failure between the vias and improve the reliability and manufacturing yield of the semiconductor device. .
[第2実施形態]
第2実施形態による半導体装置の製造方法について図22及び図23を用いて説明する。図1乃至図21に示す第1実施形態による半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
[Second Embodiment]
A method for fabricating a semiconductor device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The same components as those of the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 21 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
図22及び図23は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 22 and 23 are process cross-sectional views illustrating the method for fabricating the semiconductor device according to the present embodiment.
第1実施形態による半導体装置の製造方法では、ビア66,76の形成にダマシンプロセスを用いた。しかしながら、上述のディッシングやエロージョンは、ダマシンプロセスに共通の問題であり、ビア66,76の径が大きくなればディッシングやエロージョンが生じることも考えられる。また、ビア66,76には、配線パターン54,70,80等に要求されるような微細なパターニングが不要な場合もある。このような場合、ビア66,76は、セミアディティブ法により形成するようにしてもよい。
In the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment, the damascene process is used to form the
セミアディティブ法によるビアの形成は、例えば以下のようにして行うことができる。ここでは、ビア66を例にして説明するが、ビア76についても同様である。 The via can be formed by the semi-additive method, for example, as follows. Here, the via 66 will be described as an example, but the same applies to the via 76.
まず、例えば図11(a)乃至図16(a)に示す第1実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、絶縁膜44に埋め込まれた配線パターン54及びビア56等を形成する(図22(a))。
First, in the same way as in the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment shown in FIGS. 11A to 16A, for example, the
次いで、配線パターン54及びビア56が埋め込まれた絶縁膜44上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚20nmのTi膜を堆積し、Ti膜の密着層62を形成する。
Next, a Ti film of, eg, a 20 nm-thickness is deposited on the insulating
次いで、密着層62上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚100nmのCu膜を堆積し、Cu膜のシード層63を形成する(図22(b))。
Next, a Cu film of, eg, a 100 nm-thickness is deposited on the
次いで、シード層63上に、例えばスピンコート法により、フォトレジスト膜65を形成する。
Next, a
次いで、フォトリソグラフィにより、フォトレジスト膜65をパターニングし、フォトレジスト膜65のビア66の形成予定領域に開口部67を形成する(図22(c))。例えば、ランド56上には、直径100μmφの開口部67を形成する。
Next, the
次いで、電解めっき法により、シード層63をシードとしてCu膜を成長し、開口部67内の密着層62上に、トータル膜厚が例えば10μmのCu膜64を形成する(図22(d))。
Next, a Cu film is grown by electroplating using the
次いで、例えばNMPやアセトン等の薬液を用いた洗浄処理を行い、フォトレジスト膜65を除去する(図23(a))。 Next, a cleaning process using a chemical solution such as NMP or acetone is performed to remove the photoresist film 65 (FIG. 23A).
次いで、Cu膜94が形成されていない領域のシード層63及び密着層62をエッチングする。こうして、絶縁膜44上に、配線パターン54又はランド56に接続されたビア66を形成する(図23(b))。
Next, the
次いで、ビア66が形成された絶縁膜44上に、例えばスピンコート法により樹脂材料を塗布し、例えば膜厚5μmの絶縁膜58を形成する(図23(c))。
Next, a resin material is applied on the insulating
次いで、CMP法により、絶縁膜58の表面を研磨し、ビア66の上面部を露出させる。こうして、絶縁膜58に埋め込まれたビア66を形成する。
Next, the surface of the insulating
この後、例えば図17(c)乃至図21(b)に示す第1実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、半導体装置を完成する。 Thereafter, the semiconductor device is completed in the same manner as the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment shown in FIGS. 17C to 21B, for example.
このように、本実施形態によれば、ビアの形成にセミアディティブ法を用いることにより、ルールの緩いフォトリソグラフィを用いることができるので、半導体装置の製造コストを低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, by using the semi-additive method for forming the via, it is possible to use photolithography with a loose rule, so that the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
[変形実施形態]
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
例えば、上記第1実施形態では、ランド56,72,82を柱状導電体の集合体により形成したが、同一レベルの導電層によって微細な配線パターンを形成しない場合は、必ずしもランド56,72,82を柱状導電体の集合体により形成する必要はない。ランドと同一レベルの導電層によって微細な配線パターンを形成しない場合は、微細加工に望ましいダマシン法を用いる必要はなく、ディッシングの影響を受けないセミアディティブ法を用いて大面積のランド56,72,82を形成することもできる。セミアディティブ法によるランドの形成方法は、第2実施形態におけるビア66の製造方法と同様である。なお、同一レベルの導電層によって微細な配線パターンを形成しないランドとしては、ランド38やランド98を例示することもできる。
For example, in the first embodiment, the
また、図8の結果から、少なくとも50μm以上、好ましくは20μmを超える径を有するビアについては、直径20μmφ以下の柱状導電体の集合体により形成することが望ましいと考えられる。50μm未満、好ましくは20μm以下の径を有するビアについては、必ずしも直径20μmφ以下の柱状導電体の集合体により形成する必要はない。 From the results shown in FIG. 8, it is considered that a via having a diameter of at least 50 μm or more, preferably more than 20 μm, is preferably formed by an aggregate of columnar conductors having a diameter of 20 μmφ or less. A via having a diameter of less than 50 μm, preferably 20 μm or less, is not necessarily formed by an aggregate of columnar conductors having a diameter of 20 μmφ or less.
また、上記実施形態では、ランドの形成領域内に柱状導電体を直交格子状に配列した場合を示したが、必ずしも直交格子配列とする必要はない。例えば、柱状導電体を三角格子状に配列するようにしてもよい。 In the above embodiment, the case where the columnar conductors are arranged in an orthogonal lattice pattern in the land formation region is shown, but it is not always necessary to form the orthogonal lattice arrangement. For example, the columnar conductors may be arranged in a triangular lattice shape.
また、上記実施形態では、ランドを形成する柱状導電体の平面形状を円形としたが、必ずしも円形である必要はなく、三角、四角等の多角形形状としてもよい。 In the above embodiment, the planar shape of the columnar conductor forming the land is circular. However, the planar shape is not necessarily circular, and may be a polygonal shape such as a triangle or a square.
また、上記第1及び第2実施形態では、シリコンインターポーザの再配線に適用した例を示したが、シリコンインターポーザの再配線のみならず、種々の配線構造に適用することができる。例えば、パッケージ基板、ウェーハレベルパッケージ(WLP)等の回路基板上に形成された多層配線構造に適用することができる。 In the first and second embodiments, the example of application to the rewiring of the silicon interposer has been described. However, the present invention can be applied not only to the rewiring of the silicon interposer but also to various wiring structures. For example, the present invention can be applied to a multilayer wiring structure formed on a circuit board such as a package board or a wafer level package (WLP).
また、上記実施形態に記載した半導体装置の構造、構成材料、製造条件等は、一例を示したものにすぎず、当業者の技術常識等に応じて適宜修正や変更が可能である。 In addition, the structure, constituent materials, manufacturing conditions, and the like of the semiconductor device described in the above embodiment are merely examples, and can be appropriately modified or changed according to technical common sense of those skilled in the art.
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.
(付記1) 基板上に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜に埋め込まれた第1のビアと、
前記第1のビアが埋め込まれた前記第1の絶縁膜上に形成された第2の絶縁膜と、
前記第2の絶縁膜に埋め込まれ、前記第1のビアに電気的に接続されたランドと、
前記第2の絶縁膜に埋め込まれ、前記ランドから離間して形成された配線パターンと、
前記ランド及び前記配線パターンが埋め込まれた前記第2の絶縁膜上に形成された第3の絶縁膜と、
前記第3の絶縁膜に埋め込まれ、前記ランドに電気的に接続された第2のビアとを有し、
前記ランドは、複数の柱状導電体を有し、前記複数の柱状導電体の少なくとも一部が、前記第1のビア及び前記第2のビアに電気的に接続されている
ことを特徴とする配線構造。
(Supplementary note 1) a first insulating film formed on a substrate;
A first via embedded in the first insulating film;
A second insulating film formed on the first insulating film in which the first via is embedded;
A land embedded in the second insulating film and electrically connected to the first via;
A wiring pattern embedded in the second insulating film and spaced apart from the land;
A third insulating film formed on the second insulating film in which the land and the wiring pattern are embedded;
A second via embedded in the third insulating film and electrically connected to the land;
The land has a plurality of columnar conductors, and at least a part of the plurality of columnar conductors is electrically connected to the first via and the second via. Construction.
(付記2) 付記1記載の配線構造において、
前記柱状導電体は、20μmφ以下の径を有する
ことを特徴とする配線構造。
(Appendix 2) In the wiring structure described in Appendix 1,
The columnar conductor has a diameter of 20 μmφ or less.
(付記3) 付記1又は2記載の配線構造において、
前記複数の柱状導電体間の間隔は、前記柱状導電体の半径以上である
ことを特徴とする配線構造。
(Appendix 3) In the wiring structure described in Appendix 1 or 2,
An interval between the plurality of columnar conductors is equal to or greater than a radius of the columnar conductors.
(付記4) 付記1乃至3のいずれか1項に記載の配線構造において、
前記ランドは、50μmφ以上の径を有する
ことを特徴とする配線構造。
(Appendix 4) In the wiring structure according to any one of appendices 1 to 3,
The land has a diameter of 50 μmφ or more.
(付記5) 付記1乃至4のいずれか1項に記載の配線構造において、
前記配線パターンは、5μm以下の配線幅を有する
ことを特徴とする配線構造。
(Appendix 5) In the wiring structure according to any one of appendices 1 to 4,
The wiring structure, wherein the wiring pattern has a wiring width of 5 μm or less.
(付記6) 基板上に、第1のビアが埋め込まれた第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1のビアが埋め込まれた前記第1の絶縁膜上に、第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜に、前記第1のビア上に形成された複数の開口部と、配線溝とを形成する工程と、
前記複数の開口部及び配線溝が形成された前記第2の絶縁膜上に、導電膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜上の前記導電膜を除去し、前記複数の開口部内に埋め込まれた前記導電膜よりなる複数の柱状導電体を有し、前記複数の柱状導電体の少なくとも一部が前記第1のビアに電気的に接続されたランドと、前記配線溝内に埋め込まれた前記導電膜よりなる配線パターンとを形成する工程と、
前記ランド及び前記配線パターンが埋め込まれた前記第2の絶縁膜上に、前記ランドを介して前記第1のビアに電気的に接続された第2のビアが埋め込まれた第3の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする配線構造の製造方法。
(Appendix 6) A step of forming a first insulating film in which a first via is embedded on a substrate;
Forming a second insulating film on the first insulating film in which the first via is embedded;
Forming a plurality of openings formed on the first via and a wiring groove in the second insulating film;
Forming a conductive film on the second insulating film in which the plurality of openings and wiring grooves are formed;
The conductive film on the second insulating film is removed, and a plurality of columnar conductors made of the conductive film embedded in the plurality of openings are provided, and at least a part of the plurality of columnar conductors is the Forming a land electrically connected to the first via and a wiring pattern made of the conductive film embedded in the wiring groove;
A third insulating film in which a second via electrically connected to the first via via the land is embedded on the second insulating film in which the land and the wiring pattern are embedded. A method for manufacturing a wiring structure, comprising: forming a wiring structure.
(付記7) 付記6記載の配線構造の製造方法において、
前記柱状導電体は、20μmφ以下の径を有する
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
(Supplementary note 7) In the method for manufacturing a wiring structure according to
The columnar conductor has a diameter of 20 μmφ or less. A method of manufacturing a wiring structure, wherein:
(付記8) 付記6又は7記載の配線構造の製造方法において、
前記複数の柱状導電体間の間隔は、前記柱状導電体の半径以上である
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
(Additional remark 8) In the manufacturing method of the wiring structure of
The space between the plurality of columnar conductors is equal to or greater than the radius of the columnar conductors.
(付記9) 付記6乃至8のいずれか1項に記載の配線構造において、
前記ランドは、50μmφ以上の径を有する
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
(Supplementary note 9) In the wiring structure according to any one of
The method for manufacturing a wiring structure, wherein the land has a diameter of 50 μmφ or more.
(付記10) 付記6乃至9のいずれか1項に記載の配線構造において、
前記配線パターンは、5μm以下の配線幅を有する
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
(Appendix 10) In the wiring structure according to any one of
The method of manufacturing a wiring structure, wherein the wiring pattern has a wiring width of 5 μm or less.
(付記11) 付記6乃至10のいずれか1項に記載の配線構造の製造方法において、
前記第3の絶縁膜を形成する工程は、
前記ランド及び前記配線パターンが埋め込まれた前記第2の絶縁膜上に、シード層を形成する工程と、
前記シード層上に、前記第2のビアの形成予定領域を露出する開口部を有するレジスト膜を形成する工程と、
前記シード層をシードとして、電解めっきにより、前記レジスト膜をマスクとして、前記開口部内の前記シード層上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜を形成後、前記レジスト膜を除去する工程と、
前記レジスト膜で覆われていた領域の前記シード層を除去し、前記導電膜及び前記シード層よりなる前記第2のビアを形成する工程と、
前記第2のビアが形成された前記第2の絶縁膜上に、前記第3の絶縁膜を形成する工程と
を更に有する
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
(Appendix 11) In the method for manufacturing a wiring structure according to any one of
The step of forming the third insulating film includes
Forming a seed layer on the second insulating film in which the land and the wiring pattern are embedded;
Forming a resist film on the seed layer having an opening that exposes a region where the second via is to be formed;
Forming a conductive film on the seed layer in the opening by electroplating using the seed layer as a seed and the resist film as a mask;
Removing the resist film after forming the conductive film;
Removing the seed layer in the region covered with the resist film and forming the second via made of the conductive film and the seed layer;
And a step of forming the third insulating film on the second insulating film in which the second via is formed. A method for manufacturing a wiring structure, comprising:
10…シリコン基板
12,28,34,67,92…開口部
14,22,50,62,88…密着層
16,24,63…シード層
18,30,36,52,64,94…Cu膜
20…スルーホールビア
26,32,65,90…フォトレジスト膜
38,56,72,82,94,98…ランド
40,66,76…ビア
42,44,58,68,74,78、84…絶縁膜
46…配線溝
48…開口部の集合体
54,70,80…配線パターン
60,86…ビアホール
96…NiP/Au層
100…シリコンインターポーザ
102,108…はんだバンプ
104…半導体チップ
106…基板
110…多層配線層
112,120,154,156,158…柱状導電体
122,136…ランド
124,132,140…ビア
130,134,138…絶縁膜
142…ダミー柱状体
144…ランド形成領域
146…導電層
150…下部ビア
152…上部ビア
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の絶縁膜に埋め込まれた第1のビアと、
前記第1のビアが埋め込まれた前記第1の絶縁膜上に形成された第2の絶縁膜と、
前記第2の絶縁膜に埋め込まれ、前記第1のビアに電気的に接続されたランドと、
前記第2の絶縁膜に埋め込まれ、前記ランドから離間して形成された配線パターンと、
前記ランド及び前記配線パターンが埋め込まれた前記第2の絶縁膜上に形成された第3の絶縁膜と、
前記第3の絶縁膜に埋め込まれ、前記ランドに電気的に接続された第2のビアとを有し、
前記ランドは、複数の柱状導電体を有し、前記複数の柱状導電体の少なくとも一部が、前記第1のビア及び前記第2のビアに電気的に接続されている
ことを特徴とする配線構造。 A first insulating film formed on the substrate;
A first via embedded in the first insulating film;
A second insulating film formed on the first insulating film in which the first via is embedded;
A land embedded in the second insulating film and electrically connected to the first via;
A wiring pattern embedded in the second insulating film and spaced apart from the land;
A third insulating film formed on the second insulating film in which the land and the wiring pattern are embedded;
A second via embedded in the third insulating film and electrically connected to the land;
The land has a plurality of columnar conductors, and at least a part of the plurality of columnar conductors is electrically connected to the first via and the second via. Construction.
前記柱状導電体は、20μmφ以下の径を有する
ことを特徴とする配線構造。 The wiring structure according to claim 1,
The columnar conductor has a diameter of 20 μmφ or less.
前記複数の柱状導電体間の間隔は、前記柱状導電体の半径以上である
ことを特徴とする配線構造。 In the wiring structure according to claim 1 or 2,
An interval between the plurality of columnar conductors is equal to or greater than a radius of the columnar conductors.
前記ランドは、50μmφ以上の径を有する
ことを特徴とする配線構造。 The wiring structure according to any one of claims 1 to 3,
The land has a diameter of 50 μmφ or more.
前記第1のビアが埋め込まれた前記第1の絶縁膜上に、第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜に、前記第1のビア上に形成された複数の開口部と、配線溝とを形成する工程と、
前記複数の開口部及び配線溝が形成された前記第2の絶縁膜上に、導電膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜上の前記導電膜を除去し、前記複数の開口部内に埋め込まれた前記導電膜よりなる複数の柱状導電体を有し、前記複数の柱状導電体の少なくとも一部が前記第1のビアに電気的に接続されたランドと、前記配線溝内に埋め込まれた前記導電膜よりなる配線パターンとを形成する工程と、
前記ランド及び前記配線パターンが埋め込まれた前記第2の絶縁膜上に、前記ランドを介して前記第1のビアに電気的に接続された第2のビアが埋め込まれた第3の絶縁膜を形成する工程と
を更に有することを特徴とする配線構造の製造方法。 Forming a first insulating film embedded with a first via on a substrate;
Forming a second insulating film on the first insulating film in which the first via is embedded;
Forming a plurality of openings formed on the first via and a wiring groove in the second insulating film;
Forming a conductive film on the second insulating film in which the plurality of openings and wiring grooves are formed;
The conductive film on the second insulating film is removed, and a plurality of columnar conductors made of the conductive film embedded in the plurality of openings are provided, and at least a part of the plurality of columnar conductors is the Forming a land electrically connected to the first via and a wiring pattern made of the conductive film embedded in the wiring groove;
A third insulating film in which a second via electrically connected to the first via via the land is embedded on the second insulating film in which the land and the wiring pattern are embedded. And a step of forming the wiring structure.
前記第3の絶縁膜を形成する工程は、
前記ランド及び前記配線パターンが埋め込まれた前記第2の絶縁膜上に、シード層を形成する工程と、
前記シード層上に、前記第2のビアの形成予定領域を露出する開口部を有するレジスト膜を形成する工程と、
前記シード層をシードとして、電解めっきにより、前記レジスト膜をマスクとして、前記開口部内の前記シード層上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜を形成後、前記レジスト膜を除去する工程と、
前記レジスト膜で覆われていた領域の前記シード層を除去し、前記導電膜及び前記シード層よりなる前記第2のビアを形成する工程と、
前記第2のビアが形成された前記第2の絶縁膜上に、前記第3の絶縁膜を形成する工程と
を更に有する
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
In the manufacturing method of the wiring structure according to claim 5,
The step of forming the third insulating film includes
Forming a seed layer on the second insulating film in which the land and the wiring pattern are embedded;
Forming a resist film on the seed layer having an opening that exposes a region where the second via is to be formed;
Forming a conductive film on the seed layer in the opening by electroplating using the seed layer as a seed and the resist film as a mask;
Removing the resist film after forming the conductive film;
Removing the seed layer in the region covered with the resist film and forming the second via made of the conductive film and the seed layer;
And a step of forming the third insulating film on the second insulating film in which the second via is formed. A method for manufacturing a wiring structure, comprising:
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