JP3224010B2 - キャップ付き電気相互接続構造およびその作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、キャップ
付き銅電気相互接続の新しい構造および方法に関する。
より詳細には、本発明は、半導体基板内の１つまたは複
数の銅電気相互接続をキャッピングして強固な電気相互
接続構造を実現する新規な構造を包含する。また、その
ようなキャップ付き銅電気相互接続構造を実現する方法
も開示する。こうしたキャップ付き相互接続は、単層構
造でも多層構造でもよい。同様に、キャッピングされる
相互接続構造自体も、単層または多層の材料で構成する
ことができる。

【０００２】

【関連出願】本特許出願は、本出願人に譲渡され、１９
９５年５月１２日に出願された、「METHOD FOR FORMING
CAPPED COPPER ELECTRICAL INTERCONNECTION」と題す
る米国特許出願第４４０４１３号に関連する。上記出願
を参照により本明細書に組み込む。

【０００３】

【従来の技術】半導体デバイスは、新しい技術の進歩に
よって、より小さく、かつ、より高密度になってきてい
る。一方、競争力を維持するためにチップの不良率を低
下させなければならないが、回路密度が高くなると、そ
れに対応してチップ全体の不良率が高くなる。したがっ
て、チップ・メーカは、不良品と呼ばれる欠陥チップを
もたらす欠陥を識別し排除することによって、製品の品
質を改善することを迫られている。一方、工程のばらつ
きを少なくすることによって体系的な欠陥をなくすた
め、著しい改善が行われている。歩留りと信頼性の両方
に影響を及ぼすランダムな欠陥をすべてなくすには、プ
ロセスの改善だけでは不十分である。歴史的には、スク
リーニング技術を利用して、これらのランダムな欠陥の
多くを選り除くことにより、製品の不良率を許容レベル
まで改善してきた。

【０００４】典型的なメッキ工程では、一般に金属から
なる下部シード層の上にレジスト・ステンシルを作成す
る。次に、通常は、部品をメッキ液に浸す。この浸漬工
程で、レジストのないところにメッキのフィーチャが作
成される。電解メッキされる金属は一般に、銅である。
メッキ後、レジストを剥がし、下部シード層に、フラッ
シュ・エッチング、すなわち短時間の時限エッチングを
行う。この従来技術によるシード層のフラッシュ・エッ
チング工程の１つの問題は、制御が容易でないことであ
る。たとえば、シード層のエッチングが不足すると、短
絡が生じる可能性があり、一方、エッチングが過剰にな
ると、シード層の金属が除去されるだけでなくメッキさ
れたフィーチャもエッチングされ、これにより、導体線
から銅が失われ、場合によっては開路または開路に近い
状態が生じることがある。

【０００５】本出願人に譲渡された、米国特許第５３８
２４４７号明細書（カジャ（Kaja）他）には、シード層
エッチング後の無電解キャッピングが開示されている。
上記特許の開示を参照により本明細書に組み込む。銅な
どの導電性の金属をコバルトなどの金属のキャッピング
層で被覆する。このキャッピング層は、その表面に薄い
キャッピング金属酸化物層が付着されることをさらに特
徴とする。

【０００６】やはり製造部品に見られるもう１つの問題
点は、銅とその後で付着されたポリイミドとの相互作用
である。銅は硬化中にポリイミド層中に移動するので、
銅がポリアミン酸と反応することができ、これがパッケ
ージの電気性能を低下させる可能性があることがわかっ
た。例えば、Ｇ．メスナー（Messner）他著「THIN FILM
MULTICHIP MODULES」、P.147（1992年）を参照された
い。

【０００７】米国特許第４８１０３３２号明細書（パン
(Pan)）では、電気メッキした保護膜で電線を保護した
多層銅電気相互接続を作成する方法が開示されている。
保護膜を電気メッキする前に、銅をエッチングし、フォ
トレジスト層に隣接する面を露出させることが好まし
い。これで、銅全体に保護膜を形成することが可能にな
る。

【０００８】米国特許第５０７１５１８号明細書（パ
ン）では、耐腐蝕性を付与するため電線を保護膜によっ
て保護した電気的多層相互接続を作成する方法が開示さ
れている。この保護膜は、シード層を除去した後で、無
電解メッキのニッケルまたは浸漬被覆したすずによって
付着させる。

【０００９】さらに、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒのサブトラクテ
ィブ・エッチングを利用して配線レベルを作成する構造
では、Ｃｒキャッピング層が側壁を覆っておらず、銅の
エッチング段階中およびその後の処理中に、銅の側壁が
露出したままになる。この側壁の露出により、場合によ
っては銅とポリイミドの相互作用が生じ、構造物の電気
性能を低下させることがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気相互接
続に保護を提供するための新規な方法および装置に関す
る。

【００１１】したがって、本発明の目的は、極めて強固
なプロセスを提供する装置および方法を提供することで
ある。

【００１２】本発明のもう１つの目的は、薄膜の歩留り
を改善することである。

【００１３】本発明のもう１つの目的は、プロセスのコ
ストを削減することである。

【００１４】本発明のもう１つの目的は、単一または複
数レベルの電気相互接続を提供することである。

【００１５】本発明のもう１つの目的は、電気相互接続
の単一または複数レベルのキャッピングを提供すること
である。

【００１６】本発明のもう１つの目的は、基板の内部配
線またはバイアとキャップ付き電気相互接続との間に電
気接続を提供できるようにすることである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明はそ
の１態様では、（ａ）基板上に少なくとも１つのシード
層を付着させる段階と、（ｂ）前記少なくとも１つのシ
ード層の上に、少なくとも１つのレジスト層を付着させ
る段階と、（ｃ）前記少なくとも１つのレジスト層を露
光し現像して、前記少なくとも１つのレジスト層に少な
くとも１つの開口部を画定し、前記少なくとも１つのシ
ード層のうちの一部分を露出させる段階と、（ｄ）前記
少なくとも１つの開口部中に銅を付着させて、電気相互
接続を画定する段階と、（ｅ）前記基板を少なくとも１
つの熱サイクルの間熱処理して、前記レジストを前記付
着した銅から分離させ、前記付着した銅の側壁を露出さ
せる段階と、（ｆ）前記付着した銅の電気相互接続とそ
の側壁とに、少なくとも１つの金属キャッピング材料を
被せる段階と、（ｇ）前記少なくとも１つのレジスト層
を除去して、前記少なくとも１つのシード層の、前記少
なくとも１つのレジスト層の下にある部分を露出させる
段階と、（ｈ）前記少なくとも１つのシード層の前記露
出部分を除去し、それによって前記キャップ付き電気相
互接続を形成する段階とを含むキャップ付き電気相互接
続を作成する方法を含む。

【００１８】本発明はもう１つの態様では、（ａ）基板
上に少なくとも１つのシード層を付着させる段階と、
（ｂ）前記少なくとも１つのシード層の上に前記少なく
とも１つのレジスト層を付着させる段階と、（ｃ）前記
少なくとも１つのレジスト層を露光し現像して、前記少
なくとも１つのレジスト層に少なくとも１つの開口部を
画定し、前記少なくとも１つのシード層のうちの一部分
を露出させる段階と、（ｄ）前記少なくとも１つの開口
部中に銅を付着させて、電気相互接続を画定する段階
と、（ｅ）前記少なくとも１つのレジスト層を、少なく
とも１つの加熱した現像液を使って現像して、前記少な
くとも１つのレジスト層を前記付着した銅から分離さ
せ、前記付着した銅の側壁を露出させる段階と、（ｆ）
前記付着した銅の電気相互接続とその側壁とに、少なく
とも１つの金属キャッピング材料を被せる段階と、
（ｇ）前記少なくとも１つのレジスト層を除去して、前
記少なくとも１つのシード層の、前記少なくとも１つの
レジスト層の下にある部分を露出させる段階と、（ｈ）
前記少なくとも１つのシード層の前記露出部分を除去
し、それによって前記キャップ付き電気相互接続を形成
する段階とを含むキャップ付き電気相互接続を作成する
方法を含む。

【００１９】本発明は、さらに別の態様では、少なくと
も１つのシード層と、前記少なくとも１つのシード層の
一部分の上にある銅の材料と、前記銅材料を完全に囲む
少なくとも１つのキャッピング材料とを有する基板を備
え、前記少なくとも１つのキャッピング材料の一部分
が、前記シード層の一部分と電気的に接触し、前記シー
ド層の側壁がキャッピング材料を備えていないことを特
徴とするキャップ付き電気相互接続構造を含む。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の好ましい１つの
出発状態の実施形態を示す。セラミックやガラス・セラ
ミック基板など標準の基板１０上に、好ましくはクロム
１２の第１のシード層１２が形成されている。次に、ク
ロムの第１のシード層１２の上に、好ましくは銅１４の
第２のシード層１４が形成されている。シード層１２お
よび１４は、少なくとも厚さ約０．０５μｍである。銅
のシード層１４の上面１９に、当技術分野で周知の方法
によりレジスト材料１６を用いてレジスト・ステンシル
が形成されている。最善の結果を得るには、レジスト材
料１６を共形に付着すべきである。図１に明らかに示し
たような構造を実現するために、通常は、銅１８を電気
メッキなどによって付着する。付着した銅１８の厚さ
は、約０．５μｍないし約１００．０μｍ、好ましくは
約２．０μｍないし約２５．０μｍとすべきである。

【００２１】図２に示すように、図１の実施形態を少な
くとも１つの熱サイクルにかける。レジスト１６は、基
本的には、少なくとも１回リフローまたはベーキングさ
れ、あるいは熱サイクルにかけられる。熱サイクルの温
度は、約５０℃ないし約２００℃が好ましく、約１０５
℃がより好ましい。この加熱サイクルによって、図２に
より明らかに示したように、レジスト１６が、フィーチ
ャの周囲の銅１８から後に引っ込んで、側壁にギャップ
または開口部２２が残り、熱サイクルにかけたレジスト
２６が形成されることがわかる。ギャップまたは開口部
２２を形成するためにレジスト１６が後に引っ込む量と
それに要する時間は、温度とレジストの種類によって決
まる。また、熱サイクルにかけたレジスト２６は、まっ
すぐな側壁をもたず、側壁はある角度をなしすなわち斜
面２７を有することに留意されたい。

【００２２】次の段階は、銅電気相互接続１８のキャッ
ピングである。図３は、銅電気相互接続のキャッピング
を示す本発明の実施形態を示す。この場合、電気メッキ
などによって、銅電気相互接続１８の上にキャッピング
材料２３を付着させる。この電気メッキ・プロセスで
は、銅相互接続１８の上面だけでなく、銅相互接続１８
の側壁にもキャッピング層２３が形成される。

【００２３】たとえば電気メッキや無電解メッキ・プロ
セスにより、ニッケル・キャッピング材料２３を使って
銅１８を覆う。

【００２４】キャッピング層２３として使用できる典型
的な材料は、例えば、アルミニウム、クロム、コバル
ト、金、ニッケル、パラジウム、白金、銀を含むグルー
プから選択することができる。キャッピング層２３の厚
さは、約０．００５μｍないし約１０．０００μｍ、好
ましくは約０．０１０μｍないし約１．０００μｍ、よ
り好ましくは約０．１００μｍないし約１．０００μｍ
である。

【００２５】図４は、フォトレジストとシード層の一部
を取り除いた後の図３に示した実施形態を示す。レジス
ト２６は、基本的に、従来技術で周知の方法でエッチン
グされまたは剥がされる。次に、やはりエッチングなど
当技術分野で周知の方法によって、シード材料層１２お
よび１４とキャッピング層２３とを備える銅１８を残し
て、露出したシード材料層１２および１４を除去する。

【００２６】このシードのエッチング工程中に、銅１４
が、過剰エッチングによって予め許容された量よりも多
く除去されることがある。フィーチャ中で銅が露出して
いないので、これは許容される。

【００２７】図５は、本発明の方法を利用して作成した
多層レベル構造を示す本発明のもう１つの実施形態を示
す。基板１０は、第１の絶縁体層２０と第２の絶縁体層
３０を有する。第１の絶縁体層２０は、少なくとも１つ
の電気相互接続フィーチャ２５を有し、これは通常、銅
の配線２５である。第２の絶縁体層３０を形成する前
に、本発明の方法を利用して１つまたは複数の電気相互
接続３１を形成する。この電気相互接続３１は、基本的
に、第１のシード層１２、第２のシード層１４、銅材料
１８または２８、およびキャッピング材料２３からな
る。絶縁体層２０の材料によっては、１つまたは複数の
シード層１２および１４を省略することもできる。第１
のシード層１２は、クロム、チタン、チタン・タングス
テン、またはその合金を含むグループから選択すること
ができる。一方、第２のシード層１４は、例えば、アル
ミニウム、銅、またはその合金を含むグループから選択
することができる。

【００２８】次に、電気相互接続３１と第１の絶縁体層
２０の上面２９とを、第２の絶縁体層３０で覆う。当技
術分野で周知の方法を利用して、第２の絶縁体３０の上
面３９を処理し、本発明の方法を利用して、図５に示し
たような１つまたは複数の電気相互接続フィーチャ１３
１を形成する。この電気相互接続１３１は、基本的に、
第１のシード層１１２、第２のシード層１１４、銅材料
１１８または１２８、およびキャッピング材料１２３か
らなる。絶縁体層３０の材料によっては、１つまたは複
数のシード層１１２および１１４を省略することもでき
る。第１のシード層１１２は、クロム、チタン、チタン
・タングステンなどを含むグループから選択することが
できる。一方、第２のシード層１１４は、例えばアルミ
ニウム、銅などを含むグループから選択することができ
る。

【００２９】図６は、本発明のもう１つの好ましい出発
状態の実施形態を示す。セラミックやガラス・セラミッ
ク基板など標準の基板１０上に、一般にはクロムのシー
ド層１２が形成されている。次に、クロムのシード層１
２の上に銅のシード層１４が形成されている。当技術分
野で周知の方法によって、銅のシード層１４の上に、レ
ジスト材料１６を用いてレジスト・ステンシルが形成さ
れている。次に、シード層１４の上面１９の上に、複数
層の電気相互接続６８が形成される。相互接続層６８
は、図に例として示したように、層６２、６４、６６を
含むことができる。当然ながら、プロセスや構造によっ
て可能な数の層を備えることができる。層６２、６４、
６６は、電気メッキ・プロセスで形成することが好まし
い。層６２、６４、６６などは、同じ材料でも異なる材
料でもよいことは明らかである。層６２、６４、６６の
材料は、例えば、アルミニウム、銅、金、ニッケルを含
むグループから選択することができる。

【００３０】図７は、複数キャッピング層を有する銅電
気相互接続のキャッピングを示す本発明のもう１つの実
施形態を示す。図２に示すような、熱処理の後に形成さ
れた構造物上で、第１のキャッピング層または材料７１
を銅電気相互接続１８の上に電気メッキする。この電気
メッキ・プロセスでは、銅相互接続１８の上面だけでな
く、銅相互接続１８の側壁にもキャッピング層７１が形
成される。次に第１のキャッピング層７１の上に、第２
のキャッピングの材料または層７３を形成してもよい。
また、さらに追加のキャッピング材料に対処するため
に、必要に応じてあるいはギャップまたは開口部７２に
隙間がなくなるまでこのキャッピング・プロセスを続け
ることもできる。キャッピング層７１、７３などは、同
じ材料でも異なる材料でも構成できることは明らかであ
る。

【００３１】キャッピング層７１、７３などに使用でき
る典型的な材料は、例えば、アルミニウム、コバルト、
金、ニッケル、銀を含むグループから選択することがで
きる。

【００３２】側壁の保護が不要な応用例または層では、
レジスト１６を加熱してギャップ２２を形成するプロセ
スを省略することができる。これにより、銅１８の上面
だけにキャッピング層２３を被せることが可能になる。

【００３３】ニッケル層は、パッシベーション層だけで
なく接着層としても機能する。

【００３４】銅相互接続１８または６８または１２８
に、側壁保護層２３または７３または１２３を設ける
と、腐蝕保護用の上部パッシベーション保護膜をなくす
のにも役立ち、したがって、コストのかかる追加の付
着、露光および現像段階が省略できることがわかった。

【００３５】本発明の方法は、サイクル・タイムを減少
させるだけでなく、シード層のエッチング前にＣｕを不
動態化し、それによりシード層１４、１１４、および１
２、１１２のエッチング中に銅の層１８または６８また
は１２８が腐蝕されないようにする。

【００３６】また、キャッピング層２３、７３または１
２３によって保護されたメッキした銅の表面は、銅のエ
ッチング段階中、極めてなめらかな表面形状を示すこと
が分かった。一方、シード層を除去した後でキャッピン
グを行う通常のプロセスでは、メッキした銅の表面は凹
凸になり、この表面形状が、キャッピング層に複製され
る。

【００３７】本発明はさらに、電解キャッピング・プロ
セスを利用できるという利点も有する。これにより、無
電解メッキしか利用できない従来技術の制限が取り除か
れる。電解プロセスを行うことにより、無電解キャッピ
ング・プロセスと比べてより環境にやさしく使用できる
概念を選択したことになる。

【００３８】さらに、この方法は、キャッピング層のメ
ッキが銅のメッキの後に行われるのでより簡単である。
また、レジストのリフローが必要な場合は、ベーキング
段階の後で実施することができる。

【００３９】フォトレジストと銅のフィーチャの側壁と
の間にギャップ１８を作成する代替方法は、フォトレジ
ストを低い速度でエッチングして、約２μｍだけフォト
レジストを除去した後で中止するものである。このエッ
チング液は、シード層表面１９の上にフィーチャを画定
するために以前に使用されていた通常の現像液でよい。
現像液は、たとえば、合計エッチング時間が約３〜５分
の場合、約４０℃に加熱することが好ましい。使用する
現像液は、米国マサチューセッツ州マールバラ市のＳｈ
ｉｐｌｅｙ社で製造されている。この技術により、加熱
現像液装置をメッキ装置に簡単に組み込むことができる
ので、加工部品移動の点でかなり改善される。

【００４０】同様に、メッキした銅線の場合、フィーチ
ャの寸法と後続の処理の性質に基づいて、側壁のキャッ
ピングを行うためにレジストをリフローする必要がな
く、本来は１つのセクタでメッキ作業を完了してから次
のレジスト・ストリップ・セクタに部品を移すので、信
頼性、部品移動、およびコストの点でこの方法は極めて
魅力的なものとなる。

【００４１】

【実施例】次の例は、本発明をさらに例示するためのも
のであり、本発明の範囲をいかなる形でも限定するもの
ではない。

【００４２】実施例１ ストリッピング・プロセスの前に、標準の多層セラミッ
ク基板１０上で、銅線１８にキャッピングを施した。こ
の構造物は、クロムの第１のシード層１２を有してい
た。次に、クロムの第１のシード層１２の上に、銅の第
２のシード層１４を付着した。銅の相互接続１８自体
は、約５０，０００オングストロームの厚さであった。
選択したレジストは、米国マサチューセッツ州マールバ
ラ市のＳｈｉｐｌｅｙ社で製造されたもので、銅メッキ
後に約１０５℃の温度でベーキングした。このレジスト
材料では、ベーキング時間は約３０分であった。ベーキ
ング後、約１５，０００オングストロームのギャップが
生じた。次に、銅線１８の上に、厚さ約２，０００オン
グストロームのニッケルのキャッピング層２３を形成
し、前述のようにレジスト２６を除去する。

【００４３】本発明を、好ましい実施例に関して詳細に
説明したが、前述の説明に照らせば、当業者には多くの
代替、修正および変形が明らかになることは明白であ
る。したがって、併記の特許請求の範囲は、本発明の範
囲および趣旨に含まれるものとして、そのような代替、
修正、変形を包含するものである。

【００４４】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００４５】（１）少なくとも１つのシード層と、前記
少なくとも１つのシード層の一部分の上にある銅の材料
と、前記銅の材料を完全に覆う少なくとも１つのキャッ
ピング材料とを有する基板を備えたキャップ付き電気相
互接続構造であって、前記少なくとも１つのキャッピン
グ材料の一部分が、前記シード層の一部分と電気的に接
触し、前記シード層の側壁が、キャッピング材料を備え
ていないことを特徴とするキャップ付き電気相互接続構
造。 （２）前記少なくとも１つのシード層が、クロム層と銅
層とからなることを特徴とする上記（１）に記載の構
造。 （３）前記少なくとも１つの金属キャッピング材料が、
アルミニウム、クロム、コバルト、ニッケル、金、パラ
ジウム、白金、および銀からなるグループから選択され
ることを特徴とする上記（１）の構造。 （４）前記少なくとも１つのシード層の厚さが、少なく
とも約０．０５μｍであることを特徴とする、上記
（１）に記載の構造。 （５）前記銅の材料の厚さが、約０．５μｍないし約１
００．０μｍ、好ましくは約２．０μｍないし約２５．
０μｍであることを特徴とする、上記（１）に記載の構
造。 （６）前記キャッピング層の厚さが、約０．００５μｍ
ないし約１０．０００μｍ、好ましくは約０．０１０μ
ｍないし約１．０００μｍ、より好ましくは約０．１０
０μｍないし約１．０００μｍであることを特徴とす
る、上記（１）に記載の構造物。 （７）前記構造物の少なくとも一部分が、セラミック基
板またはガラス・セラミック基板からなるグループから
選択されることを特徴とする、上記（１）に記載の構造
物。 （８）前記構造物が、少なくとも１つの内部電気接続を
有し、前記少なくとも１つの内部電気接続のうちの少な
くとも１つが、前記キャップ付き電気相互接続に電気的
に接続されていることを特徴とする、上記（１）に記載
の構造物。 （９）（ａ）基板上に少なくとも１つのシード層を付着
させる段階と、（ｂ）前記少なくとも１つのシード層の
上に、少なくとも１つのレジスト層を付着させる段階
と、（ｃ）前記少なくとも１つのレジスト層を露光し現
像して、前記少なくとも１つのレジスト層に少なくとも
１つの開口部を画定し、前記少なくとも１つのシード層
のうちの一部分を露出させる段階と、（ｄ）前記少なく
とも１つの開口部中に銅を付着させて、電気相互接続を
画定する段階と、（ｅ）前記基板を少なくとも１つの熱
サイクルの間熱処理して、前記レジストを前記付着した
銅から分離させ、前記付着した銅の側壁を露出させる段
階と、（ｆ）前記付着した銅の電気相互接続とその側壁
とに、少なくとも１つの金属キャッピング材料を被せる
段階と、（ｇ）前記少なくとも１つのレジスト層を除去
して、前記少なくとも１つのシード層の、前記少なくと
も１つのレジスト層の下にある部分を露出させる段階
と、（ｈ）前記少なくとも１つのシード層の前記露出部
分を除去し、それによって前記キャップ付き電気相互接
続を形成する段階とを含むキャップ付き電気相互接続を
作成する方法。 （１０）（ａ）基板上に少なくとも１つのシード層を付
着させる段階と、（ｂ）前記少なくとも１つのシード層
の上に前記少なくとも１つのレジスト層を付着させる段
階と、（ｃ）前記少なくとも１つのレジスト層を露光し
現像して、前記少なくとも１つのレジスト層に少なくと
も１つの開口部を画定し、前記少なくとも１つのシード
層のうちの一部分を露出させる段階と、（ｄ）前記少な
くとも１つの開口部中に銅を付着させて、電気相互接続
を画定する段階と、（ｅ）前記少なくとも１つのレジス
ト層を、少なくとも１つの加熱した現像液を使って現像
して、前記少なくとも１つのレジスト層を前記付着した
銅から分離させ、前記付着した銅の側壁を露出させる段
階と、（ｆ）前記付着した銅の電気相互接続とその側壁
とに、少なくとも１つの金属キャッピング材料を被せる
段階と、（ｇ）前記少なくとも１つのレジスト層を除去
して、前記少なくとも１つのシード層の、前記少なくと
も１つのレジスト層の下にある部分を露出させる段階
と、（ｈ）前記少なくとも１つのシード層の前記露出部
分を除去し、それによって前記キャップ付き電気相互接
続を形成する段階とを含むキャップ付き電気相互接続を
作成する方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの好ましい出発状態の基板の実施
形態を示す断面概略図である。

【図２】基板に少なくとも１つの熱サイクルを施した後
の、図１の実施形態を示す断面概略図である。

【図３】銅電気相互接続のキャッピングを示す、本発明
の実施形態を示す断面概略図である。

【図４】フォトレジストとシード層の一部を除去した後
の、図３に示した実施形態を示す断面概略図である。

【図５】本発明の方法を利用して作成したマルチレベル
構造を示す本発明のもう１つの実施形態を示す図であ
る。

【図６】本発明のもう１つの好ましい出発状態の実施形
態を示す図である。

【図７】多重キャッピング層を有する銅の電気相互接続
のキャッピングを示す、本発明のさらに別の実施形態を
示す図である。

【符号の説明】

１０ 基板 １２ 第１のシード層 １４ 第２のシード層 １６ レジスト材料 １８ 銅材料 ２２ ギャップまたは開口部 ２３ キャッピング材料 ２６ 熱サイクルにかけたレジスト ２７ 斜面 １９、２９、３９ 上面 ２０、３０ 絶縁層 ３１、１３１ 電気相互接続 ６８ 相互接続層 ７１、７３ キャッピング層 ７２ ギャップまたは開口部 １１２ 第１のシード層 １１４ 弟２のシード層 １１８ 銅材料 １２３ キャッピング層 ２８、１２８ 銅材料

フロントページの続き (72)発明者 スールヤナラーヤナ・カジャ アメリカ合衆国12533 ニューヨーク州 ホープウェル・ジャンクション ヴァ ン・ウィック・レーク・ロード ２ (72)発明者 エリック・ダニエル・パーフェクト アメリカ合衆国12603 ニューヨーク州 ポーキープシー パット・ドライブ １ (72)発明者 ジョージ・ユージン・ホワイト アメリカ合衆国60194 イリノイ州ホフ マン・エステート グランド・キャニオ ン・パークウェイ 961 アパートメン ト 316 (56)参考文献 特開 平２−281629（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−315332（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3205 H01L 21/3213 H01L 21/768 H01L 21/288

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つのシード層と、前記少なく
   とも１つのシード層の一部分の上にある銅の材料と、前
   記銅の材料を完全に覆う少なくとも１つのキャッピング
   材料とを有する基板を備えたキャップ付き電気相互接続
   構造であって、前記少なくとも１つのキャッピング材料
   の一部分が、前記シード層の一部分と電気的に接触し、
   前記シード層の側壁が、キャッピング材料を備えておら
   ず、前記少なくとも１つのシード層が、クロム層と銅層
   とからなることを特徴とするキャップ付き電気相互接続
   構造。
2. 【請求項２】前記少なくとも１つの金属キャッピング材
   料が、アルミニウム、クロム、コバルト、ニッケル、
   金、パラジウム、白金、および銀からなるグループから
   選択されることを特徴とする請求項１に記載の構造。
3. 【請求項３】 前記少なくとも１つのシード層の厚さが、
   少なくとも０．０５μｍであることを特徴とする、請求
   項１に記載の構造。
4. 【請求項４】 前記銅の材料の厚さが、０．５μｍないし
   １００．０μｍであることを特徴とする、請求項１に記
   載の構造。
5. 【請求項５】 前記銅の材料の厚さが、２．０μｍないし
   ２５．０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載
   の構造。
6. 【請求項６】 前記キャッピング層の厚さが、０．００５
   μｍないし１０．０００μｍであることを特徴とする、
   請求項１に記載の構造。
7. 【請求項７】 前記キャッピング層の厚さが、０．０１０
   μｍないし１．０００μｍであることを特徴とする、請
   求項１に記載の構造。
8. 【請求項８】 前記キャッピング層の厚さが、０．１００
   μｍないし１．０００μｍであることを特徴とする、請
   求項１に記載の構造。
9. 【請求項９】 前記構造物の少なくとも一部分が、セラミ
   ック基板またはガラス・セラミック基板からなるグルー
   プから選択されることを特徴とする、請求項１に記載の
   構造。
10. 【請求項１０】 前記構造物が、少なくとも１つの内部電
    気接続を有し、前記少なくとも１つの内部電気接続のう
    ちの少なくとも１つが、前記キャップ付き電気相互接続
    に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１
    に記載の構造。
11. 【請求項１１】 （ａ）基板上に少なくとも１つのシード
    層を付着させる段階と、 （ｂ）前記少なくとも１つのシード層の上に、少なくと
    も１つのレジスト層を付着させる段階と、 （ｃ）前記少なくとも１つのレジスト層を露光し現像し
    て、前記少なくとも１つのレジスト層に少なくとも１つ
    の開口部を画定し、前記少なくとも１つのシード層のう
    ちの一部分を露出させる段階と、 （ｄ）前記少なくとも１つの開口部中に銅を付着させ
    て、電気相互接続を画定する段階と、 （ｅ）前記基板を少なくとも１つの熱サイクルの間熱処
    理して、前記レジストを前記付着した銅から分離させ、
    前記付着した銅の側壁を露出させる段階と、 （ｆ）前記付着した銅の電気相互接続とその側壁とに、
    少なくとも１つの金属キャッピング材料を被せる段階
    と、 （ｇ）前記少なくとも１つのレジスト層を除去して、前
    記少なくとも１つのシード層の、前記少なくとも１つの
    レジスト層の下にある部分を露出させる段階と、 （ｈ）前記少なくとも１つのシード層の前記露出部分を
    除去し、それによって前記キャップ付き電気相互接続を
    形成する段階とを含むキャップ付き電気相互接続を作成
    する方法。
12. 【請求項１２】 （ａ）基板上に少なくとも１つのシード
    層を付着させる段階と、 （ｂ）前記少なくとも１つのシード層の上に前記少なく
    とも１つのレジスト層を付着させる段階と、 （ｃ）前記少なくとも１つのレジスト層を露光し現像し
    て、前記少なくとも１つのレジスト層に少なくとも１つ
    の開口部を画定し、前記少なくとも１つのシード層のう
    ちの一部分を露出させる段階と、 （ｄ）前記少なくとも１つの開口部中に銅を付着させ
    て、電気相互接続を画定する段階と、 （ｅ）前記少なくとも１つのレジスト層を、少なくとも
    １つの加熱した現像液を使って現像して、前記少なくと
    も１つのレジスト層を前記付着した銅から分離させ、前
    記付着した銅の側壁を露出させる段階と、 （ｆ）前記付着した銅の電気相互接続とその側壁とに、
    少なくとも１つの金属キャッピング材料を被せる段階
    と、 （ｇ）前記少なくとも１つのレジスト層を除去して、前
    記少なくとも１つのシード層の、前記少なくとも１つの
    レジスト層の下にある部分を露出させる段階と、 （ｈ）前記少なくとも１つのシード層の前記露出部分を
    除去し、それによって前記キャップ付き電気相互接続を
    形成する段階とを含むキャップ付き電気相互接続を作成
    する方法。