JP3243381B2 - Method of forming wiring layer - Google Patents

Method of forming wiring layer

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JP3243381B2 JP24373994A JP24373994A JP3243381B2 JP 3243381 B2 JP3243381 B2 JP 3243381B2 JP 24373994 A JP24373994 A JP 24373994A JP 24373994 A JP24373994 A JP 24373994A JP 3243381 B2 JP3243381 B2 JP 3243381B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばマルチチップモ
ジュールの多層配線基板等の配線基板の製造に用いられ
る配線層の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring layer used for manufacturing a wiring board such as a multilayer wiring board of a multi-chip module.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のマルチチップモジュール用の配線
基板の配線層をめっき法で形成する形成方法を図9乃至
図12を参照して説明する。図9乃至図12は配線層を
形成する各工程を工程順に示す断面図である。
2. Description of the Related Art A conventional method for forming a wiring layer of a wiring board for a multichip module by a plating method will be described with reference to FIGS. 9 to 12 are cross-sectional views showing steps of forming a wiring layer in the order of steps.

【0003】先ず、図9に示す第1の工程において、基
板1の上面に形成されたSiO2 の絶縁層2の上に、通
常用いられているスパッタ法によりTiを約0.1μm
の膜厚となるよう堆積し、この上にCuを約0.1μm
の膜厚となるように連続堆積してTi/Cu層3を形成
する。続いてTi/Cu層3の上に10μm厚のレジス
ト膜4を形成し、フォトリソグラフィ技術によって所定
の配線パターンに対応するレジスト開口部5をTi/C
u層3が露出するように形成する。
First, in a first step shown in FIG. 9, Ti is applied to a thickness of about 0.1 μm on a SiO 2 insulating layer 2 formed on the upper surface of a substrate 1 by a commonly used sputtering method.
Is deposited so as to have a thickness of about 0.1 μm.
To form a Ti / Cu layer 3. Subsequently, a resist film 4 having a thickness of 10 μm is formed on the Ti / Cu layer 3 and a resist opening 5 corresponding to a predetermined wiring pattern is formed by photolithography using Ti / C.
It is formed so that the u layer 3 is exposed.

【0004】次に、図10に示す第2の工程において、
レジスト膜4をマスクとしてTi/Cu層3を陰極とす
る電解Cuめっきを、例えばCuSO4 を用いる場合に
は、pHを〜0.1、電流密度を10mA/cm2 とし
た室温の条件下で行い、レジスト開口部5内に露出した
Ti/Cu層3のCu膜上に10μm厚のCu層6を形
成する。その後にレジスト膜4をエチレングリコール系
溶液で除去する。
Next, in a second step shown in FIG.
When electrolytic Cu plating using the Ti / Cu layer 3 as a cathode with the resist film 4 as a mask, for example, CuSO 4 is used, the pH is set to 0.1 and the current density is set to 10 mA / cm 2 at room temperature. Then, a Cu layer 6 having a thickness of 10 μm is formed on the Cu film of the Ti / Cu layer 3 exposed in the resist opening 5. Thereafter, the resist film 4 is removed with an ethylene glycol solution.

【0005】次に、図11に示す第3の工程において、
Ti/Cu層3及びCu層6の上にレジスト膜7を形成
する。そして再度フォトリソグラフィ技術を用いてCu
層6を含むその近傍領域に残すようにして他の部分のレ
ジスト膜7を除去する。残されたCu層6を覆うレジス
ト膜7をマスクとして過硫酸アンモニウム水溶液(20
wt%)でTi/Cu層3のCu膜をエッチング除去
し、続いてEDTA(エチレンジアミンテトラ酢酸)、
NH4 OH、H2 2 でTi/Cu層3の残ったTi膜
をエッチング除去する。
Next, in a third step shown in FIG.
A resist film 7 is formed on the Ti / Cu layer 3 and the Cu layer 6. Then, again using photolithography technology, Cu
Other portions of the resist film 7 are removed so as to remain in the region including the layer 6 and the vicinity thereof. Using the resist film 7 covering the remaining Cu layer 6 as a mask, an aqueous solution of ammonium persulfate (20
wt%), the Cu film of the Ti / Cu layer 3 is removed by etching, followed by EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid),
The remaining Ti film of the Ti / Cu layer 3 is removed by etching with NH 4 OH and H 2 O 2 .

【0006】最後に図12に示す第4の工程において、
レジスト膜7を除去してCu層6及びTi/Cu層3で
構成された配線層8を形成する。その後、全面にポリイ
ミドやSiO2 等による層間絶縁膜を堆積して配線基板
を形成する。
Finally, in a fourth step shown in FIG.
By removing the resist film 7, a wiring layer 8 composed of the Cu layer 6 and the Ti / Cu layer 3 is formed. Thereafter, an interlayer insulating film made of polyimide, SiO 2 or the like is deposited on the entire surface to form a wiring board.

【0007】また、多層配線基板を形成する場合には、
上記の図12に示す第4の工程の後、図示しないが配線
層8を含め基板上全面に所要厚さのポリイミドやSiO
2 等の層間絶縁膜を堆積し、上下の配線層が所定部分で
コンタクトするよう形成するなどして上述の各工程を繰
り返すことにより必要とする層数の多層配線基板を形成
する。
In the case of forming a multilayer wiring board,
After the fourth step shown in FIG. 12, although not shown, the required thickness of polyimide or SiO
An interlayer insulating film such as 2 is deposited, and upper and lower wiring layers are formed so as to be in contact with each other at a predetermined portion, and the above-described steps are repeated to form a multilayer wiring board of a required number of layers.

【0008】このようなマルチチップモジュール用の配
線基板の配線層の形成方法によると、配線層8の外側表
面を露出した状態でその上に直接層間絶縁膜を形成する
ことになる。このため配線層8の表面に接する層間絶縁
膜のポリイミド膜やSiO2膜との界面においては、配
線層8のCuとポリイミド膜やSiO2 膜との相互拡
散、あるいはその他の不純物のCuへの拡散による配線
抵抗の上昇、層間絶縁膜中の残留水分によりCu表面が
酸化する配線層8表面の変質による密着性の劣化、など
が生じることになり、配線基板自身の信頼性の向上が望
めなくなる。
According to such a method for forming a wiring layer of a wiring board for a multichip module, an interlayer insulating film is formed directly on the wiring layer 8 with the outer surface exposed. For this reason, at the interface between the polyimide film and the SiO 2 film of the interlayer insulating film in contact with the surface of the wiring layer 8, the interdiffusion between the Cu of the wiring layer 8 and the polyimide film or the SiO 2 film or the diffusion of other impurities into the Cu An increase in wiring resistance due to diffusion, deterioration of adhesion due to deterioration of the surface of the wiring layer 8 where the Cu surface is oxidized due to residual moisture in the interlayer insulating film, etc., occur, and it is not possible to expect improvement of the reliability of the wiring substrate itself. .

【0009】また、配線層8を形成する際には、第2の
工程のCu層6を形成した後に全面にわたるレジスト膜
7の成膜、フォトリソグラフィ技術、エッチングなどを
行う必要がある。そして、このときのフォトリソグラフ
ィ技術に必要なマスクは、1つの配線パターンを形成す
るためにレジスト膜4にレジスト開口部5を形成する際
のマスクの他に幅の異なるマスクを必要とし、両方で2
つのマスクを使用することになってしまい、製造コスト
を引き上げてしまうものとなっていた。
When the wiring layer 8 is formed, it is necessary to form a resist film 7 over the entire surface, photolithography, etching, etc. after forming the Cu layer 6 in the second step. The mask required for the photolithography technique at this time requires a mask having a different width in addition to the mask for forming the resist opening 5 in the resist film 4 in order to form one wiring pattern. 2
One mask must be used, which increases the manufacturing cost.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の構
成では、配線層の外側表面上に直接層間絶縁膜を形成す
ることになり、配線層と層間絶縁膜の界面で相互拡散や
配線層表面の変質による配線抵抗の上昇、あるいは両者
間の密着性劣化などで配線基板の信頼性向上が難しく、
また1つの配線パターン形成するのに幅の異なる2つの
マスクを必要とする。このような状況に鑑みて本発明は
なされたもので、その目的とするところは配線基板の信
頼性を向上させることができると共に製造コストの低減
がなし得る配線層の形成方法を提供することにある。
As described above, in the conventional structure, the interlayer insulating film is formed directly on the outer surface of the wiring layer, and the interdiffusion or the wiring layer is formed at the interface between the wiring layer and the interlayer insulating film. It is difficult to improve the reliability of the wiring board due to the increase in wiring resistance due to surface deterioration, or the deterioration of adhesion between the two,
Further, two masks having different widths are required to form one wiring pattern. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for forming a wiring layer that can improve the reliability of a wiring board and reduce manufacturing costs. is there.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の配線層の形成方
法は、基板上の第1のレジスト膜にリソグラフィにより
所定のマスクを用いて所望の配線パターンに対応する第
1の開口部を形成する工程と、第1の開口部及び第1の
レジスト膜面に第1金属微粒子膜を形成する工程と、第
1の金属微粒子膜面に第2のレジスト膜を形成し該第2
のレジスト膜にリソグラフィにより前記マスクを用いて
第2の開口部を形成する工程と、第2の開口部にめっき
法により金属層を形成する工程と、金属層及び第2のレ
ジスト膜面に第2の金属微粒子膜を形成する工程と、第
1のレジスト膜及び第2のレジスト膜を除去すると同時
に金属層を被覆する部分以外の部位にある第1の金属微
粒子膜及び第2の金属微粒子膜を除去する工程とを有す
ること特徴とするものであり、さらに、第1の金属微粒
子膜及び第2の金属微粒子膜が、ガス中蒸発法により生
成された金属微粒子を不活性ガスと共に搬送し吹き付け
るようにして堆積させたものであることを特徴とするも
のであり、さらに、金属層を形成するめっき法が、第1
の金属微粒子膜を陰極とする電解めっき、もしくは第1
の金属微粒子膜を下地層とする無電解めっきであること
を特徴とするものであり、さらに、第2の金属微粒子膜
が、少なくともNi、Pd、Pt、Au、Agの中の1
種の金属またはこれら金属を主体とする合金によって成
膜してあることを特徴とするものであり、さらに、第1
の金属微粒子膜が積層膜であって、一層が少なくともN
i、Pd、Pt、Au、Agの中の1種の金属またはこ
れら金属を主体とする合金によって成膜してあり、他層
が少なくともTi、Crのいずれかの金属またはこれら
金属を主体とする合金によって成膜してあることを特徴
とするものであり、さらに、金属層が、少なくともC
u、Ag、Auの中の1種の金属またはこれら金属を主
体とする合金によって成層してあることを特徴とするも
のである。
According to a method of forming a wiring layer of the present invention, a first opening corresponding to a desired wiring pattern is formed in a first resist film on a substrate by lithography using a predetermined mask. Forming a first metal fine particle film on the first opening and the first resist film surface, forming a second resist film on the first metal fine particle film surface,
Forming a second opening in the resist film by lithography using the mask, forming a metal layer in the second opening by plating, and forming a second layer on the surface of the metal layer and the second resist film. Forming the second metal fine particle film, removing the first resist film and the second resist film, and simultaneously forming the first metal fine particle film and the second metal fine particle film at a portion other than the portion covering the metal layer. Wherein the first metal fine particle film and the second metal fine particle film transport and blow the metal fine particles generated by the in-gas evaporation method together with the inert gas. The plating method for forming a metal layer is characterized by the following:
Electrolytic plating using the metal fine particle film of
Wherein the second metal fine particle film is formed of at least one of Ni, Pd, Pt, Au, and Ag.
Characterized in that the film is formed by a kind of metal or an alloy mainly composed of these metals.
Is a laminated film, one of which is at least N
The film is formed by one kind of metal among i, Pd, Pt, Au, and Ag or an alloy mainly composed of these metals, and the other layer is mainly composed of at least one of Ti, Cr or these metals. Characterized in that the metal layer is formed of an alloy.
It is characterized by being layered by one kind of metal among u, Ag and Au or an alloy mainly containing these metals.

【0012】[0012]

【作用】上記のように構成された配線層の形成方法は、
基板上の第1のレジスト膜にリソグラフィにより所定の
マスクを用いて所望の配線パターンに対応する第1の開
口部を形成した後、第1の開口部を含む全面に第1金属
微粒子膜を成膜し、さらにその上に形成した第2のレジ
スト膜にリソグラフィにより前記マスクと同じマスクを
用いて第2の開口部を形成し、この第2の開口部にめっ
き法により金属層を形成し、さらに金属層を含む全面に
第2の金属微粒子膜を形成した後に第1及び第2のレジ
スト膜を除去すると同時に金属層を被覆する部分以外の
部位にある第1及び第2の金属微粒子膜を除去して配線
層を形成するもので、配線層の主部である金属層が第1
及び第2の金属微粒子膜で被覆された状態になり外表面
に露出しない。このため配線層の周囲に層間絶縁膜を堆
積しても金属層が層間絶縁膜と直接接触せず、配線層と
層間絶縁膜との間に相互拡散による配線抵抗の上昇や配
線層表面の変質による密着性の劣化などが発生せず、大
幅に配線基板の信頼性が向上し、また2回のリソグラフ
ィで用いるマスクも同一のマスクを用いることができる
等して製造コストを低減することができる。
The method of forming the wiring layer configured as described above is as follows.
After forming a first opening corresponding to a desired wiring pattern on a first resist film on a substrate by lithography using a predetermined mask, a first metal fine particle film is formed on the entire surface including the first opening. A second opening is formed in the second resist film formed thereon by lithography using the same mask as the mask, and a metal layer is formed in the second opening by a plating method; Further, after forming the second metal fine particle film on the entire surface including the metal layer, the first and second resist films are removed, and at the same time, the first and second metal fine particle films in portions other than the portion covering the metal layer are removed. The wiring layer is formed by removing the first metal layer.
And it is covered with the second metal fine particle film and is not exposed to the outer surface. For this reason, even if an interlayer insulating film is deposited around the wiring layer, the metal layer does not directly contact the interlayer insulating film, and the wiring resistance increases due to mutual diffusion between the wiring layer and the interlayer insulating film and the surface of the wiring layer deteriorates. The reliability of the wiring substrate is greatly improved without causing the deterioration of the adhesion due to the lithography, and the same mask can be used for the mask used in the two lithography, so that the manufacturing cost can be reduced. .

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図8を参
照して説明する。図1乃至図5は配線層を形成する各工
程を工程順に示す断面図であり、図6はガスデポジショ
ン法を説明するために示す概略構成図であり、図7及び
図8はそれぞれ多層配線基板を形成する際の工程の断面
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5 are cross-sectional views showing the steps of forming a wiring layer in the order of steps, FIG. 6 is a schematic configuration diagram for explaining a gas deposition method, and FIGS. It is sectional drawing of the process at the time of forming a board | substrate.

【0014】先ず、図1に示す第1の工程において、略
円形の半導体基板11の上面に形成されたSiO2 の絶
縁層12の上に、粘度が約500cpのポジレジストを
滴下する。そして、絶縁層12上の中心部と周縁部での
膜厚が均一になるよう半導体基板11のスピン回転を最
初は400rpmの回転数で60秒間行い、続いて30
00rpmの回転数で20秒間行う。これにより膜厚が
約12μmのレジスト膜13を絶縁層12の上に形成す
る。
First, in a first step shown in FIG. 1, a positive resist having a viscosity of about 500 cp is dropped on an SiO 2 insulating layer 12 formed on the upper surface of a substantially circular semiconductor substrate 11. Then, spin rotation of the semiconductor substrate 11 is first performed at a rotation speed of 400 rpm for 60 seconds so that the film thickness at the center portion and the peripheral portion on the insulating layer 12 becomes uniform, and then 30 minutes.
This is performed for 20 seconds at a rotation speed of 00 rpm. Thus, a resist film 13 having a thickness of about 12 μm is formed on the insulating layer 12.

【0015】その後、フォトリソグラフィ技術を用いて
幅が10〜20μmの所定の配線パターンに対応するレ
ジスト開口部14を絶縁層12が露出するように形成す
る。
Thereafter, a resist opening 14 corresponding to a predetermined wiring pattern having a width of 10 to 20 μm is formed by photolithography so that the insulating layer 12 is exposed.

【0016】次に、図2に示す第2の工程において、レ
ジスト開口部14が形成された半導体基板11上のレジ
スト膜13の上面全体に、ガスデポジション法を用いて
Ti微粒子及びPd微粒子による成膜を行い、膜厚がそ
れぞれ0.5μmのTi膜及びPd膜でなる第1の金属
微粒子膜であるTi/Pd積層膜15を形成する。
Next, in a second step shown in FIG. 2, Ti fine particles and Pd fine particles are formed on the entire upper surface of the resist film 13 on the semiconductor substrate 11 in which the resist openings 14 are formed by using a gas deposition method. A Ti / Pd laminated film 15 which is a first metal fine particle film made of a Ti film and a Pd film each having a thickness of 0.5 μm is formed.

【0017】このガスデポジション法は、図6に概略構
成図を示すように第1のチャンバ16と第2のチャンバ
17を持って構成された処理装置によって行われる。処
理装置は第1のチャンバ16にHeガスを内部に導入す
るガス導入管18が設けられ、第1及び第2のチャンバ
16,17とは搬送管19で連結されている。
This gas deposition method is performed by a processing apparatus having a first chamber 16 and a second chamber 17 as shown in FIG. The processing apparatus is provided with a gas introduction pipe 18 for introducing He gas into the first chamber 16, and is connected to the first and second chambers 16 and 17 by a transfer pipe 19.

【0018】そして第1のチャンバ16内の圧力を1a
tmとし、第2のチャンバ17内の圧力を0.3Tor
r程度の真空としておくことで圧力差により第1のチャ
ンバ16から第2のチャンバ17へのHeガスの流れが
でき、搬送管19の先端のノズル20からHeガスが第
2のチャンバ17内へ流れ込むようになっている。
Then, the pressure in the first chamber 16 is set to 1a
tm, and the pressure in the second chamber 17 is 0.3 Torr.
By setting the vacuum at about r, the He gas flows from the first chamber 16 to the second chamber 17 due to the pressure difference, and the He gas flows from the nozzle 20 at the tip of the transfer pipe 19 into the second chamber 17. It is flowing.

【0019】このような装置による半導体基板11のレ
ジスト膜13上へのTi微粒子の成膜は次の通りとな
る。すなわち、第1のチャンバ16内に収容したパイロ
リックグラファイトるつぼ21内に蒸発金属源22とし
てTiを入れる。そして、るつぼ21を取り囲むように
設けた誘導加熱コイル23によってTiを約2000℃
まで加熱し、Tiの金属蒸気を発生させる。発生したT
iの金属蒸気を、ガス導入管18で第1のチャンバ16
内に導入したHeガスで冷却し、粒径が約0.02μm
のTi微粒子を生成する。
The formation of Ti fine particles on the resist film 13 of the semiconductor substrate 11 by such an apparatus is as follows. That is, Ti is put into the pyrolytic graphite crucible 21 accommodated in the first chamber 16 as the evaporated metal source 22. Then, Ti is heated to about 2000 ° C. by an induction heating coil 23 provided so as to surround the crucible 21.
To generate metal vapor of Ti. T that occurred
i is supplied to the first chamber 16 through the gas introduction pipe 18.
Cooled by He gas introduced inside, the particle size is about 0.02 μm
To generate Ti fine particles.

【0020】生成されたTi微粒子を、るつぼ21の上
方に端部が開口する搬送管19内にHeガスの流れと共
に吸い込み、第2のチャンバ17内のノズル20の下方
に収納されている半導体基板11のレジスト膜13の上
面に送出する。送出されたTi微粒子は半導体基板11
のレジスト膜13上面に堆積してTi膜が成膜できる。
The generated Ti fine particles are sucked together with the flow of He gas into a transfer pipe 19 having an end opening above the crucible 21, and the semiconductor substrate housed below the nozzle 20 in the second chamber 17. 11 is sent to the upper surface of the resist film 13. The transmitted Ti fine particles are applied to the semiconductor substrate 11.
Is deposited on the upper surface of the resist film 13 to form a Ti film.

【0021】同様に、るつぼ21内に蒸発金属源22と
してPdを入れ、これを約2000℃まで加熱してPd
の金属蒸気を発生させ、さらにHeガスで冷却して粒径
が約0.02μmのPd微粒子を生成する。そしてTi
膜の上に連続してPd微粒子を堆積しPd膜を成膜して
Ti/Pd積層膜15を形成する。
Similarly, Pd is placed in the crucible 21 as the evaporated metal source 22 and heated to about 2000 ° C.
Is generated, and further cooled with He gas to generate Pd fine particles having a particle size of about 0.02 μm. And Ti
Pd fine particles are continuously deposited on the film, and a Pd film is formed to form a Ti / Pd laminated film 15.

【0022】次に、図3に示す第3の工程において、T
i/Pd積層膜15の上に膜厚が約2μmのレジスト膜
24を形成する。そして第1の工程で用いたマスクと同
じマスクを用いたフォトリソグラフィ技術によって、所
定の配線パターンに対応するレジスト開口部25をTi
/Pd積層膜15が露出するように形成する。
Next, in a third step shown in FIG.
A resist film 24 having a thickness of about 2 μm is formed on the i / Pd laminated film 15. Then, by photolithography using the same mask as that used in the first step, the resist opening 25 corresponding to the predetermined wiring pattern is
/ Pd laminated film 15 is formed to be exposed.

【0023】続いて、レジスト開口部25が形成された
レジスト膜24をマスクとしTi/Pd積層膜15を陰
極とする電解めっき法、例えばCuSO4 を用いる場合
には、pHを〜0.1、電流密度を10mA/cm2
した室温の条件下で行うことにより、膜厚が約10μm
のCu層26をレジスト開口部25内に露出しているT
i/Pd積層膜15のPd膜上に形成する。なお、ここ
ではCu層26を電解めっき法により形成したが、Cu
OあるいはCu(OH)2 を用いた無電解めっき法によ
って形成してもよい。
Subsequently, in the case of using an electrolytic plating method using the Ti / Pd laminated film 15 as a cathode with the resist film 24 in which the resist opening 25 is formed as a mask, for example, when CuSO 4 is used, the pH is set to 0.1, By performing the treatment under the condition of room temperature with a current density of 10 mA / cm 2 , the film thickness is about 10 μm
Exposing the Cu layer 26 in the resist opening 25
It is formed on the Pd film of the i / Pd laminated film 15. Here, the Cu layer 26 was formed by the electrolytic plating method.
It may be formed by an electroless plating method using O or Cu (OH) 2 .

【0024】次に、図4に示す第4の工程において、第
2の工程におけるガスデポジション法を用い、るつぼ2
1内の蒸発金属源22をNiとし、これを加熱してNi
の金属蒸気を発生させ、さらにHeガスで冷却して粒径
が約0.02μmのNi微粒子を生成する。そしてレジ
スト膜24及びレジスト開口部25内に形成されたCu
層26の上面全体にNi微粒子による成膜を行い、膜厚
が0.5μmの第2の金属微粒子膜であるNi膜27を
形成する。
Next, in a fourth step shown in FIG. 4, the gas deposition method in the second step is used to
1 is Ni, and this is heated to Ni.
And then cooled with He gas to produce Ni fine particles having a particle size of about 0.02 μm. Then, the Cu formed in the resist film 24 and the resist opening 25 is formed.
A film of Ni fine particles is formed on the entire upper surface of the layer 26 to form a Ni film 27 as a second metal fine particle film having a thickness of 0.5 μm.

【0025】次に、図5に示す第5の工程において、エ
チレングリコール系溶液、MMP(メチル−3−メトキ
シプロピネート)などの剥離液でレジスト膜13,24
を除去すると共に、Cu層26を被覆する部分以外の部
位のTi/Pd積層膜15およびNi膜27を除去し、
Cu層26とこれを被覆するTi/Pd積層膜15及び
Ni膜27で構成された配線層28を形成する。その
後、全面にポリイミドやSiO2 等による層間絶縁膜を
堆積して配線基板を形成する。
Next, in a fifth step shown in FIG. 5, the resist films 13, 24 are removed with a stripping solution such as an ethylene glycol solution or MMP (methyl-3-methoxypropionate).
And the Ti / Pd laminated film 15 and the Ni film 27 in portions other than the portion covering the Cu layer 26 are removed,
A wiring layer 28 composed of a Cu layer 26 and a Ti / Pd laminated film 15 and a Ni film 27 covering the Cu layer 26 is formed. Thereafter, an interlayer insulating film made of polyimide, SiO 2 or the like is deposited on the entire surface to form a wiring board.

【0026】また、多層配線基板を形成する場合には、
上記の図5に示す第5の工程の後に配線層28を有する
半導体基板11上に薄い層間絶縁膜を形成したり、厚い
層間絶縁膜を形成した後に上述の各工程を繰り返すこと
により必要とする層数の多層配線基板を形成する。
In the case of forming a multilayer wiring board,
After the fifth step shown in FIG. 5, a thin interlayer insulating film is formed on the semiconductor substrate 11 having the wiring layer 28, or the above-described steps are repeated after forming a thick interlayer insulating film. A multilayer wiring board having the number of layers is formed.

【0027】例えば、薄い層間絶縁膜を形成して行う場
合について図7により説明すると、配線層28が形成さ
れた半導体基板11上に、配線層28が薄く覆われる程
度の厚さにポリイミドやSiO2 等でなる層間絶縁膜2
9を堆積する。続いて層間絶縁膜29の全面上部29a
をエッチバックによって除去し配線層28の上面を露出
させる。そして再び図示しない上層の配線層と配線層2
8とが所定部位でコンタクトするように絶縁層を設ける
等し、上層の配線層を上述の各工程を繰り返して形成す
る。
For example, the case where a thin interlayer insulating film is formed will be described with reference to FIG. 7. On the semiconductor substrate 11 on which the wiring layer 28 is formed, polyimide or SiO is formed to a thickness such that the wiring layer 28 is thinly covered. Interlayer insulating film 2 composed of 2 etc.
9 is deposited. Subsequently, the entire upper surface 29a of the interlayer insulating film 29
Is removed by etch back to expose the upper surface of the wiring layer 28. Then, an upper wiring layer and a wiring layer 2 (not shown)
An upper wiring layer is formed by repeating the above-described steps, for example, by providing an insulating layer so as to make contact with a predetermined portion.

【0028】また、厚い層間絶縁膜を形成して行う場合
について図8により説明すると、配線層28が形成され
た半導体基板11上に、配線層28が厚く覆われるよう
にポリイミドやSiO2 等でなる層間絶縁膜30を堆積
する。続いて層間絶縁膜30の所定部位にコンタクト孔
31を、その内底部に配線層28が露出するように形成
する。そして図示しないがコンタクト孔31を導電材料
で埋め込み、再び上層の配線層を上述の各工程を繰り返
して形成する。
The case where a thick interlayer insulating film is formed will be described with reference to FIG. 8. The semiconductor substrate 11 on which the wiring layer 28 is formed is covered with polyimide or SiO 2 so that the wiring layer 28 is thickly covered. An interlayer insulating film 30 is deposited. Subsequently, a contact hole 31 is formed at a predetermined portion of the interlayer insulating film 30 so that the wiring layer 28 is exposed at an inner bottom thereof. Then, although not shown, the contact hole 31 is filled with a conductive material, and an upper wiring layer is formed again by repeating the above steps.

【0029】以上のように構成しているので、配線層2
8はCu層26がTi/Pd積層膜15及びNi膜27
で覆われ外側表面にCu層26が露出せず、この後に形
成されるポリイミド膜やSiO2 膜の層間絶縁膜とCu
層26とが直接接触することがない。このため配線層2
8と層間絶縁膜との界面においては、層間絶縁膜中の残
留水分による配線層28表面の変質による密着性の劣
化、Cu層26と層間絶縁膜との相互拡散、あるいはそ
の他の不純物のCu層26への拡散による配線抵抗の上
昇などが生じることがなく、大幅に配線基板自身の信頼
性が向上する。
With the above configuration, the wiring layer 2
Numeral 8 indicates that the Cu layer 26 is composed of the Ti / Pd laminated film 15 and the Ni film 27.
The Cu layer 26 is not exposed on the outer surface and is covered with Cu and an interlayer insulating film such as a polyimide film or SiO 2 film.
There is no direct contact with the layer 26. Therefore, the wiring layer 2
At the interface between the insulating layer 8 and the interlayer insulating film, the adhesion of the wiring layer 28 deteriorates due to the deterioration of the surface due to residual moisture in the interlayer insulating film, the mutual diffusion between the Cu layer 26 and the interlayer insulating film, or the Cu layer of other impurities. There is no increase in wiring resistance due to the diffusion to 26, and the reliability of the wiring board itself is greatly improved.

【0030】また、配線層28を形成する際にレジスト
膜13,24の形成、フォトリソグラフィ技術、エッチ
ングなどが行われるが、このときの2回のフォトリソグ
ラフィ技術に必要なマスクは1つのマスクだけでよい。
When the wiring layer 28 is formed, the formation of the resist films 13 and 24, photolithography, etching, and the like are performed. At this time, only one mask is required for the two photolithography techniques. Is fine.

【0031】一方、レジスト膜13,24などの有機膜
の上にTiやNiの金属膜を成膜しようとする場合、通
常のLSI製造工程で用いられているスパッタ法では、
有機膜自身がプラズマに晒され、スパッタチャンバ内壁
及びスパッタターゲットが有機材料で汚染されてしま
い、不純物のない金属膜の形成が極めて困難である。
On the other hand, when a metal film such as Ti or Ni is to be formed on an organic film such as the resist films 13 and 24, the sputtering method used in a normal LSI manufacturing process is as follows.
The organic film itself is exposed to the plasma, and the inner wall of the sputter chamber and the sputter target are contaminated with the organic material, so that it is extremely difficult to form a metal film without impurities.

【0032】しかし、上述のようにガスデポジション法
を用いたTi/Pd積層膜15のTi膜やNi膜27の
金属微粒子膜の成膜では、蒸発金属源22と金属微粒子
の生成が行われる第1のチャンバ16と半導体基板11
に金属微粒子膜を成膜する第2のチャンバ17が別とな
っているため、半導体基板11上の有機膜による汚染を
考慮する必要がなく、特性の優れた配線層28を得るこ
とができる。
However, as described above, in the formation of the Ti film of the Ti / Pd laminated film 15 and the fine metal film of the Ni film 27 using the gas deposition method, the evaporated metal source 22 and the fine metal particles are generated. First chamber 16 and semiconductor substrate 11
Since the second chamber 17 for forming a metal fine particle film is separately provided, there is no need to consider the contamination by the organic film on the semiconductor substrate 11, and the wiring layer 28 having excellent characteristics can be obtained.

【0033】しかも、ガスデポジション法の処理装置が
スパッタ装置よりも安価なものであり、またフォトリソ
グラフィ技術で使用するマスク数が少なくなることから
も製造コストを低減することができる。
Moreover, the processing apparatus of the gas deposition method is less expensive than the sputtering apparatus, and the manufacturing cost can be reduced because the number of masks used in the photolithography technique is reduced.

【0034】なお、上記実施例では、Cu層26の上面
にNi微粒子によるNi膜27を成膜したが、Ni膜2
7に換えてPd、Pt、Au、Agまたはこれらを主体
とする合金によって成膜してもよい。さらにCu層26
を形成する前にTi/Pd積層膜15を成膜したが、T
i/Pd積層膜15のTi膜に換えてCrまたはCrを
主体とする合金によって成膜してもよく、またPd膜に
換えてNi、Pt、Au、Agまたはこれらを主体とす
る合金によって成膜してもよい。またさらに配線層28
はCu層26に換えてAg、Auまたはこれらを主体と
する合金によって形成してもよい。
In the above embodiment, the Ni film 27 made of Ni fine particles is formed on the upper surface of the Cu layer 26.
Alternatively, the film may be formed of Pd, Pt, Au, Ag, or an alloy mainly composed of these. Further, the Cu layer 26
The Ti / Pd laminated film 15 was formed before the formation of
The i / Pd laminated film 15 may be formed of Cr or an alloy mainly composed of Cr instead of the Ti film, or may be composed of Ni, Pt, Au, Ag or an alloy mainly composed of these instead of the Pd film. It may be a film. Further, the wiring layer 28
May be formed of Ag, Au, or an alloy mainly containing them, instead of the Cu layer 26.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、配線基板の信頼性を向上させることができ、製
造コストを低減することができる等の効果を奏する。
As is clear from the above description, according to the present invention, the reliability of the wiring board can be improved, and the production cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例における第1の工程を示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first step in one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における第2の工程を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second step in one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例における第3の工程を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a third step in one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例における第4の工程を示す断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a fourth step in one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における第5の工程を示す断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a fifth step in one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例に係るガスデポジション法を
説明するために示す概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram for explaining a gas deposition method according to one embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例に係る薄い層間絶縁膜を設け
て多層配線基板を形成する場合の工程を説明するために
示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a multilayer wiring board by providing a thin interlayer insulating film according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例に係る厚い層間絶縁膜を設け
て多層配線基板を形成する場合の工程を説明するために
示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a step of forming a multilayer wiring board by providing a thick interlayer insulating film according to one embodiment of the present invention.

【図9】従来例における第1の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a sectional view showing a first step in a conventional example.

【図10】従来例における第2の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a sectional view showing a second step in the conventional example.

【図11】従来例における第3の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 11 is a sectional view showing a third step in the conventional example.

【図12】従来例における第4の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 12 is a sectional view showing a fourth step in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…半導体基板 12…絶縁層 13,24…レジスト膜 14,25…レジスト開口部 15…Ti/Pd積層膜 26…Cu層 27…Ni膜 28…配線層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Semiconductor substrate 12 ... Insulating layer 13, 24 ... Resist film 14, 25 ... Resist opening 15 ... Ti / Pd laminated film 26 ... Cu layer 27 ... Ni film 28 ... Wiring layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12 H05K 3/24 H05K 3/46 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 23/12 H05K 3/24 H05K 3/46 JICST file (JOIS)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上の第1のレジスト膜にリソグラフ
ィにより所定のマスクを用いて所望の配線パターンに対
応する第1の開口部を形成する工程と、前記第1の開口
部及び前記第1のレジスト膜面に第1金属微粒子膜を形
成する工程と、前記第1の金属微粒子膜面に第2のレジ
スト膜を形成し該第2のレジスト膜にリソグラフィによ
り前記マスクを用いて第2の開口部を形成する工程と、
前記第2の開口部にめっき法により金属層を形成する工
程と、前記金属層及び前記第2のレジスト膜面に第2の
金属微粒子膜を形成する工程と、前記第1のレジスト膜
及び前記第2のレジスト膜を除去すると同時に前記金属
層を被覆する部分以外の部位にある前記第1の金属微粒
子膜及び前記第2の金属微粒子膜を除去する工程とを有
すること特徴とする配線層の形成方法。
A step of forming a first opening corresponding to a desired wiring pattern in a first resist film on a substrate by lithography using a predetermined mask; and forming the first opening and the first opening in the first resist film on the substrate. Forming a first metal fine particle film on the surface of the resist film, forming a second resist film on the first metal fine particle film surface, and forming a second resist film on the second resist film by lithography using the mask. Forming an opening;
A step of forming a metal layer in the second opening by a plating method, a step of forming a second metal fine particle film on the surface of the metal layer and the second resist film, and forming the first resist film and Removing the second resist film and simultaneously removing the first metal fine particle film and the second metal fine particle film at portions other than the portion covering the metal layer. Forming method.
【請求項2】 第1の金属微粒子膜及び前記第2の金属
微粒子膜が、ガス中蒸発法により生成された金属微粒子
を不活性ガスと共に搬送し吹き付けるようにして堆積さ
せたものであることを特徴とする請求項1記載の配線層
の形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the first metal fine particle film and the second metal fine particle film are formed by transporting and blowing metal fine particles generated by an in-gas evaporation method together with an inert gas. 2. The method for forming a wiring layer according to claim 1, wherein:
【請求項3】 金属層を形成するめっき法が、第1の金
属微粒子膜を陰極とする電解めっき、もしくは前記第1
の金属微粒子膜を下地層とする無電解めっきであること
を特徴とする請求項1記載の配線層の形成方法。
3. A plating method for forming a metal layer, comprising: electroplating using the first metal fine particle film as a cathode;
2. The method for forming a wiring layer according to claim 1, wherein the method is electroless plating using the metal fine particle film as an underlayer.
【請求項4】 第2の金属微粒子膜が、少なくともN
i、Pd、Pt、Au、Agの中の1種の金属またはこ
れら金属を主体とする合金によって成膜してあることを
特徴とする請求項1もしくは請求項2記載の配線層の形
成方法。
4. The method according to claim 1, wherein the second metal fine particle film has at least N
3. The method for forming a wiring layer according to claim 1, wherein the film is formed of one of i, Pd, Pt, Au, and Ag or an alloy mainly composed of these metals.
【請求項5】 第1の金属微粒子膜が複層膜であって、
一層が少なくともNi、Pd、Pt、Au、Agの中の
1種の金属またはこれら金属を主体とする合金によって
成膜してあり、他層が少なくともTi、Crのいずれか
の金属またはこれら金属を主体とする合金によって成膜
してあることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項
3のいずれか記載の配線層の形成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the first metal fine particle film is a multilayer film,
One layer is formed of at least one of Ni, Pd, Pt, Au, and Ag or an alloy mainly composed of these metals, and the other layer is formed of at least one of Ti, Cr or any of these metals. 4. The method for forming a wiring layer according to claim 1, wherein the film is formed of an alloy as a main component.
【請求項6】 金属層が、少なくともCu、Ag、Au
の中の1種の金属またはこれら金属を主体とする合金に
よって成層してあることを特徴とする請求項1もしくは
請求項3記載の配線層の形成方法。
6. The metal layer is made of at least Cu, Ag, Au.
4. The method for forming a wiring layer according to claim 1, wherein the wiring layer is formed of one of the above metals or an alloy mainly composed of these metals.
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