JP3169907B2 - 多層配線構造およびその製造方法 - Google Patents
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Description
が搭載される混成集積回路などに用いられる多層配線構
造およびその製造方法に関する。
く、多ピンでクロック周波数が100MHz以上で動作
するチップが出現し始めている。このような高速動作す
るチップのシングルチップ実装では、パッケージとプリ
ント基板を伝送する信号遅延が大きくなり、また、パッ
ケージの持つ寄生容量やインダクタンスの影響も、シス
テム設計上無視できなくなってきている。そして、それ
らのことが、システム全体の高速化を妨げる要因となっ
てきている。そこで、混成集積回路(マルチチップモジ
ュール:MCM)とすることで、チップ同士をできるだ
け近づけて配置してパッケージに起因するチップ間の信
号遅延が減らせ、単一チップでの高速性を、複数チップ
のシステムでも損なわずに引き出すことが可能となる。
面図である。このMCMの構成について説明すると、ま
ず、リードフレーム501上のアイランド部501a上
に絶縁層502を介して下層配線層503が形成され、
この下層配線層503上に層間絶縁層504を介して上
層配線層505が形成されている。そして、上層配線層
505上の所定位置に集積回路チップ506や抵抗チッ
プ507が実装されている。また、集積回路チップ50
6は、上層配線層505の所定の所にワイヤー508で
接続されている。
ド501bとが、それぞれワイヤー508aで接続され
ている。そして、リード501bの先端が露出した状態
で、モールド樹脂509により封止されている。ここ
で、上述した絶縁層502や層間絶縁層505はポリイ
ミドなどからなり、これらの上に蒸着やスパッタなどに
より成膜された導電体膜をパターニングすることで、各
配線層が形成されている。そして、各配線層間が、ビア
510で接続されて導通がとられるように構成されてい
る。
は、図6に示すように、大きく分けて2つの形態があ
る。すなわち、スタッガビアと呼ばれ、図6(a)に示
すように、下層配線601上に形成された層間絶縁層6
02に形成された開孔(ビアホール)を介し、下層配線
601に接続する孔(ビア)603が配線層604に連
続して形成されている形態である。このスタッガビア
は、配線層604の配線材料の形成時に同時に作製され
る。
内を充填するように充填層が形成される形態がある。こ
れは、図6(b)に示すように、まず、下層配線601
上に形成された層間絶縁層602に形成されたビアホー
ルに充填層603aを充填して形成する。そして、その
充填層603aに接続するように、配線層604が形成
されている形態である。このフィルドビアは、例えば、
メッキ法で作製できる。スタッガビアの場合、前述した
ように蒸着またはスパッタなどのプロセスで作製される
ものであるため、上下方向に重ねて形成するのに適さな
いという欠点があり、その点で、充填するように形成す
るフィルドビアの方が優れている。
明すると、まず、図7(a)に示すように、基板701
上に配線702,703を形成する。次に、図7(b)
に示すように、その配線702,703を覆うように、
基板701上にポリイミドおよび銅箔などからなる絶縁
体層704および金属層705を形成する。次に、レジ
ストパターンをマスクとして加工することで、金属層7
05の所定の領域に開口部を形成することで、図7
(c)に示すように、金属パターン705aを形成し、
この金属パターン705aをマスクとして絶縁体層70
4をエッチングし、ビアホール706,707を形成す
る。なお、レジストパターンは、ビアホール形成前に除
去しても、ビアホール形成時に同時に除去してもよい。
(カソード)とした電界メッキ法により、その配線70
2,703上に銅をメッキ成長させ、そのビアホール7
06,707をメッキされた銅で充填する。このとき、
メッキ成長している銅の表面がビアホール706,70
7の開口端に達すると、メッキ成長している銅の上端が
金属パターン705aの開孔端部に接触する。そして、
このことにより、今度は、金属パターン705aが共通
の電析面となって銅が成長し、図7(d)に示すよう
に、ビアホール706,707は充填層708,709
で充填され、金属パターン705a上に銅メッキ膜71
0が形成された状態が得られる。
メッキにより銅で充填していくとき、メッキ成長してい
る銅の上端が金属パターン705aの開孔端部に接触す
ると、その箇所においてメッキの異常成長が起こる。こ
のため、その金属パターン705aの開孔端部において
は、銅メッキ膜710が盛り上がった部分710aが発
生している。このため、その盛り上がった部分710a
を研磨などにより削ることで、図7(e)に示すよう
に、銅メッキ膜710の表面を平坦化する。
ッキ膜710を加工することで、図7(f)に示すよう
に、上層は緯線711,712を形成すれば、配線70
2,703と上層配線711,712とが、それぞれ充
填層708,709を介して接続した状態が得られる。
そして、上層配線711,712は、充填層708,7
09と同時に銅をメッキ成長させて形成しているので、
連続しており、充填層708,709と上層配線71
1,712の間の接続状態は、それぞれを個別に形成す
る場合に比較して、非常に高い信頼が得られている。
は、上述したように、異常成長により盛り上がった部分
が発生し(ドッグボーン現象)、これを平坦化するため
に研磨工程を必要としていた。一般に、研磨には、非常
に多くのノウハウを必要とし、また研磨自体が製品の収
率を低下させる要因となっていた。また、多層配線構造
の形成は、パターンが微細になるほど、より清浄な環境
で行う必要があるが、研磨はその清浄さを悪化させる大
きな要因となる。すなわち、従来では、充填層の形成の
ために、研磨工程が必要となっていたため、多層配線構
造の歩留りを低下させているという問題があった。一
方、研磨を用いずに、単純に充填層と配線層とを個別に
形成していたのでは、配線層との間の接続状態に信頼を
得ることができなかった。
るためになされたものであり、研磨などの歩留りを低下
させる工程を用いることなく、多層配線構造の充填層と
配線層との接続の信頼性を向上させることを目的とす
る。
は、基板上に第1の絶縁層を介して形成された第1の配
線層と、第1の配線層上に形成され所定の領域に第1の
配線層上部が露出した開孔が形成された第2の絶縁層
と、開孔内に充填して形成された導電性材料からなる充
填層と、第2の絶縁層上に形成されて開孔形成箇所上に
開口部を有する第2の配線層と、開口部を充填して充填
層に接続して第2の配線層上に形成された金属膜とを備
えるようにした(請求項1)。
充填層は、直接接触していなく、金属膜を介して接続し
た構成となっている。
らなる基板と所定の領域に基板上部が露出した開孔を備
えて基板上に形成された絶縁層と、開孔内に充填して形
成された導電性材料からなる充填層と、開孔形成箇所上
に開口部を有して絶縁層上に形成された配線層と、開口
部を充填して充填層に接続して配線層上に形成された金
属膜とを備えるようにした(請求項3)。
いる充填層と配線層とは、直接接触していなく、金属膜
を介して接続した構成となっている。
は、まず、基板上に第1の絶縁層を介して第1の配線層
を形成する第1の工程と、第1の配線層上に第2の絶縁
層を介して第2の配線層が形成された状態とする第2の
工程とを備える。
出した開口部を形成する第3の工程と、第1の配線層上
部が露出した開孔を開口部内に露出した第2の絶縁層に
形成する第4の工程とを備える。
料からなる充填層を形成する第5の工程と、第2の配線
層上に充填層に接触する金属膜を例えば電解メッキ法に
より形成する第6の工程とを備えるようにした。
層が、金属膜を介して接続した状態に製造される。
は、金属からなる基板上に第1の絶縁層を介して第1の
配線層を形成する第1の工程と、第1の配線層に第1の
絶縁層が露出した開口部を形成する第2の工程とを備え
る。
内に露出した第1の絶縁層に形成する第3の工程と、開
孔内に充填するように導電性材料からなる充填層を形成
する第4の工程とを備える。
る金属膜を例えば電解メッキ法により形成する第5の工
程とを備えるようにした。
属膜を介して接続した状態に製造される。
参照して説明する。 実施の形態1 はじめに、この発明の第1の実施の形態について、図
1,2を用いて説明する。この実施の形態1における多
層配線構造の製造方法について説明すると、まず、図1
(a)に示すように、リードフレーム(基板)101上
に絶縁層(第1の絶縁層)102を形成し、その上に配
線金属膜103を形成する。ここで、リードフレーム1
01は、図1(a’)の平面図に示すように構成された
銅からなる金属板である。なお、図1(a)および、図
1(b)以降では、図1(a’)のAA’線で示す断面
の一部を示しているものである。
形成して加熱することでイミド化したものであり、絶縁
性を備えて耐熱性を有する樹脂膜である。また、配線金
属膜103は、例えば、銅などを無電界メッキ法やスパ
ッタ法などにより形成すればよい。次に、図1(b)に
示すように、公知のフォトリソグラフィ技術により形成
したレジストパターンをマスクとしたエッチングなどに
より、配線金属膜103をパターニングして下部配線層
(第1の配線層)103aを形成する。このとき同時
に、リードフレーム101との接続をとりたい箇所に、
開口部104も形成しておく。
部104底部に露出している絶縁層102の領域内に、
リードフレーム101に到達するビアホール(開孔)1
05を形成する。このビアホール105の孔径は、なる
べく開口部104の孔径より小さい状態とする。次に、
図1(d)に示すように、ビアホール105底部のリー
ドフレーム101露出面に接続してそのビアホール10
5を充填するように、充填層106を形成する。この充
填層106の形成は、例えば、リードフレーム101を
一方の電極とした電界メッキにより、ビアホール105
内に銅をメッキすることで形成すればよい。ここで、こ
の充填層106は、絶縁層102表面より飛び出した状
態に形成する。ただし、充填層106上部は、下部配線
層103a表面より飛び出さないように形成した方がよ
い。
も開口部104より小さくする必要はない。ただし、ビ
アホール105の孔径を開口部104と同様すると、リ
ードフレーム101を一方の電極とした電界メッキによ
り充填層106を形成した場合、充填層106のメッキ
成長時に開口部104端部の下部配線層103aに接触
すると、メッキの異常成長が発生する。しかし、前述し
たように、ビアホール105の孔径を開口部104の孔
径より小さい状態としておくことで、メッキ成長時にお
ける充填層106と開口部104端部との接触を防ぐこ
とができる。
層103a上に自己整合的にメッキ膜(金属膜)107
を形成する。このメッキ膜107は、電界メッキ法によ
りCu膜をメッキすることで形成する。このとき、下部
配線層103aに、メッキ電極を接続してメッキすれば
よい。このメッキ膜107の形成により、下部配線層1
03aの開口部104はそのメッキ膜107により埋め
込まれる。そして、この結果、下部配線層103aと充
填層106とが、開口部104に埋め込まれたメッキ膜
107により接続することになる。
キ膜107を含む絶縁層102上に、層間絶縁層108
を形成する。次に、図2(g)に示すように、層間絶縁
層(第2の絶縁層)108上に、銅からなる配線金属膜
109を形成する。この配線金属膜109は、例えば、
無電界メッキ法またはスパッタ法により形成すればよ
い。次に、図2(h)に示すように、公知のフォトリソ
グラフィ技術により形成したレジストパターンをマスク
としたエッチングなどにより、配線金属膜109をパタ
ーニングして上部配線層(第2の配線層)109aを形
成する。このとき同時に、下部配線層103aとの接続
をとりたい箇所に、開口部110も形成しておく。
部110底部に露出している層間絶縁層108の領域内
に、下部配線層103aに到達するビアホール111
を、例えばレーザーを用いて形成する。このビアホール
111の孔径は、前述したように、なるべく開口部11
0の孔径より小さい状態とする。次に、図2(j)に示
すように、ビアホール111底部の下部配線層103a
露出面に接続してそのビアホール111を充填するよう
に、充填層112を形成する。ここで、この充填層11
2は、層間絶縁層108表面より飛び出した状態に形成
する。
層109a上に自己整合的にメッキ膜113を形成す
る。このメッキ膜113は、電界メッキ法によりCu膜
をメッキすることで形成する。このとき、上部配線層1
09aに、メッキ電極を接続してメッキすればよい。こ
のメッキ膜113の形成により、上部配線層109aの
開口部110はそのメッキ膜113により埋め込まれ
る。そして、この結果、上部配線層109aと充填層1
12とが、開口部110に埋め込まれたメッキ膜113
により接続することになる。
れば、充填層はメッキ法などにより堆積するだけで形成
している。また、この形成では、その充填層の上部が、
ある程度ビアホールより突出するようにしている。ま
た、配線層と充填層とは直接接触させているわけではな
く、配線層上にかぶせるように形成したメッキ膜によ
り、それらを接続させるようにしている。このように、
充填層はその上端部が、メッキ膜の配線層の開口部に充
填された部分に覆われ、そして、そのメッキ膜に接続す
ることになる。このメッキ膜と充填層の上端部との接続
は、安定して信頼性の高い状態となっている。一方、メ
ッキ膜は配線層上を覆うように形成しているので、メッ
キ膜と配線層とも、安定して信頼性の高い状態で、接続
した状態となっている。
介して安定して信頼性の高い状態で接続された状態とな
っている。また、それらの製造において、充填層は、あ
る程度ビアホールより先端部が突出するように形成すれ
ばよいので、精密なメッキ量の制御が必要とならない。
また、追加の加工は何ら必要がない。そして、配線層と
の接続のためには、自己整合的に形成されるメッキ膜を
形成すればよいので、複雑な工程を必要としない。すな
わち、この実施の形態1の多層配線構造の製造方法によ
れば、従来より用いられている簡便なメッキ方法による
成膜で、充填層と配線層とを高い信頼性を確保して接続
させることができる。
て説明する。まず、図3(a)に示すように、銅からな
る導電体膜304が形成された絶縁膜302からなるシ
ートを用意する。ここで、絶縁膜302は、例えば熱可
塑性ポリイミドの膜を用い、この表面に銅の膜を成膜す
ることで、導電体膜304を形成すればよい。ここで、
ポリイミドの膜は、ポリアミク酸から形成して加熱する
ことでイミド化したものであり、絶縁性を備えて耐熱性
を有する樹脂膜である。
膜302の所定の箇所に、例えばレーザーを用いてビア
ホール302aを形成する。そして、図3(c)に示す
ように、ビアホール302a内に充填層303を形成す
る。これは、まず、導電体膜304を一方の電極とした
電界メッキにより、ビアホール302a内に銅303a
を形成する。そして、導電体膜304を一方の電極とし
た電界メッキにより、その銅303aの表面を覆うよう
に、金303bを形成することで、銅303aと金30
3bからなる充填層303とする。
体膜304を形成した絶縁膜302を、リードフレーム
301上に貼り合わせ、リードフレーム301上に、絶
縁膜302からなる絶縁層302bを介して導電体膜3
04が形成された状態とする。ここで、リードフレーム
301は、銅からなる金属製である。そして、このと
き、充填層303の箇所において、上部より圧力を加え
た状態で加熱することにより、充填層303とリードフ
レーム301とを熱圧着させる。ここで、充填層303
表面には、前述したように金がメッキされており、その
熱圧着により、銅が金に拡散していくことなどにより、
リードフレーム301と充填層303の金メッキの部分
との界面に合金が形成される。この結果、充填層303
とリードフレーム301との接合がより強固なものとな
り、その接続状態の信頼性が飛躍的に向上する。
り形成したレジストパターンをマスクとしたエッチング
などにより、導電体膜304を加工し、図3(e)に示
すように、絶縁層302b上に配線層304aが形成さ
れた状態とする。次に、前述と同様に、図3(f)に示
すように、銅からなる導電体膜307が形成された絶縁
膜305からなるシートを用意する。次に、図3(g)
に示すように、この絶縁膜305の所定の箇所にビアホ
ール305aを形成する。そして、図3(h)に示すよ
うに、ビアホール305a内に充填層306を形成す
る。これは、まず、導電体膜307を一方の電極とした
電界メッキにより、ビアホール305a内に銅306a
を形成する。そして、導電体膜307を一方の電極とし
た電界メッキにより、その銅306aの表面を覆うよう
に、金306bを形成することで、銅306aと金30
6bからなる充填層306とする。
体膜307を形成した絶縁膜305を、配線層304a
を含む絶縁層302b上に貼り合わせ、配線層304a
上に、絶縁膜305からなる絶縁層305bを介して導
電体膜307が形成された状態とする。次に、公知のフ
ォトリソグラフィ技術により形成したレジストパターン
をマスクとしたエッチングなどにより、導電体膜307
を加工し、図3(j)に示すように、絶縁層305b上
に配線層307aが形成された状態とする。そして、こ
のとき、充填層306の箇所において、上部より圧力を
加えた状態で加熱することにより、充填層306と配線
層304aとを熱圧着させる。ここで、充填層306表
面には、前述したように金がメッキされており、その熱
圧着により、銅が金に拡散していくことなどにより、配
線層304aと充填層306の金メッキの部分との界面
に合金が形成される。この結果、充填層306と配線層
304aとの接合がより強固なものとなり、その接続状
態の信頼性が飛躍的に向上する。
より形成したレジストパターンをマスクとしたエッチン
グなどにより、導電体膜307を加工し、図3(j)に
示すように、絶縁層305b上に配線層307aが形成
された状態とすれば、金属製のリードフレーム301上
に多層配線構造が形成された状態が得られる。そして、
この場合においても、充填層の形成高さにバラツキがあ
る場合、例えば、ある箇所の充填層は、他よりも若干突
出した状態で形成されていても、充填層の上部は、展性
に富んだ金なので、熱圧着するこことにより容易に平坦
化される。
て説明する。まず、図4(a)に示すように、リードフ
レーム401上に、上面に導電体膜404が形成された
絶縁層402を形成する。ここで、リードフレーム40
1は、銅からなる金属製である。また、絶縁層402
は、例えばポリイミドなどの絶縁性を備えて耐熱性を有
する樹脂膜である。次に、図4(b)に示すように、導
電体膜404および絶縁層402を貫通してリードフレ
ーム401表面が露出したビアホール402aを形成す
る。この際、導電体膜404に開けられる開孔部分は、
絶縁層402に開けられる開孔部分より若干の大きめに
しておく。
ビアホール402a内に充填層403を形成する。この
充填層403は、銅と金との2層構造とした。これは、
まず、導電体膜404を一方の電極とした電界メッキに
より、ビアホール402a内に銅403aを形成する。
そして、導電体膜404を一方の電極とした電界メッキ
により、その銅403aの表面を覆うように、金403
bを形成することで、銅403aと金403bからなる
充填層403とする。なおここで、充填層403上部
が、導電体膜404表面より突出した状態とする。
り形成したレジストパターンをマスクとしたエッチング
などにより、導電体膜404を加工し、図4(d)に示
すように、絶縁層402上に配線層404aが形成され
た状態とする。次に、図4(e)に示すように、上面に
導電体膜407が形成された絶縁層405を形成する。
そしてこのとき、上述した充填層403の箇所におい
て、上部より圧力を加えた状態で加熱することにより、
充填層403の上部を圧延させて配線層404aと熱圧
着させる。
ように金がメッキされており、その熱圧着により、まず
その金が圧延されて配線層404aのビアホール402
a形成部側面および端部上面に圧着する。同時に、配線
層404aを構成する銅が金に拡散していくことなどに
より、その配線層404aと充填層403の金メッキの
部分との界面に合金が形成される。この結果、充填層4
03と配線層404aとの接合がより強固なものとな
り、その接続状態の信頼性が飛躍的に向上する。そし
て、充填層403上部をつぶすようにして配線層404
aと接続させているので、精密なメッキ量の制御などを
必要とせずに、容易に平坦な状態が得られる。
を貫通して配線層404aの表面が露出したビアホール
405aを形成する。この際、導電体膜407に開けら
れる開孔部分は、絶縁層405に開けられる開孔部分よ
り若干の大きめにしておく。そして、図4(f)に示す
ように、そのビアホール405a内に、上述した充填層
403と同様の構成の充填層406を形成する。次に、
公知のフォトリソグラフィ技術により形成したレジスト
パターンをマスクとしたエッチングなどにより、導電体
膜407を加工し、図4(g)に示すように、絶縁層4
05上に配線層407aが形成された状態とする。そし
て、このあと、充填層406の箇所において、上部より
圧力を加えた状態で加熱することにより、充填層406
の上部を圧延させて配線層407aと熱圧着させる。ま
た、実施の形態1で述べたように、配線層407aに電
界メッキの一方の電極を接続して電界メッキを行い、充
填層406と配線層407aを接続しても良い。
ーム401上に多層配線構造が形成された状態が得られ
る。そして、この実施の形態3においても、充填層の形
成高さにバラツキがある場合、例えば、ある箇所の充填
層は、他よりも若干突出した状態で形成されていても、
充填層の上部は、展性に富んだ金なので、熱圧着するこ
ことにより容易に平坦化される。また、配線層と充填層
とは、その界面において金と銅との合金を形成させて接
続させるようにしているので、配線層と充填層の上端部
との接続は、安定して信頼性の高い状態となっている。
板上に第1の絶縁層を介して形成された第1の配線層
と、第1の配線層上に形成され所定の領域に第1の配線
層上部が露出した開孔が形成された第2の絶縁層と、開
孔内に充填して形成された導電性材料からなる充填層
と、第2の絶縁層上に形成されて開孔形成箇所上に開口
部を有する第2の配線層と、開口部を充填して充填層に
接続して第2の配線層上に形成された金属膜とを備える
ようにした。このように構成したので、第2の配線層と
充填層は、直接接触していなく、金属膜を介して接続し
た構成となっている。
所定の領域に基板上部が露出した第1の開孔を備えて基
板上に形成された第1の絶縁層と、第1の開孔内に充填
して形成された導電性材料からなる第1の充填層と、開
孔形成箇所上に第1の開口部を有して第1の絶縁層上に
形成された第1の配線層と、第1の開口部を充填して第
1の充填層に接続して第1の配線層上に形成された第1
の金属膜とを備えるようにした。このように構成したの
で、基板に接続している充填層と第1の配線層とは、直
接接触していなく、金属膜を介して接続した構成となっ
ている。
層の第2の絶縁層上の突出量にバラツキがあっても、金
属膜は開口部を充填するように形成されているので、そ
の突部が開口部を充填している金属膜により埋め込まれ
る。この結果、この発明によれば、第2の配線層の金属
膜表面は平坦に形成されるようになる。また、金属膜を
介して第2の配線層と充填層を接続するようにしてるの
で、第2の配線層と充填層とが高い信頼性を有して接続
した状態となっている。
層を介して形成された第1の配線層と、第1の配線層上
に形成され所定の領域に第1の配線層上部が露出した開
孔が形成された第2の絶縁層と、開孔内に充填して形成
された第1の金属とそれを覆う第2の金属とからなる充
填層と、第2の絶縁層上に充填層上を覆うように形成さ
れた第2の配線層とを備え、充填層下部と第1の配線層
との接触領域には第2の金属と第1の配線層を構成する
金属との合金が形成されているようにした。このように
構成したので、第1の配線層と充填層とが、形成された
合金で接続する構成となっているので、第1の配線層と
充填層との間にほぼ界面がない状態となる。
成されこの基板表面が露出した開孔が形成された絶縁層
と、開孔内に充填して形成された第1の金属と第2の金
属とからなる充填層と、絶縁層上に充填層上を覆うよう
に形成された配線層とを備え、充填層下部と基板との接
触領域には第2の金属と基板を構成する金属との合金が
形成されているようにした。このように構成したので、
基板と充填層とが、形成された合金で接続する構成とな
っているので、基板と充填層との間にほぼ界面がない状
態となる。従って、この発明によれば、第1の配線層と
充填層とが高い信頼性を有して接続した状態となってい
る。同様に、基板と充填層とが高い信頼性を有して接続
した状態となっている。また、それらは圧着するように
しているので、充填層形成部であっても、第2の配線層
表面もしくは配線層表面は平坦に形成された状態が得ら
れている。
層を介して形成された第1の配線層と、その第1の配線
層上に形成されて所定の領域に第1の配線層上部が露出
した第1の開孔が形成された第2の絶縁層と、その第2
の絶縁層上に形成されて第1の開孔上部に連続して形成
された第2の開口を備えた第2の配線層と、第1および
第2の開孔内に充填して形成された第1の金属と第2の
金属とからなる充填層とを備え、充填層上部と第2の配
線層との接触領域には第2の金属と第1の配線層を構成
する金属との合金が形成されているようにした。このよ
うに構成したので、第2の配線層と充填層とが、形成さ
れた合金で接続する構成となっているので、第2の配線
層と充填層との間にほぼ界面がない状態となる。従っ
て、この発明によれば、第2の配線層と充填層とが高い
信頼性を有して接続した状態となっている。また、それ
らは圧着するようにしているので、充填層形成部であっ
ても、第2の配線層表面は平坦に形成された状態が得ら
れている。
の基板上に形成されこの基板表面が露出した第1の開孔
が形成された絶縁層と、その絶縁層上に形成されて第1
の開孔上部に連続して形成された第2の開口を備えた配
線層と、第1および第2の開孔内に充填して形成された
第1の金属と第2の金属とからなる充填層とを備え、充
填層上部と配線層との接触領域には第2の金属と配線層
を構成する金属との合金が形成されているようにした
(請求項14)。このように構成したので、配線層と充
填層とが、形成された合金で接続する構成となっている
ので、基板と充填層との間にほぼ界面がない状態とな
る。従って、この発明によれば、配線層と充填層とが高
い信頼性を有して接続した状態となっている。また、そ
れらは圧着するようにしているので、充填層形成部であ
っても、配線層表面は平坦に形成された状態が得られて
いる。
層を介して第1の配線層を形成する第1の工程と、第1
の配線層上に第2の絶縁層を介して第2の配線層が形成
された状態とする第2の工程と、第2の配線層に第2の
絶縁層が露出した開口部を形成する第3の工程と、第1
の配線層上部が露出した開孔を開口部内に露出した第2
の絶縁層に形成する第4の工程と、開孔内に充填するよ
うに導電性材料からなる充填層を形成する第5の工程
と、第2の配線層上に充填層に接触する金属膜を例えば
電解メッキ法により形成する第6の工程とを備えるよう
にした。このようにしたので、第2の配線層と充填層
が、金属膜を介して接続した状態に製造される。
に第1の絶縁層を介して第1の配線層を形成する第1の
工程と、第1の配線層に第1の絶縁層が露出した開口部
を形成する第2の工程と、基板上部が露出した開孔を開
口部内に露出した第1の絶縁層に形成する第3の工程
と、開孔内に充填するように導電性材料からなる充填層
を形成する第4の工程と、第1の配線層上に充填層に接
触する金属膜を例えば電解メッキ法により形成する第5
の工程とを備えるようにした。このようにしたので、基
板と充填層が、金属膜を介して接続した状態に製造され
る。
層の第2の絶縁層上の突出量にバラツキがあっても、金
属膜は開口部を充填するように形成されるので、その突
部が開口部を充填している金属膜により埋め込まれる。
この結果、この発明によれば、第2の配線層の金属膜表
面は平坦に形成されるようになる。また、金属膜を介し
て第2の配線層と充填層を接続させているので、第2の
配線層と充填層とが高い信頼性を有して接続した状態が
得られる。
層を介して第1の配線層を形成する第1の工程と、導電
体膜が形成された絶縁膜を用意する第2の工程と、絶縁
膜に導電体膜が露出する開孔を形成する第3の工程と、
第1の金属とそれを覆う第2の金属からなる充填層を開
孔内に充填して形成する第4の工程と、充填層が第1の
配線層の所定箇所に接触するように絶縁膜を金属膜を上
にした状態で第1の配線層上に固定して第1の配線層上
に絶縁膜からなる第2の絶縁層を介して導電体膜からな
る第2の配線層が形成された状態とする第5の工程と、
充填層と第1の配線層との接触箇所を、第1の金属と第
2の金属が相互に拡散するように所定温度に加熱して圧
着させて、充填層と第1の配線層との接触領域に第2の
金属と第1の配線層との合金を形成する第6の工程とを
備えるようにした。このようにしたので、第1の配線層
と充填層とが、形成された合金で接続した状態に形成さ
れ、第1の配線層と充填層との間にほぼ界面がない状態
に形成される。従って、この発明によれば、第1の配線
層と充填層とが高い信頼性を有して接続した状態に形成
できる。また、圧着するようにしているので、第2の配
線層表面は、平坦に形成された状態が得られる。
た絶縁膜を用意する第1の工程と、その絶縁膜に導電体
膜が露出する開孔を形成する第2の工程と、第1の金属
とそれを覆う第2の金属からなる充填層を開孔内に充填
して形成する第3の工程と、充填層が金属製の基板の所
定箇所に接触するように絶縁膜を金属膜を上にした状態
で基板上に固定して基板上にの絶縁膜からなる第1の絶
縁層を介して導電体膜からなる配線層が形成された状態
とする第4の工程と、充填層と基板との接触箇所を、所
定温度に加熱して圧着させて充填層と基板との接触領域
に第2の金属と基板との合金を形成する第5の工程とを
備えるようにした。このようにしたので、基板と充填層
とが、形成された合金で接続した状態に形成され、基板
と充填層との間にほぼ界面がない状態に形成される。従
って、この発明によれば、基板と充填層とが高い信頼性
を有して接続した状態に形成できる。また、圧着するよ
うにしているので、配線層表面は、平坦に形成された状
態が得られる。
層を介して第1の配線層を形成する第1の工程と、第1
の配線層上に絶縁膜を介して金属からなる導電体膜を形
成する第2の工程と、導電体膜から絶縁膜にかけて第1
の配線層表面が露出する開孔を形成する第3の工程と、
第1の金属とそれを覆う第2の金属からなる充填層を開
孔内の第1の配線層の露出した表面から充填して形成す
る第4の工程と、導電体膜を加工して第2の配線層を形
成する第5の工程と、充填層と第2の配線層との接触箇
所を所定温度に加熱して圧着させ、充填層と第2の配線
層との接触領域に第2の金属と第2の配線層を構成する
金属との合金を形成する第6の工程とを備えるようにし
た。このようにしたので、第2の配線層と充填層とが、
形成された合金で接続した状態に形成され、第1の配線
層と充填層との間にほぼ界面がない状態に形成される。
従って、この発明によれば、第2の配線層と充填層とが
高い信頼性を有して接続した状態に形成できる。また、
圧着するようにしているので、第2の配線層表面は、平
坦に形成された状態が得られる。
は、金属からなる基板上に絶縁層を介して導電体膜を形
成する第1の工程と、導電体膜から絶縁膜にかけて基板
表面が露出する開孔を形成する第2の工程と、第1の金
属とそれを覆う第2の金属からなる充填層を開孔内の基
板露出面から充填して形成する第3の工程と、導電体膜
を加工して配線層を形成する第4の工程と、充填層と配
線層との接触箇所を所定温度に加熱して圧着させ、充填
層と配線層との接触領域に第2の金属と配線層を構成す
る金属との合金を形成する第5の工程とを備えるように
した。このようにしたので、配線層と充填層とが、形成
された合金で接続した状態に形成され、配線層と充填層
との間にほぼ界面がない状態に形成される。従って、こ
の発明によれば、配線層と充填層とが高い信頼性を有し
て接続した状態に形成できる。また、圧着するようにし
ているので、配線層表面は、平坦に形成された状態が得
られる。
線構造の製造方法を示す説明図である。
構造の製造方法を示す説明図である。
線構造の製造方法を示す説明図である。
線構造の製造方法を示す説明図である。
ジュール:MCM)の構成を示す構成図である。
の構成を模式的に示す断面図である。
説明図である。
1の絶縁層)、103…配線金属膜、103a…下部配
線層(第1の配線層)、104…開口部、105…ビア
ホール、106…充填層、107…メッキ膜(金属
膜)、108…層間絶縁層、109…配線金属膜、10
9a…上部配線層(第2の配線層)、110…開口部、
111…ビアホール、112…充填層、113…メッキ
膜。
Claims (13)
- 【請求項1】 基板上に第1の絶縁層を介して形成され
た第1の配線層と、 所定の領域に前記第1の配線層上部が露出した開孔を備
えて前記第1の配線層上に形成された第2の絶縁層と、 前記開孔内に充填して形成された導電性材料からなる充
填層と、 前記開孔形成箇所上に開口部を備えて前記第2の絶縁層
上に形成された第2の配線層と、 前記充填層に接続して前記第2の配線層上に形成された
金属膜とを備えたことを特徴とする多層配線構造。 - 【請求項2】 請求項1記載の多層配線構造において、 前記充填層は、前記第2の絶縁層表面より突き出た状態
に形成されていることを特徴とする多層配線構造。 - 【請求項3】 金属からなる基板と所定の領域に前記基
板上部が露出した開孔を備えて前記基板上に形成された
絶縁層と、 前記開孔内に充填して形成された導電性材料からなる充
填層と、 前記開孔形成箇所上に開口部を有して前記絶縁層上に形
成された配線層と、 前記充填層に接続して前記配線層上に形成された金属膜
とを備えたことを特徴とする多層配線構造。 - 【請求項4】 請求項3記載の多層配線構造において、 前記充填層は、前記絶縁層表面より突き出た状態に形成
されていることを特徴とする多層配線構造。 - 【請求項5】 請求項1〜4いずれか1項記載の多層配
線構造において、 前記開口部は前記開孔より広く形成されて前記開孔は前
記開口部内の領域に配置されていることを特徴とする多
層配線構造。 - 【請求項6】 基板上に第1の絶縁層を介して第1の配
線層を形成する第1の工程と、 前記第1の配線層上に第2の絶縁層を介して第2の配線
層が形成された状態とする第2の工程と、 前記第2の配線層に前記第2の絶縁層が露出した開口部
を形成する第3の工程と、 前記第1の配線層上部が露出した開孔を前記開口部内に
露出した前記第2の絶縁層に形成する第4の工程と、 前記開孔内に充填するように導電性材料からなる充填層
を形成する第5の工程と、 前記第2の配線層上に前記充填層に接触する金属膜を形
成する第6の工程と を備えたことを特徴とする多層配線
構造の製造方法。 - 【請求項7】 請求項6記載の多層配線構造の製造方法
において、 前記金属膜は、前記第2の配線層を一方の電極とした電
解メッキにより形成することを特徴とする多層配線構造
の製造方法。 - 【請求項8】 請求項6または7記載の多層配線構造の
製造方法において、導電体膜が形成された絶縁膜を用意し、この絶縁膜を前
記導電体膜が上にした状態で前記基板もしくは第1の配
線層上に固定することで、前記基板上に前記絶縁膜から
なる前記第1の絶縁層を介して前記導電体膜からなる前
記第1の配線層が形成された状態もしくは前記第1の配
線層上に前記絶縁膜からなる前記第2の絶縁層を介して
前記導電体膜からなる前記第2の配線層が形成された状
態とする ことを特徴とする多層配線構造の製造方法。 - 【請求項9】 金属からなる基板上に絶縁層を介して配
線層を形成する第1の工程と、 前記配線層に前記絶縁層が露出した開口部を形成する第
2の工程と、 前記基板上部が露出した開孔を前記開口部内に露出した
前記絶縁層に形成する第3の工程と、 前記開孔内に充填するように導電性材料からなる充填層
を形成する第4の工程と、 前記配線層上に前記充填層に接触する金属膜を形成する
第5の工程と を備えたことを特徴とする多層配線構造の
製造方法。 - 【請求項10】 請求項9記載の多層配線構造の製造方
法において、前記金属膜は、前記配線層を一方の電極とした電解メッ
キにより形成すること を特徴とする多層配線構造の製造
方法。 - 【請求項11】 請求項9または10記載の多層配線構
造の製造方法において、導電体膜が形成された絶縁膜を用意し、この絶縁膜を前
記導電体膜が上にした状態で前記基板上に固定すること
で、前記基板上に前記絶縁膜からなる前記絶縁層を介し
て前記導電体膜からなる前記配線層が形成された状態と
する ことを特徴とする多層配線構造の製造方法。 - 【請求項12】 請求項6〜11いずれか1項記載の多
層配線構造の製造方法において、 前記開孔は前記開口部より小さい径に形成することを特
徴とする多層配線構造の製造方法。 - 【請求項13】 請求項6〜12いずれか1項記載の多
層配線構造の製造方法において、 前記充填層は、それが形成される開孔が形成された絶縁
層表面より突き出た状態に形成することを特徴とする多
層配線構造の製造方法。
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