JP2005228764A - High-density wiring board and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シリコンウェハなどの基板上に電解メッキにより高密度配線を形成する高密度配線基板およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a high-density wiring board that forms high-density wiring on a substrate such as a silicon wafer by electrolytic plating and a method for manufacturing the same.
近年、配線金属の小型化、低抵抗化、高電流密度への対応から、回路形成済みの基板(主として半導体基板)上に、電解メッキ(とくに電解銅メッキ)による高密度配線を形成することが求められている。 In recent years, high-density wiring by electrolytic plating (particularly electrolytic copper plating) can be formed on a circuit-formed substrate (mainly a semiconductor substrate) in order to reduce the size and resistance of wiring metal and to cope with high current density. It has been demanded.
従来、半導体基板上にこのような高密度配線を形成するには、図4、図5に示すような製造方法が行われていた。 Conventionally, in order to form such a high-density wiring on a semiconductor substrate, a manufacturing method as shown in FIGS. 4 and 5 has been performed.
(1)まず、図4(a)に示すように、集積回路が形成されたSi基板にSiO2、SiNなどの絶縁膜(パッシベーション)を形成した基板110を準備する。図4(a)では具体的な図示は省略してある。
(1) First, as shown in FIG. 4A, a
(2)つぎに、図4(b)に示すように、基板110全面に密着層120および導電層130を形成する。このとき、導電層130は、電解メッキによって形成する配線層180と同一の金属でなければならない。例えば、電解メッキによって銅を形成するなら、導電層130は銅である。その厚さは、例えば、50〜300nmである。
(2) Next, as shown in FIG. 4B, an
また、密着層120は、通常、導電層130とSi基板110との密着性が悪いため形成される。密着層120は、例えば、Cr、Ti、TiWなどで形成され、その厚さは、例えば、10〜100nmである。
Further, the
密着層120および導電層130は、例えば、スパッタリング法、蒸着法などにより形成することができる。
The
(3)その後、図4(c)に示すように、電解メッキによって配線層180を形成するパターン以外の領域に、絶縁性の樹脂層170を形成する。樹脂層170のパターンにおけるライン(配線180が形成される部分)/スペース(配線180と配線180の間隔)は、例えば、ラインが1〜50μm、スペースが1〜50μmである。
(3) Thereafter, as shown in FIG. 4C, an
樹脂層170は、例えば、絶縁性のフォトレジストやドライフィルムレジストからなり、例えば、回転塗布法、印刷法、ラミネート法などにより形成することができる。その厚さは、例えば、1〜100μmである。
The
配線層180を形成するパターン領域は、例えば、樹脂層170を構成する膜を全面に成膜した後、フォトリソグラフィ技術によりパターニングすることによって形成することができる。
The pattern region in which the
(4)つぎに、図4(d)に示すように、電解メッキ法により配線層180が形成される。その厚さは、例えば、1〜50μmである。
(4) Next, as shown in FIG. 4D, a
(5)つぎに、図5(e)に示すように、樹脂層170を除去する。例えば、樹脂層170が溶解する薬品を用いる方法や、ドライエッチング法がある。このとき、樹脂層170は溶解されるが、配線層180、導電層130、密着層120はエッチングされないように薬品、ガスを選択する。
(5) Next, as shown in FIG. 5E, the
(6)つぎに、図5(f)に示すように、導電層130をエッチングする。エッチングは、例えば、導電層130が溶解する薬品に浸漬する方法や、ドライエッチング法がある。このとき、導電層130は溶解されるが、密着層120はエッチングされないように薬品、ガスを選択する。
(6) Next, as shown in FIG. 5F, the
(7)最後に、図5(g)に示すように、密着層120をエッチングする。エッチングは、例えば、密着層120が溶解する薬品に浸漬する方法や、ドライエッチング法がある。このとき、密着層120は溶解されるが、配線層180(導電層130を含む)はエッチングされないように薬品、ガスを選択する。
しかしながら、このような従来の製造方法は、配線層180と導電層130が同種の金属であるため、以下のような問題があった。
However, such a conventional manufacturing method has the following problems because the
すなわち、図6(a)に示すように、配線層180の膜厚に対して配線層180間の間隔が減少するにつれ、配線層180間へのエッチング液、エッチングガスの侵入が困難となり、「配線層180間の導電層130」のエッチングレートが減少し、配線層180間以外の導電層130のエッチングが終了しても、配線層180間に導電層130が残ってしまう。
That is, as shown in FIG. 6A, as the distance between the
また、図6(b)に示すように、配線層180と導電層130は同種の金属であるため、導電層130のエッチング時間を長くすると、配線層180部分の膜厚が減少し、配線層180の幅そのものも減少する。
Further, as shown in FIG. 6B, since the
また、図6(c)に示すように、エッチングによって配線層180の端部が丸くなってしまい、希望の形状が得られなくなる。
Further, as shown in FIG. 6C, the end portion of the
さらに、図6(d)に示すように、高密度配線部分の外側と中側では導電層130のエッチングにともなう配線層180のエッチングレートが異なり、通常、外側のエッチングが中側のエッチングよりも速い。そのため、導電層130エッチング後の配線層180の膜厚がばらつく。
Further, as shown in FIG. 6D, the etching rate of the
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、シリコンウェハなどの基板に電解メッキによって高密度配線を形成する際、電解メッキを行う前に、電解メッキによって形成したいパターン以外の部分の電解メッキ用導電層をあらかじめ除去しておくことによって、高密度配線を実現することのできる高密度配線基板およびその製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to eliminate the problems of the above-mentioned conventional ones, and when forming high density wiring by electrolytic plating on a substrate such as a silicon wafer, before performing electrolytic plating, other than the pattern to be formed by electrolytic plating. An object of the present invention is to provide a high-density wiring board capable of realizing high-density wiring by removing a portion of the electroplating conductive layer in advance and a method for manufacturing the same.
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項1に係る発明は、基板上に電解メッキにより高密度配線を形成する高密度配線基板において、前記基板上に密着層を介して形成した導電層のうち前記高密度配線を形成しない領域の導電層をあらかじめ除去した基材を用いて、残った導電層に電解メッキにより高密度の配線層を形成した高密度配線基板である。
This invention solves the said subject, The invention which concerns on
請求項2に係る発明は、請求項1記載の発明において、前記基板は、回路形成済みの半導体基板またはプリント基板である高密度配線基板である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the substrate is a high-density wiring substrate that is a circuit-formed semiconductor substrate or printed circuit board.
請求項3に係る発明は、請求項1記載の発明において、前記導電層および前記配線層は、銅、ニッケル、金の中から選択された互いに同一の金属で構成される高密度配線基板である。
The invention according to claim 3 is the high-density wiring board according to
請求項4に係る発明は、請求項1記載の発明において、前記密着層は、クロム、チタン、タングステン、金、ニッケルの1つまたは2つ以上を含み、かつ、前記導電層および前記配線層の金属を含まない高密度配線基板である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the adhesion layer includes one or more of chromium, titanium, tungsten, gold, nickel, and the conductive layer and the wiring layer. This is a high-density wiring board not containing metal.
請求項5に係る発明は、請求項1記載の発明において、前記密着層は1層または2層以上で構成される高密度配線基板である。
The invention according to claim 5 is the high-density wiring board according to
請求項6に係る発明は、基板上に電解メッキにより高密度配線を形成する高密度配線基板の製造方法において、前記基板上に密着層を介して形成した導電層のうち前記高密度配線を形成しない領域の導電層を除去して、高密度配線を形成する領域にのみ導電層を備えた基材を作製する基材作製工程と、前記基材上の導電層に電解メッキにより高密度の配線層を形成する配線層形成工程と、を有する高密度配線基板の製造方法である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a high-density wiring board in which high-density wiring is formed on the substrate by electrolytic plating, the high-density wiring is formed among the conductive layers formed on the substrate via an adhesion layer. Removing a conductive layer in a region that is not to be processed, and a base material preparation step for preparing a base material provided with a conductive layer only in a region where high-density wiring is formed, and high-density wiring by electrolytic plating on the conductive layer on the base material And a wiring layer forming step of forming a layer.
請求項7に係る発明は、請求項6記載の発明において、前記基材作製工程は、前記基板上に密着層を介して導電層を形成する工程と、前記導電層上の前記高密度配線を形成する領域にのみ樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層をマスクとして前記高密度配線を形成しない領域の導電層をエッチングする工程と、前記樹脂層を除去する工程と、を有する高密度配線基板の製造方法である。 The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the base material preparation step includes a step of forming a conductive layer on the substrate through an adhesion layer, and the high-density wiring on the conductive layer. A high-density wiring comprising a step of forming a resin layer only in a region to be formed, a step of etching a conductive layer in a region where the high-density wiring is not formed using the resin layer as a mask, and a step of removing the resin layer A method for manufacturing a substrate.
請求項8に係る発明は、請求項6記載の発明において、前記配線層形成工程は、前記基材上の導電層以外の領域にのみ樹脂層を形成する工程と、前記導電層に電解メッキ法により配線層を形成する工程と、前記樹脂層を除去する工程と、前記密着層をエッチングする工程と、を有する高密度配線基板の製造方法である。 The invention according to claim 8 is the invention according to claim 6, wherein the wiring layer forming step includes a step of forming a resin layer only in a region other than the conductive layer on the substrate, and an electrolytic plating method on the conductive layer. A method for manufacturing a high-density wiring board, comprising: a step of forming a wiring layer, a step of removing the resin layer, and a step of etching the adhesion layer.
この発明は以上のように、基板上に電解メッキにより高密度配線を形成する高密度配線基板において、前記基板上に密着層を介して形成した導電層のうち高密度配線を形成しない領域の導電層をあらかじめ除去した基材を用いて、残った導電層に電解メッキにより高密度の配線層を形成したので、配線層間の導電層のエッチング残りを防止することができる。また、配線層部分の膜厚の減少を防止することができる。また、配線層部分の形状変化を防止することができる。さらに、配線層部分の外側と中側の配線の膜厚のバラツキを防止することができる。 As described above, according to the present invention, in the high-density wiring board in which high-density wiring is formed on the substrate by electrolytic plating, the conductive layer in the region where the high-density wiring is not formed in the conductive layer formed on the substrate through the adhesion layer. Since the high-density wiring layer is formed on the remaining conductive layer by electrolytic plating using the base material from which the layer has been removed in advance, etching residue of the conductive layer between the wiring layers can be prevented. Further, it is possible to prevent a decrease in the film thickness of the wiring layer portion. In addition, the shape change of the wiring layer portion can be prevented. Further, variations in the film thickness of the wiring on the outside and inside of the wiring layer portion can be prevented.
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明による高密度配線基板の一実施形態を示す模式的斜視図であり、この高密度配線基板1を、図2、図3に示すその製造方法とともに説明する。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a high-density wiring board according to the present invention. This high-
(1)まず、図2(a)に示すように、集積回路が形成されたシリコンウェハにSiO2、SiNなどの絶縁膜(パッシベーション)を形成した基板10を準備する。図2(a)では基板10についての具体的な図示は省略してある。
(1) First, as shown in FIG. 2A, a
(2)つぎに、図2(b)に示すように、基板10の全面に密着層20および導電層30を形成することで導電層付き基板40を得る。
(2) Next, as shown in FIG. 2B, the
導電層30の材料は、例えば、銅、ニッケル、金の中から選択されるが、電解メッキによって形成される後述する配線層80と同一の金属でなければならない。例えば、電解銅メッキを行う場合は、導電層30には銅を用いる。そして、導電層30の厚さは、例えば、50〜300nmである。
The material of the
また、密着層20は、基板(シリコン基板)10と導電層30との密着性が一般に良くないため、中間に介在させるものである。このような密着層20の材料は、例えば、クロム、チタン、タングステン、金、ニッケルの1つまたは2つ以上を含み、かつ、導電層30および配線層80の金属を含まないものが選択される。そして、密着層20の厚さは、例えば、10〜100nmである。
The
このような密着層20および導電層30は、例えば、スパッタリング法、蒸着法によって形成することができる。
Such an
(3)つぎに、図2(c)に示すように、導電層付き基板40の導電層30上に、電解メッキによって配線層80を形成したいパターン領域にのみ絶縁性の樹脂層50を形成する。
(3) Next, as shown in FIG. 2C, the insulating
樹脂層50の材料は、例えば、絶縁性のフォトレジストからなり、また、樹脂層50の厚さは、例えば、0.1〜5μmである。
The material of the
このような樹脂層50は、例えば、回転塗布法によって形成することができる。そして、導電層付き基板40の導電層30全面に、樹脂層50を構成する膜を成膜した後、フォトリソグラフィ技術により前記パターン領域をパターニングすることによって、前記パターン領域にのみ絶縁性の樹脂層50を形成することができる。
Such a
このとき、樹脂層50の膜厚は、配線層80の間隔と比較して充分に薄いことが必要である。例えば、配線層80の間隔が5μmならば、樹脂層50の膜厚は1μm程度にする。
At this time, the film thickness of the
(4)つぎに、図2(d)に示すように、樹脂層50をマスクとして配線層80部分以外の導電層30をエッチングする。このエッチングにより、導電層30は、樹脂層50にマスクされた部分だけが導電層31として残り、それ以外の導電層30はすべて除去される。
(4) Next, as shown in FIG. 2D, the
このエッチングの方法には、例えば、導電層30が溶解する薬品に浸漬する方法や、ドライエッチング法がある。このとき、導電層30は溶解されるが、密着層20はエッチングされないように薬品、ガスを選択する。
Examples of the etching method include a method of immersing in a chemical that dissolves the
このとき、配線層80はまだ形成されていないため、配線層80の間隔部分のエッチングは容易である。
At this time, since the
(5)つぎに、図2(e)に示すように、樹脂層50を除去することで、配線層80を形成しない領域の導電層30をあらかじめ除去した基材60が得られる。
(5) Next, as shown in FIG. 2 (e), by removing the
樹脂層50を除去するには、例えば、樹脂層50が溶解する薬品を用いる方法や、ドライエッチング法がある。このとき、樹脂層50は溶解されるが、密着層20、導電層31はエッチングされないように薬品、ガスを選択する。
In order to remove the
(6)その後、図3(f)に示すように、電解メッキによって配線層80を形成する領域(導電層31が残った領域)以外のパターン領域にのみ絶縁性の樹脂層70を形成する。
(6) Thereafter, as shown in FIG. 3F, the insulating
樹脂層70のパターンにおけるライン(配線80が形成される部分)/スペース(配線80と配線80の間隔)は、例えば、ラインが1〜50μm、スペースが1〜50μmである。
Lines (parts where the
樹脂層70の材料は、例えば、絶縁性のフォトレジストやドライフィルムレジストからなり、また、樹脂層70の厚さは、例えば、1〜100μmである。
The material of the
このような樹脂層70は、例えば、回転塗布法、印刷法、ラミネート法によって形成することができる。そして、基材60の全面に、前記パターン領域をパターニングすることによって、前記パターン領域にのみ絶縁性の樹脂層50を形成することができる。
Such a
(7)つぎに、図3(g)に示すように、電解メッキ法によって、導電層31の上面のにみ配線層80が形成される。配線層80の厚さは、例えば、1〜50μmである。
(7) Next, as shown in FIG. 3G, a
このとき、前記パターン領域の導電層30は既にエッチングされているため、実質的に密着層20が、電解メッキに必要な導電層30の役割を果たす。
At this time, since the
(8)つぎに、図3(h)に示すように、樹脂層70を除去する。例えば、樹脂層70が溶解する薬品を用いる方法や、ドライエッチング法がある。このとき、樹脂層70は溶解されるが、密着層20、配線層80(導電層31を含む)はエッチングされないように薬品、ガスを選択する。
(8) Next, as shown in FIG. 3 (h), the
(9)最後に、図3(i)に示すように、密着層20をエッチングすることで、高密度配線基板1が得られる。このエッチングにより、密着層20は、配線層80(導電層31を含む)に覆われた部分だけが密着層21として残り、それ以外の密着層20はすべて除去される。
(9) Finally, as shown in FIG. 3I, the
エッチングは、例えば密着層20が溶解する薬品に浸漬する方法や、ドライエッチング法がある。このとき、密着層20は溶解されるが、配線層80(導電層31を含む)はエッチングされないように薬品、ガスを選択する。
Etching includes, for example, a method of immersing in a chemical that dissolves the
なお、上記の実施形態では、基板10として、回路形成済みの半導体基板を例示したが、これに限定するものでなく、例えば、回路形成済みのプリント基板も基板10として適用することが可能である。
In the above embodiment, a semiconductor substrate on which a circuit has been formed is illustrated as the
また、上記の実施形態では、密着層20を1層だけ形成したが、これに限定するものでなく、例えば、密着層20を2層以上で構成することも可能である。
In the above embodiment, only one
1 高密度配線基板
10 基板
20 密着層
30 導電層
40 導電層付き基板
50 樹脂層
60 基材
70 樹脂層
80 配線層
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基板上に密着層を介して形成した導電層のうち前記高密度配線を形成しない領域の導電層をあらかじめ除去した基材を用いて、残った導電層に電解メッキにより高密度の配線層を形成したことを特徴とする高密度配線基板。 In a high-density wiring board that forms high-density wiring by electrolytic plating on the substrate,
Of the conductive layer formed on the substrate via an adhesion layer, a base material from which the conductive layer in the region where the high-density wiring is not formed is removed in advance, and a high-density wiring layer is formed on the remaining conductive layer by electrolytic plating. A high-density wiring board characterized by being formed.
前記基板上に密着層を介して形成した導電層のうち前記高密度配線を形成しない領域の導電層を除去して、高密度配線を形成する領域にのみ導電層を備えた基材を作製する基材作製工程と、
前記基材上の導電層に電解メッキにより高密度の配線層を形成する配線層形成工程と、
を有することを特徴とする高密度配線基板の製造方法。 In a method for manufacturing a high-density wiring board in which high-density wiring is formed by electrolytic plating on a substrate,
The base material provided with the conductive layer only in the region where the high density wiring is formed is removed by removing the conductive layer in the region where the high density wiring is not formed from the conductive layer formed on the substrate via the adhesion layer. A base material production process;
A wiring layer forming step of forming a high density wiring layer by electrolytic plating on the conductive layer on the substrate;
A method for producing a high-density wiring board, comprising:
前記基板上に密着層を介して導電層を形成する工程と、
前記導電層上の前記高密度配線を形成する領域にのみ樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層をマスクとして前記高密度配線を形成しない領域の導電層をエッチングする工程と、
前記樹脂層を除去する工程と、
を有することを特徴とする請求項6記載の高密度配線基板の製造方法。 The base material production step includes
Forming a conductive layer on the substrate via an adhesion layer;
Forming a resin layer only in a region where the high-density wiring is formed on the conductive layer;
Etching the conductive layer in a region where the high-density wiring is not formed using the resin layer as a mask;
Removing the resin layer;
The method for manufacturing a high-density wiring board according to claim 6, wherein:
前記基材上の導電層以外の領域にのみ樹脂層を形成する工程と、
前記導電層に電解メッキ法により配線層を形成する工程と、
前記樹脂層を除去する工程と、
前記密着層をエッチングする工程と、
を有することを特徴とする請求項6記載の高密度配線基板の製造方法。 The wiring layer forming step includes
Forming a resin layer only in a region other than the conductive layer on the substrate;
Forming a wiring layer on the conductive layer by electrolytic plating;
Removing the resin layer;
Etching the adhesion layer;
The method for manufacturing a high-density wiring board according to claim 6, comprising:
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102373492A (en) * | 2010-08-13 | 2012-03-14 | 北大方正集团有限公司 | Method for carrying out selective electroplating on surface of circuit board, and circuit board |
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2004
- 2004-02-10 JP JP2004032936A patent/JP2005228764A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102373492A (en) * | 2010-08-13 | 2012-03-14 | 北大方正集团有限公司 | Method for carrying out selective electroplating on surface of circuit board, and circuit board |
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