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JP5640670B2 - Wiring board manufacturing method and wiring board - Google Patents
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Description

本発明は、配線をバリア膜で被覆した配線基板の製造方法、及び配線基板に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board in which wiring is covered with a barrier film, and a wiring board.

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配線基板においても、配線の微細化、多層化が進められている。   In recent years, along with demands for downsizing and high performance of electronic devices, along with miniaturization of semiconductor chips and multi-terminals, miniaturization of wiring and multilayering have been promoted in wiring boards on which semiconductor chips are mounted. .

半導体チップを搭載する配線基板に、プリント基板、シリコンインターポーザ等が用いられる。また、より小型化を図るために、ウエハレベルパッケージ(WLP)と呼ばれる実装形態が提案されている。これらの配線基板の多層配線の形成には、サブトラクティブ法よりも微細な配線の形成に適したセミアディティブ法が適用される。   A printed circuit board, a silicon interposer, or the like is used as a wiring board on which a semiconductor chip is mounted. In order to further reduce the size, a mounting form called a wafer level package (WLP) has been proposed. A semi-additive method suitable for forming finer wiring than the subtractive method is applied to the formation of multilayer wiring on these wiring boards.

銅の合金からなる配線に含まれる溶質、例えばSn、In、C等を、配線内の粒界及び配線の界面に濃縮させることにより、エレクトロマイグレーション耐性を高めた配線構造が知られている。   A wiring structure in which electromigration resistance is improved by concentrating solutes, for example, Sn, In, C, etc., contained in a copper alloy wiring at grain boundaries and wiring interfaces in the wiring is known.

特開2004−304167号公報JP 2004-304167 A 特開2004−14975号公報JP 2004-14975 A 特開2008−34639号公報JP 2008-34639 A 特開2003−124591号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-124591 特開平9−20942号公報JP-A-9-20942

セミアディティブ法で配線を形成する場合、電解めっき時に電極として用いたシード層のうち余分な部分をドライエッチングで除去する必要がある。このとき、導電性の微細なパーティクルが基板上に残留する。配線間隔が広い場合には、残留したパーティクルは問題にならないが、配線間隔が狭くなると、パーティクルがリーク電流の原因になる。   When wiring is formed by a semi-additive method, it is necessary to remove an excess portion of the seed layer used as an electrode during electrolytic plating by dry etching. At this time, conductive fine particles remain on the substrate. When the wiring interval is wide, the remaining particles are not a problem, but when the wiring interval is narrow, the particles cause a leakage current.

さらに、配線間隔が狭くなると、配線を構成する銅の、絶縁膜中への拡散も、リーク電流の原因になる。   Further, when the wiring interval is narrowed, diffusion of copper constituting the wiring into the insulating film also causes a leakage current.

配線間隔が狭くなっても、リーク電流の増加を抑制することができる配線基板及びその製造方法が要望されている。   There is a demand for a wiring board and a method for manufacturing the same that can suppress an increase in leakage current even when the wiring interval is narrowed.

本発明の一観点によると、
基板の上に配線を形成する工程と、
前記基板の表層部をウェット処理で除去することにより、前記配線の長さ方向の一部において、前記配線と前記基板との間に空洞を形成する工程と、
前記配線の少なくとも側面、及び上面、バリア膜を形成する工程と
前記バリア膜を形成した後、前記空洞に充填されるように、前記基板及び前記配線の上に、第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
を有する配線基板の製造方法が提供される。
According to one aspect of the invention,
Forming wiring on the substrate;
Forming a cavity between the wiring and the substrate in a part in the length direction of the wiring by removing a surface layer portion of the substrate by wet processing;
Forming a barrier film on at least a side surface and an upper surface of the wiring ;
Forming a second interlayer insulating film on the substrate and the wiring so as to fill the cavity after forming the barrier film;
A method of manufacturing a wiring board having the above is provided.

本発明の他の観点によると、
支持基板の上に形成された第1の層間絶縁膜と、
前記第1の層間絶縁膜内に埋め込まれた導電性の支柱と、
前記支柱及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成され、前記支柱に接続された配線と、
前記配線の上面、側面、及び底面を覆い、前記配線の長さ方向に直交する断面において膜と膜との境界を持つこと無く前記配線を取り囲むバリア膜と
を有する配線基板が提供される。
According to another aspect of the invention,
A first interlayer insulating film formed on the support substrate;
Conductive columns embedded in the first interlayer insulating film;
A wiring formed on the pillar and the first interlayer insulating film and connected to the pillar;
There is provided a wiring board that covers a top surface, a side surface, and a bottom surface of the wiring, and has a barrier film that surrounds the wiring without having a boundary between the film and a cross section perpendicular to the length direction of the wiring.

配線と基板との間に空洞を形成する際に、基板上に残っている導電性の異物が除去される。これにより、異物に起因するリーク電流を抑制することができる。   When the cavity is formed between the wiring and the substrate, the conductive foreign matter remaining on the substrate is removed. Thereby, the leakage current resulting from a foreign material can be suppressed.

配線の長さ方向に直交する断面において膜と膜との境界を持つこと無く配線を取り囲むバリア膜は、配線内の金属元素の拡散を防止する効果が高い。   A barrier film surrounding a wiring without having a boundary between the films in a cross section perpendicular to the length direction of the wiring has a high effect of preventing diffusion of a metal element in the wiring.

(1A)は、実施例1による配線基板の配線の平面図であり、(1B)及び(1C)は、それぞれ(1A)の一点鎖線1B−1B、1C−1Cにおける断面図である。(1A) is a plan view of the wiring of the wiring board according to the first embodiment, and (1B) and (1C) are cross-sectional views taken along one-dot chain lines 1B-1B and 1C-1C, respectively (1A). 実施例1による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the substrate in the middle of manufacturing of the wiring substrate manufacturing method according to Example 1; 実施例1による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the substrate in the middle of manufacturing of the wiring substrate manufacturing method according to Example 1; 実施例1による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the substrate in the middle of manufacturing of the wiring substrate manufacturing method according to Example 1; 実施例2による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。10 is a cross-sectional view of a substrate in the middle of manufacturing of a wiring board manufacturing method according to Example 2. FIG. 実施例2による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。10 is a cross-sectional view of a substrate in the middle of manufacturing of a wiring board manufacturing method according to Example 2. FIG. 実施例2による配線基板の断面図である。6 is a cross-sectional view of a wiring board according to Example 2. FIG. (4A)は、実施例の効果の検証のために作製した試料の配線パターンを示す平面図であり、(4B)は、検証実験の結果を示すグラフである。(4A) is a plan view showing a wiring pattern of a sample prepared for verifying the effect of the example, and (4B) is a graph showing the result of the verification experiment. 実施例3による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。6 is a cross-sectional view of a substrate in the middle of manufacturing of a wiring board manufacturing method according to Example 3. FIG. 実施例3による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。6 is a cross-sectional view of a substrate in the middle of manufacturing of a wiring board manufacturing method according to Example 3. FIG. 実施例3による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図である。6 is a cross-sectional view of a substrate in the middle of manufacturing of a wiring board manufacturing method according to Example 3. FIG. (5Ga)及び(5Gb)は、実施例3による配線基板の製造方法の製造途中段階における基板の断面図であり、(5Ha)及び(5Hb)は、実施例3による配線基板の断面図である。(5Ga) and (5Gb) are cross-sectional views of the substrate in the middle of manufacturing of the method for manufacturing a wiring substrate according to the third embodiment, and (5Ha) and (5Hb) are cross-sectional views of the wiring substrate according to the third embodiment. . (6A)は、実施例4によるインターポーザの断面図であり、(6B)は、実施例5によるWLPの断面図である。(6A) is a cross-sectional view of the interposer according to the fourth embodiment, and (6B) is a cross-sectional view of the WLP according to the fifth embodiment.

以下に説明する実施例1〜3では、プリント基板、インターポーザ、ウエハレベルパッケージ(WLP)等に形成される多層配線内の1つの配線について説明する。着目する1つの配線以外の他の配線も、同様の方法で形成される。   In Examples 1 to 3 described below, one wiring in a multilayer wiring formed on a printed circuit board, an interposer, a wafer level package (WLP) or the like will be described. Other wirings other than the one wiring of interest are also formed by the same method.

[実施例1]
図1Aに、実施例1による配線基板の配線の平面図を示す。2本の下層配線11と12とが、上層の配線10で相互に接続されている。下層配線11と上層の配線10との交差箇所、及び下層配線12と上層の配線10との交差箇所に、それぞれ導電性の支柱(ビアポスト)13が配置されている。上層の配線10は、ビアポスト13を介して下層配線11、12に接続される。図1B及び図1Cに、それぞれ図1Aの一点鎖線1B−1B、1C−1Cにおける断面図を示す。
[Example 1]
FIG. 1A shows a plan view of the wiring of the wiring board according to the first embodiment. Two lower layer wirings 11 and 12 are connected to each other by an upper layer wiring 10. Conductive columns (via posts) 13 are arranged at the intersections between the lower layer wiring 11 and the upper layer wiring 10 and at the intersections between the lower layer wiring 12 and the upper layer wiring 10, respectively. The upper layer wiring 10 is connected to the lower layer wirings 11 and 12 via the via posts 13. 1B and 1C are cross-sectional views taken along one-dot chain lines 1B-1B and 1C-1C in FIG. 1A, respectively.

図1Bに示すように、支持基板7の上に下層配線11、12が形成されている。下層配線11、12の上に導電性の支柱(ビアポスト)13が形成されている。支持基板7及び下層配線11、12の上に、第1の層間絶縁膜20が形成されている。支柱13の側面が第1の層間絶縁膜20に接しており、第1の層間絶縁膜20の上面のうち、支柱13の周囲の円環状の領域が、支柱13の上面と同一の高さにされている。この円環状の領域以外の領域では、第1の層間絶縁膜20の上面は、支柱13の上面よりも低い。   As shown in FIG. 1B, lower layer wirings 11 and 12 are formed on the support substrate 7. Conductive support posts (via posts) 13 are formed on the lower layer wirings 11 and 12. A first interlayer insulating film 20 is formed on the support substrate 7 and the lower layer wirings 11 and 12. The side surface of the support pillar 13 is in contact with the first interlayer insulating film 20, and the annular region around the support pillar 13 in the upper surface of the first interlayer insulating film 20 is at the same height as the upper surface of the support pillar 13. Has been. In the region other than the annular region, the upper surface of the first interlayer insulating film 20 is lower than the upper surface of the support column 13.

第1の層間絶縁膜20の上に、一方の支柱13の上面から他方の支柱13の上面まで至る配線10が形成されている。配線10は、第1の層間絶縁膜20の上面から、ある間隔を隔てて配置されている。配線10は、シード層15と、その上に形成された配線主部16とを有する。配線10の底面が、第1のバリア膜22で覆われており、上面及び側面が、第2のバリア膜23で覆われている。第1のバリア膜22と第2のバリア膜23とがバリア膜25を構成する。すなわち、バリア膜25は、配線10の上面、側面、及び底面を覆う。   A wiring 10 is formed on the first interlayer insulating film 20 from the upper surface of one of the support columns 13 to the upper surface of the other support column 13. The wiring 10 is arranged at a certain distance from the upper surface of the first interlayer insulating film 20. The wiring 10 has a seed layer 15 and a wiring main part 16 formed thereon. The bottom surface of the wiring 10 is covered with a first barrier film 22, and the top surface and side surfaces are covered with a second barrier film 23. The first barrier film 22 and the second barrier film 23 constitute a barrier film 25. That is, the barrier film 25 covers the upper surface, side surface, and bottom surface of the wiring 10.

第1の層間絶縁膜20及び配線10の上に、第2の層間絶縁膜30が形成されている。第2の絶縁膜30は、配線10と第1の層間絶縁膜20との間の空間にも充填されている。配線10は、第1のバリア膜22を介して支柱13に電気的に接続される。支柱13の近傍においては、第1のバリア膜13が第1の層間絶縁膜20に接触している。   A second interlayer insulating film 30 is formed on the first interlayer insulating film 20 and the wiring 10. The second insulating film 30 is also filled in the space between the wiring 10 and the first interlayer insulating film 20. The wiring 10 is electrically connected to the support 13 through the first barrier film 22. In the vicinity of the column 13, the first barrier film 13 is in contact with the first interlayer insulating film 20.

図1Cに示すように、配線10の長手方向と直交する断面において、配線10はバリア膜25で取り囲まれている。第2の層間絶縁膜30は、配線10及びバリア膜25を、その上方、側方、及び下方から取り囲む。   As shown in FIG. 1C, the wiring 10 is surrounded by the barrier film 25 in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the wiring 10. The second interlayer insulating film 30 surrounds the wiring 10 and the barrier film 25 from above, from the side, and from below.

シード層15及び配線主部16は、例えば銅、または銅合金で形成される。第1のバリア膜22及び第2のバリア膜23は、配線10を構成する銅が、第1の層間絶縁膜20及び第2の層間絶縁膜30内に拡散することを防止する機能を有する。第1のバリア膜22及び第2のバリア膜23には、銅の拡散を防止することができる材料が用いられる。一例として、第1のバリア膜22にはTiが用いられ、第2のバリア膜23には、銅の表面に無電解めっきすることができる合金が用いられる。無電解めっき可能な材料として、PまたはBを含む合金、例えばCoWP、CoP、CoNiP、NiP、CoWB、CoB、CoNiB、NiB等が挙げられる。   The seed layer 15 and the wiring main part 16 are made of, for example, copper or a copper alloy. The first barrier film 22 and the second barrier film 23 have a function of preventing copper constituting the wiring 10 from diffusing into the first interlayer insulating film 20 and the second interlayer insulating film 30. A material capable of preventing copper diffusion is used for the first barrier film 22 and the second barrier film 23. As an example, Ti is used for the first barrier film 22, and an alloy capable of electroless plating on the copper surface is used for the second barrier film 23. Examples of materials that can be electrolessly plated include alloys containing P or B, such as CoWP, CoP, CoNiP, NiP, CoWB, CoB, CoNiB, and NiB.

次に、実施例1による配線基板の製造方法について説明する。製造方法の説明で参照する図2Aa、図2Ba、図2Ca、図2Da、図2Ea、及び図2Faは、図1Aの一点鎖線1B−1Bにおける断面に相当し、図2Ab、図2Bb、図2Cb、図2Db、図2Eb、及び図2Fbは、図1Aの一点鎖線1C−1Cにおける断面に相当する。   Next, a method for manufacturing a wiring board according to the first embodiment will be described. 2Aa, FIG. 2Ba, FIG. 2Ca, FIG. 2Da, FIG. 2Ea, and FIG. 2F referred to in the description of the manufacturing method correspond to the cross section taken along the alternate long and short dash line 1B-1B in FIG. 1A, and FIG. 2Ab, FIG. 2Bb, FIG. 2Db, FIG. 2Eb, and FIG. 2Fb correspond to a cross section taken along one-dot chain line 1C-1C in FIG. 1A.

図2Aa及び図2Abに示すように、支持基板7の上に下層配線11、12を形成する。さらに、下層配線11、12の上に、導電性の支柱(ビアポスト)13を形成する。下層配線11、12、及びビアポスト13の形成には、例えばセミアディティブ法が適用される。支持基板7の上面から支柱13の上面までの高さは、例えば5μmとする。   As shown in FIGS. 2Aa and 2Ab, lower layer wirings 11 and 12 are formed on the support substrate 7. Further, conductive support posts (via posts) 13 are formed on the lower layer wirings 11 and 12. For example, a semi-additive method is applied to the formation of the lower layer wirings 11 and 12 and the via posts 13. The height from the upper surface of the support substrate 7 to the upper surface of the column 13 is, for example, 5 μm.

支持基板7、下層配線11、12、及び支柱13の上に、第1の層間絶縁膜20を形成する。第1の層間絶縁膜20には、例えば絶縁性樹脂が用いられる。第1の層間絶縁膜20は、スピンコート法により成膜した後、キュアを行うことにより形成される。第1の層間絶縁膜20に用いる樹脂の一例として、JSR株式会社の感光型絶縁性樹脂WPR−5100が挙げられる。なお、第1の層間絶縁膜20に用いる樹脂は、感光型でなくてもよい。その他に、第1の層間絶縁膜20として、無機絶縁材料を用いることも可能である。無機絶縁材料の成膜には、例えば化学気相成長(CVD)が適用される。   A first interlayer insulating film 20 is formed on the support substrate 7, the lower layer wirings 11 and 12, and the support pillars 13. For the first interlayer insulating film 20, for example, an insulating resin is used. The first interlayer insulating film 20 is formed by performing a cure after being formed by spin coating. An example of a resin used for the first interlayer insulating film 20 is a photosensitive insulating resin WPR-5100 manufactured by JSR Corporation. The resin used for the first interlayer insulating film 20 may not be a photosensitive type. In addition, an inorganic insulating material can be used as the first interlayer insulating film 20. For example, chemical vapor deposition (CVD) is applied to the formation of the inorganic insulating material.

第1の層間絶縁膜20の上面は、下層配線11、12、及び支柱13が配置された領域において、その他の領域よりも高くなる。平坦部における第1の層間絶縁膜20の厚さは、例えば4.5μmであり、その上面は、支柱13の上面よりも低い。   The upper surface of the first interlayer insulating film 20 is higher than the other regions in the region where the lower layer wirings 11 and 12 and the support pillars 13 are disposed. The thickness of the first interlayer insulating film 20 in the flat portion is, for example, 4.5 μm, and the upper surface thereof is lower than the upper surface of the support column 13.

第1の層間絶縁膜20の上に、暫定膜21を形成する。暫定膜21には、ウェットエッチングで容易に除去することが可能な材料が用いられる。一例として、現像液やアセトンに容易に溶解するフォトレジストを用いることができる。平坦部における暫定膜21の上面の高さは、支柱13上面の高さと等しいか、またはそれよりも高い。一例として、平坦部における暫定膜21の厚さを、0.5μmとする。暫定膜21を形成した後、プリベーキングを行う。   A temporary film 21 is formed on the first interlayer insulating film 20. The temporary film 21 is made of a material that can be easily removed by wet etching. As an example, a photoresist that easily dissolves in a developer or acetone can be used. The height of the upper surface of the provisional film 21 in the flat portion is equal to or higher than the height of the upper surface of the support column 13. As an example, the thickness of the temporary film 21 in the flat portion is 0.5 μm. After the provisional film 21 is formed, pre-baking is performed.

図2Ba及び図2Bbに示すように、支柱13の上面が露出するまで、暫定膜21及び第1の層間絶縁膜20を研磨する。支柱13を取り囲む円環状の領域に、第1の層間絶縁膜20が露出し、それよりも外側の領域には、暫定膜21が残る。   As shown in FIGS. 2Ba and 2Bb, the temporary film 21 and the first interlayer insulating film 20 are polished until the upper surface of the support column 13 is exposed. The first interlayer insulating film 20 is exposed in an annular region surrounding the support column 13, and the temporary film 21 remains in a region outside the first interlayer insulating film 20.

図2Ca及び図2Cbに示すように、暫定膜21、第1の層間絶縁膜20、及び支柱13の上に、第1のバリア膜22を、例えばスパッタリングにより形成する。第1のバリア膜22には、銅の拡散を防止する機能を持つ導電材料、例えばTiが用いられる。第1のバリア膜22の厚さは、例えば5nm〜20nmの範囲内とする。   As shown in FIGS. 2Ca and 2Cb, a first barrier film 22 is formed on the temporary film 21, the first interlayer insulating film 20, and the support column 13 by, for example, sputtering. The first barrier film 22 is made of a conductive material having a function of preventing copper diffusion, for example, Ti. The thickness of the first barrier film 22 is, for example, in the range of 5 nm to 20 nm.

第1のバリア膜22の上に、例えばスパッタリングにより、銅からなるシード層15を形成する。シード層15の厚さは、例えば10nm〜200nmの範囲内とする。第1のバリア膜22は、銅の拡散防止機能の他に、シード層15の密着性を高める機能を有する。   A seed layer 15 made of copper is formed on the first barrier film 22 by sputtering, for example. The thickness of the seed layer 15 is, for example, in the range of 10 nm to 200 nm. The first barrier film 22 has a function of improving the adhesion of the seed layer 15 in addition to a copper diffusion preventing function.

シード層15の上に、配線主部16を形成する。以下、配線主部16の形成方法について説明する。まず、シード層15の上に、フォトレジスト膜を形成し、このフォトレジスト膜に、配線主部16に対応する開口を形成する。シード層15を電極として、開口内に露出したシード層15の上に銅または銅合金を電解めっきすることにより、配線主部16を形成する。配線主部16の厚さは、例えば2μmとする。電解めっき後、フォトレジスト膜を除去する。   A wiring main portion 16 is formed on the seed layer 15. Hereinafter, a method for forming the wiring main portion 16 will be described. First, a photoresist film is formed on the seed layer 15, and an opening corresponding to the wiring main portion 16 is formed in the photoresist film. By using the seed layer 15 as an electrode, copper or a copper alloy is electroplated on the seed layer 15 exposed in the opening, thereby forming the wiring main portion 16. The wiring main portion 16 has a thickness of 2 μm, for example. After electrolytic plating, the photoresist film is removed.

図2Da及び図2Dbに示すように、配線主部16で覆われていない領域のシード層15及び第1のバリア膜22を、エッチングにより除去する。このエッチングには、例えばCFを用いたドライエッチングを適用することができる。配線主部16、及びその下に残ったシード層15が、配線10を構成する。第1のバリア膜22が除去された領域に、暫定膜21が露出する。露出した暫定膜21の表面に、導電性のパーティクル27が付着している。 As shown in FIGS. 2Da and 2Db, the seed layer 15 and the first barrier film 22 in a region not covered with the wiring main portion 16 are removed by etching. For this etching, for example, dry etching using CF 4 can be applied. The wiring main portion 16 and the seed layer 15 remaining under the wiring main portion 16 constitute the wiring 10. The temporary film 21 is exposed in the region where the first barrier film 22 has been removed. Conductive particles 27 adhere to the exposed surface of the temporary film 21.

図2Ea及び図2Ebに示すように、暫定膜21(図2Da、図2Db)を、現像液またはアセトンを用いたウェット処理により除去する。その表面に付着していたパーティクル27(図2Da、図2Db)も、暫定膜21とともに除去される。第1のバリア膜22と第1の層間絶縁膜20との間に充填されていた暫定膜21が除去されるため、その部分に空洞が形成される。空洞の高さは、約0.5μmになる。第1のバリア膜22及び配線10は、支柱13及びその周囲の第1の層間絶縁膜20により支持される。   As shown in FIGS. 2Ea and 2Eb, the temporary film 21 (FIGS. 2Da and 2Db) is removed by a wet process using a developer or acetone. The particles 27 (FIGS. 2Da and 2Db) adhering to the surface are also removed together with the temporary film 21. Since the temporary film 21 filled between the first barrier film 22 and the first interlayer insulating film 20 is removed, a cavity is formed in that portion. The height of the cavity is about 0.5 μm. The first barrier film 22 and the wiring 10 are supported by the support pillar 13 and the first interlayer insulating film 20 around it.

図2Fa及び図2Fbに示すように、配線10の上面及び側面に、第2のバリア膜23を形成する。第2のバリア膜23には、例えばCoWPが用いられ、その成膜には、無電解めっきが適用される。Tiからなる第1のバリア膜22の底面には、無電解めっきによるCoWPは成膜されない。第2のバリア膜23の厚さは、例えば100nmとする。第1のバリア膜22及び第2のバリア膜23が、バリア膜25を構成する。バリア膜25は、配線10の全表面を覆う。   As shown in FIGS. 2Fa and 2Fb, a second barrier film 23 is formed on the upper surface and side surfaces of the wiring 10. For example, CoWP is used for the second barrier film 23, and electroless plating is applied for the film formation. CoWP by electroless plating is not formed on the bottom surface of the first barrier film 22 made of Ti. The thickness of the second barrier film 23 is, for example, 100 nm. The first barrier film 22 and the second barrier film 23 constitute a barrier film 25. The barrier film 25 covers the entire surface of the wiring 10.

第2のバリア膜23として、銅または銅合金の配線10に無電解めっきすることができ、かつ銅の拡散防止機能を有する合金を用いることができる。このような合金として、CoWPの他に、PまたはBを含む合金、例えばCoP、CoWB、CoB、CoNiP、CoNiB、NiP、NiB等が挙げられる。PまたはBの含有量は、例えば1wt%〜2wt%である。   As the second barrier film 23, an alloy which can be electrolessly plated on the copper or copper alloy wiring 10 and which has a copper diffusion preventing function can be used. Examples of such an alloy include CoWP and alloys containing P or B, such as CoP, CoWB, CoB, CoNiP, CoNiB, NiP, and NiB. The content of P or B is, for example, 1 wt% to 2 wt%.

第2のバリア膜25を形成した後、図1B及び図1Cに示したように、絶縁性樹脂からなる第2の層間絶縁膜30を、例えばスピンコートにより形成する。第1のバリア膜22と第1の層間絶縁膜20との間の空洞が、第2の層間絶縁膜30で埋め込まれる。   After forming the second barrier film 25, as shown in FIGS. 1B and 1C, a second interlayer insulating film 30 made of an insulating resin is formed by, for example, spin coating. A cavity between the first barrier film 22 and the first interlayer insulating film 20 is filled with the second interlayer insulating film 30.

上記実施例1では、図2Da及び図2Dbに示した暫定膜21をウェットエッチングで除去する際に、導電性のパーティクル27も除去される。このため、パーティクル27が残留することに起因するリーク電流の発生を防止することができる。   In the first embodiment, when the temporary film 21 shown in FIGS. 2Da and 2Db is removed by wet etching, the conductive particles 27 are also removed. For this reason, generation | occurrence | production of the leakage current resulting from the particle | grains 27 remaining can be prevented.

[実施例2]
図3Aa〜図3Ebを参照して、実施例2による配線基板の製造方法について説明する。実施例2の配線の平面図は、図1Aに示した実施例1のものと同一である。図3Aa、図3Ba、図3Ca、図3Da、図3Eaは、図1Aの一点鎖線1B−1Bにおける断面に相当し、図3Ab、図3Bb、図3Cb、図3Db、図3Ebは、図1Aの一点鎖線1C−1Cにおける断面に相当する。
[Example 2]
With reference to FIGS. 3Aa to 3Eb, a method of manufacturing a wiring board according to the second embodiment will be described. The plan view of the wiring of Example 2 is the same as that of Example 1 shown in FIG. 1A. 3Aa, FIG. 3Ba, FIG. 3Ca, FIG. 3Da, and FIG. 3Ea correspond to the cross section taken along the alternate long and short dash line 1B-1B in FIG. 1A, and FIG. 3Ab, FIG. This corresponds to a cross section taken along chain line 1C-1C.

図3Aa及び図3Abに示すように、支持基板7の上に、下層配線11、12、支柱13、第1の層間絶縁膜20、及び暫定膜21を形成する。ここまでの工程は、実施例1の図2Ba及び図2Bbに示した暫定膜21を形成するまでの工程と共通である。暫定膜21、第1の層間絶縁膜20、及び支柱13の上に、シード層15を形成する。さらに、シード層15の上に配線主部16を形成する。シード層15及び配線主部16の形成方法は、図2Ca及び図2Cbに示した実施例1のシード層15及び配線主部16の形成方法と同一である。実施例2においては、実施例1の第1のバリア膜22は形成されない。   As shown in FIGS. 3Aa and 3Ab, the lower layer wirings 11 and 12, the support pillars 13, the first interlayer insulating film 20, and the temporary film 21 are formed on the support substrate 7. The steps so far are the same as the steps until the provisional film 21 shown in FIGS. 2Ba and 2Bb of the first embodiment is formed. A seed layer 15 is formed on the temporary film 21, the first interlayer insulating film 20, and the support column 13. Further, the wiring main portion 16 is formed on the seed layer 15. The formation method of the seed layer 15 and the wiring main part 16 is the same as the formation method of the seed layer 15 and the wiring main part 16 of Example 1 shown in FIGS. 2Ca and 2Cb. In the second embodiment, the first barrier film 22 of the first embodiment is not formed.

図3Ba及び図3Bbに示すように、配線主部16が形成されていない領域のシード層15を除去する。露出した暫定膜21の上に、導電性のパーティクル27が残存する。配線主部16、及びその下に残ったシード層15が、配線10を構成する。   As shown in FIGS. 3Ba and 3Bb, the seed layer 15 in the region where the wiring main portion 16 is not formed is removed. Conductive particles 27 remain on the exposed provisional film 21. The wiring main portion 16 and the seed layer 15 remaining under the wiring main portion 16 constitute the wiring 10.

図3Ca及び図3Cbに示すように、暫定膜21(図3Ba、図3Bb)を除去する。このとき、導電性のパーティクル27も除去される。配線10と第1の層間絶縁膜20との間に空洞が形成される。空洞の高さは、約0.5μmになる。   As shown in FIGS. 3Ca and 3Cb, the temporary film 21 (FIGS. 3Ba and 3Bb) is removed. At this time, the conductive particles 27 are also removed. A cavity is formed between the wiring 10 and the first interlayer insulating film 20. The height of the cavity is about 0.5 μm.

図3Da及び図3Dbに示すように、配線10の上面、側面、及び底面に、バリア膜25を形成する。バリア膜25の形成方法は、図2Fa及び図2Fbに示した実施例1の第2のバリア膜23の形成方法と同一である。実施例1では、Tiからなる第1のバリア膜22の底面には第2のバリア膜23が形成されなかったが、実施例2では、第1のバリア膜22が形成されていないため、配線10の底面にもバリア膜25が形成される。   As shown in FIGS. 3Da and 3Db, a barrier film 25 is formed on the top, side, and bottom surfaces of the wiring 10. The method for forming the barrier film 25 is the same as the method for forming the second barrier film 23 of Example 1 shown in FIGS. 2Fa and 2Fb. In Example 1, the second barrier film 23 was not formed on the bottom surface of the first barrier film 22 made of Ti. However, in Example 2, the first barrier film 22 was not formed. A barrier film 25 is also formed on the bottom surface of 10.

バリア膜25の厚さは、例えば100nmであり、配線10と第1の層間絶縁膜20と間に形成されていた空洞の高さは約0.5μmであるため、配線10の底面に形成されたバリア膜25と第1の層間絶縁膜20との間に、高さ約0.4μmの空洞が残る。   The thickness of the barrier film 25 is, for example, 100 nm, and the height of the cavity formed between the wiring 10 and the first interlayer insulating film 20 is about 0.5 μm. Therefore, the barrier film 25 is formed on the bottom surface of the wiring 10. A cavity having a height of about 0.4 μm remains between the barrier film 25 and the first interlayer insulating film 20.

図3Ea及び図3Ebに示すように、絶縁性樹脂からなる第2の層間絶縁膜30を、例えばスピンコートにより形成する。バリア膜25と第1の層間絶縁膜20との間の空洞は、第2の層間絶縁膜30で埋め込まれる。   As shown in FIGS. 3Ea and 3Eb, a second interlayer insulating film 30 made of an insulating resin is formed by, for example, spin coating. A cavity between the barrier film 25 and the first interlayer insulating film 20 is filled with the second interlayer insulating film 30.

実施例2においては、配線10を取り囲むバリア膜25が、同一の成膜工程で同時に成膜される。このため、異なる成膜工程で2つの膜を成膜する場合に現れる膜と膜との界面が存在しない。具体的には、バリア膜25は、配線10の長手方向に延在する結晶構造的な境界を持たない。バリア膜25は、単結晶ではなく多結晶であるため、バリア膜25内に結晶粒界は存在するが、この粒界は、配線10の長手方向に延在する界面とは明確に区別される。このようにバリア膜25は、配線10の長手方向に直交する断面に関して、シームレスである。   In Example 2, the barrier film 25 surrounding the wiring 10 is simultaneously formed in the same film forming process. For this reason, there is no film-film interface that appears when two films are formed in different film formation steps. Specifically, the barrier film 25 does not have a crystal structural boundary extending in the longitudinal direction of the wiring 10. Since the barrier film 25 is not a single crystal but a polycrystal, a crystal grain boundary exists in the barrier film 25, but this grain boundary is clearly distinguished from an interface extending in the longitudinal direction of the wiring 10. . Thus, the barrier film 25 is seamless with respect to a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the wiring 10.

バリア膜25に膜と膜との界面が存在すると、この界面を通して銅が拡散し易くなる。例えば、実施例1では、図1Cに示した第1のバリア膜22と第2のバリア膜23との接合界面を通して、銅が拡散し易い。実施例2では、バリア膜25に、このような界面が存在しないため、銅の拡散防止機能を高めることができる。   When the barrier film 25 has an interface between the films, copper easily diffuses through the interface. For example, in Example 1, copper easily diffuses through the bonding interface between the first barrier film 22 and the second barrier film 23 shown in FIG. 1C. In Example 2, since such an interface does not exist in the barrier film 25, the copper diffusion preventing function can be enhanced.

実施例では、支柱13の近傍において、配線10と第1の層間絶縁膜20とが直接接触している領域には、バリア膜25が形成されない。ただし、基板面内において支柱13が占める領域は、配線10が占める領域に比べて十分狭く、支柱13同士の間隔は、配線10の間隔に比べて十分大きい。このため、支柱13の近傍における銅の拡散は、リーク電流の原因にはなり難い。   In the embodiment, the barrier film 25 is not formed in the region where the wiring 10 and the first interlayer insulating film 20 are in direct contact in the vicinity of the support column 13. However, the area occupied by the pillars 13 in the substrate surface is sufficiently narrower than the area occupied by the wiring 10, and the distance between the pillars 13 is sufficiently larger than the distance between the wirings 10. For this reason, the diffusion of copper in the vicinity of the column 13 is unlikely to cause a leakage current.

実施例2では、バリア膜25に、無電解めっき可能な合金を用いたが、銅の拡散防止機能を有する無機絶縁材料を用いてもよい。無機絶縁材料を用いる場合には、バリア膜25の形成に、例えばCVDを適用することができる。銅の拡散を防止する無機絶縁材料として、N、O、またはCを含む絶縁性のシリコン化合物、例えばSiN、SiO、SiC、SiOC、SiNC、SiNO等が挙げられる。   In Example 2, an alloy capable of electroless plating is used for the barrier film 25, but an inorganic insulating material having a copper diffusion preventing function may be used. When an inorganic insulating material is used, for example, CVD can be applied to the formation of the barrier film 25. Examples of the inorganic insulating material that prevents copper diffusion include an insulating silicon compound containing N, O, or C, such as SiN, SiO, SiC, SiOC, SiNC, SiNO, and the like.

図4A及び図4Bを参照して、実施例1及び実施例2の効果の検証結果について説明する。   With reference to FIG. 4A and FIG. 4B, the verification result of the effect of Example 1 and Example 2 is demonstrated.

図4Aに、効果を検証するために作製した試料の配線パターンの平面図を示す。この配線パターンは、相互に噛み合った一対の櫛歯型配線50、55を含む。一方の櫛歯型配線50は、共通接続配線51を介してランド52に連続しており、他方の櫛歯型配線55は、共通接続配線56を介してランド57に連続している。櫛歯型配線50、55の各櫛歯の幅は2μmであり、一方の櫛歯型配線50の櫛歯と、他方の櫛歯型配線55の櫛歯との間隔も2μmである。櫛歯が噛み合った部分の櫛歯の長さは約1.5mmである。   FIG. 4A shows a plan view of a wiring pattern of a sample prepared for verifying the effect. This wiring pattern includes a pair of comb-shaped wirings 50 and 55 meshing with each other. One comb-shaped wiring 50 is continuous to the land 52 through the common connection wiring 51, and the other comb-shaped wiring 55 is continuous to the land 57 through the common connection wiring 56. The width of each comb tooth of the comb-shaped wirings 50 and 55 is 2 μm, and the distance between the comb tooth of one comb-shaped wiring 50 and the comb tooth of the other comb-shaped wiring 55 is also 2 μm. The length of the comb teeth at the portion where the comb teeth mesh is about 1.5 mm.

ランド52、57の部分に、図1B、図3Eaに示した支柱13が配置されている。すなわち、配線と基板との間に空洞が形成される製造途中段階において、一方の櫛歯型配線50及び共通接続配線51は、1つの支柱で支持され、他方の櫛歯型配線55及び共通接続配線56も、1つの支柱で支持される。   The struts 13 shown in FIGS. 1B and 3Ea are arranged on the lands 52 and 57. That is, in the middle of the manufacturing process in which a cavity is formed between the wiring and the substrate, one comb-shaped wiring 50 and the common connection wiring 51 are supported by one column, and the other comb-shaped wiring 55 and the common connection are connected. The wiring 56 is also supported by one strut.

図4Aに示した配線パターンを持つ試料を、実施例1及び実施例2の方法で作製した。さらに、比較のために、実施例1の暫定膜21を形成せず、第1の層間絶縁膜20の上に第1のバリア膜22を直接形成した試料を作製した。これらの試料について、相対湿度85%の加湿雰囲気中で、温度を120℃〜140℃とした加速試験を行った。   A sample having the wiring pattern shown in FIG. 4A was produced by the method of Example 1 and Example 2. Further, for comparison, a sample in which the temporary barrier film 21 of Example 1 was not formed and the first barrier film 22 was directly formed on the first interlayer insulating film 20 was produced. These samples were subjected to an acceleration test at a temperature of 120 ° C. to 140 ° C. in a humidified atmosphere with a relative humidity of 85%.

図4Bに加速試験の結果を示す。横軸は経過時間を表し、縦軸は櫛歯型配線間の抵抗値を表す。太い実線aは、実施例2の方法においてバリア膜25をSiNで形成した試料の測定結果を示す。細い実線bは、実施例2の方法においてバリア膜25をCoWPで形成した試料の測定結果を示す。破線cは、実施例1の方法において、第1のバリア膜22をTiで形成し、第2のバリア膜23をCoWPで形成した試料の測定結果を示す。点線dは、比較例の試料の測定結果を示す。   FIG. 4B shows the result of the acceleration test. The horizontal axis represents the elapsed time, and the vertical axis represents the resistance value between the comb-shaped wirings. A thick solid line a indicates a measurement result of a sample in which the barrier film 25 is formed of SiN in the method of Example 2. A thin solid line b shows a measurement result of a sample in which the barrier film 25 is formed of CoWP in the method of Example 2. A broken line c indicates a measurement result of a sample in which the first barrier film 22 is formed of Ti and the second barrier film 23 is formed of CoWP in the method of the first embodiment. A dotted line d indicates the measurement result of the sample of the comparative example.

比較例の試料dにおいては、他の試料に比べて早い時期に抵抗値が低下(リーク電流が増加)している。これは、図2Da及び図2Dbに示したパーティクル27が残留したままの状態であるためと考えられる。実施例1による方法で作製した試料cは、実施例2の方法で作製した試料a、bに比べて、早い時期に抵抗値が低下している。これは、図1Cに示した第1のバリア膜22と第2のバリア膜23との界面を通って、第1の層間絶縁膜及び第2の層間絶縁膜30内に銅が拡散したためと考えられる。   In the sample d of the comparative example, the resistance value decreased (leakage current increased) earlier than the other samples. This is considered to be because the particles 27 shown in FIGS. 2Da and 2Db remain. The resistance value of the sample c produced by the method according to Example 1 is lower than that of the samples a and b produced by the method of Example 2. This is thought to be because copper diffused into the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film 30 through the interface between the first barrier film 22 and the second barrier film 23 shown in FIG. 1C. It is done.

実施例2による方法で作製した試料a、bは、抵抗値の低下がほとんど見られない。これは、図3Ebに示したように、シームレスのバリア膜25により、銅の拡散を防止する高い効果が得られているためであると考えられる。   In the samples a and b produced by the method according to Example 2, the resistance value hardly decreases. This is considered to be because the high effect of preventing copper diffusion is obtained by the seamless barrier film 25 as shown in FIG. 3Eb.

[実施例3]
次に、図5Aa〜図5Hbを参照して、実施例3による配線基板の製造方法について説明する。実施例3の配線の平面図は、図1Aに示した実施例1のものと同一である。図5Aa、図5Ba、図5Ca、図5Da、図5Ea、図5Fa、図5Ga、及び図5Haは、図1Aの一点鎖線1B−1Bにおける断面に相当し、図5Ab、図5Bb、図5Cb、図5Db、図5Eb、図5Fb、図5Gb、及び図5Hbは、図1Aの一点鎖線1B−1Bにおける断面に相当する。
[Example 3]
Next, with reference to FIGS. 5Aa to 5Hb, a method of manufacturing a wiring board according to Example 3 will be described. The plan view of the wiring of Example 3 is the same as that of Example 1 shown in FIG. 1A. 5Aa, FIG. 5Ba, FIG. 5Ca, FIG. 5Da, FIG. 5Ea, FIG. 5Fa, FIG. 5Ga, and FIG. 5Ha correspond to the cross section taken along the dashed-dotted line 1B-1B in FIG. 5Db, FIG. 5Eb, FIG. 5Fb, FIG. 5Gb, and FIG. 5Hb correspond to a cross section taken along one-dot chain line 1B-1B in FIG. 1A.

図5Aa及び図5Abに示すように、下地基板7の上に、下層配線11、12が形成されている。下地基板7及び下層配線11、12の上に、第1の層間絶縁膜20を形成し、その上に暫定膜21を形成する。第1の層間絶縁膜20及び暫定膜21の形成方法は、図2Aa及び図2Abに示した実施例1の第1の層間絶縁膜20及び暫定膜21の形成方法と同一である。   As shown in FIGS. 5Aa and 5Ab, lower layer wirings 11 and 12 are formed on the base substrate 7. A first interlayer insulating film 20 is formed on the base substrate 7 and the lower layer wirings 11 and 12, and a temporary film 21 is formed thereon. The method of forming the first interlayer insulating film 20 and the provisional film 21 is the same as the method of forming the first interlayer insulating film 20 and the provisional film 21 of Example 1 shown in FIGS. 2Aa and 2Ab.

暫定膜21及び第1の層間絶縁膜20の、下層配線11、12と重なる位置に、それぞれビアホール24を形成する。ビアホール24は、暫定膜21の露光及び現像の後、暫定膜21をエッチングマスクとして第1の層間絶縁膜20をエッチングすることにより形成することができる。第1の層間絶縁膜20をエッチングするときに、暫定膜21の表層部もエッチングされる。暫定膜21は、第1の層間絶縁膜20の底面まで達するビアホール24が形成された時点で、第1の層間絶縁膜20の上に残存する厚さに設定されている。   Via holes 24 are formed in the temporary film 21 and the first interlayer insulating film 20 at positions overlapping the lower layer wirings 11 and 12, respectively. The via hole 24 can be formed by etching the first interlayer insulating film 20 using the temporary film 21 as an etching mask after exposure and development of the temporary film 21. When the first interlayer insulating film 20 is etched, the surface layer portion of the temporary film 21 is also etched. The provisional film 21 is set to a thickness remaining on the first interlayer insulating film 20 when the via hole 24 reaching the bottom surface of the first interlayer insulating film 20 is formed.

図5Ba及び図5Bbに示すように、暫定膜21の上、及びビアホール24の底面及び側面に、銅からなるシード層15を、例えばスパッタリグにより形成する。シード層15の上に、フォトレジスト膜26を形成する。フォトレジスト膜26に、開口26Aを形成する。開口26Aは、形成すべき配線に対応する平面形状を有する。   As shown in FIGS. 5Ba and 5Bb, a seed layer 15 made of copper is formed on the temporary film 21 and on the bottom and side surfaces of the via hole 24 by, for example, sputtering rig. A photoresist film 26 is formed on the seed layer 15. An opening 26 </ b> A is formed in the photoresist film 26. The opening 26A has a planar shape corresponding to the wiring to be formed.

図5Ca及び図5Cbに示すように、シード層15を電極として、開口26A内のシード層15の上に、電解めっきにより、銅または銅合金からなる配線主部16を形成する。   As shown in FIGS. 5Ca and 5Cb, a wiring main portion 16 made of copper or a copper alloy is formed on the seed layer 15 in the opening 26A by electrolytic plating using the seed layer 15 as an electrode.

図5Da及び図5Dbに示すように、レジスト膜26(図5Ca、図5Cb)を除去する。配線主部16が形成されていない領域に、シード層15が露出する。   As shown in FIGS. 5Da and 5Db, the resist film 26 (FIGS. 5Ca and 5Cb) is removed. The seed layer 15 is exposed in a region where the wiring main portion 16 is not formed.

図5Ea及び図5Ebに示すように、露出しているシード層15を除去する。シード層15の除去には、例えばCFを用いたドライエッチングが適用される。配線主部16、及びその下に残ったシード層15が、配線10を構成する。ビアホール24内に充填されたシード層15及び配線主部16が、上層の配線10と下層配線11、12とを接続する導電性ビアとして機能する。露出した暫定膜21の表面に、導電性のパーティクル27が残留している。 As shown in FIGS. 5Ea and 5Eb, the exposed seed layer 15 is removed. For example, dry etching using CF 4 is applied to remove the seed layer 15. The wiring main portion 16 and the seed layer 15 remaining under the wiring main portion 16 constitute the wiring 10. The seed layer 15 and the wiring main portion 16 filled in the via hole 24 function as a conductive via that connects the upper wiring 10 and the lower wirings 11 and 12. Conductive particles 27 remain on the exposed surface of the temporary film 21.

図5Fa及び図5Fbに示すように、暫定膜21(図5Ea、図5Eb)を、ウェットエッチングにより除去する。このとき、パーティクル27も除去される。   As shown in FIGS. 5Fa and 5Fb, the temporary film 21 (FIGS. 5Ea and 5Eb) is removed by wet etching. At this time, the particles 27 are also removed.

配線10と第1の層間絶縁膜20との間に空洞が形成される。配線10は、ビアホール24内に充填されていた部分導電性ビアとして機能する部分により支持される。   A cavity is formed between the wiring 10 and the first interlayer insulating film 20. The wiring 10 is supported by a portion functioning as a partially conductive via filled in the via hole 24.

図5Ga及び図5Gbに示すように、配線10の上面、側面、及び底面に、バリア膜25を形成する。バリア膜25の形成方法は、図3Da及び図3Dbに示したバリア膜25の形成方法を同一である。実施例2では、配線10の底面のうち第1の層間絶縁膜20に接触している領域にはバリア膜25が形成されなかったが、実施例3では、配線10の底面の全域にバリア膜25が形成される。さらに、配線10と下層配線11、12とを接続する導電性ビアとして機能する部分の露出している側面にもバリア膜25が形成される。   As shown in FIGS. 5Ga and 5Gb, a barrier film 25 is formed on the top, side, and bottom surfaces of the wiring 10. The method for forming the barrier film 25 is the same as the method for forming the barrier film 25 shown in FIGS. 3Da and 3Db. In Example 2, the barrier film 25 was not formed in the region of the bottom surface of the wiring 10 that was in contact with the first interlayer insulating film 20, but in Example 3, the barrier film was formed over the entire bottom surface of the wiring 10. 25 is formed. Further, the barrier film 25 is also formed on the exposed side surface of the portion functioning as a conductive via that connects the wiring 10 and the lower layer wirings 11 and 12.

図5Ha及び図5Hbに示すように、第1の層間絶縁膜20及び配線10の上に、第2の層間絶縁膜30を形成する。第2の層間絶縁膜30は、配線10と第1の層間絶縁膜20との間の空洞にも埋め込まれる。   As shown in FIGS. 5Ha and 5Hb, a second interlayer insulating film 30 is formed on the first interlayer insulating film 20 and the wiring 10. The second interlayer insulating film 30 is also embedded in the cavity between the wiring 10 and the first interlayer insulating film 20.

実施例3においても、実施例2と同様に、シームレスなバリア膜25を形成することができる。このため、配線10内の銅の拡散を防止し、リーク電流の増加を抑制することができる。   In Example 3, as in Example 2, a seamless barrier film 25 can be formed. For this reason, the diffusion of copper in the wiring 10 can be prevented, and an increase in leakage current can be suppressed.

[実施例4]
図6Aに、実施例4によるインターポーザの断面図を示す。支持基板60内に、複数の貫通電極61が配置されている。貫通電極61の底面にバンプ62が形成されている。支持基板60の上に、多層配線層63が形成されている。多層配線層63の各配線は、上記実施例1〜実施例3のいずれかの方法で形成される。多層配線層63の上に、電極パッド64が形成されている。電極パッド64は、多層配線層63内の配線及び導電性ビアを介して、貫通電極61に接続される。
[Example 4]
FIG. 6A shows a cross-sectional view of an interposer according to the fourth embodiment. A plurality of through electrodes 61 are arranged in the support substrate 60. Bumps 62 are formed on the bottom surface of the through electrode 61. A multilayer wiring layer 63 is formed on the support substrate 60. Each wiring of the multilayer wiring layer 63 is formed by any of the methods of the first to third embodiments. An electrode pad 64 is formed on the multilayer wiring layer 63. The electrode pad 64 is connected to the through electrode 61 through the wiring in the multilayer wiring layer 63 and the conductive via.

多層配線層63が、上記実施例1〜実施例3のいずれかの方法で形成されるため、リーク電流の増大を抑制することができる。   Since the multilayer wiring layer 63 is formed by any of the methods of the first to third embodiments, an increase in leakage current can be suppressed.

[実施例5]
図6Bに、実施例5によるウエハレベルパッケージの断面図を示す。半導体チップ70が、樹脂基板71の開口内に配置され、固定用樹脂72で樹脂基板71に固定されている。半導体チップ70の回路形成面の上、及び樹脂基板71の上に、多層配線層73が形成されている。多層配線層73内の各配線は、上記実施例1〜実施例3のいずれかの方法で形成される。多層配線層73の上に、バンプ74が形成されている。バンプ74は、多層配線層73内の配線及び導電性ビアを介して、半導体チップ70の電極パッド70Aに接続されている。
[Example 5]
FIG. 6B shows a cross-sectional view of the wafer level package according to the fifth embodiment. The semiconductor chip 70 is disposed in the opening of the resin substrate 71 and is fixed to the resin substrate 71 with a fixing resin 72. A multilayer wiring layer 73 is formed on the circuit formation surface of the semiconductor chip 70 and on the resin substrate 71. Each wiring in the multilayer wiring layer 73 is formed by any one of the methods in the first to third embodiments. Bumps 74 are formed on the multilayer wiring layer 73. The bump 74 is connected to the electrode pad 70 </ b> A of the semiconductor chip 70 through the wiring in the multilayer wiring layer 73 and the conductive via.

多層配線層73が、上記実施例1〜実施例3のいずれかの方法で形成されるため、リーク電流の増大を抑制することができる。   Since the multilayer wiring layer 73 is formed by any of the methods of the first to third embodiments, an increase in leakage current can be suppressed.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

以上の実施例1〜実施例5を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。   The following additional notes are further disclosed with respect to the embodiments including Examples 1 to 5 described above.

(付記1)
基板の上に配線を形成する工程と、
前記基板の表層部をウェット処理で除去することにより、前記配線の長さ方向の一部において、前記配線と前記基板との間に空洞を形成する工程と、
前記配線の側面、上面、及び底面に、バリア膜を形成する工程と
を有する配線基板の製造方法。
(Appendix 1)
Forming wiring on the substrate;
Forming a cavity between the wiring and the substrate in a part in the length direction of the wiring by removing a surface layer portion of the substrate by wet processing;
Forming a barrier film on the side, top and bottom surfaces of the wiring.

(付記2)
前記基板は、支持基板、該支持基板の上に形成された第1の層間絶縁膜、該第1の層間絶縁膜の上に形成された暫定膜、及び該第1の層間絶縁膜に埋め込まれ、上面が露出している導電性の支柱を含み、
前記配線を形成する工程において、前記配線の一部が前記支柱と重なるように前記配線を形成し、
前記空洞を形成する工程において、前記暫定膜を除去することにより、前記空洞を形成する付記1に記載の配線基板の製造方法。
(Appendix 2)
The substrate is embedded in a supporting substrate, a first interlayer insulating film formed on the supporting substrate, a temporary film formed on the first interlayer insulating film, and the first interlayer insulating film. , Including conductive posts with exposed top surfaces,
In the step of forming the wiring, the wiring is formed so that a part of the wiring overlaps the support column,
The method for manufacturing a wiring board according to appendix 1, wherein in the step of forming the cavity, the temporary film is removed to form the cavity.

(付記3)
前記バリア膜を形成する工程は、前記空洞を形成した後、前記配線の長手方向と直交する断面において、該配線を取り囲むように前記バリア膜を形成する付記1または2に記載の配線基板の製造方法。
(Appendix 3)
The step of forming the barrier film includes the step of: forming the barrier film, and forming the barrier film so as to surround the wiring in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wiring. Method.

(付記4)
前記バリア膜は、無電解めっきにより形成される付記3に記載の配線基板の製造方法。
(Appendix 4)
The method for manufacturing a wiring board according to appendix 3, wherein the barrier film is formed by electroless plating.

(付記5)
前記バリア膜は、PまたはBを含む合金である付記4に記載の配線基板の製造方法。
(Appendix 5)
The wiring board manufacturing method according to appendix 4, wherein the barrier film is an alloy containing P or B.

(付記6)
前記バリア膜は、化学気相成長により形成される付記3に記載の配線基板の製造方法。
(Appendix 6)
4. The method for manufacturing a wiring board according to appendix 3, wherein the barrier film is formed by chemical vapor deposition.

(付記7)
前記バリア膜は、N、O、またはCを含む絶縁性のシリコン化合物である付記6に記載の配線基板の製造方法。
(Appendix 7)
The method for manufacturing a wiring board according to appendix 6, wherein the barrier film is an insulating silicon compound containing N, O, or C.

(付記8)
前記配線を形成する前に、前記基板の上に、前記バリア膜の一部となる第1のバリア膜を形成し、
前記配線を形成する工程において、前記第1のバリア膜の上に前記配線を形成し、
前記空洞を形成する前に、前記配線が形成されていない領域の前記第1のバリア膜を除去し、
前記空洞を形成した後、前記配線の表面のうち、前記第1のバリア膜が形成されていない領域に、前記バリア膜の一部となる第2のバリア膜を形成する付記1または2に記載の配線基板の製造方法。
(Appendix 8)
Before forming the wiring, a first barrier film that becomes a part of the barrier film is formed on the substrate,
In the step of forming the wiring, the wiring is formed on the first barrier film,
Before forming the cavity, removing the first barrier film in the region where the wiring is not formed,
3. The supplementary note 1 or 2, wherein after forming the cavity, a second barrier film to be a part of the barrier film is formed in a region of the surface of the wiring where the first barrier film is not formed. Wiring board manufacturing method.

(付記9)
前記バリア膜を形成した後、前記空洞に充填されるように、前記基板及び前記配線の上に、第2の層間絶縁膜を形成する付記1乃至8のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
(Appendix 9)
9. The wiring board according to any one of appendices 1 to 8, wherein a second interlayer insulating film is formed on the substrate and the wiring so as to fill the cavity after forming the barrier film. Production method.

(付記10)
支持基板の上に形成された第1の層間絶縁膜と、
前記第1の層間絶縁膜内に埋め込まれた導電性の支柱と、
前記支柱及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成され、前記支柱に接続された配線と、
前記配線の上面、側面、及び底面を覆い、前記配線の長さ方向に直交する断面において膜と膜との境界を持つこと無く前記配線を取り囲むバリア膜と
を有する配線基板。
(Appendix 10)
A first interlayer insulating film formed on the support substrate;
Conductive columns embedded in the first interlayer insulating film;
A wiring formed on the pillar and the first interlayer insulating film and connected to the pillar;
A wiring board that covers a top surface, a side surface, and a bottom surface of the wiring, and has a barrier film that surrounds the wiring without having a boundary between the film in a cross section orthogonal to the length direction of the wiring.

(付記11)
前記配線と前記第1の層間絶縁膜との間、及び前記第1の層間絶縁膜の上に、前記配線を埋め込むように配置された第2の層間絶縁膜を、さらに有する付記10に記載の配線基板。
(Appendix 11)
Item 11. The supplementary note 10, further comprising: a second interlayer insulating film disposed so as to bury the wiring between the wiring and the first interlayer insulating film and on the first interlayer insulating film. Wiring board.

(付記12)
前記バリア膜は、PまたはBを含む合金である付記10または11に記載の配線基板。
(Appendix 12)
12. The wiring board according to appendix 10 or 11, wherein the barrier film is an alloy containing P or B.

(付記13)
前記バリア膜は、N、O、またはCを含む絶縁性のシリコン化合物である付記10または11に記載の配線基板。
(Appendix 13)
The wiring board according to appendix 10 or 11, wherein the barrier film is an insulating silicon compound containing N, O, or C.

7 支持基板
10 配線
11、12 下層配線
13 支柱(ビアポスト)
15 シード層
16 配線主部
20 第1の層間絶縁膜
21 暫定膜
22 第1のバリア膜
23 第2のバリア膜
24 ビアホール
25 バリア膜
26 レジスト膜
27 パーティクル
30 第2の層間絶縁膜
50、55 櫛歯型配線
51、56 共通接続配線
52、57 ランド
60 支持基板
61 貫通電極
62 バンプ
63 多層配線層
64 電極パッド
70 半導体チップ
71 樹脂基板
71A 電極パッド
72 固定用樹脂
73 多層配線層
74 バンプ
7 Support substrate 10 Wiring 11, 12 Lower layer wiring 13 Post (via post)
15 seed layer 16 wiring main part 20 first interlayer insulating film 21 provisional film 22 first barrier film 23 second barrier film 24 via hole 25 barrier film 26 resist film 27 particle 30 second interlayer insulating film 50, 55 comb Tooth type wiring 51, 56 Common connection wiring 52, 57 Land 60 Support substrate 61 Through electrode 62 Bump 63 Multilayer wiring layer 64 Electrode pad 70 Semiconductor chip 71 Resin substrate 71A Electrode pad 72 Fixing resin 73 Multilayer wiring layer 74 Bump

Claims (9)

基板の上に配線を形成する工程と、
前記基板の表層部をウェット処理で除去することにより、前記配線の長さ方向の一部において、前記配線と前記基板との間に空洞を形成する工程と、
前記配線の少なくとも側面、及び上面、バリア膜を形成する工程と
前記バリア膜を形成した後、前記空洞に充填されるように、前記基板及び前記配線の上に、第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
を有する配線基板の製造方法。
Forming wiring on the substrate;
Forming a cavity between the wiring and the substrate in a part in the length direction of the wiring by removing a surface layer portion of the substrate by wet processing;
Forming a barrier film on at least a side surface and an upper surface of the wiring ;
Forming a second interlayer insulating film on the substrate and the wiring so as to fill the cavity after forming the barrier film;
A method of manufacturing a wiring board having
前記基板は、支持基板、該支持基板の上に形成された第1の層間絶縁膜、該第1の層間絶縁膜の上に形成された暫定膜、及び該第1の層間絶縁膜に埋め込まれ、上面が露出している導電性の支柱を含み、
前記配線を形成する工程において、前記配線の一部が前記支柱と重なるように前記配線を形成し、
前記空洞を形成する工程において、前記暫定膜を除去することにより、前記空洞を形成する請求項1に記載の配線基板の製造方法。
The substrate is embedded in a supporting substrate, a first interlayer insulating film formed on the supporting substrate, a temporary film formed on the first interlayer insulating film, and the first interlayer insulating film. , Including conductive posts with exposed top surfaces,
In the step of forming the wiring, the wiring is formed so that a part of the wiring overlaps the support column,
The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein in the step of forming the cavity, the cavity is formed by removing the temporary film.
前記バリア膜を形成する工程は、前記空洞を形成した後、前記配線の長手方向と直交する断面において、該配線を取り囲むように前記バリア膜を形成する請求項1または2に記載の配線基板の製造方法。   3. The wiring board according to claim 1, wherein in the step of forming the barrier film, after forming the cavity, the barrier film is formed so as to surround the wiring in a cross section orthogonal to a longitudinal direction of the wiring. Production method. 前記バリア膜は、無電解めっきにより形成される請求項3に記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 3, wherein the barrier film is formed by electroless plating. 前記バリア膜は、PまたはBを含む合金である請求項4に記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 4, wherein the barrier film is an alloy containing P or B. 前記バリア膜は、化学気相成長により形成される請求項3に記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 3, wherein the barrier film is formed by chemical vapor deposition. 前記バリア膜は、N、O、またはCを含む絶縁性のシリコン化合物である請求項6に記載の配線基板の製造方法。   The method of manufacturing a wiring board according to claim 6, wherein the barrier film is an insulating silicon compound containing N, O, or C. 前記配線を形成する前に、前記基板の上に、下地バリア膜を形成する工程を有し
前記配線を形成する工程において、前記下地バリア膜の上に前記配線を形成し、
前記空洞を形成する前に、前記配線が形成されていない領域の前記下地バリア膜を除去し、
前記空洞を形成した後、前記配線の表面のうち、前記下地バリア膜が形成されていない領域に、前記バリア膜を形成する請求項1または2に記載の配線基板の製造方法。
Before forming the wiring, having a step of forming a base barrier film on the substrate;
In the step of forming the wiring, the wiring is formed on the base barrier film,
Before forming the cavity, removing the base barrier film in the region where the wiring is not formed,
After forming the cavity, of the surface of the wiring, the underlying barrier film is not formed region, method of manufacturing a wiring board according to claim 1 or 2 to form the barrier layer.
支持基板の上に形成された第1の層間絶縁膜と、
前記第1の層間絶縁膜内に埋め込まれた導電性の支柱と、
前記支柱及び前記第1の層間絶縁膜の上に形成され、前記支柱に接続された配線と、
前記配線の上面、側面、及び底面を覆い、前記配線の長さ方向に直交する断面において膜と膜との境界を持つこと無く前記配線を取り囲むバリア膜と
を有する配線基板。
A first interlayer insulating film formed on the support substrate;
Conductive columns embedded in the first interlayer insulating film;
A wiring formed on the pillar and the first interlayer insulating film and connected to the pillar;
A wiring board that covers a top surface, a side surface, and a bottom surface of the wiring, and has a barrier film that surrounds the wiring without having a boundary between the film in a cross section orthogonal to the length direction of the wiring.
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