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CN102969299A - 布线结构及其制造方法以及电子设备及其制造方法 - Google Patents

布线结构及其制造方法以及电子设备及其制造方法 Download PDF

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CN102969299A CN2012102587849A CN201210258784A CN102969299A CN 102969299 A CN102969299 A CN 102969299A CN 2012102587849 A CN2012102587849 A CN 2012102587849A CN 201210258784 A CN201210258784 A CN 201210258784A CN 102969299 A CN102969299 A CN 102969299A
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wiring
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须田章一
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Fujitsu Ltd
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Abstract

提供了一种布线结构及其制造方法以及电子设备及其制造方法。该布线结构包括:形成在衬底之上的绝缘膜;形成在绝缘膜上的多个布线;以及诱导层,所述诱导层被形成在所述多个布线之间的区域中的绝缘膜上,布线的构成原子在诱导层中扩散。

Description

布线结构及其制造方法以及电子设备及其制造方法
技术领域
本文公开的实施例涉及布线结构及其制造方法以及电子设备及其制造方法。
背景技术
近来,电子电路的布线结构的微型化符合了诸如电子设备尺寸减小、性能增强、价格降低等的需要。
对开发的布线结构执行可靠性测试,用于确认其是否具有足够的可靠性。这样的可靠性测试的示例包括HAST(高加速温度和湿度应力测试)测试。HAST测试是用于通过在高温度和高湿度的情况下在布线之间施加电压来评估布线之间的绝缘电阻的测试。
以下为参考文献:
[文献1]日本公开专利公布2007-220934[文献2]日本公开专利公布64-64237
发明内容
根据本发明的一个方面,布线结构包括:形成在衬底之上的绝缘膜;形成在绝缘膜上的多个布线;以及诱导层,其被形成在多个布线之间的区域中的绝缘膜上,布线的构成原子在诱导层中扩散。
本发明的目的和优点将通过权利要求中具体指出的元件和组合来实现和获得。
应理解,前述总体描述和以下详细描述均为示例性和说明性的,并且并不限制所要求保护的本发明。
附图说明
图1是示出了根据第一实施例的电子设备的截面视图;
图2是根据第一实施例的电子设备的平面视图;
图3是示出了根据第一实施例的电子设备已被安装在电路衬底上的状态的截面视图;
图4A和图4B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图5A和图5B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图6A和图6B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分3);
图7A和图7B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分4);
图8A和图8B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分5);
图9A和图9B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分6);
图10A和图10B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分7);
图11A和图11B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分8);
图12A和图12B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分9);
图13A和图13B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分10);
图14A和图14B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分11);
图15A和图15B是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分12);
图16是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分13);
图17是示出了用于制造根据第一实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分14);
图18是示出了绝缘性能的评估电路的图;
图19是示出了绝缘性能的测量结果的图(部分1);
图20是示出了根据第一实施例的修改(部分1)的电子设备的截面视图;
图21A和图21B是示出了用于制造根据第一实施例的修改(部分1)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图22A和图22B是示出了用于制造根据第一实施例的修改(部分1)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图23是示出了根据第一实施例的修改(部分2)的电子设备的截面视图;
图24A和图24B是示出了用于制造根据第一实施例的修改(部分2)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图25是示出了用于制造根据第一实施例的修改(部分2)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图26是示出了根据第一实施例的修改(部分3)的电子设备的截面视图;
图27A和图27B是示出了用于制造根据第一实施例的修改(部分3)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图28A和图28B是示出了用于制造根据第一实施例的修改(部分3)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图29是示出了根据第二实施例的电子设备的截面视图;
图30A和图30B是示出了用于制造根据第二实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图31是示出了用于制造根据第二实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图32是示出了绝缘性能的测量结果的图(部分2);
图33是示出了根据第二实施例的修改(部分1)的电子设备的截面视图;
图34A和图34B是示出了用于制造根据第二实施例的修改(部分1)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图35A和图35B是示出了用于制造根据第二实施例的修改(部分1)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图36是示出了根据第二实施例的修改(部分2)的电子设备的截面视图;
图37A和图37B是示出了用于制造根据第二实施例的修改(部分2)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图38是示出了用于制造根据第二实施例的修改(部分2)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图39是示出了根据第二实施例的修改(部分3)的电子设备的截面视图;
图40A和图40B是示出了用于制造根据第二实施例的修改(部分3)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图41A和图41B是示出了用于制造根据第二实施例的修改(部分3)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图42是示出了根据第三实施例的电子设备的截面视图;
图43A和图43B是示出了用于制造根据第三实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图44是示出了用于制造根据第三实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图45是示出了绝缘性能的测量结果的图(部分3);
图46是示出了根据第三实施例的修改(部分1)的电子设备的截面视图;
图47A和图47B是示出了用于制造根据第三实施例的修改(部分1)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图48A和图48B是示出了用于制造根据第三实施例的修改(部分1)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图49是示出了根据第三实施例的修改(部分2)的电子设备的截面视图;
图50A和图50B是示出了用于制造根据第三实施例的修改(部分2)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图51是示出了用于制造根据第三实施例的修改(部分2)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图52是示出了根据第三实施例的修改(部分3)的电子设备的截面视图;
图53A和图53B是示出了用于制造根据第三实施例的修改(部分3)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图54A和图54B是示出了用于制造根据第三实施例的修改(部分3)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图55是示出了根据第四实施例的电子设备的截面视图;
图56A和图56B是示出了用于制造根据第四实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图57是示出了用于制造根据第四实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图58是示出了绝缘性能的测量结果的图(部分4);
图59是示出了根据第四实施例的修改(部分1)的电子设备的截面视图;
图60A和图60B是示出了用于制造根据第四实施例的修改(部分1)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图61A和图61B是示出了用于制造根据第四实施例的修改(部分1)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图62是示出了根据第四实施例的修改(部分2)的电子设备的截面视图;
图63A和图63B是示出了用于制造根据第四实施例的修改(部分2)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图64是示出了用于制造根据第四实施例的修改(部分2)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图65是示出了根据第四实施例的修改(部分3)的电子设备的截面视图;
图66A和图66B是示出了用于制造根据第四实施例的修改(部分3)的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);
图67A和图67B是示出了用于制造根据第四实施例的修改(部分3)的电子设备的方法的处理截面视图(部分2);
图68是示出了根据修改实施例的电子设备的截面视图;
图69A和图69B是示出了用于制造根据修改实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分1);以及
图70是示出了用于制造根据修改实施例的电子设备的方法的处理截面视图(部分2)。
具体实施方式
在第一绝缘膜上形成多个布线并且对布线结构(其中形成第二绝缘膜以覆盖多个布线)执行HAST测试的情况下,迁移沿着第一绝缘膜与第二绝缘膜之间的界面前进,并由此导致绝缘击穿。这样的迁移以集中且不可抗拒的方式在局部处前进。
还可以想到,对多个布线之间的区域中的第一绝缘膜的顶部进行蚀刻,并且使得多个布线之间的区域中的第一绝缘膜的表面的高度比被布线覆盖的区域中的第一绝缘膜的表面高度更低。
然而,在使得多个布线之间的区域中的第一绝缘膜的表面的高度比被布线覆盖的区域中的第一绝缘膜的表面高度更低的情况下,没有获得充分的可靠性。
然而,还可以想到,形成用于抑制布线的构成原子的扩散的阻挡膜,以覆盖布线的顶面和侧面。
然而,简单地形成这种阻挡膜不一定得到充分的可靠性。
在任一情况下,迁移以集中且不可抗拒的方式在局部处前进,从而导致绝缘击穿。
[第一实施例]
将参照图1至图17,关于根据第一实施例的布线结构及其制造方法以及采用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
现在,虽然将描述根据本实施例的布线结构被应用于电子设备的示例,但是根据本实施例的布线结构应用的对象不限于电子设备。例如,根据本实施例的布线结构可以应用于电路衬底。
[电子设备]
首先,将参照图1至图3描述根据本实施例的电子设备。图1是示出了根据本实施例的电子设备的截面视图。图2是根据本实施例的电子设备的平面视图。图1对应于图2中的横截面A至A′。图3是示出了根据本实施例的电子设备已被安装在电路衬底上的状态的截面视图。
如图1所示,芯片(裸芯片)12被嵌入在树脂层(衬底、树脂层模制、密封树脂层)10中。关于树脂层10的材料,例如采用有机树脂。关于该有机树脂,例如采用环氧树脂。例如,芯片12是半导体芯片。关于该半导体芯片12,例如采用LSI(大规模集成)。例如,树脂层10的厚度为大约200μm到1mm。例如,芯片12的厚度为大约200μm到600μm。
关于芯片12,形成了电极(表面电极、外部连接电极)14。芯片12的电极14的一侧(图1中纸张上的上侧的面),即,芯片12的电极14的顶面从树脂层10中暴露出。
连接到电极14的过孔15被形成在电极14上。关于过孔15的材料,例如采用铜(Cu)。过孔15的高度为大约2μm到20μm。现在,假设例如过孔15的高度为大约5μm。
在形成了过孔15的树脂层10上形成绝缘膜16。过孔15被嵌入绝缘膜16。过孔15的一面(图1中的纸张上的上侧的面),即过孔15的顶面从绝缘膜16中暴露出。关于绝缘膜16的材料,例如采用有机树脂。关于该有机树脂,例如采用酚树脂。更具体地,关于绝缘膜16的材料,例如采用正型感光性酚树脂。例如,绝缘膜16的膜厚度为大约2μm到20μm。现在,假设例如绝缘膜16的膜厚度为5μm。
注意,采用正型感光性酚树脂作为绝缘膜16的原因是正型感光性酚树脂具有许多杂质和大的泄露电流。
关于绝缘膜16的一面(图1中的纸张上的上侧的面),即,绝缘膜16的顶面,形成了分别连接到过孔15的多个布线22。关于布线22的材料,例如采用Cu。关于多个布线22之间的区域中的绝缘膜16,形成了凹部17。因此,多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的顶面的高度比被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的顶面的高度更低。换言之,没有被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的顶面的高度比被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的高度更低。例如,凹部17的深度为大约800nm。
用于诱导布线22的构成原子(金属、金属离子)的扩散(移动)的诱导层(inducing layer)24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。换言之,与绝缘膜16和28相比布线22的构成原子容易扩散的层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。这里,与绝缘膜16和28相比,作为布线22的构成原子的Cu会容易在诱导层24中扩散。通过改变绝缘膜16的表面部分来形成诱导层24。更具体地,通过对绝缘膜16的表面部分进行粗糙化而形成诱导层(改变层)24。诱导层24是绝缘膜16的粗糙化部分。因此,诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面部分上。诱导层24被形成在凹部17的底部和侧部上,其中凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
诱导层24已经被粗糙化,因此其吸湿性(吸收性)比绝缘膜16和28的吸湿性(吸收性)高。吸湿性高有助于使布线22的构成原子容易地进入诱导层24中以及使布线22的构成原子容易地扩散到诱导层24中。
此外,诱导层24已经被粗糙化,因此,其密度比绝缘膜16和28的密度低。密度低有助于使布线22的构成原子容易地进入诱导层24中以及使布线22的构成原子容易地扩散到诱导层24中。
例如,诱导层24的厚度为5nm到300nm。现在,假设诱导层24的厚度为大约100nm。
诱导层24的绝缘性能低于绝缘膜16和28的绝缘性能。绝缘性能的高/低影响布线22的构成原子移动的容易度。绝缘膜16和28具有相对高的绝缘性能,因此布线22的构成原子相对难以在绝缘膜16和28中移动。另一方面,诱导层24的绝缘性能相对低,因此布线22的构成原子相对容易在诱导层24中移动。
阻挡膜26被形成在布线22的顶面和侧面上。阻挡膜26用于抑制布线22的构成原子扩散到绝缘膜28中。关于阻挡膜26的材料,例如采用钴钨磷(CoWP)。例如,阻挡膜26的膜厚度为大约5nm到100nm。现在,假设例如阻挡膜26的厚度为大约20nm。
以这种方式,形成了根据本实施例的布线结构2,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
绝缘膜28被形成在绝缘膜16的正面(图1中的纸张上的上侧),即在绝缘膜16上,以覆盖形成有阻挡膜26的布线22。关于绝缘膜28的材料,例如采用有机树脂。关于该有机树脂,例如采用正型感光性酚树脂。例如,绝缘膜28的膜厚度为大约5μm到30μm。现在,假设例如绝缘膜28的膜厚度为10μm。
注意,采用正型感光性酚树脂作为绝缘膜28的原因是正型感光性酚树脂具有许多杂质和大的泄露电流。
延伸到布线22的开口(接触孔)30被形成在绝缘膜28上。过孔(电导体插头)32被形成在开口30中。与过孔32整体形成的电极极板34被形成在绝缘膜28的正面(图1中的纸张上的上侧),即在绝缘膜28上。关于过孔32和电极极板34的材料,例如采用Cu。
电镀膜(未示出)被形成在电极极板34的顶面和侧面上。关于该电镀膜,例如采用由镍(Ni)膜和金(Au)膜构成的层压膜(未示出)。
阻焊膜36被形成在绝缘膜28的正面(图1中的纸张上的上侧),即在绝缘膜28上。开口38被形成在阻焊膜36上,电极极板34从开口38暴露出。焊料凸点(焊料球)40被形成在电极极板34的正面(图1中的纸张上的上侧),即在电极极板34上。焊料凸点40分别经由电极极板34和布线22电气连接到芯片12的电极14。以这种方式,形成了根据本实施例的具有布线结构2的电子设备(晶片级封装)4。
例如,根据本实施例的电子设备4如图3所示被安装在电路衬底42上。电极44被形成在电路衬底42的表面上。电极44被电气连接到电路衬底42上形成的布线(未示出)等。关于电极44的材料,例如采用Au、Cu等。关于电路衬底42,例如采用树脂衬底或陶瓷衬底等。
例如,电子设备4的电极极板34和电路衬底42的电极44通过焊料凸点40而接合。以这种方式,根据本实施例,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。因此,根据本实施例,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,根据本实施例,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构2以及具有其布线结构的电子设备4。
此外,根据本实施例,凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中,并且诱导层24被形成在凹部17的底部和侧部上。因此,根据本实施例,迁移的前进路径绕过了等于凹部17的深度的量,并且可以进一步延长绝缘击穿发生之前的时间。
(电子设备的制造方法)
接着,将参照图4A至图17描述用于制造根据本实施例的电子设备的方法。图4A至图17是示出了用于制造根据本实施例的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,如图4A所示,粘合层48被形成在支撑衬底46上。关于支撑衬底46,例如采用硅衬底、不锈钢(SUS)衬底、玻璃衬底等。希望将支撑衬底46的厚度设置为比树脂层10的厚度更厚。关于粘合层48,形成了可以通过施加热而被剥落的粘合层,即,可以执行热烧蚀的粘合层。例如,粘合层48的厚度为大约100μm。
接着,如图4B所示,芯片12被布置在粘合层48上。关于芯片12,例如采用半导体芯片。电极14被形成在芯片12上。在将芯片12布置在粘合层48上时,芯片12被布置成使得芯片12的电极14与粘合层48接触。这样,芯片12被布置在粘合层48上。
接着,如图5A所示,树脂层10被形成在已经布置有芯片12的粘合层48的整个表面上。关于树脂层10的材料,例如采用有机树脂。更具体地,关于树脂层10的材料,例如采用环氧树脂。树脂层10被填充在芯片12与粘合层48之间的空间中。因此,用树脂层10覆盖了芯片12的电极14的侧面。因此,芯片12处于被嵌入树脂层10的状态。
接着,如图5B所示,从树脂层10和芯片12剥落支撑衬底46和粘合层48。也就是说,从嵌入有芯片12的树脂层10移除支撑衬底46和粘合层48。在采用可以执行热烧蚀的粘合层作为粘合层48的情况下,通过在从树脂层10和芯片12剥落支撑衬底和粘合层48时执行热处理,可以降低粘合层48的粘合力。以这种方式,获得了芯片12被嵌入树脂层10中的结构(伪晶片、树脂衬底)50。衬底50的一面(与粘合层48邻近的面)处于芯片12的电极14被暴露的状态。注意,该技术被称作伪SOC(System On Chip,片上系统)。
接着,颠倒结构50的上侧和下侧(参见图6A)。接着,例如通过溅射法将粘附层(阻挡层)(未示出)形成在结构50的一面(图6A中的纸张上的上侧上的面)上,即结构50上的整个表面上。关于粘附层的材料,例如采用钛(Ti)。例如,粘附层的厚度为大约20nm。
接着,例如通过溅射法将种子层52形成在形成有粘附层的结构50的正面(图6B中的纸张上的上侧)的整个表面上(参见图6B)。关于种子层52的材料,例如采用Cu。例如,种子层52的厚度为大约100nm。
接着,如图7A所示,例如通过旋涂法将光致抗蚀剂膜54形成在结构50的正面(图7A中的纸张上的上侧)的整个表面上。例如,光致抗蚀剂膜54的膜厚度为大约8μm。
接着,使用光刻技术在光致抗蚀剂膜54中形成开口56。在光致抗蚀剂膜54上对开口56的图案进行曝光时,例如采用光刻机(stepper)、接触式光刻机(contact aligner)等。关于在对光致抗蚀剂膜54显影时的显影溶液,例如采用TMAH(四甲基氢氧化铵)。
接着,改变光致抗蚀剂膜54。这种改变通过改进光致抗蚀剂膜54的表面的亲水性而便于进行电镀。在改变光致抗蚀剂膜54时,例如采用O2等离子体辐射、紫外线辐射等。
接着,如图7B所示,例如通过电镀法形成过孔(导电插头)15。关于用于形成过孔15的镀液,例如采用硫酸铜镀液。例如过孔15的高度为大约2μm到20μm。
接着,剥落光致抗蚀剂膜54。关于在剥落光致抗蚀剂膜54时的剥落液体,例如采用NMP(甲基吡咯烷酮)或丙酮等。
接着,例如,根据湿蚀刻,移除在过孔15周围暴露的粘附层和种子层52(参见图8A)。关于在对种子层52进行蚀刻时使用的蚀刻溶液,例如采用硫酸钾溶液、氯化铁溶液、过氧二硫酸铵溶液等。关于用于对粘附层进行蚀刻的蚀刻溶液,例如采用氟化铵溶液。注意,粘附层的蚀刻方法不限于湿蚀刻。例如,可以通过干蚀刻对粘附层进行蚀刻。在对粘附层进行干蚀刻时,例如可以采用CF4气体作为蚀刻气体。
接着,如图8B所示,例如通过旋涂法将绝缘膜16形成在结构50的正面(图8B中的纸张上的上侧)的整个表面上,即在结构50上的整个表面上。关于绝缘膜16的材料,例如采用有机树脂。关于该有机树脂,例如采用酚树脂。更具体地,关于绝缘膜16的材料,例如采用正型感光性酚树脂。例如,绝缘膜16的膜厚度为大约3μm到25μm。
接着,如图9A所示,例如,根据CMP(化学机械抛光)方法,对绝缘膜16的正面(在图9A的纸张上的上侧)进行抛光,直到暴露出过孔15的表面为止。这样,使绝缘膜16的表面平坦化。例如,绝缘膜16的膜厚度变为大约2μm到20μm。
接着,例如,例如通过溅射法将具有大约20nm的膜厚度的粘附层(未示出)形成在形成有绝缘膜16的结构50的正面(图9A中的纸张上的上侧)的整个表面上。关于粘附层的材料,例如采用Ti。例如,粘附层的厚度为大约20nm。
接着,例如通过溅射法将种子层58形成在形成有粘附层的结构50的正面(图9B中的纸张上的上侧)的整个表面上。关于种子层58的材料,例如采用Cu。例如,种子层的厚度为大约10nm。
接着,例如通过旋涂法将光致抗蚀剂膜60形成在形成有种子层58的结构50的正面(图10A中的纸张上的上侧)的整个表面上。例如,光致抗蚀剂膜60的膜厚度为大约3μm。
接着,使用光刻技术将开口62形成在光致抗蚀剂膜60中(参见图10A)。这样的开口62用于形成布线22。
接着,改变光致抗蚀剂膜60。这种改变通过改进光致抗蚀剂膜60的表面的亲水性而便于进行电镀。在改变光致抗蚀剂膜60时,例如采用O2等离子体辐射、紫外线辐射等。
接着,如图10B所示,例如,例如根据电镀法,形成了布线22。例如,布线22的高度为大约1μm到5μm。关于布线22的材料,例如采用Cu。关于用于形成布线22的镀液,例如采用硫酸铜镀液。
接着,剥落光致抗蚀剂膜60。关于在剥落光致抗蚀剂膜60时的剥落液体,例如采用NMP或丙酮等。
接着,对在布线22周围暴露的部分的粘附层和种子层52进行蚀刻去除。关于在对种子层58进行蚀刻时使用的蚀刻溶液,例如采用硫酸钾溶液、氯化铁溶液、过氧二硫酸铵溶液等。关于用于对粘附层进行蚀刻的蚀刻溶液,例如采用氟化铵溶液等。
注意,粘附层的蚀刻方法不限于湿蚀刻。例如,可以通过干蚀刻对粘附层进行蚀刻。在对粘附层进行干蚀刻时,例如可以采用CF4气体作为蚀刻气体。以这种方式,形成了经由过孔15电气连接到芯片12的电极14的布线(重新布线层)22(参见图11A)。
接着,例如,根据干蚀刻,对未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16进行蚀刻。在对绝缘膜16进行干蚀刻时,例如采用O2气体。这样,使得未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的顶面的高度比被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的高度更低。也就是说,凹部17被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16中。例如,绝缘膜16的蚀刻量(蚀刻深度)为大约800nm。
接着,如图12A所示,例如,根据无电镀(eletroless plating)方法,将阻挡膜26形成在布线22的顶面和侧面上。阻挡膜26用于抑制布线22的构成原子扩散到绝缘膜28中。关于阻挡膜26的材料,例如采用CoWP。例如,阻挡膜26的膜厚度为大约5nm到100nm。现在,假设例如阻挡膜26的膜厚度为大约20nm。
接着,用于诱导布线22的构成原子(金属、金属离子)的扩散的诱导层24被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。也就是说,与绝缘膜16和28相比布线22的构成原子可以容易扩散的层24被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。例如,这种诱导层24可以通过使绝缘膜16的表面部分粗糙化来形成。例如,绝缘膜16的粗糙化可以通过等离子体处理来执行。在对绝缘膜16执行等离子体处理时,例如采用Ar等离子体。例如,要在产生Ar等离子体时施加给电极的高频功率为大约300W。例如,用于等离子体处理的时间为大约三分钟。现在,假设例如诱导层24的厚度为大约50nm。结果,诱导层24被形成在凹部17的底部和侧部上,其中凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。以这种方式,形成了根据本实施例的布线结构2,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。
接着,例如通过旋涂法将绝缘膜28形成在形成有布线结构2的结构50的正面(图13A中的纸张上的上侧)的整个表面上,即在结构50上的整个表面上。关于绝缘膜28的材料,例如采用有机树脂。关于该有机树脂,例如采用酚树脂。更具体地,关于绝缘膜28的材料,例如采用正型感光性酚树脂。例如,绝缘膜28的膜厚度为大约5μm。
接着,使用光刻技术将延伸到布线22的开口30形成在绝缘膜28上(参见图13A)。开口30用于嵌入过孔(导电插头)32。
接着,例如通过溅射法将粘附层(未示出)形成在形成有绝缘膜28的结构50的正面(图13A中的纸张上的上侧)的整个表面上,即在结构50上的整个表面上。关于粘附层的材料,例如采用Ti。例如,粘附层的厚度为大约20nm。
接着,例如通过溅射法将种子层64形成在形成有粘附层的结构50的正面(图13B中的纸张上的上侧)的整个表面上。关于种子层64的材料,例如采用Cu。例如,种子层64的厚度为大约100nm。
接着,例如通过旋涂法将光致抗蚀剂膜66形成在结构50的正面(图14A中的纸张上的上侧)的整个表面上,即在结构50上的整个表面上。例如,光致抗蚀剂膜66的膜厚度为大约8μm。
接着,使用光刻技术在光致抗蚀剂膜66中形成开口68(参见图14A)。这种开口68用于形成电极极板34。
接着,改变光致抗蚀剂膜66。这种改变通过改进光致抗蚀剂膜66的表面的亲水性而便于进行电镀。在改变光致抗蚀剂膜66时,例如采用O2等离子体辐射、紫外线辐射等。
接着,例如通过电镀法在光致抗蚀剂膜66的开口68内形成过孔32和电极极板34。过孔32和电极极板34被整体地形成。关于过孔32和电极极板34的材料,例如采用Cu。
接着,剥落光致抗蚀剂膜66。关于在剥落光致抗蚀剂膜66时的剥落液体,例如采用NMP或丙酮等。
接着,对电极极板34周围暴露的部分的粘附层和种子层64进行蚀刻去除。关于在对种子层64进行蚀刻时使用的蚀刻溶液,例如采用硫酸钾溶液、氯化铁溶液、过氧二硫酸铵溶液等。关于用于对粘附层进行蚀刻的蚀刻溶液,例如采用氟化铵溶液等。
注意,粘附层的蚀刻方法不限于湿蚀刻。例如,可以通过干蚀刻对粘附层进行蚀刻。在对粘附层进行干蚀刻时,例如可以采用CF4气体作为蚀刻气体。以这种方式,形成了经由过孔32电气连接到布线22的电极极板34(参见图14B)。
接着,例如通过无电镀法将由Ni膜和Au膜构成的层压膜(未示出)形成在电极极板34的表面上。例如,Ni膜的膜厚度为大约20nm到1μm。现在,Ni膜的膜厚度为大约200nm。例如,Au膜的膜厚度为大约200nm到1μm。现在,假设Au膜的膜厚度为大约300nm。
接着,例如通过旋涂法将阻焊膜36形成在结构50的正面(图15A中的纸张上的上侧)的整个表面上,即在结构50上的整个表面上。例如,阻焊膜36的膜厚度为大约10μm到30μm。
接着,使用光刻技术将延伸到电极极板34的开口38形成在阻焊膜36中。
接着,焊料凸点(焊料球)40被形成于在开口38内暴露出的电极极板34上。焊料凸点40分别经由电极极板34和布线22电气连接到芯片12的电极14。以这种方式,形成了根据本实施例的具有布线结构2的电子设备(晶片级封装)4(参见图15B)。
例如,根据本实施例的电子设备4被安装在电路衬底42上。在将根据本实施例的电子设备4安装在电路衬底42上时,首先,如图16所示,根据本实施例的电子设备4被布置在电路衬底42上。关于电路衬底42,例如采用树脂衬底或陶瓷衬底等。用于连接到电子设备4的焊料凸点40的电极44被形成在电路衬底42的表面上。关于电极44的材料,例如采用Au、Cu等。电极44被电气连接到形成在电路衬底42上的布线(未示出)。在将电子设备4布置在电路衬底42上时,电子设备4被布置在电路衬底42上以相互连接电子设备4的焊料凸点40和电路衬底42的电极44。以这种方式,根据本实施例的电子设备4被布置在电路衬底42上。
接着,通过执行热处理(回流),使用焊料凸点40将电子设备4侧的电极极板34和电路衬底42侧的电极44接合(参见图17)。以这种方式,根据本实施例的电子设备4被布置在电路衬底42上。
如上所述,根据本实施例,用于诱导布线22的构成原子(金属离子)的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。因此,根据本实施例,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,根据本实施例,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构2,并且可以提供具有其布线结构2的电子设备4。
此外,根据本实施例,凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中,并且诱导层24被形成在凹部17的底部和侧部上。因此,根据本实施例,迁移的前进路径绕过了等于凹部17的深度的量,并且可以进一步延长绝缘击穿发生之前的时间。
(评估结果)
接着,将描述根据本实施例的布线结构的评估结果。
图18是示出了绝缘性能的评估电路的图。图19是示出了绝缘性能的测量结果的图。图19中的水平轴表示每增量长度的所施加的电压,图19中的竖直轴表示泄露电流。
如图18所示,绝缘膜102被形成在具有低电阻的硅衬底100上。Au的电极104被形成在绝缘膜102上。电流-电压测量仪(I-V meter)106的输入端子之一和硅衬底100被电气接地。电流-电压测量仪106的另一输入端子经由探针108电气连接到电极104。
在使用如图18所示的评估电路测量了施加电压与泄露电流之间的关系的情况下,获得了如图19所示的测量结果。
图19中示出的示例1对应于本实施例。关于示例1,正型感光性酚树脂的绝缘膜102被形成在硅衬底100上,通过执行等离子体处理来使绝缘膜102粗糙化,并且将电极104形成在粗糙化绝缘膜102上。
关于比较示例1,正型感光性酚树脂的绝缘膜102被形成在硅衬底100上,并对该绝缘膜102执行紫外线辐射。
如可以从图19理解的,关于示例1,泄露电流与比较示例1相比更大。因此,根据示例1,可以看到可以获得具有相对低的绝缘性能的绝缘膜102。
根据示例1的粗糙化绝缘膜102对应于通过使绝缘膜16(参见图1)的表面部分粗糙化而形成的、根据本实施例的诱导层24(参见图1)。关于具有低绝缘性能的绝缘膜,布线22(参见图1)的构成原子(金属离子)容易扩散。因此,根据本实施例,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,根据本实施例,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构2以及具有其布线结构2的电子设备4。
接着,将描述根据本实施例的布线结构的HAST测试结果。
HAST测试时的温度被设置为130°C,并且HAST测试时的湿度被设置为85%。偏置电压被设置为3.5V。关于HAST测试,等于或大于1×106Ω的绝缘电阻保持了150个小时或更长时间的情形被确定为是可以的(OK)。
作为示例2,对根据本实施例的布线结构2(即,通过使绝缘膜16的表面部分粗糙化而形成了诱导层24的布线结构2)执行HAST测试。关于示例2,测试样本的95%被确定为是可以的。
另一方面,关于如下比较示例2,被确定为是可以的测试样本的数目仅为5%:在比较示例2中,对已经对绝缘膜16执行了紫外线处理的布线结构执行HAST测试。以这种方式,根据本实施例,可以看到可以获得具有高可靠性的布线结构2。
(修改(部分1))
接着,将参照图20至图22B,关于根据本实施例的修改(部分1)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图20描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图20是示出了根据本修改的的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
如图20所示,关于本修改,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17(参见图1)。因此,多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面的高度未被设置成比被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的表面的高度更低。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。通过使绝缘膜16的表面部分粗糙化来形成诱导层24。
以这种方式,形成了根据本修改的电子设备4a,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
此外,关于本修改,在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上形成用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。
接着,将参照图21A至图22B描述一种用于制造根据本修改的电子设备的方法。图21A至图22B是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图21A)。
接着,以与上面参照图12A描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,将阻挡层26形成在布线22的顶面和侧面上(参见图21B)。
接着,以与上面参照图12B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图22A)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。
以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2a的电子设备(晶片级封装)4a,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图22B)。
与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的根据本修改的电子设备4a安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
以与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件相同的方式来设置HAST测试的条件。
作为示例3,对根据本修改的布线结构2a执行HAST测试。关于示例3,通过使绝缘膜16的表面部分粗糙化来形成诱导层24,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。关于示例3,50%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,作为比较示例3,对已经对绝缘膜16执行了紫外线处理的布线结构执行HAST测试。关于比较示例3,对绝缘膜16的表面部分执行紫外线处理,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。关于比较示例3,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到,通过本修改同样可以具有某种程度的可靠性。然而,考虑到获得充分的高可靠性,希望在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
(修改(部分2))
接着,将参照图23至图25,关于根据本实施例的修改(部分2)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图23描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图23是示出了根据本修改的的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且也没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
如图23所示,关于本修改,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17(参见图1)。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。通过使绝缘膜16的表面部分粗糙化来形成诱导层24。
关于本修改,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26(参见图1)。以这种方式,形成了具有布线结构2b的电子设备4b,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且,也可以做出如下布置:在该布置中,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
此外,关于本修改,诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,关于本修改,还可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,这有助于可靠性的改进。
接着,将参照图24A至图25描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图24A至图25是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图24A)。
接着,以与上面参照图12B描述的用于制造电子设备的方法相同的方式,将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图24B)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2b的电子设备4b,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图25)。
以与参照图16和与17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的根据本修改的电子设备4b安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
以与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件相同的方式来设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例4,对根据本修改的布线结构执行HAST测试。关于示例4,通过使绝缘膜16的表面部分粗糙化来形成诱导层24,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17并且没有在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26。关于示例4,15%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,作为比较示例4,对已经对绝缘膜16执行了紫外线处理的布线结构执行HAST测试。关于比较示例4,对绝缘膜16的表面部分执行紫外线处理,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17并且没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。关于比较示例4,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到本修改也可以有助于某种程度上的可靠性的改进。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
(修改(部分3))
接着,将参照图26至图28B,关于根据本实施例的修改(部分3)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图26描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图26是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,虽然在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,但是没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
如图26所示,关于本修改,在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。因此,没有将多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面的高度设置成比被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的表面的高度低。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。通过使绝缘膜16的表面部分粗糙化来形成诱导层24。
关于本修改,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26(参见图1)。以这种方式,形成了具有布线结构2c的电子设备4c,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,虽然在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成了凹部17,但是没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
此外,关于本修改,诱导层24被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,关于本修改,还可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,这可有助于可靠性的改进。
接着,将参照图27A至图28B描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图27A至图28B是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图27A)。
接着,以与上面参照图11B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,对未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16进行蚀刻(参见图27B)。
接着,以与上面参照图12B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图28A)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2c的电子设备4c,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图28B)。
此后,以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,将电子设备4c安装在电路衬底42上。以这种方式,制造了根据本修改的电子设备。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
示例5是这样的实施例:其中对根据本修改的布线结构执行HAST测试。关于示例5,在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26,并且通过使绝缘膜16的表面部分粗糙化来形成诱导层24。作为HAST测试的结果,在示例5的情况下,45%的测试样本被确定为是可以的。
比较示例5是这样的示例:其中对已经对绝缘膜16执行了紫外线处理的布线结构执行HAST测试。关于比较示例5,在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,没有形成用于覆盖布线22的顶部和侧部的阻挡膜26,并且对绝缘膜16的表面部分执行紫外线处理。在比较示例5的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到本修改也可以有助于某种程度上的可靠性的改进。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
[第二实施例]
将参照图29至图31,关于根据第二实施例的布线结构及其制造方法、以及采用其布线结构的电子设备及电子设备制造方法进行描述。用相同的附图标记表示与图1至图28B中示出的根据第一实施例的布线结构及其制造方法等相同的部件,并且将省略或简化其描述。
(电子设备)
首先,将参照图29描述根据本实施例的电子设备。图29是示出了根据本实施例的电子设备的截面视图。
关于根据本实施例的电子设备,通过使绝缘膜16的表面部分损坏来形成诱导层24a。
以与根据第一实施例的电子设备相同的方式,凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中。例如,凹部17的深度为大约800nm。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。换言之,与绝缘膜16和28相比布线22的构成原子可以容易扩散的层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。诱导层24被形成在凹部17的底部和侧部上,其中凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中。通过改变绝缘膜16的表面部分来形成诱导层24a。更具体地,通过使绝缘膜16的表面部分损坏而形成诱导层(改变层)24a。因此,诱导层24a是绝缘膜16的损坏部分。
诱导层24a已经被损坏,因此其吸湿性(吸收性)比绝缘膜16和28的吸湿性(吸收性)高。吸湿性高有助于使布线22的构成原子容易地进入诱导层24a中以及使布线22的构成原子容易地扩散到诱导层24a中。此外,诱导层24a已经被损坏,因此,其密度比绝缘膜16和28的密度低。密度低有助于使布线22的构成原子容易地进入诱导层24a中以及使布线22的构成原子容易地扩散到诱导层24a中。
例如,诱导层24a的厚度为大约5nm到300nm。现在,假设诱导层24a的厚度为大约10nm到100nm。
以与根据第一实施例的诱导层24相同的方式,诱导层24a的绝缘性能低于绝缘膜16和28的绝缘性能。绝缘性能的高/低影响布线22的构成原子的移动(分散)的容易度。绝缘膜16和28具有相对高的绝缘性能,因此布线22的构成原子相对难以在绝缘膜16和28中移动。另一方面,诱导层24a的绝缘性能相对低,因此布线22的构成原子相对容易在诱导层24a中移动。
以与根据第一实施例的电子设备相同的方式,阻挡膜26被形成在布线22的顶面和侧面上。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2d的电子设备(晶片级封装)4d,其中,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
(电子设备的制造方法)
接着,将参照图30A至图31,将描述用于制造根据本实施例的电子设备的方法。图30A至图31是示出了用于制造根据本实施例的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26的处理与图4A至图12A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图30A)。
接着,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图30B)。也就是说,与绝缘膜16和28相比布线22的构成原子可以容易扩散的层24a被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。这样的诱导层24a可以通过使绝缘膜16的表面部分损坏而形成。例如,关于绝缘膜16的损坏可以通过将绝缘膜16浸入碱性化学品中来执行。关于这种碱性化学品,例如采用包括氨的碱性化学品。例如,该碱性化学品的pH为10.0或更大。例如,该碱性化学品的温度为50°C或更高。将绝缘膜16浸入该化学品中的时间为大约五分钟。例如,诱导层24a的厚度为大约50nm到300nm。现在,假设例如诱导层24a的厚度为大约100nm。
注意,虽然这里已经关于包括氨的碱性化学品被用作碱性化学品的情形进行了描述,但是要采用的碱性化学品不限于此。例如,包括TMAH的碱性化学品、包括KOH(氢氧化钾)的碱性化学品等可以被用作碱性化学品。
以这种方式,形成了根据本实施例的布线结构2d,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
此后的用于制造根据本实施例的电子设备的方法与参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本实施例的具有布线结构2d的电子设备4d,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上(参见图31)。
此后,以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,电子设备4d被安装在电路衬底42上。
(评估结果)
接着,将描述根据本实施例的布线结构的评估结果。
图32是示出了绝缘性能的测量结果的图。图32中的水平轴表示每增量长度的所施加的电压,图32中的竖直轴表示泄露电流。关于评估电路,采用与图18中示出的第一实施例的评估电路相同的评估电路。
图32中示出的示例6对应于本实施例。关于示例6,正型感光性酚树脂的绝缘膜102被形成在硅衬底100上,绝缘膜102通过被浸入到碱性化学品中而被损坏。
另一方面,如上所述,比较示例1是这样的示例:其中正型感光性酚树脂的绝缘膜102被形成在硅衬底100上,并且对该绝缘膜102执行紫外线辐射。
如可以从图32理解的,关于示例6,与比较示例1相比,泄露电流增大。因此,根据示例6,可以看到可以获得具有相对低的绝缘性能的绝缘膜102。
示例6中损坏的绝缘膜102对应于通过使绝缘膜16(参见图29)的表面部分损坏而形成的诱导层24a(参见图29)。关于具有低绝缘性能的绝缘膜,布线22(参见图29)的构成原子容易地扩散。因此,同样关于本实施例,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本实施例,可以看到可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构2d以及具有其布线结构2d的电子设备4d。
接着,将描述根据本实施例的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本实施例的HAST测试的条件。
作为示例7,对布线结构2d执行HAST测试,其中已经通过使根据本实施例的布线结构2d(即,绝缘膜16的表面部分)损坏而形成诱导层24a。关于示例7,95%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对已经对绝缘膜16执行了紫外线处理的布线结构执行HAST测试的比较示例2的情况下,如上所述,被确定为是可以的测试样本的数目仅为5%。
如上所述,可以看到根据本实施例,可以获得具有高可靠性的布线结构2d。
(修改(部分1))
接着,将参照图33至图35B,关于根据本实施例的修改(部分1)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图33描述根据本修改的布线结构和具有其布线结构的电子设备。图33是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是如下设备:其中没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
如图33所示,关于本修改,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17(参见图29)。因此,没有将在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面的高度设置成比被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的表面的高度低。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。诱导层24a通过使绝缘膜16的表面部分损坏而形成。
以这种方式,形成了具有布线结构2e的电子设备4e,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:其中没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
同样关于本修改,诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。
接着,将参照图34A至图35B描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图34A至图35B是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图34A)。
接着,以与上面参照图12A描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26(参见图34B)。
接着,以与上面参照图30B描述的用于制造根据第二实施例的电子设备的方法相同的方式,将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图35A)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。
以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2e的电子设备4e,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图35B)。
与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的根据本修改的电子设备4e安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例8,对根据本修改的布线结构2e执行HAST测试。关于示例8,通过使绝缘膜16的表面部分损坏来形成诱导层24a,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。关于示例8,60%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对绝缘膜16的表面部分执行紫外线处理而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17的比较示例3的情况下,如上所述,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到,通过本修改也获得某种程度上的可靠性。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
(修改(部分2))
接着,将参照图36至图38,关于根据本实施例的修改(部分2)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图36描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图36是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且也没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
如图36所示,关于本修改,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17(参见图29)。因此,没有将多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面的高度设置成比被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的表面的高度低。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。通过使绝缘膜16的表面部分损坏来形成诱导层24a。
关于本修改,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26(参见图29)。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2f的电子设备4f,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且也没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
同样关于本修改,诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,这有助于可靠性的改进。
接着,将参照图37A至图38描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图37A至图38是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图37A)。
接着,以与上面参照图30B描述的用于制造根据第二实施例的电子设备的方法相同的方式,将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图37B)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2f的电子设备4f,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图25)。
以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的根据本修改的电子设备4f安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例9,对根据本修改的布线结构2f执行HAST测试。关于示例9,通过使绝缘膜16的表面部分损坏来形成诱导层24a,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17并且没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。关于示例9,10%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,如上所述,在对绝缘膜16的表面部分执行紫外线处理而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17并且没有在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26的比较示例4的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到本修改也可以有助于某种程度上的可靠性的改进。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
(修改(部分3))
接着,将参照图39至图41B,关于根据本实施例的修改(部分3)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图39描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图39是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,虽然在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,但是没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
如图39所示,关于本修改,在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。因此,将多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面的高度设置成比被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的表面的高度低。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。通过使绝缘膜16的表面部分损坏来形成诱导层24a。
关于本修改,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26(参见图29)。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2g的电子设备4g,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,虽然在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,但是没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
同样关于本修改,诱导层24a被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,这有助于可靠性的改进。
接着,将参照图40A至图41B描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图40A至图41B是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图40A)。
接着,以与参照图11B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,对未被布线22覆盖的绝缘膜16进行蚀刻(参见图40B)。
接着,以与参照图30B描述的用于制造根据第二实施例的电子设备的方法相同的方式,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图41A)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2g的电子设备4g,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24a形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图41B)。
以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以这样形成的根据本修改的电子设备4g安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例10,对根据本修改的布线结构2g执行HAST测试。关于示例10,通过使绝缘膜16的表面部分损坏来形成诱导层24a,而没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26,同时在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。关于示例10,50%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对如下布线结构执行HAST测试的比较示例5的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%:在该布线结构中,已经对绝缘膜16执行了紫外线处理而没有形成阻挡膜26,同时在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
因此,本修改也可以有助于某种程度上的可靠性的改进。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
[第三实施例]
将参照图42至图45,关于根据第三实施例的布线结构及其制造方法以及采用其布线结构的电子设备及电子设备制造方法进行描述。用相同的附图标记表示与图1至图41B中示出的根据第一或第二实施例的布线结构及其制造方法等相同的部件,并且将省略或简化其描述。
(电子设备)
首先,将参照图42描述根据本实施例的电子设备。图42是示出了根据本实施例的电子设备的截面视图。
关于根据本实施例的电子设备,将与绝缘层16分开的诱导层24b形成在绝缘层16上。
凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中。例如,凹部17的深度为大约800nm。
用于诱导布线22的构成原子(金属离子)的扩散的诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。换言之,与绝缘膜16和28相比布线22的构成原子可以容易扩散的层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。诱导层24b被形成在凹部17的底部和侧部上,其中凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中。诱导层24b不是通过改变绝缘膜16的表面部分而形成的,而是与绝缘膜16分开地形成的。诱导层24b是这样的膜:通过该膜,布线22的构成原子可以被电离。更具体地,诱导层24b是包括阴离子杂质的膜。此外,具体地,诱导层24b是包括卤素离子的膜。这里采用负型酚树脂层作为诱导层24b。负型酚树脂是阴离子杂质的浓度高的材料。这种诱导层24b容易地将布线22的构成原子电离,因此,布线22的构成原子容易地沿着诱导层24b扩散。诱导层24b的厚度为大约10nm到100nm。例如,诱导层24b中的卤素离子的浓度为100ppm或更大。
以与根据第一实施例的诱导层24相同的方式,诱导层24b的绝缘性能低于绝缘膜16和28的绝缘性能。绝缘性能的高/低影响布线22的构成原子的移动的容易度。绝缘膜16和28具有相对高的绝缘性能,因此布线22的构成原子相对难以在绝缘膜16和28中移动。另一方面,诱导层24b的绝缘性能相对低,因此布线22的构成原子相对容易在诱导层24b中移动。
以与根据第一实施例的电子设备相同的方式,阻挡膜26被形成在布线22的顶面和侧面上。以这种方式,形成了根据本实施例的具有布线结构2h的电子设备4h,其中,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
(电子设备的制造方法)
接着,参照图43A至图44,将描述用于制造根据本实施例的电子设备的方法。图43A至图44是示出了用于制造根据本实施例的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26的处理与图4A至图12A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图43A)。
接着,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在形成有用阻挡膜26覆盖的布线22的结构50的整个表面上。也就是说,与绝缘膜16和28相比布线22的构成原子容易扩散的诱导层24b被形成在结构50的整个表面上。这样的诱导层24b是这样的膜:通过该膜,可以将布线22的构成原子电离。更具体地,诱导层24b是包括阴离子杂质的膜。此外,具体地,诱导层24b是包括卤素离子的膜。这里形成负型酚树脂层作为诱导层24b。在采用负型酚树脂层作为诱导层24b的材料的情况下,例如可以通过喷射法或旋涂法来形成诱导层24b。
例如,诱导层24b中包括的卤素离子的浓度为100ppm或更大。在诱导层24b是负型酚树脂层的情况下,包括C1离子,作为卤素离子。包括卤素离子的诱导层24b容易地将布线22的构成原子电离,因此布线22的构成原子容易地沿着诱导层24b扩散。例如,诱导层24b的厚度为大约10nm到100nm。
接着,使用光刻技术对诱导层24b进行图案化。这样,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图43B)。以这种方式,形成了根据本实施例的布线结构2h,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。
此后的用于制造根据本实施例的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。
以这种方式,形成了根据本实施例的具有布线结构2h的电子设备4h,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图44)。
以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的根据本实施例的电子设备4h安装在电路衬底42上。
(评估结果)
接着,将描述根据本实施例的布线结构的评估结果。
图45是示出了绝缘性能的测量结果的图。图45中的水平轴表示每增量长度的所施加的电压,图45中的竖直轴表示泄露电流。关于评估电路,采用与图18中示出的第一实施例的评估电路相同的评估电路。
图45中示出的示例11对应于本实施例。关于示例11,正型感光性酚树脂的绝缘膜102被形成在硅衬底100上。
作为比较示例6,粘合增进剂(粘合促进剂、粘合冲击改性剂)的绝缘膜102被形成在硅衬底100上。关于这样的粘合增进剂,采用三甲氧基氨基硅烷的硅烷偶联剂。
如可以从图45理解的,关于示例11,与比较示例6相比,泄露电流增大。因此,根据示例11,可以看到可以获得具有相对低的绝缘性能的绝缘膜102。
根据示例11的绝缘膜102对应于形成在绝缘膜16(参见图42)上的诱导层24b(参见图42)。关于具有低绝缘性能的绝缘膜,布线22(参见图42)的构成原子容易地扩散。因此,同样关于本实施例,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本实施例,可以看到可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。
接着,将描述根据本实施例的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本实施例的HAST测试的条件。
作为示例12,对根据本实施例的布线结构2h、即诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上的布线结构2h执行HAST测试。关于示例12,90%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对粘合增进剂的绝缘膜(粘合加固膜)已被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上的布线结构执行HAST测试的比较示例7的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目仅为5%。
如上所述,可以看到根据本实施例,可以获得具有高可靠性的布线结构2h。
(修改(部分1))
接着,将参照图46至图48B,关于根据本实施例的修改(部分1)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图46描述根据本修改的布线结构和具有其布线结构的电子设备。图46是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是如下电子设备:其中没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
如图46所示,关于本修改,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17(参见图42)。
以这种方式,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
以这种方式,形成了根据本修改的布线结构2i,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:其中没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
同样关于本修改,诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。
接着,将参照图47A至图48B描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图47A至图48B是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图47A)。
接着,以与上面参照图12A描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26(参见图47B)。
接着,以与上面参照图43B描述的用于制造根据第三实施例的电子设备的方法相同的方式,将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图48A)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。
以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2i的电子设备4i,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图48B)。
与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的根据本修改的电子设备4i安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例13,对根据本修改的布线结构2i执行HAST测试。关于示例13,诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。关于示例13,60%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对将粘合加固膜形成在绝缘膜16上而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17的布线结构执行HAST测试的比较示例8的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到,通过本修改也获得某种程度上的可靠性。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
(修改(部分2))
接着,将参照图49至图51,关于根据本实施例的修改(部分2)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图49描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图49是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且也没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
如图49所示,关于本修改,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17(参见图42)。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
关于本修改,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26(参见图42)。
以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2j的电子设备4j,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且也没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
同样关于本修改,诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,这有助于可靠性的改进。
接着,将参照图50A至图51描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图50A至图51是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图50A)。
接着,以与上面参照图43B描述的用于制造根据第三实施例的电子设备的方法相同的方式,将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图50B)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2j的电子设备4j,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图51)。
以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以这样形成的根据本修改的电子设备4j安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例14,对根据本修改的布线结构2i执行HAST测试。关于示例14,负型酚树脂的诱导层24b被形成在绝缘膜16上,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17并且没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。关于示例14,10%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对粘附加固膜被形成在绝缘膜16上而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17并且没有形成阻挡膜26的布线结构执行HAST测试的比较示例9的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到本修改也可以有助于某种程度上的可靠性的改进。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
(修改(部分3))
接着,将参照图52至图54B,关于根据本实施例的修改(部分3)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图52描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图52是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,虽然在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,但是没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
如图52所示,关于本修改,在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
关于本修改,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26(参见图42)。以这种方式,形成了具有布线结构2k的电子设备4k,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,虽然在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,但是没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
同样关于本修改,诱导层24b被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,这有助于可靠性的改进。
接着,将参照图53A至图54B描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图53A至图54B是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图53A)。
接着,以与参照图11B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,对未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16进行蚀刻(参见图53B)。
接着,以与参照图30B描述的用于制造根据第二实施例的电子设备的方法相同的方式,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图54A)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。
以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2k的电子设备4k,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24b形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图54B)。
以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的电子设备4k安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例15,对根据本修改的布线结构执行HAST测试。关于示例15,在绝缘膜16上形成诱导层24b,而没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26,同时在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。关于示例15,40%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对将粘合加固膜形成在绝缘膜16上而没有形成阻挡膜26,同时在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17的布线结构执行HAST测试的比较示例10的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,本修改也可以有助于某种程度上的可靠性的改进。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
[第四实施例]
将参照图55至图58,关于根据第四实施例的布线结构及其制造方法、以及采用其布线结构的电子设备及电子设备制造方法进行描述。用相同的附图标记表示与图1至图54B中示出的根据第一至第三实施例的布线结构及其制造方法等相同的部件,并且将省略或简化其描述。
(电子设备)
首先,将参照图55描述根据本实施例的电子设备。图55是示出了根据本实施例的电子设备的截面视图。
关于根据本实施例的电子设备,将由具有相对高的吸湿性的材料制成的诱导层24c形成在绝缘膜16上。
以与根据第一实施例的电子设备相同的方式,凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中。例如,凹部17的深度为大约800nm。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。换言之,与绝缘膜16和28相比布线22的构成原子可以容易扩散的层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。诱导层24c被形成在凹部17的底部和侧部上,其中凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中。诱导层24c不是通过改变绝缘膜16的表面部分而形成的,而是与绝缘膜16分开地形成的。诱导层24c由具有相对高的吸湿性的材料形成。更具体地,诱导层24b是包括聚丙烯酸的膜。更具体地,诱导层24c是被形成为具有聚丙烯酸表面活化剂的膜。聚丙烯酸材料是具有相对高的吸湿性的材料。这样的诱导层24c容易使布线22的构成原子进入其中,因此,布线22的构成原子容易在诱导层24c内扩散。例如,诱导层24c的厚度为大约10nm到100nm。
以与根据第一实施例的诱导层24相同的方式,诱导层24c的绝缘性能低于绝缘膜16和28的绝缘性能。绝缘性能的高/低影响布线22的构成原子的移动的容易度。绝缘膜16和28具有相对高的绝缘性能,因此布线22的构成原子相对难以在绝缘膜16和28中移动。另一方面,诱导层24c的绝缘性能相对低,因此布线22的构成原子相对容易在诱导层24c中移动。
以与根据第一实施例的电子设备相同的方式,阻挡膜26被形成在布线22的顶面和侧面上。以这种方式,形成了根据本实施例的具有布线结构2l的电子设备4l,其中,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
(电子设备的制造方法)
接着,将参照图56A至图57,描述用于制造根据本实施例的电子设备的方法。图56A至图57是示出了用于制造根据本实施例的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26的处理与图4A至图12A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图56A)。
接着,用于诱导布线22的构成原子(金属离子)的扩散的诱导层24c被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图56B)。也就是说,与绝缘膜16和28相比布线22的构成原子容易扩散的层24c被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。诱导层24c由具有相对高的吸湿性的材料形成。更具体地,采用包括聚丙烯酸的材料作为诱导层24c。更具体地,采用聚丙烯酸表面活化剂作为诱导层24c。
聚丙烯酸材料是具有相对高的吸湿性的材料。这样的诱导层24c容易使布线22的构成原子进入其中,因此布线22的构成原子容易在诱导层24c内扩散。例如,诱导层24c的厚度为大约10nm到100nm。例如,诱导层24c可以通过将未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16浸入化学品中来形成。在形成聚丙烯酸表面活化剂的诱导层24c的情况下,采用聚丙烯酸钠溶液作为化学品。例如,化学品内的聚丙烯酸钠溶液的浓度为1wt%到10wt%。例如,将诱导层24c浸入化学品中的时间为大约十分钟。以这种方式,包括聚丙烯酸的诱导层24c被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。
以这种方式,形成了根据本实施例的布线结构2l,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。
此后的用于制造根据本实施例的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本实施例的具有布线结构2l的电子设备4l,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图57)。
以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的电子设备4l安装在电路衬底42上。
(评估结果)
接着,将描述根据本实施例的布线结构的评估结果。
图58是示出了绝缘性能的测量结果的图。图58中的水平轴表示每增量长度的所施加的电压,图58中的竖直轴表示泄露电流。关于评估电路,采用与图18中示出的第一实施例的评估电路相同的评估电路。
图58中示出的示例16对应于本实施例。关于示例16,聚丙烯酸表面活化剂的绝缘膜102被形成在硅衬底100上。
如可以从图45理解的,关于示例16,与形成了粘合加固膜的比较示例6相比,泄露电流增大。因此,根据示例16,可以看到可以获得具有相对低的绝缘性能的绝缘膜102。
根据示例16的绝缘膜102对应于形成在绝缘膜16(参见图55)上的诱导层24c(参见图55)。关于具有低绝缘性能的绝缘膜,布线22(参见图55)的构成原子容易地扩散。因此,同样关于本实施例,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本实施例,可以看到可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。
接着,将描述根据本实施例的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本实施例的HAST测试的条件。
作为示例17,对根据本实施例的布线结构2l、即诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上的布线结构2l执行HAST测试。关于示例17,90%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,如上所述,关于对粘合加固膜已经被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上的布线结构执行HAST测试的比较示例7,被确定为是可以的测试样本的数目仅为5%。
如上所述,可以看到根据本实施例,可以获得具有高可靠性的布线结构2l。
(修改(部分1))
接着,将参照图59至图61B,关于根据本实施例的修改(部分1)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图59描述根据本修改的布线结构和具有其布线结构的电子设备。图59是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是如下电子设备:其中没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
如图59所示,关于本修改,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17(参见图55)。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2m的电子设备4m,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:其中没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
同样关于本修改,诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,由此可以提供具有高可靠性的布线结构2m以及具有其布线结构2m的电子设备4m。
接着,将参照图60A至图61B描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图60A至图61B是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图60A)。
接着,以与上面参照图12A描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26(参见图60B)。
接着,以与上面参照图56B描述的用于制造电子设备的方法相同的方式,将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图61A)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。
以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2m的电子设备4m,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图61B)。
与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的根据本修改的电子设备4m安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例18,对根据本修改的布线结构2m执行HAST测试。关于示例18,诱导层24c被形成在绝缘膜16上,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。关于示例18,50%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在如上所述的对将粘合加固膜形成在绝缘膜16上而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17的布线结构执行HAST测试的比较示例8的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到,通过本修改也获得某种程度上的可靠性。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
(修改(部分2))
接着,将参照图62至图64,关于根据本实施例的修改(部分2)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图62描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图62是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且也没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
如图62所示,关于本修改,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17(参见图55)。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
关于本修改,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26(参见图55)。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2n的电子设备4n,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且也没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
同样关于本修改,诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,这可有助于可靠性的改进。
接着,将参照图63A至图64描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图63A至图64是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图63A)。
接着,以与上面参照图43B描述的用于制造根据第三实施例的电子设备的方法相同的方式,将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图63B)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2n的电子设备4n,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图64)。
以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的根据本修改的电子设备4n安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例19,对根据本修改的布线结构2n执行HAST测试。关于示例19,包括聚丙烯酸的诱导层24c被形成在绝缘膜16上,而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17并且没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。关于示例19,10%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对粘附加固膜被形成在绝缘膜16上而没有在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17并且没有形成阻挡膜26的布线结构执行HAST测试的比较示例9的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,可以看到本修改也可以有助于某种程度上的可靠性的改进。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,并且形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
(修改(部分3))
接着,将参照图65至图67B,关于根据本实施例的修改(部分3)的布线结构及其制造方法、以及应用其布线结构的电子设备及其制造方法进行描述。
首先,将参照图65描述根据本修改的布线结构以及具有其布线结构的电子设备。图65是示出了根据本修改的电子设备的截面视图。
根据本修改的电子设备是下述电子设备:在该电子设备中,虽然在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,但是没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
如图65所示,关于本修改,在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。
用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
关于本修改,没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26(参见图55)。以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2o的电子设备4o,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。
如上所述,可以做出如下布置:在该布置中,虽然在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17,但是没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
同样关于本修改,诱导层24c被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上,因此,迁移不在局部处强烈地前进,并且迁移以整体且均匀的方式逐渐前进。因此,同样关于本修改,可以充分地延长绝缘击穿发生之前的时间,这可有助于可靠性的改进。
接着,将参照图66A至图67B描述用于制造根据本修改的电子设备的方法。图66A至图67B是示出了用于制造根据本修改的电子设备的方法的处理截面视图。
首先,从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于对布线22周围暴露出的种子层58等进行蚀刻的处理与图4A至图11A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图66A)。
接着,以与参照图11B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,对未被布线22覆盖的绝缘膜16进行蚀刻(参见图67B)。
接着,以与参照图56B描述的用于制造根据第四实施例的电子设备的方法相同的方式,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图67A)。
此后的用于制造根据本修改的电子设备的方法与参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。
以这种方式,形成了根据本修改的具有布线结构2o的电子设备4o,其中将用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24c形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图67B)。
以与参照图16和图17描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同的方式,可以将这样形成的电子设备4o安装在电路衬底42上。
接着,将描述根据本修改的布线结构的HAST测试结果。
与上面描述的根据第一实施例的布线结构的HAST测试的条件一样地设置根据本修改的HAST测试的条件。
作为示例20,对根据本修改的布线结构执行HAST测试。关于示例20,在绝缘膜16上形成诱导层24c,而没有形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26,同时在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17。关于示例20,40%的测试样本被确定为是可以的。
另一方面,在对将粘合加固膜形成在绝缘膜16上而没有形成阻挡膜26,同时在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中形成凹部17的布线结构执行HAST测试的比较示例10的情况下,被确定为是可以的测试样本的数目为0%。
因此,本修改也可以有助于某种程度上的可靠性的改进。然而,考虑到获得充分的可靠性,希望形成用于覆盖布线22的顶面和侧面的阻挡膜26。
[修改]
除了以上提到的实施例,可以做出各种修改。例如,关于第一实施例,虽然已经描述了使用通过Ar气产生的等离子体对绝缘膜16的表面进行等离子体处理的示例,但是本公开不限于此。例如,可以使用通过O2气、CF4气、Cl2气、或这些气体的混合气产生的等离子体对绝缘膜16的表面进行等离子体处理。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了布线结构被形成在嵌入有芯片12的树脂层(衬底)10上的示例,但是本公开不限于此。例如,如上所述的布线结构2和2a至2o例如可以被应用于形成在半导体衬底(衬底)上的布线结构。替选地,如上所述的布线结构2和2a至2o例如可以被应用于电路衬底的布线结构。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了要在多个布线22之间的区域中形成的凹部17的深度为大约800nm的示例,但是凹部17的深度不限于此。至少形成凹部17使得迁移的前进路径能够绕过,由此这有助于可靠性的改进。然而,要绕过的路径随着凹部17的深度变深而延长,因此希望将凹部17的深度设置得更深。例如,希望将凹部17的深度设置为100nm或更深。更希望将凹部17的深度设置为500nm或更深。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了采用酚树脂作为绝缘膜16和28的材料的示例,但是绝缘膜16和28的材料不限于此。例如,可以采用聚酰亚胺树脂等作为绝缘膜16和28的材料。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了采用感光性有机树脂作为绝缘膜16和28的材料的示例,但是绝缘膜16和28的材料不限于感光性有机树脂。例如,可以采用非感光性有机树脂作为绝缘膜16和28的材料。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了采用有机树脂作为绝缘膜16和28的材料的示例,但是绝缘膜16和28的材料不限于此。例如,绝缘膜16和28的材料可以是诸如二氧化硅膜等的无机材料。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了采用Ti作为粘附层(未示出)的材料的示例,但是粘附层的材料不限于此。例如,可以采用钽(Ta)、钨(W)、锆(Zr)、铬(Cr)等作为粘附层的材料。此外,可以采用Ti、Ta、W、Zr和Cr的合金作为粘附层的材料。此外,可以采用Ti、Ta、W、Zr和Cr的氮化物作为粘附层的材料。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了采用Cu作为种子层52、58和64的材料的示例,但是种子层52、58和64的材料不限于此。例如,可以采用镍(Ni)、钴(Co)等作为种子层52、58和64的材料。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了通过飞溅法形成粘附层和种子层52、58和64的示例,但是用于形成粘附层和种子层52、58和64的方法不限于此。例如,可以通过无电镀方法或CVD(化学气相沉积)方法形成粘附层和种子层52、58和64。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了改变光致抗蚀剂膜54、60和66的示例,但是可以进行如下布置:在该布置中,不执行光致抗蚀剂膜54、60和66的改变。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了通过电镀法形成布线22的示例,但是形成布线22的方法不限于此。例如,可以通过无电镀方法形成布线22。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了采用CoWP作为阻挡膜26的材料的示例,但是阻挡膜26的材料不限于此。包括Co的材料(即Co材料)可以广泛地用作阻挡膜26的材料。此外,包括Ni的材料(即Ni材料)可以用作阻挡膜26的材料。更具体地,NiP可以被用作阻挡膜26的材料。NiP的阻挡膜26可以通过无电镀方法来形成。
此外,可以采用SiN材料、SiC材料、SiO材料、或这些材料的络合物作为阻挡膜26的材料。例如,可以通过CVD方法形成SiN、SiC或SiO的阻挡膜26。
此外,可以采用Ti、Ta、W、Zr、或这些材料的化合物、或这些材料的氮化物作为阻挡膜26的材料。例如,可以通过CVD方法形成这样的阻挡膜26。
此外,关于以上实施例,虽然已经描述了将包括卤素离子的诱导层24b与绝缘膜16分开地形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上的示例,但是用于形成诱导层24b的方法不限于此。例如,可以通过将卤素离子附着在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面上或通过将卤素离子引入到多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面部分中而形成诱导层。
图68是示出了根据修改实施例的电子设备的截面视图。如图68所示,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24d被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16上。诱导层24d被形成在凹部17的底部和侧部上,其中凹部17被形成在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16中。已经通过将卤素离子附着在多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面上或通过将卤素离子引入到多个布线22之间的区域中的绝缘膜16的表面部分中而形成了诱导层24d。
图69A至图70是示出了用于制造根据本修改实施例的电子设备的方法的处理截面视图。从用于在支撑衬底46上形成粘合层48的处理到用于在布线22的顶面和侧面上形成阻挡膜26的处理与图4A至图12A中示出的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述(参见图69A)。
接着,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24d被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。可以通过将卤素离子附着在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的表面上或通过将卤素离子引入到未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16的表面部分中而形成诱导层24d。可以通过使用CF4气或CCl4气等对绝缘膜16进行等离子体处理来将卤素离子附着或引入到绝缘膜16。此外,还可以通过将绝缘膜16浸入到包括氯的化学品(更具体地是Cl2溶液)中来将卤素离子附着或引入到绝缘膜16。以这种方式,用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24d被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上。
此后的用于制造根据本修改实施例的电子设备的方法与上面参照图13A至图15B描述的用于制造根据第一实施例的电子设备的方法相同,因此将省略其描述。以这种方式,形成了根据本修改实施例的具有布线结构2p的电子设备4p,其中用于诱导布线22的构成原子的扩散的诱导层24d被形成在未被布线22覆盖的区域中的绝缘膜16上(参见图70)。
这里提到的所有示例和条件性语言旨在用于帮助读者理解发明人对发展技术所贡献的本发明和构思的教导目的,并且应被解释为不限于这种具体提到的示例和条件,说明书中的这种示例的组织也不涉及展示本发明的优劣。虽然已经详细描述了本发明的实施例,但是应理解可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改、替代和变型。

Claims (18)

1.一种布线结构,包括:
形成在衬底之上的绝缘膜;
形成在所述绝缘膜上的多个布线;以及
诱导层,所述诱导层形成在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜上,所述布线的构成原子在所述诱导层中扩散。
2.根据权利要求1所述的布线结构,还包括:
凹部,所述凹部形成在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜中,
其中所述诱导层形成在所述凹部的底部和侧部上。
3.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述诱导层形成在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜的表面部分上,并且所述诱导层是所述绝缘膜的粗糙化部分。
4.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述诱导层形成在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜的表面部分上,并且所述诱导层是所述绝缘膜的损坏部分。
5.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述诱导层包括卤素离子。
6.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述诱导层包括聚丙烯酸。
7.根据权利要求1所述的布线结构,还包括:
阻挡膜,所述阻挡膜形成在所述布线的顶面和侧面上,并且抑制所述布线的构成原子的扩散;以及
另一绝缘膜,所述另一绝缘膜被形成为覆盖所述多个布线。
8.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述绝缘膜是有机树脂膜。
9.一种用于制造布线结构的方法,包括:
在衬底之上形成绝缘膜;
在所述绝缘膜上形成多个布线;以及
在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜上形成诱导层,所述布线的构成原子在所述诱导层中扩散。
10.根据权利要求9所述的用于制造布线结构的方法,还包括:
通过在形成所述多个布线之后、形成所述诱导层之前对所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜进行蚀刻,来在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜中形成凹部;
其中,关于所述诱导层的形成,将所述诱导层形成在所述凹部的底部和侧部上。
11.根据权利要求9所述的用于制造布线结构的方法,其中,关于所述诱导层的形成,通过使所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜的表面部分粗糙化来形成所述诱导层。
12.根据权利要求9所述的用于制造布线结构的方法,其中,关于所述诱导层的形成,通过使所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜的表面部分损坏来形成所述诱导层。
13.根据权利要求9所述的用于制造布线结构的方法,其中,关于所述诱导层的形成,在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜上形成包括卤素离子的所述诱导层。
14.根据权利要求9所述的用于制造布线结构的方法,其中,关于所述诱导层的形成,通过将卤素离子附着或引入到所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜来形成包括卤素离子的所述诱导层。
15.根据权利要求9所述的用于制造布线结构的方法,其中,关于所述诱导层的形成,在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜上形成包括聚丙烯酸的所述诱导层。
16.根据权利要求9所述的用于制造布线结构的方法,还包括:
在所述布线的顶面和侧面上形成阻挡膜,所述阻挡膜被构造成抑制所述布线的构成原子的扩散;以及
形成另一绝缘膜以覆盖所述多个布线。
17.根据权利要求9所述的用于制造布线结构的方法,其中所述绝缘膜是有机树脂膜。
18.一种电子设备,包括:
形成在衬底之上的绝缘膜;
形成在所述绝缘膜上的多个布线;以及
诱导层,所述诱导层形成在所述多个布线之间的区域中的所述绝缘膜上,所述布线的构成原子在所述诱导层中扩散。
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