(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に形成された下層配線を上層配線が接触することなく跨（また）いだ構造を有するエアブリッジ形成方法において、
基体上に形成された下層配線をレジストで覆う工程と、
前記レジストを介して前記下層配線の両側に導電材料からなるポスト部を形成する工程と、
前記一方側のポスト部の上面から、前記レジストの上面を経て、前記他方側のポスト部の上面にかけて給電膜を形成する工程と、
前記給電膜上に、下側層が下記上側層より熱膨張係数の小さい金属からなり、上側層が前記下側層より熱膨張係数が大きく、かつ、前記下側層との密着性の大きい金属からなる２層構造の上層配線を形成する工程と、
ポスト部周り及び上層配線周りのレジスト及び給電膜を除去してエアブリッジを形成する工程と、
少なくとも前記エアブリッジが形成された部分を加熱して、前記上層配線をその下側層と上側層の熱膨張係数の差から上方に撓ませることにより、前記上層配線と前記下層配線の間に所定の隙間を形成する工程と
を具備することを特徴とするエアブリッジ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、ハイブリッドＩＣなどの配線構造及び配線形成方法に関し、詳しくは、基体（通常は基板）上に形成された下層配線を上層配線が接触することなく跨いだ構造を有するエアブリッジの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッドＩＣなどにおいては、高密度配線を行う目的で、あるいは設計上の必要性などから、基板上に形成された下層配線を上層配線が跨いだ構造を有するエアブリッジが形成される場合がある。
【０００３】
そして、このエアブリッジの形成方法としては、例えば、図３(ａ)〜(ｋ)にその工程を示すようなセミアディティブプロセス（選択メッキ）によるエアブリッジ形成方法が知られている。
【０００４】
このエアブリッジ形成方法は、概略以下の通りである。
【０００５】
(1)図３(ａ)に示すように、配線との密着強度を向上させ、かつ、後工程で電解Ａｕメッキを行うための導電性を付与する目的で、その表面に、膜厚が０．２μm〜１．５μmの金属薄膜（例えばＴｉ／Ｐｄ薄膜やＮｉ／Ｃｒ薄膜など）（図示せず）を蒸着や無電解メッキの方法により形成した基板１上に、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、下層配線パターンに対応するレジストパターン３を形成する。
(2)それから、図３(ｂ)に示すように、電解Ａｕメッキにより下層配線４を形成する。
(3)次いで、図３(ｃ)に示すように、下層配線形成用のレジスト（レジストパターン）３を洗浄、剥離する。
(4)それから、図３(ｄ)に示すように、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、ポスト部形成用のレジストパターン５を形成する。
(5)それから、図３(ｅ)に示すように、レジスト（レジストパターン）５を介して下層配線４の両側に、電解Ａｕメッキによりポスト部６ａ，６ｂを形成する。なお、このとき、レジスト５の膜厚とメッキ膜厚（ポスト部６ａ，６ｂの全高）を等しくすることが、後工程で上層配線９（図３(ｈ)など）を形成した後の段差をなくすために重要である。
(6)次いで、図３(ｆ)に示すように、膜厚が均一な上層配線９を形成することができるように、レジスト５及びポスト部６ａ，６ｂ上に例えばＡｕなどからなる給電膜７を、蒸着や無電解メッキなどの方法により形成する。
(7)そして、図３(ｇ)に示すように、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、上層配線形成用のレジストパターン８を形成する。
(8)それから、図３(ｈ)に示すように、Ａｕなどからなる上層配線９を、電解メッキなどの方法により形成する。
(9)次いで、図３(ｉ)に示すように、上層配線形成用のレジスト（レジストパターン）８を洗浄、剥離する。
(10)それから、図３(ｊ)に示すように、露出した給電膜７をエッチングして除去する。
(11)その後、図３(ｋ)に示すように、ポスト部周りのレジスト５を、剥離液を用いて剥離することによりエアブリッジを形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の方法で形成されるエアブリッジは、その形成プロセスの途中で何度も剥離液やメッキ液などにさらされたりするため上層配線に歪みが生じやすく、基板上に配設された下層配線との接触による短絡を生じる場合があり、安定した特性を得ることが困難で、信頼性が低いという問題点がある。
【０００７】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、上層配線と下層配線との接触による短絡を防止して、安定した特性を得ることが可能なエアブリッジ形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明のエアブリッジ形成方法は、基体上に形成された下層配線を上層配線が接触することなく跨（また）いだ構造を有するエアブリッジ形成方法において、基体上に形成された下層配線をレジストで覆う工程と、前記レジストを介して前記下層配線の両側に導電材料からなるポスト部を形成する工程と、前記一方側のポスト部の上面から、前記レジストの上面を経て、前記他方側のポスト部の上面にかけて給電膜を形成する工程と、前記給電膜上に、下側層が下記上側層より熱膨張係数の小さい金属からなり、上側層が前記下側層より熱膨張係数が大きく、かつ、前記下側層との密着性の大きい金属からなる２層構造の上層配線を形成する工程と、ポスト部周り及び上層配線周りのレジスト及び給電膜を除去してエアブリッジを形成する工程と、少なくとも前記エアブリッジが形成された部分を加熱して、前記上層配線をその下側層と上側層の熱膨張係数の差から上方に撓ませることにより、前記上層配線と前記下層配線の間に所定の隙間を形成する工程とを具備することを特徴としている。
【０００９】
【作用】
基体上に形成された下層配線を跨ぐ上層配線が、上側層より熱膨張係数の小さい金属からなる下側層と、下側層より大きい熱膨張係数を有し、かつ、下側層との密着性の大きい金属からなる上側層とからなる２層構造を有しているため、加熱することにより、下側層と上側層の熱膨張係数の差から上層配線を上方に撓ませて上層配線と下層配線の間に所定の隙間を確保することが可能になる。したがって、基板上に形成された下層配線と上層配線の接触による短絡を確実に防止することが可能になり、所望の特性を得ることが可能になる。
【００１０】
また、本願発明のエアブリッジの形成方法は、上層配線を、上側層より熱膨張係数の小さい金属からなる下側層と、下側層より熱膨張係数が大きく、かつ、下側層との密着性の大きい上側層からなる２層構造とし、かつ、少なくともエアブリッジが形成された部分を加熱して上層配線を下側層と上側層の熱膨張係数の差から上方に撓ませ、上層配線と下層配線の間に所定の隙間を形成するようにしているので、基板上に形成された下層配線と上層配線の接触による短絡を確実に防止することが可能になる。
【００１１】
【実施例】
以下、本願発明の実施例を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。図１(ａ)〜(ｉ)及び図２(ａ)〜(ｄ)は本願発明の一実施例にかかるエアブリッジ形成方法を示す図である。
【００１２】
(1)図１(ａ)に示すように、配線との密着強度を向上させ、かつ、後工程で電解Ａｕメッキを行うための導電性を付与する目的で、その表面に、膜厚が０．２μm〜１．５μmの金属薄膜（例えばＴｉ／Ｐｄ薄膜）（図示せず）を蒸着や無電解メッキの方法により形成した基板（基体）１上に、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い下層配線パターンに対応するレジストパターン３を形成する。なお、金属薄膜の種類はＴｉ／Ｐｄ薄膜に限られるものではなく、Ｎｉ／Ｃｒ薄膜などの他の種類の金属薄膜を形成するようにしてもよい。
(2)それから、図１(ｂ)に示すように、電解Ａｕメッキにより下層配線４を形成する。なお、下層配線４の構成材料はＡｕに限られるものではなく、Ａｕ以外の配線材料を用いることも可能である。
(3)次いで、図１(ｃ)に示すように、下層配線形成用のレジスト（レジストパターン）３を洗浄、剥離する。
(4)それから、図１(ｄ)に示すように、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、ポスト部形成用のレジストパターン５を形成する。
(5)それから、図１(ｅ)に示すように、レジスト（レジストパターン）５を介して下層配線４の両側に、電解Ａｕメッキによりポスト部６ａ，６ｂを形成する。なお、このとき、レジスト５の膜厚とメッキ膜厚（ポスト部６ａ，６ｂの全高）を等しくすることが、後工程で上層配線９（図１(ｉ)など）を構成する下側層９ａ，上側層９ｂ（図１(ｈ)，(ｊ)など）を形成した後の段差をなくすために重要である。なお、ポスト部６ａ，６ｂの構成材料はＡｕに限られるものではなく、Ａｕ以外の材料を用いることも可能である。
(6)次いで、図１(ｆ)に示すように、膜厚が均一な上層配線９を形成することができるように、レジスト５及びポスト部６ａ，６ｂ上に例えばＡｕからなる給電膜７を、蒸着や無電解メッキなどの方法により形成する。なお、給電膜７の構成材料としては、ポスト部６ａ，６ｂを構成する材料（この実施例ではＡｕ）と同一の材料を用いることが好ましいが、他の材料を用いることも可能である。
(7)そして、図１(ｇ)に示すように、フォトリソグラフィーによりパターニングを行い、上層配線形成用のレジストパターン８を形成する。
(8)それから、図１(ｈ)に示すように、上層配線９（図１(ｉ)など）の下側層（この実施例ではＰｔからなる層）９ａを電解メッキなどの方法により形成する。なお、下側層９ａの構成材料としては、Ｐｔの他にもＷその他の、熱膨張係数が後述の上側層９ｂを構成する材料より小さい種々の材料を用いることが可能である。また、上側層９ｂとの関係で、下側層９ａの構成材料として、ポスト部６ａ，６ｂ及び給電膜７を構成する材料（この実施例ではＡｕ）と同一の材料を用いることが可能な場合もある。
(9)そして、図１(ｉ)に示すように、熱膨張係数が下側層９ａを構成する材料より大きく、かつ、上層配線９の下側層９ａとの密着性が良好な材料（例えば、下側層がＰｔやＷである場合にはＡｕなど）を電解メッキなどの方法により形成する。
(10)次いで、図２(ａ)に示すように、上層配線形成用のレジスト（レジストパターン）８を洗浄、剥離する。
(11)それから、図２(ｂ)に示すように、露出した給電膜７をエッチングして除去する。
(12)その後、図２(ｃ)に示すように、ポスト部周りのレジスト５を、剥離液を用いて剥離することによりエアブリッジを形成する。
(13)それから、形成されたエアブリッジを２００〜５００℃に加熱することにより、図２(ｄ)に示すように、上層配線９を下側層９ａと上側層９ｂの熱膨張係数の差から上方に撓ませることにより、上層配線９と下層配線４の間に所定の隙間を形成する。
【００１３】
なお、上記実施例のエアブリッジの形成方法においても、上記(12)の工程の終了時には、上層配線９に歪みが生じているが、上記(13)の工程で加熱することにより、上層配線９と下層配線４との間に所定の隙間を形成して、上層配線９と下層配線４が接触して短絡することを確実に防止することが可能になり、所望の特性を得ることができるようになる。
【００１４】
なお、本願発明において、上層配線９の下側層９ａと上側層９ｂを構成する金属の種類は、耐熱性、耐酸化性、相互の密着性などに関して、特に問題のないものでありさえすれば、熱膨張係数に必要な差のある任意の金属を用いることが可能である。
【００１５】
また、上記実施例では、上記(10)〜(12)の工程を経て、上層配線形成用のレジスト（レジストパターン）８の洗浄、剥離、露出した給電膜７のエッチング、ポスト部周りのレジスト５の剥離を行った場合について説明したが、超音波を印加して給電膜７を破壊すると同時に、ポスト部周りのレジスト（レジストパターン）８を剥離、除去した後、残存、露出した給電膜７（給電膜７のバリなど）をエッチングして除去するように構成することも可能であり、その場合、給電膜やレジストの除去を効率よく行うことができるようになるとともに、給電膜のエッチング時間を短くして上層配線などのオーバーエッチングを防止し、高精度の配線を行うことができる。
【００１６】
なお、本願発明は、上記実施例に限定されるものではなく、基体（基板などのエアブリッジが形成される対象）の組成や構造、下層配線のパターン、レジストの種類、ポスト部の形状、上層配線のパターン、レジスト剥離液の種類や剥離条件、給電膜をエッチングするためのエッチング液やエッチング条件などに関し、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００１７】
【発明の効果】
上述のように、本願発明のエアブリッジの形成方法は、上層配線を、上側層より熱膨張係数の小さい金属からなる下側層と、下側層より熱膨張係数が大きく、かつ、下側層との密着性の大きい上側層からなる２層構造とし、かつ、形成されたエアブリッジを加熱して、下側層と上側層の熱膨張係数の差から上層配線を上方に撓ませて、上層配線と下層配線の間に所定の隙間を形成するようにしているので、加熱するだけで、基板上に形成された下層配線と上層配線の接触による短絡のないエアブリッジを形成することができる。
【００１８】
このように、本願発明によれば、上層配線と基板（下層配線）の間に十分な距離を確保することが可能になるため、エアブリッジの特性向上、ばらつきの低減を図ることが可能になり、従来のエアブリッジ及びその形成方法の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本願発明の一実施例にかかるエアブリッジ形成方法を示す図である。
【図２】  本願発明の一実施例にかかるエアブリッジ形成方法を示す図である。
【図３】  従来のエアブリッジ形成方法を示す図である。
【符号の説明】
１                      基板（基体）
３                      レジスト（レジストパターン）
４                      下層配線
５                      レジスト（レジストパターン）
６ａ，６ｂ              ポスト部
７                      給電膜
８                      レジスト（レジストパターン）
９                      上層配線
９ａ                    上層配線の下側層
９ｂ                    上層配線の上側層
【図１】
0003713750.tif 000002
【図２】
0003713750.tif 000003
【図３】
0003713750.tif 000004