(57)【要約】  フラットパネルディスプレイ相互接続システムに使用するための基板上に銅相互接続層を堆積させる方法であって、ａ）前記基板をフォトレジスト層で被膜する工程と、ｂ）前記フォトレジスト層をパターン化し、前記フォトレジスト層中にパターン化された少なくとも１つのトレンチを含む、パターン化されたフォトレジスト基板を得る工程と、ｃ）パターン化されたフォトレジスト基板上に第１の触媒層を提供する工程と、ｄ）前記第１の触媒層上に堆積された絶縁層の無電解めっき層を設ける工程と、ｅ）少なくとも１つのトレンチの中を除いて、連続して重ねられたフォトレジスト層、触媒層および絶縁層を除去し、第１の触媒層のパターンを、その上に堆積された絶縁層と共に得る工程を含む。
2010524008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットパネルディスプレイ相互接続システムに使用するための基板上に銅相互接続層を堆積させる方法であって、
ａ）前記基板をフォトレジスト層で被膜する工程と、
ｂ）前記フォトレジスト層をパターン化し、前記フォトレジスト層の中にパターン化された少なくとも１つのトレンチを含む、パターン化されたフォトレジスト層を得る工程と、
ｃ）前記パターン化されたフォトレジスト層上に第１の触媒層を設け、前記第１の触媒層は、フォトレジストに対するよりも、少なくとも１つのトレンチの中の基板に対してより良い付着性を持つ工程と
を含む方法。
【請求項２】
さらに、
ｄ）前記第１の触媒層上に堆積された絶縁層の無電解めっき層を設ける工程と、
ｅ）少なくとも１つのトレンチの位置を除いて、連続して重ねられたフォトレジスト層、第１の触媒層および絶縁層を除去し、基板上に第１の触媒層および絶縁層のパターンを得る工程と
を含む請求項１による方法。
【請求項３】
さらに、
ｄ）少なくとも１つのトレンチの位置を除いて、フォトレジスト層および第１の触媒層を除去し、基板上に第１の触媒層のパターンを得る工程と、
ｅ）前記第１の触媒層のパターン上に堆積された絶縁層の無電解めっき層を設け、基板上に第１の触媒層および絶縁層のパターンを得る工程と
を含む請求項１による方法。
【請求項４】
さらに、
ｆ）少なくとも絶縁層のパターンの上に第２の触媒層を設け、触媒化された絶縁層を得る工程
を含む請求項２または３による方法。
【請求項５】
さらに、
ｇ）工程ｆ）の触媒化された絶縁層の上に、無電解めっきされる銅層を設ける工程
を含む請求項４による方法。
【請求項６】
さらに、工程ａ）に先立って、基板を洗浄する工程を含む請求項１ないし５の１項による方法。
【請求項７】
さらに、工程ａ）に先立って、基板をマイクロエッチングする工程を含む請求項１ないし６の１項による方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、フラットディスプレイ相互接続システムに使用するための基板上に銅相互接続層を堆積する方法に関する。
【０００２】
ＴＦＴ−ＬＣＤパネルの基本原理は周知であり、それらはコンピュータースクリーンまたはＴＶディスプレイとして広く使用されている。パネルにおいて、各々のピクセルは、スクリーンを構成するピクセルのマトリクス中の行番号および列番号によって定められたアドレスを持っている。対応する行および列の両方が活性化された時に活性化される（導電状態）薄膜トランジスタを通じて相互接続される各々の行と列との交点に１つのピクセルが存在し、それによってピクセル電極は、適当な電圧のもとで適当なピクセル色の発生をもたらす。対応する行および列（ピクセルアドレス）が不活性化された場合、次にトランジスタが対応するピクセルとの接続を切り、その元の色に戻る。
【０００３】
ディスプレイパネルのサイズが増大すると、駆動信号の周波数を増加させる必要があり、それによってこれらのラインの寄生容量の増加を生じさせ、これは今度は駆動信号の伝播の遅延を示す。これらの遅延を減らす試みにおいて、例えば「Ｌｏｗ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ａｄｄｒｅｓｓ  ｌｉｎｅ  ｆｏｒ  ＴＦＴ−ＬＣＤ」−Ｊａｐａｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ’８９−ｐｐ．４９８−５０１において、アルミニウムの代わりにスパッタリングされた銅を、薄膜トランジスタのゲート電極材料および対応するマトリクス相互接続ラインまたはバス（ｂｕｓ）として使用することが既に示唆されている。なぜならば、銅の比抵抗はアルミニウムのものと比べてはるかに低いからである。
【０００４】
種々のエッチング方法がトランジスタを作るために用いられている。しかしながら、銅のドライエッチングは有効ではない。なぜならば、大抵の銅化学種は揮発性が無く、および／または、大抵の場合でエッチングガスおよび副生成物が腐食性だからである。
【０００５】
半導体産業においてダマシン法が開発されており、ビアホール（ｖｉａ−ｈｏｌｅ）を最初に作り、次にドライ法（スパッタリング）とウェット法（電気めっき）の組合せによって、ホールを銅で充填する。
【０００６】
フラットパネルディスプレイ産業において、銅の使用は、半導体産業においてと同様に信号遅延を減らすと考えられているが、ダマシン法は適当と考えられていない。なぜならば、このような方法は、現行の配線方法よりもはるかに多くの工程を要し、大きな基板（例えば、Ｇ５  ＴＦＴ−ＬＣＤパネル向けの１．５ｍ×１．８ｍ）で試されていないからである。このような方法の使用は技術的ハードルを上げ、製造コストを増大させるであろうと予想される。他方で、銅のウェットエッチングも検討されている。
【０００７】
しかしながら、銅相互接続の形状を制御することはさらに難しい。なぜならば、異方性のウェットエッチングではなく、等方性のウェットエッチングが使用されるからである。
【０００８】
或る者は、無電解めっき法とリフトオフ法とを組合せるのは容易であると思うかもしれない。しかしながら、実際問題としてリソグラフィーを無電解めっき法と組合せることは困難であろう。これは、本質的に無電解めっき法において実行される多くの前処理工程の存在によるものであり、前記前処理工程は大抵のフォトレジストが耐えられないアルカリ溶液を使用する。
【０００９】
無電解Ｃｕめっきをフォトレジストパターン上で行う場合、前記パターンはめっき溶液に溶解し、所望のパターンがもはや得られない。さらに、これらのフォトレジスト層は、９０℃より高い操作温度のもとでは長時間（＞  １  ｍｉｎ）耐えられない。
【００１０】
本発明によるフラットパネルディスプレイ相互接続システムに使用するための基板上に、銅相互接続層を堆積させる方法は、
ａ）前記基板をフォトレジスト層で被膜する工程と、
ｂ）前記フォトレジスト層をパターン化し、前記フォトレジストの中にパターン化された少なくとも１つのトレンチを含む、パターン化されたフォトレジスト層を得る工程と、
ｃ）前記パターン化されたフォトレジスト層上に第１の触媒層を設け、前記第１の触媒層はフォトレジスト層に対するよりも、少なくとも１つのトレンチの中の基板に対してより良い付着性を持つ工程と
を含む。
【００１１】
このような方法を用いることによって、こうして銅層（加えて、少なくとも、下部の絶縁層）が付着するパターンを作製し、銅相互接続システムを作ることが可能になる。
【００１２】
この方法の次の２つの工程は、本質的に、少なくとも１つのトレンチの中に絶縁層を堆積させることと、フォトレジストパターンを除去することから成り、これら２つの工程はいかなる順序においても実行される。
【００１３】
本発明の第１の実施態様によれば（図１および図２）、絶縁層の無電解めっき工程は、前記第１の触媒化工程の後に実行され、その後にフォトレジストパターンを除去する工程がくるが、第２の実施態様によれば（図３）、フォトレジストパターンを除去する工程は、前記第１の触媒化工程の後に実行され、その後に絶縁層の無電解めっき工程がくる。
【００１４】
両方の実施態様は、基板上の第１の触媒層のパターン上に重ねられた絶縁層のパターンを持った基板を提供する。
【００１５】
いかなる実施態様が用いられても、次の工程は通常、第２の触媒化工程と、前記銅を堆積するための無電解めっき工程とを含む。
【００１６】
それゆえに、第１の実施態様によれば、本発明の方法はさらに、
ｄ）前記第１の触媒層上に堆積された絶縁層の無電解めっき層を設ける工程と、
ｅ）少なくとも１つのトレンチの位置を除いて、連続して重ねられたフォトレジスト層、第１の触媒層および絶縁層を除去し、基板上に第１の触媒層および絶縁層のパターンを得る工程と
を含む。
【００１７】
第２の実施態様によれば、本発明の方法はさらに、
ｄ）少なくとも１つのトレンチの位置を除いて、フォトレジスト層および第１の触媒層を除去し、基板上に第１の触媒層のパターンを得る工程と、
ｅ）前記第１の触媒層のパターン上に堆積された絶縁層の無電解めっき層を設け、基板上に第１の触媒層および絶縁層のパターンを得る工程と
を含む。
【００１８】
他の実施態様によれば、この方法はさらに、
ｆ）少なくとも絶縁層のパターンの上に、第２の触媒層を設け、触媒化された絶縁層を得る工程
を含んでもよい。
【００１９】
好ましくは、この第２の触媒層は全基板表面上にめっきされるが、絶縁層のみに付着して、基板には付着しないであろう。
【００２０】
さらに他の実施態様によれば、この方法はさらに、
ｇ）工程ｆ）の触媒化された絶縁層の上に、無電解銅めっき層を設ける工程
を含んでもよい。
【００２１】
したがって、第２の触媒層は基板表面上に非常に乏しい付着性しか持たないので、銅は基板に付着しないであろうということを踏まえれば、絶縁層の上部に存在する第２の触媒層上に銅を堆積する簡単な方法は、基板全体を適当な溶液に浸漬することである。
【００２２】
ここで先に記載したいずれの方法も、さらに、工程ａ）に先立って基板を洗浄する工程、および／または工程ａ）に先立って基板をマイクロエッチングする工程を含んでもよい。
【００２３】
一様な、薄くて高品質の銅層は、基板のサイズに関わらず無電解めっきによって得ることができる。さらに、所望の銅パターンは、銅エッチング無しで、「無電解−リフトオフ法」を用いて得ることができる。
【００２４】
リフトオフ法の原理も、半導体およびＬＣＤ製造で周知である（例えば、Ｓ．Ｗｏｌｆ  ａｎｄ  Ｒ．Ｎ．Ｔａｕｂａｒ，「Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＶＬＳＩ  Ｅｒａ  Ｖｏｌ．１」，Ｌａｔｔｉｃｅ  Ｐｒｅｓｓ）。リフトオフ法は、
１）標的上のステンシル層を反転してパターン化し、
２）最終的にパターン化される層を標的の全ての領域上にめっきし、
３）ステンシル層上の層をステンシル層と共に除去するが、この層の他の部分は最終パターンとして標的上に残す
ことから成る。
【００２５】
リフトオフは、容易にドライエッチングできない材料のパターン化に、広く使用されている。ＬＣＤ製造に関しては、米国特許７，００５，３３２および６，９９８，６４０が、このような方法の間に使用されるマスクの数を減らすＴＦＴ−ＬＣＤ製造方法を開示している。
【００２６】
米国特許５，２９０，６６４はゲート電極の製造方法を開示し、米国特許４，５９９，２４６は、コンタクト窓中のゲート、ソースおよびドレイン金属の形成を開示している。これらは全て、対応するドライ堆積（例えば、スパッタリング）とともにリフトオフ法を使用している。
【００２７】
フォトレジストの反転パターンは、基板上に最初に作られる。フォトレジストパターンはステンシル層として働く。次に、基板を種々の溶液（例えば、スズおよびパラジウム溶液）に浸漬し、表面を触媒化する。この方法は、基板表面上に粒子様の触媒を吸着させるものである。次に、絶縁層（例えば、ＮｉＰ）を無電解的にめっきする。この層は触媒上にめっきされる。次に、除去溶液を使用してフォトレジスト上の絶縁層と共にフォトレジストパターンを除去するが、ベース基板と直に接する層は除去されない。次に、基板を溶液（例えば、銀またはパラジウム溶液）に浸漬し、表面を再度、触媒化する。この方法は、基板表面上に粒子様の触媒を吸着させることを目的としている。第２の触媒化工程の後、銅層を無電解的にめっきする。ここで、Ｃｕめっきは絶縁層上のみで観察される。なぜならば、ガラス上のＣｕめっきは、絶縁層上よりもはるかに効率が低いからである。結果として、所望の銅パターンが得られる。フォトレジストはアルカリ溶液と接触せず、この方法は、ダマシン法のような複雑な配線過程も、ここで先に記載したような何らかの問題を起こすドライ／ウェットエッチング過程の使用も必要としない。さらに、フォトレジスト層は９０℃超の操作温度に１分を超えて接触する事がない。
【００２８】
本発明の方法の種々の工程は、好ましい実施態様に従って以下に開示される。
【００２９】
ベース基板の洗浄工程（任意）
ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３  Ｎａ３ＰＯ４の混合物のような溶液を使用して、例えば基板を前記溶液中に浸漬することによって基板上（例えばガラス）のあらゆる微量の有機汚染物を除去する。表面が十分に清浄である場合、またはこのような処理が基板を損傷するか、もしくは予期せぬ化学反応を起こすかもしれない場合には、この工程を省略することができる。
【００３０】
通常、この工程は、好ましくは３０℃〜１００℃からなる温度で３０秒ないし１０分の持続時間で実行され、より好ましくは５０℃〜９０℃で１分〜５分である。次に、基板を脱イオン（ＤＩ）水で洗浄する。必要な場合には、この洗浄工程を紫外光またはオゾン溶液を使用して実行してもよい。
【００３１】
ベース基板のマイクロエッチング工程（任意）
この工程の目的は、基板上に微小凹凸を作成し、基板上に堆積される第１の層の付着性を高めることである。この層（例えば、絶縁層）が、その元々の凹凸により基板に対して十分な付着性を持つ場合、またはこのようなマイクロエッチング処理がガラス表面に有害な反応を起こす場合には、この工程を省略してもよい。この工程は、基板を典型的には０．１％ないし５体積％のＨＦを含む水性溶液（それは１０ｇ／Ｌないし１００ｇ／ＬのＮＨ４Ｆも含んでいてもよい）に１０秒ないし５分間、またはより典型的には０．３％ないし３体積％のＨＦと３０ｇ／Ｌないし６０ｇ／ＬのＮＨ４Ｆとを含む水性溶液に３０秒ないし３分間浸漬することによってなされる。次に基板をＤＩ純水で洗浄する。
【００３２】
フォトレジストのパターン化工程（被膜、現像および剥離）
この工程は、
−基板上にフォトレジスト溶液を被膜し、
−プリベーキング（例えば、９０℃）を行ってこのような層を乾燥させ、
−この層上にマスクを設け、
−マスクを通してフォトレジストをＵＶ光に露光させ、
−マスクを除去し、
−露光されたフォトレジスト（またはレジストによって未露光のもの）を、ＴＭＡＨ溶液を用いて現像し、ＤＩ純水ですすぎ、
−ポストベーキング（例えば、１５０℃）を行って除去されていないフォトレジストを硬化させる
サブ工程を含む通常のＰＲパターン化方法によってなされる。
【００３３】
第１の触媒化工程
典型的に、ＳｎＣｌ２およびＰｄＣｌ２溶液をこの工程に使用して、極めて薄いパラジウム触媒層を表面上、特にフォトレジストが除去されたトレンチの中に作製する。その目的のために、基板をＳｎＣｌ２溶液に浸漬し、次にＤＩ純水ですすぎ、次にＰｄＣｌ２溶液に浸漬する。好ましくは、０．１ないし１０体積％のＨＣｌを含む水溶液中の０．１ｇ／Ｌないし５０ｇ／ＬのＳｎＣｌ２を用いる。ＰｄＣｌ２溶液は、０．０１ないし５体積％のＨＣｌと、０．０１ｇ／Ｌ〜５ｇ／ＬのＰｄＣｌ２とを含む水溶液から作られる。より好ましくは、ＳｎＣｌ２溶液は、ＨＣｌの０．５％ないし５％溶液に溶解した１ｇ／Ｌないし２０ｇ／ＬのＳｎＣｌ２を含み、ＰｄＣｌ２溶液は、ＨＣｌの０．０５％ないし１％溶液に溶解した０．１ｇ／Ｌないし２ｇ／ＬのＰｄＣｌ２を含む。
【００３４】
基板の表面上で以下の化学反応が生じることが予期される：Ｓｎ２＋  ＋  Ｐｄ２＋  ⇒  Ｓｎ４＋  ＋  Ｐｄ  。次に、基板をコンディショニング溶液に浸漬する。このコンディショニング溶液は還元剤を含み、表面上の酸化的なＳｎ４＋を還元し、無電解絶縁層の還元的めっき化学反応を促進する。他の実施態様によれば、このコンディショニング溶液は、その中にＮｉ塩を含んでいない下文の次の工程で開示するめっき溶液のものと類似した組成を持っていてもよい。他の実施態様によれば、このコンディショニング溶液に５ｇ／Ｌないし５０ｇ／ＬのＮａＨ２ＰＯ２溶液が使用される。コンディショニング溶液への浸漬は、１０秒ないし３分間実行される。
【００３５】
絶縁層の無電解めっき工程
無電解ＮｉＰまたはＮｉＭＰ（Ｍは、Ｗ，ＭｏまたはＲｅからなる群より選択される）は、典型的に絶縁層として堆積される。ＮｉＳＯ４およびＮａＨ２ＰＯ２溶液は、ＮｉおよびＰ源として使用される。ＮａＨ２ＰＯ２は還元剤としても使用される。錯化剤は、少なくとも１つのカルボキシル基（−ＣＯＯＸ：ＸはＨ、金属、アルキルからなる群より選択される）を持つ有機化合物、およびそれらの混合物から選択される。好ましくは、それは酢酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸およびそれらの混合物からなる群より選択される。ＮｉＰをめっきするために、基板を例えば溶液に浸漬する。溶液のｐＨを、必要な場合はｐＨバッファーで調節する。１つの実施態様において、１０ｇ／Ｌないし４５ｇ／ＬのＮｉＳＯ４  ７Ｈ２Ｏ、３ｇ／Ｌないし５０ｇ／ＬのＮａＨ２ＰＯ２  Ｈ２Ｏ、５ｍＬ／Ｌないし５０ｍＬのグリコール酸（７０％）および３ｇ／Ｌの酒石酸の溶液が使用される。鉛化合物を安定剤として０．５ｐｐｍないし１０ｐｐｍの範囲で加えることができる。浴（ｂａｔｈ）の温度およびｐＨは、好ましくはそれぞれ５０℃ないし９０℃および２ないし９、より好ましくはそれぞれ７０℃ないし８０℃および２ないし６の範囲に維持される。めっき時間は、めっき速度および所望される厚さによって決定することができ、典型的に５０ｎｍのＮｉＰ層に対して３０秒ないし１分である。次に、基板をＤＩ純水で洗浄する。
【００３６】
アルカリまたは有機溶液によるフォトレジスト（ＰＲ）パターンの除去
パターン化されたフォトレジストを除去するために、基板を除去溶液に（例えば、ここで先に記載した任意の洗浄工程で使用したような同様のアルカリ溶液）、レジストの厚さおよび除去速度に依存して１分ないし１５分間浸漬する。次に、基板をＤＩ純水で洗浄する。フォトレジスト表面上にめっきされた絶縁層を、フォトレジストと共に除去するが、基板上に直接めっきされた層は、基板上に残るであろう。除去溶液は、第１の触媒層上の絶縁層で再び被膜された場合のフォトレジストでさえも溶解する能力を持つ。
【００３７】
第２の触媒化工程
基板を、ＮＨ４ＯＨ中にＡｇＮＯ３、ＨＣｌ中にＰｄＣｌ２またはＮＨ４ＯＨ中にＰｄ（ＮＨ３）４Ｃｌ２を含む溶液に浸漬し、基板表面上に極めて薄い銀またはパラジウム層を堆積する。銀層については、典型的に０．０１ないし１％のＮＨ４ＯＨ溶液中の０．１ｇ／Ｌないし１０ｇ／ＬのＡｇＮＯ３が使用される。この工程を、典型的には１０秒ないし５分間、好ましくは３０秒ないし１分間実施してもよい。パラジウム層については、０．０１％ないし５％のＨＣｌ溶液中の０．０１ｇ／Ｌないし５ｇ／ＬのＰｄＣｌ２が使用される。より好ましくは、０．１ｇ／Ｌないし２ｇ／ＬのＰｄＣｌ２を０．０５％ないし１％のＨＣｌ溶液に溶解する。他の実施態様において、０．１％ないし５％のＮＨ４ＯＨ中の、０．１ｇ／Ｌないし１０ｇ／ＬのＰｄ（ＮＨ３）４Ｃｌ２が使用される。
【００３８】
銅層の無電解めっき工程
めっきされたＣｕの厚さ均一性および／または比抵抗が所望される仕様の範囲に無い場合は、任意で還元工程を行ってもよい。この場合、基板を、めっき溶液に浸漬する前にコンディショニング溶液に浸漬する。０．１％ないし５％のＨＣＨＯ、より好ましくは０．５％ないし３％のＨＣＨＯを含む溶液が使用される。ＨＣＨＯを使用する代わりに、０．１ｇ／Ｌないし５ｇ／ＬのＤＭＡＢ（ジメチルアミンボラン）を含む溶液を使用してもよい（より好ましくは０．５ｇ／Ｌないし３ｇ／ＬのＤＭＡＢ）。
【００３９】
無電解銅めっき溶液は通常、Ｃｕ源、還元剤、錯化剤およびｐＨバッファーを主な成分として含む。例としては、２ｇ／Ｌないし１５ｇ／ＬのＣｕＳＯ４と、アルデヒド、アミン、ヒドラジン、アミンボラン、グリオキシル酸、アスコルビン酸、ホスフィン酸塩およびそれらの任意の混合物からなる群より選択される還元剤とを含む溶液を使用してもよい。好ましい実施態様によれば、０．０５％ないし１％のＨＣＨＯが使用される。Ｎｉ化合物（すなわち、０．１ｇ／Ｌないし１０ｇ／ＬのＮｉＣｌ２）を加えてＣｕめっきを促進してもよい。錯化剤は、ＥＤＴＡ、酒石酸塩、クエン酸塩、ジアミン、糖アルコールおよびそれらの混合物からなる群より選択されてもよい。好ましい実施態様において、２０ｇ／Ｌないし６０ｇ／Ｌの酒石酸カリウムナトリウムが使用される。ＮａＯＨのようなアルカリ溶液で、溶液のｐＨを９ないし１３の範囲に調節する。硫黄化合物を安定剤として０．１ｐｐｍないし２ｐｐｍの範囲で加えてもよい。
【００４０】
基板を混合溶液に浸漬する。めっき時間は、めっき速度および所望の厚さによって決定され、典型的に数百ｎｍのＣｕ層に対して１分ないし６０分、より好ましくは５分ないし４０分であろう。ここで、ガラス基板上に直接堆積された銅層は除去されるが、絶縁層上に堆積された銅層は除去されない。なぜならば、ガラス上のＣｕめっきは、絶縁層上よりもはるかに効率が低いからである。結果として、所望の銅パターンが得られる。
【００４１】
本発明は、この発明による方法の種々の実施態様を表す図１ないし３とともに、以下の例および比較例によりここでより良く理解されるであろう。
【００４２】
図１において、ガラス基板１を連続的に（必要ならば）洗浄し、（必要ならば）連続的にマイクロエッチングする。次にフォトレジスト（Ｐ．Ｒ．）層２を基板１上に堆積する。次に、ＵＶ光４が通過して層２中に対応するパターン５を作製できる適当な開口を持ったマスク３を、Ｐ．Ｒ．層２の上に配置する。次にそれを現像し、剥離して、トレンチ８を実行する。
【００４３】
次に第１の触媒化工程を実行し、触媒層６をパターン化層２上に堆積する（この図１およびこの明細書に添付した他の図のいずれかにおいて、種々の層は通常、方法を実行した場合にそれらの実際の厚さおよび形状を表す厚さおよび形状を持たない。それらの相対的な厚さも、必ずしもそれらの正しい寸法ではない。これらの図は、それらの重なりの表示を与えることを意図しているだけである。触媒層はしばしば、フォトレジスト層、絶縁層、および／または銅層の厚さと比較すると殆ど検出できない厚さを持つ。）。
【００４４】
次に触媒バンプ（ｂｕｍｐ）７が、トレンチ８の底部に作製される。次に触媒層６上、および触媒バンプ７上の絶縁層９、１０の堆積のために、無電解めっきが実行される。次に、全てのフォトレジストパターン（触媒層よりも基板に付着しにくい）を除去し、触媒層（触媒バンプ）７および基板１上の絶縁層の、所望のパターン１０のみを残す（第１の触媒層は、フォトレジスト層よりも基板により良く付着する）。
【００４５】
図２は、図１の実施態様に類似するが、さらに第２の触媒層１１を絶縁層１０の上部に堆積し、触媒化された絶縁層（１０、１１）を作製する工程を含む、他の実施態様を開示する。しかしながら、第２の触媒層（１１）は、好ましくは基板の全表面上に堆積されるが、それは、絶縁層（１０）に付着するのと同じようには基板に付着しないであろう。触媒化された絶縁層（１０、１１）の上部における銅パターン１２の無電解堆積からなる、さらなる工程が実行される。
【００４６】
図３は、図１の実施態様に類似した他の実施態様を開示する。しかしながら、第１の触媒化工程の後で、フォトレジストパターンの除去工程を実行し、触媒バンプ７のみを今までどおり決まった場所に残す。次に、無電解めっき工程を実行し第１の触媒層７上に絶縁層パターン１３を堆積させその後、第２の触媒化工程を実行し第２の触媒層１４を堆積させ（好ましくは、先に説明したように、全表面上に堆積させる）、触媒化された絶縁層（１３，１４）を設け、その上に最終的に無電解めっきによって銅層１５を堆積させる。銅層（１５）は、唯一それが前の層すなわち絶縁層パターン（１３）上のみに適当に付着可能な、第２の触媒層（１４）上にめっきされる。
【００４７】
以下の例は、種々の考えられる本発明の実施態様のいくつかを開示する。
【００４８】
例１
ガラス基板を、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３  Ｎａ３ＰＯ４を含んだ脱脂溶液に８０℃で３分間浸漬し、ガラス表面上の有機汚染物を除去した。
【００４９】
脱イオン水ですすいだ後、それを希釈ＨＦ／ＮＨ４ＨＦ溶液に１分間浸漬し、前記基板の表面上に微小凹凸を作製した。次に、通常のポジ型フォトレジスト（ＰＲ）を基板上に被膜し、マスクを通してＵＶ光に露光することによってパターン化し、基板上でポストベーキングした後に現像する。
【００５０】
フォトレジスト層の現像の後、基板を１％のＨＣｌ溶液中に１０ｇ／ＬのＳｎＣｌ２を含むＳｎＣｌ２溶液に浸漬し、次に０．１％のＨＣｌ溶液中に０．３ｇ／ＬのＰｄＣｌ２を含むＰｄＣｌ２溶液に浸漬する（それぞれの溶液において４分）。基板をＤ．Ｉ．水ですすいだ後、それを還元剤を含んだコンディショニング溶液中に３０秒間浸漬した。次に、それを絶縁層めっき溶液に浸漬した。
【００５１】
表１は、ＮｉＰを絶縁層めっき溶液として選択した場合の、浴の組成およびめっき条件を示す。
【表１】
2010524008.tif 000003
【００５２】
Ｄ．Ｉ．水ですすいだ後、基板をアルカリ溶液中に浸漬し（この例における脱脂溶液と同じ組成）、パターン化されたフォトレジスト層を除去する。この工程を５分間行う。フォトレジスト層上にめっきされた絶縁層をフォトレジストと共に除去するが、基板上に直接めっきされた層は基板表面上に残る。
【００５３】
次に基板を４５秒間、第２の触媒化工程に使用した０．３％のＮＨ４ＯＨ溶液中に１．５ｇ／ＬのＡｇＮＯ３を含む溶液中に浸漬する。基板をＤ．Ｉ．水ですすいだ後、それを対応するめっき条件を持った、表２に記載するＣｕめっき溶液中に浸漬する。
【表２】
2010524008.tif 000004
【００５４】
銅めっき工程が実行された後、基板をＤＩ水で洗浄し、所望の銅パターンを得る。めっきされたＣｕ／ＮｉＰパターンは、テープ試験を用いて証明されるように、ガラス基板に対して優れた付着性を持つ。両方の層の粗さおよび厚さ均一性は良好である（それぞれ、１０ｎｍ未満および１０％以内）。ＮｉＰ層は９１ｗｔ％のＮｉおよび９ｗｔ％のＰからなる。
【００５５】
ＮｉＰ層は非晶質であることをＸ線解析が明らかにした。ＮｉＰ層上にめっきされたＣｕ層は低い比抵抗を持つ（四点プローブ法を用いて、３．０μΩｃｍ）。Ｘ線解析は、窒素雰囲気下で４００℃のオーブン中にて１時間アニールした後に、ＮｉＰの形態にわずかな変化しか生じないことも明らかにした。
【００５６】
例２
ガラス基板の代わりにシリコンウェーハを用いることを除いて、銅パターンを例１に従って製造した。ウェーハ上で得られた結果は、ガラス基板上で得られたものと同等であった。ＮｉＰ層のＣｕ拡散性能を試験するために、めっきされたＣｕ／ＮｉＰ層を４００℃でアニールし、Ｘ線解析を行ってシリコンウェーハ中に拡散したＣｕの量を測定した。解析は、ごくわずかなＣｕの拡散が生じるだけで、ＮｉＰ層が十分なＣｕバリア性能を持つことを明らかにした。
【００５７】
比較例１
絶縁層（ＮｉＰ）のウェットエッチングを行い、基板上に前記層をパターン化した。
【００５８】
ＮｉＰ層を最初に基板上にめっきし、次にこの層上で、例１で行ったようにフォトレジストパターン化を実行した。次に、ＦｅＣｌ３溶液を用いて絶縁層をエッチングし、ＮｉＰ層をパターン化した。エッチング時間は厚さおよびエッチング速度に依存するが、典型的に５０ｎｍ厚のＮｉＰ層のエッチングに対して３分であった。エッチング後、基板をアセトン中に１０分間浸漬し、フォトレジストを除去した。次に、例１のように第２の触媒化工程および銅層の無電解めっき工程を実行した。
【００５９】
この方法で銅パターンを作ることができるとはいえ、ウェットエッチングを用いて銅相互接続の形状を制御するのは非常に困難であった。なぜならば、ウェットエッチングは、その等方性によりＮｉＰ層のアンダーカットエッチングを生じたからである。
【００６０】
比較例２
例１と類似しているが、ＮｉＰ層を堆積させずに銅層を基板上にめっきした。得られた銅層は基板上に対して乏しい付着性しか示さず、それは容易に剥がれた。
【００６１】
比較例３
任意のベース基板の洗浄工程を除いて、または３０℃未満の温度を持つ洗浄溶液で実行される洗浄工程と共に、例１の全ての工程を実行した。最初のガラス表面が有機成分によって汚染された場合は（例えば、指で触る、および掴む、または拭う）、めっきされた層は乏しい厚さ均一性、および／または再現性の欠如を示した。これらの最も不適切な場合において、ここで先に議論したような適当な条件で洗浄工程を実行することは、均一性および／または再現性を向上させた。
【００６２】
比較例４
任意のマイクロエッチング工程を除いて、例１の全ての工程を実行した。基板の表面が微小凹凸を備えていない場合、めっきされたＮｉＰ層は、基板に対して乏しい付着性しか示さなかった。基板に微小凹凸を作製することは、決定的に付着性の向上を助ける。ＴＦＴ−ＬＣＤパネルのための商用ガラス基板を用いる場合（例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ  ７０５９）、通常、この工程は必須である。
【００６３】
比較例５
第１の触媒化工程を除いて、例１の全ての工程を実行した。ＮｉＰ層は基板上にめっきされず、それゆえに銅層は基板に十分に付着しなかった。
【００６４】
比較例６
第１の触媒化工程において、ＳｎＣｌ２の濃度が０．１ｇ／Ｌ未満もしくは５０ｇ／Ｌ超のいずれかであるか、またはＰｄＣｌ２の濃度が０．０１ｇ／Ｌ未満もしくは５ｇ／Ｌ超のいずれかであることを除いて、例１に従って種々の比較例を実行した。これら全ての例においては、基板上にＮｉＰ層がめっきされないか、またはめっきされたＮｉＰ層は乏しい厚さ均一性、乏しい付着性および／または再現性の欠如を示した。それゆえに、ＮｉＰ上に堆積された銅層は、いずれも満足いくものではなかった。
【００６５】
比較例７
コンディショニングにおいて浸漬工程をいずれも実行しないか、または使用されたＮａ２Ｈ２ＰＯ２溶液の濃度が５ｇ／Ｌ未満、または５０ｇ／Ｌ超のいずれかであることを除いて、例１の全ての工程を基板上で実行した。これら異なる全てのケースにおいて、基板上にＮｉＰ層がめっきされないか、またはこのようなＮｉＰ層がめっきされた場合は、乏しい厚さ均一性、乏しい付着性および／または再現性の欠如を示した。それゆえに、ＮｉＰ層上に堆積された銅層は、いずれも満足いくものではなかった。
【００６６】
比較例８
ＮｉＳＯ４  ７Ｈ２Ｏ、ＮａＨ２ＰＯ２  Ｈ２Ｏ、乳酸、グリコール酸、酒石酸および鉛化合物の濃度がここで先に規定したそれぞれの範囲外であることを除いて、種々の例を図１に従って行った。基板上にＮｉＰ層がめっきされないか、ＮｉＰ層がめっきされた場合は乏しい厚さ均一性、乏しい付着性および／または再現性の欠如を示すかのいずれかであった。それゆえに、ＮｉＰ層上に堆積された銅層は、いずれも満足いくものではなかった。
【００６７】
比較例９
ＮｉＰめっき浴の温度が５０℃未満ということを除いては、例１に開示したような類似の方法で種々の例を実行した。通常、基板上にＮｉＰ層がめっきされないか、またはめっきされた場合、このようなＮｉＰ層は乏しい均一性および／または再現性の欠如を示すかのいずれかであった。
【００６８】
他方で、温度が９０℃を上回る場合、めっき速度が速すぎて、層の内部応力を増大させるかもしれないので、めっきされたＮｉＰ層はガラス基板に対して乏しい付着性しか示さなかった。それゆえに、ＮｉＰ層上に堆積された銅層はいずれも満足いくものではなかった。
【００６９】
さらに、フォトレジスト層は９０℃の温度に１分を超える間耐えられなかった。フォトレジスト層が非常に厚い場合（温度により良く耐えるために）、その後の工程の間にこの層を溶解することが難しくなる。
【００７０】
比較例１０
このＮｉＰめっき浴のｐＨを２未満または９超のいずれかに調節したことを除いて、種々の例を例１に従って実行した。これら種々の全ての例において、基板上にＮｉＰ層がめっきされないか、またはめっきされた場合は、ＮｉＰ層は調和のとれた特性（例えば、厚さ均一性、基板への付着性および再現性）を示さなかった。それゆえに、ＮｉＰ層上に堆積された銅層はいずれも満足いくものではなかった。さらに、溶液のｐＨが１０を上回る場合、通常、フォトレジストパターンはＮｉＰめっき工程の間に破壊される（溶液中に溶解される）。これは、所望のＣｕパターンの実行を不可能にする。
【００７１】
比較例１１
第２の触媒化工程を除いて例１の種々の工程を実行した。この場合、通常はＮｉＰ層上にＣｕ層をめっきできない。
【００７２】
比較例１２
フォトレジストパターン化工程において、ＡｇＮＯ３の濃度が０．１ｇ／Ｌ未満または１０ｇ／Ｌ超であることを除いて、例１と類似した種々の例を実行した。Ｃｕ層がめっきされないか、またはめっきされたＣｕ層は乏しい厚さ均一性、乏しい付着性および／または再現性の欠如を示すかのいずれかであった。
【００７３】
比較例１３
第２の触媒化工程において、ＮＨ４ＯＨ溶液中のＡｇＮＯ３の代わりにＨＣｌ溶液中のＰｄＣｌ２またはＮＨ４ＯＨ溶液中のＰｄ（ＮＨ３）４Ｃｌ２を用いて、例１に従って種々の例を実行した。この工程は、０．１％のＨＣｌ中の０．３ｇ／ＬのＰｄＣｌ２、または２％のＮＨ４ＯＨ中の０．２５ｇ／ＬのＰｄ（ＮＨ３）４Ｃｌ２を使用して３分間の浸漬で実行された。めっきされたＣｕ層は、例１で得られたものと同等の厚さ均一性、付着性、比抵抗および再現性を示した。
【００７４】
比較例１４
ＣｕＳＯ４  ５Ｈ２Ｏ、Ｃ４Ｈ４ＫＮＮａＯ６  ５Ｈ２Ｏ、Ｎｉ化合物、ＨＣＨＯ、および／または硫黄化合物それぞれの濃度が、先述の無電解銅めっき工程において規定されたそれぞれの範囲外であることを除いて、例１と類似した種々の例を実行した。基板上にＣｕ層がめっきされないか、またはめっきされた場合は、乏しい厚さ均一性、乏しい付着性、高い比抵抗および／または再現性の欠如を示した。
【００７５】
比較例１５
Ｃｕめっき浴のｐＨを９未満または１３超のいずれかに調節したことを除いて、例１と類似した種々の例を実行した。ｐＨが９未満の場合はめっき速度があまりに低いので、Ｃｕ層は基板上にめっきされなかった。他方で、ｐＨが１３を上回る場合、Ｃｕ層は乏しい厚さ均一性、乏しい付着性、高い比抵抗および／または再現性の欠如を示した。めっき速度があまりに速すぎて、このことは層の内部応力を増大させるであろうと考えられている。厚さ均一性、付着性および再現性の間で調和のとれた特性は、規定された範囲の銅無電解めっき工程のもとで得られた。
【００７６】
例３
絶縁層の無電解めっきの前にフォトレジストを除去することを除いて、銅パターンを例１に開示したように製造した。フォトレジストＰＲパターンは、それゆえにフォトレジスト上の触媒層を伴うが、ベース基板上に直接堆積された触媒層は除去されなかった。結果として、触媒パターン化は、フォトレジストパターンの除去後に達成された。次に、絶縁層（ＮｉＰ）をその後にめっきした。ＮｉＰ層は触媒層上のみに選択的にめっきされるので、基板上にパターン化されたＮｉＰ層を得ることができた。次に、例１に開示したような第２の触媒化工程の後に、Ｃｕ無電解めっき工程を行った。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】説明なし
【図２】説明なし
【図３】説明なし
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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