专利名称：表面覆盖方法和半导体装置以及安装电路基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及表面覆盖方法和半导体装置以及安装电路基板。
背景技术：
半导体装置、安装电路基板等在工作运行中，会发生构成布线的原子(特别是Cu) 离子化并在电场作用下移动于绝缘膜中，或者原子移动在布线周围的异种材料间的界面的现象，导致布线寿命显著降低的问题。作为抑制上述原子移动的方法，可以举出采用电阻高于布线材料的金属来覆盖布线表面的方法，即在布线上形成阻挡层的方法。作为在布线上形成阻挡层的方法，可以举出在绝缘膜上形成阻挡层后在其上形成布线的方法，在形成布线后在布线表面上形成阻挡层的方法(例如，参照日本特表2003-505882号公报)等。在后者的方法中，多数情况下是通过非电解镀敷形成阻挡层，此时，若在布线以外的绝缘膜上存在导电性杂质，则会以该杂质作为核而使镀敷异常生长，发生短路等不良问题以及可靠性降低的问题。为了解决上述问题，以往在镀敷工序前通过使用强酸或强碱进行清洗来去除绝缘膜上的导电性杂质。但是，该方法存在对布线和绝缘膜造成损伤或使工艺复杂化的问题。在半导体装置的制造方法中，作为形成微细图案的方法，有人提出包括下列工序的方法通过以覆盖抗蚀剂图案表面的方式涂布水溶性组合物来使抗蚀剂图案膨润化的工序，以及接着通过以膨润化后的上述抗蚀剂图案作为掩模进行干蚀刻来对基底层进行图案化的工序(例如，参照日本特许第3633595号公报)。但是，在该提案的技术中，并没有研究在布线以外的绝缘膜上存在导电性杂质而产生的上述短路等不良问题以及可靠性降低的问题。因此，目前的实际状况是，需要提供一种不会损伤布线和绝缘膜而能够抑制由绝缘膜上的导电性杂质所引起的镀敷的异常生长的表面覆盖方法、以及用该方法所制造的半导体装置以及安装电路基板。
发明内容
本发明的课题在于，解决以往的上述各种问题并实现下述目的。即，本发明的目的在于，提供不损伤布线和绝缘膜而能够抑制由绝缘膜上的导电性杂质所引起的镀敷的异常生长的表面覆盖方法、以及用该方法所制造的半导体装置和安装电路基板。所公开的表面覆盖方法，以覆盖层叠体的至少绝缘膜的表面的方式涂布表面覆盖材料，从而在所述绝缘膜的表面形成覆膜，其中，所述表面覆盖材料含有水溶性树脂、有机溶剂和水，所述层叠体具有在表面上露出的绝缘膜和在表面上露出的被图案化的金属布线。所公开的半导体装置，包含具有绝缘膜和被图案化的金属布线的层叠体；通过上述公开的表面覆盖方法在所述绝缘膜表面形成的覆膜；以及在所述金属布线的表面形成的镀敷层。所公开的安装电路基板，包含具有绝缘膜和被图案化的金属布线的层叠体；通过上述公开的表面覆盖方法在所述绝缘膜表面形成的覆膜，以及在所述金属布线的表面形成的镀敷层。
图IA是表示在基材上形成有绝缘膜和金属布线的状态的概略剖面图。图IB是表示涂布了表面覆盖材料的状态的概略剖面图。图IC是表示绝缘膜和表面覆盖材料相互作用(混合)并形成了覆膜(混合覆膜) 的状态的概略剖面图。图ID是表示对金属布线的表面施以非电解镀敷的状态的概略剖面图。图2A是表示形成有绝缘膜的基材的概略剖面图。图2B是表示在绝缘膜上形成有种子层的状态的概略剖面图。图2C是表示在种子层上形成有抗蚀膜的状态的概略剖面图。图2D是表示在抗蚀膜之间形成有Cu布线的状态的概略剖面图。图2E是表示已剥离抗蚀膜的状态的概略剖面图。图2F是表示形成有绝缘膜和Cu布线的基材的概略剖面图。图3A是表示形成有绝缘膜的基材的概略剖面图。图3B是表示在绝缘膜上形成有抗蚀膜的状态的概略剖面图。图3C是表示绝缘膜被图案化的状态的概略剖面图。图3D是表示已剥离抗蚀膜的状态的概略剖面图。图3E是表示在绝缘膜上形成有种子层的状态的概略剖面图。图3F是表示在种子层上形成有Cu膜的状态的概略剖面图。图3G是表示形成有绝缘膜和Cu布线的基材的概略剖面图。图4A是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在硅基板上形成了层间绝缘膜的状态。图4B是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在图4A所示的层间绝缘膜上形成钛膜的状态。图4C是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在钛膜上形成抗蚀膜并在钛膜上形成穿孔图案的状态。图4D是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在层间绝缘膜上也形成穿孔图案的状态。图4E是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在形成穿孔图案的层间绝缘膜上形成Cu膜的状态。图4F是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示将除穿孔图案以外的层间绝缘膜上所沉积的Cu膜去除后的状态。图4G是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在层间绝缘膜上形成覆膜的状态。图4H是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在第一布线上形成有镀镍-磷的状态。图41是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在穿孔图案内形成的第一布线上和层间绝缘膜上形成了层间绝缘膜的状态。图4J是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示在作为表层的层间绝缘膜上形成穿孔图案并形成Cu插件的状态。图4K是用于说明所公开的制造半导体装置的一个例子的概要图，表示形成三层结构的布线的状态。图5A是用于说明所公开的制造安装电路基板的一个例子的概要图，表示在玻璃环氧基板上形成绝缘膜的状态。图5B是用于说明所公开的制造安装电路基板的一个例子的概要图，表示在绝缘膜上形成了种子层的状态。图5C是用于说明所公开的制造安装电路基板的一个例子的概要图，表示在种子层上形成了抗蚀剂图案的状态。图是用于说明所公开的制造安装电路基板的一个例子的概要图，表示在抗蚀剂图案间的开口部形成了 Cu图案的状态。图5E是用于说明所公开的制造安装电路基板的一个例子的概要图，表示已剥离抗蚀剂图案的状态。图5F是用于说明所公开的制造安装电路基板的一个例子的概要图，表示蚀刻种子层并形成了 Cu布线的状态。图5G是用于说明所公开的制造安装电路基板的一个例子的概要图，表示在绝缘膜上形成了覆膜的状态。图5H是用于说明所公开的制造安装电路基板的一个例子的概要图，表示在Cu布线上形成了镍-磷镀敷膜的状态。
具体实施例方式(表面覆盖方法)所公开的表面覆盖方法，是以覆盖层叠体的至少绝缘膜表面的方式涂布表面覆盖材料，从而在所述绝缘膜的表面形成覆膜的方法，其中，所述层叠体具有在表面上露出的绝缘膜和在表面上露出的被图案化的金属布线。〈表面覆盖材料〉上述表面覆盖材料，至少含有水溶性树脂、有机溶剂和水，优选含有交联剂、抗氧化剂、表面活性剂，并且根据需要还含有其它成分。-水溶性树脂-作为上述水溶性树脂，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出聚乙烯醇，聚乙烯醇缩醛，聚乙酸乙烯酯，含有羧基的树脂，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯亚胺，聚环氧乙烷，苯乙烯-马来酸共聚物，聚乙烯胺，聚丙烯胺，含有噁唑啉基的水溶性树脂，含有酚羟基的树脂，水溶性三聚氰胺树脂，水溶性脲(尿素)树脂，醇酸树脂，磺酰胺树脂，纤维素、单宁以及局部含有它们的树脂等。对它们既可以单独使用一种也可以并用两种以上。
作为上述含有羧基的树脂，例如，可以举出聚丙烯酸等。作为上述含有酚羟基的树脂，例如，可以举出聚羟基苯乙烯等。其中，基于稳定性的观点，优选为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、含有酚羟基的树脂、含有羧基的树脂。作为上述水溶性树脂的水溶性，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，优选上述水溶性树脂在25°C的IOOg水中溶解O. Ig以上的水溶性。作为上述表面覆盖材料中的上述水溶性树脂的含量，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选相对于100质量份上述表面覆盖材料为O. I质量份 50质量份，更优选为O. 2质量份 30质量份。若上述含量低于O. I质量份，则所形成的覆膜厚度不足，在镀敷处理后的绝缘膜上大量残留有镀敷生长的异物；若超过50质量份，则有时难以形成均匀的覆膜。若上述含量在更优选的范围内，则能够进一步抑制在镀敷处理后的绝缘膜上的镀敷的异常生长，基于该点而言是有利的。-有机溶剂-上述有机溶剂，在上述绝缘膜上涂布上述表面覆盖材料时，使上述绝缘膜发生膨润，并容易引发上述表面覆盖材料和上述绝缘膜的相互作用(混合)。作为上述有机溶剂，只要是能够使上述绝缘膜发生膨润的有机溶剂即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出醇类有机溶齐 、链状酯类有机溶齐 、 环状酯类有机溶剂、酮类有机溶剂、链状醚类有机溶剂、环状醚类有机溶剂、胺类有机溶剂
坐寸O作为上述醇类有机溶剂，例如，可以举出甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等。作为上述链状酯类有机溶剂，例如，可以举出乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯 (PGMEA)等。作为上述环状酯类有机溶剂，例如，可以举出Y - 丁内酯等内酯类溶剂等。作为上述酮类有机溶剂，例如，可以举出丙酮、环己酮、庚酮等。作为上述链状醚类有机溶剂，例如，可以举出乙二醇二甲醚等。作为上述环状醚类有机溶剂，例如，可以举出四氢呋喃、二噁烷等。作为上述胺类有机溶剂，例如，可以举出N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)等。另外，作为上述胺类有机溶剂，例如，可以举出单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等氨基醇。作为上述表面覆盖材料中的上述有机溶剂的含量，并没有特别限制，能够根据目的进行适当确定，但优选相对于100质量份上述表面覆盖材料为O. I质量份 30质量份。 若上述含量处于上述优选范围内，则能够进一步抑制镀敷处理后的绝缘膜上的镀敷的异常生长，基于该点而言是有利的。-水-作为上述水，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选为纯水(去离子水)。作为上述表面覆盖材料中的上述水的含量，并没有特别限制，能够根据目的进行适当确定，但基于表面覆盖材料的涂布性的观点，优选相对于100质量份上述表面覆盖材料为80质量份以上。
-交联剂-优选上述表面覆盖材料含有上述交联剂。通过在上述表面覆盖材料中含有上述交联剂，能够进一步抑制在镀敷处理后的绝缘膜上的镀敷的异常生长。作为上述交联剂，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选为三聚氰胺衍生物、脲衍生物、联脲(uril)衍生物。作为上述三聚氰胺衍生物，例如，可以举出烷氧基甲基三聚氰胺、它们的衍生物
坐寸ο作为上述脲衍生物，例如，可以举出脲、烷氧基亚甲基脲、N-烷氧基亚甲基脲、亚乙基脲(乙烯脲)、亚乙基脲羧酸、它们的衍生物等。作为上述联脲(uril)衍生物，例如，可以举出苯并胍胺、甘脲(glycoluril)、它们的衍生物等。这些即可以单独使用一种也可以并用两种以上。作为在上述表面覆盖材料中的上述交联剂的含量，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，优选相对于100质量份上述表面覆盖材料为O. I质量份 20质量份。若上述含量低于O. I质量份，则有时对镀敷处理后的绝缘膜上的镀敷的异常生长的抑制不足。若上述含量处于上述优选范围内，则对镀敷处理后的绝缘膜上的镀敷的异常生长的抑制非常优异，基于该点而言是有利的。-抗氧化剂-优选上述表面覆盖材料含有上述抗氧化剂。基于上述表面覆盖材料中含有上述抗氧化剂，能够在形成覆膜时抑制金属布线发生氧化。作为上述抗氧化剂，只要是能够防止金属布线发生氧化即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选为羧酸、糖类。作为上述羧酸，只要是具有至少一个羧基的有机酸即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选碳原子数为I 6的羧酸。作为上述碳原子数为I 6的羧酸，优选为草酸、甲酸。作为上述糖类，例如，可以举出单糖、二糖、多糖等。作为上述单糖，例如，可以举出葡萄糖、葡糖酸内酯、吡喃葡萄糖、果糖等。作为上述二糖，例如，可以举出蔗糖、乳糖、麦芽糖等。作为上述多糖，例如，可以举出藻酸、纤维素、淀粉、糖原等。其中，优选为单糖，进一步优选为葡萄糖。这些抗氧化剂，即可以单独使用一种也可以并用两种以上。作为在上述表面覆盖材料中的上述抗氧化剂的含量，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选相对于100质量份上述表面覆盖材料为O. I质量份 40质量份，更优选为I. O质量份 20质量份。若上述含量低于O. I质量份，则抗氧化剂无法充分遍布在处理表面上，有时防止金属布线氧化的效果不足。若上述含量超过40质量份，则不能形成均匀的覆膜，有时在镀敷处理后的绝缘膜上会产生少量镀敷生长的异物。-表面活性剂-作为上述表面活性剂，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、两性表面活性剂等。这些即可以单独使用一种也可以并用两种以上。其中，基于不含钠盐、钾盐等的金属离子的观点，优选为非离子性表面活性剂。作为上述非离子性表面活性剂，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出烷氧基化物类表面活性剂、脂肪酸酯类表面活性剂、酰胺类表面活性剂、醇类表面活性剂、乙二胺类表面活性剂等。作为上述非离子性表面活性剂的具体例子，可以举出聚氧乙烯-聚氧丙烯缩合物化合物、聚氧亚烷基烷基醚化合物、聚氧乙烯烷基醚化合物、聚氧乙烯衍生化合物、山梨糖醇酐脂肪酸酯化合物、甘油脂肪酸酯化合物、伯醇乙氧基化物、苯酚乙氧基化物、壬基苯酚乙氧基化物类化合物、辛基苯酚乙氧基化物类化合物、月桂醇乙氧基化物类化合物、油醇乙氧基化物类化合物、脂肪酸酯类化合物、酰胺类化合物、 天然醇类化合物、乙二胺类化合物、仲醇乙氧基化物类化合物等。作为上述阳离子性表面活性剂，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出烧基阳离子类表面活性剂、酰胺型4级阳离子(quaternary cation,季铵盐阳离子)类表面活性剂、酯型4级阳离子(quaternary cation，季铵盐阳离子)类表面活性剂等。作为上述两性表面活性剂，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如， 可以举出氧化胺类表面活性剂、甜菜碱类表面活性剂等。作为上述表面覆盖材料中的上述表面活性剂的含量，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选相对于上述表面覆盖材料以质量比为500ppm以下(相对于100 质量份上述表面覆盖材料为O. 05质量份以下)。作为上述含量的下限值，并没有特别限制， 能够根据目的进行适当选择，但优选相对于上述表面覆盖材料以质量比为Ippm以上。若上述含量超过500ppm，则有时上述表面覆盖材料会渗透到上述金属布线和上述绝缘膜的界面，引起粘合不良等弊端。若上述含量处于上述优选范围内，则不会产生粘合不良，能够促进上述绝缘膜和上述表面覆盖材料的混合，基于该点而言是有利的。-其它成分-作为上述其它成分，只要不损害所公开的效果即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。作为上述表面覆盖材料的形态，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出水溶液、胶体液、乳液等。其中，基于表面覆盖材料的涂布性的观点，优选为水溶液。<层叠体>作为上述层叠体，只要是具有在上述层叠体的表面上露出的绝缘膜和在上述层叠体的表面上露出的被图案化的金属布线的层叠体即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出至少具有基材、在上述层叠体表面上露出的绝缘膜以及在上述层叠体表面上露出的被图案化的金属布线，并且根据需要还具有其它部件的层叠体。-基材-作为上述基材，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出娃晶片，金属氧化膜，具有绝缘性的树脂基板，陶瓷基板等。作为上述具有绝缘性的树脂基板，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择， 例如，可以举出玻璃环氧基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、双马来酰亚胺-三嗪树脂基板、热固化性聚亚苯基醚基板、氟树脂基板、覆铜层压板、RCC(Resin Coated Copper Foil :带树脂铜猜)基板等。-绝缘膜_作为上述绝缘膜，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出由有机绝缘材料构成的绝缘膜。上述绝缘膜，既可以是连续膜(continuous membrane)也可以是被图案化的绝缘膜。—有机绝缘材料一作为上述有机绝缘材料的材质，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出聚酰亚胺树脂、聚烯丙基醚树脂、聚苯并噁唑树脂、环氧树脂、酚醛树脂、苯并环丁烯树脂等。作为上述绝缘膜的形成方法，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出辊式涂布法、棒式涂布法、浸溃涂布法、凹版涂布法、帘式涂布法、模压涂布法 (die coating)、喷涂法、刮刀涂布法(doctor coating)、旋转涂布法等。作为上述绝缘膜的厚度，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。-金属布线-作为上述金属布线，只要是被图案化的金属布线即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选为铜布线。作为对上述金属布线进行图案化的方法，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，能够采取使用抗蚀剂材料的公知的图案形成方法。作为上述金属布线的宽度、厚度、布线间距(间隙)，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。作为上述层叠体的结构，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出在上述基材上形成有上述绝缘膜并在该绝缘膜上形成有被图案化的上述金属布线的结构，被图案化的上述金属布线和在上述金属布线间所配置的上述绝缘膜形成在上述基材上的结构等。〈涂布〉通过进行上述涂布，可在上述绝缘膜的表面形成覆膜。优选上述覆膜为通过上述绝缘膜和上述表面覆盖材料相互作用而成的覆膜(混合覆膜)。当通过上述涂布在上述绝缘膜的表面形成上述覆膜时，在上述绝缘膜上存在的导电性杂质被上述覆膜所覆盖。即，原来存在于上述绝缘膜上的导电性杂质变得存在于上述覆膜中。其结果是，能够抑制为了在上述金属布线上形成阻挡层而进行非电解镀时产生的、因上述导电性杂质的存在所引起的上述绝缘膜上镀敷的异常生长，并能够防止短路 (short)。此外，上述导电性杂质，被认为是在制备上述金属布线时的蚀刻和CMP (化学机械研磨)时产生。作为上述涂布的方法，只要是以至少覆盖上述基材的上述绝缘膜表面的方式进行涂布的方法即可，并没有特别限制，能够从公知方法中进行适当选择，例如，可以举出辊式涂布法、棒式涂布法、浸溃涂布法、凹版涂布法、帘式涂布法、模压涂布法(die coating)、喷涂法、刮刀涂布法、旋转涂敷法等。这些方法即可以单独使用一种也可以并用两种以上。
-加热-优选在上述涂布后进行加热。作为上述加热的方法，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。作为上述加热的温度和时间，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。基于上述加热的实施能够促进混合。-水洗-优选在上述涂布后进行水洗。优选上述水洗在上述加热后进行。基于进行上述水洗，在上述所涂布的上述表面覆盖材料中的、与上述绝缘膜未发生相互作用(混合)的部分或相互作用(混合)弱的部分被溶解去除。并且，能够溶解去除在上述涂布时赋予上述金属布线上的上述表面覆盖材料。作为上述水洗，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，但优选通过使用纯水来进行。对应用了上述表面覆盖方法的上述基材的上述金属布线而言，优选进一步进行非电解镀敷。基于进行上述非电解镀敷，在上述金属布线上形成有阻挡层，能够防止金属离子从上述金属布线迁移。参照图IA 图ID来说明上述表面覆盖方法的一个例子。图IA是表示在基材I上形成有绝缘膜2和金属布线3的状态的概略剖面图。如图IA所示，在绝缘膜2上存在导电性杂质4。该导电性杂质4，通常是在形成金属布线3时产生。接下来，如图IB所示，在绝缘膜2的表面涂布表面覆盖材料5。接下来，若加热表面覆盖材料5和绝缘膜2，则会引发绝缘膜2和表面覆盖材料5的相互作用(混合)，形成如图IC所示的覆膜(混合覆膜)6，进而通过水洗，溶解去除与绝缘膜2未发生相互作用的表面覆盖材料5。接下来，通过进行非电解镀敷，如图ID所示，在金属布线3的表面上形成作为阻挡层的镀敷层7。(半导体装置和安装电路基板)所公开的半导体装置，包含至少具有绝缘膜和被图案化的金属布线的层叠体、覆膜以及镀敷层，并且根据需要还包含其它部件。所公开的安装电路基板，包含至少具有绝缘膜和被图案化的金属布线的层叠体、 覆膜以及镀敷层，并且根据需要还包含其它部件。上述覆膜，是采用所公开的上述表面覆盖方法在所述绝缘膜表面形成的覆膜。上述镀敷层，是在所述金属布线的表面形成的镀敷层。〈层叠体〉作为上述层叠体，只要是具有绝缘膜和被图案化的金属布线的层叠体即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出至少包含基材、绝缘膜以及被图案化的金属布线，并且根据需要还包含其它部件的层叠体。-基材-作为上述半导体装置的上述基材，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择， 例如，可以举出硅晶片、金属氧化膜等。作为上述安装电路基板的上述基材，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出具有绝缘性的树脂基板、陶瓷基板等。
作为上述具有绝缘性的树脂基板，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择， 例如，可以举出玻璃环氧基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、双马来酰亚胺-三嗪树脂基板、 热固化性聚亚苯基醚基板、氟树脂基板、覆铜层压板、RCC(Resin Coated Copper foil :带树脂铜猜)基板等。-绝缘膜_作为上述绝缘膜，可以举出在上述表面覆盖方法的说明中所记载的上述绝缘膜。-金属布线-作为上述金属布线，可以举出在上述表面覆盖方法的说明中所记载的上述金属布线。<半导体装置的制造方法和安装电路基板的制造方法>说明上述半导体装置的制造方法的一个例子。作为上述半导体装置的制造方法，可以举出至少包括形成覆膜的工序以及形成镀敷层的工序，并且根据需要还包括其它工序的制造方法。说明上述安装电路基板的制造方法的一个例子。作为上述安装电路基板的制造方法，可以举出至少包括形成覆膜的工序以及形成镀敷层的工序，并且根据需要还包括其它工序的制造方法。-形成覆膜的工序-作为上述形成覆膜的工序，只要是采用上述表面覆盖方法在上述层叠体的至少上述绝缘膜的表面形成上述覆膜的工序即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。-形成镀敷层的工序_作为形成上述镀敷层的工序，是形成上述覆膜的工序之后的工序，只要是通过非电解镀敷在上述层叠体的表面上露出的被图案化的上述金属布线表面形成镀敷层的工序即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。—非电解镀敷一作为上述非电解镀敷，只要是能够镀敷上述金属布线的非电解镀敷即可，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出非电解镀铜、非电解镀镍、非电解镀镍-磷、非电解镀金、非电解镀银、非电解镀锡等。作为上述非电解镀敷的方法，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。-其它工序-作为上述的其它工序，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出对金属布线进行图案化的工序，形成绝缘膜的工序等。—对金属布线进行图案化的工序一作为对上述金属布线进行图案化的工序，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出包括抗蚀剂图案形成工序以及图案化工序的工序。---抗蚀剂图案形成工序作为上述抗蚀剂图案形成工序，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，例如，可以举出通过使用公知的抗蚀剂材料来形成抗蚀剂图案的工序。作为上述抗蚀剂材料，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择，不论负型还是正型均可，例如，可以举出通过g线、i线、KrF准分子激光、ArF准分子激光、F2准分子激光、电子射线等可进行图案化的g线抗蚀剂、i线抗蚀剂、KrF抗蚀剂、ArF抗蚀剂、F2抗蚀剂、电子射线抗蚀剂等。它们既可以是化学增幅型也可以是非化学增幅型。其中，优选KrF 抗蚀剂、ArF抗蚀剂、通过含有丙烯酸类树脂而形成的抗蚀剂等，从更微细的图案化、提高生产量等观点出发，更优选为以延展分辨极限(resolution limit)作为当务之急的ArF抗蚀剂和包含丙烯酸类树脂而成的抗蚀剂中的至少任一者。作为上述抗蚀剂材料的具体例子，可以举出酚醛清漆类抗蚀剂、PHS类抗蚀剂、 丙烯酸类抗蚀剂、环烯烃-马来酸酐类(COMA类)抗蚀剂、环烯烃类抗蚀剂、混合(hybrid) 类(脂环族丙烯酸类-COMA类共聚物)抗蚀剂等。可以对它们进行氟修饰等。对上述抗蚀剂图案的大小、厚度等并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择， 尤其是对厚度而言，能够根据作为加工对象的被加工面、蚀刻条件等进行适当确定，但通常为IOOnm 500nm左右。图案化工序作为上述图案化工序，是将通过上述抗蚀剂图案形成工序形成的上述抗蚀剂图案作为掩模(作为掩模图案等使用)来进行蚀刻或镀敷，从而形成被图案化的上述金属布线的工序。作为进行上述蚀刻时形成上述抗蚀剂图案的被形成面，例如，可以举出金属膜。通过上述蚀刻，上述金属膜被蚀刻，并进行以上述抗蚀剂图案作为掩模的图案化。上述镀敷，是在上述抗蚀剂图案之间的空隙部进行。—形成绝缘膜的工序一作为上述形成绝缘膜的工序，并没有特别限制，能够根据目的进行适当选择。在上述半导体装置的制造方法和上述安装电路基板的制造方法中，通过反复施行上述对金属布线进行图案化的工序、上述形成绝缘膜的工序、上述形成覆膜的工序、上述形成镀敷层的工序，能够制造层叠有多层上述金属布线和上述绝缘膜的半导体装置和安装电路基板。通过在上述形成覆膜的工序后，施行上述形成镀敷层的工序来制造上述半导体装置和上述安装电路基板，由此可在上述绝缘膜上所存在的导电性杂质被上述覆膜所覆盖 (即，导电性杂质存在于上述覆膜中)，然后进行镀敷。其结果是，能够抑制为了在上述金属布线上形成阻挡层而进行非电解镀敷时由上述导电性杂质的存在所引起的上述绝缘膜上的镀敷的异常生长。因此，能够获得可防止由上述镀敷异常生长所引起的短路(short)现象的半导体装置和安装电路基板。作为上述半导体装置的具体例子，例如，可以举出闪存器、DRAM、FRAM等。作为上述安装电路基板的具体例子，例如，可以举出积层式多层布线板、MCM(多芯片1 块)基板等。基于所公开的表面覆盖方法，能够不损伤布线和绝缘膜而抑制由绝缘膜上的导电性杂质所引起的镀敷的异常生长。基于所公开的半导体装置，在能够基本不损伤布线和绝缘膜而获得使短路等不良问题和可靠性降低现象得到抑制的半导体装置。基于所公开的安装电路基板，在能够基本不损伤布线和绝缘膜而获得使短路等不良问题和可靠性降低现象得到抑制的安装电路基板。
实施例下面，通过举出实施例来进一步具体说明本发明，但本发明并不受这些实施例的任何局限。(制造例I)〈Cu布线I的制备〉制备了如图2F所示的形成有绝缘膜2和被图案化的Cu布线10的基材I。制备方法如下所示。首先，将聚酰亚胺前驱体溶液(PIX-3400，日立化成工业株式会社制造)旋涂在基材I上，并在1251下预烘焙2分钟后，在3501下加热I小时，准备了如图2A所示的、 形成有由聚酰亚胺构成的5μπι厚度的绝缘膜2的基材I。接下来,如图2Β所示，通过溅射在绝缘膜2上形成由Cu构成的IOOnm厚度的种子层8。接下来，通过使用正型酚醛清漆抗蚀剂，采用公知的抗蚀剂图案形成方法，如图2C所示地，在种子层8上形成了图案状抗蚀膜 9 (厚度为10 μ m,半间距为5 μ m的L/S)。接下来，通过电解镀，如图2D所示地，在抗蚀膜9 间形成了 8μπι厚度的Cu布线10。接下来，通过在70°C的NMP (N-甲基-2-吡咯烷酮)中浸溃10分钟，如图2E所示，剥离了抗蚀膜9。接下来，通过在室温下浸溃于含有硫酸氢盐的水溶液中，并通过蚀刻种子层8，制备了如图2F所示的形成有绝缘膜2和被图案化的Cu布线10的基材I。(制造例2)〈Cu布线2的制备〉制备如图3G所示的形成有被图案化的绝缘膜2和被图案化的Cu布线10的基材
I。该制备方法如下所述。首先，将有机绝缘膜形成材料(ACCUGLASS512B，Honeywell公司制造)在基材I上进行旋涂，在100°C下预烘焙I分钟后，在300°C下加热I小时，准备了如图3A所示的形成有由聚硅氧烷构成的O. 5 μ m厚度的绝缘膜2的基材I。接下来，通过使用正型化学增幅型抗蚀剂，采用公知的抗蚀剂图案形成方法，如图3B所示，在绝缘膜2上形成图案状抗蚀膜9 (厚度为O. 8 μ m、半间距为O. 4 μ m的L/S)。接下来，以抗蚀膜9作为掩模， 采用CF4气体进行干蚀刻，形成如图3C所示的被图案化的绝缘膜2。接下来，通过在70°C的 NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)中浸溃10分钟，如图3D所示，剥离了抗蚀膜9。接下来，如图 3E所示，通过溅射在绝缘膜2上形成由Cu构成的IOOnm厚度的种子层8。接下来，如图3F 所示，通过电解镀敷在种子层8上形成Cu膜10a。接下来,采用CMP (Chemical Mechanical Polishing :化学机械研磨)法，去除Cu膜IOa和绝缘膜2上的种子层8，制备了如图3G所示的形成有被图案化的绝缘膜2和被图案化的O. 45 μ m厚度的Cu布线10的基材I。(配制例)<表面覆盖材料和比较材料的配制>配制了具有表I所示组成的表面覆盖材料A Z和比较材料a b。在表I中，“PVA/30%缩醛化”表示聚乙烯醇缩醛(S-LEC K，积水化学工业株式会社制造)，“PVA”表示聚乙烯醇(PVA-205C，株式会社可乐丽(Kuraray Co.，Ltd.)制造)， “PVP”表示聚乙烯吡咯烷酮(株式会社可乐丽制造)，“PHS”表示聚羟基苯乙烯(VP聚合物， 日本曹达株式会社制造)，“Uril(々'J >)”表示四甲氧甲基甘脲(东京化成工业株式会社制造)，“Urea ( 二 7 )”表示N，N' - 二甲氧甲基二甲氧亚乙基脲(三和化学株式会社制造)，“Melamine( J 7 ^ >) ”表示六甲氧基甲基三聚氰胺(东京化成工业株式会社)，“NMP”表示N-甲基-2-吡咯烷酮，“ Y-BL ”表示Y-丁内酯，“TN-80”表示非离子性表面活性剂(伯醇乙氧基化物类表面活性剂，株式会社艾迪科(ADEKA Corporation)制造)，“PC_8” 表示多核苯酚乙氧基化物类表面活性剂(旭电化株式会社制造)，“水”表示纯水。草酸、甲酸和葡萄糖，均采用了关东化学株式会社制造的材料。表I
材料名水溶性树脂交联剂水有机溶剂抗氧化剂表面活性剂aPVA/30%缩醛化(8)—水(92)———bPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(91)———APVA/30%缩醛化(8)水(83)乙酸乙酯(9)——BPVA/30%缩醛化(8)Cnl (1.0)水(82)乙酸乙酯(9)——CPVA/30%缩醛化(0.1)Uril (1.0)水(89.9)乙酸乙酯(9)——DPVA/30%缩醛化(0.2)Uril (1.0)水(89.8)乙酸乙酯(9)——EPVA/30%缩醛化(30)Uril (1.0)水(60)乙酸乙酯(9)——FPVA/30%缩醛化(50)Uril (1.0)水(40)乙酸乙酯(9)一—GPVA/30%缩醛化(8)Uril (0.1)水(82.9)乙酸乙酯(9)一—HPVA/30%缩醛化(8)Uril (20)水(63)乙酸乙酯(9)——IPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(90.9)乙酸乙酯(0.1)——JPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(61)乙酸乙酯(30)——KPVA/30%缩醛化(8)Urea (1.0)水(82)乙酸乙酯(9)——LPVA/30%缩醛化(8)Melamine (0.5)水(82.5)乙酸乙酯(9)——MPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(82)NMP (9)——NPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(82)y-BL(9)一—OPVA (8)Uril (1.0)水(82)乙酸乙酯(9)——PPVA (6) /PHS (2)Uril (1.0)水(82)乙酸乙酯(9)——QPVA (8)Uril (1.0)水(82)乙酸乙酯(9)一—RPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(81.95)乙酸乙酯(9)—TN-80C0.05)SPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(81.95)乙酸乙酯(9)—PC-8 (0.05)TPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(81.9)乙酸乙酯(9)草酸(O.])—UPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(72)乙酸乙酯(9)草酸(10)—VPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(42)乙酸乙酯(9)草酸(40)—WPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(72)乙酸乙酯(9)甲酸(10)—XPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(72)乙酸乙酯(9)葡萄糖(10)—YPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(81)乙酸乙酯(9)草酸(1.0)—ZPVA/30%缩醛化(8)Uril (1.0)水(62)乙酸乙酯(9)草酸(20)—在表I中，括弧“()”内的数值表示质量份。(实施例I 26以及比较例I 3)〈表面覆盖以及非电解镀敷〉将配制例中所配制的上述材料(表面覆盖材料和比较材料)，分别以2IOOrpm的条件，旋转涂敷在制造例I中所制备的形成有绝缘I旲和Cu布线的基材上以及在制造例2中所制备的形成有绝缘膜和Cu布线的基材上，并在150°C下进行180秒的焙烘处理。接下来，使用纯水进行水洗30秒，并去除与绝缘膜未发生相互作用(混合)的上述材料。接下来，用非电解镍-磷镀液在70°C下处理Cu布线表面，并进行50nm厚度的非电解镀镍-磷。在非电解镀敷后进行SEM (扫描型电子显微镜)观察，对由于异常镀敷生长而在绝
15缘膜表面出现的异物个数按每I μ m2进行计数。结果如下所示。表 权利要求
1.一种表面覆盖方法，其特征在于，以覆盖层叠体的至少绝缘膜表面的方式涂布表面覆盖材料，从而在所述绝缘膜的表面形成覆膜，其中，所述表面覆盖材料含有水溶性树脂、 有机溶剂和水，所述层叠体具有在表面上露出的绝缘膜和在表面上露出的被图案化的金属布线。
2.如权利要求I所述的表面覆盖方法，其中，所述表面覆盖材料还含有交联剂。
3.如权利要求I所述的表面覆盖方法，其中，所述水溶性树脂为选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、含有酚羟基的树脂和含有羧基的树脂中的至少任一者。
4.如权利要求2所述的表面覆盖方法，其中，所述交联剂为选自三聚氰胺衍生物、脲衍生物和联脲衍生物中的至少任一者。
5.如权利要求I所述的表面覆盖方法，其中，所述表面覆盖材料中的所述水溶性树脂的含量，相对于100质量份所述表面覆盖材料为0. I质量份 50质量份。
6.如权利要求I所述的表面覆盖方法，其中，所述有机溶剂为选自醇类有机溶剂、链状酯类有机溶剂、环状酯类有机溶剂、酮类有机溶剂、链状醚类有机溶剂、环状醚类有机溶剂和胺类有机溶剂中的至少任一者。
7.如权利要求I所述的表面覆盖方法，其中，所述表面覆盖材料还含有抗氧化剂。
8.如权利要求7所述的表面覆盖方法，其中，所述抗氧化剂为羧酸和糖类中至少任一者。
9.如权利要求8所述的表面覆盖方法，其中，所述羧酸为草酸和甲酸中的至少任一者。
10.如权利要求8所述的表面覆盖方法，其中，所述糖类为葡萄糖。
11.如权利要求7所述的表面覆盖方法，其中，所述表面覆盖材料中的所述抗氧化剂的含量，相对于100质量份上述表面覆盖材料为0. I质量份 40质量份。
12.如权利要求I所述的表面覆盖方法，其中，所述表面覆盖材料还含有表面活性剂。
13.如权利要求I所述的表面覆盖方法，其中，所述绝缘膜是由有机绝缘材料来构成。
14.一种半导体装置，其特征在于，包含具有绝缘膜和被图案化的金属布线的层叠体，通过表面覆盖方法在所述绝缘膜的表面形成的覆膜，以及在所述金属布线的表面形成的镀敷层；并且，所述表面覆盖方法是以覆盖层叠体的至少所述绝缘膜表面的方式涂布表面覆盖材料，从而在所述绝缘膜的表面形成所述覆膜，其中，所述表面覆盖材料含有水溶性树脂、 有机溶剂和水，所述层叠体具有在表面上露出的所述绝缘膜和在表面上露出的被图案化的所述金属布线。
15.一种安装电路基板，其特征在于，包含具有绝缘膜和被图案化的金属布线的层叠体，通过表面覆盖方法在所述绝缘膜的表面形成的覆膜，以及在所述金属布线的表面形成的镀敷层；并且，所述表面覆盖方法是以覆盖层叠体的至少所述绝缘膜表面的方式涂布表面覆盖材料，从而在所述绝缘膜的表面形成所述覆膜，其中，所述表面覆盖材料含有水溶性树脂、 有机溶剂和水，所述层叠体具有在表面上露出的所述绝缘膜和在表面上露出的被图案化的所述金属布线。
全文摘要
一种表面覆盖方法，其以覆盖层叠体的至少绝缘膜表面的方式涂布表面覆盖材料，从而在所述绝缘膜表面形成覆膜，其中，所述表面覆盖材料含有水溶性树脂、有机溶剂和水，所述层叠体具有在表面上露出的绝缘膜和在表面上露出的被图案化的金属布线。
文档编号H01L23/522GK102610557SQ20121002495
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月17日 优先权日2011年1月18日
发明者今纯一 申请人:富士通株式会社