電子部品の製造方法及び電子部品
【課題】電子部品の導電部の元素がその周辺に設けた絶縁層へ拡散するのを抑制する。
【解決手段】第１絶縁層１上に導電部２を形成して、その導電部２上にバリアメタル層３を形成した後、そのバリアメタル層３上に、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層４を形成し、その化合物層４上に第２絶縁層５を形成する。導電部２から拡散する元素が、たとえバリアメタル層３を通過しても、そのバリアメタル層３を通過した元素を化合物層４によって捕捉し、導電部２の元素が第２絶縁層５等へ拡散するのを抑制する。
【解決手段】第１絶縁層１上に導電部２を形成して、その導電部２上にバリアメタル層３を形成した後、そのバリアメタル層３上に、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層４を形成し、その化合物層４上に第２絶縁層５を形成する。導電部２から拡散する元素が、たとえバリアメタル層３を通過しても、そのバリアメタル層３を通過した元素を化合物層４によって捕捉し、導電部２の元素が第２絶縁層５等へ拡散するのを抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線層を有する電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁層内に設けた配線等の導電部を有する回路基板や半導体装置等の電子部品において、導電部の元素が、通電やそれによる発熱等によって、周辺の絶縁層へ拡散するのを抑えるために、導電部の周りにバリアメタル層を設ける技術が知られている。例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法等を用い、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ)、又はそれらの窒化物をバリアメタル層として形成することが知られている。また、無電解めっき法を用い、コバルトタングステンリン（ＣｏＷＰ）、ニッケルリン（ＮｉＰ）等をバリアメタル層として形成する方法等も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０６９０５号公報
【特許文献２】特開２００１−３１６８３４号公報
【特許文献３】特開２００４−２６０１０６号公報
【特許文献４】特開２００７−２４６９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のように導電部周辺にバリアメタル層を設けても、そのバリアメタル層の材質、厚さ、膜質等によっては、導電部から絶縁層への元素拡散を十分に抑えることができない場合がある。バリアメタル層を厚くすれば元素拡散を抑えることは可能である。但し、例えば、隣接する導電部間に設定されているピッチによっては、各導電部に形成するバリアメタル層について十分な厚さを確保できない場合があり、また、バリアメタル層を厚くすることで抵抗が増加する等の問題が生じる場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によれば、第１絶縁層上に導電部を形成する工程と、前記導電部上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層上に、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層を形成する工程と、前記化合物層上に第２絶縁層を形成する工程と、を含む電子部品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
開示の方法によれば、導電部から絶縁層への元素拡散を効果的に抑制し、信頼性の高い電子部品を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】配線構造の一例の説明図である。
【図２】回路基板の一例を示す図である。
【図３】回路基板の一例の要部拡大図である。
【図４】回路基板形成の第１工程の要部断面模式図である。
【図５】回路基板形成の第２工程の要部断面模式図である。
【図６】回路基板形成の第３工程の要部断面模式図である。
【図７】回路基板形成の第４工程の要部断面模式図である。
【図８】回路基板形成の第５工程の要部断面模式図である。
【図９】回路基板形成の第６工程の要部断面模式図である。
【図１０】回路基板形成の第７工程の要部断面模式図である。
【図１１】回路基板形成の第８工程の要部断面模式図である。
【図１２】回路基板形成の第９工程の要部断面模式図である。
【図１３】回路基板形成の第１０工程の要部断面模式図である。
【図１４】回路基板形成の第１１工程の要部断面模式図である。
【図１５】化合物層による元素捕捉の説明図である。
【図１６】半導体装置の一例を示す図である。
【図１７】半導体装置の別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は配線構造の一例の説明図である。図１において、（Ａ）は導電部形成工程の要部断面模式図、（Ｂ）はバリアメタル層形成工程の要部断面模式図、（Ｃ）は絶縁層形成工程の要部断面模式図である。
【０００９】
まず、図１（Ａ）に示すように、第１絶縁層１上に、配線となる導電部２を形成する。導電部２は、例えば、銅（Ｃｕ）やＣｕ合金を主体とする金属材料を用いて形成することができる。
【００１０】
次いで、形成した導電部２上に、図１（Ｂ）に示すように、バリアメタル層３を形成する。このバリアメタル層３は、導電部２に含まれるＣｕ等の元素がその導電部２外に拡散することを抑制することが可能な、様々な金属材料を用いて形成することができる。更に、形成したバリアメタル層３上に、図１（Ｂ）に示すように、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備えている化合物を含む、化合物層４を形成する。このような化合物層４は、例えば、キレート剤やカップリング剤等を用いて形成することができる。
【００１１】
そして、図１（Ｃ）に示すように、バリアメタル層３及び化合物層４を形成した導電部２を覆うように、第２絶縁層５を形成する。
このようにして形成される配線構造では、導電部２に含まれるＣｕ等の元素の第２絶縁層５への拡散が、まず、バリアメタル層３によって抑えられる。但し、バリアメタル層３の材質、厚さ、膜質等によっては、バリアメタル層３のみでは、そのような導電部２からの元素拡散を十分に抑えることができない場合がある。そのような場合でも、バリアメタル層３を通過してしまった元素は、その外側に設けた化合物層４により、第２絶縁層５への拡散が抑えられる。
【００１２】
化合物層４は、上記のように、非共有電子対を有する官能基を２つ以上備える化合物を含む。このような化合物層４を形成することにより、バリアメタル層３を通過してしまった元素を、化合物層４内の化合物に非共有電子対を用いて配位結合させ、化合物層４内に捕捉する。これにより、導電部２への通電やそれによる発熱、外部からの伝熱等によって導電部２から拡散し、バリアメタル層３を通過してしまった元素が、第２絶縁層５へ拡散するのを効果的に抑制することができる。
【００１３】
化合物層４には、例えば、導電部２から拡散してバリアメタル層３を通過してくる元素を捕捉可能な量の化合物（官能基）が含まれる。化合物層４は、任意の厚さで形成可能であり、例えば、化合物分子１層から数層レベルといった薄い膜厚で形成することも可能である。
【００１４】
この図１（Ｃ）のような配線構造の形成にあたり、図１（Ｂ）の工程で形成するバリアメタル層３は、例えば、無電解めっき法を用いて形成することができる。例えば、バリアメタル層３として、無電解めっき法を用い、ＮｉＰ層、ＣｏＷＰ層等を形成することができる。
【００１５】
導電部２に含まれる元素の拡散を抑える性能（バリア性）の観点では、ＣｏＷＰは、ＮｉＰに比べ、高いバリア性を示し得る。但し、ＣｏＷＰの無電解めっきでは、コバルト（Ｃｏ）イオン、タングステン（Ｗ）イオン等をめっき液中で安定化させることが必ずしも容易でなく、めっき液の管理を精密に行ったとしても、めっき液寿命が比較的短い。一方、ＮｉＰは、ＣｏＷＰに比べると低いバリア性を示し得るものの、無電解めっき時のめっき液が安定性に優れ、めっき液寿命が比較的長く、めっき液管理が比較的容易である。ＮｉＰもその膜厚を厚くすればバリア性は高まるが、それにより、配線部分の抵抗増加を招く恐れがある。
【００１６】
図１（Ｃ）に示したような配線構造では、バリアメタル層３に、形成が比較的容易ではあるが、低いバリア性を示し得るＮｉＰのような材料を用いた場合でも、導電部２からの元素拡散を抑えることができる。即ち、バリアメタル層３をＮｉＰのような材料を用いて形成した場合でも、それにより一定のバリア性は確保できる。たとえこのようなＮｉＰのバリアメタル層３を導電部２の元素が通過したとしても、その外側に設けた化合物層４により、その元素を捕捉し、それより外側への元素拡散を抑えることができる。
【００１７】
更に、図１（Ｃ）に示したような配線構造では、このような化合物層４を設けるため、バリアメタル層３を、その材質によらず、化合物層４を設けなかった場合に比べ、薄く形成することができる。更に、化合物層４自体も薄く形成することができる。そのため、導電部２とその周りのバリアメタル層３を含む配線パターンの微細化を図ることが可能になる。或いは、配線パターンを同一層内に複数形成する場合には、それら配線パターン間のピッチを狭めることが可能になる。
【００１８】
尚、ここでは、バリアメタル層３として、ＮｉＰ層、ＣｏＷＰ層を例にして説明したが、バリアメタル層３には、その他の材料を用いることも可能であり、その場合も、配線パターンの微細化や狭ピッチ化といった、上記同様の効果を得ることが可能である。例えば、バリアメタル層３として、ニッケルタングステンリン（ＮｉＷＰ）層、ニッケルホウ素（ＮｉＢ）層、コバルトリン（ＣｏＰ）層、コバルトホウ素（ＣｏＢ）層等も形成することが可能である。
【００１９】
また、ここでは、バリアメタル層３を、無電解めっき法を用いて形成する場合を例にして説明したが、バリアメタル層３は、用いる材料によっては、ＣＶＤ法やスパッタ法等を用いて形成することもできる。この場合も、その上に化合物層４を設けることで、導電部２の元素拡散を抑えることが可能である。但し、このようなＣＶＤ法やスパッタ法を用いる場合には、上記のような配線構造を形成する基板（ウェハ等）のサイズの大型化により、ＣＶＤ装置やスパッタ装置も大型化し、コストの増加を招く可能性がある。これに対し、めっき法は、そのような基板の大型化にも対応できる利点がある。
【００２０】
図１（Ｂ）の工程で形成する化合物層４には、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備えている化合物であれば、様々なものを用いることが可能である。また、化合物層４には、そのような化合物が少なくとも１種含まれていればよく、複数種含まれていてもよい。非共有電子対を有する官能基としては、例えば、メルカプト基、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、アミノ基、イミダゾール基等を挙げることができる。このような官能基を有する化合物としては、例えば、トリアジンチオール類や有機酸（クエン酸等）等のキレート剤、シランカップリング剤等のカップリング剤を挙げることができる。
【００２１】
このような化合物を、バリアメタル層３上に形成することにより、化合物層４が形成される。図１（Ｂ）の化合物層４の形成時には、例えば、まず上記のような所定の化合物を所定量含んだ溶液を調製し、その溶液を、バリアメタル層３上に、浸漬法、スプレー法、スピンコーティング法等を用いて付着させる。そして、その溶液の乾燥を行うことで、その溶液に含まれる化合物をバリアメタル層３上に付着させる。
【００２２】
このとき、化合物に含まれる、非共有電子対を有する２つ以上の官能基のうち、例えば、少なくとも１つの官能基が、バリアメタル層３の表面に直接結合する。バリアメタル層３に直接結合しない官能基がある場合、その官能基が、導電部２から拡散してバリアメタル層３を通過してくる元素の捕捉サイトとなり得る。即ち、バリアメタル層３を通過してくる元素が、その官能基に存在する非共有電子対を介して、その官能基に配位結合する。
【００２３】
また、樹脂材料を用いて第２絶縁層５を形成する場合等、第２絶縁層の種類によっては、化合物内の、バリアメタル層３に直接結合しない官能基が、第２絶縁層５と反応し得る。このような反応により、第２絶縁層５の密着性が向上するようになる。尚、このような反応が起こる場合にも、当該反応後の官能基に非共有電子対が存在していれば、この官能基は、導電部２から拡散してバリアメタル層３を通過してくる元素の捕捉サイトとなり得る。
【００２４】
尚、化合物層４の中には、バリアメタル層３、第２絶縁層５のいずれとも結合しない官能基を有する化合物が含まれている場合もあり得る。このような場合、その化合物に含まれる、非共有電子対を有するいずれの官能基も、導電部２から拡散してバリアメタル層３を通過してくる元素の捕捉サイトとして機能し得る。
【００２５】
非共有電子対を有する２つ以上の官能基を含む化合物は、その分子中の非共有電子対を有するいずれの官能基にも元素（バリアメタル層３表面の元素、第２絶縁層５表面の元素、導電部２からの拡散元素）が結合している場合、化学的に安定な状態になる。このような安定状態の化合物は、当該元素（バリアメタル層３表面の元素、第２絶縁層５表面の元素、導電部２からの拡散元素）から容易に脱離しない。安定状態の化合物に結合されている元素の中に、導電部２からの拡散元素が含まれている場合、その元素は、化合物層４内に留まり、それにより、第２絶縁層５への拡散が効果的に抑えられるようになる。
【００２６】
以下では、上記のような配線構造を用いた電子部品として、回路基板を例に、図面を参照して詳細に説明する。
図２は回路基板の一例を示す図である。尚、図２には、回路基板の一例の断面を模式的に図示している。
【００２７】
図２に示す回路基板１００は、支持基板１０、及びその支持基板１０上に形成された配線層２０を有している。尚、図２には、配線層２０として多層配線を例示しており、回路基板１００として多層回路基板を例示している。
【００２８】
支持基板１０には、シリコン（Ｓｉ)等の半導体基板のほか、ガラス繊維を混入させた樹脂基板等を用いることができる。尚、図２では図示を省略するが、支持基板１０の表面には、配線層２０と電気的に接続される配線パターンが形成されていてもよい。
【００２９】
配線層２０は、絶縁層２１内に埋設された、配線及びビアを含む配線パターン２０ａを有している。絶縁層２１には、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料を用いることができる。配線パターン２０ａには、例えば、金属材料を用いることができる。
【００３０】
尚、この図２には、支持基板１０の両面側に配線層２０を形成した回路基板１００を例示したが、回路基板１００の一方の面側にのみ配線層２０を形成してもよい。
図３は回路基板の一例の要部拡大図である。尚、図３は、図２のＸ部の拡大図である。
【００３１】
図３に示すように、下層側の配線パターン２０ａは、例えば、支持基板１０上に形成された第１絶縁層２１ａ（上記絶縁層２１の一部）の上に形成されている。ここでは一例として、下層側の配線パターン２０ａが、Ｔｉ等の密着層２２ａ、Ｃｕ等のシード層２２ｂ、及びＣｕ等の配線２２ｃを含む導電部２２、並びにその導電部２２の表面に形成されたバリアメタル層２３を含んでいる場合を示している。バリアメタル層２３には、例えば、無電解めっき法を用いて形成されるＮｉＰが用いられる。バリアメタル層２３の表面には、化合物層２４が設けられている。化合物層２４には、キレート剤やカップリング剤等、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備えている化合物が用いられる。
【００３２】
化合物層２４が形成された下層側の配線パターン２０ａは、第２絶縁層２１ｂ（上記絶縁層２１の一部）で覆われ、第２絶縁層２１ｂ上には、下層側の配線パターン２０ａに接続された上層側の配線パターン２０ａが形成されている。ここでは一例として、上層側の配線パターン２０ａが、Ｔｉ等の密着層２２ａ、Ｃｕ等のシード層２２ｂ、並びにＣｕ等のビア２２ｄ及び配線２２ｃを含む導電部２２、並びにその導電部２２の表面に形成されたバリアメタル層２３を含んでいる場合を示している。上層側のバリアメタル層２３は、第２絶縁層２１ｂから露出する上層側の導電部２２の表面に形成されている。この上層側のバリアメタル層２３の表面には、化合物層２４が設けられている。
【００３３】
化合物層２４が形成された上層側の配線パターン２０ａは、第３絶縁層２１ｃ（上記絶縁層２１の一部）で覆われている。
続いて、上記構成を有する回路基板１００の形成方法の一例について、図４〜図１４を参照して、順を追って説明する。ここで、図４〜図１４はそれぞれ、回路基板形成の第１〜第１１工程の要部断面模式図である。尚、ここでは、図３に示したＸ部を例にして、回路基板１００の形成方法の一例を説明する。
【００３４】
まず、図４に示すように、支持基板１０上に、第１絶縁層２１ａを形成する。第１絶縁層２１ａは、例えば、熱硬化性ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂を用いて形成する。この場合は、まず、そのような絶縁樹脂をスピンコーティング等の手法を用いて支持基板１０上に塗布した後、キュアを行って硬化することで形成する。
【００３５】
次いで、図４に示すように、第１絶縁層２１ａ上に、密着層２２ａ及びシード層２２ｂを形成する。ここでは、密着層２２ａとしてＴｉ層を形成し、シード層２２ｂとしてＣｕ層を形成する。これらＴｉ層（密着層２２ａ）及びＣｕ層（シード層２２ｂ）は、例えば、スパッタ法により形成する。次いで、図４に示すように、シード層２２ｂ上に、下層側の配線２２ｃを形成する領域に開口部３１ａを設けた、レジスト３１を形成する。
【００３６】
レジスト３１の形成後は、図５に示すように、その開口部３１ａに配線２２ｃを形成する。ここでは配線２２ｃとしてＣｕ層又はＣｕ合金層を形成する。Ｃｕ層又はＣｕ合金層（配線２２ｃ）は、レジスト３１の開口部３１ａから露出するシード層２２ｂを用い、電解めっき法により形成する。電解めっき法による配線２２ｃの形成後は、図６に示すように、レジスト３１を除去する。レジスト３１の除去後は、レジスト３１で覆われていた部分のシード層２２ｂ及び密着層２２ａをエッチングにより除去する。これにより、図７に示すような、第１絶縁層２１ａ上に、密着層２２ａ及びシード層２２ｂを介して配線２２ｃが形成された、下層側の導電部２２が得られる。
【００３７】
次いで、第１絶縁層２１ａ上に露出する導電部２２の表面に、図８に示すように、バリアメタル層２３を形成する。ここでは、バリアメタル層２３として、ＮｉＰ層を形成する。ＮｉＰ層（バリアメタル層２３）は、無電解めっき法により形成する。
【００３８】
バリアメタル層２３の形成後は、その表面に、図９に示すように、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備える、キレート剤やカップリング剤等の化合物を含む、化合物層２４を形成する。その際は、例えば、まず、所定の化合物を所定量含む溶液（水溶液、水を含む溶液等）を調製し、その溶液に、バリアメタル層２３の形成まで行った基板を浸漬する処理を行う。或いは、バリアメタル層２３の形成まで行った基板に対し、その溶液をスプレーする処理を行う。或いはまた、バリアメタル層２３の形成まで行った基板に対し、その溶液をスピンコーティングする処理を行う。このような浸漬処理、スプレー処理又はスピンコーティング処理（溶液付着処理）を行った後、乾燥を行うことで、バリアメタル層２３の表面に、化合物層２４を形成する。
【００３９】
キレート剤やカップリング剤等の化合物は、その形成初期の段階では主に、バリアメタル層３の表面に存在する所定の結合サイト（表面金属や表面水酸基等）に、その化合物内の所定の官能基を介して結合する。その化合物内の、バリアメタル層３の表面に直接結合しない官能基は、導電部２２から拡散してバリアメタル層２３を通過してくるＣｕ等を捕捉するための捕捉サイトとなり得る。
【００４０】
化合物層２４を形成する際には、例えば、溶液付着処理に使用する処理溶液の液性（ｐＨ、粘度等）、処理溶液中の化合物濃度、処理条件（浸漬時間、スプレー時間、基板回転条件等）、及び乾燥条件（温度、時間、雰囲気等）を制御する。
【００４１】
処理溶液のｐＨ等の液性は、キレート剤やカップリング剤等、用いる化合物の種類に応じ、処理溶液の安定性や化合物同士の反応抑制等を考慮して、設定する。液性を調整した処理溶液中の化合物濃度、及びその処理溶液による処理条件を制御することで、乾燥後のバリアメタル層３表面の化合物量を制御することができ、例えば、バリアメタル層３の表面全体にわたって均一性良く化合物を形成することができる。例えば、化合物を、バリアメタル層３の表面全体にわたって、単分子層程度の厚さで形成したり、数分子層程度の厚さで形成したりすることもできる。
【００４２】
例えば、処理溶液中の化合物濃度は、０．００１ｗｔ％〜１０ｗｔ％に設定することが好ましく、０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％に設定することがより好ましい。処理溶液中の化合物濃度が０．００１ｗｔ％を下回る場合には、バリアメタル層２３の表面を十分に被覆する化合物層２４が形成されない可能性がある。また、処理溶液中の化合物濃度が１０ｗｔ％を上回る場合には、化合物同士の反応が起こり易くなる可能性があり、それにより、化合物層２４内でＣｕ等の捕捉サイトとして機能し得る官能基の数が減少してしまう可能性が生じてくる。処理条件は、例えば、このような化合物濃度の処理溶液を用いたときに、化合物が、バリアメタル層３の表面全体にわたって、所定の厚みで均一性良く形成されるような条件に設定することが好ましい。
【００４３】
尚、図９には、化合物層２４がバリアメタル層２３の表面に選択的に形成されている場合を図示したが、化合物層２４は、バリアメタル層２３の表面のほか、第１絶縁層２１ａの表面にも形成されていて構わない。この例のように、第１絶縁層２１ａを熱硬化性ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂で形成している場合には、この化合物層２４の形成段階で既に硬化まで終了している。そのため、化合物層２４内の化合物が第１絶縁層２１ａ内の分子と反応して第１絶縁層２１ａに強く結合することは起こり難い。上記のような化合物を含む処理溶液を用いた溶液付着処理で第１絶縁層２１ａ上に付着した化合物は、乾燥の段階で溶媒と共に脱離することがあり、また、脱離せずに残っていても、それ自体は絶縁性であるため、電気的な不具合が生じることはない。
【００４４】
上記のようにして化合物層２４の形成まで行った後は、図１０に示すように、その化合物層２４の形成まで行った基板の上に、第２絶縁層２１ｂを形成する。第２絶縁層２１ｂは、例えば、熱硬化性ポリイミド等の絶縁樹脂をスピンコーティング等の手法を用いて塗布した後、キュアにより硬化することで形成する。
【００４５】
尚、第２絶縁層２１ｂの絶縁樹脂に用いる材料、及び化合物層２４内に含まれる化合物の種類によっては、絶縁樹脂の塗布から硬化までの間に、その絶縁樹脂と化合物層２４内の化合物との反応が起こり得る。このような反応が起こると、第２絶縁層２１ｂの密着性は向上するようになる。
【００４６】
第２絶縁層２１ｂの形成後は、図１１に示すように、第２絶縁層２１ｂ、化合物層２４及びバリアメタル層２３のエッチングを行い、下層側の配線２２ｃに達するビアホール２２ｄａを形成する。
【００４７】
ビアホール２２ｄａの形成後は、図１２に示すように、まず、例えばスパッタ法を用い、密着層２２ａとしてＴｉ層を、更に、その上にシード層２２ｂとしてＣｕ層を、それぞれ形成する。続いて、上層側の配線２２ｃを形成する領域に、ビアホール２２ｄａに連通するように形成された開口部３２ａを有する、レジスト３２を形成する。そして、その開口部３２ａから露出するシード層２２ｂを用い、電解めっき法により、ビアホール２２ｄａ及び開口部３２ａ内にＣｕ又はＣｕ合金を堆積し、ビア２２ｄ及び上層側の配線２２ｃを形成する。
【００４８】
このようにしてビア２２ｄ及び上層側の配線２２ｃを形成した後は、レジスト３２を除去し、レジスト３２で覆われていた部分のシード層２２ｂ及び密着層２２ａをエッチングにより除去する。これにより、図１３に示すような、第２絶縁層２１ｂ上に、密着層２２ａ及びシード層２２ｂを介してビア２２ｄ及び配線２２ｃが形成された、上層側の導電部２２が得られる。
【００４９】
上層側の導電部２２の形成後は、図１４に示すように、第２絶縁層２１ｂ上に露出する導電部２２の表面に、バリアメタル層２３を形成し、更に、その表面に、化合物層２４を形成する。ここでは、バリアメタル層２３として、無電解めっき法を用いてＮｉＰ層を形成する。また、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備えている、キレート剤やカップリング剤等の化合物を用い、溶液付着処理及び乾燥を行って、化合物層２４を形成する。
【００５０】
バリアメタル層２３及び化合物層２４の形成後は、そのバリアメタル層２３及び化合物層２４の形成まで行った基板の上に、第３絶縁層２１ｃを形成する。これにより、図３に示したような配線構造が得られ、図２に示したような回路基板１００が得られる。第３絶縁層２１ｃは、例えば、熱硬化性ポリイミド等の絶縁樹脂をスピンコーティング等の手法を用いて塗布した後、キュアを行って硬化することで形成する。このとき、第３絶縁層２１ｃの絶縁樹脂と化合物層２４内の化合物とが反応すると、第３絶縁層２１ｃの密着性が向上するようになる。
【００５１】
上記のような工程により形成される回路基板１００において、導電部２２に含まれるＣｕ等の元素の、第２絶縁層２１ｂや第３絶縁層２１ｃへの拡散は、まずバリアメタル層２３によって抑えられる。たとえその拡散元素が、バリアメタル層２３を通過してしまったとしても、その通過した拡散元素は、化合物層２４内に捕捉され、それにより、その元素の第２絶縁層２１ｂや第３絶縁層２１ｃへの拡散が抑えられる。
【００５２】
図１５は化合物層による元素捕捉の説明図である。図１５において、（Ａ）は化合物層と絶縁層とが反応していない場合の説明図、（Ｂ）は化合物層と絶縁層とが反応している場合の説明図である。
【００５３】
図１５（Ａ），（Ｂ）には、配線２２ｃにＣｕを用い、バリアメタル層２３にＮｉＰを用い、化合物層２４内の化合物にアミノ基を有するアミノ系のシランカップリング剤２４ａを用いた場合を例示している。
【００５４】
シランカップリング剤は、水の存在下で加水分解し、シラノール基を生成する。図１５（Ａ），（Ｂ）のシランカップリング剤２４ａは、上記の溶液付着処理の際に生成されるシラノール基と、バリアメタル層２３との反応（バリアメタル層２３の表面水酸基との反応）により、バリアメタル層２３の表面に結合している。尚、図１５（Ａ），（Ｂ）では、シラノール基とアミノ基の間の炭素鎖は簡略化して図示している。また、図１５（Ａ），（Ｂ）では、このように結合した１分子のシランカップリング剤２４ａを図示したが、バリアメタル層２３の表面には、これと同様に、複数のシランカップリング剤２４ａの分子が結合している。
【００５５】
このようなシランカップリング剤２４ａを含む化合物層２４の外側に、例えば絶縁樹脂を用いて、絶縁層２１（第２絶縁層２１ｂ又は第３絶縁層２１ｃ）が形成される。
図１５（Ａ）には、シランカップリング剤２４ａのアミノ基が、絶縁層２１と反応せずに残っている場合を例示している。このアミノ基には、窒素（Ｎ）原子上に非共有電子対が存在している。発熱や伝熱等によって配線２２ｃのＣｕ２２ｃａが拡散し、ＮｉＰのバリアメタル層２３を通過してしまったときには、シランカップリング剤２４ａがそのアミノ基の非共有電子対を使ってＣｕ２２ｃａに配位し、それにより、Ｃｕ２２ｃａを捕捉することができる。
【００５６】
図１５（Ｂ）には、シランカップリング剤２４ａのアミノ基が、絶縁樹脂の絶縁層２１と反応して結合している場合を例示している。絶縁層２１がシランカップリング剤２４ａのアミノ基と反応することで、絶縁層２１の密着性は向上する。このように絶縁層２１とも結合しているシランカップリング剤２４ａの場合にも、そのアミノ基には、Ｎ原子上に非共有電子対が存在している。配線２２ｃのＣｕ２２ｃａが拡散し、ＮｉＰのバリアメタル層２３を通過してしまったときには、シランカップリング剤２４ａがそのアミノ基の非共有電子対を使ってＣｕ２２ｃａに配位し、それにより、Ｃｕ２２ｃａを捕捉することができる。
【００５７】
尚、この図１５には、アミノ系のシランカップリング剤２４ａを例にしてＣｕ２２ｃａの捕捉について説明した。このほか、エポキシ基を有するエポキシ系のシランカップリング剤、メルカプト基を有するメルカプト系のシランカップリング剤等の化合物を用いた場合も、この図１５に示したのと同様にして、拡散してくるＣｕ２２ｃａをその化合物で捕捉することが可能である。Ｃｕ２２ｃａの捕捉能を有する官能基を有する様々なカップリング剤を用いて、拡散してくるＣｕ２２ｃａをそのカップリング剤で捕捉することが可能である。
【００５８】
また、拡散してくるＣｕ２２ｃａを捕捉するためには、このようなカップリング剤のほか、所定の官能基を有するキレート剤を用いることも可能であり、この場合も、拡散してくるＣｕ２２ｃａをそのキレート剤の所定の官能基で捕捉することが可能である。
【００５９】
化合物層２４に含まれる化合物は、１種に限らず、複数種であってもよい。例えば、複数種の化合物が混在する単層の化合物層２４を形成したり、異なる種類の化合物の層を積層した構造を有する化合物層２４を形成したりすることもできる。化合物の組み合わせは、そこに含まれる官能基の種類、結合相手（バリアメタル層２３、絶縁層２１）の材質等を考慮して、設定することができる。
【００６０】
例えば、１分子でバリアメタル層２３と絶縁層２１との双方に結合してそれらの密着性を高める役割を主に果たす化合物と、拡散してくる元素を捕捉する役割を主に果たす化合物とを、単層の化合物層２４内に混在させることが可能である。
【００６１】
また、バリアメタル層２３側と絶縁層２１側とで、異なる種類の化合物の層を形成することも可能である。例えば、バリアメタル層２３にＮｉＰを用い、絶縁層２１にポリイミド樹脂を用いる場合、バリアメタル層２３側にトリアジンチオールを形成し、絶縁層２１側にアミノ系のシランカップリング剤を形成する。このほか、絶縁層２１にエポキシ樹脂を用いる場合には、絶縁層２１側にアミノ系、エポキシ系又はメルカプト系のシランカップリング剤を形成し、バリアメタル層２３側にはアミノ系のシランカップリング剤又はトリアジンチオールを形成する。このような化合物の組み合わせにより、化合物層２４による拡散元素の捕捉と、化合物層２４のバリアメタル層２３及び絶縁層２１との密着性向上を図ることが可能である。
【００６２】
このように異なる種類の化合物の層を積層して化合物層２４を形成する場合は、まず、１種類目の化合物を用い、その化合物を含む処理溶液を用いた溶液付着処理、及びその後の乾燥を実施する。次いで、２種類目の化合物を用い、同様に溶液付着処理及び乾燥を実施する。化合物層２４を３層以上の積層構造とする場合には、このような工程を繰り返すようにすればよい。
【００６３】
尚、同じ種類の化合物を、このように溶液付着処理と乾燥を繰り返し実施することで形成することもできる。溶液付着処理のうち、例えば浸漬処理では、複数ロットの処理等、浸漬処理を繰り返すことで、処理溶液の化合物濃度が変動し得るため、同じ浸漬時間条件では、バリアメタル層２３の表面に十分な量の化合物が結合しないことも起こり得る。このような場合でも、浸漬処理を繰り返して実施することで、バリアメタル層２３の表面に結合可能な量の化合物を十分に結合させることが可能になる。
【００６４】
溶液付着処理と乾燥とを繰り返し実施する方法を用いる場合には、例えば、各回で使用する処理溶液の化合物濃度を低くし、そのような低濃度の処理溶液を用いて溶液付着処理を実施することができる。各回で使用する処理溶液の化合物濃度を低くすることで、バリアメタル層２３の表面に化合物が均一性良く結合した化合物層２４を形成することが可能になる。また、処理溶液の化合物濃度を低くすることで、処理溶液の長寿命化、管理の容易化等を図ることも可能になる。
【００６５】
次に、以上述べたような配線構造に関し、更に具体例を挙げて説明する。
［実施例１］
Ｓｉ基板上に、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることによって、下側の絶縁樹脂層を形成した後、密着層であるＴｉ層、及びシード層であるＣｕ層を、スパッタ法により、それぞれ１００ｎｍの膜厚で形成する。次いで、ポジ型レジストを用い、Ｌ／Ｓが５μｍの配線形成用の開口部を形成したレジストパターンを形成する。そのレジストパターンの開口部に、当該開口部から露出するＣｕ層をシード層として用い、電解めっき法により、５μｍのＣｕ配線を形成する。レジストを除去した後、そのレジストで覆われていた部分のシード層のＣｕ層を、過硫酸アンモニウム水溶液でエッチング除去し、更に、密着層のＴｉ層を、過酸化水素系水溶液でエッチング除去する。次いで、無電解めっき法により、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線（導電部）の表面に、バリアメタル層として膜厚０．２μｍのＮｉＰ層を形成する。このようにしてＮｉＰ層の形成まで行ったＳｉ基板を、化合物としてトリアジンチオールを１ｗｔ％含むトリアジンチオール水溶液に浸漬し、ＮｉＰ層表面に、化合物層としてトリアジンチオール皮膜を形成する。そして、トリアジンチオール皮膜及びＮｉＰ層を形成した導電部を覆うように、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることで、上側の絶縁樹脂層を形成し、それにより、絶縁樹脂層内に導電部が形成された配線構造を形成する。
【００６６】
このようにして形成される配線構造について、温度１２１℃、湿度８５％の条件でバイアス試験を行った後、その断面観察を行ったところ、Ｃｕがポリイミド中に拡散していることは確認できなかった。この配線構造は、エレクトロマイグレーション耐性に優れる構造であることが確認された。
【００６７】
［実施例２］
Ｓｉ基板上に、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることによって、下側の絶縁樹脂層を形成した後、密着層であるＴｉ層、及びシード層であるＣｕ層を、スパッタ法により、それぞれ１００ｎｍの膜厚で形成する。次いで、ポジ型レジストを用い、Ｌ／Ｓが５μｍの配線形成用の開口部を形成したレジストパターンを形成する。そのレジストパターンの開口部に、当該開口部から露出するＣｕ層をシード層として用い、電解めっき法により、５μｍのＣｕ配線を形成する。レジストを除去した後、そのレジストで覆われていた部分のシード層のＣｕ層を、過硫酸アンモニウム水溶液でエッチング除去し、更に、密着層のＴｉ層を、過酸化水素系水溶液でエッチング除去する。次いで、無電解めっき法により、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線（導電部）の表面に、バリアメタル層として膜厚０．２μｍのＮｉＰ層を形成する。このようにしてＮｉＰ層の形成まで行ったＳｉ基板を、化合物としてアミノ系シランカップリング剤を１ｗｔ％含むシランカップリング剤水溶液に浸漬し、ＮｉＰ層表面に、化合物層としてシランカップリング剤皮膜を形成する。そして、シランカップリング剤皮膜及びＮｉＰ層を形成した導電部を覆うように、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることで、上側の絶縁樹脂層を形成し、それにより、絶縁樹脂層内に導電部が形成された配線構造を形成する。
【００６８】
このようにして形成される配線構造について、温度１２１℃、湿度８５％の条件でバイアス試験を行った後、その断面観察を行ったところ、Ｃｕがポリイミド中に拡散していることは確認できなかった。この配線構造は、エレクトロマイグレーション耐性に優れる構造であることが確認された。
【００６９】
［実施例３］
実施例１のような手順で形成される配線構造について、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線を含む導電部、並びにその表面のＮｉＰ層を覆っている、上側絶縁樹脂層を剥離し、剥離後のＮｉＰ層表面、及び上側絶縁樹脂層の剥離面の分析を行った。分析の結果、ＮｉＰ層表面、及び上側絶縁樹脂層の剥離面に、トリアジンチオールが存在していることが確認された。
【００７０】
［実施例４］
実施例２のような手順で形成される配線構造について、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線を含む導電部、並びにその表面のＮｉＰ層を覆っている、上側絶縁樹脂層を剥離し、剥離後のＮｉＰ層表面、及び上側絶縁樹脂層の剥離面の分析を行った。分析の結果、ＮｉＰ層表面、及び上側絶縁樹脂層の剥離面に、アミノ系シランカップリング剤（加水分解後の構造）が存在していることが確認された。
【００７１】
［比較例１］
Ｓｉ基板上に、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることによって、下側の絶縁樹脂層を形成した後、密着層であるＴｉ層、及びシード層であるＣｕ層を、スパッタ法により、それぞれ１００ｎｍの膜厚で形成する。次いで、ポジ型レジストを用い、Ｌ／Ｓが５μｍの配線形成用の開口部を形成したレジストパターンを形成する。そのレジストパターンの開口部に、当該開口部から露出するＣｕ層をシード層として用い、電解めっき法により、５μｍのＣｕ配線を形成する。レジストを除去した後、そのレジストで覆われていた部分のシード層のＣｕ層を、過硫酸アンモニウム水溶液でエッチング除去し、更に、密着層のＴｉ層を、過酸化水素系水溶液でエッチング除去する。そして、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線（導電部）を覆うように、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることで、上側の絶縁樹脂層を形成し、それにより、絶縁樹脂層内に導電部が形成された配線構造を形成する。
【００７２】
このようにして形成される配線構造について、温度１２１℃、湿度８５％の条件でバイアス試験を行った後、その断面観察を行ったところ、Ｃｕがポリイミド中に拡散していることが確認された。
【００７３】
［比較例２］
Ｓｉ基板上に、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることによって、下側の絶縁樹脂層を形成した後、密着層であるＴｉ層、及びシード層であるＣｕ層を、スパッタ法により、それぞれ１００ｎｍの膜厚で形成する。次いで、ポジ型レジストを用い、Ｌ／Ｓが５μｍの配線形成用の開口部を形成したレジストパターンを形成する。そのレジストパターンの開口部に、当該開口部から露出するＣｕ層をシード層として用い、電解めっき法により、５μｍのＣｕ配線を形成する。レジストを除去した後、そのレジストで覆われていた部分のシード層のＣｕ層を、過硫酸アンモニウム水溶液でエッチング除去し、更に、密着層のＴｉ層を、過酸化水素系水溶液でエッチング除去する。次いで、無電解めっき法により、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線（導電部）の表面に、バリアメタル層として膜厚０．２μｍのＮｉＰ層を形成する。そして、ＮｉＰ層を形成した導電部を覆うように、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることで、上側の絶縁樹脂層を形成し、それにより、絶縁樹脂層内に導電部が形成された配線構造を形成する。
【００７４】
このようにして形成される配線構造について、温度１２１℃、湿度８５％の条件でバイアス試験を行った後、その断面観察を行ったところ、Ｃｕがポリイミド中に拡散していることが確認された。
【００７５】
以上説明したように、絶縁層内に埋設されるＣｕ配線等の導電部表面に、バリアメタル層を設け、更にそのバリアメタル層表面に、非共有電子対を有する官能基を１分子中に少なくとも２つ備える化合物を含んだ化合物層を設ける。これにより、導電部からＣｕ等の元素が拡散し、その元素がバリアメタル層を通過してしまったような場合にも、その元素を化合物層内に捕捉し、その外側の絶縁層へ拡散するのを効果的に抑制することが可能になる。このような化合物層を形成することで、バリアメタル層を薄く形成することが可能になる。化合物層自体も薄く形成することが可能であるため、配線パターンの微細化、狭ピッチ化を図ることが可能になる。また、バリアメタル層を、比較的バリア性の低い材料を用いて形成した場合にも、導電部から絶縁層への元素拡散を効果的に抑制することが可能になる。
【００７６】
尚、上記の説明では、電子部品として回路基板を例にしたが、上記のような化合物層を形成する手法は、回路基板に限らず、様々な電子部品に同様に適用可能である。例えば、上記のような手法を、半導体装置（電子部品）の配線構造に適用することも可能である。
【００７７】
図１６は半導体装置の一例を示す図である。図１６において、（Ａ）は半導体装置の要部断面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ部拡大図である。
図１６には、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ５１０が形成された半導体基板５２０上に、酸化シリコン等の絶縁層５３１に埋設されたプラグ５３０ｂ及び配線パターン５３０ａを有する配線層５３０が形成された、半導体装置５００を例示している。尚、ＭＯＳトランジスタ５１０は、素子分離領域５２１で画定された素子領域に形成されている。
【００７８】
配線パターン５３０ａは、図１６（Ｂ）に示すように、第１絶縁層５３１ａ（絶縁層５３１の一部）上の第２絶縁層５３１ｂ（絶縁層５３１の一部）に設けられた配線溝５３１ｂａに形成されている。配線パターン５３０ａは、第１バリアメタル層５３２ａ及び配線５３２ｂを含む導電部５３２を有する。第１バリアメタル層５３２ａは、例えば、Ｔａ、窒化タンタル（ＴａＮ）、Ｔｉ、窒化チタン（ＴｉＮ）、或いはそれらのうちの２種以上を含む材料を用いて形成される。配線５３２ｂは、例えば、Ｃｕ又はＣｕ合金を用いて形成される。
【００７９】
導電部５３２は、ダマシンプロセスを用いて形成することができる。即ち、まず、第１絶縁層５３１ａ上に第２絶縁層５３１ｂを形成した後、その第２絶縁層５３１ｂに配線溝５３１ｂａを形成する。次いで、第１バリアメタル層５３２ａをスパッタ法等により形成し、その上に配線５３２ｂを電解めっき法等により形成する。そして、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）技術を用い、第２絶縁層５３１ｂ上の不要な部分を除去し、残渣等を洗浄により除去する。
【００８０】
導電部５３２の表面には、図１６（Ｂ）に示したように、配線パターン５３０ａの一部である第２バリアメタル層５３３が形成され、更にその第２バリアメタル層５３３の表面に、所定の化合物を含む化合物層５３４が形成されている。第２バリアメタル層５３３は、例えば、無電解めっき法で形成可能なＮｉＰやＣｏＷＰ等を用いて形成される。また、化合物層５３４は、非共有電子対を有する官能基を１分子中に少なくとも２つ備える化合物を、１種又は２種以上用いて形成される。化合物層５３４に２種以上の化合物を用いる場合は、それらの化合物を含む単層の化合物層５３４、或いはそれらの化合物の層を積層した化合物層５３４を形成することができる。
【００８１】
第２バリアメタル層５３３は、上記のようにして導電部５３２を形成した後、無電解めっきを行うことで、形成することができる。化合物層５３４は、第２バリアメタル層５３３の形成まで行った基板に、浸漬処理、スプレー処理又はスピンコーティング処理（溶液付着処理）を行い、乾燥を行うことで、形成することができる。
【００８２】
第２バリアメタル層５３３及び化合物層５３４の形成まで行った基板上には、第３絶縁層５３１ｃ（絶縁層５３１の一部）が形成される。
配線層５３０をこのような配線構造とした場合にも、配線５３２ｂのＣｕ等の元素拡散は、第１バリアメタル層５３２ａで抑えられるほか、第２バリアメタル層５３３でも抑えられる。このとき、たとえ配線５３２ｂの元素が第２バリアメタル層５３３を通過してしまったとしても、その通過した元素は、化合物層５３４で捕捉することができるため、第３絶縁層５３１ｃ等への元素拡散を効果的に抑制することができる。
【００８３】
図１７は半導体装置の別例を示す図である。図１７において、（Ａ）は半導体装置の要部断面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＺ部拡大図である。
図１７には、ＭＯＳトランジスタ６１０が形成された半導体基板６２０上に、酸化シリコン等の絶縁層６３１に埋設されたプラグ６３０ｂ及び配線パターン６３０ａを有する配線層６３０が形成された、半導体装置６００を例示している。尚、ＭＯＳトランジスタ６１０は、素子分離領域６２１で画定された素子領域に形成されている。
【００８４】
配線パターン６３０ａは、図１７（Ｂ）に示すように、第１絶縁層６３１ａ（絶縁層６３１の一部）上に形成された、第１バリアメタル層６３２ａ、配線６３２ｂ及び第２バリアメタル層６３２ｃを含む導電部６３２を有する。第１バリアメタル層６３２ａ及び第２バリアメタル層６３２ｃは、例えば、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、或いはそれらのうちの２種以上を含む材料を用いて形成される。配線６３２ｂは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）又はＡｌ合金を用いて形成される。
【００８５】
導電部６３２は、スパッタ法を用いて形成することができる。即ち、まず、第１絶縁層６３１ａ上に、スパッタ法を用いて、第１バリアメタル層６３２ａ、配線６３２ｂ及び第２バリアメタル層６３２ｃとなる層を順に積層し、その積層構造をパターニングする。それにより、第１絶縁層６３１ａ上に、第１バリアメタル層６３２ａ、配線６３２ｂ及び第２バリアメタル層６３２ｃを形成する。
【００８６】
導電部６３２の表面には、図１７（Ｂ）に示したように、配線パターン６３０ａの一部である第３バリアメタル層６３３が形成され、更にその第３バリアメタル層６３３の表面に、所定の化合物を含む化合物層６３４が形成されている。第３バリアメタル層６３３は、例えば、無電解めっき法で形成可能なＮｉＰやＣｏＷＰ等を用いて形成される。また、化合物層６３４は、非共有電子対を有する官能基を１分子中に少なくとも２つ備える化合物を、１種又は２種以上用いて形成される。化合物層６３４に２種以上の化合物を用いる場合は、それらの化合物を含む単層の化合物層６３４、或いはそれらの化合物の層を積層した化合物層６３４を形成することができる。
【００８７】
第３バリアメタル層６３３は、上記のようにして導電部６３２を形成した後、無電解めっきを行うことで、形成することができる。化合物層６３４は、第３バリアメタル層６３３の形成まで行った基板に、浸漬処理、スプレー処理又はスピンコーティング処理（溶液付着処理）を行い、乾燥を行うことで、形成することができる。
【００８８】
第３バリアメタル層６３３及び化合物層６３４の形成まで行った基板上には、第２絶縁層６３１ｂ（絶縁層６３１の一部）が形成される。
配線層６３０をこのような配線構造とした場合にも、配線６３２ｂのＡｌ等の元素拡散は、第１バリアメタル層６３２ａ及び第２バリアメタル層６３２ｃ、更に第３バリアメタル層６３３で抑えられる。このとき、たとえ配線６３２ｂの元素が第３バリアメタル層６３３を通過してしまったとしても、その通過した元素は、化合物層６３４で捕捉することができるため、第２絶縁層６３１ｂ等への元素拡散を効果的に抑制することができる。
【００８９】
このように、半導体装置の配線構造にも化合物層を用いる手法を適用することが可能であり、このような化合物層を形成することで、配線等の導電部から拡散する元素を効果的に捕捉することができる。また、このような化合物層を形成することで、配線パターンの微細化、狭ピッチ化を図ることが可能になる。
【００９０】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 第１絶縁層上に導電部を形成する工程と、
前記導電部上にバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層上に、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層を形成する工程と、
前記化合物層上に第２絶縁層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【００９１】
（付記２） 前記化合物は、キレート剤又はカップリング剤であることを特徴とする付記１に記載の電子部品の製造方法。
（付記３） 前記化合物層は、前記化合物として異なる種類の化合物を含むことを特徴とする付記１又は２に記載の電子部品の製造方法。
【００９２】
（付記４） 前記化合物層を形成する工程は、
前記バリアメタル層に、前記化合物を含む溶液を付着させる工程と、
前記溶液を乾燥し、前記バリアメタル層上に前記化合物を付着させる工程と、
を含むことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【００９３】
（付記５） 前記バリアメタル層に前記溶液を付着させる工程と、前記溶液を乾燥する工程とを交互に繰り返すことを特徴とする付記４に記載の電子部品の製造方法。
（付記６） 前記バリアメタル層を、無電解めっき法を用いて形成することを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【００９４】
（付記７） 第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成された導電部と、
前記導電部上に形成されたバリアメタル層と、
前記バリアメタル層上に形成され、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層と、
前記化合物層上に形成された第２絶縁層と、
を含むことを特徴とする電子部品。
【００９５】
（付記８） 前記化合物は、キレート剤又はカップリング剤であることを特徴とする付記７に記載の電子部品。
（付記９） 前記化合物層は、前記化合物として異なる種類の化合物を含むことを特徴とする付記７又は８に記載の電子部品。
【００９６】
（付記１０） 前記化合物の非共有電子対に、前記導電部に含まれる元素と同種の元素が配位していることを特徴とする付記７乃至９のいずれかに記載の電子部品。
【符号の説明】
【００９７】
１，２１ａ，５３１ａ，６３１ａ 第１絶縁層
２，２２，５３２，６３２ 導電部
３，２３ バリアメタル層
４，２４，５３４，６３４ 化合物層
５，２１ｂ，５３１ｂ，６３１ｂ 第２絶縁層
２１ｃ，５３１ｃ 第３絶縁層
１０ 支持基板
２０，５３０，６３０ 配線層
２０ａ，５３０ａ，６３０ａ 配線パターン
２１，５３１，６３１ 絶縁層
２２ａ 密着層
２２ｂ シード層
２２ｃ，５３２ｂ，６３２ｂ 配線
２２ｃａ Ｃｕ
２２ｄ ビア
２２ｄａ ビアホール
２４ａ シランカップリング剤
３１，３２ レジスト
３１ａ，３２ａ 開口部
１００ 回路基板
５００，６００ 半導体装置
５１０，６１０ ＭＯＳトランジスタ
５２０，６２０ 半導体基板
５２１，６２１ 素子分離領域
５３０ｂ，６３０ｂ プラグ
５３１ｂａ 配線溝
５３２ａ，６３２ａ 第１バリアメタル層
５３３，６３２ｃ 第２バリアメタル層
６３３ 第３バリアメタル層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線層を有する電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁層内に設けた配線等の導電部を有する回路基板や半導体装置等の電子部品において、導電部の元素が、通電やそれによる発熱等によって、周辺の絶縁層へ拡散するのを抑えるために、導電部の周りにバリアメタル層を設ける技術が知られている。例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法等を用い、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ)、又はそれらの窒化物をバリアメタル層として形成することが知られている。また、無電解めっき法を用い、コバルトタングステンリン（ＣｏＷＰ）、ニッケルリン（ＮｉＰ）等をバリアメタル層として形成する方法等も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０６９０５号公報
【特許文献２】特開２００１−３１６８３４号公報
【特許文献３】特開２００４−２６０１０６号公報
【特許文献４】特開２００７−２４６９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のように導電部周辺にバリアメタル層を設けても、そのバリアメタル層の材質、厚さ、膜質等によっては、導電部から絶縁層への元素拡散を十分に抑えることができない場合がある。バリアメタル層を厚くすれば元素拡散を抑えることは可能である。但し、例えば、隣接する導電部間に設定されているピッチによっては、各導電部に形成するバリアメタル層について十分な厚さを確保できない場合があり、また、バリアメタル層を厚くすることで抵抗が増加する等の問題が生じる場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によれば、第１絶縁層上に導電部を形成する工程と、前記導電部上にバリアメタル層を形成する工程と、前記バリアメタル層上に、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層を形成する工程と、前記化合物層上に第２絶縁層を形成する工程と、を含む電子部品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
開示の方法によれば、導電部から絶縁層への元素拡散を効果的に抑制し、信頼性の高い電子部品を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】配線構造の一例の説明図である。
【図２】回路基板の一例を示す図である。
【図３】回路基板の一例の要部拡大図である。
【図４】回路基板形成の第１工程の要部断面模式図である。
【図５】回路基板形成の第２工程の要部断面模式図である。
【図６】回路基板形成の第３工程の要部断面模式図である。
【図７】回路基板形成の第４工程の要部断面模式図である。
【図８】回路基板形成の第５工程の要部断面模式図である。
【図９】回路基板形成の第６工程の要部断面模式図である。
【図１０】回路基板形成の第７工程の要部断面模式図である。
【図１１】回路基板形成の第８工程の要部断面模式図である。
【図１２】回路基板形成の第９工程の要部断面模式図である。
【図１３】回路基板形成の第１０工程の要部断面模式図である。
【図１４】回路基板形成の第１１工程の要部断面模式図である。
【図１５】化合物層による元素捕捉の説明図である。
【図１６】半導体装置の一例を示す図である。
【図１７】半導体装置の別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は配線構造の一例の説明図である。図１において、（Ａ）は導電部形成工程の要部断面模式図、（Ｂ）はバリアメタル層形成工程の要部断面模式図、（Ｃ）は絶縁層形成工程の要部断面模式図である。
【０００９】
まず、図１（Ａ）に示すように、第１絶縁層１上に、配線となる導電部２を形成する。導電部２は、例えば、銅（Ｃｕ）やＣｕ合金を主体とする金属材料を用いて形成することができる。
【００１０】
次いで、形成した導電部２上に、図１（Ｂ）に示すように、バリアメタル層３を形成する。このバリアメタル層３は、導電部２に含まれるＣｕ等の元素がその導電部２外に拡散することを抑制することが可能な、様々な金属材料を用いて形成することができる。更に、形成したバリアメタル層３上に、図１（Ｂ）に示すように、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備えている化合物を含む、化合物層４を形成する。このような化合物層４は、例えば、キレート剤やカップリング剤等を用いて形成することができる。
【００１１】
そして、図１（Ｃ）に示すように、バリアメタル層３及び化合物層４を形成した導電部２を覆うように、第２絶縁層５を形成する。
このようにして形成される配線構造では、導電部２に含まれるＣｕ等の元素の第２絶縁層５への拡散が、まず、バリアメタル層３によって抑えられる。但し、バリアメタル層３の材質、厚さ、膜質等によっては、バリアメタル層３のみでは、そのような導電部２からの元素拡散を十分に抑えることができない場合がある。そのような場合でも、バリアメタル層３を通過してしまった元素は、その外側に設けた化合物層４により、第２絶縁層５への拡散が抑えられる。
【００１２】
化合物層４は、上記のように、非共有電子対を有する官能基を２つ以上備える化合物を含む。このような化合物層４を形成することにより、バリアメタル層３を通過してしまった元素を、化合物層４内の化合物に非共有電子対を用いて配位結合させ、化合物層４内に捕捉する。これにより、導電部２への通電やそれによる発熱、外部からの伝熱等によって導電部２から拡散し、バリアメタル層３を通過してしまった元素が、第２絶縁層５へ拡散するのを効果的に抑制することができる。
【００１３】
化合物層４には、例えば、導電部２から拡散してバリアメタル層３を通過してくる元素を捕捉可能な量の化合物（官能基）が含まれる。化合物層４は、任意の厚さで形成可能であり、例えば、化合物分子１層から数層レベルといった薄い膜厚で形成することも可能である。
【００１４】
この図１（Ｃ）のような配線構造の形成にあたり、図１（Ｂ）の工程で形成するバリアメタル層３は、例えば、無電解めっき法を用いて形成することができる。例えば、バリアメタル層３として、無電解めっき法を用い、ＮｉＰ層、ＣｏＷＰ層等を形成することができる。
【００１５】
導電部２に含まれる元素の拡散を抑える性能（バリア性）の観点では、ＣｏＷＰは、ＮｉＰに比べ、高いバリア性を示し得る。但し、ＣｏＷＰの無電解めっきでは、コバルト（Ｃｏ）イオン、タングステン（Ｗ）イオン等をめっき液中で安定化させることが必ずしも容易でなく、めっき液の管理を精密に行ったとしても、めっき液寿命が比較的短い。一方、ＮｉＰは、ＣｏＷＰに比べると低いバリア性を示し得るものの、無電解めっき時のめっき液が安定性に優れ、めっき液寿命が比較的長く、めっき液管理が比較的容易である。ＮｉＰもその膜厚を厚くすればバリア性は高まるが、それにより、配線部分の抵抗増加を招く恐れがある。
【００１６】
図１（Ｃ）に示したような配線構造では、バリアメタル層３に、形成が比較的容易ではあるが、低いバリア性を示し得るＮｉＰのような材料を用いた場合でも、導電部２からの元素拡散を抑えることができる。即ち、バリアメタル層３をＮｉＰのような材料を用いて形成した場合でも、それにより一定のバリア性は確保できる。たとえこのようなＮｉＰのバリアメタル層３を導電部２の元素が通過したとしても、その外側に設けた化合物層４により、その元素を捕捉し、それより外側への元素拡散を抑えることができる。
【００１７】
更に、図１（Ｃ）に示したような配線構造では、このような化合物層４を設けるため、バリアメタル層３を、その材質によらず、化合物層４を設けなかった場合に比べ、薄く形成することができる。更に、化合物層４自体も薄く形成することができる。そのため、導電部２とその周りのバリアメタル層３を含む配線パターンの微細化を図ることが可能になる。或いは、配線パターンを同一層内に複数形成する場合には、それら配線パターン間のピッチを狭めることが可能になる。
【００１８】
尚、ここでは、バリアメタル層３として、ＮｉＰ層、ＣｏＷＰ層を例にして説明したが、バリアメタル層３には、その他の材料を用いることも可能であり、その場合も、配線パターンの微細化や狭ピッチ化といった、上記同様の効果を得ることが可能である。例えば、バリアメタル層３として、ニッケルタングステンリン（ＮｉＷＰ）層、ニッケルホウ素（ＮｉＢ）層、コバルトリン（ＣｏＰ）層、コバルトホウ素（ＣｏＢ）層等も形成することが可能である。
【００１９】
また、ここでは、バリアメタル層３を、無電解めっき法を用いて形成する場合を例にして説明したが、バリアメタル層３は、用いる材料によっては、ＣＶＤ法やスパッタ法等を用いて形成することもできる。この場合も、その上に化合物層４を設けることで、導電部２の元素拡散を抑えることが可能である。但し、このようなＣＶＤ法やスパッタ法を用いる場合には、上記のような配線構造を形成する基板（ウェハ等）のサイズの大型化により、ＣＶＤ装置やスパッタ装置も大型化し、コストの増加を招く可能性がある。これに対し、めっき法は、そのような基板の大型化にも対応できる利点がある。
【００２０】
図１（Ｂ）の工程で形成する化合物層４には、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備えている化合物であれば、様々なものを用いることが可能である。また、化合物層４には、そのような化合物が少なくとも１種含まれていればよく、複数種含まれていてもよい。非共有電子対を有する官能基としては、例えば、メルカプト基、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、アミノ基、イミダゾール基等を挙げることができる。このような官能基を有する化合物としては、例えば、トリアジンチオール類や有機酸（クエン酸等）等のキレート剤、シランカップリング剤等のカップリング剤を挙げることができる。
【００２１】
このような化合物を、バリアメタル層３上に形成することにより、化合物層４が形成される。図１（Ｂ）の化合物層４の形成時には、例えば、まず上記のような所定の化合物を所定量含んだ溶液を調製し、その溶液を、バリアメタル層３上に、浸漬法、スプレー法、スピンコーティング法等を用いて付着させる。そして、その溶液の乾燥を行うことで、その溶液に含まれる化合物をバリアメタル層３上に付着させる。
【００２２】
このとき、化合物に含まれる、非共有電子対を有する２つ以上の官能基のうち、例えば、少なくとも１つの官能基が、バリアメタル層３の表面に直接結合する。バリアメタル層３に直接結合しない官能基がある場合、その官能基が、導電部２から拡散してバリアメタル層３を通過してくる元素の捕捉サイトとなり得る。即ち、バリアメタル層３を通過してくる元素が、その官能基に存在する非共有電子対を介して、その官能基に配位結合する。
【００２３】
また、樹脂材料を用いて第２絶縁層５を形成する場合等、第２絶縁層の種類によっては、化合物内の、バリアメタル層３に直接結合しない官能基が、第２絶縁層５と反応し得る。このような反応により、第２絶縁層５の密着性が向上するようになる。尚、このような反応が起こる場合にも、当該反応後の官能基に非共有電子対が存在していれば、この官能基は、導電部２から拡散してバリアメタル層３を通過してくる元素の捕捉サイトとなり得る。
【００２４】
尚、化合物層４の中には、バリアメタル層３、第２絶縁層５のいずれとも結合しない官能基を有する化合物が含まれている場合もあり得る。このような場合、その化合物に含まれる、非共有電子対を有するいずれの官能基も、導電部２から拡散してバリアメタル層３を通過してくる元素の捕捉サイトとして機能し得る。
【００２５】
非共有電子対を有する２つ以上の官能基を含む化合物は、その分子中の非共有電子対を有するいずれの官能基にも元素（バリアメタル層３表面の元素、第２絶縁層５表面の元素、導電部２からの拡散元素）が結合している場合、化学的に安定な状態になる。このような安定状態の化合物は、当該元素（バリアメタル層３表面の元素、第２絶縁層５表面の元素、導電部２からの拡散元素）から容易に脱離しない。安定状態の化合物に結合されている元素の中に、導電部２からの拡散元素が含まれている場合、その元素は、化合物層４内に留まり、それにより、第２絶縁層５への拡散が効果的に抑えられるようになる。
【００２６】
以下では、上記のような配線構造を用いた電子部品として、回路基板を例に、図面を参照して詳細に説明する。
図２は回路基板の一例を示す図である。尚、図２には、回路基板の一例の断面を模式的に図示している。
【００２７】
図２に示す回路基板１００は、支持基板１０、及びその支持基板１０上に形成された配線層２０を有している。尚、図２には、配線層２０として多層配線を例示しており、回路基板１００として多層回路基板を例示している。
【００２８】
支持基板１０には、シリコン（Ｓｉ)等の半導体基板のほか、ガラス繊維を混入させた樹脂基板等を用いることができる。尚、図２では図示を省略するが、支持基板１０の表面には、配線層２０と電気的に接続される配線パターンが形成されていてもよい。
【００２９】
配線層２０は、絶縁層２１内に埋設された、配線及びビアを含む配線パターン２０ａを有している。絶縁層２１には、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料を用いることができる。配線パターン２０ａには、例えば、金属材料を用いることができる。
【００３０】
尚、この図２には、支持基板１０の両面側に配線層２０を形成した回路基板１００を例示したが、回路基板１００の一方の面側にのみ配線層２０を形成してもよい。
図３は回路基板の一例の要部拡大図である。尚、図３は、図２のＸ部の拡大図である。
【００３１】
図３に示すように、下層側の配線パターン２０ａは、例えば、支持基板１０上に形成された第１絶縁層２１ａ（上記絶縁層２１の一部）の上に形成されている。ここでは一例として、下層側の配線パターン２０ａが、Ｔｉ等の密着層２２ａ、Ｃｕ等のシード層２２ｂ、及びＣｕ等の配線２２ｃを含む導電部２２、並びにその導電部２２の表面に形成されたバリアメタル層２３を含んでいる場合を示している。バリアメタル層２３には、例えば、無電解めっき法を用いて形成されるＮｉＰが用いられる。バリアメタル層２３の表面には、化合物層２４が設けられている。化合物層２４には、キレート剤やカップリング剤等、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備えている化合物が用いられる。
【００３２】
化合物層２４が形成された下層側の配線パターン２０ａは、第２絶縁層２１ｂ（上記絶縁層２１の一部）で覆われ、第２絶縁層２１ｂ上には、下層側の配線パターン２０ａに接続された上層側の配線パターン２０ａが形成されている。ここでは一例として、上層側の配線パターン２０ａが、Ｔｉ等の密着層２２ａ、Ｃｕ等のシード層２２ｂ、並びにＣｕ等のビア２２ｄ及び配線２２ｃを含む導電部２２、並びにその導電部２２の表面に形成されたバリアメタル層２３を含んでいる場合を示している。上層側のバリアメタル層２３は、第２絶縁層２１ｂから露出する上層側の導電部２２の表面に形成されている。この上層側のバリアメタル層２３の表面には、化合物層２４が設けられている。
【００３３】
化合物層２４が形成された上層側の配線パターン２０ａは、第３絶縁層２１ｃ（上記絶縁層２１の一部）で覆われている。
続いて、上記構成を有する回路基板１００の形成方法の一例について、図４〜図１４を参照して、順を追って説明する。ここで、図４〜図１４はそれぞれ、回路基板形成の第１〜第１１工程の要部断面模式図である。尚、ここでは、図３に示したＸ部を例にして、回路基板１００の形成方法の一例を説明する。
【００３４】
まず、図４に示すように、支持基板１０上に、第１絶縁層２１ａを形成する。第１絶縁層２１ａは、例えば、熱硬化性ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂を用いて形成する。この場合は、まず、そのような絶縁樹脂をスピンコーティング等の手法を用いて支持基板１０上に塗布した後、キュアを行って硬化することで形成する。
【００３５】
次いで、図４に示すように、第１絶縁層２１ａ上に、密着層２２ａ及びシード層２２ｂを形成する。ここでは、密着層２２ａとしてＴｉ層を形成し、シード層２２ｂとしてＣｕ層を形成する。これらＴｉ層（密着層２２ａ）及びＣｕ層（シード層２２ｂ）は、例えば、スパッタ法により形成する。次いで、図４に示すように、シード層２２ｂ上に、下層側の配線２２ｃを形成する領域に開口部３１ａを設けた、レジスト３１を形成する。
【００３６】
レジスト３１の形成後は、図５に示すように、その開口部３１ａに配線２２ｃを形成する。ここでは配線２２ｃとしてＣｕ層又はＣｕ合金層を形成する。Ｃｕ層又はＣｕ合金層（配線２２ｃ）は、レジスト３１の開口部３１ａから露出するシード層２２ｂを用い、電解めっき法により形成する。電解めっき法による配線２２ｃの形成後は、図６に示すように、レジスト３１を除去する。レジスト３１の除去後は、レジスト３１で覆われていた部分のシード層２２ｂ及び密着層２２ａをエッチングにより除去する。これにより、図７に示すような、第１絶縁層２１ａ上に、密着層２２ａ及びシード層２２ｂを介して配線２２ｃが形成された、下層側の導電部２２が得られる。
【００３７】
次いで、第１絶縁層２１ａ上に露出する導電部２２の表面に、図８に示すように、バリアメタル層２３を形成する。ここでは、バリアメタル層２３として、ＮｉＰ層を形成する。ＮｉＰ層（バリアメタル層２３）は、無電解めっき法により形成する。
【００３８】
バリアメタル層２３の形成後は、その表面に、図９に示すように、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備える、キレート剤やカップリング剤等の化合物を含む、化合物層２４を形成する。その際は、例えば、まず、所定の化合物を所定量含む溶液（水溶液、水を含む溶液等）を調製し、その溶液に、バリアメタル層２３の形成まで行った基板を浸漬する処理を行う。或いは、バリアメタル層２３の形成まで行った基板に対し、その溶液をスプレーする処理を行う。或いはまた、バリアメタル層２３の形成まで行った基板に対し、その溶液をスピンコーティングする処理を行う。このような浸漬処理、スプレー処理又はスピンコーティング処理（溶液付着処理）を行った後、乾燥を行うことで、バリアメタル層２３の表面に、化合物層２４を形成する。
【００３９】
キレート剤やカップリング剤等の化合物は、その形成初期の段階では主に、バリアメタル層３の表面に存在する所定の結合サイト（表面金属や表面水酸基等）に、その化合物内の所定の官能基を介して結合する。その化合物内の、バリアメタル層３の表面に直接結合しない官能基は、導電部２２から拡散してバリアメタル層２３を通過してくるＣｕ等を捕捉するための捕捉サイトとなり得る。
【００４０】
化合物層２４を形成する際には、例えば、溶液付着処理に使用する処理溶液の液性（ｐＨ、粘度等）、処理溶液中の化合物濃度、処理条件（浸漬時間、スプレー時間、基板回転条件等）、及び乾燥条件（温度、時間、雰囲気等）を制御する。
【００４１】
処理溶液のｐＨ等の液性は、キレート剤やカップリング剤等、用いる化合物の種類に応じ、処理溶液の安定性や化合物同士の反応抑制等を考慮して、設定する。液性を調整した処理溶液中の化合物濃度、及びその処理溶液による処理条件を制御することで、乾燥後のバリアメタル層３表面の化合物量を制御することができ、例えば、バリアメタル層３の表面全体にわたって均一性良く化合物を形成することができる。例えば、化合物を、バリアメタル層３の表面全体にわたって、単分子層程度の厚さで形成したり、数分子層程度の厚さで形成したりすることもできる。
【００４２】
例えば、処理溶液中の化合物濃度は、０．００１ｗｔ％〜１０ｗｔ％に設定することが好ましく、０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％に設定することがより好ましい。処理溶液中の化合物濃度が０．００１ｗｔ％を下回る場合には、バリアメタル層２３の表面を十分に被覆する化合物層２４が形成されない可能性がある。また、処理溶液中の化合物濃度が１０ｗｔ％を上回る場合には、化合物同士の反応が起こり易くなる可能性があり、それにより、化合物層２４内でＣｕ等の捕捉サイトとして機能し得る官能基の数が減少してしまう可能性が生じてくる。処理条件は、例えば、このような化合物濃度の処理溶液を用いたときに、化合物が、バリアメタル層３の表面全体にわたって、所定の厚みで均一性良く形成されるような条件に設定することが好ましい。
【００４３】
尚、図９には、化合物層２４がバリアメタル層２３の表面に選択的に形成されている場合を図示したが、化合物層２４は、バリアメタル層２３の表面のほか、第１絶縁層２１ａの表面にも形成されていて構わない。この例のように、第１絶縁層２１ａを熱硬化性ポリイミド樹脂等の絶縁樹脂で形成している場合には、この化合物層２４の形成段階で既に硬化まで終了している。そのため、化合物層２４内の化合物が第１絶縁層２１ａ内の分子と反応して第１絶縁層２１ａに強く結合することは起こり難い。上記のような化合物を含む処理溶液を用いた溶液付着処理で第１絶縁層２１ａ上に付着した化合物は、乾燥の段階で溶媒と共に脱離することがあり、また、脱離せずに残っていても、それ自体は絶縁性であるため、電気的な不具合が生じることはない。
【００４４】
上記のようにして化合物層２４の形成まで行った後は、図１０に示すように、その化合物層２４の形成まで行った基板の上に、第２絶縁層２１ｂを形成する。第２絶縁層２１ｂは、例えば、熱硬化性ポリイミド等の絶縁樹脂をスピンコーティング等の手法を用いて塗布した後、キュアにより硬化することで形成する。
【００４５】
尚、第２絶縁層２１ｂの絶縁樹脂に用いる材料、及び化合物層２４内に含まれる化合物の種類によっては、絶縁樹脂の塗布から硬化までの間に、その絶縁樹脂と化合物層２４内の化合物との反応が起こり得る。このような反応が起こると、第２絶縁層２１ｂの密着性は向上するようになる。
【００４６】
第２絶縁層２１ｂの形成後は、図１１に示すように、第２絶縁層２１ｂ、化合物層２４及びバリアメタル層２３のエッチングを行い、下層側の配線２２ｃに達するビアホール２２ｄａを形成する。
【００４７】
ビアホール２２ｄａの形成後は、図１２に示すように、まず、例えばスパッタ法を用い、密着層２２ａとしてＴｉ層を、更に、その上にシード層２２ｂとしてＣｕ層を、それぞれ形成する。続いて、上層側の配線２２ｃを形成する領域に、ビアホール２２ｄａに連通するように形成された開口部３２ａを有する、レジスト３２を形成する。そして、その開口部３２ａから露出するシード層２２ｂを用い、電解めっき法により、ビアホール２２ｄａ及び開口部３２ａ内にＣｕ又はＣｕ合金を堆積し、ビア２２ｄ及び上層側の配線２２ｃを形成する。
【００４８】
このようにしてビア２２ｄ及び上層側の配線２２ｃを形成した後は、レジスト３２を除去し、レジスト３２で覆われていた部分のシード層２２ｂ及び密着層２２ａをエッチングにより除去する。これにより、図１３に示すような、第２絶縁層２１ｂ上に、密着層２２ａ及びシード層２２ｂを介してビア２２ｄ及び配線２２ｃが形成された、上層側の導電部２２が得られる。
【００４９】
上層側の導電部２２の形成後は、図１４に示すように、第２絶縁層２１ｂ上に露出する導電部２２の表面に、バリアメタル層２３を形成し、更に、その表面に、化合物層２４を形成する。ここでは、バリアメタル層２３として、無電解めっき法を用いてＮｉＰ層を形成する。また、非共有電子対を有する官能基を１分子中に２つ以上備えている、キレート剤やカップリング剤等の化合物を用い、溶液付着処理及び乾燥を行って、化合物層２４を形成する。
【００５０】
バリアメタル層２３及び化合物層２４の形成後は、そのバリアメタル層２３及び化合物層２４の形成まで行った基板の上に、第３絶縁層２１ｃを形成する。これにより、図３に示したような配線構造が得られ、図２に示したような回路基板１００が得られる。第３絶縁層２１ｃは、例えば、熱硬化性ポリイミド等の絶縁樹脂をスピンコーティング等の手法を用いて塗布した後、キュアを行って硬化することで形成する。このとき、第３絶縁層２１ｃの絶縁樹脂と化合物層２４内の化合物とが反応すると、第３絶縁層２１ｃの密着性が向上するようになる。
【００５１】
上記のような工程により形成される回路基板１００において、導電部２２に含まれるＣｕ等の元素の、第２絶縁層２１ｂや第３絶縁層２１ｃへの拡散は、まずバリアメタル層２３によって抑えられる。たとえその拡散元素が、バリアメタル層２３を通過してしまったとしても、その通過した拡散元素は、化合物層２４内に捕捉され、それにより、その元素の第２絶縁層２１ｂや第３絶縁層２１ｃへの拡散が抑えられる。
【００５２】
図１５は化合物層による元素捕捉の説明図である。図１５において、（Ａ）は化合物層と絶縁層とが反応していない場合の説明図、（Ｂ）は化合物層と絶縁層とが反応している場合の説明図である。
【００５３】
図１５（Ａ），（Ｂ）には、配線２２ｃにＣｕを用い、バリアメタル層２３にＮｉＰを用い、化合物層２４内の化合物にアミノ基を有するアミノ系のシランカップリング剤２４ａを用いた場合を例示している。
【００５４】
シランカップリング剤は、水の存在下で加水分解し、シラノール基を生成する。図１５（Ａ），（Ｂ）のシランカップリング剤２４ａは、上記の溶液付着処理の際に生成されるシラノール基と、バリアメタル層２３との反応（バリアメタル層２３の表面水酸基との反応）により、バリアメタル層２３の表面に結合している。尚、図１５（Ａ），（Ｂ）では、シラノール基とアミノ基の間の炭素鎖は簡略化して図示している。また、図１５（Ａ），（Ｂ）では、このように結合した１分子のシランカップリング剤２４ａを図示したが、バリアメタル層２３の表面には、これと同様に、複数のシランカップリング剤２４ａの分子が結合している。
【００５５】
このようなシランカップリング剤２４ａを含む化合物層２４の外側に、例えば絶縁樹脂を用いて、絶縁層２１（第２絶縁層２１ｂ又は第３絶縁層２１ｃ）が形成される。
図１５（Ａ）には、シランカップリング剤２４ａのアミノ基が、絶縁層２１と反応せずに残っている場合を例示している。このアミノ基には、窒素（Ｎ）原子上に非共有電子対が存在している。発熱や伝熱等によって配線２２ｃのＣｕ２２ｃａが拡散し、ＮｉＰのバリアメタル層２３を通過してしまったときには、シランカップリング剤２４ａがそのアミノ基の非共有電子対を使ってＣｕ２２ｃａに配位し、それにより、Ｃｕ２２ｃａを捕捉することができる。
【００５６】
図１５（Ｂ）には、シランカップリング剤２４ａのアミノ基が、絶縁樹脂の絶縁層２１と反応して結合している場合を例示している。絶縁層２１がシランカップリング剤２４ａのアミノ基と反応することで、絶縁層２１の密着性は向上する。このように絶縁層２１とも結合しているシランカップリング剤２４ａの場合にも、そのアミノ基には、Ｎ原子上に非共有電子対が存在している。配線２２ｃのＣｕ２２ｃａが拡散し、ＮｉＰのバリアメタル層２３を通過してしまったときには、シランカップリング剤２４ａがそのアミノ基の非共有電子対を使ってＣｕ２２ｃａに配位し、それにより、Ｃｕ２２ｃａを捕捉することができる。
【００５７】
尚、この図１５には、アミノ系のシランカップリング剤２４ａを例にしてＣｕ２２ｃａの捕捉について説明した。このほか、エポキシ基を有するエポキシ系のシランカップリング剤、メルカプト基を有するメルカプト系のシランカップリング剤等の化合物を用いた場合も、この図１５に示したのと同様にして、拡散してくるＣｕ２２ｃａをその化合物で捕捉することが可能である。Ｃｕ２２ｃａの捕捉能を有する官能基を有する様々なカップリング剤を用いて、拡散してくるＣｕ２２ｃａをそのカップリング剤で捕捉することが可能である。
【００５８】
また、拡散してくるＣｕ２２ｃａを捕捉するためには、このようなカップリング剤のほか、所定の官能基を有するキレート剤を用いることも可能であり、この場合も、拡散してくるＣｕ２２ｃａをそのキレート剤の所定の官能基で捕捉することが可能である。
【００５９】
化合物層２４に含まれる化合物は、１種に限らず、複数種であってもよい。例えば、複数種の化合物が混在する単層の化合物層２４を形成したり、異なる種類の化合物の層を積層した構造を有する化合物層２４を形成したりすることもできる。化合物の組み合わせは、そこに含まれる官能基の種類、結合相手（バリアメタル層２３、絶縁層２１）の材質等を考慮して、設定することができる。
【００６０】
例えば、１分子でバリアメタル層２３と絶縁層２１との双方に結合してそれらの密着性を高める役割を主に果たす化合物と、拡散してくる元素を捕捉する役割を主に果たす化合物とを、単層の化合物層２４内に混在させることが可能である。
【００６１】
また、バリアメタル層２３側と絶縁層２１側とで、異なる種類の化合物の層を形成することも可能である。例えば、バリアメタル層２３にＮｉＰを用い、絶縁層２１にポリイミド樹脂を用いる場合、バリアメタル層２３側にトリアジンチオールを形成し、絶縁層２１側にアミノ系のシランカップリング剤を形成する。このほか、絶縁層２１にエポキシ樹脂を用いる場合には、絶縁層２１側にアミノ系、エポキシ系又はメルカプト系のシランカップリング剤を形成し、バリアメタル層２３側にはアミノ系のシランカップリング剤又はトリアジンチオールを形成する。このような化合物の組み合わせにより、化合物層２４による拡散元素の捕捉と、化合物層２４のバリアメタル層２３及び絶縁層２１との密着性向上を図ることが可能である。
【００６２】
このように異なる種類の化合物の層を積層して化合物層２４を形成する場合は、まず、１種類目の化合物を用い、その化合物を含む処理溶液を用いた溶液付着処理、及びその後の乾燥を実施する。次いで、２種類目の化合物を用い、同様に溶液付着処理及び乾燥を実施する。化合物層２４を３層以上の積層構造とする場合には、このような工程を繰り返すようにすればよい。
【００６３】
尚、同じ種類の化合物を、このように溶液付着処理と乾燥を繰り返し実施することで形成することもできる。溶液付着処理のうち、例えば浸漬処理では、複数ロットの処理等、浸漬処理を繰り返すことで、処理溶液の化合物濃度が変動し得るため、同じ浸漬時間条件では、バリアメタル層２３の表面に十分な量の化合物が結合しないことも起こり得る。このような場合でも、浸漬処理を繰り返して実施することで、バリアメタル層２３の表面に結合可能な量の化合物を十分に結合させることが可能になる。
【００６４】
溶液付着処理と乾燥とを繰り返し実施する方法を用いる場合には、例えば、各回で使用する処理溶液の化合物濃度を低くし、そのような低濃度の処理溶液を用いて溶液付着処理を実施することができる。各回で使用する処理溶液の化合物濃度を低くすることで、バリアメタル層２３の表面に化合物が均一性良く結合した化合物層２４を形成することが可能になる。また、処理溶液の化合物濃度を低くすることで、処理溶液の長寿命化、管理の容易化等を図ることも可能になる。
【００６５】
次に、以上述べたような配線構造に関し、更に具体例を挙げて説明する。
［実施例１］
Ｓｉ基板上に、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることによって、下側の絶縁樹脂層を形成した後、密着層であるＴｉ層、及びシード層であるＣｕ層を、スパッタ法により、それぞれ１００ｎｍの膜厚で形成する。次いで、ポジ型レジストを用い、Ｌ／Ｓが５μｍの配線形成用の開口部を形成したレジストパターンを形成する。そのレジストパターンの開口部に、当該開口部から露出するＣｕ層をシード層として用い、電解めっき法により、５μｍのＣｕ配線を形成する。レジストを除去した後、そのレジストで覆われていた部分のシード層のＣｕ層を、過硫酸アンモニウム水溶液でエッチング除去し、更に、密着層のＴｉ層を、過酸化水素系水溶液でエッチング除去する。次いで、無電解めっき法により、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線（導電部）の表面に、バリアメタル層として膜厚０．２μｍのＮｉＰ層を形成する。このようにしてＮｉＰ層の形成まで行ったＳｉ基板を、化合物としてトリアジンチオールを１ｗｔ％含むトリアジンチオール水溶液に浸漬し、ＮｉＰ層表面に、化合物層としてトリアジンチオール皮膜を形成する。そして、トリアジンチオール皮膜及びＮｉＰ層を形成した導電部を覆うように、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることで、上側の絶縁樹脂層を形成し、それにより、絶縁樹脂層内に導電部が形成された配線構造を形成する。
【００６６】
このようにして形成される配線構造について、温度１２１℃、湿度８５％の条件でバイアス試験を行った後、その断面観察を行ったところ、Ｃｕがポリイミド中に拡散していることは確認できなかった。この配線構造は、エレクトロマイグレーション耐性に優れる構造であることが確認された。
【００６７】
［実施例２］
Ｓｉ基板上に、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることによって、下側の絶縁樹脂層を形成した後、密着層であるＴｉ層、及びシード層であるＣｕ層を、スパッタ法により、それぞれ１００ｎｍの膜厚で形成する。次いで、ポジ型レジストを用い、Ｌ／Ｓが５μｍの配線形成用の開口部を形成したレジストパターンを形成する。そのレジストパターンの開口部に、当該開口部から露出するＣｕ層をシード層として用い、電解めっき法により、５μｍのＣｕ配線を形成する。レジストを除去した後、そのレジストで覆われていた部分のシード層のＣｕ層を、過硫酸アンモニウム水溶液でエッチング除去し、更に、密着層のＴｉ層を、過酸化水素系水溶液でエッチング除去する。次いで、無電解めっき法により、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線（導電部）の表面に、バリアメタル層として膜厚０．２μｍのＮｉＰ層を形成する。このようにしてＮｉＰ層の形成まで行ったＳｉ基板を、化合物としてアミノ系シランカップリング剤を１ｗｔ％含むシランカップリング剤水溶液に浸漬し、ＮｉＰ層表面に、化合物層としてシランカップリング剤皮膜を形成する。そして、シランカップリング剤皮膜及びＮｉＰ層を形成した導電部を覆うように、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることで、上側の絶縁樹脂層を形成し、それにより、絶縁樹脂層内に導電部が形成された配線構造を形成する。
【００６８】
このようにして形成される配線構造について、温度１２１℃、湿度８５％の条件でバイアス試験を行った後、その断面観察を行ったところ、Ｃｕがポリイミド中に拡散していることは確認できなかった。この配線構造は、エレクトロマイグレーション耐性に優れる構造であることが確認された。
【００６９】
［実施例３］
実施例１のような手順で形成される配線構造について、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線を含む導電部、並びにその表面のＮｉＰ層を覆っている、上側絶縁樹脂層を剥離し、剥離後のＮｉＰ層表面、及び上側絶縁樹脂層の剥離面の分析を行った。分析の結果、ＮｉＰ層表面、及び上側絶縁樹脂層の剥離面に、トリアジンチオールが存在していることが確認された。
【００７０】
［実施例４］
実施例２のような手順で形成される配線構造について、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線を含む導電部、並びにその表面のＮｉＰ層を覆っている、上側絶縁樹脂層を剥離し、剥離後のＮｉＰ層表面、及び上側絶縁樹脂層の剥離面の分析を行った。分析の結果、ＮｉＰ層表面、及び上側絶縁樹脂層の剥離面に、アミノ系シランカップリング剤（加水分解後の構造）が存在していることが確認された。
【００７１】
［比較例１］
Ｓｉ基板上に、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることによって、下側の絶縁樹脂層を形成した後、密着層であるＴｉ層、及びシード層であるＣｕ層を、スパッタ法により、それぞれ１００ｎｍの膜厚で形成する。次いで、ポジ型レジストを用い、Ｌ／Ｓが５μｍの配線形成用の開口部を形成したレジストパターンを形成する。そのレジストパターンの開口部に、当該開口部から露出するＣｕ層をシード層として用い、電解めっき法により、５μｍのＣｕ配線を形成する。レジストを除去した後、そのレジストで覆われていた部分のシード層のＣｕ層を、過硫酸アンモニウム水溶液でエッチング除去し、更に、密着層のＴｉ層を、過酸化水素系水溶液でエッチング除去する。そして、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線（導電部）を覆うように、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることで、上側の絶縁樹脂層を形成し、それにより、絶縁樹脂層内に導電部が形成された配線構造を形成する。
【００７２】
このようにして形成される配線構造について、温度１２１℃、湿度８５％の条件でバイアス試験を行った後、その断面観察を行ったところ、Ｃｕがポリイミド中に拡散していることが確認された。
【００７３】
［比較例２］
Ｓｉ基板上に、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることによって、下側の絶縁樹脂層を形成した後、密着層であるＴｉ層、及びシード層であるＣｕ層を、スパッタ法により、それぞれ１００ｎｍの膜厚で形成する。次いで、ポジ型レジストを用い、Ｌ／Ｓが５μｍの配線形成用の開口部を形成したレジストパターンを形成する。そのレジストパターンの開口部に、当該開口部から露出するＣｕ層をシード層として用い、電解めっき法により、５μｍのＣｕ配線を形成する。レジストを除去した後、そのレジストで覆われていた部分のシード層のＣｕ層を、過硫酸アンモニウム水溶液でエッチング除去し、更に、密着層のＴｉ層を、過酸化水素系水溶液でエッチング除去する。次いで、無電解めっき法により、Ｔｉ層、Ｃｕ層及びＣｕ配線（導電部）の表面に、バリアメタル層として膜厚０．２μｍのＮｉＰ層を形成する。そして、ＮｉＰ層を形成した導電部を覆うように、熱硬化性ポリイミド樹脂を形成し、それを硬化させることで、上側の絶縁樹脂層を形成し、それにより、絶縁樹脂層内に導電部が形成された配線構造を形成する。
【００７４】
このようにして形成される配線構造について、温度１２１℃、湿度８５％の条件でバイアス試験を行った後、その断面観察を行ったところ、Ｃｕがポリイミド中に拡散していることが確認された。
【００７５】
以上説明したように、絶縁層内に埋設されるＣｕ配線等の導電部表面に、バリアメタル層を設け、更にそのバリアメタル層表面に、非共有電子対を有する官能基を１分子中に少なくとも２つ備える化合物を含んだ化合物層を設ける。これにより、導電部からＣｕ等の元素が拡散し、その元素がバリアメタル層を通過してしまったような場合にも、その元素を化合物層内に捕捉し、その外側の絶縁層へ拡散するのを効果的に抑制することが可能になる。このような化合物層を形成することで、バリアメタル層を薄く形成することが可能になる。化合物層自体も薄く形成することが可能であるため、配線パターンの微細化、狭ピッチ化を図ることが可能になる。また、バリアメタル層を、比較的バリア性の低い材料を用いて形成した場合にも、導電部から絶縁層への元素拡散を効果的に抑制することが可能になる。
【００７６】
尚、上記の説明では、電子部品として回路基板を例にしたが、上記のような化合物層を形成する手法は、回路基板に限らず、様々な電子部品に同様に適用可能である。例えば、上記のような手法を、半導体装置（電子部品）の配線構造に適用することも可能である。
【００７７】
図１６は半導体装置の一例を示す図である。図１６において、（Ａ）は半導体装置の要部断面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ部拡大図である。
図１６には、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ５１０が形成された半導体基板５２０上に、酸化シリコン等の絶縁層５３１に埋設されたプラグ５３０ｂ及び配線パターン５３０ａを有する配線層５３０が形成された、半導体装置５００を例示している。尚、ＭＯＳトランジスタ５１０は、素子分離領域５２１で画定された素子領域に形成されている。
【００７８】
配線パターン５３０ａは、図１６（Ｂ）に示すように、第１絶縁層５３１ａ（絶縁層５３１の一部）上の第２絶縁層５３１ｂ（絶縁層５３１の一部）に設けられた配線溝５３１ｂａに形成されている。配線パターン５３０ａは、第１バリアメタル層５３２ａ及び配線５３２ｂを含む導電部５３２を有する。第１バリアメタル層５３２ａは、例えば、Ｔａ、窒化タンタル（ＴａＮ）、Ｔｉ、窒化チタン（ＴｉＮ）、或いはそれらのうちの２種以上を含む材料を用いて形成される。配線５３２ｂは、例えば、Ｃｕ又はＣｕ合金を用いて形成される。
【００７９】
導電部５３２は、ダマシンプロセスを用いて形成することができる。即ち、まず、第１絶縁層５３１ａ上に第２絶縁層５３１ｂを形成した後、その第２絶縁層５３１ｂに配線溝５３１ｂａを形成する。次いで、第１バリアメタル層５３２ａをスパッタ法等により形成し、その上に配線５３２ｂを電解めっき法等により形成する。そして、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）技術を用い、第２絶縁層５３１ｂ上の不要な部分を除去し、残渣等を洗浄により除去する。
【００８０】
導電部５３２の表面には、図１６（Ｂ）に示したように、配線パターン５３０ａの一部である第２バリアメタル層５３３が形成され、更にその第２バリアメタル層５３３の表面に、所定の化合物を含む化合物層５３４が形成されている。第２バリアメタル層５３３は、例えば、無電解めっき法で形成可能なＮｉＰやＣｏＷＰ等を用いて形成される。また、化合物層５３４は、非共有電子対を有する官能基を１分子中に少なくとも２つ備える化合物を、１種又は２種以上用いて形成される。化合物層５３４に２種以上の化合物を用いる場合は、それらの化合物を含む単層の化合物層５３４、或いはそれらの化合物の層を積層した化合物層５３４を形成することができる。
【００８１】
第２バリアメタル層５３３は、上記のようにして導電部５３２を形成した後、無電解めっきを行うことで、形成することができる。化合物層５３４は、第２バリアメタル層５３３の形成まで行った基板に、浸漬処理、スプレー処理又はスピンコーティング処理（溶液付着処理）を行い、乾燥を行うことで、形成することができる。
【００８２】
第２バリアメタル層５３３及び化合物層５３４の形成まで行った基板上には、第３絶縁層５３１ｃ（絶縁層５３１の一部）が形成される。
配線層５３０をこのような配線構造とした場合にも、配線５３２ｂのＣｕ等の元素拡散は、第１バリアメタル層５３２ａで抑えられるほか、第２バリアメタル層５３３でも抑えられる。このとき、たとえ配線５３２ｂの元素が第２バリアメタル層５３３を通過してしまったとしても、その通過した元素は、化合物層５３４で捕捉することができるため、第３絶縁層５３１ｃ等への元素拡散を効果的に抑制することができる。
【００８３】
図１７は半導体装置の別例を示す図である。図１７において、（Ａ）は半導体装置の要部断面模式図、（Ｂ）は（Ａ）のＺ部拡大図である。
図１７には、ＭＯＳトランジスタ６１０が形成された半導体基板６２０上に、酸化シリコン等の絶縁層６３１に埋設されたプラグ６３０ｂ及び配線パターン６３０ａを有する配線層６３０が形成された、半導体装置６００を例示している。尚、ＭＯＳトランジスタ６１０は、素子分離領域６２１で画定された素子領域に形成されている。
【００８４】
配線パターン６３０ａは、図１７（Ｂ）に示すように、第１絶縁層６３１ａ（絶縁層６３１の一部）上に形成された、第１バリアメタル層６３２ａ、配線６３２ｂ及び第２バリアメタル層６３２ｃを含む導電部６３２を有する。第１バリアメタル層６３２ａ及び第２バリアメタル層６３２ｃは、例えば、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＴｉＮ、或いはそれらのうちの２種以上を含む材料を用いて形成される。配線６３２ｂは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）又はＡｌ合金を用いて形成される。
【００８５】
導電部６３２は、スパッタ法を用いて形成することができる。即ち、まず、第１絶縁層６３１ａ上に、スパッタ法を用いて、第１バリアメタル層６３２ａ、配線６３２ｂ及び第２バリアメタル層６３２ｃとなる層を順に積層し、その積層構造をパターニングする。それにより、第１絶縁層６３１ａ上に、第１バリアメタル層６３２ａ、配線６３２ｂ及び第２バリアメタル層６３２ｃを形成する。
【００８６】
導電部６３２の表面には、図１７（Ｂ）に示したように、配線パターン６３０ａの一部である第３バリアメタル層６３３が形成され、更にその第３バリアメタル層６３３の表面に、所定の化合物を含む化合物層６３４が形成されている。第３バリアメタル層６３３は、例えば、無電解めっき法で形成可能なＮｉＰやＣｏＷＰ等を用いて形成される。また、化合物層６３４は、非共有電子対を有する官能基を１分子中に少なくとも２つ備える化合物を、１種又は２種以上用いて形成される。化合物層６３４に２種以上の化合物を用いる場合は、それらの化合物を含む単層の化合物層６３４、或いはそれらの化合物の層を積層した化合物層６３４を形成することができる。
【００８７】
第３バリアメタル層６３３は、上記のようにして導電部６３２を形成した後、無電解めっきを行うことで、形成することができる。化合物層６３４は、第３バリアメタル層６３３の形成まで行った基板に、浸漬処理、スプレー処理又はスピンコーティング処理（溶液付着処理）を行い、乾燥を行うことで、形成することができる。
【００８８】
第３バリアメタル層６３３及び化合物層６３４の形成まで行った基板上には、第２絶縁層６３１ｂ（絶縁層６３１の一部）が形成される。
配線層６３０をこのような配線構造とした場合にも、配線６３２ｂのＡｌ等の元素拡散は、第１バリアメタル層６３２ａ及び第２バリアメタル層６３２ｃ、更に第３バリアメタル層６３３で抑えられる。このとき、たとえ配線６３２ｂの元素が第３バリアメタル層６３３を通過してしまったとしても、その通過した元素は、化合物層６３４で捕捉することができるため、第２絶縁層６３１ｂ等への元素拡散を効果的に抑制することができる。
【００８９】
このように、半導体装置の配線構造にも化合物層を用いる手法を適用することが可能であり、このような化合物層を形成することで、配線等の導電部から拡散する元素を効果的に捕捉することができる。また、このような化合物層を形成することで、配線パターンの微細化、狭ピッチ化を図ることが可能になる。
【００９０】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 第１絶縁層上に導電部を形成する工程と、
前記導電部上にバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層上に、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層を形成する工程と、
前記化合物層上に第２絶縁層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【００９１】
（付記２） 前記化合物は、キレート剤又はカップリング剤であることを特徴とする付記１に記載の電子部品の製造方法。
（付記３） 前記化合物層は、前記化合物として異なる種類の化合物を含むことを特徴とする付記１又は２に記載の電子部品の製造方法。
【００９２】
（付記４） 前記化合物層を形成する工程は、
前記バリアメタル層に、前記化合物を含む溶液を付着させる工程と、
前記溶液を乾燥し、前記バリアメタル層上に前記化合物を付着させる工程と、
を含むことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【００９３】
（付記５） 前記バリアメタル層に前記溶液を付着させる工程と、前記溶液を乾燥する工程とを交互に繰り返すことを特徴とする付記４に記載の電子部品の製造方法。
（付記６） 前記バリアメタル層を、無電解めっき法を用いて形成することを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【００９４】
（付記７） 第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成された導電部と、
前記導電部上に形成されたバリアメタル層と、
前記バリアメタル層上に形成され、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層と、
前記化合物層上に形成された第２絶縁層と、
を含むことを特徴とする電子部品。
【００９５】
（付記８） 前記化合物は、キレート剤又はカップリング剤であることを特徴とする付記７に記載の電子部品。
（付記９） 前記化合物層は、前記化合物として異なる種類の化合物を含むことを特徴とする付記７又は８に記載の電子部品。
【００９６】
（付記１０） 前記化合物の非共有電子対に、前記導電部に含まれる元素と同種の元素が配位していることを特徴とする付記７乃至９のいずれかに記載の電子部品。
【符号の説明】
【００９７】
１，２１ａ，５３１ａ，６３１ａ 第１絶縁層
２，２２，５３２，６３２ 導電部
３，２３ バリアメタル層
４，２４，５３４，６３４ 化合物層
５，２１ｂ，５３１ｂ，６３１ｂ 第２絶縁層
２１ｃ，５３１ｃ 第３絶縁層
１０ 支持基板
２０，５３０，６３０ 配線層
２０ａ，５３０ａ，６３０ａ 配線パターン
２１，５３１，６３１ 絶縁層
２２ａ 密着層
２２ｂ シード層
２２ｃ，５３２ｂ，６３２ｂ 配線
２２ｃａ Ｃｕ
２２ｄ ビア
２２ｄａ ビアホール
２４ａ シランカップリング剤
３１，３２ レジスト
３１ａ，３２ａ 開口部
１００ 回路基板
５００，６００ 半導体装置
５１０，６１０ ＭＯＳトランジスタ
５２０，６２０ 半導体基板
５２１，６２１ 素子分離領域
５３０ｂ，６３０ｂ プラグ
５３１ｂａ 配線溝
５３２ａ，６３２ａ 第１バリアメタル層
５３３，６３２ｃ 第２バリアメタル層
６３３ 第３バリアメタル層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁層上に導電部を形成する工程と、
前記導電部上にバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層上に、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層を形成する工程と、
前記化合物層上に第２絶縁層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記化合物は、キレート剤又はカップリング剤であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記化合物層は、前記化合物として異なる種類の化合物を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記化合物層を形成する工程は、
前記バリアメタル層に、前記化合物を含む溶液を付着させる工程と、
前記溶液を乾燥し、前記バリアメタル層上に前記化合物を付着させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記バリアメタル層を、無電解めっき法を用いて形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【請求項６】
第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成された導電部と、
前記導電部上に形成されたバリアメタル層と、
前記バリアメタル層上に形成され、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層と、
前記化合物層上に形成された第２絶縁層と、
を含むことを特徴とする電子部品。
【請求項１】
第１絶縁層上に導電部を形成する工程と、
前記導電部上にバリアメタル層を形成する工程と、
前記バリアメタル層上に、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層を形成する工程と、
前記化合物層上に第２絶縁層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記化合物は、キレート剤又はカップリング剤であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記化合物層は、前記化合物として異なる種類の化合物を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記化合物層を形成する工程は、
前記バリアメタル層に、前記化合物を含む溶液を付着させる工程と、
前記溶液を乾燥し、前記バリアメタル層上に前記化合物を付着させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記バリアメタル層を、無電解めっき法を用いて形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【請求項６】
第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に形成された導電部と、
前記導電部上に形成されたバリアメタル層と、
前記バリアメタル層上に形成され、非共有電子対を有する官能基を少なくとも２つ備える化合物を含む化合物層と、
前記化合物層上に形成された第２絶縁層と、
を含むことを特徴とする電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１５４０５（Ｐ２０１２−１５４０５Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５２０８２（Ｐ２０１０−１５２０８２）
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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