(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１配線層を形成し、
前記第１配線層の表面を被覆する導電性の第１被覆膜を形成し、
前記第１配線層と前記基板の全面を覆う層間絶縁層を形成し、
前記層間絶縁層に開口を形成して、前記開口内に前記第１被覆膜を露出させ、
前記開口内に、前記第１被覆膜から連続して前記第１被覆膜と同一材料の導体膜を成長して前記層間絶縁層上に所定の量だけオーバーフローさせ、
前記層間絶縁層上に、前記オーバーフローした導体膜と電気的に接続する第２配線層を形成する、
工程を含むことを特徴とする配線回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記オーバーフローする量は、前記層間絶縁層に形成された隣接する開口からオーバーフローする導体膜と接触せず、かつ前記オーバーフローする導体膜の膜厚が前記第２配線層の膜厚の２〜１５％となるように制御されることを特徴とする請求項１に記載の配線回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記導体膜は、前記第１被覆膜から無電界めっき法により成長することを特徴とする請求項２に記載の配線回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線回路基板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に対する小型化、高性能化及び低価格化等の要求に伴い、半導体チップの微細化や多端子化とともに、半導体チップを搭載する回路基板の微細化、多層化、及び回路基板上での電子部品の高密度実装化が進められている。半導体チップの多端子化、これら端子の狭ピッチ化にともない、多層回路基板にも微細配線化が求められている。
【０００３】
多層回路基板には、パッケージ基板、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）、シリコンインタポーザ等、種々の形態が知られている。一般的に、パッケージ基板に用いられるビルドアップ基板の配線層やウエハレベルパッケージの再配線層等においては、サブトラクティブ法よりも微細配線化が可能なセミアディティブ（ＳＡＰ）法が適用されている。多層配線を形成する場合、セミアディティブ法で配線を積み上げていく方法と、フォトビア法あるいはダマシン法により配線同士をビアプラグでコンタクト接続する方法がある。
【０００４】
図１及び図２は、それぞれＳＡＰ法とフォトビア又はダマシン法による従来のコンタクト接続部の構造を示す図である。ＳＡＰ法の場合、図１（Ａ）のサークルＡ１で示すように、下地絶縁層１０２上に、Ｔｉ密着バリア層とＣｕシード層の積層膜１０３を介して、第１配線層Ｍ１とビア層Ｖ１が連続して積み上げられている。一方、ビア層Ｖ１と層間絶縁層１０４上には、Ｔｉ密着バリア層とＣｕシード層の積層膜１０７を介して、第２配線層Ｍ２が形成されている。Ｍ１とＶ１の間では、Ｃｕの拡散により界面は存在しないが、Ｖ１とＭ２の間にはＴｉ密着バリア層が挿入されている。Ｖ１とＭ２の間のコンタクト接合部が、ＣｕとＴｉという異種金属接合になっているため、熱応力がかかると、Ｔｉ密着バリア層の金属材料に比べて動き易いＣｕがビア内でマイグレーションを引き起こす。その結果、図１（Ｂ）のサークルＢ１で示すように、Ｍ２とＶ１の界面のコンタクト部分にボイドが集中して、断線１１０が発生する。
【０００５】
図２の場合は、Ｍ１上の絶縁層１０４に、フォトビア又はダマシン法でビアプラグＶ１と第２配線層Ｍ２を連続して形成する。そのため、図２（Ａ）のサークルＡ２に示すように、Ｖ１とＭ２の間に界面はないが、Ｍ１とＶ１との間に、Ｔｉ密着バリア層とＣｕシード層の積層膜２０７が挿入されることになる。熱応力がかかると、引っ張り応力によりＶ１内のＣｕがＭ２の方向に引っ張られる。その結果、図２（Ｂ）に示すように、異種金属接合となるＭ１とＶ１の界面にボイドが集中して、断線２１０が発生する。
【０００６】
図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）に示す現象は、配線がＡｇ、Ａｕ、Ａｌ等の場合や、密着バリア層がＷ等の場合にも生じ得る。図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）で断線１１０、２１０が発生するのは、ビアプラグの上部又は下部で、配線層と同じ金属材料が界面無しに連続していることが原因の一つと考えられる。
【０００７】
なお、コンタクトホールを形成する際に露出する下層のＣｕ配線の酸化を防止し、絶縁層へのＣｕ拡散を防止するために、配線溝内にＣｕ配線を形成した後に、Ｃｕ配線表面をバリアメタルで被覆する構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２６０９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ビア接続においてコンタクト接合部の断線を防止することが望まれる。これを実現するために、本発明に至る過程で、図３に示す構成がまず考えられる。図３（Ａ）では、第１配線層Ｍ１を構成する金属材料、たとえばＣｕが絶縁層（不図示）中に拡散するのを防止するために、Ｃｕ表面をバリアメタルｍ１で被覆する。また、第２配線層Ｍ２の金属材料、たとえばＣｕが絶縁層中に拡散するのを防止するため、及び絶縁層への密着性を確保するために、Ｍ２の底面に密着層バリアメタルｍ１を形成する。この構成で、ビア層Ｖ１がバリアメタルｍ１と異なる金属材料ｍ２で構成された場合、コンタクト接続部において、Ｍ２（Ｃｕ）／バリアメタルｍ１／ビアｍ２／バリアメタルｍ１／Ｍ１（Ｃｕ）という多数の異種金属界面が存在することになり、コンタクト抵抗が大きくなる。
【００１０】
そこで、図３（Ｂ）に示すように、バリアメタルの一方とビア層の金属材料を同じにして異種金属の界面数を減らし、コンタクト抵抗の上昇を抑制することが考えられる。しかし、ビア層Ｖ１の他方の側はｍ１／ｍ２という異なる金属で接するため、結局は図１（Ｂ）と同じ状態になり、熱による引っ張り応力が働いた場合に図３（Ｃ）のようにビア部の抜け断線３１０が発生してしまう。
【００１１】
本発明は、コンタクト抵抗の上昇を回避し、引っ張り応力によるストレス断線を防止することのできるコンタクト構造を有する配線回路基板とその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１の側面では、配線回路基板は、第１配線層、第２配線層、及び前記第１配線層と前記第２配線層を電気的に接続するコンタクト配線を有する配線回路基板であって、
前記コンタクト配線は、前記第１配線層のコンタクト面を被覆する第１被覆部と、前記第２配線層のコンタクト面を被覆する第２被覆部と、前記第１被覆部と前記第２被覆部の間に延びるプラグ部を有し、
前記第１被覆部、前記プラグ部、及び前記第２被覆部は、同一の導電性材料で一体的に形成された内部に界面のないコンタクト配線である。
【００１３】
本発明の第２の側面では、配線回路基板の製造方法を提供する。配線回路基板の製造方法は、
基板上に第１配線層を形成し、
前記第１配線層の表面を被覆する導電性の第１被覆膜を形成し、
前記第１配線層と前記基板の全面を覆う層間絶縁層を形成し、
前記層間絶縁層に開口を形成して、前記開口内に前記第１被覆膜を露出させ、
前記開口内に、前記第１被覆膜から連続して前記第１被覆膜と同一材料の導体膜を成長して前記層間絶縁層上に所定の量だけオーバーフローさせ、
前記層間絶縁層上に、前記オーバーフローした導体膜と電気的に接続する第２配線層を形成する、
工程を含む。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成および手法により、配線回路基板において、コンタクト抵抗の上昇を抑制し熱応力による断線を防止するコンタクト構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のＳＡＰ法で形成されるコンタクト接続部の問題点を説明するための図である。
【図２】従来のフォトビア法又はダマシン法で形成されるコンタクト接続部の問題点を説明するための図である。
【図３】本発明に至る過程で考案される構成を示す図である。
【図４】本発明に適用されるコンタクト接続部の基本構成を示す概略断面図である。
【図５Ａ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をＳＡＰ方式で形成する製造工程図である。
【図５Ｂ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をＳＡＰ方式で形成する製造工程図である。
【図５Ｃ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をＳＡＰ方式で形成する製造工程図である。
【図５Ｄ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をＳＡＰ方式で形成する製造工程図である。
【図５Ｅ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をＳＡＰ方式で形成する製造工程図である。
【図５Ｆ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をＳＡＰ方式で形成する製造工程図である。
【図５Ｇ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をＳＡＰ方式で形成する製造工程図である。
【図６Ａ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をダマシン法で形成する製造工程図である。
【図６Ｂ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をダマシン法で形成する製造工程図である。
【図６Ｃ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をダマシン法で形成する製造工程図である。
【図６Ｄ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をダマシン法で形成する製造工程図である。
【図６Ｅ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をダマシン法で形成する製造工程図である。
【図６Ｆ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をダマシン法で形成する製造工程図である。
【図６Ｇ】図４のコンタクト構造を有する配線回路基板をダマシン法で形成する製造工程図である。
【図７】実施例の配線回路基板の断面構成図である。
【図８】図７のコンタクト構造を有する回路配線の検証用デイジーチェイン構造の模式図である。
【図９】実施例のコンタクト構造を有する回路配線と図１の従来のコンタクト構造を有する回路配線の不良発生率を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図４は、本発明の配線回路基板に適用されるコンタクト接続部の基本構成を示す概略断面図である。コンタクト構造１は、第１配線層５と、第２配線層７と、これらの配線層を電気的に接続するコンタクト配線（ビアプラグ）６とを含む。コンタクト配線６は、第１配線層５及び第２配線層７とは異なる金属材料で形成されており、その断面形状はI字型又は「エ」の形状をしている。
【００１７】
コンタクト配線６は、第１配線層５のコンタクト面（上部表面）を覆う第１被覆部６ａと、第２配線層７のコンタクト面（底面）を覆う第２被覆部６ｃと、第１被覆部６ａと第２被覆部６ｃの間に延びるプラグ部６ｂとを有し、これらは同一の導体材料で連続して一体的に形成されている。ここで「コンタクト面」とは、第１配線層５とコンタクト配線６が接触する面、及びコンタクト配線層６と第２配線層７が接触する面を指す。
【００１８】
コンタクト配線６の導体材料は、ビア部における選択成長が可能な（埋め込み可能な）材料であって、電気抵抗が比抵抗でＣｕの１０倍よりも小さい材料である。コンタクト抵抗の上昇を抑制するという観点からは、比抵抗がＣｕに近いものが好ましい。そのような金属材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｏ−Ｗ系合金、Ｎｉ−Ｗ系合金、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ等が挙げられる。ビア部での選択成長を無電界めっき法で行う場合は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｏ−Ｗ系合金、Ｎｉ−Ｗ系合金、Ｐｄ等を用いるが、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法等によりＡｌを埋め込んでもよい。これらの金属材料の原子はプロセス温度で拡散し、断面Ｉ字形状のコンタクト配線６の内部に界面を残さない。一般に、界面を起点として応力がかかり断線が生じるが、第１被覆部６ａと第２被覆部６ｃは、界面のない状態でプラグ部６ｂから連続して外側に張り出すフランジとなっているため、引っ張り応力に対するアンカー効果を発揮する。第１被覆部６ａと第２被覆部６ｃはまた、第１配線層５及び第２配線層７の表面の酸化を防止し、配線材料が層間絶縁層（不図示）中に拡散することを防止するバリア層としても機能する。
【００１９】
コンタクト構造１の界面構成は、Ｍ１／ｍ２／Ｍ２となる。異種金属の界面は、第１配線層５と第１被覆部６ａの界面、及び第２配線層７と第２被覆部６ｃの界面の２つだけなので、全体としてコンタクト抵抗の上昇を抑制することができる。また、第１被覆部６ａと第１配線層５の間の接触面積、及び第２被覆部６ｃと第２配線層７の間の接触面積を広くとることによって、異種金属間の界面を大きくしている。これにより、引っ張り応力が働いた場合でも、応力を分散させ、狭い接触面にボイドが集中することを回避することができる。その結果、コンタクト接続部での抜け断線を防止することができる。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図５Ａから図５Ｇは、図４のコンタクト構造を有する配線回路基板を、ＳＰＡ法により作製する場合のプロセスフローである。まず、図５Ａに示すように、基板１１上の下地絶縁層１２上に、密着バリア層とめっきシード層との積層膜１３を介して、第１配線１４を形成する。密着バリア層として、たとえばＴｉやＴｉ化合物を全面にスパッタリングして成膜する。めっきシード層として、Ｔｉ密着バリア層上の全面にＣｕシード膜をスパッタリングにより成膜して、積層膜１３を形成する。積層膜１３の全面にレジスト膜（不図示）を塗布し、第１配線の形状に対応する開口を有するように露光、現像処理する。これにより所定の開口パターンを有するレジストマスク（不図示）が形成される。レジストマスクの開口内に、積層膜１３のＣｕシード層が露出する。電界めっきにより、開口内に金属配線層、たとえばＣｕ層を成長する。所定の高さまでＣｕ層を成長させた後、レジスト膜を除去し、下地絶縁層１２上の余分な積層膜（Ｃｕシード層とＴｉ密着バリア層）１３をエッチング除去する。レジストマスクの開口幅とめっき成長膜厚は、あらかじめＣｕシード層のエッチング除去による減少を見込んだ値に設定しておくのが望ましい。これにより、第１配線層としてのＣｕ配線層１４が形成される。
【００２１】
次に、図５Ｂに示すように、Ｃｕ配線層１４の露出した表面全体（側面及び上面）を覆う被覆膜１５を形成する。被覆膜１５の形成は、まず、Ｃｕ配線層１４の露出した表面を硫酸水溶液等により酸洗浄して、Ｃｕ配線層１４の表面を活性処理する。続いて、有機化合物を含む水溶液（イミダゾール系水溶液等）に浸漬して表面保護被膜（不図示）を形成し、その後所定のｐＨ値のアルカリ洗浄液、たとえばｐＨが８．０〜１０．０のＫＨＯ溶液でアルカリ洗浄して保護被膜を除去する。その後さらに、たとえばＰｄを含有する活性処理液に浸漬して、Ｃｕ配線層１４の表面を活性化する。この一連の活性処理により、Ｃｕ配線層１４の表面の不動態が破壊される。この状態で、無電界めっき法により、Ｃｕ配線層１４の上面と側面に、Ｃｏ系、Ｎｉ系等の被覆膜１５を形成する。被覆膜１５は、一例としてＣｏＷＰ膜であり、この場合のＣｏの原子濃度は例えば９５at％以上である。ＣｏＷＰ被覆膜１５は、Ｃｕ配線層１４の酸化・拡散を防止するメタルキャップとして機能するとともに、後述するコンタクト配線の一部となる。ＣｏＷＰ被覆膜１５のうち、Ｃｕ配線層１４の上面を覆う部分を便宜上、第１被覆部１５と称する。
【００２２】
次に、図５Ｃに示すように、全面に層間絶縁層２１を形成し、表面を平坦化してビアホール２２を形成する。ビアホール２２内に、Ｃｕ配線層１４を被覆するＣｏＷＰ被覆膜１５の一部が露出する。層間絶縁層２１は、たとえばフェノール系等の感光性の永久レジストであり、剥離せずにそのまま層間絶縁層２１として用いる。
【００２３】
次に、図５Ｄに示すように、無電界めっき法により、ビアホール２２内にＣｏＷＰをそのまま成長させ、オーバーフローさせる。これにより、プラグ部１６と第２被覆部１７が形成される。プラグ部１６と第２被覆部１７は、下地が同じＣｏＷＰ膜１５なので連続して成長し、間に界面は存在しない。オーバーフローの量は、無電界めっきの処理時間を制御することによって制御できる。具体的には、隣接のビアホール２２からオーバーフローするＣｏＷＰ膜（第２被覆膜）と接触せず、かつ、オーバーフローにより形成される第２被覆部１７の膜厚が、上層に形成される第２配線層の膜厚の２〜１５％、より好ましくは５〜１０％になるように制御する。オーバーフローする膜厚の割合が２％以下だと、プラグ部１６の引っ張り応力に起因する異種金属界面でのボイドの集中や抜け断線を十分に防止することができない。膜厚比が１５％以上になると、ボイド集中や断線は十分に防止できるが、第２配線の電気特性への影響が大きくなる。一実施例では、後述するように、第２被覆部１７の膜厚を上層の第２配線層の膜厚の１０％となるように制御する。第１被覆部１５、プラグ部１６、第２被覆部１７で、コンタクト配線２０を構成する。このコンタクト配線２０は全体がＣｏＷＰで構成され、内部に界面のない断面Ｉ字型（又はエの字型）の構成である。
【００２４】
次に、図５Ｅに示すように、第２被覆膜１７と層間絶縁層２１の全面を覆って、密着バリア層とめっきシード層を順次形成して積層膜２９を形成する。密着／バリア層はたとえばＴｉ又はＴｉ化合物のスパッタ膜である。めっきシード層はたとえばＣｕシード層とする。積層膜２９上に、レジスト膜３１を形成し、所定の配線形状に対応する開口３２を有するように露光及び現像処理してパターニングする。
【００２５】
次に、図５Ｆに示すように、開口３２内に、電界めっきによりＣｕ配線層３３を成長する。Ｃｕ配線層３３は、コンタクト配線２０により下層の第配線層１４に電気的に接続される第２配線層である。
【００２６】
次に、図５Ｆに示すように、レジスト膜３１を除去し、層間絶縁層２１上に残る余分な積層膜２９を除去し、第２配線層３３のみを残す。図５Ｂの工程と同様に、第２配線層３３の上面及び側面を活性処理してから、無電界めっき法により第２配線層３３の上面及び側面にＣｏＷＰの被覆膜３５を形成する。これにより、断面形状がＩ字型（エの字型）の界面のないコンタクト配線２０を含む回路配線が完成する。
【００２７】
＜第２実施形態＞
図６Ａから図６Ｇは、図４のコンタクト構造を有する配線回路基板を、ダマシン法により作製する場合のプロセスフローである。まず、図６Ａに示すように、基板１１上の下地絶縁層１２の全面に、層間絶縁層４１を形成し、所定の配線形状を有する配線溝４２を形成する。層間絶縁層４１はたとえば感光性永久レジスト膜とし、露光及び現像により配線溝４２を形成する。配線溝４２の内壁と層間絶縁層４１の表面の全面に、たとえばＴｉ又はＴｉ化合物により密着バリア層をスパッタリングし、次いでめっきシード層をスパッタリングして積層膜５３を形成する。
【００２８】
次に、図６Ｂに示すように、開口４２内をＣｕ等の金属材料で埋め込んだ後、層間絶縁層４１が露出するまで表面を研磨して平坦化する。これにより、開口４２内にたとえばＣｕの埋め込み配線層５４が形成される。その後、酸洗浄、有機水溶液への浸漬、アルカリ洗浄、活性処理液への浸漬という一連の活性処理を行い、Ｃｕ等の埋め込み配線層５４の表面を活性化する。その後、無電界めっき法により、Ｃｕ配線層５４上にＣｏＷＰ被覆膜５５を形成する。このＣｏＷＰ被覆膜５５は、Ｃｕ配線層５４の酸化・拡散防止のためのキャップ層として機能するとともに、第１被覆膜５５として、後述するコンタクト配線の一部となる。
【００２９】
次に、図６Ｃに示すように、全面に層間絶縁層５１を形成し、第１被覆膜（ＣｏＷＰ被覆膜）５５に到達するビアホール５２を形成する。層間絶縁層５１はたとえばフェノール系の感光性永久レジストであり、露光及び現像によりビアホール５２を形成する。
【００３０】
次に、図６Ｄに示すように、無電界めっき法により、開口（ビアホール）５２内にＣｏＷＰ膜をそのまま成長させてオーバーフローさせる。ＣｏＷＰのＣｏ割合は９５％以上である。この場合も、下地が第１被覆膜としてのＣｏＷＰ膜５５なので、連続して成長することができ、界面のない状態でプラグ部５６と第２被覆部５７を形成することができる。第２被覆部５７の膜厚は、後述する工程で形成される第２配線層の膜厚の２〜１５％、好ましくは５〜１０％の厚さであり、無電界めっきの処理時間を制御してオーバーフロー量を調整する。第１被覆膜５５、プラグ部５６、及び第２被覆膜５７で、内部に界面のない断面がＩ字形状のコンタクト配線６０が形成される。
【００３１】
次に、図６Ｅに示すように、全面に層間絶縁層としてたとえば感光性永久レジスト膜６１を塗布して、所定の形状の配線溝６２を有するパターンを形成する。配線溝６２の内壁及び絶縁層６１の表面の全面を覆って、Ｔｉ又はＴｉ化合物の密着バリア層とめっきシード層（たとえばＣｕシード層）の積層膜６３を形成する。
【００３２】
次に、図６Ｆに示すように、電界めっきによりたとえばＣｕ層６４を成長する。
【００３３】
最後に、図６Ｇに示すように、Ｃｕ層６４をＣＭＰにより所定の膜厚まで研磨して平坦化する。これにより第２配線層６５が形成される。第２配線層６５は、断面形状Ｉ字型の界面のないコンタクト配線６０により、下層の第１配線層５４に電気的に接続される。
【実施例１】
【００３４】
図７は、図５Ａ〜図５ＧのＳＡＰ法により形成したコンタクト構造を含む配線回路基板７０の断面構成図である。配線回路基板７０は、層間絶縁層２１を介して、下層の第１配線層１４と、上層の第２配線層３３を有する。第１配線層１４は、膜厚２μｍ、配線幅２μｍのＣｕ配線層である。第２配線層も、膜厚２μｍ、配線幅２μｍのＣｕ配線層である。第１配線層１４は、基板１１上の下地絶縁層１２上に、密着バリア層として膜厚２０ｎｍのＴｉ膜１３ａを介して形成されており、第２配線層３３と層間絶縁層２１の間にも、膜厚２０ｎｍのＴｉ密着バリア層が挿入されている。
【００３５】
第１配線層１４と第２配線層３３は、断面形状がＩ字形状のコンタクト配線２０で電気的に接続されている。コンタクト配線２０は、第１配線層１４のコンタクト面（上面）を覆う第１被覆部１５と、第２配線３３のコンタクト面（底面）を覆う第２被覆部１７と、第１被覆部１５と第２被覆部１７の間に延びるプラグ部１６を有し、これらは同一材料で界面のない状態で一体的に形成されている。
【００３６】
具体的には、第１被覆部１５は膜厚１００ｎｍのＣｏＷＰ膜である。第１被覆部１５は、第１配線層（下部Ｃｕ配線層）１４の側面と上面を覆うＣｏＷＰバリア層１５のうち、上面を覆う部分を便宜的に指し示すものである。プラグ部１６と第２被覆部１７は、第１被覆部１５から同じ材料であるＣｏＷＰで連続成長している。プラグ部１６の直径は５μｍ、高さは３μｍである。第２被覆部１７の膜厚は２００ｎｍである。この例では、ＣｏＷＰ無電界めっきのオーバーフロー量（２００ｎｍ）は、第２配線層である上部Ｃｕ配線層３３の膜厚（２μｍ）の１０％になるように制御されているが、４０ｎｍ〜３００ｎｍ（第２配線層３３の膜厚の２〜１５％）の範囲で適宜設定することができる。第２被覆部１７の膜厚をこの割合に設定することで、コンタクト配線２０と第２配線層３３との間のストレス断線を効果的に防止するとともに、第２配線層３３の電気特性に対する影響を抑制することができる。
【００３７】
図８は、図７の実施例に基づいて作製した検証用のデイジーチェイン配線の模式図である。第１配線層（下部配線層）１４はランド２５においてコンタクト配線（ビアプラグ）２０により第２配線層（上部配線層）３３と電気的に接続される。実際の配線では、図７に示すように、第１配線層１４の上面を覆う第１被覆部１５と第２配線層３３の底面を覆う第２被覆部１７とプラグ部１６が、同一材料（ＣｏＷＰ）で界面のない状態で一体的に形成されている。また第１配線１４の全体がＣｏＷＰ被覆膜１５で覆われ、第２配線層３３の上面及び側面もＣｏＷＰ膜３５で被覆されている。
【００３８】
一方、比較例として同じデイジーチェイン配線であるが、図１（Ｂ）のコンタクト構造を有する検証用の配線を作製した。比較例のデイジーチェイン配線も、下部配線（第１配線層）と上部配線（第２配線層）を膜厚２μｍ、配線幅２μｍのＣｕ配線とし、コンタクト配線としてのビアプラグの直径を５μｍ、高さを３μｍとしたが、下部配線とビアプラグが同じ材料（Ｃｕ）で形成され、ビアプラグと上部Ｃｕ配線の間にＴｉ密着バリア層が挿入されている点で、実施例の配線構成と異なる。
【００３９】
実施例と比較例のデイジーチェイン配線を有するサンプルをそれぞれ５０個用意して、熱応力を加える信頼性試験を行った。各サンプルにおいて、１個のチェインに含まれるビアプラグの数は３０００個とし、−５５℃〜１３５℃のサーマルサイクルで１０００サイクル繰り返した。その後、各サンプルの抵抗値を測定して、断線不良の発生の有無を確認した。
【００４０】
図９は、信頼性試験後の抵抗値測定による断線不良率を比較するグラフである。従来の図１（Ｂ）の構成では、１０００回のサーマルサイクルを経た後では、不良発生率が３０％近くまで達している。一方、実施例のコンタクト構造を有する検証用配線では、不良発生率が数パーセントにとどまる。このことから、実施形態の構成および製造方法を採用することで、断線不良発生率を大幅に低減できることが確認された。
【００４１】
本発明はＳＡＰ法とダマシン法のいずれにも適用可能であるが、ダマシン法を使用すると配線部分のスケールダウンが可能なので、ＬＳＩ微細配線にも適用することができる。
【００４２】
なお、上述した実施例では、層間絶縁層に感光性永久レジストを用い、露光及び現像によりビアホールを形成したが、ＳｉＯ2やＬｏｗ−ｋ膜のような無機絶縁膜を形成しドライエッチングによりビアホールを形成してもよい。また、密着バリア層とめっきシード層の形成はＣＶＤ法等、当業者が適宜なし得る成膜方法を用いることができる。余分なめっきシード層と密着バリア層の除去はウェットエッチングでもドライエッチングでもよい。また、上部配線と層間絶縁層の間に挿入される密着バリア層は、コンタクト配線（プラグ部及び第１、第２被覆部）と同じ材料で形成してもよい。第１配線層及び第２配線層は、Ｃｕ以外にもＡｕ、Ａｇ等適切な材料を用いることができる。また、ＰＶＤ法等によりＡｌをダマシン溝に埋め込んで配線層としてもよい。前者の場合は、無電界めっき法により、Ｃｏ―Ｗ系、Ｎｉ−Ｗ系、Ｐｄ等の材料で断面Ｉ字形状のコンタクト配線を形成することができる。後者の場合は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ−Ｗ系、Ｎｉ−Ｗ系、Ｐｄ等の材料で断面Ｉ字形状（又は「エ」の字型）のコンタクト配線を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
ビア接続部と配線を有する配線回路基板に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  コンタクト構造
６、２０、６０  コンタクト配線
５、１４、５４  第１配線層
６ａ、１５、５５  第１被覆膜
６ｂ、１６、５６  プラグ部
６ｃ、１７、５７  第２被覆部
７、３３、６５  第２配線層
１１  半導体基板
１２  下地絶縁層
１３、２９、５３、６３  めっきシード／密着バリアの積層膜
２１、４１，５１，６１  層間絶縁層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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