(57)【要約】【課題】導体部の抵抗の上昇を抑え、性能及び信頼性に優れた電子部品を実現する。【解決手段】電子部品１Ａは、導体部２０、化合物層３０及び隔離層４０を含む。導体部２０は、第１元素を含有し、化合物層３０は、導体部２０の周囲に設けられ、第１元素とは異なる第２元素及び第３元素を含有する。隔離層４０は、導体部２０と化合物層３０との間に設けられ、第１元素、第２元素及び第３元素とは異なる第４元素を含有し、導体部２０内の第１元素と導体部２０外の第２元素及び第３元素とを隔離する。隔離層４０により、導体部２０に含有される第１元素の拡散及び他元素との反応を抑え、導体部２０のサイズの縮小による抵抗の上昇を抑える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１元素を含有する導体部と、
前記導体部の周囲に設けられ、前記第１元素とは異なる第２元素及び第３元素を含有する化合物層と、
前記導体部と前記化合物層との間に設けられ、前記第１元素、前記第２元素及び前記第３元素とは異なる第４元素を含有し、前記導体部内の前記第１元素と前記導体部外の前記第２元素及び前記第３元素とを隔離する隔離層と
を含むことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記隔離層は、前記第４元素としてホウ素を含有することを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記隔離層は、前記ホウ素と、リン、タングステン又はコバルトとを含有することを特徴とする請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記第１元素は銅であり、前記第２元素はニッケルであり、前記第３元素はスズである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。
【請求項５】
前記化合物層を覆う絶縁層を更に含む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。
【請求項６】
第１元素を含有する導体部と、
前記導体部を覆い、前記第１元素とは異なる第２元素及び第４元素を含有する第１金属層と、
前記第１金属層を覆い、前記第１元素、前記第２元素及び前記第４元素とは異なる第３元素を含有する第２金属層と
を含む積層体を形成する工程と、
熱処理による前記第１金属層と前記第２金属層との反応によって、前記第２元素と前記第３元素とを含有する化合物層を形成する工程と、
前記化合物層と前記導体部との間に偏析される前記第４元素を含有し、前記導体部内の前記第１元素と前記導体部外の前記第２元素及び前記第３元素とを隔離する隔離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７】
前記熱処理後、未反応の前記第３元素を除去する工程を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の電子部品の製造方法。
【請求項８】
第１元素を含有する第１導体部と、
前記第１導体部の周囲に設けられ、前記第１元素とは異なる第２元素及び第３元素を含有する化合物層と、
前記第１導体部と前記化合物層との間に設けられ、前記第１元素、前記第２元素及び前記第３元素とは異なる第４元素を含有し、前記第１導体部内の前記第１元素と前記第１導体部外の前記第２元素及び前記第３元素とを隔離する隔離層と
を含む第１電子部品と、
前記第１導体部と電気的に接続された第２導体部を含む第２電子部品と
を備えることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品、電子部品の製造方法及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や回路基板等の電子部品に関し、例えば、端子形状の銅上に無電解ニッケルめっき被膜及び無電解パラジウムめっき被膜が順次設けられた接続端子、その無電解パラジウムめっき被膜上に更に置換金めっき被膜が設けられた接続端子が知られている。このほか、銅電極上にニッケル層が設けられ、ニッケル層上にニッケルスズ合金が設けられた電極構造体が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８２５３４号公報
【特許文献２】特開２００９−４４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子部品の導体部上に、上記のように別の層を積層すると、導体部に含有される元素が、導体部上に積層した別の層に含有される元素と反応して化合物を形成し、それによって導体部が当初のサイズから縮小し、導体部の抵抗が上昇してしまう可能性がある。このような導体部の抵抗の上昇は、電子部品、更にはそれを用いた電子装置の性能及び信頼性の低下を招く恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一観点によれば、第１元素を含有する導体部と、前記導体部の周囲に設けられ、前記第１元素とは異なる第２元素及び第３元素を含有する化合物層と、前記導体部と前記化合物層との間に設けられ、前記第１元素、前記第２元素及び前記第３元素とは異なる第４元素を含有し、前記導体部内の前記第１元素と前記導体部外の前記第２元素及び前記第３元素とを隔離する隔離層とを含む電子部品が提供される。
【０００６】
また、一観点によれば、第１元素を含有する導体部と、前記導体部を覆い、前記第１元素とは異なる第２元素及び第４元素を含有する第１金属層と、前記第１金属層を覆い、前記第１元素、前記第２元素及び前記第４元素とは異なる第３元素を含有する第２金属層とを含む積層体を形成する工程と、熱処理による前記第１金属層と前記第２金属層との反応によって、前記第２元素と前記第３元素とを含有する化合物層を形成する工程と、前記化合物層と前記導体部との間に偏析される前記第４元素を含有し、前記導体部内の前記第１元素と前記導体部外の前記第２元素及び前記第３元素とを隔離する隔離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。
【０００７】
また、一観点によれば、上記のような電子部品を備える電子装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
導体部の抵抗の上昇が抑えられる、性能及び信頼性に優れた電子部品が実現される。また、そのような電子部品を備える電子装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電子部品の導体部の一例を説明する図である。
【図２】電子部品の導体部の別例を説明する図である。
【図３】第１の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図（その１）である。
【図４】第１の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図（その２）である。
【図５】第１の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図（その１）である。
【図６】第１の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図（その２）である。
【図７】第１の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図（その３）である。
【図８】第１の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図（その４）である。
【図９】第２の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図（その１）である。
【図１０】第２の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図（その２）である。
【図１１】第２の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図（その３）である。
【図１２】第２の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図（その４）である。
【図１３】第３の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図（その１）である。
【図１４】第３の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図（その２）である。
【図１５】第４の実施の形態に係る回路基板の一例を示す図である。
【図１６】第４の実施の形態に係る半導体パッケージの一例を示す図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る半導体パッケージの別例を示す図である。
【図１８】第４の実施の形態に係る半導体チップの一例を示す図である。
【図１９】第５の実施の形態に係る電子装置の一例を示す図である。
【図２０】第６の実施の形態に係る電子機器の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
はじめに、電子部品の導体部の一例について説明する。
図１は電子部品の導体部の一例を説明する図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、導体部の一例の要部断面を模式的に図示している。
【００１１】
図１（Ａ）に示す電子部品７００Ａは、基板７１０と、その上に設けられた導体部７２０を有する。基板７１０は、シリコン（Ｓｉ）等の半導体基板、ポリイミド等の樹脂基板、又は有機材料若しくは無機材料が用いられた層間絶縁膜等である。導体部７２０は、配線又は電極である。導体部７２０には、銅（Ｃｕ）、又はＣｕを含有する金属材料が用いられる。導体部７２０が設けられた基板７１０上には、導体部７２０を覆うように絶縁層７３０が設けられる。絶縁層７３０には、例えば、ポリイミド、エポキシ等の樹脂材料が用いられる。
【００１２】
尚、導体部７２０は、図１（Ａ）に示すようにその側面及び上面が絶縁層７３０で覆われる場合のほか、外部接続や他の導体部との接続のために、その上面が露出するように絶縁層７３０で覆われる場合もある。
【００１３】
図１（Ａ）に示す電子部品７００Ａのように、基板７１０上の導体部７２０（その一部又は全部）が絶縁層７３０で覆われる構造を採用すると、次のようなことが起こる場合がある。例えば、電子部品７００Ａの製造時や動作時に、導体部７２０に熱が加えられた際、導体部７２０に含有されるＣｕが絶縁層７３０に拡散する場合がある。図１（Ｂ）では、絶縁層７３０に拡散したＣｕを、Ｃｕ７２１で模式的に図示している。このように導体部７２０のＣｕが絶縁層７３０に拡散すると、図１（Ｂ）に示すように、導体部７２０にボイド７２２が発生したり、導体部７２０のサイズが当初のサイズ（図１（Ｂ）に点線で図示）よりも縮小したりすることで、導体部７２０の抵抗が上昇する可能性がある。このような導体部７２０のＣｕの拡散、それによる抵抗の上昇は、導体部７２０を備える電子部品７００Ａを用いた電子装置や電子機器の製造（組立て）時や動作時の熱によっても同様に起こり得る。
【００１４】
抵抗の上昇を引き起こし得る導体部７２０のＣｕの拡散を抑える技術として、導体部７２０をキャップ層で覆う技術がある。
図２は電子部品の導体部の別例を説明する図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、導体部の別例の要部断面を模式的に図示している。
【００１５】
図２（Ａ）に示す電子部品７００Ｂでは、基板７１０上の導体部７２０を覆うようにキャップ層７４０（メタルキャップ）が設けられ、その周囲が絶縁層７３０で覆われる。
尚、導体部７２０及びキャップ層７４０の積層体は、図２（Ａ）に示すようにその側面及び上面が絶縁層７３０で覆われる場合のほか、外部接続や他の導体部との接続のために、その積層体又はその内層の上面が露出するように絶縁層７３０で覆われる場合もある。
【００１６】
キャップ層７４０には、例えば、基板７１０上に設けた導体部７２０の表面に無電解めっきで形成可能な材料が用いられる。このような材料としては、ニッケル（Ｎｉ）、若しくはＮｉとリン（Ｐ）との化合物（Ｎｉ−Ｐ）、又はコバルト（Ｃｏ）とタングステン（Ｗ）との化合物（Ｃｏ−Ｗ）等の金属材料が挙げられる。このうち、無電解Ｎｉ−Ｐめっきは、比較的液管理が容易で低コストであり且つ均一性良くキャップ層７４０が形成可能であることから、Ｎｉ−Ｐが広くキャップ層７４０の材料に採用されている。導体部７２０に含有されるＣｕの、絶縁層７３０への拡散を抑える目的で、例えばこのようなＮｉ−Ｐのキャップ層７４０で導体部７２０が覆われる。
【００１７】
しかし、Ｎｉ−Ｐをキャップ層７４０に用いた電子部品７００Ｂでは、無電解めっきでＮｉ−Ｐを形成する過程での導体部７２０の腐食や、形成されたＮｉ−Ｐ中のＮｉと導体部７２０のＣｕとの反応（合金化）が起こり得る。
【００１８】
例えば、無電解Ｎｉ−Ｐめっきでキャップ層７４０を形成する場合、Ｃｕを用いて導体部７２０が形成された基板７１０を無電解Ｎｉ−Ｐめっき液に浸漬するだけでは、その導体部７２０の表面にＮｉ−Ｐは形成されない。導体部７２０が形成された基板７１０は、無電解Ｎｉ−Ｐめっき液への浸漬前に、まず無電解パラジウム（Ｐｄ）めっき液に浸漬され、導体部７２０の表面にＮｉ−Ｐめっきの核となるＰｄが形成される（Ｐｄ処理）。このようなＰｄ処理によって導体部７２０の表面にＰｄの核が形成された基板７１０が、無電解Ｎｉ−Ｐめっき液に浸漬されることで、Ｐｄを核としてＮｉ−Ｐが成長し、導体部７２０の表面にＮｉ−Ｐのキャップ層７４０が形成される。
【００１９】
上記のＰｄ処理は、導体部７２０のＣｕとの置換反応であるため、導体部７２０の表面のＣｕを溶かしながらＰｄを形成する処理であり、いわば導体部７２０の表面を腐食させながら進行する処理である。Ｐｄ処理の時間を短縮すればそのような導体部７２０の表面の腐食は抑えられるが、導体部７２０の表面に核となるＰｄが十分に形成されなくなるため、続く無電解Ｎｉ−Ｐめっきで良好なＮｉ−Ｐのキャップ層７４０が形成されなくなることが起こり得る。
【００２０】
また、形成されたキャップ層７４０のＮｉ−Ｐに含有されるＮｉと、導体部７２０に含有されるＣｕとは、電子部品７００Ｂの製造時や動作時の熱によって拡散し、ＣｕとＮｉとの合金（Ｃｕ−Ｎｉ）を形成し得る。その結果、キャップ層７４０と導体部７２０との間に、図２（Ｂ）に示すようなＣｕ−Ｎｉの合金７５０が形成されることがある。このような合金７５０の形成に導体部７２０のＣｕが消費されると、導体部７２０のサイズが当初よりも縮小し、それによって導体部７２０の抵抗が上昇する可能性がある。キャップ層７４０の材料を、Ｎｉを用いるものから、より導体部７２０のＣｕとの反応が起こり難い他の金属材料に変更すれば、Ｃｕとの化合物形成、それによる抵抗の上昇を抑えることもできるが、液管理の困難さやコストの増大、キャップ層７４０の均一形成の困難さ等が伴う。
【００２１】
上記のような導体部７２０の腐食、及び合金７５０の形成による導体部７２０の抵抗の上昇が、電子部品７００Ｂ又はそれを用いた電子装置等の性能及び信頼性に及ぼす影響は、導体部７２０が微細になるほど顕著になる傾向がある。
【００２２】
以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として例示するような構成を採用し、電子部品に設けられる導体部の抵抗の上昇を抑える。
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００２３】
図３及び図４は第１の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図３には、第１の実施の形態に係る電子部品の、第１の例の要部断面を、模式的に図示している。図４には、第１の実施の形態に係る電子部品の、第２の例の要部断面を、模式的に図示している。
【００２４】
例えば図３に示す電子部品１Ａは、基板１０と、その上に設けられた導体部２０と、導体部２０の周囲に設けられた化合物層３０と、導体部２０と化合物層３０との間に設けられた隔離層４０とを有する。
【００２５】
基板１０には、Ｓｉ等の半導体基板、ポリイミド等の樹脂基板、有機材料若しくは無機材料が用いられた層間絶縁膜、ガラス基板又はセラミックス基板等の各種基板が用いられる。
【００２６】
導体部２０は、配線又は電極である。導体部２０には、例えば、Ｃｕ、又はＣｕを含有する金属材料が用いられる。導体部２０は、単層構造、又は複数層の積層構造（例えば電解めっき時のシード層とその上に堆積されるめっき層との積層構造）とされる。
【００２７】
基板１０上の導体部２０の周囲に設けられる化合物層３０は、例えば、Ｎｉとスズ（Ｓｎ）とを含有する化合物（Ｎｉ−Ｓｎ）の層である。化合物層３０は、例えば、Ｎｉ3ＳｎやＮｉ3Ｓｎ2といった、電子部品１Ａの製造時及び動作時の熱に対して安定に存在する金属間化合物の層である。
【００２８】
化合物層３０と導体部２０との間に設けられる隔離層４０は、例えば、ホウ素（Ｂ）を含有する。隔離層４０は、Ｂ単体の層のほか、例えば、ＢとＰとを含有する化合物（Ｂ−Ｐ）、ＢとＷとを含有する化合物（Ｂ−Ｗ）、ＢとＣｏとを含有する化合物（Ｂ−Ｃｏ）、ＢとＰとＷとを含有する化合物（Ｂ−Ｐ−Ｗ）、又はＢとＰとＣｏとを含有する化合物（Ｂ−Ｐ−Ｃｏ）の層である。隔離層４０は、導体部２０に含有されるＣｕと、化合物層３０に含有されるＮｉ及びＳｎとを隔離する。
【００２９】
隔離層４０は、後述のように、導体部２０の表面に形成された、ＮｉとＢ等とを含有する金属層と、更にその表面に形成された、Ｓｎを含有する金属層との反応によって、Ｎｉ−Ｓｎの化合物層３０が形成される際、その形成に伴って偏析されるＢ等を含有する。
【００３０】
導体部２０の周囲に隔離層４０を介して化合物層３０が形成された基板１０には、例えば図４に示す電子部品１Ｂのように、それら導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０の積層体を覆うように、絶縁層５０が設けられてもよい。絶縁層５０には、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、エポキシ等の樹脂材料のほか、有機系若しくは無機系の各種絶縁材料が用いられる。
【００３１】
尚、導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０の積層体は、例えば図４に示すようにその側面及び上面が絶縁層５０で覆われる場合のほか、外部接続や他の導体部との接続のために、その積層体又はその内層の上面が露出するように絶縁層５０で覆われてもよい。
【００３２】
上記のように電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂでは、基板１０上の導体部２０の表面が隔離層４０で覆われ、その隔離層４０が化合物層３０で覆われる。
導体部２０にＣｕが含有され、隔離層４０にＢが含有され、化合物層３０にＮｉ及びＳｎが含有される場合、化合物層３０のＮｉは、Ｓｎと安定な金属間化合物を形成する。一方、隔離層４０のＢは、導体部２０のＣｕ並びに化合物層３０のＳｎ及びＮｉと化合物を形成しないか、或いは殆ど形成しない。
【００３３】
電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂでは、隔離層４０に含有されるＢと、隔離層４０の内側の導体部２０に含有されるＣｕとの反応が抑えられ、隔離層４０に含有されるＢと、隔離層４０の外側の化合物層３０に含有されるＳｎとの反応が抑えられる。隔離層４０の外側の化合物層３０に含有されるＮｉは、Ｓｎと安定な金属間化合物を形成しており、その形成に伴ってＢ等が偏析されることで、隔離層４０が形成される。Ｂを含有する隔離層４０は、導体部２０に含有されるＣｕと、化合物層３０に含有されるＮｉ及びＳｎとを隔離し、それらの拡散及び反応を抑えるバリア機能を発揮する。
【００３４】
電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂでは、この隔離層４０のバリア機能により、導体部２０に含有されるＣｕと、導体部２０の外部の化合物層３０に含有されるＮｉ及びＳｎとの反応が抑えられる。このように、導体部２０内のＣｕと導体部２０外の元素との反応が抑えられることで、導体部２０の当初のサイズからの縮小、それによる導体部２０の抵抗の上昇が抑えられる。
【００３５】
また、化合物層３０の周囲に絶縁層５０が設けられる電子部品１Ｂでは、化合物層３０が安定な金属間化合物で形成されていることで、化合物層３０に含有されるＮｉ及びＳｎの、絶縁層５０への拡散は抑えられる。
【００３６】
上記のような導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０を備える電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂでは、導体部２０の、その外部の元素との反応、それによるサイズの縮小、そのようなサイズの縮小による抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂが実現される。
【００３７】
尚、電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂの、導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０に含有される元素の組合せは、上記の例（Ｃｕ、Ｂ、Ｎｉ及びＳｎ）に限定されるものではない。導体部２０が配線や電極として用いられ、化合物層３０が安定な化合物として形成され、隔離層４０が導体部２０と化合物層３０との間にあってそれらに含有される元素の拡散及び反応を抑えるものであれば、元素の組合せは限定されない。
【００３８】
続いて、上記のような構成を有する電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂの形成方法について説明する。
図５〜図８は第１の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図である。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）、並びに図８（Ａ）及び図８（Ｂ）にはそれぞれ、第１の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例の、各工程の要部断面を、模式的に図示している。
【００３９】
図５（Ａ）に示すように、基板１０上にシード層２１が形成される。例えば、シード層２１として、チタン（Ｔｉ）膜２１ａ及びＣｕ膜２１ｂの積層膜が形成される。
シード層２１の形成後、図５（Ｂ）に示すように、その上に、後述の導体部２０を形成する領域に開口部６０ａを有するレジスト６０が形成される。
【００４０】
レジスト６０の形成後、図５（Ｃ）に示すように、その開口部６０ａ内のシード層２１上に、導体層２２が形成される。例えば、シード層２１を給電層に用いた電解Ｃｕめっきにより、導体層２２が形成される。
【００４１】
導体層２２の形成後、図６（Ａ）に示すように、レジスト６０が剥離される。
レジスト６０の剥離後、それによって露出するシード層２１が、図６（Ｂ）に示すように、エッチングにより除去される。これにより、図６（Ｂ）に示すような、シード層２１及びその上に形成された導体層２２を含む、導体部２０が形成される。
【００４２】
導体部２０の形成後、図６（Ｃ）に示すように、その表面に、金属層７０が形成される。例えば、この金属層７０として、Ｎｉ及びＢを含有する金属層が形成される。このような金属層７０は、例えば、無電解Ｎｉ−Ｂめっき、無電解Ｎｉ−Ｂ−Ｐめっき、無電解Ｎｉ−Ｂ−Ｗめっき、無電解Ｎｉ−Ｂ−Ｃｏめっき、無電解Ｎｉ−Ｂ−Ｐ−Ｗめっき、又は無電解Ｎｉ−Ｂ−Ｐ−Ｃｏめっきにより、形成される。Ｎｉ及びＢを含有する金属層７０の形成に用いられるこれらの無電解めっき液には、活性力の強いジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ）が成分に含有される。そのため、これらの無電解めっき液を用いると、前述のようなＰｄ処理を行うことなく、導体部２０の表面に直接、金属層７０を形成することができる。これにより、無電解めっき時の導体部２０の腐食が抑えられる。
【００４３】
金属層７０の形成後、図７（Ａ）に示すように、その表面に、更に金属層８０が形成される。例えば、この金属層８０として、Ｓｎ層が形成される。このような金属層８０は、例えば、無電解Ｓｎめっきにより、形成される。金属層８０は、例えば、後述の熱処理によって、その下の金属層７０に含有されるＮｉの全量が安定なＮｉ−Ｓｎとなるような量のＳｎが含有される厚さで、形成される。
【００４４】
金属層８０の形成後、その融点以上の温度、例えば金属層８０がＳｎ層であれば２３１℃以上の温度で、熱処理が行われる。このような熱処理により、金属層８０に含有されるＳｎと、その下の金属層７０に含有されるＮｉとの反応が進行し、図７（Ｂ）に示すように、安定なＮｉ−Ｓｎの化合物層３０が形成される。更に、この熱処理では、ＮｉとＳｎとの反応による安定なＮｉ−Ｓｎの化合物層３０の形成に伴い、金属層７０に含有されるＮｉ以外の残りの成分、即ちＢ、Ｂ−Ｐ、Ｂ−Ｗ、Ｂ−Ｃｏ、Ｂ−Ｐ−Ｗ又はＢ−Ｐ−Ｃｏが、化合物層３０の直下に偏析される。これにより、図７（Ｂ）に示すように、化合物層３０と導体部２０との間に、Ｂ、Ｂ−Ｐ、Ｂ−Ｗ、Ｂ−Ｃｏ、Ｂ−Ｐ−Ｗ又はＢ−Ｐ−Ｃｏの隔離層４０が形成される。
【００４５】
熱処理による安定なＮｉ−Ｓｎの化合物層３０の形成に伴って偏析される隔離層４０のＢ、Ｐ、Ｗ、Ｃｏは、導体部２０に含有されるＣｕや、金属層８０又は化合物層３０に含有されるＳｎとは化合物を形成しないか、或いは殆ど形成しない。熱処理の際、形成される隔離層４０はバリア機能を発揮し、このバリア機能により、導体部２０に含有されるＣｕと、金属層８０又は化合物層３０に含有されるＳｎとの反応が抑えられる。また、熱処理の際、金属層７０に含有されるＮｉは、金属層８０に含有されるＳｎと反応して安定なＮｉ−Ｓｎに変化する。このようなＮｉの安定化と隔離層４０のバリア機能により、導体部２０に含有されるＣｕと、金属層７０又は化合物層３０に含有されるＮｉとの反応が抑えられる。これにより、導体部２０の熱処理前（図７（Ａ））のサイズからの縮小、それによる導体部２０の抵抗の上昇が抑えられる。
【００４６】
このような化合物層３０及び隔離層４０が形成される熱処理において、金属層７０に含有されるＮｉは、全て金属層８０に含有されるＳｎと反応させ、安定な化合物層３０に変化させることが望ましい。Ｓｎと反応せずに残ったＮｉが、その後に加えられる熱により、導体部２０に含有されるＣｕとの合金化によってＣｕ−Ｎｉを形成することを抑えるためである。このような点を考慮し、金属層７０の厚さ（Ｎｉ量）、及びその上に形成される金属層８０の厚さ（Ｓｎ量）が調整される。
【００４７】
化合物層３０及び隔離層４０が形成される熱処理後には、形成された化合物層３０の表面に、その化合物層３０の形成に消費されなかったＳｎを含有する金属層８０が残存していてもよいし、残存していなくてもよい。図７（Ｂ）には、化合物層３０の表面に金属層８０が残存した場合を例示している。
【００４８】
熱処理後、化合物層３０の表面に金属層８０が残存した場合には、図７（Ｃ）に示すように、その残存した金属層８０が除去される。例えば、ウェットエッチングにより、Ｎｉ−Ｓｎの化合物層３０に対して選択的に、Ｓｎを含有する金属層８０が除去される。残存した金属層８０が除去されることで、安定なＮｉ−Ｓｎの化合物層３０の形成に消費されなかったＳｎが、その後に加えられる熱によって導体部２０や後述の絶縁層５０等に拡散することが抑えられる。
【００４９】
熱処理後、化合物層３０の表面に金属層８０が残存しない場合、即ち、熱処理後に図７（Ｃ）に示すような構造が得られる場合には、上記のようなＳｎを除去するウェットエッチングは必ずしも行うことを要しない。
【００５０】
以上のような工程により、基板１０上の導体部２０が隔離層４０を介して安定な化合物層３０で覆われた構造を有する、図７（Ｃ）に示すような電子部品１Ａが得られる。
また、基板１０上の導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０を覆うように絶縁層５０を形成すれば、図８（Ａ）に示すような電子部品１Ｂが得られる。
【００５１】
導体部２０が、電子部品１Ｂの外部接続端子（その一部）として用いられる場合等には、例えば図８（Ｂ）に示すように、絶縁層５０に、最表層の化合物層３０に通じる開口部５０ａが設けられてもよい。この場合、絶縁層５０の開口部５０ａに連通する開口部を化合物層３０に設けて隔離層４０の上面を露出させたり、絶縁層５０の開口部５０ａに連通する開口部を化合物層３０及び隔離層４０に設けて導体部２０の上面を露出させたりしてもよい。
【００５２】
電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂでは、基板１０上の導体部２０の周囲に安定な化合物層３０が設けられ、その導体部２０と化合物層３０との間に、それらに含有される互いの元素同士を隔離する隔離層４０が設けられる。これにより、導体部２０に含有されるＣｕと、化合物層３０のＮｉやＳｎといった導体部２０外の元素との反応が抑えられ、そのような反応による導体部２０のサイズの縮小、導体部２０の抵抗の上昇が抑えられる。
【００５３】
電子部品１Ａ及び電子部品１Ｂに関し、具体的な実施例を以下に示す。
〔実施例１〕
基板１０として樹脂基板を用い、スパッタ装置を用いて基板１０上の全面に、シード層２１として、厚さ５０ｎｍのＴｉ膜２１ａと、厚さ１００ｎｍのＣｕ膜２１ｂを形成した（図５（Ａ））。シード層２１の形成後、基板１０上の全面に、厚さ２μｍのレジスト６０を塗布し、露光装置と現像装置を用いて配線幅１μｍの開口部６０ａのパターンニングを行った（図５（Ｂ））。パターンニング後、電解Ｃｕめっき液に浸漬し、シード層２１に電気を流して電解Ｃｕめっきを行い、導体層２２を形成した（図５（Ｃ））。導体層２２の高さは１μｍであった。
【００５４】
電解Ｃｕめっき後、レジスト剥離液に浸漬してレジスト６０を除去し（図６（Ａ））、更にＣｕエッチング液及びＴｉエッチング液に浸漬してシード層２１を除去し、導体部２０としてＣｕ配線を形成した（図６（Ｂ））。導体部２０の形成後、１０ｗｔ％の硫酸に浸漬して純水で洗浄し、無電解Ｎｉ−Ｂめっき液に浸漬して、導体部２０の側面及び上面に、金属層７０としてＮｉ−Ｂを形成した（図６（Ｃ））。Ｎｉ−Ｂの厚さは１００ｎｍで、Ｎｉ−Ｂ中のＢ濃度は５．０ｗｔ％であった。
【００５５】
金属層７０としてＮｉ−Ｂを形成した後、１０ｗｔ％の硫酸に浸漬して純水で洗浄し、無電解Ｓｎめっき液に浸漬して、金属層７０の側面及び上面に、金属層８０としてＳｎを形成した（図７（Ａ））。Ｓｎの厚さは１５０ｎｍであった。金属層８０としてＳｎを形成した後、リフロー装置を用い、２５０℃の熱処理によって金属層８０のＳｎを溶融した。金属層８０のＳｎが溶融し、金属層７０のＮｉ−Ｂと反応すると、Ｎｉは全て反応に消費され、金属間化合物であるＮｉ−Ｓｎの化合物層３０が形成され、導体部２０であるＣｕ配線の側面及び上面には、隔離層４０となるＢの偏析層が形成された（図７（Ｂ））。Ｂの厚さは１０ｎｍであった。Ｎｉ−Ｓｎの化合物層３０の側面及び上面には、金属層８０のＳｎが残存した（図７（Ｂ））。隔離層４０及び化合物層３０の形成後、Ｓｎエッチング液に浸漬し、残存した金属層８０のＳｎを除去し、電子部品１Ａを得た（図７（Ｃ））。
【００５６】
更に、残存した金属層８０の除去後、基板１０上に、絶縁層５０として、ポリベンゾオキサゾール系の樹脂層を形成し、電子部品１Ｂを得た（図８（Ａ）又は図８（Ｂ））。
〔実施例２〕
基板１０としてＳｉ基板を用い、スパッタ装置を用いて基板１０上の全面に、シード層２１として、厚さ３０ｎｍのＴｉ膜２１ａと、厚さ８０ｎｍのＣｕ膜２１ｂを形成した（図５（Ａ））。シード層２１の形成後、基板１０上の全面に、厚さ４μｍのレジスト６０を塗布し、露光装置と現像装置を用いて配線幅２μｍの開口部６０ａのパターンニングを行った（図５（Ｂ））。パターンニング後、電解Ｃｕめっき液に浸漬し、シード層２１に電気を流して電解Ｃｕめっきを行い、導体層２２を形成した（図５（Ｃ））。導体層２２の高さは２μｍであった。
【００５７】
電解Ｃｕめっき後、レジスト剥離液に浸漬してレジスト６０を除去し（図６（Ａ））、更にＣｕエッチング液及びＴｉエッチング液に浸漬してシード層２１を除去し、導体部２０としてＣｕ配線を形成した（図６（Ｂ））。導体部２０の形成後、１０ｗｔ％の硫酸に浸漬して純水で洗浄し、無電解Ｎｉ−Ｂ−Ｐめっき液に浸漬して、導体部２０の側面及び上面に、金属層７０としてＮｉ−Ｂ−Ｐを形成した（図６（Ｃ））。Ｎｉ−Ｂ−Ｐの厚さは１００ｎｍで、Ｎｉ−Ｂ−Ｐ中のＢ濃度は０．３ｗｔ％、Ｐ濃度は３．０ｗｔ％であった。
【００５８】
金属層７０としてＮｉ−Ｂ−Ｐを形成した後、１０ｗｔ％の硫酸に浸漬して純水で洗浄し、無電解Ｓｎめっき液に浸漬して、金属層７０の側面及び上面に、金属層８０としてＳｎを形成した（図７（Ａ））。Ｓｎの厚さは１５０ｎｍであった。金属層８０としてＳｎを形成した後、リフロー装置を用い、２５０℃の熱処理によって金属層８０のＳｎを溶融した。金属層８０のＳｎが溶融し、金属層７０のＮｉ−Ｂ−Ｐと反応すると、Ｎｉは全て反応に消費され、金属間化合物であるＮｉ−Ｓｎの化合物層３０が形成され、導体部２０であるＣｕ配線の側面及び上面には、隔離層４０となるＢ−Ｐの偏析層が形成された（図７（Ｂ））。Ｂ−Ｐの厚さは８ｎｍであった。Ｎｉ−Ｓｎの化合物層３０の側面及び上面には、金属層８０のＳｎが残存した（図７（Ｂ））。隔離層４０及び化合物層３０の形成後、Ｓｎエッチング液に浸漬し、残存した金属層８０のＳｎを除去し、電子部品１Ａを得た（図７（Ｃ））。
【００５９】
更に、残存した金属層８０の除去後、基板１０上に、絶縁層５０として、ポリイミド系の樹脂層を形成し、電子部品１Ｂを得た（図８（Ａ）又は図８（Ｂ））。
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００６０】
図９〜図１２は第２の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例を示す図である。図９（Ａ）〜図９（Ｃ）、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）、並びに図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）にはそれぞれ、第２の実施の形態に係る電子部品形成方法の一例の、各工程の要部断面を、模式的に図示している。
【００６１】
この例では、まず、図９（Ａ）に示すように、基板１０上に絶縁層５０が形成される。基板１０は、Ｓｉ等の半導体基板、ポリイミド等の樹脂基板、有機材料若しくは無機材料が用いられた層間絶縁膜、ガラス基板又はセラミックス基板等の各種基板である。絶縁層５０は、ポリイミド等の樹脂層、又は有機材料若しくは無機材料が用いられた層間絶縁膜等の各種絶縁層である。
【００６２】
基板１０上の絶縁層５０に、図９（Ｂ）に示すように、開口部５０ｂが形成される。開口部５０ｂは、後述のような配線又はビアとして形成される導体部２０とその外側に形成される金属層７０及び金属層８０並びにバリアメタル層９０を設ける領域に形成される。開口部５０ｂは、絶縁層５０の材質に応じ、エッチング技術やレーザー加工技術等を用いて形成される。
【００６３】
絶縁層５０への開口部５０ｂの形成後、図９（Ｃ）に示すように、バリアメタル層９０が形成される。バリアメタル層９０として、Ｔｉ、タンタル（Ｔａ）、又はそれらの窒化物等が形成される。バリアメタル層９０は、スパッタ法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、絶縁層５０の開口部５０ｂの内面（側壁及び底面）、及び絶縁層５０の上面に形成される。
【００６４】
バリアメタル層９０の形成後、図１０（Ａ）に示すように、バリアメタル層９０の表面に、金属層８０が形成される。金属層８０として、例えば、Ｓｎ層が形成される。Ｓｎ層は、Ｓｎのスパッタにより、形成される。金属層８０は、例えば、後述の熱処理によって、その上に形成される金属層７０に含有されるＮｉの全量が安定なＮｉ−Ｓｎとなるような量のＳｎが含有される厚さで、形成される。
【００６５】
金属層８０の形成後、図１０（Ｂ）に示すように、金属層８０の表面に更に、金属層７０が形成される。金属層７０として、例えば、Ｎｉ及びＢを含有する金属層が形成される。金属層７０は、例えば、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｂ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ−Ｗ、Ｎｉ−Ｂ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｂ−Ｐ−Ｗ又はＢ−Ｐ−Ｃｏのスパッタにより、形成される。金属層７０は、Ｎｉのスパッタ後に、Ｂ、Ｐ、Ｗ、Ｃｏのスパッタを行うことで、形成されてもよい。
【００６６】
金属層７０の形成後、図１１（Ａ）に示すように、金属層７０の表面に、導体部２０が形成される。導体部２０は、例えば、配線又はビアである。導体部２０として、例えば、Ｃｕ層が形成される。導体部２０は、めっき法、ＣＶＤ法等を用いて形成される。尚、導体部２０を、めっき法を用いて形成する場合には、金属層８０及び金属層７０の少なくとも一方を電解めっき時の給電層に用いることができるほか、金属層７０上にシード層（図示せず）を形成してそれを電解めっき時の給電層に用いることもできる。
【００６７】
導体部２０の形成後、金属層８０の融点以上の温度、例えば金属層８０がＳｎ層であれば２３１℃以上の温度で、熱処理が行われる。このような熱処理により、図１１（Ｂ）に示すように、金属層８０に含有されるＳｎと、その上の金属層７０に含有されるＮｉとの反応が進行し、安定なＮｉ−Ｓｎの化合物層３０が形成される。更に、この熱処理では、ＮｉとＳｎとの反応による安定なＮｉ−Ｓｎの化合物層３０の形成に伴い、金属層７０に含有されるＮｉ以外の残りの成分、即ちＢ、Ｂ−Ｐ、Ｂ−Ｗ、Ｂ−Ｃｏ、Ｂ−Ｐ−Ｗ又はＢ−Ｐ−Ｃｏが、化合物層３０の直上に偏析される。これにより、図１１（Ｂ）に示すように、化合物層３０と導体部２０との間に、Ｂ、Ｂ−Ｐ、Ｂ−Ｗ、Ｂ−Ｃｏ、Ｂ−Ｐ−Ｗ又はＢ−Ｐ−Ｃｏの隔離層４０が形成される。
【００６８】
隔離層４０のＢ、Ｐ、Ｗ、Ｃｏは、導体部２０に含有されるＣｕや、金属層８０又は化合物層３０に含有されるＳｎとは化合物を形成しないか、或いは殆ど形成しない。そのため、熱処理の際、形成される隔離層４０がバリア機能を発揮し、このバリア機能により、導体部２０に含有されるＣｕと、金属層８０又は化合物層３０に含有されるＳｎとの反応が抑えられる。また、熱処理の際、金属層７０に含有されるＮｉは、金属層８０に含有されるＳｎと反応して安定なＮｉ−Ｓｎに変化する。このようなＮｉの安定化と隔離層４０のバリア機能により、導体部２０に含有されるＣｕと、金属層７０又は化合物層３０に含有されるＮｉとの反応が抑えられる。これにより、導体部２０の熱処理前（図１１（Ａ））のサイズからの縮小、それによる導体部２０の抵抗の上昇が抑えられる。
【００６９】
このような化合物層３０及び隔離層４０が形成される熱処理において、金属層７０に含有されるＮｉは、全て金属層８０に含有されるＳｎと反応させ、安定な化合物層３０に変化させることが望ましい。また、金属層８０に含有されるＳｎは、全て金属層７０に含有されるＮｉと反応させ、安定な化合物層３０に変化させることが望ましい。Ｓｎと反応せずに残ったＮｉ、及びＮｉと反応せずに残ったＳｎが、その後に加えられる熱によって導体部２０や絶縁層５０等に拡散することを抑えるためである。このような点を考慮し、金属層７０の厚さ（Ｎｉ量）、及びその上に形成される金属層８０の厚さ（Ｓｎ量）が調整される。
【００７０】
熱処理後は、図１２（Ａ）に示すように、絶縁層５０の上面に形成された不要な導体部２０、隔離層４０、化合物層３０及びバリアメタル層９０が、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等によって研削され、除去される。これにより、基板１０上に設けられた絶縁層５０内の導体部２０が、隔離層４０を介して、安定な化合物層３０、及びバリアメタル層９０で覆われた構造を有する、図１２（Ａ）に示すような電子部品１Ｃが得られる。
【００７１】
また、絶縁層５０内の導体部２０、隔離層４０、化合物層３０及びバリアメタル層９０を覆うように、更に絶縁層５１を形成すれば、図１２（Ｂ）に示すような電子部品１Ｄが得られる。絶縁層５１は、ポリイミド等の樹脂層、又は有機材料若しくは無機材料が用いられた層間絶縁膜等の各種絶縁層である。
【００７２】
上記のように電子部品１Ｃ及び電子部品１Ｄでは、絶縁層５０に埋設される導体部２０の表面が隔離層４０で覆われ、その隔離層４０が化合物層３０で覆われる。
導体部２０にＣｕが含有され、隔離層４０にＢが含有され、化合物層３０にＮｉ及びＳｎが含有される場合、化合物層３０のＮｉは、Ｓｎと安定な金属間化合物を形成する。一方、隔離層４０のＢは、導体部２０のＣｕ並びに化合物層３０のＳｎ及びＮｉと化合物を形成しないか、或いは殆ど形成しない。
【００７３】
電子部品１Ｃ及び電子部品１Ｄでは、隔離層４０に含有されるＢと、隔離層４０の内側の導体部２０に含有されるＣｕとの反応が抑えられ、隔離層４０に含有されるＢと、隔離層４０の外側の化合物層３０に含有されるＳｎとの反応が抑えられる。隔離層４０の外側の化合物層３０に含有されるＮｉは、Ｓｎと安定な金属間化合物を形成しており、その形成に伴ってＢ等が偏析されることで、隔離層４０が形成される。Ｂを含有する隔離層４０は、導体部２０に含有されるＣｕと、化合物層３０に含有されるＮｉ及びＳｎとを隔離し、それらの拡散及び反応を抑えるバリア機能を発揮する。
【００７４】
電子部品１Ｃ及び電子部品１Ｄでは、この隔離層４０のバリア機能により、導体部２０に含有されるＣｕと、導体部２０の外側の化合物層３０に含有されるＮｉ及びＳｎとの反応が抑えられる。このように、導体部２０内のＣｕと導体部２０外の元素との反応が抑えられることで、導体部２０の当初のサイズからの縮小、それによる導体部２０の抵抗の上昇が抑えられる。
【００７５】
上記のような導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０を備える電子部品１Ｃ及び電子部品１Ｄでは、導体部２０の、その外部の元素との反応、それによるサイズの縮小、そのようなサイズの縮小による抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた電子部品１Ｃ及び電子部品１Ｄが実現される。
【００７６】
尚、電子部品１Ｃ及び電子部品１Ｄの、導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０に含有される元素の組合せは、上記の例（Ｃｕ、Ｂ、Ｎｉ及びＳｎ）に限定されるものではない。導体部２０が配線やビアとして用いられ、化合物層３０が安定な化合物として形成され、隔離層４０が導体部２０と化合物層３０との間にあってそれらに含有される元素の拡散及び反応を抑えるものであれば、元素の組合せは限定されない。
【００７７】
次に、第３の実施の形態について説明する。
ここでは、上記第１及び第２の実施の形態で述べたような導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０の適用例を、第３の実施の形態として説明する。
【００７８】
図１３及び図１４は第３の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図１３には、第３の実施の形態に係る電子部品の、第１の例の要部断面を、模式的に図示している。図１４には、第３の実施の形態に係る電子部品の、第２の例の要部断面を、模式的に図示している。
【００７９】
図１３に示す電子部品１Ｅは、基板１０上に設けられた導体部２０（配線）、その導体部２０の表面を覆う隔離層４０、及びその隔離層４０の表面を覆う化合物層３０を有する、積層体２を含む。この積層体２は、絶縁層５０で覆われる。絶縁層５０上には更に、積層体２に接続される接続部（ビア）２０ａを備えた導体部２０（配線）、その導体部２０の表面を覆う隔離層４０、及びその隔離層４０の表面を覆う化合物層３０を有する、積層体３が設けられる。
【００８０】
基板１０上の積層体２及び絶縁層５０は、上記図５〜図８に示したような方法によって形成される。絶縁層５０上の積層体３は、積層体２に通じる開口部５０ａ（ビアホール）を設けた絶縁層５０上に、上記図５〜図８に示したような方法の例に従って形成される。
【００８１】
電子部品１Ｅでは、ビアの接続部２０ａによって接続される上下層配線である導体部２０群がそれぞれ、隔離層４０を介して化合物層３０で覆われる。例えば、Ｃｕが含有される導体部２０の周囲に、Ｎｉ−Ｓｎの安定な化合物層３０が設けられ、導体部２０と化合物層３０との間には、その化合物層３０の形成に伴ってＢ等が偏析されて形成される隔離層４０が設けられる。隔離層４０のバリア機能により、導体部２０内のＣｕと導体部２０外の元素との反応が抑えられ、導体部２０の縮小、それによる導体部２０の抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた電子部品１Ｅが実現される。
【００８２】
また、図１４に示す電子部品１Ｆは、基板１０上の絶縁層５０内に設けられた導体部２０（配線）、その導体部２０の表面を覆う隔離層４０、及びその隔離層４０の表面を覆う化合物層３０を有する、積層体２を含む。絶縁層５０及び積層体２の上には、絶縁層５１が設けられる。この絶縁層５１内には更に、積層体２に接続される接続部（ビア）２０ａを備えた導体部２０（配線）、その導体部２０の表面を覆う隔離層４０、及びその隔離層４０の表面を覆う化合物層３０を有する、積層体３が設けられる。
【００８３】
基板１０上の絶縁層５０及び積層体２は、上記図９〜図１２に示したような方法によって形成される。その上の絶縁層５１及び積層体３は、絶縁層５１に、積層体２に通じる開口部５１ａ（ビアホールとそれに連通する配線溝）を設け、上記図９〜図１２に示したような方法の例に従って形成される。
【００８４】
電子部品１Ｆでは、下層配線である導体部２０、及びそれに接続されるビアの接続部２０ａを備えた上層配線である導体部２０がいずれも、隔離層４０を介して化合物層３０で覆われる。例えば、Ｃｕが含有される導体部２０及び接続部２０ａの周囲に、Ｎｉ−Ｓｎの安定な化合物層３０が設けられ、導体部２０及び接続部２０ａと、化合物層３０との間には、その化合物層３０の形成に伴ってＢ等が偏析されて形成される隔離層４０が設けられる。隔離層４０のバリア機能により、導体部２０内及び接続部２０ａ内のＣｕと、導体部２０外及び接続部２０ａ外の元素との反応が抑えられ、導体部２０及び接続部２０ａの縮小、それによる導体部２０及び接続部２０ａの抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた電子部品１Ｆが実現される。
【００８５】
次に、第４の実施の形態について説明する。
ここでは、上記第１〜第３の実施の形態で述べたような導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０が適用可能な電子部品の例を、第４の実施の形態として説明する。
【００８６】
図１５は第４の実施の形態に係る回路基板の一例を示す図である。図１５には、第４の実施の形態に係る回路基板の一例の要部断面を模式的に図示している。
図１５には、回路基板１００を例示している。回路基板１００は、多層プリント基板、コア基板の表裏面に配線パターン及び絶縁層を積層するビルドアップ基板、基材にＳｉ基板、樹脂基板又はガラス基板を用いるインターポーザ等の各種回路基板である。回路基板１００は、有機材料又は無機材料が用いられた絶縁層１１０と、絶縁層１１０内に設けられた配線１２０及びビア１３０と、それらと電気的に接続されて絶縁層１１０の表面に設けられた電極１４０とを有する。
【００８７】
このような回路基板１００の配線１２０、ビア１３０及び電極１４０の少なくともいずれかに、上記第１〜第３のいずれかの実施の形態で述べたような構成が適用される。即ち、導体部２０とその周囲の安定な化合物層３０との間にそれらの元素同士を隔離する隔離層４０を設けた構成が適用される。このような構成を適用した配線１２０、ビア１３０又は電極１４０について、その外部の元素との反応、それによるサイズの縮小、サイズの縮小による抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた回路基板１００が実現される。
【００８８】
図１６は第４の実施の形態に係る半導体パッケージの一例を示す図である。図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）にはそれぞれ、第４の実施の形態に係る半導体パッケージの一例の要部断面を模式的に図示している。
【００８９】
図１６（Ａ）に示す半導体パッケージ２００Ａ（半導体装置）、図１６（Ｂ）に示す半導体パッケージ２００Ｂ（半導体装置）は、パッケージ基板２１０（回路基板）と、パッケージ基板２１０上に搭載された半導体チップ２２０（半導体素子）と、半導体チップ２２０を封止する封止層２３０とを有する。
【００９０】
図１６（Ａ）の半導体パッケージ２００Ａでは、半導体チップ２２０が、パッケージ基板２１０にダイアタッチ材２４０で固定され、ワイヤ２５０でワイヤボンディングされる。半導体チップ２２０及びワイヤ２５０は、封止層２３０で封止される。図１６（Ｂ）の半導体パッケージ２００Ｂでは、半導体チップ２２０が、パッケージ基板２１０に半田等のバンプ２６０でフリップチップボンディングされる。パッケージ基板２１０と半導体チップ２２０との間には、アンダーフィル樹脂２７０が充填される。
【００９１】
パッケージ基板２１０は、有機材料又は無機材料が用いられた絶縁層２１１と、絶縁層２１１内に設けられた配線２１２及びビア２１３と、それらと電気的に接続されて絶縁層２１１の表面に設けられた電極２１４とを有する。
【００９２】
このような半導体パッケージ２００Ａ及び半導体パッケージ２００Ｂにおける、パッケージ基板２１０の配線２１２、ビア２１３及び電極２１４の少なくともいずれかに、上記第１〜第３のいずれかの実施の形態で述べたような構成が適用される。即ち、導体部２０とその周囲の安定な化合物層３０との間にそれらの元素同士を隔離する隔離層４０を設けた構成が適用される。このような構成を適用した配線２１２、ビア２１３又は電極２１４について、その外部の元素との反応、それによるサイズの縮小、サイズの縮小による抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた半導体パッケージ２００Ａ及び半導体パッケージ２００Ｂが実現される。
【００９３】
尚、半導体パッケージ２００Ａ及び半導体パッケージ２００Ｂのパッケージ基板２１０上には、同種又は異種の複数の半導体チップ２２０が搭載されてもよく、また、半導体チップ２２０のほか、チップコンデンサ等の他の電子部品が搭載されてもよい。
【００９４】
図１７は第４の実施の形態に係る半導体パッケージの別例を示す図である。図１７には、第４の実施の形態に係る半導体パッケージの別例の要部断面を模式的に図示している。
図１７に示す半導体パッケージ３００は、樹脂層３１０と、樹脂層３１０に埋設された同種又は異種の複数（ここでは一例として２つ）の半導体チップ３２０群と、樹脂層３１０上に設けられた配線層３３０（再配線層）とを有する。半導体パッケージ３００は、ＷＬＰ（Wafer Level Package）、擬似ＳｏＣ（System on a Chip）等とも称される。
【００９５】
半導体チップ３２０は、その電極３２１の配設面が露出するように樹脂層３１０に埋設される。配線層３３０は、有機材料又は無機材料が用いられた絶縁層３１１と、絶縁層３１１内に設けられた配線３１２（再配線）及びビア３１３と、それらと電気的に接続されて絶縁層３１１の表面に設けられた電極３１４とを有する。
【００９６】
このような半導体パッケージ３００における、配線層３３０の配線３１２、ビア３１３及び電極３１４の少なくともいずれかに、上記第１〜第３のいずれかの実施の形態で述べたような構成が適用される。即ち、導体部２０とその周囲の安定な化合物層３０との間にそれらの元素同士を隔離する隔離層４０を設けた構成が適用される。このような構成を適用した配線３１２、ビア３１３又は電極３１４について、その外部の元素との反応、それによるサイズの縮小、サイズの縮小による抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた半導体パッケージ３００が実現される。
【００９７】
尚、半導体パッケージ３００の樹脂層３１０には、１つの半導体チップ３２０、或いは同種又は異種の３つ以上の半導体チップ３２０が埋設されてもよく、また、半導体チップ３２０のほか、チップコンデンサ等の他の電子部品が埋設されてもよい。
【００９８】
図１８は第４の実施の形態に係る半導体チップの一例を示す図である。図１８には、第４の実施の形態に係る半導体チップの一例の要部断面を模式的に図示している。
図１８に示す半導体チップ４００は、トランジスタ等の回路素子が設けられた半導体基板４１０と、半導体基板４１０上に設けられた配線層４２０とを有する。
【００９９】
半導体基板４１０には、Ｓｉ、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等の基板のほか、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）等の基板が用いられる。このような半導体基板４１０に、トランジスタ、容量、抵抗等の回路素子が設けられる。図１８には一例として、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ４３０を図示している。
【０１００】
ＭＯＳトランジスタ４３０は、半導体基板４１０に設けられた素子分離領域４１１により画定された素子領域に設けられる。ＭＯＳトランジスタ４３０は、半導体基板４１０上にゲート絶縁膜４３１を介して形成されたゲート電極４３２と、ゲート電極４３２の両側の半導体基板４１０内に形成されたソース領域４３３及びドレイン領域４３４とを有する。ゲート電極４３２の側壁には、絶縁膜のスペーサ４３５（サイドウォール）が設けられる。
【０１０１】
ＭＯＳトランジスタ４３０等が設けられた半導体基板４１０上に、配線層４２０が設けられる。配線層４２０は、有機材料又は無機材料が用いられた絶縁層４２１と、絶縁層４２１内に設けられた配線４２２及びビア４２３と、それらと電気的に接続されて絶縁層４２１の表面に設けられた電極４２４とを有する。
【０１０２】
このような半導体チップ４００における、配線層４２０の配線４２２、ビア４２３及び電極４２４の少なくともいずれかに、上記第１〜第３のいずれかの実施の形態で述べたような構成が適用される。即ち、導体部２０とその周囲の安定な化合物層３０との間にそれらの元素同士を隔離する隔離層４０を設けた構成が適用される。このような構成を適用した配線４２２、ビア４２３又は電極４２４について、その外部の元素との反応、それによるサイズの縮小、サイズの縮小による抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた半導体チップ４００が実現される。
【０１０３】
尚、この半導体チップ４００と同様に、上記半導体パッケージ２００Ａ，２００Ｂ（図１６）及び上記半導体パッケージ３００（図１７）の半導体チップ２２０，３２０等についても、上記第１〜第３のいずれかの実施の形態で述べたような構成が適用可能である。
【０１０４】
このように、上記第１〜第３の実施の形態で述べたような導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０を含む構成は、回路基板１００、半導体パッケージ２００Ａ，２００Ｂ，３００、半導体チップ４００等の各種電子部品に適用することができる。
【０１０５】
次に、第５の実施の形態について説明する。
上記第１〜第３の実施の形態で述べたような導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０を含む電子部品を用い、各種電子装置を得ることができる。ここでは、電子装置の一例を、第５の実施の形態として説明する。
【０１０６】
図１９は第５の実施の形態に係る電子装置の一例を示す図である。図１９には、第５の実施の形態に係る電子装置の一例の要部断面を模式的に図示している。
図１９に示す電子装置５００は、回路基板５１０と、回路基板５１０上に実装されたインターポーザ５２０（回路基板）と、インターポーザ５２０上に実装された同種又は異種の複数（ここでは一例として２つ）の半導体チップ５３０群とを有する。回路基板５１０とインターポーザ５２０とは、半田等のバンプ５４０で電気的に接続され、インターポーザ５２０と半導体チップ５３０とは、半田等のバンプ５５０で電気的に接続される。回路基板５１０には、電子装置５００の外部接続用として、半田等のバンプ５６０が設けられる。
【０１０７】
回路基板５１０には、有機材料又は無機材料が用いられた絶縁層５１１と、絶縁層５１１内に設けられた配線５１２及びビア５１３と、それらと電気的に接続されて絶縁層５１１の表面に設けられた電極５１４とが設けられる。
【０１０８】
インターポーザ５２０は、第１の回路基板部５２１と、その上に設けられた第２の回路基板部５２２とを含む。第１の回路基板部５２１には、基材５２１ａにＳｉ基板、樹脂基板又はガラス基板が用いられ、それを貫通するビア５２１ｂとそれに電気的に接続された電極５２１ｃとが設けられる。第２の回路基板部５２２には、有機材料又は無機材料が用いられた絶縁層５２２ａと、絶縁層５２２ａ内に設けられた配線５２２ｂ及びビア５２２ｃと、それらと電気的に接続されて絶縁層５２２ａの表面に設けられた電極５２２ｄとが設けられる。
【０１０９】
回路基板５１０の、インターポーザ５２０と対向する面側に設けられた電極５１４と、インターポーザ５２０の、回路基板５１０と対向する面側に設けられた電極５２１ｃとが、バンプ５４０で接合される。回路基板５１０の、インターポーザ５２０と対向する面と反対の面側に設けられた電極５１４に、外部接続用のバンプ５６０が設けられる。また、インターポーザ５２０の、半導体チップ５３０と対向する面側に設けられた電極５２２ｄと、半導体チップ５３０に設けられた電極５３１とが、バンプ５５０で接合される。
【０１１０】
電子装置５００における、回路基板５１０の配線５１２、ビア５１３及び電極５１４、並びにインターポーザ５２０の配線５２２ｂ、ビア５２２ｃ及び電極５２２ｄの、少なくともいずれかに、上記第１〜第３のいずれかの実施の形態で述べたような構成が適用される。即ち、導体部２０とその周囲の安定な化合物層３０との間にそれらの元素同士を隔離する隔離層４０を設けた構成が適用される。また、半導体チップ５３０の電極５３１、及びここでは図示を省略する半導体チップ５３０内の配線及びビアの、少なくともいずれかに、上記第１〜第３のいずれかの実施の形態で述べたような構成が適用される。このような構成を適用した配線５１２、ビア５１３、電極５１４、配線５２２ｂ、ビア５２２ｃ、電極５２２ｄ又は電極５３１等について、その外部の元素との反応、それによるサイズの縮小、サイズの縮小による抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた電子装置５００が実現される。
【０１１１】
上記電子装置５００では、回路基板５１０と半導体チップ５３０群との間に、回路基板５１０に比べて微細な配線が形成されたインターポーザ５２０を介在させる。これにより、半導体チップ５３０群を回路基板５１０上に直接実装する場合に比べて、電子装置５００の高性能化及び高機能化、半導体チップ５３０群の近接接合及び高密度実装が実現される。
【０１１２】
例えば、回路基板５１０に直接半導体チップ５３０を実装する場合、微細配線技術を採用して半導体チップ５３０を高性能化しても、回路基板５１０の配線幅、配線ピッチ、配線長が大きいと、半導体チップ５３０の性能を十分に発揮できないことがある。また、高性能化及び高機能化のために、１枚の回路基板５１０上に複数の半導体チップ５３０を搭載する場合、回路基板５１０の配線幅、配線ピッチ、配線長が大きいと、半導体チップ５３０群の近接接合及び高密度実装が行えないことがある。そこで、上記電子装置５００のように、回路基板５１０と半導体チップ５３０群との間に、微細配線技術を採用したインターポーザ５２０を介在させる。これにより、半導体チップ５３０群を、インターポーザ５２０上に近接接合及び高密度実装し、１枚の回路基板５１０上に搭載して、電子装置５００の高性能化及び高機能化を図ることが可能になる。
【０１１３】
次に、第６の実施の形態について説明する。
上記第１〜第３の実施の形態で述べたような導体部２０、隔離層４０及び化合物層３０を含む電子部品、又はそのような電子部品を用いて得られる電子装置は、各種電子機器に搭載することができる。例えば、コンピュータ（パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等）、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器に搭載することができる。
【０１１４】
図２０は第６の実施の形態に係る電子機器の説明図である。図２０には、電子機器の一例を模式的に図示している。
図２０に示すように、例えば上記第５の実施の形態で述べたような電子装置５００（図１９）が各種電子機器６００に搭載（内蔵）される。
【０１１５】
電子装置５００では、上記第１〜第３の実施の形態で述べたような構成を適用した配線５１２、ビア５１３、電極５１４、配線５２２ｂ、ビア５２２ｃ、電極５２２ｄ又は電極５３１等について、その外部の元素との反応、それによるサイズの縮小、抵抗の上昇が抑えられる。これにより、性能及び信頼性に優れた電子装置５００が実現される。このような電子装置５００が搭載され、性能及び信頼性に優れた電子機器６００が実現される。
【０１１６】
ここでは、上記第５の実施の形態で述べた電子装置５００を搭載した電子機器６００を例示した。このほか、上記第１〜第３の実施の形態で述べた電子部品１Ａ〜１Ｆ、上記第４の実施の形態で述べた回路基板１００、半導体パッケージ２００Ａ，２００Ｂ，３００、半導体チップ４００等の各種電子部品を、各種電子機器に搭載することが可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，７００Ａ，７００Ｂ  電子部品
２，３  積層体
１０，７１０  基板
２０，７２０  導体部
２０ａ  接続部
２１  シード層
２１ａ  Ｔｉ膜
２１ｂ  Ｃｕ膜
２２  導体層
３０  化合物層
４０  隔離層
５０，５１，１１０，２１１，３１１，４２１，５１１，５２２ａ，７３０  絶縁層
５０ａ，５０ｂ，５１ａ，６０ａ  開口部
６０  レジスト
７０，８０  金属層
９０  バリアメタル層
１００，５１０  回路基板
１２０，２１２，３１２，４２２，５１２，５２２ｂ  配線
１３０，２１３，３１３，４２３，５１３，５２１ｂ，５２２ｃ  ビア
１４０，２１４，３１４，３２１，４２４，５１４，５２１ｃ，５２２ｄ，５３１  電極
２００Ａ，２００Ｂ，３００  半導体パッケージ
２１０  パッケージ基板
２２０，３２０，４００，５３０  半導体チップ
２３０  封止層
２４０  ダイアタッチ材
２５０  ワイヤ
２６０，５４０，５５０，５６０  バンプ
２７０  アンダーフィル樹脂
３１０  樹脂層
３３０，４２０  配線層
４１０  半導体基板
４１１  素子分離領域
４３０  ＭＯＳトランジスタ
４３１  ゲート絶縁膜
４３２  ゲート電極
４３３  ソース領域
４３４  ドレイン領域
４３５  スペーサ
５００  電子装置
５２０  インターポーザ
５２１，５２２  回路基板部
５２１ａ  基材
６００  電子機器
７２１  Ｃｕ
７２２  ボイド
７４０  キャップ層
７５０  合金
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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