JP2014216623A - 電子部品の製造方法及び電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 内部の配線抵抗の低減をはかった電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】 本発明の電子部品の製造方法は、第１の配線層１７上に形成された有機絶縁層１８と、有機絶縁層１８上に形成された第２の配線層２０とを備えた電子部品１００の製造方法であって、開口部１９ｂ、１９ｃを含む有機絶縁層１８の表面を、酸素を含むガスによりプラズマ処理する工程と、開口部１９ｂ、１９ｃに露出した第１の配線層１７の表面に形成された酸化物層を、ウエットエッチングにより除去する工程とを備えたことを特徴とする。【選択図】 図１１

Description

本発明は電子部品の製造方法に関し、さらに詳しくは、内部の配線抵抗の低減をはかった電子部品の製造方法に関する。

また、本発明は、上記本発明の製造方法により製造された電子部品に関する。

半導体装置等の電子部品においては、有機絶縁層を有し、その有機絶縁層上に配線層が形成された構造を備える場合がある。

例えば、特許文献１（特開２００５−１２９６６５号公報）には、そのような構造を備えた半導体装置が開示されている。

図１６に、特許文献１に開示された半導体装置５００を示す。

半導体装置５００は、半導体素子（半導体基板）１０１を備える。

半導体基板１０１上には、半導体素子電極（第１の配線層）１０２が形成されている。

また、半導体素子１０１上には、半導体素子電極１０２部分を除いて、パッシベーション膜１０３が形成されている。

半導体素子電極１０２及びパッシベーション膜１０３が形成された半導体素子１０１上には、１層目絶縁層（有機樹脂層）１０４が形成されている。１層目絶縁層１０４は開口部を有し、その開口部から半導体素子電極１０２が露出している。

１層目絶縁層１０４上には、前記開口部を含めて、薄膜金属層（第２の配線層）１０５が形成されている。薄膜金属層１０５は、１層目絶縁層１０４の開口部において、半導体素子電極１０２と接続されている。薄膜金属層１０５上には、厚膜金属層１０７が形成されている。

１層目絶縁層１０４上の、薄膜電極層１０５及び厚膜電極層１０７が形成されていない部分には、２層目絶縁層１１０が形成されている。

以上のような構造からなる半導体装置５００においては、１層目絶縁層１０４と薄膜電極層１０５との密着強度を確保することが重要な課題となっている。薄膜電極層１０５が１層目絶縁層１０４から剥がれると、構造的な欠陥となり、内部配線の断線等をまねく恐れがあるからである。

そこで、特許文献１に開示された半導体装置５００の製造方法においては、１層目絶縁層１０４を形成した後、薄膜電極層１０５を形成する前に、半導体素子電極１０２が露出した開口部を含めて、１層目絶縁層１０４の表面を、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により表面処理（プラズマ処理）をおこなっている。この方法によれば、１層目絶縁層１０４の表面が粗化されるとともに酸素終端され、１層目絶縁層１０４と薄膜電極層１０５との接合面は、十分な密着強度を備えたものとなる。

特開２００５−１２９６６５号公報

本発明の発明者において、上述したＯ₂ガスを用いたＲＩＥ表面処理を適用したうえで、図１７に示す、内部に誘電体薄膜キャパシタ２１０を含んだ半導体装置６００を作製した。

しかしながら、この半導体装置６００は、図１８の透過特性図に示すように、高周波帯でのインピーダンスが高く、十分に減衰した透過特性を得ることができなかった。これでは、半導体装置６００を、高周波ノイズ除去の目的に使用することができない。

本発明の発明者は、この透過特性の劣化の原因について検討した。

まず、半導体装置６００の構造について簡単に説明する。

半導体装置６００は、半導体基板２０１を備える。

半導体基板２０１上には、誘電体薄膜キャパシタ２１０が形成されている。

誘電体薄膜キャパシタ２１０上には、まずＳｉＯ₂からなる無機絶縁層２１１が形成され、さらにその上にＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）からなる第１の有機絶縁層２１２が形成されている。

無機絶縁膜２１１及び第１の有機絶縁層２１２を貫通して、誘電体薄膜キャパシタ２１０に至る開口部２１５が形成されている。

第１の有機絶縁層２１２の表面には、Ｃｕ／Ｔｉ層２１６と、保護層であるＴｉ層２１７との積層構造からなる第１の配線層が形成されている。Ｃｕ／Ｔｉ層２１６は、無機絶縁膜２１１、第１の有機絶縁層２１２を貫通した開口部２１５内にも形成され、誘電体薄膜キャパシタ２１０の電極と接続している。

第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層２１６、Ｔｉ層２１７）が形成された第１の有機絶縁層２１２上に、ＰＢＯからなる第２の有機絶縁層２１８が形成されている。

第２の有機絶縁層２１８を貫通して、第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層２１６、Ｔｉ層２１７）に至る開口部２１９が形成されている。

第２の有機絶縁層２１８の表面には、Ｃｕ／Ｔｉ層２２０と、Ｔｉ層２２１との積層構造からなる第２の配線層が形成されている。第２の配線層は、第２の有機絶縁層２１８を貫通した開口部２１９内にも形成され、第１の配線層のうちのＴｉ層２１７と接続している。

第２の配線層のうちのＣｕ／Ｔｉ層２２０の所定の位置上に、Ａｕ／Ｎｉ層からなる外部電極２２２が形成されている。

外部電極２２２を外部に露出させた上で、第２の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層２２０、Ｔｉ層２２１）及び第２の有機絶縁層２１８上にＰＢＯからなる第３の有機絶縁層２２４が形成され、半導体装置６００は完成している。

以上のような構造からなる半導体装置６００を作製するにあたっては、第１の有機絶縁層２１２の表面に第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層２１６、Ｔｉ層２１７）を形成し、第１の配線層が形成された第１の有機絶縁層２１２上に第２の有機絶縁層２１８を形成し、第２の有機絶縁層２１８に開口部２１９を形成した後に、開口部２１９の内部を含めた第２の有機絶縁層２１８の表面に対し、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理をおこなっている。第２の有機絶縁層２１８の表面を粗化するとともに酸素終端し、第２の有機絶縁層２１８に形成される第２の配線層のＣｕ／Ｔｉ層２２０との密着強度を大きくするためである。

以上の構造からなる従来の半導体装置６００は、上述のように、高周波帯でのインピーダンスが高く、十分に減衰した透過特性を得ることができない（図１８参照）。本発明の発明者において、減衰した透過特性を得ることができない原因を明らかにするため、種々の実験、検討をおこなった。その結果、半導体装置６００の透過特性が劣化した主原因が、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理の際に、開口部２１９の底面に露出した第１の配線層のＴｉ層２１７が酸化してＴｉＯｘとなり、抵抗率が増加して抵抗成分が生じたことにあることがわかった。

本発明の発明者において、第１の配線層のＴｉ層２１７が酸化してＴｉＯｘとなることにより、どの程度の抵抗が発生しているのかを明らかにするために、回路シミュレーターを用いて、図１９に示す等価回路によりシミュレーションをおこなった。

図１９に示す等価回路において、Ｃは誘電体薄膜キャパシタの容量であり２２０ｐＦに設定した。Ｌ１、Ｌ２は、外部電極に接続されるワイヤーのインダクタンスであり、それぞれ１ｎＨに設定した。Ｌ３、Ｌ４は内部配線のインダクタンスであり、それぞれ３０ｐＨに設定した。そして、ＥＳＲが、誘電体薄膜キャパシタと直列に挿入された等価直列抵抗である。シミュレーションにおいては、ＥＳＲの値を１〜２０Ωに変化させた。

図２０に、ＥＳＲが１Ω、２Ω、５Ω、１０Ω、２０Ωの場合の透過特性と反射特性を示す。図１７に示す半導体装置６００の透過特性は、ＥＳＲを２０Ωとした場合の透過特性に近似している。半導体装置６００においては、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理の際に、開口部２１９の底面に露出した第１の配線層のＴｉ層２１７が酸化してＴｉＯｘとなり、２０Ω程度のＥＳＲが発生しているものと考えられる。

以上のように、従来の半導体装置６００においては、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理により、開口部２１９の底面に露出した第１の配線層のＴｉ層２１７が酸化してＴｉＯｘとなり、誘電体薄膜キャパシタ２１０と直列にＥＳＲが発生している。その結果、半導体装置６００は、高周波帯でのインピーダンスが高く、十分に減衰した透過特性を得ることができないという問題があった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものである。その手段として、本発明の電子部品の製造方法は、基板と、第１の配線層と、第１の配線層上に形成された有機絶縁層と、有機絶縁層上に形成された第２の配線層と、を備え、有機絶縁層に形成された開口部を介して、第１の配線層と第２の配線層とが接続された電子部品の製造方法であって、基板を準備する工程と、第１の配線層を形成する工程と、有機絶縁層を形成する工程と、有機絶縁層に、第１の配線層が露出した開口部を形成する工程と、開口部を含む有機絶縁層の表面を、酸素を含むガスによりプラズマ処理する工程と、開口部に露出した第１の配線層の表面に形成された酸化物層を、ウエットエッチングにより除去する工程と、開口部を含む有機絶縁層の表面に、第２の配線層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。

基板として、例えば半導体基板を使用することができ、この場合には、製造される電子部品は半導体装置となる。

また、本発明の電子部品の製造方法により製造される電子部品は、内部に誘電体薄膜キャパシタを含んでいても良い。

また、第１の配線層は、例えば、Ｃｕ層と、そのＣｕ層上に形成された最外層であるＴｉ層とを含む積層構造とし、開口部に露出した第１の配線層の表面に形成された酸化物層を、ウエットエッチングにより除去する工程が、Ｔｉ層が酸化して形成された酸化物層を、フッ酸を含有するエッチャントにより除去する工程としても良い。この場合には、Ｃｕがフッ酸によりエッチングされない金属であるため、Ｃｕ層のオーバーエッチングによる配線の断線を防止することができる。

また、有機絶縁層は、熱硬化性樹脂であっても良い。熱硬化性樹脂を使用した場合には、熱処理が必要となり、Ｏ₂ガスを用いたプラズマ処理に加えて、さらに開口部の底面に露出した第１の配線層の酸化が進みやすいため、本発明を適用することによる効果がより大きくなる。

本発明の電子部品は、上述した本発明の電子部品の製造方法により製造されたものである。基板として、例えば半導体基板を使用することができ、この場合には、電子部品は半導体装置となる。また、本発明の電子部品は、内部に誘電体薄膜キャパシタを含んでいても良い。

本発明の電子部品の製造方法によれば、開口部に露出した第１の配線層の表面に形成された酸化物層をエッチングにより除去する工程を含むため、電子部品の内部の配線抵抗の低減をはかることができる。

しかも、エッチングによる酸化物層の除去を、ドライエッチングではなく、ウエットエッチングによりおこなうため、後述する実験例からも分かるように、酸素を含むガスによるプラズマ処理によって向上させた有機絶縁層と第２の配線層との密着強度が低下してしまうことがない。

本発明の実施形態に係る半導体装置１００の製造方法において実施される工程の１つを示す断面図である。 図１の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図２の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図３の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図４の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図５の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図６の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図７の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図８の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図９の続きであり、工程の１つを示す断面図である。 図１０の続きであり、工程の１つを示す断面図である。図１１は、半導体装置１００の完成図でもある。 半導体装置１００の透過特性を示すグラフである。 図１３（Ａ）は、実施例に係る半導体装置２００、及び比較例２に係る半導体装置４００を示す断面図である。図１３（Ｂ）は比較例１に係る半導体装置３００を示す断面図である。 図１４（Ａ）は、図１３（Ａ）の部分拡大図である。図１４（Ｂ）は、図１３（Ｂ）の部分拡大図である。 プラズマ処理後の有機絶縁層（ＰＢＯ）表面のＸＰＳスペクトルを示すグラフである。 特許文献１に開示された半導体装置５００を示す断面図である。 従来の半導体装置６００を示す断面図である。 半導体装置６００の透過特性を示すグラフである。 シミュレーションに用いた等価回路図である。 図２０に示された各図は、それぞれシミュレーションの結果を示すグラフである。

以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。

図１〜１１に、本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法を示す。なお、本実施形態においては、電子部品として、内部に誘電体薄膜キャパシタを備えた半導体装置１００を製造する。

まず、図１に示すように、低抵抗のＰ型のＳｉからなる半導体基板１を用意し、半導体基板１上に、熱酸化法によりＳｉＯ₂からなる拡散防止層２を形成する。拡散防止層２の厚みは、例えば７００ｎｍとする。

次に、図２に示すように、拡散防止層２上に、チタン酸バリウムストロンチウム（（Ｂａ,Ｓｒ）ＴｉＯ₃；以下「ＢＳＴ」という）からなる密着層３、Ｐｔからなる下部電極層４、ＢＳＴからなる誘電体層５、Ｐｔからなる中間電極層６、ＢＳＴからなる誘電体層７、Ｐｔからなる上部電極層８、ＢＳＴからなる保護層９を順に形成する。なお、層数はこれには限定されず、中間電極層６と誘電体層７とを省略して層数を減らしても良く、逆に中間電極層６と誘電体層７とを更に追加して層数を増やしても良い。

密着層３は、例えば、拡散防止層２上に、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０のモル比からなるＭＯＤ（Metal Organic Decomposition；有機金属分解）原料をスピンコートし、乾燥させた後に、酸素雰囲気中、６５０℃で３０分間、高温昇温熱処理を行なうことにより形成する。密着層３の厚みは、例えば５０ｎｍとする。

下部電極層４は、例えば、Ｐｔをスパッタ法により成膜することにより形成する。下部電極層４の厚みは、例えば２００ｎｍとする。

誘電体層５は、例えば、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０のモル比からなるＭＯＤ原料をスピンコートし、乾燥させた後に、酸素雰囲気中、６５０℃で１０分間、高温昇温熱処理を行なうことにより形成する。誘電体層５の厚みは、例えば１００ｎｍとする。

中間電極層６は、下部電極層４と同じ形成方法で、同じ厚みに形成する。

誘電体層７は、誘電体層５と同じ形成方法で、同じ厚みに形成する。

上部電極層８は、下部電極層４や中間電極６と同じ形成方法で、同じ厚みに形成する。

保護層９は、例えば、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０のモル比からなるＭＯＤ原料をスピンコートし、乾燥させた後に、酸素雰囲気中、６５０℃で６０分間、高温昇温熱処理を行なうことにより形成する。保護層９の厚みは、例えば１００ｎｍとする。

次に、図３に示すように、フォトリソプロセスとイオンミリング法を用いて保護層９と上部電極層８とを加工する。続いて、同じくフォトリソプロセスとイオンミリング法を用いて誘電体層７と中間電極層６とを加工する。更に続いて、同じくフォトリソプロセスとイオンミリング法を用いて誘電体層５と下部電極層４と密着層３を加工する。この結果、半導体基板１上に形成された拡散防止層２上に、誘電体薄膜キャパシタ１０が形成される。

続いて、誘電体薄膜キャパシタ１０のＢＳＴからなる誘電体層５、７の結晶性を高め、誘電率を向上させるために、酸素雰囲気中、８５０℃で３０分間、熱処理を行なう。

次に、図４に示すように、誘電体薄膜キャパシタ１０が形成された半導体基板１の拡散防止層２上に、同じくＳｉＯ₂からなる無機絶縁層１１を形成する。無機絶縁層１１は、保護層と絶縁層の機能を有する。無機絶縁層１１は、例えばスパッタ法により形成する。無機絶縁層１１の厚みは、例えば１０００ｎｍとする。

続いて、同じく図４に示すように、無機絶縁層１１上に、感光性のＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）を塗布し、露光し、現像し、例えば、窒素雰囲気中、３２０℃で硬化し、所望のパターン形状からなる第１の有機絶縁層１２を形成する。第１の有機絶縁層１２の厚みは、例えば６０００ｎｍとする。

次に、図５に示すように、第１の有機絶縁層１２をマスクとして、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法を用いて、無機絶縁層１１と拡散防止層２とを加工し、半導体基板１に至る開口１５ａを形成する。また、誘電体薄膜キャパシタ１０部分の無機絶縁層１１と誘電体層５とを加工し、下部電極層４に至る開口１５ｂを形成する。更に、誘電体薄膜キャパシタ１０部分の無機絶縁層１１と保護層９とを加工し、上部電極層４に至る開口１５ｃを形成する。

次に、図６に示すように、無機絶縁層１０及び第１の有機絶縁層１２上に、Ｃｕ／Ｔｉ層１６と、保護用のＴｉ層１７との積層構造からなる第１の配線層を形成する。第１の配線層は、第１の有機絶縁層１２、無機絶縁層１１、誘電体層５を貫通して形成された開口部１５ｂ内にも形成され、誘電体薄膜キャパシタ１０の下部電極層４と接続している。また、別の第１の配線層は、第１の有機絶縁層１２、無機絶縁層１１、保護層９を貫通して形成された開口部１５ｃ内にも形成され、誘電体薄膜キャパシタ１０の上部電極層８と接続している。具体的には、第１の配線層であるＣｕ／Ｔｉ層１６、Ｔｉ層１７は、例えば、スパッタ装置で、１００ｎｍのＴｉ層、１０００ｎｍのＣｕ層、１００ｎｍのＴｉ層の積層構造を形成し、フォトリソプロセスとウエットエッチングにより、所望のパターン形状に形成する。

なお、図６においては、見やすくするため、下層Ｔｉ、上層Ｃｕの２層構造からなるＣｕ／Ｔｉ層１６を１層に示している。（以降の図面においても、見やすさのために、２層構造の電極を１層に示す場合がある。）
次に、図７に示すように、開口１５ａの底面に、リフトオフ法を用いて、３００ｎｍのＡｕ層からなる基板接続電極１３を形成する。

次に、図８に示すように、第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層１６、Ｔｉ層１７）及び第１の有機絶縁層１２上に、感光性のＰＢＯを塗布し、露光し、現像し、所望のパターン形状からなる第２の有機絶縁層１８を形成する。第２の有機絶縁層１８には、第２の有機絶縁層１８を貫通して、基板接続電極１３に至る開口部１９ａと、第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層１６、Ｔｉ層１７）に至る開口部１９ｂと、同じく第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層１６、Ｔｉ層１７）に至る開口部１９ｃが形成されている。第２の有機第２の有機絶縁層１８の厚みは、例えば６０００ｎｍとする。

次に、同じく図８に示す状態で、第２の有機絶縁層１８の表面に対し、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理をおこなう。この処理は、第２の有機絶縁層１８の表面を粗化するとともに酸素終端し、第２の有機絶縁層１８と、後述する第２の配線層のＣｕ／Ｔｉ層２０との密着強度を大きくすることを目的としている。続いて、３２０℃、３０分のキュア処理をおこなう。

しかしながら、このＯ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理により、第２の有機絶縁層１８に形成された開口部１９ｂ、１９ｃの底面に露出した、第１の配線層の保護層であるＴｉ層１７が酸化し、ＴｉＯｘとなり、抵抗率が増加して抵抗成分（等価直列抵抗；ＥＳＲ）が発生してしまう。

そこで、本実施形態においては、同じく図８に示す状態で、０．５％のフッ酸を用いて、開口部１９ｂ、１９ｃの底面に露出した第１の配線層の表面に形成されたＴｉＯｘをウエットエッチングして除去する。

次に、図９に示すように、第２の有機絶縁層１８上に、Ｃｕ／Ｔｉ層２０と、保護用のＴｉ層２１との積層構造からなる第２の配線層を形成する。第２の配線層は、第２の有機絶縁層１８を貫通して形成された開口部１９ｂ、１９ｃ内にも形成され、第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層１６、Ｔｉ層１７）と接続している。また、第２の配線層は、開口部１９ａ内にも形成され、基板接続電極１３と接続している。具体的には、第２の配線層であるＣｕ／Ｔｉ層２０、Ｔｉ層２１は、例えば、スパッタ装置で、１００ｎｍのＴｉ層、１０００ｎｍのＣｕ層、１００ｎｍのＴｉ層の積層構造を形成し、フォトリソプロセスとウエットエッチングにより、所望のパターン形状に形成する。上述したＯ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理をおこなっているため、第２の配線層のＣｕ／Ｔｉ層２０は、第２の有機絶縁層１８に、大きな密着強度で接合されている。

次に、図１０に示すように、フォトリソプロセスによりレジストを形成して、第２の配線層の保護用のＴｉ層２１を部分的にウエットエッチングにより除去し、露出したＣｕ／Ｔｉ層２０上に、めっきにより、２００ｎｍの下層Ｎｉ、１００ｎｍの上層Ａｕの２層構造からなる外部電極２２を形成する。その後、フォトリソプロセスとウエットエッチングによりＣｕ／Ｔｉ層２０を所望のパターン形状に形成する。

次に、図１１に示すように、外部電極２２の表面を外部に露出させた状態で、第２の配線層Ｃｕ／Ｔｉ層２０、Ｔｉ層２１及び第２の有機絶縁層１８上に、ＰＢＯからなる第３の有機絶縁層２４を形成する。具体的には、第２の有機絶縁層１８上に、感光性のＰＢＯを塗布し、露光し、現像し、例えば、窒素雰囲気中、３２０℃で硬化し、所望のパターン形状からなる第３の有機絶縁層２４を形成する。

最後に、同じく図１１に示すように、半導体基板１の裏面に、裏面電極２５を形成して、本実施形態に係る、内部に誘電体薄膜キャパシタ１０を備えた半導体装置１００は完成する。なお、裏面電極２５は、例えば蒸着により形成された３００ｎｍのＡｕ層からなる。

以上の方法により製造された、半導体装置１００の構造を簡単に説明する。

半導体装置１００は、半導体基板１上に、誘電体薄膜キャパシタ１０が形成されている。

薄膜キャパシタ１０上には、無機絶縁層１１と第１の有機絶縁層１２とが形成されている。

無機絶縁層１１及び第１の有機絶縁層１２の表面には、第１の有機絶縁層１２、無機絶縁層１１等を貫通して形成された開口部１５ｂ、１５ｃの内部を含めて、第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層１６、Ｔｉ層１７）が形成されている。

更に第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層１６、Ｔｉ層１７）及び第１の有機絶縁層１２の表面には、第２の有機絶縁層１８が形成されている。

第２の有機絶縁層１８の表面には、第２の有機絶縁層１８を貫通して形成された開口部１９ｂ、１９ｃの内部を含めて、第２の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層２０、Ｔｉ層２１）が形成されている。そして、第２の配線層は、開口部１９ｂ、１９ｃの底面において、第１の配線層に接続されている。

更に第２の配線層Ｃｕ／Ｔｉ層２０、Ｔｉ層２１及び第２の有機絶縁層１８の表面には、外部電極２２の表面を外部に露出させて、第３の有機絶縁層２４が形成されている。

以上のような構造からなる半導体装置１００の透過特性を測定した。図１２に測定結果を示す。図から分かるように、高周波帯においても十分に減衰した透過特性が得られている。したがって、半導体装置１００は、高周波ノイズ除去の目的等に使用することができる。なお、高周波帯においても十分に減衰した透過特性を得ることができたのは、上述した製造方法において、開口部１９ｂ、１９ｃに露出した第１の配線層の保護用のＴｉ層１７に形成された酸化物層（ＴｉＯｘ）を、ウエットエッチングにより除去したことにより、配線抵抗（ＥＳＲ）の低減をはかることができたことによると考えられる。

以上、本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法、及び電子部品について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更を加えることができる。

例えば、上述した実施形態では、電子部品として、半導体基板を備えた半導体装置１００を製造したが、電子部品はこれには限定されず、他の種類のものであっても良い。

また、半導体装置（電子部品）１００は、その内部に誘電体薄膜キャパシタ１０を備えているが、誘電体薄膜キャパシタは本発明において必須の構成ではなく、誘電体薄膜キャパシタを備えない電子部品であっても良い。

また、第１の有機絶縁層１２、第２の有機絶縁層１８、第３の有機絶縁層２４の材質として、それぞれＰＢＯを使用しているが、有機絶縁層の材質はこれには限定されず、例えば、ポリイミド、エポキシ、ポリベンゾシクロブテン等であっても良い。

また、第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層１６、Ｔｉ層１７）や第２の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層２０、Ｔｉ層２１）等の層数、材質等も任意であり、上述した内容には限られない

実験例

本発明の有効性を確認するために、以下の実験をおこなった。

まず、実施例に係る半導体装置２００と、比較例１に係る半導体装置３００と、
比較例２に係る半導体装置４００を製造した。実施例に係る半導体装置２００と比較例２に係る半導体装置４００は、製造方法は異なるが、構造が同じであるため、両者を共通の図面である図１３（Ａ）と、その部分拡大図である図１４（Ａ）に示す。また、比較例１に係る半導体装置３００を、図１３（Ｂ）と、その部分拡大図である図１４（Ｂ）に示す。なお、実施例、比較例１、比較例２に係る半導体装置において、同じ部材には同じ符号を付した。

図１３（Ａ）、図１４（Ａ）を参照して、実施例に係る半導体装置２００の製造方法について説明する。

まず、Ｓｉからなる半導体基板５１を用意し、半導体基板５１上に、熱酸化法によりＳｉＯ₂からなる拡散防止層５２を形成した。

次に、拡散防止層５２上に、ＢＳＴからなる４５ｎｍの密着層５３を形成し、６６０℃、１０分の仮焼を行った。

次に、密着層５３上の全面に、スパッタ法により、Ｐｔからなる全面電極層５４を形成した。

次に、全面電極層５４上に、部分的に、Ｃｕ／Ｔｉ層５６、保護用のＴｉ層５７の積層構造からなる第１の配線層を形成した。具体的には、まず、スパッタ法により、全面電極層５４上の全面に、１００ｎｍのＴｉ層、１０００ｎｍのＣｕ層、１００ｎｍのＴｉ層を順に形成した。続いて、Ｔｉ層を０．５％フッ酸により、Ｃｕ層を酢酸と過酸化水素水の混合液によりエッチングし、所望の形状からなる第１の配線層を形成した。

次に、第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層５６、Ｔｉ層５７）が形成された全面電極層５４上に、感光性のＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）を塗布し、露光し、現像し、所望のパターン形状からなる第１の有機絶縁層５８を形成した。第１の有機絶縁層５８の厚みは、例えば６０００ｎｍとする。第１の有機絶縁層５８は、第１の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層５６、Ｔｉ層５７）に至る開口部５９を備えている。

次に、第１の有機絶縁層５８の表面に対し、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理をおこなった。具体的には、ＩＣＰ：３００Ｗ、ＢＩＡＳ：２００Ｗ、Ｏ₂流量：２０ｓｃｃｍの条件で、３０秒間、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理をおこなった。この処理は、第１の有機絶縁層５８の表面を粗化するとともに酸素終端し、第２の有機絶縁層５８と、後述する第２の配線層のＣｕ／Ｔｉ層６０との密着強度を大きくすることを目的としたものである。続いて、３２０℃、３０分のキュア処理をおこなった。

次に、上記Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理により、開口部５９の底面に露出した第１の配線層のＴｉ層５７が酸化して形成されたＴｉＯｘを、ウエットエッチングにより除去した。具体的には、０．５％のフッ酸を用いてＴｉＯｘを除去した。

次に、開口部５９内を含む第１の有機絶縁層５８の表面に、Ｃｕ／Ｔｉ層６０、保護用のＴｉ層６１の積層構造からなる第２の配線層を形成した。具体的には、まず、スパッタ法により、１００ｎｍのＴｉ層、１０００ｎｍのＣｕ層、１００ｎｍのＴｉ層を順に形成した。続いて、Ｔｉ層を０．５％フッ酸により、Ｃｕ層を酢酸と過酸化水素水の混合液によりエッチングし、所望の形状からなる第２の配線層を形成した。

次に、第２の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層６０、Ｔｉ層６１）が形成された第１の有機絶縁層５８上に、感光性のＰＢＯを塗布し、露光し、現像し、例えば、窒素雰囲気中、３２０℃で硬化し、所望のパターン形状からなる第２の有機絶縁層６４を形成した。第２の有機絶縁層６４の厚みは、例えば６０００ｎｍとする。第２の有機絶縁層６４は、第２の有機絶縁層６４を貫通し、第１の配線層に至る開口部６５を備えており、この時点においては、開口部６５の底面には第２の配線層のＴｉ層６１が露出している。

最後に、第２の有機絶縁層６４の開口部６５の底面に露出した第２の配線層のＴｉ層６１を０．５％フッ酸によりエッチングして除去し、開口部６５の底面に第２の配線層のＣｕ／Ｔｉ層６０を露出させて、実施例に係る半導体装置２００を完成させた。

実施例に係る半導体装置２００は、部分拡大図である図１４（Ａ）に示すように、第１の配線層と第２の配線層との接続部分からＴｉＯｘが除去されている。

次に、図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）に示す、比較例１に係る半導体装置３００について説明する。

比較例１に係る半導体装置３００は、上述した実施例に係る半導体装置２００の製造方法から、「開口部５９の底面に露出した第１配線層の表面に形成されたＴｉＯｘをウエットエッチングにより除去する工程」のみを省略して製造した。

比較例１に係る半導体装置３００は、部分拡大図である図１４（Ｂ）に示すように、第１の配線層と第２の配線層との接続部分にＴｉＯｘ６６が残存している。

次に、図１３（Ａ）、図１４（Ａ）に示す、比較例２に係る半導体装置４００について説明する。

比較例２に係る半導体装置４００は、上述した実施例に係る半導体装置２００の製造方法の工程のうち、「開口部５９の底面に露出した第１配線層の表面に形成されたＴｉＯｘをウエットエッチングにより除去する工程」を、「開口部５９の底面に露出した第１配線層の表面に形成されたＴｉＯｘをドライエッチングにより除去する工程」に置き換えた。

以下、ドライエッチングによりＴｉＯｘを除去する工程について説明する。

まず、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥにより有機絶縁層５８の表面処理をおこなった後に、窒素雰囲気中、３２０℃で硬化した。その後、全面電極層（Ｐｔ層）５４の露出部分をレジストパターン（図示せず）により被覆した。なお、レジストパターンは、ＴｉＯｘを除去した後に除去する。

次に、開口部５９の底面に露出した第１の配線層のＴｉ層５７が酸化して形成されたＴｉＯｘを、ドライエッチング（ＣＨＦ₃／Ａｒ混合ガスによるＲＩＥ）により除去した。より詳しくは、ＣＨＦ₃流量：１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量：２８ｓｃｃｍ、ＩＣＰ：３００Ｗ、ＢＩＡＳ：２００Ｗの条件で、２分間、ＲＩＥをおこなった後、続いて、Ａｒ流量：３８ｓｃｃｍ、ＩＣＰ：３００Ｗ、ＢＩＡＳ：２００Ｗの条件で、２０秒間、ＲＩＥをおこなった。なお、ＣＨＦ₃ガスは、ＴｉＯ_Xのエッチング性を向上させるために用いたものである。また、Ａｒガスのみによる表面処理は、ＰＢＯ樹脂（第１の有機絶縁層５８）表面の密着性を低下させるフッ素終端を除去するためにおこなったものである。

比較例２に係る半導体装置４００は、上述したドライエッチングによりＴｉＯｘを除去する工程以外の工程は、実施例に係る半導体装置２００と同様の方法で製造した。

比較例２に係る半導体装置４００も、部分拡大図である図１４（Ａ）に示すように、実施例に係る半導体装置２００と同様に、第１の配線層と第２の配線層との接続部分からＴｉＯｘが除去されている。ただし、実施例に係る半導体装置２００の製造方法がウエットエッチングによりＴｉＯｘを除去しているのに対し、比較例２に係る半導体装置４００の製造方法は、上述のようにドライエッチングによりＴｉＯｘを除去している点が異なる。

図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、実施例に係る半導体装置２００、比較例１に係る半導体装置３００、比較例２に係る半導体装置４００について、Ｐｔからなる全面電極層５４と、第２の配線層のＣｕ／Ｔｉ層６０との間の配線抵抗値を測定した。

また、実施例に係る半導体装置２００、比較例１に係る半導体装置３００、比較例２に係る半導体装置４００について、ＦＩＢにより加工し、ＳＩＭ像の観察をおこない、第１の有機絶縁層５８からの第２の配線層（Ｃｕ／Ｔｉ層６０）の剥がれの有無を観察した。

配線抵抗の測定結果、及び電極剥がれの有無の観察結果を[表１]に示す。

実施例に係る半導体装置２００は、配線抵抗値（ＥＳＲ）が、透過特性で十分に減衰が得られる１．３Ωであり、しかも第１の有機絶縁層５８と第２の配線層との密着強度が大きく電極剥がれはなかった。

比較例１に係る半導体装置３００は、配線抵抗値（ＥＳＲ）が２３．６Ωであり、透過特性で十分な減衰が得られない値であった。これは、第１の配線層と第２の配線層との接続部分にＴｉＯｘ６６が残存してしまったことによるものと考えられる。

比較例２に係る半導体装置４００は、配線抵抗値（ＥＳＲ）が、透過特性で十分に減衰が得られる０．９Ωであったが、第１の有機絶縁層５８と第２の配線層との密着強度が小さく電極剥がれがみられた。実施例に係る半導体装置２００、比較例１に係る半導体装置３００とも、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理により、第１の有機絶縁層５８の表面が酸素終端され、第２の有機絶縁層５８と第２の配線層のＣｕ／Ｔｉ層６０との密着強度が大きくなっている（図１５参照）。しかしながら、比較例２に係る半導体装置４００においては、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥによる表面処理による第１の有機絶縁層５８表面の酸素終端が、ドライエッチングによるＴｉＯｘの除去の際に破壊され、第２の配線層との密着強度が低下したものと考えられる。なお、比較例２に係る半導体装置４００においては、配線抵抗値は０．９Ωと低抵抗であるため、製造時には電極剥がれは発生しておらず、ＦＩＢ加工時に電極剥がれが発生したものと考えられる。

以上の結果より、本発明（実施例）によれば、有機絶縁層と第２の配線層との密着強度を低下させることなく、第１の配線層と第２の配線層との接続部分の酸化物層を除去することができ、極めて有効であることが分かった。

１：半導体基板
２：拡散防止層（ＳｉＯ₂）
３：密着層（ＢＳＴ）
４：下部電極層４（Ｐｔ）
５：誘電体層（ＢＳＴ）
６：中間電極層（Ｐｔ）
７：誘電体層（ＢＳＴ）
８：上部電極層（Ｐｔ）
９：保護層（ＢＳＴ）
１０：誘電体薄膜キャパシタ
１１：無機絶縁層（ＳｉＯ₂）
１２：第１の有機絶縁層（ＰＢＯ）
１３：基板接続電極（Ａｕ層）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ：開口部
１６：Ｃｕ／Ｔｉ層（第１の配線層下層）
１７：Ｔｉ層（第１の配線層上層（保護層））
１８：第２の有機絶縁層（ＰＢＯ）
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ：開口部
２０：Ｃｕ／Ｔｉ層（第２の配線層下層）
２１：Ｔｉ層（第２の配線層上層（保護層））
２２：外部電極（Ａｕ／Ｎｉ層）
２４：第３の有機絶縁層
２５：裏面電極（Ａｕ層）
１００：半導体装置（電子部品）

Claims (8)

1. 基板と、
   第１の配線層と、
   前記第１の配線層上に形成された有機絶縁層と、
   前記有機絶縁層上に形成された第２の配線層と、を備え、
   前記有機絶縁層に形成された開口部を介して、前記第１の配線層と前記第２の配線層とが接続された電子部品の製造方法であって、
   前記基板を準備する工程と、
   前記第１の配線層を形成する工程と、
   前記有機絶縁層を形成する工程と、
   前記有機絶縁層に、前記第１の配線層が露出した前記開口部を形成する工程と、
   前記開口部を含む前記有機絶縁層の表面を、酸素を含むガスによりプラズマ処理する工程と、
   前記開口部に露出した前記第１の配線層の表面に形成された酸化物層を、ウエットエッチングにより除去する工程と、
   前記開口部を含む前記有機絶縁層の表面に、前記第２の配線層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする電子部品の製造方法。
2. 前記基板が半導体基板であり、前記電子部品が半導体装置であることを特徴とする、請求項１に記載された電子部品の製造方法。
3. 前記電子部品が内部に誘電体薄膜キャパシタを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載された電子部品の製造方法。
4. 前記第１の配線層が、Ｃｕ層と、当該Ｃｕ層上に形成された最外層であるＴｉ層とを含む積層構造からなり、
   前記開口部に露出した前記第１の配線層の表面に形成された酸化物層を、ウエットエッチングにより除去する工程が、前記Ｔｉ層が酸化して形成された酸化物層を、フッ酸を含有するエッチャントにより除去する工程であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載された電子部品の製造方法。
5. 前記有機絶縁層が熱硬化性樹脂からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載された電子部品の製造方法。
6. 基板と、
   第１の配線層と、
   前記第１の配線層上に形成された有機絶縁層と、
   前記有機絶縁層上に形成された第２の配線層と、を備え、
   前記有機絶縁層に形成された開口部を介して、前記第１の配線層と前記第２の配線層とが接続された電子部品であって、
   前記第１の配線層と前記第２との配線層との接続が、前記開口部に露出した前記第１の配線層の表面に形成された酸化物層をウエットエッチングにより除去したうえでおこなわれていることを特徴とする電子部品。
7. 前記基板が半導体基板であり、前記電子部品が半導体装置であることを特徴とする、請求項６に記載された電子部品。
8. 前記電子部品が内部に誘電体薄膜キャパシタを含むことを特徴とする、請求項６または７に記載された電子部品。

Images