半導体装置
【課題】高い耐電圧特性、および耐リーク特性を有する配線構造を備える半導体装置、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施の形態による半導体装置は、半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、前記接続部材の上面の一部と接する第１の領域、および前記第１の領域上に位置し、前記第１の領域よりも幅の広い第２の領域を含む配線と、前記第１の絶縁膜上に、前記配線の前記第１の領域の側面の上側から少なくとも一部、および前記第２の領域の底面に接して形成された第２の絶縁膜と、を有する。
【解決手段】本発明の実施の形態による半導体装置は、半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、前記接続部材の上面の一部と接する第１の領域、および前記第１の領域上に位置し、前記第１の領域よりも幅の広い第２の領域を含む配線と、前記第１の絶縁膜上に、前記配線の前記第１の領域の側面の上側から少なくとも一部、および前記第２の領域の底面に接して形成された第２の絶縁膜と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の配線構造において、配線溝、ビアホール等をエッチングにより形成する際にこれらの深さを揃え、且つ下層の層間絶縁膜へのオーバーエッチングを抑えるためのエッチングストッパ膜が一般に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高い耐電圧特性、および耐リーク特性を有する配線構造を備える半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、前記接続部材の上面の一部と接する第１の領域、および前記第１の領域上に位置し、前記第１の領域よりも幅の広い第２の領域を含む配線と、前記第１の絶縁膜上に、前記配線の前記第１の領域の側面の上側から少なくとも一部、および前記第２の領域の底面に接して形成された第２の絶縁膜と、を有することを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００６】
また、本発明の他の態様は、半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、前記接続部材の上面の一部と接する第１の領域、前記第１の領域上に位置し、前記第１の領域よりも幅の広い第２の領域、および前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置し、逆ラウンド形状（曲面からなる凹型形状）、またはテーパー形状を有する第３の領域を含む配線と、前記第１の絶縁膜上に、前記配線の前記第３の領域に接して形成された第２の絶縁膜と、を有することを特徴とする半導体装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高い耐電圧特性、および耐リーク特性を有する配線構造を備える半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図、および配線とコンタクトのみを示した斜視図。
【図２】図１に示した切断線II−IIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図、および第１の比較例としての２段構造を有さない従来の配線を有する半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の変形例を示す断面図。
【図５Ａ】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図５Ｂ】（ｄ）〜（ｆ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図、および第２の比較例としての２段構造を有さない従来の配線を有する半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る半導体装置の変形例を示す断面図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図、および第３の比較例としての２段構造を有さない従来の配線を有する半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、第４の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、第４の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図、および第４の比較例としての２段構造を有さない従来の配線を有する半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、第５の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は、第６の実施の形態に係る半導体装置の配線の断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
〔第１の実施の形態〕
（半導体装置の構成）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図であり、図１（ｂ）は、配線およびコンタクトのみを示した斜視図である。また、図２は、図１に示した切断線II−IIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図である。
【００１０】
半導体装置１は、表面に半導体素子を有する半導体基板と、半導体基板上に積層された多層配線構造を有する。図１（ａ）は、この多層配線構造の一部を示す断面図である。
【００１１】
半導体装置１は、被接続部２と、被接続部２に電気的に接続されるコンタクト４と、コンタクト４と同じ層に形成されたコンタクト層絶縁膜３と、コンタクト４上に、コンタクト４の上面の一部に接して形成された配線７と、コンタクト層絶縁膜３上に配線７の側面の一部に接して形成されたエッチングストッパ膜５と、エッチングストッパ膜５上に配線７の側面の一部と接して形成された配線層絶縁膜６と、配線７および配線層絶縁膜６の上面に形成されたキャップ層８と、を有する。なお、コンタクト４、配線７等のレイアウトは図１に示したものに限られない。
【００１２】
被接続部２は、半導体基板、半導体素子等のコンタクト部である。具体的には、例えば、トランジスタのソース・ドレイン領域、ゲート電極のコンタクト部や、金属配線である。
【００１３】
配線７は、例えば、Ｃｕ等の導電性材料からなる。なお、配線７は、内部の金属の拡散を防ぐバリアメタルを表面に有する構造であってもよい。バリアメタルは、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｎ等の金属あるいはこれらの金属の化合物からなる。
【００１４】
また、配線７は、エッチングストッパ膜５の上面の高さより低い位置にある領域で、コンタクト４の上面の一部と接する第１の領域７ａと、第１の領域７ａ上に位置し、第１の領域７ａよりも幅の広い第２の領域７ｂとからなる２段構造を有する。第１の領域７ａの側面の上側から少なくとも一部はエッチングストッパ膜５の側面に接し、第２の領域７ｂの第１の領域７ａとの幅の違いにより生じる底面は、エッチングストッパ膜５の上面に接する。また、第１の領域７ａの一部は、コンタクト４が接続される領域において、コンタクト４上から幅方向に外れている。
【００１５】
なお、配線材料の埋め込み易さを確保するために、第１の領域７ａのアスペクト比（高さ／幅）が５よりも小さいことが好ましい。さらに、エッチングストッパ膜５の厚さが薄い方が配線材料を埋め込み性がよく、例えば、４０ｎｍ以下であることが、好ましい。
【００１６】
コンタクト４は、例えば、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌ等の導電性材料からなる。なお、コンタクト４は、配線７と同様に、内部の金属の拡散を防ぐバリアメタルを表面に有する構造であってもよい。また、コンタクト４の断面形状は、図２（ａ）に示すように真円に近い形状であってもよく、図２（ｂ）に示すように楕円形状であってもよい。
【００１７】
コンタクト層絶縁膜３は、例えば、ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）や、ＳｉＯ２、ＳｉＯ２にＣを添加したＳｉＯＣ、ＳｉＯ２にＮを添加したＳｉＯＮ、ＳｉＯ２にＦを添加したＳｉＯＦ、ＳｉＯ２にＢ、Ｐを添加したＢＰＳＧ、等のＳｉ酸化物からなる。また、ＳｉＯＣＨ、ポリメチルシロキサン、ポリアリーレン、ベンゾオキサゾール等の有機絶縁材料を用いてもよい。
【００１８】
配線層絶縁膜６の材料には、コンタクト層絶縁膜３と同様の材料を用いることができる。
【００１９】
エッチングストッパ膜５は、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＯＮ等の絶縁材料からなる。また、エッチングストッパ膜５は、配線層絶縁膜６のエッチング加工時に、エッチングストッパとして働くため、配線層絶縁膜６とのエッチング選択比が高い材料であることが好ましい。
【００２０】
キャップ膜８は、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ等の絶縁材料からなる。
【００２１】
図３（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。
【００２２】
また、図３（ｂ）は、第１の比較例としての２段構造を有さない配線１７を有する半導体装置２の配線１７の周辺の部分拡大図である。
【００２３】
ここで、半導体装置１における隣接する配線７の第２の領域７ｂ同士の間の距離を配線間距離Ｌ１、隣接するコンタクト４同士の間の距離をコンタクト間距離Ｌ２、隣接するコンタクト４と配線７の第１の領域７ａとの間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３とする。また、半導体装置２における隣接する配線１７同士の間の距離を配線間距離Ｌ１’、隣接するコンタクト４同士の間の距離をコンタクト間距離Ｌ２’、隣接するコンタクト４と配線１７との間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３’とする。また、配線間距離Ｌ１と配線間距離Ｌ１’、およびコンタクト間距離Ｌ２とコンタクト間距離Ｌ２’は等しい。
【００２４】
なお、図３（ａ）に示す半導体装置１においては、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しい、すなわち配線間距離Ｌ１とコンタクト間距離Ｌ２が等しいものとする。また、図３（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７の幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しい、すなわち配線間距離Ｌ１’とコンタクト間距離Ｌ２’が等しいものとする。
【００２５】
配線とコンタクトの形成位置にずれが生じなければ、配線間距離およびコンタクト間距離が隣接する導電部材間の最近接距離となる。導電部材間に電界が印加された際、導電部材間の距離が最近接するところで、リーク電流および絶縁破壊が起こりやすい。そこで、配線間距離およびコンタクト間距離がリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられるような距離になるように、配線およびコンタクトが形成される。しかし、微細化された配線構造においては、リソグラフィでの合わせ精度等の問題により、配線とコンタクトの形成位置にずれが発生する場合が少なくない。
【００２６】
図３（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７とコンタクト４の形成位置にずれがあり、配線間距離Ｌ１’およびコンタクト間距離Ｌ２’よりも、コンタクト−配線間距離Ｌ３’の方が短くなる。すなわち、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１’およびコンタクト間距離Ｌ２’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定したとしても、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が限界距離Ｌｌｉｍよりも小さくなるおそれがある（Ｌ３’＜Ｌｌｉｍ＜Ｌ１’＝Ｌ２’）。なお、限界距離Ｌｌｉｍは、隣接する導電部材間に印加する電位差によって異なる。
【００２７】
一方、図３（ａ）に示す本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置１においては、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有するため、コンタクト−配線間距離Ｌ３が半導体装置２のコンタクト−配線間距離Ｌ３’よりも大きくなる。そして、第２の領域７ｂの幅を調節することにより、コンタクト−配線間距離Ｌ３を限界距離Ｌｌｉｍよりも大きくすることが可能になる（Ｌｌｉｍ＜Ｌ３＜Ｌ１＝Ｌ２）。
【００２８】
なお、本実施の形態に係る半導体装置１において、配線７の第２の領域７ｂの幅、その幅方向のコンタクト４の径、配線間距離Ｌ１、およびコンタクト間距離Ｌ２の大きさをｆ、配線７の第１の領域７ａの幅をＸｆ（０＜Ｘ＜１）、配線７（第２の領域７ｂ）とコンタクト４の形成位置の配線７の幅方向のずれをＺとした場合、隣接する導電部材間の最近接距離であるコンタクト−配線間距離Ｌ３は、以下の式で表される。
【数１】
【００２９】
また、半導体装置２において、配線１７の幅、その幅方向のコンタクト４の径、配線間距離Ｌ１’、およびコンタクト間距離Ｌ２’の大きさをｆ、配線１７とコンタクト４の形成位置の配線１７の幅方向のずれをＺとした場合、コンタクト−配線間距離Ｌ３’は、以下の式で表される。
【数２】
【００３０】
そのため、この場合、半導体装置１は、半導体装置２に比べて、以下の式で表されるΔＬだけ、隣接する導電部材間の最近接距離が大きくなる。
【数３】
【００３１】
また、半導体装置１においては、Ｌｌｉｍ＜Ｌ１、およびＬｌｉｍ＜Ｌ３＜Ｌ２の関係を満たせば、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しくなくてもよい。従って、Ｌ１≠Ｌ２であってもよい。
【００３２】
例えば、図４（ａ）に示すように、配線７の第２の領域７ｂの幅を拡げてもよい。第２の領域７ｂの幅を拡げることにより、配線７における電気抵抗率をさげることができる。
【００３３】
また、第２の領域７ｂの幅を拡げることにより、材料の埋め込み性が向上するため、配線７の形成が容易になる。また、隣接する導電部材間の最近接距離が隣接する第２の領域７ｂ間の距離であり、配線７とコンタクト４の幅方向の位置のずれによらない場合、隣接する導電部材間の最近接距離は、リソグラフィの位置合わせ精度によらず、配線７の第２の領域７ｂの寸法精度のみによって決定される。第２の領域７ｂの寸法は、リソグラフィの解像度と加工精度のみによって決定され、約１ｎｍ程度までの細かい精度で制御できるので、所望の大きさに設定しやすい。このため、第２の領域７ｂの幅を広げて、配線間距離Ｌ１を最近接距離にすることで、リーク電流、および絶縁破壊の発生をより管理し易くすることができる。
【００３４】
また、例えば、図４（ｂ）に示すように、コンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げてもよい。コンタクト４の径を拡げることにより、コンタクト４における抵抗率をさげることができる。また、材料を埋め込み易くなるため、コンタクト４の形成が容易になる。
【００３５】
以下に、本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法の一例を示す。
【００３６】
（半導体装置の製造方法）
図５Ａ（ａ）〜（ｃ）、図５Ｂ（ｄ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【００３７】
まず、図５Ａ（ａ）に示すように、被接続膜２上のコンタクト層絶縁膜３内にコンタクト４を形成した後、これらの上にエッチングストッパ膜５、配線層絶縁膜６を順次形成する。
【００３８】
ここで、コンタクト層絶縁膜３は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により形成された後、例えば、フォトリソグラフィ法とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法によりパターニングされ、コンタクト４のためのコンタクトホールが形成される。
【００３９】
また、コンタクト４は、コンタクト層絶縁膜３に形成されたコンタクトホール内にコンタクト材料を形成した後、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の平坦化処理を施し、上部の余分な部分を除去して形成される。このとき、例えば、Ｗをコンタクト材料として用いる場合は、バリアメタルとして、例えばＴｉＮをＣＶＤ法により成膜して、ＷをＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法やプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００４０】
また、エッチングストッパ膜５および配線層絶縁膜６は、ＣＶＤ法等により形成される。
【００４１】
次に、図５Ａ（ｂ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィ法とＲＩＥ法により、配線層絶縁膜６をパターニングして、配線７のための配線溝７ｃを形成する。このとき、エッチングストッパ膜５により、配線溝７ｃの深さが揃えられる。
【００４２】
次に、図５Ａ（ｃ）に示すように、配線溝７ｃ下のエッチングストッパ膜５を除去して配線溝７ｃを深くし、コンタクト４の上面の少なくとも一部を露出させる。なお、このとき、同図に示すように、コンタクト４と配線溝７ｃの位置のずれにより、コンタクト層絶縁膜３の一部が除去されて配線溝７ｃの一部となってもよい。
【００４３】
次に、図５Ｂ（ｄ）に示すように、例えば、エッチングストッパ膜５に対して加工選択比のあるＲＩＥ法、またはウェットエッチングを用いて、エッチングストッパ膜５をストッパとして配線層絶縁膜６をエッチングし、配線溝７ｃのエッチングストッパ膜５の上面の高さよりも上にある領域の幅を拡げる。
【００４４】
次に、図５Ｂ（ｅ）に示すように、配線溝７ｃ内に配線材料７ｄを形成する。例えば、Ｃｕを配線材料７ｄとして用いる場合は、バリアメタルとして、例えばＴｉやＴａをスパッタ法等で成膜し、次にスパッタ法でＣｕシード膜を形成した後、その上にＣｕ膜をめっきして形成する。
【００４５】
次に、図５Ｂ（ｆ）に示すように、配線材料７ｄにＣＭＰ等の平坦化処理を施し、上部の余分な部分を除去して、配線７を形成する。ここで、配線７のエッチングストッパ膜５の上面の高さよりも下にある領域が第１の領域７ａ、エッチングストッパ膜５の上面の高さよりも上にある領域が第２の領域７ｂとなる。その後、ＣＶＤ法等により、配線層絶縁膜６および配線７上にキャップ膜８を形成する。
【００４６】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置１によれば、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じた場合であっても、導電部材間の最近接距離であるコンタクト−配線間距離Ｌ３を大きくし、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００４７】
また、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線全体の幅を小さくして導電部材間の最近接距離を小さくする場合と比較して、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化を抑えることができる。
【００４８】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態は、コンタクト４と配線７の形成位置のずれが第１の実施の形態よりも小さい。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００４９】
（半導体装置の構成）
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【００５０】
ここで、図６（ａ）、（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。
【００５１】
コンタクト４の形状は、図６（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図６（ｂ）に示すような楕円形状であってもよい。
【００５２】
図７（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。
【００５３】
また、図７（ｂ）は、第２の比較例としての２段構造を有さない従来の配線１７を有する半導体装置２の配線１７の周辺の部分拡大図である。ここで、図７（ａ）、および図７（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図３（ａ）、および図３（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。なお、半導体装置２は、配線の構造以外は、各部材の構造、配置等、すべて半導体装置１と同様であるとする。
【００５４】
ここで、半導体装置１における隣接する配線７の第２の領域７ｂ同士の間の距離を配線間距離Ｌ１、隣接するコンタクト４同士の間の距離をコンタクト間距離Ｌ２とする。本実施の形態においては、配線７の第１の領域７ａは、コンタクト４が接続される領域において、コンタクト４上から幅方向に外れないため、第１の実施の形態と異なり、コンタクト４と第１の領域７ａの一部が同じ高さに位置するということがない。そのため、第１の実施の形態におけるコンタクト−配線間距離Ｌ３に相当するものが存在しない。
【００５５】
また、半導体装置２における隣接する配線１７同士の間の距離を配線間距離Ｌ１’、隣接するコンタクト４同士の間の距離をコンタクト間距離Ｌ２’、隣接するコンタクト４と配線１７との間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３’とする。また、配線間距離Ｌ１と配線間距離Ｌ１’、およびコンタクト間距離Ｌ２とコンタクト間距離Ｌ２’は等しい。
【００５６】
なお、図７（ａ）に示す半導体装置１においては、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しい、すなわち配線間距離Ｌ１とコンタクト間距離Ｌ２が等しいものとする。また、図７（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７の幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しい、すなわち配線間距離Ｌ１’とコンタクト間距離Ｌ２’が等しいものとする。
【００５７】
図７（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７とコンタクト４の形成位置にずれがあり、配線間距離Ｌ１’およびコンタクト間距離Ｌ２’よりも、コンタクト−配線間距離Ｌ３’の方が短くなる。すなわち、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１’およびコンタクト間距離Ｌ２’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定したとしても、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が限界距離Ｌｌｉｍよりも小さくなるおそれがある（Ｌ３’＜Ｌｌｉｍ＜Ｌ１’＝Ｌ２’）。
【００５８】
一方、図７（ａ）に示す本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置１においては、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有するため、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じているにもかかわらず、第１の領域７ａがコンタクト４上から幅方向に外れず、配線間距離Ｌ１とコンタクト間距離Ｌ２が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１とコンタクト間距離Ｌ２を限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定した場合は、導電部材間の最近接距離が限界距離Ｌｌｉｍよりも大きくなる（Ｌｌｉｍ＜Ｌ１＝Ｌ２）。
【００５９】
なお、本実施の形態に係る半導体装置１において、配線７の第２の領域７ｂの幅、その幅方向のコンタクト４の径、配線間距離Ｌ１、およびコンタクト間距離Ｌ２の大きさをｆ、配線７の第１の領域７ａの幅をＸｆ（０＜Ｘ＜１）、配線７（第２の領域７ｂ）とコンタクト４の形成位置の配線７の幅方向のずれをＺとした場合、隣接する導電部材間の最近接距離は、配線間距離Ｌ１、およびコンタクト間距離Ｌ２であるｆとなる。
【００６０】
また、半導体装置２において、配線１７の幅、その幅方向のコンタクト４の径、配線間距離Ｌ１’、およびコンタクト間距離Ｌ２’の大きさをｆ、配線１７とコンタクト４の形成位置の配線１７の幅方向のずれをＺとした場合、コンタクト−配線間距離Ｌ３’は、以下の式で表される。
【数４】
【００６１】
そのため、この場合、半導体装置１は、半導体装置２に比べて、以下の式で表されるΔＬだけ、隣接する導電部材間の最近接距離が大きくなる。
【数５】
【００６２】
また、半導体装置１においては、Ｌｌｉｍ＜Ｌ１、およびＬｌｉｍ＜Ｌ２の関係を満たせば、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しくなくてもよい。従って、Ｌ１≠Ｌ２であってもよい。
【００６３】
例えば、図８（ａ）に示すように、配線７の第２の領域７ｂの幅を拡げてもよい。また、例えば、図８（ｂ）に示すように、コンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げてもよい。配線７の第２の領域７ｂの幅、またはコンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げることによる効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置１によれば、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じた場合であっても、コンタクト−配線間距離ではなく、配線間距離Ｌ１および（または）コンタクト間距離Ｌ２が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、隣接する導電部材間の最近接距離は、リソグラフィの位置合わせ精度によらず、配線７の第２の領域７ｂおよびコンタクト４の寸法精度のみによって決定される。第２の領域７ｂおよびコンタクト４の寸法は、リソグラフィの解像度と加工精度のみによって決定され、約１ｎｍ程度までの細かい精度で制御できるので、所望の大きさに設定しやすい。このため、第２の領域７ｂの幅および（または）コンタクト４の径を広げて、配線間距離Ｌ１および（または）コンタクト間距離Ｌ２を最近接距離にすることで、リーク電流、および絶縁破壊の発生をより管理し易くすることができる。
【００６５】
また、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線全体の幅を小さくして導電部材間の最近接距離を小さくする場合と比較して、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化を抑えることができる。
【００６６】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態は、コンタクト４のレイアウトにおいて、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００６７】
（半導体装置の構成）
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【００６８】
ここで、図９（ａ）、（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。
【００６９】
コンタクト４の形状は、図９（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図９（ｂ）に示すような楕円形状であってもよいが、複数のコンタクト４は一列に配置されずに、隣接するもの同士が配線７の長さ方向にずれて配置される。このような配置によれば、隣接するコンタクト４同士の距離を離すことができる。また交互にコンタクト４を配置することにより、リソグラフィでの解像度が向上し、より寸法の小さいコンタクト４を形成することが可能となる。
【００７０】
図１０（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。また、図１０（ｂ）は、第３の比較例としての２段構造を有さない従来の配線１７を有する半導体装置２の配線１７の周辺の部分拡大図である。ここで、図１０（ａ）、および図１０（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図３（ａ）、および図３（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。なお、半導体装置２は、配線の構造以外は、各部材の構造、配置等、すべて半導体装置１と同様であるとする。
【００７１】
ここで、半導体装置１における隣接する配線７の第２の領域７ｂ同士の間の距離を配線間距離Ｌ１、隣接するコンタクト４と配線７の第１の領域７ａとの間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３とする。本実施の形態においては、コンタクト４は隣接するもの同士が配線７の長さ方向にずれるように配置されるため、コンタクト間距離は長くなり、隣接する導電部材間の最近接距離にはなり得ない。そのため、コンタクト間距離を考慮しなくてもよい。
【００７２】
また、半導体装置２における隣接する配線１７同士の間の距離を配線間距離Ｌ１’、隣接するコンタクト４と配線１７との間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３’とする。コンタクト間距離については、半導体装置１と同様に、考慮しなくてもよい。また、配線間距離Ｌ１と配線間距離Ｌ１’は等しい。
【００７３】
なお、図１０（ａ）に示す半導体装置１においては、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しいものとする。また、図１０（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７の幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しいものとする。
【００７４】
図１０（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７とコンタクト４の形成位置にずれがあり、配線間距離Ｌ１’よりも、コンタクト−配線間距離Ｌ３’の方が短くなる。すなわち、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定したとしても、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が限界距離Ｌｌｉｍよりも小さくなるおそれがある（Ｌ３’＜Ｌｌｉｍ＜Ｌ１’）。
【００７５】
一方、図１０（ａ）に示す本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置１においては、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有するため、コンタクト−配線間距離Ｌ３が半導体装置２のコンタクト−配線間距離Ｌ３’よりも大きくなる。そして、第２の領域７ｂの幅を調節することにより、コンタクト−配線間距離Ｌ３を限界距離Ｌｌｉｍよりも大きくすることが可能になる（Ｌｌｉｍ＜Ｌ３＜Ｌ１）。
【００７６】
なお、本実施の形態に係る半導体装置１において、配線７の第２の領域７ｂの幅、その幅方向のコンタクト４の径、および配線間距離Ｌ１の大きさをｆ、配線７の第１の領域７ａの幅をＸｆ（０＜Ｘ＜１）、配線７（第２の領域７ｂ）とコンタクト４の形成位置の配線７の幅方向のずれをＺとした場合、隣接する導電部材間の最近接距離であるコンタクト−配線間距離Ｌ３は、以下の式で表される。
【数６】
【００７７】
また、半導体装置２において、配線１７の幅、その幅方向のコンタクト４の径、および配線間距離Ｌ１’の大きさをｆ、配線１７とコンタクト４の形成位置の配線１７の幅方向のずれをＺとした場合、コンタクト−配線間距離Ｌ３’は、以下の式で表される。
【数７】
【００７８】
そのため、この場合、半導体装置１は、半導体装置２に比べて、以下の式で表されるΔＬだけ、隣接する導電部材間の最近接距離が大きくなる。
【数８】
【００７９】
また、半導体装置１においては、Ｌｌｉｍ＜Ｌ１、およびＬｌｉｍ＜Ｌ３の関係を満たせば、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しくなくてもよい。
【００８０】
例えば、配線７の第２の領域７ｂの幅を拡げてもよい。また、例えば、コンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げてもよい。配線７の第２の領域７ｂの幅、またはコンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げることによる効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００８１】
（第３の実施の形態の効果）
本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置１によれば、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じた場合であっても、導電部材間の最近接距離であるコンタクト−配線間距離Ｌ３を大きくし、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００８２】
また、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線全体の幅を小さくして導電部材間の最近接距離を小さくする場合と比較して、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化を抑えることができる。
【００８３】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態は、コンタクト４のレイアウトにおいて、第２の実施の形態と異なる。なお、第２の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００８４】
（半導体装置の構成）
図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。ここで、図１１（ａ）、（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。
【００８５】
コンタクト４の形状は、図１１（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図１１（ｂ）に示すような楕円形状であってもよいが、複数のコンタクト４は一列に配置されずに、隣接するもの同士が配線７の長さ方向にずれて配置される。このような配置によれば、隣接するコンタクト４同士の距離を離すことができる。また交互にコンタクト４を配置することにより、リソグラフィでの解像度が向上し、より寸法の小さいコンタクト４を形成することが可能となる。
【００８６】
図１２（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。また、図１２（ｂ）は、第４の比較例としての２段構造を有さない従来の配線１７を有する半導体装置２の配線１７の周辺の部分拡大図である。ここで、図１２（ａ）、および図１２（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図３（ａ）、および図３（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。なお、半導体装置２は、配線の構造以外は、各部材の構造、配置等、すべて半導体装置１と同様であるとする。
【００８７】
ここで、半導体装置１における隣接する配線７の第２の領域７ｂ同士の間の距離を配線間距離Ｌ１、隣接するコンタクト４と配線７の第１の領域７ａとの間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３とする。本実施の形態においては、コンタクト４は隣接するもの同士が配線７の長さ方向にずれるように配置されるため、コンタクト間距離は長くなり、隣接する導電部材間の最近接距離にはなり得ない。そのため、コンタクト間距離を考慮しなくてもよい。
【００８８】
また、半導体装置２における隣接する配線１７同士の間の距離を配線間距離Ｌ１’、隣接するコンタクト４と配線１７との間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３’とする。コンタクト間距離については、半導体装置１と同様に、考慮しなくてもよい。また、配線間距離Ｌ１と配線間距離Ｌ１’は等しい。
【００８９】
なお、図１２（ａ）に示す半導体装置１においては、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しいものとする。また、図１２（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７の幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しいものとする。
【００９０】
図１２（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７とコンタクト４の形成位置にずれがあり、配線間距離Ｌ１’よりも、コンタクト−配線間距離Ｌ３’の方が短くなる。すなわち、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定したとしても、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が限界距離Ｌｌｉｍよりも小さくなるおそれがある（Ｌ３’＜Ｌｌｉｍ＜Ｌ１’）。
【００９１】
一方、図１２（ａ）に示す本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置１においては、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有するため、コンタクト−配線間距離Ｌ３が半導体装置２のコンタクト−配線間距離Ｌ３’よりも大きくなる。本実施の形態においては、配線７の第１の領域７ａは、コンタクト４が接続される領域において、コンタクト４上から幅方向に外れないため、コンタクト−配線間距離Ｌ３は配線間距離Ｌ１’以下になる。このため、配線間距離Ｌ１’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定すれば、隣接する導電部材間の最近接距離を限界距離Ｌｌｉｍよりも大きくすることができる（Ｌｌｉｍ＜Ｌ１≦Ｌ３）。
【００９２】
なお、本実施の形態に係る半導体装置１において、配線７の第２の領域７ｂの幅、その幅方向のコンタクト４の径、および配線間距離Ｌ１の大きさをｆ、配線７の第１の領域７ａの幅をＸｆ（０＜Ｘ＜１）、配線７（第２の領域７ｂ）とコンタクト４の形成位置の配線７の幅方向のずれをＺとした場合、隣接する導電部材間の最近接距離は、配線間距離Ｌ１であるｆとなる。
【００９３】
また、半導体装置２において、配線１７の幅、その幅方向のコンタクト４の径、および配線間距離Ｌ１’の大きさをｆ、配線１７とコンタクト４の形成位置の配線１７の幅方向のずれをＺとした場合、コンタクト−配線間距離Ｌ３’は、以下の式で表される。
【数９】
【００９４】
そのため、この場合、半導体装置１は、半導体装置２に比べて、以下の式で表されるΔＬだけ、隣接する導電部材間の最近接距離が大きくなる。
【数１０】
【００９５】
また、半導体装置１においては、Ｌｌｉｍ＜Ｌ１、およびＬｌｉｍ＜Ｌ３の関係を満たせば、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しくなくてもよい。
【００９６】
例えば、配線７の第２の領域７ｂの幅を拡げてもよい。また、例えば、コンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げてもよい。配線７の第２の領域７ｂの幅、またはコンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げることによる効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００９７】
（第４の実施の形態の効果）
本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置１によれば、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じた場合であっても、コンタクト−配線間距離ではなく、配線間距離Ｌ１が隣接する導電部材間の最近接距離となり、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００９８】
また、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線全体の幅を小さくして導電部材間の最近接距離を小さくする場合と比較して、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化を抑えることができる。
【００９９】
〔第５の実施の形態〕
本発明の第５の実施の形態は、配線の形状において、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【０１００】
（半導体装置の構成）
図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。ここで、図１３（ａ）、（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図３（ａ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。
【０１０１】
図１３（ａ）に示す半導体装置１が有する配線９は、第１の領域９ａ、第２の領域９ｂ、および第３の領域９ｃからなる３段構造を有する。第１の領域９ａは、エッチングストッパ膜５の底面の高さより低い位置にある領域であり、コンタクト４の側面の一部に接する。また、第２の領域９ｂは、エッチングストッパ膜５の上面の高さより高い位置にあり、第１の領域９ａよりも幅の大きい領域である。
【０１０２】
第３の領域９ｃは、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの間に位置し、コンタクト４の上面の一部に接する。また、第１の領域９ａとの境界近傍で第１の領域９ａと略等しい幅を有し、第２の領域９ｂとの境界近傍で第２の領域９ｂと略等しい幅を有するテーパー形状の領域である。なお、配線材料の埋め込み性をより向上させるためには、第３の領域９ｃのテーパー角（第１の領域９ａの高さ方向となす角）が、例えば、８７°以上であることが好ましい。また、テーパー形状とは、配線溝７ｃを形成するためにエッチングストッパ膜５をエッチングする際に、エッチングストッパ膜５に自然に形成された傾斜により形成されたものは含まない。なお、第１の領域９ａは、第３の領域９ｃと連続したテーパー形状であってもよい。
【０１０３】
図１３（ｂ）に示す半導体装置１が有する配線１０は、第１の領域１０ａ、第２の領域１０ｂ、および第３の領域１０ｃからなる３段構造を有する。第１の領域１０ａ、および第２の領域１０ｂは、配線９の第１の領域９ａ、および第２の領域９ｂと等しい。
【０１０４】
第３の領域１０ｃは、第１の領域１０ａと第２の領域１０ｂとの間に位置し、コンタクト４の上面の一部に接する。また、第１の領域１０ａとの境界近傍で第１の領域１０ａと略等しい幅を有し、第２の領域１０ｂとの境界近傍で第２の領域１０ｂと略等しい幅を有する、逆ラウンド形状（曲面からなる凹型形状）の領域である。
【０１０５】
なお、配線９の第１の領域９ａ、および配線１０の第１の領域１０ａは、第１の実施の形態に係る半導体装置１の配線７の第１の領域７ａと等しく、また、配線９の第２の領域９ｂ、および配線１０の第２の領域１０ｂは、第１の実施の形態に係る半導体装置１の配線７の第２の領域７ｂと等しい。このため、図１３（ａ）、（ｂ）に示す本実施の形態に係る半導体装置１における配線間距離Ｌ１、コンタクト間距離Ｌ２、およびコンタクト−配線間距離Ｌ３の関係は、第１の実施の形態と同様である。
【０１０６】
以下に、本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法の一例を示す。
【０１０７】
（半導体装置の製造方法）
図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【０１０８】
まず、図１４（ａ）に示すように、図５Ｂ（ｄ）に示した配線溝７ｃのエッチングストッパ膜５の上面の高さよりも上にある領域の幅を拡げるまでの工程を第１の実施の形態と同様に行う。
【０１０９】
次に、図１４（ｂ）に示すように、エッチングストッパ膜５の配線溝７ｃにより露出した部分にテーパー加工を施す。テーパー加工の方法は、例えば、適切な種類のエッチングガスを選択したり、バイアスパワーを調節したりすることにより、エッチングストッパ膜５のエッチング中にエッチング副生成物をエッチングストッパ膜５の表面に付着させてテーパー形状を形成する。
【０１１０】
次に、図１４（ｃ）に示すように、配線溝７ｃ内に配線９を形成するための配線材料７ｄを形成する。以降の工程は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１１】
なお、図示しないが、配線１０を形成する場合には、図１４（ｂ）に示した工程において、エッチングストッパ膜５の配線溝７ｃにより露出した部分にテーパー加工の代わりにラウンド加工を施す。
【０１１２】
また、本実施の形態に係る半導体装置１は、以下に説明するように、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すような方法で形成してもよい。
【０１１３】
まず、図５Ａ（ａ）に示した配線層絶縁膜６を成膜するまでの工程を第１の実施の形態と同様に行う。
【０１１４】
次に、図１５（ａ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィ法とＲＩＥ法により、配線層絶縁膜６をパターニングして、配線７のための配線溝７ｃを形成する。ここで配線溝７ｃの幅を調節することにより、後の工程において形成する配線９（配線１０）の第２の領域９ｂ（第２の領域１０ｂ）を所望の幅に形成することができる。このとき、エッチングストッパ膜５により、配線溝７ｃの深さが揃えられる。
【０１１５】
次に、図１５（ｂ）に示すように、エッチングストッパ膜５をテーパー加工、あるいはラウンド加工する。この際、配線溝７ｃが深くなり、コンタクト４の上面の少なくとも一部が露出する。ここでエッチングストッパ膜５の下面の高さにおける配線溝７ｃの幅を調節することにより、後の工程において形成する配線９（配線１０）の第１の領域９ａ（第２の領域１０ａ）を所望の幅に形成することができる。
【０１１６】
次に、図１５（ｃ）に示すように、配線溝７ｃ内に配線９を形成するための配線材料７ｄを形成する。以降の工程は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１７】
（第５の実施の形態の効果）
本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置１によれば、第１の実施の形態と同様に、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。また、配線９または配線１０が、テーパー形状の第３の領域９ｃまたは逆ラウンド形状の第３の領域１０ｃを有することにより、第１の実施の形態よりもさらに、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化をより効果的に抑えることができる。
【０１１８】
なお、図１３（ａ）、（ｂ）に示す半導体装置１は、配線９、および配線１０を第１の実施の形態に係る半導体装置１に適用したものに等しいが、本実施の形態に係る半導体装置１の構成はこれに限られるものではなく、例えば、第２〜４の実施の形態に係る半導体装置１に配線９、および配線１０を適用したものであってもよい。なお、これらの場合であっても、配線間距離Ｌ１、コンタクト間距離Ｌ２、およびコンタクト−配線間距離Ｌ３の関係は、それぞれの実施の形態と同様である。
【０１１９】
〔第６の実施の形態〕
本発明の第６の実施の形態は、第１〜５の実施の形態における配線の構造を詳細に規定するものである。なお、配線以外の構成については、第１〜５の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２０】
（配線の構成）
図１６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施の形態に係る半導体装置の配線の断面図である。この配線７は、バリアメタル７ｅ、金属めっきのための電流供給層となるシード膜７ｆ、埋め込み膜７ｇからなる。
【０１２１】
図１６（ａ）には、第１〜４の実施の形態における配線７の第１の領域７ａがバリアメタル７ｅ、およびシード膜７ｆのみで構成され、埋め込み膜７ｇを含まない場合の配線７の構造を示す。また、図１６（ｂ）には、第１の領域７ａがバリアメタル７ｅのみで構成され、シード膜７ｆ、および埋め込み膜７ｇを含まない場合の配線７の構造を示す。
【０１２２】
ここで、バリアメタル７ｅは、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｎ等の金属あるいはこれらの金属の化合物からなり、スパッタ法またはＣＶＤ法により形成される。また、シード膜７ｆは、例えば、Ｃｕ等の埋め込み膜７ｇと同じ導電性材料からなり、スパッタ法またはＣＶＤ法により形成される。また、埋め込み膜７ｇは、例えば、Ｃｕ等の導電性材料からなり、めっき法により形成される。
【０１２３】
一般に、スパッタ法により形成される膜は、トレンチの内側面よりも、トレンチ底面からの成長の方が早い。スパッタ法による底面からの成長の速さを利用して、バリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅを、第１の領域７ａに埋める。スパッタ法により形成される膜は膜密度が緻密で、不純物の含有量が少ないので、第１の領域７ａにおけるボイドの発生を抑制することができる。
【０１２４】
また、一般に、ＣＶＤ法は、比較的アスペクト比(高さ／幅)の大きい領域にも膜を埋め込み易い。そのため、ＣＶＤ法により形成されるバリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅを第１の領域７ａに埋めることにより、第１の領域７ａにおけるボイドの発生を抑制することができる。
【０１２５】
また、本実施の形態を第５の実施の形態における配線９に適用する場合は、配線９は、第１の領域９ａがバリアメタルおよびシード膜のみで構成され、埋め込み膜を含まない構造を有する。または、配線９は、第１の領域９ａがバリアメタルのみで構成され、シード膜および埋め込み膜を含まない構造を有する。
【０１２６】
（第６の実施の形態の効果）
本発明の第６の実施の形態に係る配線によれば、スパッタ法またはＣＶＤ法により形成されるバリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅにより第１の領域７ａを埋めることにより、第１の領域７ａにおけるボイドの発生を抑制することができる。
【０１２７】
また、バリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅにより第１の領域７ａを埋めることにより、埋め込み膜７ｇを埋め込む領域のアスペクト比を小さくして、埋め込み膜７ｇの埋め込みを容易にすることができる。
【０１２８】
さらに、図１６（ｂ）に示すように、第１の領域７ａがバリアメタル７ｅのみで埋められる場合、第１の領域７ａ中にボイドが出来たとしても、Ｔａ等のバリアメタルで包含されたボイドは不活性であるため、第２の領域７ｂ中に動き出すことがない。よって、図１６（ｂ）の構造においては、ボイドが発生した場合であっても、信頼性の劣化が少ない。
【０１２９】
なお、図１６（ａ）、（ｂ）は、配線７のコンタクト４が接続されていない領域における断面を示すが、コンタクト４が接続されていない領域においても、同様に第１の領域７ａがバリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅにより埋められている。第５の実施の形態における配線９に適用した場合も同様である。
【０１３０】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、半導体装置１のうち、素子部等における微細な配線構造には上記各実施の形態において説明した配線構造を適用し、周辺回路部等のさほど微細でない配線構造には従来の配線構造を適用することができる。これは、配線構造が微細でない場合には耐電圧特性、および耐リーク特性があまり問題とならないため、配線を上記各実施の形態のように第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる構造、あるいは第１の領域９ａ、１０ａ、第２の領域９ｂ、１０ｂ、および第３の領域９ｃ、１０ｃからなる構造にして、隣接する導電部材間の最近接距離を大きくする必要がないためである。また、配線の構造が、断面が四角形になる従来の構造である場合は、体積が増える分だけ電気抵抗を下げることができるためでもある。
【０１３１】
また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 半導体装置。３ コンタクト層絶縁膜。４ コンタクト。５ エッチングストッパ膜。７、９、１０ 配線。７ａ、９ａ、１０ａ 第１の領域。７ｂ、９ｂ、１０ｂ 第２の領域。９ｃ、１０ｃ 第３の領域。７ｅ バリアメタル。７ｆ シード膜。７ｇ 埋め込み層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の配線構造において、配線溝、ビアホール等をエッチングにより形成する際にこれらの深さを揃え、且つ下層の層間絶縁膜へのオーバーエッチングを抑えるためのエッチングストッパ膜が一般に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高い耐電圧特性、および耐リーク特性を有する配線構造を備える半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、前記接続部材の上面の一部と接する第１の領域、および前記第１の領域上に位置し、前記第１の領域よりも幅の広い第２の領域を含む配線と、前記第１の絶縁膜上に、前記配線の前記第１の領域の側面の上側から少なくとも一部、および前記第２の領域の底面に接して形成された第２の絶縁膜と、を有することを特徴とする半導体装置を提供する。
【０００６】
また、本発明の他の態様は、半導体素子が設けられた半導体基板と、前記半導体基板上に形成された、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、前記接続部材の上面の一部と接する第１の領域、前記第１の領域上に位置し、前記第１の領域よりも幅の広い第２の領域、および前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置し、逆ラウンド形状（曲面からなる凹型形状）、またはテーパー形状を有する第３の領域を含む配線と、前記第１の絶縁膜上に、前記配線の前記第３の領域に接して形成された第２の絶縁膜と、を有することを特徴とする半導体装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高い耐電圧特性、および耐リーク特性を有する配線構造を備える半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図、および配線とコンタクトのみを示した斜視図。
【図２】図１に示した切断線II−IIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図、および第１の比較例としての２段構造を有さない従来の配線を有する半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の変形例を示す断面図。
【図５Ａ】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図５Ｂ】（ｄ）〜（ｆ）は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図、および第２の比較例としての２段構造を有さない従来の配線を有する半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態に係る半導体装置の変形例を示す断面図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、第３の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図、および第３の比較例としての２段構造を有さない従来の配線を有する半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は、第４の実施の形態に係る半導体装置の断面図。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、第４の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図、および第４の比較例としての２段構造を有さない従来の配線を有する半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は、第５の実施の形態に係る半導体装置の配線周辺の部分拡大図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は、第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図１６】（ａ）、（ｂ）は、第６の実施の形態に係る半導体装置の配線の断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
〔第１の実施の形態〕
（半導体装置の構成）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の断面図であり、図１（ｂ）は、配線およびコンタクトのみを示した斜視図である。また、図２は、図１に示した切断線II−IIにおける切断面を図中の矢印の方向に見た断面図である。
【００１０】
半導体装置１は、表面に半導体素子を有する半導体基板と、半導体基板上に積層された多層配線構造を有する。図１（ａ）は、この多層配線構造の一部を示す断面図である。
【００１１】
半導体装置１は、被接続部２と、被接続部２に電気的に接続されるコンタクト４と、コンタクト４と同じ層に形成されたコンタクト層絶縁膜３と、コンタクト４上に、コンタクト４の上面の一部に接して形成された配線７と、コンタクト層絶縁膜３上に配線７の側面の一部に接して形成されたエッチングストッパ膜５と、エッチングストッパ膜５上に配線７の側面の一部と接して形成された配線層絶縁膜６と、配線７および配線層絶縁膜６の上面に形成されたキャップ層８と、を有する。なお、コンタクト４、配線７等のレイアウトは図１に示したものに限られない。
【００１２】
被接続部２は、半導体基板、半導体素子等のコンタクト部である。具体的には、例えば、トランジスタのソース・ドレイン領域、ゲート電極のコンタクト部や、金属配線である。
【００１３】
配線７は、例えば、Ｃｕ等の導電性材料からなる。なお、配線７は、内部の金属の拡散を防ぐバリアメタルを表面に有する構造であってもよい。バリアメタルは、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｎ等の金属あるいはこれらの金属の化合物からなる。
【００１４】
また、配線７は、エッチングストッパ膜５の上面の高さより低い位置にある領域で、コンタクト４の上面の一部と接する第１の領域７ａと、第１の領域７ａ上に位置し、第１の領域７ａよりも幅の広い第２の領域７ｂとからなる２段構造を有する。第１の領域７ａの側面の上側から少なくとも一部はエッチングストッパ膜５の側面に接し、第２の領域７ｂの第１の領域７ａとの幅の違いにより生じる底面は、エッチングストッパ膜５の上面に接する。また、第１の領域７ａの一部は、コンタクト４が接続される領域において、コンタクト４上から幅方向に外れている。
【００１５】
なお、配線材料の埋め込み易さを確保するために、第１の領域７ａのアスペクト比（高さ／幅）が５よりも小さいことが好ましい。さらに、エッチングストッパ膜５の厚さが薄い方が配線材料を埋め込み性がよく、例えば、４０ｎｍ以下であることが、好ましい。
【００１６】
コンタクト４は、例えば、Ｗ、Ｃｕ、Ａｌ等の導電性材料からなる。なお、コンタクト４は、配線７と同様に、内部の金属の拡散を防ぐバリアメタルを表面に有する構造であってもよい。また、コンタクト４の断面形状は、図２（ａ）に示すように真円に近い形状であってもよく、図２（ｂ）に示すように楕円形状であってもよい。
【００１７】
コンタクト層絶縁膜３は、例えば、ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）や、ＳｉＯ２、ＳｉＯ２にＣを添加したＳｉＯＣ、ＳｉＯ２にＮを添加したＳｉＯＮ、ＳｉＯ２にＦを添加したＳｉＯＦ、ＳｉＯ２にＢ、Ｐを添加したＢＰＳＧ、等のＳｉ酸化物からなる。また、ＳｉＯＣＨ、ポリメチルシロキサン、ポリアリーレン、ベンゾオキサゾール等の有機絶縁材料を用いてもよい。
【００１８】
配線層絶縁膜６の材料には、コンタクト層絶縁膜３と同様の材料を用いることができる。
【００１９】
エッチングストッパ膜５は、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＯＮ等の絶縁材料からなる。また、エッチングストッパ膜５は、配線層絶縁膜６のエッチング加工時に、エッチングストッパとして働くため、配線層絶縁膜６とのエッチング選択比が高い材料であることが好ましい。
【００２０】
キャップ膜８は、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮ等の絶縁材料からなる。
【００２１】
図３（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。
【００２２】
また、図３（ｂ）は、第１の比較例としての２段構造を有さない配線１７を有する半導体装置２の配線１７の周辺の部分拡大図である。
【００２３】
ここで、半導体装置１における隣接する配線７の第２の領域７ｂ同士の間の距離を配線間距離Ｌ１、隣接するコンタクト４同士の間の距離をコンタクト間距離Ｌ２、隣接するコンタクト４と配線７の第１の領域７ａとの間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３とする。また、半導体装置２における隣接する配線１７同士の間の距離を配線間距離Ｌ１’、隣接するコンタクト４同士の間の距離をコンタクト間距離Ｌ２’、隣接するコンタクト４と配線１７との間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３’とする。また、配線間距離Ｌ１と配線間距離Ｌ１’、およびコンタクト間距離Ｌ２とコンタクト間距離Ｌ２’は等しい。
【００２４】
なお、図３（ａ）に示す半導体装置１においては、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しい、すなわち配線間距離Ｌ１とコンタクト間距離Ｌ２が等しいものとする。また、図３（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７の幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しい、すなわち配線間距離Ｌ１’とコンタクト間距離Ｌ２’が等しいものとする。
【００２５】
配線とコンタクトの形成位置にずれが生じなければ、配線間距離およびコンタクト間距離が隣接する導電部材間の最近接距離となる。導電部材間に電界が印加された際、導電部材間の距離が最近接するところで、リーク電流および絶縁破壊が起こりやすい。そこで、配線間距離およびコンタクト間距離がリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられるような距離になるように、配線およびコンタクトが形成される。しかし、微細化された配線構造においては、リソグラフィでの合わせ精度等の問題により、配線とコンタクトの形成位置にずれが発生する場合が少なくない。
【００２６】
図３（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７とコンタクト４の形成位置にずれがあり、配線間距離Ｌ１’およびコンタクト間距離Ｌ２’よりも、コンタクト−配線間距離Ｌ３’の方が短くなる。すなわち、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１’およびコンタクト間距離Ｌ２’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定したとしても、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が限界距離Ｌｌｉｍよりも小さくなるおそれがある（Ｌ３’＜Ｌｌｉｍ＜Ｌ１’＝Ｌ２’）。なお、限界距離Ｌｌｉｍは、隣接する導電部材間に印加する電位差によって異なる。
【００２７】
一方、図３（ａ）に示す本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置１においては、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有するため、コンタクト−配線間距離Ｌ３が半導体装置２のコンタクト−配線間距離Ｌ３’よりも大きくなる。そして、第２の領域７ｂの幅を調節することにより、コンタクト−配線間距離Ｌ３を限界距離Ｌｌｉｍよりも大きくすることが可能になる（Ｌｌｉｍ＜Ｌ３＜Ｌ１＝Ｌ２）。
【００２８】
なお、本実施の形態に係る半導体装置１において、配線７の第２の領域７ｂの幅、その幅方向のコンタクト４の径、配線間距離Ｌ１、およびコンタクト間距離Ｌ２の大きさをｆ、配線７の第１の領域７ａの幅をＸｆ（０＜Ｘ＜１）、配線７（第２の領域７ｂ）とコンタクト４の形成位置の配線７の幅方向のずれをＺとした場合、隣接する導電部材間の最近接距離であるコンタクト−配線間距離Ｌ３は、以下の式で表される。
【数１】
【００２９】
また、半導体装置２において、配線１７の幅、その幅方向のコンタクト４の径、配線間距離Ｌ１’、およびコンタクト間距離Ｌ２’の大きさをｆ、配線１７とコンタクト４の形成位置の配線１７の幅方向のずれをＺとした場合、コンタクト−配線間距離Ｌ３’は、以下の式で表される。
【数２】
【００３０】
そのため、この場合、半導体装置１は、半導体装置２に比べて、以下の式で表されるΔＬだけ、隣接する導電部材間の最近接距離が大きくなる。
【数３】
【００３１】
また、半導体装置１においては、Ｌｌｉｍ＜Ｌ１、およびＬｌｉｍ＜Ｌ３＜Ｌ２の関係を満たせば、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しくなくてもよい。従って、Ｌ１≠Ｌ２であってもよい。
【００３２】
例えば、図４（ａ）に示すように、配線７の第２の領域７ｂの幅を拡げてもよい。第２の領域７ｂの幅を拡げることにより、配線７における電気抵抗率をさげることができる。
【００３３】
また、第２の領域７ｂの幅を拡げることにより、材料の埋め込み性が向上するため、配線７の形成が容易になる。また、隣接する導電部材間の最近接距離が隣接する第２の領域７ｂ間の距離であり、配線７とコンタクト４の幅方向の位置のずれによらない場合、隣接する導電部材間の最近接距離は、リソグラフィの位置合わせ精度によらず、配線７の第２の領域７ｂの寸法精度のみによって決定される。第２の領域７ｂの寸法は、リソグラフィの解像度と加工精度のみによって決定され、約１ｎｍ程度までの細かい精度で制御できるので、所望の大きさに設定しやすい。このため、第２の領域７ｂの幅を広げて、配線間距離Ｌ１を最近接距離にすることで、リーク電流、および絶縁破壊の発生をより管理し易くすることができる。
【００３４】
また、例えば、図４（ｂ）に示すように、コンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げてもよい。コンタクト４の径を拡げることにより、コンタクト４における抵抗率をさげることができる。また、材料を埋め込み易くなるため、コンタクト４の形成が容易になる。
【００３５】
以下に、本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法の一例を示す。
【００３６】
（半導体装置の製造方法）
図５Ａ（ａ）〜（ｃ）、図５Ｂ（ｄ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【００３７】
まず、図５Ａ（ａ）に示すように、被接続膜２上のコンタクト層絶縁膜３内にコンタクト４を形成した後、これらの上にエッチングストッパ膜５、配線層絶縁膜６を順次形成する。
【００３８】
ここで、コンタクト層絶縁膜３は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により形成された後、例えば、フォトリソグラフィ法とＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法によりパターニングされ、コンタクト４のためのコンタクトホールが形成される。
【００３９】
また、コンタクト４は、コンタクト層絶縁膜３に形成されたコンタクトホール内にコンタクト材料を形成した後、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の平坦化処理を施し、上部の余分な部分を除去して形成される。このとき、例えば、Ｗをコンタクト材料として用いる場合は、バリアメタルとして、例えばＴｉＮをＣＶＤ法により成膜して、ＷをＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法やプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００４０】
また、エッチングストッパ膜５および配線層絶縁膜６は、ＣＶＤ法等により形成される。
【００４１】
次に、図５Ａ（ｂ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィ法とＲＩＥ法により、配線層絶縁膜６をパターニングして、配線７のための配線溝７ｃを形成する。このとき、エッチングストッパ膜５により、配線溝７ｃの深さが揃えられる。
【００４２】
次に、図５Ａ（ｃ）に示すように、配線溝７ｃ下のエッチングストッパ膜５を除去して配線溝７ｃを深くし、コンタクト４の上面の少なくとも一部を露出させる。なお、このとき、同図に示すように、コンタクト４と配線溝７ｃの位置のずれにより、コンタクト層絶縁膜３の一部が除去されて配線溝７ｃの一部となってもよい。
【００４３】
次に、図５Ｂ（ｄ）に示すように、例えば、エッチングストッパ膜５に対して加工選択比のあるＲＩＥ法、またはウェットエッチングを用いて、エッチングストッパ膜５をストッパとして配線層絶縁膜６をエッチングし、配線溝７ｃのエッチングストッパ膜５の上面の高さよりも上にある領域の幅を拡げる。
【００４４】
次に、図５Ｂ（ｅ）に示すように、配線溝７ｃ内に配線材料７ｄを形成する。例えば、Ｃｕを配線材料７ｄとして用いる場合は、バリアメタルとして、例えばＴｉやＴａをスパッタ法等で成膜し、次にスパッタ法でＣｕシード膜を形成した後、その上にＣｕ膜をめっきして形成する。
【００４５】
次に、図５Ｂ（ｆ）に示すように、配線材料７ｄにＣＭＰ等の平坦化処理を施し、上部の余分な部分を除去して、配線７を形成する。ここで、配線７のエッチングストッパ膜５の上面の高さよりも下にある領域が第１の領域７ａ、エッチングストッパ膜５の上面の高さよりも上にある領域が第２の領域７ｂとなる。その後、ＣＶＤ法等により、配線層絶縁膜６および配線７上にキャップ膜８を形成する。
【００４６】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置１によれば、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じた場合であっても、導電部材間の最近接距離であるコンタクト−配線間距離Ｌ３を大きくし、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００４７】
また、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線全体の幅を小さくして導電部材間の最近接距離を小さくする場合と比較して、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化を抑えることができる。
【００４８】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態は、コンタクト４と配線７の形成位置のずれが第１の実施の形態よりも小さい。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００４９】
（半導体装置の構成）
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【００５０】
ここで、図６（ａ）、（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。
【００５１】
コンタクト４の形状は、図６（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図６（ｂ）に示すような楕円形状であってもよい。
【００５２】
図７（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。
【００５３】
また、図７（ｂ）は、第２の比較例としての２段構造を有さない従来の配線１７を有する半導体装置２の配線１７の周辺の部分拡大図である。ここで、図７（ａ）、および図７（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図３（ａ）、および図３（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。なお、半導体装置２は、配線の構造以外は、各部材の構造、配置等、すべて半導体装置１と同様であるとする。
【００５４】
ここで、半導体装置１における隣接する配線７の第２の領域７ｂ同士の間の距離を配線間距離Ｌ１、隣接するコンタクト４同士の間の距離をコンタクト間距離Ｌ２とする。本実施の形態においては、配線７の第１の領域７ａは、コンタクト４が接続される領域において、コンタクト４上から幅方向に外れないため、第１の実施の形態と異なり、コンタクト４と第１の領域７ａの一部が同じ高さに位置するということがない。そのため、第１の実施の形態におけるコンタクト−配線間距離Ｌ３に相当するものが存在しない。
【００５５】
また、半導体装置２における隣接する配線１７同士の間の距離を配線間距離Ｌ１’、隣接するコンタクト４同士の間の距離をコンタクト間距離Ｌ２’、隣接するコンタクト４と配線１７との間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３’とする。また、配線間距離Ｌ１と配線間距離Ｌ１’、およびコンタクト間距離Ｌ２とコンタクト間距離Ｌ２’は等しい。
【００５６】
なお、図７（ａ）に示す半導体装置１においては、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しい、すなわち配線間距離Ｌ１とコンタクト間距離Ｌ２が等しいものとする。また、図７（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７の幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しい、すなわち配線間距離Ｌ１’とコンタクト間距離Ｌ２’が等しいものとする。
【００５７】
図７（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７とコンタクト４の形成位置にずれがあり、配線間距離Ｌ１’およびコンタクト間距離Ｌ２’よりも、コンタクト−配線間距離Ｌ３’の方が短くなる。すなわち、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１’およびコンタクト間距離Ｌ２’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定したとしても、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が限界距離Ｌｌｉｍよりも小さくなるおそれがある（Ｌ３’＜Ｌｌｉｍ＜Ｌ１’＝Ｌ２’）。
【００５８】
一方、図７（ａ）に示す本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置１においては、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有するため、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じているにもかかわらず、第１の領域７ａがコンタクト４上から幅方向に外れず、配線間距離Ｌ１とコンタクト間距離Ｌ２が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１とコンタクト間距離Ｌ２を限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定した場合は、導電部材間の最近接距離が限界距離Ｌｌｉｍよりも大きくなる（Ｌｌｉｍ＜Ｌ１＝Ｌ２）。
【００５９】
なお、本実施の形態に係る半導体装置１において、配線７の第２の領域７ｂの幅、その幅方向のコンタクト４の径、配線間距離Ｌ１、およびコンタクト間距離Ｌ２の大きさをｆ、配線７の第１の領域７ａの幅をＸｆ（０＜Ｘ＜１）、配線７（第２の領域７ｂ）とコンタクト４の形成位置の配線７の幅方向のずれをＺとした場合、隣接する導電部材間の最近接距離は、配線間距離Ｌ１、およびコンタクト間距離Ｌ２であるｆとなる。
【００６０】
また、半導体装置２において、配線１７の幅、その幅方向のコンタクト４の径、配線間距離Ｌ１’、およびコンタクト間距離Ｌ２’の大きさをｆ、配線１７とコンタクト４の形成位置の配線１７の幅方向のずれをＺとした場合、コンタクト−配線間距離Ｌ３’は、以下の式で表される。
【数４】
【００６１】
そのため、この場合、半導体装置１は、半導体装置２に比べて、以下の式で表されるΔＬだけ、隣接する導電部材間の最近接距離が大きくなる。
【数５】
【００６２】
また、半導体装置１においては、Ｌｌｉｍ＜Ｌ１、およびＬｌｉｍ＜Ｌ２の関係を満たせば、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しくなくてもよい。従って、Ｌ１≠Ｌ２であってもよい。
【００６３】
例えば、図８（ａ）に示すように、配線７の第２の領域７ｂの幅を拡げてもよい。また、例えば、図８（ｂ）に示すように、コンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げてもよい。配線７の第２の領域７ｂの幅、またはコンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げることによる効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００６４】
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置１によれば、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じた場合であっても、コンタクト−配線間距離ではなく、配線間距離Ｌ１および（または）コンタクト間距離Ｌ２が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、隣接する導電部材間の最近接距離は、リソグラフィの位置合わせ精度によらず、配線７の第２の領域７ｂおよびコンタクト４の寸法精度のみによって決定される。第２の領域７ｂおよびコンタクト４の寸法は、リソグラフィの解像度と加工精度のみによって決定され、約１ｎｍ程度までの細かい精度で制御できるので、所望の大きさに設定しやすい。このため、第２の領域７ｂの幅および（または）コンタクト４の径を広げて、配線間距離Ｌ１および（または）コンタクト間距離Ｌ２を最近接距離にすることで、リーク電流、および絶縁破壊の発生をより管理し易くすることができる。
【００６５】
また、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線全体の幅を小さくして導電部材間の最近接距離を小さくする場合と比較して、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化を抑えることができる。
【００６６】
〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態は、コンタクト４のレイアウトにおいて、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００６７】
（半導体装置の構成）
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。
【００６８】
ここで、図９（ａ）、（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。
【００６９】
コンタクト４の形状は、図９（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図９（ｂ）に示すような楕円形状であってもよいが、複数のコンタクト４は一列に配置されずに、隣接するもの同士が配線７の長さ方向にずれて配置される。このような配置によれば、隣接するコンタクト４同士の距離を離すことができる。また交互にコンタクト４を配置することにより、リソグラフィでの解像度が向上し、より寸法の小さいコンタクト４を形成することが可能となる。
【００７０】
図１０（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。また、図１０（ｂ）は、第３の比較例としての２段構造を有さない従来の配線１７を有する半導体装置２の配線１７の周辺の部分拡大図である。ここで、図１０（ａ）、および図１０（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図３（ａ）、および図３（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。なお、半導体装置２は、配線の構造以外は、各部材の構造、配置等、すべて半導体装置１と同様であるとする。
【００７１】
ここで、半導体装置１における隣接する配線７の第２の領域７ｂ同士の間の距離を配線間距離Ｌ１、隣接するコンタクト４と配線７の第１の領域７ａとの間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３とする。本実施の形態においては、コンタクト４は隣接するもの同士が配線７の長さ方向にずれるように配置されるため、コンタクト間距離は長くなり、隣接する導電部材間の最近接距離にはなり得ない。そのため、コンタクト間距離を考慮しなくてもよい。
【００７２】
また、半導体装置２における隣接する配線１７同士の間の距離を配線間距離Ｌ１’、隣接するコンタクト４と配線１７との間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３’とする。コンタクト間距離については、半導体装置１と同様に、考慮しなくてもよい。また、配線間距離Ｌ１と配線間距離Ｌ１’は等しい。
【００７３】
なお、図１０（ａ）に示す半導体装置１においては、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しいものとする。また、図１０（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７の幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しいものとする。
【００７４】
図１０（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７とコンタクト４の形成位置にずれがあり、配線間距離Ｌ１’よりも、コンタクト−配線間距離Ｌ３’の方が短くなる。すなわち、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定したとしても、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が限界距離Ｌｌｉｍよりも小さくなるおそれがある（Ｌ３’＜Ｌｌｉｍ＜Ｌ１’）。
【００７５】
一方、図１０（ａ）に示す本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置１においては、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有するため、コンタクト−配線間距離Ｌ３が半導体装置２のコンタクト−配線間距離Ｌ３’よりも大きくなる。そして、第２の領域７ｂの幅を調節することにより、コンタクト−配線間距離Ｌ３を限界距離Ｌｌｉｍよりも大きくすることが可能になる（Ｌｌｉｍ＜Ｌ３＜Ｌ１）。
【００７６】
なお、本実施の形態に係る半導体装置１において、配線７の第２の領域７ｂの幅、その幅方向のコンタクト４の径、および配線間距離Ｌ１の大きさをｆ、配線７の第１の領域７ａの幅をＸｆ（０＜Ｘ＜１）、配線７（第２の領域７ｂ）とコンタクト４の形成位置の配線７の幅方向のずれをＺとした場合、隣接する導電部材間の最近接距離であるコンタクト−配線間距離Ｌ３は、以下の式で表される。
【数６】
【００７７】
また、半導体装置２において、配線１７の幅、その幅方向のコンタクト４の径、および配線間距離Ｌ１’の大きさをｆ、配線１７とコンタクト４の形成位置の配線１７の幅方向のずれをＺとした場合、コンタクト−配線間距離Ｌ３’は、以下の式で表される。
【数７】
【００７８】
そのため、この場合、半導体装置１は、半導体装置２に比べて、以下の式で表されるΔＬだけ、隣接する導電部材間の最近接距離が大きくなる。
【数８】
【００７９】
また、半導体装置１においては、Ｌｌｉｍ＜Ｌ１、およびＬｌｉｍ＜Ｌ３の関係を満たせば、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しくなくてもよい。
【００８０】
例えば、配線７の第２の領域７ｂの幅を拡げてもよい。また、例えば、コンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げてもよい。配線７の第２の領域７ｂの幅、またはコンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げることによる効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００８１】
（第３の実施の形態の効果）
本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置１によれば、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じた場合であっても、導電部材間の最近接距離であるコンタクト−配線間距離Ｌ３を大きくし、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００８２】
また、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線全体の幅を小さくして導電部材間の最近接距離を小さくする場合と比較して、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化を抑えることができる。
【００８３】
〔第４の実施の形態〕
本発明の第４の実施の形態は、コンタクト４のレイアウトにおいて、第２の実施の形態と異なる。なお、第２の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【００８４】
（半導体装置の構成）
図１１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。ここで、図１１（ａ）、（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。
【００８５】
コンタクト４の形状は、図１１（ａ）に示すような真円に近い形状であっても、図１１（ｂ）に示すような楕円形状であってもよいが、複数のコンタクト４は一列に配置されずに、隣接するもの同士が配線７の長さ方向にずれて配置される。このような配置によれば、隣接するコンタクト４同士の距離を離すことができる。また交互にコンタクト４を配置することにより、リソグラフィでの解像度が向上し、より寸法の小さいコンタクト４を形成することが可能となる。
【００８６】
図１２（ａ）は、本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。また、図１２（ｂ）は、第４の比較例としての２段構造を有さない従来の配線１７を有する半導体装置２の配線１７の周辺の部分拡大図である。ここで、図１２（ａ）、および図１２（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図３（ａ）、および図３（ｂ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。なお、半導体装置２は、配線の構造以外は、各部材の構造、配置等、すべて半導体装置１と同様であるとする。
【００８７】
ここで、半導体装置１における隣接する配線７の第２の領域７ｂ同士の間の距離を配線間距離Ｌ１、隣接するコンタクト４と配線７の第１の領域７ａとの間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３とする。本実施の形態においては、コンタクト４は隣接するもの同士が配線７の長さ方向にずれるように配置されるため、コンタクト間距離は長くなり、隣接する導電部材間の最近接距離にはなり得ない。そのため、コンタクト間距離を考慮しなくてもよい。
【００８８】
また、半導体装置２における隣接する配線１７同士の間の距離を配線間距離Ｌ１’、隣接するコンタクト４と配線１７との間の距離をコンタクト−配線間距離Ｌ３’とする。コンタクト間距離については、半導体装置１と同様に、考慮しなくてもよい。また、配線間距離Ｌ１と配線間距離Ｌ１’は等しい。
【００８９】
なお、図１２（ａ）に示す半導体装置１においては、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しいものとする。また、図１２（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７の幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しいものとする。
【００９０】
図１２（ｂ）に示す半導体装置２においては、配線１７とコンタクト４の形成位置にずれがあり、配線間距離Ｌ１’よりも、コンタクト−配線間距離Ｌ３’の方が短くなる。すなわち、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が隣接する導電部材間の最近接距離となる。このため、配線間距離Ｌ１’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定したとしても、コンタクト−配線間距離Ｌ３’が限界距離Ｌｌｉｍよりも小さくなるおそれがある（Ｌ３’＜Ｌｌｉｍ＜Ｌ１’）。
【００９１】
一方、図１２（ａ）に示す本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置１においては、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有するため、コンタクト−配線間距離Ｌ３が半導体装置２のコンタクト−配線間距離Ｌ３’よりも大きくなる。本実施の形態においては、配線７の第１の領域７ａは、コンタクト４が接続される領域において、コンタクト４上から幅方向に外れないため、コンタクト−配線間距離Ｌ３は配線間距離Ｌ１’以下になる。このため、配線間距離Ｌ１’をリーク電流および絶縁破壊の発生を抑えられる最小の距離である限界距離Ｌｌｉｍよりも大きく設定すれば、隣接する導電部材間の最近接距離を限界距離Ｌｌｉｍよりも大きくすることができる（Ｌｌｉｍ＜Ｌ１≦Ｌ３）。
【００９２】
なお、本実施の形態に係る半導体装置１において、配線７の第２の領域７ｂの幅、その幅方向のコンタクト４の径、および配線間距離Ｌ１の大きさをｆ、配線７の第１の領域７ａの幅をＸｆ（０＜Ｘ＜１）、配線７（第２の領域７ｂ）とコンタクト４の形成位置の配線７の幅方向のずれをＺとした場合、隣接する導電部材間の最近接距離は、配線間距離Ｌ１であるｆとなる。
【００９３】
また、半導体装置２において、配線１７の幅、その幅方向のコンタクト４の径、および配線間距離Ｌ１’の大きさをｆ、配線１７とコンタクト４の形成位置の配線１７の幅方向のずれをＺとした場合、コンタクト−配線間距離Ｌ３’は、以下の式で表される。
【数９】
【００９４】
そのため、この場合、半導体装置１は、半導体装置２に比べて、以下の式で表されるΔＬだけ、隣接する導電部材間の最近接距離が大きくなる。
【数１０】
【００９５】
また、半導体装置１においては、Ｌｌｉｍ＜Ｌ１、およびＬｌｉｍ＜Ｌ３の関係を満たせば、配線７の第２の領域７ｂの幅とその幅方向のコンタクト４の径が等しくなくてもよい。
【００９６】
例えば、配線７の第２の領域７ｂの幅を拡げてもよい。また、例えば、コンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げてもよい。配線７の第２の領域７ｂの幅、またはコンタクト４の配線７の幅方向の径を拡げることによる効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００９７】
（第４の実施の形態の効果）
本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置１によれば、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線７とコンタクト４の形成位置にずれが生じた場合であっても、コンタクト−配線間距離ではなく、配線間距離Ｌ１が隣接する導電部材間の最近接距離となり、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。
【００９８】
また、配線７が第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる２段構造を有することにより、配線全体の幅を小さくして導電部材間の最近接距離を小さくする場合と比較して、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化を抑えることができる。
【００９９】
〔第５の実施の形態〕
本発明の第５の実施の形態は、配線の形状において、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
【０１００】
（半導体装置の構成）
図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施の形態に係る半導体装置１の配線７の周辺の部分拡大図である。ここで、図１３（ａ）、（ｂ）に示した本実施の形態に係る半導体装置１の断面は、それぞれ図３（ａ）に示した第１の実施の形態に係る半導体装置１の断面に対応する。
【０１０１】
図１３（ａ）に示す半導体装置１が有する配線９は、第１の領域９ａ、第２の領域９ｂ、および第３の領域９ｃからなる３段構造を有する。第１の領域９ａは、エッチングストッパ膜５の底面の高さより低い位置にある領域であり、コンタクト４の側面の一部に接する。また、第２の領域９ｂは、エッチングストッパ膜５の上面の高さより高い位置にあり、第１の領域９ａよりも幅の大きい領域である。
【０１０２】
第３の領域９ｃは、第１の領域９ａと第２の領域９ｂとの間に位置し、コンタクト４の上面の一部に接する。また、第１の領域９ａとの境界近傍で第１の領域９ａと略等しい幅を有し、第２の領域９ｂとの境界近傍で第２の領域９ｂと略等しい幅を有するテーパー形状の領域である。なお、配線材料の埋め込み性をより向上させるためには、第３の領域９ｃのテーパー角（第１の領域９ａの高さ方向となす角）が、例えば、８７°以上であることが好ましい。また、テーパー形状とは、配線溝７ｃを形成するためにエッチングストッパ膜５をエッチングする際に、エッチングストッパ膜５に自然に形成された傾斜により形成されたものは含まない。なお、第１の領域９ａは、第３の領域９ｃと連続したテーパー形状であってもよい。
【０１０３】
図１３（ｂ）に示す半導体装置１が有する配線１０は、第１の領域１０ａ、第２の領域１０ｂ、および第３の領域１０ｃからなる３段構造を有する。第１の領域１０ａ、および第２の領域１０ｂは、配線９の第１の領域９ａ、および第２の領域９ｂと等しい。
【０１０４】
第３の領域１０ｃは、第１の領域１０ａと第２の領域１０ｂとの間に位置し、コンタクト４の上面の一部に接する。また、第１の領域１０ａとの境界近傍で第１の領域１０ａと略等しい幅を有し、第２の領域１０ｂとの境界近傍で第２の領域１０ｂと略等しい幅を有する、逆ラウンド形状（曲面からなる凹型形状）の領域である。
【０１０５】
なお、配線９の第１の領域９ａ、および配線１０の第１の領域１０ａは、第１の実施の形態に係る半導体装置１の配線７の第１の領域７ａと等しく、また、配線９の第２の領域９ｂ、および配線１０の第２の領域１０ｂは、第１の実施の形態に係る半導体装置１の配線７の第２の領域７ｂと等しい。このため、図１３（ａ）、（ｂ）に示す本実施の形態に係る半導体装置１における配線間距離Ｌ１、コンタクト間距離Ｌ２、およびコンタクト−配線間距離Ｌ３の関係は、第１の実施の形態と同様である。
【０１０６】
以下に、本実施の形態に係る半導体装置１の製造方法の一例を示す。
【０１０７】
（半導体装置の製造方法）
図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【０１０８】
まず、図１４（ａ）に示すように、図５Ｂ（ｄ）に示した配線溝７ｃのエッチングストッパ膜５の上面の高さよりも上にある領域の幅を拡げるまでの工程を第１の実施の形態と同様に行う。
【０１０９】
次に、図１４（ｂ）に示すように、エッチングストッパ膜５の配線溝７ｃにより露出した部分にテーパー加工を施す。テーパー加工の方法は、例えば、適切な種類のエッチングガスを選択したり、バイアスパワーを調節したりすることにより、エッチングストッパ膜５のエッチング中にエッチング副生成物をエッチングストッパ膜５の表面に付着させてテーパー形状を形成する。
【０１１０】
次に、図１４（ｃ）に示すように、配線溝７ｃ内に配線９を形成するための配線材料７ｄを形成する。以降の工程は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１１】
なお、図示しないが、配線１０を形成する場合には、図１４（ｂ）に示した工程において、エッチングストッパ膜５の配線溝７ｃにより露出した部分にテーパー加工の代わりにラウンド加工を施す。
【０１１２】
また、本実施の形態に係る半導体装置１は、以下に説明するように、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すような方法で形成してもよい。
【０１１３】
まず、図５Ａ（ａ）に示した配線層絶縁膜６を成膜するまでの工程を第１の実施の形態と同様に行う。
【０１１４】
次に、図１５（ａ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィ法とＲＩＥ法により、配線層絶縁膜６をパターニングして、配線７のための配線溝７ｃを形成する。ここで配線溝７ｃの幅を調節することにより、後の工程において形成する配線９（配線１０）の第２の領域９ｂ（第２の領域１０ｂ）を所望の幅に形成することができる。このとき、エッチングストッパ膜５により、配線溝７ｃの深さが揃えられる。
【０１１５】
次に、図１５（ｂ）に示すように、エッチングストッパ膜５をテーパー加工、あるいはラウンド加工する。この際、配線溝７ｃが深くなり、コンタクト４の上面の少なくとも一部が露出する。ここでエッチングストッパ膜５の下面の高さにおける配線溝７ｃの幅を調節することにより、後の工程において形成する配線９（配線１０）の第１の領域９ａ（第２の領域１０ａ）を所望の幅に形成することができる。
【０１１６】
次に、図１５（ｃ）に示すように、配線溝７ｃ内に配線９を形成するための配線材料７ｄを形成する。以降の工程は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１７】
（第５の実施の形態の効果）
本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置１によれば、第１の実施の形態と同様に、リーク電流および絶縁破壊の発生を抑えることができる。また、配線９または配線１０が、テーパー形状の第３の領域９ｃまたは逆ラウンド形状の第３の領域１０ｃを有することにより、第１の実施の形態よりもさらに、配線を形成する際の材料の埋め込みが容易になり、配線内でのボイドの発生等による電気的特性の劣化をより効果的に抑えることができる。
【０１１８】
なお、図１３（ａ）、（ｂ）に示す半導体装置１は、配線９、および配線１０を第１の実施の形態に係る半導体装置１に適用したものに等しいが、本実施の形態に係る半導体装置１の構成はこれに限られるものではなく、例えば、第２〜４の実施の形態に係る半導体装置１に配線９、および配線１０を適用したものであってもよい。なお、これらの場合であっても、配線間距離Ｌ１、コンタクト間距離Ｌ２、およびコンタクト−配線間距離Ｌ３の関係は、それぞれの実施の形態と同様である。
【０１１９】
〔第６の実施の形態〕
本発明の第６の実施の形態は、第１〜５の実施の形態における配線の構造を詳細に規定するものである。なお、配線以外の構成については、第１〜５の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２０】
（配線の構成）
図１６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施の形態に係る半導体装置の配線の断面図である。この配線７は、バリアメタル７ｅ、金属めっきのための電流供給層となるシード膜７ｆ、埋め込み膜７ｇからなる。
【０１２１】
図１６（ａ）には、第１〜４の実施の形態における配線７の第１の領域７ａがバリアメタル７ｅ、およびシード膜７ｆのみで構成され、埋め込み膜７ｇを含まない場合の配線７の構造を示す。また、図１６（ｂ）には、第１の領域７ａがバリアメタル７ｅのみで構成され、シード膜７ｆ、および埋め込み膜７ｇを含まない場合の配線７の構造を示す。
【０１２２】
ここで、バリアメタル７ｅは、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｎ等の金属あるいはこれらの金属の化合物からなり、スパッタ法またはＣＶＤ法により形成される。また、シード膜７ｆは、例えば、Ｃｕ等の埋め込み膜７ｇと同じ導電性材料からなり、スパッタ法またはＣＶＤ法により形成される。また、埋め込み膜７ｇは、例えば、Ｃｕ等の導電性材料からなり、めっき法により形成される。
【０１２３】
一般に、スパッタ法により形成される膜は、トレンチの内側面よりも、トレンチ底面からの成長の方が早い。スパッタ法による底面からの成長の速さを利用して、バリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅを、第１の領域７ａに埋める。スパッタ法により形成される膜は膜密度が緻密で、不純物の含有量が少ないので、第１の領域７ａにおけるボイドの発生を抑制することができる。
【０１２４】
また、一般に、ＣＶＤ法は、比較的アスペクト比(高さ／幅)の大きい領域にも膜を埋め込み易い。そのため、ＣＶＤ法により形成されるバリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅを第１の領域７ａに埋めることにより、第１の領域７ａにおけるボイドの発生を抑制することができる。
【０１２５】
また、本実施の形態を第５の実施の形態における配線９に適用する場合は、配線９は、第１の領域９ａがバリアメタルおよびシード膜のみで構成され、埋め込み膜を含まない構造を有する。または、配線９は、第１の領域９ａがバリアメタルのみで構成され、シード膜および埋め込み膜を含まない構造を有する。
【０１２６】
（第６の実施の形態の効果）
本発明の第６の実施の形態に係る配線によれば、スパッタ法またはＣＶＤ法により形成されるバリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅにより第１の領域７ａを埋めることにより、第１の領域７ａにおけるボイドの発生を抑制することができる。
【０１２７】
また、バリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅにより第１の領域７ａを埋めることにより、埋め込み膜７ｇを埋め込む領域のアスペクト比を小さくして、埋め込み膜７ｇの埋め込みを容易にすることができる。
【０１２８】
さらに、図１６（ｂ）に示すように、第１の領域７ａがバリアメタル７ｅのみで埋められる場合、第１の領域７ａ中にボイドが出来たとしても、Ｔａ等のバリアメタルで包含されたボイドは不活性であるため、第２の領域７ｂ中に動き出すことがない。よって、図１６（ｂ）の構造においては、ボイドが発生した場合であっても、信頼性の劣化が少ない。
【０１２９】
なお、図１６（ａ）、（ｂ）は、配線７のコンタクト４が接続されていない領域における断面を示すが、コンタクト４が接続されていない領域においても、同様に第１の領域７ａがバリアメタル７ｅおよびシード膜７ｆ、またはバリアメタル７ｅにより埋められている。第５の実施の形態における配線９に適用した場合も同様である。
【０１３０】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、半導体装置１のうち、素子部等における微細な配線構造には上記各実施の形態において説明した配線構造を適用し、周辺回路部等のさほど微細でない配線構造には従来の配線構造を適用することができる。これは、配線構造が微細でない場合には耐電圧特性、および耐リーク特性があまり問題とならないため、配線を上記各実施の形態のように第１の領域７ａと第２の領域７ｂからなる構造、あるいは第１の領域９ａ、１０ａ、第２の領域９ｂ、１０ｂ、および第３の領域９ｃ、１０ｃからなる構造にして、隣接する導電部材間の最近接距離を大きくする必要がないためである。また、配線の構造が、断面が四角形になる従来の構造である場合は、体積が増える分だけ電気抵抗を下げることができるためでもある。
【０１３１】
また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 半導体装置。３ コンタクト層絶縁膜。４ コンタクト。５ エッチングストッパ膜。７、９、１０ 配線。７ａ、９ａ、１０ａ 第１の領域。７ｂ、９ｂ、１０ｂ 第２の領域。９ｃ、１０ｃ 第３の領域。７ｅ バリアメタル。７ｆ シード膜。７ｇ 埋め込み層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、円形または楕円形の平面形状を有し、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、
前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、
前記接続部材上に形成された配線であって、前記配線は、長さ方向と幅方向とを有し、前記配線は、前記接続部材の上面の一部と接する第１の領域、前記第１の領域上に位置し、前記第１の領域よりも幅の広い第２の領域、および前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置し、逆ラウンド形状（曲面からなる凹型形状）、またはテーパー形状を有する第３の領域を含み、前記第１、第２、および第３の領域の各々は、前記配線の長さ方向に延びている、配線と、
前記第１の絶縁膜上に、前記配線の前記第３の領域に接して形成された第２の絶縁膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記配線の前記第１の領域の一部は、前記接続部材が接続される領域において、前記接続部材上から前記配線の幅方向に外れていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記接続部材は、前記接続部材に隣接する他の接続部材と、前記配線の長さ方向にずれて配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記配線の前記第１の領域は、バリアメタルおよびシード膜のみ、またはバリアメタルのみで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１】
半導体素子が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、円形または楕円形の平面形状を有し、上下層の導電部材を電気的に接続する接続部材と、
前記接続部材と同じ層に形成された第１の絶縁膜と、
前記接続部材上に形成された配線であって、前記配線は、長さ方向と幅方向とを有し、前記配線は、前記接続部材の上面の一部と接する第１の領域、前記第１の領域上に位置し、前記第１の領域よりも幅の広い第２の領域、および前記第１の領域と前記第２の領域の間に位置し、逆ラウンド形状（曲面からなる凹型形状）、またはテーパー形状を有する第３の領域を含み、前記第１、第２、および第３の領域の各々は、前記配線の長さ方向に延びている、配線と、
前記第１の絶縁膜上に、前記配線の前記第３の領域に接して形成された第２の絶縁膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記配線の前記第１の領域の一部は、前記接続部材が接続される領域において、前記接続部材上から前記配線の幅方向に外れていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記接続部材は、前記接続部材に隣接する他の接続部材と、前記配線の長さ方向にずれて配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記配線の前記第１の領域は、バリアメタルおよびシード膜のみ、またはバリアメタルのみで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１７８６１８（Ｐ２０１２−１７８６１８Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４０００５（Ｐ２０１２−１４０００５）
【出願日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【分割の表示】特願２００８−２０３７３（Ｐ２００８−２０３７３）の分割
【原出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【分割の表示】特願２００８−２０３７３（Ｐ２００８−２０３７３）の分割
【原出願日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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