(57)【要約】【課題】配線の側面側に当該配線が露出するような空隙を形成することで、アニール処理の際に格子欠陥を配線の露出部分（空隙部分）に集積して配線の品質を向上させる金属配線構造及び金属配線形成方法を提供する。【解決手段】絶縁層１０に形成された溝にＣｕ配線１２が埋設されて形成され、当該Ｃｕ配線１２の一部の側面に前記Ｃｕ配線１２が露出する空隙１３が形成されているものである。また、前記絶縁層１０に形成された前記溝内の表面にバリア層１１が形成されており、当該バリア層１１の表面に前記Ｃｕ配線１２が埋設されて形成されており、前記空隙１３の部分は前記バリア層１１が排除、又は前記バリア層１１との境界に前記空隙１３が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層に形成された溝に金属配線が埋設されて形成され、当該金属配線の一部の側面に前記金属配線が露出する空隙が形成されていることを特徴とする金属配線構造。
【請求項２】
請求項１に記載の金属配線構造において、
前記絶縁層に形成された前記溝内の表面にバリア層が形成されており、当該バリア層の表面に前記金属配線が埋設されて形成されており、前記空隙の部分は前記バリア層が排除されていることを特徴とする金属配線構造。
【請求項３】
請求項１に記載の金属配線構造において、
前記絶縁層に形成された前記溝内の表面にバリア層が形成されており、当該バリア層の表面に前記金属配線が埋設されて形成されており、前記空隙が前記バリア層と前記金属配線との境界に形成されることを特徴とする金属配線構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の金属配線構造において、
前記絶縁層が複数層に積層された多層構造であることを特徴とする金属配線構造。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の金属配線構造において、
前記金属配線の配線幅が、前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって連続的に変化して形成されていることを特徴とする金属配線構造。
【請求項６】
絶縁層に溝を形成する溝形成工程と、
前記絶縁層の最表面に金属配線のシード層を形成するシード形成工程と、
前記金属配線をめっきで形成するめっき工程と、
形成された不要な箇所を研磨する研磨工程と、
前記金属配線の一部の側面に前記金属配線が露出する空隙を形成する空隙形成工程と、
形成された配線構造にアニール処理を行うアニール工程とを含むことを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項７】
請求項６に記載の金属配線形成方法において、
前記溝形成工程の後に、前記絶縁層の表面にバリア層を形成するバリア層形成工程を含み、
前記シード形成工程が、最表面となっている前記バリア層の表面に前記シード層を形成し、前記空隙形成工程が、前記金属配線の一部の側面に形成されているバリア層、又は、当該バリア層及び前記絶縁膜を排除して前記金属配線を前記空隙に露出させることを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項８】
請求項６に記載の金属配線形成方法において、
前記溝形成工程の後に、前記絶縁層の表面にバリア層を形成するバリア層形成工程を含み、
前記シード形成工程が、最表面となっている前記バリア層の表面に前記シード層を形成し、前記空隙形成工程が、前記金属配線と前記バリア層との境界に前記空隙を形成して前記金属配線を前記空隙に露出させることを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載の金属配線形成方法において、
前記溝形成工程から前記空隙形成工程までを複数層に亘って実行した後に、一括して前記アニール工程を実行することを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれかに記載の金属配線形成方法において、
前記溝形成工程が、前記金属配線の配線幅が前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって連続的に変化して形成されるように前記溝を形成することを特徴とする金属配線形成方法。
【請求項１１】
請求項６ないし１０のいずれかに記載の金属配線形成方法において、
前記アニール工程が、前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって加熱もしくは冷却し、又は、前記空隙が形成されている箇所から前記空隙が形成されていない箇所に向かって加熱もしくは冷却することを特徴とする金属配線形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属配線中の欠陥を集積して排除する金属配線構造等に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの高集積化により、その配線幅は数十ナノメートル程度にまで小さくなっている。また、プロセス技術の進化に伴い、配線の材料はＷ（タングステン）→Ｎｉ（ニッケル）→Ａｌ（アルミニウム）→Ｃｕ（銅）へと変遷している。Ｃｕ配線を形成する方法として、一般的にダマシン法が知られている。ダマシン法は、絶縁膜に形成された溝をＣｕめっきで埋設し、不要な部分を研磨することで配線を形成するものである。
【０００３】
しかしながら、上記の方法において成膜されたＣｕ配線では、めっきの際に格子欠陥（空孔、転位、結晶粒界等）が生じてしまい、配線の品質が低下してしまうという問題がある。そのため、現在はアニール処理を行うことで、このような欠陥を取り除いて金属配線の品質を高めることが行われており、アニール処理による欠陥除去の効果をより高めることができる技術が望まれている。
【０００４】
また、配線の品質を向上させる技術として、例えば特許文献１、２に示す技術が開示されている。特許文献１に示す技術は、銅層５、１２をメッキにより形成する工程と、その銅層５、１２上に欠陥捕獲膜１３を形成する工程と、たとえばアニールにより銅層５、１２中の欠陥を欠陥捕獲膜１３中に移動させる工程と、欠陥捕獲膜１３を除去する工程とを備えているものである。
【０００５】
特許文献２に示す技術は、シリコン基板２に形成された溝にトレンチ分離酸化膜３が形成されており、そのトレンチ分離酸化膜３上にフローティングゲート電極１０ａ〜１０ｄおよびコントロールゲート電極１２ａ〜１２ｄが形成されており、フローティングゲート電極等によって挟まれた領域にシリコン基板２の表面を露出する開口部３ａが形成されており、開口部３ａを埋込むとともにコントロールゲート電極を覆うようにＢＰＴＥＯＳ膜１６が形成されており、ＢＰＴＥＯＳ膜１６によって埋込まれた開口部３ａ内にボイド２０が形成されているものである。
【０００６】
さらに、半導体内部に空隙を設ける技術として、例えば非特許文献１に示す技術が開示されている。非特許文献１に示す技術は、配線間の絶縁層内部に空隙を設けることで、絶縁層で生じる寄生容量、すなわち損失を低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１９８３４号公報
【特許文献２】特開２００２−０７６２９９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ITRS  2013  Edition  (JEIT  訳)  配線、[online]  38〜39頁、一般社団法人  電子情報技術産業協会  半導体部会、インターネット<http://semicon.jeita.or.jp/STRJ/ITRS/2013/ の“配線”>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示す技術は、Ｃｕ配線内の欠陥を最上層の欠陥捕獲膜に誘導する構成となっているため、積層構造を形成するような場合には、アニール等の処理を行った後に次の上層を形成する工程に進む必要があり、作業工程が煩雑になってしまうという課題を有する。
【００１０】
特許文献２に示す技術は、絶縁体に囲まれた場所に空隙を設けることで熱応力を緩和するものであるが、空隙が配線に直接隣接して設けられるものではなく、アニール処理により配線内に生じている格子欠陥を効果的に排除できる技術ではない。
【００１１】
非特許文献１に示す技術は、配線間の絶縁層内部に空隙を形成し、絶縁層で生じる寄生容量を低減する技術であり、アニール処理により配線内に生じている格子欠陥を効果的に排除できる技術ではない。
【００１２】
本発明は、配線の側面側に当該配線が露出するような空隙を形成することで、アニール処理の際に格子欠陥を配線の露出部分（空隙部分）に集積して配線の品質を向上させる金属配線構造及び金属配線形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る金属配線構造は、絶縁層に形成された溝に金属配線が埋設されて形成され、当該金属配線の一部の側面に前記金属配線が露出する空隙が形成されているものである。
【００１４】
このように、本発明に係る金属配線構造においては、絶縁層に形成された溝に金属配線が埋設されて形成され、当該金属配線の一部の側面に前記金属配線が露出する空隙が形成されているため、アニール処理を行うことで、金属配線内に生じている格子欠陥を空隙が形成された箇所の金属配線の表面に誘導して格子欠陥を消滅することができ、金属配線の品質を格段に向上させることができるという効果を奏する。
【００１５】
また、部分的に空隙を形成することで、応力分布を発生させることができ、格子欠陥を空隙が形成されている箇所に誘導することが可能となる。
【００１６】
本発明に係る金属配線構造は、前記絶縁層に形成された前記溝内の表面にバリア層が形成されており、当該バリア層の表面に前記金属配線が埋設されて形成されており、前記空隙の部分は前記バリア層が排除されるものである。
【００１７】
このように、本発明に係る金属配線構造においては、前記絶縁層に形成された前記溝内の表面にバリア層が形成されており、当該バリア層の表面に前記金属配線が埋設されて形成されており、前記空隙の部分は前記バリア層が排除されているため、金属配線層が空隙領域に直接露出することができ、バリア層に阻害されることなく、格子欠陥を金属配線の表面で消滅させることができるという効果を奏する。
【００１８】
本発明に係る金属配線構造は、前記絶縁層に形成された前記溝内の表面にバリア層が形成されており、当該バリア層の表面に前記金属配線が埋設されて形成されており、前記空隙が前記バリア層と前記金属配線との境界に形成されるものである。
【００１９】
このように、本発明に係る金属配線構造においては、前記絶縁層に形成された前記溝内の表面にバリア層が形成されており、当該バリア層の表面に前記金属配線が埋設されて形成されており、前記空隙が前記バリア層と前記金属配線との境界に形成されるため、金属配線層が空隙領域に直接露出することができ、格子欠陥を金属配線の表面で消滅させることができるという効果を奏する。
【００２０】
本発明に係る金属配線構造は、前記絶縁層が複数層に積層された多層構造とするものである。
【００２１】
このように、本発明に係る金属配線構造においては、前記絶縁層が複数層に積層された多層構造とするため、アニール処理を積層形成後に一括して行った場合であっても、金属配線の側面から格子欠陥を纏めて除去することができ、作業工程を極めて効率よく行うことが可能になるという効果を奏する。
【００２２】
本発明に係る金属配線構造は、前記金属配線の配線幅が、前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって連続的に変化して形成されているものである。
【００２３】
このように、本発明に係る金属配線構造においては、前記金属配線の配線幅が、前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって連続的に変化して形成されているため、格子欠陥が熱応力を受けて空隙が形成されている箇所に向かって移動し、最終的に空隙部分で消滅させることができ、格子欠陥を効率よく除去することが可能になるという効果を奏する。
【００２４】
本発明に係る金属配線形成方法は、絶縁層に溝を形成する溝形成工程と、前記絶縁層の最表面に金属配線のシード層を形成するシード形成工程と、前記金属配線をめっきで形成するめっき工程と、形成された不要な箇所を研磨する研磨工程と、前記金属配線の一部の側面に前記金属配線が露出する空隙を形成する空隙形成工程と、形成された配線構造にアニール処理を行うアニール工程とを含むものである。
【００２５】
このように、本発明に係る金属配線形成方法においては、絶縁層に溝を形成する溝形成工程と、前記絶縁層の最表面に金属配線のシード層を形成するシード形成工程と、前記金属配線をめっきで形成するめっき工程と、形成された不要な箇所を研磨する研磨工程と、前記金属配線の一部の側面に前記金属配線が露出する空隙を形成する空隙形成工程と、形成された配線構造にアニール処理を行うアニール工程とを含むため、アニール処理を行うことで、金属配線内に生じている格子欠陥を空隙が形成された箇所の金属配線の表面に誘導して格子欠陥を消滅することができ、金属配線の品質を格段に向上させることができるという効果を奏する。
【００２６】
本発明に係る金属配線形成方法は、前記溝形成工程の後に、前記絶縁層の表面にバリア層を形成するバリア層形成工程を含み、前記シード形成工程が、最表面となっている前記バリア層の表面に前記シード層を形成し、前記空隙形成工程が、前記金属配線の一部の側面に形成されているバリア層を排除して前記金属配線を前記空隙に露出させるものである。
【００２７】
このように、本発明に係る金属配線形成方法においては、前記溝形成工程の後に、前記絶縁層の表面にバリア層を形成するバリア層形成工程を含み、前記シード形成工程が、最表面となっている前記バリア層の表面に前記シード層を形成し、前記空隙形成工程が、前記金属配線の一部の側面に形成されているバリア層を排除して前記金属配線を前記空隙に露出させるため、金属配線層が空隙領域に直接露出することができ、バリア層に阻害されることなく、格子欠陥を金属配線の表面で消滅させることができるという効果を奏する。
【００２８】
本発明に係る金属配線形成方法は、前記溝形成工程の後に、前記絶縁層の表面にバリア層を形成するバリア層形成工程を含み、前記シード形成工程が、最表面となっている前記バリア層の表面に前記シード層を形成し、前記空隙形成工程が、前記金属配線と前記バリア層との境界に前記空隙を形成して前記金属配線を前記空隙に露出させるものである。
【００２９】
このように、本発明に係る金属配線形成方法においては、前記溝形成工程の後に、前記絶縁層の表面にバリア層を形成するバリア層形成工程を含み、前記シード形成工程が、最表面となっている前記バリア層の表面に前記シード層を形成し、前記空隙形成工程が、前記金属配線と前記バリア層との境界に前記空隙を形成して前記金属配線を前記空隙に露出させるため、金属配線層が空隙領域に直接露出することができ、格子欠陥を金属配線の表面で消滅させることができるという効果を奏する。
【００３０】
本発明に係る金属配線形成方法は、前記溝形成工程から前記空隙形成工程までを複数層に亘って実行した後に、一括して前記アニール工程を実行するものである。
【００３１】
このように、本発明に係る金属配線形成方法においては、前記溝形成工程から前記空隙形成工程までを複数層に亘って実行した後に、一括して前記アニール工程を実行するため、一層ごとにアニール処理を行う場合に比べて、作業工程の手間を格段に省くことができるという効果を奏する。
【００３２】
本発明に係る金属配線形成方法は、前記溝形成工程が、前記金属配線の配線幅が前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって連続的に変化して形成されるように前記溝を形成するものである。
【００３３】
このように、本発明に係る金属配線形成方法においては、前記溝形成工程が、前記金属配線の配線幅が前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって連続的に変化して形成されるように前記溝を形成するため、格子欠陥が熱応力を受けて空隙が形成されている箇所に向かって移動し、最終的に空隙部分で消滅させることができ、格子欠陥を効率よく除去することが可能になるという効果を奏する。
【００３４】
本発明に係る金属配線形成方法は、前記アニール工程が、前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって、又は前記空隙が形成されている箇所から前記空隙が形成されていない箇所に向かって加熱するものである。
【００３５】
このように、本発明に係る金属配線形成方法においては、前記アニール工程が、前記空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって、又は前記空隙が形成されている箇所から前記空隙が形成されていない箇所に向かって加熱するため、格子欠陥が熱応力の影響により空隙に向かって移動し、最終的に空隙部分で消滅させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施形態に係る金属配線構造の第１の例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る金属配線構造の第２の例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る金属配線構造の第３の例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る金属配線構造の積層構造を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る金属配線形成方法を示すフローチャートである。
【図６】図４のフローチャートに対応した各工程を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る金属配線構造を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る金属配線構造の他の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明は多くの異なる形態で実施可能である。また、本実施形態の全体を通して同じ要素には同じ符号を付けている。
【００３８】
（本発明の第１の実施形態）
本実施形態に係る金属配線構造について、図１ないし図８を用いて説明する。本実施形態に係る金属配線構造は、金属配線の側面に当該金属配線が露出するように空隙を設けることで、アニール処理により金属配線内の格子欠陥を金属配線表面に誘導して消滅させるものである。
【００３９】
図１は、本実施形態に係る金属配線構造を示す図である。図１（Ａ）は上断面図、図１（Ｂ）は側断面図である。図１は、配線の一部を示したものであり、凹溝状に加工された絶縁膜１０の配線箇所の表面にバリア層１１が形成されている。このバリア層１１は、金属配線として使用されるＣｕ（銅）が絶縁膜１０に滲み出すことで、配線の品質が劣化してしまうのを防止するためである。このバリア層１１の上層にＣｕ配線１２が形成されている。Ｃｕ配線１２は、絶縁膜１０に形成された凹溝状の孔を埋め込むように形成されている。そして、図１に示すように、Ｃｕ配線１２の側面（絶縁膜１０に対して垂直方向の面）の周縁の一部に、当該Ｃｕ配線１２が露出するように空隙１３が形成されている。
【００４０】
Ｃｕ配線１２は、ダマシン法によりめっき処理で形成されており、めっき処理において成膜されるＣｕ配線１２の内部には、不可避的に一定量の欠陥や粒界が存在している。格子欠陥には空孔（０次元）、転位（１次元）及び結晶粒界（２次元）があり、これらの格子欠陥は材料の表面に達することで消滅してしまう。つまり、図１に示すような構造とすることで、アニール処理により、格子欠陥をＣｕ配線１２の空隙１３表面に誘導し、集積・分離をすることで、Ｃｕ配線１２の内部における電気回路の結晶性を向上させることが可能となる。
【００４１】
図１において、空隙１３は、Ｃｕ配線１２の伸延方向Ｚの端部１４に相当する箇所に形成されている。このような位置に空隙１３が形成されることで、アニール処理によりＣｕ配線１２内部から配線の伸延方向に沿って誘導された空孔１５や粒界１６といった格子欠陥は、そのまま直進して空隙１３のＣｕ配線１２表面に到達し、消滅させることが可能となる。
【００４２】
なお、空隙１３の位置は、図２に示すように配線パターンに応じてＣｕ配線１２の途中位置に形成されてもよい。このような場合であっても、アニール処理における熱応力の分布や勾配を利用することで、格子欠陥を空隙１３の位置に誘導することが可能となる。
【００４３】
また、図１及び図２に示すように、空隙１３が、バリア層１１、又は、バリア層１１及び絶縁膜１０を排除するように形成されてもよいし、図３に示すように、Ｃｕ配線１２とバリア層１１との境界部分に形成されるようにしてもよい。図３（Ａ）は、Ｃｕ配線１２とバリア層１１との境界部分におけるバリア層１１の一部に空隙１３が形成されており、図３（Ｂ）は、Ｃｕ配線１２とバリア層１１との境界部分におけるＣｕ配線１２の一部に空隙１３が形成されており、図３（Ｃ）は、Ｃｕ配線１２とバリア層１１との境界部分におけるＣｕ配線１２とバリア層１１との双方の領域の一部に空隙１３が形成されている。
【００４４】
図３のように空隙１３を形成することで、バリア層１１を残しつつ、格子欠陥を消滅させて高品質な結晶性を実現することができる。
【００４５】
なお、図１ないし図３においては、上面から見た場合の空隙の形状を矩形状に記載しているが、円弧状、多角形状、波状等、様々な形状に形成することが可能である。また、空隙の深さについては、Ｃｕ配線１２の側面全てが露出する必要はなく、少なくとも一部（例えば、Ｃｕ配線１２の深さの１／ｎ）が露出する程度の深さで形成されてもよい。
【００４６】
図４は、本実施形態に係る金属配線構造において、複数層に積層した場合の構造を示す側断面図である。図４（Ａ）は、各層の配線が個別に形成されている場合を示しており、図４（Ｂ）は、各層の配線をビアで接続した場合を示している。いずれの場合であっても、上述したようにＣｕ配線１２の少なくとも一部が露出する形で空隙１３が形成されている。
【００４７】
背景技術において例示したように、格子欠陥を最上層に誘導する技術は知られているものの、この場合は、アニール処理を行った後でしか次の上層を形成することができない。すなわち、各層ごとにアニール処理を行う必要があるため、例えば、アニール処理のみを別工程で行っているような場合には、積層構造を形成する際に非常に手間が掛かってしまう。
【００４８】
本実施形態に係る金属配線構造においては、図４に示すような積層構造を形成する場合に、Ｃｕ配線１２の側面に格子欠陥を集積するための空隙１３が形成されるため、積層構造を形成した後で、まとめてアニール処理を行うことが可能となっている。つまり、アニール処理のみを別工程で行うような場合であっても、全ての層に関して１つのアニール処理工程のみで行うことが可能となり、作業工程を極めて簡素化して効率化を図ることができる。
【００４９】
次に、本実施形態に係る金属配線構造の形成方法について説明する。図５は、本実施形態に係る金属配線形成方法を示すフローチャート、図６は、図５のフローチャートに対応した各工程を示す図である。図５及び図６において、まず、絶縁膜１０にエッチングにより凹溝状の溝を形成する（図５のステップＳ１及び図６（Ａ）を参照）。絶縁膜１０の溝が形成された側の表面にバリア層１１を形成する（図５のステップＳ２及び図６（Ｂ）を参照）。このバリア層１１は、上述したようにＣｕ配線１２が絶縁膜１０に滲み出さないようにすると共に、絶縁膜１０と反応せず、且つ、絶縁膜１０やＣｕ配線１２との接着性に優れている材料が使用され、例えば、ＴａＮ、Ｔｉ、Ｒｕ等の材料を用いることができる。
【００５０】
形成されたバリア層１１の表面にＣｕの種結晶となるシード層１７を形成し（図５のステップＳ３及び図６（Ｃ）を参照）、めっき処理により凹溝状の溝をＣｕ配線１２で埋め込む（図５のステップＳ４及び図６（Ｄ）を参照）。めっき処理で形成されたＣｕ配線１２及びバリア層１１の不要部分をＣＭＰ（化学機械研磨）を行って、表面を平滑化する（図５のステップＳ５及び図６（Ｅ）を参照）。表面が平滑化されると、例えば空隙１３の形成箇所以外をマスクしたエッチング処理や事前に形成した犠牲層の除去等により、空隙１３を形成する（図５のステップＳ６及び図６（Ｆ）を参照）。空隙１３が形成されることで、Ｃｕ配線１２の少なくとも一部の側面が露出する。なお、このとき、図１及び図２に示したように、空隙１３の箇所に対応するＣｕ配線１２に直接接触しているバリア層１１と、空隙１３に対応する絶縁膜１０を除去するように空隙１３を形成してもよいし、図３に示したように、Ｃｕ配線１２とバリア層１１との境界部分に空隙１３を形成してもよい。
【００５１】
そして、最表面に絶縁層を形成し（図５のステップＳ７及び図６（Ｇ）を参照）、最後に、アニール処理を行うことで、Ｃｕ配線１２の内部に存在している格子欠陥を空隙１３に集積して（図５のステップＳ８及び図６（Ｈ）を参照）、処理を終了する。格子欠陥が空隙１３の箇所に誘導され、Ｃｕ配線１２の露出した表面に達した時点で、これらの格子欠陥を除去して、高品質な金属配線構造を形成することが可能となる。
【００５２】
なお、図５及び図６において、空隙１３を形成した後に絶縁層を形成しているが（図５のステップＳ６及びＳ７）、工程を逆にして、先に絶縁層を形成した後に（図５のステップＳ７）、当該絶縁層を貫通するように空隙１３を形成する（図５のステップＳ６）ようにしてもよい。この場合、アニール処理が終わった後に空隙１３を別の材料で埋めるようにしてもよい。そうすることで、絶縁層が空隙１３で貫通された場合であっても、信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００５３】
また、図５のステップＳ４とＳ５の間にステップＳ６の空隙１３を形成する工程を行うようにしてもよい。
【００５４】
このように、本実施形態に係る金属配線構造においては、絶縁膜１０に形成された溝にＣｕ配線１２が埋設されて形成され、当該Ｃｕ配線１２の一部の側面に前記Ｃｕ配線１２が露出する空隙１３が形成されているため、アニール処理を行うことで、Ｃｕ配線１２内に生じている格子欠陥を空隙１３が形成された箇所のＣｕ配線１２の表面に誘導して格子欠陥を消滅することができ、Ｃｕ配線１２の品質を格段に向上させることができる。また、部分的に空隙を形成することで、応力分布を発生させることができ、格子欠陥を空隙が形成されている箇所に誘導して結晶性を向上させることが可能となる。
【００５５】
さらに、絶縁膜１０が複数層に積層された多層構造とした場合には、アニール処理を積層形成後に一括して行った場合であっても、Ｃｕ配線１２の側面から格子欠陥を纏めて除去することができ、作業工程を極めて効率よく行うことが可能になる。
【００５６】
さらにまた、Ｃｕ配線１２に隣接して空隙１３が形成されることで、熱応力を緩和することができる。さらに、空隙１３を設けることで、寄生容量を低減することも可能である。
【００５７】
なお、本実施形態においては、金属配線として上記で説明したＣｕ配線以外に、Ａｌ、Ｎi、Ａｇ、Ａｕ等を適用することが可能である。
【００５８】
（本発明の第２の実施形態）
本実施形態に係る金属配線構造について、図７及び図８を用いて説明する。本実施形態に係る金属配線構造は、空隙が形成されていない箇所から前記空隙が形成されている箇所に向かって金属配線の配線幅を連続的に変化するように形成するものである。なお、本実施形態において、前記第１の実施形態と重複する説明は省略する。
【００５９】
図７は、本実施形態に係る金属配線構造を示す図である。本実施形態に係る金属配線構造は、一方の空隙１３ａと他方の空隙１３ｂとの中間の位置から、それぞれの空隙１３ａ，１３ｂに向かって次第にＣｕ配線１２の配線幅（上面から見た場合の配線幅）が広くなっている。この状態でアニール処理が行われると、応力勾配が発生することで、空孔などの格子欠陥を空隙１３ａ，１３ｂが形成されている箇所に誘導することが可能となる。
【００６０】
また、図８に示すように、空隙１３ａ，１３ｂがＣｕ配線１２の途中位置に形成されているような場合であっても、空隙１３ａと空隙１３ｂとの中間の位置から空隙１３ａ，１３ｂに向かって次第に配線幅を広くすることで、格子欠陥を空隙１３ａ，１３ｂの箇所に誘導して消滅することが可能となる。
【００６１】
なお、図７及び図８においては、中間位置から空隙１３に向かって金属配線の配線幅が広くなる構造を説明したが、金属配線の材料と絶縁層材料との組み合わせ次第では、中間位置から空隙に向かって金属配線の配線幅を次第に狭くする構造であってもよい。すなわち、中間位置から空隙に向かって金属配線の配線幅を連続的に変化させる構造であれば、格子欠陥の誘導を効果的に行うことが可能である。
【００６２】
このように、本実施形態に係る金属配線構造においては、Ｃｕ配線１２の配線幅が、空隙１３が形成されていない箇所から空隙１３が形成されている箇所に向かって連続的に変化するように形成されているため、空孔などの格子欠陥が熱応力を受けて空隙１３に向かって拡散し、最終的に空隙１３で消滅させることができ、格子欠陥を効率よく除去することが可能になる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  絶縁膜
１１  バリア層
１２  Ｃｕ配線
１３  空隙
１４  端部
１５  空孔
１６  粒界
１７  シード層
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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