(57)【要約】【課題】配線間の絶縁性に優れ信頼性の高い配線構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上に形成された配線と、第１の絶縁膜上及び配線上に形成された第２の絶縁膜とを有し、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面は、第１の絶縁膜と配線との界面よりも下に位置し、配線の下面の端部から離間している。【選択図】図１
2013084842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成された配線と、
前記第１の絶縁膜上及び前記配線上に形成された第２の絶縁膜とを有し、
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との界面は、前記第１の絶縁膜と前記配線との界面よりも下に位置し、前記配線の下面の端部から離間している
ことを特徴とする配線構造。
【請求項２】
請求項１記載の配線構造において、
前記配線の前記下面に、前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が接している
ことを特徴とする配線構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の配線構造において、
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との前記界面は、前記配線の前記下面の前記端部から離間した位置において前記配線の前記下面に接している
ことを特徴とする配線構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配線構造において、
前記配線の前記下面の前記端部が面取りされている
ことを特徴とする配線構造。
【請求項５】
第１の絶縁膜上に、配線を形成する工程と、
前記配線をマスクとして前記第１の絶縁膜をエッチングし、前記第１の絶縁膜に、前記配線の下面の端部を含む前記下面の一部を露出する開口部を形成する工程と、
前記配線及び開口部が形成された前記第１の絶縁膜上に、前記開口部を埋め込み且つ前記配線を覆うように、第２の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする配線構造の製造方法。
【請求項６】
第１の絶縁膜に、開口部を形成する工程と、
前記開口部内を埋め込む犠牲膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜及び前記犠牲膜上に、下面の端部を含む前記下面の一部が前記犠牲膜上に位置するように、配線を形成する工程と、
前記犠牲膜を選択的に除去し、前記開口部内に、前記配線の前記下面の前記一部を露出する工程と、
前記配線及び開口部が形成された前記第１の絶縁膜上に、前記開口部を埋め込み且つ前記配線を覆うように、第２の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする配線構造の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の配線構造の製造方法において、
前記開口部を形成する工程では、等方的なエッチング成分を含むエッチング条件を用いて前記第１の絶縁膜をエッチングする
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に対する小型化、高性能化及び低価格化等の要求に伴い、半導体チップの微細化や多端子化とともに、半導体チップを搭載する回路基板の微細化、多層化及び電子部品の高密度実装化が進められている。特に、半導体チップの多端子化並びに端子の狭ピッチ化に伴い、多層回路基板にも微細配線化が求められている。
【０００３】
多層プリント基板、ＬＳＩパッケージ基板、ウェーハレベルパッケージ、マルチチップパッケージ等の配線構造には、配線層間を絶縁する絶縁膜として、安価な有機樹脂膜（ポリイミド、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂など）が用いられている。また配線としては、サブトラクティブ法やセミアディティブ法等、特に、サブトラクティブ法より微細配線化が可能なセミアディティブ法により形成した銅配線が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−０４２９９７号公報
【特許文献２】特開２００３−３３２４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、配線の狭ピッチ化に伴い、これまでには無かった絶縁耐圧などの問題が浮上してきている。セミアディティブ工法を用いた配線構造について本発明者等が鋭意検討を行ったところ、５μｍ幅以下程度の微細な配線を形成すると、ＨＡＳＴ試験（高温高湿度絶縁試験）において配線間の絶縁抵抗が低下する絶縁不良が生じることが判明した。
【０００６】
本発明の目的は、配線間の絶縁性に優れ信頼性の高い配線構造及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一観点によれば、第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜上に形成された配線と、前記第１の絶縁膜上及び前記配線上に形成された第２の絶縁膜とを有し、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との界面は、前記第１の絶縁膜と前記配線との界面よりも下に位置し、前記配線の下面の端部から離間している配線構造が提供される。
【０００８】
また、実施形態の他の観点によれば、第１の絶縁膜上に、配線を形成する工程と、前記配線をマスクとして前記第１の絶縁膜をエッチングし、前記第１の絶縁膜に、前記配線の下面の端部を含む前記下面の一部を露出する開口部を形成する工程と、前記配線及び開口部が形成された前記第１の絶縁膜上に、前記開口部を埋め込み且つ前記配線を覆うように、第２の絶縁膜を形成する工程とを有する配線構造の製造方法が提供される。
【０００９】
また、実施形態の更に他の観点によれば、第１の絶縁膜に、開口部を形成する工程と、前記開口部内を埋め込む犠牲膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜及び前記犠牲膜上に、下面の端部を含む前記下面の一部が前記犠牲膜上に位置するように、配線を形成する工程と、前記犠牲膜を選択的に除去し、前記開口部内に、前記配線の前記下面の前記一部を露出する工程と、前記配線及び開口部が形成された前記第１の絶縁膜上に、前記開口部を埋め込み且つ前記配線を覆うように、第２の絶縁膜を形成する工程とを有する配線構造の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の配線構造及びその製造方法によれば、第１の配線と第２の配線との界面を、第１の絶縁膜と配線との界面よりも下に配置し且つ配線の下面の端部から離間するので、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面から配線の電界集中部分を離間することができる。また、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面を通る配線間のパスを長くすることができる。これにより、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面を介する絶縁破壊やリーク電流を抑制することができ、信頼性の高い配線構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態による配線構造を示す概略断面図である。
【図２】図２は、配線間の電界強度をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。
【図３】図３は、参考例による配線構造を示す概略断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図５】図５は、第１実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図６】図６は、第１実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図７】図７は、第２実施形態による配線構造を示す概略断面図である。
【図８】図８は、第２実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図９】図９は、第２実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１０】図１０は、第３実施形態による配線構造を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図１２】図１２は、第３実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１３】図１３は、第３実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図１４】図１４は、第４実施形態による配線構造を示す概略断面図である。
【図１５】図１５は、第４実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図１６】図１６は、第４実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１実施形態］
第１実施形態による配線構造及びその製造方法について図１乃至図６を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態による配線構造を示す概略断面図である。図２は、配線間の電界強度をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。図３は、参考例による配線構造を示す概略断面図である。図４乃至図６は、本実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図である。
【００１４】
はじめに、本実施形態による配線構造について図１を用いて説明する。
【００１５】
絶縁膜１０上には、配線２２が形成されている。絶縁膜１０は、配線２２を形成する下地となる膜であり、基板上に形成された絶縁膜や、絶縁基板そのものが該当する。基板としては、特に限定されるものではないが、例えば、プリント基板、ＬＳＩパッケージ基板、半導体基板等が挙げられる。基板には、１層以上の配線層や機能素子が形成されていてもよい。絶縁膜１０としては、特に限定されるものではなく、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の無機絶縁膜や、ポリイミド樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂等の有機絶縁膜が挙げられる。配線２２は、銅（Ｃｕ）等の低抵抗の金属材料により形成されている。
【００１６】
絶縁膜１０上及び配線２２上には、絶縁膜２６が形成されている。絶縁膜２６は、配線２２と更に上層に形成する配線（図示せず）との間を絶縁するための層間絶縁膜或いは配線２２を保護するための保護膜である。絶縁膜２６としては、特に限定されるものではなく、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の無機絶縁膜や、ポリイミド樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂等の有機絶縁膜が挙げられる。
【００１７】
絶縁膜１０には、配線２２の下面の端部（角部）を含む一部の領域を露出する開口部２４が形成されており、絶縁膜２６は、開口部２４を埋め込み且つ配線２２を覆うように形成されている。これにより、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面は、絶縁膜１０と配線２２との界面よりも下に位置し、配線２２の下面の端部から離間している。そして、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面の端部は、配線の下面の端部から離間した場所において配線２２の下面に接している。
【００１８】
このように、本実施形態による配線構造では、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面が、配線２２の下面の端部から離間している。そして、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面の端部は、配線２２の端部から離間した場所において配線２２に接している。絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面をこのように配置しているのは、配線２２間の絶縁耐圧を向上するためである。
【００１９】
隣接する配線２２間に電圧を印加すると、これら配線間に印加される電界は、配線２２の端部（配線断面の角部）において集中する。
【００２０】
図２は、配線間の電界強度をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。図２のシミュレーションは、２μｍ幅の配線を２μｍ間隔で配置した配線間に３．５Ｖを印加した場合における配線間の電界強度分布を計算したものである。
【００２１】
図２に示すように、配線間の電界強度は、配線の端部において最も大きい。このため、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面が配線２２の端部に接している構造では、界面を介したなだれ放電が生じやすい。
【００２２】
本願発明者等が検討を行ったところ、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面が配線２２の端部に接している構造では、５μｍ幅程度以下の微細な配線構造において、配線間の絶縁抵抗が低下する絶縁不良が生じることが判明した。この結果は、ＨＡＳＴ試験（高温高湿度絶縁試験）により得られたものである。
【００２３】
絶縁不良が生じる原因の一つとして、配線間で電界の集中する部分（配線断面の角部）からのなだれ放電が挙げられる。別々に形成した絶縁膜１０，２６の界面は構造的に脆弱なため、絶縁膜１０，２６の界面が配線２２の端部に位置すると、端部に集中した電界によって爆発的に絶縁破壊が生じることがある。また、界面は脆弱なだけではなく、界面が存在するだけで流動イオンそこに誘導されてリークパスになることもある。
【００２４】
なお、絶縁膜１０，２６の界面が配線の端部に接している構造としては、例えば図３（ａ）に示すように、平坦な絶縁膜１０上に配線２２及び絶縁膜２６が形成されている配線構造が挙げられる。或いは、例えば図３（ｂ）に示すように、絶縁膜１０，２６の界面が配線２２の底面よりも低くなっているが、配線２２の端部に絶縁膜１０，２６の界面が位置している配線構造が挙げられる。
【００２５】
一方、図２のシミュレーションにおいて、配線の下部における電界強度は、配線の端部における電界強度と比較して、対数値で最大０．８程度低くなる。したがって、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面を、配線２２の端部から離間した配線２２の下部において配線２２に接するようにすることで、配線２２間の絶縁耐圧を向上することができる。これにより、製品の信頼性を向上することができる。
【００２６】
絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面を、絶縁膜１０と配線２２との界面よりも下に配置し、配線の下面の端部から離間した場所において配線２２の下面に接するように形成されていることには、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面を通る配線２２間のパスを長くして絶縁耐圧を向上する効果もある。これは、界面に沿っての誘導電子などの影響によりリークする現象を効率よく防止できるからである。
【００２７】
本発明者等の検討では、配線幅が２μｍ、配線高さが３μｍ、配線間隔が２μｍの配線構造においては、開口部２４の掘り込み量を配線２２の高さの１／６程度以上、開口部２４のサイドエッチング量を配線幅の１／４程度以上にすることで、絶縁耐圧の向上が認められた。ここで、開口部２４の掘り込み量とは、絶縁膜１０の表面からの開口部２４の深さである。また、サイドエッチング量とは、配線２２下が掘削される横方向のエッチング量（片側）である。
【００２８】
一方、開口部２４の掘り込み量及びサイドエッチング量を大きくしすぎると、製造過程において構造的に不安定となるため、開口部２４の掘り込み量は配線２２の高さの１／２程度以下、開口部２４のサイドエッチング量は配線幅の１／３程度以下にすることが望ましい。
【００２９】
配線幅や配線高さが変化した場合も、およそ上述の割合の寸法付近で設計することが望ましいと考えられる。ただし、ここに述べた寸法値や比の値は、本発明者等が行った検討結果の一例であり、配線の寸法、絶縁膜材料、製造方法等によっても変化するものである。開口部２４の掘り込み量及びサイドエッチング量の設定にあたっては、それにより得られる絶縁耐圧向上の効果を考慮しつつ、適宜設定することが望ましい。
【００３０】
次に、本実施形態による配線構造の製造方法について図４乃至図６を用いて説明する。
【００３１】
まず、配線を形成する下地となる絶縁膜１０が形成された基板（図示せず）を用意する。基板としては、特に限定されるものではないが、例えば、プリント基板、ＬＳＩパッケージ基板、半導体基板等が挙げられる。基板には、１層以上の配線層や機能素子が形成されていてもよい。絶縁膜１０としては、特に限定されるものではなく、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の無機絶縁膜や、ポリイミド樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂等の有機絶縁膜が挙げられる。絶縁膜１０が形成された基板の代わりに、絶縁基板を用いてもよい。ここでは一例として、ポリイミド樹脂の絶縁膜１０が形成された基板を用いるものとする。
【００３２】
次いで、絶縁膜１０上に、例えばスパッタ法又は真空蒸着法により、めっきシード層１４を形成する。めっきシード層１４としては、例えば、抵抗の低い銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）等を適用することができる。
【００３３】
なお、絶縁膜１０とめっきシード層１４との間に、密着層（図示せず）を形成するようにしてもよい。密着層としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）のうち少なくともいずれか１つを含む合金や金属化合物を適用することができる。
【００３４】
次いで、めっきシード層１４上に、例えばスピンコート法又はロールコート法等により、フォトレジスト１６を形成する。
【００３５】
次いで、フォトレジストを露光・現像し、フォトレジスト１６に、めっきシード層１４に達する開口部１８を形成する（図４（ａ））。
【００３６】
次いで、電気めっき法により、めっきシード層１４をシードとして、開口部１８内にＣｕ等のめっき金属を成長し、開口部１８内に埋め込まれ、シード層１４に接続された配線導体層２０を形成する（図４（ｂ））。配線導体層２０の埋め込み高さは、必要に応じて適宜設定することができる。ここでは、例えば、めっきシード層１４及び配線導体層２０の総厚が３μｍとなるように、めっきシード層１４及び配線導体層２０を形成するものとする。
【００３７】
次いで、例えば、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等の薬液を用いて洗浄し、フォトレジスト１６を除去する（図５（ａ））。なお、フォトレジスト１６は、アッシング等のドライプロセスを用いて除去してもよい。
【００３８】
次いで、フォトレジスト１６により覆われていた部分の余分なめっきシード層１４を除去し、めっきシード層１４及び配線導体層２０の積層構造体よりなる配線２２を形成する（図５（ｂ））。ここでは、例えば、配線幅が２μｍの配線２２を、２μｍの配線間隔で形成するものとする。
【００３９】
めっきシード層１４の除去には、例えば、過硫酸アンモニウム、硫酸カリウム等の薬液を用いたウェットエッチングを適用することができる。なお、めっきシード層１４は、ドライエッチングにより除去してもよい。
【００４０】
次いで、等方的な成分を含むエッチング手法により、配線２２をマスクとして絶縁膜１０をエッチングし、絶縁膜１０に、配線２２の下面の一部を露出する開口部２４を形成する（図６（ａ））。
【００４１】
例えば、エッチングガスとして酸素を用い、プロセス圧を３００Ｐａ、プラズマ出力を１００Ｗ程度とした酸素プラズマエッチングを３０分間程度行う。これにより、深さ１．２μｍ程度、サイドエッチング量０．６μｍ程度の開口部２４を形成することができる。
【００４２】
次いで、配線２２及び開口部２４が形成された絶縁膜１０上に、配線２２を覆い且つ開口部２４を埋め込むように、絶縁膜２６を形成する（図６（ｂ））。例えば、スピンコート法等により絶縁膜形成用組成物を塗布した後、ホットプレート又はオーブンにより硬化処理前熱処理及び硬化処理を行い、絶縁膜２６を形成する。熱処理及び硬化処理において、処理中の雰囲気は必要に応じて適宜選択することができ、例えば、大気雰囲気、窒素雰囲気、真空雰囲気等を適用することができる。絶縁膜２６の厚さは、必要に応じて適宜設定することができる。
【００４３】
絶縁膜２６の構成材料は、配線間の絶縁性を維持できる材料であれば、有機系材料であっても無機系材料であってもよい。絶縁膜２６の構成材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂等を適用することができる。
【００４４】
絶縁膜形成用組成物の塗布方法も、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、スピンコート法、ディップコート法、ニーダーコート法、カーテンコート法、ブレードコート法等を適用することができる。
【００４５】
次いで、必要に応じて、例えば化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法により、絶縁膜２６の表面を平坦化する。ＣＭＰ法の代わりに、物理的な研削、研磨又は切削を適用してもよい。
【００４６】
こうして、本実施形態による配線構造を形成する。
【００４７】
このように、本実施形態によれば、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を、下層絶縁膜と配線との界面よりも下に配置し且つ配線の下面の端部から離間するので、配線の電界集中部分から下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を離間することができる。また、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面を通る配線間のパスを長くすることができる。これにより、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を介する絶縁破壊やリーク電流を抑制することができ、信頼性の高い配線構造を実現することができる。
【００４８】
［第２実施形態］
第２実施形態による配線構造及びその製造方法について図７乃至図９を用いて説明する。図１乃至図６に示す第１実施形態による配線構造及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
【００４９】
図７は、本実施形態による配線構造を示す概略断面図である。図８及び図９は、本実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図である。
【００５０】
はじめに、本実施形態による配線構造について図７を用いて説明する。
【００５１】
本実施形態による配線構造は、開口部２４の側壁部分の形状が異なるほかは、基本的に第１実施形態による配線構造と同様である。本実施形態による配線構造では、開口部２４内に配線２２の下面がより確実に露出しており、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面が配線２２の下面のより内側において配線２２に接している。これにより、第１実施形態による配線構造と比較して、より絶縁耐圧を向上することができる。
【００５２】
次に、本実施形態による配線構造の製造方法について図８及び図９を用いて説明する。
【００５３】
まず、図４（ａ）乃至図５（ｂ）に示す第１実施形態による配線構造の製造方法と同様にして、絶縁膜１０上に、配線２２を形成する（図８（ａ））。
【００５４】
次いで、配線２２をマスクとして絶縁膜１０をエッチングし、絶縁膜１０に開口部２４を形成する（図８（ｂ））。このエッチングには、第１実施形態の場合と同様の等方的な成分を含むエッチング条件を用いてもよいし、等方的な成分の少ない異方的なエッチング条件を用いてもよい。
【００５５】
次いで、配線２２をマスクとして絶縁膜１０をエッチングして開口部２４を更に広げ、開口部２４内に配線２２の下面の一部を露出する（図９（ａ））。このエッチングには、ＫＯＨ（水酸化カリウム）水溶液やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）水溶液等を用いた等方的なウェットエッチングを用いる。ウェットエッチングでは、ドライエッチングの場合よりも等方性が強いエッチングができるため、配線２２直下の絶縁膜１０をより確実にエッチングすることができる。
【００５６】
次いで、配線２２及び開口部２４が形成された絶縁膜１０上に、配線２２を覆い且つ開口部２４を埋め込むように、絶縁膜２６を形成する（図９（ｂ））。
【００５７】
こうして、本実施形態による配線構造を形成する。
【００５８】
なお、本実施形態による配線構造の製造方法の他の利点として、開口部２４の掘り込み量及びサイドエッチング量を別々に制御できることが挙げられる。
【００５９】
開口部２４の掘り込み量及びサイドエッチング量を大きくすることには絶縁耐圧を向上する効果があるが、その一方、開口部２４のサイドエッチング量を大きくしすぎると、製造過程において配線２２が不安定となり、配線２２が倒れるなどの不具合が生じることがある。
【００６０】
開口部２４を形成する際のドライエッチングのステップにおいて異方性の強い条件を用いれば、開口部２４のサイドエッチング量を増やすことなく、開口部２４の掘り込み量を増加することができる。開口部２４のサイドエッチング量は、等方的なウェットエッチングのステップにより制御することができる。したがって、ドライエッチングのステップとウェットエッチングのステップとを適宜組み合わせることにより、開口部２４のサイドエッチング量を大きくしすぎることなく、開口部２４の掘り込み量を大きくすることができ、絶縁耐圧を向上することができる。
【００６１】
上記実施形態では、ドライエッチング及びウェットエッチングの２段階のエッチングを行ったが、ドライエッチングのステップは必ずしも必要はなく、ウェットエッチングのステップのみを行ってもよい。
【００６２】
このように、本実施形態によれば、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を、下層絶縁膜と配線との界面よりも下に配置し且つ配線の下面の端部から離間するので、配線の電界集中部分から下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を離間することができる。また、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面を通る配線間のパスを長くすることができる。これにより、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を介する絶縁破壊やリーク電流を抑制することができ、信頼性の高い配線構造を実現することができる。
【００６３】
［第３実施形態］
第３実施形態による配線構造及びその製造方法について図１０乃至図１３を用いて説明する。図１乃至図９に示す第１及び第２実施形態による配線構造及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
【００６４】
図１０は、本実施形態による配線構造を示す概略断面図である。図１１乃至図１３は、本実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図である。
【００６５】
はじめに、本実施形態による配線構造について図１０を用いて説明する。
【００６６】
本実施形態による配線構造は、開口部２４の側壁部分の形状が異なるほかは、基本的に第１実施形態による配線構造と同様である。本実施形態による配線構造では、開口部２４内に配線２２の下面がより確実に露出しており、絶縁膜１０と絶縁膜２６との界面が配線２２の下面のより内側で配線２２に接している。これにより、第１実施形態による配線構造と比較して、より絶縁耐圧を向上することができる。
【００６７】
次に、本実施形態による配線構造の製造方法について図１１乃至図１３を用いて説明する。
【００６８】
まず、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、絶縁膜１０の表面に、開口部２４を形成する（図１１（ａ））。なお、ここでは、絶縁膜１０がシリコン酸化膜により形成されているものとする。シリコン酸化膜のエッチングには、例えば、ＣＦ４ガスを用いたプラズマエッチングを適用することができる。なお、図には、異方性エッチングによって開口部２４を形成する場合を想定した形状を示しているが、開口部２４の形成には等方性エッチングを用いてもよいし、ドライエッチングの代わりにウェットエッチングを用いてもよい。或いは、第２実施形態のような、ドライエッチングとウェットエッチングとの２段階のエッチングを行ってもよい。
【００６９】
次いで、開口部２４が形成された絶縁膜１０上に、例えばスピンコート法により、例えば有機絶縁材料を堆積し、有機絶縁材料の絶縁膜３０を形成する（図１１（ｂ））。
【００７０】
なお、絶縁膜３０は、絶縁膜１０及び後工程で形成する配線２２に対して選択的にエッチングしうる材料であれば、特に限定されるものではなく、必ずしも絶縁材料である必要もない。絶縁膜３０は、配線２２を形成する際の便宜のために形成しその後除去される膜であり、いわば犠牲膜である。また、絶縁膜１０も、絶縁膜３０に対して選択的にエッチングしうる材料であれば、シリコン酸化膜に限定されるものではない。
【００７１】
次いで、絶縁膜３０を、絶縁膜１０の表面が露出するまでエッチバック或いはポリッシュバックし、絶縁膜３０を開口部２４内に選択的に残存させる（図１２（ａ））。
【００７２】
次いで、図４（ａ）乃至図５（ｂ）に示す第１実施形態による配線構造の製造方法と同様にして、開口部２４内に絶縁膜３０が埋め込まれた絶縁膜１０上に、配線２２を形成する（図１２（ｂ））。この際、絶縁膜１０と絶縁膜３０との界面が、配線２２の端部から離間した場所において配線２２に接するように、開口部２４のパターンに対して配線２２を位置合わせする。
【００７３】
次いで、酸素プラズマ処理、ＫＯＨやＴＭＡＨ水溶液等を用いたウェット処理等により、絶縁膜３０を絶縁膜１０に対して選択的にエッチングする（図１３（ａ））。これにより、開口部２４内に配線２２の下面が露出される。
【００７４】
次いで、配線２２及び開口部２４が形成された絶縁膜１０上に、配線２２を覆い且つ開口部２４を埋め込むように、絶縁膜２６を形成する（図１３（ｂ））。
【００７５】
こうして、本実施形態による配線構造を形成する。
【００７６】
本実施形態による配線構造の製造方法では、配線２２に影響を受けることなく、開口部２４の掘り込み量及びサイドエッチング量をより確実に制御することができるため、絶縁膜１０，２６の界面を配線２２の端部から確実に隔離することができる。
【００７７】
このように、本実施形態によれば、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を、下層絶縁膜と配線との界面よりも下に配置し且つ配線の下面の端部から離間するので、配線の電界集中部分から下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を離間することができる。また、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面を通る配線間のパスを長くすることができる。これにより、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を介する絶縁破壊やリーク電流を抑制することができ、信頼性の高い配線構造を実現することができる。
【００７８】
［第４実施形態］
第４実施形態による配線構造及びその製造方法について図１４乃至図１６を用いて説明する。図１乃至図１３に示す第１乃至第３実施形態による配線構造及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
【００７９】
図１４は、本実施形態による配線構造を示す概略断面図である。図１５及び図１６は、本実施形態による配線構造の製造方法を示す工程断面図である。
【００８０】
はじめに、本実施形態による配線構造について図１４を用いて説明する。
【００８１】
本実施形態による配線構造は、配線２２の端部の角が面取りされているほかは、基本的に第１実施形態による配線構造と同様である。配線２２の端部の角を面取りすることにより、配線２２の局所的な電界集中を防止し、配線間の絶縁耐圧を更に向上することができる。
【００８２】
次に、本実施形態による配線構造の製造方法について図１５及び図１６を用いて説明する。
【００８３】
まず、図４（ａ）乃至図５（ｂ）に示す第１実施形態による配線構造の製造方法と同様にして、絶縁膜１０上に、配線２２を形成する（図１５（ａ））。なお、本実施形態では、形成しようとする配線２２のサイズよりも僅かに大きいサイズで配線２２を形成する。配線２２のサイズの増加分は、後工程における配線２２のエッチング量に対応する。
【００８４】
次いで、例えば図８（ｂ）に示す第２実施形態による配線構造の製造方法と同様にして、配線２２をマスクとして絶縁膜１０をエッチングし、絶縁膜１０に開口部２４を形成する（図１５（ｂ））。
【００８５】
次いで、ＴＭＡＨ水溶液やＫＯＨ水溶液と硫酸との混合液を用いたウェットエッチングを行い、配線２２の表面を等方的にエッチングし、配線２２の端部の角を面取りするとともに、配線２２を出来上がり寸法に成形する（図１６（ａ））。
【００８６】
次いで、配線２２及び開口部２４が形成された絶縁膜１０上に、配線２２を覆い開口部２４を埋め込むように、絶縁膜２６を形成する（図１６（ｂ））。
【００８７】
こうして、本実施形態による配線構造を形成する。
【００８８】
このように、本実施形態によれば、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を、下層絶縁膜と配線との界面よりも下に配置し且つ配線の下面の端部から離間するので、配線の電界集中部分から下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を離間することができる。また、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との界面を通る配線間のパスを長くすることができる。これにより、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を介する絶縁破壊やリーク電流を抑制することができ、信頼性の高い配線構造を実現することができる。また、配線の端部の角を面取りすることにより、配線の局所的な部分における電界集中を抑えることができ、下層絶縁膜と上層絶縁膜との界面を介する絶縁破壊やリーク電流を更に抑制することができる。
【００８９】
［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００９０】
例えば、上記実施形態では、１層の配線層を有する配線構造を示したが、配線層の層数は１層に限定されるものではなく、２層以上であってもよい。
【００９１】
また、上記実施形態では、配線２２をいわゆるセミアディティブ法により形成する例を示したが、配線２２の形成方法はこれに限定されるものではない。配線２２は、セミアディティブ法のみならず、サブトラクティブ法等の他の方法により形成してもよい。
【００９２】
また、上記第４実施形態では、第２実施形態による配線構造及びその製造方法において配線２２の面取りを行う例を示したが、第１又は第３実施形態による配線構造及びその製造方法に適用するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、配線の下面の端部の両方を露出するように開口部を形成したが、必ずしも両方の端部を露出する必要はない。配線間隔が狭く絶縁耐圧が問題となる部位に位置する端部を選択的に露出するようにしてもよい。
【００９４】
また、上記実施形態に記載した構成材料、製造条件等は、一例を示したものにすぎず、当業者の技術常識等に応じて適宜修正や変更が可能である。
【００９５】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９６】
（付記１）  第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成された配線と、
前記第１の絶縁膜上及び前記配線上に形成された第２の絶縁膜とを有し、
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との界面は、前記第１の絶縁膜と前記配線との界面よりも下に位置し、前記配線の下面の端部から離間している
ことを特徴とする配線構造。
【００９７】
（付記２）  付記１記載の配線構造において、
前記配線の前記下面に、前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜が接している
ことを特徴とする配線構造。
【００９８】
（付記３）  付記１又は２記載の配線構造において、
前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜との前記界面は、前記配線の前記下面の前記端部から離間した位置において前記配線の前記下面に接している
ことを特徴とする配線構造。
【００９９】
（付記４）  付記１乃至３のいずれか１項に記載の配線構造において、
前記配線の前記下面の前記端部が面取りされている
ことを特徴とする配線構造。
【０１００】
（付記５）  付記１乃至４のいずれか１項に記載の配線構造において、
前記第２の絶縁膜は、有機絶縁材料により形成されている
ことを特徴とする配線構造。
【０１０１】
（付記６）  第１の絶縁膜上に、配線を形成する工程と、
前記配線をマスクとして前記第１の絶縁膜をエッチングし、前記第１の絶縁膜に、前記配線の下面の端部を含む前記下面の一部を露出する開口部を形成する工程と、
前記配線及び開口部が形成された前記第１の絶縁膜上に、前記開口部を埋め込み且つ前記配線を覆うように、第２の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする配線構造の製造方法。
【０１０２】
（付記７）  第１の絶縁膜に、開口部を形成する工程と、
前記開口部内を埋め込む犠牲膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜及び前記犠牲膜上に、下面の端部を含む前記下面の一部が前記犠牲膜上に位置するように、配線を形成する工程と、
前記犠牲膜を選択的に除去し、前記開口部内に、前記配線の前記下面の前記一部を露出する工程と、
前記配線及び開口部が形成された前記第１の絶縁膜上に、前記開口部を埋め込み且つ前記配線を覆うように、第２の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする配線構造の製造方法。
【０１０３】
（付記８）  付記６又は７記載の配線構造の製造方法において、
前記第２の絶縁膜を形成する工程の前に、前記配線の前記端部の角を面取りする工程を更に有する
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
【０１０４】
（付記９）  付記６乃至８のいずれか１項に記載の配線構造の製造方法において、
前記開口部を形成する工程では、等方的なエッチング成分を含むエッチング条件を用いて前記第１の絶縁膜をエッチングする
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
【０１０５】
（付記１０）  付記９記載の配線構造の製造方法において、
前記開口部を形成する工程では、ドライエッチングにより前記第１の絶縁膜をエッチングする
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
【０１０６】
（付記１１）  付記９記載の配線構造の製造方法において、
前記開口部を形成する工程は、ウェットエッチングにより前記第１の絶縁膜を等方的にエッチングする工程を有する
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
【０１０７】
（付記１２）  付記１１記載の配線構造の製造方法において、
前記第１の絶縁膜をエッチングする工程は、ドライエッチングにより前記第１の絶縁膜をエッチングする工程を更に有する
ことを特徴とする配線構造の製造方法。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，２６，３０…絶縁膜
１４…めっきシード層
１６…フォトレジスト膜
１８…開口部
２０…配線導体層
２２…配線
２４…開口部
【図１】
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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】
2013084842.tif 000009
【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２】
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