JP2000294631A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低誘電率層間絶縁膜と多層配線とを備える半
導体装置において、低誘電率層間絶縁膜の表面が雰囲気
に露出して吸湿するのを防止し、また、金属配線の界面
及び低誘電率層間絶縁膜がコンタクトホール内に露出し
てオーバーエッチングされるのを防止することを目的と
する。 【解決手段】 水分の透過を防止しつつエッチングスト
ッパとしても機能するエッチング防止膜４を低誘電率層
間絶縁膜３の表面に形成し、更に、水分の透過を防止し
つつエッチングストッパとしても機能するエッチング防
止膜６を形成して、吸湿防止効果を有するエッチング防
止膜を二重にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンタクトホー
ルを介して相互に接続された上層配線及び下層配線と配
線間を絶縁する層間絶縁膜とを備えた半導体装置並びに
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】サブクォーターミクロン世代以降のロジ
ックデバイスにおいてデバイスの高速化を実現するため
には、デバイスの信号遅延を低減することが重要であ
る。デバイスの信号遅延はトランジスタにおける遅延と
配線における遅延との和で表わされるが、配線ピッチの
縮小が進むにつれて、トランジスタでの信号遅延よりも
配線での信号遅延の影響の方が大きくなっている。配線
での信号遅延は配線の抵抗と層間絶縁膜の容量との積に
比例するため、これを低減させるには、配線抵抗または
層間絶縁膜容量を低減することが必要となる。

【０００３】その目的を達成するための試みの一つとし
て、例えば銅配線の形成の研究が盛んに行われている。
配線材料として銅を用いることにより、更なる配線抵抗
の低下が期待できるからである。

【０００４】また、現在ではこのような配線は多層化し
ており、埋め込み配線プロセスにより形成されることが
多い。埋め込み配線プロセスとは、最初に層間絶縁膜と
なる層を形成してその層に予め配線溝とコンタクトホー
ルとを作り込んでおき、後に配線溝とコンタクトホール
の中に金属を埋め込んで表面の平坦化処理をすることで
配線を形成する方法のことである。

【０００５】また、信号遅延低減のためのその他の試み
として低誘電率層間絶縁膜（以下、低誘電率膜と略す）
の研究が盛んに行われている。例えば、従来の代表的な
層間絶縁膜であるシリコン酸化膜に代わってシリコンフ
ッ化酸化膜を層間絶縁膜として採用すると、層間絶縁膜
の比誘電率が低下する。すると、層間絶縁膜の容量値が
減少するので信号遅延を低減することが可能となる。現
在、様々な物質がこのような低誘電率膜の候補として研
究の対象となっている。

【０００６】上記の埋め込み配線プロセス及び低誘電率
膜を、多層配線の形成に適用した例について以下で説明
する。

【０００７】図１０は、第１層金属配線１０５及び第２
層金属配線１１０からなる多層配線構造と低誘電率膜１
０３，１０７とを備える半導体装置Ｄ３について示して
いる。半導体装置Ｄ３は基板１０１を備え、基板１０１
の表面には下部絶縁層１０２が形成されている。なお、
基板１０１の表面及び下部絶縁層１０２の内部にはトラ
ンジスタ等の素子や基板上の配線等が形成されている
が、図示を省略している。また、下部絶縁層１０２の表
面には第１の低誘電率膜１０３が形成されている。

【０００８】第１の低誘電率膜１０３の内部には第１層
金属配線１０５が、下部絶縁層１０２の表面に接触しつ
つ、第１の低誘電率膜１０３の表面に露出して、水平方
向に間隔を置いて複数形成されている。第１層金属配線
１０５及び第１の低誘電率膜１０３の表面には、エッチ
ング防止機能を有する層間絶縁膜（以下、エッチング防
止膜と記す、なおエッチング防止膜の必要性については
後述）１０６が形成されている。

【０００９】エッチング防止膜１０６の表面には第２の
低誘電率膜１０７が形成され、また、第２の低誘電率膜
１０７及びエッチング防止膜１０６にはコンタクトホー
ル１１１Ａ及び紙面垂直方向に延在する溝１１１Ｂが形
成されている。コンタクトホール１１１Ａ及び溝１１１
Ｂには、それぞれ金属プラグ１０９及び第２層金属配線
１１０が形成されており、両者は連続している。なお、
微細化のために第１層金属配線１０５の幅Ｗ５と金属プ
ラグ１０９の幅Ｗ９とはほぼ同程度に設計され、幅Ｗ５
は幅Ｗ９に比べ充分に大きくとることはできない。ま
た、図１０では金属プラグ１０９の位置が、エッチング
防止膜１０６の面内方向において第１層金属配線１０５
の位置と一致しておらず、アライメントがずれた状態で
コンタクトホール１１１Ａが形成された場合を示してい
るが、後に半導体装置Ｄ３の問題点を説明する際の便宜
を図ったためである。

【００１０】この図１０に示した構造を形成する方法に
ついて図１１〜１６を用いて説明する。まず、基板１０
１の表面に各素子（図示せず）を形成した後、下部絶縁
層１０２を形成する。次に、下部絶縁層１０２の表面に
第１の低誘電率膜１０３を形成する（図１１）。そし
て、第１の低誘電率膜１０３のうち第１層金属配線１０
５を形成すべき部分をフォトリソグラフィ技術によりエ
ッチングする。その後、第１層金属配線１０５の材料と
なる金属の膜を第１の低誘電率膜１０３の表面に形成
し、第１の低誘電率膜１０３のエッチングされた部分を
充分に埋める。更に金属の表面を平坦化し、第１の低誘
電率膜１０３のエッチングされた部分のみに残置して第
１層金属配線１０５を形成する（図１２）。

【００１１】次に、第２の低誘電率膜１０７に対してエ
ッチング選択性を有する（即ち第２の低誘電率膜１０７
のエッチングに対するストッパとして機能する）絶縁膜
を、エッチング防止膜１０６として第１の低誘電率膜１
０３及び第１層金属配線１０５の表面に形成し、更にそ
の上に第２の低誘電率膜１０７を形成する（図１３）。
そして、第２の低誘電率膜１０７の内部にコンタクトホ
ール１１１Ａをフォトリソグラフィ技術により形成す
る。このとき、エッチング防止膜１０６が第２の低誘電
率膜１０７に対してエッチング選択性を有するので、コ
ンタクトホール１１１Ａの形成時にエッチングがエッチ
ング防止膜１０６のところまで進行した時点で自動的に
エッチング速度が低下し、エッチングを停止することが
できる。

【００１２】ここでもし仮にエッチング防止膜１０６が
なければ、エッチングが停止せず第１の低誘電率膜１０
３までもがエッチングされてしまう可能性がある。半導
体装置の微細化が進む今日においては、下層配線を幅広
く形成して、上層配線のアライメントマージンを充分に
取ることは困難である。よって現在では、上述のように
配線の幅とコンタクトホールの径とを同程度の大きさに
設計することが多い。すると、フォトリソグラフィ技術
によるコンタクトホール形成の際にフォトマスクのアラ
イメントがずれた場合、下層配線の位置とコンタクトホ
ールの位置とが完全には重なり合わず、コンタクトホー
ル内に下層配線の周囲の層間絶縁膜が露出することにな
る。そうすれば、第２の低誘電率膜１０７だけでなく第
１の低誘電率膜１０３までもがエッチングされてしまい
かねない。

【００１３】また、第１層金属配線１０５に銅等を採用
した場合、第２の低誘電率膜１０７を堆積またはエッチ
ングした際に第１層金属配線１０５が酸化してしまうこ
ともある。しかし、エッチング防止膜１０６が存在すれ
ば、そのような事態を防ぐことが可能となる。

【００１４】以上がエッチング防止膜１０６の必要な理
由である。なお、エッチング防止膜１０６の材料には、
例えばシリコン窒化膜が採用される。

【００１５】その後、溝１１１Ｂも同様にフォトリソグ
ラフィ技術によって形成する（図１４）。このときもエ
ッチング防止膜１０６が存在するので第１の低誘電率膜
１０３と第１層金属配線１０５とに影響を与えることは
ない。

【００１６】続いて、コンタクトホール１１１Ａ内に露
出したエッチング防止膜１０６をエッチングし、第１層
金属配線１０５をコンタクトホール１１１Ａに露出させ
る（図１５）。そして、金属プラグ１０９及び第２層金
属配線１１０の材料となる金属の膜を第２の低誘電率膜
１０７の表面に形成し、コンタクトホール１１１Ａ及び
溝１１１Ｂを充分に埋める。そして金属の表面を平坦化
して、コンタクトホール１１１Ａ及び溝１１１Ｂのみに
残置し、金属プラグ１０９及び第２層金属配線１１０を
形成する（図１６）。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】低誘電率膜には以下に
示す課題が存在している。 低誘電率膜は一般に膜の密度が低いため、湿気を含ん
だ雰囲気にその表面が曝されると雰囲気中の水分を吸湿
しやすい。水の分子は常態でも僅かに分極しているた
め、膜中に取りこまれると低誘電率膜の比誘電率を上昇
させてしまうという弊害をもたらす。 低誘電率膜は一般に、シリコン酸化膜に比較して膜の
エッチング速度が速く、エッチングの制御が難しい。

【００１８】図１０に示した半導体装置Ｄ３、並びに図
１１〜１６に示した半導体装置Ｄ３の製造方法におい
て、これらの課題が問題となる。

【００１９】まずの課題については、半導体装置Ｄ３
の製造方法によると、第１の低誘電率膜１０３の表面及
び第２の低誘電率膜１０７の表面が雰囲気に露出する時
間（第１の低誘電率膜１０３の場合はエッチング防止膜
１０６が形成されるまでの時間、第２の低誘電率膜１０
７の場合は図１６の段階の後に何らかの膜がその表面に
形成されるまでの時間）が長いので吸湿しやすい。ちな
みに、シリコン酸化膜やシリコン酸窒化膜やシリコン窒
化膜等は水分を透過させにくいので、第１の低誘電率膜
１０３についていえば、エッチング防止膜１０６にそれ
らいずれかの膜を採用することで、以降の吸湿を防止す
ることは可能である。

【００２０】また、第１層金属配線１０５または第２層
金属配線１１０を形成する際に、表面を平坦化する手法
としてＣＭＰ法を用いる場合には、水分を第１の低誘電
率膜１０３または第２の低誘電率膜１０７に浴びせるこ
とになるので、その場合にもの課題が問題となる。

【００２１】またの課題については、半導体装置Ｄ３
を製造する工程中、エッチング防止膜１０６を除去する
際に第１の低誘電率膜１０３をオーバーエッチングして
しまう可能性があるという点で問題となる。図１７は当
該問題を示す断面図である。コンタクトホール１１１Ａ
及び溝１１１Ｂの形成時にはエッチング防止膜１０６が
あるので第１の低誘電率膜１０３はエッチングの影響を
受けないものの、エッチング防止膜１０６自身を除去す
る際には、図１７に示すように第１の低誘電率膜１０３
がエッチングされやすく、オーバーエッチングによる窪
み１０３Ａを生じやすいからである。このような窪み１
０３Ａが生じると、コンタクトホール１１１Ａに金属プ
ラグ１０９を形成する際に金属膜の埋め込み不良が生じ
やすく、その結果、半導体装置の歩留まり低下の原因と
なる。例えば、コンタクトホール１１１Ａの内部にバリ
アメタル（図示せず）を形成する場合、埋め込み不良の
ためバリアメタルの形成が不完全になり、配線金属が層
間絶縁膜にスパイクを発生させて絶縁性を阻害しやすい
からである。

【００２２】これらの課題を解決し得る技術として、特
開平６−１３４７０号公報に開示された技術がある。こ
の技術を半導体装置Ｄ４として、図１８〜２３を用いて
説明する。図１８は半導体装置Ｄ４の構造を示したもの
であり、半導体装置Ｄ４は半導体装置Ｄ３と同様、基板
１０１、下部絶縁層１０２、第１の層間絶縁膜２０３、
第１層金属配線１０５、第２の層間絶縁膜２０７、コン
タクトホール１１１Ａ、溝１１１Ｂ、金属プラグ１０９
及び第２層金属配線１１０を備えている（なお、この技
術では層間絶縁膜に低誘電率膜を採用しているわけでは
ないので、区別するために、半導体装置Ｄ３における第
１の低誘電率膜１０３を第１の層間絶縁膜２０３に、第
２の低誘電率膜１０７を第２の層間絶縁膜２０７に、そ
れぞれ変更している）。しかし半導体装置Ｄ４では、半
導体装置Ｄ３と異なりエッチング防止膜１０６が形成さ
れていない。その代わりに、第１の層間絶縁膜２０３の
上には第１層金属配線１０５の表面と同一平面内にある
表面を有する第１のエッチング防止膜１０４が、第２の
層間絶縁膜２０７の上には第２層金属配線１１０の表面
と同一平面内にある表面を有する第２のエッチング防止
膜１０８が、それぞれ形成されている。

【００２３】また、図１９〜２３は半導体装置Ｄ４の製
造方法を示したものである。まず、図１１と同様、基板
１０１の表面に各素子（図示せず）を形成した後、下部
絶縁層１０２、第１の層間絶縁膜２０３を形成する。そ
して、第１の層間絶縁膜２０３の表面に第１のエッチン
グ防止膜１０４を形成する（図１９）。そして、第１の
層間絶縁膜２０３及び第１のエッチング防止膜１０４の
うち、第１層金属配線１０５を形成すべき部分をフォト
リソグラフィ技術によりエッチングする。その後、第１
層金属配線１０５の材料となる金属の膜を第１のエッチ
ング防止膜１０４の表面に形成し、エッチングされた部
分を充分に埋める。更に金属の表面を平坦化して、エッ
チングされた部分にのみ金属を残置して第１層金属配線
１０５を形成する（図２０）。

【００２４】次に、第２の層間絶縁膜２０７を形成し、
さらにその表面に第２のエッチング防止膜１０８を形成
する（図２１）。そして、第２の層間絶縁膜２０７及び
第２のエッチング防止膜１０８の内部にコンタクトホー
ル１１１Ａ及び溝１１１Ｂをフォトリソグラフィ技術に
より形成する（図２２）。そして、金属プラグ１０９及
び第２層金属配線１１０の材料となる金属の膜を、第２
のエッチング防止膜１０８の表面に形成し、コンタクト
ホール１１１Ａ及び溝１１１Ｂを充分に埋める。そして
金属の表面を平坦化して、コンタクトホール１１１Ａ及
び溝１１１Ｂのみに残置し、金属プラグ１０９及び第２
層金属配線１１０を形成する（図２３）。

【００２５】このような半導体装置Ｄ４を用いれば、第
１のエッチング防止膜１０４の表面が第１層金属配線の
表面と同一平面内に存在するので、半導体装置Ｄ３のよ
うに、コンタクトホール１１１Ａを形成した際に第１の
層間絶縁膜２０３が露出することがない。よって、半導
体装置Ｄ３の場合のエッチング防止膜１０６の除去の際
に生じていた窪み１０３Ａは、生じにくい。

【００２６】また、半導体装置Ｄ４の製造方法によれ
ば、第１の層間絶縁膜２０３の形成に続いて第１のエッ
チング防止膜１０４が形成され、第２の層間絶縁膜２０
７の形成に続いて第２のエッチング防止膜１０８がその
表面に形成されるので、第１の層間絶縁膜２０３の表面
及び第２の層間絶縁膜２０７の表面が雰囲気に露出する
時間が短く、吸湿しにくい。さらに、第１層金属配線１
０５または第２層金属配線１１０を形成する際に、表面
を平坦化する手法としてＣＭＰ法を用いる場合、第１の
エッチング防止膜１０４または第２のエッチング防止膜
１０８が存在するので、水分が第１の層間絶縁膜２０３
または第２の層間絶縁膜２０７に直接触れることはな
く、第１の層間絶縁膜２０３及び第２の層間絶縁膜２０
７が吸湿しにくい。

【００２７】しかしながら半導体装置Ｄ４であっても、
半導体装置Ｄ３に比べれば窪み１０３Ａは生じにくいも
のの、コンタクトホール１１１Ａの形成の際に第１層金
属配線１０５と第１のエッチング防止膜１０４との界面
１０４Ａが露出してエッチャントに曝されるので、窪み
１０３Ａの発生を充分に抑制できるわけではない。通
常、コンタクトホールは半導体装置Ｄ４において広く分
布しており、また、各領域によって微妙に表面の高さの
高低差があるため、コンタクトホール１１１Ａの形成時
にはコンタクトを確実にするためにエッチング時間は長
めに設定されることが多い。すると、たとえエッチング
防止膜１０４が形成されていても、エッチング時間が長
いために実際には界面１０４Ａにエッチャントがしみ込
んで窪み１０３Ａを発生させやすい。これは、エッチン
グ防止膜１０４をたとえ厚く形成したとしても解決しが
たい問題である。

【００２８】本発明は以上の課題を解決するためになさ
れたものであり、低誘電率膜と多層配線とを備える半導
体装置において、低誘電率膜がコンタクトホール内に露
出してオーバーエッチングされるのを防止することを目
的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
にかかるものは、表面を有する第１の層間絶縁膜と、前
記第１の層間絶縁膜の前記表面上に形成され、表面を有
し、水分の透過を防止する第１のエッチング防止膜と、
前記第１の層間絶縁膜及び前記第１のエッチング防止膜
の内部に形成され、前記第１のエッチング防止膜の前記
表面に露出する第１の配線と、前記第１のエッチング防
止膜の前記表面上に形成され、表面を有し、水分の透過
を防止し、前記第１のエッチング防止膜に対しエッチン
グ選択性を有する第２のエッチング防止膜と、前記第２
のエッチング防止膜の前記表面上に形成され、表面を有
する第２の層間絶縁膜とを備える半導体装置である。

【００３０】この発明のうち請求項２にかかるものは、
請求項１に記載の半導体装置であって、前記第２の層間
絶縁膜の前記表面に形成され、表面を有し、水分の透過
を防止する第３のエッチング防止膜と、前記第２の層間
絶縁膜並びに前記第２及び第３のエッチング防止膜の内
部に形成され、前記第１の配線と電気的に接続されつ
つ、前記第３のエッチング防止膜の前記表面に露出する
第２の配線と、前記第３のエッチング防止膜の前記表面
上に形成され、表面を有し、水分の透過を防止し、前記
第３のエッチング防止膜に対しエッチング選択性を有す
る第４のエッチング防止膜と、前記第４のエッチング防
止膜の前記表面上に形成された第３の層間絶縁膜とをさ
らに備える。

【００３１】この発明のうち請求項３にかかるものは、
表面を有する第１の層間絶縁膜を準備する第１の工程
と、表面を有し、水分の透過を防止する第１のエッチン
グ防止膜を前記第１の層間絶縁膜の前記表面上に形成す
る第２の工程と、前記第１のエッチング防止膜を選択的
にエッチングする第３の工程と、エッチングが施された
前記第１のエッチング防止膜をマスクとして前記第１の
層間絶縁膜にエッチングを施す第４の工程と、前記第４
の工程で得られた構造の全面に、表面を有する第１の金
属膜を形成して、前記第１の層間絶縁膜及び前記第１の
エッチング防止膜のうちエッチングが施された部分に前
記第１の金属膜を埋め込む第５の工程と、前記第１のエ
ッチング防止膜の前記表面より外側の前記第１の金属膜
を除去し、前記第１の金属膜の前記表面を平坦化して、
残置した前記第１の金属膜を配線とする第６の工程と、
表面を有し、水分の透過を防止し、前記第１のエッチン
グ防止膜に対しエッチング選択性を有する第２のエッチ
ング防止膜を、前記第１のエッチング防止膜の前記表面
及び前記配線の前記表面上に形成する第７の工程と、表
面を有する第２の層間絶縁膜を前記第２のエッチング防
止膜の前記表面上に形成する第８の工程と、前記第２の
層間絶縁膜にエッチングを施し、前記第２のエッチング
防止膜の前記表面を選択的に露出させる第９の工程と、
露出した部分の前記第２のエッチング防止膜にエッチン
グを施し、前記配線を露出させる第１０の工程と、前記
第１０の工程で得られた構造の全面に、表面を有する第
２の金属膜を形成して、前記第２の層間絶縁膜及び前記
第２のエッチング防止膜のうちエッチングが施された部
分に前記第２の金属膜を埋め込む第１１の工程とを備え
る半導体装置の製造方法である。

【００３２】この発明のうち請求項４にかかるものは、
請求項３に記載の半導体装置の製造方法であって、前記
第９の工程は、表面を有し、水分の透過を防止し、異な
るエッチング条件に応じて前記第２のエッチング防止膜
との間で相互にエッチング選択性を有する第３のエッチ
ング防止膜を前記第２の層間絶縁膜の前記表面上に形成
する第１２の工程と、前記第３のエッチング防止膜にエ
ッチングを施し、前記第２の層間絶縁膜の前記表面を選
択的に露出させる第１３の工程と、エッチングされた前
記第３のエッチング防止膜をマスクとして前記第２の層
間絶縁膜にエッチングを施して第１の溝を形成し、前記
第２のエッチング防止膜の前記表面を選択的に露出させ
る第１４の工程と、前記第１４の工程に続いて、前記第
３のエッチング防止膜にエッチングを施し、前記第２の
層間絶縁膜の前記表面を選択的に露出させる第１５の工
程と、前記第１５の工程に続いて、エッチングされた前
記第３のエッチング防止膜をマスクとして前記第２の層
間絶縁膜にエッチングを施し、前記第２の層間絶縁膜中
にその底を有しつつ前記第１の溝と連通する第２の溝を
形成する第１６の工程とを含む。

【００３３】この発明のうち請求項５にかかるものは、
請求項３に記載の半導体装置の製造方法であって、前記
第８の工程と前記第９の工程との間に、表面を有し、水
分の透過を防止し、前記第２のエッチング防止膜に対し
エッチング選択性を有する第３のエッチング防止膜を前
記第２の層間絶縁膜の前記表面上に形成する第１２の工
程と、前記第３のエッチング防止膜にエッチングを施
し、前記第２の層間絶縁膜の前記表面を選択的に露出さ
せる第１３の工程と、エッチングされた前記第３のエッ
チング防止膜をマスクとして前記第２の層間絶縁膜にエ
ッチングを施して、前記第２の層間絶縁膜中に底を有す
る溝を形成する第１４の工程とをさらに備える。

【００３４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本実施の
形態にかかる半導体装置Ｄ１の構造を示す断面図であ
る。半導体装置Ｄ１は、金属プラグ９を介して接続され
た第１層金属配線５と第２層金属配線１０とからなる多
層配線構造を備える。この多層配線構造を構成する金属
には、例えば銅が用いられる。半導体装置Ｄ１は更に基
板１を備え、基板１の表面には下部絶縁層２が形成され
ている。なお、基板１の表面及び下部絶縁層２の内部に
はトランジスタ等の素子や基板上の配線等が形成されて
いるが、図示を省略している。

【００３５】下部絶縁層２の表面には第１の低誘電率膜
３が形成されている。低誘電率膜の材料としては例え
ば、水素化シルセスキオキサン（Hydrogen Silsesquiox
ane）、メチルシルセスキオキサン（Methyl Silsesquio
xane）、ポリアリルエーテル（Polyarylether）、ベン
ゾシクロブテン（Benzocyclobutene）、ポリテトラフロ
ロエチレン（Polytetrafluoroethylene）や、ポーラス
シリカであるキセロゲル（Xerogel）、エアロゲル（Aer
ogel）等の回転塗布法で形成される材料や、フッ素化シ
リコン酸化膜、フッ素化アモルファスカーボン、パリレ
ン（Parylene）等のＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n）法で形成される材料が適用可能である。このような
低誘電率膜の比誘電率は１．８〜３．０程度である。本
実施の形態においては、例えばポリアリルエーテル（以
下、ＰＡＥと記す）を第１の低誘電率膜３に使用する。
ＰＡＥは炭素、酸素、水素を主成分とする有機物であ
る。

【００３６】さらに本実施の形態では、第１の低誘電率
膜３の表面に第１のエッチング防止膜４が形成されてい
る。この第１のエッチング防止膜４は、水分の透過を防
止する膜であり、第１の低誘電率膜３が外部から水分を
吸湿するのを防止する機能を備えている。第１のエッチ
ング防止膜４の材料には、例えばシリコン酸化膜が採用
される。また、第１の低誘電率膜３及び第１のエッチン
グ防止膜４の内部には第１層金属配線５が、下部絶縁層
２の表面に接触しつつ、第１のエッチング防止膜４の表
面に露出して、水平方向に間隔を置いて複数形成されて
いる。

【００３７】第１層金属配線５及び第１のエッチング防
止膜４の表面には、第２のエッチング防止膜６が形成さ
れている。つまり、本発明ではエッチング防止膜を二重
に設けている。第２のエッチング防止膜６には、第１の
エッチング防止膜４の材料に対しエッチング選択性を有
し、かつ、水分の透過を防止する材料が採用される。第
１のエッチング防止膜４にシリコン酸化膜を採用した場
合には、この第２のエッチング防止膜６に例えばシリコ
ン窒化膜が採用される。

【００３８】第２のエッチング防止膜６の表面には第２
の低誘電率膜７が形成され、また、第２の低誘電率膜７
の表面には第３のエッチング防止膜８が形成されてい
る。第２の低誘電率膜７の材料には、例えば第１の低誘
電率膜３と同様、ＰＡＥが採用される。また第３のエッ
チング防止膜８は、水分の透過を防止する機能を備えて
いる。第３のエッチング防止膜８には例えば、第１のエ
ッチング防止膜４と同様、シリコン酸化膜が採用され
る。

【００３９】そして、第２の低誘電率膜７及び第２のエ
ッチング防止膜６に形成されたコンタクトホール１１Ａ
には、金属プラグ９が形成されている。また、第２の低
誘電率膜７及び第３のエッチング防止膜８に形成され、
紙面垂直方向に延在する溝１１Ｂには、第２層金属配線
１０が形成されている。

【００４０】本実施の形態にかかる半導体装置では、第
１のエッチング防止膜４と第２のエッチング防止膜６と
が形成されて二重のエッチング防止膜となっている。よ
って、コンタクトホール１１Ａの形成時には、たとえエ
ッチング時間が長い場合であっても第２の低誘電率膜７
のエッチングについては、第２のエッチング防止膜６が
形成されているのでエッチングを一旦停止できる。この
とき、第１層金属配線５と第１のエッチング防止膜４と
の界面４Ａ及び第１の低誘電率膜３は、第２のエッチン
グ防止膜６に覆われているのでコンタクトホール１１Ａ
内に露出する可能性は低い。また、コンタクトを取るた
めにコンタクトホール１１Ａ内の第２のエッチング防止
膜６を除去する際には、第１のエッチング防止膜４と第
２のエッチング防止膜６との間にエッチング選択性があ
り、また、第２の低誘電率膜７をエッチングする場合と
は異なって第２のエッチング防止膜６のエッチング時間
を長くとる必要はないので、界面４Ａが露出しても、半
導体装置Ｄ３の場合のように第１の低誘電率膜３に対し
てオーバーエッチングして窪みを発生させてしまう可能
性は低い。よって、コンタクトホール１１Ａ内で金属プ
ラグ９の埋め込み不良が生じにくい構造であり、半導体
装置としての信頼性が高い。

【００４１】また、第１の低誘電率膜３については、そ
の表面に第１のエッチング防止膜４と第２のエッチング
防止膜６とが二重に形成されており、それぞれが水分の
透過を防止する機能を備えているので、吸湿する可能性
が少ない。また、第２の低誘電率膜７についても、その
表面に水分の透過を防止する第３のエッチング防止膜８
が形成されているので、吸湿する可能性が少ない。よっ
て、第１の低誘電率膜３及び第２の低誘電率膜７の比誘
電率を増大させない。

【００４２】なお図示してはいないが、第２層金属配線
１０及び第３のエッチング防止膜８の表面に更に、第２
のエッチング防止膜６と同様の第４のエッチング防止
膜、第２の低誘電率膜７と同様の第３の低誘電率膜、第
３のエッチング防止膜８と同様の第５のエッチング防止
膜、金属プラグ９と同様の金属プラグ、第２層金属配線
１０と同様の第３層金属配線が、それぞれ形成されてい
てもよい。

【００４３】その場合、第３のエッチング防止膜８と第
４のエッチング防止膜との間のエッチング選択性の関係
が、第１のエッチング防止膜４と第２のエッチング防止
膜６との間のエッチング選択性の関係と同様になるの
で、第２の低誘電率膜７に窪みを発生させる可能性は低
い。また、第２の低誘電率膜７の表面に第３のエッチン
グ防止膜８と第４のエッチング防止膜とが二重に形成さ
れていることになり、それぞれが水分の透過を防止する
機能を備えているので、第２の低誘電率膜７が吸湿する
可能性が少ない。また、第３の低誘電率膜についても、
その表面に水分の透過を防止する第５のエッチング防止
膜が形成されているので、吸湿する可能性が少ない。

【００４４】もちろん、このような層構造がさらに繰り
返し形成されていてもよく、その場合も各層ごとに同様
の効果がある。一般的に表現すれば、第Ｎ（Ｎ≧１）層
金属配線の表面及び第（２Ｎ−１）のエッチング防止膜
の表面に更に、第（２Ｎ）のエッチング防止膜と第（Ｎ
＋１）の低誘電率膜と第（２Ｎ＋１）のエッチング防止
膜とがこの順に形成され、それらの内部に金属プラグと
第（Ｎ＋１）層金属配線とが形成された構造とすればよ
い。

【００４５】また、図２は本実施の形態の変形にかかる
半導体装置Ｄ２の構造を示す断面図である。このよう
に、第１のエッチング防止膜４及び第３のエッチング防
止膜８を、それぞれ、より厚い第１のエッチング防止膜
１４及び第３のエッチング防止膜１８として形成すれ
ば、エッチング防止効果が高まり、それぞれの膜の直下
の低誘電率膜に対してオーバーエッチングによる窪みを
発生させてしまう可能性がより少なくなる。また、第１
の低誘電率膜３及び第２の低誘電率膜７が吸湿する可能
性もより少なくなる。

【００４６】なお、エッチング防止膜を二重に形成する
例として、例えば特開平8-264644号公報に記載の技術が
ある。図３は、この技術を半導体装置Ｄ３に適用した場
合について示したものである（ただし、この技術は低誘
電率膜を採用しているわけではないので、その点を区別
するために第１及び第２の低誘電率膜１０３，１０７の
代わりに、第１及び第２の層間絶縁膜２０３，２０７と
して示している。）。しかしこの技術によれば、第１の
層間絶縁膜２０３の表面にではなく、第１層金属配線１
０５の表面に、エッチング防止膜１０６と同じ材料のエ
ッチング防止膜２０４を設ける点で本発明とは構成が異
なる。このような相違は、この技術がコンタクトホール
１１１Ａ内のエッチング防止膜１０６を除去する際に同
時にエッチング防止膜２０４を除去して、自己整合的に
第１層配線１０５と金属プラグ１０９とのコンタクトを
とるのを目的とすることに起因している。つまり第１の
層間絶縁膜２０３の保護を目的とはしておらず、本願と
は目的が異なっている。

【００４７】実施の形態２．本実施の形態は、実施の形
態１にかかる半導体装置Ｄ１を製造する方法について示
したものである。半導体装置Ｄ１を製造する方法につい
て、図４〜９を用いて説明する。まず、基板１の表面に
各素子（図示せず）を形成した後、その上に下部絶縁層
２を形成する。次に、例えば回転塗布法によりＰＡＥ膜
を第１の低誘電率膜３として下部絶縁層２の表面に形成
し、続いて、例えばプラズマＣＶＤ法によりシリコン酸
化膜を第１のエッチング防止膜４として第１の低誘電率
膜３の表面に形成する（図４）。

【００４８】そして、エッチング防止膜４及び第１の低
誘電率膜３のうち、第１層金属配線５を形成すべき部分
に対しフォトリソグラフィ技術を適用する。すなわち、
第１のエッチング防止膜４の表面にレジストを形成して
パターニングし、第１のエッチング防止膜４をエッチン
グする。第１のエッチング防止膜４の材料がシリコン酸
化膜なので、例えばＣ₄Ｆ₈とＡｒとの混合ガスを使用し
たプラズマエッチングを行えばよい。第１の低誘電率膜
３が露出した後はエッチングガスを変更し、第１のエッ
チング防止膜４をマスクとして下部絶縁層２が露出する
まで第１の低誘電率膜３をエッチングする。第１の低誘
電率膜３の材料がＰＡＥなので、例えば、酸素及び窒素
の混合ガス、または酸素及び窒素及びＡｒの混合ガス、
または窒素及び水素の混合ガスのいずれかをエッチング
ガスに用いればよい。これらの混合ガスはいずれも有機
物をエッチングすることができるため、最初に第１のエ
ッチング防止膜４上に形成したレジストもこのとき同時
に除去できる。なお、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜
等は、これらの混合ガスではほとんどエッチングされな
いので、第１のエッチング防止膜４はエッチングの影響
を受けることはほとんどない。

【００４９】この後、第１層金属配線５を形成するが、
その前に、第１の低誘電率膜３がエッチングした部分の
側壁から水分を吸湿している可能性があるので、熱処理
を行い水分を放出させておく。

【００５０】そして、第１層金属配線５の材料となる金
属膜を第１のエッチング防止膜４の表面に形成し、第１
のエッチング防止膜４及び第１の低誘電率膜３のうちエ
ッチングされた部分を充分に埋める。本実施の形態にお
いては、例えばメッキ法により銅を埋め込む。その後、
例えば化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical
Polishing）法を用いて第１のエッチング防止膜４上の
不要な金属膜を除去し、その金属の表面を平坦化するこ
とで第１層金属配線５を形成する（図５）。なお、金属
膜を埋め込むプロセスとしては、メッキ法の他に、スパ
ッタ法で成膜した後に熱処理により金属膜を軟化させて
埋め込むリフロー法や、ＣＶＤ法等がある。また、金属
膜の材料には銅の他に、Ａｌ合金等が採用されてもよ
い。

【００５１】次に、第１のエッチング防止膜４及び第１
層金属配線５の表面に、例えばプラズマＣＶＤ法により
シリコン窒化膜を第２のエッチング防止膜６として形成
する。更にエッチング防止膜６の表面に、例えば回転塗
布法によりＰＡＥ膜を第２の低誘電率膜７として形成す
る。そして更に第２の低誘電率膜７の表面に、第２のエ
ッチング防止膜６に対してエッチング選択性を有する第
３のエッチング防止膜８を、例えばプラズマＣＶＤ法に
よりシリコン酸化膜を第３のエッチング防止膜８として
形成する（図６）。

【００５２】そして、第２の低誘電率膜７及び第３のエ
ッチング防止膜８にコンタクトホール１１Ａ及び溝１１
Ｂを、フォトリソグラフィ技術により形成する。このと
き、先にコンタクトホール１１Ａを形成してから溝１１
Ｂを形成する方法と、先に溝１１Ｂを形成してからコン
タクトホール１１Ａを形成する方法とがあるが、いずれ
を用いてもよい。以下では、例えば前者の方法を採用し
た場合について述べる。

【００５３】まず、第３のエッチング防止膜８の表面に
レジストを形成してコンタクトホール１１Ａのパターニ
ングをし、第３のエッチング防止膜８をエッチングす
る。第３のエッチング防止膜８の材料がシリコン酸化膜
なので、第１のエッチング防止膜４と同様、例えばＣ₄
Ｆ₈とＡｒとの混合ガスを使用したプラズマエッチング
を行えばよい。第２の低誘電率膜７が露出した後は、エ
ッチングガスを変更し、第２のエッチング防止膜６が露
出するまで第２の低誘電率膜７をエッチングする。第２
の低誘電率膜７の材料がＰＡＥなので、第１の低誘電率
膜３と同様、例えば、酸素及び窒素の混合ガス、または
酸素及び窒素及びＡｒの混合ガス、または窒素及び水素
の混合ガスのいずれかをエッチングガスに用いればよ
い。これらの混合ガスはいずれも有機物をエッチングす
ることができるため、最初に第３のエッチング防止膜８
上に形成したレジストもこのとき同時に除去できる。一
方、これらの混合ガスは第２のエッチング防止膜６であ
るシリコン窒化膜をほとんどエッチングすることができ
ないので、コンタクトホール１１Ａの形成は第２のエッ
チング防止膜６が露出すれば、停止する。

【００５４】次に、溝１１Ｂについてもコンタクトホー
ル１１Ａと同様にしてエッチングを行い、コンタクトホ
ール１１Ａに連通し、第１の低誘電率膜３中に底を有す
るように形成する。つまり、第３のエッチング防止膜８
の表面にレジストを形成して、溝１１Ｂが形成済みのコ
ンタクトホール１１Ａと交わるようにパターニングを
し、第３のエッチング防止膜８をプラズマエッチングす
る。ただしこのとき、すでに第２のエッチング防止膜６
であるシリコン窒化膜が露出しているので、第３のエッ
チング防止膜８であるシリコン酸化膜をエッチングする
際に第２のエッチング防止膜６をエッチングしないよう
にしなければならない。そこで、シリコン酸化膜のエッ
チング速度とシリコン窒化膜のエッチング速度の比が、
例えば１０：１となるようにエッチング条件を調節して
おく。例えば、先にも使用したＣ₄Ｆ₈とＡｒとの混合ガ
スは、シリコン窒化膜に対して上記の条件を満たすよう
調整できるので、同様にこのガスによるプラズマエッチ
ングを行えばよい。

【００５５】そして、第２の低誘電率膜７が露出した後
は、エッチングガスを、酸素及び窒素の混合ガス、また
は酸素及び窒素及びＡｒの混合ガス、または窒素及び水
素の混合ガスのいずれかに変更し、所望の幅及び深さと
なるまで第２の低誘電率膜７をエッチングして溝１１Ｂ
を形成する（図７）。

【００５６】続いて今度は、第３のエッチング防止膜８
はエッチングされずにコンタクトホール１１Ａ内の第２
のエッチング防止膜６のみがエッチングされる条件でエ
ッチングを行う。そのために、シリコン酸化膜のエッチ
ング速度とシリコン窒化膜のエッチング速度の比が、例
えば１：１０となるようにエッチング条件を調節してお
く。例えば塩素と酸素との混合ガスを用いれば、上記の
条件を満たすよう調整できるので、このガスによるプラ
ズマエッチングを行えばよい。このようにして、コンタ
クトホール１１Ａ内に第１層金属配線５を露出させる
（図８）。なお、塩素と酸素との混合ガスを用いれば、
第２の低誘電率膜７は多少エッチングされてしまうの
で、溝１１Ｂの幅は広がり、底面の高さは低くなる。よ
って予め、第２のエッチング防止膜６のエッチング時間
や、そのときの第２の低誘電率膜７のエッチング速度等
を考慮した上で、溝１１Ｂの幅及び深さを決定しておけ
ばよい。

【００５７】なお以上は、先にコンタクトホール１１Ａ
を形成してから溝１１Ｂを形成する場合についての説明
であったが、先に溝１１Ｂを形成してからコンタクトホ
ール１１Ａを形成する場合には、以下の点で工程がもう
少し行いやすいものとなる。つまり、第１に、溝１１Ｂ
の形成の際に第２のエッチング防止膜６が露出しないの
で、第３のエッチング防止膜８をエッチングしつつ第２
のエッチング防止膜６はエッチングしないようにエッチ
ング選択性を考慮する必要がなく、第２に、コンタクト
ホール１１Ａの形成のためには、溝１１Ｂ内の第２の低
誘電率膜７をパターニングしてエッチングするだけでよ
く、第３のエッチング防止膜８をエッチングする必要が
ないからである。

【００５８】ただしその場合は、コンタクトホール１１
Ａのマスクパターンを、形成済みの溝１１Ｂに合わせつ
つフォトリソグラフィを行う必要があるので、マスクの
アライメント調整を慎重に行わなくてはならない。その
点、先にコンタクトホール１１Ａを形成する場合には、
多少のアライメントのずれは許容される。

【００５９】さてこの後、金属プラグ９及び第２層金属
配線１０を形成するが、その前に、第２の低誘電率膜７
がコンタクトホール１１Ａ及び溝１１Ｂの側壁部分から
水分を吸湿している可能性があるので、熱処理を行い水
分を放出させておく。

【００６０】そして、金属プラグ９及び第２層金属配線
１０の材料となる金属膜を、第３のエッチング防止膜８
の表面に形成してコンタクトホール１１Ａ及び溝１１Ｂ
を充分に埋め、その金属の表面を例えばＣＭＰ法により
平坦化して金属をコンタクトホール１１Ａ及び溝１１Ｂ
のみに残置し、金属プラグ９及び第２層金属配線１０を
形成する（図９）。

【００６１】なお、層構造の繰り返しを有する半導体装
置を製造する場合には、以上の工程を繰り返せばよい。

【００６２】本実施の形態にかかる半導体装置の製造方
法を用いれば、第２の低誘電率膜７のエッチングについ
ては、第２のエッチング防止膜６が形成されているので
エッチングを一旦停止できる。このとき、コンタクトホ
ール１１Ａがフォトマスクのアライメントのずれた状態
で形成された場合であっても、第１層金属配線５と第１
のエッチング防止膜４との界面４Ａ及び第１の低誘電率
膜３は、第２のエッチング防止膜６に覆われているので
コンタクトホール１１Ａ内に露出する可能性は低い。ま
た、コンタクトを取るためにコンタクトホール１１Ａ内
の第２のエッチング防止膜６を除去する際には、第１の
エッチング防止膜４と第２のエッチング防止膜６との間
にエッチング選択性があり、また、第２の低誘電率膜７
をエッチングする場合とは異なって第２のエッチング防
止膜６のエッチング時間を長くとる必要はないので、半
導体装置Ｄ３の場合のように第１の低誘電率膜３に対し
てオーバーエッチングして窪みを発生させてしまう可能
性が低い。

【００６３】また、第１の低誘電率膜３の形成に続いて
第１のエッチング防止膜４が形成され、第２の低誘電率
膜７の形成に続いて第２のエッチング防止膜８がその表
面に形成されるので、第１の低誘電率膜３の表面及び第
２の低誘電率膜７の表面が雰囲気に露出する時間が短
く、吸湿しにくい。さらに、第１層金属配線５または第
２層金属配線１０を形成する際に、表面を平坦化する手
法としてＣＭＰ法を用いる場合であっても、第１のエッ
チング防止膜４または第３のエッチング防止膜８が存在
するので、水分が第１の低誘電率膜３または第２の低誘
電率膜７に直接触れることはなく、第１の低誘電率膜３
及び第２の低誘電率膜７が吸湿しにくい。

【００６４】また、コンタクトホール１１Ａを先に形成
する場合には、第３のエッチング防止膜８が第２のエッ
チング防止膜６に対しエッチング選択性を有するので、
エッチング条件を調整することで、第３のエッチング防
止膜８の表面を溝１１Ｂ形成用にパターニングする際に
は第３のエッチング防止膜８をエッチングしつつ第２の
エッチング防止膜６はエッチングしないようにすること
ができる。一方、第２のエッチング防止膜６にエッチン
グを施して第１層金属配線５を露出させる際には第２の
エッチング防止膜６をエッチングしつつ第３のエッチン
グ防止膜８はエッチングしないようにすることができ
る。

【００６５】また、第１層金属配線５に銅等を採用した
場合であっても、第２のエッチング防止膜６が存在する
ので、第１層金属配線５の酸化を防ぐことが可能とな
る。

【００６６】

【発明の効果】この発明のうち請求項１にかかる半導体
装置を用いれば、第２の層間絶縁膜及び第２のエッチン
グ防止膜に溝を形成してその内部に第１の配線を露出さ
せる際に、まず第２の層間絶縁膜のエッチングを行い、
次に溝の内部の第２のエッチング防止膜を除去するが、
第２の層間絶縁膜のエッチングについては、第２のエッ
チング防止膜が形成されているのでエッチングを一旦停
止できる。このとき、第１の配線と第１のエッチング防
止膜との界面及び第１の層間絶縁膜は、第２のエッチン
グ防止膜に覆われているので溝の内部に露出する可能性
は低い。また、溝の内部の第２のエッチング防止膜を除
去する際には、第１のエッチング防止膜と第２のエッチ
ング防止膜との間にエッチング選択性があるので、第１
のエッチング防止膜に覆われた第１の層間絶縁膜に対し
てオーバーエッチングして窪みを発生させてしまう可能
性は低い。よって、溝の内部に導電体を確実に埋め込む
ことができ、第１の配線と導電体との間で信頼性の高い
コンタクトを実現できる。また、第１の層間絶縁膜につ
いては、その表面上に第１のエッチング防止膜と第２の
エッチング防止膜とが二重に形成されており、それぞれ
が水分の透過を防止する機能を備えているので、吸湿す
る可能性が少なく、第１の層間絶縁膜の比誘電率の増大
が抑制される。

【００６７】この発明のうち請求項２にかかる半導体装
置を用いれば、第３の層間絶縁膜及び第４のエッチング
防止膜に溝を形成して、その内部に第２の配線を露出さ
せる際に、まず第３の層間絶縁膜のエッチングを行い、
次に溝の内部の第４のエッチング防止膜を除去するが、
第３の層間絶縁膜のエッチングについては、第４のエッ
チング防止膜が形成されているのでエッチングを一旦停
止できる。このとき、第２の配線と第３のエッチング防
止膜との界面及び第２の層間絶縁膜は、第４のエッチン
グ防止膜に覆われているので溝の内部に露出する可能性
は低い。また、溝の内部の第４のエッチング防止膜を除
去する際には、第３のエッチング防止膜と第４のエッチ
ング防止膜との間にエッチング選択性があるので、第３
のエッチング防止膜に覆われた第２の層間絶縁膜に対し
てオーバーエッチングして窪みを発生させてしまう可能
性は低い。よって、溝の内部に導電体を確実に埋め込む
ことができ、第２の配線と導電体との間で信頼性の高い
コンタクトを実現できる。また、第２の層間絶縁膜につ
いては、その表面上に第３のエッチング防止膜と第４の
エッチング防止膜とが二重に形成されており、それぞれ
が水分の透過を防止する機能を備えているので、吸湿す
る可能性が少なく、第２の層間絶縁膜の比誘電率の増大
が抑制される。

【００６８】この発明のうち請求項３にかかる半導体装
置の製造方法を用いれば、第２の層間絶縁膜のエッチン
グについては、第２のエッチング防止膜が形成されてい
るのでエッチングを一旦停止できる。このとき、配線と
第１のエッチング防止膜との界面及び第１の層間絶縁膜
は、第２のエッチング防止膜に覆われているので露出す
る可能性は低い。また、第２のエッチング防止膜を除去
する際には、第１のエッチング防止膜と第２のエッチン
グ防止膜との間にエッチング選択性があるので、第１の
エッチング防止膜に覆われた第１の層間絶縁膜に対して
オーバーエッチングして窪みを発生させてしまう可能性
が低い。よって、第２の金属膜と配線との間で信頼性の
高いコンタクトを実現できる。また、第１の層間絶縁膜
の形成に続いて第１のエッチング防止膜が形成されるの
で、第１の層間絶縁膜の表面が雰囲気に露出する時間が
短く、吸湿しにくい。さらに、配線を形成する際に、表
面を平坦化する手法としてＣＭＰ法を用いる場合であっ
ても、第１のエッチング防止膜が存在するので、水分が
第１の層間絶縁膜に直接触れることはなく、第１の層間
絶縁膜が吸湿しにくい。また、配線に銅等を採用した場
合であっても、第２のエッチング防止膜が存在するの
で、配線の酸化を防ぐことが可能となる。

【００６９】この発明のうち請求項４にかかる半導体装
置の製造方法を用いれば、第２の層間絶縁膜の形成に続
いて第３のエッチング防止膜がその表面に形成されるの
で、第２の層間絶縁膜の表面が雰囲気に露出する時間が
短く、吸湿しにくい。また、第３のエッチング防止膜と
第２のエッチング防止膜とが異なるエッチング条件に応
じて相互にエッチング選択性を有するので、エッチング
条件を調整することで、第３のエッチング防止膜の表面
を第２の溝形成用にパターニングする際には第３のエッ
チング防止膜をエッチングしつつ第２のエッチング防止
膜はエッチングしないようにすることができる。一方、
第２のエッチング防止膜にエッチングを施して配線を露
出させる際には第２のエッチング防止膜をエッチングし
つつ第３のエッチング防止膜はエッチングしないように
することができる。

【００７０】この発明のうち請求項５にかかる半導体装
置の製造方法を用いれば、第２の層間絶縁膜の形成に続
いて第３のエッチング防止膜がその表面に形成されるの
で、第２の層間絶縁膜の表面が雰囲気に露出する時間が
短く、吸湿しにくい。また、第３のエッチング防止膜が
第２のエッチング防止膜に対しエッチング選択性を有す
るので、第２のエッチング防止膜にエッチングを施して
配線を露出させる際には、エッチング条件を調整するこ
とで、第２のエッチング防止膜をエッチングしつつ第３
のエッチング防止膜はエッチングしないようにすること
ができる。また、溝の形成の際に第２のエッチング防止
膜が露出しないので、第３のエッチング防止膜をエッチ
ングしつつ第２のエッチング防止膜はエッチングしない
ようにエッチング選択性を考慮する必要がないので、工
程が行いやすい。さらに、第２のエッチング防止膜を露
出させる際には第３のエッチング防止膜をエッチングす
る必要がないので、工程が行いやすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１の半導体装置の構造を示す断面
図である。

【図２】 実施の形態１の半導体装置の変形例を示す断
面図である。

【図３】 従来の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。

【図４】 実施の形態２の半導体装置の製造方法の各工
程を示す断面図である。

【図５】 実施の形態２の半導体装置の製造方法の各工
程を示す断面図である。

【図６】 実施の形態２の半導体装置の製造方法の各工
程を示す断面図である。

【図７】 実施の形態２の半導体装置の製造方法の各工
程を示す断面図である。

【図８】 実施の形態２の半導体装置の製造方法の各工
程を示す断面図である。

【図９】 実施の形態２の半導体装置の製造方法の各工
程を示す断面図である。

【図１０】 従来の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。

【図１１】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図１２】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図１３】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図１４】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図１５】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図１６】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図１７】 従来の半導体装置の問題点を示す断面図で
ある。

【図１８】 従来の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。

【図１９】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図２０】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図２１】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図２２】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【図２３】 従来の半導体装置の製造方法の各工程を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板、２ 下部絶縁層、３ 第１の低誘電率膜、４
第１のエッチング防止膜、５ 第１層金属配線、６
第２のエッチング防止膜、７ 第２の低誘電率膜、８
第３のエッチング防止膜、９ 金属プラグ、１０ 第２
層金属配線、１１Ａ コンタクトホール、１１Ｂ 溝。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面を有する第１の層間絶縁膜と、 前記第１の層間絶縁膜の前記表面上に形成され、表面を
   有し、水分の透過を防止する第１のエッチング防止膜
   と、 前記第１の層間絶縁膜及び前記第１のエッチング防止膜
   の内部に形成され、前記第１のエッチング防止膜の前記
   表面に露出する第１の配線と、 前記第１のエッチング防止膜の前記表面上に形成され、
   表面を有し、水分の透過を防止し、前記第１のエッチン
   グ防止膜に対しエッチング選択性を有する第２のエッチ
   ング防止膜と、 前記第２のエッチング防止膜の前記表面上に形成され、
   表面を有する第２の層間絶縁膜とを備える半導体装置。
2. 【請求項２】 前記第２の層間絶縁膜の前記表面に形成
   され、表面を有し、水分の透過を防止する第３のエッチ
   ング防止膜と、 前記第２の層間絶縁膜並びに前記第２及び第３のエッチ
   ング防止膜の内部に形成され、前記第１の配線と電気的
   に接続されつつ、前記第３のエッチング防止膜の前記表
   面に露出する第２の配線と、 前記第３のエッチング防止膜の前記表面上に形成され、
   表面を有し、水分の透過を防止し、前記第３のエッチン
   グ防止膜に対しエッチング選択性を有する第４のエッチ
   ング防止膜と、 前記第４のエッチング防止膜の前記表面上に形成された
   第３の層間絶縁膜とをさらに備える請求項１に記載の半
   導体装置。
3. 【請求項３】 表面を有する第１の層間絶縁膜を準備す
   る第１の工程と、 表面を有し、水分の透過を防止する第１のエッチング防
   止膜を前記第１の層間絶縁膜の前記表面上に形成する第
   ２の工程と、 前記第１のエッチング防止膜を選択的にエッチングする
   第３の工程と、 エッチングが施された前記第１のエッチング防止膜をマ
   スクとして前記第１の層間絶縁膜にエッチングを施す第
   ４の工程と、 前記第４の工程で得られた構造の全面に、表面を有する
   第１の金属膜を形成して、前記第１の層間絶縁膜及び前
   記第１のエッチング防止膜のうちエッチングが施された
   部分に前記第１の金属膜を埋め込む第５の工程と、 前記第１のエッチング防止膜の前記表面より外側の前記
   第１の金属膜を除去し、前記第１の金属膜の前記表面を
   平坦化して、残置した前記第１の金属膜を配線とする第
   ６の工程と、 表面を有し、水分の透過を防止し、前記第１のエッチン
   グ防止膜に対しエッチング選択性を有する第２のエッチ
   ング防止膜を、前記第１のエッチング防止膜の前記表面
   及び前記配線の前記表面上に形成する第７の工程と、 表面を有する第２の層間絶縁膜を前記第２のエッチング
   防止膜の前記表面上に形成する第８の工程と、 前記第２の層間絶縁膜にエッチングを施し、前記第２の
   エッチング防止膜の前記表面を選択的に露出させる第９
   の工程と、 露出した部分の前記第２のエッチング防止膜にエッチン
   グを施し、前記配線を露出させる第１０の工程と、 前記第１０の工程で得られた構造の全面に、表面を有す
   る第２の金属膜を形成して、前記第２の層間絶縁膜及び
   前記第２のエッチング防止膜のうちエッチングが施され
   た部分に前記第２の金属膜を埋め込む第１１の工程とを
   備える半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第９の工程は、 表面を有し、水分の透過を防止し、異なるエッチング条
   件に応じて前記第２のエッチング防止膜との間で相互に
   エッチング選択性を有する第３のエッチング防止膜を前
   記第２の層間絶縁膜の前記表面上に形成する第１２の工
   程と、 前記第３のエッチング防止膜にエッチングを施し、前記
   第２の層間絶縁膜の前記表面を選択的に露出させる第１
   ３の工程と、 エッチングされた前記第３のエッチング防止膜をマスク
   として前記第２の層間絶縁膜にエッチングを施して第１
   の溝を形成し、前記第２のエッチング防止膜の前記表面
   を選択的に露出させる第１４の工程と、 前記第１４の工程に続いて、前記第３のエッチング防止
   膜にエッチングを施し、前記第２の層間絶縁膜の前記表
   面を選択的に露出させる第１５の工程と、 前記第１５の工程に続いて、エッチングされた前記第３
   のエッチング防止膜をマスクとして前記第２の層間絶縁
   膜にエッチングを施し、前記第２の層間絶縁膜中にその
   底を有しつつ前記第１の溝と連通する第２の溝を形成す
   る第１６の工程とを含む、請求項３に記載の半導体装置
   の製造方法。
5. 【請求項５】 前記第８の工程と前記第９の工程との間
   に、 表面を有し、水分の透過を防止し、前記第２のエッチン
   グ防止膜に対しエッチング選択性を有する第３のエッチ
   ング防止膜を前記第２の層間絶縁膜の前記表面上に形成
   する第１２の工程と、 前記第３のエッチング防止膜にエッチングを施し、前記
   第２の層間絶縁膜の前記表面を選択的に露出させる第１
   ３の工程と、 エッチングされた前記第３のエッチング防止膜をマスク
   として前記第２の層間絶縁膜にエッチングを施して、前
   記第２の層間絶縁膜中に底を有する溝を形成する第１４
   の工程とをさらに備える請求項３に記載の半導体装置の
   製造方法。