JP2003258090A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デュアルダマシン法において、ボーイングお
よび掘られの発生を防止する。 【解決手段】 図２（Ａ）に示すような断面構造を有す
る製造過程の半導体装置に対して、図２（Ｂ）に示すよ
うに窒化シリコンエッチングを施す、その結果、銅膜２
６の一部が酸化されて酸化物４３に変化し、また、その
上にはＣＦXデポ物４４が堆積する。しかし、図２
（Ｃ）において、水素プラズマを用いて有機絶縁膜エッ
チングをすることにより、酸化物４３を銅に還元し、ま
た、ＣＦXデポ物を揮発性の化合物に転換することによ
り、除去することができる。
よび掘られの発生を防止する。 【解決手段】 図２（Ａ）に示すような断面構造を有す
る製造過程の半導体装置に対して、図２（Ｂ）に示すよ
うに窒化シリコンエッチングを施す、その結果、銅膜２
６の一部が酸化されて酸化物４３に変化し、また、その
上にはＣＦXデポ物４４が堆積する。しかし、図２
（Ｃ）において、水素プラズマを用いて有機絶縁膜エッ
チングをすることにより、酸化物４３を銅に還元し、ま
た、ＣＦXデポ物を揮発性の化合物に転換することによ
り、除去することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に、デュアルダマシン法により多層配線構
造の配線層及びヴィアを形成する工程を含む半導体装置
の製造方法に関する。
法に関し、特に、デュアルダマシン法により多層配線構
造の配線層及びヴィアを形成する工程を含む半導体装置
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の微細化に伴って配線
の幅が狭くなり、しかも配線同士の間隔が狭くなってき
ている。このため、配線抵抗が増加するとともに配線に
よる寄生容量が増加し、これが信号速度を遅延させるこ
とになり、スケーリング則に沿った半導体装置の高速化
を妨げることになる。
の幅が狭くなり、しかも配線同士の間隔が狭くなってき
ている。このため、配線抵抗が増加するとともに配線に
よる寄生容量が増加し、これが信号速度を遅延させるこ
とになり、スケーリング則に沿った半導体装置の高速化
を妨げることになる。
【０００３】このような状況から、配線間の寄生容量と
配線抵抗を減少させるために、多層配線の形成方法と絶
縁材料および金属配線材料の見直しが必要となってい
る。配線容量を小さくするには誘電率の小さい絶縁材料
が有効であり、また、金属配線の材料の選択について
も、配線抵抗を小さくするために、アルミニウム（Ａ
ｌ）から抵抗率の低い銅（Ｃｕ）へと移行している。
配線抵抗を減少させるために、多層配線の形成方法と絶
縁材料および金属配線材料の見直しが必要となってい
る。配線容量を小さくするには誘電率の小さい絶縁材料
が有効であり、また、金属配線の材料の選択について
も、配線抵抗を小さくするために、アルミニウム（Ａ
ｌ）から抵抗率の低い銅（Ｃｕ）へと移行している。
【０００４】銅膜の加工は、従来のドライエッチングを
適用することが困難であることからダマシン法が用いら
れる。ダマシン法を大別するとシングルダマシン法とデ
ュアルダマシン法がある。シングルダマシン法は、下側
配線と上側配線の間を結ぶプラグ（ヴィア（ｖｉａ））
の形成と配線の形成とを別々の工程とする方法であり、
デュアルダマシン法は、配線とプラグを同時に形成する
方法である。
適用することが困難であることからダマシン法が用いら
れる。ダマシン法を大別するとシングルダマシン法とデ
ュアルダマシン法がある。シングルダマシン法は、下側
配線と上側配線の間を結ぶプラグ（ヴィア（ｖｉａ））
の形成と配線の形成とを別々の工程とする方法であり、
デュアルダマシン法は、配線とプラグを同時に形成する
方法である。
【０００５】半導体装置の配線層は微細化にともなって
多層化が進んでおり、例えば、デザインルール０．１８
μｍ世代の半導体装置では配線数が６層におよぶ。この
場合、シングルダマシン法では、例えば、類似した工程
を１２回（配線形成６回とプラグ形成６回）繰り返して
形成されるのに対して、デュアルダマシン法では、類似
した工程を６回繰り返すだけで済む。
多層化が進んでおり、例えば、デザインルール０．１８
μｍ世代の半導体装置では配線数が６層におよぶ。この
場合、シングルダマシン法では、例えば、類似した工程
を１２回（配線形成６回とプラグ形成６回）繰り返して
形成されるのに対して、デュアルダマシン法では、類似
した工程を６回繰り返すだけで済む。
【０００６】デュアルダマシン法がシングルダマシン法
の半分の工程数で済むのは、上述したように配線とプラ
グを同時に形成できるためである。従って、生産コスト
を抑え、生産効率を高めるためには、デュアルダマシン
法が有利である。更に、デュアルダマシン法は、下層の
配線とこれに接続されるプラグとのコンタクト抵抗が低
いために、それらの接触不良を回避することが容易であ
り、配線の信頼性がより高まる。
の半分の工程数で済むのは、上述したように配線とプラ
グを同時に形成できるためである。従って、生産コスト
を抑え、生産効率を高めるためには、デュアルダマシン
法が有利である。更に、デュアルダマシン法は、下層の
配線とこれに接続されるプラグとのコンタクト抵抗が低
いために、それらの接触不良を回避することが容易であ
り、配線の信頼性がより高まる。
【０００７】図２０〜図２４は、従来のデュアルダマシ
ン法による半導体装置の製造方法を示す図である。先
ず、図２０（Ａ）〜（Ｃ）に基づいて、下側配線層の上
に複数の絶縁膜および金属膜等を形成する。なお、下側
配線層については、以下のような手続きで作成する。
ン法による半導体装置の製造方法を示す図である。先
ず、図２０（Ａ）〜（Ｃ）に基づいて、下側配線層の上
に複数の絶縁膜および金属膜等を形成する。なお、下側
配線層については、以下のような手続きで作成する。
【０００８】先ず、シリコン基板２１の上にシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2膜）２２、有機絶縁膜２３およびシリコ
ン酸化膜２４を形成する。ここで、シリコン酸化膜２２
とシリコン酸化膜２４はプラズマＣＶＤ法により、それ
ぞれ、２００ｎｍの厚さと１００ｎｍの厚さに形成され
ている。
化膜（ＳｉＯ2膜）２２、有機絶縁膜２３およびシリコ
ン酸化膜２４を形成する。ここで、シリコン酸化膜２２
とシリコン酸化膜２４はプラズマＣＶＤ法により、それ
ぞれ、２００ｎｍの厚さと１００ｎｍの厚さに形成され
ている。
【０００９】また、有機絶縁膜２３は、例えば、低誘電
率絶縁材料であるアライドシグナル社製の商品名ＦＬＡ
ＲＥ２．０をスピンコートにより４００ｎｍの厚さに形
成したものである。商品名ＦＬＡＲＥ２．０は芳香族系
のポリマーであり、その誘電率は２．８であってシリコ
ン酸化膜の誘電率４．１よりも低く、しかも耐熱性は４
００℃以上である。ここでは、有機絶縁膜２３としてＦ
ＬＡＲＥ２．０を用いたが、ダウケミカル社製の炭化水
素系ポリマーである商品名ＳｉＬＫなどを用いることも
可能である。また、有機絶縁膜２３としてその他の炭化
水素含有樹脂、フッ素含有樹脂、シリコンオキシカーバ
イトなどを用いてもよい。
率絶縁材料であるアライドシグナル社製の商品名ＦＬＡ
ＲＥ２．０をスピンコートにより４００ｎｍの厚さに形
成したものである。商品名ＦＬＡＲＥ２．０は芳香族系
のポリマーであり、その誘電率は２．８であってシリコ
ン酸化膜の誘電率４．１よりも低く、しかも耐熱性は４
００℃以上である。ここでは、有機絶縁膜２３としてＦ
ＬＡＲＥ２．０を用いたが、ダウケミカル社製の炭化水
素系ポリマーである商品名ＳｉＬＫなどを用いることも
可能である。また、有機絶縁膜２３としてその他の炭化
水素含有樹脂、フッ素含有樹脂、シリコンオキシカーバ
イトなどを用いてもよい。
【００１０】このようにして形成された有機絶縁膜２３
とシリコン酸化膜２４に対して、第１の配線層を形成す
るために、先ず、シリコン酸化膜２４に感光性ポリマー
であるフォトレジスト膜を塗布し、露光および現像プロ
セスにより配線パターン用の窓を形成する。そして、こ
の窓を通じてシリコン酸化膜２４にプラズマエッチング
法等によるエッチングにより配線パターン形状の開口を
作成する。次に、有機絶縁膜２３のうちシリコン酸化膜
２４の配線用開口から露出している部分をプラズマエッ
チング法により除去して配線パターン形状の開口を形成
する。なお、有機絶縁膜２３のエッチングは、Ｏ2ガス
とＡｒガスを導入した雰囲気において行なわれる。この
場合のエッチャントは酸素であるために、有機絶縁膜２
３とフォトレジスト膜はシリコン酸化膜２２，２４に対
して選択的にエッチングされ、シリコン酸化膜２４はエ
ッチングされない。しかし、フォトレジスト膜は酸素に
よってエッチングされるので、有機絶縁膜２３のエッチ
ングに並行してフォトレジスト膜を除去することができ
る。
とシリコン酸化膜２４に対して、第１の配線層を形成す
るために、先ず、シリコン酸化膜２４に感光性ポリマー
であるフォトレジスト膜を塗布し、露光および現像プロ
セスにより配線パターン用の窓を形成する。そして、こ
の窓を通じてシリコン酸化膜２４にプラズマエッチング
法等によるエッチングにより配線パターン形状の開口を
作成する。次に、有機絶縁膜２３のうちシリコン酸化膜
２４の配線用開口から露出している部分をプラズマエッ
チング法により除去して配線パターン形状の開口を形成
する。なお、有機絶縁膜２３のエッチングは、Ｏ2ガス
とＡｒガスを導入した雰囲気において行なわれる。この
場合のエッチャントは酸素であるために、有機絶縁膜２
３とフォトレジスト膜はシリコン酸化膜２２，２４に対
して選択的にエッチングされ、シリコン酸化膜２４はエ
ッチングされない。しかし、フォトレジスト膜は酸素に
よってエッチングされるので、有機絶縁膜２３のエッチ
ングに並行してフォトレジスト膜を除去することができ
る。
【００１１】以上のようなパターニング処理によって形
成されたシリコン酸化膜２４の開口と有機絶縁膜２３の
開口とによって第１の配線層の配線溝が構成される。有
機絶縁膜２３の開口とその上のシリコン酸化膜２４の開
口は上下に重なっているので、これらは第１の配線層の
配線溝となる。
成されたシリコン酸化膜２４の開口と有機絶縁膜２３の
開口とによって第１の配線層の配線溝が構成される。有
機絶縁膜２３の開口とその上のシリコン酸化膜２４の開
口は上下に重なっているので、これらは第１の配線層の
配線溝となる。
【００１２】次に、以上のようにして形成された配線溝
の内面とシリコン酸化膜２４の上面に、高融点金属とし
てＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜２５をスパ
ッタリングにより５０ｎｍの厚さで成膜し、続いて、バ
リアメタル膜２５上に銅（Ｃｕ）膜２６を同様にスパッ
タリングにより８００ｎｍの厚さで成膜する。
の内面とシリコン酸化膜２４の上面に、高融点金属とし
てＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜２５をスパ
ッタリングにより５０ｎｍの厚さで成膜し、続いて、バ
リアメタル膜２５上に銅（Ｃｕ）膜２６を同様にスパッ
タリングにより８００ｎｍの厚さで成膜する。
【００１３】その銅膜２６の上面には凹凸が生じるの
で、これを平坦化するために、０．１Ｔｏｒｒ圧力の水
素ガス雰囲気で、４００℃、５分間の条件でアニール処
理を行う。このアニール処理後には、配線溝内には銅膜
２６が完全に埋め込まれた状態となる。
で、これを平坦化するために、０．１Ｔｏｒｒ圧力の水
素ガス雰囲気で、４００℃、５分間の条件でアニール処
理を行う。このアニール処理後には、配線溝内には銅膜
２６が完全に埋め込まれた状態となる。
【００１４】続いて、化学機械的研磨法（ＣＭＰ法）を
用いて銅膜２６を研磨し、配線溝内のみに銅膜２６を残
し、これを第１の配線層とする。以上の処理により、図
２０（Ａ）に示す構造を得る。
用いて銅膜２６を研磨し、配線溝内のみに銅膜２６を残
し、これを第１の配線層とする。以上の処理により、図
２０（Ａ）に示す構造を得る。
【００１５】次に、図２０（Ｂ）に示すように、銅膜２
６およびシリコン酸化膜２４の上に以下に述べるような
複数の絶縁膜、金属膜などを形成する。即ち、銅膜２６
とシリコン酸化膜２４の上に、膜厚５０ｎｍの窒化シリ
コン膜３０、膜厚６００ｎｍのシリコン酸化膜３１をそ
れぞれプラズマＣＶＤ法により形成する。また、シリコ
ン酸化膜３１の上に有機絶縁膜３２をスピンコートによ
り４００ｎｍの厚さに形成する。この場合、有機絶縁膜
３２として、有機絶縁膜２３に用いられる上記した材料
のいずれかを選択する。
６およびシリコン酸化膜２４の上に以下に述べるような
複数の絶縁膜、金属膜などを形成する。即ち、銅膜２６
とシリコン酸化膜２４の上に、膜厚５０ｎｍの窒化シリ
コン膜３０、膜厚６００ｎｍのシリコン酸化膜３１をそ
れぞれプラズマＣＶＤ法により形成する。また、シリコ
ン酸化膜３１の上に有機絶縁膜３２をスピンコートによ
り４００ｎｍの厚さに形成する。この場合、有機絶縁膜
３２として、有機絶縁膜２３に用いられる上記した材料
のいずれかを選択する。
【００１６】続いて、有機絶縁膜３２上にプラズマＣＶ
Ｄ法によりシリコン酸化膜３３を１００ｎｍの厚さに形
成する。更に、シリコン酸化膜３３の上に膜厚１００ｎ
ｍの窒化シリコン膜３４をプラズマＣＶＤ法により形成
する。
Ｄ法によりシリコン酸化膜３３を１００ｎｍの厚さに形
成する。更に、シリコン酸化膜３３の上に膜厚１００ｎ
ｍの窒化シリコン膜３４をプラズマＣＶＤ法により形成
する。
【００１７】以上のような膜の形成を終えた後に、図２
０（Ｃ）に示すように、窒化シリコン膜３４の上にフォ
トレジスト３５を塗布し、これを露光し、現像して窓を
形成する。そして、フォトレジスト３５をマスクとして
用いるフォトリソグラフィー法により窒化シリコン膜３
４に第２の配線層に相当する形状を有する配線用開口３
４ａを形成する（図２１（Ｄ）参照）。
０（Ｃ）に示すように、窒化シリコン膜３４の上にフォ
トレジスト３５を塗布し、これを露光し、現像して窓を
形成する。そして、フォトレジスト３５をマスクとして
用いるフォトリソグラフィー法により窒化シリコン膜３
４に第２の配線層に相当する形状を有する配線用開口３
４ａを形成する（図２１（Ｄ）参照）。
【００１８】次に、図２１（Ｄ）に示すように、フォト
レジスト３５を酸素プラズマによってアッシングし、こ
れを除去する。次に、図２１（Ｅ）に示すように、窒化
シリコン膜３４の上とその開口３４ａの中にフォトレジ
スト膜３６を塗布し、これを露光、現像することによ
り、配線用開口３４ａの中にあって第１の配線層の一部
に対向する窓をフォトレジスト膜３６に形成する。その
窓はコンタクトヴィアに相当する形状を有している。そ
して、図２１（Ｆ）に示すように、フォトレジスト膜３
６の窓を通してシリコン酸化膜３３をエッチングし、こ
れによりコンタクトヴィアに相当する形状の開口３３ａ
を形成する。
レジスト３５を酸素プラズマによってアッシングし、こ
れを除去する。次に、図２１（Ｅ）に示すように、窒化
シリコン膜３４の上とその開口３４ａの中にフォトレジ
スト膜３６を塗布し、これを露光、現像することによ
り、配線用開口３４ａの中にあって第１の配線層の一部
に対向する窓をフォトレジスト膜３６に形成する。その
窓はコンタクトヴィアに相当する形状を有している。そ
して、図２１（Ｆ）に示すように、フォトレジスト膜３
６の窓を通してシリコン酸化膜３３をエッチングし、こ
れによりコンタクトヴィアに相当する形状の開口３３ａ
を形成する。
【００１９】そのエッチングを終えた状態で、図２２
（Ｇ）に示すように、酸素とアルゴンを用いた異方性の
プラズマエッチングによって、開口３３ａを通して有機
絶縁膜３２をエッチングしてそこに開口３２ａを形成す
る。このエッチングの際にはフォトレジスト膜３６が並
行してエッチングされ、除去される。従って、フォトレ
ジスト膜３６を独立して除去する工程は不要になり、し
かも、有機絶縁膜３２が不必要にエッチングされること
はない。
（Ｇ）に示すように、酸素とアルゴンを用いた異方性の
プラズマエッチングによって、開口３３ａを通して有機
絶縁膜３２をエッチングしてそこに開口３２ａを形成す
る。このエッチングの際にはフォトレジスト膜３６が並
行してエッチングされ、除去される。従って、フォトレ
ジスト膜３６を独立して除去する工程は不要になり、し
かも、有機絶縁膜３２が不必要にエッチングされること
はない。
【００２０】次に、図２２（Ｈ）に示すように、窒化シ
リコン膜３４をマスクに使用して、フッ素系ガスを使用
するプラズマエッチングにより開口３４ａを通してシリ
コン酸化膜３３を配線形状にエッチングして開口３３ｂ
を形成する。このエッチングの最中には有機絶縁膜３２
はマスクとして使用され、有機絶縁膜３２の開口３２ａ
を通してその下のシリコン酸化膜３１もエッチングさ
れ、これによりシリコン酸化膜３１には開口３１ａが同
時に形成される。
リコン膜３４をマスクに使用して、フッ素系ガスを使用
するプラズマエッチングにより開口３４ａを通してシリ
コン酸化膜３３を配線形状にエッチングして開口３３ｂ
を形成する。このエッチングの最中には有機絶縁膜３２
はマスクとして使用され、有機絶縁膜３２の開口３２ａ
を通してその下のシリコン酸化膜３１もエッチングさ
れ、これによりシリコン酸化膜３１には開口３１ａが同
時に形成される。
【００２１】続いて、窒化シリコン膜３４の開口３４ａ
を通して有機絶縁膜３２を酸素プラズマによってエッチ
ングすると、有機絶縁膜３２は配線形状にパターニング
されてそこには図２２（Ｉ）に示す配線用開口３２ｂが
形成される。この有機絶縁膜３２の配線用開口３２ｂは
シリコン酸化膜３３の配線用開口３３ｂとともに第２の
配線層の配線溝として使用される。
を通して有機絶縁膜３２を酸素プラズマによってエッチ
ングすると、有機絶縁膜３２は配線形状にパターニング
されてそこには図２２（Ｉ）に示す配線用開口３２ｂが
形成される。この有機絶縁膜３２の配線用開口３２ｂは
シリコン酸化膜３３の配線用開口３３ｂとともに第２の
配線層の配線溝として使用される。
【００２２】次に、図２３（Ｊ）に示すように、シリコ
ン酸化膜３１をマスクに使用し、Ｃ 4Ｆ8ガスとＯ2ガス
を用いるプラズマエッチングにより、開口３１ａの下の
窒化シリコン膜３０をエッチングすることによりそこに
開口３０ａを形成する。窒化シリコン膜３０の開口３０
ａとシリコン酸化膜３１の開口３１ａは、コンタクトヴ
ィアホールとして使用され、その下には第１の配線層の
配線の一部が露出することになる。
ン酸化膜３１をマスクに使用し、Ｃ 4Ｆ8ガスとＯ2ガス
を用いるプラズマエッチングにより、開口３１ａの下の
窒化シリコン膜３０をエッチングすることによりそこに
開口３０ａを形成する。窒化シリコン膜３０の開口３０
ａとシリコン酸化膜３１の開口３１ａは、コンタクトヴ
ィアホールとして使用され、その下には第１の配線層の
配線の一部が露出することになる。
【００２３】次に、図２３（Ｋ）に示すように、以上の
ようにして形成された凹部の内壁面に、スパッタリング
によりＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜３７を
５０ｎｍの厚さに形成する。続いて、図２３（Ｌ）に示
すように、スパッタリングにより銅膜３８の下半分を１
００ｎｍの厚さに成膜した後、その上に電解メッキ法に
より銅膜３８の上半分を１５００ｎｍの厚さで成膜す
る。そして、銅膜３８を４００℃で３０分間、水素雰囲
気でアニール処理を行う。なお、アニール処理は、銅膜
３８内で粒子を成長させて配線の信頼性を高めるために
行なわれる。
ようにして形成された凹部の内壁面に、スパッタリング
によりＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜３７を
５０ｎｍの厚さに形成する。続いて、図２３（Ｌ）に示
すように、スパッタリングにより銅膜３８の下半分を１
００ｎｍの厚さに成膜した後、その上に電解メッキ法に
より銅膜３８の上半分を１５００ｎｍの厚さで成膜す
る。そして、銅膜３８を４００℃で３０分間、水素雰囲
気でアニール処理を行う。なお、アニール処理は、銅膜
３８内で粒子を成長させて配線の信頼性を高めるために
行なわれる。
【００２４】次に、図２４（Ｍ）に示すように、ＣＭＰ
法により、銅膜３８を研磨し、これにより、銅膜３８を
第２の配線層の配線溝とコンタクトヴィアホール内にの
み残す。そして、第２の配線溝内の銅膜（銅膜３８の上
半分）を配線として用い、また、コンタクトヴィアホー
ル内に残った銅膜（銅膜３８の下半分）をプラグとして
使用する。
法により、銅膜３８を研磨し、これにより、銅膜３８を
第２の配線層の配線溝とコンタクトヴィアホール内にの
み残す。そして、第２の配線溝内の銅膜（銅膜３８の上
半分）を配線として用い、また、コンタクトヴィアホー
ル内に残った銅膜（銅膜３８の下半分）をプラグとして
使用する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図２３
（Ｊ）に示す工程において、シリコン酸化膜３１をマス
クに使用し、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを用いるプラズマエ
ッチングにより、開口３１ａの下の窒化シリコン膜３０
をエッチングする際に、シリコン酸化膜３１も浸食を受
け、図２３（Ｊ）に示すような掘られ４０が形成されて
しまう。また、有機絶縁膜３２も同様に浸食されてしま
い、ボーイング４１が形成されてしまうという問題点が
あった。
（Ｊ）に示す工程において、シリコン酸化膜３１をマス
クに使用し、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを用いるプラズマエ
ッチングにより、開口３１ａの下の窒化シリコン膜３０
をエッチングする際に、シリコン酸化膜３１も浸食を受
け、図２３（Ｊ）に示すような掘られ４０が形成されて
しまう。また、有機絶縁膜３２も同様に浸食されてしま
い、ボーイング４１が形成されてしまうという問題点が
あった。
【００２６】図２５は、ボーイング４１が発生した断面
の拡大図である。この図に示すように、ボーイング４１
が発生すると、図２３（Ｋ）に示すスパッタリングによ
りＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜３７を形成
する際に、陰となる部分にバリアメタル膜３７が十分に
形成されず、不連続成長点４２が形成されてしまう。そ
の結果、銅膜３８から銅が拡散してしまい、品質が低下
するという問題点があった。
の拡大図である。この図に示すように、ボーイング４１
が発生すると、図２３（Ｋ）に示すスパッタリングによ
りＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜３７を形成
する際に、陰となる部分にバリアメタル膜３７が十分に
形成されず、不連続成長点４２が形成されてしまう。そ
の結果、銅膜３８から銅が拡散してしまい、品質が低下
するという問題点があった。
【００２７】また、掘られ４０およびボーイング４１が
発生すると、通常よりも配線の断面積が増加してしまう
ため、配線間の容量が増大し、動作速度が低下してしま
うという問題点もあった。
発生すると、通常よりも配線の断面積が増加してしまう
ため、配線間の容量が増大し、動作速度が低下してしま
うという問題点もあった。
【００２８】更に、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを用いるプラ
ズマエッチングを行う際には、ＣＦX系デポ物が発生し
て銅膜２６に付着するとともに、銅膜２６自体も酸化さ
れてＣｕ酸化物を生じてしまうため、歩留まりの低下を
招来するという問題点もあった。
ズマエッチングを行う際には、ＣＦX系デポ物が発生し
て銅膜２６に付着するとともに、銅膜２６自体も酸化さ
れてＣｕ酸化物を生じてしまうため、歩留まりの低下を
招来するという問題点もあった。
【００２９】本発明は、以上のような点に鑑みてなされ
たものであり、デュアルダマシン法による半導体装置の
製造方法において、掘られ４０およびボーイングの発生
を防止し、半導体装置の歩留まりを向上させることを目
的とする。
たものであり、デュアルダマシン法による半導体装置の
製造方法において、掘られ４０およびボーイングの発生
を防止し、半導体装置の歩留まりを向上させることを目
的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、半導体基板（シリコン基板２１）上に、
キャップ膜（窒化シリコン膜３０）、第１の絶縁膜（シ
リコン酸化膜３１）、有機絶縁膜３２、第２の絶縁膜
（シリコン酸化膜３３）、マスク材（窒化シリコン膜３
４）を順に形成する工程（図２０（Ｂ））と、前記マス
ク材（窒化シリコン膜３４）を部分的にエッチングして
配線パターン形状をもつ第１の開口３４ａを形成する工
程（図２１（Ｄ））と、前記第２の絶縁膜（シリコン酸
化膜３３）のうち前記第１の開口３４ａの一部に重なる
部分をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の
開口３３ａを形成する工程（図２１（Ｆ））と、前記第
２の絶縁膜（シリコン酸化膜３３）の前記第２の開口３
３ａを通して前記有機絶縁膜３２をエッチングして前記
ヴィアパターン形状をもつ第３の開口３２ａを前記有機
絶縁膜３２に形成する工程（図２２（Ｇ））と、前記マ
スク材（窒化シリコン膜３４）の前記第１の開口３４ａ
を通して前記第２の絶縁膜（シリコン酸化膜３３）をエ
ッチングすることにより、前記配線パターン形状を有す
る第４の開口３３ｂを前記第２の絶縁膜（シリコン酸化
膜３３）に形成すると同時に、前記有機絶縁膜３２の前
記第３の開口３２ａを通して前記第１の絶縁膜（シリコ
ン酸化膜３１）をエッチングすることにより前記ヴィア
パターン形状を持つ第５の開口３１ａを前記第１の絶縁
膜（シリコン酸化膜３１）に形成する工程（図２２
（Ｈ））と、前記第１の絶縁膜（シリコン酸化膜３１）
の前記第５の開口３１ａを通して前記キャップ膜（窒化
シリコン膜３０）をエッチングして前記ヴィアパターン
形状をもつ第６の開口３０ａを前記キャップ膜（窒化シ
リコン膜３０）に形成して、該第６の開口３０ａと前記
第５の開口３１ａをヴィアホールとして適用すると同時
に、前記マスク材（窒化シリコン膜３４）を除去する工
程（図３（Ｂ））と、前記第２の絶縁膜（シリコン酸化
膜３３）の前記第４の開口３３ａを通して前記有機絶縁
膜３２をエッチングして前記配線パターン形状をもつ第
７の開口３２ｂを前記有機絶縁膜３２に形成し、該第７
の開口３２ｂと前記第４の開口３３ｂを配線溝として適
用する工程と、前記ヴィアホールと前記配線溝に同時に
導電体（銅膜３８）を埋め込むことにより、前記ヴィア
ホール内にヴィアを形成するとともに前記配線溝内に配
線を形成する工程（図４（Ｅ））と、を有することを特
徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
決するために、半導体基板（シリコン基板２１）上に、
キャップ膜（窒化シリコン膜３０）、第１の絶縁膜（シ
リコン酸化膜３１）、有機絶縁膜３２、第２の絶縁膜
（シリコン酸化膜３３）、マスク材（窒化シリコン膜３
４）を順に形成する工程（図２０（Ｂ））と、前記マス
ク材（窒化シリコン膜３４）を部分的にエッチングして
配線パターン形状をもつ第１の開口３４ａを形成する工
程（図２１（Ｄ））と、前記第２の絶縁膜（シリコン酸
化膜３３）のうち前記第１の開口３４ａの一部に重なる
部分をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の
開口３３ａを形成する工程（図２１（Ｆ））と、前記第
２の絶縁膜（シリコン酸化膜３３）の前記第２の開口３
３ａを通して前記有機絶縁膜３２をエッチングして前記
ヴィアパターン形状をもつ第３の開口３２ａを前記有機
絶縁膜３２に形成する工程（図２２（Ｇ））と、前記マ
スク材（窒化シリコン膜３４）の前記第１の開口３４ａ
を通して前記第２の絶縁膜（シリコン酸化膜３３）をエ
ッチングすることにより、前記配線パターン形状を有す
る第４の開口３３ｂを前記第２の絶縁膜（シリコン酸化
膜３３）に形成すると同時に、前記有機絶縁膜３２の前
記第３の開口３２ａを通して前記第１の絶縁膜（シリコ
ン酸化膜３１）をエッチングすることにより前記ヴィア
パターン形状を持つ第５の開口３１ａを前記第１の絶縁
膜（シリコン酸化膜３１）に形成する工程（図２２
（Ｈ））と、前記第１の絶縁膜（シリコン酸化膜３１）
の前記第５の開口３１ａを通して前記キャップ膜（窒化
シリコン膜３０）をエッチングして前記ヴィアパターン
形状をもつ第６の開口３０ａを前記キャップ膜（窒化シ
リコン膜３０）に形成して、該第６の開口３０ａと前記
第５の開口３１ａをヴィアホールとして適用すると同時
に、前記マスク材（窒化シリコン膜３４）を除去する工
程（図３（Ｂ））と、前記第２の絶縁膜（シリコン酸化
膜３３）の前記第４の開口３３ａを通して前記有機絶縁
膜３２をエッチングして前記配線パターン形状をもつ第
７の開口３２ｂを前記有機絶縁膜３２に形成し、該第７
の開口３２ｂと前記第４の開口３３ｂを配線溝として適
用する工程と、前記ヴィアホールと前記配線溝に同時に
導電体（銅膜３８）を埋め込むことにより、前記ヴィア
ホール内にヴィアを形成するとともに前記配線溝内に配
線を形成する工程（図４（Ｅ））と、を有することを特
徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００３１】ここで、最初の工程（図２０（Ｂ））で
は、半導体基板（シリコン基板２１）上に、キャップ膜
（窒化シリコン膜３０）（第１の絶縁膜や有機絶縁膜へ
のＣｕ（銅）の拡散を防止する役割を果たす膜）、第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜３１）、有機絶縁膜３２、第
２の絶縁膜（シリコン酸化膜３３）、マスク材（窒化シ
リコン膜３４）が順に形成される。次の工程（図２１
（Ｄ））では、マスク材（窒化シリコン膜３４）を部分
的にエッチングして配線パターン形状をもつ第１の開口
３４ａが形成される。次の工程（図２１（Ｆ））では、
第２の絶縁膜（シリコン酸化膜３３）のうち第１の開口
３４ａの一部に重なる部分をエッチングしてヴィアパタ
ーン形状をもつ第２の開口３３ａが形成される。次の工
程（図２２（Ｇ））では、第２の絶縁膜（シリコン酸化
膜３３）の第２の開口３３ａを通して有機絶縁膜３２を
エッチングしてヴィアパターン形状をもつ第３の開口３
２ａが有機絶縁膜３２に形成される。次の工程（図２２
（Ｈ））では、マスク材（窒化シリコン膜３４）の第１
の開口３４ａを通して第２の絶縁膜（シリコン酸化膜３
３）をエッチングすることにより、配線パターン形状を
有する第４の開口３３ｂが第２の絶縁膜（シリコン酸化
膜３３）に形成されると同時に、有機絶縁膜３２の第３
の開口３２ａを通して第１の絶縁膜（シリコン酸化膜３
１）をエッチングすることによりヴィアパターン形状を
持つ第５の開口３１ａが第１の絶縁膜（シリコン酸化膜
３１）に形成される。次の工程（図３（Ｂ））では、第
１の絶縁膜（シリコン酸化膜３１）の第５の開口３１ａ
を通してキャップ膜（窒化シリコン膜３０）をエッチン
グしてヴィアパターン形状をもつ第６の開口３０ａがキ
ャップ膜（窒化シリコン膜３０）に形成され、該第６の
開口３０ａと第５の開口３１ａがヴィアホールとして適
用されると同時に、マスク材（窒化シリコン膜３４）が
除去される。次の工程（図３（Ｃ））では、第２の絶縁
膜（シリコン酸化膜３３）の第４の開口３３ａを通して
有機絶縁膜３２をエッチングして配線パターン形状をも
つ第７の開口３２ｂが有機絶縁膜３２に形成され、該第
７の開口３２ｂと第４の開口３３ｂが配線溝として適用
される。最後の工程（図４（Ｆ））では、ヴィアホール
と配線溝に同時に導電体（銅膜３８）を埋め込むことに
より、ヴィアホール内にヴィアが形成されるとともに配
線溝内に配線が形成される。
は、半導体基板（シリコン基板２１）上に、キャップ膜
（窒化シリコン膜３０）（第１の絶縁膜や有機絶縁膜へ
のＣｕ（銅）の拡散を防止する役割を果たす膜）、第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜３１）、有機絶縁膜３２、第
２の絶縁膜（シリコン酸化膜３３）、マスク材（窒化シ
リコン膜３４）が順に形成される。次の工程（図２１
（Ｄ））では、マスク材（窒化シリコン膜３４）を部分
的にエッチングして配線パターン形状をもつ第１の開口
３４ａが形成される。次の工程（図２１（Ｆ））では、
第２の絶縁膜（シリコン酸化膜３３）のうち第１の開口
３４ａの一部に重なる部分をエッチングしてヴィアパタ
ーン形状をもつ第２の開口３３ａが形成される。次の工
程（図２２（Ｇ））では、第２の絶縁膜（シリコン酸化
膜３３）の第２の開口３３ａを通して有機絶縁膜３２を
エッチングしてヴィアパターン形状をもつ第３の開口３
２ａが有機絶縁膜３２に形成される。次の工程（図２２
（Ｈ））では、マスク材（窒化シリコン膜３４）の第１
の開口３４ａを通して第２の絶縁膜（シリコン酸化膜３
３）をエッチングすることにより、配線パターン形状を
有する第４の開口３３ｂが第２の絶縁膜（シリコン酸化
膜３３）に形成されると同時に、有機絶縁膜３２の第３
の開口３２ａを通して第１の絶縁膜（シリコン酸化膜３
１）をエッチングすることによりヴィアパターン形状を
持つ第５の開口３１ａが第１の絶縁膜（シリコン酸化膜
３１）に形成される。次の工程（図３（Ｂ））では、第
１の絶縁膜（シリコン酸化膜３１）の第５の開口３１ａ
を通してキャップ膜（窒化シリコン膜３０）をエッチン
グしてヴィアパターン形状をもつ第６の開口３０ａがキ
ャップ膜（窒化シリコン膜３０）に形成され、該第６の
開口３０ａと第５の開口３１ａがヴィアホールとして適
用されると同時に、マスク材（窒化シリコン膜３４）が
除去される。次の工程（図３（Ｃ））では、第２の絶縁
膜（シリコン酸化膜３３）の第４の開口３３ａを通して
有機絶縁膜３２をエッチングして配線パターン形状をも
つ第７の開口３２ｂが有機絶縁膜３２に形成され、該第
７の開口３２ｂと第４の開口３３ｂが配線溝として適用
される。最後の工程（図４（Ｆ））では、ヴィアホール
と配線溝に同時に導電体（銅膜３８）を埋め込むことに
より、ヴィアホール内にヴィアが形成されるとともに配
線溝内に配線が形成される。
【００３２】また、本発明では上記課題を解決するため
に、半導体基板（シリコン基板２１）上に、第１のマス
ク３０材、有機絶縁膜６０、絶縁膜（シリコン酸化膜６
１）、マスク材６２を順に形成する工程（図９（Ａ））
と、前記マスク材６２を部分的にエッチングして配線パ
ターン形状をもつ第１の開口６２ａを形成する工程（図
９（Ｂ））と、前記絶縁膜（シリコン酸化膜６１）のう
ち前記第１の開口６２ａの一部に重なる部分をエッチン
グしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口６１ａを形
成する工程（図９（Ｃ））と、前記絶縁膜（シリコン酸
化膜６１）の前記第２の開口６１ａを通して前記有機絶
縁膜６０をエッチングして前記ヴィアパターン形状をも
つ第３の開口６０ａを前記有機絶縁膜６０に形成する工
程（図１０（Ｄ））と、前記マスク材６２の前記第１の
開口６２ａを通して前記絶縁膜（シリコン酸化膜６１）
をエッチングすることにより、前記配線パターン形状を
有する第４の開口６１ｂを前記絶縁膜に形成する工程
（図１０（Ｅ））と、前記有機絶縁膜６０の前記第３の
開口６０ａを通して前記キャップ膜（窒化シリコン膜３
０）をエッチングすることにより、前記ヴィアパターン
形状を有する第５の開口３０ａを前記キャップ膜（窒化
シリコン膜３０）に形成し、該第５の開口３０ａと前記
第３の開口６０ａをヴィアホールとして適用すると同時
に、前記マスク材６２を除去する工程（図１０（Ｆ））
と、前記絶縁膜（シリコン酸化膜６１）の前記第４の開
口６１ｂを通して前記有機絶縁膜６０をエッチングする
ことにより、前記配線パターン形状を有する第６の開口
６０ｂを前記有機絶縁膜６０に形成し、該第６の開口６
０ｂと前記第４の開口６１ｂを配線溝として適用する工
程（図１１（Ｇ））と、前記ヴィアホールと前記配線溝
に同時に導電体（銅膜６５）を埋め込むことにより、前
記ヴィアホール内にヴィアを形成するとともに前記配線
溝内に配線を形成する工程（図１１（Ｉ））と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供され
る。
に、半導体基板（シリコン基板２１）上に、第１のマス
ク３０材、有機絶縁膜６０、絶縁膜（シリコン酸化膜６
１）、マスク材６２を順に形成する工程（図９（Ａ））
と、前記マスク材６２を部分的にエッチングして配線パ
ターン形状をもつ第１の開口６２ａを形成する工程（図
９（Ｂ））と、前記絶縁膜（シリコン酸化膜６１）のう
ち前記第１の開口６２ａの一部に重なる部分をエッチン
グしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口６１ａを形
成する工程（図９（Ｃ））と、前記絶縁膜（シリコン酸
化膜６１）の前記第２の開口６１ａを通して前記有機絶
縁膜６０をエッチングして前記ヴィアパターン形状をも
つ第３の開口６０ａを前記有機絶縁膜６０に形成する工
程（図１０（Ｄ））と、前記マスク材６２の前記第１の
開口６２ａを通して前記絶縁膜（シリコン酸化膜６１）
をエッチングすることにより、前記配線パターン形状を
有する第４の開口６１ｂを前記絶縁膜に形成する工程
（図１０（Ｅ））と、前記有機絶縁膜６０の前記第３の
開口６０ａを通して前記キャップ膜（窒化シリコン膜３
０）をエッチングすることにより、前記ヴィアパターン
形状を有する第５の開口３０ａを前記キャップ膜（窒化
シリコン膜３０）に形成し、該第５の開口３０ａと前記
第３の開口６０ａをヴィアホールとして適用すると同時
に、前記マスク材６２を除去する工程（図１０（Ｆ））
と、前記絶縁膜（シリコン酸化膜６１）の前記第４の開
口６１ｂを通して前記有機絶縁膜６０をエッチングする
ことにより、前記配線パターン形状を有する第６の開口
６０ｂを前記有機絶縁膜６０に形成し、該第６の開口６
０ｂと前記第４の開口６１ｂを配線溝として適用する工
程（図１１（Ｇ））と、前記ヴィアホールと前記配線溝
に同時に導電体（銅膜６５）を埋め込むことにより、前
記ヴィアホール内にヴィアを形成するとともに前記配線
溝内に配線を形成する工程（図１１（Ｉ））と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法が提供され
る。
【００３３】ここで、最初の工程（図９（Ａ））では、
半導体基板（シリコン基板２１）上に、第１のマスク３
０材、有機絶縁膜６０、絶縁膜（シリコン酸化膜６
１）、マスク材６２が順に形成される。次の工程（図９
（Ｂ））では、マスク材６２を部分的にエッチングして
配線パターン形状をもつ第１の開口６２ａが形成され
る。次の工程（図９（Ｃ））では、絶縁膜（シリコン酸
化膜６１）のうち第１の開口６２ａの一部に重なる部分
をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口
６１ａが形成される。次の工程（図１０（Ｄ））では、
絶縁膜（シリコン酸化膜６１）の第２の開口６１ａを通
して有機絶縁膜６０をエッチングしてヴィアパターン形
状をもつ第３の開口６０ａが有機絶縁膜６０に形成され
る。次の工程（図１０（Ｅ））では、マスク材６２の第
１の開口６２ａを通して絶縁膜（シリコン酸化膜６１）
をエッチングすることにより、配線パターン形状を有す
る第４の開口６１ｂが絶縁膜に形成される。次の工程
（図１０（Ｆ））では、有機絶縁膜６０の第３の開口６
０ａを通してキャップ膜（窒化シリコン膜３０）をエッ
チングすることにより、ヴィアパターン形状を有する第
５の開口３０ａがキャップ膜（窒化シリコン膜３０）に
形成され、該第５の開口３０ａと第３の開口６０ａがヴ
ィアホールとして適用されると同時に、マスク材６２が
除去される。次の工程（図１１（Ｇ））では、絶縁膜
（シリコン酸化膜６１）の第４の開口６１ｂを通して有
機絶縁膜６０をエッチングすることにより、配線パター
ン形状を有する第６の開口６０ｂが有機絶縁膜６０に形
成され、該第６の開口６０ｂと第４の開口６１ｂを配線
溝として適用される。次の工程（図１１（Ｉ））では、
ヴィアホールと配線溝に同時に導電体（銅膜６５）を埋
め込むことにより、ヴィアホール内にヴィアが形成され
るとともに配線溝内に配線が形成される。
半導体基板（シリコン基板２１）上に、第１のマスク３
０材、有機絶縁膜６０、絶縁膜（シリコン酸化膜６
１）、マスク材６２が順に形成される。次の工程（図９
（Ｂ））では、マスク材６２を部分的にエッチングして
配線パターン形状をもつ第１の開口６２ａが形成され
る。次の工程（図９（Ｃ））では、絶縁膜（シリコン酸
化膜６１）のうち第１の開口６２ａの一部に重なる部分
をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口
６１ａが形成される。次の工程（図１０（Ｄ））では、
絶縁膜（シリコン酸化膜６１）の第２の開口６１ａを通
して有機絶縁膜６０をエッチングしてヴィアパターン形
状をもつ第３の開口６０ａが有機絶縁膜６０に形成され
る。次の工程（図１０（Ｅ））では、マスク材６２の第
１の開口６２ａを通して絶縁膜（シリコン酸化膜６１）
をエッチングすることにより、配線パターン形状を有す
る第４の開口６１ｂが絶縁膜に形成される。次の工程
（図１０（Ｆ））では、有機絶縁膜６０の第３の開口６
０ａを通してキャップ膜（窒化シリコン膜３０）をエッ
チングすることにより、ヴィアパターン形状を有する第
５の開口３０ａがキャップ膜（窒化シリコン膜３０）に
形成され、該第５の開口３０ａと第３の開口６０ａがヴ
ィアホールとして適用されると同時に、マスク材６２が
除去される。次の工程（図１１（Ｇ））では、絶縁膜
（シリコン酸化膜６１）の第４の開口６１ｂを通して有
機絶縁膜６０をエッチングすることにより、配線パター
ン形状を有する第６の開口６０ｂが有機絶縁膜６０に形
成され、該第６の開口６０ｂと第４の開口６１ｂを配線
溝として適用される。次の工程（図１１（Ｉ））では、
ヴィアホールと配線溝に同時に導電体（銅膜６５）を埋
め込むことにより、ヴィアホール内にヴィアが形成され
るとともに配線溝内に配線が形成される。
【００３４】更に、本発明では上記課題を解決するため
に、半導体基板（シリコン基板２１）上に、キャップ膜
（窒化シリコン膜３０）、第１の有機絶縁膜８０、第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）、第２の有機絶縁膜８
２、第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８３）、マスク材８
４を順に形成する工程（図１３（Ｂ））と、前記マスク
材８４を部分的にエッチングして配線パターン形状をも
つ第１の開口８４ａを形成する工程（図１４（Ｄ））
と、前記第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８３）のうち前
記第１の開口８４ａの一部に重なる部分をエッチングし
てヴィアパターン形状をもつ第２の開口８３ａを形成す
る工程（図１４（Ｆ））と、前記第２の絶縁膜（シリコ
ン酸化膜８３）の前記第２の開口８３ａを通して前記第
２の有機絶縁膜８２をエッチングして前記ヴィアパター
ン形状をもつ第３の開口８２ａを前記第２の有機絶縁膜
８２に形成する工程（図１５（Ｇ））と、前記第２の有
機絶縁膜８２の前記第３の開口８２ａを通して前記第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）をエッチングして前記
ヴィアパターン形状をもつ第４の開口８１ａを前記第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）に形成する工程（図１
５（Ｈ））と、前記第１の絶縁膜（シリコン酸化膜８
１）の前記第４の開口８１ａを通して前記第１の有機絶
縁膜８０をエッチングして前記ヴィアパターン形状をも
つ第５の開口８０ａを前記第１の有機絶縁膜８０に形成
する工程（図１５（Ｉ））と、前記マスク材８４の前記
第１の開口８４ａを通して前記第２の絶縁膜（シリコン
酸化膜８３）をエッチングして前記配線パターン形状を
もつ第６の開口８３ｂを前記第２の絶縁膜に形成する工
程（図１６（Ｊ））と、前記第１の有機絶縁膜８０の前
記第５の開口８０ａを通して前記キャップ膜（窒化シリ
コン膜３０）をエッチングして前記ヴィアパターン形状
をもつ第７の開口３０ａを前記キャップ膜（窒化シリコ
ン膜３０）に形成し、該第７の開口３０ａと前記第４の
開口８１ａおよび前記第５の開口８０ａをヴィアホール
として適用すると同時に、前記マスク材８４を除去する
工程（図１６（Ｋ））と、前記第２の絶縁膜（シリコン
酸化膜８３）の前記第６の開口８３ｂを通して前記第２
の有機絶縁膜８２をエッチングして前記配線パターン形
状をもつ第８の開口８２ｂを前記第２の有機絶縁膜８２
に形成し、該第８の開口８２ｂと前記第６の開口８３ｂ
を配線溝として適用する工程（図１６（Ｌ））と、前記
ヴィアホールと前記配線溝に同時に導電体（銅膜８８）
を埋め込むことにより、前記ヴィアホール内にヴィアを
形成するとともに前記配線溝内に配線を形成する工程
（図１７（Ｎ））と、を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法が提供される。
に、半導体基板（シリコン基板２１）上に、キャップ膜
（窒化シリコン膜３０）、第１の有機絶縁膜８０、第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）、第２の有機絶縁膜８
２、第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８３）、マスク材８
４を順に形成する工程（図１３（Ｂ））と、前記マスク
材８４を部分的にエッチングして配線パターン形状をも
つ第１の開口８４ａを形成する工程（図１４（Ｄ））
と、前記第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８３）のうち前
記第１の開口８４ａの一部に重なる部分をエッチングし
てヴィアパターン形状をもつ第２の開口８３ａを形成す
る工程（図１４（Ｆ））と、前記第２の絶縁膜（シリコ
ン酸化膜８３）の前記第２の開口８３ａを通して前記第
２の有機絶縁膜８２をエッチングして前記ヴィアパター
ン形状をもつ第３の開口８２ａを前記第２の有機絶縁膜
８２に形成する工程（図１５（Ｇ））と、前記第２の有
機絶縁膜８２の前記第３の開口８２ａを通して前記第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）をエッチングして前記
ヴィアパターン形状をもつ第４の開口８１ａを前記第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）に形成する工程（図１
５（Ｈ））と、前記第１の絶縁膜（シリコン酸化膜８
１）の前記第４の開口８１ａを通して前記第１の有機絶
縁膜８０をエッチングして前記ヴィアパターン形状をも
つ第５の開口８０ａを前記第１の有機絶縁膜８０に形成
する工程（図１５（Ｉ））と、前記マスク材８４の前記
第１の開口８４ａを通して前記第２の絶縁膜（シリコン
酸化膜８３）をエッチングして前記配線パターン形状を
もつ第６の開口８３ｂを前記第２の絶縁膜に形成する工
程（図１６（Ｊ））と、前記第１の有機絶縁膜８０の前
記第５の開口８０ａを通して前記キャップ膜（窒化シリ
コン膜３０）をエッチングして前記ヴィアパターン形状
をもつ第７の開口３０ａを前記キャップ膜（窒化シリコ
ン膜３０）に形成し、該第７の開口３０ａと前記第４の
開口８１ａおよび前記第５の開口８０ａをヴィアホール
として適用すると同時に、前記マスク材８４を除去する
工程（図１６（Ｋ））と、前記第２の絶縁膜（シリコン
酸化膜８３）の前記第６の開口８３ｂを通して前記第２
の有機絶縁膜８２をエッチングして前記配線パターン形
状をもつ第８の開口８２ｂを前記第２の有機絶縁膜８２
に形成し、該第８の開口８２ｂと前記第６の開口８３ｂ
を配線溝として適用する工程（図１６（Ｌ））と、前記
ヴィアホールと前記配線溝に同時に導電体（銅膜８８）
を埋め込むことにより、前記ヴィアホール内にヴィアを
形成するとともに前記配線溝内に配線を形成する工程
（図１７（Ｎ））と、を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法が提供される。
【００３５】ここで、最初の工程（図１３（Ｂ））で
は、半導体基板（シリコン基板２１）上に、キャップ膜
（窒化シリコン膜３０）、第１の有機絶縁膜８０、第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）、第２の有機絶縁膜８
２、第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８３）、マスク材８
４が順に形成される。次の工程（図１４（Ｄ））では、
マスク材８４を部分的にエッチングして配線パターン形
状をもつ第１の開口８４ａが形成される。次の工程（図
１４（Ｆ））では、第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８
３）のうち第１の開口８４ａの一部に重なる部分をエッ
チングしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口８３ａ
が形成される。次の工程（図１５（Ｇ））では、第２の
絶縁膜（シリコン酸化膜８３）の第２の開口８３ａを通
して第２の有機絶縁膜８２をエッチングしてヴィアパタ
ーン形状をもつ第３の開口８２ａが第２の有機絶縁膜８
２に形成される。次の工程（図１５（Ｈ））では、第２
の有機絶縁膜８２の第３の開口８２ａを通して第１の絶
縁膜（シリコン酸化膜８１）をエッチングしてヴィアパ
ターン形状をもつ第４の開口８１ａが第１の絶縁膜（シ
リコン酸化膜８１）に形成される。次の工程（図１５
（Ｉ））では、第１の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）の
第４の開口８１ａを通して第１の有機絶縁膜８０をエッ
チングしてヴィアパターン形状をもつ第５の開口８０ａ
が第１の有機絶縁膜８０に形成される。次の工程（図１
６（Ｊ））では、マスク材８４の第１の開口８４ａを通
して第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８３）をエッチング
して配線パターン形状をもつ第６の開口８３ｂが第２の
絶縁膜に形成される。次の工程（図１６（Ｋ））では、
第１の有機絶縁膜８０の第５の開口８０ａを通してキャ
ップ膜（窒化シリコン膜３０）をエッチングしてヴィア
パターン形状をもつ第７の開口３０ａがキャップ膜（窒
化シリコン膜３０）に形成され、該第７の開口３０ａと
第４の開口８１ａおよび第５の開口８０ａをヴィアホー
ルとして適用されると同時に、マスク材８４が除去され
る。次の工程（図１６（Ｌ））では、第２の絶縁膜（シ
リコン酸化膜８３）の第６の開口８３ｂを通して第２の
有機絶縁膜８２をエッチングして配線パターン形状をも
つ第８の開口８２ｂが第２の有機絶縁膜８２に形成さ
れ、該第８の開口８２ｂと第６の開口８３ｂが配線溝と
して適用される。最後の工程（図１７（Ｎ））では、ヴ
ィアホールと配線溝に同時に導電体（銅膜８８）が埋め
込まれることにより、ヴィアホール内にヴィアが形成さ
れるとともに配線溝内に配線が形成される。
は、半導体基板（シリコン基板２１）上に、キャップ膜
（窒化シリコン膜３０）、第１の有機絶縁膜８０、第１
の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）、第２の有機絶縁膜８
２、第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８３）、マスク材８
４が順に形成される。次の工程（図１４（Ｄ））では、
マスク材８４を部分的にエッチングして配線パターン形
状をもつ第１の開口８４ａが形成される。次の工程（図
１４（Ｆ））では、第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８
３）のうち第１の開口８４ａの一部に重なる部分をエッ
チングしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口８３ａ
が形成される。次の工程（図１５（Ｇ））では、第２の
絶縁膜（シリコン酸化膜８３）の第２の開口８３ａを通
して第２の有機絶縁膜８２をエッチングしてヴィアパタ
ーン形状をもつ第３の開口８２ａが第２の有機絶縁膜８
２に形成される。次の工程（図１５（Ｈ））では、第２
の有機絶縁膜８２の第３の開口８２ａを通して第１の絶
縁膜（シリコン酸化膜８１）をエッチングしてヴィアパ
ターン形状をもつ第４の開口８１ａが第１の絶縁膜（シ
リコン酸化膜８１）に形成される。次の工程（図１５
（Ｉ））では、第１の絶縁膜（シリコン酸化膜８１）の
第４の開口８１ａを通して第１の有機絶縁膜８０をエッ
チングしてヴィアパターン形状をもつ第５の開口８０ａ
が第１の有機絶縁膜８０に形成される。次の工程（図１
６（Ｊ））では、マスク材８４の第１の開口８４ａを通
して第２の絶縁膜（シリコン酸化膜８３）をエッチング
して配線パターン形状をもつ第６の開口８３ｂが第２の
絶縁膜に形成される。次の工程（図１６（Ｋ））では、
第１の有機絶縁膜８０の第５の開口８０ａを通してキャ
ップ膜（窒化シリコン膜３０）をエッチングしてヴィア
パターン形状をもつ第７の開口３０ａがキャップ膜（窒
化シリコン膜３０）に形成され、該第７の開口３０ａと
第４の開口８１ａおよび第５の開口８０ａをヴィアホー
ルとして適用されると同時に、マスク材８４が除去され
る。次の工程（図１６（Ｌ））では、第２の絶縁膜（シ
リコン酸化膜８３）の第６の開口８３ｂを通して第２の
有機絶縁膜８２をエッチングして配線パターン形状をも
つ第８の開口８２ｂが第２の有機絶縁膜８２に形成さ
れ、該第８の開口８２ｂと第６の開口８３ｂが配線溝と
して適用される。最後の工程（図１７（Ｎ））では、ヴ
ィアホールと配線溝に同時に導電体（銅膜８８）が埋め
込まれることにより、ヴィアホール内にヴィアが形成さ
れるとともに配線溝内に配線が形成される。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１および図２は、本発明の原理
を説明するための図である。先ず、図１を参照して、従
来の半導体装置の製造方法について簡単に説明した後、
図２を参照して本発明の原理について説明する。
を参照して説明する。図１および図２は、本発明の原理
を説明するための図である。先ず、図１を参照して、従
来の半導体装置の製造方法について簡単に説明した後、
図２を参照して本発明の原理について説明する。
【００３７】従来の半導体装置の製造方法では、図１
（Ａ）に示すように、シリコン酸化膜３１，３３をエッ
チングした後、図１（Ｂ）に示すように有機絶縁膜３２
をエッチングし、最後に、図１（Ｃ）に示すように窒化
シリコン膜３０，３４をエッチングしていた。従って、
図１（Ｃ）に示す最後の工程において、掘られ４０およ
びボーイング４１が発生するとともに、ＣＦXデポ物４
４が堆積し、銅膜２６にＣｕ酸化物４３が生成されてい
た。
（Ａ）に示すように、シリコン酸化膜３１，３３をエッ
チングした後、図１（Ｂ）に示すように有機絶縁膜３２
をエッチングし、最後に、図１（Ｃ）に示すように窒化
シリコン膜３０，３４をエッチングしていた。従って、
図１（Ｃ）に示す最後の工程において、掘られ４０およ
びボーイング４１が発生するとともに、ＣＦXデポ物４
４が堆積し、銅膜２６にＣｕ酸化物４３が生成されてい
た。
【００３８】そこで、本発明では、図１に示す（Ｂ）と
（Ｃ）の工程を入れ替え、先ず、図２（Ｂ）に示すよう
に窒化シリコンエッチングの工程を実施する。このと
き、シリコン酸化膜３１は、有機絶縁膜３２によってマ
スクされるので、掘られ４０が発生することが防止され
る。
（Ｃ）の工程を入れ替え、先ず、図２（Ｂ）に示すよう
に窒化シリコンエッチングの工程を実施する。このと
き、シリコン酸化膜３１は、有機絶縁膜３２によってマ
スクされるので、掘られ４０が発生することが防止され
る。
【００３９】また、有機絶縁膜３２は、酸素または水素
によるプラズマエッチングが可能であることから、これ
らのガスを用いるとシリコン酸化膜３１に対して高選択
比を確保できるので、掘られが発生することを防止でき
る。
によるプラズマエッチングが可能であることから、これ
らのガスを用いるとシリコン酸化膜３１に対して高選択
比を確保できるので、掘られが発生することを防止でき
る。
【００４０】更に、図２（Ｂ）の工程では、従来の場合
と同様に、ＣＦXデポ物４４が堆積し、銅膜２６にＣｕ
酸化物４３が生成されることになるが、図２（Ｃ）の工
程において、酸素または水素によるプラズマエッチング
を行えば、ＣＦXデポ物４４を揮発性のガスに転換する
ことによりこれを除去することができる。また、水素ガ
スを用いたエッチングによれば、Ｃｕ酸化物４３を銅に
還元することができる。
と同様に、ＣＦXデポ物４４が堆積し、銅膜２６にＣｕ
酸化物４３が生成されることになるが、図２（Ｃ）の工
程において、酸素または水素によるプラズマエッチング
を行えば、ＣＦXデポ物４４を揮発性のガスに転換する
ことによりこれを除去することができる。また、水素ガ
スを用いたエッチングによれば、Ｃｕ酸化物４３を銅に
還元することができる。
【００４１】その結果、配線容量が増大することを防止
するとともに、歩留まりを向上させることが可能にな
る。次に、図３および図４を参照して、本発明の第１の
実施の形態について説明する。なお、図２２（Ｇ）まで
の工程は、従来の場合と同様であるのでその説明は省略
する。
するとともに、歩留まりを向上させることが可能にな
る。次に、図３および図４を参照して、本発明の第１の
実施の形態について説明する。なお、図２２（Ｇ）まで
の工程は、従来の場合と同様であるのでその説明は省略
する。
【００４２】有機絶縁膜３２のエッチングが終了する
と、図３（Ａ）に示すように、窒化シリコン膜３４をマ
スクに使用して、フッ素系ガスを使用するプラズマエッ
チングにより開口３４ａを通してシリコン酸化膜３３を
配線形状にエッチングして開口３３ｂを形成する。この
エッチングの最中には有機絶縁膜３２はマスクとして使
用され、有機絶縁膜３２の開口３２ａを通してその下の
シリコン酸化膜３１もエッチングされ、これによりシリ
コン酸化膜３１には開口３１ａが同時に形成される。
と、図３（Ａ）に示すように、窒化シリコン膜３４をマ
スクに使用して、フッ素系ガスを使用するプラズマエッ
チングにより開口３４ａを通してシリコン酸化膜３３を
配線形状にエッチングして開口３３ｂを形成する。この
エッチングの最中には有機絶縁膜３２はマスクとして使
用され、有機絶縁膜３２の開口３２ａを通してその下の
シリコン酸化膜３１もエッチングされ、これによりシリ
コン酸化膜３１には開口３１ａが同時に形成される。
【００４３】次に、図３（Ｂ）に示すように、シリコン
酸化膜３１をマスクに使用し、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを
用いるプラズマエッチングにより、開口３１ａの下の窒
化シリコン膜３０をエッチングすることにより、そこに
開口３０ａを形成する。窒化シリコン膜３０の開口３０
ａとシリコン酸化膜３１の開口３１ａは、コンタクトヴ
ィアホールとして使用され、その下には第１の配線層の
配線の一部が露出することになる。
酸化膜３１をマスクに使用し、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを
用いるプラズマエッチングにより、開口３１ａの下の窒
化シリコン膜３０をエッチングすることにより、そこに
開口３０ａを形成する。窒化シリコン膜３０の開口３０
ａとシリコン酸化膜３１の開口３１ａは、コンタクトヴ
ィアホールとして使用され、その下には第１の配線層の
配線の一部が露出することになる。
【００４４】このとき、シリコン酸化膜３１は、有機絶
縁膜３２によって保護されているので、掘られが生じる
ことが防止される。続いて、シリコン酸化膜３３の開口
３３ａを通して有機絶縁膜３２を水素または酸素プラズ
マによってエッチングすると、有機絶縁膜３２は配線形
状にパターニングされてそこには図３（Ｃ）に示す配線
用開口３２ｂが形成される。この有機絶縁膜３２の配線
用開口３２ｂはシリコン酸化膜３３の配線用開口３３ｂ
とともに第２の配線層の配線溝として使用される。
縁膜３２によって保護されているので、掘られが生じる
ことが防止される。続いて、シリコン酸化膜３３の開口
３３ａを通して有機絶縁膜３２を水素または酸素プラズ
マによってエッチングすると、有機絶縁膜３２は配線形
状にパターニングされてそこには図３（Ｃ）に示す配線
用開口３２ｂが形成される。この有機絶縁膜３２の配線
用開口３２ｂはシリコン酸化膜３３の配線用開口３３ｂ
とともに第２の配線層の配線溝として使用される。
【００４５】なお、水素または酸素によるプラズマエッ
チングでは、シリコン酸化膜３１に対して高選択比が得
られるので、掘られが生じることを防止できる。また、
図３（Ｂ）に示す工程で、ＣＦXデポ物が堆積し、ま
た、銅膜２６にＣｕ酸化物が生成されることになるが、
図３（Ｃ）の工程において、水素または酸素によるプラ
ズマエッチングを行えば、ＣＦXデポ物を揮発性のガス
に転換することによりこれを除去することができる。ま
た、水素ガスを用いたエッチングによれば、Ｃｕ酸化物
を銅に還元することができる。
チングでは、シリコン酸化膜３１に対して高選択比が得
られるので、掘られが生じることを防止できる。また、
図３（Ｂ）に示す工程で、ＣＦXデポ物が堆積し、ま
た、銅膜２６にＣｕ酸化物が生成されることになるが、
図３（Ｃ）の工程において、水素または酸素によるプラ
ズマエッチングを行えば、ＣＦXデポ物を揮発性のガス
に転換することによりこれを除去することができる。ま
た、水素ガスを用いたエッチングによれば、Ｃｕ酸化物
を銅に還元することができる。
【００４６】次に、図４（Ｄ）に示すように、以上の工
程によって形成された凹部の内壁面に、スパッタリング
によりＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜３７を
５０ｎｍの厚さに形成する。
程によって形成された凹部の内壁面に、スパッタリング
によりＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜３７を
５０ｎｍの厚さに形成する。
【００４７】続いて、図４（Ｅ）に示すように、スパッ
タリングにより銅膜３８の下半分を１００ｎｍの厚さに
成膜した後、その上に電解メッキ法により銅膜３８の上
半分を１５００ｎｍの厚さで成膜する。そして、銅膜３
８を４００℃で３０分間、水素雰囲気でアニール処理を
行う。なお、アニール処理は、銅膜３８内で粒子を成長
させて配線の信頼性を高めるために行なわれる。
タリングにより銅膜３８の下半分を１００ｎｍの厚さに
成膜した後、その上に電解メッキ法により銅膜３８の上
半分を１５００ｎｍの厚さで成膜する。そして、銅膜３
８を４００℃で３０分間、水素雰囲気でアニール処理を
行う。なお、アニール処理は、銅膜３８内で粒子を成長
させて配線の信頼性を高めるために行なわれる。
【００４８】次に、図４（Ｆ）に示すように、ＣＭＰ法
により、銅膜３８を研磨し、これにより、銅膜３８を第
２の配線層の配線溝とコンタクトヴィアホール内にのみ
残す。そして、第２の配線溝内の銅膜（銅膜３８の上半
分）を配線として用い、また、コンタクトヴィアホール
内に残った銅膜（銅膜３８の下半分）をプラグとして使
用する。
により、銅膜３８を研磨し、これにより、銅膜３８を第
２の配線層の配線溝とコンタクトヴィアホール内にのみ
残す。そして、第２の配線溝内の銅膜（銅膜３８の上半
分）を配線として用い、また、コンタクトヴィアホール
内に残った銅膜（銅膜３８の下半分）をプラグとして使
用する。
【００４９】以上に説明した本発明の第１の実施の形態
によれば、従来の方法に比較して、堀られおよびボーイ
ングの発生を抑制することが可能になるので、配線間の
容量が増大することを防止できる。
によれば、従来の方法に比較して、堀られおよびボーイ
ングの発生を抑制することが可能になるので、配線間の
容量が増大することを防止できる。
【００５０】また、ＣＦXデポ物を除去するとともに、
Ｃｕ酸化物を銅に還元することができるので、歩留まり
を向上させることが可能になる。更に、バリアメタルの
不連続成長点の形成を阻止できるので、銅が拡散されて
配線が短絡することを防止することが可能になる。
Ｃｕ酸化物を銅に還元することができるので、歩留まり
を向上させることが可能になる。更に、バリアメタルの
不連続成長点の形成を阻止できるので、銅が拡散されて
配線が短絡することを防止することが可能になる。
【００５１】図５は、従来法と、本発明によって形成さ
れる堀られおよびボーイングの量を比較した図である。
なお、掘られ量と、ボーイング量は、図６に示すように
定義される。即ち、掘られ量は、シリコン酸化膜３１の
上面からの距離であり、また、ボーイング量は、シリコ
ン酸化膜３３の内壁面からボーイングの最深部までの距
離である。
れる堀られおよびボーイングの量を比較した図である。
なお、掘られ量と、ボーイング量は、図６に示すように
定義される。即ち、掘られ量は、シリコン酸化膜３１の
上面からの距離であり、また、ボーイング量は、シリコ
ン酸化膜３３の内壁面からボーイングの最深部までの距
離である。
【００５２】また、図５において、「周辺」とはウエハ
ーの周辺部を示す。また、「中心」とはウエハーの中心
を示す。図５から分かるように、従来の方法に比較する
と、本発明では、掘られおよびボーイングの双方を減少
させることができる。一例として、「Ｃｅｎｔｅｒ」付
近では、従来法では、掘られが約３６ｎｍ、ボーイング
が約１２．５ｎｍ発生していたが、本発明では、掘られ
が約２２．５ｎｍ、ボーイングが約３ｎｍ程度に減少し
ていることが分かる。
ーの周辺部を示す。また、「中心」とはウエハーの中心
を示す。図５から分かるように、従来の方法に比較する
と、本発明では、掘られおよびボーイングの双方を減少
させることができる。一例として、「Ｃｅｎｔｅｒ」付
近では、従来法では、掘られが約３６ｎｍ、ボーイング
が約１２．５ｎｍ発生していたが、本発明では、掘られ
が約２２．５ｎｍ、ボーイングが約３ｎｍ程度に減少し
ていることが分かる。
【００５３】更に、従来の方法では、図２５に示すよう
にバリアメタル３７に不連続成長点４２が形成され、こ
れが原因で銅膜３８が拡散されて配線が短絡する場合が
あったが、本発明では、不連続成長点４２の原因となる
ボーイングの発生を抑制することができるので、このよ
うな原因により配線が短絡することを防止できる。
にバリアメタル３７に不連続成長点４２が形成され、こ
れが原因で銅膜３８が拡散されて配線が短絡する場合が
あったが、本発明では、不連続成長点４２の原因となる
ボーイングの発生を抑制することができるので、このよ
うな原因により配線が短絡することを防止できる。
【００５４】なお、本発明者の実験によると、図７に示
すように、ボーイング量が１０ｎｍ以上になると、不連
続成長点が形成される確率が高まることが明らかになっ
た。従って、ボーイング量が１０ｎｍ以下となるよう
に、各種パラメータ等を設定することが望ましいと考え
られる。
すように、ボーイング量が１０ｎｍ以上になると、不連
続成長点が形成される確率が高まることが明らかになっ
た。従って、ボーイング量が１０ｎｍ以下となるよう
に、各種パラメータ等を設定することが望ましいと考え
られる。
【００５５】そこで、図８に示すように、シリコン酸化
膜３３の内壁面の幅をＷ１とし、ボーイングが発生した
有機絶縁膜３２の最深部の幅をＷ２とした場合に、Ｗ１
とＷ２の間に、（Ｗ２−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が
成立するように、エッチング時間等の各種パラメータを
設定することにより、不連続成長点の形成を防止するこ
とが可能になる。
膜３３の内壁面の幅をＷ１とし、ボーイングが発生した
有機絶縁膜３２の最深部の幅をＷ２とした場合に、Ｗ１
とＷ２の間に、（Ｗ２−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が
成立するように、エッチング時間等の各種パラメータを
設定することにより、不連続成長点の形成を防止するこ
とが可能になる。
【００５６】次に、図９〜図１２を参照して、本発明の
第２の実施の形態による半導体装置の製造方法について
説明する。図９（Ａ）に示すように、本発明の第２の実
施の形態では、シリコン基板２１、シリコン酸化膜２
２、有機絶縁膜２３、シリコン酸化膜２４、バリアメタ
ル膜２５、銅膜２６および窒化シリコン膜３０について
は、第１の実施の形態の場合と同様であり、前述した工
程によって形成される。
第２の実施の形態による半導体装置の製造方法について
説明する。図９（Ａ）に示すように、本発明の第２の実
施の形態では、シリコン基板２１、シリコン酸化膜２
２、有機絶縁膜２３、シリコン酸化膜２４、バリアメタ
ル膜２５、銅膜２６および窒化シリコン膜３０について
は、第１の実施の形態の場合と同様であり、前述した工
程によって形成される。
【００５７】次に、第２の実施の形態では、窒化シリコ
ン膜３０の上に有機絶縁膜６０をスピンコートにより１
０００ｎｍの厚さに形成する。この場合、有機絶縁膜３
２として、例えば、前述したＳｉＬＫを用いる。
ン膜３０の上に有機絶縁膜６０をスピンコートにより１
０００ｎｍの厚さに形成する。この場合、有機絶縁膜３
２として、例えば、前述したＳｉＬＫを用いる。
【００５８】続いて、有機絶縁膜６０上にプラズマＣＶ
Ｄ法によりシリコン酸化膜６１を１００ｎｍの厚さに形
成する。更に、シリコン酸化膜６１の上に膜厚１００ｎ
ｍの窒化シリコン膜６２をプラズマＣＶＤ法により形成
した後、図２０（Ｃ）と同様の工程により、窒化シリコ
ン膜６２に第２の配線層に相当する形状を有する配線用
開口６２ａを形成する。
Ｄ法によりシリコン酸化膜６１を１００ｎｍの厚さに形
成する。更に、シリコン酸化膜６１の上に膜厚１００ｎ
ｍの窒化シリコン膜６２をプラズマＣＶＤ法により形成
した後、図２０（Ｃ）と同様の工程により、窒化シリコ
ン膜６２に第２の配線層に相当する形状を有する配線用
開口６２ａを形成する。
【００５９】次に、図９（Ｂ）に示すように、窒化シリ
コン膜６２の上とその開口６２ａの中にフォトレジスト
膜６３を塗布し、これを露光、現像することにより、配
線用開口６２ａの中にあって第１の配線層の一部に対向
する窓をフォトレジスト膜６３に形成する。その窓はコ
ンタクトヴィアに相当する形状を有している。そして、
図９（Ｃ）に示すように、フォトレジスト膜６３の窓を
通してシリコン酸化膜６１をエッチングし、これにより
コンタクトヴィアに相当する形状の開口６１ａを形成す
る。
コン膜６２の上とその開口６２ａの中にフォトレジスト
膜６３を塗布し、これを露光、現像することにより、配
線用開口６２ａの中にあって第１の配線層の一部に対向
する窓をフォトレジスト膜６３に形成する。その窓はコ
ンタクトヴィアに相当する形状を有している。そして、
図９（Ｃ）に示すように、フォトレジスト膜６３の窓を
通してシリコン酸化膜６１をエッチングし、これにより
コンタクトヴィアに相当する形状の開口６１ａを形成す
る。
【００６０】そのエッチングを終えた状態で、図１０
（Ｄ）に示すように、酸素とアルゴンを用いた異方性の
プラズマエッチングによって、開口６１ａを通して有機
絶縁膜６０をエッチングしてそこに開口６０ａを形成す
る。このエッチングの際にはフォトレジスト膜６３が並
行してエッチングされ、除去される。したがって、フォ
トレジスト膜６３を独立して除去する工程は不要にな
り、しかも、有機絶縁膜６０が不必要にエッチングされ
ることはない。なお、酸素とアルゴンの代わりに、水素
（Ｈ2）ガスまたはアンモニア（ＮＨ3）ガスを用いてエ
ッチングすることも可能である。
（Ｄ）に示すように、酸素とアルゴンを用いた異方性の
プラズマエッチングによって、開口６１ａを通して有機
絶縁膜６０をエッチングしてそこに開口６０ａを形成す
る。このエッチングの際にはフォトレジスト膜６３が並
行してエッチングされ、除去される。したがって、フォ
トレジスト膜６３を独立して除去する工程は不要にな
り、しかも、有機絶縁膜６０が不必要にエッチングされ
ることはない。なお、酸素とアルゴンの代わりに、水素
（Ｈ2）ガスまたはアンモニア（ＮＨ3）ガスを用いてエ
ッチングすることも可能である。
【００６１】次に、図１０（Ｅ）に示すように、窒化シ
リコン膜６２をマスクに使用して、フッ素系ガスを使用
するプラズマエッチングにより開口６２ａを通してシリ
コン酸化膜６１を配線形状にエッチングして開口６１ｂ
を形成する。
リコン膜６２をマスクに使用して、フッ素系ガスを使用
するプラズマエッチングにより開口６２ａを通してシリ
コン酸化膜６１を配線形状にエッチングして開口６１ｂ
を形成する。
【００６２】次に、図１０（Ｆ）に示すように、有機絶
縁膜６０をマスクに使用し、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを用
いるプラズマエッチングにより、開口６０ａの下の窒化
シリコン膜３０をエッチングすることによりそこに開口
３０ａを形成する。窒化シリコン膜３０の開口３０ａと
有機絶縁膜６０の開口６０ａは、コンタクトヴィアホー
ルとして使用され、その下には第１の配線層の配線の一
部が露出することになる。また、このとき、窒化シリコ
ン膜６２も並行して除去されることになる。
縁膜６０をマスクに使用し、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを用
いるプラズマエッチングにより、開口６０ａの下の窒化
シリコン膜３０をエッチングすることによりそこに開口
３０ａを形成する。窒化シリコン膜３０の開口３０ａと
有機絶縁膜６０の開口６０ａは、コンタクトヴィアホー
ルとして使用され、その下には第１の配線層の配線の一
部が露出することになる。また、このとき、窒化シリコ
ン膜６２も並行して除去されることになる。
【００６３】続いて、シリコン酸化膜６１の開口６１ｂ
を通して有機絶縁膜６０を水素または酸素プラズマによ
って一定時間エッチングすると、有機絶縁膜６０は配線
形状にパターニングされてそこには図１１（Ｇ）に示す
配線用開口６０ｂが形成される。この有機絶縁膜６０の
配線用開口６０ｂはシリコン酸化膜６１の配線用開口６
１ｂとともに第２の配線層の配線溝として使用される。
を通して有機絶縁膜６０を水素または酸素プラズマによ
って一定時間エッチングすると、有機絶縁膜６０は配線
形状にパターニングされてそこには図１１（Ｇ）に示す
配線用開口６０ｂが形成される。この有機絶縁膜６０の
配線用開口６０ｂはシリコン酸化膜６１の配線用開口６
１ｂとともに第２の配線層の配線溝として使用される。
【００６４】なお、本発明の第２の実施の形態では、窒
化シリコン膜３０，６２に対するエッチングを行った後
に、有機絶縁膜６０に対するエッチングを行うようにし
たので、掘られが生じることを防止でき、また、ＳｉＬ
Ｋのボーイングも小さくすることができる。また、図１
０（Ｆ）に示す工程で、ＣＦXデポ物が堆積し、また、
銅膜２６にＣｕ酸化物が生成されることになるが、図１
１（Ｇ）の工程において、酸素または水素によるプラズ
マエッチングを行えば、ＣＦXデポ物を揮発性のガスに
転換することによりこれを除去することができる。ま
た、水素ガスを用いたエッチングによれば、Ｃｕ酸化物
を銅に還元することができる。
化シリコン膜３０，６２に対するエッチングを行った後
に、有機絶縁膜６０に対するエッチングを行うようにし
たので、掘られが生じることを防止でき、また、ＳｉＬ
Ｋのボーイングも小さくすることができる。また、図１
０（Ｆ）に示す工程で、ＣＦXデポ物が堆積し、また、
銅膜２６にＣｕ酸化物が生成されることになるが、図１
１（Ｇ）の工程において、酸素または水素によるプラズ
マエッチングを行えば、ＣＦXデポ物を揮発性のガスに
転換することによりこれを除去することができる。ま
た、水素ガスを用いたエッチングによれば、Ｃｕ酸化物
を銅に還元することができる。
【００６５】次に、図１１（Ｈ）に示すように、以上の
ようにして形成された凹部の内壁面に、スパッタリング
によりＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜６４を
５０ｎｍの厚さに形成する。続いて、図１１（Ｉ）に示
すように、スパッタリングにより銅膜６５の下半分を１
００ｎｍの厚さに成膜した後、その上に電解メッキ法に
より銅膜６５の上半分を１５００ｎｍの厚さで成膜す
る。そして、銅膜６５を４００℃で３０分間、水素雰囲
気でアニール処理を行う。なお、アニール処理は、前述
したように、銅膜６５内で粒子を成長させて配線の信頼
性を高めるために行なわれる。
ようにして形成された凹部の内壁面に、スパッタリング
によりＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜６４を
５０ｎｍの厚さに形成する。続いて、図１１（Ｉ）に示
すように、スパッタリングにより銅膜６５の下半分を１
００ｎｍの厚さに成膜した後、その上に電解メッキ法に
より銅膜６５の上半分を１５００ｎｍの厚さで成膜す
る。そして、銅膜６５を４００℃で３０分間、水素雰囲
気でアニール処理を行う。なお、アニール処理は、前述
したように、銅膜６５内で粒子を成長させて配線の信頼
性を高めるために行なわれる。
【００６６】次に、図１２（Ｊ）に示すように、ＣＭＰ
法により、銅膜６５を研磨し、これにより、銅膜６５を
第２の配線層の配線溝とコンタクトヴィアホール内にの
み残す。そして、第２の配線溝内の銅膜（銅膜６５の上
半分）を配線として用い、また、コンタクトヴィアホー
ル内に残った銅膜（銅膜６５の下半分）をプラグとして
使用する。
法により、銅膜６５を研磨し、これにより、銅膜６５を
第２の配線層の配線溝とコンタクトヴィアホール内にの
み残す。そして、第２の配線溝内の銅膜（銅膜６５の上
半分）を配線として用い、また、コンタクトヴィアホー
ル内に残った銅膜（銅膜６５の下半分）をプラグとして
使用する。
【００６７】このように、シリコン酸化膜３１および有
機絶縁膜３２を有機絶縁膜６０に置換した場合であって
も、窒化シリコン膜３０，６２をエッチングする工程
を、有機絶縁膜６０のエッチングする工程の前に持って
くることにより、掘られおよびボーイングの発生を防止
することができる。その結果、これらに起因して配線間
の容量が増大することを防止できる。
機絶縁膜３２を有機絶縁膜６０に置換した場合であって
も、窒化シリコン膜３０，６２をエッチングする工程
を、有機絶縁膜６０のエッチングする工程の前に持って
くることにより、掘られおよびボーイングの発生を防止
することができる。その結果、これらに起因して配線間
の容量が増大することを防止できる。
【００６８】また、窒化シリコン膜３０，６２のエッチ
ングによって生成されたＣＦXデポ物を除去するととも
に、Ｃｕ酸化物を銅に還元することが可能になる。その
結果、歩留まりを向上させることが可能になる。
ングによって生成されたＣＦXデポ物を除去するととも
に、Ｃｕ酸化物を銅に還元することが可能になる。その
結果、歩留まりを向上させることが可能になる。
【００６９】更に、ボーイングの発生を防止することに
より、不連続成長点の形成を阻止し、銅膜６５の拡散に
よる配線の短絡を未然に防止できる。次に、図１３〜図
１７を参照して本発明の第３の実施の形態について説明
する。
より、不連続成長点の形成を阻止し、銅膜６５の拡散に
よる配線の短絡を未然に防止できる。次に、図１３〜図
１７を参照して本発明の第３の実施の形態について説明
する。
【００７０】先ず、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示すよう
に、下側配線層の上に複数の絶縁膜および金属膜等を形
成する。なお、図１３（Ａ）に示す、下側配線層の形成
方法については、従来の場合と同様であるのでその説明
は省略する。
に、下側配線層の上に複数の絶縁膜および金属膜等を形
成する。なお、図１３（Ａ）に示す、下側配線層の形成
方法については、従来の場合と同様であるのでその説明
は省略する。
【００７１】次に、図１３（Ｂ）に示すように、銅膜２
６およびシリコン酸化膜２４の上に以下に述べるような
複数の絶縁膜、金属膜などを形成する。即ち、銅膜２６
とシリコン酸化膜２４の上に、膜厚５０ｎｍの窒化シリ
コン膜３０をプラズマＣＶＤ法により形成する。また、
窒化シリコン膜３０の上に有機絶縁膜８０をスピンコー
トにより４００ｎｍの厚さに形成する。なお、有機絶縁
膜８０としては、例えば、ＳｉＬＫやその他の絶縁材料
を用いる。
６およびシリコン酸化膜２４の上に以下に述べるような
複数の絶縁膜、金属膜などを形成する。即ち、銅膜２６
とシリコン酸化膜２４の上に、膜厚５０ｎｍの窒化シリ
コン膜３０をプラズマＣＶＤ法により形成する。また、
窒化シリコン膜３０の上に有機絶縁膜８０をスピンコー
トにより４００ｎｍの厚さに形成する。なお、有機絶縁
膜８０としては、例えば、ＳｉＬＫやその他の絶縁材料
を用いる。
【００７２】続いて、有機絶縁膜８０上にプラズマＣＶ
Ｄ法によりシリコン酸化膜８１を１００ｎｍの厚さに形
成する。更に、シリコン酸化膜８１の上に有機絶縁膜８
２をスピンコートにより４００ｎｍの厚さに形成する。
なお、有機絶縁膜８２としては、有機絶縁膜８０の場合
と同様に、ＳｉＬＫやその他の絶縁材料を用いる。
Ｄ法によりシリコン酸化膜８１を１００ｎｍの厚さに形
成する。更に、シリコン酸化膜８１の上に有機絶縁膜８
２をスピンコートにより４００ｎｍの厚さに形成する。
なお、有機絶縁膜８２としては、有機絶縁膜８０の場合
と同様に、ＳｉＬＫやその他の絶縁材料を用いる。
【００７３】続いて、有機絶縁膜８２上にプラズマＣＶ
Ｄ法によりシリコン酸化膜８３を１００ｎｍの厚さに形
成する。更に、シリコン酸化膜８３の上に膜厚１００ｎ
ｍの窒化シリコン膜８４をプラズマＣＶＤ法により形成
する。
Ｄ法によりシリコン酸化膜８３を１００ｎｍの厚さに形
成する。更に、シリコン酸化膜８３の上に膜厚１００ｎ
ｍの窒化シリコン膜８４をプラズマＣＶＤ法により形成
する。
【００７４】以上のような膜の形成を終えた後に、図１
３（Ｃ）に示すように、窒化シリコン膜８４の上にフォ
トレジスト膜８５を塗布し、これを露光し、現像して窓
を形成する。
３（Ｃ）に示すように、窒化シリコン膜８４の上にフォ
トレジスト膜８５を塗布し、これを露光し、現像して窓
を形成する。
【００７５】そして、図１４（Ｄ）に示すように、フォ
トレジスト８５をマスクとして用いるフォトリソグラフ
ィー法により窒化シリコン膜８４に第２の配線層に相当
する形状を有する配線用開口８４ａを形成する。また、
フォトレジスト膜８５を酸素プラズマによってアッシン
グし、これを除去する。
トレジスト８５をマスクとして用いるフォトリソグラフ
ィー法により窒化シリコン膜８４に第２の配線層に相当
する形状を有する配線用開口８４ａを形成する。また、
フォトレジスト膜８５を酸素プラズマによってアッシン
グし、これを除去する。
【００７６】次に、図１４（Ｅ）に示すように、窒化シ
リコン膜８４の上とその開口８４ａの中にフォトレジス
ト膜８６を塗布する。なお、その際、フォトレジスト膜
８６は、図２１（Ｅ）の場合と比較して、その膜厚が厚
くなるように形成する。フォトレジスト膜８６の塗布が
完了したら、これを露光、現像することにより、配線用
開口８４ａの中にあって第１の配線層の一部に対向する
窓をフォトレジスト膜８６に形成する。その窓はコンタ
クトヴィアに相当する形状を有している。そして、図１
４（Ｆ）に示すように、フォトレジスト膜８６の窓を通
してシリコン酸化膜８３をエッチングし、これによりコ
ンタクトヴィアに相当する形状の開口８３ａを形成す
る。
リコン膜８４の上とその開口８４ａの中にフォトレジス
ト膜８６を塗布する。なお、その際、フォトレジスト膜
８６は、図２１（Ｅ）の場合と比較して、その膜厚が厚
くなるように形成する。フォトレジスト膜８６の塗布が
完了したら、これを露光、現像することにより、配線用
開口８４ａの中にあって第１の配線層の一部に対向する
窓をフォトレジスト膜８６に形成する。その窓はコンタ
クトヴィアに相当する形状を有している。そして、図１
４（Ｆ）に示すように、フォトレジスト膜８６の窓を通
してシリコン酸化膜８３をエッチングし、これによりコ
ンタクトヴィアに相当する形状の開口８３ａを形成す
る。
【００７７】そのエッチングを終えた状態で、図１５
（Ｇ）に示すように、酸素とアルゴンを用いた異方性の
プラズマエッチングによって、開口８３ａを通して有機
絶縁膜８２をエッチングしてそこに開口８２ａを形成す
る。このエッチングの際にはフォトレジスト膜８６が並
行してエッチングされるが、前述のようにこのフォトレ
ジスト膜８６は、図２１（Ｅ）の場合に比較してその膜
厚が厚いので、一部分のみが除去される。
（Ｇ）に示すように、酸素とアルゴンを用いた異方性の
プラズマエッチングによって、開口８３ａを通して有機
絶縁膜８２をエッチングしてそこに開口８２ａを形成す
る。このエッチングの際にはフォトレジスト膜８６が並
行してエッチングされるが、前述のようにこのフォトレ
ジスト膜８６は、図２１（Ｅ）の場合に比較してその膜
厚が厚いので、一部分のみが除去される。
【００７８】次に、図１５（Ｈ）に示すように、残った
フォトレジスト膜８６をマスクに使用して、フッ素系ガ
スを使用するプラズマエッチングにより開口８２ａを通
してシリコン酸化膜８１を配線形状にエッチングして開
口８１ａを形成する。
フォトレジスト膜８６をマスクに使用して、フッ素系ガ
スを使用するプラズマエッチングにより開口８２ａを通
してシリコン酸化膜８１を配線形状にエッチングして開
口８１ａを形成する。
【００７９】次に、図１５（Ｉ）に示すように、酸素と
アルゴンを用いた異方性のプラズマエッチングによっ
て、開口８１ａ，８２ａを通して有機絶縁膜８０をエッ
チングしてそこに開口８０ａを形成する。このエッチン
グの際にはフォトレジスト膜８６が並行してエッチング
され、フォトレジスト膜８６が除去される。
アルゴンを用いた異方性のプラズマエッチングによっ
て、開口８１ａ，８２ａを通して有機絶縁膜８０をエッ
チングしてそこに開口８０ａを形成する。このエッチン
グの際にはフォトレジスト膜８６が並行してエッチング
され、フォトレジスト膜８６が除去される。
【００８０】続いて、図１６（Ｊ）に示すように、窒化
シリコン膜８４の開口８４ａを通してシリコン酸化膜８
３をフッ素系ガスを使用するプラズマエッチングにより
シリコン酸化膜８３を配線形状にエッチングして開口８
３ｂを形成する。
シリコン膜８４の開口８４ａを通してシリコン酸化膜８
３をフッ素系ガスを使用するプラズマエッチングにより
シリコン酸化膜８３を配線形状にエッチングして開口８
３ｂを形成する。
【００８１】次に、図１６（Ｋ）に示すように、有機絶
縁膜８０をマスクに使用し、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを用
いるプラズマエッチングにより、開口８０ａの下の窒化
シリコン膜３０をエッチングすることによりそこに開口
３０ａを形成する。窒化シリコン膜３０の開口３０ａと
有機絶縁膜８０の開口８０ａは、コンタクトヴィアホー
ルとして使用され、その下には第１の配線層の配線の一
部が露出することになる。
縁膜８０をマスクに使用し、Ｃ4Ｆ8ガスとＯ2ガスを用
いるプラズマエッチングにより、開口８０ａの下の窒化
シリコン膜３０をエッチングすることによりそこに開口
３０ａを形成する。窒化シリコン膜３０の開口３０ａと
有機絶縁膜８０の開口８０ａは、コンタクトヴィアホー
ルとして使用され、その下には第１の配線層の配線の一
部が露出することになる。
【００８２】次に、図１６（Ｌ）に示すように、シリコ
ン酸化膜８３の開口８３ｂを通して有機絶縁膜８２を水
素または酸素プラズマによってエッチングすると、有機
絶縁膜８２は配線形状にパターニングされてそこには図
１６（Ｌ）に示す配線用開口８２ｂが形成される。この
有機絶縁膜８２の配線用開口８２ｂはシリコン酸化膜８
３の配線用開口８３ｂとともに第２の配線層の配線溝と
して使用される。
ン酸化膜８３の開口８３ｂを通して有機絶縁膜８２を水
素または酸素プラズマによってエッチングすると、有機
絶縁膜８２は配線形状にパターニングされてそこには図
１６（Ｌ）に示す配線用開口８２ｂが形成される。この
有機絶縁膜８２の配線用開口８２ｂはシリコン酸化膜８
３の配線用開口８３ｂとともに第２の配線層の配線溝と
して使用される。
【００８３】なお、第３の実施の形態では、窒化シリコ
ン膜３０，８４に対するエッチングを行った後に、有機
絶縁膜８２に対するエッチングを行うようにしたので、
ボーイングが発生することを防止できる。また、有機絶
縁膜８２の下に、シリコン酸化膜８１を配置するように
したので、掘られが発生することを防止できる。更に、
また、図１６（Ｋ）に示す工程で、ＣＦXデポ物が堆積
し、また、銅膜２６にＣｕ酸化物が生成されることにな
るが、図１６（Ｌ）の工程において、酸素または水素に
よるプラズマエッチングを行えば、ＣＦXデポ物を揮発
性のガスに転換することによりこれを除去することがで
きる。また、水素ガスを用いたエッチングによれば、Ｃ
ｕ酸化物を銅に還元することができる。
ン膜３０，８４に対するエッチングを行った後に、有機
絶縁膜８２に対するエッチングを行うようにしたので、
ボーイングが発生することを防止できる。また、有機絶
縁膜８２の下に、シリコン酸化膜８１を配置するように
したので、掘られが発生することを防止できる。更に、
また、図１６（Ｋ）に示す工程で、ＣＦXデポ物が堆積
し、また、銅膜２６にＣｕ酸化物が生成されることにな
るが、図１６（Ｌ）の工程において、酸素または水素に
よるプラズマエッチングを行えば、ＣＦXデポ物を揮発
性のガスに転換することによりこれを除去することがで
きる。また、水素ガスを用いたエッチングによれば、Ｃ
ｕ酸化物を銅に還元することができる。
【００８４】以上のようにして形成された凹部の内壁面
に、図１７（Ｍ）に示すように、スパッタリングにより
ＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜８７を５０ｎ
ｍの厚さに形成する。続いて、図１７（Ｎ）に示すよう
に、スパッタリングにより銅膜８８の下半分を１００ｎ
ｍの厚さに成膜した後、その上に電解メッキ法により銅
膜８８の上半分を１５００ｎｍの厚さで成膜する。そし
て、銅膜８８を４００℃で３０分間、水素雰囲気でアニ
ール処理を行う。なお、アニール処理は、前述したよう
に、銅膜８８内で粒子を成長させて配線の信頼性を高め
るために行なわれる。
に、図１７（Ｍ）に示すように、スパッタリングにより
ＴｉＮ又はＴａＮよりなるバリアメタル膜８７を５０ｎ
ｍの厚さに形成する。続いて、図１７（Ｎ）に示すよう
に、スパッタリングにより銅膜８８の下半分を１００ｎ
ｍの厚さに成膜した後、その上に電解メッキ法により銅
膜８８の上半分を１５００ｎｍの厚さで成膜する。そし
て、銅膜８８を４００℃で３０分間、水素雰囲気でアニ
ール処理を行う。なお、アニール処理は、前述したよう
に、銅膜８８内で粒子を成長させて配線の信頼性を高め
るために行なわれる。
【００８５】次に、図１７（Ｏ）に示すように、ＣＭＰ
法により、銅膜８８を研磨し、これにより、銅膜８８を
第２の配線層の配線溝とコンタクトヴィアホール内にの
み残す。そして、第２の配線溝内の銅膜（銅膜８８の上
半分）を配線として用い、また、コンタクトヴィアホー
ル内に残った銅膜（銅膜８８の下半分）をプラグとして
使用する。
法により、銅膜８８を研磨し、これにより、銅膜８８を
第２の配線層の配線溝とコンタクトヴィアホール内にの
み残す。そして、第２の配線溝内の銅膜（銅膜８８の上
半分）を配線として用い、また、コンタクトヴィアホー
ル内に残った銅膜（銅膜８８の下半分）をプラグとして
使用する。
【００８６】このように、シリコン酸化膜３１および有
機絶縁膜３２を、有機絶縁膜８０、シリコン酸化膜８１
および有機絶縁膜８２に置換した場合であっても、窒化
シリコン膜３０，８４をエッチングする工程を、有機絶
縁膜８２のエッチングする工程の前に持ってくることに
より、掘られおよびボーイングの発生を防止することが
できる。また、窒化シリコン膜３０，８４のエッチング
によって生成されたＣＦXデポ物を除去するとともに、
Ｃｕ酸化物を銅に還元することが可能になる。その結
果、ボーイングや掘られによって配線容量が増大するこ
とを防止することができるとともに、歩留まりを向上さ
せることが可能になる。
機絶縁膜３２を、有機絶縁膜８０、シリコン酸化膜８１
および有機絶縁膜８２に置換した場合であっても、窒化
シリコン膜３０，８４をエッチングする工程を、有機絶
縁膜８２のエッチングする工程の前に持ってくることに
より、掘られおよびボーイングの発生を防止することが
できる。また、窒化シリコン膜３０，８４のエッチング
によって生成されたＣＦXデポ物を除去するとともに、
Ｃｕ酸化物を銅に還元することが可能になる。その結
果、ボーイングや掘られによって配線容量が増大するこ
とを防止することができるとともに、歩留まりを向上さ
せることが可能になる。
【００８７】なお、以上に示す第１〜第３の実施の形態
では、窒化シリコン（窒化シリコン膜３０，３４，６
２，８４）を使用したが、窒化シリコンの代わりに炭化
シリコン（ＳｉＣ）を用いることも可能である。
では、窒化シリコン（窒化シリコン膜３０，３４，６
２，８４）を使用したが、窒化シリコンの代わりに炭化
シリコン（ＳｉＣ）を用いることも可能である。
【００８８】また、第２の実施の形態では、図９（Ａ）
に示すように、シリコン酸化膜６１の上に窒化シリコン
膜６２を形成するようにしたが、図１８（Ａ）に示すよ
うに、窒化シリコン膜６２の上にシリコン酸化膜６１を
形成するようにしてもよい。
に示すように、シリコン酸化膜６１の上に窒化シリコン
膜６２を形成するようにしたが、図１８（Ａ）に示すよ
うに、窒化シリコン膜６２の上にシリコン酸化膜６１を
形成するようにしてもよい。
【００８９】また、図１８（Ｂ）に示すように、図１８
（Ａ）に示す窒化シリコン膜３０，６２の代わりにＳｉ
Ｃ膜（炭化窒素膜）９０，９１を使用することも可能で
ある。
（Ａ）に示す窒化シリコン膜３０，６２の代わりにＳｉ
Ｃ膜（炭化窒素膜）９０，９１を使用することも可能で
ある。
【００９０】図１９は、本発明の第１の実施の形態を用
いて形成したデバイスの断面図である。第１の実施の形
態では、第１と第２の配線に関してその形成方法を示し
たが、図１９に示すように、第２の配線層よりも上の層
についても、前述の場合と同様の工程を繰り返すことに
より、多層構造を有する配線を形成することが可能であ
る。
いて形成したデバイスの断面図である。第１の実施の形
態では、第１と第２の配線に関してその形成方法を示し
たが、図１９に示すように、第２の配線層よりも上の層
についても、前述の場合と同様の工程を繰り返すことに
より、多層構造を有する配線を形成することが可能であ
る。
【００９１】更に、第２および第３の実施の形態の場合
についても、同様に、前述の工程を繰り返すことによ
り、多層構造を有する配線を形成することが可能であ
る。 （付記１） 半導体基板上に、キャップ膜、第１の絶縁
膜、有機絶縁膜、第２の絶縁膜、マスク材を順に形成す
る工程と、前記マスク材を部分的にエッチングして配線
パターン形状をもつ第１の開口を形成する工程と、前記
第２の絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に重なる部分
をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口
を形成する工程と、前記第２の絶縁膜の前記第２の開口
を通して前記有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパ
ターン形状をもつ第３の開口を前記有機絶縁膜に形成す
る工程と、前記マスク材の前記第１の開口を通して前記
第２の絶縁膜をエッチングすることにより、前記配線パ
ターン形状を有する第４の開口を前記第２の絶縁膜に形
成すると同時に、前記有機絶縁膜の前記第３の開口を通
して前記第１の絶縁膜をエッチングすることにより前記
ヴィアパターン形状を持つ第５の開口を前記第１の絶縁
膜に形成する工程と、前記第１の絶縁膜の前記第５の開
口を通して前記キャップ膜をエッチングして前記ヴィア
パターン形状をもつ第６の開口を前記キャップ膜に形成
して、該第６の開口と前記第５の開口をヴィアホールと
して適用すると同時に、前記マスク材を除去する工程
と、前記第２の絶縁膜の前記第４の開口を通して前記有
機絶縁膜をエッチングして前記配線パターン形状をもつ
第７の開口を前記有機絶縁膜に形成し、該第７の開口と
前記第４の開口を配線溝として適用する工程と、前記ヴ
ィアホールと前記配線溝に同時に導電体を埋め込むこと
により、前記ヴィアホール内にヴィアを形成するととも
に前記配線溝内に配線を形成する工程と、を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
についても、同様に、前述の工程を繰り返すことによ
り、多層構造を有する配線を形成することが可能であ
る。 （付記１） 半導体基板上に、キャップ膜、第１の絶縁
膜、有機絶縁膜、第２の絶縁膜、マスク材を順に形成す
る工程と、前記マスク材を部分的にエッチングして配線
パターン形状をもつ第１の開口を形成する工程と、前記
第２の絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に重なる部分
をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口
を形成する工程と、前記第２の絶縁膜の前記第２の開口
を通して前記有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパ
ターン形状をもつ第３の開口を前記有機絶縁膜に形成す
る工程と、前記マスク材の前記第１の開口を通して前記
第２の絶縁膜をエッチングすることにより、前記配線パ
ターン形状を有する第４の開口を前記第２の絶縁膜に形
成すると同時に、前記有機絶縁膜の前記第３の開口を通
して前記第１の絶縁膜をエッチングすることにより前記
ヴィアパターン形状を持つ第５の開口を前記第１の絶縁
膜に形成する工程と、前記第１の絶縁膜の前記第５の開
口を通して前記キャップ膜をエッチングして前記ヴィア
パターン形状をもつ第６の開口を前記キャップ膜に形成
して、該第６の開口と前記第５の開口をヴィアホールと
して適用すると同時に、前記マスク材を除去する工程
と、前記第２の絶縁膜の前記第４の開口を通して前記有
機絶縁膜をエッチングして前記配線パターン形状をもつ
第７の開口を前記有機絶縁膜に形成し、該第７の開口と
前記第４の開口を配線溝として適用する工程と、前記ヴ
ィアホールと前記配線溝に同時に導電体を埋め込むこと
により、前記ヴィアホール内にヴィアを形成するととも
に前記配線溝内に配線を形成する工程と、を有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
【００９２】（付記２） 前記第７の開口は、水素（Ｈ
2）ガスもしくはアンモニア（ＮＨ3）ガスまたはこれら
の混合ガスによるプラズマエッチングによって形成され
ることを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方
法。
2）ガスもしくはアンモニア（ＮＨ3）ガスまたはこれら
の混合ガスによるプラズマエッチングによって形成され
ることを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方
法。
【００９３】（付記３） 前記有機絶縁膜に形成された
前記第７の開口の側壁間の最大幅をＷ２とし、前記第２
の絶縁膜に形成された前記第４の開口の側壁間の最大幅
をＷ１とした場合に、Ｗ１≧Ｗ２の関係が成立すること
を特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
前記第７の開口の側壁間の最大幅をＷ２とし、前記第２
の絶縁膜に形成された前記第４の開口の側壁間の最大幅
をＷ１とした場合に、Ｗ１≧Ｗ２の関係が成立すること
を特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００９４】（付記４） 前記Ｗ１と前記Ｗ２との間に
は、（Ｗ２−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が成立するこ
とを特徴とする付記３記載の半導体装置の製造方法。 （付記５） 前記マスク材および前記キャップ膜は、窒
化シリコンまたは炭化シリコンによって構成されている
ことを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
は、（Ｗ２−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が成立するこ
とを特徴とする付記３記載の半導体装置の製造方法。 （付記５） 前記マスク材および前記キャップ膜は、窒
化シリコンまたは炭化シリコンによって構成されている
ことを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００９５】（付記６） 前記有機絶縁膜は、炭化水素
系ポリマー、アリルエーテル系ポリマー、有機ＳＯＧ、
無機ＳＯＧまたはシリコンオキシカーバイト（ＳｉＯ
Ｃ）の何れかによって構成されていることを特徴とする
付記１記載の半導体装置の製造方法。
系ポリマー、アリルエーテル系ポリマー、有機ＳＯＧ、
無機ＳＯＧまたはシリコンオキシカーバイト（ＳｉＯ
Ｃ）の何れかによって構成されていることを特徴とする
付記１記載の半導体装置の製造方法。
【００９６】（付記７） 半導体基板上に、キャップ
膜、有機絶縁膜、絶縁膜、マスク材を順に形成する工程
と、前記マスク材を部分的にエッチングして配線パター
ン形状をもつ第１の開口を形成する工程と、前記絶縁膜
のうち前記第１の開口の一部に重なる部分をエッチング
してヴィアパターン形状をもつ第２の開口を形成する工
程と、前記絶縁膜の前記第２の開口を通して前記有機絶
縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をもつ第
３の開口を前記有機絶縁膜に形成する工程と、前記マス
ク材の前記第１の開口を通して前記絶縁膜をエッチング
することにより、前記配線パターン形状を有する第４の
開口を前記絶縁膜に形成する工程と、前記有機絶縁膜の
前記第３の開口を通して前記キャップ膜をエッチングす
ることにより、前記ヴィアパターン形状を有する第５の
開口を前記キャップ膜に形成し、該第５の開口と前記第
３の開口をヴィアホールとして適用すると同時に、前記
マスク材を除去する工程と、前記絶縁膜の前記第４の開
口を通して前記有機絶縁膜をエッチングすることによ
り、前記配線パターン形状を有する第６の開口を前記有
機絶縁膜に形成し、該第６の開口と前記第４の開口を配
線溝として適用する工程と、前記ヴィアホールと前記配
線溝に同時に導電体を埋め込むことにより、前記ヴィア
ホール内にヴィアを形成するとともに前記配線溝内に配
線を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
膜、有機絶縁膜、絶縁膜、マスク材を順に形成する工程
と、前記マスク材を部分的にエッチングして配線パター
ン形状をもつ第１の開口を形成する工程と、前記絶縁膜
のうち前記第１の開口の一部に重なる部分をエッチング
してヴィアパターン形状をもつ第２の開口を形成する工
程と、前記絶縁膜の前記第２の開口を通して前記有機絶
縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をもつ第
３の開口を前記有機絶縁膜に形成する工程と、前記マス
ク材の前記第１の開口を通して前記絶縁膜をエッチング
することにより、前記配線パターン形状を有する第４の
開口を前記絶縁膜に形成する工程と、前記有機絶縁膜の
前記第３の開口を通して前記キャップ膜をエッチングす
ることにより、前記ヴィアパターン形状を有する第５の
開口を前記キャップ膜に形成し、該第５の開口と前記第
３の開口をヴィアホールとして適用すると同時に、前記
マスク材を除去する工程と、前記絶縁膜の前記第４の開
口を通して前記有機絶縁膜をエッチングすることによ
り、前記配線パターン形状を有する第６の開口を前記有
機絶縁膜に形成し、該第６の開口と前記第４の開口を配
線溝として適用する工程と、前記ヴィアホールと前記配
線溝に同時に導電体を埋め込むことにより、前記ヴィア
ホール内にヴィアを形成するとともに前記配線溝内に配
線を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。
【００９７】（付記８） 前記第６の開口は、水素（Ｈ
2）ガスまたはアンモニア（ＮＨ3）ガスによるプラズマ
エッチングによって形成されることを特徴とする付記７
記載の半導体装置の製造方法。
2）ガスまたはアンモニア（ＮＨ3）ガスによるプラズマ
エッチングによって形成されることを特徴とする付記７
記載の半導体装置の製造方法。
【００９８】（付記９） 前記有機絶縁膜に形成された
前記第６の開口の側壁間の最大幅をＷ２とし、前記絶縁
膜に形成された前記第４の開口の側壁間の最大幅をＷ１
とした場合に、Ｗ１≧Ｗ２の関係が成立することを特徴
とする付記７記載の半導体装置の製造方法。
前記第６の開口の側壁間の最大幅をＷ２とし、前記絶縁
膜に形成された前記第４の開口の側壁間の最大幅をＷ１
とした場合に、Ｗ１≧Ｗ２の関係が成立することを特徴
とする付記７記載の半導体装置の製造方法。
【００９９】（付記１０） 前記Ｗ１と前記Ｗ２との間
には、（Ｗ２−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が成立する
ことを特徴とする付記８記載の半導体装置の製造方法。 （付記１１） 前記マスク材およびキャップ膜は、窒化
シリコンまたは炭化シリコンによって構成されているこ
とを特徴とする付記７記載の半導体装置の製造方法。
には、（Ｗ２−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が成立する
ことを特徴とする付記８記載の半導体装置の製造方法。 （付記１１） 前記マスク材およびキャップ膜は、窒化
シリコンまたは炭化シリコンによって構成されているこ
とを特徴とする付記７記載の半導体装置の製造方法。
【０１００】（付記１２） 前記有機絶縁膜は、炭化水
素系ポリマー、アリルエーテル系ポリマー、有機ＳＯ
Ｇ、無機ＳＯＧまたはシリコンオキシカーバイト（Ｓｉ
ＯＣ）の何れかによって構成されていることを特徴とす
る付記７記載の半導体装置の製造方法。
素系ポリマー、アリルエーテル系ポリマー、有機ＳＯ
Ｇ、無機ＳＯＧまたはシリコンオキシカーバイト（Ｓｉ
ＯＣ）の何れかによって構成されていることを特徴とす
る付記７記載の半導体装置の製造方法。
【０１０１】（付記１３） 半導体基板上に、キャップ
膜、第１の有機絶縁膜、第１の絶縁膜、第２の有機絶縁
膜、第２の絶縁膜、マスク材を順に形成する工程と、前
記マスク材を部分的にエッチングして配線パターン形状
をもつ第１の開口を形成する工程と、前記第２の絶縁膜
のうち前記第１の開口の一部に重なる部分をエッチング
してヴィアパターン形状をもつ第２の開口を形成する工
程と、前記第２の絶縁膜の前記第２の開口を通して前記
第２の有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン
形状をもつ第３の開口を前記第２の有機絶縁膜に形成す
る工程と、前記第２の有機絶縁膜の前記第３の開口を通
して前記第１の絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパタ
ーン形状をもつ第４の開口を前記第１の絶縁膜に形成す
る工程と、前記第１の絶縁膜の前記第４の開口を通して
前記第１の有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパタ
ーン形状をもつ第５の開口を前記第１の有機絶縁膜に形
成する工程と、前記マスク材の前記第１の開口を通して
前記第２の絶縁膜をエッチングして前記配線パターン形
状をもつ第６の開口を前記第２の有機絶縁膜に形成する
工程と、前記第１の有機絶縁膜の前記第５の開口を通し
て前記キャップ膜をエッチングして前記ヴィアパターン
形状をもつ第７の開口を前記キャップ膜に形成し、該第
７の開口と前記第４の開口および前記第５の開口をヴィ
アホールとして適用すると同時に、前記マスク材を除去
する工程と、前記第２の絶縁膜の前記第６の開口を通し
て前記第２の有機絶縁膜をエッチングして前記配線パタ
ーン形状をもつ第８の開口を前記第２の有機絶縁膜に形
成し、該第８の開口と前記第６の開口を配線溝として適
用する工程と、前記ヴィアホールと前記配線溝に同時に
導電体を埋め込むことにより、前記ヴィアホール内にヴ
ィアを形成するとともに前記配線溝内に配線を形成する
工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
膜、第１の有機絶縁膜、第１の絶縁膜、第２の有機絶縁
膜、第２の絶縁膜、マスク材を順に形成する工程と、前
記マスク材を部分的にエッチングして配線パターン形状
をもつ第１の開口を形成する工程と、前記第２の絶縁膜
のうち前記第１の開口の一部に重なる部分をエッチング
してヴィアパターン形状をもつ第２の開口を形成する工
程と、前記第２の絶縁膜の前記第２の開口を通して前記
第２の有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン
形状をもつ第３の開口を前記第２の有機絶縁膜に形成す
る工程と、前記第２の有機絶縁膜の前記第３の開口を通
して前記第１の絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパタ
ーン形状をもつ第４の開口を前記第１の絶縁膜に形成す
る工程と、前記第１の絶縁膜の前記第４の開口を通して
前記第１の有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパタ
ーン形状をもつ第５の開口を前記第１の有機絶縁膜に形
成する工程と、前記マスク材の前記第１の開口を通して
前記第２の絶縁膜をエッチングして前記配線パターン形
状をもつ第６の開口を前記第２の有機絶縁膜に形成する
工程と、前記第１の有機絶縁膜の前記第５の開口を通し
て前記キャップ膜をエッチングして前記ヴィアパターン
形状をもつ第７の開口を前記キャップ膜に形成し、該第
７の開口と前記第４の開口および前記第５の開口をヴィ
アホールとして適用すると同時に、前記マスク材を除去
する工程と、前記第２の絶縁膜の前記第６の開口を通し
て前記第２の有機絶縁膜をエッチングして前記配線パタ
ーン形状をもつ第８の開口を前記第２の有機絶縁膜に形
成し、該第８の開口と前記第６の開口を配線溝として適
用する工程と、前記ヴィアホールと前記配線溝に同時に
導電体を埋め込むことにより、前記ヴィアホール内にヴ
ィアを形成するとともに前記配線溝内に配線を形成する
工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【０１０２】（付記１４） 前記第８の開口は、水素
（Ｈ2）ガスまたはアンモニア（ＮＨ3）ガスによるプラ
ズマエッチングによって形成されることを特徴とする付
記１３記載の半導体装置の製造方法。
（Ｈ2）ガスまたはアンモニア（ＮＨ3）ガスによるプラ
ズマエッチングによって形成されることを特徴とする付
記１３記載の半導体装置の製造方法。
【０１０３】（付記１５） 前記第２の有機絶縁膜に形
成された前記第８の開口の側壁間の最大幅をＷ２とし、
前記第２の絶縁膜に形成された前記第６の開口の側壁間
の最大幅をＷ１とした場合に、Ｗ１≧Ｗ２の関係が成立
することを特徴とする付記１３記載の半導体装置の製造
方法。
成された前記第８の開口の側壁間の最大幅をＷ２とし、
前記第２の絶縁膜に形成された前記第６の開口の側壁間
の最大幅をＷ１とした場合に、Ｗ１≧Ｗ２の関係が成立
することを特徴とする付記１３記載の半導体装置の製造
方法。
【０１０４】（付記１６） 前記Ｗ１と前記Ｗ２との間
には、（Ｗ２−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が成立する
ことを特徴とする付記１５記載の半導体装置の製造方
法。 （付記１７） 前記マスク材およびキャップ膜は、窒化
シリコンまたは炭化シリコンによって構成されているこ
とを特徴とする付記１３記載の半導体装置の製造方法。
には、（Ｗ２−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が成立する
ことを特徴とする付記１５記載の半導体装置の製造方
法。 （付記１７） 前記マスク材およびキャップ膜は、窒化
シリコンまたは炭化シリコンによって構成されているこ
とを特徴とする付記１３記載の半導体装置の製造方法。
【０１０５】（付記１８） 前記第１の有機絶縁膜およ
び前記第２の有機絶縁膜は、炭化水素系ポリマー、アリ
ルエーテル系ポリマー、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧまたは
シリコンオキシカーバイト（ＳｉＯＣ）の何れかによっ
て構成されていることを特徴とする付記１３記載の半導
体装置の製造方法。
び前記第２の有機絶縁膜は、炭化水素系ポリマー、アリ
ルエーテル系ポリマー、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧまたは
シリコンオキシカーバイト（ＳｉＯＣ）の何れかによっ
て構成されていることを特徴とする付記１３記載の半導
体装置の製造方法。
【０１０６】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、半導体
基板上に、キャップ膜、第１の絶縁膜、有機絶縁膜、第
２の絶縁膜、マスク材を順に形成する工程と、前記マス
ク材を部分的にエッチングして配線パターン形状をもつ
第１の開口を形成する工程と、前記第２の絶縁膜のうち
前記第１の開口の一部に重なる部分をエッチングしてヴ
ィアパターン形状をもつ第２の開口を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の前記第２の開口を通して前記有機絶
縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をもつ第
３の開口を前記有機絶縁膜に形成する工程と、前記マス
ク材の前記第１の開口を通して前記第２の絶縁膜をエッ
チングすることにより、前記配線パターン形状を有する
第４の開口を前記第２の絶縁膜に形成すると同時に、前
記有機絶縁膜の前記第３の開口を通して前記第１の絶縁
膜をエッチングすることにより前記ヴィアパターン形状
を持つ第５の開口を前記第１の絶縁膜に形成する工程
と、前記第１の絶縁膜の前記第５の開口を通して前記キ
ャップ膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をも
つ第６の開口を前記キャップ膜に形成して、該第６の開
口と前記第５の開口をヴィアホールとして適用すると同
時に、前記マスク材を除去する工程と、前記第２の絶縁
膜の前記第４の開口を通して前記有機絶縁膜をエッチン
グして前記配線パターン形状をもつ第７の開口を前記有
機絶縁膜に形成し、該第７の開口と前記第４の開口を配
線溝として適用する工程と、前記ヴィアホールと前記配
線溝に同時に導電体を埋め込むことにより、前記ヴィア
ホール内にヴィアを形成するとともに前記配線溝内に配
線を形成する工程と、を設けるようにしたので、ボーイ
ングおよび堀られが形成されることを防止できる。
基板上に、キャップ膜、第１の絶縁膜、有機絶縁膜、第
２の絶縁膜、マスク材を順に形成する工程と、前記マス
ク材を部分的にエッチングして配線パターン形状をもつ
第１の開口を形成する工程と、前記第２の絶縁膜のうち
前記第１の開口の一部に重なる部分をエッチングしてヴ
ィアパターン形状をもつ第２の開口を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の前記第２の開口を通して前記有機絶
縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をもつ第
３の開口を前記有機絶縁膜に形成する工程と、前記マス
ク材の前記第１の開口を通して前記第２の絶縁膜をエッ
チングすることにより、前記配線パターン形状を有する
第４の開口を前記第２の絶縁膜に形成すると同時に、前
記有機絶縁膜の前記第３の開口を通して前記第１の絶縁
膜をエッチングすることにより前記ヴィアパターン形状
を持つ第５の開口を前記第１の絶縁膜に形成する工程
と、前記第１の絶縁膜の前記第５の開口を通して前記キ
ャップ膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をも
つ第６の開口を前記キャップ膜に形成して、該第６の開
口と前記第５の開口をヴィアホールとして適用すると同
時に、前記マスク材を除去する工程と、前記第２の絶縁
膜の前記第４の開口を通して前記有機絶縁膜をエッチン
グして前記配線パターン形状をもつ第７の開口を前記有
機絶縁膜に形成し、該第７の開口と前記第４の開口を配
線溝として適用する工程と、前記ヴィアホールと前記配
線溝に同時に導電体を埋め込むことにより、前記ヴィア
ホール内にヴィアを形成するとともに前記配線溝内に配
線を形成する工程と、を設けるようにしたので、ボーイ
ングおよび堀られが形成されることを防止できる。
【０１０７】また、以上説明したように本発明では、半
導体基板上に、キャップ膜、有機絶縁膜、絶縁膜、マス
ク材を順に形成する工程と、前記マスク材を部分的にエ
ッチングして配線パターン形状をもつ第１の開口を形成
する工程と、前記絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に
重なる部分をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ
第２の開口を形成する工程と、前記絶縁膜の前記第２の
開口を通して前記有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィ
アパターン形状をもつ第３の開口を前記有機絶縁膜に形
成する工程と、前記マスク材の前記第１の開口を通して
前記絶縁膜をエッチングすることにより、前記配線パタ
ーン形状を有する第４の開口を前記絶縁膜に形成する工
程と、前記有機絶縁膜の前記第３の開口を通して前記キ
ャップ膜をエッチングすることにより、前記ヴィアパタ
ーン形状を有する第５の開口を前記キャップ膜に形成
し、該第５の開口と前記第３の開口をヴィアホールとし
て適用すると同時に、前記マスク材を除去する工程と、
前記絶縁膜の前記第４の開口を通して前記有機絶縁膜を
エッチングすることにより、前記配線パターン形状を有
する第６の開口を前記有機絶縁膜に形成し、該第６の開
口と前記第４の開口を配線溝として適用する工程と、前
記ヴィアホールと前記配線溝に同時に導電体を埋め込む
ことにより、前記ヴィアホール内にヴィアを形成すると
ともに前記配線溝内に配線を形成する工程と、を設ける
ようにしたので、歩留まりを向上させることが可能にな
る。
導体基板上に、キャップ膜、有機絶縁膜、絶縁膜、マス
ク材を順に形成する工程と、前記マスク材を部分的にエ
ッチングして配線パターン形状をもつ第１の開口を形成
する工程と、前記絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に
重なる部分をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ
第２の開口を形成する工程と、前記絶縁膜の前記第２の
開口を通して前記有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィ
アパターン形状をもつ第３の開口を前記有機絶縁膜に形
成する工程と、前記マスク材の前記第１の開口を通して
前記絶縁膜をエッチングすることにより、前記配線パタ
ーン形状を有する第４の開口を前記絶縁膜に形成する工
程と、前記有機絶縁膜の前記第３の開口を通して前記キ
ャップ膜をエッチングすることにより、前記ヴィアパタ
ーン形状を有する第５の開口を前記キャップ膜に形成
し、該第５の開口と前記第３の開口をヴィアホールとし
て適用すると同時に、前記マスク材を除去する工程と、
前記絶縁膜の前記第４の開口を通して前記有機絶縁膜を
エッチングすることにより、前記配線パターン形状を有
する第６の開口を前記有機絶縁膜に形成し、該第６の開
口と前記第４の開口を配線溝として適用する工程と、前
記ヴィアホールと前記配線溝に同時に導電体を埋め込む
ことにより、前記ヴィアホール内にヴィアを形成すると
ともに前記配線溝内に配線を形成する工程と、を設ける
ようにしたので、歩留まりを向上させることが可能にな
る。
【０１０８】更に、以上説明したように本発明では、半
導体基板上に、キャップ膜、第１の有機絶縁膜、第１の
絶縁膜、第２の有機絶縁膜、第２の絶縁膜、マスク材を
順に形成する工程と、前記マスク材を部分的にエッチン
グして配線パターン形状をもつ第１の開口を形成する工
程と、前記第２の絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に
重なる部分をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ
第２の開口を形成する工程と、前記第２の絶縁膜の前記
第２の開口を通して前記第２の有機絶縁膜をエッチング
して前記ヴィアパターン形状をもつ第３の開口を前記第
２の有機絶縁膜に形成する工程と、前記第２の有機絶縁
膜の前記第３の開口を通して前記第１の絶縁膜をエッチ
ングして前記ヴィアパターン形状をもつ第４の開口を前
記第１の絶縁膜に形成する工程と、前記第１の絶縁膜の
前記第４の開口を通して前記第１の有機絶縁膜をエッチ
ングして前記ヴィアパターン形状をもつ第５の開口を前
記第１の有機絶縁膜に形成する工程と、前記マスク材の
前記第１の開口を通して前記第２の絶縁膜をエッチング
して前記配線パターン形状をもつ第６の開口を前記第２
の絶縁膜に形成する工程と、前記第１の有機絶縁膜の前
記第５の開口を通して前記キャップ膜をエッチングして
前記ヴィアパターン形状をもつ第７の開口を前記キャッ
プ膜に形成し、該第７の開口と前記第４の開口および前
記第５の開口をヴィアホールとして適用すると同時に、
前記マスク材を除去する工程と、前記第２の絶縁膜の前
記第６の開口を通して前記第２の有機絶縁膜をエッチン
グして前記配線パターン形状をもつ第８の開口を前記第
２の有機絶縁膜に形成し、該第８の開口と前記第６の開
口を配線溝として適用する工程と、前記ヴィアホールと
前記配線溝に同時に導電体を埋め込むことにより、前記
ヴィアホール内にヴィアを形成するとともに前記配線溝
内に配線を形成する工程と、を設けるようにしたので、
配線容量が増加することを防止するとともに、配線が短
絡することを防止できる。
導体基板上に、キャップ膜、第１の有機絶縁膜、第１の
絶縁膜、第２の有機絶縁膜、第２の絶縁膜、マスク材を
順に形成する工程と、前記マスク材を部分的にエッチン
グして配線パターン形状をもつ第１の開口を形成する工
程と、前記第２の絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に
重なる部分をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ
第２の開口を形成する工程と、前記第２の絶縁膜の前記
第２の開口を通して前記第２の有機絶縁膜をエッチング
して前記ヴィアパターン形状をもつ第３の開口を前記第
２の有機絶縁膜に形成する工程と、前記第２の有機絶縁
膜の前記第３の開口を通して前記第１の絶縁膜をエッチ
ングして前記ヴィアパターン形状をもつ第４の開口を前
記第１の絶縁膜に形成する工程と、前記第１の絶縁膜の
前記第４の開口を通して前記第１の有機絶縁膜をエッチ
ングして前記ヴィアパターン形状をもつ第５の開口を前
記第１の有機絶縁膜に形成する工程と、前記マスク材の
前記第１の開口を通して前記第２の絶縁膜をエッチング
して前記配線パターン形状をもつ第６の開口を前記第２
の絶縁膜に形成する工程と、前記第１の有機絶縁膜の前
記第５の開口を通して前記キャップ膜をエッチングして
前記ヴィアパターン形状をもつ第７の開口を前記キャッ
プ膜に形成し、該第７の開口と前記第４の開口および前
記第５の開口をヴィアホールとして適用すると同時に、
前記マスク材を除去する工程と、前記第２の絶縁膜の前
記第６の開口を通して前記第２の有機絶縁膜をエッチン
グして前記配線パターン形状をもつ第８の開口を前記第
２の有機絶縁膜に形成し、該第８の開口と前記第６の開
口を配線溝として適用する工程と、前記ヴィアホールと
前記配線溝に同時に導電体を埋め込むことにより、前記
ヴィアホール内にヴィアを形成するとともに前記配線溝
内に配線を形成する工程と、を設けるようにしたので、
配線容量が増加することを防止するとともに、配線が短
絡することを防止できる。
【図１】従来におけるデュアルダマシン法による半導体
装置の製造方法の概略を説明する図である。
装置の製造方法の概略を説明する図である。
【図２】本発明による半導体装置の製造方法の概略を説
明する図である。
明する図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による半導体装置の
製造方法を説明する図である。
製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による半導体装置の
製造方法を説明する図である。
製造方法を説明する図である。
【図５】従来法と、本発明によって形成される堀られお
よびボーイングの量を比較した図である。
よびボーイングの量を比較した図である。
【図６】掘られ量と、ボーイング量との定義を示す図で
ある。
ある。
【図７】ボーイング量と不連続成長点の形成との関係を
示す図である。
示す図である。
【図８】Ｗ１およびＷ２の定義を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による半導体装置の
製造方法を説明する図である。
製造方法を説明する図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態による半導体装置
の製造方法を説明する図である。
の製造方法を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による半導体装置
の製造方法を説明する図である。
の製造方法を説明する図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態による半導体装置
の製造方法を説明する図である。
の製造方法を説明する図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態による半導体装置
の製造方法を説明する図である。
の製造方法を説明する図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態による半導体装置
の製造方法を説明する図である。
の製造方法を説明する図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態による半導体装置
の製造方法を説明する図である。
の製造方法を説明する図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態による半導体装置
の製造方法を説明する図である。
の製造方法を説明する図である。
【図１７】第２の実施の形態の変形実施態様を示す図で
ある。
ある。
【図１８】第２の実施の形態の他の変形実施態様を示す
図である。
図である。
【図１９】第１の実施の形態を用いて形成したデバイス
の断面を示す図である。
の断面を示す図である。
【図２０】従来におけるデュアルダマシン法による半導
体装置の製造方法を説明する図である。
体装置の製造方法を説明する図である。
【図２１】従来におけるデュアルダマシン法による半導
体装置の製造方法を説明する図である。
体装置の製造方法を説明する図である。
【図２２】従来におけるデュアルダマシン法による半導
体装置の製造方法を説明する図である。
体装置の製造方法を説明する図である。
【図２３】従来におけるデュアルダマシン法による半導
体装置の製造方法を説明する図である。
体装置の製造方法を説明する図である。
【図２４】従来におけるデュアルダマシン法による半導
体装置の製造方法を説明する図である。
体装置の製造方法を説明する図である。
【図２５】不連続成長点の詳細を説明するための図であ
る。
る。
２１ 半導体基板
２２ シリコン酸化膜
２３ 有機絶縁膜
２４ シリコン酸化膜
２５ バリアメタル膜
２６ 銅膜
３０ 窒化シリコン膜
３１ シリコン酸化膜
３２ 有機絶縁膜
３３ シリコン酸化膜
３４ 窒化シリコン膜
３７ バリアメタル膜
３８ 銅膜
４０ 掘られ
４１ ボーイング
４３ 酸化物
４４ ＣＦXデポ物
６０ 有機絶縁膜
６１ 酸化シリコン膜
６２ 窒化シリコン膜
６３ フォトレジスト膜
６４ バリアメタル膜
６５ 銅膜
８０ 有機絶縁膜
８１ 酸化シリコン膜
８２ 有機絶縁膜
８３ 酸化シリコン膜
８４ 窒化シリコン膜
８５ フォトレジスト
８６ フォトレジスト膜
８７ バリアメタル膜
８８ 銅膜
９０ 炭化シリコン膜
９１ 炭化シリコン膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 稲沢 剛一郎
東京都港区赤坂５丁目３番６号 東京エレ
クトロン株式会社内
Ｆターム(参考） 5F004 AA14 AA16 DA00 DA24 DB23
EA23 EB01 EB03
5F033 HH11 HH32 HH33 JJ11 JJ32
JJ33 KK11 KK32 KK33 MM02
MM12 MM13 NN06 NN07 PP15
PP27 PP33 QQ09 QQ10 QQ12
QQ15 QQ28 QQ37 QQ48 QQ73
QQ92 QQ94 QQ95 RR01 RR02
RR04 RR06 RR09 RR21 RR25
TT04 XX02
Claims (10)
- 【請求項１】 半導体基板上に、キャップ膜、第１の絶
縁膜、有機絶縁膜、第２の絶縁膜、マスク材を順に形成
する工程と、 前記マスク材を部分的にエッチングして配線パターン形
状をもつ第１の開口を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に重なる
部分をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の
開口を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜の前記第２の開口を通して前記有機絶
縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をもつ第
３の開口を前記有機絶縁膜に形成する工程と、 前記マスク材の前記第１の開口を通して前記第２の絶縁
膜をエッチングすることにより、前記配線パターン形状
を有する第４の開口を前記第２の絶縁膜に形成すると同
時に、前記有機絶縁膜の前記第３の開口を通して前記第
１の絶縁膜をエッチングすることにより前記ヴィアパタ
ーン形状を持つ第５の開口を前記第１の絶縁膜に形成す
る工程と、 前記第１の絶縁膜の前記第５の開口を通して前記キャッ
プ膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をもつ第
６の開口を前記キャップ膜に形成して、該第６の開口と
前記第５の開口をヴィアホールとして適用すると同時
に、前記マスク材を除去する工程と、 前記第２の絶縁膜の前記第４の開口を通して前記有機絶
縁膜をエッチングして前記配線パターン形状をもつ第７
の開口を前記有機絶縁膜に形成し、該第７の開口と前記
第４の開口を配線溝として適用する工程と、 前記ヴィアホールと前記配線溝に同時に導電体を埋め込
むことにより、前記ヴィアホール内にヴィアを形成する
とともに前記配線溝内に配線を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記第７の開口は、水素（Ｈ2）ガスも
しくはアンモニア（ＮＨ3）ガスまたはこれらの混合ガ
スによるプラズマエッチングによって形成されることを
特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記有機絶縁膜に形成された前記第７の
開口の側壁間の最大幅をＷ２とし、前記第２の絶縁膜に
形成された前記第４の開口の側壁間の最大幅をＷ１とし
た場合に、Ｗ１≧Ｗ２の関係が成立することを特徴とす
る請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記Ｗ１と前記Ｗ２との間には、（Ｗ２
−Ｗ１）／２≦１０ｎｍの関係が成立することを特徴と
する請求項３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記マスク材および前記キャップ膜は、
窒化シリコンまたは炭化シリコンによって構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項６】 前記有機絶縁膜は、炭化水素系ポリマ
ー、アリルエーテル系ポリマー、有機ＳＯＧ、無機ＳＯ
Ｇまたはシリコンオキシカーバイト（ＳｉＯＣ）の何れ
かによって構成されていることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 半導体基板上に、キャップ膜、有機絶縁
膜、絶縁膜、マスク材を順に形成する工程と、 前記マスク材を部分的にエッチングして配線パターン形
状をもつ第１の開口を形成する工程と、 前記絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に重なる部分を
エッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の開口を
形成する工程と、 前記絶縁膜の前記第２の開口を通して前記有機絶縁膜を
エッチングして前記ヴィアパターン形状をもつ第３の開
口を前記有機絶縁膜に形成する工程と、 前記マスク材の前記第１の開口を通して前記絶縁膜をエ
ッチングすることにより、前記配線パターン形状を有す
る第４の開口を前記絶縁膜に形成する工程と、 前記有機絶縁膜の前記第３の開口を通して前記キャップ
膜をエッチングすることにより、前記ヴィアパターン形
状を有する第５の開口を前記キャップ膜に形成し、該第
５の開口と前記第３の開口をヴィアホールとして適用す
ると同時に、前記マスク材を除去する工程と、 前記絶縁膜の前記第４の開口を通して前記有機絶縁膜を
エッチングすることにより、前記配線パターン形状を有
する第６の開口を前記有機絶縁膜に形成し、該第６の開
口と前記第４の開口を配線溝として適用する工程と、 前記ヴィアホールと前記配線溝に同時に導電体を埋め込
むことにより、前記ヴィアホール内にヴィアを形成する
とともに前記配線溝内に配線を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記第６の開口は、水素（Ｈ2）ガスま
たはアンモニア（ＮＨ3）ガスによるプラズマエッチン
グによって形成されることを特徴とする請求項７記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 半導体基板上に、キャップ膜、第１の有
機絶縁膜、第１の絶縁膜、第２の有機絶縁膜、第２の絶
縁膜、マスク材を順に形成する工程と、 前記マスク材を部分的にエッチングして配線パターン形
状をもつ第１の開口を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜のうち前記第１の開口の一部に重なる
部分をエッチングしてヴィアパターン形状をもつ第２の
開口を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜の前記第２の開口を通して前記第２の
有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状を
もつ第３の開口を前記第２の有機絶縁膜に形成する工程
と、 前記第２の有機絶縁膜の前記第３の開口を通して前記第
１の絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状を
もつ第４の開口を前記第１の絶縁膜に形成する工程と、 前記第１の絶縁膜の前記第４の開口を通して前記第１の
有機絶縁膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状を
もつ第５の開口を前記第１の有機絶縁膜に形成する工程
と、 前記マスク材の前記第１の開口を通して前記第２の絶縁
膜をエッチングして前記配線パターン形状をもつ第６の
開口を前記第２の絶縁膜に形成する工程と、 前記第１の有機絶縁膜の前記第５の開口を通して前記キ
ャップ膜をエッチングして前記ヴィアパターン形状をも
つ第７の開口を前記キャップ膜に形成し、該第７の開口
と前記第４の開口および前記第５の開口をヴィアホール
として適用すると同時に、前記マスク材を除去する工程
と、 前記第２の絶縁膜の前記第６の開口を通して前記第２の
有機絶縁膜をエッチングして前記配線パターン形状をも
つ第８の開口を前記第２の有機絶縁膜に形成し、該第８
の開口と前記第６の開口を配線溝として適用する工程
と、 前記ヴィアホールと前記配線溝に同時に導電体を埋め込
むことにより、前記ヴィアホール内にヴィアを形成する
とともに前記配線溝内に配線を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 前記第８の開口は、水素（Ｈ2）ガス
またはアンモニア（ＮＨ3）ガスによるプラズマエッチ
ングによって形成されることを特徴とする請求項９記載
の半導体装置の製造方法。
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