JP3062491B2 - 配線構造体の形成方法 - Google Patents
配線構造体の形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路装置
における配線構造体の形成方法に関する。
における配線構造体の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の高集積化の進展に伴
い、金属配線同士の間の寄生容量である配線間容量の増
加に起因する配線遅延時間の増大が半導体集積回路の高
性能化の妨げとなっている。配線遅延時間は金属配線の
抵抗と配線間容量との積に比例するいわゆるＲＣ遅延と
言われるものである。
い、金属配線同士の間の寄生容量である配線間容量の増
加に起因する配線遅延時間の増大が半導体集積回路の高
性能化の妨げとなっている。配線遅延時間は金属配線の
抵抗と配線間容量との積に比例するいわゆるＲＣ遅延と
言われるものである。
【０００３】従って、配線遅延時間を低減するために
は、金属配線の抵抗を小さくするか又は配線間容量を小
さくすることが必要である。
は、金属配線の抵抗を小さくするか又は配線間容量を小
さくすることが必要である。
【０００４】そこで、配線抵抗を小さくために、配線材
料としてアルミ系合金に代えて銅を用いる半導体集積回
路装置がＩＢＭ社やモトローラ社から報告されている。
銅材料はアルミ系合金材料の３分の２程度の比抵抗を有
しているため、配線材料として銅材料を用いると、アル
ミ系合金材料を用いる場合に比べて、単純に計算すると
配線遅延時間が３分の２に減少するので、１．５倍の高
速化を実現することができる。
料としてアルミ系合金に代えて銅を用いる半導体集積回
路装置がＩＢＭ社やモトローラ社から報告されている。
銅材料はアルミ系合金材料の３分の２程度の比抵抗を有
しているため、配線材料として銅材料を用いると、アル
ミ系合金材料を用いる場合に比べて、単純に計算すると
配線遅延時間が３分の２に減少するので、１．５倍の高
速化を実現することができる。
【０００５】しかしながら、半導体集積回路の高集積化
がさらに進展すると、銅からなる金属配線を用いる場合
でも、配線遅延時間の増大によって、高速化が限界に達
すると懸念されている。また、配線材料としての銅は、
金又は銀についで比抵抗が小さいので、銅からなる金属
配線に代えて金又は銀からなる金属配線を用いても、配
線抵抗の低減は僅かなものである。
がさらに進展すると、銅からなる金属配線を用いる場合
でも、配線遅延時間の増大によって、高速化が限界に達
すると懸念されている。また、配線材料としての銅は、
金又は銀についで比抵抗が小さいので、銅からなる金属
配線に代えて金又は銀からなる金属配線を用いても、配
線抵抗の低減は僅かなものである。
【０００６】このため、半導体集積回路の高集積化のた
めには、配線抵抗の低減と共に配線間容量の低減が重要
になっており、配線間容量の低減のためには、層間絶縁
膜の比誘電率を小さくすることが必要である。従来、層
間絶縁膜としては、シリコン酸化膜が用いられている
が、シリコン酸化膜の比誘電率は４〜４．５程度であっ
て、より高集積化された半導体集積回路における層間絶
縁膜には採用し難いという問題がある。
めには、配線抵抗の低減と共に配線間容量の低減が重要
になっており、配線間容量の低減のためには、層間絶縁
膜の比誘電率を小さくすることが必要である。従来、層
間絶縁膜としては、シリコン酸化膜が用いられている
が、シリコン酸化膜の比誘電率は４〜４．５程度であっ
て、より高集積化された半導体集積回路における層間絶
縁膜には採用し難いという問題がある。
【０００７】そこで、比誘電率がシリコン酸化膜よりも
小さい層間絶縁膜として、フッ素添加シリコン酸化膜、
低誘電率ＳＯＧ膜及び有機高分子膜が提案されている。
小さい層間絶縁膜として、フッ素添加シリコン酸化膜、
低誘電率ＳＯＧ膜及び有機高分子膜が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、フッ素添加
シリコン酸化膜の比誘電率は３．３〜３．７であって、
従来のシリコン酸化膜に比べて２割程度小さいが、フッ
素添加シリコン酸化膜は、吸湿性が高いので大気中の水
分を吸収しやすい。このため、フッ素添加シリコン酸化
膜が水分を吸収して、比誘電率の高いＳｉＯＨが膜中に
取り込まれるので、フッ素添加シリコン酸化膜の比誘電
率が増加したり、熱処理工程においてＳｉＯＨが反応し
てＨ2 Ｏガスを放出したりするという問題、及びフッ素
添加シリコン酸化膜中に遊離しているフッ素が熱処理工
程において表面に偏析し、偏析したフッ素が密着層とし
てのＴｉＮ膜のＴｉ等と反応して剥がれやすいＴｉＦ膜
を形成するという問題等があり、フッ素添加シリコン酸
化膜は実用上の課題が多い。
シリコン酸化膜の比誘電率は３．３〜３．７であって、
従来のシリコン酸化膜に比べて２割程度小さいが、フッ
素添加シリコン酸化膜は、吸湿性が高いので大気中の水
分を吸収しやすい。このため、フッ素添加シリコン酸化
膜が水分を吸収して、比誘電率の高いＳｉＯＨが膜中に
取り込まれるので、フッ素添加シリコン酸化膜の比誘電
率が増加したり、熱処理工程においてＳｉＯＨが反応し
てＨ2 Ｏガスを放出したりするという問題、及びフッ素
添加シリコン酸化膜中に遊離しているフッ素が熱処理工
程において表面に偏析し、偏析したフッ素が密着層とし
てのＴｉＮ膜のＴｉ等と反応して剥がれやすいＴｉＦ膜
を形成するという問題等があり、フッ素添加シリコン酸
化膜は実用上の課題が多い。
【０００９】低誘電率ＳＯＧ膜としては、ＨＳＱ（Hydr
ogen silsesquioxane：Ｓｉ原子と、Ｏ原子と、Ｏ原子
の数の３分の２の数のＨ原子とからなる構造体）膜が検
討されているが、ＨＳＱ膜は、従来のシリコン酸化膜に
比べて、水分放出量が多いので加工性が悪いという問題
がある。ＨＳＱ膜は加工性が悪いためＨＳＱ膜に埋め込
み配線を形成することは困難であるから、ＨＳＱ膜に金
属配線を形成する場合には金属膜がパターン化されてな
る金属配線を用いる必要がある。
ogen silsesquioxane：Ｓｉ原子と、Ｏ原子と、Ｏ原子
の数の３分の２の数のＨ原子とからなる構造体）膜が検
討されているが、ＨＳＱ膜は、従来のシリコン酸化膜に
比べて、水分放出量が多いので加工性が悪いという問題
がある。ＨＳＱ膜は加工性が悪いためＨＳＱ膜に埋め込
み配線を形成することは困難であるから、ＨＳＱ膜に金
属配線を形成する場合には金属膜がパターン化されてな
る金属配線を用いる必要がある。
【００１０】また、ＨＳＱ膜は金属配線との密着性が低
いので、金属配線との密着性を確保するために金属配線
との間に密着層としてのＣＶＤ酸化膜を形成する必要が
ある。ところが、金属配線の上にＣＶＤ酸化膜を形成す
ると、金属配線間に比誘電率の大きいＣＶＤ酸化膜が存
在するため、実質的な配線間容量はＨＳＱ膜とＣＶＤ酸
化膜とから構成される直列容量になるので、ＨＳＱ膜を
単体で用いた場合に比べて配線間容量が大きくなってし
まうという問題がある。
いので、金属配線との密着性を確保するために金属配線
との間に密着層としてのＣＶＤ酸化膜を形成する必要が
ある。ところが、金属配線の上にＣＶＤ酸化膜を形成す
ると、金属配線間に比誘電率の大きいＣＶＤ酸化膜が存
在するため、実質的な配線間容量はＨＳＱ膜とＣＶＤ酸
化膜とから構成される直列容量になるので、ＨＳＱ膜を
単体で用いた場合に比べて配線間容量が大きくなってし
まうという問題がある。
【００１１】有機高分子膜は、低誘電率ＳＯＧ膜と同
様、金属配線との密着性が低いので、金属配線との間に
密着層としてのＣＶＤ酸化膜を形成する必要がある。
様、金属配線との密着性が低いので、金属配線との間に
密着層としてのＣＶＤ酸化膜を形成する必要がある。
【００１２】また、有機高分子膜に対するエッチングレ
ートが酸素プラズマによりレジストパターンをアッシン
グする際のアッシングレートとほぼ等しいため、レジス
トパターンをアッシングにより除去する際に有機高分子
膜がダメージを受けるので、通常のレジストプロセスが
使えないという問題がある。そこで、有機高分子膜の上
にＣＶＤ酸化膜を形成した後、該ＣＶＤ酸化膜の上にレ
ジスト膜を形成し、ＣＶＤ酸化膜をエッチングストッパ
ー（保護膜）としてレジスト膜をエッチング加工する方
法が提案されている。
ートが酸素プラズマによりレジストパターンをアッシン
グする際のアッシングレートとほぼ等しいため、レジス
トパターンをアッシングにより除去する際に有機高分子
膜がダメージを受けるので、通常のレジストプロセスが
使えないという問題がある。そこで、有機高分子膜の上
にＣＶＤ酸化膜を形成した後、該ＣＶＤ酸化膜の上にレ
ジスト膜を形成し、ＣＶＤ酸化膜をエッチングストッパ
ー（保護膜）としてレジスト膜をエッチング加工する方
法が提案されている。
【００１３】ところが、有機高分子膜の上にＣＶＤ酸化
膜を形成する際、有機高分子膜の表面が酸素を含む反応
性ガスに曝されるため、有機高分子膜が酸素と反応して
有機高分子膜中にカルボニル基やケトン基等の極性基が
導入されるので、有機高分子膜の比誘電率が増加してし
まうという問題がある。
膜を形成する際、有機高分子膜の表面が酸素を含む反応
性ガスに曝されるため、有機高分子膜が酸素と反応して
有機高分子膜中にカルボニル基やケトン基等の極性基が
導入されるので、有機高分子膜の比誘電率が増加してし
まうという問題がある。
【００１４】また、有機高分子膜に銅の埋め込み配線を
形成する場合、有機高分子膜は金属配線との密着性が低
いため、有機高分子膜に形成された配線用凹部の周面に
例えばＴｉＮ等からなる密着層を形成する必要がある
が、ＴｉＮ膜は抵抗が高いため金属配線の有効断面積が
減少してしまうので、銅からなる金属配線を用いて低抵
抗化を図ったメリットが損なわれてしまうという問題が
ある。
形成する場合、有機高分子膜は金属配線との密着性が低
いため、有機高分子膜に形成された配線用凹部の周面に
例えばＴｉＮ等からなる密着層を形成する必要がある
が、ＴｉＮ膜は抵抗が高いため金属配線の有効断面積が
減少してしまうので、銅からなる金属配線を用いて低抵
抗化を図ったメリットが損なわれてしまうという問題が
ある。
【００１５】前記に鑑み、本発明は、通常のレジストプ
ロセスを採用して、比誘電率が低い層間絶縁膜を形成で
きるようにすることを目的とする。
ロセスを採用して、比誘電率が低い層間絶縁膜を形成で
きるようにすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の配線
構造体の形成方法は、下層の金属配線の上に第１の絶縁
膜を形成する第１の工程と、第１の絶縁膜の上に該第１
の絶縁膜と組成が異なる第２の絶縁膜を形成する第２の
工程と、第２の絶縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異
なる第３の絶縁膜を形成する第３の工程と、第３の絶縁
膜の上に薄膜を形成する第４の工程と、薄膜の上に、配
線形成用開口部を有する第１のレジストパターンを形成
する第５の工程と、薄膜に対して第１のレジストパター
ンをマスクとしてエッチングを行なって、薄膜からなり
配線形成用開口部を有するマスクパターンを形成する第
６の工程と、第３の絶縁膜の上に、コンタクトホール形
成用開口部を有する第２のレジストパターンを形成する
第７の工程と、第３の絶縁膜、第１のレジストパターン
及び第２のレジストパターンに対するエッチングレート
が高い一方、第２の絶縁膜に対するエッチングレートが
低いエッチング条件で、第３の絶縁膜に対してドライエ
ッチングを行なうことにより、第３の絶縁膜を該第３の
絶縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形成されるよ
うにパターン化すると共に、第１のレジストパターン及
び第２のレジストパターンを全面的に又は下部を残して
除去する第８の工程と、第２の絶縁膜に対するエッチン
グレートが高い一方、第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に
対するエッチングレートが低いエッチング条件で、第２
の絶縁膜に対してパターン化された第３の絶縁膜をマス
クとしてドライエッチングを行なうことにより、第２の
絶縁膜を該第２の絶縁膜にコンタクトホール形成用開口
部が形成されるようにパターン化する第９の工程と、第
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチングレート
が高い一方、マスクパターン及び第２の絶縁膜に対する
エッチングレートが低いエッチング条件で、第３の絶縁
膜に対してマスクパターンをマスクとしてドライエッチ
ングを行なうと共に第１の絶縁膜に対してパターン化さ
れた第２の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行
なうことにより、第３の絶縁膜に配線溝を形成すると共
に第１の絶縁膜にコンタクトホールを形成する第１０の
工程と、配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填す
ることにより、上層の金属配線及び下層の金属配線と上
層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する第１１
の工程とを備えている。
構造体の形成方法は、下層の金属配線の上に第１の絶縁
膜を形成する第１の工程と、第１の絶縁膜の上に該第１
の絶縁膜と組成が異なる第２の絶縁膜を形成する第２の
工程と、第２の絶縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異
なる第３の絶縁膜を形成する第３の工程と、第３の絶縁
膜の上に薄膜を形成する第４の工程と、薄膜の上に、配
線形成用開口部を有する第１のレジストパターンを形成
する第５の工程と、薄膜に対して第１のレジストパター
ンをマスクとしてエッチングを行なって、薄膜からなり
配線形成用開口部を有するマスクパターンを形成する第
６の工程と、第３の絶縁膜の上に、コンタクトホール形
成用開口部を有する第２のレジストパターンを形成する
第７の工程と、第３の絶縁膜、第１のレジストパターン
及び第２のレジストパターンに対するエッチングレート
が高い一方、第２の絶縁膜に対するエッチングレートが
低いエッチング条件で、第３の絶縁膜に対してドライエ
ッチングを行なうことにより、第３の絶縁膜を該第３の
絶縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形成されるよ
うにパターン化すると共に、第１のレジストパターン及
び第２のレジストパターンを全面的に又は下部を残して
除去する第８の工程と、第２の絶縁膜に対するエッチン
グレートが高い一方、第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に
対するエッチングレートが低いエッチング条件で、第２
の絶縁膜に対してパターン化された第３の絶縁膜をマス
クとしてドライエッチングを行なうことにより、第２の
絶縁膜を該第２の絶縁膜にコンタクトホール形成用開口
部が形成されるようにパターン化する第９の工程と、第
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチングレート
が高い一方、マスクパターン及び第２の絶縁膜に対する
エッチングレートが低いエッチング条件で、第３の絶縁
膜に対してマスクパターンをマスクとしてドライエッチ
ングを行なうと共に第１の絶縁膜に対してパターン化さ
れた第２の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行
なうことにより、第３の絶縁膜に配線溝を形成すると共
に第１の絶縁膜にコンタクトホールを形成する第１０の
工程と、配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填す
ることにより、上層の金属配線及び下層の金属配線と上
層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する第１１
の工程とを備えている。
【００１７】第１の配線構造体の形成方法によると、第
８の工程において、第３の絶縁膜、第１のレジストパタ
ーン及び第２のレジストパターンに対するエッチングレ
ートが高い一方、第２の絶縁膜に対するエッチングレー
トが低いエッチング条件で、第３の絶縁膜に対してドラ
イエッチングを行なって、第３の絶縁膜をパターン化す
ると共に、第１のレジストパターン及び第２のレジスト
パターンを除去するため、第１のレジストパターン及び
第２のレジストパターンを酸素プラズマを用いるアッシ
ングにより除去する工程が不要になる。
８の工程において、第３の絶縁膜、第１のレジストパタ
ーン及び第２のレジストパターンに対するエッチングレ
ートが高い一方、第２の絶縁膜に対するエッチングレー
トが低いエッチング条件で、第３の絶縁膜に対してドラ
イエッチングを行なって、第３の絶縁膜をパターン化す
ると共に、第１のレジストパターン及び第２のレジスト
パターンを除去するため、第１のレジストパターン及び
第２のレジストパターンを酸素プラズマを用いるアッシ
ングにより除去する工程が不要になる。
【００１８】また、第２の絶縁膜の組成と第３の絶縁膜
の組成とが異なるため、第１０の工程において、第３の
絶縁膜に対してマスクパターンをマスクとしてドライエ
ッチングを行なって配線溝を形成する際に、第２の絶縁
膜をエッチングストッパーとして用いることができる。
の組成とが異なるため、第１０の工程において、第３の
絶縁膜に対してマスクパターンをマスクとしてドライエ
ッチングを行なって配線溝を形成する際に、第２の絶縁
膜をエッチングストッパーとして用いることができる。
【００１９】第１の配線構造体の形成方法は、第１０の
工程と第１１の工程との間に、第３の絶縁膜における配
線溝に露出している部分及び第１の絶縁膜におけるコン
タクトホールに露出している部分に金属膜からなる密着
層を形成する工程をさらに備えていることが好ましい。
工程と第１１の工程との間に、第３の絶縁膜における配
線溝に露出している部分及び第１の絶縁膜におけるコン
タクトホールに露出している部分に金属膜からなる密着
層を形成する工程をさらに備えていることが好ましい。
【００２０】第１の配線構造体の形成方法において、第
３の絶縁膜は有機成分を主成分とすることが好ましい。
３の絶縁膜は有機成分を主成分とすることが好ましい。
【００２１】この場合、第３の工程は、パーフルオロデ
カリンを含む反応性ガスを用いるＣＶＤ法により第３の
絶縁膜を形成する工程を含むことが好ましい。
カリンを含む反応性ガスを用いるＣＶＤ法により第３の
絶縁膜を形成する工程を含むことが好ましい。
【００２２】また、この場合、第１の絶縁膜も有機成分
を主成分とすることが好ましい。
を主成分とすることが好ましい。
【００２３】第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜が有機成分
を主成分とする場合には、第１０の工程と第１１の工程
との間に、第３の絶縁膜における配線溝に露出している
部分及び第１の絶縁膜におけるコンタクトホールに露出
している部分に、窒素を含有する反応性ガスを用いるプ
ラズマ処理によって密着層を形成する工程をさらに備え
ていることが好ましい。
を主成分とする場合には、第１０の工程と第１１の工程
との間に、第３の絶縁膜における配線溝に露出している
部分及び第１の絶縁膜におけるコンタクトホールに露出
している部分に、窒素を含有する反応性ガスを用いるプ
ラズマ処理によって密着層を形成する工程をさらに備え
ていることが好ましい。
【００２４】第１の絶縁膜が有機成分を主成分とする場
合には、第１の工程は、パーフルオロデカリンを含む反
応性ガスを用いるＣＶＤ法により第１の絶縁膜を形成す
る工程を含むことが好ましい。
合には、第１の工程は、パーフルオロデカリンを含む反
応性ガスを用いるＣＶＤ法により第１の絶縁膜を形成す
る工程を含むことが好ましい。
【００２５】本発明に係る第２の配線構造体の形成方法
は、下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形成する第１
の工程と、第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が
異なる第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、第２の絶
縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異なる第３の絶縁膜
を形成する第３の工程と、第３の絶縁膜の上に薄膜を形
成する第４の工程と、薄膜の上に、配線形成用開口部を
有する第１のレジストパターンを形成する第５の工程
と、薄膜に対して第１のレジストパターンをマスクとし
てエッチングを行なって、薄膜からなり配線形成用開口
部を有するマスクパターンを形成する第６の工程と、第
３の絶縁膜の上に、コンタクトホール形成用開口部を有
する第２のレジストパターンを形成する第７の工程と、
第３の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一方、第
２の絶縁膜、第１のレジストパターン及び第２のレジス
トパターンに対するエッチングレートが低いエッチング
条件で、第３の絶縁膜に対して第１のレジストパターン
及び第２のレジストパターンをマスクとしてドライエッ
チングを行なうことにより、第３の絶縁膜を該第３の絶
縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形成されるよう
にパターン化する第８の工程と、第２の絶縁膜に対する
エッチングレートが高い一方、第１の絶縁膜、第３の絶
縁膜、第１のレジストパターン及び第２のレジストパタ
ーンに対するエッチングレートが低いエッチング条件
で、第２の絶縁膜に対して第１のレジストパターン及び
第２のレジストパターンをマスクとしてドライエッチン
グを行なうことにより、第２の絶縁膜を該第２の絶縁膜
にコンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパ
ターン化する第９の工程と、第１のレジストパターン及
び第２のレジストパターンを除去する第１０の工程と、
第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチングレー
トが高い一方、マスクパターン及び第２の絶縁膜に対す
るエッチングレートが低いエッチング条件で、第３の絶
縁膜に対してマスクパターンをマスクとしてドライエッ
チングを行なうと共に第１の絶縁膜に対してパターン化
された第２の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを
行なうことにより、第３の絶縁膜に配線溝を形成すると
共に第１の絶縁膜にコンタクトホールを形成する第１１
の工程と、配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填
することにより、上層の金属配線及び下層の金属配線と
上層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する第１
２の工程とを備えている。
は、下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形成する第１
の工程と、第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が
異なる第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、第２の絶
縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異なる第３の絶縁膜
を形成する第３の工程と、第３の絶縁膜の上に薄膜を形
成する第４の工程と、薄膜の上に、配線形成用開口部を
有する第１のレジストパターンを形成する第５の工程
と、薄膜に対して第１のレジストパターンをマスクとし
てエッチングを行なって、薄膜からなり配線形成用開口
部を有するマスクパターンを形成する第６の工程と、第
３の絶縁膜の上に、コンタクトホール形成用開口部を有
する第２のレジストパターンを形成する第７の工程と、
第３の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一方、第
２の絶縁膜、第１のレジストパターン及び第２のレジス
トパターンに対するエッチングレートが低いエッチング
条件で、第３の絶縁膜に対して第１のレジストパターン
及び第２のレジストパターンをマスクとしてドライエッ
チングを行なうことにより、第３の絶縁膜を該第３の絶
縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形成されるよう
にパターン化する第８の工程と、第２の絶縁膜に対する
エッチングレートが高い一方、第１の絶縁膜、第３の絶
縁膜、第１のレジストパターン及び第２のレジストパタ
ーンに対するエッチングレートが低いエッチング条件
で、第２の絶縁膜に対して第１のレジストパターン及び
第２のレジストパターンをマスクとしてドライエッチン
グを行なうことにより、第２の絶縁膜を該第２の絶縁膜
にコンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパ
ターン化する第９の工程と、第１のレジストパターン及
び第２のレジストパターンを除去する第１０の工程と、
第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチングレー
トが高い一方、マスクパターン及び第２の絶縁膜に対す
るエッチングレートが低いエッチング条件で、第３の絶
縁膜に対してマスクパターンをマスクとしてドライエッ
チングを行なうと共に第１の絶縁膜に対してパターン化
された第２の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを
行なうことにより、第３の絶縁膜に配線溝を形成すると
共に第１の絶縁膜にコンタクトホールを形成する第１１
の工程と、配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填
することにより、上層の金属配線及び下層の金属配線と
上層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する第１
２の工程とを備えている。
【００２６】第２の配線構造体の形成方法によると、第
１０の工程において、第１のレジストパターン及び第２
のレジストパターンを除去する際に、第１の絶縁膜及び
第３の絶縁膜における第２の絶縁膜のコンタクトホール
形成用開口部に露出している部分にダメージ層が形成さ
れても、第１１の工程において、第１の絶縁膜及び第３
の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一方、マスク
パターン及び第２の絶縁膜に対するエッチングレートが
低いエッチング条件で、第３の絶縁膜に対してマスクパ
ターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共に
第１の絶縁膜に対してパターン化された第２の絶縁膜を
マスクとしてドライエッチングを行なって、第３の絶縁
膜に配線溝を形成すると共に第１の絶縁膜にコンタクト
ホールを形成するため、第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜
に形成されているダメージ層は確実に除去される。
１０の工程において、第１のレジストパターン及び第２
のレジストパターンを除去する際に、第１の絶縁膜及び
第３の絶縁膜における第２の絶縁膜のコンタクトホール
形成用開口部に露出している部分にダメージ層が形成さ
れても、第１１の工程において、第１の絶縁膜及び第３
の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一方、マスク
パターン及び第２の絶縁膜に対するエッチングレートが
低いエッチング条件で、第３の絶縁膜に対してマスクパ
ターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共に
第１の絶縁膜に対してパターン化された第２の絶縁膜を
マスクとしてドライエッチングを行なって、第３の絶縁
膜に配線溝を形成すると共に第１の絶縁膜にコンタクト
ホールを形成するため、第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜
に形成されているダメージ層は確実に除去される。
【００２７】第２の配線構造体の形成方法において、第
３の絶縁膜は、シロキサン骨格を有する低誘電率ＳＯＧ
膜であることが好ましい。
３の絶縁膜は、シロキサン骨格を有する低誘電率ＳＯＧ
膜であることが好ましい。
【００２８】本発明に係る第３の配線構造体の形成方法
は、下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形成する第１
の工程と、第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が
異なる第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、第２の絶
縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異なる第３の絶縁膜
を形成する第３の工程と、第３の絶縁膜の上に該第３の
絶縁膜と組成が異なる第４の絶縁膜を形成する第４の工
程と、第４の絶縁膜の上に薄膜を形成する第５の工程
と、薄膜の上に、配線形成用開口部を有する第１のレジ
ストパターンを形成する第６の工程と、薄膜に対して第
１のレジストパターンをマスクとしてエッチングを行な
って、薄膜からなり配線形成用開口部を有するマスクパ
ターンを形成する第７の工程と、第１のレジストパター
ンを除去した後、第４の絶縁膜及びマスクパターンの上
に、コンタクトホール形成用開口部を有する第２のレジ
ストパターンを形成する第８の工程と、第４の絶縁膜に
対して第２のレジストパターン及びマスクパターンをマ
スクとしてドライエッチングを行なうことにより、第４
の絶縁膜を該第４の絶縁膜にコンタクトホール形成用開
口部が形成されるようにパターン化する第９の工程と、
第３の絶縁膜に対してパターン化された第４の絶縁膜を
マスクとしてドライエッチングを行なうことにより、第
３の絶縁膜を該第３の絶縁膜にコンタクトホール形成用
開口部が形成されるようにパターン化する第１０の工程
と、パターン化された第４の絶縁膜に対してマスクパタ
ーンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共に、
第２の絶縁膜に対してパターン化された第３の絶縁膜を
マスクとしてドライエッチングを行なうことにより、パ
ターン化された第４の絶縁膜に配線溝を形成すると共
に、第２の絶縁膜を該第２の絶縁膜にコンタクトホール
形成用開口部が形成されるようにパターン化する第１１
の工程と、パターン化された第３の絶縁膜に対してマス
クパターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと
共に、第１の絶縁膜に対してパターン化された第２の絶
縁膜をマスクとしてドライエッチングを行なうことによ
り、パターン化された第３の絶縁膜に配線溝を形成する
と共に、第１の絶縁膜にコンタクトホールを形成する第
１２の工程と、配線溝及びコンタクトホールに金属膜を
充填することにより、上層の金属配線及び下層の金属配
線と上層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する
第１３の工程とを備えている。
は、下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形成する第１
の工程と、第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が
異なる第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、第２の絶
縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異なる第３の絶縁膜
を形成する第３の工程と、第３の絶縁膜の上に該第３の
絶縁膜と組成が異なる第４の絶縁膜を形成する第４の工
程と、第４の絶縁膜の上に薄膜を形成する第５の工程
と、薄膜の上に、配線形成用開口部を有する第１のレジ
ストパターンを形成する第６の工程と、薄膜に対して第
１のレジストパターンをマスクとしてエッチングを行な
って、薄膜からなり配線形成用開口部を有するマスクパ
ターンを形成する第７の工程と、第１のレジストパター
ンを除去した後、第４の絶縁膜及びマスクパターンの上
に、コンタクトホール形成用開口部を有する第２のレジ
ストパターンを形成する第８の工程と、第４の絶縁膜に
対して第２のレジストパターン及びマスクパターンをマ
スクとしてドライエッチングを行なうことにより、第４
の絶縁膜を該第４の絶縁膜にコンタクトホール形成用開
口部が形成されるようにパターン化する第９の工程と、
第３の絶縁膜に対してパターン化された第４の絶縁膜を
マスクとしてドライエッチングを行なうことにより、第
３の絶縁膜を該第３の絶縁膜にコンタクトホール形成用
開口部が形成されるようにパターン化する第１０の工程
と、パターン化された第４の絶縁膜に対してマスクパタ
ーンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共に、
第２の絶縁膜に対してパターン化された第３の絶縁膜を
マスクとしてドライエッチングを行なうことにより、パ
ターン化された第４の絶縁膜に配線溝を形成すると共
に、第２の絶縁膜を該第２の絶縁膜にコンタクトホール
形成用開口部が形成されるようにパターン化する第１１
の工程と、パターン化された第３の絶縁膜に対してマス
クパターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと
共に、第１の絶縁膜に対してパターン化された第２の絶
縁膜をマスクとしてドライエッチングを行なうことによ
り、パターン化された第３の絶縁膜に配線溝を形成する
と共に、第１の絶縁膜にコンタクトホールを形成する第
１２の工程と、配線溝及びコンタクトホールに金属膜を
充填することにより、上層の金属配線及び下層の金属配
線と上層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する
第１３の工程とを備えている。
【００２９】第３の配線構造体の形成方法によると、第
８の工程において、第１のレジストパターンを除去する
際には、第３の絶縁膜の上には第４の絶縁膜が存在して
いるため、第１のレジストパターンを酸素プラズマによ
り除去しても、第３の絶縁膜がダメージを受けることが
ない。また、第１０の工程において、第３の絶縁膜に対
してドライエッチングを行なう際には、第１の絶縁膜の
上には第２の絶縁膜が存在しているため、第１の絶縁膜
がダメージを受けることがない。
８の工程において、第１のレジストパターンを除去する
際には、第３の絶縁膜の上には第４の絶縁膜が存在して
いるため、第１のレジストパターンを酸素プラズマによ
り除去しても、第３の絶縁膜がダメージを受けることが
ない。また、第１０の工程において、第３の絶縁膜に対
してドライエッチングを行なう際には、第１の絶縁膜の
上には第２の絶縁膜が存在しているため、第１の絶縁膜
がダメージを受けることがない。
【００３０】第３の配線構造体の形成方法において、第
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のうちの少なくとも１つ
は、有機成分を主成分とすることが好ましい。
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のうちの少なくとも１つ
は、有機成分を主成分とすることが好ましい。
【００３１】第３の配線構造体の形成方法において、第
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
の寸法は、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、
上層の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大
されていることが好ましい。
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
の寸法は、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、
上層の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大
されていることが好ましい。
【００３２】本発明に係る第４の配線構造体の形成方法
は、下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形成する第１
の工程と、第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が
異なる第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、第２の絶
縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異なる第３の絶縁膜
を形成する第３の工程と、第３の絶縁膜の上に薄膜を形
成する第４の工程と、薄膜の上に、配線形成用開口部を
有する第１のレジストパターンを形成する第５の工程
と、薄膜に対して第１のレジストパターンをマスクとし
てエッチングを行なって、薄膜からなり配線形成用開口
部を有するマスクパターンを形成する第６の工程と、第
１のレジストパターンを除去した後、第３の絶縁膜及び
マスクパターンの上に、コンタクトホール形成用開口部
を有する第２のレジストパターンを形成する第７の工程
と、第３の絶縁膜に対して第２のレジストパターン及び
マスクパターンをマスクとしてドライエッチングを行な
うことにより、第３の絶縁膜を該第３の絶縁膜にコンタ
クトホール形成用開口部が形成されるようにパターン化
する第８の工程と、第２の絶縁膜に対してパターン化さ
れた第３の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行
なうことにより、第２の絶縁膜を該第２の絶縁膜にコン
タクトホール形成用開口部が形成されるようにパターン
化する第９の工程と、パターン化された第３の絶縁膜に
対してマスクパターンをマスクとしてドライエッチング
を行なうと共に、第１の絶縁膜に対してパターン化され
た第２の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行な
うことにより、パターン化された第３の絶縁膜に配線溝
を形成すると共に、第１の絶縁膜にコンタクトホールを
形成する第１０の工程と、配線溝及びコンタクトホール
に金属膜を充填することにより、上層の金属配線及び下
層の金属配線と上層の金属配線とを接続するコンタクト
を形成する第１１の工程とを備えている。
は、下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形成する第１
の工程と、第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が
異なる第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、第２の絶
縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異なる第３の絶縁膜
を形成する第３の工程と、第３の絶縁膜の上に薄膜を形
成する第４の工程と、薄膜の上に、配線形成用開口部を
有する第１のレジストパターンを形成する第５の工程
と、薄膜に対して第１のレジストパターンをマスクとし
てエッチングを行なって、薄膜からなり配線形成用開口
部を有するマスクパターンを形成する第６の工程と、第
１のレジストパターンを除去した後、第３の絶縁膜及び
マスクパターンの上に、コンタクトホール形成用開口部
を有する第２のレジストパターンを形成する第７の工程
と、第３の絶縁膜に対して第２のレジストパターン及び
マスクパターンをマスクとしてドライエッチングを行な
うことにより、第３の絶縁膜を該第３の絶縁膜にコンタ
クトホール形成用開口部が形成されるようにパターン化
する第８の工程と、第２の絶縁膜に対してパターン化さ
れた第３の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行
なうことにより、第２の絶縁膜を該第２の絶縁膜にコン
タクトホール形成用開口部が形成されるようにパターン
化する第９の工程と、パターン化された第３の絶縁膜に
対してマスクパターンをマスクとしてドライエッチング
を行なうと共に、第１の絶縁膜に対してパターン化され
た第２の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行な
うことにより、パターン化された第３の絶縁膜に配線溝
を形成すると共に、第１の絶縁膜にコンタクトホールを
形成する第１０の工程と、配線溝及びコンタクトホール
に金属膜を充填することにより、上層の金属配線及び下
層の金属配線と上層の金属配線とを接続するコンタクト
を形成する第１１の工程とを備えている。
【００３３】第４の配線構造体の形成方法によると、第
８の工程において、第３の絶縁膜に対してドライエッチ
ングを行なう際には、第１の絶縁膜の上には第２の絶縁
膜が存在しているため、第１の絶縁膜がダメージを受け
ることがない。
８の工程において、第３の絶縁膜に対してドライエッチ
ングを行なう際には、第１の絶縁膜の上には第２の絶縁
膜が存在しているため、第１の絶縁膜がダメージを受け
ることがない。
【００３４】第４の配線構造体の形成方法において、第
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のうちの少なくとも１つ
は、有機成分を主成分とすることが好ましい。
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のうちの少なくとも１つ
は、有機成分を主成分とすることが好ましい。
【００３５】第４の配線構造体の形成方法において、第
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
の寸法は、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、
上層の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大
されていることが好ましい。
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
の寸法は、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、
上層の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大
されていることが好ましい。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て説明するが、各実施形態においては、有機膜とは、有
機成分のみからなる膜及び有機成分を主成分とする膜の
両方を含む概念とする。また、各実施形態においては、
有機成分を主成分とする膜を有機成分のみからなる膜に
変更してもよいし、有機成分のみからなる膜を有機成分
を主成分とする膜に変更してもよい。 （第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図１（ａ）〜
（ｃ）、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｃ）を
参照しながら説明する。
て説明するが、各実施形態においては、有機膜とは、有
機成分のみからなる膜及び有機成分を主成分とする膜の
両方を含む概念とする。また、各実施形態においては、
有機成分を主成分とする膜を有機成分のみからなる膜に
変更してもよいし、有機成分のみからなる膜を有機成分
を主成分とする膜に変更してもよい。 （第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図１（ａ）〜
（ｃ）、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３（ａ）〜（ｃ）を
参照しながら説明する。
【００３７】まず、図１（ａ）に示すように、半導体基
板１００上に形成された第１の金属配線１０１の上に、
後に行なわれるエッチング工程において第１の金属配線
１０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシリコ
ン窒化膜１０２を形成した後、該シリコン窒化膜１０２
の上に、例えば１μｍの膜厚を有すると共に有機成分を
主成分とする第１の有機膜１０３（第１の絶縁膜）を堆
積する。次に、第１の有機膜１０３の上に、例えば５０
ｎｍの膜厚を有すると共にシリコン酸化物中に有機成分
を含有する有機含有シリコン酸化膜１０４（第２の絶縁
膜）を堆積した後、該有機含有シリコン酸化膜１０４の
上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分
を主成分とする第２の有機膜１０５（第３の絶縁膜）を
堆積し、その後、該第２の有機膜１０５の上に例えば５
０ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜１０６を堆積する。
板１００上に形成された第１の金属配線１０１の上に、
後に行なわれるエッチング工程において第１の金属配線
１０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシリコ
ン窒化膜１０２を形成した後、該シリコン窒化膜１０２
の上に、例えば１μｍの膜厚を有すると共に有機成分を
主成分とする第１の有機膜１０３（第１の絶縁膜）を堆
積する。次に、第１の有機膜１０３の上に、例えば５０
ｎｍの膜厚を有すると共にシリコン酸化物中に有機成分
を含有する有機含有シリコン酸化膜１０４（第２の絶縁
膜）を堆積した後、該有機含有シリコン酸化膜１０４の
上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分
を主成分とする第２の有機膜１０５（第３の絶縁膜）を
堆積し、その後、該第２の有機膜１０５の上に例えば５
０ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜１０６を堆積する。
【００３８】第１及び第２の有機膜１０３、１０５の堆
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜１０３、１０５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができる。
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜１０３、１０５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができる。
【００３９】また、第１の有機膜１０３の堆積方法とし
ては、例えばパーフルオロデカリンと、ヘキサメチルジ
シロキサン、アリルアルコキシシラン又はアルキルアル
コキシシラン等の有機シランとを主原料とする反応性ガ
スを用いるプラズマＣＶＤ法でもよい。このようにする
と、有機無機ハイブリッド膜が得られる。
ては、例えばパーフルオロデカリンと、ヘキサメチルジ
シロキサン、アリルアルコキシシラン又はアルキルアル
コキシシラン等の有機シランとを主原料とする反応性ガ
スを用いるプラズマＣＶＤ法でもよい。このようにする
と、有機無機ハイブリッド膜が得られる。
【００４０】また、有機含有シリコン酸化膜１０４の堆
積方法については、特に限定されないが、例えばフェニ
ルトリメトキシランを主原料とする反応性ガスを用いる
ＣＶＤ法が挙げられる。このようにすると、シリコン酸
化物中にシリコン原子と結合したフェニル基が取り込ま
れた構造を有する有機含有シリコン酸化膜１０４が得ら
れる。
積方法については、特に限定されないが、例えばフェニ
ルトリメトキシランを主原料とする反応性ガスを用いる
ＣＶＤ法が挙げられる。このようにすると、シリコン酸
化物中にシリコン原子と結合したフェニル基が取り込ま
れた構造を有する有機含有シリコン酸化膜１０４が得ら
れる。
【００４１】尚、窒化チタン膜１０６に代えて、第１及
び第２の有機膜１０３、１０５並びに有機含有シリコン
酸化膜１０４に対して高いエッチング選択性を有する、
つまりエッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコ
ン窒化膜を用いることができる。
び第２の有機膜１０３、１０５並びに有機含有シリコン
酸化膜１０４に対して高いエッチング選択性を有する、
つまりエッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコ
ン窒化膜を用いることができる。
【００４２】次に、図１（ｂ）に示すように、窒化チタ
ン膜１０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形成
用開口部を有する第１のレジストパターン１０７を形成
した後、該第１のレジストパターン１０７をマスクとし
て窒化チタン膜１０６に対してドライエッチングを行な
って、図１（ｃ）に示すように、窒化チタン膜１０６か
らなるマスクパターン１０８を形成する。
ン膜１０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形成
用開口部を有する第１のレジストパターン１０７を形成
した後、該第１のレジストパターン１０７をマスクとし
て窒化チタン膜１０６に対してドライエッチングを行な
って、図１（ｃ）に示すように、窒化チタン膜１０６か
らなるマスクパターン１０８を形成する。
【００４３】次に、第１のレジストパターン１０７を除
去することなく、第２の有機膜１０５の上に、リソグラ
フィ工程によりコンタクトホール形成用開口部を有する
第２のレジストパターン１０９を形成した後、第２の有
機膜１０５に対してドライエッチングを行なって、図２
（ａ）に示すように、コンタクトホール形成用開口部を
有するパターン化された第２の有機膜１０５Ａを形成す
る。この場合、第２の有機膜１０５と、第１のレジスト
パターン１０７及び第２のレジストパターン１０９とは
共に有機成分を主成分としているため、第２の有機膜１
０５に対するエッチングレートと、第１及び第２のレジ
ストパターン１０７、１０９に対するエッチングレート
とはほぼ等しいので、第２の有機膜１０５に対するドラ
イエッチング工程により、第１のレジストパターン１０
７及び第２のレジストパターン１０９は除去される。
去することなく、第２の有機膜１０５の上に、リソグラ
フィ工程によりコンタクトホール形成用開口部を有する
第２のレジストパターン１０９を形成した後、第２の有
機膜１０５に対してドライエッチングを行なって、図２
（ａ）に示すように、コンタクトホール形成用開口部を
有するパターン化された第２の有機膜１０５Ａを形成す
る。この場合、第２の有機膜１０５と、第１のレジスト
パターン１０７及び第２のレジストパターン１０９とは
共に有機成分を主成分としているため、第２の有機膜１
０５に対するエッチングレートと、第１及び第２のレジ
ストパターン１０７、１０９に対するエッチングレート
とはほぼ等しいので、第２の有機膜１０５に対するドラ
イエッチング工程により、第１のレジストパターン１０
７及び第２のレジストパターン１０９は除去される。
【００４４】尚、第２の有機膜１０５に対するドライエ
ッチング工程において、第２のレジストパターン１０９
が残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２
のレジストパターン１０９は、後に行なわれるパターン
化された第２の有機膜１０５Ａに配線溝１１１を形成す
る工程（図２（ｃ）を参照）において除去されるからで
ある。
ッチング工程において、第２のレジストパターン１０９
が残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２
のレジストパターン１０９は、後に行なわれるパターン
化された第２の有機膜１０５Ａに配線溝１１１を形成す
る工程（図２（ｃ）を参照）において除去されるからで
ある。
【００４５】次に、パターン化された第２の有機膜１０
５Ａをマスクとして有機含有シリコン酸化膜１０４に対
してドライエッチングを行なって、図２（ｂ）に示すよ
うに、コンタクトホール形成用開口部を有するパターン
化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａを形成する。
このドライエッチング工程は、有機含有シリコン酸化膜
１０４に対するエッチングレートがパターン化された第
２の有機膜１０５Ａに対するエッチングレートよりも大
きくなるようなエッチング条件を選択することにより、
パターン化された第２の有機膜１０５Ａがエッチングさ
れる事態を防止する。
５Ａをマスクとして有機含有シリコン酸化膜１０４に対
してドライエッチングを行なって、図２（ｂ）に示すよ
うに、コンタクトホール形成用開口部を有するパターン
化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａを形成する。
このドライエッチング工程は、有機含有シリコン酸化膜
１０４に対するエッチングレートがパターン化された第
２の有機膜１０５Ａに対するエッチングレートよりも大
きくなるようなエッチング条件を選択することにより、
パターン化された第２の有機膜１０５Ａがエッチングさ
れる事態を防止する。
【００４６】次に、マスクパターン１０８をマスクとし
てパターン化された第２の有機膜１０５Ａに対し、また
パターン化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをマ
スクとして第１の有機膜１０３に対してそれぞれドライ
エッチングを行なって、図２（ｃ）に示すように、パタ
ーン化された第２の有機膜１０５Ａに配線溝１１１を形
成すると共に、コンタクトホール１１０を有するパター
ン化された第１の有機膜１０３Ａを形成する。
てパターン化された第２の有機膜１０５Ａに対し、また
パターン化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをマ
スクとして第１の有機膜１０３に対してそれぞれドライ
エッチングを行なって、図２（ｃ）に示すように、パタ
ーン化された第２の有機膜１０５Ａに配線溝１１１を形
成すると共に、コンタクトホール１１０を有するパター
ン化された第１の有機膜１０３Ａを形成する。
【００４７】次に、パターン化された有機含有シリコン
酸化膜１０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜１０２に
対してドライエッチングを行なって、図３（ａ）に示す
ように、パターン化されたシリコン窒化膜１０２Ａを形
成すると共に、第１の金属配線１０１をコンタクトホー
ル１１０に露出させる。
酸化膜１０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜１０２に
対してドライエッチングを行なって、図３（ａ）に示す
ように、パターン化されたシリコン窒化膜１０２Ａを形
成すると共に、第１の金属配線１０１をコンタクトホー
ル１１０に露出させる。
【００４８】次に、図３（ｂ）に示すように、コンタク
トホール１１０及び配線溝１１１の壁面に例えば５０ｎ
ｍの膜厚を有する窒化チタンからなる密着層１１２を堆
積した後、コンタクトホール１１０及び配線溝１１１が
埋まるように全面に亘って金属膜１１３を堆積する。金
属膜１１３の組成は特に限定されず、銅、アルミニウ
ム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン又はこ
れらの合金等を用いることができると共に、金属膜１１
３の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ法又
はスパッタ法等を用いることができる。
トホール１１０及び配線溝１１１の壁面に例えば５０ｎ
ｍの膜厚を有する窒化チタンからなる密着層１１２を堆
積した後、コンタクトホール１１０及び配線溝１１１が
埋まるように全面に亘って金属膜１１３を堆積する。金
属膜１１３の組成は特に限定されず、銅、アルミニウ
ム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン又はこ
れらの合金等を用いることができると共に、金属膜１１
３の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ法又
はスパッタ法等を用いることができる。
【００４９】次に、図３（ｃ）に示すように、パターン
化された第２の有機膜１０５Ａの上に堆積されている、
密着層１１２、金属膜１１３及びマスクパターン１０８
を例えばＣＭＰ法により除去して、金属膜１１３からな
る第２の金属配線１１４、及び第１の金属配線１０１と
第２の金属配線１１４とを接続する金属膜１１３からな
るコンタクト１１５を形成する。
化された第２の有機膜１０５Ａの上に堆積されている、
密着層１１２、金属膜１１３及びマスクパターン１０８
を例えばＣＭＰ法により除去して、金属膜１１３からな
る第２の金属配線１１４、及び第１の金属配線１０１と
第２の金属配線１１４とを接続する金属膜１１３からな
るコンタクト１１５を形成する。
【００５０】尚、第２の金属配線１１４の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
【００５１】第１の実施形態によると、有機含有シリコ
ン酸化膜１０４は、フェニルトリメトキシシランを主原
料とする反応性ガスを用いるＣＶＤ法により形成された
膜であるため、シリコン酸化物中にシリコン原子と結合
したフェニル基（有機基）が取り込まれた構造を有して
いる。従って、従来のＣＶＤ酸化膜と同程度に良好な加
工性及びＨＳＱ膜と同程度に低い比誘電率を有している
と共に、有機膜、酸化膜及び金属膜に対する高い密着性
を有している。
ン酸化膜１０４は、フェニルトリメトキシシランを主原
料とする反応性ガスを用いるＣＶＤ法により形成された
膜であるため、シリコン酸化物中にシリコン原子と結合
したフェニル基（有機基）が取り込まれた構造を有して
いる。従って、従来のＣＶＤ酸化膜と同程度に良好な加
工性及びＨＳＱ膜と同程度に低い比誘電率を有している
と共に、有機膜、酸化膜及び金属膜に対する高い密着性
を有している。
【００５２】また、窒化チタン膜１０６からなるマスク
パターン１０８を形成した後、第１のレジストパターン
１０７を除去することなく第２のレジストパターン１０
９を形成すると共に、第２の有機膜１０５に対するドラ
イエッチング工程により、第１のレジストパターン１０
７及び第２のレジストパターン１０９を除去するため、
第１のレジストパターン１０７及び第２のレジストパタ
ーン１０９を酸素プラズマを用いるアッシングにより除
去する工程が不要になるので、レジストパターンをアッ
シングにより除去する際に第２の有機膜１０５がダメー
ジを受ける事態を回避することができる。従って、層間
絶縁膜として比誘電率が低い第２の有機膜１０５を用い
るにも拘わらず、通常のレジストプロセスを採用するこ
とが可能になる。
パターン１０８を形成した後、第１のレジストパターン
１０７を除去することなく第２のレジストパターン１０
９を形成すると共に、第２の有機膜１０５に対するドラ
イエッチング工程により、第１のレジストパターン１０
７及び第２のレジストパターン１０９を除去するため、
第１のレジストパターン１０７及び第２のレジストパタ
ーン１０９を酸素プラズマを用いるアッシングにより除
去する工程が不要になるので、レジストパターンをアッ
シングにより除去する際に第２の有機膜１０５がダメー
ジを受ける事態を回避することができる。従って、層間
絶縁膜として比誘電率が低い第２の有機膜１０５を用い
るにも拘わらず、通常のレジストプロセスを採用するこ
とが可能になる。
【００５３】また、マスクパターン１０８をマスクとし
パターン化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをエ
ッチングストッパーとして、パターン化された第２の有
機膜１０５Ａに対してドライエッチングを行なって配線
溝１１１を形成するため、配線溝１１１の深さは第２の
有機膜１０５の膜厚と一致するので、配線溝１１１の深
さを自己整合的に規定することができる。
パターン化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをエ
ッチングストッパーとして、パターン化された第２の有
機膜１０５Ａに対してドライエッチングを行なって配線
溝１１１を形成するため、配線溝１１１の深さは第２の
有機膜１０５の膜厚と一致するので、配線溝１１１の深
さを自己整合的に規定することができる。
【００５４】以下、第２のレジストパターン１０９が第
１のレジストパターン１０７に対して位置ずれを起こし
た場合の問題点及びその場合の解決策について説明す
る。
１のレジストパターン１０７に対して位置ずれを起こし
た場合の問題点及びその場合の解決策について説明す
る。
【００５５】まず、第２のレジストパターン１０９が位
置ずれを起こした場合の問題点について、図４（ａ）〜
（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）を
参照しながら説明する。
置ずれを起こした場合の問題点について、図４（ａ）〜
（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｃ）を
参照しながら説明する。
【００５６】第１の実施形態と同様、図４（ａ）に示す
ように、半導体基板１００上に形成された第１の金属配
線１０１の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有するシリコン
窒化膜１０２を形成した後、該シリコン窒化膜１０２の
上に、例えば１μｍの膜厚を有すると共に有機成分を主
成分とする第１の有機膜１０３を堆積する。
ように、半導体基板１００上に形成された第１の金属配
線１０１の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有するシリコン
窒化膜１０２を形成した後、該シリコン窒化膜１０２の
上に、例えば１μｍの膜厚を有すると共に有機成分を主
成分とする第１の有機膜１０３を堆積する。
【００５７】次に、第１の有機膜１０３の上に、例えば
５０ｎｍの膜厚を有すると共にシリコン酸化物中に有機
成分を含有する有機含有シリコン酸化膜１０４を堆積し
た後、該有機含有シリコン酸化膜１０４の上に、例えば
４００ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分を主成分とす
る第２の有機膜１０５を堆積し、その後、第２の有機膜
１０５の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタン
膜１０６を堆積する。
５０ｎｍの膜厚を有すると共にシリコン酸化物中に有機
成分を含有する有機含有シリコン酸化膜１０４を堆積し
た後、該有機含有シリコン酸化膜１０４の上に、例えば
４００ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分を主成分とす
る第２の有機膜１０５を堆積し、その後、第２の有機膜
１０５の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタン
膜１０６を堆積する。
【００５８】次に、図４（ｂ）に示すように、窒化チタ
ン膜１０６の上に、配線溝形成用開口部を有する第１の
レジストパターン１０７を形成した後、該第１のレジス
トパターン１０７をマスクとして窒化チタン膜１０６に
対してドライエッチングを行なって、図４（ｃ）に示す
ように、窒化チタン膜１０６からなるマスクパターン１
０８を形成する。
ン膜１０６の上に、配線溝形成用開口部を有する第１の
レジストパターン１０７を形成した後、該第１のレジス
トパターン１０７をマスクとして窒化チタン膜１０６に
対してドライエッチングを行なって、図４（ｃ）に示す
ように、窒化チタン膜１０６からなるマスクパターン１
０８を形成する。
【００５９】次に、図５（ａ）に示すように、第１のレ
ジストパターン１０７を除去することなく、第２の有機
膜１０５の上に、コンタクトホール形成用開口部を有す
る第２のレジストパターン１０９を形成する。この場
合、図５（ａ）と図１（ｃ）との対比から分かるよう
に、第２のレジストパターン１０９は第１のレジストパ
ターン１０７に対して位置ずれを起こしている。
ジストパターン１０７を除去することなく、第２の有機
膜１０５の上に、コンタクトホール形成用開口部を有す
る第２のレジストパターン１０９を形成する。この場
合、図５（ａ）と図１（ｃ）との対比から分かるよう
に、第２のレジストパターン１０９は第１のレジストパ
ターン１０７に対して位置ずれを起こしている。
【００６０】次に、第２の有機膜１０５に対してドライ
エッチングを行なって、図５（ｂ）に示すように、コン
タクトホール形成用開口部を有するパターン化された第
２の有機膜１０５Ａを形成する。第１の実施形態と同
様、第２の有機膜１０５と、第１のレジストパターン１
０７及び第２のレジストパターン１０９とは共に有機成
分を主成分としているため、第２の有機膜１０５に対す
るドライエッチング工程により、第１のレジストパター
ン１０７及び第２のレジストパターン１０９は除去され
る。この場合、第２のレジストパターン１０９が第１の
レジストパターン１０７に対して位置ずれを起こしてい
るため、第２の有機膜１０５Ａに形成されるコンタクト
ホール形成用開口部の径は小さい。
エッチングを行なって、図５（ｂ）に示すように、コン
タクトホール形成用開口部を有するパターン化された第
２の有機膜１０５Ａを形成する。第１の実施形態と同
様、第２の有機膜１０５と、第１のレジストパターン１
０７及び第２のレジストパターン１０９とは共に有機成
分を主成分としているため、第２の有機膜１０５に対す
るドライエッチング工程により、第１のレジストパター
ン１０７及び第２のレジストパターン１０９は除去され
る。この場合、第２のレジストパターン１０９が第１の
レジストパターン１０７に対して位置ずれを起こしてい
るため、第２の有機膜１０５Ａに形成されるコンタクト
ホール形成用開口部の径は小さい。
【００６１】次に、パターン化された第２の有機膜１０
５Ａをマスクとして有機含有シリコン酸化膜１０４に対
してドライエッチングを行なって、図５（ｃ）に示すよ
うに、コンタクトホール形成用開口部を有するパターン
化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａを形成する。
５Ａをマスクとして有機含有シリコン酸化膜１０４に対
してドライエッチングを行なって、図５（ｃ）に示すよ
うに、コンタクトホール形成用開口部を有するパターン
化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａを形成する。
【００６２】次に、マスクパターン１０８をマスクとし
てパターン化された第２の有機膜１０５Ａに対し、また
パターン化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをマ
スクとして第１有機膜１０３に対してそれぞれドライエ
ッチングを行なって、図６（ａ）に示すように、パター
ン化された第２の有機膜１０５Ａに配線溝１１１を形成
すると共に、コンタクトホール１１０を有するパターン
化された第１の有機膜１０３Ａを形成する。その後、パ
ターン化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをマス
クとしてシリコン窒化膜１０２に対してドライエッチン
グを行なって、図６（ｂ）に示すように、パターン化さ
れたシリコン窒化膜１０２Ａを形成すると共に、第１の
金属配線１０１をコンタクトホール１１０に露出させ
る。
てパターン化された第２の有機膜１０５Ａに対し、また
パターン化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをマ
スクとして第１有機膜１０３に対してそれぞれドライエ
ッチングを行なって、図６（ａ）に示すように、パター
ン化された第２の有機膜１０５Ａに配線溝１１１を形成
すると共に、コンタクトホール１１０を有するパターン
化された第１の有機膜１０３Ａを形成する。その後、パ
ターン化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをマス
クとしてシリコン窒化膜１０２に対してドライエッチン
グを行なって、図６（ｂ）に示すように、パターン化さ
れたシリコン窒化膜１０２Ａを形成すると共に、第１の
金属配線１０１をコンタクトホール１１０に露出させ
る。
【００６３】次に、コンタクトホール１１０及び配線溝
１１１の壁面に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタ
ン層からなる密着層１１２を堆積した後、全面に亘って
金属膜を堆積し、その後、パターン化された第２の有機
膜１０５Ａの上に堆積されている、密着層１１２、金属
膜及びマスクパターン１０８を例えばＣＭＰ法により除
去する。このようにすると、図６（ｃ）に示すように、
金属膜からなる第２の金属配線１１４は形成されるが、
コンタクトホール１１０の径が小さいため該コンタクト
ホール１１０には金属膜が完全には充填されないので、
第１の金属配線１０１と第２の金属配線１１２とは接続
されず、不良が発生する。
１１１の壁面に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタ
ン層からなる密着層１１２を堆積した後、全面に亘って
金属膜を堆積し、その後、パターン化された第２の有機
膜１０５Ａの上に堆積されている、密着層１１２、金属
膜及びマスクパターン１０８を例えばＣＭＰ法により除
去する。このようにすると、図６（ｃ）に示すように、
金属膜からなる第２の金属配線１１４は形成されるが、
コンタクトホール１１０の径が小さいため該コンタクト
ホール１１０には金属膜が完全には充填されないので、
第１の金属配線１０１と第２の金属配線１１２とは接続
されず、不良が発生する。
【００６４】以下、第２のレジストパターン１０９が位
置ずれを起こした場合の解決策について、図７（ａ）〜
（ｃ）及び図８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明す
る。
置ずれを起こした場合の解決策について、図７（ａ）〜
（ｃ）及び図８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明す
る。
【００６５】まず、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）
に基づいて説明した前述の工程と同様の工程によって、
コンタクトホール形成用開口部を有する第２のレジスト
パターン１０９を形成するが、この場合にも、第２のレ
ジストパターン１０９は第１のレジストパターン１０７
に対して位置ずれを起こしている（図５（ａ）を参
照）。
に基づいて説明した前述の工程と同様の工程によって、
コンタクトホール形成用開口部を有する第２のレジスト
パターン１０９を形成するが、この場合にも、第２のレ
ジストパターン１０９は第１のレジストパターン１０７
に対して位置ずれを起こしている（図５（ａ）を参
照）。
【００６６】そこで、図７（ａ）に示すように、第２の
レジストパターン１０９をマスクとして第１のレジスト
パターン１０７及びマスクパターン１０８に対してドラ
イエッチングを行なって、第１のレジストパターン１０
７における第２のレジストパターン１０９と重なってい
ない領域を除去すると共に、マスクパターン１０８の開
口部を配線溝形成用開口部及びコンタクトホール形成用
開口部を含む大きさに拡大する。これによって、第２の
レジストパターン１０９のコンタクトホール形成用開口
部は、第１のレジストパターン１０７及びマスクパター
ン１０８に転写される。
レジストパターン１０９をマスクとして第１のレジスト
パターン１０７及びマスクパターン１０８に対してドラ
イエッチングを行なって、第１のレジストパターン１０
７における第２のレジストパターン１０９と重なってい
ない領域を除去すると共に、マスクパターン１０８の開
口部を配線溝形成用開口部及びコンタクトホール形成用
開口部を含む大きさに拡大する。これによって、第２の
レジストパターン１０９のコンタクトホール形成用開口
部は、第１のレジストパターン１０７及びマスクパター
ン１０８に転写される。
【００６７】次に、第２の有機膜１０５に対してドライ
エッチングを行なって、図７（ｂ）に示すように、コン
タクトホール形成用開口部を有するパターン化された第
２の有機膜１０５Ａを形成する。この場合にも、第２の
有機膜１０５と、第１のレジストパターン１０７及び第
２のレジストパターン１０９とは共に有機成分を主成分
としているため、第２の有機膜１０５に対するドライエ
ッチング工程により、第１のレジストパターン１０７及
び第２のレジストパターン１０９は除去される。
エッチングを行なって、図７（ｂ）に示すように、コン
タクトホール形成用開口部を有するパターン化された第
２の有機膜１０５Ａを形成する。この場合にも、第２の
有機膜１０５と、第１のレジストパターン１０７及び第
２のレジストパターン１０９とは共に有機成分を主成分
としているため、第２の有機膜１０５に対するドライエ
ッチング工程により、第１のレジストパターン１０７及
び第２のレジストパターン１０９は除去される。
【００６８】次に、パターン化された有機膜１０５Ａを
マスクとして有機含有シリコン酸化膜１０４に対してド
ライエッチングを行なって、図７（ｃ）に示すように、
コンタクトホール形成用開口部を有するパターン化され
た有機含有シリコン酸化膜１０４Ａを形成する。
マスクとして有機含有シリコン酸化膜１０４に対してド
ライエッチングを行なって、図７（ｃ）に示すように、
コンタクトホール形成用開口部を有するパターン化され
た有機含有シリコン酸化膜１０４Ａを形成する。
【００６９】前述のように、第２のレジストパターン１
０９が第１のレジストパターン１０７に対して位置ずれ
を起こしているが、第２のレジストパターン１０９のコ
ンタクトホール形成用開口部を第１のレジストパターン
１０７及びマスクパターン１０８に転写しているので、
パターン化された第２の有機膜１０５Ａ及びパターン化
された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａに形成されるコ
ンタクトホール形成用開口部の径は所定の大きさを有し
ている。
０９が第１のレジストパターン１０７に対して位置ずれ
を起こしているが、第２のレジストパターン１０９のコ
ンタクトホール形成用開口部を第１のレジストパターン
１０７及びマスクパターン１０８に転写しているので、
パターン化された第２の有機膜１０５Ａ及びパターン化
された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａに形成されるコ
ンタクトホール形成用開口部の径は所定の大きさを有し
ている。
【００７０】次に、マスクパターン１０８及びパターン
化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをマスクとし
てパターン化された第２の有機膜１０５Ａ及び第１の有
機膜１０３に対してドライエッチングを行なって、図８
（ａ）に示すように、パターン化された第２の有機膜１
０５Ａに配線溝１１１を形成すると共に、コンタクトホ
ール１１０を有するパターン化された第１の有機膜１０
３Ａを形成する。その後、パターン化された有機含有シ
リコン酸化膜１０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜１
０２に対してドライエッチングを行なって、図８（ｂ）
に示すように、パターン化されたシリコン窒化膜１０２
Ａを形成すると共に、第１の金属配線１０１をコンタク
トホール１１０に露出させる。
化された有機含有シリコン酸化膜１０４Ａをマスクとし
てパターン化された第２の有機膜１０５Ａ及び第１の有
機膜１０３に対してドライエッチングを行なって、図８
（ａ）に示すように、パターン化された第２の有機膜１
０５Ａに配線溝１１１を形成すると共に、コンタクトホ
ール１１０を有するパターン化された第１の有機膜１０
３Ａを形成する。その後、パターン化された有機含有シ
リコン酸化膜１０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜１
０２に対してドライエッチングを行なって、図８（ｂ）
に示すように、パターン化されたシリコン窒化膜１０２
Ａを形成すると共に、第１の金属配線１０１をコンタク
トホール１１０に露出させる。
【００７１】次に、コンタクトホール１１０及び配線溝
１１１の壁面に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタ
ン層からなる密着層１１２を堆積した後、全面に亘って
金属膜を堆積し、その後、パターン化された第２の有機
膜１０５Ａの上に堆積されている、密着層１１２、金属
膜及びマスクパターン１０８を例えばＣＭＰ法により除
去する。このようにすると、図８（ｃ）に示すように、
窒化チタン膜１１２及び金属膜からなる、第２の金属配
線１１４及びコンタクト１１５が形成される。 （第２の実施形態）以下、本発明の第２の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図９（ａ）〜
（ｃ）、図１０（ａ）〜（ｃ）及び図１１（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
１１１の壁面に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタ
ン層からなる密着層１１２を堆積した後、全面に亘って
金属膜を堆積し、その後、パターン化された第２の有機
膜１０５Ａの上に堆積されている、密着層１１２、金属
膜及びマスクパターン１０８を例えばＣＭＰ法により除
去する。このようにすると、図８（ｃ）に示すように、
窒化チタン膜１１２及び金属膜からなる、第２の金属配
線１１４及びコンタクト１１５が形成される。 （第２の実施形態）以下、本発明の第２の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図９（ａ）〜
（ｃ）、図１０（ａ）〜（ｃ）及び図１１（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
【００７２】まず、図９（ａ）に示すように、半導体基
板２００上に形成された第１の金属配線２０１の上に例
えば５０ｎｍの膜厚を有するシリコン窒化膜２０２を形
成した後、該シリコン窒化膜２０２の上に、例えば１μ
ｍの膜厚を有すると共に有機成分を主成分とする第１の
有機膜２０３（第１の絶縁膜）を堆積する。次に、第１
の有機膜２０３の上に、例えば５０ｎｍの膜厚を有する
と共にシリコン酸化物中に有機成分を含有する有機含有
シリコン酸化膜２０４（第２の絶縁膜）を堆積した後、
該有機含有シリコン酸化膜２０４の上に、例えば４００
ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分を主成分とする第２
の有機膜２０５（第３の絶縁膜）を堆積し、その後、該
第２の有機膜の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化
チタン膜２０６を堆積する。
板２００上に形成された第１の金属配線２０１の上に例
えば５０ｎｍの膜厚を有するシリコン窒化膜２０２を形
成した後、該シリコン窒化膜２０２の上に、例えば１μ
ｍの膜厚を有すると共に有機成分を主成分とする第１の
有機膜２０３（第１の絶縁膜）を堆積する。次に、第１
の有機膜２０３の上に、例えば５０ｎｍの膜厚を有する
と共にシリコン酸化物中に有機成分を含有する有機含有
シリコン酸化膜２０４（第２の絶縁膜）を堆積した後、
該有機含有シリコン酸化膜２０４の上に、例えば４００
ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分を主成分とする第２
の有機膜２０５（第３の絶縁膜）を堆積し、その後、該
第２の有機膜の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化
チタン膜２０６を堆積する。
【００７３】第１及び第２の有機膜２０３、２０５の堆
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜２０３、２０５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができる。
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜２０３、２０５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができる。
【００７４】また、有機含有シリコン酸化膜２０４の堆
積方法については、特に限定されないが、例えばフェニ
ルトリメトキシランを主原料とする反応性ガスを用いる
ＣＶＤ法が挙げられる。
積方法については、特に限定されないが、例えばフェニ
ルトリメトキシランを主原料とする反応性ガスを用いる
ＣＶＤ法が挙げられる。
【００７５】尚、窒化チタン膜２０６に代えて、第１及
び第２の有機膜２０３、２０５並びに有機含有シリコン
酸化膜２０４に対して高いエッチング選択性を有する、
つまりエッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコ
ン窒化膜を用いることができる。
び第２の有機膜２０３、２０５並びに有機含有シリコン
酸化膜２０４に対して高いエッチング選択性を有する、
つまりエッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコ
ン窒化膜を用いることができる。
【００７６】次に、図９（ｂ）に示すように、窒化チタ
ン膜２０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形成
用開口部を有する第１のレジストパターン２０７を形成
した後、該第１のレジストパターン２０７をマスクとし
て窒化チタン膜２０６に対してドライエッチングを行な
って、図９（ｃ）に示すように、窒化チタン膜２０６か
らなるマスクパターン２０８を形成する。
ン膜２０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形成
用開口部を有する第１のレジストパターン２０７を形成
した後、該第１のレジストパターン２０７をマスクとし
て窒化チタン膜２０６に対してドライエッチングを行な
って、図９（ｃ）に示すように、窒化チタン膜２０６か
らなるマスクパターン２０８を形成する。
【００７７】次に、第１のレジストパターン２０７を除
去することなく、第２の有機膜２０５の上に、リソグラ
フィ工程によりコンタクトホール形成用開口部を有する
第２のレジストパターン２０９を形成した後、第２の有
機膜２０５に対してドライエッチングを行なって、図１
０（ａ）に示すように、コンタクトホール形成用開口部
を有するパターン化された第２の有機膜２０５Ａを形成
する。この場合、第２の有機膜２０５と、第１のレジス
トパターン２０７及び第２のレジストパターン２０９と
は共に有機成分を主成分としているため、第２の有機膜
２０５に対するエッチングレートと、第１及び第２のレ
ジストパターン２０７、２０９に対するエッチングレー
トとはほぼ等しいので、第２の有機膜２０５に対するド
ライエッチング工程により、第１のレジストパターン２
０７及び第２のレジストパターン２０９は除去される。
去することなく、第２の有機膜２０５の上に、リソグラ
フィ工程によりコンタクトホール形成用開口部を有する
第２のレジストパターン２０９を形成した後、第２の有
機膜２０５に対してドライエッチングを行なって、図１
０（ａ）に示すように、コンタクトホール形成用開口部
を有するパターン化された第２の有機膜２０５Ａを形成
する。この場合、第２の有機膜２０５と、第１のレジス
トパターン２０７及び第２のレジストパターン２０９と
は共に有機成分を主成分としているため、第２の有機膜
２０５に対するエッチングレートと、第１及び第２のレ
ジストパターン２０７、２０９に対するエッチングレー
トとはほぼ等しいので、第２の有機膜２０５に対するド
ライエッチング工程により、第１のレジストパターン２
０７及び第２のレジストパターン２０９は除去される。
【００７８】尚、第２のレジストパターン２０９が第１
のレジストパターン２０７に対して位置ずれしている恐
れがある場合には、第１の実施形態において説明したよ
うに、第２のレジストパターン２０９をマスクとして第
１のレジストパターン２０７及びマスクパターン２０８
に対してドライエッチングを行なって、第１のレジスト
パターン２０７における第２のレジストパターン２０９
と重なっていない領域を除去すると共に、マスクパター
ン２０８の開口部を配線溝形成用開口部及びコンタクト
ホール形成用開口部を含む大きさに拡大する。
のレジストパターン２０７に対して位置ずれしている恐
れがある場合には、第１の実施形態において説明したよ
うに、第２のレジストパターン２０９をマスクとして第
１のレジストパターン２０７及びマスクパターン２０８
に対してドライエッチングを行なって、第１のレジスト
パターン２０７における第２のレジストパターン２０９
と重なっていない領域を除去すると共に、マスクパター
ン２０８の開口部を配線溝形成用開口部及びコンタクト
ホール形成用開口部を含む大きさに拡大する。
【００７９】次に、パターン化された第２の有機膜２０
５Ａをマスクとして有機含有シリコン酸化膜２０４に対
してドライエッチングを行なって、図１０（ｂ）に示す
ように、コンタクトホール形成用開口部を有するパター
ン化された有機含有シリコン酸化膜２０４Ａを形成す
る。その後、マスクパターン２０８をマスクとしてパタ
ーン化された第２の有機膜２０５Ａに対し、またパター
ン化された有機含有シリコン酸化膜２０４Ａをマスクと
して第１の有機膜２０３に対してそれぞれドライエッチ
ングを行なって、図１０（ｃ）に示すように、パターン
化された第２の有機膜２０５Ａに配線溝２１１を形成す
ると共に、コンタクトホール２１０を有するパターン化
された第１の有機膜２０３Ａを形成する。
５Ａをマスクとして有機含有シリコン酸化膜２０４に対
してドライエッチングを行なって、図１０（ｂ）に示す
ように、コンタクトホール形成用開口部を有するパター
ン化された有機含有シリコン酸化膜２０４Ａを形成す
る。その後、マスクパターン２０８をマスクとしてパタ
ーン化された第２の有機膜２０５Ａに対し、またパター
ン化された有機含有シリコン酸化膜２０４Ａをマスクと
して第１の有機膜２０３に対してそれぞれドライエッチ
ングを行なって、図１０（ｃ）に示すように、パターン
化された第２の有機膜２０５Ａに配線溝２１１を形成す
ると共に、コンタクトホール２１０を有するパターン化
された第１の有機膜２０３Ａを形成する。
【００８０】次に、パターン化された有機含有シリコン
酸化膜２０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜２０２に
対してドライエッチングを行なって、図１１（ａ）に示
すように、パターン化されたシリコン窒化膜２０２Ａを
形成すると共に、第１の金属配線２０１をコンタクトホ
ール２１０に露出させる。
酸化膜２０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜２０２に
対してドライエッチングを行なって、図１１（ａ）に示
すように、パターン化されたシリコン窒化膜２０２Ａを
形成すると共に、第１の金属配線２０１をコンタクトホ
ール２１０に露出させる。
【００８１】次に、パターン化された第１の有機膜２０
３Ａ及びパターン化された第２の有機膜２０５Ａに対し
てアンモニアガスを用いるプラズマ処理を行なう。この
ようにすると、図１１（ｂ）に示すように、パターン化
された第１の有機膜２０３Ａにおけるコンタクトホール
２１０に露出する壁部及びパターン化された第２の有機
膜２０５Ａにおける配線溝２１１に露出する壁部に、ア
ミノ基及びアミド基を有する密着層２１２がそれぞれ形
成される。その後、コンタクトホール２１０及び配線溝
２１１が埋まるように全面に亘って金属膜２１３を堆積
する。金属膜２１３の組成は特に限定されず、銅、アル
ミニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン
又はこれらの合金等を用いることができると共に、金属
膜２１３の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶ
Ｄ法又はスパッタ法等を用いることができる。
３Ａ及びパターン化された第２の有機膜２０５Ａに対し
てアンモニアガスを用いるプラズマ処理を行なう。この
ようにすると、図１１（ｂ）に示すように、パターン化
された第１の有機膜２０３Ａにおけるコンタクトホール
２１０に露出する壁部及びパターン化された第２の有機
膜２０５Ａにおける配線溝２１１に露出する壁部に、ア
ミノ基及びアミド基を有する密着層２１２がそれぞれ形
成される。その後、コンタクトホール２１０及び配線溝
２１１が埋まるように全面に亘って金属膜２１３を堆積
する。金属膜２１３の組成は特に限定されず、銅、アル
ミニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン
又はこれらの合金等を用いることができると共に、金属
膜２１３の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶ
Ｄ法又はスパッタ法等を用いることができる。
【００８２】次に、図１１（ｃ）に示すように、パター
ン化された第２の有機膜２０５Ａの上に堆積されてい
る、金属膜２１３及びマスクパターン２０８を例えばＣ
ＭＰ法により除去して、金属膜２１３からなる、第２の
金属配線２１４及びコンタクト２１５を形成する。
ン化された第２の有機膜２０５Ａの上に堆積されてい
る、金属膜２１３及びマスクパターン２０８を例えばＣ
ＭＰ法により除去して、金属膜２１３からなる、第２の
金属配線２１４及びコンタクト２１５を形成する。
【００８３】尚、第２の金属配線２１４の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。 （第３の実施形態）以下、本発明の第３の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図１２（ａ）〜
（ｃ）、図１３（ａ）〜（ｃ）及び図１４（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。 （第３の実施形態）以下、本発明の第３の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図１２（ａ）〜
（ｃ）、図１３（ａ）〜（ｃ）及び図１４（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
【００８４】まず、図１２（ａ）に示すように、半導体
基板３００上に形成された第１の金属配線３０１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線３０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜３０２を形成した後、該シリコン窒化膜３
０２の上に、例えば１μｍの膜厚を有すると共にシリコ
ン酸化物中に有機成分を含有する第１の有機含有シリコ
ン酸化膜３０３（第１の絶縁膜）を堆積する。次に、第
１の有機含有シリコン酸化膜３０３の上に、例えば４０
０ｎｍの膜厚を有すると共にシロキサン骨格を有する低
誘電率ＳＯＧ膜３０４（第２の絶縁膜）を堆積した後、
該低誘電率ＳＯＧ膜３０４の上に、例えば５０ｎｍの膜
厚を有すると共にシリコン酸化物中に有機成分を含有す
る第２の有機含有シリコン酸化膜３０５（第３の絶縁
膜）を堆積し、その後、第２の有機含有シリコン酸化膜
３０５の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタン
膜３０６を形成する。
基板３００上に形成された第１の金属配線３０１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線３０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜３０２を形成した後、該シリコン窒化膜３
０２の上に、例えば１μｍの膜厚を有すると共にシリコ
ン酸化物中に有機成分を含有する第１の有機含有シリコ
ン酸化膜３０３（第１の絶縁膜）を堆積する。次に、第
１の有機含有シリコン酸化膜３０３の上に、例えば４０
０ｎｍの膜厚を有すると共にシロキサン骨格を有する低
誘電率ＳＯＧ膜３０４（第２の絶縁膜）を堆積した後、
該低誘電率ＳＯＧ膜３０４の上に、例えば５０ｎｍの膜
厚を有すると共にシリコン酸化物中に有機成分を含有す
る第２の有機含有シリコン酸化膜３０５（第３の絶縁
膜）を堆積し、その後、第２の有機含有シリコン酸化膜
３０５の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタン
膜３０６を形成する。
【００８５】第１の有機含有シリコン酸化膜３０３及び
第２の有機含有シリコン酸化膜３０５の堆積方法につい
ては、特に限定されないが、例えばフェニルトリメトキ
シランを主原料とする反応性ガスを用いるＣＶＤ法が挙
げられる。また、シロキサン骨格を有する低誘電率ＳＯ
Ｇ膜３０４としてはＨＳＱ膜を用いることができる。
第２の有機含有シリコン酸化膜３０５の堆積方法につい
ては、特に限定されないが、例えばフェニルトリメトキ
シランを主原料とする反応性ガスを用いるＣＶＤ法が挙
げられる。また、シロキサン骨格を有する低誘電率ＳＯ
Ｇ膜３０４としてはＨＳＱ膜を用いることができる。
【００８６】尚、窒化チタン膜３０６に代えて、第１及
び第２の有機含有シリコン酸化膜３０３、３０５並びに
低誘電率ＳＯＧ膜３０４に対して高いエッチング選択性
を有する、つまりエッチング速度が十分に遅い薄膜、例
えばシリコン窒化膜を用いることができる。
び第２の有機含有シリコン酸化膜３０３、３０５並びに
低誘電率ＳＯＧ膜３０４に対して高いエッチング選択性
を有する、つまりエッチング速度が十分に遅い薄膜、例
えばシリコン窒化膜を用いることができる。
【００８７】次に、図１２（ｂ）に示すように、窒化チ
タン膜３０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン３０７を形
成した後、該第１のレジストパターン３０７をマスクと
して窒化チタン膜３０６に対してドライエッチングを行
なって、図１２（ｃ）に示すように、窒化チタン膜３０
６からなるマスクパターン３０８を形成する。
タン膜３０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン３０７を形
成した後、該第１のレジストパターン３０７をマスクと
して窒化チタン膜３０６に対してドライエッチングを行
なって、図１２（ｃ）に示すように、窒化チタン膜３０
６からなるマスクパターン３０８を形成する。
【００８８】次に、図１３（ａ）に示すように、第１の
レジストパターン３０７を除去した後、第２の有機含有
シリコン酸化膜３０５の上に、コンタクトホール形成用
開口部を有する第２のレジストパターン３０９を形成す
る。その後、第２のレジストパターン３０９をマスクと
して、第２の有機含有シリコン酸化膜３０５、低誘電率
ＳＯＧ膜３０４及び第１の有機含有シリコン酸化膜３０
３に対して順次ドライエッチングを行なって、図１３
（ｂ）に示すように、パターン化された第２の有機含有
シリコン酸化膜３０５Ａ、パターン化された低誘電率Ｓ
ＯＧ膜３０４Ａ及びコンタクトホール３１０を有するパ
ターン化された第１の有機含有シリコン酸化膜３０３Ａ
をそれぞれ形成する。
レジストパターン３０７を除去した後、第２の有機含有
シリコン酸化膜３０５の上に、コンタクトホール形成用
開口部を有する第２のレジストパターン３０９を形成す
る。その後、第２のレジストパターン３０９をマスクと
して、第２の有機含有シリコン酸化膜３０５、低誘電率
ＳＯＧ膜３０４及び第１の有機含有シリコン酸化膜３０
３に対して順次ドライエッチングを行なって、図１３
（ｂ）に示すように、パターン化された第２の有機含有
シリコン酸化膜３０５Ａ、パターン化された低誘電率Ｓ
ＯＧ膜３０４Ａ及びコンタクトホール３１０を有するパ
ターン化された第１の有機含有シリコン酸化膜３０３Ａ
をそれぞれ形成する。
【００８９】次に、図１３（ｃ）に示すように、第２の
レジストパターン３０９を除去した後、マスクパターン
３０８をマスクとしてパターン化された第２の有機含有
シリコン酸化膜３０５Ａに対してドライエッチングを行
なって、パターン化された第２の有機含有シリコン酸化
膜３０５Ａに配線溝形成用開口部を形成し、その後、マ
スクパターン３０８及び配線溝形成用開口部を有するパ
ターン化された第２の有機含有シリコン酸化膜３０５Ａ
をマスクとしてパターン化された低誘電率ＳＯＧ膜３０
４Ａに対してドライエッチングを行なって配線溝３１１
を形成する。配線溝３１１を形成する工程においては、
第１の有機含有シリコン酸化膜３０３Ａに対するエッチ
ングレートが低誘電率ＳＯＧ膜３０４Ａに対するエッチ
ングレートに比べて十分に遅くなるようなエッチング条
件を設定することにより、パターン化された第１の有機
含有シリコン酸化膜３０３Ａに対する十分な選択比を確
保できるので、配線溝３１１の深さを第２の有機含有シ
リコン酸化膜３０５及び低誘電率ＳＯＧ膜３０４の合計
膜厚により一義的に決定することができる。
レジストパターン３０９を除去した後、マスクパターン
３０８をマスクとしてパターン化された第２の有機含有
シリコン酸化膜３０５Ａに対してドライエッチングを行
なって、パターン化された第２の有機含有シリコン酸化
膜３０５Ａに配線溝形成用開口部を形成し、その後、マ
スクパターン３０８及び配線溝形成用開口部を有するパ
ターン化された第２の有機含有シリコン酸化膜３０５Ａ
をマスクとしてパターン化された低誘電率ＳＯＧ膜３０
４Ａに対してドライエッチングを行なって配線溝３１１
を形成する。配線溝３１１を形成する工程においては、
第１の有機含有シリコン酸化膜３０３Ａに対するエッチ
ングレートが低誘電率ＳＯＧ膜３０４Ａに対するエッチ
ングレートに比べて十分に遅くなるようなエッチング条
件を設定することにより、パターン化された第１の有機
含有シリコン酸化膜３０３Ａに対する十分な選択比を確
保できるので、配線溝３１１の深さを第２の有機含有シ
リコン酸化膜３０５及び低誘電率ＳＯＧ膜３０４の合計
膜厚により一義的に決定することができる。
【００９０】尚、第２のレジストパターン３０９が第１
のレジストパターン３０７に対して位置ずれしている恐
れがある場合には、第２のレジストパターン３０９をマ
スクとして第２の有機含有シリコン酸化膜３０５に対し
てドライエッチングを行なう前に、第２のレジストパタ
ーン３０９をマスクとしてマスクパターン３０８に対す
るドライエッチングを行なうことが好ましい。すなわ
ち、第２のレジストパターン３０９が第１のレジストパ
ターン３０７に対して位置ずれしているために、マスク
パターン３０８が第２のレジストパターン３０９のコン
タクトホール形成用開口部に露出している場合には、第
２のレジストパターン３０９をマスクとしてマスクパタ
ーン３０８に対してドライエッチングを行なうことによ
り、マスクパターン３０８の開口部を配線溝形成用開口
部及びコンタクトホール形成用開口部を含む大きさに拡
大する。
のレジストパターン３０７に対して位置ずれしている恐
れがある場合には、第２のレジストパターン３０９をマ
スクとして第２の有機含有シリコン酸化膜３０５に対し
てドライエッチングを行なう前に、第２のレジストパタ
ーン３０９をマスクとしてマスクパターン３０８に対す
るドライエッチングを行なうことが好ましい。すなわ
ち、第２のレジストパターン３０９が第１のレジストパ
ターン３０７に対して位置ずれしているために、マスク
パターン３０８が第２のレジストパターン３０９のコン
タクトホール形成用開口部に露出している場合には、第
２のレジストパターン３０９をマスクとしてマスクパタ
ーン３０８に対してドライエッチングを行なうことによ
り、マスクパターン３０８の開口部を配線溝形成用開口
部及びコンタクトホール形成用開口部を含む大きさに拡
大する。
【００９１】次に、パターン化された第１の有機含有シ
リコン酸化膜３０３Ａをマスクとしてシリコン窒化膜３
０２に対してドライエッチングを行なって、図１４
（ａ）に示すように、パターン化されたシリコン窒化膜
３０２Ａを形成すると共に、第１の金属配線３０１をコ
ンタクトホール３１０に露出させる。
リコン酸化膜３０３Ａをマスクとしてシリコン窒化膜３
０２に対してドライエッチングを行なって、図１４
（ａ）に示すように、パターン化されたシリコン窒化膜
３０２Ａを形成すると共に、第１の金属配線３０１をコ
ンタクトホール３１０に露出させる。
【００９２】次に、図１４（ｂ）に示すように、コンタ
クトホール３１０及び配線溝３１１の壁面に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン層からなる密着層３１２
を堆積した後、コンタクトホール３１０及び配線溝３１
１が埋まるように全面に亘って金属膜３１３を堆積す
る。金属膜３１３の組成は特に限定されず、銅、アルミ
ニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン又
はこれらの合金等を用いることができると共に、金属膜
３１３の堆積方法も特に限定されず、メッキ、ＣＶＤ法
又はスパッタ法等を用いることができる。
クトホール３１０及び配線溝３１１の壁面に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン層からなる密着層３１２
を堆積した後、コンタクトホール３１０及び配線溝３１
１が埋まるように全面に亘って金属膜３１３を堆積す
る。金属膜３１３の組成は特に限定されず、銅、アルミ
ニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン又
はこれらの合金等を用いることができると共に、金属膜
３１３の堆積方法も特に限定されず、メッキ、ＣＶＤ法
又はスパッタ法等を用いることができる。
【００９３】次に、図１４（ｃ）に示すように、パター
ン化された第２の有機含有シリコン酸化膜３０５Ａの上
に堆積されている、密着層３１２、金属膜３１３及びマ
スクパターン３０８を例えばＣＭＰ法により除去して、
金属膜３１３からなる第２の金属配線３１４、及び第１
の金属配線３０１と第２の金属配線３１４とを接続する
金属膜３１３からなるコンタクト３１５を形成する。
ン化された第２の有機含有シリコン酸化膜３０５Ａの上
に堆積されている、密着層３１２、金属膜３１３及びマ
スクパターン３０８を例えばＣＭＰ法により除去して、
金属膜３１３からなる第２の金属配線３１４、及び第１
の金属配線３０１と第２の金属配線３１４とを接続する
金属膜３１３からなるコンタクト３１５を形成する。
【００９４】尚、第２の金属配線３１４の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
【００９５】第３の実施形態によると、第１のレジスト
パターン３０７を酸素プラズマを用いるアッシングによ
り除去する際には、低誘電率ＳＯＧ膜３０４の上に第２
の有機含有シリコン酸化膜３０５が存在しているため、
低誘電率ＳＯＧ膜３０４が酸素プラズマに曝されること
はない。
パターン３０７を酸素プラズマを用いるアッシングによ
り除去する際には、低誘電率ＳＯＧ膜３０４の上に第２
の有機含有シリコン酸化膜３０５が存在しているため、
低誘電率ＳＯＧ膜３０４が酸素プラズマに曝されること
はない。
【００９６】また、第２のレジストパターン３０９をマ
スクとして、第２の有機含有シリコン酸化膜３０５、低
誘電率ＳＯＧ膜３０４及び第１の有機含有シリコン酸化
膜３０３に対して順次ドライエッチングを行なった後、
第２のレジストパターン３０９を酸素プラズマを用いる
アッシングにより除去するため、パターン化された低誘
電率ＳＯＧ膜３０４Ａにおけるコンタクトホール形成用
開口部に露出する領域は酸素プラズマに曝されるのでダ
メージを受ける。しかしながら、パターン化された低誘
電率ＳＯＧ膜３０４Ａにおけるダメージ層は、パターン
化された低誘電率ＳＯＧ膜３０４Ａに配線溝３１１を形
成する際に除去されるので、後工程において悪影響を及
ぼさない。
スクとして、第２の有機含有シリコン酸化膜３０５、低
誘電率ＳＯＧ膜３０４及び第１の有機含有シリコン酸化
膜３０３に対して順次ドライエッチングを行なった後、
第２のレジストパターン３０９を酸素プラズマを用いる
アッシングにより除去するため、パターン化された低誘
電率ＳＯＧ膜３０４Ａにおけるコンタクトホール形成用
開口部に露出する領域は酸素プラズマに曝されるのでダ
メージを受ける。しかしながら、パターン化された低誘
電率ＳＯＧ膜３０４Ａにおけるダメージ層は、パターン
化された低誘電率ＳＯＧ膜３０４Ａに配線溝３１１を形
成する際に除去されるので、後工程において悪影響を及
ぼさない。
【００９７】従って、低誘電率ＳＯＧ膜３０４として
は、酸素プラズマによって劣化する材料を使用すること
が可能である。例えば、ＨＳＱ膜は、酸素プラズマに曝
されると、Ｓｉ−Ｈ結合が酸化されてしまうため、含有
水分量の増加及び比誘電率の増加が起こって、素子の信
頼性及び性能の劣化が引き起こされるが、第３の実施形
態によると、配線溝３１１が形成された後のパターン化
された低誘電率ＳＯＧ膜３０４Ａは酸素プラズマの影響
を受けていないので、層間絶縁膜としてＨＳＱ膜を用い
ても、素子の信頼性及び性能の劣化を回避することがで
きる。（第３の実施形態の変形例）以下、本発明の第３
の実施形態の変形例に係る配線構造体の形成方法につい
て、図１５（ａ）〜（ｃ）、図１６（ａ）〜（ｄ）及び
図１７（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
は、酸素プラズマによって劣化する材料を使用すること
が可能である。例えば、ＨＳＱ膜は、酸素プラズマに曝
されると、Ｓｉ−Ｈ結合が酸化されてしまうため、含有
水分量の増加及び比誘電率の増加が起こって、素子の信
頼性及び性能の劣化が引き起こされるが、第３の実施形
態によると、配線溝３１１が形成された後のパターン化
された低誘電率ＳＯＧ膜３０４Ａは酸素プラズマの影響
を受けていないので、層間絶縁膜としてＨＳＱ膜を用い
ても、素子の信頼性及び性能の劣化を回避することがで
きる。（第３の実施形態の変形例）以下、本発明の第３
の実施形態の変形例に係る配線構造体の形成方法につい
て、図１５（ａ）〜（ｃ）、図１６（ａ）〜（ｄ）及び
図１７（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００９８】まず、図１５（ａ）に示すように、半導体
基板３５０上に形成された第１の金属配線３５１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線３５１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜３５２を形成した後、該シリコン窒化膜３
５２の上に、例えば１μｍの膜厚を有する第１のシリコ
ン酸化膜３５３（第１の絶縁膜）を堆積する。次に、第
１のシリコン酸化膜３５３の上に、例えば４００ｎｍの
膜厚を有する有機膜３５４（第２の絶縁膜）を堆積した
後、該有機膜３５４の上に、例えば５０ｎｍの膜厚を有
する第２のシリコン酸化膜３５５（第３の絶縁膜）を堆
積し、その後、第２のシリコン酸化膜３５５の上に例え
ば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜３５６を形成す
る。
基板３５０上に形成された第１の金属配線３５１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線３５１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜３５２を形成した後、該シリコン窒化膜３
５２の上に、例えば１μｍの膜厚を有する第１のシリコ
ン酸化膜３５３（第１の絶縁膜）を堆積する。次に、第
１のシリコン酸化膜３５３の上に、例えば４００ｎｍの
膜厚を有する有機膜３５４（第２の絶縁膜）を堆積した
後、該有機膜３５４の上に、例えば５０ｎｍの膜厚を有
する第２のシリコン酸化膜３５５（第３の絶縁膜）を堆
積し、その後、第２のシリコン酸化膜３５５の上に例え
ば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜３５６を形成す
る。
【００９９】第１のシリコン酸化膜３５３及び第２のシ
リコン酸化膜３５５の堆積方法については、特に限定さ
れないが、例えばフェニルトリメトキシランを主原料と
する反応性ガスを用いるＣＶＤ法が挙げられる。
リコン酸化膜３５５の堆積方法については、特に限定さ
れないが、例えばフェニルトリメトキシランを主原料と
する反応性ガスを用いるＣＶＤ法が挙げられる。
【０１００】尚、窒化チタン膜３５６に代えて、第１及
び第２のシリコン酸化膜３５３、３５５並びに有機膜３
５４に対して高いエッチング選択性を有する、つまりエ
ッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコン窒化膜
を用いることができる。
び第２のシリコン酸化膜３５３、３５５並びに有機膜３
５４に対して高いエッチング選択性を有する、つまりエ
ッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコン窒化膜
を用いることができる。
【０１０１】次に、図１５（ｂ）に示すように、窒化チ
タン膜３５６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン３５７を形
成した後、該第１のレジストパターン３５７をマスクと
して窒化チタン膜３５６に対してドライエッチングを行
なって、図１５（ｃ）に示すように、窒化チタン膜３５
６からなるマスクパターン３５８を形成する。
タン膜３５６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン３５７を形
成した後、該第１のレジストパターン３５７をマスクと
して窒化チタン膜３５６に対してドライエッチングを行
なって、図１５（ｃ）に示すように、窒化チタン膜３５
６からなるマスクパターン３５８を形成する。
【０１０２】次に、図１６（ａ）に示すように、第１の
レジストパターン３５７を除去した後、第２のシリコン
酸化膜３５５の上に、コンタクトホール形成用開口部を
有する第２のレジストパターン３５９を形成する。その
後、第２のレジストパターン３５９をマスクとして、第
２のシリコン酸化膜３５５及び有機膜３５４に対して順
次ドライエッチングを行なって、図１６（ｂ）に示すよ
うに、コンタクトホール形成用開口部３６０を有する、
パターン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａ及びパ
ターン化された有機膜３５４Ａをそれぞれ形成する。こ
の場合、有機膜３５４に対するエッチング工程において
第２のレジストパターン３５９が除去される。
レジストパターン３５７を除去した後、第２のシリコン
酸化膜３５５の上に、コンタクトホール形成用開口部を
有する第２のレジストパターン３５９を形成する。その
後、第２のレジストパターン３５９をマスクとして、第
２のシリコン酸化膜３５５及び有機膜３５４に対して順
次ドライエッチングを行なって、図１６（ｂ）に示すよ
うに、コンタクトホール形成用開口部３６０を有する、
パターン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａ及びパ
ターン化された有機膜３５４Ａをそれぞれ形成する。こ
の場合、有機膜３５４に対するエッチング工程において
第２のレジストパターン３５９が除去される。
【０１０３】次に、図１６（ｃ）に示すように、パター
ン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａ及びパターン
化された有機膜３５４Ａをマスクとして第１のシリコン
酸化膜３５３に対してドライエッチングを行なって、コ
ンタクトホール３６１を有するパターン化された第１の
シリコン酸化膜３５３Ａを形成する。このエッチング工
程において、パターン化された第２のシリコン酸化膜３
５５Ａにマスクパターン３５８が転写されるので、パタ
ーン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａに配線溝形
成用開口部が形成される。
ン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａ及びパターン
化された有機膜３５４Ａをマスクとして第１のシリコン
酸化膜３５３に対してドライエッチングを行なって、コ
ンタクトホール３６１を有するパターン化された第１の
シリコン酸化膜３５３Ａを形成する。このエッチング工
程において、パターン化された第２のシリコン酸化膜３
５５Ａにマスクパターン３５８が転写されるので、パタ
ーン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａに配線溝形
成用開口部が形成される。
【０１０４】次に、図１６（ｄ）に示すように、マスク
パターン３５８及び配線溝形成用開口部を有するパター
ン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａをマスクとし
てパターン化された有機膜３５４Ａに対してドライエッ
チングを行なって配線溝３６２を形成する。配線溝３６
２を形成する工程においては、第１のシリコン酸化膜３
５３Ａに対するエッチングレートが有機膜３５４Ａに対
するエッチングレートに比べて十分に遅くなるようなエ
ッチング条件を設定することにより、パターン化された
第１のシリコン酸化膜３５３Ａに対する十分な選択比を
確保できるので、配線溝３６２の深さを第２のシリコン
酸化膜３５５及び有機膜３５４の合計膜厚により一義的
に決定することができる。
パターン３５８及び配線溝形成用開口部を有するパター
ン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａをマスクとし
てパターン化された有機膜３５４Ａに対してドライエッ
チングを行なって配線溝３６２を形成する。配線溝３６
２を形成する工程においては、第１のシリコン酸化膜３
５３Ａに対するエッチングレートが有機膜３５４Ａに対
するエッチングレートに比べて十分に遅くなるようなエ
ッチング条件を設定することにより、パターン化された
第１のシリコン酸化膜３５３Ａに対する十分な選択比を
確保できるので、配線溝３６２の深さを第２のシリコン
酸化膜３５５及び有機膜３５４の合計膜厚により一義的
に決定することができる。
【０１０５】尚、第２のレジストパターン３５９が第１
のレジストパターン３５７に対して位置ずれしている恐
れがある場合には、第２のレジストパターン３５９をマ
スクとして第２のシリコン酸化膜３５５に対してドライ
エッチングを行なう前に、第２のレジストパターン３５
９をマスクとしてマスクパターン３５８に対するドライ
エッチングを行なうことが好ましい。すなわち、第２の
レジストパターン３５９が第１のレジストパターン３５
７に対して位置ずれしているために、マスクパターン３
５８が第２のレジストパターン３５９のコンタクトホー
ル形成用開口部に露出している場合には、第２のレジス
トパターン３５９をマスクとしてマスクパターン３５８
に対してドライエッチングを行なうことにより、マスク
パターン３５８の開口部を配線溝形成用開口部及びコン
タクトホール形成用開口部を含む大きさに拡大する。
のレジストパターン３５７に対して位置ずれしている恐
れがある場合には、第２のレジストパターン３５９をマ
スクとして第２のシリコン酸化膜３５５に対してドライ
エッチングを行なう前に、第２のレジストパターン３５
９をマスクとしてマスクパターン３５８に対するドライ
エッチングを行なうことが好ましい。すなわち、第２の
レジストパターン３５９が第１のレジストパターン３５
７に対して位置ずれしているために、マスクパターン３
５８が第２のレジストパターン３５９のコンタクトホー
ル形成用開口部に露出している場合には、第２のレジス
トパターン３５９をマスクとしてマスクパターン３５８
に対してドライエッチングを行なうことにより、マスク
パターン３５８の開口部を配線溝形成用開口部及びコン
タクトホール形成用開口部を含む大きさに拡大する。
【０１０６】次に、パターン化された第１のシリコン酸
化膜３５３Ａをマスクとしてシリコン窒化膜３５２に対
してドライエッチングを行なって、図１７（ａ）に示す
ように、パターン化されたシリコン窒化膜３５２Ａを形
成すると共に、第１の金属配線３５１をコンタクトホー
ル３６１に露出させる。
化膜３５３Ａをマスクとしてシリコン窒化膜３５２に対
してドライエッチングを行なって、図１７（ａ）に示す
ように、パターン化されたシリコン窒化膜３５２Ａを形
成すると共に、第１の金属配線３５１をコンタクトホー
ル３６１に露出させる。
【０１０７】次に、図１７（ｂ）に示すように、コンタ
クトホール３６１及び配線溝３６２の壁面に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン層からなる密着層３６３
を堆積した後、コンタクトホール３６１及び配線溝３６
２が埋まるように全面に亘って金属膜３６４を堆積す
る。金属膜３６４の組成は特に限定されず、銅、アルミ
ニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン又
はこれらの合金等を用いることができると共に、金属膜
３６４の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ
法又はスパッタ法等を用いることができる。
クトホール３６１及び配線溝３６２の壁面に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン層からなる密着層３６３
を堆積した後、コンタクトホール３６１及び配線溝３６
２が埋まるように全面に亘って金属膜３６４を堆積す
る。金属膜３６４の組成は特に限定されず、銅、アルミ
ニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン又
はこれらの合金等を用いることができると共に、金属膜
３６４の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ
法又はスパッタ法等を用いることができる。
【０１０８】次に、図１７（ｃ）に示すように、パター
ン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａの上に堆積さ
れている、密着層３６３、金属膜３６４及びマスクパタ
ーン３５８を例えばＣＭＰ法により除去して、金属膜３
６４からなる第２の金属配線３６５、及び第１の金属配
線３５１と第２の金属配線３６５とを接続する金属膜３
６４からなるコンタクト３６６を形成する。
ン化された第２のシリコン酸化膜３５５Ａの上に堆積さ
れている、密着層３６３、金属膜３６４及びマスクパタ
ーン３５８を例えばＣＭＰ法により除去して、金属膜３
６４からなる第２の金属配線３６５、及び第１の金属配
線３５１と第２の金属配線３６５とを接続する金属膜３
６４からなるコンタクト３６６を形成する。
【０１０９】尚、第２の金属配線３６５の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
【０１１０】第３の実施形態の変形例によると、第１の
レジストパターン３５７を酸素プラズマを用いるアッシ
ングにより除去する際には、有機膜３５４の上に第２の
シリコン酸化膜３５５が存在しているため、有機膜３５
４が酸素プラズマに曝されることはない。
レジストパターン３５７を酸素プラズマを用いるアッシ
ングにより除去する際には、有機膜３５４の上に第２の
シリコン酸化膜３５５が存在しているため、有機膜３５
４が酸素プラズマに曝されることはない。
【０１１１】また、第２のレジストパターン３５９をマ
スクとして、第２のシリコン酸化膜３５５及び有機膜３
５４に対してドライエッチングを行なう際に、第２のレ
ジストパターン３５９が除去されるため、第２のレジス
トパターン３５９を酸素プラズマを用いるアッシングに
よって除去する必要がないので、有機膜３５４は酸素プ
ラズマに曝されることがない。 （第４の実施形態）以下、本発明の第４の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図１８（ａ）〜
（ｃ）、図１９（ａ）〜（ｃ）及び図２０（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
スクとして、第２のシリコン酸化膜３５５及び有機膜３
５４に対してドライエッチングを行なう際に、第２のレ
ジストパターン３５９が除去されるため、第２のレジス
トパターン３５９を酸素プラズマを用いるアッシングに
よって除去する必要がないので、有機膜３５４は酸素プ
ラズマに曝されることがない。 （第４の実施形態）以下、本発明の第４の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図１８（ａ）〜
（ｃ）、図１９（ａ）〜（ｃ）及び図２０（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１１２】まず、図１８（ａ）に示すように、半導体
基板４００上に形成された第１の金属配線４０１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線４０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜４０２を形成した後、該シリコン窒化膜４
０２の上に、例えば１μｍの膜厚を有すると共にシロキ
サン骨格を有する第１の低誘電率ＳＯＧ膜４０３（第１
の絶縁膜）を堆積する。次に、第１の低誘電率ＳＯＧ膜
４０３の上に、例えば５０ｎｍの膜厚を有すると共にシ
リコン酸化物中に有機成分を含有する有機含有シリコン
酸化膜４０４（第２の絶縁膜）を堆積した後、該有機含
有シリコン酸化膜４０４の上に、例えば４００ｎｍの膜
厚を有すると共にシロキサン骨格を有する第２の低誘電
率ＳＯＧ膜４０５（第３の絶縁膜）を堆積し、その後、
該第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５の上に例えば５０ｎｍ
の膜厚を有する窒化チタン膜４０６を堆積する。
基板４００上に形成された第１の金属配線４０１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線４０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜４０２を形成した後、該シリコン窒化膜４
０２の上に、例えば１μｍの膜厚を有すると共にシロキ
サン骨格を有する第１の低誘電率ＳＯＧ膜４０３（第１
の絶縁膜）を堆積する。次に、第１の低誘電率ＳＯＧ膜
４０３の上に、例えば５０ｎｍの膜厚を有すると共にシ
リコン酸化物中に有機成分を含有する有機含有シリコン
酸化膜４０４（第２の絶縁膜）を堆積した後、該有機含
有シリコン酸化膜４０４の上に、例えば４００ｎｍの膜
厚を有すると共にシロキサン骨格を有する第２の低誘電
率ＳＯＧ膜４０５（第３の絶縁膜）を堆積し、その後、
該第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５の上に例えば５０ｎｍ
の膜厚を有する窒化チタン膜４０６を堆積する。
【０１１３】第１及び第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０３、
４０５としては例えばＨＳＱ膜を用いることができる。
また、有機含有シリコン酸化膜４０４の堆積方法につい
ては、特に限定されないが、例えばフェニルトリメトキ
シランを主原料とする反応性ガスを用いるＣＶＤ法が挙
げられる。このようにすると、シリコン酸化物中にシリ
コン原子と結合したフェニル基が取り込まれた構造を有
する有機含有シリコン酸化膜４０４が得られる。
４０５としては例えばＨＳＱ膜を用いることができる。
また、有機含有シリコン酸化膜４０４の堆積方法につい
ては、特に限定されないが、例えばフェニルトリメトキ
シランを主原料とする反応性ガスを用いるＣＶＤ法が挙
げられる。このようにすると、シリコン酸化物中にシリ
コン原子と結合したフェニル基が取り込まれた構造を有
する有機含有シリコン酸化膜４０４が得られる。
【０１１４】尚、窒化チタン膜４０６に代えて、第１及
び第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０３、４０５並びに有機含
有シリコン酸化膜４０４に対して高いエッチング選択性
を有する、つまりエッチング速度が十分に遅い薄膜、例
えばシリコン窒化膜を用いることができる。
び第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０３、４０５並びに有機含
有シリコン酸化膜４０４に対して高いエッチング選択性
を有する、つまりエッチング速度が十分に遅い薄膜、例
えばシリコン窒化膜を用いることができる。
【０１１５】次に、図１８（ｂ）に示すように、窒化チ
タン膜４０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン４０７を形
成した後、該第１のレジストパターン４０７をマスクと
して窒化チタン膜４０６に対してドライエッチングを行
なって、図１８（ｃ）に示すように、窒化チタン膜４０
６からなるマスクパターン４０８を形成する。
タン膜４０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン４０７を形
成した後、該第１のレジストパターン４０７をマスクと
して窒化チタン膜４０６に対してドライエッチングを行
なって、図１８（ｃ）に示すように、窒化チタン膜４０
６からなるマスクパターン４０８を形成する。
【０１１６】次に、第１のレジストパターン４０７を除
去することなく、第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５の上
に、リソグラフィ工程によりコンタクトホール形成用開
口部を有する第２のレジストパターン４０９を形成した
後、該第２のレジストパターン４０９をマスクとして、
第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５及び有機含有シリコン酸
化膜４０４に対して順次ドライエッチングを行なって、
図１９（ａ）に示すように、パターン化された第２の低
誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａ及びパターン化された有機含有
シリコン酸化膜４０４Ａをそれぞれ形成する。
去することなく、第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５の上
に、リソグラフィ工程によりコンタクトホール形成用開
口部を有する第２のレジストパターン４０９を形成した
後、該第２のレジストパターン４０９をマスクとして、
第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５及び有機含有シリコン酸
化膜４０４に対して順次ドライエッチングを行なって、
図１９（ａ）に示すように、パターン化された第２の低
誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａ及びパターン化された有機含有
シリコン酸化膜４０４Ａをそれぞれ形成する。
【０１１７】次に、第１及び第２のレジストパターン４
０７、４０９を酸素プラズマを用いるアッシングにより
除去すると、図１９（ｂ）に示すように、パターン化さ
れた第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａ及び第１の低誘電
率ＳＯＧ膜４０３におけるコンタクトホール形成用開口
部に露出する領域にダメージ層４１０が形成されてしま
う。
０７、４０９を酸素プラズマを用いるアッシングにより
除去すると、図１９（ｂ）に示すように、パターン化さ
れた第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａ及び第１の低誘電
率ＳＯＧ膜４０３におけるコンタクトホール形成用開口
部に露出する領域にダメージ層４１０が形成されてしま
う。
【０１１８】次に、マスクパターン４０８をマスクとし
てパターン化された第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａに
対して、またパターン化された有機含有シリコン酸化膜
４０４Ａをマスクとして第１の低誘電率ＳＯＧ膜４０３
に対してそれぞれドライエッチングを行なって、図１９
（ｃ）に示すように、パターン化された第２の低誘電率
ＳＯＧ膜４０５Ａに配線溝４１２を形成すると共に、コ
ンタクトホール４１１を有するパターン化された第１の
低誘電率ＳＯＧ膜４０３Ａを形成する。このドライエッ
チング工程により、パターン化された第２の低誘電率Ｓ
ＯＧ膜４０５Ａ及び第１の低誘電率ＳＯＧ膜４０３のダ
メージ層４１０は除去される。
てパターン化された第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａに
対して、またパターン化された有機含有シリコン酸化膜
４０４Ａをマスクとして第１の低誘電率ＳＯＧ膜４０３
に対してそれぞれドライエッチングを行なって、図１９
（ｃ）に示すように、パターン化された第２の低誘電率
ＳＯＧ膜４０５Ａに配線溝４１２を形成すると共に、コ
ンタクトホール４１１を有するパターン化された第１の
低誘電率ＳＯＧ膜４０３Ａを形成する。このドライエッ
チング工程により、パターン化された第２の低誘電率Ｓ
ＯＧ膜４０５Ａ及び第１の低誘電率ＳＯＧ膜４０３のダ
メージ層４１０は除去される。
【０１１９】次に、パターン化された有機含有シリコン
酸化膜４０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜４０２に
対してドライエッチングを行なって、図２０（ａ）に示
すように、パターン化されたシリコン窒化膜４０２Ａを
形成すると共に、第１の金属配線４０１をコンタクトホ
ール４１１に露出させる。
酸化膜４０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜４０２に
対してドライエッチングを行なって、図２０（ａ）に示
すように、パターン化されたシリコン窒化膜４０２Ａを
形成すると共に、第１の金属配線４０１をコンタクトホ
ール４１１に露出させる。
【０１２０】次に、図２０（ｂ）に示すように、コンタ
クトホール４１１及び配線溝４１２の壁面に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン層からなる密着層４１３
を堆積した後、コンタクトホール４１１及び配線溝４１
２が埋まるように全面に亘って金属膜４１４を堆積す
る。金属膜４１４の組成は特に限定されず、銅、アルミ
ニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン又
はこれらの合金等を用いることができると共に、金属膜
４１４の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ
法又はスパッタ法等を用いることができる。
クトホール４１１及び配線溝４１２の壁面に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン層からなる密着層４１３
を堆積した後、コンタクトホール４１１及び配線溝４１
２が埋まるように全面に亘って金属膜４１４を堆積す
る。金属膜４１４の組成は特に限定されず、銅、アルミ
ニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン又
はこれらの合金等を用いることができると共に、金属膜
４１４の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ
法又はスパッタ法等を用いることができる。
【０１２１】次に、図２０（ｃ）に示すように、パター
ン化された第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａの上に堆積
されている、密着層４１３、金属膜４１４及びマスクパ
ターン４０８を例えばＣＭＰ法により除去して、金属膜
４１４からなる第２の金属配線４１５、及び第１の金属
配線４０１と第２の金属配線４１５とを接続する金属膜
４１４からなるコンタクト４１６を形成する。
ン化された第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａの上に堆積
されている、密着層４１３、金属膜４１４及びマスクパ
ターン４０８を例えばＣＭＰ法により除去して、金属膜
４１４からなる第２の金属配線４１５、及び第１の金属
配線４０１と第２の金属配線４１５とを接続する金属膜
４１４からなるコンタクト４１６を形成する。
【０１２２】尚、第２の金属配線１１４の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
【０１２３】第４の実施形態によると、第１及び第２の
レジストパターン４０７、４０９を酸素プラズマを用い
るアッシングにより除去する際に、パターン化された第
２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａ及び第１の低誘電率ＳＯ
Ｇ膜４０３にダメージ層４１０が形成されてしまうが、
該ダメージ層４１０はコンタクトホール４１１及び配線
溝４１２を形成する際に除去される。
レジストパターン４０７、４０９を酸素プラズマを用い
るアッシングにより除去する際に、パターン化された第
２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａ及び第１の低誘電率ＳＯ
Ｇ膜４０３にダメージ層４１０が形成されてしまうが、
該ダメージ層４１０はコンタクトホール４１１及び配線
溝４１２を形成する際に除去される。
【０１２４】従って、第１及び第２の低誘電率ＳＯＧ膜
４０３、４０５としては、酸素プラズマによって劣化す
る材料を使用することが可能である。例えば、ＨＳＱ膜
は、酸素プラズマに曝されると、Ｓｉ−Ｈ結合が酸化さ
れてしまうため、含有水分量の増加及び比誘電率の増加
が起こって、素子の信頼性及び性能の劣化が引き起こさ
れるが、第４の実施形態によると、コンタクトホール４
１１が形成された後のパターン化された第１の低誘電率
ＳＯＧ膜４０３Ａ、及び配線溝４１２が形成された後の
パターン化された第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａは酸
素プラズマの影響を受けていないので、層間絶縁膜とし
てＨＳＱ膜を用いても、素子の信頼性及び性能の劣化を
回避することができる。 （第５の実施形態）以下、本発明の第５の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図２１（ａ）〜
（ｃ）、図２２（ａ）〜（ｃ）、図２３（ａ）〜（ｄ）
を参照しながら説明する。
４０３、４０５としては、酸素プラズマによって劣化す
る材料を使用することが可能である。例えば、ＨＳＱ膜
は、酸素プラズマに曝されると、Ｓｉ−Ｈ結合が酸化さ
れてしまうため、含有水分量の増加及び比誘電率の増加
が起こって、素子の信頼性及び性能の劣化が引き起こさ
れるが、第４の実施形態によると、コンタクトホール４
１１が形成された後のパターン化された第１の低誘電率
ＳＯＧ膜４０３Ａ、及び配線溝４１２が形成された後の
パターン化された第２の低誘電率ＳＯＧ膜４０５Ａは酸
素プラズマの影響を受けていないので、層間絶縁膜とし
てＨＳＱ膜を用いても、素子の信頼性及び性能の劣化を
回避することができる。 （第５の実施形態）以下、本発明の第５の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図２１（ａ）〜
（ｃ）、図２２（ａ）〜（ｃ）、図２３（ａ）〜（ｄ）
を参照しながら説明する。
【０１２５】まず、図２１（ａ）に示すように、半導体
基板５００上に形成された第１の金属配線５０１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線５０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜５０２を形成した後、該シリコン窒化膜５
０２の上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有
機成分を主成分とする第１の有機膜５０３（第１の絶縁
膜）を堆積する。次に、第１の有機膜５０３の上に例え
ば１００ｎｍの膜厚を有する第１のシリコン酸化膜５０
４（第２の絶縁膜）を堆積した後、該第１のシリコン酸
化膜５０４の上に、例えば３００ｎｍの膜厚を有すると
共に有機成分を主成分とする第２の有機膜５０５（第３
の絶縁膜）を堆積する。次に、第２の有機膜５０５の上
に例えば２００ｎｍの膜厚を有する第２のシリコン酸化
膜５０６（第４の絶縁膜）を堆積した後、該第２のシリ
コン酸化膜５０６の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する
窒化チタン膜５０７（薄膜）を堆積する。
基板５００上に形成された第１の金属配線５０１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線５０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜５０２を形成した後、該シリコン窒化膜５
０２の上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有
機成分を主成分とする第１の有機膜５０３（第１の絶縁
膜）を堆積する。次に、第１の有機膜５０３の上に例え
ば１００ｎｍの膜厚を有する第１のシリコン酸化膜５０
４（第２の絶縁膜）を堆積した後、該第１のシリコン酸
化膜５０４の上に、例えば３００ｎｍの膜厚を有すると
共に有機成分を主成分とする第２の有機膜５０５（第３
の絶縁膜）を堆積する。次に、第２の有機膜５０５の上
に例えば２００ｎｍの膜厚を有する第２のシリコン酸化
膜５０６（第４の絶縁膜）を堆積した後、該第２のシリ
コン酸化膜５０６の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する
窒化チタン膜５０７（薄膜）を堆積する。
【０１２６】第１及び第２の有機膜５０３、５０５の堆
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜５０３、５０５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができ、具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン、酸素含有ポリテトラ
フルオロエチレン、フッ素化ポリイミド又はポリアリル
エーテル等を用いることができる。
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜５０３、５０５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができ、具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン、酸素含有ポリテトラ
フルオロエチレン、フッ素化ポリイミド又はポリアリル
エーテル等を用いることができる。
【０１２７】第１及び第２のシリコン酸化膜５０４、５
０６の堆積方法についても、特に限定されないが、例え
ばプラズマＣＶＤ法が挙げられる。
０６の堆積方法についても、特に限定されないが、例え
ばプラズマＣＶＤ法が挙げられる。
【０１２８】尚、窒化チタン膜５０７に代えて、第１及
び第２の有機膜５０３、５０５並びに第１及び第２のシ
リコン酸化膜５０４、５０６に対して高いエッチング選
択性を有する、つまりエッチング速度が十分に遅い薄
膜、例えばシリコン窒化膜を用いることができる。
び第２の有機膜５０３、５０５並びに第１及び第２のシ
リコン酸化膜５０４、５０６に対して高いエッチング選
択性を有する、つまりエッチング速度が十分に遅い薄
膜、例えばシリコン窒化膜を用いることができる。
【０１２９】次に、図２１（ｂ）に示すように、窒化チ
タン膜５０７の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン５０８を形
成した後、該第１のレジストパターン５０８をマスクと
して窒化チタン膜５０７に対してドライエッチングを行
なって、図２１（ｃ）に示すように、配線溝形成用開口
部を有する窒化チタン膜５０７からなるマスクパターン
５０９を形成する。
タン膜５０７の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン５０８を形
成した後、該第１のレジストパターン５０８をマスクと
して窒化チタン膜５０７に対してドライエッチングを行
なって、図２１（ｃ）に示すように、配線溝形成用開口
部を有する窒化チタン膜５０７からなるマスクパターン
５０９を形成する。
【０１３０】次に、図２２（ａ）に示すように、第１の
レジストパターン５０８を例えば酸素プラズマにより除
去する。この場合、有機成分を主成分とする第２の有機
膜５０５の上には第２のシリコン酸化膜５０６が存在し
ているため、第１のレジストパターン５０８を酸素プラ
ズマを用いるアッシングにより除去しても、第２の有機
膜５０５に膜質の劣化は引き起こされない。
レジストパターン５０８を例えば酸素プラズマにより除
去する。この場合、有機成分を主成分とする第２の有機
膜５０５の上には第２のシリコン酸化膜５０６が存在し
ているため、第１のレジストパターン５０８を酸素プラ
ズマを用いるアッシングにより除去しても、第２の有機
膜５０５に膜質の劣化は引き起こされない。
【０１３１】次に、図２２（ｂ）に示すように、マスク
パターン５０９の上に、リソグラフィ工程によりコンタ
クトホール形成用開口部を有する第２のレジストパター
ン５１０を形成した後、該第２のレジストパターン５１
０及びマスクパターン５０９をマスクとして第２のシリ
コン酸化膜５０６に対してドライエッチングを行なっ
て、図２２（ｃ）に示すように、コンタクトホール形成
用開口部を有するパターン化された第２のシリコン酸化
膜５０６Ａを形成する。
パターン５０９の上に、リソグラフィ工程によりコンタ
クトホール形成用開口部を有する第２のレジストパター
ン５１０を形成した後、該第２のレジストパターン５１
０及びマスクパターン５０９をマスクとして第２のシリ
コン酸化膜５０６に対してドライエッチングを行なっ
て、図２２（ｃ）に示すように、コンタクトホール形成
用開口部を有するパターン化された第２のシリコン酸化
膜５０６Ａを形成する。
【０１３２】次に、パターン化された第２のシリコン酸
化膜５０６Ａをマスクとして第２の有機膜５０５に対し
てドライエッチングを行なって、図２３（ａ）に示すよ
うに、コンタクトホール形成用開口部を有するパターン
化された第２の有機膜５０５Ａを形成する。この場合、
第２の有機膜５０５と第２のレジストパターン５１０と
は共に有機成分を主成分としているため、第２の有機膜
５０５に対するエッチングレートと、第２のレジストパ
ターン５１０に対するエッチングレートとはほぼ等しい
ので、第２の有機膜５０５に対するドライエッチング工
程において第２のレジストパターン５１０は除去され
る。パターン化された第２のシリコン酸化膜５０６Ａ
は、第２のレジストパターン５１０に対するドライエッ
チング工程においてエッチングストッパーとして機能す
る。
化膜５０６Ａをマスクとして第２の有機膜５０５に対し
てドライエッチングを行なって、図２３（ａ）に示すよ
うに、コンタクトホール形成用開口部を有するパターン
化された第２の有機膜５０５Ａを形成する。この場合、
第２の有機膜５０５と第２のレジストパターン５１０と
は共に有機成分を主成分としているため、第２の有機膜
５０５に対するエッチングレートと、第２のレジストパ
ターン５１０に対するエッチングレートとはほぼ等しい
ので、第２の有機膜５０５に対するドライエッチング工
程において第２のレジストパターン５１０は除去され
る。パターン化された第２のシリコン酸化膜５０６Ａ
は、第２のレジストパターン５１０に対するドライエッ
チング工程においてエッチングストッパーとして機能す
る。
【０１３３】尚、第２の有機膜５０５に対するドライエ
ッチング工程において、第２のレジストパターン５１０
が残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２
のレジストパターン５１０は、後に行なわれる第１の有
機膜５０３に対するドライエッチング工程（図２３
（ｃ）を参照）において除去されるからである。
ッチング工程において、第２のレジストパターン５１０
が残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２
のレジストパターン５１０は、後に行なわれる第１の有
機膜５０３に対するドライエッチング工程（図２３
（ｃ）を参照）において除去されるからである。
【０１３４】次に、マスクパターン５０９をマスクとし
てパターン化された第２のシリコン酸化膜５０６Ａに対
してドライエッチングを行なうと共に、パターン化され
た第２の有機膜５０５Ａをマスクとして第１のシリコン
酸化膜５０４に対してドライエッチングを行なって、図
２３（ｂ）に示すように、配線溝形成用開口部を有する
パターン化された第２のシリコン酸化膜５０６Ｂを形成
すると共に、コンタクトホール形成用開口部を有するパ
ターン化された第１のシリコン酸化膜５０４Ａを形成す
る。
てパターン化された第２のシリコン酸化膜５０６Ａに対
してドライエッチングを行なうと共に、パターン化され
た第２の有機膜５０５Ａをマスクとして第１のシリコン
酸化膜５０４に対してドライエッチングを行なって、図
２３（ｂ）に示すように、配線溝形成用開口部を有する
パターン化された第２のシリコン酸化膜５０６Ｂを形成
すると共に、コンタクトホール形成用開口部を有するパ
ターン化された第１のシリコン酸化膜５０４Ａを形成す
る。
【０１３５】次に、マスクパターン５０９をマスクとし
てパターン化された第２の有機膜５０５Ａに対してドラ
イエッチングを行なうと共に、パターン化された第１の
シリコン酸化膜５０４Ａをマスクとして第１の有機膜５
０３に対してドライエッチングを行なって、図２３
（ｃ）に示すように、配線溝５１１を有するパターン化
された第２の有機膜５０５Ｂを形成すると共に、コンタ
クトホール５１２を有するパターン化された第１の有機
膜５０３Ａを形成する。
てパターン化された第２の有機膜５０５Ａに対してドラ
イエッチングを行なうと共に、パターン化された第１の
シリコン酸化膜５０４Ａをマスクとして第１の有機膜５
０３に対してドライエッチングを行なって、図２３
（ｃ）に示すように、配線溝５１１を有するパターン化
された第２の有機膜５０５Ｂを形成すると共に、コンタ
クトホール５１２を有するパターン化された第１の有機
膜５０３Ａを形成する。
【０１３６】次に、パターン化された第１のシリコン酸
化膜５０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜５０２に対
してドライエッチングを行なって、パターン化されたシ
リコン窒化膜５０２Ａ（図２３（ｄ）を参照）を形成す
ると共に、第１の金属配線５０１をコンタクトホール５
１２に露出させる。次に、図示は省略しているが、第１
の実施形態と同様、コンタクトホール５１２及び配線溝
５１１の壁面に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタ
ンからなる密着層を堆積した後、コンタクトホール５１
２及び配線溝５１１が埋まるように全面に亘って金属膜
を堆積する。金属膜の組成は特に限定されず、銅、アル
ミニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン
又はこれらの合金等を用いることができると共に、金属
膜の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ法又
はスパッタ法等を用いることができる。次に、パターン
化された第２のシリコン酸化膜５０６Ｂの上に堆積され
ている、密着層、金属膜及びマスクパターン５０９を例
えばＣＭＰ法により除去して、図２３（ｄ）に示すよう
に、第２の金属配線５１３、及び第１の金属配線５０１
と第２の金属配線５１３とを接続するコンタクト５１４
を形成する。
化膜５０４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜５０２に対
してドライエッチングを行なって、パターン化されたシ
リコン窒化膜５０２Ａ（図２３（ｄ）を参照）を形成す
ると共に、第１の金属配線５０１をコンタクトホール５
１２に露出させる。次に、図示は省略しているが、第１
の実施形態と同様、コンタクトホール５１２及び配線溝
５１１の壁面に例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタ
ンからなる密着層を堆積した後、コンタクトホール５１
２及び配線溝５１１が埋まるように全面に亘って金属膜
を堆積する。金属膜の組成は特に限定されず、銅、アル
ミニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、タングステン
又はこれらの合金等を用いることができると共に、金属
膜の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ法又
はスパッタ法等を用いることができる。次に、パターン
化された第２のシリコン酸化膜５０６Ｂの上に堆積され
ている、密着層、金属膜及びマスクパターン５０９を例
えばＣＭＰ法により除去して、図２３（ｄ）に示すよう
に、第２の金属配線５１３、及び第１の金属配線５０１
と第２の金属配線５１３とを接続するコンタクト５１４
を形成する。
【０１３７】尚、第２の金属配線５１３の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
【０１３８】第５の実施形態によると、第１のレジスト
パターン５０８を例えば酸素プラズマにより除去する際
には、酸素プラズマによるダメージを受けやすい第２の
有機膜５０５の上には第２のシリコン酸化膜５０６が存
在しているため、第２の有機膜５０５に膜質の劣化が引
き起こされない。
パターン５０８を例えば酸素プラズマにより除去する際
には、酸素プラズマによるダメージを受けやすい第２の
有機膜５０５の上には第２のシリコン酸化膜５０６が存
在しているため、第２の有機膜５０５に膜質の劣化が引
き起こされない。
【０１３９】また、第２の有機膜５０５に対するドライ
エッチング工程においては、第１のシリコン酸化膜５０
４がエッチングストッパーとして機能するので、第１の
有機膜５０３が膜質の劣化を起こす事態を防止できる。 （第５の実施形態の変形例）以下、本発明の第５の実施
形態の変形例に係る配線構造体の形成方法について、図
２４（ａ）〜（ｃ）、図２５（ａ）〜（ｃ）、図２６
（ａ）〜（ｄ）、図２７（ａ）、（ｂ）、図２８
（ａ）、（ｂ）及び図２９（ａ）、（ｂ）を参照しなが
ら説明する。
エッチング工程においては、第１のシリコン酸化膜５０
４がエッチングストッパーとして機能するので、第１の
有機膜５０３が膜質の劣化を起こす事態を防止できる。 （第５の実施形態の変形例）以下、本発明の第５の実施
形態の変形例に係る配線構造体の形成方法について、図
２４（ａ）〜（ｃ）、図２５（ａ）〜（ｃ）、図２６
（ａ）〜（ｄ）、図２７（ａ）、（ｂ）、図２８
（ａ）、（ｂ）及び図２９（ａ）、（ｂ）を参照しなが
ら説明する。
【０１４０】まず、図２４（ａ）に示すように、半導体
基板５５０上に形成された第１の金属配線５５１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線５５１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜５５２を形成した後、該シリコン窒化膜５
５２の上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有
機成分を主成分とする第１の有機膜５５３（第１の絶縁
膜）を堆積する。次に、第１の有機膜５５３の上に例え
ば１００ｎｍの膜厚を有する第１のシリコン酸化膜５５
４（第２の絶縁膜）を堆積した後、該第１のシリコン酸
化膜５５４の上に、例えば３００ｎｍの膜厚を有すると
共に有機成分を主成分とする第２の有機膜５５５（第３
の絶縁膜）を堆積する。次に、第２の有機膜５５５の上
に例えば２００ｎｍの膜厚を有する第２のシリコン酸化
膜５５６（第４の絶縁膜）を堆積した後、該第２のシリ
コン酸化膜５５６の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する
窒化チタン膜５５７を堆積する。
基板５５０上に形成された第１の金属配線５５１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線５５１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜５５２を形成した後、該シリコン窒化膜５
５２の上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有
機成分を主成分とする第１の有機膜５５３（第１の絶縁
膜）を堆積する。次に、第１の有機膜５５３の上に例え
ば１００ｎｍの膜厚を有する第１のシリコン酸化膜５５
４（第２の絶縁膜）を堆積した後、該第１のシリコン酸
化膜５５４の上に、例えば３００ｎｍの膜厚を有すると
共に有機成分を主成分とする第２の有機膜５５５（第３
の絶縁膜）を堆積する。次に、第２の有機膜５５５の上
に例えば２００ｎｍの膜厚を有する第２のシリコン酸化
膜５５６（第４の絶縁膜）を堆積した後、該第２のシリ
コン酸化膜５５６の上に例えば５０ｎｍの膜厚を有する
窒化チタン膜５５７を堆積する。
【０１４１】第１及び第２の有機膜５５３、５５５並び
に第１及び第２のシリコン酸化膜５５４、５５６の堆積
方法については、第５の実施形態と同様であると共に、
窒化チタン膜５５７に代えて、第１及び第２の有機膜５
５３、５５５並びに第１及び第２のシリコン酸化膜５５
４、５５６に対して高いエッチング選択性を有する薄膜
を用いることができる。
に第１及び第２のシリコン酸化膜５５４、５５６の堆積
方法については、第５の実施形態と同様であると共に、
窒化チタン膜５５７に代えて、第１及び第２の有機膜５
５３、５５５並びに第１及び第２のシリコン酸化膜５５
４、５５６に対して高いエッチング選択性を有する薄膜
を用いることができる。
【０１４２】次に、図２４（ｂ）に示すように、窒化チ
タン膜５５７の上に、配線溝形成用開口部を有する第１
のレジストパターン５５８を形成した後、該第１のレジ
ストパターン５５８をマスクとして窒化チタン膜５５７
に対してドライエッチングを行なって、図２４（ｃ）に
示すように、配線溝形成用開口部を有する窒化チタン膜
５５７からなるマスクパターン５５９を形成する。
タン膜５５７の上に、配線溝形成用開口部を有する第１
のレジストパターン５５８を形成した後、該第１のレジ
ストパターン５５８をマスクとして窒化チタン膜５５７
に対してドライエッチングを行なって、図２４（ｃ）に
示すように、配線溝形成用開口部を有する窒化チタン膜
５５７からなるマスクパターン５５９を形成する。
【０１４３】次に、図２５（ａ）及び図２７（ａ）に示
すように、第１のレジストパターン５５８を除去した
後、図２５（ｂ）に示すように、マスクパターン５５９
の上に、コンタクトホール形成用開口部を有する第２の
レジストパターン５６０を形成する。この場合、第５の
実施形態の変形例の特徴として、第２のレジストパター
ン５６０のコンタクトホール形成用開口部の大きさとし
ては、第２の金属配線を形成するための配線溝に対して
垂直な方向及び平行な方向に、コンタクトホールの設計
寸法よりも拡大しておく。このようにする理由について
は後述する。
すように、第１のレジストパターン５５８を除去した
後、図２５（ｂ）に示すように、マスクパターン５５９
の上に、コンタクトホール形成用開口部を有する第２の
レジストパターン５６０を形成する。この場合、第５の
実施形態の変形例の特徴として、第２のレジストパター
ン５６０のコンタクトホール形成用開口部の大きさとし
ては、第２の金属配線を形成するための配線溝に対して
垂直な方向及び平行な方向に、コンタクトホールの設計
寸法よりも拡大しておく。このようにする理由について
は後述する。
【０１４４】次に、第２のレジストパターン５６０及び
マスクパターン５５９をマスクとして第２のシリコン酸
化膜５５６に対してドライエッチングを行なって、図２
５（ｃ）及び図２７（ｂ）に示すように、コンタクトホ
ール形成用開口部を有するパターン化された第２のシリ
コン酸化膜５５６Ａを形成する。
マスクパターン５５９をマスクとして第２のシリコン酸
化膜５５６に対してドライエッチングを行なって、図２
５（ｃ）及び図２７（ｂ）に示すように、コンタクトホ
ール形成用開口部を有するパターン化された第２のシリ
コン酸化膜５５６Ａを形成する。
【０１４５】前述したように、第２のレジストパターン
５６０のコンタクトホール形成用開口部の大きさは、第
２の金属配線を形成するための配線溝に対して垂直及び
平行な方向に設計寸法よりも拡大されているため、第２
のレジストパターン５６０のコンタクトホール形成用開
口部がマスクパターン５５９の配線形成用開口部に対し
て位置ずれをしても、パターン化された第２のシリコン
酸化膜５５６Ａに形成されるコンタクトホール形成用開
口部は、第２のレジストパターン５６０のコンタクトホ
ール形成用開口部とマスクパターン５５９の配線形成用
開口部との重なり領域に形成されるので、パターン化さ
れた第２のシリコン酸化膜５５６Ａのコンタクトホール
形成用開口部は、自己整合的にマスクパターン５５９の
配線形成用開口部の領域に形成される。
５６０のコンタクトホール形成用開口部の大きさは、第
２の金属配線を形成するための配線溝に対して垂直及び
平行な方向に設計寸法よりも拡大されているため、第２
のレジストパターン５６０のコンタクトホール形成用開
口部がマスクパターン５５９の配線形成用開口部に対し
て位置ずれをしても、パターン化された第２のシリコン
酸化膜５５６Ａに形成されるコンタクトホール形成用開
口部は、第２のレジストパターン５６０のコンタクトホ
ール形成用開口部とマスクパターン５５９の配線形成用
開口部との重なり領域に形成されるので、パターン化さ
れた第２のシリコン酸化膜５５６Ａのコンタクトホール
形成用開口部は、自己整合的にマスクパターン５５９の
配線形成用開口部の領域に形成される。
【０１４６】また、第２のレジストパターン５６０のコ
ンタクトホール形成用開口部の大きさが、第２の金属配
線を形成するための配線溝に対して平行な方向に拡大し
ているため、後に形成されるコンタクト５６４と第２の
金属配線５６３（図２６（ｄ）を参照）との接続面積が
拡大するので、コンタクト５６４は第１の金属配線５５
１と第２の金属配線５６３とを確実に接続することがで
きる。
ンタクトホール形成用開口部の大きさが、第２の金属配
線を形成するための配線溝に対して平行な方向に拡大し
ているため、後に形成されるコンタクト５６４と第２の
金属配線５６３（図２６（ｄ）を参照）との接続面積が
拡大するので、コンタクト５６４は第１の金属配線５５
１と第２の金属配線５６３とを確実に接続することがで
きる。
【０１４７】次に、パターン化された第２のシリコン酸
化膜５５６Ａをマスクとして第２の有機膜５５５に対し
てドライエッチングを行なって、図２６（ａ）及び図２
８（ａ）に示すように、コンタクトホール形成用開口部
を有するパターン化された第２の有機膜５５５Ａを形成
する。この場合、第２の有機膜５５５と第２のレジスト
パターン５６０とは共に有機成分を主成分としているた
め、第２の有機膜５５５に対するエッチングレートと、
第２のレジストパターン５６０に対するエッチングレー
トとはほぼ等しいので、第２の有機膜５５５に対するド
ライエッチング工程において第２のレジストパターン５
６０は除去される。尚、第２の有機膜５５５に対するエ
ッチング工程において、第２のレジストパターン５６０
が残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２
のレジストパターン５６０は、後に行なわれる第１の有
機膜５５３に対するエッチング工程（図２６（ｃ）を参
照）において除去されるからである。
化膜５５６Ａをマスクとして第２の有機膜５５５に対し
てドライエッチングを行なって、図２６（ａ）及び図２
８（ａ）に示すように、コンタクトホール形成用開口部
を有するパターン化された第２の有機膜５５５Ａを形成
する。この場合、第２の有機膜５５５と第２のレジスト
パターン５６０とは共に有機成分を主成分としているた
め、第２の有機膜５５５に対するエッチングレートと、
第２のレジストパターン５６０に対するエッチングレー
トとはほぼ等しいので、第２の有機膜５５５に対するド
ライエッチング工程において第２のレジストパターン５
６０は除去される。尚、第２の有機膜５５５に対するエ
ッチング工程において、第２のレジストパターン５６０
が残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２
のレジストパターン５６０は、後に行なわれる第１の有
機膜５５３に対するエッチング工程（図２６（ｃ）を参
照）において除去されるからである。
【０１４８】次に、マスクパターン５５９をマスクとし
てパターン化された第２のシリコン酸化膜５５６Ａに対
してドライエッチングを行なうと共に、パターン化され
た第２の有機膜５５５Ａをマスクとして第１のシリコン
酸化膜５５４に対してドライエッチングを行なって、図
２６（ｂ）及び図２８（ｂ）に示すように、配線溝を有
するパターン化された第２のシリコン酸化膜５５６Ｂを
形成すると共に、コンタクトホール形成用開口部を有す
るパターン化された第１のシリコン酸化膜５５４Ａを形
成する。
てパターン化された第２のシリコン酸化膜５５６Ａに対
してドライエッチングを行なうと共に、パターン化され
た第２の有機膜５５５Ａをマスクとして第１のシリコン
酸化膜５５４に対してドライエッチングを行なって、図
２６（ｂ）及び図２８（ｂ）に示すように、配線溝を有
するパターン化された第２のシリコン酸化膜５５６Ｂを
形成すると共に、コンタクトホール形成用開口部を有す
るパターン化された第１のシリコン酸化膜５５４Ａを形
成する。
【０１４９】次に、マスクパターン５５９及びパターン
化された第２のシリコン酸化膜５５６Ｂをマスクとして
パターン化された第２の有機膜５５５Ａに対してドライ
エッチングを行なうと共に、パターン化された第１のシ
リコン酸化膜５５４Ａをマスクとして第１の有機膜５５
３に対してドライエッチングを行なって、図２６（ｃ）
及び図２９（ａ）に示すように、配線溝５６１を有する
パターン化された第２の有機膜５５５Ｂを形成すると共
に、コンタクトホール５６２を有するパターン化された
第１の有機膜５５３Ａを形成する。
化された第２のシリコン酸化膜５５６Ｂをマスクとして
パターン化された第２の有機膜５５５Ａに対してドライ
エッチングを行なうと共に、パターン化された第１のシ
リコン酸化膜５５４Ａをマスクとして第１の有機膜５５
３に対してドライエッチングを行なって、図２６（ｃ）
及び図２９（ａ）に示すように、配線溝５６１を有する
パターン化された第２の有機膜５５５Ｂを形成すると共
に、コンタクトホール５６２を有するパターン化された
第１の有機膜５５３Ａを形成する。
【０１５０】次に、パターン化された第１のシリコン酸
化膜５５４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜５５２に対
してドライエッチングを行なって、コンタクトホールを
有するパターン化されたシリコン窒化膜５５２Ａ（図２
６（ｄ）を参照）を形成すると共に、第１の金属配線５
５１をコンタクトホール５６２に露出させる。次に、図
示は省略しているが、第１の実施形態と同様、コンタク
トホール５６２及び配線溝５６１の壁面に例えば５０ｎ
ｍの膜厚を有する窒化チタンからなる密着層を堆積した
後、コンタクトホール５６２及び配線溝５６１が埋まる
ように全面に亘って金属膜を堆積し、その後、パターン
化された第２のシリコン酸化膜５５６Ｂの上に堆積され
ている、密着層、金属膜及びマスクパターン５５９を例
えばＣＭＰ法により除去して、図２６（ｄ）及び図２９
（ｂ）に示すように、第２の金属配線５６３、及び第１
の金属配線５５１と第２の金属配線５６３とを接続する
コンタクト５６４を形成する。
化膜５５４Ａをマスクとしてシリコン窒化膜５５２に対
してドライエッチングを行なって、コンタクトホールを
有するパターン化されたシリコン窒化膜５５２Ａ（図２
６（ｄ）を参照）を形成すると共に、第１の金属配線５
５１をコンタクトホール５６２に露出させる。次に、図
示は省略しているが、第１の実施形態と同様、コンタク
トホール５６２及び配線溝５６１の壁面に例えば５０ｎ
ｍの膜厚を有する窒化チタンからなる密着層を堆積した
後、コンタクトホール５６２及び配線溝５６１が埋まる
ように全面に亘って金属膜を堆積し、その後、パターン
化された第２のシリコン酸化膜５５６Ｂの上に堆積され
ている、密着層、金属膜及びマスクパターン５５９を例
えばＣＭＰ法により除去して、図２６（ｄ）及び図２９
（ｂ）に示すように、第２の金属配線５６３、及び第１
の金属配線５５１と第２の金属配線５６３とを接続する
コンタクト５６４を形成する。
【０１５１】尚、第２の金属配線５６３の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
【０１５２】第５の実施形態の変形例によると、第２の
レジストパターン５６０のコンタクトホール形成用開口
部の大きさは、第２の金属配線を形成するための配線溝
に対して垂直及び平行な方向に設計寸法よりも拡大され
ているため、第２のレジストパターン５６０のコンタク
トホール形成用開口部がマスクパターン５５９の配線形
成用開口部に対して位置ずれをしても、パターン化され
た第２のシリコン酸化膜５５６Ａに形成されるコンタク
トホール形成用開口部は、第２のレジストパターン５６
０のコンタクトホール形成用開口部とマスクパターン５
５９の配線形成用開口部との重なり領域に形成されるの
で、パターン化された第２のシリコン酸化膜５５６Ａの
コンタクトホール形成用開口部は、自己整合的にマスク
パターン５５９の配線形成用開口部の領域に形成され
る。従って、コンタクト５６４と第２の金属配線５６３
との接合を確実に確保することができる。
レジストパターン５６０のコンタクトホール形成用開口
部の大きさは、第２の金属配線を形成するための配線溝
に対して垂直及び平行な方向に設計寸法よりも拡大され
ているため、第２のレジストパターン５６０のコンタク
トホール形成用開口部がマスクパターン５５９の配線形
成用開口部に対して位置ずれをしても、パターン化され
た第２のシリコン酸化膜５５６Ａに形成されるコンタク
トホール形成用開口部は、第２のレジストパターン５６
０のコンタクトホール形成用開口部とマスクパターン５
５９の配線形成用開口部との重なり領域に形成されるの
で、パターン化された第２のシリコン酸化膜５５６Ａの
コンタクトホール形成用開口部は、自己整合的にマスク
パターン５５９の配線形成用開口部の領域に形成され
る。従って、コンタクト５６４と第２の金属配線５６３
との接合を確実に確保することができる。
【０１５３】また、第２のレジストパターン５６０のコ
ンタクトホール形成用開口部の大きさが、第２の金属配
線を形成するための配線溝に対して平行な方向に拡大し
ているため、コンタクト５６４と第２の金属配線５６３
との接続面積が拡大するので、コンタクト５６４は第１
の金属配線５５１と第２の金属配線５６３とを確実に接
続することができる。
ンタクトホール形成用開口部の大きさが、第２の金属配
線を形成するための配線溝に対して平行な方向に拡大し
ているため、コンタクト５６４と第２の金属配線５６３
との接続面積が拡大するので、コンタクト５６４は第１
の金属配線５５１と第２の金属配線５６３とを確実に接
続することができる。
【０１５４】図３６は、第５の実施形態の変形例に係る
マスクパターン５５９の配線形成用開口部と第２のレジ
ストパターン５６０のコンタクトホール形成用開口部と
の関係を示しており、図３６から分かるように、第２の
レジストパターン５６０のコンタクトホール形成用開口
部は設計寸法よりも拡大している。
マスクパターン５５９の配線形成用開口部と第２のレジ
ストパターン５６０のコンタクトホール形成用開口部と
の関係を示しており、図３６から分かるように、第２の
レジストパターン５６０のコンタクトホール形成用開口
部は設計寸法よりも拡大している。
【０１５５】図３７（ａ）は第５の実施形態の変形例に
おける、マスクパターンと第２のレジストパターンとの
位置関係及び第１の金属配線とコンタクトとの位置関係
を示し、図面の上部はマスクパターン５５９の配線形成
用開口部と第２のレジストパターン５６０のコンタクト
ホール形成用開口部との位置関係を示し、図面の中央部
はＡ−Ａ線の断面状態を示し、図面の下部は第１の金属
配線５５１とコンタクト５６４との位置関係を示してい
る。図３７（ｂ）は第５の実施形態における、マスクパ
ターンと第２のレジストパターンとの位置関係及び第１
の金属配線とコンタクトとの位置関係を示し、図面の上
部はマスクパターン５０９の配線形成用開口部と第２の
レジストパターン５１０のコンタクトホール形成用開口
部との位置関係を示し、図面の中央部はＢ−Ｂ線の断面
状態を示し、図面の下部は第１の金属配線５０１とコン
タクト５１４との位置関係を示している。
おける、マスクパターンと第２のレジストパターンとの
位置関係及び第１の金属配線とコンタクトとの位置関係
を示し、図面の上部はマスクパターン５５９の配線形成
用開口部と第２のレジストパターン５６０のコンタクト
ホール形成用開口部との位置関係を示し、図面の中央部
はＡ−Ａ線の断面状態を示し、図面の下部は第１の金属
配線５５１とコンタクト５６４との位置関係を示してい
る。図３７（ｂ）は第５の実施形態における、マスクパ
ターンと第２のレジストパターンとの位置関係及び第１
の金属配線とコンタクトとの位置関係を示し、図面の上
部はマスクパターン５０９の配線形成用開口部と第２の
レジストパターン５１０のコンタクトホール形成用開口
部との位置関係を示し、図面の中央部はＢ−Ｂ線の断面
状態を示し、図面の下部は第１の金属配線５０１とコン
タクト５１４との位置関係を示している。
【０１５６】第５の実施形態のように、第２のレジスト
パターン５１０のコンタクトホール形成用開口部の大き
さを設計寸法通りに設定すると、図３７（ｂ）から分か
るように、第２のレジストパターン５１０のコンタクト
ホール形成用開口部がマスクパターン５０９の配線形成
用開口部に対して位置ずれしたときには、コンタクト５
１４と第１の金属配線５０１との接続部（斜線で示す領
域）の面積は大きく低減してしまう。これに対して、第
５の実施形態の変形例のように、第２のレジストパター
ン５６０のコンタクトホール形成用開口部の大きさを設
計寸法よりも拡大しておくと、図３７（ａ）から分かる
ように、第２のレジストパターン５６０のコンタクトホ
ール形成用開口部がマスクパターン５５９の配線形成用
開口部に対して位置ずれしても、コンタクト５６４と第
１の金属配線５５１との接続部（斜線で示す領域）の面
積は余り低減しない。 （第６の実施形態）以下、本発明の第６の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図３０（ａ）〜
（ｃ）、図３１（ａ）〜（ｃ）、図３２（ａ）〜（ｃ）
を参照しながら説明する。
パターン５１０のコンタクトホール形成用開口部の大き
さを設計寸法通りに設定すると、図３７（ｂ）から分か
るように、第２のレジストパターン５１０のコンタクト
ホール形成用開口部がマスクパターン５０９の配線形成
用開口部に対して位置ずれしたときには、コンタクト５
１４と第１の金属配線５０１との接続部（斜線で示す領
域）の面積は大きく低減してしまう。これに対して、第
５の実施形態の変形例のように、第２のレジストパター
ン５６０のコンタクトホール形成用開口部の大きさを設
計寸法よりも拡大しておくと、図３７（ａ）から分かる
ように、第２のレジストパターン５６０のコンタクトホ
ール形成用開口部がマスクパターン５５９の配線形成用
開口部に対して位置ずれしても、コンタクト５６４と第
１の金属配線５５１との接続部（斜線で示す領域）の面
積は余り低減しない。 （第６の実施形態）以下、本発明の第６の実施形態に係
る配線構造体の形成方法について、図３０（ａ）〜
（ｃ）、図３１（ａ）〜（ｃ）、図３２（ａ）〜（ｃ）
を参照しながら説明する。
【０１５７】まず、図３０（ａ）に示すように、半導体
基板６００上に形成された第１の金属配線６０１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線６０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜６０２を形成した後、該シリコン窒化膜６
０２の上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有
機成分を主成分とする第１の有機膜６０３（第１の絶縁
膜）を堆積する。次に、第１の有機膜６０３の上に例え
ば１００ｎｍの膜厚を有するシリコン酸化膜６０４（第
２の絶縁膜）を堆積した後、該シリコン酸化膜６０４の
上に、例えば３００ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分
を主成分とする第２の有機膜６０５（第３の絶縁膜）を
堆積する。次に、第２の有機膜６０５の上に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜６０６（薄膜）を堆積
する。
基板６００上に形成された第１の金属配線６０１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線６０１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜６０２を形成した後、該シリコン窒化膜６
０２の上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有
機成分を主成分とする第１の有機膜６０３（第１の絶縁
膜）を堆積する。次に、第１の有機膜６０３の上に例え
ば１００ｎｍの膜厚を有するシリコン酸化膜６０４（第
２の絶縁膜）を堆積した後、該シリコン酸化膜６０４の
上に、例えば３００ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分
を主成分とする第２の有機膜６０５（第３の絶縁膜）を
堆積する。次に、第２の有機膜６０５の上に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜６０６（薄膜）を堆積
する。
【０１５８】第１及び第２の有機膜６０３、６０５の堆
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜６０３、６０５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができ、具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン、酸素含有ポリテトラ
フルオロエチレン、フッ素化ポリイミド又はポリアリル
エーテル等を用いることができる。
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜６０３、６０５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができ、具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン、酸素含有ポリテトラ
フルオロエチレン、フッ素化ポリイミド又はポリアリル
エーテル等を用いることができる。
【０１５９】シリコン酸化膜６０４の堆積方法について
も、特に限定されないが、例えばプラズマＣＶＤ法が挙
げられる。
も、特に限定されないが、例えばプラズマＣＶＤ法が挙
げられる。
【０１６０】尚、窒化チタン膜６０６に代えて、第１及
び第２の有機膜６０３、６０５並びにシリコン酸化膜６
０４に対して高いエッチング選択性を有する、つまりエ
ッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコン窒化膜
を用いることができる。
び第２の有機膜６０３、６０５並びにシリコン酸化膜６
０４に対して高いエッチング選択性を有する、つまりエ
ッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコン窒化膜
を用いることができる。
【０１６１】次に、図３０（ｂ）に示すように、窒化チ
タン膜６０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン６０７を形
成した後、該第１のレジストパターン６０７をマスクと
して窒化チタン膜６０６に対してドライエッチングを行
なって、図３０（ｃ）に示すように、配線溝形成用開口
部を有する窒化チタン膜６０６からなるマスクパターン
６０８を形成する。
タン膜６０６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン６０７を形
成した後、該第１のレジストパターン６０７をマスクと
して窒化チタン膜６０６に対してドライエッチングを行
なって、図３０（ｃ）に示すように、配線溝形成用開口
部を有する窒化チタン膜６０６からなるマスクパターン
６０８を形成する。
【０１６２】次に、図３１（ａ）に示すように、第１の
レジストパターン６０７を例えば有機系剥離液を用いて
除去する。このようにすると、第２の有機膜６０５が酸
素プラズマに曝されないので、第２の有機膜６０５に膜
質の劣化が起こらない。
レジストパターン６０７を例えば有機系剥離液を用いて
除去する。このようにすると、第２の有機膜６０５が酸
素プラズマに曝されないので、第２の有機膜６０５に膜
質の劣化が起こらない。
【０１６３】次に、図３１（ｂ）に示すように、マスク
パターン６０８の上に、リソグラフィ工程によりコンタ
クトホール形成用開口部を有する第２のレジストパター
ン６０９を形成した後、該第２のレジストパターン６０
９及びマスクパターン６０８をマスクとして第２の有機
膜６０５に対してドライエッチングを行なって、図３１
（ｃ）に示すように、コンタクトホール形成用開口部を
有するパターン化された第２の有機膜６０５Ａを形成す
る。この場合、第２の有機膜６０５と第２のレジストパ
ターン６０９とは共に有機成分を主成分としているた
め、第２の有機膜６０５に対するエッチングレートと、
第２のレジストパターン６０９に対するエッチングレー
トとはほぼ等しいので、第２の有機膜６０５に対するド
ライエッチング工程において第２のレジストパターン６
０９は除去される。
パターン６０８の上に、リソグラフィ工程によりコンタ
クトホール形成用開口部を有する第２のレジストパター
ン６０９を形成した後、該第２のレジストパターン６０
９及びマスクパターン６０８をマスクとして第２の有機
膜６０５に対してドライエッチングを行なって、図３１
（ｃ）に示すように、コンタクトホール形成用開口部を
有するパターン化された第２の有機膜６０５Ａを形成す
る。この場合、第２の有機膜６０５と第２のレジストパ
ターン６０９とは共に有機成分を主成分としているた
め、第２の有機膜６０５に対するエッチングレートと、
第２のレジストパターン６０９に対するエッチングレー
トとはほぼ等しいので、第２の有機膜６０５に対するド
ライエッチング工程において第２のレジストパターン６
０９は除去される。
【０１６４】尚、第２の有機膜６０５に対するドライエ
ッチング工程において、第２のレジストパターン６０９
が残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２
のレジストパターン６０９は、後に行なわれる第１の有
機膜６０３に対するドライエッチング工程（図３２
（ｂ）を参照）において除去されるからである。
ッチング工程において、第２のレジストパターン６０９
が残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２
のレジストパターン６０９は、後に行なわれる第１の有
機膜６０３に対するドライエッチング工程（図３２
（ｂ）を参照）において除去されるからである。
【０１６５】次に、パターン化された第２の有機膜６０
５Ａをマスクにしてシリコン酸化膜６０４に対してドラ
イエッチングを行なって、図３２（ａ）に示すように、
コンタクトホール形成用開口部を有するパターン化され
たシリコン酸化膜６０４Ａを形成する。
５Ａをマスクにしてシリコン酸化膜６０４に対してドラ
イエッチングを行なって、図３２（ａ）に示すように、
コンタクトホール形成用開口部を有するパターン化され
たシリコン酸化膜６０４Ａを形成する。
【０１６６】次に、マスクパターン６０８をマスクとし
てパターン化された第２の有機膜６０５Ａに対してドラ
イエッチングを行なうと共に、パターン化されたシリコ
ン酸化膜６０４Ａをマスクとして第１の有機膜６０３に
対してドライエッチングを行なって、図３２（ｂ）に示
すように、配線溝６１０を有するパターン化された第２
の有機膜６０５Ｂを形成すると共に、コンタクトホール
６１１を有するパターン化された第１の有機膜６０３Ａ
を形成する。
てパターン化された第２の有機膜６０５Ａに対してドラ
イエッチングを行なうと共に、パターン化されたシリコ
ン酸化膜６０４Ａをマスクとして第１の有機膜６０３に
対してドライエッチングを行なって、図３２（ｂ）に示
すように、配線溝６１０を有するパターン化された第２
の有機膜６０５Ｂを形成すると共に、コンタクトホール
６１１を有するパターン化された第１の有機膜６０３Ａ
を形成する。
【０１６７】次に、マスクパターン６０８をマスクとし
てパターン化されたシリコン酸化膜６０４Ａに対してド
ライエッチングを行なうと共に、パターン化された第１
の有機膜６０３Ａをマスクとしてシリコン窒化膜６０２
に対してドライエッチングを行なって、配線溝を有する
パターン化されたシリコン酸化膜６０４Ｂ及びコンタク
トホールを有するパターン化されたシリコン窒化膜６０
２Ａ（図３２（ｃ）を参照）を形成すると共に、第１の
金属配線６０１をコンタクトホール６１１に露出させ
る。次に、図示は省略しているが、第１の実施形態と同
様、コンタクトホール６１１及び配線溝６１０の壁面に
例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタンからなる密着
層を堆積した後、コンタクトホール６１１及び配線溝６
１０が埋まるように全面に亘って金属膜を堆積する。金
属膜の組成は特に限定されず、銅、アルミニウム、金、
銀、ニッケル、コバルト、タングステン又はこれらの合
金等を用いることができると共に、金属膜の堆積方法も
特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ法又はスパッタ法等
を用いることができる。次に、パターン化された第２の
有機膜６０５Ｂの上に堆積されている、密着層、金属膜
及びマスクパターン６０８を例えばＣＭＰ法により除去
して、図３２（ｃ）に示すように、第２の金属配線６１
２、及び第１の金属配線６０１と第２の金属配線６１２
とを接続するコンタクト６１３を形成する。
てパターン化されたシリコン酸化膜６０４Ａに対してド
ライエッチングを行なうと共に、パターン化された第１
の有機膜６０３Ａをマスクとしてシリコン窒化膜６０２
に対してドライエッチングを行なって、配線溝を有する
パターン化されたシリコン酸化膜６０４Ｂ及びコンタク
トホールを有するパターン化されたシリコン窒化膜６０
２Ａ（図３２（ｃ）を参照）を形成すると共に、第１の
金属配線６０１をコンタクトホール６１１に露出させ
る。次に、図示は省略しているが、第１の実施形態と同
様、コンタクトホール６１１及び配線溝６１０の壁面に
例えば５０ｎｍの膜厚を有する窒化チタンからなる密着
層を堆積した後、コンタクトホール６１１及び配線溝６
１０が埋まるように全面に亘って金属膜を堆積する。金
属膜の組成は特に限定されず、銅、アルミニウム、金、
銀、ニッケル、コバルト、タングステン又はこれらの合
金等を用いることができると共に、金属膜の堆積方法も
特に限定されず、メッキ法、ＣＶＤ法又はスパッタ法等
を用いることができる。次に、パターン化された第２の
有機膜６０５Ｂの上に堆積されている、密着層、金属膜
及びマスクパターン６０８を例えばＣＭＰ法により除去
して、図３２（ｃ）に示すように、第２の金属配線６１
２、及び第１の金属配線６０１と第２の金属配線６１２
とを接続するコンタクト６１３を形成する。
【０１６８】尚、第２の金属配線６１２の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
【０１６９】第６の実施形態によると、配線溝形成用開
口部を有するマスクパターン６０８をマスクとしてドラ
イエッチングを行なって、配線溝６１０を有するパター
ン化された第２の有機膜６０５Ｂを形成すると共に、パ
ターン化されたシリコン酸化膜６０４Ａをマスクとして
ドライエッチングを行なって、コンタクトホール６１１
を有するパターン化された第１の有機膜６０３Ａを形成
するため、つまり、配線溝６１０及びコンタクトホール
６１１を同じエッチング工程によって形成することがで
きるため、工程数の増加を抑制しつつデュアルダマシン
構造を形成することができる。
口部を有するマスクパターン６０８をマスクとしてドラ
イエッチングを行なって、配線溝６１０を有するパター
ン化された第２の有機膜６０５Ｂを形成すると共に、パ
ターン化されたシリコン酸化膜６０４Ａをマスクとして
ドライエッチングを行なって、コンタクトホール６１１
を有するパターン化された第１の有機膜６０３Ａを形成
するため、つまり、配線溝６１０及びコンタクトホール
６１１を同じエッチング工程によって形成することがで
きるため、工程数の増加を抑制しつつデュアルダマシン
構造を形成することができる。
【０１７０】第６の実施形態によると、第１のレジスト
パターン６０７を例えば有機系剥離液を用いて除去する
ため、第２の有機膜６０５に膜質の劣化が引き起こされ
ない。
パターン６０７を例えば有機系剥離液を用いて除去する
ため、第２の有機膜６０５に膜質の劣化が引き起こされ
ない。
【０１７１】また、第２の有機膜６０５に対するドライ
エッチング工程においては、シリコン酸化膜６０４がエ
ッチングストッパーとして機能するので、第１の有機膜
６０３が膜質の劣化を起こす事態を防止できる。 （第６の実施形態の変形例）以下、本発明の第６の実施
形態の変形例に係る配線構造体の形成方法について、図
３３（ａ）〜（ｃ）、図３４（ａ）〜（ｃ）、図３５
（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
エッチング工程においては、シリコン酸化膜６０４がエ
ッチングストッパーとして機能するので、第１の有機膜
６０３が膜質の劣化を起こす事態を防止できる。 （第６の実施形態の変形例）以下、本発明の第６の実施
形態の変形例に係る配線構造体の形成方法について、図
３３（ａ）〜（ｃ）、図３４（ａ）〜（ｃ）、図３５
（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【０１７２】まず、図３３（ａ）に示すように、半導体
基板６５０上に形成された第１の金属配線６５１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線６５１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜６５２を形成した後、該シリコン窒化膜６
５２の上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有
機成分を主成分とする第１の有機膜６５３（第１の絶縁
膜）を堆積する。次に、第１の有機膜６５３の上に例え
ば１００ｎｍの膜厚を有するシリコン酸化膜６５４（第
２の絶縁膜）を堆積した後、該シリコン酸化膜６５４の
上に、例えば３００ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分
を主成分とする第２の有機膜６５５（第３の絶縁膜）を
堆積する。次に、第２の有機膜６５５の上に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜６５６（薄膜）を堆積
する。
基板６５０上に形成された第１の金属配線６５１の上
に、後に行なわれるエッチング工程において第１の金属
配線６５１を保護する例えば５０ｎｍの膜厚を有するシ
リコン窒化膜６５２を形成した後、該シリコン窒化膜６
５２の上に、例えば４００ｎｍの膜厚を有すると共に有
機成分を主成分とする第１の有機膜６５３（第１の絶縁
膜）を堆積する。次に、第１の有機膜６５３の上に例え
ば１００ｎｍの膜厚を有するシリコン酸化膜６５４（第
２の絶縁膜）を堆積した後、該シリコン酸化膜６５４の
上に、例えば３００ｎｍの膜厚を有すると共に有機成分
を主成分とする第２の有機膜６５５（第３の絶縁膜）を
堆積する。次に、第２の有機膜６５５の上に例えば５０
ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜６５６（薄膜）を堆積
する。
【０１７３】第１及び第２の有機膜６５３、６５５の堆
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜６５３、６５５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができ、具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン、酸素含有ポリテトラ
フルオロエチレン、フッ素化ポリイミド又はポリアリル
エーテル等を用いることができる。
積方法については、特に限定されないが、例えばパーフ
ルオロデカリンを主原料とする反応性ガスを用いるプラ
ズマＣＶＤ法が挙げられる。また、第１及び第２の有機
膜６５３、６５５としては、プラズマＣＶＤ法、塗布法
又は熱ＣＶＤ法により形成された、炭化水素膜又はフッ
素を含有する炭化水素膜を用いることができ、具体的に
は、ポリテトラフルオロエチレン、酸素含有ポリテトラ
フルオロエチレン、フッ素化ポリイミド又はポリアリル
エーテル等を用いることができる。
【０１７４】シリコン酸化膜６５４の堆積方法について
も、特に限定されないが、例えばプラズマＣＶＤ法が挙
げられる。
も、特に限定されないが、例えばプラズマＣＶＤ法が挙
げられる。
【０１７５】尚、窒化チタン膜６５６に代えて、第１及
び第２の有機膜６５３、６５５並びにシリコン酸化膜６
５４に対して高いエッチング選択性を有する、つまりエ
ッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコン窒化膜
を用いることができる。
び第２の有機膜６５３、６５５並びにシリコン酸化膜６
５４に対して高いエッチング選択性を有する、つまりエ
ッチング速度が十分に遅い薄膜、例えばシリコン窒化膜
を用いることができる。
【０１７６】次に、図３３（ｂ）に示すように、窒化チ
タン膜６５６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン６５７を形
成した後、該第１のレジストパターン６５７をマスクと
して窒化チタン膜６５６に対してドライエッチングを行
なって、図３３（ｃ）に示すように、配線溝形成用開口
部を有する窒化チタン膜６５６からなるマスクパターン
６５８を形成する。
タン膜６５６の上に、リソグラフィ工程により配線溝形
成用開口部を有する第１のレジストパターン６５７を形
成した後、該第１のレジストパターン６５７をマスクと
して窒化チタン膜６５６に対してドライエッチングを行
なって、図３３（ｃ）に示すように、配線溝形成用開口
部を有する窒化チタン膜６５６からなるマスクパターン
６５８を形成する。
【０１７７】次に、図３４（ａ）に示すように、第１の
レジストパターン６５７を例えば有機系剥離液を用いて
除去する。このようにすると、第２の有機膜６５５が酸
素プラズマに曝されないので、第２の有機膜６５５に膜
質の劣化が起こらない。
レジストパターン６５７を例えば有機系剥離液を用いて
除去する。このようにすると、第２の有機膜６５５が酸
素プラズマに曝されないので、第２の有機膜６５５に膜
質の劣化が起こらない。
【０１７８】次に、図３４（ｂ）に示すように、マスク
パターン６５８の上に、リソグラフィ工程によりコンタ
クトホール形成用開口部を有する第２のレジストパター
ン６５９を形成する。この場合、第６の実施形態の変形
例の特徴として、第２のレジストパターン６５９のコン
タクトホール形成用開口部の大きさとしては、第２の金
属配線を形成するための配線溝に対して垂直な方向及び
平行な方向に、コンタクトホールの設計寸法よりも拡大
しておく。このようにする理由については後述する。
パターン６５８の上に、リソグラフィ工程によりコンタ
クトホール形成用開口部を有する第２のレジストパター
ン６５９を形成する。この場合、第６の実施形態の変形
例の特徴として、第２のレジストパターン６５９のコン
タクトホール形成用開口部の大きさとしては、第２の金
属配線を形成するための配線溝に対して垂直な方向及び
平行な方向に、コンタクトホールの設計寸法よりも拡大
しておく。このようにする理由については後述する。
【０１７９】次に、第２のレジストパターン６５９及び
マスクパターン６５８をマスクとして第２の有機膜６５
５に対してドライエッチングを行なって、図３４（ｃ）
に示すように、コンタクトホール形成用開口部を有する
パターン化された第２の有機膜６５５Ａを形成する。こ
の場合、第２の有機膜６５５と第２のレジストパターン
６５９とは共に有機成分を主成分としているため、第２
の有機膜６５５に対するエッチングレートと、第２のレ
ジストパターン６５９に対するエッチングレートとはほ
ぼ等しいので、第２の有機膜６５５に対するドライエッ
チング工程において第２のレジストパターン６５９は除
去される。尚、第２の有機膜６５５に対するドライエッ
チング工程において、第２のレジストパターン６５９が
残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２の
レジストパターン６５９は、後に行なわれる第１の有機
膜６５３に対するドライエッチング工程（図３５（ｂ）
を参照）において除去されるからである。
マスクパターン６５８をマスクとして第２の有機膜６５
５に対してドライエッチングを行なって、図３４（ｃ）
に示すように、コンタクトホール形成用開口部を有する
パターン化された第２の有機膜６５５Ａを形成する。こ
の場合、第２の有機膜６５５と第２のレジストパターン
６５９とは共に有機成分を主成分としているため、第２
の有機膜６５５に対するエッチングレートと、第２のレ
ジストパターン６５９に対するエッチングレートとはほ
ぼ等しいので、第２の有機膜６５５に対するドライエッ
チング工程において第２のレジストパターン６５９は除
去される。尚、第２の有機膜６５５に対するドライエッ
チング工程において、第２のレジストパターン６５９が
残存しても差し支えない。その理由は、残存する第２の
レジストパターン６５９は、後に行なわれる第１の有機
膜６５３に対するドライエッチング工程（図３５（ｂ）
を参照）において除去されるからである。
【０１８０】次に、パターン化された第２の有機膜６５
５Ａをマスクにしてシリコン酸化膜６５４に対してドラ
イエッチングを行なって、図３５（ａ）に示すように、
コンタクトホール形成用開口部を有するパターン化され
たシリコン酸化膜６５４Ａを形成する。
５Ａをマスクにしてシリコン酸化膜６５４に対してドラ
イエッチングを行なって、図３５（ａ）に示すように、
コンタクトホール形成用開口部を有するパターン化され
たシリコン酸化膜６５４Ａを形成する。
【０１８１】次に、マスクパターン６５８をマスクとし
てパターン化された第２の有機膜６５５Ａに対してドラ
イエッチングを行なうと共に、パターン化されたシリコ
ン酸化膜６５４Ａをマスクとして第１の有機膜６５３に
対してドライエッチングを行なって、図３５（ｂ）に示
すように、配線溝６６０を有するパターン化された第２
の有機膜６５５Ｂを形成すると共に、コンタクトホール
６６１を有するパターン化された第１の有機膜６５３Ａ
を形成する。
てパターン化された第２の有機膜６５５Ａに対してドラ
イエッチングを行なうと共に、パターン化されたシリコ
ン酸化膜６５４Ａをマスクとして第１の有機膜６５３に
対してドライエッチングを行なって、図３５（ｂ）に示
すように、配線溝６６０を有するパターン化された第２
の有機膜６５５Ｂを形成すると共に、コンタクトホール
６６１を有するパターン化された第１の有機膜６５３Ａ
を形成する。
【０１８２】次に、マスクパターン６５８をマスクとし
てパターン化されたシリコン酸化膜６５４Ａに対してド
ライエッチングを行なうと共に、パターン化された第１
の有機膜６５３Ａをマスクとしてシリコン窒化膜６５２
に対してドライエッチングを行なって、配線溝を有する
パターン化されたシリコン酸化膜６５４Ｂ（図３５
（ｃ）を参照）及びコンタクトホールを有するパターン
化されたシリコン窒化膜６５２Ａ（図３５（ｃ）を参
照）を形成すると共に、第１の金属配線６５１をコンタ
クトホール６６１に露出させる。次に、図示は省略して
いるが、第１の実施形態と同様、コンタクトホール６６
１及び配線溝６６０の壁面に例えば５０ｎｍの膜厚を有
する窒化チタンからなる密着層を堆積した後、コンタク
トホール６６１及び配線溝６６０が埋まるように全面に
亘って金属膜を堆積する。金属膜の組成は特に限定され
ず、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、
タングステン又はこれらの合金等を用いることができる
と共に、金属膜の堆積方法も特に限定されず、メッキ
法、ＣＶＤ法又はスパッタ法等を用いることができる。
次に、パターン化された第２の有機膜６５５Ｂの上に堆
積されている、密着層、金属膜及びマスクパターン６５
８を例えばＣＭＰ法により除去して、図３５（ｃ）に示
すように、第２の金属配線６６２、及び第１の金属配線
６５１と第２の金属配線６６２とを接続するコンタクト
６６３を形成する。
てパターン化されたシリコン酸化膜６５４Ａに対してド
ライエッチングを行なうと共に、パターン化された第１
の有機膜６５３Ａをマスクとしてシリコン窒化膜６５２
に対してドライエッチングを行なって、配線溝を有する
パターン化されたシリコン酸化膜６５４Ｂ（図３５
（ｃ）を参照）及びコンタクトホールを有するパターン
化されたシリコン窒化膜６５２Ａ（図３５（ｃ）を参
照）を形成すると共に、第１の金属配線６５１をコンタ
クトホール６６１に露出させる。次に、図示は省略して
いるが、第１の実施形態と同様、コンタクトホール６６
１及び配線溝６６０の壁面に例えば５０ｎｍの膜厚を有
する窒化チタンからなる密着層を堆積した後、コンタク
トホール６６１及び配線溝６６０が埋まるように全面に
亘って金属膜を堆積する。金属膜の組成は特に限定され
ず、銅、アルミニウム、金、銀、ニッケル、コバルト、
タングステン又はこれらの合金等を用いることができる
と共に、金属膜の堆積方法も特に限定されず、メッキ
法、ＣＶＤ法又はスパッタ法等を用いることができる。
次に、パターン化された第２の有機膜６５５Ｂの上に堆
積されている、密着層、金属膜及びマスクパターン６５
８を例えばＣＭＰ法により除去して、図３５（ｃ）に示
すように、第２の金属配線６６２、及び第１の金属配線
６５１と第２の金属配線６６２とを接続するコンタクト
６６３を形成する。
【０１８３】尚、第２の金属配線６６２の上に、前述し
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
た工程と同様の工程を行なうことにより、多層配線構造
を形成することができる。
【０１８４】第６の実施形態の変形例によると、第２の
レジストパターン６５９のコンタクトホール形成用開口
部の大きさは、第２の金属配線を形成するための配線溝
に対して垂直及び平行な方向に設計寸法よりも拡大され
ているため、第２のレジストパターン６５９のコンタク
トホール形成用開口部がマスクパターン６５８の配線形
成用開口部に対して位置ずれをしても、パターン化され
た第２の有機膜６５５Ａに形成されるコンタクトホール
形成用開口部は、第２のレジストパターン６５９のコン
タクトホール形成用開口部とマスクパターン６５８の配
線形成用開口部との重なり領域に形成されるので、パタ
ーン化された第２の有機膜６５５Ａのコンタクトホール
形成用開口部は、自己整合的にマスクパターン６５８の
配線形成用開口部の領域に形成される。従って、コンタ
クト６６３と第２の金属配線６６２との接合を確実に確
保することができる。
レジストパターン６５９のコンタクトホール形成用開口
部の大きさは、第２の金属配線を形成するための配線溝
に対して垂直及び平行な方向に設計寸法よりも拡大され
ているため、第２のレジストパターン６５９のコンタク
トホール形成用開口部がマスクパターン６５８の配線形
成用開口部に対して位置ずれをしても、パターン化され
た第２の有機膜６５５Ａに形成されるコンタクトホール
形成用開口部は、第２のレジストパターン６５９のコン
タクトホール形成用開口部とマスクパターン６５８の配
線形成用開口部との重なり領域に形成されるので、パタ
ーン化された第２の有機膜６５５Ａのコンタクトホール
形成用開口部は、自己整合的にマスクパターン６５８の
配線形成用開口部の領域に形成される。従って、コンタ
クト６６３と第２の金属配線６６２との接合を確実に確
保することができる。
【０１８５】また、第２のレジストパターン６５９のコ
ンタクトホール形成用開口部の大きさが、第２の金属配
線を形成するための配線溝に対して平行な方向に拡大し
ているため、コンタクト６６３と第２の金属配線６６２
との接続面積が拡大するので、コンタクト６６３は第１
の金属配線６５１と第２の金属配線６６２とを確実に接
続することができる。
ンタクトホール形成用開口部の大きさが、第２の金属配
線を形成するための配線溝に対して平行な方向に拡大し
ているため、コンタクト６６３と第２の金属配線６６２
との接続面積が拡大するので、コンタクト６６３は第１
の金属配線６５１と第２の金属配線６６２とを確実に接
続することができる。
【０１８６】
【発明の効果】第１の配線構造体の形成方法によると、
第１のレジストパターン及び第２のレジストパターンを
酸素プラズマを用いるアッシングにより除去する工程が
不要になり、レジストパターンをアッシングにより除去
する際に第３の絶縁膜がダメージを受ける事態を回避で
きるため、第３の絶縁膜として、酸素プラズマによりダ
メージを受けるが比誘電率は低い絶縁膜を用いることが
可能になるので、通常のレジストプロセスを採用しつつ
比誘電率が低い層間絶縁膜を形成することができる。
第１のレジストパターン及び第２のレジストパターンを
酸素プラズマを用いるアッシングにより除去する工程が
不要になり、レジストパターンをアッシングにより除去
する際に第３の絶縁膜がダメージを受ける事態を回避で
きるため、第３の絶縁膜として、酸素プラズマによりダ
メージを受けるが比誘電率は低い絶縁膜を用いることが
可能になるので、通常のレジストプロセスを採用しつつ
比誘電率が低い層間絶縁膜を形成することができる。
【０１８７】また、第１０の工程において、第３の絶縁
膜に対してマスクパターンをマスクとしてドライエッチ
ングを行なって配線溝を形成する際に第２の絶縁膜をエ
ッチングストッパーとできるため、配線溝の深さを第３
の絶縁膜の膜厚と一致させることができるので、配線溝
の深さを自己整合的に規定することができる。
膜に対してマスクパターンをマスクとしてドライエッチ
ングを行なって配線溝を形成する際に第２の絶縁膜をエ
ッチングストッパーとできるため、配線溝の深さを第３
の絶縁膜の膜厚と一致させることができるので、配線溝
の深さを自己整合的に規定することができる。
【０１８８】第１の配線構造体の形成方法が、第１０の
工程と第１１の工程との間に、第３の絶縁膜における配
線溝に露出している部分及び第１の絶縁膜におけるコン
タクトホールに露出している部分に金属膜からなる密着
層を形成する工程を備えていると、上層の金属配線と第
３の絶縁膜との密着性及びコンタクトと第１の絶縁膜と
の密着性を確保することができる。
工程と第１１の工程との間に、第３の絶縁膜における配
線溝に露出している部分及び第１の絶縁膜におけるコン
タクトホールに露出している部分に金属膜からなる密着
層を形成する工程を備えていると、上層の金属配線と第
３の絶縁膜との密着性及びコンタクトと第１の絶縁膜と
の密着性を確保することができる。
【０１８９】第１の配線構造体の形成方法において、第
３の絶縁膜が有機成分を主成分とすると、第８の工程に
おいて、第３の絶縁膜、第１のレジストパターン及び第
２のレジストパターンに対するエッチングレートが高い
一方、第２の絶縁膜に対するエッチングレートが低いエ
ッチング条件を確実に実現することができる。
３の絶縁膜が有機成分を主成分とすると、第８の工程に
おいて、第３の絶縁膜、第１のレジストパターン及び第
２のレジストパターンに対するエッチングレートが高い
一方、第２の絶縁膜に対するエッチングレートが低いエ
ッチング条件を確実に実現することができる。
【０１９０】この場合、第３の工程が、パーフルオロデ
カリンを含む反応性ガスを用いるＣＶＤ法により第３の
絶縁膜を形成する工程を含むと、有機成分を主成分とし
且つ比誘電率が低い第３の絶縁膜を確実に形成すること
ができる。
カリンを含む反応性ガスを用いるＣＶＤ法により第３の
絶縁膜を形成する工程を含むと、有機成分を主成分とし
且つ比誘電率が低い第３の絶縁膜を確実に形成すること
ができる。
【０１９１】また、この場合、第１の絶縁膜も有機成分
を主成分とすると、第９の工程において、第２の絶縁膜
に対するエッチングレートが高い一方、第１の絶縁膜及
び第３の絶縁膜に対するエッチングレートが低いエッチ
ング条件を確実に実現できると共に、第１０の工程にお
いて、第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチン
グレートが高い一方、マスクパターン及び第２の絶縁膜
に対するエッチングレートが低いエッチング条件を確実
に実現することができる。
を主成分とすると、第９の工程において、第２の絶縁膜
に対するエッチングレートが高い一方、第１の絶縁膜及
び第３の絶縁膜に対するエッチングレートが低いエッチ
ング条件を確実に実現できると共に、第１０の工程にお
いて、第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチン
グレートが高い一方、マスクパターン及び第２の絶縁膜
に対するエッチングレートが低いエッチング条件を確実
に実現することができる。
【０１９２】第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜が有機成分
を主成分とする場合において、第１０の工程と第１１の
工程との間に、第３の絶縁膜における配線溝に露出して
いる部分及び第１の絶縁膜におけるコンタクトホールに
露出している部分に、窒素を含有する反応性ガスを用い
るプラズマ処理によって密着層を形成する工程を備えて
いると、上層の金属配線及びコンタクトと、有機成分を
主成分とする第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜との密着性
を確実に確保することができる。
を主成分とする場合において、第１０の工程と第１１の
工程との間に、第３の絶縁膜における配線溝に露出して
いる部分及び第１の絶縁膜におけるコンタクトホールに
露出している部分に、窒素を含有する反応性ガスを用い
るプラズマ処理によって密着層を形成する工程を備えて
いると、上層の金属配線及びコンタクトと、有機成分を
主成分とする第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜との密着性
を確実に確保することができる。
【０１９３】第１の絶縁膜が有機成分を主成分とする場
合において、第１の工程が、パーフルオロデカリンを含
む反応性ガスを用いるＣＶＤ法により第１の絶縁膜を形
成工程を含むと、有機成分を主成分とし且つ比誘電率が
低い第１の絶縁膜を確実に形成することができる。
合において、第１の工程が、パーフルオロデカリンを含
む反応性ガスを用いるＣＶＤ法により第１の絶縁膜を形
成工程を含むと、有機成分を主成分とし且つ比誘電率が
低い第１の絶縁膜を確実に形成することができる。
【０１９４】第２の配線構造体の形成方法によると、第
１０の工程において、第１のレジストパターン及び第２
のレジストパターンを除去する際に、第１の絶縁膜及び
第３の絶縁膜における第２の絶縁膜のコンタクトホール
形成用開口部に露出している部分にダメージ層が形成さ
れても、該ダメージ層は第１１の工程において確実に除
去されるため、第１及び第３の絶縁膜として、酸素プラ
ズマによりダメージを受けるが比誘電率は低い絶縁膜を
用いることが可能になるので、通常のレジストプロセス
を採用しつつ比誘電率が低い層間絶縁膜を形成すること
ができる。
１０の工程において、第１のレジストパターン及び第２
のレジストパターンを除去する際に、第１の絶縁膜及び
第３の絶縁膜における第２の絶縁膜のコンタクトホール
形成用開口部に露出している部分にダメージ層が形成さ
れても、該ダメージ層は第１１の工程において確実に除
去されるため、第１及び第３の絶縁膜として、酸素プラ
ズマによりダメージを受けるが比誘電率は低い絶縁膜を
用いることが可能になるので、通常のレジストプロセス
を採用しつつ比誘電率が低い層間絶縁膜を形成すること
ができる。
【０１９５】第２の配線構造体の形成方法において、第
３の絶縁膜がシロキサン骨格を有する低誘電率ＳＯＧ膜
であると、通常のレジストプロセスを採用しつつ比誘電
率が低い層間絶縁膜を確実に形成することができる。
３の絶縁膜がシロキサン骨格を有する低誘電率ＳＯＧ膜
であると、通常のレジストプロセスを採用しつつ比誘電
率が低い層間絶縁膜を確実に形成することができる。
【０１９６】第３の配線構造体の形成方法によると、第
８の工程において、第１のレジストパターンを除去する
際には、第３の絶縁膜の上には第４の絶縁膜が存在して
おり、第１のレジストパターンを酸素プラズマにより除
去しても、第３の絶縁膜がダメージを受けることがない
と共に、第１０の工程において、第３の絶縁膜に対して
ドライエッチングを行なう際には、第１の絶縁膜の上に
は第２の絶縁膜が存在しており、第１の絶縁膜がダメー
ジを受けることがないため、第１の絶縁膜及び第３の絶
縁膜として、酸素プラズマ又はドライエッチングにより
ダメージを受けるが比誘電率は低い絶縁膜を用いること
が可能になるので、通常のレジストプロセスを採用しつ
つ比誘電率が低い層間絶縁膜を形成することができる。
８の工程において、第１のレジストパターンを除去する
際には、第３の絶縁膜の上には第４の絶縁膜が存在して
おり、第１のレジストパターンを酸素プラズマにより除
去しても、第３の絶縁膜がダメージを受けることがない
と共に、第１０の工程において、第３の絶縁膜に対して
ドライエッチングを行なう際には、第１の絶縁膜の上に
は第２の絶縁膜が存在しており、第１の絶縁膜がダメー
ジを受けることがないため、第１の絶縁膜及び第３の絶
縁膜として、酸素プラズマ又はドライエッチングにより
ダメージを受けるが比誘電率は低い絶縁膜を用いること
が可能になるので、通常のレジストプロセスを採用しつ
つ比誘電率が低い層間絶縁膜を形成することができる。
【０１９７】第３の配線構造体の形成方法において、第
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のうちの少なくとも１つが
有機成分を主成分とすると、層間絶縁膜の比誘電率を低
減することができる。
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のうちの少なくとも１つが
有機成分を主成分とすると、層間絶縁膜の比誘電率を低
減することができる。
【０１９８】第３の配線構造体の形成方法において、第
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
の寸法が、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、
上層の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大
されていると、第２のレジストパターンのコンタクトホ
ール形成用開口部がマスクパターンの配線形成用開口部
に対して位置ずれをしても、パターン化された第４の絶
縁膜に形成されるコンタクトホール形成用開口部は、第
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
とマスクパターンの配線形成用開口部との重なり領域に
形成されるので、パターン化された第４の絶縁膜のコン
タクトホール形成用開口部は、自己整合的にマスクパタ
ーンの配線形成用開口部の領域に形成される。従って、
コンタクトと上層の金属配線との接合を確実に確保する
ことができる。
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
の寸法が、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、
上層の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大
されていると、第２のレジストパターンのコンタクトホ
ール形成用開口部がマスクパターンの配線形成用開口部
に対して位置ずれをしても、パターン化された第４の絶
縁膜に形成されるコンタクトホール形成用開口部は、第
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
とマスクパターンの配線形成用開口部との重なり領域に
形成されるので、パターン化された第４の絶縁膜のコン
タクトホール形成用開口部は、自己整合的にマスクパタ
ーンの配線形成用開口部の領域に形成される。従って、
コンタクトと上層の金属配線との接合を確実に確保する
ことができる。
【０１９９】第４の配線構造体の形成方法によると、第
８の工程において、第３の絶縁膜に対してドライエッチ
ングを行なう際には、第１の絶縁膜の上には第２の絶縁
膜が存在しており、第１の絶縁膜がダメージを受けるこ
とがないため、第１の絶縁膜として、ドライエッチング
によりダメージを受けるが比誘電率は低い絶縁膜を用い
ることが可能になるので、通常のレジストプロセスを採
用しつつ比誘電率が低い層間絶縁膜を形成することがで
きる。
８の工程において、第３の絶縁膜に対してドライエッチ
ングを行なう際には、第１の絶縁膜の上には第２の絶縁
膜が存在しており、第１の絶縁膜がダメージを受けるこ
とがないため、第１の絶縁膜として、ドライエッチング
によりダメージを受けるが比誘電率は低い絶縁膜を用い
ることが可能になるので、通常のレジストプロセスを採
用しつつ比誘電率が低い層間絶縁膜を形成することがで
きる。
【０２００】第４の配線構造体の形成方法において、第
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のうちの少なくとも１つが
有機成分を主成分とすると、層間絶縁膜の比誘電率を低
減することができる。
１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のうちの少なくとも１つが
有機成分を主成分とすると、層間絶縁膜の比誘電率を低
減することができる。
【０２０１】第４の配線構造体の形成方法において、第
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
の寸法が、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、
上層の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大
されていると、第２のレジストパターンのコンタクトホ
ール形成用開口部がマスクパターンの配線形成用開口部
に対して位置ずれをしても、パターン化された第３の絶
縁膜に形成されるコンタクトホール形成用開口部は、第
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
とマスクパターンの配線形成用開口部との重なり領域に
形成されるので、パターン化された第３の絶縁膜のコン
タクトホール形成用開口部は、自己整合的にマスクパタ
ーンの配線形成用開口部の領域に形成される。従って、
コンタクトと上層の金属配線との接合を確実に確保する
ことができる。
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
の寸法が、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、
上層の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大
されていると、第２のレジストパターンのコンタクトホ
ール形成用開口部がマスクパターンの配線形成用開口部
に対して位置ずれをしても、パターン化された第３の絶
縁膜に形成されるコンタクトホール形成用開口部は、第
２のレジストパターンのコンタクトホール形成用開口部
とマスクパターンの配線形成用開口部との重なり領域に
形成されるので、パターン化された第３の絶縁膜のコン
タクトホール形成用開口部は、自己整合的にマスクパタ
ーンの配線形成用開口部の領域に形成される。従って、
コンタクトと上層の金属配線との接合を確実に確保する
ことができる。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の問題点を説明する断面
図である。
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の問題点を説明する断面
図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の問題点を説明する断面
図である。
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の問題点を説明する断面
図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の問題点を説明する断面
図である。
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の問題点を説明する断面
図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の解決策を説明する断面
図である。
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の解決策を説明する断面
図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の解決策を説明する断面
図である。
る配線構造体の形成方法において、第２のレジストパタ
ーンが位置ずれを起こした場合の解決策を説明する断面
図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係
る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第４の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第４の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第４の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第５の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第５の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図２３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第５の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図２４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第５の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図２５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第５の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図２６】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第５の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図２７】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第５の実施形態
の変形例に係る配線構造体の形成方法を示す斜視図であ
る。
の変形例に係る配線構造体の形成方法を示す斜視図であ
る。
【図２８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第５の実施形態
の変形例に係る配線構造体の形成方法を示す斜視図であ
る。
の変形例に係る配線構造体の形成方法を示す斜視図であ
る。
【図２９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第５の実施形態
の変形例に係る配線構造体の形成方法を示す斜視図であ
る。
の変形例に係る配線構造体の形成方法を示す斜視図であ
る。
【図３０】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図３１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図３２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６の実施形態に
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
係る配線構造体の形成方法を示す断面図である。
【図３３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図３４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図３５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６の実施形態の
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
変形例に係る配線構造体の形成方法を示す断面図であ
る。
【図３６】第５の実施形態の変形例に係るマスクパター
ンの配線形成用開口部と第２のレジストパターンのコン
タクトホール形成用開口部との関係を示す平面図であ
る。
ンの配線形成用開口部と第２のレジストパターンのコン
タクトホール形成用開口部との関係を示す平面図であ
る。
【図３７】（ａ）は第５の実施形態の変形例における、
マスクパターンと第２のレジストパターンとの位置関係
及び第１の金属配線とコンタクトとの位置関係を示す図
であり、（ｂ）は第５の実施形態における、マスクパタ
ーンと第２のレジストパターンとの位置関係及び第１の
金属配線とコンタクトとの位置関係を示す図である。
マスクパターンと第２のレジストパターンとの位置関係
及び第１の金属配線とコンタクトとの位置関係を示す図
であり、（ｂ）は第５の実施形態における、マスクパタ
ーンと第２のレジストパターンとの位置関係及び第１の
金属配線とコンタクトとの位置関係を示す図である。
１００ 半導体基板 １０１ 第１の金属配線 １０２ シリコン窒化膜 １０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 １０３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） １０３Ａ パターン化された第１の有機膜 １０４ 有機含有シリコン酸化膜（第２の絶縁膜） １０４Ａ パターン化された有機含有シリコン酸化膜 １０５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） １０５Ａ パターン化された第２の有機膜 １０６ 窒化チタン膜（薄膜） １０７ 第１のレジストパターン １０８ マスクパターン １０９ 第２のレジストパターン １１０ コンタクトホール １１１ 配線溝 １１２ 密着層 １１３ 金属膜 １１４ 第２の金属配線 １１５ コンタクト ２００ 半導体基板 ２０１ 第１の金属配線 ２０２ シリコン窒化膜 ２０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ２０３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ２０３Ａ パターン化された第１の有機膜 ２０４ 有機含有シリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ２０４Ａ パターン化された有機含有シリコン酸化膜 ２０５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ２０５Ａ パターン化された第２の有機膜 ２０６ 窒化チタン膜 ２０７ 第１のレジストパターン ２０８ マスクパターン ２０９ 第２のレジストパターン ２１０ コンタクトホール ２１１ 配線溝 ２１２ 密着層 ２１３ 金属膜 ２１４ 第２の金属配線 ２１５ コンタクト ３００ 半導体基板 ３０１ 第１の金属配線 ３０２ シリコン窒化膜 ３０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ３０３ 第１の有機含有シリコン酸化膜（第１の絶縁
膜） ３０３Ａ パターン化された第１の有機含有シリコン酸
化膜 ３０４ 低誘電率ＳＯＧ膜（第２の絶縁膜） ３０４Ａ パターン化された低誘電率ＳＯＧ膜 ３０５ 第２の有機含有シリコン酸化膜（第３の絶縁
膜） ３０５Ａ パターン化された第２の有機含有シリコン酸
化膜 ３０６ 窒化チタン膜 ３０７ 第１のレジストパターン ３０８ マスクパターン ３０９ 第２のレジストパターン ３１０ コンタクトホール ３１１ 配線溝 ３１２ 密着層 ３１３ 金属膜 ３１４ 第２の金属配線 ３１５ コンタクト ３５０ 半導体基板 ３５１ 第１の金属膜 ３５２ シリコン窒化膜 ３５２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ３５３ 第１のシリコン酸化膜（第１の絶縁膜） ３５３Ａ パターン化された第１のシリコン酸化膜 ３５４ 有機膜（第２の絶縁膜） ３５４Ａ パターン化された有機膜 ３５５ 第２のシリコン酸化膜（第３の絶縁膜） ３５５Ａ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ３５６ 窒化チタン膜 ３５７ 第１のレジストパターン ３５８ マスクパターン ３５９ 第２のレジストパターン ３６０ コンタクトホール形成用開口部 ３６１ コンタクトホール ３６２ 配線溝 ３６３ 密着層 ３６４ 金属膜 ３６５ 第２の金属配線 ３６６ コンタクト ４００ 半導体基板 ４０１ 第１の金属配線 ４０２ シリコン窒化膜 ４０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ４０３ 第１の低誘電率ＳＯＧ膜（第１の絶縁膜） ４０３Ａ パターン化された第１の低誘電率ＳＯＧ膜 ４０４ 有機含有シリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ４０４Ａ パターン化された有機含有シリコン酸化膜 ４０５ 第２の低誘電率ＳＯＧ膜（第３の絶縁膜） ４０５Ａ パターン化された第２の低誘電率ＳＯＧ膜 ４０６ 窒化チタン膜 ４０７ 第１のレジストパターン ４０８ マスクパターン ４０９ 第２のレジストパターン ４１０ ダメージ層 ４１１ コンタクトホール ４１２ 配線溝 ４１３ 密着層 ４１４ 金属膜 ４１５ 第２の金属膜 ４１６ コンタクト ５００ 半導体基板 ５０１ 第１の金属配線 ５０２ シリコン窒化膜 ５０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ５０３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ５０３Ａ パターン化された第１の有機膜 ５０４ 第１のシリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ５０４Ａ パターン化された第１のシリコン酸化膜 ５０５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ５０５Ａ パターン化された第２の有機膜 ５０５Ｂ パターン化された第２の有機膜 ５０６ 第２のシリコン酸化膜（第４の絶縁膜） ５０６Ａ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ５０６Ｂ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ５０７ 窒化チタン膜（薄膜） ５０８ 第１のレジストパターン ５０９ マスクパターン ５１０ 第２のレジストパターン ５１１ 配線溝 ５１２ コンタクトホール ５１３ 第２の金属配線 ５１４ コンタクト ５５０ 半導体基板 ５５１ 第１の金属配線 ５５２ シリコン窒化膜 ５５２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ５５３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ５５３Ａ パターン化された第１の有機膜 ５５４ 第１のシリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ５５４Ａ パターン化された第１のシリコン酸化膜 ５５５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ５５５Ａ パターン化された第２の有機膜 ５５５Ｂ パターン化された第２の有機膜 ５５６ 第２のシリコン酸化膜（第４の絶縁膜） ５５６Ａ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ５５６Ｂ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ５５７ 窒化チタン膜（薄膜） ５５８ 第１のレジストパターン ５５９ マスクパターン ５６０ 第２のレジストパターン ５６１ 配線溝 ５６２ コンタクトホール ５６３ 第２の金属配線 ５６４ コンタクト ６００ 半導体基板 ６０１ 第１の金属配線 ６０２ シリコン窒化膜 ６０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ６０３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ６０３Ａ パターン化された第１の有機膜 ６０４ シリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ６０４Ａ パターン化されたシリコン酸化膜 ６０５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ６０５Ａ パターン化された第２の有機膜 ６０６ 窒化チタン膜（薄膜） ６０７ 第１のレジストパターン ６０８ マスクパターン ６０９ 第２のレジストパターン ６１０ 配線溝 ６１１ コンタクトホール ６１２ 第２の金属配線 ６１３ コンタクト ６５０ 半導体基板 ６５１ 第１の金属配線 ６５２ シリコン窒化膜 ６５２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ６５３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ６５３Ａ パターン化された第１の有機膜 ６５４ シリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ６５４Ａ パターン化されたシリコン酸化膜 ６５５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ６５５Ａ パターン化された第２の有機膜 ６５６ 窒化チタン膜（薄膜） ６５７ 第１のレジストパターン ６５８ マスクパターン ６５９ 第２のレジストパターン ６６０ 配線溝 ６６１ コンタクトホール ６６２ 第２の金属配線 ６６３ コンタクト
膜） ３０３Ａ パターン化された第１の有機含有シリコン酸
化膜 ３０４ 低誘電率ＳＯＧ膜（第２の絶縁膜） ３０４Ａ パターン化された低誘電率ＳＯＧ膜 ３０５ 第２の有機含有シリコン酸化膜（第３の絶縁
膜） ３０５Ａ パターン化された第２の有機含有シリコン酸
化膜 ３０６ 窒化チタン膜 ３０７ 第１のレジストパターン ３０８ マスクパターン ３０９ 第２のレジストパターン ３１０ コンタクトホール ３１１ 配線溝 ３１２ 密着層 ３１３ 金属膜 ３１４ 第２の金属配線 ３１５ コンタクト ３５０ 半導体基板 ３５１ 第１の金属膜 ３５２ シリコン窒化膜 ３５２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ３５３ 第１のシリコン酸化膜（第１の絶縁膜） ３５３Ａ パターン化された第１のシリコン酸化膜 ３５４ 有機膜（第２の絶縁膜） ３５４Ａ パターン化された有機膜 ３５５ 第２のシリコン酸化膜（第３の絶縁膜） ３５５Ａ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ３５６ 窒化チタン膜 ３５７ 第１のレジストパターン ３５８ マスクパターン ３５９ 第２のレジストパターン ３６０ コンタクトホール形成用開口部 ３６１ コンタクトホール ３６２ 配線溝 ３６３ 密着層 ３６４ 金属膜 ３６５ 第２の金属配線 ３６６ コンタクト ４００ 半導体基板 ４０１ 第１の金属配線 ４０２ シリコン窒化膜 ４０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ４０３ 第１の低誘電率ＳＯＧ膜（第１の絶縁膜） ４０３Ａ パターン化された第１の低誘電率ＳＯＧ膜 ４０４ 有機含有シリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ４０４Ａ パターン化された有機含有シリコン酸化膜 ４０５ 第２の低誘電率ＳＯＧ膜（第３の絶縁膜） ４０５Ａ パターン化された第２の低誘電率ＳＯＧ膜 ４０６ 窒化チタン膜 ４０７ 第１のレジストパターン ４０８ マスクパターン ４０９ 第２のレジストパターン ４１０ ダメージ層 ４１１ コンタクトホール ４１２ 配線溝 ４１３ 密着層 ４１４ 金属膜 ４１５ 第２の金属膜 ４１６ コンタクト ５００ 半導体基板 ５０１ 第１の金属配線 ５０２ シリコン窒化膜 ５０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ５０３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ５０３Ａ パターン化された第１の有機膜 ５０４ 第１のシリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ５０４Ａ パターン化された第１のシリコン酸化膜 ５０５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ５０５Ａ パターン化された第２の有機膜 ５０５Ｂ パターン化された第２の有機膜 ５０６ 第２のシリコン酸化膜（第４の絶縁膜） ５０６Ａ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ５０６Ｂ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ５０７ 窒化チタン膜（薄膜） ５０８ 第１のレジストパターン ５０９ マスクパターン ５１０ 第２のレジストパターン ５１１ 配線溝 ５１２ コンタクトホール ５１３ 第２の金属配線 ５１４ コンタクト ５５０ 半導体基板 ５５１ 第１の金属配線 ５５２ シリコン窒化膜 ５５２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ５５３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ５５３Ａ パターン化された第１の有機膜 ５５４ 第１のシリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ５５４Ａ パターン化された第１のシリコン酸化膜 ５５５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ５５５Ａ パターン化された第２の有機膜 ５５５Ｂ パターン化された第２の有機膜 ５５６ 第２のシリコン酸化膜（第４の絶縁膜） ５５６Ａ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ５５６Ｂ パターン化された第２のシリコン酸化膜 ５５７ 窒化チタン膜（薄膜） ５５８ 第１のレジストパターン ５５９ マスクパターン ５６０ 第２のレジストパターン ５６１ 配線溝 ５６２ コンタクトホール ５６３ 第２の金属配線 ５６４ コンタクト ６００ 半導体基板 ６０１ 第１の金属配線 ６０２ シリコン窒化膜 ６０２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ６０３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ６０３Ａ パターン化された第１の有機膜 ６０４ シリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ６０４Ａ パターン化されたシリコン酸化膜 ６０５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ６０５Ａ パターン化された第２の有機膜 ６０６ 窒化チタン膜（薄膜） ６０７ 第１のレジストパターン ６０８ マスクパターン ６０９ 第２のレジストパターン ６１０ 配線溝 ６１１ コンタクトホール ６１２ 第２の金属配線 ６１３ コンタクト ６５０ 半導体基板 ６５１ 第１の金属配線 ６５２ シリコン窒化膜 ６５２Ａ パターン化されたシリコン窒化膜 ６５３ 第１の有機膜（第１の絶縁膜） ６５３Ａ パターン化された第１の有機膜 ６５４ シリコン酸化膜（第２の絶縁膜） ６５４Ａ パターン化されたシリコン酸化膜 ６５５ 第２の有機膜（第３の絶縁膜） ６５５Ａ パターン化された第２の有機膜 ６５６ 窒化チタン膜（薄膜） ６５７ 第１のレジストパターン ６５８ マスクパターン ６５９ 第２のレジストパターン ６６０ 配線溝 ６６１ コンタクトホール ６６２ 第２の金属配線 ６６３ コンタクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768
Claims (10)
- 【請求項１】 下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形
成する第１の工程と、 前記第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が異なる
第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、 前記第２の絶縁膜の上に、有機膜からなり且つ前記第２
の絶縁膜と組成が異なる第３の絶縁膜を形成する第３の
工程と、 前記第３の絶縁膜の上に薄膜を形成する第４の工程と、 前記薄膜の上に、配線形成用開口部を有する第１のレジ
ストパターンを形成する第５の工程と、 前記薄膜に対して前記第１のレジストパターンをマスク
としてエッチングを行なって、前記薄膜からなり配線形
成用開口部を有するマスクパターンを形成する第６の工
程と、 前記第３の絶縁膜の上に、コンタクトホール形成用開口
部を有する第２のレジストパターンを形成する第７の工
程と、 前記第３の絶縁膜、第１のレジストパターン及び第２の
レジストパターンに対するエッチングレートが高い一
方、前記第２の絶縁膜に対するエッチングレートが低い
エッチング条件で、前記第３の絶縁膜に対してドライエ
ッチングを行なうことにより、前記第３の絶縁膜を該第
３の絶縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形成され
るようにパターン化すると共に、前記第１のレジストパ
ターン及び第２のレジストパターンを全面的に又は下部
を残して除去する第８の工程と、 前記第２の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一
方、前記第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチ
ングレートが低いエッチング条件で、前記第２の絶縁膜
に対してパターン化された前記第３の絶縁膜をマスクと
してドライエッチングを行なうことにより、前記第２の
絶縁膜を該第２の絶縁膜にコンタクトホール形成用開口
部が形成されるようにパターン化する第９の工程と、 前記第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチング
レートが高い一方、前記マスクパターン及び第２の絶縁
膜に対するエッチングレートが低いエッチング条件で、
前記第３の絶縁膜に対して前記マスクパターンをマスク
としてドライエッチングを行なうと共に前記第１の絶縁
膜に対してパターン化された前記第２の絶縁膜をマスク
としてドライエッチングを行なうことにより、前記第３
の絶縁膜に配線溝を形成すると共に前記第１の絶縁膜に
コンタクトホールを形成する第１０の工程と、 前記配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填するこ
とにより、上層の金属配線及び前記下層の金属配線と前
記上層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する第
１１の工程とを備えていることを特徴とする配線構造体
の形成方法。 - 【請求項２】 前記第１０の工程と前記第１１の工程と
の間に、前記第３の絶縁膜における前記配線溝に露出し
ている部分及び前記第１の絶縁膜における前記コンタク
トホールに露出している部分に金属膜からなる密着層を
形成する工程をさらに備えていることを特徴とする請求
項１に記載の配線構造体の形成方法。 - 【請求項３】 前記第３の工程は、パーフルオロデカリ
ンを含む反応性ガスを用いるＣＶＤ法により前記第３の
絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１
に記載の配線構造体の形成方法。 - 【請求項４】 前記第１の絶縁膜は有機成分を主成分と
することを特徴とする請求項１に記載の配線構造体の形
成方法。 - 【請求項５】 前記第１０の工程と前記第１１の工程と
の間に、前記第３の絶縁膜における前記配線溝に露出し
ている部分及び前記第１の絶縁膜における前記コンタク
トホールに露出している部分に、窒素を含有する反応性
ガスを用いるプラズマ処理によって密着層を形成する工
程をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載
の配線構造体の形成方法。 - 【請求項６】 前記第１の工程は、パーフルオロデカリ
ンを含む反応性ガスを用いるＣＶＤ法により前記第１の
絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１
に記載の配線構造体の形成方法。 - 【請求項７】 下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形
成する第１の工程と、 前記第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が異なる
第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、 前記第２の絶縁膜の上に、シロキサン骨格を有する低誘
電率ＳＯＧ膜からなり前記第２の絶縁膜と組成が異なる
第３の絶縁膜を形成する第３の工程と、 前記第３の絶縁膜の上に薄膜を形成する第４の工程と、 前記薄膜の上に、配線形成用開口部を有する第１のレジ
ストパターンを形成する第５の工程と、 前記薄膜に対して前記第１のレジストパターンをマスク
としてエッチングを行なって、前記薄膜からなり配線形
成用開口部を有するマスクパターンを形成する第６の工
程と、 前記第３の絶縁膜の上に、コンタクトホール形成用開口
部を有する第２のレジストパターンを形成する第７の工
程と、 前記第３の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一
方、前記第２の絶縁膜、第１のレジストパターン及び第
２のレジストパターンに対するエッチングレートが低い
エッチング条件で、前記第３の絶縁膜に対して前記第１
のレジストパターン及び第２のレジストパターンをマス
クとしてドライエッチングを行なうことにより、前記第
３の絶縁膜を該第３の絶縁膜にコンタクトホール形成用
開口部が形成されるようにパターン化する第８の工程
と、 前記第２の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一
方、前記第１の絶縁膜、第３の絶縁膜、第１のレジスト
パターン及び第２のレジストパターンに対するエッチン
グレートが低いエッチング条件で、前記第２の絶縁膜に
対して前記第１のレジストパターン及び第２のレジスト
パターンをマスクとしてドライエッチングを行なうこと
により、前記第２の絶縁膜を該第２の絶縁膜にコンタク
トホール形成用開口部が形成されるようにパターン化す
る第９の工程と、 前記第１のレジストパターン及び第２のレジストパター
ンを除去する第１０の工程と、 前記第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜に対するエッチング
レートが高い一方、前記マスクパターン及び第２の絶縁
膜に対するエッチングレートが低いエッチング条件で、
前記第３の絶縁膜に対して前記マスクパターンをマスク
としてドライエッチングを行なうと共に前記第１の絶縁
膜に対してパターン化された前記第２の絶縁膜をマスク
としてドライエッチングを行なうことにより、前記第３
の絶縁膜に配線溝を形成すると共に前記第１の絶縁膜に
コンタクトホールを形成する第１１の工程と、 前記配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填するこ
とにより、上層の金属配線及び前記下層の金属配線と前
記上層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する第
１２の工程とを備えていることを特徴とする配線構造体
の形成方法。 - 【請求項８】 下層の金属配線の上に第１の絶縁膜を形
成する第１の工程と、 前記第１の絶縁膜の上に該第１の絶縁膜と組成が異なる
第２の絶縁膜を形成する第２の工程と、 前記第２の絶縁膜の上に該第２の絶縁膜と組成が異なる
第３の絶縁膜を形成する第３の工程と、 前記第３の絶縁膜の上に該第３の絶縁膜と組成が異なる
第４の絶縁膜を形成する第４の工程と、 前記第４の絶縁膜の上に薄膜を形成する第５の工程と、 前記薄膜の上に、配線形成用開口部を有する第１のレジ
ストパターンを形成する第６の工程と、 前記薄膜に対して前記第１のレジストパターンをマスク
としてエッチングを行なって、前記薄膜からなり配線形
成用開口部を有するマスクパターンを形成する第７の工
程と、 前記第１のレジストパターンを除去した後、前記第４の
絶縁膜及びマスクパターンの上に、コンタクトホール形
成用開口部を有する第２のレジストパターンを形成する
第８の工程と、 前記第４の絶縁膜に対して前記第２のレジストパターン
及びマスクパターンをマスクとしてドライエッチングを
行なうことにより、前記第４の絶縁膜を該第４の絶縁膜
にコンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパ
ターン化する第９の工程と、 前記第３の絶縁膜に対してパターン化された前記第４の
絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行なうことに
より、前記第３の絶縁膜を該第３の絶縁膜にコンタクト
ホール形成用開口部が形成されるようにパターン化する
第１０の工程と、 パターン化された前記第４の絶縁膜に対して前記マスク
パターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共
に、前記第２の絶縁膜に対してパターン化された前記第
３の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行なうこ
とにより、パターン化された前記第４の絶縁膜に配線溝
を形成すると共に、前記第２の絶縁膜を該第２の絶縁膜
にコンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパ
ターン化する第１１の工程と、 パターン化された前記第３の絶縁膜に対して前記マスク
パターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共
に、前記第１の絶縁膜に対してパターン化された前記第
２の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行なうこ
とにより、パターン化された前記第３の絶縁膜に配線溝
を形成すると共に、前記第１の絶縁膜にコンタクトホー
ルを形成する第１２の工程と、 前記配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填するこ
とにより、上層の金属配線及び前記下層の金属配線と前
記上層の金属配線とを接続するコンタクトを形成する第
１３の工程とを備えていることを特徴とする配線構造体
の形成方法。 - 【請求項９】 前記第１の絶縁膜及び第３の絶縁膜のう
ちの少なくとも１つは、有機成分を主成分とすることを
特徴とする請求項８に記載の配線構造体の形成方法。 - 【請求項１０】 前記第２のレジストパターンのコンタ
クトホール形成用開口部の寸法は、コンタクトホールの
設計開口寸法に対して、前記上層の金属配線が延びる方
向に対して垂直な方向に拡大されていることを特徴とす
る請求項８に記載の配線構造体の形成方法。
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