[特許]1998-079371 (10.03.26)
`
`出願 (1) ( 10-079371)(10.03.26) 記号 (7411290311) 出願種別(01 )新法
`公開
` ( )( ) 公開基準日 (10.03.26) 国内優先 (0)
`公告
` ( )( ) 優先 ( ) 他 国
`審判 ( )( )( ) 担当 ( )(
` )
`登録
` ( ) ( ) 異議 ( 0) 請求項数 ( 9) 出願料金( 21,000)
`公決
` (起 )(担 ) 文献 ( ) 新規性 (0) 菌寄託 (0) 公害 ( )
`査定 ( ) (起 )(担 ) 前置 ( ) 解除 ( )公序・要約(0)
` (発 )(官 ) 審査・評価請求( 0-2) 未請求(0) 自動起案( )
`最終
` (A11)(11.10.21)
`公開準備 (1) 早期審査 ( )
`変更先 (1)( 11-075519)(01 ) 審決 ( )( )
`
` 原出願( )( )( )種別( )
`期間延長 ( ) 最新起案日 ( )
`公表 ( ) ( ) 翻訳提出 ( )国際出願( )
`再公表 ( ) 国際公開 ( )
`
`公開IPC4 H01L 21/88 KFIC 指定分類IPC
`公告IPC
`名称
`配線構造体の形成方法
`出願人 代表( ) 種(2)コ-ド(000005821) 国(27) パナソニック株式会社 ＊
`大阪府門真市大字門真１００６番地
`代理人 種(1)コ-ド(100077931) 前田 弘
`種(1)コ-ド( ) 小山 廣毅
`種(1)コ-ド(100107445) 小根田 一郎
`中間 (A63 )特許願 10.03.26( 21,000)完 (A96-1 )職権訂正10.04.01( )
`記録 (A84-1 )優先請求11.03.24( ) (A84-3 )優先請求11.07.21( )
` (A85-1 )交付請求12.11.21( ) (A86-1 )閲覧請求15.03.13( )
` (A86-1 )閲覧請求15.09.22( )
`新出願
`国内優先(先)
`国内優先(後) 1 11-075519(11.03.19) 1 2000-066163(12.03.10)
` 1 2000-066179(12.03.10)
`
`TSMC Exhibit 1013
`
`Page 1 of 65
`
`

`

`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］特許願
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 1/ 2
`
`【書類名】
`
`特許願
`
`【整理番号】
`
`7411290311
`
`【提出日】
`
`【あて先】
`
`平成10年 3月26日
`
`特許庁長官 殿
`
`【国際特許分類】
`
`H01L 21/316
`
`【発明の名称】
`
`配線構造体の形成方法
`
`【請求項の数】
`
` 9
`
`【発明者】
`
`【住所又は居所】 大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式
`
`会社内
`
`【氏名】
`
`青井 信雄
`
`【特許出願人】
`
`【識別番号】
`
`000005821
`
`【氏名又は名称】 松下電器産業株式会社
`
`【代理人】
`
`【識別番号】
`
`100077931
`
`【弁理士】
`
`【氏名又は名称】 前田 弘
`
`【選任した代理人】
`
`【識別番号】
`
`100094134
`
`【弁理士】
`
`【氏名又は名称】 小山 廣毅
`
`【選任した代理人】
`
`【識別番号】
`
`100107445
`
`【弁理士】
`
`【氏名又は名称】 小根田 一郎
`
`【手数料の表示】
`
`【予納台帳番号】 014409
`
`【納付金額】
`
` 21,000円
`
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`
`

`

`[ARE] PRE
`[Sth] 3410. 3.26
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］特許願
`+
`[eet] 42410-079371 (10.
`3. 26)
`2/
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 2/ 2
`(EMME B gK)
`【提出物件の目録】
`(Wire|
`FY ie
`1
`【物件名】
`明細書 1
`(Wire|
`Kim
`1
`【物件名】
`図面 1
`(Wire|
`BER
`1
`【物件名】
`要約書 1
`(HHBEKE Ss]
`9601026
`【包括委任状番号】 9601026
`[Pr-7oEB]
`us
`【プルーフの要否】
`要
`
`Page 3 of 65
`
`Page 3 of 65
`
`

`

`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`1/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 1/ 40
`[2% ]
`BHa
`【書類名】
`明細書
`LEH OZR) RUBEKOIRITE
`【発明の名称】 配線構造体の形成方法
`(rrPR OMA)
`【特許請求の範囲】
`(FORA 1)
`PB OBRACRO LIC 1 OGRA BMI 51 OLE,
`【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、
`AALS 1 OMANI O LICIKE 1 Citethe & HAMAS A ZR BF 2 OileTeT
`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
`D2 OLFEL,
`る第２の工程と、
`AALS 2 OWARRNEO LICIKES 2 CitteteHe & MAMAS A ZR DF 3 OileHeT
`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
`D3 OTAL,
`る第３の工程と、
`Halas 3 OMARIRO ECEPEN Ae BRT 5 4 DO LFEL
`前記第３の絶縁膜の上に導電性膜を形成する第４の工程と、
`Hac VERO Lic, ACRE BOAT ORL OLY ARAY Vee
`前記導電性膜の上に、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
`MT SBS OLARL,
`成する第５の工程と、
`
`Ala aePEMR ICM L Cana LOU VARA RV eV AZ ELTE VFI
`前記導電性膜に対して前記第１のレジストパターンをマスクとしてエッチング
`AqT7ROC. Ala EVEN6 72” BCRPRO BAA De AT OV ADNAN mv
`を行なって、前記導電性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
`ERT SBE OTL,
`形成する第６の工程と、
`AALS 3 OMGRIRO Lic, AV eT bA-NVBRA BEAT OR 2DO EY
`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
`ANA-YeEMT ORT OLLIE.
`ストパターンを形成する第７の工程と、
`HUACes 3 ORI, BL OLY ARNE -Y ROG 2ZDVV ARNE VICK
`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
`
`
`TODYFVIV—hRRW-A, AH 2 OMART SOD y FUT U— 4b
`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
`
`DIKWE YF UTR C. ARLE 3 OMRIRICK LUT RIF By FUT RATE DI
`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
`CEC EY, ATRL 3 OFGRIRA RA 3 OMBIRIC I #7 boR— LIBRB
`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
`MOSM SMOEDICNF- VET SLEKIC. WAL OUYVARANZE—VY RO
`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
`B2ZODVVANZ-VYeEMMIC MIL PBL CRET SHB OLEE,
`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、
`
`AALS 2 OMNIS IT SD y FUT U— bY, ARE 1 DHARI
`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
`
`OF8 3 ORERIEIC IST SEV FUTbE YF UTR C, Hila2 O
`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
`ERIC LT ANF MLSE ATC 3 OMRIRE VY AD ELTR IA Dy F
`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
`VP RTTIEIAI ECKL YO. ATA2 ONERIE eA 2 OMARCI 7 BR
`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
`JUIGARAB ABBASRE SIVH EDINA —- VET OBI DO LFBE,
`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、
`AALS 1 ORERIER OF 3 OHARIRICRT Sy FUT — bY— AT
`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
`
`
`RLV AY ANZA —Y ROG 2 DRIEST 6 Dy Fu7e— bOMRV Dy FuT
`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
`
`
`
`
`
`
`
`
`
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`
`Page 4 of 65
`
`

`

`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`2/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 2/ 40
`
`AEC. AlAdes 3 Onhtghlcxe L CHIL Y AT NF-Y RV ADVELTRIAE
`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
`YI UT RATED EFICHTACH 1 OnARIRIC HA LCA UV {EB SAV ATAL 2 O
`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
`
`MRM VAT ELTCR 7A Sy FUT eR ICLICHY, AA 3 Onsite
`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
`(CBU 2 BERT S ¢ RIC ATA1 OMARIRIC AID RARER SH 1
`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１
`
`ODTFEE,
`０の工程と、
`AACAROAY ET ha /ICBIR HT SO EIC KYO, LBRO
`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
`BPROni SOB BAR cA Le OC BERL ee SAV eT bh eH
`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
`RESBL LOTR EMMA TOSI LEME TS SARI OBRAT.
`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。
`(RH 2) AL OD LEC ATH 1 1 OTLML OPC, ATR3 ONG
`【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
`MARI BST 4 AACACH LL CW OMAROTC 1 OMARMRIC BST 4 lac
`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
`AYE bE LU CW SAIC BIBI5 78 SRB IT SO LPB
`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
`SOIC ACW SILERME TS PPR1 CHORE KOEMATE,
`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。
`(RPK)|ATCA 3 OneL Aeae EMD ETSI LEME TS
`【請求項３】 前記第３の絶縁膜は有機成分を主成分とすることを特徴とする
`AORTA 1 (CAIRO ALBEDO IBMATE,
`Bu
`請求項１に記載の配線構造体の形成方法。
`(#RA4)
`AMM SOTBI, S-T7rAAF AY VERMIN AE
`【請求項４】 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
`FAAWSCVDIKICE ) ARC 3 OMIAKT STR GCL aRMETS
`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
`AORTA 3 (CAIRO ACP IEA O IBMT,
`請求項３に記載の配線構造体の形成方法。
`CPR S ])|ANRC 1 OMeLAeae EMD ETSI LEME TS
`【請求項５】 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
`ARIA 3 (CAIRO ALPE AO BM ATI,
`Bu
`請求項３に記載の配線構造体の形成方法。
`[RH 6) ACL OD LEC ATH 1 1 OTML OPC, ATR3 ONG
`【請求項６】 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
`MARI BST 4 AACACH LL CW OMAROTC 1 OMARMRIC BST 4 lac
`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
`AVE bARW VIC LL CWS MAIC, BREAAT SUIMEW AR AWS TF
`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
`FASC Lo CHAI RIES STAB ES DICH ACTOS LEAH ETS
`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
`aAORIA 5 (CAH OACRRA OBMATE,
`請求項５に記載の配線構造体の形成方法。
`(RIA 7) AAC 1 OTR, SIA AV VERDE AR
`【請求項７】 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
`FAAWSCVDIKICE ) ARC 3 OMIAKT STR GCL aRMETS
`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
`AORTA 3 (CAIRO ACP IEA O IBMT,
`請求項３に記載の配線構造体の形成方法。
`(HRS) POR BACRRO LIC 1 OMGRIRAIACT 51 OLE,
`Bu
`【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、
`Hac 1 OaO LICR1 OAH L RARE DS HR ZR SB 2 Dithitalt ee Wake
`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
`
`Page 5 of 65
`
`Page 5 of 65
`
`

`

`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`3/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 3/ 40
`D2 OLFAEL
`る第２の工程と、
`Hac 2 OMARO LICR2 OiaRle L AREAS HA ZR SB 3 Dikhitlt & ake
`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
`D3 OTL,
`る第３の工程と、
`Hal 3 OMARIEO KIC EPIRA BMT 54 OLE.
`前記第３の絶縁膜の上に導電性膜を形成する第４の工程と、
`HOSPEI O KiC, ALR BA ABA ST OR LOL VY ARAN -VeG
`前記導電性膜の上に、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
`MIT SASOLBE,
`成する第５の工程と、
`
`Ala aePEMR ICM L Cana LOU VARA RV eV AZ ELTE VFI
`前記導電性膜に対して前記第１のレジストパターンをマスクとしてエッチング
`AqT7ROC. Ala EVEN6 72” BCRPRO BAA De AT OV ADNAN mv
`を行なって、前記導電性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
`TERT SA 6 OTL,
`形成する第６の工程と、
`Hal 3 ORRIEO LIC, AV eT bAR- VIERA IBREAT OR 2OLY
`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
`ANA-YeEMT ORT OLLIE.
`ストパターンを形成する第７の工程と、
`
`ANAL 3 OMANI IT ZT Y FU TU— bBRWATA2 OMAR,
`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、
`
`BILDOvVVALRA—-VY RUG2ZODVVARRA-VMICMTP SEV FUT UOb
`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
`
`DWE y FUP AEC, AR 3 Onee LCHALB 1 OLY ARAB
`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
`VROG2ZDVVARRNE HV REVADZELTR IA ZV F VT ERIC EI
`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
`LO, ATA3 OMAR AA 3 OMGRIRIC I 7 hI BA EST
`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
`MENS EIICANA—-VIESF OB 8 OLE,
`成されるようにパターン化する第８の工程と、
`ANAL2 OMANI IT SD YFUTAU— bBRWATA1 OMAR,
`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、
`
`3 ORI, BL OV YARRA -VY RUB 2ODVVARRE VCMT Sa
`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
`
`YFIYTU— bIMBW EY FU TREC, AAs 2 Oise xt L CHA 1 D
`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
`VV AREYROG 2DVVARRE HV RVAYELTR IAZY FYS
`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
`Aq{TPRIO I EIC LY, Alale 2 OiaeK 2 OMAR IC aD hI
`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
`BCFA BAA BDASIBRM SIVS EDICANA—- VES SBIOTAEL,
`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、
`Aa 1 OU VARANA—-VY ROB 2DLVARNZ—-VERKETSH1LOO
`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
`
`
`
`
`
`
`
`TBE,
`工程と、
`
`Halos 1 OMSOF 3 OMARSD FUT E— bY BT
`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
`
`
`FOV AZ ANA-Y ROR 2 OMART SE y FUP V— hOB Ey FUT
`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
`
`AEC. AlAdes 3 Onhtghlcxe L CHIL Y AT NF-Y RV ADVELTRIAE
`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
`YI UT RATED EFICHTACH 1 OnARIRIC HA LCA UV {EB SAV ATAL 2 O
`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
`
`Page6 of 65
`
`Page 6 of 65
`
`

`

`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`4/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 4/ 40
`
`MRM VAT ELTCR 7A Sy FUT eR ICLICHY, AA 3 Onsite
`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
`(CACBRE 2 IBAOb ICATAL 1 OMAR IC I 7 RAVER SHB 1
`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１
`
`1OLFEL,
`１の工程と、
`AaCACMNEROAY AT be IBIRA RT SO LIC EO, KORTE
`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
`AcaOFPSO BRAC CA LB OSRAL eBSAL a bee
`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
`MRED 1 2OTHE SBA COS I LERML TD AURELIA DIBTTI,
`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。
`(RAO)
`ATA3 OMIA, VOD U RE EAT SIEGES OG
`【請求項９】 前記第３の絶縁膜は、シロキサン骨格を有する低誘電率ＳＯＧ
`FRCHSI EERE TS FRA 8 (CAA OBRKOTRTI,
`膜であ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。
`[38 ORE ANZ LAA]
`【発明の詳細な説明】
`[0001]
`【０００１】
`[EHH ORT 4 Hepay EF)
`【発明の属する技術分野】
`
`AE AF LEASEARIE PRA LIC IT % BCRAORITIEIC MT
`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。
`[0002]
`【０００２】
`[GEKO ERG)
`【従来の技術】
`
`
`AnH SERRIBLER © EAL OUERICHEY, BRAC LOMOBERE CHS
`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
`
`Bicaba Fa) A a OD 9 IN LC GEC AR% CLAREBE Fg] PGA DS $eRRFRIES D Te PERE (LD
`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
`HRP EROCW SH, AcieEA he RAR OPT © BCR A Be b OARS EE BIH
`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
`AWDOSAR CIEL RDNAKD CHS,
`るいわゆるＲＣ遅延と言われるものである。
`[0003]
`【０００３】
`GE> CT, ACP RERR 2% (IT Se DICT, A RACRROMTE DS < FORM
`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
`(SACRAANS < THI EMMECHS,
`は配線間容量を小さくすることが必要である。
`[0004]
`【０００４】
`Ex C, BUPURET ADS < DIC, BUBB E LCT VS RARICK A CS
`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
`
`FAV) SHAERIB RRS I BMEESOE RAPED OME SIV CWS. Gl
`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
`BHAT VS KEBHBED 3470 2 BHO THRE AL TWS TE, BRB E L
`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
`CHUTE AW SE. TV RABE eA OWMAICIES CT, Hilo tS
`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
`L ACARIIEREI DS 3 47D 2ICBDTAOC. 1. SHORUILEERT SOLED
`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
`
`CES,
`できる。
`
`Page 7 of 65
`
`Page 7 of 65
`
`

`

`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 5/ 40
`
`【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(cid:19200)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。
`
`【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。
`
`【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Ｓｉ
`
`ＯＨ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（Hydrogen
`
`silsesquioxane：Ｓｉ原子と
`
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`
`

`

`[Sth] 3410. 3.26
`[HRY | PAs
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`6/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 6/ 40
`, OFF FL, OF FORD 3770 2DOMOHRF LE PSRA EES) TRAST S
`、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
`WCWSD, HS QHZ, TEROY Y AV RYEIRICH SC. AKA BBV YO
`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
`“CAN TLVEDS FEV) EU) 9 FADS S. HS QUIN TPEDS RV 7 DH S QC HAD
`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
`HARARERT SO LIAB CH ODD. HS QEICHRARER T OBE
`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
`(CLARRIE DS 2S 2 — VK SIV C78 D BIBI AVY BBE DS 8D,
`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]
`【００１０】
`
`EK. HS QIRILS BAUR + OFSTED EVO C. BRBL OF AVEX TERR
`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
`TA Te Ole RAR ¢ OPI CHAE L LTCOCV DIEM BRT 4 WEEDS th B
`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
`o CCAD, GERBER O LIC CV DIRIEIRA IBMT SL eR ACBRIAT IC Heo ae S8
`。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
`
`DREVWCV DEMLIRAHIET SRD, RAM ARRIABILH S QE CVD
`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
`Bebe POoRM SISA BICTOODC, HS QUA HACHW RAE ICE
`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
`
`SC HORAA EDK SE < RO TLE D EVD HEM HS,
`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]
`【００１１】
`ASATIRIL, (RSE S OGIRE IER, SRA + OR BVEDIEVO TC,
`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、
`4 RACER ¢ OFC BIS L LCOC V DIBIENERT 5 WEDS B,
`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]
`【００１２】
`
`
`EK. AREATIRICMT SEY FUT bMBRT FT AVICEDEVYAR
`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
`REBAVBET VV YT FT AIBOT VY VT bP EIEIEBLOED, VY ARS
`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
`B-VeET VY YT (CLO RET SBRIC ABR DFIRMS FX -—V RIT ODOC,
`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、
`WROLV ARP AE AMER EV BSS, CIC, AMBROTIRO
`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
`LIC C V DIB{(EIRA FER LER, KC V DEEMED KIC UY A hRe RRL OC
`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、Ｃ
`
`
`VDPMbIReE Dy FUT A by ?S— (RaBN)
`EC LCL VA Rey FY TIM
`ＶＤ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
`LYS TIEMER ESUCWS.
`工する方法が提案されている。
`[0013]
`【００１３】
`L LAB, ARE ATIRO ECC V DPE BMT SBR. ARIAT IROR
`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
`THI DSBS 2 To IVEA (CWE SIV HD ToD, ARIZHDS Se & RIS LC ARR
`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
`iPE PIC VR AVEO b VES OMPERDBASN OO, ARRAS
`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
`
`IO bhi BROLC LED LV) 9 RDS HS,
`膜の比誘電率が増加してしまうという問題がある。
`
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`
`Page 9 of 65
`
`

`

`[Sth] 3410. 3.26
`[HRY | PAs
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`7/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 7/ 40
`[0014]
`【００１４】
`
`EK, ARIAT IRICHIOUM DIALARA BMI OR. ARTIS IR
`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
`Bide & DIBAVEDMRV TED, AREAPF IRICTERY S 1 eA LE © Jal ac BZ
`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
`(ET i NBD 5672S AIBAOME OAS, Ti NARICHMITAS IV Ze
`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
`
`4 RECARO AHIEDS BD LC LE AOC, Sila 5 72 4 GRAB AVY CEES
`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
`
`
`PUbe More AY y ASB DVT LED EVDD&S,
`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]
`【００１５】
`Hac ICSE A, AEWA, MRO VAhTALALRA LT, Lem SEAR)
`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
`BMI IRCA SKIICTSOLeRAWETS.
`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]
`【００１６】
`[PREAHOOO FE)
`【課題を解決するための手段】
`AEC RS FB 1 ORCRRHE KORMAKI, PS OBIRACRRO LIC 1 Oia
`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
`IRA IT OH 1 OLA L, 1 OMBRIRO LICK 1 Ditthitde & MAKES SR ZR
`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
`DH 2 Oiae BMT SH 2OLFL, FH 2 OnRHEO LICK 2 Oikeivalle c
`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
`HAA DSFE ZL DF 3 OMIA ATES SB 3 OLR L. 3 OneO ECE
`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の絶縁膜の上に導電性
`IRATERT BAO LEL, BBO Lic, ARERR OMe At 5B 1 OD
`膜を形成する第４の工程と、導電性膜の上に、配線形成用開口部を有する第１の
`VVARNA-VRERMT SBS OLR L, HRPERICA UCHR LOUY ARN
`レジストパターンを形成する第５の工程と、導電性膜に対して第１のレジストパ
`
`B-VEVAD ELUTE YF VT RA TR0 TT, REN > 5 72 ARRIGO BA
`ターンをマスクとしてエッチングを行なって、導電性膜からなり配線形成用開口
`MeATOVATAA—-VeBMI SRO DLL, F383 OMRIRO LIc, aV
`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
`XD hIR IGAPABA TSB 2D VARA -—VYEBMTSHB7 OL
`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
`ec, BS OBR, BlLOVVARAKA-—Y ROB 2ODUVA RAZ vce
`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
`
`
`TOLVYIYTL— bBRMOW A, F2 DBIRIMOPT 6 Ey Fu 7 — base
`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
`
`
`WEY FYTRIEC, B38 OMRIRICH LCR 74 By FUT RTI LICE
`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
`0. 3 OtKS 3 OMARI YD boa IGA BA OTeke &
`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
`ZBEIICNA-— EF SLIT, BID VARAZ-VYRUB2OUVARN
`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
`Av fe SHA AVIC MIL Fab ee L CREST SH 8 OLE. 2 DithhitHRle xt
`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
`
`
`DDYF UT U— bRRW—-. F1 ORRIER OF 3 DARIO6 Ey F
`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
`YTV BARU y FUT REC, 2 DiffieHla LOAN 2 MIB SIV
`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 OMI VAT ELTCR AIA Ey FV TET IL EC LY, 2 Oni
`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
`
`
`
`
`
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`

`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`8/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 8/ 40
`AK 2 Onsa UA ba AGRA BA EASIER SUS EDICN BY
`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
`
`LLP SAID THE, 1 OARIER OF 3 ORI TE SEY FUT U— hb
`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
`
`DRY. VATIAZF-VY ROR 2 ORICA T SE y FUT U— bE
`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
`EyFUTSREC, F383 OMRMICH LCV ADNAN HVE VATELTREIA
`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
`Dy FUT RATED ESIC 1 OMRIRIC A LON UKE NER 2 Diftiaelt
`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
`
`RVATZDELTRIA ZY FV TRB LEC EO, B38 OtteACE
`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
`TERT S ESIC 1 OnsCa AT ARV ERT SB LODE, Bc
`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
`PBROAY ED hA-VICI e KTSOLICLY, LOS BARRO
`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
`PHO BAR’ LOS RARE RT OSI eT bem SBI OL
`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
`
`
`
`
`
`Ke C Ui AWD
`程とを備えている。
`[0017]
`【００１７】
`A ORE KOMMR AIRIC LS, BS OLRICBVYC, 3 Oise
`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、
`
`BILDOvVVALRA—-VY RUG2ZODVVARRA-VMICMTP SEV FUT UOb
`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
`
`
`Dim, 2 OsloSEY FUT — AEE FU TPRIEC,
`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、
`
`3 OMGRIRICM LC RAPA BY FUP RTO, 8 Diete 78 2 — UE
`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
`FHERIC, BIDVVARNZ-YROB2ZDVVARNAE-VY RRA SOK
`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
`Do, BIDOVVARKF-YRUG2ZDUVALNA-VRRBRT TI AV EAA
`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
`AT IVYYTICEYO RESTS LBB FBICRS,
`るアッシングにより除去する工程が不要になる。
`[0018]
`【００１８】
`
`EC, 2 DinhO Apk ¢ HS 3 OnhiIRO Ac PRADO. FLOOD
`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
`
`FEICZSVYC, 3 OitRHRICK UTC V AINA HV REV ATZELTR IA ZYF
`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
`
`VT RATIRO CHOBE 2 IMT ORRIC, 2 ONE ty FUT A by ANE
`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
`
`LTHWSIEBCES,
`して用いることができる。
`[0019]
`【００１９】
`1 OBCRAE AORRATIEIL, BLOOTREALIOLMLOMIC, F3
`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
`KARAS EST ZB BCE IC BH LCVD EBTOS 1 OGRIRIC BIT Sa BZ
`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
`ha JVI RR HE LCS BBC BIRD 5 72 RRA IGA SLPS S BIC
`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
`
`ATWH=EMBEE LY,
`えていることが好ましい。
`
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`
`Page 11 of 65
`
`

`

`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`9/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 9/ 40
`[0020]
`【００２０】
`1 OBCRMBEAK OTRTTIEIC BV CT, 5 3 OiRIRIS ARR& EMA ET
`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
`
`AAEME LV,
`ることが好ましい。
`[0021]
`【００２１】
`“OUR, BIOL S-7VAaAF AY VERERIE A % AAVYS C
`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Ｃ
`
`VDIEIC EO 3 OMAN IT SL Ets ob DHEE LV.
`ＶＤ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]
`【００２２】
`
`
`kK, COWRA. Fl Oittile b Aka e EMD ETS OE DAEELY.
`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。
`[0023]
`【００２３】
`1 DittieNER O2 DikhitHAS AAAS & ERMES OSWEICIL, F1 OD
`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
`LEER 1 IOLA CONC, 3 OARIIC IIT O AIC Ha LCS BoD
`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
`ROB 1 OMBAIRIC BU SAV 27 ROIL COSMIC, BREA
`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
`TA BUM AB AAW OPT AV MIC Lo CRIB IEAO LIB S OIC
`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
`
`ATWH=EMBEE LY,
`えていることが好ましい。
`[0024]
`【００２４】
`1 DARN DS ARR& EMA EPS SBAICIL, BL OLE, 2-7 VA
`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
`BAFAY VEERRIED AL AWSCVDIEICEY BH 3 OfRIEE BMT 5
`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
`
`Fee Biter LAPRE LV,
`程を含むことが好ましい。
`[0025]
`【００２５】
`AERC SF 2 ORME K OWMIKI, TB OBRALRO LIC 1 Dit
`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
`RNR EMT OBL OTLRL, 1 ORGRIEO LICK 1 Oishi & HARE DS BAZ
`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
`D2 Died eM ST OH 2 OLRL. 2 ORR O LICK 2 Ditteitalie &
`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
`HAA DSFE ZL DF 3 OMIA ATES SB 3 OLR L. 3 OneO ECE
`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の絶縁膜の上に導電性
`IRERT SB AOTC, BEPERO Lic, APRA O Beas 5 1 oO
`膜を形成する第４の工程と、導電性膜の上に、配線形成用開口部を有する第１の
`VVYAhNE—-VeEBMI SBS OTHE, UMIRICMUCHIOLYV ARS
`レジストパターンを形成する第５の工程と、導電性膜に対して第１のレジストパ
`
`B-VEVAD ELUTE YF VT RA TR0 TT, REN > 5 72 ARRIGO BA
`ターンをマスクとしてエッチングを行なって、導電性膜からなり配線形成用開口
`MEAT SVAIAF—-VEEMT OR OOLEL, F232 ORO Lic, ay
`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
`AT bhR-VIBRATO 2DEVALANY-—VYeBRITSB7 OL
`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
`
`HL. B38 ORGRMICM ST SE YF UA U— bRRHT, FH2 Ont, 1
`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
`
`
`
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`
`Page 12 of 65
`
`

`

`
`
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`
`
`
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`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`10/__
`40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 10/ 40
`DUVALNA-—VY ROH 2DUVARRA HV ICMP SDV FUT BAM
`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
`o”
`
`DyFVPREC, 3 OMeRICH LTBI OLY ARNE -Y ROH 20
`V
`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
`
`LVARNA RVR VATELTRIA ZY FY TRTRI CL EICED, FIO
`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
`RMR TK3 OMRIIC IAD ba IGROAR OBOERRS IS EID ICN
`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
`
`AVILES OF 8 OTE, 2 ORITOD FUTbY
`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
`. 1 ORI, 33 OMI, FL OLD ARAB -—VY RUB 2ZDUEVA AN
`、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
`
`VIC TP SEV FUT AMR TV FU TREC, 2 OnaARIC AT L
`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
`
`CHI DUVARRA-VYRUG 2ZDUVARRE-VREVAYELTRIAE
`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
`YFIYVTRATTLI NEIL YO, G2 Othe ZB 2 OnhigHRlC ae 7 bAR—
`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
`VIG BAA BASIERM SIS EDICANA- VES SR IDLEL, FILOUYA
`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
`bAA-Y RUG 2ZODUVALANA-VERET SBI ODLEL, 1 Oithix
`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
`IER OFS 3 DitiRHEIC TS SEY FUTUb, VATAA—-VY RU
`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
`
`2 ORGRIRICM TS SEY FUT ARV Ey FU TREC, 3 Oia
`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
`ISM LTV AGRE H-VREVADELTR IA By FV TEED ERICH ILO
`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
`
`RRARIC RT LOAN 2 VIE SIU 2 ONERIRA VAZELTR IF EY F VT
`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
`AATTEI XN EIC RYO, G3 OMARARIC APNE IBS SL RICH 1 OiIC a
`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
`VAT bR-VEBRITSBLI OTE, AREROSY 27 be
`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
`FREFIRTSOLICEYD, KROSBARROT SOS BAR + LB OS RAC
`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
`ceRprT oq eT bem OBL 2OTRE eA CWS
`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。
`[0026]
`【００２６】
`2 OBLOBR ATIEICLSE, BLOOD LEICBVYC, BILOVYA
`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
`KANE VY ROF2Z2OVVARAA-VERRST SRRIC. 1 ORME OF 3
`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
`DOHARIRIC IST BF 2 OMARIRO ILD aR LIGA BA AIC BH LCS
`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
`MAICF A-VIBDBRMAUCH. BLL OTRICBUY CT, 1 DiOSS
`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 DRIT SEY FUT U—bBRW-T, VATA VY RUA 2 Dit
`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
`
`PIRI TSE YF UTE bE EV FU TREC, 3 OfhiEl Ht LT
`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
`VADREA-VEVADELTRIF ZY FV TRATES ESIC 1 OisehRle
`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
`
`LTA VIBE2 ORI VAT ELTR IA By FU TR, Tie
`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
`TC. 3 OMAR CHIME IBRCT 5 LIC 1 OMRIRIC IU AD BRA
`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
`
`
`
`
`
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`
`Page 13 of 65
`
`

`

`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`11/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 11/ 40
`WRT SEO, 1 OMRER OF 3 DieRIRICTERE CWS FX — VB HE
`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
`FEICPRE SWS,
`実に除去される。
`[0027]
`【００２７】
`2 ORR K OTR ATIKICBV YC, 953 OMAHA, VURa
`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
`
`S SRGS O GIR CH Sx EME LV).
`する低誘電率ＳＯＧ膜であることが好ましい。
`[0028]
`【００２８】
`[58 FA OD iit OFZHE)
`【発明の実施の形態】
`(5 1 DFTA)
`（第１の実施形態）
`DAR. AAS Oo 1 OD FEIARICA O ACRE A OIBRAT IEICOVYeT,. 1 (
`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) . B2 (a) ~ (c) ROMS (a) ~ (c) EBRD OAH
`ａ）～（ｃ）、図２（ａ）～（ｃ）及び図３（ａ）～（ｃ）を参照しながら説明
`TS.
`する。
`
`[0029]
`【００２９】
`
`EY. Bl
`(a) IOBpLoic,ASE 1 OO LICHEN 1 OIE
`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
`
`APRIL OLOEIC, RICMTRONSD YF YT THEICBVY CH 1 OB BACH 1 O
`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１０
`Lee OPIZILS OnmOMEeAToy) aY (EIR 1 02 eM LER
`１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
`, KYU AYE 1 O 2D EC, PALL umOMELATS CHIC ARMA
`、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
`ERA ET SA 1 OARIR1 O 3 eHERET SO. KIC, Bl OAKIR1 O3045
`を主成分とする第１の有機膜１０３を堆積する。次に、第１の有機膜１０３の上
`iC, PIZILS OnmOMELATS CHIOV AV BEM RICARRDE EAT
`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
`DEREAY aU REIR 1 O 4 EER LiCte. MARE AY U aU REN 1 OO
`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１０
`ADE, PAILS OO nmOMEL ATS ESIC ARK &e EMisy EST SHB 2
`４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
`OAR 1 O05 SHER L. COR, KH 2 OAPI 1 OSD LICH AILS Onm
`の有機膜１０５を堆積し、その後、該第２の有機膜１０５の上に例えば５０ｎｍ
`OBLAST S BILF # VB OO 6 EHERET S.
`の膜厚を有する窒化チタン膜１０６を堆積する。
`[0030]
`【００３０】
`1 MO2 OAR 1 03. 10 SORERTIRIC OV TIL, FRICIRE St72
`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
`WAS, PIZILN- TVA AP AY Ye EB ETS BUDE ARWSP TAL
`いが、例えばパーフルオロデカシンを主原料とする反応性ガスを用いるプラズマ
`
`CVDIEBABIF SNS, HK, FIR2 OAPI 1L O38, LOSEULTIA
`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、
`PIAS CV Dik, BARE MIZAC VDIEIC KYO BMS WE, PRAEAKSSIE LT
`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
`YREBAT SRACKRIRS VSO EM CES,
`ッ素を含有する炭化水素膜を用いることができる。
`
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`
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`

`[Sth] 3410. 3.26
`[HRY | PAs
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[##e] 31210-079371 (10.
`3. 26)
`B:
`12/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 12/ 40
`[0031]
`【００３１】
` Ek, B1 OFRIR 1 0 3 OHEROTIRE UTIL, BIZAIDSTaa AYY
`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シン
`LL ANSE AF NY Vast YY, PUNT VARY TY IETS VENTVa
`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
`VY IV EORIRY FY be ERB ET ORUIMED ARWSP I AY CV DIE
`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
`CbLV., CDLIICTAL, ABBY TTY » BIRDSAbn,
`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。
`[0032]
`【００３２】
`
`kK. AREAL AUER 1 OO 4 OERIRIC OV TIL, ICIAZ
`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
`WD, PIZIEF eaVbVU A bEVIVEERBE TS RISMEW AB AVSCV
`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ＣＶ
`DIEBBIF SNS, CDLIICTSAL, VU aUBb Piey AVR LA
`Ｄ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
`
`LEFF zc aVEDMO AEN CHa AT } AREA YU a BeEHR 1 OO 4 2545
`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
`
`5A]
`られる。
`[0033]
`【００３３】
`Ric, Bll
`(b) CRP RIIC. BEF SY VIRLO6 DEC. VYAFAIAAL
`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
`FICK D ACREABO AT SRL OY ARSE —-Y 107 eARLE
`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
`RKB IOVVYARNE-VY1LOTEV AY EULCHIEF VIR 1 OO 6ICKL
`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
`
`CRIA ZY FV TR TROT, Bl
`(c) CBF EIIC. BEF XVII O 6
`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
`DOoRAVATRFI—Y10 8 BRITS.
`からなるマスクパターン１０８を形成する。
`[0034]
`【００３４】
`Rie, BLOVVAANF-Y1LOTERETSIER<. F2 OAFRE 1 O
`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１０
`SOC. VYAAAATRICKLI AYA KA-BAR AT OH 2
`５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
`
`DVVYARAE—-YV1ODeBRLER, 2 OAR 1 O SICH LCR IF =
`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
`YF UTR. M2 (a) CRT ERIM, AV AZ baNRA
`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
`RAT OSRNA—VIEEIVECH 2 OAPI 1 OSAZBMITS. COWA. B20
`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
`ARIE LOS&, BIDVVYARE-Y1OTRUB2ZOVVYARNA-v 1
`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１
`09 EItHIC ARMA e ERMA ELE LTWSTED, H2 ORME O SliceTos
`０９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に対するエ
`DIVIU—-bE, BI ROB2ODVVARANZ—Y107, 109M S=
`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
`VIVTU—bEMIEIES LOC, B2 ORME 1 O SIC TS RIA DF
`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
`VITHICED, BI DYVANF-Y1OTROURB2ODVVARRZ v1
`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１
`O 9IcPRE SNA,
`０９は除去される。
`
`
`
`
`
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`
`

`

`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`a:
`13/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 13/ 40
`[0035]
`【００３５】
`
`il, 2 OAK1 O SIMS OS RIA Dy FY TTFRICKWYC, F2ODY
`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
`ARNF—Y 10 OMB LUTE UMATRY, CORI, BET O20
`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
`VARNEY 10 9k, RICTTRDONSGANY—ULANEH 2 DAKE1 OO 5
`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１０５
`ACH1 11 eR STE (K2 (c) EBA) ICRU CREAN SDS
`Ａ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
`
`CHO.
`である。
`[0036]
`【００３６】
`MIC, AF—-V{LSNEB 2 OAR 1 OSAVAYVELCHRERY Y a
`次に、パターン化された第２の有機膜１０５Ａをマスクとして有機含有シリコ
`
`VMMENE 1 O 4ICKF UT RFA By FUT ei Tieo TT, M2 (b) lcaFEIIC
`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
`, IY eT bhAROVIERA AATSN VIBE NAGEAYY aR
`、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
`{KI LOA ARBRTS, CDE IFT YF UT LF, AREAL aU eb
`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
`
`WEL O 41ICR PT SEY FY TAL— BAA UES NER 2 OAR 1 OO 5 Alc
`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
`
`
`MTSZDYVFVAU-bhEVEKESRMOELIRSY FV ARES ERTSOL
`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
`
`ICED, NAVEEN 2 OAR 1 0 SAB DY FUT SIV} SHB BIE
`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
`TS.
`する。
`
`
`
`[0037]
`【００３７】
`RIC, VATFAA-V1LO8EVAZF ELTA MES NER 2 OAR 1
`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１
`
`O5AICHL, ERA -UILSNKAREAY YU AL RRLIR 1 OO 4 ARV AZ
`０５Ａ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
`
`&UCH1 OAR 1 O SICK LUTEN EN RIA ZY FV TR TROT, 2
`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) IOBFHIIC. SP-VILANKE 2 OFPRI 1 0 5 AlCACPRH 1 1 1 &
`（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
`WR SEFIC, AY EAT RR-VIL LOR ATARA—-UILANER 1 OAK
`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
`EL OS AeBRTS,
`膜１０３Ａを形成する。
`[0038]
`【００３８】
`MIC. NF-V{LSNE AREAL U AUER LOA ARV AYVELTYY
`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
`
`a 2e{ERR 1 0 2ICM UT RIA Sy FV TR TROT, M38 (a) CORTES
`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
`IC, NAM {BANEYY AV EMO 2AM S CHIC, BIOS BA
`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
`MLO ay ey ba1 1 OREM SES,
`線１０１をコンタクトホール１１０に露出させる。
`[0039]
`【００３９】
`hic, M38
`(b) lCBFkIIZ, AVY F7 bR-1N110KROVAHHH1 1:10
`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
`
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`
`

`

`
`
`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`14/40
`［特許］平10-079371(10. 3.26) 頁: 14/ 40
`REMC PI ZAILS O nmOMEe AT 6 BILF FV PbS RIS 1 1 2 2 HEREL
`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１１２を堆積し
`
`eR, AvYeF7bR-VILOROAHE 1 1 1 OHERESLOICeMICHOCE
`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
`JANE 1 1 SaHERRT 4. @IBIR1 1 3 ORARITHICIRE SNS, Bl TVS HD
`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
`LD. & § a=y ry ARV, FY PAF YRMLLNbOOGSSEAWSXI
`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
`EMCAAZELIC. SBIR 1 1 SOURED ICME SNS, AY FIR, CV
`とができると共に、金属膜１１３の堆積方法も特に限定されず、メッキ法、ＣＶ
`DIEXILAN y PIESGeASI EM CES,
`Ｄ法又はスパッタ法等を用いることができる。
`[0040]
`【００４０】
`Ric, B38 (c) ICMP HKIIC. SF-VILSNE 2 OA1 OS ADE
`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
`(CHERRS IV CWS, RAB 112. SIRI 1 1 SUV AYA —Y 10 8 & fil
`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
`AIECMPIRICE ORAL, SRM 1 1 8SPORSHRLOSRAMI 4S
`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
`OF 1 OBER 1O1L ER 2 ORAL 1 4b eee SRR 1 1 325
`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
`ROEAVEARLLSeBRITS,
`なるコンタクト１１５を形成する。
`[0041]
`【００４１】
`im, B2O@)RAL 14 oO bic. AA UKE CLR O LEAT 729 oO Llc
`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
`LY, SBARHEA ERT SOEDBCES,
`より、多層配線構造を形成することができる。
`[0042]
`【００４２】
`Bl ORMWBIIC LOL, AREAL aL RebEIR1O 41h, Zea
`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
`KEY YAVEERB LTS RIE AR AWS CV DIEICKE YD BRANEMTC
`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
`HOTEO, VU AYRE ICY IUeA LET ea(ARRZE) 2S
`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
`
`IOAN RHEE AL TVS. TEOT. TEKOC V DAMEN & TPR IC RUF 72
`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
`MITPEROS Qi & [FREBEC RY Le REAR ALCS CEC, ARR, Be
`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
`HE OM BIRIC AT SVEeLTS
`膜及び金属膜に対する高い密着性を有している。
`[0043]
`【００４３】
`
`Ee, BUFF VIR LO 6 PORAVATAHX—-Y 10 8eRRLER, H1
`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
`DVVARANE-VY1LOTERETSIER<SB2OVVARNZ—-VY109%
`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１０９を
`
`WTS ESIC. 2 OAK O SICKTS RIFSYFU TLICKYO, HB
`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
`LDVVYARKF-—VY1LOTROB2DVVARKZ—V 10 9ERETSZEHD
`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を除去するため
`BI DYUVARRNA—V1LOTROB2OVVALANE-V 109 FRBRTT
`、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
`AVBRAWAZK yy VTAICEY RETA LIBBABICTRADC, VVARRES
`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
`
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`
`Page 17 of 65
`
`

`

`
`
`LSzftA] 3410. 3.26
`[EA | AA ASE
`［受付日］平10. 3.26
`［書類名］明細書
`[Leet] 3210-079371 (10.
`3. 26)
`A:
`15/4