`
`出願 (1) ( 11-075519)(11.03.19) 記号 (2926400241) 出願種別(01 )新法
`公開 (2000-003913)(12.01.07) 公開基準日 (10.03.26) 国内優先 (1)
`公告 ( )(12.07.10) 優先 ( ) 他 国
`審判 ( )( )( ) 担当 (4L00-8122)( 齋藤 恭一 )
`登録 ( 3062491) (12.04.28) 異議 ( 0) 請求項数 ( 10) 出願料金( 21,000)
`公決 (起 )(担 ) 文献 (1) 新規性 (0) 菌寄託 (0) 公害 ( )
`査定 (1) (起12.03.28)(担8122) 前置 ( ) 解除 ( )公序・要約(0)
` (発12.04.11)(官 ) 審査・評価請求( 1- ) 未請求(0) 自動起案( )
`最終 (A01)(12.04.28) 公開準備 (1) 早期審査 ( )
`変更先 ( )( )( ) 審決 ( )( )
` 原出願( )( )( )種別( )
` 期間延長 ( ) 最新起案日 (12.03.28)
`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 H01L 21/
`公告IPC4 H01L 21/88 KFIC
`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
`中間 (A63 )特許願 11.03.19( 21,000)完 (A62-1 )審査請求11.04.05(124,800)完
`記録 (A13-1 )拒絶理由12.01.11(8122-22) (A971-001)面接記録12.02.29( )
` (A53 )意見書 12.03.10( )完 (A52-3 )補正書 12.03.10( )完
` (A01 )特許査定12.04.11(8122- ) (A61 )登録納付12.04.20( )
` (A86-1 )閲覧請求15.09.22( ) (A86-1 )閲覧請求20.08.04( )
` (A86-1 )閲覧請求26.09.08( )
`新出願 1 2000-066163 04 1 2000-066179 04
`国内優先(先) 1 10-079371(10.03.26)
`国内優先(後)
`
`TSMC Exhibit 1015
`
`Page 1 of 134
`
`
`
`[書類名]特許願 [受付日]平11. 3.19
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 1/ 2
`
`【書類名】 特許願
`
`【整理番号】 2926400241
`
`【提出日】 平成11年 3月19日
`
`【あて先】 特許庁長官 殿
`
`【国際特許分類】 H01L 21/3205
`
`【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
`
`【先の出願に基づく優先権主張】
`
` 【出願番号】 平成10年特許願第 79371号
`
` 【出願日】 平成10年 3月26日
`
`【手数料の表示】
`
` 【予納台帳番号】 014409
`
` 【納付金額】 21,000円
`
`【提出物件の目録】
`
` 【物件名】 明細書 1
`
` 【物件名】 図面 1
`
`Page 2 of 134
`
`
`
`[書類名]特許願 [受付日]平11. 3.19
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 2/ 2
`
` 【物件名】 要約書 1
`
` 【包括委任状番号】 9601026
`
`【プルーフの要否】 要
`
`Page 3 of 134
`
`Page 3 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 1/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
`【書類名】 明細書
`I%fi%}
`|%fl%¢
`
`【発明の名称】 配線構造体の形成方法
`[%%®£%l Efififiwwfifififi
`
`【特許請求の範囲】
`[%%%fi®fi@}
`
` 【請求項1】 下層の金属配線の上に第1の絶縁膜を形成する第1の工程と、
`lfififill TE®$EEfi®LK%1®%%fi%%fif5%1®IE&\
`
` 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
`%E%1®%%fi®Ltfi%1®%%fi&mfiflfl&5%2®%%fi%%fif
`
`る第2の工程と、
`5%2®IEk\
`
` 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
`%E%2@%%fi®Ltfi%2®%%fi&mfiflfl&5%3®%%fi%%fif
`
`る第3の工程と、
`5%3®IEk\
`
` 前記第3の絶縁膜の上に薄膜を形成する第4の工程と、
`WE%3®%%fi®LK%fi%%fif5%4®IEk\
`
` 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
`WfififiwimxEfi%fifi%D%%Ef5%1®VVX%N5—V%%fif
`
`る第5の工程と、
`5%5®IEk\
`
` 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
`W$%fiKfiLTmE%1®vVx%N&—y%vx7<Iy?yi%fi
`
`なって、前記薄膜からなり配線形成用開口部を有するマスクパターンを形成する
`€01‘WfififimafiDfifififififiD%%Efé7X7N5—V%%fifé
`
`第6の工程と、
`%6®IEk\
`
` 前記第3の絶縁膜の上に、コンタクトホール形成用開口部を有する第2のレジ
`%fi%3®fi%fi®:K\:y57%$—w%flfi%n%%E?5%2®vV
`
`ストパターンを形成する第7の工程と、
`2 k/*’5!—‘/7.a‘:9f3BJ‘w“E>’fi%"7 0>If§'r_k\
`
` 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
`WE%3®%%fi\%1®VVXFN5—V&@%2®VVXFN5—VKfl
`
`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
`TéIy?VfV—Ffl%w—fi\%fi%2®%%fiKfif6Iy?VfV—%
`
`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
`flfiwIy?Vf%#T\%E%3®%%fiKfiLTF?%Iy?Vf%fi&5
`
`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
`:kKiD\%E%3®%%fi%fi%3®%%fiK:y57%$—w%fifi%n
`
`部が形成されるようにパターン化すると共に、前記第1のレジストパターン及び
`%fl%fiéhéi5KN5—Vkfé&%K\%fi%1®V§XEN5—V&@
`
`第2のレジストパターンを全面的に又は下部を残して除去する第8の工程と、
`%2 ODI/“/°7\ k/*’5!—‘/7a‘:éfiEI’~Jc:Xc:tT%f$%§§L'C%£fi“Z>’fi%"8 0>If§'r_k\
`
` 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
`WE%2®%%fiKfif5Iy?yfv—%fl%w—fi\%E%1®%%fi&
`
`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
`fi%3®%%fiKfiféIy?VfV—FflfiVIy?Vf%#T\WE%2®
`
`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
`fi%fiKfiLTN5—ymémk%E%3@%%%%vx7kLTPfixly?
`
`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
`yf%fi&5:kKiD\%E%2®%%fi%fi%2®%%fiK:y57%$—
`
`ル形成用開口部が形成されるようにパターン化する第9の工程と、
`wfifififinflfififiéméi5mN5—ymfé%9®IEk\
`
` 前記第1の絶縁膜及び第3の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一方、前
`WE%1®%%fi&@%3®%%fiKfif5Iy?yfv—%fl%w—fi\W
`
`記マスクパターン及び第2の絶縁膜に対するエッチングレートが低いエッチング
`Evx7A5—y&@%2®%%@KfiféIy%Vfv—kflfiwlyfyf
`
`Page 4 of 134
`
`Page 4 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 2/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
`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
`%#T\%E%3®%%fiKfiLTWEVX7N5—V%7x7kLTFfifl
`
`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
`y?Vf%fi&5&#K%fi%1®%%fiKfiLTN7—Vmémt%E%2®
`
`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
`%%fi%vx7<P?4Iy?yf%fi&5:&KiD\%E%3@%%fi
`
`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
`KEfi%%%fif6&%K%E%1®%%fiK:y97%$—w%%fif5%1
`
`0の工程と、
`omlfikx
`
` 前記配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填することにより、上層の金属
`Wfiflfififiwzyai%$—wm&Efi%£fifé:kKiD\Léwfifi
`
`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
`Efi&fi%ETE®&E%fi&%ELE®&EEfi&éfififézyfii%%%
`
`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。
`fi?é%11mlfikéfizrwé:&%%&&féEfi%fi¢®%fifi&o
`
` 【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
`[%fi%2) WE%10®IEk%E%11®I&&®%K\WE%3®%
`
`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
`fifimfifléflfiflfifimfimL1wé%fi&w%E%1mfififimfifiémfi
`
`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
`zyfii%$—wm%mLrwéfifimfififimafiéfififi%%fiféIE%
`
`さらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の配線構造体の形成方法。
`éEKfizTwé:&%%&&fé%fi%1KEfi®Efi%%¢®%fifiEo
`
` 【請求項3】 前記第3の絶縁膜は有機成分を主成分とすることを特徴とする
`lfififisl %E%3®%%fimfi%fi%%£fi%&f6:&%%&&f5
`
`請求項1に記載の配線構造体の形成方法。
`%fi%1KEfi®Efi%%¢®%fifi%o
`
` 【請求項4】 前記第3の工程は、パーフルオロデカリンを含む反応性ガスを
`[%fifi4}
`fiE%3®IEu\N~7wiu?flUV%€Ufim%fix%
`
`用いるCVD法により前記第3の絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする
`fiw5CVD&m;D%E%3m%%fi%%fif5I&%€U:&%%&&fé
`
`請求項3に記載の配線構造体の形成方法。
`%fi%3KEfi®Efi%%¢®%fifiEo
`
` 【請求項5】 前記第1の絶縁膜は有機成分を主成分とすることを特徴とする
`[%fi%5) %E%1®%%fimfi%fi%%£fi%&f6:&%%&&f5
`
`請求項3に記載の配線構造体の形成方法。
`%fi%3KEfi®Efi%%¢®%fifiEo
`
` 【請求項6】 前記第10の工程と前記第11の工程との間に、前記第3の絶
`[%fi%6) WE%10®IEk%E%11®I&&®%K\WE%3®%
`
`縁膜における前記配線溝に露出している部分及び前記第1の絶縁膜における前記
`fifimfifléflfiflfifimfimL1wé%fi&w%E%1mfififimfifiémfi
`
`コンタクトホールに露出している部分に、窒素を含有する反応性ガスを用いるプ
`:V57%$—wK%mL1w5%fiK\%$%€fi?5fim%fix%fiw67
`
`ラズマ処理によって密着層を形成する工程をさらに備えていることを特徴とする
`§XvflflKioTfi%E%%fiféIE%éEKfiZTw5:k%%@&fé
`
`請求項5に記載の配線構造体の形成方法。
`%fi%5KEfi®Efi%%¢®%fifiEo
`
` 【請求項7】 前記第1の工程は、パーフルオロデカリンを含む反応性ガスを
`[%fifi7}
`fiE%1®IEu\N~7wiu?flUV%€Ufim%fix%
`
`用いるCVD法により前記第1の絶縁膜を形成する工程を含むことを特徴とする
`fiw5CVD&m;D%E%1@%%fi%%fif5I&%€U:&%%&&fé
`
`請求項3に記載の配線構造体の形成方法。
`%fi%3KEfi®Efi%%¢®%fifiEo
`
` 【請求項8】 下層の金属配線の上に第1の絶縁膜を形成する第1の工程と、
`lfififisl TE®$E%fi®:m%1®%%fi%%fif5%1®IE&\
`
` 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
`%E%1®%%%®LKfi%1®%%fi&mflflfl&é%2@%%fi%%fif
`
`Page 5 of 134
`
`Page 5 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 3/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
`る第2の工程と、
`5%2®IEk\
`
` 前記第2の絶縁膜の上に該第2の絶縁膜と組成が異なる第3の絶縁膜を形成す
`WE%2®%%fi®:Kfi%2@%%fi&mfiflfl&é%3®%%fi%%fif
`
`る第3の工程と、
`5%3®IEk\
`
` 前記第3の絶縁膜の上に薄膜を形成する第4の工程と、
`WE%3®%%fi®LK%fi%%fif5%4®IEk\
`
` 前記薄膜の上に、配線形成用開口部を有する第1のレジストパターンを形成す
`WfififiwimxEfi%fifi%D%%fifé%1®VVXFN7—V%%fif
`
`る第5の工程と、
`5%5®IEk\
`
` 前記薄膜に対して前記第1のレジストパターンをマスクとしてエッチングを行
`W$%fiKfiLTmE%1®vVx%N&—y%vx7<Iy?yi%fi
`
`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
`€01‘WfififimafiDfifififififiD%%Efé7X7N5—V%%fifé
`
`第6の工程と、
`%6®IEk\
`
` 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
`%fi%3®fi%fi®:K\:y57%$—w%flfi%n%%E?5%2®vV
`
`ストパターンを形成する第7の工程と、
`2 1*/\"5’—‘/%?T3BJW‘E>'5EI%"70>If§':k\
`
` 前記第3の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一方、前記第2の絶縁膜、
`WE%3®%%fiKfif5Iy?yfv—%fl%w—fi\%E%2®%%fi\
`
`第1のレジストパターン及び第2のレジストパターンに対するエッチングレート
`%1®vVxLN9—y&@%2@vvxLA5—ymfi¢éIy%y7v—L
`
`が低いエッチング条件で、前記第3の絶縁膜に対して前記第1のレジストパター
`flfiWIy?Vf%@T\WE%3®fi%%KfiLT%E%1®VVXEN7—
`
`ン及び第2のレジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行なうことに
`‘/&U“%20)I/“/°7< L/<5!—‘/%<7;<7 (E 1/C F‘?%I~yf“‘/7“%fi7:e5 : kc:
`
`より、前記第3の絶縁膜を該第3の絶縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形
`iv‘%E%3®%%fi%fi%3®%%fiK:y57%$—w%fifi%D%fl%
`
`成されるようにパターン化する第8の工程と、
`fiéméi5KN5—Vmf5%8®IEk\
`
` 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、
`WE%2®%%fiKfif5Iy?yfv—%fl%w—fi\%E%1®%%fi\
`
`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
`%3®%%fi\%1@VVXFN5—V&@%2®VVXFN5—VKfi?él
`
`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
`y?yfv—%flfiwIy?Vf%#T\WE%2®%%fiKfiLf%E%1®
`
`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
`I/“/°7x L/%’5'—‘/&U“%20>I/\‘/“;< h2<5'—‘/7a‘:<7/“<7 (E I/C l~“?4’I~y?‘/7°
`
`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
`%fi&5:&Ki0\WE%2®fi%fi%$%2®fi%fiK:V57F$—w%
`
`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、
`fifi%n%fl%fiéméi5mN5—ymfé%9®IEk\
`
` 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
`WE%1®vVxkN5—V&w%2®vVx%N&—y%%£f5%1om
`
`工程と、
`Ifikx
`
` 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
`WE%1®%%fi&@%3®%%fiKfif5Iy?yfv—%fl%w—fi\W
`
`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
`Evx7A5—y&@%2®%%@KfiféIy%Vfv—kflfiwlyfyf
`
`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
`%#T\%E%3®%%fiKflLTWEVX7N5—V%7x7kLTFfifl
`
`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
`y%yf%fi&5&#Kmfi%1®%%fimfiL1N5—ymémt%E%2®
`
`Page 6 of 134
`
`Page 6 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 4/ 69
`
`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1
`
`1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
`
`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。
`
` 【請求項10】 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、
`
`Page 7 of 134
`
`Page 7 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 5/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`‘
`
` 前記第3の絶縁膜に対してパターン化された前記第4の絶縁膜をマスクとして
`%fi%3®%%fiKfiLTN5—ymémt%$%4m%%fi%vx7<
`
`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
`P?%Iy?V7%fi&5:&KiD\Wfi%3®%%fi%$%3®fi%fiK:
`
`ンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパターン化する第10の工程と
`V57%$—w%fifi%n%fi%fiéméi5mN5—ymfé%1omlfik
`
`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
`N5—Vmémk%E%4®%%fiKflLTWEvx7N5—V%7x7kL
`
`、
`
`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
`TF?%Iy?Vf%fi&5&%K\Wfi%2®%%fiKfiLTN5—Vméh
`
`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
`k%E%3®%%fi%vx7£LTP?%Iy?Vf%fi&5:&KiD\N5
`
`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
`—ymémt%E%4®%%fiKEfi%%%fif6&%K\%E%2®%%fi%
`
`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
`fi%2m%%fiK:y&7%m—w%fi%%n%m%fiéméi5tN5—ym
`
`する第11の工程と、
`fé%11®IEk\
`
` 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
`N5—Vmémk%E%3®%%fiKflLTWEvx7N5—V%7x7kL
`
`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
`TF?%Iy?Vf%fi&5&%K\Wfi%1®%%fiKfiLTN5—Vméh
`
`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
`k%E%2®%%fi%vx7£LTP?%Iy?Vf%fi&5:&KiD\N5
`
`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
`—ymémt%E%3®%%fiKEfi%%%fif6&%K\%E%1®%%fiK
`
`コンタクトホールを形成する第12の工程と、
`:y57%$—w%%fif5%12®IEk\
`
` 前記配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填することにより、上層の金属
`WE%fi%&@:y57%$—wK&Efi%£fifé:&KiD\LE®$E
`
`配線及び前記下層の金属配線と前記上層の金属配線とを接続するコンタクトを形
`%fi&@%ETE®&EEfi&%E:E®&EEfi&éfififézyaa%%%
`
`成する第13の工程とを備えていることを特徴とする配線構造体の形成方法。
`fifé%13®IEk%fiZTwé:k%%&&fé%fi%fi¢®%fifi&o
`
` 【請求項11】 前記第1の絶縁膜及び第3の絶縁膜のうちの少なくとも1つ
`lfififilll %E%1m%%fi&@%3®%%fi®5B®y&<&%1o
`
`は、有機成分を主成分とすることを特徴とする請求項10に記載の配線構造体の
`M‘fi%fi%%$fi%&f6:&%%&&fé%fi%1omfifimfifififiww
`
`形成方法。
`fifififio
`
` 【請求項12】 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
`[%fi%12) %E%2®vVx%N&—y®:y57%$—w%fifi%n
`
`部の寸法は、コンタクトホールの設計開口寸法に対して、前記上層の金属配線が
`%®¢&u\:y57%$—w®$%%n¢&KfiLf\%ELE®&E%fifl
`
`延びる方向に対して垂直な方向に拡大されていることを特徴とする請求項10に
`Efiéfifitflbffififififimfifiéhfwé:&%%&&fé%fi%1OK
`
`記載の配線構造体の形成方法。
`Efimfifififiwwfiflfifio
`
` 【請求項13】 下層の金属配線の上に第1の絶縁膜を形成する第1の工程と
`[%fi%13} TE®$E%fi®LK%1®%%fi%%fif5%1®Ifi&
`
`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
`%E%1®%%fi®:Kfi%1@%%fi&mfiflfl&é%2®%%%%%fif
`
`、
`
`る第2の工程と、
`5%2®IEk\
`
`Page 8 of 134
`
`Page 8 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%§%]%fl%
`[%HH]¥M.3w
`
`6/ 69
`
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 6/ 69
`4????
`"11-O75519(11. 3.19)
`E:
`
` 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
`%E%2®%%fi®LKfi%2@%%fi&mfiflE&é%8®%%fi%%fif
`
`る第3の工程と、
`5%3®IEk\
`
` 前記第3の絶縁膜の上に薄膜を形成する第4の工程と、
`WE%3®%%fi®LK%fi%%fif5%4®IEk\
`
` 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
`fifififiwimxEfi%fifi%D%%Efé%1®VVX%N5—V%%fif
`
`る第5の工程と、
`5%5®IEk\
`
` 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
`W$%fiKfiLTmE%1®vVx%N&—y%vx7<Iy?yi%fi
`
`なって、前記薄膜からなり配線形成用開口部を有するマスクパターンを形成する
`€01‘WfififimafiDfifififififiD%%Efé7X7N5—V%%fifé
`
`第6の工程と、
`%6®IEk\
`
` 前記第1のレジストパターンを除去した後、前記第3の絶縁膜及びマスクパタ
`%E%1®vVx%N9—V%%£Lt%\mE%3®%%fi&wvx7N5
`
`ーンの上に、コンタクトホール形成用開口部を有する第2のレジストパターンを
`—V®iK\ZV57F$—W%fiW%D%%fiT5%2®VVX%N5—V%
`
`形成する第7の工程と、
`%fifé%7®IEk\
`
` 前記第3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
`mE%3®%%fiKfiLf%E%2®vVxLN5—y&@vx7A5—y&
`
`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
`7X7<P?%Iy?Vf%fi&5:&Ki0\%E%3®%%fi%$%3
`
`の絶縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパターン化する第
`®%%fiK:y77%$—w%fifi%D%fl%fiéh5i5tfl5—Vmf5%
`
`8の工程と、
`8®IEk\
`
` 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
`%fi%2®%%fiKfiLTN5—Vmémk%E%3@%%fi%vX7kL1
`
`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
`F?%Iy?V7%fi&5:&KiD\Wfi%2®%%fi%$%2®%%fiK:
`
`ンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパターン化する第9の工程と、
`V77F$—w%fifi%D%fl%fiéhéi5Kfl5—VMfé%9®IEk\
`
` 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
`N5—Vmémk%E%3®%%fiKflLTWEvx7N5—V%7x7kL
`
`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
`TF?%Iy?Vf%fi&5&#K\Wfi%1®%%fiKfiLTN5—Vméh
`
`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
`k%E%2®%%fi%vx7£LTP?%Iy?Vf%fi&5:&KiD\N5
`
`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
`—ymémt%E%3®%%fiKEfi%%%fif6&%K\%E%1®%%fiK
`
`コンタクトホールを形成する第10の工程と、
`:y57%$—w%%fif5%10®IEk\
`
` 前記配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填することにより、上層の金属
`Wfiflfififiwzyfii%$—wm&Efi%£fifé:kKiD\:E®&E
`
`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
`%fi&@%ETE®&EEfi&%ELE®&EEfi&%%fif6:V57%%%
`
`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。
`fifé%11®IEk%fiZTwé:k%%&&fé%fi%fi¢®%fifi&o
`
` 【請求項14】 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
`[%fi%14) %E%1m%%fi&@%3®%%fi®5B®y&<&%1o
`
`は、有機成分を主成分とすることを特徴とする請求項13に記載の配線構造体の
`M‘E%fi%%$fi%&f6:k%%&&f5%fi%1smfifimflfififiww
`
`形成方法。
`fifififio
`
`Page 9 of 134
`
`Page 9 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 7/ 69
`
` 【請求項15】 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13に
`
`記載の配線構造体の形成方法。
`
`【発明の詳細な説明】
`
` 【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。
`
` 【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。
`
` 【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。
`
` 【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。
`
` 【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、
`
`Page 10 of 134
`
`Page 10 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 8/ 69
`
`配線抵抗の低減は 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
`
`、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。
`
`Page 11 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 9/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
` 【0010】
`[00:10]
`
` 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
`Eh‘HSQfifi&EEfi&®%%%flfiw®T\$EEfi&®fi%%%%%
`
`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
`fétbm&E%fi&m%mfi%E&Lr®cVD@mfi%%fi#é%%flb5
`
`。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
`0&:5fl\@E%fi®LKcVD%mfi%%fi#é&\Qfifififimmfififi
`
`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
`®fi%wCVD@kfifl@E?ékb\%EW&Efi%§%fiHSQfi&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
`@kfi%fiéhéEW§§K@é®f\HSQfi%$WTfiWt%éKm
`
`べて配線間容量が大きくなってしまうという問題がある。
`&T%fi%§%flfi%<&oTLi5&w5%Efl%5o
`
` 【0011】
`[oo1n
`
` 有機高分子膜は、低誘電率SOG膜と同様、金属配線との密着性が低いので、
`fi%%fi¥fim\fi%%$soGfi&fi%\$E%fi&@fi%%flfiw@f\
`
`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。
`$E%fi&m%mfi%E&Lr®cVD@mfi%%fi%é%%mbéo
`
` 【0012】
`[oo1m
`
` また、有機高分子膜に対するエッチングレートが酸素プラズマによりレジスト
`it‘E%%fi¥%KfiféIy?VfV—FflfiiffifvfiiDVVX%
`
`パターンをアッシングする際のアッシングレートとほぼ等しいため、レジストパ
`N7—V%7yVVff5%®7yVVfV—FkfififibwtbxV§X%N
`
`ターンをアッシングにより除去する際に有機高分子膜がダメージを受けるので、
`5'—‘/75:7~y“/‘/7“c:ot D%£fi“E>B%c:7{ET1%E'u’%T:fi¥H%7b§5”2<—V%§c7‘é0>’€\
`
`通常のレジストプロセスが使えないという問題がある。そこで、有機高分子膜の
`iE*¢?o>1/\‘/“;< %7°1:r«t:;<z2‘>‘1y-"E%Joeu\2:u\5Fnfifirbwpéo %:’C\ 7fi19’eEu‘*%éa\3fH%o>
`
`上にCVD酸化膜を形成した後、該CVD酸化膜の上にレジスト膜を形成し、C
`LKCVD@mfi%%fiLt%\fiCVD@mfi®LKvVx%fi%%fiL\C
`
`VD酸化膜をエッチングストッパー(保護膜)としてレジスト膜をエッチング加
`VD%mfi%Iy?VfX%yN—(R%%)<vVx%fi%Iy?y7M
`
`工する方法が提案されている。
`:¢éfi&fl%%énrw5o
`
` 【0013】
`[oo1m
`
` ところが、有機高分子膜の上にCVD酸化膜を形成する際、有機高分子膜の表
`&:5fl\E%%fi¥fi®LKCVD@mfi%%fi?5%\E%%%¥fi®%
`
`面が酸素を含む反応性ガスに曝されるため、有機高分子膜が酸素と反応して有機
`fifl@$%§UfiW%fixK%éhétb\%%%fi+fifl%$&RmLTE%
`
`高分子膜中にカルボニル基やケトン基等の極性基が導入されるので、有機高分子
`%%¥fi¢Kwwfi:w%%#%y%%®@%%fl§Aémé®@\E%%%¥
`
`膜の比誘電率が増加してしまうという問題がある。
`fi®m%%$fl%mLrLi5&w5%Eflbéo
`
` 【0014】
`[00:14]
`
` 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
`it‘fi%%fi¥fiKm®fiwfla%fi%%fi#5%%\fi%%%¥fim&E
`
`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
`%fi&®fi%%flfiwtb\E%%fi¥fiK%fiéht%fifiM%®EfiKflz
`
`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
`cfT 1 N’5§=75>B7’£E>%TfT%E7ETF35?3"ZDJZ\§75§3?)ZDfi§\ T 1 NH%6;t1‘£Efi75‘=“u’é%‘b\7‘:b?>
`
`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
`Qfiflfiwfiflfifififlfiwbfbiémfx%mE&6@EEfi%fiwTfi%
`
`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。
`?iH|:%o7‘:2< U y F75‘>‘1‘E7ZC:b7h'C Li 5 kl/\5F'nEJE75‘=‘&)Z>o
`
`Page 12 of 134
`
`Page 12 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 10/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
` 【0015】
`[oo1M
`
` 前記に鑑み、本発明は、通常のレジストプロセスを採用して、比誘電率が低い
`WEK%#\$%%fi\@%®vVx%7utx%fifiLT\m%%$flfiw
`
`層間絶縁膜を形成できるようにすることを目的とする。
`E%%%fi%%fiT%6i5Kfé:k%E%&féo
`
` 【0016】
`[0016]
`
` 【課題を解決するための手段】
`[fiE%%%f6kb®$%}
`
` 本発明に係る第1の配線構造体の形成方法は、下層の金属配線の上に第1の絶
`$%%K%6%1®Efi%fi¢®%fifi&fl\TE®&EEfi®iK%1®%
`
`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
`%fi%%fi?5%1®IEk\%1m%%fi®Lmfi%1@%%fi&flmfl£&
`
`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
`é%2®%%fi%%fiTé%2®IEk\%2®%%fi®LKfi%2®%%fi&
`
`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
`flfiflfl&é%3®%%fi%%fi?5%3®Ifi&\%3®%%fi®iK%fi%
`
`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
`%fifé%4®IEk\fifiwimx%fi%fifi%D%%Ef5%1®vV2%
`
`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
`N5—y%%fi#5%5®I&&\%fimfiL1%1@v9xLA;—y&vx
`
`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
`7&L1iy?yf%fi&o1\%fimE&D%fi%fifi%n%%fifévx7
`
`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
`N5—V%%fi?é%6®IE£\%3®fi%%®iK\:V57F$—w%fi
`
`用開口部を有する第2のレジストパターンを形成する第7の工程と、第3の絶縁
`fHFa'¥J|3|1»:7‘[$%7§TZ>%20)I/“/°7x I~/*’5’—‘/75:fF3EJifi“E>’fi%"70>If5':<E\ %30>fi‘~@fi‘~%
`
`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
`IE‘ %1 031/“/“7< F/*’5’—‘/£2U“%20>1/“/“7< F/*’5'—‘/&:§fl“E>I~y7“‘/7“I/
`
`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
`—Ffl%W—fi\%2®%%fiKfiféIy?VfV—%flfiWIy?Vf%@
`
`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
`T‘%3®%%fiKfiLTF?%Iy?V7%fi&5:&Ki0\%3®%%fi
`
`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
`%fi%3®%%fiK:y77%$—w%fifi%D%fl%fiéh5i5tfl5—y
`
`化すると共に、第1のレジストパターン及び第2のレジストパターンを全面的に
`mfé&#K\%1®vVx%N7—V&fi%2®VVX%N5—V%éfi%K
`
`又は下部を残して除去する第8の工程と、第2の絶縁膜に対するエッチングレー
`XfiT%%%LT%£f5%8®IE£\%2®%%fiKfl?éIy?VfV—
`
`トが高い一方、第1の絶縁膜及び第3の絶縁膜に対するエッチングレートが低い
`Ffl%V—fi\%1®%%fi&@%3®%%fiKfiféIyfV7V—kflfiw
`
`エッチング条件で、第2の絶縁膜に対してパターン化された第3の絶縁膜をマス
`Iy%yi%#?\%2m%%fiKfiL1N5—ymémt%3m%%fi&vx
`
`クとしてドライエッチングを行なうことにより、第2の絶縁膜を該第2の絶縁膜
`7<P?%Iy?Vf%fi&5:£Ki@\%2®%%fi%§%2®%%fi
`
`にコンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパターン化する第9の工程
`K:y77%$—w%fifi%D%fl%fiéh5i5tfl5—Vmfé%9®IE
`
`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
`&\%1®%%fi&@%3®%%fiKfiféIy?yfv—%fl%w—fi\72
`
`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
`7N5—V&@%2®%%fiKfiféIy?yfv—%flfiwIy%Vf%#T
`
`、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
`\%3®fi%fiKfiLT7X7N5—V%VX7kLTF34ly?V7%fi@
`
`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
`5&%K%1®%%fiKfiLTN5—Vméht%2®%%fi%vx7<P
`
`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
`?4’I~‘/?‘/7“%fi7‘£ 5 : 2: 6:; 0 \ ‘£3 0)fi’=@fi‘~%fl%c:EEfi‘v§¥%%fF3EJ2?“E> 2:ibc:%
`
`Page13of134
`
`Page 13 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 11/ 69
`
`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。
`
` 【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。
`
` 【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。
`
` 【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。
`
` 【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C
`
`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】
`
`Page 14 of 134
`
`Page 14 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 12/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
` また、この場合、第1の絶縁膜も有機成分を主成分とすることが好ましい。
`ik\:®%é\%1@%%fi%fi%fi%%$fi%&fé:kflfiiLwo
`
` 【0023】
`[o()23)
`
` 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
`%1®%%fi&@%2®%%fiflE%fi%%$fi%&f5%éKm\%10®
`
`工程と第11の工程との間に、第3の絶縁膜における配線溝に露出している部分
`Ifi&%11®Ifi&®fiK\%3®fi%fiKfiHé%fi%K%mLTwé%%
`
`及び第1の絶縁膜におけるコンタクトホールに露出している部分に、窒素を含有
`&fi%1®%%fiK£fi6:y57%$—wK%mLTwé%fiK\£$%§E
`
`する反応性ガスを用いるプラズマ処理によって密着層を形成する工程をさらに備
`féfimfifix%fiwé7?XvflflKioTfi%E%%fiféIE%éEmfi
`
`えていることが好ましい。
`iTw5:&flfiiLwo
`
` 【0024】
`[o()24)
`
` 第1の絶縁膜が有機成分を主成分とする場合には、第1の工程は、パーフルオ
`%1®%%fiflfi%fifi%£fifi&fé%éKm\%1®IEm\N—7w¢
`
`ロデカリンを含む反応性ガスを用いるCVD法により第1の絶縁膜を形成する工
`ufwuy%§Ufim%fix%fiw5CVD&m;D%1®%%fi%%fif6:
`
`程を含むことが好ましい。
`f%75:éT?B>:<E75‘=‘iI¥i L1/‘O
`
` 【0025】
`[o()25)
`
` 本発明に係る第2の配線構造体の形成方法は、下層の金属配線の上に第1の絶
`$%%K%6%2®Efi%fi¢®%fifi&fl\TE®&EEfi®iK%1®%
`
`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
`%fi%%fifé%1®IE£\%1®%%fi®LKfi%1®%%fi&flfiflE&
`
`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
`é%2®%%%%%fifé%2®IEk\%2@%%fi®LKfi%2®%%fi&
`
`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
`flfifl£&é%3®%%fi%%fif5%3®I&&\%3®%%fi®LK%fi%
`
`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
`%fif5%4®IEk\%fi®LK\%fi%fiW%D%%fif5%1®VVX%
`
`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
`/*’5’—‘/%:if3)3J2?“E>%50>If§':<E\
`‘7$H%&:i~JrL'C%1 03‘/“/“X E/*’5’—‘/%:<7><
`
`クとしてエッチングを行なって、薄膜からなり配線形成用開口部を有するマスク
`7&L1iy?yf%fi&o1\%fimE&D%fi%fifi%n%%fifévx7
`
`パターンを形成する第6の工程と、第3の絶縁膜の上に、コンタクトホール形成
`N5—V%%fi?é%6®IEk\%3®%%fi®LK\=V57F$—W%fi
`
`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
`fi%n%%Efé%2®vVx%N&—y%%fif5%7®IEk\%3®%%
`
`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
`fl%¢:§fl“é:J1~y?‘/7“I/—%75‘>“u’:%1z‘—jf\ %20>fi‘~@fi‘5kfl%\ $103‘/“/°7< F/*5’-
`
`ン及び第2のレジストパターンに対するエッチングレートが低いエッチング条件
`V&@%2®vVx%N&—ymfiféIy%Vfv—%flfiwIy%Vf%#
`
`で、第3の絶縁膜に対して第1のレジストパターン及び第2のレジストパターン
`T‘%3®%%fiKfiLT%1®VVxLN7—V&@%2®VVX}N5—V
`
`をマスクとしてドライエッチングを行なうことにより、第3の絶縁膜を該第3の
`%<7/<7 2: I/C I~“?4’—'J1~y?“‘/7“%fi7‘£ 5 : 2: Ki 0 \ %3 0>fi‘~@fi‘5kfl%%%%E3"3 03
`
`絶縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形成されるようにパターン化する第8
`%%fiK:y97%$—w%fifi%n%fl%fiém5i5tN5—ymfé%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、
`mlfikx%2®%%fiKfif5Iy?yfv—%fl%w—fi\%1®%%fi\
`
`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
`%30>%‘~@fi‘~%H%\ %1 03‘/“/°7< F/*’5’—‘/&U“%20>1/“/°7< F/*’5'—‘/c:ifl“E>I
`
`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
`y?VfV—%flfiWiy?V7%@T\%2®%%fiKfiLT%1®VVX%
`
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`
`Page 15 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 13/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
`パターン及び第2のレジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行なう
`/N5—V&fi%2and%KhN&—y%vx7kLXN€%flry?yi%fi&5
`
`ことにより、第2の絶縁膜を該第2の絶縁膜にコンタクトホール形成用開口部が
`:kKiD\%2®%%fi%fi%2®%%fiK:y57%$—w%fifi%D%fl
`
`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
`fiéfiliéhéi 5 L:/<’5’—‘/1l:fi“Z>’fi%"90>If§k\ ‘£1 031/\‘/“7< E/<’5'—‘/&U“%
`
`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
`2®vVx%N&—y%%£f5%10®IEk\%1®%%fi&@%3®%%
`
`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
`fiKfiféIy?VfV—%fl%W—fi\VX7N7—V&@%2®%%fiKfi
`
`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
`?6Iy?VfV—Fflfiwiy?V7%#T\%3®%%fiKfiLTVX7N
`
`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
`5’—‘/%<7><7 2: I/C l~“?4’—'J‘—‘y?“‘/7“%fi7‘£ 5 2:iE&C’fi%" 1 0)%‘~@fi‘5kfl%¢:i~JIL'C/i’
`
`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
`5—Vmémt%2®%%fi%vx7&LrP34Iy%y7%fi&5:&Ki
`
`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
`U‘%3®%%fiK%fi%%%W?6&%K%1®%%fiK:V57F$—W%
`
`形成する第11の工程と、配線溝及びコンタクトホールに金属膜を充填すること
`%fiT6%11®IEk\Efi%&@:V77%$—WK@Efi%ffi?é:&
`
`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
`Rib‘LE®&EEfi&@TE®&EEfi&LE®&E%fik%%fifé:y
`
`タクトを形成する第12の工程とを備えている。
`57%%%fi%é%12®IE&%fizTw5o
`
` 【0026】
`[0()26]
`
` 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
`'5BI%"20>EEfi‘v?1%iEf2|§0>91‘3)flZ7i?£‘6:J:E>kx Efil 00>If§':&:i51z"C\
`'E’I%“10>V“/‘7
`
`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
`%N5—V&@%2®vV2%N5—V%%£fé%K\%1®%%fi&@%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
`®%%fiK£Hé%2®%%fi®:y77%$—w%fifi%D%K%mLTw5
`
`部分にダメージ層が形成されても、第11の工程において、第1の絶縁膜及び第
`%%K§%—VEfl%fiéhT%\%11®IEKEwf\%1®%%fi&@%
`
`3の絶縁膜に対するエッチングレートが高い一方、マスクパターン及び第2の絶
`3®%%fiKfiféIy?VfV—%fl%W—fi\VX7N5—V&@%2®fi
`
`縁膜に対するエッチングレートが低いエッチング条件で、第3の絶縁膜に対して
`%fiKfif6ly?VfV—FflfiwIy?V7%#T\%3®%%fiKfiLT
`
`マスクパターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共に第1の絶縁膜に
`<7/“<7/*’5’—‘/%<7><7 2: I/C l~“?4’—'J‘—‘y?“‘/7“%fi7‘£ 5 2:iE&C’fi%" 1 0)fi’=@fi‘~%fl%&:
`
`対してパターン化された第2の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行なっ
`fiLTN5—Vmémt%2®%%fi%vx7<P5%Iy?yf%fi&o
`
`て、第3の絶縁膜に配線溝を形成すると共に第1の絶縁膜にコンタクトホールを
`T‘%3®%%fiKEfi%%%fifé&%K%1®%%fiK:y57%$—w%
`
`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
`fififétbx%1®%%%&@%3®%%fiK%fiéhTwé§%—7Eu%
`
`実に除去される。
`%m%£ém5o
`
` 【0027】
`[0()27]
`
` 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
`%2®Efi%fi¢®%fifi&mxw<\%3m%%fim\vu%%V%%%fi
`
`する低誘電率SOG膜であることが好ましい。
`féfi%%$soGfiTbé:&flfiiLwo
`
` 【0028】
`[0()28]
`
` 本発明に係る第3の配線構造体の形成方法は、下層の金属配線の上に第1の絶
`$%%K%6%3®Efi%fi¢®%fifi&fl\TE®&EEfi®iK%1®%
`
`Page 16 of 134
`
`Page 16 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 14/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
`縁膜を形成する第1の工程と、第1の絶縁膜の上に該第1の絶縁膜と組成が異な
`?fi%kH%75:9f3BJZ?“Z>’fi%" 1 0311512: \ % 1 035‘~@fi‘~%H%0)J:€C§?Z% 1 0>fi’=@?fi%“xfl%<Efi’=flBJZ75§E!i'e7‘oC
`
`る第2の絶縁膜を形成する第2の工程と、第2の絶縁膜の上に該第2の絶縁膜と
`5%2®%%fi%%fi?5%2®IEk\%2®%%fi®iKfi%2®%%fi&
`
`組成が異なる第3の絶縁膜を形成する第3の工程と、第3の絶縁膜の上に該第3
`flfiflE&é%3®%%@%%fi?5%3®IE&\%3®%%fi®LKfi%3
`
`の絶縁膜と組成が異なる第4の絶縁膜を形成する第4の工程と、第4の絶縁膜の
`®%%fi&mmflfi&é%4®%%fi%%fi?é%4®IE&\%4®%%fi®
`
`上に薄膜を形成する第5の工程と、薄膜の上に、配線形成用開口部を有する第1
`iK%fi%%fiT5%5®IEk\%fi®LK\Efi%fifi%D%%Efé%1
`
`のレジストパターンを形成する第6の工程と、薄膜に対して第1のレジストパタ
`031/“/“X F/*’5'—‘/%:fF3BJZ?“E>%6 0>If§':2:\
`‘7$H%c:i~JrL’C%1 03‘/“/“X F/*5’
`
`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
`—V%VX7£LTiy?V7%fi€oT\%fiWB@@%fi%WW%D%%E
`
`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
`5‘/Z’3<’P<7/*’5’—‘/%?F35?5”E>%703I¥5':&\ %1 031/“/°7< E/*’5’—‘/7a‘:%£L
`
`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
`k%\%4®%%fi&@vx7N9—y®LK\:y57%$—w%fifi%D%
`
`を有する第2のレジストパターンを形成する第8の工程と、第4の絶縁膜に対し
`7E7fiTE>%20)I/“/°7< F/*’5’—‘/%fF2BJ2?“E>%80>If§':<E\ %40>%‘»@fi‘5kfl%&:i~JrL
`
`て第2のレジストパターン及びマスクパターンをマスクとしてドライエッチング
`T%2®VV1FN7—V&@7X7N5—V%7X7kLTF?%IyfVf
`
`を行なうことにより、第4の絶縁膜を該第4の絶縁膜にコンタクトホール形成用
`%fi&5:&KiD\%4®%%fi%fi%4®%%fiK:V57%$—w%fifi
`
`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
`%D%fl%fiéh6i5Kfl5—Vmfé%9®IEk\%3®%%fiKfiLT
`
`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
`/*’5'—‘/1l:‘é7h7‘:’fi%"4 0>fi‘~@?fi%fl%7&<7><7 2: LT l<‘?4’I~y?‘/7“%fi7‘£ 5 : 2:1:
`
`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
`iv‘%3®%%fi%fi%3®%%fiK:y57%$—w%fifi%D%fl%fié
`
`れるようにパターン化する第10の工程と、パターン化された第4の絶縁膜に対
`méi5mN5—ymfé%10®IEk\N&—ymémk%4m%%fiKfi
`
`してマスクパターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共に、第2の絶
`I/C<7><7/*’5'—‘/%<7/“<7 2: LT l~“?4’I~y7“‘/7“%fi7ZC5 kiwi‘ 'fi%"20>fi‘~@
`
`縁膜に対してパターン化された第3の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを
`?fi%!1%&:§~”r1,'C/*’5’—‘/1l:‘c<7FL7‘:’5§|%"3 0>fi‘~@?fi%fl%7&<7><7 2: LT l<‘?4’I~y?‘/7°?
`
`行なうことにより、パターン化された第4の絶縁膜に配線溝を形成すると共に、
`fi&5:kKiD\N&—Vmémt%4®%%fiK%fi%%%flfé&#K\
`
`第2の絶縁膜を該第2の絶縁膜にコンタクトホール形成用開口部が形成されるよ
`%2m%%fi%fi%2m%%fim:y571m—w%fi%%n%m%fiéméi
`
`うにパターン化する第11の工程と、パターン化された第3の絶縁膜に対してマ
`51:/*’5'—‘/1l:fi“E>%1 1 0>If%<E\
`/*’5'—‘/1l:‘é7h7‘:’fi%"30>fi<@?fi%kfl%c:§9IL'C<7
`
`スクパターンをマスクとしてドライエッチングを行なうと共に、第1の絶縁膜に
`X7/*’5’—‘/%<7/“<7 2: LT l<‘?4’I~y?‘/7“%fi7ZC 5 kiwi‘ 531%" 1 0>fi’=@fi‘5kH%&:
`
`対してパターン化された第2の絶縁膜をマスクとしてドライエッチングを行なう
`fiLTN5—Vmémk%2®%%fi%7X7<P?%Iy?y7%fi&5
`
`ことにより、パターン化された第3の絶縁膜に配線溝を形成すると共に、第1の
`:&Ki0\N&—Vmént%3®%%fiKEfi%%%fifé&%K\%1®
`
`絶縁膜にコンタクトホールを形成する第12の工程と、配線溝及びコンタクトホ
`fi%fiK:y77%$—w%%fifé%12®IEk\%fi%&@:y57%$
`
`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
`—WK&Efi%£fi?é:£KiD\iE®&EEfi&@TE®&EEfi&LE
`
`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。
`0>&EEEfi’>?<<E75:1%%f=%?“é:r‘/5'7 F%fF3EJZ?“E>%1 30311512: %0%Z'C1/\Z>o
`
` 【0029】
`[o()29)
`
` 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
`%8 0>EEfi‘y?<1%iEf2l§0>fF3BJZjf?£‘€:ckE> ck‘ %8 0>If5':&:i51z"C\
`72%" 1 031/“/°7\ 1
`
`Page17of134
`
`Page 17 of 134
`
`
`
`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[%fi%]%W%
`[%HH]$u.3w
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 15/ 69
`~»11—o75519(11. 3.19)
`
`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
`N5—V%%£fé%Kfl\%3®%%fi®iKH%4®%%fifl@ELTwé
`
`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
`Kb‘%1®VVXEN5~V%@$73f7KiD%£LT%\%3®%%fi
`
`がダメージを受けることがない。また、第10の工程において、第3の絶縁膜に
`flVx—V%§Hé:kfi&woit\%10®IEmfiwf\%3®%%fiK
`
`対してドライエッチングを行なう際には、第1の絶縁膜の上には第2の絶縁膜が
`fiLTF?%Iy?Vf%fi&5%KH\%1®%%fi®iKm%2®%%fifl
`
`存在しているため、第1の絶縁膜がダメージを受けることがない。
`fifibrwétwx%1m%%fiflV%—v%§fié:&fl&wo
`
` 【0030】
`[o()3o)
`
` 第3の配線構造体の形成方法において、第1の絶縁膜及び第3の絶縁膜のうち
`%3®Efi%fi¢®%fifi&Kfiw1\%1®%%fi&@%3®%%fi®5E
`
`の少なくとも1つは、有機成分を主成分とすることが好ましい。
`03/)‘7‘£< 2: TE; 1 09:1‘ E1§’eEBJZé:‘%$BJZéa‘<Efi“6 : 2: 75‘=‘iI¥$ 1,1/‘O
`
` 【0031】
`[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
`%3®%fi%%¢®%fifiEK3w1\%2®vVx%N&—y®:y57%
`
`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
`$—W%fiW%D%®¢&fl\:V57F$—w®$%%D¢&KfiLf\iE
`
`の金属配線が延びる方向に対して垂直な方向に拡大されていることが好ましい。
`wfififlfiflfifiéfifimfiLffififififimmfiéhfwé:kflfiibwo
`
` 【0032】
`[o()32)
`
` 本発明に係る第4の配線構造体の形成方法は、下層の金属配線の上に第1の絶
`$%%K%6%4®Efi%fi¢®%fifi&fl\TE®&EEfi®iK%1®%
`
`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
`fi‘~%fl%%if3BJi?“E>’fi%" 1 0>If§':<E \ % 1 0>fi'=@$%H%o>:c:%%% 1 0>fi’=@?fi%H%<Efi’=flBJZ75§E5'e7‘o€
`
`る第2の絶縁膜を形成する第2の工程と、第2の絶縁膜の上に該第2の絶縁膜と
`é%2®%%fi%%fiT5%2®IEk\%2®%%fi®LKfi%2®%%fi&
`
`組成が異なる第3の絶縁膜を形成する第3の工程と、第3の絶縁膜の上に薄膜を
`flfiflE&é%3®%%fi%%fi?é%3®Ifik\%3®%%fi®iK%fi%
`
`形成する第4の工程と、薄膜の上に、配線形成用開口部を有する第1のレジスト
`%fif5%4®IEk\%fi®LK\%fi%fiW%D%%fif5%1®VVX%
`
`パターンを形成する第5の工程と、薄膜に対して第1のレジストパターンをマス
`/*’5’—‘/%:fF2BJ2?“E>%5 0>If§':<E\
`‘7$H%&:i~JrL’C% 1 03‘/“/“7< F/*’5’—‘/%:<7><
`
`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
`7&L1iy?yf%fi&o1\%fimE&D%fi%fifi%n%%fifévx7
`
`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
`N7—V%%fiT5%6®I&k\%1®VVX%N9—V%%£Lk%\%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
`®fi%fi&@7X7N5—V®LK\:V57%$—w%fiW%D%%E?5%
`
`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
`2®vVx%N&—V%%fifé%7®IE&\%3®%%fiKfiLf%2®v
`
`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
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`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
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`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
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`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
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`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
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`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
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`Page 18 of 134
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`[書類名]明細書 [受付日]平11. 3.19
`[特許]平11-075519(11. 3.19) 頁: 16/ 69
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`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
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`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
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`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
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`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
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`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