JP2002373937A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属配線が酸化されず、かつ多層配線の実効
的な容量を低く抑えることができる半導体装置の製造方
法を提供する。 【解決手段】 半導体基板１１の上方に金属配線１０ａ
を形成する工程と、金属配線１０ａの上に金属拡散防止
無機絶縁膜を１４形成する工程と、金属拡散防止無機絶
縁膜１４の上に有機絶縁膜１６を形成する工程と、有機
絶縁膜１６の上に層間絶縁膜１８を形成する工程と、有
機絶縁膜１６をエッチングストップ層となして、層間絶
縁膜１８の所定の領域をエッチングすることにより層間
絶縁膜１８の少なくとも金属配線１０ａの上に接続孔１
９ａを形成する工程と、接続孔１９ａの底部に露出した
有機絶縁膜１６をエッチングして金属拡散防止無機絶縁
膜１４を露出させる工程と、接続孔１９ａを通して金属
拡散防止無機絶縁膜１４をエッチングすることにより金
属配線１０ａを露出させる工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びその
製造方法に係り、さらに詳しくは、多層配線構造を有す
る半導体装置と、ダマシン法を用いた多層配線の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩは、半導体基板上に電気的に分離
して配置されたトランジスタやダイオード、キャパシ
タ、抵抗などの基本的な構成要素を配線で接続して製造
される。この素子同士を高密度で接続する技術が多層配
線技術であって、多層配線技術はＬＳＩの高性能化を決
定づける重要な技術である。

【０００３】多層配線の抵抗や容量などの寄生効果は、
ＬＳＩの回路性能に大きな影響を与える。このような観
点から、Ｃｕ（銅）などの抵抗が低い材料や誘電率が低
い層間絶縁膜の材料に対応した埋め込み方式、いわゆる
ダマシン方式により多層配線が形成されるようになって
きている。図８は従来のダマシン方式で形成される多層
配線に係る接続孔の形成方法を示す概略断面図である。
従来のダマシン方式で形成される多層配線に係る接続孔
の形成方法は、図８（ａ） に例示するように、まず、
所定の素子が形成された半導体基板上にこれらの素子に
接続された第１層目のＣｕ配線４０を形成し、この第１
層目のＣｕ配線４０上にＣｕ拡散防止絶縁膜４２と層間
絶縁膜４４とを形成する。

【０００４】その後、層間絶縁膜４４上にレジスト膜４
６をパターニングし、このレジスト膜４６をマスクとし
て層間絶縁膜４４をエッチングして、接続孔４６ａの主
要部を形成する。このとき、Ｃｕ拡散防止絶縁膜４２を
エッチングストップ膜としてＣｕ配線４０が露出しない
ようにする。次いで、図８（ｂ）に示すように、Ｃｕ配
線４０がＣｕ拡散防止絶縁膜４２で覆われている状態で
レジスト膜４６を酸素プラズマで剥離する。次いで、層
間絶縁膜４４をマスクにしてＣｕ拡散防止絶縁膜４２を
エッチングすることにより第１層目のＣｕ配線が露出す
る接続孔４６ａを完成させる。

【０００５】ここで、Ｃｕ配線４０がＣｕ拡散防止絶縁
膜４２で覆われている状態でレジスト膜４６を酸素プラ
ズマで剥離する理由は、Ｃｕ配線４０は容易に酸化され
てしまうという特性をもっており、Ｃｕ配線４０が露出
した状態で酸素プラズマを用いたレジスト剥離を行うと
Ｃｕ配線が容易に酸化されてしまうためである。このた
め、Ｃｕ配線４０上にＣｕ拡散防止絶縁膜４２を形成す
ることにより、Ｃｕ配線４０の酸化を防止することがで
きる。Ｃｕ配線４０が酸化されると、Ｃｕ配線４０自体
の抵抗が増加したり、また、接続孔４６ａを介した上層
と下層とのＣｕ配線のコンタクトがオープンになった
り、コンタクト抵抗が増加したりするとういう問題が発
生する。

【０００６】Ｃｕ拡散防止絶縁膜４２としては、シリコ
ン酸化膜よりなる層間絶縁膜４４をエッチングするとき
にエッチングストップ膜として機能する必要があるの
で、エッチング選択比（層間絶縁膜のエッチレート／Ｃ
ｕ酸化拡散防止膜のエッチレート）がある程度とれる材
料、例えばシリコン窒化膜が一般に使用されている。以
上のように、従来、シリコン窒化膜などのＣｕ拡散防止
絶縁膜をＣｕ配線への酸素の拡散をブロックする膜とし
てだけではなく、層間絶縁膜をエッチングする際のエッ
チングストップ膜としても機能させることによりビアホ
ールなどを形成していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｃｕ拡
散防止絶縁膜としてのシリコン窒化膜は、シリコン酸化
膜に対するエッチング選択比が１０程度しかとれないの
で、層間絶縁膜の成膜のばらつきやＣｕ配線の沈み込
み、いわゆるディッシングのばらつきなどを考慮して層
間絶縁膜をある程度のオーバーエッチングする必要があ
るので、これによりＣｕ拡散防止絶縁膜も僅かにエッチ
ングされて所望の膜厚、すなわち酸素の拡散をブロック
できる膜厚よりも薄くなりやすい。この結果、レジスト
膜を除去する工程などで酸素がＣｕ拡散防止絶縁膜（シ
リコン窒化膜）を透過してＣｕ配線に拡散してＣｕ配線
が酸化されるおそれがある。

【０００８】この問題を回避するために、シリコン窒化
膜の成膜膜厚を厚くすれば、層間絶縁膜をエッチングし
て接続孔の形成した後に所望の膜厚のシリコン窒化膜を
Ｃｕ配線上に残存させることができる。しかしながら、
シリコン窒化膜は層間絶縁膜に一般に用いられているシ
リコン酸化膜系の絶縁膜に比べて誘電率が高いので、シ
リコン窒化膜の膜厚を厚くすると多層配線の配線間及び
配線層間に係る容量が実効的に増加してしまう。これに
より、ＬＳＩの多層配線の配線中を伝搬する電気信号の
遅れ、いわゆる配線遅延が大きくなり、これが致命的な
問題になる可能性がある。

【０００９】本発明は以上の問題点を鑑みて創作された
ものであり、金属配線が酸化されず、かつ多層配線の実
効的な容量を低く抑えることができる半導体装置及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は半導体装置の製造方法に係り、金属配線を
備えた半導体基板を用意する工程と、前記半導体基板の
上に前記金属配線を覆う金属拡散防止無機絶縁膜を形成
する工程と、前記金属拡散防止無機絶縁膜の上に有機絶
縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に層間絶縁
膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜の所定の領域を、
前記有機絶縁膜をエッチングストップ膜としてエッチン
グすることにより、前記層間絶縁膜に少なくとも孔を形
成する工程と、前記孔の底部に露出した前記有機絶縁膜
をエッチングして前記金属拡散防止無機絶縁膜を露出さ
せる工程と、前記層間絶縁膜をマスクにして前記孔の底
部の前記金属拡散防止無機絶縁膜をエッチングして前記
金属配線を露出させることにより、少なくとも接続孔を
形成する工程とを有することを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、金属配線上に金属拡散防
止無機絶縁膜と有機絶縁膜とを介して層間絶縁膜を形成
し、まず、層間絶縁膜に少なくとも孔を形成するため、
例えばレジスト膜をマスクにしたドライエッチングによ
り、層間絶縁膜をエッチングする。このとき、下地の有
機絶縁膜がエッチングストップ膜として機能するように
工夫されている。すなわち、例えば、層間絶縁膜がプラ
ズマＣＶＤで成膜されたシリコン含有絶縁膜であって、
有機絶縁膜が有機ＳＯＧ膜である場合、エッチング選択
比（シリコン含有絶縁膜のエッチングレート／有機絶縁
膜のエッチングレート）が無限大に近くなり、有機絶縁
膜で完全にエッチングがストップする。

【００１２】次いで、有機物と容易に反応する例えば酸
素などを含むガスを用いたドライエッチングやアッシン
グにより有機絶縁膜をエッチングするとともに、レジス
ト膜とを同時に除去する。このとき、金属配線が酸素の
拡散を防止することができる膜厚、すなわち、成膜時の
所定の膜厚と同一膜厚の金属拡散防止無機絶縁膜で覆わ
れているので、金属配線が酸素により酸化されるのを防
止することができる。

【００１３】その後、金属拡散防止無機絶縁膜を、酸素
を用いないエッチング条件でエッチングして金属配線が
露出を露出することにより少なくとも接続孔を形成す
る。好ましい形態では、接続孔とこれに連通する配線溝
を形成するようにしてもよい。このように、本発明では
層間絶縁膜をエッチングする際に、エッチング選択比が
無限大に近く、かつ誘電率が低い有機絶縁膜をエッチン
グストップ膜として用い、その下の金属拡散防止無機絶
縁膜を保護することを特徴とし、従来のように金属拡散
防止無機絶縁膜にエッチングストップ膜としての機能を
もたせる必要がないので、金属拡散防止無機絶縁膜の膜
減りがおこるおそれがない。

【００１４】従って、誘電率が比較的高い金属拡散防止
無機絶縁膜層の膜厚を酸素の拡散を防止できる最低限の
膜厚とするができるので、多層配線の配線間及び配線層
間に係る容量を実効的に小さくすることができる。並び
に、金属配線が例えば酸化されやすいＣｕ配線である場
合、酸素の拡散を防止できる膜厚の金属拡散防止無機絶
縁膜層で覆われているので金属配線の酸化を防止するこ
とができる。また、金属配線の酸化を確実に防止できる
膜厚の金属拡散防止無機絶縁膜が膜減りなしで残存する
ようにしたことで、金属拡散防止無機絶縁膜をエッチン
グして金属配線を露出させる工程の前で、酸素を用いた
プラズマアッシングなどの工程を行うことができるよう
になるので、製造上の制限を受けることなくプロセス設
計の自由度を上げることができる。

【００１５】以上のことより、設計仕様に対応した配線
遅延の小さい高性能ＬＳＩの多層配線を製造することが
できるようになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の第
１の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す概略断面
図（その１）、図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実
施の形態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（そ
の２）、図３（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施の
形態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（その
３）である。

【００１７】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方
法は、まず、図１（ａ）に示すような半導体基板１１を
用意する。すなわち、この半導体基板１１には所定の半
導体素子（図示せず）が形成され、半導体基板１１の上
方には絶縁膜１２の配線溝１２ａに埋め込まれて形成さ
れた第１のＣｕ配線１０が形成され、第１のＣｕ配線１
０と半導体素子とは電気的に接続されている。

【００１８】第１のＣｕ配線１０は、例えばＴｉＮやＴ
ａＮなどからなるバリアメタル層１０ａを介して配線溝
１２ａ内に形成されている。また、それらの金属膜は、
絶縁膜１２上にも形成されるが、化学機械研磨法により
除去される。続いて、同じく図１（ａ）に示すように、
第１のＣｕ配線１０及び絶縁膜１２上に金属拡散防止無
機絶縁膜の一例である膜厚が例えば３０ｎｍのシリコン
窒化膜１４をプラズマＣＶＤにより成膜する。このシリ
コン窒化膜１４は後工程のレジスト膜を剥離する工程な
どで用いられる酸素プラズマなどから酸素が第１のＣｕ
配線１０に拡散されて第１のＣｕ配線１０が酸化される
のを防止する膜となる。また、このシリコン窒化膜１４
は第１のＣｕ配線１０内のＣｕが層間絶縁膜に拡散する
ことを防止する機能も有する。このシリコン窒化膜１４
は比較的、誘電率が高いので膜厚を薄く形成する方が好
ましいが、酸素プラズマなどからの酸素が第１のＣｕ配
線１０に拡散するのを完全に防止するために３０ｎｍ程
度以上の膜厚とすることが好ましい。

【００１９】なお、このシリコン窒化膜１４の代わり
に、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）膜、ＰＳＧ（Ｐｈｏ
ｓｐｈｏｒ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜、又は
高密度プラズマなどを用いたＣＶＤにより成膜された膜
密度が高いシリコン酸化膜を用いることができる。その
後、ダウコーニング社製の商品名（ＳＩＬＫ）、又はア
ライドシグナル社製の商品名（ＦＬＡＲＥ）などを用意
する。これらは有機ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓ
ｓ）であって、シリコン窒化膜１４上にスピンコータに
より膜厚が例えば１００ｎｍになるようにして塗布し、
例えば３５０〜４００℃でキュアすることによりシリコ
ン窒化膜１４上に有機絶縁膜の一例である有機ＳＯＧ膜
１６を形成することができる。

【００２０】この有機ＳＯＧ膜１６は層間絶縁膜として
一般に使用されるプラズマＣＶＤで成膜されたシリコン
含有絶縁膜より誘電率が低く、また、ＣＦ₄／ＣＨＦ₃系
などのガスを用いた一般的なシリコン含有絶縁膜のドラ
イエッチング条件ではほとんどエッチングされない特性
をもっている。このため、本実施の形態では、この有機
ＳＯＧ膜１６を接続孔の形成に係るエッチングにおける
エッチングストップ膜として用いることを特徴としてい
る。

【００２１】次いで、有機ＳＯＧ膜１６上にプラズマＣ
ＶＤにより、層間絶縁膜の一例である膜厚が例えば０．
８〜１．２μｍのＦＳＧ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｓｉｌｉ
ｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜１８を成膜する。次いで、Ｆ
ＳＧ膜１８上にレジスト膜２０を形成した後に、第１の
Ｃｕ配線１０の所定の部分上に接続孔が形成されるよう
にレジスト膜２０をパターニングする。

【００２２】次いで、図１（ｂ）に示すように、このレ
ジスト膜２０をマスクにして、例えばＣＦ₄／ＣＨＦ₃系
などのガスを用いた異方性ドライエッチングによりＦＳ
Ｇ膜１８をエッチングする。このとき、前述したよう
に、有機ＳＯＧ膜１６はＣＦ₄／ＣＨＦ₃系などのガスを
用いた異方性ドライエッチングではほとんどエッチング
されず、エッチング選択比（ＦＳＧ膜のエッチングレー
ト／有機ＳＯＧ膜のエッチングレート）が無限大に近い
ので、ＦＳＧ膜１８をオーバーエッチングしても有機Ｓ
ＯＧ膜１６が露出した時点でエッチングが完全にストッ
プする。これにより、接続孔１９ａが形成される。

【００２３】次いで、図１（ｃ）に示すように、ＮＨ₃
ガス、Ｎ₂／Ｈ₂系のガス、又は酸素を含むガスなどを用
いた異方性ドライエッチングにより、有機ＳＯＧ膜１６
をエッチングする。このとき、有機ＳＯＧ膜１６の下の
シリコン窒化膜１４は無機膜であるので、そのようなガ
スとは反応せず、シリコン窒化膜１４が露出した時点で
エッチングがストップする。また、レジスト膜２０も有
機膜であるので、この工程で同時に除去される。これに
より、接続孔１９ａの底部にシリコン窒化膜１４が露出
する。

【００２４】次いで、図２（ａ）に示すように、接続孔
１９ａが形成されたＦＳＧ膜１８上にレジスト膜を塗布
し、フォトリソグラフィーにより、接続孔１９ａに連通
する配線溝を画定するためのレジスト膜２１ａのパター
ンを形成する。このとき、接続孔１９ａ内に充填された
レジスト膜の一部は露光されないので、接続孔１９ａ内
の底部を含む一部に未露光部のレジスト膜２１ｂが残存
する。

【００２５】次いで、図２（ｂ）に示すように、レジス
ト膜２１ａ，２１ｂをマスクにして、ＦＳＧ膜１８をそ
の表面から例えば０．３〜０．４μｍ程度の深さまで異
方性ドライエッチングによりコントロールエッチングし
て接続孔１９ａに連通する配線溝１９ｂを形成する。続
いて、ＦＳＧ膜１８上のレジスト膜２１ａと配線溝１９
ｂ内の一部に埋め込まれたレジスト膜２１ｂとを酸素を
主に用いたプラズマアッシングにより剥離する。このと
き、第１のＣｕ配線１０は成膜された時点と同じ膜厚の
シリコン窒化膜１４により覆われているので、プラズマ
アッシングの酸素がシリコン窒化膜１４によりブロック
され、第１のＣｕ配線１０が酸化されるおそれがない。

【００２６】なお、本実施の形態では酸素を主に用いた
等方性のプラズマアッシングでレジスト膜２１ａ，２１
ａを剥離する形態を例示しているので、この工程で有機
ＳＯＧ膜１６に多少のサイドエッチが発生している。有
機ＳＯＧ膜１６にサイドエッチを発生させたくない場合
は、酸素などの有機膜と容易に反応するガスを主に用い
た異方性ドライエッチングでレジスト膜２１ａ，２１ｂ
を除去してもよい。この場合、接続孔１９ａの側壁に残
渣が発生しないように接続孔１９ａをテーパー形状にな
るようにエッチングすることが好ましい。

【００２７】次いで、図２（ｃ）に示すように、ＦＳＧ
膜１８をマスクにしてシリコン窒化膜１４をＣＦ₄／Ｃ
ＨＦ₃系などのガスを用いた異方性ドライエッチングに
よりエッチングして接続孔１９ａを通して第１のＣｕ配
線１０を露出させる。次いで、図３（ａ）に示すよう
に、接続孔１９ａ及び配線溝１９ｂの内面上及びＦＳＧ
膜１８の上面上にスパッタリング又はＣＶＤにより膜厚
が例えば３０〜５０ｎｍのＴａＮ（タンタルナイトライ
ド）膜２２を成膜し、続いて、スパッタリング又はＣＶ
Ｄによりめっき給電層であるシードＣｕ層２４を形成す
る。続いて、このシードＣｕ層２４を介して電解めっき
により膜厚が例えば０．５μｍのＣｕ膜２６を成膜す
る。これにより、Ｃｕ膜２６は接続孔１９ａ及び配線溝
１９ｂを埋めこむようにして形成される。なお、ＴａＮ
膜２２はＣｕ配線のＣｕが外部に拡散するのを防止する
バリアメタル層であって、ＴａＮ膜２２の代わりに、Ｔ
ｉＮ（チタンナイトライド）膜、Ｔａ（タンタル）又は
ＷＮ（タングステンナイトライド）膜などを使用しても
よい。

【００２８】次いで、図３（ｂ）に示すように、ＣＭＰ
により、Ｃｕ層２６とシードＣｕ層２４とＴａＮ膜２２
とをＦＳＧ膜１８が露出するまで研磨することにより、
配線溝１９ｂ内には第２のＣｕ配線２６ａが、接続孔１
９ａ内にはＣｕプラグ２６ｂが形成される。これによ
り、第１のＣｕ配線１０と第２のＣｕ配線２６ａとがＣ
ｕプラグ２６ｂを介して電気的に接続される。

【００２９】以上の工程を繰り返すことにより、Ｃｕ配
線が所定の数で積層された多層配線を形成することがで
きる。本発明の第１の実施の形態の半導体装置の製造方
法によれば、ＦＳＧ膜１８をエッチングする工程で、エ
ッチング選択比が無限大に近い有機ＳＯＧ膜１６をエッ
チングストップ膜として用いているので、シリコン窒化
膜１４にエッチングストップ膜としての機能をもたせる
必要がない。すなわち、誘電率が比較的高いシリコン窒
化膜１４をエッチングストップ膜として機能させる必要
がないので、酸素が拡散しない程度の薄い膜厚とするこ
とができる。

【００３０】従って、多層配線の配線間及び配線層間に
係る容量を小さくすることができるので、設計仕様に対
応した配線遅延の小さい高性能ＬＳＩ用の多層配線を形
成することができるようになる。 （第２の実施の形態）図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の第
２の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す概略断面
図（その１）、図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実
施の形態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（そ
の２）である。

【００３１】第２の実施の形態は、本発明の実施の形態
の半導体装置の製造方法を利用して、ＦＳＧ膜の膜中に
中間層として接続孔を画定するためのシリコン窒化膜の
パターンを予め形成しておき、次いで、ＦＳＧ膜上に配
線溝を画定するためのレジストパターンを形成した後
に、このレジスト膜をマスクにしてＦＳＧ膜をシリコン
窒化膜までエッチングして配線溝を形成し、続いて、露
出したシリコン窒化膜をマスクにして接続孔を形成する
工程を含んでいる。図４及び図５において、図１〜図３
と同一要素には同一の符号を付してその詳しい説明を省
略する。

【００３２】本実施の形態の半導体装置の製造方法は、
図４（ａ）に示すように、まず、第１の実施の形態の半
導体装置の製造方法と同様な方法で、第１のＣｕ配線１
０及び絶縁膜１２上に、プラズマＣＶＤにより金属拡散
防止無機絶縁膜の一例である膜厚が例えば３０ｎｍの第
１のシリコン窒化膜１４ａを成膜する。なお、この第１
のシリコン窒化膜１４ａの代わりに、第１の実施の形態
と同様に、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）膜、ＰＳＧ
（Ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）
膜、又は高密度プラズマなどを用いたＣＶＤにより成膜
された膜密度が高いシリコン酸化膜を用いてもよい。

【００３３】その後、第１のシリコン窒化膜１４ａ上
に、有機絶縁膜の一例である膜厚が例えば１００ｎｍの
有機ＳＯＧ膜１６を形成する。続いて、有機ＳＯＧ膜１
６上にプラズマＣＶＤにより、下部層の一例である膜厚
が例えば２５０〜３５０ｎｍである第１のＦＳＧ膜１８
ａを形成する。続いて、第１のＦＳＧ膜１８ａ上にプラ
ズマＣＶＤにより、中間層の一例である膜厚が例えば５
０〜１００ｎｍの第２のシリコン窒化膜１４ｂを成膜す
る。

【００３４】次いで、第２のシリコン窒化膜１４ｂ上
に、接続孔を画定するためのレジスト膜２０ｂをパター
ニングし、このレジスト膜２０ｂをマスクにして第２の
シリコン窒化膜１４ｂを異方性ドライエッチングにより
エッチングする。これにより、図４（ｂ）に示すよう
に、第２のシリコン窒化膜１４ｂに接続孔を画定するた
めの孔１４Ｉが形成される。この後に、レジスト膜２０
ｂを除去する。

【００３５】次いで、図４（ｃ）に示すように、第２の
シリコン窒化膜１４ｂ及び第１のＦＳＧ膜１８ａ上に、
上部層の一例である膜厚が例えば１５０〜２００ｎｍの
第２のＦＳＧ膜１８ｂをプラズマＣＶＤにより成膜す
る。これにより、第２の実施の形態での層間絶縁膜とな
る第１のＦＳＧ膜（下部層）１８ａ、孔１４Ｉを有する
第２のシリコン窒化膜（中間層）１４ｂ及び第２のＦＳ
Ｇ膜（上部層）１８ｂとが積層される。続いて、第２の
ＦＳＧ膜１８ｂ上に配線溝を画定するためのレジスト膜
２０ｃをパターニングする。

【００３６】次いで、図４（ｄ）に示すように、このレ
ジスト膜２０ｃをマスクにして、エッチング選択比（Ｆ
ＳＧ膜のエッチレート／シリコン窒化膜のエッチレー
ト）が１０以上とれるエッチング条件、例えば、Ｃ₄Ｆ₈
／ＣＯ／Ａｒ／O₂系などの混合ガスを用いた異方性ドラ
イエッチングで、第２のＦＳＧ膜１８ｂをエッチングす
る。このとき、第２のシリコン窒化膜１４ｂの一部が露
出するが、このエッチング条件では第２のシリコン窒化
膜１４ｂのエッチングレートが低く、これがマスクにな
って孔１４Ｉの下の第１のＦＳＧ膜１８ａがエッチング
される。また、このとき、上記したＦＳＧ膜のエッチン
グ条件は、エッチング選択比（ＦＳＧ膜のエッチレート
／有機ＳＯＧ膜のエッチレート）が無限大に近い条件で
もあるため、第１のＦＳＧ膜１８ａの下の有機ＳＯＧ膜
１６でエッチングがストップする。これにより、図４
（ｄ）に示すように、第２のシリコン窒化膜１４ｂの上
には配線溝１９ｄが形成され、さらに、この配線溝１９
ｄと連通する接続孔１９ｅが形成される。

【００３７】次いで、図５（ａ）に示すように、接続孔
１９ｅの底部の有機ＳＯＧ膜１６をＮＨ₃ガス、Ｎ₂／Ｈ
₂系ガス、又はＯ₂を主に用いた異方性ドライエッチング
でエッチングする。このとき、有機ＳＯＧ膜１６のエッ
チングと同時にレジスト膜２０ｃも除去される。ここ
で、本実施の形態では、第１の実施の形態のようにエッ
チングされた有機ＳＯＧ膜のパターンの側面が露出した
後に、酸素を主に用いた等方性のドライアッシングを行
う工程がないので、有機ＳＯＧ膜１６にサイドエッチが
発生しない。

【００３８】これにより、図５（ａ）に示すように、接
続孔１９ｅの底に第１のシリコン窒化膜１４ａが露出す
る。このとき、第１の実施の形態と同様に、第１のＣｕ
配線１０は、酸素の拡散を防止できる膜厚の第１のシリ
コン窒化膜１４ａで覆われているので第１のＣｕ配線１
０が酸化されるおそれがない。次いで、図５（ｂ）に示
すように、配線溝１９ｄの底部に露出した第２のシリコ
ン窒化膜１４ｂと接続孔１９ｅの底に露出した第１のシ
リコン窒化膜１４ａとを例えばＣＦ₄／ＣＨＦ₃系のガス
を用いた異方性ドライエッチングでエッチングすること
により、接続孔１９ｅとこの接続孔１９ｅに連通する配
線溝１９ｄが深くなり、第１のＣｕ配線が露出する。

【００３９】次いで、第１の実施の形態と同様な方法
（図３（ａ））で、接続孔１９ｅ、配線溝１９ｄ及び第
２のＦＳＧ膜１８ｂ上にＴａＮ膜２２及びシードＣｕ膜
２４を形成し、このシードＣｕ膜２４をめっき給電層と
して電解めっきにより接続孔１９ｅ及び配線溝１９ｄを
埋めこむＣｕ膜２６を形成する。続いて、Ｃｕ膜２６と
シードＣｕ膜２４とＴａＮ膜２２をＣＭＰ法により第２
のＦＳＧ膜１８ｂが露出するまで研磨することにより、
図５（ｃ）に示すように、接続孔１９ｅ内にはＣｕプラ
グ２６ｂが、配線溝１９ｄ内には第２のＣｕ配線２６ａ
が形成される。これにより、第１のＣｕ配線１０と第２
のＣｕ配線２６ａがＣｕプラグ２６ｂを介して電気的に
接続され、以上の工程を繰り返すことにより、所定のＣ
ｕ配線が所定の数で積層された多層配線を形成すること
ができる。

【００４０】第２の実施の形態の半導体装置の製造方法
は、第１の実施の形態と同様な作用・効果を奏するとと
もに、配線溝１９ｄの深さが第２のＦＳＧ膜１８ｂと第
２のシリコン窒化膜１４ｂとの合計膜厚で決定されるの
で、コントロールエッチングで配線溝を形成する第１の
実施の形態より第２のＣｕ配線２６ａの抵抗のバラツキ
を抑えることができるとともに、設計要求に応じた配線
抵抗値とすることができる。また、接続孔１９ｅ内に露
出する有機ＳＯＧ膜１６にサイドエッチが発生するおそ
れがないので、多層配線の信頼性を向上させることがで
きる。

【００４１】（第３の実施の形態）図６（ａ）〜（ｄ）
は本発明の第３の実施の形態の半導体装置の製造方法を
示す概略断面図（その１）、図７（ａ）〜（ｃ）は本発
明の第３の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す概
略断面図（その２）である。第３の実施の形態は、本発
明の実施の形態の半導体装置の製造方法を利用して、同
一層の配線と配線との間に誘電率の低い有機ＳＯＧ膜が
形成されるようにした形態である。図６及び図７におい
て、図１〜３と同一要素には同一符号を付してその詳し
い説明を省略する。

【００４２】本実施の形態の半導体装置の製造方法は、
図６（ａ）に示すように、まず、第１の実施の形態の半
導体装置の製造方法と同様な方法で、第１のＣｕ配線１
０及絶縁膜１２上に、金属拡散防止無機絶縁膜の一例で
ある第１のシリコン窒化膜１４ｃと有機絶縁膜の一例で
ある第１の有機ＳＯＧ膜１６ａとを形成する。なお、こ
の第１のシリコン窒化膜１４ｃの代わりに、第１の実施
の形態と同様に、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）膜、Ｐ
ＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｓｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓ
ｓ）膜、又は高密度プラズマなどを用いたＣＶＤにより
成膜された膜密度が高いシリコン酸化膜を用いてもよ
い。

【００４３】続いて、第１の有機ＳＯＧ膜１６ａ上にプ
ラズマＣＶＤにより、無機下部層の一例である膜厚が例
えば２５０〜３５０ｎｍの第１のＵＳＧ（Ｕｎｄｏｐｅ
ｄＳｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜３０を成膜する。
その後、この第１のＵＳＧ膜３０上に、有機中間層の一
例である膜厚が例えば１５０〜２５０ｎｍの第２の有機
ＳＯＧ膜１６ｂを形成する。この第２の有機ＳＯＧ膜１
６ｂは、第１の実施の形態で説明した商品名（ＦＬＡＲ
ＥやＳＩＬＫ）などからなり、その誘電率が２．８前後
のものであって、最終的にはＣｕ配線間の絶縁膜となる
ように微細加工される。プラズマＣＶＤにより形成され
たＵＳＧ膜（誘電率が４．０前後）に比べて誘電率が低
いので、配線間及び配線層間に係る容量を低減すること
ができる。

【００４４】次いで、第２の有機ＳＯＧ膜１６ｂ上にプ
ラズマＣＶＤにより、膜厚が例えば１００ｎｍの第２の
ＵＳＧ膜３０ａを成膜する。さらに、この第２のＵＳＧ
膜３０ａ上にプラズマＣＶＤにより、膜厚が例えば５０
〜１００ｎｍの第２のシリコン窒化膜１４ｄを成膜す
る。この第２のＵＳＧ膜３０ａ及び第２のシリコン窒化
膜１４ｄが無機上部層の一例である。

【００４５】このように、第３の実施の形態では、第１
のＵＳＧ（無機下部層）３０、第２の有機ＳＯＧ膜（有
機中間層）１６ｂ及び第２のＵＳＧ膜３０ａ＋第２のシ
リコン窒化膜（無機上部層）１４ｄが層間絶縁膜を構成
する。次いで、図６（ｂ）に示すように、配線溝を形成
する領域を画定するために、第２のシリコン窒化膜１４
ｄをパターニングすることにより、第２のＵＳＧ膜３０
ａが露出する開口部１４ｅを形成する。続いて、接続孔
を形成する領域を画定するために、第２のＵＳＧ膜３０
ａ及び第２のシリコン窒化膜１４ｄ上にレジスト膜２０
ｄをパターニングし、このレジスト膜２０ｄをマスクに
して第２のＵＳＧ膜３０ａを異方性ドライエッチングに
よりエッチングして第２の有機ＳＯＧ膜１６ｂが露出す
る開口部３０ｃを形成する。

【００４６】続いて、このレジスト膜２０ｄが存在する
状態で、第２の有機ＳＯＧ膜１６ｂをＮＨ₃ガス、Ｎ₂／
Ｈ₂系ガス又はＯ₂を主に用いた異方性ドライエッチング
によりエッチングする。このとき、第２の有機ＳＯＧ膜
１６ｂのエッチングと同時にレジスト膜２０ｄも除去さ
れる。これにより、図６（ｃ）に示すように、第２のシ
リコン窒化膜１４ｄが配線溝を画定するようにパターニ
ングされて開口部１４ｅが形成され、さらに、第２のＵ
ＳＧ膜３０ａと第２の有機ＳＯＧ膜１６ｂとが接続孔を
画定するようにしてパターニングされて孔１６ｃが形成
される。

【００４７】次いで、図６（ｄ）に示すように、エッチ
ング選択比（ＵＳＧ膜のエッチレート／シリコン窒化膜
のエッチレート）が１０以上とれるエッチング条件、例
えば、Ｃ₄Ｆ₈／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ₂系などの混合ガスを用
いた異方性ドライエッチングで、第２のシリコン窒化膜
１４ｄをマスクにして、表面が露出した第２のＵＳＧ膜
３０ａと孔１６ｃの底部に露出した第１のＵＳＧ膜３０
とを同時にエッチングする。このとき、上記したエッチ
ング条件は有機ＳＯＧ膜に対して無限大に近い選択比が
とれる条件でもあるので、第２のＵＳＧ膜３０ａ及び第
１のＵＳＧ膜３０のエッチングが終了すると、それぞ
れ、その下の第２の有機ＳＯＧ膜１６ｂ及び第１の有機
ＳＯＧ膜１６ａでエッチングが完全にストップする。こ
れにより、接続孔１９ｈが形成される。

【００４８】次いで、図６（ｄ）に示す露出した第２の
有機ＳＯＧ膜１６ｂ及び接続孔１９ｈの底部に露出した
第１の有機ＳＯＧ膜１６ａをＮＨ₃ガス、Ｎ₂／Ｈ₂系ガ
ス又はＯ₂を主に用いた異方性ドライエッチングにより
エッチングすることにより、図７（ａ）に示すように、
接続孔１９ｈの底部に第１のシリコン窒化膜１４ｃが露
出した構造体が形成される。

【００４９】このとき、第１の実施の形態と同様に、第
１のＣｕ配線１０は酸素の拡散を防止できる膜厚の第１
のシリコン窒化膜１４ｃで覆われているので、酸素を用
いて第１及び第２の有機ＳＯＧ膜１６ａ，１６ｂのエッ
チングを行っても第１のＣｕ配線１０が酸化されるおそ
れがない。また、本実施の形態においても、第２の実施
の形態と同様に、エッチングされた第１の有機ＳＯＧ膜
１６ａの側面が露出した後に、酸素を主に用いた等方性
のドライアッシングを行う必要がないでの、第１の有機
ＳＯＧ膜１６ａにサイドエッチが発生しない。

【００５０】次いで、図７（ｂ）に示すように、最上層
の第２のシリコン窒化膜１４ｄと接続孔１９ｈの底部に
露出した第１のシリコン窒化膜１４ｃとを異方性ドライ
エッチングにより同時にエッチングすることにより、第
１のＣｕ配線１０を露出させる。これにより、底部に第
１のＣｕ配線が露出する接続孔１９ｈとこれに連通する
配線溝１９ｉとが形成される。

【００５１】次いで、第１の実施の形態と同様な方法
（図３（ａ））で、接続孔１９ｈ及び配線溝１９ｉの内
面上と第２のＵＳＧ膜３０ａ上に、ＴａＮ膜２２ａとシ
ードＣｕ膜２４ａとを成膜し、このシードＣｕ膜２４ａ
をめっき給電層として電解めっきにより接続孔１９ｈ及
び配線溝１９ｉを埋めこむＣｕ膜２６を形成する。次い
で、図７（ｃ）に示すように、このＣｕ膜２６、シード
Ｃｕ膜２４ａ及びＴａＮ膜２２ａをＣＭＰにより研磨す
ることによりＣｕプラグ２６ｂとこれに連通する第２の
Ｃｕ配線２６ａとを形成する。これにより、第２のＣｕ
配線２６ａが第２のＵＳＧ膜３０ａと第２の有機ＳＯＧ
膜１６ｂとで画定された配線溝１９ｉに埋め込まれて形
成される。このようにして、第１のＣｕ配線１０と第２
のＣｕ配線２６ａとがＣｕプラグ２６ｂを介して電気的
に接続され、以上の工程を繰り返すことにより、所定の
Ｃｕ配線が所定の数で積層された多層配線を形成するこ
とができる。

【００５２】第３の実施の形態の半導体装置の製造方法
によれば、第１及び第２の実施の形態と同様な作用・効
果を奏するとともに、Ｃｕ配線間に誘電率が低い有機Ｓ
ＯＧ膜が形成されるように工夫したので、特に、Ｃｕ配
線間の容量の低減に大きく貢献することができる。これ
により、第１及び第２の実施の形態より半導体装置の多
層配線の配線遅延を小さくすることができ、半導体装置
の高性能化に貢献することができる。

【００５３】以上、第１〜第３の実施の形態により、こ
の発明の詳細を説明したが、この発明の範囲は上記実施
の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、こ
の発明を逸脱しない要旨の範囲の上記実施の形態の変更
はこの発明の範囲に含まれる。例えば、第１〜第３の本
実施の形態では、接続孔とこれに連通した配線溝を形成
し、Ｃｕプラグと上層のＣｕ配線とを同時に形成する、
いわゆるデュアルダマシン方式に基づいて説明したが、
まず、層間絶縁膜に接続孔のみを形成してＣｕプラグを
形成し、その後、配線溝を備えた絶縁膜を形成し、上層
Ｃｕ配線を形成する方式、すなわちシングルダマシン方
式に適用してもよい。

【００５４】（付記１）半導体基板の上方に形成された
絶縁膜の表面から露出する金属配線を形成する工程と、
前記金属配線と前記絶縁膜の上に金属拡散防止無機絶縁
膜を形成する工程と、前記金属拡散防止無機絶縁膜の上
に有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜の上に
層間絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜をエッチ
ングストップ層となして、前記層間絶縁膜の所定の領域
をエッチングすることにより前記層間絶縁膜の少なくと
も前記金属配線の上に接続孔を形成する工程と、前記接
続孔の底部に露出した前記有機絶縁膜をエッチングして
前記金属拡散防止無機絶縁膜を露出させる工程と、前記
接続孔を通して前記金属拡散防止無機絶縁膜をエッチン
グすることにより前記金属配線を露出させる工程とを有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。

【００５５】（付記２）前記有機絶縁膜をエッチングし
た後であって前記金属拡散防止無機絶縁膜のエッチング
の前において、前記接続孔に連通する配線溝を前記層間
絶縁膜の上部に形成する工程をさらに有することを特徴
とする付記１に記載の半導体装置の製造方法。 （付記３）前記層間絶縁膜の形成工程は、前記有機絶縁
膜上に下部層を形成し、該下部層の上に材料の異なる中
間層を形成し、該中間層のうち前記金属配線の上方に孔
を形成し、該孔内と前記中間層上に前記下部層と同じ材
料の上部層を形成する工程からなり、かつ前記接続孔の
形成工程は、前記孔の上を通る配線溝を前記上部層に形
成した後に、前記孔を通して前記下部層をエッチングす
る工程であることを特徴とする付記１に記載の半導体装
置の製造方法。

【００５６】（付記４）前記層間絶縁膜の形成工程は、
前記有機絶縁膜上に無機下部層を形成し、該無機下部層
の上に有機中間層を形成し、該有機中間層の上に無機上
部層を形成する工程であり、前記接続孔の形成工程は、
前記無機上部層と前記有機中間層をパターニングして前
記金属配線の上方に孔を形成した後に、前記無機上部層
の配線領域をエッチングして前記孔に重なる配線溝の上
部を形成する際に同時に前記有機中間膜の前記孔を通し
て前記無機下部層をエッチングする工程であり、かつ前
記接続孔を通した前記有機絶縁膜のエッチング工程は、
前記無機上部層をマスクにして前記有機中間層をエッチ
ングして前記配線溝の下部を形成する際に同時に前記無
機下部層をエッチングする工程であることを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置の製造方法。

【００５７】（付記５）前記接続孔と前記配線溝内に導
電膜を充填することにより前記接続孔内に導電性プラグ
を形成し、前記配線溝内に上側配線を形成する工程をさ
らに有することを特徴とする付記２乃至４のいずれか１
項に記載の半導体装置の製造方法。 （付記６）前記少なくとも接続孔を形成する工程の後、
又は前記接続孔と該接続孔に連通する前記配線溝とを形
成する工程の後に、前記接続孔、又は接続孔と該接続孔
に連通する前記配線溝の内面上と前記層間絶縁膜との上
に、下から順に、バリアメタル膜とめっき給電層とを形
成する工程と、前記めっき給電層上に電解めっきにより
前記接続孔、又は接続孔と該接続孔に連通する前記配線
溝を埋め込む金属膜を成膜する工程と、前記金属膜、め
っき給電層及びバリアメタル膜を研磨することにより、
前記接続孔、又は接続孔と該接続孔に連通する前記配線
溝に金属プラグ、又は金属プラグと該金属プラグに連通
する上層金属配線を形成することを特徴とする付記２乃
至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【００５８】（付記７）前記接続孔を通しての前記有機
絶縁膜のエッチングは、前記層間絶縁膜の上に形成され
るレジストの除去と同時に行われることを特徴とする付
記１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方
法。 （付記８）前記有機絶縁膜のエッチングは、酸素含有ガ
スによって行われることを特徴とする付記１乃至６のい
ずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【００５９】（付記９）前記金属配線が銅配線からな
り、前記金属拡散防止無機絶縁膜がシリコン窒化膜から
なることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記
載の半導体装置の製造方法。 （付記１０）前記金属配線がＣｕ（銅）配線からなり、
前記金属拡散防止無機絶縁膜がＳｉＣ（シリコンカーバ
イド）膜からなることを特徴とする付記１乃至９のいず
れか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【００６０】（付記１１）前記金属配線がＣｕ（銅）配
線からなり、前記金属拡散防止無機絶縁膜がＰＳＧ（リ
ンシリケイトガラス）膜からなることを特徴とする付記
１乃至９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方
法。 （付記１２）前記金属配線がＣｕ（銅）配線からなり、
前記金属拡散防止無機絶縁膜がプラズマＣＶＤによって
形成された膜密度が高いシリコン酸化膜からなることを
特徴とする付記１乃至８のいずれか１項に記載の半導体
装置の製造方法。

【００６１】（付記１３）半導体基板の上方に形成され
た絶縁膜と、前記絶縁膜の表面から露出する金属配線
と、前記金属配線と前記絶縁膜の上に形成された金属拡
散防止無機絶縁膜と、前記金属拡散防止無機絶縁膜の上
に形成された有機絶縁膜と、前記有機絶縁膜の上に形成
された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜と前記有機絶縁膜
と前記無機絶縁膜に形成されて前記金属配線の表面に達
する深さの接続孔と、前記接続孔内に形成された導電性
プラグとを有することを特徴とする半導体装置。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属配線上に金属拡散防止無機絶縁膜と有機絶縁膜とを
介して層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に接続孔、又は
接続孔と該接続孔に連通する配線溝を例えばレジスト膜
をマスクにしたドライエッチングで有機絶縁膜がエッチ
ングストップ膜として機能するように層間絶縁膜をエッ
チングする。

【００６３】すなわち、層間絶縁膜のエッチングは有機
絶縁膜に対して無限大に近い選択性をもつので、有機絶
縁膜が露出した時点でエッチングが完全にストップす
る。その後、例えば、有機物と容易に反応する酸素など
を含むガスを用いたドライエッチングで、有機絶縁膜を
エッチングするとともに、レジスト膜とを同時に除去
し、続いて、金属拡散防止無機絶縁膜をエッチングして
金属配線が露出する接続孔などを形成する。

【００６４】このようにすることにより、金属拡散防止
無機絶縁膜にエッチングストップ膜としての機能をもた
せる必要がないので、誘電率が比較的高い金属拡散防止
無機絶縁膜の膜厚を酸素の拡散を防止することができる
程度の薄い膜厚で形成することができる。従って、多層
配線の金属配線間及び金属配線層間に係る容量を実効的
に小さくすることができるとともに、金属配線上には酸
素の拡散を防止できる膜厚の金属拡散防止無機絶縁膜層
で覆われているので金属配線の酸化を防止することがで
きる。これにより、設計仕様に対応した配線遅延の小さ
い高性能ＬＳＩの多層配線を形成することができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施の形
態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（その１）
である。

【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施の形
態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（その２）
である。

【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は第１の本発明の実施の
形態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（その
３）である。

【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施の形
態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（その１）
である。

【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施の形
態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（その２）
である。

【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３の実施の形
態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（その１）
である。

【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施の形
態の半導体装置の製造方法を示す概略断面図（その２）
である。

【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は従来のダマシン方式で
形成される多層配線に係る接続孔の形成方法を示す概略
断面図である。

【符号の説明】

１０：第１のＣｕ配線（金属配線） １０ａ：バリアメタル層 １１：半導体基板 １２：絶縁膜 １４、１４ａ，１４ｃ：シリコン窒化膜（金属拡散防止
無機絶縁膜） １４ｂ：第２のシリコン窒化膜（中間層） １４ｄ：第２のシリコン窒化膜（無機上部層） １６，１６ａ：有機ＳＯＧ膜（有機絶縁膜） １６ｂ：第２の有機ＳＯＧ膜（有機中間層） １６ｃ：孔 １８：ＦＳＧ膜（層間絶縁膜） １８ａ：第１のＦＳＧ膜（下部層） １８ｂ：第２のＦＳＧ膜（上部層） １９ｂ，１９ｄ，１９ｉ：配線溝 １９ａ，１９ｅ，１９ｈ：接続孔 ２０、２０ｂ、２０ｄ、２１ａ：レジスト膜のパターン ２２：ＴａＮ層 ２４：シードＣｕ層 ２６：Ｃｕ層 ２６ａ：第２のＣｕ配線 ２６ｂ：Ｃｕプラグ ３０：第１のＵＳＧ膜〈無機下部層〉 ３０ａ：第２のＵＳＧ膜（無機上部層）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA04 BD01 DA01 DA16 DA24 DA25 DA26 DB00 DB04 DB07 DB26 EA23 EA28 EA29 EB01 5F033 HH11 HH21 HH32 HH33 HH34 JJ11 JJ21 JJ32 JJ33 JJ34 KK11 KK21 KK32 KK33 MM02 MM10 MM12 MM13 NN06 NN07 NN32 PP06 PP15 PP27 QQ09 QQ10 QQ16 QQ21 QQ25 QQ28 QQ33 QQ34 QQ35 QQ37 QQ48 RR01 RR04 RR06 RR11 RR14 RR25 SS15 SS22 TT04 XX01 XX18 XX24

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の上方に形成された絶縁膜の
   表面から露出する金属配線を形成する工程と、 前記金属配線と前記絶縁膜の上に金属拡散防止無機絶縁
   膜を形成する工程と、前記金属拡散防止無機絶縁膜の上
   に有機絶縁膜を形成する工程と、 前記有機絶縁膜の上に層間絶縁膜を形成する工程と、 前記有機絶縁膜をエッチングストップ層となして、前記
   層間絶縁膜の所定の領域をエッチングすることにより前
   記層間絶縁膜の少なくとも前記金属配線の上に接続孔を
   形成する工程と、 前記接続孔の底部に露出した前記有機絶縁膜をエッチン
   グして前記金属拡散防止無機絶縁膜を露出させる工程
   と、 前記接続孔を通して前記金属拡散防止無機絶縁膜をエッ
   チングすることにより前記金属配線を露出させる工程と
   を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記層間絶縁膜の形成工程は、前記有機
   絶縁膜上に下部層を形成し、該下部層の上に材料の異な
   る中間層を形成し、該中間層のうち前記金属配線の上方
   に孔を形成し、該孔内と前記中間層上に前記下部層と同
   じ材料の上部層を形成する工程からなり、かつ前記接続
   孔の形成工程は、前記孔の上を通る配線溝を前記上部層
   に形成した後に、前記孔を通して前記下部層をエッチン
   グする工程であることを特徴とする請求項１に記載の半
   導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記層間絶縁膜の形成工程は、前記有機
   絶縁膜上に無機下部層を形成し、該無機下部層の上に有
   機中間層を形成し、該有機中間層の上に無機上部層を形
   成する工程であり、 前記接続孔の形成工程は、前記無機上部層と前記有機中
   間層とをパターニングして前記金属配線の上方に接続孔
   を画定するための孔を形成した後に、前記無機上部層の
   配線溝になる領域をエッチングして前記孔に連通する配
   線溝の上部を形成すると同時に前記有機中間膜の前記孔
   を通して前記無機下部層をエッチングする工程であり、
   かつ前記接続孔を通した前記有機絶縁膜のエッチング工
   程は、前記無機上部層をマスクにして前記有機中間層を
   エッチングして前記配線溝の下部を形成すると同時に前
   記有機絶縁膜をエッチングする工程であることを特徴と
   する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記接続孔を通しての前記有機絶縁膜の
   エッチングは、前記層間絶縁膜の上に形成されるレジス
   トの除去と同時に行われることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 半導体基板の上方に形成された絶縁膜
   と、 前記絶縁膜の表面から露出する金属配線と、 前記金属配線と前記絶縁膜の上に形成された金属拡散防
   止無機絶縁膜と、 前記金属拡散防止無機絶縁膜の上に形成された有機絶縁
   膜と、 前記有機絶縁膜の上に形成された層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜と前記有機絶縁膜と前記無機絶縁膜に形
   成されて前記金属配線の表面に達する深さの接続孔と、 前記接続孔内に形成された導電性プラグとを有すること
   を特徴とする半導体装置。