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JP2010283288A - Wiring forming method and semiconductor device - Google Patents

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JP2010283288A
JP2010283288A JP2009137532A JP2009137532A JP2010283288A JP 2010283288 A JP2010283288 A JP 2010283288A JP 2009137532 A JP2009137532 A JP 2009137532A JP 2009137532 A JP2009137532 A JP 2009137532A JP 2010283288 A JP2010283288 A JP 2010283288A
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    • H10W20/0698
    • H10W20/084

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】パターン設計工数、使用マスク枚数及び重ね合わせずれを低減しつつ、微細なビアパターンの形成を可能にする。
【解決手段】ハードマスク膜18における2層目配線パターンと対応する開口部21と、第3のレジストパターン22における1層目配線パターンと対応する開口部23とが重なった領域に露出する部分の層間絶縁膜19Aに対してエッチングを行うことによって、ビア開口部26及び27を形成する。
【選択図】図3
A fine via pattern can be formed while reducing the number of pattern design steps, the number of masks used, and overlay deviation.
An opening 21 corresponding to a second-layer wiring pattern in a hard mask film 18 and a portion exposed in a region where a first-layer wiring pattern and a corresponding opening 23 in a third resist pattern 22 are overlapped. Via openings 26 and 27 are formed by etching the interlayer insulating film 19A.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、配線形成方法及び半導体装置に関し、特に、デュアルダマシン配線形成方法及び多層配線構造を有する半導体装置に関する。   The present invention relates to a wiring forming method and a semiconductor device, and more particularly to a dual damascene wiring forming method and a semiconductor device having a multilayer wiring structure.

近年、半導体の微細化が加速するにつれて、多層配線構造についても微細化に向けた構造が開発されてきている。特に、銅を溝に埋め込むことにより形成されるダマシン配線構造や、多層配線間を接続するビアホール及び上層配線溝に銅を同時に埋め込むことにより形成されるデュアルダマシン配線構造が現在主流となってきている。デュアルダマシン配線形成方法は、ビアを先に開口した後に上層配線溝をエッチングによって形成するビアファースト法と、上層配線溝を先に形成した後にビアを開口するトレンチファースト法とに大別される。トレンチファースト法には、ビア形成に際してトレンチパターンの段差が露光時のフォーカスずれの原因となるという欠点があるため、従来はビアファースト法が用いられてきた。   In recent years, as the miniaturization of semiconductors has accelerated, a structure for miniaturization has also been developed for a multilayer wiring structure. In particular, a damascene wiring structure formed by embedding copper in a groove and a dual damascene wiring structure formed by simultaneously embedding copper in a via hole and an upper layer wiring groove connecting multilayer wirings are becoming mainstream. . The dual damascene wiring forming method is roughly classified into a via first method in which an upper layer wiring groove is formed by etching after opening a via first, and a trench first method in which a via is opened after first forming an upper layer wiring groove. The trench first method has a drawback that a step in the trench pattern causes a focus shift during exposure when forming a via, and thus the via first method has been conventionally used.

しかし、トレンチファースト法の欠点を改良するために、トレンチ(配線溝)形成前に薄膜のハードマスクのみをエッチングしておくことによって段差を軽減する手法が提案されている。   However, in order to improve the drawbacks of the trench first method, a method has been proposed in which the level difference is reduced by etching only a thin hard mask before forming a trench (wiring groove).

一方、微細化が進むにつれて、微細ピッチのビアホールの形成が困難になってきている。その理由としては、多層配線の段差上にホールパターンを形成する際に必要な焦点深度を確保できないことや、ライン系パターンの形成において解像度及び焦点深度の向上効果をもたらす輪帯照明に代表される斜入射照明が、ホール系パターンの形成では孤立ホールの焦点深度の低下をもたらすために使用できないことなどが挙げられる。このような状況の中、従来行われてきた1回の露光によるパターン形成ではなく、複数回の露光によるパターン形成が提案されている(例えば特許文献1参照)。   On the other hand, with the progress of miniaturization, it becomes difficult to form via holes with a fine pitch. The reason for this is that the focal depth required when forming the hole pattern on the step of the multilayer wiring cannot be ensured, and that the annular illumination brings about the effect of improving the resolution and the focal depth in the formation of the line pattern. For example, oblique incidence illumination cannot be used to form a hole-based pattern because the focal depth of an isolated hole is reduced. In such a situation, pattern formation by multiple exposures has been proposed instead of pattern formation by single exposures conventionally performed (see, for example, Patent Document 1).

以下、図11(a)〜(c)、図12(a)〜(h)及び図13(a)〜(h)を参照しながら、特許文献1における配線形成方法、具体的には、従来のトレンチファーストデュアルダマシン配線形成方法について説明する。図11(a)〜(c)は、特許文献1における配線形成方法で用いられるマスクの平面図である。また、図12(a)、(c)、(e)及び(g)は、特許文献1における配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図12(b)、(d)、(f)及び(h)は、図12(a)、(c)、(e)及び(g)のそれぞれに対応する平面図である。ここで、図12(a)は図12(b)のb−b’線の断面図であり、図12(c)は図12(d)のd−d’線の断面図であり、図12(e)は図12(f)のf−f’線の断面図であり、図12(g)は図12(h)のh−h’線の断面図である。さらに、図13(a)、(c)、(e)及び(g)は、特許文献1における配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図13(b)、(d)、(f)及び(h)は、図13(a)、(c)、(e)及び(g)のそれぞれに対応する平面図である。ここで、図13(a)は図13(b)のb−b’線の断面図であり、図13(c)は図13(d)のd−d’線の断面図であり、図13(e)は図13(f)のf−f’線の断面図であり、図13(g)は図13(h)のh−h’線の断面図である。   Hereinafter, with reference to FIGS. 11A to 11C, FIGS. 12A to 12H, and FIGS. 13A to 13H, the wiring forming method in Patent Document 1, specifically, The trench first dual damascene wiring forming method will be described. 11A to 11C are plan views of masks used in the wiring forming method in Patent Document 1. FIG. FIGS. 12A, 12C, 12E, and 12G are cross-sectional views showing the steps of the wiring forming method in Patent Document 1, and FIGS. 12B, 12D, 12F. ) And (h) are plan views corresponding to FIGS. 12 (a), (c), (e) and (g), respectively. Here, FIG. 12A is a sectional view taken along line bb ′ of FIG. 12B, and FIG. 12C is a sectional view taken along line dd ′ of FIG. 12 (e) is a sectional view taken along line ff ′ of FIG. 12 (f), and FIG. 12 (g) is a sectional view taken along line hh ′ of FIG. 12 (h). Further, FIGS. 13A, 13C, 13E, and 13G are cross-sectional views showing respective steps of the wiring forming method in Patent Document 1, and FIGS. 13B, 13D, 13F. ) And (h) are plan views corresponding to FIGS. 13A, 13C, 13E, and 13G, respectively. Here, FIG. 13A is a cross-sectional view taken along line bb ′ in FIG. 13B, and FIG. 13C is a cross-sectional view taken along line dd ′ in FIG. 13 (e) is a cross-sectional view taken along line ff ′ of FIG. 13 (f), and FIG. 13 (g) is a cross-sectional view taken along line hh ′ of FIG. 13 (h).

まず、図12(a)及び(b)に示すように、層間絶縁膜90上にレジスト88Aを塗布した後、図11(a)に示す、1層目配線パターン83を有する1層目配線マスク82を用いてパターン露光を行い、その後、現像を行う。これにより、図12(c)及び(d)に示すように、配線パターン83と対応する開口部89を持つレジストパターン88が形成される。   First, as shown in FIGS. 12A and 12B, after applying a resist 88A on the interlayer insulating film 90, a first-layer wiring mask having a first-layer wiring pattern 83 shown in FIG. 11A. 82 is used for pattern exposure, and then development is performed. As a result, as shown in FIGS. 12C and 12D, a resist pattern 88 having an opening 89 corresponding to the wiring pattern 83 is formed.

次に、レジストパターン88をマスクとして層間絶縁膜90をエッチングして配線溝を形成した後、当該配線溝に金属を埋め込み、その後、当該配線溝からはみ出た金属を研磨により除去する。これにより、図12(e)及び(f)に示すように、層間絶縁膜90中に1層目金属配線91が形成される。   Next, the interlayer insulating film 90 is etched using the resist pattern 88 as a mask to form a wiring groove, a metal is embedded in the wiring groove, and then the metal protruding from the wiring groove is removed by polishing. As a result, as shown in FIGS. 12E and 12F, a first layer metal wiring 91 is formed in the interlayer insulating film 90.

次に、図12(g)及び(h)に示すように、層間絶縁膜90の上及び1層目金属配線91の上に、ライナー膜92、層間絶縁膜93及びハードマスク膜94を順次堆積した後、ハードマスク膜94上にレジスト(図示省略)を塗布し、その後、図11(b)に示す、2層目配線パターン85を有する2層目配線マスク84を用いたパターン露光及び現像を順次行う。これにより形成されたレジストパターン(図示省略)をマスクとして、ハードマスク膜94をエッチング処理した後、当該レジストパターンを除去する。これにより、図12(h)に示すように、ハードマスク膜94には、縦方向に延びる2層目配線パターンと対応する溝95が形成される。   Next, as shown in FIGS. 12G and 12H, a liner film 92, an interlayer insulating film 93, and a hard mask film 94 are sequentially deposited on the interlayer insulating film 90 and the first metal wiring 91. After that, a resist (not shown) is applied on the hard mask film 94, and then pattern exposure and development using the second-layer wiring mask 84 having the second-layer wiring pattern 85 shown in FIG. Do it sequentially. The hard mask film 94 is etched using the resist pattern (not shown) formed thereby as a mask, and then the resist pattern is removed. As a result, as shown in FIG. 12H, the hard mask film 94 is formed with a groove 95 corresponding to the second-layer wiring pattern extending in the vertical direction.

次に、溝95内を含むハードマスク膜94上にレジストを塗布した後、図11(c)に示す、ビア形成用パターン87を有するビア形成用マスク86を用いたパターン露光及び現像処理を順次行う。これにより、図13(a)及び(b)に示すように、横方向に延びる開口部97を有するレジストパターン96が形成される。ここで、レジストパターン96における横方向に延びる開口部97と、ハードマスク膜94における縦方向に延びる溝(2層目配線パターン)95との交差部には、層間絶縁膜93の表面を露出させる正方形開口部98が存在する。   Next, after applying a resist on the hard mask film 94 including the inside of the trench 95, pattern exposure and development processing using the via forming mask 86 having the via forming pattern 87 shown in FIG. Do. Thereby, as shown in FIGS. 13A and 13B, a resist pattern 96 having openings 97 extending in the lateral direction is formed. Here, the surface of the interlayer insulating film 93 is exposed at the intersection of the opening 97 extending in the horizontal direction in the resist pattern 96 and the groove (second wiring pattern) 95 extending in the vertical direction in the hard mask film 94. There is a square opening 98.

次に、図13(c)及び(d)に示すように、正方形開口部98内に露出する部分の層間絶縁膜93に対して選択的にエッチング処理を行うことによって、正方形ビアホール99を形成する。   Next, as shown in FIGS. 13C and 13D, a square via hole 99 is formed by selectively etching the portion of the interlayer insulating film 93 exposed in the square opening 98. .

次に、レジストパターン96を除去した後、図13(e)及び(f)に示すように、溝(2層目配線パターン)95が形成されたハードマスク膜94をマスクとして、層間絶縁膜93を所定の膜厚だけエッチング処理する。これにより、層間絶縁膜93中に、正方形ビアホール99と接続する2層目配線溝100が形成される。   Next, after removing the resist pattern 96, as shown in FIGS. 13E and 13F, using the hard mask film 94 in which the groove (second-layer wiring pattern) 95 is formed as a mask, an interlayer insulating film 93 is formed. Is etched by a predetermined film thickness. As a result, a second-layer wiring trench 100 connected to the square via hole 99 is formed in the interlayer insulating film 93.

次に、正方形ビアホール99内に露出する部分のライナー膜92を除去した後、ビアホール99及び2層目配線溝100に金属を埋め込み、その後、2層目配線溝100からはみ出た金属を研磨により除去する。これにより、図13(g)及び(h)に示すように、2層目金属配線102が形成されると共に、1層目金属配線91と2層目金属配線102とを接続する金属ビア101が形成される。ここで、金属の研磨除去の際にハードマスク膜94が除去される。   Next, the portion of the liner film 92 exposed in the square via hole 99 is removed, and then metal is embedded in the via hole 99 and the second-layer wiring groove 100, and then the metal protruding from the second-layer wiring groove 100 is removed by polishing. To do. As a result, as shown in FIGS. 13G and 13H, the second-layer metal wiring 102 is formed and the metal via 101 connecting the first-layer metal wiring 91 and the second-layer metal wiring 102 is formed. It is formed. Here, the hard mask film 94 is removed when the metal is removed by polishing.

以上に説明した多層配線形成方法によれば、本来正方形状に形成されるべきビア形成用パターンを長方形状(ライン状)に形成して、当該長方形状のビア形成用パターン(レジストパターン96における横方向に延びる開口部97)と2層目配線パターン(ハードマスク膜94における縦方向に延びる溝95)との交差部に実質的なビアパターン(正方形開口部98)を形成することによって、ビアパターン露光時の解像度及び焦点深度を向上させることができる。   According to the multilayer wiring forming method described above, the via forming pattern that should be originally formed in a square shape is formed in a rectangular shape (line shape), and the rectangular via forming pattern (the horizontal pattern in the resist pattern 96) is formed. By forming a substantial via pattern (square opening 98) at the intersection of the opening 97 extending in the direction and the second-layer wiring pattern (groove 95 extending in the vertical direction in the hard mask film 94), a via pattern is formed. The resolution and depth of focus during exposure can be improved.

特開2005−150493号公報JP 2005-150493 A

しかしながら、前述の特許文献1の配線形成方法によると、ビアを形成する際に、ハードマスク膜の2層目配線パターンと交差するトレンチ(横方向に延びる開口部)を持つレジストパターンを形成し、2層目配線パターンとトレンチとの交差部に露出する層間絶縁膜のみをエッチングすることにより、ビアホールを形成している。すなわち、ビア形成時に使用するビア形成用マスクパターンは、2層目配線パターンと交差するラインパターンであって、最終的に形成されるビアの形状とは異なるため、このビア形成用マスクパターンを新規なマスクパターンとして設計する必要が生じる。このため、パターン設計工数が増加してしまうという問題が生じる。   However, according to the above-described wiring formation method of Patent Document 1, when forming the via, a resist pattern having a trench (opening extending in the lateral direction) intersecting with the second-layer wiring pattern of the hard mask film is formed, By etching only the interlayer insulating film exposed at the intersection between the second-layer wiring pattern and the trench, a via hole is formed. That is, the via formation mask pattern used for forming the via is a line pattern intersecting with the second-layer wiring pattern, and is different from the shape of the finally formed via. Therefore, it is necessary to design as a simple mask pattern. For this reason, the problem that a pattern design man-hour will increase arises.

また、前述の特許文献1の配線形成方法において使用するマスク枚数は、従来のビア形成用マスク(ビア形成時に使用するビア形成用マスクパターンが、最終的に形成されるビアと同じ形状を有している)を用いた場合と同じマスク枚数になる。このため、光近接効果補正に伴う工程やマスク欠陥検査の工程などに時間と費用とが必要になる。   In addition, the number of masks used in the wiring formation method of Patent Document 1 described above is the same as that of a conventional via forming mask (the via forming mask pattern used at the time of forming the via has the same shape as the finally formed via. The number of masks is the same as when using For this reason, time and cost are required for the process accompanying the optical proximity effect correction and the mask defect inspection process.

また、1つのマスク(つまり1回の露光)によってビア形成を行っていた従来技術と比べて、前述の従来の配線形成方法においては、ラインパターンをそれぞれ有する2枚のマスクを用いてビア形成を行っているため、マスクパターン転写時の重ね合わせずれの影響を2枚のマスクそれぞれによる露光から受けることになるので、ビアと1層目配線との重ね合わせずれが拡大してしまうことが懸念される。   Further, compared to the conventional technique in which vias are formed by one mask (that is, one exposure), in the above-described conventional wiring forming method, vias are formed using two masks each having a line pattern. Therefore, since the influence of the overlay deviation at the time of mask pattern transfer is received from the exposure by each of the two masks, there is a concern that the overlay deviation between the via and the first layer wiring may be increased. The

前記に鑑み、本発明は、パターン設計工数、使用マスク枚数及び重ね合わせずれを低減しつつ、微細なビアパターンの形成を可能にする配線形成方法及び半導体装置を提供することを目的とする。   In view of the foregoing, an object of the present invention is to provide a wiring forming method and a semiconductor device that enable formation of a fine via pattern while reducing the number of pattern design steps, the number of masks used, and overlay deviation.

前記の目的を達成するために、本発明に係る配線形成方法は、第1の層間絶縁膜上に第1のマスクを用いて第1のレジストパターンを形成した後、前記第1のレジストパターンをエッチングマスクとして前記第1の層間絶縁膜に第1の配線溝を形成する工程(a)と、前記第1のレジストパターンを除去した後、前記第1の配線溝に導電性材料を埋め込むことによって第1の配線を形成する工程(b)と、前記第1の層間絶縁膜の上及び前記第1の配線の上に第2の層間絶縁膜及びハードマスク膜を順次形成する工程(c)と、前記ハードマスク膜上に第2のマスクを用いて第2のレジストパターンを形成した後、前記第2のレジストパターンをエッチングマスクとして前記ハードマスク膜をパターン化する工程(d)と、前記第2のレジストパターンを除去した後、パターン化された前記ハードマスク膜上に前記第1のマスクを用いて第3のレジストパターンを形成する工程(e)と、パターン化された前記ハードマスク膜の開口部と前記第3のレジストパターンの開口部とが重なった領域に露出する部分の前記第2の層間絶縁膜に対してエッチングを行うことによってビア開口部を形成する工程(f)と、前記第3のレジストパターンを除去した後、パターン化された前記ハードマスク膜をエッチングマスクとして前記第2の層間絶縁膜に、前記ビア開口部と接続する第2の配線溝を形成する工程(g)と、前記第2の配線溝及び前記ビア開口部に導電性材料を埋め込むことによって、第2の配線、及び前記第1の配線と前記第2の配線とを接続するビアを形成する工程(h)とを備えている。   In order to achieve the above object, according to the wiring forming method of the present invention, a first resist pattern is formed on a first interlayer insulating film using a first mask, and then the first resist pattern is formed. (A) forming a first wiring groove in the first interlayer insulating film as an etching mask; and removing the first resist pattern and then embedding a conductive material in the first wiring groove A step (b) of forming a first wiring; a step (c) of sequentially forming a second interlayer insulating film and a hard mask film on the first interlayer insulating film and on the first wiring; (D) forming a second resist pattern on the hard mask film using a second mask and then patterning the hard mask film using the second resist pattern as an etching mask; 2 Regis (E) forming a third resist pattern on the patterned hard mask film using the first mask after removing the pattern; and opening portions of the patterned hard mask film; A step (f) of forming a via opening by etching the portion of the second interlayer insulating film that is exposed in a region overlapping with the opening of the third resist pattern; (G) forming a second wiring groove connected to the via opening in the second interlayer insulating film using the patterned hard mask film as an etching mask after removing the resist pattern; Step (h) of forming a second wiring and a via for connecting the first wiring and the second wiring by embedding a conductive material in the second wiring groove and the via opening. It is equipped with a.

本発明に係る配線形成方法において、前記第1のレジストパターンと前記第3のレジストパターンとは同じレジスト材料を用いて形成されてもよい。   In the wiring forming method according to the present invention, the first resist pattern and the third resist pattern may be formed using the same resist material.

本発明に係る配線形成方法において、前記第1のレジストパターンと前記第3のレジストパターンとは同一の露光照明条件を用いて形成されてもよい。この場合、前記同一の露光照明条件における照明絞りは、輪帯状、四重極状又は二重極状であってもよい。   In the wiring formation method according to the present invention, the first resist pattern and the third resist pattern may be formed using the same exposure illumination conditions. In this case, the illumination stop under the same exposure illumination condition may be in a ring shape, a quadrupole shape, or a dipole shape.

本発明に係る配線形成方法において、前記工程(e)において、前記第3のレジストパターンは、前記第1の配線と位置合わせして形成されてもよい。   In the wiring formation method according to the present invention, in the step (e), the third resist pattern may be formed in alignment with the first wiring.

本発明に係る配線形成方法において、前記ビア開口部はビアホールであってもよい。   In the wiring forming method according to the present invention, the via opening may be a via hole.

本発明に係る配線形成方法において、前記工程(h)において、前記第2の配線における前記第1の配線と交差する全ての部分に前記ビアが形成されてもよい。   In the wiring formation method according to the present invention, in the step (h), the vias may be formed in all portions of the second wiring that intersect with the first wiring.

本発明に係る配線形成方法において、前記第1の配線は、互いに電位が異なる少なくとも2種類以上の配線を含み、前記工程(g)において、前記第2の配線溝は、前記第1の配線のうち前記第2の配線と同電位の配線の上のみに形成されてもよい。   In the wiring forming method according to the present invention, the first wiring includes at least two kinds of wirings having different potentials, and in the step (g), the second wiring groove is formed of the first wiring. Of these, it may be formed only on a wiring having the same potential as the second wiring.

本発明に係る配線形成方法において、前記工程(a)の前に、活性領域及びゲート電極が形成された基板上に、前記第1の層間絶縁膜の下地となる第3の層間絶縁膜を形成した後、前記第3の層間絶縁膜中に前記活性領域及び前記ゲート電極のそれぞれと接続する複数のコンタクトを形成する工程(i)をさらに備え、前記工程(a)において、前記第1の配線溝は前記複数のコンタクトに達するように形成されてもよい。すなわち、活性領域(ソース・ドレイン領域)及びゲート電極のそれぞれと第1の配線とを接続するローカル配線としてコンタクトを設けてもよい。   In the wiring forming method according to the present invention, before the step (a), a third interlayer insulating film serving as a base of the first interlayer insulating film is formed on the substrate on which the active region and the gate electrode are formed. Then, the method further includes a step (i) of forming a plurality of contacts connected to each of the active region and the gate electrode in the third interlayer insulating film, and in the step (a), the first wiring The groove may be formed to reach the plurality of contacts. That is, a contact may be provided as a local wiring that connects each of the active region (source / drain region) and the gate electrode to the first wiring.

本発明に係る配線形成方法において、前記工程(h)の後に、前記第2の層間絶縁膜に空隙を形成する工程(j)をさらに備えていてもよい。すなわち、本発明に係る配線形成方法を、いわゆるエアギャップ配線プロセスと組み合わせてもよい。   The wiring forming method according to the present invention may further include a step (j) of forming a gap in the second interlayer insulating film after the step (h). That is, the wiring forming method according to the present invention may be combined with a so-called air gap wiring process.

本発明に係る半導体装置は、第1の配線と、前記第1の配線の上側に形成された第2の配線とを備え、前記第2の配線における前記第1の配線と交差する全ての部分に、前記第1の配線と前記第2の配線とを接続するビアが形成されている。   The semiconductor device according to the present invention includes a first wiring and a second wiring formed on the upper side of the first wiring, and all portions of the second wiring that intersect with the first wiring. In addition, a via for connecting the first wiring and the second wiring is formed.

本発明に係る半導体装置において、前記ビアの上面形状は、4つ以上の辺を有していてもよい。   In the semiconductor device according to the present invention, the top surface shape of the via may have four or more sides.

本発明に係る半導体装置において、前記ビアの上面形状の少なくとも一辺は、前記第2の配線の下面端部と同一線上に存在していてもよい。この場合、前記ビアの上面形状の他の辺が、前記第1の配線の上面端部と同一線上に存在していてもよい。   In the semiconductor device according to the present invention, at least one side of the upper surface shape of the via may be on the same line as the lower surface end of the second wiring. In this case, the other side of the upper surface shape of the via may be on the same line as the upper surface end of the first wiring.

本発明に係る半導体装置において、前記ビアは、前記第2の配線の側面と連続した側面を有していてもよい。   In the semiconductor device according to the present invention, the via may have a side surface continuous with a side surface of the second wiring.

本発明によれば、第1のマスク(第1の配線形成用マスク)をビア形成用マスクとして用いることができるため、使用マスク枚数を削減できると共に新たなビア形成用マスクパターンのレイアウト設計を省略できるので、マスク製造・検査・設計等に要するコストを低減することができる。   According to the present invention, since the first mask (first wiring formation mask) can be used as a via formation mask, the number of masks used can be reduced and the layout design of a new via formation mask pattern can be omitted. Therefore, the cost required for mask manufacturing, inspection, design, etc. can be reduced.

また、本発明によれば、ハードマスクパターンを用いて第ニの配線溝を形成するため、段差の小さいハードマスクパターン上に第3のレジストパターン(ビア形成用レジストパターン)を形成できる。従って、ビア同士の間隔が解像限界付近であっても、各ビアを互いに分離して良好に形成できるため、チップサイズの縮小が可能になる。   According to the present invention, since the second wiring groove is formed using the hard mask pattern, the third resist pattern (via forming resist pattern) can be formed on the hard mask pattern having a small step. Therefore, even if the distance between vias is near the resolution limit, the vias can be separated and formed well, and the chip size can be reduced.

また、本発明によれば、第1の配線とビアとを同じマスクを用いて形成するため、第1の配線とビアとを異なるマスクを用いて形成する場合と比べて、第1の配線とビアとの重ね合わせずれを大きく低減できる。従って、第1の配線とビアとの接続面積を増大させることができるため、断線を防止して配線歩留まりを向上させることができる。   Further, according to the present invention, since the first wiring and the via are formed using the same mask, the first wiring and the via are compared with the case where the first wiring and the via are formed using different masks. The overlay deviation with the via can be greatly reduced. Accordingly, since the connection area between the first wiring and the via can be increased, disconnection can be prevented and the wiring yield can be improved.

さらに、本発明によれば、第1の配線溝パターンと第2の配線溝パターンとの交差形状によってビア形状を設定するため、ビア形状として、従来のホール形状のみならず、ライン状や多角形状等も利用できるので、エアギャップ配線構造を用いた場合にも、多層配線構造の機械的強度を増大させて歩留まりや信頼性を向上させることができる。   Furthermore, according to the present invention, since the via shape is set by the intersection shape of the first wiring groove pattern and the second wiring groove pattern, the via shape is not limited to the conventional hole shape, but is also a line shape or a polygonal shape. Therefore, even when an air gap wiring structure is used, the mechanical strength of the multilayer wiring structure can be increased and the yield and reliability can be improved.

図1(a)〜(d)は本発明の第1の実施形態に係る配線形成方法で用いるマスクの平面図である。FIGS. 1A to 1D are plan views of a mask used in the wiring forming method according to the first embodiment of the present invention. 図2(a)、(c)及び(e)は本発明の第1の実施形態に係る配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図2(b)、(d)及び(f)は、図2(a)、(c)及び(e)のそれぞれに対応する平面図である。FIGS. 2A, 2C and 2E are cross-sectional views showing respective steps of the wiring forming method according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2B, 2D and 2F. These are the top views corresponding to each of Drawing 2 (a), (c), and (e). 図3(a)、(c)及び(e)は本発明の第1の実施形態に係る配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図3(b)、(d)及び(f)は、図3(a)、(c)及び(e)のそれぞれに対応する平面図である。FIGS. 3A, 3C and 3E are cross-sectional views showing the steps of the wiring forming method according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3B, 3D and 3F. These are the top views corresponding to each of Drawing 3 (a), (c), and (e). 図4(a)、(c)及び(e)は本発明の第1の実施形態に係る配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図4(b)、(d)及び(f)は、図4(a)、(c)及び(e)のそれぞれに対応する平面図である。4 (a), 4 (c) and 4 (e) are cross-sectional views showing respective steps of the wiring forming method according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 4 (b), 4 (d) and 4 (f). These are the top views corresponding to each of Drawing 4 (a), (c), and (e). 図5(a)及び(b)は比較例に係る配線形成方法で用いるマスクの平面図であり、図5(c)は比較例に係る半導体装置の平面図であり、図5(d)及び(e)はそれぞれ図5(c)のy−y’線及びx−x’線の断面図である。FIGS. 5A and 5B are plan views of a mask used in the wiring formation method according to the comparative example, and FIG. 5C is a plan view of the semiconductor device according to the comparative example. (E) is sectional drawing of the yy 'line | wire and xx' line | wire of FIG.5 (c), respectively. 図6(a)〜(c)は本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る配線形成方法で用いるマスクの平面図であり、図6(d)は本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る半導体装置の平面図であり、図6(e)及び(f)はそれぞれ図6(d)のy−y’線及びx−x’線の断面図である。FIGS. 6A to 6C are plan views of a mask used in the wiring forming method according to the first modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 6D is the first embodiment of the present invention. FIG. 6E and FIG. 6F are cross-sectional views taken along lines yy ′ and xx ′ of FIG. 6D, respectively. 図7(a)〜(c)は本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る配線形成方法で用いるマスクの平面図であり、図7(d)は本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る半導体装置の平面図であり、図7(e)及び(f)はそれぞれ図7(d)のy−y’線及びx−x’線の断面図である。FIGS. 7A to 7C are plan views of masks used in the wiring forming method according to the second modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 7D is the first embodiment of the present invention. 7E is a plan view of a semiconductor device according to a second modification of the embodiment, and FIGS. 7E and 7F are cross-sectional views taken along lines yy ′ and xx ′ of FIG. 7D, respectively. 図8(a)は本発明の第1の実施形態の第3変形例に係る半導体装置の断面図であり、図8(b)は図8(a)と対応する上面図である。FIG. 8A is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a third modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a top view corresponding to FIG. 図9は本発明の第1の実施形態の第4変形例に係る半導体装置の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor device according to a fourth modification of the first embodiment of the present invention. 図10は本発明の第1の実施形態に係る半導体装置におけるビア形状の一例を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an example of a via shape in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 図11(a)〜(c)は、特許文献1における配線形成方法で用いられるマスクの平面図である。11A to 11C are plan views of masks used in the wiring forming method in Patent Document 1. FIG. 図12(a)、(c)、(e)及び(g)は、特許文献1における配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図12(b)、(d)、(f)及び(h)は、図12(a)、(c)、(e)及び(g)のそれぞれに対応する平面図である。12 (a), (c), (e), and (g) are cross-sectional views showing the steps of the wiring forming method in Patent Document 1, and FIGS. 12 (b), (d), (f), and FIG. (H) is a top view corresponding to each of Drawing 12 (a), (c), (e), and (g). 図13(a)、(c)、(e)及び(g)は、特許文献1における配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図13(b)、(d)、(f)及び(h)は、図13(a)、(c)、(e)及び(g)のそれぞれに対応する平面図である。13 (a), (c), (e) and (g) are cross-sectional views showing the steps of the wiring forming method in Patent Document 1, and FIGS. 13 (b), (d), (f) and FIG. (H) is a top view corresponding to each of Drawing 13 (a), (c), (e), and (g).

(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形成方法、具体的には、トレンチファーストデュアルダマシン配線形成方法をベースとした方法について、図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a wiring forming method according to a first embodiment of the present invention, specifically, a method based on a trench first dual damascene wiring forming method will be described with reference to the drawings.

図1(a)〜(d)は、本実施形態の配線形成方法で用いるマスクの平面図である。また、図2(a)、(c)及び(e)は、本実施形態の配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図2(b)、(d)及び(f)は、図2(a)、(c)及び(e)のそれぞれに対応する平面図である。ここで、図2(a)は図2(b)のb−b’線の断面図であり、図2(c)は図2(d)のd−d’線の断面図であり、図2(e)は図2(f)のf−f’線の断面図である。また、図3(a)、(c)及び(e)は、本実施形態の配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図3(b)、(d)及び(f)は、図3(a)、(c)及び(e)のそれぞれに対応する平面図である。ここで、図3(a)は図3(b)のb−b’線の断面図であり、図3(c)は図3(d)のd−d’線の断面図であり、図3(e)は図3(f)のf−f’線の断面図である。さらに、図4(a)、(c)及び(e)は、本実施形態の配線形成方法の各工程を示す断面図であり、図4(b)、(d)及び(f)は、図4(a)、(c)及び(e)のそれぞれに対応する平面図である。ここで、図4(a)は図4(b)のb−b’線の断面図であり、図4(c)は図4(d)のd−d’線の断面図であり、図4(e)は図4(f)のf−f’線の断面図である。   1A to 1D are plan views of a mask used in the wiring formation method of the present embodiment. 2A, 2C, and 2E are cross-sectional views showing the steps of the wiring forming method of the present embodiment, and FIGS. 2B, 2D, and 2F are diagrams. It is a top view corresponding to each of 2 (a), (c), and (e). 2A is a cross-sectional view taken along the line bb ′ of FIG. 2B, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line dd ′ of FIG. 2 (e) is a cross-sectional view taken along line ff ′ of FIG. 2 (f). 3A, 3C, and 3E are cross-sectional views showing the steps of the wiring forming method of the present embodiment, and FIGS. 3B, 3D, and 3F are diagrams. It is a top view corresponding to each of 3 (a), (c), and (e). Here, FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line bb ′ of FIG. 3B, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the line dd ′ of FIG. 3 (e) is a cross-sectional view taken along the line ff ′ of FIG. 3 (f). Further, FIGS. 4A, 4C and 4E are cross-sectional views showing respective steps of the wiring forming method of the present embodiment, and FIGS. 4B, 4D and 4F are diagrams. It is a top view corresponding to each of 4 (a), (c), and (e). 4A is a sectional view taken along line bb ′ in FIG. 4B, and FIG. 4C is a sectional view taken along line dd ′ in FIG. 4 (e) is a sectional view taken along line ff ′ of FIG. 4 (f).

まず、図2(a)及び(b)に示すように、基板11おける素子分離領域11aによって囲まれた活性領域上にゲート電極10を形成した後、ゲート電極10の両側面上に絶縁性サイドウォールスペーサ10aを形成し、その後、ゲート電極10上を含む基板11上に層間絶縁膜7を成膜する。続いて、図1(a)に示す、コンタクトパターン2を有するコンタクト形成用マスク1を用いて、コンタクトパターン2と対応する開口部を持つレジストパターン(図示省略)を形成した後、当該レジストパターンをマスクとして層間絶縁膜7にエッチング処理を行う。これにより、ゲート電極10に達するコンタクトホール8、及び基板11に達するコンタクトホール9が形成される。   First, as shown in FIGS. 2A and 2B, after forming the gate electrode 10 on the active region surrounded by the element isolation region 11 a in the substrate 11, the insulating side is formed on both side surfaces of the gate electrode 10. A wall spacer 10 a is formed, and then an interlayer insulating film 7 is formed on the substrate 11 including the gate electrode 10. Subsequently, a resist pattern (not shown) having an opening corresponding to the contact pattern 2 is formed using the contact formation mask 1 having the contact pattern 2 shown in FIG. Etching is performed on the interlayer insulating film 7 as a mask. As a result, a contact hole 8 reaching the gate electrode 10 and a contact hole 9 reaching the substrate 11 are formed.

次に、図2(c)及び(d)に示すように、コンタクトホール8及び9のそれぞれに金属を埋め込んだ後、コンタクトホール8及び9からはみ出た金属を研磨により除去して、ゲート電極10と接続する金属コンタクト15、及び基板11と接続する金属コンタクト16を形成する。その後、金属コンタクト15及び16の上を含む層間絶縁膜7の上に層間絶縁膜14を成膜した後、層間絶縁膜14上にレジストを塗布し、その後、図1(b)に示す、1層目配線パターン4を有する1層目配線形成用マスク3を用いてパターン露光を行った後、現像を行う。これにより、1層目配線形成用マスク3における1層目配線パターン4となる光透過部を透過した光が照射された部分のレジストが除去されて、図2(c)及び(d)に示す第1のレジストパターン12が形成される。第1のレジストパターン12は、1層目配線パターン4と対応する開口部(溝)13を有する。   Next, as shown in FIGS. 2C and 2D, after the metal is buried in the contact holes 8 and 9, the metal protruding from the contact holes 8 and 9 is removed by polishing, and the gate electrode 10 is removed. And a metal contact 16 connected to the substrate 11 are formed. Thereafter, an interlayer insulating film 14 is formed on the interlayer insulating film 7 including the metal contacts 15 and 16, and then a resist is applied on the interlayer insulating film 14, and then, as shown in FIG. Development is performed after pattern exposure using the first layer wiring formation mask 3 having the layer wiring pattern 4. As a result, the resist in the portion irradiated with the light transmitted through the light transmitting portion that becomes the first layer wiring pattern 4 in the first layer wiring formation mask 3 is removed, and the portions shown in FIGS. A first resist pattern 12 is formed. The first resist pattern 12 has an opening (groove) 13 corresponding to the first-layer wiring pattern 4.

次に、図2(e)及び(f)に示すように、第1のレジストパターン12をマスクとして、層間絶縁膜14をエッチングして1層目配線溝14aを形成した後、第1のレジストパターン12を除去する。続いて、1層目配線溝14aに金属を埋め込んだ後、1層目配線溝14aからはみ出た金属を研磨により除去して、1層目金属配線17を形成する。   Next, as shown in FIGS. 2E and 2F, the first resist pattern 12 is used as a mask to etch the interlayer insulating film 14 to form a first-layer wiring groove 14a, and then the first resist The pattern 12 is removed. Subsequently, after the metal is buried in the first layer wiring groove 14 a, the metal protruding from the first layer wiring groove 14 a is removed by polishing to form the first layer metal wiring 17.

次に、図3(a)及び(b)に示すように、1層目金属配線17の上を含む層間絶縁膜14の上に、ライナー膜20A、層間絶縁膜19A及びハードマスク膜18を順次堆積する。続いて、ハードマスク膜18上にレジスト(図示省略)を塗布した後、図1(c)に示す、2層目配線パターン6を有する2層目配線形成用マスク5を用いてパターン露光を行い、その後、現像を行う。これにより形成された第2のレジストパターン(図示省略)をマスクとして、ハードマスク膜18をエッチング処理した後、当該第2のレジストパターンを除去する。ここで、ハードマスク膜18は、2層目配線パターン6と対応する開口部(溝)21を有する。   Next, as shown in FIGS. 3A and 3B, the liner film 20 </ b> A, the interlayer insulating film 19 </ b> A, and the hard mask film 18 are sequentially formed on the interlayer insulating film 14 including the first metal wiring 17. accumulate. Subsequently, after applying a resist (not shown) on the hard mask film 18, pattern exposure is performed using the second-layer wiring formation mask 5 having the second-layer wiring pattern 6 shown in FIG. Thereafter, development is performed. Using the second resist pattern (not shown) formed in this manner as a mask, the hard mask film 18 is etched, and then the second resist pattern is removed. Here, the hard mask film 18 has an opening (groove) 21 corresponding to the second-layer wiring pattern 6.

次に、図3(c)及び(d)に示すように、開口部21を含むハードマスク膜18上にレジストを塗布した後、図1(b)に示す、1層目配線パターン4を有する1層目配線形成用マスク3を用いてパターン露光を行い、その後、現像を行う。これにより、1層目配線形成用マスク3における1層目配線パターン4となる光透過部を透過した光が照射された部分のレジストが除去されて、図3(c)及び(d)に示す第3のレジストパターン22が形成される。第3のレジストパターン22は、1層目配線パターン4と対応する開口部(溝)23を有する。ここで、第3のレジストパターン22における1層目配線パターン4と対応する開口部23と、ハードマスク膜18における2層目配線パターン6と対応する開口部21との交差部には、それぞれ層間絶縁膜19Aの表面を露出させる正方形開口部24及び長方形開口部25が存在する。   Next, as shown in FIGS. 3C and 3D, after applying a resist on the hard mask film 18 including the opening 21, the first-layer wiring pattern 4 shown in FIG. 1B is provided. Pattern exposure is performed using the first layer wiring formation mask 3, and then development is performed. As a result, the resist in the portion irradiated with the light transmitted through the light transmitting portion that becomes the first-layer wiring pattern 4 in the first-layer wiring forming mask 3 is removed, as shown in FIGS. 3C and 3D. A third resist pattern 22 is formed. The third resist pattern 22 has an opening (groove) 23 corresponding to the first-layer wiring pattern 4. Here, at the intersection between the opening 23 corresponding to the first-layer wiring pattern 4 in the third resist pattern 22 and the opening 21 corresponding to the second-layer wiring pattern 6 in the hard mask film 18, there is an interlayer. There are a square opening 24 and a rectangular opening 25 that expose the surface of the insulating film 19A.

次に、図3(e)及び(f)に示すように、正方形開口部24内及び長方形開口部25内に露出する部分の層間絶縁膜19Aに対して選択的にエッチング処理を行うことによって、正方形ビアホール26及び長方形ビア開口部27を形成する。   Next, as shown in FIGS. 3E and 3F, by selectively etching the interlayer insulating film 19A in the square openings 24 and the portions exposed in the rectangular openings 25, an etching process is performed. Square via holes 26 and rectangular via openings 27 are formed.

次に、第3のレジストパターン22を除去した後、図4(a)及び(b)に示すように、2層目配線パターン6と対応する開口部21を有するハードマスク膜18をマスクとして、層間絶縁膜19Aを所定の膜厚だけエッチング処理する。これにより、層間絶縁膜19A中に、正方形ビアホール26及び長方形ビア開口部27のそれぞれと接続する2層目配線溝28が形成される。   Next, after removing the third resist pattern 22, as shown in FIGS. 4A and 4B, the hard mask film 18 having the opening 21 corresponding to the second-layer wiring pattern 6 is used as a mask. The interlayer insulating film 19A is etched by a predetermined thickness. As a result, a second-layer wiring trench 28 connected to each of the square via hole 26 and the rectangular via opening 27 is formed in the interlayer insulating film 19A.

次に、正方形ビアホール26内及び長方形ビア開口部27内に露出する部分のライナー膜20Aを除去した後、正方形ビアホール26及び長方形ビア開口部27並びに2層目配線溝28に金属を埋め込み、その後、2層目配線溝28からはみ出た金属を研磨により除去する。これにより、図4(c)及び(d)に示すように、2層目金属配線29が形成されると共に、それぞれ1層目金属配線17と2層目金属配線29とを接続する正方形金属ビア30及び長方形金属ビア31が形成される。ここで、金属の研磨除去の際にハードマスク膜18が除去される。   Next, after removing the portion of the liner film 20A exposed in the square via hole 26 and the rectangular via opening 27, a metal is embedded in the square via hole 26 and the rectangular via opening 27 and the second-layer wiring groove 28, and then The metal protruding from the second-layer wiring groove 28 is removed by polishing. As a result, as shown in FIGS. 4C and 4D, the second-layer metal wiring 29 is formed, and the square metal vias connecting the first-layer metal wiring 17 and the second-layer metal wiring 29, respectively. 30 and a rectangular metal via 31 are formed. Here, the hard mask film 18 is removed when the metal is polished and removed.

次に、図4(e)及び(f)に示すように、2層目金属配線29の上を含む層間絶縁膜19Aの上に、ライナー膜20B、層間絶縁膜19B及びハードマスク膜(図示省略)を順次堆積する。その後、以上に説明した、図3(a)及び(b)に示す工程から図4(c)及び(d)に示す工程までの手順と同様の手順に従って、図1(d)に示す、3層目配線パターン35を有する3層目配線形成用マスク34、及び図1(c)に示す、2層目配線パターン6を有する2層目配線形成用マスク5を用いて、層間絶縁膜19B中に3層目金属配線32を形成すると共に、2層目金属配線29と3層目金属配線32とを接続する金属ビア33を形成する。   Next, as shown in FIGS. 4E and 4F, a liner film 20B, an interlayer insulating film 19B, and a hard mask film (not shown) are formed on the interlayer insulating film 19A including the second-layer metal wiring 29. ) Are sequentially deposited. Then, according to the procedure similar to the procedure from the process shown in FIGS. 3A and 3B to the process shown in FIGS. 4C and 4D described above, 3 shown in FIG. Using the third layer wiring formation mask 34 having the layer wiring pattern 35 and the second layer wiring formation mask 5 having the second layer wiring pattern 6 shown in FIG. In addition, a third-layer metal wiring 32 is formed, and a metal via 33 that connects the second-layer metal wiring 29 and the third-layer metal wiring 32 is formed.

尚、本実施形態において、3層構造の多層配線を形成したが、同様の手順を用いて、4層以上の構造を有する多層配線を形成してもよい。   In this embodiment, a multilayer wiring having a three-layer structure is formed. However, a multilayer wiring having a structure of four or more layers may be formed by using the same procedure.

以上に説明したように、本実施形態の配線形成方法によれば、本来ビア形成用マスクを用いた露光によって形成すべきビアパターンを、ハードマスク膜18における2層目配線パターン6と対応する開口部21と第3のレジストパターン22における1層目配線パターン4と対応する開口部23との交差部として形成している。このため、1層目配線形成用マスク3をビア形成用マスクとして用いることができるため、ビア形成用マスクを使用する必要が無くなるので、ビア形成用マスクの製造及び検査並びにビア形成用マスクパターンのレイアウト設計が不要となる。半導体装置製造においては、リソグラフィに用いるマスクに関連する費用の割合が微細化に伴って増大していることが大きな問題となっているが、本実施形態では使用マスク枚数を削減してマスク関連費用を抑えることが可能となる。   As described above, according to the wiring forming method of the present embodiment, the via pattern that should be originally formed by exposure using the via forming mask is the opening corresponding to the second wiring pattern 6 in the hard mask film 18. It is formed as an intersection of the opening 21 corresponding to the first wiring pattern 4 in the portion 21 and the third resist pattern 22. For this reason, since the first layer wiring formation mask 3 can be used as a via formation mask, it is not necessary to use a via formation mask. Therefore, the manufacture and inspection of the via formation mask and the via formation mask pattern are eliminated. Layout design becomes unnecessary. In semiconductor device manufacturing, the ratio of costs related to masks used for lithography is increasing with miniaturization. However, in this embodiment, the mask-related costs are reduced by reducing the number of masks used. Can be suppressed.

また、本実施形態によれば、2層目配線パターン6と対応する開口部21を持つハードマスク膜18を用いて2層目配線溝28を形成するため、段差の小さいハードマスク膜18上に第3のレジストパターン(ビア形成用レジストパターン)22を形成できる。従って、ビア同士の間隔が解像限界付近であっても、各ビアを互いに分離して良好に形成できるため、チップサイズの縮小が可能になる。   Further, according to the present embodiment, since the second layer wiring groove 28 is formed using the hard mask film 18 having the opening 21 corresponding to the second layer wiring pattern 6, the hard mask film 18 having a small step is formed on the hard mask film 18. A third resist pattern (via formation resist pattern) 22 can be formed. Therefore, even if the distance between vias is near the resolution limit, the vias can be separated and formed well, and the chip size can be reduced.

また、本実施形態では、1層目配線形成のための1層目配線形成用マスク3を用いた1回目の露光と、ビア形成のための1層目配線形成用マスク3を用いた2回目の露光とにおいて、同一のマスクを用いることに加えて、同一のレジスト材料及び同一の露光照明条件を用いることによって、1回目の露光により形成される第1のレジストパターン12の上面形状と、2回目の露光により形成される第3のレジストパターン22の上面形状とを実質的に同一にすることができる。この場合、前記露光照明条件の照明絞りが輪帯状、四重極状又は二重極状であると、従来のビア形成用露光と比較して、解像度の向上及び焦点深度の拡大を実現できる。   In this embodiment, the first exposure using the first-layer wiring formation mask 3 for forming the first-layer wiring and the second exposure using the first-layer wiring formation mask 3 for forming vias are performed. In addition to using the same mask, the same resist material and the same exposure illumination conditions are used in the exposure of the first resist pattern 12 formed by the first exposure, and 2 The upper surface shape of the third resist pattern 22 formed by the second exposure can be made substantially the same. In this case, when the illumination diaphragm of the exposure illumination condition is in a ring shape, a quadrupole shape, or a dipole shape, an improvement in resolution and an increase in the depth of focus can be realized as compared with the conventional exposure for via formation.

すなわち、1層目金属配線17と金属ビア30及び31とを同じマスクを用いて形成することにより、1層目金属配線17と金属ビア30及び31とを異なるマスクを用いて形成する場合と比べて、1層目金属配線17と金属ビア30及び31との重ね合わせずれを大きく低減できる。   That is, by forming the first layer metal wiring 17 and the metal vias 30 and 31 using the same mask, compared to the case where the first layer metal wiring 17 and the metal vias 30 and 31 are formed using different masks. Thus, the overlay deviation between the first-layer metal wiring 17 and the metal vias 30 and 31 can be greatly reduced.

特に、ビア形成のための1層目配線形成用マスク3を用いた2回目の露光において形成される第3のレジストパターン22を、1層目金属配線17に位置合わせして形成することにより、金属ビア30及び31を1層目金属配線17に精度良く位置合わせすることができる。   In particular, by forming the third resist pattern 22 formed in the second exposure using the first-layer wiring formation mask 3 for via formation in alignment with the first-layer metal wiring 17, The metal vias 30 and 31 can be aligned with the first-layer metal wiring 17 with high accuracy.

近年の研究によれば、マスクパターンの重ね合わせずれの要因の一つとして、マスク同士の製造個体差に起因する重ね合わせずれの寄与が大きいことが分かってきている。しかし、本実施形態によれば、1層目金属配線17と金属ビア30及び31とを同じマスクを用いて形成するため、マスク間の製造個体差に起因する重ね合わせずれの影響が、従来のビア形成用マスクを使用する場合よりも小さくなる。   According to recent studies, it has been found that as one of the factors of mask pattern misalignment, the contribution of overlay misalignment caused by individual manufacturing differences between masks is large. However, according to the present embodiment, since the first-layer metal wiring 17 and the metal vias 30 and 31 are formed using the same mask, the influence of overlay deviation caused by individual manufacturing differences between the masks is reduced. It becomes smaller than the case where a via forming mask is used.

以上のように、本実施形態によれば、1層目金属配線17と金属ビア30及び31との接続面積を増大させることができるため、断線を防止して配線歩留まりを向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, since the connection area between the first-layer metal wiring 17 and the metal vias 30 and 31 can be increased, disconnection can be prevented and the wiring yield can be improved.

また、本実施形態の配線形成方法によって製造された半導体装置(以下、本実施形態の半導体装置)は、1層目金属配線17と2層目金属配線29との全ての交差部に、1層目金属配線17と2層目金属配線29とを接続するビアが形成されていることを特徴としている。尚、互いに異なるノードの複数の1層目配線及び2層目配線の組が存在する場合には、各組について同様の特徴が存在する。また、3層目及びそれよりも上層の金属配線も2層目金属配線29と同様の手順で形成される場合には、2層目金属配線29と3層目金属配線との交差部、及びその他の上層配線同士の交差部についても、同様の特徴が存在する。   In addition, the semiconductor device manufactured by the wiring forming method according to the present embodiment (hereinafter referred to as the semiconductor device according to the present embodiment) has one layer at all intersections between the first layer metal wiring 17 and the second layer metal wiring 29. A via that connects the metal wiring 17 and the second metal wiring 29 is formed. When there are a plurality of first-layer wirings and second-layer wirings at different nodes, similar characteristics exist for each group. In the case where the third-layer metal wiring and the third-layer metal wiring are also formed in the same procedure as the second-layer metal wiring 29, the intersection between the second-layer metal wiring 29 and the third-layer metal wiring, and Similar characteristics also exist at other intersections of upper-layer wirings.

また、本実施形態の半導体装置においては、金属ビア30及び31の上面形状の少なくとも一辺は、2層目金属配線29の下面端部と同一線上に存在する。言い換えると、金属ビア30及び31は、2層目金属配線29の側面と連続した側面を有する。また、金属ビア30及び31の上面形状の他の辺は、1層目金属配線17の上面端部と同一線上に存在する。   In the semiconductor device of this embodiment, at least one side of the upper surface shape of the metal vias 30 and 31 is on the same line as the lower surface end of the second-layer metal wiring 29. In other words, the metal vias 30 and 31 have side surfaces that are continuous with the side surfaces of the second-layer metal wiring 29. Further, the other sides of the upper surface shape of the metal vias 30 and 31 are on the same line as the upper surface edge of the first layer metal wiring 17.

また、本実施形態の半導体装置においては、金属ビア30及び31の形状はそれぞれ正方形及び長方形であったが、ビア形状はこれらに限定されるものではなく、他の様々なビア形状、具体的には、4つ以上の辺を有する任意のビア形状が可能である。図10は、そのようなビア形状の一例を示す平面図である。図10に示すように、1層目配線79と2層目配線80との交差部に、6つの辺を持つビア81が形成されている。   In the semiconductor device of the present embodiment, the metal vias 30 and 31 have a square shape and a rectangular shape, respectively. However, the via shape is not limited to these, and various other via shapes, specifically, Can be any via shape having four or more sides. FIG. 10 is a plan view showing an example of such a via shape. As shown in FIG. 10, a via 81 having six sides is formed at the intersection of the first layer wiring 79 and the second layer wiring 80.

尚、本実施形態においては、ビア上面形状の各辺の接続部(コーナー部)の丸まりについては特に触れていないが、丸まりの有無によらず、前述の本実施形態の効果が得られることは言うまでもない。   In this embodiment, the roundness of the connecting portion (corner portion) of each side of the via upper surface shape is not particularly mentioned, but the effect of the above-described embodiment can be obtained regardless of the presence or absence of the rounding. Needless to say.

(比較例)
以下、比較例に係る配線形成方法及び半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
(Comparative example)
Hereinafter, a wiring forming method and a semiconductor device according to a comparative example will be described with reference to the drawings.

図5(a)及び(b)は比較例の配線形成方法で用いるマスクの平面図であり、図5(c)は比較例の半導体装置の平面図であり、図5(d)及び(e)はそれぞれ図5(c)のy−y’線及びx−x’線の断面図である。   FIGS. 5A and 5B are plan views of masks used in the wiring formation method of the comparative example, and FIG. 5C is a plan view of the semiconductor device of the comparative example, and FIGS. ) Are sectional views taken along lines yy ′ and xx ′ in FIG.

本比較例においては、前述の第1の実施形態に係る配線形成方法と同様の手順に従って、図5(c)〜(e)に示す2層構造の多層配線を形成する。図5(c)〜(e)に示すように、本比較例の半導体装置においては、層間絶縁膜40中に、1層目配線42、2層目配線43、及び1層目配線42と2層目配線43とを接続するビア41が形成されている。ここで、図5(c)においては、ビア41の配置を示すために、2層目配線43の図示を省略している。   In this comparative example, a multilayer wiring having a two-layer structure shown in FIGS. 5C to 5E is formed according to the same procedure as the wiring forming method according to the first embodiment described above. As shown in FIGS. 5C to 5E, in the semiconductor device of this comparative example, the first-layer wiring 42, the second-layer wiring 43, and the first-layer wirings 42 and 2 are included in the interlayer insulating film 40. A via 41 connecting the layer wiring 43 is formed. Here, in FIG. 5C, the second-layer wiring 43 is not shown in order to show the arrangement of the vias 41.

図5(c)〜(e)に示す2層構造の多層配線の形成方法は以下の通りである。まず、図5(a)に示す、1層目配線パターン37A、37B及び37Cを有する1層目配線形成用マスク36を用いてレジストに対してパターン露光及び現像を行い、これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行って1層目配線溝を形成する。次に、1層目配線溝に金属を埋め込んだ後、1層目配線溝からはみ出た金属を研磨により除去して1層目配線42を形成する。その後、1層目配線42上に層間絶縁膜及びハードマスク膜を順次堆積した後、図5(b)に示す、2層目配線パターン39を有する2層目配線形成用マスク38を用いてレジストに対してパターン露光及び現像を行う。これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、ハードマスク膜に対してエッチングを行って2層目配線溝パターンを形成する。次に、2層目配線溝パターンを含むハードマスク膜上にレジストを塗布した後、当該レジストに対して前述の図5(a)に示す1層目配線形成用マスク36を用いてパターン露光及び現像を行い、これにより形成されたレジストパターン及びハードマスク膜をマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行ってビアホールを形成する。ここで、ビアホールは、レジストパターンの開口部(1層目配線溝パターン)とハードマスク膜の2層目配線溝パターンとが重なった領域に形成される。その後、レジストパターンを除去した後、2層目配線溝パターンが形成されたハードマスク膜をマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行って2層目配線溝を形成する。その後、ビアホール及び2層目配線溝に金属を埋め込んだ後、2層目配線溝からはみ出た金属を研磨により除去してビア41及び2層目配線43を形成する。以上により、図5(c)〜(e)に示す2層構造の多層配線が形成される。   A method for forming a multilayer wiring having a two-layer structure shown in FIGS. 5C to 5E is as follows. First, pattern exposure and development are performed on the resist using the first-layer wiring formation mask 36 having the first-layer wiring patterns 37A, 37B, and 37C shown in FIG. 5A, and the resist formed thereby. Using the pattern as a mask, the interlayer insulating film is etched to form a first layer wiring groove. Next, after the metal is buried in the first layer wiring groove, the metal protruding from the first layer wiring groove is removed by polishing to form the first layer wiring 42. Thereafter, after sequentially depositing an interlayer insulating film and a hard mask film on the first layer wiring 42, a resist is formed using a second layer wiring forming mask 38 having a second layer wiring pattern 39 shown in FIG. Pattern exposure and development are performed on Using the resist pattern thus formed as a mask, the hard mask film is etched to form a second-layer wiring groove pattern. Next, after applying a resist on the hard mask film including the second-layer wiring groove pattern, the resist is exposed to the resist using the first-layer wiring forming mask 36 shown in FIG. Development is performed, and the interlayer insulating film is etched using the resist pattern and hard mask film formed thereby as a mask to form a via hole. Here, the via hole is formed in a region where the opening of the resist pattern (first-layer wiring groove pattern) and the second-layer wiring groove pattern of the hard mask film overlap. Thereafter, after removing the resist pattern, the interlayer insulating film is etched using the hard mask film on which the second-layer wiring groove pattern is formed as a mask to form a second-layer wiring groove. Thereafter, the via hole and the second-layer wiring groove are filled with metal, and the metal protruding from the second-layer wiring groove is removed by polishing to form the via 41 and the second-layer wiring 43. As described above, the multilayer wiring having the two-layer structure shown in FIGS. 5C to 5E is formed.

本比較例においては、1層目配線42と2層目配線43との交差部には必ずビア41が形成される。ここで、1層目配線形成用マスク36の1層目配線パターン37A及び37Cにそれぞれ対応する1層目配線42同士が電気的に同じ電位を有しており、1層目配線形成用マスク36の1層目配線パターン37Bに対応する1層目配線42のみが、他の1層目配線42とは異なる電位を有しているものとする。この場合、1層目配線パターン37A及び37Cにそれぞれ対応する1層目配線42同士を電気的に接続する一方、1層目配線パターン37Bに対応する1層目配線42については他の1層目配線42と電気的に接続しない必要がある。しかしながら、図5(c)〜(e)に示す比較例の構造においては、ビア41及び2層目配線43を介して、1層目配線パターン37A及び37Cに対応する1層目配線42と、1層目配線パターン37Bに対応する1層目配線42とが互いに電気的に接続されてしまうので、所望の回路が形成されない可能性がある。   In this comparative example, a via 41 is always formed at the intersection of the first layer wiring 42 and the second layer wiring 43. Here, the first layer wirings 42 respectively corresponding to the first layer wiring patterns 37A and 37C of the first layer wiring forming mask 36 have the same electric potential, and the first layer wiring forming mask 36 is. Only the first layer wiring 42 corresponding to the first layer wiring pattern 37B has a potential different from that of the other first layer wirings 42. In this case, the first-layer wirings 42 respectively corresponding to the first-layer wiring patterns 37A and 37C are electrically connected to each other, while the first-layer wiring 42 corresponding to the first-layer wiring pattern 37B is the other first-layer wiring 42. It is necessary not to be electrically connected to the wiring 42. However, in the structure of the comparative example shown in FIGS. 5C to 5E, the first-layer wiring 42 corresponding to the first-layer wiring patterns 37A and 37C via the via 41 and the second-layer wiring 43, Since the first-layer wiring 42 corresponding to the first-layer wiring pattern 37B is electrically connected to each other, a desired circuit may not be formed.

(第1の実施形態の第1変形例)
以下、本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る配線形成方法及び半導体装置について、図面を参照しながら説明する。尚、本変形例は前述の比較例の問題点を解決するものである。具体的には、本変形例においては、1層目配線同士の短絡を3層目配線接続により回避する。
(First modification of the first embodiment)
Hereinafter, a wiring forming method and a semiconductor device according to a first modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This modified example solves the problems of the comparative example described above. Specifically, in this modification, a short circuit between the first layer wirings is avoided by the third layer wiring connection.

図6(a)〜(c)は本変形例の配線形成方法で用いるマスクの平面図であり、図6(d)は本変形例の半導体装置の平面図であり、図6(e)及び(f)はそれぞれ図6(d)のy−y’線及びx−x’線の断面図である。尚、図6(d)においては、ビアの配置を示すために、2層目配線や3層目配線等の図示を省略している。また、図6(e)及び(f)においては、複数の層間絶縁膜の積層構造を層間絶縁膜49として示している。   6A to 6C are plan views of a mask used in the wiring forming method of the present modification, and FIG. 6D is a plan view of the semiconductor device of the present modification, and FIG. (F) is sectional drawing of the yy 'line | wire and xx' line | wire of FIG.6 (d), respectively. In FIG. 6D, illustration of the second layer wiring, the third layer wiring, and the like is omitted to show the arrangement of the vias. 6E and 6F, a laminated structure of a plurality of interlayer insulating films is shown as an interlayer insulating film 49.

本変形例の配線形成方法においては、まず、図6(a)に示す、1層目配線パターン45A、45B及び45Cを有する1層目配線形成用マスク44を用いてレジストに対してパターン露光及び現像を行い、これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行って1層目配線溝を形成する。次に、1層目配線溝に金属を埋め込んだ後、1層目配線溝からはみ出た金属を研磨により除去して1層目配線51を形成する。その後、1層目配線51上に層間絶縁膜及びハードマスク膜を順次堆積した後、図6(b)に示す、2層目配線パターン47を有する2層目配線形成用マスク46を用いてレジストに対してパターン露光及び現像を行う。これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、ハードマスク膜に対してエッチングを行って2層目配線溝パターンを形成する。次に、2層目配線溝パターンを含むハードマスク膜上にレジストを塗布した後、当該レジストに対して前述の図6(a)に示す1層目配線形成用マスク44を用いてパターン露光及び現像を行い、これにより形成されたレジストパターン及びハードマスク膜をマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行ってビアホールを形成する。ここで、ビアホールは、レジストパターンの開口部(1層目配線溝パターン)とハードマスク膜の2層目配線溝パターンとが重なった領域に形成される。その後、レジストパターンを除去した後、2層目配線溝パターンが形成されたハードマスク膜をマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行って2層目配線溝を形成する。その後、ビアホール及び2層目配線溝に金属を埋め込んだ後、2層目配線溝からはみ出た金属を研磨により除去してビア50及び2層目配線52を形成する。その後、図6(c)に示す、3層目配線パターン48aを有する3層目配線形成用マスク48を用いて、同様の手順を繰り返すことにより、3層目配線まで形成する。具体的には、2層目配線52上にビア53を形成した後、ビア53上に、ビア53を介して2層目配線52と電気的に接続する3層目配線54を形成することにより、図6(d)〜(f)に示す3層構造の多層配線が形成される。   In the wiring forming method of this modification, first, pattern exposure is performed on the resist using the first-layer wiring forming mask 44 having the first-layer wiring patterns 45A, 45B, and 45C shown in FIG. Development is performed, and the interlayer insulating film is etched using the formed resist pattern as a mask to form a first layer wiring groove. Next, after the metal is buried in the first layer wiring groove, the metal protruding from the first layer wiring groove is removed by polishing to form the first layer wiring 51. Thereafter, after sequentially depositing an interlayer insulating film and a hard mask film on the first layer wiring 51, a resist is formed using a second layer wiring forming mask 46 having a second layer wiring pattern 47 shown in FIG. Pattern exposure and development are performed on Using the resist pattern thus formed as a mask, the hard mask film is etched to form a second-layer wiring groove pattern. Next, after applying a resist on the hard mask film including the second-layer wiring groove pattern, the resist is patterned using the first-layer wiring forming mask 44 shown in FIG. Development is performed, and the interlayer insulating film is etched using the resist pattern and hard mask film formed thereby as a mask to form a via hole. Here, the via hole is formed in a region where the opening of the resist pattern (first-layer wiring groove pattern) and the second-layer wiring groove pattern of the hard mask film overlap. Thereafter, after removing the resist pattern, the interlayer insulating film is etched using the hard mask film on which the second-layer wiring groove pattern is formed as a mask to form a second-layer wiring groove. Thereafter, metal is buried in the via hole and the second-layer wiring groove, and then the metal protruding from the second-layer wiring groove is removed by polishing to form the via 50 and the second-layer wiring 52. Thereafter, using the third-layer wiring formation mask 48 having the third-layer wiring pattern 48a shown in FIG. 6C, the same procedure is repeated until the third-layer wiring is formed. Specifically, after forming a via 53 on the second layer wiring 52, a third layer wiring 54 electrically connected to the second layer wiring 52 through the via 53 is formed on the via 53. A multilayer wiring having a three-layer structure shown in FIGS. 6D to 6F is formed.

本変形例においては、図6(a)に示す1層目配線形成用マスク44の1層目配線パターン45A及び45Cにそれぞれ対応する1層目配線51同士が電気的に同じ電位を有しており、1層目配線形成用マスク44の1層目配線パターン45Bに対応する1層目配線51のみが、他の1層目配線51と異なる電位を有しているものとする。   In this modification, the first-layer wirings 51 corresponding to the first-layer wiring patterns 45A and 45C of the first-layer wiring forming mask 44 shown in FIG. 6A have the same electric potential. It is assumed that only the first layer wiring 51 corresponding to the first layer wiring pattern 45B of the first layer wiring forming mask 44 has a potential different from that of the other first layer wirings 51.

それに対して、本変形例においては、図6(b)に示す2層目配線形成用マスク46の2層目配線パターン47と対応する2層目配線52は、図6(a)に示す1層目配線形成用マスク44の1層目配線パターン45Bと対応する1層目配線51と重なり合わないように設計されている。また、図6(c)に示す3層目配線形成用マスク48の3層目配線パターン48aと対応する3層目配線54は、図面上下方向に離隔して配置されている2層目配線52同士をビア53を介して電気的に接続するように設計されている。   On the other hand, in the present modification, the second-layer wiring 52 corresponding to the second-layer wiring pattern 47 of the second-layer wiring forming mask 46 shown in FIG. 6B is the 1st layer shown in FIG. It is designed not to overlap the first layer wiring 51 corresponding to the first layer wiring pattern 45B of the layer wiring forming mask 44. Further, the third-layer wiring 54 corresponding to the third-layer wiring pattern 48a of the third-layer wiring forming mask 48 shown in FIG. 6C is separated from the second-layer wiring 52 in the vertical direction of the drawing. It is designed to be electrically connected to each other through a via 53.

具体的には、図6(e)に示すように、1層目配線パターン45Aと対応する1層目配線51と1層目配線パターン45Cと対応する1層目配線51とは、3層目配線54を介して電気的接続されている一方、3層目配線54は1層目配線パターン45Bと対応する1層目配線51をまたぐように設けられている。   Specifically, as shown in FIG. 6E, the first layer wiring 51 corresponding to the first layer wiring pattern 45A and the first layer wiring 51 corresponding to the first layer wiring pattern 45C are the third layer. The third-layer wiring 54 is provided so as to straddle the first-layer wiring 51 corresponding to the first-layer wiring pattern 45B, while being electrically connected via the wiring 54.

また、図6(f)に示すように、1層目配線パターン45Bと対応する1層目配線51の上側には2層目配線52は存在しておらず、3層目配線54のみが存在する。すなわち、1層目配線パターン45A及び45Cのそれぞれと対応する1層目配線51と、1層目配線パターン45Bと対応する1層目配線51とは電気的に分離されている。   Further, as shown in FIG. 6F, the second layer wiring 52 does not exist above the first layer wiring 51 corresponding to the first layer wiring pattern 45B, and only the third layer wiring 54 exists. To do. That is, the first layer wiring 51 corresponding to each of the first layer wiring patterns 45A and 45C and the first layer wiring 51 corresponding to the first layer wiring pattern 45B are electrically separated.

以上のように、本変形例においては、1層目配線51が、互いに電位が異なる少なくとも2種類以上の配線を含む場合に、2層目配線52と同電位の1層目配線51の上のみに2層目配線52を設けることによって、前述の比較例の問題点を解決するものである。   As described above, in the present modification, when the first layer wiring 51 includes at least two types of wirings having different potentials, only the first layer wiring 51 having the same potential as the second layer wiring 52 is used. By providing the second-layer wiring 52, the above-mentioned problems of the comparative example are solved.

尚、本変形例において、3層目配線を用いた迂回接続により、同電位の1層目配線同士を電気的に接続したが、これに代えて、4層目以上の上層配線を用いた迂回接続により、同電位の1層目配線同士を電気的に接続してもよいことは言うまでもない。   In this modification, the first-layer wirings having the same potential are electrically connected to each other by the detour connection using the third-layer wiring. Instead, the detour using the upper-layer wiring of the fourth layer or higher is used instead. It goes without saying that the first-layer wirings having the same potential may be electrically connected by connection.

(第1の実施形態の第2変形例)
以下、本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る配線形成方法及び半導体装置について、図面を参照しながら説明する。尚、本変形例は前述の比較例の問題点を解決するものである。具体的には、本変形例においては、2層目配線同士の短絡をコンタクト層を用いたローカル配線接続により回避する。
(Second modification of the first embodiment)
Hereinafter, a wiring formation method and a semiconductor device according to a second modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This modified example solves the problems of the comparative example described above. Specifically, in this modification, a short circuit between the second layer wirings is avoided by local wiring connection using a contact layer.

図7(a)〜(c)は本変形例の配線形成方法で用いるマスクの平面図であり、図7(d)は本変形例の半導体装置の平面図であり、図7(e)及び(f)はそれぞれ図7(d)のy−y’線及びx−x’線の断面図である。尚、図7(d)においては、ビアの配置を示すために、2層目配線の図示を省略している。また、図7(e)及び(f)においては、複数の層間絶縁膜の積層構造を層間絶縁膜60として示している。   FIGS. 7A to 7C are plan views of a mask used in the wiring forming method according to the present modification, and FIG. 7D is a plan view of the semiconductor device according to the present modification. (F) is sectional drawing of the yy 'line | wire and xx' line | wire of FIG.7 (d), respectively. In FIG. 7D, the second-layer wiring is not shown in order to show the arrangement of vias. 7E and 7F, a laminated structure of a plurality of interlayer insulating films is shown as an interlayer insulating film 60.

本変形例の配線形成方法においては、まず、図示していない活性領域(ソースドレイン領域)やゲート電極等が形成された基板65上に層間絶縁膜を形成した後、図7(a)に示す、ローカル配線パターン55aを有するコンタクト層形成用マスク55を用いてレジストに対してパターン露光及び現像を行う。これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行って、基板65に達するローカル配線溝を形成した後、ローカル配線溝に金属を埋め込んだ後、ローカル配線溝からはみ出た金属を研磨により除去してローカル配線62を形成する。その後、ローカル配線62上に層間絶縁膜を堆積した後、図7(b)に示す、1層目配線パターン56aを有する1層目配線形成用マスク56を用いてレジストに対してパターン露光及び現像を行い、これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行って1層目配線溝を形成する。次に、1層目配線溝に金属を埋め込んだ後、1層目配線溝からはみ出た金属を研磨により除去して1層目配線63を形成する。その後、1層目配線63上に層間絶縁膜及びハードマスク膜を順次堆積した後、図7(c)に示す、2層目配線パターン58A、58B及び58Cを有する2層目配線形成用マスク57を用いてレジストに対してパターン露光及び現像を行う。これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、ハードマスク膜に対してエッチングを行って2層目配線溝パターンを形成する。次に、2層目配線溝パターンを含むハードマスク膜上にレジストを塗布した後、当該レジストに対して前述の図7(b)に示す1層目配線形成用マスク56を用いてパターン露光及び現像を行い、これにより形成されたレジストパターン及びハードマスク膜をマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行ってビア開口部を形成する。ここで、ビア開口部は、レジストパターンの開口部(1層目配線溝パターン)とハードマスク膜の2層目配線溝パターンとが重なった領域に形成される。その後、レジストパターンを除去した後、2層目配線溝パターンが形成されたハードマスク膜をマスクとして、層間絶縁膜に対してエッチングを行って2層目配線溝を形成する。その後、2層目配線溝及びビア開口部に金属を埋め込んだ後、2層目配線溝からはみ出た金属を研磨により除去して、2層目配線64、及び1層目配線63と2層目配線64とを接続するビア61を形成する。これにより、図7(d)〜(f)に示す2層構造の多層配線が形成される。   In the wiring forming method of the present modification, first, after forming an interlayer insulating film on the substrate 65 on which an active region (source / drain region), a gate electrode and the like (not shown) are formed, as shown in FIG. Then, pattern exposure and development are performed on the resist using the contact layer forming mask 55 having the local wiring pattern 55a. Using the resist pattern thus formed as a mask, the interlayer insulating film is etched to form a local wiring groove reaching the substrate 65, and then metal is embedded in the local wiring groove and then protrudes from the local wiring groove. The local wiring 62 is formed by removing the metal by polishing. Thereafter, after depositing an interlayer insulating film on the local wiring 62, pattern exposure and development are performed on the resist using the first-layer wiring forming mask 56 having the first-layer wiring pattern 56a shown in FIG. 7B. Using the resist pattern thus formed as a mask, the interlayer insulating film is etched to form a first layer wiring groove. Next, after the metal is buried in the first layer wiring groove, the metal protruding from the first layer wiring groove is removed by polishing to form the first layer wiring 63. Thereafter, after sequentially depositing an interlayer insulating film and a hard mask film on the first layer wiring 63, a second layer wiring forming mask 57 having second layer wiring patterns 58A, 58B and 58C shown in FIG. The resist is subjected to pattern exposure and development using. Using the resist pattern thus formed as a mask, the hard mask film is etched to form a second-layer wiring groove pattern. Next, after applying a resist on the hard mask film including the second-layer wiring groove pattern, pattern exposure using the first-layer wiring forming mask 56 shown in FIG. Development is performed, and the interlayer insulating film is etched using the resist pattern and hard mask film formed thereby as a mask to form a via opening. Here, the via opening is formed in a region where the opening of the resist pattern (first-layer wiring groove pattern) and the second-layer wiring groove pattern of the hard mask film overlap. Thereafter, after removing the resist pattern, the interlayer insulating film is etched using the hard mask film on which the second-layer wiring groove pattern is formed as a mask to form a second-layer wiring groove. Thereafter, metal is buried in the second layer wiring groove and the via opening, and then the metal protruding from the second layer wiring groove is removed by polishing to remove the second layer wiring 64, the first layer wiring 63, and the second layer. A via 61 that connects the wiring 64 is formed. As a result, a multilayer wiring having a two-layer structure shown in FIGS. 7D to 7F is formed.

本変形例においては、図7(c)に示す2層目配線形成用マスク57の2層目配線パターン58A及び58Cにそれぞれ対応する2層目配線64同士が電気的に同じ電位を有しており、2層目配線形成用マスク77の2層目配線パターン58Bに対応する2層目配線64のみが、他の2層目配線64と異なる電位を有しているものとする。   In this modification, the second-layer wirings 64 respectively corresponding to the second-layer wiring patterns 58A and 58C of the second-layer wiring forming mask 57 shown in FIG. 7C have the same electric potential. Only the second-layer wiring 64 corresponding to the second-layer wiring pattern 58B of the second-layer wiring forming mask 77 has a potential different from that of the other second-layer wirings 64.

それに対して、本変形例においては、1層目配線63上には必ず2層目配線64が形成されている。また、コンタクト層に形成される複数のローカル配線62は、コンタクト層形成用マスク55(図7(a))のローカル配線パターン55aと対応する配線状パターンを有している。また、ローカル配線62は、基板65上に形成された活性領域(ソース・ドレイン領域)やゲート電極のそれぞれと1層目配線63とを電気的に接続するコンタクトとして機能すると共に、後述するようにローカル配線としても機能する。   On the other hand, in the present modification, the second layer wiring 64 is always formed on the first layer wiring 63. The plurality of local wirings 62 formed in the contact layer have a wiring pattern corresponding to the local wiring pattern 55a of the contact layer forming mask 55 (FIG. 7A). The local wiring 62 functions as a contact for electrically connecting each of the active region (source / drain region) and gate electrode formed on the substrate 65 and the first-layer wiring 63, as will be described later. Also functions as local wiring.

具体的には、本変形例において、図7(e)に示すように、2層目配線形成用マスク57の2層目配線パターン58A及び58Cのそれぞれと対応する2層目配線64同士は、ビア61及び1層目配線63を介して、ローカル配線62によって電気的に接続されている。また、図7(e)及び(f)に示すように、2層目配線形成用マスク57の2層目配線パターン58Bと対応する2層目配線64の下には1層目配線63が存在していないので、2層目配線パターン58A及び58Cと対応する2層目配線64と、2層目配線パターン58Bと対応する2層目配線64とは電気的に分離されている。   Specifically, in the present modification, as shown in FIG. 7E, the second-layer wirings 64 corresponding to the second-layer wiring patterns 58A and 58C of the second-layer wiring forming mask 57 are The local wiring 62 is electrically connected through the via 61 and the first layer wiring 63. Further, as shown in FIGS. 7E and 7F, the first layer wiring 63 exists under the second layer wiring 64 corresponding to the second layer wiring pattern 58B of the second layer wiring forming mask 57. Accordingly, the second layer wiring 64 corresponding to the second layer wiring patterns 58A and 58C and the second layer wiring 64 corresponding to the second layer wiring pattern 58B are electrically separated.

以上のように、本変形例においては、2層目配線64が、互いに電位が異なる少なくとも2種類以上の配線を含む場合に、1層目配線63と同電位の2層目配線64の下のみに1層目配線63を設けると共に、基板65上の活性領域(ソースドレイン領域)やゲート電極等と1層目配線63とを電気的に接続するコンタクトを、同電位の2層目配線64同士を接続するローカル配線として機能させることにより、前述の比較例の問題点を解決するものである。   As described above, in the present modification, when the second layer wiring 64 includes at least two types of wirings having different potentials, only under the second layer wiring 64 having the same potential as the first layer wiring 63. In addition, the first-layer wiring 63 is provided, and the active region (source / drain region) on the substrate 65, the gate electrode, and the like are electrically connected to the first-layer wiring 63 with the second-layer wiring 64 having the same potential. The problem of the comparative example is solved by functioning as a local wiring for connecting the two.

(第1の実施形態の第3変形例)
以下、本発明の第1の実施形態の第3変形例に係る配線形成方法及び半導体装置について図面を参照しながら説明する。尚、本変形例は、第1の実施形態に係る配線形成方法及び半導体装置をSRAM(static random access memory )回路に適用したものである。
(Third Modification of First Embodiment)
Hereinafter, a wiring forming method and a semiconductor device according to a third modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this modification, the wiring forming method and the semiconductor device according to the first embodiment are applied to an SRAM (static random access memory) circuit.

図8(a)は、本変形例のSRAM回路のうち、基板上に形成された活性領域から2層目配線までを抜き出した断面図であり、図8(b)は図8(a)と対応する上面図である。尚、図8(a)は図8(b)のb−b’線の断面図である。また、図8(b)においては、説明の便宜上、層間絶縁膜の図示を省略している。   FIG. 8A is a cross-sectional view of the SRAM circuit according to this modification, in which the active region formed on the substrate is extracted from the second layer wiring, and FIG. 8B is the same as FIG. 8A. It is a corresponding top view. FIG. 8A is a cross-sectional view taken along the line b-b ′ of FIG. In FIG. 8B, the illustration of the interlayer insulating film is omitted for convenience of explanation.

図8(a)及び(b)に示すように、トランジスタのソース領域及びドレイン領域が形成された活性領域66を電気的に分離するために、酸化膜等からなる素子分離領域67が配置されている。活性領域66上にはゲート電極68が形成されており、活性領域66及び電極68のそれぞれと接続するようにコンタクト(ローカル配線)69が形成されている。さらに、コンタクト(ローカル配線)69と接続する1層目配線70、1層目配線70と接続するビア71、及び、ビア71を介して1層目配線70と接続する2層目配線72が順次形成されている。   As shown in FIGS. 8A and 8B, an element isolation region 67 made of an oxide film or the like is disposed in order to electrically isolate the active region 66 in which the source region and the drain region of the transistor are formed. Yes. A gate electrode 68 is formed on the active region 66, and a contact (local wiring) 69 is formed so as to be connected to each of the active region 66 and the electrode 68. Further, a first layer wiring 70 connected to the contact (local wiring) 69, a via 71 connected to the first layer wiring 70, and a second layer wiring 72 connected to the first layer wiring 70 via the via 71 are sequentially provided. Is formed.

本変形例においては、上面側から見て1層目配線70と2層目配線72とが交差する部分には必ずビア71が形成されている。また、図8(b)に示すように、ゲート電極68と活性領域66とを接続する1層目配線に代えて、例えばローカル配線74に代表される、コンタクト(ローカル配線)69を用いてゲート電極68と活性領域66とを接続している。以上のように、第1の実施形態に係る配線形成方法及び半導体装置を従来のSRAM回路に適用することも可能である。   In this modification, a via 71 is always formed at a portion where the first-layer wiring 70 and the second-layer wiring 72 intersect when viewed from the upper surface side. Further, as shown in FIG. 8B, instead of the first-layer wiring connecting the gate electrode 68 and the active region 66, a gate (contact wiring) 69 represented by a local wiring 74, for example, is used. The electrode 68 and the active region 66 are connected. As described above, the wiring forming method and the semiconductor device according to the first embodiment can be applied to a conventional SRAM circuit.

(第1の実施形態の第4変形例)
以下、本発明の第1の実施形態の第4変形例に係る配線形成方法及び半導体装置について、図面を参照しながら説明する。
(Fourth modification of the first embodiment)
Hereinafter, a wiring formation method and a semiconductor device according to a fourth modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本変形例の特徴は、1層目配線同士の間、2層目配線同士の間、及び1層目配線と2層目配線との間の層間絶縁膜に空隙を設けていることである。すなわち、本変形例は、第1の実施形態に係る配線形成方法及び半導体装置に、いわゆるエアギャップ配線プロセスを適用したものである。   The feature of this modification is that a gap is provided in the interlayer insulating film between the first layer wirings, between the second layer wirings, and between the first layer wirings and the second layer wirings. That is, in this modification, a so-called air gap wiring process is applied to the wiring forming method and the semiconductor device according to the first embodiment.

図9は、本変形例の半導体装置の断面図である。図9に示すように、1層目配線75と2層目配線76との間に存在する層間絶縁膜78内には空隙73が形成されている。ここで、空隙73の形成を、層間絶縁膜78中に2層目配線76を形成した後に実施してもよい。また、2層目配線76と3層目配線77との間にも同様に空隙73が形成されていてもよい。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the semiconductor device of the present modification. As shown in FIG. 9, a gap 73 is formed in the interlayer insulating film 78 existing between the first layer wiring 75 and the second layer wiring 76. Here, the gap 73 may be formed after the second-layer wiring 76 is formed in the interlayer insulating film 78. Similarly, a gap 73 may be formed between the second layer wiring 76 and the third layer wiring 77.

本変形例において、空隙73内に空気が存在してもよいし、又は空隙73内は真空であってもよい。このような空隙73が存在することによって、配線間の誘電率を低減することができ、それにより、信号遅延を低減することが可能となる。   In this modification, air may exist in the gap 73, or the gap 73 may be in a vacuum. The presence of such a gap 73 can reduce the dielectric constant between the wirings, thereby reducing the signal delay.

ところで、従来のエアギャップ配線では、層間絶縁膜が存在しないため、上層配線形成の際に余剰金属を研磨除去する工程で発生した機械的圧力によって配線が崩壊するという問題が存在した。特に、従来技術においては、全てのビア(上下配線を接続するビア)がほぼ最小配線幅と同じ均一な直径に持つように形成されているため、言い換えると、ビアの断面積が小さいために、機械的強度の観点から、ビア近辺に空隙を形成することは困難となっていた。   By the way, in the conventional air gap wiring, since there is no interlayer insulating film, there is a problem that the wiring collapses due to the mechanical pressure generated in the process of polishing and removing excess metal when forming the upper wiring. In particular, in the prior art, all the vias (vias connecting the upper and lower wirings) are formed so as to have a uniform diameter substantially the same as the minimum wiring width, in other words, because the cross-sectional area of the vias is small, From the viewpoint of mechanical strength, it has been difficult to form a gap near the via.

それに対して、本変形例においては、下層の配線溝パターンと上層の配線溝パターンとの交差形状によってビア形状を設定するため、ビア形状として、従来のホール形状のみならず、ライン状や多角形状等も利用できるので、ビアの断面積が従来と比べて大きくなる。このため、エアギャップ配線構造を用いた場合にも、多層配線構造の機械的強度を増大させて歩留まりや信頼性を向上させることができる。   On the other hand, in this modification, the via shape is set by the intersection shape of the lower wiring groove pattern and the upper wiring groove pattern, so that the via shape is not only the conventional hole shape, but also the line shape or polygonal shape. Etc. can also be used, so that the cross-sectional area of the via becomes larger than the conventional one. For this reason, even when the air gap wiring structure is used, the mechanical strength of the multilayer wiring structure can be increased to improve the yield and reliability.

本発明は、配線形成方法及び半導体装置に関し、特に、デュアルダマシン配線形成方法及び多層配線構造を有する半導体装置に適用した場合には、パターン設計工数、使用マスク枚数及び重ね合わせずれを低減しつつ、微細なビアパターンの形成が可能となり、有用である。   The present invention relates to a wiring forming method and a semiconductor device, and particularly when applied to a dual damascene wiring forming method and a semiconductor device having a multilayer wiring structure, while reducing the number of pattern design steps, the number of masks used, and overlay deviation, A fine via pattern can be formed, which is useful.

1 コンタクト形成用マスク
2 コンタクトパターン
3 1層目配線形成用マスク
4 1層目配線パターン
5 2層目配線形成用マスク
6 2層目配線パターン
7 層間絶縁膜
8 コンタクトホール
9 コンタクトホール
10 ゲート電極
10a 絶縁性サイドウォールスペーサ
11 基板
11a 素子分離領域
12 第1のレジストパターン
13 開口部(溝)
14 層間絶縁膜
14a 1層目配線溝
15 金属コンタクト
16 金属コンタクト
17 1層目金属配線
18 ハードマスク膜
19A、19B 層間絶縁膜
20A、20B ライナー膜
21 開口部(溝)
22 第3のレジストパターン
23 開口部(溝)
24 正方形開口部
25 長方形開口部
26 正方形ビアホール
27 長方形ビア開口部
28 2層目配線溝
29 2層目金属配線
30 正方形金属ビア
31 長方形金属ビア
32 3層目金属配線
33 金属ビア
34 3層目配線形成用マスク
35 3層目配線パターン
36 1層目配線形成用マスク
37A、37B、37C 1層目配線パターン
38 2層目配線形成用マスク
39 2層目配線パターン
40 層間絶縁膜
41 ビア
42 1層目配線
43 2層目配線
44 1層目配線形成用マスク
45A、45B、45C 1層目配線パターン
46 2層目配線形成用マスク
47 2層目配線パターン
48 3層目配線形成用マスク
48a 3層目配線パターン
49 層間絶縁膜
50 ビア
51 1層目配線
52 2層目配線
53 ビア
54 3層目配線
55 コンタクト層形成用マスク
55a ローカル配線パターン
56 1層目配線形成用マスク
56a 1層目配線パターン
57 2層目配線形成用マスク
58A、58B、58C 2層目配線パターン
60 層間絶縁膜
61 ビア
62 ローカル配線
63 1層目配線
64 2層目配線
65 基板
66 活性領域
67 素子分離領域
68 ゲート電極
69 コンタクト(ローカル配線)
70 1層目配線
71 ビア
72 2層目配線
73 空隙
74 ローカル配線
75 1層目配線
76 2層目配線
77 3層目配線
78 層間絶縁膜
79 1層目配線
80 2層目配線
81 ビア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Contact formation mask 2 Contact pattern 3 1st layer wiring formation mask 4 1st layer wiring pattern
5 Mask for forming second layer wiring 6 Second layer wiring pattern 7 Interlayer insulating film 8 Contact hole 9 Contact hole 10 Gate electrode 10a Insulating sidewall spacer 11 Substrate 11a Element isolation region 12 First resist pattern 13 Opening (groove) )
14 Interlayer insulating film 14a First layer wiring groove 15 Metal contact 16 Metal contact 17 First layer metal wiring 18 Hard mask film 19A, 19B Interlayer insulating film 20A, 20B Liner film 21 Opening (groove)
22 Third resist pattern 23 Opening (groove)
24 square opening 25 rectangular opening 26 square via hole 27 rectangular via opening 28 second layer wiring groove 29 second layer metal wiring 30 square metal via 31 rectangular metal via 32 third layer metal wiring 33 metal via 34 third layer wiring Formation mask 35 Third layer wiring pattern 36 First layer wiring formation mask 37A, 37B, 37C First layer wiring pattern 38 Second layer wiring formation mask 39 Second layer wiring pattern 40 Interlayer insulating film 41 Via 42 First layer First wiring 43 Second layer wiring 44 First layer wiring formation mask 45A, 45B, 45C First layer wiring pattern 46 Second layer wiring formation mask 47 Second layer wiring pattern 48 Third layer wiring formation mask 48a Three layers Eye wiring pattern 49 Interlayer insulating film 50 Via 51 First layer wiring 52 Second layer wiring 53 Via 54 Third layer wiring 55 Contact layer forming mask 55a Local wiring pattern 56 First layer wiring forming mask 56a First layer wiring pattern 57 Second layer wiring forming mask 58A, 58B, 58C Second layer wiring pattern 60 Interlayer insulating film 61 Via 62 Local wiring 63 First layer wiring 64 Second layer wiring 65 Substrate 66 Active region 67 Element isolation region 68 Gate electrode 69 Contact (local wiring)
70 First layer wiring 71 Via 72 Second layer wiring 73 Air gap 74 Local wiring 75 First layer wiring 76 Second layer wiring 77 Third layer wiring 78 Interlayer insulating film 79 First layer wiring 80 Second layer wiring 81 Via

Claims (14)

第1の層間絶縁膜上に第1のマスクを用いて第1のレジストパターンを形成した後、前記第1のレジストパターンをエッチングマスクとして前記第1の層間絶縁膜に第1の配線溝を形成する工程(a)と、
前記第1のレジストパターンを除去した後、前記第1の配線溝に導電性材料を埋め込むことによって第1の配線を形成する工程(b)と、
前記第1の層間絶縁膜の上及び前記第1の配線の上に第2の層間絶縁膜及びハードマスク膜を順次形成する工程(c)と、
前記ハードマスク膜上に第2のマスクを用いて第2のレジストパターンを形成した後、前記第2のレジストパターンをエッチングマスクとして前記ハードマスク膜をパターン化する工程(d)と、
前記第2のレジストパターンを除去した後、パターン化された前記ハードマスク膜上に前記第1のマスクを用いて第3のレジストパターンを形成する工程(e)と、
パターン化された前記ハードマスク膜の開口部と前記第3のレジストパターンの開口部とが重なった領域に露出する部分の前記第2の層間絶縁膜に対してエッチングを行うことによってビア開口部を形成する工程(f)と、
前記第3のレジストパターンを除去した後、パターン化された前記ハードマスク膜をエッチングマスクとして前記第2の層間絶縁膜に、前記ビア開口部と接続する第2の配線溝を形成する工程(g)と、
前記第2の配線溝及び前記ビア開口部に導電性材料を埋め込むことによって、第2の配線、及び前記第1の配線と前記第2の配線とを接続するビアを形成する工程(h)とを備えていることを特徴とする配線形成方法。
A first resist pattern is formed on the first interlayer insulating film using a first mask, and then a first wiring groove is formed in the first interlayer insulating film using the first resist pattern as an etching mask. Step (a) to perform,
(B) forming a first wiring by burying a conductive material in the first wiring groove after removing the first resist pattern;
A step (c) of sequentially forming a second interlayer insulating film and a hard mask film on the first interlayer insulating film and on the first wiring;
Forming a second resist pattern on the hard mask film using a second mask, and then patterning the hard mask film using the second resist pattern as an etching mask;
(E) forming a third resist pattern on the patterned hard mask film using the first mask after removing the second resist pattern;
A via opening is formed by etching the second interlayer insulating film at a portion exposed in a region where the opening of the patterned hard mask film and the opening of the third resist pattern overlap. Forming (f);
(G) forming a second wiring groove connected to the via opening in the second interlayer insulating film using the patterned hard mask film as an etching mask after removing the third resist pattern )When,
(H) forming a second wiring and a via connecting the first wiring and the second wiring by embedding a conductive material in the second wiring groove and the via opening; A method of forming a wiring, comprising:
請求項1に記載の配線形成方法において、
前記第1のレジストパターンと前記第3のレジストパターンとは同じレジスト材料を用いて形成されることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 1,
The wiring formation method, wherein the first resist pattern and the third resist pattern are formed using the same resist material.
請求項1に記載の配線形成方法において、
前記第1のレジストパターンと前記第3のレジストパターンとは同一の露光照明条件を用いて形成されることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 1,
The wiring forming method, wherein the first resist pattern and the third resist pattern are formed using the same exposure illumination conditions.
請求項3に記載の配線形成方法において、
前記同一の露光照明条件における照明絞りは、輪帯状、四重極状又は二重極状であることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 3,
The wiring forming method according to claim 1, wherein the illumination stop under the same exposure illumination condition has a ring shape, a quadrupole shape or a dipole shape.
請求項1に記載の配線形成方法において、
前記工程(e)において、前記第3のレジストパターンは、前記第1の配線と位置合わせして形成されることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 1,
In the step (e), the third resist pattern is formed in alignment with the first wiring.
請求項1に記載の配線形成方法において、
前記ビア開口部はビアホールであることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 1,
The wiring formation method, wherein the via opening is a via hole.
請求項1に記載の配線形成方法において、
前記工程(h)において、前記第2の配線における前記第1の配線と交差する全ての部分に前記ビアが形成されることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 1,
In the step (h), the via is formed in all the portions of the second wiring that intersect the first wiring.
請求項1に記載の配線形成方法において、
前記第1の配線は、互いに電位が異なる少なくとも2種類以上の配線を含み、
前記工程(g)において、前記第2の配線溝は、前記第1の配線のうち前記第2の配線と同電位の配線の上のみに形成されることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 1,
The first wiring includes at least two kinds of wirings having different potentials from each other,
In the step (g), the second wiring trench is formed only on the wiring having the same potential as the second wiring in the first wiring.
請求項1に記載の配線形成方法において、
前記工程(a)の前に、活性領域及びゲート電極が形成された基板上に、前記第1の層間絶縁膜の下地となる第3の層間絶縁膜を形成した後、前記第3の層間絶縁膜中に前記活性領域及び前記ゲート電極のそれぞれと接続する複数のコンタクトを形成する工程(i)をさらに備え、
前記工程(a)において、前記第1の配線溝は前記複数のコンタクトに達するように形成されることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 1,
Before the step (a), a third interlayer insulating film serving as a base of the first interlayer insulating film is formed on the substrate on which the active region and the gate electrode are formed, and then the third interlayer insulating film is formed. Further comprising the step (i) of forming a plurality of contacts connected to each of the active region and the gate electrode in the film,
In the step (a), the first wiring groove is formed so as to reach the plurality of contacts.
請求項1に記載の配線形成方法において、
前記工程(h)の後に、前記第2の層間絶縁膜に空隙を形成する工程(j)をさらに備えていることを特徴とする配線形成方法。
In the wiring formation method according to claim 1,
A wiring forming method, further comprising a step (j) of forming a gap in the second interlayer insulating film after the step (h).
第1の配線と、
前記第1の配線の上側に形成された第2の配線とを備え、
前記第2の配線における前記第1の配線と交差する全ての部分に、前記第1の配線と前記第2の配線とを接続するビアが形成されていることを特徴とする半導体装置。
A first wiring;
A second wiring formed on the upper side of the first wiring,
A semiconductor device, wherein a via for connecting the first wiring and the second wiring is formed in all portions of the second wiring intersecting with the first wiring.
請求項11に記載の半導体装置において、
前記ビアの上面形状は、4つ以上の辺を有することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 11,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the via has an upper surface shape having four or more sides.
請求項11に記載の半導体装置において、
前記ビアの上面形状の少なくとも一辺は、前記第2の配線の下面端部と同一線上に存在することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 11,
At least one side of the upper surface shape of the via exists on the same line as the lower surface edge of the second wiring.
請求項11に記載の半導体装置において、
前記ビアは、前記第2の配線の側面と連続した側面を有することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 11,
The via has a side surface continuous with a side surface of the second wiring.
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