(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線層と、該配線層の相互間に存在する絶縁層とを含む半導体装置の製造方法であって、以下の工程（Ａ）ないし（Ｃ）を含み、
（Ａ）第１の配線層の上に絶縁層を形成する工程、
（Ｂ）前記絶縁層の上部において、第２の配線層を形成することになる領域に配線溝を形成し、かつ該絶縁層の下部において、該第２の配線層と前記第１の配線層とを電気的に接続するコンタクト層を形成することになる領域にスルーホールを形成する工程、および
（Ｃ）前記配線溝および前記スルーホールに導電材を一体的に充填し、前記配線溝において前記第２の配線層を形成し、前記スルーホールにおいて前記コンタクト層を形成する工程、
さらに、前記工程（Ｂ）は、以下の工程（ａ）および（ｂ）を含み、
前記工程（ａ）は、前記絶縁層の上にレジスト層を形成する工程であって、以下の工程（ｃ）〜（ｈ）を含み、
（ｃ）前記絶縁層の上に、ポジ型あるいはネガ型の第１のレジスト層を形成する工程、
（ｄ）前記第１のレジスト層の所定の部分を露光する工程、
（ｅ）前記第１のレジスト層の上に、前記第1のレジスト層と逆の型を有するネガ型あるいはポジ型の第２のレジスト層を形成する工程、
（ｆ）前記第２のレジスト層の所定の部分を露光する工程、
（ｇ）前記第２のレジスト層を現像し、前記配線溝が形成される領域の上方において第２の開口部を形成する工程、および
（ｈ）前記第１のレジスト層を現像し、前記スルーホールが形成される領域の上方において第１の開口部を形成する工程、
前記工程（ｂ）は、前記レジスト層と前記絶縁層とを同時にエッチングする工程である、半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記工程（ｂ）におけるエッチングのエッチャントは、ＣＦ系のガスを含む混合ガスである、半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記ＣＦ系のガスは、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 およびＣ5 Ｆ8 から選択される少なくとも１種である、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、多層配線を有する半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
近年、半導体装置の微細化に伴い、配線層が多層にわたって形成されるようになってきている。このため、半導体装置の製造プロセスにおいて、配線層間を電気的に接続するコンタクト層（以下「コンタクト層」という）と、配線層とを形成するためのプロセス数が、半導体装置の全製造プロセス数に占める割合が大きくなってきている。したがって、現在、配線層およびコンタクト層の形成方法は、半導体装置の製造プロセスにおいて重要な位置を占めるようになっている。この配線層およびコンタクト層を、簡易かつ同時に形成する技術として、いわゆるデュアルダマシン法がある。以下、このデュアルダマシン法の一例として、特開平８−１７９１８号公報に開示された技術について説明していく。
【０００３】
図１４〜図１６に、このデュアルダマシン法を利用した配線層およびコンタクト層の製造工程を模式的に示す。
【０００４】
まず、図１４を参照しながら説明する。拡散層１１２が形成されているシリコン基板１１０上に第１の絶縁膜１２０を形成する。次いで、第１の絶縁膜１２０上に窒化シリコン膜１３０を形成する。窒化シリコン膜１３０上にレジスト層Ｒ３を形成する。レジスト層Ｒ３は、後述のコンタクトホール１５０を形成しようとする領域の上方において開口部１７０を有する。次いで、窒化シリコン膜１３０をエッチングする。
【０００５】
次に、図１５を参照しながら説明する。レジスト層Ｒ３を除去した後、窒化シリコン膜１３０および第１の絶縁膜１２０の上に第２の絶縁膜１４０を形成する。第２の絶縁膜１４０上にレジスト層Ｒ４を形成する。レジスト層Ｒ４は、後述の溝部１５２を形成しよとする領域の上方において開口部１８０を有する。レジスト層Ｒ４をマスクとして第２の絶縁膜１４０をエッチングして溝部１５２を形成し、さらに窒化シリコン膜１３０をマスクとして第１の絶縁膜１２０をエッチングしてコンタクトホール１５０を形成する。
【０００６】
次に、図１６を参照しながら説明する。レジスト層Ｒ４を除去した後、導電物をコンタクトホール１５０および溝部１５２を含む全面に堆積する。その後、全面をＣＭＰ法により研磨し、埋め込み配線層１６０を形成する。
【０００７】
しかし、上記の方法でコンタクトホール１５０および溝部１５２を形成するには、第１の絶縁膜１２０と第２の絶縁膜１４０との間に、第２の絶縁膜１４０のエッチングにおいてマスク層として機能する窒化シリコン膜１３０を介在しなければならない。第１の絶縁膜１２０と第２の絶縁膜１４０との間に、窒化シリコン膜１３０が介在すると、窒化シリコン膜１３０は誘電率が高いため、ＲＣ配線遅延、すなわち配線抵抗の増大と配線容量の増大とによる信号伝達の遅延が生じる。ＲＣ配線遅延が生じることにより、たとえば半導体装置の処理能力（たとえばスピード）の低下、クロストークによる誤動作、消費電力増加に伴う発熱量の増大などの不都合が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、良好な電気的特性を有する半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、
複数の配線層と、該配線層の相互間に存在する絶縁層とを含む半導体装置の製造方法であって、
（Ａ）第１の配線層の上に絶縁層を形成する工程、
（Ｂ）前記絶縁層の上部において、第２の配線層を形成することになる領域に配線溝を形成し、かつ該絶縁層の下部において、該第２の配線層と前記第１の配線層とを電気的に接続するコンタクト層を形成することになる領域にスルーホールを形成する工程、および
（Ｃ）前記配線溝および前記スルーホールに導電材を一体的に充填し、前記配線溝において前記第２の配線層を形成し、前記スルーホールにおいて前記コンタクト層を形成する工程を含み、
前記工程（Ｂ）は、以下の工程（ａ）および（ｂ）を含む。
（ａ）前記絶縁層の上に、レジスト層を形成する工程であって、
第１のレジスト層と、該第１のレジスト層と感光特性が異なる第２のレジスト層とからなり、
前記第１のレジスト層は、前記絶縁層の上に形成され、かつ、前記スルーホールが形成される領域の上方において第１の開口部を有し、
前記第２のレジスト層は、前記第１のレジスト層の上に形成され、かつ、前記配線溝が形成される領域の上方において第２の開口部を有する、前記レジスト層を形成する工程、および
（ｂ）前記レジスト層と前記絶縁層とを同時にエッチングする工程。
【００１０】
ここで、感光特性が異なるとは、ポジ型とネガ型との相違をいい、すなわち、第１のレジスト層がポジ型の場合には、第２のレジスト層はネガ型であり、第１のレジスト層がネガ型の場合には、第２のレジスト層はポジ型である。
【００１１】
以上の半導体装置の製造方法によれば、前記絶縁層中に窒化シリコン膜を介在させることなく、以下のような過程を経て、配線溝とスルーホールとを自己整合的に形成することができる。第１のレジスト層の開口部における絶縁層がエッチングされることにより、絶縁層の上部において溝部が形成され、これと同時にレジスト層も除去されていく。第２のレジスト層によって被覆されていない第１のレジスト層が除去された段階で、溝部の形状は、スルーホールの原型を有する。さらに絶縁層のエッチングを継続すると、溝部の形状を維持しながら、第２のレジスト層の開口部における絶縁層（配線溝が形成されることになる絶縁層）がエッチングされていき、溝部の底面が第１の配線層に達した段階で、絶縁層の上部において配線溝が形成され、絶縁層の下部においてスルーホールが形成される。このように、絶縁層中に窒化シリコン膜を介在させることなく、配線溝とスルーホールとを形成することができるため、窒化シリコン膜を形成する工程および窒化シリコン膜を開口する工程を減らすことができる。
【００１２】
また、この半導体装置の製造方法によれば、配線溝の底面とスルーホールとの側面とのなす角を、ほぼ直角にすることができる。
【００１３】
さらに、レジスト層の形状（特に第１のレジスト層の膜厚，第２のレジスト層の膜厚），エッチング条件（たとえば各レジスト層と絶縁層との選択比）などを制御することのみで、スルーホールと配線溝との深さの比を制御することができる。
【００１４】
また、こうして得られた半導体装置は、絶縁層中に、窒化シリコン膜が介在していないため、第１の配線層と第２の配線層との間の比誘電率を、これらの配線層の間に存在する絶縁層に起因する分にのみに抑えることができる。その結果、ＲＣ配線遅延を最小限に抑えることができる。
【００１５】
前記工程（ａ）における前記レジスト層は、以下の工程（ｃ）〜（ｈ）を含む方法により形成され得る。
（ｃ）前記絶縁層の上に、第１のレジスト層を形成する工程、
（ｄ）前記第１のレジスト層の所定の部分を露光する工程、
（ｅ）前記第１のレジスト層の上に、前記第２のレジスト層を形成する工程、
（ｆ）前記第２のレジスト層の所定の部分を露光する工程、
（ｇ）前記第２のレジスト層を現像し、前記第２の開口部を形成する工程、および
（ｈ）前記第１のレジスト層を現像し、前記第１の開口部を形成する工程。
【００１６】
前記工程（ｈ）は、前記工程（ｅ）の前に行ってもよく、また、前記工程（ｇ）の後に行ってもよい。
【００１７】
前記工程（ｇ）の現像の際に使用する現像液は、前記第１のレジスト層を除去しない現像液であることが好ましい。また、前記工程（ｈ）の現像の際に使用する現像液も、前記第２のレジスト層を除去しない現像液であることが好ましい。
【００１８】
また、前記工程（ｂ）におけるエッチングのエッチャントは、ＣＦ系のガスを含む混合ガスであることが好ましい。このＣＦ系のガスとしては、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 およびＣ5 Ｆ8 から選択される少なくとも１種であることが好ましい。また、ＣＦ系のガスを含む混合ガスは、ＣＯ，Ａｒ，Ｏ2 およびＮ2 から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００１９】
前記導電材は、少なくとも、アルミニウムまたは銅のいずれか一方を含むことが好ましい。
【００２０】
なお、本発明においては、第１の配線層は、第１層目あるいは第２層目以上に形成された配線層、または基板表面に形成された、ゲート電極、拡散層などの半導体素子を構成する導電部なども含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（デバイスの構造）
本実施の形態にかかる半導体装置１００について説明する。図１は、本実施の形態にかかる半導体装置１００を模式的に示す断面図である。
【００２３】
本実施の形態にかかる半導体装置１００の基板１０の表面には、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子、配線層および素子分離領域（図示せず）が形成されている。基板１０上には、第１の層間絶縁層１２が形成されている。第１の層間絶縁層１２には、基板１０の表面に形成された半導体素子または配線層と第１の配線層２２とを接続するコンタクト層（図示せず）が形成されている。
【００２４】
第１の層間絶縁層１２の上には、第１の配線層２２および第１の配線絶縁層２０が形成されている。第１の配線絶縁層２０は、第１の配線層２２の相互間を分離するようにして形成されている。第１の配線層２２の上面と第１の配線絶縁層２０の上面とは、ほぼ同一面（同一の高さの面）を構成している。第１の配線層２２と第１の配線絶縁層２０との上には、第２の層間絶縁層３０が形成されている。第２の層間絶縁層３０には、所定の位置にスルーホール３２が形成されている。第２の層間絶縁層３０の上には、第２の配線絶縁層４０が形成されている。第２の配線絶縁層４０の所定の位置に配線溝４２が形成されている。第２の層間絶縁層３０と第２の配線絶縁層４０とは、一体的に形成されている。スルーホール３２と配線溝４２とは、所定の位置で連結され、階段状の溝部８０が形成されている。スルーホール３２と配線溝４２とには、一体的に導電材が充填され、スルーホール３２にはコンタクト層３４が形成され、配線溝４２には第２の配線層４４が形成されている。第２の配線層４４の上面と、第２の配線絶縁層４０の上面とは、ほぼ同一面（同一の高さの面）を構成している。
【００２５】
本実施の形態にかかる半導体装置１００は、第２の層間絶縁層３０と第２の配線絶縁層４０との間に、窒化シリコン膜が介在していない。そのため、第１の配線層２２と第２の配線層４４との間の比誘電率を、第２の層間絶縁層３０に起因する分にのみに抑えることができる。その結果、ＲＣ配線遅延を最小限に抑えることができる。
【００２６】
（製造プロセス）
次に、本実施の形態にかかる半導体装置１００の製造方法について説明する。図２〜図１３は、本実施の形態にかかる半導体装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００２７】
（１）基板〜第２の層間絶縁層の形成
まず、図２を参照しながら説明する。一般的な方法により、基板１０の表面に、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子、配線層および素子分離領域（図示せず）を形成する。第１の層間絶縁層１２にスルーホールおよびコンタクト層（図示せず）を形成する。第１の配線絶縁層２０および第１の配線層２２を形成し、必要に応じて第１の配線絶縁層２０および第１の配線層２２をＣＭＰ法により研磨し平坦化することによって、第１の配線絶縁層２０の上面と第１の配線層２２の上面とが、基板を基準としてほぼ同一の高さとなるようにする。
【００２８】
図２に示すように、第１の配線層２２および第１の配線絶縁層２０上に、スルーホール３２が形成されることになる第２の層間絶縁層３０と、配線溝４２が形成されることになる第２の配線絶縁層４０（以下総称して「絶縁層５０」という）を一体的に連続して形成する。絶縁層５０の構成物質としては、たとえば酸化シリコン、好ましくは比誘電率が３以下の無機または有機の低誘電率材料などを挙げることができる。無機の低誘電率材料としては、たとえばフッ素添加の酸化シリコン、酸化シリコン系化合物、ポーラスシリコン化合物などを挙げることができ、有機の低誘電率材料としては、たとえば有機ポリマーなどを挙げることができる。絶縁層５０の形成方法としては、たとえば高密度プラズマＣＶＤ法，熱ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法，常圧ＣＶＤ法，スピンコート法などの塗布法，スパッタ法，熱蒸着法などを挙げることができる。堆積させる絶縁層５０の膜厚としては、デバイスの設計によるが、たとえば２００〜２０００ｎｍである。
【００２９】
（２）レジスト層の形成
図３に示すように、絶縁層５０上にポジ型のレジスト層６０を形成する。次に、図４に示すように、ポジ型のレジスト層６０の所定の部分を露光する。すなわち、スルーホール３２を形成しようとする領域の上方におけるポジ型のレジスト層６０の部分を露光し、ポジ型のレジスト層の露光部６０ａと、ポジ型のレジスト層の非露光部６０ｂとを形成する。
【００３０】
次に、図５に示すように、ポジ型のレジスト層６０の上にネガ型のレジスト層６４を形成する。次に、図６に示すように、ネガ型のレジスト層６４の所定の部分を露光する。すなわち、配線溝４２を形成しようとする領域の上方におけるネガ型のレジスト層６４の部分以外の部分を露光し、ネガ型のレジスト層の露光部６４ａと、ネガ型のレジスト層の非露光部６４ｂとを形成する。
【００３１】
次に、図７に示すように、現像液を用いてネガ型のレジスト層の非露光部６４ｂを除去し開口部６６を形成し、ネガ型のレジスト層６４をパターニングする。この開口部６６は、配線溝４２が形成されることになる領域の上方において形成されている。ネガ型のレジスト層の非露光部６４ｂを除去する現像液としては、ポジ型のレジスト層の非露光部６０ｂを除去しないものであれば特に限定されない。ネガ型のレジスト層の非露光部６４ｂを除去する現像液の具体例としては、たとえば、エステルやキシレンなどの有機溶剤等を挙げることができる。
【００３２】
次に、図８に示すように、現像液を用いてポジ型のレジスト層の露光部６０ａを除去し、開口部６２を形成し、ポジ型のレジスト層６０をパターニングする。この開口部６２は、スルーホール３２が形成されることになる領域の上方において形成されている。ポジ型のレジスト層の露光部６０ａを除去する現像液としては、ネガ型のレジスト層の露光部６４ａを除去しないものであれば特に限定されない。ポジ型のレジスト層の露光部６０ａを除去する現像液の具体例としては、たとえばテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）やコリンなどを主原料とした有機アルカリ水溶液などを挙げることができる。
【００３３】
以下、残存したポジ型のレジスト層の非露光部６０ｂを「第１のレジスト層Ｒ１」といい、残存したネガ型のレジスト層の露光部を「第２のレジスト層Ｒ２」という。さらに以下において、第１のレジスト層Ｒ１と第２のレジスト層Ｒ２とを総称して「レジスト層Ｒ」という。第２のレジスト層Ｒ２には、所定の位置に開口部６６が形成されている。また、第２のレジスト層Ｒ２の所定の開口部６６の下には、第２のレジスト層Ｒ２において開口部６２が形成されている。そのため、レジスト層Ｒには、階段状の開口部Ｈが形成されている。
【００３４】
（３）階段状の溝部の形成
次に、レジスト層Ｒと絶縁層５０とを同時にエッチングし、図１２に示すように、レジスト層Ｒの開口部Ｈの形状を絶縁層５０に転写し、階段状の溝部８０を形成する。すなわち、絶縁層５０の上部（第２の配線絶縁層４０）において配線溝４２を、絶縁層５０の下部（第２の層間絶縁層３０）においてスルーホール３２を、同時にかつ自己整合的に形成する。
【００３５】
以下、レジスト層Ｒと絶縁層５０とを同時にエッチングすることによって、レジスト層Ｒの開口部Ｈの形状が絶縁層５０に転写される過程を、図９〜図１２を参照しながら説明する。
【００３６】
まず、図９に示すように、第２のレジスト層Ｒ２の開口部６２における絶縁層５０がエッチングされはじめる。すなわち、スルーホール３２が形成されることになる領域の上方における絶縁層５０がエッチングされ、絶縁層５０の上部において溝部５２が形成される。絶縁層５０のエッチングの際、レジスト層Ｒも同時にエッチングされる。こうしてエッチングが進行することにより、図１０に示すように、第１のレジスト層Ｒ１によって被覆されていなかった第２のレジスト層Ｒ２が除去された段階で、溝部５２の形状は、スルーホール３２の原型を有することになる。
【００３７】
さらにエッチングを継続すると、図１１に示すように、第１のレジスト層Ｒ１の開口部６６における絶縁層５０、具体的には配線溝４２が形成される領域の絶縁層５０がエッチングされていく。なお、この絶縁層５０のエッチングの際においても、レジスト層Ｒもエッチングされていく。また、絶縁層５０のエッチングは、溝部５２の形状を維持しながら進行していき、溝部５２の底面が第１の配線層２２の上面に達するまで行われる。
【００３８】
溝部５２の底面が第１の配線層２２に達した段階で、図１２に示すように、絶縁層５０の上部（第２の配線絶縁層４０）において配線溝４２が形成され、絶縁層５０の下部（第２の層間絶縁層３０）においてスルーホール３２が形成される。以上のようにして、絶縁層５０において、レジスト層Ｒの開口部Ｈの形状が転写した階段状の溝部８０が形成される。エッチングを終了した段階で、絶縁層５０の上にレジスト層Ｒが残存していた場合には、必要に応じてレジスト層Ｒを除去することができる。
【００３９】
絶縁層５０とレジスト層Ｒとを同時にエッチングする際のエッチング法としては、好ましくはドライエッチング法である。ドライエッチング法によれば、エッチング条件（たとえばエッチャント，プラズマ密度，圧力，温度）を調整することにより、絶縁層５０のエッチングレートとレジスト層Ｒのエッチングレートとを独立に変えることができる。また、第１のエッチングと後述の第２のエッチングとを同一装置内で実施することができる。また、このエッチングのエッチャントとしては、絶縁層５０とレジスト層Ｒとを同時にエッチングすることができるものであれば特に限定されないが、ＣＦ系のガスを含む混合ガスであることが好ましい。このＣＦ系のガスとしては、ＣＦ4 ，ＣＨＦ3 ，Ｃ2 Ｆ6 ，Ｃ4 Ｆ8 およびＣ5 Ｆ8 から選択される少なくとも１種であることが好ましい。また、ＣＦ系のガスを含む混合ガスは、ＣＯ，Ａｒ，Ｏ2 およびＮ2 から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００４０】
（４）配線層とコンタクト層との形成
次いで、図１３に示すように、スルーホール３２および配線溝４２を充填するように、絶縁層５０上に導電層７０を形成する。導電層７０は、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、純Ｃｕなどの１層の配線層からなるもの、Ｗ埋め込み配線層またはこれらのいずれかからなる配線層の下層にＴｉ，ＴｉＮなどのバリア膜やウエッティング層などを形成した積層構造であってもよい。積層構造の具体例としては、Ａｌ合金層を主体とする配線層の場合、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ−Ｃｕ，Ｔｉ／Ａｌ−Ｃｕ，Ｔａ／ＴａＮ／Ａｌ−Ｃｕ，Ｎｂ／Ａｌ−Ｃｕなどの積層構造を挙げられ、Ｃｕを主体とする配線層の場合、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ｃｕ，Ｔａ／ＴａＮ／Ｃｕ，ＷＮ／Ｃｕなどの積層構造を挙げることができる。導電層７０を形成する方法としては、たとえばＣＶＤ法，メッキを利用した方法，スパッタリング，蒸着法，塗布法などを挙げることができる。
【００４１】
次に、導電層７０を研磨し平坦化し、第２の配線絶縁層４０の上面と、導電層７０の上面とが、基板を基準としてほぼ同一の高さとなるようにする。導電層７０の研磨の方法として、たとえばＣＭＰ法，ドライエッチバック，ウエット除去などを挙げることができる。
【００４２】
以上のようにして、スルーホール３２にはコンタクト層３４が形成され、配線溝４２には第２の配線層４４が形成される。こうして、図１に示す、本実施の形態にかかる半導体装置１００が完成する。
【００４３】
本実施の形態において特徴的な点は、たとえば以下の点にある。
【００４４】
（１）第１に、レジスト層Ｒと絶縁層５０とを同時にエッチングし、絶縁層５０にレジスト層Ｒの開口部Ｈの形状が反映された階段状の溝部８０を形成したこと、すなわち配線溝４２とスルーホール３２とを同時かつ自己整合的に形成したことである。このようにしてスルーホール３２と配線溝４２とを形成したことにより、たとえば、次のような利点がある。
【００４５】
第２の層間絶縁層３０と第２の配線絶縁層４０との間に、窒化シリコン膜を介在させることなく、スルーホール３２と配線溝４２とを同時に形成することができる。このため、窒化シリコン膜を介在させる工程および窒化シリコン膜を開口する工程を減らすことができる。
【００４６】
また、本実施の形態においては、絶縁層５０のエッチングにおいて、同時にレジスト層Ｒを除去している。このため、レジスト層Ｒを除去する工程を減らすことができる。また、絶縁層５０の階段状の溝部８０の形状は、レジスト層Ｒの開口部Ｈの形状が反映した形状となっているため、レジスト層Ｒの形状（特に第１のレジスト層Ｒ１の膜厚，第２のレジスト層Ｒ２の膜厚）、エッチング条件（たとえば各レジスト層と絶縁層との選択比）等を制御することのみで、絶縁層５０におけるスルーホール３２と配線溝４２との深さの比を制御することができる。
【００４７】
また、スルーホール３２と配線溝４２とを同時に形成することができるため、工程の簡素化が図られる。
【００４８】
（２）第２に、以下の工程を含む方法により、レジスト層Ｒを形成したことである。１）絶縁層５０の上にポジ型のレジスト層６０を形成・露光し、次いでポジ型のレジスト層６０の上にネガ型のレジスト層６４を形成・露光する工程。２）ポジ型のレジスト層の非露光部６０ｂを除去しない現像液によって、ネガ型のレジスト層６４を現像し、所定の位置に開口部６６を形成する工程。３）ネガ型のレジスト層の露光部６４ａを除去しない現像液によって、ポジ型のレジスト層６０を現像し、所定の位置に開口部６２を形成する工程。
【００４９】
このようにしてレジスト層Ｒを形成することによって、以下の理由で、レジスト層Ｒの開口部Ｈの形状を、きれいな階段形状、すなわち第２のレジスト層Ｒ２の開口部６６の底面と、第１のレジスト層Ｒ１の開口部６２の側面とのなす角をほぼ直角にすることができる。
【００５０】
ネガ型のレジスト層６４を現像する現像液として、ポジ型のレジスト層の非露光部６０ｂを除去しないものを用いているため、ネガ型のレジスト層６４の現像の際、ポジ型のレジスト層の非露光部６０ｂの形状は変化しない。また、ポジ型のレジスト層６０を現像する現像液として、ネガ型のレジスト層の露光部６４ａを除去しないものを用いているため、ポジ型のレジスト層６０の現像の際、ネガ型のレジスト層の露光部６４ａの形状は変化しない。このような理由で、レジスト層Ｒの開口部Ｈの形状をきれいな階段形状にすることができる。
【００５１】
また、スルーホール３２を形成するためのフォトリソ技術を軽減することができる。つまり、スルーホール３２のパターンを、ポジ型のレジスト層６０のパターンに依存させているため、アライメントエラーに起因するスルーホール３２の細りがなく、メタルのＧａｐ−ｆｉｌｌマージン不足による断線、ＥＭ（エレクトロマイグレーション）劣化、コンタクト抵抗の増大を防止することができ、その結果、配線の信頼性が増す。
【００５２】
本実施の形態は、本発明の要旨を越えない範囲において、種々の変更が可能である。たとえば次のような変更が可能である。
【００５３】
（１）上記の実施の形態においては、第１の配線層２２の上に形成された絶縁層５０にスルーホール３２と配線溝４２とを同時に形成したが、本実施の形態に示した方法は、半導体素子が形成された基板１０の表面に形成された第１層目、あるいは第２層目より上の絶縁層５０にコンタクトホールと配線溝４２とを同時に形成する場合にも適用できる。
【００５４】
（２）上記の実施の形態においては、レジスト層Ｒは、ポジ型のレジスト層６０の上にネガ型のレジスト層６４が形成された形態であったが、これとは逆にネガ型のレジスト層の上にポジ型のレジスト層が形成された形態であってもよい。
【００５５】
（３）上記の実施の形態においては、ポジ型のレジスト層６０を露光した後、ポジ型のレジスト層６０を現像せずにその上にネガ型のレジスト層６４を形成したが、ポジ型のレジスト層６０を現像した後、ネガ型のレジスト層６４を形成してもよい。
【００５６】
（４）上記の実施の形態においては、ネガ型のレジスト層とポジ型のレジスト層との現像に異なる現像液を用いたが、同一の現像液を使用し、途中で現像液の濃度を変えることで、同時に２層のレジスト層の開口部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図３】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図５】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図６】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図７】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図８】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図９】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図１０】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図１１】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図１２】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図１３】実施の形態に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図１４】従来例に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図１５】従来例に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図１６】従来例に係る半導体装置の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０      基板
１２      第１の層間絶縁層
２０      第１の配線絶縁層
２２      第１の配線層
３０      第２の層間絶縁層
３２      スルーホール
３４      コンタクト層
４０      第２の配線絶縁層
４２      配線溝
４４      第２の配線層
５０      絶縁層
５２      溝部
Ｒ        レジスト層
Ｈ        レジスト層の開口部
Ｒ１      第１のレジスト層
Ｒ２      第２のレジスト層
６０      ポジ型のレジスト層
６０ａ    ポジ型のレジスト層の露光部
６０ｂ    ポジ型のレジスト層の非露光部
６２      ポジ型のレジスト層の開口部
６４      ネガ型のレジスト層
６４ａ    ネガ型のレジスト層の露光部
６４ｂ    ネガ型のレジスト層の非露光部
６６      ネガ型のレジスト層の開口部
７０      導電層
８０      階段状の溝部
１００    半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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