(57)【要約】【課題】デュアルダマシン法により形成されるビアの肥大を抑制する。【解決手段】絶縁層２０のトレンチ形成領域２０ａ内のビアホール領域２０ｂに、ビアホール２１を形成し、トレンチ形成領域２０ａの外側の絶縁層２０上、並びにビアホール２１内及びビアホール２１上に、レジスト４０及びレジスト５０を形成し、レジスト４０及びレジスト５０を用いた絶縁層２０のエッチングにより、トレンチ形成領域２０ａに、ビアホール２１と連通するトレンチを形成する。トレンチ形成領域２０ａのエッチング時に、先に形成したビアホール２１が広がるのを抑え、ビアホール２１に導体材料を埋め込んで形成されるビアの肥大を抑える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁層の第１領域内の第１部位に、第１ビアホールを形成する工程と、
前記第１領域の外側の前記第１絶縁層上、並びに前記第１ビアホール内及び前記第１ビアホール上に、レジストを形成する工程と、
前記レジストを用いた前記第１絶縁層のエッチングにより、前記第１領域に、前記第１ビアホールと連通するトレンチを形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記トレンチを形成する工程後に、前記第１ビアホール内及び前記トレンチ内に導体材料を埋め込み、前記第１ビアホール内にビアを形成し、前記トレンチ内に第１配線を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記トレンチの形成工程における前記エッチングの終了時点での前記第１部位における前記レジストの高さは、前記トレンチの底面の高さと等しいか又は高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記レジストを形成する工程は、前記第１領域の外側の前記第１絶縁層及び前記ビアホールを遮光又は透光するマスクを用いて露光及び現像する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記レジストを形成する工程は、
前記第１ビアホール内に、第１レジストを形成する工程と、
前記第１領域の外側の前記第１絶縁層上、及び前記第１レジストが形成された前記第１ビアホール上に、第２レジストを形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１レジストに非感光性樹脂を用い、前記第２レジストに感光性樹脂を用いることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記レジストを形成する工程前に、前記第１領域内の、前記第１領域の端から前記第１部位よりも内側に位置する第２部位に、第２ビアホールを形成する工程を含み、
前記レジストを形成する工程では、前記第１領域の外側の前記第１絶縁層上、前記第１ビアホール内及び前記第１ビアホール上、並びに前記第２ビアホール内に、前記レジストを形成し、
前記トレンチを形成する工程では、前記レジストを用いた前記第１絶縁層のエッチングにより、前記第１領域に、前記第１ビアホール及び前記第２ビアホールと連通する前記トレンチを形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第１絶縁層は、第２絶縁層上に設けられ、
前記第２絶縁層は、前記第１領域に対応する第２領域に、前記第１ビアホール及び前記第２ビアホールに対応する位置を通るように延在された第２配線と、前記第２配線と並んで延在され且つ前記第２配線とは異なる電位に設定される第３配線とを有することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１ビアホール上の前記レジストは、前記第１ビアホールの直上と、前記第１ビアホールの外周の少なくとも一部とに跨って形成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記一部は、前記第１ビアホールの外周のうち、前記第１ビアホールから前記第２配線と前記第３配線とが並ぶ方向の部位であることを特徴とする、請求項８を引用する請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造に関し、層間絶縁膜等の絶縁層に形成した、ビアホール及びそれに連通するトレンチに、導体材料を埋め込み、ビアホールにビアを形成し、トレンチに配線を形成する、デュアルダマシン法が知られている。このようなデュアルダマシン法の１つとして、絶縁層に、先にビアホールをエッチングで形成し、次いでそれに連通するトレンチをエッチングで形成して、ビアホール及びトレンチに導体材料を埋め込む方法（先ビアデュアルダマシン法とも称される）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０１／００１４８０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁層に、先にビアホールをエッチングで形成し、次いでそれに連通するトレンチをエッチングで形成する方法の場合、先に形成されたビアホールが、トレンチ形成時のエッチングに晒されることで広がり、形成されるビアが所定のサイズよりも肥大することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一観点によれば、第１絶縁層の第１領域内の第１部位に、第１ビアホールを形成する工程と、前記第１領域の外側の前記第１絶縁層上、並びに前記第１ビアホール内及び前記第１ビアホール上に、レジストを形成する工程と、前記レジストを用いた前記第１絶縁層のエッチングにより、前記第１領域に、前記第１ビアホールと連通するトレンチを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
トレンチ形成時のエッチングによるビアホールの広がりを抑えることが可能になり、肥大が抑えられたビアを備える半導体装置を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】半導体装置の構成例を示す図である。
【図２】デュアルダマシン法の第１の例を示す図である。
【図３】デュアルダマシン法の第２の例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その１）である。
【図５】第１の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その２）である。
【図６】多層配線内の導体部のレイアウト例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その１）である。
【図８】第２の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その２）である。
【図９】第２の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その３）である。
【図１０】第２の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その４）である。
【図１１】第２の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その５）である。
【図１２】第２の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。
【図１３】多層配線の形成方法の別例を示す図（その１）である。
【図１４】多層配線の形成方法の別例を示す図（その２）である。
【図１５】多層配線の形成方法の別例を示す図（その３）である。
【図１６】多層配線の形成方法に用いるマスクの別例を示す図である。
【図１７】第３の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その１）である。
【図１８】第３の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その２）である。
【図１９】第４の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。
【図２０】第４の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。
【図２１】第５の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。
【図２２】第５の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。
【図２３】第６の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。
【図２４】第６の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。
【図２５】第７の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。
【図２６】第７の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その１）である。
【図２７】第７の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
はじめに、デュアルダマシン法の一例について述べる。ここでは一例として、半導体装置の多層配線の形成に用いられ、先にビアホールを形成し、続いてトレンチを形成するデュアルダマシン法、いわゆる先ビアデュアルダマシン法について述べる。
【０００９】
図１は半導体装置の構成例を示す図である。
図１に示す半導体装置１は、半導体基板２、及び半導体基板２上に設けられた多層配線３を有する。
【００１０】
半導体基板２には、例えばシリコン（Ｓｉ）基板が用いられる。半導体基板２には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）等の化合物半導体基板が用いられてもよい。半導体基板２には、トランジスタ、抵抗、容量等の各種回路素子が形成される。ここでは回路素子の一例として、素子分離領域２ａで画定される素子領域に形成されたトランジスタ４を図示している。
【００１１】
例示のトランジスタ４は、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型電界効果トランジスタである。トランジスタ４は、半導体基板２上に設けられたゲート絶縁膜４ａ、ゲート絶縁膜４ａ上に設けられたゲート電極４ｂ、及びゲート電極４ｂの側壁に設けられた絶縁性のスペーサ４ｃを有する。ゲート電極４ｂの両側の半導体基板２内には、トランジスタ４のソース及びドレインとして機能する不純物領域４ｄが設けられる。
【００１２】
このようなトランジスタ４等の回路素子が形成された半導体基板２上に、多層配線３が形成される。
多層配線３は、絶縁部３ａ、及び絶縁部３ａ内に設けられた導体部３ｂを有する。絶縁部３ａには、酸化シリコン（ＳｉＯ）、炭素含有酸化シリコン（ＳｉＯＣ）、ＳｉＣ等の絶縁材料が１種又は複数種用いられる。導体部３ｂには、銅（Ｃｕ）等の導体材料が用いられた配線、配線に接続されたビア等が含まれる。導体部３ｂは、半導体基板２に形成されたトランジスタ４等の回路素子と電気的に接続され、例えば図１に示すように、導体部３ｂの一部がトランジスタ４のゲート電極４ｂ及び不純物領域４ｄに接続される。
【００１３】
例えば上記のような半導体装置１における多層配線３の、その絶縁部３ａ内の導体部３ｂ（ビアとそれに接続される上側配線）の形成に、デュアルダマシン法（先ビアデュアルダマシン法）が用いられる。
【００１４】
図２はデュアルダマシン法の第１の例を示す図である。図２（Ａ）〜図２（Ｃ）には、第１の例に係るデュアルダマシン法の各工程の要部断面を模式的に図示している。
第１の例では、まず図２（Ａ）に示すように、所定の層１０上に設けられた絶縁層２０に、ビアホール２１が形成される。
【００１５】
層１０は、絶縁膜若しくは配線、又は絶縁膜とその内部に形成された配線とを含む層である。層１０の絶縁膜には、ＳｉＯ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣ等の絶縁材料が用いられる。層１０の配線には、Ｃｕ等の導体材料が用いられる。
【００１６】
層１０上の絶縁層２０は、ＳｉＯ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣ等の絶縁材料が用いられた単層又は積層構造を有する。このような絶縁層２０の一部、即ちビアホール２１を形成する領域のエッチング（ドライエッチング）が行われ、絶縁層２０にビアホール２１が形成される。
【００１７】
ビアホール２１の形成後、図２（Ｂ）に示すようなレジスト３０が形成される。レジスト３０には、絶縁層２０の、ビアホール２１を包含する領域であって配線用トレンチを形成する領域（トレンチ形成領域）２０ａに対応する、開口部３１が設けられる。このような開口部３１が設けられたレジスト３０がマスクとして用いられ、絶縁層２０のエッチング（ドライエッチング）が行われる。
【００１８】
レジスト３０を用いた絶縁層２０のエッチングにより、例えば図２（Ｃ）に示すような、ビアホール２１に連通するトレンチ２２が形成される。この第１の例では、トレンチ２２の形成時に、先に形成されているビアホール２１の内壁が、そのトレンチ２２の形成時のエッチングに晒される。そのため、ビアホール２１は、図２（Ｃ）に示すように、トレンチ２２の形成前よりも広がる場合がある。尚、図２（Ｃ）には、トレンチ２２の形成時にビアホール２１の広がりが発生しないと仮定した時の、ビアホール２１及びトレンチ２２の断面形状の一例を、点線で模式的に図示している。
【００１９】
トレンチ２２の形成時にビアホール２１の広がりが発生すると、その後、ビアホール２１及びトレンチ２２にＣｕ等の導体材料を埋め込んだ時に、肥大したビアがビアホール２１に形成され、そのようなビアに接続される配線がトレンチ２２に形成される。即ち、上記図１に示した半導体装置１における多層配線３の、その絶縁部３ａ内に設けられる導体部３ｂの一部のビアとそれに接続される上側配線が、そのような肥大したビアとそれに接続される配線として形成される。ビアの肥大は、そのビアの周辺に設けられるショートを引き起こすような他の導体との接触、例えばビアとそれに接続される上側配線とは異なる電位に設定される下側配線との接触を招く恐れがある。また、ビアの肥大は、ビアホール２１とそれに連通するトレンチ２２に埋め込む導体材料の増大、それによる材料コストや製造コストの増大を招く恐れがある。
【００２０】
図３はデュアルダマシン法の第２の例を示す図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）には、第２の例に係るデュアルダマシン法の各工程の要部断面を模式的に図示している。
第２の例では、まず上記図２（Ａ）のように、所定の層１０上の絶縁層２０にビアホール２１が形成される。その後、図３（Ａ）に示すように、ビアホール２１内の一部にレジスト６０が形成される。その後、図３（Ｂ）に示すような、トレンチ形成領域２０ａに対応する開口部３１が設けられたレジスト３０が形成される。レジスト３０がマスクとして用いられ、絶縁層２０のエッチング（ドライエッチング）が行われる。
【００２１】
この第２の例のように、ビアホール２１内の一部にレジスト６０が形成されていると、トレンチ２２の形成時に、そのエッチングからビアホール２１の内壁の一部及び底（層１０の表面）が保護され得る。しかし、トレンチ２２の形成時には、トレンチ形成領域２０ａの表面のほか、ビアホール２１の内壁の、レジスト６０で覆われていない部位も、エッチングに晒される。更に、エッチングの過程で、ビアホール２１内のレジスト６０の膜厚減少が進行し、或いはそれによってビアホール２１内のレジスト６０が枯渇し、ビアホール２１の内壁の、当初はレジスト６０で覆われていた部位が、エッチングに晒されることも起こり得る。
【００２２】
先に形成されているビアホール２１の内壁が、トレンチ２２の形成時のエッチングに晒されると、上記同様、図３（Ｃ）に示すように、ビアホール２１がトレンチ２２の形成前よりも広がる場合がある。尚、図３（Ｃ）には、トレンチ２２の形成時にビアホール２１の広がりが発生しないと仮定した時の、ビアホール２１及びトレンチ２２の断面形状の一例を、点線で模式的に図示している。
【００２３】
トレンチ２２の形成時にビアホール２１の広がりが発生すると、その後、ビアホール２１及びトレンチ２２にＣｕ等の導体材料を埋め込んだ時に、肥大したビアがビアホール２１に形成され、そのようなビアに接続される配線がトレンチ２２に形成される。即ち、上記図１に示した多層配線３の、導体部３ｂの一部のビアとそれに接続される上側配線が、そのような肥大したビアとそれに接続される配線として形成される。上記のように、ビアの肥大は、周辺の他の導体との接触によりショートを招いたり、導体材料やコストの増大を招いたりする恐れがある。
【００２４】
以上のような点に鑑み、ここでは、例えば以下に第１の実施の形態として示すような方法を用いることにより、トレンチ形成時のビアホールの広がりを抑え、形成されるビアの肥大を抑える。
【００２５】
第１の実施の形態について説明する。
図４及び図５は第１の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。図４（Ａ）には、多層配線形成の一工程の要部断面を模式的に図示し、図４（Ｂ）には、多層配線形成の一工程の要部平面を模式的に図示している。尚、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）のＬ１−Ｌ１線の位置の断面を模式的に示す図である。また、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）には、図４（Ａ）の工程に続く各工程の要部断面を模式的に図示している。
【００２６】
まず上記図２（Ａ）のように、所定の層１０上の絶縁層２０にビアホール２１が形成される。
その後、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、ビアホール２１の領域（ビアホール領域）２０ｂに、レジスト４０が形成され、絶縁層２０上であってビアホール領域２０ｂを包含するトレンチ形成領域２０ａの外側に、レジスト５０が形成される。ビアホール領域２０ｂに形成されるレジスト４０、及びトレンチ形成領域２０ａの外側に形成されるレジスト５０は、複数回又は１回のレジスト形成プロセスで形成される。ビアホール領域２０ｂを除くトレンチ形成領域２０ａには、レジスト５０の開口部５１が設けられる。ビアホール領域２０ｂに形成されるレジスト４０は、ビアホール２１内及びビアホール２１上に、即ち絶縁層２０よりも厚く、形成される。
【００２７】
レジスト４０及びレジスト５０の形成後、それらがマスクとして用いられ、絶縁層２０のエッチング（ドライエッチング）が行われる。このエッチングにより、図５（Ａ）に示すように、レジスト５０の開口部５１、即ちトレンチ形成領域２０ａに、ビアホール２１に連通するトレンチ２２が形成される。
【００２８】
トレンチ２２が形成されるエッチングの際には、例えば図５（Ａ）に示すように、絶縁層２０上のトレンチ形成領域２０ａ外に形成されたレジスト５０の膜厚減少が進行し得る。また、トレンチ２２が形成されるエッチングの際には、トレンチ２２の形成に伴い、トレンチ形成領域２０ａ内のビアホール領域２０ｂに形成されたレジスト４０の膜厚減少が進行し得る。但し、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、ビアホール領域２０ｂには、トレンチ２２が形成されるエッチング前に予め、ビアホール２１内及びビアホール２１上にレジスト４０が形成される。そのため、トレンチ２２が形成されるエッチングの際、レジスト４０は枯渇せず、ビアホール２１の内壁はレジスト４０で保護される。
【００２９】
このようにビアホール２１の内壁がレジスト４０で保護された状態で絶縁層２０のエッチングが進行し、トレンチ２２が形成される。
トレンチ２２の形成後は、図５（Ｂ）に示すように、絶縁層２０上のレジスト５０、及びビアホール２１のレジスト４０が除去される。レジスト５０及びレジスト４０は、例えば、酸素（Ｏ2）やオゾン（Ｏ3）を用いたアッシングにより除去される。
【００３０】
レジスト５０及びレジスト４０の除去後は、図５（Ｃ）に示すように、ビアホール２１及びトレンチ２２にＣｕ等の導体材料が埋め込まれ、ビアホール２１にビア２１ａが形成されると共に、トレンチ２２にビア２１ａと接続される配線２２ａが形成される。尚、ビア２１ａ及び配線２２ａと、絶縁層２０との界面には、チタン（Ｔｉ）若しくはタンタル（Ｔａ）又はそれらの窒化物等が用いられたバリアメタル層が設けられてよい。
【００３１】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）並びに図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すようなビア２１ａ及び配線２２ａの形成方法が、例えば上記図１に示した半導体装置１における多層配線３の、導体部３ｂの一部のビアとそれに接続される上側配線の形成に用いられる。
【００３２】
ビア２１ａ及び配線２２ａの形成方法では、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、トレンチ２２が形成されるエッチング前に予め、ビアホール２１内及びビアホール２１上にレジスト４０が形成される。そのため、図５（Ａ）に示すように、トレンチ２２が形成されるエッチングの際、そのエッチングからビアホール２１の内壁がレジスト４０で保護される。これにより、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すような、内壁がエッチングに晒されることによる広がりが抑えられたビアホール２１が形成され、そのようなビアホール２１に導体材料が埋め込まれ、図５（Ｃ）に示すような、肥大が抑えられたビア２１ａが形成される。
【００３３】
ビア２１ａの肥大が抑えられることで、ショートを引き起こすような他の導体との接続、例えばビア２１ａ及び配線２２ａ（上側配線）とは異なる電位に設定される層１０内の配線（下側配線）との接続が抑えられるようになる。また、ビア２１ａの肥大が抑えられることで、ビアホール２１及びトレンチ２２に埋め込まれる導体材料の増大、それによる材料コストや製造コストの増大が抑えられるようになる。
【００３４】
次に、第２の実施の形態について説明する。
半導体装置の多層配線内には、次の図６に示すようなレイアウトの導体部が設けられ得る。
【００３５】
図６は多層配線内の導体部のレイアウト例を示す図である。図６（Ａ）には、導体部の一例の平面レイアウトを模式的に図示し、図６（Ｂ）には、図６（Ａ）のＬ２−Ｌ２線の位置の断面レイアウトを模式的に図示している。
【００３６】
多層配線には、例えば、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような下側配線１１０群、ビア１２０群及び上側配線１３０を含む導体部１００が設けられる。尚、導体部１００の下側配線１１０群、ビア１２０群及び上側配線１３０には、Ｃｕ等の導体材料が用いられる。
【００３７】
下側配線１１０群（一例として３本）は、それぞれＹ方向に延在され、このような下側配線１１０群が、Ｘ方向に並設される。下側配線１１０群には、第１電位に設定される第１下側配線１１１と、第１電位とは異なる第２電位に設定される第２下側配線１１２とが含まれる。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には、１本の第１下側配線１１１が、２本の第２下側配線１１２群に挟まれて配置された場合を例示している。
【００３８】
第１下側配線１１１及び第２下側配線１１２群のうち、第１下側配線１１１の上には、ビア１２０群（一例として３つ）がＹ方向に並設される。ここではビア１２０群を平面矩形状で図示するが、ビア１２０群の平面形状はこれに限定されるものではなく、略矩形状、円形状、略円形状、楕円状、略楕円状等の平面形状であってもよい。
【００３９】
上側配線１３０は、下側配線１１０群が延在されるＹ方向と直交する方向、即ち下側配線１１０群が並設されるＸ方向に延在される。上側配線１３０は、一部が下側配線１１０群の上方に位置するように、即ち部分的に下側配線１１０群とオーバーラップするように、配置される。上側配線１３０の配線幅（Ｙ方向の幅）は、下側配線１１０の配線幅（Ｘ方向の幅）よりも太幅とされる。上側配線１３０は、第２下側配線１１２間の第１下側配線１１１に、ビア１２０群で接続される。
【００４０】
このようなレイアウトの導体部１００を含む多層配線の形成方法の一例を、次の図７〜図１２を参照して説明する。
図７〜図１１は第２の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。ここで、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）、図９（Ａ）、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）及び図１１（Ａ）には、下側配線１１０群が延在されるＹ方向に、それらのうちの第１下側配線１１１を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。図９（Ｂ）及び図１１（Ｂ）には、下側配線１１０群が並設されるＸ方向に、ビア１２０（そのビアホール３４０）を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。また、図１２は第２の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）には、マスクの一例の要部平面を模式的に図示している。以下、各工程について説明する。
【００４１】
図７（Ａ）には、第１レジスト形成工程の要部断面を模式的に図示している。
例えば、図７（Ａ）に示すような、層２００、及びその上に設けられた絶縁層３００を含む構造が準備される。
【００４２】
層２００には、絶縁膜２１０、及びその表層部に形成された下側配線１１０群（ここでは第１下側配線１１１を図示）が含まれる。絶縁膜２１０には、ＳｉＯＣ等の絶縁材料が用いられる。第１下側配線１１１（下側配線１１０群）には、Ｃｕ等の導体材料が用いられる。
【００４３】
層２００上の絶縁層３００には、カバー膜３１０、その上に形成された層間絶縁膜３２０、更にその上に形成されたカバー膜３３０が含まれる。カバー膜３１０及びカバー膜３３０には、ＳｉＣ等の絶縁材料が用いられる。層間絶縁膜３２０には、ＳｉＯＣ等の絶縁材料が用いられる。カバー膜３１０及びカバー膜３３０の膜厚は、例えば５０ｎｍとされる。層間絶縁膜３２０の膜厚は、例えば４５０ｎｍとされる。
【００４４】
このような絶縁層３００上に、図７（Ａ）に示すように、レジスト４００が形成される。レジスト４００は、第１下側配線１１１の上方の、ビアホールを形成する位置に、開口部４１０を有する。
【００４５】
開口部４１０を有するレジスト４００は、例えば、絶縁層３００上にポジ型又はネガ型の感光性樹脂を塗布し、それを露光及び現像することで、形成される。感光性樹脂の露光には、例えば図１２（Ａ）に示すようなマスク４５０が用いられる。
【００４６】
図１２（Ａ）に示すマスク４５０は、遮光部の領域４５２内にビアホール（開口部４１０）に対応する透光部の領域４５１が設けられた構成、又は、透光部の領域４５２内にビアホール（開口部４１０）に対応する遮光部の領域４５１が設けられた構成とされる。このようなマスク４５０が用いられ、層２００上の絶縁層３００の上に、ビアホールを形成する位置に開口部４１０を有するレジスト４００が形成される。
【００４７】
図７（Ｂ）には、ビアホール形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
上記のようにして形成された、開口部４１０を有するレジスト４００をマスクにして、層２００上の絶縁層３００に対しエッチング（ドライエッチング）が行われる。このエッチングにより、図７（Ｂ）に示すように、第１下側配線１１１の上方に、ビアホール３４０が形成される。その際、ビアホール３４０は、カバー膜３３０及び層間絶縁膜３２０を貫通しカバー膜３１０に達するように形成され、第１下側配線１１１がカバー膜３１０で覆われてビアホール３４０の底に露出しないように形成される。ビアホール３４０の径は、例えば１３０ｎｍとされる。
【００４８】
ビアホール３４０の形成後、レジスト４００は除去される。
図８（Ａ）には、第２レジスト形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
ビアホール３４０の形成及びレジスト４００の除去後、図８（Ａ）に示すように、ビアホール３４０が形成された絶縁層３００上にレジスト５００が形成される。レジスト５００は、絶縁層３００のカバー膜３３０上、並びにビアホール３４０内及びビアホール３４０上に形成される。レジスト５００の材料には、非感光性樹脂が用いられる。このようなレジスト５００が、ビアホール３４０が形成された絶縁層３００上に塗布される。塗布時のレジスト５００の膜厚は、例えば８００ｎｍとされる。塗布されたレジスト５００は、その材料に応じた所定の方法で硬化される。
【００４９】
図８（Ｂ）には、第２レジスト除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト５００の形成後、図８（Ｂ）に示すように、そのレジスト５００の上部がエッチバックにより除去される。エッチバックにより除去されるレジスト５００の膜厚は、例えば４００ｎｍとされる。レジスト５００の上部がエッチバックにより除去されることで、絶縁層３００のカバー膜３３０が露出し、ビアホール３４０内の一部（層間絶縁膜３２０の部位）にレジスト５００が残存した状態が得られる。
【００５０】
図８（Ｃ）には、第３レジスト形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト５００のエッチバック後、図８（Ｃ）に示すように、絶縁層３００上及びレジスト５００上に更にレジスト６００が形成される。レジスト６００は、絶縁層３００のカバー膜３３０上、並びにビアホール３４０内（レジスト５００の未形成部位）及びビアホール３４０上（残存するレジスト５００上）に形成される。レジスト６００の材料には、感光性樹脂が用いられる。感光性樹脂には、ポジ型又はネガ型で、化学増幅型のものが用いられる。このようなレジスト６００が、絶縁層３００上及びレジスト５００上に塗布される。塗布時のレジスト６００の膜厚は、例えば４００ｎｍとされる。
【００５１】
図９（Ａ）には、第３レジスト除去工程の一例の要部断面を模式的に図示し、図９（Ｂ）には、図９（Ａ）のＬ３−Ｌ３線の位置に相当する断面を模式的に図示している。
レジスト６００の形成後、その露光及び現像が行われ、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すような開口部６１０が形成される。開口部６１０の形成により、レジスト６００は、ビアホール３４０を包含する領域であって上側配線用トレンチを形成する領域であるトレンチ形成領域３００ａのその外側、及びビアホール３４０内のレジスト５００上に残存する。トレンチ形成領域３００ａのＹ方向（第１下側配線１１１を含む下側配線１１０群の延在方向）の幅、即ちそのトレンチに形成される上側配線１３０の配線幅は、例えば５００ｎｍとされる。
【００５２】
開口部６１０を形成するためのレジスト６００の露光には、例えば図１２（Ｂ）に示すようなマスク６５０が用いられる。
図１２（Ｂ）に示すマスク６５０は、ビアホール３４０に対応する遮光部の領域６５１、トレンチ形成領域３００ａの外側に対応する遮光部の領域６５２、及びビアホール３４０を除くトレンチ形成領域３００ａに対応する透光部の領域６５３を含む構成とされる。或いはマスク６５０は、ビアホール３４０に対応する透光部の領域６５１、トレンチ形成領域３００ａの外側に対応する透光部の領域６５２、及びビアホール３４０を除くトレンチ形成領域３００ａに対応する遮光部の領域６５３を含む構成とされる。このようなマスク６５０が用いられ、レジスト６００が、トレンチ形成領域３００ａの外側、及びビアホール３４０内のレジスト５００上に残存するように、開口部６１０が形成される。
【００５３】
ここで形成されるレジスト６００と、先に形成されたレジスト５００により、ビアホール３４０内及びビアホール３４０上に、絶縁層３００から突出する厚さでレジスト（５００，６００）が形成され、このレジストによってビアホール３４０の内壁が覆われる。尚、このレジストの絶縁層３００からの突出量は少なくとも、次の図１０（Ａ）に示すトレンチ３５０の形成工程におけるエッチングの終了時点でもビアホール３４０の内壁がレジストで覆われているような突出量とされる。例えば、トレンチ３５０を形成する際のエッチング条件、レジストに用いられる材料（そのエッチング耐性）等を基に、レジストの絶縁層３００からの突出量が設定される。
【００５４】
図１０（Ａ）には、トレンチ形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の開口部６１０（図９（Ａ））の形成後、それをマスクにして、絶縁層３００に対しエッチング（ドライエッチング）が行われる。このエッチングにより、図１０（Ａ）に示すように、レジスト６００の開口部６１０に露出するカバー膜３３０及びその下の層間絶縁膜３２０が部分的に除去され、トレンチ形成領域３００ａに、ビアホール３４０に連通するトレンチ３５０が形成される。
【００５５】
このトレンチ３５０が形成されるエッチングの際には、図１０（Ａ）に示すように、絶縁層３００上のトレンチ形成領域３００ａの外側に形成されたレジスト６００の膜厚減少が進行し得る。
【００５６】
また、トレンチ３５０が形成されるエッチングの際には、図１０（Ａ）に示すように、トレンチ３５０の形成に伴い、トレンチ形成領域３００ａ内のビアホール３４０に形成されたレジスト５００上のレジスト６００の膜厚減少が進行し得る。但し、レジスト６００は、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、トレンチ３５０が形成されるエッチング前から予めビアホール３４０の内壁を覆うようにレジスト５００上に形成されている。そのため、エッチングでレジスト６００の膜厚減少が進行する場合でも、エッチングの際、ビアホール３４０の内壁及びレジスト５００は、レジスト６００で保護される。
【００５７】
このように、ビアホール３４０の内壁及びレジスト５００がレジスト６００で保護された状態で、カバー膜３３０及び層間絶縁膜３２０のエッチングが進行し、ビアホール３４０の広がりが抑えられてトレンチ３５０が形成される。
【００５８】
尚、レジスト６００は、トレンチ形成領域３００ａの端（Ｙ方向の端）に近く、形成されるトレンチ３５０の側壁に近いビアホール３４０に形成されているものほど、膜厚減少の速度、即ちエッチングレートが大きくなる場合がある。そのため、例えば図１０（Ａ）に示すように、トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４０（両端）には、トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４０（真ん中）に比べて、残存するレジスト６００の膜厚が薄くなる場合がある。
【００５９】
図１０（Ｂ）には、第２及び第３レジスト除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
トレンチ３５０の形成後、図１０（Ｂ）に示すように、絶縁層３００のカバー膜３３０上に残存するレジスト６００、並びにビアホール３４０内に残存するレジスト５００及びその上のレジスト６００が除去される。レジスト５００及びレジスト６００の除去は、酸素やオゾンを用いたアッシングにより行われる。
【００６０】
図１０（Ｃ）には、カバー膜除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト５００及びレジスト６００の除去後、図１０（Ｃ）に示すように、ビアホール３４０の底に露出するカバー膜３１０が、エッチング（ドライエッチング）により除去される。ビアホール３４０の底のカバー膜３１０が除去されることで、ビアホール３４０の底に第１下側配線１１１が露出する。
【００６１】
このカバー膜３１０が除去されるエッチングの際には、図１０（Ｃ）に示すように、カバー膜３１０と同種の材料が用いられるカバー膜３３０のエッチングも進行し得る。更に、カバー膜３１０（及びカバー膜３３０）が除去されるエッチングの際には、エッチングの性質上、図１０（Ｃ）に示すように、カバー膜３１０とは異なる材料が用いられる層間絶縁膜３２０のエッチングも進行し得る。この場合、層間絶縁膜３２０のエッチングの進行に伴い、トレンチ３５０の深さは増すものの、元々広がりが抑えられているビアホール３４０の形状（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ））とエッチングの異方性により、ビアホール３４０の広がりは抑えられる。
【００６２】
以上のようにして、絶縁層３００に、第１下側配線１１１に通じるビアホール３４０、及びそれに連通するトレンチ３５０が形成される。
図１１（Ａ）には、導体材料埋め込み工程の一例の要部断面を模式的に図示し、図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）のＬ４−Ｌ４線の位置に相当する断面を模式的に図示している。
【００６３】
絶縁層３００に形成されたビアホール３４０及びトレンチ３５０には、Ｃｕ等の導体材料が埋め込まれる。
導体材料の埋め込みは、例えば、次のような方法で行われる。スパッタ法により、ビアホール３４０及びトレンチ３５０の内面並びに絶縁層３００の上面にＣｕ等のシード層が形成され、それを給電層に用いた電解めっき法により、Ｃｕ等の導体材料が堆積される。これにより、ビアホール３４０内及びトレンチ３５０内が導体材料で埋め込まれると共に、絶縁層３００の上面に導体材料が堆積される。導体材料の堆積後、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等を用いて絶縁層３００の上面の導体材料が除去される。尚、シード層の形成前に、Ｔｉ若しくはＴａ又はそれらの窒化物等を用いてバリアメタル層が形成されてよい。
【００６４】
例えば上記のような方法により、ビアホール３４０及びトレンチ３５０に導体材料が埋め込まれ、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、ビアホール３４０にビア１２０が形成され、トレンチ３５０に上側配線１３０が形成される。これにより、第１下側配線１１１と上側配線１３０とがビア１２０で接続された導体部１００を有する多層配線が形成される。
【００６５】
上記図７〜図１２に示した形成方法では、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示したように、トレンチ３５０の形成前に予め、トレンチ形成領域３００ａのビアホール３４０内及びビアホール３４０上にレジスト（レジスト５００及びレジスト６００）が形成される。これにより、図１０（Ａ）に示したように、トレンチ３５０が形成されるエッチングの際、ビアホール３４０の内壁はレジストで保護され、エッチングによるビアホール３４０の広がりが抑えられる。その結果、図１０（Ｃ）に示したように、ビアホール３４０の底に第１下側配線１１１を露出させるエッチング後も、広がりが抑えられたビアホール３４０が得られ、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示したように、肥大したビア１２０の形成が効果的に抑えられる。
【００６６】
ここで比較のため、多層配線の形成方法の別例を図１３〜図１６に示す。
図１３〜図１５は多層配線の形成方法の別例を示す図である。ここで、図１３（Ａ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）及び図１５（Ａ）には、下側配線１１０群が延在されるＹ方向に、それらのうちの第１下側配線１１１を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。図１３（Ｂ）及び図１５（Ｂ）には、下側配線１１０群が並設されるＸ方向に、ビア１２０（そのビアホール３４０）を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。また、図１６は多層配線の形成方法に用いるマスクの別例を示す図である。図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）には、マスクの別例の要部平面を模式的に図示している。以下、各工程について説明する。
【００６７】
この別例の方法でも、上記同様、まず図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図８（Ａ）、図８（Ｂ）の工程が行われ、更に図８（Ｃ）の工程が行われる。即ち、まず層２００上の絶縁層３００にビアホール３４０が形成される（図７（Ａ）及び図７（Ｂ））。尚、ビアホール３４０の形成に用いられるレジスト４００の露光（図７（Ａ））には、図１６（Ａ）に示すような、上記図１２（Ａ）と同じ構成を有するマスク４５０が用いられる。ビアホール３４０の形成後、レジスト５００の塗布とそのエッチバックによってビアホール３４０内の一部にレジスト５００が残存される（図８（Ａ）及び図８（Ｂ））。そして、絶縁層３００上及びレジスト５００上に更にレジスト６００が形成される（図８（Ｃ））。
【００６８】
図１３（Ａ）には、第３レジスト除去工程の別例の要部断面を模式的に図示し、図１３（Ｂ）には、図１３（Ａ）のＬ５−Ｌ５線の位置に相当する断面を模式的に図示している。
【００６９】
別例の方法では、図８（Ｃ）の工程で形成されたレジスト６００に、露光及び現像が行われ、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すような開口部６２０が形成される。この開口部６２０は、トレンチ形成領域３００ａに形成される。レジスト６００は、トレンチ形成領域３００ａの外側に形成されて、ビアホール３４０内のレジスト５００上には形成されない。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示す開口部６２０は、このような点で、上記図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示した開口部６１０と相違する。
【００７０】
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すような開口部６２０を形成するためのレジスト６００の露光には、例えば図１６（Ｂ）に示すようなマスク６６０が用いられる。
図１６（Ｂ）に示すマスク６６０は、トレンチ形成領域３００ａの外側に対応する遮光部の領域６６２、及びトレンチ形成領域３００ａに対応する透光部の領域６６３を含む構成とされる。或いはマスク６６０は、トレンチ形成領域３００ａの外側に対応する透光部の領域６６２、及びトレンチ形成領域３００ａに対応する遮光部の領域６６３を含む構成とされる。このようなマスク６６０が用いられ、レジスト６００が、トレンチ形成領域３００ａの外側に残存するように、開口部６２０が形成される。
【００７１】
図１４（Ａ）には、トレンチ形成工程の別例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の開口部６２０（図１３（Ａ））の形成後、それをマスクにして、絶縁層３００に対しエッチング（ドライエッチング）が行われる。このエッチングにより、図１４（Ａ）に示すように、レジスト６００の開口部６２０に露出するカバー膜３３０及びその下の層間絶縁膜３２０が部分的に除去され、トレンチ形成領域３００ａに、ビアホール３４０に連通するトレンチ３５０が形成される。
【００７２】
このトレンチ３５０が形成されるエッチングの際には、図１４（Ａ）に示すように、絶縁層３００上のトレンチ形成領域３００ａの外側に形成されたレジスト６００の膜厚減少が進行し得る。
【００７３】
また、トレンチ３５０が形成されるエッチングの際には、図１４（Ａ）に示すように、トレンチ３５０の形成に伴い、ビアホール３４０内に形成されたレジスト５００の膜厚減少が進行し得る。この時、レジスト５００は、トレンチ形成領域３００ａの端（Ｙ方向の端）に近く、形成されるトレンチ３５０の側壁に近いビアホール３４０内に形成されているものほど、膜厚減少の速度、即ちエッチングレートが大きくなる場合がある。
【００７４】
図１４（Ａ）の例では、ビアホール３４０のうち、トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３で、それらの間にあってトレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４２に比べて、レジスト５００の膜厚減少の進行が速い。そのため、ビアホール３４１，３４３では、ビアホール３４２に比べて、内壁のより広範囲の部位がレジスト５００から露出する状態が発生し易く、トレンチ３５０が形成される際のエッチングに晒される時間が長くなり易い。その結果、図１４（Ａ）に示すように、ビアホール３４１，３４３には、ビアホール３４２に比べて、広がりが発生し易くなる。その広がりは、ビアホール３４１，３４３の、レジスト５００からの露出が発生し易くエッチングに晒される時間が長くなり易い上部で顕著となる。
【００７５】
図１４（Ｂ）には、第２及び第３レジスト除去工程の別例の要部断面を模式的に図示している。
トレンチ３５０の形成後、図１４（Ｂ）に示すように、絶縁層３００のカバー膜３３０上に残存するレジスト６００、及びビアホール３４１〜３４３内に残存するレジスト５００が、酸素やオゾンを用いたアッシングにより除去される。
【００７６】
図１４（Ｃ）には、カバー膜除去工程の別例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト５００及びレジスト６００の除去後、図１４（Ｃ）に示すように、ビアホール３４１〜３４３の底に露出するカバー膜３１０が、エッチング（ドライエッチング）により除去され、第１下側配線１１１が露出される。
【００７７】
このカバー膜３１０が除去されるエッチングの際には、同種のカバー膜３３０のほか、異種の層間絶縁膜３２０のエッチングも進行し得る。この場合、エッチングの進行に伴い、図１４（Ｃ）に示すように、トレンチ３５０の深さは増し、更に予め上部が広がって形成されているビアホール３４１，３４３の広がりが増す可能性がある。このようなビアホール３４１，３４３の広がりは、下の層２００にまで及ぶこともある。
【００７８】
図１５（Ａ）には、導体材料埋め込み工程の別例の要部断面を模式的に図示し、図１５（Ｂ）には、図１５（Ａ）のＬ６−Ｌ６線の位置に相当する断面を模式的に図示している。
【００７９】
絶縁層３００に形成されたビアホール３４０及びトレンチ３５０に、Ｃｕ等の導体材料が埋め込まれ、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、ビアホール３４０にビア１２０が形成され、トレンチ３５０に上側配線１３０が形成される。これにより、第１下側配線１１１と上側配線１３０とがビア１２０で接続される。ビアホール３４０に広がりが発生していると、そのビアホール３４０には、肥大したビア１２０が形成される。
【００８０】
ここで、前述のように、導体材料形成前のビアホール３４０、一例としてビアホール３４３の広がりが、下の層２００の絶縁膜２１０にまで及んでいる場合を想定する。このような場合には、ビアホール３４３に形成された肥大したビア１２０が、図１５（Ｂ）に示すように、第１下側配線１１１のほか、その隣に並設される第２下側配線１１２に近接又は接触する可能性が高まる。第１下側配線１１１と第２下側配線１１２とが異電位に設定される構成では、第１下側配線１１１、ビア１２０及び上側配線１３０で形成される配線経路と、第２下側配線１１２との間で、ショートが発生する恐れがある。
【００８１】
導体材料の埋め込み後の段階で、肥大したビア１２０が第２下側配線１１２と完全に接触している場合には、そのような構造を含む半導体装置は、出荷前の通常の試験でリジェクトすることが可能である。しかし、導体材料の埋め込み後の段階で、肥大したビア１２０が第２下側配線１１２と完全に接触してはいないものの近接しているような場合には、そのような構造を含む半導体装置は、出荷前の通常の試験ではリジェクトすることが難しい。そのため、このような半導体装置をリジェクトするために特殊な加速試験が必要になったり、それによって製造コストが増大したり、出荷後の経年劣化によって不良が発生したりすることが起こり得る。
【００８２】
これに対し、上記図７〜図１２に示した形成方法では、前述のように、トレンチ３５０の形成前に予め、トレンチ形成領域３００ａのビアホール３４０内及びビアホール３４０上にレジスト（レジスト５００及びレジスト６００）を形成する（図９（Ａ）及び図９（Ｂ））。これにより、トレンチ３５０を形成するエッチングの際、ビアホール３４０の内壁をレジストで保護してその広がりを抑え（図１０（Ａ））、第１下側配線１１１を露出させるエッチング後にも広がりが抑えられているビアホール３４０を得る（図１０（Ｃ））。このようにして、肥大したビア１２０の形成が効果的に抑えられるため（図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ））、高品質の導体部１００を含む多層配線を備えた半導体装置を、歩留り良く製造することができる。
【００８３】
次に、第３の実施の形態について説明する。
上記第２の実施の形態では、導体部１００（図６）を含む多層配線の形成に関し、トレンチ３５０が形成されるエッチング前のビアホール３４０の内壁を、２種類のレジスト５００及びレジスト６００を用いて保護する例を示した。このほか、ビアホール３４０の内壁を、１種類のレジストを用いて保護することもできる。このような例を、第３の実施の形態として説明する。
【００８４】
図１７及び図１８は第３の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。ここで、図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）及び図１８（Ａ）には、下側配線１１０群が延在されるＹ方向に、それらのうちの第１下側配線１１１を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。図１８（Ｂ）には、下側配線１１０群が並設されるＸ方向に、ビア１２０（そのビアホール３４０）を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。以下、各工程について説明する。
【００８５】
図１７（Ａ）には、ビアホール形成前の状態の要部断面を模式的に図示している。
上記第２の実施の形態で述べたのと同様に、図１７（Ａ）に示すような、層２００、及びその上に設けられた絶縁層３００を含む構造が準備される。層２００には、ＳｉＯＣ等の絶縁膜２１０、及びその表層部に形成されたＣｕ等の下側配線１１０群（ここでは第１下側配線１１１を図示）が含まれる。絶縁層３００には、ＳｉＣ等のカバー膜３１０、その上に形成されたＳｉＯＣ等の層間絶縁膜３２０、更にその上に形成されたＳｉＣ等のカバー膜３３０が含まれる。
【００８６】
このような絶縁層３００上に、感光性樹脂が塗布され、例えば上記図１２（Ａ）に示したようなマスク４５０を用いた露光、及びその後の現像が行われ、ビアホールを形成する位置に開口部を有するレジストが形成される（図示せず）。
【００８７】
図１７（Ｂ）には、ビアホール形成後の状態の要部断面を模式的に図示している。
ビアホールを形成する位置に開口部を有するレジストをマスクにして、絶縁層３００に対しエッチング（ドライエッチング）が行われ、図１７（Ｂ）に示すように、第１下側配線１１１の上方に、ビアホール３４０が形成される。ビアホール３４０は、カバー膜３３０及び層間絶縁膜３２０を貫通しカバー膜３１０を貫通しないように形成される。
【００８８】
図１７（Ｃ）には、レジスト形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
ビアホール３４０の形成後、図１７（Ｃ）に示すように、絶縁層３００上にレジスト７００が形成される。レジスト７００は、絶縁層３００のカバー膜３３０上、並びにビアホール３４０内及びビアホール３４０上に形成される。レジスト７００の材料には、感光性樹脂が用いられる。感光性樹脂には、ポジ型又はネガ型で、化学増幅型のものが用いられる。
【００８９】
図１８（Ａ）には、レジスト除去工程の一例の要部断面を模式的に図示し、図１８（Ｂ）には、図１８（Ａ）のＬ７−Ｌ７線の位置に相当する断面を模式的に図示している。
レジスト７００の形成後、例えば上記図１２（Ｂ）に示したようなマスク６５０を用いた露光、及びその後の現像が行われ、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すような開口部７１０が形成される。開口部７１０の形成により、レジスト７００は、ビアホール３４０を包含するトレンチ形成領域３００ａの外側、及びビアホール３４０内及びビアホール３４０上に残存する。ビアホール３４０内及びビアホール３４０上に、絶縁層３００から突出する厚さで形成されたレジスト７００により、ビアホール３４０の内壁が覆われる。
【００９０】
レジスト７００の形成後は、上記第２の実施の形態で述べた図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）と同様の工程が実施される。即ち、レジスト７００をマスクにしたエッチングによるトレンチ３５０の形成（図１０（Ａ））、レジスト７００のアッシングによる除去（図１０（Ｂ））、ビアホール３４０の底のカバー膜３１０の除去（図１０（Ｃ））が行われる。その後、ビアホール３４０及びトレンチ３５０がＣｕ等で埋め込まれ、ビアホール３４０にビア１２０が、トレンチ３５０に上側配線１３０が、それぞれ形成される（図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ））。
【００９１】
これにより、第１下側配線１１１と上側配線１３０とがビア１２０で接続された導体部１００を有する多層配線が形成される。
第３の実施の形態に係る多層配線の形成方法では、ビアホール３４０の内壁を、１種類のレジスト７００で保護することにより、トレンチ３５０を形成するエッチング時のビアホール３４０の広がりを抑え、肥大したビア１２０の形成を効果的に抑える。これにより、高品質の導体部１００を含む多層配線を備えた半導体装置を、効率的に、歩留り良く製造することができる。
【００９２】
尚、第３の実施の形態に係る多層配線の形成方法において、上記図１７（Ｃ）に示したレジスト７００の形成工程では、レジスト７００の材料である感光性樹脂の粘度やビアホール３４０の配置密度によっては、形成されるレジスト７００の平坦性が低下し得る。例えば、１つ又は複数のビアホール３４０に対応する領域が凹んだレジスト７００が形成される。平坦性の低いレジスト７００が形成されると、その後に行われるトレンチ３５０のエッチングの際、ビアホール３４０内に十分な量（膜厚）のレジスト７００を残存させることができず、その結果、ビアホール３４０の広がりを招いてしまうことが起こり得る。このような観点から、レジスト７００の材料には、ビアホール３４０の形成後の絶縁層３００上に形成した時に十分な平坦性が得られるものや、平坦性が低くても絶縁層３００のエッチング時に十分なエッチング耐性を示すものを用いることが好ましい。
【００９３】
次に、第４の実施の形態について説明する。
上記第２の実施の形態では、導体部１００（図６）を含む多層配線の形成に関し、トレンチ３５０が形成されるエッチングの前に、トレンチ形成領域３００ａの端からの距離によらず、ビアホール３４０の内壁を、２種類のレジスト５００及びレジスト６００を用いて保護する例を示した。このほか、トレンチ形成領域３００ａの端からの距離が比較的近いビアホール３４０についてのみ、２種類のレジスト５００及びレジスト６００を用いて保護することもできる。このような例を、第４の実施の形態として説明する。
【００９４】
図１９は第４の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。図１９には、マスクの一例の要部平面を模式的に図示している。また、図２０は第４の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）には、下側配線１１０群が延在されるＹ方向に、それらのうちの第１下側配線１１１を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。
【００９５】
この第４の実施の形態では、上記図８（Ｃ）の工程で述べたレジスト６００の形成後、そのレジスト６００が、図１９に示すようなマスク６５０ａを用いて露光され、その後現像される。
【００９６】
図１９に示すマスク６５０ａは、トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４０（この例ではＹ方向に並ぶ３つのうちの真ん中）に対応する領域に、レジスト６００を残すためのマスクパターンを有しない。即ち、マスク６５０ａは、トレンチ形成領域３００ａに対応する透光部又は遮光部の領域６５３内の、その外側に対応する遮光部又は透光部の領域６５２の端に比較的近い所には、ビアホール３４０に対応する遮光部又は透光部の領域６５１を有する。その一方、マスク６５０ａは、領域６５３内の、領域６５２の端から比較的遠い所には、領域６５１を有しない。図１９に示すマスク６５０ａは、このような構成を有する点で、上記図１２（Ｂ）に示したマスク６５０と相違する。
【００９７】
図２０（Ａ）には、レジスト除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の形成後（図８（Ｃ））、図１９に示すようなマスク６５０ａを用いた露光が行われ、現像が行われると、図２０（Ａ）に示すような開口部６１０が形成される。開口部６１０の形成により、レジスト６００は、トレンチ形成領域３００ａの外側、及びビアホール３４０のうちトレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３内のレジスト５００上に残存する。レジスト６００は、トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４２内のレジスト５００上には残存しない。
【００９８】
このように、トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３の内壁は、２種類のレジスト５００及びレジスト６００で覆われる。トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４２の内壁は、部分的に１種類のレジスト５００で覆われる。
【００９９】
図２０（Ｂ）には、トレンチ形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の開口部６１０の形成後、レジスト６００及びレジスト５００をマスクにしたエッチング（ドライエッチング）により、図２０（Ｂ）に示すように、トレンチ形成領域３００ａにトレンチ３５０が形成される。
【０１００】
このトレンチ３５０が形成されるエッチングの際、トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３は、レジスト膜厚減少速度が比較的大きくなる位置にあるが、レジスト５００及びその上のレジスト６００により、内壁が保護される。トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４２は、レジスト膜厚減少速度が比較的小さくなる位置にあるため、トレンチ３５０が形成されるエッチングの際、膜厚減少が抑えられるレジスト５００により、その内壁が保護される。
【０１０１】
このように、ビアホール３４１，３４３の内壁及びそれらの内部のレジスト５００がレジスト６００で保護され、ビアホール３４２の内壁がレジスト５００で保護された状態で、カバー膜３３０及び層間絶縁膜３２０のエッチングが進行する。これにより、ビアホール３４１〜３４３の広がりが抑えられてトレンチ３５０が形成される。
【０１０２】
図２０（Ｃ）には、レジスト及びカバー膜除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
トレンチ３５０の形成後、レジスト５００及びレジスト６００は、アッシングにより除去される。
【０１０３】
レジスト５００及びレジスト６００の除去後、図２０（Ｃ）に示すように、ビアホール３４１〜３４３の底に露出するカバー膜３１０が、エッチング（ドライエッチング）により除去される。ビアホール３４１〜３４３の底のカバー膜３１０が除去されることで、ビアホール３４１〜３４３の底に第１下側配線１１１が露出する。
【０１０４】
このカバー膜３１０が除去されるエッチングの際には、図２０（Ｃ）に示すように、同種のカバー膜３３０のほか、異種の層間絶縁膜３２０のエッチングも進行し得る。この場合、図２０（Ｃ）に示すように、エッチングの進行に伴ってトレンチ３５０の深さは増すものの、元々広がりが抑えられているビアホール３４１〜３４３の形状（図２０（Ｂ））とエッチングの異方性により、ビアホール３４１〜３４３の広がりは抑えられる。
【０１０５】
以降は、上記図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）の工程の例に従い、ビアホール３４１〜３４３にビア１２０が、トレンチ３５０に上側配線１３０が、それぞれ形成される。これにより、第１下側配線１１１と上側配線１３０とがビア１２０で接続された導体部１００を有する多層配線が形成される。
【０１０６】
第４の実施の形態に係る多層配線の形成方法によっても、肥大したビア１２０の形成を効果的に抑え、高品質の導体部１００を含む多層配線を備えた半導体装置を、歩留り良く製造することができる。
【０１０７】
次に、第５の実施の形態について説明する。
上記のような導体部１００（図６）を含む多層配線の形成においては、製造上、ビアホール３４０の形成位置にずれが生じたり、レジスト６００の露光位置にずれが生じたりすることが起こり得る。ここでは、このような位置ずれに対応可能な例を、第５の実施の形態として説明する。
【０１０８】
図２１は第５の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。図２１には、マスクの一例の要部平面を模式的に図示している。また、図２２は第５の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）には、下側配線１１０群が延在されるＹ方向に、それらのうちの第１下側配線１１１を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。
【０１０９】
この第５の実施の形態では、上記図８（Ｃ）の工程で述べたレジスト６００の形成後、そのレジスト６００が、図２１に示すようなマスク６５０ｂを用いて露光され、その後現像される。
【０１１０】
図２１に示すマスク６５０ｂは、ビアホール３４０（図２２）に対応する遮光部又は透光部の領域６５１が、露光後、ビアホール３４０上にそれよりも大きな平面サイズのレジスト６００が残存するようなマスクパターン形状とされている。換言すれば、ビアホール３４０に対応する領域６５１は、上記図１２（Ｂ）に示した領域６５１に対し、Ｘ方向及びＹ方向の幅を大きく（例えばＸ方向及びＹ方向にそれぞれ＋１０％）したようなマスクパターン形状とされる。図２１に示すマスク６５０ｂは、このような構成を有する点で、上記図１２（Ｂ）に示したマスク６５０と相違する。
【０１１１】
図２２（Ａ）には、レジスト除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の形成後（図８（Ｃ））、図２１に示すようなマスク６５０ｂを用いた露光が行われ、現像が行われると、図２２（Ａ）に示すような開口部６１０が形成される。開口部６１０の形成により、レジスト６００は、トレンチ形成領域３００ａの外側、及びビアホール３４０内のレジスト５００上に残存する。
【０１１２】
ビアホール３４０内のレジスト５００上に残存するレジスト６００は、ビアホール３４０（及びその内部のレジスト５００）よりも大きな平面サイズで形成され、ビアホール３４０の直上と、ビアホール３４０の外周とに跨って、形成される。即ち、ビアホール３４０のレジスト６００は、レジスト５００上及び絶縁層３００（そのカバー膜３３０）上に跨って形成される。このようにしてビアホール３４０の内壁が、レジスト５００及びレジスト６００で覆われる。
【０１１３】
図２２（Ｂ）には、トレンチ形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の開口部６１０の形成後、レジスト６００をマスクにしたエッチング（ドライエッチング）により、図２２（Ｂ）に示すように、トレンチ形成領域３００ａにトレンチ３５０が形成される。
【０１１４】
このトレンチ３５０が形成されるエッチングでは、ビアホール３４０の内壁及びレジスト５００がレジスト６００で保護された状態で、カバー膜３３０及び層間絶縁膜３２０のエッチングが進行する。更にこの例では、ビアホール３４０上にそれよりも大きな平面サイズでレジスト６００が形成されているため、トレンチ３５０が形成されるエッチングにより、図２２（Ｂ）に示すように、ビアホール３４０の外周にバリ３６０（フェンス）が形成される。このようにして、ビアホール３４０の広がりが抑えられて、トレンチ３５０が形成される。
【０１１５】
図２２（Ｃ）には、レジスト及びカバー膜除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
トレンチ３５０の形成後、レジスト５００及びレジスト６００は、アッシングにより除去される。
【０１１６】
レジスト５００及びレジスト６００の除去後、図２２（Ｃ）に示すように、ビアホール３４０の底に露出するカバー膜３１０が、エッチング（ドライエッチング）により除去される。このエッチングの際には、同種のカバー膜３３０のエッチングも進行し得る。ビアホール３４０の底のカバー膜３１０が除去されることで、ビアホール３４０の底に第１下側配線１１１が露出する。
【０１１７】
図２２（Ｄ）には、バリ除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
カバー膜３１０等の除去後、又はカバー膜３１０等の除去と共に、所定のエッチング技術を用いてバリ３６０の除去が行われる。バリ３６０の除去は、トレンチ３５０の深さが増し、ビアホール３４０の広がりが抑えられるようなエッチング条件で行われる。
【０１１８】
例えば、ビアホール３４０及びトレンチ３５０の形成においては、ビアホール３４０の適正な形成位置に対してレジスト６００の露光位置（ビアホール３４０上の形成位置）にずれが発生することが起こり得る。或いは、レジスト６００の適正な露光位置に対してビアホール３４０の形成位置にずれが発生していることが起こり得る。
【０１１９】
これに対し、この第５の実施の形態に係る多層配線の形成方法では、ビアホール３４０よりも大きな平面サイズでレジスト６００が形成される。そのため、たとえ上記のようなずれが生じても、ビアホール３４０の内壁がレジスト６００で覆われずに露出してしまうのを抑えることが可能になる。これにより、図２２（Ｄ）に示すような、所定の深さのトレンチ３５０と、それに連通する、広がりの抑えられたビアホール３４０の形成が可能になる。尚、ずれが発生した場合は、ビアホール３４０の外周の全部ではなく一部にバリ３６０が形成されるようになるが、上記同様にその除去を行うことができる。
【０１２０】
ビアホール３４０及びトレンチ３５０の形成以降は、上記図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）の工程の例に従い、ビアホール３４０にビア１２０が、トレンチ３５０に上側配線１３０が、それぞれ形成される。これにより、第１下側配線１１１と上側配線１３０とがビア１２０で接続された導体部１００を有する多層配線が形成される。
【０１２１】
第５の実施の形態に係る多層配線の形成方法によれば、ビアホール３４０又はレジスト６００にずれが発生していても、肥大したビア１２０の形成を効果的に抑え、高品質の導体部１００を含む多層配線を備えた半導体装置を、歩留り良く製造することができる。
【０１２２】
次に、第６の実施の形態について説明する。
上記第２の実施の形態では、導体部１００（図６）を含む多層配線の形成に関し、トレンチ３５０が形成されるエッチングの前に、トレンチ形成領域３００ａの端からの距離によらず、ビアホール３４０の内壁を、互いに同等形状のレジスト６００を用いて保護する例を示した。このほか、トレンチ形成領域３００ａの端からの距離によって、ビアホール３４０の内壁を保護するレジスト６００の形状を変えることもできる。このような例を、第６の実施の形態として説明する。
【０１２３】
図２３は第６の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。図２３には、マスクの一例の要部平面を模式的に図示している。また、図２４は第６の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。図２４（Ａ）〜図２４（Ｄ）には、下側配線１１０群が延在されるＹ方向に、それらのうちの第１下側配線１１１を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。
【０１２４】
この第６の実施の形態では、上記図８（Ｃ）の工程で述べたレジスト６００の形成後、そのレジスト６００が、図２３に示すようなマスク６５０ｃを用いて露光され、その後現像される。
【０１２５】
図２３に示すマスク６５０ｃは、トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３（図２４）に対応する遮光部又は透光部の領域６５１が、トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４２（図２４）に対応する領域６５１と異なる。即ち、ビアホール３４１，３４３に対応する領域６５１は、露光後、ビアホール３４１，３４３上にそれらよりも大きな平面サイズのレジスト６００が残存するようなマスクパターン形状とされる。換言すれば、ビアホール３４１，３４３に対応する領域６５１は、ビアホール３４２に対応する領域６５１に対し、Ｘ方向及びＹ方向の幅を大きく（例えばＸ方向及びＹ方向にそれぞれ＋１０％）したようなマスクパターン形状とされる。図２３に示すマスク６５０ｃは、このような構成を有する点で、上記図１２（Ｂ）に示したマスク６５０と相違する。
【０１２６】
図２４（Ａ）には、レジスト除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の形成後（図８（Ｃ））、図２３に示すようなマスク６５０ｃを用いた露光が行われ、現像が行われると、図２４（Ａ）に示すような開口部６１０が形成される。開口部６１０の形成により、レジスト６００は、トレンチ形成領域３００ａの外側、及びビアホール３４１〜３４３（ビアホール３４０）内のレジスト５００上に残存する。
【０１２７】
トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３内のレジスト５００上に残存するレジスト６００は、ビアホール３４１，３４３よりも大きな平面サイズで形成され、ビアホール３４１，３４３の直上と、ビアホール３４１，３４３の外周とに跨って、形成される。即ち、ビアホール３４１，３４３のレジスト６００は、レジスト５００上及び絶縁層３００上に跨って形成される。トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４２には、内部のレジスト５００上に、それと同等の平面サイズのレジスト６００が残存する。このようにしてビアホール３４１〜３４３の内壁が、レジスト５００及びレジスト６００で覆われる。
【０１２８】
図２４（Ｂ）には、トレンチ形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の開口部６１０の形成後、レジスト６００をマスクにしたエッチング（ドライエッチング）により、図２４（Ｂ）に示すように、トレンチ形成領域３００ａにトレンチ３５０が形成される。
【０１２９】
このトレンチ３５０が形成されるエッチングでは、ビアホール３４１〜３４３の内壁及びそれらの内部のレジスト５００がレジスト６００で保護された状態で、カバー膜３３０及び層間絶縁膜３２０のエッチングが進行する。更に、ビアホール３４１，３４３については、それらよりも大きな平面サイズでレジスト６００が形成されているため、トレンチ３５０が形成されるエッチングにより、図２４（Ｂ）に示すように、ビアホール３４１，３４３の外周にバリ３６０が形成される。このようにして、ビアホール３４１〜３４３の広がりが抑えられて、トレンチ３５０が形成される。
【０１３０】
図２４（Ｃ）には、レジスト及びカバー膜除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
トレンチ３５０の形成後、レジスト５００及びレジスト６００は、アッシングにより除去される。
【０１３１】
レジスト５００及びレジスト６００の除去後、図２４（Ｃ）に示すように、ビアホール３４１〜３４３の底に露出するカバー膜３１０が、エッチング（ドライエッチング）により除去される。このエッチングの際には、同種のカバー膜３３０のエッチングも進行し得る。ビアホール３４１〜３４３の底のカバー膜３１０が除去されることで、ビアホール３４１〜３４３の底に第１下側配線１１１が露出する。
【０１３２】
図２４（Ｄ）には、バリ除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
カバー膜３１０等の除去後、又はカバー膜３１０等の除去と共に、所定のエッチング技術を用いてバリ３６０の除去が行われる。バリ３６０の除去は、トレンチ３５０の深さが増し、ビアホール３４１〜３４３の広がりが抑えられるようなエッチング条件で行われる。これにより、図２４（Ｄ）に示すような、所定の深さのトレンチ３５０と、それに連通する、広がりの抑えられたビアホール３４１〜３４３が形成される。
【０１３３】
ビアホール３４１〜３４３及びトレンチ３５０の形成以降は、上記図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）の工程の例に従い、ビアホール３４１〜３４３にビア１２０が、トレンチ３５０に上側配線１３０が、それぞれ形成される。これにより、第１下側配線１１１と上側配線１３０とがビア１２０で接続された導体部１００を有する多層配線が形成される。
【０１３４】
この第６の実施の形態に係る多層配線の形成方法では、図２４（Ａ）の工程において、レジスト膜厚減少速度が比較的大きくなる位置にあるビアホール３４１，３４３に、それらよりも大きな平面サイズでレジスト６００が形成される。これにより、ビアホール３４１，３４３は、それらの内壁がエッチングから保護され、広がりが抑えられる。また、レジスト膜厚減少速度が比較的小さくなる位置にあるビアホール３４２の内壁は、それと同等の平面サイズで形成されたレジスト６００によってエッチングから保護され、広がりが抑えられる。そのため、上記図１５（Ｂ）に示したようなショートが発生する恐れのあるビア１２０の肥大が効果的に抑えられる。
【０１３５】
第６の実施の形態に係る多層配線の形成方法によれば、肥大したビア１２０の形成を効果的に抑え、高品質の導体部１００を含む多層配線を備えた半導体装置を、歩留り良く製造することができる。
【０１３６】
更に、第７の実施の形態について説明する。
図２５は第７の実施の形態に係る多層配線の形成方法に用いるマスクの一例を示す図である。図２５には、マスクの一例の要部平面を模式的に図示している。また、図２６及び図２７は第７の実施の形態に係る多層配線の形成方法の一例を示す図である。図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）には、下側配線１１０群が延在されるＹ方向に、それらのうちの第１下側配線１１１を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。図２７（Ａ）〜図２７（Ｃ）には、下側配線１１０群が並設されるＸ方向に、最も端のビア１２０（そのビアホール３４０）を通る位置で切断した時の、要部断面を模式的に図示している。
【０１３７】
この第７の実施の形態では、上記図８（Ｃ）の工程で述べたレジスト６００の形成後、そのレジスト６００が、図２５に示すようなマスク６５０ｄを用いて露光され、その後現像される。
【０１３８】
図２５に示すマスク６５０ｄは、トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３（図２６及び図２７）に対応する遮光部又は透光部の領域６５１が、トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４２（図２６）に対応する領域６５１と異なる。即ち、ビアホール３４１，３４３に対応する領域６５１は、ビアホール３４２に対応する領域６５１に対し、面積は同じで、Ｘ方向の幅を大きく（例えば＋１０％）、Ｙ方向の幅を小さく（例えば−１０％）したようなマスクパターン形状とされる。図２５に示すマスク６５０ｄは、このような点で、上記図１２（Ｂ）に示したマスク６５０と相違する。
【０１３９】
図２６（Ａ）及び図２７（Ａ）には、レジスト除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の形成後（図８（Ｃ））、図２５に示すようなマスク６５０ｄを用いた露光が行われ、現像が行われると、図２６（Ａ）及び図２７（Ａ）に示すような開口部６１０が形成される。開口部６１０の形成により、レジスト６００は、トレンチ形成領域３００ａの外側、及びビアホール３４１〜３４３（ビアホール３４０）内のレジスト５００上に残存する。
【０１４０】
ここで、トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３のレジスト６００は、図２６（Ａ）に示すように、Ｙ方向についてはビアホール３４１，３４３よりも小さな平面サイズとなる。一方、トレンチ形成領域３００ａの端に比較的近いビアホール３４１，３４３のレジスト６００は、図２７（Ａ）に示すように、Ｘ方向についてはビアホール３４１，３４３（図２７（Ａ）にはビアホール３４３のみを図示）よりも大きな平面サイズとなる。ビアホール３４１，３４３のレジスト６００は、ビアホール３４１，３４３の直上と、ビアホール３４１，３４３の外周のＸ方向に対向する部位とに跨って、形成される。トレンチ形成領域３００ａの端から比較的遠いビアホール３４２のレジスト６００は、ビアホール３４２と同等の平面サイズとなる。このようにしてビアホール３４１〜３４３の内壁が、レジスト５００及びレジスト６００で覆われる。
【０１４１】
図２６（Ｂ）及び図２７（Ｂ）には、トレンチ形成工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
レジスト６００の開口部６１０の形成後、レジスト６００をマスクにしたエッチング（ドライエッチング）により、図２６（Ｂ）及び図２７（Ｂ）に示すように、トレンチ形成領域３００ａにトレンチ３５０が形成される。
【０１４２】
図２６（Ｃ）及び図２７（Ｃ）には、レジスト及びカバー膜除去工程の一例の要部断面を模式的に図示している。
トレンチ３５０の形成後、レジスト５００及びレジスト６００は、アッシングにより除去される。
【０１４３】
レジスト５００及びレジスト６００の除去後、図２６（Ｃ）及び図２７（Ｃ）に示すように、ビアホール３４１〜３４３の底に露出するカバー膜３１０が、エッチング（ドライエッチング）により除去される。ビアホール３４１〜３４３の底のカバー膜３１０が除去されることで、ビアホール３４１〜３４３の底に第１下側配線１１１が露出する。
【０１４４】
このカバー膜３１０が除去されるエッチングの際には、図２６（Ｃ）及び図２７（Ｃ）に示すように、同種のカバー膜３３０のほか、異種の層間絶縁膜３２０のエッチングも進行し得る。この場合、図２６（Ｃ）及び図２７（Ｃ）に示すように、深さの増したトレンチ３５０と、それに連通する、広がりの抑えられたビアホール３４１〜３４３が形成される。
【０１４５】
以降は、上記図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）の工程の例に従い、ビアホール３４１〜３４３にビア１２０が、トレンチ３５０に上側配線１３０が、それぞれ形成される。これにより、第１下側配線１１１と上側配線１３０とがビア１２０で接続された導体部１００を有する多層配線が形成される。
【０１４６】
この第７の実施の形態に係る多層配線の形成方法では、図２６（Ａ）及び図２７（Ａ）の工程において、レジスト膜厚減少速度が比較的大きくなる位置にあるビアホール３４１，３４３に、Ｙ方向の幅が小さく、Ｘ方向の幅が大きい平面サイズでレジスト６００が形成される。
【０１４７】
そのため、Ｙ方向については、ビアホール３４１，３４３の内壁が、図２６（Ｂ）の工程でトレンチ３５０のエッチングに晒され、Ｙ方向にビアホール３４１，３４３が広がり（図示せず）、Ｙ方向に肥大したビア１２０が形成され得る。但し、そのようにＹ方向にビア１２０が肥大したとしても、Ｙ方向は第１下側配線１１１が延在する方向であるため、その肥大は、第１下側配線１１１のＸ方向に隣接する異電位の第２下側配線１１２との接近、接触、ショートを発生させない。
【０１４８】
一方、Ｘ方向については、ビアホール３４１，３４３の内壁が、図２７（Ｂ）に示すようにバリ３６０が形成されてトレンチ３５０のエッチングから保護され、Ｘ方向へのビアホール３４１，３４３の広がりが抑えられる。これにより、Ｘ方向に肥大したビア１２０の形成が抑えられる。Ｘ方向へのビア１２０の肥大が抑えられることで、上記図１５（Ｂ）に示したような、ビア１２０と、第１下側配線１１１のＸ方向に隣接する異電位の第２下側配線１１２との接近、接触、ショートの発生が抑えられる。
【０１４９】
尚、レジスト膜厚減少速度が比較的小さい位置にあるビアホール３４２では、図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）に示すように、そこに同等の平面サイズで形成されるレジスト６００で広がりが抑えられるため、そこに形成されるビア１２０の肥大は抑えられる。
【０１５０】
第７の実施の形態に係る多層配線の形成方法によっても、ショートが発生する恐れのあるビア１２０の肥大を効果的に抑え、高品質の導体部１００を含む多層配線を備えた半導体装置を、歩留り良く製造することができる。
【０１５１】
尚、以上の説明では、多層配線の導体部１００（図６）として、第１下側配線１１１と上側配線１３０とが、３つのビア１２０で接続される例を示したが、ビア１２０の数はこれに限定されるものではなく、１つ若しくは２つ又は４つ以上でもよい。この場合、ビア１２０を形成する際には、そのビアホール３４０のトレンチ形成領域３００ａ内での位置（トレンチ形成領域３００ａの端からの距離）に基づき、上記第４、第６、第７の実施の形態でビアホール３４１，３４３について述べたような手法を採用することができる。
【符号の説明】
【０１５２】
１  半導体装置
２  半導体基板
２ａ  素子分離領域
３  多層配線
３ａ  絶縁部
３ｂ  導体部
４  トランジスタ
４ａ  ゲート絶縁膜
４ｂ  ゲート電極
４ｃ  スペーサ
４ｄ  不純物領域
１０，２００  層
２０，３００  絶縁層
２０ａ，３００ａ  トレンチ形成領域
２０ｂ  ビアホール領域
２１，３４０，３４１，３４２，３４３  ビアホール
２１ａ，１２０  ビア
２２，３５０  トレンチ
２２ａ  配線
３０，４０，５０，６０，４００，５００，６００，７００  レジスト
３１，５１，４１０，６１０，６２０，７１０  開口部
１００  導体部
１１０  下側配線
１１１  第１下側配線
１１２  第２下側配線
１３０  上側配線
２１０  絶縁膜
３１０，３３０  カバー膜
３２０  層間絶縁膜
３６０  バリ
４５０，６５０，６５０ａ，６５０ｂ，６５０ｃ，６５０ｄ，６６０  マスク
４５１，４５２，６５１，６５２，６５３，６６２，６６３  領域
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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