(57)【要約】【課題】配線経路改定のコストを低減する。【解決手段】第１層目メタル３と第２層目メタル９の間に設けられた第２層目層間絶縁膜５に第１ＶＩＡ７と第１ダミーＶＩＡ７ａが形成されている。第１ダミーＶＩＡ７ａは第１層目メタル３上に形成され、第１ダミーＶＩＡ７ａ上には第２層目メタル９は形成されていない。第２層目メタル９と第３層目メタル１５の間に設けられた第３層目層間絶縁膜１１に第２ＶＩＡ１３と第２ダミーＶＩＡ１３ａが形成されている。第２ダミーＶＩＡ１３ａの上下には第２層目メタル９及び第２層目メタル９は形成されていない。配線Ｆと配線Ｄ’を接続する配線経路改定を行なう場合、ＶＩＡ形成用のレティクルは変更せずに、第２層目メタル９の形成時にダミーＶＩＡ７ａと１３ａを接続するための配線を形成し、第３層目メタル１５の形成時にダミーＶＩＡ１３ａと配線Ｄ’を接続するための配線を形成する。【選択図】      図１
2004319710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層以上のメタル配線層を備え、下層側メタル配線層と上層側メタル配線層は層間絶縁膜に設けられた接続孔を介して電気的に接続される多層メタル配線構造を備えた半導体集積回路装置において、
前記接続孔の形成領域とは異なる領域の前記層間絶縁膜に配線経路改定用接続孔を備えていることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
前記配線経路改定用接続孔はダミーメタル形成領域に配置されている請求項１に記載の半導体集積回路装置。
【請求項３】
ダミーメタル形成領域に複数の前記配線経路改定用接続孔を備え、隣り合う配線経路改定用接続孔は互いに配線ピッチの２倍以上の間隔をもって配置されている請求項２に記載の半導体集積回路装置。
【請求項４】
前記配線経路改定用接続孔の下に前記下層側メタル配線層からなる配線又はダミーメタルを備えている請求項１から３のいずれかに記載の半導体集積回路装置。
【請求項５】
前記層間絶縁膜は、下層が窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い絶縁膜からなる積層構造により構成されている請求項１から４のいずれかに記載の半導体集積回路装置。
【請求項６】
２層以上のメタル配線層を備え、下層側メタル配線層と上層側メタル配線層は層間絶縁膜に設けられた接続孔を介して電気的に接続される多層メタル配線構造を備えた半導体集積回路装置の製造方法において、
前記接続孔の形成と同時に前記接続孔とは異なる領域の前記層間絶縁膜に配線経路改定用接続孔を形成しておき、配線経路改定時には前記配線経路改定用接続孔を用いて配線経路改定を行なうことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項７】
下層側メタル配線層を形成するための下層側配線間絶縁膜の表面に溝を形成し、その溝内に導電材料を埋め込んで下層側メタル配線層を形成し、前記下層側メタル配線層上を含む前記下層側配線間絶縁膜上に、下層が窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い接続孔形成用絶縁膜からなる層間絶縁膜を形成し、前記窒化膜をエッチングストッパ層として前記接続孔形成用絶縁膜に前記接続孔及び前記配線経路改定用接続孔を形成し、前記接続孔及び前記配線経路改定用接続孔内の前記窒化膜を除去した後、前記接続孔内及び前記配線経路改定用接続孔内に導電材料を埋め込む請求項６に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項８】
配線経路改定時に配線として用いられる下層側メタル配線層を前記配線経路改定用接続孔の下に配置しておく請求項６又は７に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項９】
下層側メタル配線層を形成するための下層側配線間絶縁膜の表面に溝を形成し、その溝内に導電材料を埋め込んで下層側メタル配線層を形成し、前記下層側メタル配線層上を含む前記下層側配線間絶縁膜上に、下層が第１窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い接続孔形成用絶縁膜からなる層間絶縁膜を形成し、さらにその上に下層が第２窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い上層側メタル配線層形成用絶縁膜からなる上層側配線間絶縁膜を形成し、前記第２窒化膜をエッチングストッパ層として前記上層側メタル配線層形成用絶縁膜に上層側メタル配線層形成用溝を形成し、前記第１窒化膜をエッチングストッパ層として前記接続孔形成用絶縁膜に前記接続孔及び前記配線経路改定用接続孔を形成し、前記上層側メタル配線層形成用溝内、前記接続孔内及び前記配線経路改定用接続孔内の前記第１窒化膜及び前記第２窒化膜を除去した後、前記上層側メタル配線層形成用溝内、前記接続孔内及び前記配線経路改定用接続孔内に導電材料を埋め込む請求項６に記載の半導体集積回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置及びその製造方法に関し、特に、２層以上のメタル配線層を備え、下層側メタル配線層と上層側メタル配線層は層間絶縁膜に設けられた接続孔を介して電気的に接続される多層メタル配線構造を備えた半導体集積回路装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、３層メタル配線構造を備えた従来の半導体集積回路装置の配線形成領域を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。図１２（Ａ）において層間絶縁膜の図示は省略している。
【０００３】
第１層目層間絶縁膜１の表面の配線形成領域に形成された溝内に導電材料が埋め込まれて第１層目メタル配線層（以下第１層目メタルとも称す）３が形成されている。第１層目層間絶縁膜１上及び第１層目メタル３上に第２層目層間絶縁膜５が形成されている。
【０００４】
第２層目層間絶縁膜５には、第１層目メタル３の所定の領域に対応して第１ビアホール（以下第１ＶＩＡとも称す）７が形成されている。第１ＶＩＡ７内には導電材料が埋め込まれている。第１ＶＩＡ７上の領域を含む第２層目層間絶縁膜５の表面の配線形成領域に形成された溝内に導電材料が埋め込まれて第２層目メタル配線層（以下第２層目メタルとも称す）９が形成されている。第２層目層間絶縁膜５上及び第２層目メタル９上に第３層目層間絶縁膜１１が形成されている。
【０００５】
第３層目層間絶縁膜１１には、第２層目メタル９の所定の領域に対応して第２ビアホール（以下第２ＶＩＡとも称す）１３が形成されている。第２ＶＩＡ１３内には導電材料が埋め込まれている。第２ＶＩＡ１３上の領域を含む第３層目層間絶縁膜１１の表面の配線形成領域に形成された溝内に導電材料が埋め込まれて第３層目メタル配線層（以下第３層目メタルとも称す）１５が形成されている。第３層目層間絶縁膜１１上及び第３層目メタル１５上に保護用絶縁膜１７が形成されている。
【０００６】
第１層目メタル３からなる配線Ａは、第１ＶＩＡ７、第２層目メタル９及び第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ａ’と電気的に接続されている。
第１層目メタル３からなる配線Ｂは、第１ＶＩＡ７、第２層目メタル９及び第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ｂ’と電気的に接続されている。
【０００７】
第１層目メタル３からなる配線Ｃは、第１ＶＩＡ７、第２層目メタル９及び第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ｃ’と電気的に接続されている。
第２層目メタル９からなる配線Ｄは、第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ｄ’と電気的に接続されている。
【０００８】
第３層目メタル１５からなる配線Ｅは、第２ＶＩＡ１３、第２層目メタル９及び第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ｅ’と電気的に接続されている。
第１層目メタル３からなる配線Ｆ，Ｇ、及び第２層目メタル９からなる配線Ｈは、図示した領域では単に通過する配線であり、それらの配線の形成領域にはビアホールは形成されていない。
【０００９】
メタル配線層３，９，１５のように、層間絶縁膜に配線用の溝を形成し、その溝に例えば銅などの導電材料を埋め込んでメタル配線を形成する配線形成法はダマシン（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）プロセスと呼ばれている。
【００１０】
図１２に示した配線形成領域において、第１層目メタル３からなる配線Ｆを第３層目メタル１５からなる配線Ｄ’に接続する信号配線経路の改定が必要になった場合を考える。
図１３は、図１２に示した従来の半導体集積回路装置の配線形成領域における配線経路改定後の配線例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。図１３（Ａ）において層間絶縁膜の図示は省略している。
【００１１】
第１層目メタル３からなる配線Ｆを第３層目メタル１５からなる配線Ｄ’に接続する信号配線経路の改定する場合、第１ＶＩＡ７、第２層目メタル９、第２ＶＩＡ１３及び第３層目メタル１５の形成領域を改定する必要がある。
【００１２】
図１３に示すように、図１２に示した第２層目メタル９の形成領域とは異なる領域で第１層目メタル３からなる配線Ｆ上の第２層目層間絶縁膜５に第１ＶＩＡ７’が設けられ、図１２に示した第２層目メタル９の形成領域とは異なる領域で第１ＶＩＡ７’の形成領域を含む領域に第２層目メタル９からなる配線Ｉが設けられている。さらに、図１２に示した第３層目メタル１５の形成領域とは異なる領域で配線Ｉ上の第３層目層間絶縁膜１１に第２ＶＩＡ１３’が設けられ、図１２に示した第３層目メタル１５の形成領域とは異なる領域で第２ＶＩＡ１３’の形成領域を含む領域に第３層目メタル１５からなる配線Ｊが第３層目メタル１５からなる配線Ｄ’に連続して形成されている。
【００１３】
このように、配線経路の改定を行なう場合にはビアホール及びメタル配線の追加を行なうのが一般的である。周辺のメタル配線の配置状況から最適な位置にビアホールを形成する方法が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、改定メタルの終端を検出して、周辺のメタル状況から最適な中継用ビアホールを配置する。
【００１４】
また、メタル配線層が形成されていない領域での層間絶縁膜の薄膜化や、メタル配線層に起因する層間絶縁膜における段差を低減するために、ダミーメタルを配置する方法がある（例えば特許文献２参照。）。特許文献２では、ビアホール直下のメタル配線層の下層に、他のメタル配線とは接続をもたない平坦化専用データ（ダミーメタル）を配置することにより、ビアホール直下のメタル配線層を押し上げ、平坦化を保つ方法が開示されている。
【００１５】
図１４に従来のダミーメタルパターンの平面図を示す。
所定のメタル配線ピッチｘ，ｙに従って複数の信号配線５５が形成されている。ここでメタル配線ピッチとはメタル配線幅とメタル配線間隔の和をいう。信号配線５５が配置されていない領域に複数のダミーメタル４７が形成されている。符号４５は信号配線の非進入領域を示す。
【００１６】
【特許文献１】
特許第２８２９０７５号公報
【特許文献２】
特開２０００−５８６５７号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体集積回路装置における配線経路の改定では、ビアホール及びメタル配線層の形成領域を改定するため、ビアホールの形成位置を画定するためのレティクルの変更、及びメタル配線層の形成領域を画定するためのレティクルの変更が必要であり、改定コストが大きいという問題があった。
そこで本発明は、配線経路改定のコストを低減できる半導体集積回路装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体集積回路装置は、２層以上のメタル配線層を備え、下層側メタル配線層と上層側メタル配線層は層間絶縁膜に設けられた接続孔を介して電気的に接続される多層メタル配線構造を備えたものであって、上記接続孔の形成領域とは異なる領域の上記層間絶縁膜に配線経路改定用接続孔を備えているものである。
本発明の半導体集積回路装置の製造方法は、上記多層メタル配線構造の半導体集積回路装置の製造方法であって、上記接続孔の形成と同時に上記接続孔の形成領域とは異なる領域の上記層間絶縁膜に配線経路改定用接続孔を形成しておき、配線経路改定時には上記配線経路改定用接続孔を用いて配線経路改定を行なう。
【００１９】
本発明の半導体集積回路装置では、配線経路改定用接続孔を予め備え、本発明の半導体集積回路装置の製造方法では、接続孔の形成と同時に配線経路改定用接続孔を形成しておき、配線経路改定時には配線経路改定用接続孔を用いて配線経路改定を行なう。したがって、従来の配線経路改定時に比べて、接続孔形成用の分だけ改定レイヤ数（改定レティクル数）を少なくすることができ、配線経路改定のコストを低減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体集積回路装置において、上記配線経路改定用接続孔はダミーメタル形成領域に配置されているようにしてもよい。
配線経路改定時にはダミーメタル形成領域に改定配線を形成することが考えられるので、都合がよい。ダミーメタルは、従来の半導体集積回路装置においても平坦化プロセスで必須のものであり、プロセス歩留まりの安定に寄与し、従来の設計ＴＡＴ（Ｔｕｒｎ  Ａｒｏｕｎｄ  Ｔｉｍｅ）に影響を与えるものではない。
【００２１】
さらに、ダミーメタル形成領域に複数の上記配線経路改定用接続孔を備え、隣り合う配線経路改定用接続孔は互いに配線ピッチの２倍以上の間隔をもって配置されていることが好ましい。
これにより、改定配線の経路を妨げないようにすることができる。
【００２２】
また、上記配線経路改定用接続孔の下に上記下層側メタル配線層からなる配線又はダミーメタルを備えているようにしてもよい。
これにより、層間絶縁膜に配線経路改定用接続孔を形成する際に下層側メタル配線層をエッチングストッパ層として用いることができ、配線経路改定用接続孔の形成深さを安定させることができる。
【００２３】
また、上記層間絶縁膜は、下層が窒化膜（窒化シリコン膜）、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い絶縁膜からなる積層構造により構成されているようにしてもよい。
これにより、配線経路改定用接続孔の下に下層側メタル配線層が存在しない場合であっても、配線経路改定用接続孔を形成する際に窒化膜をエッチングストッパ層として用いることができ、配線経路改定用接続孔の形成深さを安定させることができる。
ここで、窒化膜とはエッチング選択比が高い絶縁膜としては、例えば酸化シリコン膜（以下酸化膜ともいう）やｌｏｗ−ｋ膜などを挙げることができる。ここでｌｏｗ−ｋ膜とは低誘電率材料からなる絶縁膜をいう。
【００２４】
本発明の半導体集積回路装置の製造方法において、上記接続孔及び上記配線経路改定用接続孔の形成方法の例として、シングルダマシンプロセスを挙げることができる。具体的には、下層側メタル配線層を形成するための下層側配線間絶縁膜の表面に溝を形成し、その溝内に導電材料を埋め込んで下層側メタル配線層を形成し、上記下層側メタル配線層上を含む上記下層側配線間絶縁膜上に、下層が窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い接続孔形成用絶縁膜からなる層間絶縁膜を形成し、上記窒化膜をエッチングストッパ層として上記接続孔形成用絶縁膜に上記接続孔及び上記配線経路改定用接続孔を形成し、上記接続孔及び上記配線経路改定用接続孔内の上記窒化膜を除去した後、上記接続孔内及び上記配線経路改定用接続孔内に導電材料を埋め込む。
これにより、接続孔及び配線経路改定用接続孔の形成深さを安定させることができる。
【００２５】
さらに、配線経路改定時に配線として用いられる下層側メタル配線層を上記配線経路改定用接続孔の下に配置しておくことが好ましい。
配線経路改定において、従来技術では接続孔の形成から改定してプロセスを再流動させていたのに対し、この局面では、上層側メタル配線層の形成工程から対応できるので、プロセスのＴＡＴについて接続孔形成工程分だけ削減できる。ただし、後述するデユアルダマシンプロセスの場合は、接続孔内の導電材料及び上層側メタル配線層を同時に形成するので、この効果は奏しない。
【００２６】
本発明の半導体集積回路装置の製造方法において、上記接続孔及び上記配線経路改定用接続孔の形成方法の他の例として、デュアルダマシンプロセスを挙げることができる。具体的には、下層側メタル配線層を形成するための下層側配線間絶縁膜の表面に溝を形成し、その溝内に導電材料を埋め込んで下層側メタル配線層を形成し、上記下層側メタル配線層上を含む上記下層側配線間絶縁膜上に、下層が第１窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い接続孔形成用絶縁膜からなる層間絶縁膜を形成し、さらにその上に下層が第２窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い上層側メタル配線層形成用絶縁膜からなる上層側配線間絶縁膜を形成し、上記第２窒化膜をエッチングストッパ層として上記上層側メタル配線層形成用絶縁膜に上層側メタル配線層形成用溝を形成し、上記第１窒化膜をエッチングストッパ層として上記接続孔形成用絶縁膜に上記接続孔及び上記配線経路改定用接続孔を形成し、上記上層側メタル配線層形成用溝内、上記接続孔内及び上記配線経路改定用接続孔内の上記第１窒化膜及び第２窒化膜を除去した後、上記上層側メタル配線層形成用溝内、上記接続孔内及び上記配線経路改定用接続孔内に導電材料を埋め込む。
これにより、接続孔及び配線経路改定用接続孔の形成深さを安定させることができる。
【００２７】
【実施例】
図１は、シングルダマシンプロセスにより３層メタル配線構造を備えた半導体集積回路装置の一実施例の配線形成領域を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。図１（Ａ）において層間絶縁膜の図示は省略している。
【００２８】
第１層目層間絶縁膜１の表面の配線形成領域に形成された溝内に導電材料、例えば銅が埋め込まれて第１層目メタル配線層（以下第１層目メタルとも称す）３が形成されている。第１層目層間絶縁膜１上及び第１層目メタル３上に第２層目層間絶縁膜５が形成されている。
【００２９】
第２層目層間絶縁膜５には、第１層目メタル３の所定の領域に対応して第１ビアホール（以下第１ＶＩＡとも称す）７と第１配線経路改定用接続孔（以下第１ダミーＶＩＡとも称す）７ａが形成されている。第１ＶＩＡ７内及び第１ダミーＶＩＡ７ａ内には導電材料、例えば銅が埋め込まれている。
第１ＶＩＡ７上の領域を含む第２層目層間絶縁膜５の表面の配線形成領域に形成された溝内に導電材料、例えば銅が埋め込まれて第２層目メタル配線層（以下第２層目メタルとも称す）９が形成されている。第１ダミーＶＩＡ７ａ上には第２層目メタル９は形成されていない。第２層目層間絶縁膜５上及び第２層目メタル９上に第３層目層間絶縁膜１１が形成されている。
【００３０】
第３層目層間絶縁膜１１には、第２層目メタル９の所定の領域に対応して第２ビアホール（以下第２ＶＩＡとも称す）１３が形成され、第２層目メタル９の形成領域とは異なる領域に第２配線経路改定用接続孔（以下第２ダミーＶＩＡとも称す）１３ａが形成されている。第２ＶＩＡ１３内及び第２ダミーＶＩＡ１３ａ内には導電材料、例えば銅が埋め込まれている。
第２ＶＩＡ１３上の領域を含む第３層目層間絶縁膜１１の表面の配線形成領域に形成された溝内に導電材料、例えば銅が埋め込まれて第３層目メタル配線層（以下第３層目メタルとも称す）１５が形成されている。第２ダミーＶＩＡ１３ａ上には第３層目メタル１５は形成されていない。第３層目層間絶縁膜１１上及び第３層目メタル１５上に例えば窒化膜からなる保護用絶縁膜１７が形成されている。
【００３１】
第１層目メタル３からなる配線Ａは、第１ＶＩＡ７、第２層目メタル９及び第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ａ’と電気的に接続されている。
第１層目メタル３からなる配線Ｂは、第１ＶＩＡ７、第２層目メタル９及び第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ｂ’と電気的に接続されている。
【００３２】
第１層目メタル３からなる配線Ｃは、第１ＶＩＡ７、第２層目メタル９及び第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ｃ’と電気的に接続されている。
第２層目メタル９からなる配線Ｄは、第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ｄ’と電気的に接続されている。
【００３３】
第３層目メタル１５からなる配線Ｅは、第２ＶＩＡ１３、第２層目メタル９及び第２ＶＩＡ１３を介して、第３層目メタル１５からなる配線Ｅ’と電気的に接続されている。
第１層目メタル３からなる配線Ｆ，Ｇ、及び第２層目メタル９からなる配線Ｈは、図示した領域では単に通過する配線である。配線Ｆ上には第１ダミーＶＩＡ７ａが形成されており、配線Ｇ，Ｈの形成領域にはビアホールは形成されていない。
この実施例では配線Ｆと配線Ｄ’を接続する信号配線経路の改定を想定して第１ダミーＶＩＡ７ａ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａを備えている。
【００３４】
メタル配線層３，９，１５及び接続孔７，７ａ，１３，１３ａはシングルダマシンプロセスにより形成されたものである。図１において、メタル配線層３，９，１５及び接続孔７，７ａ，１３，１３ａを形成する導電材料が周辺の絶縁膜に拡散するのを防止するためのバリヤメタル及びキャップ層の図示は省略している。また、接続孔が形成される層間絶縁膜とメタル配線が形成される配線間絶縁膜を一体化して層間絶縁膜１，５，１１として図示している。
【００３５】
図２は図１に示した実施例を製造するための製造方法の一実施例を示す工程断面図である。この断面図は図１のＹ１−Ｙ１位置に対応している。図２では金属材料の拡散を防止するためのバリヤメタルの図示は省略されており、バリヤメタルの形成工程の説明は省略する。図１及び図２を参照してこの実施例を説明する。
【００３６】
（１）ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、ＭＯＳトランジスタなどの半導体素子が形成された半導体基板（図示は省略）上に酸化膜１ａを例えば５００ｎｍ（ナノメートル）の膜厚に形成し、さらにその上に窒化膜１ｂを５０ｎｍの膜厚に形成する。
ＣＶＤ法又は回転塗布法により、窒化膜１ｂ上にｌｏｗ−ｋ膜１ｃを例えば３００ｎｍの膜厚に形成する。ｌｏｗ−ｋ膜１ｃ及び以下の工程で形成されるｌｏｗ−ｋ膜は後工程で表面側の一部が研磨削除されるので、あらかじめ厚く形成されている。
【００３７】
写真製版技術及びエッチング技術により、窒化膜５ａをエッチングストッパ層として、図示しない領域に設けられたコンタクトホール及び第１層目メタルの形成領域のｌｏｗ−ｋ膜１ｃを選択的に除去して開口部を形成し、さらにその開口部内の窒化膜１ｂを選択的に除去して第１層目メタル形成用の溝を形成する。メッキ技術により第１層目メタル形成用の溝内に銅を埋め込み、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により第１層目メタル形成用の溝外の銅を研磨削除して、膜厚が例えば３００ｎｍの第１層目メタル３を形成する（図２（ａ）参照）。酸化膜１ａ、窒化膜１ｂ及びｌｏｗ−ｋ膜１ｃは図１の第１層目層間絶縁膜１に対応している。
【００３８】
（２）ＣＶＤ法により、ｌｏｗ−ｋ膜１ｃ上及び第１層目メタル３上に窒化膜５ａを例えば５０ｎｍの膜厚に形成する。窒化膜５ａは第１層目メタル３のキャップ層として機能する。ＣＶＤ法又は回転塗布法により、窒化膜５ａ上にｌｏｗ−ｋ膜５ｂを例えば３００ｎｍの膜厚に形成する。
【００３９】
写真製版技術及びエッチング技術により、窒化膜５ａをエッチングストッパ層として、第１ＶＩＡ（図１の符号７参照）及び第１ダミーＶＩＡ７ａの形成領域のｌｏｗ−ｋ膜５ｂを選択的に除去して開口部を形成し、さらにその開口部内の窒化膜５ａを選択的に除去して第１ＶＩＡ及び第１ダミーＶＩＡ７ａを形成する。メッキ技術により第１ＶＩＡ内及び第１ダミーＶＩＡ７ａ内に銅を埋め込み、ＣＭＰ法により第１ＶＩＡ外及び第１ダミーＶＩＡ７ａ外の銅を研磨削除して、第１ＶＩＡ及び第１ダミーＶＩＡ７ａの形成を完了する（図２（ｂ）参照）。
【００４０】
（３）ＣＶＤ法により、ｌｏｗ−ｋ膜５ｂ上、第１ＶＩＡ上及び第１ダミーＶＩＡ７ａ上に窒化膜５ｃを例えば５０ｎｍの膜厚に形成する。ＣＶＤ法又は回転塗布法により、窒化膜５ｃ上にｌｏｗ−ｋ膜５ｄを例えば３００ｎｍの膜厚に形成する。
【００４１】
写真製版技術及びエッチング技術により、窒化膜５ｃをエッチングストッパ層として、第１ＶＩＡ（図１の符号７参照）、第１ダミーＶＩＡ７ａ及び第２層目メタル（図１の符号９参照）の形成領域のｌｏｗ−ｋ膜５ｄを選択的に除去して開口部を形成し、さらにその開口部内の窒化膜５ｃを選択的に除去して第２層目メタル形成用の溝を形成する。メッキ技術により、第２層目メタル形成用の溝内に銅を埋め込み、ＣＭＰ法により第２層目メタル形成用の溝外の銅を研磨削除して、膜厚が例えば３００ｎｍの第２層目メタルを形成する（図２（ｃ）参照）。窒化膜５ａ及びｌｏｗ−ｋ膜５ｂは層間絶縁膜を構成し、窒化膜５ｃ及びｌｏｗ−ｋ膜５ｄは配線間絶縁膜を構成し、これらの膜は図１の第２層目層間絶縁膜５に対応している。
【００４２】
（４）上記工程（２）と同様にして、ｌｏｗ−ｋ膜５ｄ上及び第２層目メタル上にキャップ層としての窒化膜１１ａを例えば５０ｎｍの膜厚に形成し、窒化膜１１ａ上にｌｏｗ−ｋ膜１１ｂを例えば３００ｎｍの膜厚に形成し、第２ＶＩＡ（図１の符号１３参照）及び第２ダミーＶＩＡ１３ａの形成領域のｌｏｗ−ｋ膜１１ｂ及び窒化膜１１ａを選択的に除去して第２ＶＩＡ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａを形成し、第２ＶＩＡ内及び第２ダミーＶＩＡ１３ａ内に銅を埋め込み、ＣＭＰ法により不要な銅を研磨削除して、第２ＶＩＡ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａの形成を完了する（図２（ｄ）参照）。この工程において、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｂに第２ＶＩＡ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａを形成するための開口部を形成する際、窒化膜１１ａはｌｏｗ−ｋ膜１１ｂとはエッチング選択比が高くエッチングストッパ層として機能するので、第２ダミーＶＩＡ１３ａの形成領域に第１層目メタルが形成されていなくても、第２ダミーＶＩＡ１３ａの形成深さを安定させることができる。
【００４３】
（５）上記工程（３）と同様にして、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｂ上、第２ＶＩＡ上及び第２ダミーＶＩＡ１３ａ上に窒化膜１１ｃを例えば５０ｎｍの膜厚に形成し、窒化膜１１ｃ上にｌｏｗ−ｋ膜１１ｄを例えば３００ｎｍの膜厚に形成し、第２ＶＩＡ（図１の符号１３参照）及び第３層目メタル１５の形成領域のｌｏｗ−ｋ膜１１ｄ及び窒化膜１１ｃを選択的に除去して第３層目メタル形成用の溝を形成し、第３層目メタル形成用の溝内に銅を埋め込み、ＣＭＰ法により不要な銅を研磨削除して、膜厚が例えば３００ｎｍの第３層目メタル１５を形成する（図２（ｅ）参照）。窒化膜１１ａ及びｌｏｗ−ｋ膜１１ｂは層間絶縁膜を構成し、窒化膜１１ｃ及びｌｏｗ−ｋ膜１１ｄは配線間絶縁膜を構成し、これらの膜は図１の第３層目層間絶縁膜１１に対応している。
【００４４】
（６）ＣＶＤ法により、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｄ上及び第３層目メタル１５上に例えば窒化膜からなる保護用絶縁膜１７を例えば５０ｎｍの膜厚に形成し、図１に示した構造の形成を完成させる（図１参照）。
【００４５】
図３は、図１に示した配線形成領域における配線経路改定後の配線例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。図３（Ａ）において層間絶縁膜の図示は省略している。
【００４６】
第２層目層間絶縁膜５の表面側の、図１に示した第２層目メタル９の形成領域とは異なる領域で第１ダミーＶＩＡ７ａ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａの形成領域を含む領域に第２層目メタル９からなる配線Ｉが設けられている。さらに、第３層目層間絶縁膜１１の表面側の、図１に示した第３層目メタル１５の形成領域とは異なる領域で第２ダミーＶＩＡ１３ａの形成領域を含む領域に第３層目メタル１５からなる配線Ｊが第３層目メタル１５からなる配線Ｄ’に連続して形成されている。
【００４７】
この配線経路改定において、第１ダミーＶＩＡ７ａ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａが予め配置されているので、改定レイヤは第２層目メタル９と第３層目メタル１５のみであり、第１層目メタル配線層３、第１ＶＩＡ７及び第１ダミーＶＩＡ７ａ、並びに第２ＶＩＡ１３及び第２ダミーＶＩＡ１３ａについてはレティクルを変更しなくてもよい。これにより、従来の配線経路改定に比べて、改定コストを低減することができる。
【００４８】
さらに、図３に示した配線経路改定後の半導体集積回路装置の製造工程において、図２を参照して説明した製造方法の工程（１）及び工程（２）までは同じ製造工程を用いることができる。
図４は、図３に示した配線経路改定後の実施例を製造するための製造方法の一実施例を示す工程断面図である。この断面図は図３のＹ１−Ｙ１位置に対応している。図４では金属材料の拡散を防止するためのバリヤメタルの図示は省略されており、バリヤメタルの形成工程の説明は省略する。図３及び図４を参照してこの実施例を説明する。
【００４９】
（１）図２（ａ）を参照して説明した上記工程（１）と同じ工程により、半導体基板（図示は省略）上に酸化膜１ａ、窒化膜１ｂ、ｌｏｗ−ｋ膜１ｃ及び第１層目メタル３を形成する（図４（ａ）参照）。
（２）図２（ｂ）を参照して説明した上記工程（２）と同じ工程により、窒化膜５ａ、ｌｏｗ−ｋ膜５ｂ、第１ＶＩＡ（図３の符号７参照）及び第１ダミーＶＩＡ７ａを形成し、第１ＶＩＡ内及び第１ダミーＶＩＡ７ａ内に銅を埋め込む（図４（ｂ）参照）。
【００５０】
（３）図２（ｃ）を参照して説明した上記工程（３）と同様にして、ｌｏｗ−ｋ膜５ｂ上、第１ＶＩＡ上及び第１ダミーＶＩＡ７ａ上に窒化膜５ｃを形成し、窒化膜５ｃ上にｌｏｗ−ｋ膜５ｄを形成する。
写真製版技術及びエッチング技術により、窒化膜５ｃをエッチングストッパ層として、第１ＶＩＡ、第１ダミーＶＩＡ７ａ、及び、配線経路改定で新たに形成される配線Ｉを含む第２層目メタル９の形成領域のｌｏｗ−ｋ膜５ｄを選択的に除去して開口部を形成し、さらにその開口部内の窒化膜５ｃを選択的に除去して第２層目メタル形成用の溝を形成する。
メッキ技術により、第２層目メタル形成用の溝内に銅を埋め込み、ＣＭＰ法により第２層目メタル形成用の溝外の銅を研磨削除して、配線Ｉを含む第２層目メタル９を形成する（図４（ｃ）参照）。
【００５１】
（４）図２（ｄ）を参照して説明した上記工程（４）と同じ工程により、窒化膜１１ａ、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｂ、第２ＶＩＡ（図１の符号１３参照）及び第２ダミーＶＩＡ１３ａを形成し、第２ＶＩＡ内及び第２ダミーＶＩＡ１３ａ内に銅を埋め込む（図４（ｄ）参照）。
【００５２】
（５）図２（ｅ）を参照して説明した上記工程（５）と同様にして、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｂ上、第２ＶＩＡ上及び第２ダミーＶＩＡ１３ａ上に窒化膜１１ｃを形成し、窒化膜１１ｃ上にｌｏｗ−ｋ膜１１ｄを形成する。
写真製版技術及びエッチング技術により、窒化膜１１ｃをエッチングストッパ層として、第２ＶＩＡ、第２ダミーＶＩＡ１３ａ、及び、配線経路改定で新たに形成される配線Ｊを含む第３層目メタル１５の形成領域のｌｏｗ−ｋ膜１１ｄを選択的に除去して開口部を形成し、さらにその開口部内の窒化膜１１ｃを選択的に除去して第３層目メタル形成用の溝を形成する。
メッキ技術により、第３層目メタル形成用の溝内に銅を埋め込み、ＣＭＰ法により第３層目メタル形成用の溝外の銅を研磨削除して、配線Ｊを含む第３層目メタル１５を形成する（図４（ｅ）参照）。
【００５３】
（６）図１を参照して説明した上記工程（６）と同じ工程により、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｄ上及び第３層目メタル１５上に保護用絶縁膜１７を形成し、図３に示した構造の形成を完成させる（図３参照）。
この実施例では、図２を参照して説明した実施例と比較して、改定レイヤは第２層目メタル９（工程（３）（図４（ｃ））参照）と第３層目メタル１５（工程（５）（図４（ｅ））参照）のみであり、第１層目メタル配線層３（工程（１）（図４（ａ））参照）、第１ＶＩＡ７及び第１ダミーＶＩＡ７ａ（工程（２）（図４（ｂ））参照）並びに第２ＶＩＡ１３及び第２ダミーＶＩＡ１３ａ（工程（４）（図４（ｄ））参照）についてはレティクルを変更しなくてもよい。これにより、従来の配線経路改定に比べて、改定コストを低減することができる。
さらに、配線経路改定において、上記工程（１）及び上記工程（２）は共通の工程を用いることができるので、第１ＶＩＡの形成から改定してプロセスを再流動させていた従来技術の製造方法に比べて、プロセスのＴＡＴについて接続孔形成工程分だけ削減できる。
【００５４】
図１から図３に示した半導体集積回路装置はメタル配線層がシングルダマシンプロセスにより形成されるものであるが、本発明が適用される半導体集積回路装置はこれに限定されるものではなく、例えばメタル配線用の溝と接続孔への導電材料の埋め込みが同時に行なわれるデュアルダマシンプロセスにより形成される半導体集積回路装置に本発明を適用することもできる。以下、デュアルダマシンプロセスによりメタル配線層が形成される半導体集積回路装置についての実施例を説明する。
【００５５】
図５は、デュアルダマシンプロセスにより形成された３層メタル配線構造を備えた半導体集積回路装置の一実施例の配線形成領域を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。図５（Ａ）において層間絶縁膜の図示は省略している。図１と部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
【００５６】
この実施例において図１に示した実施例と異なる点は、第１ダミーＶＩＡ７ａ上に第２層目ダミーメタル９ａが形成され、第２ダミーＶＩＡ１３ａ上に第３層目ダミーメタル１５ａが形成されている点である。第２層目ダミーメタル９ａ及び第３層目ダミーメタル１３ａについて（Ａ）での図示は省略している。
【００５７】
デュアルダマシンプロセスでは、ＶＩＡとメタル配線層用の溝に一括して導電材料が埋め込まれる。したがって、第１ＶＩＡ７、第１ダミーＶＩＡ７ａ、第２層目メタル９及び第２層目ダミーメタル９ａは同じ導電材料、例えば銅により形成され、第２ＶＩＡ１３、第２ダミーＶＩＡ１３ａ、第３層目メタル１５及び第３層目ダミーメタル１５ａは同じ導電材料、例えば銅により形成されている。
【００５８】
図６は図５に示した実施例を製造するための製造方法の一実施例を示す工程断面図である。この断面図は図５のＹ１−Ｙ１位置に対応している。図６では金属材料の拡散を防止するためのバリヤメタルの図示は省略されており、バリヤメタルの形成工程の説明は省略する。図５及び図６を参照してこの実施例を説明する。
【００５９】
（１）図２（ａ）を参照して説明した上記工程（１）と同じ工程により、半導体基板（図示は省略）上に酸化膜１ａ、窒化膜１ｂ、ｌｏｗ−ｋ膜１ｃ及び第１層目メタル３を形成する（図６（ａ）参照）。
【００６０】
（２）ＣＶＤ法によりｌｏｗ−ｋ膜１ｃ上及び第１層目メタル３上に窒化膜５ａを形成し、ＣＶＤ法又は回転塗布法により窒化膜５ａ上に層間絶縁膜としてのｌｏｗ−ｋ膜５ｂを形成する。さらにＣＶＤ法によりｌｏｗ−ｋ膜５ｂ上に窒化膜５ｃを形成し、ＣＶＤ法又は回転塗布法により窒化膜５ｃ上に配線間絶縁膜としてのｌｏｗ−ｋ膜５ｄを形成する。
【００６１】
写真製版技術及びエッチング技術により、ｌｏｗ−ｋ膜５ｄ及び窒化膜５ｃに第２層目メタル及び第２層目ダミーメタル９ａの形成用の溝と、ｌｏｗ−ｋ膜５ｂ及び窒化膜５ａに第１ＶＩＡ（図６の符号７参照）及び第１ダミーＶＩＡ７ａを形成する（図６（ｂ）参照）。ここで、第２層目メタル及び第２層目ダミーメタルの形成用の溝と、第１ＶＩＡ及び第１ダミーＶＩＡ７ａの形成順序は、いずれが先であってもよいし、同時に形成してもよい。
この工程において、第１ＶＩＡ及び第１ダミーＶＩＡ７ａの形成時に窒化膜５ａはエッチングストッパ層として機能するので、第１ＶＩＡ及び第１ダミーＶＩＡ７ａの形成深さを安定させることができる。
【００６２】
（３）メッキ技術により、第２層目メタル及び第２層目ダミーメタルの形成用の溝内並びに第１ＶＩＡ内及び第１ダミーＶＩＡ７ａ内に銅を埋め込み、ＣＭＰ法により第２層目メタル及び第２層目ダミーメタルの形成用の溝外の銅を研磨削除して、第２層目メタル（図６の符号９参照）及び第２層目ダミーメタル９ａを形成する（図６（ｃ）参照）。このように、メタル配線層用の溝とＶＩＡに一括して導電材料を埋め込んでメタル配線層及びＶＩＡを同時に形成する方法はデュアルダマシンプロセスと呼ばれる。
【００６３】
（４）上記工程（２）と同様にして、ｌｏｗ−ｋ膜５ｄ上、第２メタル配線上及び第２層目ダミーメタル９ａ上に、窒化膜１１ａ、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｂ、窒化膜１１ｃ及びｌｏｗ−ｋ膜１１ｄを順次形成し、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｄ及び窒化膜１１ｃに第３層目メタル及び第３層目ダミーメタルの形成用の溝を形成し、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｂ及び窒化膜１１ａに第２ＶＩＡ（図６の符号１３参照）及び第２ダミーＶＩＡ１３ａを形成する（図６（ｄ）参照）。この工程において、第２ＶＩＡ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａの形成時に窒化膜１１ａはエッチングストッパ層として機能するので、第２ＶＩＡ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａの形成深さを安定させることができる。
【００６４】
（５）メッキ技術により、第３層目メタル及び第３層目ダミーメタル形成用の溝内並びに第２ＶＩＡ内及び第２ダミーＶＩＡ１３ａ内に銅を埋め込み、ＣＭＰ法により第３層目メタル及び第３層目ダミーメタル形成用の溝外の銅を研磨削除して、第３層目メタル１５及び第３層目ダミーメタル１５ａを形成する（図６（ｅ）参照）。
【００６５】
（６）図１を参照して説明した上記工程（６）と同じ工程により、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｄ上、第３層目メタル１５上及び第３層目ダミーメタル１５ａ上に保護用絶縁膜１７を形成し、図５に示した構造の形成を完成させる（図５参照）。
【００６６】
図５に示した実施例の配線形成領域における配線経路改定後の配線例は図３と同じである。配線経路改定後において、図５の第２層目ダミーメタル９ａは図３の配線Ｉの一部分を構成し、図５の第３層目ダミーメタル１３ａは図３の配線Ｊの一部分を構成する。
【００６７】
この配線経路改定において、シングルダマシンプロセスの場合と同様に、第１ダミーＶＩＡ７ａ及び第２ダミーＶＩＡ１３ａが予め配置されているので、改定レイヤは第２層目メタル９と第３層目メタル１５のみであり、他のレイヤについてはレティクルを変更しなくてもよいので、従来の配線経路改定に比べて、改定コストを低減することができる。
【００６８】
図７は、デュアルダマシンプロセスにより図３に示した配線経路改定後の実施例を製造するための製造方法の一実施例を示す工程断面図である。この断面図は図３のＹ１−Ｙ１位置に対応している。図７では金属材料の拡散を防止するためのバリヤメタルの図示は省略されており、バリヤメタルの形成工程の説明は省略する。図３及び図７を参照してこの実施例を説明する。
【００６９】
（１）図２（ａ）を参照して説明した上記工程（１）と同じ工程により、半導体基板（図示は省略）上に酸化膜１ａ、窒化膜１ｂ、ｌｏｗ−ｋ膜１ｃ及び第１層目メタル３を形成する（図７（ａ）参照）。
【００７０】
（２）図６（ｂ）を参照して説明した上記工程（２）と同様にして、ｌｏｗ−ｋ膜１ｃ上及び第１層目メタル３上に窒化膜５ａ、ｌｏｗ−ｋ膜５ｂ、窒化膜５ｃ及びｌｏｗ−ｋ膜１１ｄを順次形成し、写真製版技術及びエッチング技術により、ｌｏｗ−ｋ膜５ｄ及び窒化膜５ｃに配線経路改定で新たに形成される配線Ｉを含む第２層目メタル９の形成用の溝と、ｌｏｗ−ｋ膜５ｂ及び窒化膜５ａに第１ＶＩＡ（図３の符号７参照）及び第１ダミーＶＩＡ７ａを形成する（図７（ｂ）参照）。
【００７１】
（３）図６（ｃ）を参照して説明した上記工程（３）と同様にして、第２層目メタル９の形成用の溝内並びに第１ＶＩＡ内及び第１ダミーＶＩＡ７ａ内に銅を埋め込み、配線Ｉを含む第２層目メタル９を形成する（図６（ｃ）参照）。
【００７２】
（４）図６（ｄ）を参照して説明した上記工程（４）と同様にして、ｌｏｗ−ｋ膜５ｄ上及び第２層目メタル９上に窒化膜１１ａ、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｂ、窒化膜１１ｃ及びｌｏｗ−ｋ膜１１ｄを順次形成し、写真製版技術及びエッチング技術により、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｄ及び窒化膜１１ｃに配線経路改定で新たに形成される配線Ｊを含む第３層目メタル１５の形成用の溝と、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｂ及び窒化膜１１ａに第２ＶＩＡ（図３の符号１３参照）及び第２ダミーＶＩＡ１３ａを形成する（図７（ｄ）参照）。
【００７３】
（５）図６（ｅ）を参照して説明した上記工程（５）と同様にして、第３層目メタル１５形成用の溝内、第２ＶＩＡ内及び第２ダミーＶＩＡ１３ａ内に銅を埋め込み、配線Ｊを含む第３層目メタル１５を形成する（図７（ｅ）参照）。
【００７４】
（６）図１を参照して説明した上記工程（６）と同じ工程により、ｌｏｗ−ｋ膜１１ｄ上及び第３層目メタル１５上に保護用絶縁膜１７を形成し、図３に示した構造の形成を完成させる（図３参照）。
この実施例では、図６を参照して説明した実施例と比較して、改定レイヤは第２層目メタル９と第３層目メタル１５のみであり、他のレイヤについてはレティクルを変更しなくてもよい。これにより、従来の配線経路改定に比べて、改定コストを低減することができる。
【００７５】
上記の実施例ではダマシンプロセスにより形成されたメタル配線層を備えた半導体集積回路装置に本発明の半導体集積回路装置及び製造方法を適用しているが、本発明が適用される半導体集積回路装置はこれに限定されるものではない。例えば、層間絶縁膜上に導電材料層を形成し、その導電材料層をパターニングしてメタル配線層を形成する半導体集積回路装置及び製造方法にも本発明を適用することができる。
【００７６】
図８に、導電材料層がパターニングされてメタル配線層が形成される半導体集積回路装置の一実施例の配線形成領域を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。図１（Ａ）において層間絶縁膜の図示は省略している。
【００７７】
第１層目層間絶縁膜２１上の所定の領域に導電材料、例えばアルミニウムからなる第１層目メタル２３が形成されている。第１層目層間絶縁膜２１上及び第１層目メタル２３上に第２層目層間絶縁膜２５が形成されている。
第２層目層間絶縁膜２５には、第１層目メタル２３の所定の領域に対応して第１ＶＩＡ２７と第１ダミーＶＩＡ２７ａが形成されている。第１ＶＩＡ２７内及び第１ダミーＶＩＡ２７ａ内には導電材料、例えばアルミニウムが埋め込まれている。
【００７８】
第１ＶＩＡ２７上の領域を含む第２層目層間絶縁膜２５上に導電材料、例えばアルミニウムからなる第２層目メタル２９及び第２層目ダミーメタル２９ａが形成されている。第１ダミーＶＩＡ２７ａ上には第２層目メタル２９及び第２層目ダミーメタル２９ａは形成されていない。第２層目層間絶縁膜２５上、第２層目メタル２９上及び第２層目ダミーメタル２９ａ上に第３層目層間絶縁膜３１が形成されている。
【００７９】
第３層目層間絶縁膜３１には、第２層目メタル２９の所定の領域に対応して第２ＶＩＡ３３が形成され、第２層目ダミーメタル２９ａに対応して第２ダミーＶＩＡ３３ａが形成されている。第２ＶＩＡ３３内及び第２ダミーＶＩＡ３３ａ内には導電材料、例えばアルミニウムが埋め込まれている。
第２ＶＩＡ３３上の領域を含む第３層目層間絶縁膜３１上に導電材料、例えばアルミニウムからなる第３層目メタル３５が形成されている。第２ダミーＶＩＡ３３ａ上には第３層目メタル３５は形成されていない。第３層目層間絶縁膜３１上及び第３層目メタル３５上に最終保護膜（図示は省略）が形成される。
【００８０】
この実施例において、平面図（Ａ）は図１（Ａ）と同様の構成を示し、配線Ａ−配線Ａ’間、配線Ｂ−配線Ｂ’間、配線Ｃ−配線Ｃ’間、配線Ｄ−配線Ｄ’間、配線Ｅ−配線Ｅ’間はそれぞれ電気的に接続され、配線Ｆ，Ｇ，Ｈは、図示した領域では単に通過する配線である。配線Ｆ上には第１ダミーＶＩＡ２７ａが形成されており、配線Ｇ，Ｈの形成領域にはビアホールは形成されていない。
この実施例では、図１に示した実施例と同様に、配線Ｆと配線Ｄ’を接続する信号配線経路の改定を想定して第１ダミーＶＩＡ２７ａ及び第２ダミーＶＩＡ３３ａを備えている。
【００８１】
この実施例では、第１ダミーＶＩＡ２７ａの下に第１層目メタル２３（配線Ｆ）を備えているので、第２層目層間絶縁膜２５に第１ダミーＶＩＡ２７ａを形成する際に第１層目メタル２３はエッチングストッパ層として機能し、第１ダミーＶＩＡ２７ａの形成深さを安定させることができる。
さらに、第２ダミーＶＩＡ３３ａの下に第２層目ダミーメタル２９ａを備えているので、第３層目層間絶縁膜３１に第２ダミーＶＩＡ３３ａを形成する際に第２層目ダミーメタル２９ａはエッチングストッパ層として機能し、第２ダミーＶＩＡ３３ａの形成深さを安定させることができる。
【００８２】
図９は、図８に示した配線形成領域における配線経路改定後の配線例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。図９（Ａ）において層間絶縁膜の図示は省略している。
【００８３】
第２層目層間絶縁膜５上に、図８に示した第２層目メタル２９の形成領域とは異なる領域で第１ダミーＶＩＡ２７ａ及び第２ダミーＶＩＡ３３ａの形成領域を含む領域に第２層目メタル２９からなる配線Ｉが設けられている。さらに、第３層目層間絶縁膜３１の表面側の、図８に示した第３層目メタル３５の形成領域とは異なる領域で第２ダミーＶＩＡ３３ａの形成領域を含む領域に第３層目メタル３５からなる配線Ｊが第３層目メタル３５からなる配線Ｄ’に連続して形成されている。
【００８４】
この配線経路改定において、第１ダミーＶＩＡ２７ａ及び第２ダミーＶＩＡ３３ａが予め配置されているので、改定レイヤは第２層目メタル２９と第３層目メタル３５のみであり、第１層目メタル配線層２３、第１ＶＩＡ２７及び第１ダミーＶＩＡ２７ａ、並びに第２ＶＩＡ３３及び第２ダミーＶＩＡ３３ａについてはレティクルを変更しなくてもよい。これにより、従来の配線経路改定に比べて、改定コストを低減することができる。
【００８５】
上記の実施例では配線形成領域について説明しているが、メタル配線層が形成されていない領域での層間絶縁膜（配線間絶縁膜）の薄膜化や、メタル配線層に起因する層間絶縁膜における段差を低減するために、ダミーメタルを配置するのが一般的である。
以下に、本発明のダミーＶＩＡをダミーメタル形成領域に配置した実施例を説明する。
【００８６】
図１０はダミーメタル形成領域にダミーＶＩＡを形成した半導体集積回路装置の一実施例を示す平面図である。
所定のメタル配線ピッチｘ，ｙに従って、下層側信号配線４１ａ，４１ｂ，４１ｃと上層側信号配線４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｄが形成されている。下層側信号配線４１ａ，４１ｂ，４１ｃと上層側信号配線４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅは異なる層に形成され、互いに直交する方向に形成されている。符号４５は信号配線の非進入領域を示す。
【００８７】
下層側信号配線４１ａ，４１ｃと上層側信号配線４３ａ，４３ｅに囲まれた領域内に複数のダミーメタル４７が形成されている。図１０では、ダミーメタルについて、上層側信号配線層と同じ層のダミーメタル４７のみを図示しているが、ダミーメタル４７の下層にはダミーメタル４７と同じ配置で下層側信号配線と同じ層のダミーメタルが形成されている。
【００８８】
下層側信号配線４１ａ，４１ｂ，４１ｃ、上層側信号配線４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｄ、及びダミーメタル４７の形成領域であって、メタル配線ピッチの交差部にダミーＶＩＡ４９が形成されている。ダミーＶＩＡ４９は信号配線改定に用いられるものであり、信号配線改定時の配線ルートを妨げないように、配線ピッチの２倍以上の間隔で交互に配置されている。
【００８９】
図１１は図１０に示したダミーメタル領域における配線経路改定後の配線例を示す平面図である。図１１では、下層側信号配線４１ａと上層側信号配線４３ａを電気的に接続し、下層側信号配線４１ｂと上層側信号配線４３ｂを電気的に接続する配線経路改定を行なった。
【００９０】
下層側信号配線４１ａ上に形成されたダミーＶＩＡ４９ａ’と上層側信号配線４３ａ下に形成されたダミーＶＩＡ４９ａ’’に対応するダミーＶＩＡ４９ａに対して、ダミーＶＩＡ４９ａとダミーＶＩＡ４９ａ’’を接続するための下層側信号配線５１ａが形成され、ダミーＶＩＡ４９ａとダミーＶＩＡ４９ａ’を接続するための上層側信号配線５３ａが形成されている。下層側信号配線４１ａはダミーＶＩＡ４９ａ’、上層側信号配線５３ａ、ダミーＶＩＡ４９ａ、下層側信号配線５１ａ及びダミーＶＩＡ４９ａ’’を介して上層側信号配線４３ａに電気的に接続されている。
【００９１】
下層側信号配線４１ｂ上に形成されたダミーＶＩＡ４９ｂ’と上層側信号配線４３ｂ下に形成されたダミーＶＩＡ４９ｂ’’に対応するダミーＶＩＡ４９ｂに対して、ダミーＶＩＡ４９ｂとダミーＶＩＡ４９ｂ’’を接続するための下層側信号配線５１ｂが形成され、ダミーＶＩＡ４９ｂとダミーＶＩＡ４９ａ’を接続するための上層側信号配線５３ｂが形成されている。下層側信号配線４１ｂはダミーＶＩＡ４９ｂ’、上層側信号配線５３ｂ、ダミーＶＩＡ４９ｂ、下層側信号配線５１ｂ及びダミーＶＩＡ４９ｂ’’を介して上層側信号配線４３ｂに電気的に接続されている。
【００９２】
図示しない下層側のダミーメタルについて、信号配線５１ａ，５１ｂの形成領域には下層側のダミーメタルは形成されておらず、上層側のダミーメタル４７について、信号配線５３ａ，５３ｂの形成領域にはダミーメタル４７は形成されていない。
【００９３】
このように、ダミーＶＩＡ４９をダミーメタル４７の形成領域に配置しておくことにより、ダミーＶＩＡ４９を用いて、従来の配線経路改定に比べて、コストを低減して配線経路改定を行なうことができる。
【００９４】
図１０に示した実施例において、ダミーＶＩＡ４９の自動挿入方法として、ダミーメタル４７の挿入と同様にＤＲＣ（ｄｅｓｉｇｎ  ｌｕｒｅ  ｃｈｅｃｋ）などの機能を利用して実現できる。ダミーメタル４７に対し、基準となるダミーＶＩＡ４９を配置し（仮に左下基準）、基準となるダミーＶＩＡ４９に対して２倍のメタル配線ピッチごとにダミーＶＩＡアレイを発生させて、ダミーＶＩＡアレイをダミーメタル４７とルールを満たして重なる部分をＤＲＣ的に抽出すればよい。信号配線４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｄの形成領域に配置されるダミーＶＩＡについても、上記ダミーＶＩＡアレイと信号配線のルールを満たして重なる部分をＤＲＣ的に抽出して生成できる。
【００９５】
以上、本発明の実施例を説明したが、上記実施例で説明した寸法、数値、形状、配置などは一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１に記載された半導体集積回路装置では、多層メタル配線構造を備えた半導体集積回路装置において、接続孔の形成領域とは異なる領域の層間絶縁膜に配線経路改定用接続孔を備えているようにしたので、配線経路改定時には配線経路改定用接続孔を用いて配線経路改定を行なうことができ、従来の配線経路改定時に比べて、接続孔形成用の分だけ改定レイヤ数を少なくして配線経路改定のコストを低減することができる。
【００９７】
請求項２に記載された半導体集積回路装置では、本発明の半導体集積回路装置において、配線経路改定用接続孔はダミーメタル形成領域に配置されているようにしたので、ダミーメタル形成領域に改定配線を形成して配線経路改定を行なうことができる。
【００９８】
請求項３に記載された半導体集積回路装置では、ダミーメタル形成領域に複数の配線経路改定用接続孔を備え、隣り合う配線経路改定用接続孔は互いに配線ピッチの２倍以上の間隔をもって配置されているようにしたので、改定配線の経路を妨げないようにすることができる。
【００９９】
請求項４に記載された半導体集積回路装置では、配線経路改定用接続孔の下に下層側メタル配線層からなる配線又はダミーメタルを備えているようにしたので、配線経路改定用接続孔の形成深さを安定させることができる。
【０１００】
請求項５に記載された半導体集積回路装置では、層間絶縁膜は、下層が窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い絶縁膜からなる積層構造により構成されているようにしたので、配線経路改定用接続孔の下に下層側メタル配線層が存在しない場合であっても、配線経路改定用接続孔の形成深さを安定させることができる。
【０１０１】
請求項６に記載された半導体集積回路装置の製造方法では、多層メタル配線構造の半導体集積回路装置の製造方法において、接続孔の形成と同時に接続孔の形成領域とは異なる領域の層間絶縁膜に配線経路改定用接続孔を形成しておき、配線経路改定時には配線経路改定用接続孔を用いて配線経路改定を行なうようにしたので、従来の配線経路改定時に比べて、接続孔形成用の分だけ改定レイヤ数（改定レティクル数）を少なくすることができ、配線経路改定のコストを低減することができる。
【０１０２】
請求項７に記載された半導体集積回路装置の製造方法では、下層側メタル配線層を形成するための下層側配線間絶縁膜の表面に溝を形成し、その溝内に導電材料を埋め込んで下層側メタル配線層を形成し、下層側メタル配線層上を含む下層側配線間絶縁膜上に、下層が窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い接続孔形成用絶縁膜からなる層間絶縁膜を形成し、窒化膜をエッチングストッパ層として接続孔形成用絶縁膜に接続孔及び配線経路改定用接続孔を形成し、接続孔及び配線経路改定用接続孔内の窒化膜を除去した後、接続孔内及び配線経路改定用接続孔内に導電材料を埋め込んで接続孔及び配線経路改定用接続孔の形成するようにしたので、接続孔及び配線経路改定用接続孔の形成深さを安定させることができる。
【０１０３】
請求項８に記載された半導体集積回路装置の製造方法では、請求項７に記載された製造方法において、配線経路改定時に配線として用いられる下層側メタル配線層を配線経路改定用接続孔の下に配置しておくようにしたので、配線経路改定時に上層側メタル配線層の形成工程から対応でき、プロセスのＴＡＴについて接続孔形成工程分だけ削減できる。
【０１０４】
請求項９に記載された半導体集積回路装置の製造方法では、下層側メタル配線層を形成するための下層側配線間絶縁膜の表面に溝を形成し、その溝内に導電材料を埋め込んで下層側メタル配線層を形成し、下層側メタル配線層上を含む下層側配線間絶縁膜上に、下層が第１窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い接続孔形成用絶縁膜からなる層間絶縁膜を形成し、さらにその上に下層が第２窒化膜、上層が窒化膜とはエッチング選択比が高い上層側メタル配線層形成用絶縁膜からなる上層側配線間絶縁膜を形成し、第２窒化膜をエッチングストッパ層として上層側メタル配線層形成用絶縁膜に上層側メタル配線層形成用溝を形成し、第１窒化膜をエッチングストッパ層として接続孔形成用絶縁膜に接続孔及び配線経路改定用接続孔を形成し、上層側メタル配線層形成用溝内、接続孔内及び配線経路改定用接続孔内の第１窒化膜及び第２窒化膜を除去した後、上層側メタル配線層形成用溝内、接続孔内及び配線経路改定用接続孔内に導電材料を埋め込んで接続孔及び配線経路改定用接続孔の形成するようにしたので、接続孔及び配線経路改定用接続孔の形成深さを安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シングルダマシンプロセスにより３層メタル配線構造を備えた半導体集積回路装置の一実施例の配線形成領域を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。
【図２】図１に示した実施例を製造するための製造方法の一実施例を示す工程断面図であり、図１のＹ１−Ｙ１位置に対応している。
【図３】図１に示した配線形成領域における配線経路改定後の配線例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。
【図４】図３に示した配線経路改定後の実施例を製造するための製造方法の一実施例を示す工程断面図でり、図３のＹ１−Ｙ１位置に対応している。
【図５】デュアルダマシンプロセスにより形成された３層メタル配線構造を備えた半導体集積回路装置の一実施例の配線形成領域を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。
【図６】図５に示した実施例を製造するための製造方法の一実施例を示す工程断面図であり、図５のＹ１−Ｙ１位置に対応している。
【図７】デュアルダマシンプロセスにより図３に示した配線経路改定後の実施例を製造するための製造方法の一実施例を示す工程断面図であり、図３のＹ１−Ｙ１位置に対応している。
【図８】導電材料層がパターニングされてメタル配線層が形成される半導体集積回路装置の一実施例の配線形成領域を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。
【図９】図８に示した配線形成領域における配線経路改定後の配線例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。
【図１０】ダミーメタル形成領域にダミーＶＩＡを形成した半導体集積回路装置の一実施例を示す平面図である。
【図１１】図１０に示したダミーメタル領域における配線経路改定後の配線例を示す平面図である。
【図１２】３層メタル配線構造を備えた従来の半導体集積回路装置の配線形成領域を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。
【図１３】図１２に示した従来の半導体集積回路装置の配線形成領域における配線経路改定後の配線例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ１−Ｘ１位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ２−Ｘ２位置での断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＸ３−Ｘ３位置での断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＹ１−Ｙ１位置での断面図、（Ｆ）は（Ａ）のＹ２−Ｙ２位置での断面図である。
【図１４】従来のダミーメタルパターンの平面図を示す。
【符号の説明】
１      第１層目層間絶縁膜
１ａ，１ｃ    ｌｏｗ−ｋ膜
１ｂ    窒化膜
３      第１層目メタル
５      第２層目層間絶縁膜
５ａ，５ｃ    窒化膜
５ｂ，５ｄ    ｌｏｗ−ｋ膜
７      第１ＶＩＡ
７ａ    第１ダミーＶＩＡ
９      第２層目メタル
９ａ    第２層目ダミーメタル
１１      第３層目層間絶縁膜
１１ａ，１１ｃ    窒化膜
１１ｂ，１１ｄ    ｌｏｗ−ｋ膜
１３      第２ＶＩＡ
１３ａ    第２ダミーＶＩＡ
１５      第３層目メタル
１５ａ    第３層目ダミーメタル
１７      保護用絶縁膜
２１      第１層目層間絶縁膜
２３      第１層目メタル
２５      第２層目層間絶縁膜
２７      第１ＶＩＡ
２７ａ    第１ダミーＶＩＡ
２９      第２層目メタル２９
２９ａ    第２層目ダミーメタル
３１      第３層目層間絶縁膜
３３      第２ＶＩＡ
３３ａ    第２ダミーＶＩＡ
３５      第３層目メタル
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ    下層側信号配線
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｄ    上層側信号配線
４５      信号配線の非進入領域
４７      ダミーメタル
４９，４９ａ，４９ａ’，４９ａ’’    ダミーＶＩＡ
４９ｂ，４９ｂ’，４９ｂ’’    ダミーＶＩＡ
５１ａ，５１ｂ    配線経路改定により追加した下層側信号配線
５３ａ，５３ｂ    配線経路改定により追加した上層側信号配線
【図１】
2004319710.tif 000003
【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】
2004319710.tif 000010
【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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