JP2006147681A

JP2006147681A - 半導体装置の製造方法および半導体装置

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Publication number: JP2006147681A
Application number: JP2004332781A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Shibuki; 俊一澁木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】各絶縁膜のエッジの形成位置を工夫することで、ＣＭＰ時の絶縁膜のエッジにかかる研磨圧力を分散して、ＣＭＰ時の膜剥がれ耐性の向上を可能とする。
【解決手段】基板１１上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜１２と、ビアを形成するビア層絶縁膜１３と、配線層を形成する第２配線層絶縁膜１４とを順に積層して備えた半導体装置であって、第１配線層絶縁膜１２は第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２との積層膜からなり、第２配線層絶縁膜１４は第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４との積層膜からなり、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより内側になるように形成されていて、第３絶縁膜２３のエッジは第４絶縁膜２４のエッジより内側になるように形成されていて、かつ第１絶縁膜２１のエッジより内側になるように形成されているものでる。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁膜に形成された溝内に導電膜を埋め込んだ後、絶縁膜上の余剰な導電膜を研磨によって除去し、溝内のみに銅系金属を残して溝配線を形成する際に、配線間の絶縁膜の剥がれを抑制することが容易な半導体装置の製造方法および半導体装置に関するものである。

多層配線構造の半導体装置の製造方法では、配線間を電気的に絶縁する絶縁膜を２種類以上の絶縁膜を積層した構造に形成している。特に、絶縁膜の誘電率（ｋ）の値を小さくするために、従来から使用されていた酸化シリコン膜や窒化シリコン膜に比べ、密着性の弱い種々の絶縁膜が使われている。

上記多層配線構造を製造する技術としては、絶縁層に形成した溝および穴に導電材料となる銅を埋め込んで形成する、いわゆるデュアルダマシン方法について開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている絶縁層は積層構造であり、特許文献１の図３および段落番号００３２に「誘電絶縁層２、３および４を付着させて高導電率の相互接続を形成するプロセスを開始する。１対の絶縁層はＥＣＲ、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、ＣＶＤ、スピンコーティング、またはこれらの方法の任意の組み合わせによって付着させることができる。たとえば、これらの絶縁層はポリイミド、窒化シリコン、アルミナ、二酸化シリコン、リンケイ酸ガラス、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、エアロゲル、またはこれらの材料の任意の組み合わせで作ることができる。」ことが記載されている。

また、配線（ライン）層の絶縁膜とビア層の絶縁膜との積層構造を有し、ビア層の絶縁膜がＴＥＯＳ酸化膜／有機ポリマー系スピンオン材料膜の積層膜であり、配線層の絶縁膜がＴＥＯＳ酸化膜／有機ポリマー系スピンオン材料膜の積層膜である半導体装置が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。

このような絶縁膜の低誘電率化に伴い、積層構造の絶縁膜を用いた場合、特に絶縁膜の誘電率ｋが２．６以下のものを用いると、研磨工程における絶縁膜界面での剥がれが問題となっている。この絶縁膜が剥がれる現象は、いわゆる銅ダマシン法によって銅配線を形成する際に用いる化学的機械研磨（以下ＣＭＰという、ＣＭＰはChemical Mechanical Polishingの略）工程において特に顕著に現れる。

また、配線（ライン）層の絶縁膜とビア層の絶縁膜との積層構造を有し、さらに配線層の絶縁膜が第１の絶縁膜上に第２の絶縁膜を形成した積層構造である半導体装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。具体的には、ビア層の絶縁膜として、パッシベーション膜１１１を窒化シリコン膜で形成し、その上に第１の層間絶縁膜１１２を酸化シリコン膜で形成すること、および配線層の絶縁膜として、第２の層間絶縁膜１１４を有機ポリマーで形成することおよびマスク層１１５を酸化シリコン膜で形成することが開示されている。

しかしながら、上記絶縁膜に溝配線構造を形成する工程において、配線溝、ビアホール等に埋め込んだ銅の絶縁膜上に形成された余剰部分をＣＭＰによって除去する際に、絶縁膜のエッジ部分で膜剥がれが発生していた。この膜剥がれについては対策がなされていなかった。

また、「ウエハ上に、第１の低誘電率膜を、そのエッジが、ウエハ円周に沿った第１エッジ位置に一致するように形成するステップと、前記第１の低誘電率膜よりもガス透過率の低い第１保護膜を、そのエッジが、前記第１エッジ位置より外側の第２エッジ位置を１致するように、前記第１の低誘電率膜およびウエハ上に形成するステップと、前記第１保護膜上に、第２の低誘電率膜を、そのエッジが前記第１エッジ位置にほぼ１致するように形成するステップとを含む」半導体装置の製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。この特許文献３によって開示された技術は、チップの有効面積を最大に維持したままＬｏｗ−ｋ膜の側壁が露出しないようにすることが目的であり、ＣＭＰ等の外圧が絶縁膜にかかった際に生じる膜剥がれについては、全く記載されておらず、考慮すらも全くなされていない。

上記特許文献３に開示された技術において、第１の低誘電率膜が例えばビア層の絶縁膜に相当するとし、第２の低誘電率膜が例えば配線層の絶縁膜に相当するとした場合、第１、第２の低誘電率膜の各エッジ位置がほぼ等しく形成される。このため、ＣＭＰ時にかかる圧力は、配線層または第１保護膜のエッジ部に集中するため、膜剥がれ発生の要因となる。

一般的に、同じ構造の絶縁膜を繰り返し成膜して積層構造を形成する場合には、それらの絶縁膜のエッジカット幅は、層毎に同じにする。その理由としては、エッジカット幅を変更するためには、装置設定を変更する必要があるためである。

特許第３０５７０５４号公報特開２００１−４４１８９号公報特開２００３−７８００５号公報西岡康隆著「ＣＤ制御に基づいた有機Ｌｏｗ−ｋ／Ｃｕインテグレーション技術」、グローバルネット株式会社主催"ｋ＜２．５に向けたＬｏｗ−ｋ膜ダマシンプロセスの基礎理論と配線応用技術"p．４-１-１〜４-１-８、２００２年２月２０日

解決しようとする問題点は、配線溝等に埋め込みを行った導電膜の余剰部分のＣＭＰ工程で絶縁膜が剥がれる点である。特に、ＣＭＰ時に圧力が集中するウエハのエッジ近傍または絶縁膜のエッジ近傍での絶縁膜の剥がれを防止することが難しい点である。

本発明の半導体装置は、基板上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜と、ビアを形成するビア層絶縁膜と、配線層を形成する第２配線層絶縁膜とを順に積層して備えた半導体装置であって、前記第１配線層絶縁膜は第１絶縁膜と第２絶縁膜との積層膜からなり、前記第２配線層絶縁膜は第３絶縁膜と第４絶縁膜との積層膜からなり、前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、前記第３絶縁膜のエッジは前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、かつ前記第１絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていることを最も主要な特徴とする。好ましくは、前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、前記第３絶縁膜のエッジは前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、かつ前記第１絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることを特徴とする。もしくは、前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、前記第３絶縁膜のエッジは、前記第４絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、さらに前記第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることを特徴とする。

本発明の半導体装置は、基板上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜と、ビアを形成するビア層絶縁膜と、配線層を形成する第２配線層絶縁膜とを準じ積層して備えた半導体装置であって、前記第１配線層絶縁膜は第１絶縁膜と第２絶縁膜との積層膜からなり、前記第２配線層絶縁膜は第３絶縁膜と第４絶縁膜との積層膜からなり、前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、前記第３絶縁膜のエッジは前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、かつ前記第１絶縁膜のエッジより外側になるように形成されていて、さらに第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていることを最も主要な特徴とする。好ましくは、前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、前記第３絶縁膜のエッジは、前記第４絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、かつ前記第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲で外側になるように形成されていて、さらに前記第２絶縁膜のエッジより０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることを特徴とする。

本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜を形成する工程と、前記第１配線層絶縁膜上にビアを形成するビア層絶縁膜を形成する工程と、前記ビア層絶縁膜上に配線層を形成する第２配線層絶縁膜を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、前記第１配線層絶縁膜を第１絶縁膜と第２絶縁膜との積層膜で形成し、前記第２配線層絶縁膜を前記第１配線層絶縁膜よりも上層に第３絶縁膜と第４絶縁膜との積層膜で形成し、前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成し、前記第３絶縁膜のエッジを前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成し、かつ前記第１絶縁膜のエッジより内側になるように形成することを最も主要な特徴とする。好ましくは、前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、前記第３絶縁膜のエッジを前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成して、かつ前記第１絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成することを特徴とする。もしくは、前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、前記第３絶縁膜のエッジを、前記第４絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、さらに前記第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成することを特徴とする。

本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜を形成する工程と、前記第１配線層絶縁膜上にビアを形成するビア層絶縁膜を形成する工程と、前記ビア層絶縁膜上に配線層を形成する第２配線層絶縁膜を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、前記第１配線層絶縁膜を第１絶縁膜と第２絶縁膜との積層膜で形成し、前記第２配線層絶縁膜を前記第１配線層絶縁膜よりも上層に第３絶縁膜と第４絶縁膜との積層膜で形成し、前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成し、前記第３絶縁膜のエッジを前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成し、かつ前記第１絶縁膜のエッジより外側になるように形成することを最も主要な特徴とする。好ましくは、前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、前記第３絶縁膜のエッジを、前記第４絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、かつ前記第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲で外側になるように形成し、さらに前記第２絶縁膜のエッジより０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成することを特徴とする。

本発明の半導体装置および半導体装置の製造方法は、第１絶縁膜のエッジ部の段差部と、第３絶縁膜のエッジでの段差部とが重ならないため、化学的機械研磨（以下ＣＭＰという、ＣＭＰはChemical Mechanical Polishing）時に、エッジにかかる圧力が分散できるので、ＣＭＰ時の膜剥がれ耐性が向上できる利点がある。

ＣＭＰ時の絶縁膜のエッジにかかる研磨圧力を分散して、ＣＭＰ時の膜剥がれ耐性を向上するという目的を、絶縁膜のエッジの形成位置を適宜変更することで、新たなる膜形成を行わずに実現した。

本発明の半導体装置に係る第１実施例を、図１の概略構成断面図によって説明する。

図１に示すように、基板１１上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜１２と、ビアを形成するもので上記第１配線層絶縁膜１２上に形成するビア層絶縁膜１３と、配線層を形成するもので上記ビア層絶縁膜１３上に形成する第２配線層絶縁膜１４とを備えている。上記第１配線層絶縁膜１２は第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２との積層膜からなり、また、上記第２配線層絶縁膜１４は上記第１配線層絶縁膜１２よりも上層に形成されていて第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４との積層膜からなる。さらに、上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１は上記第２絶縁膜２２のエッジＥ２より内側になるように形成されている。さらに、上記第３絶縁膜２３のエッジＥ３は上記第４絶縁膜２４のエッジＥ４より内側になるように形成されていて、かつ上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１より内側になるように形成されている。

上記構成においては、上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１は上記第２絶縁膜２２のエッジＥ２より０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることが好ましい。さらに、上記第３絶縁膜２３のエッジＥ３は、上記第４絶縁膜２４のエッジＥ４より内側になるように形成されていることが好ましく、かつ上記第１絶縁膜２２のエッジＥ１より０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることが好ましい。

次に、本発明の半導体装置に係る第２実施例を、図２の概略構成断面図によって説明する。

図２に示すように、基板１１上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜１２と、ビアを形成するもので上記第１配線層絶縁膜１２上に形成するビア層絶縁膜１３と、配線層を形成するもので上記ビア層絶縁膜１３上に形成する第２配線層絶縁膜１４とを備えている。上記第１配線層絶縁膜１２は第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２との積層膜からなり、また、上記第２配線層絶縁膜１４は上記第１配線層絶縁膜１２よりも上層に形成されていて第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４との積層膜からなる。さらに、上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１は上記第２絶縁膜２２のエッジＥ２より内側になるように形成されている。さらに、上記第３絶縁膜２３のエッジＥ３は上記第４絶縁膜２４のエッジＥ４より内側になるように形成されていて、かつ上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１より内側になるように形成されている。

上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１は上記第２絶縁膜２２のエッジＥ２より０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることが好ましい。さらに、上記第３絶縁膜２３のエッジＥ３は、上記第４絶縁膜２４のエッジＥ４より０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、さらに上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１より０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることが好ましい。

次に、本発明の半導体装置に係る第３実施例を、図３の概略構成断面図によって説明する。

図３に示すように、基板１１上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜１２と、ビアを形成するもので上記第１配線層絶縁膜１２上に形成するビア層絶縁膜１３と、配線層を形成するもので上記ビア層絶縁膜１３上に形成する第２配線層絶縁膜１４とを備えている。上記第１配線層絶縁膜１２は第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２との積層膜からなり、また、上記第２配線層絶縁膜１４は上記第１配線層絶縁膜１２よりも上層に形成されていて第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４との積層膜からなる。さらに、上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１は上記第２絶縁膜２２のエッジＥ２より内側になるように形成されている。さらに、上記第３絶縁膜２３のエッジＥ３は上記第４絶縁膜２４のエッジＥ４より内側になるように形成されていて、かつ上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１より外側になるように形成されている。

上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１は上記第２絶縁膜２２のエッジＥ２より０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることが好ましい。さらに、上記第３絶縁膜２３のエッジＥ３は、上記第４絶縁膜２４のエッジＥ４より０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、かつ上記第１絶縁膜２１のエッジＥ１より０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲で外側になるように形成されていて、さらに上記第２絶縁膜２２のエッジＥ２より０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることが好ましい。

上記第１実施例〜第３実施例においては、上記第１絶縁膜２１および第３絶縁膜２３には、例えば低誘電率膜であるポリアリルエーテル（例えば誘電率ｋ＜３のＰｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫ（ダウケミカル社）など）を用いることができる。上記第２絶縁膜２２および第４絶縁膜２４には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）を用いることができる。また上記ビア層絶縁膜１３には、例えば、炭化酸化シリコン（ＳｉＯＣ）（例えば、ＡＭＡＴ社のブラックダイヤモンド（ＢＤ）など）を用いることができる。

上記各半導体装置は、第１絶縁膜２１のエッジ部の段差部と、第３絶縁膜２３のエッジでの段差部とが重ならないため、ＣＭＰ時に、エッジにかかる圧力が分散できるので、ＣＭＰ時の膜剥がれ耐性が向上できる利点がある。

次に、本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を、図４〜図１１の概略構成断面図によって説明する。

図４（１）に示すように、例えばプラズマＣＶＤ法等の一般的な成膜方法によって、シリコン層（例えばシリコン基板）１０１上に、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）膜を例えば５００ｎｍの厚さに成膜して下地絶縁膜（ビア層絶縁膜とすることも可能である）１０２を形成する。

次に、図４（２）に示すように、上記下地絶縁膜１０２上に、例えばＰｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫ（ポリアリールエーテル）を１００ｎｍの厚さに成膜膜して、第１絶縁膜２１を形成する。上記Ｐｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫは、前駆体をスピンコート法により堆積した後、４００℃〜４５０℃のキュア処理を行って形成することができる。

次に、図５（３）に示すように、Ｐｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫからなる第１絶縁膜２１のエッジカットを行う。

上記第１絶縁膜２１であるＰｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫ膜のエッジカット方法は、図６に示すように、シリコン基板（ウエハ）１０１を矢印ア方向に回転させながら、第１絶縁膜２１の溶剤１５０をウエハエッジに滴下し、エッジカット位置までスキャニングする。この時、図示しない純水をシリコン基板１０１中心から滴下することにより、エッジカット部以外のウエハ表面を溶剤から保護する。溶剤としては、第１絶縁膜２１がＰｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫであれば、シクロヘキサノンを使用することができる。エッジカット幅は、スキャニングのプログラムを変更することにより容易に変更できる。今回、第１絶縁膜２１のエッジカット幅ｗ１は４．５ｍｍおよび５ｍｍの２通りに設定した。

次に、図５（４）に示すように、上記第１絶縁膜２１を被覆する状態に第２絶縁膜２２を、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）を２００ｎｍの厚さとなるように堆積して形成する。この酸化シリコン膜は、例えばプラズマＣＶＤ法によって成膜することができる。

次に、図７（５）に示すように、上記第２絶縁膜２２表面にフォトレジスト（例えばポジ型レジスト）を塗布し、ベーキング、露光、現像工程を行うことによって、エッジ部分がカットされたフォトレジスト膜１２１を形成する。

上記フォトレジストのエッジカット方法は、図８に示すように、シリコン基板（ウエハ）１０１を矢印イ方向に回転させながら、エッジカットを行う位置のフォトレジスト膜１２１を光Ｌで露光する。その後、フォトレジスト膜１２１を現像することにより、レジストのエッジカット幅ｗ２で除去される。

次に、上記フォトレジスト膜１２１をエッチングマスクに用いて、第２絶縁膜２２のエッチングを行い、図７（６）に示すように、第２絶縁膜２２のエッジをカットした。今回は、第２絶縁膜２２のエッジカット幅ｗ３は４ｍｍとした。その後、上記フォトレジスト膜１２１〔前記図７（５）参照〕を剥離する。本図面では、フォトレジスト膜１２１を剥離した状態を示した。

次に、図９（７）に示すように、第２絶縁膜２２の表面（図面の２点鎖線で示す部分）をＣＭＰにより研磨して除去した。このＣＭＰ条件は、一例として、研磨パッドに、例えば上層が発泡ポリウレタン製で下層がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のものを用いた。このような研磨パッドとしては、一例として、上層がロデール社製の厚さ１．２ｍｍのＩＣ１０００で下層が同社製の厚さ１．２ｍｍのＳＵＢＡ４００よりなる積層された研磨パッドがある。研磨液（研磨スラリー）には、アルカリ溶媒に分散したコロイダルシリカに酸化剤として過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）を添加したものを用いる。例えばＪＳＲ社製のＣＭＳ８３０１がある。上記研磨液の供給流量は例えば１５０ｍｌ／ｍｉｎとして、研磨パッドの回転数は例えば１００ｒｐｍ、ウエハ（基板）回転数は例えば：１１０ｒｐｍ、研磨圧力は例えば３００g／ｃｍ²,研磨時間は例えば１２０ｓｅｃとした。これにより、第２絶縁膜２２のＳｉＯ₂膜の表層およそ１２０ｎｍの厚さが除去された。その際、絶縁膜の剥がれは発生しなかった。

次に、図９（８）に示すように、上記第２絶縁膜２２上にビア層絶縁膜１３を、例えば炭化酸化シリコン（ＳｉＯＣ）膜で形成する。このＳｉＯＣ膜は、例えばプラズマＣＶＤ法により２００ｎｍの厚さに成膜される。例えば、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用い、その際使用する原料ガスのうちシリコン源としてメチルシランを用いる。また成膜条件としては基板温度を３００℃〜４００℃に設定し、プラズマパワーを１５０〜３５０Ｗ、成膜雰囲気の圧力を１００Ｐａ〜１０００Ｐａ程度に設定する。

次に、図１０（９）に示すように、上記ビア層絶縁膜１３上に、例えばＰｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫ（ポリアリールエーテル）を１００ｎｍの厚さに成膜して、第３絶縁膜２３を形成する。上記Ｐｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫは、前駆体をスピンコート法により堆積した後、４００℃〜４５０℃のキュア処理を行って形成することができる。

次に、図１０（１０）に示すように、Ｐｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫからなる第３絶縁膜２３のエッジカットを行う。図面ではエッジカット後の状態を示した。

上記第３絶縁膜２３であるＰｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫ膜のエッジカット方法は、前記図６に示した第１絶縁膜２１のエッジカット法と同様に、シリコン基板（ウエハ）１０１を矢印ア方向に回転させながら、第３絶縁膜２３の溶剤１５０をウエハエッジに滴下し、エッジカット位置までスキャニングする。この時、図示しない純水をシリコン基板１０１中心から滴下することにより、エッジカット部以外のウエハ表面を溶剤から保護する。溶剤としては、第３絶縁膜２３がＰｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫであれば、シクロヘキサノンを使用することができる。エッジカット幅は、スキャニングのプログラムを変更することにより容易に変更できる。今回、第３絶縁膜２３のエッジカット幅ｗ４〔図１０（１０）参照〕は３ｍｍ〜１０ｍｍとし、３ｍｍ〜６ｍｍは０．１ｍｍきざみに、６ｍｍ〜１０ｍｍは１ｍｍきざみに設定した。

次に、図１１（１１）に示すように、上記第３絶縁膜２３を被覆する状態に第４絶縁膜２４を、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）を２００ｎｍの厚さとなるように堆積して形成する。この酸化シリコン膜は、例えばプラズマＣＶＤ法によって成膜することができる。

次に、上記第４絶縁膜２４表面にフォトレジスト（図示せず）を塗布し、ベーキング、露光、現像工程を行うことによって、エッジ部分がカットされたフォトレジスト膜（図示せず）を形成する。次に、上記フォトレジスト膜をエッチングマスクに用いて、第４絶縁膜２４のエッチングを行い、第４絶縁膜２４のエッジをカットした。今回は、第４絶縁膜２４のエッジカット幅ｗ５は３ｍｍと４ｍｍと２通り作成した。その後、上記フォトレジスト膜を剥離する。本図面では、フォトレジスト膜を剥離した状態を示した。

さらに、第４絶縁膜２４、第３絶縁膜２３、ビア層絶縁膜１３の順でエッチングを行い、各絶縁膜のエッジをカットした。第３絶縁膜２３のエッジカット幅が４ｍｍ〜１０ｍｍの場合は、第４絶縁膜２４とビア層絶縁膜１３のみがエッチングされる。

上記のようにして作製されたサンプルは、第４絶縁膜２４（２００ｎｍ）／第３絶縁膜２３（１００ｎｍ）／ビア層絶縁膜１３（２００ｎｍ）、第２絶縁膜２２（２００ｎｍ）／第１絶縁膜２１（１００ｎｍ）／下地絶縁膜１０２（５００ｎｍ）／シリコン層１０１をベタ膜で積層したものであり、このようなサンプルを研磨して、エッジ剥がれの状況を調査した。

なお、今回のサンプルはベタ膜としたが、パターンを形成する場合には、図７（５）おおび図１１によって説明した工程において、エッジカット部分に対し露光した後に、通常の露光機によりパターニングすればよい。また、デュアルダマシン構造の作製方法については、例えば特開２００１−４４１８９号公報などに詳細な記述があるが、このようなデュアルダマシン構造を形成する時にも、上記と同様の方法により、エッジカット位置を決定することができる。

次に、こ上記サンプルをＣＭＰした。ＣＭＰ条件は、一例として、研磨パッドに、例えば上層が発泡ポリウレタン製で下層がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のものを用いた。このような研磨パッドとしては、一例として、上層がロデール社製の厚さ１．２ｍｍのＩＣ１０００で下層が同社製の厚さ１．２ｍｍのＳＵＢＡ４００よりなる積層された研磨パッドがある。研磨液（研磨スラリー）には、アルカリ溶媒に分散したコロイダルシリカに酸化剤として過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）を添加したものを用いる。例えばＪＳＲ社製のＣＭＳ８３０１がある。上記研磨液の供給流量は例えば１５０ｍｌ／ｍｉｎとして、研磨パッドの回転数は例えば１００ｒｐｍ、ウエハ（基板）回転数は例えば：１１０ｒｐｍ、研磨圧力は例えば３００g／ｃｍ²,研磨時間は例えば１２０ｓｅｃとした。これにより、第４絶縁膜２４のＳｉＯ₂膜の表層およそ１２０ｎｍの厚さが除去された。その際、絶縁膜の剥がれは発生しなかった。

剥がれの検査は、顕微鏡によりエッジから０ｍｍ〜７ｍｍの範囲を全周観察し、１枚あたり剥がれが発生した領域の割合（％）を調べた。例えば、全周で剥がれていれば１００％、剥がれない領域がウエハ全周の半分であれば５０％、全く剥がれなければ０％である。この結果を以下に説明する。

図１２に示すように、第１絶縁膜２１のエッジカット幅を４．５ｍｍ、第２絶縁膜２２のエッジカット幅を４．０ｍｍ、第４絶縁膜２４のエッジカット幅を４．０ｍｍとし、第３絶縁膜２３のエッジカット幅を３ｍｍ〜１０ｍｍまで変化させた場合の剥がれが発生した領域の割合を調べた。

この結果、第３絶縁膜２３のエッジカット幅が４．７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で膜の剥がれが０％であった。したがって、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成され、第３絶縁膜２３のエッジは第４絶縁膜２４のエッジより内側になるように形成され、かつ第１絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されることが好ましいことがわかる。

また、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成され、第３絶縁膜２３のエッジは、第４絶縁膜２４のエッジより内側０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成され、さらに第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されることがより好ましいことがわかる。

次に、図１３に示すように、第１絶縁膜２１のエッジカット幅を５．０ｍｍ、第２絶縁膜２２のエッジカット幅を４．０ｍｍ、第４絶縁膜２４のエッジカット幅を４．０ｍｍとし、第３絶縁膜２３のエッジカット幅を３ｍｍ〜１０ｍｍまで変化させた場合の剥がれが発生した領域の割合を調べた。

この結果、第３絶縁膜２３のエッジカット幅が４．５ｍｍ〜４．８ｍｍの範囲で膜の剥がれが５％であり、第３絶縁膜２３のエッジカット幅が５．２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で膜の剥がれが０％であった。したがって、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成され、第３絶縁膜２３のエッジは第４絶縁膜２４のエッジより内側になるように形成され、かつ第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されることがより好ましいことがわかる。

次に、図１４に示すように、第１絶縁膜２１のエッジカット幅を４．５ｍｍ、第２絶縁膜２２のエッジカット幅を４．０ｍｍ、第４絶縁膜２４のエッジカット幅を３．０ｍｍとし、第３絶縁膜２３のエッジカット幅を３ｍｍ〜１０ｍｍまで変化させた場合の剥がれが発生した領域の割合を調べた。

この結果、第３絶縁膜２３のエッジカット幅が４．７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で膜の剥がれが０％であった。したがって、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成され、第３絶縁膜２３のエッジは第４絶縁膜２４のエッジより内側になるように形成され、かつ第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されることがより好ましいことがわかる。

さらに、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、第３絶縁膜２３のエッジは、第４絶縁膜２４のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、かつ第１絶縁膜２１のエッジより０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲で外側になるように形成されていて、さらに前記第２絶縁膜のエッジより０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲および０．７ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることが好ましいことがわかる。

次に、図１５に示すように、第１絶縁膜２１のエッジカット幅を５．０ｍｍ、第２絶縁膜２２のエッジカット幅を４．０ｍｍ、第４絶縁膜２４のエッジカット幅を３．０ｍｍとし、第３絶縁膜２３のエッジカット幅を３ｍｍ〜１０ｍｍまで変化させた場合の剥がれが発生した領域の割合を調べた。

この結果、第３絶縁膜２３のエッジカット幅が５．２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で膜の剥がれが０％であり、第３絶縁膜２３のエッジカット幅が４．１ｍｍ〜４．８ｍｍの範囲で膜の剥がれが５％であった。したがって、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成され、第３絶縁膜２３のエッジは第４絶縁膜２４のエッジより内側になるように形成され、かつ第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されることがより好ましいことがわかる。

さらに、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、第３絶縁膜２３のエッジは、第４絶縁膜２４のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、かつ第１絶縁膜２１のエッジより０．２ｍｍ以上０．９ｍｍ以下の範囲で外側になるように形成されていて、さらに前記第２絶縁膜のエッジより０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲および１．２ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていることが好ましいことがわかる。

以上より、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、第３絶縁膜２３のエッジは第４絶縁膜２４のエッジより内側になるように形成されていて、かつ第１絶縁膜２１のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されているものとした。

または、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、第３絶縁膜２３のエッジは、第４絶縁膜２４のエッジより内側０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、さらに第１絶縁膜２１のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されているものとした。
または、第１絶縁膜２１のエッジは第２絶縁膜２２のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、第３絶縁膜２３のエッジは、第４絶縁膜２４のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、かつ第１絶縁膜２１のエッジより０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲で外側になるように形成されていて、さらに第２絶縁膜２１のエッジより０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されているものとした。

上記説明したようなエッジカット幅とすることによって、第３絶縁膜２３とビア層絶縁膜１３との密着性が弱いのに対し、その外側に、密着性が高い第４絶縁膜２４とビア層絶縁膜１３との界面が存在し、その接触面積を大きくとれることと、第３絶縁膜２３のエッジの段差が、第１絶縁膜２１のエッジの段差もしくはビア層絶縁膜１３のエッジの段差もしくは第２絶縁膜２２のエッジの段差と重ならないために、圧力が分散し、第３絶縁膜２３のエッジにかかる圧力が低減されるためである。

なお、エッジカット幅の最大値を５．０ｍｍとしたのは、ウエハ当たりのチップの収率を確保するためで、もし、５．０ｍｍを超えるようなエッジカットを行うと、ウエハ当たりのチップの収率が著しく低下することになる。

次に、配線が形成される配線層絶縁膜と、ビアが形成されるビア層絶縁膜とを３層に形成した実施例、５層に形成した実施例、７層に形成した実施例について、以下に説明する。以下の説明では、下層の配線層絶縁膜は第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２からなり、その上層の配線層絶縁膜は第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４からなるものとし、第１、第３絶縁膜２１，２３は例えばポリアリルエーテル（Ｐｏｒｏｕｓ−ＳｉＬＫ）(膜厚＝１００ｎｍ)で形成し、第２、第４絶縁膜２２、２４は例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）（成膜時の膜厚＝２００ｎｍ、ＣＭＰ後の膜厚＝約８０ｎｍ）で形成し、ビア層絶縁膜は例えば炭化酸化シリコン（ＳｉＯＣ）(膜厚＝２００ｎｍ)／窒化炭化シリコン（ＳｉＣＮ）(膜厚＝３５ｎｍ)の積層膜を用いた。

図１６に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを３層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜１２（下層の第１絶縁膜に対しては第３絶縁膜２３になる。以下、単に「第３絶縁膜２３」と記す）は、順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図１７に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを３層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。また、第１層目の配線層絶縁膜の第２絶縁膜２２は、エッジカット幅が４．０ｍｍであり、この第２絶縁膜２２に対して、第２層目の配線層絶縁膜１２の第２絶縁膜２２（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。また、配線層絶縁膜１２間に形成されるビア層絶縁膜１３は、最下層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅が４．５ｍｍであり、このビア層絶縁膜１３に対して上層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅は順次０．５ｍｍ内側に形成されている。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図１８に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを３層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が５．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図１９に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを３層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が５．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。また、第１層目の配線層絶縁膜の第２絶縁膜２２は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第２絶縁膜２２に対して、第２層目の配線層絶縁膜１２の第２絶縁膜２２（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。また、配線層絶縁膜１２間に形成されるビア層絶縁膜１３は、最下層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅が４．０ｍｍであり、このビア層絶縁膜１３に対して上層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅は順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２０に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを３層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が５．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。また、第１層目の配線層絶縁膜の第２絶縁膜２２は、エッジカット幅が５．０ｍｍであり、この第２絶縁膜２２に対して、第２層目の配線層絶縁膜１２の第２絶縁膜２２（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。また、配線層絶縁膜１２間に形成されるビア層絶縁膜１３は、最下層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅が４．５ｍｍであり、このビア層絶縁膜１３に対して上層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅は順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２１に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを３層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍ内側と０．５ｍｍ外側に交互に形成されている。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２２に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを５層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜１２（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２３に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを５層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。また、第１層目の配線層絶縁膜の第２絶縁膜２２は、エッジカット幅が４．０ｍｍであり、この第２絶縁膜２２に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第２絶縁膜２２（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。また、配線層絶縁膜１２間に形成されるビア層絶縁膜１３は、最下層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅が４．５ｍｍであり、このビア層絶縁膜１３に対して上層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅は順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２４に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを５層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が５．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２５に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを５層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が５．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。ただし、第５層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、第４層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１に対して、０．５ｍｍ内側に形成されている。また、第１層目の配線層絶縁膜の第２絶縁膜２２は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第２絶縁膜２２に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第２絶縁膜２２（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。また、配線層絶縁膜１２間に形成されるビア層絶縁膜１３は、最下層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅が４．０ｍｍであり、このビア層絶縁膜１３に対して上層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅は順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２６に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを５層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が５．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。また、第１層目の配線層絶縁膜の第２絶縁膜２２は、エッジカット幅が５．０ｍｍであり、この第２絶縁膜２２に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第２絶縁膜２２（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。また、配線層絶縁膜１２間に形成されるビア層絶縁膜１３は、最下層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅が４．５ｍｍであり、このビア層絶縁膜１３に対して上層のビア層絶縁膜１３のエッジカット幅は順次０．５ｍｍずつ外側に形成されている。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２７に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを５層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍ内側と０．５ｍｍ外側に交互に形成されている。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２８に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを５層に形成したものである。ここでは、第１層目から第３層目までは、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。そして４層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、第１層目の第１絶縁膜２１とエッジカット幅が同一であり、この第１絶縁膜２１に対して、第５層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、０．５ｍｍ内側に形成されている。このように、多層の場合、例えば３層ずつ区切って形成することもできる。具体的には前記図１６で説明した構成を繰り返し形成することもできる。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図２９に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを７層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜１２（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍずつ内側に形成されている。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

図３０に示すように、第１絶縁膜２１と第２絶縁膜２２とを積層した配線層絶縁膜１２（第３絶縁膜２３と第４絶縁膜２４とを積層した配線層絶縁膜１４）とビア層絶縁膜１３とを７層に形成したものである。すなわち、第１層目の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１は、エッジカット幅が４．５ｍｍであり、この第１絶縁膜２１に対して、第２層目以降の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１（第３絶縁膜２３）は、順次０．５ｍｍ内側と０．５ｍｍ外側に交互に形成されている。その他の各層の第２絶縁膜２２、第４絶縁膜２４、ビア層絶縁膜１３は、エッジカット幅を４ｍｍとし、エッジ位置をそろえた。このような構成では、ＣＭＰを行っても膜の剥がれは発生しなかった。

最後に、比較例を説明する。図３１、３２、３３に示すように、各層の配線層絶縁膜１２の第１絶縁膜２１のエッジカット幅をそろえた場合には、全ての場合で、ＣＭＰによる膜の剥がれが確認できた。

本発明の半導体装置および半導体装置の製造方法は、基板（ウエハ）上に複数層の絶縁膜が形成され、少なくともその最上層の絶縁膜を研磨するという用途の他に、さらにその絶縁膜上に形成された金属膜を研磨によって除去するという用途にも適用できる。

本発明の半導体装置に係る第１実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置に係る第２実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置に係る第３実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を示した概略構成断面図である。本発明の半導体装置の製造方法に係る一実施例を示した概略構成断面図である。第３絶縁膜のエッジカット幅に対する膜剥がれが発生した領域の割合を示した図である。第３絶縁膜のエッジカット幅に対する膜剥がれが発生した領域の割合を示した図である。第３絶縁膜のエッジカット幅に対する膜剥がれが発生した領域の割合を示した図である。第３絶縁膜のエッジカット幅に対する膜剥がれが発生した領域の割合を示した図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを３層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを３層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを３層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを３層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを３層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを３層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを５層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを５層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを５層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを５層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを５層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを５層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを５層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを７層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを７層に形成した実施例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを３層に形成した比較例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを５層に形成した比較例を示した概略構成断面図である。配線が形成される配線層絶縁膜とビアが形成されるビア層絶縁膜とを７層に形成した比較例を示した概略構成断面図である。

符号の説明

１１…基板、１２…第１配線層絶縁膜、１３…ビア層絶縁膜、１４…第２配線層絶縁膜、２１…第１絶縁膜、２２…第２絶縁膜、２３…第３絶縁膜、２４…第４絶縁膜

Claims

基板上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜と、ビアを形成するビア層絶縁膜と、配線層を形成する第２配線層絶縁膜とを順に積層して備えた半導体装置であって、
前記第１配線層絶縁膜は第１絶縁膜と第２絶縁膜との積層膜からなり、
前記第２配線層絶縁膜は第３絶縁膜と第４絶縁膜との積層膜からなり、
前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、
前記第３絶縁膜のエッジは前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、かつ前記第１絶縁膜のエッジより内側になるように形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、
前記第３絶縁膜のエッジは前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、かつ前記第１絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、
前記第３絶縁膜のエッジは、前記第４絶縁膜のエッジより内側０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、さらに前記第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
基板上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜と、ビアを形成するビア層絶縁膜と、配線層を形成する第２配線層絶縁膜とを準じ積層して備えた半導体装置であって、
前記第１配線層絶縁膜は第１絶縁膜と第２絶縁膜との積層膜からなり、
前記第２配線層絶縁膜は第３絶縁膜と第４絶縁膜との積層膜からなり、
前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、
前記第３絶縁膜のエッジは前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成されていて、かつ前記第１絶縁膜のエッジより外側になるように形成されていて、さらに第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
前記第１絶縁膜のエッジは前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、
前記第３絶縁膜のエッジは、前記第４絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されていて、かつ前記第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲で外側になるように形成されていて、さらに前記第２絶縁膜のエッジより０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成されている
ことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
基板上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜を形成する工程と、前記第１配線層絶縁膜上にビアを形成するビア層絶縁膜を形成する工程と、前記ビア層絶縁膜上に配線層を形成する第２配線層絶縁膜を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記第１配線層絶縁膜を第１絶縁膜と第２絶縁膜との積層膜で形成し、
前記第２配線層絶縁膜を前記第１配線層絶縁膜よりも上層に第３絶縁膜と第４絶縁膜との積層膜で形成し、
前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成し、
前記第３絶縁膜のエッジを前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成し、かつ前記第１絶縁膜のエッジより内側になるように形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、
前記第３絶縁膜のエッジを前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成して、かつ前記第１絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成する
ことを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、
前記第３絶縁膜のエッジを、前記第４絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、さらに前記第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成する
ことを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
基板上に、配線層を形成する第１配線層絶縁膜を形成する工程と、前記第１配線層絶縁膜上にビアを形成するビア層絶縁膜を形成する工程と、前記ビア層絶縁膜上に配線層を形成する第２配線層絶縁膜を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法であって、
前記第１配線層絶縁膜を第１絶縁膜と第２絶縁膜との積層膜で形成し、
前記第２配線層絶縁膜を前記第１配線層絶縁膜よりも上層に第３絶縁膜と第４絶縁膜との積層膜で形成し、
前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより内側になるように形成し、
前記第３絶縁膜のエッジを前記第４絶縁膜のエッジより内側になるように形成し、かつ前記第１絶縁膜のエッジより外側になるように形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第１絶縁膜のエッジを前記第２絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、
前記第３絶縁膜のエッジを、前記第４絶縁膜のエッジより０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成し、かつ前記第１絶縁膜のエッジより０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲で外側になるように形成し、さらに前記第２絶縁膜のエッジより０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲で内側になるように形成する
ことを特徴とする請求項９記載の半導体装置の製造方法。