JP3774399B2 - デュアルダマシン構造体及びその形成方法、並びに半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、デュアルダマシン構造体及びその形成方法、並びに半導体装置(半導体素子)及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の半導体産業におけるLSIの高集積化および高速化により、半導体基板の配線の微細化と多層化が進むと共に、相互接続部の数も増えている。そのために配線ピッチが狭まり、配線間容量や配線遅延によるLSIの性能低下が起こる。これを防ぐために、抵抗率の低い配線材料と誘電率の低い層間絶縁膜を用いる必要にせまられ、配線材料として、従来のAl合金等の代わりに抵抗率の低い、かつ、エレクトロマイグレーション(EM)耐性の高いCuを使用する動きが活発になってきている。Cu成膜技術としてはスパッタ法、メッキ法、CVD法等があり、配線溝、ビアホール、コンタクトホール等にCuを堆積させ、埋め込む方法が開発されている。そして、配線溝やホール等を完全に埋め込んだ後、CMP処理を行い基板表面を平坦化する方法を繰り返すダマシンプロセスも開発されている。
【0003】
また、Cu配線が導入されると共に、配線構造や層間絶縁膜などについての研究開発が行われており、Cu配線を用いるだけでは配線遅延を効果的に減少することが困難であるため、半導体プロセスにおいて、層間絶縁膜として低比誘電率酸化物膜(SiO2膜)を用いている。
【0004】
上記ダマシンプロセスとしては、シングルダマシン法、デュアルダマシン法があるが、配線層と下層配線接続用のビアホールとを一括で形成するデュアルダマシン法が製造方法の面から有望である。このデュアルダマシン法とは配線を埋め込む配線溝と上下の配線とを結ぶ接続孔とを形成後、これら両方に配線材料を埋め込み、CMP処理により配線溝から溢れた余分の配線材料を削り、配線及び接続孔内に形成される接続孔配線(いわゆるプラグ)を同時に形成する技術である。
このデュアルダマシン構造の一例に関し、従来の形成方法のプロセスを工程順に示す図1(A)〜(D)を参照して説明する。
【0005】
まず、トランジスタ等の素子が形成されておりCuの第1配線が形成されてある基板上に、ビア層間として用いられる第1絶縁膜(酸化シリコン膜)を300〜1000nm程度の膜厚で形成する。この第1シリコン酸化膜上に低誘電率の有機Low−k材料からなる第1層間絶縁膜、次いで、溝エッチングの際にエッチングストップ膜として機能するSiN膜又はSiON膜を30〜200nm程度の膜厚で形成する。このストップ膜の上に、Low−k材料からなる第2層間絶縁膜、及び配線層間膜として用いられる第2絶縁膜(酸化シリコン膜、膜厚:100〜500nm程度)を順次堆積する。次いで、通常の露光法によりフォトレジストパターンを形成し、異方性エッチングによりビアホールを形成する。その後、フォトレジストを剥離・除去し、再度、通常の露光法によりフォトレジストパターンを形成し、異方性エッチングにより溝(配線溝)105を形成する(図1(A))。図1(A)において、101は第1層間絶縁膜、102はストップ膜、103は第2層間絶縁膜、104は第2絶縁膜を示す。エッチングによって溝を形成する時には、ストップ膜102により、エッチングする層を所定の位置(図中、ストップ膜102の上面)で確実に止めるようにしなければならない。溝105を形成した後、TiN、TaN、又はWN等のバリアメタルをスパッタリングにより溝の内壁面及びフィールド部に堆積し、バリア膜106を形成する(図1(B))。その後、電気メッキ法等によりこの溝を埋設するようにCu配線層107を形成する。最後に、積層表面に対してCMPにより表面平坦化処理を行い、配線溝105に埋め込まれずに配線溝から溢れているフィールド部の余分なCu配線材料を削り取り、図1(D)に示すようなCuデュアルダマシン構造体を形成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、配線遅延の問題を解消するために有機Low−k材料からなる低誘電率膜を導入する場合、Low−k膜をエッチングする時にストップ膜としてのSiN膜又はSiON膜との選択比を大きくとることができれば、あとはオーバーエッチングすることでウエハー面内でエッチング形状の均一性を得ることができる(図1(A))。しかし、ストップ膜(中間層)にSiN膜又はSiON膜等を用いた場合には、非誘電率が高い(SiNの場合:ε=約7〜8、SiONの場合:ε=約5〜6)ために、特に微細ピッチのパターンにおいて隣接する配線のへりによるフリンジ効果によって配線間容量が増大し、積層方向に対しての配線遅延問題解消の効果が激減するという問題がある。たとえ、比誘電率の低いHSQや有機含有シリコン酸化膜等をストップ膜として適用しても信号の伝播遅延の大きな原因になりやすいという問題がある。そこで、図2に示されるようなストップ膜なしのデュアルダマシン構造が提案されている。図2において、201は有機Low−k膜、202は酸化シリコン膜、Aはエッチング停止点を示す。しかし、この場合には、エッチングを途中(図2におけるA点)で止めなければならないために、ウエハー面内均一形状化にオーバーエッチング法を用いることができないので、新たな非常に高度な均一エッチングをしなければならず、技術的にも難しいという問題がある。
【0007】
また、ストップ膜なしの構造では、理想的にはマイクロトレンチなしの形状が望ましいが、通常、マイクロトレンチが非常に発生しやすく(図3)、高い面内均一形状化が得られず、さらに、エッチング表面における荒れや、エッチング残さが発生するという問題がある。図3において、301は有機Low−k膜、302は酸化シリコン膜、303は発生するマイクロトレンチ、304はエッチング残さを示し、305はマイクロトレンチがない状態を示す。
本発明の課題は、上記従来技術の問題を解消することにあり、エッチングストップ膜なしの、形状の良い溝配線を有し、配線遅延の起こらないデュアルダマシン構造体及びその形成方法、並びにこのデュアルダマシン構造体を持つ半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、エッチングストップ膜なしのデュアルダマシン構造を得るために、各種材料、エッチング条件等について鋭意検討してきたが、その結果、有機Low−k材料からなる層間絶縁膜と有機ケイ素化合物膜又は多孔質酸化シリコン膜との組み合わせにより、また、エッチング条件を選択することにより、中間層のストップ膜のないデュアルダマシン構造体を形成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
本発明のCuデュアルダマシン構造体は、基板に設けられた配線層上に、第1絶縁膜として有機ケイ素化合物膜又は多孔質酸化シリコン膜、及びポリアリールエーテル主体のもの又はフッ化ポリイミドからなる層間絶縁膜を順に設けてなり、さらに配線溝内にCu配線膜が埋設されていることからなる。
本発明の半導体装置は、上記Cuデュアルダマシン構造体を持つものである。
【0010】
本発明のCuデュアルダマシン構造体の形成方法は、基板に設けられた配線層上に、第1絶縁膜、有機Low−k材料からなる層間絶縁膜、及び第2絶縁膜をこの順に形成する工程、該第2絶縁膜上にフォトレジストパターンを形成して、ハロゲン化炭素ガス又はハロゲン化炭化水素ガスを用いて、基板に設けられた配線層上面まで一括してエッチング除去してビアホールを形成する工程、該フォトレジスト層を剥離・除去し、配線溝の一部を構成する第2絶縁膜上にフォトレジストパターンを形成して、ハロゲン化炭素ガス又はハロゲン化炭化水素ガスを用いて、該層間絶縁膜の上面まで第2絶縁膜をエッチング除去する工程、このフォトレジスト層を剥離・除去した後、N2、H2、NH3、O2、N2O、NO、CO、若しくはCO2のガスを主体としたガス、又はこれらの少なくとも2種の混合ガスを用いて、層間絶縁膜トレンチエッチングを行い、配線溝を形成する工程、その後、この配線溝を埋設するようにCu配線層を形成する工程、かくして得られた積層表面に対してCMPにより表面平坦化処理を行い、Cu配線膜を形成する工程を含むことからなる。
【0011】
前記第1絶縁膜及び第2絶縁膜は、有機ケイ素化合物膜又は多孔質酸化シリコン膜であり、前記有機Low−k材料は、ポリアリールエーテル主体のもの又はフッ化ポリイミドであり、また、前記ハロゲン化炭素ガスは、CF4、C2F4、C2F6、C3F8、C4F8、C5F8、臭化カーボンガス、又はヨウ化フッ化カーボンガスであり、前記ハロゲン化炭化水素ガスは、CHF3、CH2F2又はCH3CHF2であることが好ましい。ここで、ハロゲンは、F、Br、Iが好ましい。また、本発明の半導体装置製造方法は、上記のようにしてCuデュアルダマシン構造体を形成して、半導体装置を製造する方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図4(A)〜(H)に本発明の実施の形態であるデュアルダマシン構造体を形成し、半導体装置を製造するためのプロセスの一例を工程順に示す。
【0013】
まず、図4(A)に示すように、トランジスタ等の素子が形成されておりCuの第1配線が形成されてある基板401上に、第1絶縁膜(多孔質酸化シリコン膜)402を300〜1000nm程度の膜厚で形成し、この第1多孔質酸化シリコン膜上に有機Low−k材料からなる500nm程度の層間絶縁膜403を形成する。層間絶縁膜403の形成後、図4(B)に示すように、この層間絶縁膜の上に50〜200nm程度の厚さの第2絶縁膜(シリコン酸化物膜)404をCVD法により形成する。次いで、図4(C)に示すように、通常の露光法によりフォトレジストパターン405を形成する。その後、図4(D)に示すように、エッチャントとしてC3F8ガス等のようなハロゲン化炭素ガスを用いて、基板404の上面まで一括にエッチングしてビアホール406を形成する。フォトレジスト層405を剥離・除去するした後、図4(E)及び(F)に示すように、再度、通常の露光法によりフォトレジストパターン407を形成し、エッチャントとしてC3F8ガス等のようなハロゲン化炭素ガスを用いて、層間絶縁膜403の上面までエッチングしてシリコン酸化物膜404を除去する。
【0014】
次いで、図4(G)に示すように、エッチャントとしてN2、H2、NH3、O2、N2O、NO、CO、若しくはCO2のガスを主体としたガス、又はこれらの少なくとも2種の混合ガスを用いて、有機Low−k膜トレンチエッチングを行い、第1絶縁膜402の上面までエッチング除去し、配線溝408を形成する。フォトレジスト層407をアッシングにより剥離・除去する。
上記混合ガスとしては、例えば、N2とH2との混合ガスの場合、N2ガス=50〜80、H2ガス=50〜20の割合で混合したものを使用することができる。
【0015】
上記のように有機Low−k膜からなる層間絶縁膜403と第1絶縁膜402とを組み合わせて用いることにより、エッチング選択比が20以上となり、中間層としてのストップ膜を用いなくとも、有機Low−k膜のオーバーエッチングが可能となり、所期の配線溝を形成することができる。また、エッチング残さに対するレジストアッシングプロセスも不要となり、第2絶縁膜と層間絶縁膜とを一括してエッチング除去できる。
このようにして配線溝408を形成すれば、中間膜としてストップ膜を用いることなく所望の配線溝を形成することが出来る。
【0016】
配線溝408を形成した後、TiN、TaN、又はWN等のバリアメタルをスパッタリングにより溝の内壁面及びフィールド部に堆積し、バリア膜409を形成する(図4(H))。次いで、電解メッキ法等によりこの配線溝408を埋設するようにCu配線層を形成した後、積層表面に対してCMPにより表面平坦化処理を行い、配線溝408に埋め込めず配線溝から溢れたフィールド部の余分なCu配線材料を削り取り、Cu配線膜410を形成し、図4(H)に示すようなCuデュアルダマシン構造体を形成する。
【0017】
上記プロセスにおいては、第1絶縁膜402に形成される溝が配線を電気的に接続する接続孔配線であり、有機Low−k膜からなる層間絶縁膜403及び第2絶縁膜に形成される溝が第2の金属配線のCu配線である。多孔質酸化シリコン膜と有機Low−k膜とのエッチングされる速度は異なるので、上記のように、配線層と下層配線接続用のビアホールを一括で形成するデュアルダマシン構造体を形成することが可能なのである。
【0018】
上記プロセスにおいて、第1絶縁膜としては、多孔質酸化シリコン膜以外に、SOD(spin on dielectrics)、例えば、FSG、MSQ、HMSQ、HSQ、MHSQ、多孔質シリカ等を用いることが出来、この膜の形成方法は、それぞれの材料に合わせて随時選択され得る。また、有機Low−k材料としては、例えば、ポリアリールエーテルが主体のSiLK、FLARE及びGX−3等、並びにフッ化ポリイミ等を用いることが出来、この材料からなる膜の形成方法は、それぞれの材料の特性に合わせて随時選択され得る。
【0019】
エッチャントとしては、上記ハロゲン化炭素ガス以外に、ハロゲン化炭化水素ガス(CxHyFzガス)として、例えば、CHF3、CH2F2、CH3CHF2等のフッ化炭化水素ガスを用いても良い。
また、上記エッチングガスを用いて有機Low−k膜をトレンチエッチングする場合には、エッチングガスとして、上記したようなN2、H2、NH3、O2ガスを用いることが好ましい。エッチングガスとしてN2とH2との混合ガス(容量%でN2:H2=70:30)、及びNH3ガスを用いて、0.4Paの圧力下、有機Low−k膜としてFLARE(登録商標:Honeywell Electronic Materials製)膜をエッチングした場合のRFバイアス電力とエッチング速度(nm/min)との関係を図5に示す。対照としてArガスを用いた場合についても図5に示す。この図から明らかなように、エッチング速度は飽和することなく、直線的に上昇する特性を有する。一方、Arのような単純なスパッタのみではバイアスパワーを上昇させても約100nm/min程度と、殆どエッチング速度上昇は得られない。従って、有機Low−kのエッチング機構は上記したようなN2、H2、NH3、O2、N2O、NO、CO、CO2等のガスを主体とするガス、或いは添加プロセスが非常に有用であることが分かる。
【0020】
さらに、励起したN2+H2(容量%でN2:H2=70:30)プラズマを用いて、0.4Paの圧力下で、有機Low−k(FLARE)、SiN、SiO2、及びMSQ(メチルシルセスキオキサン)の各膜をエッチングした場合のRFバイアス電力(W)と各膜のエッチングレート及び選択性との関係を図6の示す。図6から明らかなように、有機Low−k膜のエッチング向けのプロセスでは、シリカ系Low−k膜は殆ど反応しない。これは、以下に述べる図4(G)における有機Low−k膜403のエッチング時の下地シリカ系Low−k膜402に対して高い選択比(20以上)が得られることを意味している。従って、オーバーエッチングしても、有機Low−k膜の膜厚t403及びシリカ系Low−k膜の膜厚t402は殆ど変わらない。さらに、図3に示すマイクロトレンチ303も発生しないことを意味する。
さらに、フォトレジストとしては、通常用いられるレジストであれば使用でき、例えば、SRレジスト、KrFレジスト、ArFレジスト、F2レジスト等を用いることができる。
【0021】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
(実施例1)図4(A)に示すように、トランジスタ等の素子が形成されておりCuの第1配線が形成されてある基板401上に、多孔質酸化シリコン膜402を500nm程度の膜厚で形成し、この膜上に500nm程度の膜厚でFLARE膜403を形成した。この有機Low−k膜403の形成後、図4(B)に示すように、この膜の上に50〜100nm程度の膜厚でシリコン酸化物膜404をCVD法により形成した。
【0022】
次いで、図4(C)に示すように、フォトレジストとしてSRレジストを用い、通常の塗布/露光法によりフォトレジストパターン405を形成した。レジストパターン形成後、エッチャントとしてC3F8/Arガスを用いて、0.1〜1Paの圧力下で、SiO2膜が垂直にエッチングできる条件下で、基板401の上面まで一括にエッチングしてビアホール406を形成し、その後、フォトレジスト層405をアッシングにより剥離・除去した(図4(D))。このエッチングは途中で止める必要がないので、マイクロトレンチが発生することもなく、また、エッチング残さもなく、エッチング表面荒れもなく、エッチング表面の高い均一性が得られた。
【0023】
上記したフォトレジストの除去後、図4(E)及び(F)に示すように、フォトレジストとしてSRレジストを用い、再度、通常の塗布/露光法によりフォトレジストパターン407を形成し、エッチャンとしてC3F8ガスを用いて、SiO2膜が垂直にエッチングできる条件下で、有機Low−k膜の上面までエッチングして、シリコン酸化物膜404をエッチング除去した。次いで、図4(G)に示すように、エッチャントとして、N2=70、H2=30の混合比を有する混合ガスを用いて、有機Low−k膜トレンチエッチングを行い、シリコン酸化物膜402の上面までエッチングして酸化Cu配線溝408を形成した。アッシングによりフォトレジスト層407を剥離・除去した。
【0024】
配線溝408を形成した後、TiN、TaN、又はWNのバリアメタルをスパッタリングによりこの配線溝の内壁面及びフィールド部に堆積し、バリア膜409を形成した。次いで、電解メッキ法によりこの配線溝408を埋設するようにCu配線層を形成した後、積層表面に対してCMPにより表面平坦化処理を行い、配線溝408に埋め込めずに配線溝から溢れたフィールド部の余分なCu配線材料を削り取り、Cu配線膜410を形成し、図4(H)に示すようなCuデュアルダマシン構造体を形成した。
【0025】
上記のように、有機Low−k膜403と多孔質酸化シリコン膜又はシリコン系Low−k膜402とを組み合わせて用いることによりエッチング選択比が20以上となり、中間層としてのストップ膜を用いなくとも、多孔質酸化シリコン膜と層間絶縁膜とを一括してエッチング除去でき、有機Low−k膜のオーバーエッチングが可能となり、所望の配線溝を形成することができた。また、レジスト残さを除去するためのアッシングプロセスが不要であった。上記実施例において、多孔質酸化シリコン膜以外に、SODとして、FSG、MSQ、HMSQ、HSQ、多孔質シリカを用いても、また、有機Low−k材料として、FLARE膜以外にSiLKやGX−3、フッ化ポリイミドを用いても、同様な結果が得られる。
【0026】
また、エッチャントCxHyFzガスとしては、C3F8ガス以外にハロゲン化炭素ガスとして、CF4、C2F4、C2F6、C4F8、C5F8、臭化カーボンガス、又はヨウ化フッ化カーボンガス、また、ハロゲン化炭化水素ガスとして、CHF3、CH2F2又はCH3CHF2を用いても、同様な結果が得られる。
さらに、N2=70、H2=30の混合比を有する混合ガス以外に、上記したガスを用いても、同様な結果を得ることができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、有機Low−k膜からなる層間絶縁膜と絶縁膜とを組み合わせて用いることによりエッチング選択比が高くなり、中間層としてのエッチングストップ膜を用いなくとも、有機Low−k膜のオーバーエッチングが可能となり、所望の配線溝を形成することができ、また、レジストアッシングプロセスも不要となり、絶縁膜と層間絶縁膜とを一括してエッチング除去できる。そのために、エッチングストップ膜なしの、形状の良い溝配線を有し、配線遅延の起こらないデュアルダマシン構造体を容易に形成することが出来、また、このデュアルダマシン構造体を有する半導体装置を容易に製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A)従来のストップ膜ありデュアルダマシン構造体を形成するプロセスにおいて、配線溝を形成した半導体装置半加工品の構成を示す模式的断面図。
(B)従来のストップ膜ありのデュアルダマシン構造体を形成するプロセスにおいて、バリア膜を形成した半加工品の構成を示す模式的断面図。
(C)従来のストップ膜ありのデュアルダマシン構造体を形成するプロセスにおいて、Cu配線材料を埋設した半加工品の構成を示す模式的断面図。
(D)従来のストップ膜ありのデュアルダマシン構造体を形成するプロセスにおいて、CMP処理した後のCuデュアルダマシン構造体を示す模式的断面図。
【図2】従来のストップ膜なしのデュアルダマシン構造体を形成するプロセスにおいて、配線溝を形成した半加工品の構成を示す模式的断面図。
【図3】従来のストップ膜なしのデュアルダマシン構造体を形成するプロセスにおいて、配線溝を形成する際に発生するマイクロトレンチを説明するための半加工品の構成を示す模式的断面図。
【図4】 (A)本発明のデュアルダマシン構造体形成プロセスにおいて、第1絶縁膜及び層間絶縁膜を形成した半導体装置半加工品の構成を示す模式的断面図。
(B)本発明のデュアルダマシン構造体形成プロセスにおいて、第2絶縁膜(SiO2膜)を形成した半加工品の構成を示す模式的断面図。
(C)本発明のデュアルダマシン構造体形成プロセスにおいて、レジストの塗布/露光工程を説明するために、半加工品の構成を示す模式的断面図。
(D)本発明のデュアルダマシン構造体形成プロセスにおいて、一括エッチングによりビアホールを形成した工程を説明するために、半加工品の構成を示す模式的断面図。
(E)本発明のデュアルダマシン構造体形成プロセスにおいて、レジストの塗布/露光工程を説明するために、半加工品の構成を示す模式的断面図。
(F)本発明のデュアルダマシン構造体形成プロセスにおいて、第2絶縁膜(SiO2膜)をエッチング除去する工程を説明するために、半加工品の構成を示す模式的断面図。
(G)本発明のデュアルダマシン構造体形成プロセスにおいて、有機Low−k膜をエッチング除去する工程を説明するために、半加工品の構成を示す模式的断面図。
(H)本発明のデュアルダマシン構造体形成プロセスにおいて、有機Low−k膜をエッチングオーバーしてCu配線を埋め込んだ工程を説明するために、半加工品の構成を示す模式的断面図。
【図5】有機Low−k膜をエッチングした場合のRFバイアス電力とエッチング速度(nm/min)との関係を示すグラフ。
【図6】プラズマを用いて有機Low−kや膜その他の膜をエッチングした場合のRFバイアス電力(W)と各膜のエッチングレート及び選択性との関係を図示すグラフ。
【符号の説明】
101 第1層間絶縁膜 102 ストップ膜
103 第2層間絶縁膜 104 第2絶縁膜
105 溝(配線溝) 106 バリア膜
107 Cu配線層 201 有機Low−k膜
202 酸化シリコン膜 A エッチング停止点
301 有機Low−k膜 302 酸化シリコン膜
303 マイクロトレンチ部分 304 エッチング残さ
305 マイクロトレンチがない部分 401 基板
402 第1絶縁膜(シリコン酸化物膜) 403 層間絶縁膜
404 第2絶縁膜(シリコン酸化物膜) 405 フォトレジストパターン
406 ビアホール 407 フォトレジスト層
408 配線溝 409 バリア膜
410 Cu配線膜 t402 第1絶縁膜の厚さ
t403 層間絶縁膜の厚さ
Claims (8)
- 基板に設けられた配線層上に、第1絶縁膜として有機ケイ素化合物膜又は多孔質酸化シリコン膜、及びポリアリールエーテル主体のもの又はフッ化ポリイミドからなる層間絶縁膜を順に設けてなり、さらに配線溝内にCu配線膜が埋設されていることを特徴とするCuデュアルダマシン構造体。
- 請求項1記載のCuデュアルダマシン構造体を持つ半導体装置。
- 基板に設けられた配線層上に、第1絶縁膜、有機Low−k材料からなる層間絶縁膜、及び第2絶縁膜をこの順に形成する工程、該第2絶縁膜上にフォトレジストパターンを形成して、ハロゲン化炭素ガス又はハロゲン化炭化水素ガスを用いて、基板に設けられた配線層上面まで一括してエッチング除去してビアホールを形成する工程、該フォトレジスト層を剥離・除去し、配線溝の一部を構成する第2絶縁膜上にフォトレジストパターンを形成して、ハロゲン化炭素ガス又はハロゲン化炭化水素ガスを用いて、該層間絶縁膜の上面まで第2絶縁膜をエッチング除去する工程、このフォトレジスト層を剥離・除去した後、N2、H2、NH3、O2、N2O、NO、CO、若しくはCO2ガスを主体としたガス、又はこれらの少なくとも2種の混合ガスを用いて、層間絶縁膜トレンチエッチングを行い、配線溝を形成する工程、その後、この配線溝を埋設するようにCu配線層を形成する工程、かくして得られた積層表面に対してCMPにより表面平坦化処理を行い、Cu配線膜を形成する工程を含むことを特徴とするCuデュアルダマシン構造体の形成方法。
- 前記第1絶縁膜及び第2絶縁膜は、有機ケイ素化合物膜又は多孔質酸化シリコン膜であることを特徴とする請求項3記載のCuデュアルダマシン構造体の形成方法。
- 前記有機Low−k材料は、ポリアリールエーテル主体のもの又はフッ化ポリイミドであることを特徴とする請求項3又は4記載のCuデュアルダマシン構造体の形成方法。
- 前記ハロゲン化炭素ガスは、CF4、C2F4、C2F6、C3F8、C4F8、C5F8、臭化カーボンガス、又はヨウ化フッ化カーボンガスであり、前記ハロゲン化炭化水素ガスは、CHF3、CH2F2又はCH3CHF2であることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載のCuデュアルダマシン構造体の形成方法。
- 基板に設けられた配線層上に、第1絶縁膜、有機Low−k材料からなる層間絶縁膜、及び第2絶縁膜をこの順に形成する工程、該第2絶縁膜上にフォトレジストパターンを形成して、ハロゲン化炭素ガス又はハロゲン化炭化水素ガスを用いて、基板に設けられた配線層上面まで一括してエッチング除去してビアホールを形成する工程、該フォトレジスト層を剥離・除去し、配線溝の一部を構成する第2絶縁膜上にフォトレジストパターンを形成して、ハロゲン化炭素ガス又はハロゲン化炭化水素ガスを用いて、該層間絶縁膜の上面まで第2絶縁膜をエッチング除去する工程、このフォトレジスト層を剥離・除去した後、N2、H2、NH3、O2 、N2O、NO、CO、若しくはCO2ガスを主体としたガス、又はこれらの少なくとも2種の混合ガスを用いて、層間絶縁膜トレンチエッチングを行い、配線溝を形成する工程、その後、この配線溝を埋設するようにCu配線層を形成する工程、かくして得られた積層表面に対してCMPにより表面平坦化処理を行い、Cu配線膜を形成する工程を含む工程から形成されたCuデュアルダマシン構造体を有する半導体装置の製造方法。
- 前記第1絶縁膜及び第2絶縁膜は、有機ケイ素化合物膜又は多孔質酸化シリコン膜であり、前記有機Low−k材料は、ポリアリールエーテル主体のもの又はフッ化ポリイミドであり、また、前記ハロゲン化炭素ガスは、CF4、C2F4、C2F6、C3F8、C4F8、C5F8、臭化カーボンガス、又はヨウ化フッ化カーボンガスであり、前記ハロゲン化炭化水素ガスは、CHF3、CH2F2又はCH3CHF2であることを特徴とする請求項7記載のCuデュアルダマシン構造体を有する半導体装置の製造方法。
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