JP2000252286A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JP2000252286A
JP2000252286A JP11047855A JP4785599A JP2000252286A JP 2000252286 A JP2000252286 A JP 2000252286A JP 11047855 A JP11047855 A JP 11047855A JP 4785599 A JP4785599 A JP 4785599A JP 2000252286 A JP2000252286 A JP 2000252286A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
hydrogen
insulating film
etching
wiring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11047855A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Takewaki
利至 竹脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP11047855A priority Critical patent/JP2000252286A/en
Publication of JP2000252286A publication Critical patent/JP2000252286A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the parasitic capacity at groove wiring by discharging hydrogen on dry etching, by using a silicon oxide film for reducing the amount of etching active species of plasma excitation as the mask of the dry etching, and by selectively etching an insulating film material to be etched. SOLUTION: A first interlayer insulation film 2 is formed on a silicon substrate 1, and an etching mask layer 3 being composed by a silicon oxide film that contains a large amount of hydrogen and reduces the amount of etching active species of plasma excitation is formed on the interlayer insulation film 2. Then, on the etching mask layer 3, a second interlayer insulation film 4 is formed, and, on the second interlayer insulation film 4, a resist mask 5 for forming a wiring pattern is formed. The resist mask 5 is used as an etching mask, hydrogen is discharged from the etching mask layer 3, the second interlayer insulation 4 is subjected to dry etching for forming a wiring groove 6, and a barrier layer 7 and groove wiring 8 are buried to the wiring groove 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に低誘電率の層間絶縁膜および配線の形成
方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of forming a low dielectric constant interlayer insulating film and wiring.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の微細化に伴い、半導体装置
には微細な多層配線が必須になる。また、半導体装置の
動作の低電圧化、高速化などに伴い、層間絶縁膜の低誘
電率化が必要になる。特に、ロジック系の半導体装置で
は、微細配線による抵抗上昇や配線間の寄生容量の増加
が半導体装置の動作速度の劣化につながるため、微細で
かつ低誘電率の膜を層間絶縁膜として用いた多層配線が
必須なる。
2. Description of the Related Art With the miniaturization of semiconductor elements, fine multilayer wiring is indispensable for semiconductor devices. In addition, as the operation of the semiconductor device is reduced in voltage and speed, it is necessary to lower the dielectric constant of the interlayer insulating film. In particular, in a logic-based semiconductor device, an increase in resistance due to fine wiring and an increase in parasitic capacitance between wirings lead to a deterioration in operation speed of the semiconductor device. Therefore, a multilayer using a fine and low dielectric constant film as an interlayer insulating film. Wiring is required.

【0003】配線幅の微細化および配線ピッチの縮小化
は、配線自身のアスペクト比を大きくするだけでなく、
配線間のスペースのアスペクト比をも大きくし、結果と
して、縦方向に細長い微細配線を形成する技術や微細な
配線間のスペースを層間絶縁膜で埋め込む技術などに負
担がかかり、半導体装置の製造プロセスを複雑にすると
同時に、プロセス数の増大をまねく。
[0003] Miniaturization of the wiring width and the reduction of the wiring pitch not only increase the aspect ratio of the wiring itself, but also increase the aspect ratio of the wiring itself.
The aspect ratio of the space between the wirings is also increased, and as a result, a burden is imposed on the technology of forming fine and narrow wiring in the vertical direction and the technology of embedding the space between the fine wirings with an interlayer insulating film. And increase the number of processes at the same time.

【0004】そこで、層間絶縁膜に配線溝が形成され、
化学機械研磨(CMP)法でこの配線溝に配線材料の埋
設させる溝配線技術が注目されている。しかし、この技
術の配線溝の形成あるいはスルーホールの形成において
は、エッチングストッパ膜の形成が必要になる。
Therefore, a wiring groove is formed in the interlayer insulating film,
A trench wiring technique of embedding a wiring material in this wiring groove by a chemical mechanical polishing (CMP) method has been receiving attention. However, in forming a wiring groove or a through hole in this technique, it is necessary to form an etching stopper film.

【0005】このようなエッチングストッパ膜として
は、配線溝あるいはスルーホールの形成される層間絶縁
膜とエッチング速度の異なる絶縁膜が用いられる。
[0005] As such an etching stopper film, an insulating film having an etching rate different from that of an interlayer insulating film in which a wiring groove or a through hole is formed is used.

【0006】以下、特開平10−116904号公開公
報に記載されている技術でもって、上記の従来の技術の
概略を簡単に説明する。ここでは、説明を簡単にするた
めに、上記公開公報に記載されている技術を簡略化して
いる。
Hereinafter, the outline of the above-mentioned conventional technology will be briefly described by using the technology described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 10-116904. Here, the technology described in the above publication is simplified for the sake of simplicity.

【0007】図9は、従来の技術を説明するための溝配
線の製造工程順の略断面図となっている。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the prior art, in the order of the manufacturing process of the trench wiring.

【0008】図9(a)に示すように、あらかじめ素子
(図示せず)が形成されたシリコン基板101上に、第
1層間絶縁膜102が形成される。ここで、第1層間絶
縁膜102はシリコン酸化膜であり、その成膜には、プ
ラズマ励起の化学気相成長(プラズマCVD)法が用い
られる。
As shown in FIG. 9A, a first interlayer insulating film 102 is formed on a silicon substrate 101 on which elements (not shown) have been formed in advance. Here, the first interlayer insulating film 102 is a silicon oxide film, and the film is formed by a plasma-excited chemical vapor deposition (plasma CVD) method.

【0009】次に、この第1層間絶縁膜102上にエッ
チングストッパ膜としてシリコン窒化膜103が形成さ
れる。さらに、このシリコン窒化膜103上に第2層間
絶縁膜104が形成される。この第2層間絶縁膜104
もプラズマCVD法で堆積されるシリコン酸化膜であ
る。
Next, a silicon nitride film 103 is formed on the first interlayer insulating film 102 as an etching stopper film. Further, a second interlayer insulating film 104 is formed on the silicon nitride film 103. This second interlayer insulating film 104
Is also a silicon oxide film deposited by the plasma CVD method.

【0010】次に、図9(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術により、第2層間絶縁膜104上に配線
パターン形成用のレジストパターン105が形成され
る。そして、反応性イオンエッチング(RIE)で、レ
ジストパターン105をマスクとして第2層間絶縁膜1
04がドライエッチングされ、配線溝106が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 9B, a resist pattern 105 for forming a wiring pattern is formed on the second interlayer insulating film 104 by a photolithography technique. Then, the second interlayer insulating film 1 is formed by reactive ion etching (RIE) using the resist pattern 105 as a mask.
04 is dry-etched to form a wiring groove 106.

【0011】ここで、シリコン窒化膜103は、この配
線溝106の形成のための第2層間絶縁膜104のドラ
イエッチングにおいて、エッチングストッパ膜として機
能する。
Here, the silicon nitride film 103 functions as an etching stopper film in the dry etching of the second interlayer insulating film 104 for forming the wiring groove 106.

【0012】次に、酸素プラズマ中でのアッシングでレ
ジストパターン105が除去される。そして、金属膜成
膜用の一般的なスパッタリング装置で、基板全面にAl
合金膜が配線材料として成膜される。次に、一般的なC
MP装置で、Al合金膜がCMP法により研磨され、こ
のAl合金膜のうち第2層間絶縁膜104上にある不要
部分が除去される。
Next, the resist pattern 105 is removed by ashing in oxygen plasma. Then, with a general sputtering apparatus for forming a metal film, Al
An alloy film is formed as a wiring material. Next, the general C
In the MP apparatus, the Al alloy film is polished by the CMP method, and unnecessary portions of the Al alloy film on the second interlayer insulating film 104 are removed.

【0013】以上により、図9(c)に示すように、シ
リコン基板101上であって第1層間絶縁膜102上に
シリコン窒化膜103を介して設けられた第2層間絶縁
膜104の配線溝106に溝配線107が埋め込まれて
形成される。
As described above, as shown in FIG. 9C, the wiring groove of the second interlayer insulating film 104 provided on the silicon substrate 101 and on the first interlayer insulating film 102 with the silicon nitride film 103 interposed therebetween. The trench wiring 107 is formed to be embedded in the groove 106.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上に説明し
たような従来の技術では、エッチングストッパ膜の誘電
率が大きくなり、配線間の寄生容量が増大する。上記の
例では、シリコン窒化膜の比誘電率は7〜8であり、シ
リコン酸化膜の〜4の2倍程度に増加する。この配線間
の寄生容量の増加のために、半導体装置、特にロジック
系の半導体装置のの動作速度が低下する。
However, in the prior art as described above, the dielectric constant of the etching stopper film increases, and the parasitic capacitance between wirings increases. In the above example, the relative permittivity of the silicon nitride film is 7 to 8, which is about twice as large as 44 of the silicon oxide film. Due to the increase in the parasitic capacitance between the wirings, the operation speed of the semiconductor device, particularly, the logic semiconductor device is reduced.

【0015】あるいは、有機系の低誘電率膜を層間絶縁
膜とした溝配線の形成ができなくなり、層間絶縁膜の低
誘電率化に限界が生じてくる。
Alternatively, it is not possible to form a trench wiring using an organic low dielectric constant film as an interlayer insulating film, and there is a limit in reducing the dielectric constant of the interlayer insulating film.

【0016】本発明の主目的は、簡便な方法で溝配線間
の寄生容量の低減を可能にすることにある。さらに、本
発明の他の目的は、層間絶縁膜に有機系の低誘電率膜が
使用できるようにすることである。
A main object of the present invention is to make it possible to reduce the parasitic capacitance between trench wirings by a simple method. Still another object of the present invention is to make it possible to use an organic low dielectric constant film as an interlayer insulating film.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】このために本発明の半導
体装置の製造方法では、水素原子を含有するシリコン酸
化膜であって、ドライエッチング時に前記水素を放出
し、プラズマ励起のエッチング活性種の量を低減するシ
リコン酸化膜をドライエッチングのマスクとして、被エ
ッチング絶縁膜材料を選択的にエッチングする。
For this reason, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a silicon oxide film containing hydrogen atoms, which releases the hydrogen at the time of dry etching to form a plasma-excited etching active species. The material of the insulating film to be etched is selectively etched using the silicon oxide film whose amount is to be reduced as a mask for dry etching.

【0018】あるいは、本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に第1の層間絶縁膜、水素含有の酸化
膜、第2の層間絶縁膜をこの順に積層して形成する工程
と、前記水素含有の酸化膜をエッチングストッパ膜とし
て前記第2の層間絶縁膜をドライエッチングして前記第
2の層間絶縁膜に配線溝を形成する工程と、前記配線溝
に金属材料を埋め込んで溝配線を形成する工程とを含
む。
Alternatively, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of laminating a first interlayer insulating film, a hydrogen-containing oxide film, and a second interlayer insulating film on a semiconductor substrate in this order; Forming a wiring groove in the second interlayer insulating film by dry-etching the second interlayer insulating film using the hydrogen-containing oxide film as an etching stopper film; and forming a groove wiring by embedding a metal material in the wiring groove. Forming.

【0019】ここで、前記ドライエッチングにおいて
は、ハロゲンの有機化合物であって水素を含まない反応
ガスが使用される。そして、前記被エッチング絶縁材料
あるいは前記層間絶縁膜が水素を含まないシリコン酸化
膜で構成される。
Here, in the dry etching, a reaction gas which is an organic compound of halogen and does not contain hydrogen is used. The insulating material to be etched or the interlayer insulating film is made of a silicon oxide film containing no hydrogen.

【0020】そして、前記水素含有の酸化膜がハイドロ
ゲン シルセキオサンで構成されている。
The hydrogen-containing oxide film is composed of hydrogen silsequiosan.

【0021】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に水素含有の酸化膜と有機系の絶縁膜とを
積層して形成する工程と、第1マスク層と第2マスク層
とをこの順に積層して前記有機系の絶縁膜の表面に形成
する工程と、前記第2マスク層上に形成されたレジスト
マスクの所定のパターンを前記第2マスク層にエッチン
グ転写し、前記エッチング転写後、前記レジストマスク
を除去する工程と、前記第2マスク層をエッチングマス
クとし前記水素含有の酸化膜をエッチングストッパ膜と
して前記有機系の絶縁膜をドライエッチングして前記有
機系の絶縁膜に配線溝を形成する工程と、前記配線溝に
金属材料を埋め込んで溝配線を形成する工程とを含む。
Further, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
Laminating a hydrogen-containing oxide film and an organic insulating film on a semiconductor substrate, and laminating a first mask layer and a second mask layer in this order on the surface of the organic insulating film; Forming, etching and transferring a predetermined pattern of a resist mask formed on the second mask layer to the second mask layer, and removing the resist mask after the etching transfer; Dry etching the organic insulating film using the layer as an etching mask and the hydrogen-containing oxide film as an etching stopper film to form a wiring groove in the organic insulating film; and embedding a metal material in the wiring groove. And forming a grooved wiring.

【0022】ここで、前記第1マスク層、第2マスク層
が、それぞれ、水素含有の酸化膜、シリコンオキシナイ
トライド膜で構成される。あるいは、前記水素含有の酸
化膜はハイドロゲン シルセキオサンで構成される。
Here, the first mask layer and the second mask layer are composed of a hydrogen-containing oxide film and a silicon oxynitride film, respectively. Alternatively, the hydrogen-containing oxide film is composed of hydrogen silsesquioxane.

【0023】さらには、前記有機系の絶縁膜は低誘電率
膜であるフッ素化アモルファスカーボン、ベンジシクロ
ブテンあるいは有機ポリシラザンで構成される。
Further, the organic insulating film is made of fluorinated amorphous carbon, benzylcyclobutene or organic polysilazane which is a low dielectric constant film.

【0024】このように本発明では、水素含有の酸化膜
をドライエッチングのエッチングマスクとして使用す
る。このような酸化膜の比誘電率は、通常の方法で形成
するシリコン酸化膜のそれより大きくなることはない。
また、水素含有の酸化膜がハイドロゲン シルセキオサ
ンで構成されると、その比誘電率は3以下となる。
As described above, in the present invention, a hydrogen-containing oxide film is used as an etching mask for dry etching. The relative permittivity of such an oxide film does not become larger than that of a silicon oxide film formed by an ordinary method.
When the hydrogen-containing oxide film is made of hydrogen silsesquioxane, its relative dielectric constant becomes 3 or less.

【0025】本発明の方法では、溝配線の形成におい
て、水素含有の酸化膜がエッチングストッパ膜として充
分に機能すると共に、溝配線間の寄生容量が大幅に低減
するようになる。
In the method of the present invention, in forming the trench wiring, the hydrogen-containing oxide film sufficiently functions as an etching stopper film, and the parasitic capacitance between the trench wirings is greatly reduced.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施の形
態を説明するための溝配線形成工程順の略断面図であ
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a first embodiment of the present invention in the order of forming trench wirings.

【0027】図1(a)に示すように、従来の技術で説
明したように、シリコン基板1上に第1層間絶縁膜2が
形成される。ここで、第1層間絶縁膜2はプラズマCV
D法で堆積される膜厚500nm程度のシリコン酸化膜
である。
As shown in FIG. 1A, a first interlayer insulating film 2 is formed on a silicon substrate 1 as described in the prior art. Here, the first interlayer insulating film 2 is a plasma CV
This is a silicon oxide film having a thickness of about 500 nm deposited by the method D.

【0028】次に、この第1層間絶縁膜2上にエッチン
グマスク層3が形成される。このエッチングマスク層3
は、後で詳述するような水素を多量に含有するシリコン
酸化膜で構成される。ここで、このエッチングマスク層
3の膜厚は100nm程度に設定される。
Next, an etching mask layer 3 is formed on the first interlayer insulating film 2. This etching mask layer 3
Is composed of a silicon oxide film containing a large amount of hydrogen as described later in detail. Here, the thickness of the etching mask layer 3 is set to about 100 nm.

【0029】そして、このエッチングマスク層3上に第
2層間絶縁膜4が形成される。この第2層間絶縁膜4も
プラズマCVD法で堆積され、膜厚500nm程度のシ
リコン酸化膜である。
Then, a second interlayer insulating film 4 is formed on the etching mask layer 3. The second interlayer insulating film 4 is also deposited by a plasma CVD method and is a silicon oxide film having a thickness of about 500 nm.

【0030】次に、図1(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術により、第2層間絶縁膜4上に配線パタ
ーン形成用のレジストマスク5が形成される。そして、
RIEで、レジストマスク5をエッチングマスクとして
第2層間絶縁膜4がドライエッチングされ、配線溝6が
形成される。ここで、配線溝6の幅は0.2μm程度に
設定されている。
Next, as shown in FIG. 1B, a resist mask 5 for forming a wiring pattern is formed on the second interlayer insulating film 4 by photolithography. And
In the RIE, the second interlayer insulating film 4 is dry-etched using the resist mask 5 as an etching mask to form a wiring groove 6. Here, the width of the wiring groove 6 is set to about 0.2 μm.

【0031】ここで、エッチングマスク層3は、この配
線溝6の形成のための第2層間絶縁膜4のドライエッチ
ングにおいて、エッチングストッパ膜として機能する。
なお、このドライエッチングでの反応ガスとして、C4
8 ガス、O2 ガス、Arガスの混合ガスが用いられ
る。その他、この反応ガスとしては、水素を含まないハ
ロゲンの有機化合物が用いられる。
Here, the etching mask layer 3 functions as an etching stopper film in the dry etching of the second interlayer insulating film 4 for forming the wiring groove 6.
Note that, as a reaction gas in this dry etching, C 4
A mixed gas of F 8 gas, O 2 gas and Ar gas is used. In addition, an organic compound of halogen containing no hydrogen is used as the reaction gas.

【0032】次に、レジストマスク5が除去される。そ
して、従来の技術で説明したように、金属膜の成膜とC
MP法による研磨とで、配線溝に金属膜が埋め込まれ
る。
Next, the resist mask 5 is removed. Then, as described in the background art, the formation of the metal film and the formation of C
With the polishing by the MP method, the metal film is embedded in the wiring groove.

【0033】以上により、図1(c)に示すように、シ
リコン基板1上であって第1層間絶縁膜2上に水素を多
量に含有するシリコン酸化膜を介して設けられた第2層
間絶縁膜4の配線溝6にバリア層7と溝配線8が埋め込
まれて形成される。ここで、バリア層7は窒化チタン
(TiN)で、溝配線8は銅(Cu)でそれぞれ構成さ
れる。
As described above, as shown in FIG. 1C, the second interlayer insulating film provided on the silicon substrate 1 and the first interlayer insulating film 2 via the silicon oxide film containing a large amount of hydrogen. The barrier layer 7 and the groove wiring 8 are buried and formed in the wiring groove 6 of the film 4. Here, the barrier layer 7 is made of titanium nitride (TiN), and the trench wiring 8 is made of copper (Cu).

【0034】次に、図2および図3に基づいて、本発明
の特徴となるエッチングマスク層3について説明する。
図2と図3は、水素を多量に含有するシリコン酸化膜の
特性について示すグラフである。ここで、水素を多量に
含有するシリコン酸化膜として、塗布絶縁膜であるハイ
ドロゲン シルセキオサン(HSQ)膜が使用されてい
る。
Next, the etching mask layer 3 which is a feature of the present invention will be described with reference to FIGS.
2 and 3 are graphs showing characteristics of a silicon oxide film containing a large amount of hydrogen. Here, as a silicon oxide film containing a large amount of hydrogen, a hydrogen silsequiosane (HSQ) film, which is a coating insulating film, is used.

【0035】図2では、横軸に配線溝の幅が、縦軸にド
ライエッチングでのエッチング速度がそれぞれとられて
いる。ここで、ドライエッチングの反応ガスとして、C
4 8 ガス、O2 ガス、Arガスの混合ガスが用いられ
ている。また、シリコン酸化膜として(●)通常のプラ
ズマCVD法で形成したシリコン酸化膜(プラズマSi
2 膜)、(△)窒素の常圧中でアニールしたHSQ
膜、(○)真空中でアニールしたHSQ膜が用いられて
いる。ここで、HSQ膜のアニール温度は400℃であ
る。また、真空中でのアニールでは、その真空度は10
-9Torr〜10 -3Torrに設定される。
In FIG. 2, the horizontal axis represents the width of the wiring groove, and the vertical axis represents the groove.
Each etching rate in the ly etching is taken
I have. Here, C is used as a reactive etching gas.
Four F 8 Gas, OTwo Gas, a mixed gas of Ar gas is used.
ing. In addition, as a silicon oxide film (●)
Silicon oxide film (plasma Si) formed by plasma CVD
OTwo Membrane), (△) HSQ annealed in normal pressure of nitrogen
Film, (○) HSQ film annealed in vacuum is used
I have. Here, the annealing temperature of the HSQ film is 400 ° C.
You. In the case of annealing in a vacuum, the degree of vacuum is 10
-9Torr-10 -3Set to Torr.

【0036】図2から判るように、配線溝幅が1μm以
下では、真空中でアニールしたHSQ膜のエッチング速
度は、プラズマSiO2 膜のそれの1/4程度になる。
そして、窒素の常圧中でアニールしたHSQ膜のエッチ
ング速度は、真空中でアニールしたHSQ膜のそれの2
倍程度に増加する。以上のエッチングの特性は、所定の
パターンにエッチング加工する場合のものである。これ
に対して、全面エッチングの場合では、図2で判るよう
に上記の3種類のシリコン酸化膜間で、エッチング速度
に大差は生じない。このことは、上記の被エッチング材
料により、ドライエッチングでのマイクロローディング
効果が異なることを示している。そして、シリコン酸化
膜のドライエッチングにおいて、同じシリコン酸化膜に
属する材料でもエッチングマスクに使用できるようにな
る。
As can be seen from FIG. 2, when the wiring groove width is 1 μm or less, the etching rate of the HSQ film annealed in a vacuum is about 1 / of that of the plasma SiO 2 film.
The etching rate of the HSQ film annealed in normal pressure of nitrogen is 2 times that of the HSQ film annealed in vacuum.
It increases about twice. The above etching characteristics are for the case of etching into a predetermined pattern. On the other hand, in the case of etching over the entire surface, as shown in FIG. 2, there is no large difference in the etching rate among the above three types of silicon oxide films. This indicates that the microloading effect in dry etching differs depending on the material to be etched. Then, in dry etching of the silicon oxide film, a material belonging to the same silicon oxide film can be used as an etching mask.

【0037】図3は、HSQ膜の赤外(IR)吸収スペ
クトルである。図3の上段のスペクトルは、HSQ膜と
なる塗布溶液をシリコン基板表面に塗布し、150℃程
度の温度でベークした後のものである。図から判るよう
に、このアニール前のHSQ膜には、Si−Hの結合と
Si−Oの結合とが存在する。このように、このHSQ
膜は、シロキサンのポリマー(以下、シリコン酸化膜と
いう)をべースとし、多量のSi−H結合を有する絶縁
膜となっている。
FIG. 3 is an infrared (IR) absorption spectrum of the HSQ film. The spectrum in the upper part of FIG. 3 is obtained after a coating solution for forming an HSQ film is applied to the surface of a silicon substrate and baked at a temperature of about 150 ° C. As can be seen from the figure, the HSQ film before annealing has a Si—H bond and a Si—O bond. Thus, this HSQ
The film is based on a siloxane polymer (hereinafter referred to as a silicon oxide film) and is an insulating film having a large amount of Si-H bonds.

【0038】図3の中段のスペクトルは、上記真空中で
アニールしたHSQ膜のものである。この場合も、アニ
ール前のHSQ膜と同様に、Si−Hの結合とSi−O
の結合とが多量に存在する。
The spectrum in the middle of FIG. 3 is that of the HSQ film annealed in the vacuum. Also in this case, similarly to the HSQ film before annealing, the bonding of Si—H and Si—O
Is present in large amounts.

【0039】図3の下段のスペクトルは、窒素の常圧中
でアニールしたHSQ膜のものである。この場合には、
Si−Oの結合は上記のものと変わらないが、Si−H
の結合が少なくなる。そして、Si−OHの結合が増加
してくる。
The spectrum in the lower part of FIG. 3 is that of the HSQ film annealed at normal pressure of nitrogen. In this case,
Although the bond of Si—O is the same as that described above,
Is reduced. Then, the bonding of Si—OH increases.

【0040】この図3から把握されるHSQ膜の構造を
勘案して、図2のエッチング特性は次のようにして説明
される。
Taking into account the structure of the HSQ film understood from FIG. 3, the etching characteristics of FIG. 2 will be described as follows.

【0041】すなわち、真空中でアニールしたHSQ膜
では、膜中にSi−Hの結合が多量に存在し、マイクロ
ローディング効果が顕著になり、エッチング速度が低下
するようになる。これは、HSQ膜のドライエッチング
の工程で、HSQ膜中から多量の水素が放出し、この水
素がプラズマ励起した反応ガスと反応してエッチング活
性種の量を低減するためである。
That is, in the HSQ film annealed in a vacuum, a large amount of Si—H bonds exist in the film, the microloading effect becomes remarkable, and the etching rate decreases. This is because a large amount of hydrogen is released from the HSQ film in the process of dry etching the HSQ film, and this hydrogen reacts with the plasma-excited reaction gas to reduce the amount of etching active species.

【0042】本発明者は、ここでドライエッチングの反
応ガスを変えて上記のエッチング特性について検討し
た。その結果、反応ガスがハロゲンの有機化合物であっ
ても、反応ガスに水素が含まれると、上記のようなマイ
クロローディング効果が発生しないことが判った。ま
た、上記のマイクロローディング効果によるエッチング
速度の低下は、シリコン酸化膜の水素の結合状態に無関
係であることも判った。
The inventor examined the etching characteristics described above by changing the dry etching reaction gas. As a result, it has been found that even when the reaction gas is an organic compound of halogen, the microloading effect as described above does not occur when the reaction gas contains hydrogen. It was also found that the decrease in the etching rate due to the microloading effect was unrelated to the hydrogen bonding state of the silicon oxide film.

【0043】以上のように、シリコン酸化膜に水素が含
有され、ドライエッチング時にこの水素が放出し、エッ
チング活性種の量を低減するようになると、この水素を
含有するシリコン酸化膜のエッチングは低下する。そし
て、第1の実施の形態で説明したように、エッチングマ
スク層3が、配線溝6形成のためのエッチングストッパ
膜として機能するようになる。また、エッチングマスク
層3として真空中でアニールしたHSQ膜が用いられる
と、その比誘電率は3以下になる。そして、プラズマC
VD法で形成されるシリコン窒化膜膜の比誘電率〜8よ
り大幅に減少するようになる。
As described above, when hydrogen is contained in the silicon oxide film and this hydrogen is released during dry etching and the amount of active species to be etched is reduced, the etching of the silicon oxide film containing hydrogen is reduced. I do. Then, as described in the first embodiment, the etching mask layer 3 functions as an etching stopper film for forming the wiring groove 6. When an HSQ film annealed in vacuum is used as the etching mask layer 3, its relative dielectric constant becomes 3 or less. And plasma C
The relative dielectric constant of the silicon nitride film formed by the VD method is greatly reduced from 88.

【0044】次に、図4と図5に基づいて本発明の第2
の実施の形態を説明する。第2の実施の形態は、層間絶
縁膜に有機系の低誘電率絶縁膜が使用される場合であ
る。図4と図5は、この場合の溝配線形成工程順の略断
面図である。ここで、第1の実施の形態と同じものは同
一の符号で示される。
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
An embodiment will be described. The second embodiment is a case where an organic low dielectric constant insulating film is used as an interlayer insulating film. 4 and 5 are schematic cross-sectional views in this case in the order of the groove wiring forming process. Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0045】図4(a)に示すように、シリコン基板1
上に第1低誘電率絶縁膜9が形成される。ここで、第1
低誘電率絶縁膜9は膜厚500nm程度のフッ素化アモ
ルファスカーボンからなる有機系の絶縁膜である。な
お、このフッ素化アモルファスカーボンの比誘電率は
2.4程度である。
As shown in FIG. 4A, the silicon substrate 1
A first low dielectric constant insulating film 9 is formed thereon. Here, the first
The low dielectric constant insulating film 9 is an organic insulating film made of fluorinated amorphous carbon having a thickness of about 500 nm. The relative dielectric constant of the fluorinated amorphous carbon is about 2.4.

【0046】次に、この第1低誘電率絶縁膜9上に膜厚
50nmのエッチングマスク層3が形成される。このエ
ッチングマスク層3は、上記真空中でアニールしたHS
Q膜である。
Next, an etching mask layer 3 having a thickness of 50 nm is formed on the first low dielectric constant insulating film 9. This etching mask layer 3 is made of HS annealed in the vacuum.
Q film.

【0047】そして、このエッチングマスク層3上に第
2低誘電率絶縁膜10が形成される。この第2低誘電率
絶縁膜10も、膜厚500nmのフッ素化アモルファス
カーボンからなる有機系の絶縁膜である。
Then, a second low dielectric constant insulating film 10 is formed on the etching mask layer 3. The second low dielectric constant insulating film 10 is also an organic insulating film made of fluorinated amorphous carbon having a thickness of 500 nm.

【0048】さらに、第2低誘電率絶縁膜10上に第1
マスク層11と第2マスク層12とが積層して形成され
る。ここで、第1マスク層11は、膜厚50nm程度の
真空中でアニールしたHSQ膜である。そして、第2マ
スク層12は、プラズマCVD法で形成される膜厚10
nm程度のシリコンオキシナイトライド(SiON)膜
である。
Further, the first low dielectric constant insulating film 10
The mask layer 11 and the second mask layer 12 are formed by lamination. Here, the first mask layer 11 is an HSQ film annealed in a vacuum having a thickness of about 50 nm. The second mask layer 12 has a thickness of 10 formed by a plasma CVD method.
It is a silicon oxynitride (SiON) film of about nm.

【0049】次に、図4(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術により、第2マスク層12上に配線パタ
ーン形成用のレジストマスク5aが形成され、レジスト
マスク5aをエッチングマスクとして第2マスク層12
がドライエッチングされる。この第2マスク層12のド
ライエッチングでは、反応ガスとしてCF4 とO2 の混
合ガスが用いられ、第1マスク層11はほとんどエッチ
ングされない。
Next, as shown in FIG. 4B, a resist mask 5a for forming a wiring pattern is formed on the second mask layer 12 by photolithography, and the second mask is formed using the resist mask 5a as an etching mask. Layer 12
Is dry-etched. In the dry etching of the second mask layer 12, a mixed gas of CF 4 and O 2 is used as a reaction gas, and the first mask layer 11 is hardly etched.

【0050】この後、O2 ガスでのプラズマ・アッシン
グ法でレジストマスク5aが除去される。これによっ
て、第2マスク層12の所定の領域に、配線パターンの
形状を有する第1の開口13が形成される。
Thereafter, the resist mask 5a is removed by a plasma ashing method using O 2 gas. As a result, a first opening 13 having a wiring pattern shape is formed in a predetermined region of the second mask layer 12.

【0051】通常、有機系の低誘電率絶縁膜は酸素プラ
ズマで容易にエッチングされる。しかし、本発明の場合
には、レジストマスク5aのプラズマ・アッシング法に
よる除去の工程において、第2低誘電率絶縁膜10は第
1マスク層11で完全に覆われている。このために、プ
ラズマ・アッシング工程で第2低誘電率絶縁膜10がエ
ッチングされることは完全に防止される。
Usually, an organic low dielectric constant insulating film is easily etched by oxygen plasma. However, in the case of the present invention, the second low dielectric constant insulating film 10 is completely covered with the first mask layer 11 in the step of removing the resist mask 5a by the plasma ashing method. For this reason, the etching of the second low dielectric constant insulating film 10 in the plasma ashing process is completely prevented.

【0052】次に、図4(c)に示すように、第2マス
ク層12をドライエッチングマスクとして第1マスク層
11がドライエッチングされ、第2の開口14が形成さ
れる。この第1マスク層11のドライエッチングでは、
反応ガスとしてCHF3 ガスが用いられる。このドライ
エッチングでは、第2マスク層11あるいは第2低誘電
率絶縁膜10はほとんどエッチングされない。
Next, as shown in FIG. 4C, the first mask layer 11 is dry-etched using the second mask layer 12 as a dry etching mask, and a second opening 14 is formed. In the dry etching of the first mask layer 11,
CHF 3 gas is used as a reaction gas. In this dry etching, the second mask layer 11 or the second low dielectric constant insulating film 10 is hardly etched.

【0053】次に、図5(a)に示すように、第2マス
ク層12をエッチングマスクにして、第2低誘電率絶縁
膜10がドライエッチングされ、配線溝6が形成され
る。ここで、第2低誘電率絶縁膜10のドライエッチン
グでは、反応ガスとしてCl2とO2 の混合ガスが用い
られ、異方性のドライエッチングがなされれる。このよ
うにして、サイドエッチングのない配線溝6が形成され
るようになる。
Next, as shown in FIG. 5A, the second low dielectric constant insulating film 10 is dry-etched using the second mask layer 12 as an etching mask to form a wiring groove 6. Here, in the dry etching of the second low dielectric constant insulating film 10, a mixed gas of Cl 2 and O 2 is used as a reaction gas, and anisotropic dry etching is performed. Thus, the wiring groove 6 without side etching is formed.

【0054】次に、第1の実施の形態で説明したよう
に、金属膜の成膜とCMP法による研磨とで、配線溝に
金属膜が埋め込まれる。このようにして、図5(b)に
示すように、第2低誘電率絶縁膜10の配線溝6にバリ
ア層7と溝配線8が埋め込まれて形成される。ここで、
第2マスク層12は上記CMPによる研磨工程での研磨
ストッパ層として機能する。
Next, as described in the first embodiment, the metal film is embedded in the wiring groove by the formation of the metal film and the polishing by the CMP method. In this way, as shown in FIG. 5B, the barrier layer 7 and the trench wiring 8 are formed by being buried in the wiring trench 6 of the second low dielectric constant insulating film 10. here,
The second mask layer 12 functions as a polishing stopper layer in the above polishing step by CMP.

【0055】次に、第2マスク層12が除去される。そ
して、図5(c)に示すように、全面に第3低誘電率絶
縁膜15が形成される。ここで、第3低誘電率絶縁膜1
5はBCB(ベンジシクロブデン)のような誘電率の低
い膜厚200nm程度の有機塗布膜が用いられる。この
ような有機塗布膜の比誘電率は3以下であり、シリコン
酸化膜の値4よりもかなり低い値になる。
Next, the second mask layer 12 is removed. Then, as shown in FIG. 5C, a third low dielectric constant insulating film 15 is formed on the entire surface. Here, the third low dielectric constant insulating film 1
5 is an organic coating film having a low dielectric constant and a film thickness of about 200 nm, such as BCB (benzylcyclobutene). The relative dielectric constant of such an organic coating film is 3 or less, which is considerably lower than the value 4 of the silicon oxide film.

【0056】以上のようにして、図5(c)に示すよう
に、シリコン基板1上であって有機系の第1低誘電率絶
縁膜9上にエッチングマスク層3を介して設けられた第
2低誘電率絶縁膜10中の配線溝6内に、バリア層7と
溝配線8とが埋め込まれるようにして形成される。
As described above, as shown in FIG. 5 (c), on the silicon substrate 1 and on the organic first low dielectric constant insulating film 9 via the etching mask layer 3, 2 The barrier layer 7 and the groove wiring 8 are formed so as to be embedded in the wiring groove 6 in the low dielectric constant insulating film 10.

【0057】この本発明の方法では、溝配線の形成にお
いて、有機系の低誘電率膜が層間絶縁膜として容易に使
用できる。そして、溝配線は完全に低誘電率絶縁膜で覆
われるために、溝配線間の寄生容量が大幅に低減をする
ようになる。
According to the method of the present invention, an organic low dielectric constant film can be easily used as an interlayer insulating film in forming a trench wiring. Since the trench wiring is completely covered with the low dielectric constant insulating film, the parasitic capacitance between the trench wirings is greatly reduced.

【0058】第2の実施の形態においては、有機系の低
誘電率絶縁膜としてフッ素化アモルファスカーボンを用
いる場合について説明した。この他、このような低誘電
率絶縁膜として、比誘電率が2.6程度の有機ポリシラ
ザン、比誘電率が2.7程度のBCB、比誘電率が2.
6程度のパリレンF(登録商標)、フッ素化ポリイミ
ド、プラズマCFポリマー、プラズマCHポリマー、フ
ッ素化ポリアリルエーテルを使用してもよい。また、第
2マスク層12として、SiON膜の代わりにシリコン
窒化膜が用いられてもよい。
In the second embodiment, the case where fluorinated amorphous carbon is used as the organic low dielectric constant insulating film has been described. In addition, as such a low dielectric constant insulating film, an organic polysilazane having a relative dielectric constant of about 2.6, a BCB having a relative dielectric constant of about 2.7, and a relative dielectric constant of 2.
About 6 Parylene F (registered trademark), fluorinated polyimide, plasma CF polymer, plasma CH polymer, and fluorinated polyallyl ether may be used. Further, as the second mask layer 12, a silicon nitride film may be used instead of the SiON film.

【0059】次に、図6乃至図8に基づいて本発明の第
3に実施の形態を説明する。図6乃至図8は、多層の溝
配線の形成を説明するための製造工程順の断面図であ
る。ここで、第1の実施の形態と同じものは同一の符号
で示される。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8 are cross-sectional views in the order of the manufacturing process for explaining the formation of the multilayer groove wiring. Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0060】第1の実施の形態と同様にして、図6
(a)に示すように、シリコン基板1の第1層間絶縁膜
2上であってエッチングマスク層3を介して形成された
第2層間絶縁膜4に設けられた配線溝6に埋め込まれた
バリア層7と溝配線8とが形成される。この溝配線8が
多層配線の下層の配線となる。そして、全面に水素含有
の酸化膜16が形成される。ここで、水素含有の酸化膜
16は、膜厚500nmであって数at%の水素原子が
含まれたシリコン酸化膜である。ここで、水素含有の酸
化膜16の比誘電率は4程度である。
As in the first embodiment, FIG.
As shown in FIG. 2A, a barrier buried in a wiring groove 6 provided in a second interlayer insulating film 4 formed on a first interlayer insulating film 2 of a silicon substrate 1 via an etching mask layer 3. The layer 7 and the trench wiring 8 are formed. This groove wiring 8 becomes a lower wiring of the multilayer wiring. Then, a hydrogen-containing oxide film 16 is formed on the entire surface. Here, the hydrogen-containing oxide film 16 is a silicon oxide film having a thickness of 500 nm and containing several at% of hydrogen atoms. Here, the relative dielectric constant of the hydrogen-containing oxide film 16 is about 4.

【0061】次に、図6(a)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術により、スルーホールパターン形成用の
レジストマスク5bが形成される。そして、レジストマ
スク5bをエッチングマスクとして第3層間絶縁膜17
と水素含有の酸化膜16がドライエッチングされ、溝配
線8に達するスルーホール18が形成される。
Next, as shown in FIG. 6A, a resist mask 5b for forming a through-hole pattern is formed by photolithography. Then, the third interlayer insulating film 17 is formed using the resist mask 5b as an etching mask.
Then, the oxide film 16 containing hydrogen is dry-etched, and a through hole 18 reaching the trench wiring 8 is formed.

【0062】この後、プラズマ・アッシング法でレジス
トマスク5bが除去され、図7(a)に示すように、ス
ルーホール18に埋込みレジスト19が充填される。
After that, the resist mask 5b is removed by the plasma ashing method, and the buried resist 19 is filled in the through hole 18 as shown in FIG.

【0063】次に、図7(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術により、第3層間絶縁膜17上に配線パ
ターン形成用のレジストマスク5cが形成され、レジス
トマスク5cをエッチングマスクとして第3層間絶縁膜
17がドライエッチングされる。このようにして、上層
配線用の配線溝6aが形成される。このドライエッチン
グは、第1の実施の形態と同様に行われる。そして、水
素含有の酸化膜16がエッチングストッパ膜として機能
する。
Next, as shown in FIG. 7B, a resist mask 5c for forming a wiring pattern is formed on the third interlayer insulating film 17 by a photolithography technique, and the third resist mask 5c is used as an etching mask. The interlayer insulating film 17 is dry-etched. Thus, the wiring groove 6a for the upper wiring is formed. This dry etching is performed in the same manner as in the first embodiment. Then, the hydrogen-containing oxide film 16 functions as an etching stopper film.

【0064】この後、プラズマ・アッシング法でレジス
トマスク5cと埋込みレジスト19とが除去される。こ
れによって、図8(a)に示すように、第3層間絶縁膜
17に上層配線用の配線溝6aが、水素含有の酸化膜1
6にスルーホール18aがそれぞれ形成される。
Thereafter, the resist mask 5c and the buried resist 19 are removed by the plasma ashing method. As a result, as shown in FIG. 8A, the wiring groove 6a for the upper wiring is formed in the third interlayer insulating film 17 by the hydrogen-containing oxide film 1.
6, through holes 18a are respectively formed.

【0065】次に、図8(b)に示すように、第1の実
施の形態で説明したのと同様にして、バリア層、金属配
線膜の形成と、CMP法による研磨とで、上層配線用の
バリア層7aと溝配線8aとが第3層間絶縁膜17に形
成される。このようにして、2層構造の溝配線、すなわ
ち、スルーホール18aを通して互いに接続する下層の
溝配線8および上層の溝配線8aとが形成される。
Next, as shown in FIG. 8B, the upper layer wiring is formed by forming the barrier layer and the metal wiring film and polishing by the CMP method in the same manner as described in the first embodiment. Barrier layer 7 a and trench wiring 8 a are formed in third interlayer insulating film 17. In this manner, a groove wiring having a two-layer structure, that is, a lower layer wiring 8 and an upper layer groove wiring 8a connected to each other through the through hole 18a are formed.

【0066】この第3の実施の形態においては、水素含
有の酸化膜16がエッチングストッパ膜として機能し、
下層の溝配線8と上層の溝配線8aの層間絶縁膜とな
る。
In the third embodiment, the hydrogen-containing oxide film 16 functions as an etching stopper film,
It becomes an interlayer insulating film between the lower groove wiring 8 and the upper groove wiring 8a.

【0067】この実施の形態でも、溝配線のための配線
溝が制御よく形成できる。そして、従来の技術の場合と
は異なり、溝配線間の寄生容量が大幅に低減する。
Also in this embodiment, wiring grooves for groove wiring can be formed with good control. Then, unlike the case of the conventional technique, the parasitic capacitance between the trench wirings is greatly reduced.

【0068】第3の実施の形態の多層の溝配線の形成で
は、第2の実施の形態で説明したように、層間絶縁膜に
有機系の低誘電率絶縁膜を適用してもよい。
In the formation of the multi-layer trench wiring of the third embodiment, as described in the second embodiment, an organic low dielectric constant insulating film may be applied to the interlayer insulating film.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、水
素原子を含有するシリコン酸化膜であって、ドライエッ
チング時に前記水素を放出し、プラズマ励起のエッチン
グ活性種の量を低減するシリコン酸化膜をドライエッチ
ングのマスクとして、被エッチング絶縁膜材料を選択的
にエッチングする。溝配線の形成のために層間絶縁膜に
配線溝を形成する場合には、上記の水素原子を含有する
シリコン酸化膜がエッチングストッパ膜として使用され
る。そして、上記の水素含有の酸化膜として、比誘電率
の小さいHSQ膜が使用される。
As described above, according to the present invention, a silicon oxide film containing hydrogen atoms, which releases the hydrogen during dry etching and reduces the amount of plasma-excited etching active species. Using the film as a dry etching mask, the material of the insulating film to be etched is selectively etched. When a wiring groove is formed in an interlayer insulating film for forming a groove wiring, the above-described silicon oxide film containing hydrogen atoms is used as an etching stopper film. As the hydrogen-containing oxide film, an HSQ film having a small relative dielectric constant is used.

【0070】このために、溝配線の形成において、配線
溝の寸法制御が非常に向上し、微細な溝配線の形成が容
易になる。
For this reason, in forming the groove wiring, the dimensional control of the wiring groove is greatly improved, and the formation of fine groove wiring is facilitated.

【0071】また、有機系の低誘電率膜に配線溝が形成
できるようになり、溝配線間の寄生容量が大幅に低減す
るようになる。また、微細な溝配線による多層配線構造
の形成も可能になる。
In addition, a wiring groove can be formed in an organic low dielectric constant film, and the parasitic capacitance between the groove wirings is greatly reduced. Further, it is possible to form a multilayer wiring structure using fine groove wiring.

【0072】このようにして、半導体装置の微細化ある
いは多機能化に伴う微細多層配線の高性能化および信頼
性の向上を容易にする。
In this way, it is easy to improve the performance and reliability of the fine multilayer wiring with the miniaturization or multifunctionalization of the semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を説明するための溝
配線の製造工程順の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps of trench wiring.

【図2】本発明のエッチングマスク層のドライエッチン
グ特性を説明するためのグラフである
FIG. 2 is a graph for explaining dry etching characteristics of an etching mask layer of the present invention.

【図3】本発明のエッチングマスク層の構造上の特徴を
説明するための膜の赤外吸収スペクトル図である。
FIG. 3 is an infrared absorption spectrum of a film for explaining the structural characteristics of the etching mask layer of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態を説明するための溝
配線の製造工程順の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a second embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps of trench wiring.

【図5】本発明の第2の実施の形態を説明するための溝
配線の製造工程順の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a second embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps of a trench wiring.

【図6】本発明の第3の実施の形態を説明するための溝
配線の製造工程順の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a groove wiring for explaining a third embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps;

【図7】本発明の第3の実施の形態を説明するための溝
配線の製造工程順の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a third embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps of a trench wiring.

【図8】本発明の第3の実施の形態を説明するための溝
配線の製造工程順の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a third embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps of the groove wiring.

【図9】従来の技術を説明するための溝配線の製造工程
順の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a related art in the order of manufacturing steps of trench wiring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101 シリコン基板 2,102 第1層間絶縁膜 3 エッチングマスク層 4,104 第2層間絶縁膜 5,5a,5b,5c レジストマスク 6,6a,106 配線溝 7,7a バリア層 8,8a,107 溝配線 9 第1低誘電率絶縁膜 10 第1低誘電率絶縁膜 11 第1マスク層 12 第2マスク層 13 第1の開口 14 第2の開口 15 第3低誘電率絶縁膜 16 水素含有の酸化膜 17 第3層間絶縁膜 18,18a スルーホール 19 埋込みレジスト 103 シリコン窒化膜 105 レジストパターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Silicon substrate 2,102 1st interlayer insulating film 3 Etching mask layer 4,104 2nd interlayer insulating film 5,5a, 5b, 5c Resist mask 6,6a, 106 Wiring groove 7,7a Barrier layer 8,8a, 107 trench wiring 9 first low dielectric constant insulating film 10 first low dielectric constant insulating film 11 first mask layer 12 second mask layer 13 first opening 14 second opening 15 third low dielectric constant insulating film 16 hydrogen-containing Oxide film 17 third interlayer insulating film 18, 18a through hole 19 buried resist 103 silicon nitride film 105 resist pattern

フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 BA04 DA00 DA04 DA16 DA23 DA26 DB00 DB03 DB08 DB12 EA03 EA06 EA15 EA23 EB01 EB02 EB03 5F033 HH11 HH33 JJ11 JJ33 KK11 KK33 MM01 MM02 MM12 MM13 NN06 NN07 QQ25 QQ74 QQ85 RR04 RR06 RR08 RR09 RR12 RR21 RR22 RR24 RR26 SS15 SS22 TT03 TT04 XX24 XX27Continued on front page F-term (reference) 5F004 BA04 DA00 DA04 DA16 DA23 DA26 DB00 DB03 DB08 DB12 EA03 EA06 EA15 EA23 EB01 EB02 EB03 5F033 HH11 HH33 JJ11 JJ33 KK11 KK33 MM01 MM02 MM12 MM13 RR06 RRRR RR24 RR26 SS15 SS22 TT03 TT04 XX24 XX27

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水素原子を含有するシリコン酸化膜であ
って、ドライエッチング時に前記水素を放出し、プラズ
マ励起のエッチング活性種の量を低減するシリコン酸化
膜(以下、水素含有の酸化膜と呼称する)をドライエッ
チングのマスクとして、被エッチング絶縁膜材料を選択
的にエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
1. A silicon oxide film containing a hydrogen atom, said silicon oxide film releasing hydrogen during dry etching to reduce the amount of plasma-excited etching active species (hereinafter referred to as a hydrogen-containing oxide film). A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a material of an insulating film to be etched is selectively etched by using a dry etching mask as a mask.
【請求項2】 半導体基板上に第1の層間絶縁膜、水素
含有の酸化膜、第2の層間絶縁膜をこの順に積層して形
成する工程と、前記水素含有の酸化膜をエッチングスト
ッパ膜として前記第2の層間絶縁膜をドライエッチング
して前記第2の層間絶縁膜に配線溝を形成する工程と、
前記配線溝に金属材料を埋め込んで溝配線を形成する工
程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a first interlayer insulating film, a hydrogen-containing oxide film, and a second interlayer insulating film on a semiconductor substrate in this order, and using the hydrogen-containing oxide film as an etching stopper film. Dry etching the second interlayer insulating film to form a wiring groove in the second interlayer insulating film;
Forming a trench wiring by embedding a metal material in the wiring trench.
【請求項3】 ハロゲンの有機化合物であって水素を含
まない反応ガスが、前記ドライエッチングにおいて使用
されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
半導体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a reactive gas which is an organic compound of halogen and does not contain hydrogen is used in said dry etching.
【請求項4】 前記被エッチング絶縁材料あるいは前記
層間絶縁膜が水素を含まないシリコン酸化膜であること
を特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the insulating material to be etched or the interlayer insulating film is a silicon oxide film containing no hydrogen.
【請求項5】 前記水素含有の酸化膜がハイドロゲン
シルセキオサンで構成されることを特徴とする請求項1
から請求項4のうち1つの請求項に記載の半導体装置の
製造方法。
5. The hydrogen-containing oxide film according to claim 1, wherein
2. The method according to claim 1, wherein the composition is composed of silsequiosan.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項6】 半導体基板上に、水素含有の酸化膜と有
機系の絶縁膜とを積層して形成する工程と、第1マスク
層と第2マスク層とをこの順に積層して前記有機系の絶
縁膜表面に形成する工程と、前記第2マスク層上に形成
されたレジストマスクの所定のパターンを前記第2マス
ク層にエッチング転写し、前記エッチング転写後、前記
レジストマスクを除去する工程と、前記第2マスク層を
エッチングマスクとし前記水素含有の酸化膜をエッチン
グストッパ膜として前記有機系の絶縁膜をドライエッチ
ングして前記有機系の絶縁膜に配線溝を形成する工程
と、前記配線溝に金属材料を埋め込んで溝配線を形成す
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。
6. A step of laminating and forming a hydrogen-containing oxide film and an organic insulating film on a semiconductor substrate, and laminating a first mask layer and a second mask layer in this order. Forming on the surface of the insulating film, etching and transferring a predetermined pattern of a resist mask formed on the second mask layer to the second mask layer, and removing the resist mask after the etching transfer. Dry etching the organic insulating film using the second mask layer as an etching mask and the hydrogen-containing oxide film as an etching stopper film to form a wiring groove in the organic insulating film; Forming a trench wiring by embedding a metal material in the semiconductor device.
【請求項7】 前記第1マスク層、第2マスク層が、そ
れぞれ、水素含有の酸化膜、シリコンオキシナイトライ
ド膜であ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。
7. The method according to claim 6, wherein the first mask layer and the second mask layer are a hydrogen-containing oxide film and a silicon oxynitride film, respectively.
【請求項8】 前記水素含有の酸化膜がハイドロゲン
シルセキオサンで構成されることを特徴とする請求項6
または請求項7記載の半導体装置の製造方法。
8. The hydrogen-containing oxide film is formed of hydrogen
7. The composition according to claim 6, wherein the composition is composed of silsequiosan.
8. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7.
【請求項9】 前記有機系の絶縁膜が低誘電率膜である
フッ素化アモルファスカーボン、ベンジシクロブテンあ
るいは有機ポリシラザンで構成されていることを特徴と
する請求項6から請求項9のうち1つの請求項に記載の
半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 6, wherein the organic insulating film is made of fluorinated amorphous carbon, benzylcyclobutene or organic polysilazane, which is a low dielectric constant film. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
JP11047855A 1999-02-25 1999-02-25 Manufacture of semiconductor device Pending JP2000252286A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11047855A JP2000252286A (en) 1999-02-25 1999-02-25 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11047855A JP2000252286A (en) 1999-02-25 1999-02-25 Manufacture of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000252286A true JP2000252286A (en) 2000-09-14

Family

ID=12786996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11047855A Pending JP2000252286A (en) 1999-02-25 1999-02-25 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000252286A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730594B2 (en) 2001-11-07 2004-05-04 Renesas Technology Corp. Method for manufacturing semiconductor device
JP2005525692A (en) * 2001-12-27 2005-08-25 ラム リサーチ コーポレーション Method for manufacturing an interconnect structure having low K dielectric properties
JP2008547236A (en) * 2005-06-28 2008-12-25 ラム リサーチ コーポレーション Multi-mask process using etching mask stack

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6730594B2 (en) 2001-11-07 2004-05-04 Renesas Technology Corp. Method for manufacturing semiconductor device
CN1314100C (en) * 2001-11-07 2007-05-02 株式会社日立制作所 Semiconductor device and its manufacture
JP2005525692A (en) * 2001-12-27 2005-08-25 ラム リサーチ コーポレーション Method for manufacturing an interconnect structure having low K dielectric properties
JP2008547236A (en) * 2005-06-28 2008-12-25 ラム リサーチ コーポレーション Multi-mask process using etching mask stack

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4177993B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100564188B1 (en) Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method
JP3248492B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7119441B2 (en) Semiconductor interconnect structure
US7304386B2 (en) Semiconductor device having a multilayer wiring structure
US7790601B1 (en) Forming interconnects with air gaps
JP2009302545A (en) Air gap formation and integration using pattern formation gaps
US6670709B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2001326222A (en) Semiconductor device, semiconductor wafer, and their manufacturing method
JP2001338978A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2007173511A (en) Method for fabricating a semiconductor device
JP2004088047A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP3193335B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH10223760A (en) Method for formation of air gap by plasma treatment of aluminum interconnection
WO2007091574A1 (en) Multilayer wiring structure, and method for fabricating multilayer wiring
JP3696055B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2004055781A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20080318412A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JP2003017564A (en) Semiconductor device and method of manufacturing same
JPH06349830A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit device
JPH09129727A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6812113B1 (en) Process for achieving intermetallic and/or intrametallic air isolation in an integrated circuit, and integrated circuit obtained
JPH11162982A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2003303880A (en) Wiring structure using insulating film structure between laminated layers and manufacturing method therefor
JP2000223490A (en) Manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020618