JP2000269330A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁膜に対し簡単な工程で精度の高いエッチ
ングを行うことにより、低コストで信頼性の高い半導体
装置を提供すること。 【解決手段】 有機ＳＯＧ膜３の上にシリコン窒化膜６
ａを形成し、このシリコン窒化膜６ａをレジストパター
ン８をマスクとしてパターニングし、レジストパターン
８を酸素プラズマでアッシングしてからシリコン窒化膜
マスク６をマスクとして有機ＳＯＧ膜３をエッチング加
工するものにおいて、レジストパターンをアッシングす
る前に、有機ＳＯＧ膜３の表面層にイオンを注入してこ
の部分に改質ＳＯＧ膜４を形成しておく。この改質ＳＯ
Ｇ膜４によりレジストパターン８のアッシング処理から
有機ＳＯＧ膜３を保護する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係り、詳しくは、デバイス上に絶縁膜を形成する
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の更なる高集積化
を実現するために、配線の微細化、多層化を進めること
が要求されている。配線を多層化するには、各配線間に
層間絶縁膜を設けるが、その層間絶縁膜の表面が平坦で
ないと、層間絶縁膜の上部に形成された配線に段差が生
じて断線などの故障が引き起こされる。

【０００３】従って、層間絶縁膜の表面（すなわち、デ
バイスの表面）は可能な限り平坦化されていなければな
らない。このように、デバイスの表面を平坦化する技術
は、平坦化技術と呼ばれ、配線の微細化、多層化に伴っ
てますます重要になっている。

【０００４】平坦化技術において、よく用いられる層間
絶縁膜としてＳＯＧ膜があり、特に、層間絶縁膜材料の
フロー特性を利用した平坦化技術において盛んな検討が
なされている。

【０００５】ＳＯＧとは、シリコン化合物を有機溶剤に
溶解した溶液及びその溶液から形成される二酸化シリコ
ンを主成分とする膜の総称である。

【０００６】ＳＯＧ膜を形成するには、まず、シリコン
化合物を有機溶剤に溶解した溶液を基板上に滴下して基
板を回転させる。すると、その溶液の被膜は、配線によ
って形成される基板上の段差に対して、その凹部には厚
く、凸部には薄く、段差を緩和するように形成される。
その結果、その溶液の被膜の表面は平坦化される。

【０００７】次に熱処理が施されると、有機溶剤が蒸発
すると共に重合反応が進行して、表面が平坦なＳＯＧ膜
が形成される。

【０００８】ＳＯＧ膜には、一般式（１）で表されるよ
うに、シリコン化合物中に有機成分を含まない無機ＳＯ
Ｇ膜と、一般式（２）で表されるように、シリコン化合
物中に有機成分を含む有機ＳＯＧ膜とがある。

【０００９】［ＳｉＯ₂］_n ・・・（１） ［Ｒ_XＳｉ_YＯ_Z］_n ・・・（２） （ｎ，Ｘ，Ｙ，Ｚ：整数、Ｒ：アルキル基又はアリール
基） 無機ＳＯＧ膜は、水分及び水酸基を多量に含んでいる上
に、ＣＶＤ法によって形成されたシリコン酸化膜に比べ
て、熱処理時にクラックが発生しやすいという欠点があ
る。

【００１０】一方、有機ＳＯＧ膜は、分子構造上、アル
キル基又はアリール基で結合が閉じている部分があるた
め、熱処理時におけるクラックの発生が抑制され、膜厚
の大きな層間絶縁膜を得ることができる。従って、有機
ＳＯＧ膜を用いれば、基板上の大きな段差に対しても十
分な平坦化が可能になる。

【００１１】ところが、有機ＳＯＧ膜を層間絶縁膜とし
て用いた場合、この有機ＳＯＧ膜にコンタクトホールを
形成する際のエッチングマスクとして、通常のフォトレ
ジスト材を用いることが困難であるという欠点がある。
すなわち、有機ＳＯＧ膜もフォトレジストも共に有機系
成分を含むため、エッチング終了後にフォトレジストを
剥離するためのアッシング処理（例えば、酸素プラズマ
アッシング処理）によって、有機ＳＯＧ膜が浸食された
り特性が劣化したりする。

【００１２】このような問題を解消する技術として、特
開平８−１７９２８号には、有機ＳＯＧ膜にコンタクト
ホールを形成するに当たって、有機ＳＯＧ膜の上にシリ
コン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜に対し、フォ
トレジストをマスクとして異方性エッチングを行い、有
機ＳＯＧ膜に到達しない凹部を形成し、その後、フォト
レジストを除去してから凹部を有するシリコン酸化膜を
マスクとして、有機ＳＯＧ膜を異方性ドライエッチング
することが記載されている。

【００１３】すなわち、フォトレジストを除去する際に
は、有機ＳＯＧ膜の表面は凹部の底部を含めたシリコン
酸化膜で覆われているので、有機ＳＯＧ膜が浸食された
り変質したりすることが無い。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】有機ＳＯＧ膜のエッチ
ング用マスクとしてのシリコン酸化膜は、有機ＳＯＧ膜
に比べて比誘電率が高いので、配線間容量が大きくなっ
て信号遅延の原因となるために、膜厚を比較的薄くする
必要がある。従って、このような薄い膜厚のシリコン酸
化膜に、有機ＳＯＧ膜が露出しないように凹部を形成す
るには、きわめて精度の高いエッチング制御を必要す
る。

【００１５】また、従来例では、シリコン酸化膜の凹部
の底部がエッチングにより無くなってから、シリコン酸
化膜をマスクとして有機ＳＯＧ膜のエッチングが始ま
る。従って、凹部の底部がエッチングされている間、シ
リコン酸化膜のその他の部分も薄膜化され、有機ＳＯＧ
膜のエッチング用マスクとして十分に機能するだけの膜
厚を残すことができない問題がある。

【００１６】本発明は、半導体装置の製造方法に関し、
斯かる問題点を解消することをその目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面によ
る半導体装置の製造方法にあっては、基板上に第１絶縁
膜を形成する第１工程と、前記第１絶縁膜の上に第１の
膜を形成する第２工程と、前記第１の膜の上に第１マス
クパターンを形成する第３工程と、前記第１マスクパタ
ーンをマスクとして、前記第１の膜をパターニングする
第４工程と、前記第１マスクパターンを除去する第５工
程と、を含み、前記第１工程終了後から前記第５工程の
開始前までの間に、前記第１絶縁膜の少なくとも表面層
に、前記第５工程による前記マスクパターンの除去処理
に対する保護層を形成する第６工程を行うことをその要
旨とする。

【００１８】すなわち、第１マスクパターンを除去する
際には、既に第１絶縁膜の少なくとも表面層に、第１マ
スクパターンの除去処理に対する保護層が形成されてい
るので、第１絶縁膜がマスクパターンの除去処理によっ
て悪影響を受ける心配がない。従って、第４工程におい
て第１マスクパターンをマスクとして、第１の膜の所定
の個所を、第１絶縁膜が露出するまで完全にエッチング
除去することができ、第１の膜の膜厚に関係なく、第４
工程及び第５工程におけるエッチング制御を簡単に行う
ことができる。

【００１９】この場合、前記第１絶縁膜は、基板上に形
成した導電層の上に形成され、前記第１マスクパターン
を除去した後、前記パターニングされた第１の膜をマス
クとして、前記第１絶縁膜をエッチングして前記導電層
を露出させる工程を更に備えることが望ましい。

【００２０】本発明の第２の局面による半導体装置の製
造方法にあっては、基板上に形成された導電層の上に第
１絶縁膜を形成する第１工程と、前記第１絶縁膜の上に
第１の膜を形成する第２工程と、前記第１の膜の上に第
１マスクパターンを形成する第３工程と、前記第１マス
クパターンをマスクとして、前記第１の膜をパターニン
グする第４工程と、前記第１マスクパターンを除去する
第５工程と、前記第１絶縁膜及びパターニングされた第
１の膜の上に第２絶縁膜を形成する第７工程と、前記第
２絶縁膜の上に、前記パターニングされた第１の膜の開
口部の上方に位置し且つこの第１の膜の開口部よりも大
きな開口部を有する第２マスクパターンを形成する第８
工程と、前記第２マスクパターンをマスクとして、前記
第１の膜が露出するまで前記第２絶縁膜をエッチングす
る第９工程と、前記パターニングされた第１の膜をマス
クとして、前記第１絶縁膜をエッチングして前記導電層
を露出させる第１０工程と、前記第９工程及び第１０工
程により形成された埋込用凹所に配線を埋め込む第１１
工程と、を含み、前記第１工程終了後から前記第５工程
の開始前までの間に、前記第１絶縁膜の少なくとも表面
層に、前記第５工程による前記マスクパターンの除去処
理に対する保護層を形成する第６工程を行うことをその
要旨とする。

【００２１】この第２の局面による半導体装置の製造方
法によれば、上記第１の局面による半導体装置の製造方
法の作用に加えて、多層配線構造を効率的に形成するこ
とができる。

【００２２】尚、前記第１絶縁膜及び第１マスクパター
ンが有機系材料膜を含むことをが望ましく、この場合に
おいて、前記第５工程において、第１マスクパターンを
酸素プラズマアッシング処理により除去することが望ま
しい。

【００２３】また、この場合において、前記第１絶縁膜
が、炭素を１％以上含有する有機系シリコン酸化膜を含
むことが望ましい。

【００２４】また、前記第１の膜が、無機系材料からな
ることが望ましく、特に、前記第１の膜が、シリコン窒
化膜を含むことにより、この第１の膜で第１絶縁膜をエ
ッチングする際に高い選択比でエッチングすることがで
き、第１の膜自身の膜厚をより薄くすることができる。

【００２５】また、前記第１絶縁膜の少なくとも表面層
に不純物を導入することにより、簡単な手法で保護層に
変成させることができる。

【００２６】そして、上記の各半導体装置の製造方法に
あっては、前記第６工程を、前記第２工程の開始前に行
うことが望ましい。

【００２７】また、上記の各半導体装置の製造方法にあ
っては、前記第６工程を、前記第２工程と第３工程との
間に、前記第１絶縁膜に対し、第１の膜を介して不純物
を導入することにより行うことが望ましい。すなわち、
第１絶縁膜は、特に、炭素を１％以上含有する有機系シ
リコン酸化材料を含むことで、不純物の導入により、膜
が改質されて、膜に含まれる水分や水酸基が減少し且つ
膜が吸水しにくくなるが、この不純物の導入を第１の膜
を介して行うことで、改質部分（保護層）の水分や水酸
基の含有率がきわめて低くなり、絶縁膜としての特性が
非常に優れたものとなる。

【００２８】また、上記の各半導体装置の製造方法にあ
っては、前記第６工程を、前記第３工程と第４工程との
間に、前記第１絶縁膜に対し、前記第１マスクパターン
をマスクとして不純物を導入することにより行うことが
望ましい。すなわち、不純物の導入により、膜が改質さ
れて、その部分の比誘電率が若干増加することがある
が、第１マスクパターンの除去の際において第１絶縁膜
が露出する部分のみに保護層を形成することで、必要最
小限の部分だけの比誘電率が若干増加するだけで、第１
絶縁膜におけるその他の部分の比誘電率は増加しない。
従って、配線間容量の増加を抑制することができる。

【００２９】特に、パターニングされた第１の膜をマス
クとして第１絶縁膜をエッチングした場合には、保護層
は、全て又はほとんどが除去される。この場合は、絶縁
膜全体としての比誘電率が増加する心配はほとんどな
い。

【００３０】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明を具体化
した第１実施形態を図面に基づいて説明する。

【００３１】図１は本第１実施形態における半導体装置
の断面図である。図１において、単結晶シリコン基板１
の上には、シリコン酸化膜２が形成されている。シリコ
ン酸化膜２の上には有機ＳＯＧ膜３が形成され、この有
機ＳＯＧ膜３の表面層には改質ＳＯＧ膜４が形成されて
いる。有機ＳＯＧ膜３（改質ＳＯＧ膜４）には、ダマシ
ン法により金属配線５が埋め込まれている。すなわち、
改質ＳＯＧ膜４の上には、シリコン窒化膜マスク６が形
成され、有機ＳＯＧ膜３（改質ＳＯＧ膜４）にはシリコ
ン窒化膜マスク６をマスクとしてトレンチ７が形成さ
れ、このトレンチ７内に金属配線５が埋め込まれてい
る。

【００３２】次に、本実施形態の半導体装置の製造方法
を図１〜図８に従って説明する。

【００３３】工程１（図２参照）：（１００）ｐ型（又
はｎ型）単結晶シリコン基板１の上にシリコン酸化膜２
（膜厚：２００ｎｍ）を形成し、その上に有機ＳＯＧ膜
３を形成する。有機ＳＯＧ膜３の組成は［（ＣＨ₃）₂Ｓ
ｉ₄Ｏ₇］_nで、その膜厚は６００ｎｍである。

【００３４】シリコン酸化膜２は、プラズマＣＶＤ法に
より形成する。反応ガスとしては、モノシランと亜酸化
窒素（ＳｉＨ₄＋Ｎ₂Ｏ）、モノシランと酸素（ＳｉＨ₄
＋Ｏ₂）、ＴＥＯＳ（Tetra-ethoxy-silane）と酸素（Ｔ
ＥＯＳ＋Ｏ₂）などを用い、成膜温度は３００〜９００
℃である。

【００３５】また、シリコン酸化膜２は、プラズマＣＶ
Ｄ法以外の方法（常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、ＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法、光励起ＣＶＤ法、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ
法、ＰＶＤ法など）によって形成してもよい。例えば、
常圧ＣＶＤ法で用いられるガスはモノシランと酸素（Ｓ
ｉＨ₄＋Ｏ₂）であり、成膜温度は４００℃以下である。
また、減圧ＣＶＤ法で用いられるガスはモノシランと亜
酸化窒素（ＳｉＨ₄＋Ｎ₂Ｏ）であり、成膜温度は９００
℃以下である。

【００３６】有機ＳＯＧ膜３の形成方法は、まず、前記
組成のシリコン化合物のアルコール系溶液（例えば、Ｉ
ＰＡ＋アセトン）を基板１の上に滴下して基板を回転速
度：２３００rpmで２０秒間回転させ、この溶液の被膜
を基板１の上に形成する。このとき、そのアルコール系
溶液の被膜は、基板１の上の段差に対して、その凹部に
は厚く、その凸部には薄く、段差を緩和するように形成
される。その結果、アルコール系溶液の被膜の表面は平
坦化される。

【００３７】次に、窒素雰囲気中において、１００℃で
１分間、２００℃で１分間、３００℃で１分間、２２℃
で１分間、４３０℃で３０分間、順次熱処理を施すと、
アルコール系溶媒が蒸発すると共に重合反応が進行し
て、表面が平坦な膜厚３００ｎｍの有機ＳＯＧ膜が形成
される。この被膜形成〜熱処理作業をもう１回繰り返す
ことにより、膜厚６００ｎｍの有機ＳＯＧ膜３を得る。
尚、この有機ＳＯＧ膜３が本発明における「第１絶縁
膜」に相当する。

【００３８】この有機ＳＯＧ膜３は、下地面が平坦なた
め、基板の全面にわたってほぼ均一な膜厚で塗布形成さ
れる。有機ＳＯＧ膜３は、炭素を１％以上含有するシリ
コン酸化膜である。

【００３９】工程２（図３参照）：有機ＳＯＧ膜３の表
面に対し、アルゴンイオン（Ａｒ⁺）を加速エネルギ
ー：２０KeV、ドーズ量：１×１０¹⁵atoms／cm²の条件
でドープする。このように、有機ＳＯＧ膜３にアルゴン
イオンを導入することで、膜中の有機成分が分解され、
膜中に含まれる水分及び水酸基が減少すると共に酸素プ
ラズマに対する耐性が強化される。

【００４０】その結果、有機ＳＯＧ膜３の表面層は、水
分及び水酸基が僅かしか含まれず且つ酸素プラズマに対
する耐性が高いＳＯＧ膜（以下、改質ＳＯＧ膜という）
４に変えられる。尚、この改質ＳＯＧ膜４が、本発明に
おける「保護層」に相当する。

【００４１】工程３（図４参照）：改質ＳＯＧ膜４の上
に、プラズマＣＶＤ法を用いてシリコン窒化膜６ａを形
成する。尚、このシリコン窒化膜６ａが、本発明におけ
る「第１の膜」に相当する。

【００４２】工程４（図５参照）：シリコン窒化膜６ａ
の上に、有機樹脂からなるレジストパターン８を形成す
る。尚、このレジストパターン８が、本発明における
「第１マスクパターン」に相当する。

【００４３】工程５（図６参照）：レジストパターン８
をマスクとして、ＲＩＥ法により、シリコン窒化膜６ａ
をエッチングすることにより、シリコン窒化膜マスク６
を形成する。尚、このシリコン窒化膜マスク６が、本発
明における「パターニングされた第１の膜」に相当す
る。

【００４４】工程６（図７参照）：酸素プラズマアッシ
ング処理を行い、レジストパターン８を灰化する（除去
する）。この酸素プラズマの条件は、マイクロ波；２．
４５GHz、パワー；１KW、圧力；３torr、Ｏ₂流量；５０
００sccm、（Ｈ₂（３％）＋Ｎ₂（９７％））流量；３０
０sccmである。

【００４５】この時、有機ＳＯＧ膜３の表面層に、酸素
プラズマ耐性が強化された改質ＳＯＧ膜４を形成してお
くことで、酸素プラズマアッシング処理によって有機Ｓ
ＯＧ膜３（改質ＳＯＧ膜４）が浸食されたり特性が劣化
したりすることが防止できる。例えば、有機ＳＯＧ膜を
酸素プラズマに晒した場合、その膜厚が１６％減少する
のに対し、有機ＳＯＧ膜の表層にアルゴンイオンを注入
して改質ＳＯＧ膜を形成した後、酸素プラズマに晒した
場合は、膜厚が減少しない。

【００４６】工程７（図８参照）：シリコン窒化膜マス
ク６をマスクとして、フロロカーボン系のガスをエッチ
ングガスとして用いる異方性エッチングを行い、改質Ｓ
ＯＧ膜４及び有機ＳＯＧ膜３に埋め込み孔としてのトレ
ンチ７を形成する。

【００４７】工程８（図１参照）：必要に応じて、不活
性ガス（例えばＡｒ）を用いたスパッタエッチングによ
って、トレンチ７内をクリーニングした後、トレンチ７
内及びシリコン窒化膜マスク６の上に、マグネトロンス
パッタ法やＣＶＤ法を用いて、密着層及びバリヤ層とし
てのＴｉＮ膜を形成し、更に、その上に、ＣＶＤ法又は
メッキ法を用いて、Ｃｕ膜を形成し、さらに、ＣＭＰ
（Chemical MechanicalPolishing）法を用いて、Ｃｕ膜
の表面を研磨し、最終的にトレンチ７内（及びシリコン
窒化膜マスク６の開口部内）にのみＴｉＮとＣｕからな
る金属配線５を埋め込み形成する。この金属配線の埋め
込み技術は、一般にはダマシン（damascene）法と呼ば
れている。

【００４８】ここで、図９は有機ＳＯＧ膜（未処理）及
び改質ＳＯＧ膜（Ａｒイオン注入処理）のそれぞれに窒
素雰囲気で３０分間の熱処理を施し、ＴＤＳ法(Thermal
Desorption Spectroscopy)を用いて評価した結果を示
している。尚、イオン注入条件は、加速エネルギー：１
４０KeV、ドーズ量：１×１０¹⁵atoms/cm²である。

【００４９】この図は、Ｈ₂Ｏ（ｍ／ｅ＝１８）に関す
る脱離量を表したものであり、図から明らかなように、
改質ＳＯＧ膜はＨ₂Ｏ（ｍ／ｅ＝１８）に関する脱離が
少ないことが分かる。このことは、有機ＳＯＧ膜にイオ
ン注入を行って、改質ＳＯＧ膜とすることにより、有機
ＳＯＧ膜に含まれる水分及び水酸基が減少することを示
している。

【００５０】図１０は有機ＳＯＧ膜及び改質ＳＯＧ膜の
吸湿性を調べる目的で、有機ＳＯＧ膜（未処理）、有機
ＳＯＧ膜を酸素プラズマに晒したもの（酸素プラズマ処
理）及び改質ＳＯＧ膜（Ａｒイオン注入）をクリーンル
ーム内で大気中に放置し、膜中の水分を評価した結果を
示している。膜中の水分量は、ＦＴ−ＩＲ法(FourierTr
ansform Infrared Spectroscopy)を用いて、赤外吸収ス
ペクトルのＯ−Ｈ基に関する吸収（３５００cm^-1付近）
の面積強度を指標とした。イオン注入条件は、加速エネ
ルギー：１４０KeV、ドーズ量：１×１０¹⁵atoms/cm²で
ある。

【００５１】酸素プラズマに晒した場合、処理前後での
水分増加だけでなく、１日後でも水分が増加しているこ
とが分かる。一方、改質ＳＯＧ膜は、イオン注入後に増
加していないだけでなく、クリーンルーム内で大気に放
置しても、有機ＳＯＧ膜に比べて水分の増加は小さい。

【００５２】即ち、改質ＳＯＧ膜は、有機ＳＯＧ膜に比
べて吸湿性が低いことが分かる。

【００５３】図１１は改質ＳＯＧ膜及び有機ＳＯＧ膜の
水分の透過性を調べる目的で、プレッシャー・クッカー
試験（ＰＣＴ）（加湿試験のことで、本実施形態では、
条件として、１２０℃、２気圧の飽和水蒸気雰囲気で行
った）した結果を示している。ＦＴ−ＩＲ法を用いて、
有機ＳＯＧ膜中のＯ−Ｈに関する吸収ピーク（３５００
cm^-1付近）の面積強度を求め、ＰＣＴ時間との関係をプ
ロットした。

【００５４】イオン注入法を用いて表面だけを改質した
試料（Ａｒイオン注入：２０KeV）を作製し、膜全体を
改質したもの（Ａｒイオン注入：１４０KeV）や改質し
なかったもの（有機ＳＯＧ膜：未処理）と比較した結
果、以下のことが分かった。

【００５５】（イ）改質していない有機ＳＯＧ膜をＰＣ
Ｔした場合、３５００cm^-1付近（Ｏ−Ｈ基に関する吸
収）の吸収強度が劇的な増加を示す。

【００５６】（ロ）改質ＳＯＧ膜では、３５００cm^-1付
近（Ｏ−Ｈ基に関する吸収）の吸収強度の増加は小さ
い。膜表面だけを改質した試料でも、膜全体を改質した
ものと同程度である。

【００５７】以上の結果から、イオンを注入すること
で、水分の透過性を抑制する層を形成できることが分か
る。

【００５８】次に、図１２は、有機ＳＯＧ膜の表面層に
アルゴンイオンを注入することにより改質ＳＯＧ膜を形
成した状態（Ar impla.）で、酸素プラズマ処理した場
合（Ar impla.+O2 plasma）の有機ＳＯＧ膜の赤外吸収
スペクトルをＦＴ−ＩＲ法で測定した結果を示してい
る。尚、同図において、（No treatment）は、改質して
いない有機ＳＯＧ膜の測定結果を示している。

【００５９】酸素プラズマ処理した場合（Ar impla.+O2
plasma）において、改質ＳＯＧ膜の下の有機ＳＯＧ膜
の有機成分（Ｓｉ−ＣＨ₃）がその他の場合と変化して
いないことから、改質ＳＯＧ膜は、その下の有機ＳＯＧ
膜に対し酸素プラズマ処理の影響を遮断する酸素プラズ
マ耐性に優れた膜であることが分かる。尚、図１２の実
験に用いた酸素プラズマ処理は、一般にμ波ダウン・フ
ローと言われているレジストのアッシング処理のことで
ある。

【００６０】尚、上記図９〜図１２に関する記述を含
め、有機ＳＯＧ膜にアルゴン等のイオンを導入すること
で、膜中の有機成分を分解して、膜中に含まれる水分及
び水酸基を減少させると共に酸素プラズマ耐性を向上さ
せることは、本出願人において公表済みである（例え
ば、特開平９−３１２３３９号公報参照）。

【００６１】以上、本第１実施形態にあっては、酸素プ
ラズマアッシング処理によりレジストパターン８を除去
する前に、有機ＳＯＧ膜３の表面層に、酸素プラズマ耐
性が強化された改質ＳＯＧ膜４を形成しておくので、酸
素プラズマアッシング処理によって有機ＳＯＧ膜３（改
質ＳＯＧ膜４）が浸食されたり特性が劣化したりするこ
とを防止している。従って、その後の工程においてトレ
ンチ７を形良く形成することができ、また、トレンチ７
の内壁面の絶縁膜の特性も劣化しておらず、トレンチ７
内に金属配線５を良好な状態で埋め込むことができる。

【００６２】また、改質ＳＯＧ膜４の比誘電率は３．５
で、有機ＳＯＧ膜３の比誘電率（２．９）に対し、若干
高いが、本実施形態では、改質ＳＯＧ膜４は、有機ＳＯ
Ｇ膜３の表面層のみ存在し、それ以外の個所は有機ＳＯ
Ｇ膜３のままであるため、膜全体の比誘電率が大幅に増
加し、配線間容量が大きくなって信号遅延が発生するこ
とも極力防止できる。 （第２実施形態）本発明を具体化した第２実施形態を図
１３及び図１４に基づいて説明する。尚、本第２実施形
態において、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を
用い、その詳細な説明を省略する。本第２実施形態にお
いて、第１実施形態と異なるのは、第１実施形態におけ
る工程２及び工程３のみであり、その他の工程は同一で
あるので、ここでは、異なる工程のみについて説明す
る。

【００６３】工程２ａ（図１３参照）：有機ＳＯＧ膜３
の上に、プラズマＣＶＤ法を用いてシリコン窒化膜６ａ
を形成する。

【００６４】工程３ａ（図１４参照）：有機ＳＯＧ膜３
の表面に対し、シリコン窒化膜６ａを介して、ホウ素
（ボロン）イオン（Ｂ⁺）を加速エネルギー：２０KeV、
ドーズ量：１×１０¹⁵atoms／cm²の条件でドープする。
このように、有機ＳＯＧ膜３にホウ素イオンを導入する
ことで、膜中の有機成分が分解され、膜中に含まれる水
分及び水酸基が減少すると共に酸素プラズマに対する耐
性が強化される。

【００６５】その結果、有機ＳＯＧ膜３の表面層は、水
分及び水酸基が僅かしか含まれず且つ酸素プラズマに対
する耐性が高いＳＯＧ膜（以下、改質ＳＯＧ膜という）
４に変えられる。

【００６６】図１５は、上記実施形態で用いた有機ＳＯ
Ｇ膜（Type-B（シロキサン系））を改質ＳＯＧ膜として
改質するに当たり、有機ＳＯＧ膜にイオン（ホウ素）を
注入して単に改質する場合（ＳｉＮなし）、上記実施形
態のようにシリコン窒化膜を通してイオン注入する場合
（ＳｉＮスルー注入）及びイオン注入後に改質ＳＯＧ膜
の上にシリコン窒化膜を形成する場合（注入後ＳｉＮ成
膜）のそれぞれの場合のイオン注入量に対する膜中の水
分量を測定したものである。

【００６７】膜中の水分量は、ＦＴ−ＩＲ法を用いて、
赤外吸収スペクトルのＯ−Ｈ基に関する吸収（３５００
cm^-1付近）の面積強度を指標とした。

【００６８】図１６は、組成が［（ＣＨ₃）₂Ｓｉ₂Ｏ₃］
_nである有機ＳＯＧ膜（Type-A（メチルシルセスキオキ
サン系））について、図１５と同様の条件で実験を行っ
た結果を示している。

【００６９】尚、図１５及び図１６において、有機ＳＯ
Ｇ及びシリコン窒化膜の各膜厚は、上記実施形態と同様
である。

【００７０】「ＳｉＮスルー注入」や「注入後ＳｉＮ成
膜」の場合、「ＳｉＮなし」の場合に比べて、イオンの
ドーズ量にほとんど関係なく水分の含有量が低い値とな
っていることから、イオンドーズ量が少なくても優れた
改質効果を得ることができることが分かる。特に、「Ｓ
ｉＮスルー注入」の場合は、他に比べて膜中の水分量を
大幅に低減することができる。

【００７１】このことは、シリコン窒化膜の存在によ
り、クリーンルーム大気中の水分をＳＯＧ膜が吸収する
ことをシリコン窒化膜が有効に遮断するためと考えら
れ、特に、ＳｉＮスルー注入により、イオンを含有する
シリコン窒化膜は優れた遮水効果があることが分かる。

【００７２】尚、本第２実施形態において、ホウ素イオ
ンを上記第１実施形態と同様のアルゴンイオンに置き換
えても同様の作用効果を得ることができる。

【００７３】以上、本第２実施形態にあっては、第１実
施形態の改質ＳＯＧ膜よりも更に水分や水酸基の含有率
が低い信頼性に優れた改質ＳＯＧ膜を得ることができ
る。 （第３実施形態）本発明を具体化した第３実施形態にお
ける半導体装置の製造方法を図１７〜図２４に従って説
明する。尚、本第３実施形態において、第１実施形態と
同様の構成には同じ符号を用い、その詳細な説明を省略
する。

【００７４】工程１０（図１７参照）：単結晶シリコン
基板１の上にシリコン酸化膜２を形成し、その上に有機
ＳＯＧ膜３を形成する。

【００７５】工程１１（図１８参照）：改質ＳＯＧ膜４
の上に、シリコン窒化膜６ａを形成する。

【００７６】工程１２（図１９参照）：シリコン窒化膜
６ａの上にレジストパターン８を形成する。

【００７７】工程１３（図２０参照）：レジストパター
ン８をマスクとして、ＲＩＥ法により、シリコン窒化膜
６ａをエッチングすることにより、シリコン窒化膜マス
ク６を形成する。

【００７８】工程１４（図２１参照）：有機ＳＯＧ膜３
の表面に対し、レジストパターン８をマスクとして、ア
ルゴンイオン（Ａｒ⁺）をドープすることにより、有機
ＳＯＧ膜３の表面層に、改質ＳＯＧ膜４を形成する。

【００７９】工程１５（図２２参照）：酸素プラズマア
ッシング処理を行い、レジストパターン８を除去する。
この時、有機ＳＯＧ膜３の表面層に、酸素プラズマ耐性
が強化された改質ＳＯＧ膜４を形成しておくことで、酸
素プラズマアッシング処理によって有機ＳＯＧ膜３（改
質ＳＯＧ膜４）が浸食されたり特性が劣化したりするこ
とを防止している。

【００８０】工程１６（図２３参照）：シリコン窒化膜
マスク６をマスクとして、フロロカーボン系のガスをエ
ッチングガスとして用いる異方性エッチングを行い、有
機ＳＯＧ膜３に埋め込み孔としてのトレンチ７を形成す
る。

【００８１】工程１７（図２４参照）：必要に応じて、
不活性ガス（例えばＡｒ）を用いたスパッタエッチング
によって、トレンチ７内をクリーニングした後、トレン
チ７内（及びシリコン窒化膜マスク６の開口部内）にの
み金属配線５を埋め込み形成する。

【００８２】以上、本第３実施形態にあっては、改質Ｓ
ＯＧ膜４は、有機ＳＯＧ膜３がシリコン窒化膜マスク６
の開口部から露出する部分のみに形成している。しか
も、この改質ＳＯＧ膜４は、シリコン窒化膜マスク６を
マスクとして有機ＳＯＧ膜３をエッチングしたときに、
全て又はほとんどが除去される。従って、改質ＳＯＧ膜
４を形成したことにより、絶縁膜全体としての比誘電率
が増加する心配がない。 （第４実施形態）本発明を具体化した第４実施形態を図
面に基づいて説明する。尚、本第４実施形態において、
第１実施形態と同様の構成には同じ符号を用い、その詳
細な説明を省略する。

【００８３】図２５は本第４実施形態における半導体装
置の断面図であり、いわゆるデュアルダマシン（dual-d
amascene）法を用いて形成された多層配線構造を示して
いる。

【００８４】図２５において、シリコン窒化膜マスク６
及び金属配線５の上には、有機ＳＯＧ膜１０が形成され
ている。この有機ＳＯＧ膜１０の表面層には改質ＳＯＧ
膜１１が形成されている。有機ＳＯＧ膜１０及び改質Ｓ
ＯＧ膜１１には、金属配線５に通じるコンタクトホール
１２が形成され、改質ＳＯＧ膜１１の上にはコンタクト
ホール１２を形成するためのエッチングマスクとしての
シリコン窒化膜マスク１３が形成されている。

【００８５】更に、シリコン窒化膜マスク１３の上に有
機ＳＯＧ膜１４が形成され、この有機ＳＯＧ膜１４の表
面層には改質ＳＯＧ膜１５が形成されている。有機ＳＯ
Ｇ膜１４及び改質ＳＯＧ膜１５には、コンタクトホール
１２に通じるトレンチ１６が形成され、改質ＳＯＧ膜１
５の上にはトレンチ１６を形成するためのエッチングマ
スクとしてのシリコン窒化膜マスク１７が形成されてい
る。

【００８６】そして、コンタクトホール１２内及びトレ
ンチ１６内には、金属配線５と電気的に接続する上層金
属配線１８が形成されている。

【００８７】次に、本第４実施形態の半導体装置の製造
方法を図２５〜図３２に従って説明する。

【００８８】工程２０（図２６参照）：第１〜第３実施
形態のいずれかにおいて作製したデバイス（本第４実施
形態では、第１実施形態のデバイスを用いる）の上に、
膜厚６００ｎｍの有機ＳＯＧ膜１０を形成し、更にその
表面層に改質ＳＯＧ膜１１を形成する。この場合、金属
配線５が本発明における「導電層」に相当する。有機Ｓ
ＯＧ膜１０及び改質ＳＯＧ膜１１の組成及び形成方法
は、それぞれ上記有機ＳＯＧ膜３及び改質ＳＯＧ膜４と
同様である。尚、この有機ＳＯＧ膜１０が本発明におけ
る「第１絶縁膜」に相当し、改質ＳＯＧ膜１１が、本発
明における「保護層」に相当する。

【００８９】工程２１（図２７参照）：改質ＳＯＧ膜１
１の上に、プラズマＣＶＤ法を用いてシリコン窒化膜１
３ａを形成する。尚、このシリコン窒化膜１３ａが、本
発明における「第１の膜」に相当する。

【００９０】工程２２（図２８参照）：シリコン窒化膜
１３ａの上に、有機樹脂からなるレジストパターン１９
を形成した後、レジストパターン１９をマスクとして、
ＲＩＥ法により、シリコン窒化膜１３ａをエッチングす
ることにより、シリコン窒化膜マスク１３を形成する。
尚、このレジストパターン１９が、本発明における「第
１マスクパターン」に相当し、シリコン窒化膜マスク１
３が、本発明における「パターニングされた第１の膜」
に相当する。

【００９１】工程２３（図２９参照）：酸素プラズマア
ッシング処理を行い、レジストパターン１９を灰化する
（除去する）。この時、有機ＳＯＧ膜１０の表面層に、
酸素プラズマ耐性が強化された改質ＳＯＧ膜１１を形成
しておくことで、酸素プラズマアッシング処理によって
有機ＳＯＧ膜１０（改質ＳＯＧ膜１１）が浸食されたり
特性が劣化したりすることを防止している。

【００９２】工程２４（図３０参照）：改質ＳＯＧ膜１
１及びシリコン窒化膜マスク１３ａの上に、膜厚６００
ｎｍの有機ＳＯＧ膜１４を形成し、更にその表面層に改
質ＳＯＧ膜１５を形成する。この有機ＳＯＧ膜１４及び
改質ＳＯＧ膜１５の組成及び形成方法は、それぞれ上記
有機ＳＯＧ膜３及び改質ＳＯＧ膜４と同様である。尚、
この有機ＳＯＧ膜１４及び改質ＳＯＧ膜１５は、本発明
における「第２絶縁膜」に相当する。

【００９３】工程２５（図３１参照）：改質ＳＯＧ膜１
５の上に、プラズマＣＶＤ法を用いてシリコン窒化膜１
７ａを形成し、更にその上に、有機樹脂からなるレジス
トパターン２０を形成する。

【００９４】工程２６（図３２参照）：レジストパター
ン２０をマスクとして、ＲＩＥ法により、シリコン窒化
膜１７ａをエッチングすることにより、シリコン窒化膜
マスク１７を形成する。このシリコン窒化膜マスク１７
の開口部は、シリコン窒化膜マスク１３の開口部を含
み、その面積も、シリコン窒化膜マスク１３のそれより
も大きい。

【００９５】そして、酸素プラズマアッシング処理を行
い、レジストパターン２０を灰化する（除去する）。

【００９６】工程２７（図３３参照）：シリコン窒化膜
マスク１３及びシリコン窒化膜マスク１７をマスクとし
て、フロロカーボン系のガスをエッチングガスとして用
いる異方性エッチングを行い、有機ＳＯＧ膜１０及び改
質ＳＯＧ膜１１並びに有機ＳＯＧ膜１４及び改質ＳＯＧ
膜１５をエッチングする。この場合、まずシリコン窒化
膜マスク１７をマスクとして有機ＳＯＧ膜１４及び改質
ＳＯＧ膜１５がエッチングされ、シリコン窒化膜マスク
１３に到達した時点で有機ＳＯＧ膜１４のエッチングが
終了し、まず、有機ＳＯＧ膜１４（改質ＳＯＧ膜１５）
にトレンチ１６が形成される。続いて、シリコン窒化膜
マスク１３をマスクとして、有機ＳＯＧ膜１０及び改質
ＳＯＧ膜１１がエッチングされ、有機ＳＯＧ膜１０（改
質ＳＯＧ膜１１）に、金属配線５に通じるコンタクトホ
ール１２が形成される。

【００９７】このように、シリコン窒化膜マスク１３を
エッチングストッパとして利用することにより、トレン
チ１６とコンタクトホール１２とを一度のエッチングで
形成することができる。

【００９８】工程２８（図２５参照）：不活性ガス（例
えばＡｒ）を用いたスパッタエッチングによって、トレ
ンチ１６及びコンタクトホール１２内をクリーニングし
た後、トレンチ１６及びコンタクトホール１２内を含む
シリコン窒化膜マスク１７の上に、マグネトロンスパッ
タ法やＣＶＤ法を用いて、密着層及びバリヤ層としての
ＴｉＮ膜を形成し、その上に、ＣＶＤ法又はメッキ法を
用いて、Ｃｕ膜を形成し、更に、ＣＭＰ法を用いて、Ｃ
ｕ膜の表面を研磨し、最終的にトレンチ１６及びコンタ
クトホール１２内にＴｉＮとＣｕからなる上層金属配線
１８を埋め込み形成する。尚、この上層金属配線１８
が、本発明における「配線」に相当する。

【００９９】以上、本第４実施形態にあっては、いわゆ
るデュアルダマシン法を用いて形成された多層配線構造
においても第１実施形態と同様の作用効果を享受するこ
とができる。 （第５実施形態）本発明を具体化した第５実施形態にお
いては、上記第４実施形態において、第２実施形態の技
術を適用する。すなわち、第４実施形態における改質Ｓ
ＯＧ膜１１は、シリコン窒化膜１３ａを形成した後に、
有機ＳＯＧ膜１０の表面層に対し、シリコン窒化膜１３
ａを介してイオン注入することにより形成する。

【０１００】尚、この場合、改質ＳＯＧ膜１５について
も同様に、シリコン窒化膜１７ａを形成した後に形成し
ても良い。 （第６実施形態）本発明を具体化した第６実施形態にお
いては、上記第４実施形態において、第３実施形態の技
術を適用する。すなわち、第４実施形態における改質Ｓ
ＯＧ膜１１は、レジストパターン１９をマスクとしてシ
リコン窒化膜１３ａをエッチングした後、レジストパタ
ーン１９を除去する前に、有機ＳＯＧ膜１０の表面層に
対し、レジストパターン１９をマスクとしてイオン注入
することにより形成する。

【０１０１】尚、この場合、改質ＳＯＧ膜１５について
も同様に、レジストパターン２０をマスクとしてシリコ
ン窒化膜１７ａをエッチングした後に形成しても良い。

【０１０２】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、以下のように実施しても同様の作用効果を得
ることができる。

【０１０３】（１）有機ＳＯＧ膜のように有機成分を含
んだシリコン酸化物に代えて、フロロカーボン膜、ポリ
イミド膜、炭化水素膜など、組成が有機成分からなる絶
縁膜を用いる。

【０１０４】（２）上記（１）において、有機成分から
なる絶縁膜を用いた場合、改質ＳＯＧ膜４，１１，１５
を、イオン注入法に代えて、酸素以外のガスを用いたプ
ラズマ処理を行う。この場合、酸素ガスを用いないの
は、絶縁膜中の有機成分が酸素と反応してＨ₂ＯやＣＯ₂
等に分解してしまうのを防止する。

【０１０５】（３）シリコン窒化膜６ａ，１３ａ，１７
ａに代えて、シリコン酸化膜又はシリコン酸化窒化膜を
用いる。

【０１０６】（４）シリコン窒化膜６ａ，１３ａ，１７
ａに代えて、ＴｉＮ、Ｔｉ、ＴａＮ、Ｔａ等の金属膜を
用いる。

【０１０７】（５）第４〜第６実施形態において、有機
ＳＯＧ膜１０を、シリコン基板及びその表面に形成され
た不純物拡散領域の上に形成する。この場合は、不純物
拡散領域が本発明における「導電層」に相当する。

【０１０８】（６）配線材料としてのＣｕに代えて、ア
ルミ、金、銀、シリサイド、高融点金属、ドープドポリ
シリコン、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステンチタン
（ＴｉＷ）又はそれらの積層構造で形成する。

【０１０９】（７）密着層及びバリヤ層としてのＴｉＮ
を、Ｔｉ，ＴａＮ，Ｔａ等との積層構造にする。又は、
ＴｉＮに代えて、Ｔｉ，ＴａＮ，Ｔａ等を用いる。

【０１１０】（８）改質ＳＯＧ膜に熱処理を施す。この
場合、改質ＳＯＧ膜中のダングリングボンドが少なくな
るため、吸湿性が更に小さくなり、水分の透過も更に少
なくなる。

【０１１１】（９）シリコン窒化膜マスク６を、金属配
線５を埋め込み形成する前に除去する。

【０１１２】（１０）上記各実施形態では、有機ＳＯＧ
膜に注入するイオンとしてアルゴンイオンやホウ素イオ
ンを用いたが、結果として有機ＳＯＧ膜を改質するもの
であればどのようなイオンを用いてもよい。

【０１１３】具体的には、アルゴンイオン、ホウ素イオ
ン、窒素イオンなどの質量の比較的小さいイオンが適し
ているが、これら以外にも以下に示すイオンも十分に効
果が期待できる。

【０１１４】アルゴン以外の不活性ガスイオン（ヘリウ
ムイオン、ネオンイオン、クリプトンイオン、キセノン
イオン、ラドンイオン）。不活性ガスは有機ＳＯＧ膜と
反応しないため、イオン注入によって悪影響が生じる恐
れが全くない。

【０１１５】ホウ素及び窒素以外のIII b,IV b,Ｖ b,VI
b,VII bの各族の元素単体イオン及びそれらの化合物イ
オン。特に、酸素、アルミ、イオウ、塩素、ガリウム、
ゲルマニウム、ヒ素、セレン、臭素、アンチモン、ヨウ
素、インジウム、スズ、テルル、鉛、ビスマスの元素単
体イオン及びそれらの化合物イオン。

【０１１６】IVa族,Ｖa族の元素単体イオン及びそれら
の化合物イオン。特に、チタン、バナジウム、ニオブ、
ハフニウム、タンタルの元素単体イオン及びそれらの化
合物イオン。

【０１１７】各イオンを複数種類組み合わせて用いる。
この場合、各イオンの相乗作用により更に優れた効果を
得ることができる。

【０１１８】（１１）上記各実施形態では、有機ＳＯＧ
膜にイオンを注入しているが、イオンに限らず、原子、
分子、粒子であればよい（本発明ではこれらを総称して
不純物とする）。

【０１１９】（１２）単結晶シリコン基板（半導体基
板）に代えて、導電性基板やガラス等の絶縁性基板を用
いる。すなわち、以上の実施形態にあっては、単結晶シ
リコン基板上に絶縁膜を形成する例を示しているが、例
えばＬＣＤのように絶縁性基板の上に絶縁膜を形成する
デバイスに対しても十分に適用が可能であり、このよう
な絶縁性基板上に絶縁膜を形成したものであっても本発
明における「半導体装置」の概念に属するものとする。

【０１２０】（１３）金属配線５又は上層金属配線１８
は、それぞれ分離していても、端部で接続されていても
良く、任意の場所に置いて、配線間に絶縁膜が介在する
ものであれば良い。

【０１２１】

【発明の効果】本発明にあっては、絶縁膜に対し簡単な
工程で精度の高いエッチングを行うことができ、その結
果、低コストで信頼性の高い半導体装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施形態に係る半導体
装置の概略断面図である。

【図２】本発明を具体化した第１実施形態に係る半導体
装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図３】本発明を具体化した第１実施形態に係る半導体
装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図４】本発明を具体化した第１実施形態に係る半導体
装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図５】本発明を具体化した第１実施形態に係る半導体
装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図６】本発明を具体化した第１実施形態に係る半導体
装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図７】本発明を具体化した第１実施形態に係る半導体
装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図８】本発明を具体化した第１実施形態に係る半導体
装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図９】本発明の実施形態を説明するための特性図であ
る。

【図１０】本発明の実施形態を説明するための特性図で
ある。

【図１１】本発明の実施形態を説明するための特性図で
ある。

【図１２】本発明の実施形態を説明するための特性図で
ある。

【図１３】本発明を具体化した第２実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図１４】本発明を具体化した第２実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図１５】本発明の第２実施形態を説明するための特性
図である。

【図１６】本発明の第２実施形態を説明するための特性
図である。

【図１７】本発明を具体化した第３実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図１８】本発明を具体化した第３実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図１９】本発明を具体化した第３実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２０】本発明を具体化した第３実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２１】本発明を具体化した第３実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２２】本発明を具体化した第３実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２３】本発明を具体化した第３実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２４】本発明を具体化した第３実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２５】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の概略断面図である。

【図２６】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２７】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２８】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図２９】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図３０】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図３１】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図３２】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【図３３】本発明を具体化した第４実施形態に係る半導
体装置の製造過程を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ シリコン基板 ３，１０，１４ 有機ＳＯＧ膜 ４，１１，１５ 改質ＳＯＧ膜 ５ 金属配線 ６，１３，１７ シリコン窒化膜マスク ６ａ，１３ａ，１７ａ シリコン窒化膜 ７，１６ トレンチ ８，１９，２０ レジストパターン １２ コンタクトホール １８ 上層金属配線

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA02 BA04 BD01 DA24 DA25 DA26 DB03 DB07 EA07 5F033 HH04 HH08 HH11 HH13 HH14 HH17 HH18 HH21 HH23 HH32 HH33 JJ01 JJ11 JJ33 KK11 KK33 MM12 NN06 NN07 PP06 PP15 PP26 QQ09 QQ10 QQ13 QQ16 QQ24 QQ25 QQ37 QQ48 QQ60 QQ61 QQ62 QQ63 QQ64 QQ65 RR04 RR06 RR08 SS02 SS04 SS12 SS13 SS14 SS15 SS22 TT04 XX03 XX34 5F058 AD05 AD11 AF04 AG06 AH02 BA07 BD01 BD09 BD19 BF07 BF23 BF30 BH15 BJ02 BJ06

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に第１絶縁膜を形成する第１工程
   と、 前記第１絶縁膜の上に第１の膜を形成する第２工程と、 前記第１の膜の上に第１マスクパターンを形成する第３
   工程と、 前記第１マスクパターンをマスクとして、前記第１の膜
   をパターニングする第４工程と、 前記第１マスクパターンを除去する第５工程と、を含
   み、 前記第１工程終了後から前記第５工程の開始前までの間
   に、前記第１絶縁膜の少なくとも表面層に、前記第５工
   程による前記第１マスクパターンの除去処理に対する保
   護層を形成する第６工程を行うことを特徴とした半導体
   装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１絶縁膜は、基板上に形成した導
   電層の上に形成され、前記第１マスクパターンを除去し
   た後、前記パターニングされた第１の膜をマスクとし
   て、前記第１絶縁膜をエッチングして前記導電層を露出
   させる工程を更に備えることを特徴とした請求項１に記
   載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 基板上に形成した導電層の上に、第１絶
   縁膜を形成する第１工程と、 前記第１絶縁膜の上に第１の膜を形成する第２工程と、 前記第１の膜の上に第１マスクパターンを形成する第３
   工程と、 前記第１マスクパターンをマスクとして、前記第１の膜
   をパターニングする第４工程と、 前記第１マスクパターンを除去する第５工程と、 前記第１絶縁膜及びパターニングされた第１の膜の上に
   第２絶縁膜を形成する第７工程と、 前記第２絶縁膜の上に、前記パターニングされた第１の
   膜の開口部の上方に位置し且つこの第１の膜の開口部よ
   りも大きな開口部を有する第２マスクパターンを形成す
   る第８工程と、 前記第２マスクパターンをマスクとして、前記第１の膜
   が露出するまで前記第２絶縁膜をエッチングする第９工
   程と、 前記パターニングされた第１の膜をマスクとして、前記
   第１絶縁膜をエッチングして前記導電層を露出させる第
   １０工程と、 前記第９工程及び第１０工程により形成された埋込用凹
   所に配線を埋め込む第１１工程と、を含み、 前記第１工程終了後から前記第５工程の開始前までの間
   に、前記第１絶縁膜の少なくとも表面層に、前記第５工
   程による前記第１マスクパターンの除去処理に対する保
   護層を形成する第６工程を行うことを特徴とした半導体
   装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１絶縁膜及び第１マスクパターン
   が有機系材料膜を含むことを特徴とした請求項１又は３
   に記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記第５工程において、第１マスクパタ
   ーンを酸素プラズマアッシング処理により除去すること
   を特徴とした請求項１又は３に記載の半導体装置の製造
   方法。
6. 【請求項６】 前記第１絶縁膜が、炭素を１％以上含有
   する有機系シリコン酸化膜を含むことを特徴とした請求
   項１又は３に記載の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第１の膜が、無機系材料からなるこ
   とを特徴とした請求項１又は３に記載の半導体装置の製
   造方法。
8. 【請求項８】 前記第１の膜が、シリコン窒化膜を含む
   ことを特徴とした請求項７に記載の半導体装置の製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記保護層を、前記第１絶縁膜の少なく
   とも表面層に不純物を導入することにより形成すること
   を特徴とした請求項１、３又は５に記載の半導体装置の
   製造方法。
10. 【請求項１０】 前記第６工程を、前記第２工程の開始
    前に行うことを特徴とした請求項１又は３に記載の半導
    体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記第６工程を、前記第２工程と第３
    工程との間に、前記第１絶縁膜に対し、第１の膜を介し
    て不純物を導入することにより行うことを特徴とした請
    求項１又は３に記載の半導体装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記第６工程を、前記第３工程と第４
    工程との間に、前記第１絶縁膜に対し、前記第１マスク
    パターンをマスクとして不純物を導入することにより行
    うことを特徴とした請求項１又は３に記載の半導体装置
    の製造方法。