JP2005191472A

JP2005191472A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2005191472A
Application number: JP2003434197A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Inukai; 和明犬飼
Original assignee: Semiconductor Leading Edge Technologies Inc
Current assignee: Semiconductor Leading Edge Technologies Inc
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】多孔質絶縁膜を有する半導体装置の製造方法において、多孔質絶縁膜の中に形成するトレンチやコンタクトホールの側壁にアンダーカットやボイド（空洞）が発生しないようにする。
【解決手段】多孔質低誘電率膜３を含む層間絶縁膜５をエッチングしてコンタクトホール７ａを形成するとき、フッ素系ガスを用いるため、フッ素を含むエッチング反応生成物Ａがコンタクトホール７ａの側壁付近の層間絶縁膜５の膜中に残留する。これを除去する洗浄工程または乾燥工程において水を用いると、フッ酸を形成して層間絶縁膜５をエッチングし、アンダーカットやボイドが発生するので、フッ素系不活性溶媒を用いた洗浄工程および乾燥工程を行うことにより、半導体基板１が水と接触しないようにする。
このように行うことにより、コンタクトホール７ａの側壁にアンダーカットやボイドが発生することがなく、良好な形状のコンタクトホールを形成することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関するものであり、特に多孔質絶縁膜を有する半導体装置の製造方法に関する。

半導体集積回路における金属配線は、配線ピッチの縮小に伴う配線抵抗の上昇と配線間の寄生容量増大により、信号遅延が深刻な問題となっている。この問題を解決するため、配線材料に銅を、層間絶縁膜に低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を用いる技術が必要不可欠になっている。低誘電率膜の代表的なものとして、膜中に空孔を導入した多孔質低誘電率膜が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この金属配線形成方法は、低誘電率膜を選択的にエッチングしてトレンチまたはコンタクトホールを形成し、銅膜などの金属膜を埋め込んだ後、トレンチまたはコンタクトホールの外部に形成した金属膜を、化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing；以下、ＣＭＰと称する）で除去することにより形成する、いわゆるダマシン法が主流になっている。

図９〜１２は、多孔質低誘電率膜を有する半導体装置の、従来の製造方法の一部を、半導体装置の断面により順を追って説明する工程説明図である。
まず、図９に示すように、半導体基板１の上に、エッチングのストッパー膜として、ＳｉＣ膜からなる第一絶縁膜２を形成後、多孔質低誘電率膜である、メチルシルセスキオキサン（Methyl Silses Quioxane；ＭＳＱ）からなる第二絶縁膜３を形成する。ここで、ＭＳＱは、メチル基およびシリコンを含む有機系の絶縁膜である。
次に、第二絶縁膜３の上に、キャップ膜として、シリコン酸化膜からなる第三絶縁膜４を形成し、さらに、第三絶縁膜４の上にレジストパターン６を形成する。

次に、図１０に示すように、レジストパターン６をマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより第三絶縁膜４、第二絶縁膜３、および第一絶縁膜２をエッチングして、コンタクトホール７ａを形成する。このとき、フッ素系ガスを用いてエッチングを行ったので、コンタクトホール７ａの内部にはフッ素を含む反応生成物が形成され、第三絶縁膜４、第二絶縁膜３、および第一絶縁膜２のコンタクトホール７ａ側壁付近の膜中には、フッ素を含んだ反応生成物Ａが残留している。
次に、図１１に示すように、アッシングによりレジストパターン６（図１０参照）を除去する。

次に、図１２に示すように、コンタクトホール７ａの内部や、コンタクトホール７ａ側壁付近の第三絶縁膜４、第二絶縁膜３、および第一絶縁膜２の膜中に残留した反応生成物Ａ（図１１参照）を除去するため、アミン系洗浄液などで洗浄した後、薬液残留分や除去物を洗浄するため水洗し、乾燥を行う。

ここで、図示しないが、洗浄液中に含まれる水や、水洗で使用される水が、コンタクトホール７ａの側壁から膜中に浸入し、フッ素を含む反応生成物Ａを溶解してフッ酸を形成する。
なお、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）乾燥など、乾燥工程においてＩＰＡの水溶液を蒸気として用いる場合には、水溶液に含まれる水の水蒸気によってもフッ酸が形成される。

このように、上記従来の技術では、洗浄工程または乾燥工程において形成されたフッ酸が、コンタクトホール７ａ側壁付近の第三絶縁膜４、第二絶縁膜３、および第一絶縁膜２をエッチングしてしまう。特に、第二絶縁膜３は多孔質であるため、第一絶縁膜２（ＳｉＣ膜）や第三絶縁膜４（シリコン酸化膜）と比較するとフッ酸によりエッチングされやすく、図１２に示すように、アンダーカット３ｂやボイド（空洞）が形成される。
このように、コンタクトホール７ａの側壁にアンダーカット３ｂやボイドが形成されると、後の工程で行うコンタクトホール７ａに金属膜を埋め込む工程において、金属膜の埋め込み不良などを起こし、配線の電気特性や絶縁膜の機械的強度を著しく劣化させてしまうおそれがある。
特開２００２−０２６１２１号公報

上述のように、多孔質低誘電率膜を有する半導体装置の製造方法において、多孔質低誘電率膜をフッ素を用いたガスを用いて選択的にエッチングしてトレンチやコンタクトホールを形成するとき、エッチングにより発生するフッ素を含む反応生成物と、その後の洗浄工程または乾燥工程による水が反応してフッ酸を形成し、トレンチまたはコンタクトホールの側壁付近の多孔質低誘電率膜をエッチングしてアンダーカットやボイドが発生し、配線の電気特性や絶縁膜としての機械的強度を劣化させてしまうという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、多孔質低誘電率膜を有する半導体装置の製造方法において、多孔質低誘電率膜を選択的にエッチングしてトレンチやコンタクトホールを形成するとき、エッチング後の洗浄工程または乾燥工程において、トレンチやコンタクトホールの側壁付近の多孔質低誘電率膜にアンダーカットやボイドが発生することを抑制した、優れた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上に多孔質絶縁膜を形成する成膜工程と、前記多孔質絶縁膜をフッ素を含むガスを用いて選択的にエッチングし、前記多孔質絶縁膜の中にトレンチ又はコンタクトホールを形成するエッチング工程と、前記基板を洗浄する洗浄工程と、前記基板を乾燥する乾燥工程とを備え、前記洗浄工程および乾燥工程を、前記基板が水と接触することなく、フッ素系不活性溶媒を用いて行うことを特徴とする。
本発明のその他の特徴については、以下において詳細に説明する。

本発明によれば、多孔質低誘電率膜を有する半導体装置の製造方法において、多孔質低誘電率膜を選択的にエッチングしてトレンチやコンタクトホールを形成するとき、エッチング後の洗浄工程または乾燥工程において、トレンチやコンタクトホールの側壁付近の多孔質低誘電率膜にアンダーカットやボイドが発生することを抑制した、優れた半導体装置の製造方法を得ることができる。

図１〜８は、本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を、半導体装置の断面により順を追って説明する工程説明図である。

まず、図１に示すように、半導体基板１の主面上に、ＳｉＣからなる第一絶縁膜２をプラズマの化学気相成長（Chemical Vapor Deposition；以下、ＣＶＤと称する）により５０ｎｍ程度の厚さで形成する。
次に、第一絶縁膜２の上に、メチルシルセスキオキサン（Methyl Silses Quioxane；以下、ＭＳＱと称する）からなる第二絶縁膜３を塗布法により３００〜５００ｎｍ程度の厚さで形成する。さらに、第二絶縁膜３の上に、シリコン酸化膜からなる第三絶縁膜４をプラズマＣＶＤにより５０ｎｍ程度の膜厚で形成する。
なお、説明の便宜上、第一絶縁膜２、第二絶縁膜３、および第三絶縁膜４を全体として、層間絶縁膜５と称する。

ここで、第一絶縁膜２は、後の工程で半導体基板１の主面に達するコンタクトホールを形成するとき、エッチングのストッパー膜として用いる膜である。
また、第二絶縁膜３には、配線間の寄生容量低減のため、一般に広く用いられるシリコン酸化膜より比誘電率が低い、低誘電率膜を用いる。
さらに、第三絶縁膜４は、後に形成するコンタクトホール内の埋め込み配線形成において、ＣＭＰを行うときの、第一絶縁膜２および第二絶縁膜３の剥離や亀裂を防止するための膜である。

ここで、第二絶縁膜に用いる低誘電率膜であるＭＳＱは、膜中に空孔を有する多孔質低誘電率膜である。
ＭＳＱは、メチル基（ＣＨ_３基）を含んだ有機系シリコン酸化膜であり、比誘電率がシリコン酸化膜よりも小さい低誘電率膜である。シリコン酸化膜の比誘電率が約３．９であるのに対し、ここで用いるＭＳＱの比誘電率は約２．２であり、十分に低い値である。

また、ＭＳＱの分子構造について説明する。
ＭＳＱの分子は、シリコン（Ｓｉ）原子、炭素（Ｃ）原子、酸素（Ｏ）原子、および水素（Ｈ）原子からなり、これらの原子がＳｉ−ＯおよびＳｉ−ＣＨ_３の結合により構成されている。シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）の分子は、Ｓｉ−Ｏ結合のみで構成されているのに対し、ＭＳＱは、ＳｉＯ_２膜のＳｉ−Ｏ結合のＯ原子の一部をＣＨ_３基により置換した構造となっている。
Ｓｉ-ＣＨ_３の結合距離は、Ｓｉ−Ｏの結合距離と比較して大きく、分子構造内に隙間が生じるため、ＭＳＱは多孔質（ポーラス）となり、空孔を有している。

このように、低誘電率膜は、膜中に空孔を有するように形成することにより多孔質低誘電率膜となり、より低い比誘電率を得ることができる。
すなわち、多孔質低誘電率膜を層間絶縁膜として用いることにより、配線間の寄生容量を低減することができる。

また、一般に配線間の寄生容量を低減するためには、比誘電率は低いほど良いが、低くしすぎると絶縁膜としての機械的強度が弱くなり、剥離や亀裂が生じやすくなる。このため、低い比誘電率を得ることと、絶縁膜としての機械的強度を保つことのバランスに留意して、比誘電率が３以下の低誘電率膜を用いることが好ましい。

なお、本実施の形態では、空孔を有する多孔質低誘電率膜を塗布法により形成する例を示した。変形例として、ＣＶＤ法により、比誘電率が３以下の多孔質低誘電率膜を形成するようにしても良い。
また、本実施の形態では、シリコン（Ｓｉ）原子、炭素（Ｃ）原子、酸素（Ｏ）原子、および水素（Ｈ）原子を含む有機系のシリコン酸化膜である、ＭＳＱを用いる例を示した。変形例として、ポリイミド系、パリレン系、テフロン系などの、有機系ポリマーを多孔質低誘電率膜として用いるようにしても良い。

次に、図２に示すように、第三絶縁膜４の上に、リソグラフィによりレジストパターン６を形成する。

次に、図３に示すように、レジストパターン６をマスクとして、第三絶縁膜４および第二絶縁膜３を選択的にエッチングし、エッチングのストッパー膜である第一絶縁膜２を露出させ、コンタクトホール７を形成する。
このとき、コンタクトホール７の内部において、側壁４ａにシリコン酸化膜である第三絶縁膜４が露出しており、側壁３ａにＭＳＱである第二絶縁膜３が露出している。

このとき使用するエッチング装置は、例えば、チャンバー内部に半導体基板を載置するステージおよび下部電極と、下部電極に対向する上部電極とを備え、上部電極に接続した高周波電源に６０ＭＨｚ、下部電極に接続した高周波電源に２ＭＨｚの高周波を印加する２周波励起平行平板型反応性イオンエッチング装置である。

ここで、第三絶縁膜４および第二絶縁膜３のエッチング条件について説明する。エッチングガスとして、フッ素を含むガスを用いる。例えば、エッチングチャンバー内にＣ_４Ｆ_８／Ｎ_２／Ａｒ＝１５／２２５／１４００ｓｃｃｍの流量のガスを導入し、エッチングチャンバー内の圧力を１０Ｐａに保ち、上部電極に２４００Ｗ、下部電極に３３００Ｗの電力を印加してプラズマを発生させ、ＣＦ系エッチャントによりエッチングを行う。このとき、半導体基板１を載置するステージ温度を４０℃に保ったままエッチングを行う。

このとき、フッ素を含むガスを用いてエッチングを行ったので、図３に示すように、ＳｉＦ_４などのフッ素を含む反応生成物Ａが側壁４ａおよび側壁３ａから第三絶縁膜４および第二絶縁膜３の中に浸入し、これらの膜中に残留する。
特に、第二絶縁膜３の側壁３ａには、多孔質低誘電率膜の空孔が露出しており、反応生成物Ａが残留しやすくなっている。

次に、図３の第三絶縁膜４および第二絶縁膜３のエッチングに引き続き、図４に示すように、レジストパターン６をマスクとして第一絶縁膜２をエッチングし、半導体基板１の主面を露出させ、コンタクトホール７ａを形成する。
このとき使用するエッチング装置は、前述の第三絶縁膜４および第二絶縁膜３のエッチングで用いた装置と同一の装置である。

ここで、第一絶縁膜２のエッチング条件について説明する。エッチングガスとして、フッ素を含むガスを用いる。例えば、エッチングチャンバー内にＣＦ_４／Ｎ_２＝５０／３００ｓｃｃｍの流量のガスを導入し、エッチングチャンバー内の圧力を２０Ｐａに保ち、上部電極に１０００Ｗ、下部電極に２００Ｗの電力を印加してプラズマを発生させ、エッチングを行う。このときのエッチングにおいても、半導体基板１を載置するステージ温度を４０℃に保ったままで行う。

また、第三絶縁膜４および第二絶縁膜３のエッチングと同様に、フッ素を含むガスを用いてエッチングを行ったので、ＳｉＦ_４などのフッ素を含む反応生成物Ａが側壁４ａ、側壁３ａ、および側壁２ａから第三絶縁膜４、第二絶縁膜３、および第一絶縁膜２の中に浸入し、これらの膜中に残留する。
特に、第二絶縁膜３の側壁３ａには、多孔質低誘電率膜の空孔が露出しているので、反応生成物Ａが残留しやすくなっている。

次に、図５に示すように、レジストパターン６（図４参照）をアッシングにより除去する。
このときのアッシング方法について説明する。アッシング処理を行うチャンバー内部の温度を２００℃〜４００℃程度、圧力を１３０〜１３５Ｐａ程度に保ち、アッシング処理を行うチャンバーとは別のチャンバーでＨ_２（水素）とＨｅ（ヘリウム）の混合ガスを用いてプラズマを発生させ、そのラジカルを含んだガスをキャリアガスによりアッシング処理を行うチャンバーへ輸送し、アッシング処理を行う。

ここで、アッシング処理後、コンタクトホール７ａの内部には、前述の層間絶縁膜５のエッチングにより形成されたフッ素を含む反応生成物Ａが残っている。これを除去するため、半導体基板１を洗浄する洗浄工程を行い、引き続き、半導体基板１を乾燥する乾燥工程を行う。
このとき、半導体基板１を洗浄する洗浄工程と、乾燥工程とを同一装置内で連続的に行うことができるバッチ式の装置を用いて行う。

なお、ここで述べる半導体基板１を洗浄する洗浄工程とは、半導体基板１のみの洗浄を意味するものではなく、半導体基板１を洗浄槽に浸漬したときに洗浄される部分すべてについての洗浄を意味し、半導体基板１の主面上に形成した層間絶縁膜５や、コンタクトホール７ａの内部の洗浄も含む工程と定義する。
また、半導体基板１を乾燥する乾燥工程とは、洗浄工程終了後に、半導体基板１およびその主面上に形成した層間絶縁膜５や、コンタクトホール内部に付着した液体を乾燥させる工程と定義する。

前述のように、層間絶縁膜５のエッチング（図３および図４参照）において、フッ素を含むガスを用いたので、アッシング処理終了後も、図５に示すように、ＳｉＦ_４などのフッ素を含む反応生成物Ａがコンタクトホール７ａ側壁付近の層間絶縁膜５の膜中に残留している。
ここで、洗浄工程において、従来の技術のように水を用いた洗浄を行うと、水が層間絶縁膜５の膜中に浸入し、フッ素を含む反応生成物Ａに含まれるフッ素が水に溶解してフッ酸水溶液となり、層間絶縁膜５をエッチングする。特に側壁３ａには多孔質低誘電率膜の空孔が露出しており、側壁３ａ付近の第二絶縁膜３の被エッチング膜厚は、側壁２ａ付近の第一絶縁膜２および側壁４ａ付近の第三絶縁膜４の被エッチング膜厚と比較して、相対的に大きい。従って、アンダーカット３ｂ（図１２参照）やボイド（空洞）が発生してしまい、絶縁膜としての機械的強度が劣化したり、後に行うコンタクトホール７ａの埋め込み工程において、埋め込み不良を引き起こすおそれがある。
これを回避するために、半導体基板１を水と接触させずに洗浄工程を行うようにする。洗浄工程終了後、上述と同様の理由で、半導体基板１を水と接触させることなく乾燥工程を行うようにする。
なお、乾燥工程においては、水という用語には、液体の水のほかに水蒸気も含まれるものとする。

まず、半導体基板１の洗浄工程について説明する。
図示しないが、洗浄槽にフッ素系不活性溶媒を満たし、半導体基板１を洗浄槽に浸漬して上下に揺動し、コンタクトホール７ａの内部、および層間絶縁膜５（図５参照）の膜中に残留するフッ素を含む反応生成物Ａを、フッ素系不活性溶媒に溶解させる。
このとき、この反応生成物Ａを十分に溶解させ、次に行う乾燥工程で完全に除去できるように、フッ素系不活性溶媒の濃度や浸漬する時間を適宜調節する。

ここで半導体基板１の洗浄工程に用いるフッ素系不活性溶媒は、非水溶性で水を含まない有機溶媒であり、フッ素やフッ素を含む反応生成物を優先的に溶解する性質がある。従って、この溶媒がコンタクトホール７ａの側壁から浸入し、コンタクトホール７ａ側壁付近の層間絶縁膜５に残留したフッ素を含む反応生成物Ａを溶解させ、次に行う乾燥工程で除去することができる。
このようにして、半導体基板１を水と接触させずに、半導体基板１の洗浄を行うことができる。

なお、ここで、フッ素系不活性溶媒としてエーテル結合を含むハイドロフルオロエーテルを用いる。具体的には、例えば、HFE-347pc-f、HFE-356mec、HFE-347mcf、HFE-449mec-f、HFE-54-11mec-f、HFE-458mecf、HFE-55-10mec-fcなどである。

次に、乾燥工程について説明する。
図示しないが、半導体基板１の洗浄工程終了後、半導体基板１を洗浄槽から取り出し、主面が重力の向きと平行な方向になるようにして固定する。半導体基板１の主面上には、フッ素を含む反応生成物Ａを溶解したフッ素系不活性溶媒が表面張力により付着している。
次に、半導体基板１の洗浄工程で用いたフッ素系不活性溶媒と同一の溶媒を加熱して蒸気化させ、半導体基板１の主面全体に付着させる。すると、半導体基板１の主面上に付着した不活性溶媒が表面張力を失い、滴下することにより除去される。

このように、フッ素系不活性溶媒を用いた蒸気乾燥により、半導体基板１を、水と接触させることなく、従来のＩＰＡ（イソプロピルアルコール）乾燥の如く、乾燥処理を行うことができる。
なお、フッ素系不活性溶媒として、比較的沸点の低いハイドロフルオロエーテルを用いるようにしたので、液化戻り現象を抑え、安定した蒸気乾燥を行うことができる。

このようにして、フッ素を含む反応生成物Ａを溶解させる半導体基板１の洗浄工程と、その後の乾燥工程において、フッ素系不活性溶媒を用いて洗浄し、半導体基板１が水と接触しないようにしたので、層間絶縁膜５の膜中にフッ酸を発生させることなく、フッ素を含む反応生成物Ａを溶解させ、除去することができる。
従って、これらの洗浄工程および乾燥工程において、コンタクトホール７ａの側壁にアンダーカット３ｂ（図１２参照）やボイドが形成されない、良好なコンタクトホール形状を得ることができる。

このあと、図７に示すように、コンタクトホール７ａの内面および層間絶縁膜５の上に、ＴｉＮからなるバリアメタル膜８をＣＶＤ法により３０ｎｍの膜厚で形成し、さらにバリアメタル膜８で形成した溝を埋め込むように、スパッタ法などにより銅膜９を３００〜５００ｎｍの膜厚で形成する。

さらに、図８に示すように、コンタクトホール７ａの外部に形成したバリアメタル膜８および銅膜９（図７参照）をＣＭＰにより除去し、バリアメタル８ａおよび埋め込み銅膜９ａからなる埋め込み配線１０を形成する。

なお、本実施の形態では、層間絶縁膜５の中に、底部が半導体基板１の主面に達するコンタクトホール７ａを形成する例（図４参照）を示した。ここで述べたコンタクトホールとは、例えば、半導体基板主面上から見て、各辺が０．２μｍの正方形あるいは、直径が０．２μｍの円形状であり、底部が半導体基板主面に達する層間絶縁膜の中に形成した穴のことである。
これに置き換えて、例えば、半導体基板主面上から見て、短辺が０．２μｍ、長辺が５μｍの長方形であり、底部が半導体基板の主面に達する層間絶縁膜の中に形成した溝、すなわちトレンチを形成するようにしても、同様の効果を有する。

また、本実施の形態では、半導体基板上に多孔質絶縁膜を形成する成膜工程の例として、膜中に空孔を有する多孔質絶縁膜であって、比誘電率がシリコン酸化膜よりも低い、多孔質低誘電率膜を形成する例を示した。
これに置き換えて、膜中に空孔を有する多孔質絶縁膜であって、比誘電率がシリコン酸化膜と同等もしくは高い絶縁膜を用いた場合においても、トレンチまたはコンタクトホールの側壁付近の絶縁膜中にフッ素を含む反応生成物が残留するときは、空孔の存在によりアンダーカットやボイドが形成されやすくなるので、本発明の製造方法を適用することにより同様の効果を発揮することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、図１に示すように、半導体基板１の上に、多孔質低誘電率膜である、第二絶縁膜３を含んだ層間絶縁膜５を形成するようにした。
次に、図３および図４に示すように、層間絶縁膜５をフッ素を含むガスを用いて選択的にエッチングし、層間絶縁膜５の中にコンタクトホール７ａを形成するようにした。
さらに、図６に示すように、レジストパターン６（図４参照）を除去後、半導体基板１を洗浄する洗浄工程、および乾燥する乾燥工程を行うようにした。
このとき、これらの洗浄工程および乾燥工程を、水と接触することなく、フッ素系不活性溶媒を用いて行うようにした。

このように、コンタクトホールを形成するエッチング工程により発生する、フッ素を含む反応生成物を溶解させる洗浄工程を、フッ素系不活性溶媒を用いて半導体基板を洗浄し、半導体基板が水と接触しないように行うようにした。また、洗浄工程に続いて行う乾燥工程において、フッ素系不活性溶媒を用いて蒸気乾燥を行うようにして水と接触しないようにした。
このように洗浄工程および乾燥工程を行うことにより、コンタクトホールの内部にアンダーカットやボイドが形成されない、良好なコンタクトホール形状を得ることができる。

また、前述の第二絶縁膜３は、塗布法により形成された多孔質低誘電率膜であり、比誘電率が３以下であるように形成されるようにしたので、配線間の寄生容量を低減することができる。
また、前述の第二絶縁膜３は、シリコン、炭素、酸素、および水素を含む有機系シリコン酸化膜を形成するようにしたので、絶縁膜中に空孔を形成することができ、さらに低い比誘電率を得ることができる。
また、前述のフッ素系不活性溶媒として、比較的沸点の低いハイドロフルオロエーテルを用いるようにしたので、液化戻り現象を抑えて安定した蒸気乾燥を行うことができる。

以上のように形成することにより、多孔質低誘電率膜を有する半導体装置の製造方法において、多孔質低誘電率膜を選択的にエッチングしてトレンチやコンタクトホールを形成するとき、エッチング後の洗浄工程または乾燥工程において、トレンチやコンタクトホールの側壁付近の多孔質低誘電率膜にアンダーカットやボイドが発生することを抑制した、優れた半導体装置の製造方法を得ることができる。

本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法を示す断面図。従来の半導体装置の製造方法を示す断面図。従来の半導体装置の製造方法を示す断面図。従来の半導体装置の製造方法を示す断面図。従来の半導体装置の製造方法を示す断面図。

符号の説明

１半導体基板、２第一絶縁膜（ＳｉＣ膜）、３第二絶縁膜（ＭＳＱ）、４第三絶縁膜（ＳｉＯ_２膜）、５層間絶縁膜、７ａコンタクトホール、８ａバリアメタル、９ａ埋め込み銅膜、１０埋め込み配線、Ａフッ素を含む反応生成物。

Claims

基板上に多孔質絶縁膜を形成する成膜工程と、
前記多孔質絶縁膜をフッ素を含むガスを用いて選択的にエッチングし、前記多孔質絶縁膜の中にトレンチ又はコンタクトホールを形成するエッチング工程と、
前記基板を洗浄する洗浄工程と、
前記基板を乾燥する乾燥工程とを備え、
前記洗浄工程および乾燥工程を、前記基板が水と接触することなく、フッ素系不活性溶媒を用いて行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記多孔質絶縁膜は、塗布法又は化学気相成長法により形成された低誘電率膜であって、比誘電率が３以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記多孔質絶縁膜は、シリコン、炭素、酸素、および水素を含む有機系シリコン酸化膜か、又は、有機系ポリマーからなる低誘電率膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
前記フッ素系不活性溶媒は、ハイドロフルオロエーテルであることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。