JP2010016083A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ビアホール形成領域の低誘電率膜42、第1のハードマスク44及び第2のハードマスク46を除去することにより、低誘電率膜42にビアホール52を形成する工程と、配線トレンチ形成領域の第2のハードマスク46を除去する工程と、第2のハードマスク46をマスクとして第1のハードマスク44をエッチングすることにより、配線トレンチ形成領域の第1のハードマスク44を除去する工程とを有し、配線トレンチ形成領域の第1のハードマスク44を除去する工程では、ビアホール52底のバリア膜40をもエッチングすることにより、ビアホール52底のバリア膜40を部分的に除去する。
【選択図】 図5
Description
一実施形態による半導体装置の製造方法について図1乃至図15を用いて説明する。
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
前記絶縁膜、前記第1のマスク及び前記第2のマスクを除去することにより、前記絶縁膜にビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールを含む配線トレンチ形成領域の前記第2のマスクを除去する工程と、
前記第2のマスクをマスクとして前記第1のマスクをエッチングすることにより、前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程とを有し、
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程では、前記第1のマスクをエッチングするとともに前記ビアホール底の前記バリア膜をエッチングすることにより、前記ビアホール底の前記バリア膜を部分的に除去する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程では、前記第2のマスクに対する前記バリア膜のエッチング選択比が2以上の条件で、前記ビアホール底の前記バリア膜をエッチングする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記バリア膜は、SiC系材料の膜であり、
前記第1のマスクは、シリコン酸化膜であり、
前記第2のマスクは、SiN系材料の膜であり、
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程では、C4F6、C5F8又はC4F8である第1のフルオロカーボンとN2とを含む第1のエッチングガスを用いて前記第1のマスクをエッチングする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第1のマスクの膜厚は、30nm以上60nm以下である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第2のマスクの膜厚は、15nm以上30nm以下である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程では、前記第1のエッチングガスにおける前記N2の流量に対する前記第1のフルオロカーボンの流量の比を、前記第1のマスクのエッチングレートの前記比に対する依存性において前記エッチングレートがピーク値となる前記比の値以上、前記エッチングレートが前記ピーク値の50%となる前記比の値以下に設定する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第1のエッチングガスは、O2を更に含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第1のエッチングガスにおける前記O2と前記N2との合計流量に対する前記O2の流量の割合は、20%以下である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程の後、前記第1のマスクをマスクとして前記絶縁膜をエッチングすることにより、前記絶縁膜に、前記ビアホールに接続された配線トレンチを形成する工程を更に有し、
前記配線トレンチを形成する工程では、前記絶縁膜をエッチングするとともに前記ビアホール底の前記バリア膜をエッチングすることにより、前記ビアホール底の前記バリア膜を除去する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜は、SiOC系材料の絶縁膜であり、
前記配線トレンチを形成する工程では、CHF3、CH2F2又はCH3Fである第2のフルオロカーボンを含む第2のエッチングガスを用いて前記絶縁膜をエッチングする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第2のエッチングガスは、O2を更に含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記第2のエッチングガスは、N2を更に含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記配線トレンチを形成する工程の後、前記ビアホール内及び前記配線トレンチ内に、配線層を埋め込む工程を更に有する
ことを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
12…素子分離膜
14…ゲート電極
16…ソース/ドレイン領域
18…MOSトランジスタ
20…層間絶縁膜
22…コンタクトホール
24…コンタクトプラグ
26…低誘電率膜
28…キャップ膜
30…層間絶縁膜
32…配線トレンチ
34…バリアメタル
36…Cu膜
38…配線層
40…バリア膜
42…低誘電率膜
44…第1のハードマスク
44a…開口部
46…第2のハードマスク
46a…開口部
48…BARC膜
50…フォトレジスト膜
52…ビアホール
54…埋め込み材
56…BARC膜
58…フォトレジスト膜
60…配線トレンチ
62…バリアメタル
64…Cu膜
66…配線層
68…キャップ膜
100…層間絶縁膜
102…配線層
104…バリア膜
106…低誘電率膜
108…第1のハードマスク
108a…開口部
110…第2のハードマスク
110a…開口部
112…BARC膜
114…フォトレジスト膜
116…ビアホール
118…埋め込み材
120…BARC膜
122…フォトレジスト膜
124…配線トレンチ
126…バリアメタル
128…Cu膜
130…配線層
132…キャップ膜
Claims (10)
- 基板上に、バリア膜と、絶縁膜と、第1のマスクと、前記第1のマスクとはエッチング特性の異なる第2のマスクとを順次形成する工程と、
前記絶縁膜、前記第1のマスク及び前記第2のマスクを除去することにより、前記絶縁膜にビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールを含む配線トレンチ形成領域の前記第2のマスクを除去する工程と、
前記第2のマスクをマスクとして前記第1のマスクをエッチングすることにより、前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程とを有し、
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程では、前記第1のマスクをエッチングするとともに前記ビアホール底の前記バリア膜をエッチングすることにより、前記ビアホール底の前記バリア膜を部分的に除去する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程では、前記第2のマスクに対する前記バリア膜のエッチング選択比が2以上の条件で、前記ビアホール底の前記バリア膜をエッチングする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法において、
前記バリア膜は、SiC系材料の膜であり、
前記第1のマスクは、シリコン酸化膜であり、
前記第2のマスクは、SiN系材料の膜であり、
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程では、C4F6、C5F8又はC4F8である第1のフルオロカーボンとN2とを含む第1のエッチングガスを用いて前記第1のマスクをエッチングする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項3記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1のマスクの膜厚は、30nm以上60nm以下である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項3又は4記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2のマスクの膜厚は、15nm以上30nm以下である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項3乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程では、前記第1のエッチングガスにおける前記N2の流量に対する前記第1のフルオロカーボンの流量の比を、前記第1のマスクのエッチングレートの前記比に対する依存性において前記エッチングレートがピーク値となる前記比の値以上、前記エッチングレートが前記ピーク値の50%となる前記比の値以下に設定する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項3乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1のエッチングガスは、O2を更に含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線トレンチ形成領域の前記第1のマスクを除去する工程の後、前記第1のマスクをマスクとして前記絶縁膜をエッチングすることにより、前記絶縁膜に、前記ビアホールに接続された配線トレンチを形成する工程を更に有し、
前記配線トレンチを形成する工程では、前記絶縁膜をエッチングするとともに前記ビアホール底の前記バリア膜をエッチングすることにより、前記ビアホール底の前記バリア膜を除去する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の半導体装置の製造方法において、
前記絶縁膜は、SiOC系材料の絶縁膜であり、
前記配線トレンチを形成する工程では、CHF3、CH2F2又はCH3Fである第2のフルオロカーボンを含む第2のエッチングガスを用いて前記絶縁膜をエッチングする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8又は9記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線トレンチを形成する工程の後、前記ビアホール内及び前記配線トレンチ内に、配線層を埋め込む工程を更に有する
ことを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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