JPH10289952A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低誘電率の炭化水素系の有機系絶縁膜を用い
た層間絶縁膜に、高精度に接続孔や溝配線用溝を形成す
る工程を有する、半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 エッチングマスクとして、シリコーン含
有レジストマスクあるいは表層シリル化レジストマスク
を用い、酸素系ガスによりプラズマエッチングする。 【効果】 エッチングマスク表面が酸素プラズマ照射に
よりＳｉＯ_x 化し、エッチング耐性が向上する。したが
って、有機系絶縁膜とレジストマスクとのエッチング選
択比が高まり、高精度のパターニングが実現する。

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
法に関し、さらに詳しくは、低誘電率の有機系絶縁膜を
層間絶縁膜に用いた半導体装置における、層間絶縁膜の
パターニングを精度良くなしうる半導体装置の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等の半導体装置の高集積度化が進
展するに伴い、多層配線構造においては同一配線層内の
隣り合う配線間の層間絶縁膜の幅が狭まるとともに、異
なる配線層間の層間絶縁膜の厚さも薄くなっている。か
かる配線間隔の縮小により、配線間容量の上昇が問題と
なりつつある。このため半導体装置の実動作速度は１／
Ｋ（Ｋは縮小率）のスケーリング則に合致しなくなり、
高集積化のメリットを充分に享受することができない。
配線間容量の上昇防止は、高集積度半導体装置の高速動
作、低消費電力および低発熱等の諸要請に応えるために
は、是非とも解決しなければならない要素技術の１つで
ある。従来より半導体装置の層間絶縁膜に採用されてき
た材料は、ＳｉＯ₂ （比誘電率約４）、ＳｉＯＮ（比誘
電率約４〜６）やＳｉ₃ Ｎ₄ （比誘電率約６）等の無機
系材料が主体であった。高集積度半導体装置の配線間容
量の低減方法として、例えば特開昭６３−７６５０号公
報に開示されているように、これら無機系材料に替わる
低誘電率材料の層間絶縁膜の採用が有効である。

【０００３】低誘電率の層間絶縁膜材料としては、フッ
素を含む酸化シリコン系絶縁膜（以下ＳｉＯＦと記す）
等の無機系材料が代表的である。ＳｉＯＦはＳｉ−Ｏ−
Ｓｉ結合のネットワークをＦ原子で終端することでその
密度が低下すること、およびＳｉ−Ｆ結合の分極率が小
さいことにより、低誘電率が達成される。またその成膜
プロセスや加工プロセスがＳｉＯ₂ 等従来の無機系層間
絶縁膜の成膜プロセスや加工プロセスと整合性があるこ
とから、現用の製造設備でも容易に採用できるので注目
されている。また無機系材料であるので当然のことなが
ら耐熱性にも優れる。しかしながら、ＳｉＯＦの比誘電
率は３前後であるので、低誘電率の達成効果は限定され
たものとなる。

【０００４】ＳｉＯＦの成膜法としては、従来よりＴＥ
ＯＳにフッ素源として例えばＮＦ₃を添加してＣＶＤ成
膜する方法（第４０回応用物理学関係連合講演会（１９
９３年春季年会）講演予稿集ｐ７９９、講演番号１ａ−
ＺＶ−９）等が報告されている。また、膜質の安定化を
目的として、難分解性のＳｉＦ₄ を高密度プラズマによ
り解離して低誘電率のＳｉＯＦを形成する方法（第４０
回応用物理学関係連合講演会（１９９３年春季年会）講
演予稿集ｐ７５２、講演番号３１ｐ−ＺＶ−１）が報告
されている。

【０００５】ＳｉＦ₄ をシリコン供給源とする高密度プ
ラズマＣＶＤ法では、比誘電率が３．４程度のＳｉＯＦ
が得られる。しかしながら、低誘電率を達成するために
高濃度のフッ素原子を酸化シリコン中に導入しようとす
ると、遊離のＦやＨＦがＳｉＯＦ中に採りこまれる。こ
の場合には、後工程で層間絶縁膜に接続孔を開口し、接
続孔内にＴｉＮバリア層やＷプラグを埋め込む際に、Ｓ
ｉＯＦ中の遊離のＦやＨＦとＴｉＮとが反応し、ＴｉＮ
バリア層の密着性が著しく低下し、ＷプラグやＷ層の剥
離に至る事態が発生する。かかる現象は、例えば第４３
回応用物理学会学術講演会（１９９６年春季年会）講演
予稿集ｐ６７２、講演番号２８ａ−Ｋ−３に報告されて
いる。

【０００６】また遊離のＦやＨＦとはならないまでも、
シリコン１原子に２個のＦ原子が結合したＳｉＦ₂ 結合
が発生する。ＳｉＦ₂ 結合は不安定で容易に加水分解し
てＳｉＯＨ結合を生成し、さらに水素結合により大気中
のＨ₂ Ｏを吸着してＳｉＯＦ中の水分含有量を増大させ
る。この場合には、やはり後工程で層間絶縁膜に接続孔
を開口し、接続孔内に金属膜を埋め込む際に、ポイズン
ドビア等の不都合を発生し、埋め込み特性の劣化やコン
タクト抵抗値の上昇を招く結果となる。ＳｉＯＦ低誘電
率層間絶縁膜に関しては、例えば月刊セミコンダクター
・ワールド誌（プレスジャーナル社刊）１９９６年３月
号ｐ．７６等に紹介されている。

【０００７】一方、有機材料系の低誘電率絶縁体膜では
２．０〜２．５程度の比誘電率が得られる。有機系絶縁
膜材料としては、炭化水素系樹脂とフッ素系樹脂に大別
される。炭化水素系樹脂としては、シロキサン結合を有
する有機ＳＯＧ（ＳｐｉｎＯｎ Ｇｌａｓｓ）、ポリイ
ミド、ポリパラキシリレン（商品名パリレン）、ポリア
リールエーテル（商品名フレア）、ベンゾシクロブテ
ン、ポリナフタレン等の高分子材料が知られている。こ
れらの材料は、炭素原子を含有することで密度を低減
し、また分子（モノマ）自身の分極率を小さくすること
で低誘電率を達成している。またシロキサン結合、イミ
ド結合、あるいは芳香環を導入することによりある程度
の耐熱性を得ている。

【０００８】一方のフッ素系樹脂として、テフロン（商
品名）、サイトップ（商品名）、パーフルオロ基含有ポ
リイミドやフッ化ポリアリールエーテル等のフッ素樹脂
系の有機高分子材料が例示される。これらフッ素系樹脂
においては、低分極率のＣ−Ｆ結合の導入により、炭化
水素系樹脂と比較しても一層の低誘電率が達成される。
しかしながら、このＣ−Ｆ結合は耐熱性に乏しく、例え
ばＡｌ系金属配線のシンタリング等に多用される４００
℃程度の熱処理により容易に変質するので、現在のＬＳ
Ｉプロセスへの適合性には問題を残す。

【０００９】これら低誘電率材料層を、隣り合う配線間
はもとより、異なるレベルの配線層間にも適用し、しか
も低誘電率材料層をＳｉＯ₂ 、ＳｉＯＮやＳｉ₃ Ｎ₄ 等
の膜質に優れた絶縁膜により挟み込む構造の積層層間絶
縁膜を、本願出願人は特開平８−１６２５２８号公報で
開示し、低誘電率と高信頼性を合わせ持つ層間絶縁膜を
有する半導体装置の可能性を示した。

【００１０】ところで、有機系絶縁膜を含む層間絶縁膜
をパターニングする際のエッチング特性は、膜の組成に
より大きく異なる。すなわち、フッ素系樹脂ではエッチ
ング中に反応生成物としてフッ素系化学種が放出される
ので、これによりエッチング反応は増長され、レジスト
マスクを用いてもエッチング選択比が確保され、比較的
容易に高精度のパターニングを施すことができる。一方
の炭化水素系絶縁膜の場合には、その化学種構造がレジ
スト材料に類似しているので、エッチング特性も同様の
傾向を示し、レジストマスクとのエッチング選択比をと
ることができない。したがって、微細な接続孔や溝を層
間絶縁膜にパターニングすることは、事実上不可能に近
かった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような技
術的背景のもとに提案するものであり、炭化水素系絶縁
膜を層間絶縁膜に用いた高集積度の半導体装置におい
て、エッチングマスクとの選択比を確保するとともに、
この層間絶縁膜に微細な接続孔や溝をパターニングする
ことが可能な半導体装置の製造方法を提供することをそ
の課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、上述の課題を解決するために提案するもので
あり、有機系絶縁膜を含む層間絶縁膜をパターニングす
る工程を有する半導体装置の製造方法において、このパ
ターニング工程のエッチングマスクとして、シリコーン
含有レジストマスクあるいは表層シリル化レジストマス
ク用い、酸素系ガスによりプラズマエッチングすること
を特徴とする。

【００１３】また本発明の別の半導体装置の製造方法
は、有機系絶縁膜と無機系絶縁膜を含む積層構造の層間
絶縁膜をパターニングする工程を有する半導体装置の製
造方法において、このパターニング工程のエッチングマ
スクとして、シリコーン含有レジストマスクあるいは表
層シリル化レジストマスクを用いるとともに、少なくと
もこの有機系絶縁膜のエッチング工程時には、被エッチ
ング基板を室温以下に制御し、酸素系ガスによりプラズ
マエッチングすることを特徴とする。

【００１４】ここで室温以下とは、通常の半導体装置の
製造工程で用いるクリーンルームの室温を意味し、通常
は２０数℃以下のことであり、０℃以下であればさらに
望ましい。また温度の下限は特に限定されないが、有機
系絶縁膜のエッチングレート、異方性等のエッチング特
性や、エッチング装置に付随する基板ステージの冷却能
力等を勘案して選択される。

【００１５】またエッチングガスとして、Ｏ₂ やＯ₃ 等
の酸素系ガスの他に、これら酸素系ガスに他のガスを添
加した混合ガスを用いてもよい。

【００１６】本発明の半導体装置の製造方法において
は、この層間絶縁膜のパターニング工程は、接続孔の開
口工程あるいは溝配線用溝形成工程等に好適に用いるこ
とができる。またこの有機系絶縁膜の比誘電率は、無機
系絶縁膜の比誘電率より小さいことが望ましい。さらに
この有機系絶縁膜は、フッ素を含まない炭化水素系樹脂
からなる場合に好適に用いることができる。無機系絶縁
膜の材料としては特に限定されないが、一般的にはＳｉ
Ｏ₂ 、ＳｉＯＮやＳｉ₃ Ｎ₄ 、あるいはこれらにＢ、Ｐ
やＡｓ等の不純物を含んだ材料である。

【００１７】本発明のポイントは、有機系絶縁膜のエッ
チングマスクとして、シリコーン含有レジストマスクあ
るいは表層シリル化レジストマスクを用いる点にある。
前述のようにフッ素を含まない炭化水素系樹脂の場合、
そのエッチング反応はレジストマスクのエッチング反応
と同様のものとなり、レジストマスクとの選択比は１程
度しか得られず、微細加工はほとんど不可能となる。本
発明で用いるシリコーン含有レジストマスクあるいは表
層シリル化レジストマスクは、膜中にＳｉ原子を含むの
で、酸素プラズマ照射によりその表面がＳｉＯ_x 層に改
質される。本発明ではこの現象を利用し、有機系絶縁膜
のエッチング時に酸素系ガスを用いることにより、レジ
ストマスク表面をＳｉＯ_x 化する。ＳｉＯ_x 化されたレ
ジストマスク表層は酸素系ガスではエッチングされるこ
とはない。しかも被エッチング膜である有機系絶縁膜は
燃焼反応で容易にエッチングされるので、容易に高選択
比を達成できる。

【００１８】さらに、有機系絶縁膜と無機系絶縁膜を含
む積層構造の層間絶縁膜をパターニンする場合には、一
般的にアスペクト比の大きいプロファイル形状でのパタ
ーニングとなるが、この場合にも被エッチング基板を室
温以下に制御することにより、エッチング工程における
等方的ラジカル反応が凍結され、アンダーカットやボウ
イング等のパターン異常が防止され、高精度の異方性加
工がなされる。もちろん、単層の有機系絶縁膜からなる
層間絶縁膜をパターニングする場合にも、被エッチング
基板を室温以下に制御すれば、さらに精度の高い異方性
加工ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施の形態
例につき図面を参照しながら説明するが、これらは単な
る例示であり、本発明はこれら実施の形態例に何ら限定
されるものではない。

【００２０】以下の実施の形態例で採用したエッチング
装置の基本構成は、マグネトロンタイプの平行平板型プ
ラズマエッチング装置であり、装置構成の図示は省略す
るが、その基板ステージはアルミ金属製冷却ジャケット
を有し、このアルミニム属製冷却ジャケットは冷却手段
としての冷媒配管、加熱手段としての埋め込みヒータ、
静電チャック用電極、静電チャック用誘電体および静電
チャック用誘電体ろう付け層、温度センサ等より構成さ
れるものである。このアルミニウム製冷却ジャケット
は、アルミニウム製の冷媒配管とシーズヒータ（埋め込
みヒータ）を鋳型に入れて溶融アルミニウムを流しこ
み、減圧下でプレス鋳造して製作したものである。この
方法によれば、通常の鋳造のようにアルミニウム金属内
に気泡や鬆を発生することが無く、また予めパターン化
した冷媒配管や埋め込みヒータ等を容易に一体化できて
製作が簡単であり、しかもアルミニウムブロックを削り
出して製作したものと変わらぬ品質が得られる。このア
ルミ金属製冷却ジャケットに、静電チャック用誘電体
を、静電チャック用電極を兼ねたろう付け層で接合し、
基板ステージが形成される。

【００２１】この基板ステージには、冷媒循環装置、Ｈ
ｅガス等の熱媒体供給装置等や温度センサ等が付随して
いる。この冷媒循環装置は、フロンやエタノール等の冷
媒を供給可能なチラー、冷媒を循環する配管ライン等よ
り構成される。配管ラインには、バイパスラインを設
け、これらは極低温で作動可能なバルブにより接続され
ている。このバルブは被エッチング基板の温度変化を検
知したり、予め設定された温度プログラムに基づいて開
閉動作をおこなうものである。すなわち、所望とする設
定温度と現在の被エッチング基板温度との差を演算し、
急速冷却を必要とする場合には配管ラインのバルブを開
とし、細かい温度制御が必要な場合にはバイパスライン
のバルブの開閉と、埋め込みヒータのｏｎ／ｏｆｆによ
り被エッチング基板温度を精密に制御する。上述したプ
ラズマエッチング装置の各制御要素は、いずれもマイク
ロコンピュータ等の中央制御装置により、予め設定され
たプログラムにより統一的に制御することも可能であ
る。

【００２２】上述したエッチング装置の採用により、有
機系絶縁膜が形成された被エッチング基板を室温以下に
制御、すなわち冷却しながら異方性の高いパターニング
を施すことができる。また被エッチング基板の冷却と加
熱とを、短時間のうちに切り換えて施すことができるの
で、積層層間絶縁膜のパターニングや、被エッチング基
板の搬出時の結露を防止することも可能である。以下、
本発明のさらに具体的な実施例を説明する。

【００２３】実施例１ 本実施例は、下層配線上に形成した、有機系絶縁膜を含
む積層層間絶縁膜にビアホール加工をおこなった例であ
り、この工程を図１を参照して説明する。本実施例で採
用した試料は、図１（ａ）に示すように半導体基板（不
図示）上の下層層間絶縁膜１上に形成された下層配線２
を覆って、第１の無機系絶縁膜３、有機系絶縁膜４およ
び第２の無機系絶縁膜５が順次形成されたものである。
この第１の無機系絶縁膜３、有機系絶縁膜４および第２
の無機系絶縁膜５により、積層層間絶縁膜が構成されて
いる。本実施例においては、下層配線２はＡｌ−１％Ｓ
ｉ−０．５％Ｃｕ等のＡｌ系金属を採用した。また第１
の無機系絶縁膜３および第２の無機系絶縁膜５は、一例
としてともにＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｙｌ Ｏｒ
ｔｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）と酸素とを原料ガスとする
プラズマＣＶＤにより形成されたＳｉＯ₂ 膜（以下、Ｐ
−ＴＥＯＳと略記）であり、その厚さは第１の無機系絶
縁膜３が１００ｎｍ、第２の無機系絶縁膜５が２００ｎ
ｍである。また、有機系絶縁膜４は、有機系低誘電率高
分子であるＰｏｌｙ Ａｒｙｌ Ｅｔｈｅｒ（アライド
シグナル社、商品名Ｆｌａｒｅ）を例えば８００ｎｍの
厚さに平坦に塗布し、約４５０℃でキュアリングして成
膜したものである。

【００２４】つぎに、第２の無機系絶縁膜５上に一般的
な市販のノボラック系のレジストを塗布して、レジスト
層６を一例として５００ｎｍの厚さに形成し、常法によ
りベーキングする。この後、シリコーン含有レジストを
これも一例として５００ｎｍの厚さに塗布してシリコー
ン含有レジスト層を成膜し、ステッパによる露光、現像
を経てシリコーン含有レジストマスク７を形成する。シ
リコーン含有レジストマスク７の開口径は、例えば０．
１８μｍである。

【００２５】この後、図１（ｂ）に示すようにＯ₂ をエ
ッチングガスとする通常のＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）によりレジスト層６をパター
ニングする。

【００２６】図１（ｂ）に示される被エッチング基板
を、先に概略構成を説明した、マグネトロンタイプの平
行平板型プラズマエッチング装置の基板ステージ上にセ
ッティングし、一例として下記プラズマエッチング条件
により第１の無機系絶縁膜３、有機系絶縁膜４および第
２の無機系絶縁膜５のパターニングをおこなった。

【００２７】 ＳＴＥＰ−１ 第１の無機系絶縁膜のパターニング工程 Ｃ₄ Ｆ₈ １０ ｓｃｃｍ ＣＯ ５０ ｓｃｃｍ Ａｒ １５０ ｓｃｃｍ Ｏ₂ ５ ｓｃｃｍ 圧力 ５ Ｐａ ＲＦパワー １５００ Ｗ 被エッチング基板温度 ５０ ℃

【００２８】 ＳＴＥＰ−２ 有機系絶縁膜のパターニング工程 Ｏ₂ ５０ ｓｃｃｍ 圧力 ５ Ｐａ ＲＦパワー １５００ Ｗ 被エッチング基板温度 −５０ ℃ ＳＴＥＰ−２の工程においては、酸素プラズマや酸素イ
オンの照射により、シリコーン含有レジストマスク７表
面がＳｉＯ_x 化されるのでエッチング耐性が高まり、有
機系絶縁膜４とのエッチング選択比が十分に確保され
る。また、被エッチング基板を室温以下、この例では−
５０℃に制御したことにより、ラジカル反応が抑制さ
れ、アンダーカットやボウイングは発生せず、異方性の
高いエッチングが可能となる。

【００２９】 ＳＴＥＰ−３ 第２の無機系絶縁膜のパターニング工程 Ｃ₄ Ｆ₈ １０ ｓｃｃｍ ＣＯ ５０ ｓｃｃｍ Ａｒ １５０ ｓｃｃｍ Ｏ₂ ５ ｓｃｃｍ 圧力 ５ Ｐａ ＲＦパワー １５００ Ｗ 被エッチング基板温度 ５０ ℃

【００３０】ＳＴＥＰ−１、ＳＴＥＰ−２およびＳＴＥ
Ｐ−３間の被エッチング基板温度の変更は、プラズマエ
ッチング装置の基板ステージへの冷媒循環装置のバルブ
の開閉、および埋め込みヒータのｏｎ／ｏｆｆにより、
高速に切り換えることができる。

【００３１】ＳＴＥＰ−３終了後の被エッチング基板の
様子を図１（ｃ）に示す。この後、レジスト層６および
シリコーン含有レジストマスク７を剥離することによ
り、図１（ｄ）に示すように第１の無機系絶縁膜３、有
機系絶縁膜４および第２の無機系絶縁膜５が順次形成さ
れた積層層間絶縁膜に、高アスペクト比のビアホール１
０を異方性よく形成することができた。ビアホール１０
の開口径は、シリコーン含有レジストマスク７の開口径
とほぼ同じ０．１８μｍであった。

【００３２】実施例２ 本実施例は、単層の有機系絶縁膜に、溝配線形成用の溝
を形成する工程に本発明を適用した例であり、この工程
を図２を参照して説明する。

【００３３】本実施例で採用した被エッチング基板は、
前実施例１において、第１の無機系絶縁膜３、有機系絶
縁膜４および第２の無機系絶縁膜５が順次形成された積
層層間絶縁膜にビアホール１０を形成した図１（ｄ）に
示す試料を準用し、このビアホール１０内に常法により
タングステン等からなるコンタクトプラグ１１を充填
し、さらに有機系絶縁膜８および表層シリル化レジスト
マスク９を形成したものである。表層シリル化レジスト
マスク９の開口径は、一例として０．２５μｍである。
この被エッチング基板を図２（ａ）に示す。

【００３４】本実施例における有機系絶縁膜８は、有機
系低誘電率高分子であるＰｏｌｙＡｒｙｌ Ｅｔｈｅｒ
（アライドシグナル社、商品名Ｆｌａｒｅ）を例えば８
００ｎｍの厚さに平坦に塗布し、約４５０℃でキュアリ
ングして成膜したものである。また表層シリル化レジス
トマスク９は、シリル化レジストを塗布、エキシマレー
ザ露光および現像後、例えばＨＭＤＳ（Ｈｅｘａ Ｍｅ
ｔｈｙｌ Ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）等のシリル化剤によ
り、シリル化処理を施したものである。

【００３５】図２（ａ）に示される被エッチング基板
を、先に概略構成を説明したマグネトロンタイプの平行
平板型プラズマエッチング装置の基板ステージ上にセッ
ティングし、一例として下記プラズマエッチング条件に
より有機系絶縁膜８のパターニングをおこなった。

【００３６】有機系絶縁膜のパターニング工程 Ｏ₂ ５０ ｓｃｃｍ 圧力 ５ Ｐａ ＲＦパワー １５００ Ｗ 被エッチング基板温度 ５０ ℃ このパターニング工程においては、酸素プラズマや酸素
イオンの照射により、表層シリル化レジストマスク９の
表層シリル化部分がＳｉＯ_x 化されるので、エッチング
耐性が高まり、有機系絶縁膜８とのエッチング選択比が
十分に確保される。この結果、図２（ｂ）に示すように
有機系絶縁膜８に溝配線用溝１２がパターン変換差等を
発生することなく制御性良く形成される。溝配線用溝１
２の開口径は、表層シリル化レジストマスク９の開口径
とほぼ同じ０．２５μｍであった。

【００３７】ところで、本実施例では層間絶縁膜として
低誘電率の有機系絶縁膜を用い、ここに溝配線用溝を形
成している。この場合、層間絶縁膜がフォトレジストと
類似の有機材料であるので、あたかもこの低誘電率の有
機系絶縁膜が２層レジストの下層レジストに相当し、上
層のシリル化部分をエッチングマスクとして、２層レジ
ストをパターニングするかのように溝配線用溝１２を形
成できる。

【００３８】この後、図２（ｃ）に示すように表層シリ
ル化レジストマスク９を剥離し、例えばアルミニウムの
高温スパッタリングにより溝配線用溝１２をＡｌ系金属
で埋め込み、さらにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により平坦化し
て、図２（ｄ）に示すように溝配線１３を完成する。

【００３９】以上、本発明を２例の実施例によりさらに
詳しく説明したが、本発明はこれら実施例に何ら限定さ
れるものではない。

【００４０】例えば、実施例１では下層配線に臨むビア
ホール形成工程を例示したが、半導体基板に形成された
不純物拡散層に臨むコンタクトホール形成工程に本発明
を適用してもよい。

【００４１】また実施例２においては、有機系絶縁膜へ
のいわゆるＤａｍａｓｃｅｎｅプロセスに本発明を適用
したが、溝配線と接続孔の形成を同時におこなうＤｕａ
ｌＤａｍａｓｃｅｎｅプロセスにも本発明を適用できる
ことは言うまでもない。またエッチング装置やエッチン
グ条件も、実施例以外の各種エッチング装置やエッチン
グ条件を採用することができる。また半導体装置以外に
も、薄膜ヘッドや薄膜インダクタ等、高周波の各種マイ
クロ電子デバイスに有機系絶縁膜を採用した場合にも、
本発明を適用可能であることは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体装置の製造方法によれば、レジスト材料と同等
の構造を有する炭化水素系絶縁膜を層間絶縁膜に用いた
高集積度の半導体装置の製造方法において、エッチング
マスクとの選択比が確保され、この層間絶縁膜に微細な
接続孔や溝を高精度にパターニングすることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の工程を説明する概略断面図
である。

【図２】本発明の実施例２の工程を説明する概略断面図
である。

【符号の説明】

１…下層層間絶縁膜、２…下層配線、３…第１の無機系
絶縁膜、４，８…有機系絶縁膜、５…第２の無機系絶縁
膜、６…レジスト層、７…シリコーン含有レジストマス
ク、９…表層シリル化レジストマスク、１０…ビアホー
ル、１１…コンタクトプラグ、１２…溝配線用溝、１３
…溝配線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機系絶縁膜を含む層間絶縁膜をパター
   ニングする工程を有する半導体装置の製造方法におい
   て、 前記パターニング工程のエッチングマスクとして、 シリコーン含有レジストマスクおよび表層シリル化レジ
   ストマスクのうちのいずれか一方を用い、酸素系ガスに
   よりプラズマ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。
2. 【請求項２】 有機系絶縁膜と無機系絶縁膜を含む積層
   構造の層間絶縁膜をパターニングする工程を有する半導
   体装置の製造方法において、 前記パターニング工程のエッチングマスクとして、 シリコーン含有レジストマスクおよび表層シリル化レジ
   ストマスクのうちのいずれか一方を用いるとともに、 少なくとも前記有機系絶縁膜のエッチング工程時には、
   被エッチング基板を室温以下に制御し、酸素系ガスによ
   りプラズマ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。
3. 【請求項３】 前記層間絶縁膜のパターニング工程は、 接続孔の開口工程および溝配線用溝形成工程の少なくと
   もいずれか一方であることを特徴とする請求項１または
   ２記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記有機系絶縁膜は、炭化水素系樹脂か
   らなることを特徴とする請求項１または２記載の半導体
   装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記有機系絶縁膜の比誘電率は、無機系
   絶縁膜の比誘電率より小さいことを特徴とする請求項２
   記載の半導体装置の製造方法。