JP2001308175A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
ボーイング形状になったり、有機低誘電率膜のエッチン
グマスクとして用いるシリコン含有絶縁膜が肩落ちする
ことがなく、有機低誘電率膜を精度よくエッチングする
ことができる半導体装置及びその製造方法の提供。 【解決手段】有機低誘電率膜(図1の2)とNH3系ガ
スに耐性のあるシリコン含有絶縁膜(図1の3)とで構
成される層間絶縁膜上に所定の開口径を有するレジスト
パターン(図1の4)を形成し、レジストパターンをマ
スクとしてシリコン含有絶縁膜をドライエッチングした
後、シリコン含有絶縁膜をエッチングマスクとしてNH
3又はNH3を含むガスを用いたドライエッチングにより
有機低誘電率膜のエッチングを行い、アスペクト比が大
きく略垂直な断面形状の開口部(図1の5)を精度よく
形成する。
Description
の製造方法に関し、特に、有機低誘電率膜をエッチング
して形成したビアホール及び溝を含む半導体装置及びそ
の製造方法に関する。
サイズの縮小化に伴い、配線の微細化及び多層配線化が
進められている。LSI等の多層配線構造の半導体装置
では、多層配線中の配線が近接してくると配線パターン
間の寄生容量による配線遅延の問題が発生する。そこ
で、配線遅延を改善するために配線抵抗及び配線容量の
低減が重要な課題となってきている。
縁膜を構成する絶縁膜として、従来から使われているS
iO2系の絶縁膜の代わりに炭化水素系有機材料やフル
オロカーボン系有機材料などの誘電率の低い材料を用い
る方法が検討されている。これらの材料の誘電率は一般
的に2.0〜2.5程度であり、従来のSiO2系の絶
縁膜と比較すると40%程度誘電率を低くすることがで
きる。また、配線抵抗を低減する方法として、従来用い
られていたアルミニウム配線の代わりに抵抗の低い銅配
線が用いられるようになってきている。
成する場合、銅のエッチングが困難であることから多層
配線プロセスが採用される(特開平9−55429号公
報、特開平11−274121号公報、特開2000ー
77409号公報等)。ここで、多層配線プロセスの概
略について図2及び図3を参照して説明すると、まず、
シリコン基板1上に誘電率の低い有機系の低誘電率膜6
aとシリコン酸化膜等のシリコン含有絶縁膜7aとを形
成し、フォトリソグラフィ及びドライエッチング技術を
用いてこれらの絶縁膜6a、7aを貫通する配線溝9を
形成する。その後、配線溝9の内面を覆うように窒化タ
ンタル(TaN)等のバリアメタル10aを形成し、続
いて、配線溝9を埋めるようにCu等の配線金属10b
を堆積する。次に、化学機械的研磨(CMP:Chemical
Mechanical Polishing)法を用いて、配線溝9内部のみ
にバリアメタル10a及び配線金属10bが残るように
研磨を行い、絶縁膜6a、7a中の配線溝9にCuが埋
め込まれた第1配線10を形成する(図2(a)乃至
(d)参照)。
低誘電率膜6bとシリコン含有絶縁膜7bとを形成し、
フォトリソグラフィ及びドライエッチング技術を用いて
これらの絶縁膜6b、7bを貫通するビアホール11を
形成する。その後、ビアホール11にバリアメタル12
a、接続金属12bを堆積した後、CMP法を用いて、
ビアホール11内部にバリアメタル12a及び配線金属
12bが埋め込まれた接続プラグ12を形成する(図3
(e)乃至(h)参照)。
層配線構造を形成する場合、配線溝9やビアホール11
のエッチング形状がマスク設計寸法より大きくなると配
線同士が近接してしまい、特に、近年の0.18μm以
下の設計ルールの半導体装置では、わずかな位置ずれが
あっても上下層の配線の接続に不良が生じてしまう。従
って、層間絶縁膜のエッチングは精度良く行う必要があ
るが、一般的に有機低誘電率膜は、酸素ガスを用いたR
IE(Reactive Ion Etching)によってエッチングされ
ており、酸素ガスを用いたエッチングでは下記の理由に
よりアスペクト比の大きい配線溝9やビアホール11を
形成することは難しいという問題がある。
る。図4は従来の有機低誘電率膜のエッチング方法を模
式的に示す工程断面図である。まず、シリコン基板1上
又は所定の絶縁膜や配線層上に有機低誘電率膜2を塗布
し、続いてシリコン酸化膜13をCVD(Chemical Vap
or Deposition)法等により形成する。その後、シリコ
ン酸化膜13上に公知のリソグラフィー技術を用いて所
定の開口部5を有するレジストパターン4を形成する
(図4(a)乃至(c)参照)。
スクとして、CF4等のフッ素系ガスを用いてシリコン
酸化膜13のエッチングを行った後(図4(d)参
照)、今度はシリコン酸化膜13をエッチングマスクと
して、酸素ガスを用いたドライエッチングにより有機低
誘電率膜2のエッチングを行う。この場合、ドライエッ
チングの異方性を十分に確保するためには、酸素ガスの
圧力を下げ、自己バイアス電圧(Vdc)を高くする必
要があるが、このような条件下では通常、エッチングに
寄与するラジカル種の濃度が低下するために十分なエッ
チング速度が得られない。しかし一方、エッチング速度
向上のためにラジカル濃度を高くすると異方性形状が得
られず、図4(e)に示すように、ビアホールの内壁が
弓なりに広がったボーイング形状となってしまう。ビア
ホールがボーイング形状となると、その後に金属膜を埋
める際に、バリアメタルが形成されない部分が生じた
り、ビアホール内に空洞が生じ、接続の信頼性が低下し
てしまう。
によるエッチングによって有機低誘電率膜2の表面にC
−O結合が形成されて表面層の誘電率が上昇してしま
い、低誘電率膜を用いる効果が低下するという問題も発
生する。
チングでは、ビアホールをマスク設計寸法通りに垂直に
エッチングすることが困難であり、オーバーエッチング
マージンが小さいことから近年の微細化が要求される半
導体装置の製造に適用することが難しい。そこで、エッ
チングガスとして酸素ガスの代わりにN2/H2ガスを用
いる方法が提案されている。この方法について図5を参
照して説明する。
や配線層上に有機低誘電率膜2を塗布し、その上に、シ
リコン酸化膜13を形成する(図5(a)、(b)参
照)。次に、シリコン酸化膜13の上に公知のリソグラ
フィー技術を用いて所定の開口部5を有するレジストパ
ターン4を形成し、このレジストパターン4をマスクと
してCF4等のフッ素系ガスを用いてシリコン酸化膜1
3のエッチングを行う(図5(d)参照)。続いて、図
5(e)に示すように、エッチングされたシリコン酸化
膜13をエッチングマスクとして、N2/H2ガスを用い
て有機低誘電率膜2のエッチングを行う。
率膜2のエッチングを行った場合、有機低誘電率膜2の
エッチング孔側壁にC−N結合を含む反応生成物が形成
されるために、ビアホール側壁の過剰なエッチングを防
止することができるため、エッチング断面はボーイング
形状となりにくく、従ってオーバーエッチングのマージ
ンを大きくすることができる。
レートが小さくエッチング時間が長くなってしまうため
に、生産性が悪化してしまうと共に、N2/H2ガスでは
エッチング時間が長いため、ハードマスクとして用いる
シリコン酸化膜13をスパッタする時間が長くなるの
で、シリコン酸化膜13の開口断面が後退して開口径が
広がる肩落ちという問題が発生してしまう。
のであって、その主たる目的は、有機低誘電率膜に形成
するビアホールの断面がボーイング形状になったり、有
機低誘電率膜のエッチングマスクとして用いるシリコン
含有絶縁膜が肩落ちすることがなく、有機低誘電率膜を
精度よくエッチングすることができる半導体装置及びそ
の製造方法を提供することにある。
め、本発明は、有機低誘電率膜からなる層間絶縁膜のエ
ッチングをNH3又はNH3を含むガスを用いて行うもの
である。
層に形成するシリコン含有絶縁膜とで構成される層間絶
縁膜上にレジストパターンを形成し、該レジストパター
ンをマスクとして前記シリコン含有絶縁膜をエッチング
した後、前記シリコン含有絶縁膜をマスクとして前記有
機低誘電率膜のエッチングを行う絶縁膜のエッチング方
法であって、前記有機低誘電率膜のエッチングをNH3
又はNH3を含むガスを用いて行い、前記有機低誘電率
膜のエッチングに際して前記レジストパターンを同時に
除去するものである。
低誘電率膜を所定の膜厚で形成する工程と、前記有機低
誘電率膜上にシリコン含有絶縁膜を堆積する工程と、前
記シリコン含有絶縁膜上に所定の開口を有するレジスト
パターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマ
スクとしてフッ素系のガスを用いたドライエッチングに
より前記シリコン含有絶縁膜をエッチングする工程と、
前記シリコン含有絶縁膜をマスクとして前記有機低誘電
率膜をエッチングして所定の形状の貫通孔を形成する工
程と、前記貫通孔内部にバリアメタルと金属膜とを埋設
する工程と、を少なくとも有する多層配線構造の半導体
装置の製造方法において、前記有機低誘電率膜のエッチ
ングを、NH3又はNH3を含むガスを用いて行い、前記
有機低誘電率膜のエッチングに際して前記レジストパタ
ーンを同時に除去するものである。
膜厚の有機低誘電率膜とNH3系ガスに耐性のあるシリ
コン含有絶縁膜とで構成される層間絶縁膜を有し、該層
間絶縁層に所定の形状の貫通を備え、前記貫通孔内部に
バリアメタルと金属膜とが埋設された配線層を少なくと
も有する多層配線構造の半導体装置であって、前記有機
低誘電率膜に設けられた貫通孔が、NH3又はNH3を含
むガスを用いたドライエッチングにより形成された所定
の値以上のアスペクト比を有するものである。
が、NH3にN2、H2、O2の少なくともいずれかを混合
したガスであり、前記シリコン含有絶縁膜がSiO2、
SiN、SiC、SiOF、有機SOG、無機多孔質膜
又は無機低誘電率膜のいずれかを含み、前記有機低誘電
率膜が、シリコン非含有の有機膜、炭化水素系の有機低
誘電率膜、芳香族系の有機低誘電率膜又はフッ素含有樹
脂膜のいずれかを含むことが好ましい。
低誘電率膜とNH3系ガスに耐性のあるシリコン含有絶
縁膜の2層構造とし、レジストパターンをマスクとして
シリコン含有絶縁膜をエッチングした後、シリコン含有
絶縁膜をマスクとしてNH3又はNH3を含むガスを用い
て有機低誘電率膜をエッチングすることによって、シリ
コン含有絶縁膜の肩落ちを防止してレジストパターン開
口径通りの貫通孔を略垂直な断面形状で形成することが
でき、また、N2/H2ガスに比べてエッチングレートを
大きくすることができるため、エッチング時間の短縮を
図ることができる。
ッチング方法は、その好ましい一実施の形態において、
有機低誘電率膜(図1の2)とNH3系ガスに耐性のあ
るシリコン含有絶縁膜(図1の3)とで構成される層間
絶縁膜上に所定の開口径を有するレジストパターン(図
1の4)を形成し、レジストパターンをマスクとしてシ
リコン含有絶縁膜をドライエッチングした後、シリコン
含有絶縁膜をエッチングマスクとしてNH3又はNH3を
含むガスを用いたドライエッチングにより有機低誘電率
膜のエッチングを行い、アスペクト比が大きく略垂直な
断面形状の開口部(図1の5)、配線溝(図2の9)、
ビアホール(図3の11)等を精度よく形成する。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
に係る有機低誘電率膜のエッチング方法について、図1
を参照して説明する。図1は、第1の実施例に係る有機
低誘電率膜のエッチング方法を模式的に示す工程断面図
である。
方法は、有機低誘電率膜を精度よく略垂直にエッチング
するための方法を提供するものである。図面に即して説
明すると、まず、図1(a)に示すように、シリコン基
板1やその上に形成した絶縁膜や配線層の上に、例え
ば、炭化水素系の有機絶縁材料、芳香族系の有機絶縁材
料やフッ素含有樹脂等の有機低誘電率膜2をスピンコー
ティングにより0.2〜0.4μm程度の膜厚で塗布
し、その上にハードマスクとなる一般的な無機膜、無機
低誘電率膜、無機多孔質膜、有機SOG(Spin On Glas
s)膜等のシリコン含有絶縁膜3をCVD法等により
0.1〜0.2μm程度の膜厚で堆積する(図1(b)
参照)。
しては、旭化成社製のALCAP(商品名)、シュウマ
ッハ社製のVELOX(商品名)、ダウケミカル社製の
SiLK(商品名)等があり、芳香族系の有機低誘電率
膜2としては、ダウケミカル社製のSiLK(商品
名)、アライドシグナル社製のFLARE(商品名)等
を用いることができる。また、無機膜としては、SiO
2、SiN、SiC、SiOF等、無機低誘電率膜とし
ては、HSQ(Hydrogen Silisesquioxane)等、無機多
孔質膜としては、nanoglass(商品名)等、有機SOG
膜としてはHOSP(商品名)等のMSQ等を用いるこ
とができる。なお、ハードマスクとして用いるシリコン
含有絶縁膜3を有機低誘電率膜2のエッチング後も層間
絶縁膜として残す場合には、誘電率の低い部材を用いる
ことが好ましい。
ソグラフィー技術を用いて所定の開口を有するレジスト
パターン4を形成し(図1(c)参照)、このレジスト
パターン4をマスクとして、例えば、C4F8/Ar/O
2等のフッ素系のガスを用いたドライエッチングにより
シリコン含有絶縁膜3のエッチングを行う(図1(d)
参照)。続いて、図1(e)に示すように、パターン形
成されたシリコン含有絶縁膜3をエッチングマスクとし
て、例えば、NH3ガスやNH3に他のガスを混合したガ
スを用いたドライエッチングにより有機低誘電率膜2の
エッチングを行う。この際、シリコン含有絶縁膜3上に
形成したレジストパターン4は、有機低誘電率膜2のエ
ッチングと同時に除去されるため、レジストパターン4
を事前に除去する必要はない。
に用いるフッ素系のガスとしては、C4F8/Ar/O2
の他に、CF4、CF4/Ar、C4F8/Ar等を用いる
ことができ、有機低誘電率膜2のエッチング用いるガス
としては、NH3単体の他、NH3/N2、NH3/H2、
NH3/N2/H2、NH3/O2等の混合ガスを用いるこ
とができる。
とにより、母ガスから解離生成するNHを増大させるこ
とができ、エッチングレートを大きくすることができ
る。従ってエッチング時間が短縮され、ハードマスクと
なるシリコン含有絶縁膜3をスパッタする時間を短くす
ることができるため、シリコン含有絶縁膜3の肩落ちを
防止することができる。また、NH3は解離しやすく電
子密度が増大するため、シリコン基板1に対する自己バ
イアス電圧を減少させることができ、ハードマスクのス
パッタリング効率を更に低下させることができる。
ずれか又はその組み合わせを混合することによって、エ
ッチングレートを増大させたり、オーバーエッチングの
マージンを拡大させたりすることができるが、その組み
合わせ、混合比等はエッチングの被対象物との関係で最
適な条件が決定される。
2とシリコン含有絶縁膜3、好ましくは無機低誘電率膜
の2層構造とし、レジストパターン4を用いてシリコン
含有絶縁膜3をエッチングした後、シリコン含有絶縁膜
3をマスクとしてNH3を含むガスを用いて有機低誘電
率膜2をエッチングすることによって、シリコン含有絶
縁膜3の肩落ちを防止してレジストパターン4の開口径
通りの開口部5を形成することができ、また、N2/H2
ガスに比べてエッチングレートを大きくすることができ
るため、エッチング時間の短縮を図ることができる。
ング効率を低くすることができるため、シリコン含有絶
縁膜3を薄くすることができ、層間絶縁膜全体の誘電率
を低くすることができると共に、エッチング断面形状を
略垂直にすることができるため、アスペクト比の大きい
開口部5を形成することができる。例えば、シリコン含
有絶縁膜3の膜厚を0.3μm以下、好ましくは0.1
〜0.2μm程度、有機低誘電率膜2の膜厚を0.1μ
m以上、好ましくは0.2〜0.4μm程度、レジスト
パターン4の開口径を0.2μm程度とすると、アスペ
クト比が1.5以上の開口部5を形成することができ
る。
形成した有機低誘電率膜2とシリコン含有絶縁膜3をエ
ッチングする場合について記載したが、本発明は上記実
施例に限定されるものではなく、有機低誘電率膜2を用
いて配線間の寄生容量の低減を図ることができる任意の
場所に適用することができ、また、有機低誘電率膜2と
してシリコンを含有しない他の有機膜等を用いることも
できる。
に係る半導体装置及びその製造方法について、図2及び
図3を参照して説明する。図2及び図3は、第2の実施
例に係る半導体装置の製造工程を模式的に示す工程断面
図であり、作図の都合上分図したものである。なお、本
実施例は、前記した第1の実施例の有機低誘電率膜のエ
ッチング方法を多層配線構造の半導体装置に適用したも
のである。
製造方法について説明すると、まず、前記した第1の実
施例と同様に、シリコン基板1上又はその上に形成した
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜や所定の配
線層上に、例えば、炭化水素系の有機絶縁材料、芳香族
系の有機絶縁材料やフッ素含有樹脂等の有機低誘電率膜
6aをスピンコーティングやCVD法により0.2〜
0.4μm程度の膜厚で形成し、続いて、HSQ等の無
機低誘電率膜、SiN等の無機膜、無機多孔質膜又は有
機SOG等のシリコン含有絶縁膜7aをCVD法あるい
はスピンコート等を用いて0.1〜0.2μm程度の膜
厚で堆積する(図2(a)参照)。その後、公知のフォ
トリソグラフィ法を用いてシリコン含有絶縁膜7a上に
所定の開口を有するレジストパターン8aを形成する。
トパターン8aをマスクとしてシリコン含有絶縁膜7a
をドライエッチングする。シリコン含有絶縁膜7aとし
てSiNを用いる場合、エッチング条件としては、例え
ば、エッチングガスとしてCF4/Ar/O2等を用い、
流量CF4/Ar/O2=30/150/15sccm、
圧力15mTorr(2.0pa)、バイアス400W
の条件で行う。
ン含有絶縁膜7aをマスクとして有機低誘電率膜6aを
ドライエッチングする。有機低誘電率膜6aとしてSi
LKを用いる場合、エッチング条件としては、例えば、
エッチングガスとしてNH3又はNH3にN2、H2、O2
を混合したガスを用いてエッチングを行う。
とにより、前記した第1の実施例と同様に、エッチング
に寄与するNHを増大させることができ、また、シリコ
ン基板1に対する自己バイアス電圧を減少させることが
できるため、ハードマスクとなるシリコン含有絶縁膜7
aをスパッタする時間が短くなり、シリコン含有絶縁膜
7aの肩落ちを防止することができる。
の内面を覆うようにTa、又はTaN等のバリアメタル
10aとCu等の配線金属10bとを、例えばスパッタ
法等を用いて堆積した後、電解メッキ法により配線金属
10bを形成する。その後、水素ガス雰囲気中でアニー
ル処理を行い、配線金属10bの埋め込み性を改善す
る。次に、CMP法を用いて、配線溝9内部のみにバリ
アメタル10a及び配線金属10bが残るように研磨を
行い、図2(d)に示す第1配線10を形成する。
は、それぞれ0.2μm、0.2μm程度と微細である
が、本実施例のエッチング方法によればマスク寸法通り
にエッチングすることができるため、配線がショートし
たり位置ずれが生じることはない。また、配線溝9の側
壁は略垂直にエッチングされており、酸素ガスでエッチ
ングした従来例のようにボーイング形状となることはな
いため、配線溝9に空洞が生じると言う問題を回避する
ことができる。
12を形成するが、その手順は図2(a)乃至(d)と
同様であり、形成する膜の種類、膜厚、エッチング条件
等が異なる。まず、第1配線10及びシリコン含有絶縁
膜7a上に、炭化水素系、芳香族系やフッ素含有樹脂等
の有機低誘電率膜6bをスピンコーティング又はCVD
法により0.2〜0.4μm程度の膜厚で形成し、続い
て、無機低誘電率膜、SiO2等の無機膜、無機多孔質
膜、有機SOG膜等のシリコン含有絶縁膜7bをCVD
法又はスピンコーティングにより0.1〜0.2μm程
度の膜厚で堆積する。その後、公知のフォトリソグラフ
ィ法を用いて接続プラグ孔12を形成する部分に開口を
有するレジストパターン8bを形成する。
してシリコン含有絶縁膜7bをフッ素系ガスを用いてド
ライエッチングし、続いて、シリコン含有絶縁膜7bを
マスクとして有機低誘電率膜6bをNH3又はNH3にN
2、H2、O2を混合したガスを用いてドライエッチング
する(図3(f)、(g)参照)。エッチング条件とし
ては、シリコン含有絶縁膜7bとしてSiO2を用いる
場合は、例えば、エッチングガスとしてCF4/Ar/
O2等を用い、流量CF4/Ar/O2=30/150/
15sccm、圧力15mTorr(2.0pa)、バ
イアス400Wの条件で行い、有機低誘電率膜6bとし
てSiLKを用いる場合は、例えば、NH 3ガスを用
い、流量600sccm、圧力300mTorr(40
pa)、バイアス1200Wの条件で行うことが好まし
い。
していない他の領域の凹凸を平坦化するために有機低誘
電率膜6aに比べて厚くなり、それに伴いビアホール1
1のアスペクト比も大きくなるが、本実施例の方法では
有機低誘電率膜6aの膜厚が厚い場合であっても、NH
3又はNH3を含有するガスを用いることにより、略垂直
にビアホール11を形成することができるため、設計の
余裕度を大きくすることができる。
ール11の内面を覆うようにバリアメタル12aとCu
等の接続金属12bとを、例えばスパッタ法等を用いて
堆積した後、CMP法を用いて、ビアホール11内部の
みにバリアメタル12a及び接続金属12bが残るよう
に研磨を行い、所定の第1配線10と接続される接続プ
ラグ12が形成され、同様の方法で配線層を積層するこ
とで多層配線構造の半導体装置が製造される。
製造にあたって、前記した第1の実施例と同様に、低誘
電率絶縁層を有機低誘電率膜6a、6bとシリコン含有
絶縁膜7a、7bの2層構造とし、レジストパターン8
a、8bをマスクとしてフッ素系ガスを用いてシリコン
含有絶縁膜7a、7bをエッチングした後、シリコン含
有絶縁膜7a、7bをマスクとしてNH3又はNH3を含
むガスを用いて有機低誘電率膜6a、6bをエッチング
することによって、シリコン含有絶縁膜7a、7bのス
パッタによる肩落ちを防止してレジストパターン8a、
8bの開口径通りの配線溝9及びビアホール11を形成
することができ、また、N2/H2ガスに比べてエッチン
グレートを大きくすることができるため、エッチング時
間の短縮を図ることができる。
として、NH3単体のほかに、NH3/N2、NH3/
H2、NH3/O2やこれらを組み合わせたガスを用いる
ことができ、また、シリコン含有絶縁膜として、SiO
2、SiN、SiC、SiOF等の無機膜、HSQ等の
無機低誘電率膜、MSQ等の有機SOG膜を、有機低誘
電率膜としてSiを含有しない他の有機膜等を用いるこ
ともできるのは前記した第1の実施例と同様である。
置及びその製造方法によれば、下記記載の効果を奏す
る。
族系やフッ素含有樹脂等の有機低誘電率膜をマスク設計
寸法通りに精度よくエッチングすることができるという
ことである。その理由は、有機低誘電率膜上にシリコン
含有絶縁膜を形成し、レジストパターンをマスクとして
シリコン含有絶縁膜をエッチングした後、シリコン含有
絶縁膜をマスクとしてNH3又はNH3を含むガスを用い
て有機低誘電率膜をエッチングすることによって、シリ
コン含有絶縁膜のスパッタによる肩落ちを防止し、断面
が略垂直となるようにエッチングすることができるから
である。
スに比べてエッチング時間を短縮させることができ、ス
ループットを向上させることができるということであ
る。その理由は、NH3又はNH3を含有するガスを用い
ることにより、母ガスから解離生成するNHを増大させ
ることができ、エッチングレートを大きくすることがで
きるからである。
エッチング方法を模式的に示す断面図である。
導体装置の製造方法を模式的に示す工程断面図である。
導体装置の製造方法を模式的に示す工程断面図である。
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
Claims (12)
- 【請求項1】有機低誘電率膜からなる層間絶縁膜のエッ
チングをNH3又はNH3を含むガスを用いて行うことを
特徴とする絶縁膜のエッチング方法。 - 【請求項2】有機低誘電率膜とその上層に形成するシリ
コン含有絶縁膜とで構成される層間絶縁膜上にレジスト
パターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして
前記シリコン含有絶縁膜をエッチングした後、前記シリ
コン含有絶縁膜をマスクとして前記有機低誘電率膜のエ
ッチングを行う絶縁膜のエッチング方法であって、 前記有機低誘電率膜のエッチングをNH3又はNH3を含
むガスを用いて行い、前記有機低誘電率膜のエッチング
に際して前記レジストパターンを同時に除去することを
特徴とする絶縁膜のエッチング方法。 - 【請求項3】前記シリコン含有絶縁膜が、SiO2、S
iN、SiC、SiOF、有機SOG、無機多孔質膜又
は無機低誘電率膜のいずれかを含む請求項2記載の絶縁
膜のエッチング方法。 - 【請求項4】前記NH3を含むガスが、NH3にN2、
H2、O2の少なくともいずれかを混合したガスであるこ
とを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の絶
縁膜のエッチング方法。 - 【請求項5】前記有機低誘電率膜が、シリコン非含有の
有機膜、炭化水素系の有機低誘電率膜、芳香族系の有機
低誘電率膜又はフッ素含有樹脂膜のいずれかを含むこと
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の絶縁
膜のエッチング方法。 - 【請求項6】半導体基板の上層に有機低誘電率膜を所定
の膜厚で形成する工程と、前記有機低誘電率膜上にシリ
コン含有絶縁膜を堆積する工程と、前記シリコン含有絶
縁膜上に所定の開口を有するレジストパターンを形成す
る工程と、前記レジストパターンをマスクとしてフッ素
系のガスを用いたドライエッチングにより前記シリコン
含有絶縁膜をエッチングする工程と、前記シリコン含有
絶縁膜をマスクとして前記有機低誘電率膜をエッチング
して所定の形状の貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔
内部にバリアメタルと金属膜とを埋設する工程と、を少
なくとも有する多層配線構造の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記有機低誘電率膜のエッチングを、NH3又はNH3を
含むガスを用いて行い、前記有機低誘電率膜のエッチン
グに際して前記レジストパターンを同時に除去すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】前記NH3を含むガスが、NH3にN2、H
2、O2の少なくともいずれかを混合したガスであること
を特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】前記有機低誘電率膜が、シリコン非含有の
有機膜、炭化水素系の有機低誘電率膜、芳香族系の有機
低誘電率膜又はフッ素含有樹脂膜のいずれかを含み、 前記シリコン含有絶縁膜が、SiO2、SiN、Si
C、SiOF、有機SOG、無機多孔質膜又は無機低誘
電率膜のいずれかを含む請求項6又は7に記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項9】基板上層に所定の膜厚の有機低誘電率膜と
NH3系ガスに耐性のあるシリコン含有絶縁膜とで構成
される層間絶縁膜を有し、該層間絶縁層に所定の形状の
貫通を備え、前記貫通孔内部にバリアメタルと金属膜と
が埋設された配線層を少なくとも有する多層配線構造の
半導体装置であって、 前記有機低誘電率膜に設けられた貫通孔が、NH3又は
NH3を含むガスを用いたドライエッチングにより形成
された所定の値以上のアスペクト比を有する貫通孔であ
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項10】前記NH3を含むガスが、NH3にN2、
H2、O2の少なくともいずれかを混合したガスであるこ
とを特徴とする請求項9記載の半導体装置。 - 【請求項11】前記有機低誘電率膜が、シリコン非含有
の有機膜、炭化水素系の有機低誘電率膜、芳香族系の有
機低誘電率膜又はフッ素含有樹脂膜のいずれかを含み、 前記シリコン含有絶縁膜が、SiO2、SiN、Si
C、SiOF、有機SOG、無機多孔質膜又は無機低誘
電率膜のいずれかを含むことを特徴とする請求項9又は
10に記載の半導体装置。 - 【請求項12】前記シリコン含有絶縁膜の膜厚が0.3
μm以下、前記有機低誘電率膜の膜厚が0.1μm以上
であり、前記貫通孔のアスペクト比が1.5以上である
ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一に記載
の半導体装置。
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