(57)【要約】【課題】有機シロキサンを主成分とする絶縁膜にエッチング処理によって凹部を形成する際に、凹部の底部に異常形状が形成されるのを抑制する。【解決手段】層間絶縁膜を構成する有機シロキサンを主成分とする有機絶縁膜２に形成された溝や孔等のような凹部４内に導体膜を埋め込むことで埋込配線構造を構成する半導体集積回路装置の製造方法において、有機絶縁膜２上にフォトレジスト膜３を形成した後、そのフォトレジスト膜３をエッチングマスクとして有機絶縁膜２に溝や孔等のような凹部４を形成する際に、その凹部４の底部に異常形状が形成されるのを抑制するために、ＣＦ系のガス／Ｎ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理を施すことにより凹部４を形成した。【選択図】図６
2010062587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜に、銅を主成分とする第１の埋め込み配線を形成する工程と、
（ｃ）前記第１の絶縁膜上および前記第１の埋め込み配線上に、有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜上に、パターニングされた第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｅ）前記第１のマスキング層が有る状態で、フロロカーボンガス、窒素ガスおよび酸素ガスを含む混合ガス雰囲気において、前記第２の絶縁膜に対してプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第２の絶縁膜に第１の凹部を形成する工程と、
を有し、
前記（ｅ）工程では、前記窒素ガスの流量比を前記フロロカーボンガスの流量比よりも大きくし、且つ、前記フロロカーボンガスの流量比を前記酸素ガスの流量比よりも大きくすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項２】
（ａ）半導体基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜に、銅を主成分とする第１の埋め込み配線を形成する工程と、
（ｃ）前記第１の絶縁膜上および前記第１の埋め込み配線上に、有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜上に、パターニングされた第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｅ）前記第１のマスキング層が有る状態で、フロロカーボンガス、窒素ガスおよび酸素ガスを含む混合ガス雰囲気において、前記第２の絶縁膜に対してプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第２の絶縁膜に第１の凹部を形成する工程と、
を有し、
前記（ｅ）工程では、前記窒素ガスの流量比を前記酸素ガスの流量比よりも大きくすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の製造方法は更に、
（ｆ）前記（ｅ）工程後に、前記第１のマスキング層を除去する工程；
（ｇ）前記（ｆ）工程後に、前記第１の凹部内に、銅を主成分とする導体膜を埋め込む工程；
を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記第１のマスキング層は、レジスト膜であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記第２の絶縁膜は、塗布法で形成されることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記（ｅ）工程における前記混合ガスは、更にアルゴンガスを含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記（ｅ）工程では、前記アルゴンガスの流量比は前記窒素ガスの流量比よりも大きくすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記（ｅ）工程における前記混合ガスは、更にヘリウムガスを含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記フロロカーボンガスには、Ｃ４Ｆ８が用いられることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置の製造方法および半導体集積回路装置技術に関し、特に、半導体集積回路装置における多層配線の形成方法に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置の素子集積度の向上や半導体チップのサイズの縮小等に伴い、半導体集積回路装置を構成する配線の微細化および多層化が進められている。特に、多層配線構造を有するロジック系の半導体集積回路装置においては、配線遅延が半導体集積回路装置全体の信号遅延の支配的要因の１つとなっている。この配線を流れる信号の速度は、配線抵抗と配線容量とに強く依存していることから配線遅延を改善するために配線抵抗と配線容量とを低減することが重要である。
【０００３】
配線抵抗の低減に関しては、配線材料に銅系材料（銅または銅合金）を用いたダマシン（Damascene ）法の適用が進められている。このダマシン法は、絶縁膜に配線形成用の溝を形成した後、その絶縁膜上および配線形成用の溝内に配線形成用の導体膜を被着し、さらに、その導体膜の不要な部分を化学的機械研磨法（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishing）等により除去し、上記溝内のみに導体膜を残で、配線形成用の溝内に埋込配線を形成する方法である。この方法によれば、エッチング法による微細加工が困難な銅系材料の配線を形成することができる。
【０００４】
また、このダマシン法の応用であるデュアルダマシン法（Dual-Damascene）は、絶縁膜に配線形成用の溝およびその溝の底部から下層の接続部に延びるコンタクトホールまたはスルーホール等のような孔を形成した後、その絶縁膜上、配線形成用の溝および孔内に配線形成用の導体膜を被着し、さらに、その導体膜の不要な部分をＣＭＰ法等によって除去することで上記溝および孔内のみに導体膜を残すことにより、配線形成用の溝内に埋込配線を形成し、かつ、その孔内にプラグを形成する方法である。この方法によれば、配線形成工程数を削減することができるので、半導体集積回路装置の製造コストの低減を図ることができる。
【０００５】
このようなデュアルダマシン法については、例えば特開平９−３０６９８８号公報に記載があり、第１の層間絶縁膜とその上の第２の層間絶縁膜との間に、孔穿孔用の開口部が形成されたエッチングストッパ用の絶縁膜を設けておき、第２の層間絶縁膜にフォトレジスト膜を用いて溝を形成する際に、エッチングストッパ用の絶縁膜をエッチングストッパとして、その絶縁膜の孔穿孔用の開口部から露出する第１の層間絶縁膜に孔を穿孔する方式のデュアルダマシン法が開示されている（特許文献１参照）。また、例えば特開平１０−２０９２７３号公報には、層間絶縁膜に溝を形成した後、その溝の底部から下方に延びる孔を穿孔する方式のデュアルダマシン法が開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
一方、配線容量の低減に関しては、上記絶縁膜として酸化シリコン膜にメチル基を含む有機ＳＯＧ（Spin On Glass ）膜を用いる技術がある。この有機ＳＯＧ膜は、誘電率が低いので半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることが可能となる。誘電率の低い絶縁膜を層間絶縁膜として用いる技術については、例えば株式会社プレスジャーナル社、平成１０年１０月２０日発行、「月刊セミコンダクタワールド１１月号」ｐ７４〜ｐ７６に記載があり、ダマシン法またはデュアルダマシン法を用いた配線構造用の層間絶縁膜として用いられる種々の無機系および有機系の層間絶縁膜について開示されている（非特許文献１参照）。また、例えば特開平９−２９３７８０号公報には、通常の配線構造の層間絶縁膜として、有機ＳＯＧ膜を用いた半導体集積回路装置技術について開示されている（特許文献３参照）。また、例えば特開平１１−６７９０９号公報には、有機系低誘電率膜に溝や孔等をエッチングにより形成すると、その溝や孔の側面が平面方向に等方的に削れてしまう問題が開示されており、それを解決するためにオーバエッチング処理に際してフォーミングガスを用いる技術が開示されている（特許文献４参照）。さらに、例えば特開平８−３１６２０９号公報には、有機高分子系の絶縁膜のエッチング処理に際して、酸化シリコン膜のエッチング処理と同様のＣＦ系またはＣＨＦ系ガスを用いたプラズマエッチング処理を施すと、有機高分子系の絶縁膜に形成される溝や孔の底面や側面に炭素系堆積物が形成される結果、エッチングレートの低下や加工形状の劣化が生じる課題が開示されており、それを解決するために有機高分子系の絶縁膜をエッチングする際に酸素系ガスを用いたプラズマエッチング処理を施したり、プラズマ中のＣ／Ｆ比を低下させた条件でプラズマエッチング処理を施す技術が開示されている（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３０６９８８号公報
【特許文献２】特開平１０−２０９２７３号公報
【特許文献３】特開平９−２９３７８０号公報
【特許文献４】特開平１１−６７９０９号公報
【特許文献５】特開平８−３１６２０９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】株式会社プレスジャーナル社、平成１０年１０月２０日発行、「月刊セミコンダクタワールド１１月号」ｐ７４〜ｐ７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記ダマシン法やデュアルダマシン法においては、層間絶縁膜に配線形成用の溝や孔を形成する際に、その掘り過ぎにより下層に損傷を与えたり加工寸法精度が劣化したりする等を回避するために、層間絶縁膜の下層にエッチングストッパ用の絶縁膜を形成している。層間絶縁膜を酸化シリコン膜等で構成する技術では、上記エッチングストッパ用の絶縁膜として窒化シリコン膜を使用している。しかし、窒化シリコン膜は誘電率が高い（７程度）ので、配線全体の誘電率を下げる観点からは極力薄くする必要性がある。そこで、酸化シリコン膜等からなる層間絶縁膜に溝や孔を形成する際に、例えばＣxＦy系のガスおよび酸素ガスを用いることにより、層間絶縁膜とエッチングストッパ用の絶縁膜とのエッチング選択比が高くなるようなエッチング条件とする技術が採用されている。
【００１０】
ところが、本発明者らは、有機系の絶縁膜に、上記したエッチングガスとしてＣxＦyおよびＯ2ガスを用いた高選択なエッチング処理を施し、溝や孔等を形成しようとすると、溝や孔の底部外周に、溝や孔の底部中央の深さよりも相対的に深い溝（サブトレンチ）が形成されてしまう問題があることを見出した。これを回避するために選択性の低いエッチングガスを用いると上記エッチングストッパ用の絶縁膜を厚くしなければならず、その結果、半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率が増大する課題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜にエッチング処理によって凹部を形成する際に、凹部の底部に異常形状が形成されるのを抑制することのできる技術を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜にエッチング処理によって凹部を形成する際に、エッチングストッパ膜に対して高いエッチング選択比を確保した状態で、凹部の底に異常形状が形成されるのを抑制することのできる技術を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の目的は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に微細な凹部を形成することのできる技術を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の目的は、半導体集積回路装置の配線における総合的な誘電率を低減することのできる技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
すなわち、本発明は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対して、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマエッチング処理を施すことにより、その有機絶縁膜に配線形成用の溝や孔等のような凹部を形成する工程を有するものである。
【００１８】
また、本発明は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対して、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマエッチング処理を施すことにより、その有機絶縁膜に配線形成用の溝や孔等のような凹部を形成する際に、そのエッチング処理中にエッチング条件を変えて複数段階に分けてエッチング処理を行うものである。
【００１９】
また、本発明は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対して、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマエッチング処理を施すことにより、その有機絶縁膜に配線形成用の溝や孔等のような凹部を形成する際に、フロロカーボンガスと酸素ガスとの流量比を所定値にした状態で、凹部を形成するものである。
【００２０】
また、本発明は、層間絶縁膜を構成する有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に溝や孔等のような凹部を形成する際にエッチングストッパとして用いた絶縁膜を、層間絶縁膜を構成する有機シロキサンを主成分とする絶縁膜よりも有機量の多い絶縁膜によって構成するものである。
【００２１】
本願において開示される発明のうち他の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。      
【００２２】
項１．以下の工程を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、有機シロキサンを主成分とする第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、パターニングされたマスキング層を形成する工程；
（ｃ）前記マスキング層が有る状態で、フロロカーボンガスを含むエッチングガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中において、前記第１の絶縁膜に対してプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第１の絶縁膜に第１の凹部を形成する工程。
項２．前記項１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ガス雰囲気の最大のガス成分はアルゴンガスであることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項３．前記項１または２記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記ガス雰囲気は酸素ガスを含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項４．前記項１または２記載の半導体集積回路装置において、前記ガス雰囲気は酸素ガスを実質的に含まないことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００２３】
項５．以下の工程を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、第１の有機シロキサンを主成分とする第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、前記第１の有機シロキサンと比較して、炭素含有量が低い第２の有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程。
項６．前記項５記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２の絶縁膜は前記第１の絶縁膜に比較して、膜厚が厚いことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項７．前記項５または６記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜に比較して、炭素含有量が５０％以上多いことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項８．前記項５または６記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜に比較して、炭素含有量が１００％以上多いことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００２４】
項９．以下の工程を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、有機シロキサンを主成分とする第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、パターニングされたマスキング層を形成する工程；
（ｃ）前記マスキング層が有る状態で、フロロカーボンガスを含むエッチングガスおよび異常形状が実質的に発生しない程度に酸素ガスを含むガス雰囲気中において、前記第１の絶縁膜に対してプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第１の絶縁膜に第１の凹部を形成する工程。
項１０．前記項９記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記フロロカーボンガスに対する前記酸素ガスの比を１．０以下としたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項１１．前記項９記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記フロロカーボンガスに対する前記酸素ガスの比を０．９以下としたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項１２．前記項９記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記フロロカーボンガスに対する前記酸素ガスの比を０．８以下としたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００２５】
項１３．以下の工程を含み、埋込配線を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法；
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、前記埋込配線を構成する第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、前記埋込配線を構成する有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｃ）前記第２の絶縁膜上にパターニングされたマスキング層を形成する工程；
（ｄ）前記マスキング層が有る状態で、第１のガス雰囲気中において、前記第２の絶縁膜に対して第１のプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第２の絶縁膜に第１の凹部を形成する工程；
（ｅ）前記第１の凹部が形成された状態で、第２のガス雰囲気中において、前記第１のプラズマエッチング処理に比較して、前記第１の絶縁膜に対する前記第２の絶縁膜のエッチング選択比が相対的に大きい条件下において、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の絶縁膜に対して第２のプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第１の絶縁膜を露出させる工程。
項１４．前記項１３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｄ）の終了時には、前記第２の絶縁膜の初期の厚さと比較して、前記凹部底面の前記第２の絶縁膜の厚さは３０％以下であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項１５．前記項１３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｄ）の終了時には、前記第２の絶縁膜の初期の厚さと比較して、前記凹部底面の前記第２の絶縁膜の厚さは２０％以下であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項１６．前記項１３記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｄ）の終了時には、前記凹部底面の前記第２の絶縁膜の厚さは１５％以下であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項１７．前記項１３、１４、１５または１６項記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の絶縁膜は窒化シリコンを主成分とすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００２６】
項１８．以下の構成を有することを特徴とする半導体集積回路装置；
（ａ）半導体集積回路チップの第１主面上に設けられ、第１の有機シロキサンを主成分とする第１の絶縁膜；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に設けられ、前記第１の有機シロキサンと比較して、炭素含有量が低い第２の有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜。
項１９．前記項１８記載の半導体集積回路装置において、前記第２の絶縁膜は、前記第１の絶縁膜に比較して、膜厚が厚いことを特徴とする半導体集積回路装置。
項２０．前記項１８または１９記載の半導体集積回路装置において、前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜に比較して、炭素含有量が５０％以上多いことを特徴とする半導体集積回路装置。
項２１．前記項１８または１９記載の半導体集積回路装置において、前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜に比較して、炭素含有量が１００％以上多いことを特徴とする半導体集積回路装置。
【００２７】
項２２．以下の構成を有することを特徴とする半導体集積回路装置；
（ａ）半導体集積回路チップの第１主面上に設けられ、シリコン窒化物またはシリコン酸窒化物からなり、第１の開口を有する第１のシリコン窒化膜；
（ｂ）前記第１のシリコン窒化膜上に設けられ、前記第１のシリコン窒化膜よりも誘電率が小さい第１の有機シロキサンを主成分とし、前記第１の開口に連結した第２の開口を有する第２の絶縁膜；
（ｃ）前記第２の絶縁膜上に設けられ、前記第１のシリコン窒化膜よりも誘電率が小さい絶縁膜を主な構成膜とし、前記第２の開口に連結し前記第１の開口とともに第１のスルーホールを形成する第３の開口およびそれに連結した第１の配線埋込溝を有するとともに、前記第２の絶縁膜よりも厚い第１の層間絶縁膜；
（ｄ）前記第１のスルーホールの底面および内側面並びに前記第１の配線埋込溝の底面および内側面を覆うように設けられた第１の導電性バリア層；
（ｅ）前記第１の導電性バリア層が設けられた前記第１のスルーホール内および前記第１の配線埋込溝内に埋め込まれた銅を主成分とする第１の配線領域。
項２３．前記項２２記載の半導体集積回路装置において、前記第２の絶縁膜は、前記第１のシリコン窒化膜よりも厚いことを特徴とする半導体集積回路装置。
項２４．前記項２３記載の半導体集積回路装置において、前記第１の層間絶縁膜は、前記第１の有機シロキサンと比較して炭素数が少ない第２の有機シロキサンを主成分とすることを特徴とする半導体集積回路装置。
【００２８】
項２５．以下の工程を含み、埋込配線を有する半導体集積回路装置の製造方法；
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、前記埋込配線を構成する第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、前記埋込配線を形成するための有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｃ）前記第２の絶縁膜上にパターニングされたマスキング層を形成する工程；
（ｄ）前記マスキング層が有る状態で、フロロカーボンガスを含むエッチングガスおよび窒素ガスを含む第１のガス雰囲気中において、前記第２の絶縁膜に対して第１のプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第２の絶縁膜に第１の凹部を形成して、前記第１の絶縁膜を露出させる工程。
項２６．前記項２５記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の絶縁膜は窒化シリコンを主成分とすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項２７．前記項２５または２６記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のガス雰囲気の最大のガス成分はアルゴンガスであることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項２８．前記項２５、２６または２７記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のガス雰囲気は酸素ガスを含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項２９．前記項２５、２６または２７記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のガス雰囲気は酸素ガスを実質的に含まないことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００２９】
項３０．以下の工程を含み、埋込配線を有する半導体集積回路装置の製造方法；
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、前記埋込配線の層間絶縁膜を形成し、第１の有機シロキサンを主成分とする第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、前記埋込配線を形成し、前記第１の絶縁膜よりも膜厚が薄い、前記第１の有機シロキサンとは成分が異なる第２の有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｃ）前記第２の絶縁膜上にパターニングされたマスキング層を形成する工程；
（ｄ）前記マスキング層が有る状態で、フロロカーボンを含むエッチングガスを含む第１のガス雰囲気中において、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の絶縁膜に対して第１のプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第２の絶縁膜に第１の凹部を形成して、前記第１の絶縁膜を露出させる工程。
項３１．前記項３０記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第２の絶縁膜は、前記第１の絶縁膜に比較して膜厚が厚いことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項３２．前記項３０または３１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜に比較して炭素含有量が５０％以上多いことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項３３．前記項３０または３１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜に比較して炭素含有量が１００％以上多いことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項３４．前記項３０または３１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｄ）における前記第２の絶縁膜の前記第１の絶縁膜に対するエッチング選択比は４以上であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
項３５．前記項３０または３１記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｄ）における前記第２の絶縁膜の前記第１の絶縁膜に対するエッチング選択比は５以上であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００３０】
項３６．以下の工程を含み、配線層間の相互接続のためのプラグ領域と埋込配線メタルを一度に埋め込むデュアルダマシン型の埋込配線を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法；
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、前記埋込配線を構成する第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、前記埋込配線を構成する有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｃ）前記第２の絶縁膜上にパターニングされたマスキング層を形成する工程；
（ｄ）前記マスキング層が有る状態で、第１のガス雰囲気中において、前記第２の絶縁膜に対して第１のプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第２の絶縁膜に第１の凹部を形成する工程；
（ｅ）前記第１の凹部が形成された状態で、第２のガス雰囲気中において、前記第１のプラズマエッチング処理に比較して、前記第１の絶縁膜に対する前記第２の絶縁膜のエッチング選択比が相対的に大きい条件下で、前記第２の絶縁膜に対して第２のプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第１の絶縁膜を露出させる工程。
項３７．前記項３６記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の絶縁膜は、窒化シリコンを主成分とすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００３１】
項３８．以下の工程を含み、配線層間の相互接続のためのプラグ領域と埋込配線メタルを一度に埋め込むデュアルダマシン型の埋込配線を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法；
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、前記埋込配線を形成するための第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、前記埋込配線を形成するための有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｃ）前記第２の絶縁膜上にパターニングされたマスキング層を形成する工程；
（ｄ）前記マスキング層が有る状態で、フロロカーボンガスを含むエッチングガスおよび窒素ガスを含む第１のガス雰囲気中において、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の絶縁膜に対して第１のプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第２の絶縁膜に第１の凹部を形成して、前記第１の絶縁膜を露出させる工程。
項３９．前記項３８記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の絶縁膜は窒化シリコンを主成分とすることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【００３２】
項４０．以下の工程を含み、配線層間の相互接続のためのプラグ領域と埋込配線とを形成するための導体膜を一度に埋め込むデュアルダマシン型の埋込配線を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法；
（ａ）半導体集積回路基板の第１主面上に、前記埋込配線の層間絶縁膜を構成し、第１の有機シロキサンを主成分とする第１の絶縁膜を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に、前記埋込配線を構成し、前記第１の絶縁膜よりも膜厚が薄い、前記第１の有機シロキサンとは成分が異なる第２の有機シロキサンを主成分とする第２の絶縁膜を形成する工程；
（ｃ）前記第２の絶縁膜上にパターニングされたマスキング層を形成する工程；
（ｄ）前記マスキング層が有る状態で、フロロカーボンガスを含むエッチングガスを含む第１のガス雰囲気中において、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の絶縁膜に対して第１のプラズマエッチング処理を施すことにより、前記第２の絶縁膜に第１の凹部を形成して、前記第１の絶縁膜を露出させる工程。
【００３３】
本願において開示される発明のうち、さらに他の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００３４】
項４１．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上にマスキング層を形成する工程と、
（ｄ）前記マスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記凹部から露出する第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｆ）前記凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００３５】
項４２．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜に凹部形成用の開口部を形成する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記第２の絶縁膜上および前記開口部から露出する第１の有機絶縁膜上に、有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第２の有機絶縁膜上にマスキング層を形成する工程と、
（ｇ）前記マスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の絶縁膜および前記開口部を有する第２の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１、第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより凹部を形成する工程と、
（ｈ）前記凹部から露出する第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｉ）前記凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００３６】
項４３．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｅ）前記第２の有機絶縁膜上に第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｆ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１の絶縁膜および第１、第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｇ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第２の有機絶縁膜上に第２のマスキング層を形成する工程と、
（ｈ）前記第２のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第２の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｉ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１、第２の絶縁膜を除去する工程と、
（ｊ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００３７】
項４４．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｄ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第１の有機絶縁膜上に第２のマスキング層を形成する工程と、
（ｆ）前記第２のマスキング層をエッチングマスクとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｇ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｈ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００３８】
項４５．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｅ）前記第２の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第３の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第３の絶縁膜に凹部形成用の開口部を形成する工程と、
（ｇ）前記（ｆ）工程後の前記第３の絶縁膜および第２の有機絶縁膜上に、第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｈ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第２の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｉ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第３の絶縁膜をエッチングマスクとし、かつ、前記第１，２の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１，２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｊ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１、第２の絶縁膜を除去する工程と、
（ｋ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００３９】
項４６．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上にマスキング層を形成する工程と、
（ｄ）前記マスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび異常形状が発生しない程度に酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記凹部から露出する第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｆ）前記凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４０】
項４７．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜に凹部形成用の開口部を形成する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記第２の絶縁膜上および前記開口部から露出する第１の有機絶縁膜上に、有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第２の有機絶縁膜上にマスキング層を形成する工程と、
（ｇ）前記マスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の絶縁膜および前記開口部を有する第２の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１、第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび異常形状が発生しない程度の酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより凹部を形成する工程と、
（ｈ）前記凹部から露出する第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｉ）前記凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４１】
項４８．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｅ）前記第２の有機絶縁膜上に第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｆ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１の絶縁膜および第１、第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび異常形状が発生しない程度の酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｇ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第２の有機絶縁膜上に第２のマスキング層を形成する工程と、
（ｈ）前記第２のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第２の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび異常形状が発生しない程度の酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｉ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１、第２の絶縁膜を除去する工程と、
（ｊ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４２】
項４９．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｄ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび異常形状が発生しない程度の酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第１の有機絶縁膜上に第２のマスキング層を形成する工程と、
（ｆ）前記第２のマスキング層をエッチングマスクとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび異常形状が発生しない程度の酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｇ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｈ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４３】
項５０．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｅ）前記第２の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第３の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第３の絶縁膜に凹部形成用の開口部を形成する工程と、
（ｇ）前記（ｆ）工程後の前記第３の絶縁膜および第２の有機絶縁膜上に、第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｈ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第２の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび異常形状が発生しない程度の酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｉ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第３の絶縁膜をエッチングマスクとし、かつ、前記第１，２の絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第１，２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび異常形状が発生しない程度の酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｊ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１、第２の絶縁膜を除去する工程と、
（ｋ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４４】
項５１．本発明は、（ａ）有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の有機絶縁膜上に、前記第１の有機絶縁膜よりも炭素含有量が相対的に少ない有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第２の有機絶縁膜上にマスキング層を形成する工程と、
（ｄ）前記マスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の有機絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素または窒素の少なくとも一方を含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記凹部から露出する前記第１の有機絶縁膜を除去する工程と、
（ｆ）前記凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４５】
項５２．本発明は、（ａ）有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の有機絶縁膜上に、前記第１の有機絶縁膜よりも炭素含有量が相対的に少ない有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第２の有機絶縁膜上に、前記第２の有機絶縁膜よりも炭素含有率の多い第３の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第３の絶縁膜に凹部形成用の開口部を形成する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記第３の有機絶縁膜上および前記開口部から露出する第２の有機絶縁膜上に、前記第３の有機絶縁膜よりも炭素含有量の少ない有機シロキサンを主成分とする第４の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第４の有機絶縁膜上にマスキング層を形成する工程と、
（ｇ）前記マスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の有機絶縁膜および前記開口部を有する第３の有機絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２、第４の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素または窒素の少なくとも一方のガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより凹部を形成する工程と、
（ｈ）前記凹部から露出する第１の有機絶縁膜を除去する工程と、
（ｉ）前記凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４６】
項５３．本発明は、（ａ）有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の有機絶縁膜上に、第１の有機絶縁膜よりも炭素含有量の少ない有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第２の有機絶縁膜上に、前記第２の有機絶縁膜よりも炭素含有量の多い第３の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第３の有機絶縁膜上に、第３の有機絶縁膜よりも炭素含有量の少ない有機シロキサンを主成分とする第４の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｅ）前記第４の有機絶縁膜上に第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｆ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の有機絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２、第３、第４の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素または窒素の少なくとも一方のガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｇ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第４の有機絶縁膜上に第２のマスキング層を形成する工程と、
（ｈ）前記第２のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第３の有機絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第４の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素または窒素の少なくとも一方のガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｉ）前記第１、第２の凹部から露出する第１の有機絶縁膜を除去する工程と、
（ｊ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４７】
項５４．本発明は、（ａ）有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の有機絶縁膜上に、第１の有機絶縁膜よりも炭素含有量が少ない有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第２の有機絶縁膜上に第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｄ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第１の有機絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素または窒素の少なくとも一方のガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第２の有機絶縁膜上に第２のマスキング層を形成する工程と、
（ｆ）前記第２のマスキング層をエッチングマスクとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素または窒素の少なくとも一方のガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｇ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１の有機絶縁膜を除去する工程と、
（ｈ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４８】
項５５．本発明は、（ａ）有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の有機絶縁膜上に、第１の有機絶縁膜よりも炭素含有量が少ない有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第２の有機絶縁膜上に、第２の有機絶縁膜よりも炭素含有量が多い有機シロキサンを主成分とする第３の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第３の有機絶縁膜上に、第３の有機絶縁膜よりも炭素含有量の少ない有機シロキサンを主成分とする第４の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｅ）前記第４の有機絶縁膜上に、第４の有機絶縁膜よりも炭素含有量が多い有機シロキサンを主成分とする第５の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第５の絶縁膜に凹部形成用の開口部を形成する工程と、
（ｇ）前記（ｆ）工程後の前記第４、第５の有機絶縁膜上に、第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｈ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとし、かつ、前記第３の有機絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第４の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素または窒素の少なくとも一方のガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第１の凹部を形成する工程と、
（ｉ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第５の絶縁膜をエッチングマスクとし、かつ、前記第１、３の有機絶縁膜をエッチングストッパとして、前記第２、第４の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素または窒素の少なくとも一方のガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより第２の凹部を形成する工程と、
（ｊ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１の有機絶縁膜を除去する工程と、
（ｋ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有するものである。
【００４９】
項５６．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上にマスキング層を形成する工程と、
（ｄ）前記マスキング層をエッチングマスクとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより、前記第１の絶縁膜が露出する凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記凹部から露出する第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｆ）前記凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有し、前記（ｄ）工程に際しては、形状優先条件でエッチング処理を施すことにより前記第１の有機絶縁膜の途中の厚さ位置までをエッチング除去した後、前記第１の絶縁膜に対する前記第１の有機絶縁膜のエッチング選択比が前記形状優先条件に比べて大きい高選択比条件とすることにより、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして残りの前記第１の有機絶縁膜をエッチング除去して前記凹部を形成するものである。
【００５０】
項５７．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜に凹部形成用の開口部を形成する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程後の前記第２の絶縁膜上および前記開口部から露出する第１の有機絶縁膜上に、有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第２の有機絶縁膜上にマスキング層を形成する工程と、
（ｇ）前記マスキング層をエッチングマスクとして、前記第１、第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより前記第１の絶縁膜が露出する凹部を形成する工程と、
（ｈ）前記凹部から露出する第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｉ）前記凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有し、前記（ｇ）工程に際しては、形状優先条件でエッチング処理を施すことにより前記第２の絶縁膜の途中の厚さ位置までをエッチング除去した後、前記第１、第２の絶縁膜に対する前記第１，２の有機絶縁膜のエッチング選択比が前記形状優先条件に比べて大きい高選択比条件とすることにより、前記第１、第２の絶縁膜をエッチングストッパとして前記第１、第２の有機絶縁膜をエッチング除去して前記凹部を形成するものである。
【００５１】
項５８．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｅ）前記第２の有機絶縁膜上に第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｆ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとして、前記第１の絶縁膜および第１、第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより前記第１の絶縁膜が露出する第１の凹部を形成する工程と、
（ｇ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第２の有機絶縁膜上に第２のマスキング層を形成する工程と、
（ｈ）前記第２のマスキング層をエッチングマスクとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより前記第１、第２の絶縁膜が露出する第２の凹部を形成する工程と、
（ｉ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１、第２の絶縁膜を除去する工程と、
（ｊ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有し、前記（ｆ）工程に際しては、形状優先条件でエッチング処理を施すことにより前記第１の有機絶縁膜の厚さ方向の途中の位置までエッチング除去した後、前記第１、第２の絶縁膜に対する前記第１、２の有機絶縁膜のエッチング選択比が前記形状優先条件に比べて大きい高選択比条件とすることにより、前記第１、第２の絶縁膜をエッチングストッパとして残りの前記第１の有機絶縁膜をエッチング除去して前記第１の凹部を形成し、
前記（ｈ）工程に際しては、形状優先条件でエッチング処理を施すことにより前記第２の有機絶縁膜の厚さ方向の途中の位置までエッチング除去した後、前記第１、第２の絶縁膜に対する前記第１、２の有機絶縁膜のエッチング選択比が前記形状優先条件に比べて大きい高選択比条件とすることにより、前記第１、第２の絶縁膜をエッチングストッパとして残りの前記第２の有機絶縁膜をエッチング除去して前記第２の凹部を形成するものである。
【００５２】
項５９．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｄ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより前記第１の絶縁膜が露出する第１の凹部を形成する工程と、
（ｅ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第１の有機絶縁膜上に第２のマスキング層を形成する工程と、
（ｆ）前記第２のマスキング層をエッチングマスクとして、前記第１の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより前記第１の有機絶縁膜が露出する第２の凹部を形成する工程と、
（ｇ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１の絶縁膜を除去する工程と、
（ｈ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有し、前記（ｄ）工程に際しては、形状優先条件でエッチング処理を施すことにより前記第１の有機絶縁膜の厚さ方向の途中の位置までエッチング除去した後、前記第１の絶縁膜に対する前記第１の有機絶縁膜のエッチング選択比が前記形状優先条件に比べて大きい高選択比条件とすることにより、前記第１の絶縁膜をエッチングストッパとして残りの前記第１の有機絶縁膜をエッチング除去することにより前記第１の凹部を形成し、前記（ｆ）工程に際しては、形状優先条件でエッチング処理を施すことにより前記第２の凹部を形成するものである。
【００５３】
項６０．本発明は、（ａ）エッチングストッパ機能を有する第１の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｂ）前記第１の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第１の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｃ）前記第１の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第２の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）前記第２の絶縁膜上に有機シロキサンを主成分とする第２の有機絶縁膜を堆積する工程と、
（ｅ）前記第２の有機絶縁膜上に、エッチングストッパ機能を有する第３の絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第３の絶縁膜に凹部形成用の開口部を形成する工程と、
（ｇ）前記（ｆ）工程後の前記第３の絶縁膜および第２の有機絶縁膜上に、第１のマスキング層を形成する工程と、
（ｈ）前記第１のマスキング層をエッチングマスクとして、前記第２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより前記第２の絶縁膜が露出する第１の凹部を形成する工程と、
（ｉ）前記第１のマスキング層を除去した後、前記第３の絶縁膜をエッチングマスクとして、前記第１、２の有機絶縁膜に対し、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより前記第２の絶縁膜の露出する第２の凹部を形成する工程と、
（ｊ）前記第１、第２の凹部から露出する前記第１、第２の絶縁膜を除去する工程と、
（ｋ）前記第１、第２の凹部内に導体膜を埋め込む工程とを有し、前記（ｈ）工程に際しては、形状優先条件でエッチング処理を施すことにより前記第２の有機絶縁膜の厚さ方向の途中の位置までエッチング除去した後、前記第２の絶縁膜に対する前記第２の有機絶縁膜のエッチング選択比が前記形状優先条件に比べて大きい高選択比条件とすることにより、前記第２の絶縁膜をエッチングストッパとして残りの前記第２の有機絶縁膜をエッチング除去することにより前記第１の凹部をするものである。
項６１．本発明は、前記４１項〜５０項または前記５６項〜前記６０項のいずれか１項の第１の絶縁膜および第１の絶縁膜が窒化シリコンからなるものである。
【発明の効果】
【００５４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００５５】
すなわち、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に溝や孔等のような凹部をエッチング処理によって形成する際に、その凹部の底面外周に異常形状（サブトレンチ）が形成されてしまうのを抑制または防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、半導体集積回路装置の層間絶縁膜材料として一般的に用いられる酸化シリコン膜に対して、フロロカーボンガス、酸素ガスおよびアルゴンガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施した場合のエッチング原理を模式的に示した説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対して、酸素を含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施した場合のエッチング原理を模式的に示した説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対して、酸素を含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施した場合の化学的な反応の状態を示した説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対して、酸素を含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すことにより、その絶縁膜に溝や孔等のような凹部を形成する工程中の断面図を模式的に示した説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、有機絶縁膜を（ＨＯ）３ＳｉＣＨ3で表し、窒素原子を分子の近くにおいて、安定化する配置を分子軌道計算した結果を模式的に示した説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、図５で説明した窒素ガスを含むガス雰囲気中での有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対するプラズマドライエッチング処理時の断面図を模式的に示した説明図である。
【図７】有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対して、例えばＣ4Ｆ8／Ｎ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理を行った場合におけるアンダーエッチング時およびオーバーエッチング時の溝および孔の断面形状を模式的に示した要部断面図である。
【図８】有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に対して、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理を行った場合におけるアンダーエッチング時およびオーバーエッチング時の溝および孔の断面形状を模式的に示した要部断面図である。
【図９】窒素ガスを含むガス雰囲気中でのプラズマドライエッチング処理における有機シロキサンを主成分とする絶縁膜のエッチングレートと窒化シリコン膜に対するエッチング選択比の窒素ガス流量依存性を示す説明図である。
【図１０】ガス種による有機絶縁膜のエッチング特性の説明図である。
【図１１】平行平板型のＲＩＥ装置の説明図である。
【図１２】エッチング装置の説明図である。
【図１３】エッチング装置の説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の半導体集積回路基板の要部断面図である。
【図１５】図１４の半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１６】図１５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１７】図１６に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１８】図１７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１９】図１８に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２０】図１９に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２１】図２０に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２２】図２１に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２３】図２２に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２４】図２３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２５】図２４に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２６】図２５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２７】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図２８】図２７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２９】図２８に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３０】図２９に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３１】図３０に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３２】図３１に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３３】図３２に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３４】図３３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３５】図３４に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３６】図３５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３７】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図３８】図３７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図３９】図３８に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４０】図３９に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４１】図４０に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４２】図４１に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４３】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図４４】図４３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４５】図４４に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４６】図４５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４７】図４６に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４８】図４７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図４９】図４８に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５０】図４９に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５１】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図５２】図５１に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５３】図５２に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５４】図５３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５５】図５４に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５６】図５５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５７】図５６に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５８】図５７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図５９】図５８に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図６０】有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に溝や孔等のような凹部を形成するためのエッチング処理に際し、処理ガス中の酸素の量とサブトレンチおよび窒化シリコン膜に対するエッチング選択比との関係について検討した結果を示す説明図である。
【図６１】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態であって、半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図６２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態であって、半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図６３】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図６４】図６３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図６５】図６４に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図６６】図６５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図６７】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図６８】図６７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図６９】図６８に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７０】図６９に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７１】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図７２】図７１に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７３】図７２に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７４】図７３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７５】図７４に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７６】図７５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７７】図７６に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７８】図７７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図７９】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図８０】図７９に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８１】図８０に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８２】図８１に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８３】図８２に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８４】図８３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８５】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図８６】図８５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８７】図８６に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８８】図８７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８９】図８８に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９０】図８９に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９１】（ａ）は平行平板型狭電極ＲＩＥ装置で、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜と、窒化シリコン膜とをエッチング除去したときの処理ガス中における酸素流量とＣＦ系のガス流量との比と、各膜のエッチング速度との関係を示すグラフ図、（ｂ）は上記エッチング条件で有機絶縁膜の溝パターンを加工した時のエッチング形状を観測した結果を模式的に示した説明図、（ｃ）はＣＦ系のガスに対する酸素の比と、エッチング深さに対するサブトレンチの深さの比との関係を示したグラフ図である。
【図９２】（ａ）は平行平板型狭電極ＲＩＥ装置の高周波電力密度の範囲を小さくした際の処理ガス中の酸素流量とＣＦ系のガス流量との比に対する上記有機絶縁膜および窒化シリコン膜のエッチング速度の関係を示すグラフ図、（ｂ）は上記エッチング条件で有機絶縁膜の溝パターンを加工した時のエッチング形状の観測結果を模式的に示した説明図、（ｃ）は（ａ）の場合のＣＦ系のガスに対する酸素の比と、エッチング深さに対するサブトレンチの深さの比との関係を示したグラフ図である。
【図９３】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図９４】図９３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９５】図９４に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９６】図９５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９７】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図９８】図９７に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９９】図９８に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１００】図９９に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１０１】図１００に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１０２】有機絶縁膜中の有機量比とエッチレートとの関係を示すグラフ図である。
【図１０３】（ａ），（ｂ）は有機絶縁膜中の有機量比とエッチング選択比との関係を示すグラフ図である。
【図１０４】（ａ）は図１０３（ａ），（ｂ）の結果を１つにまとめたグラフ図であり、（ｂ）は各有機量比での有機絶縁膜の化学構造例を模式的に示した説明図である。
【図１０５】有機絶縁膜に溝や孔等のような溝を形成する際に、エッチングストッパとして窒化シリコン膜を用いた場合と、相対的に有機量の多い有機絶縁膜を用いた場合とで、溝の寸法とエッチング選択比との関係を測定した結果を示すグラフ図である。
【図１０６】有機絶縁膜に溝や孔等のような孔を形成する際に、エッチングストッパとして窒化シリコン膜を用いた場合と、相対的に有機量の多い有機絶縁膜を用いた場合とで、孔の寸法とエッチング選択比との関係を測定した結果を示すグラフ図である。
【図１０７】本発明者らにより得られた各種絶縁膜の特性をまとめた説明図である。
【図１０８】（ａ），（ｂ）は相対的に有機量の多い有機絶縁膜が、相対的に有機量の少ない有機絶縁膜に対してエッチング選択比を高くできる理由の説明図である。
【図１０９】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の要部断面図である。
【図１１０】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路装置の要部断面図である。
【図１１１】本発明のさらに他の実施の形態である半導体集積回路装置の要部断面図である。
【図１１２】本発明の他の実施の形態であって、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【図１１３】図１１２に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１１４】図１１３に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１１５】図１１４に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１１６】図１１５に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１１７】図１１６に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本願発明を詳細に説明する前に本願における用語の意味を説明すると次の通りである。
【００５８】
１．化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）とは、一般に被研磨面を相対的に柔らかい布様のシート材料等からなる研磨パッドに接触させた状態で、スラリを供給しながら面方向に相対移動させて研磨を行うことを言う。本願においては、そのほか硬質の砥石面と相対移動させるＣＭＬ（Chemical Mechanical Lapping ）等も含むものとする。
【００５９】
２．デバイス面とは、半導体ウエハの主面であってその面にフォトリソグラフィにより、複数のチップ領域に対応するデバイスパターンが形成される面を言う。
【００６０】
３．埋込配線とは、シングルダマシン（Single Damascene）やデュアルダマシン（Dual Damascene）等のように絶縁膜に溝等を形成して、そこに導電膜を埋め込み、その後に不要な導電材料を除去する配線形成技術によりパターニングされた配線を言う。また、一般にシングルダマシンとは、２段階に分けてプラグメタルと配線用メタルを埋め込む埋込配線プロセスを言う。同様に、デュアルダマシンとは一般に一度にプラグメタルと配線用メタルとを埋め込む埋込配線プロセスを言う。
【００６１】
４．半導体集積回路ウエハ（半導体集積回路基板）または半導体ウエハ（半導体基板）とは、半導体集積回路の製造に用いるシリコン単結晶基板（一般にほぼ平面円形状）、サファイア基板、ガラス基板その他の絶縁、反絶縁または半導体基板等並びにそれらの複合的基板を言う。
【００６２】
５．有機シロキサンは一般にシロキサン結合を有する珪素化合物にアルキル基、アリル基等の有機官能基が結合した有機化合物、重合体およびそれらを含む共重合体を示す。樹脂の分野ではシリコーン樹脂とも呼ばれる。本明細書中では、有機絶縁膜とも言う。
【００６３】
６．有機ＳＯＧ（Spin On Glass ）は、一般にシロキサン重合体または他のモノマーとの共重合体に各種の有機官能基が結合した高分子樹脂を溶剤に溶いて、半導体ウエハ上にスピン塗布して形成する層間絶縁膜材料である。一般に、無機ＳＯＧに比べて、キュア後にクラックが入りにくいため厚めに形成できる特徴がある。有機シロキサン系層間絶縁膜材料にはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）に依るものがある。
【００６４】
７．シリコンナイトライド、窒化珪素というときは、Ｓｉ3Ｎ4のみでなくシリコンの窒化物で類似組成の絶縁膜を含むものとする。
【００６５】
８．エッチングストッパと言うときは、原則としてエッチング対象膜の当該エッチングストッパ膜に対するエッチング選択比が１以上のものを言う（ＡのＢに対するエッチング選択比がＸとは、ＡのエッチングレートがＸで、Ｂのエッチングレートが１であることを言う）。すなわち、原則としてエッチング対象膜よりもエッチングレートが遅い膜であり、対象膜の下部に置かれる。一般に対象膜のエッチングが完全に終了した後、これよりエッチングレートが低いエッチストッパでエッチングを停止する。本願発明の目的に置いては、実用上、上記エッチング選択比が１．５程度以上有れば十分であるが、十分なプロセス余裕を確保するためには４程度以上が望ましい。
【００６６】
９．マスキング層は、一般にレジスト膜を言うが、無機マスクや非感光性の有機物マスク等も含むものとする。
【００６７】
１０．異常形状（サブトレンチ）とは、溝または孔等のような凹部をドライエッチング処理によって形成する際に、その凹部の内側面から離れたところよりも、凹部の内側面の直下部において、被エッチング膜のエッチング速度等が大きくなることによってできる不本意な形状を言う。
【００６８】
１１．スルーホールとは、異なる配線層間を電気的に接続するために配線層間の絶縁膜に穿孔された孔である。本明細書中においては配線層と半導体集積回路基板とを接続するために配線層と半導体集積回路基板との間の絶縁膜に穿孔されたコンタクトホールも含むものとする。
【００６９】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本願において半導体集積回路装置というときは、シリコンウエハやサファイア基板等の半導体または絶縁体基板上に作られるものだけでなく、特に、そうでない旨明示された場合を除き、ＴＦＴ（Thin-Film-Transistor）およびＳＴＮ（Super-Twisted-Nematic）液晶等のようなガラス等の他の絶縁基板上に作られるもの等も含むものとする。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本実施の形態においては、ｐチャネル型のＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor ）をｐＭＩＳと略し、ｎチャネル型のＭＩＳＦＥＴをｎＭＩＳと略す。
【００７０】
（実施の形態１）
本実施の形態１は、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜（以下、有機絶縁膜ともいう）に対して、フロロカーボンガスおよび窒素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマエッチング処理を施すことにより、その絶縁膜に配線形成用の溝や孔等のような凹部を形成する工程を有する本発明の技術思想を具体的に説明するものである。
【００７１】
まず、本実施の形態を説明する前に、本発明者らが本発明をするのに検討した技術およびその課題等について説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、半導体集積回路装置の層間絶縁膜材料として一般的に用いられる酸化シリコン膜（ＳｉＯ2等）に対して、フロロカーボン（ＣxＦy）ガス、酸素（Ｏ2）ガスおよびアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施した場合エッチング原理を模式的に示した説明図である。
【００７２】
図１（ａ）に示すように、エッチング処理室内においてプラズマを生成すると、プラズマ中のＣＦラジカル等が酸化シリコン膜の表面に吸着し、ＣＦ系の堆積物が形成される。Ｏ＊は酸素ラジカルを示している。この状態で、図１（ｂ）に示すように、ＣＦｘ＋、Ａｒ＋またはＯ+等のようなエネルギーを持ったイオンが酸化シリコン膜の表面に入射すると、酸化シリコン膜の表面およびその近傍においては化学反応が生じ易いホットスポットが形成される。これにより、そのイオンのエネルギーを得てＣＦ系の堆積物中のフッ素（Ｆ）と、酸化シリコン膜中のシリコン（Ｓｉ）とが反応することにより、図１（ｃ）に示すように、四フッ化シリコン（ＳｉＦ4）が生成される。また、ＣＦ系の堆積物中の炭素（Ｃ）と酸化シリコン膜中の酸素等とが反応して一酸化炭素（ＣＯ）または二酸化炭素（ＣＯ2）等が生成される。ＳｉＦ4、ＣＯ、ＣＯ2は揮発性が高いので共に排気される。このようにして酸化シリコン膜のエッチングが行われる。この場合、酸化シリコン膜のエッチングは、イオンアシストエッチングによって進行し、ケミカルエッチングによっては進行しない。
【００７３】
次に、図２（ａ）〜（ｄ）は、上記層間絶縁膜材料として、例えば有機ＳＯＧ（Spin On Glass）等のような有機絶縁膜を用いた場合において、上記のような酸素を含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチングを施した場合のエッチング原理を模式的に示した説明図である。図２（ａ）は、有機絶縁膜の原子構造を模式的に示している。Ｓｉの４本の結合手のうち、３本には酸素が結合され、１本にはメチル基（ＣＨ3）が結合されている。この構造では、プラズマ中のＯ＊等が、ＣＨ3とＳｉとの結合間に最も入り易い。その結果、有機絶縁膜にＯ*が近づくと、図２（ｂ）に示すように、ＣＨ3とＳｉとの間に酸素が介在される構造となる。この状態で、更にＯ＊が有機絶縁膜に近づくと、図２（ｃ）に示すような準安定構造となる。この場合、構造中の酸素同士の結合間では反発する力が作用するのに対し、酸化シリコン膜中の酸素とＣＨ3の水素とは互いに引き合う力が作用する。その結果、図２（ｄ）に示すように、揮発性の高いＣＯＨ2が生成され、有機絶縁膜からＣＨ3が除去される。すなわち、酸素添加ガス雰囲気中における有機絶縁膜のプラズマドライエッチング処理においては、Ｏ＊が有機絶縁膜中のＣＨ3を引き抜いてしまう結果、有機絶縁膜はポーラス化される。本発明者が行った分子軌道法による計算によれば、酸素添加ガス雰囲気中における有機絶縁膜のプラズマドライエッチング処理は、イオンアシストエッチングのみではなく、Ｏ＊によるケミカルエッチングによって進行することが判明した。
【００７４】
ところで、Ｏ＊は、ＣＦ系の堆積物中のＣ2Ｆ4をケミカルエッチングする。例えば図３（ａ）に示すように、Ｏ＊がＣ2Ｆ4に近づくと、最終的に揮発性の高いＣＯＦ2に分解されてしまう。しかし、Ｏ＊は、ＣＦ系の堆積物中のＣ2Ｆ5ＨやＣ2Ｈ6等をケミカルエッチングしない（イオンアシストは起こる）。例えば図３（ｂ）に示すようにＯ＊が、Ｃ2Ｆ5Ｈに近づいても酸素はフッ素と結合され化学反応が生じない。また、例えば図３（ｃ）に示すように、Ｏ＊がＣ2Ｈ6に近づいてもその炭素と水素との間にその酸素が介在され安定な生成物が形成される。したがって、酸素原子は、ＣＦ系の堆積物の厚いところではＣＦ系の堆積物に邪魔されて有機絶縁膜をアタックできないが、ＣＦ系の堆積物の薄いところでは有機絶縁膜をアタックできると考えられる。
【００７５】
ここで、図４（ａ）〜（ｅ）は、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2ガスを用い、かつ、窒化シリコン膜に対するエッチング選択比を高くした状態でのプラズマドライエッチング処理によって有機絶縁膜に対してプラズマドライエッチング処理を行い有機絶縁膜に溝や孔等の凹部を形成する工程中の断面図を模式的に示している。図４（ａ）に示すように、絶縁膜５０は、例えば窒化シリコン膜からなり、その上には、有機絶縁膜５１が形成されている。有機絶縁膜５１上には、フォトレジスト膜５２をエッチングマスクとして、凹部５３が形成されている。この凹部５３の底においては、ＣＦ系の堆積物５４の厚さが不均一となっている。すなわち、凹部５３の底中央ではＣＦ系の堆積物５４が相対的に厚いのに対して、その底周辺ではＣＦ系の堆積物５４が相対的に薄い。このため、図４（ｂ）に示すように、凹部５３の底周辺においては、Ｏ＊がＣＦ系の堆積物５４をケミカルエッチングしてしまう結果、下層の有機絶縁膜５１の上面が露出される。これにより、図４（ｃ）に示すように、凹部５３の底周辺部においては、ＣＨ3が抜けてポーラス化する。これにより、その凹部５３の底周辺においてＯ＊が有機絶縁膜５１をケミカルエッチングする。この状態で、図４（ｄ）に示すように、その凹部５３の底周辺部にＣＦ＋等のようなエネルギーをもったイオンが入射されると、ポーラス化された有機絶縁膜５１は容易にイオンアシストエッチングされる。この結果、凹部５３の底周辺に、底中央よりも深く掘り込まれた溝（以下、サブトレンチという）５５が形成されてしまう。一度サブトレンチ５５が形成されてしまうと、サブトレンチ５５の斜面にはＣＦ系の堆積物５４が形成され難いので、図４（ｅ）に示すように、Ｏ＊のアタックを受ける結果、サブトレンチ５５は大きく、深くなる。サブトレンチ５５の問題は、孔や溝のアスペクト比が大きくなるほど孔や溝の底に堆積されるＣＦ系の堆積物５４の膜厚が不均一になるので顕著になる。
【００７６】
一方、窒化シリコン膜に対して、酸素を含むガス雰囲気中でプラズマドライエッチング処理を施すと、そのエッチングがイオンアシストのみで進行する。したがって、酸素を含むガス雰囲気中においてプラズマドライエッチング処理を施すと、有機絶縁膜は上記のようにケミカルエッチングとイオンアシストエッチングとの双方のエッチングが作用するのに対し、窒化シリコン膜はイオンアシストのみでエッチングが進行するので、エッチング選択比が高くなる。すなわち、酸素の量を増やせば有機絶縁膜と窒化シリコン膜とのエッチング選択比を高くできるが、サブトレンチは大きくなる。逆に、酸素の量を減らせばサブトレンチの発生は抑制されるが、有機絶縁膜と窒化シリコン膜とのエッチング選択比が小さくなってしまう。
【００７７】
このように、本発明者らの検討結果によれば、層間絶縁膜材料として有機絶縁膜を用いた場合に、そのエッチング処理に際して、酸化シリコン膜のエッチング処理時に行っている酸素を含むガス雰囲気中でのプラズマドライエッチング処理をただ単に適用すると、上記サブトレンチの問題が生じる一方、サブトレンチを抑えるべく酸素の量を減らすと、上記エッチング選択比がとれなくなる、という問題があることが見出された。
【００７８】
そこで、本発明者らは、プラズマエッチング処理に際し、上記酸素に代えて窒素を導入して実験した結果、サブトレンチの発生を抑制でき、かつ、エッチング選択比も確保できることを見出した。図５（ａ）〜（ｃ）は、有機絶縁膜を（ＨＯ）３ＳｉＣＨ3で表し、窒素原子を分子の近くにおいて、安定化する配置を分子軌道計算した結果を模式的に示している。この結果、図５（ａ）に示すように、窒素原子は、（ＨＯ）３ＳｉＣＨ3分子に反発され、吸着できず、反応性が低いことが分かった。ただし、窒素原子は、２ｅＶ程度のバリアを超えると、図５（ｂ）に示すように、吸着し、図５（ｃ）に示すように、安定化してケミカルエッチングが発生しない。したがって、有機絶縁膜は、窒素ガス添加に対しては、イオンアシストのみでエッチングが進行する。同様の分子軌道計算の結果、窒素ラジカルは、例えばＣ2Ｆ5Ｈ分子等のようなＣＦ系の堆積物に対して、吸着できず反応性が低いことが判明した。また、Ｃ2Ｈ6やＣ2Ｆ4等に対しては安定エネルギーが負となり、反応にバリアがあることが判明した。したがって、窒素原子は、ＣＦ系の堆積膜をケミカルエッチングできずに、イオンアシストエッチングすると考えられる。以上のことから、窒素添加の場合は、有機絶縁膜中のＣＨ3の引き抜き現象は生じないので、サブトレンチが発生しないと考えられる。
【００７９】
図６（ａ）〜（ｄ）は、図５で説明した窒素ガスを含むガス雰囲気中での有機絶縁膜に対するプラズマドライエッチング処理時の断面図を模式的に示している。図６（ａ）に示すように、窒化シリコン膜等からなる絶縁膜１上には、有機絶縁膜２が堆積され、さらに、その上にはエッチングマスクとして機能するフォトレジスト膜３がパターン形成されている。有機絶縁膜２に形成された凹部４の底には、ＣＦ系の堆積物Ｄが吸着されるが、この場合も、その厚さが凹部４の底面内において不均一となっている。すなわち、凹部４の底中央ではＣＦ系の堆積物Ｄが相対的に厚いのに対して、その底周辺ではＣＦ系の堆積物が相対的に薄い。しかし、図６（ｂ）に示すように、この場合は、そのＣＦ系の堆積物Ｄが薄い箇所に、Ｎ＊（窒素ラジカル）が近づいても、上述のようにケミカルエッチングが生じないので、凹部４の底部外周部の有機絶縁膜２はポーラス化されないし、エッチング除去もされない。この状態で、図６（ｃ）に示すように、ＣＦ＋、Ａｒ＋またはＮ＋等のようなエネルギーをもったイオンが凹部４の底に入射されることでイオンアシストエッチングが進行する。したがって、この場合は、そのエッチングが、凹部４の底面内においてほぼ均等に進行するので、図６（ｄ）に示すように、凹部４の底に上記したサブトレンチが形成されない。
【００８０】
次に、本発明者らは、上述のようにガス種を代えて有機絶縁膜に対してプラズマドライエッチング処理を実際に行った。その実験における観測結果の模式図を図７および図８に示す。
【００８１】
図７は、例えばＣ4Ｆ8／Ｎ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理を行った場合におけるアンダーエッチング時およびオーバーエッチング時の溝（凹部）４ａおよび孔（凹部）４ｂの断面形状を模式的に示している。なお、アンダーエッチングは、溝４ａおよび孔４ｂの底面が絶縁膜１に達せず、有機絶縁膜２の厚さ方向の途中位置で終端される程度のエッチング処理であり、オーバーエッチングは、溝４ａおよび孔４ｂの底面が絶縁膜１に達する程度のエッチング処理である。
【００８２】
絶縁膜１は、例えばプラズマＣＶＤ法によって形成された窒化シリコン膜からなり、その厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。この絶縁膜１はエッチングストッパとしての機能を有している。その上の有機絶縁膜２は、例えば有機ＳＯＧ膜からなり、その厚さは、例えば４００ｎｍ程度である。さらに、その上の絶縁膜５は、例えばＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によって形成された酸化シリコン膜からなり、その厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。この絶縁膜５は、主として有機絶縁膜２の機械的強度を確保するための機能を有しているものである。したがって、この絶縁膜５を設けない構造とすることもできる。溝４ａは、その長さＬが、例えば０．２０μｍ、０．２５μｍおよび４．０μｍの３種類が示されている。孔４ｂは、その直径が、例えば０．２０μｍ、０．２５μｍおよび４．０μｍの３種類が示されている。
【００８３】
エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）装置を用いた。エッチング条件は、次の通りである。処理時における処理室内の圧力は、例えば２０ｍＴ程度、高周波電力は、例えば１０００／６００Ｗ程度である。Ｃ4Ｆ8／Ｎ2／Ａｒガスの流量比は、例えば１２／２００／３００ｓｃｃｍ程度である。処理時における下部電極の温度は、例えば２０℃程度である。
【００８４】
このような窒素ガスを含むプラズマエッチングプロセスにおいては、図７に示すように、溝４ａや孔４ｂの底部に上記したサブトレンチが発生せず、しかも、窒化シリコン膜に対する選択比が７．４程度と高い値が得られた。
【００８５】
一方、図８は、上記Ｎ2に代えてＯ2を用いた場合におけるアンダーエッチング時およびオーバーエッチング時の溝５３ａおよび孔５３ｂの断面形状を模式的に示している。
【００８６】
絶縁膜５０は、例えばＴＥＯＳガスを用いたプラズマＣＶＤ法によって形成された窒化シリコン膜からなり、その厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。その上の有機絶縁膜５１は、例えば有機ＳＯＧ膜からなり、その厚さは、例えば４００ｎｍ程度である。さらに、その上の絶縁膜５６は、例えばＴＥＯＳガスを用いたプラズマＣＶＤ法によって形成された酸化シリコン膜からなり、その厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。溝５３ａは、その長さＬが、例えば０．２０μｍ、０．２５μｍおよび４．０μｍの３種類が示されている。孔５３ｂは、その直径が、例えば０．２０μｍ、０．２５μｍおよび４．０μｍの３種類が示されている。
【００８７】
エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。エッチング条件は、次の通りである。処理時における処理室内の圧力は、例えば３０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば２２００／１４００Ｗ程度である。Ｃ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスの流量比は、例えば１３／１５／４２０ｓｃｃｍ程度である。処理時における下部電極の温度は、例えば−２０℃程度である。
【００８８】
このような酸素ガスを含むプラズマドライエッチングプロセスにおいては、アンダーエッチングにおいて、直径が０．２５μｍ程度およびそれ以下の小さな孔５３ｂを除いて、サブトレンチ（異常形状）５５が観測される。小さな孔５３ｂにおいては、サブトレンチ５５同士がつながってしまうため、見かけ上、サブトレンチ５５が観測されない。このプロセスでは、窒化シリコン膜に対する選択比が５．０以下と低く、オーバーエッチングをかけるとサブトレンチ５５が窒化シリコン膜等からなる絶縁膜５０を突き抜けてしまう。すなわち、エッチングストッパとしての機能が保証されない。
【００８９】
次に、図９に、上記窒素ガスを含むガス雰囲気中でのプラズマドライエッチング処理における有機絶縁膜のエッチングレートと窒化シリコン膜に対するエッチング選択比の窒素ガス流量依存性を示す。
【００９０】
窒素ガス流量が０（零）では、有機絶縁膜のエッチングが進行しないことから、窒素が有機絶縁膜のエッチングに必要であることがわかる。有機絶縁膜に、直径が、例えば０．２５μｍ程度の孔を形成する際のエッチングレートと窒化シリコン膜に対するエッチング選択比は、窒素ガス流量に対して２００ｓｃｃｍ（炭素（Ｃ）／窒素（Ｎ）比が０．１２）付近で極大値を持つ。図９から実用的なエッチング選択比とエッチングレートとが得られるのは、窒素ガス流量が１５０ｓｃｃｍ（Ｃ／Ｎ比が０．１６）〜３００ｓｃｃｍ（Ｃ／Ｎ比が０．０８）の場合だが、窒素ガス流量は、５０ｓｃｃｍ（Ｃ／Ｎ比が０．４８）〜５００ｓｃｃｍ（Ｃ／Ｎ比が０．０４８）でも良い。
【００９１】
以上のようなガス種による有機絶縁膜のエッチング特性を図１０に示す。ＣＦ系ガスのみによるエッチングでは、エッチングレートが遅く、エッチング選択比が低く、抜け性（エッチング除去状態の良否）は悪い。ＣＦ系ガスに酸素を添加したエッチングでは、エッチングレートおよびエッチング選択比と異常形状（特にサブトレンチ）とがトレードオフの関係にある。抜け性は良い。これに対して、本発明のＣＦ系ガスに窒素を添加したエッチングでは、エッチングレートも４００ｎｍ／ｍｉｎ程度が得られ、サブトレンチ無しに窒化シリコン膜に対するエッチング選択比を７．４以上得ることができる。総合的に見ると、ＣＦ系ガスに窒素を添加したエッチングが、ＣＦ系ガスのみのエッチングやＣＦ系ガスに酸素を添加したエッチングよりもエッチング特性が優れている。
【００９２】
次に、上記プラズマドライエッチング処理で用いた平行平板型のＲＩＥ装置６を図１１に示す。このＲＩＥ装置６は、例えば２周波励起容量結合型のプラズマ源を持ち、エッチングチャンバ６ａと、その内部に設置された下部電極６ｂと、これに電気的に接続された第１の高周波電源６ｃと、エッチングチャンバ６ａ内において下部電極６ｂに対向するように設置された上部電極６ｄと、これに電気的に接続された第２の高周波電極６ｅと、エッチングチャンバ６ａ内にガスを導入するガス導入系６ｆと、エッチングチャンバ６ａ内の圧力を一定に保つための排気系とを有している。半導体ウエハ（半導体集積回路基板）７は、下部電極６ｂ上に配置されている。また、上記雰囲気ガスは、ガス導入系６ｆを通じて上部電極６ｄの下面側に供給され、さらにシャワープレート６ｇを介してエッチングチャンバ６ａ内に均等に供給される構造となっている。これら相対する下部電極６ｂと上部電極６ｄとの間にプラズマが形成される。ラジカル、原子、イオン等のような活性種は、下部電極６ｂおよび半導体ウエハ７の主面に対して垂直な電界に沿って入射し、その方向にリアクティブエッチングが進行するようになっている。ただし、エッチング装置としては、上記平行平板型狭電極ＲＩＥ装置に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）型やＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）型のエッチング装置を用いることもできる。
【００９３】
図１２は、ＩＣＰ型のエッチング装置８を示している。エッチング装置８は、エッチングチャンバ８ａと、その内部に設置された下部電極８ｂと、これに電気的に接続された第１の高周波電源８ｃと、エッチングチャンバ８ａの上部外周に設置されたＩＣＰコイル８ｄと、これに電気的に接続された第２の高周波電源８ｅと、エッチングチャンバ８ａ内にガスを導入するガス導入系８ｆと、エッチングチャンバ８ａ内の圧力を一定に保つための排気系とを有している。半導体ウエハ（半導体集積回路基板）７は、下部電極８ｂ上に配置されている。エッチングガスは、エッチングチャンバ８ａの上部からエッチングチャンバ８ａ内に供給される。その状態で、第２の高周波電源８ｅからＩＣＰコイル８ｄに高周波電力が印加されることにより、エッチングチャンバ８ａ内にプラズマが形成される。また、第１の高周波電源８ｃは、イオネネルギーを制御するためのバイアス高周波電力を下部電極８ｂに供給するための電源である。
【００９４】
また、図１３は、例えば平板アンテナ型ＵＨＦ−ＥＣＲ型のエッチング装置９を示している。エッチング装置９は、エッチングチャンバ９ａと、その内部に設置された下部電極９ｂと、これに電気的に接続された第１の高周波電源９ｃと、エッチングチャンバ９ａの上部に設置された平板状のアンテナ９ｄと、これに電気的に接続された第２の高周波電源９ｅおよびＵＨＦ電源９ｆと、電磁石９ｇと、エッチングチャンバ９ａ内にガスを導入するガス導入系と、エッチングチャンバ９ａ内の圧力を一定に保つための排気系とを有している。このアンテナ９ｄから放射される、例えば４５０ＭＨｚのＵＨＦ波と電磁石９ｇとによって形成される磁場によりＥＣＲを発生させ、エッチングガスをプラズマ化する。アンテナ９ｄの表面には、ガス導入および活性種制御のため、例えばシリコン等からなるシャワープレート９ｈが設置されている。アンテナ９ｄには、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を別途印加することで、シャワープレート９ｈに入射するイオンエネルギーを制御できる。下部電極９ｂにも、例えば８００ｋＨｚの高周波バイアスを印加することにより、半導体ウエハ７への入射エネルギーを制御できるようになっている。また、アンテナ９ｄと下部電極９ｂとの間の距離は可変であり、プラズマ中のガスの解離を制御できるようになっている。なお、上記周波数は一例である。また、周波数の組み合わせも種々変更可能である。
【００９５】
以上の説明では処理ガスの種類を限定して記述したが、本発明の技術思想を用いる実施の形態においては、上記したものに限定されるものではなく種々変更可能である。
【００９６】
例えば上記の説明においては有機絶縁膜のエッチング処理に用いるＣＦ系ガスとして対ＳｉＮ選択比を得やすいＣ4Ｆ8を用いたが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばＣＨＦ3ＣＦ4、ＣＨ2Ｆ2またはＣ5Ｆ8等を用いることもできる。また、その他に、ＣＦ系のガスとして、Ｃ3Ｆ6等のような飽和環状フロロカーボン、Ｃ5Ｆ9等のような非飽和環状フロロカーボン、ＣＦ4、ＣＨＦ3またはＣＨ2Ｆ2等のような非環状フロロカーボン、または、フロン対策として開発されているものにＣＦ3Ｉ等のようなヨウ化フロロカーボン等がある。また、ＣＦ系のガスに代えて、例えばＳＦ６を用いることもできる。
【００９７】
また、上記ＣＦ系／Ｎ2／ＡｒガスのＮに代えて、ＣＦ系／Ｎ2／Ａｒガス中に、ＣＦ系ガスよりも少ない流量の酸素、すなわち、上記サブトレンチが生じないか又は生じても許容値の範囲内となる程度の酸素を添加しても良い。エッチング処理時には、エッチングと堆積との２つの要素が進行しているが、窒素のみの場合は、その堆積性が比較的高い場合がある。そこで、酸素を少量添加することで、その堆積性を抑えて抜け性（エッチング除去状態の良否）を向上させることができる。
【００９８】
また、上記ＣＦ系／Ｎ2／ＡｒガスのＮ2に代えて、例えばＮＯ、ＮＯ2またはＮＨ3を用いることもできる。ただし、この場合は、ただ単にＮＯやＮＯ2を導入すれば良いのではなく、上記サブトレンチの問題を考慮した酸素量の制御が必要である。
【００９９】
また、上記ＣＦ系／Ｎ2／Ａｒガス中のＡｒガスは添加しなくても良い。例えばＩＣＰ型のエッチング装置を用いた場合にはプラズマの安定性が高いのでＡｒを添加しなくても良い場合もある。また、そのＡｒに代えてヘリウム（Ｈｅ）を添加することもできる。
【０１００】
次に、本発明の技術思想を用いて製造された半導体集積回路装置の一例を図１４に示す。図１４は、本発明の技術思想を、例えばＣＭＩＳ（Complementary MIS）回路を有する半導体集積回路装置に適用した場合における半導体基板（半導体集積回路基板）７ｓの要部断面図を示している。この半導体基板７ｓは、上記半導体ウエハを切断して得られた平面四角形状の半導体チップを構成する基板であり、例えばｐ−型のシリコン単結晶からなる。半導体基板７ｓの主面から所定の深さに渡っては、ｎウエル１０Ｎおよびｐウエル１０Ｐが形成されている。ｎウエル１０Ｎには、例えばリンまたはヒ素が含有されている。また、ｐウエル１０Ｐには、例えばホウ素が含有されている。また、半導体基板７ｓの主面側には、例えば溝型の分離部１１が形成されている。この分離部１１は、半導体基板７ｓの主面から半導体基板７ｓの厚さ方向に掘られた溝内に、例えば酸化シリコン膜からなる分離用の絶縁膜が埋め込まれて形成されている。
【０１０１】
この分離部１１に囲まれた活性領域には、ｐＭＩＳＱｐおよびｎＭＩＳＱｎが形成されている。ｐＭＩＳＱｐおよびｎＭＩＳＱｎのゲート絶縁膜１２は、例えば酸化シリコン膜からなる。このゲート絶縁膜１２に対して窒化処理を施すことにより、ゲート絶縁膜１２と半導体基板７ｓとの界面に窒素を偏析させても良い。これにより、ｐＭＩＳＱｐおよびｎＭＩＳＱｎにおけるホットキャリア効果を抑制できるので、微細化を確保したまま素子特性を向上させることができる。また、ｐＭＩＳＱｐおよびｎＭＩＳＱｎのゲート電極１３は、例えば低抵抗ポリシリコン上に、例えばコバルトシリサイドまたはタングステンシリサイド等のようなシリサイド膜を設けた、いわゆるポリサイド構造となっている。ただし、ゲート電極１３は、例えば低抵抗ポリシリコンの単体膜で形成しても良いし、例えば低抵抗ポリシリコン膜上に窒化チタンや窒化タングステン等のようなバリア層を介してタングステン等のような金属膜を設けた、いわゆるポリメタル構造としても良い。ゲート長は、例えば０．１４μｍ程度である。このゲート電極１３の側面には、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜からなるサイドウォール１４が形成されている。また、ｐＭＩＳＱｐのソース、ドレイン領域を構成する半導体領域１５ａには、例えばホウ素が含有されている。この半導体領域１５ａの上面には、例えばコバルトシリサイドまたはタングステンシリサイド等のようなシリサイド層１５ｂが形成されている。また、ｎＭＩＳＱｎのソース、ドレイン領域を構成する半導体領域１６ａには、例えばリンまたはヒ素が含有されている。この半導体領域１６ａの上面には、例えばコバルトシリサイドまたはタングステンシリサイド等のようなシリサイド層１６ｂが形成されている。なお、ゲート電極１３のシリサイド層および半導体領域１５ａ，１６ａ上のシリサイド層１５ｂ、１６ｂは、同工程時に形成されている。
【０１０２】
この半導体基板７ｓの主面上（分離部１１の上面上を含む）には、層間絶縁膜１７ａが堆積されている。これにより、ｐＭＩＳＱｐおよびｎＭＩＳＱｎは覆われている。この層間絶縁膜１７ａの上面はＣＭＰ（Chemical Mechanical Polish）法等によって平坦化されている。層間絶縁膜１７ａの上面には、第１層配線１８Ｌ１が形成されている。第１層配線１８Ｌ１は、例えばタングステンからなり、層間絶縁膜１７ａに穿孔された平面略円形状のコンタクトホール（凹部）１９内の導体膜２０を通じて上記ｐＭＩＳＱｐまたはｎＭＩＳＱｎの半導体領域１５ａ、１６ａと電気的に接続されている。導体膜２０は、コンタクトホール１９の側面および底面に被着されたチタン、窒化チタンまたはこれらの積層膜等からなる第１の導体膜と、その第１の導体膜が被着されたコンタクトホール１９の内部に埋め込まれたタングステン等からなる第２の導体膜とを有している。
【０１０３】
この層間絶縁膜１７ａ上には、層間絶縁膜１７ｂが堆積されている。この層間絶縁膜１７ｂおよび第１層配線１８Ｌ１上には絶縁膜１ａが堆積されている。絶縁膜１ａの上層には、層間絶縁膜１７ｃ〜１７ｋ、１７ｍ、１７ｎが層間絶縁膜１７ｃ〜１７ｋ、１７ｍ、１７ｎの各々の間にそれぞれ絶縁膜１ｂ〜１ｋを介在させて堆積されている。
【０１０４】
層間絶縁膜１７ａ〜１７ｋ、１７ｍ、１７ｎは、配線構造を構成するものであり、上記した有機絶縁膜の単体膜あるいは有機絶縁膜と他の絶縁膜との積層膜で構成されている。層間絶縁膜１７ａ〜１７ｋ、１７ｍ、１７ｎにおける有機絶縁膜の誘電率は、例えば２．７〜２．８程度である。したがって、半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることができるので、半導体集積回路装置の動作速度を向上させることが可能な構造となっている。この層間絶縁膜１７ａ〜１７ｋ、１７ｍ、１７ｎで用いられている有機絶縁膜（上記有機絶縁膜２に対応）の基本的な化学構造の一例を次に示す。
【０１０５】
【化１】
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【０１０６】
なお、この層間絶縁膜１７ａ〜１７ｋ、１７ｍ、１７ｎの具体的構成例については半導体集積回路装置の製造工程の説明の際に詳細に説明する。なお、層間絶縁膜は、配線層間あるいは配線と半導体基板との間に介在される絶縁膜であって、有機系層間絶縁膜、塗布型層間絶縁膜、有機系塗布型層間絶縁膜、有機シロキサン系層間絶縁膜等がある。
【０１０７】
また、絶縁膜１ａ〜１ｋは、例えば窒化シリコン膜からなり、その誘電率は、例えば７程度である。この絶縁膜１ａ〜１ｋのうち、絶縁膜１ａ、１ｂ，１ｄ，１ｆ，１ｈ，１ｊは、主としてエッチングストッパ機能を有し、絶縁膜１ｃ，１ｅ，１ｇ，１ｉ，１ｋは、主として銅の拡散抑制機能を有している。
【０１０８】
絶縁膜１ａおよび層間絶縁膜１７ｃには、スルーホール（凹部）４ｂ１が形成されている。スルーホール４ｂ１は、例えば平面略円形状に形成されており、第１層配線１８Ｌ１の一部が露出されている。スルーホール４ｂ１の内部には接続部（埋込配線）１８ＰＬ１が形成されている。接続部１８ＰＬ１は、スルーホール４ｂ１の内側面および底面に被着された窒化チタン等からなる導体膜と、その導体膜が被着されたスルーホール４ｂ１内に埋め込まれた銅等からなる相対的に厚い導体膜からなり、第１層配線１８Ｌ１と電気的に接続されている。
【０１０９】
絶縁膜１ｂおよび層間絶縁膜１７ｄには、溝（凹部）４ａ１およびスルーホール（凹部）４ｂ２が形成されている。溝４ａ１は、例えば平面長方形状に形成されており、その内部には第２層配線（埋込配線）１８Ｌ２が形成されている。第２層配線１８Ｌ２は、溝４ａ１の内側面および底面に被着された窒化チタン等からなる導体膜と、その導体膜が被着された溝４ａ１の内部に埋め込まれた銅等からなる相対的に厚い導体膜とからなり、接続部１８ＰＬ１と電気的に接続されている。また、スルーホール４ｂ２は、例えば平面略円形状に形成されており、その内部には接続部（埋込配線）１８ＰＬ２が形成されている。接続部１８ＰＬ２は、上記接続部１８ＰＬ１と同じ構造および材料構成となっており、接続部１８ＰＬ１と電気的に接続されている。
【０１１０】
絶縁膜１ｃ、１ｄおよび層間絶縁膜１７ｅ、１７ｆには溝（凹部）４ａ２，４ａ３およびスルーホール（凹部）４ｂ３、４ｂ４が形成されている。溝４ａ２，４ａ３は、例えば平面長方形状に形成されており、その内部には第３層配線（埋込配線）１８Ｌ３が形成されている。ここでは、溝４ａ２内の第３層配線１８Ｌ３がスルーホール４ｂ３内の接続部（埋込配線）１８ＰＬ３を通じて第２層配線１８Ｌ２と電気的に接続されている状態が例示されている。このスルーホール４ｂ３は、例えば平面略円形状に形成されており、溝４ａ２の底面から第２層配線１８Ｌ２の上面に達する程度に延びている。したがって、溝４ａ２内の第３層配線１８Ｌ３とスルーホール４ｂ３内の接続部１８ＰＬ３とは、一体的に形成されており、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の内側面および底面に被着された窒化チタン等のような導体膜と、その導体膜の被着された溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の内上に埋め込まれた銅等からなる相対的に厚い導体膜とを有している。溝４ａ３内の第３層配線１８Ｌ３も溝４ａ２内の第３層配線１８Ｌ３と構造および材料構成は同じである。スルーホール４ｂ４は、例えば平面略円形状に形成されており、層間絶縁膜１７ｆの上面から接続部１８ＰＬ２に達する程度に延びている。スルーホール４ｂ４の内部には接続部（埋込配線）１８ＰＬ４が形成されている。この接続部１８ＰＬ４は、上記接続部１８ＰＬ１と同じ材料構成となっており、接続部１８ＰＬ２と電気的に接続されている。
【０１１１】
絶縁膜１ｅ、１ｆおよび層間絶縁膜１７ｇ、１７ｈには、溝（凹部）４ａ４およびスルーホール（凹部）４ｂ５が形成されている。溝４ａ４は、例えば平面長方形状に形成されており、その内部には第４層配線（埋込配線）１８Ｌ４が形成されている。第４層配線１８Ｌ４の構造および構成材料は第３層配線１８Ｌ３と同じである。スルーホール４ｂ５は、例えば平面略円形状に形成されており、層間絶縁膜１７ｈの上面から第３層配線１８Ｌ３や接続部１８ＰＬ４に達する程度に延びている。スルーホール４ｂ５の内部には接続部（埋込配線）１８ＰＬ５が形成されている。この接続部１８ＰＬ５，１８ＰＬ５は、上記接続部１８ＰＬ４と同じ材料構成となっており、一方は第３層配線１８Ｌ３と電気的に接続され、他方は接続部１８ＰＬ４と電気的に接続されている場合が例示されている。
【０１１２】
絶縁膜１ｇ、１ｈおよび層間絶縁膜１７ｉ、１７ｊには、溝（凹部）４ａ５，４ａ６およびスルーホール（凹部）４ｂ６、４ｂ７が形成されている。溝４ａ５，４ａ６は、例えば平面長方形状に形成されており、その内部には第５層配線（埋込配線）１８Ｌ５が形成されている。ここでは、溝４ａ６内の第５層配線１８Ｌ５がスルーホール４ｂ６内の接続部（埋込配線）１８ＰＬ７を通じて第４層配線１８Ｌ４と電気的に接続されている状態が例示されている。このスルーホール４ｂ６は、例えば平面略円形状に形成されており、溝４ａ６の底面から第４層配線１８Ｌ４の上面に達する程度に延びている。したがって、溝４ａ６内の第５層配線１８Ｌ５とスルーホール４ｂ６内の接続部１８ＰＬ７とは、一体的に形成されている。この第５層配線１８Ｌ５および接続部１８ＰＬ７の構造および材料構成は、第３層配線１８Ｌ３および接続部１８ＰＬ３と同じである。溝４ａ５内の第５層配線１８Ｌ５も溝４ａ６内の第５層配線１８Ｌ５と構造および材料構成は同じである。スルーホール４ｂ７は、例えば平面略円形状に形成されており、層間絶縁膜１７ｊの上面から接続部１８ＰＬ５に達する程度に延びている。スルーホール４ｂ７の内部には接続部（埋込配線）１８ＰＬ８が形成されている。この接続部１８ＰＬ８は、上記接続部１８ＰＬ５と同じ材料構成となっており、接続部１８ＰＬ５と電気的に接続されている。
【０１１３】
絶縁膜１ｉ、１ｊおよび層間絶縁膜１７ｋ、１７ｍには、溝（凹部）４ａ７，４ａ８およびスルーホール（凹部）４ｂ８が形成されている。溝４ａ７は、例えば平面長方形状に形成されており、その内部には第６層配線（埋込配線）１８Ｌ６が形成されている。ここでは、溝４ａ７内の第６層配線１８Ｌ６がスルーホール４ｂ８内の接続部（埋込配線）１８ＰＬ９を通じて第５層配線１８Ｌ５と電気的に接続されている状態が例示されている。このスルーホール４ｂ８は、例えば平面略円形状に形成されており、溝４ａ７の底面から第５層配線１８Ｌ５の上面に達する程度に延びている。したがって、溝４ａ７内の第６層配線１８Ｌ６とスルーホール４ｂ８内の接続部１８ＰＬ９とは一体的に形成されており、その構造および材料構成は、上記第３層配線１８Ｌ３と接続部１８ＰＬ３と同じになっている。溝４ａ８内の第６層配線１８Ｌ６も溝４ａ７内の第６層配線１８Ｌ６と同じ構造および材料構成となっている。
【０１１４】
絶縁膜１ｋおよび層間絶縁膜１７ｎには、スルーホール（凹部）４ｂ９が形成されている。スルーホール４ｂ９は、例えば平面略円形状に形成されており、その底面から第６層配線１８Ｌ６の一部が露出されている。スルーホール４ｂ９の内部には接続部（埋込配線）１８ＰＬ10が形成されている。接続部１８ＰＬ10の構造および材料構成は、接続部１８ＰＬ１等と同じである。接続部１８ＰＬ10は、第６層配線１８Ｌ６と電気的に接続されている。この層間絶縁膜１７ｎ上には、第７層配線１８Ｌ７が形成されている。第７層配線１８Ｌ７は、例えば窒化チタン、アルミニウムおよび窒化チタンが下層から順に堆積されてなり、接続部１８ＰＬ10と電気的に接続されている。
【０１１５】
なお、第２層配線１８ＰＬ２は、シングルダマシン法で形成され、第３層配線１８Ｌ３〜１８Ｌ６は、デュアルダマシン法で形成され、第１層配線１８Ｌ１および第７層配線１８Ｌ７は、通常の配線形成方法（導体膜の堆積およびパターニング）で形成されている。また、第１層配線１８Ｌ１〜第５層配線１８Ｌ５の厚さは、例えば４００ｎｍ程度、配線幅および最小の配線間隔は、例えば０．２５μｍ程度である。第６層配線１８Ｌ６の厚さは、例えば１２００ｎｍ程度、配線幅および最小の配線間隔は、例えば０．７５μｍ程度である。第７層配線１８Ｌ７の厚さは、例えば２０００ｎｍ程度、配線幅および最小の配線間隔は、例えば１．５μｍ程度である。接続部１８ＰＬ３〜１８ＰＬ９の高さは、例えば５００ｎｍ程度、直径は、例えば０．２５μｍ程度である。接続部１８ＰＬ10の高さは、例えば１２００ｎｍ程度、直径は、例えば０．７５μｍ程度である。
【０１１６】
次に、本発明の技術思想を上記半導体集積回路装置の製造方法に適用した場合について図１５〜図３６によって説明する。なお、図１５〜図３６の各図において、（ａ）は図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。また、以降の半導体集積回路装置の製造方法の説明においては、説明を簡単にするため図１４の一部を抜き出した図を示すものとする。
【０１１７】
まず、本発明の技術思想をシングルダマシン法に適用した場合の一例を説明する。図１５に示す上記層間絶縁膜１７ｃは、上記絶縁膜１ａ上に堆積された有機絶縁膜２ａと、その上に堆積された絶縁膜５ａとを有している。絶縁膜１ａの厚さは、例えば５０ｎｍ程度である。有機絶縁膜２ａは、例えば有機ＳＯＧ膜によって形成され、その厚さは、例えば２５０ｎｍ程度である。絶縁膜５ａは、例えばＴＥＯＳガスを用いたプラズマＣＶＤ法によって形成された酸化シリコン膜等からなり、その厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。この絶縁膜５ａは、有機絶縁膜２ａの機械的強度を確保するためのものなので、有機絶縁膜２ａが機械的な強度を有している場合には、絶縁膜５ａを設けなくても良い。
【０１１８】
このような層間絶縁膜１７ｃ上に、図１６に示すように、例えば厚さ１２０ｎｍ程度の反射防止膜２１ａを塗布する。続いて、その反射防止膜２１ａ上に、フォトレジスト膜（マスキング層）３ａを形成する。このフォトレジスト膜３ａは、スルーホール形成用のマスクパターンであって、スルーホール形成領域が露出され、かつ、それ以外の領域が覆われるようにパターニングされている。その後、このフォトレジスト膜３ａをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ａ、層間絶縁膜１７ｃをプラズマドライエッチング処理によって順に除去する。これにより、図１７に示すように、スルーホール４ｂ１を形成する。このスルーホール４ｂ１の底面に窒化シリコン膜等からなる絶縁膜１ａが残されている。スルーホール４ｂ１の直径は、例えば０．２５μｍ程度である。
【０１１９】
上記反射防止膜２１ａのエッチング条件は次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＣＨＦ3／ＣＦ4／Ａｒを用い、その流量比は、例えば１０／９０／９５０ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば７５０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば９００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば１０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。
【０１２０】
また、上記層間絶縁膜１７ｃのエッチング処理においては、上記本発明の技術思想を用いている。したがって、スルーホール４ｂ１の底にサブトレンチを生じさせることなく、しかも窒化シリコン膜に対するエッチング選択比を高くした状態でエッチング処理が可能である。このエッチング条件は、次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｎ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば１２／２００／３００ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば２０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば１０００／６００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば２０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。
【０１２１】
次いで、フォトレジスト膜３ａおよび反射防止膜２１ａをアッシング処理によって図１８に示すように除去した後、スルーホール４ｂ１の底面から露出する絶縁膜１ａをプラズマドライエッチング処理によって図１９に示すように除去する。このエッチング処理では、窒化シリコン膜を選択的にエッチング除去する。これにより、スルーホール４ｂ１の底面から第１層配線１８Ｌ１の上面が露出される。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＣＨＦ3／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば２０／２０／４００ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば５０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば１０００／２００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。
【０１２２】
次いで、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）または窒化タンタル（ＴａＮ）等からなるバリア導体膜を、層間絶縁膜１７ｃ上およびスルーホール４ｂ１内にスパッタリング法によって堆積する。このバリア導体膜は、銅原子の拡散を抑制する機能や配線と層間絶縁膜との密着性を向上させる機能を有している。続いて、そのバリア導体膜上に、例えば銅からなる薄いシード（Seed）導体膜をスパッタリング法によって堆積した後、そのシード導体膜上に、例えば銅からなる主導体膜をメッキ法によって堆積する。その後、その主導体膜、シード導体膜およびバリア導体膜の不要な部分をＣＭＰ法等によって研磨して除去することにより、図２０に示すように、スルーホール４ｂ１内に接続部１８ＰＬ１を形成する。
【０１２３】
次いで、図２１に示すように、層間絶縁膜１７ｃおよび接続部１８ＰＬ１の上面上に、上記絶縁膜１ｂをプラズマＣＶＤ法等によって堆積した後、その上に、層間絶縁膜１７ｄを堆積する。層間絶縁膜１７ｄは、有機絶縁膜２ｂとその上に堆積された絶縁膜５ｂとからなる。有機絶縁膜２ｂおよび絶縁膜５ｂの構造（形成方法、材料、厚さおよび機能等）は、それぞれ上記有機絶縁膜２ａおよび絶縁膜５ａの構造（形成方法、材料、厚さおよび機能等）と同じである。
【０１２４】
続いて、層間絶縁膜１７ｄ上に、図２２に示すように、例えば上記反射防止膜２１ａと同じ厚さの反射防止膜２１ｂを塗布する。その後、その反射防止膜２１ｂ上に、フォトレジスト膜３ｂを形成する。このフォトレジスト膜（マスキング層）３ｂは、配線溝形成用のマスクパターンであって、配線形成領域が露出され、かつ、それ以外の領域が覆われるようにパターニングされている。その後、このフォトレジスト膜３ｂをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｂおよび層間絶縁膜１７ｄをプラズマドライエッチング処理によって順に除去することにより、図２３に示すように、溝４ａ１を形成する。溝４ａ１の底面には窒化シリコン膜からなる絶縁膜１ｂが残されている。
【０１２５】
上記反射防止膜２１ｂのエッチング条件は、上記反射防止膜２１ａのエッチング条件と同じである。また、上記層間絶縁膜１７ｄのエッチング処理においては、上記本発明の技術思想を用いている。したがって、溝４ａ１の底にサブトレンチを生じさせることなく、しかも窒化シリコン膜に対するエッチング選択比を高くした状態でエッチング処理が可能である。この層間絶縁膜１７ｄのエッチング条件は、上記層間絶縁膜１７ｃのエッチング条件と同じである。
【０１２６】
次いで、フォトレジスト膜３ｂおよび反射防止膜２１ｂをアッシング処理によって図２４に示すように除去した後、溝４ａ１の底面から露出する絶縁膜１ｂをプラズマドライエッチング処理によって図２５に示すように除去する。これにより、溝４ａ１の底面から接続部１８ＰＬ１の上面が露出される。この際のエッチング条件は、例えば処理ガスのＣＨＦ3／Ｏ2／Ａｒの流量比が２０／２０／２００ｓｃｃｍ程度である以外は、上記絶縁膜１ａのエッチング条件と同じである。続いて、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）からなるバリア導体膜を、層間絶縁膜１７ｄ上および溝４ａ１内にスパッタリング法によって堆積する。このバリア導体膜は、銅原子の拡散を抑制する機能および層間絶縁膜と配線との密着性を向上させる機能を有している。続いて、そのバリア導体膜上に、例えば銅からなる薄いシード（Seed）導体膜をスパッタリング法によって堆積した後、そのシード導体膜上に、例えば銅からなる主導体膜をメッキ法によって堆積する。その後、その主導体膜、シード導体膜およびバリア導体膜の不要な部分をＣＭＰ法等によって研磨して除去することにより、図２６に示すように、溝４ａ１内に第２層配線１８Ｌ２を形成する。
【０１２７】
次に、本発明の技術思想をデュアルダマシン法に適用した場合の一例を説明する。なお、デュアルダマシン法の説明においては、図１４の第２、第３層配線部分を一例として抜き出してその形成方法を説明するが、第４〜第６層配線を形成する場合も同様の形成方法で対応できる。層間絶縁膜１７ｇ〜１７ｋ、１７ｍ、１７ｎの構造も層間絶縁膜１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆで代表されるものとする。
【０１２８】
図２７に示す上記絶縁膜１ｃは、銅の拡散を抑制する機能を有しており、その厚さは、例えば５０ｎｍ程度である。その絶縁膜１ｃ上には、層間絶縁膜１７ｅが形成されている。この層間絶縁膜１７ｅは、例えば上記有機絶縁膜２ａと同じ材料および形成方法で形成されてなり、その厚さは、例えば４００ｎｍ程度である。層間絶縁膜１７ｅ上には、上記絶縁膜１ｄが堆積されている。絶縁膜１ｄは主としてエッチングストッパとして機能し、その厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。
【０１２９】
このような層間絶縁膜１７ｅ上に、図２８に示すように、上記反射防止膜２１ａ等と同じ厚さの反射防止膜２１ｃを塗布した後、その反射防止膜２１ｃ上に、フォトレジスト膜（マスキング層）３ｃを形成する。このフォトレジスト膜３ｃは、スルーホール形成用のマスクパターンであって、スルーホール形成領域が露出され、かつ、それ以外の領域が覆われるようにパターニングされている。その後、このフォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｃ、絶縁膜１ｄをプラズマドライエッチング処理によって順に除去することにより、図２９に示すように、絶縁膜１ｄにスルーホール４ｂ３を形成する。このスルーホール４ｂ３の底面からは層間絶縁膜１７ｅが露出されている。スルーホール４ｂ３の直径は、例えば０．２５μｍ程度である。この残された絶縁膜１ｄは後述するようにエッチングマスクとして機能する。この反射防止膜２１ｃのエッチング条件は、上記反射防止膜２１ａのエッチング条件と同じである。また、絶縁膜１ｄのエッチング条件は、例えば処理ガスのＣＨＦ3／Ｏ2／Ａｒの流量比が２０／２０／２００ｓｃｃｍ程度である以外は、上記絶縁膜１ａのエッチング条件と同じである。
【０１３０】
次いで、フォトレジスト膜３ｃおよび反射防止膜２１ｃをアッシング処理によって図３０に示すように除去した後、図３１に示すように、絶縁膜１ｄおよびスルーホール４ｂ３から露出する層間絶縁膜１７ｅ上に、有機絶縁膜２ｃおよび絶縁膜５ｃを下層から順に堆積して層間絶縁膜１７ｆを形成する。有機絶縁膜２ｃおよび絶縁膜５ｃの構造（形成方法、材料、厚さおよび機能等）は、それぞれ上記有機絶縁膜２ａおよび絶縁膜５ａの構造（形成方法、材料、厚さおよび機能等）と同じである。
【０１３１】
続いて、層間絶縁膜１７ｆ上に、図３２に示すように、反射防止膜２１ｄを塗布する。反射防止膜２１ｄの厚さは、上記反射防止膜２１ａと同じである。その後、その反射防止膜２１ｄ上に、フォトレジスト膜（マスキング層）３ｄを形成する。このフォトレジスト膜３ｄは、配線溝形成用のマスクパターンであって、配線形成領域が露出され、かつ、それ以外の領域が覆われるようにパターニングされている。その後、このフォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｄおよび層間絶縁膜１７ｆ，１７ｅをプラズマドライエッチング処理によって順に除去する。これにより、図３３に示すように、層間絶縁膜１７ｆに溝４ａ２を形成し、かつ、層間絶縁膜１７ｅにスルーホール４ｂ３を形成する。すなわち、１エッチング工程で溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の両方を形成することができる。この溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の底面には、それぞれ窒化シリコン膜からなる絶縁膜１ｄ、１ｃが残されている。上記反射防止膜２１ｄのエッチング条件は、上記反射防止膜２１ａのエッチング条件と同じである。また、層間絶縁膜１７ｆ，１７ｅのエッチング処理では、絶縁膜１ｃ、１ｄをエッチングストッパとして機能させる。そのエッチング条件は、上記層間絶縁膜１７ｃのエッチング条件と同じである。
【０１３２】
次いで、フォトレジスト膜３ｄおよび反射防止膜２１ｄをアッシング処理によって図３４に示すように除去した後、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の底面から露出する絶縁膜１ｄ、１ｃをプラズマドライエッチング処理によって図３５に示すように除去する。このエッチング処理では、窒化シリコン膜を選択的にエッチング除去する。これにより、溝４ａ２の底面から層間絶縁膜１７ｅの上面が露出され、スルーホール４ｂ３の底面から第２層配線１８Ｌ２および接続部１８ＰＬ２の上面が露出される。この際のエッチング条件は、上記絶縁膜１ａのエッチング条件と同じである。
【０１３３】
続いて、例えば銅の拡散抑制機能および絶縁膜との密着性向上機能を有する窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）または窒化タンタル（ＴａＮ）等からなるバリア導体膜を、層間絶縁膜１７ｆ上、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３内にスパッタリング法によって堆積した後、そのバリア導体膜上に、例えば銅からなる薄いシード（Seed）導体膜をスパッタリング法によって堆積し、さらに、その上に、例えば銅からなる主導体膜をメッキ法によって堆積する。その後、その主導体膜、シード導体膜およびバリア導体膜の不要な部分をＣＭＰ法等によって研磨して除去することにより、図３６に示すように、溝４ａ２内に第３層配線１８Ｌ３を形成し、同時に、スルーホール４ｂ３内に、その第３層配線１８Ｌ３と一体的に構成される接続部１８ＰＬ３を形成する。この第３層配線１８Ｌ３は、スルーホール４ｂ３内の接続部１８ＰＬ３を通じて第２層配線１８Ｌ２および接続部１８ＰＬ２と電気的に接続されている。すなわち、第３層配線１８Ｌ３は、第２層配線１８Ｌ２と接続部１８ＰＬ２とを電気的に接続している。図１４に示した半導体集積回路装置においては、上述の配線形成方法を第６層配線１８Ｌ６まで繰り返すことにより、その配線層を形成する。なお、第７層配線１８Ｌ７は、層間絶縁膜１７ｎ上に配線形成用の導体膜を堆積した後、その導体膜を通常のフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術によってパターニングすることで形成する。
【０１３４】
このような本実施の形態１によれば、以下の効果を得ることが可能となる。
(1).有機絶縁膜２，２ａ〜２ｃに溝や孔等のような凹部４を形成する際に、その凹部４の底面外周にサブトレンチ５５が形成されてしまうのを抑制することが可能となる。
(2).上記(1)により、半導体集積回路装置を構成する配線層における不良の発生率を低減できる。したがって、半導体集積回路装置の信頼性および歩留まりを向上させることが可能となる。
(3)．上記(1)により、有機絶縁膜２，２ａ〜２ｃにアスペクト比が高い溝や孔等のような凹部４を形成することが可能となる。
(4)．上記(3)により、半導体集積回路装置を構成する配線の微細化が可能となり、半導体集積回路装置の高集積化が可能となる。
(5)．有機絶縁膜２，２ａ〜２ｃに溝や孔等の凹部４を形成する際に、窒化シリコン膜からなる絶縁膜１，１ａ〜１ｋに対するエッチング選択比を高くできる。したがって、凹部４の形成時に絶縁膜１，１ａ〜１ｋの突き抜けの不具合を抑制することが可能となる。
(6).上記(5)により、絶縁膜１，１ａ〜１ｋを薄くすることができるので、半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることができる。したがって、半導体集積回路装置の動作速度を向上させることが可能となる。
【０１３５】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、前記実施の形態１の変形例を説明するものであって、本発明の技術思想を前記実施の形態１で説明したデュアルダマシン法とは別のデュアルダマシン法に適用した場合について説明するものである。本実施の形態２の半導体集積回路装置の製造方法を図３７〜図４２により説明する。なお、図３７〜図４２の各図において、（ａ）は図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０１３６】
まず、図２７に示した絶縁膜１ｄ上に、図３７に示すように、層間絶縁膜１７ｆを形成する。本実施の形態２においては、絶縁膜１ｄの材料としては前記実施の形態１と同様に窒化シリコン膜を用いているが、これに代えて、例えばＴＥＯＳガスを用いたプラズマＣＶＤ法で形成された厚さ１００ｎｍ程度の酸化シリコン膜としても良い。この層間絶縁膜１７ｆは、上記したように有機絶縁膜２ｃ上に、絶縁膜５ｃが堆積されてなる。
【０１３７】
続いて、図３８に示すように、層間絶縁膜１７ｆ上に、上記反射防止膜２１ａ等と同じ厚さの反射防止膜２１ｅを塗布する。その後、その反射防止膜２１ｅ上に、上記フォトレジスト膜（マスキング層）３ｃを形成した後、このフォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｅ、層間絶縁膜１７ｆをプラズマドライエッチング処理によって順に除去する。これにより、図３９に示すように、層間絶縁膜１７ｆ、絶縁膜１ｄ、層間絶縁膜１７ｅにスルーホール４ｂ３を形成する。このスルーホール４ｂ３の底面からは絶縁膜１ｃが露出されている。スルーホール４ｂ３の直径は、例えば０．２５μｍ程度である。この反射防止膜２１ｅのエッチング条件は、上記反射防止膜２１ａのエッチング条件と同じである。また、層間絶縁膜１７ｆ、絶縁膜１ｄおよび層間絶縁膜１７ｅのエッチング処理は、例えば３段階に分けてエッチング処理を行う。すなわち、第１のエッチング処理では、酸化シリコン膜の方が窒化シリコン膜よりもエッチング除去され易い条件でエッチング処理することで絶縁膜１ｄをエッチングストッパとして層間絶縁膜１７ｆをエッチング除去する。続いて、第２のエッチング処理では、窒化シリコン膜の方が酸化シリコン膜よりもエッチング除去され易い条件でエッチング処理することで絶縁膜１ｄをエッチング除去する。その後、第３のエッチング処理では、上記第１のエッチング処理と同様の条件で絶縁膜１ｃをエッチングストッパとして層間絶縁膜１７ｅをエッチング除去する。層間絶縁膜１７ｅ、１７ｆのエッチング処理では、本発明の技術思想を適用する。そのエッチング条件は、上記層間絶縁膜１７ｃのエッチング条件と同じである。窒化シリコン膜等からなる絶縁膜１ｄのエッチング条件は、上記絶縁膜１ａ〜１ｄのエッチング条件と同じである。
【０１３８】
次いで、フォトレジスト膜３ｃおよび反射防止膜２１ｅをアッシング処理によって図４０に示すように除去した後、図４１に示すように、層間絶縁膜１７ｆ上およびスルーホール４ｂ３内に反射防止膜２１ｆを塗布する。反射防止膜２１ｆの厚さは、スルーホール４ｂ３を埋め込むことから上記反射防止膜２１ａよりも厚く、例えば２４０ｎｍ程度である。続いて、その反射防止膜２１ｆ上に、上記フォトレジスト膜３ｄを形成した後、このフォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｆおよび層間絶縁膜１７ｆをプラズマドライエッチング処理によって順に除去する。これにより、図４２に示すように、層間絶縁膜１７ｆに溝４ａ２を形成する。なお、このエッチング処理後においては、スルーホール４ｂ３の底部に反射防止膜２１ｆが残されている。また、溝４ａ２の底面には、窒化シリコン膜からなる絶縁膜１ｄが残されている。
【０１３９】
上記反射防止膜２１ｆのエッチング条件は、次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＮ2／Ｏ2を用い、その流量比は、例えば３５／５０ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば１０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば５００／１４０Ｗ程度、下部電極温度は、例えば−２０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。また、層間絶縁膜１７ｆのエッチング処理は、本発明の技術思想を用いており、絶縁膜１ｄをエッチングストッパとして機能させる。そのエッチング条件は、上記層間絶縁膜１７ｃのエッチング条件と同じである。
【０１４０】
次いで、フォトレジスト膜３ｄおよび反射防止膜２１ｆをアッシング処理によって除去し、前記実施の形態１で用いた図３４と同じ構造を得る。これ以降の製造工程は、前記実施の形態１の図３５および図３６で説明した工程と同じなので説明を省略する。
【０１４１】
このような本実施の形態２においては、前記実施の形態１で得られた効果と同様の効果を得ることが可能となる。特に、アスペクト比の高いスルーホール４ｂ３をその断面形状に不具合を生じさせることなく、窒化シリコン膜に対する高いエッチング選択比を確保したまま形成することができる。
【０１４２】
（実施の形態３）
本実施の形態３は、前記実施の形態１、２の変形例を説明するものであって、本発明の技術思想を前記実施の形態１、２で説明したデュアルダマシン法とは別のデュアルダマシン法に適用した場合について説明するものである。本実施の形態３の半導体集積回路装置の製造方法を図４３〜図５０により説明する。なお、図４３〜図５０の各図において、（ａ）は図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０１４３】
まず、図３７に示した層間絶縁膜１７ｆ上に、図４３に示すように、例えば窒化シリコン膜からなる絶縁膜２２を形成する。この絶縁膜２２は、溝や孔形成時のエッチングマスク用の部材であり、その厚さは、例えば１５０ｎｍ程度である。ただし、絶縁膜２２は、窒化シリコン膜に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、ポリシリコンまたはこれら絶縁膜２２として使用できる膜のうち、少なくとも１種類を含む膜を用いても良い。続いて、図４４に示すように、絶縁膜２２上に、反射防止膜２１ｅを塗布する。その後、その反射防止膜２１ｅ上に、上記フォトレジスト膜（マスキング層）３ｄを形成した後、このフォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｅおよび絶縁膜２２をプラズマドライエッチング処理によって順に除去する。これにより、絶縁膜２２に層間絶縁膜１７ｆの上面が露出されるような開口部２３を形成する。上記反射防止膜２１ｅのエッチング条件は、上記反射防止膜２１ａのエッチング条件と同じである。また、絶縁膜２２のエッチング条件は、上記絶縁膜１ｄのエッチング条件と同じである。
【０１４４】
次いで、フォトレジスト膜３ｄをアッシング処理によって図４６に示すように除去した後、図４７に示すように、絶縁膜２２上および開口部２３内に、上記反射防止膜２１ａと同じ厚さの反射防止膜２１ｇを塗布する。続いて、その反射防止膜２１ｇ上に、上記フォトレジスト膜３ｃを形成した後、このフォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｇ、層間絶縁膜１７ｆ、絶縁膜１ｄおよび層間絶縁膜１７ｅをプラズマドライエッチング処理によって順に除去する。これにより、図４８に示すように、層間絶縁膜１７ｆ、絶縁膜１ｄおよび層間絶縁膜１７ｅにスルーホール４ｂ３を形成する。スルーホール４ｂ３の底面には層間絶縁膜１７ｅが残されている。上記反射防止膜２１ｇのエッチング条件は、反射防止膜２１ａのエッチング条件と同じである。また、層間絶縁膜１７ｆ、絶縁膜１ｄおよび層間絶縁膜１７ｅのエッチング条件は、次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＣＨＦ3／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば５０／１０／５００ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば５０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば２２００／１４００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば−２０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。エッチング終点はエッチング時間の設定によって行っている。
【０１４５】
次いで、フォトレジスト膜３ｃおよび反射防止膜２１ｆをアッシング処理によって図４９に示すように除去した後、残された絶縁膜２２をエッチングマスクとし、かつ、絶縁膜１ｃ、１ｄをエッチングストッパとして、開口部２３およびスルーホール４ｂ３の底面から露出する層間絶縁膜１７ｅをプラズマドライエッチング処理によって図５０に示すように除去する。これにより、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３を形成する。この溝４ａ２の底面からは、絶縁膜１ｄの上面が露出され、スルーホール４ｂ３の底面からは、絶縁膜１ｃの上面が露出される。この際のエッチング処理は、本発明の技術思想を用いており、その条件は、上記層間絶縁膜１７ｃのエッチング条件と同じである。その後、絶縁膜１ｃ、１ｄ、２２をプラズマドライエッチング処理によって除去する。このエッチング処理に際しては、窒化シリコン膜を選択的に除去する。このエッチング条件は、上記絶縁膜１ａのエッチング条件と同じである。このようにして、前記実施の形態１で用いた図３４と同じ構造を得る。これ以降の製造工程は、前記実施の形態１の図３５および図３６で説明した工程と同じなので説明を省略する。
【０１４６】
このような本実施の形態３においては、前記実施の形態１で得られた効果と同様の効果を得ることが可能となる。
【０１４７】
（実施の形態４）
本実施の形態４は、前記実施の形態１の変形例を説明するものであって、層間絶縁膜の中間層に、窒化シリコン膜からなりエッチングストッパとして機能する絶縁膜を設けないで埋込配線を形成するデュアルダマシン法に本発明の技術思想を適用した場合について説明するものである。本実施の形態４の半導体集積回路装置の製造方法を図５１〜図５９により説明する。なお、図５１〜図５９の各図において、（ａ）は半導体集積回路装置の製造工程中における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０１４８】
図５１に示すように、上記絶縁膜１ｃ上には、層間絶縁膜１７ｐが堆積されている。層間絶縁膜１７ｐは、有機絶縁膜２ｄおよび絶縁膜５ｄが下層から順に堆積されてなる。有機絶縁膜２ｄは、上記有機絶縁膜２ａ〜２ｃと同じ材料および形成方法からなるが、その厚さが、上述したものよりも厚く、例えば６５０〜８００ｎｍ程度である。また、絶縁膜５ｄは、上記絶縁膜５ａ〜５ｃと同じ材料、同じ厚さ、形成方法および機能を有している。
【０１４９】
まず、図５１に示した層間絶縁膜１７ｐ上に、図５２に示すように、上記反射防止膜２１ｅを塗布した後、上記フォトレジスト膜（マスキング層）３ｃを形成する。続いて、このフォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｅ、層間絶縁膜１７ｐをプラズマドライエッチング処理によって除去する。これにより、図５３に示すように、層間絶縁膜１７ｐにスルーホール４ｂ３を形成する。このスルーホール４ｂ３の底面からは絶縁膜１ｃが露出されている。この反射防止膜２１ｅのエッチング条件は、上記反射防止膜２１ａのエッチング条件と同じである。また、層間絶縁膜１７ｐのエッチング処理は、本発明の技術思想を用い、絶縁膜１ｃをエッチングストッパとして行っており、そのエッチング条件は、上記層間絶縁膜１７ｃのエッチング条件と同じである。
【０１５０】
次いで、フォトレジスト膜３ｃをアッシング処理によって図５４に示すように除去した後、図５５に示すように、層間絶縁膜１７ｐ上およびスルーホール４ｂ３内に反射防止膜２１ｆを塗布する。続いて、その反射防止膜２１ｆ上に、上記フォトレジスト膜３ｄを形成した後、このフォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｆおよび層間絶縁膜１７ｐをプラズマドライエッチング処理によって除去する。これにより、図５６に示すように、層間絶縁膜１７ｐに溝４ａ２を形成する。上記反射防止膜２１ｆのエッチング条件は、次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＮ2／Ｏ2を用い、その流量比は、例えば３５／５０ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば１０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば５００／１４０Ｗ程度、下部電極温度は、例えば−２０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。このエッチング処理後においては、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３内反射防止膜２１ｆが残されている。また、層間絶縁膜１７ｐのエッチング条件は、上記層間絶縁膜１７ｃのエッチング条件と同じである。ただし、本実施の形態４においては、層間絶縁膜１７ｐの厚さ方向の途中位置に窒化シリコン等からなるエッチングストッパ層を設けてないので、この層間絶縁膜１７ｐのエッチング処理に際しては、そのエッチング終点をエッチング時間によって決めている。すなわち、溝４ａ２の深さをエッチング時間によって決めている。
【０１５１】
次いで、フォトレジスト膜３ｄおよび反射防止膜２１ｆをアッシング処理によって図５７に示すように除去する。続いて、スルーホール４ｂ３の底部の絶縁膜１ｃを図５８に示すように前記実施の形態１〜３で説明したように選択的にエッチング除去することにより、スルーホール４ｂ３の底面から第２層配線１８Ｌ２の一部を露出させる。その後、前記実施の形態１〜３と同様にスルーホール４ｂ３および溝４ａ２内に導体膜を埋め込むことにより、図５９に示すように第３層配線１８Ｌ３を形成する。
【０１５２】
本実施の形態４においては、前記実施の形態１〜３で得られた効果の他に、以下の効果を得ることが可能となる。すなわち、層間絶縁膜１７ｐの中間層に窒化シリコン膜からなる絶縁膜（前記絶縁膜１ｄ等）を設けないことにより、半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることができるので、半導体集積回路装置の動作速度をさらに向上させることが可能となる。
【０１５３】
（実施の形態５）
本実施の形態５は、本発明の他の技術思想を説明するものであって、有機絶縁膜に対して、フロロカーボンガスおよび酸素ガスを含むガス雰囲気中においてプラズマエッチング処理を施すことにより、その有機絶縁膜に配線形成用の溝や孔等のような凹部を形成する際に、そのエッチング処理中にエッチング条件を変えて複数段階に分けて処理を行うものである。
【０１５４】
本発明者らは、上記有機絶縁膜に溝や孔等のような凹部を形成するためのエッチング処理に際し、処理ガス中の酸素の量と上記サブトレンチおよび窒化シリコン膜に対するエッチング選択比との関係について検討した。図６０は、その検討結果を示すものである。なお、下記のいずれのエッチング処理もエッチング装置は上記実施の形態１で説明した平行平板型のＲＩＥ装置を用いた。また、いずれの場合も高周波電力は、例えば３〜０．２ｋＷ程度である。また、いずれの場合も、被処理用の半導体集積回路基板として、例えば直径８インチ程度の半導体ウエハを用いた。
【０１５５】
図６０の左側は、上記凹部４の形状を優先してエッチング条件を設定した場合である（形状優先条件）。処理ガスとしては、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用い、その流量比は、例えば１００〜５／９０〜０／１０００〜０ｓｃｃｍ程度である。ただし、ここでは、Ｃ4Ｆ8流量＞Ｏ2流量とする。この場合、凹部４の形状は良好であるが、エッチング選択比は２以下と低くなる。一方、図６０の右側は、上部窒化シリコン膜に対するエッチング選択比を優先としてエッチング条件を設定した場合である（高選択比条件）。処理ガスとしては、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用い、その流量比は、例えば１００〜５／９０〜０／１０００〜０ｓｃｃｍ程度である。ただし、ここでは、Ｃ4Ｆ8流量≦Ｏ2流量とする。この場合、凹部４の底にサブトレンチ５５が形成されているが、エッチング選択比は５まで確保できる。このようにいずれか一方のエッチング条件のみで有機絶縁膜２に凹部４を形成しようとすると問題が生じる。そこで、本発明の技術思想においては、上記有機絶縁膜に上記溝や孔等のような凹部を形成する際に、１回のエッチング処理で形成するのではなく、有機絶縁膜の途中の深さまでは上記形状優先条件でエッチング処理を行い、その後、残りの有機絶縁膜を上記高選択比条件でエッチング除去するものである。
【０１５６】
本発明の技術思想を上記シングルダマシン法に適用した場合を図６１によって説明する。まず、図６１（ａ）に示すように、絶縁膜５上にフォトレジスト膜３を形成した後、このフォトレジスト膜３をエッチングマスクとして１回目のエッチング処理を施すことにより絶縁膜５および有機絶縁膜２に溝または孔等のような凹部４を形成する。この１回目のエッチング処理においては、エッチング条件を上記した形状優先条件（例えばＣ4Ｆ8流量＞Ｏ2流量）とし、窒化シリコン膜等からなる絶縁膜１の直上までエッチング処理を行う。すなわち、この処理後においては、凹部４の底面には、有機絶縁膜２が残され、絶縁膜１が露出されない。この凹部４の底部に残されている有機絶縁膜２の厚さは、エッチング処理前の元の有機絶縁膜２の厚さの３０％以下、あるいは２０％以下、好ましくは１５％以下である。続いて、図６１（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜３をそのままエッチングマスクとして２回目のエッチング処理を施すことによりフォトレジスト膜３から露出された残りの有機絶縁膜２を除去して凹部４を完成させる。この２回目のエッチング処理においては、エッチング条件を上記した高選択比条件（例えばＣ4Ｆ8流量≦Ｏ2流量）とする。このため、窒化シリコン膜に対するエッチング選択比を高くした状態でエッチング処理を行うことが可能である。また、凹部４の底部に小さなサブトレンチ５５が発生するが、これは許容の範囲であって絶縁膜１の上部の一部が削れる程度のものである。この処理後においては、凹部４の底面から絶縁膜１が露出される。
【０１５７】
次に、本発明の技術思想を上記デュアルダマシン法に適用した場合を図６２によって説明する。なお、図６２（ａ）の絶縁膜１Ａ，１Ｂは、例えば窒化シリコン膜からなる上記絶縁膜１に対応し、有機絶縁膜２Ａ，２Ｂは、上記した有機絶縁膜２に対応している。絶縁膜１Ｂは、有機絶縁膜２Ａ，２Ｂの間に形成され、孔形成用の開口部２３が形成されている。まず、図６２（ａ）に示すように、絶縁膜５上にフォトレジスト膜３を形成した後、このフォトレジスト膜３をエッチングマスクとして１回目のエッチング処理を施すことにより、図６２（ｂ）に示すように、絶縁膜５および有機絶縁膜２Ｂに溝または孔等のような凹部４Ａを形成する。この１回目のエッチング処理においては、エッチング条件を上記した形状優先条件（例えばＣ4Ｆ8流量＞Ｏ2流量）とし、絶縁膜１Ｂの直上までエッチング処理を行う。すなわち、この処理後においては、凹部４Ａの底面には、有機絶縁膜２Ｂが残され、その底面から絶縁膜１Ｂが露出されない。この凹部４Ａの底部に残されている有機絶縁膜２Ｂの厚さは、エッチング処理前の元の有機絶縁膜２Ｂの厚さの３０％以下、あるいは２０％以下、好ましくは１５％以下である。続いて、図６２（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜３をそのままエッチングマスクとして２回目のエッチング処理を施すことによりフォトレジスト膜３から露出された残りの有機絶縁膜２Ｂを除去する。そして、そのままエッチング処理を進めることにより、絶縁膜１Ｂをエッチングマスクとして絶縁膜１Ｂから露出する有機絶縁膜２Ａをも除去する。これにより、凹部４Ａ、４Ｂを完成させる。この２回目のエッチング処理においては、エッチング条件を上記した高選択比条件（例えばＣ4Ｆ8流量≦Ｏ2流量）とする。このため、窒化シリコン膜に対するエッチング選択比を高くした状態でエッチング処理を行うことが可能である。また、凹部４Ａの底部外周に上記と同様の小さなサブトレンチ５５が発生するが許容の範囲である。この処理後においては、凹部４Ｂの底面から絶縁膜１Ａが露出される。
【０１５８】
次に、このような本発明の技術思想を半導体集積回路装置の製造方法に適用した場合を図６３〜図７０によって説明する。なお、図６３〜図７０の各図において、（ａ）は図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０１５９】
本発明の技術思想をシングルダマシン法に適用した場合について説明する。まず、図６３に示すように、前記実施の形態１と同様に、フォトレジスト膜３ａをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ａをプラズマドライエッチング処理によって除去して絶縁膜５ａを露出させる。なお、ここでの有機絶縁膜２ａの厚さは、例えば４００ｎｍ程度である。また、フォトレジスト膜３ａの厚さは、例えば０．７８μｍ程度である。続いて、図６４に示すように、フォトレジスト膜３ａをエッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜５ａおよび有機絶縁膜２ａを、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理によって除去することによりスルーホール４ｂ１を形成する。ただし、このエッチング処理では、エッチング条件を上記形状優先条件とし、有機絶縁膜２ａの厚さ方向の途中の位置（絶縁膜１ａの直上）でエッチング処理を終了する。したがって、この処理後のスルーホール４ｂ１の底面には、サブトレンチは形成されない。また、スルーホール４ｂ１の底面からは有機絶縁膜２ａが露出され、絶縁膜１ａは露出されない。この際の詳細なエッチング条件は、次の通りである。すなわち、Ｃ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスの流量比は、例えば３５／２０／４００ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば２５ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば５００／２００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば−２０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。その後、スルーホール４ｂ１の底部の有機絶縁膜２ａを、図６５に示すように、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理によって除去する。ただし、このエッチング処理では、エッチング条件を上記高選択比条件とし、絶縁膜１ａをエッチングストッパとして機能させ、絶縁膜１ａの上面が露出されるまでエッチング処理を行う。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、Ｃ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスの流量比は、例えば１３／１５／４２０ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば３０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば２２００／１４００程度、下部電極温度は、例えば−２０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。
【０１６０】
次いで、前記実施の形態１と同様に、フォトレジスト膜３ａおよび反射防止膜２１ａをアッシング処理によって除去した後、スルーホール４ｂ１の底面から露出する絶縁膜１ａを、例えばＣＨＦ3／Ｏ2を用いたプラズマドライエッチング処理によって図６６に示すように除去することにより、第１層配線１８Ｌ１の上面の一部を露出させ、スルーホール４ｂ１を完成させる。このエッチング処理では、窒化シリコン膜を選択的にエッチング除去する。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、ＣＨＦ3／Ｏ2の流量比は、例えば２０／２０ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば５０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば１０００／２００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば−１０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。その後、前記実施の形態１と同様に、スルーホール４ｂ１内に、導体膜を埋め込み、接続部１８ＰＬ１を形成する。
【０１６１】
次に、本発明の技術思想をデュアルダマシン法に適用した場合について説明する。図６７は、前記実施の形態１の図２７〜図３２で説明した工程を経た後の本実施の形態５の半導体集積回路装置の製造工程中における要部を示している。なお、ここでの有機絶縁膜２ｃの厚さは、例えば３００ｎｍ程度である。また、フォトレジスト膜３ｄの厚さは、例えば０．７８μｍ程度である。この状態から前記実施の形態１と同様に、フォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｄをプラズマドライエッチング処理によって除去して絶縁膜５ｃを露出させる。続いて、図６８に示すように、フォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜５ｃおよび有機絶縁膜２ｃを、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理によって除去することにより溝４ａ２を形成する。ただし、このエッチング処理では、エッチング条件を上記形状優先条件とし、有機絶縁膜２ｃの厚さ方向の途中の位置（絶縁膜１ｄの直上）でエッチング処理を終了する。したがって、この処理後の溝４ａ２の底面には、サブトレンチは形成されない。また、溝４ａ２の底面からは有機絶縁膜２ｃが露出され、絶縁膜１ｃは露出されない。この際のエッチング条件は、例えば本実施の形態５の図６４のスルーホール４ｂ１を形成する際のエッチング条件と同じである。その後、溝４ａ２の底部の有機絶縁膜２ｃおよび絶縁膜１ｄから露出する層間絶縁膜１７ｅを、図６９に示すように、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理によって除去する。ただし、このエッチング処理では、エッチング条件を上記高選択比条件とし、絶縁膜１ｄ、１ｃをエッチングストッパとして機能させ、絶縁膜１ｃの上面が露出されるまでエッチング処理を行う。これにより、溝４ａ２およびその底部から下方に延びるスルーホール４ｂ３を形成する。この溝４ａ２の底面には絶縁膜１ｄが残され、スルーホール４ｂ３の底面には絶縁膜１ｄが残されている。この際のエッチング条件は、例えば本実施の形態５の図６５のスルーホール４ｂ１を形成する際のエッチング条件と同じである。
【０１６２】
次いで、前記実施の形態１と同様に、フォトレジスト膜３ｄおよび反射防止膜２１ｄをアッシング処理によって除去した後、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の底面から露出する絶縁膜１ｄ、１ｃを、例えばＣＨＦ3／Ｏ2を用いたプラズマドライエッチング処理によって図７０に示すように除去することにより、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３を完成させる。この処理後の溝４ａ２の底面からは層間絶縁膜１７ｅの上面が露出され、スルーホール４ｂ３の底面からは接続部１８ＰＬ２の上面の一部が露出する。この際のエッチング条件は、本実施の形態５の図６５、図６６を用いて説明した絶縁膜１ａのエッチング条件と同じである。その後、前記実施の形態１と同様に、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３内に、導体膜を埋め込み、第３層配線１８Ｌ３および接続部１８ＰＬ３（図１４、図３６等参照）を形成する。これ以降は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。
【０１６３】
このような本実施の形態５においては、以下の効果が得られる。
(1).有機絶縁膜２，２ａ〜２ｃに溝や孔等のような凹部４を形成する際に、その凹部４の底面にサブトレンチが形成されないように、あるいは形成されても許容値の範囲を越えないように、その凹部４を形成することが可能となる。
(2).上記(1)により、半導体集積回路装置を構成する配線層における不良の発生率を低減できる。したがって、半導体集積回路装置の信頼性および歩留まりを向上させることが可能となる。
(3)．上記(1)により、有機絶縁膜２，２ａ〜２ｃにアスペクト比が高い溝や孔等のような凹部４を形成することが可能となる。
(4)．上記(3)により、半導体集積回路装置を構成する配線の微細化が可能となり、半導体集積回路装置の高集積化が可能となる。
(5)．有機絶縁膜２，２ａ〜２ｃに溝や孔等のような凹部４を形成する際に、２回目のエッチング処理では高選択比条件でエッチング処理を行うので、窒化シリコン膜からなる絶縁膜１，１ａ〜１ｋに対するエッチング選択比を確保した状態でのエッチング処理が可能である。したがって、凹部４の形成時に絶縁膜１，１ａ〜１ｋの突き抜けの不具合を抑制することが可能となる。
(6).上記(5)により、絶縁膜１，１ａ〜１ｋを薄くすることができるので、半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることができる。したがって、半導体集積回路装置の動作速度を向上させることが可能となる。
(7).上記(1) 〜(6) の効果を従来からの環境、例えばエッチング装置やガス種を変えずに得ることが可能となる。
【０１６４】
（実施の形態６）
本実施の形態６は、前記実施の形態５の変形例を説明するものであって、上記半導体集積回路装置の配線を前記実施の形態５で説明したデュアルダマシン法とは別のデュアルダマシン法で形成する場合における本願発明の技術思想の適用例を説明するものである。以下、本実施の形態６の半導体集積回路装置の製造方法を図７１〜図７８により説明する。なお、図７１〜図７８の各図において、（ａ）は図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０１６５】
図７１は、前記実施の形態２の図３７〜図３８で説明した工程を経た後の半導体集積回路装置の製造工程中における要部を示している。なお、ここでの有機絶縁膜２ｃの厚さは、例えば３００ｎｍ程度である。また、フォトレジスト膜３ｃの厚さは、例えば０．７８μｍ程度である。この状態から前記実施の形態２と同様に、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｅをプラズマドライエッチング処理によって除去して絶縁膜５ｃを露出させる。
【０１６６】
続いて、図７２に示すように、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜５ｃ、有機絶縁膜２ｃ、絶縁膜１ｄおよび層間絶縁膜１７ｅを、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理によって順次に除去することによりスルーホール４ｂ３を形成する。ただし、このエッチング処理では、エッチング条件を前記形状優先条件とし、有機絶縁膜からなる層間絶縁膜１７ｅの厚さ方向の途中位置（絶縁膜１ｃの直上）でエッチング処理を終了する。したがって、この処理後のスルーホール４ｂ３の底面には、サブトレンチは形成されない。また、スルーホール４ｂ３の底面からは層間絶縁膜１７ｅが露出され、絶縁膜１ｃは露出されない。この際のエッチング条件は、前記実施の形態５の図６４のスルーホール４ｂ１の形成時のエッチング条件と同じである。その後、スルーホール４ｂ３の底部の層間絶縁膜１７ｅを、図７３に示すように、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理によって除去する。ただし、このエッチング処理では、エッチング条件を前記高選択比条件とし、絶縁膜１ｃをエッチングストッパとして機能させ、絶縁膜１ｃの上面が露出されるまでエッチング処理を行う。この際のエッチング条件は、例えば前記実施の形態５の図６５のスルーホール４ｂ１の形成時のエッチング条件と同じである。
【０１６７】
次いで、前記実施の形態２と同様に、フォトレジスト膜３ｃおよび反射防止膜２１ｅをアッシング処理によって除去した後、図７４に示すように、層間絶縁膜１７ｆ上およびスルーホール４ｂ３内に反射防止膜２１ｆを塗布する。続いて、その反射防止膜２１ｆ上に、上記フォトレジスト膜３ｄを形成した後、このフォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｆを、例えば前記実施の形態２と同じ条件で図７５に示すように除去する。その後、そのフォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する層間絶縁膜１７ｆをプラズマドライエッチング処理によって除去することにより、図７６に示すように、層間絶縁膜１７ｆに溝４ａ２を形成する。ただし、この際のエッチング条件は、上記形状優先条件とし、そのエッチング処理を有機絶縁膜２ｃの厚さ方向の途中位置（絶縁膜１ｄの直上）で終了する。したがって、この処理後の溝４ａ２の底面には、サブトレンチは形成されない。また、溝４ａ２の底面からは有機絶縁膜２ｃが露出され、絶縁膜１ｃは露出されない。また、この場合、スルーホール４ｂ３内に反射防止膜２１ｆが残されている。この際のエッチング条件は、例えば前記実施の形態５の図６４のスルーホール４ｂ１の形成時のエッチング条件と同じである。
【０１６８】
次いで、溝４ａ２の底部の有機絶縁膜２ｃを、図７７に示すように、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用いたプラズマドライエッチング処理によって除去する。ただし、この際にはエッチング条件を上記高選択比条件とし、絶縁膜１ｄをエッチングストッパとして機能させ、絶縁膜１ｄの上面が露出されるまでエッチング処理を行う。これにより、溝４ａ２のの底面から絶縁膜１ｄを露出させる。なお、スルーホール４ｂ３の底面内には反射防止膜２１ｆが残されている。この際のエッチング条件は、例えば前記実施の形態５の図６５のスルーホール４ｂ１の形成時のエッチング条件と同じである。
【０１６９】
次いで、前記実施の形態２と同様に、フォトレジスト膜３ｄおよび反射防止膜２１ｆをアッシング処理によって除去した後、スルーホール４ｂ３および溝４ａ２の底面から露出する絶縁膜１ｃ、１ｄを、例えばＣＨＦ3／Ｏ2を用いたプラズマドライエッチング処理によって図７８に示すように除去することにより、第１層配線１８Ｌ１の上面の一部を露出させ、スルーホール４ｂ３および溝４ａ２を完成させる。このエッチング条件は、前記実施の形態５の図６５、図６６を用いて説明した絶縁膜１ａのエッチング条件と同じである。これ以降は前記実施の形態１〜５と同じなので説明を省略する。
【０１７０】
このような本実施の形態６においても前記実施の形態５と同様の効果を得ることが可能となる。特に、アスペクト比の高いスルーホール４ｂ３を、その断面形状に不具合を生じさせることなく、あるいは生じさせても許容の範囲内で、窒化シリコン膜に対する高いエッチング選択比を確保したまま形成することができる。
【０１７１】
（実施の形態７）
本実施の形態７は、前記実施の形態５の変形例を説明するものであって、上記半導体集積回路装置の配線を前記実施の形態５、６で説明したデュアルダマシン法とはさらに他のデュアルダマシン法で形成する場合における本願発明の技術思想の適用例を説明するものである。以下、本実施の形態７の半導体集積回路装置の製造方法を図７９〜図８４により説明する。なお、図７９〜図８４の各図において、（ａ）は図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０１７２】
図７９は、前記実施の形態３の図４３〜図４７で説明した工程を経た後の半導体集積回路装置の製造工程中における要部を示している。なお、ここでの有機絶縁膜２ｃの厚さおよびフォトレジスト膜３ｃの厚さは、例えば前記実施の形態５、６と同じである。この状態から前記実施の形態３と同様に、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｇをプラズマドライエッチング処理によって除去して絶縁膜５ｃを露出させる。
【０１７３】
続いて、図８０に示すように、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜５ｃおよび有機絶縁膜２ｃを、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用い、かつ、前記実施の形態６と同様に形状優先条件に設定したプラズマドライエッチング処理によって順次に除去することによりスルーホール４ｂ３を形成する。この処理後のスルーホール４ｂ３の底面には有機絶縁膜２ｃが残され、絶縁膜１ｄは露出されない。その後、スルーホール４ｂ３の底部の有機絶縁膜２ｃを、図８１に示すように、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用い、かつ、前記実施の形態６と同様に高選択比条件に設定したプラズマドライエッチング処理によって除去する。これにより、この処理後のスルーホール４ｂ３の底面からは絶縁膜１ｄが露出される。
【０１７４】
次いで、フォトレジスト膜３ｃをマスクとして、スルーホール４ｂ３の底面から露出する絶縁膜１ｄを、例えばＣＨＦ3／Ｏ2を用いたプラズマドライエッチング処理によって図８２に示すように除去することにより、スルーホール４ｂ３の底面から層間絶縁膜１７ｅの上面を露出させる。このエッチング条件は前記実施の形態５の図６５、図６６を用いて説明した絶縁膜１ａのエッチング条件と同じである。続いて、前記実施の形態３と同様に、フォトレジスト膜３ｃおよび反射防止膜２１ｇをアッシング処理によって図８３に示すように除去した後、残された絶縁膜２２をエッチングマスクとし、かつ、絶縁膜１ｃ、１ｄをエッチングストッパとして、開口部２３およびスルーホール４ｂ３の底面から露出する層間絶縁膜１７ｆ、１７ｅをプラズマドライエッチング処理によって除去する。これにより、図８４に示すように、溝４ａ２およびその底面から下方に延びるスルーホール４ｂ３を形成する。この溝４ａ２の底面からは、絶縁膜１ｄの上面が露出され、スルーホール４ｂ３の底面からは、絶縁膜１ｃの上面が露出される。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば１８／１５／４２０ｓｃｃｍ程度である。処理室内の圧力は、例えば３０ｍＴｏｒｒ程度、高周波電力は、例えば２２００／１４００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば−２０℃程度である。エッチング装置としては、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用いた。
【０１７５】
これ以降の製造工程は、前記実施の形態３の図５０で説明した工程および前記実施の形態１の図３５および図３６で説明した工程と同じなので説明を省略する。
【０１７６】
このような本実施の形態７においては、前記実施の形態５で得られた効果の他に以下の効果を得ることが可能となる。すなわち、スルーホール４ｂ３の加工において層間絶縁膜に窒化シリコン膜からなるエッチングストッパが設けられているので、スルーホール４ｂ３の加工精度（深さの精度）を向上させることが可能となる。
【０１７７】
（実施の形態８）
本実施の形態８は、前記実施の形態５の変形例を説明するものであって上記半導体集積回路装置の配線を前記実施の形態５〜７で説明したデュアルダマシン法とはさらに他のデュアルダマシン法で形成する場合における本願発明の技術思想の適用例を説明するものである。以下、本実施の形態８の半導体集積回路装置の製造方法を図８５〜図９０により説明する。なお、図８５〜図９０の各図において、（ａ）は図１４の半導体集積回路装置の製造工程中における要部平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０１７８】
図８５は、前記実施の形態４の図５１、図５２で説明した工程を経た後の半導体集積回路装置の製造工程中における要部を示している。なお、ここでの有機絶縁膜２ｄの厚さは、例えば８００ｎｍ程度である。また、フォトレジスト膜３ｃの厚さは、例えば前記実施の形態５〜７と同じである。この状態から前記実施の形態４と同様に、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｅをプラズマドライエッチング処理によって除去して絶縁膜５ｄを露出させる。
【０１７９】
続いて、図８６に示すように、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜５ｄおよび有機絶縁膜２ｄを、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用い、かつ、前記実施の形態６、７と同様に形状優先条件に設定したプラズマドライエッチング処理によって順次に除去することによりスルーホール４ｂ３を形成する。この処理後のスルーホール４ｂ３の底面には有機絶縁膜２ｃが残され、絶縁膜１ｃは露出されない。その後、スルーホール４ｂ３の底部の有機絶縁膜２ｄを、図８７に示すように、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒガスを用い、かつ、前記実施の形態６、７と同様に高選択比条件に設定したプラズマドライエッチング処理によって除去する。これにより、この処理後のスルーホール４ｂ３の底面からは絶縁膜１ｃが露出される。
【０１８０】
次いで、前記実施の形態４と同様に、フォトレジスト膜３ｃおよび反射防止膜２１ｅをアッシング処理によって除去した後、図８８に示すように、層間絶縁膜１７ｐ上およびスルーホール４ｂ３内に反射防止膜２１ｆを塗布する。続いて、その反射防止膜２１ｆ上に、上記フォトレジスト膜３ｄを形成した後、このフォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｆを、例えば前記実施の形態４と同じエッチング条件で除去する。その後、そのフォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜５ｄおよび有機絶縁膜２ｄを、例えば前記実施の形態６、７と同様に形状優先条件に設定したプラズマドライエッチング処理によって順次に除去することにより、図８９に示すように、層間絶縁膜１７ｐに溝４ａ２を形成する。このエッチング処理では、エッチング時間によって溝４ａ２の深さを制御している。この溝４ａ２の底面からは有機絶縁膜２ｄが露出され、絶縁膜１ｃは露出されない。また、この場合、スルーホール４ｂ３内に反射防止膜２１ｆが残されている。
【０１８１】
次いで、フォトレジスト膜３ｄおよび反射防止膜２１ｆをアッシング処理によって図９０に示すように除去する。このようにして、層間絶縁膜１７ｐに溝４ａ２およびその底面から下方に延びるスルーホール４ｂ３を形成する。これ以降の製造工程は、前記実施の形態４の図５８、図５９で説明した工程と同じなので説明を省略する。このような本実施の形態８においては、前記実施の形態５、６で得られた効果の他に、以下の効果を得ることが可能となる。すなわち、層間絶縁膜１７ｐの中間層に窒化シリコン膜からなる絶縁膜（前記絶縁膜１ｄ等）を設けないことにより、半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることができるので、半導体集積回路装置の動作速度をさらに向上させることが可能となる。
【０１８２】
（実施の形態９）
本実施の形態９は、本発明の他の技術思想を説明するものであって、前記有機絶縁膜のエッチング形状（前記凹部の形状）を、処理ガス中の酸素の流量とＣＦ系のガスの流量との比を適当な値にすることで制御するものである。
【０１８３】
図９１（ａ）は、平行平板型狭電極ＲＩＥ装置で、例えば有機ＳＯＧ膜により形成された有機絶縁膜と、窒化シリコン膜とをエッチング除去したときの処理ガス中における酸素流量とＣＦ系のガス（例えばＣ4Ｆ8）流量との比と、各膜のエッチング速度との関係を示している。この時のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば８〜４３／１５／４００ｓｃｃｍ程度、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、高周波電力密度は、例えば４．５Ｗ／ｃｍ2程度である。上記有機絶縁膜のエッチング速度は、処理ガス中の酸素とＣ4Ｆ8との比が１近傍で極大値をとっている。
【０１８４】
図９１（ｂ）は、上記エッチング条件で有機絶縁膜の溝パターン（凹部４）を加工した時のエッチング形状を観測した結果を模式的に示している。エッチング速度が極大値になる処理ガス中の酸素とＣ4Ｆ8との比以上では、前記サブトレンチと呼ばれる異常形状が発生し、酸素の比率が増加するとサブトレンチは深くなる。その様子をサブトレンチの深さのエッチング深さに対する比として示したのが図９１（ｃ）である。この図９１（ｃ）から処理ガス中の酸素とＣ4Ｆ8との比を変化させることにより、有機絶縁膜のエッチング形状を制御できることがわかる。
【０１８５】
第１に、処理ガス中における酸素の比率が０．３以上、０．５以下の範囲においては、有機絶縁膜の凹部４の断面形状を矩形状に形成することができる。これを酸素の炭素に対する比として表すと、０．１５以上、０．２５以下の範囲になる。第２に、処理ガス中における酸素の比率が０以上、０．５以下の範囲においては、図９１（ｂ）に示すように、凹部４の側面にテーパ角がついてしまうので、エッチングするパターンの幅と深さによってはエッチング形状がくさび形になる。しかし、サブトレンチ（異常形状）は発生しないので、エッチングするパターンの幅および深さを考慮すれば、有機絶縁膜のエッチングに使用できる。この範囲は酸素の炭素に対する比として表すと、０以上、０．２５以下の範囲になる。第３に、処理ガス中の酸素の比率が０．３以上、０．７以下の範囲においては、図９１（ｂ）に示すように、テーパ角はつかないものの、エッチング深さに対するサブトレンチの深さが０．３以下のサブトレンチが発生する。しかし、サブトレンチの深さはそれほど深くないので、例えば配線形成用の溝として使用可能である。これを酸素の炭素に対する比として表すと、０．１５以上、０．３５以下の範囲になる。
【０１８６】
ダマシン法による配線構造等でエッチングストッパ膜あるいは配線材料に銅を使用した場合には銅の拡散を抑制する膜として使用される窒化シリコン膜と有機絶縁膜とのエッチング選択比も、処理ガス中の酸素流量とＣＦ系のガス（例えばＣ4Ｆ8）流量の比が０以上、０．７以下の範囲では、図９１（ａ）からわかるように、３程度あるので、窒化シリコン膜上でエッチングを停止させることも可能である。
【０１８７】
このような効果は、前記したスルーホールやコンタクトホール等のような孔パターンについても同様の効果が得られる。また、上記エッチング条件は、高周波電力密度が４．５Ｗ／ｃｍ2での結果であるが、その値が、例えば３Ｗ／ｃｍ2以上、６Ｗ／ｃｍ2以下の範囲においては同様の効果を得ることができる。また、上記エッチング条件は、一例であり、Ｃ4Ｆ8流量、酸素流量の絶対値を変えても、高周波電力密度が上記の範囲にあり、酸素流量のＣＦ流量に対する比が０以上、０．７以下、酸素の炭素に対する比として表すと、０以上、０．３５以下であれば、上記の効果が得られる。
【０１８８】
（実施の形態１０）
本実施の形態１０は、前記実施の形態９の変形例を説明するものであって、前記高周波電力密度の範囲を前記実施の形態９に示した範囲よりも小さくした場合を説明するものである。
【０１８９】
図９２（ａ）は、平行平板型狭電極ＲＩＥ装置の高周波電力密度の範囲を前記実施の形態９に示した範囲よりも小さくした際の処理ガス中の酸素流量とＣＦ系のガス（例えばＣ4Ｆ8）流量との比に対する上記有機絶縁膜および窒化シリコン膜のエッチング速度の関係を示している。この時のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば２５／０〜５０／４００ｓｃｃｍ程度、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、高周波電力密度は、例えば０．６Ｗ／ｃｍ2程度である。この場合も、上記有機絶縁膜のエッチング速度は、処理ガス中の酸素とＣ4Ｆ8との比が１近傍で極大値をとっている。
【０１９０】
図９２（ｂ）は、上記エッチング条件で有機絶縁膜の溝パターン（凹部４）を加工した時のエッチング形状の観測結果を模式的に示している。エッチング速度が極大値になる処理ガス中の酸素とＣ4Ｆ8との比以上では、前記サブトレンチ（異常形状）が発生し、酸素の比率が増加するとサブトレンチは深くなる。その様子をサブトレンチの深さのエッチング深さに対する比として示したのが図９２（ｃ）である。この場合もこの図９２（ｃ）から処理ガス中の酸素とＣ4Ｆ8との比を変化させることにより、有機絶縁膜のエッチング形状を制御できることがわかる。
【０１９１】
第１に、処理ガス中における酸素の比率が０．３以上、０．５以下の範囲においては、有機絶縁膜の凹部４の断面形状を矩形状に形成することができる。これを酸素の炭素に対する比として表すと、０．１５以上、０．２５以下の範囲になる。第２に、処理ガス中における酸素の比率が０以上、０．５以下の範囲においては、図９２（ｂ）に示すように、凹部４の側面にテーパ角がついてしまうので、エッチングするパターンの幅と深さによってはエッチング形状がくさび形になる。しかし、サブトレンチ（異常形状）は発生しないので、エッチングするパターンの幅および深さを考慮すれば、有機絶縁膜のエッチングに使用できる。この範囲は酸素の炭素に対する比として表すと、０以上、０．２５以下の範囲になる。第３に、処理ガス中の酸素の比率が０．３以上、０．９以下の範囲においては、図９１（ｂ）に示すように、テーパ角はつかないものの、エッチング深さに対するサブトレンチの深さが０．３以下のサブトレンチが発生する。しかし、このサブトレンチの深さはそれほど深くないので、例えば配線形成用の溝や孔として使用可能である。これを酸素の炭素に対する比として表すと、０．１５以上、０．４５以下の範囲になる。第４に、処理ガス中の酸素の比率が０以上、０．９以下ではテーパがつき、エッチング深さに対するサブトレンチ深さが０．３以下のサブトレンチが発生する。しかし、サブトレンチの深さは、それほど深くないので、エッチングするパターンの幅と深さを考慮すれば、例えば配線形成用の溝や孔として使用可能である。この範囲は酸素の炭素に対する比として表すと、０以上０．４５以下の範囲になる。
【０１９２】
本実施の形態１０においても、ダマシン法による配線構造等でエッチングストッパ膜あるいは配線材料に銅を使用した場合には銅の拡散を抑制する膜として使用される窒化シリコン膜と有機絶縁膜とのエッチング選択比は、処理ガス中の酸素流量とＣＦ系のガス（例えばＣ4Ｆ8）流量の比が０以上、０．９以下（酸素の炭素に対する比として表すと０以上、０．４５以下）の範囲では、図９２（ａ）からわかるように、３程度あるので、窒化シリコン膜上でエッチングを停止させることが可能である。
【０１９３】
このような効果は、前記したスルーホールやコンタクトホール等のような孔パターンについても同様の効果が得られる。また、上記エッチング条件は、高周波電力密度が０．６Ｗ／ｃｍ2での結果であるが、その値が、例えば０．３Ｗ／ｃｍ2以上〜３Ｗ／ｃｍ2の範囲においては同様の効果を得ることができる。また、上記エッチング条件は、一例であり、Ｃ4Ｆ8流量、酸素流量の絶対値を変えても、高周波電力密度が上記の範囲にあり、酸素流量のＣＦ流量に対する比が０以上、０．９以下、すなわち、酸素の炭素に対する比として表すと、０以上、０．４５以下であれば、上記の効果が得られる。
【０１９４】
（実施の形態１１）
本実施の形態１１は、前記実施の形態９，１０で説明した発明を、半導体集積回路装置の配線の形成方法に具体的に適用した場合を説明するものである。なお、本実施の形態１１は、前記実施の形態１（シングルダマシン法）とエッチング条件以外は同じなので、本実施の形態１１の説明においては、前記実施の形態１と異なる箇所を抜き出して説明する。まず、図１７のスルーホール４ｂ１および図２３の配線形成用の溝４ａ１の形成のためのエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば２５／１０／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば０．６Ｗ／ｃｍ2程度である。ただし、上記した有機絶縁膜に対するエッチング処理時の条件は、上記したものに限定されるものではなく、前記実施の形態９、１０に記述した範囲内において種々変更可能である。このような本実施の形態１１においても前記実施の形態５と同様の効果を得ることが可能となる。
【０１９５】
（実施の形態１２）
本実施の形態１２は、前記実施の形態９，１０で説明した発明を、半導体集積回路装置の配線形成方法（デュアルダマシン法）に適用した場合を説明するものである。なお、本実施の形態１２の説明で用いる図９３〜図９６の（ａ）は、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中の要部平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０１９６】
図９３は、前記実施の形態１の図２７〜図３２で説明した工程を経た後の本実施の形態１２の半導体集積回路装置の製造工程中における要部を示している。この状態から前記実施の形態１と同様に、フォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｄをエッチング除去して絶縁膜５ｃを露出させた後、図９４に示すように、フォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜５ｃおよび有機絶縁膜２ｃを、絶縁膜１ｄの上面が露出するまでプラズマドライエッチング処理によって順次除去することにより溝４ａ２を形成する。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば４３／１５／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば４．０Ｗ／ｃｍ2程度である。これにより、この処理後の溝４ａ２の底面には、サブトレンチは形成されない、または形成されても小さく許容の範囲である。また、絶縁膜１ｄをエッチングストッパとして機能させることができる。
【０１９７】
続いて、フォトレジスト膜３ｄをエッチングマスクとし、かつ、絶縁膜１ｄ、１ｃをエッチングストッパとして、絶縁膜１ｄから露出する有機絶縁膜２ｃおよびスルーホール４ｂ３から露出される層間絶縁膜１７ｅを図９５に示すようにプラズマドライエッチング処理によって順にエッチング除去することにより、溝４ａ２の底部から下方に延びるスルーホール４ｂ３を形成する。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば２５／１０／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば０．６Ｗ／ｃｍ2程度である。これにより、この処理後の溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の底面には、サブトレンチは形成されない、または形成されても小さく許容の範囲である。また、絶縁膜１ｃ、１ｄをエッチングストッパとして機能させることができる。ただし、エッチング選択比が３程度の条件とした場合は、あらかじめ上記有機絶縁膜からなる層間絶縁膜１７ｅの厚さを、エッチングストッパとして機能する絶縁膜１ｄの厚さの３倍以下にしておく必要がある。この条件を満たさないと、層間絶縁膜１７ｅにスルーホール４ｂ３を形成している際に、絶縁膜１ｄが消失してしまうからである。なお、この処理後の溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の底面には絶縁膜１ｄ、１ｃが残されている。その後、前記実施の形態１と同様に、フォトレジスト膜３ｄおよび反射防止膜２１ｄをアッシング処理によって除去した後、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の底面から露出する絶縁膜１ｄ、１ｃをエッチング処理によって図９６に示すように除去することにより、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３を完成させる。この処理後の溝４ａ２の底面からは層間絶縁膜１７ｅの上面が露出され、スルーホール４ｂ３の底面からは接続部１８ＰＬ２の上面の一部が露出する。この際のエッチング条件は、前記実施の形態１と同じで良い。これ以降は前記実施の形態１と同じなので説明を省略する。ただし、上記した有機絶縁膜に対するエッチング処理時の条件は、上記したものに限定されるものではなく、前記実施の形態９、１０に記述した範囲内において種々変更可能である。このような本実施の形態１２においても前記実施の形態５と同様の効果を得ることが可能となる。
【０１９８】
（実施の形態１３）
本実施の形態１３は、前記実施の形態９，１０で説明した発明を、半導体集積回路装置の配線の形成方法に具体的に適用した場合を説明するものであって、前記実施の形態１２とは異なるデュアルダマシン法を用いた配線形成方法を説明するものである。なお、本実施の形態１３は、前記実施の形態２（デュアルダマシン法）とエッチング条件以外は同じで良いので、本実施の形態１３の説明においては、前記実施の形態２と異なる箇所を抜き出して説明する。
【０１９９】
本実施の形態１３においては、図３９のスルーホール４ｂ３を、次のように形成する。まず、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する絶縁膜５ｃ、有機絶縁膜２ｃをプラズマドライエッチング処理によって順に除去する。その際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば２５／１０／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば０．６Ｗ／ｃｍ2程度である。続いて、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、窒化シリコン膜等からなる絶縁膜１ｄをプラズマドライエッチング処理によって除去する。その際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、通常のＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば６．５Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣＨＦ3／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば２０／２０／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば０．６Ｗ／ｃｍ2程度である。さらに続いて、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとし、かつ、絶縁膜１ｃをエッチングストッパとして、有機絶縁膜等からなる層間絶縁膜１７ｅをプラズマドライエッチング処理によって除去する。これにより、底面から絶縁膜１ｃが露出するようなスルーホール４ｂ３を形成する。その際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば４３／１８／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば４．５Ｗ／ｃｍ2程度である。また、本実施の形態１３においては、図４２の溝４ａ２の形成のためのエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば４５／１５／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば４．０Ｗ／ｃｍ2程度である。
【０２００】
ただし、上記した有機絶縁膜に対するエッチング条件は、上記したものに限定されるものではなく、前記実施の形態９、１０に記述した範囲内において種々変更可能である。
【０２０１】
このような本実施の形態１３においても前記実施の形態５、６と同様の効果を得ることが可能となる。
【０２０２】
（実施の形態１４）
本実施の形態１４は、前記実施の形態９，１０で説明した発明を半導体集積回路装置の配線の形成方法に適用した場合を説明するものであって、前記実施の形態１２、１３とは異なるデュアルダマシン法を説明するものである。なお、本実施の形態１４の説明で用いる図９７〜図１０１の（ａ）は、図１４の半導体集積回路装置の製造工程中の要部平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【０２０３】
図９７は、前記実施の形態３の図４３〜図４７で説明した工程を経た後の半導体集積回路装置の製造工程中における要部を示している。なお、絶縁膜２２の開口部２３の形成時のエッチング条件は、前記実施の形態３で説明したのと同じで良い。
【０２０４】
この状態から前記実施の形態３と同様に、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｇをプラズマドライエッチング処理によって除去して絶縁膜５ｃを露出させた後、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとし、かつ、絶縁膜１ｄをエッチングストッパとして、絶縁膜５ｃおよび有機絶縁膜２ｃをプラズマドライエッチング処理によって順に除去することにより、図９８に示すようにスルーホール４ｂ３を形成する。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば４３／１５／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば４．０Ｗ／ｃｍ2程度である。この処理後のスルーホール４ｂ３の底面からは絶縁膜１ｄが露出されている。続いて、フォトレジスト膜３ｃをマスクとして、スルーホール４ｂ３の底部から露出する絶縁膜１ｄをプラズマドライエッチング処理によって図９９に示すように除去することにより、スルーホール４ｂ３の底面から層間絶縁膜１７ｅの上面を露出させる。このエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、通常のＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば６．５Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣＨＦ3／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば２０／２０／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば０．６Ｗ／ｃｍ2程度である。その後、前記実施の形態３と同様に、フォトレジスト膜３ｃおよび反射防止膜２１ｇをアッシング処理によって図１００に示すように除去した後、残された絶縁膜２２をエッチングマスクとし、かつ、絶縁膜１ｃ、１ｄをエッチングストッパとして、開口部２３およびスルーホール４ｂ３の底面から露出する層間絶縁膜１７ｆ、１７ｅをプラズマドライエッチング処理によって除去する。この際のエッチング条件は、例えば上記図９８のスルーホール４ｂ３の形成時のエッチング条件と同じである。これにより、図１０１に示すように、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３を形成する。この溝４ａ２の底面からは、絶縁膜１ｄの上面が露出され、スルーホール４ｂ３の底面からは、絶縁膜１ｃの上面が露出される。ただし、上記エッチングマスクとなる絶縁膜２２に対する、有機絶縁膜からなる上記絶縁膜２ｃのエッチング選択比が３程度である条件とした場合は、上記絶縁膜２２の膜厚に対して、上記絶縁膜２ｃの膜厚をあらかじめ３倍以下にしておく必要がある。さらに、上記溝４ａ２を形成するときに、上記絶縁膜１７ｅもエッチングされ、スルーホール４ｂ３を形成するので、上記絶縁膜１７ｅの膜厚も、上記絶縁膜２２の膜厚の３倍以下にしておく必要がある。この条件を満たさないと、上記溝４ａ２、上記スルーホール４ｂ３を加工中に、上記絶縁膜２２が消失してしまうからである。また、上記絶縁膜２ｃ、１７ｅの膜厚は、上記絶縁膜１ｄ、１ｃの膜厚によっても制限される。もし、絶縁膜２ｃの膜厚が絶縁膜１７ｅの膜厚よりも厚い場合は、その差が絶縁膜１ｃの膜厚の３倍以下である必要がある。逆に絶縁膜１７ｅの膜厚が絶縁膜２ｃ��膜厚よりも厚い場合は、その差が絶縁膜１ｄの膜厚の３倍以下である必要がある。この条件を満たさないと、上記溝４ａ２、上記スルーホール４ｂ３を加工中に、上記絶縁膜１ｄ、１ｃのどちらかが消失してしまうからである。その後、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３の底面から露出する絶縁膜１ｄ、１ｃをエッチング除去する。その際のエッチング条件は、前記実施の形態３と同じである。これ以降の製造工程は、前記実施の形態３の図５０で説明した工程および前記実施の形態１の図３５および図３６で説明した工程と同じなので説明を省略する。
【０２０５】
ただし、上記した有機絶縁膜に対するエッチング条件は、上記したものに限定されるものではなく、前記実施の形態９、１０に記述した範囲内において種々変更可能である。
【０２０６】
このような本実施の形態１４においても前記実施の形態５，７と同様の効果を得ることが可能となる。
【０２０７】
（実施の形態１５）
本実施の形態１５は、前記実施の形態９，１０で説明した発明を、半導体集積回路装置の配線の形成方法に適用した場合を説明するものであって、前記実施の形態１４とはさらに異なるデュアルダマシン法を説明するものである。なお、本実施の形態１５は、前記実施の形態４（デュアルダマシン法）とエッチング条件以外は同じなので、本実施の形態１５の説明においては、前記実施の形態４と異なる箇所を抜き出して説明する。
【０２０８】
本実施の形態１５においては、図５３のスルーホール４ｂ３を形成するためのエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば４．０Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば２５／１０／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば０．６Ｗ／ｃｍ2程度である。
【０２０９】
次に、図５６の溝４ａ２を形成するためのエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば６．５Ｐａ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば４５／１５／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば４．０Ｗ／ｃｍ2程度である。
【０２１０】
ただし、上記した有機絶縁膜に対するエッチング条件は、上記したものに限定されるものではなく、前記実施の形態９、１０に記述した範囲内において種々変更可能である。
【０２１１】
このような本実施の形態１５においても前記実施の形態５、８と同様の効果を得ることが可能となる。
【０２１２】
（実施の形態１６）
本実施の形態１６は、本発明のさらに他の技術思想を説明するものであって、層間絶縁膜を構成する有機絶縁膜に溝や孔等のような凹部を形成する際にエッチングストッパとして用いた絶縁膜を、層間絶縁膜を構成する有機絶縁膜よりも有機量（炭素の含有量）の多い有機絶縁膜によって構成するものである。
【０２１３】
本発明者らは前記実施の形態１〜１５で説明した発明を検討中に、同じ有機絶縁膜であっても、それに含まれる有機量によってエッチングレートが変わることを見出した。
【０２１４】
図１０２は、本発明者らが行った実験結果による有機量比とエッチレートとの関係を示している。この図１０２から有機量の増加によってエッチレートが低下することがわかる。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば３０ｍＴｏｒｒ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば１３／１５／４２０ｓｃｃｍ程度、上部／下部電極電力は、例えば２２００／１４００Ｗ程度、下部電極の温度は、例えば−２０℃である。なお、有機量比は、（相対的に有機量の多い有機絶縁膜の有機含有量）／（相対的に有機量の少ない有機絶縁膜の有機含有量）で表せる。
【０２１５】
また、図１０２のエッチレートを層間絶縁膜を構成する有機絶縁膜に対するエッチング選択比として表したのが、図１０３（ａ），（ｂ）および図１０４である。図１０３（ａ）は、半導体ウエハの主面上全面に、相対的に有機量の多い有機絶縁膜を堆積し、その上に相対的に有機量の少ない有機絶縁膜を堆積した状態で上層からエッチング処理を進めて行った場合において、相対的に有機量の少ない有機絶縁膜に対する相対的に有機量の多い絶縁膜のエッチング選択比を測定した結果である。また、図１０３（ｂ）は、半導体ウエハの主面上全面に、相対的に有機量の多い有機絶縁膜を堆積し、その上に相対的に有機量の少ない有機絶縁膜を堆積した状態で、相対的に有機量の少ない有機絶縁膜に、例えば平面寸法が１μｍ程度の溝をエッチング処理によって形成した場合において、相対的に有機量の少ない有機絶縁膜に対する相対的に有機量の多い絶縁膜のエッチング選択比を測定した結果である。さらに、図１０４（ａ）は、上記図１０３（ａ），（ｂ）の結果を１つのグラフ内に表したものであり、（ｂ）は各有機量比での有機絶縁膜の化学構造例を模式的に示している。
【０２１６】
これらの図から有機量の増加によってエッチング選択比が増加していることがわかる。特に、図１０３（ｂ）のように、微細な溝の加工においては、有機量の増加によって、例えば層間絶縁膜として使用する有機絶縁膜（相対的に有機量の少ない有機絶縁膜）の有機量の約２倍の有機量とすることで、エッチングストッパ膜に必要なエッチング選択比５が得られている。すなわち、有機量の増加によって有機絶縁膜をエッチングストッパとして使用できることがわかる。なお、ここで言うエッチング選択比は、（相対的に有機量の少ない有機絶縁膜のエッチングレート）／（エッチングストッパ膜のエッチングレート）で表すことができる。
【０２１７】
また、図１０５および図１０６は、有機絶縁膜に溝や孔等のような凹部を形成する際に、エッチングストッパとして窒化シリコン膜を用いた場合と、相対的に有機量の多い有機絶縁膜を用いた場合とで、凹部の寸法とエッチング選択比との関係を測定した結果を示すグラフ図である。エッチング条件は、図１０３および図１０４で説明したのと同じである。溝の幅や孔の直径が小さくなると、相対的に有機量の多い有機絶縁膜の方が、窒化シリコン膜よりもエッチング選択比が急激に高くなることがわかる。
【０２１８】
また、図１０７は、本発明者らによって得られた各種絶縁膜の特性（接着性、エッチング選択比、銅の核酸抑制能、誘電率）をまとめた図である。なお、エッチング選択比は、相対的に有機量の少ない有機絶縁を層間絶縁膜として用いた場合におけるその層間絶縁膜に対する各膜のエッチング選択比である。また、エッチストッパ膜は、本発明の技術思想の相対的に有機量の多い有機絶縁膜であり、誘電率は、２．５〜４．０が得られた。Ｂｌｏｋは、アプライドマテリアルズ株式会社の商品名であって有機系の絶縁膜である。本発明の技術思想の新有機絶縁膜によれば、窒化シリコン膜と同等程度のエッチング選択比を確保したまま、誘電率を窒化シリコン膜の半分以下にすることが可能である。
【０２１９】
本発明者らの実験結果によれば、例えばエッチストッパ用の有機膜の有機量比を２倍にした有機絶縁膜（有機絶縁膜（２倍）と略す）は、元の有機絶縁膜に比べてエッチングレートが１／３になる。更に、上記のように溝や孔で実験を行うと、マイクロローディング効果等によって更にエッチングレートは遅くなり、元の有機絶縁膜の１／６になる。この現象は、逆に言えば、有機絶縁膜（２倍）は、元の有機絶縁膜に対してエッチング選択比が６であると言える。しかも、この有機絶縁膜（２倍）の誘電率は、例えば２．７程度であり、窒化シリコン膜の誘電率７よりもかなり低い。そこで、この有機絶縁膜（２倍）をエッチングストッパとして配線層に介在させることで配線層の総合の誘電率を大幅に下げることができるので、半導体集積回路装置の動作速度を大幅に向上させることが可能となる。もちろん、例えば有機量を１００％以上にした有機絶縁膜においても同じ効果が得られる。
【０２２０】
このように相対的に有機量の多い有機絶縁膜が、相対的に有機量の少ない有機絶縁膜に対してエッチング選択比を高くできる理由としては、例えば次のことが考えられる。すなわち、図１０８（ａ）に示すように、有機量の多い有機絶縁膜においては、酸化シリコン（ＳｉＯ）の含有量が少ないため、酸化シリコンのエッチャントであるＣＦラジカルの消費量が少ない。したがって、ＣＦラジカルの堆積量が多く、エッチレートが遅い。また、図１０８（ｂ）に示すように、エッチングしなくてはならない炭素（Ｃ）の密度が大きく、エッチャントの酸素（Ｏ）ラジカルが不足する。したがって、エッチレートが遅い。これらの理由により、相対的に有機量の少ない有機絶縁膜に対して、相対的に有機量の多い有機絶縁膜のエッチング選択が大きくなる。
【０２２１】
また、このような有機量が相対的に多い有機絶縁膜は、層間絶縁膜の有機絶縁膜材料として、例えばＳｉＬＫ（ダウケミカル社の商品名）、ブラックダイアモンド（アプライドマテリアルズ社の商品名）、Ｂｌｏｋ（アプライドマテリアルズ社の商品名）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、ＦＬＡＲＥ（アプライドシグナル社の商品名）等を用いた場合もエッチングストッパとして使用することができる。また、有機量が相対的に多い有機絶縁膜は、層間絶縁膜を有機絶縁膜以外の絶縁膜、例えばＴＥＯＳガスを用いたプラズマＣＶＤ法等によって形成された酸化シリコン膜またはＳｉＯＦで構成した場合もエッチングストッパとして使用することができる。また、このエッチングストッパとして使用する有機絶縁膜には、有機シロキサン系ストッパ膜、有機系ストッパ膜も含む。
【０２２２】
次に、本発明の技術思想を用いた半導体集積回路装置の構造例を図１０９〜図１１１に示す。図１０９〜図１１１は、図１４の第３層配線１８Ｌ３と第４層配線１８Ｌ４部分を抜き出して示している。
【０２２３】
図１０９に示す本実施の形態１６においては、絶縁膜１ｄ、１ｆが、層間絶縁膜１７ｅ〜１７ｈにおける有機絶縁膜よりも有機量の多い有機絶縁膜で構成されている。絶縁膜１ｅ、１ｃは、前記実施の形態１〜１５と同様に、例えば窒化シリコン膜からなる。なお、層間絶縁膜１７ｅ〜１７ｈの構造（材料、厚さ、機能および形成方法等）は前記実施の形態１〜１５で説明したのと同じである。
【０２２４】
また、図１１０は、図１０９の変形例である。絶縁膜１ｄ、１ｆを、例えば窒化シリコン膜１ｄ１，１ｆ１上に、上記層間絶縁膜１７ｅ〜１７ｈにおける有機絶縁膜よりも有機量の多い有機絶縁膜１ｄ２，１ｆ２を堆積することで構成したものである。この場合、絶縁膜１ｄ、１ｆ中の窒化シリコン膜１ｄ１，１ｆ１の厚さを薄くできるので、半導体集積回路装置における配線の総合的な誘電率を下げることができる。
【０２２５】
さらに、図１１１は、図１１０の変形例である。絶縁膜１ｄ、１ｆを、上記層間絶縁膜１７ｅ〜１７ｈにおける有機絶縁膜よりも有機量の多い有機絶縁膜１ｄ２，１ｆ２上に、例えば窒化シリコン膜１ｄ１，１ｆ１を堆積することで構成し、かつ、第３層配線１８Ｌ３および第４層配線１８Ｌ４下の窒化シリコン膜１ｄ１，１ｆ１を除去したものである。この場合、配線下の窒化シリコン膜を除去してあるので、図１１０の場合よりもさらに半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることができる。
【０２２６】
次に、本発明の技術思想を半導体集積回路装置の製造方法に適用した場合について説明する。上記のような新有機絶縁膜をエッチングストッパとして用いる本発明の技術思想は、前記実施の形態１〜１５の全てに適用できる。この場合、図１４の絶縁膜１ｂ、１ｄ、１ｆ、１ｈを相対的に有機量の多い有機絶縁膜で構成すれば良い。その具体的な一例を次に記載する。
【０２２７】
本発明の技術思想を、例えば前記実施の形態５のデュアルダマシン法に適用した場合は次の通りである。なお、ここでは前記実施の形態５で説明したのと異なる箇所について説明する。
【０２２８】
まず、図６７等において絶縁膜１ｄは、相対的に有機量の多い新有機絶縁膜を用い、その厚さは１００ｎｍ程度である。この絶縁膜１ｄに対してエッチング処理を施すことにより、スルーホール４ｂ３を形成する際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば２５ｍＴｏｒｒ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば３５／２０／４００ｓｃｃｍ程度、上部／下部電極高周波電力は、例えば５００／２００Ｗ程度、下部電極の温度は、例えば−２０℃である。
【０２２９】
また、図６８および図６９の工程を経た後、前記実施の形態５では溝４ａ２の底の窒化シリコン膜からなる絶縁膜１ｄを除去していたが、本実施の形態１６では新有機絶縁膜からなる絶縁膜１ｄを除去せず、スルーホール４ｂ３の底面に残る窒化シリコン等からなる絶縁膜１ｃをエッチング除去する。エッチング条件は、前記実施の形態５等と同じである。その後、前記実施の形態１等と同様にして溝４ａ３およびスルーホール４ｂ３内に導体膜を埋め込み、図１０９に示した配線構造を形成する。
【０２３０】
さらに、本発明の技術思想を、例えば前記実施の形態６のデュアルダマシン法に適用した場合は、前記実施の形態６とエッチング条件等全て同じである。
【０２３１】
このように、本実施の形態１６によれば、前記実施の形態１〜１５で得られた効果の他に、以下の効果を得ることが可能となる。
(1)．エッチングストッパとして誘電率の低い新有機絶縁膜を用いることにより、半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることが可能となる。
【０２３２】
（実施の形態１７）
また、前記実施の形態１６で説明した本発明の技術思想を、例えば前記実施の形態７のデュアルダマシン法に適用した場合は次の通りである。
【０２３３】
図１１２は、前記実施の形態３の図４３〜図４７で説明した工程を経た後の半導体集積回路装置の製造工程中における要部を示している。なお、絶縁膜１ｄは、層間絶縁膜１７ｅ、１７ｆにおける有機絶縁膜よりも有機量の多い有機絶縁膜からなり、その厚さは、例えば１００ｎｍ程度である。
【０２３４】
この状態から前記実施の形態３と同様に、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、そこから露出する反射防止膜２１ｇをプラズマドライエッチング処理によって図１１３に示すように除去して絶縁膜５ｃを露出させる。この際のエッチング条件は、例えば前記実施の形態１、３等と同様でも良いが、次のようにしても良い。すなわち、エッチング装置は、例えば通常のＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば７５０ｍＴｏｒｒ程度、処理ガスは、例えばＣＨＦ3／ＣＦ4／Ａｒを用い、その流量比は、例えば１０／９０／９５０ｓｃｃｍ程度、高周波電力は、例えば９００Ｗ程度、下部電極の温度は、例えば１０℃である。
【０２３５】
続いて、フォトレジスト膜３ｃをエッチングマスクとして、有機絶縁膜２ｃおよび絶縁膜１ｄをプラズマドライエッチング処理によって順に除去することにより、図１１４に示すようにスルーホール４ｂ３を形成する。この処理後のスルーホール４ｂ３の底面からは層間絶縁膜１７ｅが露出されている。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば２５ｍＴｏｒｒ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば３５／２０／４００ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば５００／２００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば−２０℃程度である。
【０２３６】
その後、前記実施の形態３と同様に、フォトレジスト膜３ｃおよび反射防止膜２１ｇをアッシング処理によって図１１５に示すように除去した後、残された絶縁膜２２をエッチングマスクとして、開口部２３およびスルーホール４ｂ３の底面から露出する層間絶縁膜１７ｆ、１７ｅをプラズマドライエッチング処理によって除去する。ここでは有機絶縁膜からなる層間絶縁膜１７ｅ、１７ｆの途中の深さ位置まで溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３を形成する。これにより、図１１６に示すように、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３を形成する。この溝４ａ２の底面には、有機絶縁膜２ｃが残され、スルーホール４ｂ３の底面には、層間絶縁膜１７ｅが残されている。この残されている絶縁膜（２ｃ，１７ｅ）の厚さは、元の絶縁膜（２ｃ，１７ｅ）の厚さの３０％以下、あるいは２０％以下、好ましくは１５％以下である。この際のエッチング条件は、例えば上記図１１４のスルーホール４ｂ３の形成時のエッチング条件と同じである。
【０２３７】
次いで、絶縁膜２２をエッチングマスクとして、残された層間絶縁膜１７ｅ、１７ｆをプラズマドライエッチング処理によって除去する。ここでは絶縁膜１ｃおよび有機絶縁膜からなる絶縁膜１ｄをエッチングストッパとして、エッチング処理を施す。これにより、図１１７に示すように、溝４ａ２およびスルーホール４ｂ３を形成する。この溝４ａ２の底面からは絶縁膜１ｄが露出され、スルーホール４ｂ３の底面からは絶縁膜１ｃが露出されている。この際のエッチング条件は、次の通りである。すなわち、エッチング装置は、前記実施の形態１と同様に、例えば平行平板型狭電極ＲＩＥ装置を用い、処理時の処理室内の圧力は、例えば３０ｍＴｏｒｒ程度、処理ガスは、例えばＣ4Ｆ8／Ｏ2／Ａｒを用い、その流量比は、例えば１３／１５／４２０ｓｃｃｍ程度、高周波電力密度は、例えば２２００／１４００Ｗ程度、下部電極温度は、例えば−２０℃程度である。続いて、スルーホール４ｂ３の底面から露出する絶縁膜１ｃを前記実施の形態１，３と同様に除去することにより、その底面から第２層配線１８Ｌ２の上面一部を露出させる。これ以降の製造工程は、前記実施の形態１の図３６で説明した工程と同じなので説明を省略する。ただし、上記した有機絶縁膜に対するエッチング条件は、上記したものに限定されるものではなく、前記実施の形態９、１０に記述した範囲内において種々変更可能である。
【０２３８】
このような本実施の形態１７においても前記実施の形態５，７，１６と同様の効果を得ることが可能となる。
【０２３９】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０２４０】
例えば前記実施の形態５〜８，１６，１７においては、有機絶縁膜をエッチングする際の処理ガスをＣｘＦｙ／酸素／アルゴンとしたが、これに限定されるものではなく、例えばその酸素に代えてＮＯ、ＮＯ2またはＣＯを用いることもできる。
【０２４１】
また、例えば前記実施の形態１〜１７においは、配線や接続部を構成する主導体膜の形成方法をメッキ法として説明したが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばＣＶＤ法またはスパッタリング法を用いても良い。この場合はバリア導体膜上にシード導体膜を設ける必要がない。また、その主導体膜の材料は、銅に限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばアルミニウム、金または銀を用いても良い。この場合は、主導体膜の原子が拡散するのを抑制するための窒化シリコン等からなる絶縁膜を設けなくても良い。
【０２４２】
また、例えば前記実施の形態１〜１７においては、第１、第７層配線を通常の配線構造とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば第１、第７層配線をダマシン法またはデュアルダマシン法によって形成しても良い。
【０２４３】
また、前記実施の形態１〜１７においては、半導体集積回路基板として半導体単体からなる半導体基板を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば絶縁層上に薄い半導体層を設けてなるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板、半導体基板上にエピタキシャル層を設けてなるエピタキシャル基板を用いても良い。
【０２４４】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるＣＭＩＳ回路を有する半導体集積回路装置に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory ）またはフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ；Electric Erasable Programmable Read Only Memory ）等のようなメモリ回路を有する半導体集積回路装置、マイクロプロセッサ等のような論理回路を有する半導体集積回路装置あるいは上記メモリ回路と論理回路とを同一半導体基板に設けている混載型の半導体集積回路装置にも適用できる。
【０２４５】
また、本発明の技術思想は、半導体集積回路装置の製造方法に適用されることに限定されるものではなく、例えば液晶基板や磁気ヘッド等のような他の電子装置（電子回路装置）等の製造方法にも適用できる。
【０２４６】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
(1).有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に溝や孔等のような凹部をエッチング処理によって形成する際に、その凹部の底面外周に異常形状（サブトレンチ）が形成されてしまうのを抑制または防止することが可能となる。
(2)．有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に溝や孔等のような凹部をエッチング処理によって形成する際に、エッチングストッパとして機能する窒化シリコン膜に対してエッチング選択比を確保しつつ、かつ、凹部の底に異常形状が生じるのを抑制または防止した状態で、凹部を形成することが可能となる。
(3).上記(1),(2)により、半導体集積回路装置を構成する配線層における不良の発生率を低減できる。したがって、半導体集積回路装置の信頼性および歩留まりを向上させることが可能となる。
(4).上記(1),(2),(3)により、有機シロキサンを主成分とする絶縁膜にアスペクト比の高い溝や孔等のような凹部を形成することが可能となる。
(5)．上記(4) により、半導体集積回路装置を構成する配線の微細化が可能となり、半導体集積回路装置の高集積化が可能となる。
(6)．有機シロキサンを主成分とする絶縁膜に溝や孔等のような凹部を形成する際に、エッチングストッパとして機能する窒化シリコン膜に対するエッチング選択比を高くできる。このため、凹部の形成時に、その窒化シリコン膜の突き抜けの不具合を抑制することができる。したがって、エッチングストッパとして機能する窒化シリコン膜を薄くすることが可能となる。
(7).有機シロキサンを主成分とする絶縁膜であっても含まれる炭素の量によってエッチング選択比を変えることができる。したがって、誘電率の低い有機シロキサンを主成分とする絶縁膜をエッチングストッパとして使用することが可能となる。
(8).上記(6),(7)により、半導体集積回路装置の配線の総合的な誘電率を下げることができる。したがって、半導体集積回路装置の動作速度を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２４７】
以上のように、本発明にかかる半導体集積回路装置の製造方法および半導体集積回路装置技術は、特に有機シロキサンを主成分とする絶縁膜を用いる半導体集積回路装置の製造方法および半導体集積回路装置に適用して有効である。
【符号の説明】
【０２４８】
１，１ａ〜１ｋ  絶縁膜
１ｄ１，１ｆ１  窒化シリコン膜
１Ａ，１Ｂ  絶縁膜
２，２ａ〜２ｄ  有機絶縁膜
２Ａ，２Ｂ  有機絶縁膜
３，３ａ，３ｂ  フォトレジスト膜
３ｃ，３ｄ  フォトレジスト膜（マスキング層）
４  凹部
４Ａ  凹部
４ａ，４ａ１〜４ａ７  溝（凹部）
４ｂ  孔（凹部）
４ｂ１，４ｂ２  スルーホール（孔、凹部）
４ｂ３〜４ｂ９  スルーホール（凹部）
５，５ａ〜５ｄ  絶縁膜
６  ＲＩＥ装置
６ａ  エッチングチャンバ
６ｂ  下部電極
６ｃ  第１の高周波電源
６ｄ  上部電極
６ｅ  第２の高周波電極
６ｆ  ガス導入系
６ｇ  シャワープレート
７  半導体ウエハ（半導体集積回路基板）
７ｓ  半導体基板（半導体集積回路基板）
８  エッチング装置
８ａ  エッチングチャンバ
８ｂ  下部電極
８ｃ  第１の高周波電源
８ｄ  ＩＣＰコイル
８ｅ  第２の高周波電源
８ｆ  ガス導入系
９  エッチング装置
９ａ  エッチングチャンバ
９ｂ  下部電極
９ｃ  第１の高周波電源
９ｄ  アンテナ
９ｅ  第２の高周波電源
９ｆ  ＵＨＦ電源
９ｇ  電磁石
９ｈ  シャワープレート
１０Ｎ  ｎウエル
１０Ｐ  ｐウエル
１１  分離部
１２  ゲート絶縁膜
１３  ゲート電極
１４  サイドウォール
１５ａ  半導体領域
１５ｂ  シリサイド層
１６ａ  半導体領域
１６ｂ  シリサイド層
１７ａ〜１７ｋ，１７ｍ，１７ｎ，１７ｐ  層間絶縁膜
１８Ｌ１  第１層配線
１８Ｌ２  第２層配線（埋込配線）
１８Ｌ３  第３層配線（埋込配線）
１８Ｌ４  第４層配線（埋込配線）
１８Ｌ５  第５層配線（埋込配線）
１８Ｌ６  第６層配線（埋込配線）
１８Ｌ７  第７層配線
１８ＰＬ１〜１８ＰＬ10  接続部（埋込配線）
１９  コンタクトホール（凹部）
２０  導体膜
２１ａ〜２１ｇ  反射防止膜
２２  絶縁膜
２３  開口部
５０  絶縁膜
５１  有機絶縁膜
５２  フォトレジスト膜
５３  凹部
５３ａ  溝
５３ｂ  孔
５４  堆積物
５５  サブトレンチ（溝）
５６  絶縁膜
Ｑｐ  ｐチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴ
Ｑｎ  ｎチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
2010062587.tif 000090
【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
2010062587.tif 000093
【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
2010062587.tif 000096
【図９４】
2010062587.tif 000097
【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
2010062587.tif 000100
【図９８】
2010062587.tif 000101
【図９９】
2010062587.tif 000102
【図１００】
2010062587.tif 000103
【図１０１】
2010062587.tif 000104
【図１０２】
2010062587.tif 000105
【図１０３】
2010062587.tif 000106
【図１０４】
2010062587.tif 000107
【図１０５】
2010062587.tif 000108
【図１０６】
2010062587.tif 000109
【図１０７】
2010062587.tif 000110
【図１０８】
2010062587.tif 000111
【図１０９】
2010062587.tif 000112
【図１１０】
2010062587.tif 000113
【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
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【図１１４】
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【図１１５】
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【図１１６】
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【図１１７】
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