(57)【要約】【課題】デュアルダマシン法において、層間絶縁膜のエッチングを阻害することなく配線溝とビアホールを安定して形成する。【解決手段】半導体基板１上に層間絶縁膜６を形成し、炭素含有シリコン窒化膜で構成されたエッチングマスク３０を用いて層間絶縁膜６内に配線溝とビアホールをフロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスを用いたドライエッチングによって形成し、ビアホール内にビアプラグを埋設し配線溝内に配線を埋設する。【選択図】図１２
2014179475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に少なくとも層間絶縁膜を形成し、
少なくとも炭素含有シリコン窒化膜で構成されたエッチングマスクを用いて、前記層間絶縁膜内に、配線溝とビアホールをフロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスを用いたドライエッチングによって形成し、
前記ビアホール内にビアプラグを埋設し、
前記配線溝内に配線を埋設することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記エッチングマスクは、前記ドライエッチングによって表面の一部が除去され、
前記エッチングマスクを構成する炭素含有シリコン窒化膜と前記フロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスとの反応生成物は揮発性物質となることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記反応生成物が前記揮発性物質となることにより、前記層間絶縁膜のエッチングの進行を阻害することなく前記配線溝と前記ビアホールを形成することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記層間絶縁膜はシリコン酸化膜で形成されており、
前記フロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスは、前記シリコン酸化膜をドライエッチングするために用いられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記エッチングマスクは、第１のマスクとしての前記炭素含有シリコン窒化膜と、第２のマスクとしてのシリコン酸化膜を積層することにより構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ドライエッチングにおいて、前記第２のマスクは完全に除去され、前記第１のマスクは膜厚が減少した状態で残留していることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記フロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスとして、パーフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）を用いたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記ドライエッチングにおけるプロセス条件は、パーフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）とアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ２）をプロセスガスとし、流量を２０ｓｃｃｍ（Ｃ４Ｆ８）と３０ｓｃｃｍ（Ａｒ）と７００ｓｃｃｍ（Ｏ２）、高周波パワーを１０００Ｗから１４００Ｗ、圧力を１００ｍＴｏｒｒに設定されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記揮発性物質は、生成物（ＳｉＦ４）であることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
デュアルダマシン法により、層間絶縁膜内の配線溝に銅配線を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記配線溝をドライエッチングにより形成するためのマスク膜として、炭素含有シリコン窒化膜を用いたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記層間絶縁膜はシリコン酸化膜であり、
前記ドライエッチングにおいて、前記シリコン酸化膜をドライエッチングするためのフロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスを用い、
前記炭素含有シリコン窒化膜は、前記フロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスにおいて不揮発性物質が生成されないことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記炭素含有シリコン窒化膜と前記フロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスとの反応生成物は揮発性物質となることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記反応生成物が揮発性物質となることにより、前記層間絶縁膜のエッチングの進行を阻害することなく前記配線溝を形成することを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化並びに高速化に伴って、半導体デバイスの配線材料には、従来のアルミニウム（Ａｌ）に代わり、電気抵抗が低い銅（Ｃｕ）が使用されている。しかし銅は、プラズマイオンとの反応が遅く、ドライエッチングでの加工に時間を要することから、ダマシン法と呼ばれる製法が採用されている。
【０００３】
これは、層間絶縁膜の上部へ配線を設ける溝（配線溝）を形成し、層間絶縁膜の上面並びに配線溝へ銅を堆積させてから、層間絶縁膜の上面における銅をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法で除去することによって、配線溝の内部だけに銅配線を形成するものである。
【０００４】
ダマシン法には、２つの製法方式が公開されており、１つは配線溝内に銅配線だけを形成するシングルダマシン法であり、もう１つは配線溝とビアホールを一体化して設けて銅配線とビアプラグを同時に形成するデュアルダマシン法である。デュアルダマシン法では、ビアプラグの形成工程を簡略化することができるので、銅配線を積層する半導体デバイスで有利となる。またデュアルダマシン法では、最初にビアプラグを設けるビアホールを形成しておき、次にビアホールの上面へ銅配線を設ける配線溝を形成するビアファースト方式が多用されている。
【０００５】
例えば、特開２００１−２９８０８４号公報（特許文献１）、特開２００２−１１８１０９号公報（特許文献２）、特開２００５−３９１８０号公報（特許文献３）には、デュアルダマシン法を用いた銅配線構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９８０８４号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８１０９号公報
【特許文献３】特開２００５−３９１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記配線溝とビアホールを同時に形成するデュアルダマシン法においては、ドライエッチングの際に生成された不揮発性物質が層間絶縁膜の上面を覆いエッチングの進行を阻害し、配線溝とビアホールを所望の形状にできないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するものであり、デュアルダマシン法において、層間絶縁膜のエッチングを阻害することなく配線溝とビアホールを安定して形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に少なくとも層間絶縁膜を形成し、
少なくとも炭素含有シリコン窒化膜で構成されたエッチングマスクを用いて、前記層間絶縁膜内に、配線溝とビアホールをフロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスを用いたドライエッチングによって形成し、
前記ビアホール内にビアプラグを埋設し、
前記配線溝内に配線を埋設することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の態様では、デュアルダマシン法により、層間絶縁膜内の配線溝に銅配線を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記配線溝をドライエッチングにより形成するためのマスク膜として、炭素含有シリコン窒化膜を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、デュアルダマシン法において、層間絶縁膜のエッチングを阻害することなく配線溝とビアホールを安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】銅配線を２層とした半導体装置の構成を示す鳥瞰図である。
【図２】図１において上層の銅配線を形成する直前の半導体装置の構成を示す鳥瞰図である。
【図３】関連技術に係るビアファースト方式におけるデュアルダマシン法を用いた銅配線の製造過程を示した模式図であり、図２の破線部における断面図である。
【図４】関連技術に係るビアファースト方式におけるデュアルダマシン法を用いた銅配線の製造過程を示した模式図であり、図２の破線部における断面図である。
【図５】関連技術に係るビアファースト方式におけるデュアルダマシン法を用いた銅配線の製造過程を示した模式図であり、図２の破線部における断面図である。
【図６】関連技術に係るビアファースト方式におけるデュアルダマシン法を用いた銅配線の製造過程を示した模式図であり、図２の破線部における断面図である。
【図７】関連技術に係るビアファースト方式におけるデュアルダマシン法を用いた銅配線の製造過程を示した模式図であり、図２の破線部における断面図である。
【図８】関連技術に係るビアファースト方式におけるデュアルダマシン法を用いた銅配線の製法における問題点を説明するための断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示した断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示した断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示した断面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示した断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（関連技術）
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法に関し、発明者が実施した検討結果を関連技術として図１から図８を用いて説明する。
【００１４】
以下、図１から図８を参照して、発明者が実験検討したデュアルダマシン法を用いた銅配線の形成法における問題について説明する。
【００１５】
図１は、銅配線を２層とした半導体装置（半導体デバイス）の構成を示す鳥瞰図であり、図２は、図１において上層の銅配線を形成する直前の半導体装置の構成を示す鳥瞰図である。図３から図７は、ビアファースト方式におけるデュアルダマシン法を用いた銅配線の製造過程を示した模式図であり、図２の破線部における断面図となっている。同様に、図８は、ビアファースト方式におけるデュアルダマシン法を用いた銅配線の製法における問題点を説明するための断面図である。ここでは、図１と図２を参照しながら、銅配線の構成について説明する。
【００１６】
まず、図１を参照すと、半導体基板１（以降、シリコン基板１と称する。）の上面には、層間絶縁膜２が設けられている。シリコン基板１は、シリコン酸化膜(SiO２)やシリコン窒化膜(Si３N４)である絶縁膜で構成された素子分離領域（図示せず）と、活性化された不純物で構成された活性領域（図示せず）を備えており、素子分離領域によって活性領域（拡散領域）が区画されている。
【００１７】
さらに、活性領域にはトランジスタなどの能動素子が形成されているが省略している。層間絶縁膜２の上面には、層間絶縁膜３が設けられており、層間絶縁膜３をＺ方向に貫通するように、第１配線４が配置されている。第１配線４の底面は、層間絶縁膜２に配置されたコンタクトプラグ（図示せず）を介して活性領域（図示せず）の上面に接続されている。
【００１８】
層間絶縁膜３と第１配線４を覆うように、保護膜５と層間絶縁膜６が順次設けられており、層間絶縁膜６の上部にはＹ方向へ延在するように第２配線４６が配置されている。層間絶縁膜６と保護膜５をＺ方向に貫通して配置されたビアプラグ４７は、その一方の端部が第２配線４６の底部に接続されており、他方の端部は第１配線４の上面に接続されている。
【００１９】
次に、図２を参照すると、第２配線４６は、層間絶縁膜６に設けられた配線溝４４の内部に配置されており、ビアプラグ４７は、層間絶縁膜６と保護膜５に設けられたビアホール４５の内部に配置されている。Ｙ方向に延在している配線溝４４の底部には、ビアホール４５の上端部が開口しており、ビアホール４５の底面には、第１配線４の上面の一部が露出している。配線溝４４とビアホール４５は、層間絶縁膜６の内部において一体化した空間となっている。
【００２０】
次に、図３を参照すると、シリコン基板１の上面に、層間絶縁膜２および層間絶縁膜３を形成する。次に、シングルダマシン法によって、層間絶縁膜３を貫通した銅である第１配線４を形成する。第１配線４は層間絶縁膜２の膜中に形成した配線（図示せず）やコンタクトプラグ（図示せず）と接続している。
【００２１】
次に、第１配線４と層間絶縁膜３の上面に、80nm厚の保護膜５と、700nm厚のシリコン酸化膜である層間絶縁膜６を形成する。次に、層間絶縁膜６の上面に、30nm厚の窒化チタンであるマスク膜７を形成する。さらに、マスク膜７の上面に、反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom Anti-Reflection Coating）８とフォトレジスト９を順次形成してから、フォトレジスト９に開口部１１を形成する。ここで、反射防止膜８とフォトレジスト９を合わせて、マスク膜１０と称する。
【００２２】
次に、図４を参照すると、ドライエッチング法を用いて、開口部１１の底面に露出させた反射防止膜８とマスク膜７を除去して、マスク膜７に開口部１５を形成する。このとき開口部１５の底部には、層間絶縁膜６が露出している。その後、マスク膜１０を除去する。
【００２３】
次に、新たな反射防止膜１２とフォトレジスト１３を順次形成してから、フォトレジスト１３に開口部１６を形成する。ここで、反射防止膜１２とフォトレジスト１３を合わせて、マスク膜１４と称する。
【００２４】
次に、図５を参照すると、ドライエッチング法を用いて、開口部１６の底面に露出させた反射防止膜１２と層間絶縁膜６を除去して、層間絶縁膜６に中間ホール１７を形成する。このとき、中間ホール１７の底面は、層間絶縁膜６の内部に留めている。ここで、層間絶縁膜６の上面を基準にした中間ホール１７の深さＺ１は、図６で示す配線溝の深さＺ３よりも、中間ホール１７の底面から保護膜５の上面までの距離Ｚ２が小さくなるように設定している。
【００２５】
次に、図６を参照すると、マスク膜１４を除去して、マスク膜７と層間絶縁膜６を露出させる。次に、ドライエッチング法によって、開口部１５に露出させた層間絶縁膜６と、中間ホール１７の底部に位置する層間絶縁膜６を同時に除去して、配線溝４４と中間ホール１８を形成する。このとき、配線溝４４の底面は、層間絶縁膜６の上面を基準にした深さがＺ３となる層間絶縁膜６としており、中間ホール１８の底面は、露出させた保護膜５の上面としている。
【００２６】
次に、図７を参照する。ドライエッチング法によって、中間ホール１８の底面に露出させた保護膜５を除去して、第２ホール４５を形成する。
【００２７】
配線溝４４と第２ホール４５を同時に形成する上記の方法においては、図８に示すように、以下の問題が発生する。
【００２８】
図６において配線溝４４を形成するドライエッチングのプロセス条件は、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）とアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ２）と一酸化炭素（ＣＯ）をプロセスガスとし、夫々の流量を１５０ｓｃｃｍ（Standard Cubic Centimeter per Minute）（ＣＦ４）と２００ｓｃｃｍ（Ａｒ）と５ｓｃｃｍ（Ｏ2）と５０ｓｃｃｍ（ＣＯ）、高周波パワーを２５０から３００Ｗ、圧力を７５ｍＴｏｒｒ、ウェハ温度を２０℃としている。
【００２９】
このとき、マスク膜７の上面が徐々に除去されるので、マスク膜７を構成している窒化チタン（ＴｉＮ）がテトラフルオロメタンと化学反応（ＣＦ４＋ＴｉＮ→ＴｉＦ４＋ＣＮ）して、四弗化チタン（ＴｉＦ４）である不揮発性の生成物２０（以降、不揮発物２０と称する）が生成される。
【００３０】
ＴｉＦ４は、ＣＦ４プラズマを用いたドライエッチングではエッチングされない。したがって、ドライエッチングの対象となっている層間絶縁膜６の上面が不揮発物２０で一旦覆われてしまうと、エッチングの進行を阻害するために、配線溝４４並びに中間ホール１８を所望の形状にできないという問題があった。
【００３１】
本発明は、上記関連技術の問題点を解決するものであり、デュアルダマシン法において、層間絶縁膜のエッチングを阻害することなく配線溝とビアホールを安定して形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。
【００３２】
具体的には、本発明におけるデュアルダマシン法による銅配線の製造方法では、配線溝を形成するマスク膜に、炭素含有シリコン窒化膜(ＳｉＣＮ膜)を用いる構成とする。炭素含有シリコン窒化膜(ＳｉＣＮ膜)は、シリコン酸化膜をドライエッチングするのに必要なＣＦ４ガスプラズマにおいても不揮発物が生成されないので配線溝およびビアホールを所望の形状に形成することができる。
【００３３】
（本発明の実施の形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００３４】
図９から図１３は、本発明の施形態に係る半導体装置の製法を示した模式図である。これらの図面は、デュアルダマシン法を用いた銅配線の製造工程を示す図面であり、図２における破線部の断面図としている。以下、図９から図１３を参照しながら、本実施形態のデュアルダマシン法を用いた銅配線の製造方法を説明する。
【００３５】
最初に、図９を参照する。シリコン基板１の上面に、シリコン酸化膜(SiO2)である層間絶縁膜２を形成する。シリコン基板１には、トランジスタなどの能動素子（図示せず）が形成されており、層間絶縁膜２にはシリコン基板１に接続されるコンタクトプラグ（図示せず）や配線（図示せず）が形成されているものとする。
【００３６】
次に、ＣＶＤ法によって、層間絶縁膜２の上面を覆うように、240nm厚のシリコン酸化膜である層間絶縁膜３を形成する。
【００３７】
次に、シングルダマシン法によって、層間絶縁膜３を貫通した銅である第１配線４を形成して、層間絶縁膜２の膜中に形成した配線やコンタクトプラグと接続している。ここで、第１配線４の上面の位置は、層間絶縁膜３の上面と一致している。
【００３８】
次に、ＣＶＤ法によって、第１配線４と層間絶縁膜３の上面に、80nm厚の炭素含有シリコン窒化膜(ＳｉＣＮ膜)である保護膜５と、700nm厚のシリコン酸化膜である層間絶縁膜６を形成する。
【００３９】
次に、プラズマＣＶＤ法によって、層間絶縁膜６の上面に、１５０ｎｍ厚のＳｉＣＮ膜である第１マスク３０と、５０ｎｍ厚のシリコン酸化膜である第２マスク３１を順次積層した積層膜である第３マスク３２を形成する。
【００４０】
保護膜５および第１マスク３０を構成するＳｉＣＮ膜は、例えば、以下の条件で形成することができる。原料ガスに、モノシラン（ＳｉＨ４）、メタン（ＣＨ４）、アンモニア（ＮＨ３）を用い、温度４００（℃）、圧力２５０（Ｐａ）、高周波パワー８００（Ｗ）とするプラズマＣＶＤ法で形成する。原料ガスには、モノシランに代えてメチルシラン（ＣＨ３ＳｉＨ３）、ジメチルシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）２）などの有機シランを用いても良い。
【００４１】
次に、第３マスク膜３２の上面に、スピンナ法によって、反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom Anti-Reflection Coating）からなる第４マスク膜３３とフォトレジストからなる第５マスク膜３４を順次形成してから、フォトリソグラフィ法によって、第５マスク膜３４に第１開口部３６を形成する。ここで、第４マスク３３と第５マスク３４を合わせて、第６マスク３５と称する。なお、第１開口部３６は、配線溝４４と同じパターンとなっており、第１開口部３６の底面には第４マスク３３の上面が露出している。
【００４２】
次に、図１０を参照すると、ドライエッチング法を用いて、第１開口部３６の底面に露出させた第４マスク３３と、第４マスク３３の下地となっている第２マスク３１を除去して、残留させた第２マスク３１に第２開口部３７を形成する。
【００４３】
このドライエッチングにおけるプロセス条件は、パーフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）とアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ２）をプロセスガスとし、流量を２５ｓｃｃｍ（Ｃ４Ｆ８）と６００ｓｃｃｍ（Ａｒ）と３０ｓｃｃｍ（Ｏ２）、高周波パワーを５００Ｗから１０００Ｗ、圧力を４０ｍＴｏｒｒとしている。このとき、第２開口部３７の底面には、第１マスク３０の上面が露出している。その後、残留していた第６マスク３５を、エッチング法によって選択的に除去して、それらの下地となっていた第２マスク３１を露出させる。
【００４４】
次に、スピン塗布法によって、第３マスク３２を覆うように、ＢＡＲＣである第７マスク３８とフォトレジストである第８マスク３９を順次形成してから、フォトリソグラフィ法によって、第８マスク３９に第３開口部４１を形成する。ここで、第７マスク３８と第８マスク３９を合わせて、第９マスク４０と称する。なお、第３開口部４１は、最終的に形成されるビアホール４５と同じパターンとなっており、第３開口部４１の底面には第７マスク３８の上面が露出している。
【００４５】
次に、図１１を参照すると、ドライエッチング法を用いて、第３開口部４１の底面に露出させた第７マスク３８と、露出させた第７マスク３８の下地となっている第１マスク３０を除去すると共に、除去した第１マスク３０の下地となっている層間絶縁膜６の一部を除去して、層間絶縁膜６に第１ビアホール４２を形成する。
【００４６】
このドライエッチングにおけるプロセス条件は、ヘキサフルオロ-1.3-ブタジエン（Ｃ４Ｆ６）とアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ２）をプロセスガスとし、流量を２５ｓｃｃｍ（Ｃ４Ｆ６）と１２００ｓｃｃｍ（Ａｒ）と２５ｓｃｃｍ（Ｏ２）、高周波パワーを２０００Ｗから３８００Ｗ、圧力を４０ｍＴｏｒｒとしている。このとき、第１ビアホール４２の底面は、層間絶縁膜６の内部に留めている。ここで、層間絶縁膜６の上面を基準にした第１ビアホール４２の深さＺ４は、図１３で示す配線溝４４の深さＺ６よりも、第１ビアホール４２の底面から保護膜５の上面までの距離Ｚ５が小さくなるように設定した。
【００４７】
次に、図１２を参照すると、残留している第９マスク４０は、エッチング法によって選択的に除去して、それらの下地となっていた第２マスク３１と第１マスク３０を露出させる。
【００４８】
次に、ドライエッチング法によって、第２マスク３１をマスクとして第１マスク３０を選択的に除去して第４開口部４３を形成する。これにより、第４開口部４３の底面に、除去した第１マスク３０の下地となっていた層間絶縁膜６が露出する。
【００４９】
このドライエッチングにおけるプロセス条件は、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）とアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ２）をプロセスガスとし、流量を４０ｓｃｃｍ（ＣＨ２Ｆ２）と４００ｓｃｃｍ（Ａｒ）と２０ｓｃｃｍ（Ｏ２）、高周波パワーを４００Ｗから１５００Ｗ、圧力を５０ｍＴｏｒｒとしている。このドライエッチングによって、第１ビアホール４２の底面の位置は変わらないので、距離Ｚ５も変動することはない。
【００５０】
次に、図１３を参照すると、ドライエッチング法によって、第４開口部４３の底面に露出させた層間絶縁膜６を除去して、層間絶縁膜６の上面からの深さＺ６を５００ｎｍとした配線溝４４を形成する。このドライエッチングでは、第１ビアホール４２の底面における層間絶縁膜６も同時に除去して、第２ビアホール（図示せず）を形成する。このとき、第２ビアホールの底面には、保護膜５の上面が露出している。
【００５１】
さらに詳細に説明すると、このドライエッチングでは、配線溝４４の深さがＺ６となる位置でエッチングを止めているので、前述した距離Ｚ５を深さＺ６よりも小さくすれば、第２ビアホールの底面が必然的に保護膜５の上面となるので、保護膜５の上面を露出させることができる。
【００５２】
このドライエッチングにおけるプロセス条件は、パーフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）とアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ２）をプロセスガスとし、流量を２０ｓｃｃｍ（Ｃ４Ｆ８）と３０ｓｃｃｍ（Ａｒ）と７００ｓｃｃｍ（Ｏ２）、高周波パワーを１０００Ｗから１４００Ｗ、圧力を１００ｍＴｏｒｒとしている。
【００５３】
このドライエッチングでは、ＳｉＣＮ膜である第１マスク３０とシリコン酸化膜である第２マスク３１もエッチングされるので、第２マスク３１は完全に除去されて、第１マスク３０は膜厚が５０ｎｍに減少して残留している。
【００５４】
なお、第１マスク３０並びに第２マスク３１は、フロロカーボン系（ＣＸＦＹ）のプロセスガスであるパーフルオロシクロブタンと化学反応（ＳｉＣＮ＋Ｃ４Ｆ８＋３Ｏ２→ＳｉＦ４＋ＣＦ４＋ＣＮ＋３ＣＯ２、２ＳｉＯ２＋Ｃ４Ｆ８→２ＳｉＦ４＋４ＣＯ）して、揮発性の生成物（ＳｉＦ４）が生じる。
【００５５】
このように、第１マスク３０と第２マスク３１には、関連技術のように不揮発性の生成物（ＴｉＦ４）を生じさせるチタン（Ｔｉ）が含有されていないので、ドライエッチングが阻害されることなく、配線溝４４と第２ビアホールの形成を安定して行うことができる。
【００５６】
次に、ドライエッチング法によって、第２ビアホールの底面に露出させた保護膜５を除去して、ビアホール４５を形成する。このドライエッチングにおけるプロセス条件は、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）と窒素（Ｎ２）をプロセスガスとし、流量を１７５ｓｃｃｍ（ＣＦ４）と５０ｓｃｃｍ（Ｎ２）、高周波パワーを２００Ｗから３００Ｗ、圧力を５０ｍＴｏｒｒとしている。このとき、第１マスク３０は、保護膜５と共に除去される。
【００５７】
ビアホール４５の上端部は、配線溝４４と一体化しており、その底面には、第１配線４の上面が露出している。ここで、デュアルダマシン法による第２配線４６の型枠となる配線溝４４並びにビアプラグ４７の型枠となるビアホール４５が完成する（図１参照）。
【００５８】
以下、周知の方法により、全面に窒化タンタル膜などのバリヤメタル（図示せず）を形成した後、メッキ法により全面の銅を形成し、さらにＣＭＰ法により層間絶縁膜６上に形成された銅およびバリヤメタルを除去する。
【００５９】
これにより、図１に示すように、ビアホール４５の内部を埋設するビアプラグ４７と共に、配線溝４４を埋設する第２配線４６が形成される。
【００６０】
以上のように、デュアルダマシン法による銅配線の製造工程では、配線溝とビアホールをドライエッチングによって形成しているが、本発明の実施の形態では、そのエッチングマスクを炭素含有シリコン窒化膜とシリコン酸化膜で構成している。
【００６１】
このようなエッチングマスクは、ドライエッチングによってその表面の一部が除去されるが、エッチングガスとの反応生成物は全て揮発性物質となるので、エッチングが阻害されることなく、配線溝並びにビアホールを安定して形成することができる。
【００６２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６３】
１  シリコン基板
２  層間絶縁膜
３  層間絶縁膜
４  第１配線
５  保護膜
６  層間絶縁膜
７  マスク膜
８  反射防止膜
９  フォトレジスト
１０  マスク膜
１１  開口部
１２  反射防止膜
１３  フォトレジスト
１４  マスク膜
１５  開口部
１６  開口部
１７  中間ホール
１８  中間ホール
３０  第１マスク
３１  第２マスク
３２  第３マスク
３３  第４マスク膜
３４  第５マスク
３５  第６マスク
３６  第１開口部
３７  第２開口部
３８  第７マスク
３９  第８マスク
４０  第９マスク４０
４１  第３開口部４１
４２  第１ビアホール
４３  第４開口部４３
４４  配線溝
４５  ビアホール
４６  第２配線
４７  ビアプラグ
【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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