(57)【要約】【課題】配線層間絶縁膜の低誘電率化を図るとともに、配線層間絶縁膜にビアホールを形成する際にエッチングの制御性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板１０上に第１の絶縁膜１１を形成する工程と、第１の絶縁膜１１のビアホール１１ｂの形成領域を含む領域を選択的に酸化する工程と、酸化された第１の絶縁膜１１ａをエッチングして、酸化された第１の絶縁膜１１ａを貫通し、かつ酸化された第１の絶縁膜１１ａからなる側壁を有するビアホール１１ｂを形成する工程とを有する。【選択図】　図２
2004055990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の開口部の形成領域を含む領域を選択的に酸化する工程と、
前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングして、前記酸化された第１の絶縁膜を貫通し、かつ前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有する前記開口部を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第１の開口部を有するマスクを形成する工程と、
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第１の保護絶縁膜を形成する工程と、
前記酸化された第１の絶縁膜の領域内に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを前記第１の保護絶縁膜上に形成する工程と、
前記第２の開口部を通して、前記第１の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有する前記ビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールに導体を埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
基板上に第１の絶縁膜と第１の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、
前記第１の保護絶縁膜を貫通する第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、
前記第１の開口部の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを前記第１の保護絶縁膜上及び第１の絶縁膜上に形成する工程と、
前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、
前記ビアホールに導体を埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程の後、前記第１の開口部の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを前記第１の保護絶縁膜上及び第１の絶縁膜上に形成する工程の前に、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第３の保護絶縁膜を形成する工程を有し、
前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程において、前記第２の開口部を通して前記第３の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングすることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第１の開口部を有するマスクを形成する工程と、
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第１の保護絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、
前記酸化された第１の絶縁膜の領域の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、
前記第２の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する第２の開口部を形成する工程と、
前記第２の開口部を内側に含むような第３の開口部を有するマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、
前記第２の開口部を通して前記第１の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、
前記第３の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する配線溝を形成する工程と、
前記ビアホール及び前記配線溝に導体を埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
基板上に第１の絶縁膜と第１の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、
前記第１の保護絶縁膜を貫通する第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、
前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、
前記第１の開口部の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクに基づいて前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する第２の開口部を形成する工程と、
前記第２の開口部を内側に含むような第３の開口部を有するマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、
前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、
前記第３の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する配線溝を形成する工程と、
前記ビアホール及び前記配線溝に導体を埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程の後、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程の前に、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第３の保護絶縁膜を形成する工程を有し、
前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程において、前記第２の開口部を通して前記第３の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングすることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第１の開口部を有するマスクを形成する工程と、
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第１の保護絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、
第３の開口部を有するマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、
前記第３の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する配線溝を形成する工程と、
前記配線溝を覆い、かつ前記第３の開口部及び前記酸化された第１の絶縁膜の領域の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを形成する工程と、
前記第２の開口部を通して前記第１の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、
前記ビアホール及び前記配線溝に導体を埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
基板上に第１の絶縁膜と第１の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、
前記第１の保護絶縁膜を貫通する第１の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、
前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、
第３の開口部を有するマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、
前記第３の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する配線溝を形成する工程と、
前記配線溝を覆い、かつ前記第３の開口部及び前記第１の開口部の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを形成する工程と、
前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、
前記ビアホール及び前記配線溝に導体を埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程の後、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程の前に、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第３の保護絶縁膜を形成する工程を有し、
前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程において、前記第２の開口部を通して前記第３の保護絶縁膜及び酸化された第１の絶縁膜をエッチングすることを特徴とする請求項９記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の絶縁膜は低誘電率絶縁膜であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の絶縁膜のビアホールの形成領域を含む領域を選択的に酸化する工程、又は前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程は、酸素含有ガスのプラズマを生成し、前記第１の絶縁膜に前記酸素含有ガスのプラズマを照射する工程であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記酸素含有ガスはＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏのうち少なくとも何れか一であることを特徴とする請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記導体は銅膜を主とする導体であることを特徴とする請求項２乃至１３の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記基板は、前記ビアホールの下に位置するような下部配線を有することを特徴とする請求項２乃至１４の何れか一に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の半導体装置の製造方法により作成されたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、低誘電率を有する配線層間絶縁膜のビアホールを介して下部導体と接続した銅膜を主とする配線を有する半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路装置の高集積度化、高密度化とともに、データ転送速度の高速化が要求されている。この要求に応えるため、配線の低抵抗化を図るため銅配線を用いるとともに、配線間の寄生容量を低減するため配線埋込絶縁膜としてＲＣディレイの小さい低誘電率を有する絶縁膜（以下、低誘電率絶縁膜と称する。）が用いられている。
【０００３】
一方、配線層間絶縁膜には、ビアホールを精度よく形成するため、寸法精度が出るとされるＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法により形成された、比較的誘電率の高い絶縁膜を用いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多層配線の段数が増え、その段間が狭くなってくると、配線層間絶縁膜の誘電率も問題になってくるようになった。即ち、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤ法により形成された絶縁膜は比誘電率が４．０と大きく、低誘電率の配線埋込絶縁膜を用いても配線層間絶縁膜を含む全体の実効誘電率は３．５以上と大きいのが現状であった。
【０００５】
そこで、配線層間絶縁膜を低誘電率絶縁膜に変えることが考えられるが、配線層間絶縁膜を低誘電率絶縁膜に変えただけでは、以下の様な問題が新たに生じてしまう。
【０００６】
即ち、エッチングにより配線層間絶縁膜にビアホールを形成する際に、低誘電率絶縁膜は一般に膜密度が小さいため、エッチングレートが高く、このため、ビア径の制御が難しくて、ビア径が大きくなる傾向がある。この場合、配線が高密度化してくると、隣接する配線間がショートしてしまうというような問題も生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、配線層間絶縁膜の低誘電率化を図るとともに、配線層間絶縁膜にビアホールを形成する際にエッチングの制御性を向上させることができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、半導体装置の製造方法に係り、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜の開口部の形成領域を含む領域を選択的に酸化する工程と、前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングして、前記酸化された第１の絶縁膜を貫通し、かつ前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有する前記開口部を形成する工程とを有することを特徴とし、
請求項２記載の発明は、半導体装置の製造方法に係り、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に第１の開口部を有するマスクを形成する工程と、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、前記第１の絶縁膜上に第１の保護絶縁膜を形成する工程と、前記酸化された第１の絶縁膜の領域内に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを前記第１の保護絶縁膜上に形成する工程と、前記第２の開口部を通して、前記第１の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有する前記ビアホールを形成する工程と、前記ビアホールに導体を埋め込む工程とを有することを特徴とし、
請求項３記載の発明は、半導体装置の製造方法に係り、基板上に第１の絶縁膜と第１の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、前記第１の保護絶縁膜を貫通する第１の開口部を形成する工程と、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、前記第１の開口部の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを前記第１の保護絶縁膜上及び第１の絶縁膜上に形成する工程と、前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、前記ビアホールに導体を埋め込む工程とを有することを特徴とし、
請求項４記載の発明は、請求項３記載の半導体装置の製造方法に係り、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程の後、前記第１の開口部の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを前記第１の保護絶縁膜上及び第１の絶縁膜上に形成する工程の前に、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第３の保護絶縁膜を形成する工程を有し、前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程において、前記第２の開口部を通して前記第３の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングすることを特徴とし、
請求項５記載の発明は、半導体装置の製造方法に係り、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に第１の開口部を有するマスクを形成する工程と、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、前記第１の絶縁膜上に第１の保護絶縁膜を形成する工程と、前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、前記酸化された第１の絶縁膜の領域の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、前記第２の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する第２の開口部を形成する工程と、前記第２の開口部を内側に含むような第３の開口部を有するマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、前記第２の開口部を通して前記第１の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、前記第３の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する配線溝を形成する工程と、前記ビアホール及び前記配線溝に導体を埋め込む工程とを有することを特徴とし、
請求項６記載の発明は、半導体装置の製造方法に係り、基板上に第１の絶縁膜と第１の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、前記第１の保護絶縁膜を貫通する第１の開口部を形成する工程と、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、前記第１の開口部の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクに基づいて前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する第２の開口部を形成する工程と、前記第２の開口部を内側に含むような第３の開口部を有するマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、前記第３の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する配線溝を形成する工程と、前記ビアホール及び前記配線溝に導体を埋め込む工程とを有することを特徴とし、
請求項７記載の発明は、請求項６記載の半導体装置の製造方法に係り、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程の後、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程の前に、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第３の保護絶縁膜を形成する工程を有し、前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程において、前記第２の開口部を通して前記第３の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングすることを特徴とする。
【０００９】
請求項８記載の発明は、半導体装置の製造方法に係り、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に第１の開口部を有するマスクを形成する工程と、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、前記第１の絶縁膜上に第１の保護絶縁膜を形成する工程と、前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、第３の開口部を有するマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、前記第３の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する配線溝を形成する工程と、前記配線溝を覆い、かつ前記第３の開口部及び前記酸化された第１の絶縁膜の領域の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを形成する工程と、前記第２の開口部を通して前記第１の保護絶縁膜及び前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、前記ビアホール及び前記配線溝に導体を埋め込む工程とを有することを特徴とし、
請求項９記載の発明は、半導体装置の製造方法に係り、基板上に第１の絶縁膜と第１の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、前記第１の保護絶縁膜を貫通する第１の開口部を形成する工程と、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程と、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程と、第３の開口部を有するマスクを前記第２の保護絶縁膜上に形成する工程と、前記第３の開口部を通して前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜をエッチングし、前記第２の保護絶縁膜及び第２の絶縁膜を貫通する配線溝を形成する工程と、前記配線溝を覆い、かつ前記第３の開口部及び前記第１の開口部の内側に含まれるような第２の開口部が形成されたマスクを形成する工程と、前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程と、前記ビアホール及び前記配線溝に導体を埋め込む工程とを有することを特徴とし、
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の半導体装置の製造方法に係り、前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程の後、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第２の絶縁膜と第２の保護絶縁膜とを順に積層する工程の前に、前記第１の開口部を覆うように前記第１の保護絶縁膜上に第３の保護絶縁膜を形成する工程を有し、前記第２の開口部を通して前記酸化された第１の絶縁膜をエッチングし、前記酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有するビアホールを形成する工程において、前記第２の開口部を通して前記第３の保護絶縁膜及び酸化された第１の絶縁膜をエッチングすることを特徴とし、
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０の何れか一に記載の半導体装置の製造方法に係り、前記第１の絶縁膜は低誘電率絶縁膜であることを特徴とし、
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１の何れか一に記載の半導体装置の製造方法に係り、前記第１の絶縁膜のビアホールの形成領域を含む領域を選択的に酸化する工程、又は前記第１の開口部を通して選択的に前記第１の絶縁膜を酸化する工程は、酸素含有ガスのプラズマを生成し、前記第１の絶縁膜に前記酸素含有ガスのプラズマを照射する工程であることを特徴とし、
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の半導体装置の製造方法に係り、前記酸素含有ガスはＯ２、Ｎ２Ｏ、Ｈ２Ｏのうち少なくとも何れか一であることを特徴とし、
請求項１４記載の発明は、請求項２乃至１３の何れか一に記載の半導体装置の製造方法に係り、前記導体は銅膜を主とする導体であることを特徴とし、
請求項１５記載の発明は、請求項２乃至１４の何れか一に記載の半導体装置の製造方法に係り、前記基板は、前記ビアホールの下に位置するような下部配線を有することを特徴とし、
請求項１６記載の発明は、半導体装置に係り、請求項１乃至１５の半導体装置の製造方法により作成されたことを特徴としている。
【００１０】
以下に、上記本発明の構成に基づく作用を説明する。
【００１１】
本発明の半導体装置の製造方法においては、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜の開口部の形成領域を含む領域を選択的に酸化する工程と、酸化された第１の絶縁膜をエッチングして、酸化された第１の絶縁膜を貫通し、かつ酸化された第１の絶縁膜からなる側壁を有する開口部を形成する工程とを有している。
【００１２】
即ち、開口部を形成するために、選択的に酸化されて膜密度が高くなった領域の第１の絶縁膜をエッチングしている。従って、配線層間絶縁膜として低誘電率を有する膜密度の小さい第１の絶縁膜を形成したとしても、配線層間絶縁膜に開口部を形成する際にエッチングの制御性を向上させることができる。このため、開口部が微細化されても、所要の開口径を有する開口部を容易に形成することができる。
【００１３】
また、上記方法をビアホールの形成に適用し、第１の開口部を有するマスクに基づいて第１の絶縁膜を選択的に酸化した後、ビアホールを形成する前に、第１の絶縁膜上を第１の保護絶縁膜で覆っている。また、第１の保護絶縁膜の第１の開口部を通して第１の絶縁膜を選択的に酸化した後、その第１の保護絶縁膜を残している。さらに、選択的に酸化された第１の絶縁膜にビアホールを形成する前に、第１の保護絶縁膜の第１の開口部を覆うように第３の保護絶縁膜を形成している。
【００１４】
即ち、ビアホール周辺部の低誘電率絶縁膜の周囲は酸化された第１の絶縁膜及び保護絶縁膜の緻密な膜で覆われることになるので、ガスや水分などの、低誘電率絶縁膜への侵入や低誘電率絶縁膜からビアホールへの放出を防止することができる。
【００１５】
しかも、上記構成により配線層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を用いることができるので、層間絶縁膜の低誘電率化を図ることが可能となる。
【００１６】
この技術をデュアルダマシン法に適用する場合、次の２つの方法がある。
【００１７】
１つは、所謂、先ビア法といわれる方法で、基板上に配線層間絶縁膜と配線埋込絶縁膜とを順に積層した後、まず、上層の配線埋込絶縁膜に開口部を形成し、それを通して下層の配線層間絶縁膜にビアホールを形成し、その後、上層の配線埋込絶縁膜の開口部を広げて、上層の配線埋込絶縁膜に配線溝を形成する。
【００１８】
もう一つは、所謂、後ビア法といわれる方法で、基板上に配線層間絶縁膜と配線埋込絶縁膜を積層した後、まず、上層の配線埋込絶縁膜に配線溝を形成し、その後、上層の配線埋込絶縁膜の配線溝を通してその内側の下層の配線層間絶縁膜にビアホールを形成する。
【００１９】
この発明では、何れの場合も、配線層間絶縁膜と配線埋込絶縁膜との積層構造を有する。そして、上層の配線埋込絶縁膜を形成する前に、下部の配線層間絶縁膜のビアホールの形成領域を含む範囲で主たる配線層間絶縁膜である第１の絶縁膜を酸化している。
【００２０】
これにより、低誘電率を有する膜密度の小さい第１の絶縁膜を用いたとしても、ビアホールを形成する領域の第１の絶縁膜は選択的に酸化されて膜密度が高くなっている。このため、配線層間絶縁膜にビアホールを形成する際にエッチングの制御性を向上させることができるので、ビアホールが微細化されても、所要のビア径を有するビアホールを容易に形成することができる。
【００２１】
また、配線埋込絶縁膜を形成する前に、第１の絶縁膜を選択的に酸化するために用いた第１の開口部を有する第１の保護絶縁膜を残している。また、配線埋込絶縁膜を形成する前に、第１の保護絶縁膜の第１の開口部を覆うように第３の保護絶縁膜を形成している。さらに、第１の開口部を有するマスクに基づいて第１の絶縁膜を選択的に酸化した後、配線埋込絶縁膜を形成する前に、第１の絶縁膜上を第１の保護絶縁膜で覆っている。
【００２２】
即ち、ビアホール周辺部の配線層間絶縁膜の低誘電率絶縁膜の周囲は酸化された第１の絶縁膜及び保護絶縁膜の緻密な膜で覆われることになるので、ガスや水分などの、配線層間絶縁膜への侵入や配線層間絶縁からビアホールへの放出を防止することができる。
【００２３】
しかも、上記構造により配線層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を用いることができるため層間絶縁膜の誘電率を低減させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１（ａ）乃至（ｃ）、図２（ａ）乃至（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について示す断面図である。第１の実施の形態は、この発明を、所謂シングルダマシン法に適用している例である。
【００２６】
成膜装置として、よく知られた平行平板型の電極を有するプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を用いる。平行平板型の電極のうち、下部の電極は基板保持具を兼ねている。上部の電極に高周波電力（周波数１３．５６ＭＨｚ）の供給電源が接続され、下部の電極に低周波電力（周波数３８０ｋＨｚ）の供給電源が接続されており、各電極に、適宜、高周波電力及び低周波電力のうち少なくとも何れか一を供給する。
【００２７】
このような成膜装置を用いた半導体装置の製造方法においては、まず、基板１０の温度を３７５℃に加熱し、流量５０ＳＣＣＭのヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）と、流量４００ＳＣＣＭのＮ２Ｏと、流量４００ＳＣＣＭのＨｅとの混合ガスからなる成膜ガスを基板１０上に流し、ガス圧力１．５Ｔｏｒｒに調整する。
【００２８】
続いて、成膜ガスに周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力２５０Ｗを印加して成膜ガスをプラズマ化する。この状態を所定時間維持して、ＰＥＣＶＤ法により、図１（ａ）に示すように、基板１０上に膜厚約５００ｎｍのシリコン含有絶縁膜（第１の絶縁膜）１１を形成する。このシリコン含有絶縁膜１１は通常のシリコン含有絶縁膜と比べて緻密性には劣るが、低い比誘電率を有する。
【００２９】
なお、基板１０として、例えば、図８に示すように、図示しない半導体基板上に形成された下部配線埋込絶縁膜に下部配線１０３が埋め込まれた構造のものを用いることができる。下部配線埋込絶縁膜は主たるシリコン含有絶縁膜１０１とその上の銅の拡散を阻止するバリア絶縁膜１０２とから構成されている。或いは、基板１０として、図９に示すように、半導体基板１１０に拡散層１１１が形成された構造のものを用いてもよい。
【００３０】
次いで、基板１０を温度３７５℃に維持し、流量５０ＳＣＣＭのヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）と、流量４００ＳＣＣＭのＮ２Ｏと、流量４００ＳＣＣＭのＨｅとの混合ガスからなる成膜ガスを基板１０上に流し、ガス圧力を１．０Ｔｏｒｒに調整する。続いて、成膜ガスに周波数３８０ｋＨｚの低周波電力１５０Ｗを印加してプラズマ化する。この状態を所定時間維持して、ＰＥＣＶＤ法により、図１（ａ）に示すように、シリコン含有絶縁膜１１上に、シリコン含有絶縁膜１１と比べて緻密な膜厚約３０ｎｍのシリコン含有絶縁膜からなる第１の保護絶縁膜１２を形成する。上記のシリコン含有絶縁膜１１と第１の保護絶縁膜１２とは、配線層間絶縁膜を構成する。
【００３１】
次に、図１（ｂ）に示すように、第１の保護絶縁膜１２上にフォトレジスト膜（マスク）１３を形成し、開口部（第１の開口部）１３ａを形成する。次いで、エッチングガスを圧力調整してプラズマ化する。そのプラズマガスにより開口部１３ａを通して第１の保護絶縁膜１２をエッチングし、第１の保護絶縁膜１２を貫通する開口部（第１の開口部）１２ａを形成する。エッチングガスとして、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８、Ａｒ、Ｏ２、ＣＯ、Ｎ２などを組み合わせたガスを圧力調整し、そのガスに低周波電力を印加して生成したプラズマガスを用いる。プラズマ化する前のガス圧力は、ガスの組み合わせその他の条件により適宜調整する。この実施の形態の場合、ＣＦ４＋ＣＨＦ３＋Ｏ２＋Ａｒや、ＣＦ４＋ＣＨＦ３＋ＣＯ＋Ａｒ＋Ｃ４Ｆ８を用い、ガス圧力を凡そ１０ｍＴｏｒｒに調整し、低周波電力１５０Ｗを印加して、エッチングガスとしてのプラズマガスを生成する。
【００３２】
次に、図１（ｃ）に示すように、Ｎ２Ｏガスを基板１０上に流し、ガス圧力１．５Ｔｏｒｒに調整する。続いて、Ｎ２Ｏガスに周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力２５０Ｗを印加し、かつ周波数３８０ｋＨｚの低周波電力１５０Ｗを印加してプラズマ化する。この状態を所定時間維持し、第１の保護絶縁膜１２の開口部１２ａを通してシリコン含有絶縁膜１１の全膜厚にわたって選択的に酸化する。これにより、開口部１２ａの直下に酸化されて緻密になったシリコン含有絶縁膜１１ａが形成される。
【００３３】
次に、図２（ａ）に示すように、酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａ上に開口部１４ａを有するレジストマスク（マスク）１４に基づいて、酸化されて膜密度が高くなったシリコン含有絶縁膜１１ａをエッチングし、シリコン含有絶縁膜１１ａを貫通するビアホール１１ｂを形成する。形成されたビアホール１１ｂの直径を、例えば、０．３乃至０．５μｍとする。この場合、図１（ｂ）で説明した、第１の保護絶縁膜１２に開口部１２ａを形成したときに用いたガスと同じガスを用い、ガス圧力約１０ｍＴｏｒｒに圧力調整し、低周波電力１５０Ｗを印加してエッチングガスとしてのプラズマガスを生成する。
【００３４】
このとき、配線層間絶縁膜として低誘電率を有する膜密度の小さいシリコン含有絶縁膜１１を用いているが、選択的に酸化されて膜密度が高くなったシリコン含有絶縁膜１１ａをエッチングしているため、配線層間絶縁膜においてエッチングの制御性を向上させることができる。これにより、所要のビア径を有するビアホール１１ｂを容易に得ることができる。
【００３５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、レジストマスク１４を除去した後、ビアホール１１ｂにバリア金属膜と銅膜とを埋め込み、上部の配線と下部の配線や拡散層とを電気的に接続する接続導体（導体）２５ａを形成する。その後、パターニングにより接続導体２５ａと接続するように上部配線２５ｂを形成する。これにより半導体装置が完成する。
【００３６】
以上のように、この発明の第１の実施の形態によれば、ビアホール１１ｂを形成する領域のシリコン含有絶縁膜１１を選択的に酸化することによりその膜密度を高めた後、その領域をエッチングしてビアホール１１ｂを形成している。従って、配線層間絶縁膜のエッチングの制御性を向上させることができる。このため、ビアホール１１ｂが微細化された場合でも容易に所要のビア径を有するビアホール１１ｂを得ることができる。
【００３７】
また、ビアホール１１ｂ周辺部の低誘電率絶縁膜１１の周囲は保護絶縁膜１２及び酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａの緻密な膜で覆われることになるので、ガスや水分などの低誘電率絶縁膜１１への侵入や低誘電率絶縁膜１１からビアホール１１ｂへの放出を防止することができる。これにより、Ｎ含有により金属等を腐食させる化学物質を生成するという、所謂ポイズンドビアの発生を防止することができる。
【００３８】
しかも、配線層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を用いることができるため層間絶縁膜の誘電率を低減させることができる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
次に、図３乃至図５を参照して第２の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について説明する。
【００４０】
図３（ａ）乃至（ｃ）、図４（ａ）乃至（ｃ）、図５は、本発明の第２の実施の形態である半導体装置の製造方法について示す断面図である。
【００４１】
第１の実施の形態と異なるところは、この発明を所謂デュアルダマシン法に適用していることである。そのデュアルダマシン法は、所謂先ビア法に相当する。
【００４２】
半導体装置の製造方法においては、まず、図１（ａ）乃至（ｃ）の工程と同じ工程を経て、基板１０上に、シリコン含有絶縁膜（第１の絶縁膜）１１と第１の保護絶縁膜１２とを順に積層する。これらの膜１１、１２が配線層間絶縁膜を構成する。続いて、第１の保護絶縁膜１２の開口部（第１の開口部）１２ａを通して選択的にシリコン含有絶縁膜１１を酸化し、膜密度が高くなった酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａを形成する。この状態を図３（ａ）に示す。
【００４３】
次に、図３（ｂ）に示すように、図１の説明において用いた成膜ガスと同じ成膜ガスを用い、その成膜条件と同じ成膜条件で、配線層間絶縁膜上に膜厚約５００ｎｍのシリコン含有絶縁膜（第２の絶縁膜）１５と膜厚約３０ｎｍの第２の保護絶縁膜１６とを順に積層する。シリコン含有絶縁膜（第２の絶縁膜）１５と第２の保護絶縁膜１６とが配線埋込絶縁膜を構成する。
【００４４】
次に、図３（ｃ）に示すように、選択的に酸化された領域のシリコン含有絶縁膜１１ａ上に開口部（第２の開口部）１７ａを有するレジストマスク（マスク）１７に基づいて、第２の保護絶縁膜１６及びシリコン含有絶縁膜１５をエッチングし、配線埋込絶縁膜を貫通する開口部（第２の開口部）１８を形成する。
【００４５】
次に、図４（ａ）に示すように、配線埋込絶縁膜の開口部１８を内側に含むような開口部（第３の開口部）１９ａを有するレジストマスク（マスク）１９を第２の保護絶縁膜１６上に形成する。
【００４６】
次に、図４（ｂ）に示すように、配線埋込絶縁膜の開口部１８を通して、酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａをエッチングし、シリコン含有絶縁膜１１ａを貫通するビアホール１１ｂを形成する。この場合、図１（ｂ）で説明した、第１の保護絶縁膜１２に開口部１２ａを形成したときに用いたガスと同じガスを用い、そのガス圧力を約１０ｍＴｏｒｒに調整し、低周波電力１００Ｗを印加してエッチングガスとしてのプラズマガスを生成する。
【００４７】
次に、図４（ｃ）に示すように、レジストマスク１９の開口部１９ａを通して第２の保護絶縁膜１６及びシリコン含有絶縁膜（第２の絶縁膜）１５をエッチングして配線埋込絶縁膜を貫通する配線溝２０を形成する。
【００４８】
次いで、図５に示すように、レジストマスク１９を除去した後、ビアホール１１ｂ及び配線溝２０にバリア金属膜と銅膜とを埋め込み、ビアホール１１ｂに接続導体（導体）２５ａを形成するとともに、配線溝２０に銅膜を主とする配線（導体）２５ｂを形成する。これにより、半導体装置が完成する。
【００４９】
以上のように、この発明の第２の実施の形態によれば、基板１０上に配線層間絶縁膜と配線埋込絶縁膜とを順に積層した後、まず、下層の配線層間絶縁膜にビアホール１１ｂを形成し、その後、上層の配線埋込絶縁膜に配線溝２０を形成する。
【００５０】
この発明では、上層の配線埋込絶縁膜を形成する前に、下層の配線層間絶縁膜のビアホール１１ｂの形成領域を含む範囲で選択的にシリコン含有絶縁膜１１を酸化している。
【００５１】
これにより、最初に膜密度の小さかったシリコン含有絶縁膜１１は選択的に酸化されて膜密度の高いシリコン含有絶縁膜１１ａとなる。従って、配線層間絶縁膜にビアホール１１ｂを形成する際にエッチングの制御性を向上させることができるため、ビアホール１１ｂが微細化されても、容易に所要のビア径を有するビアホール１１ｂを得ることができる。このため、配線が高密度化してきても、隣接する配線間がショートしてしまうというような問題を回避することができる。
【００５２】
また、ビアホール１１ｂ周辺部の低誘電率絶縁膜１１の周囲は保護絶縁膜１２及び酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａの緻密な膜で覆われることになるので、ガスや水分などの、低誘電率絶縁膜１１への侵入や低誘電率絶縁膜１１からの放出を防止することができる。これにより、所謂ポイズンドビアの発生を防止することができる。
【００５３】
しかも、配線層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を用いることができるので、層間絶縁膜の低誘電率化を図ることが可能となる。
【００５４】
（第３の実施の形態）
次に、図６及び図７を参照して第３の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について説明する。図６（ａ）乃至（ｃ）、図７は、本発明の第３の実施の形態である半導体装置の製造方法について示す断面図である。
【００５５】
第１の実施の形態と異なるところは、この発明を所謂デュアルダマシン法に適用していることである。そのデュアルダマシン法は、第２の実施の形態と異なり、所謂後ビア法に相当する。
【００５６】
まず、図１（ａ）乃至（ｃ）の工程と同じ工程を行う。即ち、基板１０上にシリコン含有絶縁膜（第１の絶縁膜）１１と第１の保護絶縁膜１２とを順に積層し、それらの膜１１、１２から構成される配線層間絶縁膜を形成する。次いで、第１の保護絶縁膜１２に開口部（第１の開口部）１２ａを形成し、続いて、第１の保護絶縁膜１２の開口部１２ａを通して選択的にシリコン含有絶縁膜１１を酸化し、ビアホール１１ｂの形成領域を含む領域に酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａを形成する。次いで、配線層間絶縁膜上にシリコン含有絶縁膜（第２の絶縁膜）１５と第２の保護絶縁膜１６とを順に積層し、それらの膜１５、１６から構成される配線埋込絶縁膜を形成する。図６（ａ）はこの状態を示す。
【００５７】
次に、図６（ｂ）に示すように、第１の保護絶縁膜１２の開口部１２ａを内側に含むような開口部（第３の開口部）２１ａを有するレジストマスク（マスク）２１を形成する。続いて、開口部２１ａを通して第２の保護絶縁膜１６及びシリコン含有絶縁膜１５をエッチングし、第２の保護絶縁膜１６及びシリコン含有絶縁膜１５を貫通する配線溝２０を形成する。このとき、シリコン含有絶縁膜１５が薄く残るかもしれない。
【００５８】
次に、図６（ｃ）に示すように、酸化されて膜密度が高くなったシリコン含有絶縁膜１１ａ上に開口部（第２の開口部）２３ａを有するレジストマスク（マスク）２３に基づいて、残存するシリコン含有絶縁膜１５とシリコン含有絶縁膜１１ａをエッチングし、酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａからなる側壁を有するビアホール１１ｂを形成する。
【００５９】
次いで、図７に示すように、レジストマスク２３を除去した後、ビアホール１１ｂ及び配線溝２２にバリア金属膜と銅膜とを埋め込み、ビアホール１１ｂに接続導体（導体）２５ａを形成するとともに、配線溝２０に銅膜を主とする配線（導体）２５ｂを形成する。これにより、半導体装置が完成する。
【００６０】
以上のように、この発明の第３の実施の形態によれば、基板１０上に配線層間絶縁膜と配線埋込絶縁膜とを積層した後、まず、上層の配線埋込絶縁膜に配線溝２０を形成し、その後、下層の配線層間絶縁膜にビアホール１１ｂを形成する。
【００６１】
この発明では、上層の配線埋込絶縁膜を形成する前に、下層の配線層間絶縁膜のビアホール１１ｂの形成領域を含む範囲で選択的にシリコン含有絶縁膜１１を酸化している。
【００６２】
これにより、最初に膜密度の小さかったシリコン含有絶縁膜１１は選択的に酸化されて膜密度が高いシリコン含有絶縁膜１１ａとなる。従って、配線層間絶縁膜にビアホールを形成する際にエッチングの制御性を向上させることができるため、ビアホール１１ｂが微細化されても、容易に所要のビア径を有するビアホール１１ｂを得ることができる。このため、配線が高密度化してきても、隣接する配線間がショートしてしまうというような問題を回避することができる。
【００６３】
また、ビアホール１１ｂ周辺部の低誘電率絶縁膜１１の周囲は保護絶縁膜１２及び酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａの緻密な膜で覆われることになるので、ガスや水分などの、低誘電率絶縁膜１１への侵入や低誘電率絶縁膜１１からの放出を防止することができる。これにより、所謂ポイズンドビアの発生を防止することができる。
【００６４】
しかも、配線層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を用いることができるので、層間絶縁膜の低誘電率化を図ることが可能となる。
【００６５】
（第４の実施の形態）
次に、図８を参照して第４の実施の形態である半導体装置について説明する。
【００６６】
この実施の形態では、第１乃至第３の実施の形態の配線構造が形成される基板１０の詳細について説明する。
【００６７】
一つの基板１０の構成は、図８に示すように、図示しない半導体基板上に下部配線埋込絶縁膜が形成されてなる。下部配線埋込絶縁膜はシリコン含有絶縁膜１０１とバリア絶縁膜１０２とからなる。下部配線埋込絶縁膜には配線溝が形成されており、配線溝内に銅膜を主とする下部配線１０３が形成されている。下部配線１０３はバリア金属膜とバリア金属膜を下地とする銅膜からなる。
【００６８】
その基板１０上に、例えば、図３乃至図５に示す工程を経て作成された構造体を有する。その構造体では、ビアホール１１ｂが形成された配線層間絶縁膜と、ビアホール１１ｂと接続した配線溝２０が形成された上部配線埋込絶縁膜とが積層されている。配線層間絶縁膜は低誘電率のシリコン含有絶縁膜１１と第１の保護絶縁膜１２との積層構造を有する。また、上部配線埋込絶縁膜はシリコン含有絶縁膜１５と第２の保護絶縁膜１６との積層構造を有する。
【００６９】
そして、下部配線１０３と配線溝２０内の上部配線（導体）２５ｂとがビアホール１１ｂに充填された接続導体（導体）２５ａを介して電気的に接続されている。
【００７０】
上記基板１０を作成するには、ビアホール１１ｂや配線溝２０を形成し、かつ接続導体２５ａ及び上部配線２５ｂを埋め込む前に、予め配線溝と下部配線１０３を形成しておいてもよいし、ビアホール１１ｂや配線溝２０を形成するときに同時に下部配線埋込絶縁膜に配線溝を形成し、接続導体２５ａ及び上部配線２５ｂを形成するときに同時に下部配線１０３を形成してもよい。
【００７１】
次に、図９を参照して第４の実施の形成である他の基板１０の構成について説明する。
【００７２】
その他の基板１０の構成は、図９に示すように、半導体基板１１０に拡散層１１１が形成されてなる。
【００７３】
その基板１０上に、例えば、図３乃至図５に示す工程を経て作成された構造体を有する。その構造体では、ビアホール１１ｂが形成された配線層間絶縁膜と、ビアホール１１ｂと接続した配線溝２０が形成された上部配線埋込絶縁膜とが積層されている。配線層間絶縁膜は低誘電率のシリコン含有絶縁膜１１と第１の保護絶縁膜１２との積層構造を有する。また、上部配線埋込絶縁膜はシリコン含有絶縁膜１５と第２の保護絶縁膜１６との積層構造を有する。
【００７４】
そして、拡散層１１１と配線溝２０内の上部配線（導体）２５ｂとがビアホール１１ｂに充填された接続導体（導体）２５ａを介して電気的に接続されている。
【００７５】
以上のように、この第４の実施の形態においても、上層の配線埋込絶縁膜を形成する前に、下層の配線層間絶縁膜のビアホール１１ｂの形成領域を含む範囲に選択的に酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａを形成している。
【００７６】
これにより、最初に膜密度の小さかったシリコン含有絶縁膜１１は選択的に酸化されて膜密度が高いシリコン含有絶縁膜１１ａとなる。従って、配線層間絶縁膜においてエッチングの制御性を向上させることができるため、ビアホール１１ｂが微細化されても、容易に所要のビア径を有するビアホール１１ｂを得ることができる。このため、配線が高密度化してきても、隣接する配線間がショートしてしまうというような問題を回避することができる。
【００７７】
また、ビアホール１１ｂの周辺部の低誘電率絶縁膜１１の周囲は保護絶縁膜１２及び酸化されたシリコン含有絶縁膜１１ａの緻密な膜で覆われることになるので、ガスや水分などの、低誘電率絶縁膜１１への侵入や低誘電率絶縁膜１１からの放出を防止することができる。これにより、所謂ポイズンドビアの発生を防止することができる。
【００７８】
しかも、配線層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を用いることができるので、層間絶縁膜の低誘電率化を図ることが可能となる。
【００７９】
（第５の実施の形態）
次に、図面を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態では、第１乃至第３の実施の形態の一部工程に代えて、又は第１乃至第３の実施の形態の工程に加えてこの実施の形態の工程を適用している。
【００８０】
第１の実施の形態と第５の実施の形態で異なるところは、第１の実施の形態では、図１（ａ）乃至（ｃ）の工程のように、第１の保護絶縁膜１２で覆った後に第１の保護絶縁膜１２の開口部（第１の開口部）１２ａを通して第１の絶縁膜１１を選択的に酸化しているが、第５の実施の形態では、図１（ａ）乃至（ｃ）の工程の代わりに、図１０（ａ）、（ｂ）の工程を行って、レジストマスク（マスク）２７の開口部（第１の開口部）２７ａを通して第１の絶縁膜１１を選択的に酸化して、酸化された第１の絶縁膜１１ａを形成し、その後全面に第１の保護絶縁膜１２を形成している点である。
【００８１】
第５の実施の形態において、図１０（ａ）、（ｂ）の工程の後、ビアホール１１ｂの縁まで第１の保護絶縁膜１２が第１の絶縁膜１１、１１ａを被覆する点を除き、図２（ａ）、（ｂ）と同じ工程を経て、図１２の半導体装置が完成する。この場合、図２（ａ）の工程において、酸化された第１の絶縁膜１１ａをエッチングする前に、第１の保護絶縁膜１２をエッチングする。なお、図１２中、図２（ｂ）の符号と同じ符号で示すものは、図２（ｂ）と同じものを示す。
【００８２】
また、第２の実施の形態と第５の実施の形態で異なるところは、第２の実施の形態の図３（ａ）の工程の代わりに、第５の実施の形態では、図１０（ａ）、（ｂ）の工程を行い、第１の絶縁膜１１、及びその酸化された領域１１ａをすべて覆う第１の保護絶縁膜１２を形成している点である。
【００８３】
第５の実施の形態において、図１０（ａ）、（ｂ）の工程の後、ビアホール１１ｂの縁まで第１の保護絶縁膜１２が第１の絶縁膜１１、１１ａを被覆する点を除き、図３（ｂ）、（ｃ）、図４（ａ）乃至（ｃ）と同じ工程を経て、図１３に示す半導体装置が完成する。この場合、図４（ｂ）の工程において、酸化された第１の絶縁膜１１ａをエッチングする前に、第１の保護絶縁膜１２をエッチングする。なお、図１３中、図５の符号と同じ符号で示すものは、図５と同じものを示す。
【００８４】
ビアホール１１ｂの縁まで第１の保護絶縁膜１２が第１の絶縁膜１１、１１ａを被覆しているため、図３（ｃ）と同じ工程において、第２の絶縁膜１５をエッチングして開口部１８を形成するとき、及び図４（ｃ）と同じ工程でエッチングにより配線溝２０を形成するとき、エッチングの終了間際において第２の絶縁膜１５をオーバエッチングしても開口部１８や配線溝２０の底部に、第１の絶縁膜１１、及びその酸化された領域１１ａが直接露出せず、第１の保護絶縁膜１２が露出することになる。このため、第１の絶縁膜１１、及びその酸化された領域１１ａの過剰なエッチングを防止することができる。
【００８５】
同様に、第３の実施の形態と第５の実施の形態で異なるところは、第３の実施の形態の図６（ａ）の工程の前であって、第２の絶縁膜１５を形成する前に、第５の実施の形態では、図１０（ａ）、（ｂ）の工程を行い、第１の保護絶縁膜１２により、第１の絶縁膜１１、及びその酸化された領域１１ａをすべて覆うようにしている点である。
【００８６】
第５の実施の形態では、図１０（ａ）、（ｂ）の工程の後、ビアホール１１ｂの縁まで第１の保護絶縁膜１２が第１の絶縁膜１１、１１ａを被覆する点を除き、図６（ａ）乃至（ｃ）と同じ工程を経て、図１３に示す半導体装置が完成する。この場合、図６（ｃ）と同じ工程において、酸化された第１の絶縁膜１１ａをエッチングする前に第１の保護絶縁膜１２をエッチングする。なお、図１３中、図７の符号と同じ符号で示すものは、図７と同じものを示す。
【００８７】
この構成により、図６（ｂ）と同じ工程でエッチングにより配線溝２０を形成するとき、第１の保護絶縁膜１２により第１の絶縁膜１１及びその酸化された領域１１ａが被覆されているため、第１の絶縁膜１１、及びその酸化された領域１１ａの過剰なエッチングを防止することができる。
【００８８】
（第６の実施の形態）
次に、図面を参照して本発明の第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態では、第１乃至第３の実施の形態の工程に加えてこの実施の形態の工程を適用している。
【００８９】
第１の実施の形態と第６の実施の形態で異なるところは、第１の実施の形態の図１（ｃ）の工程の後、図２（ａ）の工程の前に、第６の実施の形態では、図１１の工程を行い、酸化された第１の絶縁膜１１ａ及び第１の保護絶縁膜１２を覆うように、第３の保護絶縁膜２６を形成する工程を設けている点である。
【００９０】
第６の実施の形態では、図１１の工程の後、ビアホール１１ｂの縁まで第３の保護絶縁膜２６が酸化された第１の絶縁膜１１ａを被覆する点を除き、図２（ａ）、（ｂ）と同じ工程を経て、図１４の半導体装置が完成する。この場合、図２（ａ）の工程において、酸化された第１の絶縁膜１１ａをエッチングする前に、第３の保護絶縁膜２６をエッチングする。なお、図１４中、図２（ｂ）の符号と同じ符号で示すものは図２（ｂ）と同じものを示す。
【００９１】
また、第２の実施の形態と第６の実施の形態で異なるところは、第２の実施の形態の図３（ａ）の工程と（ｂ）の工程の間に、第６の実施の形態では、図１１に示すように、酸化された第１の絶縁膜１１ａ及び第１の保護絶縁膜１２を覆うように、第３の保護絶縁膜２６を形成する工程を設けている点である。
【００９２】
第６の実施の形態では、図１１の工程の後、ビアホール１１ｂの縁まで第３の保護絶縁膜２６が酸化された第１の絶縁膜１１ａを被覆する点を除き、図３（ｂ）、（ｃ）、図４（ａ）乃至（ｃ）と同じ工程を経て、図１５の半導体装置が完成する。この場合、図４（ｂ）と同じ工程において、酸化された第１の絶縁膜１１ａをエッチングする前に第３の保護絶縁膜２６をエッチングする。なお、図１５中、図５の符号と同じ符号で示すものは、図５と同じものを示す。
【００９３】
第３の保護絶縁膜２６を設けることにより、図３（ｃ）と同じ工程において、第２の絶縁膜１５をエッチングして開口部１８を形成するとき、及び図４（ｃ）と同じ工程でエッチングにより配線溝２０を形成するとき、エッチングの終了間際において第２の絶縁膜１５をオーバエッチングしても開口部１８や配線溝２０の底部に、第１の絶縁膜１１、及びその酸化された領域１１ａが直接露出せず、第３の保護絶縁膜２６が露出することになる。このため、第１の絶縁膜１１、及びその酸化された領域１１ａの過剰なエッチングを防止することができる。
【００９４】
同様に、第３の実施の形態と第６の実施の形態で異なるところは、第３の実施の形態の図６（ａ）の工程の前であって、第２の絶縁膜１５を形成する前に、第６の実施の形態では、図１１の工程を行い、第３の保護絶縁膜２６により、酸化された第１の絶縁膜１１ａ及び第１の保護絶縁膜１２を覆うようにしている点である。
【００９５】
第６の実施の形態では、図１１の工程の後、ビアホール１１ｂの縁まで第３の保護絶縁膜２６が酸化された第１の絶縁膜１１ａを被覆する点を除き、図６（ａ）乃至（ｃ）と同じ工程を経て、図１５の半導体装置が完成する。この場合、図６（ｃ）と同じ工程において、酸化された第１の絶縁膜１１ａをエッチングする前に、第３の保護絶縁膜２６をエッチングする。なお、図１５中、図７の符号と同じ符号で示すものは図７と同じものを示す。
【００９６】
上記構成により、図６（ｂ）と同じ工程でエッチングにより配線溝２０を形成するとき、第１の絶縁膜１１、及びその酸化された領域１１ａの過剰なエッチングを防止することができる。
【００９７】
以上、実施の形態によりこの発明を詳細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範囲に含まれる。
【００９８】
例えば、第４の実施の形態では、基板１０上に、図３乃至５の工程を経て作成された構造体が載っているが、図１乃至図２の工程を経て作成された構造体が載っていてもよいし、図６乃至図７の工程を経て作成された構造体が載っていてもよい。
【００９９】
また、ビアホール１１ｂに比べて配線溝２０の幅寸法が大きく、従って寸法精度をあまり要求されないため、寄生容量を減らすことに重点をおいて、配線溝２０の側壁の第２の絶縁膜１５には本願発明の酸化処理を施していないが、必要により酸化処理を行ってもよい。
【０１００】
また、酸化された第１の絶縁膜１１ａ等のエッチング装置として、平行平板型のエッチング装置や、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ：誘導結合高周波プラズマ）エッチング装置を用いることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ビアホールを形成する際に、選択的に酸化されて膜密度が高くなった第１の絶縁膜をエッチングしているので、配線層間絶縁膜として低誘電率を有する膜密度の小さい第１の絶縁膜を形成したとしても、配線層間絶縁膜においてエッチングの制御性を向上させることができる。
【０１０２】
これにより、配線が高密度化され、かつビアホールが微細化されても、容易に所要のビア径を有するビアホールを形成することができるため、隣接する配線間がショートしてしまうというような問題を回避することができる。
【０１０３】
また、ビアホール周辺部の低誘電率絶縁膜の周囲は酸化された第１の絶縁膜及び保護絶縁膜の緻密な膜で覆われることになるので、ガスや水分などの、低誘電率絶縁膜への侵入や低誘電率絶縁膜からビアホールへの放出を防止することができる。これにより、所謂ポイズンドビアの発生を防止することができる。
【０１０４】
しかも、配線層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を用いることができるので、配線層間絶縁膜の低誘電率化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について示す断面図（その１）である。
【図２】（ａ）乃至（ｂ）は本発明の第１の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について示す断面図（その２）である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について示す断面図（その１）である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について示す断面図（その２）である。
【図５】本発明の第２の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について示す断面図（その３）である。
【図６】（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第３の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について示す断面図（その１）である。
【図７】本発明の第３の実施の形態である半導体装置及びその製造方法について示す断面図（その２）である。
【図８】本発明の第４の実施の形態である半導体装置について示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態である他の半導体装置について示す断面図である。
【図１０】（ａ）乃至（ｂ）は本発明の第５の実施の形態である半導体装置の製造方法について示す断面図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態である半導体装置の製造方法について示す断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態である半導体装置の製造方法により作成された半導体装置について示す断面図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態である半導体装置の製造方法により作成された他の半導体装置について示す断面図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態である半導体装置の製造方法により作成された半導体装置について示す断面図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態である半導体装置の製造方法により作成された他の半導体装置について示す断面図である。
【符号の説明】
１０　基板
１１　シリコン含有絶縁膜（第１の絶縁膜）
１１ａ　酸化されたシリコン含有絶縁膜（酸化された第１の絶縁膜）
１１ｂ　ビアホール
１２　第１の保護絶縁膜
１２ａ、１３ａ、２７ａ　第１の開口部
１４ａ、１７ａ、１８、２３ａ　第２の開口部
１３、１４、１７、１９、２１、２３、２７　レジストマスク（マスク）
１５　シリコン含有絶縁膜（第２の絶縁膜）
１６　第２の保護絶縁膜
１９ａ、２１ａ　第３の開口部
２０　配線溝
２５ａ　接続導体（導体）
２５ｂ　銅膜を主とする配線（導体）
２６　第３の保護絶縁膜
１０１　シリコン含有絶縁膜
１０２　バリア絶縁膜
１０３　下部配線
１１０　半導体基板
１１１　拡散層
【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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