(57)【要約】【課題】下層Ｃｕの配線上にＣｕの拡散防止のために用いているプラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因する配線容量の増加を防止する。【解決手段】二つ以上の多層配線２，５が各々の層間膜１，４に形成された多層配線構造を有する半導体装置であって、上下配線２，５間の層間膜４の一部に空間部３を形成して中空構造とした。これにより、半導体装置の配線部２として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する場合、Ｃｕの拡散防止膜として用いられるプラズマシリコン窒化膜が上下配線２，５間の層間膜１，４の一部に残ることで、プラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因する配線容量の増加を防止し、配線容量の低減を達成することができる。【選択図】　　　　図１
2004072046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つ以上の多層配線が各々の層間膜に形成された多層配線構造を有する半導体装置であって、上下配線間の前記層間膜の一部に空間部を形成して中空構造としたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
二つ以上の多層配線が各々の層間膜に形成された多層配線構造を有する半導体装置であって、配線の上部に空間部を形成して前記層間膜が中空構造を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン酸化膜および前記プラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、前記Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所の前記プラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、前記プラズマシリコン窒化膜を除去する工程とを含む半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン酸化膜および前記プラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、前記Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所の前記プラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、前記プラズマシリコン窒化膜を除去する工程と、前記プラズマシリコン酸化膜をエッチングした箇所に、プラズマシリコン酸化膜を埋め込む工程とを含む半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン窒化膜の前記Ｃｕ膜上以外の部分をプラズマエッチングして加工する工程と、前記プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン酸化膜および前記プラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、前記Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所の前記プラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、前記プラズマシリコン窒化膜を除去する工程とを含む半導体装置の製造方法。
【請求項６】
プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、フロロカーボンガスもしくはフロロカーボンガスを含む混合ガスのプラズマを用いる請求項３，４または５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、使用するフロロカーボンガスが、ＣＨＦ３もしくはＣＨ２Ｆ２である請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、燐酸を用いる請求項３，４または５記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｃｕ配線形成において、層間膜容量を低減するための半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の配線パターン形成方法として、絶縁膜上に配線パターンを作成し、そのパターンに従って絶縁膜をエッチングし、形成されたパターンに配線材料を埋め込むダマシン法が採用されている。特に、デバイスの高速化と配線信頼性の点から、配線材料としてＣｕが用いられているが、Ｃｕは層間膜として用いられているシリコン酸化膜中に拡散しやすいので、拡散防止膜としてシリコン窒化膜が必要であるが、シリコン窒化膜は誘電率が高く、その結果、配線容量が増大するという問題がある。
【０００３】
以下、従来技術について、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図１７は従来例における半導体装置についての断面構造を示す図である。図１７において、１はプラズマＴＥＯＳ膜、２は下層Ｃｕ配線、６はプラズマシリコン窒化膜、４はプラズマＴＥＯＳ膜、５は上層Ｃｕ配線である。
【０００５】
トランジスタを形成後の半導体基板において、層間絶縁膜であるプラズマＴＥＯＳ膜１に下層Ｃｕ配線２が形成され、その上にプラズマシリコン窒化膜６とプラズマＴＥＯＳ膜４と上層Ｃｕ配線５が形成されている。
【０００６】
図１８および図１９は従来例における半導体装置の製造方法についての工程を示す図である。図１８および図１９において、１はプラズマＴＥＯＳ膜、２は下層Ｃｕ配線、４はプラズマＴＥＯＳ膜、５は上層Ｃｕ配線、６はプラズマシリコン窒化膜、７は感光性樹脂膜、８は感光性樹脂膜である。
【０００７】
図１８（Ｓ１）〜（Ｓ４）に示すように、トランジスタを形成後の半導体基板において、層間絶縁膜であるプラズマＴＥＯＳ膜１に配線材料であるＣｕが埋め込まれて下層Ｃｕ配線２が形成されており、その上に、プラズマシリコン窒化膜６、プラズマＴＥＯＳ膜４を順に堆積させ、さらに感光性樹脂膜７を塗布してビアパターン形成を行う（ステップ１）。その次に、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜７のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ２）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜７を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ３）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、感光性樹脂膜８を塗布して配線パターン形成を行う（ステップ４）。
【０００８】
その次に、図１９（Ｓ５）〜（Ｓ８）に示すように、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜８のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ５）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が３０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が２００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜８を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ６）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、プラズマシリコン窒化膜６を同時にエッチングして、下層Ｃｕ配線２の表面を露出する（ステップ７）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が３０Ｐａ、放電電力が５００Ｗの条件でエッチングを行う。次に、Ｃｕめっき法を用いて、形成されたパターンにＣｕの埋め込みを行い、その後、ＣＭＰ法を用いて上層Ｃｕ配線５を形成する（ステップ８）。
【０００９】
下層Ｃｕ配線２上のプラズマシリコン窒化膜６は誘電率が高いので、配線容量を増大させる。配線容量の増大は、Ｃｕ配線の電気特性や配線信頼性を大きく損なう要因となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体装置では、上記のように下層Ｃｕ配線２上にＣｕの拡散防止膜として用いられたプラズマシリコン窒化膜６がそのまま残り、配線容量を増大させている。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、上記従来の問題点を解決するもので、下層Ｃｕの配線上にＣｕの拡散防止のために用いているプラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因する配線容量の増加を防止することができる半導体装置およびその製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、この発明の請求項１記載の半導体装置は、二つ以上の多層配線が各々の層間膜に形成された多層配線構造を有する半導体装置であって、上下配線間の前記層間膜の一部に空間部を形成して中空構造とした。
【００１３】
このように、上下配線間の層間膜の一部に空間部を形成して中空構造としたので、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する場合、Ｃｕの拡散防止膜として用いられるプラズマシリコン窒化膜が上下配線間の層間膜の一部に残ることで、プラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因する配線容量の増加を防止し、配線容量の低減を達成することができる。
【００１４】
請求項２記載の半導体装置は、二つ以上の多層配線が各々の層間膜に形成された多層配線構造を有する半導体装置であって、配線の上部に空間部を形成して前記層間膜が中空構造を有する。
【００１５】
このように、配線の上部に空間部を形成して層間膜が中空構造を有するので、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する場合、Ｃｕの拡散防止膜として用いられるプラズマシリコン窒化膜が配線の上部に残ることで、プラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因する配線容量の増加を防止し、配線容量の低減を達成することができる。
【００１６】
請求項３記載の半導体装置の製造方法は、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン酸化膜および前記プラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、前記Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所の前記プラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、前記プラズマシリコン窒化膜を除去する工程とを含む。
【００１７】
上記の構成により、Ｃｕ膜からなるＣｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を除去することができる。このため、Ｃｕの拡散防止膜として用いられるプラズマシリコン窒化膜が残ることで、プラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因するＣｕ配線間の層間膜の配線容量を低減できる。
【００１８】
請求項４記載の半導体装置の製造方法は、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン酸化膜および前記プラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、前記Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所の前記プラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、前記プラズマシリコン窒化膜を除去する工程と、前記プラズマシリコン酸化膜をエッチングした箇所に、シリコン酸化膜を埋め込む工程とを含む。
【００１９】
上記の構成により、Ｃｕ膜からなるＣｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を除去することができる。このため、Ｃｕ配線間の層間膜の配線容量を低減できる。また、プラズマシリコン酸化膜をエッチングした箇所に、シリコン酸化膜を埋め込むことで、Ｃｕ配線が形成された各層間膜のプラズマシリコン酸化膜が接続されているので、プラズマシリコン窒化膜を除去したところからの膜剥がれの発生を抑制することができる。
【００２０】
請求項５記載の半導体装置の製造方法は、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン窒化膜の前記Ｃｕ膜上以外の部分をプラズマエッチングして加工する工程と、前記プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記プラズマシリコン酸化膜および前記プラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、前記Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所の前記プラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、前記プラズマシリコン窒化膜を除去する工程とを含む。
【００２１】
上記の構成により、Ｃｕ膜からなるＣｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を除去することができる。このため、Ｃｕ配線間の層間膜の配線容量を低減できる。また、プラズマシリコン窒化膜のＣｕ膜上以外の部分をプラズマエッチングすることで、Ｃｕ配線が形成された各層間膜のプラズマシリコン酸化膜が一部で接続されているので、プラズマシリコン窒化膜を除去したところからの膜剥がれの発生を抑制することができる。
【００２２】
請求項６記載の半導体装置の製造方法は、請求項３，４または５記載の半導体装置の製造方法において、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、フロロカーボンガスもしくはフロロカーボンガスを含む混合ガスのプラズマを用いる。
【００２３】
このように、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、フロロカーボンガスもしくはフロロカーボンガスを含む混合ガスのプラズマを用いるので、Ｃｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を配線形成後に除去することができる。これにより、Ｃｕの拡散を発生させないまま、配線容量の増加を抑制することができる。
【００２４】
請求項７記載の半導体装置の製造方法は、請求項６記載の半導体装置の製造方法において、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、使用するフロロカーボンガスが、ＣＨＦ３もしくはＣＨ２Ｆ２である。
【００２５】
このように、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、使用するフロロカーボンガスが、ＣＨＦ３もしくはＣＨ２Ｆ２であるので、フッ素ラジカルによるエッチングとなり、プラズマシリコン窒化膜のサイドエッチングが進み、プラズマシリコン窒化膜が除去される。
【００２６】
請求項８記載の半導体装置の製造方法は、請求項３，４または５記載の半導体装置の製造方法において、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、燐酸を用いる。
【００２７】
このように、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、燐酸を用いるので、酸化膜と窒化膜の選択比のある溶液により、Ｃｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を配線形成後に除去することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の実施形態の半導体装置の断面図である。
【００２９】
図１において、１はプラズマＴＥＯＳ膜、２は下層Ｃｕ配線、３は空間部、４はプラズマＴＥＯＳ膜、５は上層Ｃｕ配線である。
【００３０】
図１に示すように、この半導体装置は、二つ以上の多層配線２，５が各々の層間膜１，４に形成された多層配線構造を有する構成において、配線２の上部に空間部３を形成して層間膜１，４が中空構造を有する。
【００３１】
この場合、トランジスタを形成後の半導体基板において、層間絶縁膜であるプラズマＴＥＯＳ膜１に下層Ｃｕ配線２が形成され、その上にプラズマＴＥＯＳ膜４が堆積されており、プラズマＴＥＯＳ膜４に上層Ｃｕ配線５が形成されている。下層Ｃｕ配線２とプラズマＴＥＯＳ膜４との間には、空間部３が形成されている。
【００３２】
図２はこの発明の第１の実施形態における半導体装置と従来の半導体装置との層間容量を比較した図である。例えば、上下配線を平行平板と想定すると、本発明の実施例の半導体装置の上下配線間の容量Ｃ１は、（式１）で表される。
【００３３】
Ｃ１＝Ａ／（ｄｐ＋εｐ・ｄｖ）　　…（式１）
従来例の半導体装置の上下配線間の容量Ｃ２は、（式２）で表される。
【００３４】
Ｃ２＝Ａ・εｓ／（εｓ・ｄｐ＋εｐ・ｄｖ）　　…（式２）
ここで、εｐはプラズマＴＥＯＳ膜の比誘電率、εｓはプラズマシリコン窒化膜の比誘電率、ｄｖは空間の幅、ｄｐはプラズマＴＥＯＳ膜の膜厚、ｄｓはプラズマシリコン窒化膜の膜厚、Ａは定数である。本発明の半導体装置において、空間６の幅ｄｖが５０ナノメートル、プラズマＴＥＯＳ膜４の膜厚ｄｐが３００ナノメートル、従来の半導体装置において、プラズマシリコン窒化膜３の膜厚ｄｓが５０ナノメートル、プラズマＴＥＯＳ膜４の膜厚ｄｐが３００ナノメートルとした場合、プラズマＴＥＯＳ膜、プラズマシリコン窒化膜の比誘電率εｐ，εｓをそれぞれ３．５、９とすると、本発明の半導体装置は従来装置の３分の２の配線容量になる。
【００３５】
以上のように第１の実施形態の半導体装置によれば、上下配線２，５間の配線容量を低減できる半導体装置を提供できる。なお、配線２の上部に空間部３を形成したが、上下配線２，５間の層間膜４の一部に空間部３を形成して中空構造としてもよい。
【００３６】
以下、上記構成の半導体装置の製造方法の実施の形態を、第２〜５の実施の形態において示す。
【００３７】
この発明の第２の実施の形態を図３〜図５に基づいて説明する。図３〜図５はこの発明の第２の実施形態における半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【００３８】
図３〜図５において、１はプラズマＴＥＯＳ膜、２は下層Ｃｕ配線、３は空間部、４はプラズマＴＥＯＳ膜（プラズマシリコン酸化膜）、５は上層Ｃｕ配線、６はプラズマシリコン窒化膜、７は感光性樹脂膜、８は感光性樹脂膜、９はプラズマシリコン窒化膜、１０は感光性樹脂膜である。
【００３９】
図３および図４に示すように、半導体装置の配線部２として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜６を堆積する工程と、プラズマシリコン窒化膜６に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜４を堆積する工程と、プラズマシリコン酸化膜４およびプラズマシリコン窒化膜６をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部５として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程とを行う。この後、図５に示すように、Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所のプラズマシリコン酸化膜４をエッチングする工程と、プラズマシリコン窒化膜６を除去する工程とを行う。
【００４０】
この場合、図３（Ｓ１）〜（Ｓ４）に示すように、トランジスタを形成後の半導体基板において、層間絶縁膜であるプラズマＴＥＯＳ膜１に配線材料であるＣｕが埋め込まれて下層Ｃｕ配線２が形成されており、その上に、プラズマシリコン窒化膜６、プラズマＴＥＯＳ膜４を順に堆積させ、さらに感光性樹脂膜７を塗布してビアパターン形成を行う（ステップ１）。その次に、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜７のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ２）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜７を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ３）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、感光性樹脂膜８を塗布して配線パターン形成を行う（ステップ４）。
【００４１】
その次に、図４（Ｓ５）〜（Ｓ８）に示すように、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜８のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ５）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が３０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が２００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜８を除去し、ウエット洗浄を行なう（ステップ６）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、プラズマシリコン窒化膜６を同時にエッチングして、下層Ｃｕ配線２の表面を露出する（ステップ７）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が３０Ｐａ、放電電力が５００Ｗの条件でエッチングを行う。次に、Ｃｕめっき法を用いて、形成されたパターンにＣｕの埋め込みを行い、その後、ＣＭＰ法を用いて上層Ｃｕ配線５を形成する（ステップ８）。
【００４２】
次に、図５（Ｓ９）〜（Ｓ１２）に示すように、プラズマシリコン窒化膜９を堆積し、感光性樹脂膜１０を塗布してパターン形成を行う（ステップ９）。次に、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜１０のパターンに従ってプラズマシリコン窒化膜９をエッチングし、続いてプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングしてパターンを形成する（ステップ１０）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、プラズマシリコン窒化膜９のエッチングにはＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が７００Ｗの条件で、プラズマＴＥＯＳ膜４のエッチングには、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件で処理を行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜１０を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ１１）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、ウエット洗浄装置を用いてプラズマシリコン窒化膜６を除去して空間部３を形成する（ステップ１２）。
【００４３】
このとき、プラズマシリコン窒化膜６および９とプラズマＴＥＯＳ膜４の選択比が高い条件を選択することで、プラズマシリコン窒化膜６および９のみを選択的に除去することができる。例えば、溶液に１５０℃の燐酸を用いることで、プラズマＴＥＯＳ膜４を全く削ることなく、プラズマシリコン窒化膜６を除去することができる。
【００４４】
以上のように、燐酸を用いてプラズマシリコン窒化膜６を除去する第２の実施形態によれば、配線材料のＣｕ上のプラズマシリコン窒化膜６を除去することができるので、上下配線２，５間の層間膜の配線容量を低減した半導体装置の製造方法を提供できる。
【００４５】
この発明の第３の実施の形態を図６〜図８に基づいて説明する。図６〜図８はこの発明の第３の実施形態の半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【００４６】
図６〜図８において、１はプラズマＴＥＯＳ膜、２は下層Ｃｕ配線、３は空間部、４はプラズマＴＥＯＳ膜、５は上層Ｃｕ配線、６はプラズマシリコン窒化膜、７は感光性樹脂膜、８は感光性樹脂膜、９はプラズマシリコン窒化膜、１０は感光性樹脂膜である。
【００４７】
図６および図７に示すように、半導体装置の配線部２として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜６を堆積する工程と、プラズマシリコン窒化膜６に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜４を堆積する工程と、プラズマシリコン酸化膜４およびプラズマシリコン窒化膜６をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部５として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程とを行う。この後、図８に示すように、Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所のプラズマシリコン酸化膜４をエッチングする工程と、プラズマシリコン窒化膜６を除去する工程とを行う。
【００４８】
この場合、図６（Ｓ１）〜（Ｓ４）に示すように、トランジスタを形成後の半導体基板において、層間絶縁膜であるプラズマＴＥＯＳ膜１に配線材料であるＣｕが埋め込まれて下層Ｃｕ配線２が形成されており、その上に、プラズマシリコン窒化膜６、プラズマＴＥＯＳ膜４を順に堆積させ、さらに感光性樹脂膜７を塗布してビアパターン形成を行う（ステップ１）。その次に、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜７のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ２）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜７を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ３）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、感光性樹脂膜８を塗布して配線パターン形成を行う（ステップ４）。
【００４９】
その次に、図７（Ｓ５）〜（Ｓ８）に示すように、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜８のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ５）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が３０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が２００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜８を除去し、ウエット洗浄を行なう（ステップ６）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、プラズマシリコン窒化膜６を同時にエッチングして、下層Ｃｕ配線２の表面を露出する（ステップ７）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が３０Ｐａ、放電電力が５００Ｗの条件でエッチングを行う。次に、Ｃｕめっき法を用いて、形成されたパターンにＣｕの埋め込みを行い、その後、ＣＭＰ法を用いて上層Ｃｕ配線５を形成する（ステップ８）。
【００５０】
図８（Ｓ９）〜（Ｓ１２）に示すように、プラズマシリコン窒化膜９を堆積し、感光性樹脂膜１０を塗布してパターン形成を行う（ステップ９）。次に、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜１０のパターンに従ってプラズマシリコン窒化膜９をエッチングし、続いてプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングしてパターンを形成する（ステップ１０）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、プラズマシリコン窒化膜９のエッチングにはＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が７００Ｗの条件で、プラズマＴＥＯＳ膜４のエッチングには、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件で処理を行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂１０を除去する（ステップ１１）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、プラズマエッチング装置を用いて、プラズマシリコン窒化膜６を除去して空間部３を形成する（ステップ１２）。このとき、プラズマシリコン窒化膜６および９とプラズマＴＥＯＳ膜４の選択比が高い条件を選択することで、プラズマシリコン窒化膜６および９のみを選択的に除去することができる。例えば、ＲＦ放電プラズマによるダウンフロー型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＨＦ３流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、ガス圧力が１００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件でエッチングを行う。この条件では、主にフッ素ラジカルによるエッチングとなり、プラズマシリコン窒化膜６のサイドエッチングが進み、プラズマシリコン窒化膜６が除去される。
【００５１】
以上のように、フロロカーボンのガスのプラズマを用いてプラズマシリコン窒化膜を除去する第３の実施形態によれば、配線材料のＣｕ上のプラズマシリコン窒化膜を除去することができるので、層間膜の配線容量を低減でき、またステップ１０からステップ１２までがドライプロセスであるので、同じ装置を用いて、連続で処理ができるため、処理時間の短縮、処理工程の簡略化を可能とする半導体装置の製造方法を提供できる。なお、フロロカーボンガスはＣＨＦ３としたがＣＨ２Ｆ２でもよい。
【００５２】
この発明の第４の実施の形態を図９〜図１２に基づいて説明する。図９〜図１２はこの発明の第４の実施形態における半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【００５３】
図９〜図１２において、１はプラズマＴＥＯＳ膜、２は下層Ｃｕ配線、３は空間部、４はプラズマＴＥＯＳ膜、５は上層Ｃｕ配線、６はプラズマシリコン窒化膜、７は感光性樹脂膜、８は感光性樹脂膜、９はプラズマシリコン窒化膜、１０は感光性樹脂膜、１１はプラズマＴＥＯＳ膜である。
【００５４】
図９および図１０に示すように、半導体装置の配線部２として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜６を堆積する工程と、プラズマシリコン窒化膜６に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜４を堆積する工程と、プラズマシリコン酸化膜４およびプラズマシリコン窒化膜６をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部５として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程とを行う。この後、図１１および図１２に示すように、Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所のプラズマシリコン酸化膜４をエッチングする工程と、プラズマシリコン窒化膜６を除去する工程と、プラズマシリコン酸化膜４をエッチングした箇所に、プラズマシリコン酸化膜１１を埋め込む工程とを行う。
【００５５】
この場合、図９（Ｓ１）〜（Ｓ４）に示すように、トランジスタを形成後の半導体基板において、層間絶縁膜であるプラズマＴＥＯＳ膜１に配線材料であるＣｕが埋め込まれて下層Ｃｕ配線２が形成されており、その上に、プラズマシリコン窒化膜６、プラズマＴＥＯＳ膜４を順に堆積させ、さらに感光性樹脂膜７を塗布してビアパターン形成を行う（ステップ１）。その次に、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜７のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ２）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜７を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ３）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、感光性樹脂膜８を塗布して配線パターン形成を行う（ステップ４）。
【００５６】
その次に、図１０（Ｓ５）〜（Ｓ８）に示すように、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜８のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ５）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が３０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が２００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜８を除去し、ウエット洗浄を行なう（ステップ６）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、プラズマシリコン窒化膜６を同時にエッチングして、下層Ｃｕ配線２の表面を露出する（ステップ７）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が３０Ｐａ、放電電力が５００Ｗの条件でエッチングを行う。次に、Ｃｕめっき法を用いて、形成されたパターンにＣｕの埋め込みを行い、その後、ＣＭＰ法を用いて上層Ｃｕ配線５を形成する（ステップ８）。
【００５７】
次に、図１１（Ｓ９）〜（Ｓ１２）に示すように、プラズマシリコン窒化膜９を堆積し、感光性樹脂膜１０を塗布してパターン形成を行う（ステップ９）。次に、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜１０のパターンに従ってプラズマシリコン窒化膜９をエッチングし、続いてプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングしてパターンを形成する（ステップ１０）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、プラズマシリコン窒化膜９のエッチングにはＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が７００Ｗの条件で、プラズマＴＥＯＳ膜４のエッチングには、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件で処理を行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜１０を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ１１）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、ウエット洗浄装置を用いてプラズマシリコン窒化膜６を除去して空間部３を形成する（ステップ１２）。このとき、プラズマシリコン窒化膜６および９とプラズマＴＥＯＳ膜４の選択比が高い条件を選択することで、プラズマシリコン窒化膜６および９のみを選択的に除去することができる。例えば、溶液に１５０℃の燐酸を用いることで、プラズマＴＥＯＳ膜４を全く削ることなく、プラズマシリコン窒化膜６を除去することができる。
【００５８】
その次に、図１２（Ｓ１３），（Ｓ１４）に示すように、プラズマＴＥＯＳ膜１１を堆積する（ステップ１３）。このとき、層間膜のプラズマＴＥＯＳ膜４と下層配線部のプラズマＴＥＯＳ膜１がプラズマＴＥＯＳ膜１１を介して接続されるように堆積させる。プラズマＴＥＯＳ膜４とプラズマＴＥＯＳ膜１を接続することで、空間部３からの膜剥がれの発生を抑制することができる。次に、ＣＭＰ法を用いて、不要なプラズマＴＥＯＳ膜を削り取る（ステップ１４）。
【００５９】
以上のように、第４の実施形態によれば、配線材料のＣｕ上のプラズマシリコン窒化膜６を除去することができるので、上下配線２，５間の層間膜の配線容量を低減でき、また、各層間膜１，４間を絶縁膜（プラズマＴＥＯＳ膜１１）で接続することで、プラズマシリコン窒化膜６を除去したところからの膜剥がれの発生を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供できる。
【００６０】
この発明の第５の実施の形態を図１３〜図１６に基づいて説明する。図１３〜図１６はこの発明の第５の実施形態における半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【００６１】
図１３〜図１６において、１はプラズマＴＥＯＳ膜、２は下層Ｃｕ配線、３は空間部、４はプラズマＴＥＯＳ膜、５は上層Ｃｕ配線、６はプラズマシリコン窒化膜、７は感光性樹脂膜、８は感光性樹脂膜、９はプラズマシリコン窒化膜、１０は感光性樹脂膜、１２は感光性樹脂膜である。
【００６２】
図１３に示すように、半導体装置の配線部２として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜６を堆積する工程と、プラズマシリコン窒化膜６のＣｕ膜上以外の部分をプラズマエッチングして加工する工程と、プラズマシリコン窒化膜６に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜４を堆積する工程とを行う。この後、図１４および図１５に示すように、プラズマシリコン酸化膜４およびプラズマシリコン窒化膜６をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部５として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程とを行う。この後、図１６に示すように、Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所のプラズマシリコン酸化膜４をエッチングする工程と、プラズマシリコン窒化膜６を除去する工程とを行う。
【００６３】
この場合、図１３（Ｓ１）〜（Ｓ４）に示すように、トランジスタを形成後の半導体基板において、層間絶縁膜であるプラズマＴＥＯＳ膜１に下層Ｃｕ配線２が形成され、そこに配線材料であるＣｕが埋め込まれており、その上に、プラズマシリコン窒化膜６を堆積し、さらに感光性樹脂膜１２を塗布してパターン形成を行う（ステップ１）。このとき形成するパターンは、下層Ｃｕ配線２のパターンより、５０ｎｍから１０００ｎｍほど大きいパターンである方が望ましい。その次に、プラズマエッチング装置を用いて、プラズマシリコン窒化膜６をエッチングし、パターンを形成する（ステップ２）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が２０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が５００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜１２を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ３）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、プラズマＴＥＯＳ膜４を堆積し、さらに感光性樹脂膜７を塗布してビアパターン形成を行う（ステップ４）。
【００６４】
その次に、図１４（Ｓ５）〜（Ｓ７）に示すように、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜７のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ５）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜７を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ６）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、感光性樹脂膜８を塗布して配線パターン形成を行う（ステップ７）。
【００６５】
その次に、図１５（Ｓ８）〜（Ｓ１１）に示すように、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜８のパターンに従ってプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングし、パターンを形成する（ステップ８）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が３０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が２００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件でエッチングを行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜８を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ９）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、プラズマシリコン窒化膜６を同時にエッチングして、下層Ｃｕ配線２の表面を露出する（ステップ１０）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、ＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が３０Ｐａ、放電電力が５００Ｗの条件でエッチングを行う。次に、Ｃｕめっき法を用いて、形成されたパターンにＣｕの埋め込みを行い、その後、ＣＭＰ法を用いて上層Ｃｕ配線５を形成する（ステップ１１）。
【００６６】
次に、図１６（Ｓ１２）〜（Ｓ１５）に示すように、プラズマシリコン窒化膜９を堆積し、感光性樹脂膜１０を塗布してパターン形成を行う（ステップ１２）。次に、プラズマエッチング装置を用いて、感光性樹脂膜５のパターンに従ってプラズマシリコン窒化膜７をエッチングし、続いてプラズマＴＥＯＳ膜４をエッチングしてパターンを形成する（ステップ１３）。例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用いて、プラズマシリコン窒化膜８のエッチングにはＣＦ４流量が５０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が７００Ｗの条件で、プラズマＴＥＯＳ膜４のエッチングには、Ｃ４Ｆ８流量が２０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量が１０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１５００Ｗの条件で処理を行う。その次に、プラズマアッシング装置を用いて感光性樹脂膜９を除去し、ウエット洗浄を行う（ステップ１４）。例えば、マイクロ波プラズマによるダウンフロー型アッシング装置を用いて、Ｏ２流量が２０００ｓｃｃｍ、ガス圧力が５００Ｐａ、放電電力が１０００Ｗの条件で、アッシングを行う。次に、ウエット洗浄装置を用いてプラズマシリコン窒化膜６を除去して空間部３を形成する（ステップ１５）。このとき、プラズマシリコン窒化膜６および９とプラズマＴＥＯＳ膜４の選択比が高い条件を選択することで、プラズマシリコン窒化膜６および９のみを選択的に除去することができる。例えば、溶液に１５０℃の燐酸を用いることで、プラズマＴＥＯＳ膜４を全く削ることなく、プラズマシリコン窒化膜６を除去することができる。また、除去されるプラズマシリコン窒化膜６は、基板全域には広がっていないので、下層配線の層間膜であるプラズマＴＥＯＳ膜１と層間膜のプラズマＴＥＯＳ膜４とは一部で接続されているので、空間部３からの膜剥がれの発生を抑制することができる。
【００６７】
以上のように第５の実施形態によれば、配線材料のＣｕ上のプラズマシリコン窒化膜６を除去することができるので、上下配線２，５間の層間膜の配線容量を低減でき、また、各層間膜１，４間を絶縁膜（プラズマＴＥＯＳ膜４）の一部で接続されているので、プラズマシリコン窒化膜６を除去したところからの膜剥がれの発生を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供できる。
【００６８】
なお、第４，５の実施の形態において、プラズマシリコン窒化膜６を除去する際、第２の実施の形態と同様に燐酸を用いたが、第３の実施の形態と同様にクロロカーボンガスもしくはクロロカーボンガスを含む混合ガスのプラズマを用いてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載の半導体装置によれば、上下配線間の層間膜の一部に空間部を形成して中空構造としたので、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する場合、Ｃｕの拡散防止膜として用いられるプラズマシリコン窒化膜が上下配線間の層間膜の一部に残ることで、プラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因する配線容量の増加を防止し、配線容量の低減を達成することができる。
【００７０】
この発明の請求項２記載の半導体装置によれば、配線の上部に空間部を形成して層間膜が中空構造を有するので、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する場合、Ｃｕの拡散防止膜として用いられるプラズマシリコン窒化膜が配線の上部に残ることで、プラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因する配線容量の増加を防止し、配線容量の低減を達成することができる。
【００７１】
この発明の請求項３記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、プラズマシリコン酸化膜およびプラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所のプラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程とを含むので、Ｃｕ膜からなるＣｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を除去することができる。このため、Ｃｕの拡散防止膜として用いられるプラズマシリコン窒化膜が残ることで、プラズマシリコン窒化膜の高誘電率に起因するＣｕ配線間の層間膜の配線容量を低減できる。
【００７２】
この発明の請求項４記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、プラズマシリコン酸化膜およびプラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所のプラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程と、プラズマシリコン酸化膜をエッチングした箇所に、シリコン酸化膜を埋め込む工程とを含むので、Ｃｕ膜からなるＣｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を除去することができる。このため、Ｃｕ配線間の層間膜の配線容量を低減できる。また、プラズマシリコン酸化膜をエッチングした箇所に、シリコン酸化膜を埋め込むことで、Ｃｕ配線が形成された各層間膜のプラズマシリコン酸化膜が接続されているので、プラズマシリコン窒化膜を除去したところからの膜剥がれの発生を抑制することができる。
【００７３】
この発明の請求項５記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の配線部として形成されるＣｕ膜の上にプラズマシリコン窒化膜を堆積する工程と、プラズマシリコン窒化膜のＣｕ膜上以外の部分をプラズマエッチングして加工する工程と、プラズマシリコン窒化膜に層間絶縁膜としてプラズマシリコン酸化膜を堆積する工程と、プラズマシリコン酸化膜およびプラズマシリコン窒化膜をプラズマエッチングして加工する工程と、エッチング加工した箇所に他の配線部として形成されるＣｕ膜を埋め込む工程と、Ｃｕ膜を埋め込んだ箇所と異なる箇所のプラズマシリコン酸化膜をエッチングする工程と、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程とを含むので、Ｃｕ膜からなるＣｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を除去することができる。このため、Ｃｕ配線間の層間膜の配線容量を低減できる。また、プラズマシリコン窒化膜のＣｕ膜上以外の部分をプラズマエッチングすることで、Ｃｕ配線が形成された各層間膜のプラズマシリコン酸化膜が一部で接続されているので、プラズマシリコン窒化膜を除去したところからの膜剥がれの発生を抑制することができる。
【００７４】
請求項６では、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、フロロカーボンガスもしくはフロロカーボンガスを含む混合ガスのプラズマを用いるので、Ｃｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を配線形成後に除去することができる。これにより、Ｃｕの拡散を発生させないまま、配線容量の増加を抑制することができる。
【００７５】
請求項７では、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、使用するフロロカーボンガスが、ＣＨＦ３もしくはＣＨ２Ｆ２であるので、フッ素ラジカルによるエッチングとなり、プラズマシリコン窒化膜のサイドエッチングが進み、プラズマシリコン窒化膜が除去される。
【００７６】
請求項８では、プラズマシリコン窒化膜を除去する工程の際、燐酸を用いるので、酸化膜と窒化膜の選択比のある溶液により、Ｃｕ配線上のプラズマシリコン窒化膜を配線形成後に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態における半導体装置と従来の半導体装置との層間容量を比較したグラフである。
【図３】この発明の第２の実施形態における半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【図４】図３の次の工程を示す断面図である。
【図５】図４の次の工程を示す断面図である。
【図６】この発明の第３の実施形態の半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【図７】図６の次の工程を示す断面図である。
【図８】図７の次の工程を示す断面図である。
【図９】この発明の第４の実施形態における半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【図１０】図９の次の工程を示す断面図である。
【図１１】図１０の次の工程を示す断面図である。
【図１２】図１１の次の工程を示す断面図である。
【図１３】この発明の第５の実施形態における半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【図１４】図１３の次の工程を示す断面図である。
【図１５】図１４の次の工程を示す断面図である。
【図１６】図１５の次の工程を示す断面図である。
【図１７】従来例の半導体装置の断面図である。
【図１８】従来例における半導体装置の製造方法についての工程を示す断面図である。
【図１９】図１８の次の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１　プラズマＴＥＯＳ膜
２　下層Ｃｕ配線
３　空間部
４　プラズマＴＥＯＳ膜
５　上層Ｃｕ配線
６　プラズマシリコン窒化膜
７　感光性樹脂膜
８　感光性樹脂膜
９　プラズマシリコン窒化膜
１０　感光性樹脂膜
１１　プラズマＴＥＯＳ膜
１２　感光性樹脂膜
【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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