(57)【要約】【課題】層間絶縁膜にデュアルダマシン構造を形成する際、レジストパターニング工程に対する負荷を低減しつつ、層間絶縁膜の低誘電率化を図ることが可能な半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】第１絶縁膜（SiOC膜）6、第２絶縁膜（有機膜）７、第１マスク形成層（SiOC膜）21、第２マスク形成層（SiO2膜）22、第３マスク形成層(SiN膜)23を順次成膜し、第３マスク形成層23をパターニングして配線溝パターンを有する第３マスク23Aを形成し、この上部にレジストマスク１２を形成して第２絶縁膜７までをエッチングし接続孔を開口する。第３マスク上から第２マスク形成層22をエッチングして配線溝パターンを有する第２マスクを形成し、第１絶縁膜6を途中までエッチングして接続孔を掘り下げる。第２マスク上から第１マスク形成層21をエッチングして配線溝パターンを有する第１マスクを形成し、第１絶縁膜６をエッチングして接続孔を開口する。第１マスク〜第２マスク上から第２絶縁膜７をエッチングして配線溝１６を形成する。【選択図】図１
2005217223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機絶縁膜を含む層間絶縁膜を備えた半導体装置の製造方法において、
（イ）基板上に、接続孔を貫通させる絶縁膜として無機系の低誘電材料からなる第１絶縁膜、および配線層間の絶縁膜として有機材料からなる第２絶縁膜を順次成膜する工程と、
（ロ）前記第２絶縁膜上に、無機系の低誘電材料からなる第１マスク形成層、当該第１マスクとは異なるＳｉ系材料からなる第２マスク形成層、および当該第２マスク形成層とは異なるＳｉ系材料からなる第３マスク形成層を順次成膜する工程と、
（ハ）前記第３マスク形成層をパターニングして配線溝パターンを有する第３マスクを形成する工程と、
（ニ）前記第３マスク上を含む第２マスク形成層上に、接続孔パターンを有するレジストマスクを形成する工程と、
（ホ）前記レジストマスクをエッチングマスクとして前記第３マスク、前記第２マスク形成層、および前記第１マスク形成層をエッチングし、さらに前記第２絶縁膜をエッチングして接続孔を開口する工程と、
（ヘ）前記第３マスクをエッチングマスクとして、前記第２マスク形成層をエッチングして配線溝パターンを有する第２マスクを形成すると共に、前記第１絶縁膜を途中までエッチングして接続孔を開口する工程と、
（ト）前記第２マスクをエッチングマスクとして、前記第１マスク形成層をエッチングして配線溝パターンを有する第１マスクを形成すると共に、前記接続孔の底部に残存する前記第１絶縁膜をエッチングして前記基板に達する接続孔を開口する工程と、
（チ）前記第１マスクないしは第２マスクをエッチングマスクとして前記第２絶縁膜をエッチングし、当該第２絶縁膜に配線溝を形成する工程と、
（リ）前記配線溝形成後に残存する前記第２マスクおよび第３マスクを除去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】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ロ）では、前記第１マスク形成層、第２マスク形成層、および第３マスク形成層を、光透過性を有する材料で成膜する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ロ）では、上層のマスク形成層を用いて構成されたマスクをエッチングマスクとした反応性イオンエッチング法により下層のマスク形成層を加工できる材料を用いて、前記第１マスク形成層、第２マスク形成層、および第３マスク形成層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記無機系の低誘電材料は、ＣＶＤ法によって形成されるＳｉＯＣである
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
有機絶縁膜を含む層間絶縁膜を備えた半導体装置の製造方法において、
（イ）基板上に、接続孔を貫通させる絶縁膜として無機系の低誘電材料からなる第１絶縁膜、および配線層間の絶縁膜として有機材料からなる第２絶縁膜を順次成膜する工程と、
（ロ）前記第２絶縁膜上に、無機系の低誘電材料からなる第１マスク形成層、および当該第１マスクとは異なるＳｉ系材料からなる第２マスク形成層を順次成膜する工程と、
（ハ）前記第２マスク形成層をパターニングして配線溝パターンを有する第２マスクを形成する工程と、
（ニ）前記第２マスク上を含む第１マスク形成層上に接続孔パターンを有するレジストマスクを形成する工程と、
（ホ）前記レジストマスクをエッチングマスクとして前記第２マスクおよび前記第１マスク形成層をエッチングし、さらに前記第２絶縁膜をエッチングして接続孔を開口する工程と、
（ヘ）前記第２マスクをエッチングマスクとし、前記第１マスク形成層をエッチングして配線溝パターンを有する第１マスクを形成すると共に、前記接続孔の底部に残存する前記第１絶縁膜をエッチングして接続孔を開口する工程と、
（ト）前記第１マスクないしは第２マスクをエッチングマスクとして前記第２絶縁膜をエッチングし、前記第２絶縁膜に配線溝を形成する工程と、
（チ）前記配線溝形成後に残存する前記第２マスクを除去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６】
請求５記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ロ）では、前記第１マスク形成層および第２マスク形成層を、光透過性を有する材料で成膜する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程（ロ）では、第２マスクをエッチングマスクにした反応性イオンエッチング法により第１マスク形成層を加工できる材料を用いて、前記第１マスク形成層および第２マスク形成層を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５記載の半導体装置の製造方法において、
前記無機系の低誘電材料は、ＣＶＤ法によって形成されるＳｉＯＣである
ことを特徴とする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、低誘電率層間絶縁膜内にデュアルダマシン構造の多層配線構造を有する半導体装置の製造方法に関し、特には、さらに低誘電化された層間絶縁膜に良好な形状のデュアルダマシン構造の配線構造を備えた半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化、高集積化に伴い、配線の時定数に起因する電気信号の遅れが深刻な問題となっている。そこで、多層配線構造で用いられる導電層には、アルミニウム（Ａｌ）系合金の配線に代わり、低電気抵抗の銅（Ｃｕ）配線が導入されるようになっている。Ｃｕは、従来の多層配線構造に使われているＡｌなどの金属材料とは異なって、ドライエッチングによるパターニングが困難なため、絶縁膜に配線溝を形成し、配線溝にＣｕを埋め込むことにより配線パターンを形成するダマシン法が一般にＣｕ多層配線構造に適用されている。
【０００３】
また、高集積半導体装置では、配線容量の増大が半導体装置の動作速度の低下を招くために、低誘電率膜を層間絶縁膜に用いて配線容量の増大を抑制した微細な多層配線が不可欠となっている。低誘電率層間絶縁膜の材料としては、従来から比較的使用実績のある比誘電率３．５程度のフッ素含有酸化シリコン（ＦＳＧ）に加えて、ポリアリールエーテル（ＰＡＥ）に代表される有機ポリマー系材料や、ハイドロゲンシルセキオサン（ＨＳＱ）、メチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）に代表されるＳｉＯＣ系材料などの比誘電率２．７前後の低誘電率膜が挙げられる。更に、近年では、それらを多孔質化させて比誘電率を２．２前後として低誘電率材料の適用も試みられている。
【０００４】
ところで、デュアルダマシン法を低誘電率層間絶縁膜に適用する場合、以下の技術的な制約を解決することが必要である。
【０００５】
第１には、低誘電率膜の組成がパターニングに用いられるレジストの組成に近いために、レジスト除去プロセスの際に、低誘電率膜も損傷を受け易いことが挙げられる。具体的には、レジストマスクを用いてエッチングを行った後のレジスト剥離処理や、処理済みのレジストパターンが製品規格を満たさない場合のレジスト再生処理などを行う際、低誘電率膜に対する損傷を抑制できることが不可欠である。
【０００６】
また第２には、配線と接続孔との間で合わせ余裕を持たないボーダレス構造への適用が可能なことである。半導体装置の微細化に伴い、０．１８μm世代以降の多層配線では、ボーダレス構造に対応できる加工プロセスを採用することが前提となっている。従って、低誘電率膜を含む層間絶縁膜にデュアルダマシン法による配線溝と接続孔の同時形成を行う場合でも、合わせずれによるヴィア抵抗の変動が少ないプロセスであることが重要である。
【０００７】
そして第３には、配線溝を深さ制御性良く形成するには、配線溝の底部近くにエッチング阻止膜を介在させることが望ましいものの、比誘電率の比較的高いエッチング阻止膜を層間絶縁膜内に介在させると、層間容量が増加することになる。従って、配線溝の形成を制御しつつ、しかも容量増加を抑えることが出来る低誘電率膜層間構造のデュアルダマシンプロセスが要求されている。
【０００８】
上述したような技術的な制約を解決できるデュアルダマシン法として、次の図６の断面工程図を用いて説明する方法が提案されている。
【０００９】
先ず、図６（ａ）に示すように、図示しない基板上に堆積された下地絶縁膜１上に有機膜２と酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜３からなる堆積膜を層間絶縁膜として成膜し、次いで層間絶縁膜に銅（Ｃｕ）膜の埋め込み配線４を形成する。そして、Ｃｕ埋め込み配線４上に、順次、Ｃｕ膜の酸化防止層として炭化シリコン（ＳｉＣ）膜５、ＳｉＯＣ膜６、ポリアリールエーテル（ＰＡＥ）膜７を成膜する。続いて、酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる第１マスク形成層８、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる第２マスク形成層９を順次成膜し、さらに配線溝パターンを有するレジストマスク１０を第２マスク形成層（ＳｉＮ膜）９上に形成する。次いで、レジストマスク１０を用いたドライエッチング法により第２マスク形成層（ＳｉＮ膜）９をエッチングし、配線溝パターンを有するＳｉＮ膜からなる第２マスク９Ａを形成した後、レジストマスク１０を除去する。
【００１０】
次に、図６（ｂ）に示すように、ＳｉＮからなる第２マスク９Ａ上を含む第１マスク形成層（ＳｉＯ2）８上に、接続孔パターンを有するレジストマスク１２を形成する。この場合、第２マスク９Ａに形成された配線溝パターンの開口部内に、レジストマスク１２の接続孔パターンの開口部の少なくとも一部が重なるようにする。
【００１１】
その後、図６（ｃ）に示すように、レジストマスク１２をエッチングマスクとしたドライエッチング法により、ＳｉＮ膜からなる第２マスク９Ａと第１マスク形成層（ＳｉＯ2膜）８をエッチングして開口し、続いてＰＡＥ膜７をエッチングしてＳｉＯＣ膜６を露出する接続孔１３を開口する。ここで、レジストマスク１２は、ＰＡＥ膜７のエッチング処理で同時に除去することができる。また、ＰＡＥ膜７のエッチング中にレジストマスク１２は薄くなって行くが、第１マスク形成層（ＳｉＯ2膜）８に接続孔１３を開口させてなる第１マスク８Ａが存在するので、第１マスク８Ａをエッチングマスクにして良好な開口形状の接続孔１３を開口することができる。
【００１２】
次に、図６（ｄ）に示すように、さらにＳｉＯＣ膜６をエッチングし、ＳｉＣ膜5に達するまで接続孔１３を掘り下げる。この際、ＳｉＯ2からなる第１マスク８Ａは、配線溝パターンを有するＳｉＮ膜からなる第２マスク９Ａをエッチングマスクとするエッチングにより同時に除去され、配線溝パターンが形成される。
【００１３】
その後、図６（ｅ）に示すように、配線溝パターンを有する第1マスク８ＡをエッチングマスクにしてＰＡＥ膜７をエッチングし、ＳｉＯ2からなる第１マスク８ＡとＡＰＥ膜７とに、配線溝１６を形成する。その後、接続孔１３の底部にあるＳｉＣ膜５をエッチングして接続孔１３をＣｕ埋め込み配線４に連通させる。これにより、配線溝１６の底部に接続孔１３を開口させたデュアルダマシン形状が得られる。尚、配線溝形成領域以外に残存するＳｉＮからなる第２マスク（９Ａ）は、接続孔１３底部のＳｉＣ膜５をエッチングする過程で除去される。
【００１４】
以上の後には、薬液を用いた後処理、およびＲＦスパッタリング処理により、配線溝１６や接続孔１３の側壁に残留するエッチング付着物を除去し、接続孔１３底部のＣｕ埋め込み配線４の表面の変質層を正常化する。そして、図６（ｆ）に示すように、バリアメタルとしてＴａ膜１７をスパッタリング法により成膜し、電界メッキ法あるいはスパッタリング法によりＣｕ膜１８を堆積して配線溝１６と接続孔１３に導電膜の埋め込みを行う。次いで、堆積したＴａ膜１７およびＣｕ膜１８のうち、配線パターンとして不要な部分を化学機械研磨（ＣＭＰ）法により除去する。これにより、デュアルダマシン構造の多層配線構造を得ることができる。さらに、下層のＣｕ埋め込み配線４と同様、酸化防止層として例えばＳｉＣ膜１９を成膜する。
【００１５】
以上説明した２層エッチングマスクを用いたデュアルダマシン法の適用は、低誘電率膜構造に対して上述した前述した技術的な制約事項が克服され、レジストパターニング工程に対する負荷が低減された製造方法となっている。
【００１６】
すなわち、製品企画に適合しないレジストマスク１０，１２の再生処理は、第１マスク形成層９または第２マスク形成層８上で行うことができ、接続孔開口のためのレジストマスク１２の除去は、ＰＡＥ膜７をエッチングして接続孔１３を開口させる工程で同時に行うことが可能であるから、低誘電率膜の損傷を抑制しつつレジスト剥離を行うことができる。
【００１７】
また、図６（ｃ）に示したように、配線溝パターンを有するＳｉＮ膜からなる第２マスク９Ａ上から接続孔１３を開口するので、配線溝１６と接続孔１３とのあわせずれが発生した場合でも、接続孔１３の寸法が変動することはない。
【００１８】
さらに、図６（ｅ）に示したように、ＰＡＥ膜７に配線溝１６を形成する際には、ＳｉＯＣ膜６上においてＰＡＥ膜７をエッチングすれば良い。このことから、エッチング選択比を確保することが容易である。したがって、比誘電率の高いＳｉＮ膜などのエッチング素子膜を介在させなくても、配線溝１６の深さ制御が容易である（以上、下記特許文献１参照）。
【００１９】
【特許文献１】特開２００１−４４１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述したようなデュアルダマシン法では、工程終了後にも配線間に残される第１マスクをシリコン酸化膜で形成している。したがって、比誘電率が４程度あるシリコン酸化膜が配線間に残存することにより、この下方の層間絶縁膜として有機絶縁膜などを用いてその比誘電率を下げたとしても、配線間の実効的な比誘電率が下がり難くなってしまう。
【００２１】
そこで本発明は、層間絶縁膜にデュアルダマシン構造を形成する際、レジストパターニング工程に対する負荷を低減しつつ、さらに層間絶縁膜の低誘電率化を図ることが可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
このような目的を達成するための本発明の半導体装置の製造方法は、３層マスクまたは２層マスクを用いたデュアルダマシン法を適用した半導体装置の製造方法において、最下層に設けられる第１マスクをＳｉＯＣ系材料で構成することを特徴としており、以下の手順でおこなう。
【００２３】
第１の方法では、先ず（イ）基板上に、接続孔を貫通させる絶縁膜として無機系の低誘電材料からなる第１絶縁膜、および配線層間の絶縁膜として有機材料からなる第２絶縁膜を順次成膜する。次に（ロ）前記第２絶縁膜上に順次、無機系の低誘電材料からなる第１マスク形成層、当該第１マスクとは異なるＳｉ系材料からなる第２マスク形成層、および当該第２マスク形成層とは異なるＳｉ系材料からなる第３マスク形成層を成膜する。その後（ハ）前記第３マスク形成層をパターニングして配線溝パターンを有する第３マスクを形成する。次いで（ニ）前記第３マスク上を含む第２マスク形成層上に、接続孔パターンを有するレジストマスクを形成する。さらに（ホ）前記レジストマスクをエッチングマスクとして前記第３マスク、前記第２マスク形成層、および前記第１マスク形成層をエッチングし、さらに前記第２絶縁膜をエッチングして接続孔を開口する。その後（ヘ）前記第３マスクをエッチングマスクとして、前記第２マスク形成層をエッチングして配線溝パターンを有する第２マスクを形成すると共に、前記第１絶縁膜を途中までエッチングして接続孔を開口する。次に（ト）前記第２マスクをエッチングマスクとして、前記第１マスク形成層をエッチングして配線溝パターンを有する第１マスクを形成すると共に、前記接続孔の底部に残存する前記第１絶縁膜をエッチングして前記基板に達する接続孔を開口する。次いで（チ）前記第１マスクないしは第２マスクをエッチングマスクとして前記第２絶縁膜をエッチングし、当該第２絶縁膜に配線溝を形成する。そして（リ）前記配線溝形成後に残存する前記第２マスクおよび第３マスクを除去する。
【００２４】
また第２の方法では、先ず（イ）基板上に、接続孔を貫通させる絶縁膜として無機系の低誘電材料からなる第１絶縁膜、および配線層間の絶縁膜として有機材料からなる第２絶縁膜を順次成膜する。次に（ロ）前記第２絶縁膜上に順次、無機系の低誘電材料からなる第１マスク形成層、および当該第１マスクとは異なるＳｉ系材料からなる第２マスク形成層を成膜する。その後（ハ）前記第２マスク形成層をパターニングして配線溝パターンを有する第２マスクを形成する。次いで（ニ）前記第２マスク上を含む第１マスク形成層上に接続孔パターンを有するレジストマスクを形成する、そして（ホ）前記レジストマスクをエッチングマスクとして前記第２マスクおよび前記第１マスク形成層をエッチングし、さらに前記第２絶縁膜をエッチングして接続孔を開口する。さらに（ヘ）前記第２マスクをエッチングマスクとし、前記第１マスク形成層をエッチングして配線溝パターンを有する第１マスクを形成すると共に、前記接続孔の底部に残存する前記第１絶縁膜をエッチングして接続孔を開口する。その後（ト）前記第１マスクないしは第２マスクをエッチングマスクとして前記第２絶縁膜をエッチングし、前記第２絶縁膜に配線溝を形成する。そして（チ）配線溝形成後に残存する前記第２マスクを除去する。
【００２５】
以上のような第１の製造方法および第２の製造方法では、配線溝パターンを有する第１マスクをエッチングマスクとして第２絶縁膜に配線溝を形成した後、第１マスクは第２絶縁膜上に残され、当該第２絶縁膜と共に配線溝を構成する絶縁膜として用いられることになる。そして、このような第１マスクは、無機系の低誘電材料からなる。このため、この第１マスクを含む配線間および配線層間の絶縁膜全体の比誘電率を低く維持することが可能になる。尚、無機系の低誘電材料からなる第１マスクと第１絶縁膜としては、例えばＣＶＤ法により成膜されたＳｉＯＣ膜、ＣＶＤ法により成膜されたＳｉＯＦ膜、スピンコート法により形成されるＭＳＱ膜やＨＳＱ膜でもよく、さらに、キセロゲル膜、多孔質構造を有するＭＳＱ膜でも良い。
【００２６】
また、以上の製造方法では、製品企画に適合しないレジストマスクの再生処理を、第１マスク形成層上、第２マスク形成層上、さらには第３マスク形成層上で行うことができ、さらに配線溝パターンを有するマスク上から接続孔を開口するので、配線溝と接続孔とのあわせずれが発生した場合でも、接続孔の寸法が変動することはない。しかも、第２絶縁膜に配線溝を形成する際には、ＳｉＯＣ膜のような無機系の低誘電材料からなる第１絶縁膜上において有機材料からなる第２絶縁膜をエッチングすれば良いことから、エッチング選択比を確保することが容易である。以上のことから、レジストパターニング工程に対する負荷が低減される。
【発明の効果】
【００２７】
したがって、本発明の半導体装置の製造方法によれば、層間絶縁膜にデュアルダマシン構造を形成する際、レジストパターニング工程に対する負荷を低減しつつ、さらに工程終了後にも層間絶縁膜として残される第１マスクの比誘電率を低く抑え、配線間および配線層間に配置される層間絶縁膜全体の低誘電率化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。
【００２９】
＜第１実施形態＞
本第１実施形態例は、第１の発明方法に係る半導体装置の製造方法の実施形態の一例であり、トリプルマスクを用いたデュアルダマシン構造の形成に係わる。以下、図１〜図３の断面工程図を用いて本発明の第１実施形態を説明する。尚、図６を用いて説明した工程と同一の要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。
【００３０】
まず、図１（ａ）に示すように、図示しない基板上に堆積された下地絶縁膜１上に、有機膜２と酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜３からなる積層膜を層間絶縁膜として成膜し、次いで１５０ｎｍの配線厚となるように、銅（Ｃｕ）膜の埋め込み配線（Ｃｕ配線）４を形成する。
【００３１】
続いて、Ｃｕ配線４上に酸化防止及び銅の拡散防止層として膜厚３０nmの炭化シリコン（ＳｉＣ）膜５を成膜する。このＳｉＣ膜５を成膜する際には、一例として、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用い、メチルシランガスをシリコン源とする。成膜条件としては、基板温度を３００〜４００℃、プラズマパワーを１５０〜３５０Ｗ、成膜雰囲気の圧力を１００〜１０００Ｐａ程度に設定する。これにより、比誘電率が３．５〜５．０程度のＳｉＣ膜５を成膜する。尚、成膜条件を調整して、ＳｉＣに一定量の窒素、水素、酸素原子などを含有させても良い。
【００３２】
そして、このＳｉＣ膜５上に、接続孔を貫通させる第１絶縁膜６として、１２０ｎｍ厚の炭素含有酸化シリコン（ＳｉＯＣ）からなる第１絶縁膜６を成膜する。第１絶縁膜としては、例えばＣＶＤ法により成膜されたＳｉＯＣ膜の代わりに、ＣＶＤ法により成膜されたＳｉＯＦ膜や、スピンコート法により形成されるＭＳＱ膜やＨＳＱ膜でもよく、さらに、キセロゲル膜、多孔質構造を有するＭＳＱ膜でも良い。
【００３３】
尚、一例として、ＳｉＯＣからなる第１絶縁膜６を成膜する場合、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用い、メチルシランをシリコン源とする。成膜条件として基板温度を３００〜４００℃、プラズマパワーを１００〜８００Ｗ、成膜雰囲気の圧力を１００〜１３５０Ｐａ程度に設定する。成膜条件を調整して、多孔質膜にすることで、より比誘電率の低いＳｉＯＣ膜にすることもできる。これにより、比誘電率が２〜３程度の第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）６を成膜する。尚、このような第１絶縁膜６を成膜する際には、有機シリカ系の前駆体をスピンコート法で塗布した後、３５０〜４５０℃のキュア処理を行って成膜してもよい。もちろん、前駆体を調整して、多孔質膜にすることも可能である。
【００３４】
次に、第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）６上に、比誘電率２．４程度の有機材料からなる第２絶縁膜７を成膜する。本実施形態例では、有機材料として特に有機ポリマー材料を用いることとし、一例としてポリアリールエーテル（ＰＡＥ）からなる第２絶縁膜７を１００ｎｍの膜厚で成膜する。有機ポリマー材料からなる第２絶縁膜７は、前駆体をスピンコート法により堆積した後、３５０〜４５０℃のキュア処理を行うことにより成膜される。もちろん、前駆体を調整して、多孔質膜にすることも可能である。このような有機材料としては、ＰＡＥの他には、ＢＣＢ、ポリイミド、さらにはアモルファスカーボンなどを用いることもできる。
【００３５】
続いて、第２絶縁膜（有機材料膜）７上に、第１マスク形成層２１、第２マスク形成層２２、および第３マスク形成層２３を順次形成する。
【００３６】
先ず、第１マスク形成層２１は、第１絶縁膜６と同様の無機系の低誘電材料（ここではＣＶＤ法によって形成されたＳｉＯＣ膜）からなり、膜厚１５０ｎｍ程度の膜厚で形成される。
【００３７】
次に、第２マスク形成層２２は、第１マスク形成層（ＳｉＯＣ膜）２１とは異なるシリコン系材料で構成される。その中でも特に、当該第２マスク形成層２２で構成されたマスクをエッチングマスクとした反応性イオンエッチング法により、第１マスク形成層（ＳｉＯＣ膜）２１を加工できる材料を用いて構成されることが好ましい。このような材料として、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、炭化窒化シリコン（ＳｉＣＮ）、窒化シリコン(ＳｉＮ)を例示することができる。
【００３８】
ここでは、酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる第２マスク形成層２２を５０ｎｍ程度の膜厚で形成することとする。ＳｉＯ2からなる第２マスク形成層２２の成膜は、例えばシリコン源としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用い、酸化剤として一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により行われる。尚、第２マスク形成層（ＳｉＯ2）２２の成膜の際に、化学量論よりシリコンが多い酸化シリコン膜を形成することにより、当該第２マスク形成層で構成されたマスクによる第１マスク形成層（ＳｉＯＣ膜）２１のエッチング加工の最適化が容易となる。
【００３９】
次の第３マスク形成層２３は、第２マスク形成層２２とは異なるシリコン系材料で構成される。その中でも特に、当該第３マスク形成層２３で構成されたマスクをエッチングマスクとした反応性イオンエッチング法により、第２マスク形成層２２を加工できる材料を用いて構成されることが好ましい。このような第３マスク形成層２３の構成材料として、窒化シリコン（ＳｉＮ）を例示することができる。また特に、第２マスク形成層２２がＳｉＣ、ＳｉＣＮまたはＳｉＮからなる場合には、第３マスク形成層２３の構成材料としてＳｉＯ2を用いても良い。
【００４０】
ここでは、ＳｉＮからなる第３マスク形成層２３を５０ｎｍ程度の膜厚で形成することとする。ＳｉＮからなる第３マスク形成層２３の成膜は、ＳｉＯ2からなる第２マスク形成層２２と同様のプラズマＣＶＤ装置により、例えばシリコン源としてモノシラン（ＳｉＨ4）を、窒化剤としてアンモニア（ＮＨ3）ガスを、酸化剤として一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）ガスを用い、不活性ガスをキャリアガスにして行われる。
【００４１】
尚、以上の第１マスク形成層２１、第２マスク形成層２２、および第３マスク形成層２３は、光透過性を有する材料を選択して用いることが好ましい。これにより、以下に説明するように、これらのマスク形成層２１〜２３上にリソグラフィー処理によってレジストマスクを形成する場合に、下地に形成されたパターンに基づいてマスクアライメントを行うことが可能になる。
【００４２】
次に、図１（ｂ）に示すように、以上のようにして３層構造のマスク形成層を形成した後、配線溝パターンを有するレジストマスク１０を第３マスク形成層２３上に形成する。
【００４３】
次に、レジストマスク１０をエッチングマスクとして用いたドライエッチング法により、第３マスク形成層２３をエッチングして、配線溝パターンを有する第３マスク２３Ａを形成する。尚ここでは、一般的なマグネトロン方式のエッチング装置を用い、例えばエッチングガスとしてジフロロメタン（ＣＨ2Ｆ2）、酸素（Ｏ2）、及びアルゴン（Ａｒ）を用い、ガス流量比ＣＨ2Ｆ2：Ｏ2：Ａｒ＝２：１：２０、バイアスパワー５００Ｗ、基板温度４０℃に設定する。このエッチング条件下では、ＳｉＯ2に対するＳｉＮのエッチング選択比（ＳｉＮ／ＳｉＯ2)が４程度になる。このため、エッチングの下地となる第２マスク形成層（ＳｉＯ2）２２に対するエッチングの影響を抑えつつ、ＳｉＮからなる第３マスク形成層２３のエッチングを行うことができる。
【００４４】
以上のようにして、第３マスク２３Ａを形成した後、例えば酸素（Ｏ2）プラズマをベースとしたアッシング処理と有機アミン系の薬液処理を施すことにより、レジストマスク１０及びエッチング処理の際に生じた残留付着物を完全に除去する。
【００４５】
次に、図１（ｃ）に示すように、第３マスク２３Ａ上を含む第２マスク形成層２２上に、接続孔パターンを有するレジストマスク１２を形成する。この際、レジストマスク１２に設けられた接続孔パターンの少なくとも一部が、第３マスク２３Ａの配線溝パターンの開口部内に重なるようにレジストマスク１２をパターン形成する。
【００４６】
尚、このレジストマスク１２の形成に際し、配線溝パターンを構成する第３マスク２３Ａにより生じた段差は、概ね第３マスク２３Ａの膜厚である５０ｎｍ程度に抑えられるので、平坦部にレジストマスクを形成する場合とほぼ同等のリソグラフィー特性にて、良好な接続孔のレジストパターン形状を得ることができる。また、塗布系の反射防止膜(ＢＡＲＣ等)を併用する場合でも、配線溝パターンの寸法や粗密具合により、ＢＡＲＣの埋め込み形状の変動が微少に抑えられ、露光処理時のレジスト形状悪化や、寸法変動の原因となる焦点深度ばらつきを低減することができる。
【００４７】
続いて、図２（ｄ）に示すように、レジストマスク１２をエッチングマスクとしたドライエッチング法により、第３マスク２３Ａ、第２マスク形成層２２、および第１マスク形成層２１をエッチングし、さらに第２絶縁膜７をエッチングする。これにより、第１絶縁膜６を露出させた接続孔１３を形成する。
【００４８】
このようなエッチングにおいて、第３マスク（ＳｉＮ）２３Ａから第１マスク形成層（ＳｉＯＣ膜）２１までのエッチングは、一般的なマグネトロン方式のエッチング装置を用い、例えばエッチングガスとしてトリフロロメタン（ＣＨＦ3）、酸素（Ｏ2）、およびアルゴン（Ａｒ）を用い、ガス流量比をＣＨＦ3：Ｏ2：Ａｒ＝５：１：５０、バイアスパワーを１０００Ｗ、基板温度を４０℃に設定して行われる。
【００４９】
本実施形態例では、このエッチング条件下でエッチング選択比(ＳｉＮ／ＳｉＯ2／ＳｉＯＣ)が１前後となり、１ステップで第３マスク２３Ａ〜第１マスク形成層２１をエッチングして接続孔１３を開口している。しかし、これに限らず、レジスト選択比やエッチング変換差等が問題になる場合は、２ステップ以上のエッチングにより、順次第３マスク２３Ａ、第２マスク形成層２２、および第１マスク形成層２１をエッチングしても良い。
【００５０】
そして、次の第２絶縁膜（ＰＡＥ）７のエッチングは、通常の高密度プラズマエッチング装置を用い、エッチングガスとして例えばアンモニア（ＮＨ3）を用い、ＲＦパワーを１５０Ｗ、基板温度を２０℃に設定する。このエッチング条件下においては、レジストマスク１２と第２絶縁膜（ＰＡＥ）７のエッチングレートがほぼ同等であることから、第２絶縁膜（ＰＡＥ）７のエッチング中にレジストマスク１２は膜減りする。これによりレジストマスク１２が完全に除去された後には、第２マスク形成層（ＳｉＯ2）２２がエッチングマスク（第２マスク２２Ａ）として機能し、良好な接続孔の開口形状を得ることができる。ちなみに、第２絶縁膜（ＰＡＥ）７のエッチング条件下においてのＳｉＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯＣに対するＰＡＥのエッチング選択比は１００以上になる。
【００５１】
以上の結果、レジストマスク１２は、第２絶縁膜（ＰＡＥ）７のエッチングと同時に除去された状態となる。また残存する第３マスク（ＳｉＮ）２３Ａは配線溝パターンのマスクとなる。そして、この下方の第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａは、接続孔パターンのマスクとなる。
【００５２】
次に、図２（ｅ）に示すように、第３マスク（ＳｉＮ）２３Ａをエッチングマスクとしたドライエッチング法により、第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａをエッチングする。これにより、第２マスク２２Ａが配線溝パターンのマスクとなる。また、第１マスク層２１は、接続孔パターンが形成された第１マスク２１Ａになる。
【００５３】
このドライエッチングにおいては、例えば一般的なマグネトロン方式のエッチング装置を使用し、エッチングガスとしてオクタフルオロシクロペンテン（Ｃ5Ｆ8）、酸素（Ｏ2）、およびアルゴン（Ａｒ）を用い、ガス流量比をＣ5Ｆ8：Ｏ2：Ａｒ＝２：１：５０、バイアスパワーを１５００Ｗ、基板温度を４０℃に設定する。このようなエッチング条件下においては、ＳｉＮに対するＳｉＯ2のエッチング選択比（ＳｉＯ2／ＳｉＮ）が３程度になる。このため、第３マスク（ＳｉＮ）２３Ａの膜厚が５０ｎｍ程度であれば、膜厚５０ｎｍの第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａをエッチングする際、第３マスク（ＳｉＮ）２３Ａの膜減りに対して十分な余裕をもって第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａに配線溝パターンを開口することが出来る。
【００５４】
またこのドライエッチングにおいては、接続孔１３の底部に露出する第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）６が途中までエッチングされる。したがって、接続孔１３が掘り下げられることになる。さらに、このエッチング条件下においては、ＳｉＯＣに対するＳｉＯ2のエッチング選択比（ＳｉＯ2／ＳｉＯＣ）を１弱にすることができる。このため、膜厚５０ｎｍの第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａをエッチングする場合の必要なオーバーエッチング量を含めて、第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）６内の２５〜７５ｎｍの深さにまで接続孔１３が掘り下げられることになる。
【００５５】
次に、図２（ｆ）に示すように、第１マスク（ＳｉＯＣ）２１Ａをエッチングマスクにして、第１絶縁膜（ＳｉＯＣ）６の下部層をエッチングして、接続孔１３をさらに掘り下げてＳｉＣ膜５を露出させる。この際、第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａをエッチングマスクとして第１マスク（ＳｉＯＣ）２１Ａが同時に除去され、第１マスク２１Ａに配線溝１６が形成される。
【００５６】
このエッチングは、例えば一般的なマグネトロン方式のエッチング装置を使用し、例えばエッチングガスとしてのオクタフルオロシクロペンテン（Ｃ5Ｆ8）、窒素（Ｎ2）、およびアルゴン（Ａｒ）を用い、ガス流量比をＣ5Ｆ8：Ｎ2：Ａｒ＝３：２００：５００、バイアスパワーを１０００Ｗ、及び基板温度を４０℃に設定して行われる。
【００５７】
このエッチング条件下においては、ＳｉＯ2に対するＳｉＯＣのエッチング選択比（ＳｉＯＣ／ＳｉＯ2）が１０以上になる。このため、接続孔１３の底部に残る膜厚２５〜７５ｎｍの第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）６をエッチングする際、第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａが５０ｎｍあれば、第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａの膜減りに対して十分に余裕を持って配線溝上方の広がりや肩落ちを抑制した良好な開口形状を得ることが出来る。
【００５８】
続いて、図３（ｇ）に示すように、第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａをエッチングマスクにして、配線溝１６の底部に残存する第２絶縁膜（ＰＡＥ）７をエッチングする。これにより、第１マスク２１Ａに形成された配線溝１６をさらに掘り下げ、第１マスク２１Ａと第２絶縁膜（ＰＡＥ）７とに、配線溝１６を形成する。この第２絶縁膜（ＰＡＥ）７のエッチングは、通常の高密度プラズマエッチング装置を使用し、エッチングガスには例えばアンモニア（ＮＨ3）を用い、ＲＦパワーを１５０Ｗ、及び基板温度を1０℃に設定する。このエッチング条件下においては、ＳｉＯＣに対するＰＡＥのエッチング選択比（ＰＡＥ／ＳｉＯＣ）は１００以上になる。これにより、エッチング下地となる第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）６の膜減りが抑えられ、深さばらつきのない配線溝１６の掘り下げを行うことが出来る。
【００５９】
次いで、第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）６をマスクにしたエッチングにより、接続孔１３の底部にあるＳｉＣ膜５をエッチング除去する。これにより、配線溝１６の底部に開口させた接続孔１３をＣｕ埋め込み層４に連通させ、所定のデュアルダマシン加工を完了させる。ＳｉＣ膜５のエッチングは、例えば一般的なマグネトロン方式のエッチング装置にて、例えばエッチングガスとしてジフルオロメタン（ＣＨ2Ｆ2）、酸素（Ｏ2）、およびアルゴン（Ａｒ）を用い、ガス流量比をＣＨ2Ｆ2：Ｏ2：Ａｒ＝２：１：５、バイアスパワーを１００Ｗに設定して行われる。ただし、このようなエッチング条件では、ＳｉＯＣに対するＳｉＣのエッチング選択比が１前後である。このため、配線溝１６の底部を構成する第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）６の膜掘れが問題になるならば、第２絶縁膜（ＰＡＥ）膜７への配線溝開口前に、ＳｉＣ膜５のエッチングを行っても良い。
【００６０】
尚、第１マスク（ＳｉＯＣ）２１Ａ上に残存する第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａは、接続孔１３底部のＳｉＣ膜５をエッチングする過程で除去しても構わない。
【００６１】
以上の後、薬液を用いた後処理、およびＲＦスパッタリング処理により、配線溝１６や接続孔１３の側壁に残留するエッチング付着物を除去し、接続孔１３底部のＣｕ変質層を正常のＣｕ層に転化する。
【００６２】
その後、図３（ｈ）に示すように、例えばＴａからなるバリアメタル膜１７をスパッタリング法により成膜し、Ｃｕ膜１８を電解めっき法あるいはスパッタリング法により堆積し、配線溝１６と接続孔１３への導電膜の埋め込みを同時に行う。
【００６３】
次に、図３（ｉ）に示すように、Ｃｕ膜１８およびバリアメタル膜１７のうち、配線パターンとして不要な部分（第１マスク２１Ａ上に残された部分）を化学機械研磨（ＣＭＰ）法により除去することにより、デュアルダマシン構造の多層配線構造を形成することができる。そして、Ｃｕ膜１８を覆う状態で、酸化防止及び銅の拡散防止層として例えばＳｉＣ膜１９を成膜する。
【００６４】
本工程を経て形成されたデュアルダマシン構造の多層配線は、図１（ｃ）を用いて説明したように、接続孔パターンを有するレジストマスク１２を形成する際、下地層の段差が第３マスク２３Ａの膜厚５０ｎｍ程度に抑えられるので、高精度の接続孔パターンを有するレジストマスク１２を形成することができる。このようなレジストマスク１２をエッチングマスクにして図２（ｄ）を用いて説明したように、接続孔１３を形成することにより、微細寸法の接続孔１３を配線溝の形状悪化無く安定して形成することができる。これにより、良好なヴィアコンタント特性を得ることが出来る。
【００６５】
また、図３（ｇ）を用いて説明したように、配線溝パターンを有する第１マスク２１Ａをエッチングマスクとして第２絶縁膜７に配線溝１６を形成した後、第１マスク２１Ａは第２絶縁膜７上に残され、当該第２絶縁膜７と共に配線溝１６を構成する絶縁膜として用いられることになる。そして、このような第１マスク２１Ａは、誘電率の低いＳｉＯＣ系材料からなる。このため、この第１マスク２１Ａを含む配線間および配線層間の絶縁膜全体の比誘電率を低く維持することが可能になる。
【００６６】
さらに、以上の製造方法では、図１（ｂ），図１（ｃ）に示すように、製品企画に適合しないレジストマスク１０，１２の再生処理を第３マスク形成層２３上、または第２マスク形成層２２上で行うことができること、さらに図２（ｄ）に示すように配線溝パターンを有する第３マスク２３Ａ上から接続孔１３を開口するので、配線溝（１６）と接続孔１３とのあわせずれが発生した場合でも、接続孔１３の寸法が変動することはない。しかも図３（ｇ）を用いて説明したように、第２絶縁膜７に配線溝１６を形成する際には、ＳｉＯＣからなる第１絶縁膜６上において有機材料からなる第２絶縁膜７をエッチングすれば良いことから、エッチング選択比を確保することが容易である。以上のことから、レジストパターニング工程に対する負荷が低減される。
【００６７】
したがって、本第１実施形態の半導体装置の製造方法によれば、層間絶縁膜にデュアルダマシン構造を形成する際、レジストパターニング工程に対する負荷を低減しつつ、さらに工程終了後にも層間絶縁膜として残される第１マスク２１Ａの比誘電率を低く抑え、配線間および配線層間に配置される層間絶縁膜全体の低誘電率化を図ることが可能になる。
【００６８】
＜第２実施形態＞
本第２実施形態例は、第２の発明方法に係る半導体装置の製造方法の実施形態の一例であり、デュアルマスクを用いたデュアルダマシン構造の形成に係わる。以下、図４〜図５の断面工程図を用いて本発明の第２実施形態を説明する。尚、図６および図１〜図３を用いて説明した工程と同一の要素には同一の符号を付して説明を行うこととする。
【００６９】
まず、図４（ａ）に示すように、図示しない基板上に堆積された下地絶縁膜１上に、Ｃｕ配線４を形成し、さらに、ＳｉＣ膜５、第１絶縁膜（ＳｉＯＣ）６、第２絶縁膜（ＰＡＥ）７、第１マスク形成層（ＳｉＯＣ）２１、第２マスク形成層（ＳｉＯ2）２２を順次成膜する工程までを第１実施形態と同様に行う。
【００７０】
次に、図４（ｂ）に示すように、第２マスク形成層（ＳｉＯ2）２２上に、配線溝パターンを有するレジストマスク１０を形成する。そして、このレジストマスク１０をエッチングマスクとして用いたドライエッチング法により、第２マスク形成層（ＳｉＯ2）２２をエッチングして、配線溝パターンを有する第２マスク２２Ｂを形成する。尚ここでは、一般的なマグネトロン方式のエッチング装置を用い、エッチングガスとしてオクタフルオロシクロペンテン（Ｃ5Ｆ8）、酸素（Ｏ2）、およびアルゴン（Ａｒ）を用い、ガス流量比をＣ5Ｆ8：Ｏ2：Ａｒ＝２：１：５０、バイアスパワーを１５００Ｗ、基板温度を４０℃に設定する。このようなエッチング条件下においては、ＳｉＯＣに対するＳｉＯ2のエッチング選択比（ＳｉＯ2／ＳｉＯＣ)が１５程度になる。このため、エッチングの下地となる第１マスク形成層（ＳｉＯＣ）２１に対するエッチングの影響を抑えつつ、ＳｉＯ2からなる第２マスク形成層２２のエッチングを行うことができる。
【００７１】
以上のようにして、第２マスク２２Ｂを形成した後、例えば酸素（Ｏ2）プラズマをベースとしたアッシング処理と有機アミン系の薬液処理を施すことにより、レジストマスク１０及びエッチング処理の際に生じた残留付着物を完全に除去する。
【００７２】
次に、図４（ｃ）に示すように、第２マスク２２Ｂを含む第１マスク形成層２１上に、第１実施形態と同様の接続孔パターンを有するレジストマスク１２を形成する。尚、このレジストマスク１２の形成に際し、配線溝パターンを構成する第２マスク２２Ｂにより生じた段差は、概ね第２マスク２２Ｂの膜厚である５０ｎｍ程度に抑えられる。したがって、第１実施形態と同様に、平坦部にレジストマスクを形成する場合とほぼ同等のリソグラフィー特性にて、良好な接続孔のレジストパターン形状を得ることができ、また、塗布系の反射防止膜(ＢＡＲＣ等)を併用する場合でも、寸法変動の原因となる焦点深度ばらつきを低減することができる。
【００７３】
続いて、図５（ｄ）に示すように、レジストマスク１２をエッチングマスクとしたドライエッチング法により、第２マスク２２Ｂ、および第１マスク形成層２１をエッチングし、さらに第２絶縁膜７をエッチングして、第１絶縁膜６を露出させた接続孔１３を形成する。
【００７４】
以上のエッチングにおいて、レジストマスク１２をエッチングマスクとした第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ｂから第１マスク形成層（ＳｉＯＣ膜）２１までのエッチング、および第２絶縁膜（ＰＡＥ）７のエッチングは、第１実施形態において図２（ｄ）を用いて説明したと同様に行われる。これにより、レジストマスク１２は、第２絶縁膜（ＰＡＥ）７のエッチングと同時に除去された状態となる。そして、残存する第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ｂは配線溝パターンのマスクとなる。また第１マスク形成層２１で構成された第１マスク２１Ｂは、接続孔パターンのマスクとなる。
【００７５】
次に、図５（ｅ）に示すように、配線溝パターンを有する第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ｂをエッチングマスクとして、第１マスク（ＳｉＯＣ）２１Ｂをさらにエッチングして第１マスク２１Ｂに配線溝１６を形成する。またこれにより、第１マスク２１Ｂは、配線溝パターンを有するマスクとなる。またここでは、第１絶縁膜（ＳｉＯＣ）６も同時にエッチングして接続孔１３を掘り下げ、接続孔１３の底部にＳｉＣ膜５を露出させる。
【００７６】
このエッチングは、例えば一般的なマグネトロン方式のエッチング装置を使用して、例えばエッチングガスとしてＣ5Ｆ8、酸素（Ｏ2）、およびアルゴン（Ａｒ）を用い、ガス流量比をＣ5Ｆ8：Ｏ2：Ａｒ＝２：１：５０、バイアスパワーを１５００Ｗ、基板温度を４０℃に設定する。このエッチング条件下においては、ＳｉＯ2に対するＳｉＯＣのエッチング選択比（ＳｉＯＣ／ＳｉＯ2）が１５程度になる。このため、第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ｂの膜厚が５０ｎｍ程度であれば、膜厚１２０ｎｍの第１マスク（ＳｉＯＣ）２１Ｂをエッチングする際、第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ｂの膜減りに対して十分な余裕をもって配線溝１６を開口することが出来る。
【００７７】
続いて、図５（ｆ）に示す工程は、第１実施形態において図３（ｇ）を用いて説明したと同様に行うことにより、第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ｂをエッチングマスクにして配線溝１６の底部に残存する第２絶縁膜（ＰＡＥ）７をエッチングし、配線溝１６を掘り下げる。次いで、第１絶縁膜６をマスクにしたエッチングにより、接続孔１３の底部にあるＳｉＣ膜５をエッチング除去する。これにより、配線溝１６の底部に開口させた接続孔１３をＣｕ埋め込み層４に連通させ、所定のデュアルダマシン加工を完了させる。また、第１マスク（ＳｉＯＣ）２１Ａ上に残存する第２マスク（ＳｉＯ2）２２Ａは、接続孔１３底部のＳｉＣ膜５をエッチングする過程で除去しても構わないことも、第１実施形態と同様である。
【００７８】
以上の後の工程は、第１実施形態と同様に行うことにより、第１実施形態において図３（ｉ）を用いて説明したと同様にバリアメタル膜１７，Ｃｕ膜１８、さらには酸化防止層として例えばＳｉＣ膜１９を成膜する。
【００７９】
このような第２実施形態の製造方法であっても、図４（ｃ）を用いて説明したように、接続孔パターンを有するレジストマスク１２を形成する際、下地層の段差がほぼ第２マスク２２ＢＡの膜厚５０ｎｍ程度に抑えられるので、高精度の接続孔パターンを有するレジストマスク１２を形成することができる。したがって、第１実施形態と同様に、微細寸法の接続孔１３を配線溝の形状悪化無く安定して形成することができ、良好なヴィアコンタント特性を得ることが出来る。
【００８０】
また、図５（ｆ）を用いて説明したように、配線溝パターンを有する第１マスク２１Ｂをエッチングマスクとして第２絶縁膜７に配線溝１６を形成した後、誘電率の低いＳｉＯＣからなる第１マスク２１Ｂは第２絶縁膜７上に残される。したがって、第１実施形態と同様に第１マスク２１Ｂを含む配線間および配線層間の絶縁膜全体の比誘電率を低く維持することが可能になる。
【００８１】
さらに、以上の製造方法においても、図４（ｂ），図４（ｃ）に示すように、製品企画に適合しないレジストマスク１０，１２の再生処理を第２マスク形成層２２上、または第１マスク形成層２１上で行うことができること、さらに図５（ｄ）に示すように配線溝パターンを有する第２マスク２２Ｂ上から接続孔１３を開口するので、配線溝（１６）と接続孔１３とのあわせずれが発生した場合でも、接続孔１３の寸法が変動することはないことも第１実施形態と同様である。しかも図５（ｇ）を用いて説明したように、第２絶縁膜７に配線溝１６を形成する際には、ＳｉＯＣからなる第１絶縁膜６上において有機材料からなる第２絶縁膜７をエッチングすれば良く、エッチング選択比を確保することが容易である。以上のことから、第１実施形態と同様にレジストパターニング工程に対する負荷が低減される。
【００８２】
したがって、本第２実施形態の半導体装置の製造方法であっても、層間絶縁膜にデュアルダマシン構造を形成する際、レジストパターニング工程に対する負荷を低減しつつ、さらに工程終了後にも層間絶縁膜として残される第１マスク２１Ｂの比誘電率を低く抑え、配線間および配線層間に配置される層間絶縁膜全体の低誘電率化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その１）である。
【図２】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その２）である。
【図３】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その３）である。
【図４】第２実施形態の製造方法を示す断面工程図（その１）である。
【図５】第２実施形態の製造方法を示す断面工程図（その２）である。
【図６】従来の製造方法を示す断面工程図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…基板、６…第１絶縁膜（ＳｉＯＣ膜）、７…第２絶縁膜、１２…レジストマスク、１３…接続孔、１６…配線溝、２１…第１マスク形成層（ＳｉＯＣ膜）、２１Ａ，２１Ｂ…第１マスク、２２…第２マスク形成層、２２Ａ，２２Ｂ…第２マスク、２３…第３マスク形成層、２３Ａ…第３マスク
【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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