(57)【要約】【課題】有機材料やＳｉＯＣ系材料などの低誘電率材料からなる層間絶縁膜にエッチングによって開口部を形成した後に、エッチング形状と層間絶縁膜の低誘電率特性とを維持した状態で開口底部の変質層を除去することが可能で、これにより低誘電率材料を層間絶縁膜として用いたＣｕ多層配線の信頼性を量産レベルで確保す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】下層配線２を覆う層間絶縁膜４に、下層配線２に達する接続孔（開口部）６を形成するエッチング工程と、水素を含むガスを用いたプラズマ処理により接続孔６の底部に残された有機系の変質層７を除去する後処理工程とを行う半導体装置の製造方法において、後処理工程で行われるプラズマ処理は、イオンの入射エネルギーが０である場合に、変質層７のエッチングレートがほぼ０になる処理温度の範囲で、イオンの入射エネルギーを０よりも大きい値に設定して行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層配線を覆う層間絶縁膜に当該下層配線に達する開口部を形成するエッチング工程と、水素を含むガスを用いたプラズマ処理により当該開口部の底部に残された有機系の変質層を除去する後処理工程とを行う半導体装置の製造方法において、
前記後処理工程で行われるプラズマ処理は、イオンの入射エネルギーが０である場合に前記変質層のエッチングレートがほぼ０になる処理温度の範囲で、イオンの入射エネルギーを０よりも大きい値に設定して行われる
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、
前記エッチング工程は、前記層間絶縁膜上に形成された無機パターンをマスクにして行われ、
前記後処理工程は、前記無機パターンの肩部が削れない範囲に前記イオンの入射エネルギーを設定して行われる
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法において、
前記層間絶縁膜は、有機材料または炭素化合物を含有するシリコン系材料からなる低誘電率絶縁膜である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
下層配線を覆う層間絶縁膜に当該下層配線に達する開口部を形成するエッチング工程と、水素を含むガスを用いたプラズマ処理により当該開口部の底部に残された有機系の変質層を除去する後処理工程とを行う半導体装置の製造方法において、
前記後処理工程で行われるプラズマ処理は、イオンの入射エネルギーが０である場合に前記変質層のエッチングレートがほぼ０になる添加量範囲で窒素を含有するガスを添加し、イオンの入射エネルギーを０よりも大きい値に設定して行われる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置の製造方法において、
前記エッチング工程は、前記層間絶縁膜上に形成された無機パターンをマスクにして行われ、
前記後処理工程は、前記無機パターンの肩部が削れない範囲に前記イオンの入射エネルギーを設定して行われる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の半導体装置の製造法において、
前記層間絶縁膜は、有機材料または炭素化合物を含有するシリコン系材料からなる低誘電率絶縁膜である
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、半導体装置の製造方法に関し、特には下層配線に達する開口部を丁酉で率材料からなる層間絶縁膜に形成する工程を有する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＵＬＳＩデバイスの開発においては、高速・低消費電力の実現を念頭においた各社各様の検討が進められている。特に昨今のデバイスプロセスにおいては、高速低消費電力のデバイスへの応用のため、低誘電率膜を層間絶縁膜に用いたＣｕ（銅）多層配線などの形成が主流となってきている。このような中、酸化等による変質を受けやすいＳｉＯＣＨ系材料等の低誘電率材料が層間絶縁膜として用いられるようになってきており、このような材料を用いた場合にＣｕ多層配線の信頼性を量産レベルで確保することが求められている。
【０００３】
ここで、Ｃｕ多層配線を有する半導体装置の製造手順の一例を、図５の断面工程図に基づいて説明する。先ず、図５（１）に示すように、下地基板１の表面側に埋め込み形成されたＣｕからなる下層配線２を、拡散防止膜３および層間絶縁膜４で覆う。そして、この上部にマスクパターン５を形成し、このマスクパターン５上からのエッチングにより下層配線２に達する接続孔６を層間絶縁膜４および拡散防止膜３に形成する。この状態においては、接続孔６の底部に露出する下層配線２の表面には、数ｎｍから数十ｎｍの厚さの変質層７が形成される。この変質層７は、エッチングに用いるフロロカーボンガスからプラズマ中で解離生成されるＣＦ系の活性種に起因したＣ（炭素）を含む化合物（炭素化合物）を含有し、後に接続孔６内に形成されるビアと下層配線２とのコンタクト不良の要因となる。
【０００４】
そこで、図２（２）に示すように、下層配線４の表面から変質層７を除去するための後処理工程を行う。この後処理工程では、炭素化合物の除去に一般的に用いられるＯ（酸素）系のガスを用いたプラズマ処理が行われている。
【０００５】
また、上述したエッチングの後処理としては、Ｏ（酸素）系のガスを用いたプラズマ処理の他に、アルゴン（Ａｒ+）と水素ラジカル（Ｈ*）とを用いた処理（いわゆる、ダマ洗浄：dama cleaning）が提案されている。この場合、先ず、窒素系ラジカルを用いた処理により、接続孔６の側壁に窒化膜バリア（図示省略）を形成させる。その後、アルゴン（Ａｒ+）を用いたスパッタリング処理と、これに続けて水素ラジカル（Ｈ*）を用いた処理とを行い、主に金属酸化膜からなる残留物（変質層）を除去する。これにより、当該処理によって発生する副生成物が層間絶縁膜４に吸着かつ吸収されることを防止し、層間絶縁膜４の低誘電率の特性を維持する（下記特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２４３０８号公報（第２０段落〜第２４段落参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなエッチングの後処理では、次のような問題が発生する。すなわち、Ｏ（酸素）系のガスを用いたプラズマ処理においては、例えば層間絶縁膜が酸化に弱いＳｉＯＣＨ系材料からなる場合、図５（２）に示すように、層間絶縁膜４の側壁からメチル基が脱離して酸化変質し、接続孔６の側壁にＳｉＯ2化した変質層８が形成され易い。この変質層８は、層間絶縁膜４の低誘電率の特性を悪化させる。また、この変質層８は、次に行われるウェットエッチングによって除去されるため、接続孔６の開口形状を変形させる要因ともなる。また、層間絶縁膜４が有機材料からなる場合には、Ｏ（酸素）系のガスを用いたプラズマ処理によって接続孔６の側壁に露出する層間絶縁膜４部分がエッチングされる。このため、接続孔６の開口形状が変形する。
【０００８】
また、水素ラジカルを用いた処理を行う場合、例えばＨ2Ｏによるプラズマ処理などでは、イオンエネルギーを与えないと反応が進まないため、比較的高エネルギ−での処理がされ、結果として接続孔６の開口形状の変形等が問題となる。またＨ2プラズマを用いた場合においても過剰なＨラジカルの照射はＳｉＯＣＨ系材料に対してダメージを与えるため、より定量的に制御を行うことが、次世代の配線構造を形成する上で非常に重要であると考えられる。
【０００９】
そこで本発明は、有機材料やＳｉＯＣ系材料などの低誘電率材料からなる層間絶縁膜にエッチングによって開口部を形成した後に、エッチング形状と層間絶縁膜の低誘電率特性とを維持した状態で開口底部の変質層を除去することが可能で、これにより低誘電率材料を層間絶縁膜として用いたＣｕ多層配線の信頼性を量産レベルで確保することができる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】
【００１０】
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、次のように行われる。先ず、下層配線を覆う層間絶縁膜に当該下層配線に達する開口部を形成するためのエッチング工程を行う。次に、水素を含むガスを用いたプラズマ処理により当該開口部の底部に残された変質層を除去する後処理工程を行う。そして、第１の発明では、この後処理工程において、イオンエネルギーが０である場合に変質層のエッチングレートがほぼ０になる処理温度の範囲で、イオンの入射エネルギーを０よりも大きい値に設定したプラズマ処理が行われる。
【００１１】
このような第１の発明の製造方法では、開口部の底部に残された変質層を除去するための後処理工程において、水素を含むガスを用い、かつイオンの入射エネルギーが０である場合に変質層のエッチングレートがほぼ０になる処理温度の範囲でのプラズマ処理が行われる。このため、開口部が形成された層間絶縁膜の材質によらず、イオンの入射エネルギーがほぼ０である開口部の側壁においてのエッチングが抑えられ、開口部の形状精度を保った状態で開口部の底部に残された変質層がエッチング除去される。また、上述したように、酸素系ガスを用いることなく、水素を含むガスを用いたエッチングであるため、開口部が形成された層間絶縁膜が炭素化合物を含有するシリコン系材料からなる場合であっても、開口部側壁が酸化されることはなく、変質層の形成が抑えられる。したがって、層間絶縁膜が低誘電率材料で構成されている場合、その低誘電率特性が維持される。
【００１２】
また、第２の発明では、上述した後処理工程において、イオンの入射エネルギーが０である場合に変質層のエッチングレートがほぼ０になる添加量範囲で窒素を含有するガスを添加し、イオンの入射エネルギーを０よりも大きい値に設定したプラズマ処理が行われる。
【００１３】
このような第２の発明の製造方法では、開口部の底部に残された変質層を除去するための後処理工程が、水素を含むガスを用い、かつイオンの入射エネルギーが０である場合に変質層のエッチングレートがほぼ０になる添加量の範囲で窒素を含有するガスを添加してプラズマ処理が行われる。このため、第１の発明と同様に、イオンの入射エネルギーがほぼ０である開口部の側壁におけるエッチングが抑えられ、開口部の形状精度を保った状態で開口部の底部に残された変質層がエッチング除去されると共に、開口部側壁が酸化されることはなく変質層の形成が抑えられ、層間絶縁膜の低誘電率特性が維持される。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、第１の発明および第２の発明の製造方法によれば、有機材料やＳｉＯＣ系材料などの低誘電率材料からなる層間絶縁膜にエッチングによって開口部を形成した後に、エッチング形状と層間絶縁膜の低誘電率特性とを維持した状態で開口底部の変質層を除去することが可能である。この結果、低誘電率材料を層間絶縁膜として用いたＣｕ多層配線の信頼性を量産レベルで確保することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図１の断面工程図および他の図面に基づいて説明する。尚、図１において従来と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を行う。
【００１６】
＜第１実施形態＞
先ず、図１（１）に示すように、従来と同様の手順によって接続孔の形成を行う。すなわち先ず、下地基板１の表面側に埋め込み形成されたＣｕからなる下層配線２を、ＳｉＣＮ（窒化炭化シリコン）からなる拡散防止膜３、およびＳｉＯＣＨ系材料からなる低誘電率の層間絶縁膜４で覆う。ここでＳｉＯＣＨ系材料とは、ＳｉＯ2のＯの一部を水素基やメチル基、さらには他のアルキル基やアルコキシル基に置き換えた材料の総称であり、いわゆるＨＳＱやＭＳＱを含む。このような、ＳｉＯＣＨ系材料は、ＳｉＯ2のＯの一部を他の置換基に置き換えることにより、ＳｉＯ2と比較して誘電率が低くなる。尚、この層間絶縁膜４は、ＳｉＯＣＨ系材料の他にも、有機系材料からなる低誘電率膜であっても良い。
【００１７】
そして、このような層間絶縁膜４上に、ＳｉＯ2やＳｉＮ等の無機材料からなる無機パターン５を形成し、この無機パターン５上からのエッチングにより下層配線２に達する接続孔（開口部）６を層間絶縁膜４および拡散防止膜３に形成する。この際、例えば、フロロカーボンガスを用いたエッチングを行う。これにより、下層配線４の表面に炭素化合物を含有する変質層７が数ｎｍから数十ｎｍの厚さで形成されることは、従来の技術において述べたと同様である。
【００１８】
そこで、図１（２）に示すように、下層配線４の表面から変質層７を除去するためのエッチング後処理工程を行う。本第１実施形態においては、この後処理工程において、Ｈ（水素）を含むガスを用いたプラズマ処理を行うことと、このプラズマ処理における処理温度の設定とがポイントになる。ここで、後処理工程における処理温度は、次のように設定されることとする。
【００１９】
先ず、後処理工程に用いるプラズマ処理装置（例えばＩＣＰタイプのプラズマ処理装置）について、図２に示すように、イオンの入射エネルギーと変質層７を構成する炭素化合物のエッチングレートとの関係を処理温度毎に求める。ここで、イオンの入射エネルギーとは、処理対象となる基板（下地基板１）の表面に対して垂直に入射されるイオンの入射エネルギーであり、ＩＣＰタイプのプラズマ処理においては、ＲＦバイアスの値によって制御される。また処理温度は、下地基板１の基板温度であることとする。
【００２０】
また、このような図２に示す関係を求めるにあたっては、これらの条件（ＲＦバイアス、基板温度）以外の条件、すなわちＩＣＰソースパワー、使用ガスおよび流量、および処理雰囲気内圧力は、実際の後処理工程において設定される値に設定されることとする。例えばここでは、ＩＣＰソースパワー＝２０００Ｗ、使用ガスおよび流量＝Ｈ2（５０ｓｃｃｍ）／Ｈｅ（１００ｓｃｃｍ）、および処理雰囲気内圧力＝１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）であることとする。
【００２１】
そして、図２のグラフに示すように、Ｈを含むガス（ここではＨ2）を用いたプラズマ処理における炭素化合物のエッチングレートは、イオンの入射エネルギーが高いほど高く、またイオンの入射エネルギーがある程度の範囲までであれば処理温度が高いほど高くなることが判る。また、処理温度が低温の範囲においては、炭素化合物のエッチングが観察されない（すなわちエッチングレートが０となる）範囲が存在することが判る。そして、このグラフに基づいて、イオンの入射エネルギーが０の場合に、炭素化合物のエッチングレートがほぼ０となる温度範囲（６０℃以下）を抽出する。
【００２２】
その後、抽出された温度範囲（６０℃以下）でのプラズマ処理において、次の後処理工程における処理温度とイオンの入射エネルギーＶｐｐとを設定する。ここでは、炭素化合物を含有する変質層７の除去に対して適切なエッチングレートが安定して得られるように、イオンの入射エネルギーＶｐｐと処理温度とが設定される。ここで適切なエッチングレートとは、例えば良好な制御性と量産性を確保できるエッチングレートであることとし、除去対象となる変質層７の膜厚を考慮して設定される。そして、安定した処理を行うために、この入射エネルギーＶｐｐに対してエッチングレートの変動が小さい処理温度が設定されることが好ましい。そこで例えば、処理温度３０℃、入射エネルギーＶｐｐ＝１００Ｖに設定されることとする。
【００２３】
以上の後、設定された以下の条件でのプラズマ処理による後処理工程を行う。
ＩＣＰソースパワー      ：２０００Ｗ、
使用ガスおよび流量      ：Ｈ2（５０ｓｃｃｍ）／Ｈｅ（１００ｓｃｃｍ）、
処理雰囲気内圧力        ：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）、
入射エネルギー（Ｖｐｐ）：１００Ｖ、
基板温度（処理温度）    ：３０℃
【００２４】
そして、以上のように設定されたプラズマ処理により、図１（２）に示すように下層配線４の表面から変質層（７）を除去した後には、ここでの図示は省略したが、接続孔６の内部にビアを埋め込み形成する工程を行う。すなわち、接続孔６の内壁を覆う状態で拡散防止膜を形成し、さらにこの拡散防止膜を介して接続孔６内を埋め込む状態でＣｕ等の配線材料層を形成する。その後、ＣＭＰによって無機パターン５をストッパにしたＣＭＰにより、接続孔６のみに配線材料層および拡散防止膜を残してビアを形成する。
【００２５】
以上のような第１実施形態の製造方法によれば、図１（１）を用いて説明した層間絶縁膜４のエッチング工程において接続孔６の底部（下層配線２の表面）に残された変質層７を除去するための後処理工程が、水素を含むガスを用い、かつイオンの入射エネルギーが０である場合に変質層７のエッチングレートがほぼ０になる処理温度の範囲でのプラズマ処理が行われる。このため、接続孔６が形成された層間絶縁膜４の材質によらず、イオンの入射エネルギーがほぼ０である接続孔６の側壁におけるエッチングが抑えられる。これにより、接続孔６の形状精度を保った状態で、接続孔６の底部に残された変質層７がエッチング除去される。
【００２６】
また、上述したように水素を含むガスを用いたエッチングであるため、接続孔６が形成された層間絶縁膜４が、ＳｉＯＣＨ系材料からなるからなる場合であっても、接続孔６の側壁が酸化されることはなく、側壁にＳｉＯ2化された変質層が形成されることを防止できる。したがって、層間絶縁膜が低誘電率材料で構成されている場合、その低誘電率特性を維持できると共に、以降の工程においても接続孔６の形状精度を維持することができる。
【００２７】
以上のように、本第１実施形態の方法によれば、有機材料やＳｉＯＣ系材料などの低誘電率材料からなる層間絶縁膜４にエッチングによって接続孔６を形成した後に、エッチング形状と層間絶縁膜４の低誘電率特性とを維持した状態で変質層７を除去することが可能である。この結果、低誘電率材料を層間絶縁膜４として用いたＣｕ多層配線の信頼性を量産レベルで確保することが可能になる。
【００２８】
＜第２実施形態＞
【００２９】
本第２実施形態は、第１実施形態において図１（１）を用いて説明したと同様にエッチングによって接続孔６を形成した後、このエッチングの後処理工程で行われるプラズマ処理の条件設定を次の様にして行う方法である。
【００３０】
すなわち、先ず、第１実施形態において図２を用いて説明したと同様の手順にて、処理温度を設定する温度範囲、すなわちイオンの入射エネルギーが０の場合に、炭素化合物のエッチングレートがほぼ０となる温度範囲を抽出する。そして、抽出した温度範囲の中から、例えば量産性が得られる処理温度として、温度範囲の上限値である６０℃に処理温度を設定する。
【００３１】
次に、設定された処理温度６０℃でのプラズマ処理において、層間絶縁膜４上に形成された無機パターン５の肩部が削れない範囲にイオンの入射エネルギーを設定する。
【００３２】
この場合、図３に示すように、プラズマ処理におけるイオンの入射エネルギーと無機パターン５の肩部の削れ量との関係を求める。この際、イオンの入射エネルギー以外の条件は、処理温度を設定するにあたって設定された条件であることとする。そして、この図３のグラフから、イオンの入射エネルギーＶｐｐが１５０Ｖ以下の範囲においては、無機パターン５の肩部の削れが殆ど無いことが判り、この範囲に入射エネルギーＶｐｐを設定する。ここでは、例えばより高い量産性が確保できるように、入射エネルギーＶｐｐを１５０Ｖに設定する。
【００３３】
以上の後、設定された以下の条件でのプラズマ処理による後処理工程を行う。
ＩＣＰソースパワー      ：２０００Ｗ、
使用ガスおよび流量      ：Ｈ2（５０ｓｃｃｍ）／Ｈｅ（１００ｓｃｃｍ）、
処理雰囲気内圧力        ：１０ｍＴｏｒｒ、
入射エネルギー（Ｖｐｐ）：１５０Ｖ、
基板温度（処理温度）    ：６０℃
【００３４】
そして、以上のように設定されたプラズマ処理により、図１（２）に示すように、下層配線４の表面から変質層７を除去した後には、第１実施形態で説明したと同様にビアの形成を行う。
【００３５】
以上のような第２実施形態の製造方法では、図１（１）を用いて説明した層間絶縁膜４のエッチング工程において接続孔６の底部（下層配線２の表面）に残された変質層７を除去するための後処理工程において、プラズマ処理の条件設定の因子として、第１実施形態に加えて、さらに「無機パターン５の肩部が除去されないように入射エネルギーを設定する」と言った項目が加えられている。これにより、無機パターン５下における層間絶縁膜４の肩部、すなわち接続孔６の肩部に影響を及ぼすことなく、上述したプラズマ処理による後処理工程を行うことが可能になる。したがって、第１実施形態の方法と比較して、さらに接続孔６の形状精度を保つ効果を確実にすることが可能である。
【００３６】
また特に、量産性を確保するべく、後処理工程のプラズマ処理における処理温度および入射エネルギーを高めに設定した場合には、層間絶縁膜４の上部の無機パターン５のエッチングが進みやすく、したがって接続孔６の形状にも影響が及ぼされやすい。しかしながら、本第２実施形態の製造用法では、上述したようにプラズマ処理の条件設定の因子として、さらに「無機パターン５の肩部が除去されないように入射エネルギーを設定する」と言った項目を加えたことで、量産性を向上させつつも、接続孔６の形状精度を確実に保つことが可能になるのである。
【００３７】
＜第３実施形態＞
本第３実施形態は、第１実施形態において図１（１）を用いて説明したと同様にエッチングによって接続孔６を形成した後、このエッチングの後処理工程で行われるプラズマ処理を、次のような条件設定で行う方法である。ただし、本第３実施形態においては、この後処理工程において、Ｈ（水素）を含むガスと共に、窒素を含むガスを添加したプラズマ処理を行うことする。
【００３８】
先ず、後処理工程に用いるプラズマ処理装置（例えばＩＣＰタイプのプラズマ処理装置）について、図４に示すように、イオンの入射エネルギーと変質層７を構成する炭素化合物のエッチングレートとの関係を、窒素を含むガス（ここでは窒素ガスＮ2）の添加量毎に求める。尚、イオンの入射エネルギーとは、処理対象となる基板（下地基板１）の表面に対して垂直に入射されるイオンの入射エネルギーであり、ＩＣＰタイプのプラズマ処理においては、ＲＦバイアスの値によって制御されることは第１実施形態と同様である。また窒素ガスの添加量は、水素を含むガス（ここでは水素ガスＨ2）に対する窒素ガスＮ2の添加量であり、プラズマ処理におけるガス流量比の調整によって制御される。
【００３９】
また、このような図４に示す関係を求めるにあたっては、これらの条件（ＲＦバイアス、ガス流量比）以外の条件、すなわちＩＣＰソースパワー、基板温度、および処理雰囲気内圧力は、実際の後処理工程において設定される値に設定されることとする。例えばここでは、ＩＣＰソースパワー＝２０００Ｗ、基板温度４０℃、および処理雰囲気内圧力＝１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）とする。
【００４０】
そして、図４のグラフに示すように、水素を含むガス（水素ガスＨ2）に窒素を含むガス（窒素ガスＮ2）を添加したプラズマ処理における炭素化合物のエッチングレートは、イオンの入射エネルギーが高いほど高く、また窒素ガスＮ2の添加量が高いほど高くなることが判る。そして、このグラフに基づいて、イオンの入射エネルギーが０の場合に、炭素化合物のエッチングレートがほぼ０となる窒素ガスの添加量範囲（２０％以下）を抽出する。
【００４１】
その後、抽出された添加量範囲（２０％以下）でのプラズマ処理において、次の後処理工程における窒素ガスの添加量とイオンの入射エネルギーＶｐｐとを設定する。ここでは、炭素化合物を含有する変質層７の除去に対して適切なエッチングレートが安定して得られるように、イオンの入射エネルギーＶｐｐと添加量とが設定される。そこで、例えば、窒素ガスＮ2の添加量２０％、入射エネルギーＶｐｐ＝１５０Ｖに設定されることとする。
【００４２】
以上の後、設定された以下の条件でのプラズマ処理による後処理工程を行う。
ＩＣＰソースパワー  ：２０００Ｗ、
使用ガスおよび流量  ：Ｈ2（５０ｓｃｃｍ）／Ｎ2（１０ｓｃｃｍ）／Ｈｅ（１００ｓｃｃｍ）、
処理雰囲気内圧力    ：１０ｍＴｏｒｒ
入射エネルギー（Ｖｐｐ）：１５０Ｖ
基板温度（処理温度）：４０℃
【００４３】
そして、以上のように設定されたプラズマ処理により、図１（２）に示すように下層配線４の表面から変質層７を除去した後には、第１実施形態で説明したと同様にビアの形成を行う。
【００４４】
以上のような第３実施形態の製造方法によれば、図１（１）を用いて説明した層間絶縁膜４のエッチング工程において接続孔６の底部（下層配線２の表面）に残された変質層７を除去するための後処理工程が、水素を含むガスと窒素を含むガスとを用い、かつイオンの入射エネルギーが０である場合に変質層７のエッチングレートがほぼ０になるような添加量範囲で窒素ガスを添加したプラズマ処理が行われる。このため、接続孔６が形成された層間絶縁膜４の材質によらず、イオンの入射エネルギーがほぼ０である接続孔６の側壁におけるエッチングが抑えられる。これにより、第１実施形態と同様に、接続孔６の形状精度を保った状態で、接続孔６の底部に残された変質層７がエッチング除去される。
【００４５】
また、第１実施形態と同様に、接続孔６が形成された層間絶縁膜４が、ＳｉＯＣＨ系材料からなるからなる場合であっても、接続孔６の側壁が酸化されることはなく、層間絶縁膜の低誘電率特性を維持できると共に、以降の工程においても接続孔６の形状精度を維持することができる。
【００４６】
以上の結果、第１実施形態と同様に、低誘電率材料を層間絶縁膜４として用いたＣｕ多層配線の信頼性を量産レベルで確保することが可能になる。
【００４７】
また、本第３実施形態においては、予め処理温度（基板温度）が設定された条件下において、窒素を含むガスの添加量と入射エネルギーとを適宜設定している。このため、後処理工程で用いるプラズマ処理装置における処理温度（基板温度）の設定可能な範囲が、第１実施形態で説明した選択の範囲内にない場合であっても、上述した効果を得ることが可能な処理を行うことができるのである。
【００４８】
尚、本第３実施形態においては、さらに第２実施形態で説明したようにプラズマ処理の条件設定の因子を加えて後処理工程を行うことにより、第２実施形態で説明した効果をさらに得ることが可能になる。また、本第３実施形態は、第１実施形態と組み合わせることによっても、さらに後工程におけるプラズマ処理の条件設定の自由度を広げることができる。
【００４９】
尚、本発明は、上述した各実施形態のような接続孔形成のためのエッチング工程とその後の後処理工程への適用に限定されることはなく、例えば配線溝とその底部に接続孔とを形成するためのエッチングを行うデュアルダマシン法への適用も可能であり、同様の効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態の製造方法を説明する断面工程図である。
【図２】水素を含有するガスを用いたプラズマ処理におけるイオンの入射エネルギーとエッチングレートとの関係を処理温度毎に示すグラフである。
【図３】水素を含有するガスを用いたプラズマ処理における入射エネルギーと無機パターンの肩部の削れ量との関係を示すグラフである。
【図４】水素を含有するガスを用いたプラズマ処理におけるイオンの入射エネルギーとエッチングレートとの関係を窒素を含有するガスの添加量毎に示すグラフである。
【図５】実施形態の製造方法を説明する断面工程図である。
【符号の説明】
【００５１】
２…下層配線、４…層間絶縁膜、５…無機パターン、６…接続孔（開口部）、７…変質層
【図１】
2005327957.tif 000003
【図２】
2005327957.tif 000004
【図３】
2005327957.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005327957.tif 000007