JP2004031759A

JP2004031759A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2004031759A
Application number: JP2002187590A
Authority: JP
Inventors: Tomofumi Shono; 庄野　朋文; Jiyunjirou Sakai; 坂井　淳二郎; Akiko Katsuyama; 勝山　亜希子
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】塩基性化合物を不純物に含む材料からなる層間絶縁膜に埋め込み配線を確実に形成できるようにする。
【解決手段】まず、半導体基板１１上に形成され、孔部１４ａが形成された層間絶縁膜１４の上に、酸性化合物を含む有機材料からなる有機膜１６を形成する。次に有機膜１６をエッチングして保護膜１６Ａを形成する。次に、化学増幅型レジスト材料からなるレジスト膜１７を形成した後、配線溝を形成するためのマスクを用いてレジスト膜１７に紫外線を照射する。このとき、レジスト膜１７中の酸発生剤から発生する酸に加えて、保護膜１６Ａから酸性化合物１９が拡散し、層間絶縁膜１４から塩基性化合物１８が拡散しても孔部１４ａのレジスト膜は酸性となる。これにより、孔部１４ａにレジスト残渣を生じることなく配線溝形成用のマスクパターン１７Ａが形成される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にコンタクトと埋め込み配線とを同時に形成する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の微細化と高性能化との要望から、半導体装置内の配線として層間絶縁膜の内部に形成された埋め込み配線が用いられている。このような埋め込み配線の形成方法として、特に、層間絶縁膜の下側に形成された配線又は半導体素子と埋め込み配線とを接続するコンタクトを、埋め込み配線と同一材料を用いて形成するデュアルダマシン法が広く用いられている。
【０００３】
以下、従来例として、デュアルダマシン法により埋め込み配線とコンタクトとを形成する半導体装置の製造方法について説明する。
【０００４】
図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４（ａ）〜図４（ｃ）は、従来例に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。
【０００５】
まず、図３（ａ）に示すように、半導体基板１０１の上に、酸化シリコンからなる第１の絶縁膜１０２、銅からなる導電層１０３、炭素を含む酸化シリコン（ＳｉＯＣ）からなる層間絶縁膜１０４及び酸化窒化シリコンかならる第２の絶縁膜１０５を順次形成した後、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法により、第２の絶縁膜１０５及び層間絶縁膜１０４を順次エッチングして、層間絶縁膜１０４にコンタクト孔となる孔部１０４ａを形成する。その後、スピンコート法を用いて有機材料を塗布することにより、第２の絶縁膜１０５の上に孔部１０４ａを含む全面にわたって有機膜１０６を形成する。
【０００６】
ここで、孔部１０４ａは、ドライエッチング時のエッチング特性のため、上部の開口孔よりも下部の開口孔が小さくなり、側面は孔部１０４ａの内側に向かって傾斜して形成される。
【０００７】
次に、図３（ｂ）に示すように、有機膜１０６を孔部１０４ａの上部が露出するまでエッチングして、有機膜１０６から保護膜（プラグ）１０６Ａを形成する。
【０００８】
次に、図３（ｃ）に示すように、スピンコート法により、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を孔部１０４ａの上部が充填されるように塗布した後、該レジスト材料をベーキングしてレジスト膜１０７を形成する。
【０００９】
次に、図３（ｄ）に示すように、レジスト膜１０７に孔部１０４ａを含むように選択的に紫外線を照射した後、アルカリ性の現像液で現像することにより、少なくとも孔部１０４ａと第２の絶縁膜１０５における孔部１０４ａの周辺とに開口部を有するようにレジスト膜１０７をパターニングしてマスクパターン１０７Ａを形成する。
【００１０】
ここで、レジスト膜１０７の露光部分において、まずレジスト膜１０７中の酸発生剤から酸が発生してベース樹脂の保護基が脱離されることによりベース樹脂がアルカリ性の溶液に対して可溶性となる。続いて、アルカリ性の現像液に浸されることにより、レジスト膜１０７の露光部分は現像液に溶解する一方、レジスト膜１０７の未露光部分は溶解されず、所望の形状がパターニングされる。
【００１１】
次に、図４（ａ）に示すように、保護膜１０６Ａをマスクとし、マスクパターン１０７Ａを用いたドライエッチングを行い、第２の絶縁膜１０５及び層間絶縁膜１０４を順次エッチングして層間絶縁膜１０４に配線溝となる溝部１０４ｂを形成する。
【００１２】
次に、図４（ｂ）に示すように、保護膜１０６Ａ及びマスクパターン１０７Ａをアッシングにより除去する。
【００１３】
次に、図４（ｃ）に示すように、めっき法により銅からなる金属膜１０８を堆積した後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法によって、層間絶縁膜１０４が露出するまで金属膜１０８と第２の絶縁膜１０５とを除去して、金属膜１０８からなるコンタクト１０８ａと埋め込み配線１０８ｂとを形成する。
【００１４】
本従来例では、層間絶縁膜１０４の構成材料として、炭素を含有する酸化シリコン（ＳｉＯＣ）を用いることにより、低誘電率の層間絶縁膜が実現されており、配線間の寄生容量が低減されている。また、化学増幅型レジスト材料を用いることにより、配線溝となる溝部１０４ｂを分解能良くパターニングして、微細な埋め込み配線１０８ｂを形成することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来の半導体装置の製造方法によると、層間絶縁膜にＳｉＯＣを用いているため、微細な埋め込み配線１０８ｂを確実に形成することができないという問題を有している。以下に、従来の半導体装置の製造方法が有する問題点について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、従来の半導体装置の製造方法が有する課題を説明する工程順の断面構成を示しており、それぞれ、従来例の半導体装置の製造方法における図３（ｃ）、図３（ｄ）、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示す工程と対応している。
【００１７】
図５（ａ）に示すように、図３（ｃ）に示す工程において、層間絶縁膜１０４の孔部１０４ａからレジスト膜１０７に、層間絶縁膜１０４に含まれる不純物である塩基性化合物１０９が拡散する。この塩基性化合物１０９は、層間絶縁膜１０４に不純物として含まれるアミン系の物質である。なお、この塩基性化合物１０９に対して第２の絶縁膜１０５が拡散防止層として機能するため、レジスト膜１０７における第２の絶縁膜１０５の上側部分には塩基性化合物１０９が拡散されない。
【００１８】
このように、塩基性化合物１０９がレジスト膜１０７に拡散されると、以降の工程において形成される部材の形状、特にポジ型の化学増幅型レジスト材料からなるレジスト膜１０７のパターニングに影響を与えて半導体装置の信頼性が劣化する。
【００１９】
以下、レジスト膜１０７に塩基性化合物が拡散されることによって生じる問題点について、図５（ｂ）〜図５（ｄ）を参照しながら具体的に説明する。
【００２０】
まず、図５（ｂ）に示すように、図３（ｄ）に示す工程において、レジスト膜１０７における塩基性化合物１０９が拡散した領域は、現像液によって除去されずにレジスト残渣１０７Ｂが形成される。これは、ポジ型の化学増幅型レジスト材料からなるレジスト膜１０７において、紫外線が照射された領域の酸発生剤から発生した酸が、層間絶縁膜１０４の孔部１０４ａから拡散された塩基性化合物１０９によって中和されるため、孔部１０４ａに形成されたレジスト膜１０７は紫外線が照射されたにもかかわらず、ベース樹脂の保護基が未反応の状態のままであり現像液に溶解しないことによる。
【００２１】
ここで、レジスト残渣１０７Ｂは孔部１０４ａの側面に沿って形成されるが、孔部１０４ａの側面が内側に向かって傾斜しているために、上面側から見て層間絶縁膜１０４とレジスト残渣１０７Ｂとがオーバーラップするように形成される。なお、図５（ｂ）においてレジスト残渣１０７Ｂの形状は孔部１０４ａの全体に形成されるように図示されているが、層間絶縁膜１０４から拡散する塩基性化合物の量は、層間絶縁膜１０４の構成材料や形成工程における温度等の条件により異なるため、レジスト残渣１０７Ｂの形状は孔部１０４ａの全体に形成されるとは限らない。
【００２２】
次に、図５（ｃ）に示すように、図４（ａ）に示す工程において、マスクパターン１０７Ａに加えて、レジスト残渣１０７Ｂとがマスクとなってエッチングされることにより、レジスト残渣１０７Ｂの側面の下部にオーバーラップする層間絶縁膜１０４が除去されず、溝部１０４ｂ内にフェンスと呼ばれる筒状のエッチング残渣１０４ｃが形成される。
【００２３】
次に、図５（ｄ）に示すように、図４（ｃ）に示す工程において、金属膜１０８を堆積し、ＣＭＰ法によりコンタクト１０８ａと埋め込み配線１０８ｂとを形成すると、埋め込み配線１０８ｂの内部にエッチング残渣１０４ｃが形成された状態となる。ここで、エッチング残渣１０４ｃは孔部１０４ａの周囲に筒状に形成されるため、コンタクト１０８ａと埋め込み配線１０８ｂとの電気的な接続がエッチング残渣１０４ｃによって妨げられて高抵抗な状態となる。
【００２４】
なお、レジスト残渣１０７Ｂの形状やＣＭＰ法による研磨の程度によっては、コンタクト１０８ａと埋め込み配線１０８ｂとが完全に絶縁される場合もあり、低抵抗の埋め込み配線１０８ｂを確実に形成することが困難である。
【００２５】
このように、前記従来の半導体装置の製造方法によると、層間絶縁膜１０４に不純物として塩基性化合物１０９が含まれている場合、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を用いることにより配線溝の微細化を図ると、コンタクト孔の内部にレジスト残渣１０７Ｂが発生して、埋め込み配線１０８ｂを確実に形成することができないという問題を有している。
【００２６】
本発明は、前記従来の問題を解決し、塩基性化合物を不純物に含む材料からなる層間絶縁膜に埋め込み配線を確実に形成できるようにすることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、コンタクト孔の下部に充填する保護膜（プラグ）からレジスト膜に分解促進剤が拡散するように構成する。
【００２８】
具体的に、本発明に係る半導体装置の製造方法は、絶縁膜に孔部を形成した後、孔部の上部を残し且つ下部を充填するように保護膜を形成する第１の工程と、絶縁膜の上に、孔部の上部を充填するようにレジスト膜を形成する第２の工程とを備え、保護膜はレジスト膜の分解を促進する分解促進剤を含んでいる。
【００２９】
本発明の半導体装置の製造方法によると、保護膜はレジスト膜の分解を促進する分解促進剤を含んでいるため、孔部に形成されたレジスト膜に保護膜から分解促進剤が拡散されるので、絶縁膜から塩基性化合物が拡散された場合であっても、孔部に形成されるレジスト膜を分解することができる。これにより、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を用いて分解能に優れた配線溝を確実にパターニングすることができ、高信頼性の埋め込み配線を確実に形成することが可能となる。
【００３０】
本発明の半導体装置の製造方法において、分解促進剤は酸性化合物であることが好ましい。このようにすると、孔部の内部に形成されたレジスト膜において、保護膜からレジスト膜に酸性化合物が拡散することにより、孔部のレジスト膜を酸性とすることができるため、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を用いてもレジスト残渣を生じることがない。
【００３１】
本発明の半導体装置の製造方法において、分解促進剤は光を照射されることにより酸を発生する酸発生剤であることが好ましい。このようにすると、孔部の内部に形成されたレジスト膜において、保護膜からレジスト膜に酸発生剤が拡散した後、レジスト膜に配線溝形成用の紫外線を照射する工程において、保護膜から拡散された酸発生剤から酸が発生するため、孔部のレジスト膜は確実に酸性となる。
【００３２】
本発明の半導体装置の製造方法は、第２の工程において、保護膜からレジスト膜中へ分解促進剤が拡散されることが好ましい。このようにすると、孔部の内部に形成されたレジスト膜を確実に除去することができ、埋め込み配線を確実に形成することが可能となる。
【００３３】
本発明の半導体装置の製造方法において、第１の工程は、孔部を形成するよりも前に、絶縁膜の上に拡散防止層を形成する工程を含み、孔部を形成する際に、孔部の上に位置する拡散防止層をも除去することが好ましい。このようにすると、絶縁膜の上部においてレジスト膜との間に拡散防止層が形成されるため、絶縁膜の上部に形成されるレジスト膜に塩基性化合物が拡散することがなく、絶縁膜の上部を確実にパターニングすることができる。
【００３４】
本発明の半導体装置の製造方法において、レジスト材料は、ポジ型の化学増幅型レジスト材料であることが好ましい。
【００３５】
本発明の半導体装置の製造方法において、絶縁膜は不純物として塩基性化合物を含んでいることが好ましい。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図１（ａ）〜図１（ｄ）及び図２（ａ）〜図２（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。
【００３８】
まず、図１（ａ）に示すように、例えば、シリコンからなる半導体基板１１の上に、酸化シリコンからなる第１の絶縁膜１２、銅からなる導電層１３、厚さが約４００ｎｍで炭素を含む酸化シリコン（ＳｉＯＣ）からなる層間絶縁膜１４、厚さが約５０ｎｍで酸化窒化シリコンからなる第２の絶縁膜１５とを順次形成した後、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法により、第２の絶縁膜１５及び層間絶縁膜１４を選択的にエッチング除去することにより、層間絶縁膜１４にコンタクト孔となる直径が約１４０ｎｍの孔部１４ａを形成する。その後、スピンコート法により、孔部１４ａの内部を含む第２の絶縁膜１５の上に、ポリヒドロキシスチレンを主成分とし、分解促進剤として例えばアルキルスルホン酸からなる酸性化合物を含む有機材料を塗布した後、約１１５℃の温度で約６０秒の熱処理を行うことにより、第２の絶縁膜１５上における厚さが約２００ｎｍの有機膜１６を形成する。
【００３９】
ここで、層間絶縁膜１４を構成するＳｉＯＣは、酸化シリコンの一部がアルキル基又はフェニル基等により置換された絶縁性材料であり、不純物としてアミン類からなる塩基性化合物を含んでいる。
【００４０】
また、孔部１４ａは、ドライエッチング時のエッチング特性のため、上側の開口孔よりも下側の開口孔が小さくなるように形成され、孔部１４ａの側面は下部が内側に向かって傾斜している。
【００４１】
次に、図１（ｂ）に示すように、容量結合型ドライエッチング装置を用いて、酸素ガスを約２００ｍＬ／ｍｉｎの流速で供給しながら、基板温度が約５０℃、ＲＦ電力が約２５０Ｗという条件で有機膜１６に対してエッチングを行うことにより、孔部１４ａの上部に形成された有機膜１６を除去する。これにより、孔部１４ａの下部に充填され、厚さが約２００ｎｍの有機膜１６からなる保護膜（プラグ）１０６Ａが形成される。
【００４２】
次に、図１（ｃ）に示すように、スピンコート法により、孔部１４ａの上部を充填するように保護膜１６Ａと第２の絶縁膜１５との上に、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を塗布した後、約１３０℃の温度で約９０秒間加熱してレジスト材料の溶媒を除去することにより、第２の絶縁膜１５上の厚さが約４００ｎｍのレジスト膜１７を形成する。続いて、孔部１４ａを含むような開口部を有する配線溝形成用のマスクを用いて、レジスト膜１７に対して約１９３ｎｍの波長を有する紫外線を照射した後、約１３０℃の温度で約９０秒の熱処理を行う。
【００４３】
なお、ポジ型の化学増幅型レジスト材料は、保護基が付加されたベース樹脂と、紫外線を照射されることにより酸を発生する酸発生剤とによって構成され、また、ベース樹脂は、保護基が酸によって脱離するとアルカリ性の溶液に対して可溶性となるように構成されており、分解能に優れたレジストを形成することができる。
【００４４】
ここで、図１（ｃ）に示す工程のうち、レジスト材料の溶媒を除去するための加熱に伴って、孔部１４ａの内部に位置するレジスト材料には、層間絶縁膜１４から該層間絶縁膜１４の不純物であるアミン系の塩基性化合物１８が拡散すると共に、保護膜１６Ａから該保護膜１６Ａを構成する有機材料中に含まれる分解促進剤として酸性化合物１９が拡散する。なお、有機材料において、酸性化合物の濃度は、層間絶縁膜１４から拡散される塩基性化合物１８の塩基に対して保護膜１６Ａから拡散される酸性化合物１９の酸が過剰となるように設定されており、層間絶縁膜１４から拡散される塩基性化合物１８はすべて中和されて孔部１４ａに形成されたレジスト膜１７は酸性の状態となる。
【００４５】
従って、図１（ｃ）に示す工程のうち、配線溝形成用の紫外線照射によって、レジスト膜１７の露光部分において酸発生剤から酸が発生するが、従来のように層間絶縁膜１４から拡散される塩基性化合物１８によって酸が中和されることがない。また、その後に続く熱処理により、レジスト膜１７中の酸発生剤から発生した酸に加えて、保護膜１６Ａから拡散される酸性化合物１９がベース樹脂の保護基と反応し、孔部１４ａに形成されたレジスト膜１７はアルカリ性の溶液に対して可溶性となる。さらに、レジスト膜１７のうち、孔部１４ａ以外の領域は第２の絶縁膜１５を介して形成されるため、第２の絶縁膜１５が拡散防止層として機能することにより塩基性化合物１８が拡散されることがなく、露光部分はアルカリ性の溶液に対して確実に可溶性となる。
【００４６】
次に、図１（ｄ）に示すように、アルカリ性の現像液として濃度が約２．３８％のテトラメチルアンモニウムハイドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いて約６０秒の現像を行う。これにより、レジスト膜１７の露光部分においてはベース樹脂が現像液に溶解する一方、レジスト膜１７の未露光部分は溶解されず、孔部１４ａの上を含むように開口された配線溝形成用のマスクパターン１７Ａが形成される。前述したように、孔部１４ａに形成されたレジスト膜１７において、レジスト膜１７の酸発生剤から発生した酸に加えて、保護膜１６Ａから拡散される酸性化合物１９によってベース樹脂の保護基が確実に脱離されて現像が促進されるため、孔部１４ａにレジスト膜１７のレジスト残渣が生じることがない。
【００４７】
次に、図２（ａ）に示すように、容量結合型ドライエッチング装置により、プロセスガスとしてそれぞれの流速が約２０ｍＬ／ｍｉｎ、約１０００ｍＬ／ｍｉｎ及び約１０ｍＬ／ｍｉｎとなるようにトリフルオロメタン、アルゴン及び酸素を供給しながら、試料室の圧力が約５Ｐａ、ＲＦ電力が約５００Ｗという条件でマスクパターン１７Ａを用いたエッチングを行う。これにより、第２の絶縁膜１５及び層間絶縁膜１４を選択的に除去し、孔部１４ａの上部を含む層間絶縁膜１４の上部に配線溝となる溝部１４ｂをパターニングする。なお、保護膜１６Ａは、このエッチングによるダメージから導電層１３を保護する。
【００４８】
次に、図２（ｂ）に示すように、容量結合型ドライエッチング装置を用いて、流速が約２００ｍＬ／ｍｉｎの酸素ガスを供給しながら、試料室の圧力が約３０Ｐａ、ＲＦ電力が約２５０Ｗ、基板温度が約５０℃という条件でアッシングを行い、マスクパターン１７Ａ及び保護膜１６Ａを除去する。
【００４９】
次に、図２（ｃ）に示すように、孔部１４ａ及び溝部１４ｂの内部と、第２の絶縁膜１５上の全面に、めっき法により銅からなる金属層２０を堆積した後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により層間絶縁膜１４が露出するまで第２の絶縁膜１５上の金属層２０と第２の絶縁膜１５とを除去することにより、埋め込み配線２０ｂが層間絶縁膜１４の溝部１４ｂに形成されると共に、導電層１３と埋め込み配線２０ｂとコンタクト２０ａとを接続するコンタクト２０ａが層間絶縁膜１４の孔部１４ａに形成される。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によると、保護膜１６Ａを酸性化合物を含む有機材料によって形成することにより、層間絶縁膜１４から塩基性化合物１８が拡散する場合であっても、ポジ型の化学増幅型レジスト材料からなるレジスト膜１７をレジスト残渣を生じさせることなくパターニングすることができる。従って、微細な配線溝を形成するためのマスクパターン１７Ａが、レジスト残渣を生じることなく確実に形成されるため、信頼性の高い埋め込み配線２０ｂを形成することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施形態において、保護膜１６Ａを構成する有機材料は、ポリヒドロキシスチレンを主成分とし、アルキルスルホン酸を分解促進剤である酸性化合物として含む構成には限られない。例えば、主成分は、ポリスチレン若しくはポリスチレンスルホン酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ノボラック樹脂、ポリシロキサン又はポリシルセスキオキサンであってもよい。また、酸性化合物は、ペルフルオロアルキルスルホン酸若しくはフェニルスルホン酸若しくはベンジルスルホン酸若しくはトシル酸等のスルホン酸基を有する化合物、又はアルキルカルボン酸等のカルボン酸基を有する化合物であってもよい。これらの酸性化合物を用いる場合であっても、層間絶縁膜１４から拡散される塩基性化合物１８の塩基に対して保護膜１６Ａから拡散される酸性化合物の酸が過剰となるように、有機材料中の酸性化合物の濃度を設定すればよい。
【００５２】
また、保護膜１６Ａを構成する有機材料において、酸性化合物に変えて、光の照射によって酸を発生する酸発生剤を分解促進剤として用いてもよい。この場合、図１（ｃ）に示す工程において、まず、レジスト材料の溶媒を除去するための加熱に伴って酸発生剤が保護膜１６Ａからレジスト膜１７中に拡散された後、拡散された酸発生剤がパターニング用の紫外線照射により分解されて酸を発生する。ここで、有機材料中の酸発生剤の濃度は、層間絶縁膜１４から拡散される塩基性化合物１８の塩基に対して、保護膜１６Ａから拡散された酸発生剤から発生する酸が過剰となるように設定する。これにより、孔部１４ａに形成されたレジスト膜１７は確実に酸性の状態となるので、酸性化合物と同様の効果を得られる。このような酸発生剤として、例えば、トリフェニルスルホニウムスルホネート若しくはジフェニルヨードニウムスルホネート等のスルホン酸塩、スルホン酸エステル又はジスルホン化合物を用いることができる。
【００５３】
また、層間絶縁膜１４は、炭素を含む酸化シリコンに限らず、例えば、フッ素を含む酸化シリコン（ＳｉＯＦ）及び酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等のように、不純物として塩基性化合物が含まれる他の絶縁性材料により構成さてれいる場合であっても、保護膜１６Ａを構成する有機材料に分解促進剤を含ませることにより、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を用いても孔部に形成されたレジスト膜を確実に除去できる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の半導体装置の製造方法によると、孔部の形成された層間絶縁膜に配線溝をパターニングする際に、コンタクト孔の内部に酸性化合物又は酸発生剤を分解促進剤として含む保護膜を形成することにより、層間絶縁膜が塩基性の不純物を含む場合であっても、孔部の内部に形成されたレジスト膜を酸性とすることができ、ポジ型の化学増幅型レジスト材料を用いてレジスト残渣を生じさせることなく配線溝をパターニングすることが可能となるので、高信頼性の埋め込み配線を確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、従来例に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、従来例に係る半導体装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、従来例に係る半導体装置の製造方法が有する課題を説明し、それぞれ図３（ｃ）、図３（ｄ）、図４（ａ）及び図４（ｃ）と対応する工程の構成断面図である。
【符号の説明】
１１　　半導体基板
１２　　第１の絶縁膜
１３　　導電層
１４　　層間絶縁膜（絶縁膜）
１４ａ　孔部
１４ｂ　溝部
１５　　第２の絶縁膜（拡散防止層）
１６　　有機膜
１６Ａ　保護膜
１７　　レジスト膜
１７Ａ　マスクパターン
１８　　塩基性化合物
１９　　酸性化合物
２０　　金属層
２０ａ　コンタクト
２０ｂ　埋め込み配線

Claims

絶縁膜に孔部を形成した後、前記孔部の上部を残し且つ下部を充填するように保護膜を形成する第１の工程と、
前記絶縁膜の上に、前記孔部の上部を充填するようにレジスト膜を形成する第２の工程とを備え、
前記保護膜は前記レジスト膜の分解を促進する分解促進剤を含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記分解促進剤は酸性化合物であ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。
前記分解促進剤は光を照射されることにより酸を発生する酸発生剤であ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。
前記第２の工程において、前記保護膜から前記レジスト膜中に前記分解促進剤が拡散されることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記第１の工程は、前記孔部を形成するよりも前に、前記絶縁膜の上に拡散防止層を形成する工程を含み、前記孔部を形成する際に、前記孔部の上に位置する前記拡散防止層をも除去することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記レジスト膜は、ポジ型の化学増幅型レジスト材料であることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
前記絶縁膜は不純物として塩基性化合物を含んでいることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。