JP2009094123A

JP2009094123A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2009094123A
Application number: JP2007260776A
Authority: JP
Inventors: Junya Nakahira; 順也中平
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2009-04-30

Abstract

【課題】半導体装置の製造方法に関し、トレンチ形成層或いはビア形成層の低誘電率性と機械的強度を確保するとともに、膜剥がれを防止する。
【解決手段】基体上に所定の原料ガスを用いてＳｉＯＣを主成分とする第１の多孔質絶縁膜２を予め定めた所定の膜厚まで気相成長させたのち、同一チャンバー内において連続して所定の原料ガスにポロジェン前駆体を添加してポロジェン４を包含するＳｉＯＣを主成分とする第２の多孔質絶縁膜３を気相成長させ、次いで、第１及び第２の多孔質絶縁膜３に２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の紫外線５を照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、特に、デュアルダマシン型の埋込ビア及び／又は埋込配線層を形成する際にｌｏｗ−ｋ膜からなるトレンチ形成層とビア形成層との密着性を改善するための構成に特徴のある半導体装置の製造方法に関するものである。

従来、半導体装置の電極材料、配線材料としては、アルミニウムが広く実用されてきたが、近年の半導体装置の微細化や処理の高速化の要求に伴い、電極や配線の形成をアルミニウムで対応することは困難になってきている。
そのため、アルミニウムの次世代材料として、エレクトロマイグレーションに強く、比抵抗がアルミニウムより小さな銅を利用する試みが進められている。

一方、半導体装置の高速化のためには、配線・電極の低抵抗化とともに、寄生容量を低減するためには層間絶縁膜の低誘電率化が必要となり、低誘電率の層間絶縁膜としてポリアエーテル等の低誘電率の有機絶縁材料（例えば、ダウケミカル社登録商標ＳｉＬＫ）やポーラスシリカの採用が試みられている（例えば、特許文献１参照）。

特に、ＭＳＱ（メチルシルセスキオキサン）系誘電体材料或いはＨＳＱ（水素シルセスキオキサン）系誘電体材料を用いた多孔質ＳｉＯＣ膜を用いてトレンチ形成層やビア形成層を形成することによって寄生容量の低減を図っている。

このような多孔質絶縁膜は機械的強度が低いために、多孔質ＳｉＯＣ膜を成膜後、１００〜４００ｎｍの波長のＵＶ処理を施すことによって、多孔質ＳｉＯＣ膜の機械的強度を向上させており、その際に、ポストＵＶ処理を行うことによって誘電率を減少させている（例えば、特許文献２参照）。

ここで、図８及び図９を参照して、従来のデュアルダマシン工程を説明する。
図８参照
まず、シリコン基板に素子を形成したのち、素子に接続するＷプラグを形成し、次いで、プラズマＣＶＤ法を用いてＳｉＯＣ膜６１を堆積させたのち、Ｗプラグを露出するように配線用トレンチを形成し、次いで、バリア膜を介してＣｕを埋め込み、ＣＭＰ法によって不要部を除去することによって下層埋込配線６２を形成する。

次いで、プラズマＣＶＤ法を用いてＳｉＣ膜からなるＣｕバリア膜６３、ポーラスシリカからなるビア形成用絶縁膜６４、ＳｉＣＮ膜からなるエッチングストッパー膜６５、ポーラスシリカからなるトレンチ形成用絶縁膜６６、及び、ＳｉＯ₂膜からなるＣＭＰストップ膜６７を順次堆積させる。

次いで、レジストマスク６８をマスクとしてフロロカーボン系のエッチングガスを用いたプラズマエッチングによって、エッチングストッパー膜６５に達する凹部６９を形成する。

次いで、レジストマスク６８を除去したのち、新たなレジストマスク７０を設け、再び、フロロカーボン系のエッチングガスを用いたプラズマエッチングによって、トレンチ形成用絶縁膜６６に配線用トレンチ７１を形成するとともに、ビア形成用絶縁膜６４に下層埋込配線６２に達するビアホール７２を形成する。

次いで、レジストマスク６８を除去したのち、配線用トレンチ７１及びビアホール７２をＴａＮからなるバリア膜７３を介してＣｕメッキ層７４で埋め込む。

図９参照
次いで、ＣＭＰ法によって不要部を除去することによってＣｕビアプラグ７７及びＣｕ埋込配線７６からなる埋込導体７５を形成する。

次いで、再び、ＳｉＣ膜からなるＣｕバリア膜７８、ポーラスシリカからなるビア形成用絶縁膜７９、ＳｉＣＮ膜からなるエッチングストッパー膜８０、ポーラスシリカからなるトレンチ形成用絶縁膜８１、及び、ＳｉＯ₂膜からなるＣＭＰストップ膜８２を順次堆積させる。

次いで、再び、配線用トレンチ及びビアホールを形成したのち、配線用トレンチ及びビアホールをＴａＮからなるバリア膜８３を介してＣｕメッキ膜で埋め込み、次いで、ＣＭＰ法によって不要部を除去することによってＣｕビアプラグ８６及びＣｕ埋込配線８５からなる埋込導体８４を形成したのち、表面にＳｉＣ膜からなるＣｕバリア層８７を設ける。
以降は、必要とする多層配線層数に応じて層間絶縁膜の堆積工程、配線用溝及びビアホールの形成工程、及び、ビア及び埋込配線の形成工程を繰り返すことによって半導体装置が完成する。

また、近年、半導体装置の集積度が高まるにつれて誘電率のさらなる低減が求められているが、従来の多孔質絶縁膜では誘電率と機械的強度満足させた配線構造を形成することが困難になっている。

そこで、多孔質誘電体材料にポロジェン（ｐｏｒｏｇｅｎ）を添加して成膜することも提案されており（例えば、同じく特許文献２参照）、この場合、成膜後のＵＶ処理でキュアしてポロジェンを気化させて空孔を形成することにより誘電率を低減させている。
なお、「ポロジェン」は、誘電体材料中に散在したポリマー粒子などの物質であり、ＵＶ照射によりポロジェンを構成する原子或いは分子が解離して気化し、その後に空隙或いは自由体積を生じさせるものである。
特開２００４−０７１７０５号公報特表２００５−５０３６７３号公報

しかし、誘電率の低減とともに機械的強度も低減するため、多層配線を形成するとＣＭＰ（化学機械研磨）工程やボンディング工程における応力により低誘電率膜とその上下の絶縁膜との間で膜剥がれや、低誘電率膜のクラック等が発生し、多層配線の信頼性が悪化するという問題がある。

さらに、デュアルダマシン工程においては、エッチング加工精度を確保するために、ビア形成用絶縁膜とトレンチ形成用絶縁膜との間にエッチングストッパー層を設けており、成膜工程及びエッチング工程を余分に必要とするという問題がある。

このような問題を解決するためにエッチングストッパー層を除くと、ビア形成用絶縁膜とトレンチ形成用絶縁膜を同一の材料により連続して形成することができるため、成膜工程が簡素化されるとともに、ビア形成用絶縁膜とトレンチ形成用絶縁膜との間の膜剥がれの問題は発生しないものの、トレンチ形状がうまく形成できず配線の信頼性が保証できないという問題もある。

したがって、本発明は、配線用トレンチ或いはビアホールの低誘電率性と機械的強度を確保するとともに、膜剥がれを防止することを目的とする。

図１は本発明の原理的構成の説明図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号１は下層導体である。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、半導体装置の製造方法において、基体上に所定の原料ガスを用いてＳｉＯＣを主成分とする第１の多孔質絶縁膜２を予め定めた所定の膜厚まで気相成長させる工程と、同一チャンバー内において連続して所定の原料ガスにポロジェン前駆体を添加してポロジェン４を包含するＳｉＯＣを主成分とする第２の多孔質絶縁膜３を気相成長させる工程と、第１及び第２の多孔質絶縁膜３に２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の紫外線５を照射する工程とを有することを特徴とする。

このように、骨格とするＳｉＯＣを形成するための同じ原料ガスを用いて、第１の多孔質絶縁膜２にはポロジェン４を含ませず、第２の多孔質絶縁膜３にはポロジェン４を含むように連続成長させることによって、同じ原料ガスを用いた連続成長となるので、第１の多孔質絶縁膜２と第２の多孔質絶縁膜３との密着性を改善することができる。
なお、基体（ｂｏｄｙ）とは、基板自体、基板上に形成した成長層、或いは、基板上にに形成した絶縁膜等を意味する。

また、第２の多孔質絶縁膜３中にポロジェン４の抜けた空孔６を形成しているのでさらなる低誘電率化が可能になるとともに、第１の多孔質絶縁膜２に対して選択エッチング性を持たせることができ、したがって、第１の多孔質絶縁膜２と第２の多孔質絶縁膜３との間にエッチングストッパーを設けることなしに、第２の多孔質絶縁膜３に設けるトレンチのエッチング形状を再現性良く形成することができる。

この場合、紫外線５を照射して第２の多孔質絶縁膜３中に形成したポロジェン４の抜けた空孔６の平均直径を１０ｎｍ以下にすることが望ましく、それによって、水分など外部からガスが進入して誘電率が上昇することを抑制することができる。
この場合の空孔６の平均直径は、ポロジェン前駆体の原子数に依存するので、原子数の少ないポロジェン前駆体を用いれば良い。
なお、空孔６があまり小さすぎると、元々多孔質である第２の多孔質絶縁膜３中に空孔６を設ける必要がなくなるので、０．５ｎｍ以上であることが望ましい。

この場合、紫外線５照射後における第２の多孔質絶縁膜３の比誘電率が２．４以下であり、且つ、第１の多孔質絶縁膜２の比誘電率が３．０未満であることが望ましい。
なお、これらの比誘電率は低ければ低いほうが望ましいが、現実には使用する材料による限界がある。

また、第１の多孔質絶縁膜２の成長工程において流す総ガス流量と、第１の多孔質絶縁膜２の成長工程において流す総ガス流量を同じにすることが望ましく、それによって、第２の多孔質絶縁膜３の初期成膜が安定になるので、第２の多孔質絶縁膜３の成膜方向の特性を均一にすることができる。

また、紫外線５照射工程を５００Ｔｏｒｒ以下の減圧状態で行うことが望ましく、それによって、ポロジェン４を効果的に解離させて除去することができるので、空孔６を安定して形成することができる。
なお、あまり気圧が低いと基体の加熱が効率的でなくなるので、０．１Ｔｏｒｒ以上であることが望ましい。

また、紫外線５照射工程における基体の温度は３００℃〜４５０℃とすることが望ましく、３００℃未満の場合には加熱による効果が充分に得られず、一方、４５０℃を超えると、下層に形成しているＣｕ配線層が再結晶化して、エレクトロマイグレーション耐性が低下する。

また、空孔６を形成したのちは、第１の多孔質絶縁膜２をエッチング停止層として第２の多孔質絶縁膜３に配線形成用溝を形成する工程と、第１の多孔質絶縁膜２にビアホールを形成する工程と、ビアホール及び配線形成用溝を導電体により完全に埋め込む工程と、埋め込んだ導電体の表面を平坦化処理して埋込配線とビアとを同時形成する工程とを行うことによって、デュアルダマシン工程を構成することができる。

本発明では、多孔質絶縁膜とポロジェンを含む多孔質絶縁膜を連続して成長させているので、膜剥がれが発生することがなく、且つ、エッチングストッパーを用いることなくトレンチ形状を制御性良く形成することができる。

ここで、図２乃至図４を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図２参照
まず、ＭＯＳＦＥＴ等の素子が形成された半導体基板上に下地絶縁膜を介して下層導体１１を形成したのち、下層導体１１上にプラズマＣＶＤ法を用いてＳｉＯＣを主成分とする多孔質のビア形成用絶縁膜１２を予め定めた所定膜厚まで成長させたのち、引き続いて、ＳｉＯＣを主成分とするとともにポロジェン１４を含む多孔質のトレンチ形成用絶縁膜１３を成長させる。

このプラズマＣＶＤ工程における原料ガスとしては、ＳｉＯＣ骨格形成用ガスとしてＳｉＯＣの前駆物質である、テトラメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等を用い、また、ポロジェン１４をトレンチ形成用絶縁膜１３に含有させるためのポロジェン前駆体としてはアダバンタノール、アダバンタンカルボキシリックアシッド、アダバンタンメタノール等を用いる。
この時の成膜条件は、基板温度を２５０〜３００℃とし、成長雰囲気ガス圧を５〜１０Ｔｏｒｒとし、キャリアガスとしてＨｅガスを用いる。

なお、ポロジェン前駆体を構成する原子数が少ないほどポロジェン１４のサイズも小さくなり、ポロジェン１４が抜けたあとの空孔の平均直径を１０ｎｍ以下にするためには、ポロジェン前駆体として原子数が５０個以下のポロジェン前駆体を用いる必要がある。

図４参照
図４は、プラズマＣＶＤ工程におけるガス流量の説明図であり、トレンチ形成用絶縁膜１３の成膜工程においては、ビア形成用絶縁膜１２の成膜工程における総ガス流量と同じになるように、ポロジェン前駆体の導入量に応じてＳｉＯＣ骨格形成用ガスの導入量を減ずる。

再び、図２参照
次いで、基板温度を３００℃〜４５０℃とし、５００Ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気下で、２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の紫外線１５を照射して、ポロジェン１４を解離させて気化させて除去し、その抜けあとに空孔１６を形成する。

この時、トレンチ形成用絶縁膜１３は空孔１６が形成されることによって、比誘電率が２．４以下になる。
また、ビア形成用絶縁膜１２も紫外線１５により架橋反応が進行して機械的強度が高まるが、紫外線１５の波長を２００ｎｍ〜４００ｎｍにしているので、比誘電率が殆ど上昇することはなく、３．０未満となる。

次いで、レジストマスク１７をマスクとして、トレンチ形成用絶縁膜１３に凹部１８を形成する。
この時、ＣＨ₄系ガスを用いてエッチングすることによって、ビア形成用絶縁膜１２に対するエッチングレートが大きいので、エッチングストッパーを用いることな凹部１８を所定の深さに形成することができる。

図３参照
次いで、レジストマスク１９をマスクとして、Ｈｅ／Ｈ₂系ガスを用いてエッチングすることによって、配線用トレンチ２０とビアホール２１とを形成する。

次いで、ＴａＮ膜２２とＣｕ埋込層２３とを順次堆積させて配線用トレンチ２０とビアホール２１を埋め込んだのち、ＣＭＰ法で表面を平坦化することによって、埋込配線２４とビアプラグ２５とを同時に形成する。

以上を前提として、次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施例１のデュアルダマシン工程を説明する。
図５参照
まず、シリコン基板に素子を形成したのち、素子に接続するＷプラグを形成し、次いで、プラズマＣＶＤ法を用いてＳｉＯＣ膜３１を堆積させたのち、Ｗプラグを露出するように配線用トレンチを形成し、次いで、バリア膜を介してＣｕを埋め込み、ＣＭＰ法によって不要部を除去することによって下層埋込配線３２を形成する。

次いで、例えば、２５ｎｍで比誘電率が３．５程度のＳｉＣ膜からなるＣｕバリア膜３３を成膜したのち、プラズマＣＶＤ法を用いて、原料ガスとなるテトラメチルシクロテトラシロキサンを例えば、２００ｓｃｃｍ流して、例えば、５００Ｐａ（≒３．７５Ｔｏｒｒ）の圧力下において、４００℃の基板温度において、ＳｉＯＣ膜からなるビア形成用絶縁膜３４を１００〜２００ｎｍ、例えば、１５０ｎｍの厚さに堆積させる。

次いで、引き続いて、テトラメチルシクロテトラシロキサンの流量を減ずるとともに、ポロジェン前駆体であるアダバンタンメタノールを１００ｓｃｃｍ流し、総ガス流量が２００ｓｃｃｍと同じになるようにして、ポロジェン３６を含んだＳｉＯＣ膜からなるトレンチ形成用絶縁膜３５を例えば、１５０ｎｍの厚さに堆積させる。

次いで、基板温度を３００℃〜４５０℃、例えば、４００℃とし、５００Ｔｏｒｒ以下、例えば、１００Ｔｏｒｒの減圧雰囲気下で、２００ｎｍ〜４００ｎｍ、例えば、２５４ｎｍの波長の紫外線３７を照射して、ポロジェン３６を解離させて気化させて除去し、その抜けあとに空孔３８を形成する。

この時、トレンチ形成用絶縁膜３５は空孔３８が形成されることによって、その比誘電率は例えば、２．２となる。
また、ビア形成用絶縁膜３４も紫外線３７が照射されることによって、架橋反応が進んで機械的強度が増すが、比誘電率は２．９程度であり、殆ど上昇することがない。

図６参照
次いで、ＳｉＯ₂膜からなるＣＭＰストップ膜３９を、例えば、６０ｎｍの厚さに堆積させたのち、レジストマスク４０をマスクとして、まず、ＳｉＯ₂膜からなるＣＭＰストップ膜３９の露出部をエッチングしたのち、ＣＦ₄系ガスを用いたＲＩＥを施すことによりビア形成用絶縁膜３４に達する凹部４１を形成する。

次いで、レジストマスク４０を除去したのち、新たに設けたレジストマスク４２をマスクとしてＣＦ₄系ガスを用いたＲＩＥを施すことによりトレンチ形成用絶縁膜３５及びビア形成用絶縁膜３４をエッチングして配線用トレンチ４３及びビアホール４４を形成する。

次いで、バリア材料として厚さが、例えば、１５ｎｍのＴａＮ膜４５と、厚さが、例えば、５０ｎｍのＣｕシード（図示は省略）をスパッタ（ＰＶＤ）法で堆積し、更に、配線材料として、メッキ法を用いて膜厚が例えば、５００ｎｍのＣｕ膜４６を成膜する。
なお、図においては、ＣｕシードとＣｕ膜４６を合わせてＣｕ膜４６として図示している。

図７参照
次いで、ＣＭＰ法を用いて、ＣＭＰストップ膜３９上の不要な部分のＣｕ膜４６及びＴａＮ膜４５を研磨除去して、ビアホール４４及び配線用トレンチ４３内に埋込配線４７とビアプラグ４８とを同時形成する。

次いで、同じ工程を繰り返し、Ｃｕバリア膜４９、ビア形成用絶縁膜５０、トレンチ形成用絶縁膜５１、及び、ＣＭＰストップ膜５２を順次堆積させたのち、配線用トレンチ及びビアホールを形成し、この配線用トレンチ及びビアホールをＴａＮ膜５３とＣｕ膜５４で埋め込み、次いで、ＣＭＰ法により平坦化することによって、埋込配線５５とビアプラグ５６を形成し、次いで、再び、Ｃｕバリア膜５７を形成する。
以降は、必要とする多層配線層数に応じて層間絶縁膜の堆積工程、配線用トレンチ及びビアホールの形成工程、及び、ビア及び埋込配線の形成工程を繰り返すことによって半導体装置が完成する。

このように、本発明の実施例１においては、ビア形成用絶縁膜とトレンチ形成用絶縁膜を連続して、また、骨格を形成する材料を同じ材料で形成しているので、ビア形成用絶縁膜とトレンチ形成用絶縁膜との密着性が良好になるので、空孔を有する低誘電率膜を形成しても膜剥がれが発生することがない。

また、空孔の有無によって、ビア形成用絶縁膜とトレンチ形成用絶縁膜との間にエッチング選択性を持たせることができるので、両者の間にエッチングストッパーを介在させる必要がなくなる。

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明してきたが、本発明は実施の形態及び実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、ビア及び埋込配線をＣｕによって形成しているが、Ｃｕに限られるものではなく、Ｃｕ−ＡｌやＣｕ−Ｓｉ等のＣｕを主成分とする合金にも適用されるものであり、さらには、ＡｌやＡｇ等のＣｕ以外の金属、或いは、ＴｉＮやＴａＮ等の金属窒化物にも適用されるものである。

また、上記の実施例においては、バリアメタルとしてＴａＮを用いているが、ＴａＮに限られるものではなく、Ｔａ膜を用いても良いものであり、さらには、Ｗ膜、ＷＮ膜、ＷＳｉＮ膜、Ｔｉ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＳｉＮ膜を用いても良い。

また、上記の実施例においては、ポロジェンを解離させるとともに、ビア形成用絶縁膜の機械的強度を高めるために２５４ｎｍの紫外線を照射しているが、２５４ｎｍに限られるものではなく、他の波長の紫外線を照射しても良いものであり、２００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であれば良い。

ここで再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図１参照
（付記１）基体上に所定の原料ガスを用いてＳｉＯＣを主成分とする第１の多孔質絶縁膜２を予め定めた所定の膜厚まで気相成長させる工程と、同一チャンバー内において連続して前記所定の原料ガスにポロジェン前駆体を添加してポロジェン４を包含するＳｉＯＣを主成分とする第２の多孔質絶縁膜３を気相成長させる工程と、前記第１及び第２の多孔質絶縁膜３に２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の紫外線５を照射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。
（付記２）前記紫外線５を照射する工程が、前記第２の多孔質絶縁膜３中に前記ポロジェン４の抜けた空孔６を形成する工程であって、前記ポロジェン４の抜けた空孔６の平均直径を１０ｎｍ以下にすることを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
（付記３）前記紫外線５照射後における前記第２の多孔質絶縁膜３の比誘電率が２．４以下であり、且つ、前記第１の多孔質絶縁膜２の比誘電率が３．０未満であることを特徴とする付記１または２に記載の半導体装置の製造方法。
（付記４）前記第１の多孔質絶縁膜２の成長工程において流す総ガス流量と、前記第１の多孔質絶縁膜２の成長工程において流す総ガス流量を同じにすることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記５）前記紫外線５照射工程を５００Ｔｏｒｒ以下の減圧状態で行うことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記６）前記紫外線５照射工程における前記基体の温度を、３００℃〜４５０℃とすることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載の半導体装置の製造方法。
（付記７）前記第１の多孔質絶縁膜２をエッチング停止層として前記第２の多孔質絶縁膜３に配線形成用溝を形成する工程と、前記第１の多孔質絶縁膜２にビアホールを形成する工程と、前記ビアホール及び配線形成用溝を導電体により完全に埋め込む工程と、前記埋め込んだ導電体の表面を平坦化処理して埋込配線とビアとを同時形成する工程とを有することを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載の半導体装置の製造方法。

本発明の活用例としては、高集積度半導体装置の多層配線構造が典型的なものであるが、半導体装置における配線構造に限られるものではなく、強誘電体を用いた光デバイスの配線接続構造等としても適用されるものである。

本発明の原理的構成の説明図である。本発明の実施の形態の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施の形態の図２以降の製造工程の説明図である。プラズマＣＶＤ工程におけるガス流量の説明図である。本発明の実施例１のデュアルダマシン工程の途中まで説明図である。本発明の実施例１のデュアルダマシン工程の図５以降の途中まで説明図である。本発明の実施例１のデュアルダマシン工程の図６以降の説明図である。従来のデュアルダマシン工程の途中までの説明図である。従来のデュアルダマシン工程の図８以降の説明図である。

符号の説明

１下層導体
２第１の多孔質絶縁膜
３第２の多孔質絶縁膜
４ポロジェン
５紫外線
６空孔
１１下層導体
１２ビア形成用絶縁膜
１３トレンチ形成用絶縁膜
１４ポロジェン
１５紫外線
１６空孔
１７レジストマスク
１８凹部
１９レジストマスク
２０配線用トレンチ
２１ビアホール
２２ＴａＮ膜
２３Ｃｕ埋込層
２４埋込配線
２５ビアプラグ
３１ＳｉＯＣ膜
３２下層埋込配線
３３Ｃｕバリア膜
３４ビア形成用絶縁膜
３５トレンチ形成用絶縁膜
３６ポロジェン
３７紫外線
３８空孔
３９ＣＭＰストップ膜
４０レジストマスク
４１凹部
４２レジストマスク
４３配線用トレンチ
４４ビアホール
４５ＴａＮ膜
４６Ｃｕ膜
４７埋込配線
４８ビアプラグ
４９Ｃｕバリア膜
５０ビア形成用絶縁膜
５１トレンチ形成用絶縁膜
５２ＣＭＰストップ膜
５３ＴａＮ膜
５４Ｃｕ膜
５５埋込配線
５６ビアプラグ
５７Ｃｕバリア膜
６１ＳｉＯＣ膜
６２下層埋込配線
６３Ｃｕバリア膜
６４ビア形成用絶縁膜
６５エッチングストッパー膜
６６トレンチ形成用絶縁膜
６７ＣＭＰストップ膜
６８レジストマスク
６９凹部
７０レジストマスク
７１配線用トレンチ
７２ビアホール
７３バリア膜
７４Ｃｕメッキ層
７５埋込導体
７６Ｃｕ埋込配線
７７Ｃｕビアプラグ
７８Ｃｕバリア膜
７９ビア形成用絶縁膜
８０エッチングストッパー膜
８１トレンチ形成用絶縁膜
８２ＣＭＰストップ膜
８３バリア膜
８４埋込導体
８５Ｃｕ埋込配線
８６Ｃｕビアプラグ
８７Ｃｕバリア膜

Claims

基体上に所定の原料ガスを用いてＳｉＯＣを主成分とする第１の多孔質絶縁膜を予め定めた所定の膜厚まで気相成長させる工程と、同一チャンバー内において連続して前記所定の原料ガスにポロジェン前駆体を添加してポロジェンを包含するＳｉＯＣを主成分とする第２の多孔質絶縁膜を気相成長させる工程と、前記第１及び第２の多孔質絶縁膜に２００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の紫外線を照射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。
前記紫外線を照射する工程が、前記第２の多孔質絶縁膜中に前記ポロジェンの抜けた空孔を形成する工程であって、前記ポロジェンの抜けた空孔の平均直径を１０ｎｍ以下にすることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
前記紫外線照射工程を５００Ｔｏｒｒ以下の減圧状態で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
前記紫外線照射工程における前記基体の温度を、３００℃〜４５０℃とすることを特徴とする請求項１乃至３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の多孔質絶縁膜をエッチング停止層として前記第２の多孔質絶縁膜に配線形成用溝を形成する工程と、前記第１の多孔質絶縁膜にビアホールを形成する工程と、前記ビアホール及び配線形成用溝を導電体により完全に埋め込む工程と、前記埋め込んだ導電体の表面を平坦化処理して埋込配線とビアとを同時形成する工程とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。