(57)【要約】【課題】ハイブリッド型低誘電率物質と炭素を含まない無機充填材を使用する微細電子素子のデュアルダマシン配線の製造方法を提供する。【解決手段】デュアルダマシン領域の形成される絶縁膜は誘電率３.３以下のハイブリッド型絶縁膜であって、ビア充填材は炭素を含まない無機物で形成するデュアルダマシン配線の製造方法。これにより、電気的特性が向上され、欠陥が発生しない。【選択図】　図１０
2004064089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　（ａ）基板上に誘電率３.３以下のハイブリッド型絶縁膜を形成する段階と、
　（ｂ）前記絶縁膜内にビアを形成する段階と、
　（ｃ）前記ビアを炭素を含まない無機物充填材で満たす段階と、
　（ｄ）前記ビアを埋め込んだ前記無機物充填材と前記絶縁膜とを一部エッチングして前記ビアと連結され、配線が形成されるトレンチを形成する段階と、
　（ｅ）前記ビアに残留する前記無機物充填材を除去する段階と、
　（ｆ）前記トレンチ及び前記ビアを配線物質で満たして配線を完成する段階と、を含むことを特徴とするデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２】
　前記（ａ）段階の前に、
　前記基板上に下部配線を形成する段階と、
　前記下部配線上にエッチング停止膜を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３】
　前記エッチング停止膜は、ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＣＮよりなることを特徴とする請求項２に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４】
　前記誘電率３.３以下のハイブリッド型絶縁膜は有機シリケートガラス膜であることを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項５】
　前記誘電率３.３以下のハイブリッド型絶縁膜は化学気相蒸着法で形成することを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項６】
　前記（ｂ）段階の前に、
　前記誘電率３.３以下のハイブリッド型絶縁膜上にキャピング膜を形成する段階をさらに含み、
　前記（ｂ）段階は前記キャピング膜及び前記絶縁膜内にビアを形成する段階であることを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項７】
　前記キャピング膜は反射防止機能のある物質よりなることを特徴とする請求項６に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項８】
　前記キャピング膜はＳｉＯ２、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、またはＳｉＣＮよりなることを特徴とする請求項６に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項９】
　前記（ｂ）段階は、
　前記絶縁膜上に前記ビアを定義するフォトレジストパターンを形成する段階と、
　前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して前記絶縁膜をドライエッチングして前記エッチング停止膜を露出させる前記ビアを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１０】
　前記炭素を含まない無機物充填材は、ＨＳＱ系充填材であることを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１１】
　前記炭素を含まない無機物充填材は、吸光物質またはフォトレジスト現像液に対する溶解抑制剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１２】
　前記（ｄ）段階の前に、
　前記炭素を含まない無機物充填材の表面をプラズマ処理する段階、前記炭素を含まない無機物充填材の表面上に反射防止膜を形成する段階及び前記炭素を含まない無機物充填材の表面をプラズマ処理した後、その上に反射防止膜を形成する段階を含むグループで選択された段階、をさらに実施することを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１３】
　前記プラズマは、Ｏ２、Ｈ２、Ｈｅ、ＮＨ３、Ｎ２、Ａｒ、またはこれらの混合ガスのプラズマであることを特徴とする請求項１２に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１４】
　前記反射防止膜は有機反射防止膜であることを特徴とする請求項１２に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１５】
　前記反射防止膜は５００Å〜７００Åの厚さに形成することを特徴とする請求項１４に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１６】
　前記（ｄ）段階は、
　前記無機物充填材上に前記トレンチを定義するフォトレジストパターンを形成する段階と、
　前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記無機物充填材：前記絶縁膜のエッチング比が４：１以下になるようにドライエッチングして前記トレンチを形成する段階と、
　前記フォトレジストパターンを除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１７】
　前記ドライエッチングは、ＣｘＦｙまたはＣｘＨｙＦｚガスを主なエッチングガスに使用し、
　前記フォトレジストパターンを除去する段階は水素系プラズマを使用して除去する段階であることを特徴とする請求項１６に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１８】
　前記（ｅ）段階は、
　前記無機物充填材：前記絶縁膜のエッチング比が２０：１以上になるようにウェットエッチングする段階であることを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項１９】
　前記ウェットエッチングは希釈されたＨＦまたはＮＨ４Ｆ、ＨＦと脱イオン水の混合液を使用することを特徴とする請求項１８に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２０】
　前記（ｆ）段階で前記配線は銅配線であることを特徴とする請求項１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２１】
　（ａ）基板上に有機シリケートガラス膜を形成する段階と、
　（ｂ）前記有機シリケートガラス膜内にビアを形成する段階と、
　（ｃ）前記ビアをＨＳＱ系充填材で満たす段階と、
　（ｄ）前記ビアを埋め込んだ前記ＨＳＱ系充填材と前記有機シリケートガラス膜とを一部エッチングして前記ビアと連結され、配線が形成されるトレンチを形成する段階と、
　（ｅ）前記ビアに残留する前記ＨＳＱ系充填材を除去する段階と、
　（ｆ）前記トレンチ及び前記ビアを配線物質で満たして配線を完成する段階と、を含むことを特徴とするデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２２】
　前記（ａ）段階は前記有機シリケートガラス膜を化学気相蒸着法で形成する段階であることを特徴とする請求項２１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２３】
　前記（ａ）段階の前に、
　前記基板上に下部配線を形成する段階と、
　前記下部配線上にエッチング停止膜を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２４】
　前記エッチング停止膜はＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＣＮよりなることを特徴とする請求項２３に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２５】
　前記（ｂ）段階の前に、
　前記有機シリケートガラス膜上にキャピング膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２６】
　前記キャピング膜は反射防止機能のある物質よりなることを特徴とする請求項２５に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２７】
　前記キャピング膜はＳｉＯ２、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＣＮよりなることを特徴とする請求項２５に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２８】
　前記（ｂ）段階は、
　前記有機シリケートガラス膜上に前記ビアを定義するフォトレジストパターンを形成する段階と、
　前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして使用して前記有機シリケートガラス膜をドライエッチングして前記エッチング停止膜を露出させる前記ビアを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項２３に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項２９】
　前記ＨＳＱ系充填材は吸光物質またはフォトレジスト現像液に対する溶解抑制剤をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３０】
　前記（ｄ）段階の前に、
　前記ＨＳＱ系充填材の表面をプラズマ処理する段階、前記ＨＳＱ系充填材の表面上に反射防止膜を形成する段階及び前記ＨＳＱ系充填材の表面をプラズマ処理した後、その上に反射防止膜を形成する段階を含むグループで選択された段階をさらに実施することを特徴とする請求項２１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３１】
　前記プラズマは、Ｏ２、Ｈ２、Ｈｅ、ＮＨ３、Ｎ２、Ａｒ、またはこれらの混合ガスのプラズマであることを特徴とする請求項３０に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３２】
　前記反射防止膜は有機反射防止膜であることを特徴とする請求項３０に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３３】
　前記反射防止膜は５００Å〜７００Åの厚さに形成することを特徴とする請求項３２に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３４】
　前記（ｄ）段階は、
　前記ＨＳＱ系充填材上に前記トレンチを定義するフォトレジストパターンを形成する段階と、
　前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記ＨＳＱ系充填材：前記有機シリケートガラス膜のエッチング比が４：１以下になるようにドライエッチングして前記トレンチを形成する段階と、
　前記フォトレジストパターンを除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項２１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３５】
　前記ドライエッチングは、ＣｘＦｙまたはＣｘＨｙＦｚガスを主なエッチングガスに使用し、
　前記フォトレジストパターンを除去する段階は水素系プラズマを使用して除去する段階であることを特徴とする請求項３４に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３６】
　前記（ｅ）段階は、
　前記ＨＳＱ系充填材：前記有機シリケートガラス膜のエッチング比が２０：１以上になるようにウェットエッチングする段階であることを特徴とする請求項２１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３７】
　前記ウェットエッチングは希釈されたＨＦまたはＮＨ４Ｆ、ＨＦと脱イオン水の混合液を使用することを特徴とする請求項３６に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３８】
　前記（ｆ）段階で前記配線は銅配線であることを特徴とする請求項２１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項３９】
　（ａ）基板上に下部配線を形成する段階と、
　（ｂ）前記下部配線上にエッチング停止膜を形成する段階と、
　（ｃ）前記エッチング停止膜上に化学気相蒸着法で有機シリケートガラス膜を形成する段階と、
　（ｄ）前記有機シリケートガラス膜を貫通して前記エッチング停止膜を露出させるビアを形成する段階と、
　（ｅ）前記ビアをＨＳＱ系充填材で満たす段階と、
　（ｆ）前記ＨＳＱ系充填材の表面をプラズマ処理する段階と、
　（ｇ）前記プラズマ処理されたＨＳＱ系充填材の表面上に反射防止膜を形成する段階と、
　（ｈ）前記反射防止膜、前記ビアを埋め込んだ前記ＨＳＱ系充填材と前記有機シリケートガラス膜とを一部エッチングして前記ビアと連結され、配線が形成されるトレンチを形成する段階と、
　（ｉ）前記ビアに残留する前記ＨＳＱ系充填材を除去する段階と、
　（ｊ）前記ビアに露出された前記エッチング停止膜をエッチングして前記下部配線を露出させる段階と、
　（ｋ）前記トレンチ及び前記ビアを配線物質で満たして配線を完成する段階と、を含むことを特徴とするデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４０】
　前記エッチング停止膜は、ＳｉＣ、ＳｉＮまたはＳｉＣＮよりなることを特徴とする請求項３９に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４１】
　前記（ｄ）段階の前に、
　前記有機シリケートガラス膜上にキャピング膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３９に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４２】
　前記キャピング膜は反射防止機能のある物質よりなることを特徴とする請求項４１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４３】
　前記キャピング膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、またはＳｉＣＮよりなることを特徴とする請求項４１に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４４】
　前記ＨＳＱ系充填材は吸光物質またはフォトレジスト現像液に対する溶解抑制剤をさらに含むことを特徴とする請求項３９に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４５】
　前記プラズマは、Ｏ２、Ｈ２、Ｈｅ、ＮＨ３、Ｎ２、Ａｒ、またはこれらの混合ガスのプラズマであることを特徴とする請求項３９に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４６】
　前記反射防止膜は有機反射防止膜であることを特徴とする請求項３９に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４７】
　前記反射防止膜は、５００Å〜７００Åの厚さに形成することを特徴とする請求項４６に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４８】
　前記（ｈ）段階は、
　前記反射防止膜上に前記トレンチを定義するフォトレジストパターンを形成する段階と、
　前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとして前記ＨＳＱ系充填材：前記有機シリケートガラス膜のエッチング比が４：１以下になるようにドライエッチングして前記トレンチを形成する段階と、
　前記フォトレジストパターンを除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項３９に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項４９】
　前記ドライエッチングは、ＣｘＦｙ、ＣｘＨｙＦｚガスを主なエッチングガスに使用し、
　前記フォトレジストパターンを除去する段階は水素系プラズマを使用して除去する段階であることを特徴とする請求項４８に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項５０】
　前記（ｉ）段階は、
　前記ＨＳＱ系充填材：前記有機シリケートガラス膜のエッチング比が２０：１以上になるようにウェットエッチングする段階であることを特徴とする請求項３９に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項５１】
　前記ウェットエッチングは希釈されたＨＦまたはＮＨ４Ｆ、ＨＦと脱イオン水の混合液を使用することを特徴とする請求項５０に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【請求項５２】
　前記（ｋ）段階で前記配線は銅配線であることを特徴とする請求項３９に記載のデュアルダマシン配線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、微細電子素子に係り、より具体的には、微細電子素子のデュアルダマシン配線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　微細電子素子の高性能化及び高集積化のために多層配線構造が広く適用されている。多層配線構造を採択した素子を高い信頼度に具現するためには各配線層を全体的に平坦に形成しなければならない。このために、デュアルダマシン配線が適用され始めた。
【０００３】
　一方、微細電子素子の高性能化のために、デザインルールが０.１８μm以下、ひいては、９０ｎｍまで減少するにつれて現れるＲＣ信号遅延と相互干渉及び電力消費の増加を解決するためには層間絶縁膜を低誘電率物質に替えねばならない。
【０００４】
　したがって、低誘電率の層間絶縁膜を使用してデュアルダマシン配線を形成できる技術についての要求が増大されている。
【０００５】
　デュアルダマシン配線の製造方法は、特許文献１及び非特許文献１に開示されている。しかし、特許文献１は誘電率が４〜４.３の酸化膜を層間絶縁膜として使用するデュアルダマシン配線の製造方法だけを開示している。
【０００６】
　非特許文献１はトレンチエッチング及び洗浄工程時にエッチング停止膜がエッチングされて下部配線が露出されて電気的特性が不良になることを防ぐためにトレンチエッチング前にビアを底部反射防止膜などの有機充填材で満たす方法について開示している。ところが、有機充填材とフォトレジストパターンとが共に有機物であるので、この２つのエッチング率がほとんど類似していて層間絶縁膜上に形成された有機充填材エッチング時にフォトレジストパターンもほとんど除去される。その結果、実際トレンチを形成するための層間絶縁膜エッチング時、フォトレジストパターンがエッチングマスクとしての機能を十分に遂行できない。したがって、これを防止するために、図１Ａに示されているように、フォトレジストパターン２２を形成する前に有機充填材２０をエッチバッグしてビア１９内にだけ有機充填材２０が残るようにせねばならないので、工程が複雑である。また、有機充填材２０と低誘電率層間絶縁膜１８のエッチング率の差によって、図１Ｂの点円２４に示されているように有機充填材２０の側壁に低誘電率層間絶縁膜１８がエッチングされずに残留する。これは図１Ｃに示されているようにフェンス形状の欠陥２６を発生させる。図１Ａ及び図１Ｂで説明されていない１０は基板を、１２は下部層間絶縁膜を、１４は下部配線を、１６はエッチング停止膜を各々示す。
【０００７】
　一方、フェンス状の欠陥２６の形成を防止するために有機充填材２０をオーバーエッチバッグしてビア１９の一部領域だけ有機充填材２０で満たす場合には、ビア密度の高い領域とビア密度の低い領域でフォトレジスト膜の厚さ偏差が激しくなり、その結果、写真エッチング工程時に焦点深度（ＤＯＦ）マージンが減少する。
【０００８】
　また、フォトレジストパターン２２を形成するための露光工程時に層間絶縁膜１８からアミンなどの塩基性物質が有機充填材２０を通じてフォトレジスト膜に伝えられてフォトレジストパターンが損傷するという問題点がある。
【０００９】
　したがって、低誘電率の層間絶縁膜内に電気的特性を維持しながらデュアルダマシン配線を信頼性高く製造する方法の開発が要求される。
【特許文献１】米国特許第６,０５７,２３９号公報
【特許文献２】米国特許第６,４５５,４４５号明細書
【特許文献３】米国特許第６,４３２,８４６号明細書
【特許文献４】米国特許第６,５１４,８８０号明細書
【特許文献５】米国特許第６,５５９,５２０号明細書
【特許文献６】米国特許第６,３５２,９４５号明細書
【特許文献７】米国特許第６,３８３,９５５号明細書
【特許文献８】米国特許第６,４１０,４６３号明細書
【特許文献９】大韓民国登録特許第０３６４０５３号公報
【特許文献１０】大韓民国出願第２００２−５７１９２号公報
【非特許文献１】Ｐ.Ｊｉａｎｇなど著、Ｊ. Ｖａｃ. Ｓｃｉ. Ｔｅｃｈｎｏｌ.Ａ１９（２００１年）ｐ.１３８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
　本発明が解決しようとする技術的課題は、低誘電率の層間絶縁膜内にデュアルダマシン配線を信頼性高く製造できる方法を提供することにある。
【００１１】
　本発明が解決しようととする他の技術的課題は、無欠陥のデュアルダマシン配線の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
　前記技術的課題を達成するための本発明の実施例は、（ａ）基板上に誘電率３.３以下のハイブリッド型絶縁膜を形成する段階と、（ｂ）絶縁膜内にビアを形成する段階と、（ｃ）ビアを炭素を含まない無機物充填材で満たす段階と、（ｄ）ビアを埋め込んだ無機物充填材と絶縁膜とを一部エッチングしてビアと連結され、配線が形成されるトレンチを形成する段階と、（ｅ）ビアに残留する無機物充填材を除去する段階と、（ｆ）トレンチ及びビアを配線物質で満たす段階とを含む。
【００１３】
　前記技術的課題を達成するための本発明の他の実施例は、（ａ）基板上に有機シリケートガラス膜を形成する段階と、（ｂ）有機シリケートガラス膜内にビアを形成する段階と、（ｃ）ビアをＨＳＱ系充填材で満たす段階と、（ｄ）ビアを埋め込んだＨＳＱ系充填材と有機シリケートガラス膜を一部エッチングしてビアと連結され、配線が形成されるトレンチを形成する段階と、（ｅ）ビアに残留するＨＳＱ系充填材を除去する段階と、（ｆ）トレンチ及びビアを配線物質で満たして配線を完成する段階とを含む。
【００１４】
　望ましくは、有機シリケートガラス膜は化学気相蒸着法で形成する。
【００１５】
　前記技術的課題を達成するための本発明のまた他の実施例は、（ａ）基板上に下部配線を形成する段階と、（ｂ）下部配線上にエッチング停止膜を形成する段階と、（ｃ）エッチング停止膜上に化学気相蒸着法で有機シリケートガラス膜を形成する段階と、（ｄ）有機シリケートガラス膜を貫通してエッチング停止膜を露出させるビアを形成する段階と、（ｅ）ビアをＨＳＱ系充填材で満たす段階と、（ｆ）ＨＳＱ系充填材の表面をプラズマ処理する段階と、（ｇ）プラズマ処理されたＨＳＱ系充填材の表面上に反射防止膜を形成する段階と、（ｈ）反射防止膜、ビアを埋め込んだＨＳＱ系充填材と有機シリケートガラス膜を一部エッチングしてビアと連結され、配線が形成されるトレンチを形成する段階と、（ｉ）ビアに残留するＨＳＱ系充填材を除去する段階と、（ｊ）ビアに露出されたエッチング停止膜をエッチングして下部配線を露出させる段階と、（ｋ）トレンチ及びビアを配線物質で満たして配線を完成する段階と、を含む。
【００１６】
　その他の実施例の具体的な事項は詳細なる説明及び図面に含まれている。
【発明の効果】
【００１７】
　本発明のデュアルダマシン製造方法によれば、層間絶縁膜を低誘電率物質に形成することによってＲＣ信号遅延を防止して相互干渉及び電力消費の増加を抑制できる。　また、本発明のデュアルダマシン製造方法は、層間絶縁膜はハイブリッド型の低誘電率物質であって、ビア充填材は炭素を含まない無機物で形成することによって下部配線を保護するエッチング停止膜が損傷されず、フォトレジスト損傷が発生せず、写真エッチング工程時に焦点深度マージンが向上され、デュアルダマシン配線の電気的特性に致命的な影響を与えないフェンスなどの欠陥が発生しなくて、トレンチの幅も臨界サイズもそのまま維持できる。
【００１８】
　図面及び実施例には、本発明の典型的な望ましい実施例が開示されて、たとえ、特定な用語を使用しているが、これらはただ一般的で描写的な意味に使われたことであり、後述される特許請求の範囲によって定められる本発明の思想を制限するために使われたことではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
　本発明の利点及び特徴、そして、それを達成する方法は図面と共に後述する実施例を参照すれば明確になるであろう。しかし、本発明は以下に開示される実施例に限定されることではなく、相異なる多様な形態に具現されることであり、ただ本実施例は本発明の開示を完全にして、当業者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は特許請求の範囲によって定義されるだけである。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を示す。
【００２０】
　本発明の実施例では、層間絶縁膜をハイブリッド型低誘電率物質で形成する。ハイブリッド型低誘電率物質は低誘電率特性を有する有機物の長所と、既存のシリコン酸化膜の構造が一部変形された形態に既存の装備及び工程を大きく変化させずに使用でき、熱的安定性にも優れた無機物の長所を共に兼備した低誘電率物質である。特に、誘電率が３.３以下のハイブリッド型低誘電率物質で層間絶縁膜を形成することによってＲＣ信号遅延を防止して相互干渉及び電力消費の増加を抑制する。
【００２１】
　本発明の実施例では、ビア充填材をギャップ充填能力に優れ、エッチング方法及び条件によって低誘電率層間絶縁膜と実質的に同じエッチング率を示す場合もあり、逆に非常に大きいエッチング選択比を示す場合もある物質で形成する。特に、ビア充填材を炭素を含まない無機物質で形成することによってドライエッチング時は層間絶縁膜と実質的に同一にエッチングされ、ウェットエッチング時は層間絶縁膜に比べて非常に速い速度にエッチング可能にする。また、窒素またはアミンなどの塩基性物質に対して障壁膜の役割を果たせる物質としてビア充填材を形成する。本発明の特定な実施例ではビア充填材を吸光物質またはフォトレジスト膜の現像液に対する溶解抑制剤を含む物質で形成する。前記した特性を有する物質でビア充填材を形成することによって下部配線を保護するエッチング停止膜が損傷されず、フォトレジスト損傷が発生せず、写真エッチング工程時に焦点深度マージンが向上し、デュアルダマシン配線の電気的特性に致命的な影響を及ぼすフェンスなどの欠陥が発生せず、トレンチの幅も臨界サイズもそのまま維持できる高い信頼度の堅固なデュアルダマシン配線の製造方法を提供する。
【００２２】
　本発明のデュアルダマシン配線の製造方法が適用される素子は、高集積回路半導体素子、プロセッサー、ＭＥＭ’ｓ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）素子、光電子素子、ディスプレー素子などの微細電子素子である。特に、本発明のデュアルダマシン配線の製造方法は、高速特性の要求されるＣＰＵ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＣＰＵとＤＳＰとの組合せ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ロジック素子、ＳＲＡＭなどにさらに有用である。
【００２３】
　以下、本発明の実施例では下部配線を露出させる開口部をビアと言い、配線が形成される領域をトレンチと言う。また、非整列が発生してもビアのサイズがそのまま維持できる方法であるビア先行デュアルダマシン配線の製造方法を例としてデュアルダマシン配線の製造方法を説明する。
【００２４】
　以下、図２ないし図１３を参考にして本発明の一実施例によるデュアルダマシン配線の製造方法について説明する。
【００２５】
　まず、図２に示されているようにデュアルダマシン配線の製造方法が適用される基板１００を準備する。デュアルダマシン配線の製造方法が適用される基板１００上には下部配線１１０を具備する下部層間絶縁膜１０５が形成されている。基板１００としてはシリコン基板、ＳＯＩ基板、ガリウムヒ素基板、シリコンゲルマニウム基板、セラミック基板、石英基板、またはディスプレー用ガラス基板などを例に挙げられる。基板１００上には、多様な種類の能動素子及び受動素子などを含むことができる。下部配線１１０は多様な種類の配線物質、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金よりなることができる。低抵抗観点で下部配線１１０は銅に形成されることが望ましい。下部配線１１０の表面また平坦化されていることが望ましい。
【００２６】
　図３を参照すれば、下部配線１１０が形成されている基板１００の前面にエッチング停止膜１２０、低誘電率層間絶縁膜１３０、キャピング膜１４０を次第に形成した後、キャピング膜１４０上にビアを定義するフォトレジストパターン１４５を形成する。
【００２７】
　エッチング停止膜１２０は後続のビア形成のためのドライエッチング工程時、そして、トレンチ形成後に残留する充填材除去のためのウェットエッチング工程時に下部配線１１０がエッチング工程に露出されて電気的特性が損傷されることを防止するために形成する。したがって、エッチング停止膜１２０はその上に形成される層間絶縁膜１３０に対するエッチング選択比の大きい物質で形成する。望ましくは、エッチング停止膜１２０は誘電率が４〜５であるＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＣＮなどで形成する。エッチング停止膜１２０の厚さは全体層間絶縁膜の誘電率に及ぼす影響を考慮してできる限り最小化するが、エッチング停止膜１２０としての機能を遂行するに十分な厚さに形成する。
【００２８】
　層間絶縁膜１３０は有機物の低誘電率特性と既存の装備及び工程をそのまま使用でき、熱的安定性の優れた無機物の特性を共に有するハイブリッド型低誘電率物質で形成する。下部配線１１０と形成しようとするデュアルダマシン配線間のＲＣ信号遅延を防止し、相互干渉及び電力消費の増加を抑制するために層間絶縁膜１３０は誘電率が３.３以下のハイブリッド型物質で形成する。最も望ましくは、低誘電率ＯＳＧ（ｌｏｗ ｋ Ｏｒｇａｎｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）で層間絶縁膜１３０を形成する。低誘電率ＯＳＧで層間絶縁膜１３０を形成する場合にはＣＶＤ法で、より具体的にはＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）法で形成する。ＯＳＧ膜内の炭素の含量が多ければ多いほど誘電率は減少するが、熱的機械的特性が低下する。ところで、ＣＶＤでＯＳＧ膜を形成すればＯＳＧ膜内の炭素の含量を調節することによってＯＳＧ膜の誘電率と熱的機械的特性とを共に満すように調節できる。したがって、ＣＶＤ法によって形成されたＯＳＧ膜が層間絶縁膜１３０に適している。ＣＶＤ法によってＯＳＧ膜を形成する時に使用するソースガス（炭素、シリコン、酸素ソースガスなＤ）、ＣＶＤチャンバ、工程条件（温度、時間）などは当業者に公知された技術を使用して多様に変形して実施できることは言うまでもない。ＣＶＤ法でＯＳＧを製造する方法は当業者に公知された方法、または特許文献２〜９に開示された方法により進行でき、この特許は本明細書に十分に開示したように援用、統合される。層間絶縁膜１３０は３０００〜２００００Å厚さに、望ましくは、６０００〜７０００Å厚さに形成する。しかし、層間絶縁膜１３０の厚さは当業者によって多様に変形可能なのは言うまでもない。
【００２９】
　キャピング膜１４０はデュアルダマシン配線の平坦化のためのＣＭＰ時にＣＭＰが安定的に層間絶縁膜１３０の損傷なしに進行できるために形成する。したがって、ＳｉＯ２、ＳｉＯＦ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＣＮなどで形成する。その上にキャピング膜１４０は後続トレンチ形成のための写真エッチング工程で反射防止機能もするのが望ましい。したがって、キャピング膜１４０は前記列挙した物質のうちでもＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮなどで形成するのがさらに望ましい。しかし、ＣＭＰ工程の調節だけでも層間絶縁膜１３０の損傷が防止でき、後続工程で反射防止機能を有する物質層が形成されれば、キャピング膜１４０の形成は選択的に省略できる。
【００３０】
　フォトレジストパターン１４５は、２４８ｎｍ以下の光源に適したフォトレジストを塗布した後、ビアを定義するフォトマスクを使用した露光及び現像を経て形成する。
【００３１】
　図４を参照すれば、フォトレジストパターン１４５をエッチングマスクとして使用して層間絶縁膜１３０をドライエッチング１４７してビア１５０を形成する。層間絶縁膜１３０のエッチングはＣｘＦｙまたはＣｘＨｙＦｚなどの主なエッチングガスとＡｒガスなどの不活性ガスの混合ガス、またはここにＯ２、Ｎ２、及びＣＯｘから選択された１つ以上のガスがさらに添加された混合ガスを使用する反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）で進行する。この時、層間絶縁膜１３０だけ選択的にエッチングし、エッチング停止膜１２０はエッチングしないようにＲＩＥ条件を調節して進行する。
【００３２】
　図５を参照すれば、フォトレジストパターン１４５を除去した後、ビア１５０を充填材１６０で充填する。フォトレジストパターン１４５は水素系プラズマ処理後、ストリッパーを使用する工程で除去する。水素系プラズマは、Ｈ２、Ｎ２／Ｈ２、ＮＨ３／Ｈ２、Ｈｅ／Ｈ２またはこれらの混合ガスから得られたプラズマを言う。フォトレジストパターン除去に広く使われるＯ２アッシングによってフォトレジストパターン１４５を除去すれば、炭素を含んで有機物の性質を有する層間絶縁膜１３０がＯ２プラズマによって損傷されるので、水素系プラズマを使用する。
【００３３】
ビア充填材１６０は、ギャップ充填能力に優れた物質で形成する。また、層間絶縁膜１３０とドライエッチング率とが実質的に同一であったり、ビア充填材１６０：層間絶縁膜１３０のドライエッチング比が４：１以下の物質で形成する。その上、後続ウェットエッチング工程で層間絶縁膜１３０に比べて非常に速いウェットエッチング速度を有する物質で形成する。望ましくは、ビア充填材１６０：層間絶縁膜１３０のウェットエッチング比が２０：１以上の特性を有する物質でビア充填材１６０を形成する。また、後続のトレンチを定義するためのフォトレジストパターンを形成するための露光工程時に層間絶縁膜１３０内に含まれている窒素またはアミンなどの塩基性物質がフォトレジスト膜に拡散されることが防止できる物質でビア充填材１６０を形成する。すなわち、有機物と無機物とのハイブリッド型の層間絶縁膜１３０とドライエッチング率は実質的に同一でウェットエッチング率は相対的に非常に速い物質であるために、ビア充填材１６０は炭素を含まない無機物であることが望ましい。炭素を含まない無機物のうちＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓ Ｑｕｉｏｘａｎｅ）であることが前記条件に最も適している。
【００３４】
　さらには、ビア充填材１６０は吸光物質または溶解抑制剤を含むことが望ましい。溶解抑制剤はフォトレジスト膜の現像液に対する溶解を抑制できる物質であって、当業者に公知された物質が使用できる。吸光物質と溶解抑制剤の機能は後述する。本明細書では純粋ＨＳＱと吸光物質または溶解抑制剤などの添加制を含むＨＳＱを通称してＨＳＱ系物質という。
【００３５】
　スピンコーティング法によってビア１５０を満たすビア充填材１６０を形成する。ビア１５０だけを満たすように形成することもでき、キャピング膜１４０上に所定厚さに形成することもできるが、後者の場合が工程調節マージンの側面で望ましい。望ましくは、ビア１５０密度の低い領域に形成されるビア充填材１６０の高さＴ１とビア１５０密度の高い領域に形成されるビア充填材１６０の高さＴ２との差Ｔ１−Ｔ２を２０００Å以下にすることが焦点深度マージン確保の側面で望ましい。ＨＳＱ系物質の場合、コーティング条件、ビア１５０間の間隔、ビア１５０臨界サイズ及び高さなどの変数を考慮してその厚さを容易に調節でき、前記制限条件（Ｔ１−Ｔ２≦２０００Å）を容易に合せられる。
【００３６】
　図６を参照すれば、ビア充填材１６０の表面をプラズマ１７０処理する。プラズマ１７０処理はＯ２、Ｈ２、Ｈｅ、ＮＨ３、Ｎ２、Ａｒ、またはこれらの混合ガスのプラズマ１７０を使用して常温ないし５００℃の温度で１秒ないし１２０秒間進行する。プラズマ１７０処理によってビア充填材１６０の表面が緻密になる。プラズマ１７０処理目的のうちの一つはビア充填材１６０がフォトレジスト現像液に溶解されることを防止することである。したがって、ビア充填材１６０が溶解抑制剤を含む場合にはプラズマ１７０処理を省略できる。また、ビア充填材１６０上に現像液から保護できる膜、例えば、反射防止膜（図７の１８０参考）を形成する場合にはプラズマ１７０処理を省略することもできる。
【００３７】
　図７を参照すれば、プラズマ処理されたビア充填材１６０上に反射防止膜１８０を形成する。反射防止膜１８０は無機反射防止膜または有機反射防止膜共に可能であるが、有機反射防止膜である方が除去の容易性の観点で有利である。反射防止膜１８０は当業者に公知された２４８ｎｍ、１９３ｎｍまたはその以下の波長の露光源を吸収できる反射防止物質または本出願と共同譲渡された米国出願第１０／４００,０２９号公報に開示されている物質が使われ、前記出願は本明細書に十分に開示されたように援用、統合される。反射防止膜１８０は、５００Å〜７００Åの厚さに形成する。
【００３８】
　図８を参照すれば、フォトレジスト膜１８５を形成した後、トレンチを定義するマスク２００を使用してフォトレジスト膜１８５を露光する。マスク２００の投光領域２０１を通過した２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、またはその以下の波長の露光源がフォトレジスト膜１８５に照射されれば、フォトレジスト膜１８５の露光部１８５ｂに含まれている光酸発生剤から酸Ｈ＋が発生する。この時、露光部１８５ｂ下部の反射防止膜１８０がフォトレジスト膜１８５ｂを透過した光が再びフォトレジスト膜１８５に反射されることを防止する。したがって、ビア充填材１６０が吸光物質を含む場合には、ビア充填材１６０が反射防止機能をするので、この場合には反射防止膜１６０の形成を省略できる。露光部１８５ｂ内に発生した酸Ｈ＋によってフォトレジスト膜１８５が現像液に溶解可能な物質に加水分解される。露光後、ベークによって酸加水分解がさらに活発になる。露光及び露光後のベーク時、ビア充填材１６０は窒素またはアミンに対する拡散障壁膜として機能する。したがって、ビア１５０エッチング時に使用したエッチングガスまたはビア１５０を定義したフォトレジストパターン（図４の１４５）を除去するためのプラズマ処理によって層間絶縁膜に残留する窒素またはアミンなどの塩基性物質がビア充填材１６０によって拡散（点線）されて露光部１８５’に発生した酸を中和させてフォトレジスト欠陥を発生させる機作が防止される。
【００３９】
　図９を参照すれば、フォトレジストパターン１８５ａを形成する。露光後、ベークされたフォトレジスト膜１８５をテトラメチルアンモニウムヒドロキシド現像液に浸漬すれば露光部１８５ｂだけ現像液に溶解されて除去されるので、図９に示されているようなフォトレジストパターン１８５ａが形成される。この時、露光部１８５ｂ下部に反射防止膜１８０があるので、ビア充填材１６０が現像液に露出されない。ビア充填材１６０がプラズマ処理された場合には反射防止膜１８０が形成されていなくても現像液によってビア充填材１６０が損傷しない。また、ビア充填材１６０が溶解抑制剤を含む場合には反射防止膜１８０を形成しなくても現像液によってビア充填材１６０が損傷しない。
【００４０】
　図１０は、トレンチ１９０を形成する段階を示す。フォトレジストパターン１８５をエッチングマスクとして使用して反射防止膜１８０、ビア充填材１６０、キャピング膜１４０を順にエッチングした後、層間絶縁膜１３０及びビア充填材１６０を所定深さにエッチングしてトレンチ１９０を形成する。トレンチ１９０エッチングはドライエッチングに進行するが、層間絶縁膜１３０及びビア充填材１６０のエッチング率が実質的に同一であるかビア充填材１６０：層間絶縁膜１３０のエッチング比が４：１以下になれる条件で進行する。したがって、フェンス（図１参考）のような欠陥が発生せずに、ビア充填材１６０が相変らずビア１５０内に一部残留するので、エッチング停止膜１２０がエッチングに露出されて下部配線１１０が損傷するのを防止できる。層間絶縁膜１３０がＯＳＧで、ビア充填材１６０がＨＳＱ系物質で形成された場合に２つの物質ともに無機物の性格を帯びているので、ＣｘＦｙまたはＣｘＨｙＦｚなどの主なエッチングガスとＡｒガスなどの不活性ガスの混合ガス、またはここにＯ２、Ｎ２、及びＣＯｘから選択された１つ以上のガスがさらに添加された混合ガスを使用するＲＩＥで進行すれば前記条件を充足させられる。
【００４１】
　図１１は、フォトレジストパターン１８５ａ及び残留するビア充填材１６０を除去した結果物を示す断面図である。トレンチ１９０エッチングが完了した後、フォトレジストパターン１８５ａをＨ２、Ｎ２／Ｈ２、ＮＨ３／Ｈ２、Ｈｅ／Ｈ２またはこれらの混合ガスから得られた水素系プラズマを使用して除去する。次いで、ビア充填材１６０を除去してビア１５０とトレンチ１９０で構成されたデュアルダマシン配線領域１９５を形成する。ビア充填材１６０除去のためのエッチングはウェットエッチングで進行する。層間絶縁膜１３０はほとんどエッチングされず、ビア充填材１６０だけ選択的にエッチングできる条件に、少なくともビア充填材１６０：層間絶縁膜１３０のウェットエッチング比が２０：１以上になれる条件に進行する。またエッチング停止膜１２０に対してビア充填材１６０を選択的に除去できるようにエッチングが進行されねばならない。層間絶縁膜１３０が有機物的な性質を帯びる一方、ビア充填材１６０及びエッチング停止膜１２０が無機物で形成されるので、有機物の除去に選択比の大きいエチェントを使用すれば前記条件を満足させうる。特に、ビア充填材１６０がＨＳＱ系物質で、層間絶縁膜１３０がＯＳＧで、エッチング停止膜１２０がＳｉＣ（Ｎ）で形成された場合、１００：１以上に脱イオン水に希釈されたＨＦ溶液またはＮＨ４Ｆ、ＨＦと脱イオン水の混合液のＢＯＥ（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ Ｏｘｉｄｅ Ｅｔｃｈａｎｔ）に浸漬する方式にウェットエッチングを進行すれば、ＨＳＱ系物質：ＯＳＧ：ＳｉＣ（Ｎ）エッチング比を１００：１：１より高くできる。したがって、ビア充填材１６０除去時に層間絶縁膜１３０もエッチングされてトレンチ１９０の臨界サイズを正確に調節できなかった従来の問題点が解決される。
【００４２】
　前記ビアエッチング、トレンチエッチング、ウェットエッチングについての詳細なる内容は、本出願と共同譲渡された特許文献１０に開示されており、前記出願は本明細書に十分に開示されたように援用、統合される。
【００４３】
　図１２を参考にすれば、ビア１５０に露出されているエッチング停止膜１２０をエッチングして下部配線１１０を露出させてビア１５０とトレンチ１９０で構成されたデュアルダマシン領域１９５を完成する。エッチング停止膜１２０エッチングは下部配線１１０に影響を及ぼさずにエッチング停止膜１２０だけを選択的に除去できるエッチング条件に実施する。
【００４４】
　図１３を参考にすれば、デュアルダマシン領域１９５に導電膜を形成した後、平坦化してデュアルダマシン配線２１０を完成する。導電膜はアルミニウム、タングステン、銅またはこれらの合金を含むことができ、低抵抗の観点では銅が最も望ましい。また、拡散障壁膜及び主配線膜の積層構造で形成でき、当業者に公知された技術を使用して多様に変形できる。
【００４５】
　前記図２ないし図１３を参照して説明したビア先行デュアルダマシン配線の製造方法をトレンチ先行デュアルダマシン配線の製造方法に適用できることは言うまでもない。
【００４６】
　本発明は以下の非制限的な実験例を通じてより詳細に説明する。
【００４７】
　以下の実験例は半導体ウェーハ上に９０nmのデザインルールで、１.１μm２ ６Ｔｒ−ＳＲＡＭセルが埋め込まれ、デュアルダマシン配線を有するロジック素子を製造する工程中にテストしたものである。
【００４８】
［実験例１］
　エッチング停止膜としてＳｉＣ（ｋ＝５.０）を、層間絶縁膜としてＣＶＤＯＳＧ（ｋ＝２.９）を７０００Å厚さに形成した後、直径が０.１３２μmのビアを形成した。次いで、ビア充填材でＨＳＱ（ダウコニン社のＦｏｘＴＭ）をスピンコーティングした。ＨＳＱビア充填材が充填されたテストサンプルの断面を電子顕微鏡で測定した断面が図１４Ａ及び図１４Ｂに示されている。図１４Ａ及び図１４ＢからＨＳＱがビア充填力が良好であり、ＯＳＧ膜上に非常によく平坦化されて形成できることが分かる。また、ビア密度の低い領域に形成されたＨＳＱ膜の厚さＴ１（図１４Ａ）とビア密度の高い領域に形成されたＨＳＱ膜の厚さＴ２（図１４Ｂ）との差が２０００Å以下になるように形成されることが分かる。
【００４９】
［実験例２］
　実験例１と同一にＨＳＱ膜を形成した後、ＨＳＱ膜上に有機反射防止膜及びＫｒＦ用フォトレジストを順に形成した後、２４８ｎｍ波長の露光源を使用する露光及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシド現像液を使用した現像を経てトレンチを定義するフォトレジストパターンを形成することによってテストサンプルを準備した。
【００５０】
　対照サンプルはＨＳＱ膜上に直接トレンチを定義するフォトレジストパターンを形成して用意した。
【００５１】
　テストサンプルの電子顕微鏡写真が図１５Ａに、対照サンプルの電子顕微鏡写真が図１５Ｂに示されている。図１５Ａ及び図１５Ｂから有機反射防止膜を形成することによって良好なパターンを形成できることが分かる。
【００５２】
［実験例３］
　実験例１と同一にＨＳＱ膜を形成した後、ＨＳＱ膜表面をプラズマ処理した後、有機反射防止膜を形成した。有機反射防止膜上にＫｒＦ用フォトレジストを塗布した後、２４８ｎｍ波長の露光源を使用する露光及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシド現像液を使用した現像を経てトレンチを定義するフォトレジストパターンを形成することによってテストサンプルを用意した。
【００５３】
　対照サンプルはＨＳＱ膜の代わりに有機底反射防止膜をビア充填材として使用した後、フォトレジストパターンを形成して用意した。
【００５４】
　テストサンプルの電子顕微鏡写真が図１６Ａに、対照サンプルの電子顕微鏡写真が図１６Ｂに示されている。ＨＳＱビア充填材がアミンなどのアルカリ性物質に対する拡散障壁膜として作用して良好なフォトレジストパターンが形成（図１６Ｂ）される一方、有機底反射防止膜を使用する場合にはアルカリ性物質が拡散されてフォトレジスト膜内の酸Ｈ＋を中和させて損傷したフォトレジストパターンが形成（図１６Ｂ）されることがわかる。
【００５５】
［実験例４］
　実験例３のテストサンプルと同一にフォトレジストパターンを形成した後、ＣｘＦｙを主なエッチングガスにしてＨＳＱ：ＯＳＧのエッチング比が１：１になるようにしてドライエッチングを進行してトレンチを形成することによってテストサンプルを用意した。テストサンプルの電子顕微鏡写真らが図１７Ａ及び図１７Ｂに示されている。図１７Ａはトレンチの幅方向に切った断面図であり、図１７Ｂはトレンチの長手方向に切った断面図である。図１７Ａ及び図１７Ｂからデュアルダマシン領域のトレンチプロファイルが良好に形成されて５０％程度のオーバーエッチングが進められてもＨＳＱビア充填材がＳｉＣエッチング停止膜を非常によく保護していることが分かる。
【００５６】
［実験例５］
　実験例４のテストサンプルと同一にトレンチを形成した後、５００：１に希釈されたＨＦ溶液を処理してビアに残留するＨＳＱ膜を除去することによってテストサンプルを用意した。テストサンプルの電子顕微鏡写真が図１８に示されている。ＨＳＱ膜が完全に除去され、フェンスの発生なしに良好なプロファイルと所望の臨界サイズのデュアルダマシン領域が形成されたことが分かる。
【００５７】
［実験例６］
　実験例１ないし５のテストサンプルを製造する工程によってデュアルダマシン領域を形成した後、デュアルダマシン領域内に通常の銅配線形成工程を適用して銅配線を形成した。デュアルダマシン配線製造工程を複数回繰り返して９０nmのデザインルールで、１.１μm２ ６Ｔｒ−ＳＲＡＭセルが埋め込まれ、９層のデュアルダマシン配線を有するロジック素子を完成した後、電子顕微鏡で測定した写真が図１９に示されている。図１９から本発明によるデュアルダマシン製造方法が微細デザインルールの素子の製造に適しており、無欠陥の丈夫な製造方法であることが分かる。
【００５８】
［実験例７］
　実験例６で製造された素子の電気的な特性を測定した。その結果が図２０ないし図２４に示されている。
【００５９】
　図２０及び図２１から良好な特性のビア抵抗を有するデュアルダマシン配線の具現が可能であることが分かる。
【００６０】
　図２２から４００℃で６時間アニーリングしてもビア抵抗特性が劣化されないことが分かる。
【００６１】
　実験例６の製造方法によって素子を製造するが配線のラインアンドスペースを０.
１４μmと０.１２μmとに別にして製造した後、配線の面抵抗と漏れ電流とを測定した結果が図２３に示されている。
【００６２】
　図２３から配線の面抵抗と漏れ電流特性も非常に良好であることが分かる。
【００６３】
　実験例６で製造した素子のＲＣ値とエッチング停止膜と層間絶縁膜とに各々ＳｉＮとＳｉＯＦとを使用して製造した素子のＲＣ値を測定した結果が図２４に示されている。
【００６４】
　図２４から本発明のようにエッチング停止膜と層間絶縁膜とに各々ＳｉＣとＯＳＧとを使用する場合、エッチング停止膜と層間絶縁膜としてＳｉＮとＳｉＯＦとを使用した場合に比べてＲＣ値が約２０％減少したことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
　本発明は、微細電子素子の製造方法、特に微細電子素子の配線形成方法に有用に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１Ａ】従来のデュアルダマシン配線の製造方法を説明するための断面図及び電子顕微鏡写真である。
【図１Ｂ】従来のデュアルダマシン配線の製造方法を説明するための断面図である。
【図１Ｃ】従来のデュアルダマシン配線の製造方法を説明するための電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明の一実施例によるデュアルダマシン配線の製造方法の第１の工程を説明するための断面図である。
【図３】図２の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図４】図３の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図５】図４の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図６】図５の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図７】図６の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図８】図７の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図９】図８の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１２の工程の次の工程を説明するための断面図である。
【図１４Ａ】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法が適用されるテストサンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１４Ｂ】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法が適用されるテストサンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１５Ａ】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法が適用されるテストサンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１５Ｂ】従来の方法が適用される対照サンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１６Ａ】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法が適用されるテストサンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１６Ｂ】従来の方法が適用される対照サンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１７Ａ】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法が適用されるテストサンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１７Ｂ】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法が適用されるテストサンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１８】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法が適用されるテストサンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図１９】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法が適用されるテストサンプルを電子顕微鏡で観察した写真である。
【図２０】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法によって製造された素子の電気的特性を測定したグラフである。
【図２１】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法によって製造された素子の電気的特性を測定したグラフである。
【図２２】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法によって製造された素子の電気的特性を測定したグラフである。
【図２３】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法によって製造された素子の電気的特性を測定したグラフである。
【図２４】本発明によるデュアルダマシン配線の製造方法によって製造された素子の電気的特性を測定したグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
　１００　　基板
　１０５　　下部層間絶縁膜
　１１０　　下部配線 
　１２０　　エッチング停止膜
　１３０　　低誘電率層間絶縁膜
　１４０　　キャピング膜
　１５０　　ビア
　１６０　　充填材
　１８０　　反射防止膜
　１８５ａ　　フォトレジストパターン
　１９０　　トレンチ
【図１Ａ】
2004064089.tif 000003
【図１Ｂ】
2004064089.tif 000004
【図１Ｃ】
2004064089.tif 000005
【図２】
2004064089.tif 000006
【図３】
2004064089.tif 000007
【図４】
2004064089.tif 000008
【図５】
2004064089.tif 000009
【図６】
2004064089.tif 000010
【図７】
2004064089.tif 000011
【図８】
2004064089.tif 000012
【図９】
2004064089.tif 000013
【図１０】
2004064089.tif 000014
【図１１】
2004064089.tif 000015
【図１２】
2004064089.tif 000016
【図１３】
2004064089.tif 000017
【図１４Ａ】
2004064089.tif 000018
【図１４Ｂ】
2004064089.tif 000019
【図１５Ａ】
2004064089.tif 000020
【図１５Ｂ】
2004064089.tif 000021
【図１６Ａ】
2004064089.tif 000022
【図１６Ｂ】
2004064089.tif 000023
【図１７Ａ】
2004064089.tif 000024
【図１７Ｂ】
2004064089.tif 000025
【図１８】
2004064089.tif 000026
【図１９】
2004064089.tif 000027
【図２０】
2004064089.tif 000028
【図２１】
2004064089.tif 000029
【図２２】
2004064089.tif 000030
【図２３】
2004064089.tif 000031
【図２４】
2004064089.tif 000032