(57)【要約】【課題】ビアホールが形成された低誘電率膜の上に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーにより、所望のトレンチパターンを持つレジスト膜を形成できるようにする。【解決手段】半導体基板１上の炭素含有シリコン酸化膜５にビアホ−ル８を形成した後、ビアホ−ル８内にダミープラグ９を形成し、その後、半導体基板１を酸雰囲気１０にさらす。その後、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーにより、ビアホ−ル８が形成された領域を含むトレンチ形成領域に開口部を持つレジストパターン１１ａを形成する。【選択図】      図２
2004221439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に低誘電率膜を形成する工程と、
前記低誘電率膜にホ−ルを形成する工程と、
前記ホ−ル内にダミープラグを形成する工程と、
少なくとも前記ダミープラグの表面部に電子受容体を注入する工程と、
前記電子受容体を注入する工程よりも後に、前記ダミープラグの上及び前記低誘電率膜の上に化学増幅型レジストを塗布し、該塗布された化学増幅型レジストに対して露光及び現像を行なうことによって、前記ホ−ルが形成された領域を含む配線形成領域に開口部を持つレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜をマスクとして前記低誘電率膜に対してエッチングを行なって、前記ホ−ルと接続する配線用溝を形成する工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記電子受容体を注入する工程は、前記ホ−ルの外側の前記低誘電率膜にも前記電子受容体を吸着させ又は注入する工程を含む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。
【請求項３】
前記配線用溝を形成する工程よりも後に、前記ダミープラグを除去する工程をさらに備えてい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。
【請求項４】
前記電子受容体を注入する工程と前記レジスト膜を形成する工程との間に、前記基板に対して熱処理を行なう工程をさらに備えてい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。
【請求項５】
前記熱処理の温度は４００℃以下であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記電子受容体を注入する工程は、前記基板を酸雰囲気にさらす工程を含む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。
【請求項７】
前記酸雰囲気はブレンステッド酸から構成されることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記酸雰囲気はルイス酸から構成されることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記電子受容体を注入する工程は、プラズマを用いて前記ダミープラグの表面部に正電荷を持つイオンを注入する工程を含む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。
【請求項１０】
前記プラズマを構成するガスは、Ｈ２  ガス及びＨ２  Ｏガスのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記電子受容体を注入する工程は、イオン注入法を用いて前記ダミープラグの表面部に対して陽イオンを注入する工程を含む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。
【請求項１２】
前記低誘電率膜は炭素含有シリコン酸化膜又はポーラス膜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。
【請求項１３】
前記炭素含有シリコン酸化膜はＳｉＯＣ膜であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記ダミープラグを形成する工程は、前記ダミープラグを、その上面が、前記ホ−ルの開口面よりも低くなるように形成する工程を含む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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配線の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
配線形成方法の１つである、デュアルダマシン構造の配線の形成方法は次の通りである。すなわち、絶縁膜をパターン化することによって、ビアホールと配線用溝（以下、トレンチと称することもある）とを形成した後、それらに導電膜を埋め込むことにより配線を形成する。このとき、配線間の容量を低減するために、配線間の絶縁膜として、シリコン酸化膜よりも誘電率の小さい材料からなる膜（つまり低誘電率膜）、例えば炭素含有シリコン酸化膜又はポーラス膜等を用いる場合がある。
【０００３】
特許文献１に開示された従来の配線形成方法においては、炭素含有シリコン酸化膜にビアホールを形成した後、トレンチパターンを有するレジスト膜をマスクとして炭素含有シリコン酸化膜に対してエッチングを行なうことにより、デュアルダマシン構造を形成している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４３１４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、炭素含有シリコン酸化膜等の低誘電率膜を用いた従来の配線形成方法においては、ビアホール形成後に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーによりトレンチパターンを形成しようとした場合に、所望のトレンチパターンを持つレジスト膜を形成できないという問題が発生する。以下、図面を参照しながら、この問題について具体的に説明する。
【０００６】
図９（ａ）及び（ｂ）は、従来の配線形成方法において化学増幅型ポジレジストを用いた場合に生じる問題点を示す図である。図９（ａ）に示すように、基板５１上には、第１の配線５３が埋め込まれた絶縁膜５２が形成されている。第１の配線５３の上を含む絶縁膜５２の上には、保護膜５４、炭素含有シリコン酸化膜５５及び反射防止膜５６が順次形成されている。ここで、炭素含有シリコン酸化膜５５及び反射防止膜５６にビアホール５７を形成した後、反射防止膜５６の上に、化学増幅型ポジレジストを用いたリソグラフィーにより、トレンチパターンを有するレジスト膜５８を形成しようとしたところ、次のような問題が生じた。すなわち、レジスト膜５８に対して光を照射した後に現像を行なうと、トレンチ形成領域のレジスト膜５８が十分に溶解せず、その結果、現像不良Ｆ、具体的にはレジストの裾引き（レジストがホール内部まで裾を引くように残ってしまうこと）が発生する。その後、裾引きが生じたレジスト膜５８をマスクとして反射防止膜５６及び炭素含有シリコン酸化膜５５に対してエッチングを行なうと、図９（ｂ）に示すように、フェンス６０を持つトレンチ５９が形成される。そして、このフェンス６０に起因して、トレンチ５９に形成された配線部分とビアホール５７に形成されたプラグ部分との間の接続抵抗が大きくなると共に信頼性の点で問題が生じる。
【０００７】
また、図１０（ａ）及び（ｂ）は、従来の配線形成方法において化学増幅型ネガレジストを用いた場合に生じる問題点を示す図である。図１０（ａ）に示すように、基板５１上には、第１の配線５３が埋め込まれた絶縁膜５２が形成されている。第１の配線５３の上を含む絶縁膜５２の上には、保護膜５４、炭素含有シリコン酸化膜５５及び反射防止膜５６が順次形成されている。ここで、炭素含有シリコン酸化膜５５及び反射防止膜５６にビアホール５７を形成した後、反射防止膜５６の上に、化学増幅型ネガレジストを用いたリソグラフィーにより、トレンチパターンを有するレジスト膜５８を形成しようとしたところ、次のような問題が生じた。すなわち、レジスト膜５８に対して光を照射した後に現像を行なうと、本来のトレンチ形成領域よりも広い範囲でレジスト膜５８が溶解する。言い換えると、所望のマスク寸法よりも大きいトレンチパターンを持つレジスト膜５８が形成される。その後、このレジスト膜５８をマスクとして反射防止膜５６及び炭素含有シリコン酸化膜５５に対してエッチングを行なうと、図１０（ｂ）に示すように、所望の寸法と異なる寸法を持つトレンチ５９が形成される。
【０００８】
図１１（ａ）は、ビアホールが形成された絶縁膜上に、所望のマスク寸法通りのトレンチパターンを持つレジスト膜が形成された場合の様子を示す平面図である。
【０００９】
それに対して、図１１（ｂ）は、ビアホールが形成された絶縁膜上に、化学増幅型ポジレジストを用いたリソグラフィーにより、裾引きのあるトレンチパターンを持つレジスト膜が形成された場合の様子を示す平面図である。図１１（ｂ）に示すように、ビアとトレンチとの接続部が狭められてしまう場合がある。通常、ポジレジストを用いたリソグラフィーでは、光を照射されたレジストが現像によって除去されるが、図１１（ｂ）に示す場合、ビアホール近傍のレジストが現像時に十分除去されない結果、裾引きのあるトレンチパターンが形成されてしまう。
【００１０】
また、図１１（ｃ）は、ビアホールが形成された絶縁膜上に、化学増幅型ネガレジストを用いたリソグラフィーにより、所望のマスク寸法よりも大きいトレンチパターンを持つレジスト膜が形成された場合の様子を示す平面図である。図１１（ｃ）に示すように、トレンチパターンの幅が拡がると、隣り合うトレンチ同士が結合して配線ショートの原因となってしまう場合がある。通常、ネガレジストを用いたリソグラフィーでは、光を照射されたレジストが現像によって除去されずに残存するが、図１１（ｃ）に示す場合、ビアホール近傍のレジストが現像時に除去されてしまう結果、拡大した幅を持つトレンチパターンが形成されてしまう。
【００１１】
前記に鑑み、本発明は、ビアホールが形成された低誘電率膜の上に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーにより、所望のトレンチパターンを持つレジスト膜を形成できるようにし、それによってデュアルダマシン構造の配線を確実に形成できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本願発明者が、低誘電率膜、例えば炭素含有シリコン酸化膜を用いた従来の配線形成方法においてレジストの現像不良が生じる原因を検討したところ、次のような知見を得た。すなわち、ビアホールが形成された炭素含有シリコン酸化膜の上に化学増幅型レジストを塗布した際に、炭素含有シリコン酸化膜（特にビアホールの壁部）に含まれるアミン又は塩基性物質がレジスト中に拡散するというレジストポイズニング現象が生じる。その結果、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が前述の塩基性物質等によって中和されてしまうので、言い換えると、レジストの良好な現像に不可欠な酸が失活してしまうので、レジストの現像不良が生じる。
【００１３】
ところで、ビアホールが形成された絶縁膜上にトレンチ形成用のレジスト膜を形成する場合において、ビアホールが密集して配置されている領域と、ビアホールがまばらに配置されている領域とが存在する場合、レジスト膜表面を平坦化するために、各ビアホール内にダミープラグ（トレンチ形成後に除去される）を形成する方法が用いられている。これにより、フォトリソグラフィによって得られるパターンの精度を向上させることができる。しかしながら、この場合も、レジストポイズニング現象を避けることはできない。すなわち、ビアホール壁部の炭素含有シリコン酸化膜に含まれるアミン等がダミープラグを通ってレジスト膜中に拡散し、それによりレジストの現像不良が生じてしまう。
【００１４】
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであって、具体的には、本発明に係る電子デバイスの製造方法は、基板上に低誘電率膜を形成する工程と、低誘電率膜にホ−ルを形成する工程と、ホ−ル内にダミープラグを形成する工程と、少なくともダミープラグの表面部に電子受容体を注入する工程と、電子受容体を注入する工程よりも後に、ダミープラグの上及び低誘電率膜の上に化学増幅型レジストを塗布し、該塗布された化学増幅型レジストに対して露光及び現像を行なうことによって、ホ−ルが形成された領域を含む配線形成領域に開口部を持つレジスト膜を形成する工程と、該レジスト膜をマスクとして低誘電率膜に対してエッチングを行なって、ホ−ルと接続する配線用溝を形成する工程とを備えている。
【００１５】
本発明の電子デバイスの製造方法によると、低誘電率膜、例えば炭素含有シリコン酸化膜にホ−ルを形成した後、該ホ−ル内にダミープラグを形成し、その後、ダミープラグの表面部に電子受容体を注入する。その後、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーにより、ホ−ルが形成された領域を含む配線形成領域に開口部を持つレジスト膜、つまりトレンチパターンを持つレジスト膜を形成する。このため、ホ−ル壁部の炭素含有シリコン酸化膜からダミープラグ中に拡散したアミン又は塩基性物質と、ダミープラグに注入した電子受容体との間に酸塩基反応を生じさせることができ、それによってダミープラグ中のアミン又は塩基性物質の濃度を低減できる。これにより、ダミープラグを経由したアミン等の拡散を抑制できるので、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できる。従って、レジストの現像不良を防止でき、それによって所望のトレンチパターンを持つレジスト膜を形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【００１６】
本発明の電子デバイスの製造方法において、電子受容体を注入する工程は、ホ−ルの外側の低誘電率膜にも電子受容体を吸着させ又は注入する工程を含むことが好ましい。
【００１７】
このようにすると、ホ−ル外側の低誘電率膜、例えば炭素含有シリコン酸化膜中において、アミン又は塩基性物質と、吸着させた又は注入した電子受容体との間に酸塩基反応を生じさせることができ、それによって炭素含有シリコン酸化膜中のアミン又は塩基性物質を中和でき又は該アミン等の濃度を低減できる。このため、炭素含有シリコン酸化膜と化学増幅型レジストとの接触によって、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できる。
【００１８】
尚、本発明の電子デバイスの製造方法において、ダミープラグは基本的に配線用溝の形成後に除去される。
【００１９】
本発明の電子デバイスの製造方法において、電子受容体を注入する工程とレジスト膜を形成する工程との間に、基板に対して熱処理を行なう工程をさらに備えていることが好ましい。
【００２０】
このようにすると、ダミープラグ中において、注入した電子受容体を十分に拡散させることができるので、該電子受容体を、ダミープラグ中のアミン又は塩基性物質と効率的に反応させることができる。また、この場合、熱処理の温度が４００℃以下であると、熱処理によって低誘電率膜、例えば炭素含有シリコン酸化膜が熱的損傷を受けることを防止できる。
【００２１】
本発明の電子デバイスの製造方法において、電子受容体を注入する工程は、基板を酸雰囲気にさらす工程を含むことが好ましい。
【００２２】
このようにすると、ダミープラグにプロトン又は電子対受容体等を注入できるので、ダミープラグ中のアミン又は塩基性物質の濃度を確実に低減できる。尚、本明細書において、基板を酸雰囲気にさらすとは、揮発させた酸性溶液（例えばＨＣｌ溶液）を基板に対して噴霧したり、又は気化した酸（例えばＨＣｌ）を充満させた処理室内に基板を搬入して処理を行なうこと等を意味する。また、基板を酸雰囲気にさらした後の化学増幅型レジストの塗布は、基本的に別の装置で行なう。
【００２３】
基板を酸雰囲気にさらす場合、酸雰囲気はブレンステッド酸から構成されていてもよい。このようにすると、ダミープラグ中のアミン等をプロトンによって確実に中和でき又は該アミン等の濃度をプロトンによって確実に低減できる。ブレンステッド酸としては、例えばＨＣｌ、Ｈ２  ＳＯ２  又はＣＨ３  ＣＯＯＨ等のプロトン（Ｈ＋  ）を含む酸がある。
【００２４】
或いは、基板を酸雰囲気にさらす場合、酸雰囲気はルイス酸から構成されていてもよい。ルイス酸は、電子対を受容できる空の軌道を持つ化学種であって、アミン等のような塩基性物質に加えて、完全には塩基性物質となっていない物質とも反応を生じる。すなわち、塩基性はあまり強くないが電子を供与しやすい状態になっている物質からも電子対をルイス酸によって引きつけておくことができるので、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを確実に防止できる。ルイス酸（つまり電子対の受容体）としては、例えばＡｌ（ＣＨ３）３（トリメチルアンモニウム）、Ａｌ２Ｃｌ６（塩化アンモニウム）、ＳＯ２  （二酸化硫黄）及びＣＨ３  ＣＯ２  ＣＨ３  （酢酸メチル）等の分子、並びにＨ＋  、ＮＯ＋  （一酸化窒素イオン）、Ｃ６  Ｈ５＋（ベンジル基）及びＲ３  Ｃ＋  （３級アルキル基）等の陽イオンがある。
【００２５】
本発明の電子デバイスの製造方法において、電子受容体を注入する工程は、プラズマを用いてダミープラグの表面部に正電荷を持つイオンを注入する工程を含むことが好ましい。
【００２６】
このようにすると、ダミープラグ中のアミン又は塩基性物質の濃度を確実に低減できる。また、この場合、プラズマを構成するガスは、Ｈ２  ガス及びＨ２  Ｏガスのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。このようにすると、低誘電率膜、例えば炭素含有シリコン酸化膜に入射されるイオンは、質量の小さいＨ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンとなるので、ビアホールの開口寸法の拡大を防止できる。また、プラズマによって基板が受ける損傷（プラズマダメージ）を最小限に抑制することができる。
【００２７】
本発明の電子デバイスの製造方法において、電子受容体を注入する工程は、イオン注入法を用いてダミープラグの表面部に対して陽イオンを注入する工程を含むことが好ましい。
【００２８】
このようにすると、ダミープラグ中のアミン又は塩基性物質の濃度を確実に低減できる。また、イオン注入法の利用により、注入する陽イオンの濃度及び注入深さを制御できるので、ダミープラグ中のアミン又は塩基性物質との間で酸塩基反応を効率的に生じさせることが可能となる。
【００２９】
本発明の電子デバイスの製造方法において、低誘電率膜は炭素含有シリコン酸化膜又はポーラス膜であることが好ましい。
【００３０】
このようにすると、配線間の容量を確実に低減できる。また、炭素含有シリコン酸化膜としてはＳｉＯＣ膜を用いてもよい。
【００３１】
本発明の電子デバイスの製造方法において、ダミープラグを形成する工程は、ダミープラグを、その上面が、ホ−ルの開口面よりも低くなるように形成する工程を含むことが好ましい。
【００３２】
このようにすると、配線用溝形成のためのエッチングにおいて、レジスト減りを抑制できると共に配線用溝の底部にフェンスが発生することを防止できる。すなわち、ダミープラグの上面がホ−ルの開口面と同等以上の高さに位置している場合、ダミープラグにおけるホ−ル開口面よりも高い部分に対するエッチングの分、エッチング時間が長くなってレジスト減りが拡大するが、本発明によって、そのような事態を防止できる。また、ダミープラグの上面がホ−ルの開口面と同等以上の高さに位置している場合においてダミープラグのエッチング速度が小さいと、配線用溝の底部よりも、エッチング後のダミープラグの上面の方が高くなり、その結果、配線用溝の底部におけるダミープラグの近傍にフェンスが生じる可能性があるが、本発明によって、そのような事態も防止できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ）〜（ｆ）は第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【００３５】
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１（Ｓｉ基板）の上に全面に亘って、例えばＳｉＯ２  からなる第１の層間絶縁膜２を堆積する。その後、第１の金属配線３を第１の層間絶縁膜２に埋め込むと共に第１の層間絶縁膜２の上面を平坦化する。次に、この平坦化された第１の層間絶縁膜２の上及び第１の金属配線３の上に全面に亘って、例えばＳｉＣからなる第１の保護膜４を形成する。
【００３６】
ここで、第１の保護膜４は、第１の金属配線３が酸化されることを防止するために形成される。すなわち、第１の金属配線３の材料としては、一般にＣｕ等が用いられるが、このような配線材料は、非常に酸化されやすい金属である。よって、後の工程で第１の金属配線３が第２の金属配線１３（図２（ｆ）参照）と接続されるまでの間に両配線の接続面に酸化膜が形成されてコンタクト抵抗が上昇する事態を防止するために、第１の保護膜４が必要となる。
【００３７】
次に、第１の保護膜４の上に、シリコン酸化膜よりも比誘電率の小さい低誘電率膜、例えばＳｉＯＣからなる厚さ４００ｎｍ程度の炭素含有シリコン酸化膜５を堆積した後、炭素含有シリコン酸化膜５の上に全面に亘って、例えば有機材料からなる反射防止膜６を形成する。その後、リソグラフィー法により、ビアホール形成領域に開口部を持つレジスト膜７、つまりビアホールパターンを持つレジスト膜７を形成する。
【００３８】
その後、レジスト膜７をマスクとして、反射防止膜６及び炭素含有シリコン酸化膜５に対して順次ドライエッチングを行なって、図１（ｂ）に示すように、ビアホール８を形成する。尚、レジスト膜７及び反射防止膜６は、ビアホール８の形成後にアッシングにより除去される。
【００３９】
続いて、半導体基板１の上に全面に亘って、例えば有機材料よりなる埋め込み材を塗布し又は堆積した後、該埋め込み材に対してエッチバックを行なう。これにより、図１（ｃ）に示すように、ビアホ−ル８に、有機埋め込み材よりなるダミープラグ９を形成できる。
【００４０】
尚、ダミープラグ９は、後のトレンチエッチング工程（図２（ｄ）参照）で第１の保護膜４がエッチングされて第１の金属配線３が露出することを防止するためのものである。また、後のトレンチ形成用レジスト膜の形成工程（図２（ｂ）参照）でビアホール８が密集して配置されている領域とビアホール８がまばらに配置されている領域とが存在する場合、ダミープラグ９は、レジスト膜表面を平坦化する働きを持つ。これにより、フォトリソグラフィによって得られるパターンの精度を向上させることができる。
【００４１】
また、ダミープラグ９の形成時点におけるダミープラグ９の上面はビアホール８の開口面（ビアホ−ル８の外側の炭素含有シリコン酸化膜５の表面）よりも下方に位置することが望ましい。このようにすると、後のトレンチエッチング工程で、レジスト減りを抑制できると共にトレンチ底部にフェンスが発生することを防止できる。
【００４２】
次に、図２（ａ）に示すように、半導体基板１を酸雰囲気１０にさらすことによって、酸雰囲気１０中のプロトン（Ｈ＋  ）をダミープラグ９中に浸透させる。このとき、酸雰囲気１０中のプロトンは炭素含有シリコン酸化膜５の表面にも吸着し又は浸透する。
【００４３】
ここで、図２（ａ）に示す酸雰囲気処理が必要な理由は以下の通りである。
【００４４】
ダミープラグ９中には、ビアホ−ル８の壁部の炭素含有シリコン酸化膜５に含まれるアミン又は塩基性物質が拡散しているので、酸雰囲気処理を行なわない場合においてダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５が、後の工程で使用する化学増幅型ポジレジストと直接接触すると、次のような問題を生じる。すなわち、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン又は塩基性物質と、化学増幅型ポジレジストの露光により発生する酸とが反応して該酸が失活し、その結果、レジストの解像性が大幅に低下してしまう。この現象が生じると、所望のレジストパターンを得ることができない。それに対して、酸雰囲気処理によってダミープラグ９中にプロトンを含ませるか又は炭素含有シリコン酸化膜５にプロトンを吸着させ若しくは注入した場合、これらのプロトンと、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン等とが反応して中和するか又は該アミン等の濃度が低下する。従って、化学増幅型ポジレジストの露光時に発生する酸が失活することを防止できる。
【００４５】
尚、図２（ａ）に示す酸雰囲気処理においては、ＨＣｌ、Ｈ２  ＳＯ２  、ＣＨ３  ＣＯＯＨ等のプロトンを含む酸（ブレンステッド酸）を用いた。
【００４６】
また、本実施形態の酸雰囲気処理、つまり半導体基板１を酸雰囲気１０にさらす処理の具体的内容は次の通りである。すなわち、揮発させた酸性溶液（例えばＨＣｌ溶液）を半導体基板１に対して噴霧したり、又は気化した酸（例えばＨＣｌ）を充満させた処理室内に半導体基板１を搬入して処理を行なう。また、半導体基板１を酸雰囲気１０にさらした後の化学増幅型レジストの塗布（図２（ｂ）参照）は、基本的に別の装置で行なう。
【００４７】
次に、図２（ｂ）に示すように、ダミープラグ９の上及び炭素含有シリコン酸化膜５の上に全面に亘って、化学増幅型ポジレジストからなるレジスト膜１１を堆積する。ここで、前工程の酸雰囲気処理により、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９のそれぞれに含まれるアミン又は塩基性物質が、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９のそれぞれに注入した若しくは吸着させたプロトンと反応して中和しているか又は前述のアミン等の濃度が低下している。このため、露光時にレジスト膜１１から発生する酸が失活してしまうことを防止できるので、レジスト膜１１は変質しない。
【００４８】
その後、図２（ｃ）に示すように、トレンチパターンを持つフォトマスクを用いた露光とそれに続く現像、つまりリソグラフィーによって、トレンチ形成領域のレジスト膜１１に開口部（トレンチパターン）を形成する。これにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１つまりレジストパターン１１ａが形成される。ここで、トレンチ形成領域は、ビアホール８が形成された領域を含んでいる。
【００４９】
続いて、図２（ｄ）に示すように、レジストパターン１１ａをマスクとして、炭素含有シリコン酸化膜５に対してドライエッチングを行なって、炭素含有シリコン酸化膜５に、ビアホール８と接続する深さｄ０  のトレンチ（配線用溝）１２を形成する。
【００５０】
その後、図２（ｅ）に示すように、レジストパターン１１ａ及びダミープラグ９をアッシングにより除去し、炭素含有シリコン酸化膜５を露出させた後、第１の保護膜４におけるビアホール８に露出する部分に対してエッチングを行なって該部分を開口することにより、第１の金属配線３の上面を露出させる。
【００５１】
次に図２（ｆ）に示すように、ビアホール８及びトレンチ１２の内部に、デュアルダマシン構造を持つ第２の金属配線１３を形成する。第２の金属配線１３の具体的な形成方法は次の通りである。まず、ビアホール８及びトレンチ１２の内表面（壁面及び底面）全体を覆うように、バリア膜（例えば上層のＴａ膜及び下層のＴａＮ膜の積層膜）を堆積する。バリア膜は、ビアホール８及びトレンチ１２が完全には埋まらないように形成される。続いて、例えばメッキ法により、ビアホール８及びトレンチ１２が完全に埋まるようにＣｕ膜等の金属膜を堆積する。その後、例えばＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ）法により、ビアホール８及びトレンチ１２からはみ出した不要な金属膜を除去する。これにより、ビアホール８及びトレンチ１２の内部に第２の金属配線１３が形成される。
【００５２】
以上に説明したように、第１の実施形態によると、半導体基板１上の炭素含有シリコン酸化膜５にビアホ−ル８を形成した後、ビアホ−ル８内にダミープラグ９を形成し、その後、半導体基板１を酸雰囲気１０にさらす。このため、ダミープラグ９に、電子受容体であるプロトンを確実に注入できると共に、炭素含有シリコン酸化膜５の表面にプロトンを確実に吸着させ又は注入することができる。従って、酸雰囲気処理の後に、化学増幅型ポジレジストを用いたリソグラフィーにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（ビアホ−ル８が形成された領域を含むトレンチ形成領域に開口部を持つレジストパターン１１ａ）を形成したときに、次のような効果が得られる。すなわち、炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン又は塩基性物質と、炭素含有シリコン酸化膜５に吸着させた又は注入したプロトンとの間に酸塩基反応を生じさせることができる。また、ビアホ−ル８の壁部の炭素含有シリコン酸化膜５からダミープラグ９中に拡散したアミン又は塩基性物質と、ダミープラグ９に注入したプロトンとの間に酸塩基反応を生じさせることができる。よって、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９のそれぞれに含まれるアミン若しくは塩基性物質を中和でき又は該アミン等の濃度を低減できるので、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できる。従って、レジストの現像不良を防止でき、それによって所望のトレンチパターンを持つレジスト膜１１、つまり裾引きのないレジストパターン１１ａを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【００５３】
また、第１の実施形態によると、半導体基板１を酸雰囲気１０にさらすときにブレンステッド酸を用いるため、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９のそれぞれに含まれるアミン等をプロトンによって確実に中和でき又は該アミン等の濃度をプロトンによって確実に低減できる。
【００５４】
尚、第１の実施形態において、炭素含有シリコン酸化膜５の材料は、シリコン酸化膜よりも比誘電率の小さい材料であれば特に限定されないが、例えばＳｉＯＣを用いた場合には配線間の容量を確実に低減できる。また、炭素含有シリコン酸化膜５に代えて、他の低誘電率膜、例えばポーラス膜等を用いてもよい。
【００５５】
また、第１の実施形態において、ビアホール８の形成後に、炭素含有シリコン酸化膜５上の反射防止膜６を除去した。しかし、有機材料からなる反射防止膜６に代えて、例えばＳｉＯＮからなる反射防止膜を用いる場合には、該反射防止膜を残存させる。このようにすると、トレンチパターン形成時に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーを正確に行なうことができる。また、この場合、半導体基板１を酸雰囲気１０にさらすことによって、ダミープラグ９のみにプロトンが注入されるが、これにより、レジストポイズニング現象の主原因となる、ダミープラグ９を経由したアミン等の拡散を抑制できるので、レジストの現像不良を基本的に防止できる。また、ビアホール８の外側の炭素含有シリコン酸化膜５上に反射防止膜６を残存させておくことによって、炭素含有シリコン酸化膜５からレジストへのアミン等の拡散をある程度防止することもできる。
【００５６】
また、第１の実施形態において、ダミープラグ９の材料として有機材料を用いたが、これに代えて、例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ  ）等の無機材料を用いても、同様の効果が得られる。但し、この場合、トレンチ１２の形成後、アッシングによるレジストパターン１１ａの除去とは別に、ウェットエッチング等によるダミープラグ９の除去を行なう。
【００５７】
また、第１の実施形態において、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（レジストパターン１１ａ）を形成するために、化学増幅型ポジレジストを用いたが、これに代えて、化学増幅型ネガレジストを用いてもよい。この場合も、寸法拡大のないトレンチパターンを持つレジスト膜、つまりトレンチ形成領域に所望の寸法通りの開口部を持つレジストパターンを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【００５８】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５９】
図３（ａ）〜（ｆ）は第２の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【００６０】
尚、第２の実施形態においては、まず、図１（ａ）〜（ｃ）に示す第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を実施するものとする。すなわち、図１（ａ）に示すように、半導体基板１上に、層間絶縁膜２、第１の金属配線３、第１の保護膜４、低誘電率膜（具体的には炭素含有シリコン酸化膜）５、反射防止膜６、及びビアホールパターンを持つレジスト膜７を順次形成する。その後、図１（ｂ）に示すように、炭素含有シリコン酸化膜５にビアホール８を形成した後、図１（ｃ）に示すように、ビアホ−ル８に、有機材料よりなるダミープラグ９を形成する。
【００６１】
次に、図３（ａ）に示すように、半導体基板１をルイス酸雰囲気１４にさらすことによって、電子受容体（正確には電子対の受容体）であるルイス酸をダミープラグ９中に浸透させる。このとき、ルイス酸は炭素含有シリコン酸化膜５の表面にも吸着し又は浸透する。これにより、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に吸着した又は浸透したルイス酸と、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン又は塩基性物質とが酸塩基反応を生じるので、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン等が中和されるか又は該アミン等の濃度が低下する。従って、化学増幅型ポジレジストの露光時に発生する酸が失活することを防止できる。
【００６２】
尚、図３（ａ）に示す酸雰囲気処理で用いるルイス酸とは、電子対を受容できる空の軌道を持つ化学種であって、第１の実施形態で用いるブレンステッド酸もルイス酸に含まれる。具体的には、ＳＯ２  、ＣＨ３  ＣＯ２  ＣＨ３  、Ｈ＋  、Ａｌ（ＣＨ３  ）３  、Ａｌ２  Ｃｌ６  、ＮＯ＋  、Ｃ６  Ｈ５＋又はＲ３  Ｃ＋  等を用いることができる。
【００６３】
次に、図３（ｂ）に示すように、ダミープラグ９の上及び炭素含有シリコン酸化膜５の上に全面に亘って、化学増幅型ポジレジストからなるレジスト膜１１を堆積する。ここで、前工程の酸雰囲気処理により、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９のそれぞれに含まれるアミン又は塩基性物質が、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９のそれぞれに注入した若しくは吸着させたルイス酸と反応して中和しているか又は前述のアミン等の濃度が低下している。このため、露光時にレジスト膜１１から発生する酸が失活してしまうことを防止できるので、レジスト膜１１は変質しない。
【００６４】
その後、図３（ｃ）に示すように、トレンチパターンを持つフォトマスクを用いた露光とそれに続く現像、つまりリソグラフィーによって、トレンチ形成領域のレジスト膜１１に開口部（トレンチパターン）を形成する。これにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１つまりレジストパターン１１ａが形成される。ここで、トレンチ形成領域は、ビアホール８が形成された領域を含んでいる。
【００６５】
続いて、図３（ｄ）に示すように、レジストパターン１１ａをマスクとして、炭素含有シリコン酸化膜５に対してドライエッチングを行なって、炭素含有シリコン酸化膜５に、ビアホール８と接続する深さｄ０  のトレンチ（配線用溝）１２を形成する。
【００６６】
その後、図３（ｅ）に示すように、レジストパターン１１ａ及びダミープラグ９をアッシングにより除去し、炭素含有シリコン酸化膜５を露出させた後、第１の保護膜４におけるビアホール８に露出する部分に対してエッチングを行なって該部分を開口することにより、第１の金属配線３の上面を露出させる。
【００６７】
その後、図３（ｆ）に示すように、例えば第１の実施形態と同様の方法により、ビアホール８及びトレンチ１２の内部に金属を埋め込むことによって、デュアルダマシン構造を持つ第２の金属配線１３を形成する。
【００６８】
以上に説明したように、第２の実施形態によると、半導体基板１上の炭素含有シリコン酸化膜５にビアホ−ル８を形成した後、ビアホ−ル８内にダミープラグ９を形成し、その後、半導体基板１をルイス酸雰囲気１４にさらす。このため、ダミープラグ９に、電子受容体であるルイス酸を確実に注入できると共に、炭素含有シリコン酸化膜５の表面にルイス酸を確実に吸着させ又は注入することができる。従って、酸雰囲気処理の後に、化学増幅型ポジレジストを用いたリソグラフィーにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（ビアホ−ル８が形成された領域を含むトレンチ形成領域に開口部を持つレジストパターン１１ａ）を形成したときに、次のような効果が得られる。すなわち、炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン又は塩基性物質と、炭素含有シリコン酸化膜５に吸着させた又は注入したルイス酸との間に酸塩基反応を生じさせることができる。また、ビアホ−ル８の壁部の炭素含有シリコン酸化膜５からダミープラグ９中に拡散したアミン又は塩基性物質と、ダミープラグ９に注入したルイス酸との間に酸塩基反応を生じさせることができる。よって、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９のそれぞれに含まれるアミン若しくは塩基性物質等を中和でき又は該アミン等の濃度を低減できるので、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できる。従って、レジストの現像不良を防止でき、それによって所望のトレンチパターンを持つレジスト膜１１、つまり裾引きのないレジストパターン１１ａを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【００６９】
また、第２の実施形態によると、半導体基板１をルイス酸雰囲気１４にさらすことによって、次のような効果も得られる。すなわち、ルイス酸は、アミン等のような塩基性物質に加えて、完全には塩基性物質となっていない物質とも反応を生じるので、塩基性はあまり強くないが電子を供与しやすい状態になっている物質からも電子対をルイス酸によって引きつけておくことができる。従って、前述の酸の失活現象を確実に防止できる。
【００７０】
尚、第２の実施形態において、炭素含有シリコン酸化膜５の材料は、シリコン酸化膜よりも比誘電率の小さい材料であれば特に限定されないが、例えばＳｉＯＣを用いた場合には配線間の容量を確実に低減できる。また、炭素含有シリコン酸化膜５に代えて、他の低誘電率膜、例えばポーラス膜等を用いてもよい。
【００７１】
また、第２の実施形態において、ビアホール８の形成後に、炭素含有シリコン酸化膜５上の反射防止膜６を除去した。しかし、有機材料からなる反射防止膜６に代えて、例えばＳｉＯＮからなる反射防止膜を用いる場合には、該反射防止膜を残存させる。このようにすると、トレンチパターン形成時に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーを正確に行なうことができる。また、この場合、半導体基板１をルイス酸雰囲気１４にさらすことによって、ダミープラグ９のみにルイス酸が注入されるが、これにより、レジストポイズニング現象の主原因となる、ダミープラグ９を経由したアミン等の拡散を抑制できるので、レジストの現像不良を基本的に防止できる。また、ビアホール８の外側の炭素含有シリコン酸化膜５上に反射防止膜６を残存させておくことによって、炭素含有シリコン酸化膜５からレジストへのアミン等の拡散をある程度防止することもできる。
【００７２】
また、第２の実施形態において、ダミープラグ９の材料として有機材料を用いたが、これに代えて、例えばＳＯＧ等の無機材料を用いても、同様の効果が得られる。但し、この場合、トレンチ１２の形成後、アッシングによるレジストパターン１１ａの除去とは別に、ウェットエッチング等によるダミープラグ９の除去を行なう。
【００７３】
また、第２の実施形態において、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（レジストパターン１１ａ）を形成するために、化学増幅型ポジレジストを用いたが、これに代えて、化学増幅型ネガレジストを用いてもよい。この場合も、寸法拡大のないトレンチパターンを持つレジスト膜、つまりトレンチ形成領域に所望の寸法通りの開口部を持つレジストパターンを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【００７４】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７５】
図４（ａ）〜（ｆ）は第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【００７６】
尚、第３の実施形態においては、まず、図１（ａ）〜（ｃ）に示す第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を実施するものとする。すなわち、図１（ａ）に示すように、半導体基板１上に、層間絶縁膜２、第１の金属配線３、第１の保護膜４、低誘電率膜（具体的には炭素含有シリコン酸化膜）５、反射防止膜６、及びビアホールパターンを持つレジスト膜７を順次形成する。その後、図１（ｂ）に示すように、炭素含有シリコン酸化膜５にビアホール８を形成した後、図１（ｃ）に示すように、ビアホ−ル８に、有機材料よりなるダミープラグ９を形成する。
【００７７】
次に、図４（ａ）に示すように、半導体基板１を陰極側に設置した状態でプラズマ１５に半導体基板１をさらすことにより、正電荷を持つイオン（つまり電子受容体である陽イオン）をダミープラグ９中に注入する。このとき、正電荷を持つイオンは、炭素含有シリコン酸化膜５の表面にも吸着し又は注入される。これにより、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に吸着した又は注入された、正電荷を持つイオンと、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン又は塩基性物質とが酸塩基反応を生じるので、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン等が中和されるか又は該アミン等の濃度が低下する。従って、化学増幅型ポジレジストの露光時に発生する酸が失活することを防止できる。
【００７８】
尚、前述のプラズマ処理によるイオンのスパッタリング効果によって、ビアホール８に、わずかな（例えば幅ｘ０  程度）開口拡大が生じるが、後のトレンチパターン形成工程（図４（ｃ）参照）で寸法制御を行なうことにより、ビアホール８の開口拡大が問題を生じることはない。
【００７９】
次に、図４（ｂ）に示すように、ダミープラグ９の上及び炭素含有シリコン酸化膜５の上に全面に亘って、化学増幅型ポジレジストからなるレジスト膜１１を堆積する。ここで、前工程のプラズマ処理により、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれるアミン又は塩基性物質の濃度が低下しているため、露光時にレジスト膜１１から発生する酸が失活してしまうことを防止できるので、レジスト膜１１は変質しない。
【００８０】
その後、図４（ｃ）に示すように、トレンチパターンを持つフォトマスクを用いた露光とそれに続く現像、つまりリソグラフィーによって、トレンチ形成領域のレジスト膜１１に開口部（トレンチパターン）を形成する。これにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１つまりレジストパターン１１ａが形成される。ここで、トレンチ形成領域は、ビアホール８が形成された領域を含んでいる。
【００８１】
続いて、図４（ｄ）に示すように、レジストパターン１１ａをマスクとして、炭素含有シリコン酸化膜５に対してドライエッチングを行なって、炭素含有シリコン酸化膜５に、ビアホール８と接続する深さｄ０  のトレンチ（配線用溝）１２を形成する。
【００８２】
その後、図４（ｅ）に示すように、レジストパターン１１ａ及びダミープラグ９をアッシングにより除去し、炭素含有シリコン酸化膜５を露出させた後、第１の保護膜４におけるビアホール８に露出する部分に対してエッチングを行なって該部分を開口することにより、第１の金属配線３の上面を露出させる。
【００８３】
その後、図４（ｆ）に示すように、例えば第１の実施形態と同様の方法により、ビアホール８及びトレンチ１２の内部に金属を埋め込むことによって、デュアルダマシン構造を持つ第２の金属配線１３を形成する。
【００８４】
以上に説明したように、第３の実施形態によると、半導体基板１上の炭素含有シリコン酸化膜５にビアホ−ル８を形成した後、ビアホ−ル８内にダミープラグ９を形成し、その後、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５に、正電荷を持つイオンを注入し又は吸着させる。その後、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（ビアホ−ル８が形成された領域を含むトレンチ形成領域に開口部を持つレジストパターン１１ａ）を形成する。このため、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５に注入した又は吸着させた、正電荷を持つイオンと、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン又は塩基性物質との間に酸塩基反応を生じさせることができる。よって、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン若しくは塩基性物質を中和でき又は該アミン等の濃度を低減できるので、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できる。従って、レジストの現像不良を防止でき、それによって所望のトレンチパターンを持つレジスト膜１１、つまり裾引きのないレジストパターン１１ａを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【００８５】
また、第３の実施形態によると、プラズマ１５を用いて正電荷を持つイオンをダミープラグ９等に注入することによって、次のような効果が得られる。すなわち、正電荷を含むプラズマ１５を形成するためのガスとしては、様々な種類のガス、例えばプラズマ中でＣｌ＋  という陽イオンを生じるＣｌ２  ガスを用いることができる。また、半導体基板１をプラズマ１５にさらすときに、半導体基板１を陰極側に設置することにより、陽イオンをダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５に簡単に注入することができる。すなわち、第３の実施形態では、基本的にどのようなガスを用いても、レジストポイズニング現象を防止できるという効果が得られる。
【００８６】
尚、第３の実施形態において、炭素含有シリコン酸化膜５の材料は、シリコン酸化膜よりも比誘電率の小さい材料であれば特に限定されないが、例えばＳｉＯＣを用いた場合には配線間の容量を確実に低減できる。また、炭素含有シリコン酸化膜５に代えて、他の低誘電率膜、例えばポーラス膜等を用いてもよい。
【００８７】
また、第３の実施形態において、ビアホール８の形成後に、炭素含有シリコン酸化膜５上の反射防止膜６を除去した。しかし、有機材料からなる反射防止膜６に代えて、例えばＳｉＯＮからなる反射防止膜を用いる場合には、該反射防止膜を残存させる。このようにすると、トレンチパターン形成時に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーを正確に行なうことができる。また、この場合、半導体基板１をプラズマ１５にさらすことによって、ダミープラグ９のみに陽イオンが注入されるが、これにより、レジストポイズニング現象の主原因となる、ダミープラグ９を経由したアミン等の拡散を抑制できるので、レジストの現像不良を基本的に防止できる。また、ビアホール８の外側の炭素含有シリコン酸化膜５上に反射防止膜６を残存させておくことによって、炭素含有シリコン酸化膜５からレジストへのアミン等の拡散をある程度防止することもできる。
【００８８】
また、第３の実施形態において、ダミープラグ９の材料として有機材料を用いたが、これに代えて、例えばＳＯＧ等の無機材料を用いても、同様の効果が得られる。但し、この場合、トレンチ１２の形成後、アッシングによるレジストパターン１１ａの除去とは別に、ウェットエッチング等によるダミープラグ９の除去を行なう。
【００８９】
また、第３の実施形態において、プラズマ１５を用いてダミープラグ９等に注入するイオンの種類は、正電荷を持つイオンであれば特に限定されるものではない。
【００９０】
また、第３の実施形態において、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（レジストパターン１１ａ）を形成するために、化学増幅型ポジレジストを用いたが、これに代えて、化学増幅型ネガレジストを用いてもよい。この場合も、寸法拡大のないトレンチパターンを持つレジスト膜、つまりトレンチ形成領域に所望の寸法通りの開口部を持つレジストパターンを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【００９１】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００９２】
図５（ａ）〜（ｆ）は第４の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【００９３】
尚、第４の実施形態においては、まず、図１（ａ）〜（ｃ）に示す第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を実施するものとする。すなわち、図１（ａ）に示すように、半導体基板１上に、層間絶縁膜２、第１の金属配線３、第１の保護膜４、低誘電率膜（具体的には炭素含有シリコン酸化膜）５、反射防止膜６、及びビアホールパターンを持つレジスト膜７を順次形成する。その後、図１（ｂ）に示すように、炭素含有シリコン酸化膜５にビアホール８を形成した後、図１（ｃ）に示すように、ビアホ−ル８に、有機材料よりなるダミープラグ９を形成する。
【００９４】
次に、図５（ａ）に示すように、Ｈ２  ガス若しくはＨ２  Ｏガス又はそれらを主成分とするガスからなるプラズマ１６に半導体基板１をさらすことにより、電子受容体であるＨ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンをダミープラグ９中に注入する。このとき、Ｈ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンは、炭素含有シリコン酸化膜５の表面にも吸着し又は注入される。これにより、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に吸着した又は注入されたＨ＋  イオン等と、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン又は塩基性物質とが酸塩基反応を生じるので、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン等が中和されるか又は該アミン等の濃度が低下する。従って、化学増幅型ポジレジストの露光時に発生する酸が失活することを防止できる。
【００９５】
尚、前述のプラズマ処理によって炭素含有シリコン酸化膜５等に入射されるイオンは、質量の小さいＨ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンであるため、そのスパッタリング効果は小さいので、第３の実施形態（図４（ａ）参照）で見られた、ビアホール８の開口拡大は起こらない。また、Ｈ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンの質量及び大きさが小さいので、半導体基板１のプラズマダメージ、特に炭素含有シリコン酸化膜５のプラズマダメージも極小に抑制することができる。
【００９６】
次に、図５（ｂ）に示すように、ビアホール８の内部を含む炭素含有シリコン酸化膜５の上に全面に亘って、化学増幅型ポジレジストからなるレジスト膜１１を堆積する。ここで、前工程のプラズマ処理により、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれるアミン又は塩基性物質の濃度が低下しているため、露光時にレジスト膜１１から発生する酸が失活してしまうことを防止できるので、レジスト膜１１は変質しない。
【００９７】
その後、図５（ｃ）に示すように、トレンチパターンを持つフォトマスクを用いた露光とそれに続く現像、つまりリソグラフィーによって、トレンチ形成領域のレジスト膜１１に開口部（トレンチパターン）を形成する。これにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１つまりレジストパターン１１ａが形成される。ここで、トレンチ形成領域は、ビアホール８が形成された領域を含んでいる。
【００９８】
続いて、図５（ｄ）に示すように、レジストパターン１１ａをマスクとして、炭素含有シリコン酸化膜５に対してドライエッチングを行なって、炭素含有シリコン酸化膜５に、ビアホール８と接続する深さｄ０  のトレンチ（配線用溝）１２を形成する。
【００９９】
その後、図５（ｅ）に示すように、レジストパターン１１ａ及びダミープラグ９をアッシングにより除去し、炭素含有シリコン酸化膜５を露出させた後、第１の保護膜４におけるビアホール８に露出する部分に対してエッチングを行なって該部分を開口することにより、第１の金属配線３の上面を露出させる。
【０１００】
その後、図５（ｆ）に示すように、例えば第１の実施形態と同様の方法により、ビアホール８及びトレンチ１２の内部に金属を埋め込むことによって、デュアルダマシン構造を持つ第２の金属配線１３を形成する。
【０１０１】
以上に説明したように、第４の実施形態によると、半導体基板１上の炭素含有シリコン酸化膜５にビアホ−ル８を形成した後、ビアホ−ル８内にダミープラグ９を形成し、その後、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５に、Ｈ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンを注入し又は吸着させる。その後、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（ビアホ−ル８が形成された領域を含むトレンチ形成領域に開口部を持つレジストパターン１１ａ）を形成する。このため、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５に注入した又は吸着させたＨ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンと、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン又は塩基性物質との間に酸塩基反応を生じさせることができる。よって、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン若しくは塩基性物質を中和でき又は該アミン等の濃度を低減できるので、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できる。従って、レジストの現像不良を防止でき、それによって所望のトレンチパターンを持つレジスト膜１１、つまり裾引きのないレジストパターン１１ａを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【０１０２】
また、第４の実施形態によると、炭素含有シリコン酸化膜５等に、質量の小さいＨ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンを入射するので、ビアホール８の開口寸法の拡大を防止できる。また、半導体基板１のプラズマダメージ、特に炭素含有シリコン酸化膜５のプラズマダメージを最小限に抑制することができる。
【０１０３】
尚、第４の実施形態において、炭素含有シリコン酸化膜５の材料は、シリコン酸化膜よりも比誘電率の小さい材料であれば特に限定されないが、例えばＳｉＯＣを用いた場合には配線間の容量を確実に低減できる。また、炭素含有シリコン酸化膜５に代えて、他の低誘電率膜、例えばポーラス膜等を用いてもよい。
【０１０４】
また、第４の実施形態において、ビアホール８の形成後に、炭素含有シリコン酸化膜５上の反射防止膜６を除去した。しかし、有機材料からなる反射防止膜６に代えて、例えばＳｉＯＮからなる反射防止膜を用いる場合には、該反射防止膜を残存させる。このようにすると、トレンチパターン形成時に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーを正確に行なうことができる。また、この場合、半導体基板１をプラズマ１６にさらすことによって、ダミープラグ９のみにＨ＋  イオン又はＯＨ＋  イオンが注入されるが、これにより、レジストポイズニング現象の主原因となる、ダミープラグ９を経由したアミン等の拡散を抑制できるので、レジストの現像不良を基本的に防止できる。また、ビアホール８の外側の炭素含有シリコン酸化膜５上に反射防止膜６を残存させておくことによって、炭素含有シリコン酸化膜５からレジストへのアミン等の拡散をある程度防止することもできる。
【０１０５】
また、第４の実施形態において、ダミープラグ９の材料として有機材料を用いたが、これに代えて、例えばＳＯＧ等の無機材料を用いても、同様の効果が得られる。但し、この場合、トレンチ１２の形成後、アッシングによるレジストパターン１１ａの除去とは別に、ウェットエッチング等によるダミープラグ９の除去を行なう。
【０１０６】
また、第４の実施形態において、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（レジストパターン１１ａ）を形成するために、化学増幅型ポジレジストを用いたが、これに代えて、化学増幅型ネガレジストを用いてもよい。この場合も、寸法拡大のないトレンチパターンを持つレジスト膜、つまりトレンチ形成領域に所望の寸法通りの開口部を持つレジストパターンを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【０１０７】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１０８】
図６（ａ）〜（ｆ）は第５の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【０１０９】
尚、第５の実施形態においては、まず、図１（ａ）〜（ｃ）に示す第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を実施するものとする。すなわち、図１（ａ）に示すように、半導体基板１上に、層間絶縁膜２、第１の金属配線３、第１の保護膜４、低誘電率膜（具体的には炭素含有シリコン酸化膜）５、反射防止膜６、及びビアホールパターンを持つレジスト膜７を順次形成する。その後、図１（ｂ）に示すように、炭素含有シリコン酸化膜５にビアホール８を形成した後、図１（ｃ）に示すように、ビアホ−ル８に、有機材料よりなるダミープラグ９を形成する。
【０１１０】
次に、図６（ａ）に示すように、イオン注入法を用いて、電子受容体である陽イオン１７をダミープラグ９中に注入する。このとき、正電荷を持つイオンは、炭素含有シリコン酸化膜５にも注入される。これにより、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に注入された陽イオン１７と、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン又は塩基性物質とが酸塩基反応を生じるので、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン等が中和されるか又は該アミン等の濃度が低下する。従って、化学増幅型ポジレジストの露光時に発生する酸が失活することを防止できる。
【０１１１】
尚、図６（ａ）に示す工程でイオン注入法を用いることにより、次のような効果も得られる。すなわち、注入する陽イオン１７の濃度及び注入深さを制御できるので、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれているアミン又は塩基性物質との間で酸塩基反応を効率的に生じさせることが可能となる。また、注入するイオンとして、Ｈ＋  等のような質量及び大きさの小さいイオンを用いることにより、炭素含有シリコン酸化膜５等へのダメージを最小限に抑えることが可能となる。
【０１１２】
次に、図６（ｂ）に示すように、ダミープラグ９の上及び炭素含有シリコン酸化膜５の上に全面に亘って、化学増幅型ポジレジストからなるレジスト膜１１を堆積する。ここで、前工程のイオン注入処理により、炭素含有シリコン酸化膜５及びダミープラグ９に含まれるアミン又は塩基性物質の濃度が低下しているため、露光時にレジスト膜１１から発生する酸が失活してしまうことを防止できるので、レジスト膜１１は変質しない。
【０１１３】
その後、図６（ｃ）に示すように、トレンチパターンを持つフォトマスクを用いた露光とそれに続く現像、つまりリソグラフィーによって、トレンチ形成領域のレジスト膜１１に開口部（トレンチパターン）を形成する。これにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１つまりレジストパターン１１ａが形成される。ここで、トレンチ形成領域は、ビアホール８が形成された領域を含んでいる。
【０１１４】
続いて、図６（ｄ）に示すように、レジストパターン１１ａをマスクとして、炭素含有シリコン酸化膜５に対してドライエッチングを行なって、炭素含有シリコン酸化膜５に、ビアホール８と接続する深さｄ０  のトレンチ（配線用溝）１２を形成する。
【０１１５】
その後、図６（ｅ）に示すように、レジストパターン１１ａ及びダミープラグ９をアッシングにより除去し、炭素含有シリコン酸化膜５を露出させた後、第１の保護膜４におけるビアホール８に露出する部分に対してエッチングを行なって該部分を開口することにより、第１の金属配線３の上面を露出させる。
【０１１６】
その後、図６（ｆ）に示すように、例えば第１の実施形態と同様の方法により、ビアホール８及びトレンチ１２の内部に金属を埋め込むことによって、デュアルダマシン構造を持つ第２の金属配線１３を形成する。
【０１１７】
以上に説明したように、第５の実施形態によると、半導体基板１上の炭素含有シリコン酸化膜５にビアホ−ル８を形成した後、ビアホ−ル８内にダミープラグ９を形成し、その後、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５に陽イオン１７を注入する。その後、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（ビアホ−ル８が形成された領域を含むトレンチ形成領域に開口部を持つレジストパターン１１ａ）を形成する。このため、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５に注入した陽イオン１７と、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン又は塩基性物質との間に酸塩基反応を生じさせることができる。よって、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン若しくは塩基性物質を中和でき又は該アミン等の濃度を低減できるので、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できる。従って、レジストの現像不良を防止でき、それによって所望のトレンチパターンを持つレジスト膜１１、つまり裾引きのないレジストパターン１１ａを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【０１１８】
また、第５の実施形態によると、イオン注入法によって陽イオン１７をダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５に注入することによって、次のような効果が得られる。すなわち、注入する陽イオン１７の濃度及び注入深さを制御できるので、ダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン又は塩基性物質との間で酸塩基反応を効率的に生じさせることが可能となる。
【０１１９】
尚、第５の実施形態において、炭素含有シリコン酸化膜５の材料は、シリコン酸化膜よりも比誘電率の小さい材料であれば特に限定されないが、例えばＳｉＯＣを用いた場合には配線間の容量を確実に低減できる。また、炭素含有シリコン酸化膜５に代えて、他の低誘電率膜、例えばポーラス膜等を用いてもよい。
【０１２０】
また、第５の実施形態において、ビアホール８の形成後に、炭素含有シリコン酸化膜５上の反射防止膜６を除去した。しかし、有機材料からなる反射防止膜６に代えて、例えばＳｉＯＮからなる反射防止膜を用いる場合には、該反射防止膜を残存させる。このようにすると、トレンチパターン形成時に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーを正確に行なうことができる。また、この場合、ダミープラグ９のみに陽イオン１７が注入されることもあるが、そうなったとしても、レジストポイズニング現象の主原因となる、ダミープラグ９を経由したアミン等の拡散を抑制できるので、レジストの現像不良を基本的に防止できる。また、ビアホール８の外側の炭素含有シリコン酸化膜５上に反射防止膜６を残存させておくことによって、炭素含有シリコン酸化膜５からレジストへのアミン等の拡散をある程度防止することもできる。
【０１２１】
また、第５の実施形態において、ダミープラグ９の材料として有機材料を用いたが、これに代えて、例えばＳＯＧ等の無機材料を用いても、同様の効果が得られる。但し、この場合、トレンチ１２の形成後、アッシングによるレジストパターン１１ａの除去とは別に、ウェットエッチング等によるダミープラグ９の除去を行なう。
【０１２２】
また、第５の実施形態において、イオン注入法によりダミープラグ９等に注入する陽イオン１７の種類は特に限定されるものではない。
【０１２３】
また、第５の実施形態において、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（レジストパターン１１ａ）を形成するために、化学増幅型ポジレジストを用いたが、これに代えて、化学増幅型ネガレジストを用いてもよい。この場合も、寸法拡大のないトレンチパターンを持つレジスト膜、つまりトレンチ形成領域に所望の寸法通りの開口部を持つレジストパターンを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【０１２４】
（第６の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態に係る電子デバイスの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１２５】
図７（ａ）、（ｂ）及び図８（ａ）〜（ｇ）は、第６の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【０１２６】
尚、第６の実施形態においては、まず、図１（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を実施するものとする。すなわち、図１（ａ）に示すように、半導体基板１上に、層間絶縁膜２、第１の金属配線３、第１の保護膜４、低誘電率膜（具体的には炭素含有シリコン酸化膜）５、反射防止膜６、及びビアホールパターンを持つレジスト膜７を順次形成する。その後、図１（ｂ）に示すように、炭素含有シリコン酸化膜５にビアホール８を形成する。
【０１２７】
次に、図８（ａ）に示すように、半導体基板１を、第１の実施形態と同様にブレンステッド酸から構成される酸雰囲気１８にさらすことによって、酸雰囲気１８中のプロトン（Ｈ＋  ）を炭素含有シリコン酸化膜５の表面に吸着させ又は浸透させる。
【０１２８】
その後、半導体基板１に対して熱処理を行なうことにより、吸着させた又は浸透させたプロトンを炭素含有シリコン酸化膜５中に十分に拡散させる。これにより、該プロトンと、炭素含有シリコン酸化膜５に含まれるアミン又は塩基性物質とを効率的に反応させることができるので、炭素含有シリコン酸化膜５に含まれるアミン若しくは塩基性物質を中和でき又は該アミン等の濃度を低減できる。尚、この熱処理の温度は４００℃以下であることが好ましい。このようにすると、炭素含有シリコン酸化膜５に熱的な損傷が生じることを防止できる。
【０１２９】
続いて、半導体基板１の上に全面に亘って、例えば有機材料よりなる埋め込み材を塗布し又は堆積した後、該埋め込み材に対してエッチバックを行なう。これにより、図８（ｂ）に示すように、ビアホ−ル８に、有機埋め込み材よりなるダミープラグ９を形成できる。ここで、ダミープラグ９の形成時点におけるダミープラグ９の上面はビアホール８の開口面（ビアホ−ル８の外側の炭素含有シリコン酸化膜５の表面）よりも下方に位置することが望ましい。このようにすると、後のトレンチエッチング工程で、レジスト減りを抑制できると共にトレンチ底部にフェンスが発生することを防止できる。
【０１３０】
次に、図８（ｃ）に示すように、ダミープラグ９の上及び炭素含有シリコン酸化膜５の上に全面に亘って、化学増幅型ポジレジストからなるレジスト膜１１を堆積する。ここで、前工程の酸雰囲気処理及び熱処理により、炭素含有シリコン酸化膜５に含まれるアミン若しくは塩基性物質は中和されており又は該アミン等の濃度が低下しているので、炭素含有シリコン酸化膜５からのアミン等のダミープラグ９中への拡散もほとんどない。従って、露光時にレジスト膜１１から発生する酸が失活してしまうことを防止できるので、レジスト膜１１は変質しない。
【０１３１】
その後、図８（ｄ）に示すように、トレンチパターンを持つフォトマスクを用いた露光とそれに続く現像、つまりリソグラフィーによって、トレンチ形成領域のレジスト膜１１に開口部（トレンチパターン）を形成する。これにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１つまりレジストパターン１１ａが形成される。ここで、トレンチ形成領域は、ビアホール８が形成された領域を含んでいる。
【０１３２】
続いて、図８（ｅ）に示すように、レジストパターン１１ａをマスクとして、炭素含有シリコン酸化膜５に対してドライエッチングを行なって、炭素含有シリコン酸化膜５に、ビアホール８と接続する深さｄ０  のトレンチ１２を形成する。
【０１３３】
その後、図８（ｆ）に示すように、レジストパターン１１ａ及びダミープラグ９をアッシングにより除去し、炭素含有シリコン酸化膜５を露出させた後、第１の保護膜４におけるビアホール８に露出する部分に対してエッチングを行なって該部分を開口することにより、第１の金属配線３の上面を露出させる。
【０１３４】
その後、図８（ｇ）に示すように、例えば第１の実施形態と同様の方法により、ビアホール８及びトレンチ１２の内部に金属を埋め込むことによって、デュアルダマシン構造を持つ第２の金属配線１３を形成する。
【０１３５】
以上に説明したように、第６の実施形態によると、半導体基板１上の炭素含有シリコン酸化膜５にビアホ−ル８を形成した後、半導体基板１を酸雰囲気１８にさらす。このため、炭素含有シリコン酸化膜５の表面にプロトンを確実に吸着させ又は注入することができる。また、酸雰囲気処理の後に、半導体基板１に対して熱処理を行なうので、炭素含有シリコン酸化膜５中にプロトンを十分に拡散させることができる。従って、酸雰囲気処理及び熱処理の後に、ビアホ−ル８にダミープラグ９を形成し、その後、化学増幅型ポジレジストを用いたリソグラフィーにより、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（ビアホ−ル８が形成された領域を含むトレンチ形成領域に開口部を持つレジストパターン１１ａ）を形成したときに、次のような効果が得られる。すなわち、炭素含有シリコン酸化膜５中のアミン又は塩基性物質と、炭素含有シリコン酸化膜５中に拡散させたプロトンとの間に酸塩基反応を効率的に生じさせることができる。よって、炭素含有シリコン酸化膜５に含まれるアミン若しくは塩基性物質を中和でき又は該アミン等の濃度を低減できるので、炭素含有シリコン酸化膜５からのアミン等のダミープラグ９中への拡散もほとんどない。従って、露光時に化学増幅型レジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できるため、レジストの現像不良を防止でき、それによって所望のトレンチパターンを持つレジスト膜１１、つまり裾引きのないレジストパターン１１ａを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【０１３６】
また、第６の実施形態によると、半導体基板１を酸雰囲気１８にさらすときにブレンステッド酸を用いるため、炭素含有シリコン酸化膜５に含まれるアミン等をプロトンによって確実に中和でき又は該アミン等の濃度を低減できる。
【０１３７】
尚、第６の実施形態において、ビアホ−ル８にダミープラグ９を形成する前に、半導体基板１を酸雰囲気１８にさらし、引き続いて半導体基板１に対して熱処理を行なった。しかし、これに代えて、ビアホ−ル８にダミープラグ９を形成した後に、半導体基板１を酸雰囲気１８にさらし（つまりダミープラグ９及び炭素含有シリコン酸化膜５にプロトンを注入し又は吸着させ）、引き続いて半導体基板１に対して熱処理を行なっても、同様の効果が得られる。
【０１３８】
また、第６の実施形態において、炭素含有シリコン酸化膜５に電子受容体を注入するため、半導体基板１を、ブレンステッド酸から構成される酸雰囲気１８にさらしたが、これに代えて、半導体基板１を、第２の実施形態と同様にルイス酸から構成される酸雰囲気にさらしても、同様の効果が得られる。また、第３若しくは第４の実施形態と同様にプラズマを用いて正電荷を持つイオン、例えばＨ＋  イオン等を炭素含有シリコン酸化膜５の表面に吸着させ若しくは注入しても、同様の効果が得られる。さらに、第５の実施形態と同様にイオン注入法を用いて陽イオンを炭素含有シリコン酸化膜５に注入しても、同様の効果が得られる。
【０１３９】
また、第６の実施形態において、炭素含有シリコン酸化膜５の材料は、シリコン酸化膜よりも比誘電率の小さい材料であれば特に限定されないが、例えばＳｉＯＣを用いた場合には配線間の容量を確実に低減できる。また、炭素含有シリコン酸化膜５に代えて、他の低誘電率膜、例えばポーラス膜等を用いてもよい。
【０１４０】
また、第６の実施形態において、ビアホール８の形成後に、炭素含有シリコン酸化膜５上の反射防止膜６を除去した。しかし、有機材料からなる反射防止膜６に代えて、例えばＳｉＯＮからなる反射防止膜を用いる場合には、該反射防止膜を残存させる。このようにすると、トレンチパターン形成時に、化学増幅型レジストを用いたリソグラフィーを正確に行なうことができる。また、この場合、半導体基板１を酸雰囲気１８にさらすことによって、ビアホ−ル８の壁部の炭素含有シリコン酸化膜５のみに（ダミープラグ９の形成後に酸雰囲気処理を行なう場合にはダミープラグ９のみに）プロトンが注入されるが、これにより、レジストポイズニング現象の主原因となる、ビアホール８（又はダミープラグ９）を経由したアミン等の拡散を抑制できる。その結果、レジストの現像不良を基本的に防止できる。また、ビアホール８の外側の炭素含有シリコン酸化膜５上に反射防止膜６を残存させておくことによって、炭素含有シリコン酸化膜５からレジストへのアミン等の拡散をある程度防止することもできる。
【０１４１】
また、第６の実施形態において、ダミープラグ９の材料として有機材料を用いたが、これに代えて、例えばＳＯＧ等の無機材料を用いても、同様の効果が得られる。但し、この場合、トレンチ１２の形成後、アッシングによるレジストパターン１１ａの除去とは別に、ウェットエッチング等によるダミープラグ９の除去を行なう。
【０１４２】
また、第６の実施形態において、トレンチパターンを持つレジスト膜１１（レジストパターン１１ａ）を形成するために、化学増幅型ポジレジストを用いたが、これに代えて、化学増幅型ネガレジストを用いてもよい。この場合も、寸法拡大のないトレンチパターンを持つレジスト膜、つまりトレンチ形成領域に所望の寸法通りの開口部を持つレジストパターンを形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明によると、ホ−ル壁部の低誘電率膜からダミープラグ中に拡散したアミン又は塩基性物質と、ダミープラグに注入した電子受容体との間に酸塩基反応を生じさせることができ、それによってダミープラグ中のアミン又は塩基性物質の濃度を低減できる。このため、化学増幅型レジストの塗布時に、ダミープラグを経由したアミン等の拡散を抑制できるので、露光時にレジストから発生する酸が失活してしまうことを防止できる。従って、レジストの現像不良を防止でき、それによって所望のトレンチパターンを持つレジスト膜を形成できるので、デュアルダマシン構造の配線を確実に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第１の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第２の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第３の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第４の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は本発明の第５の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）は本発明の第６の実施形態に係る電子デバイスの製造方法の各工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は従来の配線形成方法において化学増幅型ポジレジストを用いた場合に生じる問題点を示す図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は従来の配線形成方法において化学増幅型ネガレジストを用いた場合に生じる問題点を示す図である。
【図１１】（ａ）は、ビアホールが形成された絶縁膜上に、所望のマスク寸法通りのトレンチパターンを持つレジスト膜が形成された場合の様子を示す平面図であり、（ｂ）は、ビアホールが形成された絶縁膜上に、化学増幅型ポジレジストを用いたリソグラフィーにより、裾引きのあるトレンチパターンを持つレジスト膜が形成された場合の様子を示す平面図であり、（ｃ）は、ビアホールが形成された絶縁膜上に、所望のマスク寸法よりも大きいトレンチパターンを持つレジスト膜が形成された場合の様子を示す平面図である。
【符号の説明】
１    半導体基板
２    層間絶縁膜
３    第１の金属配線
４    第１の保護膜
５    炭素含有シリコン酸化膜
６    反射防止膜
７    レジスト膜
８    ビアホール
９    ダミープラグ
１０    酸雰囲気
１１    レジスト膜
１１ａ  レジストパターン
１２    トレンチ（配線用溝）
１３    第２の金属配線
１４    ルイス酸雰囲気
１５    プラズマ
１６    プラズマ
１７    陽イオン
１８    酸雰囲気
ｄ０      トレンチ深さ
ｘ０      ビアホールの開口拡大幅
【図１】
2004221439.tif 000003
【図２】
2004221439.tif 000004
【図３】
2004221439.tif 000005
【図４】
2004221439.tif 000006
【図５】
2004221439.tif 000007
【図６】
2004221439.tif 000008
【図７】
2004221439.tif 000009
【図８】
2004221439.tif 000010
【図９】
2004221439.tif 000011
【図１０】
2004221439.tif 000012
【図１１】
2004221439.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月25日(2003.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に低誘電率膜を形成する工程と、
前記低誘電率膜にホ−ルを形成する工程と、
前記ホ−ル内にダミープラグを形成する工程と、
少なくとも前記ダミープラグの表面部に電子受容体を注入する工程と、
前記電子受容体を注入する工程よりも後に、前記ダミープラグの上及び前記低誘電率膜の上に化学増幅型レジストを塗布し、該塗布された化学増幅型レジストに対して露光及び現像を行なうことによって、前記ホ−ルが形成された領域を含む配線形成領域に開口部を持つレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜をマスクとして前記低誘電率膜に対してエッチングを行なって、前記ホ−ルと接続する配線用溝を形成する工程とを備えていることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記電子受容体を注入する工程は、前記ホ−ルの外側の前記低誘電率膜にも前記電子受容体を吸着させ又は注入する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記配線用溝を形成する工程よりも後に、前記ダミープラグを除去する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記電子受容体を注入する工程と前記レジスト膜を形成する工程との間に、前記基板に対して熱処理を行なう工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記熱処理の温度は４００℃以下であることを特徴とする請求項４に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記電子受容体を注入する工程は、前記基板を酸雰囲気にさらす工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記酸雰囲気はブレンステッド酸から構成されることを特徴とする請求項６に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記酸雰囲気はルイス酸から構成されることを特徴とする請求項６に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記電子受容体を注入する工程は、プラズマを用いて前記ダミープラグの表面部に正電荷を持つイオンを注入する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記プラズマを構成するガスは、Ｈ２  ガス及びＨ２  Ｏガスのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記電子受容体を注入する工程は、イオン注入法を用いて前記ダミープラグの表面部に対して陽イオンを注入する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記低誘電率膜は炭素含有シリコン酸化膜又はポーラス膜であることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記炭素含有シリコン酸化膜はＳｉＯＣ膜であることを特徴とする請求項１２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記ダミープラグを形成する工程は、前記ダミープラグを、その上面が、前記ホ−ルの開口面よりも低くなるように形成する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。