(57)【要約】　　　（修正有）【課題】多孔質低ｋ誘電体膜を分離する構造および方法を提供すること。【解決手段】膜構造は、低ｋ誘電体膜１８，４２および、バリア層膜６、エッチング停止膜３０およびハードマスク膜５４のようなＮ−Ｈ塩基源膜を含む。この低ｋ誘電体膜と近接Ｎ−Ｈ塩基膜の間にＴＥＯＳ膜が挟まれ、このＴＥＯＳ膜１２，２４，３６，４８が、Ｎ−Ｈ塩基源膜から低ｋ誘電体膜へのアミンまたは他のＮ−Ｈ塩基の拡散を抑制する。化学増幅型フォトレジスト内の酸触媒を中和する塩基基が低ｋ誘電体膜中に存在しないので、この膜構造は、ＤＵＶリソグラフィおよび化学増幅型フォトレジストを使用してパターン形成することができる。【選択図】　　　図２
2004006627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低ｋ誘電体層と、
そこから拡散することができるＮ−Ｈ塩基基を含む窒素塩基層と、
前記低ｋ誘電体層と前記窒素塩基層の間に直接挟まれた酸素含有層とを備える半導体製品。
【請求項２】
前記酸素含有層が、ＴＥＯＳ（テトラエチル　オルソシリケート）酸化膜を含む、請求項１に記載の半導体製品。
【請求項３】
前記窒素塩基層が、窒化ケイ素膜および窒素添加炭化ケイ素膜のうちの１つを含む、請求項２に記載の半導体製品。
【請求項４】
前記酸素含有層が、酸素添加炭化ケイ素を含む、請求項１に記載の半導体製品。
【請求項５】
前記半導体製品が、
バリア層の上に配置された下の低ｋ誘電体層と、
前記下の低ｋ誘電体層の上に配置されたエッチング停止層と、
前記エッチング停止層の上に配置された上の低ｋ誘電体層と、
前記上の低ｋ誘電体層の上に配置されたハードマスク層とを含み、
前記窒素塩基層が前記バリア層を含み、かつ前記エッチング停止層と前記ハードマスク層を含む他の窒素塩基層をさらに含み、
前記他の窒素塩基層各々が、そこから拡散することができるＮ−Ｈ塩基基を含み、
前記酸素含有層が、前記バリア層と前記下の低ｋ誘電体層の間に挟まれたＴＥＯＳ酸化物層を含み、さらに、各前記他の窒素塩基層と前記近接低ｋ誘電体層との間に挟まれた他のＴＥＯＳ層をさらに含む、請求項１に記載の半導体製品。
【請求項６】
前記低ｋ誘電体層が、オルガノシリケートガラスおよびＳｉＯＣ−Ｈのうちの１つを含む、請求項１に記載の半導体製品。
【請求項７】
基板の上に形成されたバリア層と、
前記バリア層の上に形成された下の低ｋ誘電体層と、
前記下の低ｋ誘電体層の上に形成されたエッチング停止層と、
前記エッチング停止層の上に形成された上の低ｋ誘電体層と、
前記上の低ｋ誘電体層の上に配置されたハードマスク層と、
前記下の低ｋ誘電体層と前記バリア層の間、前記下の低ｋ誘電体層と前記エッチング停止層の間、前記エッチング停止層と前記上の低ｋ誘電体層の間、および前記上の低ｋ誘電体層と前記ハードマスクの間のうちの少なくとも１つ間に挟まれたＴＥＯＳ（テトラエチル　オルソシリケート）酸化膜とを備える半導体製品。
【請求項８】
前記ハードマスク層、前記上の低ｋ誘電体層、前記エッチング停止層、および前記下の低ｋ誘電体層を通って延びるように、開口が形成され、かつ前記開口内に形成されたＤＵＶフォトレジストをさらに含む、請求項７に記載の半導体製品。
【請求項９】
半導体製品を形成するためのプロセスであって、
基板の上に少なくとも１つの低ｋ誘電体膜を形成するステップと、
アンモニアを含む原料化学反応を使用して、前記基板の上に少なくとも１つのＮ−Ｈ塩基基を形成するステップと、
テトラエチル　オルソシリケートおよび酸素を使用して、少なくとも１組の近接した前記低ｋ誘電体膜と前記Ｎ−Ｈ塩基源膜の直ぐ間に、ＴＥＯＳ酸化膜を形成するステップとを含み、積層膜を形成するプロセス。
【請求項１０】
前記積層膜を通って延びる開口を形成するステップと、
前記開口中にＤＵＶフォトレジストを導入するステップと、
前記開口をデュアル・ダマシン開口に変えるように、パターン形成しエッチングするステップと、
前記デュアル・ダマシン開口に導電性材料を充填するステップとをさらに含む、請求項９に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願
この出願は、「ＦＵＬＬ　ＶＩＡ　ＦＩＲＳＴ　ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ　ＭＥＴＨＯＤ　ＯＦ　ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ」という名称の２００１年６月２８日に出願された米国仮特許出願番号６０／３０１，２９５号の優先権を主張し、また、これの内容を参照してここに組み込む。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、最も一般的には、半導体デバイスおよびその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、塩基基が低ｋ誘電材料中でネスト状になり、その後フォトレジストを溶けなくするのを防ぐ方法および構造を提供する。
【０００３】
【従来の技術】
先進ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（超大規模集積化））半導体デバイスの製造では、遠紫外（ＤＵＶ）リソグラフィが広く使用されている。化学増幅型ＤＵＶフォトレジストによって、リソグラフィ・システムの性能が改良され、さらにデバイス特徴分解能が向上した。低誘電率（低ｋ）誘電体によって、寄生容量の低減、伝播遅延の減少したがってデバイス速度の向上として性能向上が実現されるので、低誘電率（低ｋ）誘電体は今日の半導体製造産業では好都合である。また、銅相互接続の特徴の使用は、相互接続線の線抵抗を減少させるのに有利である。代表的な銅相互接続方式では、相互接続経路を画定するためにダマシン製造技術が使用される。デュアル・ダマシン法は、低コスト処理、レベル間位置合わせ許容誤差の改良を実現し、したがって、より厳しい設計ルールおよび性能の向上を可能にするので好ましい。
【０００４】
銅相互接続線およびＤＵＶリソグラフィで使用される化学増幅型フォトレジストと共に低ｋ誘電体を使用することの欠点は、多孔質低ｋ誘電体中でネスト状になった塩基基が、化学増幅型フォトレジストに含まれた酸触媒と相互作用して、露光されたフォトレジストを現像液に溶けなくするということである。この不要な残留フォトレジストは、形成されるパターンを歪ませ、さらに、除去し難い。アミンまたは他のＮ−Ｈ塩基基のような塩基基は、一般に、積層膜中に使用される従来のハードマスク膜、エッチング停止層、およびバリア膜に関連して生成され、この積層膜は、低ｋ誘電体膜も含み、デュアル・ダマシン処理で効果的に使用される。エッチング停止層およびバリア膜は、一般に、窒素含有膜である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、低ｋ誘電体膜からの塩基基との相互作用による化学増幅型フォトレジストの劣化なしに、銅相互接続技術、低ｋ誘電体膜およびＤＵＶリソグラフィ・システムの化学増幅型フォトレジストによって与えられる恩恵を受けることが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｎ−Ｈ塩基基を含む窒素塩基層から低ｋ誘電体層を分離するための方法および構造を提供する。ここで、このＮ−Ｈ塩基基は、窒素塩基層から拡散して低ｋ誘電体層中でネスト状になることができる。本発明は、低ｋ誘電体層と窒素塩基層の直ぐ間に配置された酸素含有層を設ける。
【０００７】
また、本発明は、半導体製品を形成するためのプロセスを提供し、このプロセスは、基板の上に少なくとも１つの低ｋ誘電体膜を形成すること、アンモニアを含む原料化学反応を使用して基板の上に少なくとも１つのＮ−Ｈ塩基膜を形成すること、および少なくとも１組の近接した低ｋ誘電体膜とＮ−Ｈ塩基膜の間にＴＥＯＳ（テトラエチル　オルソシリケート）酸化膜を形成すること含む。
【０００８】
本発明は、添付の図面に関連して読まれるとき、次の詳細な説明から最適に理解される。一般的な手続きに従って、図面の様々な特徴は一定の倍率に従っていないことを強調しておく。その反対で、様々な特徴の寸法は、理解し易いようにするために任意に拡大または縮小されている。明細書および図面の全体を通して、同様な数字は同様な特徴を示す。次の図が図面に含まれている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、デュアル・ダマシンＶＬＳＩ（超大規模集積化）処理技術で一般的に使用される積層膜で低ｋ誘電体膜を使用するための方法および構造を提供する。この積層膜は、様々な例示的な実施形態で、ハードマスク膜、エッチング停止膜およびバリア層膜を含むことができる。積層膜は、導電性相互接続線または他の下部構造の上に形成することができる。エッチング停止層、ハードマスク層およびバリア層は、各々、窒素塩基層である可能性があり、この窒素塩基層は、そこから拡散することができるＮ−Ｈ塩基基を含む。窒素塩基層は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）または窒素添加炭化ケイ素（ＳｉＣ−Ｎ）のような窒素含有膜であることができる。これらの窒化物膜および炭化物膜を形成するために使用される一般的な堆積化学反応は、アンモニアＮＨ３を含み、または生成し、このアンモニアは低ｋ誘電体の中に、さらに、それ全体にわたって容易に拡散する。ハードマスク層は、膜形成化学反応で窒素および亜酸化窒素を使用して形成された酸化ケイ素膜であることができる。ハードマスク、エッチング停止層およびバリア層は、プラズマ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を使用して形成することができるが、他の方法を代わりに使用することができる。ＰＥＣＶＤを使用する膜形成プロセスで、原料ガスとして、アンモニアまたは他の窒素含有ガスを含むことができる。アンモニア、様々なアミン、およびアミノシランのような他のＮ−Ｈ塩基基は、膜形成化学反応で使用することができ、かつ／または副生成物であることができる。従来技術によると、これらの種は、ハードマスク膜、エッチング停止膜およびバリア層膜の形成中に多孔質低ｋ誘電体の中に、さらに、それ全体にわたって拡散することができる。または、これらの種は、膜形成プロセスが完了した後で、多孔質低ｋ誘電体の中に拡散することができる。一般に、ハードマスク膜、エッチング停止膜およびバリア膜の形成中に生成されるような様々なアミン、アミノシラン、および他のＮ−Ｈ塩基基は、一般に前記の膜と境界を接する低ｋ誘電体膜中に拡散することができる。本発明は、低ｋ誘電体と、近接するハードマスク膜、エッチング停止膜、バリア層膜または他の窒素塩基膜との直ぐ間に、ＴＥＯＳ酸化膜のような酸素含有膜を設ける。酸素含有膜は、低ｋ誘電体膜中へのＮ−Ｈおよび他の塩基基の拡散を抑制する。
【００１０】
従来技術の従来配列によれば、酸素含有拡散抑制膜は存在せず、Ｎ−Ｈ塩基または他の塩基種は、一般に多孔質である低ｋ誘電体の中に、さらにその全体にわたって拡散する。低ｋ誘電体から、これらの塩基種は、低ｋ誘電体層に接するフォトレジスト材料中に拡散することができる。これは、図１に示す従来技術の配列に示されている。
【００１１】
図１は、積層膜内に形成された開口１２３の従来技術の配列を示す。積層膜は、比較的多孔質の膜である可能性がある低ｋ誘電体膜１１７および１２５を含むことができる。また、積層膜は、例示的なバリア層１１１、例示的なエッチング停止層１２９および例示的なハードマスク層１２７も含む。例示的な実施形態では、１つまたは複数のバリア層１１１、エッチング停止層１２９、およびハードマスク層１２７は、窒素含有膜のような膜であり、アンモニア、または膜形成プロセス中および／または形成された膜中にＮ−Ｈ塩基種を生成する他のガスを使用して形成することができる。膜を形成するためにＰＥＣＶＤが使用される例示的な実施形態によれば、アンモニアまたは他の窒素ガスは、膜を形成するために使用されるプラズマ化学反応の成分として含めることができる。アミンまたは他のＮ−Ｈ塩基基は、また、プラズマ中に存在することができる。したがって、膜形成プロセス中に、または膜形成の後で、様々なアミン、アミノシランおよび他のＮ−Ｈ塩基基は、バリア層１１１、エッチング停止層１２９、およびハードマスク層１２７から低ｋ誘電体膜１１７および１２５の中に拡散することができる。塩基性のＮ−Ｈ種のそのような拡散は、図１に示す矢印１１０で示す。このようにして、Ｎ−Ｈ塩基基は、多孔質低ｋ誘電体層１１７および１２５内でネスト状になる。開口１２３は、低ｋ誘電体の露出された側壁１３７を含む。
【００１２】
さらに図１の従来技術構造を参照して、ＶＬＳＩ処理で一般に使用されるデュアル・ダマシン処理方式によると、開口１２３が形成された後で、別のダマシン開口が積層膜に形成され、開口１２３の上に整列されて、デュアル・ダマシン開口すなわち２段開口を生成する。そのような開口は、ＤＵＶフォトレジスト膜を基板に塗布し、次に好ましくは化学増幅型フォトレジストの一部を露光して形成されるのが好ましい。化学増幅型フォトレジスト１３０は、積層膜の上に形成され、開口１２３を埋める。従来のフォトマスク１６１は透過部１５３および不透明部１１３を含む。ＤＵＶリソグラフィを使用して、紫外光が透過部１５３を通過して照らし、望ましくはＤＵＶ化学増幅型フォトレジスト１３０内の酸触媒を活性化して、フォトレジスト構造内の化学結合を壊し、フォトレジストを現像液に溶けるようにする。フォトマスク１６１の不透明部１１３の下のフォトレジスト１３０の部分１３５は、露光されないので、現像液に溶けない。マスク１１３の透明部１５３の下のフォトレジスト部の全体が、紫外光による酸触媒活性化により現像液に溶けるようになるのが望ましい。フォトレジスト１３０の部分１４１は、そのような溶ける部位である。既存の開口１２３の上にデュアル・ダマシン開口が形成されるようになる実施形態では、開口１２３内のフォトレジスト膜１３０の全ての部分が露光され、かつ現像されるのが望ましい。しかし、フォトレジスト１３０の部位１６７の中で、矢印１５１で示すように、低ｋ誘電体膜１１７および１２５から塩基基が側壁１３７を通ってフォトレジスト１３０中に拡散する。このアミン、Ｎ−Ｈ塩基基がＤＵＶフォトレジストの酸触媒と相互作用し、これを中和する。したがって、中和された酸触媒は、ＤＵＶ光で露光されたとき、活性化されない。したがって、部分１６７は、現像液に溶けなくなって残り、従来技術の従来方法によるパターンを歪ませる。
【００１３】
図２は、本発明による例示的な積層膜を示す。下部構造２は表面４を含み、この表面の上に、本発明の例示的な積層膜が形成される。表面４は、半導体基板の表面、またはそのような基板の上に形成された導電線のような特徴の表面であることができる。図２は、低ｋ誘電体膜１８および４２を含む。例示的な低ｋ誘電体膜１８および４２は、各々、ＰＥＣＶＤ、または当技術分野で使用可能であるような低ｋ誘電体膜を形成するための他の適切な方法を使用して形成することができる。低ｋ誘電体膜は、一般に３．９〜４．１程度である二酸化ケイ素の誘電率よりも小さな誘電率を特徴とする。例示的な実施形態では、低ｋ誘電体膜は、３．５よりも小さな誘電率を含むことができる。約１．０の誘電率である真空を内蔵することによって、低ｋ誘電体膜の全体の誘電率が下がるので、低ｋ誘電体膜は多孔質であることが望ましい。例示的な実施形態では、低ｋ誘電体膜は有機珪酸塩ガラス（ＯＳＧ）であってもよい。例示的な実施形態によれば、低ｋ誘電体は、ＰＥＣＶＤを使用しテトラメチルサイクロテトラシロキサン、酸素および二酸化炭素を使用して形成することができるようなＳｉＯＣ−Ｈのような多孔質低ｋ誘電体であってもよい。他の例示的な実施形態によれば、低ｋ誘電体は、後でベーキングされて微細孔を生成するポロゲンを有するスピンオン芳香族炭素であってもよい。他の実施形態によれば、Ｂｌａｃｋ　Ｄｉａｍｏｎｄ（Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、Ｃｏｒａｌ（Ｎｏｖｅｌｌｕｓ）、ＦｌｏｗＦｉｌｌ（Ｔｒｉｋｏｎ）、およびＥａｇｅｌ２（ＡＳＭ）のような市販のＯＳＧ材料であってもよい。そのような低ｋ誘電体材料は、ただ例示的であるというだけの意図であり、他の低ｋ誘電体膜を、他の例示的な実施形態に従って使用することができる。低ｋ誘電体膜１８および４２の厚さは、特定の実施形態によって変化し、様々な例示的な実施形態では１０００から１００００オングストロームの範囲に及ぶ可能性がある。他の例示的な実施形態に従って他の厚さを使用することができる。
【００１４】
図２に示す膜構造は、単に例示的であるという意図であり、この例示的な積層膜はデュアル・ダマシンＶＬＳＩ処理で使用するのに適している。この例示的な実施形態によると、積層膜は、バリア層６、エッチング停止層３０およびハードマスク層５４を含む。これらの層の各々は、窒化ケイ素膜、窒素添加炭化ケイ素膜または他の窒素含有膜のような「窒素塩基層」と考えられる。他の例示的な実施形態によれば、膜６、３０および５４は、形成された膜の成分として窒素を含まない窒素塩基層であるかもしれないが、膜の形成でアンモニア、亜酸化窒素または窒素分子のような窒素含有種を使用することができ、したがって、膜形成プロセスの副生成物としてＮ−Ｈまたは他の窒素含有塩基基を含むことができる。例示的な実施形態では、ハードマスク膜層５４は、ＰＥＣＶＤ形成プロセスでシラン、亜酸化窒素および窒素を使用して形成された酸化ケイ素膜であることができる。層６、３０および５４の各々は、窒素塩基層として示され、それぞれの層から拡散して出ることができるＮ−Ｈ塩基基を含む。これらの膜は、各々、ＰＥＣＶＤ法を使用して形成することができ、例示的な実施形態では、プラズマ化学反応にアンモニアＮＨ３を含むことができる。
【００１５】
他の実施形態では、そこから拡散することができるＮ−Ｈ塩基基をその中に含む窒素塩基層は、他の例示的な膜の表面、例えば、アンモニアまたは他の窒素含有化学反応で処理された膜の表面であることができる。
【００１６】
バリア層６は上面８を含み、エッチング停止層３０は上面３２を含み、さらにハードマスク層５４は上面５６を含む。一般に、層６、３０および５４の１つまたは全ては、アミンまたは他のＮ−Ｈ塩基基のような塩基基を含み、これらの塩基基は、抑制しなければ、膜形成中に、またはその後で、それぞれの膜から低ｋ誘電体膜１８または４２の中に拡散することができる。これらのＮ−Ｈ塩基基は、所望の多孔質低ｋ誘電体膜中でネスト状になる。膜１２、２４、３６および４８は、そのような拡散を抑制し、そのような塩基基をどれでもそれぞれの層６、３０、および５４内に保持する。膜１２、２４、３６および４８は、酸素含有膜である。例示的な実施形態によれば、そのような酸素含有膜は、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）および酸素を使用する酸化物層のプラズマ増速化学気相成長法を使用して形成することができる。これらの成分を使用して形成されたそのような酸素含有膜は、一般に当技術分野で、ＴＥＯＳ膜またはＴＥＯＳ酸化膜と呼ばれる。したがって、テトラエチルオルソシリケートおよび酸素を使用して形成された酸素含有膜は、今後、ＴＥＯＳ膜と呼ぶ。例示的な実施形態で、ＴＥＯＳ膜は、５０から１００オングストームの範囲内の厚さであることができるが、様々な他の厚さを他の実施形態で使用することができる。他の例示的な実施形態によれば、酸素含有膜を生成し、膜形成プロセス中にアミン、アミノシランまたは他のＮ−Ｈ塩基基を好ましくは生成しない他の適切な方法を使用して、酸素含有膜１２、２４、３６および４８は形成することができる。他の例示的な実施形態に従って、ＴＥＯＳ膜以外の酸化膜を使用することができる。１つの例示的な実施形態によれば、酸素含有膜は酸素添加炭化ケイ素であってもよい。酸素含有膜１２は、上面１４を含む。
【００１７】
図２の構造は、ただ単に例示的なものであるという意図であり、様々な他の多数の低ｋ誘電体膜および様々な他の窒素塩基層または他の塩基含有源膜を、他の例示的な実施形態に従って使用できる。窒素塩基層は、成分として窒素を含むことができ、または、膜形成中に生成されるＮ−Ｈまたは他の塩基基を含むことができる。窒素塩基層は、ハードマスク膜、バリア層膜、エッチング停止層、または他の電気的または構造的な機能を果たす他の膜として作用することができる。本発明の基本的な概念は、各近接した膜の組の低ｋ誘電体膜と窒素塩基層がＴＥＯＳまたは他の酸素含有膜で分離され、このＴＥＯＳまたは他の酸素含有膜が塩基含有源膜から低ｋ誘電体に塩基種が拡散するのを抑制することである。このＴＥＯＳまたは他の酸素含有膜は、低ｋ誘電体膜と塩基含有源膜の直ぐ間に形成され、それぞれと隣接する境界を形成するのが効果的である。他の例示的な実施形態では、窒素塩基層は、例えばアンモニア含有プラズマで処理された後の表面にアミンまたは他のＮ−Ｈ塩基基を含む他の膜の表面であってもよい。
【００１８】
図３は、本発明の積層膜がその上に形成された例示的な下部構造２の断面である。例示的な下部構造２は、導電線５および絶縁材料５８を含む。導電線５は、銅または他の適切な導電材料で形成することができる。表面４は、一般に、平面であり、図示の実施形態では、導電線５は表面４から下に延びる。化学機械研磨を含むダマシン処理は、おおむね平らな表面４内に導電線５を設けるために使用することができる。絶縁材料５８は、低ｋ誘電体または他の誘電体であってもよい。図３に示す下部構造２は、ただ例示的なものであるという意図であり、他の下部構造を代わりに使用することができる。後の図に示すように、下にある導電線にコンタクトをとるために例示的な積層膜を貫通して開口を形成することができるように、導電線の上に図２に示す例示的な積層膜を形成するのが好ましい。
【００１９】
図４は、図２に示す例示的な積層膜を貫通して形成された開口６０を示す断面図である。開口６０は、ハードマスク層５４の上面５６から下方に延び、ハードマスク層５４、酸素含有膜４８、上の低ｋ誘電体膜４２、酸素含有膜３６、エッチング停止層３０、酸素含有膜２４、下の低ｋ誘電体膜１８を通って延び、酸素含有膜１２で終わる。開口６０は、酸素含有層１２の上面１４の一部である底６２を含む。バリア層６は、導電材料の上に形成されて、例えば図３に示す導電線５のような下の導電線から酸素含有層１２を分離することができる。プラズマ・エッチングのような様々な適切な手段が、開口６０を形成するために使用できる。開口６０の形成の後で、デュアル・ダマシンすなわち２段の開口の一部として開口６０を使用して、デュアル・ダマシン開口を形成するのが望ましい。したがって、塗布のような従来方法を使用して、この構造の上に光敏感膜６４が形成される。光敏感膜６４は、上面５６の上に形成され、開口６０を充填する。光敏感膜６４は、ＤＵＶフォトレジストのような市販のフォトレジストであってもよい。例示的な実施形態では、光敏感膜６４は、酸触媒を含む化学増幅型ＤＵＶフォトレジストであってもよく、この酸触媒によって、フォトレジスト材料は、紫外光に露光されたとき現像液に溶けるようになる。他の例示的な実施形態では、他の光敏感材料を使用することができる。光敏感膜６４が図４に示すように形成された後で、デュアル・ダマシン構造を生成するように光敏感膜６４内にパターンを形成することができる。
【００２０】
図５は、フォトマスク６８を使用してパターンが形成された後の図４に示す構造を示す。フォトマスク６８は、光敏感膜６４を露光するために使用される光に対して、それぞれ透明および不透明であるように選ばれた透過部７０および不透明部７２を含む。露光に使用される光は、光敏感膜６４に関連して選ばれる。例示的な実施形態では、ＤＵＶフォトレジストと共に、紫外光を使用することができる。フォトマスク６８に形成された透過パターンを通して、ＤＵＶ光源によって、光敏感膜６４の部分が露光されたとき、光敏感膜６４のこの露光部は、現像液に完全に溶けるようになるのが望ましい。その後現像液が光敏感膜６４に接触したとき、露光されて現像液に溶けるようになった部分は、現像除去され、光敏感材料６４にパターンが形成される。エッチングまたは他の方法を使用して、例示的な積層膜のような下の構造に、実質的に同一のパターンを形成することができる。図５は、光敏感膜６４の露光部７４を示す。露光部７４は、現像液に溶ける。本発明の酸素含有膜１２、２４、３６および４８のために、低ｋ誘電体膜１８および４２は、アミンまたはアミノシリケートのようなＮ−Ｈ塩基基または他の窒素含有塩基基を含まない。もし含めば、そのような塩基基は、側壁７６を通過し、光敏感膜６４内の酸触媒と相互作用し、図１の従来技術の構造に示すような露光され現像液に溶けるのが望ましい光敏感膜の部分を溶けなくするだろう。同様に、酸素含有膜１２の存在は、Ｎ−Ｈ塩基基がバリア層６から光敏感膜６４中に拡散するのを防止する。本発明によれば、光敏感膜６４の露光部７４は、下方に底６２まで延び、現像液に実質的に完全に溶ける。その理由は、光敏感膜６４の酸触媒が、酸触媒を中和し無効にする塩基基と複合体を形成していないからである。したがって、光敏感膜６４の露光部７４内の酸触媒によって、光敏感膜が紫外光で露光された後で、露光部７４が現像液に溶けるようになる。露光部７４が現像液で処理され、除去された後で、エッチング・プロセスを使用して、図６に示す例示的なデュアル・ダマシン構造を形成することができる。
【００２１】
図６は、図５に示す光敏感膜６４が現像され、下の積層膜の部分がエッチングされた後で形成された、例示的なデュアル・ダマシン開口９０を示す。様々な適切な現像およびエッチングのプロセス手順を使用して、図６に示す例示的な構造を形成することができる。例示的な実施形態では、中間のエッチング・ステップは、エッチング停止層３０が露出したときに、終えることができる。図６は、上段部８２と下段部７８を含む２段の開口である例示的なデュアル・ダマシン開口９０を含む。例示的な実施形態では、下段部分７８は、デュアル・ダマシン開口９０がそこから形成された開口６０の幅と実質的に同じである幅８０を含む。言い換えれば、図５に示す構造からデュアル・ダマシン開口９０を形成するために使用されたエッチング・プロセスの間に、例示的な下段部７８は、横方向に余りエッチングされていない。上段部８２の幅８４は、幅８０よりも大きい。上段部８２は、ハードマスク層５４、酸素含有膜４８、上の低ｋ誘電体膜４２、酸素含有膜３６、エッチング停止層３０を通って延び、酸素含有膜２４の露出部で終わる。したがって、上段部８２は、酸素含有膜２４の上面２６で画定される底を含む。下段部７８は、酸素含有膜２４および１２、下の低ｋ誘電体膜１８およびバリア層６を通って延びる。下段部７８は、底面６３まで延びる。図６に示す構造は、ただ単に例示的であるという意図であり、他のデュアル・ダマシン構造を代わりに使用することができる。例えば、デュアル・ダマシンすなわち２段の開口は、例証したものよりも相対的に大きな幅の上段部、および底面６３まで延びる１つより多い下段部、および２以上の下段部の開口を分離する下段部内の柱状部すなわちエッチングされていない部分を含むことができる。その後、デュアル・ダマシン開口に、相互接続媒体として導電性材料を充填することができる。例示的な実施形態では、デュアル・ダマシン開口内に形成された相互接続媒体は、下にある導電性特徴を上にある導電性特徴に接続するビアとして作用することができる。例えば、底面６３は、例えば図３に示す導電線５のような下にある導電線の上面であることができる。他の実施形態に従って、相互接続媒体は他の機能を果たすことができる。
【００２２】
本発明の基本的な概念は、様々なデュアル・ダマシン構造のどのようなものでも形成することができることである。特に、図４に示す開口６０のような開口が、１つの低ｋ誘電体膜、または図４に示す２つのそのような膜のような複数の低ｋ誘電体膜を通って延びるように形成された後で、化学増幅型ＤＵＶフォトレジストをこの配列に導入して、その後のパターンを実現するすることができる。本発明の優位点は、そのような光敏感材料が構造内に導入されたときに、アミンまたは他のＮ−Ｈ塩基基が低ｋ誘電体膜中でネスト状にならず、したがって、低ｋ誘電体膜から光敏感膜中に拡散して、影響を受けた部分を現像液に溶けないようにすることがないことである。したがって、パターン歪みは軽減され、溶けない除去し難いフォトレジストは生じない。
【００２３】
上記は、単に本発明の原理を例証するに過ぎない。したがって、理解されることであるが、当業者は、本明細書で明確に記述または図示しないが、本発明の原理を具現化し、本発明の範囲および精神の中に含まれる様々な配列を工夫することができるであろう。さらに、ここで列挙した全ての実施例および条件を示す言語は、特に、教授の目的のためだけであり、発明の原理および本発明者が当技術の進歩にもたらした概念を理解するのを手助けすることを主に意図し、そのような具体的に列挙された実施例および条件に制限されないものとして解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様および実施形態、並びにそれらの特定の実施例をここで詳細に述べる全ての陳述は、構造上だけでなく機能上の同等物も包含する意図である。さらに、そのような同等物は、現在知られている同等物だけでなく将来開発される同等物、すなわち構造に関係なく同じ機能を行う開発されるどのような要素も含む意図である。したがって、本発明の範囲は、ここに示され記述された例示的な実施形態に制限される意図でない。それどころか、本発明の範囲および精神は、添付の特許請求の範囲によって具現化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に従った、積層膜内の皮膜で覆われた開口の中の不溶性フォトレジストを示す断面図である。
【図２】本発明に従った例示的な積層膜を示す断面図である。
【図３】本発明の例示的な下部構造を示す断面図である。
【図４】本発明の例示的な積層膜に形成された開口内に形成されたフォトレジストを示す断面図である。
【図５】フォトレジストの部分が現像された後の図４に示す構造を示す図である。
【図６】図４および５に示す例示的な積層膜に形成された例示的なデュアル・ダマシン開口を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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