(57)【要約】      （修正有）【課題】エッチング空間への入り込み特性や、使用後の除去容易性を維持しつつ、ポイゾニング現象を抑止することのできるデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料、および該埋め込み材料を用いたデュアルダマシン構造形成方法を提供する。【解決手段】所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂を樹脂成分として含有させて埋め込み材料を構成する。前記樹脂成分は、少なくとも一般式（１）2004179393.tif 000007（式中、ｎは１以上の整数を表し、Ｘは炭素原子数１〜１０の直鎖もしくは分岐状のアルキル鎖、芳香性もしくは脂環性の環状アルキル鎖、アルキルエステル鎖であり、Ｙは所定のエネルギーの印加を受けてスルホン酸残基を生じる置換基である。）で表される繰り返し単位を有するものが好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の低誘電体層に形成された第１のエッチング空間と該第１のエッチング空間に連通するとともに該第１のエッチング空間と形状および寸法の異なる第２のエッチング空間とから少なくとも構成されるデュアルダマシン構造を形成するためのエッチング空間埋め込み材料であって、
所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分と溶媒とを含有していることを特徴とするデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料。
【請求項２】
前記樹脂成分が、少なくとも下記一般式（１）
【化１】
2004179393.tif 000005
（式中、ｎは１以上の整数を表し、Ｘは炭素原子数１〜１０の直鎖もしくは分岐状のアルキル鎖、芳香性もしくは脂環性の環状アルキル鎖、アルキルエステル鎖であり、Ｙは所定のエネルギーの印加を受けてスルホン酸残基を生じる置換基である。）
で表される繰り返し単位を有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構造形成用埋め込み材料。
【請求項３】
前記スルホン酸残基を生じさせるために印加される所定のエネルギーが８０℃以上の熱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構造形成用埋め込み材料。
【請求項４】
前記一般式（１）の置換基Ｙが−ＳＯ３Ｒ１もしくは−ＳＯ３−Ｒ２＋（式中、Ｒ１およびＲ２は１価の有機基）であることを特徴とする請求項２または３に記載のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料。
【請求項５】
前記有機基Ｒ１が、炭素原子数１〜１０のアルキル基、あるいはヒドロキシアルキル基のなかから選ばれる１種であることを特徴とする請求項４に記載のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料。
【請求項６】
前記有機基Ｒ２が、アルカノールアミン、およびアルキルアミンの中から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項４に記載のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料。
【請求項７】
前記所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分が、前記請求項４〜６のいずれか一つに記載の樹脂成分と、アクリル酸またはメタアクリル酸あるいはそれらの誘導体との共重合体あるいは混合樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料。
【請求項８】
前記所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分が、
前記請求項３〜６のいずれか一つに記載の樹脂成分とアクリル酸またはメタアクリル酸あるいはそれらの誘導体との共重合体あるいは混合樹脂に対して、下記一般式（２）
【化２】
2004179393.tif 000006
（式中、ｎは１以上の整数を表し、Ｒ３は水素原子、フッ素原子、水酸基、カルボキシル基、炭素原子数１〜５のヒドロキシアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシアルキル基の中から選ばれる少なくとも１種であり、Ｚは炭素原子数１〜１０の直鎖もしくは分岐状のアルキル鎖、芳香性もしくは脂環性の環状アルキル鎖、アルキルエステル鎖である。）
で表される繰り返し単位を共重合させた共重合体もしくは前記一般式（２）で表される繰り返し単位を有する樹脂化合物を混合させた混合樹脂からなる樹脂成分であることを特徴とする請求項１または２に記載のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料。
【請求項９】
さらに架橋剤を含有していることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料。
【請求項１０】
金属層を有する基板上に少なくとも低誘電体層からなる層間絶縁層を積層する層間絶縁層形成工程と、
前記層間絶縁層上にホトレジスト層を形成し、パターン露光の後、現像処理してホトレジストパターンを形成し、このホトレジストパターンをマスクとしてエッチングを行って前記層間絶縁層に第１エッチング空間を形成する第１エッチング空間形成工程と、
前記層間絶縁層上に、前記請求項１から９のいずれかの埋め込み材料を塗布することによって、埋込材層を形成するとともに、前記第１エッチング空間に埋込材を充填する埋め込み工程と、
前記埋込材層上にホトレジスト層を形成し、このホトレジスト層にパターン光を照射し、２．３８ｗｔ％ＴＭＡＨ現像液により現像して、ホトレジストパターンを形成するホトレジストパターン形成工程と、
前記ホトレジストパターンをマスクとしてエッチングを行って、前記第１エッチング空間の上部の前記層間絶縁層を所定のパターンに除去して前記第１エッチング空間と連通する第２エッチング空間を形成する第２エッチング空間形成工程と、
前記第２エッチング空間に残留している埋込材を剥離液によって除去する埋込材除去工程と、
を有することを特徴とするデュアルダマシン構造形成方法。
【請求項１１】
さらに、前記埋め込み工程の後に、前記層間絶縁層上の埋込材層の上に反射防止膜を形成する反射防止膜形成工程を有するとともに、前記ホトレジストパターン形成工程の後に、前記ホトレジストパターンをマスクとして前記反射防止膜の露出部分をドライエッチングにより加工する反射防止膜加工工程を有することを特徴とする請求項１０に記載のデュアルダマシン構造形成方法。
【請求項１２】
前記埋込材除去工程に用いられる剥離液が少なくとも水溶性アミン、および第４級アンモニウム水酸化物の中から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１０または１１に記載のデュアルダマシン構造形成方法。
【請求項１３】
前記水溶性アミンが、アルカノールアミン、およびアルキルアミンから選ばれる少なくとも１種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構造形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上の低誘電体層に形成された第１のエッチング空間と該第１のエッチング空間に連通するとともに該第１のエッチング空間と形状および寸法の異なる第２のエッチング空間とから少なくとも構成されるデュアルダマシン構造を形成するためのエッチング空間埋め込み材料、および該埋め込み材料を用いたデュアルダマシン構造形成方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、エッチング空間への入り込み特性が良好で、使用後の除去が容易で、エッチング空間をパターニングするレジスト層へ低誘電体層から発生する塩基性物質がアタックし、レジスト中の酸を失活させて、パターン解像性を劣化させるのを抑止してエッチング空間の解像性を高めることのできるデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料および該埋め込み材料を用いたデュアルダマシン構造形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、半導体集積回路における基本的配線構造は、半導体基板上に直接または間接的に形成された下層配線層と、この下層配線層上に層間絶縁層を介して形成された上層配線層とが、前記層間絶縁層を貫通するように形成されたビア配線によって接続されている構造である。この配線構造を複数化、多層化することによって、半導体集積回路の多層配線構造が形成される。
【０００３】
このような多層配線構造をエレクトロマイグレーション耐性に優れる銅を用いて実現するための方法として、デュアルダマシンプロセスが知られている。このデュアルダマシンプロセスでは、基板上の低誘電体層に形成された第１のエッチング空間と該第１のエッチング空間に連通するとともに該第１のエッチング空間と形状および寸法の異なる第２のエッチング空間とから少なくとも構成されるデュアルダマシン構造を形成する。このデュアルダマシン構造に導体材料を埋め込むことによって前述の配線構造が実現する。
【０００４】
かかるデュアルダマシンプロセスの基本的工程を図１（ａ）〜（ｄ）および図２（ｅ）〜（ｈ）を参照して説明する。
【０００５】
まず、図１（ａ）に示すように、基板１上に層間絶縁層２を形成する。この層間絶縁層２を構成する材料は、ＳｉＯ２、カーボンドープドオキサイド（ＳｉＯＮ）、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）等が用いられる。この層間絶縁層２の上にレジスト膜３を形成し、パターン化する。このパターン化したレジスト膜３をマスクとして層間絶縁層２を選択的にエッチングし、続いてレジスト層３を除去することによって、図１（ｂ）に示すように、配線溝（トレンチ）４を形成する。次に、前述のように配線溝４を形成した層間絶縁層２の表面に、バリヤメタル５を堆積させることによって、配線溝４の内面に、この配線溝４内に埋め込むことになる銅と層間絶縁層２との接着性を向上させると同時に銅の層間絶縁層２中への拡散を防止するためのバリアメタル膜を、形成する。その後、図１（ｃ）に示すように、配線溝４内に銅を電解メッキなどを用いて埋め込み、下層配線層６を形成する。
【０００６】
次に、この時点で層間絶縁層２の表面に付着している銅と残存バリヤメタル５とを化学的研磨（ＣＭＰ）により除去し、層間絶縁層２の表面を平坦化した後、その上に、順次、第１の低誘電体層７、第１のエッチングストッパ膜８、第２の低誘電体層９、および第２のエッチングストッパ膜１０を積層する。次いで、前記第２のエッチングストッパ膜１０の上に、ビアホール形成用のパターンを有するレジストマスク１１を形成する。次に、図１（ｄ）に示すように、前記レジストマスク１１を用いてエッチングを行って、第２のエッチングストッパ膜１０、第２の低誘電体層９、第１のエッチングストッパ層８、および第１の低誘電体層７を貫通し、下層配線層６の表面に至るビアホール１２を形成する。続いて、図２（ｅ）に示すように、前記ビアホール１２にホトレジスト材料などの埋込材１３を充填する。この埋込材１３をエッチバックして、図２（ｆ）に示すように、所定厚みだけビアホール１２の底部に残し、さらに、前記第２のエッチングストッパ膜１０の上に、トレンチ形成用のパターンを有するレジストマスク１４を形成する。このレジストマスク１４を用いて、図２（ｇ）に示すように、第２のエッチングストッパ膜１０と第２の低誘電体層９とをエッチングしてトレンチ１５を形成するとともに、ビアホール１２の底部に残存している埋込材１３を除去する。この後、前記ビアホール１２とトレンチ１５とに銅を埋め込んで、図２（ｈ）に示すように、ビア配線１６と上層配線層１７とを形成する。これにより、下層配線層６と上層配線層１７とがビア配線１６によって電気的に接続された多層配線構造が実現される。
【０００７】
前記プロセスによって得られた多層配線構造において、トレンチが第１エッチング空間または第２エッチング空間に対応し、ビアホールが第２エッチング空間または第１エッチング空間に対応する。したがって、前記図１に示すプロセスでは、トレンチ１５とこのトレンチ１５の下に連通するビアホール１２とがデュアルダマシン構造を構成している。
【０００８】
ところで、上記デュアルダマシン構造形成方法において、埋込材が用いられているが、この埋込材の役割は、次のような点にある。すなわち、ビアホールを形成した後に、エッチングにてトレンチを形成する際、ビアホールの底部に基板が露出していると、基板表面に存在する下層配線層が、トレンチを形成するためのエッチングガスによって損傷し、配線不良等を引き起こすことになる。そこで、ビアホールに埋込材を充填して、トレンチ形成工程中の下層配線層を保護する。
【０００９】
この埋込材としては、従来、ホトレジスト組成物が用いられているが、ホトレジスト組成物をビアホールに充填した場合、気泡が発生して埋め込みが十分に行われないことがあるため、新たな埋込材として、熱架橋性化合物を有機溶剤に溶かした溶液を用いることが提案されている（特許文献１）。
【００１０】
しかしながら、この有機膜を埋込材として用いる構成では、埋込材の役割を完了した後のビアホール内に残存する埋込材の除去が容易でなく、酸素プラズマアッシングによる除去処理が必要であるという問題点がある。そして、この場合、アッシングガス（主に酸素系ガス）が低誘電体層にダメージを与えるおそれがある。そのダメージとしては、低誘電体層のＳｉ−Ｒ結合がＳｉ−ＯＨ結合に変化する、あるいは誘電率（ｋ）が増大するということが挙げられる。
【００１１】
ところで、配線層を形成するときにホトレジストが用いられ、そのパターニングに露光が行われるが、その露光光がレジストの下層表面で反射されると、その反射光がレジストの非露光部に入射してレジストのパターン解像性を低下させてしまう問題点が知られている。この反射防止を目的とした下層膜をレジスト層の下に設ける技術が知られているが、この下層膜は、露光光の吸収特性が高い樹脂組成物から構成されており、上層レジストのパターニング光を吸収してレジスト下層の表面に到達するのを防止することにより、露光光の反射光が生じないようにする役割を果たす。この下層反射防止膜を形成する材料を前記デュアルダマシン構造形成用の埋め込み材料に転用することも可能であると考えられる。もし、この反射防止膜がＯ２プラズマアッシングを用いずに除去できるのであれば、前述のデュアルダマシン構造形成方法における問題点を解決することができることになる。
【００１２】
前記反射防止膜の材料としては、従来、様々なものが提案されている。例えば、イミノスルホネート基を有する重合体と溶剤を含有する樹脂組成物が提案されている（特許文献２）。
【００１３】
また、スルホン酸エステルを含む特定の置換基を有するヒドロキシスチレン単位を有するポリマーを含有してなる光吸収性ポリマーが開発され（特許文献３）、この光吸収性ポリマーと溶剤とを含有してなる反射防止膜形成材料が提案されている（特許文献４）。
【００１４】
前記特許文献２に開示の反射防止膜材料は、樹脂成分として、イミノスルホネート基を有する重合体が用いられており、この樹脂成分は、ホトレジスト用の剥離液に不溶である。したがって、この特許文献２に開示の技術では、上層のホトレジストパターンを剥離液にて除去した後、残った下層膜をＯ２プラズマアッシングを施して除去している。
【００１５】
また、前記特許文献３および４に開示の樹脂成分もまた、ホトレジスト用剥離液に対して不溶であり、やはり、ホトレジストパターンを剥離液にて除去した後に、残った下層膜をＯ２プラズマアッシングにより除去している。
【００１６】
したがって、従来の反射防止膜をデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料に転用しても、埋込材の除去に伴う問題点の解決を図ることはできない。
【００１７】
これに対して、デュアルダマシン構造形成用埋め込み材料としてスピンオングラス材料を用いることが考えられる。埋込材にスピンオングラス材料を用いることは、例えば、特許文献５に開示されている。このスピンオングラス材料は、剥離液により除去可能であるため、残留埋込材の除去にＯ２プラズマアッシングを用いずに済み、低誘電体層が劣化されるという問題を回避することができる。
【００１８】
しかしながら、配線層を支持する層間絶縁層に低誘電体層を用いる場合にしばしば発生するポイゾニング（ｐｏｉｓｏｎｉｎｇ）と呼称される現象が、デュアルダマシン構造の形成工程において、最近、問題になっており、この問題は、埋込材に前記スピンオングラス材料を用いた場合でも、さらに先のＯ２プラズマアッシングにより除去するタイプの埋め込み材料を用いた場合でも、同様に発生しており、その解決が求められている。
【００１９】
前述のポイゾニングは、図２に示した配線形成プロセスの（ｇ）工程において得られる第２のエッチング空間１５の形状に大幅な不良を生じさせる。図３に、エッチング空間が正常な場合と空間形状に不良が生じた場合の模式図を示した。図３の（ａ）はポイゾニング現象が生じずにトレンチ（第２エッチング空間）１５が正常に形成できた場合の要部の拡大した平面図であり、（ｂ）はポイゾニング現象が発生してトレンチ（第２エッチング空間）１５の形状が不良になった場合の要部の拡大した平面図である。また、図３において、図１および２に示した要素と同一構成要素には同一符号を付して説明を簡略化した。さらに、（ｂ）は（ａ）に比べて倍率を幾分大きくして描いてある。図に見るように、ポイゾニング現象が生じたときには、低誘電体層９から発生する塩基性物質によって埋込材およびホトレジスト層が劣化されて、レジストパターンがビアホール（第１エッチング空間）１２に被さるように形成されてしまい、トレンチ１５の形状に大きな乱れが生じている。
【００２０】
前述のようなポイゾニング現象は、層間絶縁層に低誘電体層を用いた場合に生じやすく、しかも、前記従来のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料では、抑止することができない。したがって、低誘電体層を用いたデュアルダマシン構造形成プロセスにおいて、エッチング空間への入り込み特性や、使用後の除去容易性を維持しつつ、ポイゾニング現象を抑止することのできる埋込材の開発が望まれているのが、現状である。
【００２１】
【特許文献１】
特開２００２−０３３２５７号公報
【特許文献２】
特開平１０−３１９６０１号公報
【特許文献３】
特表２０００−５１２３３６号公報
【特許文献４】
特表２０００−５１２４０２号公報
【特許文献５】
米国特許第６３２９１１８号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、エッチング空間への入り込み特性や、使用後の除去容易性を維持しつつ、ポイゾニング現象を抑止することのできるデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料、および該埋め込み材料を用いたデュアルダマシン構造形成方法を提供することを課題とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を実現するために、鋭意、実験検討を重ねたところ、所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂を樹脂成分として含有させて埋め込み材料を構成すれば、エッチング空間への入り込み特性や、使用後の除去容易性を維持しつつ、ポイゾニング現象を抑止できることを知るに至った。
【００２４】
すなわち、前述のような埋め込み材料を用いて形成した下層膜は露光後のホトレジスト層を現像するための２．３８ｗｔ％のＴＭＡＨ現像液に対する耐性が高く、さらに所定のエネルギーを印加することにより形成された下層膜の樹脂成分の末端基の一部はスルホン基化され、水溶性アミンや第４級アンモニウム水酸化物に相溶性を持つことになる。これら水溶性アミンや第４級アンモニウム水酸化物を含有する溶液を剥離液として使用して、第２エッチング空間形成後の第１エッチング空間内の埋込材を剥離することができる。
【００２５】
このように、本発明者らは、「所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂を樹脂成分として含有させた埋め込み材料」から形成した埋込材は、ホトレジスト現像工程に通常用いられる２．３８ｗｔ％ＴＭＡＨ現像液に耐性が高いので、レジスト現像時に劣化することもなく、さらに、ホトレジスト剥離液にて容易に除去できるので、工程を簡略化できるばかりでなく、除去処理によって基板の誘電体層を劣化することもなく、また、低誘電体層から発生するアルカリ成分によるパターン劣化を抑止し、高いポイゾニング防止特性を発揮し得ることを、知見するに至った。
【００２６】
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、本発明に係るデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料は、基板上の低誘電体層に形成された第１のエッチング空間と該第１のエッチング空間に連通するとともに該第１のエッチング空間と形状および寸法の異なる第２のエッチング空間とから少なくとも構成されるデュアルダマシン構造を形成するためのエッチング空間埋め込み材料であって、所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分と溶媒とを含有していることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係るデュアルダマシン構造形成方法は、金属層を有する基板上に少なくとも低誘電体層からなる層間絶縁層を積層する層間絶縁層形成工程と、前記層間絶縁層上にホトレジスト層を形成し、パターン露光の後、現像処理してホトレジストパターンを形成し、このホトレジストパターンをマスクとしてエッチングを行って前記層間絶縁層に第１エッチング空間を形成する第１エッチング空間形成工程と、前記層間絶縁層上に、前記請求項１から９のいずれかの埋め込み材料を塗布することによって、埋込材層を形成するとともに、前記第１エッチング空間に埋込材を充填する埋め込み工程と、前記埋込材層上にホトレジスト層を形成し、このホトレジスト層にパターン光を照射し、アルカリ現像液により現像して、ホトレジストパターンを形成するホトレジストパターン形成工程と、前記ホトレジストパターンをマスクとしてエッチングを行って、前記第１エッチング空間の上部の前記層間絶縁層を所定のパターンに除去して前記第１エッチング空間と連通する第２エッチング空間を形成する第２エッチング空間形成工程と、前記第２エッチング空間に残留している埋込材を剥離液によって除去する埋込材除去工程と、を有することを特徴とする。
【００２８】
なお、前記構成において、第１エッチング空間とは、トレンチもしくはビアホールを意味し、第２エッチング空間とは、ビアホールもしくはトレンチを意味している。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料は、前述のように、所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分と、溶媒とを含有していることを特徴とするものである。
【００３０】
かかる構成において、前記樹脂成分は、少なくとも下記一般式（１）
【化３】
2004179393.tif 000002
（式中、ｎは１以上の整数を表し、Ｘは炭素原子数１〜１０の直鎖もしくは分岐状のアルキル鎖、芳香性もしくは脂環性の環状アルキル鎖、アルキルエステル鎖であり、Ｙは所定のエネルギーの印加を受けてスルホン酸残基を生じる置換基である。）
で表される繰り返し単位を有することを特徴とする。
【００３１】
前記スルホン酸残基を生じさせるために印加される所定のエネルギーとしては、例えば、８０℃以上の加熱処理等でスルホン酸残基を生じさせることができる。このような所定のエネルギーの印加は剥離処理における加熱とアルカリの協奏作用によりさらに促進される。
【００３２】
前記一般式（１）の置換基Ｙとしては、−ＳＯ３Ｒ１もしくは−ＳＯ３−Ｒ２＋（式中、Ｒ１およびＲ２は１価の有機基）が好ましい。
【００３３】
前記有機基Ｒ１としては、炭素原子数１〜１０のアルキル基、あるいはヒドロキシアルキル基のなかから選ばれる１種が好ましい。
【００３４】
また、前記有機基Ｒ２としては、アルカノールアミン、およびアルキルアミンの中から選ばれる少なくとも１種が好ましい。
【００３５】
さらに、前記所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分として、前述のいずれかの樹脂成分と、アクリル酸またはメタアクリル酸あるいはそれらの誘導体との共重合体あるいは混合樹脂を用いてもよい。
【００３６】
樹脂成分として、前記共重合体あるいは混合樹脂を用いる場合、その重合比あるいは混合比は、２．３８ｗｔ％ＴＭＡＨ現像液に対する耐性があり、レジスト剥離液にて除去できるという効果を維持できる範囲にあれば、特に限定されない。
【００３７】
さらにまた、前記所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分として、
前述のいずれかの樹脂成分とアクリル酸またはメタアクリル酸あるいはそれらの誘導体との共重合体あるいは混合樹脂に対して、下記一般式（２）：
【化４】
2004179393.tif 000003
（式中、ｎは１以上の整数を表し、Ｒ３は水素原子、フッ素原子、水酸基、カルボキシル基、炭素原子数１〜５のヒドロキシアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシアルキル基の中から選ばれる少なくとも１種であり、Ｚは炭素原子数１〜１０の直鎖もしくは分岐状のアルキル鎖、芳香性もしくは脂環性の環状アルキル鎖、アルキルエステル鎖である。）
で表される繰り返し単位を共重合させた共重合体もしくは前記一般式（２）で表される繰り返し単位を有する樹脂化合物を混合させた混合樹脂からなる樹脂成分を用いてもよい。
【００３８】
前記一般式（２）の誘導体を用いて共重合体を調製し、その共重合体を樹脂成分として下層膜材料を構成すれば、樹脂成分のユニットにアントラセンが含まれることになり、このアントラセンは、特にＫｒＦエキシマレーザを用いたリソグラフィーにおいて吸収特性が高く、好ましい。
【００３９】
本発明の埋め込み材料に用いる溶媒としては、従来の反射防止膜形成材料に用いられていたような溶媒を、特に制限することなく用いることができる。
【００４０】
具体的には、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン、２−ヘプタノン、１，１，１−トリメチルアセトン等のケトン類；エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、２，３−ブチレングリコール等の多価アルコール類およびその誘導体；ジオキサンのような環状エーテル類；乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ビス（２−ヒドロキシエチル）スルホン、テトラメチレンスルホン等のスルホン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド等のアミド類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシメチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン等のラクタム類；β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジイソプロピル−２−イミダゾリジノン等のイミダゾリジノン類；等を挙げることができる。これらは１種を用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００４１】
また、本発明に係る埋め込み材料には、架橋剤が含まれていてもよく、そのような架橋剤は、本発明に用いる樹脂成分を架橋させることができれば特に限定するものではないが、アミノ基および／またはイミノ基を有する含窒素化合物であって、この含窒素化合物中に存在する全てのアミノ基および／またはイミノ基において、少なくとも２つの水素原子がヒドロキシアルキル基および／またはアルコキシアルキル基で置換された含窒素化合物が好ましい。
【００４２】
前記置換基の数は、含窒素化合物中、２以上、実質的には６以下とされる。
【００４３】
具体的には、例えば、メラミン系化合物、尿素系化合物、グアナミン系化合物、アセトグアナミン系化合物、ベンゾグアナミン系化合物、グリコールウリル系化合物、スクジニルアミド系化合物、エチレン尿素系化合物等において、アミノ基および／またはイミノ基の２つ以上の水素原子が、メチロール基またはアルコキシメチル基あるいはその両方で置換された化合物等を挙げることができる。
【００４４】
これらの含窒素化合物は、例えば、上記メラミン系化合物、尿素系化合物、グアナミン系化合物、アセトグアナミン系化合物、ベンゾグアナミン系化合物、グリコールウリル系化合物、スクシニルアミド系化合物、エチレン尿素系化合物等を、沸騰水中においてホルマリンと反応させてメチロール化することにより、あるいはこれにさらに低級アルコール、具体的にはメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール等と反応させてアルコキシル化することにより、得ることができる。
【００４５】
また、前記架橋剤として、前記ヒドロキシアルキル基および／またはアルコキシアルキル基と、モノヒドロキシモノカルボン酸との縮合反応物を用いれば、レジストパターン下部の形状改善（フッティングの防止）効果が得られるので、好ましい。
【００４６】
前記モノヒドロキシモノカルボン酸としては、水酸基とカルボキシル基が、同一の炭素原子、または隣接する二つの炭素原子のそれぞれに結合しているものが、フッティング防止の点から好ましい。
【００４７】
また、モノヒドロキシモノカルボン酸との縮合反応物を用いる場合は、縮合前の架橋剤１モルに対して、０．０１〜６モル、好ましくは０．１〜５モルの割合で、モノヒドロキシカルボン酸を縮合反応して得られる反応物を用いることが、フッティング防止効果を得る点から好ましい。この縮合反応は慣用の方法によって行うことができる。
【００４８】
なお、本発明において、前記架橋剤は、１種で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００４９】
さらに、本発明に係る埋め込み材料には、高吸光性成分、酸性化合物、界面活性剤を、必要に応じて、添加可能である。
【００５０】
前記高吸光性成分の添加効果は、露光光の吸収特性がさらに向上する点にある。この高吸光性成分としては、ホトレジスト層に照射される露光光に対して高い吸収特性を有し、露光光の低誘電体層へのエネルギー的影響を抑止できるものであればよく、特に制限はない。このようなものとして、例えば、サリシレート系化合物、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、シアノアクリレート系化合物、アゾ系化合物、ポリエン系化合物、アントラキノン系化合物、スルホン系化合物（好ましくは、ビスフェニルスルホン系化合物）、スルホキシド系化合物（ビスフェニルスルホキシド系化合物）、アントラセン系化合物等、いずれも使用することができる。これらの１種を用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５１】
なかでも、水酸基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、およびカルボキシル基の中から選ばれる少なくとも１つの置換基を有する、アントラセン系化合物、ビスフェニルスルホン系化合物、ビスフェニルスルホキシド系化合物およびベンゾフェノン系化合物は、吸収特性が高いので、これらの中から選ばれる少なくとも１種を用いることが、好ましい。これらの中で特に好ましいのは、例えば、アントラセン系化合物またはビスフェニルスルホン系化合物である。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５２】
前記酸性化合物の添加効果は、フッティングの防止特性が向上する点にある。このような酸性化合物としては、硫黄含有酸残基を持つ無機酸、有機酸またはそれらのエステル等や、活性光線により酸を発生する化合物（酸発生剤、例えばオニウム塩）等を挙げることができる。この酸性化合物を配合する場合の配合量は、全固形分１００質量部に対して３０質量部、好ましくは２０質量部を上限として配合する。配合量はあまり少ないと添加効果が得られないが、前記上限値を超えるとレジストパターンの下部にくい込みを生じるおそれがでてくる。
【００５３】
前記界面活性剤の添加効果は、埋め込み材料の塗布性およびエッチング空間への入り込みの向上である。このような界面活性剤としては、例えば、サーフロンＳＣ−１０３、ＳＲ−１００（以上、旭硝子株式会社製）、ＥＦ−３５１（東北肥料株式会社製）、フロラードＦｃ−４３１、フロラードＦｃ−１３５、フロラードＦｃ−９８、フロラードＦｃ−４３０、フロラードＦｃ−１７６（以上、住友３Ｍ株式会社製）、メガファックＲ−０８（大日本インキ株式会社製）等のフッ素系界面活性剤、を挙げることができる。
【００５４】
この界面活性剤の添加量は、好ましくは、埋め込み材料中の全固形分の２００ｐｐｍ未満の範囲で設定する。
【００５５】
次に、本発明にかかるデュアルダマシン構造形成方法の一例を図４（ａ）〜（ｄ）および図５（ｅ）〜（ｉ）を参照してさらに詳しく説明する。
【００５６】
まず、図４（ａ）に示すように、基板２１上に低誘電体層（層間絶縁層）２２を形成する。この低誘電体層２２の上にレジスト膜２３を形成し、パターン化する。このパターン化したレジスト膜２３をマスクとして低誘電体層２２を選択的にエッチングし、続いてレジスト層２３を除去することによって、図４（ｂ）に示すように、配線溝（トレンチ）２４を形成する。次に、前述のように配線溝２４を形成した低誘電体層２２の表面に、バリヤメタル２５を堆積させることによって、配線溝２４の内面に、この配線溝２４内に埋め込むことになる銅と低誘電体層２２との接着性を向上させると同時に銅の低誘電体層２２中への拡散を防止するためのバリアメタル膜を、形成する。その後、図４（ｃ）に示すように、配線溝２４内に銅を電解メッキなどを用いて埋め込み、下層配線層２６を形成する。
【００５７】
次に、この時点で低誘電体層２２の表面に付着している銅と残存バリヤメタル２５とを化学的研磨（ＣＭＰ）により除去し、低誘電体層２２の表面を平坦化した後、その上に、順次、第１の低誘電体層２７、第１のエッチングストッパ膜２８、第２の低誘電体層２９、および第２のエッチングストッパ膜３０を積層する（層間絶縁層形成工程）。
【００５８】
次いで、前記第２のエッチングストッパ膜３０の上に、反射防止膜３１を形成する。この反射防止膜３１の上にレジストを塗布し、ビアホール形成用のパターニングを施して、レジストマスク３２を形成する。次に、図４（ｄ）に示すように、前記レジストマスク３２を用いてエッチングを行って、反射防止膜３１、第２のエッチングストッパ膜３０、第２の誘電体層２９、第１のエッチングストッパ層２８、および第１の低誘電体層２７を貫通し、下層配線層２６の表面に至るビアホール３３を形成する（第１エッチング空間形成工程）。
【００５９】
続いて、前記レジストマスク３２と反射防止膜３１とを除去した後、図５（ｅ）に示すように、前記第２のエッチングストッパ３０上に、前記本発明のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料を塗布し、第１エッチング空間３３を埋め込み、埋込材層３４ａを、第１エッチング空間３３中に埋込材３４ｂを形成する（埋め込み工程）。
【００６０】
図５（ｆ）に示すように、この埋込材層３４の上にドライエッチングにより加工可能な反射防止膜３５を積層し、この反射防止膜３５上に、トレンチ形成用ホトレジストを塗布し、このホトレジスト層にパターン光を照射し、アルカリ現像液により現像して、ホトレジストパターン３６を形成する（ホトレジストパターン形成工程）。
【００６１】
次に、このレジストパターン３６をマスクとして、レジストパターン３６により覆われていない反射防止膜３５の露出部分をドライエッチングにより加工する。続いて、前記レジストパターン３６を用いて、第２のエッチングストッパ膜３０と第２の低誘電体層２９とをエッチングして、図５（ｇ）に示すようなトレンチ３７を形成する（第２エッチング空間形成工程）。
【００６２】
その後、剥離液を用いてビアホール３３内の埋込材３４ａを、剥離液によって、ホトレジストパターン３６および反射防止膜３５とともに完全に除去する。この時点で、図５（ｈ）に示すようなトレンチ３７とビアホール３３とからなるデュアルダマシン構造が形成される。
【００６３】
続いて、前記ビアホール３３とトレンチ３７とに銅を埋め込んで、図５（ｉ）に示すように、ビア配線３８と上層配線層３９とを同時に形成する。これにより、下層配線層２６と上層配線層３９とがビア配線３８によって電気的に接続された多層配線構造が実現される。
【００６４】
なお、上記説明は、ビアホールを先に形成する場合を対象として行ったものであるが、トレンチを先に形成する場合もあり、その場合にも、本発明方法は適用可能であることは、明らかである。
【００６５】
また、前述の説明では、埋め込み工程の後に、反射防止膜３５を形成する工程を設け、その後のホトレジストパターン３６の形成工程の後に、ホトレジストパターン３６をマスクとした反射防止膜加工工程を設けたが、本発明方法では、特に必須の工程ではない。ただ、かかる反射防止膜３５を設ければ、レジストパターン３６を形成するときの露光光や加熱のエネルギーが低誘電体層２９に悪影響を及ぼすのをさらに抑止することができ、ポイゾニング現象の発生をより強く防止することができる。
【００６６】
前記構成のデュアルダマシン構造形成方法において、前記埋込材除去工程（ｈ）に用いられる剥離液は、少なくとも水溶性アミン、および第４級アンモニウム水酸化物の中から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。なかでも好ましく用いられるのは、第４級アンモニウム水酸化物を含有するホトレジスト剥離液である。
【００６７】
前記水溶性アミンとしては、アルカノールアミン、およびアルキルアミンから選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００６８】
このようなアミン系剥離液を含有する系の剥離剤には、さらに非アミン系水溶性有機溶剤、水、防食剤、界面活性剤等が配合されてもよい。
【００６９】
前記非アミン系水溶性有機溶剤としては、例えば、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ビス（２−ヒドロキシエチル）スルホン、テトラメチレンスルホン等のスルホン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド等のアミド類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシメチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン等のラクタム類；β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジイソプロピル−２−イミダゾリジノン等のイミダゾリジノン類；エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、２，３−ブチレングリコール等の多価アルコール類およびその誘導体を挙げることができる。これらは１種を用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００７０】
本発明方法において、ホトレジスト層を形成するためのホトレジスト組成物は、特に限定されるものではなく、このホトレジスト組成物としては、水銀灯のｉ線、ｇ線、そして、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、さらには、Ｆ２エキシマレーザー等の露光光に対して通常用いられるホトレジスト組成物を用いることができる。
【００７１】
本発明方法において、露光、現像処理は、通常のリソグラフィーで常用のプロセスを用いることができる。
【００７２】
上記配線層用の導電体材料としては、Ｃｕが好ましいが、Ｃｕ以外に、Ｃｕ合金、Ａｌ、Ａｌ合金等を用いてもよい。埋め込み配線層は電解めっき法などにより形成されるが、特に限定されない。
【００７３】
上記低誘電体層に用い得る材料としては、カーボンドープオキサイド（ＳｉＯＣ）系、メチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）系、ヒドロキシシルセスキオキサン（ＨＳＱ）系の低誘電体材料を挙げることができる。前記カーボンドープオキサイド系の低誘電体材料としては、具体的には、Ａｐｌｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  社製のブラックダイアモンド（商品名）、Ｎｏｖｅｌｕｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  社のコーラル（商品名）、日本ＡＳＭ社製のＡｕｒｏｒａ（商品名）等が挙げられる。また、前記メチルシルセスキオキサン系の低誘電体材料としては、具体的には、東京応化工業株式会社製の「ＯＣＤ  Ｔ−９」、「ＯＣＤ  Ｔ−１１」、「ＯＣＬ  Ｔ−３１」、「ＯＣＬ  Ｔ−３７」、「ＯＣＬ  Ｔ−３９」という商品名で市販されている材料等が挙げられる。さらに、前記ヒドロキシシルセスキオキサン系の低誘電体材料としては、具体的には、東京応化工業株式会社製の「ＯＣＤ  Ｔ−１２」、「ＯＣＬ  Ｔ−３２」という商品名で市販されている材料等が挙げられる。
【００７４】
本発明方法において、低誘電体層は、前記配線層上、あるいは配線層上にバリア膜（エッチングストッパ層：ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、Ｔａ、ＴａＮ等）を形成した上に形成してもよい。低誘電体層の焼成温度は、通常、３５０℃以上のハードベークで行われる。
【００７５】
上記ホトレジスト層は、水銀灯のｉ線、ｇ線、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｆ２エキシマレーザー、電子線ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）向けに慣用されるホトレジスト材料を、リソグラフィー法により、用いることができる。
【００７６】
また、本発明方法において、必要に応じて設ける前記反射防止膜としては、慣用のＣＦ４系エッチングガスや、Ｎ２＋Ｏ２系エッチングガスによって、除去可能な市販の材料を使用することが可能である。この反射防止膜により露光光を吸収して下層に入射することを防止し得る。市販の反射防止膜材料としては、東京応化工業株式会社製の「ＳＷＫ−ＥＸ１Ｄ５５」、「ＳＷＫ−ＥＸ３」、「ＳＷＫ−ＥＸ４」、「ＳＷＫ−Ｔ５Ｄ６０」、「ＳＷＫ−Ｔ７」等の商品名で市販されている材料や、Ｂｒｅｗｅｒ  ｓｃｉｅｎｃｅ社製の「ＤＵＶ−４２」、「ＤＵＶ−４４」、「ＡＲＣ−２８」、「ＡＲＣ−２９」等の商品名で市販されている材料や、Ｓｈｉｐｌｅｙ社製の「ＡＲ−３」、「ＡＲ−１９」等の商品名で市販されている材料等が挙げられる。
【００７７】
上記反射防止膜を使用する場合、前述のように、第２エッチング空間を形成し、第１エッチング空間内の埋込材を除去した後、ホトレジスト膜および反射防止膜の除去を行う。
【００７８】
これらの反射防止膜は、通常、酸素プラズマアッシング処理により除去されるが、この場合、低誘電体層へのダメージが発生するおそれがあり、アッシング処理を採用することは好ましくない。そこで、本発明では、反射防止膜の除去処理は、残存する反射防止膜下層の埋込材層を除去して、リフトオフすることにより、実現することが好ましい。
【００７９】
また、特に低誘電体層としてヒドロキシシルセスキオキサン系の材料を用いた場合には、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガスから発生するプラズマを照射する処理を行って、低誘電体層の表面を改質する。この表面改質処理により、残存する反射防止膜およびホトレジストパターンは、低誘電体層へのダメージを生じることなく、酸素プラズマ処理により除去することができる。
【００８０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。以下の実施例は、本発明を好適に説明する例示にすぎず、本発明をなんら限定するものではない。
【００８１】
（実施例１〜４）
埋め込み材料として、次の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および（Ｄ）の樹脂組成物を調製した。
【００８２】
（Ａ）  ｐ−スチレンスルホン酸エチルからなる樹脂成分を、γ−ブチロラクトン／乳酸エチル（２：８）からなる溶媒に溶解し、固形分濃度を６ｗｔ％に調整した樹脂組成物。
【００８３】
（Ｂ）  ｐ−スチレンスルホン酸エチル：ヒドロキシエチルアクリレート（＝５：５）からなる樹脂成分と、該樹脂成分量の２０ｗｔ％相当量のサイメル１１７２（三井サイアナミッド社製テトラメチロールグリコールウリル）とを、乳酸エチルからなる溶媒に溶解し、固形分濃度を６ｗｔ％に調整した樹脂組成物。
【００８４】
（Ｃ）  ｐ−スチレンスルホン酸エチル／９−ヒドロキシアントラセニルアクリレート（５：５）からなる樹脂成分を、γ−ブチロラクトン／乳酸エチル（２：８）からなる溶媒に溶解し、固形分濃度を６ｗｔ％に調整した樹脂組成物。
【００８５】
（Ｄ）  ｐ−スチレンスルホン酸エチル／ヒドロキシエチルアクリレート／９−ヒドロキシアントラセニルアクリレート（４：３：３）からなる樹脂成分と、該樹脂の２０ｗｔ％相当量のサイメル１１７２（三井サイアナミッド株式会社製テトラメチロールグリコールウリル）と、前記２種の固形分量の１０００ｐｐｍ相当量のメガファックＲ０８（大日本インキ株式会社製フッ素系界面活性剤）とを、乳酸エチルからなる溶媒に溶解し、固形分濃度を６ｗｔ％に調整した樹脂組成物。
【００８６】
一方、Ｃｕ層を形成した基板上に、順次に、第１層としてＳｉＮ膜からなるバリア層を、第２層として低誘電体層（ＯＣＤ−Ｔ１２：東京応化工業株式会社製）を、第３層としてＳｉＮからなるバリア層を、第４層として低誘電体層（ＯＣＤ−Ｔ１２；東京応化工業社製）からなる層間絶縁層を形成した。この層間絶縁層の上にホトレジスト組成物（東京応化工業株式会社製：商品名ＴＤＵＲ−Ｐ６３０）を塗布し、１２０℃にて９０秒間加熱処理して、膜厚５０００Åのホトレジスト層を形成した。このホトレジスト層を露光し、順次、露光後加熱（１１０℃、９０秒間）、現像処理を施して、２５０ｎｍのホトレジストパターンを形成した。このホトレジストパターンをマスクとして、前記層間絶縁層をエッチングし、前記Ｃｕ層に連通するビアホールを形成した。
【００８７】
前記ホトレジストパターンを除去した後の前記層間絶縁層上に前記樹脂組成物（Ａ）〜（Ｄ）を塗布することによって、層間絶縁層上に埋込材層を形成するとともに、前記ビアホール内に埋込材を入り込ませた。その後、２００℃にて９０秒間加熱焼成した。
【００８８】
前記埋込材層の上にホトレジスト組成物（ＴＤＵＲ−Ｐ６３０：東京応化工業株式会社製）を塗布し、９０℃にて９０秒間加熱処理して、膜厚４０００Åのホトレジスト層を形成した。このホトレジスト層を露光し、露光後加熱処理（１１０℃、９０秒間）を行い、その後、現像処理を施して、トレンチ形成用ホトレジストパターンを形成した。
【００８９】
このときのトレンチ形成用ホトレジストパターンの形状を、走査型電子顕微鏡により観察した。その結果、（Ａ）〜（Ｄ）のいずれの埋め込み材料を用いた場合も、ポイゾニングの悪影響によるパターン不良は発生しなかった。
【００９０】
さらに、基板上に残留する埋込材層に対しては、基板を、ジメチルスルホキシドとモノエタノールアミンの混合溶剤（混合比＝７：３）からなる剥離液に１００℃、２０分間浸漬することにより、剥離、除去した。
【００９１】
このとき基板上の残留物の有無を走査型電子顕微鏡により確認したところ、（Ａ）〜（Ｄ）のいずれの埋め込み材料を用いた場合も、基板上に残留物は認められず、低誘電体層へのダメージも確認されなかった。
【００９２】
（実施例５）
前記実施例３の樹脂組成物（Ｃ）を用いた埋め込み材料に対して、光酸発生剤であるＴＰＳ−１０９（緑化学社製）を、樹脂成分の３重量％相当量を配合した以外は、前記実施例と全く同様の手法にてデュアルダマシン構造を形成した。このときのトレンチ形成用ホトレジストパターンにはポイゾニングの悪影響によるパターン不良は発生しなかった。また、剥離処理後の基板上の残留物も確認されなかった。
【００９３】
（実施例６）
前記樹脂組成物（Ｃ）を用いた実施例３において、ホトレジスト層との中間層として反射防止膜（東京応化工業社製：商品名ＳＷＫ−９Ｌ）を形成した以外は全く同様の条件にてデュアルダマシン構造を形成した。このときのトレンチ形成用ホトレジストパターンにはポイゾニングの悪影響によるパターン不良は発生しなかった。また、剥離処理後の基板上の残留物も確認されなかった。
【００９４】
（比較例１）
埋め込み材料を、ヘキサメトキシメチル化メラミンをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解した樹脂組成物から構成とし、使用後の埋込材層および第２エッチング空間内の埋込材の除去をＯ２プラズマアッシング処理により行ったこと以外は前記実施例と同様の操作にてデュアルダマシン構造を形成した。その結果、トレンチ形成用ホトレジストパターンにポイゾニングが発生し、パターン像が形成できない部分が発生した。
【００９５】
（比較例２）
埋め込み材料を、スピンオングラス材料（東京応化工業株式会社製：商品名ＯＣＤ−Ｔ１２）とし、使用後の埋込材層および第２エッチング空間内の埋込材の除去を０．０１ｗｔ％バッファードフッ酸水溶液で行った以外は前記実施例と同様の操作にてデュアルダマシン構造を形成した。その結果、トレンチ形成用ホトレジストパターンにポイゾニングが発生し、パターン像が形成できない部分が発生した。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデュアルダマシン構造形成用埋め込み材料は、所定のエネルギーが印加されることにより末端基が脱離してスルホン酸残基を生じる置換基を少なくとも有する樹脂成分と、溶媒とを含有していることを特徴とするものである。かかる構成において、前記樹脂成分は、少なくとも下記一般式
【化５】
2004179393.tif 000004
（式中、ｎは１以上の整数を表し、Ｘは炭素原子数１〜１０の直鎖もしくは分岐状のアルキル鎖、芳香性もしくは脂環性の環状アルキル鎖、アルキルエステル鎖であり、Ｙは所定のエネルギーの印加を受けてスルホン酸残基を生じる置換基である。）
で表される繰り返し単位を有するものが好ましい。
【００９７】
係る構成によって、本発明は、以下の効果を得ることができる。
（１）  本発明に用いる埋め込み材料は、ホトレジストのパターニング工程にて低誘電体層から発生するガス状または／および液状のアルカリ成分に高い耐性を持つので、前記アルカリ成分によってホトレジストパターンに不良が生じるというポイゾニング現象を抑止することができ、それによって、デュアルダマシン構造のエッチング空間を優れた寸法安定性をもってパターニングすることが可能となる。
（２）  ホトレジスト剥離液により除去可能であるため、誘電率（ｋ）が３．０以下の低誘電体材料のようなＯ２アッシングプラズマ耐性が低い材料を積層した半導体基板におけるデュアルダマシンのリソグラフィプロセスに用いるエッチング空間埋め込み材料として好適に用いることができ、それによって、低誘電体層の低誘電率を配線層を形成した後に至るまで適正値に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の埋め込み材料を用いたデュアルダマシンプロセスによる配線形成方法を説明するためのもので、（ａ）〜（ｄ）はリソグラフィーを用いた配線構造形成の工程図である。
【図２】図１に続く後半の配線形成方法を説明するためのもので、（ｅ）〜（ｈ）は図１の（ｄ）に続くリソグラフィーを用いた配線構造形成の工程図である。
【図３】低誘電体層にデュアルダマシン構造を形成する場合に発生するポイゾニング現象を説明するためのもので、（ａ）はポイゾニング現象が生じずに正常なパターニングが行われたエッチング空間パターンの要部の平面図であり、（ｂ）はポイゾニング現象が生じてパターニング不良を起こしたエッチング空間パターンの要部の平面図である。
【図４】本発明の埋め込み材料を用いたデュアルダマシンプロセスによる配線形成方法を説明するためのもので、（ａ）〜（ｄ）はリソグラフィーを用いた配線構造形成の工程図である。
【図５】図４に続く後半の配線形成方法を説明するためのもので、（ｅ）〜（ｉ）は図４の（ｄ）に続くリソグラフィーを用いた配線構造形成の工程図である。
【符号の説明】
２１  基板
２２  低誘電体層
２３  レジスト膜
２４  配線溝（トレンチ）
２５  バリヤメタル
２６  下層配線層（金属層）
２７  第１の低誘電体層
２８  第１のエッチングストッパ膜
２９  第２の低誘電体層
３０  第２のエッチングストッパ膜
３１  反射防止膜
３２  レジストマスク
３３  ビアホール（第１エッチング空間）
３４ａ  埋込材層
３４ｂ  第１エッチング空間中の埋込材
３５  反射防止膜
３６  ホトレジストパターン
３７  トレンチ（第２エッチング空間）
３８  ビア配線
３９  上層配線層
【図１】
2004179393.tif 000008
【図２】
2004179393.tif 000009
【図３】
2004179393.tif 000010
【図４】
2004179393.tif 000011
【図５】
2004179393.tif 000012