(57)【要約】      （修正有）【課題】誘電体として空気を集積する方法、およびこの方法を使用して作製された誘電体として空気層を有する半導体素子を提供する。【解決手段】次の工程からなる：ａ、基板１にパターン化される誘電体の層を形成する；ｂ、形成された誘電体層をパターン化する；ｃ、パターン化された誘電体層に導電金属３を施して導電金属３と誘電体から共通面を形成する；ｄ、工程ｃで作製された層に有機誘電体４の層を形成する；ｅ、この方法で作製されたコーティング基板を弗素含有化合物とコンタクトさせて、導体構造間の誘電体として空気５を有し、上面に連続誘電体層４を有する構成を形成する。【選択図】図１ｇ
2004165635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子中の誘電体として空気を集積化する方法であって：
ａ、基板（１）にパターニングされるべき誘電体層（２）を形成する工程と、
ｂ、形成された誘電体層（２）をパターニングする工程と、  
ｃ、パターニングされた誘電体層（２）へ導体金属（３）を形成し、導体金属（３）と誘電体（２）から共通面を形成する工程と、
ｄ、工程ｃで作製された層に有機誘電体（４）の層を形成する工程と、
ｅ、導体構造間の誘電体として空気を有し、かつ、上面に連続誘電体層（４）を有する構成を形成するために、この方法で作製されたコーティングされた基板を弗素含有化合物とコンタクトさせる工程と、
からなる方法。  
【請求項２】
前記弗素含有化合物が気体である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記弗素含有化合物が、炭素原子を１乃至４、好ましくは１乃至２有する弗素含有炭化水素化合物、炭素原子を１乃至４、好ましくは１乃至２有するパーフルオリネート炭化水素化合物、窒素原子を１乃至２有する弗素含有窒素化合物、炭素原子を１乃至４、好ましくは１乃至２有するクロロフルオロカーボン化合物、及び／又はＨＦ，Ｆ２、ＢＦ３，ＰＦ３，ＣｌＦ，ＣｌＦ３、ＣｌＦ５、ＸｅＦ２，ＳＦ４，ＳＯ２Ｆ２、ＳＦ６又はそれらの混合物である請求項１又は２に記載の方法。  
【請求項４】
前記弗素含有化合物が、ＣＦ４，ＣＨＦ３，ＣＨ３Ｆ，Ｃ２Ｆ６，ＣＨ２Ｆ２，Ｃ２Ｈ２Ｆ４，Ｃ２Ｃｌ２Ｆ４，Ｃ２Ｃｌ３Ｆ３，Ｃ２Ｃｌ３Ｆ３，Ｃ２ＣｌＦ５、Ｃ２Ｃｌ４Ｆ２，及び／又はＮＦ３化合物のうちの１つ以上である請求項１乃至３のうちの１つに記載の方法。
【請求項５】
前記弗素含有化合物が、ＮＨ３，Ｏ２、及び／又はＨ２Ｏとの混合物の状態で存在する請求項１乃至４のうちの１つに記載の方法。
【請求項６】
前記弗素含有化合物が溶液の状態で使用される請求項１乃至５のうちの１つに記載の方法。
【請求項７】
前記弗素含有化合物がＨＦ，ＫＦ，ＮａＦ，ＬｉＦ，ＮＨ４ＨＦ２，又はＮＨ４Ｆ，又はそれらの混合物の水溶液の状態で存在する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基板を前記弗素含有気体化合物と２０乃至２００℃、好ましくは５０乃至１００℃でコンタクトさせる工程を特徴とする請求項１乃至７のうちの１つに記載の方法。
【請求項９】
前記基板を前記弗素含有気体化合物と５乃至６０分間、好ましくは１０乃至３０分間コンタクトさせる工程を特徴とする請求項１乃至８のうちの１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記パターニングされる誘電体が二酸化珪素であることを特徴とする請求項１乃至９のうちの１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記基板（１）がシリコン、ゲルマニウム、マイクロエレクトロニック的に処理されたＳｉやＧｅの基板；ガラス、金属−ガラスの組合せ；又は、ドーピングされた或いはドーピングされないチオフェンやアリレン等の電気的に半導性の高分子を有するＳｉ又はＧｅ、からなる群から選択された請求項１乃至１０のうちの１つに記載の方法。
【請求項１２】
銅、銀、アルミニウムまたはＡｌ，Ｃｕ，およびＳｉの合金が導体金属（３）として使用される請求項１乃至１１のうちの１つに記載の方法。
【請求項１３】
銅が導体金属（３）として使用される請求項１乃至１２のうちの１つに記載の方法。  
【請求項１４】
ポリベンゾキサゾール（ＰＢＯ）、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド（ＰＩ）、及び／又は、ポリハイドロキシアミド（ＰＢＯの前駆体）及び／又はポリアミドカルボキシル酸（ＰＩ前駆体）等のそれらの前駆体、および、ポリキノリン、ポリキノキサリン、ポリフェニレン或いはポリナフチレン等のポリアリレン、或いは、ビニルフォスフィン酸化物、弗素処理された或いは弗素されない、ポリフェニルエーテル、ポリナフチルエーテル等のポリアリレンエーテルであって、各化合物はそれぞれシリコン、ゲルマニウム、硼素、或いは燐を含む有機金属を含み得る、本質的に周知の化合物の１つ以上が有機誘電体（４）として使用される請求項１乃至１３のうちの１つに記載の方法。
【請求項１５】
使用される有機誘電体（４）が、感光性ポリイミド、感光性ポリベンゾキサゾール、又は、感光性ベンゾシクロブテン等の感光性誘電体（７）である請求項１乃至１４のうちの１つに記載の方法。
【請求項１６】
工程ｃの後、平坦化工程が、好ましくはＣＭＰによって行われる請求項１乃至１５のうちの１つに記載の方法。
【請求項１７】
基板を弗素含有化合物とコンタクトさせる前に、工程ａから工程ｄまでが繰り返して行われることによって、多層構造が弗素含有化合物とコンタクトする請求項１乃至１６のうちの１つに記載の方法。
【請求項１８】
導体金属（３）が形成される前にバリヤ層が形成される請求項１乃至１７のうちの１つに記載の方法。
【請求項１９】
バリヤ層が、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、窒化タングステン、炭化タングステン、炭化珪素、アモルファスカーボンおよび混合物、又は、ＳｉＣＮ，ＳｉＯＣＮ或いはＳｉＣＨ等の上記材料と、酸素、炭素，及び／又は水素との化合物の１つ以上からなる請求項１乃至１８のうちの１つに記載の方法。
【請求項２０】
導体金属（３）、好ましくは銅、の表面が、有機誘電体（４）が形成される前にパッシベーション処理される請求項１乃至１９のうちの１つに記載の方法。
【請求項２１】
空気−誘電体層の機械強度を増強させるために機械的支持部材が集積された請求項１乃至２０のうちの１つに記載の方法。
【請求項２２】
請求項１乃至２１の１つ以上に基いた方法を使用して得られた、１つ以上の空気−誘電体層を有する半導体素子。
【請求項２３】
空気−誘電体層内に機械的支持部材を有する請求項２２に記載の半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子において誘電体としての空気を集積する方法、および、本発明による方法を使用して作製された、１つ以上の空気−誘電体層を含む半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
接続遅延は将来のチップ世代における重要な問題である。アルミニウムの代わりに銅を導入して、信号伝播時間は大きく進歩した（即ち、ＲＣ遅延として周知の問題のＲの部分。Ｒは抵抗、Ｃは静電容量）が、「Ｃ」の部分を改良する実用的な方法は未だ不足している。接続間の静電容量的結合は、金属導体間にある誘電体の誘電定数を減少させることによって減少させ得る。この問題は、酸化珪素やそれの弗化物等の従来の誘電体を使用したのでは、これらの材料は３以上の誘電定数を有するので、解決され得ない。
【０００３】
この数年、低誘電率（ｋ＜３）として周知の低誘電率材料を作製し、集積する研究がなされている。２.５〜２.９の誘電定数を有するこのタイプの誘電体は既に十分に開発され、0.１３μｍ技術世代での使用に適合している。これらの材料の例は、ブラックダイヤモンド（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）、オキサゾル（Ｏｘａｚｏｌｅ）誘電体  ＯｘＤ（Ｉｎｆｉｎｅｏｎ）或いはＳｉＬＫ（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）等である。後者の２つの材料は有機高分子を基にしており、これらの多孔性バージョンが開発中であるが、ｋ値（誘電率）は２.２以下になった。更に、ＪＳＲで製造されているＬＫＤ，Ｄｏ
ｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇで製造されているＸＬＫ等の、多くの多孔性無機材料がある。
【０００４】
ＷＯ  ００／３５０００Ａｌには、接続線と接続プラグとの周囲に空隙のある半導体構造の製造方法が記載されている。その空隙は、電気伝導性充填材や半導電性充填材を除去することによって形成される。
【０００５】
米国特許第６，２６８，２７７ＢＩ号には、空隙を有する半導体構造が誘電体中に形成される方法が記載されている。この場合、空隙と接続する経路は層の成膜によってカバーされている。
【０００６】
米国特許第６，２１１，５６１ＢＩ号には、空隙を有する半導体構造を作製する方法が記載されている。その空隙は、エッチングされた後に層で封止されている。
ＷＯ  ００／５１１７７には、接続間に空隙のある半導体構造の形成方法が記載されている。その空隙は、エッチング材料によるギャップで形成されている。
【０００７】
米国特許第２００２／００１９１２５Ａ１号には、半導体構造中の孔を安定化するためのサポート部材の使用を記載している。
米国特許第６，１６５，８９０号には、固体構造、特に、半導体構造におけるギャップの形成法が記載されている。その中では、ノルボルネン型の高分子を熱分解した跡を孔にしている。
【０００８】
空気の誘電率が１であることは周知であり、そのために、理想的な誘電体とされている。このため今までに、誘電体として空気（空隙）を使用するための多くの試みがなされてきた。例：Ｍａｒｋ  Ｌｉｎ，Ｍａｔ.Ｒｅｓ.  Ｓｏｃ.  Ｓｙｍｐ.  Ｐｒｏｃ.  Ｖｏ
ｌ.  ６１２（２０００），Ｄ.４.７.１〜Ｄ.４.７.６。しかしながら、従来の空隙の考
えはあらゆるフィーチャサイズには使用し得ない（設計に大きく依存する）か、非常に複雑で経済的に不可能かであった。
【特許文献１】ＷＯ  ００／３５０００Ａｌ
【特許文献１】米国特許第６，２６８，２７７ＢＩ号
【特許文献１】米国特許第６，２１１，５６１ＢＩ号
【特許文献１】ＷＯ  ００／５１１７７
【特許文献１】米国特許第２００２／００１９１２５Ａ１号
【特許文献１】米国特許第６，１６５，８９０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は、誘電体としての空気が半導体素子中に容易に集積され得る方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、これは請求項１による方法で達成され得る。本発明は又、請求項２１による半導体素子にも関連する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
半導体素子中の誘電体として空気を集積する、本発明による方法は次の工程からなる：
ａ.  基板（１）にパターニングされる誘電体（２）の層を形成する；
ｂ.  形成された誘電体層をパターニングする；
ｃ.  パターニングされた誘電体層（２）に導電金属（３）を付けて、導電金属（３）
と誘電体（２）から共通面を形成する。
【００１２】
ｄ.  工程ｃで得られた層に有機誘電体（４）の層を形成する。
ｅ.  この方法で作製されたコーティング基板を弗素含有化合物とコンタクトさせて、
導体構造の間の誘電体として空気を有し、上面に連続誘電体層（４）を有する構成を形成する。
【００１３】
この方法で、半導体素子の設計には限定されず、簡単な方法で、誘電体としての空隙を得ることが可能となる。
工程ｅで述べた、基板を弗素含有化合物とコンタクトさせる工程では、工程ａで形成された誘電体特に二酸化珪素は、その上に（有機）誘電体膜があるにもかかわらず、弗素含有化合物と反応してその反応生成物が飛散し、空孔や空隙が残る。驚くべきことに、この方法では有機誘電体膜は損傷されない。
【００１４】
本発明によって前処理された半導体基板とコンタクトすべき弗素含有化合物は、好ましい実施例においては気体である。その場合、使用される弗素含有化合物は、炭素原子が１〜４で好ましくは１〜２の弗素含有炭化水素化合物、炭素原子が１〜４で好ましくは１〜２のペルフルオリネートの炭化水素化合物、１〜２の窒素原子を有する弗素含有窒素化合物、炭素原子が１〜４で好ましくは１〜２のクロロフルオロカーボン化合物、及び／又はＨＦ，Ｆ２，ＢＦ３，ＰＦ３，ＣｌＦ，ＣｌＦ３，ＣｌＦ５，ＸｅＦ２，ＳＦ４，ＳＯ２Ｆ２，ＳＦ６，又はその混合物である。
【００１５】
炭素原子が１〜４の好ましい炭化水素化合物の例は、ＣＨ３Ｆ，ＣＨＦ４，やＣＨ２Ｆ２である。
好ましいフルオリネート炭化水素化合物の例は、一般式ＣｎＦ２ｎ＋２の化合物で、ｎ＝１〜４、好ましくはｎ＝１〜２であって、特に、ＣＦ４又はＣ２Ｆ６である。ペルフルオリネートの炭化水素化合物、特に、ＣｎＦ２ｎ＋２でｎ＝１〜４の化合物は、Ｆの５０％までがＨやＣｌと置換され得る。このタイプの好ましい化合物はＣ２Ｈ２Ｆ４やＣ２Ｃｌ２Ｆ４である。好ましい弗素含有窒素化合物の例はＮＦ３である。好ましいクロロフルオロカーボン化合物の例はＣ２Ｃｌ３Ｆ３やＣ２Ｃｌ４Ｆ２である。
【００１６】
特に、化合物ＣＦ４，ＣＨＦ３，Ｃ２Ｆ６、および、ＮＦ３は、好ましい気体の弗素含有化合物である。本発明によると、半導体構造に何らかの悪影響が無い限り、使用される弗素含有化合物は、ＮＨ３，Ｏ２，又はＨ２Ｏの混合物でもよい。一般的に、適切な気体は、Ｃ-Ｆ，Ｃ-Ｈ-Ｆ，やＮ-Ｆの群を含む気体化合物である。
【００１７】
更に好ましい実施例において、弗素含有化合物は前処理された半導体基板と液体状でコンタクトしてもよい。この場合、弗素含有化合物は、ＨＦ，ＫＦ，ＮａＦ，ＬｉＦ，ＮＨ４ＨＦ２，ＮＨ４Ｆや、それらの混合物であることが望ましい。
【００１８】
本発明によると、基板と弗素含有気体化合物とのコンタクトは２０〜２００℃で、好ましくは５０〜１００℃で行われる。この場合、処理時間は５〜６０分、好ましくは１０〜３０分である。基板と弗素含有気体化合物とのコンタクトは１〜１０００ｍｂａｒで行われるのが望ましい。
【００１９】
溶液状の弗素含有化合物の処理は、３０〜６０℃で加熱されるのが望ましい。
形成される誘電体は半導体構造の作製に一般に使用される所望の誘電体、好ましくは、前述した無機誘電体でよい。工程ａによってパターン化される誘電体は、二酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素等が、特には、二酸化珪素が好ましい。
【００２０】
理論的には、半導体構造やチップ作製に使用される基板は本発明に適している。本発明による好ましい基板は、シリコン、ゲルマニウム、マイクロエレクトロニック的に加工された、上部面に誘電体を有するＳｉ又はＧｅ、ガラス、金属とガラスの組合せ；又は、ドーピングされた或いはド−ピングされない、チオフェンやアリレン等の電気的に半導性の高分子を有するＳｉ又はＧｅである。
【００２１】
最初に、誘電体、好ましくは二酸化珪素が、従来法を使用して好ましくは１００〜２０００ｎｍの層厚で形成される。
誘電体は、補助レジストによって間接的にパターニングされてもよいし、従来法によって直接パターニングされてもよい。直接パターニングの場合、誘電体自身が感光性である（例６）。間接パターニングは、シリル化され得るレジストだけでなく、シリコン含有レジストも使用して行われる。多層システム（有機物の誘電体／バリヤ層／通常のフォトレジスト）は適切である。適切なバリヤ層の例は二酸化珪素またはスピンオンされたガラス材料である。
【００２２】
本発明によると、使用される導体金属は銅が望ましい；例として、銀、アルミニウム、または、Ａｌ，ＣｕおよびＳｉの合金も適している。
導体金属はＣＶＤまたはＰＶＤ法によって施され得る。場合によれば、導体層、特に銅層、は電気メッキされて所望の層厚にされる。導体金属層は少なくとも誘電体層全体の厚さを有することが望ましい。
【００２３】
工程ｃによって、例えばＣＶＤ技術によって行われる銅層または導体層の厚さは一般的に３０〜２００ｎｍであり、その厚さは電気メッキによって、誘電体の層厚に達するまで増厚される。
【００２４】
ＣＶＤまたはＰＶＤ法による銅成膜または導体金属成膜の前にバリヤ層を施すのは好ましい。この層は有機物でも無機物でもよい。適切なバリヤ層材料は、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、窒化タングステン、炭化タングステン、炭化珪素、アモルファスカーボン、およびそれらの材料の混合物、または、酸素、炭素や水素を有する上記化合物、例えば、ＳｉＣＮ，ＳｉＯＣＮ，ＳｉＣＨ等、である。ＣＶＤ法やＰＶＤ法はバリ
ヤ層を形成するために好ましく使用され得る。標準厚さは５〜５０ｎｍである。本発明によって導体金属、特に銅、が施された後に、銅の行路はパッシベーション処理される。パッシベーション処理は、例えば、電解メッキのＣｏＷＰ（即ち、電解メッキによるコバルト、タングステン、および燐の層）、ＣｏＰ，Ｒｕ等、又は、ＣＶＤによって選択的に成膜されるＷ，ＷＮ，或いはＷＣの従来法を使用して行われる。
【００２５】
工程ｂによるパターニングの後のベースや側壁のパッシベーション処理も同様に従来法で、例えば、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、窒化タングステン、炭化タングステン、炭化珪素、または同様の周知のバリヤ層材料層の成膜によって行われる。
【００２６】
本発明によると、パッシベーション処理の前後に、金属層または導体金属層が、好ましくはＣＭＰ（化学機械研磨）によって平坦化され、二酸化珪素や銅（即ち銅上のバリヤ）の平坦化共通面が形成されることが望ましい。
【００２７】
理論的には、本発明によると、導体金属や誘電体の平坦面が形成されるのが望ましい。工程ｃにおいてバリヤ層またはパッシベーションが導入された場合は、共通面もバリヤ層、パッシベーション層、および誘電体によって形成され得る。共通面も又ＣＭＰ後に形成され得る。
【００２８】
工程ｄによると、有機誘電体層は工程ｃで形成された層に形成される。使用される有機誘電体層は、周知の下記の化合物の１つ以上が望ましい：ポリベンゾキサゾール（ＰＢＯ）、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド（ＰＩ）、及び／又は、ポリハイドロキシアミド（ＰＢＯの前駆体）やポリアミドカルボキシル酸（ＰＩ前駆体）等のそれらの前駆体、および、ポリキノリン、ポリキノキサリン、ポリフェニレン或いはポリナフチレン等のポリアリレン、或いは、ＷＯ９７／１０１９３で開示され請求項に記載されている高分子、即ち、エチニル芳香族化合物の高分子、ポリフェニルエーテル、ポリナフチルエーテル等のポリアリレンエーテル、米国特許第５，１１５，０８２号や米国特許第５，１４５，９３６号に開示され請求項に記載されている、弗化ポリアリレンエーテルやポリナフチレンエーテルやそれらの非弗化の同族体であって、上記の有機誘電体層のそれぞれが、シリコン、ゲルマニウム、ボロン、燐等を含有する有機金属を含んでもよい。
【００２９】
他の同様に好ましい有機誘電体は、感光性有機誘電体、特に、旭化成製のＰｉｍｅｌやアーチケミカル（Ａｒｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）製のＰｒｏｂｉｍｉｄｅ等の感光性ポリイミド、住友ベークライト製のＣＲＣやダウケミカル製の感光性ベンゾシクロブテン等の感光性ポリベンゾキサゾールである。
【００３０】
有機誘電体は適当な溶剤に溶解して、例えば、スプレー法やスピン法等の従来法を使用して形成されるのが望ましい。好ましい溶剤は、メトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルアセテート、エトキシプロピルプロピオネート、Ｎ-メチルピロリドン、ガンマ
−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、及び／又はシクロペンタノンである。その形成後に乾燥工程が行われる。処理工程を使用する場合は、その処理工程は前駆体を最終生成物に変える目的で行われる。
【００３１】
コーティングされた基板を弗素含有化合物とコンタクトさせる工程では、コーティングされた基板が配置されているチャンバー中に弗素含有ガスを連続供給して行われるのが望ましい。基板がチャンバーから除去された後、空気のみによって相互から水平に区分され、上面に連続の誘電体層を有する銅構造や導体金属構造はその場所に残る。
【００３２】
その工程によって、導電体構造間の誘電体として空気を有する。その結果、ｋ値は実質的に１で、理論的限界になる。
弗素含有化合物の処理は、半導体構造の形成の際に各層後に行う必要はない。むしろ、本発明によると、その構造は、誘電体として二酸化珪素を有する複数の層を完成させた後に、弗素含有化合物とコンタクトさせることが可能であり、望ましい。これは製造技術としては大きな利点である。本発明による、気体や液体の弗素含有化合物で前後処理をするタイプの多層構造を図３に示した。又、方法は２層に限定されない。所望の層数を相互に形成して処理することは可能である。誘電体として空気を有する層を作製した後、更なる層を作製することも可能である。
【００３３】
図１ｂ〜ｅ（下記に説明）は、本発明によって使用され得る従来のダマシン法を記載している。更に、本発明によって、デュアルダマシン法を使用することも可能である。
比較的大きな空間を有する構造の場合、本発明によれば、なんらの電気的機能も有しないが機械的支持の役割をする、支持コラムを組み合わせるのが好ましい（図２）。
【００３４】
チップの内部で発生して（酸化または他の化学反応が）周縁部に広がる悪影響を防止するために、少なくとも２μｍ幅の金属の防御リング又はバリヤトラックをチップ周縁部全体に形成することが望ましい。
【００３５】
下記の実施例を基にして本発明を更に詳細に説明するが、それは請求項による保護の範囲を限定することを意図していない。この説明において、下記の図を参照する。
例
例１  銅構造の作製
ＣＶＤ技術によってシリコンウェハ１に二酸化珪素２を形成する。この層は、周知のレジスト技術によってパターニングされ、プラズマエッチングされる（図１ａ〜ｃ）。パターニングされた二酸化珪素層は８００ｎｍの高さである。ＰＶＤ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｅｎｄｕｒａ装置）によってこの層の上に４０ｎｍ厚のタンタル層を成膜し、次に７０ｎｍ厚の銅層を成膜する。次に、銅層を電解メッキ（Ｓｅｍｉｔｏｏｌ  Ｅｑｕｉｎｏｘ装置）によって１０００ｎｍに増厚する（図１ｄ）。次に、先ず銅、次にタンタルを化学機械平坦化する（ＩＰＥＣ装置、ＲＯＤＥＬ研磨パッド、ＣＡＢＯＴスラリー）、図１ｅ参照。次に、Ｎ−メチルピロリドン中の溶液から、スピンオン技術によって、平坦化された表面にポリベンゾキサゾール前駆体（ポリ−ｏ−ヒドロキサマイド）を施して、それをヨーロッパ特許第０２６４６７８号の例１によって有機誘電体４とし、加熱プレート上で１２０℃で２分間乾燥する。次に、コーティングされた基板を、処理炉（窒素雰囲気下）中で３８０℃で６０分間処理する。処理によって、前駆体は対応するポリベンゾキサゾールに換わる。誘電体として使用されるポリベンゾキサゾール膜４の層厚は１４００ｎｍである。処理用ガスには窒素と水素との混合物も使用され得る（図１ｆ）。次に基板を、ガスの入口と出口とを有する加熱可能なチャンバー内に導入する。次に弗酸ガスを、８０℃の温度でチャンバーに徐々に通す。この場合に使用されるキャリヤガスは窒素で、濃弗酸（４８重量％）中にポンプで送り込まれて、蒸気相で弗酸を運ぶ。２０分後、純窒素でチャンバーをパージし、基板をチャンバーから除去する。二酸化珪素が前に占拠していた場所には、相互接続（図１ｇ）間には空気のみが残存する。タンタルのみを使用する代替として、窒化チタン（２０ｎｍ）とタンタルとを一緒にバリヤとして施してもよい。
【００３６】
例２  多層構造
この場合、使用される基板は例１に基いて作製され、特には、有機誘電体（図１ｆ）の処理後に作製された構造である。次に、例１と同様に、ＣＶＤによって二酸化珪素と銅を成膜し、電解メッキによって増厚して、平坦化する。次に、ポリベンゾキサゾール前駆体を施して処理する（図３ａ）。次に、その構造を加熱可能チャンバー中に導入し、例１と同様に処理する。その結果が図３ｂに対応する構造である。
【００３７】
この方法は二層には限定されない。所望の層数が相互の上面に施され得る。先ず、誘電体としての空気を有する層を作製し、次に、その上に更なる層を施すことも可能である。
例３  コンタクト孔の作製と更なる構造
ヨーロッパ特許第４９４３８３号の例１によって、シリル化され得るフォトレジストを、例１によって作製された、上面に有機誘電体が施された構造に成膜する。次に、このフォトレジストをコンタクト孔のマスクを介して露出し、現像してシリル化する（図４ａ）。次に、コンタクト孔中の誘電体を、酸素プラズマによって１００秒間エッチングし（レジストはエッチングマスクとして使用される）、従って、銅トラック３の表面側はカバーが外される（図４ｂ）。表面の酸化された銅を除去するために、エッチングがアルゴンプラズマで更に２０秒継続される。誘電体上に残存するレジスト層をＮ-メチルピロリドン
で２分間処理して除去し、基板を１２０℃で６０秒間乾燥する（図４ｃ）。次に、底部で銅が外されたコンタクト孔に電解メッキによって銅を充填する（図４ｄ）。次に、例１によって、この方法で得られた構造を、更なる層によって増厚する（図１ｂ〜ｆ）ことによって、図４ｅに相当する構造になる。例１，２に基いてチャンバー内でガス処理した後、誘電体として空気の相互接続、および、相互接続間のコンタクト孔の層を有する層が得られる（図４ｆ）。
【００３８】
例４  銅構造の作製
この例では工程は、ポリベンゾキサゾール前駆体の替わりに、市場で入手可能なＤｏｗ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製の誘電体ＳｉＬＫを使用した、以外は例１と完全に同じである。結果は例１と同様であった。
【００３９】
例５  コンタクト孔の作製と更なる構造
この例では、例４の誘電体を使用した以外は、例３と完全に同じである。結果は例３と同様であった。
【００４０】
例６  構造中に感光性の有機誘電体を使用。
この例において、図１ａ〜ｅまでの工程は、完全に例１と同じ方法である。次に、欧州特許第０２６４６７８号の例２による感光性の有機誘電体７として、ポリベンゾキサゾール前駆体の溶液が、平坦化されたＣｕ／ＳｉＯ２表面上にスピンオンされ、加熱プレート上で１１０℃で１００秒間乾燥される。次に、コンタクト孔マスクを介して多染性露出される。現像液ＡＺ３０３（水で１：６に希釈）を使用して９０秒間現像され、処理炉で処理（窒素雰囲気、３８０℃で６０秒間）されて、銅のトラック上にコンタクト孔を有する、１４００ｎｍ厚の有機誘電体の連続膜が得られる。次にその基板は６０℃でメタノール中の弗化アンモニウム溶液の中に導入されて、ゆっくり攪拌しながら２５分間その溶液で処理される。次に、メタノールでリンスされ、窒素雰囲気で１５０℃で１５分間乾燥される。この処理の後、以前に酸化珪素によって占拠されていた場所での相互接続間には空気のみが残存する（図５参照）。
【００４１】
例７
この例においては、感光性誘電体７として、Ａｓａｈｉ製の感光性ポリイミドであるＰｉｍｅｌ７６３６を使用する以外は、例６と完全に同様に行われる。この目的のために、ポリイミドは上述のオキサゾールと異なって、負にパターニングされるので、負のマスクが使用される。現像はガンマ−ブチロラクトーンとキシレンとの混合物（体積比１：１）中で行われる。この結果は例３と同様であった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１ａ】本発明によるダマシン法を使用した方法の工程のうちの基板上に金属や誘電体の構造を含んでいる、或いは、基板上にバリヤ又は有機誘電体が配置されている基板を示す図。
【図１ｂ】本発明によるダマシン法を使用した方法の工程のうちの二酸化珪素が施された基板の図。
【図１ｃ】本発明によるダマシン法を使用した方法の工程のうちの従来のフォトレジストによる二酸化珪素のパターニング後の状態の概略図。
【図１ｄ】本発明によるダマシン法を使用した方法の工程のうちの例えば、ＣＶＤ，ＰＶＤ、電解メッキ、またはその組合せによって銅を形成した後の状態を示す図。
【図１ｅ】本発明によるダマシン法を使用した方法の工程のうちのＣＭＰ後の状態の図。
【図１ｆ】本発明によるダマシン法を使用した方法の工程のうちの乾燥後に有機誘電体を施し、必要ならば処理後の図。
【図１ｇ】本発明によるダマシン法を使用した方法の工程のうちの二酸化珪素が存在していた所に空隙がある、弗素含有化合物で後処理後の状態を示す図。
【図２】大きな領域または空隙に支持コラムを有する本発明による半導体構造図。
【図３ａ】気体や液体の弗素含有化合物による処理前の多層構造を有する半導体構造図。
【図３ｂ】気体や液体の弗素含有化合物による処理後の多層構造を有する半導体構造図。
【図４ａ】コンタクト孔が形成され、半導体構造が組立てられた、本発明の実施例のうちのレジストのフォトパターニング図。
【図４ｂ】コンタクト孔が形成され、半導体構造が組立てられた、本発明の実施例のうちのレジストでマスクした誘電体のエッチング図。
【図４ｃ】コンタクト孔が形成され、半導体構造が組立てられた、本発明の実施例のうちのレジストのストリッピング／除去後の図。
【図４ｄ】コンタクト孔が形成され、半導体構造が組立てられた、本発明の実施例のうちのコンタクト孔を充填する電解メッキの図。
【図４ｅ】コンタクト孔が形成され、半導体構造が組立てられた、本発明の実施例のうちの図１ｂから図１ｆへの工程の繰り返しの図。
【図４ｆ】コンタクト孔が形成され、半導体構造が組立てられた、本発明の実施例のうちの本発明による、加熱可能チャンバー中での処理後の状態を示す図。
【図５】本発明による、図１で示した処理後に、有機誘電体として感光性有機誘電体を使用し、コンタクト孔がエッチングされた後に弗素含有化合物で処理した構造を示す図。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図１ｆ】
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【図１ｇ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図５】
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【外国語明細書】
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