(57)【要約】【課題】  界面での密着性に優れた半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】  下層配線２上に形成された拡散防止膜３の上に、第１の層間絶縁膜４、有機ポリシリコン膜５、および、第１の層間絶縁膜４とは異なる材料からなる第２の層間絶縁膜６をこの順に形成する。有機ポリシリコン膜５の水との接触角を５０度以上となるようにすることによって、界面での密着性に優れた半導体装置１とすることができる。有機ポリシリコン膜５は、疎水性の有機基がシリコンに結合した構造を有するものとすることができる。この場合、疎水性の有機基はアルキル基とすることが好ましい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層配線上に形成された複数の絶縁膜からなる積層構造を有する半導体装置において、
前記積層構造は、第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上に形成された有機ポリシリコン膜と、
前記有機ポリシリコン膜上に形成されて、前記第１の絶縁膜とは異なる材料からなる第２の絶縁膜とを備え、
前記有機ポリシリコン膜は、水との接触角が５０度以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記有機ポリシリコン膜は、疎水性の有機基がシリコンに結合した構造を有する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記疎水性の有機基はアルキル基である請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１の絶縁膜は拡散防止膜であり、
前記第２の絶縁膜は低誘電率の層間絶縁膜である請求項１〜３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記拡散防止膜は、ＳｉＣ膜、ＳｉＮ膜およびＳｉＣＮ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜である請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１の絶縁膜は低誘電率の層間絶縁膜であり、
前記第２の絶縁膜はハードマスクである請求項１〜３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記ハードマスクは、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜およびＳｉＣＮ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜である請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記低誘電率の層間絶縁膜は、フッ素化アリレン膜、ポリアリールエーテル膜およびＭＳＱ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜である請求項４〜７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１の絶縁膜は第１の層間絶縁膜であり、
前記第２の絶縁膜は第２の層間絶縁膜であって、
これらの層間絶縁膜のいずれか一方が無機絶縁膜であり、他方が有機絶縁膜である請求項１〜３に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記無機絶縁膜は、ポーラスＳｉＯ２膜、ＳｉＯＦ膜およびＨＳＱ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜である請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記有機絶縁膜は、フッ素化アリレン膜およびポリアリールエーテル膜のいずれか一方である請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第１の絶縁膜は第１の層間絶縁膜であり、
前記第２の絶縁膜は第２の層間絶縁膜であって、
これらの層間絶縁膜のいずれか一方が有機無機ハイブリッド膜である請求項１〜３に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記有機無機ハイブリッド膜はＭＳＱ膜である請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
多層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、
下層配線上に拡散防止膜を形成する工程と、
前記拡散防止膜上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の層間絶縁膜の上に、有機シランガスのみを用いたプラズマＣＶＤ法によって、水との接触角が５０度以上である有機ポリシリコン膜を形成する工程と、
前記有機ポリシリコン膜上に、前記第１の層間絶縁膜とは異なる材料からなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の層間絶縁膜にビアホールを形成する工程と、
前記第２の層間絶縁膜に配線溝を形成する工程と、
前記ビアホールおよび前記配線溝に銅を埋め込んで前記下層配線に接続する銅配線を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記有機ポリシリコン膜を形成する工程は、ＲＦパワーを１００Ｗ〜５００Ｗの範囲内として行う請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記有機シランガスはテトラアルキルシランガスである請求項１４または１５に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、より詳しくは、下層配線上に形成された複数の絶縁膜からなる積層構造を有する半導体装置および多層配線構造を有する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置の微細化・高速化に伴い、配線構造の多層化が進んでいる。しかし、このような微細化、高速化および多層化が進むにつれて、配線抵抗並びに配線間および配線層間の寄生容量の増大による信号遅延が問題となる。信号遅延Ｔは配線抵抗Ｒと寄生容量Ｃの積に比例することから、信号遅延Ｔを小さくするためには、配線層の低抵抗化とともに寄生容量を小さくすることが必要となる。
【０００３】
配線抵抗Ｒを低減するには、配線材料としてより低抵抗のものを用いればよい。例えば、従来のＡｌ（アルミニウム）配線からＣｕ（銅）配線へ移行することが挙げられる。
【０００４】
一方、配線層間の寄生容量Ｃと、配線層の間に設けられる層間絶縁膜の比誘電率ε、配線層の間隔ｄおよび配線層の側面積Ｓとの間には、Ｃ＝（ε・Ｓ）／ｄの関係がある。したがって、寄生容量Ｃを低減するには、低誘電率の絶縁膜（以下、Ｌｏｗ−ｋ膜という。）を層間絶縁膜として用いることが必要となる。
【０００５】
Ｌｏｗ−ｋ膜を用いた銅配線の形成方法としては、ダマシン法によるものがある。これは、銅がアルミニウムに比較してエッチングレートの制御が困難であることに鑑み、銅をエッチングせずに配線を形成する技術として知られている。
【０００６】
ダマシン法は、具体的には、下層配線の上に拡散防止膜、エッチングストッパー膜、Ｌｏｗ−ｋ膜およびハードマスクを順に形成した後、レジスト膜をマスクとしたドライエッチングによって配線溝を形成し、アッシングによりレジスト膜を除去してから配線溝内に銅層を埋込むことによって銅配線層を形成する方法である。銅層の埋込みは、メッキ法により配線溝を埋設するようにして銅層を形成した後、配線溝の内部にのみ銅層を残すようにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いて表面を平坦化することによって実現することができる。
【０００７】
従来より、Ｌｏｗ−ｋ膜としては、回転塗布法またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃｈａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成されたＭＳＱ（メチルシルセスキオキサン）膜、ＨＳＱ（水素化シルセスキオキサン）膜、ＳｉＯＣ（酸炭化シリコン）膜または有機ポリマー膜などが用いられてきた。一方、拡散防止膜、エッチングストッパー膜およびハードマスクとしては、回転塗布法またはＣＶＤ法によって形成されたＳｉＯ２（二酸化シリコン）膜、ＳｉＮ（窒化シリコン）膜、ＳｉＣ（炭化シリコン）膜またはＳｉＣＮ（炭窒化シリコン）膜などが用いられてきた。
【０００８】
しかしながら、これらの材料を組み合わせて多層構造を形成する場合、材料物性の相違に起因した界面での密着性不良により、所望する積層構造が得られないという問題があった。また、膜を形成した当初は積層構造が得られたとしても、ＣＭＰ法による研磨工程や組立工程などの後工程で界面剥離を生じ、半導体装置の信頼性低下を引き起こすという問題もあった。こうした問題は、特に、有機系のＬｏｗ−ｋ膜を用いた場合に顕著となる。
【０００９】
有機系のＬｏｗ−ｋ膜と無機系の絶縁膜との密着性不良については、これらの膜の間にＳｉ−Ｈ基を有するポリシロキサン化合物からなる絶縁膜を設けることによって改善を図る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−３２６２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、この方法では、間に設ける絶縁膜の特性によって十分な密着性が得られない場合があるという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、界面での密着性に優れた半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、下層配線上に形成された複数の絶縁膜からなる積層構造を有する半導体装置において、この積層構造が、第１の絶縁膜と、この第１の絶縁膜上に形成された有機ポリシリコン膜と、この有機ポリシリコン膜上に形成されて、第１の絶縁膜とは異なる材料からなる第２の絶縁膜とを備え、有機ポリシリコン膜の水との接触角が５０度以上であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の半導体装置において、有機ポリシリコン膜は、疎水性の有機基がシリコンに結合した構造を有するものとすることができる。この場合、疎水性の有機基はアルキル基とすることができる。
【００１６】
また、本発明の半導体装置において、第１の絶縁膜は拡散防止膜とすることができ、第２の絶縁膜は低誘電率の層間絶縁膜とすることができる。この場合、拡散防止膜は、ＳｉＣ膜、ＳｉＮ膜およびＳｉＣＮ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜とすることができる。また、低誘電率の層間絶縁膜は、フッ素化アリレン膜、ポリアリールエーテル膜およびＭＳＱ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜とすることができる。
【００１７】
また、本発明の半導体装置において、第１の絶縁膜は低誘電率の層間絶縁膜とすることができ、第２の絶縁膜はハードマスクとすることができる。この場合、ハードマスクは、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＣ膜およびＳｉＣＮ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜とすることができる。また、低誘電率の層間絶縁膜は、フッ素化アリレン膜、ポリアリールエーテル膜およびＭＳＱ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜とすることができる。
【００１８】
また、本発明の半導体装置において、第１の絶縁膜は第１の層間絶縁膜とすることができ、第２の絶縁膜は第２の層間絶縁膜とすることができる。そして、これらの層間絶縁膜のいずれか一方を無機絶縁膜とし、他方を有機絶縁膜とすることができる。この場合、無機絶縁膜は、ポーラスＳｉＯ２膜、ＳｉＯＦ膜およびＨＳＱ膜よりなる群から選ばれるいずれか１の膜とすることができる。また、有機絶縁膜は、フッ素化アリレン膜およびポリアリールエーテル膜のいずれか一方とすることができる。
【００１９】
さらに、本発明の半導体装置において、第１の絶縁膜は第１の層間絶縁膜とすることができ、第２の絶縁膜は第２の層間絶縁膜とすることができる。そして、これらの層間絶縁膜のいずれか一方を有機無機ハイブリッド膜とすることができる。この場合、有機無機ハイブリッド膜はＭＳＱ膜とすることができる。
【００２０】
また、本発明は、多層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、下層配線上に拡散防止膜を形成する工程と、この拡散防止膜上に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、この第１の層間絶縁膜の上に、有機シランガスのみを用いたプラズマＣＶＤ法によって、水との接触角が５０度以上である有機ポリシリコン膜を形成する工程と、この有機ポリシリコン膜上に、第１の層間絶縁膜とは異なる材料からなる第２の層間絶縁膜を形成する工程と、第１の層間絶縁膜にビアホールを形成する工程と、第２の層間絶縁膜に配線溝を形成する工程と、ビアホールおよび配線溝に銅を埋め込んで下層配線に接続する銅配線を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の半導体装置の製造方法において、有機ポリシリコン膜を形成する工程は、ＲＦパワーを１００Ｗ〜５００Ｗの範囲内として行うことが好ましい。
【００２２】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、有機シランガスはテトラアルキルシランガスとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
この発明は以上説明したように、第１の絶縁膜と第２の絶縁膜との間に、水との接触角が５０度以上である有機ポリシリコン膜を設けるので、界面での密着性を向上させて、信頼性に優れた半導体装置とすることができる。
【００２４】
また、本発明によれば、第１の層間絶縁膜の上に、有機シランガスのみを用いたプラズマＣＶＤ法によって、水との接触角が５０度以上である有機ポリシリコン膜を形成した後に第２の層間絶縁膜を形成するので、界面での密着性に優れた半導体装置を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本実施の形態における半導体装置の断面図の一例である。図の半導体装置１は、ハイブリッドデュアルダマシン構造を有している。
【００２６】
図１において、下層配線２上には、拡散防止膜３、第１の層間絶縁膜４、有機ポリシリコン膜５および第２の層間絶縁膜６がこの順に積層されている。また、第１の層間絶縁膜４に形成されたビアホール７と、第２の層間絶縁膜６に形成された配線溝８とには、バリアメタル膜９を介して銅層１０が埋め込まれており、これらによって銅配線層１１が構成されている。尚、簡単のために、下層配線１の構造については省略している。
【００２７】
拡散防止膜３としては、例えば、回転塗布法またはＣＶＤ法によって形成されたＳｉＣ（炭化シリコン）膜、ＳｉＮ（窒化シリコン）膜またはＳｉＣＮ（炭窒化シリコン）膜などを用いることができる。拡散防止膜３の膜厚は１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができるが、これらは比誘電率の高い材料であるので、膜の特性を損なわない程度にできるだけ薄く形成する方が好ましい。尚、拡散防止膜３と第１の層間絶縁膜４とのエッチング選択比が大きい場合には、拡散防止膜３はエッチングストッパー膜としても機能する。
【００２８】
第１の層間絶縁膜４および第２の層間絶縁膜６は、いずれも低誘電率の絶縁膜であり、具体的には、ＳｉＯ２膜（比誘電率３．９）よりも低い比誘電率を有している。また、これらの膜厚は、例えば１５０ｎｍ〜２５０ｎｍ程度とすることができる。
【００２９】
第１の層間絶縁膜４はビアホール７が形成される層間絶縁膜であり、例えば、ポーラスＳｉＯ２膜、ＳｉＯＦ（フッ素添加酸化シリコン）膜またはＨＳＱ（水素シルセスキオキサン）膜などの無機低誘電率絶縁膜を用いることができる。これらの膜は、ＣＶＤ法または回転塗布法などによって成膜することができる。
【００３０】
第２の層間絶縁膜６は配線溝８が形成される層間絶縁膜であり、例えば、フッ素化アリレン膜またはポリアリールエーテルなどの低誘電率有機絶縁膜を用いることができる。これらの膜は、ＣＶＤ法または回転塗布法などによって成膜することができる。
【００３１】
第１の層間絶縁膜４は無機絶縁膜に限られるものではなく、有機絶縁膜であってもよい。一方、第２の層間絶縁膜６も有機絶縁膜に限られるものではなく、無機絶縁膜であってもよい。例えば、第１の層間絶縁膜４を有機絶縁膜として、第２の層間絶縁膜６を無機絶縁膜とすることもできる。さらに、第１の層間絶縁膜４および第２の層間絶縁膜６のいずれか一方を有機無機ハイブリッド膜とすることもできる。例えば、有機基を有するポリシロキサンであるオルガノポリシロキサンを第１の層間絶縁膜４または第２の層間絶縁膜６に用いることができる。具体的には、メチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）などのアルキルシルセスキオキサンなどが挙げられる。尚、第１の層間絶縁膜４および第２の層間絶縁膜６のいずれもが無機膜、有機膜または有機無機ハイブリッド膜であったとしても、これらの間の密着性が良好でない場合には本発明を適用することが可能である。
【００３２】
本実施の形態においては、第１の層間絶縁膜４と第２の層間絶縁膜６との間に、水との接触角が５０度以上である有機ポリシリコン膜５を形成することを特徴としている。
【００３３】
図２は、メチル基を有するポリシリコン膜の水に対する接触角と密着性との関係を示したものである。図の例では、シリコン基板上に、ＳｉＯ２膜を介して拡散防止膜３としてのＳｉＣ膜を形成した後、第１の層間絶縁膜４としてのフッ素化アリレン膜、有機ポリシリコン膜５としてのメチル基を有するポリシリコン膜、第２の層間絶縁膜６としてのＭＳＱ膜をこの順に形成したサンプルについて評価している。ＳｉＣ膜の膜厚は５０ｎｍ程度、フッ素化アリレン膜およびＭＳＱ膜の膜厚は２００ｎｍ程度、そして、メチル基を有するポリシリコン膜の膜厚は２ｎｍ程度である。
【００３４】
評価は、具体的には次のようにして行った。まず、ＭＳＱ膜の表面からシリコン基板に達する傷を付けて、１ｃｍ×１ｃｍの正方形の中に１ｍｍ×１ｍｍのマス目を１００個形成した。次に、これらの傷の上にテープを貼った後、このテープを一定の力で引き剥がし、残ったマス目の数を数えることによって膜の密着性を評価した。尚、図５における密着性とは、（残ったマス目の数／１００）×１００（％）をいい、この値が大きいほど良好な密着性であるといえる。
【００３５】
図２より、接触角が大きくなるほど密着性は向上する。具体的には、５０度以上になると急激に密着性が大きくなり、６０度以上になると剥離は起こらなくなる。したがって、メチル基を有するポリシリコン膜の表面の疎水性が大きくなるほど、フッ素アリレン膜やＭＳＱ膜との密着性が向上するといえる。このことは、図２のサンプルの構成に限られるものではなく、有機ポリシリコン膜と、これに接する無機膜、有機膜および無機有機ハイブリッド膜のいずれの膜との間の密着性についてもいうことができる。すなわち、アルキル基などの疎水性の基を多く有する有機ポリシリコン膜を設けることによって、界面での密着性を向上させて剥離が生じるのを防ぐことが可能となる。
【００３６】
以上より、本実施の形態においては、有機ポリシリコン膜５を設けることによって、第１の層間絶縁膜４と第２の層間絶縁膜６との密着性を向上させることが可能となる。したがって、半導体装置の製造工程において、外部から物理的な力が加わった場合であっても界面剥離が生じることはなく、信頼性の高い半導体装置とすることができる。尚、有機ポリシリコン膜５が、水との接触角が６０度以上である有機ポリシリコン膜であれば、さらなる密着性の向上を図ることが可能となる。
【００３７】
尚、本発明は、図１の構造に限られるものではない。すなわち、密着性の良好でない膜同士であれば、有機ポリシリコンからなり且つ水との接触角が５０度以上である絶縁膜を設けることによって密着性の改善を図ることができる。
【００３８】
すなわち、下層配線上に形成された複数の絶縁膜からなる積層構造を有する半導体装置において、この積層構造が、第１の絶縁膜と、この第１の絶縁膜上に形成された有機ポリシリコン膜と、この有機ポリシリコン膜上に形成されて、第１の絶縁膜とは異なる材料からなる第２の絶縁膜とを備えており、有機ポリシリコン膜の水との接触角が５０度以上であるようにすることによって、界面での密着性に優れた半導体装置とすることが可能となる。（この場合、図１では、第１の層間絶縁膜４が第１の絶縁膜に、第２の層間絶縁膜６が第２の絶縁膜にそれぞれ対応する。）
【００３９】
例えば、図１において、第１の絶縁膜としての拡散防止膜３と、第２の絶縁膜としての第１の層間絶縁膜４との間の密着性が良好でない場合には、これらの間にも有機ポリシリコン膜を設けることができる。
【００４０】
また、例えば、第１の絶縁膜としての第２の層間絶縁膜６の上に、第２の絶縁膜としてのハードマスクが設けられていて、第２の層間絶縁膜６とこのハードマスクとの密着性が良好でない場合には、これらの間にも有機ポリシリコン膜を設けることができる。この方法は、エッチング終了後にもハードマスクが残る場合に特に有効である。ハードマスクとしては、例えば、回転塗布法またはＣＶＤ法によって形成されたＳｉＯ２（二酸化シリコン）膜、ＳｉＮ（窒化シリコン）膜、ＳｉＣ（炭化シリコン）膜またはＳｉＣＮ（炭窒化シリコン）膜などを用いることができる。
【００４１】
さらに、本発明は、デュアルダマシン構造の半導体装置に限られるものではなく、シングルダマシン構造の半導体装置にも適用可能である。
【００４２】
図３〜図７を用いて、図１の半導体装置の製造方法を説明する。但し、ＭＯＳトランジスタ、拡散層およびプラグ形成などの通常のＬＳＩ製造工程については便宜上割愛し、金属配線の形成工程について説明する。また、これらの図において、同じ符号を付した部分は同じものであることを示している。
【００４３】
まず、下層配線２が形成された半導体基板の上に、拡散防止膜３および第１の層間絶縁膜４をこの順に形成する（図３）。下層配線２としては、例えば、ＭＯＳトランジスタの拡散層に至るタングステンプラグを用いることができる。
【００４４】
次に、第１の層間絶縁膜４の上に、有機ポリシリコンからなり且つ水との接触角が５０度以上である有機ポリシリコン膜５を形成する。具体的には、原料ガスとして有機シランガス１２のみを用いたプラズマＣＶＤ法によって、第１の層間絶縁膜４の上に、有機ポリシリコン膜５を１ｎｍ〜１０ｎｍの膜厚で堆積する（図４）。膜厚が薄すぎると密着性が不十分なものとなり、一方、膜厚が厚すぎると層間絶縁膜全体の比誘電率の上昇を招くことからそれぞれ好ましくない。また、成膜の際には、プラズマによる有機シランの分解を抑えて、全ての有機基とシリコン原子との結合が切断されることのないように条件を調整する。このようにすることによって、成膜後においても有機基とシリコン原子との結合を残して、疎水性の表面を有する有機ポリシリコンの薄膜を形成することが可能となる。さらに、水との接触角が５０度以上となるようにするには、後述するように、原料ガスの種類やプラズマの条件を変えることが効果的である。
【００４５】
尚、第１の層間絶縁膜４をプラズマＣＶＤ法により形成する場合には、同一のプラズマＣＶＤ装置を用いて、同一チャンバ内で、第１の層間絶縁膜４の成膜工程に連続して有機ポリシリコン膜５を成膜することができる。
【００４６】
本発明においては、シリコンに結合する有機基の数が多いものを原料ガスとして用いることが好ましい。これにより、成膜後のポリシリコンに結合する有機基の数を多くして、水に対する接触角を大きくすることが可能となる。但し、有機基としては、アルキル基などの疎水性の基を用いる。親水性の基を有機基として用いた場合には、水との接触角が小さくなり密着性を低下させることから好ましくない。
【００４７】
具体的には、テトラメチルシランおよびテトラエチルシランなどのテトラアルキルシランを有機シランとして用いることが好ましい。但し、有機シランの分解を部分的なものに留める条件であれば、ジメチルシランなどのジアルキルシランや、トリメチルシランなどのトリアルキルシランなどを用いることもできる。尚、有機シランは１種類に限られるものではなく、２種類以上の有機シランを組み合わせて用いてもよい。例えば、２種類以上のテトラアルキルシランを用いてもよいし、テトラアルキルシランとトリアルキルシランとを混合して用いてもよい。
【００４８】
また、プラズマによる有機シランの分解を抑えるために、有機シランガスの流量を多くし且つプラズマパワーを低くすることが好ましい。１つの例として、テトラメチルシランを単独で用い、圧力１．７５Ｔｏｒｒ（約２３３Ｐａ）、温度４００℃、流量２，５００ｓｃｃｍ（４．２２５Ｐａ・ｍ３／ｓ）とし、１３．５６ＭＨｚの高周波を２００Ｗ程度の出力で印加した。これにより、膜厚２ｎｍ程度のポリメチルシリコンの薄膜が得られた。
【００４９】
本実施の形態においては、高周波の出力（ＲＦパワー）を１００Ｗ〜５００Ｗの範囲内とすることが好ましい。また、装置の種類に応じて、圧力、温度および流量を適宜設定することが好ましい。
【００５０】
有機ポリシリコン膜５を形成した後は、この上に第２の層間絶縁膜６を形成する（図５）。
【００５１】
第２の層間絶縁膜６を形成した後は、ハードマスク（図示せず）またはレジスト膜（図示せず）を用いたエッチングによって、第１の層間絶縁膜４にビアホール７を、第２の層間絶縁膜６にビアホール７に接続する配線溝８を形成する。その後、ビアホール７および配線溝８に銅を埋め込むことによって銅配線層１１を形成する。この工程は、例えば次のようにして行うことができる。
【００５２】
まず、ビアホール７および配線溝８を含む全面にバリアメタル膜９を形成する（図６）。バリアメタル膜９としては、例えば、Ｔａ（タンタル）膜、ＴａＮ（窒化タンタル）膜、Ｗ（タングステン）膜、ＷＮ（窒化タングステン）膜、Ｔｉ（チタン）膜またはＴｉＮ（窒化チタン）膜などを用いることができる。
【００５３】
次に、バリアメタル膜９の上にシード銅膜（図示せず）を形成した後、メッキ法によってビアホール７および配線溝８を埋め込むように銅層１０を形成する（図７）。次に、加熱処理を行い、銅を粒成長させるとともに、ビアホール７および配線溝８の内部に銅を均一に充填させる。その後、ＣＭＰ法によって表面を平坦化し、ビアホール７および配線溝８の内部を除いて銅層１０、シード銅膜およびバリアメタル膜９を除去する。これにより、下層配線１に電気的に接続する銅配線層１１を形成することができる。
【００５４】
本実施の形態によれば、有機ポリシリコン膜５を設けることによって、界面での密着性を向上させることができる。したがって、ＣＭＰ法による研磨工程後に剥離が生じるのを防ぐことができる。
【００５５】
以上の工程によって、図１に示す半導体装置を得ることができる。その後、同様の工程を繰り返すことによって、多層配線構造を有する半導体装置を形成することができる。
【００５６】
本発明によれば、比誘電率が低くて密着性にも優れた層間絶縁膜を形成することができるので、これと銅配線とを組み合わせることによって、信号遅延が小さく、信頼性にも優れた半導体装置を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】本実施の形態において、メチル基を有するポリシリコン膜の水に対する接触角と密着性との関係を示す図の一例である。
【図３】本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】本実施の形態明による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図７】本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  半導体装置
２  下層配線
３  拡散防止膜
４  第１の層間絶縁膜
５  有機ポリシリコン膜
６  第２の層間絶縁膜
７  ビアホール
８  配線溝
９  バリアメタル膜
１０  銅層
１１  銅配線層
１２  有機シランガス
【図１】
2005252199.tif 000003
【図２】
2005252199.tif 000004
【図３】
2005252199.tif 000005
【図４】
2005252199.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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