(57)【要約】【課題】化学増幅型レジストの解像度を精度よく評価する。【解決手段】評価用パターン２００は、それぞれ配置密度の異なる複数のスルーホール２１６を含む複数のスルーホール群２２０および２２２が形成された絶縁膜２１２と、絶縁膜２１２上に形成され、複数のスルーホール群２２０および２２２それぞれにおいて、少なくとも一のスルーホール２１６に接続して設けられた複数の開口パターン２１８ａ〜２１８ｃ、および２１９ａ〜２１９ｂが設けられた化学増幅型レジスト２１４とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学増幅型レジストに設けられた開口パターンの形状を観察することにより当該化学増幅型レジストの解像度を評価するための評価用パターンであって、
複数のスルーホールを含むスルーホール群が形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、少なくとも一の前記スルーホールに接続して設けられた開口パターンが形成された化学増幅型レジストと、
を含むことを特徴とする評価用パターン。
【請求項２】
請求項１に記載の評価用パターンにおいて、
前記スルーホールの配置密度が異なる複数の前記スルーホール群を含むことを特徴とする評価用パターン。
【請求項３】
多層配線構造を形成するために、絶縁膜中にビアホールを形成し、前記絶縁膜上に形成した化学増幅型レジストに、前記ビアホールに接続する配線溝の形成用開口パターンを形成する際の化学増幅型レジストの解像度の評価用パターンであって、
それぞれ配置状態の異なる複数のスルーホールを含む複数のスルーホール群が形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記複数のスルーホール群それぞれにおいて、少なくとも一の前記スルーホールに接続して設けられた複数の開口パターンが設けられた化学増幅型レジストと、
を含むことを特徴とする評価用パターン。
【請求項４】
請求項２または３に記載の評価用パターンにおいて、
それぞれの前記スルーホール群に含まれる前記スルーホールは一定間隔で設けられるとともに、他の前記スルーホール群に含まれる前記スルーホールとは異なる間隔で設けられたことを特徴とする評価用パターン。
【請求項５】
請求項２乃至４いずれかに記載の評価用パターンにおいて、
前記複数のスルーホール群および対応する複数の前記開口パターンは、それぞれ略同一形状を有することを特徴とする評価用パターン。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の評価用パターンにおいて、
前記開口パターンはコーナーを含むように設けられ、
前記開口パターンは、少なくとも二つの前記スルーホールに接続して設けられ、前記二つのスルーホールは、前記開口パターンの前記コーナー下部および前記コーナー以外の端部下部に配置されたことを特徴とする評価用パターン。
【請求項７】
請求項１乃至５いずれかに記載の評価用パターンにおいて、
前記開口パターンは、少なくとも二つの前記スルーホールに接続して設けられ、前記二つのスルーホールは、当該開口パターンの端部下部および中央部下部にそれぞれ配置されたことを特徴とする評価用パターン。
【請求項８】
請求項７に記載の評価用パターンにおいて、
前記開口パターンはコーナーを含むように形成され、前記少なくとも一のスルーホールは、前記コーナー下部に配置されたことを特徴とする評価用パターン。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかに記載の評価用パターンにおいて、
前記開口パターンは、複数の前記スルーホールに接続して設けられ、前記スルーホール群に対して第一の方向または当該第一の方向とは実質的に垂直な第二の方向のいずれかにずれて形成された場合であっても、少なくとも一の前記スルーホールが当該開口パターン内に含まれるように形成されたことを特徴とする評価用パターン。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれかに記載の評価用パターンにおいて、
前記開口パターンは、４回回転対称性のパターン形状を有することを特徴とする評価用パターン。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかに記載の評価用パターンにおいて、
前記開口パターンに接続して設けられたスルーホールが形成された位置を検出するためのマークが前記化学増幅型レジスト上の当該スルーホールに対応する位置に設けられたことを特徴とする評価用パターン。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれかに記載の評価用パターンを用いて形成され、前記絶縁膜を含む構造体であって、
前記絶縁膜には、前記化学増幅型レジストをマスクとして前記開口パターンに対応する開口部が設けられたことを特徴とする構造体。
【請求項１３】
請求項１２に記載の構造体において、
前記絶縁膜の前記スルーホールおよび前記開口部に埋め込まれた金属膜をさらに含むことを特徴とする構造体。
【請求項１４】
請求項１乃至１１いずれかに記載の評価用パターンにおける前記開口パターンの形状を観察し、当該観察結果に基づき化学増幅型レジストの解像度を評価することを特徴とする化学増幅型レジストの評価方法。
【請求項１５】
化学増幅型レジストの解像度を評価する方法であって、
一のスルーホールと、その周囲に配置された複数のスルーホールとを含むスルーホール群が形成された絶縁膜上に化学増幅型レジストを形成する工程と、
前記化学増幅型レジストに、前記一のスルーホールに接続して設けられた開口パターンを形成する工程と、
前記開口パターンの形状を観察し、当該観察結果に基づき前記化学増幅型レジストの解像度を評価する工程と、
を含むことを特徴とする評価方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の評価方法において、
前記絶縁膜には、前記スルーホールの配置密度が異なる複数の前記スルーホール群が形成され、
前記開口パターンを形成する工程は、前記化学増幅型レジストに、前記複数のスルーホール群それぞれの上部において、前記一のスルーホールに接続して設けられた複数の開口パターンを形成する工程を含み、
前記解像度を評価する工程は、前記複数の開口パターンの形状を観察し、当該観察結果を比較することにより前記化学増幅型レジストの解像度を評価することを特徴とする評価方法。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６いずれかに記載の評価方法において、
当該評価方法は、多層配線構造を形成するために、絶縁膜中にビアホールを形成し、前記絶縁膜上に形成した化学増幅型レジストに、前記ビアホールに接続する配線溝の形成用開口パターンを形成する際の化学増幅型レジストの評価に用いる方法であって、
前記絶縁膜に、目的の多層配線構造における設計レイアウトの中で、配置密度が最も低いビアホール間よりも配置密度が低くなるように前記一のスルーホールおよびその周囲の前記複数のスルーホールを形成する工程をさらに含むことを特徴とする評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学増幅型レジストの解像度の評価用パターンおよび評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置においては、微細化が進むにつれ、微細なレジストパターンの形成が要求されている。このような要求に伴い、短波長光源を用いた化学増幅型レジストの開発が進められている。化学増幅型レジストは、光の照射により酸を発生する酸発生剤と、酸により反応する化合物を含むレジストであり、酸触媒による反応を用いて化合物のアルカリ溶解特性を変化させることによりレジストパターンを形成するものである。
【０００３】
このような化学増幅型レジストにおいて、下層膜の材料や不純物の影響により酸触媒が失活してしまい、解像度が低下するという問題がある（たとえば特許文献１）。半導体装置を安定的に精度よく製造するためには、半導体装置のプロセス設計段階や製造工程中におけるレジストパターンの解像度の評価を正確に行う必要がある。
【０００４】
従来、レジストパターンの寸法が許容範囲内にあるか否かを検査する手法が開示されている（特許文献２）。特許文献２には、２種以上の寸法の異なる検査用レジストパターンを形成し、光学式顕微鏡を用いて検査用レジストパターンの残存および消去状態を検査してレジストパターンの寸法精度を判定する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−６９０９７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１−１０９１７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、半導体装置においては、その微細化および高速化に伴い、銅（Ｃｕ）配線とともにいわゆる低誘電率膜を用いることが要求されている。銅配線の形成方法としては、配線間絶縁膜に配線溝を形成した後、銅を埋め込み、その後配線溝外部の不要な部分の銅を除去するダマシン法が用いられている。
【０００８】
図１６および図１７は、ビアホールと配線溝を同時に埋め込むデュアルダマシン法の手順を示す工程断面図である。ここでは、いわゆるビアファースト法で配線およびビアを形成する方法を説明する。
【０００９】
まず、下層配線層１０８上に第一エッチングストッパ膜１０７、第一層間絶縁膜１０６、第二エッチングストッパ膜１０５、第二層間絶縁膜１０４、および第三層間絶縁膜１０３をこの順で積層させる。つづいて、既知のリソグラフィー技術およびエッチング技術により、第三層間絶縁膜１０３、第二層間絶縁膜１０４、第二エッチングストッパ膜１０５、および第一層間絶縁膜１０６にビアホール１１１を形成する（図１６（ａ））。
【００１０】
その後、第三層間絶縁膜１０３および第一エッチングストッパ膜１０７上に反射防止膜１０２を形成する。このとき、ビアホール１１１内の一部または全部も反射防止膜１０２により埋められる。ここではビアホール１１１内の一部が反射防止膜１０２により埋められた形態を示す（図１６（ｂ））。
【００１１】
つづいて、反射防止膜１０２上に化学増幅型レジスト１０１を塗布する（図１（ｃ））。その後、化学増幅型レジスト１０１に、ビアホール１１１に接続する配線溝を形成するための開口パターン１１２を形成する（図１６（ｄ））。
【００１２】
つづいて、化学増幅型レジスト１０１をマスクとして第三層間絶縁膜１０３上の反射防止膜１０２、次いで第三層間絶縁膜１０３および第二層間絶縁膜１０４をエッチングにより除去して配線溝１１３を形成する（図１７（ａ）、図１７（ｂ））。
【００１３】
つづいて、Ｏ２プラズマアッシングおよび有機系剥離液を用いて化学増幅型レジスト１０１および反射防止膜１０２を剥離除去する。このときビアホール１１１底部の第一エッチングストッパ膜１０７をエッチングにより除去する。これにより、ビアホール１１１が下層配線層１０８の配線（不図示）の上面と接続する構成となる（図１７（ｃ））。
【００１４】
その後、配線溝１１３およびビアホール１１１を埋め込むように、金属膜を形成する。金属膜は、まず配線溝１１３およびビアホール１１１内にスパッタリング法によりバリア金属膜を形成した後、たとえば電界めっき法により配線金属膜で配線溝１１３およびビアホール１１１を埋め込むことにより形成することができる。つづいて、配線溝１１３外部に形成された不要なバリア金属膜および配線金属膜を化学機械研磨法（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により除去し、配線１０９を形成する（図１７（ｄ））。
【００１５】
このようなビアファースト法においては、化学増幅型レジスト１０１にパターン１１２を形成する際に、レジストの解像不良（レジストポイズニング）が起こりやすいという問題がある。また、層間絶縁膜として低誘電率膜を用いた場合にこのようなレジストの解像不良が起こりやすいということも判明した。
【００１６】
本発明は上記事情を踏まえてなされたものであり、本発明の目的は、絶縁膜中に形成されたビアホール上における化学増幅型レジストの解像度を精度よく評価する技術を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本出願の発明者は、以上のようなビアファースト法において、化学増幅型レジストの解像不良が起こるメカニズムの解明を試みた。図１８および図１９は、ビアホール上において、化学増幅型レジストの解像不良が起こる様子を示す工程断面図である。
【００１８】
ビアホール１１１（図１６参照）を形成した後に化学増幅型レジスト１０１に配線溝形成用のパターン１１２を転写する場合、ビアホール上面およびその周囲において化学増幅型レジスト１０１が除去されず、部分的に残存してしまう（図１８（ａ））。
【００１９】
この後、反射防止膜１０２を除去し（図１８（ｂ））、次いで第三層間絶縁膜１０３および第二層間絶縁膜１０４をエッチングにより除去する（図１８（ｃ））。このとき、図１８（ａ）に示したように、化学増幅型レジスト１０１がパターン１１２内に残存することにより、配線溝１１３がパターン通りに形成されず、ビアホール上面およびその周囲に第三層間絶縁膜１０３および第二層間絶縁膜１０４の残存フェンス１１４が形成された状態となる。残存フェンス１１４は、その後のＯ２プラズマアッシングおよび有機系剥離液による処理においても除去されず（図１９（ａ））、配線１０９中に残存してしまう（図１９（ｂ））。
【００２０】
図１８（ａ）に示したような化学増幅型レジスト１０１の残存は、化学増幅型レジスト１０１へ光を照射することにより発生した酸触媒が下層配線層１０８等の下層からしみ出したアミン等の塩基性不純物により中和されてしまい、化学増幅型レジスト１０１中の化合物のアルカリ溶解特性が変化せず、アルカリ水溶液を作用させても溶解しないことにより生じると考えられる。本出願の発明者は、このような化学増幅型レジスト１０１の残存が、ビアホール上面およびその周囲において顕著に起こり、化学増幅型レジストの解像不良が、ビアホールの配置密度が低いビアホール上に形成された開口パターンほど発生しやすいことを見出した。
【００２１】
図２０は、第二層間絶縁膜１０４として比誘電率が２．９以下の低誘電率膜（ＳｉＯＣ）を用いた基板から発生した塩基性不純物発生量をＴＤ−ＡＰＩ−ＭＳスペクトルで測定し、ビアホール一つあたりの層間絶縁膜の面積と塩基性不純物発生量との関係を示すグラフである。ビアホール一つあたりの層間絶縁膜の面積は、図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示すように、対象のビアホールと隣接する他のビアホールとの中間を通る直線で対象のビアホールを囲んだ領域の面積を算出して求めた。図２０に示すように、ビアホール一つあたりの絶縁膜の面積が広くなるほど、つまりビアホールの配置密度が低くなるほど、ビアホール一つあたりの塩基性不純物の発生量が多くなることが判明した。
【００２２】
本出願の発明者は、ビアホールの配置密度が低くなるほどビアホール一つあたりの塩基性不純物の発生量が多くなる原因を検討した。その結果を図２２に示す。図２２に示すように、たとえばＳｉＨ４やＮ２Ｏ等のガスを用いてプラズマ処理を行い、ＳｉＯＣにより構成された層間絶縁膜上面を酸化すると、層間絶縁膜中にＮＨ２やＮＨ等の塩基性不純物が蓄積する。つづいて、層間絶縁膜にビアホールを形成すると、ビアホールからこれらの塩基性不純物が排出される。このとき、ビアホールの配置密度が高いほど、ビアホールを介して層間絶縁膜から排出される塩基性不純物の量が多くなり、層間絶縁膜中の塩基性不純物の残存量が減少すると考えられる。層間絶縁膜中に残存した塩基性不純物は、層間絶縁膜上に化学増幅型レジストを塗布し、化学増幅型レジストを加熱する際にビアホールから排出し、化学増幅型レジスト中の酸触媒と反応して酸触媒の活性を低下させてしまう。これにより、ビアホール上面およびその周囲においてレジストポイズニングが起こってしまうと考えられる。
【００２３】
本出願の発明者は、ビアホールが形成された絶縁膜上に化学増幅型レジストを形成し、当該化学増幅型レジストに配線溝形成用の開口パターンを形成する際の化学増幅型レジストの解像度を評価するためには、ビアホールの配置密度、および化学増幅型レジストに形成する開口パターンとビアホールとの相対位置を考慮することが重要であることを見出し、本発明を想到するに至った。
【００２４】
本発明によれば、化学増幅型レジストに設けられた開口パターンの形状を観察することにより当該化学増幅型レジストの解像度を評価するための評価用パターンであって、複数のスルーホールを含むスルーホール群が形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成され、少なくとも一のスルーホールに接続して設けられた開口パターンが形成された化学増幅型レジストと、を含むことを特徴とする評価用パターンが提供される。
【００２５】
このようにすれば、スルーホール上における化学増幅型レジストの開口パターンの形状を観察することができ、絶縁膜中に残存する塩基性不純物の影響による化学増幅型レジストの解像不良を評価することができる。ここで、複数のスルーホールはマトリクス状に形成することができ、化学増幅型レジストの解像度は、周囲に他のスルーホールが設けられた一のスルーホール上部における開口パターンの形状を観察することにより評価することができる。
【００２６】
また、この評価用パターンは、多層配線構造を形成するために、絶縁膜中にビアホールを形成し、絶縁膜上に形成した化学増幅型レジストに、ビアホールに接続する配線溝の形成用開口パターンを形成する際の化学増幅型レジストの評価に用いることができる。このとき、複数のスルーホールは、目的の多層配線構造における設計レイアウトの中で、配置密度が最も低いビアホール間よりも配置密度が低くなるように形成することができる。スルーホールの配置密度が低い方がその上部に形成された開口パターンの解像不良が生じやすいため、設計レイアウトよりもスルーホールの配置密度を低くして化学増幅型レジストの評価を行うことにより、設計レイアウトに従って多層配線構造を製造する場合に化学増幅型レジストの解像不良が生じないか否かを予測することができる。
【００２７】
本発明の評価用パターンは、とくに、デュアルダマシン法におけるビアファースト法でビアホールを形成し、その後に化学増幅型レジストに配線溝形成用の開口パターンを形成する際の化学増幅型レジストの解像度を評価するのに用いることができる。
【００２８】
本発明の評価用パターンは、スルーホールの配置密度が異なる複数のスルーホール群を含むことができる。
【００２９】
スルーホールの配置密度は、上記一のスルーホールと、その周囲に設けられたスルーホールとの配置状態により定められる。このように、配置密度の異なるスルーホールに接続して設けられた開口パターンの形状を観察することにより、スルーホールの配置密度の違いに応じた絶縁膜中に残存する塩基性不純物の影響に基づく化学増幅型レジストの解像度を段階的に評価することができる。
【００３０】
本発明によれば、多層配線構造を形成するために、絶縁膜中にビアホールを形成し、絶縁膜上に形成した化学増幅型レジストに、ビアホールに接続する配線溝の形成用開口パターンを形成する際の化学増幅型レジストの解像度の評価用パターンであって、それぞれ配置状態の異なる複数のスルーホールを含む複数のスルーホール群が形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成され、複数のスルーホール群それぞれにおいて、少なくとも一のスルーホールに接続して設けられた複数の開口パターンが設けられた化学増幅型レジストと、を含むことを特徴とする評価用パターンが提供される。
【００３１】
ここで、配置状態とは、スルーホールの配置密度や配置形状のことである。このように、配置状態の異なるスルーホールに接続して設けられた開口パターンの形状を観察することにより、化学増幅型レジストの解像度を段階的に評価することができる。また、化学増幅型レジストの解像不良が生じやすいスルーホールの配置状態を検知することができ、製造目的の多層配線構造の設計に反映させることができる。
【００３２】
本発明の評価用パターンにおいて、それぞれのスルーホール群に含まれるスルーホールは一定間隔で設けることができるとともに、他のスルーホール群に含まれるスルーホールとは異なる間隔で設けることができる。
【００３３】
本発明の評価用パターンにおいて、複数のスルーホール群および対応する複数の開口パターンは、それぞれ略同一形状を有することができる。ここで、略同一形状とは、スルーホール間の間隔が異なるが複数のスルーホールの配置およびその上部に設けられた開口パターンの開口形状および配置が等しい領域を含むことをいう。このようにすれば、スルーホール間の間隔の違いだけに基づく複数のスルーホール群上の開口パターンの形状を評価することができる。また、スルーホール間の間隔の異なる複数のスルーホール群および対応する複数の開口パターンを同一のレチクル（マスク）を用いて形成することができ、評価用パターンの製造工程を簡略化することもできる。
【００３４】
本発明の評価用パターンにおいて、開口パターンは、少なくとも二つのスルーホールに接続して設けることができ、これら二つのスルーホールは、当該開口パターンの端部下部および中央部下部にそれぞれ配置することができる。ここで、中央部とは、開口パターンの端部以外の領域のことである。
【００３５】
このようにすれば、開口パターンの端部に設けられたスルーホールに接続して設けられた開口パターン、および開口パターンの中央部に設けられたスルーホールに接続して設けられた開口パターンそれぞれの形状を観察して化学増幅型レジストの解像度を評価することができ、解像度の評価を段階的に、詳細に行うことができる。
【００３６】
本発明の評価用パターンにおいて、開口パターンはコーナーを含むように形成することができ、一のスルーホールは、コーナー下部に配置することができる。このようにすれば、開口パターンのコーナーに設けられたスルーホールに接続して設けられた開口パターンの形状を観察して化学増幅型レジストの解像度を評価することができる。
【００３７】
本発明の評価用パターンにおいて、開口パターンはコーナーを含むように設けることができ、開口パターンは、少なくとも二つのスルーホールに接続して設けることができ、二つのスルーホールは、開口パターンのコーナー下部およびコーナー以外の端部下部に配置することができる。
【００３８】
以上のように、開口パターンの端部、中央部、およびコーナー等、開口パターンとの相対位置が様々な箇所に配置されたスルーホール上部における開口パターンの形状を観察することにより、化学増幅型レジストの解像度の評価を段階的に詳細に行うことができる。また、開口パターンの端部やコーナーに配置されたビアホール上部の開口パターンの形状を観察することにより、開口パターンがビアホールに対してずれて形成されたアライメントエラーの影響をも把握することができる。
【００３９】
本発明の評価用パターンにおいて、開口パターンは、複数のスルーホールに接続して設けることができ、スルーホール群に対して第一の方向または当該第一の方向とは実質的に垂直な第二の方向のいずれかにずれて形成された場合であっても、少なくとも一のスルーホールが当該開口パターン内に含まれるように形成することができる。本発明の評価用パターンにおいて、開口パターンは、４回回転対称性のパターン形状を有することができる。
【００４０】
たとえば、開口パターンのコーナーに設けられたビアホール上の開口パターンの形状を観察するためには、開口パターンは、化学増幅型レジスト上において、それぞれ略９０°ずつ異なる方向にコーナーを含む４種の開口パターンを含むように形成することができる。これら４種の開口パターンは独立して形成することもでき、また一体に形成することもできる。同様に、開口パターンの端部に設けられたビアホール上の開口パターンの形状を観察するためには、開口パターンは、化学増幅型レジスト上において、それぞれ略９０°ずつ異なる方向に設けられた端部にそれぞれスルーホールが配置されるように形成することができる。また、開口パターンの中央部に設けられたビアホール上の開口パターンの形状を観察するためには、開口パターンは、化学増幅型レジスト上の第一の方向に延在するライン状の開口パターンと、当該第一の方向とは実質的に垂直な第二の方向に延在するライン状の開口パターンとの二種を含み、それぞれの開口パターン中央部にそれぞれスルーホールが配置されるように形成することができる。
【００４１】
このようにすれば、開口パターンがビアホールに対してずれて形成されたアライメントエラーが生じても、いずれかのビアホールが開口パターンに含まれるように構成されるので、アライメントエラーの影響を受けることなく、化学増幅型レジストの解像度を評価することができる。また、複数の開口パターンとその下部のスルーホールとの配置関係を観察することにより、アライメントエラーの生じた方向を把握することもできる。
【００４２】
本発明の評価用パターンにおいて、開口パターンに接続して設けられたスルーホールが形成された位置を検出するためのマークが化学増幅型レジスト上の当該スルーホールに対応する位置に設けることができる。
【００４３】
このようにすれば、開口パターンの形状を観察する際に、ビアホールが形成された箇所を容易に検出することができ、化学増幅型レジストの評価を迅速に行うことができる。とくに、ビアホール間の間隔が広い配置密度の低いビアホール群において、ビアホールの形成箇所を容易に検出する効果が大きい。
【００４４】
以上の構成において、絶縁膜は、いわゆる低誘電率膜により構成された層を含むことができる。ビアホールがいわゆる低誘電率膜に形成された場合、その上に化学増幅型レジストを形成すると解像不良が起こりやすい。そのため、本発明の評価用パターンは、このような低誘電率膜上に形成された化学増幅型レジストの解像度の評価に適用するのが効果的である。
【００４５】
本発明によれば、以上で説明した評価用パターンを用いて得られた配線構造が提供される。この配線構造は、開口パターンが設けられた化学増幅型レジストをマスクとして絶縁膜に配線溝を形成し、化学増幅型レジストを除去した後、当該配線溝に金属膜を埋め込み、配線溝外部に形成された金属膜を除去することに形成された配線を含む。
【００４６】
本発明によれば、以上で説明した評価用パターンを形成され、絶縁膜を含む構造体が提供される。絶縁膜には、化学増幅型レジストをマスクとして開口パターンに対応する開口部が設けられる。ここで、構造体は化学増幅型レジストを含むこともできるが、化学増幅型レジストを除去したものとすることもできる。また、本発明の構造体は、絶縁膜のスルーホールおよび開口部に埋め込まれた金属膜をさらに含むことができる。
【００４７】
本発明によれば、以上で説明した評価用パターンを製造する方法であって、前記複数のスルーホールを含むスルーホール群が形成された絶縁膜およびその上に形成された化学増幅型レジストに、前記開口パターンに対応するパターンが形成されたレチクル（マスク）を位置合わせする工程を含むことを特徴とする製造方法が提供される。
【００４８】
本発明によれば、以上で説明した評価用パターンにおける開口パターンの形状を観察し、当該観察結果に基づき化学増幅型レジストの解像度を評価することを特徴とする化学増幅型レジストの評価方法が提供される。
【００４９】
本発明によれば、化学増幅型レジストの解像度を評価する方法であって、一のスルーホールと、その周囲に配置された複数のスルーホールとを含むスルーホール群が形成された絶縁膜上に化学増幅型レジストを形成する工程と、化学増幅型レジストに、一のスルーホールに接続して設けられた開口パターンを形成する工程と、開口パターンの形状を観察し、当該観察結果に基づき化学増幅型レジストの解像度を評価する工程と、を含むことを特徴とする評価方法が提供される。
【００５０】
本発明の評価方法において、絶縁膜には、スルーホールの配置密度が異なる複数のスルーホール群を形成することができ、開口パターンを形成する工程は、化学増幅型レジストに、複数のスルーホール群それぞれの上部において、一のスルーホールに接続して設けられた複数の開口パターンを形成する工程を含むことができ、解像度を評価する工程は、複数の開口パターンの形状を観察し、当該観察結果を比較することにより化学増幅型レジストの解像度を評価する工程と、を含むことができる。
【００５１】
本発明の評価方法は、多層配線構造を形成するために、絶縁膜中にビアホールを形成し、絶縁膜上に形成した化学増幅型レジストに、ビアホールに接続する配線溝の形成用開口パターンを形成する際の化学増幅型レジストの評価に用いることができる。この評価方法は、絶縁膜に、目的の多層配線構造における設計レイアウトの中で、配置密度が最も低いビアホール間よりも配置密度が低くなるように一のスルーホールおよびその周囲の複数のスルーホールを形成する工程をさらに含むことができる。
【００５２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００５３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態における評価用パターンは、図１６および図１７を参照して上述したように、ビアホールが形成された絶縁膜上に化学増幅型レジストを形成し、当該化学増幅型レジストに配線溝形成用開口パターンを形成する際の化学増幅型レジストの解像度を評価するのに用いられる。評価用パターンは、デバイス設計段階における試験的な半導体デバイス中に形成して材料やプロセスの開発や選択に用いることもでき、また、実プロセスにおける半導体デバイス中やスクライブ線上等に形成してプロセス管理に用いることもできる。
【００５４】
図１は、本発明の実施の形態における評価用パターンを模式的に示した図である。
図１（ａ）は、評価用パターン２００の上面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。図１（ｂ）に示すように、評価用パターン２００は、下層２１０と、絶縁層２１２と、化学増幅型レジスト２１４とを含む。絶縁層２１２には、複数のビアホール２１６が設けられている。化学増幅型レジスト２１４には、ビアホール２１６に接続して形成された開口パターン２１８が設けられている。
【００５５】
ここで、評価用パターン２００の下層２１０および絶縁層２１２は、簡略化して示しているが、それぞれ、評価対象の実プロセスで利用され得る複数の層を含むことができる。たとえば、図１６および図１７に示したように、下層２１０は、下層配線層１０８および第一エッチングストッパ膜１０７を含むように構成することができる。また、同様に、絶縁層２１２は、第一層間絶縁膜１０６と、第二エッチングストッパ膜１０５と、第二層間絶縁膜１０４と、第三層間絶縁膜１０３とを含むように構成することができる。この場合、第一エッチングストッパ膜１０７としては、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、またはＳｉＣＮ等を用いることができる。また、第一層間絶縁膜１０６および第二層間絶縁膜１０４としては、ＳｉＯ２や種々の低誘電率膜を用いることができる。低誘電率膜としては、ＨＳＱ（ハイドロジェンシルセスキオキサン）、ＭＳＱ（メチルシルセスキオキサン）、ＭＨＳＱ（メチル化ハイドロジェンシルセスキオキサン）、Ｌ−ＯｘＴＭ（商標）等のポリオルガノシロキサン、ＳｉＯＣ、ポリアリールエーテル（ＰＡＥ）、ジビニルシロキサン−ビス−ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、またはＳｉｌｋ（登録商標）等の芳香族含有有機材料、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）、ＦＯＸ（ｆｌｏｗａｂｌｅ  ｏｘｉｄｅ）、パリレン、サイトップ、またはＢＣＢ（Ｂｅｎｓｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）等を用いることができる。また、第三層間絶縁膜１０３は、第二層間絶縁膜１０４を保護する機能を有し、たとえばＳｉＯ２により構成することができる。さらに、図示していないが、ビアホール２１６中および絶縁層２１２上には、反射防止膜１０２が形成された構成とすることもできる。
【００５６】
なお、化学増幅型レジスト２１４自体の解像度の評価を正確に行うためには、化学増幅型レジスト２１４の解像不良が起こりやすい条件で絶縁層２１２を形成することができる。このような条件として、たとえば絶縁層２１２を、ポーラス膜とすることができる。このようにした場合、絶縁層２１２上に形成した化学増幅型レジスト２１４の解像度をより正確に評価することが可能となる。ポーラス膜の成膜は、たとえば以下のようにすることができる。塗布法でシリコン酸化膜を形成する場合においては、メチルシルセスキオキサン等の材料と共に、揮発性物質を配合した塗布液を下層２１０上に塗布・乾燥し、その後加熱処理することにより、揮発性物質を蒸発させる。これによりポーラス膜を得ることができる。また、ＣＶＤ法によるポーラス膜の成膜にあっては、シランの材料として、トリメチルシランなどのバルキーな分子構造を有するガスを用いることにより、ミクロなポーラス構造を得ることができる。
【００５７】
また、第三層間絶縁膜１０３を形成する際に用いるガスとしてＮ２Ｏ等の窒素を含むガス等、塩基性不純物の生じやすいガスを用いることによっても、厳しい条件で化学増幅型レジスト２１４の解像度の評価を行うことができる。
【００５８】
図１（ａ）に示すように、評価用パターン２００において、絶縁層２１２には、配置密度の低い第一のビアホール群２２０および第一のビアホール群２２０よりも配置密度の高い第二のビアホール群２２２が設けられる。第一のビアホール群２２０および第二のビアホール群２２２に含まれるビアホール２１６上部において、化学増幅型レジスト２１４には開口パターン２１８ａ〜２１８ｃおよび開口パターン２１９ａ〜２１９ｃが設けられる。ここで、開口パターン２１８ａ〜２１８ｃおよび開口パターン２１９ａ〜２１９ｃの開口幅はそれぞれ同じである。
【００５９】
図１６および図１７を参照して説明したように、多層配線構造を製造する場合、たとえばビアホール２１６の径は０．２μｍ、開口パターン２１８ａ〜２１８ｃ、および２１９ａ〜２１９ｃの開口幅は、０．２μｍとすることができる。ビアホール２１６のピッチ幅は、種々のサイズにすることができるが、化学増幅型レジスト２１４の解像不良はピッチ幅が広いほど生じやすいため、配置密度の低い第一のビアホール群２２０において、たとえば１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上とすることができる。ビアホール２１６および開口パターン２１８ａ〜２１８ｃ、および２１９ａ〜２１９ｃの開口幅はこれに限定されるものではなく、目的に応じて適宜設定することができる。
【００６０】
なお、本実施の形態において、化学増幅型レジスト２１４は、光の照射により酸を発生する酸発生剤と、酸により反応するベース樹脂を含むレジストである。光酸発生剤としては、照射される光源の種類に応じて公知の材料から適宜選択して用いることができる。ベース樹脂にとしては、光源の波長において透明な材料が用いられる。また、側鎖に酸加水分解を生じやすい側鎖を有する材料が用いられる。こうすることにより、露光前後の現像液への溶解度差を充分に確保することができる。具体的には、化学増幅型レジストに通常用いられる公知の材料を適宜用いることが可能である。たとえば、ポジ型レジスト組成物の場合は、アルカリ可溶性基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の樹脂であって、該アルカリ可溶性基が脱離したときにアルカリ可溶性となるベース樹脂を用いることができ、ネガ型レジスト組成物の場合は、アルカリ可溶性樹脂であって、架橋剤による架橋によってアルカリ難溶性となるベース樹脂を用いることができる。また、化学増幅型レジストは、光酸発生剤およびベース樹脂は、有機溶媒に溶解した状態で絶縁層２１２上に塗布される。さらに、化学増幅型レジスト２１４は、適宜クエンチャー等の材料を含むことができる。こうすることにより、より一層確実にリソグラフィーにおける感度を上昇させることができる。化学増幅型レジスト２１４がポジ型である場合には、溶解阻止剤を含んでいてもよい。また、化学増幅型レジスト２１４がネガ型である場合に、架橋剤を含んでいてもよい。化学増幅型レジスト２１４に光を照射する光源としては、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等が用いられる。
【００６１】
本実施の形態において、化学増幅型レジスト２１４の解像度を評価するのには、開口パターン２１８ｂおよび開口パターン２１９ｂに含まれるビアホール２１６を評価対象とすることが好ましい。開口パターン２１８ｂおよび開口パターン２１９ｂに含まれるビアホール２１６は、同じ密度で配置された他のビアホール２１６に囲まれているため、ビアホール２１６の配置密度を正確に反映させて化学増幅型レジスト２１４の解像度を評価することができるからである。本実施の形態において、ビアホールの配置密度が互いに異なる第一のビアホール群２２０および第二のビアホール群２２２における化学増幅型レジスト２１４の解像度を比較することにより、レジストポイズニングのレベルを評価することができる。化学増幅型レジスト２１４の評価は、たとえばＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）や光学顕微鏡で観察した結果に基づき行うことができる。
【００６２】
図２は、評価用パターン２００のさらに好ましい形態を示す図である。ここで示すように、評価用パターン２００は、絶縁層２１２におけるビアホールの配置密度が異なる第一のパターン２０２および第二のパターン２０４を含む。第一のパターン２０２および第二のパターン２０４は、同一のパターン形状を有する。以下、第一のパターン２０２を例として説明する。
【００６３】
第一のパターン２０２は、ビアホールの配置密度が同一で、同一のパターン形状を有する複数のパターンａ〜パターンｉを含む。本実施の形態において、同一の配置密度で同一のパターン形状の他のパターンａ〜パターンｉ（パターンｅを除く）に囲まれたパターンｅを評価対象として用いる。このように、評価対象のパターンｅの周囲に同一の配置密度を有する他のパターンａ〜パターンｉ（パターンｅを除く）を設けることにより、パターンｅにおいて、周囲のパターンのビアホールの配置密度の違いの影響を受けることなく、パターンｅのビアホールの配置密度における化学増幅型レジスト２１４の解像度を正確に評価することができる。
【００６４】
図３は、第一のパターン２０２のパターンｅを示す模式図である。パターンｅは、横方向に６個、縦方向に７個の複数のビアホール２１６がマトリクス状に配置された構成を有する。これらのビアホール２１６上において、化学増幅型レジスト２１４には、ライン状の第１開口パターン２３０、コーナーを含む略Ｌ字型の第２開口パターン２３２ａ、第３開口パターン２３２ｂ、第４開口パターン２３２ｃ、および第５開口パターン２３２ｄ、ライン状の第６開口パターン２３４ａ、第７開口パターン２３４ｂ、第８開口パターン２３４ｃ、および第９開口パターン２３４ｄ、並びにライン状の第１０開口パターン２３６ａおよび第１１開口パターン２３６ｂを含む開口パターンが形成される。本実施の形態において、開口パターンは、ビアホール２１６がいずれかの開口パターンの端部（以下「ラインエンド」という。）、中央（以下「オンライン」という。）、およびコーナーにそれぞれ配置されるように形成される。ここで、中央とは、いずれかの開口パターンの端部以外の領域のことをいう。また、端部とは、コーナー以外の端部のことをいう。
【００６５】
図３では、番号（５）で示したビアホール２１６は開口パターンのオンラインに配置された例、番号（１）、（３）、（７）および（９）で示したビアホール２１６は開口パターンのコーナーに配置された例、番号（４）および（６）で示したビアホール２１６は、開口パターンのラインエンドに配置された例を示す。ビアホールが開口パターンのオンライン、ラインエンド、またはコーナーのどの部分に形成されたかによって、同一の配置密度で形成されたビアホールであっても、その上部の化学増幅型レジスト２１４の開口状態が異なる。たとえば、ラインエンドやコーナーにビアホールが配置されている場合、オンラインにビアホールが配置された場合に比べて解像不良が生じやすい。このような開口パターンを形成することにより、化学増幅型レジスト２１４の解像度をより詳細に評価することができる。
【００６６】
したがって、たとえば、図２に示したようなビアホールの配置密度が異なる第一のパターン２０２と第二のパターン２０４との間で化学増幅型レジスト２１４の解像度を比較する場合に、ビアホールがコーナーに配置されている第一のパターン２０２のパターンｅにおける番号（９）のビアホール２１６と第二のパターン２０４のパターンｅにおける番号（９）のビアホール２１６の上部の化学増幅型レジスト２１４の開口状態を観察することにより、ビアホールの配置密度の違いによる解像度の違いを精密に評価することができる。
【００６７】
また、第一のパターン２０２は、図４に示すように、化学増幅型レジスト２１４上の各ビアホール２１６に対応する位置にマーク２４０が形成された構成とすることもできる。マーク２４０は、リフトオフ等で形成することができる。ビアホール２１６の配置密度が低いパターン、つまりビアホール２１６間の間隔が広い場合、ＳＥＭで等でビアホール２１６上の化学増幅型レジスト２１４の解像度を検出しようとしても、ビアホールの間隔が広いため、ビアホール２１６が形成された部分を検出するのに時間がかかる。ビアホール２１６に対応する位置にマーク２４０を設けておくことにより、ビアホール２１６上の化学増幅型レジスト２１４の解像度を評価する際に、ビアホール２１６が形成された箇所を効率よく検出することができる。
【００６８】
開口パターンの形状は、図３に示したものに限られず、種々の形状とすることができるが、開口パターンのコーナーにおける化学増幅型レジストの解像度を評価するためには、図５（ａ）に示すように、右上、右下、左上、および左下にそれぞれコーナーを有する四種の略Ｌ字型の開口パターンと、各開口パターンのコーナーの下部に形成されたビアホールとの組み合わせパターンａ〜ｄを有することが好ましい。このようにすると、図５（ｂ）に示すように、開口パターンが下部のビアホールに対して図中左方向にずれて形成され、組み合わせパターンｃおよび組み合わせパターンｄにおけるコーナー部分の解像度を正確に評価することができない場合でも、組み合わせパターンａまたは組み合わせパターンｂにおけるコーナー部分で解像度を評価することができる。
【００６９】
また、図５（ｃ）に示すように、開口パターンが下部のビアホールに対して図中上方向にずれて形成され、組み合わせパターンｂおよび組み合わせパターンｃにおけるコーナー部分の解像度を正確に評価することができない場合でも、組み合わせパターンａまたは組み合わせパターンｄにおけるコーナー部分で解像度を評価することができる。同様に、開口パターンが下部のビアホールに対して図中右方向にずれて形成された場合でも、組み合わせパターンｃまたは組み合わせパターンｄにおけるコーナー部分で解像度を評価することができる。また、開口パターンが下部のビアホールに対して図中下方向にずれて形成された場合でも、組み合わせパターンｂまたは組み合わせパターンｃにおけるコーナー部分で解像度を評価することができる。以上のように、開口パターンが下部のビアホールに対して図中上下左右いずれの方向にずれた場合であっても、いずれかの組み合わせパターンにおいて、コーナー部に形成された開口パターンの解像度を評価することができる。
【００７０】
また、開口パターンのラインエンドにおける化学増幅型レジストの解像度を評価するためには、図６（ａ）に示すように、横方向に長軸を有する横長の開口パターンと当該開口パターンの左端下部に設けられたビアホールとの組み合わせパターンａ、縦方向に長軸を有する縦長の開口パターンと当該開口パターンの下端下部に設けられたビアホールとの組み合わせパターンｂ、横方向に長軸を有する横長の開口パターンと当該開口パターンの右端下部に設けられたビアホールとの組み合わせパターンｃ、縦方向に長軸を有する縦長の開口パターンと当該開口パターンの上端下部に設けられたビアホールとの組み合わせパターンｄを有することが好ましい。このようにすると、たとえば図６（ｂ）に示すように、開口パターンが下部のビアホールに対して図中左方向にずれて形成された場合でも、組み合わせパターンａにおける左端部分で開口パターンのラインエンドの解像度を評価することができる。同様に、開口パターンが下部のビアホールに対して図中上方向にずれて形成された場合でも、組み合わせパターンｄにおける上側部分で開口パターンのラインエンドの解像度を評価することができる。同様に、図６（ｃ）に示すように、開口パターンが下部のビアホールに対して図中右方向にずれて形成された場合、組み合わせパターンｃで、開口パターンが下部のビアホールに対して図中下方向にずれて形成された場合、組み合わせパターンｂでそれぞれ解像度を評価することができる。
【００７１】
さらに、開口パターンのオンラインにおける化学増幅型レジストの解像度を評価するためには、図７（ａ）に示すように、縦方向に長軸を有する縦長の開口パターンと当該開口パターンの下部に設けられたビアホールとの組み合わせパターンａ、および横方向に長軸を有する横長の開口パターンと当該開口パターンの下部に設けられたビアホールとの組み合わせパターンｂを有することが好ましい。このようにすると、たとえば図７（ｂ）に示すように、開口パターンが下部のビアホールに対して図中左方向にずれて形成された場合であっても、組み合わせパターンｂで解像度を評価することができる。同様に、たとえば図７（ｃ）に示すように、開口パターンが下部のビアホールに対して図中上方向にずれて形成された場合であっても、組み合わせパターンａで解像度を評価することができる。同様に、開口パターンが下部のビアホールに対して図中右方向にずれて形成された場合、組み合わせパターンｂで、開口パターンが下部のビアホールに対して図中下方向にずれて形成された場合、組み合わせパターンａでそれぞれ解像度を評価することができる。
【００７２】
図８は、図３に示した第一のパターン２０２に含まれる一のパターンｅの他の例を示す図である。このような配置とすると、評価対象となる番号（１）〜番号（９）のビアホール２１６がパターンｅの中央部に形成されることになるので、ビアホール２１６の配置間隔の違いによる化学増幅型レジスト２１４の解像度の違いを正確に検出することができる。この場合も、図４に示したように、化学増幅型レジスト２１４のビアホール２１６に対応する箇所にマーク２４０を設けた構成としてもよい。
【００７３】
図９は、図３に示した第一のパターン２０２に含まれる一のパターンｅのまた他の例を示す図である。ここで、パターンｅは、図中縦長のライン状の開口パターンのオンラインに配置された番号（１０）のビアホール２１６を含む。これにより、開口パターンが下層のビアホール２１６に対してずれて形成された場合であっても、いずれかのビアホールとの組み合わせで開口パターンのオンライン、ラインエンド、およびコーナーすべてについて解像度を評価することが可能となる。
【００７４】
なお、デュアルダマシン法におけるビアファースト法の手順を図１６および図１７を用いて上述したが、本実施の形態における化学増幅型レジスト２１４の解像度の評価方法は、図１０に示す手順のビア途中止め型のビアファースト法を用いる工程においても適用することができる。
【００７５】
この方法では、図１０（ａ）に示すように、ビアホール１１１を途中まで形成した後、第三層間絶縁膜１０３上に化学増幅型レジスト１０１を形成し、配線溝形成用のパターン１１２を形成する（図１０（ｂ））。次いで、化学増幅型レジスト２１４をマスクとして第二層間絶縁膜１０４（および第一層間絶縁膜１０６）に配線溝１１３を形成する。このとき、途中まで形成されていたビアホールもエッチングされる（図１０（ｃ））。その後、配線溝１１３およびビアホール１１１を金属膜で埋め込み、配線１０９を形成する（図１０（ｄ））。
【００７６】
さらに、上記で説明したように、ビアホールが開口パターンのコーナーまたはラインエンド下部に配置された場合の化学増幅型レジストの解像度を観察する場合、光近接効果により、開口パターンが所望の形状に形成されないことがある。このような光近接効果の影響により開口パターンが形成されないと、レジストポイズニングの影響を正確に評価することが困難となる。そこで、本実施の形態において、このような光近接効果の影響を除去するべく、光近接効果補正（ＯＰＣ）を行って開口パターンを形成することもできる。
【００７７】
たとえば、Ｌ字型の開口パターンを形成する場合、図１１（ａ）に示すように、略垂直なコーナーを含むマスクパターンを用いても、光近接効果によりコーナーのパターンが丸まってしまうことがある。このようなコーナーの丸みを低減するために、図１１（ｂ）に示すようなマスクパターンを用いて化学増幅型レジスト２１４の露光を行うと、所望の略垂直なコーナーを含む開口パターンを形成することができる。
【００７８】
また、開口パターンの端部（ラインエンド）においては、図１２（ａ）に示すように、光近接効果により開口パターンが丸まってしまい、端部まで充分開口されないことがある。このような端部の丸みを低減するために、図１２（ｂ）に示すようなマスクパターンを用いて化学増幅型レジスト２１４の露光を行うと、所望の形状の開口パターンを形成することができる。このような開口パターンの端部の丸みを低減するためには、図１３に示すようなマスクを用いて化学増幅型レジスト２１４の露光を行うこともできる。
【００７９】
以上のように、光近接効果補正を行って開口パターンを形成することにより、コーナーおよび端部においても、開口パターンを所望の形状にすることができるので、開口パターンとビアホールとの位置関係が異なる複数の箇所における化学増幅型レジストの解像度の評価を、他の要因を排除して検討することができる。
【００８０】
以上の実施の形態において、配線形成用の開口パターンの開口幅はすべて等しいとして説明したが、他の形態において、開口幅を異ならせて評価することもできる。
【００８１】
さらに、３層ハードマスクを用いた場合、２層レジスト法や３層レジスト法を用いた場合、無機反射防止膜を用いた場合も同様に化学増幅型レジストの解像度の評価を行うことができる。ビアホールのピッチ間隔は、目的の半導体デバイスの構成や用いるレジスト材料の解像度に応じて適宜設計可能である。
【００８２】
【実施例】
図３に示すようなパターンを有する評価用パターンを形成し、ビアホール上の開口パターンの解像度を評価した。図１４は、本実施例で用いた下層２１０および絶縁層２１２の構造を示す断面図である。ここで、下層２１０は、ＴＥＯＳ−ＳｉＯ２、絶縁層２１２は、ＳｉＣＮ層（膜厚約５０ｎｍ）、ＳｉＯＣ層（４００ｎｍ）、およびＳｉＨ４−ＳｉＯ２層（膜厚約１００ｎｍ）を含む。各評価用パターンにおけるビアホールのピッチ間隔が、０．４μｍ、０．８μｍ、１．０μｍ、２．０μｍ、５．０μｍ、１０μｍ、および２０μｍとなるようにして絶縁層２１２にビアホールを形成した。各評価用パターンにおけるオンライン、コーナーおよびラインエンドの化学増幅型レジスト２１４の開口状態を観察し、解像度を評価した。
【００８３】
ここで、レジストとしては、一般的なアセタール型の化学増幅型レジストおよびジアゾメタン光酸発生剤を用いた。レジスト膜を約０．６μｍとして化学増幅型レジストを上記ＳｉＨ４−ＳｉＯ２層上に塗布し、約９０℃で９０秒間プリベークした。その後レジスト膜を０．６８ＮＡレンズでＫｒＦエキシマレーザにより露光した。次いで、レジストを１０５℃で９０秒間ポストベークし、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液で現像した。その後、３５０℃で３０分間アニール処理を行った。
【００８４】
図１５に評価結果を示す。ピッチ間隔が２．０μｍ以下の場合、オンライン、コーナーおよびラインエンドのいずれにおいても、解像度が良好であった。しかし、ピッチ間隔が５．０μｍ以上となると、コーナーおよびラインエンドにおける解像度が低下し、ピッチ間隔が１０μｍ以上の場合、いずれのビアホール上においても、化学増幅型レジストの解像度が低下することが示された。
【００８５】
なお、以上のようにして形成した評価用パターンを用い、図１６および図１７を参照して説明したようにデュアルダマシン法で配線構造を製造した。詳しくは、化学増幅型レジスト１０１をマスクとしてＳｉＯＣ層に配線溝を形成した。次いで、化学増幅型レジストを除去した後、スルーホール内部および配線溝内部にバリア金属膜および配線金属膜を埋め込み、配線溝外部に露出した不要なバリア金属膜および配線金属膜をＣＭＰにより除去し、配線を形成した。これにより、配線構造を得ることができた。
【００８６】
以上の結果から、ビアホールのピッチ間隔が広いほどその上部に形成された化学増幅型レジストの解像度が低下することが示された。この結果は、ビアホール一つに対して下層の絶縁膜の領域が広いほどビアポイズニングが起こりやすいという実験結果と一致する。さらに、本実施例において、ビアホールが開口パターンのオンライン、コーナー、ラインエンドのそれぞれに設けられたパターンを評価に用いているため、化学増幅型レジストの解像度の評価をより詳細に行うことができる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、絶縁膜中に形成されたビアホール上における化学増幅型レジストの解像度を精度よく評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における評価用パターンを模式的に示した図である。
【図２】評価用パターンの好ましい形態を示す図である。
【図３】図２に示した評価用パターンの一部を示す図である。
【図４】図２に示した評価用パターンの一部を示す図である。
【図５】四種の略Ｌ字型の開口パターンと、各開口パターンのコーナー下部に形成されたビアホールとの組み合わせを示す図である。
【図６】四種のライン状の開口パターンと、各パターンのラインエンドに形成されたビアホールとの組み合わせを示す図である。
【図７】二種のライン状の開口パターンと、各パターンのオンラインに形成されたビアホールとの組み合わせを示す図である。
【図８】図３に示したパターンの他の例を示す図である。
【図９】図３に示したパターンのまた他の例を示す図である。
【図１０】ビア途中止め型のビアファースト法を用いる工程を示す図である。
【図１１】光近接効果補正を行って開口パターンを形成する手法を示す図である。
【図１２】光近接効果補正を行って開口パターンを形成する手法を示す図である。
【図１３】光近接効果補正を行って開口パターンを形成する手法を示す図である。
【図１４】実施例で用いた評価用パターンの構造を示す断面図である。
【図１５】実施例の評価結果を示す図である。
【図１６】デュアルダマシン法におけるビアファースト法の手順を示す工程断面図である。
【図１７】デュアルダマシン法におけるビアファースト法の手順を示す工程断面図である。
【図１８】ビアホール上において、化学増幅型レジストの解像不良が起こる様子を示す工程断面図である。
【図１９】ビアホール上において、化学増幅型レジストの解像不良が起こる様子を示す工程断面図である。
【図２０】層間絶縁膜として低誘電率膜（ＳｉＯＣ）を用いた基板から発生した塩基性不純物発生量をＴＤ−ＡＰＩ−ＭＳスペクトルで測定した結果を示す図である。
【図２１】ビアホール一つあたりの面積を算出する手順を示す図である。
【図２２】ビアホールを形成した層間絶縁膜に塩基性不純物が蓄積する様子を示す図である。
【符号の説明】
１０１  化学増幅型レジスト
１０２  反射防止膜
１０３  第三層間絶縁膜
１０４  第二層間絶縁膜
１０５  第二エッチングストッパ膜
１０６  第一層間絶縁膜
１０７  第一エッチングストッパ膜
１０８  下層配線層
１０９  配線
１１１  ビアホール
１１２  パターン
１１３  配線溝
１１４  残存フェンス
２００  評価用パターン
２０２  第一のパターン
２０４  第二のパターン
２１０  下層
２１２  絶縁層
２１４  化学増幅型レジスト
２１６  ビアホール
２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃ  開口パターン
２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃ  開口パターン
２２０  第一のビアホール群
２２２  第二のビアホール群
２３０  第１開口パターン
２３２ａ  第２開口パターン
２３２ｂ  第３開口パターン
２３２ｃ  第４開口パターン
２３２ｄ  第５開口パターン
２３４ａ  第６開口パターン
２３４ｂ  第７開口パターン
２３４ｃ  第８開口パターン
２３４ｄ  第９開口パターン
２３６ａ  第１０開口パターン
２３６ｂ  第１１開口パターン
２４０  マーク
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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