(57)【要約】【課題】樹脂膜に適切なる波長の光を照射することで、低温、短時間での樹脂膜の硬化を可能とする。【解決手段】炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂膜１２を形成した後、光照射によって樹脂膜１２の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切って、架橋反応をさせることで樹脂膜１２を硬化させる方法であり、樹脂膜１２はポリアリールエーテル系樹脂を塗布して形成した膜からなり、樹脂膜１２に波長が１９０ｎｍ以下の光を照射することによって樹脂膜１２の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切って樹脂膜１２を硬化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂膜を形成した後、
光照射によって前記樹脂膜の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切ることで前記樹脂膜を硬化させる
ことを特徴とする樹脂膜の形成方法。
【請求項２】
前記樹脂膜はポリアリールエーテル系樹脂を塗布して形成した膜からなり、
前記樹脂膜に波長が１９０ｎｍ以下の光を照射することによって前記樹脂膜の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切って前記樹脂膜を硬化させる
ことを特徴とする請求項１記載の樹脂膜の形成方法。
【請求項３】
前記樹脂膜を硬化させる際に前記樹脂膜の熱分解温度以下の温度で前記樹脂膜を加熱する
ことを特徴とする請求項１記載の樹脂膜の形成方法。
【請求項４】
前記光照射には発光波長が１４０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下の光源を使用する
ことを特徴とする請求項２記載の樹脂膜の形成方法。
【請求項５】
半導体装置の配線間もしくは配線層間に用いる絶縁膜を炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂膜で形成した後、
光照射によって前記樹脂膜の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切ることで前記樹脂膜を硬化させる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂膜はポリアリールエーテル樹脂系塗布膜からなり、
前記ポリアリールエーテル樹脂系塗布膜に波長が１９０ｎｍ以下の光を照射することによって前記２重結合は残して前記３重結合のみを切って前記樹脂膜を硬化させる
ことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂膜を硬化させる際に、前記樹脂膜を２００℃以下の温度で加熱する
ことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記光照射には発光波長が１４０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下の光源を使用する
ことを特徴とする請求項６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、低温での硬化が容易な樹脂膜の形成方法およびこの樹脂膜の形成方法を用いて層間絶縁膜を形成する半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積化に伴い、回路形成の際に要求される配線の加工寸法は、微細化の一途をたどっており、かつ配線の多層化も進んでいる。また、高集積化と同時に低消費電力化および動作の高速化が要求されている。
【０００３】
配線の微細化および配線ピッチの縮小化によって起こる配線抵抗および配線容量の増大は、半導体装置の動作速度の劣化および消費電力の増大を招く。したがって、高集積化、低消費電力化、および動作高速化の要求を満たすためには、電気抵抗の低い銅を配線材料として用い、低誘電率膜を層間絶縁膜として用いた多層配線が必要不可欠になる。
【０００４】
そこで、配線間絶縁膜や層間絶縁膜の絶縁膜材料として、現在広く用いられている化学気相成長（ＣＶＤ）法やスピンオン塗布法で成膜した酸化シリコン膜に代えて、フッ素を含有する酸化シリコン膜や、炭素を含有した酸化シリコン膜、水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）、メチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）、ポリアリールエーテル系樹脂、フッ素樹脂などの低誘電率材料を用いることが検討されている。以下、これらの低誘電率材料で形成される絶縁膜を低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と言う。特に本発明で適用されるポリアリールエーテル系樹脂の塗布膜の例として、例えばダウケミカル社のＳｉＬＫ（ＴＭ）やハネウエル社のＦＬＡＲＥ（ＴＭ）、ＧＸ−III（ＴＭ）などが公知の材料である。
【０００５】
しかしながら、低誘電率絶縁膜のうち、例えば塗布型のポリアリールエーテル樹脂系材料は、４００℃以上の高温で６０分以上の熱処理をしないと充分に硬化しないことが知られている。また、この塗布型のポリアリールエーテル樹脂系材料を層間絶縁膜に用い、配線材料に電気抵抗の低い銅を適用した場合、４００℃の熱処理を加えることで、サーマルバジェットが問題となることも知られている。例えばこのサーマルバジェットによる問題としては、層間絶縁膜、あるいは銅の熱ストレス変動に起因する銅のマイグレーション、拡散およびハガレが生じることによって信頼性が劣化することが知られている。
【０００６】
また、低誘電率絶縁膜としてスピンオン重合体フィルムを用い、それを電子ビームに曝露することによって硬化させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかしながら、スピンオン重合体フィルムを電子ビーム曝露することによって硬化する技術は、電子ビームの浸入深さを制御することが困難で、低誘電率絶縁膜を積層した場合に上層の低誘電率絶縁膜を硬化するために照射した電子ビームが、下層の低誘電率絶縁膜まで達することで複数回電子ビームに曝露されることがある。このように必要以上に電子ビームに曝露された低誘電率絶縁膜は結合が分断されて脆い膜になる。また、電子線がトランジスタ、キャパシタ部分に達することで、絶縁膜部分に電荷が蓄積されてその絶縁膜を破壊する。さらに、電子線によって、スピンオン重合体フィルムの基本骨格部分が分断されて、予想外の結合を生じることから、例えば膜が収縮する、もしくは耐湿性が劣化するという問題が生じる。
【０００８】
【特許文献１】特表２０００−５１１００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、ポリアリールエーテル系樹脂のように炭素の２重結合と炭素の３重結合とを有する樹脂膜は、炭素の２重結合を残した状態で炭素の３重結合を切り、架橋反応させることで硬化させるため、４００℃以上の熱処理が必要になる点である。また、このような高温の熱処理を行うと、サーマルバジェットの問題がある銅を用いた配線の絶縁膜に上記樹脂膜を適用することが困難になる点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の樹脂膜の形成方法は、炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂膜を形成した後、光照射によって前記樹脂膜の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切ることによって前記樹脂膜を硬化させることを最も主要な特徴とする。特には、前記樹脂膜はポリアリールエーテル系樹脂を塗布して形成した膜からなり、前記樹脂膜に波長１９０ｎｍ以下の光を照射することによって前記樹脂膜の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切って前記樹脂膜を硬化させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体装置の配線間もしくは配線層間に用いる絶縁膜を炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂膜で形成した後、光照射によって前記樹脂膜の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切ることで前記樹脂膜を硬化させることを最も主要な特徴とする。特には、前記樹脂膜はポリアリールエーテル系樹脂を塗布して形成した膜からなり、前記樹脂膜に波長１９０ｎｍ以下の光を照射することによって前記樹脂膜の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切って前記樹脂膜を硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の樹脂膜の形成方法は、樹脂膜を光照射によって硬化処理するため、処理温度を４００℃未満、特には２００℃以下の低温でかつ短時間で樹脂膜の硬化処理ができるので、サーマルバジェットの問題を発生させることなく銅配線を用いた配線構造の配線間絶縁膜、配線層間絶縁膜の形成方法に適用することができるという利点がある。
【００１３】
本発明の半導体装置の製造方法は、樹脂膜を光照射によって硬化処理するため、４００℃未満、特には２００℃以下の低温でかつ短時間で樹脂膜の硬化処理ができるので、サーマルバジェットの問題を発生させることなく半導体装置における銅配線を用いた配線構造の配線間絶縁膜、配線層間絶縁膜の形成方法に適用することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
銅配線を用いた配線構造の絶縁膜に用いる樹脂膜を形成するという目的を、光照射により樹脂膜の硬化処理を行うことで、サーマルバジェットの問題を発生させることなく実現した。
【００１５】
本発明の樹脂膜の形成方法に係る実施の形態を、図１に示す製造工程断面図によって説明する。本実施の形態は、一例として、炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂としてポリアリールエーテル系樹脂膜の形成方法について説明する。
【００１６】
図１の（１）に示すように、通常の塗布法によって、基板１１上に炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する塗布型のポリアリールエーテル系樹脂を塗布して、樹脂膜１２を形成する。この塗布型のポリアリールエーテル系樹脂としては、一例として、ダウケミカル社のＳｉＬＫ、ハネウエル社のＦＬＡＲＥ、ＧＸ−III等の市販のものを用いることができる。
【００１７】
次いで、図1（２）に示すように、上記樹脂膜１２に光ｈνを照射する。この光ｈνには波長が１００ｎｍ以上１９０ｎｍ以下の光を用いる。例えば、光源には、発光波長が１９０ｎｍ以下、好ましくは１４０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下のものを使用する。上記光ｈνは、波長が１９０ｎｍ以下の光であるため、炭素の２重結合を切ることなく、炭素の３重結合のみを切る。その理由は、炭素の２重結合は波長が１９７ｎｍ以上の光照射によって切られるためであり、それを避けるために１９０ｎｍ以下の波長とした。一方、炭素の３重結合の結合エネルギーは７９１Ｊ／ｍｏｌであり、この結合エネルギーに最も吸収されやすい波長は１５０ｎｍである。また、電子線やＸ線のように波長が短くなりすぎると、従来技術で説明したような不必要に結合を切ることになり、好ましくない。そこで、樹脂膜１２に照射する光の波長は、１００ｎｍ以上とした。また、炭素の３重結合を切る波長が１５０ｎｍであることからその波長に近い波長を発振する光源を用いることが有効となる。そこで、光源の発光波長は１４０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下とした。
【００１８】
このように、上記光照射によって樹脂膜１２の炭素の２重結合は残して炭素の３重結合のみを切って、樹脂膜１２を硬化させる。その際、基板１１を上記樹脂膜１２の熱分解温度以下の温度で加熱することが好ましい。基板１１を加熱することによって、樹脂膜１２の硬化時間が短縮される。この加熱温度は、樹脂膜１２の熱分解温度以下とするが、この樹脂膜１２が例えば銅配線の絶縁膜に用いられている場合には、銅のマイグレーションのようなサーマルバジェットを起こさない温度、例えば２００℃以下とする。なお、この基板１１の加熱温度によって樹脂膜１２の硬化時間が変わってくるので、加熱温度と光照射時間は適宜選択される。この結果、上記樹脂膜１２は、従来と比較して低温、短時間で硬化される。このようにして、樹脂膜１２からなる低誘電率絶縁膜が形成される。
【００１９】
また、本発明の樹脂膜の形成方法では、過剰に光照射が行われたとしても、炭素の２重結合を切ることはないので、電子線を用いた場合に発生するような樹脂膜の結合が分断されて脆い膜になることはない。また、結合の分断により新たな予想外の結合を生じて膜が収縮するもしくは耐湿性が劣化するという問題も発生しない。
【実施例１】
【００２０】
本発明の半導体装置の製造方法に係る実施例１を、前記図１に示す工程図によって説明する。
【００２１】
前記図１（１）に示したように、塗布法によって、基板１１上にポリアリールエーテル系樹脂の樹脂膜１２を成膜する。ここでは、一例として、ＳｉＬＫとよばれているポリアリールエーテル樹脂を用いた。
【００２２】
その後、前記図１（２）に示したように、基板１１に形成した樹脂膜１２に、波長が１９０ｎｍ以下の光ｈνを照射して、上記樹脂膜１２中の炭素の２重結合を切ることなく炭素の３重結合を切って架橋反応させることで、樹脂膜１２を硬化させた。上記光ｈνには、例えば発振波長が１５７ｎｍのフッ素（Ｆ2）レーザ光を用いた。光Ｌの照射時間は、１５分とし、基板温度は２３℃（室温）とした。
【実施例２】
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法に係る実施例２を、前記図１に示す工程図によって説明する。実施例２は実施例１に対し、基板１１を加熱し、光照射時間を短くした場合である。
【００２４】
前記図１（１）に示したように、塗布法によって、基板１１上にポリアリールエーテル系樹脂の樹脂膜１２を成膜する。ここでは、一例として、ＳｉＬＫとよばれているポリアリールエーテル樹脂を用いた。
【００２５】
その後、前記図１（２）に示したように、基板１１に形成した樹脂膜１２に、波長が１９０ｎｍ以下の光ｈνを照射して、上記樹脂膜１２中の炭素の２重結合を切ることなく炭素の３重結合を切って架橋反応させることで、樹脂膜１２を硬化させた。上記光ｈνには、例えば発振波長が１５７ｎｍのフッ素（Ｆ2）レーザ光を用いた。光ｈνの照射時間は、５分とし、基板温度は１５０℃とした。
【００２６】
次に、比較例として、上記基板１１にポリアリールエーテル系樹脂（ＳｉＬＫ）の樹脂膜１２を形成したものに従来の樹脂膜の硬化処理（処理温度：４００℃、処理時間：６０分）を行った。
【００２７】
そして、上記実施例１、実施例２、比較例で硬化された樹脂膜のフーリエ変換赤外分光吸収スペクトルを調べた。その結果を図２に示す。図２は、縦軸に吸収光の強度を示し、横軸に赤外線の波数を示す。図２に示すように、上記実施例１、実施例２、比較例ともに、同様なる吸収スペクトルを有することがわかった。したがって、本発明の樹脂膜の形成方法を用いることで、低温かつ短時間処理で、従来の硬化処理を行った樹脂膜と差異なく硬化されることが確認された。
【００２８】
このように、実施例１および実施例２による樹脂膜の形成方法では、室温での光照射ならば１５分間の処理ですみ、または基板１１を１５０℃に加熱しての光照射ならば５分間の処理ですむ。すなわち、低温かつ短時間で樹脂膜１２の硬化処理がなされるので、従来の樹脂膜の硬化処理のように４００℃で６０分という高温長時間の熱処理を加えることで発生していたサーマルバジェットの問題を発生させることはない。
【００２９】
本発明者は、低温かつ短時間でポリアリールエーテル系の樹脂膜の硬化処理を達成すべく、種々の検討と実験を重ね、以下のような結論を得た。ポリアリールエーテル系樹脂膜に、フッ素（Ｆ2）レーザ光（波長１５７ｎｍ）を照射することで、ポリアリールエーテル系樹脂の反応基である炭素の三重結合を選択的に切断し二重結合にすることで架橋を進行することが可能となることを得た。例えば、図３（１）に示すような化学構造を有するポリアリールエーテル系樹脂（ＳｉＬＫ）の塗布膜の場合、この炭素の三重結合の結合エネルギーに相当する波長（１５７ｎｍ）を照射することで、図３（２）に示すように選択的に炭素の三重結合を開裂し、架橋させることが可能であることを得た。
【００３０】
以下、その詳細の一例を図３に示す樹脂膜の硬化反応の説明図によって説明する。上記実施例１の樹脂膜の形成方法および実施例２の樹脂膜の形成方法ともに同様な反応により樹脂膜１２が硬化される。
【００３１】
図３（１）に示すように、ポリアリールエーテル系樹脂（例えばＳｉＬＫ）は、一般に化学式（１）に示す構造を有する。すなわち、炭素の３重結合を有し、その３重結合の炭素の一結合手にフェニル基Ｐｈが結合されたものがｎ個からなる基が芳香族炭化水素から誘導された２価基Ａｒを介してベンゼン環に結合し、そのベンゼン環には上記別の芳香族炭化水素から誘導された２価基Ａｒを介して上記別のベンゼン環が結合し、そのベンゼン環には上記同様に、芳香族炭化水素から誘導された２価基Ａｒを介して、炭素の３重結合を有し、その３重結合の炭素の一結合手にフェニル基Ｐｈが結合されたものがｎ個からなる基が結合され、上記各ベンゼン環の上記各芳香族炭化水素から誘導された２価基Ａｒが結合していない結合手にはフェニル基Ｐｈが結合しているものである。
【００３２】
次いで、図３（２）に示すように、上記構造のポリアリールエーテル系樹脂からなる樹脂膜１２に、発振波長が１５７ｎｍのフッ素（Ｆ2）レーザ光ｈνを照射する。この光ｈνの照射によって、上記炭素の３重結合が切られ、架橋反応が起こる。このとき、炭素の２重結合は切られることなく残る。この結果、化学式（２）に示すような構造となる。すなわち、炭素の２重結合を有し、この２重結合を有する炭素の一つの結合手に芳香族炭化水素から誘導された２価基Ａｒが結合され、上記２重結合を有する炭素の一つの結合手にフェニル基Ｐｈが結合し、上記２重結合を有する炭素の残る二つの結合手は別の２重結合を有する炭素の結合手と結合したものとなる。
【００３３】
このように、ポリアリールエーテル系樹脂にフッ素（Ｆ2）レーザ光（波長１５７ｎｍ）を照射しても、炭素の二重結合は切断されないために、過剰に硬化処理が進行することはない。これは、炭素の二重結合の結合エネルギーがフッ素（Ｆ2）レーザ光の波長よりも短波長側にあるため、吸収効率が低くなるからである。
【００３４】
また、上記実施例２で説明したように、光照射とともに、例えば銅のマイグレーションのようなサーマルバジェットの問題が発生しない温度以下の加熱を基板１１に施すことで、より高速に樹脂膜１２の硬化処理を進行させることができる。その温度の上限は、当然のことながら、樹脂膜１２の熱分解温度以下であり、かつサーマルバジェットの問題が発生しない温度以下である。例えば銅配線の層間絶縁膜にポリアリールエーテル系樹脂膜を用いる場合、銅のマイグレーションのようなサーマルバジェットの問題は温度が２００℃を超えると発生することがあるため、上記基板１１を加熱する温度は例えば２００℃以下とした。なお、下限は室温以上となるが、加熱する効果を出すことを考慮すると、１５０℃以上の加熱が必要である。
【００３５】
上記各実施例１、２では、発振波長が１５７ｎｍのフッ素レーザ光を用いたが、基板１１に塗布されたポリアリールエーテル系の樹脂膜１２を硬化させる波長としては、１００ｎｍ以上１９０ｎｍ以下の波長の光であればよく、フッ素レーザ光に限定されることはない。
【００３６】
本発明に係る絶縁膜の硬化方法は、塗布型のポリアリールエーテル系樹脂膜のように炭素の三重結合を含有し、その炭素の三重結合を切断して炭素の二重結合になる際に架橋して、硬化が進行する層間絶縁膜を有する積層構造で形成されている限り、その組成に制約なく適用できる。特に半導体装置の製造方法では、ポリアリールエーテル樹脂系の低誘電率塗布膜を低温で硬化するための処理として適用することが有効である。
【００３７】
次に、本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形態を、図４〜図６に示す製造工程断面図によって説明する。本実施の形態は、一例として、炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂を用いた多層配線を形成する半導体装置の製造方法について説明する。ここでは、一例として、炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂としてポリアリールエーテル系樹脂を用いた場合を説明する。
【００３８】
図４（１）に示すように、基板２１上に絶縁膜２２が形成され、この絶縁膜２２に配線溝２３が形成されている。この配線溝２３内には、銅の拡散、酸素や水分の侵入等を防止するバリアメタル層２４を介して溝配線構造の銅の第１配線２５が形成されている。また第１配線２５上には銅の拡散、酸素や水分の侵入等を防止するバリアメタル層２６が形成されている。このような第１配線２５が形成された上記絶縁膜２２上に、塗布法によって、低誘電率絶縁膜として炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂の第１樹脂膜３１を成膜する。この第１樹脂膜３１としては、ポリアリールエーテル系樹脂膜を用いることができる。ポリアリールエーテル系樹脂としては、一例として上記説明したようなＳｉＬＫ、ＦＬＡＲＥ、ＧＸ−III等を用いることができる。次いで光照射による第１樹脂膜３１の硬化処理を行う。
【００３９】
その後、上記樹脂膜の形成方法で説明したように、炭素の２重結合を切ることなく炭素の３重結合を切り、架橋反応を進行させる波長、例えば１００ｎｍ以上１９０ｎｍ以下の波長の光を、第１樹脂膜３１に照射する。ここでは、一例として、フッ素（Ｆ2）レーザ光（波長＝１５７ｎｍ）を用いた。例えば、基板温度が室温の場合には照射時間は１５分とし、基板温度が１５０℃の場合には照射時間は５分とした。なお、基板温度により照射時間は第１樹脂膜３１が硬化されるように、適宜変更される。
【００４０】
次いで、図４（２）に示すように、第１樹脂膜３１上に、第１樹脂膜３１とエッチング選択性を有する絶縁膜３２を形成する。この絶縁膜３２は、例えば誘電率が３．５以下の低誘電率な酸化シリコン系絶縁膜で形成される。その後、通常のレジスト塗布、リソグラフィー技術により接続孔を形成するためのレジストマスク（図示せず）を絶縁膜３２上に形成した後、このレジストマスクを用いたエッチング技術により、絶縁膜３２に開口部３３を形成する。その後、下地に対して上記レジストマスクを選択的に除去する。
【００４１】
次いで、図５（３）に示すように、塗布法によって、上記絶縁膜３２上に、低誘電率絶縁膜として炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂の第２樹脂膜３４を成膜する。この第２樹脂膜３４としては、ポリアリールエーテル系樹脂膜を用いることができ、上記第１樹脂膜３１に用いることができるものと同様な材料を用いることができる。次いで光照射による第２樹脂膜３４の硬化処理を行う。
【００４２】
すなわち、前記樹脂膜の形成方法で説明したように、炭素の２重結合を切ることなく炭素の３重結合を切り、架橋反応を進行させる波長、例えば１００ｎｍ以上１９０ｎｍ以下の波長の光を、第２樹脂膜３４に照射する。ここでは、一例として、フッ素レーザ光（波長＝１５７ｎｍ）を用いた。例えば、基板温度が室温の場合には照射時間は１５分とし、基板温度が１５０℃の場合には照射時間は５分とした。なお、基板温度により照射時間は第２樹脂膜３４が硬化されるように、適宜変更することが可能である。
【００４３】
次いで、図５（４）に示すように、上記第２樹脂膜３４上に第２樹脂膜３４とエッチング選択性を有するマスク形成膜３５を形成する。このマスク形成膜３５は、例えば酸化シリコンもしくは窒化シリコンのような無機膜で形成する。その後、通常のレジスト塗布、リソグラフィー技術により配線溝を形成するためのレジストマスク（図示せず）をマスク形成膜３５上に形成した後、このレジストマスクを用いたエッチング技術により、マスク形成膜３５に開口部３６を形成する。
【００４４】
そして、図６（５）に示すように、上記マスク形成膜３５をエッチングマスクに用いて、上記第２樹脂膜３４に配線溝３７を形成する。さらに、上記絶縁膜３２をエッチングマスクにして上記第１樹脂膜３１に接続孔３８を形成する。なお、配線溝３７および接続孔３８形成時にはレジストマスクを除去しても構わない。また配線溝３７の底部の絶縁膜３２を除去してもよい。
【００４５】
次いで、図６（６）に示すように、通常の溝配線形成技術により、上記接続孔３８および配線溝３７の内面に、銅の拡散、酸素や水分の侵入等を防止するバリアメタル層３９を形成する。このバリアメタル層３９はマスク形成膜３５上にも形成される。その後、銅のシード層（図示せず）を形成した後、銅めっきにより上記接続孔３８および配線溝３７を銅で埋め込む。その際、第２樹脂膜３４上にもマスク形成膜３５を介して上記バリアメタル層３９とともに銅が堆積される。次に、化学的機械研磨（ＣＭＰ）法により、第２樹脂膜３４上の余剰な銅およびバリアメタル層を除去して、上記接続孔３８および配線溝３７の内部にバリアメタル層３９を介して銅からなる第２配線４０および接続部４１を形成する。このＣＭＰでは、マスク形成膜３５が研磨ストッパとなる。その後、第２配線４０上にバリアメタル層（図示せず）を形成する。その後、誘電率の比較的高い上記マスク形成膜３５を除去してもよい。
【００４６】
上記製造方法において、各第１配線２５、第２配線４０の上表面に形成されるバリアメタル層は、例えばコバルトタングステンリン（Ｃｏ−Ｗ−Ｐ）膜で形成することができ、または、窒化シリコン膜のような窒化膜で形成することもできる。または炭化シリコン膜を用いることもできる。また、上記銅配線の主材料としては銅もしくは銅合金を用いることができる。
【００４７】
上記半導体装置の製造方法では、熱によるマイグレーションが懸念される銅配線を形成した後であっても、低誘電率な樹脂膜（第１樹脂膜３１、第２樹脂膜３４）を形成することができるようになる。このため、配線間容量の低減、また配線層間容量の低減を目的としたポリアリールエーテル系樹脂からなる樹脂膜で配線間絶縁膜や配線層間絶縁膜を形成することができるようになる。これにより、配線の信号遅延が改善され、従来よりも信号の高速伝播が可能になる。なお、配線間絶縁膜とは同一層の配線の間に結合される絶縁膜を称し、配線層間絶縁膜とは異なる層の配線間の絶縁膜を称する。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の樹脂膜の形成方法および半導体装置の製造方法は、炭素の３重結合と炭素の２重結合とを有する樹脂膜、例えばポリアリールエーテル系樹脂のような塗布膜を、２００℃以下の低温かつ短時間で硬化させる必要がある用途に最適であり、このような方法を必要とする製造方法ならば全てに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の樹脂膜の形成方法に係る実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図２】実施例１、実施例２、比較例で硬化された樹脂膜のフーリエ変換赤外分光吸収スペクトル図である。
【図３】ポリアリールエーテル樹脂膜の硬化反応の説明図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図６】本発明の半導体装置の製造方法に係る実施の形態を示す製造工程断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１２…樹脂膜、ｈν…光
【図１】
2005045138.tif 000003
【図２】
2005045138.tif 000004
【図３】
2005045138.tif 000005
【図４】
2005045138.tif 000006
【図５】
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【図６】
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