层叠体及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的层叠体，含有在半导体层上方设置的、具有规定图案的铜配线（２０），在上述铜配线层（２０）上设置的、含有聚苯并噁唑树脂层的保护层，在上述保护层上设置的绝缘层（４０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在制造半导体装置工序中形成配线层时可以优选使用的绝缘层的层叠体，特别是涉及在形成具有双大马士革(dual damascene)构造的配线层中可以优选使用的层叠体。
技术介绍
近年来，伴随着半导体装置的微细化，为了连接在不同级别的层上所形成的配线，而使用多层配线的技术。作为这样的多层配线的技术，可以举出以往具有如下构造的一例，即，具有在第1绝缘层上设置的第1配线层、覆盖该第1配线层且在配线层上具有连接孔的层间绝缘层、和设置于连接孔上的第2配线层。此时，在连接孔上设有作为导电层的连接层，将第1配线层和第2配线层电连接。作为这样的连接层的导电材料可以使用铜。由于铜可以降低RC延迟、提高高速工作性，因而是理想的。但是，具有优势的另一方面，由于铜是容易向层间绝缘层等各种绝缘层扩散的材料，因而在使用铜形成配线时，为了防止扩散，在铜的上面形成隔离层。作为隔离层的材料，可以使用氮化硅膜。但是，由于氮化硅膜的相对介电常数高，虽然可以降低铜扩散，却会引起配线延迟。另外，作为隔离层使用的其他材料，可以举出将聚碳硅烷化合物硬化而得到的聚碳硅烷膜(参照美国专利第5,602,060号说明书)。在专利文献1中记载的聚碳硅烷膜，是在基材上涂布膜形成用组合物之后，在氧化环境下进行加热处理。
技术实现思路
但是，在上述方法中，很难控制膜的厚度，另外还希望在热稳定性方面进一步提高。本专利技术的目的是提供层叠体，它是在包含含有铜的导电层的配线层上设置有绝缘层的层叠体，可以抑制铜向与配线层相连接的绝缘层扩散。本专利技术另外的目的是提供半导体装置，其包含用双大马士革法形成在上述层叠体的绝缘层上的配线层。本专利技术的层叠体含有设置在半导体层的上方、具有规定的图案的铜配线，在上述铜配线层上设置的保护层聚苯并唑树脂层，在上述保护层上设置的绝缘层；其中，在上述绝缘层上形成有用双大马士革法形成的配线层。在此，在本专利技术中，所谓的铜配线是指含有包含铜的材质的配线层。本专利技术的层叠体可以采用下述形态。在本专利技术的层叠体中，上述绝缘层可以是二氧化硅系膜或有机系膜。在本专利技术的层叠体中，上述绝缘层可以层叠有二氧化硅系膜和有机系膜。在本专利技术的层叠体中，上述绝缘层可以顺次层叠有第1有机系膜、二氧化硅系膜、第2有机系膜。在本专利技术的层叠体中，上述绝缘层可以顺次层叠有第1二氧化硅系膜、有机系膜、第2二氧化硅系膜。在本专利技术的层叠体中，可以进一步含有在上述绝缘层上设置的硬掩蔽层。在本专利技术的层叠体中，上述聚苯并唑树脂层可以是由具有下述通式(1)表示的重复单元的树脂构成的。 (式(1)中，X表示选自式(2)表示的基团中的至少一种基团，Y表示选自式(3)表示的基团中的至少一种基团。n表示1～10000的整数)。 (在式(2)和(3)中，X1表示选自式(4)表示的基团中的基团) (在化学式(2)、(3)和(4)中表示的基团的苯环上的氢原子，可以用交联基团取代，或者可以是用有机基团取代，所述有机基团是选自脂肪族基团和芳香族基团中的至少1种的有机基团，该有机基团可以具有交联基团。)在本专利技术的层叠体中，上述聚苯并唑树脂层，可以是由具有后述基团作为通式(1)表示的重复单元中的Y的树脂而构成的，所述基团是选自将通式(3)表示的基团的苯环上的氢原子用乙炔基或苯乙炔基取代而得的基团中的至少1种基团。在本专利技术的层叠体中，上述聚苯并唑树脂层，可以是由具有后述基团作为通式(1)表示的重复单元中的Y的树脂来构成的，所述基团是选自通式(5)或(6)表示的基团中的至少1种基团。 在本专利技术的层叠体中，上述有机系膜可以是具有3以下的相对介电常数的物质。在本专利技术的层叠体中，上述有机系膜可以是由选自聚苯并唑、聚芳撑、聚芳撑醚、聚酰亚胺、聚酰胺中的至少1种树脂构成的膜。在本专利技术的层叠体中，上述二氧化硅系膜可以是如下的膜将选自下述通式(7)～(10)表示的化合物中的至少1种化合物水解、缩合而得到的水解缩合物进行加热而成的膜。HSi(OR1)3……(7)(式中，R1表示1价的有机基团。)RaSi(OR2)4-a……(8)(式中，R表示氟原子或1价的有机基团、R2表式1价的有机基团、a表示1～2的整数。)Si(OR3)4……(9)(式中，R3表示1价的有机基团。)R4b(R5O)3-bSi-(R8)d-Si(OR6)3-cR7c(10)(式中，R4～R7相同或不同，分别表示1价的有机基团；b和c相同或不同，表示0～2的整数；R8表示氧原子、亚苯基或-(CH2)n表示的基团(在此，n是1～6的整数)；d表示0或1。)在本专利技术的层叠体中，上述硬掩蔽层可以是含有二氧化硅系膜或有机系膜中的至少一者的层。本专利技术的层叠体含有至少覆盖铜配线的上面、含有聚苯并唑树脂层的保护层，和在其上设置的绝缘层。聚苯并唑树脂层由于是低相对介电常数、且高密度及高玻璃化温度，因而可以抑制构成导电层的材料铜等金属的扩散。因此，通过本专利技术的层叠体，可以降低铜向绝缘层的扩散，提供具有高可靠性的绝缘膜的层叠体。本专利技术的半导体装置，具有在上述的层叠体的上述绝缘层上用双大马士革法形成的配线层。附图说明图1表示第1例所述的层叠体的模式平面图。图2表示第2例所述的层叠体的模式平面图。图3表示第3例所述的层叠体的模式平面图。图4表示本实施方式所述的半导体装置的模式截面图。具体实施例方式1.层叠体以下，参照图1～3对本专利技术进行详细说明。本专利技术的层叠体是在用大马士革法于铜配线上形成用于连接该铜配线的配线层的情况下可以很好地使用的层叠体。在以下的说明中，先说明层叠体的结构，然后，说明构成层叠体的层。(第1例)参照图1，对第1例所述的层叠体进行说明。图1是表示第1例所述的层叠体的模式截面图。如图1所示，在第1绝缘层10中，设有由含有含有铜的材质的导电层构成的配线层20，在配线层20上设有保护层30。在保护层30之上，设有单层的第2绝缘层40，在第2绝缘层40之上，根据需要设有硬掩蔽层50。作为保护层30，可以使用聚苯并唑树脂层。对该聚苯并唑树脂层的详细描述见后述。另外，作为第2绝缘层40，可以使用二氧化硅系膜或有机系膜。(第2例)参照图2，对第2例所述的层叠体进行说明。图2是表示第2例所述的层叠体的模式截面图。第2例的层叠体，是第2绝缘层40的构成与第1例相比不同的例子。在以下的说明中，说明与第1例的层叠体相比不同的点。如图2所示，在第1绝缘层的10中，设有由含有含有铜的材质的导电层构成的配线层20，在配线层20上顺次设有保护层30和第2绝缘层40，及根据需要设有的硬掩蔽层50。在第2例的层叠体中，第2绝缘层40是由材质不同的多个层形成的。在图2中表示第2绝缘层40是作为二氧化硅系膜的绝缘层40a和作为有机系膜的绝缘层40b层叠而形成的情况。在此，在图2中，将与配线层20连接侧的绝缘层40a是二氧化硅系膜的情况作为例子，但不限于此，也可以绝缘层40a是有机系膜，而绝缘层40b是二氧化硅系膜。(第3例)参照图3，对第3例所述的层叠体进行说明。图3是表示第3例所述的层叠体的模式截面图。第3例的层叠体，是第2绝缘层40的构成与第1例相比不同的例子。在以下的说明中，说明与第1例的层叠体相比不同的点。如图3所示，在第1绝缘层10中，设有由含有含有铜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠体，其特征在于，含有：在半导体层上方设置的、具有规定图案的铜配线层，在上述铜配线层上设置的、含有聚苯并噁唑树脂层的保护层，在上述保护层上设置的绝缘层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：白土香织，盐田淳，多田昌弘，朝隈纯俊，
申请(专利权)人：JSR株式会社，住友电木株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]