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WO2004114382A1 - パターン形成方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

パターン形成方法及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2004114382A1
WO2004114382A1 PCT/JP2004/008656 JP2004008656W WO2004114382A1 WO 2004114382 A1 WO2004114382 A1 WO 2004114382A1 JP 2004008656 W JP2004008656 W JP 2004008656W WO 2004114382 A1 WO2004114382 A1 WO 2004114382A1
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WO
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film
pattern
forming
fluid film
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/008656
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hideo Nakagawa
Masaru Sasago
Yoshihiko Hirai
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co. Ltd.
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co. Ltd.
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Priority to JP2005507249A priority patent/JP4789620B2/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a method for forming a pattern and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • the present invention relates to a method for forming a pattern using an imprint method, and a method for manufacturing a semiconductor device using the pattern forming method.
  • a metal film is mainly formed in the concave portion by a metal plating method.
  • a damascene process is used, which buries and then planarizes the metal film by chemical mechanical polishing (CMP) to form buried interconnects.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • Non-Patent Document 1 Applied Physics Letter, Volume 67 (1995), pp. 3114-3116.
  • Patent Document 1 US Pat. No. 5,772,905 (1998.06.30) discloses a technique called nanoimprint lithography proposed by S.Y. Ghou et al.
  • FIG. 17 (a) elements such as transistors and wiring are formed on the surface layer (not shown).
  • a substrate (semiconductor wafer) 101 is thermally cured.
  • the film 102A made of a conductive resin As shown in FIG. 17 (b), the pressing surface of the mold 103 having the convex portion 104 on the pressing surface is pressure-bonded to the film 102A, The convex portion 104 of the mold 103 is transferred to the film 102A.
  • the film 102A is cured to form a cured film 102B.
  • the mold 103 is irradiated with light such as ultraviolet rays together with pressure to form a cured film 102B.
  • the mold 103 is removed from the cured fl More specifically, a concave portion 105 formed by transferring the convex portion 104 of the mold 103 is formed in the cured film 102B.
  • anisotropic dry etching (anisotropic etch back) is performed on the entire cured film 102B, and as shown in FIG. 17 (e), the bottom of the recess 105 in the cured film 102B is formed. The remaining part is removed.
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-194142 discloses a method of using a photocurable material film made of a liquid photocurable substance as the film 102A, The applied pressure is reduced to several atmospheres by heating and irradiating the film 102 A with the mold 103 pressed against the 102 A, thereby reducing the applied pressure to several atmospheres. The aim is to improve the positional accuracy in the direction.
  • a method for forming the embedded wiring forming the multilayer wiring by the damascene method will be described.
  • a method of forming only an embedded plug or only an embedded wiring by the damascene method is called a single damascene method
  • a method of simultaneously forming both a buried plug and an embedded wiring by the damascene method is called a dual damascene method.
  • a substrate (semiconductor wafer) 1 1 1 1 is formed by chemical vapor deposition (CVD) or spin on dielectric (SOD), for example.
  • an insulating film 112 made of, for example, a silicon oxide film is formed.
  • a resist pattern 113 is formed on the insulating film 112.
  • a concave portion 114 composed of a via hole or a wiring groove is formed in the insulating film 112.
  • a re-barrier metal layer (not shown) by, for example, a sputtering method
  • copper is formed on the re-barrier metal layer by, for example, a plating method.
  • GNIP chemical mechanical polishing
  • a method of manufacturing a semiconductor device in which a replug and metal wiring are formed by a dual damascene method will be described with reference to FIGS. 19 (a) to (d) and FIGS. 20 (a) to (d).
  • the process of forming a via hole, forming a wiring groove, and then embedding a metal film in the via hole and the wiring groove to form a plug and a metal wiring a so-called via-first process, will be described.
  • an insulating film 122 made of, for example, a silicon oxide film is formed on a substrate (semiconductor wafer) 121 by, for example, a chemical vapor deposition method or a coating method. I do.
  • an anti-reflection film (BARG) 125 is formed on the insulating film 122 including the inside of the via hole 124, the anti-reflection film 125 is formed.
  • a second resist pattern 126 having an opening for forming a wiring groove is formed thereon.
  • the anti-reflection film 125 is dry-etched using the second resist pattern 126 as a mask, so that the anti-reflection film 125 is formed. After being left under the via hole 124, dry etching is performed on the insulating film 122 using the second resist pattern 126 and the antireflection film 125 as a mask. A wiring groove 1 2 7 is formed in 22.
  • a re-barrier metal layer (not shown) is formed by sputtering.
  • a copper film 128 is formed on the rebarrier metal layer by a plating method to form a via hole 124 and a wiring groove 127. Deposit to be embedded.
  • an unnecessary portion of the copper film 128, that is, a portion exposed on the insulating film 122 is removed by a chemical mechanical polishing method, so that copper is removed as shown in FIG. 20 (d).
  • the plugs 130 and the metal wirings 131 made of the film 128 are simultaneously formed.
  • the number of processes is reduced by applying nanoimprint lithography instead of the combination of lithographic resist pattern formation and dry etching, thereby reducing the number of processes and reducing cost. Consideration of the conversion was considered.
  • the insulating material is usually heated at a temperature of about 400 ° C. Heating and curing processes are required.
  • the heating temperature is at most about 200 ° C.
  • an object of the present invention is to enable a pattern having a uniform basic skeleton structure and improved film quality to be formed in a small number of steps.
  • a pattern forming method includes: a step of forming a fluid film made of a material having fluidity; and a step of forming at least one of a concave portion and a convex portion on a pressing surface. Pressing the pressing surface of the member against the fluid film to transfer at least one of the concave portion and the convex portion to the fluid film; and applying the first temperature to the fluid film while the pressing surface is pressed against the fluid film. Forming a solidified film by solidifying the fluidized film on which at least one of the concave portion and the convex portion is transferred, and setting the solidified film to a second temperature higher than the first temperature. Heating and baking the solidified film to form a pattern made of the fired solidified film.
  • the solidifying step and the firing step are performed on the fluid film. Is performed to form a pattern, so that the pattern can be formed in a small number of steps.
  • the pressing surface of the pressing member is pressed against the fluid film to form a solidified film that transfers at least one of the concave portion and the convex portion to the fluid film.
  • a basic skeleton of the solidified film for example, a polymer skeleton in an organic film, a siloxane skeleton in a silicon oxide film or an organic-inorganic composite film, or a resin skeleton in a resist film
  • the porogen X Porogen
  • the structure of the basic skeleton of the pattern becomes more uniform.
  • the relative dielectric constant becomes uniform over the entire film, so that the reliability of the insulating film is improved.
  • the first temperature is from about 150 ° ⁇ to about 300 °. ° C.
  • the basic skeleton of the fluid film can be formed without evaporating porogen and the like contained in the fluid film.
  • the second temperature is about 350 ° C. to about 450 ° C.
  • porogen and the like can be evaporated from the solidified film without deteriorating the film quality of the solidified film and thus of the pattern.
  • an insulating substance can be used as the substance having fluidity.
  • the substance having fluidity is preferably in a liquid state or in a jewel state.
  • the step of forming a flowable film includes the step of supplying a flowable substance onto a rotating substrate to form the flowable film on the substrate. Is preferred.
  • the thickness of the fluid film can be made uniform.
  • the step of forming the fluid film includes the steps of: supplying a material having fluidity onto the substrate; and rotating the substrate to form the fluid film on the substrate. It is preferable to include
  • the thickness of the fluid film can be made uniform.
  • the step of forming the flowable film includes the step of supplying a flowable substance onto the rotating substrate in the form of a shower or a spray, thereby forming the flowable film on the substrate. It is preferable to include a step of forming the above.
  • the step of forming the flowable film includes, while relatively moving a nozzle having a fine injection port and the substrate in a plane direction, transferring a fluid substance from the injection port to the substrate. It is preferable to include a step of forming a fluid film on the substrate by supplying the film on the substrate. By doing so, the thickness of the fluid film can be controlled to a desired size by adjusting the relative movement speed between the nozzle and the substrate. Further, the degree of fluidity of the fluid film can be changed by adjusting the viscosity of the material having fluidity. Further, the processing speed can be controlled by adjusting the number of nozzles.
  • the step of forming the fluid film is performed by supplying a material having fluidity attached to the surface of the roller onto the substrate while rotating the roller. It is preferable to include a step of forming on the substrate. With this configuration, the thickness of the fluid film can be controlled by adjusting the distance between the roller and the substrate and the force pressing the roller against the substrate. Further, a material having high viscosity and fluidity can be employed.
  • the peripheral portion of the fluid film is selectively removed between the step of forming the fluid film and the step of transferring at least one of the concave portion and the convex portion to the fluid film.
  • the method further comprises a step of performing
  • the step includes adding fluidity to the peripheral portion of the fluid film while rotating the fluid film. It is preferable to carry out the reaction by supplying a solution that dissolves the substance.
  • peripheral portion of the substrate having a circular or polygonal planar shape with many corners can be reliably removed.
  • the step includes irradiating the peripheral portion of the fluid film with light to modify the peripheral portion. It is preferable that the removal be performed by removing the peripheral portion.
  • the fluid film is formed on the substrate.
  • the step of transferring the irregularities to the fluid film the plurality of distances between the surface of the substrate and the pressing surface are measured, and the reflowable film is moved by the pressing surface so that the plurality of distances are equal. It is preferable to include a pressing step.
  • the distance between the surface of the fluid film and the surface of the substrate can be always equalized, so that the operation of making the distance between the surface of the substrate and the pressing surface of the pressing member uniform every predetermined period is omitted. be able to.
  • the fluid film is formed on the substrate, and the step of transferring at least one of the concave portion and the convex portion to the fluid film is performed on a stage on which the substrate is mounted. It is preferable to include a step of measuring a plurality of distances between the surface and the pressing surface, and pressing the reflowable film by the pressing surface such that the plurality of distances are equal.
  • the distance between the surface of the fluid film and the surface of the substrate can be always equalized, so that the operation of making the distance between the surface of the substrate and the pressing surface of the pressing member uniform every predetermined period is omitted. be able to.
  • the step includes: Is preferably measured.
  • the pressing surface of the pressing member has hydrophobicity.
  • the substance having fluidity is a photocurable resin
  • the step of forming the solidified film preferably includes a step of irradiating the fluidized film with light.
  • the fluid film can be easily and quickly solidified by a photochemical reaction and a thermochemical reaction.
  • an organic material an inorganic material, an organic-inorganic hybrid material, a photocurable resin, or a photosensitive resin is used.
  • an organic material an inorganic material, an organic-inorganic hybrid material, a photocurable resin, or a photosensitive resin is used.
  • the pattern is preferably a porous film.
  • the step of forming the pattern includes a step of heating the solidified film to the second temperature while the pressing surface is pressed against the solidified film.
  • the shape of at least one of the concave portion and the convex portion formed on the solidified film can be maintained with high accuracy.
  • the step of forming the pattern includes the step of heating the solidified film to the second temperature with the pressing surface separated from the solidified film.
  • the porogen contained in the solidified film, the remaining solvent, and the like can be easily evaporated.
  • the method for manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a fluid film made of an insulating material having fluidity, and a step of pressing a pressing surface of a pressing member having a convex portion on the pressing surface against the fluid film. Transferring the convex portion to the fluid film, and heating the fluid film to the first temperature while the pressing surface is pressed against the fluid film to solidify the fluid film to which the convex portion is transferred.
  • the step of forming a solidified film and the step of heating the solidified film to a second temperature higher than the first temperature and firing the solidified film, thereby forming a solidified film that has been fired, and A step of forming a pattern having a concave portion of a corresponding shape; and a step of burying a metal material in the concave portion to form at least one of a metal wiring and a plug made of a metal material.
  • the pattern after transferring the convex portion formed on the pressing surface of the pressing member to the fluid film, Since the pattern is formed by performing the solidification step and the firing step, the pattern can be formed with a small number of steps.
  • the step of forming the solidified film after forming the basic skeleton of the solidified film, in the step of forming a pattern, porogen such as acryl polymer or the remaining solvent is vaporized from the solidified film. Since the structure of the basic skeleton of the pattern is uniform, the film quality of the pattern is improved. Therefore, the relative dielectric constant of the insulating film composed of the pattern becomes uniform throughout the film, so that the reliability of the insulating film and thus the reliability of the semiconductor device are improved.
  • a metal wiring or plug made of a metal material is formed by a single damascene method, and when the concave portion in the pattern is a wiring groove or hole, it is formed by a dual damascene method. A metal wiring and a plug made of a metal material are formed.
  • the first temperature is about 150 ° C. to about 300 ° C.
  • the basic skeleton of the fluid film can be formed without evaporating porogen and the like contained in the fluid film.
  • the second temperature is about 350 ° C. to about 450 ° C.
  • porogen and the like can be evaporated from the solidified film without deteriorating the film quality of the solidified film and thus of the pattern.
  • the material having fluidity is a photocurable resin
  • the step of solidifying the fluid film preferably includes a step of irradiating the fluid film with light.
  • the fluid film can be easily and quickly solidified by a photochemical reaction and a thermochemical reaction.
  • an organic material an inorganic material, an organic-inorganic hybrid material, a photocurable resin, or a photosensitive resin can be used.
  • the step of forming the pattern includes the step of heating the solidified film to the second temperature with the pressing surface pressed against the solidified film.
  • the step of forming a pattern includes: It is preferable that the method further includes a step of heating the solidified film to the second temperature with the pressure surface separated from the solidified film.
  • the porodiene or the remaining solvent contained in the solidified film can be easily evaporated.
  • the pattern is preferably a porous film.
  • the relative permittivity of the pattern is preferably about 4 or less.
  • the relative dielectric constant of the insulating film can be reliably reduced, and the capacitance between the metal wires can be reduced.
  • the remaining portion existing at the bottom of the concave portion in the pattern is provided after the step of forming the pattern and before the step of forming at least one of the metal wiring or the plug. It is preferable to include a step of removing by etching.
  • FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views illustrating each step of the pattern forming method according to the first embodiment.
  • FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views illustrating each step of the pattern forming method according to the second embodiment.
  • FIG. 3A is a flowchart illustrating a sequence of a conventional pattern forming method
  • FIG. 3B is a flowchart illustrating a sequence of a pattern forming method according to the first or second embodiment.
  • FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views showing each step of the first example in the pattern forming method according to the first or second embodiment.
  • FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing each step of the second example in the pattern forming method according to the first or second embodiment.
  • FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views showing steps of a third embodiment of the pattern forming method according to the first or second embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing each step of a fourth embodiment of the pattern forming method according to the first or second embodiment.
  • FIGS. 8A to 8G are cross-sectional views showing each step of the pattern forming method according to the third embodiment.
  • FIGS. 9A to 9G are cross-sectional views showing each step of the pattern forming method according to the third embodiment.
  • FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing each step of the pattern forming method according to the fourth embodiment.
  • FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views showing each step of the pattern forming method according to the fourth embodiment.
  • FIGS. 12A and 12B are cross-sectional views showing each step of the pattern forming method according to the fifth embodiment.
  • FIGS. 13A to 13D are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment.
  • FIGS. 14A to 14D are cross-sectional views showing each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment.
  • FIGS. 15A to 15D are cross-sectional views showing each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the seventh embodiment.
  • FIGS. 16A to 16D are cross-sectional views illustrating respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the seventh embodiment.
  • FIGS. 17A to 17E are cross-sectional views showing each step of a pattern forming method according to a first conventional example.
  • FIGS. 18 (a) to 18 (e) are cross-sectional views showing steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to a second conventional example.
  • FIGS. 19 (a) to 19 (d) show respective steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a third conventional example. It is sectional drawing.
  • FIGS. 20 (a) to (d) are cross-sectional views showing steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to a third conventional example.
  • a material having fluidity for example, a liquid or girder-like material is supplied to the surface of a substrate 11 made of a semiconductor wafer to form a film having fluidity (hereinafter simply referred to as a film).
  • a film having fluidity hereinafter simply referred to as a film.
  • a heat treatment at about 80 ° C. to 120 ° C. is performed in order to evaporate a part or most of the solvent in the fluid film 12A formed on the substrate 11. This heating is usually called pre-bake.
  • the pre-bake temperature is set to such an extent that the fluidity of the fluid film 12A can be secured in the subsequent transfer step. Good. That is, the temperature may be set according to the material properties (such as the boiling point) of the solvent when supplying the fluid substance, and in some cases, the pre-bake may be omitted.
  • Examples of the fluid film 12 A include an organic film, an inorganic film, an organic-inorganic mixed film (organic-inorganic hybrid film), a photocurable resin which cures when irradiated with light, a photosensitive resin film such as a resist film, Alternatively, a porous film (porous film) having a large number of pores having a diameter of about 1 nm to 1 O nm in the film may be used.
  • Examples of the method of forming the fluid film 12A include a spin coating method, a micro spraying method and a rotating roller method, and the adjustment of the thickness of the fluid film 12A differs depending on each method. However, the thickness can be adjusted by selecting the method of forming the fluid film 12A. The details of the method of forming the fluid film 12A will be described in detail in the first to fourth embodiments.
  • the planar shape of the substrate 11 is not particularly limited, and may be any shape such as a circle or a polygon.
  • the fluid film 12A is used as an interlayer film of a multilayer wiring, a material having fluidity It is preferable to use an insulating material as the quality.
  • FIG. 1 (b) After the pressing surface of the pressing member 13 having a flat pressing surface having uneven portions on its surface is opposed to the surface of the fluid film 12A, By applying pressure in the direction of the substrate to the pressing member 13, the irregularities are transferred to the surface of the fluid film 12 A, and the area of the surface of the fluid film 12 A excluding the transferred irregularities is removed. Flatten over the entire surface.
  • reference numeral 14 denotes a convex portion provided on the pressing surface.
  • the flowable film 12A is only pressed by the pressing surface of the pressing member 13, and the area of the surface of the flowable film 12A except for the transferred irregularities is flattened over the entire surface. .
  • the fluid film 12A changes into an energy-stable shape due to the surface tension of the fluid film 12A.
  • the fluid film 12A is heated to the first temperature (T1) while the pressing member 13 is pressed against the fluid film 12A, and the The fluid film 12A is solidified by causing a chemical reaction inside the porous film 12A, and the solidified film 1 made of the solidified fluid film 12A and having the uneven portions transferred thereto.
  • the first temperature (T 1) is preferably from about 150 ° C. to about 300 ° C., and more preferably from about 200 ° C. to about 250 ° C.
  • the basic skeleton of the fluid film 12A for example, a polymer skeleton or a siloxane skeleton is surely formed.
  • heat treatment is performed for about 2 to 3 minutes using a hot plate set at a predetermined temperature.
  • the solidified film 12B is heated to a second temperature (T1) higher than the first temperature (T1).
  • T 2 is preferably from about 350 ° C to about 450 ° C.
  • porogens and the like are evaporated from the solidified film 12B on which the basic skeleton is formed, and a pattern 12C having uniform film quality is obtained.
  • heat treatment is performed for about 2 minutes to about 15 minutes using a hot plate set at a predetermined temperature.
  • the pressing member 13 is separated from the pattern 12 C, and then the temperature of the pattern 12 C is finally set.
  • the temperature is lowered to room temperature, as shown in FIG. 1 (e)
  • the pressing member 13 has a concave portion 15 to which the convex portion 14 is transferred, and a region excluding the concave portion 15 is flat over the entire surface. A certain pattern 1 2 C is obtained.
  • the pressing surface is subjected to a Teflon (registered trademark) coating treatment or a surface treatment with a silicon coupling material so that the pressing surface having the uneven portion of the pressing member 13 has hydrophobicity.
  • a Teflon (registered trademark) coating treatment or a surface treatment with a silicon coupling material so that the pressing surface having the uneven portion of the pressing member 13 has hydrophobicity.
  • the uneven portion provided on the pressing surface of the pressing member 13 is a column-shaped (dot-shaped) convex portion, a hole is formed in the pattern 12C, and if the concave-convex portion is a line-shaped convex portion, wiring is performed on the pattern 12C. A groove is formed. Conversely, if the concave and convex portions provided on the pressing surface of the pressing member 13 are hole-shaped concave portions, column-shaped (dot-shaped) convex portions are formed on the pattern 12C, and the groove-shaped concave portions may be formed. For example, a line is formed in the pattern 12C.
  • Aromatic polymers having an aryl ether as a main skeleton are mentioned as substances having a kinetic property for forming an organic film.
  • 1_ and 0X-3 manufactured by Honeywell
  • S i LK manufactured by Dow Chemical Co.
  • the material having fluidity for forming an inorganic film include HSQ (Hydrogen sil squioxane), or organic SOG such as an alkylsiloxane polymer.
  • HSQ Is F O X manufactured by Dow Cornin
  • organic SOG is HSG-RZ25 (manufactured by Hitachi Chemical).
  • an organic siloxane containing an organic group such as a methyl group in a siloxane skeleton can be mentioned.
  • HO SP Hybrid organic siloxane polymer: Honeywell.
  • PDG I Poly dimethyl glutar imide
  • SAL 101 Chipley Fa r East.
  • a normal resist material used in lithography technology can be used as a substance having fluidity for forming a photosensitive resin film.
  • Examples of the substance having fluidity for forming the porous film include an organic material, an inorganic material, and an organic-inorganic hybrid material having pores.
  • Specific examples of the organic material having pores include Porous FLARE. (Manufactured by Honeywell).
  • Specific examples of the inorganic material having pores include XLK (manufactured by Dow Corning) having pores in HSQ (Hydrogen silsquioxane).
  • Hybrid materials include Nanog ass (manufactured by Honeywel I), and KD-5109 (manufactured by JSR).
  • the dense and ordinary silicon oxide film ( The dielectric constant is about 4.)
  • an interlayer insulating film having an extremely low dielectric constant of 2 or less can be realized.
  • the present invention is not limited to the insulating film, and can be used as a method for forming a conductive polymer film or a metal film.
  • a pressing member 13 is formed as shown in FIG. 2 (b). Is pressed against the fluid film 12 A to transfer the irregularities on the pressed surface to the fluid film 12 A and to flatten the entire area of the fluid film 12 A excluding the transferred irregularities. .
  • FIG. 2 (c) while the pressing member 13 is pressed against the fluid membrane 12A, the fluid membrane 12A is heated to the first temperature (T1), and the fluid By causing a chemical reaction inside the flexible film 12A, the fluid film 12A is solidified to form a solidified film 12B having a flat surface on which the M convex portions are transferred.
  • the solidified film 12B has a second temperature higher than the first temperature (T1).
  • T 2 a temperature of 2
  • T 3 a temperature of 2
  • T 3 the temperature of the pattern 12 C
  • the temperature is lowered to about room temperature, as shown in FIG. 1 (e)
  • the difference between the first embodiment and the second embodiment is that in the first embodiment, firing is performed in a state where the pressing surface of the pressing member 13 is pressed against the solidified film 12B, but in the second embodiment, The firing is performed in a state where the pressing surface of the pressing member 13 is separated from the solidified film 12B. Therefore, in the second embodiment, it is necessary to heat using a hot plate in the solidification step, but it is possible to heat using a hot plate or a harness in the firing step.
  • the second embodiment is more effective than the first embodiment in the case where a solidified film with a large amount of degassing is heated in a firing step (a step of forming a pattern).
  • a firing step a step of forming a pattern.
  • the concentration of the residual solvent in the film can be controlled by the pre-bake, so that there is almost no degassing in the baking process. Degassing may occur in the firing step.
  • the heat treatment at the first temperature (T 1) in the solidification step forms most of the basic structure of the film
  • the heat treatment at the second temperature (T 2) in the firing step In the firing step according to the second embodiment, the pressing member 13 is fired in a state where the pressing member 13 is separated from the solidified film 12B in order to evaporate the substance for forming the holes, which has been added to form the holes. Is suitable.
  • the formation of the basic skeleton of the membrane during the solidification process In the case of an optimized film that is formed and most of the material for forming pores evaporates, a good pattern 12C can be obtained even by using the firing step of the first embodiment.
  • the heating temperature (second temperature) in the firing step is set higher than the heating temperature (first temperature) in the solidification step.
  • the heating temperature (first temperature) in the solidification step is preferably about 150 ° C. to 300 ° C.
  • the heating temperature in the firing step (second temperature). ) Is preferably about 350 ° C. to 450 ° C.
  • the conventional pattern forming method forms a film having irregularities by a single heating step in a film curing step after pressing a pressing member (mold).
  • the ⁇ convex portion is formed by two-stage heat treatment in the solidification step and the firing step.
  • the transferred pattern 12C is formed.
  • FIG. 4 (a) After holding the substrate 21 on a rotatable stage 20 by vacuum suction, an appropriate amount of a fluid substance 23 is dropped on the substrate 21, Then, the stage 20 is rotated, or, as shown in FIG. 4 (b), the substrate 21 is held on the rotatable stage 20 by vacuum suction, and then the stage 20 and thus the substrate 20 are held. While rotating 1, a fluid substance 23 is supplied onto the substrate 21 from the dropping nozzle 24.
  • the viscosity of the fluid substance 23 and the rotation speed of the stage 20 are optimized by optimization.
  • a fluid film 22 having a hardness suitable for the step of transferring the uneven portion of the pressing member 13 (see FIG. 1 (b) or 2 (b)) to the surface of the fluid film 22 is obtained. be able to.
  • the first embodiment is suitable for forming a fluid film 22 having a relatively large thickness.
  • the substrate 21 is held on a rotatable stage 20 by vacuum suction, and then, while the stage 20 and thus the substrate 21 are rotated, the injection is performed.
  • a substance 26 having fluidity is supplied from the injection port of the nozzle 25 onto the substrate 21 in the form of a spray or a spray.
  • the fluid film 22 is formed on the substrate 21. It is formed.
  • the second embodiment is suitable for forming a fluid film 22 having a relatively small thickness.
  • FIGS. 6 (a) and 6 (b) a microscopic spraying method will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b).
  • the substrate 21 is moved in one of two orthogonal directions of the two-dimensional orthogonal coordinate system, for example, in the left-right direction in FIG. While moving the dropping nozzle 27 in the other direction of the two directions, for example, the vertical direction in FIG. 6 (a), the material 28 having fluidity is dropped onto the substrate 21 from the dropping nozzle 27. Supply by a predetermined amount. That is, after the substrate 21 is moved to the left in FIG. 6A by a predetermined amount, the operation of stopping is repeated, and the drip nozzle 27 is moved to the position shown in FIG. )), A predetermined amount of a fluid substance 28 is supplied from the drip nozzle 27 onto the substrate 21 while being moved upward or downward.
  • a fluid film 22 is formed on the substrate 21 as shown in FIG. 6 (b).
  • the flowable substance 2 supplied from the drip nozzle 27 By adjusting the amount of 8 and the moving speed of the dropping nozzle 27, the thickness of the fluid film 22 can be controlled from a small film thickness to a large film thickness.
  • the degree of fluidity of the fluid film 22 can be changed by adjusting the viscosity of the fluid material 28 supplied from the dropping nozzle 27.
  • the processing speed can be controlled by adjusting the number of dropping nozzles 27.
  • the rotating roller 29 is moved along the surface of the substrate 21 with the fluid material 30 uniformly adhered to the peripheral surface of the rotating roller 29. Rotate to move.
  • the thickness of the fluid film 22 can be controlled by adjusting the distance between the rotating roller 29 and the substrate 21 and the force pressing the rotating roller 29 against the substrate 21. it can.
  • the fourth embodiment is suitable when the substance 30 having fluidity is in a highly viscous liquid or in a gier state.
  • the third embodiment is a method for selectively removing a peripheral portion of a fluid film obtained according to the first or second embodiment, wherein the first method comprises forming a fluid film.
  • a solution for dissolving the fluid film is supplied to the periphery of the fluid film while rotating the substrate, and the periphery is removed.
  • the second method is to irradiate light to the periphery of the fluid film. Then, after the peripheral portion is modified, the modified peripheral portion is removed.
  • the fluid film is formed over the entire surface of the substrate, that is, up to the periphery of the substrate.
  • the periphery of the board is mechanically held May be required.
  • the third embodiment is made to solve such a problem, and according to the third embodiment, the peripheral portion of the fluid film is selectively removed, so that the peripheral portion of the substrate is removed. Can be easily held mechanically.
  • a substrate 21 on which a fluid film 22 is formed is vacuum-adsorbed onto a rotatably provided stage 20, and then the stage 20 is rotated. Then, the fluid film 22 is rotated, the stripping solution 33 is supplied from the first nozzle 31 to the periphery of the fluid film 22, and the stripping solution 34 is supplied from the second nozzle 32. It is supplied to the back surface of the peripheral part of the substrate 21.
  • the peripheral portion of the fluid film 22 can be removed, and at the same time, the material having fluidity attached to the peripheral portion of the back surface of the substrate 21 is removed. be able to.
  • the first method is preferably performed before the transfer step for the fluid film 22.
  • the first method is suitable for the substrate 21 whose planar shape is a polygon having a large number of corners, since the peripheral portion is removed while rotating the stage 20 and thus the fluid film 22.
  • a substrate 21 on which a fluid film 22 is formed is vacuum-adsorbed onto a rotatable stage 20 and then the stage 20 is rotated. Then, the fluid film 22 is rotated, and light 36 is irradiated from the light irradiation device 35 to the periphery of the fluid film 22, so that the light is irradiated at the periphery (light irradiation portion) of the fluid film 22.
  • a photochemical reaction is caused to modify the peripheral portion.
  • the light 36 is ultraviolet light or ultraviolet light. Light having a shorter wavelength than light is preferred.
  • a solution 37 such as a developer is spread over the entire surface of the fluid film 22. Supply. By doing so, the modified peripheral portion of the fluid film 22 is dissolved in the solution 37, so that the peripheral portion of the fluid film 22 can be selectively removed.
  • the stage 20 and thus the fluid film 22 are rotated again to remove the solution 37 remaining on the fluid film 22 by centrifugal force.
  • the second method is preferably performed before the transfer step for the fluid film 22.
  • the second method is to selectively irradiate the light 36 to the peripheral portion of the fluid film 22, so that not only the substrate 21 whose planar shape is a circle or a polygon having many corners, but also a triangle or a square
  • the present invention can also be applied to a polygonal substrate 21 having a small number of corners.
  • the fourth embodiment is a preferred method for transferring the uneven portion to the surface of the fluid film obtained by the first or second embodiment, comprising: pressing the pressing member with the surface of the substrate or the surface of the stage. It measures a plurality of distances from the surface and presses the fluid membrane so that the plurality of distances are equal.
  • an uneven portion and a plurality of distances are formed on the pressing surface.
  • the uneven portion of the pressing member 43 is transferred to the fluid film 42.
  • the outer dimensions of the stage 20 see FIG. 4 (C) or FIG. 5 (b)
  • the surface of the substrate 41 or the substrate 41 is placed by the plurality of distance sensors 44
  • the plurality of distances between the surface of the stage 20 (see FIG. 4 (c) or FIG. 5 (b)) and the pressing surface of the pressing member 43 are measured, and the distances are made equal.
  • the fluid film 42 is pressed by the pressing member 43 to transfer the uneven portion of the pressing member 43 to the fluid film 42. That is, information on the plurality of distances measured by the plurality of distance sensors 44 is fed back to the pressing unit that presses the pressing member 43, and presses the fluid membrane 42 so that the plurality of distances are equal. .
  • the feedback control may be performed by a computer. Further, the distance between the surface of the substrate 41 or the surface of the stage 20 on which the substrate 41 is placed (see FIG. 4 (G) or FIG. 5 (b)) and the pressing surface of the pressing member 43 is also described. When measuring a plurality of distances, it is preferable to measure the capacitance per unit area at the measurement site. In this way, a plurality of distances can be measured simply and reliably.
  • a, b, c,..., Q indicate positions where the distance sensors 44 are arranged.
  • the positions a to q of the distance sensor 44 are preferably optimized according to the mechanism of the pressing member 43, and the surface of the substrate 41 or the surface of the stage on which the substrate 41 is placed, and the fluid film What is necessary is just to set to the position where the distance to the surface of 42 can be measured efficiently.
  • the sensor positions a to i at the center are suitable for measuring the distance between the surface of the substrate 41 and the surface of the fluid film 42
  • the sensor positions j to q at the periphery are the substrate 41 It is suitable for measuring the distance between the surface of the stage on which is mounted and the surface of the fluid film 42.
  • only the distance between the surface of the substrate 41 and the surface of the fluid film 42 may be measured using only the distance sensors 44 at the sensor positions a to i, or the distance sensors at the sensor positions ⁇ to q.
  • only the distance between the surface of the stage on which the substrate 4 1 is placed and the surface of the fluid film 4 2 may be measured, or only the distance sensors 4 4 at the sensor positions a to q may be measured.
  • the distance between the surface of the substrate 41 and the surface of the fluid film 42 and the distance between the surface of the stage on which the substrate 41 is mounted and the surface of the fluid film 42 may be measured by using the method.
  • the distance between the surface of the substrate 41 and the surface of the fluid film 42 is determined by using the distance sensors 44 at the sensor positions a to i. After the adjustment, the distance between the surface of the substrate 41 and the surface of the fluid film 42 may be adjusted using the distance sensors 44 at the sensor positions j to q. By doing so, more accurate flattening can be realized.
  • the number and position of the distance sensors 44 may be optimized according to the required degree of flatness.
  • the distance between the surface of the fluid film 12A and the surface of the substrate 11 is important but not easy to make the distance between the surface of the fluid film 12A and the surface of the substrate 11 equal. That is, according to the first embodiment, by setting in advance the distance between the surface of the substrate 11 and the pressing surface of the pressing member 13 to be uniform, the surface of the fluid film 12A is Although the distance from the surface of the substrate 11 can be made uniform, according to this method, the pressing surface of the tab pressing member 13 is pressed against a predetermined number of fluid films 12 A at predetermined intervals. Each time, the distance between the surface of the substrate 11 and the pressing surface of the pressing member 13 must be set to be uniform.
  • the distance between the surface of the fluid film 42 and the surface of the substrate 41 can always be equalized, so that the surface of the substrate 41 and the pressing member 4 are fixed at predetermined intervals.
  • the operation of making the distance with the pressing surface of 3 uniform can be omitted.
  • the step of uniformly adjusting the distance between the surface of the substrate 41 and the pressing surface of the pressing member 43 is performed before, during, or after the process of pressing the fluid film 42 by the pressing member 43. May be.
  • FIG. 11A shows a cross-sectional state of the fluid film 42 when the distance between the pressing surface of the pressing member 43 and the surface of the substrate 41 becomes non-uniform
  • FIG. 4 shows a cross-sectional state of the fluid film 42 when the distance between the pressing surface of the pressing member 43 and the surface of the substrate 41 is kept uniform.
  • reference numeral 45 denotes a pressing plate for applying pressure to the pressing member 43.
  • the fluid film 42 is maintained while keeping the distance between the pressing surface of the pressing member 43 and the surface of the substrate 11 uniform.
  • the surface of the fluid film 42 can be flattened with the distance of the fluid film 42 from the surface of the substrate 41 being uniform.
  • the fifth embodiment is a method of solidifying the reflowable film 52A by heating while irradiating the flowable film 52A with light.
  • the fluid film 52A formed on the substrate 51 has an uneven portion on a pressing surface made of a material that transmits light, for example, quartz.
  • the pressing surface of the pressing member 53 is pressed by the pressing plate 54, and the unevenness of the pressing member 53 is transferred to the flowable film 52A, and the light is applied to the flowable film 52A and the flow is performed.
  • the fluidized film 52A is mainly solidified by a photochemical reaction, ultraviolet light or light having a shorter wavelength than the ultraviolet light is used as the irradiation light, and the reflowable film 52 is mainly formed by a thermochemical reaction.
  • solidifying A it is preferable to use infrared light. In this way, the fluid film 52A is solidified by a photochemical reaction or a thermochemical reaction, and a solidified film 52B is obtained as shown in FIG. 12 (b).
  • the method of solidifying the fluid film 52A mainly by a photochemical reaction is suitable for a photocurable resin, for example, a photosensitive resin film such as a photoresist used in a lithography technique.
  • the method of solidifying the fluid film 52A mainly by a thermochemical reaction includes a chemically amplified material containing a material that generates an acid or a base by light irradiation and a base resin solidified by an acid or a base. Suitable for an organic film or an organic-inorganic mixed film, or an inorganic film.
  • a lower embedded wiring is formed above the interlayer insulating film, and then, a lower embedded wiring and an upper insulating film are formed on the interlayer insulating film.
  • a substrate 61 having an interlayer insulating film, an embedded wiring below and an anti-diffusion film is formed on the semiconductor substrate.
  • the shape of the substrate 61 is not limited to a planar shape.
  • the anti-diffusion film has a function of preventing a metal constituting a lower embedded wiring from diffusing into an insulating film formed on the embedded wiring.
  • the spin coating method and the microscopic spraying are performed.
  • a liquid or gail-like insulating material having fluidity is supplied over the entire surface of the substrate 61 to form a fluid film 62A having insulating properties by an attaching method, a rotating roller method, or the like.
  • the thickness of the fluid membrane 62 A can be set appropriately.
  • an insulating film as described in the first embodiment that is, an organic film, an inorganic film, an organic-inorganic mixed film, a porous film, or the like can be used.
  • an insulating film having a dielectric constant lower than that of a normal silicon oxide film can be obtained, so that an insulating film suitable for a semiconductor device having fine processing of 100 nm or less can be realized.
  • an insulating film having an extremely low dielectric constant of 2 or less can be realized.
  • the substrate 61 and thus the fluid film 62A are heated to the first temperature (T1) to cause a thermochemical reaction on the insulating material.
  • the fluid film 62A is solidified to form a solidified film 62B having a concave portion.
  • a method suitable for the properties of any of the fluid membranes 62A in the first to fourth embodiments may be selected.
  • the solidified film 62B is subjected to a second temperature (T 2) higher than the first temperature (T 1). ) To form a pattern 62C formed by firing the solidified film 62B.
  • T 2 a second temperature
  • the pressing member 63 is detached from the pattern 62C, and the temperature of the pattern 62C is finally reduced.
  • room temperature As shown in FIG. 14A, a pattern 62C having a hole-like or groove-like concave part 65 and a flat region excluding the concave part 65 is obtained.
  • FIG. 14A a pattern 62C having a hole-like or groove-like concave part 65 and a flat region excluding the concave part 65 is obtained.
  • an etch-back process by dry etching is performed on the pattern 62C.
  • the concave in pattern 6 2 C Since the remaining portion existing at the bottom of the portion 65 is removed by the etch pack process, a hole or a wiring groove formed by the concave portion 65 is obtained.
  • This etch pack treatment is preferably anisotropic dry etching. By doing so, it is possible to minimize the dimensional change of the pattern 62C and to realize a pattern 62C having a good hole or wiring groove shape.
  • anisotropic dry etching is performed on the above-mentioned diffusion preventing film (not shown) to form a lower metal wiring (not shown) provided below the diffusion preventing film. ) To expose the top surface.
  • the lower metal wiring is exposed in the concave portion 65 formed of a hole or a wiring groove.
  • pattern 6 2 made of an insulating film other than the organic film (in which case, a gas containing fluorine such as, for example CF 4 gas or CHF 3 gas, a gas containing fluorine A mixed gas of oxygen gas, ammonia gas, etc. may be used.
  • a gas containing fluorine such as, for example CF 4 gas or CHF 3 gas
  • Pattern 6 2 composed of an organic film (in that case, a mixed gas of oxygen gas and nitrogen gas, a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas or Ammonia gas or the like may be used.
  • a metal is formed so as to completely fill the concave portion 65 over the pattern 62C in which the concave portion 65 formed of a hole or a wiring groove is formed.
  • Deposit film 66A Normally, before depositing the metal film 66A, a barrier metal layer made of Ta or TaN is deposited on the concave portion 65 by sputtering or CVD.
  • the metal film 66A is formed by forming a seed (seed) layer by a sputtering method and then depositing the metal film 66A by a plating method using the seed layer as a seed.
  • a CVD method may be used instead of the plating method. Copper is usually used for the metal film 66A, but it is preferable to use a metal that can be deposited by plating and has low resistance, such as gold, silver, or platinum, instead of copper.
  • the convex portion 64 provided on the pressing surface of the pressing member 63 is a pillar. If the shape is a dot (dot shape), a concave portion 65 composed of a hole is formed in the pattern 62C. If the convex portion 64 is linear, a concave portion 65 composed of a wiring groove is formed in the pattern 62C. By the single damascene method, a plug or an upper metal wiring 66B can be formed in the pattern 62C.
  • a multilayer wiring structure having an interlayer insulating film composed of a pattern 62C and a plug or an upper metal wiring 66B in each layer is formed. Can be.
  • an interlayer insulating film composed of a pattern 62C having no global step can be formed, local concentration of stress of the film can be reduced. The performance is improved.
  • the processing margin can be increased as compared with the conventional case, and a highly accurate semiconductor device can be manufactured.
  • the fluid film 62A when a film having a large amount of degassing in the firing step is used as the fluid film 62A, it is more effective to use the firing step of the second embodiment than to use the first embodiment. It is.
  • degassing hardly occurs in the baking process because the residual solvent concentration in the membrane can be controlled by prebaking, but heating at a relatively high temperature depends on the membrane composition Degassing may be large in the firing process performed. In such a case, if the firing step of the first embodiment is used, a problem of uniformity or stability occurs in the pattern 62C. Therefore, it is preferable to use the firing step of the second embodiment.
  • the firing step of the second embodiment is effective.
  • a porous film most of the basic structure of the film is formed in the solidification step, and in the subsequent firing step, the substance for forming pores added to form the pores evaporates.
  • the firing step of the second embodiment in which the pressing member 63 is fired in a state where the pressing member 63 is separated from the solidified film 62B is suitable.
  • the firing step of the first embodiment is used. Even good Pattern 6 2 C is obtained.
  • the heating temperature (first temperature) in the solidification step is about 150 ° C to 300 ° C.
  • the heating temperature (second temperature) in the firing step is about 350 ° C to 450 ° C.
  • a lower embedded wiring is formed above the interlayer insulating film, and then, a lower embedded wiring and an upper insulating film are formed on the interlayer insulating film.
  • a substrate 71 having an interlayer insulating film, an embedded wiring below and an anti-diffusion film is formed on the semiconductor substrate.
  • the shape of the substrate 71 is not limited to a planar shape.
  • a liquid or liquid is applied over the entire surface of the substrate 71 by a spin coating method, a microscopic spraying method, a rotating roller method, or the like.
  • the insulating material having a fluidity in the shape of a jaw is supplied to form a fluid film 72A having an insulating property.
  • an insulating film as described in the first embodiment that is, an organic film, an inorganic film, an organic-inorganic mixed film, a porous film, or the like can be used.
  • a pressing member 73 having a pressing surface having a convex portion 74 in which dots are scattered on the line is moved to the surface of the fluid film 72A. Then, pressure is applied to the pressing member 73 to transfer the convex portion 74 to the surface of the fluid film 72A to form a concave portion and flatten an area excluding the concave portion.
  • the substrate 71 and thus the fluid film 72 A are heated to the first temperature (T 1) to cause a thermochemical reaction on the insulating material.
  • T 1 the first temperature
  • the fluid film 72A is solidified to form a solidified film 72B having concave portions.
  • a method suitable for the properties of any of the fluid membranes 72A in the first to fourth embodiments may be selected.
  • the solidified film 7 is formed in the same manner as in the first and second embodiments.
  • a pattern 72C formed by firing the solidified film 72 2 is formed.
  • the pressing member 73 is detached from the pattern 72C, and the temperature of the pattern 72C is lowered to room temperature. Lower.
  • FIG. 16 (a) there is provided a recess 75 composed of a wiring groove 75a and holes 75b scattered below the wiring groove 75a, and the recess 7 A pattern 72 C having a flat region except for 5 is obtained.
  • an etch-back process by dry etching is performed on the pattern 72C.
  • the remaining portion at the bottom of the concave portion 75 in the pattern 72C is removed by the etch pack process, so that the concave portion 755 in which the wiring groove 75a and the hole 75b are integrated is formed. Is formed.
  • anisotropic dry etching is performed on the above-mentioned diffusion preventing film (not shown) to form a lower metal wiring (not shown) provided below the diffusion preventing film. ) To expose the top surface.
  • the lower metal wiring is exposed in the concave portion 75 including the wiring groove 75a and the hole 75b.
  • a metal film 76A is deposited on the entire surface of the pattern 72C having the concave portions 75 so as to fill the concave portions 75. .
  • a barrier metal layer made of Ta or TaN is deposited on the concave portion 75 by a sputtering method or a CVD method.
  • the convex portion 74 provided on the pressing surface of the pressing member 73 is formed of a line and a dot
  • the pattern 72C has wiring grooves 75a and holes 75b. Since the concave portion 75 is formed, the upper metal wiring 76 B and the plug 76 C can be formed by the dual damascene method.
  • each layer has an interlayer insulating film composed of a pattern 72C, an upper metal wiring 76B and a plug 76C.
  • a layer wiring structure can be formed.

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Abstract

　パターン形成方法は、流動性を有する物質よりなる流動性膜を形成する工程と、押圧面に凹部及び凸部のうち少なくとも一方を有する押圧部材の押圧面を流動性膜に押圧して、凹部及び凸部のうち少なくとも一方を流動性膜に転写する工程と、押圧面を流動性膜に押圧した状態で流動性膜を第１の温度に加熱して、凹部及び凸部のうち少なくとも一方が転写されている流動性膜を固化することにより、固化膜を形成する工程と、固化膜を第１の温度よりも高い第２の温度に加熱して、固化膜を焼成することにより、焼成された固化膜よりなるパターンを形成する工程とを備える。

Description

明 細 書
パターン形成方法及び半導体装置の製造方法 技術分野
本発明は、 インプリント法を用いてパターンを形成する方法、 及び該パターン 形成方法を用いる半導体装置の製造方法に関する。 背景技術
半導体装置の製造プロセスにおける多層配線の形成方法においては、 デザィン ルールが 1 30 nm以下の世代では、 絶縁膜に凹部 （ビアホール又は配線溝） を 形成した後に、 主として金属メツキ法により凹部に金属膜を埋め込み、 その後、 金属膜を化学的機械研磨 （CMP) 法により平坦化して埋め込み配線を形成する ダマシン法が用いられている。 この場合、 絶縁膜に凹部を形成する方法としては 、 従来から知られているドライエッチング法のほかに、 非特許文献 1 (Applied Physics Letter, Volume 67 (1995), pp. 3114-3116. ) 又は特許文献 1 (US P 5, 772， 905 (1998.06.30) ) において、 S . Y . Ghou等により提案さ れているナノインプリントリソグラフィという技術が知られている。
以下、 ナノインプリントリソグラフィによる従来のパターン形成方法について 図 1 7 (a) ~(e) を参照しながら説明する。
まず、 図 1 7 (a) に示すように、 表層部にトランジスタ等の素子及び配線が形 成されている （図示は省略している） 基板 （半導体ウェハ） 1 01の上に、 熱硬 化性樹脂よりなる膜 1 02 Aを形成した後、 図 1 7 (b) に示すように、 膜 1 02 Aに、 押圧面に凸部 1 04を有するモールド 1 03の押圧面を圧着して、 膜 1 0 2 Aにモールド 1 03の凸部 1 04を転写する。
次に、 図 1 7 (G) に示すように、 モールド 1 03に圧力を加えた状態で基板 1 01に熱を加えることにより、 膜 1 02 Aを硬化させて硬化膜 1 02 Bを形成す る。 尚、 膜 1 02 Aが光硬化性樹脂よりなる場合には、 モールド 1 03に圧力と 共に紫外線等の光を照射して、 硬化膜 1 02 Bを形成する。
次に、 図 1 7 (d) に示すように、 モールド 1 03を硬化 fl莫 1 02 Bから取り除 くと、 硬化膜 1 02 Bにはモールド 103の凸部 104が転写されてなる凹部 1 05が形成されている。
次に、 硬化膜 102 Bに対して全面的に異方性ドライエッチング （異方性エツ チバック） を行なって、 図 1 7 (e) に示すように、 硬化膜 102 Bにおける凹部 1 05の底部に残存する部分を除去する。
ところで、 S. Y. Chou等は、 膜 102 Aの材料として、 レジスト材料である P MMA (ポリメチルメタクリレート） を用いていると共に、 PMMAを一旦硬化 させた後、 200°Cに加熱して P MM Aを少し軟化させた状態でモールド 1 03 を膜 1 02 Aに押圧して凹部 1 05を形成している。 この場合、 PMMAが硬化 しているため、 凹部 1 05を形成するためには 140気圧という大きな圧力が必 要になるという問題があった。
そこで、 この問題を解決するべく、 特許文献 2 (特開 2000— 1 941 42 号公報） においては、 膜 1 02 Aとして液状の光硬化性物質からなる光硬化性物 質膜を用いると共に、 膜 1 02 Aにモールド 1 03を押圧した状態で膜 102 A に加熱及び光照射を加えて硬化させることにより、 印加圧力を数気圧にまで低減 し、 これにより、 モールド 1 03と基板 101との水平方向の位置精度の向上を 図っている。
ここで、 多層配線を構成する埋め込み配線をダマシン法によリ形成する方法に ついて説明する。 通常、 ダマシン法により埋め込みプラグのみ又は埋め込み配線 のみを形成する方法をシングルダマシン法と称し、 ダマシン法によリ埋め込みプ ラグ及び埋め込み配線の両方を同時に形成する方法をデュアルダマシン法と称し ている。
以下、 シングルダマシン法によリプラグ又は金属配線を形成する半導体装置の 製造方法について、 図 1 8 (a) 〜（e) を参照しながら説明する。
まず、 図 1 8 (a) に示すように、 例えば化学気相蒸着 （CVD: chemical vapor deposition) 法又は塗布 （SOD: spin on dielectric) 法により、 基板 （半導体 ウェハ） 1 1 1の上に、 例えばシリコン酸化膜よりなる絶縁膜 1 1 2を形成する 次に、 図 1 8 (b) に示すように、 リソグラフィ技術により、 絶縁膜 1 1 2の上 に、 ビアホール又は配線溝を形成するための開口部を有するレジストパターン 1 1 3を形成した後、 図 1 8 (C) に示すように、 絶縁膜 1 1 2に対してレジストノ ターン 1 1 3をマスクにしてドライエッチングを行なって、 絶縁膜 1 1 2にビア ホール又は配線溝よりなる凹部 1 1 4を形成する。
次に、 図 1 8 (d) に示すように、 例えばスパッタ法によリバリアメタル層 （図 示は省略している） を形成した後、 例えばメツキ法によリバリアメタル層の上に 銅膜 1 1 5を堆積する。
次に、 図 1 8 (e) に示すように、 化学機械研磨 （GNIP: chem i ca l mechan i ca l p o l i sh i ng) により、 銅膜 1 1 5における不要な部分つまり絶縁膜 1 1 2の上に露 出している部分を除去して、 銅膜 1 1 5よりなるプラグ又は金属配線 1 1 6を形 成する。
以下、 デュアルダマシン法によリプラグ及び金属配線を形成する半導体装置の 製造方法について、 図 1 9 (a) 〜（d) 及び図 2 0 (a) 〜（d) を参照しながら説明 する。 尚、 ここでは、 ビアホールを形成してから配線溝を形成し、 その後、 ビア ホール及び配線溝に金属膜を埋め込んで、 プラグ及び金属配線を形成するプロセ ス、 所謂ビアファーストプロセスについて説明する。
まず、 図 1 9 (a) に示すように、 例えば化学気相蒸着法又は塗布法により、 基 板 （半導体ウェハ） 1 2 1の上に例えばシリコン酸化膜よリなる絶縁膜 1 2 2を 形成する。
次に、 図 1 9 (b) に示すように、 リソグラフィ技術により、 絶縁膜 1 2 2の上 に、 ビアホール形成用の開口部を有する第 1のレジス卜パターン 1 2 3を形成し た後、 図 1 9 (G) に示すように、 絶縁膜 1 2 2に対して第 1のレジストパターン 1 2 3をマスクにしてドライエッチングを行なって、 絶縁膜 1 2 2にビアホール 1 2 4を形成する。
次に、 図 1 9 (d) に示すように、 ビアホール 1 2 4の内部を含む絶縁膜 1 2 2 上に反射防止膜 （BARG) 1 2 5を形成した後、 該反射防止膜 1 2 5の上に、 配線 溝形成用の開口部を有する第 2のレジストパターン 1 2 6を形成する。
次に、 図 2 0 (a) に示すように、 反射防止膜 1 2 5に対して第 2のレジストパ ターン 1 2 6をマスクにしてドライエッチングを行なって、 反射防止膜 1 2 5を ビアホール 1 2 4の下部に残存させた後、 絶縁膜 1 2 2に対して第 2のレジス卜 パターン 1 2 6及び反射防止膜 1 2 5をマスクにしてドライエッチングを行なつ て、 絶縁膜 1 2 2に配線溝 1 2 7を形成する。
次に、 図 2 0 (b) に示すように、 アツシング及び洗浄により、 第 2のレジスト パターン 1 2 6及び反射防止膜 1 2 5を除去した後、 スパッタ法によリバリアメ タル層 （図示は省略している） を形成し、 その後、 図 2 0 (G) に示すように、 メ ツキ法によリバリアメタル層の上に銅膜 1 2 8をビアホール 1 2 4及び配線溝 1 2 7が埋め込まれるように堆積する。
次に、 化学機械研磨法により、 銅膜 1 2 8における不要な部分つまり絶縁膜 1 2 2の上に露出している部分を除去することにより、 図 2 0 (d) に示すように、 銅膜 1 2 8よりなるプラグ 1 3 0及び金属配線 1 3 1を同時に形成する。
しかしながら、 前記従来の半導体装置の製造方法によると、 ダマシン法により 多層配線を形成する場合、 工程数が非常に多くなるため半導体装置の製造プロセ スにおけるコス卜が高くなるという問題点を有している。
そこで、 絶縁膜に凹部 （ビアホール又は配線溝） を形成する工程において、 リ ソグラフィによるレジストパターンの形成とドライエッチングとの組み合わせに 代えて、 ナノインプリントリソグラフィを応用することにより、 工程数を減らし て低コスト化を図ることを考慮した。
ところで、 ナノインプリントリソグラフィを層間絶縁膜として用いる絶縁膜に 応用する場合、 その後の半導体製造プロセスにおいて絶縁膜の安定性を保証する ためには、 通常、 絶縁性材料を 4 0 0 °C程度の温度で加熱して硬化させるプロセ スが必要となる。
しかしながら、 従来のナノインプリン卜リソグラフィは、 レジストパターンの 形成が目的であるため、 加熱温度は高々 2 0 0 °C程度である。
このため、 ナノインプリントリソグラフィによる凹部形成プロセスを絶縁膜に 適用するため、 絶縁材料を約 3 5 0 °C以上の温度で加熱すると、 絶縁膜の基本骨 格の構造が部位によリ不均一になり、 これによつて、 絶縁膜の比誘電率が部位に よって異なるというような膜質の劣化が生じてしまう。 その結果、 絶縁膜として の信頼性が得られなくなリ、 半導体装置の性能及び信頼性が大きく低下してしま うという問題が発生する。 発明の開示
前記に鑑み、 本発明は、 基本骨格の構造が均一であって膜質が向上したパター ンを少ない工程数で形成できるようにすることを目的とする。
前記の目的を達成するため、 本発明に係るパターン形成方法は、 流動性を有す る物質よりなる流動性膜を形成する工程と、 押圧面に凹部及び凸部のうち少なく とも一方を有する押圧部材の押圧面を流動性膜に押圧して、 凹部及び凸部のうち 少なくとも一方を流動性膜に転写する工程と、 押圧面を流動性膜に押圧した状態 で流動性膜を第 1の温度に加熱して、 凹部及び凸部のうち少なくとも一方が転写 されている流動性膜を固化することにより、 固化膜を形成する工程と、 固化膜を 第 1の温度よりも高い第 2の温度に加熱して、 固化膜を焼成することにより、 焼 成された固化膜よりなるパターンを形成する工程とを備える。
本発明に係るパターン形成方法によると、 流動性膜に対して押圧部材の押圧面 に形成されている凹部及び凸部のうち少なくとも一方を転写した後、 流動性膜に 対して固化工程及び焼成工程を行なってパターンを形成するため、 少ない工程で パターンを形成することができる。 また、 押圧部材の押圧面を流動性膜に押圧し て、 凹部及び凸部のうち少なくとも一方を流動性膜に転写する固化膜を形成する 工程において相対的に低い温度である第 1の温度で加熱処理を行なうことにより 、 固化膜の基本骨格 （例えば、 有機膜におけるポリマー骨格、 シリコン酸化膜若 しくは有機無機複合膜におけるシロキサン骨格、 又はレジスト膜におけるレジン 骨格） を形成しておいてから、 パターンを形成する工程において相対的に高い温 度である第 2の温度で加熱処理を行なうことにより、 固化膜からァクリルポリマ 一等のポロジ Xン （Porogen ) 又は残存する溶媒等を蒸発させるため、 基本骨格 の形成とポロジェン又は残存する溶媒等の蒸発とを並行して行なう場合に比べて 、 パターンの基本骨格の構造が均一になるので、 パターンの膜質が向上する。 従 つて、 パターンが絶縁膜よりなる場合には、 比誘電率が膜全体において均一にな るので、 絶縁膜の信頼性が高くなる。
本発明に係るパターン形成方法において、 第 1の温度は約 1 5 0 °〇〜約3 0 0 °Cであることが好ましい。
このようにすると、 流動性膜に含まれるポロジェン等を蒸発させることなく、 流動性膜の基本骨格を形成することができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 第 2の温度は約 3 5 0 °C〜約 4 5 0 °Cであることが好ましい。
このようにすると、 固化膜ひいてはパターンの膜質の劣化を招くことなく、 固 化膜からポロジェン等を蒸発させることができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性を有する物質として、 絶縁性 物質を用いることができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性を有する物質は、 液状又はジ エル状であることが好ましい。
このようにすると、 流動性膜を簡易且つ確実に形成することができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性膜を形成する工程は、 回転し ている基板の上に流動性を有する物質を供給することにより、 流動性膜を基板の 上に形成する工程を含むことが好ましい。
このようにすると、 流動性膜の膜厚を均一にすることができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性膜を形成する工程は、 基板の 上に流動性を有する物質を供給した後、 基板を回転することにより、 流動性膜を 基板の上に形成する工程を含むことが好ましい。
このようにすると、 流動性膜の膜厚を均一にすることができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性膜を形成する工程は、 回転し ている基板の上に流動性を有する物質をシャワー状又はスプレー状に供給するこ とにより、 流動性膜を基板の上に形成する工程を含むことが好ましい。
このようにすると、 比較的薄い膜厚を有する流動性膜を確実に形成することが できる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性膜を形成する工程は、 微小な 噴射口を有するノズルと基板とを平面方向に相対移動させながら、 流動性を有す る物質を噴射口から基板の上に供給することにより、 流動性膜を基板の上に形成 する工程を含むことが好ましい。 このようにすると、 ノズルと基板との相対移動速度を調整することにより、 流 動性膜の厚さを所望の大きさに制御することができる。 また、 流動性を有する物 質の粘度を調整することにより、 流動性膜の流動性の程度を変化させることがで きる。 また、 ノズルの数を調整することにより、 処理速度を制御することができ る。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性膜を形成する工程は、 ローラ の表面に付着した流動性を有する物質をローラを回転しながら基板の上に供給す ることにより、 流動性膜を基板の上に形成する工程を含むことが好ましい。 このようにすると、 ローラと基板との間隔及びローラを基板に押し付ける力を 調整することにより、 流動性膜の厚さを制御することができる。 また、 粘性の高 い流動性を有する材料を採用することができる。
本発明に係るパターン形成方法は、 流動性膜を形成する工程と凹部及び凸部の うち少なくとも一方を流動性膜に転写する工程との間に、 流動性膜の周縁部を選 択的に除去する工程をさらに備えることが好ましい。
このようにすると、 パターンを形成するプロセスにおいて基板の周縁部を機械 的に保持することが容易になる。
本発明に係るパターン形成方法が流動性膜の周縁部を選択的に除去する工程を 備えている場合、 該工程は、 流動性膜を回転させながら流動性膜の周縁部に、 流 動性を有する物質を溶解させる溶液を供給することにより行なわれることが好ま しい。
このようにすると、 円形又は角数の多い多角形の平面形状を有する基板の周縁 部を確実に除去することができる。
本発明に係るパターン形成方法が流動性膜の周縁部を選択的に除去する工程を 備えている場合、 該工程は、 流動性膜の周縁部に光を照射して改質した後、 改質 された周縁部を除去することにより行なわれることが好ましい。
このようにすると、 円形又は角数の多い多角形の平面形状のみならず、 三角形 又は四角形などのように角数の少ない多角形の平面形状を有する基板の周縁部を 確実に除去することができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性膜は基板の上に形成されてお リ、 凹凸部を流動性膜に転写する工程は、 基板の表面と押圧面との間の複数の距 離を測定すると共に、 複数の距離が等しくなるように押圧面によリ流動性膜を押 圧する工程を含むことが好ましい。
このようにすると、 流動性膜の表面の基板表面からの距離を常に等しくするこ とができるので、 所定期間毎に基板の表面と押圧部材の押圧面との距離を均一に する作業を省略することができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性膜は基板の上に形成されてお リ、 凹部及び凸部のうち少なくとも一方を流動性膜に転写する工程は、 基板が載 置されているステージの表面と押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、 複 数の距離が等しくなるように押圧面によリ流動性膜を押圧する工程を含むことが 好ましい。
このようにすると、 流動性膜の表面の基板表面からの距離を常に等しくするこ とができるので、 所定期間毎に基板の表面と押圧部材の押圧面との距離を均一に する作業を省略することができる。
本発明に係るパターン形成方法が、 基板又はステージの表面と押圧面との間の 複数の距離を測定する工程を備えている場合、 該工程は、 測定部位における単位 面積当たリの静電容量を計測することにより行なわれることが好ましい。
このようにすると、 複数の距離を簡易且つ確実に測定することができる。 本発明に係るパターン形成方法において、 押圧部材の押圧面は疎水性を有して いることが好ましい。
このようにすると、 押圧部材を固化膜から離脱させやすくなるので、 より欠陥 の少ないパターンを形成することができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性を有する物質は光硬化性樹脂 であり、 固化膜を形成する工程は、 流動性膜に光を照射する工程を含むことが好 ましい。
このようにすると、 流動性膜を光化学反応及び熱化学反応により容易且つ速や かに固化させることができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 流動性を有する物質としては、 有機 材料、 無機材料、 有機無機混成材料、 光硬化性樹脂又は感光性樹脂を用いること ができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 パターンは多孔質膜であることが好 ましい。
このようにすると、 比誘電率の低いパターンを形成することができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 パターンを形成する工程は、 押圧面 を固化膜に押圧した状態で固化膜を第 2の温度に加熱する工程を含むことが好ま しい。
このようにすると、 固化膜に形成されている凹部及び凸部のうち少なくとも一 方の形状を高精度に維持することができる。
本発明に係るパターン形成方法において、 パターンを形成する工程は、 押圧面 を固化膜から離脱させた状態で固化膜を第 2の温度に加熱する工程を含むことが 好ましい。
このようにすると、 固化膜に含まれるポロジェン又は残存する溶媒等を容易に 蒸発させることができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法は、 流動性を有する絶縁性物質よりなる流 動性膜を形成する工程と、 押圧面に凸部を有する押圧部材の押圧面を流動性膜に 押圧して、 凸部を流動性膜に転写する工程と、 押圧面を流動性膜に押圧した状態 で流動性膜を第 1の温度に加熱して、 凸部が転写されている流動性膜を固化する ことにより、 固化膜を形成する工程と、 固化膜を第 1の温度よりも高い第 2の温 度に加熱して、 固化膜を焼成することにより、 焼成された固化膜よりなると共に 凸部と対応する形状の凹部を有するパターンを形成する工程と、 凹部に金属材料 を埋め込んで、 金属材料よりなる金属配線及びプラグのうちの少なくとも 1つを 形成する工程とを備える。
本発明に係る半導体装置の製造方法によると、 パターン形成方法において説明 したように、 流動性膜に対して押圧部材の押圧面に形成されている凸部を転写し た後、 流動性膜に対して固化工程及び焼成工程を行なってパターンを形成するた め、 少ない工程でパターンを形成することができる。 また、 固化膜を形成するェ 程において、 固化膜の基本骨格を形成しておいてから、 パターンを形成する工程 において、 固化膜からァクリルポリマー等のポロジェン又は残存する溶媒等を蒸 発させるため、 パターンの基本骨格の構造が均一になるので、 パターンの膜質が 向上する。 従って、 パターンよりなる絶縁膜の比誘電率が膜全体において均一に なるため、 絶縁膜の信頼性ひいては半導体装置の信頼性が高くなる。
尚、 パターンにおける凹部が配線溝又はホールの場合には、 シングルダマシン 法により金属材料よりなる金属配線又はプラグが形成され、 パターンにおける凹 部が配線溝及びホールからなる場合には、 デュアルダマシン法により金属材料よ りなる金属配線及びプラグが形成される。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 第 1の温度は約 1 5 0 °C〜約 3 0 0 °Cであることが好ましい。
このようにすると、 流動性膜に含まれるポロジェン等を蒸発させることなく、 流動性膜の基本骨格を形成することができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 第 2の温度は約 3 5 0 °C〜約 4 5 0 °Cであることが好ましい。
このようにすると、 固化膜ひいてはパターンの膜質の劣化を招くことなく、 固 化膜からポロジェン等を蒸発させることができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 流動性を有する物質は光硬化性 樹脂であり、 流動性膜を固化する工程は、 流動性膜に光を照射する工程を含むこ とが好ましい。
このようにすると、 流動性膜を光化学反応及び熱化学反応により容易且つ速や かに固化させることができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 流動性を有する物質としては、 有機材料、 無機材料、 有機無機混成材料、 光硬化性樹脂又は感光性樹脂を用いる ことができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 パターンを形成する工程は、 押 圧面を固化膜に押圧した状態で固化膜を第 2の温度に加熱する工程を含むことが 好ましい。
このようにすると、 固化膜に形成されている凹凸部の形状を高精度に維持する ことができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 パターンを形成する工程は、 押 圧面を固化膜から離脱させた状態で固化膜を第 2の温度に加熱する工程を含むこ とが好ましい。
このようにすると、 固化膜に含まれるポロジエン又は残存する溶媒等を容易に 蒸発させることができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 パターンは多孔質膜であること が好ましい。
このようにすると、 比誘電率の低いパターンよリなる絶縁膜を形成することが できる。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 パターンの比誘電率は約 4以下 であることが好ましい。
このようにすると、 絶縁膜の比誘電率を確実に低くして、 金属配線間の静電容 量を低減することができる。
本発明に係る半導体装置の製造方法において、 パターンを形成する工程よりも 後で金属配線又はプラグのうちの少なくとも 1つを形成する工程よりも前に、 パ ターンにおける凹部の底部に存在する残存部をエッチングにより除去する工程を 含むことが好ましい。
このようにすると、 底部に残存部が存在しない凹部よリなるホール又は配線溝 を実現できる。 図面の簡単な説明
図 1 (a) - (e) は第 1の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を説明する 断面図である。
図 2 (a) 〜（e) は第 2の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を説明する 断面図である。
図 3 (a) は従来のパターン形成方法のシーケンスを示すフロー図であり、 （b) は第 1又は第 2の実施形態に係るパターン形成方法のシーケンスを示すフロー図 である。
図 4 (a) ~ (c) は第 1又は第 2の実施形態に係るパターン形成方法における第 1実施例の各工程を示す断面図である。 図 5 (a) 及び (b) は第 1又は第 2の実施形態に係るパターン形成方法における 第 2実施例の各工程を示す断面図である。
図 6 (a) 及び (b) は第 1又は第 2の実施形態に係るパターン形成方法の第 3実 施例の各工程を示す断面図である。
図 7 (a) 及び (b) は第 1又は第 2の実施形態に係るパターン形成方法の第 4実 施例の各工程を示す断面図ある。
図 8 (a) 〜（G) は第 3の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面 図である。
図 9 (a) ~ (G) は第 3の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面 図である。
図 1 0 (a) 及び (b) は第 4の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す 断面図である。
図 1 1 (a) 及び (b) は第 4の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す 断面図である。
図 1 2 (a) 及び (b) は第 5の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す 断面図である。
図 1 3 (a) 〜（d) は第 6の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示 す断面図である。
図 1 4 (a) 〜（d) は第 6の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示 す断面図である。
図 1 5 (a) 〜（d) は第 7の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示 す断面図である。
図 1 6 (a) 〜（d) は第 7の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程を示 す断面図である。
図 1 7 (a) 〜（e) は第 1の従来例に係るパターン形成方法の各工程を示す断面 図である。
図 1 8 (a) 〜（e) は第 2の従来例に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す 断面図である。
図 1 9 (a) 〜（d) は第 3の従来例に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す 断面図である。
図 2 0 (a) 〜（d) は第 3の従来例に係る半導体装置の製造方法の各工程を示す 断面図である。 発明を実施するための最良の形態
(第 1の実施形態）
以下、 第 1の実施形態に係るパターン形成方法について、 図 1 (a) 〜（e) を参 照しながら説明する。
まず、 図 1 (a) に示すように、 半導体ウェハからなる基板 1 1の表面に、 流動 性を有する物質、 例えば液状又はジエル状の物質を供給して、 流動性を有する膜 (以下、 単に流動性膜と称する） 1 2 Aを形成する。 通常、 基板 1 1上に形成さ れた流動性膜 1 2 A中の溶媒の一部分又は大部分を蒸発させるために、 約 8 0 °C から 1 2 0 °C程度の加熱処理を行なう。 この加熱は、 通常プリべークと呼ばれる ものであって、 プリべークの温度としては、 次に行なわれる転写工程において流 動性膜 1 2 Aの流動性を確保できる程度に設定すればよい。 すなわち、 流動性物 質を供給する際の溶媒の物質特性 （沸点等） に応じて温度を設定すればよく、 場 合によってはプリべークを省いてもよい。
流動性膜 1 2 Aとしては、 有機膜、 無機膜、 有機無機混成膜 （有機無機ハイブ リツド膜） 、 光が照射されると硬化する光硬化性樹脂、 レジスト膜等の感光性樹 脂膜、 又は径が約 1 n m~ 1 O n m程度の多数の空孔 （pore) を膜中に有する多 孔質膜 （ポーラス膜） 等が挙げられる。
流動性膜 1 2 Aの形成方法としては、 回転塗布法、 微視的吹付け法又は回転口 ーラ法等が挙げられ、 流動性膜 1 2 Aの厚さの調整はそれぞれの方法により異な るが、 流動性膜 1 2 Aの形成方法を選択することによリ膜厚の調整は可能である 。 尚、 流動性膜 1 2 Aの形成方法の詳細については、 第 1〜第 4の実施例で詳細 に説明する。
基板 1 1の平面形状としては、 特に限定されず、 円形又は多角形等いずれの形 状でもよい。
流動性膜 1 2 Aを多層配線の層間膜として用いる場合には、 流動性を有する物 質としては絶縁性物質を用いることが好ましい。
次に、 図 1 (b) に示すように、 表面に凹凸部を有する平坦な押圧面を備えた押 圧部材 1 3の押圧面を、 流動性膜 1 2 Aの表面と対向させた後、 押圧部材 1 3に 対して基板方向の圧力を加えることにより、 流動性膜 1 2 Aの表面に凹凸部を転 写すると共に流動性膜 1 2 Aの表面における転写された凹凸部を除く領域を全面 に亘つて平坦化する。 図 1 (b) においては、 1 4は押圧面に設けられた凸部を示 している。
この場合、 流動性膜 1 2 Aは押圧部材 1 3の押圧面により押圧されるだけで、 流動性膜 1 2 Aの表面における転写された凹凸部を除く領域は全面に亘つて平坦 化される。 もっとも、 押圧部材 1 3による押圧を中断すると、 流動性膜 1 2 Aが 有する表面張力によって、 流動性膜 1 2 Aはエネルギー的に安定な形状に変化し てしまう。
そこで、 図 1 (C) に示すように、 押圧部材 1 3を流動性膜 1 2 Aに押圧した状 態で流動性膜 1 2 Aを第 1の温度 （T 1 ) に加熱して、 流動性膜 1 2 Aの内部に おいて化学反応を生じさせることにより、 流動性膜 1 2 Aを固化させて、 固化し た流動性膜 1 2 Aよりなると共に凹凸部が転写された固化膜 1 2 Bを形成する。 第 1の温度 （T 1 ) としては、 約 1 5 0 °C〜約 3 0 0 °Cが好ましく、 約 2 0 0 °C 〜約 2 5 0 °Cがより好ましい。 このようにすると、 流動性膜 1 2 Aの基本骨格、 例えばポリマー骨格又はシロキサン骨格が確実に形成される。 固化工程において は、 所定の温度に設定されたホットプレートにより 2、 3分間程度の加熱処理を 行なう。
次に、 図 1 (d) に示すように、 押圧部材 1 3を固化膜 1 2 Bに押圧した状態で 固化膜 1 2 Bを第 1の温度 （T 1 ) よりも高い第 2の温度 （T 2 ) に加熱して、 固化膜 1 2 Bを焼成することにより、 焼成された固化膜 1 2 Bよりなるパターン 1 2 Cを形成する。 第 2の温度 （T 2 ) としては、 約 3 5 0 °C〜約 4 5 0 °Cが好 ましい。 このようにすると、 基本骨格が形成されている固化膜 1 2 Bからポロジ ェン等が蒸発して、 均一な膜質を有するパターン 1 2 Cが得られる。 パターンを 形成する工程においては、 所定の温度に設定されたホッ卜プレートにより約 2分 間〜約 1 5分間程度の加熱処理を行なう。 次に、 パターン 1 2 Cの温度を約 1 00°Cから室温程度までの温度範囲に下げ た後、 押圧部材 1 3をパターン 1 2 Cから離脱させ、 その後、 パターン 1 2Cの 温度温度を最終的に室温に下げると、 図 1 (e) に示すように、 押圧部材 1 3の凸 部 1 4が転写されてなる凹部 1 5を有すると共に凹部 1 5を除く領域が全面に亘 つて平坦であるパターン 1 2 Cが得られる。
尚、 押圧部材 1 3の凹凸部を有する押圧面が疎水性を有するように、 押圧面に テフロン （登録商標） コーティング処理を施したり又はシリコンカップリング材 による表面処理を施したりすることが好ましい。 このようにすると、 押圧部材 1 3をパターン 1 2 Cから離脱させやすくできるので、 より欠陥の少ないパターン 1 2 Cを形成することができる。
押圧部材 1 3の押圧面に設けられた凹凸部が、 柱状 （ドット状） の凸部であれ ばパターン 1 2 Cにホールが形成され、 ライン状の凸部であればパターン 1 2 C に配線溝が形成される。 逆に、 押圧部材 1 3の押圧面に設けられた凹凸部が、 ホ ール状の凹部であればパターン 1 2 Cに柱状 （ドット状） の凸部が形成され、 溝 状の凹部であればパターン 1 2 Cにラインが形成される。
以下、 流動性を有する材料について説明する。
有機膜を形成するための^動性を有する物質としては、 ァリールエーテルを主 骨格とするァロマティックポリマーが挙げられ、 具体的には、 1_ 及び0 X— 3 (Honeywell 社製） 並びに S i LK (Dow Chemical社製） 等が挙げられる 無機膜を形成するための流動性を有する物質としては、 HSQ (Hydrogen sil squioxane ) 、 又は有機 S O G例えばアルキルシロキサンポリマーが挙げられ、 H S Qの具体例としては F o X (Dow Cornin 社製） が挙げられ、 有機 SO Gの 具体例としては HSG— RZ25 (日立化成社製） が挙げられる。
有機無機混成膜を形成するための流動性を有する物質としては、 シロキサン骨 格中にメチル基等の有機基を含む有機シロキサンが挙げられ、 具体的には、 HO S P (Hybrid organic si loxane polymer ： Honeywell 社製） が挙げられる。 光硬化性樹脂を形成するための流動性を有する物質としては、 PDG I (Poly dimethyl glutar imide) が挙げられ、 具体的には、 SAL 1 01 (Shipley Fa r East社製) が挙げられる。
感光性樹脂膜を形成するための流動性を有する物質としては、 リソグラフィ技 術に用いられる通常のレジスト材料を用いることができる。
多孔質膜を形成するための流動性を有する物質としては、 空孔を有する、 有機 材料、 無機材料及び有機無機混成材料が挙げられ、 空孔を有する有機材料の具体 例としては、 P o r o u s FLARE (Honeywell 社製） が挙げられ、 空孔を 有する無機材料の具体例としては、 HSQ (Hydrogen silsquioxane ) 中に空孔 を有する X LK (Dow Corning社製） が挙げられ、 空孔を有する有機無機混成材 料としては N a n o g I a s s (Honeywel I 社製） 、 し KD— 5 1 09 ( J S R 社製） 等が挙げられる。
以上の材料を用いて形成された流動性膜 1 2 Aが固化及び焼成されてなるバタ —ン 1 2 Cを多層配線の層間絶縁膜として用いると、 緻密であると共に通常のシ リコン酸化膜 （比誘電率は約 4程度である。 ） よりも低い誘電率を有する層間絶 縁膜を得ることができるので、 1 00 nm以下の微細加工が施された半導体装置 に適した膜を実現できる。 特に、 多孔質膜を用いると、 2以下の極めて低い誘電 率を持つた層間絶縁膜を実現できる。
尚、 以上の材料は、 絶縁膜を形成するための材料であつたが、 本発明は、 絶縁 膜に限らず、 導電性を有するポリマー膜又は金属膜の形成方法としても用いるこ とができる。
(第 2の実施形態）
以下、 第 2の実施形態に係るパターン形成方法について、 図 2 (a) 〜（e) を参 照しながら説明する。
第 2の実施形態の基本的なプロセスシーケンスは、 第 1の実施形態とほとんど 共通しているため、 以下においては、 第 1の実施形態と異なるところを中心に説 明する。
まず、 第 1の実施形態と同様、 図 2 (a) に示すように、 基板 1 1上に流動性膜 1 2 Aを形成した後に、 図 2 (b) に示すように、 押圧部材 1 3を流動性膜 1 2 A に押圧して押圧面の凹凸部を流動性膜 1 2 Aに転写すると共に流動性膜 1 2Aに おける転写された凹凸部を除く領域を全面に亘つて平坦化する。 次に、 図 2 (c) に示すように、 押圧部材 1 3を流動性膜 1 2 Aに押圧した状態 で流動性膜 1 2 Aを第 1の温度 （T 1 ) に加熱して、 流動性膜 1 2 Aの内部にお いて化学反応を生じさせることにより、 流動性膜 1 2 Aを固化させて、 M凸部が 転写され且つ平坦な表面を有する固化膜 1 2 Bを形成する。
次に、 図 2 (d) に示すように、 押圧部材 1 3を固化膜 1 2 Bから離脱させた後 、 固化膜 1 2 Bに対して、 第 1の温度 （T 1 ) よりも高い第 2の温度 （T 2 ) で 加熱して、 固化膜 1 2 Bを焼成することにより、 焼成された固化膜 1 2 Bよりな るパターン 1 2 Cを形成し、 その後、 パターン 1 2 Cの温度を室温程度にまで下 げると、 図 1 (e) に示すように、 押圧部材 1 3の凸部 1 4が転写された凹部 1 5 を有するパターン 1 2 Cが形成される。
第 1の実施形態と第 2の実施形態の差異は、 第 1の実施形態では、 押圧部材 1 3の押圧面を固化膜 1 2 Bに押圧した状態で焼成するが、 第 2の実施形態では、 押圧部材 1 3の押圧面を固化膜 1 2 Bから離脱させた状態で焼成することである 。 従って、 第 2の実施形態においては、 固化工程ではホットプレートを用いて加 熱する必要があるが、 焼成工程ではホットプレート又はハーネスを用いて加熱す ることができる。
第 2の実施形態は、 焼成工程 （パターンを形成する工程） において脱ガスが多 い固化膜を加熱する場合に第 1の実施形態よりも有効となる。 通常の膜の場合、 プリべークにより膜中の残留溶媒濃度を制御することができるため、 焼成工程に おいては脱ガスはほとんど無いが、 膜の組成によっては、 比較的高温で加熱され る焼成工程において脱ガスが発生する場合がある。 このような場合には、 第 1の 実施形態の焼成工程ではパターン 1 2 Cにおける均一性又は安定性に問題が生じ るため、 第 2の実施形態の焼成工程を用いることが好ましい。 特に、 パターン 1 2 Cが多孔質膜である場合にその効果が発揮される。 多孔質膜の場合、 固化工程 における第 1の温度 （T 1 ) での加熱処理において、 膜の基本構造の大部分を形 成し、 焼成工程における第 2の温度 （T 2 ) での加熱処理において、 空孔を形成 するために添加されていた空孔形成用の物質を蒸発させるため、 押圧部材 1 3を 固化膜 1 2 Bから離脱させた状態で焼成する第 2の実施形態の焼成工程が適して いる。 もっとも、 多孔質膜であっても、 固化工程において膜の基本骨格の形成が 行なわれると共に空孔形成用の物質の大部分が蒸発するような最適化された膜の 場合、 第 1の実施形態の焼成工程を用いても良好なパターン 1 2 Cが得られる。 第 1及び第 2の実施形態においては、 焼成工程での加熱温度 （第 2の温度） を 固化工程での加熱温度 （第 1の温度） よりも高く設定するが、 パターン 1 2 Cを 半導体装置の絶縁膜として用いる場合には、 固化工程での加熱温度 （第 1の温度 ) としては約 1 5 0 °C〜 3 0 0 °Cが好ましく、 焼成工程での加熱温度 （第 2の温 度） としては約 3 5 0 °C~ 4 5 0 °Cが好ましい。
次に、 従来のパターン形成方法と本発明のパターン形成方法の差異について、 図 3 (a) 及び (b) を参照しながら説明する。
図 3 (a) に示すように、 従来のパターン形成方法は、 押圧部材 （モールド） を 圧着した後に、 膜硬化工程における 1回の加熱工程により凹凸部を有する膜を形 成するのに対し、 図 3 (b) に示すように、 本発明のパターン形成方法は、 押圧部 材 （モールド） を圧着した （転写工程） 後に、 固化工程及び焼成工程における 2 段階の加熱処理により、 ω凸部が転写されたパターン 1 2 Cを形成する。
<第 1の実施例 >
以下、 第 1又は第 2の実施形態に用いられる流動性膜の形成方法として、 第 1 の回転塗布法について、 図 4 (a) ~ (c) を参照しながら説明する。
まず、 図 4 (a) に示すように、 回転可能なステージ 2 0の上に基板 2 1を真空 吸着により保持した後、 基板 2 1の上に流動性を有する物質 2 3を適量滴下し、 その後、 ステージ 2 0を回転させたり、 又は、 図 4 (b) に示すように、 回転可能 なステージ 2 0の上に基板 2 1を真空吸着により保持した後、 ステージ 2 0ひい ては基板 2 1を回転させながら、 滴下ノズル 2 4から基板 2 1の上に流動性を有 する物質 2 3を供給する。
このようにすると、 図 4 (c) に示すように、 基板 2 1の上に流動性膜 2 2が形 成される。
図 4 (a) に示す方法又は図 4 (b) に示す方法のいずれの場合においても、 流動 性を有する物質 2 3の粘性と、 ステージ 2 0の回転速度とを最適化することによ リ、 押圧部材 1 3 (図 1 (b) 又は図 2 (b) を参照） の凹凸部を流動性膜 2 2の表 面に転写する工程に適した堅さを有する流動性膜 2 2を得ることができる。 尚、 第 1の実施例は、 比較的大きい厚さを持つ流動性膜 2 2を形成する場合に 適している。
<第 2の実施例 >
以下、 第 1又は第 2の実施形態に用いられる流動性膜の形成方法として、 第 2 の回転塗布法について、 図 5 (a) 及び (b) を参照しながら説明する。
まず、 図 5 (a) に示すように、 回転可能に設けられたステージ 2 0の上に、 基 板 2 1を真空吸着により保持した後、 ステージ 2 0ひいては基板 2 1を回転させ ながら、 噴射ノズル 2 5の噴射口から基板 2 1の上に流動性を有する物質 2 6を シャヮ一状又はスプレー状に供給する。
所定量の流動性を有する物質 2 6が供給された後に、 ステージ 2 0を所定時間 だけ回転し続けると、 図 5 (b) に示すように、 基板 2 1の上に流動性膜 2 2が形 成される。
第 2の実施例は、 比較的小さい膜厚を持つ流動性膜 2 2を形成する場合に適し ている。
<第 3の実施例 >
以下、 第 1又は第 2の実施形態に用いられる流動性膜の形成方法として、 微視 的吹付け法について、 図 6 (a) 及び (b) を参照しながら説明する。
まず、 図 6 (a) に示すように、 2次元直交座標系の直交する 2方向のうちの一 方の方向、 例えば図 6 (a) における左右方向に基板 2 1を移動させると共に、 直 交する 2方向のうちの他方の方向、 例えば図 6 (a) における上下方向に滴下ノズ ル 2 7を移動させながら、 滴下ノズル 2 7から基板 2 1の上に流動性を有する物 質 2 8を所定量ずつ供給する。 すなわち、 基板 2 1を図 6 (a) における左方向に 所定量移動した後、 停止させる動作を繰り返し行なうと共に、 基板 2 1が停止し ている期間内において、 滴下ノズル 2 7を図 6 (a) における上方向又は下方向に 移動させながら、 滴下ノズル 2 7から基板 2 1の上に流動性を有する物質 2 8を 所定量ずつ供給する。
. このようにすると、 図 6 (b) に示すように、 基板 2 1の上に流動性膜 2 2が形 成される。
第 3の実施例によると、 滴下ノズル 2 7から供給される流動性を有する物質 2 8の量と、 滴下ノズル 2 7の移動速度とを調整することにより、 流動性膜 2 2の 厚さを小さい膜厚から大きい膜厚まで制御することができる。
また、 滴下ノズル 2 7から供給される流動性を有する物質 2 8の粘度を調整す ることにより、 流動性膜 2 2の流動性の程度を変化させることができる。
また、 滴下ノズル 2 7の数を調整することにより、 処理速度を制御することが できる。
<第 4の実施例 >
以下、 第 1又は第 2の実施形態に用いられる流動性膜の形成方法として、 回転 ローラ法について、 図 7 (a) 及び (b) を参照しながら説明する。
図 7 (a) 及び (b) に示すように、 回転ローラ 2 9の周面に流動性を有する物質 3 0を均一に付着させた状態で、 回転ローラ 2 9を基板 2 1の表面に沿って回転 移動させる。
このようにすると、 流動性を有する物質 3 0が基板 2 1の表面に転着されるた め、 図 7 (b) に示すように、 基板 2 1の上に流動性膜 2 2が形成される。
第 4の実施例によると、 回転ローラ 2 9と基板 2 1 との間隔及び回転ローラ 2 9を基板 2 1に押し付ける力を調整することにより、 流動性膜 2 2の厚さを制御 することができる。
また、 第 4の実施例は、 流動性を有する物質 3 0が粘性の高い液状又はジエル 状である場合に適している。
(第 3の実施形態）
以下、 第 3の実施形態に係るパターン形成方法について、 図 8 (a) 〜（G) 及び 図 9 (a) 〜（c) を参照しながら説明する。
第 3の実施形態は、 第 1又は第 2の実施形態によリ得られる流動性膜の周縁部 を選択的に除去する方法であって、 第 1の方法は、 流動性膜が形成された基板を 回転させながら流動性膜の周縁部に流動性膜を溶解させる溶液を供給して、 周縁 部を除去するものであり、 第 2の方法は、 流動性膜の周縁部に光を照射して該周 縁部を改質した後、 改質された周縁部を除去するものである。
ところで、 第 1又は第 2の実施形態によると、 基板の全面に亘つてつまり基板 の周縁部にまで流動性膜が形成される。 ところが、 基板の周縁部を機械的に保持 する必要性が生じることがある。
第 3の実施形態は、 このような問題点を解決するためになされたものであり、 第 3の実施形態によると、 流動性膜の周縁部を選択的に除去するため、 基板の周 縁部を機械的に保持することが容易になる。
以下、 流動性膜 2 2の周縁部を選択的に除去する第 1の方法について、 図 8 (a ) 〜（c) を参照しながら説明する。
まず、 図 8 (a) に示すように、 回転可能に設けられたステージ 2 0の上に、 流 動性膜 2 2が形成されている基板 2 1を真空吸着した後、 ステージ 2 0を回転さ せて流動性膜 2 2を回転させると共に、 第 1のノズル 3 1から剥離液 3 3を流動 性膜 2 2の周縁部に供給すると共に、 第 2のノズル 3 2から剥離液 3 4を基板 2 1の周縁部の裏面に供給する。
このようにすると、 図 8 (b) に示すように、 流動性膜 2 2の周縁部を除去する ことができると共に、 基板 2 1の裏面周縁部に付着した流動性を有する物質を除 去することができる。
次に、 ステージ 2 0の回転を継続して行なう一方、 剥離液 3 3、 3 4の供給を 停止して、 流動性膜 2 2を乾燥させる。 以上により、 図 8 (G) に示すように、 周 縁部が選択的に除去された流動性膜 2 2を得ることができる。
尚、 第 1の方法は、 流動性膜 2 2に対する転写工程の前に行なうことが好まし い。
第 1の方法は、 ステージ 2 0ひいては流動性膜 2 2を回転しながら、 その周縁 部を除去するので、 平面形状が円形 は角数の多い多角形である基板 2 1に適し ている。
以下、 流動性膜 2 2の周縁部を選択的に除去する第 2の方法について、 図 9 (a ) ~ (c) を参照しながら説明する。
まず、 図 9 (a) に示すように、 回転可能に設けられたステージ 2 0の上に、 流 動性膜 2 2が形成されている基板 2 1を真空吸着した後、 ステージ 2 0を回転さ せて流動性膜 2 2を回転させると共に、 光照射装置 3 5から光 3 6を流動性膜 2 2の周縁部に照射して、 流動性膜 2 2の周縁部 （光照射部） において光化学反応 を起こさせて該周縁部を改質する。 この場合の光 3 6としては、 紫外光又は紫外 光よりも波長の短い光が好ましい。
次に、 図 9 (b) に示すように、 ステージ 2 0ひいては流動性膜 2 2の回転を停 止させた後、 流動性膜 2 2の上に全面に亘つて現像液などの溶液 3 7を供給する 。 このようにすると、 流動性膜 2 2の改質している周縁部は溶液 3 7に溶解する ので、 流動性膜 2 2の周縁部を選択的に除去することができる。
次に、 図 9 (G) に示すように、 ステージ 2 0ひいては流動性膜 2 2を再び回転 させて、 流動性膜 2 2の上に残存している溶液 3 7を遠心力により外部に除去す る。 この場合、 溶液 3 7を除去しながら又は除去した後に、 流動性膜 2 2の上に リンス液を供給して残存している溶液 3 7を取り除くことが好ましい。 このよう にすると、 周縁部が選択的に除去された流動性膜 2 2を得ることができる。 尚、 第 2の方法は、 流動性膜 2 2に対する転写工程の前に行なうことが好まし い。
第 2の方法は、 流動性膜 2 2の周縁部に選択的に光 3 6を照射するので、 平面 形状が円形又は角数の多い多角形である基板 2 1のみならず、 三角形又は四角形 などのように角数の少ない多角形の基板 2 1にも適用することができる。
(第 4の実施形態）
以下、 第 4の実施形態に係るパターン形成方法について、 図 1 0 (a) 、 （b) 及 び図 1 1 (a) 、 （b) を参照しながら説明する。
第 4の実施形態は、 第 1又は第 2の実施形態により得られる流動性膜の表面に 凹凸部を転写するために好ましい方法であって、 基板の表面又はステージの表面 と、 押圧部材の押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、 これら複数の距離 が等しくなるように流動性膜を押圧するものである。
まず、 図 1 0 (a) に示すように、 第 1又は第 2の実施形態の方法により、 基板 4 1の上に流動性膜 4 2を形成した後、 押圧面に凹凸部及び複数の距離センサ 4 4を有する押圧部材 4 3を用いて、 該押圧部材 4 3の凹凸部を流動性膜 4 2に転 写する。 尚、 第 4の実施形態においては、 ステージ 2 0 (図 4 (C) 又は図 5 (b) を参照） の外形寸法を基板 4 1の外形寸法よりも大きくしておくことが好ましい この場合、 複数の距離センサ 4 4により、 基板 4 1の表面又は基板 4 1が載置 されるステージ 2 0 (図 4 (c) 又は図 5 (b) を参照） の表面と、 押圧部材 4 3の 押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、 複数の距離が等しくなるように押 圧部材 4 3により流動性膜 4 2を押圧して流動性膜 4 2に押圧部材 4 3の凹凸部 を転写する。 すなわち、 複数の距離センサ 4 4により測定された複数の距離の情 報は、 押圧部材 4 3を押圧する押圧手段にフィードバックされ、 複数の距離が等 しくなるように流動性膜 4 2を押圧する。 尚、 フィードバック制御はコンビユー タにより行なえばよい。 また、 基板 4 1の表面又は基板 4 1が載置されるステー ジ 2 0 (図 4 (G) 又は図 5 (b) を参照） の表面と、 押圧部材 4 3の押圧面との間 の複数の距離を測定する場合、 測定部位における単位面積当たりの静電容量を計 測することにより行なわれることが好ましい。 このようにすると、 複数の距離を 簡易且つ確実に測定することができる。
以下、 基板 4 1の表面と押圧部材 4 3の押圧面との間の複数の距離を測定する 方法について、 図 1 0 (b) を参照しながら説明する。
図 1 0 (b) において、 a、 b、 c、 ……、 qは、 距離センサ 4 4が配置される 位置を示している。 距離センサ 4 4の位置 a 〜 qは、 押圧部材 4 3の機構に応じ て最適化することが好ましく、 基板 4 1の表面又は基板 4 1が載置されるステー ジの表面と、 流動性膜 4 2の表面との距離を効率良く計測できる位置に設定すれ ばよい。 例えば、 中央部のセンサ位置 a〜 iは、 基板 4 1の表面と流動性膜 4 2 の表面との距離を測定するのに適しており、 周縁部のセンサ位置 j 〜 qは、 基板 4 1が載置されるステージの表面と流動性膜 4 2の表面との距離を測定するのに 適している。
従って、 センサ位置 a 〜 iの距離センサ 4 4のみを用いて、 基板 4 1の表面と 流動性膜 4 2の表面との距離のみを測定してもよいし、 センサ位置〗 ~ qの距離 センサ 4 4のみを用いて、 基板 4 1が載置されるステージの表面と流動性膜 4 2 の表面との距離のみを測定してもよいし、 センサ位置 a 〜 qの距離センサ 4 4の みを用いて、 基板 4 1の表面と流動性膜 4 2の表面との距離及び基板 4 1が載置 されるステージの表面と流動性膜 4 2の表面との距離を測定してもよい。
また、 押圧部材 4 4の押圧面の凹凸部を微調整できる場合には、 センサ位置 a 〜 iの距離センサ 4 4を用いて基板 4 1の表面と流動性膜 4 2の表面との距離を 調整した後、 センサ位置 j 〜qの距離センサ 4 4を用いて、 基板 4 1の表面と流 動性膜 4 2の表面との距離を調整してもよい。 このようにすると、 より高精度な 平坦化を実現することができる。 尚、 距離センサ 4 4の数及び位置は、 要求され る平坦性の度合いに応じて最適化すればよい。
ところで、 第 1の実施形態によると、 流動性膜 1 2 Aの表面の基板 1 1の表面 からの距離を等しくすることは重要であるが容易ではない。 すなわち、 第 1の実 施形態によると、 基板 1 1の表面と押圧部材 1 3の押圧面との距離が均一になる ように予め設定しておくことにより、 流動性膜 1 2 Aの表面の基板 1 1の表面か らの距離を均一にすることはできるが、 この方法によると、 所定期間毎に、 つま リ押圧部材 1 3の押圧面を所定数の流動性膜 1 2 Aに押圧する毎に、 基板 1 1の 表面と押圧部材 1 3の押圧面との距離が均一になるように設定しなければならな い。
ところが、 第 4の実施形態によると、 流動性膜 4 2の表面の基板 4 1の表面か らの距離を常に等しくすることができるので、 所定期間毎に基板 4 1の表面と押 圧部材 4 3の押圧面との距離を均一にする作業を省略することができる。
尚、 基板 4 1の表面と押圧部材 4 3の押圧面との距離を均一に調整する工程は 、 押圧部材 4 3により流動性膜 4 2を押圧する処理の前、 途中又は後のいずれで あってもよい。
図 1 1 (a) は、 押圧部材 4 3の押圧面と基板 4 1の表面との距離が不均一にな つた場合の流動性膜 4 2の断面状態を示し、 図 1 1 (b) は、 押圧部材 4 3の押圧 面と基板 4 1の表面との距離が均一に保たれた場合の流動性膜 4 2の断面状態を 示している。 尚、 図 1 1 (a) 及び（b) において、 4 5は押圧部材 4 3に圧力を加 えるための加圧板である。
図 1 1 (3) と図 1 1 (b) との対比から分かるように、 押圧部材 4 3の押圧面と 基板 1 1の表面との距離を均一に保った状態で流動性膜 4 2を押圧すると、 流動 性膜 4 2の基板 4 1の表面からの距離が均一になった状態で流動性膜 4 2の表面 を平坦化することができる。
(第 5の実施形態）
以下、 第 5の実施形態に係るパターン形成方法について、 図 1 2 (a) 及び (b) を参照しながら説明する。
第 5の実施形態は、 流動性膜 5 2 Aに対して光を照射しながら加熱することに よリ流動性膜 5 2 Aを固化する方法である。
図 1 2 (a) に示すように、 基板 5 1の上に形成されている流動性膜 5 2 Aに対 して、 光を透過する材料例えば石英よリなリ押圧面に凹凸部を有する押圧部材 5 3の押圧面を加圧板 5 4により押圧して、 押圧部材 5 3の凹凸部を流動性膜 5 2 Aに転写した状態で、 流動性膜 5 2 Aに光を照射すると共に流動性膜 5 2 Aを加 熱する。 照射する光としては、 主として光化学反応により流動性膜 5 2 Aを固化 する場合には、 紫外光又は紫外光よりも波長の短い光を用い、 主として熱化学反 応によリ流動性膜 5 2 Aを固化する場合には赤外光を用いることが好ましい。 このようにすると、 流動性膜 5 2 Aは光化学反応又は熱化学反応によリ固化し て、 図 1 2 (b) に示すように、 固化膜 5 2 Bが得られる。
主として光化学反応により流動性膜 5 2 Aを固化する方法は、 光硬化性樹脂、 例えばリソグラフィ技術で用いるフォトレジストのような感光性樹脂膜等に適し ている。 また、 主として熱化学反応により流動性膜 5 2 Aを固化する方法は、 光 照射により酸又は塩基を発生する材料を含むと共にベース樹脂が酸又は塩基によ リ固化する化学増幅型材料よリなる有機膜若しくは有機無機混成膜、 又は無機膜 等に適している。
(第 6の実施形態）
以下、 第 6の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、 図 1 3 (a) 〜（d ) 及び図 1 4 (a) 〜（d) を參照しながら説明する。
図示は省略しているが、 半導体基板の上に層間絶縁膜を形成した後、 該層間絶 縁膜の上部に下層の埋め込み配線を形成し、 その後、 下層の埋め込み配線及び層 間絶縁膜の上に拡散防止膜を形成することにより、 半導体基板上に層間絶縁膜、 下層の埋め込み配線及び拡散防止膜を有する基板 6 1を形成する。 この場合、 基 板 6 1の形状は平面形状に限定されない。 拡散防止膜は、 下層の埋め込み配線を 構成する金属が該埋め込み配線の上に形成される絶縁膜中に拡散することを防止 する働きを有する。
次に、 図 1 3 (a) に示すように、 第 1の実施形態同様、 回転塗布法、 微視的吹 付け法又は回転ローラ法等により、 基板 6 1の上に全面に亘つて液状又はジエル 状の流動性を有する絶縁性物質を供給して絶縁性を有する流動性膜 6 2 Aを形成 する。 流動性膜 6 2 Aの厚さは適当に設定することができる。
流動性膜 6 2 Aとしては、 第 1の実施形態において説明したような絶縁膜、 つ まり、 有機膜、 無機膜、 有機無機混成膜又は多孔質膜等を用いることができる。 これらの絶縁膜を用いると、 通常のシリコン酸化膜に比べて低い誘電率を有する 絶縁膜が得られるので、 1 0 0 n m以下の微細加工が施された半導体装置に適し た絶縁膜を実現できる。 特に、 多孔質膜を用いると、 2以下の極めて低い誘電率 を有する絶縁膜を実現できる。
次に、 図 1 3 (b) に示すように、 ドット状又はライン状の凸部 6 4を有する押 圧面を備えた押圧部材 6 3を流動性膜 6 2 Aの表面に当接させた後、 押圧部材 6 3に圧力を加えて流動性膜 6 2 Aの表面に凸部 6 4を転写して凹部を形成すると 共に凹部を除く領域を平坦化する。 つまり、 流動性膜 6 2 Aの凹部を除く領域の 基板 6 1の表面からの高さを全体に亘つて均一にする。
次に、 図 1 3 (G) に示すように、 基板 6 1ひいては流動性膜 6 2 Aを第 1の温 度 （T 1 ) に加熱して、 絶縁性物質に熱化学反応を起こさせることにより、 流動 性膜 6 2 Aを固化させて、 凹部を有する固化膜 6 2 Bを形成する。 尚、 固化工程 としては、 第 1〜第 4の実施形態におけるいずれかの流動性膜 6 2 Aの性質に適 した方法を選べばよい。
次に、 図 1 3 (d) に示すように、 第 1及び第 2の実施形態と同様に、 固化膜 6 2 Bを第 1の温度 （T 1 ) よりも高い第 2の温度 （T 2 ) に加熱することにより 、 固化膜 6 2 Bが焼成されてなるパターン 6 2 Cを形成する。 次に、 パターン 6 2 Cの温度を約 1 0 0 °Cから室温程度までの温度範囲に下げた後、 押圧部材 6 3 をパターン 6 2 Cから離脱させると共にパターン 6 2 Cの温度を最終的に室温に 下げる。 このようにすると、 図 1 4 (a) に示すように、 ホール状又は溝状の凹部 6 5を有すると共に凹部 6 5を除く領域が平坦であるパターン 6 2 Cが得られる 次に、 図 1 4 (b) に示すように、 パターン 6 2 Cに対してドライエッチングに よるエッチバック処理を行なう。 このようにすると、 パターン 6 2 Cにおける凹 部 6 5の底部に存在する残存部はエッチパック処理により除去されるので、 凹部 6 5よりなるホール又は配線溝が得られる。 このエッチパック処理は、 異方性ド ライエッチングであることが好ましい。 このようにすると、 パターン 6 2 Cの寸 法変化を最小に抑制できると共に、 ホール又は配線溝の形状が良好であるパター ン 6 2 Cを実現できる。
次に、 前述の拡散防止膜 （図示は省略している） に対して異方性ドライエッチ ングを行なって、 拡散防止膜の下に設けられている下層の金属配線 （図示は省略 している） の上面を露出させる。 前述のエッチバック処理と拡散防止膜に対する ドライエッチングとによって、 下層の金属配線はホール又は配線溝よりなる凹部 6 5に露出する。
ところで、 エッチバック処理に用いるエッチングガスとしては、 有機膜以外の 絶縁膜よりなるパターン 6 2 (その場合には、 例えば C F 4 ガス又は C H F 3 ガス のようにフッ素を含むガス、 フッ素を含むガスと酸素ガスとの混合ガス、 又はァ ンモニァガス等を用いればよい。 有機膜よりなるパターン 6 2 (その場合には、 酸 素ガスと窒素ガスとの混合ガス、 窒素ガスと水素ガスとの混合ガス又はアンモニ ァガス等を用いればよい。
次に、 図 1 4 (c) に示すように、 ホール又は配線溝よりなる凹部 6 5が形成さ れたパターン 6 2 Cの上に全面に亘リ且つ凹部 6 5が充填されるように金属膜 6 6 Aを堆積する。 通常、 金属膜 6 6 Aを堆積する前に、 スパッタ法又は C V D法 等により凹部 6 5の上に T a又は T a Nよりなるバリアメタル層を堆積しておく 。 また、 金属膜 6 6 Aは、 スパッタ法によりシード （種） 層を形成した後、 該シ 一ド層を種とするメツキ法により堆積する。 尚、 金属膜 6 6 Aの堆積方法として は、 メツキ法に代えて、 C V D法を用いてもよい。 金属膜 6 6 Aとしては、 通常 銅が用いられるが、 銅に代えて、 金、 銀又はプラチナ等のようにメツキ法による 堆積が可能で且つ低抵抗の金属を用いることが好ましい。
次に、 図 1 4 (d) に示すように、 C M P法により、 金属膜 6 6 Aの不要部つま りパターン 6 2 Cの上に露出している部分を除去すると、 凹部 6 5の内部に金属 膜 6 6 Aよりなるプラグ又は上層の金属配線 6 6 Bが形成される。
第 6の実施形態においては、 押圧部材 6 3の押圧面に設けられた凸部 6 4が柱 状 （ドット状） であればパターン 6 2 Cにホールよりなる凹部 6 5が形成され、 凸部 6 4がライン状であればパターン 6 2 Cに配線溝よりなる凹部 6 5が形成さ れるので、 シングルダマシン法により、 パターン 6 2 Cにプラグ又は上層の金属 配線 6 6 Bを形成することができる。
図示は省略しているが、 前述の各工程を繰り返し行なうと、 各層に、 パターン 6 2 Cよりなる層間絶縁膜とプラグ又は上層の金属配線 6 6 Bとを有する多層配 線構造を形成することができる。
第 6の実施形態によると、 グロ一バル段差を有しないパターン 6 2 Cよりなる 層間絶縁膜を形成することができるため、 膜のストレスの局部的な集中を緩和で きるので、 多層配線の信頼性が向上する。
また、 リソグラフィ技術により、 パターン 6 2 Cよりなる層間絶縁膜の上にマ スクパターンを形成する場合には、 段差に起因する焦点深度マージンの低下を抑 制することができる。 このため、 従来に比べて、 加工マージン （プロセスウィン ドウ） を増大できるので、 高精度な半導体装置を製造することができる。
尚、 第 6の実施形態において、 流動性膜 6 2 Aとして焼成工程において脱ガス が多い膜を用いる場合には、 第 1の実施形態よりも第 2の実施形態の焼成工程を 用いる方が有効である。 通常の流動性膜 6 2 Aの場合、 プリべークにより膜中の 残留溶媒濃度を制御することができるため、 焼成工程において脱ガスは殆ど発生 しないが、 膜組成によっては比較的高温で加熱される焼成工程において脱ガスが 多い場合がある。 このような場合には、 第 1の実施形態の焼成工程を用いると、 パターン 6 2 Cに均一性又は安定性の問題が生じるため、 第 2の実施形態の焼成 工程を用いることが好ましい。
特に、 パターン 6 2 Cが多孔質膜である場合には、 第 2の実施形態の焼成工程 が有効である。 多孔質膜の場合、 固化工程において、 膜の基本構造の大部分が形 成され、 その後の焼成工程において、 空孔を形成するために添加されていた空孔 形成用の物質が蒸発するため、 押圧部材 6 3を固化膜 6 2 Bから離脱させた状態 で焼成する第 2の実施形態の焼成工程が適している。 もっとも、 多孔質膜であつ ても、 固化工程において、 膜の基本骨格の形成と共に空孔形成用の物質の蒸発を 行なうような材質を用いる場合には、 第 1の実施形態の焼成工程を用いても良好 なパターン 6 2 Cが得られる。
尚、 第 6の実施形態においては、 パターン 6 2 Cを半導体装置の絶縁膜として 用いるため、 固化工程での加熱温度 （第 1の温度） は約 1 5 0 °C〜 3 0 0 °Cが好 ましく、 焼成工程での加熱温度 （第 2の温度） は約 3 5 0 °C〜 4 5 0 °Cが好まし い。
(第 7の実施形態）
以下、 第 7の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、 図 1 5 (a) 〜（d ) 及び図 1 6 (a) 〜（d) を参照しながら説明する。
図示は省略しているが、 半導体基板の上に層間絶縁膜を形成した後、 該層間絶 縁膜の上部に下層の埋め込み配線を形成し、 その後、 下層の埋め込み配線及び層 間絶縁膜の上に拡散防止膜を形成することにより、 半導体基板上に層間絶縁膜、 下層の埋め込み配線及び拡散防止膜を有する基板 7 1を形成する。 基板 7 1の形 状は平面形状に限定されない。
次に、 図 1 5 (a) に示すように、 第 1の実施形態同様、 回転塗布法、 微視的吹 付け法又は回転ローラ法等により、 基板 7 1の上に全面に亘つて液状又はジエル 状の流動性を有する絶縁性物質を供給して絶縁性を有する流動性膜 7 2 Aを形成 する。 流動性膜 7 2 Aとしては、 第 1の実施形態において説明したような絶縁膜 、 つまり、 有機膜、 無機膜、 有機無機混成膜又は多孔質膜等を用いることができ る。
次に、 図 1 5 (b) に示すように、 ラインの上にドッ卜が点在してなる凸部 7 4 を有する押圧面を備えた押圧部材 7 3を流動性膜 7 2 Aの表面に当接させた後、 押圧部材 7 3に圧力を加えて流動性膜 7 2 Aの表面に凸部 7 4を転写して凹部を 形成すると共に凹部を除く領域を平坦化する。
次に、 図 1 5 (G) に示すように、 基板 7 1ひいては流動性膜 7 2 Aを第 1の温 度 （T 1 ) に加熱して、 絶縁性物質に熱化学反応を起こさせることにより、 流動 性膜 7 2 Aを固化させて、 凹部を有する固化膜 7 2 Bを形成する。 尚、 固化工程 としては、 第 1〜第 4の実施形態におけるいずれかの流動性膜 7 2 Aの性質に適 した方法を選べばよい。
次に、 図 1 5 (d) に示すように、 第 1及び第 2の実施形態と同様に、 固化膜 7 2 Bを第 1の温度 （T 1 ) よりも高い第 2の温度 （Τ 2 ) に加熱することにより 、 固化膜 7 2 Βが焼成されてなるパターン 7 2 Cを形成する。 次に、 パターン 7 2 Cの温度を約 1 0 0 °Cから室温程度までの温度範囲に下げた後、 押圧部材 7 3 をパターン 7 2 Cから離脱させると共にパターン 7 2 Cの温度を室温に下げる。 このようにすると、 図 1 6 (a) に示すように、 配線溝 7 5 aと該配線溝 7 5 aの 下に点在するホール 7 5 bとからなる凹部 7 5を有すると共に該凹部 7 5を除く 領域が平坦であるパターン 7 2 Cが得られる。
次に、 図 1 6 (b) に示すように、 パターン 7 2 Cに対してドライエッチングに よるエッチバック処理を行なう。 このようにすると、 パターン 7 2 Cにおける凹 部 7 5の底部に存在する残存部はエッチパック処理により除去されるので、 配線 溝 7 5 aとホール 7 5 bとが一体化された凹部 7 5が形成される。
次に、 前述の拡散防止膜 （図示は省略している） に対して異方性ドライエッチ ングを行なって、 拡散防止膜の下に設けられている下層の金属配線 （図示は省略 している） の上面を露出させる。 前述のエッチパック処理と拡散防止膜に対する ドライエッチングによって、 下層の金属配線は配線溝 7 5 aとホール 7 5 bとか らなる凹部 7 5に露出する。
次に、 図 1 6 (C) に示すように、 凹部 7 5が形成されたパターン 7 2 Cの上に 全面に亘リ且つ凹部 7 5が充填されるように金属膜 7 6 Aを堆積する。 通常、 金 属膜 7 6 Aを堆積する前に、 スパッタ法又は C V D法等により凹部 7 5の上に T a又は T a Nよりなるバリアメタル層を堆積しておく。
次に、 図 1 6 (d) に示すように、 C M P法により、 金属膜 7 6 Aの不要部つま リパターン 7 2 Cの上に露出している部分を除去すると、 凹部 7 5の内部に金属 膜 7 6 Aよりなる上層の金属配線 7 6 B及びプラグ 7 6 Cが形成される。
第 7の実施形態によると、 押圧部材 7 3の押圧面に設けられた凸部 7 4がライ ン及ぴドッ卜よりなるため、 パターン 7 2 Cに配線溝 7 5 aとホール 7 5 bとか らなる凹部 7 5が形成されるので、 デュアルダマシン法により、 上層の金属配線 7 6 B及びプラグ 7 6 Cを形成することができる。
図示は省略しているが、 前述の各工程を繰り返し行なうと、 各層に、 パターン 7 2 Cよりなる層間絶縁膜、 上層の金属配線 7 6 B及びプラグ 7 6 Cを有する多 層配線構造を形成することができる。 産業上の利用の可能性
本発明はパターン形成方法、 及び半導体装置の製造方法に有用である。

Claims

言青 求 の 範 囲
1 . 流動性を有する物質よりなる流動性膜を形成する工程と、
押圧面に凹部及び凸部のうち少なくとも一方を有する押圧部材の前記押圧面を 前記流動性膜に押圧して、 前記凹部及ぴ凸部のうち少なくとも一方を前記流動性 膜に転写する工程と、
前記押圧面を前記流動性膜に押圧した状態で前記流動性膜を第 1の温度に加熱 して、 前記凹部及び凸部のうち少なくとも一方が転写されている前記流動性膜を 固化することにより、 固化膜を形成する工程と、
前記固化膜を前記第 1の温度よりも高い第 2の温度に加熱して、 前記固化膜を 焼成することにより、 焼成された前記固化膜よりなるパターンを形成する工程と を備えることを特徴とするパターン形成方法。
2 . 請求項"！において、
前記第 1の温度は約 1 5 0 °C〜約 3 0 0 °Cであることを特徴とするパターン形 成方法。
3 . 請求項 1又は 2において、
前記第 2の温度は約 3 5 0 °C〜約 4 5 0 °Cであることを特徴とするパターン形 成方法。
4 . 請求項 1において、
前記流動性を有する物質は、 絶縁性物質であることを特徴とするパターン形成 方法。
5 . 請求項 1において、
前記流動性を有する物質は、 液状又はジエル状であることを特徴とするパター ン形成方法。
6 . 請求項 1において、 前記流動性膜を形成する工程は、 回転している基板の上に前記流動性を有する 物質を供給することにより、 前記流動性膜を前記基板の上に形成する工程を含む ことを特徴とするパターン形成方法。
7 . 請求項 1において、
前記流動性膜を形成する工程は、 基板の上に前記流動性を有する物質を供給し た後、 前記基板を回転することにより、 前記流動性膜を前記基板の上に形成する 工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
8 . 請求項 1において、
前記流動性膜を形成する工程は、 回転している基板の上に前記流動性を有する 物質をシャワー状又はスプレー状に供給することにより、 前記流動性膜を前記基 板の上に形成する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
9 . 請求項 1において、
前記流動性膜を形成する工程は、 微小な噴射口を有するノズルと基板とを平面 方向に相対移動させながら、 前記流動性を有する物質を前記噴射口から前記基板 の上に供給することにより、 前記流動性膜を前記基板の上に形成する工程を含む ことを特徴とするパターン形成方法。
1 0 . 請求項 1において、
前記流動性膜を形成する工程は、 ローラの表面に付着した前記流動性を有する 物質を前記ローラを回転しながら前記基板の上に供給することにより、 前記流動 性膜を前記基板の上に形成する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
1 1 . 請求項 1において、
前記流動性膜を形成する工程と前記凹部及び凸部のうち少なくとも一方を前記 流動性膜に転写する工程との間に、 前記流動性膜の周縁部を選択的に除去するェ 程をさらに備えることを特徴とするパターン形成方法。
1 2 . 請求項 1 1において、
前記流動性膜の周縁部を選択的に除去する工程は、 前記流動性膜を回転させな がら前記流動性膜の周縁部に、 前記流動性を有する物質を溶解させる溶液を供給 することにより行なわれることを特徴とするパターン形成方法。
1 3 . 請求項 1 1において、
前記流動性膜の周縁部を選択的に除去する工程は、 前記流動性膜の周縁部に光 を照射して改質した後、 改質された前記周縁部を除去することにより行なわれる ことを特徴とするパターン形成方法。
1 4 . 請求項 1において、
前記流動性膜は基板の上に形成されており、
前記凹部及び凸部のうち少なくとも一方を前記流動性膜に転写する工程は、 前 記基板の表面と前記押圧面との間の複数の距離を測定すると共に、 前記複数の距 離が等しくなるように前記押圧面により前記流動性膜を押圧する工程を含むこと を特徴とするパターン形成方法。
1 5 . 請求項 1において、
前記流動性膜は基板の上に形成されておリ、
前記凹部及び凸部のうち少なくとも一方を前記流動性膜に転写する工程は、 前 記基板が載置されているステージの表面と前記押圧面との間の複数の距離を測定 すると共に、 前記複数の距離が等しくなるように前記押圧面によリ前記流動性膜 を押圧する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
1 6 . 請求項 1 4又は 1 5において、
前記複数の距離を測定する工程は、 測定部位における単位面積当たりの静電容 量を計測することにより行なわれることを特徴とするパターン形成方法。
1 . 請求項 1において、
前記押圧部材の押圧面は疎水性を有していることを特徴とするパターン形成方 法。
1 8 . 請求項 1において、
前記流動性を有する物質は光硬化性樹脂であり、
前記固化膜を形成する工程は、 前記流動性膜に光を照射する工程を含むことを 特徴とするパターン形成方法。
1 9 . 請求項 1において、
前記流動性を有する物質は、 有機材料、 無機材料、 有機無機混成材料、 光硬化 性樹脂又は感光性樹脂であることを特徴とするパターン形成方法。
2 0 . 請求項 1において、
前記パターンは多孔質膜であることを特徴とするパターン形成方法。
2 1 . 請求項 1において、
前記パターンを形成する工程は、 前記押圧面を前記固化膜に押圧した状態で前 記固化膜を前記第 2の温度に加熱する工程を含むことを特徴とするパターン形成 方法。
2 2 . 請求項 1において、
前記パターンを形成する工程は、 前記押圧面を前記固化膜から離脱させた状態 で前記固化膜を前記第 2の温度に加熱する工程を含むことを特徴とするパターン 形成方法。
2 3 . 流動性を有する絶縁性物質よりなる流動性膜を形成する工程と、 押圧面に凸部を有する押圧部材の前記押圧面を前記流動性膜に押圧して、 前記 凸部を前記流動性膜に転写する工程と、 前記押圧面を前記流動性膜に押圧した状態で前記流動性膜を第 1の温度に加熱 して、 前記凸部が転写されている前記流動性膜を固化することにより、 固化膜を 形成する工程と、
前記固化膜を前記第 1の温度よりも高い第 2の温度に加熱して、 前記固化膜を 焼成することによリ、 焼成された前記固化膜よリなると共に前記凸部と対応する 形状の凹部を有するパターンを形成する工程と、
前記凹部に金属材料を埋め込んで、 前記金属材料よりなる金属配線及びプラグ のうちの少なくとも 1つを形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置 の製造方法。
2 4 . 請求項 2 3において、
前記第 1の温度は約 1 5 0 °C〜約 3 0 0 °Cであることを特徴とする半導体装置 の製造方法。
2 5 . 請求項 2 3又は 2 4において、
前記第 2の温度は約 3 5 0 °C〜約 4 5 0 °Cであることを特徴とする半導体装置 の製造方法。
2 6 . 請求項 2 3において、
前記流動性を有する物質は光硬化性樹脂であリ、
前記流動性膜を固化する工程は、 前記流動性膜に光を照射する工程を含むこと を特徴とする半導体装置の製造方法。
2 7 . 請求項 2 3において、
前記流動性を有する物質は、 有機材料、 無機材料、 有機無機混成材料、 光硬化 性樹脂又は感光性樹脂であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2 8 . 請求項 2 3において、
前記パターンを形成する工程は、 前記押圧面を前記固化膜に押圧した状態で前 記固化膜を前記第 2の温度に加熱する工程を含むことを特徴とする半導体装置の 製造方法。
2 9 . 請求項 2 3において、
前記パターンを形成する工程は、 前記押圧面を前記固化膜から離脱させた状態 で前記固化膜を前記第 2の温度に加熱する工程を含むことを特徴とする半導体装 置の製造方法。
3 0 . 請求項 2 3において、
前記パターンは多孔質膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3 1 . 請求項 2 3において、
前記バタ一ンの比誘電率は約 4以下であることを特徴とする半導体装置の製造 方法。
3 2 . 請求項 2 3において、
前記パターンを形成する工程よりも後で前記金属配線又は前記プラグのうちの 少なくとも 1つを形成する工程よりも前に、
前記パターンにおける前記凹部の底部に存在する残存部をエッチングによリ除 去する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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