JP2000260865A - 配線膜形成方法及び配線膜構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超微細な多層配線構造体を形成するに際し
て、銅膜が綺麗で簡単に形成できる技術を提供すること
である。 【解決手段】 半導体基板に銅配線膜を形成する方法で
あって、有機銅化合物を含む溶液を塗布する塗布工程
と、前記塗布工程で塗布された有機銅化合物を分解させ
る分解工程とを具備する配線膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線膜形成方法及
び配線膜構造に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】半導体集積回路の多層
銅配線膜を形成する手段として、有機銅化合物を用いた
化学気相成長法が提案（特開平６−２５６９５０号公
報）されていてる。すなわち、先ず、図１５に示す如
く、半導体基板５１の酸化絶縁膜５２上に、バリア膜
（拡散防止膜）として比較的薄い厚さの金属系膜（例え
ば、窒化タンタル膜）５３をスパッタリングにより設け
る。続いて、金属系膜５３の上に比較的厚い厚さの銅膜
５４をスパッタリングにより設ける。更に、銅膜５４の
上に比較的薄い厚さの金属系膜（金属系膜５３と同様な
膜）５５をスパッタリングにより設ける。この後、金属
系膜５５と銅膜５４と金属系膜５３とをフォトリソグラ
フィ技術により所定のパターンに形成し、金属系膜５３
と銅膜５４と金属系膜５５とからなる第１の配線膜Ａを
形成する。

【０００３】この後、第１の配線膜Ａを覆うように層間
絶縁膜５６を形成し、続いて層間絶縁膜５６上に金属系
膜５３と同じ材料で同じ厚さの金属系膜５７を形成す
る。次に、図１６に示す如く、フォトリソグラフィ技術
を用いて、銅膜５４に達するビアホール５８を形成す
る。この後、図１７に示す如く、金属系膜５７と同じ材
料で同じ厚さの金属系膜５９をスパッタリングにより設
け、続いて比較的薄い厚さの銅膜６０をスパッタリング
により設ける。

【０００４】次いで、図１８に示す如く、比較的薄い厚
さの銅膜６０上に、化学気相成長法により比較的厚い厚
さの銅膜６１を設ける。例えば、トリメチルビニルシリ
ルヘキサフルオロアセチルアセトナト銅（ヘキサフルオ
ロアセチルアセトナト銅トリメチルビニルシラン、Ｈｆ
ａｃＣｕ・ＴＭＶＳ）溶液を７０℃の気化装置によって
気化し、１０００ｃｃ／分の流量のキャリアガスに乗せ
て基板上に輸送し、堆積させ、ＨｆａｃＣｕ・ＴＭＶＳ
を熱分解することによって、銅膜６１が設けられる。

【０００５】この化学気相成長法により設けられた銅膜
６１上に、スパッタリングにより薄い厚さの銅膜６２を
設ける。続いて、金属系膜５９と同じ材料で同じ厚さの
金属系膜６３をスパッタリングにより設ける。そして、
図１９に示す如く、フォトリソグラフィ技術を用いて所
定パターンに形成し、金属系膜５７，５９と銅膜６０，
６１，６２と金属系膜６３との積層構造からなる第２の
配線膜Ｂを形成する。

【０００６】このような工程を繰り返すことによって銅
多層配線構造体が得られる。そして、上記した通り、こ
れまでの多層配線構造では、銅の拡散防止、酸化防止、
或いは接着層として銅膜と層間絶縁膜との間などに設け
られた窒化タンタルなどの金属系膜が必要とされてい
る。ところで、半導体集積回路の高集積化による寸法の
微細化に伴い、上記した多層配線構造も微細化の一途を
辿っている。そして、配線構造の微細化に伴ってビアホ
ールの直径も小さくなっている。このような状況下にお
いて、従来の手法では、ビアホール内部に均一な膜を形
成し難く、特にビアホール内部に銅膜６０を均一に形成
し難い。

【０００７】又、有機銅化合物を用いた従来の化学気相
成長法においては、銅膜６１形成時に基板を１５０〜２
５０℃に加熱するのであるが、この時、雰囲気ガス中に
残存している微量の酸素によって銅膜が酸化され易い問
題が有る。又、フォトレジスト膜をマスクとした選択成
長が難しい問題も有る。更に、有機銅化合物は常温では
液体あるいは固体である為、気化装置を必要とする。し
かし、気化した有機銅化合物を反応室に導入する際に液
化あるいは固化したり、輸送の配管中で銅が析出してし
まい、パーティクル発生の原因となる等の問題も有る。

【０００８】上述の通り、従来の化学気相成長法を用い
た多層配線構造の形成方法には各種の問題が残されてい
る。従って、本発明が解決しようとする課題は、多層配
線構造体を形成するに際して、上記のような問題が無
い、特に、銅膜が綺麗で簡単に形成できる技術を提供す
ることである。

【０００９】特に、超微細な多層配線構造体を形成する
に際して、銅膜が綺麗で簡単に形成できる技術を提供す
ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、半導体基
板に銅配線膜を形成する方法であって、有機銅化合物を
含む溶液を塗布する塗布工程と、前記塗布工程で塗布さ
れた有機銅化合物を分解させる分解工程とを具備するこ
とを特徴とする配線膜形成方法によって解決される。

【００１１】特に、半導体基板に銅配線膜を形成する方
法であって、有機銅化合物を含む溶液を塗布する塗布工
程と、前記塗布工程で塗布された有機銅化合物を分解さ
せる分解工程と、前記分解工程における反応副生成物を
除去する除去工程とを具備することを特徴とする配線膜
形成方法によって解決される。

【００１２】又、絶縁膜を有する半導体基板上に第１の
バリア膜を形成する工程と、所定パターンの第１のレジ
スト膜を形成する工程と、金属有機化合物を含む溶液の
分解により第１の金属膜を選択的に形成する工程と、前
記第１のレジスト膜を除去する工程と、前記選択的に形
成された第１の金属膜をマスクとして前記第１のバリア
膜を除去する工程と、第１の層間絶縁膜を形成する工程
と、前記第１の層間絶縁膜に第１のビアホールを形成す
る工程と、所定パターンの第２の金属膜を形成する工程
とを具備することを特徴とする配線膜形成方法によって
解決される。

【００１３】更には、絶縁膜を有する半導体基板上に第
１のバリア膜を形成する工程と、所定パターンの第１の
レジスト膜を形成する工程と、金属有機化合物を含む溶
液の分解により第１の金属膜を選択的に形成する工程
と、前記第１のレジスト膜を除去する工程と、前記選択
的に形成された第１の金属膜をマスクとして前記第１の
バリア膜を除去する工程と、第１の層間絶縁膜を形成す
る工程と、前記第１の層間絶縁膜に第１のビアホールを
形成する工程と、前記第１のビアホール内部に金属有機
化合物を含む溶液の分解により金属膜を選択的に形成す
る工程と、第２のバリア膜を形成する工程と、前記第２
のバリア膜上に所定パターンの第２の金属膜を形成する
工程とを具備することを特徴とする配線膜形成方法によ
って解決される。

【００１４】もっと更には、絶縁膜を有する半導体基板
上に第１のバリア膜を形成する工程と、所定パターンの
第１のレジスト膜を形成する工程と、金属有機化合物を
含む溶液の分解により第１の金属膜を選択的に形成する
工程と、前記第１のレジスト膜を除去する工程と、前記
選択的に形成された第１の金属膜をマスクとして前記第
１のバリア膜を除去する工程と、第１の層間絶縁膜を形
成する工程と、前記第１の層間絶縁膜上に所定パターン
の第２のレジスト膜を形成する工程と、前記第２のレジ
スト膜をマスクとして前記第１の層間絶縁膜に第１のビ
アホールを形成する工程と、前記第１のビアホール内部
に金属有機化合物を含む溶液の分解により金属膜を選択
的に形成する工程と、前記第２のレジスト膜を除去する
工程と、第２のバリア膜を形成する工程と、前記第２の
バリア膜上に所定パターンの第３のレジスト膜を形成す
る工程と、金属有機化合物を含む溶液の分解により第２
の金属膜を選択的に形成する工程と、前記第３のレジス
ト膜を除去する工程と、前記選択的に形成された第２の
金属膜をマスクとして前記第２のバリア膜を除去する工
程とを具備することを特徴とする配線膜形成方法によっ
て解決される。

【００１５】特に、絶縁膜を有する半導体基板上に第１
のバリア膜を形成する工程と、所定パターンの第１のレ
ジスト膜を形成する工程と、金属有機化合物を含む溶液
の分解により前記第１のレジスト膜が無い部分に第１の
金属膜を選択的に形成する工程と、前記第１の金属膜を
形成する工程における反応副生成物を除去する工程と、
前記第１のレジスト膜を除去する工程と、前記第１の金
属膜を熱処理する工程と、前記選択的に形成された第１
の金属膜をマスクとして前記第１のバリア膜を除去する
工程と、第１の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第１
の層間絶縁膜上に所定パターンの第２のレジスト膜を形
成する工程と、前記第２のレジスト膜をマスクとして前
記第１の層間絶縁膜の所定位置に第１のビアホールを形
成する工程と、前記第１のビアホール内部に金属有機化
合物を含む溶液の分解により金属膜を選択的に形成する
工程と、前記金属膜を形成する工程における反応副生成
物を除去する工程と、前記第２のレジスト膜を除去する
工程と、第２のバリア膜を形成する工程と、前記第２の
バリア膜上に所定パターンの第３のレジスト膜を形成す
る工程と、金属有機化合物を含む溶液の分解により前記
第３のレジスト膜が無い部分に第２の金属膜を選択的に
形成する工程と、前記第２の金属膜を形成する工程にお
ける反応副生成物を除去する工程と、前記第３のレジス
ト膜を除去する工程と、前記第２の金属膜を熱処理する
工程と、前記選択的に形成された第２の金属膜をマスク
として前記第２のバリア膜を除去する工程とを具備する
ことを特徴とする配線膜形成方法によって解決される。

【００１６】又、絶縁膜を有する半導体基板上に第１の
バリア膜を形成する工程と、金属有機化合物を含む溶液
の分解により前記第１のバリア膜上に第１の金属膜を形
成する工程と、前記第１の金属膜上に第２のバリア膜を
形成する工程と、所定パターンの第１のレジスト膜を形
成する工程と、前記所定パターンの第１のレジスト膜を
マスクとして前記第２のバリア膜、第１の金属膜、及び
第１のバリア膜を除去する工程と、前記所定パターンの
第１のレジスト膜を除去する工程と、第１の層間絶縁膜
を形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜に第１のビア
ホールを形成する工程と、前記第１のビアホールが形成
された第１の層間絶縁膜上に所定パターンの第２の金属
膜を形成する工程とを具備することを特徴とする配線膜
形成方法によって解決される。

【００１７】更には、絶縁膜を有する半導体基板上に第
１のバリア膜を形成する工程と、金属有機化合物を含む
溶液の分解により前記第１のバリア膜上に第１の金属膜
を形成する工程と、前記第１の金属膜上に第２のバリア
膜を形成する工程と、所定パターンの第１のレジスト膜
を形成する工程と、前記所定パターンの第１のレジスト
膜をマスクとして前記第２のバリア膜、第１の金属膜、
及び第１のバリア膜を除去する工程と、前記所定パター
ンの第１のレジスト膜を除去する工程と、第１の層間絶
縁膜を形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜上に所定
パターンの第２のレジスト膜を形成する工程と、前記第
２のレジスト膜をマスクとして前記第１の層間絶縁膜に
第１のビアホールを形成する工程と、前記第２のレジス
ト膜を除去する工程と、第３のバリア膜を表面に形成す
る工程と、金属有機化合物を含む溶液の分解により前記
第３のバリア膜上に第２の金属膜を形成する工程と、前
記第２の金属膜上に第４のバリア膜を形成する工程と、
所定パターンの第３のレジスト膜を形成する工程と、前
記所定パターンの第３のレジスト膜をマスクとして前記
第４のバリア膜、第２の金属膜、及び第３のバリア膜を
除去する工程とを具備することを特徴とする配線膜形成
方法によって解決される。

【００１８】特に、絶縁膜を有する半導体基板上に第１
のバリア膜を形成する工程と、金属有機化合物を含む溶
液の分解により前記第１のバリア膜上に第１の金属膜を
形成する工程と、前記第１の金属膜を形成する工程にお
ける反応副生成物を除去する工程と、前記第１の金属膜
を熱処理する工程と、前記第１の金属膜上に第２のバリ
ア膜を形成する工程と、所定パターンの第１のレジスト
膜を形成する工程と、前記所定パターンの第１のレジス
ト膜をマスクとして前記第２のバリア膜、第１の金属
膜、及び第１のバリア膜を除去する工程と、前記所定パ
ターンの第１のレジスト膜を除去する工程と、第１の層
間絶縁膜を形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜上に
所定パターンの第２のレジスト膜を形成する工程と、前
記第２のレジスト膜をマスクとして前記第１の層間絶縁
膜の所定位置に第１のビアホールを形成する工程と、前
記第２のレジスト膜を除去する工程と、第３のバリア膜
を表面に形成する工程と、金属有機化合物を含む溶液の
分解により前記第３のバリア膜上に第２の金属膜を形成
する工程と、前記第２の金属膜を形成する工程における
反応副生成物を除去する工程と、前記第２の金属膜を熱
処理する工程と、前記第２の金属膜上に第４のバリア膜
を形成する工程と、所定パターンの第３のレジスト膜を
形成する工程と、前記所定パターンの第３のレジスト膜
をマスクとして前記第４のバリア膜、第２の金属膜、及
び第３のバリア膜を除去する工程と、前記所定パターン
の第３のレジスト膜を除去する工程とを具備することを
特徴とする配線膜形成方法によって解決される。

【００１９】上記の配線膜形成方法において、バリア膜
は、特に、チタン、タンタル、タングステン、白金、パ
ラジウム、前記チタン、タンタル、タングステン、白
金、パラジウム等の金属の窒化物、又は前記チタン、タ
ンタル、タングステン、白金、パラジウム等の金属のシ
リサイドからなる高融点材料で構成される。バリア膜上
に金属膜（特に、銅膜）が設けられる。

【００２０】金属膜（特に、銅膜）の形成に用いる材料
としては、金属有機化合物、特にヘキサフルオロアセチ
ルアセトナト銅トリメチルビニルシラン、ヘキサフルオ
ロアセチルアセトナト銅ビストリメチルシリルアセチレ
ン、ヘキサフルオロアセチルアセトナト銅トリフェニル
ビニルシラン、ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト銅）ジメチルジビニルシラン、トリス（ヘキサフルオ
ロアセチルアセトナト銅）メチルトリビニルシラン、及
びｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ ３−ｏｘｏｂｕｔａｎｏａｔ
ｅ Ｃｕ（Ｉ）：Ｌ（但しＬは電子供与性の基）の群の
中から選ばれる一種又は二種以上の有機銅化合物が好ま
しい。そして、この金属有機化合物、特に有機銅化合物
を液体の状態で所望の位置に供給し、分解させることに
よって金属膜（特に、銅膜）が設けられる。この意味に
おいて、本手法は従来の化学気相成長法と異なる。

【００２１】金属膜（特に、銅膜）形成工程は窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気、又は水素など
の還元性ガス雰囲気下で行われるのが好ましい。又、金
属膜（特に、銅膜）形成工程は、金属有機化合物、特に
有機銅化合物を分解させることから、ヒーター加熱、赤
外線加熱、高周波加熱、レーザー加熱いずれかの手段を
用いて熱分解が行われる。この時の温度は、好ましくは
５０〜４００℃、特に８０〜２５０℃である。

【００２２】金属有機化合物を含む溶液は、前記有機銅
化合物だけでなく、例えばテトラキスジメチルアミノジ
ルコニウム、テトラキスジエチルアミノジルコニウム、
ジルコニウムテトラボロンハイドライド、ジルコニウム
テトラブロマイド、ジルコニウムテトラクロライドの群
の中から選ばれる有機ジルコニウム化合物、テトラアル
キル錫、テトラキスジメチルアミノ錫、テトラキスジエ
チルアミノ錫などの有機錫化合物や、臭化錫、塩化錫、
ヨウ化錫などの無機錫化合物の群の中から選ばれる錫化
合物、ジアルキルマグネシウム、ビス（アルキルシクロ
ペンタジエニル）マグネシウム、オクタメチルジアルミ
ニウムマグネシウムの群の中から選ばれる有機マグネシ
ウム化合物、ビス（アルキルシクロペンタジエニル）ク
ロミウム、ビス（アルキル置換ベンゼン）クロミウム、
ビス（エチルベンゼン）クロミウムの群の中から選ばれ
る有機クロミウム化合物、ビス（アルキルシクロペンタ
ジエニル）ニッケル等の有機ニッケル化合物、ジメチル
カドミウム、ジエチルカドミウムの群の中から選ばれる
有機カドミウム化合物、ビス（アルキルシクロペンタジ
エニル）マンガン等の有機マンガン化合物、有機シリコ
ン化合物、有機アルミニウム化合物の群の中から選ばれ
る一種又は二種以上を含むのが好ましい。但し、有機銅
化合物が主成分として含まれるのに対して、これらの金
属化合物は副成分として含ませる程度のものであるか
ら、ヘキサフルオロアセチルアセトナト銅トリメチルビ
ニルシラン等の有機銅化合物の溶液は濃度が０．０１〜
４ｍｏｌ／Ｌ、特に０．１〜１ｍｏｌ／Ｌを好ましい割
合とするのに対して、これら副成分としての金属化合物
は合計でも銅に対して５０ｍｏｌ％以下、特に０．００
０１〜３０ｍｏｌ％の濃度である。

【００２３】金属有機化合物を溶かす溶剤は、炭素数５
〜３０の炭化水素、特にＣ_n Ｈ_2n+2（ｎ＝７〜１８）で
表される炭化水素が好ましい。熱分解により金属膜（特
に、銅膜）が形成されるが、この時、分解による反応副
生成物を除去することが好ましい。この反応副生成物の
除去は洗浄により行える。すなわち、炭素数５〜３０の
炭化水素、特にＣ_n Ｈ_2n+2（ｎ＝６〜１８）で表される
有機溶剤で洗浄することによって、反応副生成物は除去
される。

【００２４】又、上記の課題は、上記の配線膜形成方法
により形成されてなる配線膜構造によって解決される。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明になる配線膜形成方法は、
半導体基板に銅配線膜を形成する方法であって、有機銅
化合物を含む溶液を塗布する塗布工程と、前記塗布工程
で塗布された有機銅化合物を分解させる分解工程とを具
備する。特に、半導体基板に銅配線膜を形成する方法で
あって、有機銅化合物を含む溶液を塗布する塗布工程
と、前記塗布工程で塗布された有機銅化合物を分解させ
る分解工程と、前記分解工程における反応副生成物を除
去する除去工程とを具備する。

【００２６】又、本発明になる配線膜形成方法は、絶縁
膜を有する半導体基板上に第１のバリア膜を形成する工
程と、所定パターンの第１のレジスト膜を形成する工程
と、金属有機化合物を含む溶液の分解により第１の金属
膜を選択的に形成する工程と、前記第１のレジスト膜を
除去する工程と、前記選択的に形成された第１の金属膜
をマスクとして前記第１のバリア膜を除去する工程と、
第１の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第１の層間絶
縁膜に第１のビアホールを形成する工程と、所定パター
ンの第２の金属膜を形成する工程とを具備する。或い
は、絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバリア膜を形
成する工程と、所定パターンの第１のレジスト膜を形成
する工程と、金属有機化合物を含む溶液の分解により第
１の金属膜を選択的に形成する工程と、前記第１のレジ
スト膜を除去する工程と、前記選択的に形成された第１
の金属膜をマスクとして前記第１のバリア膜を除去する
工程と、第１の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第１
の層間絶縁膜に第１のビアホールを形成する工程と、前
記第１のビアホール内部に金属有機化合物を含む溶液の
分解により金属膜を選択的に形成する工程と、第２のバ
リア膜を形成する工程と、前記第２のバリア膜上に所定
パターンの第２の金属膜を形成する工程とを具備する。
若しくは、絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバリア
膜を形成する工程と、所定パターンの第１のレジスト膜
を形成する工程と、金属有機化合物を含む溶液の分解に
より第１の金属膜を選択的に形成する工程と、前記第１
のレジスト膜を除去する工程と、前記選択的に形成され
た第１の金属膜をマスクとして前記第１のバリア膜を除
去する工程と、第１の層間絶縁膜を形成する工程と、前
記第１の層間絶縁膜上に所定パターンの第２のレジスト
膜を形成する工程と、前記第２のレジスト膜をマスクと
して前記第１の層間絶縁膜に第１のビアホールを形成す
る工程と、前記第１のビアホール内部に金属有機化合物
を含む溶液の分解により金属膜を選択的に形成する工程
と、前記第２のレジスト膜を除去する工程と、第２のバ
リア膜を形成する工程と、前記第２のバリア膜上に所定
パターンの第３のレジスト膜を形成する工程と、金属有
機化合物を含む溶液の分解により第２の金属膜を選択的
に形成する工程と、前記第３のレジスト膜を除去する工
程と、前記選択的に形成された第２の金属膜をマスクと
して前記第２のバリア膜を除去する工程とを具備する。
又は、絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバリア膜を
形成する工程と、所定パターンの第１のレジスト膜を形
成する工程と、金属有機化合物を含む溶液の分解により
前記第１のレジスト膜が無い部分に第１の金属膜を選択
的に形成する工程と、前記第１の金属膜を形成する工程
における反応副生成物を除去する工程と、前記第１のレ
ジスト膜を除去する工程と、前記第１の金属膜を熱処理
する工程と、前記選択的に形成された第１の金属膜をマ
スクとして前記第１のバリア膜を除去する工程と、第１
の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜
上に所定パターンの第２のレジスト膜を形成する工程
と、前記第２のレジスト膜をマスクとして前記第１の層
間絶縁膜の所定位置に第１のビアホールを形成する工程
と、前記第１のビアホール内部に金属有機化合物を含む
溶液の分解により金属膜を選択的に形成する工程と、前
記金属膜を形成する工程における反応副生成物を除去す
る工程と、前記第２のレジスト膜を除去する工程と、第
２のバリア膜を形成する工程と、前記第２のバリア膜上
に所定パターンの第３のレジスト膜を形成する工程と、
金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第３のレジ
スト膜が無い部分に第２の金属膜を選択的に形成する工
程と、前記第２の金属膜を形成する工程における反応副
生成物を除去する工程と、前記第３のレジスト膜を除去
する工程と、前記第２の金属膜を熱処理する工程と、前
記選択的に形成された第２の金属膜をマスクとして前記
第２のバリア膜を除去する工程とを具備する。尚、これ
らの各工程の順序は記載の順序に従う。

【００２７】又、本発明になる配線膜形成方法は、絶縁
膜を有する半導体基板上に第１のバリア膜を形成する工
程と、金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第１
のバリア膜上に第１の金属膜を形成する工程と、前記第
１の金属膜上に第２のバリア膜を形成する工程と、所定
パターンの第１のレジスト膜を形成する工程と、前記所
定パターンの第１のレジスト膜をマスクとして前記第２
のバリア膜、第１の金属膜、及び第１のバリア膜を除去
する工程と、前記所定パターンの第１のレジスト膜を除
去する工程と、第１の層間絶縁膜を形成する工程と、前
記第１の層間絶縁膜に第１のビアホールを形成する工程
と、前記第１のビアホールが形成された第１の層間絶縁
膜上に所定パターンの第２の金属膜を形成する工程とを
具備する。或いは、絶縁膜を有する半導体基板上に第１
のバリア膜を形成する工程と、金属有機化合物を含む溶
液の分解により前記第１のバリア膜上に第１の金属膜を
形成する工程と、前記第１の金属膜上に第２のバリア膜
を形成する工程と、所定パターンの第１のレジスト膜を
形成する工程と、前記所定パターンの第１のレジスト膜
をマスクとして前記第２のバリア膜、第１の金属膜、及
び第１のバリア膜を除去する工程と、前記所定パターン
の第１のレジスト膜を除去する工程と、第１の層間絶縁
膜を形成する工程と、前記第１の層間絶縁膜上に所定パ
ターンの第２のレジスト膜を形成する工程と、前記第２
のレジスト膜をマスクとして前記第１の層間絶縁膜に第
１のビアホールを形成する工程と、前記第２のレジスト
膜を除去する工程と、第３のバリア膜を表面に形成する
工程と、金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第
３のバリア膜上に第２の金属膜を形成する工程と、前記
第２の金属膜上に第４のバリア膜を形成する工程と、所
定パターンの第３のレジスト膜を形成する工程と、前記
所定パターンの第３のレジスト膜をマスクとして前記第
４のバリア膜、第２の金属膜、及び第３のバリア膜を除
去する工程とを具備する。若しくは、絶縁膜を有する半
導体基板上に第１のバリア膜を形成する工程と、金属有
機化合物を含む溶液の分解により前記第１のバリア膜上
に第１の金属膜を形成する工程と、前記第１の金属膜を
形成する工程における反応副生成物を除去する工程と、
前記第１の金属膜を熱処理する工程と、前記第１の金属
膜上に第２のバリア膜を形成する工程と、所定パターン
の第１のレジスト膜を形成する工程と、前記所定パター
ンの第１のレジスト膜をマスクとして前記第２のバリア
膜、第１の金属膜、及び第１のバリア膜を除去する工程
と、前記所定パターンの第１のレジスト膜を除去する工
程と、第１の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第１の
層間絶縁膜上に所定パターンの第２のレジスト膜を形成
する工程と、前記第２のレジスト膜をマスクとして前記
第１の層間絶縁膜の所定位置に第１のビアホールを形成
する工程と、前記第２のレジスト膜を除去する工程と、
第３のバリア膜を表面に形成する工程と、金属有機化合
物を含む溶液の分解により前記第３のバリア膜上に第２
の金属膜を形成する工程と、前記第２の金属膜を形成す
る工程における反応副生成物を除去する工程と、前記第
２の金属膜を熱処理する工程と、前記第２の金属膜上に
第４のバリア膜を形成する工程と、所定パターンの第３
のレジスト膜を形成する工程と、前記所定パターンの第
３のレジスト膜をマスクとして前記第４のバリア膜、第
２の金属膜、及び第３のバリア膜を除去する工程と、前
記所定パターンの第３のレジスト膜を除去する工程とを
具備する。尚、これらの各工程の順序は記載の順序に従
う。

【００２８】上記の配線膜形成方法において、バリア膜
は、特に、チタン、タンタル、タングステン、白金、パ
ラジウム、前記チタン、タンタル、タングステン、白
金、パラジウム等の金属の窒化物、又は前記チタン、タ
ンタル、タングステン、白金、パラジウム等の金属のシ
リサイドからなる高融点材料で構成される。バリア膜上
に金属膜（特に、銅膜）が設けられる。

【００２９】金属膜（特に、銅膜）の形成に用いる材料
としては、金属有機化合物、特にヘキサフルオロアセチ
ルアセトナト銅トリメチルビニルシラン、ヘキサフルオ
ロアセチルアセトナト銅ビストリメチルシリルアセチレ
ン、ヘキサフルオロアセチルアセトナト銅トリフェニル
ビニルシラン、ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト銅）ジメチルジビニルシラン、トリス（ヘキサフルオ
ロアセチルアセトナト銅）メチルトリビニルシラン、及
びｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ ３−ｏｘｏｂｕｔａｎｏａｔ
ｅ Ｃｕ（Ｉ）：Ｌ（但し、Ｌは電子供与性の基。例え
ば、トリメチルフォスフィン（Ｍｅ₃ Ｐ）、トリメトキ
シフォスフィン（〔ＭｅＯ〕₃ Ｐ）、トリメチルビニル
シラン（ＴＭＶＳ）、ビストリメチルシリルアセチレン
（ＢＴＭＳＡ）、１，５−シクロオクタジエン（１，５
−ＣＯＤ）、２−ブチン（２−ｂｕｔｙｎｅ）、１−ト
リメチルシリル−１−プロピン（ＴＭＳＰ）等の基。）
の群の中から選ばれる一種又は二種以上の有機銅化合物
を好ましいものとして挙げることができる。この金属有
機化合物、特に有機銅化合物を液体の状態で所望の位置
に供給し、分解させることによって金属膜（特に、銅
膜）が設けられる。

【００３０】金属膜（特に、銅膜）形成工程は窒素、ア
ルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気、又は水素など
の還元性ガス雰囲気下で行われる。又、金属膜（特に、
銅膜）形成工程は、金属有機化合物、特に有機銅化合物
を分解させることから、ヒーター加熱、赤外線加熱、高
周波加熱、レーザー加熱いずれかの手段を用いて熱分解
が行われる。この時の温度は、好ましくは５０〜４００
℃、特に８０〜２５０℃である。

【００３１】金属有機化合物を含む溶液は、前記有機銅
化合物だけでなく、例えばテトラキスジメチルアミノジ
ルコニウム、テトラキスジエチルアミノジルコニウム、
ジルコニウムテトラボロンハイドライド、ジルコニウム
テトラブロマイド、ジルコニウムテトラクロライドの群
の中から選ばれる有機ジルコニウム化合物、テトラアル
キル錫、テトラキスジメチルアミノ錫、テトラキスジエ
チルアミノ錫などの有機錫化合物や、臭化錫、塩化錫、
ヨウ化錫などの無機錫化合物の群の中から選ばれる錫化
合物、ジアルキルマグネシウム、ビス（アルキルシクロ
ペンタジエニル）マグネシウム、オクタメチルジアルミ
ニウムマグネシウムの群の中から選ばれる有機マグネシ
ウム化合物、ビス（アルキルシクロペンタジエニル）ク
ロミウム、ビス（アルキル置換ベンゼン）クロミウム、
ビス（エチルベンゼン）クロミウムの群の中から選ばれ
る有機クロミウム化合物、ビス（アルキルシクロペンタ
ジエニル）ニッケル等の有機ニッケル化合物、ジメチル
カドミウム、ジエチルカドミウムの群の中から選ばれる
有機カドミウム化合物、ビス（アルキルシクロペンタジ
エニル）マンガン等の有機マンガン化合物、有機シリコ
ン化合物、有機アルミニウム化合物の群の中から選ばれ
る一種又は二種以上を含む。但し、有機銅化合物が主成
分として含まれるのに対して、これらの金属化合物は副
成分として含ませる程度のものであるから、ヘキサフル
オロアセチルアセトナト銅トリメチルビニルシラン等の
有機銅化合物の溶液は濃度が０．０１〜４ｍｏｌ／Ｌ、
特に０．１〜１ｍｏｌ／Ｌを好ましい割合とするのに対
して、これら副成分としての金属化合物は合計でも銅に
対して５０ｍｏｌ％以下、特に０．０００１〜３０ｍｏ
ｌ％の濃度である。

【００３２】金属有機化合物を溶かす溶剤は、炭素数５
〜３０の炭化水素、特にＣ_n Ｈ_2n+2（ｎ＝７〜１８）で
表される炭化水素である。熱分解により金属膜（特に、
銅膜）が形成されるが、この時、分解による反応副生成
物を除去することが好ましい。この反応副生成物の除去
は洗浄により行える。すなわち、炭素数５〜３０の炭化
水素、特にＣ_n Ｈ_2n+2（ｎ＝６〜１８）で表される有機
溶剤で洗浄することによって、反応副生成物は除去され
る。

【００３３】以下、具体的実施例を幾つか挙げて説明す
るが、本発明はこれに限定されるものでは無い。

【００３４】

【実施例１】先ず、図１に示す如く、シリコン基板１表
面に熱酸化法により厚さが約０．８μｍの酸化シリコン
膜（絶縁膜）２を形成する。続いて、スパッタリングに
より厚さが約２０ｎｍのバリア膜（本実施例では窒化タ
ンタル膜）３を形成する。この後、厚さが約１．２μｍ
のフォトレジスト膜を設け、そして露光・現像を行い、
所定のパターンのフォトレジスト膜４を形成する。尚、
フォトレジスト膜４は、１２０℃のオーブン内で３０分
間の熱処理を行った。

【００３５】次に、図２に示す如く、フォトレジスト膜
４が設けられていない部位（凹部）に銅膜５を設ける。
すなわち、図１に示すシリコン基板１を図８に示す反応
容器の底部に置き、還元性ガス、例えば水素ガスにより
反応容器内を置換する。次に、ホットプレートによりシ
リコン基板１が１００℃になるように調整し、又、雰囲
気ガス（水素ガス）を全流量が３０ｓｃｃｍとなるよう
にマスフローコントローラで調整する。この状態で、シ
リコン基板１表面にＨｆａｃＣｕ・ＴＭＶＳ〔（Ｃ₆ Ｈ
Ｆ₆ Ｏ₂）Ｃｕ・（ＣＨ₃ ）₃ ＳｉＣＨ＝ＣＨ₂ 〕溶液
（ｎ−ヘプタデカンを溶剤とした０．５ｍｏｌ／Ｌ溶
液）を滴下し、１分間放置した。その後、ｎ−ヘプタデ
カンで５分間洗浄し、続いてヘキサンにより１０分間洗
浄し、反応副生成物を含む溶液を除去した。これによ
り、厚さが約０．８μｍの銅膜５がフォトレジスト膜４
間の凹部に形成される。

【００３６】フォトレジスト膜４間の凹部に銅膜５が形
成されたシリコン基板１を反応容器から取り出し、再
度、ヘキサンにより１０分間洗浄した。次いで、図３に
示す如く、フォトレジスト膜４を除去した。そして、還
元性ガス、例えば水素ガス雰囲気の電気炉内で３００℃
の温度に３０分間保持し、熱処理した。次に、図４に示
す如く、銅膜５をマスクにして窒化タンタル膜３を、ド
ライエッチング、例えば反応性イオンエッチングにより
除去する。これにより、窒化タンタル膜（下層）３−銅
膜（上層）５からなる第１の配線膜Ａが形成される。

【００３７】この後、図５に示す如く、厚さが約１μｍ
の酸化シリコンからなる層間絶縁膜６をプラズマＣＶＤ
により形成する。そして、この上にフォトレジスト膜を
設け、露光・現像を行い、所定パターンのフォトレジス
ト膜７を形成する。尚、フォトレジスト膜７は、１２０
℃のオーブン内で３０分間の熱処理を行った。続いて、
ドライエッチング、例えば反応性イオンエッチングによ
り銅膜５に達するビアホール８を形成する。

【００３８】この後、図６に示す如く、ビアホール８内
に銅膜９を設ける。すなわち、図５に示すシリコン基板
１を図８に示す反応容器の底部に置き、還元性ガス、例
えば水素ガスにより反応容器内を置換する。次に、ホッ
トプレートによりシリコン基板１が１００℃になるよう
に調整し、又、雰囲気ガス（水素ガス）を全流量が３０
ｓｃｃｍとなるようにマスフローコントローラで調整す
る。この状態で、シリコン基板１表面にＨｆａｃＣｕ・
ＴＭＶＳ溶液（ｎ−ヘプタデカンを溶剤とした０．５ｍ
ｏｌ／Ｌ溶液）を滴下し、１分間放置した。その後、ｎ
−ヘプタデカンで５分間洗浄し、続いてヘキサンにより
１０分間洗浄し、反応副生成物を含む溶液を除去した。
これにより、図６に示す如く、厚さが約０．８μｍの銅
膜９がビアホール８内に形成される。

【００３９】ビアホール８内に銅膜９が形成されたシリ
コン基板１を反応容器から取り出し、再度、ヘキサンに
より１０分間洗浄した。次いで、フォトレジスト膜７を
除去した。そして、還元性ガス、例えば水素ガス雰囲気
の電気炉内で３００℃の温度に３０分間保持し、熱処理
した。この後、上記と同様な工程を繰り返す。

【００４０】すなわち、スパッタリングにより厚さが約
２０ｎｍの窒化タンタル膜１０を形成する。そして、フ
ォトレジスト膜を厚さが約１．２μｍ設け、露光・現像
を行い、所定のパターンのフォトレジスト膜を形成す
る。尚、フォトレジスト膜は、１２０℃のオーブン内で
３０分間の熱処理を行う。次に、フォトレジスト膜が設
けられていない部位に上記と同様にして銅膜を設ける。
このようにして、厚さが約０．８μｍの銅膜１１が選択
的に形成される。そして、フォトレジスト膜を除去した
後、還元性ガス、例えば水素ガス雰囲気の電気炉内で３
００℃の温度に３０分間保持し、熱処理した。続いて、
銅膜１１をマスクにして窒化タンタル膜１０を、ドライ
エッチング、例えば反応性イオンエッチングにより除去
する。これにより、図７に示す如く、窒化タンタル膜
（下層）１０−銅膜（上層）１１からなる第２の配線膜
Ｂが形成される。

【００４１】以上の工程によって、２層銅配線構造体が
得られた。更に、同様な工程を適宜繰り返すことによっ
て、３層、４層、……の銅多層配線構造体が得られた。
上記２層銅配線構造体において、直径０．４μｍのビア
ホール内部への銅膜の形成性は優れたものであり、ボイ
ド等の欠陥は認められなかった。

【００４２】又、直径０．４μｍのビアホール部分にお
ける接続抵抗性は約０．３５Ωであり、良好なものであ
った。

【００４３】

【実施例２】先ず、図９に示す如く、シリコン基板２１
表面に熱酸化法により厚さが約０．８μｍの酸化シリコ
ン膜（絶縁膜）２２を形成する。続いて、スパッタリン
グにより厚さが約２０ｎｍのバリア膜（本実施例では窒
化タンタル膜）２３を形成する。

【００４４】この後、窒化タンタル膜２３上に全面的に
銅膜２４を設ける。すなわち、シリコン基板２１を図８
に示す反応容器の底部に置き、水素ガスと窒素ガスとの
混合ガスにより反応容器内を置換する。次に、ホットプ
レートによりシリコン基板２１が２５０℃になるように
調整し、又、雰囲気ガス（水素ガス＋窒素ガス（１：
１））を全流量が３０ｓｃｃｍとなるようにマスフロー
コントローラで調整する。この状態で、シリコン基板２
１表面にＨｆａｃＣｕ・ＴＭＶＳ〔（Ｃ₆ ＨＦ₆ Ｏ₂ ）
Ｃｕ・（ＣＨ₃ ）₃ ＳｉＣＨ＝ＣＨ₂ 〕溶液（ｎ−ヘプ
タデカンを溶剤とした０．５ｍｏｌ／Ｌ溶液）を滴下
し、１分間放置した。その後、ｎ−ヘプタデカンで５分
間洗浄し、続いてヘキサンにより１０分間洗浄し、反応
副生成物を含む溶液を除去した。これにより、厚さが約
０．８μｍの銅膜２４が形成される。

【００４５】銅膜２４が形成されたシリコン基板２１を
反応容器から取り出し、再度、ヘキサンにより１０分間
洗浄した。次いで、還元性ガス、例えば水素ガス雰囲気
の電気炉内で３００℃の温度に３０分間保持し、熱処理
した。この後、スパッタリングにより厚さが約２０ｎｍ
の窒化タンタル膜２５を形成する（図９参照）。

【００４６】次に、図１０に示す如く、窒化タンタル膜
２５上に厚さが約１．２μｍのフォトレジスト膜を設
け、そして露光・現像を行い、所定パターンのフォトレ
ジスト膜２６を形成する。尚、フォトレジスト膜２６
は、還元性ガス、例えば水素ガス雰囲気のオーブン内で
１２０℃、３０分間の熱処理を行った。この後、図１１
に示す如く、所定パターンのフォトレジスト膜２６をマ
スクとして、ドライエッチング、例えば反応性イオンエ
ッチングにより順次窒化タンタル膜２５、銅膜２４、及
び窒化タンタル膜２３を除去する。続いて、酸素ガスの
プラズマアッシングを行った後、洗浄し、フォトレジス
ト膜２６を除去する。これにより、上層と下層に窒化タ
ンタル膜を有する窒化タンタル膜２５−銅膜２４−窒化
タンタル膜２３からなる第１の配線膜Ａが形成される。

【００４７】続いて、図１２に示す如く、厚さが約１μ
ｍの酸化シリコンからなる層間絶縁膜２７をプラズマＣ
ＶＤにより形成する。そして、この上にフォトレジスト
膜を設け、露光・現像を行い、所定パターンのフォトレ
ジスト膜２８を形成する。尚、フォトレジスト膜２８
は、１２０℃のオーブン内で３０分間の熱処理を行っ
た。続いて、ドライエッチング、例えば反応性イオンエ
ッチングにより銅膜２４に達するビアホール２９を形成
する。

【００４８】この後、図１３に示す如く、酸素ガスのプ
ラズマアッシングを行った後、洗浄し、フォトレジスト
膜２８を除去する。続いて、スパッタリングにより厚さ
が約２０ｎｍの窒化タンタル膜３０を形成する。この
後、上記と同様な工程を繰り返す。すなわち、約２０ｎ
ｍの窒化タンタル膜３０を形成した後、ＨｆａｃＣｕ・
ＴＭＶＳ溶液を滴下し、窒化タンタル膜３０上に全面的
に銅膜３１を設ける。この時、ビアホール２９の部分は
凹部になっているから、その分だけ銅膜３１は厚く形成
される。この後、スパッタリングにより厚さが約２０ｎ
ｍの窒化タンタル膜３２を形成する。この上に所定パタ
ーンのフォトレジスト膜を形成し、この所定パターンの
フォトレジスト膜をマスクとして、ドライエッチング、
例えば反応性イオンエッチングにより順次窒化タンタル
膜３２、銅膜３１、及び窒化タンタル膜３０を除去す
る。続いて、酸素ガスのプラズマアッシングを行った
後、洗浄し、フォトレジスト膜を除去する。これによ
り、上層と下層に窒化タンタル膜を有する窒化タンタル
膜３２−銅膜３１−窒化タンタル膜３０からなる第２の
配線膜Ｂが形成される。

【００４９】以上の工程によって、２層銅配線構造体が
得られた。更に、同様な工程を適宜繰り返すことによっ
て、３層、４層、……の銅多層配線構造体が得られた。
上記２層銅配線構造体において、直径０．４μｍのビア
ホール部分における接続抵抗性は約０．４Ωであり、良
好なものであった。

【００５０】又、本実施例で形成した銅膜の抵抗率を測
定した処、５〜２０μΩ・ｃｍの範囲内のものであっ
た。

【００５１】

【発明の効果】配線膜を綺麗で、かつ、簡単に形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態の配線膜形成工程図

【図２】第一実施形態の配線膜形成工程図

【図３】第一実施形態の配線膜形成工程図

【図４】第一実施形態の配線膜形成工程図

【図５】第一実施形態の配線膜形成工程図

【図６】第一実施形態の配線膜形成工程図

【図７】第一実施形態の配線膜形成工程図

【図８】配線膜形成装置図

【図９】第二実施形態の配線膜形成工程図

【図１０】第二実施形態の配線膜形成工程図

【図１１】第二実施形態の配線膜形成工程図

【図１２】第二実施形態の配線膜形成工程図

【図１３】第二実施形態の配線膜形成工程図

【図１４】第二実施形態の配線膜形成工程図

【図１５】従来の配線膜形成工程図

【図１６】従来の配線膜形成工程図

【図１７】従来の配線膜形成工程図

【図１８】従来の配線膜形成工程図

【図１９】従来の配線膜形成工程図

【符号の説明】

Ａ 第１の配線膜 Ｂ 第２の配線膜 １，２１ シリコン基板 ２，２２ 絶縁膜（酸化シリコン膜） ３，２３ バリア膜（窒化タンタル
膜） ４，７，２６，２８ フォトレジスト膜 ５，９，１１，２４，３１ 銅膜 ６，２７ 層間絶縁膜（酸化シリコン
膜） ８，２９ ビアホール １０，２５，３０，３２ 窒化タンタル膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 哲哉 東京都港区芝浦３−９−14 芝浦工業大学 工学部内 (72)発明者 高崎 明人 東京都港区芝浦３−９−14 芝浦工業大学 工学部内 Ｆターム(参考） 4M104 BB04 BB06 BB07 BB14 BB17 BB18 BB22 BB23 BB25 BB27 BB28 BB30 BB32 BB33 DD08 DD16 DD37 DD51 DD65 DD78 FF13 FF18 FF21 HH14 HH16 HH20 5F033 HH07 HH11 HH18 HH19 HH21 HH25 HH27 HH28 HH30 HH32 HH33 HH34 JJ07 JJ11 JJ18 JJ19 JJ21 JJ25 JJ27 JJ28 JJ30 JJ32 JJ33 JJ34 KK07 KK11 KK18 KK19 KK21 KK25 KK27 KK28 KK30 KK32 KK33 KK34 MM05 MM13 NN06 NN07 PP00 PP15 PP26 QQ08 QQ13 QQ37 QQ73 QQ74 QQ76 QQ81 QQ82 QQ83 QQ89 QQ91 QQ92 RR04 SS15 SS25 SS27 XX03 XX08 XX33 XX34

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板に銅配線膜を形成する方法で
   あって、 有機銅化合物を含む溶液を塗布する塗布工程と、 前記塗布工程で塗布された有機銅化合物を分解させる分
   解工程とを具備することを特徴とする配線膜形成方法。
2. 【請求項２】 半導体基板に銅配線膜を形成する方法で
   あって、 有機銅化合物を含む溶液を塗布する塗布工程と、 前記塗布工程で塗布された有機銅化合物を分解させる分
   解工程と、 前記分解工程における反応副生成物を除去する除去工程
   とを具備することを特徴とする配線膜形成方法。
3. 【請求項３】 絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバ
   リア膜を形成する工程と、 所定パターンの第１のレジスト膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により第１の金属膜を
   選択的に形成する工程と、 前記第１のレジスト膜を除去する工程と、 前記選択的に形成された第１の金属膜をマスクとして前
   記第１のバリア膜を除去する工程と、 第１の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の層間絶縁膜に第１のビアホールを形成する工
   程と、 所定パターンの第２の金属膜を形成する工程とを具備す
   ることを特徴とする配線膜形成方法。
4. 【請求項４】 絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバ
   リア膜を形成する工程と、 所定パターンの第１のレジスト膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により第１の金属膜を
   選択的に形成する工程と、 前記第１のレジスト膜を除去する工程と、 前記選択的に形成された第１の金属膜をマスクとして前
   記第１のバリア膜を除去する工程と、 第１の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の層間絶縁膜に第１のビアホールを形成する工
   程と、 前記第１のビアホール内部に金属有機化合物を含む溶液
   の分解により金属膜を選択的に形成する工程と、 第２のバリア膜を形成する工程と、 前記第２のバリア膜上に所定パターンの第２の金属膜を
   形成する工程とを具備することを特徴とする配線膜形成
   方法。
5. 【請求項５】 絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバ
   リア膜を形成する工程と、 所定パターンの第１のレジスト膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により第１の金属膜を
   選択的に形成する工程と、 前記第１のレジスト膜を除去する工程と、 前記選択的に形成された第１の金属膜をマスクとして前
   記第１のバリア膜を除去する工程と、 第１の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の層間絶縁膜上に所定パターンの第２のレジス
   ト膜を形成する工程と、 前記第２のレジスト膜をマスクとして前記第１の層間絶
   縁膜に第１のビアホールを形成する工程と、 前記第１のビアホール内部に金属有機化合物を含む溶液
   の分解により金属膜を選択的に形成する工程と、 前記第２のレジスト膜を除去する工程と、 第２のバリア膜を形成する工程と、 前記第２のバリア膜上に所定パターンの第３のレジスト
   膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により第２の金属膜を
   選択的に形成する工程と、 前記第３のレジスト膜を除去する工程と、 前記選択的に形成された第２の金属膜をマスクとして前
   記第２のバリア膜を除去する工程とを具備することを特
   徴とする配線膜形成方法。
6. 【請求項６】 絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバ
   リア膜を形成する工程と、 所定パターンの第１のレジスト膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第１のレジ
   スト膜が無い部分に第１の金属膜を選択的に形成する工
   程と、 前記第１の金属膜を形成する工程における反応副生成物
   を除去する工程と、 前記第１のレジスト膜を除去する工程と、 前記第１の金属膜を熱処理する工程と、 前記選択的に形成された第１の金属膜をマスクとして前
   記第１のバリア膜を除去する工程と、 第１の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の層間絶縁膜上に所定パターンの第２のレジス
   ト膜を形成する工程と、 前記第２のレジスト膜をマスクとして前記第１の層間絶
   縁膜の所定位置に第１のビアホールを形成する工程と、 前記第１のビアホール内部に金属有機化合物を含む溶液
   の分解により金属膜を選択的に形成する工程と、 前記金属膜を形成する工程における反応副生成物を除去
   する工程と、 前記第２のレジスト膜を除去する工程と、 第２のバリア膜を形成する工程と、 前記第２のバリア膜上に所定パターンの第３のレジスト
   膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第３のレジ
   スト膜が無い部分に第２の金属膜を選択的に形成する工
   程と、 前記第２の金属膜を形成する工程における反応副生成物
   を除去する工程と、 前記第３のレジスト膜を除去する工程と、 前記第２の金属膜を熱処理する工程と、 前記選択的に形成された第２の金属膜をマスクとして前
   記第２のバリア膜を除去する工程とを具備することを特
   徴とする配線膜形成方法。
7. 【請求項７】 絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバ
   リア膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第１のバリ
   ア膜上に第１の金属膜を形成する工程と、 前記第１の金属膜上に第２のバリア膜を形成する工程
   と、 所定パターンの第１のレジスト膜を形成する工程と、 前記所定パターンの第１のレジスト膜をマスクとして前
   記第２のバリア膜、第１の金属膜、及び第１のバリア膜
   を除去する工程と、 前記所定パターンの第１のレジスト膜を除去する工程
   と、 第１の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の層間絶縁膜に第１のビアホールを形成する工
   程と、 前記第１のビアホールが形成された第１の層間絶縁膜上
   に所定パターンの第２の金属膜を形成する工程とを具備
   することを特徴とする配線膜形成方法。
8. 【請求項８】 絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバ
   リア膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第１のバリ
   ア膜上に第１の金属膜を形成する工程と、 前記第１の金属膜上に第２のバリア膜を形成する工程
   と、 所定パターンの第１のレジスト膜を形成する工程と、 前記所定パターンの第１のレジスト膜をマスクとして前
   記第２のバリア膜、第１の金属膜、及び第１のバリア膜
   を除去する工程と、 前記所定パターンの第１のレジスト膜を除去する工程
   と、 第１の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の層間絶縁膜上に所定パターンの第２のレジス
   ト膜を形成する工程と、 前記第２のレジスト膜をマスクとして前記第１の層間絶
   縁膜に第１のビアホールを形成する工程と、 前記第２のレジスト膜を除去する工程と、 第３のバリア膜を表面に形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第３のバリ
   ア膜上に第２の金属膜を形成する工程と、 前記第２の金属膜上に第４のバリア膜を形成する工程
   と、 所定パターンの第３のレジスト膜を形成する工程と、 前記所定パターンの第３のレジスト膜をマスクとして前
   記第４のバリア膜、第２の金属膜、及び第３のバリア膜
   を除去する工程とを具備することを特徴とする配線膜形
   成方法。
9. 【請求項９】 絶縁膜を有する半導体基板上に第１のバ
   リア膜を形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第１のバリ
   ア膜上に第１の金属膜を形成する工程と、 前記第１の金属膜を形成する工程における反応副生成物
   を除去する工程と、 前記第１の金属膜を熱処理する工程と、 前記第１の金属膜上に第２のバリア膜を形成する工程
   と、 所定パターンの第１のレジスト膜を形成する工程と、 前記所定パターンの第１のレジスト膜をマスクとして前
   記第２のバリア膜、第１の金属膜、及び第１のバリア膜
   を除去する工程と、 前記所定パターンの第１のレジスト膜を除去する工程
   と、 第１の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第１の層間絶縁膜上に所定パターンの第２のレジス
   ト膜を形成する工程と、 前記第２のレジスト膜をマスクとして前記第１の層間絶
   縁膜の所定位置に第１のビアホールを形成する工程と、 前記第２のレジスト膜を除去する工程と、 第３のバリア膜を表面に形成する工程と、 金属有機化合物を含む溶液の分解により前記第３のバリ
   ア膜上に第２の金属膜を形成する工程と、 前記第２の金属膜を形成する工程における反応副生成物
   を除去する工程と、 前記第２の金属膜を熱処理する工程と、 前記第２の金属膜上に第４のバリア膜を形成する工程
   と、 所定パターンの第３のレジスト膜を形成する工程と、 前記所定パターンの第３のレジスト膜をマスクとして前
   記第４のバリア膜、第２の金属膜、及び第３のバリア膜
   を除去する工程と、 前記所定パターンの第３のレジスト膜を除去する工程と
   を具備することを特徴とする配線膜形成方法。
10. 【請求項１０】 炭素数５〜３０の炭化水素の溶剤を用
    いた金属膜形成工程における反応副生成物を除去する工
    程を有することを特徴とする請求項１〜請求項９いずれ
    かの配線膜形成方法。
11. 【請求項１１】 金属膜形成工程における金属有機化合
    物を含む溶液の分解は、ヒーター加熱、赤外線加熱、高
    周波加熱、レーザー加熱いずれかの手段を用いた熱分解
    であることを特徴とする請求項１〜請求項１０いずれか
    の配線膜形成方法。
12. 【請求項１２】 金属膜形成工程は不活性ガス雰囲気、
    又は還元性ガス雰囲気下で行われることを特徴とする請
    求項１〜請求項１１いずれかの配線膜形成方法。
13. 【請求項１３】 金属有機化合物が有機銅化合物であ
    り、金属膜が銅膜であることを特徴とする請求項３〜請
    求項１２いずれかの配線膜形成方法。
14. 【請求項１４】 金属有機化合物がヘキサフルオロアセ
    チルアセトナト銅トリメチルビニルシラン、ヘキサフル
    オロアセチルアセトナト銅ビストリメチルシリルアセチ
    レン、ヘキサフルオロアセチルアセトナト銅トリフェニ
    ルビニルシラン、ビス（ヘキサフルオロアセチルアセト
    ナト銅）ジメチルジビニルシラン、トリス（ヘキサフル
    オロアセチルアセトナト銅）メチルトリビニルシラン、
    及びｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ ３−ｏｘｏｂｕｔａｎｏａ
    ｔｅ Ｃｕ（Ｉ）：Ｌ（但しＬは電子供与性の基）の群
    の中から選ばれる一種又は二種以上の有機銅化合物であ
    り、金属膜が銅膜であることを特徴とする請求項３〜請
    求項１３いずれかの配線膜形成方法。
15. 【請求項１５】 金属有機化合物を含む溶液は、有機銅
    化合物の他に、有機ジルコニウム化合物、錫化合物、有
    機マグネシウム化合物、有機クロミウム化合物、有機ニ
    ッケル化合物、有機カドミウム化合物、有機マンガン化
    合物、有機シリコン化合物、有機アルミニウム化合物の
    群の中から選ばれる一種又は二種以上を含むことを特徴
    とする請求項１〜請求項１４いずれかの配線膜形成方
    法。
16. 【請求項１６】 金属有機化合物を含む溶液は、その溶
    剤が炭素数５〜３０の炭化水素であることを特徴とする
    請求項１〜請求項１５いずれかの配線膜形成方法。
17. 【請求項１７】 バリア膜がチタン、タンタル、タング
    ステン、白金、パラジウム、前記金属の窒化物、又は前
    記金属のシリサイドからなることを特徴とする請求項１
    〜請求項１６いずれかの配線膜形成方法。
18. 【請求項１８】 請求項１〜請求項１７いずれかの配線
    膜形成方法により形成されてなる配線膜構造。