【手続補正書】
【提出日】平成16年6月10日(2004.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）ウエハ上に堆積された第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｂ）前記配線開口部内に、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線を形成する工程、（ｃ）前記第１絶縁膜および配線上に、前記第１導体膜を酸化から保護する第２絶縁膜を酸素を含まないガスを用いて堆積した後、前記第２絶縁膜上に、酸素を含むガスを用いた化学気相成長法によって第３絶縁膜を堆積する工程。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第２絶縁膜が窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第２絶縁膜が炭化シリコン膜または炭窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第３絶縁膜は、トリメトキシシランガスおよび酸化窒素ガスを含む混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなること特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記第２絶縁膜の厚さは、前記第３絶縁膜よりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）ウエハ上に堆積された第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｂ）前記配線開口部内に、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線を形成する工程、（ｃ）前記第１絶縁膜および配線上に、前記第１導体膜が酸化しない条件で第２絶縁膜を堆積した後、前記第２絶縁膜上に、酸素を含むガスを用いた化学気相成長法によって第３絶縁膜を堆積する工程。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２絶縁膜は、トリメトキシシランガスと窒素ガスまたはアンモニアガスとの混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記第３絶縁膜は、トリメトキシシランガスおよび酸化窒素ガスを含む混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２絶縁膜は、トリメトキシシランガスと窒素ガスまたはアンモニアガスとの混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなり、
前記第３絶縁膜は、トリメトキシシランガスおよび酸化窒素ガスを含む混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、前記第２絶縁膜の厚さは、前記第３絶縁膜よりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）ウエハ上に堆積された第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｂ）前記配線開口部内に、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線を形成する工程、（ｃ）前記第１絶縁膜および配線上に、酸素を含むガスおよび希釈ガスを含む混合ガスを用いた化学気相成長法によって第２絶縁膜を堆積した後、前記第２絶縁膜上に、酸素を含むガスを用いた化学気相成長法によって第３絶縁膜を堆積する工程。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２絶縁膜は、トリメトキシシランと、酸素を含むガスと、希釈ガスとを含む混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、前記希釈ガスは、窒素ガスまたはアンモニアガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の半導体装置の製造方法において、前記第２絶縁膜の成膜時に用いる酸素を含むガスは、酸素または酸化窒素であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第３絶縁膜は、トリメトキシシランガスおよび酸化窒素ガスを含む混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２絶縁膜は、トリメトキシシランと、酸素を含むガスと、希釈ガスとを含む混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなり、
前記第３絶縁膜は、トリメトキシシランガスおよび酸化窒素ガスを含む混合ガスを用いた化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法において、前記第２絶縁膜の厚さは、前記第３絶縁膜よりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
（ａ）ウエハ上に堆積された第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｂ）前記配線開口部内に、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線を形成する工程、（ｃ）前記配線に対して還元性プラズマ処理する工程、（ｄ）前記第１絶縁膜および配線上に第４絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記還元性プラズマ処理において、前記ウエハを保持する第１電極に対して印加する第１電力は、前記ウエハに対向する第２電極に印加する第２電力よりも低いかまたは零であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４絶縁膜は、トリメトキシシランガスと酸化窒素ガスとを含む混合ガスを用いたプラズマ化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜の単体膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１８記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４絶縁膜は、前記配線および第１絶縁膜上に堆積された第５絶縁膜およびその上に堆積された第６絶縁膜とを有し、前記第５絶縁膜は、トリメトキシシランガスと窒素ガスまたはアンモニアガスとの混合ガスを用いたプラズマ化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の半導体装置の製造方法において、
前記第６絶縁膜は、トリメトキシシランガスおよび酸化窒素ガスを含む混合ガスを用いたプラズマ化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
請求項２０記載の半導体装置の製造方法において、前記第５絶縁膜の厚さは、前記第６絶縁膜よりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
請求項１８記載の半導体装置の製造方法において、
前記第４絶縁膜は、前記配線および第１絶縁膜上に堆積された第５絶縁膜およびその上に堆積された第６絶縁膜とを有し、前記第５絶縁膜は、トリメトキシシランと、酸素を含むガスと、希釈ガスとを含む混合ガスを用いたプラズマ化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の半導体装置の製造方法において、前記希釈ガスは、窒素ガスまたはアンモニアガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
請求項２３記載の半導体装置の製造方法において、前記第５絶縁膜の形成時に用いる酸素を含むガスは、酸素または酸化窒素であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２６】
請求項２３記載の半導体装置の製造方法において、
前記第６絶縁膜は、トリメトキシシランガスおよび酸化窒素ガスを含む混合ガスを用いたプラズマ化学気相成長法により形成された酸窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２７】
請求項２３記載の半導体装置の製造方法において、前記第５絶縁膜の厚さは、前記第６絶縁膜よりも薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２８】
以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）ウエハ上に堆積された第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｂ）前記配線開口部内に、前記第１絶縁膜の上面に対して段差を持つ上面高さを有し、かつ、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線を形成する工程、（ｃ）前記第１絶縁膜および配線上に、前記第１導体膜を酸化から保護する第２絶縁膜を堆積した後、前記第２絶縁膜上に、酸素を含むガスを用いた化学気相成長法によって第３絶縁膜を堆積する工程。
【請求項２９】
請求項２８記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程は、
前記配線開口部内を含む前記第１絶縁膜上に、前記第１導体膜および前記第２導体膜を順に堆積する工程、
前記第１、第２導体膜を研磨することにより、前記配線開口部内に配線を形成する工程、
前記配線の上面が、前記第１絶縁膜の上面よりも低くなるように、前記配線の上部を選択的にエッチング除去する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３０】
請求項２８記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｂ）工程は、
前記配線開口部内を含む前記第１絶縁膜上に、前記第１導体膜および前記第２導体膜を順に堆積する工程、
前記第１、第２導体膜を研磨することにより、前記配線開口部内に配線を形成する工程、
前記配線の上面が、前記第１絶縁膜の上面よりも高くなるように、前記第１絶縁膜の上部を選択的にエッチング除去する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３１】
以下の工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法；
（ａ）ウエハ上に堆積された第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｂ）前記配線開口部内に、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線を形成する工程、（ｃ）前記配線に対して還元性プラズマ処理を施す工程、（ｄ）前記（ｃ）工程後、前記第１絶縁膜および配線上に、前記第１導体膜を酸化から保護する第２絶縁膜を酸素を含まないガスを用いて堆積した後、前記第２絶縁膜上に、酸素を含むガスを用いた化学気相成長法によって第３絶縁膜を堆積する工程。
【請求項３２】
請求項３１記載の半導体装置の製造方法において、前記還元性プラズマ処理は、アンモニアガス雰囲気中におけるプラズマ処理であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３３】
請求項３１記載の半導体装置の製造方法において、前記還元性プラズマ処理は、水素ガス雰囲気中におけるプラズマ処理であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３４】
請求項３１記載の半導体装置の製造方法において、前記還元性プラズマ処理は、水素ガス雰囲気中においてプラズマ処理を施す工程と、アンモニアガス雰囲気中においてプラズマ処理を施す工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３５】
請求項３１記載の半導体装置の製造方法において、前記還元性プラズマ処理後、大気開放せずに連続して、前記第２絶縁膜および第３絶縁膜を前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３６】
（ａ）ウエハ上に堆積された第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｂ）前記配線開口部内に、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線を形成する工程、（ｃ）前記第１絶縁膜および配線上に、前記第１導体膜を酸化から保護する第２絶縁膜を堆積した後、前記第２絶縁膜上に、酸素を含むガスを用いた化学気相成長法によって第３絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記第１絶縁膜の形成工程は、第１誘電率を有する第７絶縁膜を堆積する工程、前記第７絶縁膜上に前記第１誘電率よりも高い第２誘電率を有する第８絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記第８絶縁膜上に前記第２絶縁膜を堆積することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３７】
請求項３６記載の半導体装置の製造方法において、前記第７絶縁膜は、酸化シリコン膜よりも誘電率の低い有機系絶縁膜からなり、前記第８絶縁膜は、酸化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３８】
（ａ）ウエハ上に堆積された第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｂ）前記配線開口部内に、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線を形成する工程、（ｃ）前記第１絶縁膜および配線上に、前記第１導体膜を酸化から保護する第２絶縁膜を堆積した後、前記第２絶縁膜上に、酸素を含むガスを用いた化学気相成長法によって第３絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記第１絶縁膜の形成工程は、酸化シリコン膜よりも誘電率の低い有機系絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記有機系絶縁膜上に前記第２絶縁膜を堆積することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３９】
以下の構成を有することを特徴とする半導体装置；（ａ）第１絶縁膜に形成された配線開口部、（ｂ）前記配線開口部内に埋め込まれるように設けられ、銅の拡散に対してバリア性を有する第１導体膜および銅を主成分とする第２導体膜を含む配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に、前記第１導体膜を酸化から保護する第２絶縁膜、（ｄ）前記第２絶縁膜上に積層された酸窒化シリコン膜からなる第３絶縁膜。
【請求項４０】
請求項３９記載の半導体装置において、前記第２絶縁膜が窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項４１】
請求項３９記載の半導体装置において、前記第２絶縁膜が炭化シリコン膜または炭窒化シリコン膜からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項４２】
請求項３９記載の半導体装置において、前記第２絶縁膜の厚さは、前記第３絶縁膜よりも薄いことを特徴とする半導体装置。
【請求項４３】
請求項３９記載の半導体装置において、前記配線の上面高さと前記第１絶縁膜の上面高さとの間に段差が設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４４】
請求項３９記載の半導体装置において、前記配線の上面高さが前記第１絶縁膜の上面高さよりも高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項４５】
請求項３９記載の半導体装置において、前記配線の上面高さが前記第１絶縁膜の上面高さよりも低いことを特徴とする半導体装置。