【手続補正書】
【提出日】平成16年6月8日(2004.6.8)
【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）ウエハ上に第１絶縁膜を堆積する工程、（ｂ）前記第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｃ）前記配線開口部内に、銅を主成分とする導体膜を含む配線を形成する工程、（ｄ）前記配線の銅を主成分とする導体膜において前記配線開口部の開口端部に接する導体膜の角部にテーパを形成する工程、（ｅ）前記第１絶縁膜および配線上に第２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、前記テーパを形成する工程は、前記ウエハに対して窒素ガス、アンモニアガスまたは窒素とアンモニアとの混合ガス雰囲気中か、あるいはそれらガスを用いたプラズマ雰囲気中において前記導体膜に熱処理を施すことにより形成されたラウンドテーパを形成する工程であ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（ｃ）工程後、前記（ｅ）工程の前に、前記第１絶縁膜および配線に対して還元性プラズマ処理を施す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４】
請求項３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が、アンモニアプラズマ処理、水素プラズマ処理またはその両方であることを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（ａ）工程は、（ａ１）相対的に厚い絶縁膜を堆積する工程、（ａ２）前記（ａ１）工程後、前記相対的に厚い絶縁膜上に、前記相対的に厚い絶縁膜よりも誘電率の高い相対的に薄い絶縁膜を堆積する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６】
請求項５記載の半導体装置の製造方法において、前記相対的に厚い絶縁膜の誘電率は、二酸化シリコン膜の誘電率よりも低いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５記載の半導体装置の製造方法において、前記相対的に薄い絶縁膜が、炭化シリコン、炭窒化シリコンまたは酸窒化シリコン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１記載の半導体装置の製造方法において、前記第１絶縁膜は、二酸化シリコン膜よりも低い誘電率を持つ絶縁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９】
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、炭窒化シリコンまたは酸窒化シリコン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】
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）ウエハ上に第１絶縁膜を堆積する工程、（ｂ）前記第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｃ）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、（ｄ）前記第２導体膜において前記配線開口部の開口端部に接する導体膜の角部にテーパを形成する工程、（ｅ）前記第１絶縁膜および配線上に第２絶縁膜を堆積する工程。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体装置の製造方法において、前記テーパを形成する工程は、前記ウエハに対して窒素ガス、アンモニアガスまたは窒素とアンモニアとの混合ガス雰囲気中か、あるいはそれらガスを用いたプラズマ雰囲気中において前記導体膜に熱処理を施すことにより形成されたラウンドテーパを形成する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の半導体装置の製造方法において、前記（ｃ）工程後、前記（ｅ）工程の前に、前記第１絶縁膜および配線に対して還元性プラズマ処理を施す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１３】
請求項１２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が、アンモニアプラズマ処理、水素プラズマ処理またはその両方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１０記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程は、（ａ１）相対的に厚い絶縁膜を堆積する工程、（ａ２）前記（ａ１）工程後、前記相対的に厚い絶縁膜上に、前記相対的に厚い絶縁膜よりも誘電率の高い相対的に薄い絶縁膜を堆積する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１５】
請求項１４記載の半導体装置の製造方法において、前記相対的に厚い絶縁膜の誘電率は、二酸化シリコン膜の誘電率よりも低い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１４記載の半導体装置の製造方法において、前記相対的に薄い絶縁膜が、炭化シリコン、炭窒化シリコンまたは酸窒化シリコン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１０記載の半導体装置の製造方法において、前記第１絶縁膜は、二酸化シリコン膜よりも低い誘電率を持つ絶縁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１８】
請求項１７記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ）工程は、（ｃ１）前記第１絶縁膜上および配線開口部内に前記第１導体膜を堆積する工程、（ｃ２）前記第１導体膜上に前記第２導体膜を堆積する工程、（ｃ３）前記第１、第２導体膜が前記配線開口部内に残されるように前記第２導体膜を選択的に研磨する工程、（ｃ４）前記第１、第２導体膜が前記配線開口部内に残されるように前記第１導体膜を選択的に研磨することにより前記配線を形成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１９】
請求項１８記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｃ３）の研磨工程の砥粒の量は、零かまたは前記（ｃ４）の研磨工程の砥粒の量よりも少ない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１０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、炭窒化シリコンまたは酸窒化シリコン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１０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、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３絶縁膜を堆積した後、前記第３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４絶縁膜を堆積することにより形成された積層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２１記載の半導体装置の製造方法において、前記第３絶縁膜が窒化シリコン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２３】
請求項２１記載の半導体装置の製造方法において、前記第３絶縁膜が炭化シリコンまたは炭窒化シリコン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２１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からなること特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
請求項２１記載の半導体装置の製造方法において、前記第３絶縁膜の厚さは、前記第４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２６】
ウエハ上に形成される複数の配線層の各々の配線形成において、（ａ）ウエハ上に第１絶縁膜を堆積する工程、（ｂ）前記第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｃ）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、（ｄ）前記第１絶縁膜および配線上に第２絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面に相対的に近い配線層の配線形成工程においては、前記（ｃ）工程と（ｄ）工程との間に、前記第２導体膜において前記配線開口部の開口端部に接する導体膜の角部にテーパを形成する工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面から相対的に遠い配線層の配線形成工程においては、前記テーパを形成する工程を経ずに、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２７】
ウエハ上に形成される複数の配線層の少なくとも２つの配線層の配線形成工程において、（ａ）ウエハ上に第１絶縁膜を堆積する工程、（ｂ）前記第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｃ）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、（ｄ）前記第２導体膜において前記配線開口部の開口端部に接する導体膜の角部にテーパを形成する工程、（ｅ）前記第１絶縁膜および配線上に第２絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面に相対的に近い配線層の配線における第２導体膜の前記テーパを、前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面から相対的に遠い配線層の配線における第２導体膜の前記テーパよりも大きく形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２８】
ウエハ上に形成される複数の配線層の各々の配線形成工程において、（ａ）ウエハ上に第１絶縁膜を堆積する工程、（ｂ）前記第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｃ）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、（ｄ）前記第１絶縁膜および配線上に第２絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面に相対的に近い配線層の配線形成工程においては、前記（ｃ）工程と（ｄ）工程との間に、前記第２導体膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面との間に段差が形成されるような加工を施す工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面から相対的に遠い配線層の配線形成工程においては、前記段差を形成する工程を経ずに、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２９】
ウエハ上に形成される複数の配線層の少なくとも２つの配線層の配線形成工程において、（ａ）ウエハ上に第１絶縁膜を堆積する工程、（ｂ）前記第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｃ）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、（ｄ）前記第２導体膜において第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面との間に段差が形成されるような加工を施す工程、（ｅ）前記第１絶縁膜および配線上に前記第２絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面に相対的に近い配線層の配線における第２導体膜の前記段差を、前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面から相対的に遠い配線層の配線における第２導体膜の前記段差よりも大きく形成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２９記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、前記第２導体膜の第１面が前記第１絶縁膜の第２面よりも前記ウエハの主面の方向に窪むように、前記第２導体膜の第１面の表層を選択的にエッチング除去する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３１】
ウエハ上に形成される複数の配線層の各々の配線形成工程において、（ａ）ウエハ上に第１絶縁膜を堆積する工程、（ｂ）前記第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｃ）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、（ｄ）前記第１絶縁膜および配線上に第２絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面に相対的に近い配線層の配線形成工程においては、前記（ｃ）工程と（ｄ）工程との間に、前記第１、第２導体膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面との間に段差が形成されるような加工を施す工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面から相対的に遠い配線層の配線形成工程においては、前記段差を形成する工程を経ずに、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３２】
ウエハ上に形成される複数の配線層の少なくとも２つの配線層の配線形成工程において、（ａ）ウエハ上に第１絶縁膜を堆積する工程、（ｂ）前記第１絶縁膜に配線開口部を形成する工程、（ｃ）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、（ｄ）前記第１、第２導体膜において第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面との間に段差が形成されるような加工を施す工程、（ｅ）前記第１絶縁膜および配線上に前記第２絶縁膜を堆積する工程を有し、
前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面に相対的に近い配線層の配線における前記段差を、前記複数の配線層のうち、前記ウエハの主面から相対的に遠い配線層の配線における前記段差よりも大きく形成す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３２記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、前記第１、第２導体膜の第１面が前記第１絶縁膜の研磨面よりも前記ウエハの主面の方向に窪むように、前記第１、第２導体膜の第１面の表層を選択的にエッチング除去する工程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３２記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｄ）工程は、前記第１、第２導体膜の第１面が前記第１絶縁膜の第２面よりも前記ウエハの主面から遠ざかる方向に突出するように、前記第１絶縁膜の第２面を選択的にエッチング除去する工程であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３５】
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銅を主成分とする導体膜を埋め込むことで形成され、前記導体膜において前記配線開口部の開口端部に接する導体膜の角部にテーパを設けた配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積された第２絶縁膜。
【請求項３６】
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、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導体膜を埋め込むことで形成され、前記第２導体膜において前記配線開口部の開口端部に接する導体膜の角部にテーパを設けた配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積された第２絶縁膜。
【請求項３７】
半導体基板上に形成された複数の配線層の少なくとも２つの配線層は、（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、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導体膜を埋め込むことで形成された配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積された第２絶縁膜を有し、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面に相対的に近い配線層には、前記第２導体膜において前記配線開口部の開口端部に接する導体膜の角部にテーパを設けた配線が形成され、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面から相対的に遠い配線層には、前記第２導体膜に前記テーパは形成されておらず、前記第２導体膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面とがほぼ一致するような配線が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３８】
半導体基板上に形成された複数の配線層の少なくとも２つの配線層は、（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、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導体膜を埋め込むことで形成され、前記第２導体膜において前記配線開口部の開口端部に接する導体膜の角部にテーパを設けた配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積された第２絶縁膜を有し、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面に相対的に近い配線層の配線における第２導体膜の前記テーパは、前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面から相対的に遠い配線層の配線における第２導体膜の前記テーパよりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項３９】
半導体基板上に形成された複数の配線層の少なくとも２つの配線層は、（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、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導体膜を埋め込むことで形成された配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積された第２絶縁膜を有し、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面に相対的に近い配線層の配線には、前記第２導体膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１導体膜および前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面との間に段差が設けられ、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面から相対的に遠い配線層の配線には、前記第２導体膜の第１面と、前記第１導体膜および第１絶縁膜の第２面とがほぼ一致するように形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４０】
半導体基板上に形成された複数の配線層の少なくとも２つの配線層は、（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、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導体膜を埋め込むことで形成され、前記第２導体膜において第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１導体膜および前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面との間に段差が設けられた配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積された第２絶縁膜を有し、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面に相対的に近い配線層の配線における前記段差は、前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面から相対的に遠い配線層の配線における前記段差よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項４１】
請求項４０記載の半導体装置において、前記段差は、前記第２導体膜の第１面が前記第１導体膜および前記第１絶縁膜の第２面よりも前記半導体基板の主面の方向に窪むことにより形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４２】
半導体基板上に形成された複数の配線層の少なくとも２つの配線層は、（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、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導体膜を埋め込むことで形成された配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積された第２絶縁膜を有し、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面に相対的に近い配線層の配線には、前記第１、第２導体膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面との間に段差が設けられ、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面から相対的に遠い配線層の配線には、前記第１、第２導体膜の第１面と、前記第１絶縁膜の第２面とがほぼ一致するように形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４３】
半導体基板上に形成された複数の配線層の少なくとも２つの配線層は、（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、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導体膜を埋め込むことで形成され、前記第１、第２導体膜において第２絶縁膜が堆積される側の第１面と、前記第１絶縁膜において前記第２絶縁膜が堆積される側の第２面との間に段差が設けられた配線、（ｃ）前記第１絶縁膜および前記配線上に堆積された第２絶縁膜を有し、
前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面に相対的に近い配線層の配線における前記段差は、前記複数の配線層のうち、前記半導体基板の主面から相対的に遠い配線層の配線における前記段差よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項４４】
請求項４３記載の半導体装置において、前記段差は、前記第１、第２導体膜の第１面が、前記第１絶縁膜の第２面よりも前記半導体基板の主面の方向に窪むことにより形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４５】
請求項４３記載の半導体装置において、前記段差は、前記第１、第２導体膜の第１面が、前記第１絶縁膜の第２面よりも前記半導体基板の主面から遠ざかる方向に突出することにより形成されていることを特徴とする半導体装置。