【手続補正書】
【提出日】平成19年7月4日(2007.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上に形成された多層配線構造を備える半導体装置において、  前記多層配線構造は、比誘電率が３．１以下で硬度が２．７ＧＰａ以上である有機シロキサン系絶縁膜を少なくとも一部に備える層間絶縁膜を有しており、該有機シロキサン系絶縁膜は、（炭素原子数／珪素原子数）の比が０．５以上１．０以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記有機シロキサン系絶縁膜の硬度は３．０ＧＰａ以上である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記有機シロキサン系絶縁膜は、Ｓｉ−ＣＨ３結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合およびＳｉ−Ｃ−Ｓｉ結合を有する請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記多層配線構造は、前記有機シロキサン系絶縁膜から炭素が抜けて（炭素原子数／珪素原子数）の比が０．１以下になった絶縁層を前記有機シロキサン系絶縁膜の上面に有する請求項１〜３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁層の膜厚は５ｎｍ以上１５ｎｍ以下である請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記絶縁層の最大膜厚と最小膜厚との差は、前記絶縁層の平均膜厚の２０％以内である請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記絶縁層の上層に前記絶縁層に接してバリア絶縁膜が形成されている請求項４〜６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記有機シロキサン系絶縁膜の下層に前記有機シロキサン系絶縁膜に接して前記有機シロキサン系絶縁膜より比誘電率の低い低誘電率絶縁膜が形成されている請求項１〜７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記低誘電率絶縁膜は、（炭素原子数／珪素原子数）の比が０．５以上１．０以下である有機シロキサン系絶縁膜であって、比誘電率が２．８以下で硬度が１．８ＧＰａ以下である請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記多層配線構造は、前記有機シロキサン系絶縁膜および前記低誘電率絶縁膜の一部に設けられた配線溝と、該配線溝に対応して該低誘電率絶縁膜の他の一部に設けられたビアホールとに導電層が充填された構造を有する請求項８または９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記多層配線構造は、前記有機シロキサン系絶縁膜および前記低誘電率絶縁膜に設けられた配線溝と、該配線溝に対応して前記有機シロキサン系絶縁膜に設けられたビアホールとに導電層が充填された構造を有する請求項８または９に記載の半導体装置。
【請求項１２】
多層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に形成された下層配線の上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の上に第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記第３の絶縁膜、前記第２の絶縁膜および前記第１の絶縁膜をドライエッチングして、前記下層配線に至る開口部を形成する工程と、
前記開口部の内面および前記第３の絶縁膜の上にバリアメタル膜を形成する工程と、
前記開口部を埋め込むようにして、前記バリアメタル膜の上に導電層を形成する工程と、  
前記第３の絶縁膜の上の前記導電層、前記第３の絶縁膜の上の前記バリアメタル膜および前記第３の絶縁膜並びに前記第２の絶縁膜の一部を化学的機械研磨法により除去し、前記下層配線に電気的に接続する上層の配線を形成する工程と、
露出した前記第２の絶縁膜および前記導電層の表面を還元性プラズマ処理する工程とを有し、
前記第２の絶縁膜を形成する工程は、下記式で表されるアルキルアルコキシシランと非酸化性ガスとを原料ガスに用い、５００Ｐａ以下の圧力でプラズマＣＶＤ法により成膜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    ＲｗＳｉｘＯｙ（ＯＲ´）ｚ（但し、ＲおよびＲ´はＣＨ３であり、ｗ，ｘ，ｚは正の整数、ｙは０または正の整数であって、（ｗ／ｘ）＝２である。）。
【請求項１３】
多層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に形成された下層配線の上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の上に第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記第３の絶縁膜、前記第２の絶縁膜および前記第１の絶縁膜をドライエッチングして、前記下層配線に至る開口部を形成する工程と、
前記開口部の内面および前記第３の絶縁膜の上にバリアメタル膜を形成する工程と、  
前記開口部を埋め込むようにして、前記バリアメタル膜の上に導電層を形成する工程と、
前記第３の絶縁膜の上の前記導電層、前記第３の絶縁膜の上の前記バリアメタル膜および前記第３の絶縁膜並びに前記第２の絶縁膜の一部を化学的機械研磨法により除去し、前記下層配線に電気的に接続する上層の配線を形成する工程と、
露出した前記第２の絶縁膜および前記導電層の表面を還元性プラズマ処理する工程とを有し、
前記第２の絶縁膜を形成する工程は、下記式で表されるアルキルアルコキシシランと非酸化性ガスとを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法により６５０Ｐａ以上の圧力で所定の膜厚に達するまで成膜した後、圧力を５００Ｐａ以下に変えてさらに成膜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    ＲｗＳｉｘＯｙ（ＯＲ´）ｚ（但し、ＲおよびＲ´はＣＨ３であり、ｗ，ｘ，ｚは正の整数、ｙは０または正の整数であって、（ｗ／ｘ）＝２である。）。
【請求項１４】
多層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、  
半導体基板上に形成された下層配線の上に第１の絶縁膜を形成する工程と、  
前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、  
前記第２の絶縁膜の上に第３の絶縁膜を形成する工程と、  
前記第３の絶縁膜の上に第４の絶縁膜を形成する工程と、  
前記第４の絶縁膜、前記第３の絶縁膜、前記第２の絶縁膜および前記第１の絶縁膜をドライエッチングして、前記下層配線に至る開口部を形成する工程と、  
前記開口部の内面および前記第４の絶縁膜の上にバリアメタル膜を形成する工程と、  
前記開口部を埋め込むようにして、前記バリアメタル膜の上に導電層を形成する工程と、  
前記第４の絶縁膜の上の前記導電層、前記第４の絶縁膜の上の前記バリアメタル膜および前記第４の絶縁膜並びに前記第３の絶縁膜の一部を化学的機械研磨法により除去し、前記下層配線に電気的に接続する上層の配線を形成する工程と、  
露出した前記第３の絶縁膜および前記導電層の表面を還元性プラズマ処理する工程とを有し、  
前記第２の絶縁膜を形成する工程は、前記第３の絶縁膜より比誘電率の低い絶縁膜を形成する工程であり、  
前記第３の絶縁膜を形成する工程は、下記式で表されるアルキルアルコキシシランと非酸化性ガスとを原料ガスに用い、５００Ｐａ以下の圧力でプラズマＣＶＤ法により成膜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    ＲｗＳｉｘＯｙ（ＯＲ´）ｚ（但し、ＲおよびＲ´はＣＨ３であり、ｗ，ｘ，ｚは正の整数、ｙは０または正の整数であって、（ｗ／ｘ）＝２である。）。
【請求項１５】
前記非酸化性ガスは、ヘリウムガス、アルゴンガスおよび窒素ガスよりなる群から選ばれる少なくとも１種のガスである請求項１２〜１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記還元性プラズマ処理は、アンモニアおよび水素の少なくとも一方を含むプラズマに晒す工程である請求項１２〜１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
多層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に形成された下層配線の上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜および前記第１の絶縁膜をドライエッチングして、前記下層配線に至る開口部を形成する工程と、
前記開口部の内面および前記第２の絶縁膜の上にバリアメタル膜を形成する工程と、 前記開口部を埋め込むようにして、前記バリアメタル膜の上に導電層を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の上の前記導電層、前記第２の絶縁膜の上の前記バリアメタル膜および前記第２の絶縁膜の一部を化学的機械研磨法により除去し、前記下層配線に電気的に接続する上層の配線を形成する工程と、
露出した前記第２の絶縁膜および前記導電層の表面を還元性プラズマ処理する工程とを有し、
前記第２の絶縁膜を形成する工程は、下記式で表されるアルキルアルコキシシランと非酸化性ガスとを原料ガスに用い、５００Ｐａ以下の圧力でプラズマＣＶＤ法により成膜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    ＲｗＳｉｘＯｙ（ＯＲ´）ｚ（但し、ＲおよびＲ´はＣＨ３であり、ｗ，ｘ，ｚは正の整数、ｙは０または正の整数であって、（ｗ／ｘ）＝２である。）。
【請求項１８】
多層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に形成された下層配線の上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜および前記第１の絶縁膜をドライエッチングして、前記下層配線に至る開口部を形成する工程と、
前記開口部の内面および前記第２の絶縁膜の上にバリアメタル膜を形成する工程と、
前記開口部を埋め込むようにして、前記バリアメタル膜の上に導電層を形成する工程と、 
前記第２の絶縁膜の上の前記導電層、前記第２の絶縁膜の上の前記バリアメタル膜および前記第２の絶縁膜の一部を化学的機械研磨法により除去し、前記下層配線に電気的に接続する上層の配線を形成する工程と、
露出した前記第２の絶縁膜および前記導電層の表面を還元性プラズマ処理する工程とを有し、
前記第２の絶縁膜を形成する工程は、下記式で表されるアルキルアルコキシシランと非酸化性ガスとを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法により６５０Ｐａ以上の圧力で所定の膜厚に達するまで成膜した後、圧力を５００Ｐａ以下に変えてさらに成膜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    ＲｗＳｉｘＯｙ（ＯＲ´）ｚ（但し、ＲおよびＲ´はＣＨ３であり、ｗ，ｘ，ｚは正の整数、ｙは０または正の整数であって、（ｗ／ｘ）＝２である。）。
【請求項１９】
多層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板上に形成された下層配線の上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜の上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜の上に第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記第３の絶縁膜、前記第２の絶縁膜および前記第１の絶縁膜をドライエッチングして、前記下層配線に至る開口部を形成する工程と、
前記開口部の内面および前記第３の絶縁膜の上にバリアメタル膜を形成する工程と、
前記開口部を埋め込むようにして、前記バリアメタル膜の上に導電層を形成する工程と、 
前記第３の絶縁膜の上の前記導電層、前記第３の絶縁膜の上の前記バリアメタル膜および前記第３の絶縁膜の一部を化学的機械研磨法により除去し、前記下層配線に電気的に接続する上層の配線を形成する工程と、
露出した前記第３の絶縁膜および前記導電層の表面を還元性プラズマ処理する工程とを有し、
前記第２の絶縁膜を形成する工程は、前記第３の絶縁膜より比誘電率の低い絶縁膜を形成する工程であり、
前記第３の絶縁膜を形成する工程は、下記式で表されるアルキルアルコキシシランと非酸化性ガスとを原料ガスに用い、５００Ｐａ以下の圧力でプラズマＣＶＤ法により成膜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    ＲｗＳｉｘＯｙ（ＯＲ´）ｚ（但し、ＲおよびＲ´はＣＨ３であり、ｗ，ｘ，ｚは正の整数、ｙは０または正の整数であって、（ｗ／ｘ）＝２である。）。
【請求項２０】
前記非酸化性ガスは、ヘリウムガス、アルゴンガスおよび窒素ガスよりなる群から選ばれる少なくとも１種のガスである請求項１７〜１９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記還元性プラズマ処理は、アンモニアおよび水素の少なくとも一方を含むプラズマに晒す工程である請求項１７〜２０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
前記第２の絶縁膜を形成する工程と前記開口部を形成する工程との間に、前記第２の絶縁膜の上に第３の絶縁膜を形成する工程をさらに有する請求項１７及び１８に記載の半導体装置の製造方法。