【手続補正書】
【提出日】平成19年8月21日(2007.8.21)
【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】  半導体基板の表面上における銅のデュアル・ダマシン構造体の表面を処理する方法において、
半導体基板を提供するステップと、
前記基板の表面の上に、第１の絶縁膜層に形成された下側のビアパターンと第２の絶縁膜層に形成された上側の相互接続線パターンとを有するデュアル・ダマシン構造体を形成するステップと、
前記デュアル・ダマシン構造体の表面を凹状に形成するステップと、
前記凹状に形成したデュアル・ダマシン構造体の表面上に薄い膜を堆積し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体を囲む表面を含むようにするステップと、
前記堆積した薄い膜の一部を除去するステップと、
拡散バリア層を前記薄い膜の表面上に堆積するステップとを備える、半導体基板の表面上における銅のデュアル・ダマシン構造体の表面を処理する方法。
【請求項２】  ビアすなわち底部分と、導電線部分すなわち上方部分とを含むデュアル・ダマシン構造体を形成する、請求項１の方法において、
前記基板の表面上にＳｉＮの第一の停止層を堆積し、該第一の停止層がビア開口部に対するエッチング停止部として機能するようにするステップと、
前記第一の停止層の頂部上に第一の絶縁膜層を堆積し、該第一の絶縁膜層が層間絶縁膜の層を形成し、前記第一の層がＳｉＯ２を含み、前記第一の絶縁膜層がビア絶縁膜として機能するようにするステップと、
前記第一の絶縁膜層の頂部に、第二の、プラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜（ＰＥ−ＣＶＤ  ＳｉＮ）の停止層を堆積し、前記ＳｉＮ層が前記デュアル・ダマシン構造体の前記導電線部分に対する第二のエッチング停止層として機能するようにするステップと、
前記第二のＳｉＮ停止層の頂部に第二の絶縁膜層を堆積し、該第二の絶縁膜層が相互接続線の絶縁材として機能するようにするステップと、
前記第二の絶縁膜層を通じてパターン化し且つエッチングし、更に、前記第二のＳｉＮ停止層を通じてエッチングし、更に、前記第一の絶縁膜層を通じてエッチングし、更に、前記第一の停止層を通じてエッチングし、これにより、ビアパターンを形成することにより、前記第一の絶縁膜層にビアパターンを形成するステップと、
前記第一の停止層を前記ビアパターンの底部から除去するステップと、
前記第二の絶縁膜層をパターン化し且つエッチングし、前記第二のＳｉＮの停止層をエッチング停止層として使用し、これにより、導電線パターンを形成するステップと、
バリア層を前記デュアル・ダマシン構造体の内側に堆積し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体を囲む表面を含むようにするステップと、
金属層を前記第二の絶縁膜層の表面上に一様に堆積し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体の内側に金属を堆積することを含むステップと、
前記第二の絶縁膜層の表面から余剰な金属を前記バリア層の表面まで下方に除去するステップとを備える、方法。
【請求項３】  請求項２の方法において、前記金属が銅を含む、方法。
【請求項４】  請求項２の方法において、前記バリア層が、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ及びその化合物系材料から成る群から選択される、方法。
【請求項５】  請求項２の方法において、前記第二の絶縁膜層の表面から前記余剰な金属を除去するステップが、前記バリア層の表面の下方に該除去を継続し得るよう続行し、これにより前記第二の絶縁膜層の表面から平坦な仕方にて前記バリア層の一部を除去することができる、方法。
【請求項６】  請求項１の方法において、前記デュアル・ダマシン構造体の表面を凹状に形成する前記ステップが、前記デュアル・ダマシン構造体の導電性線部分の銅表面をエッチングし、該エッチングが、エッチング剤としてＣＨ３ＣＯＯＨ／ＮＦ３又はＣＣｌ４／ＤＭＳＯを使用する湿式化学エッチング、又はその他の適当な湿式エッチング技術及び工程パラメータを使用し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体内に含まれる前記銅プロファイルの表面を測定可能な程度だけ下降させる、方法。
【請求項７】  請求項１の方法において、前記凹状のデュアル・ダマシン構造体の表面上に薄い膜を堆積し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体を囲む表面を含むようにする前記ステップが、酸化及び／又は化学的又は機械的損傷に対して銅表面を保護することのできるＳｉ３Ｎ４又は任意のその他の適当な材料を含む膜を堆積することを含む、方法。
【請求項８】  請求項１の方法において、前記堆積した薄い膜の一部を除去する前記ステップが、化学機械的研磨法であり、これにより、前記薄い膜を銅表面の上方の所定の位置に残し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体の前記銅表面に対してディッシング及びエロージョンに対する保護層を提供し、前記薄い膜及び前記バリア層が、化学機械的研磨法により前記第二の絶縁膜層の表面から完全に除去されるようにする、方法。
【請求項９】  請求項１の方法において、前記堆積した薄い膜の一部を除去する前記ステップが、プラズマエッチング法であり、これにより、Ｃｌ又はＦプラズマをエッチング剤として使用し、Ｓｉ３Ｎ４又は同様のタイプの材料に対するＴａ、Ｗ又はＴｉ或いはその化合物系材料のエッチングの選択可能性を大きくすることができる、方法。
【請求項１０】  請求項１の方法において、拡散バリア層を前記薄い膜の表面上に堆積する前記ステップが、銅表面を酸化及び／又は化学的又は機械的損傷から保護することのできるＳｉ３Ｎ４又は任意のその他の適当な材料の層を堆積することを含む、方法。
【請求項１１】  半導体基板の表面上における銅デュアル・ダマシン構造体の表面を処理する方法において、
半導体基板を提供するステップと、
前記基板の表面の上に、第１の絶縁膜層に形成された下側のビアパターンと第２の絶縁膜層に形成された上側の相互接続線パターンとを有するデュアル・ダマシン構造体を形成するステップと、
前記デュアル・ダマシン構造体の表面を凹状に形成するステップと、
前記凹状に形成したデュアル・ダマシン構造体の表面上に薄い膜を堆積し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体を囲む表面を含むようにするステップと、
前記堆積した薄い膜の一部を除去するステップとを備える、半導体基板の表面上における銅デュアル・ダマシン構造体の表面を処理する方法。
【請求項１２】  ビアすなわち底部分と、導電線部分すなわち上方部分を含むデュアル・ダマシン構造体を形成する、請求項１１の方法において、
前記基板の表面上にＳｉＮの第一の停止層を堆積し、該第一の停止層がビア開口部に対するエッチング停止部として機能するようにするステップと、
前記第一の停止層の頂部上に第一の絶縁膜層を堆積し、該第一の絶縁膜層が層間絶縁膜の層を形成し、前記第一の層がＳｉＯ２を含み、前記第一の絶縁膜層がビア絶縁膜として機能するようにするステップと、
前記第一の絶縁膜層の頂部上に、第二の、プラズマＣＶＤ法に形成された窒化シリコン（ＰＥ−ＣＶＤ  ＳｉＮ）の停止層を堆積し、前記ＳｉＮ層が前記デュアル・ダマシン構造体の前記導電線部分に対する第二のエッチング停止層として機能するようにするステップと、
前記第二のＳｉＮ停止層の頂部上に第二の絶縁膜層を堆積し、該第二の絶縁膜層が相互接続線の絶縁材として機能するようにするステップと、
キャップ層を前記第二の絶縁膜の表面上に堆積するステップと、
前記キャップ層を通じてパターン化し且つエッチングし、更に、前記第二の絶縁膜層を通じてエッチングし、更に、前記第二のＳｉＮの停止層を通じてエッチングし、更に、前記第一の絶縁膜層を通じてエッチングし、これにより、ビアパターンを形成することにより、前記第一の絶縁膜層にビアパターンを形成するステップと、
前記第一の停止層を前記ビアパターンの底部から除去するステップと、
前記キャップ層を通じてパターン化し且つエッチングし、更に、前記第二の絶縁膜層を更にエッチングし、前記第二のＳｉＮの停止層をエッチング停止層として使用し、これにより、導電線パターンを形成するステップと、
バリア層を前記デュアル・ダマシン構造体の内側に堆積し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体を囲む面を含むようにするステップと、
金属層を前記第二の絶縁膜層の表面上に一様に堆積し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体の内側に金属を堆積することを含むステップと、
前記第二の絶縁膜層の表面から余剰な金属を前記バリア層の表面まで下方に除去するステップとを備える、方法。
【請求項１３】  請求項１２の方法において、前記金属が銅を含む、方法。
【請求項１４】  請求項１２の方法において、前記バリア層が、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ及びその化合物系材料から成る群から選択される、方法。
【請求項１５】  請求項１２の方法において、前記キャップ層が、エッチング又はＣＭＰ技術を使用して容易に除去することのできる特性を有する、Ｓｉ３Ｎ４又は任意のその他の適当な絶縁材を含み、前記キャップ層が１００オングストローム乃至３０００オングストロームの範囲の厚さに堆積される、方法。
【請求項１６】  請求項１１の方法において、前記第二の絶縁膜層の表面から余剰な金属を除去する前記ステップが、前記バリア層の表面の下方に該除去を継続し得るよう続行し、これにより、デュアル・ダマシン構造体を囲む表面の上方から平坦な仕方にて前記バリア層の一部を除去することができるようにする、方法。
【請求項１７】  請求項１１の方法において、前記デュアル・ダマシン構造体の表面を凹状に形成する前記ステップが、前記デュアル・ダマシン構造体の銅表面のエッチングし、該エッチングが、エッチング剤としてＣＨ３ＣＯＯＨ／ＮＦ３又はＣＣｌ４／ＤＭＳＯを使用する湿式化学エッチング、又はその他の適当な湿式エッチング技術及び工程パラメータを使用し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体内に含まれる前記銅プロファイルの表面を測定可能な程度だけ下降させる、方法。
【請求項１８】  請求項１１の方法において、前記凹状のデュアル・ダマシン構造体の表面上に薄い膜を堆積し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体を囲む表面を含むようにする前記ステップが、酸化及び／又は化学的又は機械的損傷に対して銅表面を保護することのできるＳｉ３Ｎ４又は任意のその他の適当な材料を含む膜を堆積する、方法。
【請求項１９】  請求項１１の方法において、前記堆積した薄い膜の一部を除去する前記ステップが、化学機械的研磨法であり、これにより、前記薄い膜を銅表面の上方の所定の位置に残し、これにより、前記デュアル・ダマシン構造体の前記銅表面に対してディッシング及びエロージョンからの保護層を提供し、更に、前記薄い膜及び前記バリア金属を前記第二の絶縁膜層の表面から完全に除去する、方法。
【請求項２０】  請求項１１の方法において、前記堆積した薄い膜の一部を除去する前記ステップが、プラズマエッチング法であり、これにより、Ｃｌ又はＦプラズマをエッチング剤として使用し、Ｓｉ３Ｎ４又は同様のタイプの材料に対するＴａ系材料エッチングの選択可能性を大きくすることができる、方法。