【手続補正書】
【提出日】平成18年8月4日(2006.8.4)
【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】
半導体装置（１０）を形成する方法であって、
半導体基板（１２）を提供すること、
第１の誘電体層（３４または３６）を形成すること、
前記第１の誘電体層をパターニングして第１の開口部を形成すること、
前記第１の開口部内に導電性領域（３０または４４）を形成すること、
前記導電性領域上にパッシベーション膜（３２または５４）を無電解めっきすること、
を含む方法。
【請求項２】
前記パッシベーション膜（３２）上に第２の誘電体層（３６）を形成すること、前記第２の誘電体層に空隙（６６または６８）を形成することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
半導体装置（１０）を形成する方法であって、
半導体基板（１２）を提供すること、
第１の誘電体層（３６）を形成すること、
前記第１の誘電体層をパターニングして、互いに隣接しているが互いに分離された第１の開口部および第２の開口部を形成すること、
前記第１の開口部内に第１の導電領域（４４、４８ａ、または４８ｂ）を形成すること、前記第２の開口部内に第２の導電領域（４８ａ、４８ｂ、または４４）を形成すること、前記第１の開口部および前記第２の開口部上に第２の導電層（５４）をめっきして、物理的に互いに分離された第１のキャップ（５４）および第２のキャップ（５４）を形成すること、
を含む方法。
【請求項４】
半導体装置（１０）を形成する方法（３００）であって、
半導体基板（１２）を提供すること、
前記半導体基板上に第１の誘電体層を形成すること、
前記第１の誘電体層内に導電領域を形成すること、
前記導電領域をエッチングして、前記導電領域に窪みを形成すること（３０２）、
前記導電領域上に触媒溶液を加えて、前記導電領域を触媒活性にすること（３０４）、
キレート剤溶液を加えて、前記触媒溶液の一部分を除去すること（３０６）、
前記導電領域上にパッシベーション膜を無電解めっきすること（３０８）、
を含む方法。
【請求項５】
半導体装置（１０）であって、
半導体基板（１２）と、
前記半導体基板上の第１の誘電体層（３６）と、
前記第１の誘電体層内の第１の導電領域（４４，４８ａ，または４８）と、
前記第１の誘電体層内の、前記第１の導電領域とは互いに分離された第２の導電領域（４４，４８ａ，または４８）と、
前記第１の導電領域上の、無電解めっきされた第１のパッシベーション膜（５４）と、
前記第２の導電領域上にあって、前記無電解めっきされた第１のパッシベーション膜とは物理的に分離され、無電解めっきされた第２のパッシベーション膜（５４）と、
前記無電解めっきされた第１のパッシベーション膜および前記無電解めっきされた第２のパッシベーション膜上に形成された、第２の誘電体層（７２）と、
を含む半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第１のパッシベーション膜３２の形成後、一実施形態では、第１のパッシベーション膜３２および第２の誘電体層３４上に、エッチング停止層（図示せず）が任意に形成される。エッチング停止層は、炭化ケイ素、有機材料、またはＣＶＤ、ＰＶＤ、ＳＯＤ（スピンオン法）等、またはそれらの組合せによってエッチング停止層上に続いて形成される第３の誘電体層３６（層間誘電体層）とは異なるエッチング速度を有する任意の他の材料であってもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
次に、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ等、またはそれらの組合せを使用して、導電性材料を配線開口部および導電性ダミーフィーチャ開口部内に蒸着してこれらを充填するとともに、第３の誘電体層３６上にも蒸着する。一実施形態では、化学機械研摩（ＣＭＰ）プロセスが実行され、余分な導電性材料（すなわち、配線開口部および導電性ダミーフィーチャ開口部内に無い導電性材料）が除去され、図３に示すように、第２の導電領域３０と電気的に接続される導電領域４４、第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａ、および第２の導電性ダミーフィーチャ４８ｂが形成される。他の実施形態では、エッチバックプロセスを使用して、余分な導電性材料を除去することができる。図示した実施形態では、第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａは、空隙の間隔より小さいかそれに等しい幅を有する第１の絶縁領域３７によって導電領域４４から分離されており、第２の導電性ダミーフィーチャ４８ｂは、空隙の間隔より大きい幅を有する第２の絶縁領域３９によって第１のダミーフィーチャ４８ａから離間している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図４に示すように、第２のパッシベーション膜（キャップ）５４が、導電領域４４、第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａ、および第２の導電性ダミーフィーチャ４８ｂ上に形成される。第２のパッシベーション膜５４は、第１のパッシベーション膜３２の形成に関して説明したような無電解めっきを使用して形成されるのが好ましい。したがって、第２のパッシベーション膜５４は導電領域４４ならびに導電性ダミーフィーチャ４８ａ、および４８ｂ各々より外に延在し、第３の誘電体層３６上を覆う。同じ材料および加工フローを利用することができるが、第１のパッシベーション膜３２および第２のパッシベーション膜５４は、必ずしも同じ材料または同一のプロセスを使用して形成されなくてもよい。代わりに、第１のパッシベーション膜３２の形成について説明したいずれかの方法を使用してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図５に示すように、半導体装置１０上に（フォト）レジスト層５８が蒸着され、パターニングされて第１の開口部６０が形成され、第１の絶縁領域３７、ならびに導電領域４４および第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａ上に形成された第２のパッシベーション膜５４が露出される。さらに、フォトレジスト層５８がパターニングされ、第２の絶縁領域３９および第２の導電性ダミーフィーチャ４８ｂ部上に多くのダミー開口部６２が形成される。以下により詳細に説明するように、導電領域４４と第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａ間の第１の絶縁領域３７は続いてエッチングされるが、第２のパッシベーション膜５４が存在するため、導電領域４４または第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａが損傷またはエッチングされることはない。したがって、第１の開口部６０の幅を変えることができ、また絶縁領域３７の幅程度に小さいか、または導電領域４４および第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａの上に延在することができる。すなわち、第１の開口部６０は、エッチングされる第３の誘電体層３６の任意の部分と第２のパッシベーション膜５４部を露出する。したがって、第１の開口部６０は、続いてエッチングされる領域（すなわち、第１の絶縁領域３７）より大きくてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
絶縁性ダミースペース６８が存在することにより第１の絶縁性ダミーフィーチャ６４が形成されるが、以下の説明でさらに理解されるように、これらはまたエアギャップ形成プロセスの一部としても形成される。第２の絶縁性ダミーフィーチャ６５ａおよび６５ｂは、図６に示す実施形態では、第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａおよび第２の導電性ダミーフィーチャ４８ｂに隣接し、かつこれらと物理的に接触している第３の誘電体層３６の一部を構成しているが、配線または導電性ダミーフィーチャと物理的に接触することもできる。第２の絶縁性ダミーフィーチャ６５ａおよび６５ｂは、一実施形態では、第１の導電性ダミーフィーチャ４８ａおよび第２の導電性ダミーフィーチャ４８ｂを絶縁するために形成されるのであって、すべての実施形態において必要なわけではない。図６に示すように、第２の絶縁性ダミーフィーチャ６５ａは、第２のパッシベーション膜５４を越えて横方向に延在し、一方第２の絶縁性ダミーフィーチャ６５ｂ（および第３の絶縁性ダミーフィーチャ６７）は、パッシベーション膜５４が覆い被さっている量にほぼ等しい幅を
有している。各絶縁性ダミーフィーチャは、特にそれらが半導体装置１０において、静電容量に対する異なる感度または要件を有する異なる領域に位置する場合、互いに同じ幅を持つ必要はない。パッシベーション膜５４が覆い被さっているため、第３の誘電体層３６部は、導電性領域４４，４８ａ，および４８ｂと隣接したままであり、導電領域４４，４８ａ，または４８ｂを保護する第２の絶縁性ダミーフィーチャ６５ｂおよび第３の絶縁性ダミーフィーチャ６７を形成している。第２のパッシベーション膜５４は、上記のごとく、第３の誘電体層３６をエッチングする際に除去されないので、第３の誘電体層３６をエッチングするのに使用されるマスクパターンおよびフォトレジストパターンは、第２のパッシベーション膜５４を露出する開口部を有することができる。したがって、マスクパターンおよびフォトレジストパターンの開口部の許容誤差は重要ではなく、加工が容易になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図７に示す実施形態では、エアギャップ７４は第３の誘電体層３６内のみに形成されるので、第３の誘電体層３６の底面までまたはそこを越えるところまでは延在しない。すなわち、エアギャップ７４は、１つの配線層内に形成される。図８に示す代替の実施形態では、エアギャップ１０６は、第３の誘電体層（ＩＬＤ）１０４および第２の誘電体層９４を通って、第１の誘電体層８９内まで延在している。したがって、エアギャップ１０６は、複数の配線層内に形成される。図８のエアギャップ１０５は、１つの配線レベルを通って延在しているため、図７のエアギャップ７４に類似している。エアギャップ１０５はまた、第２の導電領域９２上に形成されたパッシベーション膜９６の上で止まっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
図８に示す半導体装置８０は、２つの主要な点で図７に示す半導体装置１０と異なっている。すなわち、（１）（図７に示す１つのみのトランジスタと対照的に）図８では第１のトランジスタ８５および第２のトランジスタ８７が存在している点、（２）図８では、エアギャップ１０５および１０６が第３の誘電体層３６を越えて延在している（すなわち、エアギャップ１０５および１０６が、半導体装置８０の多層に存在している）点である。半導体基板８１上に形成される第１のトランジスタ８５は、第１のゲート誘電体８３、第１のゲート電極８４および第１の側壁スペーサ８６を有している。第２のトランジスタ８７は、第２のゲート誘電体８２、第２のゲート電極１０７および第２の側壁スペーサ９１を有している。第１および第２のトランジスタ８５および８７に対して、ソース領域およびドレイン領域（図示せず）が、半導体基板８１内の第１の側壁スペーサ８６および第２の側壁スペーサ９１の下に、それぞれ存在している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図７の導電領域４４と類似の第３の導電領域９８は、第１の導電領域８８と電気的に接続され、また導電性ダミーフィーチャ１００は、図７の導電性ダミーフィーチャ４８ａお
よび４８ｂと類似の形態である。図７に示した実施形態における第１のパッシベーション膜３２と類似した第２のパッシベーション膜１０２が、第３の導電領域９８および導電性ダミーフィーチャ１００の上に形成される。図８における半導体装置８０の要素に使用されるプロセスおよび材料は、図１および図３から図７における半導体装置１０の同じ要素について上で説明した同じプロセスおよび材料であってもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図１０に示した他の実施形態では、エアギャップ７４を形成したのと同じ方法で形成されたエアギャップ２９０は、正方形または長方形等の所定の形状で、所定の行数および所定の列数のパターンまたは配列である。エアギャップ２９０は、配線または導電性ダミーフィーチャであってもよい第１の導電性領域２９４と、第１の導電性領域２９４と同じまたは異なる機構であってもよい第２の導電性領域２９２との間にある。さらに、第１の導電性領域２９４または第２の導電性領域２９２が導電性ダミーフィーチャである場合、それらはまた、長方形または正方形等所定の形状の繰返しパターンであってもよい。したがって、一実施形態では、エアギャップ２９０は導電性領域（配線または導電性ダミーフィーチャ）より実質的に短い長さを持つが、他の実施形態では、エアギャップ２９０と導電性ダミーフィーチャは同じ長さであり、それは配線の長さよりも短い。他の実施形態では、エアギャップを導電性領域より大きくしてフリンギング電界効果を低減している。１つまたは複数の大きいダミーフィーチャではなく、多数の小さいダミーフィーチャを使用することによって、誘電体層部をダミーフィーチャ間に残し、次に実行される研磨プロセスおよび実装における機械的な堅牢性を向上させることもできる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
第２の領域４２０および第３の領域４２２は、各々第２の主要回路４０２ｂと第３の主要回路４０２ｃとを含んでいる。主要回路４０２ａ，４０２ｂ，および４０２ｃは、異なる静電容量の要件を有するという点ですべて互いに異なっている。第１の領域４１８では、ダミーフィーチャ４０６は、第１の形状、密度、大きさ、間隔、およびパターンを有して形成される。ダミーフィーチャ４０６に対して選択される形状、大きさ、密度、間隔およびパターンならびに材料は、第１の主要回路４０２ａ間の所望の静電容量結合に基づいて決定される。第２の領域４２０および第３の領域４２２は、ダミーフィーチャ４０８および４１０を各々有し、これらは、主要回路４０２ａから４０２ｃ間の静電容量結合の条件が異なるため、形状、大きさ、密度、間隔およびパターンが各領域において異なり、またダミーフィーチャ４０６とも異なっている。第１の領域４１８および第２の領域４２０は、ダミーフィーチャ４０６および４０８が、それらと主要回路４０２ａと４０２ｂとの間の異なる間隔を有するという点で互いに異なっている。したがって、有効な誘電率が異なっているので、主要回路４０２ａと４０２ｂ間の静電容量結合は異なる。有効な誘電率が異なるのは、斜線の領域４２５と４２６として示したエアギャップの異なる領域が、ダミーフィーチャ４０６および４０８自体と主要回路４０２ａと４０２ｂとの間に形成されるためである。４０２ａと４０２ｂは主要回路であるため、それらの間の結合を最小化し、それによりダミーフィーチャ４０６同士間、およびダミーフィーチャ４０６と主要回路４０２間にエアギャップを形成することが望ましい。したがって、ダミーフィーチャ４０６および４０８同士間の間隔、ならびにダミーフィーチャ４０６および４０８と主要回路
４０２ａと４０２ｂ間の間隔は、半導体チップ４００の他の領域にある同様の機構間の間隔よりは大きいが、それらの間にエアギャップを形成するのには十分に小さすぎる。エアギャップの面積は、第２の領域４２０よりも第１の領域４１８において大きいため、（ダミーフィーチャ４０６および４０８が同じ材料であるとすれば）第１の領域４１８の静電容量結合の方が小さい。絶縁性の場合と比較して、ダミーフィーチャが導電性の場合には、静電容量結合は実際に増加することがあるため、ダミーフィーチャ４０６および４０８に選択される材料は、静電容量結合に影響することがある。その理由は、デバイス性能によって第２の領域４２０よりも第１の領域４１８における静電容量結合が最小化されることが望ましいからである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
第２の領域４２０および第３の領域４２２におけるダミーフィーチャのパターンは、互いに同じ間隔を有しているが、ダミーフィーチャ４０８および４１０の大きさは異なっている。図１１に示すように、ダミーフィーチャ４１０部の幅はダミーフィーチャ４０８の幅より大きいため、ダミーフィーチャ４１０はダミーフィーチャ４０８より大きく、それによって主要回路４０２ｂおよび４０２ｃの間の機械的安定性および静電容量結合を変えることができる。図１１に示すように、エアギャップ４２６および４２７を形成できる面積がより小さいため、（ダミーフィーチャ４１０および４０６が同じ材料であるとすれば）第３の領域４２２間の静電容量結合は、第２の領域４２０よりも大きい。この静電容量結合の違いは、デバイス性能によって促進される。さらに、第３の領域４２２内のすべてのダミーフィーチャ４１０の面積は第２の領域４２０のそれよりも大きいため、ダミーフィーチャ４０８および４１０に使用される材料に関わらず、第３の領域は、第２の領域４２０よりも大きい機械的安定性を有している。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2006511955.tif 000001