JPH113892A

JPH113892A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH113892A
Application number: JP16790997A
Authority: JP
Inventors: Shinji Sato; 新治佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】銅配線の表面酸化等を防止するとともに、層
間膜の配線層間への埋め込みを容易とし、絶対段差を低
減することにより、低抵抗で高信頼な銅配線を備えるよ
うにする。【解決手段】シリコン基板１０上に絶縁膜１２、第１
のバリア膜としてのチタン膜１４および窒化チタン膜１
６、銅膜１８、第２のバリア膜としての窒化チタン膜２
０、エッチングマスク形成用の膜としての窒化シリコン
膜２２を順次積層形成した後、その上にフォトレジスト
２４を塗布し、フォトリソグラフィ技術により配線パタ
ーンを形成し、このフォトレジスト２４をエッチングマ
スクとして窒化シリコン膜２２をエッチングし、エッチ
ングマスク２２を形成する。フォトレジスト２４をアッ
シング除去した後、配線層をエッチングマスク２２を用
いてエッチングして形成し、エッチングマスク２２をエ
ッチング除去し、ベンゾトリアゾール液に浸すことによ
り銅膜１８の側壁にＣｕ−ＢＴＡ化合物２６を形成す
る。そして、その全面に層間絶縁膜２８が形成すること
により、低抵抗で高信頼な銅配線とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係り、さらに詳しくは、半導体基板上に銅を配線
材料として用いた素子を形成する半導体装置の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体基板上に多数の素子や
配線を高密度に形成したＩＣ、ＬＳＩあるいは超ＬＳＩ
等の集積回路が製造されている。この種の半導体装置に
おいて、更なる高速化や大容量化を実現するためには、
集積度を上げる必要があった。ところが、この高集積化
に伴う配線幅の減少は、高抵抗化につながることから、
配線材料としてはできるだけ抵抗の小さなものを使用す
ることが望ましい。このため、最近では、アルミニウム
などに代えて低抵抗材料である銅を配線材料として用い
た半導体装置が提案されている。

【０００３】そこで、図５の（ａ）〜（ｃ）には、銅を
配線材料として用いた場合の従来の半導体装置の製造工
程の一部が示されている。ここでは説明を簡略化するた
めに、トランジスタ部分の形成方法についての説明は省
略する。

【０００４】図５（ａ）に示されるように、シリコン基
板５０上には、トランジスタ部分と配線層とを分離する
ため、ＣＶＤ（Chemical Vaper Deposition ：化学気相
成長）法により絶縁膜５２が形成される。そして、その
絶縁膜５２上には、スパッタリング法によりチタン膜
（Ｔｉ）５４が形成され、その上に反応性スパッタリン
グ法またはＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）法により窒
化チタン膜（ＴｉＮ）５６が形成され、さらにその上に
はスパッタリング法またはＣＶＤ法により銅膜（Ｃｕ）
５８が形成されていた。

【０００５】つぎに、図５（ｂ）に示されるように、銅
膜（Ｃｕ）５８上に１．０μｍ程度のフォトレジスト６
０を塗布し、これをフォトリソグラフィ技術により所望
の配線パターンに形成した後、これをエッチングマスク
として反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によりエッ
チングすることにより、配線層を形成していた。この反
応性イオンエッチングを行う際に用いるエッチングガス
としては、例えば、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ₄）と窒
素（Ｎ₂）とアルゴン（Ａｒ）とが用いられていた。ま
た、シリコン基板５０の温度は、エッチングにより生成
される銅の塩化物の蒸気圧が低く、エッチング速度が遅
いため３００°Ｃ程度としていた。そして、フォトレジ
スト６０を酸素アッシング法により除去した後、図５
（ｃ）に示されるように、配線層の間を埋め込む層間膜
としての絶縁膜６２が形成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体装置の製造方法にあっては、フォトレ
ジスト６０を酸素アッシングで除去する工程と、絶縁膜
６２を形成する工程とによって、銅膜５８の電気抵抗が
上昇するという不都合があった。これは、アッシングに
用いる酸素プラズマまたはオゾンにより銅膜５８の表面
が酸化されることと、プラズマＣＶＤ法等により絶縁膜
６２を形成する際に、高温の酸素雰囲気中または酸素プ
ラズマによって銅の酸化物が形成されることによると思
われる。すなわち、銅の酸化物（例えば、Ｃｕ₂Ｏ、Ｃ
ｕＯ）は電気抵抗が高く、アルミナ（酸化アルミニウ
ム：Ａｌ₂Ｏ₃）と違って銅の酸化は内部へ拡散して促
進されることから、配線幅が集積化により細くなる傾向
に加えて、銅の酸化が進むと一気に全体の配線抵抗が上
昇するという不都合があった。

【０００７】そこで、銅配線の酸化を防止するため、種
々の方法が提案されている。例えば、特開昭６３−１
７４３３６号公報によれば、銅配線の表面に酸化防止膜
を形成する方法が提案されているが、この方法は銅表面
の酸化についてしか考慮していないため、側壁からの酸
化が起こり易く、また配線層の総膜厚が厚くなって層間
絶縁膜の埋め込みが難しくなるという不都合があった。

【０００８】また、特開昭６２−２９０１５０号、特
開昭６３−７３６４５号、特開昭６３−１５６３４１
号、特開平６−２７５６２０号、特開平６−２７５６２
１号、特開平６−１３０７４３号などの公報によれば、
銅配線の表面のみならず、側壁からの酸化をも防止する
ため、銅配線形成後に基板全体に酸化防止膜を成膜する
という方法が提案されている。しかし、これらの方法で
は、上述したようなアッシング時における酸化が考慮さ
れていないため実用的ではなく、また、銅配線を形成し
た後に酸化防止膜を形成するので微細なパターンには適
用できず、さらに、層間膜の埋め込みが難しくなるとい
う不都合があった。

【０００９】そこで、これらの各手法ではアッシング時
に必ず銅膜の酸化が引き起こされることから、水素を
含む雰囲気中で熱処理を加えることにより、アッシング
時に酸化した酸化銅を還元して銅膜とする方法も提案さ
れている。しかしながら、この方法では、水素が銅膜中
に拡散侵入して（Ｃｕ₂Ｏ＋Ｈ₂→２Ｃｕ＋Ｈ₂Ｏ）の
反応によって銅（Ｃｕ）に還元されるが、これと同時に
水蒸気を発生するため、発生した水蒸気によって銅膜中
に気泡や亀裂が発生して、膜質を劣化させるという不都
合があった。

【００１０】そこで、アッシング時に酸化が起こらない
ようにするため、例えば、特開平６−２４４１８１号
公報によれば、銅の上面の酸化を防止する膜上に別の構
成元素の膜を成膜し、まず、この膜をレジストでパター
ニングしてハードマスクを形成し、レジスト除去後に前
記ハードマスクにより銅積層膜をパターニングして、そ
の上部に層間絶縁膜を形成する方法が提案されている。
しかし、この方法では、アッシング時の酸化を防止する
ことはできても、ハードマスクを形成することによって
配線パターンの膜厚が厚くなるため、埋め込みに必要な
層間膜の膜厚も厚くなってしまうという不都合があっ
た。すなわち、層間膜の膜厚が厚くなると接続孔の深さ
が深くなり、その接続孔を形成するためのエッチングに
要する時間が長くなるため、スループットが低下し、寸
法制御性も悪くなる。また、配線パターンの膜厚が厚く
なると、層間膜形成時において配線間にボイド（Ｖｏｉ
ｄ）と称される空洞が発生し易くなる。さらに、配線パ
ターンの膜厚が厚くなると、絶対段差が増加するため、
層間膜を形成しても平坦化することが難しくなり、上層
配線になればなるほど露光が難しくなるという不都合が
あった。

【００１１】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、銅配線の酸化を防止するとと
もに、銅から絶縁物への拡散や銅に対する不純物の拡散
を防止し、層間膜を配線間に適正に埋め込むことにより
上層配線における露光時の絶対段差を低減し、低抵抗で
高信頼な銅配線を備えた半導体装置の製造方法を得るこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、半導体基板上に銅を配線
材料として用いた素子を形成する半導体装置の製造方法
であって、前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記
絶縁膜上に第１のバリア膜、銅膜、第２のバリア膜を順
次積層形成する工程と、前記第２のバリア膜上にエッチ
ングマスク形成用の膜を形成する工程と、前記エッチン
グマスク形成用の膜上に感光剤を塗布する工程と、前記
感光剤を選択的に露光して所定の配線パターンを感光剤
に形成する工程と、配線パターンが形成された前記感光
剤をマスクとして前記エッチングマスク形成用の膜をエ
ッチングしてエッチングマスクを形成する工程と、前記
感光剤を除去する工程と、前記エッチングマスクを用い
て前記第１のバリア膜と銅膜と第２のバリア膜とをエッ
チングして配線層を形成する工程と、前記エッチングマ
スクを除去する工程と、前記銅の配線層の少なくとも側
壁に酸化および拡散を防止する層を形成する工程と、前
記配線層全体を覆う保護膜を形成する工程と、を少なく
とも有するものである。

【００１３】これによれば、絶縁膜上に第１のバリア
膜、銅膜、第２のバリア膜を順次積層形成し、これをエ
ッチングして配線層を形成することにより、銅膜の上下
面をバリア膜で酸化等から保護することができる。この
エッチングにより配線層を形成する場合は、フォトレジ
ストのような感光剤を直接エッチングマスクとして使用
せず、エッチングマスク形成用の膜をパターニングする
際に感光剤を用いてエッチングマスクを形成し、このエ
ッチングマスク（ハードマスクとも称される）でエッチ
ングを行うため、感光剤を除去する際に用いられるアッ
シングによる銅の酸化を防止することができる。また、
このエッチングマスクは、エッチングで配線層を形成し
た後に除去されるため、配線パターンの総膜厚が増加し
ないことから、配線間へ保護膜を埋め込む際の埋め込み
特性が損なわれず、ボイド等の発生を抑えることができ
る。その上、エッチングマスクを厚く構成することがで
きるため、配線層のエッチング条件のマージンを大きく
取ることが可能となる。さらに、埋め込みに必要な保護
膜の膜厚を薄くすることができるため、接続孔の深さが
浅くなり、エッチングに要する時間が短くなってスルー
プットが向上し、その接続孔の寸法制御性も良好とな
る。また、配線パターンの膜厚が低減されれば、絶対段
差を小さくすることができるため、上層配線の露光条件
のマージンを大きく取ることができる。このように、酸
化等が確実に防止できる銅配線を半導体基板上に形成す
ることができるため、低抵抗で高信頼な半導体装置を製
造することができる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、半導体基板上に
銅を配線材料として用いた素子を形成する半導体装置の
製造方法であって、前記基板上に絶縁膜を形成する工程
と、前記絶縁膜上に第１のバリア膜、銅膜、第２のバリ
ア膜を順次積層形成する工程と、前記第２のバリア膜上
にエッチングマスク形成用の膜を形成する工程と、前記
エッチングマスク形成用の膜上に感光剤を塗布する工程
と、前記感光剤を選択的に露光して所定の配線パターン
を感光剤に形成する工程と、配線パターンが形成された
前記感光剤をマスクとして前記エッチングマスク形成用
の膜をエッチングしてエッチングマスクを形成する工程
と、前記感光剤を除去する工程と、前記エッチングマス
クを用いて前記第１のバリア膜と銅膜と第２のバリア膜
とをエッチングして配線層を形成する工程と、前記エッ
チングマスクと前記第２のバリア膜とを除去する工程
と、前記銅の配線層の上面および側壁に酸化および拡散
を防止する層を形成する工程と、前記配線層全体を覆う
保護膜を形成する工程と、を少なくとも有するものであ
る。

【００１５】これによれば、上記した請求項１に記載の
発明の作用に加えて、配線層をエッチングマスクを用い
てエッチングして形成した後、エッチングマスクととも
に第２のバリア膜も除去される。このため、配線層の膜
をさらに薄くすることが可能となり、配線層間を埋め込
む保護膜の埋め込み特性が一層良好となるとともに、保
護膜の膜厚を薄くすることができ、接続孔の深さが浅く
なってエッチングに要する時間が短くなり、スループッ
トを向上させて、接続孔の寸法制御性を良好にすること
ができる。また、配線層の膜厚が低減されれば、絶対段
差が一層小さくなり、上層配線の露光条件のマージンを
さらに大きく取ることができる。このように、酸化等が
確実に防止可能な銅配線を半導体基板上に形成すること
ができるため、低抵抗で高信頼な半導体装置を製造する
ことができる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の半導体装置の製造方法において、前記第１の
バリア膜および第２のバリア膜が、窒化シリコン、酸窒
化シリコン、窒化チタン、窒化タングステン、窒化チタ
ンタングステン、タングステン、ニオブ、窒化ニオブ、
アルミニウム、タンタル、窒化タンタルのいずれかであ
ることを特徴とする。

【００１７】これによれば、銅配線の酸化を防止する材
質により第１のバリア膜および第２のバリア膜が形成さ
れているため、これらのバリア膜によって銅配線の酸化
を確実に防止することができる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、前記
エッチングマスク形成用の膜が、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴と
する。

【００１９】これによれば、エッチングマスクが形成さ
れる膜は、いわゆるハードマスクを構成する材質から成
るため、エッチングマスクを除去する際のアッシングが
不要となり、アッシング時における銅膜の酸化を防止す
ることができる。また、エッチングマスクを形成する際
のエッチング時に第２のバリア膜との間でエッチング選
択比の取り易い材質とすることで、エッチングマスクを
確実に形成できるようにしている。

【００２０】請求項５に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、前記
エッチングマスク形成用の膜と前記第２のバリア膜とが
異なる膜種であることを特徴とする。

【００２１】これによれば、エッチングマスク形成用の
膜と第２のバリア膜とを異なる膜種で形成するようにし
たため、エッチングマスク形成用の膜をエッチングして
エッチングマスクを形成する際にエッチング選択比を取
ることが可能となり、エッチングマスクを確実に形成す
ることができる。

【００２２】請求項６に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、前記
エッチングマスク形成用の膜をエッチングしてエッチン
グマスクを形成する工程で、前記第２のバリア膜を残す
ことを特徴とする。

【００２３】これによれば、フォトレジスト等の感光剤
をマスクとしてエッチングマスク形成用の膜をエッチン
グする際に、その下の第２のバリア膜までオーバーエッ
チングすることによって確実にエッチングマスクを形成
することができる。その際、第２のバリア膜を残すよう
にエッチングするため、感光剤をアッシング除去しても
銅膜の酸化を防止することができる。

【００２４】請求項７に記載の発明は、請求項１、請求
項２または請求項６に記載の半導体装置の製造方法にお
いて、前記エッチングマスク形成用の膜をエッチングし
てエッチングマスクを形成する工程で用いられるエッチ
ングガスは、ＣｎＨｍＦ（２ｎ＋２−ｍ）で表される化
合物を含むことを特徴とする。

【００２５】これによれば、エッチングマスク形成用の
膜をエッチングする際に、ＣｎＨｍＦ（２ｎ＋２−ｍ）
で表される化合物を含むエッチングガスを用いるため、
エッチングマスク形成用の膜を確実にパターニングして
エッチングマスクを形成することができる。

【００２６】請求項８に記載の発明は、請求項１、請求
項２、請求項６または請求項７に記載の半導体装置の製
造方法において、前記エッチングマスク形成用の膜をエ
ッチングしてエッチングマスクを形成する工程で用いら
れるエッチング条件は、前記エッチングマスク形成用の
膜のエッチング速度よりも前記第２のバリア膜のエッチ
ング速度の方を遅くしたことを特徴とする。

【００２７】これによれば、エッチング条件として、エ
ッチングマスク形成用の膜をエッチングする速度よりも
第２のバリア膜のエッチング速度の方を遅くしたため、
第２のバリア膜を残してエッチングマスク形成用の膜を
確実にパターニングしてエッチングマスクを形成するこ
とができる。

【００２８】請求項９に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、前記
エッチングマスクを用いて前記第１のバリア膜、第２の
バリア膜および銅膜をエッチングして配線層を形成する
工程で用いられるエッチングガスは、塩素を含むガスで
あることを特徴とする。

【００２９】これによれば、配線層を形成する工程でエ
ッチングする際に、塩素を含むガスを用いることによ
り、（ＣｒＣｌ）₃の蒸気圧が他のガス（例えば、Ｆ，
Ｉ）などの銅ハロゲン化物の蒸気圧より高いため、銅配
線を確実に形成することができる。

【００３０】請求項１０に記載の発明は、請求項１に記
載の半導体装置の製造方法において、前記エッチングマ
スクを除去する工程で用いられるエッチングガスは、Ｃ
ｎＨｍＦ（２ｎ＋２−ｍ）で表される化合物が含まれて
いることを特徴とする。

【００３１】これによれば、エッチングマスクを除去す
る工程において、ＣｎＨｍＦ（２ｎ＋２−ｍ）で表され
る化合物が含まれたエッチングガスを用いてエッチング
することにより、第２のバリア膜を残してエッチングマ
スクを確実に除去することができる。

【００３２】請求項１１に記載の発明は、請求項２に記
載の半導体装置の製造方法において、前記エッチングマ
スクと前記第２のバリア膜とを除去する工程で用いられ
るエッチングガスは、六フッ化硫黄が含まれていること
を特徴とする。

【００３３】これによれば、エッチングマスクと第２の
バリア膜とを除去する工程において、六フッ化硫黄（Ｃ
Ｆ₆）が含まれるエッチングガスを用いてエッチングす
ることにより、エッチングマスクと第２のバリア膜とを
確実に除去することが可能となる。そして、エッチング
マスクと第２のバリア膜とが確実に除去されると、配線
層全体の膜厚を薄くすることができ、保護膜等による配
線間の埋め込みが適正に行われ、配線間にボイドが生じ
難くなる。また、埋め込みに必要な保護膜の膜厚を薄く
なると、接続孔の深さが浅くなり、エッチングに要する
時間が短くなってスループットを向上させることがで
き、接続孔の寸法制御性も良好となる。また、配線層の
膜厚が低減されれば、絶対段差を小さくすることができ
るため、上層配線の露光条件のマージンを大きく取るこ
とができる。

【００３４】請求項１２に記載の発明は、請求項１また
は請求項１０に記載の半導体装置の製造方法において、
前記エッチングマスクを除去する工程で用いられるエッ
チング条件は、前記エッチングマスクの膜のエッチング
速度よりも前記の第２のバリア膜のエッチング速度を遅
くしたことを特徴とする。

【００３５】これによれば、エッチング条件として、エ
ッチングマスクのエッチング速度よりも第２のバリア膜
のエッチング速度の方を遅くしたため、第２のバリア膜
を残してエッチングマスクのみを確実にエッチングして
除去することができる。

【００３６】請求項１３に記載の発明は、請求項２また
は請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
前記エッチングマスクと前記第２のバリア膜を除去する
工程で用いられるエッチング条件は、前記エッチングマ
スク形成用の膜のエッチング速度と前記第２のバリア膜
のエッチング速度とをほぼ等しくしたことを特徴とす
る。

【００３７】これによれば、エッチング条件として、エ
ッチングマスク形成用の膜のエッチング速度と第２のバ
リア膜のエッチング速度とをほぼ等しくしたことによ
り、エッチングマスクと第２のバリア膜とを確実に除去
することができる。

【００３８】請求項１４に記載の発明は、請求項１また
は請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、前
記銅の配線層の少なくとも側壁に酸化および拡散を防止
する層を形成する工程は、前記配線層表面をガス雰囲気
中で処理することを特徴とする。

【００３９】これによれば、配線層表面をガス雰囲気中
で処理することにより、銅の配線層の少なくとも側壁に
酸化および拡散を防止する層を形成することができる。

【００４０】請求項１５に記載の発明は、請求項１また
は請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、前
記銅の配線層の少なくとも側壁に酸化および拡散を防止
する層を形成する工程は、前記配線層表面を溶液処理す
ることを特徴とする。

【００４１】これによれば、配線層表面を溶液処理する
ことにより、銅の配線層の少なくとも側壁に酸化および
拡散を防止する層を形成することができる。

【００４２】請求項１６に記載の発明は、請求項１また
は請求項２に記載の半導体装置において、前記銅の配線
層の少なくとも側壁に酸化および拡散を防止する層を形
成する工程は、前記配線層中に不純物を注入することを
特徴とする。

【００４３】これによれば、配線層中に不純物を注入す
ることにより、銅の配線層の少なくとも側壁に酸化およ
び拡散を防止する層を形成することができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る半導体装置
の製造方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００４５】（実施の形態１）図１には、実施の形態１
に係る半導体装置の製造方法を説明する工程断面図であ
る。図１（ａ）において、シリコン基板１０上には、ト
ランジスタ部分と配線層とを分離するための絶縁膜１２
がＣＶＤ（Chemical Vaper Deposition ）法により形成
される。

【００４６】つぎに、絶縁膜１２上には、第１のバリア
膜としてのチタン膜（Ｔｉ）１４と窒化チタン膜（Ｔｉ
Ｎ）１６とが形成される。ついで、その窒化チタン膜
（ＴｉＮ）１６上に銅膜（Ｃｕ）１８が形成され、その
上に第２のバリア膜としての窒化チタン（ＴｉＮ）２０
が順次形成される。ここで、チタン膜（Ｔｉ）１４は、
スパッタリング法またはＣＶＤ法により形成され、ま
た、窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０は、窒素雰囲気中での
反応性スパッタリング法または窒素を含む原料ガスを用
いたＣＶＤ法により形成され、また、銅膜（Ｃｕ）１８
は、スパッタリング法またはＣＶＤ法により形成され
る。この銅膜１８は、純銅に限定されるものではなく、
若干の他元素を含むものでも良く、また銅合金であって
も良い。

【００４７】この時の上記各膜厚は、ここではチタン膜
（Ｔｉ）１４を１５０オングストローム、窒化チタン膜
（ＴｉＮ）１６を８００オングストローム、銅膜（Ｃ
ｕ）１８を５０００オングストローム、窒化チタン膜２
０を８００オングストロームとして形成したが、必ずし
もこれらの膜厚に限定されるものではない。また、後の
工程でエッチングマスクとされるエッチングマスク形成
用の膜としては、ここでは窒化シリコン膜（ＳｉＮ）２
２が形成され、その膜厚は３０００オングストローム程
度とする。

【００４８】このようにして、シリコン基板１０上に絶
縁膜１２、第１のバリア膜〔チタン膜（Ｔｉ）１４、窒
化チタン膜（ＴｉＮ）１６〕、銅膜（Ｃｕ）１８、第２
のバリア膜〔窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０〕、エッチン
グマスク形成用の膜〔窒化シリコン膜（ＳｉＮ）２２〕
を順次積層形成した後、図１（ｂ）に示されるように、
窒化シリコン（ＳｉＮ）２２上に１．０μｍ程度の厚さ
にフォトレジスト２４を塗布して、フォトリソグラフィ
技術を用いて所望の配線パターンを形成する。

【００４９】そして、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）法によりフォトレジスト２４をマスクとして前記エ
ッチングマスク形成用の膜〔窒化シリコン膜（ＳｉＮ）
２２〕をエッチングし、これによりエッチングマスク２
２を形成する。この時のエッチングガスとしては、ＣＦ
₄とＨ₂とを用いて、反応性イオンエッチングによりエ
ッチングする。その場合のガス流量は、ＣＦ₄が２５
（SCCM）であり、Ｈ₂が１５（SCCM）である。また、エ
ッチング時の高周波電力を４００（Ｗ）とし、ガス圧力
を５（mTorr ）としたとき、ハードマスクである窒化シ
リコン（ＳｉＮ）２２と窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０の
エッチング速度比は、ＳｉＮ／ＴｉＮ＝６となる。この
ため、窒化シリコン（ＳｉＮ）２２を確実にパターニン
グするためには、オーバーエッチングを行っても窒化チ
タン膜（ＴｉＮ）２０が無くならないため、第２のバリ
ア膜である窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０を残して窒化シ
リコン（ＳｉＮ）２２をエッチングして確実にエッチン
グマスクを形成することができる。

【００５０】つぎに、図１（ｃ）に示されるように、フ
ォトレジスト２４がアッシングにより除去される。この
時、銅膜（Ｃｕ）１８の表面には、第２のバリア膜であ
る窒化チタン（ＴｉＮ）２０が覆っているため、酸化し
ない。

【００５１】つぎに、図１（ｄ）に示されるように、反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法により窒化シリコン
膜（ＳｉＮ）２２をエッチングマスクとして、窒化チタ
ン膜（ＴｉＮ）２０〜チタン膜（Ｔｉ）１４までをエッ
チングすることにより配線を形成する。このときのエッ
チングガスとしては、塩素（Ｃｌ₂）と四塩化シリコン
（ＳｉＣｌ₄）と窒素（Ｎ₂）とアルゴン（Ａｒ）とが
用いられる。そして、ここでのガス流量は、塩素（Ｃｌ
₂）が２５（SCCM）、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ₄）が
２５（SCCM）、窒素（Ｎ₂）が１００（SCCM）、アルゴ
ン（Ａｒ）が５０（SCCM）としている。また、エッチン
グ時の高周波電力は４００（Ｗ）とし、圧力を１５（mT
orr ）としている。また、シリコン基板の温度は、エッ
チングにより生成される銅の塩化物の蒸気圧が低く、エ
ッチング速度が遅いため３００°Ｃ程度とする。この場
合、ハードマスクである窒化シリコン（ＳｉＮ）２２と
銅（Ｃｕ）、および窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０とのそ
れぞれのエッチング速度比は、ＳｉＮ／ＴｉＮ≒１０、
ＳｉＮ／Ｃｕ≒１０としている。

【００５２】つぎに、図１（ｅ）に示されるように、上
述したエッチングマスク形成用の膜〔窒化シリコン膜
（ＳｉＮ）２２〕を除去する。このとき、エッチングガ
スとしては、ＣＦ₄とＨ₂とを用い、反応性イオンエッ
チングによりエッチングを行った。その場合のガス流量
は、ＣＦ₄が２５（SCCM）、Ｈ₂が１５（SCCM）であ
る。また、高周波電力は４００（Ｗ）とし、圧力を５
（mTorr ）としたとき、ハードマスクである窒化シリコ
ン（ＳｉＮ）２２と窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０とのエ
ッチング速度の比は、ＳｉＮ／ＴｉＮ＝６としたため、
第２のバリア膜である窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０を残
してエッチングマスク形成用の膜〔窒化シリコン（Ｓｉ
Ｎ）２２〕のみを確実に除去することができる。このよ
うに、エッチングマスク形成用の膜は、最終的に除去さ
れるため、エッチングマスク形成用の膜の膜厚を厚く形
成することができるため、配線パターン形成時のエッチ
ング条件のマージンを広げることができる。

【００５３】つぎに、図１（ｆ）では、ベンゾトリアゾ
ール（ＢＴＡ）を含んだ溶液に半導体装置を形成するシ
リコンウエハを浸すようにする。このとき、銅膜（Ｃ
ｕ）１８の表面（側壁）には不溶性のＣｕ−ＢＴＡ化合
物２６が形成されることから、銅の酸化を防止するバリ
ア層を形成することができる。

【００５４】つぎに、図１（ｇ）に示されるように、配
線層間を埋め込むと同時に配線層を保護する保護膜とし
ての層間絶縁膜２８が形成される。

【００５５】以上説明したように、実施の形態１によれ
ば、銅膜（Ｃｕ）１８の表面は、Ｃｕ−ＢＴＡ化合物２
６により覆われているため、配線内部まで酸化されず、
抵抗上昇を起こさないようにすることができる。

【００５６】また、ここではエッチングマスク〔窒化シ
リコン（ＳｉＮ）２２〕を除去するため、配線層全体の
膜厚を薄くすることができ、層間絶縁膜２８の配線間へ
の埋め込み特性が損なわれることが無くなり、配線間に
ボイドが生じ難くなる。さらに、配線層全体の膜厚が薄
くなると、埋め込みに必要な層間膜の膜厚を薄くするこ
とができるため、接続孔の深さが浅くなり、エッチング
に要する時間が短くなって、スループットを向上させる
ことができ、接続孔の寸法制御性も良くなる。また、ハ
ードマスクである窒化シリコン（ＳｉＮ）２２を最終的
に除去するので、ハードマスクを厚く形成することが可
能であり、配線パターン形成時のエッチング条件（ハー
ドマスクと配線層の選択比）のマージンを大きくとるこ
とができる。また、上述したように配線の総膜厚が低減
されれば絶対段差が小さくなるため、上層の配線の露光
条件のマージンを広げることができる。

【００５７】（実施の形態２）つぎに、本発明の実施の
形態２を図２に基づいて説明する。ここで、前述した実
施の形態１と同一若しくは同等の構成部分については、
同一の符号を付すとともにその説明を簡略し若しくは省
略するものとする。

【００５８】図２に示される実施の形態２の半導体装置
の製造工程は、図１（ｄ）までは同じ工程であり、図１
の（ｅ）以降の工程を図２（ａ）〜（ｃ）で示したもの
である。このため、実施の形態２に特徴的な工程につい
てのみ図２を用いて説明する。

【００５９】上述した図１（ｄ）において、エッチング
マスク２２を用いて窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０〜チタ
ン膜（Ｔｉ）１４までをエッチングした後、図２（ａ）
に示されるように、エッチングマスク２２と第２のバリ
ア膜である窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０とをＲＩＥによ
り同時にエッチング除去する点に実施の形態２の特徴が
ある。このエッチングマスク２２と第２のバリア膜２０
とをエッチング除去する際に用いるエッチングガスとし
ては、ここでは六フッ化硫黄（ＳＦ₆）が含まれたガス
を用いている。また、そのエッチング条件としては、エ
ッチングマスク２２と第２のバリア膜２０とのエッチン
グ速度がほぼ等しくなるように、材質を選択するように
する。

【００６０】上述のようにして、エッチングマスク２２
と第２のバリア膜２０とを同時に除去した後、ベンゾト
リアゾール（ＢＴＡ）を含んだ溶液にシリコンウエハを
浸すことにより、図２（ｂ）に示されるように、銅膜
（Ｃｕ）１８の表面（上面と側壁）にＣｕ−ＢＴＡ化合
物２６を形成することができ、これによって銅膜１８の
表面が酸化されないように保護するバリア層が形成され
る。

【００６１】つぎに、図２（ｃ）に示されるように、配
線層間を埋め込むと同時に配線層を保護する保護膜とし
ての層間絶縁膜２８が形成される。

【００６２】以上説明したように、実施の形態２によれ
ば、銅膜（Ｃｕ）１８の表面（上面と側壁）がＣｕ−Ｂ
ＴＡ化合物２６により覆われるため、配線内部まで酸化
されることがなくなり、抵抗上昇を起こさないようにす
ることができる。また、エッチングマスク２２と第２の
バリア層２０とを除去するようにしたため、配線層の膜
厚をさらに薄くすることが可能となり、層間絶縁膜２８
の配線間への埋め込み特性が良好となり、配線間にボイ
ドが生じ難くなる。さらに、埋め込みに必要な層間膜の
膜厚もさらに薄くできるため、接続孔の深さが浅くな
り、エッチングに要する時間が短くなってスループット
を一層向上させることができ、接続孔の寸法制御性も良
好となる。

【００６３】また、実施の形態２の場合も、ハードマス
クを最終的に除去するため、ハードマスクを厚く形成す
ることが可能であり、配線パターン形成時のエッチング
条件（ハードマスクと配線層とのエッチング選択比）の
マージンを大きくとることができる。

【００６４】また、実施の形態２の場合は、配線層の総
膜厚が一層低減して絶対段差を小さくすることができる
ため、上層配線の露光条件のマージンを広げることがで
きる。

【００６５】（実施の形態３）つぎに、本発明の実施の
形態３を図３に基づいて説明する。ここで、前述した実
施の形態１及び２と同一若しくは同等の構成部分につい
ては、同一の符号を付すとともにその説明を簡略し若し
くは省略するものとする。

【００６６】図３に示される実施の形態３の半導体装置
の製造工程は、図１（ｅ）までは同じ工程であり、図１
の（ｆ）以降の工程を図３（ａ），（ｂ）で示したもの
である。このため、実施の形態３に特徴的な工程につい
てのみ図３を用いて説明する。

【００６７】上述した図１（ｅ）において、エッチング
マスク形成用の膜を除去した後、図３（ａ）に示される
ように、前記配線層表面をガス雰囲気中で処理すること
により、酸化及び拡散を防止するバリア層を形成する点
に実施の形態３の特徴がある。この配線層表面をガス雰
囲気中で処理する際に用いるガスとしてはシラン（Ｓｉ
Ｈ₄）が含まれたガスを用いる。基板を３００℃程度に
加熱し、真空容器中でシランガスを流すことによって銅
とシランガスが固相−気相反応を起こし表面に薄い銅の
ケイ化物３０が形成される。これによって銅膜１８の表
面が酸化されないように保護するバリア層が形成され
る。

【００６８】つぎに、図３（ｂ）に示されるように、配
線層間を埋め込むと同時に配線層を保護する保護膜とし
ての層間絶縁膜２８が形成される。

【００６９】以上説明したように、実施の形態３によれ
ば、銅膜（Ｃｕ）１８の表面がケイ化物により覆われる
ため、配線内部まで酸化されることがなくなり、抵抗上
昇を起こさないようにすることができる。また、銅の配
線層の表面に酸化及び拡散を防止する層を形成するのに
ガス雰囲気中で処理を行うのでエッチングマスク形成用
の膜の除去工程と連続して真空容器中で行えるので、自
然酸化膜の形成を妨げるので、さらに抵抗値の上昇を抑
止することができる。

【００７０】なお，上述の実施の形態３では、エッチン
グマスク２２のみを除去した方法を示したが、実施の形
態２のようにエッチングマスク２２と第２のバリア膜２
０とを同時に除去した方法でもよく、これに限定するも
のではない。

【００７１】また、雰囲気処理するガスとして、シラン
を示したがこれに限定するものではない。例えば、ジシ
ランでも良い。

【００７２】また、ガス雰囲気の処理によって形成され
る物質として銅のケイ化物を示したが銅の酸化を防止す
るようなものであればよく、これに限定するものではな
い。

【００７３】（実施の形態４）つぎに、本発明の実施の
形態４を図４に基づいて説明する。ここで、前述した実
施の形態１，２及び３と同一若しくは同等の構成部分に
ついては、同一の符号を付すとともにその説明を簡略し
若しくは省略するものとする。

【００７４】図４に示される実施の形態４の半導体装置
の製造工程は、図１（ｅ）までは同じ工程であり、図１
の（ｆ）以降の工程を図４（ａ），（ｂ）で示したもの
である。このため、実施の形態４に特徴的な工程につい
てのみ図４を用いて説明する。

【００７５】上述した図１（ｅ）において、エッチング
マスク形成用の膜を除去した後、図４（ａ）に示される
ように、イオン注入法により前記配線層の側壁にシリコ
ン（Ｓｉ）を注入し、酸化及び拡散を防止するバリア層
を形成する点に実施の形態４の特徴がある。なお、この
とき、配線層が形成された半導体基板をシリコンの注入
方向に対して垂直ではなく約５°程度の角度に傾け、か
つ回動させる。これによって、シリコンは配線の側壁に
もごく表面に注入される。

【００７６】そのつぎに、酸素または窒素雰囲気中で熱
処理を行うことにより銅のケイ化物３２となり銅膜１８
の表面が酸化または窒化さら、さらにバリア性が向上す
る。

【００７７】つぎに、図４（ｂ）に示されるように、配
線層間を埋め込むと同時に配線層を保護する保護膜とし
ての層間絶縁膜２８が形成される。

【００７８】以上説明したように、実施の形態４によれ
ば、銅膜（Ｃｕ）１８の表面がケイ化物により覆われる
ため、配線内部まで酸化されることがなくなり、抵抗上
昇を起こさないようにすることができる。

【００７９】なお，上述の実施の形態４では、エッチン
グマスク２２のみを除去した方法を示したが、実施の形
態２のようにエッチングマスク２２と第２のバリア膜２
０とを同時に除去した方法でもよく、これに限定するも
のではない。

【００８０】また、注入するイオン種として、シリコン
を示したがこれに限定するものではない。

【００８１】また、イオン注入によって形成される物質
として銅のケイ化物を示したが銅の酸化を防止するよう
なものであればよく、これに限定するものではない。

【００８２】なお、上述した各実施の形態では、第１の
バリア膜としてスパッタリング法によりチタン膜（Ｔ
ｉ）１４と窒素雰囲気中での反応性スパッタリング法に
より、窒化チタン膜（ＴｉＮ）１６を、第２のバリア膜
として窒素雰囲気中での反応性スパッタリング法により
窒化チタン膜（ＴｉＮ）２０を示したが、銅の酸化を防
止するようなものであればよく、窒化チタンに限定され
るものではない。これ以外の材質としては、例えば、窒
化シリコン、酸窒化シリコン、窒化チタン、窒化タング
ステン、窒化チタンタングステン、タングステン、クロ
ム、ニオブ、窒化ニオブ、アルミニウム、タンタル、窒
化タンタルであっても良い。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る半
導体装置の製造方法によれば、感光剤を除去する際にア
ッシングによる銅の酸化を防止することができるととも
に、配線層の膜厚を薄く形成できるので、保護膜の配線
間への埋め込み特性が損なわれず、ボイド等の発生を抑
え、配線層のエッチング条件のマージンを大きく取るこ
とが可能となる。また、埋め込みに必要な保護膜の膜厚
を薄くすることができるので、接続孔の深さが浅くな
り、エッチングに要する時間が短くなってスループット
を向上させることができ、接続孔の寸法制御性が良好と
なる。さらに、配線層の膜厚が低減するので、絶対段差
が小さくなり、上層配線の露光条件のマージンを大きく
取ることができる。このように、低抵抗で高信頼な銅配
線を形成することができる。

【００８４】請求項２に係る半導体装置の製造方法によ
れば、上記した請求項１に記載の効果に加えて、配線層
の膜を一層薄くすることができるので、配線層を覆う保
護膜の埋め込み特性が良好となり、保護膜の膜厚を薄く
することができ、接続孔の深さが浅くなってエッチング
に要する時間が短くなり、スループットを向上させるこ
とができ、接続孔の寸法制御性が良好となる。また、配
線層の膜厚が低減されると、絶対段差が一層小さくな
り、上層配線の露光条件のマージンをさらに大きく取る
ことができる。このように、低抵抗で高信頼な銅配線を
形成することができる。

【００８５】請求項３に記載の半導体装置の製造方法に
よれば、銅配線の酸化を防止する材質により第１のバリ
ア膜および第２のバリア膜が形成されているので、銅配
線の酸化をこれらのバリア膜によって確実に防止するこ
とができる。

【００８６】請求項４に記載の半導体装置の製造方法に
よれば、エッチングマスクを形成する膜は、いわゆるハ
ードマスクを構成する材質で構成されているので、エッ
チングマスクを除去する際のアッシングが不要となり、
アッシング時に銅膜が酸化されるのを防止することがで
き、エッチングマスクを形成する際のエッチング時に第
２のバリア膜との間でエッチング選択比の取り易い材質
とし、確実にエッチングマスクを形成することができ
る。

【００８７】請求項５に記載の半導体装置の製造方法に
よれば、エッチングマスク形成用の膜と第２のバリア膜
とを異なる膜種で形成するようにしたので、エッチング
マスク形成用の膜をエッチングしてエッチングマスクを
形成する際にエッチング選択比を取ることが可能とな
り、エッチングマスクを確実に形成することができる。

【００８８】請求項６に記載の半導体装置の製造方法に
よれば、第２のバリア膜を残すようにエッチングマスク
形成用の膜をエッチングしてエッチングマスクを形成す
るので、感光剤をアッシングにより除去しても銅膜を酸
化させないようにすることができる。

【００８９】請求項７に記載の半導体装置の製造方法に
よれば、エッチングマスク形成用の膜をエッチングする
際に、ＣｎＨｍＦ（２ｎ＋２−ｍ）で表される化合物を
含むエッチングガスを用いるので、エッチングマスク形
成用の膜を確実にパターニングしてエッチングマスクを
形成することができる。

【００９０】請求項８に記載の半導体装置の製造方法に
よれば、エッチング条件として、エッチングマスク形成
用の膜をエッチングする速度よりも第２のバリア膜のエ
ッチング速度の方を遅くしたので、第２のバリア膜を残
してエッチングマスク形成用の膜を確実にパターニング
してエッチングマスクを形成することができる。

【００９１】請求項９に記載の半導体装置の製造方法に
よれば、配線層を形成する工程で用いられるエッチング
ガスは、塩素を含むガスを用いるようにしたので、銅配
線の酸化を防止し、さらに層間膜の埋め込み特性に影響
を及ぼさずに、低抵抗で高信頼性な銅配線を有すること
ができる。

【００９２】請求項１０に記載の半導体装置の製造方法
によれば、エッチングマスクを除去する工程において、
ＣｎＨｍＦ（２ｎ＋２−ｍ）で表される化合物が含まれ
たエッチングガスを用いてエッチングするようにしたの
で、第２のバリア膜を残してエッチングマスクを確実に
除去することができる。

【００９３】請求項１１に記載の半導体装置の製造方法
によれば、エッチングマスクと第２のバリア膜とを除去
する工程において、六フッ化硫黄（ＣＦ₆）が含まれる
エッチングガスを用いてエッチングするようにしたの
で、エッチングマスクと第２のバリア膜とを確実に除去
することが可能となる。

【００９４】請求項１２に記載の半導体装置の製造方法
によれば、エッチング条件として、エッチングマスクの
エッチング速度よりも第２のバリア膜のエッチング速度
の方を遅くしたので、第２のバリア膜を残してエッチン
グマスクのみを確実にエッチングして除去することがで
きる。

【００９５】請求項１３に記載の半導体装置の製造方法
によれば、エッチング条件として、エッチングマスク形
成用の膜のエッチング速度と第２のバリア膜のエッチン
グ速度とをほぼ等しくしたので、エッチングマスクと第
２のバリア膜とを確実に除去することができる。

【００９６】請求項１４に記載の半導体装置の製造方法
によれば、配線層表面をガス雰囲気中で処理するように
したので、銅の配線層の少なくとも側壁に酸化および拡
散を防止する層を形成することができる。

【００９７】請求項１５に記載の半導体装置の製造方法
によれば、配線層表面を溶液処理するようにしたので、
銅の配線層の少なくとも側壁に酸化および拡散を防止す
る層を形成することができる。

【００９８】請求項１６に記載の半導体装置の製造方法
によれば、配線層中に不純物を注入するようにしたの
で、銅の配線層の少なくとも側壁に酸化および拡散を防
止する層を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を説
明する工程断面図である。

【図２】実施の形態２に係る半導体装置の製造方法を説
明する工程断面図である。

【図３】実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を説
明する工程断面図である。

【図４】実施の形態４に係る半導体装置の製造方法を説
明する工程断面図である。

【図５】従来の半導体装置の製造方法を説明する工程断
面図である。

【符号の説明】

１０シリコン基板（半導体基板）１２絶縁膜１４チタン膜（第１のバリア膜の一部）１６窒化チタン膜（第１のバリア膜の一部）１８銅膜２０窒化チタン膜（第２のバリア膜）２２窒化シリコン（エッチングマスク形成用の膜、
エッチングマスク）２４フォトレジスト（感光剤）２６Ｃｕ−ＢＴＡ化合物（酸化および拡散を防止す
る層）２８層間絶縁膜（保護膜）３０銅のケイ化物（酸化および拡散を防止する層）３２銅のケイ化物（酸化および拡散を防止する層）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に銅を配線材料として用い
た素子を形成する半導体装置の製造方法であって、前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第１のバリア膜、銅膜、第２のバリア膜
を順次積層形成する工程と、前記第２のバリア膜上にエッチングマスク形成用の膜を
形成する工程と、前記エッチングマスク形成用の膜上に感光剤を塗布する
工程と、前記感光剤を選択的に露光して所定の配線パターンを感
光剤に形成する工程と、配線パターンが形成された前記感光剤をマスクとして前
記エッチングマスク形成用の膜をエッチングしてエッチ
ングマスクを形成する工程と、前記感光剤を除去する工程と、前記エッチングマスクを用いて前記第１のバリア膜と銅
膜と第２のバリア膜とをエッチングして配線層を形成す
る工程と、前記エッチングマスクを除去する工程と、前記銅の配線層の少なくとも側壁に酸化および拡散を防
止する層を形成する工程と、前記配線層全体を覆う保護膜を形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
【請求項２】半導体基板上に銅を配線材料として用い
た素子を形成する半導体装置の製造方法であって、前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に第１のバリア膜、銅膜、第２のバリア膜
を順次積層形成する工程と、前記第２のバリア膜上にエッチングマスク形成用の膜を
形成する工程と、前記エッチングマスク形成用の膜上に感光剤を塗布する
工程と、前記感光剤を選択的に露光して所定の配線パターンを感
光剤に形成する工程と、配線パターンが形成された前記感光剤をマスクとして前
記エッチングマスク形成用の膜をエッチングしてエッチ
ングマスクを形成する工程と、前記感光剤を除去する工程と、前記エッチングマスクを用いて前記第１のバリア膜と銅
膜と第２のバリア膜とをエッチングして配線層を形成す
る工程と、前記エッチングマスクと前記第２のバリア膜とを除去す
る工程と、前記銅の配線層の上面および側壁に酸化および拡散を防
止する層を形成する工程と、前記配線層全体を覆う保護膜を形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
【請求項３】前記第１のバリア膜および第２のバリア
膜が、窒化シリコン、酸窒化シリコン、窒化チタン、窒
化タングステン、窒化チタンタングステン、タングステ
ン、ニオブ、窒化ニオブ、アルミニウム、タンタル、窒
化タンタルのいずれかであることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】前記エッチングマスク形成用の膜が、窒
化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコンのいずれか
であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の半導体装置の製造方法。
【請求項５】前記エッチングマスク形成用の膜と前記
第２のバリア膜とが異なる膜種であることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項６】前記エッチングマスク形成用の膜をエッ
チングしてエッチングマスクを形成する工程で、前記第
２のバリア膜を残すようにしたことを特徴とする請求項
１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】前記エッチングマスク形成用の膜をエッ
チングしてエッチングマスクを形成する工程で用いられ
るエッチングガスは、ＣｎＨｍＦ（２ｎ＋２−ｍ）で表
される化合物を含むことを特徴とする請求項１、請求項
２または請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】前記エッチングマスク形成用の膜をエッ
チングしてエッチングマスクを形成する工程で用いられ
るエッチング条件は、前記エッチングマスク形成用の膜
のエッチング速度よりも前記第２のバリア膜のエッチン
グ速度の方を遅くしたことを特徴とする請求項１、請求
項２、請求項６または請求項７に記載の半導体装置の製
造方法。
【請求項９】前記エッチングマスクを用いて前記第１
のバリア膜、第２のバリア膜および銅膜をエッチングし
て配線層を形成する工程で用いられるエッチングガス
は、塩素を含むガスであることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】前記エッチングマスクを除去する工程
で用いられるエッチングガスは、ＣｎＨｍＦ（２ｎ＋２
−ｍ）で表される化合物が含まれていることを特徴とす
る請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】前記エッチングマスクと前記第２のバ
リア膜とを除去する工程で用いられるエッチングガス
は、六フッ化硫黄が含まれていることを特徴とする請求
項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】前記エッチングマスクを除去する工程
で用いられるエッチング条件は、前記エッチングマスク
の膜のエッチング速度よりも前記の第２のバリア膜のエ
ッチング速度を遅くしたことを特徴とする請求項１また
は請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】前記エッチングマスクと前記第２のバ
リア膜を除去する工程で用いられるエッチング条件は、
前記エッチングマスク形成用の膜のエッチング速度と前
記第２のバリア膜のエッチング速度とをほぼ等しくした
ことを特徴とする請求項２または請求項１１に記載の半
導体装置の製造方法。
【請求項１４】前記銅の配線層の少なくとも側壁に酸
化および拡散を防止する層を形成する工程は、前記配線
層表面をガス雰囲気中で処理することを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】前記銅の配線層の少なくとも側壁に酸
化および拡散を防止する層を形成する工程は、前記配線
層表面を溶液処理することを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】前記銅の配線層の少なくとも側壁に酸
化および拡散を防止する層を形成する工程は、前記配線
層中に不純物を注入することを特徴とする請求項１また
は請求項２に記載の半導体装置。