JP2003517190A - ミクロ電子工学の適用のための金属被覆構造物及びその構造物の形成法 - Google Patents
ミクロ電子工学の適用のための金属被覆構造物及びその構造物の形成法Info
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Abstract
Description
lectrochemical Co−Deposition Of A Co
pper−Based Alloy Metallization(銅を基礎に
した合金の金属塗膜の電気化学的同時めっき)”と題する米国暫定出願から、並
びに、1998年12月31日出願の、出願番号60/114,512号、“M
etallizaion Structures for Microelec
tronic Applications and Process for
Forming the Structures(ミクロ電子工学の適用のため
の金属被覆構造物及びその構造物の形成方法)”と題する米国暫定出願からの優
先権を主張する。 連邦支援研究又は開発に関する報告は出願不能である。
された装置の相互に結合された総体である。半導体材料内に形成することができ
る装置はMOSトラジスター、二極トラジスター、ダイオード及び拡散抵抗を含
む。誘電体内に形成することができる装置は薄膜抵抗及びコンデンサーを含む。
具体的には、100を越える集積回路のダイ(ICチップ)が、単一の8インチ
直径のシリコンウェファー上に構成される。各立方体中に使用される装置は誘電
体内に形成された導体路により相互結合されている。具体的には、誘電体層によ
り分離された継続的レベルをもつ、2段階以上の導体路が相互結合体として使用
されている。このような相互結合体を形成するために使用された金属塗膜は同様
に、その他の基材の材料上の読み取り/書き込みヘッドのような離散したミクロ
電子工学部品の形成に適用性をもつ。最近の実施においては、具体的には、アル
ミナム合金及び酸化ケイ素がそれぞれ導体及び誘電体として使用されている。
制約する。伝播のこのような遅延はまた、離散したミクロ電子工学部品の性能を
制約する。より具体的には、これらの遅延は、集積回路又はミクロ電子工学部品
がこれらの電気信号を処理又は実施することができる速度を制約する。より大き
い伝播の遅延は、集積回路が電気信号を処理することができる速度を減少し、一
方、より小さい伝播の遅延は、この速度を増加する。従って、集積回路製造業者
は伝播の遅延を減少させる方法を探求する。
できる。E.H.Stevens,Interconnect Technol
ogy,QMC,Inc.July 1993を参照されたい。時間の遅延に対
する適切な表現τは、それが集積回路上のトランジスター間の信号の伝達に関す
るので、等式
容量であり、ISAT及びVSATはそれぞれ、飽和(最大)電流及び、相互結合路に
信号を適用するトランジスターに対する電流飽和開始時の電源への排流ポテンシ
ャルである。経路の抵抗は導体材料の抵抗率ρに比例する。経路の容量は誘電体
材料の相対誘電体誘電率、Keに比例する。τの小さい値は相互結合線が、VSAT / /RISATの比率を小さくさせるのに十分大きい電流密度を運搬することを要す
る。従って、高性能の集積回路の製造には、高い電流密度及び低−Ke誘電体を
担持することができる低−ρ導体を使用しなければならないことになる。
内の銅の相互結合線が、酸化ケイ素誘電体内のアルミナム−合金の線と置き換わ
る可能性がある。“Copper Goes Mainstream:Low−
k to Follow(銅が主流であり、低−kが続く)”, Semico
nductor International, November 1997
,pp.67−70を参照されたい。銅フィルムの抵抗率は1.7ないし2.0
μΩcmの範囲にあり、一方アルミナム−合金フィルムの抵抗率は3.0ないし
3.5μΩcmの範囲で、より高い。
ためには、銅の相互結合体に幾つかの課題を課さなければならない。
温において、銅は酸化ケイ素中を早急に移動する。銅はまた、低Ke誘電体中を
も早急に移動すると考えられる。このような銅拡散はケイ素内に形成された装置
の誤作動を引き起こす。
、早急に酸化する、銅の傾向である。銅の酸化表面は非導電性になり、それによ
り、同様なディメンションの非酸化銅経路に比較すると、与えられた導体路の電
流運搬能を制約する。
積回路構造物中に銅を使用することが困難であることである。銅めっきの伝統的
な方法を使用すると、銅が誘電体材料にごく弱く付着する。
マエッチングを銅の細線のパターン形成に使用することができない。このように
、銅は進歩した集積回路装置に必要な、ますます小型になっていく幾何学的構造
物に使用することが困難である。
標準の相互結合体構造物を採用した。この目的に対して、当該産業は、銅の細線
パターン形成は誘電体に溝及びビア(vias)をエッチングし、銅めっきで溝
及びビアを充填し、そして化学的−機械的研磨(CMP)により誘電体の上部表
面から銅を除去することにより実施することができることを発見した。二重波形
模様と呼ばれる相互結合構成物(interconnect architecture)を、このような
相互結合構造物を達成し、それにより誘電体内に銅線を形成するために使用する
ことができる。
具体的には、高いアスペクト比(深度/直径)のビア及び高いアスペクト比(深
度/幅)の溝への薄い、均一なバリヤー及び種層のめっきが困難である。このよ
うな溝及びビアの上方部分は、それぞれの溝及び/又はビアが所望の材料で完全
に充填又は層状にされる前につまみ取られる傾向がある。この課題は更に、溝及
びビア中に形成された相互結合構造物が複数層を含む時には悪化される。既知の
バリヤー材料の導電率は銅の導電率に比較すると無視できるほどのものであり、
従って狭い相互結合線の導電性は銅と誘電体との間に介入するにちがいないバリ
ヤー層により顕著に減少される。
を発見した。より具体的には、本発明者は、銅への、非常に少量の亜鉛の添加が
、拡散及び自己不活性化の課題を解決する補助をすることを確認し、更に、これ
らの特質を利用する金属被覆構造物を暗示した。更に、本発明者は、提唱された
金属被覆構造物を形成するために使用されるその他の方法と一緒に使用すること
ができる、銅/亜鉛合金をめっきするために使用することができる電気めっき法
を開発した。
構造物は、誘電体層、誘電体層の外側に配置された超薄膜接着層、及び、超薄膜
接着層の外側に配置された低−Me濃度の、銅−Me合金層、を含んでなる。そ
のMeは銅以外の金属であり、好ましくは、亜鉛である。Meの濃度は約5原子
パーセント未満、好ましくは約2原子パーセント未満、そして更により好ましく
は、約1原子パーセント未満である。金属被覆構造物の好ましい一態様において
は、誘電体層、超薄膜接着層及び銅−Me合金層はすべて、相互に直接に隣接さ
れて配置されている。所望の場合には、銅フィルムのような一次導体を前記の層
系列の外側に形成することができる。本発明はまた、銅−Me合金層をめっきす
るために使用することができる電気めっき浴のみならず前記の構造物を形成する
方法を意図している。
るように、全体として20で示される金属被覆構造物は、誘電体層25の外側に
、そして好ましくはそれの上に直接に配置された導体材料の複数の薄い層を含ん
でなる。ここに示された特定の態様においては、誘電体層25はケイ素半導体ウ
ェファーのような基材30の外側に、そして好ましくはその上に配置されている
。金属被覆構造物20は広範囲の種類の薄膜層及び/又は基材材料の外側に配置
することができ、そして更に種々の表面幾何学模様を形成するように構成するこ
とができることが認められるであろう。従って、金属被覆構造物20は広範な群
のミクロ電子工学部品及び/又は相互結合体に適用性をもつ。
被覆構造物20が電気的相互結合体網の柱又は線を達成するために使用される場
合は、誘電体層25は好ましくは、低−K材料からなる。しかし、金属被覆構造
物がコンデンサーのような離散したミクロ電子工学部品を達成するために使用さ
れる場合には、誘電体層25は好ましくは、高−K材料からなる。誘電体層25
と、超薄接着層30のようなその次の層との間の接着性を増加するために、誘電
体層の表面を接着促進工程にかけることができる。例えば、誘電体表面を高いオ
ゾン含量をもつ大気中での処理にかけることができる。代替的には、ある形態の
穏やかな機械的又は化学的研磨工程を使用することができる。
れた超薄膜接着層35、超薄膜接着層35の外側に配置された低亜鉛濃度の銅−
亜鉛合金層40、及び、銅−亜鉛合金層40の外側に配置された、場合により使
用される一次導体層45、からなる。図1において、ここで示された好ましい態
様においては、層35、40及び45はそれぞれ、相互に直接に隣接している。
従って、銅−亜鉛合金層40は接着層35上に直接配置され、場合により使用さ
れる一次導体層45は銅−亜鉛合金層40上に直接配置されている。
能になる。好ましくは、接着層35の厚さは、数枚の単層に制約される。例えば
、接着層の厚さは10〜20オングストロームの間、そしてより好ましくは、約
15オングストローム未満にすることができる。
の接着促進剤として機能する。接着層材料の銅バリヤー特性は概括的に、その接
着特性ほど重要ではない。これは、銅−亜鉛合金層40の固有の自己不活性化及
び銅閉じ込め特性による。本発明者は、誘電体と結合して、要求される接着性を
提供するであろう導体材料もまた通常、銅−亜鉛合金層40の銅と良好に接着す
るであろうことを発見した。しかし、多数のこのような材料は銅より高い抵抗率
をもつ。しかし、接着材料の超薄層が使用されるので、接着層35は多層金属被
覆構造物20の抵抗に著しくは貢献しない。従って、幾つかの金属及び合金を接
着層材料として使用することができる。これらは、Al、B、Hf、Ta、Ti
、Zn、Cu、Pd、SiC、TiZn、V、Nb、Sb、Sn、耐火金属の窒
化物、炭化物、ホウ化物、及び金属複合構造物、を含む。概括的に述べると、接
着層の材料は、誘電体−金属界面で形成するであろう化合物の形成の、大量の自
由エネルギーをもつあらゆる金属又は合金(例えば、ポリマー/チタン界面、又
は酸化ケイ素/アルミナム界面それぞれの上に形成する炭化チタン又は酸化アル
ミナム)の可能性がある。選択される具体的な材料に応じて、接着層35をPV
D又はCVDのような1種類以上の、一般に知られためっき法を使用して適用す
ることができる。技術が進歩するに従って、接着層35は最終的には、電気化学
的めっき法を使用する適用を受けやすい可能性がある。
、電気信号の一次導電路として働き、従って、金属被覆構造物20の全体的抵抗
を減少する、抵抗率のより低い材料すらを提供することができる。場合により使
用される一次導電層45は、銅−亜鉛合金層40が、回路又は部品の要請を満た
すのに十分低い抵抗率をもつ状況においては必要でないかもしれない。大部分の
適用においては、図示された態様の導電層45は好ましくは、銅である。銅の層
はあらゆる既知の膜めっき法を使用してめっきすることができる。しかし、それ
は好ましくは、電気化学めっき法を使用してめっきされる。
る。銅−亜鉛合金層40は非常に低い亜鉛含量を含む。好ましくは、その亜鉛含
量は約5原子パーセント未満である。より好ましくは、その亜鉛含量は約2原子
パーセント未満である。本発明者は、約1原子パーセント未満の亜鉛含量をもつ
これらの銅−亜鉛合金ですら、金属被覆構造物20中に含まれるのにそれらを適
したものにさせる特性を示すことを発見した。亜鉛含量の選択に対する均衡した
方法が一般に必要である。合金中の亜鉛含量が大きいほど、生成する層の抵抗率
が大きい。合金層の抵抗率を減少させるためには、合金の亜鉛含量を最小にしな
ければならない。しかし、減少した亜鉛含量により、酸化抵抗及び銅封じ込め特
性が劣化し始める。従って、亜鉛含量は酸化抵抗及び銅−封じ込め特性に対して
層の抵抗率を平衡させるように選択しなければならない。従って、合金のために
選択された亜鉛含量は金属被覆構造物20の性能の要求に依存してくる。
金層40の特性である。超薄接着層を使用することにより、金属被覆構造物20
の層の系列を使用して充填されている微細構造物は、中間の銅−亜鉛合金層を伴
わないで純粋の銅層を使用する時に必要である、より厚い接着/バリヤー層を使
用する時に得ることができるよりも、低導電率材料に対して、より大きい割合の
高導電率材料を含む。
あろう電気化学めっき法を使用してめっきすることができる。層40がスパッタ
ーめっきされる時は、合金の組成は概括的に、ターゲットの組成により決定され
る。従って、異なる亜鉛含量をもつ合金層は概括的に、異なる銅−亜鉛組成のタ
ーゲットを使用してスパッターめっきされる。
は、銅−亜鉛合金層40の抵抗率を低温焼きなまし法を使用して減少させること
ができることを発見した。図2は、銅−亜鉛合金が誘電体材料上にスパッターめ
っきされた数々の試料について、焼きなまし温度の関数としての、銅−亜鉛合金
層の抵抗率の間の相関を示すグラフである。スパッターは、10分間の、10-7 Torrの基礎圧力及び5mTorrのアルゴン圧力を伴って2.5kW(0.
5kvolt×5amp)で実施された。焼きなましは30分間の間、与えられ
た温度で実施された。スパッターのターゲットは5原子パーセントの亜鉛含量を
有した。
ような層の抵抗率と比較して、銅−合金層の抵抗率を改善した。結果は、焼きな
まし温度の増加に伴って、抵抗率の概括的減少を示している。しかし、抵抗率は
約350℃〜400℃より上では、焼きなまし温度の増加に伴って有意に増加し
なかった。従って、これらの温度より上でもたらされた減少していく抵抗率の増
加が与えられるので、この温度範囲以下の焼きなまし温度で銅−亜鉛合金層を焼
きなまして、それにより、ミクロ電子工学加工物(例えば半導体ウェファー)の
可能な熱予算を増加することが好ましいことが発見された。焼きなまし法は、1
枚以上の全体的ミクロ電子工学加工物の層が劣化したり、あるいは高い焼きなま
し温度にさらされる時に応力を受ける場合には、更に低い温度ですら実施するこ
とができる。例えば、多数の低−K誘電体材料は約250℃〜350℃より上の
温度で劣化を開始する。従って、焼きなましはそれらの温度より下で実施しなけ
ればならない。
が、酸の銅電気めっきが繁用されるようになり、それはその他の種類のめっき法
よりも数々の利点を有する。それは比較的早く、安価で、維持及び制御が容易で
、毒性が少なく、そして、良好な均一性、強度及び延性のめっき体を生成する。
しかし、銅及び亜鉛は電気化学系列において広く分離されている(標準水素電極
、SHEにおいてはECu/Cu2+=+0.34そしてEZn/z2+=−0.76mV)
。従って、両金属が単純なカチオン、すなわちCu2+及びZn2+として存在する
酸の媒体中では、銅及び亜鉛の両方を同時めっきすることができない。電気めっ
き液から異なるめっきポテンシャルをもつ2種の異なる金属を電気化学的にめっ
きしようと試みる場合は、低い程度のめっきポテンシャルをもつ金属は概括的に
、他方の金属の、より大きい程度のめっきポテンシャルに達する前に、溶液から
析出して、有意な量の気体が発生するであろう。従って、単純なカチオンを含ん
でいるシステムに添加される時に、金属が同時めっきされることができるように
、異なるめっきポテンシャルを相互に隣接させるような化学薬品を考えることが
必要になる。この目的のために、シアン化物、エチレンジアミン、EDTA等の
ような錯体形成剤(配位子)を使用することができる。これらの配位子は銅イオ
ンと配位して、銅の配位錯体と呼ばれる物体を形成し、それにより銅の活性及び
、従って電極ポテンシャルを減少させる。言い換えると、錯体形成剤の存在下で
は、還元ポテンシャル及び、従って金属が電気めっきされるポテンシャルがより
負の領域に移動される。それらが移動される程度は、異なる元素に対して異なる
。本発明者は、この現象を利用して、5原子パーセント未満、そして、より好ま
しくは、約1原子パーセント以下の、非常に少量の亜鉛で薄膜銅層を電気めっき
した。 銅−亜鉛合金層40を形成するために、銅及び亜鉛の両方の電気めっき
を容易にするために、銅−亜鉛合金を電気化学的にめっきするための独特な電気
めっき液が開発された。好ましい溶液は、構造物20の合金層40のために使用
されたその他の銅に基づいた合金の電気化学的めっきにおける場合と同様に、図
1に示された金属被覆構造物20の銅−亜鉛合金層40の電気化学的めっきに使
用することができる。溶液の好ましい組成に従うと、溶液は次の成分を含む。
もちしかしまた、所望の酸化抵抗及び銅封じ込め特性をもつ銅−亜鉛合金層40
をめっきするために広範囲のめっきパラメーターを使用することができる。好ま
しくは、合金は一定のポテンシャルの(一定電流の逆の)波形を使用してめっき
される。使用されるめっきポテンシャルは好ましくは、300mVと900mV
カソードの間である。DCめっき波形を使用することができるが、前進パルス波
形をもつことが好ましい。前進パルス波形は50/20msecないし90/1
0msecのオン/オフ周期をもつことができる。0.6/0.3msecの波
形が使用される時に、特に良好なビア及び溝の微細構造物の充填がもたらされる
。
ターの効果を表すグラフであり、一方、図4は、生成する層の亜鉛組成物に対す
るパルスパラメーターの効果を示すグラフである。それぞれの図に示された一番
右側のパルスパラメーターの結果は前進パルスのみならず、逆パルスをもつめっ
き波形を含んだ。図4から見られるように、合金の亜鉛含量はパルスパラメータ
ーを変動させることにより操作することができる。
が好ましい。消耗性のアノードは純粋の銅又は銅−リンからなることができるが
、銅−リンアノードが、より良い微細構造物の充填及びより良い銅−合金層の特
性を提供する。
試験が実施された。例えば、硫酸銅溶液中の銅のロッドの分極動態は図5に示さ
れる。浴中の銅の濃度の増加がアノード側へSSP(定常状態ポテンシャル)を
移動させた。研究されたポテンシャル領域においてはどんな水素の発生もあるよ
うにはみられなかった。
極化が図6〜11に示されている。亜鉛対銅の比率が8:1ないし5:1の範囲
内にある時は、分極曲線が3カ所の最小点を通過し、最高の負のポテンシャルに
おける最初のものが亜鉛析出/溶解に相当し、他方の2種類が銅と亜鉛の合金の
定常状態領域に相当する。溶液中の銅の含量の増加は、より正方向のポテンシャ
ルに、上方に曲線を移動させる。比率は変動するが、これらの実施例すべての銅
の総量は同一で、5g/lである。銅濃度がこのレベルから10g/l(30:
10の組み合わせにおいては比率は3:1であるが、硫酸銅の総濃度は10g/
lである)に増加される時にのみ、負のポテンシャルにおける2種類の最小値が
消失し、高い、正のポテンシャルに唯一のSSPを残す。これは溶液が銅溶解/
析出平衡を達成する事実による。従って、2個のパラメーター、溶液中の硫酸銅
対硫酸亜鉛の比率及び硫酸銅の濃度、が確認された。銅の濃度が10g/lより
上に増加されない限り、より高い、負のポテンシャルにおける最小値を回避する
ことができるようには見えない。硫酸亜鉛への銅の添加増加により(比率1:1
で、銅20g/lレベルで)電流は有意に増加されない。これは、錯体形成によ
るものであるが、めっきによる濃度の減少が電流密度を有意に変動させることが
できない、溶液の安定度の利点が存在する。従って、めっきの同様な組成物を得
るためには、溶液を、広範なポテンシャルにわたって作業させるような組成物を
使用することが最善である。
アンモニウムの存在がアミノ錯体の形成を誘導し、一方エチレンアミンの添加が
溶液中に存在する金属イオンのエチレンアミン錯体の形成を誘導する。錯体イオ
ンが形成される時にはいつでも(溶液中に存在する配位子との金属イオンの反応
により)、金属イオンの活性は減少され、これが順次、めっきポテンシャルを減
少させる。錯体形成はまた、過剰ポテンシャルを増加し、アノード電流密度を減
少する。これらの効果はこの分極曲線に認めることができる。アミンのみが存在
する場合は、定常状態のポテンシャルは−IV(SCE)の周辺である。従って
、これに対してより負のポテンシャルにおいて、銅のめっきが可能である。水酸
化アンモニウムが試験溶液中に存在する場合は、SSPはより高い負の値、−0
.47V(SCE)に降下される。これは、アンモニアと形成された錯体が、よ
り高い負のポテンシャルにおいてのみ、還元されることができることを示してい
る。次の等式は、錯体から銅の析出を導く反応系列を示す。
の電位動力学的分極曲線を示している。曲線は亜鉛、銅及び/又はこれらの金属
の合金のものに対応する活性析出/溶解領域を示している。亜鉛錯体の亜鉛への
還元は、浴が硫酸亜鉛のみを含み硫酸銅を含まない時に、−1.3V(SCE)
までの負のポテンシャルにおいて起こった。1及び2g/lの硫酸銅の添加は、
よりアノードの値、−1.2及び−1.0V(SCE)それぞれへの、このポテ
ンシャルの移動をもたらした。純粋亜鉛のものに対応する定常状態の領域は同時
の銅析出により隠蔽された。これが起こった程度は浴中の銅の量に依存した。従
って、より高いポテンシャルで析出した亜鉛が溶解する前ですら、銅/銅合金は
析出し始めた。カソードに分極された試料の横断面を観察するために、カソード
領域の電流が100μA(大体、−0.5V SCE)より下に下降した時に実
験を終結した。次いで、試料を表面から内部の層を観察するために研磨した。図
14に示されるように、層は、めっき表面から銅のロッド/めっき体界面の方向
を観察されると、銅、Cu−Zn合金及び亜鉛であるように見られた。
で実施することができる。前述の電気化学めっき法を実施するのに特に適した1
種類以上の電気めっき容器を取り込んでいる集積処理器具はKalispell
,MontanaのSemitool,Inc.,から市販されている。これら
の器具は商品名LT−210TM及びEquinoxTMとして市販されており、ミ
クロ電子工学回路及び部品の製造に使用される広範囲の電気めっき法を実施する
ように容易に適応される。好都合には、これらの器具に使用された反応容器は電
気化学めっき法の間中、加工体を回転するので、それにより、生成するフィルム
の均一性を高める。加工物上に銅−亜鉛合金層40(又はその他の合金)をめっ
きする時に加工体を回転することは好ましい。生成する銅−Zn合金層40の品
質を更に高めるために、これらの器具の1個又は2個以上の電気化学めっき反応
室を、それにより、生成する合金層の所望の特徴を高めるために、電気化学めっ
き法の間に電気めっき液に超音波エネルギーを提供する超音波発生機を付けるこ
とができる。
っきと関連したその他の工程を実施するために使用される、例えば、前湿潤化室
、すすぎ室、等のようなその他の付随的処理室を含む。その他のミクロ電子工学
加工物と同様に、半導体ウェファーは、反応容器内で1個1個これらの器具中で
加工され、ロボットの移動機構により、加工体ステーションと搬入/搬送ステー
ションとの間のみならず、加工ステーションの間を移動される。加工室の部品の
みならず、ロボット移動機構、電気めっき反応容器及びそこで使用されるめっき
レシピーはすべて、1種類以上の、プログラム可能な処理ユニットの制御下にあ
る。 それらの基本となる説から逸脱せずに、前述の発明に、数々の修正を実施
することができる。本発明は、1種類以上の特定の態様について、実質的に詳細
に説明されたが、当業者は、付記の請求項に提示された発明の範囲及び精神から
逸脱せずにそれらに変更を加えることができることを認めるであろう。
ラフである。
、電気化学的にめっきされた銅−亜鉛合金層の抵抗率に対するパルスパラメータ
ーの効果を示すグラフである。
電気化学的にめっきされた銅−亜鉛合金の亜鉛組成物に対するパルスパラメータ
ーの効果を示すグラフである。
極を示すグラフである。
グラフである。
曲線を示すグラフである。
ッド上にめっきされた電気化学的にめっきされた層の組成を示す。
Claims (59)
- 【請求項1】 ミクロ電子工学の回路に使用のための金属被覆構造物で、 誘電体層、 誘電体層の外側に配置された超薄膜接着層、及び 超薄膜接着層の外側に配置された低−Me濃度の銅−Me合金層、 を含んでなる金属被覆構造物。
- 【請求項2】 誘電体層が低−K誘電体材料から形成されている、請求項1
記載の金属被覆構造物。 - 【請求項3】 誘電体層が高−K誘電体材料から形成されている、請求項1
記載の金属被覆構造物。 - 【請求項4】 銅−Me合金層のMe含量が約5原子パーセント以下である
、請求項1記載の金属被覆構造物。 - 【請求項5】 銅−Me合金層の亜鉛含量が約2原子パーセント以下である
、請求項1記載の金属被覆構造物。 - 【請求項6】 銅−Me合金層の亜鉛含量が約1原子パーセント以下である
、請求項1記載の金属被覆構造物。 - 【請求項7】 超薄接着層が約10〜20オングストロームの間の厚さをも
つ、請求項1記載の金属構造物。 - 【請求項8】 超薄接着層が約15オングストローム未満の厚さをもつ、請
求項7記載の金属被覆構造物。 - 【請求項9】 超薄接着層が金属からなる、請求項1記載の金属被覆構造物
。 - 【請求項10】 超薄接着層が金属合金からなる、請求項1記載の金属被覆
構造物。 - 【請求項11】 ミクロ電子工学回路への使用のための金属被覆構造物で、
誘電体層、 誘電体層の外側に配置された超薄膜接着層、及び 超薄膜接着層の外側に配置された低−亜鉛濃度の、銅−亜鉛合金層、 を含んでなる金属被覆構造物。 - 【請求項12】 請求項11に記載され、低−亜鉛濃度の銅−亜鉛合金層の
外側に配置された一次銅の導体を更に含んでなる、金属被覆構造物。 - 【請求項13】 誘電体層が低−K誘電体材料から形成されている、請求項
11記載の金属被覆構造物。 - 【請求項14】 誘電体層が高−K誘電体材料から形成されている、請求項
11記載の金属被覆構造物。 - 【請求項15】 銅−亜鉛合金層の亜鉛含量が約5原子パーセント以下であ
る、請求項11記載の金属被覆構造物。 - 【請求項16】 銅−亜鉛合金層の亜鉛含量が約2原子パーセント以下であ
る、請求項11記載の金属被覆構造物。 - 【請求項17】 銅−亜鉛合金層の亜鉛含量が約1原子パーセント以下であ
る、請求項11記載の金属被覆構造物。 - 【請求項18】 超薄接着層が約10〜20オングストロームの間の厚さを
もつ、請求項11記載の金属被覆構造物。 - 【請求項19】 超薄接着層が約15オングストローム未満の厚さをもつ、
請求項18記載の金属被覆構造物。 - 【請求項20】 超薄接着層が金属からなる、請求項11記載の金属被覆構
造物。 - 【請求項21】 超薄接着層が金属合金からなる、請求項11記載の金属被
覆構造物。 - 【請求項22】 ミクロ電子工学回路への使用のための金属被覆構造物で、
誘電体層、 誘電体層に隣接して配置された超薄膜接着層、及び 超薄膜接着層に隣接して配置された低−亜鉛濃度の、銅−亜鉛合金層、 を含んでなる金属被覆構造物。 - 【請求項23】 請求項22に記載され、低−亜鉛濃度の銅−亜鉛合金層に
隣接した一次銅の導体層を更に含んでなる、金属被覆構造物。 - 【請求項24】 誘電体層が低−K誘電体材料から形成されている、請求項
22記載の金属被覆構造物。 - 【請求項25】 誘電体層が高−K誘電体材料から形成されている、請求項
22記載の金属被覆構造物。 - 【請求項26】 銅−亜鉛合金層の亜鉛含量が約5原子パーセント以下であ
る、請求項22記載の金属被覆構造物。 - 【請求項27】 銅−亜鉛合金層の亜鉛含量が約2原子パーセント以下であ
る、請求項22記載の金属被覆構造物。 - 【請求項28】 銅−亜鉛合金層の亜鉛含量が約1原子パーセント以下であ
る、請求項22記載の金属被覆構造物。 - 【請求項29】 超薄接着層が約10〜20オングストロームの間の厚さを
もつ、請求項22記載の金属被覆構造物。 - 【請求項30】 超薄接着層が約15オングストローム未満の厚さをもつ、
請求項29記載の金属被覆構造物。 - 【請求項31】 超薄接着層が、誘電体−接着層界面において形成するであ
ろう化合物に対して、高い大きさの、形成の自由エネルギーをもつ材料から形成
されている、請求項22記載の金属被覆構造物。 - 【請求項32】 超薄接着層が金属からなる、請求項22記載の金属被覆構
造物。 - 【請求項33】 超薄接着層が金属合金からなる、請求項22記載の金属被
覆構造物。 - 【請求項34】 誘電体層をミクロ電子工学加工物上に配置すること、 誘電体層の外側に超薄接着層を配置すること、 超薄接着層の外側に低Me濃度の、銅−Me合金層を配置すること(ここで、
Meは銅以外の金属である)、 の段階を含んでなる、ミクロ電子工学加工物上に金属被覆構造物を形成する方法
。 - 【請求項35】 超薄接着層が誘電体層に直かに隣接して配置され、銅−M
e合金層が超薄接着層に直かに隣接して配置される、請求項34記載の金属被覆
構造物を形成する方法。 - 【請求項36】 Meの濃度が約5原子パーセント未満である、請求項35
記載の金属被覆構造物の形成方法。 - 【請求項37】 Meの濃度が約2原子パーセント未満である、請求項35
記載の金属被覆構造物の形成方法。 - 【請求項38】 Meの濃度が約1原子パーセント未満である、請求項35
記載の金属被覆構造物の形成方法。 - 【請求項39】 Meが亜鉛である、請求項35記載の金属被覆構造物の形
成方法。 - 【請求項40】 Meが亜鉛である、請求項36記載の金属被覆構造物の形
成方法。 - 【請求項41】 Meが亜鉛である、請求項37記載の金属被覆構造物の形
成方法。 - 【請求項42】 Meが亜鉛である、請求項38記載の金属被覆構造物の形
成方法。 - 【請求項43】 銅−Me合金層が電気化学めっき法を使用してめっきされ
る、請求項34記載の金属被覆構造物の形成方法。 - 【請求項44】 電気化学めっき法が一定ポテンシャルの波形を使用する、
請求項43記載の金属被覆構造物の形成方法。 - 【請求項45】 一定ポテンシャルの波形が前進パルスをもつ波形を含んで
なる、請求項44記載の金属被覆構造物の形成方法。 - 【請求項46】 銅−Me合金層が電気化学めっき法を使用してめっきされ
る、請求項35記載の金属被覆構造物の形成方法。 - 【請求項47】 銅−Me合金層が電気化学めっき法を使用してめっきされ
る、請求項41記載の金属被覆構造物の形成方法。 - 【請求項48】 ミクロ電子工学加工物の表面上に低−Me濃度の銅−Me
合金層をめっきするための電気めっき浴で、Meが銅以外の金属であり、 金属Me源としてMeSO4、 銅源としてCuSO4、 錯体形成剤として(NH4)2SO4、及び pH調整剤としてNH4OH、 を含んでなる浴。 - 【請求項49】 MeSO4がZnSO4である、請求項48記載の電気めっ
き浴。 - 【請求項50】 MeSO4中のMeが、亜鉛、アルミナム、ホウ素、マグ
ネシウム、及びセシウムからなる群から選択される、請求項48記載の電気めっ
き浴。 - 【請求項51】 請求項48に記載され、湿潤剤及び錯体形成剤の両方とし
て役割を果す添加剤を更に含んでなる、電気めっき浴。 - 【請求項52】 添加剤がED及びEDTAからなる群から選択される化学
薬品である、請求項51記載の電気めっき浴。 - 【請求項53】 電子工学加工物の表面上に低−Me濃度の銅−Me合金層
をめっきするための電気めっき浴で、Meは銅以外の金属であり、 金属Me源として、約10〜40g/lの間の濃度で電気めっき浴中に存在す
るMeSO4、 銅の源として、約5〜20g/lの間の濃度で電気めっき浴中に存在するCu
SO4、 錯体形成剤として、約20〜40g/lの間の濃度で電気めっき浴中に存在す
る(NH4)2SO4、及び pH調整剤として、約50〜100g/lの間の濃度で電気めっき浴中に存在
する(NH4)2SO4、 を含んでなる浴。 - 【請求項54】 MeSO4がZnSO4である、請求項53記載の電気めっ
き浴。 - 【請求項55】 MeSO4中のMeが、亜鉛、アルミナム、ホウ素、マグ
ネシウム、及びセシウムからなる群から選択される、請求項53記載の電気めっ
き浴。 - 【請求項56】 請求項53に記載され、湿潤剤及び錯体形成剤の両方とし
て働く添加剤を更に含んでなる電気めっき浴。 - 【請求項57】 添加剤がED及びEDTAからなる群から選択される化学
薬品である、請求項56記載の電気めっき浴。 - 【請求項58】 添加剤が約0.1〜1ml/lの間の濃度で電気めっき浴
中に存在する、請求項57記載の電気めっき浴。 - 【請求項59】 電気めっき浴のpHが約11である、請求項53記載の電
気めっき浴。
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