JP2004506814A5

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Publication number: JP2004506814A5
Application number: JP2002519698A
Authority: JP
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2005-02-24

Claims

金属含有材料に関するバリア層を形成するため用いられ；
Ｔｉと；（１）約−１．０Ｖ未満の標準電極電位、（２）少なくとも約２４００℃の融点、及び（３）チタンと比べ少なくとも８％異なる原子半径、の少なくとも一つを有する１以上の合金元素と；を含み、
少なくとも９９．９５％の純度であるスパッタリング材。
金属含有材料が、銅、銀、及びアルミニウムの少なくとも一つを含む請求項１のスパッタリング材。
金属含有材料が銅系材料である請求項１のスパッタリング材。
スパッタリング材中の該１以上の合金元素の少なくとも１つが、約−１．０Ｖ未満の標準電極電位を有する請求項１のスパッタリング材。
約−１．０Ｖ未満の標準電極電位を有する少なくとも一つの合金元素が：Ｂｅ，Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ及びＥｒ；からなる群より選択される請求項４のスパッタリング材。
約−１．０Ｖ未満の標準電極電位を有する少なくとも一つの合金元素がＺｒを含む請求項５のスパッタリング材。
該１以上の合金元素の少なくとも一つが、チタンに比べ少なくとも８％異なる原子半径を有する請求項１のスパッタリング材。
チタンに比べ少なくとも８％異なる原子半径を有する合金元素の少なくとも一つが：Ｃａ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｙ，Ｚｒ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ及びＨｆ；からなる群より選択される請求項７のスパッタリング材。
チタンに比べ少なくとも８％異なる原子半径を有する合金元素の少なくとも一つが、チタンに比べ少なくとも２０％異なる原子半径を有する請求項７のスパッタリング材。
該１以上の合金元素の少なくとも１つが少なくとも約２４００℃の融点を有し；Ｗが３５−５０原子％の範囲で存在するＴｉ及びＷの二元系合金が含まれず；Ｎｂが６−８原子％の範囲で存在するＴｉ及びＮｂの二元系合金も含まれない；請求項１のスパッタリング材。
少なくとも約２４００℃の融点を有する少なくとも１つの合金元素が、Ｃ，Ｍｏ及びＴａからなる群より選択される請求項１０のスパッタリング材。
該１以上の合金元素がＡｌを含まない請求項１のスパッタリング材。
金属含有材料に関するバリア層を形成するために用いられ；
Ｔｉと；Ｂｅ，Ｂ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｓｒ，Ｙ，Ｃ，Ｐ，Ｓ，Ｃｓ及びＢａからなる群より選択される少なくとも一つの合金元素と；を含む、スパッタリング材。
Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ及びＡｌからなる群より選択される少なくとも一つの合金元素をさらに含む請求項１３のスパッタリング材。
金属含有材料が、銅、銀、及びアルミニウムの少なくとも一つを含む請求項１３のスパッタリング材。
金属含有材料が銅系材料である請求項１３のスパッタリング材。
Ｔｉと１以上の合金元素とを含む第一の層を基板上に形成し；その１以上の合金元素が、（１）約−１．０Ｖ未満の標準電極電位、（２）少なくとも約２４００℃の融点、（３）チタンに比べ少なくとも８％異なる原子半径、の少なくとも一つを有し；
第一の層上に銅含有層を形成し；第一の層が、銅含有層から基板への銅拡散を抑制する；
工程を含む、基板への銅の拡散を抑制する方法。
銅含有層が銅系層である請求項１７の方法。
スパッタリング材中の該１以上の合金元素の少なくとも一つが約−１．０Ｖ未満の標準電極電位を有し、Ｂｅ，Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ及びＥｒからなる群より選択される元素である請求項１７の方法。
スパッタリング材中の該１以上の合金元素の少なくとも一つが、チタンに比べ少なくとも８％異なる原子半径を有し、Ａｌ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｙ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ及びＹｂ；からなる群より選択される元素である請求項１７のスパッタリング材。
スパッタリング材中の該１以上の合金元素がの少なくとも一つが、少なくとも約２４００℃の融点を有し、Ｃ，Ｍｏ及びＴａからなる群より選択される元素である請求項１７のスパッタリング材。
Ｔｉと；（１）約−１．０Ｖ未満の標準電極電位、（２）少なくとも約２４００℃の融点、及び（３）チタンと比べ少なくとも８％異なる原子半径、の少なくとも一つを有する１以上の合金元素と；を含むターゲットからスパッタ堆積により第一の層が形成される請求項１７の方法。
Ｔｉ_ｘＱ_ｙＮ_ｚ及びＴｉ_ｘＱ_ｙＮ_ｚＯ_ｗの一つを含み（“Ｑ”は該１以上の合金元素の標示である）；金属含有材料からの金属拡散を抑制し、窒素雰囲気中でスパッタリングターゲットをスパッタリングすることにより形成される薄膜であって；
該ターゲットが、Ｔｉと；（１）約−１．０Ｖ未満の標準電極電位、（２）少なくとも約２４００℃の融点、及び（３）チタンと比べ少なくとも８％異なる原子半径、の少なくとも一つを有する１以上の合金元素と；を含む、上記の薄膜。
金属含有層が銅を含む請求項２３の薄膜。
Ｘ＝０．１−０．７，ｙ＝０．００１−０．３，かつＺ＝０．１−０．６である請求項２３の薄膜。
ｗ＝０．０００１−０．００１０である請求項２５の薄膜。
厚みが約２ｎｍから約５０ｎｍである請求項２３の薄膜。
抵抗率が３００μΩ・ｃｍ以下である請求項２３の薄膜。
平均結晶粒サイズが１００ｎｍ以下であり、真空アニールにおいて少なくとも約５００℃の温度に少なくとも約３０分間露出した後に、平均結晶粒サイズが１００ｎｍに保持されている請求項２３の薄膜。
マイクロ電子デバイスの銅バリア層として用いられる請求項２３−２９のいずれかの薄膜。
半導体基板；
半導体基板に支持されており、金属の拡散が低減されている材料；
該材料上にあり、該金属を含む物質；
該物質と金属の拡散が低減された該材料との間にあり、請求項２３−２９の何れかの薄膜を含む介在層であって；介在層がない場合に起きる拡散量と比べ、該物質から該材料への該金属の拡散を低減する上記介在層；
を含む半導体構造。
Ｔｉと；Ｂｅ，Ｂ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ及びＥｒからなる群より選択される１以上の合金元素と；を含むターゲットからスパッタ成膜により銅バリア層を形成する手段。
１以上の合金元素がＺｒを含む請求項３２の手段。