KR20030020986A - Sputtering target - Google Patents

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KR20030020986A
KR20030020986A KR10-2003-7002169A KR20037002169A KR20030020986A KR 20030020986 A KR20030020986 A KR 20030020986A KR 20037002169 A KR20037002169 A KR 20037002169A KR 20030020986 A KR20030020986 A KR 20030020986A
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less
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copper
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KR10-2003-7002169A
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리지앙씽
터널스테펜
야오리준
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허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 티타늄합금 스퍼터링 타겟을 형성하기 위하여 사용될 수 있는 새로운 티타늄을 포함하여 이루어지는 재료들에 관한 것이다. 상기 티타늄합금 스퍼터링 타겟은 합금 TiN박막을 형성하기 위하여 질소를 포함하여 이루어지는 스퍼터링 분위기에서, 또는 합금 TiON박막을 형성하기 위하여 질소함유 및 산소함유 스퍼터링 분위기에서 스퍼터될 수 있다. 본 발명에 따라 형성된 상기 박막은 비주상형 결정립 구조, 낮은 전기비저항, 높은 화학적 안정성 및 Cu 장벽에 적용되는 박막으로써의 TaN의 특성과 대등한 장벽층 특성을 가질 수 있다. 게다가, 본 발명에 따라 제조된 상기 티타늄합금 스퍼터링 타겟은 반도체에 적용시 고순도의 탄탈륨 재료에 비하여 가격적인 측면에서 보다 효율적이며, 고강도 스퍼터링의 적용에 적합한 우수한 기계적 강도를 갖는다.The present invention relates to materials comprising new titanium that can be used to form a titanium alloy sputtering target. The titanium alloy sputtering target may be sputtered in a sputtering atmosphere containing nitrogen to form an alloy TiN thin film, or in a nitrogen-containing and oxygen-containing sputtering atmosphere to form an alloy TiON thin film. The thin film formed according to the present invention may have a barrier layer property comparable to that of TaN as a thin film applied to a Cu barrier, a non-columnar grain structure, low electrical resistivity, high chemical stability. In addition, the titanium alloy sputtering target made in accordance with the present invention is more cost effective compared to high purity tantalum materials when applied to semiconductors and has excellent mechanical strength suitable for the application of high strength sputtering.

Description

스퍼터링 타겟{SPUTTERING TARGET}Sputtering Target {SPUTTERING TARGET}

집적회로 관련 기술은 알루미늄감(aluminum subtractive) 공정에서 구리이중다마신(copper dual damascene) 공정으로 변하고 있다. 알루미늄과 알루미늄의 합금에서 구리와 구리의 합금으로의 이동은 개발된 새로운 장벽층(barrier layer) 재료, 특히 TaN에 기인한다. 알루미늄 기술에 사용되는 TiN 박막은, 예를들면 질소를 포함하여 이루어지는 스퍼터링 가스 분위기에서 티타늄 타겟을 잘 반응하게 스퍼터링함에 의하여 형성되어질 수 있다. TiN 박막은 TiN 박막을 통한 구리 원자의 확산율이 매우 크기 때문에 TaN에 비하여 구리에 대한 열등한 장벽층으로 알려져 있다.Integrated circuit technology is changing from aluminum subtractive process to copper dual damascene process. The shift from the alloy of aluminum and aluminum to the alloy of copper and copper is due to the new barrier layer material developed, in particular TaN. TiN thin films used in aluminum technology can be formed by sputtering a titanium target well in a sputtering gas atmosphere including, for example, nitrogen. TiN films are known to be inferior barrier layers to copper compared to TaN because of the very high diffusion rate of copper atoms through the TiN films.

TiN 장벽층에 관련된 상기 문제들은 도 1 및 도 2에 묘사되어 있다. 특히, 도 1은 바람직한 장벽층 구조를 보여주며, 도 2는 TiN 장벽층과 관련된 문제들을 보여준다.The problems associated with the TiN barrier layer are depicted in FIGS. 1 and 2. In particular, FIG. 1 shows the preferred barrier layer structure and FIG. 2 shows the problems associated with the TiN barrier layer.

먼저, 도 1을 살펴보면, 반도체 웨이퍼 조각(10)이 나타나 있다. 웨이퍼 조각(10)은, 예를들면 단결정 실리콘을 포함하여 이루어질 수 있는 기판(substrate, 12)을 포함하여 이루어진다. 다음에 오는 청구항들의 해석을 돕기 위하여, "반도체성 기판(semiconductive substrate)"과 "반도체 기판(semiconductor substrate)"의 용어는 반도체성 재료와 반도체성 재료층(하나 또는 다른 재료들을 포함하여 이루어지는 집합체)을 포함하여 이루어지는 어떠한 구조를 의미하는 것으로 정의된다. 상기 반도체성 재료는 반도체성 웨이퍼(하나 또는 그 위에 다른 재료들을 포함하는 집합체)와 같은 벌크 반도체성 재료를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. "기판(substrate)"이라는 용어는, 상술한 반도체성 기판을 포함하지만 이에 한정되지는 않으며, 어떠한 지지하는 구조를 말한다.First, referring to FIG. 1, a semiconductor wafer piece 10 is shown. The wafer piece 10 comprises a substrate 12, which may for example comprise monocrystalline silicon. To assist in the interpretation of the following claims, the terms "semiconductive substrate" and "semiconductor substrate" refer to semiconducting materials and semiconducting material layers (assemblies comprising one or other materials). It is defined as meaning any structure consisting of. The semiconducting material includes, but is not limited to, a bulk semiconducting material such as a semiconducting wafer (an aggregate comprising one or more other materials thereon). The term " substrate " refers to any supporting structure, including but not limited to the semiconductor substrate described above.

절연층(14)은 기판(12) 상에 형성된다. 절연층(14)은 예를들면 이산화규소 또는 붕인규산 유리(borophosphosilicate glass, BPSG)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 층(14)은 3.7 이하의 유전상수(dielectric constant)를 갖는 불화 이산화규소, 또는 소위 "낮은 k(low-k)"의 유전물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 특정한 실시예에서, 층(14)은 3.0 이하의 유전상수를 갖는 절연재료를 포함하여 이루어질 수 있다.The insulating layer 14 is formed on the substrate 12. The insulating layer 14 may include, for example, silicon dioxide or borophosphosilicate glass (BPSG). Layer 14 may also comprise silicon fluoride dioxide having a dielectric constant of 3.7 or less, or a so-called "low-k" dielectric material. In a particular embodiment, layer 14 may comprise an insulating material having a dielectric constant of 3.0 or less.

장벽층(16)은 절연재료(14)내의 트렌치(trench)까지 확장되어 형성되며, 구리함유 시드층(seed layer, 18)은 장벽층(barrier layer, 16) 위에 형성된다. 구리함유 시드층(18)은, 예를들면 고순도(high purity) 구리 타겟으로 부터 스퍼터 증착(deposition)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 "고순도(high purity)"라는 용어는적어도 99.995%의 순도(즉, 4N5 순도)를 갖는 타겟을 말한다. 구리함유 재료(20)는 구리함유 시드층(18) 위에 형성되며, 예를들면 전기화학적 증착에 의하여 시드층(18) 위로 형성되어질 수 있다. 구리함유 재료(20)와 시드층(18)은 구리를 기초로 한 층(copper-based layer) 또는 구리를 기초로 한 물질(copper-based mass)로 모두 언급될 수 있다.Barrier layer 16 extends to a trench in insulating material 14 and a copper containing seed layer 18 is formed over barrier layer 16. The copper containing seed layer 18 may be formed, for example, by sputter deposition from a high purity copper target. The term "high purity" refers to a target having a purity of at least 99.995% (ie, 4N5 purity). Copper-containing material 20 is formed over copper-containing seed layer 18 and may be formed over seed layer 18 by, for example, electrochemical deposition. The copper-containing material 20 and the seed layer 18 may both be referred to as a copper-based layer or a copper-based mass.

장벽층(16)은 재료(18 및 20)로 부터 절연재료(14)로의 구리확산을 방지하기 위하여 제공된다. 종래기술의 티타늄 재료는 구리의 확산을 방지하기 위한 장벽층으로써 적당하지 못하다는 것이 보고되고 있다. 종래기술의 티타늄을 포함하여 이루어지는 재료와 관련된 문제들은 도 2에 묘사되어 있다. 상기 도 2는 도 1의 구조(10)를 보여주나, 순수한 티타늄 또는 티타늄 질화물이 장벽층(16)으로 사용된다면 발생할 수 있는 특정한 문제들을 보여주기 위하여 변경된 것이다. 특히, 도 2는 장벽층(16)을 통하여 확장되는 채널(channels, 22)을 보여준다. 채널(22)은 장벽층(16)의 티타늄 재료와 관련된 주상(columnar) 결정립성장으로 부터 기인될 수 있다. 채널(22)은 티타늄을 포함하여 이루어지는 장벽층(16)을 통하여 절연층(14)으로의 구리확산을 위한 경로를 효과적으로 제공한다. 상기 주상 결정립성장은 Ti 또는 TiN층(16)이 형성되는 동안 또는 상기 증착 이후의 고온의 공정동안 발생할 수 있다. 특히, 심지어 종래기술의 티타늄 재료가 원주형의 결정립없이 증착되었을 때 조차도, 상기 재료는 450℃를 초과하는 온도에서 실패할 수 있음이 발견되었다.Barrier layer 16 is provided to prevent copper diffusion from materials 18 and 20 to insulating material 14. It is reported that the titanium material of the prior art is not suitable as a barrier layer for preventing the diffusion of copper. Problems related to materials comprising titanium of the prior art are depicted in FIG. 2. FIG. 2 shows the structure 10 of FIG. 1, but is modified to show certain problems that may occur if pure titanium or titanium nitride is used as the barrier layer 16. In particular, FIG. 2 shows channels 22 extending through barrier layer 16. Channel 22 may result from columnar grain growth associated with the titanium material of barrier layer 16. Channel 22 effectively provides a path for copper diffusion to insulating layer 14 through barrier layer 16 comprising titanium. The columnar grain growth may occur during the formation of the Ti or TiN layer 16 or during the high temperature process after the deposition. In particular, it has been found that even when the titanium material of the prior art was deposited without columnar grains, the material could fail at temperatures above 450 ° C.

도 2에서 묘사된 상기 문제들을 피하기 위한 노력으로, 티타늄이 아닌 장벽 재료가 확산층(16)으로 사용되는 것이 개발되었다. 개발된 상기 재료들 중에는 탄탈륨 질화물(TaN)이 있다. TaN은 구리확산을 방지하기 위하여 나노미터(nanometer) 크기에 가까운 결정립 구조 및 장벽층으로써의 우수한 화학적 안정성을 갖는다는 것을 알아냈다. 그러나, TaN층을 반도체 제조공정에 경제적으로 이용하기에는 탄탈륨의 가격이 너무 비싼 문제점이 있다. 또한, 우리는 많은 티타늄 합금이 스퍼터링 타겟 및 스퍼터된 박막 모두에서 탄탈륨에 비하여 우수한 기계적 성질을 갖을 수 있다는 것을 발견했다. 그러므로, 상기 티타늄 합금은 고성능이 요구되는 곳에 적용하기에 적합하다.In an effort to avoid the problems described in FIG. 2, it has been developed that a barrier material other than titanium is used as the diffusion layer 16. Among the materials developed is tantalum nitride (TaN). TaN was found to have good chemical stability as barrier layer and grain structure close to nanometer size to prevent copper diffusion. However, there is a problem that the price of tantalum is too expensive to economically use the TaN layer in the semiconductor manufacturing process. In addition, we have found that many titanium alloys can have superior mechanical properties over tantalum in both sputtering targets and sputtered thin films. Therefore, the titanium alloy is suitable for applications where high performance is required.

티타늄 합금은 탄탈륨보다 저렴한 재료이다. 따라서, 구리확산을 억제하기 위한 장벽층으로, 탄탈륨을 포함하여 이루어지는 재료 대신에 티타늄을 포함하여 이루어지는 재료를 사용하는 방법이 개발될 수 있다면, 구리관련 기술의 이용에 대한 초소형전자(microelectronics) 산업에 있어서 재료비용을 감소하는 것이 가능하다. 그러므로, 구리확산을 방해하거나 억제하기 위한 장벽층으로써 적당한 새로운 티타늄을 포함하여 이루어지는 재료를 개발하는 것이 바람직하다. 상기 티타늄을 포함하는 재료는 어떠한 순도의 것도 이용될 수 있으나, 바람직하게는 고순도의 재료가 좋다. 상기 "고순도"라는 용어는 적어도 99.95%의 순도(즉, 3N5 순도)를 갖는 타겟을 말한다.Titanium alloys are less expensive than tantalum. Therefore, if a method of using a titanium-containing material instead of a tantalum-based material as a barrier layer for suppressing copper diffusion can be developed, the microelectronics industry for the use of copper-related technology can be developed. It is possible to reduce the material cost. Therefore, it is desirable to develop a material comprising new titanium that is suitable as a barrier layer to prevent or inhibit copper diffusion. The material containing titanium may be of any purity, but is preferably a material of high purity. The term "high purity" refers to a target having a purity of at least 99.95% (ie, 3N5 purity).

본 발명은 향상된 구리확산 장벽 특성을 갖는 티타늄합금 박막에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 티타늄합금 스퍼터링 타겟에 관한 것이며, 부가적으로 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a titanium alloy thin film having improved copper diffusion barrier properties. The present invention also relates to a titanium alloy sputtering target and additionally to a method of suppressing copper diffusion to a substrate.

본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 도면에 대한 설명 아래에 설명된다.Preferred embodiments of the present invention are described below with reference to the following drawings.

도 1은 장벽층에 의해 절연층으로 부터 분리된 전도성 구리 재료를 보여주는 종래기술의 반도체 웨이퍼 조각의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a prior art semiconductor wafer piece showing a conductive copper material separated from an insulating layer by a barrier layer.

도 2는 장벽층으로 종래기술의 Ti함유 재료를 사용할때 발생할 수 있는 문제들을 보여주는 도 1의 종래기술 웨이퍼 조각의 그림이다.FIG. 2 is a drawing of the prior art wafer fragment of FIG. 1 showing problems that may occur when using prior art Ti containing materials as barrier layers.

도 3은 본 발명의 방법의 예비단계에서의 반도체 웨이퍼 조각의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross sectional view of a semiconductor wafer piece in a preliminary step of the method of the present invention.

도 4는 도 3의 웨이퍼 조각 다음의 공정단계에서 보여지는 도 3 웨이퍼 조각의 그림이다.FIG. 4 is a drawing of the wafer slice of FIG. 3 as seen in the process steps following the wafer slice of FIG.

도 5는 도 4의 웨이퍼 조각 다음의 공정단계에서 보여지는 도 3 웨이퍼 조각의 그림이다.FIG. 5 is a diagram of the FIG. 3 wafer slice seen in the process steps following the wafer slice of FIG.

도 6은 도 5의 웨이퍼 조각 다음의 공정단계에서 보여지는 도 3 웨이퍼 조각의 그림이다.FIG. 6 is a drawing of the FIG. 3 wafer slice seen in the process steps following the wafer slice of FIG.

도 7은 도 5 웨이퍼 조각의 부분 확대도이다.7 is a partially enlarged view of the wafer slice of FIG. 5.

도 8은 도 4에서 보여준 축을 따른 구리 함유층, TiQ층 및 SiO층에 대한 재료 "Q"의 상대적인 농도를 보여주는 개략적인 그래프이다.FIG. 8 is a schematic graph showing the relative concentration of material “Q” with respect to the copper containing layer, TiQ layer and SiO layer along the axis shown in FIG. 4.

도 9는 도 5에서 보여준 축을 따른 구리 함유층, TiQ층 및 SiO층에 대한 재료 "Q"의 상대적인 농도의 개략적인 그래프이다.FIG. 9 is a schematic graph of the relative concentrations of material "Q" with respect to the copper containing layer, TiQ layer and SiO layer along the axis shown in FIG.

도 10은 종래기술인 Ta와 비교하여 Ti-Zr합금의 기계적 특성의 향상을 보여주는 차트이다.10 is a chart showing the improvement of the mechanical properties of Ti-Zr alloy compared to Ta in the prior art.

도 11은 통상적인 스퍼터링 타겟 구조의 개략적인 단면도이다.11 is a schematic cross-sectional view of a conventional sputtering target structure.

도 12는 증착된 Ti0.45Zr0.024N0.52의 러더포드 백-스케터링 분광(Rutherford Back-scattering Spectroscopy;RBS) 프로파일(profile)을 보여주는 그래프이다.12 is a graph showing the Rutherford Back-scattering Spectroscopy (RBS) profile of deposited Ti 0.45 Zr 0.024 N 0.52 .

도 13은 Ti0.45Zr0.024N0.52의 면적저항(sheet resistance)을 보여준다. Rs 간격(spacing)은 1/3 시그마와 같고, 보여진 구배는 68.99; 67.88; 66.76; 65.65;64.54; 63.42; 62.31; 61.19; 및 60.08에 상응한다.FIG. 13 shows sheet resistance of Ti 0.45 Zr 0.024 N 0.52 . Rs spacing is equal to 1/3 sigma, and the gradient shown is 68.99; 67.88; 66.76; 65.65; 64.54; 63.42; 62.31; 61.19; And 60.08.

도 14는 450-700℃에서 1시간 동안 진공 어닐링후, Ti0.45Zr0.024N0.52의 러더포드 백-스케터링 분광(Rutherford Back-scattering Spectroscopy) 프로파일을 보여주는 그래프이다.FIG. 14 is a graph showing the Rutherford Back-scattering Spectroscopy profile of Ti 0.45 Zr 0.024 N 0.52 after vacuum annealing at 450-700 ° C. for 1 hour.

도 15는 웨이퍼로 부터 Cu층을 벗겨낸 후, TiZrN 박막의 러더포드 백-스케터링 분광(Rutherford Back-scattering Spectroscopy) 프로파일을 보여주는 그래프이다. TiZrN 박막과 구조의 초기 부분에 존재하는 Cu층은 본 발명의 통상적인 방법에 따라 형성되었다. 700℃에서 5시간 후, 보여지는 데이타는 TiZrN층으로의 Cu의 어떠한 확산도 보여주지 않는다.FIG. 15 is a graph showing a Rutherford Back-scattering Spectroscopy profile of a TiZrN thin film after stripping the Cu layer from the wafer. The Cu layer present in the TiZrN thin film and the initial portion of the structure was formed according to the conventional method of the present invention. After 5 hours at 700 ° C., the data shown do not show any diffusion of Cu into the TiZrN layer.

여기에 서술되는 본 발명은 티타늄 합금 스퍼터링 타겟을 형성하기 위하여 이용될 수 있는 새로운 티타늄을 포함하여 이루어지는 재료에 관한 것이다. 이 스퍼터링 타겟은 그들의 고강도 및 결과적인 박막특성에 기인하여 탄탈륨을 포함하여 이루어지는 타겟을 대체하여 이용될 수 있다. 상술하면, 어떠한 실시예에서, 상기 티타늄 합금 스퍼터링 타겟은 Cu 의 적용에 대한 장벽층을 형성하기 위하여 이용될 수 있다. 상기 티타늄 합금 스퍼터링 타겟은 티타늄 합금 질화 박막을 형성하기 위한 질소를 포함하여 이루어지는 스퍼터링 가스 분위기, 또는 티타늄 합금 산소 질소 박막을 형성하기 위한 질소를 포함하고 산소를 포함하는 분위기에서 잘 반응하여 스퍼터될 수 있다. 본 발명에 따라 형성된 상기 박막들은 비주상 결정립 구조, 낮은 전기비저항, 높은 화학적 안정성 및 TaN의 장벽층 특성과 대등한 장벽층 특성을 가질 수 있다. 게다가, 본 발명에 따라 생산된 상기 티타늄 합금 스퍼터링 타겟 재료는 반도체 적용에 있어서, 고순도의 탄탈륨 재료보다 비용측면에서 보다 효율적이다.The invention described herein relates to a material comprising new titanium that can be used to form a titanium alloy sputtering target. These sputtering targets can be used in place of targets comprising tantalum due to their high strength and resulting thin film properties. In detail, in some embodiments, the titanium alloy sputtering target may be used to form a barrier layer for the application of Cu. The titanium alloy sputtering target may be sputtered by reacting well in a sputtering gas atmosphere including nitrogen for forming a titanium alloy nitride thin film, or in an atmosphere containing oxygen and containing nitrogen for forming a titanium alloy oxygen nitrogen thin film. . The thin films formed according to the present invention may have a barrier layer property comparable to the non-columnar grain structure, low electrical resistivity, high chemical stability and barrier layer property of TaN. In addition, the titanium alloy sputtering target material produced according to the present invention is more cost effective in semiconductor applications than high purity tantalum materials.

그 일견지에서, 본 발명은 Ti와, -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금 원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 포함한다. Zr, Al 또는 Si이 존재하는 범위에서, 이들은 Ti와 이원계 합금(TiZr, TiAl 및 TiSi으로 이루어지는 이원계 복합체를 갖는)의 형태로 존재하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 만약에 타겟이 TiZr의 이원계 합금을 포함하여 이루어진다면, Zr은 32-38원자%의 범위 또는 12-18원자%의 범위로 존재하는 것이 바람직할 수 있다. 또는 Cu 장벽의 적용에 있어서, 0-50중량%의 어떠한 양으로 Zr이 존재하는 것이 바람직하다. 상기 스퍼터링 타겟이 다수의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 실시예에서, 상기 합금원소 모두가 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖거나, 또는 상기 합금원소 모두가-1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 것은 아닐 수 있다.In one aspect, the present invention includes a sputtering target comprising Ti and one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than -1.0V. In the range where Zr, Al or Si are present, it may be desirable that they do not exist in the form of Ti and binary alloys (with binary composites consisting of TiZr, TiAl and TiSi). In addition, if the target comprises a binary alloy of TiZr, it may be desirable for Zr to be present in the range of 32-38 atomic% or in the range of 12-18 atomic%. Or in the application of a Cu barrier, it is preferred that Zr be present in any amount of 0-50% by weight. In an embodiment in which the sputtering target includes a plurality of alloying elements, all of the alloying elements have a standard electrode potential of less than -1.0 V, or all of the alloying elements have a standard electrode potential of less than -1.0 V. It may not.

또 다른 견지에서, 본 발명은 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법을 포함한다. 티타늄과 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 제1층은 상기 기판위에 형성된다. 이후, 구리를 기초로 한 층은 상기 제1층 위에 형성되며, 상기 제1층에 의하여 상기 기판으로 부터 분리된다. 상기 제1층은 상기 구리를 기초로 한 층으로 부터 상기 기판으로의 구리확산을 억제한다.In another aspect, the present invention includes a method of inhibiting copper diffusion to a substrate. A first layer comprising titanium and one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than -1.0 V is formed on the substrate. A layer based on copper is then formed over the first layer and separated from the substrate by the first layer. The first layer inhibits copper diffusion from the copper based layer to the substrate.

그러나, 또 다른 견지에서, 본 발명은 Ti와 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 하나 이상의 원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 포함한다. 상기 스퍼터링 타겟이 Ti 이외에 다수의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 실시예에서, Ti 이외의 다른 원소 모두가 2400℃ 이상의 용융온도를 갖거나, 또는 Ti 이외의 다른 원소 모두가 2400℃ 이상의 융융온도를 갖는 것이 아닐 수 있다.However, in another aspect, the present invention includes a sputtering target comprising Ti and one or more elements having a melting temperature of 2400 ° C. or higher. In an embodiment in which the sputtering target includes a plurality of alloy elements in addition to Ti, all of the elements other than Ti have a melting temperature of 2400 ° C. or higher, or all of the elements other than Ti have a melting temperature of 2400 ° C. or higher. It may not.

그러나, 또 다른 관점에서, 본 발명은 Ti와, Ti와 비교하여 적어도 8%, 또는 적어도 10% 그리고 몇몇 적용에 있어서는 적어도 20%, 의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 포함한다. 상기 스퍼터링 타겟이 다수의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 실시예에서, 상기 합금원소 모두가 Ti와 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖거나, 또는 상기 합금원소 모두가 Ti와 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 것은 아닐 수 있다.In another aspect, however, the present invention comprises a sputtering target comprising Ti and one or more alloying elements having an atomic radius difference of at least 8%, or at least 10% compared to Ti and at least 20% in some applications. It includes. In embodiments in which the sputtering target comprises a plurality of alloying elements, all of the alloying elements have an atomic radius difference of at least 8% compared to Ti, or all of the alloying elements have at least 8% of Ti as compared to Ti. It may not have an atomic radius difference.

이후의 본 명세서와 청구항을 해석할 목적으로, "티타늄을 기초로 한(Ti-based)" 재료는 티타늄이 대부분의 원소인 재료로써 정의되며, "합금원소(alloying element)"는 특정한 재료에서 대부분의 원소가 아닌 원소로써 정의된다. "주요원소(majority element)"는 재료의 다른 원소보다 더 높은 농도로 존재하는 원소로써 정의된다. 주요원소는 재료에서 우세한 원소이기는 하나, 또한 재료에서 50% 미만일 수 있다. 예를들면, 티타늄이 30%이며 30% 이상인 농도를 갖는 다른 원소가 없으면, 티타늄이 재료의 주요원소가 된다. 30% 이하의 농도를 갖는 다른 원소들은 "합금원소(alloying elements)"가 된다. 여기에서 묘사되는 티타늄을 기초로 한 재료는 0.001-50원자% 농도의 합금원소를 종종 함유할 것이다. 여기에서 언급하는 % 및 농도는 원자% 및 원자농도이며, 물론 원자% 또는 원자농도 이외의 다른 농도 및 %를 특정할 때에는 그렇지 아니하다.For the purpose of interpreting this specification and the claims that follow, "Ti-based" materials are defined as materials in which titanium is the most element, and "alloying element" is the most common in certain materials. It is defined as an element that is not an element of. A "majority element" is defined as an element present at a higher concentration than other elements of the material. The major element is the predominant element in the material, but may also be less than 50% in the material. For example, if titanium is 30% and no other element has a concentration above 30%, titanium is the main element of the material. Other elements with concentrations below 30% become "alloying elements". The titanium based materials depicted here will often contain alloying elements in concentrations of 0.001-50 atomic percent. The percentages and concentrations referred to herein are atomic percent and atomic concentration, and of course, this is not the case when specifying concentrations and percentages other than atomic percent or atomic concentration.

부가적으로, 이후의 본 명세서와 청구항을 해석할 목적으로, "구리를 기초로 한(copper-based) 재료"는 구리가 주요원소인 재료로써 정의된다.In addition, for the purpose of interpreting the following specification and claims, "copper-based material" is defined as a material in which copper is a major element.

본 발명의 통상적인 실시예는 도3-9에 묘사된다. 우선 도 3을 살펴보면, 반도체 웨이퍼 조각(50)이 나타나 있다. 웨이퍼 조각(50)은 반도체성 재료 기판(52), 예를들면 단결정 실리콘과 같이, 을 포함하여 이루어진다. 절연재료(54)는 기판(52) 위에 형성되며, 구멍(opening, 56)은 절연재료(54) 속에 형성된다. 재료(52 및 54)는 종래기술의 재료(12 및 14)에서 묘사된 것처럼 각각 같은 재료를 포함하여 이루어진다. 예를들면, 구멍(56)은 이중다마신공정에서 구리의 형성을 위한 트렌치(trench)를 포함하여 이루어질 수 있다.A typical embodiment of the present invention is depicted in Figures 3-9. 3, a semiconductor wafer piece 50 is shown. The wafer piece 50 comprises a semiconducting material substrate 52, such as, for example, single crystal silicon. An insulating material 54 is formed over the substrate 52, and openings 56 are formed in the insulating material 54. Materials 52 and 54 comprise the same material, respectively, as depicted in prior art materials 12 and 14. For example, the hole 56 may comprise a trench for the formation of copper in a dual damascene process.

도 4를 살펴보면, 장벽층(58)은 절연층(54) 위에, 그리고 구멍(56) 내에 형성된다. 본 발명에 따르면, 장벽층(58)은 티타늄을 포함하여 이루어지며, 다음에 형성되는 구리를 기초로 한 층으로 부터 절연재료(54)로의 확산을 방해하기 위한 것이다. 본 발명의 하나의 관점에서, 장벽층(58)은 티타늄과 -1.0V 미만(즉, -1.0V보다 더욱 음수)의 표준전극전위(상세하게 설명하면, Cl-1/Cl 기준전극(reference eledtrode)을 가지고 측정된 표준환원전위)를 갖는 하나 이상의 원소들을 포함하여 이루어진다. 비록 특정 실시예에서는 상기 원소들이 Al, Si 또는 Zr을 포함하지 않을 수도 있지만, 적당한 원소들은 Al, Ba, Be, Ca, Ce, Cs, Hf, La, Mg, Nd, Sc, Sr, Y, Mn, V, Si 및 Zr으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택될 수 있다. 게다가, 장벽층(58)은 티타늄과 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 원소들로 구성되거나, 또는 티타늄과 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 원소들로 구성될 수 있다. 또한, 장벽층(58)은 Ti와 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 원소들에 부가하여 질소와 산소중 하나 또는 둘을 포함하여 이루어질 수 있다. 층(58)은 기판(54) 위에 형성된 박막으로 고려될 수 있고, 특히 실시예들은 약 2-500㎚의 두께를 가질 것이며, 상세하게는 약 2-50㎚의 두께를 가질 수 있고, 또는 약 2-20㎚의 두께를 가질 수 있다.Referring to FIG. 4, barrier layer 58 is formed over insulating layer 54 and in hole 56. According to the invention, the barrier layer 58 comprises titanium and is intended to prevent diffusion from the copper-based layer formed next to the insulating material 54. In one aspect of the invention, barrier layer 58 is a standard electrode potential (more specifically, Cl −1 / Cl reference eledtrode) of less than −1.0 V (ie, more negative than −1.0 V) with titanium. It consists of one or more elements with a standard reduction potential measured with Although in certain embodiments the elements may not comprise Al, Si or Zr, suitable elements are Al, Ba, Be, Ca, Ce, Cs, Hf, La, Mg, Nd, Sc, Sr, Y, Mn , V, Si and Zr. In addition, barrier layer 58 may consist of one or more elements having a standard electrode potential of less than about -1.0 V with titanium, or one or more elements having a standard electrode potential of less than -1.0 V of titanium. have. In addition, barrier layer 58 may comprise one or both of nitrogen and oxygen in addition to one or more elements having a standard electrode potential of less than Ti and -1.0V. Layer 58 may be considered a thin film formed over substrate 54, in particular embodiments may have a thickness of about 2-500 nm, in detail may have a thickness of about 2-50 nm, or about It may have a thickness of 2-20 nm.

본 발명의 또 다른 견지에서, 장벽층(58)은 티타늄과 약 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 하나 이상의 원소들을 포함하여 이루어진다. 적당한 원소들은 Nb, Mo, Ta 및 W으로 이루어지는 그룹에서 선택되어질 수 있다. 게다가, 장벽층(58)은 티타늄과 약 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 하나 이상의 원소들로 구성되거나, 또는티타늄과 약 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 하나 이상의 원소들로 구성될 수 있다. 또한, 장벽층(58)은 Ti과 약 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 하나 이상의 원소에 부가하여 질소 또는 산소중 하나 또는 둘을 포함하여 이루어질 수 있다. 층(58)은 기판(54) 위에 형성된 박막으로 고려될 수 있고, 특정한 실시예들에서 약 2~50nm의 두께를 가질 것이며, 상세하게는 약 2~20nm의 두께를 가질 수 있다. 약 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 상기 원소들은 상기 원소들의 내화물 특성에 기인하여 티타늄 합금을 안정화할 수 있다.In another aspect of the invention, barrier layer 58 comprises titanium and one or more elements having a melting temperature of about 2400 ° C. or greater. Suitable elements can be selected from the group consisting of Nb, Mo, Ta and W. In addition, the barrier layer 58 may be composed of one or more elements having a melting temperature of titanium and about 2400 ° C. or higher, or may be composed of one or more elements having a melting temperature of titanium and about 2400 ° C. or higher. In addition, barrier layer 58 may comprise one or two of nitrogen or oxygen in addition to Ti and one or more elements having a melting temperature of about 2400 ° C. or higher. Layer 58 may be considered a thin film formed over substrate 54, and in certain embodiments will have a thickness of about 2-50 nm, and in particular may have a thickness of about 2-20 nm. The elements having a melting temperature of about 2400 ° C. or higher can stabilize the titanium alloy due to the refractory properties of the elements.

본 발명의 일견지에서, 상기 재료는 장벽층에서 소망하는 작은 결정립 크기를 유지하는 것이 중요하며, 본 발명의 스퍼터링 타겟은 상기 티타늄을 포함하여 이루어지는 타겟으로 포함되는 원소들이 티타늄의 원자크기와 8% 이상, 그리고 바람직하게는 10% 이상, 또는 보다 바람직하게는 20% 이상, 다른 원자크기를 갖는다는 것이다. 상기와 같은 원자크기의 차이는 티타늄 격자 구조를 혼란하게 하며, 이에 따라 격자내 결정립 성장을 방해한다. 티타늄과 장벽층(58) 내로 포함되는 다른 원소들 간의 결정립 크기의 차이 정도는 격자가 혼란해지는 양을 초래하게 되며, 따라서 다양한 온도에서 발생하는 결정립 크기의 양에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로, 티타늄과의 크기 차이가 작은 원자보다는 티타늄과의 크기 차이가 큰 원소들을 사용하는 것이 바람직하다. 티타늄과 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 원소들의 그룹은 Mn, Fe, Co, Ni 및 Y이며, 티타늄과 비교하여 적어도 20%의 원자 반지름 차이를 갖는 원소들의 그룹은 Be, B, C, La, Ce, Pr, P, S, Nd, Sm, Si, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb이다. 티타늄과 비교하여 8% 이상, 또는 20% 이상의 원자반지름 차이를 갖는 원소들중 몇몇은 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들과 부분적으로 일치하며, 몇몇은 그렇지 않다. 본 발명은 장벽층을 형성하기 위하여 티타늄과 함께 티타늄과 비교하여 8% 보다 큰(또는 몇몇 적용에서는 20% 보다 큰) 원자 반지름 차이를 갖는 원소들을 사용하는 것을 포함하며, 따라서 티타늄과 Si, P, S, Sc, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Be, B, C, Mo, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb 중의 하나 이상을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 포함하여 이루어진다.In one aspect of the invention, it is important for the material to maintain the desired small grain size in the barrier layer, and the sputtering target of the present invention is characterized in that the elements contained in the target comprising titanium comprise 8% of the atomic size of titanium Or more, and preferably at least 10%, or more preferably at least 20%, having different atomic sizes. This difference in atomic size confuses the titanium lattice structure, thus preventing grain growth in the lattice. The degree of difference in grain size between titanium and the other elements included in barrier layer 58 will result in an amount of disruption of the lattice, and thus can affect the amount of grain size occurring at various temperatures. Therefore, it is preferable to use elements having a large difference in size from titanium rather than atoms having a small difference in size from titanium. Groups of elements with an atomic radius difference of at least 8% compared to titanium are Mn, Fe, Co, Ni and Y, and groups of elements with an atomic radius difference of at least 20% compared to titanium are Be, B, C , La, Ce, Pr, P, S, Nd, Sm, Si, Gd, Dy, Ho, Er and Yb. Some of the elements having an atomic radius difference of more than 8% or more than 20% compared with titanium partially coincide with those having a standard electrode potential of less than -1.0 V, and some are not. The present invention involves the use of elements with an atomic radius difference of greater than 8% (or in some applications greater than 20%) in comparison with titanium to form a barrier layer, so that titanium, Si, P, Sputtering target comprising at least one of S, Sc, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Be, B, C, Mo, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er and Yb It is made, including.

어떤 의미에서, 본 발명은 다음의 3개의 범주에 속하는 합금원소들을 포함한다: 약 -1.0V 미만의 표준전극전위; 약 2400℃ 이상의 용융온도; 또는 티타늄의 원자크기와 8% 이상 차이나는 원자크기. 표 1은 상기 3개의 범주중 하나 이상에 속할 수 있는 다양한 예시적인 원소들을 보여준다. 표 1은 상기 3개의 범주중 하나 이상의 범주 내에 적합한 원소들을 모두 보여주는 것은 아니다.In a sense, the invention includes alloying elements that fall into three categories: standard electrode potential of less than about −1.0 V; A melting temperature of at least about 2400 ° C .; Or atomic size that differs by more than 8% from the atomic size of titanium. Table 1 shows various exemplary elements that may fall into one or more of the three categories. Table 1 does not show all suitable elements within one or more of the three categories.

원소element 원자 반지름(Å)Atomic radius Ti(2.00Å)과의 원자 반지름 차이(%)Atomic Radius Difference from Ti (2.00 kPa) (%) 표준전극전위(V)(반응)Standard electrode potential (V) (reaction) 용융점(℃)Melting Point (℃) AlAl 1.821.82 -9-9 -1.70 (Al3+/Al)-1.70 (Al 3+ / Al) 660660 BB 1.171.17 -41.5-41.5 -1.20 (B3+/B)-1.20 (B 3+ / B) 23002300 BaBa 2.782.78 3939 -3.53 (Ba2+/Ba)-3.53 (Ba 2+ / Ba) 725725 BeBe 1.41.4 -30-30 -1.80 (Be2+/Be)-1.80 (Be 2+ / Be) 12781278 CC 0.910.91 -54.5-54.5 0.14 (C4+/C)0.14 (C 4+ / C) 35003500 CaCa 2.232.23 11.511.5 -3.26 (Ca2+/Ca)-3.26 (Ca 2+ / Ca) 839839 CeCe 2.72.7 3535 -2.82 (Ce3+/Ce)-2.82 (Ce 3+ / Ce) 795795 CoCo 1.671.67 -16.5-16.5 -0.88 (Co2+/Co)-0.88 (Co 2+ / Co) 14951495 CrCr 1.851.85 -7.5-7.5 -1.37 (Cr2+/Cr)-1.37 (Cr 2+ / Cr) 18571857 CsCs 3.343.34 6767 -3.44 (Cs1+/CS)-3.44 (Cs 1+ / CS) 28.528.5 DyDy 2.492.49 24.524.5 -2.27 (Dy3+/Dy)-2.27 (Dy 3+ / Dy) 14121412 ErEr 2.452.45 22.522.5 -2.51 (Er3+/Er)-2.51 (Er 3+ / Er) 15221522 FeFe 1.721.72 -14-14 -1.10 (Fe2+/Fe)-1.10 (Fe 2+ / Fe) 15351535 GdGd 2.542.54 2727 -2.67 (Gd3+/Gd)-2.67 (Gd 3+ / Gd) 13111311 HoHo 2.472.47 23.523.5 -2.58 (Ho3+/Ho)-2.58 (Ho 3+ / Ho) 14701470 HfHf 2.162.16 88 -2.24 (Hf4+/Hf)-2.24 (Hf 4+ / Hf) 21502150 LaLa 2.742.74 3737 -2.85 (La3+/La)-2.85 (La 3+ / La) 920920 MnMn 1.791.79 -10.5-10.5 -1.79 (Mn2+/Mn)-1.79 (Mn 2+ / Mn) 12451245 MoMo 2.012.01 0.50.5 -0.63 (Mo4+/Mo)-0.63 (Mo 4+ / Mo) 26172617 NbNb 2.082.08 44 -0.94 (Nb5+/Nb)-0.94 (Nb 5+ / Nb) 24682468 NdNd 2.642.64 3232 -2.73 (Nd3+/Nd)-2.73 (Nd 3+ / Nd) 10101010 NiNi 1.621.62 -19-19 -0.67 (Ni2+/Ni)-0.67 (Ni 2+ / Ni) 14531453 PP 1.231.23 -38.5-38.5 -0.74 (P3+/P)-0.74 (P 3+ / P) 4444 PrPr 2.672.67 33.533.5 -2.82 (Pr3+/Pr)-2.82 (Pr 3+ / Pr) 935935 SS 1.091.09 -45.5-45.5 -0.11 (S2+/S)-0.11 (S 2+ / S) 113113 ScSc 2.092.09 4.54.5 -2.34 (Sc3+/Sc)-2.34 (Sc 3+ / Sc) 15391539 SiSi 1.461.46 -27-27 -1.09 (Si2+/Si)-1.09 (Si 2+ / Si) 14101410 SmSm 2.592.59 29.529.5 -3.42 (Sm2+/Sm)-3.42 (Sm 2+ / Sm) 10721072 TaTa 2.092.09 4.54.5 -1.07 (Ta5+/Ta)-1.07 (Ta 5+ / Ta) 29962996 VV 1.921.92 -4-4 -1.7 (V2+/V)-1.7 (V 2+ / V) 18901890 WW 2.022.02 1One -0.69 (W2+/W)-0.69 (W 2+ / W) 34103410 YY 2.272.27 13.513.5 -2.6 (Y4+/Y)-2.6 (Y 4+ / Y) 15231523 YbYb 2.42.4 2020 -- 824824 ZrZr 2.162.16 88 -1.65 (Zr2+/Zr)-1.65 (Zr 2+ / Zr) 18521852 표준전극전위, 특히 표준환원전위는 Cl-1/Cl 기준전극을 사용하여 측정되었다.Standard electrode potentials, in particular standard reduction potentials, were measured using Cl −1 / Cl reference electrodes.

예시적인 공정에서, 층(58)은 전도성의 구리를 기초로 한 재료로 부터 절연재료(54)로의 확산을 방지하기 위한 장벽층이다. 이러한 실시예에서, 장벽층(58)은 상기 전도성의 구리를 기초로 한 층에 의하여 제공되는 것 이상의 부가적인 전자 흐름을 제공하기 위하여 전도성인 것이 바람직할 수 있다. 상기 실시예에서, 장벽층(58)은 300μΩㆍ㎝ 이하의 전기비저항을 갖는 것이 바람직할 수 있다.In an exemplary process, layer 58 is a barrier layer to prevent diffusion from conductive copper based material to insulating material 54. In such embodiments, it may be desirable for the barrier layer 58 to be conductive to provide additional electron flow beyond that provided by the conductive copper based layer. In the above embodiment, it may be preferable that the barrier layer 58 has an electrical resistivity of 300 µΩ · cm or less.

장벽층(58)을 형성하는 예시적인 방법은 티타늄과 하나 이상의 원소들을 포함하여 이루어지는 타겟으로 부터 증착층(58)을 스퍼터하는 것이다. 상기 하나 이상의 원소들은 약 -1.0V 미만의 표준전극전위, Ti과 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 크기 차이, 및/또는 2400℃ 이상의 용융온도를 가질 수 있다. 특정한 실시예에서, 상기 타겟은 티타늄과, 약 -1.0V 미만의 표준전극전위, Ti와 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 크기 차이 및/또는 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 하나 이상의 원소들을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 티타늄과, 약 -1.0V 미만의 표준전극전위, Ti와 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 크기 차이 및/또는 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 하나 이상의 원소들로 이루어지는 타겟을 포함하여 이루어지는 실시예를 포함한다.An exemplary method of forming the barrier layer 58 is to sputter the deposition layer 58 from a target consisting of titanium and one or more elements. The one or more elements may have a standard electrode potential of less than about −1.0 V, an atomic radius size difference of at least 8% compared to Ti, and / or a melting temperature of 2400 ° C. or more. In a particular embodiment, the target comprises titanium and one or more elements having a standard electrode potential of less than about −1.0 V, an atomic radius size difference of at least 8% compared to Ti, and / or a melting temperature of at least 2400 ° C. Can be. The invention also includes a target consisting of titanium and one or more elements having a standard electrode potential of less than about −1.0 V, a difference in atomic radius size of at least 8% compared to Ti and / or a melting temperature of 2400 ° C. or higher. It includes an embodiment that is made.

예시적인 타겟은 적어도 50원자%의 티타늄과, 약 -1.0V 미만의 표준전극전위, Ti와 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 크기 차이 및/또는 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 0.001-50원자%의 하나 이상의 원소들을 포함하여 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 타겟은 적어도 90원자%의 티타늄과, -1.0V 미만의 표준전극전위, Ti와 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 크기 차이 및/또는 2400℃ 이상의용융온도를 갖는 0.001-10원자%의 하나 이상의 원소들을 포함하여 이루어질 수 있다.Exemplary targets are 0.001-50 atomic% with at least 50 atomic% titanium, a standard electrode potential of less than about -1.0 V, an atomic radius size difference of at least 8% compared to Ti and / or a melting temperature of 2400 ° C. or higher. It may comprise one or more elements. In another embodiment, the target has at least 90 atomic percent titanium, a standard electrode potential of less than -1.0 V, an atomic radius size difference of at least 8% compared to Ti and / or a melting temperature of at least 2400 ° C. It may comprise one or more elements of atomic%.

비록 이전의 타겟이 티타늄과 Nb, Al, Si, W 및 Zr 중의 하나 이상을 갖는 다른 적용(예를들면, 확산장벽을 위한 것 이외의 적용)에 의하여 생산되었다하더라도, 본 발명의 타겟은 그들이 구리 장벽용으로 사용되고, 또한 Nb, W, 및 Zr의 농도가 이전의 타겟과 본 발명의 타겟에서 다를 수 있다는 점에서 상기 이전의 타겟과 구별될 수 있다. 예를들면, 본 발명의 합금은 주요원소로써 티타늄을 포함할 수 있으며, Nb, W 또는 Zr를 부가적인 원소(Zr의 경우에는 32~38원자% 및 12~18원자% 범위, Nb의 경우에는 6~8원자% 범위, 그리고 W의 경우에는 35~50원자% 범위를 제외한)로서 포함할 수 있다. 또한, 종래기술의 티타늄을 포함하여 이루어지는 타겟들은 구리 장벽층 형성을 위한 본 발명의 새로운 방법을 위하여 사용될 수 있다.Although previous targets have been produced by titanium and other applications with one or more of Nb, Al, Si, W and Zr (eg, other than for diffusion barriers), the targets of the present invention are that they are copper It is used for the barrier and can also be distinguished from the previous target in that the concentrations of Nb, W, and Zr may differ from the previous target and the target of the present invention. For example, the alloy of the present invention may include titanium as the main element, Nb, W or Zr as an additional element (in the range of 32 to 38 atomic% and 12 to 18 atomic% in the case of Zr, in the case of Nb) 6-8 atomic% range, and in the case of W, except 35 to 50 atomic% range. In addition, targets comprising prior art titanium may be used for the novel method of the present invention for forming a copper barrier layer.

본 발명의 방법을 사용하는 타겟은 타겟 재료만이 박막(58)에 증착되도록 하는 분위기에서 스퍼터될 수 있으며, 또 다르게는 상기 분위기로 부터의 재료가 상기 타겟으로 부터의 재료들과 함께 장벽층(58)에 증착되도록 하는 분위기에서 스퍼터될 수 있다. 예를들면, 상기 타겟으로 부터 상기 재료들에 덧붙여 질소를 포함하여 이루어지는 장벽층(58)을 형성하기 위하여, 상기 타겟은 질소를 함유하는 성분을 포함하여 이루어지는 분위기에서 스퍼터될 수 있다. 예시적인 질소함유 성분은 2원자 질소(N2)가 있다. 상기 증착된 박막은 -1.0V 미만인 표준전극전위, Ti와 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 크기 차이, 및/또는 2400℃ 이상의 용융온도를 가지며, 상기 타겟으로 포함되는 하나 이상의 원소에 대한 레이블(label)인 "Q"를 갖는 화학양론 TixQyNz에 의하여 언급되어질 수 있다. 특정한 공정에서, 상기 재료 TixQyNz는 x=0.1-0.7, y=0.001-0.3 및 z=0.1-0.6을 포함하여 이루어질 수 있다.Targets using the method of the present invention may be sputtered in an atmosphere such that only the target material is deposited on the thin film 58, or alternatively the material from the atmosphere may be combined with the materials from the target. And sputtered in an atmosphere to be deposited on 58). For example, to form a barrier layer 58 comprising nitrogen from the target in addition to the materials, the target may be sputtered in an atmosphere comprising nitrogen containing components. Exemplary nitrogenous components are biatomic nitrogen (N 2 ). The deposited thin film has a standard electrode potential of less than −1.0 V, an atomic radius size difference of at least 8% compared to Ti, and / or a melting temperature of 2400 ° C. or more, and labels at least one element included as the target. Can be referred to by stoichiometry Ti x Q y N z with " Q " In a particular process, the material Ti x Q y N z may comprise x = 0.1-0.7, y = 0.001-0.3 and z = 0.1-0.6.

장벽층(58)을 형성하는 또 다른 예시적인 방법은 장벽층(58)에 질소와 산소 모두들 포함하기 위하여 질소를 포함하여 이루어지는 성분과 산소를 포함하여 이루어지는 성분이 모두 존재하며, 티타늄 및 티타늄을 제외한 하나 이상의 성분들을 포함하여 이루어지는 타겟으로 부터 증착층을 스퍼터하는 것이다. 상기 공정은 화학양론 TixQyNzOw를 갖는 장벽층을 형성할 수 있다. 상기 Q는 다시 Ti와 비교하여 적어도 8%의 원자 반지름 크기 차이를 갖는 원소들, 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 포함하여 이루어지는 원소들, 및/또는 2400℃ 이상의 용융온도를 갖는 원소들을 나타낸다. 예를들면, 상기 화합물 TixQyNzOw는 x=0.1-0.7, y=0.001-0.3, z=0.1-0.6 및 w=0.0001-0.0010을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를들면, 상기 TixQyNzOw를 형성하기 위하여 사용되는 상기 산소함유 성분은 O2일 수 있다.Another exemplary method of forming the barrier layer 58 is that both the component comprising nitrogen and the component comprising oxygen are present in the barrier layer 58 to include both nitrogen and oxygen, and titanium and titanium are included. Sputtering the deposition layer from the target consisting of one or more components except. The process can form a barrier layer with stoichiometric Ti x Q y N z O w . Q again represents elements having an atomic radius size difference of at least 8% compared to Ti, elements comprising a standard electrode potential of less than about −1.0 V, and / or elements having a melting temperature of 2400 ° C. or higher. . For example, the compound Ti x Q y N z O w may comprise x = 0.1-0.7, y = 0.001-0.3, z = 0.1-0.6 and w = 0.0001-0.0010. For example, the oxygen-containing component used to form the Ti x Q y N z O w may be O 2 .

장벽층(58) 내에 질소 및/또는 산소를 도입하는 것은 고온에서 구리확산을 차단하는 그 능력에 비하여 상기 장벽층의 고온 안정성을 개선할 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 예를들면, 상기 질소 및/또는 산소는 Ti 주상(columnar) 결정립 구조를 방해할 수 있으며, 따라서 보다 등축의 결정립 구조를 형성한다.Introducing nitrogen and / or oxygen into barrier layer 58 may be advantageous in that it may improve the high temperature stability of the barrier layer as compared to its ability to block copper diffusion at high temperatures. For example, the nitrogen and / or oxygen may interfere with the Ti columnar grain structure, thus forming a more equiaxed grain structure.

이하, 본 발명에 따라 스퍼터링 타겟을 형성하고 스퍼터링 타겟으로 부터 박막을 증착하기 위한 특정한 방법을 실시예1-4를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a specific method for forming a sputtering target and depositing a thin film from the sputtering target according to the present invention will be described with reference to Examples 1-4.

본 발명에 따라 형성된 장벽층(58)은 100nm 이하의 평균 결정립 크기를 포함하여 이루어질 수 있고, 특정한 공정에서 바람직하게는 10nm 이하의 평균 결정립 크기를 포함하여 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 장벽층은 1nm 미만의 평균 결정립 크기를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 장벽층 재료는 충분한 안정성을 가지므로 상기 평균결정립 크기를 100nm 이하로 유지할 수 있으며, 특정한 실시예에서 상기 박막이 진공 어닐링에서 500℃에서 30분 동안 노출된 후, 10nm 또는 1nm 이하로 유지될 수 있다.The barrier layer 58 formed in accordance with the present invention may comprise an average grain size of 100 nm or less, and in certain processes, preferably comprise an average grain size of 10 nm or less. More preferably, the barrier layer may comprise an average grain size of less than 1 nm. In addition, the barrier layer material has sufficient stability so that the average grain size can be maintained at 100 nm or less, and in certain embodiments the thin film is exposed at 500 ° C. for 30 minutes in a vacuum annealing, and then at 10 nm or 1 nm or less. Can be.

본 발명의 박막(58)의 작은 평균 결정립 크기는 종래기술의 티타늄함유 박막에 비하여 구리확산을 보다 잘 방지하는 박막을 제공할 수 있게 한다. 상세하게 설명하면, 상기 종래기술의 티타늄함유 박막은 450℃ 이상의 공정에서 큰 결정립 크기를 종종 형성하며, 따라서 상기 도 2에 나타낸 주상형(columnar-type) 결함을 가질 수도 있다. 본 발명의 공정은 이러한 결함들의 형성을 방지할 수 있으며, 따라서 종래기술의 공정에서 보다 티타늄함유 확산층을 보다 잘 형성될 수 있게 한다.The small average grain size of the thin film 58 of the present invention makes it possible to provide a thin film which better prevents copper diffusion as compared to the titanium-containing thin film of the prior art. In detail, the titanium-containing thin film of the prior art often forms a large grain size in a process of 450 ° C. or more, and thus may have columnar-type defects shown in FIG. 2. The process of the present invention can prevent the formation of such defects, thus making it possible to form a titanium-containing diffusion layer better than in the prior art processes.

또한 도 4에는, 구리함유 시드층(60)이 장벽층(58) 위에 형성되어 있다. 예를들면, 구리함유 시드층(60)은 고순도 구리(즉, 적어도 99.995% 순도의 구리)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 예를들면 고순도 구리 타겟으로 부터 스퍼터 증착에 의하여 증착될 수 있다.4, a copper-containing seed layer 60 is formed on the barrier layer 58. For example, the copper containing seed layer 60 may comprise high purity copper (ie, at least 99.995% pure copper) and may be deposited, for example, by sputter deposition from a high purity copper target.

도 5는 트렌치(56) 내에 재료(58 및 60)를 남기면서, 절연재료(54)의 상부 표면 위로 부터 층(58 및 60)을 제거하기 위한 화학적-기계적 폴리싱(polishing)후의 웨이퍼 조각(50)을 보여준다. 또한, 도 5는 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들이 층(58)안에 있을때 특정하게 발생할 수 있는 공정을 보여주며, 그리고 재료(58)의 다른 영역보다 더 높은 농도의 원소들을 갖는 영역(62)을 형성하기 위하여 층(58)이 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들의 확산을 야기하는 열적 공정에 노출되는 것을 보여준다. -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들의 상기와 같은 이동을 야기할 수 있는 적당한 열적 공정은 진공상태에서 약 500℃의 온도에서 약 30분 동안 어닐링하는 것을 포함한다.FIG. 5 shows a wafer piece 50 after chemical-mechanical polishing to remove layers 58 and 60 from above the top surface of insulating material 54, leaving materials 58 and 60 in trench 56. ). In addition, FIG. 5 shows a process that can occur specifically when elements with a standard electrode potential of less than -1.0 V are in layer 58, and a region with elements of higher concentration than other regions of material 58. FIG. To form 62, layer 58 is exposed to a thermal process that causes diffusion of elements with a standard electrode potential of less than -1.0V. Suitable thermal processes that can cause such migration of elements with standard electrode potentials below −1.0 V include annealing for about 30 minutes at a temperature of about 500 ° C. under vacuum.

도 7은 상기 도 5의 웨이퍼 조각(50)의 영역 확대도를 보여주며, 상기 영역(62)를 보다 명확하게 보여준다. 또한, 도 7은 증가된 농도의 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들을 갖는 다른 영역(64)이 구리를 기초로 한 층(60)에 인접하여 형성될 수 있음을 보여준다. 영역(64)은 도면에서 공간의 제한때문에 도 5에 나타나 있지 않다. 영역(64)은 장벽층(58) 내로 도입되는 상기 원소들에 의존하여, 본 발명의 특정한 공정에서 효과적으로 제거될 수 있음을 이해할 수 있다.FIG. 7 shows an enlarged view of the area of the wafer piece 50 of FIG. 5 and shows the area 62 more clearly. In addition, FIG. 7 shows that another region 64 having elements having a standard electrode potential of less than −1.0 V of increased concentration may be formed adjacent to the copper-based layer 60. Region 64 is not shown in FIG. 5 due to space limitations in the figures. It will be appreciated that region 64 may be effectively removed in certain processes of the present invention, depending on the elements introduced into barrier layer 58.

도 8과 9는 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들이 고온 어닐링 동안 장벽층(58)내로 이동할 수 있다는 본 발명의 견지를 그래프로 보여준다.8 and 9 graphically illustrate aspects of the invention that elements having a standard electrode potential of less than −1.0 V may migrate into barrier layer 58 during high temperature annealing.

먼저 도 8을 살펴보면, 이는 구리층(60), TiQ층(58) 및 SiO층(54)에 대한 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들의 농도("Q"로 나타낸, 그리고 상세히는 "Q"의 상대적인 퍼센트로 나타낸)를 나타내는 그래프이다. TiQ와 SiO는 장벽층(58) 또는 절연재료(54)중 어느 하나의 재료들에 대한 화학양론적 표현을 의도하는 것이 아니라, 오히려 도 8의 도면에서 층(58 및 64)를 단순히 구분(예를들면, "SiO"로언급된 재료는 일반적으로 SiO2일 수 있다)하는 것이다. 도 8의 그래프는 도 4에 나타낸 축을 따라 나타낸 것이며, 따라서 도 5의 어닐링 이전의 공정단계에 대응된다.Referring first to FIG. 8, this shows the concentration of elements having a standard electrode potential of less than −1.0 V for the copper layer 60, the TiQ layer 58, and the SiO layer 54, represented by “Q”, and in detail “ Graph of the relative percentage of Q "). TiQ and SiO are not intended to be a stoichiometric representation of any of the materials of barrier layer 58 or insulating material 54, but rather merely distinguish layers 58 and 64 from the diagram of FIG. For example, a material referred to as "SiO" may generally be SiO 2 ). The graph of FIG. 8 is shown along the axis shown in FIG. 4 and thus corresponds to the process step before annealing of FIG. 5.

도 9는 도 8의 그래프와 유사한 그래프를 보여주나, 도 5의 축에 따른 그래프를 보여주며, 따라서 도 5의 어닐링 후의 상대적인 농도를 보여주고 있다. 도 9는 Q의 농도가 TiQ의 중간영역 전체에 걸친 농도에 비하여 TiQ층(58)과 SiO층(54) 사이의 계면에서 증가됨을 보여준다. 또한, 도 9는 Q의 농도가 구리를 기초로 한 층(60)과 TiQ층(58) 사이의 계면에서 증가될 수 있음을 보여준다.FIG. 9 shows a graph similar to the graph of FIG. 8, but shows a graph along the axis of FIG. 5, thus showing the relative concentration after annealing of FIG. 5. 9 shows that the concentration of Q is increased at the interface between the TiQ layer 58 and the SiO layer 54 compared to the concentration throughout the middle region of TiQ. 9 also shows that the concentration of Q can be increased at the interface between the copper based layer 60 and the TiQ layer 58.

비록 도 8과 9에서 절연층(54)을 SiO층으로 특정하더라도, 상기 SiO는 절연층(54)을 위한 예시적인 조성이며, 본 발명은 상기 층(54)이 다른 절연재료들을 포함하는 실시예를 포함함을 이해할 수 있다. 또한, 도 9에서 보여준 Q의 상대적인 농도는 단지 예를 들기 위한 것이며, 도 9는 Q의 농도의 양적인 표현이라기 보다는 질적인 표현을 보여주는 것으로 이해할 수 있다.Although the insulating layer 54 is specified as an SiO layer in FIGS. 8 and 9, the SiO is an exemplary composition for the insulating layer 54, and the present invention is an embodiment in which the layer 54 includes other insulating materials. It can be understood to include. In addition, the relative concentration of Q shown in FIG. 9 is for illustrative purposes only, and it may be understood that FIG. 9 shows a qualitative representation rather than a quantitative representation of the concentration of Q.

-1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소를 사용하는 이점은 도 7, 8 및 9에 의하여 뒷받침된다. 상술하면, 이러한 원소들은 어닐링동안 장벽층(58)의 계면 영역으로 확산하는 경향이 있을 것이다. 그러므로, 상기 원소는 층(58)의 나머지 중앙 영역에 비하여 개선된 구리장벽 상태를 갖는 도 7의 영역(62 및 64)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 영역(62)은 절연재료(54)에 층(58)을 접착하기 위한 개선된 특성을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 형성된 장벽층은 종래기술에 따라형성된 장벽층보다 절연재료에 잘 부착될 수 있으며, 따라서 종래기술의 장벽층과 연관된 몇몇 문제들을 경감(alleviate)시킬 수 있다.The advantage of using elements with standard electrode potentials below −1.0 V is supported by FIGS. 7, 8 and 9. In particular, these elements will tend to diffuse into the interface region of the barrier layer 58 during annealing. Thus, the element can form regions 62 and 64 of FIG. 7 having an improved copper barrier state compared to the remaining central region of layer 58. In addition, the region 62 may have improved properties for bonding the layer 58 to the insulating material 54. Thus, the barrier layer formed in accordance with the present invention can adhere better to the insulating material than the barrier layer formed according to the prior art, thus alleviating some problems associated with the barrier layer of the prior art.

도 6은 도 5 단계에 후속하는 공정단계에서의 웨이퍼 조각(50)을 보여주며, 특히 트렌치(56) 내에 형성된 구리를 기초로 한 재료(70)를 보여준다(도 5). 예를들면, 구리를 기초로 한 재료(70)는 시드층(60) 위로의 구리전착에 의하여 형성될 수 있다. 전도성 장벽층(58)이 갖는 이점이 도 6에 제시되어 있다. 상세하게 설명하면, 트렌치가 점점 작아짐에 따라, 구리재료(70)에 의하여 소비되는 양에 비하여 장벽층(58)에 의하여 더욱 작아진 상기 트렌치의 양이 증가할 수 있다. 따라서, 층(58, 60 및 70)은 트렌치의 크기가 작아짐에 따라 점점 더 큰 부피를 갖는 층(58)을 갖는 전도성 성분으로 고려될 수 있다. 층(58)이 점점 더 큰 부피를 갖는 이유는 적당한 구리확산 장벽 특성을 유지하기 위해 요구되는 층(58)의 두께에 대한 한계가 있기 때문이다. 층(58, 60 및 70)을 포함하여 이루어지는 상기 전도성 성분 내에서 상기 층(58)의 상대적인 부피가 증가함에 따라, 상기 전도성 성분내의 우수한 전도특성을 유지하기 위해 재료(58)내에서 우수한 전도특성을 갖는 것이 요구될 수 있다.FIG. 6 shows the wafer piece 50 in the process step subsequent to FIG. 5, in particular showing the material 70 based on copper formed in the trench 56 (FIG. 5). For example, copper-based material 70 may be formed by copper electrodeposition over seed layer 60. An advantage of the conductive barrier layer 58 is shown in FIG. 6. In detail, as the trench becomes smaller and smaller, the amount of the trench smaller by the barrier layer 58 may increase as compared with the amount consumed by the copper material 70. Thus, layers 58, 60 and 70 can be considered as conductive components with layer 58 having a larger volume as the size of the trench becomes smaller. Layer 58 has an increasingly larger volume because there is a limit to the thickness of layer 58 required to maintain proper copper diffusion barrier properties. As the relative volume of the layer 58 increases in the conductive component comprising layers 58, 60 and 70, good conductive properties in the material 58 to maintain good conductive properties in the conductive component. It may be required to have

본 발명에 따라 형성된 재료들은 스퍼터링 타겟에 이용되기 적당한 기계적 특성을 가질 수 있다. 도 10은 본 발명에 따라 형성된 재료들이 Ksi 단위(예를들면, 1000 lbs/in2)로 보고된 도 10의 기계적 특성을 갖는 3N5 탄탈륨의 재료와 동등하거나 또는 그 이상의 기계적 특성을 가질 수 있음을 보여준다.Materials formed in accordance with the present invention may have suitable mechanical properties for use in a sputtering target. FIG. 10 shows that materials formed in accordance with the present invention may have mechanical properties equivalent to or greater than those of 3N5 tantalum having the mechanical properties of FIG. 10 reported in Ksi units (eg, 1000 lbs / in 2 ). Shows.

실시예Example

본 발명은 하기 실시예들에 의하여 예시되지만 이에 제한되지는 않는다. 본 실시예들은 본 발명에 의하여 포함될 수 있는 다양한 재료들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 형성하기 위한 예시적인 방법을 제시한다. 상기 스퍼터링 타겟은 허니웰 일렉트로닉스사(Honeywell Electronics, Inc)로 부터 이용될 수 있는 소위 ENDURA™ 타겟 타입의 예시적인 형상을 포함하는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예시적인 ENDURA™ 타겟구조(200)는 백킹 플레이트(backing plate, 202)와 타겟(204)을 포함하여 이루어지며, 도 11에 나타나 있다. 타겟구조(200)는 도 11에 단면도로 나타나 있으며, 만약 위에서 바라본다면 통상적으로 둥근 외표면을 포함하여 이루어진다. 비록 타겟구조(200)가 상기 타겟(204)를 지지하는 백킹 플레이트(202)를 포함하여 이루어지는 것으로 보여지더라도, 본 발명은 또한 모놀리식(monolithic) 타겟구조(예를들면, 구조전체가 타겟재료인 타겟구조) 및 다른 평면 타겟구조를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.The invention is illustrated by, but not limited to, the following examples. The embodiments present an exemplary method for forming a sputtering target comprising various materials that can be included by the present invention. The sputtering target may have a variety of shapes, including exemplary shapes of the so-called ENDURA ™ target type available from Honeywell Electronics, Inc. An exemplary ENDURA ™ target structure 200 includes a backing plate 202 and a target 204, shown in FIG. 11. The target structure 200 is shown in cross-section in FIG. 11 and, if viewed from above, typically comprises a rounded outer surface. Although the target structure 200 is shown to comprise a backing plate 202 supporting the target 204, the present invention also provides a monolithic target structure (e.g., the entire structure is a target). Material) and other planar target structures.

실시예 1Example 1

TiY 타겟은 -2.6V의 표준전극전위를 가지며 Ti의 원자 반지름보다 13.5% 큰 원자 반지름을 갖는 반응원소인, 1.0원자%의 Y를 포함하여 이루어진다. 진공 스컬(skull) 용융동안 사전 결정된 양의 3N(99.9%) 순도의 Y가 5N(99.999%) 순도의 Ti에 첨가되었다. 균일한 합금이 형성된 후, 상기 합금은 빌렛을 형성하기 위하여 흑연몰드로 주입되었다. 상기 빌렛은 통상적인 열가공 공정을 사용하여 단조 및 압연되었고, 스퍼터링 타겟으로 제조되었다. 상기 Ti-5원자%Y 타겟은 4개의 다른(0, 5, 10, 15scm) N2플로우(flows)를 가지며 챔버 압력의 총합이 4×10-3mTorr인, N2/Ar 분위기에서 잘 반응하여 스퍼터되었다. 상기 결과물인 TiYN 박막은 대략 20nm의 두께, 대략 130-300μΩㆍ㎝ 범위의 전기비저항을 가졌으며, X선에 의하여 측정될 수 없고 미세결정 또는 비정질인 매우 작은 결정립 크기를 포함하여 이루어졌다.The TiY target contains 1.0 atomic% of Y, a reaction element having a standard electrode potential of -2.6 V and an atomic radius of 13.5% larger than the atomic radius of Ti. During vacuum skull melting, a predetermined amount of 3N (99.9%) purity of Y was added to Ti of 5N (99.999%) purity. After a uniform alloy was formed, the alloy was injected into a graphite mold to form a billet. The billets were forged and rolled using conventional thermal processing processes and made into sputtering targets. The Ti-5 atomic% Y target reacts well in an N 2 / Ar atmosphere with 4 different (0, 5, 10, 15scm) N 2 flows and the sum of the chamber pressures is 4 × 10 −3 mTorr. By sputtering. The resulting TiYN thin film had a thickness of approximately 20 nm and an electrical resistivity in the range of approximately 130-300 µΩ · cm, and included a very small grain size that could not be measured by X-ray and was microcrystalline or amorphous.

실시예 2Example 2

TiTa 타겟은, 그 융점이 2996℃이고, -1.07V의 표준전극전위를 갖는 반응원소인 0.65원자%의 Ta를 포함하여 이루어진다. 진공 스컬(skull) 용융동안, 사전 결정된 양의 3N5(99.95%) 순도의 Ta가 5N(99.999%) 순도의 Ti에 첨가되었다. 균일한 합금이 형성된 후, 상기 합금은 빌렛을 형성하기 위하여 흑연몰드로 주입되었다. 상기 빌렛은 통상적인 열가공 공정을 사용하여 단조 및 압연되었으며, 스퍼터링 타겟으로 제조되었다. 상기 Ti-0.65원자%Ta 타겟은 4개의 다른(0, 5, 10, 15scm) N2플로우(flow)를 가지며 챔버 압력의 총합이 4×10-3mTorr인, N2/Ar 분위기에서 잘 반응하여 스퍼터되었다. 상기 결과물인 TiTaN 박막은 대략 20nm의 두께, 대략 130-250μΩㆍ㎝ 범위의 전기비저항을 가졌으며, X선에 의하여 측정될 수 없고 미세결정 또는 비정질인 매우 작은 결정립 크기를 포함하여 이루어졌다.The TiTa target has a melting point of 2996 ° C. and contains 0.65 atomic% of Ta which is a reaction element having a standard electrode potential of −1.07 V. During vacuum skull melting, a predetermined amount of Ta of 3N5 (99.95%) purity was added to Ti of 5N (99.999%) purity. After a uniform alloy was formed, the alloy was injected into a graphite mold to form a billet. The billets were forged and rolled using conventional thermal processing processes and made of sputtering targets. The Ti-0.65 atomic% Ta target reacts well in an N 2 / Ar atmosphere with 4 different (0, 5, 10, 15scm) N 2 flows and the total of chamber pressures is 4 × 10 −3 mTorr. By sputtering. The resulting TiTaN thin film had a thickness of approximately 20 nm and an electrical resistivity in the range of approximately 130-250 µΩ · cm, and included a very small grain size that could not be measured by X-rays and was microcrystalline or amorphous.

실시예 3Example 3

TiZr 타겟은 -1.65V의 표준전극전위를 갖는 반응원소인 5.0원자%의 Zr을 포함하여 이루어진다. 진공 스컬(skull) 용융동안, 사전 결정된 양의 2N8(99.8%) 순도의 Zr이 5N(99.999%) 순도의 Ti에 첨가되었다. 균일한 합금이 형성된 후, 상기 합금은 빌렛을 형성하기 위하여 흑연 도가니에 주입되었다. 상기 빌렛은 통상적인 열가공 공정을 사용하여 단조 및 압연되었으며, 스퍼터링 타겟으로 제조되었다. 상기 Ti-5원자%Zr 타겟은 N2/Ar 분위기에서 잘 반응하여 스퍼터되었다. 상기 결과물인 TiZrN 박막은 대략 20nm의 두께 및 대략 125μΩㆍ㎝ 의 전기비저항을 가졌다. 도 13은 상기 스퍼터된 TiZrN 박막의 면적저항(sheet resistance)을 보여준다. 상기 TiZrN 박막은 X선에 의하여 측정될 수 없고 미세결정 또는 비정질인, 700℃에서 5시간동안 진공어닐링 후 안정된 매우 작은 결정립 크기를 가졌다. 이후 150nm의 Cu 박막이 상기 TiZrN 박막 위에 증착되었고, 고온에서의 어닐링 후 상기 TiZrN 박막의 확산특성이 시험될 수 있었다. 결과는 상기 TiZrN 박막이 금속간 유전체(intermetallic dielectrics)와의 우수한 접합성 및 Cu와의 우수한 젖음성(wetting characteristics)을 갖는다는 것이다. 결국 상기 박막은 전형적인 Cu/낮은-k 유전 공정에 적합한 특성을 가졌다. 도 12는 증착된 Ti0.45Zr0.024N0.52의 러더포드 백-스케터링 스펙트로스코피(Rutherford Back-scattering Spectroscopy, RBS) 프로파일(profile)을 보여주며, 표 2는 도 12 데이타의 다양한 상황을 보여준다. 도 14는 약 450-700℃에서 1시간동안 진공어닐링한 후, 상기 TiZrN 층으로의Cu의 확연한 확산이 없음을 보여준다. 도 15는 상기 Cu층이 상기 웨이퍼로 부터 제거된 후, 상기 TiZrN 박막의 RBS 프로파일을 보여준다. 이 그림은 700℃에서 5시간 후, 상기 TiZrN층으로 Cu의 확연한 확산이 없음을 다시 보여준다.The TiZr target comprises 5.0 atomic% Zr, a reaction element having a standard electrode potential of -1.65 V. During vacuum skull melting, a predetermined amount of Zr of 2N8 (99.8%) purity was added to Ti of 5N (99.999%) purity. After a uniform alloy was formed, the alloy was injected into a graphite crucible to form a billet. The billets were forged and rolled using conventional thermal processing processes and made of sputtering targets. The Ti-5 atomic% Zr target sputtered well in a N 2 / Ar atmosphere. The resultant TiZrN thin film had a thickness of approximately 20 nm and an electrical resistivity of approximately 125 µΩ · cm. FIG. 13 shows sheet resistance of the sputtered TiZrN thin film. The TiZrN thin film had a very small grain size that could not be measured by X-rays and was stable after vacuum annealing at 700 ° C. for 5 hours, which is microcrystalline or amorphous. Then, a 150 nm Cu thin film was deposited on the TiZrN thin film, and the diffusion characteristics of the TiZrN thin film could be tested after annealing at a high temperature. The result is that the TiZrN thin film has good adhesion with intermetallic dielectrics and good wetting characteristics with Cu. The thin film eventually had properties suitable for a typical Cu / low-k dielectric process. FIG. 12 shows the Rutherford Back-scattering Spectroscopy (RBS) profile of Ti 0.45 Zr 0.024 N 0.52 deposited, and Table 2 shows various situations of FIG. 12 data. 14 shows no apparent diffusion of Cu into the TiZrN layer after vacuum annealing at about 450-700 ° C. for 1 hour. 15 shows the RBS profile of the TiZrN thin film after the Cu layer is removed from the wafer. This figure again shows no significant diffusion of Cu into the TiZrN layer after 5 hours at 700 ° C.

RBS에 의해 측정된 박막조성(원자%)Thin film composition (atomic%) measured by RBS 박막pellicle 두께(nm)Thickness (nm) SiSi OO TiTi NN ZrZr TiZrNTiZrN 2020 00 00 0.450.45 0.5260.526 0.0240.024 SiO2 SiO 2 300300 0.3340.334 0.6660.666 00 00 00 SiSi 웨이퍼wafer 1One 00 00 00 00

실시예 4Example 4

TiAl 타겟은 -1.70V의 표준전극전위를 갖는 반응원소인, 1.0원자%의 Al을 포함하여 이루어진다. 진공 스컬(skull) 용융동안, 사전 결정된 양의 3N5(99.95%) 순도의 Al이 5N(99.999%) 순도의 Ti에 첨가되었다. 균일한 합금이 형성된 후, 상기 합금은 빌렛을 형성하기 위하여 흑연몰드에 주입되었다. 상기 빌렛은 통상적인 열가공 공정을 사용하여 단조 및 압연되었고, 스퍼터링 타겟으로 제조되었다. 상기 Ti-1.0원자%Al 타겟은 4개의 다른 N2플로우(0, 5, 10, 15sccm)값 및 4×10-3mTorr의 챔버압력의 총합을 갖는 N2/Ar 분위기에서 잘 반응하여 스퍼터되었다. 상기 결과물인 TiAlN 박막은 대략 20nm의 두께, 대략 130-300μΩㆍ㎝ 범위의 전기비저항을 가졌고, X선에 의하여 측정될 수 없고 미세결정 또는 비정질인, 매우 작은 결정립 크기를 포함하여 이루어졌다.The TiAl target contains 1.0 atomic% Al, which is a reaction element having a standard electrode potential of -1.70 V. During vacuum skull melting, a predetermined amount of Al of 3N5 (99.95%) purity was added to Ti of 5N (99.999%) purity. After a uniform alloy was formed, the alloy was injected into a graphite mold to form a billet. The billets were forged and rolled using conventional thermal processing processes and made into sputtering targets. The Ti-1.0 atomic% Al target was sputtered well in an N 2 / Ar atmosphere with a total of four different N 2 flows (0, 5, 10, 15 sccm) and a chamber pressure of 4 × 10 −3 mTorr. . The resulting TiAlN thin film had a thickness of approximately 20 nm, an electrical resistivity in the range of approximately 130-300 µΩ · cm, and included a very small grain size, which could not be measured by X-ray and was either microcrystalline or amorphous.

여기에서 묘사된 상기 실시예들은 전형적인 실시예들이며, 본 발명은 상기 특정하게 기술된 것을 벗어나는 실시예들도 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 예를들면, 도 4 및 5의 단계 사이에서 발생하는 것으로 기술된 상기 화학적-기계적 폴리싱(polishing)은 도 6에서 보여준 상기 구리재료(70)의 전착후에 대신 행해질 수도 있다. 또한, 영역(62)를 형성하기 위하여 이용되는 것으로써, 도 5에 기술된 상기 어닐링은 상기 도 6의 공정 후에 대신 행해질 수도 있다. 게다가, 비록 본 발명의 다양한 관점이 구리확산을 경감하기 위한 장벽층을 형성하는 것에 관하여 기술되고 있기는 하나, 여기에서 기술된 방법은 구리 이외의 금속들, 예를들면 Ag 또는 Al의 확산을 지체하거나 억제하는 장벽층을 형성할 목적으로 이용될 수 있다.The embodiments described herein are exemplary embodiments, and it is to be understood that the present invention also includes embodiments other than those specifically described above. For example, the chemical-mechanical polishing described as occurring between the steps of FIGS. 4 and 5 may instead be done after electrodeposition of the copper material 70 shown in FIG. 6. Also, as used to form the region 62, the annealing described in FIG. 5 may instead be done after the process of FIG. In addition, although various aspects of the invention have been described with respect to forming barrier layers to mitigate copper diffusion, the methods described herein retard the diffusion of metals other than copper, such as Ag or Al. Or may be used for the purpose of forming a barrier layer that inhibits.

Claims (184)

Ti과, 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 Al을 포함하지 않는 하나 이상의 합금원소들로 이루어지며, 구리함유 재료에 대한 장벽층 형성에 사용되는 스퍼터링 조성물.A sputtering composition consisting of Ti and one or more alloying elements that do not comprise Al having a standard electrode potential of less than about -1.0 V, wherein the sputtering composition is used to form a barrier layer for a copper-containing material. 제 1항에 있어서, 상기 구리함유 재료는 구리를 기초로 한 재료임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the copper-containing material is a copper-based material. 제 1항에 있어서, 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖지 않는 적어도 하나의 합금원소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1 comprising at least one alloying element that does not have a standard electrode potential of less than about -1.0V. 제 1항에 있어서, 상기 스퍼터링 조성물내의 합금원소들은 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.2. The sputtering composition of claim 1, wherein the alloying elements in the sputtering composition are elements having a standard electrode potential of less than about -1.0V. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, B, Si, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The method of claim 1, wherein the one or more alloying elements are Be, B, Si, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, A sputtering composition, characterized in that it is selected from the group consisting of Nd, Sm, Gd, Dy, Ho and Er. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, Ca, Sr 및 Ba으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스프터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the one or more alloying elements are selected from the group consisting of Be, Ca, Sr and Ba. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Zr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the one or more alloying elements comprise Zr. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 B를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the one or more alloying elements comprise B. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Hf을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the one or more alloying elements comprise Hf. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 V을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the one or more alloying elements comprise V. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Cr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the one or more alloying elements comprise Cr. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Mn을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the one or more alloying elements comprise Mn. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Fe를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 1, wherein the one or more alloying elements comprise Fe. Ti와, 티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 Al을 포함하지 않는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지며, Cu함유 재료에 대한 장벽층을 형성함에 사용되는 스퍼터링 타겟.A sputtering target comprising Ti and one or more alloying elements that do not comprise Al having an atomic radius difference of at least 8% relative to titanium, wherein the sputtering target is used to form a barrier layer for a Cu-containing material. 제 14항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr 및 Hf으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.15. The sputtering target of claim 14, wherein the one or more alloying elements are selected from the group consisting of Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr and Hf. 제 14항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Co를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.15. The sputtering target of claim 14, wherein the one or more alloying elements comprise Co. 제 14항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ni을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.15. The sputtering target of claim 14, wherein the one or more alloying elements comprise Ni. 제 14항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Y을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.15. The sputtering target of claim 14, wherein the one or more alloying elements comprise Y. Ti와, 티타늄에 비하여 적어도 20%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지며, Cu함유 재료에 대한 장벽층을 형성함에 사용되는 스퍼터링 타겟.A sputtering target comprising Ti and one or more alloying elements having an atomic radius difference of at least 20% relative to titanium and used to form a barrier layer for Cu-containing material. 제 19항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, B, C, Si, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.20. The group of claim 19, wherein the one or more alloying elements are Be, B, C, Si, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er, and Yb. A sputtering target, characterized in that selected from. 제 19항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.20. The sputtering target of claim 19, wherein the one or more alloying elements are selected from the group consisting of Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er and Yb. 제 19항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ba을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.20. The sputtering target of claim 19, wherein the one or more alloying elements comprise Ba. 제 19항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 La를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.20. The sputtering target of claim 19, wherein the one or more alloying elements comprise La. 제 19항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Yb를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.20. The sputtering target of claim 19, wherein the one or more alloying elements comprise Yb. Ti와 Zr을 포함하며, 12원자% 미만의 Zr을 함유하는 스퍼터링 조성물.A sputtering composition comprising Ti and Zr and containing less than 12 atomic percent Zr. 제 25항에 있어서, 8원자% 미만의 Zr을 함유하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 25 containing less than 8 atomic percent Zr. 제 25항에 있어서, 6원자% 미만의 Zr을 함유하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 25 containing less than 6 atomic percent Zr. 제 25항에 있어서, 2원자% 미만의 Zr을 함유하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 25 containing less than 2 atomic percent Zr. 제 25항에 있어서, 2-12원자%의 Zr을 함유하는 스퍼터링 조성물.The sputtering composition of claim 25 containing 2-12 atomic percent Zr. Ti과, 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하고; TiAl 합금 또는 TiSi 이원계 합금을 포함하지 않으며; 그리고 12-18원자% 또는 32-38원자% 범위의 Zr이 존재하는 TiZr 이원계 합금을 포함하지 않는 스퍼터링 타겟.Ti and one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about −1.0 V; Does not include TiAl alloys or TiSi binary alloys; And a sputtering target that does not include a TiZr binary alloy in which Zr in the range of 12-18 atomic% or 32-38 atomic% is present. 제 30항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, B, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.The method of claim 30, wherein the one or more alloying elements are Be, B, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, A sputtering target, characterized in that selected from the group consisting of Gd, Dy, Ho and Er. 제 30항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, Ca, Sr 및 Ba로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.31. The sputtering target of claim 30, wherein the one or more alloying elements are selected from the group consisting of Be, Ca, Sr and Ba. 제 30항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 B를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.31. The sputtering target of claim 30, wherein the one or more alloying elements comprise B. 제 30항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Hf을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.31. The sputtering target of claim 30, wherein the one or more alloying elements comprise Hf. 제 30항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 V을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.31. The sputtering target of claim 30, wherein the one or more alloying elements comprise V. 제 30항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Cr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.31. The sputtering target of claim 30, wherein the one or more alloying elements comprise Cr. 제 30항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Mn을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.31. The sputtering target of claim 30, wherein the one or more alloying elements comprise Mn. 제 30항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Fe를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.31. The sputtering target of claim 30, wherein the one or more alloying elements comprise Fe. Ti과, 티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하고; Ti와, Al 및 Si로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 합금원소들로 이루어진 이원계 복합체(complexes)를 포함하지 않으며; 또한 Ti와 12-18원자% 또는 32-38원자% 범위의 Zr으로 이루어진 이원계 복합체(complexes)를 포함하지 않는 스퍼터링 타겟.Ti and one or more alloying elements having an atomic radius difference of at least 8% relative to titanium; Does not include binary complexes consisting of Ti and alloying elements selected from the group consisting of Al and Si; And a sputtering target that does not contain binary complexes consisting of Ti and Zr in the range of 12-18 atomic% or 32-38 atomic%. 제 39항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y 및 Hf으로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.40. The sputtering target of claim 39, wherein the one or more alloying elements are selected from the group consisting of Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y and Hf. 제 39항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Y를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.40. The sputtering target of claim 39, wherein the one or more alloying elements comprise Y. 제 39항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Co를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.40. The sputtering target of claim 39, wherein the one or more alloying elements comprise Co. 제 39항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ni을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.40. The sputtering target of claim 39, wherein the one or more alloying elements comprise Ni. 제 39항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ti에 비하여 적어도 20%의 원자 반지름 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.40. The sputtering target of claim 39, wherein the one or more alloying elements have an atomic radius difference of at least 20% relative to Ti. 제 44항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, B, C, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.45. The method of claim 44, wherein the one or more alloying elements are from the group consisting of Be, B, C, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er and Yb. A sputtering target, characterized in that selected. 제 44항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.45. The sputtering target of claim 44, wherein the one or more alloying elements are selected from the group consisting of Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er and Yb. 제 44항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ba를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.45. The sputtering target of claim 44, wherein the one or more alloying elements comprise Ba. 제 44항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 La를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.45. The sputtering target of claim 44, wherein the one or more alloying elements comprise La. 제 44항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Yb를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.45. The sputtering target of claim 44, wherein the one or more alloying elements comprise Yb. Ti과, 적어도 약 2400℃의 용융온도를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하고; Ti과 35-50원자% W로 이루어진 이원계 합금을 포함하지 않으며; 그리고 Ti과 6-8원자% Nb으로 이루어진 이원계 합금을 포함하지 않는 스퍼터링 타겟.Ti and one or more alloying elements having a melting temperature of at least about 2400 ° C .; Does not include binary alloys consisting of Ti and 35-50 atomic% W; And a sputtering target containing no binary alloy consisting of Ti and 6-8 atomic% Nb. 제 50항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 C, Mo 및 Ta로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.51. The sputtering target of claim 50, wherein the one or more alloying elements are selected from the group consisting of C, Mo and Ta. 제 50항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Mo을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.51. The sputtering target of claim 50, wherein the one or more alloying elements comprise Mo. 제 50항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ta를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.51. The sputtering target of claim 50, wherein the one or more alloying elements comprise Ta. Ti과, (1)약 -1.0V 미만의 표준전극전위; (2)적어도 약 2400℃의 용융온도; 또는 (3)티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이;중 적어도 하나를 만족하는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 은함유 재료에 대한 장벽층을 형성함에 사용되는 스퍼터링 타겟.Ti and (1) a standard electrode potential of less than about -1.0 V; (2) a melting temperature of at least about 2400 ° C .; Or (3) an atomic radius difference of at least 8% relative to titanium; a sputtering target used to form a barrier layer for a silver-containing material comprising one or more alloying elements satisfying at least one of: 제 54항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Zr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.55. The sputtering target of claim 54, wherein the one or more alloying elements comprise Zr. Ti과, (1)약 -1.0V 미만의 표준전극전위; (2)적어도 약 2400℃의 용융온도; 또는 (3)티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이;중 적어도 하나를 만족하는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지며, 알루미늄함유 재료에 대한 장벽층을 형성함에 사용되는 스퍼터링 타겟.Ti and (1) a standard electrode potential of less than about -1.0 V; (2) a melting temperature of at least about 2400 ° C .; Or (3) an atomic radius difference of at least 8% relative to titanium; and a sputtering target comprising one or more alloying elements that satisfy at least one of the following. 제 56항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Zr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.59. The sputtering target of claim 56, wherein the one or more alloying elements comprise Zr. Ti과,Ti, 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 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 타겟으로 부터 박막을 스퍼터-증착(sputter-depositing)함으로써 Cu 장벽층을 형성하는 수단.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 and Means for forming a Cu barrier layer by sputter-depositing a thin film from a target comprising one or more alloying elements selected from the group consisting of Er. 제 58항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Zr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 수단.59. The method of claim 58, wherein the one or more alloying elements comprise Zr. 제 58항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 V을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 수단.59. The method of claim 58, wherein the one or more alloying elements comprise V. 제 58항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Cr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 수단.59. The method of claim 58, wherein the one or more alloying elements comprise Cr. 제 58항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Mn을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 수단.59. The method of claim 58, wherein the one or more alloying elements comprise Mn. 제 58항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Fe를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 수단.59. The method of claim 58, wherein the one or more alloying elements comprise Fe. 제 58항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Al을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 수단.59. The method of claim 58, wherein the one or more alloying elements comprise Al. 기판상에, Ti와 Ti에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 제1층을 질소가 첨가되지 않는 분위기에서 형성시키는 단계; 및Forming a first layer on the substrate, the first layer comprising one or more alloying elements having an atomic radius difference of at least 8% relative to Ti and in an atmosphere free of nitrogen; And 상기 제1층 위에 구리함유층을 형성하는 단계;Forming a copper-containing layer on the first layer; 를 포함하여 이루어지며, 상기 제1층은 상기 구리함유층으로 부터 상기 기판로의 구리확산을 억제하는 것을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.And the first layer inhibits copper diffusion from the copper-containing layer to the substrate. 제 65항에 있어서, 상기 구리함유층은 구리를 기초로 한 층임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.67. The method of claim 65, wherein said copper-containing layer is a layer based on copper. 제 65항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Al, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr 및 Hf으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.67. The method of claim 65, wherein said one or more alloying elements are selected from the group consisting of Al, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr, and Hf. 제 65항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Y를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.67. The method of claim 65, wherein said one or more alloying elements comprise Y. 제 65항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ti에 비하여 적어도 20%의 원자 반지름 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.66. The method of claim 65, wherein the one or more alloying elements have an atomic radius difference of at least 20% relative to Ti. 제 69항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, B, C, Si, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.70. The group of claim 69, wherein the one or more alloying elements are Be, B, C, Si, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er, and Yb A method for inhibiting copper diffusion to a substrate, characterized in that selected from. 제 69항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ba를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.70. The method of claim 69, wherein said one or more alloying elements comprise Ba. 제 69항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 La를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.70. The method of claim 69, wherein said one or more alloying elements comprise La. 제 69항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Yb를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.70. The method of claim 69, wherein said one or more alloying elements comprise Yb. 기판상에, Ti과 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 제1층을 질소가 첨가되지 않는 분위기에서 형성시키는 단계; 및Forming a first layer on the substrate, the first layer comprising Ti and one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about -1.0 V in an atmosphere free of nitrogen; And 상기 제1층 위에 구리함유층을 형성하는 단계;Forming a copper-containing layer on the first layer; 를 포함하여 이루어지며, 상기 제1층은 구리함유층으로 부터 상기 기판으로의 구리확산을 억제하는 것을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.And the first layer inhibits copper diffusion from the copper-containing layer to the substrate. 제 74항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 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 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein the one or more alloying elements are Be, B, Al, Si, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, A method for inhibiting copper diffusion to a substrate, characterized in that it is selected from the group consisting of Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho and Er. 제 74항에 있어서, 상기 층은 상기 Ti와 상기 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein said layer comprises said Ti and said one or more alloying elements. 제 74항에 있어서, 상기 층은 상기 Ti와 상기 하나 이상의 합금원소들로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein said layer is comprised of said Ti and said one or more alloying elements. 제 74항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Zr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein said one or more alloying elements comprise Zr. 제 74항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 V을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein the one or more alloying elements comprise V. 제 74항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Cr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein said one or more alloying elements comprise Cr. 제 74항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Mn을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein the one or more alloying elements comprise Mn. 제 74항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Fe를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein said one or more alloying elements comprise Fe. 제 74항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Al을 포함하여 이루어진 것임을 특징을 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein said one or more alloying elements comprise Al. 제 74항에 있어서, 상기 제1층은 Ti와 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 타겟으로 부터 스퍼터 증착에 의하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 기판으로의 구리확산을 억제하는 방법.75. The method of claim 74, wherein the first layer is formed by sputter deposition from a target comprising Ti and one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about -1.0V. How to suppress it. Ti과, 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 Al을 포함하지 않는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 탄소가 첨가되지 않는 질소 분위기에서 스퍼터링함으로써 형성되는 구리함유 재료로 부터 구리확산을 억제하는 TixQyNz박막.The copper diffusion from the copper-containing material formed by sputtering a sputtering target comprising Ti and one or more alloying elements not containing Al having a standard electrode potential of less than about -1.0 V in a nitrogen-free carbon atmosphere. Inhibiting Ti x Q y N z thin film. 단, "Q"는 하나 이상의 합금원소들을 나타내는 레이블(label).Provided that "Q" represents one or more alloying elements. 제 85항에 있어서, x=0.1-0.7, y=0.001-0.3 및 z=0.1-0.6임을 특징으로 하는 TixQyNz박막.86. The Ti x Q y N z thin film of claim 85, wherein x = 0.1-0.7, y = 0.001-0.3 and z = 0.1-0.6. 제 85항에 있어서, 상기 박막은 약 2-50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.86. The Ti x Q y N z thin film of claim 85, wherein the thin film has a thickness of about 2-50 nm. 제 85항에 있어서, 상기 박막은 약 2-20nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.86. The Ti x Q y N z thin film of claim 85, wherein the thin film has a thickness of about 2-20 nm. 제 85항에 있어서, 상기 박막은 300μΩㆍ㎝ 이하의 전기비저항을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.86. The Ti x Q y N z thin film according to claim 85, wherein the thin film further has an electrical resistivity of 300 µPa · cm or less. 제 85항에 있어서, 상기 박막은 초소형전자 디바이스(device)에서 Cu 장벽층으로 이용되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.86. The Ti x Q y N z thin film of claim 85, wherein the thin film is used as a Cu barrier layer in a microelectronic device. 제 85항에 있어서, 상기 박막은 100nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 100nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.86. The method of claim 85, wherein the thin film has an average grain size of 100 nm or less, and the average grain size remains 100 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. 제 85항에 있어서, 상기 박막은 10nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 10nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.86. The method of claim 85, wherein the thin film has an average grain size of 10 nm or less, and the average grain size is maintained at 10 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. 제 85항에 있어서, 상기 박막은 1nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 1nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.86. The method of claim 85, wherein the thin film has an average grain size of 1 nm or less and the average grain size is maintained at 1 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. Ti과 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 질소함유 가스 및 산소함유 가스가 존재하는 분위기에서 스퍼터링함으로써 형성되는 구리함유 재료로 부터 구리확산을 억제하는 TixQyNzOw박막.To suppress copper diffusion from a copper-containing material formed by sputtering a sputtering target comprising Ti and one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about -1.0 V in the presence of a nitrogen containing gas and an oxygen containing gas. Ti x Q y N z O w thin film. 단, Q는 상기 하나 이상의 합금 원소들을 나타내는 레이블.Provided that Q represents the one or more alloying elements. 제 94항에 있어서, x=0.1-0.7, y=0.001-0.3, z=0.1-0.6 및 w=0.0001-0.0010임을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.95. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 94, wherein x = 0.1-0.7, y = 0.001-0.3, z = 0.1-0.6 and w = 0.0001-0.0010. 제 94항에 있어서, 상기 박막은 약 2-50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.95. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 94, wherein the thin film has a thickness of about 2-50 nm. 제 94항에 있어서, 상기 박막은 약 2-20nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.95. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 94, wherein the thin film has a thickness of about 2-20 nm. 제 94항에 있어서, 상기 박막은 300μΩㆍ㎝ 이하의 전기비저항을 가지는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.95. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 94, wherein the thin film has an electrical resistivity of 300 µPa · cm or less. 제 94항에 있어서, 상기 박막은 100nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 100nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.95. The method of claim 94, wherein the thin film has an average grain size of 100 nm or less, and the average grain size remains 100 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 94항에 있어서, 상기 박막은 10nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 10nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.95. The method of claim 94, wherein the thin film has an average grain size of 10 nm or less, wherein the average grain size is maintained at 10 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 94항에 있어서, 상기 박막은 1nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 1nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.95. The method of claim 94, wherein the thin film has an average grain size of 1 nm or less, and the average grain size is maintained at 1 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 94항에 있어서, 상기 박막은 초소형전자 디바이스에서 Cu 장벽층으로 이용되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.95. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 94, wherein the thin film is used as a Cu barrier layer in a microelectronic device. Ti와 적어도 약 2400℃의 용융온도를 갖는 하나 이상의 합금원소를 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 탄소가 첨가되지 않는 질소 분위기에서 스퍼터링함으로써 형성되는, 구리함유 재료로 부터의 확산을 억제하는 TixQyNz박막.Ti x Q y N, which suppresses diffusion from copper-containing materials formed by sputtering a sputtering target comprising Ti and at least one alloying element having a melting temperature of at least about 2400 ° C. in a nitrogen-free nitrogen atmosphere. z thin film. 단, "Q"는 상기 하나 이상의 합금원소를 나타내는 레이블.Provided that "Q" represents one or more alloying elements. 제 103항에 있어서, x=0.1-0.7, y=0.001-0.3 및 z=0.1-0.6인 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.107. The Ti x Q y N z thin film of claim 103, wherein x = 0.1-0.7, y = 0.001-0.3 and z = 0.1-0.6. 제 103항에 있어서, 상기 박막은 약 2-50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.107. The Ti x Q y N z thin film of claim 103, wherein the thin film has a thickness of about 2-50 nm. 제 103항에 있어서, 상기 박막은 약 2-20nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.107. The Ti x Q y N z thin film of claim 103, wherein the thin film has a thickness of about 2-20 nm. 제 103항에 있어서, 상기 박막은 300μΩㆍ㎝ 이하의 전기비저항을 가지는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.107. The Ti x Q y N z thin film according to claim 103, wherein the thin film has an electrical resistivity of 300 µPa · cm or less. 제 103항에 있어서, 상기 박막은 초소형전자 디바이스에서 Cu 장벽층으로 이용되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.107. The Ti x Q y N z thin film of claim 103, wherein the thin film is used as a Cu barrier layer in microelectronic devices. 제 103항에 있어서, 상기 박막은 100nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 100nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.107. The method of claim 103, wherein the thin film has an average grain size of 100 nm or less, and the average grain size remains 100 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. 제 103항에 있어서, 상기 박막은 10nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 10nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.107. The method of claim 103, wherein the thin film has an average grain size of 10 nm or less, and the average grain size is maintained at 10 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. 제 103항에 있어서, 상기 박막은 1nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 1nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.107. The method of claim 103, wherein the thin film has an average grain size of 1 nm or less and the average grain size is maintained at 1 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. Ti와 적어도 약 2400℃의 용융온도를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 질소함유 가스 및 산소함유 가스가 존재하는 분위기에서 스퍼터링함으로써 형성되는 구리함유 재료로 부터 구리확산을 억제하는TixQyNzOw박막.Ti x which suppresses copper diffusion from a copper-containing material formed by sputtering a sputtering target comprising Ti and one or more alloying elements having a melting temperature of at least about 2400 ° C. in the presence of nitrogen-containing and oxygen-containing gases. Q y N z O w thin film. 단, "Q"는 상기 하나 이상의 합금원소들을 나타내는 레이블.Provided that "Q" represents one or more alloying elements. 제 112항에 있어서, x=0.1-0.7, y=0.001-0.3, z=0.1-0.6 및 w=0.0001-0.0010인 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.118. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 112, wherein x = 0.1-0.7, y = 0.001-0.3, z = 0.1-0.6 and w = 0.0001-0.0010. 제 112항에 있어서, 상기 박막은 약 2-50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.118. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 112, wherein the thin film has a thickness of about 2-50 nm. 제 112항에 있어서, 상기 박막은 약 2-20nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.118. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 112, wherein the thin film has a thickness of about 2-20 nm. 제 112항에 있어서, 상기 박막은 300μΩㆍ㎝ 이하의 전기비저항을 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.118. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 112, wherein the thin film has an electrical resistivity of 300 µPa · cm or less. 제 112항에 있어서, 상기 박막은 100nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 100nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.112. The method of claim 112, wherein the thin film has an average grain size of 100 nm or less, and the average grain size is maintained at 100 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 112항에 있어서, 상기 박막은 10nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 10nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.112. The method of claim 112, wherein the thin film has an average grain size of 10 nm or less, and the average grain size is maintained at 10 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 112항에 있어서, 상기 박막은 1nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 1nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.112. The method of claim 112, wherein the thin film has an average grain size of 1 nm or less, and the average grain size is maintained at 1 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 112항에 있어서, 상기 박막은 초소형전자 디바이스에서 Cu 장벽층으로 이용되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.118. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 112, wherein the thin film is used as a Cu barrier layer in microelectronic devices. Ti와 티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 탄소가 첨가되지 않는 질소 분위기에서 스퍼터링함으로써 형성되는, 구리함유 재료로 부터 구리확산을 억제하는 TixQyNz박막.Ti x, which inhibits copper diffusion from a copper-containing material formed by sputtering a sputtering target comprising one or more alloying elements having an atomic radius difference of at least 8% compared to Ti and titanium in a nitrogen-free carbon atmosphere. Q y N z thin film. 단, "Q"는 상기 하나 이상의 합금원소를 나타내는 레이블.Provided that "Q" represents one or more alloying elements. 제 121항에 있어서, x=0.1-0.7, y=0.001-0.3 및 z=0.1-0.6임을 특징으로 하는 TixQyNz박막.138. The Ti x Q y N z thin film of claim 121, wherein x = 0.1-0.7, y = 0.001-0.3 and z = 0.1-0.6. 제 121항에 있어서, 상기 박막은 약 2-50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.138. The Ti x Q y N z thin film of claim 121, wherein the thin film has a thickness of about 2-50 nm. 제 121항에 있어서, 상기 박막은 약 2-20nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.138. The Ti x Q y N z thin film of claim 121, wherein the thin film has a thickness of about 2-20 nm. 제 121항에 있어서, 상기 박막은 300μΩㆍ㎝ 이하의 전기비저항을 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.138. The Ti x Q y N z thin film according to claim 121, wherein the thin film has an electrical resistivity of 300 µPa · cm or less. 제 121항에 있어서, 상기 박막은 초소형전자 디바이스에서 Cu 장벽층으로 이용되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.138. The Ti x Q y N z thin film of claim 121, wherein the thin film is used as a Cu barrier layer in microelectronic devices. 제 121항에 있어서, 상기 박막은 100nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 100nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.126. The method of claim 121, wherein the thin film has an average grain size of 100 nm or less, and the average grain size remains 100 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. 제 121항에 있어서, 상기 박막은 10nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 10nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.126. The method of claim 121, wherein the thin film has an average grain size of 10 nm or less, and the average grain size is maintained at 10 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. 제 121항에 있어서, 상기 박막은 1nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 1nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNz박막.126. The method of claim 121, wherein the thin film has an average grain size of 1 nm or less, and the average grain size is maintained at 1 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z thin film. Ti와 티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 질소함유 가스 및 산소함유 가스가 존재하는 분위기에서 스퍼터링함으로써 형성되는, 구리함유 재료로 부터 구리확산을 억제하는 TixQyNzOw박막.Diffusion of copper from a copper-containing material formed by sputtering a sputtering target comprising one or more alloying elements having an atomic radius difference of at least 8% compared to Ti and titanium in the presence of nitrogen-containing and oxygen-containing gases Inhibiting Ti x Q y N z O w thin film. 단, "Q"는 상기 하나 이상의 합금원소를 나타내는 레이블.Provided that "Q" represents one or more alloying elements. 제 130항에 있어서, x=0.1-0.7, y=0.001-0.3, z=0.1-0.6 및 w=0.0001-0.0010임을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.131. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 130, wherein x = 0.1-0.7, y = 0.001-0.3, z = 0.1-0.6 and w = 0.0001-0.0010. 제 130항에 있어서, 상기 박막은 약 2-50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.131. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 130, wherein the thin film has a thickness of about 2-50 nm. 제 130항에 있어서, 상기 박막은 약 2-20nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.131. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 130, wherein the thin film has a thickness of about 2-20 nm. 제 130항에 있어서, 상기 박막은 300μΩㆍ㎝ 이하의 전기비저항을 갖는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.131. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 130, wherein the thin film has an electrical resistivity of 300 µPa · cm or less. 제 130항에 있어서, 상기 박막은 100nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 100nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.131. The method of claim 130, wherein the thin film has an average grain size of 100 nm or less, and the average grain size is maintained at 100 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 130항에 있어서, 상기 박막은 10nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분 동안 노출된 후에도 10nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.133. The method of claim 130, wherein the thin film has an average grain size of 10 nm or less, and the average grain size is maintained at 10 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 130항에 있어서, 상기 박막은 1nm 이하의 평균결정립 크기를 가지며, 상기 평균결정립 크기는 진공 어닐링시 적어도 약 500℃의 온도에서 적어도 약 30분동안 노출된 후에도 1nm 이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.131. The method of claim 130, wherein the thin film has an average grain size of 1 nm or less, and the average grain size is maintained at 1 nm or less even after exposure for at least about 30 minutes at a temperature of at least about 500 ° C during vacuum annealing. Ti x Q y N z O w thin film. 제 130항에 있어서, 상기 박막은 초소형전자 디바이스에서 Cu 장벽층으로 이용되는 것을 특징으로 하는 TixQyNzOw박막.133. The Ti x Q y N z O w thin film of claim 130, wherein the thin film is used as a Cu barrier layer in a microelectronic device. 반도체 기판;Semiconductor substrates; 상기 반도체 기판에 의하여 지지되고, 그 내부로의 금속의 확산이 경감되는 재료;A material supported by the semiconductor substrate, wherein the diffusion of metal into the inside is reduced; 상기 재료위에 상기 금속을 포함하여 이루어지는 물질;A material comprising said metal on said material; Ti와 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 중간층(intervening layer);An intervening layer comprising Ti and one or more alloying elements; 을 포함하여 이루어지며, 상기 중간층은 상기 물질과 그 내부로의 금속의 확산이 경감되는 상기 재료 사이에 위치하고, 상기 하나 이상의 합금원소들은 탄소 또는 Al을 포함하지 않으며 (1)약 -1.0V 미만의 표준전극전위; (2)적어도 약 2400℃의 용융온도; 또는 (3)티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이;중 적어도 하나를 만족하며, 상기 중간층은 중간층이 없을때 발생하는 확산량에 비하여 상기 물질로부터 상기 재료로의 확산을 경감시키는 것을 특징으로 하는 반도체 구조.Wherein the intermediate layer is located between the material and the material to which diffusion of the metal into the interior is reduced, wherein the one or more alloying elements do not contain carbon or Al and (1) is less than about -1.0 V Standard electrode potential; (2) a melting temperature of at least about 2400 ° C .; Or (3) a difference in atomic radius of at least 8% relative to titanium; wherein the intermediate layer reduces diffusion from the material to the material relative to the amount of diffusion that occurs when no intermediate layer is present. Semiconductor structure. 제 139항에 있어서, 확산이 경감되는 상기 금속은 구리임을 특징으로 하는반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the metal to which diffusion is reduced is copper. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, B, Si, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The method of claim 139, wherein the one or more alloying elements are Be, B, Si, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, A semiconductor structure, characterized in that selected from the group consisting of Nd, Sm, Gd, Dy, Ho and Er. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Zr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Zr. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 V을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise V. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Cr을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Cr. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Mn을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Mn. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 B를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise B. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Nb을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Nb. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Mo을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Mo. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Hf을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Hf. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ta을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Ta. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 W을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise W. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Y을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Y. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Co를 포함하여 이루어진것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Co. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ni을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Ni. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ba을 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Ba. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 La를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise La. 제 139항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Yb를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.143. The semiconductor structure of claim 139, wherein the one or more alloying elements comprise Yb. 제 139항에 있어서, 확산이 경감되는 상기 금속은 구리이며, 그 내부로의 구리확산이 경감되는 상기 재료는 전기적으로 절연재료임을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the metal for which diffusion is reduced is copper, and the material for reducing copper diffusion therein is an electrically insulating material. 제 139항에 있어서, 확산이 경감되는 상기 금속은 구리이며, 그 내부로의 구리확산이 경감되는 상기 재료는 이산화규소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure according to claim 139, wherein the metal for which diffusion is reduced is copper, and the material for reducing copper diffusion therein comprises silicon dioxide. 제 139항에 있어서, 확산이 경감되는 상기 금속은 구리이며, 그 내부로의 구리확산이 경감되는 상기 재료는 BPSG를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the metal for which diffusion is reduced is copper, and the material for reducing copper diffusion therein comprises BPSG. 제 139항에 있어서, 확산이 경감되는 상기 금속은 구리이며, 그 내부로의 구리확산이 경감되는 상기 재료는 3.7 이하의 유전상수를 갖는 불화 이산화규소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the metal for which diffusion is reduced is copper, and the material for reducing copper diffusion therein comprises silicon fluoride having a dielectric constant of 3.7 or less. 제 139항에 있어서, 확산이 경감되는 상기 금속은 구리이며, 그 내부로의 구리확산이 경감되는 상기 재료는 3 이하의 유전상수를 갖는 절연재료를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 구조.139. The semiconductor structure of claim 139, wherein the metal for which diffusion is reduced is copper and the material for reducing copper diffusion therein comprises an insulating material having a dielectric constant of 3 or less. 기판위에 Ti와, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr 및 Hf으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 Ti에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 제1층을 형성하는 단계; 및A first layer comprising on the substrate Ti and at least one alloy element having an atomic radius difference of at least 8% compared to Ti selected from the group consisting of Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Zr and Hf Forming; And 상기 제1층위에 구리함유층을 형성하는 단계;Forming a copper-containing layer on the first layer; 를 포함하여 이루어지며, 상기 제1층은 구리함유층으로 부터 상기 기판으로의 구리확산을 억제하는 것을 특징으로 하는 기판로의 구리확산을 억제하는 방법.And the first layer inhibits copper diffusion from the copper-containing layer to the substrate. 기판위에 Ti와, Be, B, C, Si, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 Ti에 비하여 적어도 20%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 제1층을 형성하는 단계; 및At least as compared to Ti selected from the group consisting of Ti, Be, B, C, Si, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er and Yb on the substrate. Forming a first layer comprising one or more alloying elements having an atomic radius difference of 20%; And 상기 제1층위에 구리함유층을 형성하는 단계;Forming a copper-containing layer on the first layer; 를 포함하여 이루어지며, 상기 제1층은 구리함유층으로 부터 상기 기판으로의 구리확산을 억제하는 것을 특징으로 하는 기판로의 구리확산을 억제하는 방법.And the first layer inhibits copper diffusion from the copper-containing layer to the substrate. 기판위에 Ti와, Be, B, Si, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho 및 Er로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 제1층을 형성하는 단계; 및Ti, Be, B, Si, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy Forming a first layer comprising one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about −1.0 V selected from the group consisting of Ho and Er; And 상기 제1층위에 구리함유층을 형성하는 단계;Forming a copper-containing layer on the first layer; 를 포함하여 이루어지며, 상기 제1층은 구리함유층으로 부터 상기 기판으로의 구리확산을 억제하는 것을 특징으로 하는 기판로의 구리확산을 억제하는 방법.And the first layer inhibits copper diffusion from the copper-containing layer to the substrate. Ti와 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟을 탄소가 첨가되지 않는 질소분위기에서 스퍼터링함으로써 형성되는 구리함유 재료로 부터의 구리확산을 억제하는 약 2-20nm의 두께를 갖는 TixQyNz박막.About 2-inhibiting copper diffusion from a copper-containing material formed by sputtering a sputtering target comprising Ti and one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about -1.0 V in a nitrogen-free nitrogen atmosphere Ti x Q y N z thin film with a thickness of 20 nm. 단, "Q"는 하나 이상의 합금원소들을 나타내는 레이블.Provided that "Q" represents one or more alloying elements. 반도체 기판;Semiconductor substrates; 상기 반도체 기판에 의하여 지지되며, 그 내부로의 금속의 확산이 경감되는 재료;A material supported by the semiconductor substrate, the material of which diffusion of metal into the inside is reduced; 상기 재료위에 상기 금속을 포함하여 이루어지는 물질;A material comprising said metal on said material; Ti와 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지며, 약 2-20nm의 두께를 갖는 중간층(intervening layer);An intervening layer comprising Ti and one or more alloying elements and having a thickness of about 2-20 nm; 을 포함하여 이루어지며, 상기 중간층은 상기 물질과 그 내부로의 상기 금속의 확산이 경감되는 상기 재료 사이에 위치하고, 상기 하나 이상의 합금원소들은 (1)약 -1.0V 미만의 표준전극전위; (2)적어도 약 2400℃의 용융온도; 또는 (3)티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이;중 적어도 하나를 만족하며, 상기 중간층은 중간층이 없을때 발생하는 확산량에 비하여 상기 물질로 부터 상기 재료로의 상기 금속의 확산을 경감시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 구조.Wherein the intermediate layer is located between the material and the material to which diffusion of the metal into the material is reduced, wherein the one or more alloying elements comprise (1) a standard electrode potential of less than about −1.0 V; (2) a melting temperature of at least about 2400 ° C .; Or (3) a difference in atomic radius of at least 8% relative to titanium; wherein the interlayer reduces the diffusion of the metal from the material into the material relative to the amount of diffusion that occurs when no interlayer is present. The semiconductor structure which can be. 제 167항에 있어서, 확산이 경감되는 상기 금속은 구리임을 특징으로 하는 반도체 구조.167. The semiconductor structure of claim 167, wherein the metal to which diffusion is reduced is copper. 제 167항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 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 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 반도체 구조.167. The method of claim 167, wherein the one or more alloying elements are Be, B, Al, Si, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, A semiconductor structure characterized in that it is selected from the group consisting of Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho and Er. Ti와, Be, Ca, Sc, V, Mn, Fe, Sr, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지며, 구리함유 재료에 대한 장벽층을 형성함에 사용되는 스퍼터링 타겟.Selected from the group consisting of Ti, Be, Ca, Sc, V, Mn, Fe, Sr, Zr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho and Er A sputtering target, comprising one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about -1.0 V, used to form a barrier layer for copper-containing materials. 제 170항에 있어서, 상기 구리함유 재료는 구리를 기초로 한 재료임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.172. The sputtering target of claim 170, wherein the copper-containing material is a material based on copper. 제 170항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟은 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖지 않는 적어도 하나의 합금원소를 포함하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.172. The sputtering target of claim 170, wherein the sputtering target comprises at least one alloying element that does not have a standard electrode potential of less than about -1.0V. 제 170항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟 내의 합금원소들은 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 원소들임을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.172. The sputtering target of claim 170, wherein the alloying elements in the sputtering target are elements having a standard electrode potential of less than about -1.0V. 제 170항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟은 B, Al, Si, Cr 및 Y으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 하나 이상의 합금원소들을 추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.172. The sputtering target of claim 170, wherein the sputtering target further comprises one or more alloying elements selected from the group consisting of B, Al, Si, Cr, and Y. Ti와, Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Zr 및 Hf으로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지며, Cu함유 재료에 대한 장벽층을 형성함에 사용되는 스퍼터링 타겟.Barriers to Cu-containing materials comprising Ti and one or more alloying elements having an atomic radius difference of at least 8% compared to titanium selected from the group consisting of Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Zr and Hf Sputtering targets used to form layers. 제 175항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟은 Al과 Y중의 하나 이상을 추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.175. The sputtering target of claim 175, wherein the sputtering target further comprises one or more of Al and Y. Ti 및 Al과, Be, Ca, Sc, V, Mn, Fe, Sr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지는 스퍼터링 타겟.Selected from the group consisting of Ti and Al and Be, Ca, Sc, V, Mn, Fe, Sr, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho and Er A sputtering target comprising one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about -1.0V. 제 177항에 있어서, 상기 스퍼터링 타겟은 B, Cr 및 Y로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 타겟.181. The sputtering target of claim 177, wherein the sputtering target further comprises one or more alloying elements having a standard electrode potential of less than about -1.0 V selected from the group consisting of B, Cr, and Y. Ti와 약 -1.0V 미만의 표준전극전위를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지고; TiAl 합금 또는 TiSi 이원계 합금을 포함하지 않으며; 그리고 12-18원자% 또는 32-38원자% 범위의 Zr이 존재하는 TiZr 이원계 합금을 추가로 포함하지 않는 스퍼터링 조성물.One or more alloying elements having a Ti and a standard electrode potential of less than about −1.0 V; Does not include TiAl alloys or TiSi binary alloys; And a sputtering composition further comprising no TiZr binary alloy in which Zr in the range of 12-18 atomic% or 32-38 atomic% is present. 제 179항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Be, B, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho 및 Er로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.179. The method of claim 179, wherein the one or more alloying elements are Be, B, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Sr, Y, Cs, Ba, La, Hf, Ta, Ce, Pr, Nd, Sm, A sputtering composition, characterized in that it is selected from the group consisting of Gd, Dy, Ho and Er. Ti와, 티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이를 갖는 하나 이상의 합금원소들을 포함하고; Ti와 Al과 Si로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 합금원소들로 이루어진 이원계 복합체(complexes)를 포함하지 않으며; 그리고 12-18원자% 또는 32-38원자% 범위의 Zr이 존재하는 Ti 및 Zr으로 이루어진 이원계 복합체를 추가로 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.Ti and one or more alloying elements having an atomic radius difference of at least 8% relative to titanium; Does not contain binary complexes of alloying elements selected from the group consisting of Ti, Al and Si; And a sputtering composition further comprising a binary composite composed of Ti and Zr in which Zr in a range of 12-18 atomic% or 32-38 atomic% exists. 제 181항에 있어서, 상기 하나 이상의 합금원소들은 Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Hf, Be, B, C, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er 및 Yb로 이루어지는 그룹으로 부터 선택된 것임을 특징으로 하는 스퍼터링 조성물.181. The method of claim 181, wherein the one or more alloying elements are selected from the group consisting of Ca, Mn, Fe, Co, Ni, Y, Hf, Be, B, C, P, S, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, A sputtering composition, characterized in that it is selected from the group consisting of Gd, Dy, Ho, Er and Yb. Ti와, (1)약 -1.0V 미만의 표준전극전위; (2)적어도 약 2400℃의 용융온도; 또는 (3)티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이;중 적어도 하나를 만족하는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지며, 은함유 재료에 대한 장벽층을 형성함에 사용되는 스퍼터링 조성물.Ti and (1) a standard electrode potential of less than about −1.0 V; (2) a melting temperature of at least about 2400 ° C .; Or (3) an atomic radius difference of at least 8% relative to titanium; and a sputtering composition comprising one or more alloying elements that satisfy at least one of the above, wherein the sputtering composition is used to form a barrier layer for silver-containing materials. Ti와, (1)약 -1.0V 미만의 표준전극전위; (2)적어도 약 2400℃의 용융온도; 또는 (3)티타늄에 비하여 적어도 8%의 원자 반지름 차이;중 적어도 하나를 만족하는 하나 이상의 합금원소들을 포함하여 이루어지며, 알루미늄함유 재료에 대한 장벽층을 형성함에 사용되는 스퍼터링 조성물.Ti and (1) a standard electrode potential of less than about −1.0 V; (2) a melting temperature of at least about 2400 ° C .; Or (3) an atomic radius difference of at least 8% relative to titanium; and a sputtering composition comprising one or more alloying elements satisfying at least one of the following: used to form a barrier layer for an aluminum-containing material.
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