[發明專利]布線層結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201080025444.0
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN102804352A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 牧一誠;谷口兼一;中里洋介
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社;株式會社愛發科
• 主分類號: H01L21/3205
• 分類號: H01L21/3205;C22C9/00;C22C9/01;C22C9/05;C22C9/10;H01B5/14;H01L21/28;H01L21/285;H01L21/324;H01L21/336;H01L23/52;H01L29/417;H01L29/423
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫秀武;高旭軼

1.布線層結構，其具備：

半導體基板或玻璃基板的基底基板；

在該基底基板上形成的含氧Cu層或含氧Cu合金層；

在該含氧Cu層或該含氧Cu合金層上形成的、含有Al、Zr、Ti中的至少一種的氧化物層；和

在該氧化物層上形成的、含有Al、Zr、Ti中的至少一種的Cu合金層。

2.權利要求1所述的布線層結構，其中，上述含氧Cu合金層含有選自Ca、Mg、Li、Al、Zr、Ti、Si、Mn、Cr、稀土類中的至少一種添加元素。

3.權利要求2所述的布線層結構，其中，上述含氧Cu合金層中所含的添加元素為20原子%以下。

4.權利要求1-3中任一項所述的布線層結構，其中，上述含氧Cu層或含氧Cu合金層中所含的氧為1原子%以上且30原子%以下。

5.權利要求1所述的布線層結構，其中，上述Cu合金層進一步含有選自Ca、Mg、Li、Si、Mn、Cr、稀土類中的至少一種添加元素。

6.權利要求1所述的布線層結構，其中，上述Cu合金層中所含的Al、Zr、Ti的添加元素的總計為1原子%以上且15原子%以下。

7.權利要求1所述的布線層結構，其進一步具備在上述Cu合金層上形成的Cu導電層。

8.權利要求7所述的布線層結構，其中，上述Cu導電層為99原子%以上的純銅。

9.權利要求7或8所述的布線層結構，其中，上述含氧Cu層或含氧Cu合金層具有10?nm-100?nm的厚度，上述氧化物層具有1?nm-20?nm的厚度，上述Cu合金層具有10?nm-100?nm的厚度，上述Cu導電層具有200?nm-10?μm的厚度。

10.布線層結構的制造方法，該方法依次具備下述工序：

利用至少含有Cu的靶，在O₂氣氛中在由半導體基板或玻璃基板制成的基底基板上進行濺射的工序(a)；

以含有Al、Zr、Ti中的至少一種的Cu合金作為靶，在惰性氣體氣氛中進行濺射的工序(b)；

通過蝕刻，在由上述工序(a)和上述工序(b)形成的層上形成布線層圖案，使上述基底基板的一部分露出的工序(c)；和

實施氫等離子體處理，使存在于露出的上述基底基板表面的懸空鍵終結的工序(d)；

該方法還進一步具備在上述工序(b)之后上述工序(d)之前，在氫氣氛中進行退火的工序(e)。

11.權利要求10所述的布線層結構的制造方法，其中，上述工序(a)中使用的上述至少含有Cu的靶進一步含有選自Ca、Mg、Li、Al、Zr、Ti、Si、Mn、Cr、稀土類中的至少一種添加元素。

12.權利要求11所述的布線層結構的制造方法，其中，上述工序(a)中使用的上述至少含有Cu的靶中所含的添加元素為20原子%以下。

13.權利要求10所述的布線層結構的制造方法，其中，上述工序(a)的濺射中使用的O₂氣氛按照體積分數計為1%以上且30%以下。

14.權利要求10所述的布線層結構的制造方法，其中，上述含有Al、Zr、Ti中的至少一種的Cu合金靶進一步含有選自Ca、Mg、Li、Si、Mn、Cr、稀土類中的至少一種添加元素。

15.權利要求10所述的布線層結構的制造方法，其中，上述含有Al、Zr、Ti中的至少一種的Cu合金靶中所含的Al、Zr、Ti的添加元素為1原子%以上且15原子%以下。

16.權利要求10-15中任一項所述的布線層結構的制造方法，其進一步具有在上述工序(b)之后，利用至少含有Cu的靶、在惰性氣體氣氛中進行濺射的工序(f)。

17.權利要求16所述的布線層結構的制造方法，其中，上述工序(f)中使用的上述至少含有Cu的靶含有99原子%以上的Cu。