(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の誘電体層と、
前記誘電体層の開口であって、側壁を有し、前記基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口と、
前記導電性領域および前記側壁上の、マンガンを含む接着層と、
前記開口内と前記接着層の表面上とに存在する、コバルトおよび銅を含む充填材料と
を備える金属インターコネクト構造であって、
前記充填材料は、少なくとも５０原子％のコバルトを含み、前記コバルトおよび銅は、両方とも前記充填材料の全体積にわたって存在し、
（ａ）前記接着層が前記誘電体層に直接コンタクトしている第１の部分と、前記導電性領域に直接コンタクトしている第２の部分とを含み、且つ、
（ｂ）前記第１の部分は、前記第２の部分よりも高い原子％のマンガンを含む
金属インターコネクト構造。
【請求項２】
基板上の誘電体層と、
前記誘電体層の開口であって、側壁を有し、前記基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口と、
前記導電性領域および前記側壁上の、マンガンを含む接着層と、
前記開口内と前記接着層の表面上とに存在する、コバルトおよび銅を含む充填材料と
を備える金属インターコネクト構造であって、
前記充填材料は、少なくとも５０原子％のコバルトを含み、前記コバルトおよび銅は、両方とも前記充填材料の全体積にわたって存在し、
前記接着層は、前記導電性領域を前記充填材料から完全に分離させず、前記充填材料は、前記導電性領域の一部に直接コンタクトする
金属インターコネクト構造。
【請求項３】
前記充填材料は、少なくとも９０原子％のコバルトで構成される
請求項１または２に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項４】
前記接着層は、シリコン、窒素、炭素、水素および酸素からなるグループから選択される少なくとも１つの元素を含む
請求項１から３のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項５】
前記接着層は、５０Å以下の厚みである
請求項１から４のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項６】
前記接着層は、前記充填材料に直接コンタクトする
請求項１から５のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項７】
前記接着層は、前記導電性領域に直接コンタクトする
請求項１から６のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項８】
前記接着層は、前記誘電体層に直接コンタクトする
請求項１から７のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項９】
前記充填材料は、前記接着層に含まれる前記マンガンに直接コンタクトするマンガンを含む
請求項１から８のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項１０】
前記充填材料は、シリコンおよびマンガンからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含む
請求項１から９のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項１１】
前記充填材料は、本質的にコバルトからなる
請求項１から１０のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項１２】
前記接着層および前記充填材料の上部の上に直接形成された誘電体層を備え、
前記誘電体層がマンガンを含み、前記充填材料もマンガンを含む
請求項１から１１のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項１３】
前記充填材料の上部の上に直接形成された誘電体層を含み、
前記誘電体層は、第１の材料を含み、
前記第１の材料も前記充填材料に含まれ、前記第１の材料は、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｐ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｈｆ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃ，Ｏ，Ｂｅ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｒｅ，およびＰｄを含むグループから選択される
請求項１から１２のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項１４】
金属インターコネクト構造の形成方法であって、
基板上の誘電体層に、前記基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口を形成する段階と、
前記開口に、前記導電性領域上に、および側壁上にも、マンガンを含む接着層を形成する段階と、
前記開口内および前記接着層の表面上にコバルトおよび銅を含む充填材料を形成する段階と、
前記誘電体層の上側表面の上方の前記充填材料および前記接着層の複数の部分を除去する段階と
を備える形成方法であって、
前記充填材料は、少なくとも５０原子％のコバルトを含み、前記コバルトおよび銅は、両方とも前記充填材料の全体積にわたって存在し、
（ａ）前記接着層が前記誘電体層に直接コンタクトしている第１の部分と、前記導電性領域に直接コンタクトしている第２の部分とを含み、且つ、
（ｂ）前記第１の部分は、前記第２の部分よりも高い原子％のマンガンを含む
金属インターコネクト構造の形成方法。
【請求項１５】
金属インターコネクト構造の形成方法であって、
基板上の誘電体層に、前記基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口を形成する段階と、
前記開口に、前記導電性領域上に、および側壁上にも、マンガンを含む接着層を形成する段階と、
前記開口内および前記接着層の表面上にコバルトおよび銅を含む充填材料を形成する段階と、
前記誘電体層の上側表面の上方の前記充填材料および前記接着層の複数の部分を除去する段階と
を備える形成方法であって、
前記充填材料は、少なくとも５０原子％のコバルトを含み、前記コバルトおよび銅は、両方とも前記充填材料の全体積にわたって存在し、
前記接着層は、前記導電性領域を前記充填材料から完全に分離させず、前記充填材料は、前記導電性領域の一部に直接コンタクトする
金属インターコネクト構造の形成方法。
【請求項１６】
前記接着層は、シリコン、窒素、炭素、水素および酸素からなるグループから選択される少なくとも１つの元素を含む
請求項１４または１５に記載の形成方法。
【請求項１７】
前記接着層は、前記充填材料に直接コンタクトする
請求項１４から１６のいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項１８】
前記接着層は、前記導電性領域に直接コンタクトする
請求項１４から１７のいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項１９】
前記接着層をコンフォーマルな方法で形成する段階と、
前記充填材料を非コンフォーマルな方法で形成する段階と
を備える請求項１４から１８のいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項２０】
前記接着層および前記充填材料の上部の上に直接、マンガンを含む誘電体層を形成する段階を備え、
前記充填材料もマンガンを含む
請求項１４から１９のいずれか一項に記載の形成方法。
【請求項２１】
基板上の誘電体層と、
下部および上部を有する前記誘電体層に含まれ、前記基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口と、
前記開口の前記下部に含まれる、コバルトを含むプラグと、
側壁上の、マンガンを含む接着層と、
前記プラグ上で前記開口の前記上部に含まれ、コバルトおよび銅を含む充填材料と
を備える金属インターコネクト構造であって、
前記充填材料は、少なくとも５０原子％のコバルトを含み、前記コバルトおよび銅は、両方とも前記充填材料の全体積にわたって存在し、
（ａ）前記接着層が前記誘電体層に直接コンタクトしている第１の部分と、前記導電性領域に直接コンタクトしている第２の部分とを含み、且つ、
（ｂ）前記第１の部分は、前記第２の部分よりも高い原子％のマンガンを含む
金属インターコネクト構造。
【請求項２２】
基板上の誘電体層と、
下部および上部を有する前記誘電体層に含まれ、前記基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口と、
前記開口の前記下部に含まれる、コバルトを含むプラグと、
側壁上の、マンガンを含む接着層と、
前記プラグ上で前記開口の前記上部に含まれ、コバルトおよび銅を含む充填材料と
を備える金属インターコネクト構造であって、
前記充填材料は、少なくとも５０原子％のコバルトを含み、前記コバルトおよび銅は、両方とも前記充填材料の全体積にわたって存在し、
前記接着層は、前記導電性領域を前記充填材料から完全に分離させず、前記充填材料は、前記導電性領域の一部に直接コンタクトする
金属インターコネクト構造。
【請求項２３】
前記接着層は、前記プラグおよび前記誘電体層に直接コンタクトする
請求項２１または２２に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項２４】
前記接着層が前記プラグおよび前記充填材料の間に存在する
請求項２１から２３のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項２５】
前記接着層および前記充填材料の上部の上に直接形成され、マンガンを含む誘電体層を備え、
前記充填材料もマンガンを含む
請求項２１から２４のいずれか一項に記載の金属インターコネクト構造。
【請求項２６】
炭素および酸素を含む誘電材料と、
底部および側壁を有する、前記誘電材料内のトレンチと、
マンガンおよびタンタルを有し、前記トレンチの前記底部および側壁に沿って配置された接着層と、
前記トレンチ内で、かつ前記接着層上に配置された充填材料であって、前記充填材料は、コバルトおよび銅を含み、少なくとも５０％のコバルトを含む、充填材料と、を備える
集積回路構造であって、
前記コバルトおよび銅は、両方とも前記充填材料の全体積にわたって存在し、
（ａ）前記接着層が前記誘電材料に直接コンタクトしている第１の部分と、前記トレンチの前記底部に直接コンタクトしている第２の部分とを含み、且つ、
（ｂ）前記第１の部分は、前記第２の部分よりも高い原子％のマンガンを含む
集積回路構造。
【請求項２７】
炭素および酸素を含む誘電材料と、
底部および側壁を有する、前記誘電材料内のトレンチと、
マンガンおよびタンタルを有し、前記トレンチの前記底部および側壁に沿って配置された接着層と、
前記トレンチ内で、かつ前記接着層上に配置された充填材料であって、前記充填材料は、コバルトおよび銅を含み、少なくとも５０％のコバルトを含む、充填材料と、を備える
集積回路構造であって、
前記コバルトおよび銅は、両方とも前記充填材料の全体積にわたって存在し、
前記接着層は、前記トレンチの前記底部を前記充填材料から完全に分離させず、前記充填材料は、前記トレンチの前記底部の一部に直接コンタクトする
集積回路構造。
【請求項２８】
前記充填材料は、少なくとも９０％のコバルトを含む、
請求項２６または２７に記載の集積回路構造。
【請求項２９】
前記充填材料は、９５％を超えるコバルトを含む、
請求項２６から２８のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３０】
前記充填材料は、０．５〜５％の銅を含む、
請求項２６から２９のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３１】
前記充填材料は、コバルトの複数の粒子境界における銅を含む、
請求項２６から３０のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３２】
前記トレンチは、２２ナノメートルまたは２２ナノメートル未満の開口部を有する
請求項２６から３１のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３３】
前記トレンチは、ビアプラグに連結される
請求項２６から３２のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３４】
各々が底部および側壁を有する、前記誘電材料内の１又は複数の追加のトレンチをさらに備える
請求項２６から３３のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３５】
前記接着層は、ＭｎＳｉｘＯｙを含む
請求項２６から３４のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３６】
前記接着層は、３ナノメートル未満の厚さを有する
請求項２６から３５のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３７】
前記接着層は、複数の副層を有し、前記複数の副層のうちの一つは、前記複数の副層のうちの別の一つとは異なる組成を有する
請求項２６から３６のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項３８】
炭素および酸素を含む誘電材料と、
底部および側壁を有する、前記誘電材料内のトレンチと、
マンガンおよびタンタルを含み、前記トレンチの前記底部および側壁に沿って配置された第１の材料と、
前記トレンチ内で、かつ前記第１の材料上に配置された第２の材料であって、前記第２の材料は、コバルトおよび銅を含み、少なくとも５０％のコバルトを含む、第２の材料と、を備える
集積回路構造であって、
前記コバルトおよび銅は、両方とも前記第２の材料の全体積にわたって存在し、
（ａ）前記第１の材料が前記誘電材料に直接コンタクトしている第１の部分と、前記トレンチの前記底部に直接コンタクトしている第２の部分とを含み、且つ、
（ｂ）前記第１の部分は、前記第２の部分よりも高い原子％のマンガンを含む
集積回路構造。
【請求項３９】
炭素および酸素を含む誘電材料と、
底部および側壁を有する、前記誘電材料内のトレンチと、
マンガンおよびタンタルを含み、前記トレンチの前記底部および側壁に沿って配置された第１の材料と、
前記トレンチ内で、かつ前記第１の材料上に配置された第２の材料であって、前記第２の材料は、コバルトおよび銅を含み、少なくとも５０％のコバルトを含む、第２の材料と、を備える
集積回路構造であって、
前記コバルトおよび銅は、両方とも前記第２の材料の全体積にわたって存在し、
前記第１の材料は、前記トレンチの前記底部を前記第２の材料から完全に分離させず、前記第２の材料は、前記トレンチの前記底部の一部に直接コンタクトする
集積回路構造。
【請求項４０】
前記第２の材料は、少なくとも９０％のコバルトを含む
請求項３８または３９に記載の集積回路構造。
【請求項４１】
前記第２の材料は、９５％を超えるコバルトを含む、
請求項３８から４０のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項４２】
前記第２の材料は、０．５〜５％の銅を含む、
請求項３８から４１のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項４３】
前記第２の材料は、コバルトの複数の粒子境界における銅を含む、
請求項３８から４２のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項４４】
前記トレンチは、２２ナノメートルまたは２２ナノメートル未満の開口部を有する
請求項３８から４３のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項４５】
前記トレンチは、ビアプラグに連結される
請求項３８から４４のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項４６】
各々が底部および側壁を有する、前記誘電材料内の１又は複数の追加のトレンチをさらに備える
請求項３８から４５のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項４７】
前記第１の材料は、ＭｎＳｉｘＯｙを含む、
請求項３８から４６のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項４８】
前記第１の材料は、３ナノメートル未満の厚さを有する
請求項３８から４７のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【請求項４９】
前記第１の材料は、複数の副層を有し、前記複数の副層のうちの一つは、前記複数の副層の別の一つとは異なる組成を有する
請求項３８から４８のいずれか一項に記載の集積回路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の複数の実施形態は、概して複数の金属インターコネクト構造およびこれらの製造方法に関する。とりわけ、本発明の複数の実施形態は、コバルトベースの複数のインターコネクト構造およびこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路（ＩＣ）デバイスは、典型的に、半導体基板内又は半導体基板上に形成された複数のトランジスタ、複数のキャパシタおよび複数のレジスタのような複数の回路要素を含む。複数のインターコネクト構造は、複数のディスクリート回路要素を複数の機能性回路に電気的に結合し、又は接続するために使用される。典型的な複数の金属インターコネクトは、ライン部分およびビア部分を含んでもよい。
【０００３】
複数のインターコネクト構造は、銅から製造されてよく、窒化タンタル若しくは窒化チタニウムのような窒化物材料、若しくは、チタニウム、若しくは、タンタルのようなバリア層、又はそれらの組み合わせ（例えば、窒化タンタル／タンタル（ＴＮＴ））を含んでもよい。複数の銅インターコネクト構造を使用する問題は、これらがボイド形成および故障につながり得るエレクトロマイグレーションに非常に影響を受けやすいことである。
【０００４】
タングステンメタライゼーションは、複数のフロントエンドコンタクトを上手く製造するために用いられてきており、そしてそれ故に、インターコネクト製造用のバックエンドメタライゼーションに用いることが提案されてきている。タングステンメタライゼーションを使用する望ましい利点は、有害なエレクトロマイグレーション効果に高い耐性を示すことである。しかしながら、タングステンメタライゼーションを使用することの不利益は、その電気抵抗率が銅より高いことである。とりわけ、タングステンの線路抵抗は、銅インターコネクトよりも４から６倍高く、ビア抵抗が２０％程度高くなり得る。これらの高抵抗は、ＩＣ性能をひどく低下させるので望ましくない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】本願発明の一実施形態に係る複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図１Ｂ】本願発明の一実施形態に係る複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図１Ｃ】本願発明の一実施形態に係る複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図１Ｄ】本願発明の一実施形態に係る複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図１Ｅ】本願発明の一実施形態に係る複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【０００６】
【図２】本発明の実施形態に係る複数のコバルトインターコネクトと形成された複数のメタライゼーション層を有する集積回路の断面側視図である。
【０００７】
【図３】本願発明の一実施形態に係る複数のコバルトインターコネクトの形成方法を図示するフローチャートである。
【０００８】
【図４Ａ】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図４Ｄ】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【０００９】
【図５Ａ】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法の断面側視図である。
【００１０】
【図６】本発明の実施形態に係るコバルトプラグを有する複数のコバルトインターコネクトの形成方法を図示するフローチャートである。
【００１１】
【図７】本発明の一実施形態に係る、コバルトベースの金属ゲート電極を含む半導体電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では複数の図面を参照する。図中、同様の構造には末尾に同様の参照記号表示が付され得る。様々な実施形態の構造をより明らかに示すべく、本明細書に含まれる複数の図面は、半導体／回路構造の複数の図表示である。従って、複数の例示された実施形態の特許請求される複数の構造を変わらず組み込んでいるが、製造された複数の集積回路構造の実際の外観は、例えば顕微鏡写真においては異なるように見える場合がある。さらに、複数の図面は複数の例示された実施形態を理解する上で有用な複数の構造だけを示し得る。複数の図面の明確性を保持すべく、当該分野において周知の、複数の追加的な構造は含まれ得ない。例えば、半導体デバイスの各層が必ずしも示されない。「一実施形態」、「様々な実施形態」等は、そのように説明される（複数の）実施形態が複数の特定の特徴、構造、又は特性を含み得るが、全ての実施形態が複数の特定の特徴、構造、および特性を必ずしも含まないことを示す。いくつかの実施形態は複数の別の実施形態について記載される複数の特徴のいくつか、又は全てを有し得るか、又はそれらのうちの１つも有し得ない。「第１の」、「第２の」、「第３の」および同様のものは共通の対象物を記載し、同様の複数の対象物の異なる例が参照されていることを示す。そのような複数の形容詞は、そう記載される複数の対象物が、時間的、空間的、序列、又は任意の他のやり方、の何れかで、提示される順番になければならないことを暗示するものではない。「接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」は、複数の要素が互いに直接物理的に又は電気的に接触していることを示し得て、「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、複数の要素が協働する、又は互いに作用し合うが、それらは直接物理的に又は電気的に接触しても、又はしなくてもよいことを示し得る。
【００１３】
本発明の一実施形態は、マンガン（Ｍｎ）ベースの接着層およびコバルト充填材料を含むコバルトインターコネクトである。接着層（場合によっては、本明細書において、バリア層又は湿潤層とも称される）は、例えば、Ｍｎ、マンガン窒化物（ＭｎＮ）、又はマンガンシリコン窒化物（ＭｎＳｉｘＮｙ）のような様々なＭｎベースの合成物を含んでもよい。Ｍｎベース接着層は、パターニングされた複数のバックエンドインターコネクト構造に堆積された膜を含み得る。これらの複数のインターコネクト構造がコバルトで金属化されてよい。いくつかの実施形態において、Ｍｎベースの層は、インターコネクトの形成を助ける層間絶縁膜（ＩＬＤ）によく接着する。Ｍｎベース層は、コバルト金属に濡れ性も提供する。これにより、Ｍｎベース接着層は、２２ｎｍ、１４ｎｍ、１０ｎｍおよびさらにスモールスケールで複数のインターコネクト構造の粗い間隙を埋めることを実現しやすくする。
【００１４】
一実施形態は、コバルトプラグ層およびコバルト充填材料を含むコバルトインターコネクトを含む。プラグ層は、コバルト充填材料用に使用されるものと、異なる組成でおよび／又は異なるプロセスで形成される。このような複数のコバルトインターコネクトは、これらが（例えば、タングステンより低い）低抵抗を有し、エレクトロマイグレーションに対して非常に耐性がある（例えば、銅よりもエレクトロマイグレーションにより耐性がある）ので、高性能な複数のインターコネクト構造の製造を可能にする利点を有する。従来型のインターコネクト加工の寸法縮尺として、従来の複数のバリア層（例えば、複数のＴＮＴバリア層）の高抵抗は、従来型の複数の銅インターコネクトの性能により大きな程度の影響を与え得る。しかしながら、より低い抵抗の複数のＭｎ層は、これらの抵抗問題を軽減し得る。
【００１５】
第１の態様において、コンフォーマルなＭｎベースの接着層が誘電体層の開口に形成される。そして、コバルトベース充填材料が、Ｍｎベース接着層上に堆積され又は成長され、コバルトインターコネクトを形成する。
【００１６】
図１Ａ−図１Ｅは、本願発明の複数の実施形態に係る、Ｍｎベース接着層を有するコバルトインターコネクトおよびコバルト含有充填層の形成方法を示す。図１Ａは、その上にコバルトインターコネクトが形成され得る基板として用いられるであろう上面１１８を有する基板１０６を示す。基板１０６は、部分的に製造されたＩＣの任意の部分を含み得、その上にコバルトインターコネクトが最終的に製造される。例えば、基板１０６は、能動素子および受動素子を通常含み、又はその上に形成されるであろう。図１Ａに示されるように、導電性領域１５０は、基板１０６に含まれ、その上にコバルトインターコネクトが最終的に形成される。そのような一実施形態において、基板１０６は、フロントエンド（ＦＥＯＬ：Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｌｉｎｅ）を通して処理されており、導電性領域１５０は、結晶半導体基板又は結晶半導体層に形成された拡散領域（例えば、導電性領域は、トランジスタのソース領域又はドレイン領域）である。別のそのような実施形態において、導電性領域１５０は、図２に関連して以下により詳細に記載される通り、バックエンド（ＢＥＯＬ：Ｂａｃｋ  Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｌｉｎｅ）メタライゼーション構造の下にある金属ラインである。したがって、部分１５０が時々、本明細書において「導電性領域１５０」として称される一方で、これは、領域１５０が１０６の残りよりも多かれ少なかれ導電性のあることを示しても示さなくてもよい。また、１５０の使用は、１５０が必ずしも１０６とモノリシックではなく、又は異なるプロセスによって若しくは１０６と非同時に形成されたことを示すことを意図しているわけではない。例えば、１０６がインターコネクトラインである場合、領域１５０が１０６とモノリシックであり、１０６の残りと構造上および機能上に区別できない。しかしながら、１５０がソース又はドレインとして働く場合、領域１５０が１０６の残りと異なってドープされた領域でもあり得る。上記の説明は、過剰な複数の図を回避し、別の面では簡潔な方法で明確性を提供するために提供される。
【００１７】
複数の実施形態が理想的に、限定されないが、複数のマイクロプロセッサ、複数のメモリ、複数の電荷結合素子（ＣＣＤ）、複数のシステムオンチップ（ＳｏＣ）ＩＣ、又は複数のベースバンドプロセッサなどの複数の半導体ＩＣを製造するために適し得、他の複数の応用は、複数のマイクロ電子機器（microelectronic machines）、ＭＥＭＳ、複数のレーザ、複数の光学デバイス、複数のパッケージング層、および同様のものも含むことができる。複数の実施形態は、（例えば、本明細書に記載のコバルト構造が金属酸化物半導体（ＭＯＳ）トランジスタのゲート電極を製造するために用いられ得る）個々の複数の半導体デバイスを製造するためにも用いられ得る。
【００１８】
再び図１Ａを参照すると、誘電体層１０２は、基板１０６の上方に形成される。誘電体層１０２は、限定されないが、二酸化ケイ素、ＳｉＯＦ、炭素ドープ酸化物、ガラス又はポリマー材料、および同様のものなどの任意の好適な誘電体又は絶縁材料で構成され得る。開口は、誘電体層に形成される。開口が導電性領域１５０を露出させ、コバルトインターコネクトが最終的に形成されることによって、（間接に又は直接に）導電性領域１５０にコンタクトする。一実施形態において、デュアルダマシンプロセスにおいて共通のものであるが、図１Ａに示されるように、側壁１１６を有する開口が下側開口１１４（例えば、ビアホール又はスロット）、および側壁１１２を有する上側開口１１０（例えば、金属ライントレンチ）を含む。２つの開口（又は幅を変化させた単一の開口）が示されているが、当然のことながら、（例えば、ライン又はビアだけが、両方ではなく、単一の工程で製造されるシングルダマシンアプローチで用いられるように）誘電体層１０２において単一の開口が代わりに形成されてよい。ダマシンおよびデュアルダマシン型の製造において一般的に用いられる周知のリソグラフィおよびエッチング処理技術によって、誘電体層１０２に開口又は複数の開口が形成され得る。単一の誘電体層１０２のみが示されているが、同一又は異なる誘電体材料の複数の層（例えば、その中に開口１１４を有する第１の誘電体層およびその中に開口１１０を有する第２の誘電体層）が代わりに用いられ得る。さらに、一実施形態において、図１Ａに示されるように、基板１０６上に配置されたエッチストップ層１０４上に誘電体層１０２が形成される。エッチストップ層１０４は、シリコン窒化物又はシリコン酸窒化物などの材料で構成され得る。
【００１９】
図１Ｂを参照すると、Ｍｎベース接着層１２０（例えば、Ｍｎ，ＭｎＮ，ＭｎＳｉｘＮｙおよび同様のものを含む接着層）が堆積される。別の複数のシステムにおいて、シード層がＴＮＴベース接着層上に形成され得る。複数のシード層は、米国特許出願第１３／７３０，１８４号で開示されたシード層などの、充填材料の形成を容易にし得る。しかしながら、図１Ｂの実施形態では、そのようなシード層を必要としない。接着層とシード層との間の合金の堆積は、図１Ｂの実施形態では不要である。したがって、以下に開示されるように、Ｍｎベース接着層がＩＬＤ１０２に直接コンタクトしてよく、ＴＮＴベース接着層、任意のシード層、又はＴＮＴベース接着層およびシード層の間の任意の合金層の必要がなく（下記に記載の）コバルト充填材と直接コンタクトし得る。
【００２０】
図１Ｂにおいて、Ｍｎベース接着層１２０は、基板１０６の露出された上面１１８上（例えば、導電性領域１５０上）と同様に、誘電体層１０２の上面１０８上に形成され得る。  １０６が別の実施形態において「基板」と称される一方で、１０６は、金属インターコネクトラインおよび同様のものになり得る。Ｍｎベース接着層１２０は、上側開口１１４の側壁１１６上および下側開口１１０の側壁１１２上にも形成される。
【００２１】
Ｍｎベース接着層１２０は、Ｍｎ，ＭｎＮ，  ＭｎＳｉｘＮｙ，ＭｎＳｉｘＯｙ（例えば、Ｍｎ２［ＳｉＯ４］，ＭｎＳｉＯ３），別のＭｎベースケイ酸塩および同様のものを含む材料で構成されたコンフォーマル層であってよい。Ｍｎを含む接着層を有する一実施形態において、Ｍｎの含有量は、９０−１００％のＭｎを含んでよく、コンタミネーション（即ち、残りの１０％）がＣ，Ｈ，Ｏおよびこれらの組み合わせを含み得る。ＭｎＮｘを含む接着層を有する一実施形態において、Ｍｎが０−５０％を構成し得、ＭｎおよびＮが０−５０％を構成し得る。ＭｎＮｘを含む接着層を有する一実施形態において、接着層がＭｎ４Ｎ又はＭｎ３Ｎ２を含んでよい。ＭｎＮｘＳｉｙを含む接着層を有する一実施形態において、ＭｎおよびＮが最高５０％含まれ、材料の残りをＳｉが構成してもよい。一実施形態において、Ｍｎ，ＮおよびＳｉは、バイレイヤ又はトライレイヤ（例えば、ＭｎＮを含む１の副層と、Ｍｎを含む別の副層とを含む接着層）、（例えば、ＭｎおよびＮを有する副層およびＭｎを主に含む別の副層を含む１の接着層）、（例えば、ＭｎＮｘＳｉｙを含む副層およびＭｎを主に含む別の副層を含む１の接着層）および同様のもののように様々な接着多層の組み合わせにおいて、互いに含まれ得る。本明細書で使用されるように、組成の％は、原子％を指す。
【００２２】
一実施形態において、Ｍｎベース接着層１２０は、３ｎｍよりも薄く、通常１ｎｍから３ｎｍに形成される。一実施形態において、層１２０（層１２０が単一の層を含むか、又はＭｎＮを含む１つの副層と、Ｍｎを含む別のすぐ隣接する副層とのような複数の副層を含む）の厚み範囲は、０．１Åから５０Åの範囲である。一実施形態において、層１２０は、例えば、１０，１２，１４，１６，１８又は２０Åを含む、１０Åから２０Åの間である。
【００２３】
一実施形態において、導電性領域５０は、少なくとも多少のゲルマニウム（例えば、露出されたドープシリコンゲルマニウム若しくはドープゲルマニウム領域、又は金属ゲルマニウム領域）を含む。一実施形態において、導電性領域１５０は、少なくとも多少のシリコン（例えば、露出されたドープシリコン領域又は金属シリサイド領域）を含む。
【００２４】
層１２０は、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、電解めっき、無電解めっき、又はコンフォーマルな薄膜を堆積する別の好適なプロセスによって堆積され又は成長され得る。一実施形態において、複数の開口および複数の上面内の全ての露出面を十分に且つ均等に覆う高品質コンフォーマル層を形成すべく、層１２０が堆積される。一実施形態において、コンフォーマル接着層を均等に且つ一貫して堆積すべく、遅い堆積速度でＭｎベース材料を堆積することにより接着層が形成され得る。コンフォーマルな態様で層１２０を形成することにより、後に形成された基底構造（ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する（コバルトのような）充填材料の適合性が改善され得る。具体的には、層１２０が、そこに堆積するための適切な表面エネルギー（ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｅｎｅｒｇｅｔｉｃｓ）を与えることにより堆積工程を支援できる。
【００２５】
ＣＶＤ、ＡＬＤ、およびＰＶＤのような複数のプロセスを使用した薄膜の堆積の方策は、所望のプロセス時間、厚みおよびコンフォーマル性に依存して変化し得る。例えば、接着層１２０を堆積すべくＣＶＤを使用することで、同一の層を堆積すべくＡＬＤプロセスを利用するよりもより迅速にコンフォーマル薄膜層を形成し得る。しかしながら、ＣＶＤプロセスによって堆積された薄膜の品質は、ＡＬＤプロセスにより堆積された薄膜の品質よりも低くなり得る。別の実施形態において、層１２０は、ＰＶＤプロセスにより堆積される。ＰＶＤプロセスは、非常にコンフォーマルな薄膜を形成すべく、受け手側の基板と対応するスパッタターゲットとの間の距離を大きくして実行され得る。
【００２６】
図１Ｃを参照し、充填材料１２２は、充填材料１２２が開口１１０および１１４を完全に充填し、接着層１２０の上面上および誘電体１０２の上面１０８上に形成されるように、接着層１２０の露出面上に形成され得る。シーム１２４は、充填材料１２２の堆積の間、開口１１０、１１４内に形成される。一実施形態において、充填材料１２２は、残りがおよそ９５＋％のコバルトであり、およそ０．２５％−５％の非コバルト元素（例えば、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｐ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｈｆ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃ，Ｏ，Ｂｅ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｒｅ又はＰｄ）で構成される希薄合金から成る。そのような希薄合金は、堆積の間又は堆積に続く処理の間のいずれかで、充填材料１２２の面への非コバルト種のマイグレーションを伴い得る。マイグレーションは、（接着／バリア層１２０に加えて）コバルト用の拡散バリアを提供し得、および／又は、コバルトの層１２０への接着を高めるために用いられ得る。コバルト内の複数の粒子境界は、複数の非コバルト種によって充填されてもよい。一実施形態において、充填材料１２２は、コバルトのみで本質的に構成される。別の実施形態において、充填材料１２２は、少なくとも９０％のコバルトである。さらに別の実施形態において、充填材料１２２は、少なくとも５０％のコバルトで構成される。
【００２７】
本発明の一実施形態において、コバルト充填材料１２２は、限定されないが、ＣＶＤ，ＡＬＤ、ＰＶＤ、電解めっき又は無電解めっきなどのプロセスによって形成され得る。一実施形態において、充填材料１２２を形成するために使用されるプロセス法は、層１２０を形成するために使用されるプロセスと異なる。さらに、充填材料１２２が非コンフォーマルな又はボトムアップアプローチで形成される一方で、層１２０がコンフォーマルに形成され得る。例えば、より垂直に方向づけられた側壁面と対照的に平坦な水平面上により大きな堆積速度で、充填材料１２２が層１２０の表面上に充填材料を方向性スパッタするＰＶＤプロセスによって形成され得る一方、層１２０が受け取り基板の露出面上のコンフォーマル層を形成するＡＬＤ堆積プロセスによって形成され得る。別の例において、充填材料１２２が層１２０の表面から充填材料を成長させる電解めっきプロセスによって形成され得る一方、層１２０が受け取り基板の露出面上にコンフォーマル層を形成するＡＬＤ堆積プロセスによって形成され得る。さらに別の例において、層１２０がＣＶＤ堆積プロセスによって形成され得、充填材料がＰＶＤプロセスによって形成され得る。
【００２８】
別の実施形態において、層１２０および充填材料１２２は、圧力、堆積速度、温度、および同様のもののような堆積パラメータの異なる組み合わせではなく、同一のプロセス（例えば、ＡＬＤ、ＣＶＤ又はＰＶＤ）によって堆積され得る。例えば、層１２０および充填材料１２２は、ＣＶＤプロセスによって堆積され得るが、堆積圧力および温度等の接着層１２０用のＣＶＤ処理で用いられる複数のパラメータの組み合わせは充填材料１２２用のＣＶＤ処理で用いられる複数のパラメータの組み合わせと異なってよい。別の例において、層１２０および充填材料１２２は、ＰＶＤプロセスによって形成されるが、層１２０は、充填材料１２２を形成するために用いられるＰＶＤプロセスよりも、ターゲットと受け取り基板との間の距離が大きいＰＶＤプロセスにより形成され得る。別の実施形態において、層１２０が非コリメート（ｎｏｎ−ｃｏｌｕｍｍａｔｅｄ）なＰＶＤプロセスにより形成される一方、金属充填材料１２２がコリメート（ｃｏｌｕｍｍａｔｅｄ）なＰＶＤプロセスにより形成される。またあるいは、層１２０が充填材料１２２よりもコンフォーマルに形成されるように、充填材料１２２を形成するために用いられるＡＬＤプロセスの堆積速度より低い堆積速度のＡＬＤプロセスにより層１２０が形成される。
【００２９】
図１Ｄを参照すると、アニールプロセスは、堆積されたインターコネクト層をリフローするために、任意に実行され得る。図１Ｃのシーム１２４は、アニールプロセスに続いて除去されてよく、誘電体層１０２内の開口１１０および１１４内のソリッド構造を形成する。アニールプロセスは、充填材料１２２内でより大きな粒子構造の成長を助け得、抵抗率を減少させ、不十分な粒子構造から不純物を追い出す。一実施形態において、アニールプロセスは、窒素、水素およびアルゴンなどの複数のガスを使用する。さらに、アニールプロセスは、複数のバックエンド構造のサーマルバジェット（ｔｈｅｒｍａｌ  ｂｕｄｇｅｔ）より低い温度で実行され得る。例えば、一実施形態において、アニールプロセスが室温から３００℃、４００℃、５００℃又はそれよりも高い温度で実行される。別の実施形態において、アニールプロセスは、充填材料１２２の融点よりも高いが、複数のバックエンド構造のサーマルバジェットより低い温度で実行される。様々な実施形態において、アニールプロセスは広く（例えば、最高９００℃に及ぶ複数のフロントエンド用途用の複数のインターコネクトのために室温から３００℃、４００℃、５００℃又はそれよりも大きく）変化し得る。そのような複数の実施形態において、アニールされる複数の材料のリフローがアニールされる材料の融点よりもはるかに低い温度で生じるので、アニール温度はアニールされている材料の融点以下である。そのような複数の実施形態において、アニールされる材料のアニール温度が複数のバックエンド構造のサーマルバジェットより低くてよい。
【００３０】
さらに別の実施形態において、サイクリング技術は、シーム１２４のない複数の開口１１４および１１０内にインターコネクト層１２２（充填層１２２とも称される）を堆積すべく任意に利用され得る。１サイクルは、充填材料１２２の１回の堆積と、１回のアニールプロセスを含み得る。１サイクルのアニール工程は、ステップカバレッジを改善すべく充填材料を簡単にリフローするための温度および持続時間で設定され得る。ビアと複数のライン開口１１４および１１０を完全に充填すべくいくつかの工程が要されるように、１サイクルの堆積工程がより少ない充填材料を堆積するための短い堆積であり得る。一実施形態において、シーム１２４のない充填材料１２２を堆積するために、５サイクルより少ないサイクルが必要とされる。
【００３１】
図１Ｅを参照すると、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）プロセスは、誘電体層１０２の上面１０８の上方に配置された充填材料１２２および接着層１２０を除去すべく実行され得る。一実施形態において、ＣＭＰプロセスがライン誘電体層の上面１０８で止まるよう時間の決められたタイムド（ｔｉｍｅｄ）ＣＭＰプロセスであってよい。別の実施形態において、ＣＭＰプロセスがライン誘電体層の上面１０８をストッピング層として使用し得る。ライン誘電体層の上面の上方に堆積された充填材料の厚みが変化し得るので、上面１０８をストッピング層として使用することがより確かな方法となり得る。代替的な実施形態において、エッチングプロセスは、誘電体層１０２の上面１０８の上方に配置された充填材料１２２および層１２０を除去するために用いられる。
【００３２】
図２は、本願発明の一実施形態に係る複数のコバルト金属インターコネクトを有するＩＣ構造の部分の断面２００を図示する。誘電体層１０２のスタックは、複数の接着層１２０および複数の金属（例えば、コバルト）充填層１２４を有する複数の金属インターコネクトを含む。図２に示されたＩＣ構造の部分は、例えば、マイクロプロセッサダイ又はメモリダイで見られるようなバックエンド（ＢＥＯＬ）メタライゼーション構造の一部であり得る。
【００３３】
図３は、本願発明の一実施形態に係るコバルト金属インターコネクトの形成方法を図示するフローチャート３００である。３０２において、開口が誘電体層に形成され、基板に（又は追加の金属インターコネクト上に）導電性領域を露出させる。３０４において、Ｍｎベース接着／バリア層が誘電体層を覆い、且つ、開口の側壁上に形成されるだけでなく、基板を覆って形成され、導電性領域にコンタクトする。３０６において、充填材料が接着層上に形成され、開口を充填する。充填材料は、コバルトベース材料で構成される。３０８において、任意の実施形態で、充填材料をリフローするために熱が加えられる。３１０において、誘電体層の上側表面の上方に配置された充填材料および接着層材料が除去される。
【００３４】
一実施形態において、コバルトベースプラグが誘電体層の開口の下部（例えば、ビアホール又はスロット）に形成される。それから、コバルトベース導電性ラインがコバルトインターコネクトを形成すべく開口の上部（例えば、金属ライントレンチ）のコバルトベースプラグ上に形成される。
【００３５】
例えば、図４Ａ−図４Ｄは、本発明の実施形態に係るコバルト金属インターコネクトの形成方法を図示する。方法は、図１Ｂと関連して図示され且つ記載されたような同じ構造で始まる。当該構造は、接着層１２０を含み、簡潔さのために再び記載はされない。
【００３６】
図４Ａを参照すると、プラグ４２０が接着層１２０上に形成される。一実施形態において、示されるように、下側開口１１４がプラグ材料４２０で完全に充填されるように、誘電体層１０２の下側開口１１４内にのみプラグ４２０が形成される。しかしながら、別の実施形態において、プラグ４２０の上面は、下側開口１１４の上面と平坦ではなくてよい。例えば、プラグ４２０の上面は、下側開口の上面より高くなり得るか、又は低くなり得る。プラグ４２０の上面は、層１２０が１１４の上部および１１０の底部と水平に配置された、層１２０の水平な上面で、上方で又は下方であり得る。図４Ａに示されるように、プラグ４２０は、層１２０が１１４の上部および１１０の下部と水平に配置された、層１２０の水平な上面のちょうど下方に上面を有する。別の実施形態において、プラグ４２０の上面は、プラグ４２０の形成の間の成長プロファイルの結果としてマッシュルームのようなドームを形成し得る。
【００３７】
一実施形態において、プラグ４２０がボトムアップアプローチで形成される。すなわち、プラグ４２０がコンフォーマルな堆積によって形成されない。例えば、一実施形態において、プラグ４２０の形成は、導電性領域１５０の直接の上方の層１２０の表面上に選択的に堆積させることにより、そして次に、それから成長させることにより実行される。特定の実施形態において、層１２０の露出され、且つ、コンパティブル（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）な表面上にプラグ材料を無電解めっきすることにより、プラグ４２０が形成される。一例として、導電性領域１５０は、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）又はタングステン（Ｗ）のような上部金属化又は金属含有表面を有し、コバルトベースプラグ４２０が導電性領域１５０の金属化又は金属含有表面の上方の層１２０からのボトムアップ成長を伴う無電解堆積によって形成される。別の複数の実施形態において、限定されないが、電解めっきのような、別の好適なボトムアップ充填アプローチおよび成長堆積アプローチが用いられ得る。ボトムアップ充填アプローチは、堆積速度が垂直側壁面上より、平面的な面又は平坦な面上の方が速いものである。
【００３８】
プラグ４２０は、少なくとも５０％のコバルトで構成されるコバルトベースプラグであってよい。特定の実施形態において、プラグ４２０は、少なくとも９０％のコバルトで構成される。任意のそのような場合において、プラグ４２０組成の非コバルト残余は、もしあるなら、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｐ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｈｆ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃ，Ｏ，Ｂｅ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｒｅ，又はＰｄの１又は複数を含んでよい。別の実施形態において、プラグ４２０がコバルトベース複合又は合金材料で構成される。例えば、一実施形態において、プラグ４２０が上に列挙したように非コバルト元素のおよそ０．２５−５％からなり、残りがおよそ９５＋％のコバルトの希薄合金で構成され、用いられる。そのような希薄合金が、堆積又は堆積に続く処理のいずれかの間で、コバルトプラグの表面又はインターフェースへの複数の非コバルト種のマイグレーションを含み得る。マイグレーションは、コバルト用の拡散バリアを提供してよく、および／又は、コバルトの層１２０への接着を高めるために使用されてよい。コバルト内の複数の粒子境界は、複数の非コバルト種によって充填されてもよい。しかしながら、別の実施形態において、プラグ４２０が５０％よりも少ないコバルトを含み得るが、依然、コバルトベース材料として称されてよい。コバルトベース複合プラグ４２０材料の代表的な複数の実施形態は、コバルトシリサイドプラグ材料又はコバルトゲルマニウム化物プラグ材料を含む。特定のそのような実施形態において、導電性領域１５０は、少なくとも多少のゲルマニウム（例えば、露出されたドープシリコンゲルマニウム又はドープゲルマニウム領域、又は金属ゲルマニウム領域）を含み、且つ、プラグ４２０材料がコバルトゲルマニウム化物層である。別の特定のそのような実施形態において、導電性領域１５０は、少なくとも多少のシリコン（例えば、露出されたドープシリコン領域又は金属シリサイド領域）を含み、且つ、プラグ４２０材料がコバルトシリサイド層である。コバルトベース合金プラグ４２０材料の代表的な複数の実施形態は、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｐ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｈｆ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃ，Ｏ，Ｂｅ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｒｅ，又はＰｄの１又は複数とのコバルト合金を含む。上記の複数の実施形態において、コバルトプラグ４２０は、小粒子構造を有してよい。一実施形態において、コバルトが部分１５０と同様に側壁１１６に直接接着され得るように、上述のドーパント（すなわち、０．２５−５％の非コバルト元素）は、層１２０を有することなく使用され得る。一実施形態において、ドーパントは、１５０および１１６での複数のインターフェースのような複数のインターフェースへの拡散によって、本質的に層１２０（接着層）を形成する。一実施形態において、ドーパントが部分１５０と層を形成する。別の実施形態において、バリアがボトムレスでプラグ４２０が領域１５０に直接コンタクトするように、ドーパントが１５０と層を形成しない。
【００３９】
図４Ｂを参照すると、プラグ４２０および層１２０の露出された上面上に、前処理４２２が任意に実行されてよい。後に形成される化合物の処理面への接着を高めるために、プラズマプロセス又はイオンボンバ−ドメント（ｉｏｎ  ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ）により前処理が実行され得る。一実施形態において、前処理は、室温から最高でおよそ３００℃、４００℃、５００℃又はそれより高い温度範囲で、例えば、Ｈ２／Ｈｅプラズマ、Ａｒプラズマ、ＮＨ３プラズマ、Ｎ２プラズマ、および／又はこれらの組み合わせを用いて、およそ２０から６０秒間、プラズマチャンバで実行され得る。別の実施形態において、前処理は、Ａｒイオンボンバードメントを含んでもよい。当然のことながら、そのような前処理が、プロセスフローの別の段階で（例えば、プラグ材料を形成する前に）実行され得る。一実施形態において、層１２０が形成される前に前処理が実行される。しかしながら、別の実施形態において、層１２０の処理は、層１０２のような誘電体に影響することのなく、密度に非常に有益であり得る。
【００４０】
図４Ｃを参照すると、充填材料４２４が上側開口１１０内のプラグ４２０および層１２０上に形成される。シーム４２６は、充填材料４２４の堆積に続き、上側開口１１０内に形成され得る。一実施形態において、充填材料４２４は、コバルトを含む材料で構成される。例えば、充填材料は、充填材料１２２用に上述された、複数の材料および複数のプロセスで構成され得、且つ、堆積され得る。さらに、組成および／又は堆積技術によって、充填材料４２４がプラグ４２０材料と異なってよい。
【００４１】
アニールプロセスは、堆積された充填材料４２４をリフローすべく、任意に実行され得る。図４Ｃのシーム４２６は、アニールプロセスに続いて取り除かれてよく、誘電体層１０２内の開口１１０および１１４内のソリッド構造を形成する。アニールプロセスは、充填材料４２４内でより大きな粒子構造の成長を可能にし得、抵抗率を減少させ、こうしなかった場合には、不十分なものとなってしまう粒子構造から不純物を追い出す。一実施形態において、アニールプロセスは、限定されないが、窒素、水素、又はアルゴンなどのフォーミングガスの使用を伴う。さらに、アニールプロセスは、バックエンド構造のサーマルバジェットより低い温度で実行され得る。例えば、一実施形態において、アニールプロセスが室温から３００℃、４００℃、５００℃又はそれよりも高い温度で実行される。別の実施形態において、アニールプロセスは、充填材料４２４の融点よりも高いが、複数のバックエンド構造のサーマルバジェットより低い温度で実行される。複数の実施形態において、アニールされる複数の材料のリフローがアニールされる材料の融点よりもはるかに低い温度で生じるので、アニール温度はアニールされている材料の融点以下である。そのような複数の実施形態において、アニールされる材料のアニール温度が複数のバックエンド構造のサーマルバジェットより低くてよい。
【００４２】
さらに別の実施形態において、サイクリング技術は、シーム４２６のない開口１１０内に充填材料４２４を堆積するべく任意に利用される。１サイクルは、充填材料４２４の１回の堆積と、１回のアニールプロセスを含み得る。１サイクルのアニール工程は、ステップカバレッジを改良すべく充填材料４２４を簡単にリフローするための温度および持続時間で設定され得る。いくつかの工程が上側開口１１０を完全に充填する必要があるように、１サイクルの堆積工程がより少ない充填材料４２４を堆積するための短い堆積であり得る。一実施形態において、シーム４２６のない充填材料４２４を堆積するために、５サイクルよりも少ないサイクルが必要とされる。
【００４３】
図４Ｄを参照すると、ＣＭＰプロセスがコバルトベース構造４２８を提供すべく、層１２０の上面の上方の充填材料４２４を除去するために実行され得る。一実施形態において、ＣＭＰプロセスがライン誘電体層の上面１０８で停止すべく時間の決められたタイムド（timed）ＣＭＰプロセスであってよい。別の実施形態において、ＣＭＰプロセスが誘電体層１０２の上面１０８をストッピング層として使用し得る。誘電体層１０２の上面１０８の上方に堆積された充填材料の厚みが変化し得るので、上面１０８をストッピング層として使用することがより確かな方法となり得る。代替的な実施形態において、エッチングプロセスは、誘電体層１０２の上面１０８の上方の充填材料４２４を除去するために用いられる。
【００４４】
一実施形態において、コバルトベースプラグが誘電体層の開口の下部（例えば、ビアホール又はスロット）に形成される。それから、接着層がコバルトベースプラグの上方の開口の上部（例えば、金属ライントレンチ）に形成される。コバルトベース導電性ラインは、それからコバルトインターコネクトを形成すべく開口の上部を充填するためのプラグの上に直接ある接着層の一部の上に形成される。
【００４５】
例えば、図５Ａ−図５Ｄは、本発明の実施形態に係る、Ｍｎベース接着層およびコバルト含有充填層を有するコバルトインターコネクトの形成方法を示す。方法は、図１Ａと関連して図示されて、且つ、記載されたのと同じ構造で開始する。次に、図５Ａを参照すると、コバルトベースプラグ４２０が、誘電体層１０２の下側開口１１４において、基板１０６の導電性領域１５０上に形成される。しかしながら、別の実施形態において、プラグ４２０が形成される前に、誘電体１０２の側壁に沿って、および／又は、部分１５０の上部の上に、最初に形成される接着層が形成されてよい。
【００４６】
図５Ｂを参照すると、Ｍｎベース接着層５２４（例えば、Ｍｎ，ＭｎＮ，ＭｎＳｉｘＮｙ，ＭｎＳｉｘＯｙ（例えば、Ｍｎ２［Ｓｉ０４］，ＭｎＳｉ０３）、別のＭｎベースケイ酸塩および同様のもの）が、図５Ａの構造とコンフォーマルに堆積される。例えば、一実施形態において、Ｍｎベース接着層５２４は、誘電体層１０２の上側開口１１４に、且つ、露出されたプラグ４２０上に形成される。接着層５２４の組成および形成方法は、図１Ｂの接着層１２０用に記載されたようなものであってよい。
【００４７】
図５Ｃを参照すると、充填材料５２６は、接着層５２４上、上側開口１１０内、および誘電体層１０２の上面１０８上に形成される。シーム５２８は、充填材料５２６の堆積に続いて、開口１１０内に形成されてよい。充填材料層５２６の組成および形成方法は、図１Ｃの充填材料１２２用に記載されたものであってよい。さらに、一実施形態において、プラグ４２０および充填材料５２６が全てコバルトベースであるが、これらは組成および／又は堆積技術により全てが互いに異なってよい。
【００４８】
アニールプロセスは、堆積された充填材料５２６をリフローするために任意に実行され得る。図５Ｃのシーム５２８は、誘電体層１０２の開口１１０内のソリッド構造を形成するためのアニールプロセスに続いて、除去されてよい。アニールプロセスは、充填材料５２６内でより大きな粒子構造の成長を可能にし得、抵抗率を減少させ、不十分な粒子構造から不純物を追い出す。一実施形態において、アニールプロセスは、限定されないが、窒素、水素、又はアルゴンなどのガスの使用を含む。さらに、アニールプロセスは、バックエンド構造のサーマルバジェットより低い温度で実行され得る。例えば、一実施形態において、アニールプロセスが室温から３００℃、４００℃、５００℃又はそれよりも高い温度で実行される。別の実施形態において、アニールプロセスは、充填材料５２６の融点よりも高いが、複数のバックエンド構造のサーマルバジェットより低い温度で実行される。複数の実施形態において、アニールされる複数の材料のリフローがアニールされる材料の融点よりもはるかに低い温度で生じるので、アニール温度はアニールされている材料の融点以下である。そのような複数の実施形態において、アニールされる材料のアニール温度が複数のバックエンド構造のサーマルバジェットより低くてよい。
【００４９】
さらに別の実施形態において、サイクリング技術は、シーム５２８のない開口１１０に充填材料５２６を堆積すべく任意に利用され得る。１サイクルは、充填材料５２６の１回の堆積と、１回のアニールプロセスを含み得る。１サイクルのアニール工程は、ステップカバレッジを改良すべく充填材料を簡単にリフローするための温度および持続時間で設定され得る。いくつかの工程が開口５１０を完全に充填する必要があるように、１サイクルの堆積工程は、より少ない充填材料を堆積するための短い堆積であり得る。一実施形態において、シーム５２８のない充填材料５２６を堆積するために、５サイクルよりも少ないサイクルが必要とされる。
【００５０】
図５Ｄを参照すると、ＣＭＰプロセスは、コバルトベース構造５３０を提供すべく、誘電体層１０２の上面１０８の上方に配置された充填材料５２６および接着層５２４を除去するために実行され得る。一実施形態において、ＣＭＰプロセスが誘電体層１０２の上面１０８で停止すべく時間の決められたタイムド（timed）ＣＭＰプロセスであってよい。別の実施形態において、ＣＭＰプロセスが誘電体層１０２の上面１０８をストッピング層として使用し得る。誘電体層１０２の上面１０８の上方に堆積された充填材料の厚みが変化し得るので、上面１０８をストッピング層として使用することがより確かな方法となり得る。代替的な実施形態において、エッチングプロセスが誘電体層１０２の上面１０８の上方に配置された充填材料５２６および層５２４を除去するために用いられる。
【００５１】
図６は、本願発明の一実施形態に係るコバルト金属インターコネクトの形成方法を図示するフローチャート６００である。６０２において、開口が誘電体層内に形成され、基板に導電性領域を露出させる。６０４において、コバルトプラグが導電性領域とコンタクトする開口の下部に形成される。６０５において、Ｍｎベース接着層（例えば、Ｍｎ，ＭｎＮ，ＭｎＳｉｘＮｙおよび同様のもの）は、開口の上部に形成される。６０６において、充填材料は、開口を充填すべく、プラグおよび接着層上に形成される。充填材料は、コバルトベース材料で構成される。６０８において、任意の実施形態で、熱が充填材料をリフローするために適用される。６１０において、誘電体層の上側表面の上方に配置された充填材料が除去される。そのような一実施形態において、充填材料およびプラグの双方が、コバルトを含むが、異なる材料組成を有する。別のそのような実施形態において、充填材料およびプラグの双方が、コバルトを含むが、異なる堆積術又は成長技術で形成される。さらに別のそのような実施形態において、充填材料およびプラグの双方が、コバルトを含むが、異なる材料組成を有し、且つ、異なる堆積技術又は成長技術で形成される。
【００５２】
一実施形態において、半導体デバイスの金属ゲート電極は、少なくとも部分的にコバルトで構成される。すなわち、本発明の複数の実施形態は、コバルトベースインターコネクトを形成することに限定される必要がない。
【００５３】
ある例において、図７は、本発明の一実施形態に係る、基板７０２上に製造された金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）７００を図示する。ゲート誘電体層７０４は、チャネル領域７０６の上方に配置され、ゲート電極７０８がゲート誘電体層７０４の上方に配置される。ゲート誘電体層７０４およびゲート電極７０８は、複数のゲート分離スペーサ７１０によって分離され得る。複数のチップエクステンション７１２は、基板７０２にドーパント原子を注入することにより形成されてよい。ソース・ドレイン領域（例えば、歪み誘起ソース／ドレイン領域７２０）は、基板７０２のエッチングで取り除かれた部分のエピタキシャル膜を選択的に成長させることにより形成され得、インサイチュ若しくはエピタキシャル膜成長の後、又は双方のいずれかによりドープされる。一実施形態において、複数のチップエクステンション７１２は、複数の"エピ"チップエクステンションを形成するためにソース領域およびドレイン領域と同時に形成され得る。典型的なＭＯＳ−ＦＥＴにおいて、チャネル領域７０６は、単結晶シリコン等の半導体材料で構成される。一実施形態において、ゲート電極７０８は、（例えば、ゲート電極７０８の仕事関数が金属又は金属含有層に基づく）金属ゲート電極である。そのような一実施形態において、金属ゲート電極は、少なくとも多少はコバルトで構成される。例えば、特定の実施形態において、金属ゲート電極７０８は、Ｍｎベース接着層（例えば、Ｍｎ，ＭｎＮ，ＭｎＳｉｘＮｙおよび上述のと同様のもの）７０８Ａおよびそれらの上のコバルト充填材料７０８Ｂを含む。例えば、コバルトベース材料又は膜７０８Ｂは、少なくとも９０％のコバルトで構成される。特定のそのような実施形態において、コバルトベース材料又は膜７０８Ｂは、およそ０．２５−５％の非コバルト元素を有する希薄合金で構成され、残りがおよそ９５＋％のコバルトである。
【００５４】
また、当然のことながら、ＭＯＳ−ＦＥＴ７００は、プレーナ型デバイスであってよく、又は三次元物体（例えば、ダブルゲート、フィンＦＥＴ、トライゲート、又はゲートオールアラウンドトランジスタ）を含んでよい。そのように、基板７０２は、プレーナ型基板であってよく、又は３次元物体の断面図を図示してもよい。最終的に、ＭＯＳ−ＦＥＴ７００のいくつかの特徴のみが明確性のために示されることが理解されるべきである。ＭＯＳ−ＦＥＴ７００を、例えば、集積回路に統合するために用いられる複数の分離層も、当該技術分野で周知のように含まれ得ると理解されるべきである。例えば、複数の分離層は、層間絶縁膜層７４０および複数のメタライゼーションルーティング層である。
【００５５】
様々なコバルトベースの実施形態は、例えば、セルラーフォン、スマートフォン、タブレット、ウルトラブック（登録商標），ノートブック、ラップトップ、パーソナルデジタルアシスタント、およびモバイルプロセッサベースプラットフォームのようなモバイル演算ノードに含まれ得る。
【００５６】
例１は、基板上に配置された誘電体層と、誘電体層の開口であって、側壁を有し、基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口と、導電性領域の上方および側壁上に配置され、マンガンを含む接着層と、開口内と接着層の表面上に存在する、コバルトを含む充填材料とを含む。一実施形態において、誘電体が基板に直接コンタクトするが、別の実施形態において、１又は複数の層が誘電体および基板の間にある。一実施形態において、追加のインターコネクト構造がビア、金属（インターコネクトライン）で充填されたトレンチ、および同様のものを含み得る。複数の例がデュアルダマシンの複数のアプローチを含む一方で、直前に言及した開口は、例えば、図１Ａ〜図１Ｅ等で開示された、一般的に複数のデュアルダマシンプロセスに関連するビアの上方の複数の幅を変化させる必要がない。以下に説明された通り、"導電性領域の上方に配置された、マンガンを含む接着層"は、必ずしも、マンガンが導電性領域の上方の接着層の一部に存在するであろうことを意味するものではない。例えば、マンガンが導電性領域の上方の接着層部ではなく、側壁上の接着層にある場合にも、"マンガンを含み、導電性領域の上方に配置された接着層"というフレーズは当てはまる。
【００５７】
例２において、例１の主題は、充填材料が少なくとも５０原子％コバルトで構成されることを任意に含んでよい。
【００５８】
例３において、例１−２の主題は、接着層が、シリコン、窒素、炭素、水素、および酸素からなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むことを、任意に含んでよい。
【００５９】
例４において、例１−３の主題は、接着層が５０Å以下であることを、任意に含んでよい。
【００６０】
例５において、例１−４の主題は、接着層が充填材料に直接コンタクトすることを、任意に含んでよい。
【００６１】
例６において、例１−５の主題は、接着層が導電性領域に直接コンタクトすることを、任意に含んでよい。例６の別のバージョンにおいて、例１−５の主題は、接着層が導電性領域および誘電体層に直接コンタクトすることを、任意に含んでよい。
【００６２】
例７において、例１−６の主題は、充填材料が、シリコンおよびマンガンからなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むことを、任意に含んでよい。これは、シリコン又はマンガンが接着層から充填材料にマイグレーションすることに起因し得、および／又は、これはシリコンおよび／又はマンガンが堆積されている充填材料が既にコバルトに加えて存在することに起因し得る。
【００６３】
例８において、例１−７の主題は、充填材料が接着層に含まれるマンガンに直接コンタクトするマンガンを含むことを、任意に含んでよい。コバルト充填層は、マンガンおよび／又はシリコンを含んでもよい。これは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像又は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像で視覚的に明らかとなり得ないが、別の検出方法がコバルト充填層におけるマンガンおよび／又はシリコンの存在を示し得る。マンガンおよび／又はシリコンが接着層からコバルト充填層へ移行し得るので、マンガンおよび／又はシリコンは、コバルト充填層の外縁に沿って存在し得る。例えば、マンガンおよびコバルトの間には可溶性があり、充填層とコンタクトしている、接着層からのマンガンは、コバルト充填層と混合され得る。このマイグレーションは、コバルト充填材が接着層に接着することを助け、接着層がコバルト充填層のための湿潤層として機能することも可能にする。湿潤層は、その上に自己組織化した量子ドット又は薄膜が作製された表面上にエピタキシャル成長された原子の初期層を含む。
【００６４】
ある例は、ＴＥＭエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）に関係している。複数の小さなＴＥＭプローブ電子は、画像化されている材料と相互作用し、その材料が、画像の１つのピクセル内に存在する異なる複数の元素からＸ線を放射する。これは画像の元素マッピングを可能にする。より多くのドエルタイムで、（例えば、画像の各画素よりもむしろビアにわたって）複数の構造にわたってラインスキャンすることにより、高い感受性が達成される。一実施形態（例８ａ）において、コバルト充填層にマンガンがある場合、マンガンが接着層／充填材料インターフェースにマイグレートし得、接着が向上する。それから、ＥＤＸは、コバルト充填層および接着層／充填層端インターフェースの周囲のマンガンを検出し得る。一実施形態（例８ｂ）において、マンガンが接着層／充填層インターフェースにある場合、それがコバルトおよび（例えば、ＣＭＰが実行された後の上部層のような）別のインターフェースに拡散させ得る。そのような状況は、充填層と、周囲端／インターフェースとの双方において検出されるであろう。一実施形態において、マンガンが拡散しない場合、マンガンが例８ａの充填層にだけ存在し得、且つ、例８ｂのインターフェースにのみ存在し得る。実施形態において、マンガンが１２０および充填層の双方に存在する場合、マンガンが双方の領域で検出され得る。例８ａおよび／又は例８ｂの複数のプロセスが実行されるので、拡散が相対的な濃度／組成および接着させる又は濡らす能力を変化させ得るが、実施形態において双方のシナリオで、マンガンが依然検出され得る。
【００６５】
一実施形態は、図５Ｄの実施形態に類似するが、左誘電体部１０２上の上面から、５２４および５２６の上部にわたり延び、それから右誘電体部１０２の上部を超える、（例えば、要素１０４の複数の材料および構造に類似又はまさに等しい）誘電体キャップ層／エッチストップを含む。これは、研磨された金属をキャップし、後にエッチングにより押し通り、図５Ｄにおいて、ちょうど、空間１１６を通り、且つ、層１０４を通るビアのような次の層のためのビアを形成する。キャップは、複数のライン（例えば、材料５３０）を気密に保護し、（本実施形態において混合され、コバルト充填５３０に存在する）マンガンがキャップ層に拡散し得、（例えば、ケイ酸塩の形成により）誘電体キャップ層／エッチストップとコバルト５３０との接着を改良する。マンガンは、層１２０から拡散し得、又はいくらかの量のマンガンを既に含んでいる堆積された合金コバルト充填層から拡散し得る。誘電体キャップは、温度が複数の層１２０、および／又は５３０、および／又は４２０内から、トレンチ１１０の上部まで、マンガンを熱拡散させるように、高温で堆積され得る。マンガンは、ＴＥＭ  ＥＤＸ法および同様のものによって、新たな誘電体キャップ／層５３０インターフェースで検出されてよい。
【００６６】
別の例において、例１−８の主題は、接着層および充填材料の上部上に直接形成され、マンガンを含む誘電体層を、任意に含んでよい。充填材料もマンガンを含む。マンガンは、接着層からおよび／又は接着層から誘電体へ、移行していてもよい。
【００６７】
別の例９において、例１−８の主題は、充填材料の上部上に直接形成された誘電体層を任意に含んでよい。誘電体層は、第１の材料を含む。第１の材料は、充填材料にも含まれ、Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｐ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｈｆ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｃ，Ｏ，Ｂｅ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｒｅ，およびＰｄのグループから選択される。材料は充填材料から誘電体に移行していてもよい。
【００６８】
例９において、例１−８の主題は、（ａ）接着層が誘電体層に直接コンタクトしている第１の部分と、導電性領域に直接コンタクトしている第２の部分とを含み、且つ、（ｂ）第１の部分は、第２の部分よりも高い原子％のマンガンを含むことを、任意に含んでよい。マンガンは、コバルト充填層と同様に、誘電体によく接合する。接着層／誘電体インターフェース上で、マンガンは、ＭｎＳｉｘＯｙ（例えば、Ｍｎ２［ＳｉＯ４］、ＭｎＳｉＯ３）および別のＭｎベースケイ酸塩を形成する。ケイ酸塩は、コバルトが周囲の誘電体に拡散することを防止する拡散バリアの機能を有し、コバルトが誘電体によく接着することを確実にする接着性／濡れ性機能をも有し得る。接着層／コバルト充填層インターフェース上において、金属と金属（例えば、マンガンとコバルトとの間）のボンディングが発生し、インターフェースにおいて、結果として一部が合金になる。このボンディングにより、マンガンが（一実施形態において、接着層が、金属充填層および、場合によっては別のインターコネクト又は伝導基板部分に直接コンタクトする）ビア底部で溶解する追加の恩恵が得られるであろう。これは、別のインターコネクトと又は基板の導電性部分と接着層の界面において、ビア内の電気抵抗を低減する。例えば、ビア底部で形成する１２０からのマンガンが、最初は、ＩＬＤ上の１２０部分と同様の厚さで始まる。アニール後、マンガンは、コバルト充填材に完全に拡散し得、又は層１２０に残り得る。残存量が変化し得る。したがって、いくつかの実施形態において、ビアの底部付近の接着層は、デバイス処理が完了した後に残っているマンガンが皆無かそれに近い。
【００６９】
例１０において、例１−９の主題は、充填材料が本質的にコバルトで構成されることを任意に含んでよい。別の例において、例１−９の主題は、接着層が充填材料から導電性領域を完全に分離せず、充填材料が導電性領域の一部に直接コンタクトすることを、任意に含んでよい。したがって、ＴＥＭ  ＥＤＸ検出又は（接着層が完全に又は非完全に充填材料を導電性領域から分離するかどうかにかかわらず）別の方法によって、接着層におけるマンガンが導電性領域から充填材料を分離しない領域があってよい。これは（層があるか否かにかかわらず）検出され得る接着層が存在しない領域とみなされ得、したがって、"接着層は、充填材料から導電性領域を完全に分離せず、充填材料が導電性領域の一部に直接コンタクトする。" 
【００７０】
例１１は、基板上の誘電体層に、基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口を形成する段階と、開口および導電性領域上および側壁上にも、マンガンを含む接着層を形成する段階と、開口内および接着層の表面上にコバルトを含む充填材料を形成する段階と、誘電体層の上側表面の上方の充填材料および接着層の部分を除去する段階とを備える金属インターコネクト構造の形成方法を含む。
【００７１】
例１２において、例１１の主題は、接着層が、シリコン、窒素、炭素、水素、および酸素からなるグループから選択された少なくとも１つの元素を含むことを、任意に含んでよい。
【００７２】
例１３において、例１１−１２の主題は、接着層が充填材料に直接コンタクトすることを、任意に含んでよい。
【００７３】
例１４において、例１１−１３の主題は、接着層が導電性領域に直接コンタクトすることを、任意に含んでよい。
【００７４】
例１５において、例１３−１４の主題は、（ａ）接着層が誘電体層に直接コンタクトしている第１の部分と、導電性領域に直接コンタクトしている第２の部分とを含み、且つ、（ｂ）第１の部分は、第２の部分よりも高い原子％のマンガンを含むことを、任意に含んでよい。
【００７５】
例１６において、例１３−１５の主題は、コンフォーマルな方法で接着層を形成すること、および非コンフォーマルな方法で充填層を形成することを、任意に含んでよい。
【００７６】
別の例において、例１３−１５の主題は、接着層および充填材料の上部上に直接、マンガンを含む誘電体層を形成することを、任意に含んでよい。充填材料もマンガンを含んでよい。ここでも、マンガンは、接着層および／又は充填材料から誘電体に移行しているかもしれない。
【００７７】
例１７は、基板上に配置された誘電体層と、下部と上部とを有し、誘電体層に配置され、基板および追加のインターコネクト構造の少なくとも１つの導電性領域を露出させる開口と、開口の下部に配置されたコバルトを含むプラグと、側壁上に配置されたマンガンを含む接着層と、プラグ上、且つ、開口の上部に配置されたコバルトを含む充填材料とを備える金属インターコネクト構造を含む。
【００７８】
例１８において、例１７の主題は、接着層がプラグおよび誘電体に直接コンタクトすることを、任意に含んでよい。
【００７９】
例１９において、例１７−１８の主題は、接着層がプラグおよび充填材料の間にあることを、任意に含んでよい。
【００８０】
例２０において、例１７−１９の主題は、プラグおよび充填材料が異なる組成を有することを、任意に含んでよい。
【００８１】
別の例２０において、例１７−１９の主題は、接着層および充填材料の上部上に直接形成され、マンガンを含む誘電体層を任意に含んでよい。充填材料もマンガンを含んでよい。マンガンは、接着層から誘電体内に移行していてもよい。
【００８２】
本発明の複数の実施形態についての前述した説明は、例示および説明を目的として提示されてきた。それは全てを網羅していること、又は、本発明を開示された複数の明確な形態に限定することは意図されない。この説明および以下の特許請求の範囲は、左、右、上部、底部、上、下、上方、下方、第１、第２、などの複数の用語を含み、それらは説明の目的だけに用いられるのであって、限定するものであると解釈されるべきではない。例えば、相対的上下位置を指定する複数の用語は、基板のデバイス側（又は活性表面）又は集積回路がその基板の「上部」の表面である状況を言い、標準の地球座標系において、基板の「上部」側が「底部」側より下方であり得て、変わらず「上部」という用語の意味の範囲内であり得るように、基板は実際はいずれの方向をも取り得る。本明細書（特許請求の範囲においても含む）において用いられるような「上」という用語は、第１の層が第２の層「上」に直接存在し、第２の層と直接コンタクトしているということを、そのようなことが具体的に述べられない限りは示さず、第１の層と第１の層上の第２の層との間には第３の層又は別の構造が存在し得る。本明細書において説明されたデバイス又は製品の複数の実施形態は、多数の配置および方向で製造、使用、又は輸送され得る。当業者は、上述の教示を踏まえれば多くの変形形態及び変更形態が可能であることを理解できよう。当業者は、複数の図面において示された様々な構成要素に対する様々な等価な組み合わせおよび代替物を理解するであろう。ゆえに、本発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ添付の特許請求の範囲による限定が意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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