(57)【要約】  記載される例において、集積回路が、下部金属ジオメトリ（１０２）と、下部金属ジオメトリ（１０２）上の誘電体層（１０４）と、誘電体層（１０４）を介するコンタクト開口と、上部金属ジオメトリ（１１０）と、下部金属ジオメトリ（１０２）と上部金属ジオメトリ（１１０）との間に配置される耐酸化障壁層（３２０）とを含む。上部金属ジオメトリ（１１０）の一部が、コンタクト開口の一部を充填する。耐酸化障壁層（３２０）は、少なくとも２０原子％の窒素含有量及び少なくとも５ｎｍの厚みを有するＴａＮ又はＴｉＮで形成される。
2018538700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路であって、
下部金属ジオメトリ、
前記下部金属ジオメトリ上の誘電体層、
前記誘電体層を介するコンタクト開口であって、前記下部金属ジオメトリ上で止まる、前記コンタクト開口、
上部金属ジオメトリであって、前記上部金属ジオメトリの一部が、前記コンタクト開口の一部を充填する、前記上部金属ジオメトリ、及び
前記下部金属ジオメトリと上部金属ジオメトリとの間に配置される耐酸化障壁層であって、少なくとも２０原子％の窒素含有量及び少なくとも５ｎｍの厚みを有するＴａＮ又はＴｉＮで形成される、前記耐酸化障壁層、
を含む、集積回路。
【請求項２】
請求項１に記載の集積回路であって、前記耐酸化障壁層が、前記コンタクト開口の下に延在する、集積回路。
【請求項３】
請求項１に記載の集積回路であって、前記耐酸化障壁層が、前記コンタクト開口の側部及び底部に沿って延在する、集積回路。
【請求項４】
請求項１に記載の集積回路であって、更に、前記下部金属ジオメトリと前記耐酸化障壁層との間に配置される相互拡散障壁層を含む、集積回路。
【請求項５】
請求項４に記載の集積回路であって、前記相互拡散障壁層が、６０ｎｍ〜９０ｎｍの厚み及び０〜１２原子％の窒素含有量を有するＴａＮ又はＴｉＮである、集積回路。
【請求項６】
請求項１に記載の集積回路であって、前記耐酸化障壁層が、５〜１５ｎｍの厚み及び２０〜３５原子％の窒素含有量を有するＴａＮで形成される、集積回路。
【請求項７】
請求項１に記載の集積回路であって、前記耐酸化障壁層が、約１０ｎｍの厚み及び約２８原子％の窒素含有量を有するＴａＮで形成される、集積回路。
【請求項８】
集積回路を形成するプロセスであって、前記プロセスが、
第１の誘電体上に下部金属ジオメトリを形成すること、
前記下部金属ジオメトリの上及び前記第１の誘電体の上に、第２の誘電体層を堆積すること、
前記下部金属ジオメトリの上にコンタクト開口を備える前記第２の誘電体層上にコンタクトフォトレジストパターンを形成すること、
前記第２の誘電体層を介して、及び前記下部金属ジオメトリ上で止まる、コンタクト開口をエッチングすること、
前記コンタクト開口において上部金属層を堆積すること、
前記下部金属ジオメトリと前記上部金属層との間に耐酸化障壁層を形成することであって、前記耐酸化障壁層が、少なくとも２０原子％の窒素含有量及び少なくとも５ｎｍの厚みを有するＴａＮ又はＴｉＮであること、
前記コンタクト開口を覆う上部金属ジオメトリを用いて前記上部金属層上にフォトレジストパターンを形成すること、及び
前記上部金属層を形成するように前記上部金属ジオメトリをエッチングすること、
を含む、プロセス。
【請求項９】
請求項８に記載のプロセスであって、前記耐酸化障壁層を形成することが、前記第２の誘電体層上及び前記コンタクト開口の側部及び底部上に耐酸化障壁層を堆積することを含む、プロセス。
【請求項１０】
請求項９に記載のプロセスであって、前記耐酸化障壁層が、前記第２の誘電体層を堆積する前に前記下部金属ジオメトリ上に堆積される、プロセス。
【請求項１１】
請求項８に記載のプロセスであって、更に、前記上部金属層を堆積する前記工程の前に、最大２４時間の時間期間の間、前記耐酸化障壁層を大気に晒すことを含む、プロセス。
【請求項１２】
請求項８に記載のプロセスであって、更に、前記耐酸化障壁層を堆積する前記工程の前に、相互拡散障壁層を堆積することを含む、プロセス。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプロセスであって、前記相互拡散障壁層が、６０ｎｍ〜９０ｎｍの厚み及び０〜１２原子％の範囲の窒素含有量を有するＴａＮ又はＴｉＮ層である、プロセス。
【請求項１４】
請求項８に記載のプロセスであって、前記耐酸化障壁層が、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚み及び２０〜３５原子％の範囲の窒素含有量を有するＴａＮ層である、プロセス。
【請求項１５】
請求項８に記載のプロセスであって、前記耐酸化障壁層が、約２．５〜５ｔｏｒｒの圧力、１５〜３０ＫＷの範囲の電力、２５０Ｗ〜５００Ｗの範囲のバイアス、及び約１１５〜１２５ｓｅｅｍの範囲のフローレートの窒素を用いて室温で堆積される、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚みを有するＴａＮである、プロセス。
【請求項１６】
集積回路を形成するプロセスであって、前記プロセスが、
第１の誘電体層上に下部金属層を堆積すること、
前記下部金属層上に耐酸化障壁層を堆積することであって、前記耐酸化障壁層が、少なくとも２０原子％の窒素含有量及び少なくとも５ｎｍの厚みを有するＴａＮ又はＴｉＮであること、
前記耐酸化障壁層上にフォトレジストパターンを形成すること、
下部金属ジオメトリを形成するため、前記耐酸化障壁層をエッチングすること及び前記下部金属をエッチングすること、
前記下部金属ジオメトリの上及び前記第１の誘電体層の上に第２の誘電体層を堆積すること、
前記下部金属ジオメトリの上にコンタクト開口を備える前記第２の誘電体層上にコンタクトフォトレジストパターンを形成すること、
前記第２の誘電体層を介して、及び前記下部金属ジオメトリ上の前記耐酸化障壁層上で止まる、コンタクト開口をエッチングすること、
上部金属層を堆積することであって、前記上部金属層が前記コンタクト開口を充填すること、
前記上部金属層上にフォトレジストパターンを形成すること、及び
前記コンタクト開口を覆う上部金属ジオメトリを形成するため、前記上部金属層をエッチングすること、
を含む、プロセス。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプロセスであって、前記耐酸化障壁層が、約２．５〜５ｔｏｒｒの圧力、１５〜３０ＫＷの範囲の電力、２５０Ｗ〜５００Ｗの範囲のバイアス、及び約１１５〜１２５ｓｅｅｍの範囲の窒素のフローレートを用いて室温で堆積される、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚みのＴａＮである、プロセス。
【請求項１８】
請求項１６に記載のプロセスであって、更に、前記耐酸化障壁層を堆積する前記工程の前に、相互拡散障壁層を堆積することを含む、プロセス。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプロセスであって、前記相互拡散障壁層が、６０ｎｍ〜９０ｎｍの厚み及び０〜１２原子％の範囲の窒素含有量を有するＴａＮ又はＴｉＮ層である、プロセス。
【請求項２０】
請求項１６に記載のプロセスであって、前記耐酸化障壁層が、５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚み及び２０〜３５原子％の範囲の窒素含有量を有するＴａＮ層である、プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、概して集積回路に関し、更に特定して言えば、集積回路における安定抵抗とのコンタクトの形成に関連する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の処理の間、リードへの電気的コンタクトを形成するために金属相互接続リードの上にある誘電体を介して、典型的にコンタクト又はビアと称される開口がつくられる。これらのコンタクト又はビア開口において晒される金属相互接続は、電気的コンタクト抵抗を増大させる表面の上の金属酸化物の層を形成し得、また、集積回路チップ又はウェハにわたってこれらの開口における電気的コンタクト抵抗の著しい変動を生じさせ得る。
【０００３】
銅相互接続１０２の頂部層上にアルミニウムボンドパッド１１０を形成する典型的な例を図１Ｂに図示する。下部（underlying）銅相互接続層１０２は、シングル又はデュアルダマシンプロセスを用いて誘電体層１００において形成される。上部（overlying）アルミニウムボンドパッド１１０への電気的接続を形成するため、銅相互接続層の上にある誘電体層１０４において開口が形成される。銅及びアルミニウムの相互拡散を防止するために、Ｔａ又はＴａＮなどの材料の相互拡散障壁層１０６が、下部銅相互接続と上部アルミニウムボンドパッド１１０との間に配置される。
【０００４】
銅相互接続２０２の下側層上にアルミニウム相互接続２１０の上側レベルを形成する典型的な例を図２Ｂに図示する。下部銅相互接続層２０２は、シングル又はデュアルダマシンプロセスを用いて誘電体層２００において形成される。相互接続層２０２及び２１０間の電気的接続を形成するため、銅相互接続層２０２の上にある誘電体層２０４においてコンタクト又はビア開口が形成される。銅及びアルミニウムの相互拡散を防止するために、Ｔａ又はＴａＮなどの材料の相互拡散障壁層２０６が、下部銅相互接続２０２と、上部アルミニウム相互接続２１０との間に配置される。
【０００５】
表１に例示するように、ＴａＮ相互拡散障壁層１０６（図１Ａ）及び層２０６（図２Ａ）上に形成するＴａｘＯｙ（又はＴａｘＮｙＯｚ）層は、コンタクト抵抗を、大気への１２時間の曝露後６倍に、及び大気への２４時間の曝露後１０倍に増大させる。また、ＴａｘＯｙ層により生じる電気的コンタクト抵抗の増大は、典型的に、コンタクト毎に大きく変化する。電気抵抗の増大の大きさは、用いられるテスト構造と測定手法の両方に依存する。表１は、インタフェース抵抗に対する感度を最大化させるため４点プローブ測定から生成されており、単に、例示の一実施例によりもたらされる改善を定量化するためのベースラインリファレンスを提供することが意図されている。
【表１】
2018538700.tif 000003
【０００６】
金属酸化物層は、アルミニウムボンドパッド金属１１０又は上側アルミニウム相互接続金属２１０の堆積前にスパッタエッチングすることなど、種々の手段により取り除かれ得るが、これにより他の問題が生じることがある。例えば、ＡｌＣｕ１１０及び２１０堆積前にＴａＮ障壁層１０６及び２０６上に形成するＴａｘＯｙ層を取り除くためにアルゴンスパッタエッチが用いられる場合、スパッタエッチプロセスは粒子を導入し、これによりイールドが低減される。また、事前スパッタエッチは、堆積されるＡｌＣｕ１１０又は２１０の形態を変え、これにより、エレクトロマイグレーション抵抗が低減される。
【発明の概要】
【０００７】
記載される例において、集積回路が、下部金属ジオメトリと、下部金属ジオメトリ上の誘電体層と、誘電体層を介するコンタクト開口と、上部金属ジオメトリであって、金属ジオメトリの一部がコンタクト開口の一部を充填する上部金属ジオメトリと、下部金属ジオメトリ及び上部金属ジオメトリ間に配置される耐酸化障壁層とを含む。耐酸化障壁層は、少なくとも２０原子％の窒素含有量及び少なくとも５ｎｍの厚みを有するＴａＮ又はＴｉＮで形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】コンタクトの底部において相互拡散障壁を備える上側アルミニウムボンドパッド金属コンタクトへの下側銅相互接続の断面である（従来技術）。
【図１Ｂ】コンタクトの底部において相互拡散障壁を備える上側アルミニウムボンドパッド金属コンタクトへの下側銅相互接続の断面である（従来技術）。
【０００９】
【図２Ａ】コンタクトの底部において相互拡散障壁を備える上側アルミニウム相互接続コンタクトへの下側銅相互接続の断面である（従来技術）。
【図２Ｂ】コンタクトの底部において相互拡散障壁を備える上側アルミニウム相互接続コンタクトへの下側銅相互接続の断面である（従来技術）。
【００１０】
【図３Ａ】実施例に従って形成される相互拡散障壁及び耐酸化障壁層を備える上側アルミニウムボンドパッドコンタクトへの下側銅相互接続の断面である。
【図３Ｂ】実施例に従って形成される相互拡散障壁及び耐酸化障壁層を備える上側アルミニウムボンドパッドコンタクトへの下側銅相互接続の断面である。
【００１１】
【図４Ａ】実施例に従って形成される相互拡散障壁及び耐酸化障壁層を備える上側アルミニウム相互接続コンタクトへの下側銅相互接続の断面である。
【図４Ｂ】実施例に従って形成される相互拡散障壁及び耐酸化障壁層を備える上側アルミニウム相互接続コンタクトへの下側銅相互接続の断面である。
【００１２】
【図５Ａ】実施例に従って形成される耐酸化障壁層を備える上側金属コンタクトへの下側金属の断面であり、耐酸化障壁層がコンタクトの側壁及び底部を覆う。
【図５Ｂ】実施例に従って形成される耐酸化障壁層を備える上側金属コンタクトへの下側金属の断面であり、耐酸化障壁層がコンタクトの側壁及び底部を覆う。
【００１３】
【図６Ａ】例示の実施例の原理に従って形成される耐酸化障壁層を備える上側金属コンタクトへの下側金属の断面であり、耐酸化障壁層が下側金属ジオメトリを覆う。
【図６Ｂ】例示の実施例の原理に従って形成される耐酸化障壁層を備える上側金属コンタクトへの下側金属の断面であり、耐酸化障壁層が下側金属ジオメトリを覆う。
【００１４】
【図７】図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、及び図５Ｂに示されるコンタクト構造を形成するための主要製造工程を説明するフローチャートである。
【００１５】
【図８】図６Ａ及び図６Ｂに示されるコンタクト構造を形成するための主要製造工程を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面は必ずしも一定の縮尺で描いてはいない。幾つかの行為又は事象の図示される順序は、異なる順で及び／又は他の行為又は事象と同時に起こり得る。また、全ての図示した行為又は事象が、例示の実施例に従った手法を実装するために必要とされるわけではない。
【００１７】
相互拡散障壁層１０６を備え、一実施例の耐酸化障壁層３２０を備える、下部銅相互接続１０２構造へのアルミニウム銅（ＡｌＣｕ）ボンドパッド１１０を図３Ｂに図示する。銅相互接続ジオメトリ１０２は、ダマシンプロセスを用いて誘電体層１００において形成される。銅相互接続ジオメトリ１０２へのコンタクト開口を備える誘電体層１０４が、誘電体層１００及び銅相互接続ジオメトリ１０２に重なる。相互拡散障壁層１０６、一実施例の耐酸化障壁表面（ＯＲＢＳ）層３２０、及びアルミニウム又はアルミニウム銅合金１１０を含むボンドパッドスタックが、誘電体層１０４に重なり、誘電体層１０４におけるコンタクト開口を介して下部銅相互接続ジオメトリ１０２に接する。相互拡散障壁層１０６は、約６０ｎｍ〜９０ｎｍの厚み及び約０〜１２原子％の窒素含有量を有するＴａＮ又はＴｉＮなどの材料であり得る。ＯＲＢＳ層３２０は、約２０〜３５原子％の範囲の窒素含有量及び約５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚みを有する、窒素リッチ窒化タンタルであり得る。ＯＲＢＳ層３２０は、窒素リッチ窒化タンタル耐酸化層よりもわずかに高い厚みを有する窒素リッチチタン窒化物であってもよい。
【００１８】
相互拡散障壁層２０６を備え、一実施例の耐酸化障壁層４２０を備える、下部銅相互接続２０２構造へのアルミニウム銅（ＡｌＣｕ）相互接続２１０を図４Ｂに図示する。銅相互接続ジオメトリ２０２は、ダマシンプロセスを用いて誘電体層２００において形成される。銅相互接続ジオメトリ２０２へのコンタクト又はビア開口を備える誘電体層２０４が、誘電体層２００及び銅相互接続ジオメトリ２０２に重なる。相互拡散障壁層２０６、一実施例の耐酸化障壁表面（ＯＲＢＳ）層４２０、及びアルミニウム又はアルミニウム銅合金２１０を含む上側アルミニウム相互接続スタックが、誘電体層２０４に重なり、誘電体層２０４におけるコンタクト又はビア開口を介して下部銅相互接続ジオメトリ２０２に接する。相互拡散障壁層２０６は、約６０ｎｍ〜９０ｎｍの厚み及び約０〜１２原子％の窒素含有量を有するＴａＮ又はＴｉＮなどの材料であり得る。ＯＲＢＳ層４２０は、約２０〜３５原子％の範囲の窒素含有量及び約５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚みを有する、窒素リッチ窒化タンタルであり得る。ＯＲＢＳ層４２０は、窒素リッチ窒化タンタル耐酸化層よりわずかに高い厚みを有する窒素リッチチタン窒化物であってもよい。
【００１９】
ＯＲＢＳ層３２０及び４２０は、２倍より小さいコンタクト抵抗の増加で、ボンドパッド金属１１０又は上側アルミニウム相互接続金属２１０の堆積の前に、ＩＣを２４時間又はそれ以上大気に晒し得る。また、ＯＲＢＳ層３２０及び４２０を用いると、集積回路（ＩＣ）チップにわたる及びＩＣウェハにわたる多くのコンタクト又はビアの抵抗は、タイトに分布されたままとなる。
【００２０】
一実施例の耐酸化障壁層構造を備える銅相互接続相互拡散障壁層が、例として用いられる。この構造では、銅及びアルミニウムの相互拡散を防止するために、相互拡散障壁層１０６又は２０６が必要とされる。下部相互接続層が、ＡｌＣｕと相互拡散しないＴｉＷ又はＷなどの別の材料である場合、障壁層１０６又は２０６は省かれ得、下部相互接続上にＯＲＢＳ層３２０又は４２０が直接堆積され得る。
【００２１】
例示のため図３及び図４において、上部アルミニウム又はアルミニウム銅が用いられる。アルミニウム又はアルミニウム銅の代わりに、ニッケルパラジウム合金など、その他の上部金属が、上部ボンドパッド１１０又は上部相互接続２１０材料のために用いられ得る。
【００２２】
下部金属層が、ダマシンプロセスの代わりに、堆積、パターニング、及びエッチングにより形成されるとき、実施例のＯＲＢＳ層のために２つのオプションが利用可能である。ダマシンプロセスを用いて形成される下部金属ジオメトリと同様、下部金属層に重なる誘電体層においてコンタクト開口が形成され得、ＯＲＢＳ層は、上述のように、誘電体層上及びコンタクト開口内に堆積され得る。代替として、堆積、パターニング、及びエッチングによって形成される金属ジオメトリでは、ＯＲＢＳ層は、下部金属層ジオメトリを形成するためのパターニング及びエッチング前に、下部金属層上（又は下部金属層上の障壁層上）に堆積され得る。この代替の構造では、コンタクト開口が、上部誘電体層を介してエッチングされ、ＯＲＢＳ層上で止まる。底部においてＯＲＢＳ層を備えるこのコンタクト開口は、僅かな（２倍より小さい）コンタクト抵抗の増大で、拡張された時間（最大２４時間）大気に晒され得る。
【００２３】
下部金属層５１０が堆積、パターニング、及びエッチングされ、実施例の耐酸化障壁層５２０が、下部金属層５１０の上にある誘電体１０４におけるコンタクト開口内に堆積される構造を図５Ｂに図示する。コンタクトが成される下部金属層５１０は、例えば、金属抵抗器又は電気的ヒューズ（ｅヒューズ）、又は金属・金属コンデンサの頂部プレートであり得る。
【００２４】
図５Ａに示すように、耐酸化障壁層５２０は、下部金属層５１０への電気的コンタクトを形成するため、金属層５１０の上にある誘電体１０４における開口内に堆積される。耐酸化障壁５２０に重なる頂部金属１１０が、ボンドパッドを形成するために用いられ得、又は相互接続の上側層として用いられ得る。この例では、下部金属層５１０上に耐酸化障壁５２０が直接堆積され得るように、相互拡散障壁層を必要としない金属が例として用いられる。
【００２５】
ＯＲＢＳ層（これは、本明細書において上記したように窒素リッチＴａＮであり得る）は、ウェハにわたって低く均一なコンタクト抵抗を提供し、また、ウェハが耐酸化障壁層５２０堆積と頂部金属１１０堆積との間に大気に晒され得る時間の範囲（プロセスウィンドウ）を増大させ、そのため、製造性が改善される。
【００２６】
下部金属層６１０ジオメトリを形成するためのパターニング及びエッチング前に、下部金属層６１０上に一実施例の耐酸化障壁層６２０が堆積される別の構造を図６Ｂに示す。例えば、下側金属層６１０は、頂部コンデンサプレート又は金属抵抗器であり得る。必要とされる場合、任意選択の相互拡散障壁層が、ＯＲＢＳ層６２０の堆積前に下部金属層６１０上に堆積され得る。
【００２７】
この構造では、図６Ａに示すように、コンタクト又はビア開口が、上部誘電体層１０４を介してエッチングされ、下部金属層６１０の頂部上にあるＯＲＢＳ層６２０上で止まる。頂部金属１１０は、コンタクト又はビア開口の底部において晒されるＯＲＢＳ層６２０の直接上に堆積される。ＯＲＢＳ層６２０は、２倍より小さい抵抗の増大で、最大２４時間の間、大気に晒され得る。また、ＩＣチップにわたる又はＩＣウェハにわたるコンタクトにわたるコンタクト又はビア抵抗の分布は、タイトに分布されたままとなる。
【００２８】
図７は、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、及び図５Ｂに示されるものなど、一実施例のＯＲＢＳ層を用いてコンタクトを形成するための方法のプロセスフローチャートである。
【００２９】
工程７００において、下部金属１０２（図３Ａ）又は２０２（図４Ａ）又は５１０（図５Ａ）の上にある誘電体層１０４上にコンタクトパターンが形成され、開口が、誘電体層１０４（図３Ａ、図５Ａ）又は２０４（図４Ａ）を介してエッチングされ、下部金属層１０２／２０２／５１０上で止まる。
【００３０】
工程７０２において、任意選択の相互拡散障壁層１０６（図３Ａ）又は２０６（図４Ｂ）が、誘電体層１０４又は２０４の上に及びコンタクト開口内に堆積され得る。相互拡散障壁層１０６（図３Ａ）又は２０６（図４Ａ）の堆積の前に、ガス抜き工程（例えば、低減された圧力下で２５０℃〜４００℃の範囲の温度でのベーク）及び／又は事前スパッタ洗浄工程（例えば、アルゴン事前スパッタ洗浄）又は反応性前洗浄（例えば、水素及びアルゴン又は水素及びヘリウムを用いる高バイアス前洗浄）が実施され得る。図３Ａ及び図４Ａは、任意選択の相互拡散障壁層１０６又は２０６を組み込むプロセスフローを図示する。図５Ａは、相互拡散障壁層を組み込まないプロセスフローを図示する。相互拡散障壁層は、約６０ｎｍ〜９０ｎｍの厚み及び約０原子％〜１２原子％の窒素含有量を有するＴａＮ又はＴｉＮであり得る。
【００３１】
工程７０４において、実施例の耐酸化障壁表面（ＯＲＢＳ）層３２０（図３Ａ）又は４２０（図４Ａ）が堆積される。ＯＲＢＳ層３２０（図３Ａ）又は４２０（図４Ａ）は、約５ｎｍ〜１５ｎｍの厚み及び約２０原子％〜３５原子％の窒素含有量を有する高窒素含有量ＴａＮ層であり得る。ＯＲＢＳ膜が堆積され得るツールの一つが、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｅｎｄｕｒａプラットホーム上のＥｎＣｏＲｅｌチャンバである。このツールにおいて、ＯＲＢＳ層は、約２．５〜５ｔｏｒｒの圧力、１５〜３０ＫＷの範囲の電力、２５０Ｗ〜５００Ｗの範囲のバイアス、及び約１１５〜１２５ｓｅｅｍの範囲の窒素フローレートで、室温で堆積され得る。堆積時間は、堆積条件に応じて変化し得る。５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚みを有するＴａＮ膜を堆積するために充分な時間が用いられる。
【００３２】
５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚み及び２０原子％〜３５原子％の範囲の窒素含有量を有する、等価のＯＲＢＳ  ＴａＮ膜を提供するために、異なる堆積条件を用いる他の堆積ツールが用いられ得る。
【００３３】
工程７０６において、ＯＲＢＳ膜は、所望とされる場合、拡張された時間長の間、大気に晒され得る。大気への少なくとも短い曝露が所望とされ得る。大気曝露は、その後堆積される相互接続又はボンドパッド金属の結晶構造及びエレクトロマイグレーション抵抗に影響し得る。ＯＲＢＳ膜は、２倍より小さい抵抗の増大で、拡張された時間期間（２４時間）にわたってＩＣウェハを大気に晒させ得る。また、ＩＣチップにわたる及びＩＣウェハにわたる全てのコンタクトの抵抗の分布は、タイトに分布されたままである。
【００３４】
工程７０８において、相互接続又はボンドパッド形成のために用いられる上側金属が、耐酸化障壁表面（ＯＲＢＳ）層上に堆積される。
【００３５】
工程７１０において、相互接続又はボンドパッド形成のために用いられる上側金属がパターニングされる。
【００３６】
工程７１２において、相互接続又はボンドパッド形成のために用いられる上側金属がエッチングされ、ＯＲＢＳ材料がエッチングされる。
【００３７】
工程７１４において、存在する場合は相互拡散障壁層がエッチングされる。
【００３８】
図８は、図６Ａ及び図６Ｂに示す下部金属ジオメトリ６１０を形成するためのパターニング及びエッチング前に、下部金属層６１０上に堆積されるＯＲＢＳ層６２０（図６Ａ）を用いるコンタクトを形成するための方法のためのプロセスフローチャートである。
【００３９】
工程８００において、下部金属層６１０が堆積される。
【００４０】
工程８０２において、必要とされる場合、下部金属層６１０の、上部金属層１１０との相互拡散を防止するため、任意選択の相互拡散障壁層が堆積される。それが必要とされない場合、実施例のＯＲＢＳ層６２０が、下部金属層６１０の直接上に堆積され得る。下部金属層が大気に晒されている場合、ガス抜き工程が用いられ得る。ＯＲＢＳ層６２０堆積の前に、ガス抜き工程（例えば、低減された圧力下で２５０℃〜４００℃でのベーク）及び／又は事前スパッタ洗浄工程（例えば、アルゴン事前スパッタ洗浄）又は反応性前洗浄（例えば、水素及びアルゴン又は水素及びヘリウムを用いる高バイアス前洗浄）が実施され得る。
【００４１】
工程８０４において、下部金属層６１０上にＯＲＢＳ層６２０が堆積される。ＯＲＢＳ層６２０は、約５ｎｍ〜１５ｎｍの厚み及び約２０原子％〜３５原子％の窒素含有量を有する高窒素含有量ＴａＮ層であり得る。ＯＲＢＳ膜が堆積され得るツールの一つは、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｅｎｄｕｒａプラットホーム上のＥｎＣｏＲｅｌチャンバである。このツールにおいて、ＯＲＢＳ層は、約２．５〜５ｔｏｒｒの圧力、１５〜３０ＫＷの範囲の電力、２５０Ｗ〜５００Ｗの範囲のバイアス、及び約１１５〜１２５ｓｅｅｍの範囲の窒素フローレートで、室温で堆積され得る。堆積時間は、堆積条件に応じて変わり得る。５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の厚みを有するＴａＮ膜を堆積するために充分な時間が用いられる。
【００４２】
５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の膜厚及び２０原子％〜３５原子％の範囲の窒素含有量を有する、等価のＯＲＢＳ  ＴａＮを提供するために、異なる堆積条件を用いる他の堆積ツールが用いられ得る。
【００４３】
工程８０６において、下部相互接続ジオメトリ６１０を形成するため、下部金属がパターニング及びエッチングされる。ＯＲＢＳ層６２０がまずエッチングされる。存在する場合、任意選択の相互拡散障壁層が次にエッチングされる。下部金属６１０がその後エッチングされる。
【００４４】
工程８０８において、下部誘電体１００及び金属層６１０の上に、二酸化シリコン又はポリイミドなどの誘電体層１０４が堆積される。
【００４５】
工程８１０において、下部金属ジオメトリ６１０の上に開口を備える誘電体層１０４上にパターンが形成される。誘電性材料は、ＯＲＢＳ層６２０上で止まる開口からエッチングにより除かれる。ＯＲＢＳ層６２０は、僅かな（２倍より小さい）抵抗の増大で、拡張された時間期間（２４時間）にわたってＩＣウェハを大気に晒させ得る。また、ＯＲＢＳ層６２０は、ＩＣチップにわたる及びＩＣウェハにわたるコンタクト抵抗のタイトな分布を提供する。
【００４６】
工程８１２において、相互接続又はボンドパッド形成のために用いられる上側金属が、誘電体層１０４上に、及びコンタクト開口の底部における耐酸化（ＯＲＢＳ）障壁層上に堆積される。
【００４７】
工程８１４において、相互接続又はボンドパッド形成のために用いられる上側金属が、上側相互接続金属ジオメトリ１１０を形成するためにパターニング及びエッチングされる。
【００４８】
本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に改変が成され得、他の実施例が可能である。
【図１Ａ】
2018538700.tif 000004
【図１Ｂ】
2018538700.tif 000005
【図２Ａ】
2018538700.tif 000006
【図２Ｂ】
2018538700.tif 000007
【図３Ａ】
2018538700.tif 000008
【図３Ｂ】
2018538700.tif 000009
【図４Ａ】
2018538700.tif 000010
【図４Ｂ】
2018538700.tif 000011
【図５Ａ】
2018538700.tif 000012
【図５Ｂ】
2018538700.tif 000013
【図６Ａ】
2018538700.tif 000014
【図６Ｂ】
2018538700.tif 000015
【図７】
2018538700.tif 000016
【図８】
2018538700.tif 000017
【国際調査報告】
2018538700.tif 000018