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    Method for forming a ruthenium metal cap layer
    1.
    发明授权
    Method for forming a ruthenium metal cap layer 有权
    形成钌金属盖层的方法

    公开(公告)号：US07799681B2

    公开(公告)日：2010-09-21

    申请号：US12173814

    申请日：2008-07-15

    申请人： Kenji Suzuki ,  Frank M. Cerio, Jr. ,  Miho Jomen ,  Shigeru Mizuno ,  Yasushi Mizusawa ,  Tadahiro Ishizaka

    发明人： Kenji Suzuki ,  Frank M. Cerio, Jr. ,  Miho Jomen ,  Shigeru Mizuno ,  Yasushi Mizusawa ,  Tadahiro Ishizaka

    IPC分类号： H01L21/44

    CPC分类号： H01L21/76849 ,  C23C16/02 ,  C23C16/16 ,  H01L21/02068 ,  H01L21/28562 ,  H01L21/32134 ,  H01L21/32135 ,  H01L21/76826 ,  H01L21/76828 ,  H01L21/76834 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76856 ,  H01L21/76868 ,  H01L21/76883

    摘要： A method for integrating ruthenium (Ru) metal cap layers and modified Ru metal cap layers into copper (Cu) metallization of semiconductor devices to improve electromigration (EM) and stress migration (SM) in bulk Cu metal. In one embodiment, the method includes providing a planarized patterned substrate containing a Cu metal surface and a dielectric layer surface, depositing first Ru metal on the Cu metal surface, and depositing additional Ru metal on the dielectric layer surface, where the amount of the additional Ru metal is less than the amount of the first Ru metal. The method further includes at least substantially removing the additional Ru metal from the dielectric layer surface to improve the selective formation of a Ru metal cap layer on the Cu metal surface. Other embodiments further include incorporating one or more types of modifier elements into the dielectric layer surface, the Cu metal surface, the Ru metal cap layer, or a combination thereof.

    摘要翻译： 将钌（Ru）金属盖层和改性的Ru金属覆盖层整合到半导体器件的铜（Cu）金属化中以改善块状Cu金属中的电迁移（EM）和应力迁移（SM）的方法。 在一个实施例中，该方法包括提供包含Cu金属表面和电介质层表面的平坦化图案化衬底，在Cu金属表面上沉积第一Ru金属，以及在电介质层表面上沉积额外的Ru金属，其中额外的量 Ru金属少于第一Ru金属的量。 该方法还包括从电介质层表面至少基本上去除额外的Ru金属，以改善在Cu金属表面上的Ru金属覆盖层的选择性形成。 其他实施例还包括将一种或多种类型的改性剂元素结合到电介质层表面，Cu金属表面，Ru金属覆盖层或其组合中。

    METHOD FOR FORMING A RUTHENIUM METAL CAP LAYER
    2.
    发明申请
    METHOD FOR FORMING A RUTHENIUM METAL CAP LAYER 有权
    形成金属金属层的方法

    公开(公告)号：US20100015798A1

    公开(公告)日：2010-01-21

    申请号：US12173814

    申请日：2008-07-15

    申请人： Kenji Suzuki ,  Frank M. Cerio, JR. ,  Miho Jomen ,  Shigeru Mizuno ,  Yasushi Mizusawa ,  Tadahiro Ishizaka

    发明人： Kenji Suzuki ,  Frank M. Cerio, JR. ,  Miho Jomen ,  Shigeru Mizuno ,  Yasushi Mizusawa ,  Tadahiro Ishizaka

    IPC分类号： H01L21/4763

    CPC分类号： H01L21/76849 ,  C23C16/02 ,  C23C16/16 ,  H01L21/02068 ,  H01L21/28562 ,  H01L21/32134 ,  H01L21/32135 ,  H01L21/76826 ,  H01L21/76828 ,  H01L21/76834 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76856 ,  H01L21/76868 ,  H01L21/76883

    摘要： A method for integrating ruthenium (Ru) metal cap layers and modified Ru metal cap layers into copper (Cu) metallization of semiconductor devices to improve electromigration (EM) and stress migration (SM) in bulk Cu metal. In one embodiment, the method includes providing a planarized patterned substrate containing a Cu metal surface and a dielectric layer surface, depositing first Ru metal on the Cu metal surface, and depositing additional Ru metal on the dielectric layer surface, where the amount of the additional Ru metal is less than the amount of the first Ru metal. The method further includes at least substantially removing the additional Ru metal from the dielectric layer surface to improve the selective formation of a Ru metal cap layer on the Cu metal surface. Other embodiments further include incorporating one or more types of modifier elements into the dielectric layer surface, the Cu metal surface, the Ru metal cap layer, or a combination thereof.

    摘要翻译： 将钌（Ru）金属盖层和改性的Ru金属覆盖层整合到半导体器件的铜（Cu）金属化中以改善块状Cu金属中的电迁移（EM）和应力迁移（SM）的方法。 在一个实施例中，该方法包括提供包含Cu金属表面和电介质层表面的平坦化图案化衬底，在Cu金属表面上沉积第一Ru金属，以及在电介质层表面上沉积额外的Ru金属，其中额外的量 Ru金属少于第一Ru金属的量。 该方法还包括从电介质层表面至少基本上去除额外的Ru金属，以改善在Cu金属表面上的Ru金属覆盖层的选择性形成。 其他实施例还包括将一种或多种类型的改性剂元素结合到电介质层表面，Cu金属表面，Ru金属覆盖层或其组合中。

    Method for forming cobalt tungsten cap layers
    6.
    发明授权
    Method for forming cobalt tungsten cap layers 有权
    形成钴钨帽层的方法

    公开(公告)号：US07718527B2

    公开(公告)日：2010-05-18

    申请号：US12242914

    申请日：2008-10-01

    申请人： Tadahiro Ishizaka ,  Shigeru Mizuno ,  Miho Jomen

    发明人： Tadahiro Ishizaka ,  Shigeru Mizuno ,  Miho Jomen

    IPC分类号： H01L21/4763

    CPC分类号： H01L21/76856 ,  H01L21/02063 ,  H01L21/02074 ,  H01L21/76814 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76849 ,  H01L21/76883 ,  H01L23/53238 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/3011 ,  H01L2924/00

    摘要： A method is provided for integrating cobalt tungsten cap layers into manufacturing of semiconductor devices to improve electromigration and stress migration in copper (Cu) metal. One embodiment includes providing a patterned substrate containing a recessed feature formed in a low-k material and a first metallization layer at the bottom of the feature, forming a cobalt tungsten cap layer on the first metallization layer, depositing a barrier layer in the recessed feature, including on the low-k dielectric material and on the first cobalt metal cap layer, and filling the recessed feature with Cu metal. Another embodiment includes providing a patterned substrate having a substantially planar surface with Cu paths and low-k regions, and forming a cobalt tungsten cap layer on the Cu paths.

    摘要翻译： 提供了一种用于将钴钨帽层集成到半导体器件制造中以改善铜（Cu）金属中的电迁移和应力迁移的方法。 一个实施例包括提供包含形成在低k材料中的凹陷特征的图案化基底和位于特征底部的第一金属化层，在第一金属化层上形成钴钨帽层，在凹陷特征中沉积阻挡层 包括在低k电介质材料和第一钴金属帽层上，并用Cu金属填充凹陷特征。 另一实施例包括提供具有Cu路径和低k区域的基本上平坦的表面的图案化衬底，以及在Cu路径上形成钴钨帽层。

    METHOD FOR FORMING COBALT TUNGSTEN CAP LAYERS
    7.
    发明申请
    METHOD FOR FORMING COBALT TUNGSTEN CAP LAYERS 有权
    形成钴铁矿石层的方法

    公开(公告)号：US20100081276A1

    公开(公告)日：2010-04-01

    申请号：US12242914

    申请日：2008-10-01

    申请人： Tadahiro Ishizaka ,  Shigeru Mizuno ,  Miho Jomen

    发明人： Tadahiro Ishizaka ,  Shigeru Mizuno ,  Miho Jomen

    IPC分类号： H01L21/768

    CPC分类号： H01L21/76856 ,  H01L21/02063 ,  H01L21/02074 ,  H01L21/76814 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76849 ,  H01L21/76883 ,  H01L23/53238 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/3011 ,  H01L2924/00

    摘要： A method is provided for integrating cobalt tungsten cap layers into manufacturing of semiconductor devices to improve electromigration and stress migration in copper (Cu) metal. One embodiment includes providing a patterned substrate containing a recessed feature formed in a low-k material and a first metallization layer at the bottom of the feature, forming a cobalt tungsten cap layer on the first metallization layer, depositing a barrier layer in the recessed feature, including on the low-k dielectric material and on the first cobalt metal cap layer, and filling the recessed feature with Cu metal. Another embodiment includes providing a patterned substrate having a substantially planar surface with Cu paths and low-k regions, and forming a cobalt tungsten cap layer on the Cu paths.

    摘要翻译： 提供了一种用于将钴钨帽层集成到半导体器件制造中以改善铜（Cu）金属中的电迁移和应力迁移的方法。 一个实施例包括提供包含形成在低k材料中的凹陷特征的图案化基底和位于特征底部的第一金属化层，在第一金属化层上形成钴钨帽层，在凹陷特征中沉积阻挡层 包括在低k电介质材料和第一钴金属帽层上，并用Cu金属填充凹陷特征。 另一实施例包括提供具有Cu路径和低k区域的基本上平坦的表面的图案化衬底，以及在Cu路径上形成钴钨帽层。

    Method for forming cobalt nitride cap layers
    8.
    发明授权
    Method for forming cobalt nitride cap layers 有权
    形成氮化钴盖层的方法

    公开(公告)号：US07846841B2

    公开(公告)日：2010-12-07

    申请号：US12242900

    申请日：2008-09-30

    申请人： Tadahiro Ishizaka ,  Shigeru Mizuno ,  Miho Jomen

    发明人： Tadahiro Ishizaka ,  Shigeru Mizuno ,  Miho Jomen

    IPC分类号： H01L21/44

    CPC分类号： H01L21/76814 ,  H01L21/02063 ,  H01L21/02074 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76849 ,  H01L21/76883 ,  H01L23/53238 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/3011 ,  H01L2924/00

    摘要： A method is provided for integrating cobalt nitride cap layers into manufacturing of semiconductor devices to improve electromigration and stress migration in copper (Cu) metal. One embodiment includes providing a patterned substrate containing a recessed feature formed in a low-k material and a first metallization layer at the bottom of the feature, forming a cobalt nitride cap layer on the first metallization layer, depositing a barrier layer in the recessed feature, including on the low-k dielectric material and on the first cobalt metal cap layer, and filling the recessed feature with Cu metal. Another embodiment includes providing a patterned substrate having a substantially planar surface with Cu paths and low-k dielectric regions, and selectively forming a cobalt nitride cap layer on the Cu paths relative to the low-k dielectric regions.

    摘要翻译： 提供了一种用于将氮化钴盖层整合到半导体器件的制造中以改善铜（Cu）金属中的电迁移和应力迁移的方法。 一个实施例包括提供包含形成在低k材料中的凹陷特征的图案化衬底和在特征底部的第一金属化层，在第一金属化层上形成氮化钴覆盖层，在凹陷特征中沉积阻挡层 包括在低k电介质材料和第一钴金属帽层上，并用Cu金属填充凹陷特征。 另一个实施例包括提供具有Cu路径和低k电介质区域的基本平坦表面的图案化衬底，以及相对于低k电介质区域在Cu路径上选择性地形成氮化钴覆盖层。

    METHOD FOR FORMING COBALT NITRIDE CAP LAYERS
    9.
    发明申请
    METHOD FOR FORMING COBALT NITRIDE CAP LAYERS 有权
    形成碳酸盐盖层的方法

    公开(公告)号：US20100081275A1

    公开(公告)日：2010-04-01

    申请号：US12242900

    申请日：2008-09-30

    申请人： Tadahiro Ishizaka ,  Shigeru Mizuno ,  Miho Jomen

    发明人： Tadahiro Ishizaka ,  Shigeru Mizuno ,  Miho Jomen

    IPC分类号： H01L21/768

    CPC分类号： H01L21/76814 ,  H01L21/02063 ,  H01L21/02074 ,  H01L21/76846 ,  H01L21/76849 ,  H01L21/76883 ,  H01L23/53238 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/3011 ,  H01L2924/00

    摘要： A method is provided for integrating cobalt nitride cap layers into manufacturing of semiconductor devices to improve electromigration and stress migration in copper (Cu) metal. One embodiment includes providing a patterned substrate containing a recessed feature formed in a low-k material and a first metallization layer at the bottom of the feature, forming a cobalt nitride cap layer on the first metallization layer, depositing a barrier layer in the recessed feature, including on the low-k dielectric material and on the first cobalt metal cap layer, and filling the recessed feature with Cu metal. Another embodiment includes providing a patterned substrate having a substantially planar surface with Cu paths and low-k dielectric regions, and selectively forming a cobalt nitride cap layer on the Cu paths relative to the low-k dielectric regions.

    摘要翻译： 提供了一种用于将氮化钴盖层整合到半导体器件的制造中以改善铜（Cu）金属中的电迁移和应力迁移的方法。 一个实施例包括提供包含形成在低k材料中的凹陷特征的图案化衬底和在特征底部的第一金属化层，在第一金属化层上形成氮化钴覆盖层，在凹陷特征中沉积阻挡层 包括在低k电介质材料和第一钴金属帽层上，并用Cu金属填充凹陷特征。 另一个实施例包括提供具有Cu路径和低k电介质区域的基本平坦表面的图案化衬底，以及相对于低k电介质区域在Cu路径上选择性地形成氮化钴覆盖层。

    Diffusion barrier for integrated circuits formed from a layer of reactive metal and method of fabrication
    10.
    发明授权
    Diffusion barrier for integrated circuits formed from a layer of reactive metal and method of fabrication 有权
    由反应金属层形成的集成电路的扩散势垒和制造方法

    公开(公告)号：US08372739B2

    公开(公告)日：2013-02-12

    申请号：US11691167

    申请日：2007-03-26

    申请人： Tadahiro Ishizaka ,  Satohiko Hoshino ,  Kuzuhiro Hamamoto ,  Shigeru Mizuno ,  Yasushi Mizusawa

    发明人： Tadahiro Ishizaka ,  Satohiko Hoshino ,  Kuzuhiro Hamamoto ,  Shigeru Mizuno ,  Yasushi Mizusawa

    IPC分类号： H01L21/4763

    CPC分类号： H01L23/53238 ,  H01L21/76831 ,  H01L21/76843 ,  H01L21/76844 ,  H01L21/76855 ,  H01L21/76856 ,  H01L21/76873 ,  H01L2924/0002 ,  H01L2924/00

    摘要： An interconnect structure for an integrated circuit and method of forming the interconnect structure. The method includes depositing a metallic layer containing a reactive metal in an interconnect opening formed within a dielectric material containing a dielectric reactant element, thermally reacting at least a portion of the metallic layer with at least a portion of the dielectric material to form a diffusion barrier primarily containing a compound of the reactive metal from the metallic layer and the dielectric reactant element from the dielectric material, and filling the interconnect opening with Cu metal, where the diffusion barrier surrounds the Cu metal within the opening. The reactive metal can be Co, Ru, Mo, W, or Ir, or a combination thereof. The interconnect opening can be a trench, a via, or a dual damascene opening.

    摘要翻译： 用于集成电路的互连结构和形成互连结构的方法。 该方法包括在包含介电反应物元件的电介质材料中形成的互连开口中沉积含有活性金属的金属层，使金属层的至少一部分与电介质材料的至少一部分热反应形成扩散阻挡层 主要包含来自金属层的反应性金属的化合物和来自电介质材料的介电反应物元件，并且用Cu金属填充互连开口，其中扩散阻挡层围绕开口内的Cu金属。 反应性金属可以是Co，Ru，Mo，W或Ir，或它们的组合。 互连开口可以是沟槽，通孔或双镶嵌开口。