專利名稱：在三元混合物中包含銅的pvd靶和形成含銅pvd靶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有銅和至少兩種其它元素的混合物的物理氣相沉積靶。本發(fā)明還涉及包含銅和兩種或更多種元素的混合物的薄膜和互連件以及形成含銅物理氣相沉積靶的方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)常采用物理氣相沉積(PVD)(例如濺射)來(lái)形成橫跨基底表面的材料薄膜?？梢栽诶绨雽?dǎo)體制造過(guò)程中采用PVD來(lái)形成最終用于集成電路結(jié)構(gòu)和裝置中的層。
典型的PVD操作采用由所需的沉積材料形成的靶。將靶提供在適當(dāng)設(shè)備的腔室中。將基底裝在腔室中與上述靶相隔的位置上，將靶的材料從靶上濺射或者移除下來(lái)并沉積在基底上。
在特定應(yīng)用中，靶包含銅材料，銅可用來(lái)形成橫跨基底表面的導(dǎo)電薄膜。含銅導(dǎo)電薄膜的示范應(yīng)用是雙鑲嵌工藝，其中含銅導(dǎo)電薄膜用來(lái)形成電互連件。在雙鑲嵌工藝中，提供具有溝槽、通道和/或其它從上表面上延伸的開(kāi)口的基底。在一些用途中，將含銅薄膜在所述開(kāi)口內(nèi)和開(kāi)口間的基底區(qū)域上濺射沉積。然后通過(guò)例如化學(xué)機(jī)械拋光將開(kāi)口間區(qū)域的銅除去?？梢詫⒑~薄膜濺射沉積至足以完全充滿所述開(kāi)口的厚度。然而，銅材料的濺射沉積一般用來(lái)形成含銅材料的“種子層”，其中“種子層”用來(lái)指一種薄膜，可以在其上采用濺射沉積之外的方法使銅的其余厚度增長(zhǎng)。提供銅的另外厚度的示范性方法可以是例如電化學(xué)沉積。因而，含銅互連件一般會(huì)包含兩個(gè)部分。第一部分是相當(dāng)于濺射沉積種子層的薄膜，第二部分(一般是互連件的主要部分或主體)是在種子層上通過(guò)非濺射沉積技術(shù)形成的層。
采用PVD靶向基底濺射金屬時(shí)會(huì)遇到各種困難。在特定的濺射應(yīng)用中，靶會(huì)經(jīng)受強(qiáng)功率和熱。如果所述靶不具備足以應(yīng)對(duì)其經(jīng)受的高功率的強(qiáng)度，這樣的強(qiáng)功率和熱會(huì)造成靶翹曲變形。
如果薄膜成分不合適，經(jīng)由物理氣相沉積工藝沉積的薄膜還會(huì)有各種與之相關(guān)的問(wèn)題。例如，含金屬的薄膜會(huì)由于應(yīng)力誘導(dǎo)遷移、電遷移和/或腐蝕而縮短壽命。另外，所述薄膜會(huì)具有其它不希望的性能，如向基底襯底材料的附著較差。
希望研發(fā)能夠解決一或多個(gè)上述問(wèn)題的靶組成并研發(fā)制備這樣的靶組成的方法。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)方面包含含有銅和至少兩種其它元素的物理氣相沉積靶，所述至少兩種其它元素的總量為至少100ppm-低于約10原子％。本發(fā)明還包含含有銅和至少兩種添加元素的混合物的薄膜和互連件，其中所述至少兩種添加元素的總量為至少100ppm-低于約10原子％。
本發(fā)明的一個(gè)方面包含銅靶的形成。形成包含銅和兩種或更多種選自Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr的元素的混合物，使所述至少兩種元素的總量為至少100ppm-低于約10原子％。熔融鑄造該混合物，接下來(lái)冷卻形成坯錠。加工所述坯錠形成靶，其中所述加工包含等徑轉(zhuǎn)角擠型和熱機(jī)械加工中的一種或兩種。
附圖簡(jiǎn)述參考以下附圖，下面描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。


圖1是示范靶/背板結(jié)構(gòu)的橫截面簡(jiǎn)圖。
圖2是具有沿圖2中的線1-1延伸的圖1截面的圖1結(jié)構(gòu)的頂視圖。
圖3是本發(fā)明特定工藝步驟中基底的橫截面簡(jiǎn)圖。
圖4顯示了純銅、二元合金和本發(fā)明示范材料耐腐蝕性能的對(duì)比研究結(jié)果。
圖5是本發(fā)明工藝方法的預(yù)備性步驟中的基底橫截面簡(jiǎn)圖。
圖6是在圖5工藝步驟之后的加工步驟中的圖5晶片片段的視圖。
圖7是在圖5工藝步驟之后另一種加工步驟中的圖5基底的橫截面簡(jiǎn)圖。
圖8顯示了純銅、二元銅合金和本發(fā)明形成的示范三元銅材料的顆粒尺寸對(duì)比的情況。
圖9顯示了熱處理對(duì)純銅、示范二元合金和本發(fā)明形成的示范三元銅材料的最終抗張強(qiáng)度影響的對(duì)比情況。
對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述由于與鋁相比銅電阻更低、改進(jìn)的抗電遷移性能和更低的成本，基于銅技術(shù)的互連件代替了基于鋁技術(shù)的。在與鋁相似的方法中，可以通過(guò)加入少量其它元素來(lái)改進(jìn)多項(xiàng)銅的性能。具體而言，與純銅相比，采用合金可以降低電遷移、應(yīng)力遷移、腐蝕和其它不希望的作用。這樣做是有利的采用三元或更高級(jí)次的含銅導(dǎo)電材料來(lái)解決各種下述問(wèn)題，包括例如與附著有關(guān)的問(wèn)題、應(yīng)力遷移、電遷移、抗氧化性等，同時(shí)在含銅導(dǎo)電材料中仍保持低的總電阻。
為了闡述本說(shuō)明書(shū)，銅和兩種其它元素的混合物稱作三元含銅混合物。銅和兩種以上其它元素的混合物，相對(duì)于三元混合物而言，稱作具有更高級(jí)次的含銅混合物。本發(fā)明的混合物可以是包括化合物、合金、復(fù)合物和散置材料的多種形式中的任何一種。本發(fā)明中所用的混合物一般為合金形式，在以下的論述中，將所述混合物稱作合金。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述混合物可以具有真合金以外的形式，因此以下論述中稱作合金的示范材料在本發(fā)明的某些方面中可以是真合金形式以外的形式。
與二元合金相比，采用本發(fā)明的三元或更高級(jí)次合金的一個(gè)益處在于，三元和更高級(jí)次合金能提供解決具體問(wèn)題的更多靈活性。例如，當(dāng)向銅添加特定元素時(shí)，可根本上降低電遷移，而其它元素可以根本上降低腐蝕。因此，當(dāng)形成二元合金時(shí)，該合金一般適合用來(lái)降低電遷移或適合用來(lái)降低腐蝕，但很少二者兼顧。然而，采用三元或更高級(jí)次合金使電遷移和腐蝕都得到解決，因而能夠?yàn)樘囟☉?yīng)用或用途而定制或設(shè)計(jì)合金。這種組合效果還可以使其它不希望的方面得到解決。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，銅和其它元素的三元或更高級(jí)次混合物的應(yīng)用可以用來(lái)同時(shí)解決多個(gè)問(wèn)題。換言之，已經(jīng)顯示，對(duì)于合金元素的特定混合物而言，互相獨(dú)立的元素提供的益處可以組合起來(lái)提供出累加效果。在一些例子中，觀測(cè)到三元合金的多個(gè)益處或改善的性能，其中合金元素組合所提供的總改善效果超過(guò)了在各個(gè)二元合金中觀測(cè)到的單獨(dú)性能改善效果。例如，加入總原子數(shù)量為“X”的第一和第二元素的組合可以提供相對(duì)于純銅的性能改善(如防腐性能)，其超過(guò)了在含有相同原子數(shù)量“X”的第一元素或第二元素的二元合金中獨(dú)立觀測(cè)到的性能改善效果。這一改善效果還會(huì)伴隨著其它性能的改進(jìn)。在更高級(jí)次的合金中會(huì)出現(xiàn)相似的效果。
采用三元或更高級(jí)次合金的另一個(gè)好處是，可以通過(guò)形成強(qiáng)度更高的靶將一種或多種合金的改善性能組合起來(lái)使靶的壽命更長(zhǎng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在一些方面中，相對(duì)于含有三元或更高級(jí)次合金中存在的任何元素的二元合金，三元或更高級(jí)次的合金可以有利地提高靶的強(qiáng)度。因此，更高強(qiáng)度的靶能夠更好地承受高功率。因此，采用三元或更高級(jí)次的合金可以藉濺射靶解決問(wèn)題和/或可以藉由濺射靶形成的薄膜來(lái)解決問(wèn)題。
采用三元或更高級(jí)次的銅合金在沉積中有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出困難，這是由于在沉積薄膜或材料中獲得成分的一致性會(huì)隨著混合物變得更復(fù)雜而更加困難。由于各個(gè)元素獨(dú)特的性能，混合物中的元素必須精心選擇以實(shí)現(xiàn)連續(xù)濺射沉積所需的化學(xué)平衡以及同質(zhì)組成的產(chǎn)生。
參考圖1和2，概括地描述可根據(jù)本發(fā)明方法(以下述及)形成的示范靶結(jié)構(gòu)。靶結(jié)構(gòu)10包括經(jīng)由夾層16向背板12接合的靶14。靶14包含三元或更高級(jí)次的銅合金、復(fù)合物或混合物。背板12包含任何適當(dāng)?shù)牟牧?，包括但不限于，例如，低純度銅。夾層16構(gòu)成在靶14和背板12之間直接形成的擴(kuò)散接合，或可以包含所提供的一種或多種不同的材料以改進(jìn)靶14和背板12之間的附著作用。夾層16的示范性材料包括例如銀、銅、鎳、錫和銦中的一種或多種。
靶14包含三元和更高級(jí)次的含銅混合物，其具有根據(jù)本發(fā)明的各種適當(dāng)組成。在特定的方面中，該含銅材料包含銅以及Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr元素中的兩種或更多種。典型地，靶14主要由特定的三元或更高級(jí)次含銅混合物組成，在特定用途中，由銅和所選的兩種或更多種元素一起組成。除所述兩種或更多種選自上列的元素之外，靶14含有至少約90原子％的銅至低于或等于約99.99原子％的銅。優(yōu)選在靶中存在的所述兩種或更多種元素的總量為約100ppm-低于約10原子％。更優(yōu)選該靶中存在的所述兩種或更多種元素的總量為至少約1000ppm-低于約2原子％。
本發(fā)明的三元銅材料包含銅、選自所列元素的第一元素和選自所列元素的第二元素，主要或由完全由它們組成。第一和第二元素的相對(duì)量不限于特定值，可以為例如約100ppm-約10原子％。在特定的實(shí)例中，第一元素和第二元素的量按原子計(jì)可以彼此相等。例如，本發(fā)明包含的靶含有銅和0.5原子％的第二種元素。相似地，本發(fā)明的靶包含銅和0.3原子％的第一元素和0.3原子％的第二元素。
含有相等量的第一和第二種添加元素的三元銅合金示范材料包括Cu/0.5at％ Sn/0.5at％Al；Cu/0.5at％ Sn/0.5at％ In；Cu/0.5at％Sn/0.5at％ Zn；Cu/0.3at％ Ag/0.3at％ Al；和Cu/0.3at％ Ag/0.3at％Ti；其中at％為原子百分?jǐn)?shù)。
當(dāng)本發(fā)明的銅材料為更高級(jí)次的銅合金時(shí)，各種非銅元素的相對(duì)量不限于任何特定值。在特定的情況下，兩種或更多種非銅元素可以按原子計(jì)以相等量存在?；蛘?，各種非銅元素的量與每個(gè)其它非銅元素不同。
上列元素中的特定元素對(duì)三元或更高級(jí)次含銅合金可能會(huì)特別有利。例如，由于銀快速擴(kuò)散、低電阻和高原子量，可以用來(lái)銀來(lái)改善抗電遷移性能。雖然鈦會(huì)提高材料的電阻，但可以采用鈦來(lái)改進(jìn)耐腐蝕性能。也可以采用鋁來(lái)改進(jìn)耐腐蝕性能并且在電阻方面的劣化比鈦遜之。應(yīng)當(dāng)注意，可以調(diào)節(jié)各種元素的具體量以提供或?qū)泻?或得到的薄膜或材料的所需性能最大化。
采用三元或更高級(jí)次銅合金可以定制或設(shè)計(jì)由本發(fā)明含有示范銅合金的靶形成的薄膜。參考圖3描述了本發(fā)明的示范性薄膜用途。
顯示了可以例如為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)20，其包含基底22?；?2可以為例如微晶硅晶片。盡管顯示的基底22具有均勻的組成，也應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，該基底可以包含多個(gè)層和集成電路裝置(未顯示)。獨(dú)立的或與其它結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基底22稱作半導(dǎo)體基底。為有助于隨后權(quán)利要求的闡述，術(shù)語(yǔ)“半導(dǎo)體的基底”和“半導(dǎo)體基底”定義為任何包含半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)，所述材料包括但不限于，主體半導(dǎo)體材料如半導(dǎo)體晶片(單獨(dú)的或以包含在其上的其它材料的組件的形式)和半導(dǎo)體材料層(單獨(dú)的或者以包含其它材料的組件的形式)。術(shù)語(yǔ)“基底”指任何支承結(jié)構(gòu)，包括但不限于上述半導(dǎo)體基底。
可以在基底22上，通過(guò)例如物理氣相沉積法，由包含任何上述三元或更高級(jí)次銅合金材料的靶來(lái)形成薄膜24。采用本發(fā)明包含的靶的物理氣相沉積可以采用常規(guī)PVD法或還在研發(fā)的方法。沉積薄膜24可以包含任何上述三元和更高級(jí)次材料，并優(yōu)選經(jīng)沉積而包含組成與濺射靶相同的三元或更高級(jí)次銅材料。在特定情況下，薄膜24可以基本由靶的成分組成，在特定情況下由靶成分組成。
如上所述，本發(fā)明的三元和更高級(jí)次材料可以賦予薄膜24希望的性能，在特定情況下，可以賦予其希望性能的組合，這些性能相對(duì)于包含銅和薄膜24材料中存在的加入元素之一的二元合金而言得到了改進(jìn)。例如，相對(duì)于二元合金而言，薄膜24具有改進(jìn)的耐電遷移性能，降低的電阻和/或改進(jìn)的耐腐蝕性能。圖4顯示了本發(fā)明示范性三元材料耐腐蝕性能的研究結(jié)果。結(jié)果表明具有特定元素組合的本發(fā)明三元銅混合物能夠?qū)⒛透g性能提高到只具兩者中任一種元素的二元銅合金中獲得的耐腐蝕性能的水平之上。
采用三元或更高級(jí)次銅合金使薄膜24的定制成為可能，賦予了特定用途所需的性能。另外，特定的元素組合能夠提供出整個(gè)薄膜24內(nèi)改善的組成一致性。而且，可以選擇合金元素以改善層24向襯底材料的附著作用?？梢哉{(diào)節(jié)添加元素的比例以最大化特定性能的改善作用或?qū)崿F(xiàn)薄膜24中綜合性能改進(jìn)的所需平衡。
層24不限于特定厚度并可以具有例如約0.1微米-約2.0微米的厚度?？梢圆捎脧谋景l(fā)明的靶濺射沉積在光滑并且基本平坦的基底表面上形成層24，如圖3所示?；蛘?，在具有各種拓?fù)涮匦缘谋砻嫔闲纬蓪?4。
本發(fā)明的靶和組成特別有用的示范用途是形成互連件。參考圖5-7描述了根據(jù)本發(fā)明形成的各種互連件。先參考圖5，顯示了具有在基底22的上表面上沉積的材料26的結(jié)構(gòu)20。材料層26不限于特定種類的材料，可以是例如絕緣材料。提供了由上表面經(jīng)材料26延伸的開(kāi)口28，在特定情況下提供的開(kāi)口使基底22的表面在開(kāi)口的基部暴露。這樣的暴露表面可以是例如基底22中的節(jié)點(diǎn)位置。
參考圖6，可以在開(kāi)口內(nèi)提供互連件材料30。互連件30的形成包括例如從本發(fā)明的靶充分濺射，以充滿開(kāi)口28。在特定情況下，互連件30的形成包含從本發(fā)明的靶上沉積材料以覆蓋某些或全部絕緣材料26。覆蓋層26的部分沉積材料隨后通過(guò)例如化學(xué)機(jī)械拋光或其它常規(guī)或還在研發(fā)的去除方法除去。互連件30包含任何上述三元材料或更高級(jí)次材料，在特定情況下，可以基本或完全由與濺射靶提供的成分相同的成分組成。
參考圖7，其顯示了圖6所示方案的替換工藝。如圖7所示，可以通過(guò)在開(kāi)口內(nèi)提供初始薄膜或“種子層”32并隨后用附加材料34填充開(kāi)口內(nèi)部來(lái)充滿通路或開(kāi)口28(圖5)以形成互連件30a。在這樣的實(shí)施方案中，種子層32襯里于通路或開(kāi)口，隨后從絕緣層26上將材料34分離下來(lái)。種子層32優(yōu)選包含任何上述三元或更高級(jí)次材料并優(yōu)選采用物理氣相沉積來(lái)沉積?；ミB件填充材料34包含純銅、任何上述三元或更高級(jí)次銅合金或者包括非銅材料的替換導(dǎo)電材料。在特定情況下，材料32和34可以相同。沉積材料34以部分(未顯示)或完全填充通路，所圖7所示。可以通過(guò)物理氣相沉積來(lái)沉積互連件材料34，或者可以通過(guò)替換方式如，例如電化學(xué)沉積來(lái)提供。
如圖7所示，用來(lái)形成結(jié)構(gòu)20的方法在特定情況下包含提供材料32和34中的一或兩種以覆蓋絕緣層26上表面的部分或全部?？梢酝ㄟ^(guò)例如化學(xué)機(jī)械拋光或其它常規(guī)技術(shù)從材料26上除去覆蓋材料和/或?qū)⑵淦矫婊?br> 除采用PVD工藝形成上述層之外，應(yīng)當(dāng)理解可以采用替換技術(shù)沉積本發(fā)明的三元和更高級(jí)次材料，包括但不限于原子層沉積、化學(xué)氣相沉積和電化學(xué)沉積。
將三元或更高級(jí)次的銅合金用于互連件用途可以通過(guò)例如同時(shí)降低互連件中的應(yīng)力誘導(dǎo)遷移、電遷移和腐蝕來(lái)影響互連件性能。相對(duì)于純銅或二元合金提供的附著作用而言，這些合金還可以改善向其它襯底材料的附著作用。如圖7所示，在將本發(fā)明的三元或更高級(jí)次銅合金材料用作種子層如層32的時(shí)候，這樣可以提供向替換襯底材料(未顯示)如隔離層改善的附著作用，還可以有利地影響性能如聚集、應(yīng)力遷移、本體銅擴(kuò)散、顆粒尺寸、耐氧化性和耐電遷移性能。選擇諸如上述那些合金元素的合金元素的適當(dāng)組合，以便經(jīng)由向隨后在濺射沉積層(如材料34)上形成的主體銅材料中的擴(kuò)散來(lái)影響互連件性能。
除改善包含從本發(fā)明靶濺射沉積的材料的層和互連件的性能以外，相對(duì)于二元合金或純銅靶而言，上述三元或更高級(jí)次合金可以改進(jìn)靶本身的性能。所述改進(jìn)性能包括例如靶材料內(nèi)顆粒生長(zhǎng)的延遲，這接下來(lái)會(huì)導(dǎo)致更佳的薄膜或從靶沉積的其它層的均勻性。圖8中顯示了對(duì)純銅、含有各種量的Ti或Ag的二元銅合金和本發(fā)明含有Ti和Ag的三元銅合金，作為溫度函數(shù)的顆粒尺寸所做的對(duì)比。
由于本發(fā)明的靶中所獲得的材料成分和得到的小顆粒尺寸，三元和更高級(jí)次的合金還可以提供提高的靶強(qiáng)度。圖9中顯示了對(duì)純銅、含Zn或Cr的二元銅合金和含Ti和Ag的本發(fā)明三元銅合金的最終抗張強(qiáng)度進(jìn)行的對(duì)比。靶強(qiáng)度的提高能夠使三元或更高級(jí)次合金的靶承受更高的濺射功率并能提供更長(zhǎng)的靶壽命。
采用包括以下所述的方法，可以形成本發(fā)明的靶使之包含含銅材料的三元或更高級(jí)次混合物。起初，熔融澆鑄銅和其它所需元素?？梢圆捎美绺鹘M分在坩鍋中的熔化實(shí)現(xiàn)該熔融?？梢砸詥钨|(zhì)形式從一種或多種母合金或其組合的形式提供各組分以獲得各種元素的所需含量。隨后將熔融材料冷卻形成銅和其它元素的硬化的均勻(即均質(zhì))混合物。一般在真空或其它惰性環(huán)境下進(jìn)行澆鑄。
然后將澆鑄形成的坯錠經(jīng)過(guò)適當(dāng)加工以誘導(dǎo)出所需性能并成形為所需的靶形狀。所述加工包括例如熱機(jī)械加工，隨后采用按具體合金成分所制定的適當(dāng)熱處理。另外或者替換地，該加工包含等徑轉(zhuǎn)角擠型(ECAE)以降低顆粒尺寸和/或影響所需的結(jié)晶取向。靶的最終形狀可以是這樣的，使靶構(gòu)造為與背板接合以形成圖1和2中所示的靶組件。作為替換地，可以使靶經(jīng)構(gòu)型設(shè)計(jì)以用作單塊靶，其中術(shù)語(yǔ)“單塊”指通過(guò)與背板接合而使用的靶。
權(quán)利要求
1.一種物理氣相沉積靶，包含大于或等于90原子％的銅；第一添加元素；和第二添加元素，所述第一和第二添加元素分別選自Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr。
2.權(quán)利要求1的物理氣相沉積靶，其中在靶中存在的所述第一和第二添加元素的總量為至少100ppm-低于約10原子％。
3.權(quán)利要求1的物理氣相沉積靶，其中所述靶基本由銅和第一和第二添加元素組成。
4.權(quán)利要求1的物理氣相沉積靶，其中所述第一和第二添加元素在靶中分別存在0.5原子％。
5.權(quán)利要求1的物理氣相沉積靶，其中所述第一和第二添加元素在靶中分別存在0.3原子％。
6.權(quán)利要求1的物理氣相沉積靶，其中所述第一和第二添加元素在靶中以彼此相等的原子百分?jǐn)?shù)存在。
7.權(quán)利要求6的物理氣相沉積靶，其中所述第一添加元素是Sn或Ag。
8.權(quán)利要求7的物理氣相沉積靶，其中所述第二添加元素是Al、Zn、In或Ti。
9.權(quán)利要求1的物理氣相沉積靶，還包含第三添加元素，其選自Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr。
10.權(quán)利要求9的物理氣相沉積靶，其中所述靶基本由銅和第一、第二和第三添加元素組成。
11.一種物理氣相沉積靶，包含銅；和至少兩種選自Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr的元素，所述至少兩種元素在靶中的存在總量為至少100ppm-低于約1原子％。
12.權(quán)利要求11的物理氣相沉積靶，其中所述至少兩種元素的總量為約1000ppm-低于約2原子％。
13.權(quán)利要求11的物理氣相沉積靶，其中所述至少兩種元素包括Sn、Al、In、Ti、Ag和Zn中的一種或多種。
14.權(quán)利要求11的物理氣相沉積靶，其中所述靶包含銅和兩種其它元素的三元混合物。
15.權(quán)利要求14的物理氣相沉積靶，其中所述靶基本由所述三元混合物組成。
16.權(quán)利要求14的物理氣相沉積靶，其中所述三元混合物是三元合金。
17.一種互連件，包含銅和選自Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr的兩種或更多種元素的混合物，所述至少兩種元素在該互連件中存在的總量為至少100ppm-低于約10原子％。
18.權(quán)利要求17的互連件，其中所述兩種或更多種元素包括第一元素和第二元素，該第一和第二元素在混合物內(nèi)以彼此相等的原子數(shù)量存在。
19.權(quán)利要求18的互連件，其中所述第一和第二元素在混合物中分別以0.5原子％存在。
20.權(quán)利要求18的互連件，其中所述第一和第二元素在混合物中分別以0.3原子％存在。
21一種薄膜，包含銅和選自Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr的兩種或更多種元素的混合物，所述至少兩種元素在該薄膜中存在的總量為至少100ppm-低于約10原子％。
22.權(quán)利要求21的薄膜，其中所述混合物是三元混合物。
23.權(quán)利要求21的薄膜，其中所述混合物包含選自Sn和Ag的第一元素和選自In、Zn、Ti和Al的第二元素。
24.權(quán)利要求23的薄膜，其中所述第一和第二元素在混合物中以彼此相等的原子百分?jǐn)?shù)存在。
25.一種形成銅靶的方法，包括形成包含銅和選自Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr的兩種或更多種元素的混合物，所述至少兩種元素在混合物中存在的總量為至少100ppm-低于約10原子％；熔融澆鑄該混合物，隨后冷卻形成坯錠；和加工該坯錠形成靶，所述加工包括等徑轉(zhuǎn)角擠型和熱機(jī)械加工中的一種或多種。
26.權(quán)利要求25的方法，其中所述混合物是三元混合物。
27.權(quán)利要求25的方法，其中所述混合物基本由銅和所述至少兩種元素組成。
28.權(quán)利要求25的方法，其中所述兩種或更多種元素包括第一元素和第二元素，該第一和第二元素在混合物中以彼此相等的原子數(shù)量存在。
29.權(quán)利要求25的方法，其中所述混合物在靶中以合金形式存在。
30.權(quán)利要求25的方法，其中所述靶是單塊的。
31.權(quán)利要求25的方法，其中形成靶包括將靶與背板接合。
全文摘要
本發(fā)明包括一種物理氣相沉積靶，其含有銅和至少兩種選自Ag、Al、As、Au、B、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Pb、Pd、Pt、Sb、Sc、Si、Sn、Ta、Te、Ti、V、W、Zn和Zr的其它元素，所述至少兩種其它元素的總量為100ppm－10原子％。本發(fā)明還包括含有銅和至少兩種添加元素的混合物的薄膜和互連件。本發(fā)明還包括含銅靶的形成。形成銅和兩種或更多種元素的混合物。熔融澆鑄該混合物，隨后冷卻形成坯錠，采用等徑轉(zhuǎn)角擠型和熱機(jī)械加工中的一或二種方法對(duì)坯錠進(jìn)行加工形成靶。
文檔編號(hào)C23C14/32GK1839213SQ200480023992
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者B·J·丹尼爾斯, C·J·豪斯曼, C·L·哈奇森, 李逸亨, 易騖文, S·D·斯特羅特爾斯, M·R·平特, M·E·托馬斯, A·S·巴哈納浦 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司