配线结构和配线结构的制造方法

专利名称：配线结构和配线结构的制造方法
技术领域：
本发明涉及配线结构和配线结构的制造方法。本发明特别涉及铜(Cu)系的配线结构和配线结构的制造方法。

背景技术：
在液晶显示装置等显示装置中使用大量的电子设备。作为构成电子设备的半导体，主要使用硅(Si)。这里，就对Si的接合电极来说，在包括加热过程的电子设备的制造工序中，要求抑制构成接合电极的电极材料向Si中扩散的功能。
以往，已知使用铜合金作为显示装置中使用的电极、配线层或端子电极的配线材料，所述铜合金添加有具有小于铜(Cu)的氧化物生成自由能的氧化物生成自由能并且在Cu中的扩散系数大于Cu的自扩散系数的元素(以下，在“背景技术”和“发明内容”中称为“添加元素”)。
根据专利文献1记载的配线材料，铜合金中的添加元素移动到表面形成有SiO2膜的基板和铜合金的界面并氧化，形成由添加元素的氧化物构成的氧化物层，因此，通过该氧化物层(相当于抑制铜向包含硅的基板中扩散的阻挡层)可以抑制铜向包含硅的基板中扩散。
专利文献1日本特开2007-72428号公报

发明内容
但是，就专利文献1记载的配线材料来看，作为抑制元素向硅基板扩散的阻挡层，使用了Cu和添加在Cu中的添加元素的氧化物，要求隔着具有绝缘性的氧化物的阻挡层，确保硅基板和在阻挡层的硅基板的相反侧设置的配线之间的导通。这时，为了在基板和阻挡层之间确保电流导通，要求形成膜厚极薄的阻挡层，通过隧道电流来确保导通。另外，为了使阻挡层发挥作为阻挡层的功能，阻挡层需要一定程度的厚度。
所以，就专利文献1记载的配线材料来看，为了兼顾作为阻挡层的功能和确保硅基板和配线层之间的导通这两方面，要求控制阻挡层的精确的膜厚。进而，就添加元素的氧化过程来说，有时在添加元素内的晶界形成氧化物相。这时，如果电子设备的制造工序中包括蚀刻工序，则有时由于氧化物相溶出而会产生针孔。
所以，本发明的目的是，提供一种不仅能够获得向硅的欧姆接合而且可以抑制元素向硅中扩散的配线结构和配线结构的制造方法。
为了达到所述目的，本发明提供一种配线结构，其具备硅层、设置于硅层上的由添加有锰(Mn)的铜合金构成的基底层和设置于基底层上的铜层，在包括硅层和基底层的界面的区域中，通过Mn富集化从而形成具有导电性的扩散阻挡层。
另外，上述配线结构中，扩散阻挡层也可以是，在硅层和基底层被加热时，由构成硅层的硅(Si)、基底层的铜(Cu)和移动到界面的所述Mn来形成。另外，扩散阻挡层也可以与硅层欧姆接触。进而，基底层具有能够形成发挥扩散阻挡性的扩散阻挡层的Mn浓度，并设置在硅层上。另外，铜层也可以由3N以上的纯度的无氧铜形成。
另外，为了达到上述目的，本发明提供一种配线结构的制造方法，其具备在无氧氛围下，在硅层上形成由添加有锰(Mn)的铜合金构成的基底层的基底层形成工序；在基底层上形成铜层的铜层形成工序；对硅层和基底层实施热处理，在硅层和基底层的界面使所述Mn富集化，从而形成具有导电性的扩散阻挡层的扩散阻挡层形成工序。
另外，上述配线结构的制造方法中，铜合金可以包含铜(Cu)、在所述铜中5at％以上添加的Mn和不可避免的杂质。另外，在扩散阻挡层形成工序中可以对硅层和基底层实施200℃～300℃的热处理。
根据本发明的配线结构和配线结构的制造方法，可以提供一种不仅能够得到与硅的欧姆接合而且可以抑制元素向硅中扩散的配线结构和配线结构的制造方法。



图1(a)和(b)是表示本发明的实施方式的配线结构的纵截面的图。
图2表示本发明的实施方式的配线结构的制造工序的流程。
图3表示实施例的扩散阻挡性评价用样品即层叠结构体的纵截面的概况。
图4表示实施例的电阻率评价用样品即层叠结构体的测定系统。
图5表示电阻率随着对电阻率评价用样品实施的热处理温度的不同而变化。
图6表示实施例的电阻率评价用样品的热处理后的XPS分析的结果。
图7表示比较例的电阻率评价用样品的热处理后的XPS分析的结果。
图8表示评价用样品的欧姆接合性和铜层的电阻率的测定系统。
图9表示实施例4的评价用样品的欧姆接合性的评价结果。
符号说明 1、1a配线结构 2、2a层叠结构体 3、3a测定系统 10、12 硅层 20 基底层 22 铜合金层 25、26 扩散阻挡层 30 铜层 32 纯铜层 40 玻璃基板 50 直流电源 52 探针 55 电压计 57 数显万用表
具体实施例方式 实施方式 图1(a)和(b)表示本发明的实施方式的配线结构的纵截面。
具体讲，图1(a)为，作为实施方式的配线结构的一个例子，表示没有实施热处理的状态的配线结构1；图1(b)表示对配线结构1实施了热处理后的配线结构1a。
首先，参照图1(a)，作为配线结构体的配线结构1具备硅层10、在硅层10的一个面上形成的基底层20和在基底层20的与硅层10接触的面相反的面上形成的铜(Cu)层30。本实施方式中，硅层10包括硅形成的薄膜和硅形成的基板两者。硅层10是由单晶硅、多晶硅或非晶体硅的任一种形成的半导体层。另外，配线结构1也可以设置在搭载电子部件的基板(例如，玻璃基板等)上。
基底层20由Cu、锰(Mn)和不可避免的杂质形成。即，基底层20由添加有Mn的铜合金(Cu-Mn系合金)形成。Mn是抑制Cu向硅中扩散并且可以通过与Si和Cu的反应形成阻挡层的添加元素。另外，铜层30由纯度3N以上的无氧铜形成。铜层30应用于电子设备的配线层。
接着，参照图1(b)。在排除氧的状态下在规定的温度下对配线结构1施加热处理时，会在包括硅层10和基底层20的界面的区域形成扩散阻挡层25，制成配线结构1a。扩散阻挡层25是如下形成的基底层20所含的Mn扩散到该界面，在包括该界面的区域中富集化，从而由构成硅层10的Si、构成基底层20的Cu和在该界面富集化的Mn形成扩散阻挡层。扩散阻挡层25不是氧化物，具有导电性。另外，扩散阻挡层25与硅层10和基底层20欧姆接触。进而，扩散阻挡层25抑制构成铜层30的Cu向硅层10扩散，并且抑制构成硅层10的Si向铜层30扩散。
扩散阻挡层25是在具备配线结构1的电子设备的制造工序的热处理工序中，利用施加于该电子设备的热而形成的。即，例如，通过配线结构1形成对设置于基板上的电子部件间进行电连接的配线，，然后借助对形成有配线结构1的基板实施热处理时的热量，在硅层10和基底层20的界面形成扩散阻挡层25。作为一个例子，形成液晶显示器用的TFT配线的TFT配线工序中包括200℃～300℃温度的热处理工序。具体讲，TFT配线如下形成将硅层10、基底层20和铜层30进行层叠后，通过CVD法在铜层30上形成SiN绝缘层膜。SiN绝缘层，在硅烷和氢气的混合气体氛围中实施，并且经过200℃～300℃的热处理工序而形成。利用该TFT配线工序所包括的热处理工序中的热量，在由Cu-Mn系合金构成的基底层20和硅层10的界面，形成抑制Cu向硅层10扩散的扩散阻挡层25。
另外，在例如对配线结构1实施热处理的温度为200℃左右的情况下，在形成基底层20的Cu-Mn系合金中添加例如Mn浓度5at％以上的量的Mn。从而，形成扩散阻挡层25，其具有抑制Cu向硅层10扩散和Si向铜层30的扩散的扩散阻挡性。通过使Cu-Mn系合金中的Mn浓度高于5at％，更容易形成扩散阻挡层25，可以提高扩散阻挡性。另外，通过提高Mn浓度，即使在对配线结构1实施的热处理的温度高于200℃的情况下，也可以形成发挥扩散阻挡性的扩散阻挡层25。
配线结构1和配线结构1a的制造方法 图2表示本发明的实施方式的配线结构的制造工序的流程的一个例子。
首先，在玻璃基板等基板上形成硅层10(硅层准备工序步骤10。以下，将步骤记作“S”)。接着，在硅层10上形成由Mn-Cu系合金构成的基底层20(基底层形成工序S20)。接着，在基底层20上形成由纯铜构成的铜层30(铜层形成工序S30)。从而形成本实施方式的配线结构1。这里，硅层10、基底层20和铜层30各自在无氧氛围下形成。硅层10、基底层20和铜层30各自通过例如溅射法来形成。
另外，基底层20可以通过使用芯片靶(chip-on-target)或铜合金靶的溅射法来形成。所谓使用芯片靶的溅射法，是在主材料即铜靶材的表面上贴附有含添加元素(本实施方式中为Mn)的金属芯片的状态下，实施溅射的方法。即，所谓芯片靶，是指将含期望的元素的金属芯片以规定量贴附在由主材料构成的靶材(本实施方式中为Cu靶材)表面的规定位置而成的溅射靶。通过调整由主材料构成的靶上贴附的金属芯片的芯片尺寸、芯片相对于主材料构成的靶的位置以及贴附的芯片的片数，可以控制主材料和金属芯片的元素的比例(即，成膜的材料的组成)。
接着，通过对配线结构1的至少硅层10和基底层20实施热处理，在硅层10和基底层20的界面处形成界面反应层，即形成扩散阻挡层25(扩散阻挡层形成工序S40)。从而，制成配线结构1a，其具备包括铜层30/基底层20/扩散阻挡层25/硅层10的层叠结构。就热处理来说，作为一个例子，其可以在200℃～400℃的范围内实施。扩散阻挡层25所含的Mn的浓度，可以随着对配线结构1实施的热处理的温度升高而增加。这是因为由于热处理，基底层20中所含的Mn扩散到基底层20和硅层10的界面，在该界面处形成包括Cu、Mn和Si的扩散阻挡层25，这时随着热处理温度的升高，扩散到该界面的Mn的量增加。
热处理是在排除了氧的氛围中实施的。例如，热处理在排除了氧的减压状态下(例如，1Pa程度的压力的真空中)实施。通过该热处理，基底层20中所含的Mn扩散到基底层20和硅层10的界面，在包括该界面的区域中发生富集化。于是，在包括该界面的区域中，构成硅层10的Si、基底层20所含的Cu和富集化后的Mn发生反应，从而形成扩散阻挡层25。
实施方式的效果 根据本实施方式的配线结构1，如果对配线结构1加热，则会在硅层10和基底层20的界面形成扩散阻挡层25，制造出配线结构1a。因而，本实施方式的配线结构1不需要具备包含Mo等高熔点金属材料的扩散阻挡层。另外，在硅层10和基底层20之间形成由氧化物构成的绝缘性阻挡层的以往的方法中，需要形成可以确保隧道电流引起的导通并且具有使扩散阻挡性得以发挥的膜厚的阻挡层的精确的过程控制，而本发明不需要这样的精确的过程控制，所以本发明可以实现制造过程的简易化、低成本化。
另外，本实施方式中，基底层20中的Cu和Mn与硅层10的Si反应，形成具有导电性且与硅层10和基底层20欧姆接触的扩散阻挡层25时，氧没有参与。因而，不会在硅层10和基底层20的界面生成氧化物，在硅层10和基底层20之间不形成绝缘层。从而，本实施方式中，使电流直接输送到扩散阻挡层25，可以使硅层10和基底层20导通。
另外，根据本实施方式的配线结构1和配线结构1a，可以在扩散阻挡层25上隔着基底层20形成包含3N以上纯度的纯铜的铜层30，因此，例如即使在大型液晶面板具备的TFT显示器基板等电子部件、硅太阳能电池等使用了硅的硅器件所用的配线的形成中，使用本实施方式的配线结构1和配线结构1a，也可以形成低电阻、可靠性高的铜配线。
进而，根据本实施方式的配线结构1a，可以形成比扩散阻挡层25的厚度更厚的铜层30的厚度，因此可以降低形成扩散阻挡层25引起的配线结构1a对配线电阻的影响。另外，由于配线结构1a是铜层30/基底层20大致相同种类的金属的层叠结构(即，因为扩散阻挡层25由Si、Cu、Mn形成，所以构成铜层30的Cu、基底层20的Cu-Mn系合金和构成扩散阻挡层25的材料包含相同种类的金属材料，由铜层30、基底层20和扩散阻挡层25构成层叠结构)，所以，与Cu/Mo层叠结构相比，电极的蚀刻加工变得容易。从而，可以降低制造成本。
实施例 实施例中，首先，制造扩散阻挡层25的扩散阻挡性评价用样品(层叠结构体2)。
扩散阻挡性评价样品 图3表示实施例的扩散阻挡性评价用样品即层叠结构体的纵截面的概况。
实施例中，制造了层叠结构体2，其具备玻璃基板40、形成于玻璃基板40上的硅层12和形成于硅层12上的铜合金层22。层叠结构体2如下形成在玻璃基板40上，使具有3mm方形开口的金属掩模接触，通过溅射法形成硅层12和铜合金层22。基底层即铜合金层22是使用芯片靶形成的。
实施例的铜合金层22，是通过将Mn芯片贴附在主材料即Cu靶材的表面，进行溅射，在硅层12上形成的。溅射装置使用的是高频(Radio FrequencyRF)磁控溅射装置。就溅射条件来说，硅层12和铜合金层22的形成都是在纯氩(Ar)气的等离子体、1Pa的腔内压力、300W的功率的条件下实施的。作为比较例1，将基底层即铜合金层22变为Cu-Mg系合金，制成层叠结构体。表1中显示了实施例和比较例的层叠结构体的结构的详细情况和溅射条件。
表1
注1实施例的评价样品的添加元素浓度为5、10。
注2M是添加元素。
注3数值是目标值。
溅射过程中，形成大致均匀地固溶有添加元素的铜合金层22。实施例中，对于as depo.(成膜的状态)膜，通过荧光X射线能谱分析装置(energy dispersiveX-ray spectrometerEDX)对最上部的铜合金层22的组成进行分析。通过EDX测定的谱峰之中，将Cu和添加元素M(M是Mn或Mg)的合计设定为100at％，算出as depo.膜中的添加元素浓度(M/(Cu+M)at％)。结果是，实施例的评价样品的as depo.膜即铜合金层22的添加元素浓度是5.1at％Mn(实施例1)和10.4at％Mn(实施例2)。另一方面，就比较例的评价样品来看，为3.2at％Mn(比较例1)、3.4at％Mg(比较例2)、5.4at％Mg(比较例3)、10.2at％Mg(比较例4)。
铜合金层22的电阻率的测定 图4表示实施例的电阻率评价用样品即层叠结构体的测定系统。
如图4所示，使探针52接触层叠结构体2(电阻率评价用样品)的最上层即铜合金层22的表面的四个角落。2根探针52连接直流电源50，同时剩下的2根探针52连接电压计55，从而构成测定系统3。
该层叠结构体2的铜合金层22是as depo膜，俯视来看是3mm四方形的尺寸。使用范德堡(Van Der Pauw)法，测定铜合金层22的电阻率。测定电阻率之后，在真空中，200℃、250℃、300℃的各温度下，对层叠结构体2实施30分钟的热处理。使用范德堡法，再次测定热处理后的铜合金层22的电阻率。
进而，准备以与层叠结构体2(电阻率评价用样品)相同的工序制造的其他层叠结构体2。对于准备的层叠结构体2，在真空中，在200℃、250℃、300℃的各温度下，实施30分钟的热处理。接着，通过X射线电子分光法(X-rayphotoelectron spectroscopyXPS)进行铜合金层22/硅层12/玻璃基板40的深度方向的元素分布分析。
铜合金层22的电阻率的评价 图5表示对电阻率评价用样品实施的热处理温度的不同引起的电阻率的变化。
具体讲，图5表示铜合金层22的电阻率(以as depo.的铜合金层22的电阻率进行了标准化的值)相对于对电阻率评价用样品实施的热处理温度的曲线。实施例1的评价用样品的铜合金层22由Cu-5.1at％Mn构成。另外，实施例2的评价用样品的铜合金层22由Cu-10.4at％Mn构成。比较例1的评价用样品的铜合金层22由Cu-3.2at％Mn构成。另外，比较例2的评价用样品的铜合金层22由Cu-3.4at％Mg构成。另外，比较例3的评价用样品的铜合金层22由Cu-5.4at％Mg构成。进而，比较例4的评价用样品的铜合金层22由Cu-10.2at％Mg构成。
实施例的评价样品，即添加有Mn 5.1at％、10.4at％的实施例1和实施例2的评价用样品中，添加10.4at％时(实施例2)，电阻率到300℃为止，有若干减少。另外，添加5.1at％的Mn时(实施例1)，到250℃为止，表现出大致横向稳定的电阻率，但300℃的电阻率与250℃的电阻率相比，有所升高。另一方面，比较例的评价样品，即添加有Mn 3.2at％的评价样品(比较例1的评价用样品)和添加有Mg的评价样品(比较例2至4的评价用样品)，全部样品从200℃开始电阻率升高。
电阻率相对于热处理温度的变化为横向稳定的区域表现出，即使对铜合金层22和硅层12的层叠结构实施热处理，Si向铜合金层22的扩散也非常少。另外，电阻率相对于热处理温度为升高的区域表现出，Si向铜合金层22中扩散。就实施例的评价用样品来看，到200℃为止的热处理温度下，电阻率有若干减少。推测这是因为as depo.的层叠结构是缺陷比较多的结晶结构，通过热处理，缺陷被修复，并减少。以上，根据图5所示，添加于铜合金层22的Mn的量优选为5at％以上。
图6表示实施例的电阻率评价用样品的热处理后的XPS分析的结果。
具体讲，图6表示在300℃的热处理后，电阻率变化为横向的Cu-10.4at％Mn(实施例2的评价用样品)的XPS分析结果。图6的横轴方向是对测定对象的表面进行溅射的时间，对应于膜厚方向。即，图6中，从左侧开始，对应于铜合金层22、硅层12、玻璃基板40。另外，纵轴对应于元素浓度。参照实施例2的Cu-10.4at％Mn评价用样品的元素分布曲线，观察到尖锐分离的Si的峰，认为铜合金层22的Cu向硅层12扩散所引起的侵蚀少。另外，在硅层12和铜合金层22的界面观察到Mn富集化的状态。即，认为在该Mn富集化的区域形成扩散阻挡层。
图7表示比较例的电阻率评价用样品的热处理后的XPS分析的结果。
具体讲，图7表示电阻率从200℃开始上升的Cu-3.4at％Mg(比较例2的评价用样品)的XPS分析结果。参照比较例2的评价用样品的XPS分析的元素分布曲线，观察到Si的峰为梯形，并且低于Cu的分布曲线，在Si的分布位置分布有Cu，显示发生Si和Cu的相互扩散。对于实施例的其他评价用样品，同样地，电阻率显示横向的样品观察到尖锐分离的Si的峰。另一方面，电阻率升高的比较例的其他评价用样品的Si的分布曲线，观察到是梯形平缓的形状。至少明确表示出，相对于具有含Mn合金层的评价用样品，具有含Mg合金层的评价用样品完全没有形成阻挡层。
XPS分析，是用等离子将评价用样品表面溅射，刮削，对露出的表面的原子进行定量分析的方法。评价用样品的刮削后的表面上观察到凹凸，分布曲线横轴的深度位置上的分析值包括该位置前后的状况。所以，关于分布曲线，观察到与实际的元素的分布相比，在外观上，看到元素扩散(拖尾)。
扩散阻挡层25的欧姆接合性和铜层30的电阻率评价 接着，制作扩散阻挡层25对硅层12的欧姆接合性和纯铜层32的电阻率的评价用样品(层叠结构体2a)。层叠结构体2a，除了在铜合金层22上形成由无氧铜(Oxygen Free CopperOFC)构成的纯铜层32之外，具备与实施例1和2以及比较例1至4的层叠结构体2相同的结构。因而，省略结构的详细说明。
图8表示评价用样品的欧姆接合性和铜层的电阻率的测定系统。
首先，制作层叠结构体2a，其具备玻璃基板40、形成于玻璃基板40上的硅层12、在硅层12上离散形成且俯视来看是3mm四方形的多个铜合金层22、设置在多个铜合金层22的每个之上的纯铜层32。实施例3的评价用样品对应于实施例1的评价用样品。另外，实施例4的评价用样品对应于实施例2的评价用样品。同样地，比较例5～8的评价用样品分别对应于比较例1～4的评价用样品。纯铜层32是由3N的无氧铜构成的层。
实施例3和4的铜合金层22，是通过将Mn芯片贴附在主材料即Cu靶材的表面，进行溅射，在硅层12上形成的。溅射装置使用的是高频(RF)磁控溅射装置。就溅射条件来说，硅层12、铜合金层22和纯铜层32的形成都是在纯氩(Ar)气的等离子体、1Pa的腔内压力、300W的功率的条件下实施的。作为比较例5，制作具备Mn组成与实施例3和4不同的铜合金层的层叠结构体；作为比较例6～8，制作将基底层即铜合金层变为Cu-Mg系合金的的层叠结构体。表2中显示了实施例和比较例的层叠结构体的结构的详细情况和溅射条件。
表2
注1实施例的评价样品的添加元素浓度为5、10。
注2M是添加元素。
注3数值是目标值。
为了评价包含Cu-Mn合金的铜合金层22/硅层12之间的欧姆接合性，如图8所示，使探针52接触2个纯铜层32的表面(以下，将包含铜合金层22和纯铜层32的部分称为“电极垫”)，进行测定。探针52分别与数显万用表57连接。
图9表示实施例4的评价用样品的欧姆接合性的评价结果。
就实施例4的评价用样品(铜合金层22Cu-10.4at％Mn)来看，电流-电压特性是大致直线性。所以，实施例4的评价用样品表现出，在扩散阻挡层26和硅层12之间获得欧姆接合。另外，其他评价用样品(实施例3和比较例5～8的评价用样品)均为，电流-电压特性呈现大致直线，获得了欧姆接合性。
另外，与图4中说明的方法相同，使4根探针52与一个电极垫接触，测定纯铜层32/铜合金层22的电阻率。电阻率是基于纯铜层32的膜厚算出的。其结果与扩散阻挡性、欧姆接合性一起示于表3。

扩散阻挡性的有无的评价为没有观测到热处理导致的电阻率的升高，XPS分析中观测到尖锐分离的Si的峰的情况，评价为有扩散阻挡性(○)。另外，观测到热处理导致的电阻率的升高或者XPS分析中没有观测到尖锐分离的Si的峰的任一情况，或者符合两者的情况，评价为无扩散阻挡性(×)。
欧姆接合性的有无的评价为电流-电压特性是大致直线性，没有显示拐点的情况，评价为有欧姆接合性(○)；显示拐点的情况，评价为无欧姆接合性(×)。
结果是，比较例5～8的评价用样品没有获得扩散阻挡性。由于没有扩散阻挡性，比较例5～8的评价用样品中，作为硅层12的半导体的特性恶化。另外，比较例6～8的评价用样品中，由于Cu向硅层12的扩散，硅层12产生不可忽视的泄漏电流。所以，对于比较例6～8的评价用样品，没有测定纯铜层32的电阻率。
另一方面，实施例3和4显示，通过在铜合金层22中添加5.1at％以上的Mn，能够获得对于200℃发挥扩散阻挡性且可以维持纯铜层32的低电阻率的层叠结构。即，实施例3和4中，通过抑制Cu从铜合金层22向硅层12扩散，不仅可以抑制硅层12作为半导体的特性恶化，而且可以抑制泄漏电流。
就铜合金层22来说，为了有效抑制硅到达纯铜层32，作为一个例子，具形成有40nm程度的厚度，优选形成具有50nm以上的厚度。
以上说明了本发明的实施方式和实施例，但权利要求的范围不限于上述记载的实施方式和实施例。并且，应该注意实施方式和实施例中说明的特征的全部组合不是用于解决本发明的问题的手段所必须的。
权利要求
1.一种配线结构，其具备硅层、设置于所述硅层上的由添加有锰(Mn)的铜合金构成的基底层和设置于所述基底层上的铜层，通过使Mn在包括所述硅层和所述基底层之间的界面在内的区域富集化从而形成具有导电性的扩散阻挡层。
2.根据权利要求1记载的配线结构，其中，所述扩散阻挡层在所述硅层和所述基底层被加热时，由构成所述硅层的硅(Si)、所述基底层的铜(Cu)和移动到所述界面的所述Mn形成。
3.根据权利要求2记载的配线结构，其中，所述扩散阻挡层与所述硅层欧姆接触。
4.根据权利要求3记载的配线结构，其中，所述基底层具有能够形成发挥扩散阻挡性的所述扩散阻挡层的Mn浓度，并被设置在所述硅层上。
5.根据权利要求4记载的配线结构，其中，所述铜层由3N以上的纯度的无氧铜形成。
6.一种配线结构的制造方法，其具备
在无氧氛围下，在硅层上形成由添加有锰(Mn)的铜合金构成的基底层的基底层形成工序；
在所述基底层上形成铜层的铜层形成工序；
对所述硅层和所述基底层实施热处理，在所述硅层和所述基底层的界面使所述Mn富集化，从而形成具有导电性的扩散阻挡层的扩散阻挡层形成工序。
7.根据权利要求6记载的配线结构的制造方法，其中，所述铜合金由铜(Cu)、在所述铜中添加的5at％以上的Mn和不可避免的杂质构成。
8.根据权利要求7记载的配线结构的制造方法，其中，在所述扩散阻挡层形成工序中对所述硅层和所述基底层实施200℃～300℃的所述热处理。
全文摘要
本发明提供一种配线结构和配线结构的制造方法，其不仅能够获得与硅的欧姆接合而且可以抑制元素向硅中扩散。本发明的配线结构(1a)具备硅层(10)、设置于硅层(10)上的由添加有锰(Mn)的铜合金构成的基底层(20)和设置于基底层(20)上的铜层(30)，Mn在包括硅层(10)和基底层(20)的界面的区域富集化从而形成具有导电性的扩散阻挡层(25)。
文档编号H01L23/52GK101728357SQ200910139400
公开日2010年6月9日 申请日期2009年5月21日 优先权日2008年10月17日
发明者辰巳宪之, 外木达也 申请人:日立电线株式会社