Cu配線のためのラジカル反応を用いた極薄TiN{sub}xバリヤの新規作製方法の検討

摘要

Si-ULSIにおける配線材料としてCuが用いられているが，そのバリヤとして低抵抗でかつ5nm程度でも十分にCuの拡散を抑制できるバリヤ材料が求められている。 また，RC時定数の低減のために新規に導入されてきたlow-k材料の熱的安定性の乏しさから，バリヤにはさらに成膜温度の低温化が要求される。しかし，そのような極薄バリヤを作製することは現状で極めて困難である。 そこで本研究では，バリヤの新たな成膜手法を検討し，3～5nmの極薄TiN{sub}xバリヤの作製を試みた。 その結果，本手法によるTiNバリヤは基板加熱しなくても反応性スパッタとほぼ同様の低抵抗なTiNが形成でき，かつそのバリヤ特性は500℃の熱処理に十分に耐えられる良好な特性を示すことが明らかとなった。 このことから，本研究で我々が提案するスパッタ法にWワイヤによるラジカル窒化を組み合わせるという手法は，今後の極薄バリヤ膜形成技術にとって有用な方策の一つとなり得ることが示唆された。