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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6441489
(24)【登録日】2018年11月30日
(45)【発行日】2018年12月19日
(54)【発明の名称】集積回路デバイスおよび方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/768 20060101AFI20181210BHJP
H01L 23/522 20060101ALI20181210BHJP
H01L 21/3205 20060101ALI20181210BHJP
H01L 23/532 20060101ALI20181210BHJP
【ＦＩ】
H01L21/90 B
H01L21/88 N
H01L21/90 N
【請求項の数】20
【全頁数】35
(21)【出願番号】特願2017-538193(P2017-538193)
(86)(22)【出願日】2016年1月20日
(65)【公表番号】特表2018-507546(P2018-507546A)
(43)【公表日】2018年3月15日
(86)【国際出願番号】US2016014140
(87)【国際公開番号】WO2016118634
(87)【国際公開日】20160728
【審査請求日】2017年9月14日
(31)【優先権主張番号】62/106,106
(32)【優先日】2015年1月21日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】14/819,159
(32)【優先日】2015年8月5日
(33)【優先権主張国】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】595020643
【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100109830
【弁理士】
【氏名又は名称】福原 淑弘
(74)【代理人】
【識別番号】100158805
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 守三
(74)【代理人】
【識別番号】100112807
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 貴志
(72)【発明者】
【氏名】シュ、ジェフレイ・ジュンハオ
(72)【発明者】
【氏名】バオ、ジュンジン
(72)【発明者】
【氏名】ジュ、ジョン・ジャンホン
(72)【発明者】
【氏名】ソン、スタンレー・スンチョル
(72)【発明者】
【氏名】モジュムデル、ニラドリ・ナラヤン
(72)【発明者】
【氏名】ヤップ、チョ・フェイ
【審査官】
佐藤 靖史
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１０−１４１０２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１３５１７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−０４８１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０４−１５２６３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−３１２６８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−１３４４２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０６−２７５７２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平１１−１４５１４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０５−１６６９４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０７−１４２４７９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／７６８
Ｈ０１Ｌ ２１／３２０５
Ｈ０１Ｌ ２３／５２２
Ｈ０１Ｌ ２３／５３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
集積回路デバイスであって、
アルミニウムを備える第１の金属層と、
インターコネクト構造を含む第２の金属層、ここにおいて、前記インターコネクト構造は、アルミニウムを含む第１の材料の層を含む、と、
アルミニウムを含む相互拡散層、前記相互拡散層は、前記第１の金属層に近接し、およびアルミニウムを含む前記第１の材料の層に近接している、と、
アルミニウムを含む自己形成バリア層、前記自己形成バリア層は、誘電体層とアルミニウムを含む前記第１の材料の層とに近接している、と、
を備え、
ここにおいて、前記相互拡散層は、アルミニウム・コバルト合金またはアルミニウム・チタン合金の少なくとも１つを含む、
集積回路デバイス。
アルミニウムを備える第１の金属層と、
インターコネクト構造を含む第２の金属層、ここにおいて、前記インターコネクト構造は、アルミニウムを含む第１の材料の層を含む、と、
アルミニウムを含む相互拡散層、前記相互拡散層は、前記第１の金属層に近接し、およびアルミニウムを含む前記第１の材料の層に近接している、と、
アルミニウムを含む自己形成バリア層、前記自己形成バリア層は、誘電体層とアルミニウムを含む前記第１の材料の層とに近接している、と、
を備え、
ここにおいて、前記相互拡散層は、アルミニウム・コバルト合金またはアルミニウム・チタン合金の少なくとも１つを含む、
集積回路デバイス。
【請求項2】
前記相互拡散層は、前記第１の金属層と直接接触している、請求項１に記載の集積回路デバイス。
【請求項3】
前記相互拡散層は、Ａｌ９Ｃｏ２を含む、請求項１に記載の集積回路デバイス。
【請求項4】
前記第２の金属層は、エアギャップによって分離された第１の金属線と第２の金属線とを備える、請求項１に記載の集積回路デバイス。
【請求項5】
前記第２の金属層は、第２のエアギャップによって前記第１の金属線から分離された第３の金属線をさらに含む、請求項４に記載の集積回路デバイス。
【請求項6】
前記エアギャップは、約１２ナノメートル（ｎｍ）の幅を有する、請求項５に記載の集積回路デバイス。
【請求項7】
集積回路デバイスを形成する方法であって、
誘電体層に第１の開口部を形成すること、前記第１の開口部は、アルミニウムを含む第１の金属層の一部分を露出する、と、
少なくとも部分的に、
前記第１の金属層の前記一部分に近接して導電層を選択的に形成することと、
前記導電層に近接して第２の金属層の材料を堆積すること、ここにおいて、前記第２の金属層の前記材料はアルミニウムを含む、と
によって相互拡散層を形成することと、
前記誘電体層と前記第２の金属層の前記材料の層とに近接して自己形成バリア層を形成することと、
を備え、
ここにおいて、前記相互拡散層は、アルミニウム・コバルト合金またはアルミニウム・チタン合金の少なくとも１つを含む、
方法。
誘電体層に第１の開口部を形成すること、前記第１の開口部は、アルミニウムを含む第１の金属層の一部分を露出する、と、
少なくとも部分的に、
前記第１の金属層の前記一部分に近接して導電層を選択的に形成することと、
前記導電層に近接して第２の金属層の材料を堆積すること、ここにおいて、前記第２の金属層の前記材料はアルミニウムを含む、と
によって相互拡散層を形成することと、
前記誘電体層と前記第２の金属層の前記材料の層とに近接して自己形成バリア層を形成することと、
を備え、
ここにおいて、前記相互拡散層は、アルミニウム・コバルト合金またはアルミニウム・チタン合金の少なくとも１つを含む、
方法。
【請求項8】
前記第２の金属層の前記材料を堆積することは、銅ドープされたアルミニウムを堆積することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記第２の金属層の前記材料を堆積することは、シード層を堆積することを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項10】
前記第２の金属層に対してアルミニウムリフロープロセスを行うことをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の開口部を形成することは、前記第１の金属層に近接している自己形成バリア層の一部分に対してインサイチュＨラジカル処理を行うことを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項12】
前記第１の開口部に形成された第１の金属線と、前記誘電体層に形成された第２の開口部に形成された第２の金属線との間にエアギャップを形成すること、請求項７に記載の方法。
【請求項13】
前記エアギャップを形成することは、
前記誘電体層に近接してエッチストップ層を堆積することと、
前記エッチストップ層に第１および第２の開口部を形成すること、前記エッチストップ層における前記第１および第２の開口部は、前記第１の金属線と前記第２の金属線との間に配置された前記誘電体層の第１および第２の部分を露出する、と、
前記エッチストップ層における前記第１および第２の開口部を貫通して前記誘電体層の前記第１および第２の部分をエッチングすることと、
を備える、請求項１２に記載の方法。
前記誘電体層に近接してエッチストップ層を堆積することと、
前記エッチストップ層に第１および第２の開口部を形成すること、前記エッチストップ層における前記第１および第２の開口部は、前記第１の金属線と前記第２の金属線との間に配置された前記誘電体層の第１および第２の部分を露出する、と、
前記エッチストップ層における前記第１および第２の開口部を貫通して前記誘電体層の前記第１および第２の部分をエッチングすることと、
を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記エッチストップ層に近接して誘電体材料を堆積することによって、前記エアギャップを封止することをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
プロセッサ実行可能命令を備える非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
電子デバイスの製造を開始させ、前記電子デバイスは、
誘電体層に第１の開口部を形成すること、前記第１の開口部は、アルミニウムを含む第１の金属層の一部分を露出する、と、
少なくとも部分的に、
前記第１の金属層の前記一部分に近接して導電層を選択的に形成することと、
前記導電層に近接して第２の金属層の材料を堆積すること、ここにおいて、前記第２の金属層の前記材料はアルミニウムを含む、と
によって相互拡散層を形成することと、
前記誘電体層と前記第２の金属層の前記材料の層とに近接して自己形成バリア層を形成することと、
によって製造され、
ここにおいて、前記相互拡散層は、アルミニウム・コバルト合金またはアルミニウム・チタン合金の少なくとも１つを含む、
非一時的なコンピュータ可読媒体。
電子デバイスの製造を開始させ、前記電子デバイスは、
誘電体層に第１の開口部を形成すること、前記第１の開口部は、アルミニウムを含む第１の金属層の一部分を露出する、と、
少なくとも部分的に、
前記第１の金属層の前記一部分に近接して導電層を選択的に形成することと、
前記導電層に近接して第２の金属層の材料を堆積すること、ここにおいて、前記第２の金属層の前記材料はアルミニウムを含む、と
によって相互拡散層を形成することと、
前記誘電体層と前記第２の金属層の前記材料の層とに近接して自己形成バリア層を形成することと、
によって製造され、
ここにおいて、前記相互拡散層は、アルミニウム・コバルト合金またはアルミニウム・チタン合金の少なくとも１つを含む、
非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項16】
前記第２の金属層の前記材料を堆積することは、銅ドープされたアルミニウムを堆積することを含む、請求項１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項17】
前記第２の金属層の前記材料を堆積することは、シード層を堆積することを備える、請求項１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項18】
前記電子デバイスは、前記第２の金属層に対してアルミニウムリフロープロセスを行うことによってさらに製造される、請求項１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項19】
前記第１の開口部を形成することは、前記第１の金属層に近接している自己形成バリア層の一部分に対してインサイチュＨラジカル処理を行うことを含む、請求項１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項20】
前記電子デバイスは、前記第１の開口部に形成された第１の金属線と、前記誘電体層に形成された第２の開口部に形成された第２の金属線との間にエアギャップを形成することによってさらに製造される、請求項１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
[0001] 本特許出願は、所有者共通の２０１５年１月２１日に出願された米国仮特許出願番号６２／１０６,１０６、および米国特許出願番号１４／８１９,１５９の優先権を主張し、それらの内容は、その全体が参照によって本明細書に明確に組み込まれている。
【技術分野】
【0002】
[0002] 本開示は、概して、集積回路デバイスおよび方法に関する。
【関連分野の説明】
【0003】
[0003] 技術の進歩は、より小型で、より強力なコンピューティングデバイスをもたらした。例えば、モバイルフォンおよびスマートフォンといったワイヤレス電話、タブレットコンピュータおよびラップトップコンピュータを含む、様々な携帯用パーソナルコンピューティングデバイスが、小型で軽量でありユーザによって容易に持ち運ばれる。これらのデバイスは、ワイヤレスネットワークを介して音声およびデータパケットを通信することができる。さらに、そのような多くのデバイスが、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルレコーダ、およびオーディオファイルプレーヤといった、さらなる機能を組み込んでいる。また、このようなデバイスは、インターネットにアクセスするために使用されることができる、ウェブブラウザアプリケーションのようなソフトウェアアプリケーションを含む、実行可能な命令を処理することができる。このように、これらのデバイスは、顕著な計算能力を含むことができる。
【0004】
[0004] コンピューティングデバイス内に使用される集積回路（ＩＣ）デバイスもまた、変化し続け、向上し続けている。電子デバイスのサイズ（例えば、トランジスタのサイズ）が減少し、ＩＣ上のデバイスの数が増加するにつれて、電子デバイスを相互接続することはより困難となる。例えば、金属線の幅と間隔が減少するにつれて、（金属線の幅の減少を受けての）導電断面の減少により）金属線の抵抗が増加し、（金属線間の間隔の減少により）金属線の静電容量が増加する。増加した抵抗と静電容量は、金属線の抵抗性容量性（ＲＣ）遅延の増加につながり、集積回路のパフォーマンスを制限する。
【発明の概要】
【0005】
[0005] 金属線（例えば、配線工程（ＢＥＯＬ：back end of line）の金属線）を形成するためにアルミニウムを使用すると、ＲＣ遅延を低減することができる。例えば、アルミニウムは、酸素（例えば、Ｏ２）があると素早く反応して酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ２Ｏ３）を形成（例えば、自己形成）し、それは、金属線のプライマリフィル材（primary fill material）（例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金）と周囲の材料（例えば、ｌｏｗ−ｋ誘電体材料）との間のバリア層（例えば、自己形成バリア層）としての働きをすることができる。この自己形成バリア層は、銅（Ｃｕ）のような、いくつかの金属線材料のためのバリアを形成するために使用されるバリア／ライナ層の必要性を低減することができる。よって、自己形成バリア層は、金属線の幅の大部分が、導電材料（例えば、プライマリフィル材）から形成されることを可能にすることができ、同じ線幅で導電断面における増加をもたらす。
【0006】
[0006] 特定の態様において、装置は、アルミニウムを含む第１の金属層を含む。前記装置は、また、インターコネクト構造（interconnect structure）を含む第２の金属層も含み得る。前記インターコネクト構造は、アルミニウムを含む第１の材料の層を含む。前記装置は、アルミニウムを含む相互拡散層（inter-diffusion layer）を含む。前記相互拡散層は、前記第１の金属層に近接しており、かつアルミニウムを含む前記第１の材料の層に近接している。前記装置は、アルミニウムを含む自己形成バリア層を含む。自己形成バリア層は、誘電体層と、アルミニウムを含む前記第１の材料の層とに近接している。
【0007】
[0007] 特定の態様において、集積回路デバイスを形成する方法は、誘電体層に第１の開口部を形成することを含む。前記第１の開口部は、アルミニウムを含む第１の金属層の一部分を露出し得る。前記方法は、さらに、少なくとも部分的に、前記第１の金属層の前記一部分に近接して前記第１の開口部に導電層を選択的に形成することによって、および前記導電層に近接して第２の金属層の材料を堆積することによって、相互拡散層を形成することを含む。前記第２の金属層の材料はアルミニウムを含む。
【0008】
[0008] 特定の態様において、非一時的なコンピュータ可読媒体は、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、電子デバイスの製造を開始させるプロセッサ実行可能命令を備える。前記電子デバイスは、誘電体層に第１の開口部を形成することによって製造される。前記第１の開口部は、アルミニウムを含む第１の金属層の一部分を露出し得る。前記電子デバイスは、さらに、相互拡散層を形成することによって製造される。前記相互拡散層は、少なくとも部分的に、前記第１の金属層の前記一部分に近接して導電層を選択的に形成することによって、および前記導電層に近接して第２の金属層の材料を堆積することによって、形成される。前記第２の金属層の材料はアルミニウムを含む。
【0009】
[0009] 開示される例、インプリメンテーション、または態様のうちの少なくとも１つによって提供される１つの特定の利点は、金属線のプライマリフィル材とその金属線に近接している誘電体材料との間にバリア層を自己形成することが、専用の拡散バリア／ライナ層を堆積することによってバリア層が形成されるときよりも薄いバリア層を形成することを可能にすることができるということである。バリア層を自己形成することによって可能にされるより薄いバリア層は、金属線のより大きい断面積がプライマリフィル材で満たされることを可能にすることができる。また、導電性デバイスの金属層間に配置された相互拡散層は、専用のバリア／ライナを堆積することを必要とせずに効果的なエレクトロマイグレーション（ＥＭ：electromigration）キャップ（cap）を提供することができ、それにより、導電材料のための１つまたは複数の開口部の断面積を保持する。本開示の他の態様、利点、および特徴が、以下のセクション、つまり、図面の簡単な説明、詳細な説明、および特許請求の範囲を含む、本願全体のレビュー後に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】[0010] シード層の部分に近接している自己形成バリア層と相互拡散層とを含むデバイスの側面図。
【図2】[0011] １つまたは複数の層もしくはプライマリフィル材の部分に近接している自己形成バリア層と相互拡散層とを含むデバイスの側面図。
【図30】[0036] 第１の金属線と下層金属層との間に相互拡散層を含む電子デバイスを製造するための製造プロセスの特定の例示的なインプリメンテーションのデータフロー図。
【詳細な説明】
【0011】
[0037] アルミニウム線、相互拡散層、自己形成バリア層、およびシード層を含む集積回路デバイスが、概して、図１において１００と例示されている。集積回路デバイス１００は、アルミニウムを含む第１の金属層１０２を含む。第１の金属層１０２は、トランジスタ構造（例えば、半導体トランジスタ）のソース／ドレイン［例示せず］に、またはそのゲート［例示せず］に結合(例えば、直接結合または間接結合)されるコンタクトに対応し得る。第１の金属層１０２は、基板工程（ＦＥＯＬ：front end of line）のインターコネクトまたは配線工程（ＢＥＯＬ）のインターコネクトに対応し得る。
【0012】
[0038] 集積回路デバイス１００は、アルミニウムを含む１つまたは複数の材料から形成されるか、またはそれを含む、インターコネクト構造を含む第２の金属層１０４を含む。インターコネクト構造は、誘電体層１０５に形成され得る。インターコネクト構造は、ビア部分１０６を含み、かつビア部分１０６に結合された第１の金属線１１０（例えば、第１のＢＥＯＬの金属線）を含む、インターコネクト１１３を含み得る。追加的に、インターコネクト構造は、第２の金属線１０８（例えば、第２のＢＥＯＬの金属線）および／または第３の金属線１１２（例えば、第３のＢＥＯＬの金属線）を含み得る。
【0013】
[0039] １つまたは複数のエアギャップが、インターコネクト構造の隣接する金属線の部分を分離し得る。例えば、第１のエアギャップ１０９は、第１の金属線１１０の一部分と第２の金属線１０８の一部分との間に配置され得る。よって、第２の金属線１０８は、第１のエアギャップ１０９によって第１の金属線１１０から分離され得る。別の例として、第２のエアギャップ１１１は、第１の金属線１１０の一部分と第３の金属線１１２の一部分との間に配置され得る。よって、第３の金属線１１２は、第２のエアギャップ１１１によって第１の金属線１１０から分離され得る。特定の態様において、第１の金属線１１０と第２の金属線１０８との間の距離は、約１２〜１５ナノメートル（ｎｍ）であり得、第１の金属線１１０と第３の金属線１１２との間の距離は、約１２〜１５ｎｍであり得る。よって、第１のエアギャップ１０９および／または第２のエアギャップ１１１は各々、約１２〜１５ｎｍの幅を有し得る。
【0014】
[0040] インターコネクト構造は、デュアルダマシンプロセス（例えば、ＢＥＯＬのデュアルダマシンプロセス）を使用して形成され得る。図２〜１６を参照してより詳細に説明されるように、例えば、誘電体層１０５の誘電体材料が堆積され得、リソグラフィ技法および／またはエッチング技法を使用して、１つまたは複数の開口部が誘電体層１０５の誘電体材料に形成され得、デュアルダマシン堆積プロセスを使用して（例えば、その後に電気めっきが続く、物理気相成長（ＰＶＤ：physical vapor deposition）のシードを使用して）材料を堆積することによって、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、および第３の金属線１１２が形成され得る。
【0015】
[0041] 第２の金属層１０４は、アルミニウムを含む１つまたは複数の材料から形成されたプライマリフィルを含む。いくつかの例において、第２の金属層１０４のプライマリフィルは、３つのプライマリフィル堆積段階を使用して形成され得る。例えば、第２の金属層１０４のプライマリフィルは、アルミニウムから形成されるか、またはそれを含む層１３３と、アルミニウムから形成されるか、またはそれを含む層１３５と、アルミニウムから形成されるか、またはそれを含む層１３７とを堆積するための３つのプライマリフィル堆積段階を使用して形成され得る。層１３３は、図１の集積回路デバイス１００の製造中に、（図８の）第５段階を参照して以下により詳細に説明されるように、第１のプライマリフィル段階において（例えば、ＣＶＤによって）選択的に堆積され得る。特定のインプリメンテーションにおいて、層１３３は、銅（Ｃｕ）でドープ、例えば４％のＣｕドーピング、された材料（例えば、Ａｌ）を含み得る。層１３３は、図８を参照してより詳細に以下に説明されるように、摂氏約２５０°（Ｃ）の温度で選択的に堆積され得る。層１３５は、図１の集積回路デバイス１００の製造中に、（図９の）第６段階を参照して以下により詳細に説明されるように、コンフォーマル（conformal）堆積技法を使用して第２のプライマリフィル段階中に非選択的に堆積され得る。層１３７は、図１の集積回路デバイス１００の製造中に、（図１０の）第７段階を参照して以下により詳細に説明されるように、インサイチュ（in-situ）ＰＶＤフィルのような堆積技法を使用して第３のプライマリフィル段階中に堆積され得る。図１の層１３７の材料は、Ｃｕでドープ（例えば、約４％のＣｕドーピング）されたＡｌを含み得るか、またはそれから形成され得る。
【0016】
[0042] 第２の金属層１０４のプライマリフィル材は、層１３３、１３５、および１３７を堆積する３つのプライマリフィル段階を使用して形成されるものとして例示されているが、３つよりも多いまたは３つよりも少ないプライマリフィル段階、および３つよりも多いまたは３つよりも少ない材料もしくは層が、第２の金属層１０４のプライマリフィルを形成するために使用されることもある。例えば、第２の金属層１０４のプライマリフィル材は、２つの層または材料を堆積する２つのプライマリフィル段階を使用して形成され得る。例えば、第２の金属層１０４のプライマリフィルは、図８を参照して以下により詳細に説明されるように、層１３３を選択的に堆積することによって形成され得る。図１の層１３３を形成した後で、別の材料（例えば、ＣｕドープされたＡｌ）が、残りのデュアルダマシン構造を満たすように、第２のプライマリフィル段階中に（例えば、非選択的なＣＶＤプロセスを使用して）堆積され得る。例えば、図３は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第１段階を例示し得、第２のプライマリフィル段階の非選択的なＣＶＤプロセスは、第１のプライマリフィル段階の実行時には満たされていない、図３の第１の開口部３１６、第２の開口部３１８、および／または第３の開口部３２０の任意の部分を満たし得る。
【0017】
[0043] 図１の集積回路デバイス１００は、インターコネクト１１３と第１の金属層１０２との間に相互拡散層１０３を含む。相互拡散層１０３は、アルミニウム（Ａｌ）と、コバルト（Ｃｏ）またはチタン（Ｔｉ）のような異なる導電材料とを含み得る（または、それらを使用して形成され得る）。相互拡散層１０３は、第１の金属層１０２に近接（例えば、直接接触）し、かつアルミニウムを含む第１の材料の層（例えば、シード層）１１９’に近接（例えば、直接接触）し得る（または、そのように近接している部分を含み得る）。相互拡散層１０３は、第１の金属層１０２と、インターコネクト１１３のような、第２の金属層１０４の少なくとも一部分との間の拡散を抑えるか、または防ぐことができる。相互拡散層１０３は、エレクトロマイグレーション（ＥＭ）キャップとしての役割をし得る。
【0018】
[0044] 相互拡散層１０３は、少なくとも部分的に、導電層の導電材料に近接してインターコネクト１１３の（アルミニウムを含む）材料の１つまたは複数の層を選択的に堆積することによって形成され得る。導電層は、第１の金属層１０２の露出部分に近接して（例えば、局所的またはエリア選択的な堆積技法を使用して）選択的に堆積され得る。例えば、図５は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第３段階を例示し得、導電層は、図５の導電層１２２に対応し得、その導電層１２２の形成を参照して説明されるように形成され得る。図１の相互拡散層１０３は、さらに、上述されたように、また図８を参照して以下に説明されるように、少なくとも部分的に、層１３３を選択的に堆積することによって形成され得る。例えば、図１の層１３３は、約２５０℃の温度で選択的に堆積され得、約２５０℃の温度での層１３３の堆積は、（例えば、層１１９’および／または層１３３の）アルミニウムに、図１の相互拡散層１０３を形成するように図５の導電層１２２の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）と相互作用させ得る。よって、相互拡散層１０３は、アルミニウム・コバルト合金（例えば、Ａｌ９Ｃｏ２）、アルミニウム・チタン合金、またはこれらの組合せといった、アルミニウム合金から形成され得るか、またはそれを含み得る。相互拡散層１０３は、ＥＭキャップとしての役割をし得る。
【0019】
[0045] 集積回路デバイス１００は、自己形成バリア層１１４を含み得る。自己形成バリア層１１４は、層１１９’（または、層１１９’の部分）に近接（例えば、直接接触）し得（または、そのように近接している部分を含み得）、かつ誘電体層１０５（または、誘電体層１０５の部分）に近接（例えば、直接接触）し得る。例えば、自己形成バリア層１１４は、インターコネクト１１３の層１１９’の部分と、インターコネクト１１３に近接している誘電体層１０５の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。追加的または代替的に、自己形成バリア層１１４は、第２の金属線１０８の層１１９’に近接（例えば、直接接触）し、かつ誘電体層１０５（または、誘電体層１０５の部分）に近接（例えば、直接接触）し得る（または、そのように近接している部分を含み得る）。例えば、自己形成バリア層１１４は、第２の金属線１０８の層１１９’の部分と、第２の金属線１０８に近接している（例えば、それを囲んでいる）誘電体層１０５の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。追加的または代替的に、自己形成バリア層１１４は、第３の金属線１１２の層１１９’に近接（例えば、直接接触）し、かつ誘電体層１０５（または、誘電体層１０５の部分）に近接（例えば、直接接触）し得る（または、そのように近接している部分を含み得る）。例えば、自己形成バリア層１１４は、第３の金属線１１２の層１１９’の部分と、第３の金属線１１２に近接している（例えば、それを囲んでいる）誘電体層１０５の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。自己形成バリア層１１４は、インターコネクト１１３のアルミニウムと誘電体層１０５との間、第２の金属線１０８のアルミニウムと誘電体層１０５との間、および第３の金属線１１２のアルミニウムと誘電体層１０５との間の拡散バリアとしての役割をし得る。
【0020】
[0046] 追加的に、自己形成バリア層１１４は、第１のエアギャップ１０９と、インターコネクト１１３の（例えば、第１の金属線１１０の）層１１９’の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得、および／または第１のエアギャップ１０９と第２の金属線１０８の層１１９’の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。追加的に、自己形成バリア層１１４は、第２のエアギャップ１１１と、インターコネクト１１３の（例えば、第１の金属線１１０の）層１１９’の部分との間に配置された部分を含み得、および／または第２のエアギャップ１１１と第３の金属線１１２の層１１９’の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。
【0021】
[0047] 自己形成バリア層１１４は、誘電体層１０５の材料（例えば、酸素）にアルミニウムをさらすことに応じて発生する化学反応により生じるアルミニウム化合物から形成され得るか、またはそれを含み得る。例として、自己形成バリア層１１４は、Ａｌ２Ｏ３から形成され得るか、またはそれを含み得る。例として、図６および７は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第４段階を例示し得、自己形成バリア層１１４は、誘電体層１０５の材料に図６の層（例えば、シード層）１１９のアルミニウムをさらすことに応じて発生する化学反応により生じ得る。例えば、図１のインターコネクト１１３の自己形成バリア層１１４は、図６の層１１９の部分を図１のインターコネクト１１３の自己形成バリア層１１４の部分に変換する化学反応により生じ得る。追加的に、第２の金属線１０８の自己形成バリア層１１４は、図６の層１１９の部分を第２の金属線１０８の自己形成バリア層１１４の部分に変換する化学反応により生じ得る。追加的に、第３の金属線１１２の自己形成バリア層１１４は、図６の層１１９の部分を第３の金属線１１２の自己形成バリア層１１４の部分に変換する化学反応により生じ得る。
【0022】
[0048] よって、拡散バリアは、専用の拡散バリア堆積プロセスを行わずに、集積回路デバイス１００のインターコネクト構造と誘電体層１０５との間に形成され得る。追加的に、自己形成バリア層１１４は、アルミニウム酸化反応の性質を受けて、（従来のバリア層と比べて）比較的薄くてもよい。したがって、自己形成バリア層１１４は、（比較的厚い専用のバリア／ライナ層を必要とする）銅の金属線と比べて、同じ金属線の幅でより大きい導電断面積を可能にすることができる。
【0023】
[0049] アルミニウム線、相互拡散層、および自己形成バリア層を含む集積回路デバイスが、概して、図２において２００と例示されている。集積回路デバイス２００および図１の集積回路デバイス１００の、いくつかの組成的もしくは構造的に類似した層、態様、または特徴が、共通して番号付けされた層、態様、または特徴の冗長な説明を避けるために、同じ参照番号でラベル付けされ得る。これらの層、態様、または特徴を表すために共通の参照番号を使用することは、共通して番号付けされた層、態様、または特徴が同じ層、態様、または特徴である（例えば、物理的に分離していない、および／または別々に形成されていない）こと、または、共通して番号付けされた層、態様、または特徴が組成的もしくは構造的に類似しているが分離している（例えば、物理的に分離している、および／または別々に形成されている）ことを示し得る。
【0025】
[0051] 図２の集積回路デバイス２００は、さらに、アルミニウムを含む１つまたは複数の材料から形成されるか、またはそれを含む、インターコネクト構造を含む第２の金属層２０４を含む。インターコネクト構造は、誘電体層１０５に形成され得る。インターコネクト構造は、ビア部分２０６と、ビア部分２０６に結合された第１の金属線２１０（例えば、第１のＢＥＯＬの金属線）とを含む、インターコネクト２１３を含み得る。第１の金属線２１０は、アルミニウムを含む第１の材料の層２３３’、アルミニウムを含む第２の材料の層２３５’、および／またはアルミニウムを含む第３の材料の層２３７を含み得る。追加的に、インターコネクト構造は、第２の金属線２０８（例えば、第２のＢＥＯＬの金属線）および第３の金属線２１２（例えば、第３のＢＥＯＬの金属線）といった、他の金属線部分を含み得る。
【0026】
[0052] １つまたは複数のエアギャップが、インターコネクト構造の隣接する金属線の部分を分離し得る。例えば、第１のエアギャップ２０９は、第１の金属線２１０の一部分と第２の金属線２０８の一部分との間に配置され得る。よって、第２の金属線２０８は、第１のエアギャップ２０９によって第１の金属線２１０から分離され得る。別の例として、第２のエアギャップ２１１は、第１の金属線２１０の一部分と第３の金属線２１２の一部分との間に配置され得る。よって、第３の金属線２１２は、第２のエアギャップ２１１によって第１の金属線２１０から分離され得る。特定の態様において、第１の金属線２１０と第２の金属線２０８との間の距離は、約１２〜１５ナノメートル（ｎｍ）であり得、第１の金属線２１０と第３の金属線２１２との間の距離は、約１２〜１５ｎｍであり得る。よって、第１のエアギャップ２０９および／または第２のエアギャップ２１１は各々、約１２〜１５ｎｍの幅を有し得る。
【0027】
[0053] インターコネクト構造は、デュアルダマシンプロセス（例えば、ＢＥＯＬのデュアルダマシンプロセス）を使用して形成され得る。図３〜５および図１７〜２８を参照してより詳細に説明されるように、例えば、誘電体層１０５の誘電体材料が堆積され得、リソグラフィ技法および／またはエッチング技法を使用して、１つまたは複数の開口部が誘電体層１０５の誘電体材料に形成され得、デュアルダマシン堆積プロセスを使用して開口部に１つまたは複数の材料を堆積することによって、第２の金属層２０４が形成され得る。
【0028】
[0054] 図２の第２の金属層２０４は、アルミニウムを含む１つまたは複数の材料から形成されたプライマリフィルを含む。いくつかの例において、第２の金属層２０４のプライマリフィルは、３つのプライマリフィル堆積段階を使用して形成され得る。例えば、第２の金属層２０４のプライマリフィルは、層２３３’の材料、層２３５’の材料、および層２３７の材料を堆積するための３つのプライマリフィル堆積段階を使用して形成され得る。
【0029】
[0055] 層２３３’の材料は、図２の集積回路デバイス２００の製造中に、（図１７の）第４段階を参照して以下により詳細に説明されるように、第１のプライマリフィル段階において（例えば、ＣＶＤによって）選択的に堆積され得る。層２３３’は、図２の自己形成バリア層２１４の部分に変換されない図１７の層２３３の部分に対応し得る。特定の例において、層２３３’は、銅でドープ（例えば、４％のＣｕドーピング）された材料（例えば、Ａｌ）を含み得る。図１７の層２３３は、摂氏約２５０°（Ｃ）の温度で選択的に堆積され得る。
【0030】
[0056] 層２３５’の材料は、図２の集積回路デバイス２００の製造中に、（図１９の）第５段階を参照して以下により詳細に説明されるように、コンフォーマル堆積技法を使用して第２のプライマリフィル段階中に非選択的に堆積され得る。層２３５’は、図２の自己形成バリア層２１４の部分に変換されない図１９の層２３５の部分に対応し得る。
【0031】
[0057] 層２３７は、図２の集積回路デバイス２００の製造中に、（図２１の）第６段階を参照して以下により詳細に説明されるように、インサイチュＰＶＤフィルのような堆積技法を使用して第３のプライマリフィル段階中に堆積され得る。層２３７の材料は、銅でドープ（例えば、約４％の銅ドーピング）されたアルミニウムを含み得るか、またはそれから形成され得る。
【0032】
[0058] 第２の金属層２０４のプライマリフィル材は、層２３３’、２３５’、および２３７の材料を堆積する３つのプライマリフィル段階を使用して形成されるものとして例示されているが、３つよりも多いまたは３つよりも少ないプライマリフィル段階、および３つよりも多いまたは３つよりも少ない材料もしくは層が、第２の金属層２０４のプライマリフィルを形成するために使用され得る。例えば、第２の金属層２０４のプライマリフィル材は、２つの層もしくは材料を堆積する２つのプライマリフィル段階を使用して形成されることもある。例えば、第２の金属層２０４のプライマリフィルは、（図１７の）第４段階を参照してより詳細に以下に説明されるように、層２３３を選択的に堆積することによって形成され得、その後に、残りのデュアルダマシン構造を満たすように、第２のプライマリフィル段階中に（例えば、銅ドープされたアルミニウムの）非選択的なＣＶＤプロセスが続く。例えば、図３は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第１段階を例示し得、第２のプライマリフィル段階の非選択的なＣＶＤプロセスは、第１のプライマリフィル段階の実行時には満たされていない、図３の第１の開口部３１６、第２の開口部３１８、および／または第３の開口部３２０の任意の部分を満たし得る。
【0033】
[0059] 図２の集積回路デバイス２００は、インターコネクト２１３と第１の金属層１０２との間に相互拡散層２０３を含む。相互拡散層２０３は、Ａｌと、ＣｏまたはＴｉのような異なる導電材料とを含み得る（または、それらを使用して形成され得る）。相互拡散層２０３は、第１の金属層１０２に近接（例えば、直接接触）し、かつアルミニウムを含む第１の材料の層に近接（例えば、直接接触）し得る（または、そのように近接している部分を含み得る）。例えば、相互拡散層２０３は、第１の金属層１０２と直接接触し、かつ層２３３’と直接接触している部分を含み得る。相互拡散層２０３は、第１の金属層１０２と、インターコネクト２１３のような、第２の金属層２０４の少なくとも一部分との間の拡散を抑えるか、または防ぐことができる。相互拡散層２０３は、エレクトロマイグレーション（ＥＭ）キャップとしての役割をし得る。
【0034】
[0060] 相互拡散層２０３は、少なくとも部分的に、導電層の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）に近接して、アルミニウムを含む材料を選択的に堆積する（例えば、選択的な堆積技法を使用する）ことによって形成され得る。例えば、図５は、図２の集積回路デバイス２００の形成中の第３段階を例示し得、導電層は、図５の導電層１２２に対応し得、その導電層１２２の形成を参照して説明されるように形成され得る。相互拡散層２０３は、さらに、図１７および１８の第４段階を参照して以下により詳細に説明されるように、少なくとも部分的に、層２３３’の材料を選択的に堆積することによって形成され得る。例えば、図１７の層２３３は、約２５０℃で選択的に堆積され得、約２５０°の温度での層２３３の堆積は、層２３３のアルミニウムに、図２の相互拡散層２０３を形成するように、導電層１２２の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）と相互作用させ得る。よって、相互拡散層２０３は、アルミニウム・コバルト合金（例えば、Ａｌ９Ｃｏ２）、アルミニウム・チタン合金、またはこれらの組合せといった、アルミニウム合金から形成され得るか、またはそれを含み得る。相互拡散層２０３は、ＥＭキャップとしての役割をし得る。
【0035】
[0061] 集積回路デバイス２００は、自己形成バリア層２１４を含み得る。自己形成バリア層２１４は、層２３３’に近接（例えば、直接接触）し、かつ誘電体層１０５（または、誘電体層１０５の部分）に近接（例えば、直接接触）し得る（または、そのように近接している部分を含み得る）。例えば、自己形成バリア層２１４は、層２３３’の部分と、インターコネクト２１３に近接している（例えば、それを囲んでいる）誘電体層１０５の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。追加的または代替的に、自己形成バリア層２１４は、第２の金属線２０８の層２３５’に近接（例えば、直接接触）し、かつ誘電体層１０５（または、誘電体層１０５の部分）に近接（例えば、直接接触）し得る（または、そのように近接している部分を含み得る）。例えば、自己形成バリア層２１４は、第２の金属線２０８の層２３５’の部分と、第２の金属線２０８に近接している（例えば、それを囲んでいる）誘電体層１０５の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。追加的または代替的に、自己形成バリア層２１４は、第３の金属線２１２の層２３５’に近接（例えば、直接接触）し、かつ誘電体層１０５（または、誘電体層１０５の部分）に近接（例えば、直接接触）し得る（または、そのように近接している部分を含み得る）。例えば、自己形成バリア層２１４は、第３の金属線２１２の層２３５’の部分と、第３の金属線２１２に近接している（例えば、それを囲んでいる）誘電体層１０５の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。自己形成バリア層２１４は、インターコネクト２１３のアルミニウムと誘電体層１０５との間、第２の金属線２０８のアルミニウムと誘電体層１０５との間、および第３の金属線２１２のアルミニウムと誘電体層１０５との間の拡散バリアとしての役割をし得る。
【0036】
[0062] 追加的に、自己形成バリア層２１４は、第１のエアギャップ２０９と、インターコネクト２１３の層２３３’または層２３５’の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得、および／または第１のエアギャップ２０９と第２の金属線２０８の層２３５’の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。追加的に、自己形成バリア層２１４は、第２のエアギャップ２１１とインターコネクト２１５の層２３３’または層２３５’の部分との間に配置された部分を含み得、および／または第２のエアギャップ２１１と第３の金属線２１２の層２３５’の部分との間に（例えば、それらを分離して）配置された部分を含み得る。
【0037】
[0063] 自己形成バリア層２１４は、誘電体層１０５の材料にアルミニウムをさらすことに応じて発生する化学反応により生じるアルミニウム化合物から形成され得るか、またはそれを含み得る。例えば、図１７〜２０は、図２の集積回路デバイス２００を形成する段階を例示し得、自己形成バリア層２１４は、誘電体層１０５の材料に図１７および１９の層２３３および２３５のアルミニウムをさらすことに応じて発生する化学反応により生じ得る。
【0038】
[0064] 例えば、インターコネクト２１３の自己形成バリア層２１４の部分は、図１７の層２３３の部分を図１８の自己形成バリア１８１４に変換する化学反応により生じ得る。図１８の自己形成バリア１８１４は、図２のビア部分２０６の自己形成バリア層２１４の部分に対応し得る。追加的に、自己形成バリア層２１４の部分は、図１９の層２３５の部分を図２０の自己形成バリア２０１４に変換する化学反応により生じ得る。自己形成バリア２０１４は、図２の第１、第２、および第３の金属線２１０、２０８、および２１２の自己形成バリア層２１４の部分に対応し得る。
【0039】
[0065] よって、拡散バリアは、専用の拡散バリア堆積プロセスを行わずに、集積回路デバイス２００のインターコネクト構造と誘電体層１０５との間に形成され得る。追加的に、自己形成バリア層２１４は、アルミニウム酸化反応の性質を受けて、（従来のバリア層と比べて）比較的薄くてもよい。したがって、自己形成バリア層２１４は、（比較的厚い専用のバリア／ライナ層を必要とする）銅の金属線と比べて、同じ金属線の幅でより大きい導電断面積を可能にすることができる。
【0040】
[0066] （図１と併せて）図３〜１６は、相互拡散層と自己形成拡散バリアとを含むデバイスの製造中の段階を例示している。例えば、３〜１６の例示的な段階は、図１の集積回路デバイス１００を製造するために使用され得る。
【0041】
[0067] 図３は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第１段階を例示し得る。図３の第１段階は、誘電体層１５５の誘電体材料を堆積することと、開口部［例示せず］をエッチングすることと、金属層１０２の材料を開口部の中に堆積することとを含み得る。金属層１０２は、Ａｌから形成され得るか、またはそれを含み得る。金属層１０２を形成するために堆積されたＡｌは、誘電体層１５５の材料（例えば、酸素）または空気と化学的に反応して自己形成バリア層１１５を形成し得る。図３の第１段階は、さらに、層間バリア１３０を堆積することを含み得る。層間バリア１３０は、窒化Ａｌ（例えば、ＡｌＮ）から形成され得るか、またはそれを含み得る。
【0042】
[0068] 図３の第１段階は、さらに、第１の開口部３１６、第２の開口部３１８、および第３の開口部３２０を形成するためにデュアルダマシンエッチングを行うことを含む。例えば、誘電体層１０５の誘電体材料は、層間バリア１３０上に堆積され得る。パターニングされたフォトレジスト層（patterned photoresist layer）［例示せず］が、誘電体層１０５上に形成され得る。パターニングされたフォトレジスト層は、ネガパターンを含み得る。誘電体層１０５は、第１の開口部３１６、第２の開口部３１８、および第３の開口部３２０を形成するためにフォトレジスト層のネガパターンにしたがってエッチングされ得る。誘電体層１０５は、第１の金属層１０２の自己形成バリア層１１５の材料を貫通して（through）エッチングしないエッチング剤を使用してエッチングされ得る。例えば、自己形成バリア層１１５は、Ａｌ２Ｏ３から形成され得るか、またはそれを含み得、エッチング剤は、Ａｌ２Ｏ３に対して低いエッチング速度を呈し得る。第１の開口部を形成すると、自己形成バリア層１１５の部分３４０を露出し得る。
【0043】
[0069] 図４は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第２段階を例示し得る。第２段階は、第１段階の後に行われ得る。図４の第２段階は、図３の自己形成バリア層１１５の部分３４０を除去することを含む。自己形成バリア層１１５の部分３４０は、インサイチュＨラジカル処理（in-situ H radical treatment）を使用して除去され得る。第１の開口部３１６に近接している自己形成バリア層１１５の部分３４０を除去することは、図４の第１の金属層１０２の部分４４０を露出し得、第１の変更された第１の開口部４１６をもたらし得る。
【0044】
[0070] 図５は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第３段階を例示し得る。第３段階は、第２段階の後（例えば、自己形成バリア層１１５の図３の部分３４０が除去された後）に行われ得る。図５の第３段階は、第１の金属層１０２の露出部分４４０に近接している図４の第１の変更された第１の開口部４１６に導電層１２２を（例えば、局所的またはエリア選択的な堆積技法によって）選択的に形成することを含む。図５の導電層１２２は、図５の導電層１２２が、図４の第１の変更された第１の開口部４１６の側壁の少なくとも一部分に形成されない、および／または第１の変更された第１の開口部４１６の外側に形成されないように、図４の第１の変更された第１の開口部４１６に選択的に形成され得る。
【0045】
[0071] 図５の導電層１２２は、ＣＶＤ技法のような、局所的またはエリア選択的な堆積技法もしくはプロセスを使用して、図５の第１の金属層１０２の露出部分４４０に近接して選択的に堆積され得る。いくつかの例において、導電層１２２は、第１の金属層１０２の露出部分４４０に近接している図４の第１の変更された第１の開口部４１６における局所的またはエリア選択的な堆積に好適であり、金属合金またはアルミニウムとの化合物を形成することになり、積極的に拡散しない、任意の導電材料（例えば、任意の金属）から形成され得るか、またはそれを含み得る。図４の第１の変更された第１の開口部４１６の側壁および／または第１の変更された第１の開口部４１６の外側に図５の導電層１２２の材料を堆積せずに、図５の導電層１２２の材料が図４の露出部分４４０に堆積されることができる場合、図５の導電層１２２の導電材料は、図４の第１の変更された第１の開口部４１６における局所的またはエリア選択的な堆積に好適であり得る。いくつかの例において、図５の導電層１２２の導電材料は、ＣｏまたはＴｉを含み得る。特定のインプリメンテーションにおいて、導電層１２２は、約１ｎｍの厚さを有する。図４の第１の変更された第１の開口部４１６に導電層１２２を形成すると、図５の第２の変更された第１の開口部５１６を形成し得る。
【0046】
[0072] 図６および７は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第４段階を例示している。第４段階は、第３段階の後に行われ得る。図６および７の第４段階は、図５の第２の変更された第１の開口部５１６に、第２の開口部３１８に、および第３の開口部３２０に、図６の層１１９を形成することを含む。例えば、図６の層１１９は、導電層１２２の露出部分に近接（例えば、直接接触）して、かつ第２の変更された第１の開口部５１６の側壁を画定する（define）誘電体層１０５の露出部分に近接（例えば、直接接触）して、図５の第２の変更された第１の開口部５１６に形成され得る。追加的または代替的に、図６の層１１９は、第２の開口部３１８の側壁および／または第１の表面（例えば、下面）を画定する誘電体層１０５の露出部分に近接（例えば、直接接触）して、図５の第２の開口部３１８に形成され得る。追加的または代替的に、図６の層１１９は、第３の開口部３２０の側壁および／または第１の表面（例えば、下面）を画定する誘電体層１０５の部分に近接（例えば、直接接触）して、図５の第３の開口部３２０に形成され得る。図６の層１１９は、アルミニウムから形成され得るか、またはそれを含み得る。
【0047】
[0073] 図７の自己形成バリア層１１４は、図６の層１１９の部分のアルミニウムと誘電体層１０５の誘電体材料との間の化学反応に応じて生じ得る。化学反応は、層１１９の部分を図７の自己形成バリア層１１４に変換し得るが、図６の層１１９の他の部分は変えないでおく。図７の層１１９’は、実質的に（または完全に）変わらないままである（例えば、誘電体層１０５の誘電体材料との化学反応を受けない）図６の層１１９の部分に対応し得る。例えば、図５の第２の変更された第１の開口部５１６に堆積された図６の層１１９の部分は、図５の第２の変更された第１の開口部５１６に堆積された図６の層１１９の部分と、図５の第２の変更された第１の開口部５１６の部分を画定する誘電体層１０５の露出部分との間の化学反応により、図１のインターコネクト１１３の自己形成バリア層１１４の部分に変換され得る。追加的に、図５の第２の開口部３１８に堆積された図６の層１１９の部分は、図５の第２の開口部３１８に堆積された図６の層１１９の部分と、第２の開口部３１８を画定する誘電体層１０５の露出部分との間の化学反応により、図１の第２の金属線１０８の自己形成バリア層１１４の部分に変換され得る。追加的に、図５の第３の開口部３２０に堆積された図６の層１１９の部分は、図５の第３の開口部３２０に堆積された図６の層１１９の部分と、第３の開口部３２０を画定する誘電体層１０５の露出部分との間の化学反応により、図１の第３の金属線１１２の自己形成バリア層１１４の部分に変換され得る。
【0048】
[0074] 図７の層１１９’は、アルミニウムを含む材料の（例えば、ＣＶＤによる）平滑な堆積を促進し得る。例えば、図１の第２の金属層１０４のプライマリフィルが、上述されたような３つのプライマリフィル段階および３つの材料を使用して形成される場合、層１１９’は、図１および８〜１６の層１３３および１３５の平滑なＣＶＤを促進し得る。代替的に、プライマリフィルが、上述されたような２つのプライマリフィル段階および２つの材料を使用して形成される場合、図７の層１１９’は、図１および８〜１６の層１３３の平滑なＣＶＤを促進し得、図３の第１の開口部３１６の残りの部分を満たすため、ならびに第２および第３の開口部３１８および３２０を満たすために、ドープされたアルミニウム材料（例えば、４％のＣｕドーピング）の平滑なＣＶＤを促進し得る。
【0049】
[0075] 図５の第２の変更された第１の開口部５１６に図６の層１１９または図７の層１１９’を形成することは、図６および７の第３の変更された第１の開口部６１６をもたらし得る。図５の第２の開口部３１８に図６の層１１９または図７の層１１９’を形成することは、図６および７の第１の変更された第２の開口部６１８をもたらし得る。追加的に、図５の第３の開口部３２０に図６の層１１９または図７の層１１９’を形成することは、図６および７の第１の変更された第３の開口部６２０をもたらし得る。
【0050】
[0076] 図８は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第５段階を例示している。第５段階は、第４段階の後に行われ得る。図８の第５段階は、図７の第３の変更された第１の開口部６１６に層１３３を（例えば、局所的またはエリア選択的な堆積技法により）選択的に形成することを含む。図８の層１３３は、ＣＶＤ技法のような、局所的またはエリア選択的な堆積技法を使用して選択的に形成され得る。図８の層１３３は、図７の第３の変更された第１の開口部６１６を画定する層１１９’の少なくとも一部分に近接（例えば、直接接触）している図７の第３の変更された第１の開口部６１６に層１３３の材料を選択的に堆積することによって、図７の第３の変更された第１の開口部６１６に選択的に形成され得る。図７の第３の変更された第１の開口部６１６に図８の層１３３を選択的に堆積することは、図８の第４の変更された第１の開口部８１６をもたらし得る。
【0051】
[0077] 層１３３の材料は、摂氏約２５０°（Ｃ）の温度で選択的に堆積され得る。約２５０℃での層１３３の材料の堆積は、アルミニウムに、図８の相互拡散層１０３の金属合金を形成するように、図７の導電層１２２の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）と相互作用させ得る。例えば、層１１９’のアルミニウムおよび第１の金属層１０２のアルミニウムは、図７の導電層１２２の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）と相互作用して図８の相互拡散層１０３を形成し得る。例として、図７の導電層１２２がＣｏから形成されるか、またはそれを含む場合、図８の層１１９’のアルミニウムおよび／または層１３３のアルミニウムは、Ｃｏと相互作用してアルミニウムとコバルトとを含む相互拡散層１０３を形成し得る。この例において、相互拡散層１０３は、Ａｌ９Ｃｏ２から形成され得るか、またはそれを含み得る。相互拡散層１０３は、ＥＭキャップとしての役割をし得る。
【0052】
[0078] 図９は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第６段階を例示している。第６段階は、第５段階の後に行われ得る。図９の第６段階は、層１３５を形成することを含む。例えば、層１３５は、図８の第４の変更された第１の開口部８１６に、第１の変更された第２の開口部６１８に、および第１の変更された第３の開口部６２０に、層１３５の材料を非選択的に堆積することによって形成され得る。図９の層１３５の材料はアルミニウムを含み得る。
【0053】
[0079] いくつかの例において、層１３５の材料は、層１１９’の露出部分に近接して、かつ層１３３の露出部分に近接して層１３５の材料を堆積するように、非選択的なコンフォーマルＣＶＤ技法を使用して非選択的に堆積され得る。例えば、層１３５の材料は、図８の第４の変更された第１の開口部８１６における、第１の変更された第２の開口部６１８における、および第１の変更された第３の開口部６２０における層１１９’の露出部分に近接して、かつ第４の変更された第１の開口部８１６における層１３３の露出部分に近接して、非選択的に堆積され得る。図９の層１３５を形成することは、第５の変更された第１の開口部９１６、第２の変更された第２の開口部９１８、および第２の変更された第３の開口部９２０をもたらし得る。
【0054】
[0080] いくつかの例において、図３の第１の開口部３１６、第２の開口部３１８、および第３の開口部３２０の部分は、図９の層１３５の形成時には満たされないままであり得る。これらの例において、層１３５は、物理気相成長（ＰＶＤ）を使用するデュアルダマシンフィルのその後の堆積を促進するためのシード層としての役割をし得る。よって、図３の第１、第２および第３の開口部３１６、３１８、および３２０は、図９の第６段階中に部分的に満たされ得る。
【0055】
[0081] 代替的に、上述されたように、２つのプライマリフィル段階が、図１の第１、第２、および／または第３の金属線１１０、１０８、および１１２のプライマリフィルを形成するために使用されることもあり、図１０を参照して以下に説明されるような第３のプライマリフィル材の堆積が省略され得る。２つのプライマリフィル段階が図１の第２の金属層１０４のプライマリフィルを形成するために使用される場合、層１３５は、銅ドープされたアルミニウム（例えば、約４％のＣｕ）を含み得、プライマリフィルを形成する第２段階（例えば、図９の第６段階）は、図８の第５状態の実行後は満たされるべき状態のままである、図３の第１、第２、および第３の開口部３１６、３１８、および３２０の部分を完全に満たすことを含み得る。この例において、図９の層１３５は、ＣＶＤ技法を使用して堆積され得る。よって、図３の第１、第２、および第３の開口部３１６、３１８、および３２０は、図９の第６段階中に完全に満たされ得る。
【0056】
[0082] 図１０は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第７段階を例示している。第７段階は、第６段階の後に行われ得る。３つのプライマリフィル段階が、上述されたように、第２の金属層１０４のプライマリフィルを形成するために使用される場合、図１０の第７段階は、層１３７を形成することと、第２の金属層１０４の材料に対してリフロー（reflow）プロセスを行うこととを含む。例えば、層１３７の材料は、層１３５の露出部分に近接して、図９の第５の変更された第１の開口部９１６に、第２の変更された第２の開口部９１８に、および第２の変更された第３の開口部９２０に堆積され得る。いくつかの例において、図１０の層１３７は、インサイチュＰＶＤ技法を使用して形成され得る。層１３７の材料は、銅ドープされたアルミニウムを含み得る。
【0057】
[0083] 代替的に、上述されたように、図１の第２の金属層１０４のプライマリフィルを形成するために２つのみのプライマリフィル段階が使用される場合、第７段階は、第２の金属層１０４に対してリフロープロセスを行うことを含み、図１０の層１３７を形成することは含まなくてもよい。
【0058】
[0084] リフロープロセスは、アルミニウム（例えば、層１１９’、層１３３、層１３５、および／または層１３７）を含む第２の金属層１０４の材料に対してリフロー技法を行うことを含み得る。リフロープロセスは、約４００℃で行われ得る。リフロープロセスは、アルミニウム（例えば、層１１９’、層１３３、層１３５、および／または層１３７）を含む第２の金属層１０４の材料における粒界の交点（例えば、三重点）を除去することができ、それにより、第２の金属層１０４のＥＭの挙動を改善する。
【0059】
[0085] 図１１は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第８段階を例示している。第８段階は、第７段階の後に行われ得る。第８段階は、誘電体層１０５上に留まっている（stopping）、図１０の層１１９’の部分、自己形成バリア層１１４の部分、層１３５の部分、および／または層１３７の部分に対して（例えば、化学機械平坦化（ＣＭＰ：chemical mechanical planarization）によって）平坦化することを含み得る。
【0060】
[0086] 図１２は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第９段階を例示している。第９段階は、第８段階の後に行われ得る。第９段階は、誘電体層１０５に近接してエッチストップ層１２４を堆積することを含み得る。エッチストップ層１２４は、ＡｌＮから形成され得るか、またはそれを含み得る。
【0061】
[0087] 図１３は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第１０段階を例示している。第１０段階は、第９段階の後に行われ得る。第１０段階は、エッチストップ層１２４に近接してフォトレジスト層１２６を形成することを含み得る。
【0062】
[0088] 図１４は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第１１段階を例示している。第１１段階は、第１０段階の後に行われ得る。第１１段階は、フォトレジスト層１２６にパターニングすることと、エッチストップ層１２４にそのパターンを転写して開口部１２８を形成することとを含み得る。フォトレジスト層１２６のパターンは、（例えば、ウェット化学エッチングを使用して）等方的に、または異方的に、エッチストップ層１２４をエッチングすることによって、エッチストップ層１２４に転写され得る。
【0063】
[0089] 図１５は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第１２段階を例示している。第１２段階は、第１１段階の後に行われ得る。第１２段階は、開口部１２８を貫通して誘電体層１０５をエッチングして第１のエアギャップ１０９および第２のエアギャップ１１１を形成することを含み得る。誘電体層１０５は、（例えば、ウェット化学エッチングを使用して）等方的に、または異方的に、開口部１２８を貫通してエッチングされ得る。
【0064】
[0090] 図１６は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第１３段階を例示している。第１３段階は、第１２段階の後に行われ得る。第１３段階は、図１５のフォトレジスト層１２６の残りの部分を除去することと、エッチングポリマーを除去するためにエッチング後洗浄（post-etch clean）（例えば、ウェット洗浄またはドライ洗浄）を行うこととを含み得る。
【0065】
[0091] 図１に戻ると、集積回路デバイス１００の製造中の第１４段階が例示されている。第１４段階は、第１３段階の後に行われ得る。第１４段階は、エッチストップ層１２４に近接して（例えば、その上、上部、または上方に）誘電体材料１３２（例えば、ｌｏｗ−Ｋ誘電体材料）を堆積する（例えば、非コンフォーマル堆積技法を使用する）ことによって、第１および第２のエアギャップ１０９および１１１を封止することを含み得る。
【0066】
[0092] （図２と併せて）図３〜５および１７〜２７は、相互拡散層と自己形成拡散バリアとを含むデバイスの製造中の段階を例示している。例えば、３〜５および１７〜２７の例示的な段階は、図２の集積回路デバイス２００を製造するために使用され得る。図３〜５は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第１、第２、および第３段階を例示し得、図１の集積回路デバイス１００の製造中の第１、第２、および第３段階に対応し得るか、またはそれら段階を参照して上述されたように行われ得る。
【0067】
[0093] 図１７および１８は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第４段階を例示している。第４段階は、第３段階の後に行われ得る。図１７および１８の第４段階は、図５の第２の変更された第１の開口部５１６に図１７の層２３３を（例えば、局所的またはエリア選択的な堆積技法により）選択的に形成することを含む。図１７の層２３３は、ＣＶＤ技法のような、局所的またはエリア選択的な堆積技法を使用して、図５の第２の変更された第１の開口部５１６に選択的に形成され得る。図１７の層２３３は、導電層１２２の露出部分に近接（例えば、直接接触）して、かつ第２の変更された第１の開口部５１６の側壁を画定する誘電体層１０５の露出部分に近接（例えば、直接接触）して図５の第２の変更された第１の開口部５１６に図１７の層２３３の材料を選択的に堆積することによって選択的に形成され得る。
【0068】
[0094] 図１８の自己形成バリア１８１４は、図１７の層２３３の部分のアルミニウムと誘電体層１０５の誘電体材料との間の化学反応に応じて生じ得る。自己形成バリア１８１４は、インターコネクト２１３の図２の自己形成バリア層２１４の部分に対応し得る。化学反応は、図１７の層２３３の部分を図１８の自己形成バリア１８１４に変換し得るが、図１７の層２３３の他の部分は変えないでおく。図１８の層２３３’は、実質的に（または完全に）変わらないままである（例えば、誘電体層１０５の誘電体材料との化学反応を受けない）図１７の層２３３の部分に対応し得る。例えば、図５の第２の変更された第１の開口部５１６に堆積された図１７の層２３３の部分は、図５の第２の変更された第１の開口部５１６に堆積された図１７の層２３３の部分と、第２の変更された第１の開口部５１６の部分を画定する誘電体層１０５の部分との間の化学反応により、図２のインターコネクト２１３の自己形成バリア層２１４の部分に変換され得る。図５の第２の変更された第１の開口部５１６に図１７の層２３３または図１８の層２３３’を形成することは、図１７および１８の第３の変更された第１の開口部１７１６をもたらし得る。
【0069】
[0095] 図１７の層２３３の材料は、摂氏約２５０°（Ｃ）の温度で選択的に堆積され得る。約２５０℃での層２３３の材料の堆積は、アルミニウムに、図１８の相互拡散層１０３を形成するように、導電層１２２の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）と相互作用させ得る。例えば、図１７の層２３３または図１８の層２３３’のアルミニウムおよび第１の金属層１０２のアルミニウムは、図１７の導電層１２２の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）と相互作用して図１８の相互拡散層１０３を形成し得る。例として、図１７の導電層１２２がＣｏから形成されるか、またはそれを含む場合、層２３３のアルミニウムは、Ｃｏと相互作用してＡｌとＣｏとを含む図１８の相互拡散層１０３を形成し得る。この例において、相互拡散層１０３は、Ａｌ９Ｃｏ２から形成され得るか、またはそれを含み得る。相互拡散層１０３は、ＥＭキャップとしての役割をし得る。
【0070】
[0096] 図１９および２０は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第５段階を例示している。第５段階は、第４段階の後に行われ得る。図１９および２０の第５段階は、図１９の層２３５を形成することを含む。例えば、層２３５は、図１８の第３の変更された第１の開口部１７１６に、図３の第２の開口部３１８に、および図３の第３の開口部３２０に、層２３５の材料を非選択的に堆積することによって形成され得る。図１９の層２３５の材料はアルミニウムを含み得る。いくつかの例において、層２３５の材料は、誘電体層１０５の露出部分に近接して、かつ層２３３’の露出部分と自己形成バリア１８１４とに近接して層２３５の材料を堆積するように、非選択的なコンフォーマルＣＶＤ技法を使用して非選択的に堆積され得る。図１９の層２３５を形成することは、第４の変更された第１の開口部１９１６、第１の変更された第２の開口部１９１８、および第１の変更された第３の開口部１９２０をもたらし得る。
【0071】
[0097] 図２０の自己形成バリア２０１４は、誘電体層１０５の誘電体材料と図１９の層２３５のアルミニウムとの間の化学反応に応じて生じ得る。自己形成バリア２０１４は、インターコネクト２１３の図２の自己形成バリア層２１４の部分、第２の金属線２０８の自己形成バリア層２１４の部分、第３の金属線２１２の自己形成バリア層２１４の部分に対応し得る。化学反応は、図１９の層２３５の部分を図２０の自己形成バリア２０１４に変換し得るが、図１９の層２３５の他の部分は変えないでおく。図２０の層２３５’は、実質的に（または完全に）変わらないままである（例えば、誘電体層１０５の誘電体材料との化学反応を受けない）図１９の層２３５の部分に対応し得る。
【0072】
[0098] 例えば、図１８の第３の変更された第１の開口部１７１６に堆積された図１９の層２３５の部分は、図１８の第３の変更された第１の開口部１７１６に堆積された図１９の層２３５の部分と、第３の変更された第１の開口部１７１６の部分を画定する誘電体層１０５の部分との間の化学反応により、図２のインターコネクト２１３の自己形成バリア層２１４の部分に変換され得る。別の例として、図１８の第２の開口部３１８に堆積された図１９の層２３５の部分は、図１８の第２の開口部３１８に堆積された図１９の層２３５の部分と、第２の開口部３１８の部分を画定する誘電体層１０５の部分との間の化学反応により、図２の第２の金属線２０８の自己形成バリア層２１４の部分に変換され得る。別の例として、図１８の第３の開口部３２０に堆積された図１９の層２３５の部分は、図１８の第３の開口部３２０に堆積された図１９の層２３５の部分と、第３の開口部３２０の部分を画定する誘電体層１０５の部分との間の化学反応により、図２の第３の金属線２１２の自己形成バリア層２１４の部分に変換され得る。
【0073】
[0099] いくつかの例において、図３の第１の開口部３１６、第２の開口部３１８、および第３の開口部３２０の部分は、図１９の層２３５の形成時には満たされないままであり得る。これらの例において、層２３５は、物理気相成長（ＰＶＤ）を使用するデュアルダマシンフィルのその後の堆積を促進するためのシード層としての役割をし得る。よって、図３の第１、第２および第３の開口部３１６、３１８、および３２０は、図１９の第６段階中に部分的に満たされ得る。
【0074】
[00100] 代替的に、上述されたように、２つのプライマリフィル段階が、図２の第１、第２、および／または第３の金属線２１０、２０８、および２１２のプライマリフィルを形成するために使用されることもあり、図２１を参照して以下に説明されるような第３のプライマリフィル材の堆積が省略され得る。２つのプライマリフィル段階が図２の第２の金属層２０４のプライマリフィルを形成するために使用される場合、図１９の層２３５は、銅ドープされたアルミニウム（例えば、約４％の銅）を含み得、プライマリフィルを形成する第２段階は、図１７および１８の第５状態の実行後は満たされるべき状態のままである、図３の第１、第２、および第３の開口部３１６、３１８、および３２０の部分を完全に満たすことを含み得る。この例において、図１９の層２３５は、ＣＶＤ技法を使用して堆積され得る。よって、図３の第１、第２および第３の開口部３１６、３１８、および３２０は、図１９および２０の第６段階中に完全に満たされ得る。
【0075】
[00101] 図２１は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第６段階を例示している。第６段階は、第５段階の後に行われ得る。３つのプライマリフィル段階が、上述されたように、第２の金属層２０４のプライマリフィルを形成するために使用される場合、図２１の第６段階は、層２３７を形成することと、第２の金属層２０４の材料に対してリフロープロセスを行うこととを含む。例えば、層２３７の材料は、層２３５’の露出部分に近接して、図２０の第４の変更された第１の開口部１９１６に、第１の変更された第２の開口部１９１８に、および第１の変更された第３の開口部１９２０に堆積され得る。いくつかの例において、図２１の層２３７は、インサイチュＰＶＤ技法を使用して形成され得る。層２３７の材料は、銅ドープされたアルミニウムを含み得る。
【0076】
[00102] 代替的に、上述されたように、図２の第２の金属層２０４のプライマリフィルを形成するために２つのみのプライマリフィル段階が使用される場合、第６段階は、第２の金属層２０４に対してリフロープロセスを行うことを含み、図２１の層２３７を形成することは含まなくてもよい。
【0077】
[00103] リフロープロセスは、アルミニウム（例えば、層２３３’、層２３５’、および／または層２３７）を含む第２の金属層２０４の材料に対してリフロー技法を行うことを含み得る。リフロープロセスは、約４００℃で行われ得る。リフロープロセスは、アルミニウム（例えば、層２３３、層２３５、および／または層２３７）を含む第２の金属層２０４の材料における粒界の交点（例えば、三重点）を除去することができ、それにより、第２の金属層２０４のＥＭの挙動を改善する。
【0078】
[00104] 図２２は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第７段階を例示している。第７段階は、第６段階の後に行われ得る。第７段階は、誘電体層１０５上に留まっている、図２１の自己形成バリア２０１４の部分、図２１の層２３５’の部分、および／または図２１の層２３７の部分に対して（例えば、化学機械平坦化（ＣＭＰ）によって）平坦化することを含み得る。
【0079】
[00105] 図２３は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第８段階を例示している。第８段階は、第７段階の後に行われ得る。第８段階は、誘電体層１０５に近接してエッチストップ層２２４を堆積することを含み得る。エッチストップ層２２４は、ＡｌＮから形成され得るか、またはそれを含み得る。
【0080】
[00106] 図２４は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第９段階を例示している。第９段階は、第８段階の後.に行われ得る。第９段階は、エッチストップ層２２４に近接してフォトレジスト層２２６を形成することを含み得る。
【0081】
[00107] 図２５は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第１０段階を例示している。第１０段階は、第９段階の後に行われ得る。第１０段階は、フォトレジスト層２２６にパターニングすることと、エッチストップ層２２４にそのパターンを転写して開口部２２８を形成することとを含み得る。フォトレジスト層２２６のパターンは、（例えば、ウェット化学エッチングを使用して）等方的に、または異方的に、エッチストップ層２２４をエッチングすることによって、エッチストップ層２２４に転写され得る。
【0082】
[00108] 図２６は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第１１段階を例示している。第１１段階は、第１０段階の後に行われ得る。第１１段階は、開口部２２８を貫通して誘電体層１０５をエッチングして第１のエアギャップ２０９および第２のエアギャップ２１１を形成することを含み得る。誘電体層１０５は、（例えば、ウェット化学エッチングを使用して）等方的に、または異方的に、開口部２２８を貫通してエッチングされ得る。
【0083】
[00109] 図２７は、図２の集積回路デバイス２００の製造中の第１２段階を例示している。第１２段階は、第１１段階の後に行われ得る。第１２段階は、図２６のフォトレジスト層２２６の残りの部分を除去することと、エッチングポリマーを除去するためにエッチング後洗浄（例えば、ウェット洗浄またはドライ洗浄）を行うこととを含み得る。
【0084】
[00110] 図２に戻ると、集積回路デバイス２００の製造中の第１３段階が例示されている。第１３段階は、第１２段階の後に行われ得る。第１３段階は、エッチストップ層２２４に近接して（例えば、その上、上部、または上方に）誘電体材料２３２（例えば、ｌｏｗ−Ｋ誘電体材料）を堆積する（例えば、非コンフォーマル堆積技法を使用する）ことによって、第１および第２のエアギャップ２０９および２１１を封止することを含み得る。
【0085】
[00111] 図２８を参照すると、集積回路デバイスを製造する方法の例示的な例のフローチャートが図示されている。集積回路デバイスは、図１の集積回路デバイス１００または図２の集積回路デバイス２００に対応し得る。
【0086】
[00112] 図２８の方法は、２８１０において、誘電体層に第１の開口部を形成することを含む。第１の開口部は、図４の第１の変更された第１の開口部４１６に対応し得る。第１の変更された第１の開口部４１６を形成することは、図３の第１段階を参照して上述されたような図３の第１の開口部３１６を形成することを含み得、図４の第２段階を参照して上述されたような自己形成バリア層１１５の部分３４０に対してインサイチュＨラジカル処理を行うことをさらに含み得る。図４の第１の変更された第１の開口部４１６は、第１の金属層１０２の部分４４０を露出し得る。
【0087】
[00113] 図２８の方法は、さらに、２８２０において、相互拡散層を形成することを含む。相互拡散層は、図１および８〜１６の相互拡散層１０３または図２および１８〜２７の相互拡散層２０３に対応し得る。図１および８〜１６の相互拡散層１０３または図２および１８〜２７の相互拡散層２０３は、図１の集積回路デバイス１００の製造中の図５〜８の第３〜第５段階を参照して上述されたように形成され得るか、または、図２の集積回路デバイス２００の製造中の図５、１７、および１８の第３および第４段階を参照して上述されたように形成され得る。
【0088】
[00114] 例えば、図１および８〜１６の相互拡散層１０３または図２および１８〜２７の相互拡散層２０３は、図５を参照して上述されたように、少なくとも部分的に、第１の金属層１０２に近接して（例えば、露出部分４４０に近接して）第１の開口部（例えば、図４の第１の変更された第１の開口部４１６）に導電層を選択的に形成することによって形成され得る。
【0089】
[00115] 図１および８〜１６の相互拡散層１０３または図２および１８〜２７の相互拡散層２０３は、さらに、少なくとも部分的に、導電層１２２に近接して第２の金属層の材料を堆積することによって形成され得る。例えば、図６の層１１９は、図６および７の第５段階を参照して上述されたように堆積され得る。別の例として、図１７の層２３３は、図１７および１８の第４段階を参照して上述されたように堆積され得る。図１および８〜１６の相互拡散層１０３を形成することは、さらに、第１の開口部内に（例えば、図７の第２の変更された第１の開口部に）図８の層１３３を選択的に堆積することを含み得る。
【0090】
[00116] 上述されたように、図８の層１３３または図１７の層２３３は、摂氏約２５０°（Ｃ）でＣＶＤプロセスを使用して選択的に堆積され得る。約２５０℃での図８の層１３３または図１７の層２３３の堆積は、アルミニウムに、図１および８〜１６の相互拡散層１０３または図２および１８〜２７の相互拡散層２０３を形成するように、図７または図１７の導電層１２２と相互作用させ得る。例えば、図６の層１１９が使用される場合、層１１９のアルミニウムおよび第１の金属層１０２のアルミニウムは、導電層１２２の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）と相互作用して図１の集積回路デバイス１００の相互拡散層１０３を形成し得る。代替的に、図６の層１１９は形成されないこともあり、図１７の第１の金属層１０２のアルミニウムおよび層２３３のアルミニウムが、導電層１２２の導電材料（例えば、ＣｏまたはＴｉ）と相互作用して図２の集積回路デバイス２００の相互拡散層２０３を形成し得る。
【0091】
[00117] 図２８の方法は、さらに、アルミニウムを含む第２の金属層の材料に対してリフロープロセスを行うことを含み得る。リフロープロセスは、図１０の第７段階または図２１の第６段階を参照して上述されたように、第２の金属層の材料に対して行われ得る。
【0092】
[00118] 図２８の方法は、さらに、２８３０において、第１の金属線と第２の金属線との間にエアギャップを形成することを含み得る。エアギャップは、図１の集積回路デバイス１００の第１のエアギャップ１０９または第２のエアギャップ１１１に対応し得、図１２〜１５の第９〜第１２段階を参照して上述されたように形成され得る。代替的に、エアギャップは、図２の集積回路デバイス２００の第１のエアギャップ２０９または第２のエアギャップ２１１に対応し得、図２３〜２６の第８〜第１１段階を参照して上述されたように形成され得る。
【0093】
[00119] 図２８の方法は、さらに、２８４０において、エアギャップを封止することを含み得る。例えば、図１の集積回路デバイス１００の第１および／または第２のエアギャップ１０９および／または１１１は、図１の第１４段階を参照して上述されたように、図１のエッチストップ層１２４に近接して（例えば、その上、上方、または上部に）誘電体材料を堆積することによって封止され得る。例えば、第１のエアギャップ１０９および第２のエアギャップ１１１は、エッチストップ層１２４に近接して誘電体材料１３２を堆積することによって封止され得る。
【0094】
[00120] 別の例として、図２の集積回路デバイス２００の第１および／または第２のエアギャップ２０９および／または２１１は、図２の第１３段階を参照して上述されたように、図２のエッチストップ層２２４に近接して（例えば、その上、上方、または上部に）誘電体材料を堆積することによって封止され得る。例えば、第１のエアギャップ２０９および第２のエアギャップ２１１は、エッチストップ層２２４に近接して誘電体材料２３２を堆積することによって封止され得る。
【0095】
[00121] 図２９を参照すると、電子デバイスの特定の例示的な例のブロック図が図示されており、概して２９００と示されている。電子デバイス２９００は、メモリ２９３２（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、または当該技術で既知の任意の他の形態の非一時的な記憶媒体）に結合された、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）のような、プロセッサ２９１０を含む。プロセッサ２９１０は、相互拡散層を含む１つまたは複数の集積回路デバイスを含み得る。例えば、プロセッサ２９１０は、図１の集積回路デバイス１００、図２の集積回路デバイス２００、またはその両方を含み得る。
【0096】
[00122] 図２９はまた、プロセッサ２９１０に、およびディスプレイ２９２８に結合されたディスプレイコントローラ２９２６も示す。コーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）２９３４も、プロセッサ２９１０に結合され得る。スピーカ２９３６およびマイクロフォン２９３８は、ＣＯＤＥＣ２９３４に結合され得る。
【0097】
[00123] 図２９はまた、ワイヤレスコントローラ２９４０が、プロセッサ２９１０に結合され得、アンテナ２９４２にさらに結合され得ることも示す。特定のインプリメンテーションにおいて、プロセッサ２９１０、ディスプレイコントローラ２９２６、メモリ２９３２、ＣＯＤＥＣ２９３４、およびワイヤレスコントローラ２９４０は、システムインパッケージまたはシステムオンチップのデバイス２９２２に含まれる。特定のインプリメンテーションにおいて、入力デバイス２９３０および電源２９４４が、システムオンチップデバイス２９２２に結合される。さらに、特定のインプリメンテーションでは、図２９に例示されているように、ディスプレイ２９２８、入力デバイス２９３０、スピーカ２９３６、マイクロフォン２９３８、アンテナ２９４２、および電源２９４４は、システムオンチップデバイス２９２２の外付けである。しかしながら、ディスプレイ２９２８、入力デバイス２９３０、スピーカ２９３６、マイクロフォン２９３８、アンテナ２９４２、および電源２９４４の各々は、インターフェースまたはコントローラのような、システムオンチップデバイス２９２２の構成要素に結合され得る。
【0098】
[00124] 開示された先のデバイスおよび機能は、コンピュータ可読媒体に記憶されるコンピュータファイル（例えば、ＲＴＬ、ＧＤＳＩＩ、ＧＥＲＢＥＲ、等）へと設計および構成され得る。いくつかのまたはすべてのそのようなファイルは、そのようなファイルに基づいてデバイスを製造する製造ハンドラに提供され得る。結果として得られる製品は、次いで半導体ダイに切り分けられ、半導体チップへとパッケージ化される半導体ウエハを含む。チップは、次いで、図３０を参照してさらに説明されるように、電子デバイスに一体化される。
【0099】
[00125] 図３０を参照すると、集積回路デバイスの製造（例えば、製作）プロセスの特定の例示的な例が図示されており、概して３０００と示されている。物理デバイス情報３００２が、製造プロセス３０００において、例えば、リサーチコンピュータ３００６において、受信される。物理デバイス情報３００２は、図１の集積回路デバイス１００または図２の集積回路デバイス２００といった、半導体デバイスの少なくとも１つの物理的な特性を表す設計情報を含み得る。例えば、物理デバイス情報３００２は、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せに関する、物理パラメータ、材料特性、および／または構造情報を表す設計情報を含み得る。例えば、物理デバイス情報３００２は、リサーチコンピュータ３００６に結合されたユーザインターフェース３００４を介して入力される、物理パラメータ、材料特性、および構造情報を含み得る。リサーチコンピュータ３００６は、メモリ３０１０といった、コンピュータ可読媒体（例えば、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体）に結合された、１つまたは複数の処理コアといった、プロセッサ３００８を含む。メモリ３０１０は、ファイルフォーマットに準拠するように、およびライブラリファイル３０１２を生成するように、物理デバイス情報３００２を変換することを、プロセッサ３００８に行わせるように実行可能であるコンピュータ可読命令を記憶し得る。
【0100】
[00126] 特定のインプリメンテーションにおいて、ライブラリファイル３０１２は、変換された設計情報を含む少なくとも１つのデータファイルを含む。例えば、ライブラリファイル３０１２は、図１の集積回路デバイス１００を含み、および／または図２の集積回路デバイス２００を含むデバイスを含む半導体デバイスのライブラリを含み得、それは、電子設計自動化（ＥＤＡ：electronic design automation）ツール３０２０と使用するために提供される。
【0101】
[00127] ライブラリファイル３０１２は、メモリ３０１８に結合された、１つまたは複数の処理コアのような、プロセッサ３０１６を含む設計コンピュータ３０１４において、ＥＤＡツール３０２０と併せて使用され得る。ＥＤＡツール３０２０は、ライブラリファイル３０１２の、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せを含む回路を、設計コンピュータ３０１４のユーザが設計することを可能にするように、メモリ３０１８にプロセッサ実行可能命令として記憶され得る。例えば、設計コンピュータ３０１４のユーザは、設計コンピュータ３０１４に結合されたユーザインターフェース３０２４を介して回路設計情報３０２２を入力し得る。回路設計情報３０２２は、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せのような、半導体デバイスの少なくとも一部分の少なくとも１つの物理的な特性を表す設計情報を含み得る。例えば、回路設計特性は、特定の回路の識別情報および回路設計における他の要素との関係、ポジショニング情報、形状寸法情報、インターコネクション情報、または半導体デバイスの物性を表す他の情報を含み得る。
【0102】
[00128] 設計コンピュータ３０１４は、ファイルフォーマットに準拠するように、回路設計情報３０２２を含む設計情報を変換するように構成され得る。例えば、ファイルフォーマットは、２次元の幾何学形状、テキストラベル、および階層フォーマットでの回路レイアウトについての他の情報を表すデータベースバイナリファイルフォーマット、例えば、グラフィックデータシステム（ＧＤＳＩＩ：Graphic Data System）ファイルフォーマットを含み得る。設計コンピュータ３０１４は、図１の集積回路デバイス１００および／または図２の集積回路デバイス２００を説明する情報と、それに加えて他の回路または情報とを含む、ＧＤＳＩＩファイル３０２６のような、変換された設計情報を含むデータファイルを生成するように構成され得る。例えば、データファイルは、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せを含み、またシステムオンチップ（ＳＯＣ）内に追加的な電子回路およびコンポーネントも含む、ＳＯＣに対応する情報を含み得る。
【0103】
[00129] ＧＤＳＩＩファイル３０２６は、ＧＤＳＩＩファイル３０２６内の変換された情報にしたがって図１の集積回路デバイス１００および／または図２の集積回路デバイス２００を製造するために、製造プロセス３０２８において受信され得る。例えば、デバイス製造プロセスは、代表的なマスク３０３２として例示されている、フォトリソグラフィ処理を用いて使用されることになるマスクのような、１つまたは複数のマスクを作るためにマスク製造者３０３０にＧＤＳＩＩファイル３０２６を提供することを含み得る。マスク３０３２は、１つまたは複数のウエハ３０３４を生成するために製造プロセス中に使用され得、それは、テストされ、代表的なダイ３０３６のような、複数のダイに分けられ得る。ダイ３０３６は、図１の集積回路デバイス１００および／または図２の集積回路デバイス２００を含むデバイスを含む回路を含む。
【0104】
[00130] 例えば、製造プロセス３０２８は、製造プロセス３０２８を開始および／または制御するためのプロセッサ３０３１とメモリ３０３３とを含み得る。メモリ３０３３は、コンピュータ可読命令またはプロセッサ可読命令のような実行可能命令を含み得る。実行可能命令は、プロセッサ３０３１のようなコンピュータによって実行可能である１つまたは複数の命令を含み得る。特定のインプリメンテーションにおいて、実行可能命令は、コンピュータに、図２８の方法２８００またはそれの少なくとも一部分を行わせ得る。
【0105】
[00131] 製造プロセス３０２８は、完全自動化された、または部分的に自動化された製造システムによってインプリメントされ得る。例えば、製造プロセス３０２８は、スケジュールにしたがって自動化され得る。製造システムは、半導体デバイスを形成するための１つまたは複数の動作を行うために製造装置（例えば、処理機器）を含み得る。例えば、製造装置は、化学気相成長（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）および／または物理気相成長（ＰＶＤ）を使用して１つまたは複数の材料を堆積する、シングルマスクまたはマルチマスクのリソエッチプロセス（例えば、２マスクＬＥＬＥ）を使用して材料をパターニングする、リソ・フリーズ・リソ・エッチ（ＬＦＬＥ：litho-freeze-litho-etch）プロセスを使用して材料をパターニングする、自己整合ダブルパターニング（ＳＡＤＰ：self-aligned double patterning）プロセスを使用して材料をパターニングする、１つまたは複数の材料をエピタキシャル成長させる（epitaxially grow）、１つまたは複数の材料をコンフォーマルに堆積する、ハードマスクを適用する、エッチングマスクを適用する、エッチングを行う、平坦化を行う、ダミーのゲートスタックを形成する、ゲートスタックを形成する、ＳＣ１洗浄（standard clean 1）タイプを行う、等をするように構成され得る。特定のインプリメンテーションにおいて、製造プロセス３０２８は、１４ｎｍよりも小さい（例えば、１０ｎｍ、７ｎｍ、等）技術ノードに関連付けられた半導体製造プロセスに対応する。（例えば、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せを含む）デバイスを製造するために使用される特定のプロセスまたはプロセスの組合せは、設計制約および利用可能な材料／装置に基づき得る。よって、異なるプロセスが、デバイスの製造中に、図１〜３０を参照して説明されたものよりも使用され得る。
【0106】
[00132] 製造システム（例えば、製造プロセス３０２８を行う自動化されたシステム）は、分散アーキテクチャ（例えば、階層）を有し得る。例えば、製造システムは、分散アーキテクチャにしたがって分散している、プロセッサ３０３１のような１つまたは複数のプロセッサ、メモリ３０３３のような１つまたは複数のメモリ、および／またはコントローラを含み得る。分散アーキテクチャは、１つまたは複数の低レベルシステムの動作を制御または開始する高レベルプロセッサを含み得る。例えば、製造プロセス３０２８の高レベル部分は、プロセッサ３０３１のような１つまたは複数のプロセッサを含み得、低レベルシステムは、１つまたは複数の対応するコントローラを各々含み得るか、またはそれらによって制御され得る。特定の低レベルシステムの特定のコントローラは、特定の高レベルシステムから１つまたは複数の命令（例えば、コマンド）を受信し得、モジュールまたはプロセスツールを下位に置くためのサブコマンドを発行し得、特定の高レベルに状態データを通信して戻し得る。１つまたは複数の低レベルシステムの各々は、製造装置（例えば、処理機械）の１つまたは複数の対応する部品に関連付けられ得る。特定のインプリメンテーションにおいて、製造システムは、製造システム内に分散している複数のプロセッサを含み得る。例えば、低レベルシステムコンポーネントのコントローラは、プロセッサ３０３１のようなプロセッサを含み得る。
【0107】
[00133] 代替的に、プロセッサ３０３１は、製造システムの高レベルシステム、サブシステム、またはコンポーネントの一部であり得る。別のインプリメンテーションにおいて、プロセッサ３０３１は、製造システムの様々なレベルおよびコンポーネントでの分散処理を含む。
【0108】
[00134] メモリ３０３３に含まれる実行可能命令は、プロセッサ３０３１が、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せを形成する（または、その形成を開始する）ことを可能にし得る。特定のインプリメンテーションにおいて、メモリ３０３３は、プロセッサ３０３１に、図２８の方法２８００の少なくとも一部分にしたがってデバイスの形成を開始させるようにプロセッサ３０３１によって実行可能であるコンピュータ実行可能命令を記憶する、非一時的なコンピュータ可読媒体である。例えば、コンピュータ実行可能命令は、プロセッサ３０３１に、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せの形成を開始させるように実行可能であり得る。例示的な例として、プロセッサ３０３１は、図２８の方法２８００の１つまたは複数のステップを開始または制御し得る。
【0109】
[00135] ダイ３０３６は、パッケージングプロセス３０３８に提供され得、ここで、ダイ３０３６は、代表的なパッケージ３０４０に組み込まれる。例えば、パッケージ３０４０は、システムインパッケージ（ＳｉＰ）配置のような、シングルダイ３０３６またはマルチプルダイを含み得る。パッケージ３０４０は、電子デバイス技術合同協議会（ＪＥＤＥＣ）規格といった、１つまたは複数の規格もしくは仕様に従うように構成され得る。
【0110】
[00136] パッケージ３０４０に関する情報は、例えば、コンピュータ３０４６に記憶されたコンポーネントライブラリを介して、様々な製品設計者に配布され得る。コンピュータ３０４６は、メモリ３５０に結合された、１つまたは複数の処理コアといった、プロセッサ３０４８を含み得る。プリント回路基板（ＰＣＢ）ツールが、ユーザインターフェース３０４４を介してコンピュータ３０４６のユーザから受信されたＰＣＢ設計情報３０４２を処理するようにメモリ３０５０にプロセッサ実行可能命令として記憶され得る。ＰＣＢ設計情報３０４２は、回路基板上のパッケージ化された半導体デバイスの物理的なポジショニング情報を含み得、パッケージ化された半導体デバイスは、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せを含む、パッケージ３０４０に対応する。
【0111】
[00137] コンピュータ３０４６は、回路基板上のパッケージ化された半導体デバイスの物理的なポジショニング情報と、ならびにトレースおよびビアといった電気接続のレイアウトとを含むデータを有するＧＥＲＢＥＲファイル３０５２のような、データファイルを生成するようにＰＣＢ設計情報３０４２を変換するように構成され得、ここで、パッケージ化された半導体デバイスは、図１の相互拡散層１０３、第１のエアギャップ１０９、第２のエアギャップ１１１、インターコネクト１１３、第２の金属線１０８、第３の金属線１１２、図２の相互拡散層２０３、第１のエアギャップ２０９、第２のエアギャップ２１１、インターコネクト２１３、第２の金属線２０８、第３の金属線２１２、またはこれらの任意の組合せを含むパッケージ３０４０に対応する。他のインプリメンテーションにおいて、変換されたＰＣＢ設計情報によって生成されたデータファイルは、ＧＥＲＢＥＲフォーマット以外のフォーマットを有し得る。
【0112】
[00138] ＧＥＲＢＥＲファイル３０５２は、基板アセンブリプロセス３０５４において受信され、代表的なＰＣＢ３０５６のようなＰＣＢを作るために使用され、ＧＥＲＢＥＲファイル３０５２内に記憶されている設計情報にしたがって製造され得る。例えば、ＧＥＲＢＥＲファイル３０５２は、ＰＣＢ生産プロセスの様々なステップを行うために１つまたは複数の機械にアップロードされ得る。ＰＣＢ３０５６は、代表的なプリント回路アセンブリ（ＰＣＡ）３０５８を形成するためにパッケージ３０４０を含む電子的コンポーネントでポピュレート（populated）され得る。
【0113】
[00139] ＰＣＡ３０５８は、製品製造プロセス３０６０において受け取られ、第１の代表的な電子デバイス３０６２および第２の代表的な電子デバイス３０６４のような、１つまたは複数の電子デバイスに一体化され得る。例えば、第１の代表的な電子デバイス３０６２、第２の代表的な電子デバイス３０６４、または両方は、図２９の電子デバイス２９００を含み得るか、またはそれに対応し得る。例示的な非限定的な例として、第１の代表的な電子デバイス３０６２、第２の代表的な電子デバイス３０６４、または両方は、通信デバイス、固定ロケーションデータユニット、モバイルロケーションデータユニット、モバイル電話、セルラ電話、衛星電話、コンピュータ、タブレット、ポータブルコンピュータ、またはデスクトップコンピュータを含み得る。代替的または追加的に、第１の代表的な電子デバイス３０６２、第２の代表的な電子デバイス３０６４、または両方は、セットトップボックス、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、モニタ、コンピュータモニタ、テレビ、チューナ、無線機、衛星無線機、ミュージックプレーヤ、デジタルミュージックプレーヤ、ポータブルミュージックプレーヤ、ビデオプレーヤ、デジタルビデオプレーヤ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）プレーヤ、ポータブルデジタルビデオプレーヤ、データもしくはコンピュータ命令を記憶もしくは検索する他の任意のデバイス、または、図１の集積回路デバイス１００および／または図２の集積回路デバイス２００が一体化されるこれらの組合せを含み得る。
【0114】
[00140] 別の例示的な非限定的な例として、電子デバイス３０６２および３０６４の１つまたは複数は、モバイル電話のような遠隔ユニット、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、パーソナルデータアシスタントのようなポータブルデータユニット、グローバル測位システム（ＧＰＳ）対応デバイス、ナビゲーションデバイス、メータ読取り機器のような固定ロケーションデータユニット、またはデータもしくはコンピュータ命令を記憶もしくは検索する他の任意のデバイス、またはこれらの任意の組合せを含み得る。図３０は、本開示の教示にしたがった遠隔ユニットを例示しているが、本開示は、これらの例示されたユニットに限定されるものではない。本開示の例、インプリメンテーション、および／または態様は、メモリおよびオンチップ回路を含むアクティブ集積回路を含む任意のデバイスにおいて好適に採用され得る。例えば、電子デバイス３０６２および３０６４の１つまたは複数は、車、トラック、飛行機、ボート、他の乗り物、または、冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、セキュリティシステム、他の家庭電化製品といった家庭電化製品、またはこれらの組合せを含み得る。特定のインプリメンテーションにおいて、電子デバイス３０６２および３０６４の１つまたは複数は、メモリおよび／またはワイヤレス通信を利用し得る。
【0115】
[00141] 図１の集積回路デバイス１００および／または図２の集積回路デバイス２００を含むデバイスは、例示的なプロセス３０００に説明されたように、製造され、処理され、電子デバイスに組み込まれ得る。図１〜２９に関して開示されたインプリメンテーションの１つまたは複数の態様は、様々な処理段階において、例えば、ライブラリファイル３０１２、ＧＤＳＩＩファイル３０２６（例えば、ＧＤＳＩＩフォーマットを有するファイル）、およびＧＥＲＢＥＲファイル３０５２（例えば、ＧＥＲＢＥＲフォーマットを有するファイル）内に含まれ、ならびに、リサーチコンピュータ３００６のメモリ３０１０、設計コンピュータ３０１４のメモリ３０１８、コンピュータ３０４６のメモリ３０５０、回路アセンブリプロセス３０５４でのような様々な段階で使用される１つまたは複数の他のコンピュータまたはプロセッサ（図示せず）のメモリに記憶され、また、マスク３０３２、ダイ３０３６、パッケージ３０４０、ＰＣＡ３０５８、プロトタイプの回路もしくはデバイス（図示せず）のような他の製品、またはこれらの任意の組合せのような、１つまたは複数の他の物理的なインプリメンテーションに組み込まれ得る。物理的なデバイス設計から最終的な製品までの製造の様々な代表的な段階が図示されているが、他のインプリメンテーションにおいて、より少ない段階が使用され得るか、またはさらなる段階が含まれ得る。同様に、プロセス３０００は、単一のエンティティによって、またはプロセス３０００の様々な段階を行う１つまたは複数のエンティティによって行われ得る。
【0116】
[00142] 図１〜３０のうちの１つまたは複数は、本開示の教示によるシステム、デバイス、および／または方法を例示し得るが、本開示は、これらの例示されたシステム、デバイス、および／または方法に限定されるものではない。例えば、本開示のインプリメンテーションまたは態様は、メモリ、プロセッサ、およびオンチップ回路を含む集積回路を含む任意のデバイスにおいて好適に採用され得る。
【0117】
[00143] 本明細書で例示または説明された図１〜３０のうちのいずれかの１つまたは複数の機能もしくはコンポーネントは、図１〜３０のうちの別のものの１つまたは複数の他の部分と組み合わされ得る。したがって、本明細書に説明された例、インプリメンテーション、または態様のどれ１つとして、限定するものとして解釈されるべきではなく、本開示の例、インプリメンテーション、または態様は、本開示の教示から逸脱することなく好適に組み合わされ得る。
【0118】
[00144] 当業者であれば、さらに、本明細書に開示された例、インプリメンテーション、または態様と関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、構成、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、プロセッサによって実行されるコンピュータソフトウェア、または両方の組合せとしてインプリメントされ得ることを理解するであろう。様々な例示的なコンポーネント、ブロック、構成、モジュール、回路、およびステップが、概して、それらの機能の観点から上述された。このような機能が、ハードウェアとしてインプリメントされるか、プロセッサ実行可能な命令としてインプリメントされるかは、特定の適用例およびシステム全体に課せられる設計制約に依存する。当業者は、各特定の適用例について、説明された機能を多様な方法でインプリメントできるが、そのようなインプリメンテーションの判断は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈されるべきではない。
【0119】
[00145] 本明細書に開示された例、インプリメンテーション、または態様に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはこれら２つの組合せにおいて、具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読取専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、コンパクトディスク読取専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、または当該技術で既知の任意の他の形態の非一時的な記憶媒体に存在し得る。実例的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、また記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体であり得る。プロセッサおよび記憶媒体は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に存在し得る。ＡＳＩＣは、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末に存在し得る。代替的として、プロセッサおよび記憶媒体は、コンピューティングデバイスまたはユーザ端末にディスクリートコンポーネントとして存在し得る。記憶デバイスは単一のものではない。
【0120】
[00146] 開示された例、インプリメンテーション、または態様の先の説明は、当業者が、開示された例、インプリメンテーション、または態様を製造または使用することを可能にするために提供される。これら例、インプリメンテーション、または態様に対する様々な改変は、当業者に容易に明らかとなり、本明細書で定義された原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の例、インプリメンテーション、または態様に適用され得る。よって、本開示は、本明細書に示された例、インプリメンテーション、または態様に限定されることを意図したものではなく、以下の特許請求の範囲によって定義されるような原理および新規の特徴と矛盾しない、可能な限り最も広い範囲を与えられるべきである。以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
集積回路デバイスであって、
アルミニウムを備える第１の金属層と、
インターコネクト構造を含む第２の金属層、ここにおいて、前記インターコネクト構造は、アルミニウムを含む第１の材料の層を含む、と、
アルミニウムを含む相互拡散層、前記相互拡散層は、前記第１の金属層に近接し、およびアルミニウムを含む前記第１の材料の層に近接している、と、
アルミニウムを含む自己形成バリア層、前記自己形成バリア層は、誘電体層とアルミニウムを含む前記第１の材料の層とに近接している、と、
を備える、集積回路デバイス。
［Ｃ２］
前記相互拡散層は、前記第１の金属層と直接接触している、Ｃ１に記載の集積回路デバイス。
［Ｃ３］
前記相互拡散層は、Ａｌ９Ｃｏ２を含む、Ｃ１に記載の集積回路デバイス。
［Ｃ４］
前記第２の金属層は、エアギャップによって分離された第１の金属線と第２の金属線とを備える、Ｃ１に記載の集積回路デバイス。
［Ｃ５］
前記第２の金属層は、第２のエアギャップによって前記第１の金属線から分離された第３の金属線をさらに含む、Ｃ４に記載の集積回路デバイス。
［Ｃ６］
前記エアギャップは、約１２ナノメートル（ｎｍ）の幅を有する、Ｃ５に記載の集積回路デバイス。
［Ｃ７］
集積回路デバイスを形成する方法であって、
誘電体層に第１の開口部を形成すること、前記第１の開口部は、アルミニウムを含む第１の金属層の一部分を露出する、と、
少なくとも部分的に、
前記第１の金属層の前記一部分に近接して導電層を選択的に形成することと、
前記導電層に近接して第２の金属層の材料を堆積すること、ここにおいて、前記第２の金属層の前記材料はアルミニウムを含む、と
によって相互拡散層を形成することと
を備える、方法。
［Ｃ８］
前記第２の金属層の前記材料を堆積することは、銅ドープされたアルミニウムを堆積することを含む、Ｃ７に記載の方法。
［Ｃ９］
前記第２の金属層の前記材料を堆積することは、シード層を堆積することを備える、Ｃ７に記載の方法。
［Ｃ１０］
前記第２の金属層に対してアルミニウムリフロープロセスを行うことをさらに備える、Ｃ７に記載の方法。
［Ｃ１１］
前記第１の開口部を形成することは、前記自己形成バリア層の前記一部分に対してインサイチュＨラジカル処理を行うことを含む、Ｃ７に記載の方法。
［Ｃ１２］
前記第１の開口部に形成された第１の金属線と、前記誘電体層に形成された第２の開口部に形成された第２の金属線との間にエアギャップを形成すること、Ｃ７に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記エアギャップを形成することは、
前記誘電体層に近接してエッチストップ層を堆積することと、
前記エッチストップ層に第１および第２の開口部を形成すること、前記エッチストップ層における前記第１および第２の開口部は、前記第１の金属線と前記第２の金属線との間に配置された前記誘電体層の第１および第２の部分を露出する、と、
前記エッチストップ層における前記第１および第２の開口部を貫通して前記誘電体層の前記第１および第２の部分をエッチングすることと、
を備える、Ｃ１２に記載の方法。
［Ｃ１４］
前記エッチストップ層に近接して誘電体材料を堆積することによって、前記エアギャップを封止することをさらに備える、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１５］
プロセッサ実行可能命令を備える非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、
電子デバイスの製造を開始させ、前記電子デバイスは、
誘電体層に第１の開口部を形成すること、前記第１の開口部は、アルミニウムを含む第１の金属層の一部分を露出する、と、
少なくとも部分的に、
前記第１の金属層の前記一部分に近接して導電層を選択的に形成することと、
前記導電層に近接して第２の金属層の材料を堆積すること、ここにおいて、前記第２の金属層の前記材料はアルミニウムを含む、と
によって相互拡散層を形成することと、
によって製造される、
非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ１６］
前記第２の金属層の前記材料を堆積することは、銅ドープされたアルミニウムを堆積することを含む、Ｃ１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ１７］
前記第２の金属層の前記材料を堆積することは、シード層を堆積することを備える、Ｃ１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ１８］
前記電子デバイスは、前記第２の金属層に対してアルミニウムリフロープロセスを行うことによってさらに製造される、Ｃ１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ１９］
前記第１の開口部を形成することは、前記自己形成バリア層の前記一部分に対してインサイチュＨラジカル処理を行うことを含む、Ｃ１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ２０］
前記電子デバイスは、前記第１の開口部に形成された第１の金属線と、前記誘電体層に形成された第２の開口部に形成された第２の金属線との間にエアギャップを形成することによってさらに製造される、Ｃ１５に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。