(57)【要約】【課題】たとえ配線サイズが縮小化したとしても、そこに流す電流量の減少を抑制することができる（大電流密度の電流を流すことができる）配線構造等を提供する。【解決手段】本発明に係る配線構造は、下地上に形成された絶縁膜１内に配設される。ここで、絶縁膜１の表面内には溝部２が形成されている。そして、当該溝部２内に、多数のカーボンナノチューブ４が含まれている。つまり、本発明に係る配線構造は、少なくとも、多数のカーボンナノチューブ４を含んでいることを特徴とする。【選択図】図１
2006148063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の配線構造であって、
前記半導体装置は、下地上に形成された絶縁膜を備え、
前記配線構造は、
前記絶縁膜の表面内に形成される溝部と、
前記溝部内に存する、多数のカーボンナノチューブとを、備えている、
ことを特徴とする配線構造。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブは、
前記溝部の延設方向成分を含む方向に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線構造。
【請求項３】
各前記カーボンナノチューブは、
同一の方向に向いて形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の配線構造。
【請求項４】
前記溝部は、断面が略矩形であり、
前記溝部の内表面の少なくとも一の面において、前記溝部の延設方向に沿って形成される、前記カーボンナノチューブの触媒膜を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線構造。
【請求項５】
前記触媒膜は、
前記溝部の内表面の一の面に形成されており、
前記カーボンナノチューブは、
前記触媒膜上に、Ｕ字状に形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の配線構造。
【請求項６】
前記触媒膜は、
前記溝部の内表面の両側面に形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の配線構造。
【請求項７】
前記触媒膜は、
前記溝部の内表面の両側面および他の一面に形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の配線構造。
【請求項８】
前記溝部の底面上に存する前記触媒膜上に形成されている、前記カーボンナノチューブの前記触媒膜からの成長を抑制する、成長抑制膜を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項７に記載の配線構造。
【請求項９】
前記カーボンナノチューブは、
前記溝部の内表面の一方の面に形成されている前記触媒膜から、他方の面に形成されている前記触媒膜に至って形成されている、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の配線構造。
【請求項１０】
前記触媒膜は、導電性を有している、
ことを特徴とする請求項４ないし請求項９のいずれかに記載の配線構造。
【請求項１１】
前記触媒膜は、磁性体である、
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の配線構造。
【請求項１２】
前記溝部を充填する導電体を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の配線構造。
【請求項１３】
前記導電体は、銅である、
ことを特徴とする請求項１２に記載の配線構造。
【請求項１４】
前記溝部内に形成されている、前記導電体の前記絶縁膜への拡散を抑制するバリア膜を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の配線構造。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の配線構造を有する、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
半導体基板上方に配設された第一の配線と、
前記半導体基板上方であって前記第一の配線より下方に存し、前記第一の配線と平面視においてクロスする第二の配線と、
前記第一の配線と前記第二の配線との間に存在するＭＴＪ膜とを、備えるＭＲＡＭにおいて、
前記第一の配線および前記第二の配線の少なくとも一方は、
請求項１１に記載の配線構造であり、前記ＭＴＪ膜と対面する面には、前記触媒膜は形成されていない、
ことを特徴とするＭＲＡＭ。
【請求項１７】
（ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、
（ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、
（ｃ）前記溝部内に触媒膜を形成する工程と、
（ｄ）前記触媒膜からカーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えている、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｄ）は、
前記溝部の延設方向成分を有する電場を印加し、前記触媒膜からカーボンナノチューブを成長させる工程である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
（Ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、
（Ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、
（Ｃ）前記溝部の延設方向に沿って、多数個の島状の触媒膜を、前記溝部の内表面の少なくとも一の面に形成する工程と、
（Ｄ）前記溝部の内表面に接しないカーボンナノチューブの先端に、前記島状の触媒膜を付けた状態で、前記カーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えている、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記工程（Ｄ）は、
プラズマＣＶＤ法を使用することにより、前記カーボンナノチューブを成長させる工程を含む、
ことを特徴とする請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
前記工程（Ｂ）は、前記絶縁膜の表面内に、断面が矩形状の前記溝部を形成する工程であり、
前記工程（Ｃ）は、前記溝部の底面に、多数個の島状の前記触媒膜を形成する工程であり、
前記工程（Ｄ）は、前記溝部の底面から上面に向けて、前記カーボンナノチューブを成長させる工程であり、
（Ｅ）前記カーボンナノチューブの先端に付着している前記触媒膜３を除去する工程を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
前記溝部内に形成されており、前記溝部の延設方向に前記溝部を仕切る、複数の仕切り導電膜を、さらに備えており、
前記カーボンナノチューブは、
前記仕切り導電膜間を接続するように形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の配線構造。
【請求項２３】
前記仕切り導電膜は、
前記カーボンナノチューブの触媒膜である、
ことを特徴とする請求項２２に記載の配線構造。
【請求項２４】
前記仕切り導電膜は、
前記溝部内において、等間隔に形成されている、
ことを特徴とする請求項２２に記載の配線構造。
【請求項２５】
前記溝部内には、
前記仕切り導電膜から前記絶縁膜への触媒の拡散を、抑制する第一のバリア膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項２３に記載の配線構造。
【請求項２６】
前記溝部内に形成される銅配線を、さらに備えており、
前記溝部は、
前記カーボンナノチューブが形成されている区間と、
前記銅配線が形成されている区間とを、有している、
ことを特徴とする請求項２２に記載の配線構造。
【請求項２７】
前記銅配線は、
他の配線とビアを介して接続されている、
ことを特徴とする請求項２６に記載の配線構造。
【請求項２８】
前記ビアは、
カーボンナノチューブから構成されている、
ことを特徴とする請求項２７に記載の配線構造。
【請求項２９】
前記銅配線が形成されている区間の、前記溝部内には、
前記銅配線から前記絶縁膜への銅の拡散を、抑制する第二のバリア膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項２６に記載の配線構造。
【請求項３０】
請求項２２ないし請求項２９のいずれかに記載の配線構造を、備えている、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３１】
（ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、
（ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、
（ｃ）触媒膜から構成されており、前記溝部の延設方向に前記溝部を仕切る、複数の仕切り導電膜を形成する工程と、
（ｄ）前記仕切り導電膜間を接続するように、カーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えている、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３２】
前記工程（ｃ）は、
（ｃ−１）前記溝部内の所定の領域に、下地塊を形成する工程と、
（ｃ−２）前記下地塊の表面に、前記カーボンナノチューブの触媒膜を形成する工程と、
（ｃ−３）前記下地塊の上面に形成されている前記触媒膜を除去することにより、前記下地塊を露出させる工程と、
（ｃ−４）露出している部分の前記下地塊を除去することにより、前記溝部内に前記仕切り導電膜を形成する工程とを、備えている、
ことを特徴とする請求項３１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３３】
前記下地塊は、
所定の条件の下で、前記触媒膜よりもエッチングされやすく、
前記（ｃ−４）は、
前記所定の条件により、前記下地塊をエッチングする工程である、
ことを特徴とする請求項３２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３４】
前記工程（ｃ）は、
（ｃ−１）前記溝部内の所定の領域に、前記カーボンナノチューブの触媒から成る下地塊を形成する工程と、
（ｃ−２）前記下地塊の所定の部分を除去することにより、前記溝部内に前記仕切り導電膜を形成する工程とを、備えている、
ことを特徴とする請求項３１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３５】
（ｅ）前記工程（ｃ）の前に、前記仕切り導電膜から前記絶縁膜への触媒の拡散を、抑制する第一のバリア膜を前記溝部内に形成する工程を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項３２または請求項３４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３６】
前記工程（ｄ）は、
前記仕切り導電膜で区切られる第一の区間では、前記カーボンナノチューブを成長させ、前記仕切り導電膜で区切られる第二の区間には、銅配線を形成する工程である、
ことを特徴とする請求項３１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３７】
（ｆ）前記銅配線を形成する前に、前記第二の区間の前記溝部内に、前記絶縁膜への銅の拡散を抑制する第二のバリア膜を形成する工程を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項３６に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配線構造、半導体装置、ＭＲＡＭおよび半導体装置の製造方法に係る発明であり、特に、カーボンナノチューブを含む配線構造、半導体装置、ＭＲＡＭおよび半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダマシン法により形成された銅配線構造を有する半導体装置は、従来より存する（非特許文献１）。
【０００３】
ここで、電流密度が１０7Ａ／ｃｍ2程度である電流が、銅配線に流れたとすると、当該銅配線は溶断してしまう。また、電流密度が１０5Ａ／ｃｍ2程度である電流が、銅配線に流れたとすると、当該銅配線においてマイグレーション現象が発生してしまう。
【０００４】
【非特許文献１】特許庁著「平成１５年度  特許出願技術動向調査報告書  ＬＳＩの多層配線技術（要約版）」、平成１６年３月、Ｐ．３、第１−２図
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近の半導体装置サイズの縮小化に伴い、銅配線構造自体も縮小化を余儀なくされている。そうすると、銅配線で発生するマイグレーション現象等を考慮すると、当該縮小化した銅配線に流すことができる電流値を小さくせざるを得なかった。
【０００６】
そこで、この発明は、たとえ配線サイズが縮小化したとしても、そこに流せる電流量の減少を抑制することができる配線構造、半導体装置、ＭＲＡＭおよび半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の配線構造は、半導体装置の配線構造であって、前記半導体装置は、下地上に形成された絶縁膜を備え、前記配線構造は、前記絶縁膜の表面内に形成される溝部と、前記溝部内に存する、多数のカーボンナノチューブとを、備えている。
【０００８】
また、請求項１５に記載の半導体装置は、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の配線構造を有する。
【０００９】
また、請求項１６に記載のＭＲＡＭは、半導体基板上方に配設された第一の配線と、前記半導体基板上方であって前記第一の配線より下方に存し、前記第一の配線と平面視においてクロスする第二の配線と、前記第一の配線と前記第二の配線との間に存在するＭＴＪ膜とを、備えるＭＲＡＭにおいて、前記第一の配線および前記第二の配線の少なくとも一方は、請求項１１に記載の配線構造であり、前記ＭＴＪ膜と対面する面には、前記触媒膜は形成されていない。
【００１０】
また、請求項１７に記載の半導体装置の製造方法は、（ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、（ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、（ｃ）前記溝部内に触媒膜を形成する工程と、（ｄ）前記触媒膜からカーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えている。
【００１１】
また、請求項１９に記載の半導体装置の製造方法は、（Ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、（Ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、（Ｃ）前記溝部の延設方向に沿って、多数個の島状の触媒膜を、前記溝部の内表面の少なくとも一の面に形成する工程と、（Ｄ）前記溝部の内表面に接しないカーボンナノチューブの先端に、前記島状の触媒膜を付けた状態で、前記カーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えている。
【００１２】
また、請求項３０に記載の半導体装置の製造方法は、（ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、（ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、（ｃ）触媒膜から構成されており、前記溝部の延設方向に前記溝部を仕切る、複数の仕切り導電膜を形成する工程と、（ｄ）前記仕切り導電膜間を接続するように、カーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の配線構造は、半導体装置の配線構造であって、前記半導体装置は、下地上に形成された絶縁膜を備え、前記配線構造は、前記絶縁膜の表面内に形成される溝部と、前記溝部内に存する、多数のカーボンナノチューブとを、備えているので、大電流密度の電流を当該配線に流すことができる。したがって、配線サイズが縮小化したとしても、そこに流す電流量を減少させる必要もなくなる。
【００１４】
また、請求項１５に記載の半導体装置は、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の配線構造を有するので、電流駆動力が向上した配線を有する半導体装置を提供することができる。
【００１５】
また、請求項１６に記載のＭＲＡＭは、半導体基板上方に配設された第一の配線と、前記半導体基板上方であって前記第一の配線より下方に存し、前記第一の配線と平面視においてクロスする第二の配線と、前記第一の配線と前記第二の配線との間に存在するＭＴＪ膜とを、備えるＭＲＡＭにおいて、前記第一の配線および前記第二の配線の少なくとも一方は、請求項１１に記載の配線構造であり、前記ＭＴＪ膜と対面する面には、前記触媒膜は形成されていないので、第一の配線または第二の配線のシールド効果を発揮しつつ、当該配線の電流駆動能力の向上も図ることができる。
【００１６】
また、請求項１７に記載の半導体装置の製造方法は、（ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、（ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、（ｃ）前記溝部内に触媒膜を形成する工程と、（ｄ）前記触媒膜からカーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えているので、カーボンナノチューブを溝部の延設方向成分を有する方向に成長させることができる。したがって、配線全体の抵抗を、より小さくすることができる。なお、たとえば、溝部の延設方向成分を有する電場を印加することにより、触媒膜から所望の方向にカーボンナノチューブを成長させることができる。
【００１７】
また、請求項１９に記載の半導体装置の製造方法は、（Ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、（Ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、（Ｃ）前記溝部の延設方向に沿って、多数個の島状の触媒膜を、前記溝部の内表面の少なくとも一の面に形成する工程と、（Ｄ）前記溝部の内表面に接しないカーボンナノチューブの先端に、前記島状の触媒膜を付けた状態で、前記カーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えているので、完成品の配線において、溝部の側面等に触媒膜を付着させずに済む。したがって、触媒膜が溝部内に付着することにより生じる、絶縁膜における接合リークの発生を防止することができる。
【００１８】
また、請求項３０に記載の半導体装置の製造方法は、（ａ）下地上に絶縁膜を形成する工程と、（ｂ）前記絶縁膜の表面内に配線用の溝部を形成する工程と、（ｃ）触媒膜から構成されており、前記溝部の延設方向に前記溝部を仕切る、複数の仕切り導電膜を形成する工程と、（ｄ）前記仕切り導電膜間を接続するように、カーボンナノチューブを成長させる工程とを、備えているので、カーボンナノチューブを溝部の延設方向成分を有する方向に成長させることができる。したがって、配線全体の抵抗を、より小さくすることができる。さらには、配線に流れる電流の電流密度の向上、配線の溶断の抑制またはマイグレーションの発生の抑制等の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、配線内の少なくとも一部に、炭素元素から構成される円筒状の構造体を含ませることを特徴とする。当該構造体の代表的なものとして、カーボンナノチューブがある。なお、本発明に係る配線構造は、半導体装置が有する層間絶縁膜内に配設することができる。
【００２０】
カーボンナノチューブは、その独特の特性から最近注目を浴びている、新しい炭素系材料である。カーボンナノチューブは、炭素原子がｓｐ２という最も強い結合で６員環状に組み上げられたグラファイトシートを、筒状に丸めた構造をしている。また、チューブの先端は、５員環を含むいくつかの６員環で閉じられている。
【００２１】
チューブの直径は、サブナノメートルのオーダまで微細化でき、最小で０．４ｎｍ程度である。
【００２２】
また、カーボンナノチューブは、ダイヤモンド以上の熱伝導率を有しており、許容電流密度は、１０9Ａ／ｃｍ2以上である。また、当該カーボンナノチューブは、高いヤング率を有していることも知られている。
【００２３】
カーボンナノチューブは、アーク放電やレーザーアブレーション等により形成可能であり、最近では、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法等によっても、形成可能となっている。
【００２４】
以下、この発明（カーボンナノチューブを含む配線構造等）をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００２５】
＜実施の形態１＞
図１に、本実施の形態に係る配線構造の拡大斜視図を示す。また、図２に、本実施の形態に係る配線構造の上面図を示す。また、図３に、本実施の形態に係る配線構造の透視断面図を示す。
【００２６】
なお、図１，２，３では、図の簡略化のため、数本のカーボンナノチューブ４しか描かれていない。しかし、実際には、カーボンナノチューブ４は、図示したよりも密に溝部２内に存する。また、カーボンナノチューブ４の成長方向も、実際にはより複雑であり、ランダムな方向に成長している。
【００２７】
図１〜３に示すように、半導体基板１０上に、層間絶縁膜１が形成されている。層間絶縁膜１の表面内に、断面が略矩形の溝部２が形成されている。また、溝部２の両側面には、導電性の触媒膜３が形成されている。
【００２８】
ここで、触媒膜３は、当該溝部２の延設方向に沿って、一面に形成されている。また、カーボンナノチューブ４の触媒膜３としては、遷移金属および遷移金属を有する化合物等がある。例えば、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄、ロジウム・パラジウム等を適用することができる。
【００２９】
また、図１〜３に示すように、一方の触媒膜３から他方の触媒膜３に至って、多数のカーボンナノチューブ４が形成されている。ここで、カーボンナノチューブ４は、溝部４の延設方向に対して、垂直でない角度で形成されている（溝部４の側面の法線方向に対して、所定の角度をなして、カーボンナノチューブ４は形成されている）。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る配線構造の製造方法を、工程断面図を用いて具体的に説明する。
【００３１】
はじめに、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、図４に示すように、半導体基板１０上に層間絶縁膜１を形成する。
【００３２】
次に、フォトリソグラフィ工程を施すことにより、図５に示すように、層間絶縁膜１の表面内に、断面が矩形状の溝部２を形成する。
【００３３】
次に、例えばＣＶＤ法により、図６に示すように、層間絶縁膜１上および溝部２内に、所定の膜厚の触媒膜３を形成する。ここで、図６で示しているように、触媒膜３は、溝部２の両側面上および底面上に形成されている。
【００３４】
次に、触媒膜３に対して異方性エッチングを施す。これにより、図７に示すように、触媒膜３を溝部２の両側面にのみ残存させる。
【００３５】
その後、熱ＣＶＤ法等を施すことにより、触媒膜３からカーボンナノチューブ４を成長させる。ここで、カーボンナノチューブ４は、溝部２の一方の側面（一方の触媒膜３）から他方の側面（他方の触媒膜３）に至るまで成長させる。
【００３６】
なお、電場を印加することなく、単に熱ＣＶＤ法を施してカーボンナノチューブ４を成長させたとする。この場合には、カーボンナノチューブ４は、ランダムな方向に向けて成長する。
【００３７】
以上までの工程により、図１〜３に示した配線構造が完成する。
【００３８】
以上のように、本実施の形態に係る配線構造は、溝部２内に多数のカーボンナノチューブを成長させることにより、形成されている。したがって、本実施の形態に係る配線構造は、以下に示す効果を奏する。
【００３９】
カーボンナノチューブ４は金属で無いので、マイグレーション現象が発生することがない。したがって、銅配線のときに問題となっていた、マイグレーション現象による抵抗増加や断線などの配線不良が発生することは無い。
【００４０】
また、カーボンナノチューブ４には、少なくとも電流密度が１０9Ａ／ｃｍ2以上である電流を、流すことができる。よって、少なくとも、１０9Ａ／ｃｍ2程度の電流密度で電流がカーボンナノチューブ４に流れても、当該カーボンナノチューブ４は断線することはない。
【００４１】
したがって、カーボンナノチューブ４を含む配線構造を採用することにより、銅配線のときよりも、より多くの電流を当該配線構造に流すことができる。よって、本実施の形態に係る配線構造を採用することにより、例えば配線構造の微細化（縮小化）を進めたとしても、半導体装置を十分に動作させるだけの電流量を当該配線構造に流すができる。つまり、配線を縮小化したとしても、そこに流す電流量を減少させる必要がない。
【００４２】
なお、カーボンナノチューブ４を溝部４に、密に成長させればさせるほど、配線に流れる平均的な電流量を増加させることができる。
【００４３】
上記実施の形態では、触媒膜３は、導電性であるとした。これは、触媒膜３も電流の伝達手段に使用するためである。
【００４４】
しかし、通常、カーボンナノチューブ４は、お互いが接触し合うほど密に形成される。そして当該接触する部分を介して、カーボンナノチューブ４間に電流を流すこともできる。
【００４５】
したがって、このような構成の場合（つまり、カーボンナノチューブ４を意識して粗に形成させる場合以外）には、以下の実施の形態でも同様に、触媒膜３は、別段導電性を有する必要は無い。
【００４６】
なお、本実施の形態に係る配線構造のように、溝部２の内表面のの一の面に沿って触媒膜３を連続的に形成すれば、カーボンナノチューブ４は、互いに接触するほど密に形成される。
【００４７】
ところで、カーボンナノチューブ４は、触媒膜３から自己組織化して成長するが、当該
カーボンナノチューブ４を数μｍ以上の長さに成長させることは、非常に困難である。つまり、成長させるカーボンナノチューブ４の長さには、限界がある。
【００４８】
したがって、本実施の形態に係る配線構造のように、溝部２の両側面に触媒膜３を形成することにより、カーボンナノチューブ４を成長させる長さは、配線幅（図３における横方向の幅）だけで済む。つまり、短い長さのカーボンナノチューブ４の成長により、本実施の形態に係る配線構造を形成することができ、製造の容易化を図ることができる。
【００４９】
＜実施の形態２＞
本実施の形態に係る配線構造の透視断面図を、図８に示す。
【００５０】
図８に示すように、本実施の形態に係る配線構造は、カーボンナノチューブ４が形成されている溝部２内に、導電体（例えば、銅）６を充填されている。さらに、当該導電体６の層間絶縁膜１への拡散を防止するために、バリア膜５を形成している。
【００５１】
当該バリア膜５は、溝部２の内表面の側面および底面において、層間絶縁膜１と導電体６との間に形成されている。なお、溝部２の側面においては、触媒膜３と層間絶縁膜１との間に形成されている。これは、触媒膜３からのカーボンナノチューブ４の成長を妨げないようにするためである。
【００５２】
その他の構成は、実施の形態１に係る配線構造と同様である。
【００５３】
次に、本実施の形態に係る配線構造の製造方法を、工程断面図を用いて具体的に説明する。
【００５４】
はじめに、図５に示す構造を用意する。
【００５５】
次に、例えばスパッタ法を施すことにより、図９に示すように、層間絶縁膜１上および溝部２内に、所定の膜厚のバリア膜５を形成する。図９で示しているように、バリア膜５は、溝部２の両側面上および底面上に形成されている。
【００５６】
次に、例えばＣＶＤ法により、図９に示すように、バリア膜５上に、所定の膜厚の触媒膜３を形成する。
【００５７】
次に、触媒膜３に対して異方性エッチングを施す。これにより、図１０に示すように、触媒膜３を、バリア膜５を介して、溝部２の両側面にのみ残存させる。ここで、バリア膜５はエッチングストッパとして機能している。
【００５８】
次に、熱ＣＶＤ法等により、図１１に示すように、触媒膜３からカーボンナノチューブ４を成長させる。ここで、カーボンナノチューブ４は、実施の形態１と同様、溝部２の一方の側面から他方の側面に至るまで成長させる。
【００５９】
次に、例えばメッキ法により、図１２に示すように、カーボンナノチューブ４が形成されている溝部２を充填するように、導電体（例えば、銅）６を形成する。
【００６０】
その後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理を施すことにより、層間絶縁膜１上に存する導電体６およびバリア膜５を除去する。
【００６１】
以上までの工程により、図８に示した配線構造が完成する。
【００６２】
本実施の形態に係る配線構造は、上記のように、カーボンナノチューブ４が成長している溝部２内は、導電体６により充填されている。
【００６３】
したがって、実施の形態１に係る配線構造よりも、本実施の形態に係る配線構造の方が、同じサイズの配線構造において、より多くの電流を流すことが可能となる。これは、導電体６も電流を伝達するからである。
【００６４】
なお、導電体６として、より抵抗の低い銅を採用することにより、上記効果をより発揮させることができる。
【００６５】
また、マイグレーション現象により、導電体６に亀裂が生じたとしても、カーボンナノチューブ４には。当該マイグレーション現象の影響は無い。また、導電体６に対して亀裂が生じても、カーボンナノチューブ４自身は断線しない。よって、例えば導電体６に亀裂が生じても、配線は正常に機能する。
【００６６】
なお、触媒膜３自体もある程度、導電体６の層間絶縁膜１内への拡散を抑制する働きを有している。したがって、溝部２内に触媒膜３を形成すれば、バリア膜５を省略することも可能である。
【００６７】
しかし、本実施の形態のように、バリア膜５を別途設けることにより、より確実に、導電体６の層間絶縁膜１への拡散を防止することができる。
【００６８】
バリア膜５は、導電体６の層間絶縁膜１への拡散を防止する目的で設けられているのは、上述のとおりである。当該拡散が問題となるのは、導電体６として、例えば銅を採用した場合である。したがって、上記拡散が問題とならない導電体６（例えば、アルミニウム等）を採用する場合には、バリア膜５を省略することができる。
【００６９】
以下の実施の形態において、溝部２に導電体６を充填しない、様々なバリエーションの配線構成について説明する。当該バリエーションの配線構造に、導電体６を充填する構造は、もちろん考えることができる。
【００７０】
ここで、当該導電体６が上記拡散が問題とならない場合には、上述のとおりバリア膜５を形成する必要は無い。また、導電体６の上記拡散が問題となる場合には、触媒膜３の形成だけでもある程度の層間絶縁膜１内への導電体６の拡散を抑制することができる。しかし、上述のとおり、バリア膜５を設けることにより、より確実に上記拡散を防止することができる。
【００７１】
例えば、実施の形態１に係る配線構造（図１〜３）に対して、溝部２に導電体６を充填するが、層間絶縁膜１内への導電体６の拡散が問題とならないとする。そうすると、図１〜３に示す配線構造に導電体６を充填するだけで良く（図１３）、図８に示す配線構造のように、バリア膜６を別途設ける必要は無い。
【００７２】
なお、本実施の形態では、カーボンナノチューブ４と導電体６とが、電子の担い手（つまり電流の伝達手段）となるので、触媒膜３は、導電性を有しなくても良い。
【００７３】
＜実施の形態３＞
本実施の形態に係る配線構造の透視断面図を、図１４に示す。
【００７４】
図１４に示すように、本実施の形態に係る配線構造は、溝部２の底面にも導電性を有する触媒膜３が形成されている。したがって、図１４に示すように、溝部２の底面に存する触媒膜３からもカーボンナノチューブ４は成長する。
【００７５】
その他の構成は、実施の形態１に係る配線構造と同じである。
【００７６】
次に、本実施の形態に係る配線構造の製造方法を、工程断面図を用いて具体的に説明する。
【００７７】
はじめに、図６に示す構造を用意する。
【００７８】
次に、図１５に示すように、溝部２を充填するように、触媒膜３上にレジスト１１を塗布する。
【００７９】
次に、レジスト１１に対してエッチバック法を施す。これにより、図１６に示すように、触媒膜３を介して、溝部２の底面にのみレジスト１１を残存させる。
【００８０】
次に、残存しているレジスト１１をマスクとして使用して、異方性エッチングを施す。これにより、層間絶縁膜１上面の触媒膜３を除去する。つまり、図１７に示すように、溝部２の両側面および底面にのみ、触媒膜３を残存させる。なお、図１７は、レジスト１１を除去した後の図である。
【００８１】
次に、熱ＣＶＤ法等により、触媒膜３からカーボンナノチューブ４を成長させる。ここで、カーボンナノチューブ４は、溝部２の一方の面（一方の触媒膜３）から他方の面（他方の触媒膜３）に至るまで成長させる。
【００８２】
具体的に、図１４で示しているように、カーボンナノチューブ４は、溝部の一方の側面から他方の側面に至って形成されている。また、カーボンナノチューブ４は、溝部の底面からいずれかの側面に至って形成されている。
【００８３】
以上までの工程により、図１４で示した配線構造は、完成する。
【００８４】
以上のように、本実施の形態に係る配線では、断面が矩形状の溝部２の内表面全面（両側面および底面）に触媒膜３を設けている。したがって、実施の形態１に係る配線構造よりも、本実施の形態に係る配設構造の方が、より密にカーボンナノチューブ４を溝部２内に成長させることができる。
【００８５】
また、上記したように、導電体６により溝部２内を充填しても良い（図１８）。これにより、より大きな電流を配線に流すことができる。なお、上記したように、導電体６の層間絶縁膜１への拡散をより防止するためには、バリア膜５を層間絶縁膜１と触媒膜３との間に設ければ良い。
【００８６】
＜実施の形態４＞
本実施の形態に係る配線構造の透視断面図を、図１９に示す。
【００８７】
図１９に示すように、本実施の形態に係る配線構造では、溝部２の内表面の一方の面に形成された触媒膜３から成長したカーボンナノチューブ４は、他方の面に形成された触媒膜３には至っていない。つまり、本実施の形態に係る配線構造内のカーボンナノチューブ４（図１９）は、実施の形態２に係る配線構造内のカーボンナノチューブ４（図８）程には、成長させていない。
【００８８】
なお、図１９では、図面の簡略化のため少数のカーボンナノチューブ４しか図示していない。しかし、実際には、より密に、溝部２内にカーボンナノチューブ４は形成される。したがって、図示していないが、カーボンナノチューブ４同士が接触し合う（重なり合う）ものも存する。
【００８９】
そして、当該カーボンナノチューブ４同士の接触により、一方のカーボンナノチューブ４に流れる電流は、当該一方のカーボンナノチューブ４に接触する他方のカーボンナノチューブ４にも流されることになる。
【００９０】
その他の構成は、実施の形態２に係る配線構造と同じである。
【００９１】
次に、本実施の形態に係る配線構造の製造方法を、工程断面図を用いて具体的に説明する。
【００９２】
はじめに、図１０に示す構造を用意する。
【００９３】
次に、熱ＣＶＤ等を施すことにより、図２０に示すように、触媒膜３からカーボンナノチューブ４を成長させる。ここで、カーボンナノチューブ４を成長させる時間を、実施の形態２のときよりも短くする必要がある。
【００９４】
このように、カーボンナノチューブ４の成長時間の短縮化により、溝部２の一方の側面から成長したカーボンナノチューブ４が、他方の側面に至らないようにすることができる。
【００９５】
次に、例えばメッキ法やＣＶＤ法により、図２１に示すように、カーボンナノチューブ４が形成されている溝部２を充填するように、導電体（例えば、銅）６を形成する。
【００９６】
その後、ＣＭＰ処理を施すことにより、層間絶縁膜１上に存する導電体６およびバリア膜５を除去する。
【００９７】
以上までの工程により、図１９に示した配線構造が完成する。
【００９８】
本実施の形態に係る配線構造は、以上のように構成されているので、実施の形態２に係る配線構造と同様の効果を奏することができる。本実施の形態に係る配線構造は、実施の形態２でも説明したように、導電体６に亀裂が生じても、なお配線として有効に機能させることができる点で有効なものである。
【００９９】
つまり、図２２の配線の上面図が示すように、はじめ配線には亀裂が生じていないとする。当該図２２に示す配線構造に電流を流したとする。
【０１００】
すると、所定量以上の電流が当該配線に流されると、導電体６にてマイグレーション現象が生じる。そして、マイグレーション現象の発生の結果として、図２３に示すように、配線に亀裂１２が生じたとする。
【０１０１】
しかし、図２３に示すように、導電体６自身に亀裂１２が生じても、カーボンナノチューブ４には影響しない。ところで、カーボンナノチューブ４は、銅よりも２桁以上抵抗値が低い。したがって、当該亀裂１２が生じても、カーボンナノチューブ４が電子の担い手となるので、配線として正常に機能する。
【０１０２】
なお当該説明は、実施の形態２に係る配線構造においても成立する。
【０１０３】
導電体６の層間絶縁膜１内への拡散が問題とならない場合には、バリア膜５を省略することができるのは、上述のとおりである。
【０１０４】
また、本実施の形態では、触媒膜３は、溝部２の両側面にのみ形成されている。しかし、実施の形態３に係る配線構造のように、溝部２の両側面および底面に触媒膜３を設けても良い。
【０１０５】
＜実施の形態５＞
本実施の形態に係る配線構造の透視断面図を、図２４に示す。また、斜視図を図２５に示す。
【０１０６】
図２４，２５に示すように、本実施の形態に係る配線構造は、半導体基板１０上に存する層間絶縁膜１の表面内に溝部２が形成されている。そして、溝部２の内表面の一の面（図では、溝部２の底面）にのみ触媒膜３が形成されている。
【０１０７】
また、カーボンナノチューブ４は、当該触媒膜３からカーボンナノチューブ４は、逆Ｕ字状に成長している。つまり、カーボンナノチューブ４は、溝部２の底面に存する触媒膜３から、同じ触媒膜３の異なる位置に至って成長している。
【０１０８】
次に、本実施の形態に係る配線構造の製造方法を、工程断面図を用いて具体的に説明する。
【０１０９】
はじめに、図１６に示す構造を用意する。
【０１１０】
次に、残存しているレジスト１１をマスクとして使用して、等方性エッチングを施す。これにより、層間絶縁膜１上面に形成されていた触媒膜３、および溝部２の両側面に形成されていた触媒膜３を除去する。つまり、図２６に示すように、溝部２の底面にのみ、触媒膜３を残存させる。なお、図２６は、レジスト１１を除去した後の図である。
【０１１１】
次に、熱ＣＶＤ法等により、触媒膜３からカーボンナノチューブ４を成長させる。ここで、熱ＣＶＤ法を施している最中に、以下に示す方向に電場を印加する。
【０１１２】
すなわち、カーボンナノチューブ４成長工程の初期の段階では、図２７に示すように、図面の下から上に向けて、電場を印加する。これにより、図２７に示すように、カーボンナノチューブ４は、溝部２の底面に存する触媒膜３から上方向に成長する。
【０１１３】
次に、図２８に示すように、図面の表面から裏面にかけての方向成分（配線の配設方向）と、図面の横方向成分とを有する、電場を印加する。なお、本実施の形態に係る製造方法では、図面（図２８）の横方向にも電場を印加している。しかし、図面の表面から裏面にかけての方向にのみ、電場を印加しても良い。
【０１１４】
これにより、図２８に示すように、図面の上方向に成長していたカーボンナノチューブ４は、成長の方向を図面の水平方向（具体的に、図面の横方向＋配線の配設方向。以下水平方向と称する）に傾け始める。そして、カーボンナノチューブ４は、図面の水平方向への成長を続ける。
【０１１５】
そして、最後に、図面の上から下に向けて、電場を印加する。これにより、図面の水平方向に成長していたカーボンナノチューブ４は、成長の方向を図面の下方向に傾け始める。そして、カーボンナノチューブ４は、図面の下方向への成長を続け、当該カーボンナノチューブ４は、溝部２の底面に存する触媒膜３へと至る。
【０１１６】
以上までの工程により、図２４，２５で示した配線構造は、完成する。
【０１１７】
本実施の形態に係る配線構造においても、実施の形態１に係る配線構造と同様な効果を有することは、言うまでもない。
【０１１８】
なお、図２４，２５に示した配線構造において、溝部２に導電体を充填しても良い。また、層間絶縁膜１への導電体の拡散が起こる場合には、図２９に示すように、導電体６と層間絶縁膜１との間にバリア膜５を設ければ良い。
【０１１９】
また、本実施の形態では、溝部２の底面にのみ触媒膜３を設ける構成について、説明した。しかし、これに限る必要は無く、溝部２のどちらか一方の側面のみに触媒膜３を設けて、配線を構成しても良い。
【０１２０】
＜実施の形態６＞
半導体装置内に形成されるＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）の開発が、近年、活発に進められている。当該ＭＲＡＭの要部の構成図を図３０に示す。
【０１２１】
図３０に示すように、ＭＲＡＭは、ビットラインｂ１とデジットラインｄ１とが上下に（平面視において）クロスして配設されている。また、ビットラインｂ１とデジットラインｄ１の重複領域において、当該ビットラインｂ１と当該デジットラインｄ１との間に、ストラップｓ１とＭＴＪ（Ｍａｇｎｅｔｒｏ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）膜ｆ１とが介在している。
【０１２２】
また、半導体基板上には、ドレイン領域Ｄ１、ゲート電極Ｇ１とソース領域Ｓ１とから成るトランジスタが形成されている。そして、ストラップｓ１とドレイン領域Ｄ１とを接続するビアｖ１と、ＭＴＪ膜ｆ１とビットラインｂ１とを接続するビア（図示せず）とが、配設されている。ここで、ゲート電極Ｇ１には、絶縁膜（ゲート電極Ｇ１の黒い部分）も含まれている。
【０１２３】
図３０に示すＭＲＡＭにおいて、ビットラインｂ１とデジットラインｄ１とに、各々所定の方向に電流を流す。すると、当該電流の向きに応じて、各ラインｂ１，ｄ１の周辺に磁場が発生する。そして、ビットラインｂ１から発生した磁場とデジットラインｄ１から発生した磁場との合成磁場により、ＭＴＪ膜ｆ１のスピンの向きを変更する（書き込み）。
【０１２４】
また、ビットラインｂ１に、所定の向きの電流を流す。すると、ＭＴＪ膜ｆ１のスピンの向きに応じて決められる電流量の電流が、ＭＴＪ膜ｆ１を流れる。そして、ＭＴＪ膜ｆ１を介して流れてきた電流は、ストラップｓ１、ビアｖ１を介してドレイン領域Ｄ１へと流れる。そして、ゲート電極Ｇ１のオン／オフ動作により、ソース領域Ｓ１への電流の導通／遮断を制御する（読み出し）。
【０１２５】
当該動作を行うＭＲＡＭを構成するビットラインｂ１およびデジットラインｄ１には、ｍＡ程度の電流を流す必要がある。ところが、半導体装置の微細化が、近年、さらに進んできている。よって、当然、配線自体も微細化（縮小化）されてきている。
【０１２６】
当該縮小化された配線に、今までと同じ量の電流（ｍＡ程度の電流）を流すためには、配線に流す電流の電流密度を、より大きくする必要がある。しかし、銅配線等の従来の配線を採用していたのでは、上記したように、配線にてマイグレーション現象や溶断が発生する。
【０１２７】
しかし、本発明に係る各配線構造をビットラインｂ１やデジットラインｄ１に採用することにより、より高い電流密度（１０9Ａ／ｃｍ2以上）の電流を、本発明に係る各配線（少なくとも、カーボンナノチューブ４を含む配線）に流すことができる。つまり、例えば構造の微細化が進んだとしても、流す電流量の大きさを維持することができ、かつ断線等の配線不良の問題が起こることも無い。
【０１２８】
また、実施の形態３に係る配線構造（溝部２の両側面および底面に触媒膜３を設ける構造）を、ビットラインｂ１やデジットラインｄ１に採用し、さらに、触媒膜３として磁性体である材料を採用することにより、以下に示す効果を有する。
【０１２９】
つまり、溝部２の両側面および底面を磁性体である触媒膜３で覆われた、配線（配線Ｐとする）を形成する。これにより、図３１に示すように、当該配線の上面を除くその他の配線周辺において、磁場が発生することを抑制することができる（シールド効果）。
【０１３０】
さらに、配線上面から発生する磁場の強度を、周辺を磁性体である触媒膜３で覆われていない配線（配線Ｘとする）から発生する磁場の約２倍まで、増加させることができる。転じれば、配線周辺において同じ強度の磁場を発生させるためには、配線Ｐに流す電流は、配線Ｘに流す電流の半分で済む。
【０１３１】
なお、銅配線を強磁性体で覆うことにより得られる、上記シールド効果および、磁場の増大効果等は、例えば、「Ａ  １−Ｍｂｉｔ  ＭＲＡＭ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  １Ｔ１ＭＴＪ  Ｂｉｔ  Ｃｅｌｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｗｉｔｈ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ」（ＩＥＥＥ  ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＳＯＬＩＤ−ＳＴＡＴＥ  ＣＩＲＣＵＩＴ、ＶＯＬ３８、Ｎｏ５、Ｍａｙ  ２００３）等に報告されている。
【０１３２】
したがって、デジットラインｄ１として配線Ｐの構造を採用したとする、そして、図３２の断面図が示すように、当該デジットラインｄ１の触媒膜３で覆われていない面に対面するように、ＭＴＪ膜ｆ１を配設する。
【０１３３】
これにより、図示しているＭＴＪ膜ｆ１に隣接する他のＭＴＪ膜（図示せず）に、図示しているデジットラインｄ１から発生する磁場の影響を与えることを防止することができる。
【０１３４】
さらに、図示しているＭＴＪ膜ｆ１には、デジットラインｄ１として配線Ｘを採用したときよりも、同じ電流量でより強い磁場が印加される。転じれば、同じ強度の磁場をＭＴＪ膜ｆ１に印加させるためには、配線Ｐを採用したデジットラインｄ１に流す電流は、配線Ｘを採用したデジットラインｄ１に流す電流の半分で済む。
【０１３５】
なお、上記では、デジットラインｄ１に配線Ｐを採用する場合について、言及した。しかし、ビットラインｂ１に配線Ｐを採用する場合にも、同じ議論が成立することは、言うまでも無い。ただし、ビットラインｂ１の触媒膜は、両側壁と上部とに形成する。
【０１３６】
また、触媒膜３として、コバルト、ニッケル、鉄等の強磁性体を採用することにより、上記効果は、より発揮される。
【０１３７】
また、上記では、デジットラインｄ１等として、図１４に示した配線構造を採用する場合について言及した。しかし、デジットラインｄ１等に、当該配線に導電体（例えば、銅）６を充填した配線（図１８）を採用しても良く、当該導電体６を充填する構成においても、上記した各効果を奏することができる。
【０１３８】
また、以下の製造方法により作成された配線を、デジットラインｄ１等に採用しても良い。
【０１３９】
はじめに、図６に示す構造を用意する。ここで、触媒膜３は、磁性体（好もしくは、強磁性体）である。
【０１４０】
次に、例えばスパッタ法を施すことにより、図３３に示すように、触媒膜３上に、所定の膜厚のバリア膜５を形成する。ここで、バリア膜５として、タンタルやタンタルナイドライド等であり、触媒膜３からのカーボンナノチューブ４の成長を抑制する働きを有する成長抑制膜である。
【０１４１】
次に、溝部２内を充填するように、バリア膜５上にレジスト１１を塗布する。その後、エッチバック法を施すことにより、図３４に示すように、溝部２の底面にのみレジスト１１を残存させる。
【０１４２】
次に、レジスト１１をマスクとして使用して、バリア膜５に対して等方性エッチングを施す。これにより、一部のバリア膜５を除去する。そして、図３５に示すように、触媒膜３を介して、溝部２の底面にのみバリア膜５を残存させる。
【０１４３】
次に、バリア膜５をマスクとして使用して、触媒膜３に対して異方性エッチングを施す。これにより、層間絶縁膜１上面の触媒膜３を除去する。そして、図３６に示すように、溝部２の両側面および底面にのみ触媒膜３を残存させる。
【０１４４】
その後、熱ＣＶＤ法を施すことにより、図３７に示すように、溝部２内にカーボンナノチューブ４を成長させる。なお、カーボンナノチューブ４は、両側面に形成されている触媒膜３間を架橋するように、形成されている。
【０１４５】
なお、溝部２の底面に形成されている触媒膜３の上には、バリア膜（触媒膜３からのカーボンナノチューブ４の成長を抑制する働きを有する成長抑制膜）が形成されている。
【０１４６】
したがって、溝部２の底面からのカーボンナノチューブ４の成長を抑制することができる。これにより、当該底面からの成長を抑制した分だけ、溝部２の両側面間でのカーボンナノチューブ４の成長を、容易に行うことができる。
【０１４７】
以上の工程により形成された、図３７に示す配線構造をデジットラインｄ１等に採用しても良い。
【０１４８】
また、図３７に示す配線の溝部２に導電体６を充填した配線構造（図３８）を、デジットラインｄ１等に採用すこともできる。また、実施の形態４で説明したように、溝部２の内表面の一方の側面に形成された触媒膜３から成長したカーボンナノチューブ４が、他方の側面に形成された触媒膜３に達しない配線構造（図３９）を採用することもできる。なお、いずれの場合も、触媒膜３は、磁性体（好ましくは強磁性体）である。
【０１４９】
＜実施の形態７＞
以下では、少なくともカーボンナノチューブを含む配線を製造する、他の方法について説明する。
【０１５０】
はじめに、図５で示した構造を用意する。
【０１５１】
次に、例えばスパッタ法を施すことにより、図４０に示すように、溝部２の両側面と底面、および層間絶縁膜１上面にバリア膜５を形成する。次に、例えばスパッタ法により、図４０に示すように、バリア膜５上に、島状（ドット状）に触媒膜３を多数個、形成する。
【０１５２】
ここで、触媒膜３が成膜し始めた段階でスパッタを止めることができるように、スパッタ時間を設定する。これにより、多数個の島状の触媒膜３を形成することができる。
【０１５３】
また、バリア膜３上に薄く触媒膜３を成膜した後、熱処理を施しても良い。これにより、触媒膜３は凝集して、多数個の島状の触媒膜３が形成される。
【０１５４】
次に、レジストを使用したエッチバック法などにより、一部の触媒膜３を除去する。これにより、図４１に示すように、バリア膜５を介して、溝部２の両側面および底面にのみ、島状の触媒膜３を残存させる。
【０１５５】
次に、プラズマＣＶＤ法等により、図４２に示すように、カーボンナノチューブ４を成長させる。ここで、先端に島状の触媒膜３を付けた状態で、カーボンナノチューブ４を成長させる。例えば、プラズマＣＶＤ法を施すことにより、カーボンナノチューブ４は、先端に島状の触媒膜３を付けた状態で成長する。
【０１５６】
その後、メッキ法等により、図４３に示すように、溝部２を充填するように、バリア膜５上に導電体（例えば、銅）６を形成する。さらに、ＣＭＰ等により、図４３に示すように、層間絶縁膜１上のバリア膜５および導電体６を除去する。これにより、溝部２内にのみ、バリア膜５と導電体６とが残存する。
【０１５７】
以上の方法によっても、本発明に係る配線構造を作成することができる。そして、図４３に示す配線構造の場合においても、大きな電流密度の電流を流すことができる。また、導電体６の部分で、マイグレーション現象により亀裂が生じたとしても、カーボンナノチューブ４には、当該亀裂の影響は無いので、図４３に示す配線構造も配線としての信頼性の高いものである。
【０１５８】
なお、溝部２の側面および底面には、カーボンナノチューブ形成後、鉄等の触媒膜３（不純物）を残存させない方が好ましい場合もあり得る。なぜなら、残存する鉄などの不純物粒子の一部が、層間絶縁膜１を通しウエハ基板まで接合し、接合リークの発生原因となり得るからである。
【０１５９】
そこで、本実施の形態に係る製造方法のように、島状に触媒膜３を形成し、先端に当該触媒膜３を付けた状態でカーボンナノチューブ４を成長させる（例えば、プラズマＣＶＤ法を施して、カーボンナノチューブ４を成長させる）。
【０１６０】
これにより、完成品の配線構造の溝部の側面等に触媒膜３を付着させないようすることができる。したがって、上記のような接合リークの可能性もなくなる。
【０１６１】
＜実施の形態８＞
本実施の形態に係る製造方法は、実施の形態７に係る製造方法の変形例である。
【０１６２】
なお、実施の形態７では、溝部２の内表面の両側面および底面に、島状の触媒膜３を形成する場合について説明した（図４０〜４３）。
【０１６３】
しかし、本実施の形態に係る製造方法のように、溝部２の内表面のいずれか一の面（例えば、底面部）のみに島状の触媒膜３を形成し、その後、カーボンナノチューブ４を成長させても良い。
【０１６４】
まず、図５で示した構造を用意する。
【０１６５】
次に、図４４に示すように、溝部２の内表面の両側面上と底面上、および層間絶縁膜１上にバリア膜５を形成する。その後、実施の形態７で説明した方法を使用して、溝部２の底面部のみに島状の触媒膜３を形成する。
【０１６６】
次に、プラズマＣＶＤ法等を施すことにより、図４４に示すように、カーボンナノチューブ４を成長させる。ここで、カーボンナノチューブ４は、先端に触媒膜３を付けた状態で成長している。また、カーボンナノチューブ４の成長方向は、図面（図４４）の下から上の方向である。
【０１６７】
次に、溝部２内を充填するように、例えば銅等の導電体６をバリア膜５上に堆積する。当該様子を図４４に示す。
【０１６８】
次に、図４４に示した構造に対して、ＣＭＰ処理を施す。これにより、図４５に示すように、層間絶縁膜１上のバリア膜５、導電体６を除去する。なお、当該導電体６等の除去と共に、図４５に示すように、カーボンナノチューブ４の先端に付着している触媒膜３を除去する。
【０１６９】
なお、島状の触媒膜３の設ける面は、溝部２の内表面のいずれの面でも良い。しかし、上記の様に、溝部２の底面にのみ触媒膜３を設け、上記製造方法を使用することにより、配線構造内から触媒膜３を完全に除去することができる。
【０１７０】
ところで、カーボンナノチューブ４を成長させる際に、電場を印加したとする。すると、カーボンナノチューブ４は、当該電場の方向に沿って成長する。
【０１７１】
よって、本実施の形態において、カーボンナノチューブ４を溝部２の底面から上面に向けて成長させる場合には、当該方向の電場を印加しながらカーボンナノチューブ４を成長させれば良い。
【０１７２】
また、電場を印加する場合には、配線の配設（溝部２の形成）方向成分を有する、電場を印加する方が好ましい（例えば、図４５において、図面下側から上側の方向成分と、図面表側から裏側の方向成分（溝部２の延設方向成分）とから成る方向の電場を印加する）。
【０１７３】
なぜなら、当該方向成分を有する電場を印加することにより、カーボンナノチューブ４は、上記溝部２の延設方向成分を有する方向に成長するからである。そして、このような方向に成長したカーボンナノチューブ４を有する配線の方が、上記溝部２の延設方向成分を有さずに成長したカーボンナノチューブ４を有する配線よりも、平均的な電気抵抗は小さくなるからである。
【０１７４】
＜実施の形態９＞
本実施の形態に係る製造方法では、カーボンナノチューブ４を成長させる際に、所定の方向に電場を印加させることを特徴とする。
【０１７５】
上記でも説明したように、カーボンナノチューブ４を成長させる際に、電場を印加すると、カーボンナノチューブ４は、当該電場の方向に沿って成長する。本実施の形態に係る製造方法では、この性質を利用する。
【０１７６】
電場を印加せずにカーボンナノチューブ４を成長させた場合、通常、図４６で示したように、各カーボンナノチューブ４は、それぞれ異なる方向を向いて形成される。
【０１７７】
しかし、多数のカーボンナノチューブ４の中には、配線の配設方向（溝部２の延設方向）に対して垂直な方向に成長するカーボンナノチューブ４ｚ（つまり、カーボンナノチューブ４ｚは、溝部２の側面の法線方向を向いて形成している。）が存在する可能性もある。
【０１７８】
そして、上記方向に形成されたカーボンナノチューブ４ｚが含まれていると、配線全体の抵抗は、上記カーボンナノチューブ４ｚを全く有さない配線全体の抵抗に比べて、高くなる。これは、以下の理由に依る。
【０１７９】
溝部２の延設方向に垂直な方向にカーボンナノチューブ４ｚが成長し、当該カーボンナノチューブ４が溝部２の両側面に存する触媒膜３を架橋したとする。すると、配線方向（溝部２の延設方向）に電圧を印加しても、カーボンナノチューブ４ｚの一端と他端との間で、電位差が生じない。
【０１８０】
このことは、カーボンナノチューブ４ｚを介した電流の流れは、無いことを意味する。したがって、カーボンナノチューブの密度が同じなら、カーボンナノチューブ４ｚを含む分だけ、配線全体の抵抗は、増加してしまうのである。
【０１８１】
そこで、本実施の形態に係る製造方法では、図４７に示すように、配線の配設方向成分（溝部２の延設方向成分）を有する電場を印加する。
【０１８２】
すると、図４７に示すように、カーボンナノチューブ４は、当該電場の方向に沿って成長する。つまり、溝部２の延設方向に対して垂直な方向に成長する、カーボンナノチューブ４ｚを含まない配線を提供することができる。
【０１８３】
したがって、上記方向に形成されたカーボンナノチューブ４ｚを含む配線より、本実施の形態に係る方法により作成された配線の方が、配線全体の抵抗を小さくすることができる。
【０１８４】
なお、溝部２の側面の法線方向からのカーボンナノチューブ４の傾きが、大きくなればなるほど、溝部２の延設方向に電圧を印加した場合、当該カーボンナノチューブ４の一端と他端との間における電位差は、大きくなる。
【０１８５】
したがって、上記のような場合には、よりカーボンナノチューブ４内に電流は、流れ易くなる。つまり、溝部２の側面の法線方向からのカーボンナノチューブ４の傾きが、大きくなればなるほど、配線全体の抵抗値を、より低減することができる。
【０１８６】
以上までの本発明に係る配線構造では、配線中に少なくとも、カーボンナノチューブ４が含まれていることを特徴とする。したがって、カーボンナノチューブ４を含む配線構造であれば、上記形態以外の配線構造であっても良い。
【０１８７】
例えば、以上までの実施の形態で示した配線構造の他に、カーボンナノチューブ４を含む配線構造として、例えば、図４８に示すような配線構造も考えられる。
【０１８８】
つまり、図４８に示すようにように、溝部２の一側面と底面にのみ触媒膜３を形成し、当該触媒膜３間でカーボンナノチューブ４を成長させる構成の配線であっても良い。
【０１８９】
また、本発明に係る配線構造は、半導体装置に適用すると、上記したように、半導体装置の微細化に伴う配線中の電流密度増加の問題を解決できる。
【０１９０】
＜実施の形態１０＞
図４９に、本実施の形態に係わる配線構造の拡大斜視図を示す。
【０１９１】
図４９に示すように、半導体基板上（図示せず）に、層間絶縁膜１が形成されている。また、層間絶縁膜１の表面内には、断面が略矩形状の溝部２が形成されている。
【０１９２】
また、本実施の形態に係わる配線構造では、溝部２内には、複数の仕切り導電膜５０が形成されている（図４９では、二つの仕切り導電膜５０が図示されている）。たとえば、各仕切り導電膜５０間隔は、数ミクロン程度である。
【０１９３】
ここで、図４９に示すように、当該仕切り導電膜５０は、溝部２の延設方向に当該溝部２を仕切るように、配設されている。また、本実施の形態では、当該仕切り導電膜５０は、溝部２内において、等間隔に配設（形成）されている（他の構成例として、仕切り導電膜５０が等間隔に配設されていない構造も考えられる）。
【０１９４】
また、当該仕切り導電膜５０は、カーボンナノチューブ４の成長核となる触媒金属を、少なくとも構成要素として含んでいる。もちろん、仕切り導電膜５０自身が、当該触媒（膜）であっても良い。たとえば、触媒膜である仕切り導電膜５０としては、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）もしくは、これらを含む化合物などがある。
【０１９５】
さらに、カーボンナノチューブ４は、図４９に示すように、上記仕切り導電膜５０間を接続するように形成されている。
【０１９６】
ここで、当該仕切り導電膜５０間に存するカーボンナノチューブ４の数は、多数である。また、カーボンナノチューブ４は、図４９に示すように、溝部２の延設方向成分を含む方向に形成されている（図４９では、カーボンナノチューブ４は、延設方向と略並行に形成されている）。なお、カーボンナノチューブ４は、触媒金属を先端部（カーボンナノチューブ４の一方端または他方端）に保持しながら成長している。
【０１９７】
なお、本発明のように配線としてカーボンナノチューブ４を用いる場合には、形成すべき、カーボンナノチューブ４は、多重壁カーボンナノチューブであることが望ましい。当該多重壁カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブよりも導電率が高いからである。
【０１９８】
また図４９では、複数のカーボンナノチューブ４は、一方向に揃って成長している。しかし、各カーボンナノチューブ４の、成長方向を揃える必要はない。たとえば、カーボンナノチューブ４の成長の際に、電界を印加すると、当該電界方向に揃ったカーボンナノチューブ４が形成される。しかし、当該電界の印加がない場合には、カーボンナノチューブ４は、通常、様々な方向に向かって成長する。
【０１９９】
以上のように、本実施の形態（つまり、溝部２内に形成された仕切り導電膜５０間において、溝部２の延設方向に成長したカーボンナノチューブ４を有する配線構造）においても、カーボンナノチューブ４が電流パスを形成している。
【０２００】
したがって、本実施の形態に係わる配線構造は、たとえば実施の形態１で説明した内容と同様の効果を有することができる。つまり、カーボンナノチューブ４の特性に起因して、上述したように、配線の低抵抗化、電流密度の向上、配線の溶断の抑制またはマイグレーションの発生の抑制等の効果を奏することができる。
【０２０１】
また、仕切り導電膜５０は、カーボンナノチューブ４の成長核となる触媒膜から構成されているとする。この場合には、当該仕切り導電膜５０を配設するだけで、容易にカーボンナノチューブ４を成長させることができる。
【０２０２】
また、仕切り導電膜５０は、溝部２内において、等間隔に形成されている。したがって、各仕切り導電膜５０間において、カーボンナノチューブ４が成長し始めてから、隣接する仕切り導電膜５０へ到達するまでの時間を、ほぼ同一とすることができる。つまり、仕切り導電膜５０間における、当該カーボンナノチューブ４の形成管理が、容易となる。
【０２０３】
なお、本実施の形態に係わる配線構造では、銅が形成されていないので、銅の拡散防止機能を有するバリア膜を有さない。したがって、より大きな電流密度を流すことができ、低抵抗であるカーボンナノチューブ４を、溝部２の全体積内に密に形成することができる。つまり、溝部２内のほぼ全体積を、カーボンナノチューブ４による電流パスとして利用することができる。つまり、当該構造を有する配線の、限界電流量の向上および配線の低抵抗化を図ることができる。
【０２０４】
＜実施の形態１１＞
図５０に、本実施の形態に係わる配線構造の拡大斜視図を示す。
【０２０５】
図５０に示すように、本実施の形態に係わる配線構造は、実施の形態１０に係わる配線構造と、ほぼ同一である。しかし、以下の点において、両配線構造は相違する。
【０２０６】
つまり、本実施の形態に係わる配線構造は、図５０に示すように、溝部２内（少なくとも、溝部２の側面および底面）には、第一のバリア膜５１が形成されている。ここで、第一のバリア膜５１は、仕切り導電膜５０から層間絶縁膜１への、触媒の拡散を抑制（防止）するための膜である。当該第一のバリア膜５１として、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）やタンタルナイトライド（ＴａＮ）等を採用することができる。
【０２０７】
その他の構成は、実施の形態１０と同様であるの、ここでの説明は省略する。
【０２０８】
以上のように、本実施の形態に係わる配線構造は、第一のバリア膜５１が形成されている。したがって、仕切り導電膜５０から層間絶縁膜１への触媒（たとえば、コバルト、ニッケル、鉄等）の拡散を、抑制（防止）することができる。
【０２０９】
＜実施の形態１２＞
図５１に、本実施の形態に係わる配線構造の拡大斜視図を示す。また、図５２に、本実施の形態に係わる配線構造の概略平面図を示す。
【０２１０】
図５１に示すように、本実施の形態に係わる配線構造は、溝部２内において、カーボンナノチューブ４と銅配線５２とが形成されている。具体的に、溝部２は、図５２に示されているように、仕切り導電膜５０により、分割されている。そして、当該溝部２は、カーボンナノチューブ４が形成されている区間（第一の区間）と、銅配線５２が形成されている区間（第二の区間）とを、有している。
【０２１１】
また、図５１に示しているように、銅配線５２が形成されている第一の区間の溝部２内（少なくとも、第一の区間の溝部２の側面および底面）には、第二のバリア膜５３が形成されている。ここで、第二のバリア膜５３は、銅配線５２から層間絶縁膜１への銅の拡散を、抑制（防止）するための膜である。当該第二のバリア膜５３として、チタンナイトライド（ＴｉＮ）等を採用することができる。
【０２１２】
その他の構成は、実施の形態１０と同様なので、ここでの説明は省略する。
【０２１３】
以上のように、本実施の形態に係わる配線構造では、一部、銅配線５２が配設されている。したがって、層間絶縁膜１を挟んで、上下に配線が配設されている場合において、銅配線５２を、ビアのパッドとして機能させることができる。つまり、銅配線５２は、他の配線とビアを介して接続される。なお、カーボンナノチューブ４が形成されている第一の区間を、ビアのパッド部として機能させるのは、製造工程上、非常に困難である。
【０２１４】
ここで、本発明では、配線としてのみ機能する場合、および、配線とパッドとして機能する場合（つまり、電気の伝達手段として機能する場合）の両方において、便宜上、「銅配線」と称する。
【０２１５】
なお、当該ビアを、図５３に示すように、カーボンナノチューブ４から構成しても良い。この場合、第二のバリア膜５３をカーボンナノチューブ４の成長核である触媒を含む構成とすると良い。このようにすることにより、容易に、上下配線間において、カーボンナノチューブ４を成長させることができる。つまり、カーボンナノチューブ４から成るビアを形成することができる（特開２００４−６８６４号公報、特開２００４−８７５１０号公報）。
【０２１６】
また、本実施の形態に係わる配線構造では、第二のバリア膜５３が形成されている。したがって、銅配線５２から層間絶縁膜１への銅の拡散を、抑制（防止）することができる。
【０２１７】
なお、本実施の形態においても、実施の形態１１で説明したように、図５４に示すように、第一のバリア膜５１を、溝部２内に形成しても良い。
【０２１８】
＜実施の形態１３＞
本実施の形態では、実施の形態１１に係わる配線構造の製造方法ついて説明する。なお、第一のバリア膜５１の形成工程を除けば、本実施の形態の方法により、実施の形態１０に係わる配線構造を形成することができる。
【０２１９】
図５５に示すように、半導体基板上（図示せず、下地と把握できる）に、層間絶縁膜１を形成する。その後、図５５に示すように、層間絶縁膜１の表面内に、配線用の溝部２を形成する。次に、図５５に示すように、当該溝部２の底面および側面を覆うように、層間絶縁膜１上に第一のバリア膜５１を形成する。
【０２２０】
ここで、当該第一のバリア膜５１として、シリコンナイトライドやタンタルナイトライド等を採用することができる。また、当該第一のバリア膜５１は、たとえばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法またはスパッタリング法により、形成することができる。また、第一のバリア膜５１は、上述の通り、層間絶縁膜１への触媒の拡散を、抑制（防止）するための膜である。
【０２２１】
次に、触媒膜から構成されており、溝部２の延設方向に当該溝部２を仕切る、複数の仕切り導電膜５０を形成する。詳細な形成方法は、以下の通りである。
【０２２２】
まず、図５６に示すように、溝部２内の所定の領域に、略矩形状の下地塊５５を形成する。ここで、当該下地塊５５は、仕切り導電膜５０の形成の土台と成る部材である。下地塊５５として、たとえば、アルミニウム、銅、金、ポリシリコンなどの導電体、またはシリコン酸化膜などの絶縁体を採用することができる。なお、本実施の形態では、下地塊５５として、ポリシリコンを採用する。
【０２２３】
なお、図５６では、一の下地塊５５を形成しているのみである。しかし、溝部２内に、所定の間隔ごとに、当該下地塊５５を各々形成することも当然できる。
【０２２４】
また、当該下地塊５５の具体的な形成は、次のような工程により行うことができる。
【０２２５】
まず、溝部２を覆うように、ポリシリコン等を層間絶縁膜１上に成膜する。その後、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により、溝部２以外のポリシリコンを除去する。次に、フォトリソグラフィ技術とエッチング処理とを施す。これにより、溝部２内のポリシリコンを選択的に除去する。そして、たとえば、当該溝部２内に、所定の間隔ごとに、下地塊５５を各々残存させる。
【０２２６】
さて、当該下地塊５５の形成が完了したら、次に、図５７に示すように、当該下地塊５５の露出している表面（上面および側面）上に、カーボンナノチューブ４の触媒から構成される導電膜（以下、触媒膜と称する）５６を形成する。当該触媒膜５６の形成は、たとえば、ＣＶＤ法やスパッタリング法、およびメッキ法等により行うことができる。
【０２２７】
また、当該触媒膜５６として、コバルト、鉄、ニッケル、タングステンもしくは、これらを含む化合物などを、採用することができる。もし、触媒膜５６としてコバルト等を採用する場合には、今の場合（つまり、下地塊５５がポリシリコンの場合）、以下に示す触媒膜５６の形成方法を採用することができる。
【０２２８】
つまり、ポリシリコンである下地塊５５に対して、スパッタリング処理を施す。これにより、下地塊５５上に、コバルト、鉄、ニッケル等を形成する。その後、当該下地塊５５に対して熱処理を施す。このとき、ポリシリコン上の金属は、シリコンと反応しシリサイドを形成する。したがって、ウエット処理により、容易にポリシリコン上のみ金属（知りサイド）を残すことができる。これにより、下地塊５５に対して、シリサイド膜である触媒膜５６を形成することができる。
【０２２９】
また、たとえば、メッキによりシリコン面上へ選択的に金属を析出させる方法が、文献（２００２年１０月、化学系７学協会東北地方大会、「ポーラスシリコン上への金属の電解析出挙動」、安井  規雄等著）に示されている。ここでは、シリコンを一端、微細な細孔を有するポーラスシリコンにする。そして、Ｃｕ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ａｇ、Ｃｄ，Ｔｌ，Ｐｂ等の金属を付着させている。当該金属金属を付着したポリシリコンを、そのまま本実施の形態において採用しても良い。
【０２３０】
次に、下地塊５５の上面を露出させるために、当該下地塊５５の上面に形成されている触媒膜５６を除去する。当該触媒膜５６除去後の様子を、図５８に示す。ここで、当該触媒膜５６の選択的除去は、当該下地塊５５の上面に形成されている触媒膜５６に対して、ＣＭＰ処理を施すことにより、可能となる。また、異方性ドライエッチング処理を施すことによっても、当該触媒膜５６の選択的除去は可能となる。
【０２３１】
なお、図５８から分かるように、下地塊５５の側面に形成されている触媒膜５６は、残存している。
【０２３２】
次に、露出している部分（上面部分）の下地塊５５を除去する。これにより、図５９に示すように、溝部２内に仕切り導電膜５０を形成することができる。ここで、当該下地塊５５の除去は、たとえば、エッチングレートの差を利用して行うことができる。
【０２３３】
周知のように、ポリシリコンとコバルトシリサイド等のシリサイドとは、エッチングレートの差が大きい。したがって、所定の条件の下で、上記下地塊５５に対してエッチング処理を施す。これにより、溝部２内に、触媒膜５３である仕切り導電膜５０のみを残存させることができる。
【０２３４】
ここで、上記により、下地塊５５は、所定のエッチング条件の下で、触媒膜５６よりもエッチングされやすいものであれば、任意の材料を選ぶことができる、ということが分かる。
【０２３５】
なお、図５７の示す工程において、導電膜５６として触媒を構成要素と含まないものを採用した場合には、当該下地塊５５の選択的除去後に、当該導電膜５６の側面に対して触媒を選択的に形成すれば良い。
【０２３６】
これにより、上記と同様、図５９に示す構成を得ることができる。もし、導電膜５６の上面部にも触媒が形成されたなら、当該導電膜５６に対して、ＣＭＰ処理または異方性ドライエッチングを施せば良い。これにより、導電膜５６の側面にのみ触媒を選択的に形成することができる。
【０２３７】
また、図５９に示された仕切り導電膜５０（つまり、導電膜５６として、上述の通り触媒膜５６を採用し、当該触媒膜５６）に対して、さらに触媒を形成しても良い。こうすることにより、成長させるカーボンナノチューブ４の本数をより多くする等の効果を得ることができる。
【０２３８】
最後に、仕切り導電膜５０間を接続するように、カーボンナノチューブ４を成長させる。なお、このとき、カーボンナノチューブ４は、触媒を基にして成長する。または、カーボンナノチューブ４は、先端に触媒をつけた状態で成長する。なお、電界を印加した状態で、カーボンナノチューブ４を成長させたなら、当該カーボンナノチューブ４の成長方向を所定の方向（当該電界の方向）に制御することができる（たとえば、特開２００２−３２９７２３号公報）。
【０２３９】
以上のように、本実施の形態に係わる製造方法を採用することにより、実施の形態１１に係わる配線構造（図５０）を作成することができる。なお、上述の通り、第一のバリア膜５１の形成工程を省略すれば、実施の形態１０に係わる配線構造（図４９）を形成することができる。
【０２４０】
また、本実施の形態では、仕切り導電膜５０の形成に際して、以下の方法を採用している。つまり、溝部２内に下地塊５５を形成し、当該下地塊５５の表面に、カーボンナノチューブの触媒膜５６を形成している。その後、下地塊５５の上面を露出させ、当該露出している部分の下地塊５５を選択的に除去する。当該一連の工程により、溝部２内に仕切り導電膜５０を形成している。
【０２４１】
したがって、溝部２内において、所定の間隔だけ隔てられた仕切り導電膜５０を、簡単に作成することができる。
【０２４２】
また、下地塊５５は、所定のエッチング条件の下で、触媒膜５６よりもエッチングされやすい。したがって、当該所定の条件を用いて、下地塊５５をエッチングすることにより、上述の露出している部分の下地塊５５を除去することができる。つまり、仕切り導電膜５０となる触媒膜５６のみを、溝部２内に残存させることができる。
【０２４３】
また、本実施の形態では、仕切り導電膜５０の形成前に、第一のバリア膜５１を溝部２内に形成する工程を、さらに備えている。したがって、当該第一のバリア膜５１の有する機能により、仕切り導電膜５０から層間絶縁膜１への触媒の拡散を、抑制または防止することができる。
【０２４４】
なお、下地塊５５として、カーボンナノチューブ４の触媒から成る材料を採用しても良い。そして、下地塊５５の所定の部分を選択的に除去することにより、溝部２内に仕切り導電膜５０を形成する。
【０２４５】
このようにすることにより、上記で説明した、触媒膜５６の下地塊５５に対する成膜、および、下地塊５５の上面の触媒膜５６の選択的な除去処理等を省略することができる。
【０２４６】
＜実施の形態１４＞
本実施の形態では、実施の形態１２に係わる配線構造の製造方法ついて説明する。
【０２４７】
まず、実施の形態１３で説明した方法により、図５６に示した構造を用意する。ここで、上述したように、層間絶縁膜１への触媒の拡散を抑制（防止）するために、シリコンナイトライド等の第一のバリア膜５１が形成されている。また、下地塊５５として、酸化シリコンやポリシリコン等を採用しても良い。
【０２４８】
次に、溝部２内において、仕切り導電膜５０で区切られる第一の区間には、カーボンナノチューブ４を成長させ、仕切り導電膜５０で区切られる第二の区間には、銅配線５２を形成する（図５２）。具体的には、下記の通りである。ここで、図５６において、下地塊５５が形成されている領域が、第一の区間となる。また、下地塊５５が形成されていない領域が、第二の区間となる。
【０２４９】
当該銅配線５２等の形成前に、まず、上記第二の区間の溝部２内に、第二のバリア膜５３を形成する。ここで、第二のバリア膜５３は、層間絶縁膜１への銅の拡散を抑制（防止）するための膜である。第二のバリア膜５３として、ＴｉＮ、ＴａまたはＴａＮ等を採用することができる。
【０２５０】
上記第二の区間に第二のバリア膜５３を形成するに際して、はじめに、図５６に示した構造に対して、溝部２および下地塊５５を覆うように、層間絶縁膜１上に第二のバリア膜５３を形成する（図６０）。
【０２５１】
次に、第二の区間となる溝部２内の底面および側面にのみ、第二のバリア膜５３が残存するように、当該第二のバリア膜５３を選択的に除去する。当該第二のバリア膜５３の選択的除去後の様子を、図６１に示す。なお、当該第二のバリア膜５３の選択的除去により、図６１に示しているように、下地塊５５の上面は露出している。
【０２５２】
ここで、当該第二のバリア膜５３の選択的除去の方法として、図６０に示した構造の上面に対するＣＭＰ処理がある。その他に、第二のバリア膜５３に対する、異方性ドライエッチング処理も採用可能である。なお、当該異方性ドライエッチング処理を採用する場合には、当該異方性ドライエッチング前に、第二の区間となる溝部２内の底面に、有機材料等のエッチングストッパ膜（図示せず）を形成する必要がある。そうでないと、第二の区間となる溝部２内の底面の、第二のバリア膜５３も除去されてしまうからである。
【０２５３】
次に、図６２に示すように、第二の区間となる溝部２内に、銅を埋め込む。つまり、当該第二の区間に、銅配線５２を形成する。ここで、当該銅配線５２の形成方法として、たとえば、銅めっき法を採用することができる。なお、銅配線５２は、その形成場所によっては、配線として機能し、または配線およびパッド（つまり、電気の担い手）として機能する。
【０２５４】
次に、図６２において、エッチング処理等により、上面から露出している下地塊５５を除去する。これにより、図６３に示すように、第二のバリア膜５３から成る仕切り導電膜５０が形成される。上述したように、仕切り導電膜５０は、溝部２の延設方向に当該溝部２を仕切るように、複数形成される。
【０２５５】
次に、図６３に示すように、仕切り導電膜５０に対して、カーボンナノチューブの成長核となる金属触媒６１を、当該仕切り導電膜５０の側面に選択的に形成する。当該触媒６１の形成は、たとえば、ＣＶＤ法やスパッタリング法、およびメッキ法等により、行うことができる。具体的には、図５６，５７を用いて説明したように、スパッタされた金属をシリサイド化して、シリコン上に選択的に当該金属（シリサイド）を残す方法や、電解メッキによる方法等がある。
【０２５６】
もし、仕切り導電膜５０の上面にも金属触媒６１が形成された場合には、ＣＭＰ処理または異方性ドライエッチング等を用いて、当該上面部の金属触媒６１を除去すれば良い。
【０２５７】
また、第二のバリア膜５３の形成段階において、当該第二のバリア膜５３として、コバルト、鉄、ニッケル等のカーボンナノチューブ４の金属触媒を含む膜を採用したとする。この場合には、上記の金属触媒６１の選択的形成工程は、省略することができる。
【０２５８】
最後に、第一の区間において、仕切り導電膜５０間を接続するように、カーボンナノチューブ４を成長させる。なお、このとき、カーボンナノチューブ４は、触媒を基にして成長する。または、カーボンナノチューブ４は、先端に触媒をつけた状態で成長する。なお、電界を印加した状態で、カーボンナノチューブ４を成長させたなら、当該カーボンナノチューブ４の成長方向を所定の方向（当該電界の方向）に制御することができる。
【０２５９】
以上のように、本実施の形態に係わる製造方法を採用することにより、カーボンナノチューブ４の形成された第一の区間と、銅配線５２の形成された第二の区間とを備える、実施の形態１２に係わる配線構造（図５１）を作成することができる。
【０２６０】
また、本実施の形態では、銅配線５２の形成前に、第二のバリア膜５３を第二の区間の溝部２内に形成する工程を、さらに備えている。したがって、当該第二のバリア膜５３の有する機能により、銅配線５２から層間絶縁膜１への銅の拡散を、抑制または防止することができる。
【０２６１】
上記各配線構造は、配線幅が５０ｎｍ以下の半導体製品全般に適用することにより、その効果をより奏する。また、電流密度が１０5Ａ／ｃｍ2を超える電流を、当該配線に長時間流す場合にも、その効果をより奏する。
【図面の簡単な説明】
【０２６２】
【図１】実施の形態１に係る配線構造の構成を示す、拡大斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る配線構造の構成を示す、拡大上面図である。
【図３】実施の形態１に係る配線構造の構成を示す、透視断面図である。
【図４】実施の形態１に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図５】実施の形態１に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図６】実施の形態１に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図７】実施の形態１に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図８】実施の形態２に係る配線構造の構成を示す、透視断面図である。
【図９】実施の形態２に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図１０】実施の形態２に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図１１】実施の形態２に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図１２】実施の形態２に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図１３】実施の形態２に係る配線構造において、バリア膜を有さない構造を示す断面図である。
【図１４】実施の形態３に係る配線構造の構成を示す、透視断面図である。
【図１５】実施の形態３に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図１６】実施の形態３に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図１７】実施の形態３に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図１８】実施の形態３に係る配線構造の溝部に、導電体を充填した配線構造を示す透視断面図である。
【図１９】実施の形態４に係る配線構造の構成を示す、透視断面図である。
【図２０】実施の形態４に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図２１】実施の形態４に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図２２】実施の形態４に係る配線構造の効果を説明するための図である。
【図２３】実施の形態４に係る配線構造の効果を説明するための図である。
【図２４】実施の形態５に係る配線構造の構成を示す、透視断面図である。
【図２５】実施の形態５に係る配線構造の構成を示す、斜視図である。
【図２６】実施の形態５に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図２７】実施の形態５に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図２８】実施の形態５に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図２９】実施の形態５に係る配線構造の溝部に、導電体を充填した構造を示す透視断面図である。
【図３０】ＭＲＡＭの構成を示す斜視図である。
【図３１】実施の形態６に係る配線構造に電流を流したときに発生する、磁場（磁束）の様子を示す図である。
【図３２】実施の形態６に係る配線とＭＴＪ膜との位置関係を示す図である。
【図３３】実施の形態６に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図３４】実施の形態６に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図３５】実施の形態６に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図３６】実施の形態６に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図３７】実施の形態６に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図３８】溝部に導電体を充填した、実施の形態６に係る配線構造の構成を示す透視断面図である。
【図３９】カーボンナノチューブ４の成長を途中までとした、実施の形態６に係る配線構造の構成を示す透視断面図である。
【図４０】実施の形態７に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図４１】実施の形態７に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図４２】実施の形態７に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図４３】実施の形態７に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図４４】実施の形態８に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図４５】実施の形態８に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図４６】実施の形態９に係る配線構造の製造方法を説明するための、上面図である。
【図４７】実施の形態９に係る配線構造の製造方法を説明するための、上面図である。
【図４８】本発明に係る配線構造の他の構成例を示す透視断面図である。
【図４９】実施の形態１０に係わる配線構造を示す、斜視図である。
【図５０】実施の形態１１に係わる配線構造を示す、斜視図である。
【図５１】実施の形態１２に係わる配線構造を示す、斜視図である。
【図５２】実施の形態１２に係わる配線構造を示す、概略平面図である。
【図５３】配線同士を接続する、カーボンナノチューブから成るビアを示す断面図である。
【図５４】実施の形態１２に係わる配線構造の他の構成例を示す、斜視図である。
【図５５】実施の形態１３に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図５６】実施の形態１３に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図５７】実施の形態１３に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図５８】実施の形態１３に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図５９】実施の形態１３に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図６０】実施の形態１４に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図６１】実施の形態１４に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図６２】実施の形態１４に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【図６３】実施の形態１４に係る配線構造の製造方法を説明するための、工程断面図である。
【符号の説明】
【０２６３】
１  層間絶縁膜、２  溝部、３  触媒膜、４  カーボンナノチューブ、５  バリア膜、６  導電体、１０  半導体基板、１１  レジスト、１２  亀裂、ｂ１  ビットライン、ｆ１  ＭＴＪ膜、ｓ１  ストラップ、ｄ１  デジットライン、ｖ１  ビア、Ｄ１  ドレイン領域、Ｇ１  ゲート電極、Ｓ１  ソース領域、５０  仕切り導電膜、５１  第一のバリア膜、５２  銅配線、５３  第二のバリア膜、５５  下地塊、５６  導電膜（触媒膜）、６１  金属触媒。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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