(57)【要約】【課題】密着性に優れ、高い信頼性を確保することが可能な半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置１は、半導体基板１００と、半導体基板１００上に形成され、溝１１ａ（スルーホール１１ｂを含む）を有する第１絶縁膜１０と、溝１１ａ内に形成され、第１金属（例えばチタニウム（Ｔｉ））を含む金属膜（ドーピング材膜１３）と、金属膜（ドーピング材膜１３）の側面に形成された下地膜１４と、下地膜１４の側面に形成され、第２金属（例えば銅（Ｃｕ））よりなり、下地膜１４と接する面に第１金属（例えばＴｉ）を含む領域（ドーピング材含有層１５ａ）を有する金属めっき膜（銅めっき膜１５）とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、溝を有する絶縁膜と、
前記溝内に形成された下地膜と、
前記下地膜の側面に形成され、前記下地膜と接する面に第１金属を含む領域を有し、第２金属で形成された金属めっき膜と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記溝内における前記絶縁膜と前記下地膜との間に形成され、前記第１金属を含む金属膜をさらに有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記下地膜は、前記第１金属を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記下地膜は、当該下地膜を介した前記第２金属の拡散を防止することが可能であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記下地膜は、ルテニウム（Ｒｕ）、及び、タングステン（Ｗ）のうち何れか１つ以上よりなる膜であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１金属は、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ボロン（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンモチン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、及び、鉛（Ｐｂ）のうち何れか１つ以上で構成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２金属は、銅（Ｃｕ）であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記溝の側面と前記下地膜との間に形成された膜であって、前記第２金属が当該膜を介して拡散することを防止する拡散防止膜をさらに有することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に溝を形成する工程と、
前記溝内及び前記絶縁膜上に第１金属を含む金属膜を形成する工程と、
前記金属膜上に下地膜を形成する工程と、
前記下地膜上に前記溝を完全に埋め、第２金属よりなる金属めっき膜を電解めっき法にて形成する工程と、
前記金属めっき膜と前記下地膜と前記金属膜とを上面から平らに研磨することで、前記絶縁膜の上面を露出させると共に、前記溝内に前記金属めっき膜と前記下地膜と前記金属膜とからなる配線を形成する工程と、
前記配線を熱処理して前記金属膜から前記金属めっき膜へ前記第１金属を拡散させることで、前記金属めっき膜における前記下地膜と接する面に前記第１金属を含む領域を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に溝を形成する工程と、
前記溝内及び前記絶縁膜上に、第１金属を含む下地膜を形成する工程と、
前記下地膜上に前記溝を完全に埋め、第２金属よりなる金属めっき膜を電解めっき法にて形成する工程と、
前記金属めっき膜と前記下地膜とを上面から平らに研磨することで、前記絶縁膜の上面を露出させると共に、前記溝内に前記金属めっき膜と前記下地膜とからなる配線を形成する工程と、
前記配線を熱処理して前記下地膜から前記金属めっき膜へ前記第１金属を拡散させることで、前記金属めっき膜における前記下地膜と接する面に前記第１金属を含む領域を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記下地膜は、当該下地膜を介した前記第２金属の拡散を防止することが可能であることを特徴とする請求項９又は１０記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記下地膜は、ルテニウム（Ｒｕ）、及び、タングステン（Ｗ）のうち何れか１つ以上よりなる膜であることを特徴とする請求項９又は１０記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１金属は、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ボロン（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタニウム（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンモチン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、及び、鉛（Ｐｂ）のうち何れか１つ以上で構成されていることを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第２金属は、銅（Ｃｕ）であることを特徴とする請求項９から１３の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記金属めっき膜における前記下地膜と接する面に前記第１金属を含む前記領域を形成する前に、前記金属めっき膜を熱処理することで、前記第２金属の結晶粒を成長させる工程をさらに有することを特徴とする請求項９から１４の何れか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記溝の側面と前記下地膜との間に、前記第２金属が当該膜を介して拡散することを防止する拡散防止膜を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項９から１５の何れか１項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】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビア配線などを含む金属配線には、価格や導電性などの点から主に銅（Ｃｕ）を用いられることが一般的であった。銅を用いた金属配線の形成方法では、例えば、スパッタ法を用いてバリアメタル層と銅のシード層（下地膜ともいう。以下、単に銅シード層という）とを順次形成し、銅シード層上に電解めっき法にて銅膜を形成する工程が用いられていた。
【０００３】
ただし、以上の方法を用いて例えばビアホール内に銅配線を形成する場合、スパッタ法を用いて形成される銅シード層がビアホールの開口部分で迫り出した、いわゆるオーバハング形状となる場合がある。このように銅シード層がオーバハング形状となると、ビアホールの開口部分が銅シード層で塞がれてしまい、ビアホール底部に銅シード層が形成されないという問題を生じる場合がある。この問題により、電解めっき時に銅層がビアホール底部に形成されないという、いわゆる銅埋込み不良が発生し、結果、接続不良などの問題が生じてしまう。
【０００４】
このような問題を解決する方法としては、例えばスパッタ原子の指向性が高いイオン化スパッタ法を用いて銅シード層を形成することなどが考えられる。
【０００５】
しかしながら、半導体装置の微細化と共にビア径やトレンチ幅の微細化が要求されている昨今では、イオン化スパッタ法を用いたとしてもビアホールやトレンチの底部や側壁部に銅イオンを十分に到達させることができず、非常に薄い銅シード層が形成されてしまうと言う問題が生じる場合がある。このように銅シード層の厚さが不十分であると、電解めっき時に銅が溶け出すことで、この部分に銅シード層の無い部分が生じ、結果、銅層がビアホールやトレンチの底部に形成されないという、いわゆる銅埋込み不良が発生し、結果、接続不良などの問題が生じてしまう。
【０００６】
以上のような問題を解決する方法として、近年では、例えば高い被膜性が得られる化学気相堆積法（Chemical Vapor Deposition method：ＣＶＤ法）や原子層堆積法（Atomic-layer Deposition Method：ＡＬＤ法）などを用いて銅シード層を形成することが検討されている。
【０００７】
しかしながら、ＣＶＤ法やＡＬＤ法を用いた銅シード層の成膜方法では、プリカーサとなる膜にフッ素が含まれるため、下地膜との密着性や核生成などの点に問題が存在する。そこで従来では、銅シード層を形成することなく、電解めっき法を用いて銅膜を形成する方法が検討されている。
【０００８】
銅シード層を用いずに電解めっき法にて銅膜を形成する方法では、ルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などを下地膜に用いることが提案されている。ルテニウム膜やタングステン膜上には、電解めっき法にて直接銅を堆積することが可能であり、下地膜の候補としては有望である。また、この他にも、窒化タンタル（ＴａＮ）上へ電解めっき法にて直接銅膜を形成する技術も提案されている。
【０００９】
これら、ルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）や窒化タンタル（ＴａＮ）は、電解めっき時にめっき液中へ溶出する懸念がないため、これらの何れかを材料とする下地膜が薄い場合でも、上述したような問題を発生させることがないという利点がある。また、ルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）や窒化タンタル（ＴａＮ）を材料とした膜は、例えばＡＬＤ法などのような薄膜形成方法を用いて形成することが可能であるため、ビアホールやトレンチが微細化された場合でも、これらの内部にまで均一に形成できるという利点も存在する。
【００１０】
また、以上の材料の中で、特にルテニウム（Ｒｕ）は、銅に対するバリア性に優れている。このため、ルテニウムによる膜を窒化タンタル（ＴａＮ）などの一般的なバリアメタルで形成されたバリア膜の代替物として用いることも可能である（例えば以下に示す特許文献１参照）。すなわち、下地膜に銅に対するバリア性の優れたルテニウム膜を用いることで、バリア膜と下地膜との積層膜を形成する必要を無くすことができる。
【特許文献１】特開平１０−２２９０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）や窒化タンタル（ＴａＮ）などを下地膜に用いた場合、この膜と電解めっき法で形成された銅膜との界面における密着性が低いと言う問題が存在する。
【００１２】
このように界面における密着性が低いと、配線の主要部分である銅膜におけるエレクトロマイグレーション（Electromigration：ＥＭ）耐性や、ストレスマイグレーション（Stress Migration）耐性などが低下し、この結果、信頼性が低下してしまうと言う問題が発生する。
【００１３】
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、密着性に優れ、高い信頼性を確保することが可能な半導体装置及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】
【００１４】
かかる目的を達成するために、本発明による半導体装置は、半導体基板と、半導体基板上に形成され、溝を有する絶縁膜と、溝内に形成された下地膜と、下地膜の側面に形成され、下地膜と接する面に第１金属を含む領域を有し、第２金属で形成された金属めっき膜とを有して構成される。
【００１５】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜に溝を形成する工程と、溝内及び絶縁膜上に第１金属を含む金属膜を形成する工程と、金属膜上に第２金属が拡散することを防止する下地膜を形成する工程と、下地膜上に溝を完全に埋める金属めっき膜を電解めっき法にて形成する工程と、金属めっき膜と下地膜と金属膜とを上面から平らに研磨することで、絶縁膜の上面を露出させると共に、溝内に金属めっき膜と下地膜と金属膜とからなる配線を形成する工程と、配線を熱処理して金属膜から金属めっき膜へ第１金属を拡散させることで、金属めっき膜における下地膜と接する面に第１金属を含む領域を形成する工程とを有して構成される。
【００１６】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜に溝を形成する工程と、溝内及び絶縁膜上に、第１金属を含み、第２金属が拡散することを防止する下地膜を形成する工程と、下地膜上に溝を完全に埋める金属めっき膜を電解めっき法にて形成する工程と、金属めっき膜と下地膜とを上面から平らに研磨することで、絶縁膜の上面を露出させると共に、溝内に金属めっき膜と下地膜とからなる配線を形成する工程と、配線を熱処理して下地膜から金属めっき膜へ第１金属を拡散させることで、金属めっき膜における下地膜と接する面に第１金属を含む領域を形成する工程とを有して構成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、密着性に優れ、高い信頼性を確保することが可能な半導体装置及び半導体装置の製造方法を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
まず、本発明の実施例１による半導体装置１の構成及び製造方法について図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
・構成
図１は、本実施例による半導体装置１の構成を示す断面図である。ただし、図１に示す断面図は、半導体基板１００表面に対して垂直な面で半導体装置１を切断した際の図である。
【００２１】
図１に示すように、半導体装置１は、半導体基板１００と第１絶縁膜１０と第２絶縁膜１１０と第１配線１０１と第２配線１１と第３配線１１１とを有する。
【００２２】
半導体基板１００は、例えばシリコン基板などである。ただし、これに限定されず、化合物半導体基板や圧電基板など、種々の基板を適用することができる。また、半導体基板１００には、トランジスタやキャパシタや抵抗素子などの素子（図示せず）が形成されている。
【００２３】
半導体基板１００上には、半導体基板１００に形成された各素子と図示しない配線を介して電気的に接続された第１配線１０１や図示しない配線を含む導電体パターンが形成される。この導電体パターンは、銅やアルミニウムなどで形成された導電体層である。
【００２４】
半導体基板１００上に形成された第１絶縁膜１０は、例えば酸化シリコンなどの絶縁物を堆積することで形成された絶縁膜である。
【００２５】
第１絶縁膜１０には、例えば溝１１ａ（図２（ｂ）参照）及びスルーホール（図２（ｂ）参照）が形成され、これの内部に第２配線１１が形成されている。各第２配線１１は、バリア膜１２とドーピング材膜１３と下地膜１４と銅めっき膜１５とからなる。第２配線１１が形成される溝１１ａの深さは、例えば０．３μｍ（マイクロメートル）程度とすることができる。第２配線１１が形成される溝１１ａの幅は、例えば０．２μｍ程度とすることができる。溝１１ａの底には、開口形状が例えば円形のスルーホール１１ｂが形成される。スルーホール１１ｂは第１配線１０１の一部を露出させる。したがって、溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に形成された第２配線１１は、第１配線１０１と電気的に接続される。スルーホール１１ｂは、例えば、開口形状の直径を２０μｍ程度とし、深さを３０μｍ程度とすることができる。ただし、これらに限定されず、種々の寸法を適用することができる。
【００２６】
第２配線１１を構成する各層のうち、バリア膜１２は、ドーピング材膜１３や下地膜１４や銅めっき膜１５など、バリア膜１２上に形成される層を構成する金属原子が第１絶縁膜１０へ拡散することを防止するための拡散防止膜である。ただし、バリア膜１２は導電体膜である。このバリア膜１２には、例えば窒化タンタル（ＴａＮ）膜を適用することができる。ただし、これに限定されず、例えば窒化シリ化チタニウム（ＴｉＳｉＮ）膜や窒化タングステン（ＷＮ）膜や窒化チタニウム（ＴｉＮ）膜など、所定の金属原子の拡散を防止でき且つ比抵抗が十分に小さい材料で形成された膜であれば、如何なるものも適用することができる。また、バリア膜１２の膜厚は、例えば２０ｎｍ（ナノメートル）程度とすることができる。
【００２７】
ドーピング材膜１３は、銅めっき膜１５へ拡散させる原子を含む材料（以下、ドーピング材料と言う）で構成された導電体膜である。本実施例では、ドーピング材料としてチタニウム（Ｔｉ）を用い、ドーピング材膜１３としてチタニウム膜を用いる。ただし、本発明ではこれに限定されず、ドーピング材料に、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ボロン（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンモチン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などのうち何れか１つ以上を用いることもできる。また、ドーピング材膜１３の膜厚は、例えば１０ｎｍ程度とすることができる。
【００２８】
下地膜１４は、電解めっき法を用いて銅めっき膜１５を形成する際のシード層となる導電体膜である。本実施例では、下地膜１４としてルテニウム（Ｒｕ）膜を例に挙げる。ただし、本発明ではこれに限定されず、下地膜１４として、例えばタングステン（Ｗ）膜などを用いることもできる。また、下地膜１４の膜厚は、例えば１０ｎｍ程度とすることができる。
【００２９】
銅めっき膜１５は、上述のように、下地膜１４をシード層とした電解めっき法にて形成された導電体膜である。ただし、銅めっき膜１５において、下地膜１４と接触する面には、ドーピング材膜１３から熱拡散されたドーピング材料（本例ではチタニウム（Ｔｉ）原子）を含む領域（以下、ドーピング材含有導電層１５ａという）が形成されている。このドーピング材含有導電層１５ａは、銅めっき膜１５と下地膜１４との接触面に凹凸或いは反応層を形成するための層である。このように、銅めっき膜１５と下地膜１４との接触面に凹凸を形成することでのアンカー効果による物理的な結合力と、反応層を形成することでの化学的な結合力との両方或いはその一方を強化することが可能となる。この結果、銅めっき膜１５と下地膜１４との密着力を向上することが可能となる。すなわち、本実施例のように銅めっき膜１５と下地膜１４との界面にドーピング材含有導電層１５ａを形成することで、ルテニウム膜を下地膜１４とした場合の銅めっき膜１５と下地膜１４との密着性を向上することが可能となる。
【００３０】
また、以上のような第２配線１１が形成された第１絶縁膜１０上には、第２配線１１と電気的に接続された第３配線１１１や図示しない配線を含む導電体パターンが形成される。この導電体パターンは、第１配線１０１と同様に、銅やアルミニウムなどで形成された導電体層である。
【００３１】
また、第３配線１１１を含む導電体パターンが形成された第１絶縁膜１０上は、第２絶縁膜１１０が形成される。この第２絶縁膜１１０は、例えば酸化シリコンや窒化シリコンや絶縁性の樹脂などで形成された絶縁膜である。
【００３２】
・製造方法
次に、以上のような構成を有する半導体装置１の製造方法を、図面と共に詳細に説明する。図２（ａ）から図５（ｂ）は、本実施例による半導体装置１の製造方法を示すプロセス図である。
【００３３】
本製造方法では、まず、トランジスタやキャパシタや抵抗などの素子が形成された半導体基板１００を準備する。次に、銅やアルミニウムなどよりなる導電体膜を半導体基板１００上に形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、半導体基板１００上に第１配線１０１を含む導電体パターンを形成する。続いて、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて酸化シリコンなどの絶縁物を半導体基板１００上に堆積させることで、第１絶縁膜１０を形成する。これにより、図２（ａ）に示すような層構造を得る。
【００３４】
次に、半導体基板１００上に形成した第１絶縁膜１０を、公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、例えば幅が０．２μｍで深さが０．３μｍの溝１１ａを第１絶縁膜１０に形成する。続いて、同じく公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて溝１１ａ底部の第２絶縁膜１０を加工することで、図２（ｂ）に示すように、例えば開口形状の直径が２０μｍで深さが３０μｍのスルーホール１１ｂを形成する。
【００３５】
次に、例えばスパッタ法を用いて窒化タンタル（ＴａＮ）を堆積させることで、図２（ｃ）に示すように、膜厚が例えば２０ｎｍ程度の窒化タンタル膜よりなるバリア膜１２Ａを第１絶縁膜１０上並びに溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に形成する。なお、この際の成膜条件では、例えば、ターゲットをタンタル（Ｔａ）とし、プロセスガスをＡｒとＮ2との混合ガスとし、ガス流量比をＡｒ／Ｎ2＝２８／７２ｓｃｃｍ程度とし、スパッタリング雰囲気の圧力を３．５ｍＴｏｒｒ（ミリトール）とし、ＤＣパワーを７００Ｗ（ワット）とし、成膜温度を１５０℃とすることができる。ただし、バリア膜１２Ａの成膜方法としては、上述したスパッタ法の他に、ＰＤＭＡＴ（Pentakisdimethyl-aminotaltalium）やＡｒやＮＨ3などを用いたＣＶＤ法など、種々の成膜方法を適用することができる。
【００３６】
次に、例えばプラズマＣＶＤ法を用いてチタニウム（Ｔｉ）を堆積させることで、図３（ａ）に示すように、膜厚が例えば１０ｎｍ程度のチタニウム膜よりなるドーピング材膜１３Ａをバリア膜１２Ａ上に形成する。この際の成膜条件では、例えば、原料ガスをＴｉＣｌ4とし、還元ガスをＨ2とし、基板温度を４００〜４５０℃程度とすることができる。ただし、上述したように、ドーピング材料としては、チタニウム（Ｔｉ）の他に、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ボロン（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンモチン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などのうち何れか１つ以上を適用することができる。
【００３７】
次に、例えばＡＬＤ法を用いてルテニウム（Ｒｕ）を堆積させることで、図３（ｂ）に示すように、膜厚が例えば１０ｎｍ程度のルテニウム膜よりなる下地膜１４Ａをドーピング材膜１３Ａ上に形成する。この際の成膜条件では、例えば、メタルプリカーサをＲｕＣｐ2（Ｃｐ＝cuclopentadienyl）とし、反応ガスをＯ2とし、基板温度を３００〜４００℃程度とすることができる。ただし、電解めっき法により銅めっき膜１５Ａ（図４（ａ）参照）を形成する際の下地膜１４Ａの材料としては、ルテニウム（Ｒｕ）の他に、例えばタングステン（Ｗ）などを適用することもできる。
【００３８】
なお、以上の説明では、ドーピング材膜１３Ａ及び下地膜１４Ａの成膜にＣＶＤ法（ＡＬＤ法）を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、スパッタ法など、種々の成膜方法を適用することもできる。例えば、下地膜１４Ａをルテニウム膜とした場合、このルテニウム膜は銅製のシード層のように電解めっき時にめっき液へ溶出する懸念がない。このため、下地膜１４Ａの膜厚を最適化（薄膜化）することで、コンフォーマル成長が難しいとされるスパッタ法などの成膜方法でも下地膜として使用するルテニウム膜を形成することが可能である。また、電解めっき時にめっき液と直接触れないドーピング材膜１３Ａも、下地膜１４Ａと同様に、膜厚を最適化（薄膜化）することで、スパッタ法などの成膜方法を用いて形成することが可能である。
【００３９】
以上のように、バリア膜１２Ａとドーピング材膜１３Ａと下地膜１４Ａとからなる積層膜を形成すると、次に、電解めっき法を用いることで、図４（ａ）に示すように、第１絶縁膜１０に形成された溝１１ａ及びスルーホール１１ｂを完全に埋めつくす銅めっき膜１５Ａを下地膜１４Ａ上に形成する。なお、この際の電解めっき法では、公知の条件を用いることが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示すように、電解めっき法にて形成した銅めっき膜１５Ａに熱処理を加える。これにより、銅めっき膜１５Ａが銅めっき膜１５Ｂへと変質する。以下の説明では、この熱処理を第１熱処理とする。第１熱処理は、銅めっき膜１５Ａの硬度、結晶性、比抵抗などの層質の安定化を目的とした処理である。その際の条件では、例えば、熱処理温度（これを第１温度とする）を１００〜３５０℃程度とし、処理時間を１〜５時間程度とし、チャンバ内雰囲気をＮ2とＨ2との混合ガスとすることができる。なお、この条件は、第２配線１１の幅やこれを構成する各層の膜厚など、各種要因によって種々変更することが好ましい。ただし、本実施例では、第１熱処理によってドーピング材膜１３Ａから銅めっき膜１５Ａへ熱拡散するドーピング材（本例ではチタニウムＴｉ）をできる限り少なくすることが好ましい。このため、本実施例では、例えば、第１温度をドーピング材の熱拡散が効率的に行われる温度よりも十分に低い温度とする。また、第１熱処理では、電解めっき法にて形成された銅めっき膜１５Ａにおける銅の結晶粒を十分に成長させるために、処理時間を比較的長時間とすることが好ましい。
【００４１】
以上のように第１絶縁膜１０の溝１１ａ及びスルーホール１１ｂを埋めつくす銅めっき膜１５Ｂを形成すると、次に、例えばＣＭＰ（Chemical and Mechanical Polishing）法を用いて銅めっき膜１５Ｂと下地膜１４Ａとドーピング材膜１３Ａとバリア膜１２Ａとを順次、第１絶縁膜１０上面が露出するまで研磨する。これにより、図５（ａ）に示すように、溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内にバリア膜１２とドーピング材膜１３と下地膜１４と銅めっき膜１５とからなる第２配線１１が残りつつ、第１絶縁膜１０上の各導電体層（１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ｂ）が除去される。
【００４２】
なお、この際の研磨には、キャリア（研磨対象であるウエハを保持するための機構）及びリテーナーリング（研磨対象であるウエハを保持するための機構）及びウエハ裏面にそれぞれ独立した加圧制御機構が備えられ、また、キャリア及びプラテン（キャリアに保持されたウエハを研磨するための研磨布）にそれぞれ独立した回転機構が備えられている既存のＣＭＰ（化学機械研磨）装置を用いることができる。また、研磨時の条件では、例えば、スラリーとして過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が酸化剤として混合されたシリカベースのスラリーを用い、キャリアのダウンフォース（加圧力）を２．５ｐｓｉ程度とし、ウエハ裏面のバックプレッシャを１ｐｓｉ程度とし、リテーナーリングのダウンフォースを２．５ｐｓｉ程度とし、キャリアの回転スピードを８０ｒｐｍ程度とし、プラテンの回転スピードを８０ｒｐｍ程度とすることができる。
【００４３】
さらに、本実施例では、２つの工程よりなる研磨工程を用いて銅めっき膜１５Ｂと下地膜１４Ａとドーピング材膜１３Ａとバリア膜１２Ａとを順次研磨する。１回目の研磨工程では、銅めっき膜１５Ｂのみを研磨する。したがって、１回目の研磨工程の結果、下地膜１４Ａの最上面より下に位置する各層、すなわち下地膜１４Ａとドーピング材膜１３Ａとバリア膜１２Ａと銅めっき膜１５Ｂの一部とが残る。２回目の研磨工程では、１回目の研磨工程に用いたスラリーとは別のスラリーを用いて、第１絶縁膜１０の最上面より上の下地膜１４Ａとドーピング材膜１３Ａとバリア膜１２Ａと銅めっき膜１５Ｂの一部とを除去する。これにより、露出した第１絶縁膜１０の最上面より上の各導電体層（１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ、１５Ａ）が完全に除去されて第１絶縁膜１０上面が露出すると共に、第１絶縁膜１０に形成された溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に、バリア膜１２とドーピング材膜１３と下地膜１４と銅めっき膜１５とからなる第２配線１１が形成される。
【００４４】
次に、溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に残した第２配線１１に熱処理を加える。これにより、図５（ｂ）に示すようにドーピング材膜１３中のドーピング材（本例ではチタニウム（Ｔｉ）原子）が下地膜１４を介して銅めっき膜１５まで拡散し、銅めっき膜１５と下地膜１４との界面にドーピング材を含む銅めっき膜（ドーピング材含有導電層１５ａ）が形成される。以下の説明では、この熱処理を第２熱処理とする。第２熱処理は、上述したように、ドーピング材膜１３の原子を銅めっき膜１５へ拡散させるための工程である。このため、第２熱処理における熱処理温度（これを第２温度とする）は、ドーピング材の熱拡散が効率的に行われる温度以上とされることが好ましい。このため、第２温度は、例えば第１熱処理で用いられる第１温度よりも高い温度に設定される。ここで、例えばドーピング材としてチタニウム（Ｔｉ）を用いた場合、第２温度は、例えば２５０〜４５０℃程度の範囲内、例えば４００℃に設定される。ただし、第２の温度は、上述した温度範囲に限定されるものではなく、また、ドーピング材に用いた原子の種類によって種々変更されることが好ましいものである。
【００４５】
以上のようにドーピング材含有導電層１５ａを形成すると、次に、銅やアルミニウムなどよりなる導電体膜を第２配線１１が形成された第１絶縁膜１０上に形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、第１絶縁膜１０上に第３配線１１１を含む導電体パターンを形成する。続いて、例えばＣＶＤ法にて、酸化シリコンなどの絶縁物を第１絶縁膜１０上に堆積させることで、第２絶縁膜１１０を形成する。これにより、図１に示すような半導体装置１が製造される。
【００４６】
以上のように、本実施例による半導体装置１は、半導体基板１００と、半導体基板１００上に形成され、溝１１ａ（スルーホール１１ｂも含む）を有する第１絶縁膜１０と、溝１１ａ内に形成された下地膜１４と、下地膜１４の側面に形成され、下地膜１４と接する面に第１金属（例えばチタニウム）を含む領域（ドーピング材含有導電層１５ａ）を有し、第２金属（例えば銅）で形成された金属めっき膜（銅めっき膜１５）とを有して構成される。
【００４７】
上述したように、例えばルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などのうち何れか１つ以上で形成された膜は、電解めっき法にて銅などの第２金属を析出する際のシード層（下地膜１４）として機能することが可能な膜である。また、これらのうち何れか１つ以上で形成された下地膜１４は、例えばＡＬＤ法などのような薄膜形成法を用いて形成することが可能である。このため、ルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などのうち何れか１つ以上で形成された膜を電解めっき時の下地膜１４として使用することは、アスペクト比が大きい溝１１ａやスルーホール１１ｂ内に金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）よりなる第２配線１１を形成する際の利点となる。また、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）における下地膜１４と接する面に第２金属（例えば銅）とは異なる第１金属（例えばチタニウム）が含まれる領域（ドーピング材含有層１５ａ）を設けることで、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）と下地膜１４との接触面に凹凸或いは反応層が形成される。このため、凹凸を形成することでのアンカー効果による物理的な結合力と、反応層を形成することでの化学的な結合力との両方或いはその一方を強化することが可能となる。すなわち、密着性に優れ、高い信頼性を確保することが可能な半導体装置１を実現することが可能となる。さらに、第２配線１１が形成される第１絶縁膜１０と金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）との間に第２金属（例えば銅）の第１絶縁膜１０への拡散を防止することが可能な拡散防止膜（バリア膜１２）を設けることで、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）から第１絶縁膜１０への第２金属（例えば銅）が拡散することをより確実に防止することが可能となる。
【００４８】
なお、上記した実施例１では、バリア膜１２と銅めっき膜１５の間にそれぞれ単層のドーピング材膜１３及び下地膜１４を形成した場合を例に挙げた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば図６に示すように、ドーピング材膜１３と下地膜１４とよりなる積層膜をバリア膜１２と銅めっき膜１５との間に複数層（本例では２層）形成しても良い。すなわち、本実施例による半導体装置１は、下地膜１４とドーピング材膜１３とが交互に複数積層された構成を有していても良い。なお、図６に示す拡大図は、半導体装置１を下地膜１４とドーピング材膜１３とが交互に複数積層された構成を有するとした場合の領域Ａ（図１参照）の拡大図である。また、この場合の製造方法は以下の通りである。
【００４９】
すなわち、まず、上述において図２（ａ）から図２（ｃ）を用いて説明した工程を用いて、第１絶縁膜１０上並びに溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内にバリア膜１２Ａを形成する。次に、次に、例えばＡＬＤ法を用いてルテニウム（ただし、上述した他の材料も適用することができる）を堆積させることで、薄膜のルテニウム膜（薄い下地膜１４Ａ）をバリア膜１２Ａ上に形成する。この際の成膜条件では、例えば、メタルプリカーサをＲｕＣｐ2（Ｃｐ＝cuclopentadienyl）とし、反応ガスをＯ2とし、基板温度を２００〜３５０℃程度とすることができる。続いて、例えばＣＶＤ法を用いてアルミニウム（ただし、上述した他の材料も適用することができる）を堆積させることで、薄膜のアルミニウム膜（薄いドーピング膜１３Ａ）を、上述において形成したルテニウム膜上に形成する。この際の成膜条件では、例えば、材料ガスとしてＡｌＨ（ＣＨ3）2を用い、反応ガスとしてＨ2を用いることができる。なお、薄膜のルテニウム膜とアルミニウム膜とは、同一のチャンバ内で形成することができる。以降、薄膜のルテニウム膜と薄膜のアルミニウム膜とを交互に複数層形成することで、総膜厚が例えば１０ｎｍ程度の積層膜を形成する。その後、図４（ａ）に示す工程を用いて銅めっき膜１５Ａを形成した後、図４（ｂ）から図５（ｂ）及び図１を用いて説明した工程を用いて半導体装置１を製造する。
【実施例２】
【００５０】
次に、本発明の実施例２について図面を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明において、実施例１と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない構成に関しては実施例１と同様である。
【００５１】
・構成
図７は、本実施例による半導体装置２の構成を示す断面図である。ただし、図７に示す断面図は、半導体基板１００表面に対して垂直な面で半導体装置２を切断した際の図である。
【００５２】
図７に示すように、半導体装置２は、実施例１による半導体装置１と同様の構成において、第２配線１１が第２配線２１に置き換えられた構成を有する。
【００５３】
第２配線２１は、実施例１による第２配線１１と同様の構成において、下地膜１４がドーピング材含有下地膜２４に置き換えられると共に、ドーピング材膜１３が省略された構成を有する。
【００５４】
第２配線２１におけるドーピング材含有下地膜２４は、電解めっき時のシード層として機能する層であると共に、実施例１におけるドーピング材を含む層である。すなわち、ドーピング材含有下地膜２４は、実施例１におけるドーピング材膜１３と下地膜１４との両方の機能を実現する。このため、本実施例では、第２配線１１におけるドーピング材膜１３が省略され、下地膜１４がドーピング材含有下地膜２４に置き換えられている。
【００５５】
ドーピング材含有下地膜２４の主構成材料には、実施例１における下地膜１４と同様に、例えばルテニウムを用いることができる。ただし、本発明ではこれに限定されず、例えばタングステン（Ｗ）膜なども用いることができる。また、ドーピング材含有下地膜２４の膜厚は、例えば１０ｎｍ程度とすることができる。
【００５６】
ドーピング材含有下地膜２４に含めるドーピング材としては、例えばチタニウム（Ｔｉ）を用いることができる。ただし、本発明ではこれに限定されず、実施例１と同様に、ドーピング材として、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ボロン（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンモチン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などのうち何れか１つ以上を用いることもできる。また、ドーピング材含有下地膜２４におけるドーピング材の濃度は、銅めっき膜１５へ拡散させるドーピング材（本例ではチタニウム）によって種々変更される。本実施例では、ドーピング材の添加量を、例えば０．１〜１０ａｔ％程度とする。
【００５７】
なお、ドーピング材含有下地膜２４は、下地膜として機能する材料（本例ではルテニウム）にドーピング材（本例ではチタニウム）が含まれた構成の単層膜である。
【００５８】
また、他の構成は、実施例１による半導体装置１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５９】
・製造方法
次に、以上のような構成を有する半導体装置２の製造方法を、図面と共に詳細に説明する。図８（ａ）から図１０は、本実施例による半導体装置２の製造方法を示すプロセス図である。なお、実施例１における図２（ａ）から図２（ｃ）に示す工程は、本実施例も同様であるため、ここではこれを引用して説明する。
【００６０】
本製造方法では、まず、トランジスタやキャパシタや抵抗などの素子が形成された半導体基板１００を準備する。次に、銅やアルミニウムなどよりなる導電体膜を半導体基板１００上に形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、半導体基板１００上に第１配線１０１を含む導電体パターンを形成する。続いて、例えばＣＶＤ法を用いて酸化シリコンなどの絶縁物を半導体基板１００上に堆積させることで、第１絶縁膜１０を形成する。これにより、図２（ａ）に示すような層構造を得る。
【００６１】
次に、半導体基板１００上に形成した第１絶縁膜１０を、公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、例えば幅が０．２μｍで深さが０．３μｍの溝１１ａを第１絶縁膜１０に形成する。
続いて、同じく公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて溝１１ａ底部の第２絶縁膜１０を加工することで、図２（ｂ）に示すように、例えば開口形状の直径が２０μｍで深さが３０μｍのスルーホール１１ｂを形成する。
【００６２】
次に、例えばスパッタ法を用いて窒化タンタル（ＴａＮ）を堆積させることで、図２（ｃ）に示すように、膜厚が例えば２０ｎｍ程度の窒化タンタル膜よりなるバリア膜１２Ａを第１絶縁膜１０上並びに溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に形成する。なお、この際の成膜条件では、例えば、ターゲットをタンタル（Ｔａ）とし、プロセスガスをＡｒとＮ2との混合ガスとし、ガス流量比をＡｒ／Ｎ2＝２８／７２ｓｃｃｍ程度とし、スパッタリング雰囲気の圧力を３．５ｍＴｏｒｒ（ミリトール）とし、ＤＣパワーを７００Ｗ（ワット）とし、成膜温度を１５０℃とすることができる。ただし、バリア膜１２Ａの成膜方法としては、上述したスパッタ法の他に、ＰＤＭＡＴ（Pentakisdimethyl-aminotaltalium）やＡｒやＮＨ3などを用いたＣＶＤ法など、種々の成膜方法を適用することができる。
【００６３】
以上までの工程が、実施例１における製造方法と同様である。本実施例では、次に、例えばスパッタ法を用いてルテニウム（Ｒｕ）及びチタニウム（Ｔｉ）を堆積させることで、チタニウムを含むルテニウム膜（ドーピング材含有下地膜２４Ａ）をバリア膜１２Ａ上に形成する。この際の成膜条件では、例えばスパッタリング雰囲気の圧力を２ｍＴｏｒｒ程度とし、ＤＣパワーを１０ｋＷ程度とし、成膜温度を３０℃程度とすることができる。なお、ドーピング材含有下地膜２４Ａにおける下地膜として機能する材料としては、ルテニウム（Ｒｕ）の他に、例えばタングステン（Ｗ）などを適用することもできる。また、これに含めるドーピング材料としては、チタニウム（Ｔｉ）の他に、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ボロン（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンモチン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などのうち何れか１つ以上を適用することができる。この工程により、図８（ａ）に示すように、バリア膜１２Ａ上に、膜厚１０ｎｍ程度のドーピング材含有下地膜２４Ａが形成される。
【００６４】
なお、以上の説明では、ドーピング材含有下地膜２４Ａの成膜にスパッタ法を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、ＣＶＤ（ＡＬＤ）法など、種々の成膜方法を適用することもできる。
【００６５】
以上のように、バリア膜１２Ａとドーピング材含有下地膜２４Ａとからなる積層膜を形成すると、次に、電解めっき法を用いることで、図８（ｂ）に示すように、第１絶縁膜１０に形成された溝１１ａ及びスルーホール１１ｂを完全に埋めつくす銅めっき膜１５Ａをドーピング材含有下地膜２４Ａ上に形成する。なお、この際の電解めっき法では、公知の条件を用いることが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６６】
次に、図９（ａ）に示すように、電解めっき法にて形成した銅めっき膜１５Ａに第１熱処理を加える。これにより、銅めっき膜１５Ａが銅めっき膜１５Ｂへと変質する。なお、第１熱処理は実施例１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６７】
次に、例えばＣＭＰ法を用いて銅めっき膜１５Ｂとドーピング材含有下地膜２４Ａとバリア膜１２Ａとを順次、第１絶縁膜１０上面が露出するまで研磨する。これにより、図９（ｂ）に示すように、溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内にバリア膜１２とドーピング材含有下地膜２４と銅めっき膜１５とからなる第２配線２１が残りつつ、第１絶縁膜１０上の各導電体層（１２Ａ、２４Ａ、１５Ｂ）が除去される。なお、この際の研磨には、実施例１と同様に、２つの工程よりなる研磨工程を用いることができる。
【００６８】
次に、溝１１ａ及びコンタクトホール１１ｂ内に残した第２配線２１に第２熱処理を加える。これにより、図１０に示すようにドーピング材含有下地膜２４中のドーピング材（本例ではチタニウム（Ｔｉ）原子）が下地膜１４ａを介して銅めっき膜１５まで拡散し、銅めっき膜１５と下地膜１４ａとの界面にドーピング材を含む銅めっき膜（ドーピング材含有導電層１５ａ）が形成される。なお、第２熱処理は実施例１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、下地膜１４ａを形成しない構成の場合、ドーピング材含有下地膜２４から直接、銅めっき膜１５へドーピング材（本例ではチタニウム（Ｔｉ））が熱拡散し、銅めっき膜１５とドーピング材含有下地膜２４との界面にドーピング材を含む銅めっき膜（ドーピング材含有導電層１５ａ）が形成される。
【００６９】
以上のようにドーピング材含有導電層１５ａを形成すると、次に、銅やアルミニウムなどよりなる導電体膜を第２配線２１が形成された第１絶縁膜１０上に形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、第１絶縁膜１０上に第３配線１１１を含む導電体パターンを形成する。続いて、例えばＣＶＤ法にて、酸化シリコンなどの絶縁物を第１絶縁膜１０上に堆積させることで、第２絶縁膜１１０を形成する。これにより、図７に示すような半導体装置２が製造される。
【００７０】
以上のように、本実施例による半導体装置２は、半導体基板１００と、半導体基板１００上に形成され、溝１１ａ（スルーホール１１ｂを含む）を有する第１絶縁膜１０と、溝１１ａ内に形成されたドーピング材含有下地膜２４と、ドーピング材含有下地膜２４の側面に形成され、ドーピング材含有下地膜２４と接する面に第１金属（例えばチタニウム）を含む領域（ドーピング材含有導電層１５ａ）を有し、第２金属（例えば銅）で形成された金属めっき膜（銅めっき膜１５）とを有して構成される。
【００７１】
上述したように、例えばルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などのうち何れか１つ以上で形成された膜は、電解めっき法にて銅などの第２金属を析出する際のシード層（下地膜１４）として機能することが可能な膜である。また、これらのうち何れか１つ以上で形成された下地膜１４は、例えばＡＬＤ法などのような薄膜形成法を用いて形成することが可能である。このため、ルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などのうち何れか１つ以上で形成された膜を電解めっき時の下地膜１４として使用することは、アスペクト比が大きい溝１１ａやスルーホール１１ｂ内に金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）よりなる第２配線１１を形成する際の利点となる。また、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）における下地膜１４と接する面に第２金属（例えば銅）とは異なる第１金属（例えばチタニウム）が含まれる領域（ドーピング材含有層１５ａ）を設けることで、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）と下地膜１４との接触面に凹凸が形成されるため、化学的な結合力及びアンカー効果による物理的な結合力の両方或いはその一方を強化することが可能となる。すなわち、密着性に優れ、高い信頼性を確保することが可能な半導体装置１を実現することが可能となる。さらに、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）へ拡散させる第１金属（例えばチタニウム）を下地層（ドーピング材含有下地膜２４）に含めた構成とすることで、ドーピング材として使用する第１金属（例えばチタニウム）を含む膜を別途設ける必要が無くなるため、構成及び製造方法をより簡略化することが可能となる。さらにまた、第２配線１１が形成される第１絶縁膜１０と金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）との間に第２金属（例えば銅）の第１絶縁膜１０への拡散を防止することが可能な拡散防止膜（バリア膜１２）を設けることで、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）から第１絶縁膜１０への第２金属（例えば銅）が拡散することをより確実に防止することが可能となる。
【実施例３】
【００７２】
次に、本発明の実施例３について図面を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明において、実施例１または実施例２と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない構成に関しては実施例１または実施例２と同様である。
【００７３】
・構成
図１１は、本実施例による半導体装置３の構成を示す断面図である。ただし、図１１に示す断面図は、半導体基板１００表面に対して垂直な面で半導体装置３を切断した際の図である。
【００７４】
図１１に示すように、半導体装置３は、実施例１による半導体装置１と同様の構成において、第２配線１１が第２配線３１に置き換えられた構成を有する。
【００７５】
第２配線３１は、実施例１による第２配線１１と同様の構成において、バリア膜１２が省略された構成を有する。ただし、実施例１では、下地膜１４として、ルテニウム（Ｒｕ）膜やタングステン（Ｗ）膜などのような、銅原子の拡散を防ぐ拡散防止膜として機能する膜を用いていた。このため、下地膜１４自体がバリア膜１２として機能することが可能である。そこで本実施例では、第２配線１１におけるバリア膜１２を省略した。
【００７６】
また、他の構成は、実施例１による半導体装置１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７７】
・製造方法
次に、以上のような構成を有する半導体装置３の製造方法を、図面と共に詳細に説明する。図１２（ａ）から図１４（ｂ）は、本実施例による半導体装置３の製造方法を示すプロセス図である。なお、実施例１における図２（ａ）から図２（ｂ）に示す工程は、本実施例も同様であるため、ここではこれを引用して説明する。
【００７８】
本製造方法では、まず、トランジスタやキャパシタや抵抗などの素子が形成された半導体基板１００を準備する。次に、銅やアルミニウムなどよりなる導電体膜を半導体基板１００上に形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、半導体基板１００上に第１配線１０１を含む導電体パターンを形成する。続いて、例えばＣＶＤ法を用いて酸化シリコンなどの絶縁物を半導体基板１００上に堆積させることで、第１絶縁膜１０を形成する。これにより、図２（ａ）に示すような層構造を得る。
【００７９】
次に、半導体基板１００上に形成した第１絶縁膜１０を、公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、例えば幅が０．２μｍで深さが０．３μｍの溝１１ａを第１絶縁膜１０に形成する。続いて、同じく公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて溝１１ａ底部の第２絶縁膜１０を加工することで、図２（ｂ）に示すように、例えば開口形状の直径が２０μｍで深さが３０μｍのスルーホール１１ｂを形成する。
【００８０】
以上までの工程が、実施例１における製造方法と同様である。本実施例では、次に、例えばプラズマＣＶＤ法を用いてチタニウム（Ｔｉ）を堆積させることで、図１２（ａ）に示すように、膜厚が例えば１０ｎｍ程度のチタニウム膜よりなるドーピング材膜１３Ａを第１絶縁膜１０上並びに溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に形成する。この際の成膜条件では、例えば、原料ガスをＴｉＣｌ4とし、還元ガスをＨ2とし、基板温度を４００〜４５０℃程度とすることができる。ただし、上述したように、ドーピング材料としては、チタニウム（Ｔｉ）の他に、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ボロン（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンモチン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などのうち何れか１つ以上を適用することができる。
【００８１】
次に、例えばＡＬＤ法を用いてルテニウム（Ｒｕ）を堆積させることで、図１２（ｂ）に示すように、膜厚が例えば１０ｎｍ程度のルテニウム膜よりなる下地膜１４Ａをドーピング材膜１３Ａ上に形成する。この際の成膜条件では、例えば、メタルプリカーサをＲｕＣｐ2（Ｃｐ＝cuclopentadienyl）とし、反応ガスをＯ2とし、基板温度を３００〜４００℃程度とすることができる。ただし、電解めっき法により銅めっき膜１５Ａ（図１３（ａ）参照）を形成する際の下地膜１４Ａの材料としては、ルテニウム（Ｒｕ）の他に、例えばタングステン（Ｗ）などを適用することもできる。
【００８２】
なお、以上の説明では、ドーピング材膜１３Ａ及び下地膜１４Ａの成膜にＣＶＤ法（ＡＬＤ法）を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、実施例１と同様に、スパッタ法など、種々の成膜方法を適用することもできる。
【００８３】
以上のように、ドーピング材膜１３Ａと下地膜１４Ａとからなる積層膜を形成すると、次に、電解めっき法を用いることで、図１３（ａ）に示すように、第１絶縁膜１０に形成された溝１１ａ及びスルーホール１１ｂを完全に埋めつくす銅めっき膜１５Ａを下地膜１４Ａ上に形成する。なお、この際の電解めっき法では、公知の条件を用いることが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８４】
次に、図１３（ｂ）に示すように、電解めっき法にて形成した銅めっき膜１５Ａに第１熱処理を加える。これにより、銅めっき膜１５Ａが銅めっき膜１５Ｂへと変質する。なお、第１熱処理は実施例１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８５】
次に、例えばＣＭＰ（Chemical and Mechanical Polishing）法を用いて銅めっき膜１５Ｂと下地膜１４Ａとドーピング材膜１３Ａとを順次、第１絶縁膜１０上面が露出するまで研磨する。これにより、図１４（ａ）に示すように、溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内にドーピング材膜１３と下地膜１４と銅めっき膜１５とからなる第２配線３１が残りつつ、第１絶縁膜１０上の各導電体層（１３Ａ、１４Ａ、１５Ｂ）が除去される。なお、この際の研磨には、実施例１と同様に、２つの工程よりなる研磨工程を用いることができる。
【００８６】
次に、溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に残した第２配線３１に第２熱処理を加える。これにより、図１４（ｂ）に示すようにドーピング材膜１３中のドーピング材（本例ではチタニウム（Ｔｉ）原子）が下地膜１４を介して銅めっき膜１５まで拡散し、銅めっき膜１５と下地膜１４との界面にドーピング材を含む銅めっき膜（ドーピング材含有導電層１５ａ）が形成される。なお、第２熱処理は実施例１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８７】
以上のようにドーピング材含有導電層１５ａを形成すると、次に、銅やアルミニウムなどよりなる導電体膜を第２配線３１が形成された第１絶縁膜１０上に形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、第１絶縁膜１０上に第３配線１１１を含む導電体パターンを形成する。続いて、例えばＣＶＤ法にて、酸化シリコンなどの絶縁物を第１絶縁膜１０上に堆積させることで、第２絶縁膜１１０を形成する。これにより、図１１に示すような半導体装置３が製造される。
【００８８】
以上のように、本実施例による半導体装置３は、半導体基板１００と、半導体基板１００上に形成され、溝１１ａ（スルーホール１１ｂを含む）を有する第１絶縁膜１０と、溝１１ａ内に形成された下地膜１４と、下地膜１４の側面に形成され、下地膜１４と接する面に第１金属（例えばチタニウム）を含む領域（ドーピング材含有導電層１５ａ）を有し、第２金属（例えば銅）で形成された金属めっき膜（銅めっき膜１５）とを有して構成される。
【００８９】
上述したように、例えばルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などのうち何れか１つ以上で形成された膜は、電解めっき法にて銅などの第２金属を析出する際のシード層（下地膜１４）として機能することが可能な膜である。また、これらのうち何れか１つ以上で形成された下地膜１４は、例えばＡＬＤ法などのような薄膜形成法を用いて形成することが可能である。このため、ルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などのうち何れか１つ以上で形成された膜を電解めっき時の下地膜１４として使用することは、アスペクト比が大きい溝１１ａやスルーホール１１ｂ内に金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）よりなる第２配線１１を形成する際の利点となる。また、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）における下地膜１４と接する面に第２金属（例えば銅）とは異なる第１金属（例えばチタニウム）が含まれる領域（ドーピング材含有層１５ａ）を設けることで、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）と下地膜１４との接触面に凹凸或いは反応層が形成される。このため、凹凸を形成することでのアンカー効果による物理的な結合力と、反応層を形成することでの化学的な結合力との両方或いはその一方を強化することが可能となる。すなわち、密着性に優れ、高い信頼性を確保することが可能な半導体装置１を実現することが可能となる。さらに、下地膜１４の材料として例えばルテニウムなどのような、第２金属（例えば銅）の拡散を防止することが可能な材料を用いた場合、従来必要とした拡散防止膜（バリア膜１２）が不要となるため、構成及び製造方法の簡略化を実現できると共に、よりアスペクト比の大きな溝１１やスルーホールに金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）よりなる配線を形成することが可能となる。
【実施例４】
【００９０】
次に、本発明の実施例４について図面を用いて詳細に説明する。尚、以下の説明において、実施例１から実施例３のいずれかと同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、特記しない構成に関しては実施例１から実施例３のいずれかと同様である。
【００９１】
・構成
図１５は、本実施例による半導体装置４の構成を示す断面図である。ただし、図１５に示す断面図は、半導体基板１００表面に対して垂直な面で半導体装置４を切断した際の図である。
【００９２】
図１５に示すように、半導体装置４は、実施例１による半導体装置１と同様の構成において、第２配線１１が第２配線４１に置き換えられた構成を有する。
【００９３】
第２配線４１は、実施例２による第２配線２１と同様の構成において、バリア膜１２が省略された構成を有する。ただし、実施例２では、ドーピング材含有下地膜２４の主構成材料として、ルテニウム（Ｒｕ）膜やタングステン（Ｗ）膜などのような、銅原子の拡散を防ぐ拡散防止膜として機能する材料を用いていた。このため、ドーピング材含有下地膜２４自体がバリア膜１２として機能することが可能である。そこで本実施例では、第２配線２１におけるバリア膜１２を省略した。
【００９４】
また、他の構成は、実施例１による半導体装置１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００９５】
・製造方法
次に、以上のような構成を有する半導体装置４の製造方法を、図面と共に詳細に説明する。図１６（ａ）から図１８は、本実施例による半導体装置４の製造方法を示すプロセス図である。なお、実施例１における図２（ａ）から図２（ｂ）に示す工程は、本実施例も同様であるため、ここではこれを引用して説明する。
【００９６】
本製造方法では、まず、トランジスタやキャパシタや抵抗などの素子が形成された半導体基板１００を準備する。次に、銅やアルミニウムなどよりなる導電体膜を半導体基板１００上に形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、半導体基板１００上に第１配線１０１を含む導電体パターンを形成する。続いて、例えばＣＶＤ法を用いて酸化シリコンなどの絶縁物を半導体基板１００上に堆積させることで、第１絶縁膜１０を形成する。これにより、図２（ａ）に示すような層構造を得る。
【００９７】
次に、半導体基板１００上に形成した第１絶縁膜１０を、公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、例えば幅が０．２μｍで深さが０．３μｍの溝１１ａを第１絶縁膜１０に形成する。続いて、同じく公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて溝１１ａ底部の第２絶縁膜１０を加工することで、図２（ｂ）に示すように、例えば開口形状の直径が２０μｍで深さが３０μｍのスルーホール１１ｂを形成する。
【００９８】
以上までの工程が、実施例１における製造方法と同様である。本実施例では、次に、例えばスパッタ法を用いてルテニウム（Ｒｕ）及びチタニウム（Ｔｉ）を堆積させることで、チタニウムを含むルテニウム膜（ドーピング材含有下地膜２４Ａ）を第１絶縁膜１０上並びに溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に形成する。この際の成膜条件では、例えばスパッタリング雰囲気の圧力を２ｍＴｏｒｒ程度とし、ＤＣパワーを１０ｋＷ程度とし、成膜温度を３０℃程度とすることができる。なお、ドーピング材含有下地膜２４Ａにおける下地膜として機能する材料としては、ルテニウム（Ｒｕ）の他に、例えばタングステン（Ｗ）などを適用することもできる。また、これに含めるドーピング材料としては、チタニウム（Ｔｉ）の他に、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ボロン（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、アンモチン（Ｓｂ）、テルリウム（Ｔｅ）、バリウム（Ｂａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、レニウム（Ｒｅ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などのうち何れか１つ以上を適用することができる。この工程により、図１６（ａ）に示すように、第１絶縁膜１０上及び溝１１ａ内に、膜厚１０ｎｍ程度のドーピング材含有下地膜２４Ａが形成される。
【００９９】
なお、以上の説明では、ドーピング材含有下地膜２４Ａの成膜にスパッタ法を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、ＣＶＤ（ＡＬＤ）法など、種々の成膜方法を適用することもできる。
【０１００】
以上のように、ドーピング材含有下地膜２４Ａを形成すると、次に、電解めっき法を用いることで、図１６（ｂ）に示すように、第１絶縁膜１０に形成された溝１１ａ及びスルーホール１１ｂを完全に埋めつくす銅めっき膜１５Ａをドーピング材含有下地膜２４Ａ上に形成する。なお、この際の電解めっき法では、公知の条件を用いることが可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１０１】
次に、図１７（ａ）に示すように、電解めっき法にて形成した銅めっき膜１５Ａに第１熱処理を加える。これにより、銅めっき膜１５Ａが銅めっき膜１５Ｂへと変質する。なお、第１熱処理は実施例１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１０２】
次に、例えばＣＭＰ法を用いて銅めっき膜１５Ｂとドーピング材含有下地膜２４Ａとを順次、第１絶縁膜１０上面が露出するまで研磨する。これにより、図１７（ｂ）に示すように、溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内にドーピング材含有下地膜２４と銅めっき膜１５とからなる第２配線４１が残りつつ、第１絶縁膜１０上の各導電体層（２４Ａ、１５Ｂ）が除去される。なお、この際の研磨には、実施例１と同様に、２つの工程よりなる研磨工程を用いることができる。
【０１０３】
次に、溝１１ａ及びスルーホール１１ｂ内に残した第２配線４１に第２熱処理を加える。これにより、図１８に示すようにドーピング材含有下地膜２４中のドーピング材（本例ではチタニウム（Ｔｉ）原子）が下地膜１４ａを介して銅めっき膜１５まで拡散し、銅めっき膜１５と下地膜１４ａとの界面にドーピング材を含む銅めっき膜（ドーピング材含有導電層１５ａ）が形成される。なお、第２熱処理は実施例１と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、下地膜１４ａを形成しない構成の場合、ドーピング材含有下地膜２４から直接、銅めっき膜１５へドーピング材（本例ではチタニウム（Ｔｉ））が熱拡散し、銅めっき膜１５とドーピング材含有下地膜２４との界面にドーピング材を含む銅めっき膜（ドーピング材含有導電層１５ａ）が形成される。
【０１０４】
以上のようにドーピング材含有導電層１５ａを形成すると、次に、銅やアルミニウムなどよりなる導電体膜を第２配線４１が形成された第１絶縁膜１０上に形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて加工することで、第１絶縁膜１０上に第３配線１１１を含む導電体パターンを形成する。続いて、例えばＣＶＤ法にて、酸化シリコンなどの絶縁物を第１絶縁膜１０上に堆積させることで、第２絶縁膜１１０を形成する。これにより、図１５に示すような半導体装置４が製造される。
【０１０５】
以上のように、本実施例による半導体装置４は、半導体基板１００と、半導体基板１００上に形成され、溝１１ａ（スルーホール１１ｂを含む）を有する第１絶縁膜１０と、溝１１ａ内に形成されたドーピング材含有下地膜２４と、ドーピング材含有下地膜２４の側面に形成され、ドーピング材含有下地膜２４と接する面に第１金属（例えばチタニウム）を含む領域（ドーピング材含有導電層１５ａ）を有し、第２金属（例えば銅）で形成された金属めっき膜（銅めっき膜１５）とを有して構成される。
【０１０６】
上述したように、例えばルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などのうち何れか１つ以上で形成された膜は、電解めっき法にて銅などの第２金属を析出する際のシード層（下地膜１４）として機能することが可能な膜である。また、これらのうち何れか１つ以上で形成された下地膜１４は、例えばＡＬＤ法などのような薄膜形成法を用いて形成することが可能である。このため、ルテニウム（Ｒｕ）やタングステン（Ｗ）などのうち何れか１つ以上で形成された膜を電解めっき時の下地膜１４として使用することは、アスペクト比が大きい溝１１ａやスルーホール１１ｂ内に金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）よりなる第２配線１１を形成する際の利点となる。また、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）における下地膜１４と接する面に第２金属（例えば銅）とは異なる第１金属（例えばチタニウム）が含まれる領域（ドーピング材含有層１５ａ）を設けることで、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）と下地膜１４との接触面に凹凸が形成されるため、化学的な結合力及びアンカー効果による物理的な結合力の両方或いはその一方を強化することが可能となる。すなわち、密着性に優れ、高い信頼性を確保することが可能な半導体装置１を実現することが可能となる。さらに、下地膜（ドーピング材含有下地膜２４）の材料として例えばルテニウムなどのような、第２金属（例えば銅）の拡散を防止することが可能な材料を用いた場合、従来必要とした拡散防止膜（バリア膜１２）が不要となるため、構成及び製造方法の簡略化を実現できると共に、よりアスペクト比の大きな溝１１ａやスルーホール１１ｂに金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）よりなる第２配線１１を形成することが可能となる。さらに、金属めっき膜（例えば銅めっき膜１５）へ拡散させる第１金属（例えばチタニウム）を下地層（ドーピング材含有下地膜２４）に含めた構成とすることで、ドーピング材として使用する第１金属（例えばチタニウム）を含む膜を別途設ける必要が無くなるため、構成及び製造方法をより簡略化することが可能となる。
【０１０７】
また、上記実施例１から実施例４は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施例１による半導体装置の層構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（１）。
【図３】本発明の実施例１による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（２）。
【図４】本発明の実施例１による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（３）。
【図５】本発明の実施例１による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（４）。
【図６】本発明の実施例１による半導体装置が下地膜とドーピング材膜とが交互に複数積層された構成を有するとした場合の領域Ａ（図１参照）の拡大図である。
【図７】本発明の実施例２による半導体装置の層構造を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例２による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（１）。
【図９】本発明の実施例２による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（２）。
【図１０】本発明の実施例２による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（３）。
【図１１】本発明の実施例３による半導体装置の層構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施例３による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（１）。
【図１３】本発明の実施例３による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（２）。
【図１４】本発明の実施例３による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（３）。
【図１５】本発明の実施例４による半導体装置の層構造を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施例４による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（１）。
【図１７】本発明の実施例４による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（２）。
【図１８】本発明の実施例４による半導体装置の製造方法を示すプロセス図である（３）。
【符号の説明】
【０１０９】
１、２、３、４  半導体装置
１０  第１絶縁膜
１１、２１、３１、４１  第２配線
１１ａ  溝
１２、１２Ａ  バリア膜
１３、１３Ａ  ドーピング材膜
１４、１４Ａ、１４ａ  下地膜
１５、１５Ａ、１５Ｂ  銅めっき膜
１５ａ  ドーピング材含有導電層
２４、２４Ａ  ドーピング材含有下地膜
１００  半導体基板
１０１  第１配線
１１０  第２絶縁膜
１１１  第３配線
【図１】
2008047675.tif 000003
【図２】
2008047675.tif 000004
【図３】
2008047675.tif 000005
【図４】
2008047675.tif 000006
【図５】
2008047675.tif 000007
【図６】
2008047675.tif 000008
【図７】
2008047675.tif 000009
【図８】
2008047675.tif 000010
【図９】
2008047675.tif 000011
【図１０】
2008047675.tif 000012
【図１１】
2008047675.tif 000013
【図１２】
2008047675.tif 000014
【図１３】
2008047675.tif 000015
【図１４】
2008047675.tif 000016
【図１５】
2008047675.tif 000017
【図１６】
2008047675.tif 000018
【図１７】
2008047675.tif 000019
【図１８】
2008047675.tif 000020