(57)【要約】【課題】絶縁膜で十分な機械的強度を確立することができる半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置１１は基板１２を備える。基板１２の表面には複数層の絶縁膜１５が積層される。絶縁膜１５同士の間には導電性の配線層１６が挟み込まれる。配線層１６から離れつつ絶縁膜１５には炭素系材１８が埋め込まれる。炭素系材１８は高い機械的強度を有する。その結果、絶縁膜１５では十分な機械的強度が確立される。同様に、半導体装置１１では十分な機械的強度が確立される。絶縁膜１５の表面に平坦化処理が施されても、絶縁膜１５の破損は回避される。加えて、例えば半導体装置１１の実装にあたって半導体装置１１の損傷は回避される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
基板の表面に積層される複数層の絶縁膜と、
絶縁膜同士の間に挟み込まれる導電性の配線層と、
配線層から離れつつ絶縁膜に埋め込まれる炭素系材とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、前記炭素系材は束ねられて１以上の集合体を形成することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、前記炭素系材は前記基板の表面に直交する垂直方向に延びることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の半導体装置において、個々の前記集合体の炭素系材は、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、ピーポッド、カーボンナノホーン、フラーレンおよびカーボンナノファイバーを含む群から選択される１つまたは２つ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置において、前記炭素系材から離れつつ、前記基板の表面に直交する方向に前記絶縁膜を貫通する層間配線をさらに備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置において、前記絶縁膜は多孔質材から形成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
基板の表面に回路素子を形成する工程と、
基板の表面に第１絶縁膜を積層し、第１絶縁膜で回路素子を覆う工程と、
第１絶縁膜の表面から第１絶縁膜に窪みを形成する工程と、
窪み内で炭素系材を形成する工程と、
第１絶縁膜の表面で第２絶縁膜を積層し、第１絶縁膜および第２絶縁膜内に炭素系材を埋め込む工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、前記第２絶縁膜の表面には平坦化処理が施されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の半導体装置の製造方法において、前記炭素系材の形成にあたって前記窪み内で前記基板の表面に直交する垂直方向に複数本の炭素系材を成長させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置の製造方法において、前記窪み内で前記炭素系材は束ねられることを特徴とする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、例えばＬＳＩ（大規模集積回路）チップといった半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＳＩチップはシリコン基板を備える。シリコン基板の表面には例えばトランジスタといった回路素子が形成される。シリコン基板の表面には複数層の絶縁膜が形成される。絶縁膜同士の間には導電性の配線層が挟み込まれる。ＬＳＩチップの動作速度の向上にあたって絶縁膜の誘電率は低く抑制されることが望まれる。誘電率の抑制にあたって絶縁膜は多孔質材から形成される。こうして絶縁膜には多数の空孔が形成される。
【特許文献１】特開２００７−２７２２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２４３６９５号公報
【特許文献３】特開２０００−１００９４４号公報
【非特許文献１】秋田成司他，「カーボンナノチューブのナノメカニックス」，表面科学，日本国，２０００年，第２１巻，第９号，ｐ．５４６−５５２
【非特許文献２】A. KRISHNAN et al., “Young’s modules of single-walled nanotubes”, PHYSICAL REVIEW B, The American Physical Society, November 15, 1998, Volume 58, Number 20, p.14013-14019
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＬＳＩチップの製造にあたってシリコン基板の表面には絶縁膜が積層される。絶縁膜の形成後、絶縁膜の表面には化学機械研磨（ＣＭＰ）処理が施される。化学機械研磨処理では研磨パッドが絶縁膜に荷重を作用する。前述のように、絶縁膜には空孔が形成されることから、絶縁膜の機械的強度は低い。その結果、研磨パッドから作用する荷重が大きいと、絶縁膜は押し潰されてしまう。絶縁膜は破損してしまう。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、絶縁膜の機械的強度を高めることができる半導体装置およびそ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】
【０００５】
上記目的を達成するために、半導体装置は、基板と、基板の表面に積層される複数層の絶縁膜と、絶縁膜同士の間に挟み込まれる導電性の配線層と、配線層から離れつつ絶縁膜に埋め込まれる炭素系材とを備えることを特徴とする。こうした半導体装置では絶縁膜は配線層との接触は回避される。
【０００６】
半導体装置の製造方法は、基板の表面に回路素子を形成する工程と、基板の表面に第１絶縁膜を積層し、第１絶縁膜で回路素子を覆う工程と、第１絶縁膜の表面から第１絶縁膜に窪みを形成する工程と、窪み内で炭素系材を形成する工程と、第１絶縁膜の表面で第２絶縁膜を積層し、第１絶縁膜および第２絶縁膜内に炭素系材を埋め込む工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、半導体装置およびその製造方法は絶縁膜の機械的強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【０００９】
図１は本発明の第１実施形態に係る半導体装置すなわちＬＳＩ（大規模集積回路）チップ１１の断面構造を概略的に示す。こうしたＬＳＩチップ１１は例えばフリップチップやフェイスアップに基づき配線基板（図示されず）に実装される。ＬＳＩチップ１１は基板１２を備える。基板１２は例えばシリコンから形成される。基板１２の表面には例えばトランジスタ１３といった回路素子が形成される。
【００１０】
基板１２の表面にはトランジスタ１３に覆い被さる多層配線板１４が形成される。多層配線板１４は、基板１２の表面に積層される例えば４層の層間絶縁膜１５を備える。層間絶縁膜１５は例えばスピンオングラス（ＳＯＧ）材料といった低誘電率の絶縁材料から形成される。こうした層間絶縁膜１５は多孔質材から形成される。その結果、層間絶縁膜１５には無数の空孔（図示されず）が形成される。層間絶縁膜１５は基板１２の表面に平行に均一な膜厚で広がる。
【００１１】
層間絶縁膜１５の表面には導電性の配線層１６が形成される。こうして配線層１６は層間絶縁膜１５同士の間に挟み込まれる。層間絶縁膜１５には基板１２の表面に直交する方向に層間絶縁膜１５を貫通する導電性の層間配線すなわちビア１７が形成される。ビア１７は配線層１６同士を接続する。配線層１６やビア１７は例えばＣｕといった導電体から形成される。
【００１２】
配線層１６およびビア１７から離れた位置で層間絶縁膜１５内には炭素系材１８が埋め込まれる。炭素系材１８と配線層１６およびビア１７との電気的接続は回避される。炭素系材１８には例えばカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）といった長尺材が用いられる。炭素系材１８は、基板１２の表面に直交する垂直方向に延びる。炭素系材１８は例えば円筒状に形成される。炭素系材１８の直径は例えば１０ｎｍ程度に設定される。ここでは、例えば３つの炭素系材１８が束ねられて複数の集合体を形成する。炭素系材１８の集合体と配線層１６やビア１７とは所定の間隔で隔てられる。こうした間隔は寄生容量に応じて設定される。寄生容量ができる限り抑制されれば、配線層１６やビア１７で伝送される電気信号の遅延は抑制される。
【００１３】
次に、本発明の第１実施形態に係るＬＳＩチップ１１の製造方法を説明する。まず、図２に示されるように、基板すなわちウエハ２１の表面にトランジスタ１３が形成される。その後、ウエハ２１の表面には均一な膜厚で第１絶縁膜２２が積層される。積層にあたってスピンオングラス材料が例えばスピンコート法で塗布される。塗布後、加熱に基づきスピンオングラス材料は硬化する。こうしてウエハ２１の表面で第１絶縁膜２２はトランジスタ１３を覆う。第１絶縁膜２２は多孔質材から形成される。
【００１４】
図３に示されるように、第１絶縁膜２２の表面には所定のパターンでレジスト膜２３が形成される。レジスト膜２３には所定の空隙２３ａが形成される。空隙２３ａ内で第１絶縁膜２２の表面が露出する。レジスト膜２３に基づき第１絶縁膜２２にはエッチング処理が施される。その結果、図４に示されるように、第１絶縁膜２２の表面には窪み２４が形成される。窪み２４は有底孔で形成される。その後、第１絶縁膜２２の表面からレジスト膜２３が除去される。
【００１５】
その後、窪み２４の底面には複数の触媒金属２５が配置される。触媒金属２５には、例えばＦｅ、ＮｉおよびＣｏといった遷移金属単体やこれら遷移金属の混合体、遷移金属とＴｉ、ＴａやＲｕといった金属との混合体が用いられればよい。触媒金属２５の配置にあたって化学気相成長（ＣＶＤ）法が実施される。その結果、図５に示されるように、窪み２４内で触媒金属２５からカーボンナノチューブすなわち炭素系材１８が成長する。炭素系材１８は、ウエハ２１の表面に直交する垂直方向に延びる。窪み２４内で炭素系材１８は束ねられる。
【００１６】
図６に示されるように、第１絶縁膜２２の表面には第２絶縁膜２６が積層される。積層にあたってスピンオングラス材料が例えばスピンコート法で塗布される。塗布後、加熱に基づきスピンオングラス材料は硬化する。第２絶縁膜２６は多孔質材から形成される。こうして窪み２４内は第２絶縁膜２６で充填される。第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２６内に炭素系材１８の集合体が埋め込まれる。その後、第２絶縁膜２６の表面に平坦化処理が施される。平坦化処理にあたって化学機械研磨（ＣＭＰ）法が実施される。第２絶縁膜２６の表面には平坦面が形成される。なお、第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２６の積層にあたって例えば化学気相成長法（ＣＶＤ）が実施されてもよい。
【００１７】
図７に示されるように、第２絶縁膜２６の表面には所定のパターンでレジスト膜２７が形成される。レジスト膜２７には所定の位置に空隙２７ａが形成される。空隙２７ａ内で第２絶縁膜２６の表面が露出する。レジスト膜２７に基づき第２絶縁膜２６にはエッチング処理が施される。その結果、図８に示されるように、第１および第２絶縁膜２２、２６には貫通孔２８が形成される。貫通孔２８は第１および第２絶縁膜２２、２６を貫通する。貫通孔２８同士の間に炭素系材１８の集合体が配置される。その後、第２絶縁膜２６の表面からレジスト膜２７が除去される。
【００１８】
図９に示されるように、第２絶縁膜２６の表面にはめっき処理が施される。第２絶縁膜２６の表面にはめっき膜２９が形成される。めっき膜２９はＣｕといった導電体から形成される。めっき膜２９は貫通孔２８に充填される。その後、めっき膜２９には平坦化処理が施される。平坦化処理にあたって化学機械研磨法が実施される。こうして第２絶縁膜２６の表面でめっき膜２９が除去される。その結果、図１０に示されるように、ウエハ２１の表面に１層目の層間絶縁膜１５が形成される。層間絶縁膜１５にはビア１７が形成される。
【００１９】
図１１に示されるように、層間絶縁膜１５の表面には配線層１６が形成される。形成にあたって層間絶縁膜１５の表面には所定のパターンのレジスト膜（図示されず）が形成される。層間絶縁膜１５の表面にはめっき膜（図示されず）が形成される。めっき膜の形成後、レジスト膜が除去される。こうしてレジスト膜の外側で配線層１６が形成される。その後、同様の形成方法で２層目〜４層目までの層間絶縁膜１５、配線層１６、ビア１７および炭素系材１８の集合体が形成される。その後、ウエハ２１から各ＬＳＩチップ１１が切り出される。
【００２０】
以上のようなＬＳＩチップ１１では、層間絶縁膜１５の形成にあたって第１および第２絶縁膜２２、２６には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が施される。平坦化処理では例えば研磨パッドから第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２６に所定の荷重が作用する。第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２６には炭素系材１８の集合体が埋め込まれる。炭素系材１８は基板１２の表面に直交する垂直方向に延びる。炭素系材１８は高い機械的強度を有する。その結果、基板１２の表面に直交する垂直方向に第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２６の機械的強度は高められる。第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２６では多孔質材から形成されるにも拘わらず、第１絶縁膜２２および第２絶縁膜２６の破損は回避される。こうして多層配線板１４すなわちＬＳＩチップ１１全体で十分な機械的強度が確立される。加えて、例えば配線基板への実装時にＬＳＩチップ１１の破壊は回避される。
【００２１】
本発明者はＬＳＩチップ１１の機械的特性を検証した。検証にあたって、図１２に示されるように、サンプル３１が製造された。サンプル３１ではシリコン基板３２の表面に単層の層間絶縁膜３３が形成された。層間絶縁膜３３にはカーボンナノチューブすなわち炭素系材３４が埋め込まれた。ここでは、例えば５本の炭素系材３４が束ねられた。このとき、ナノインデンテーション法に基づき層間絶縁膜３３の機械的特性が計測された。計測にあたってナノインデンターの圧子が、炭素系材３４の配置領域の表面と、炭素系材３４の非配置領域の表面とに押し当てられた。
【００２２】
その結果、炭素系材３４の配置領域で図１３に示される除荷曲線が得られた。同様に、炭素系材３４の非配置領域で図１４に示される除荷曲線が得られた。配置領域での除荷曲線の傾きすなわちヤング率は１２．３９［ＧＰａ］であった。非配置領域の除荷曲線の傾きすなわちヤング率は１０．５９［ＧＰａ］であった。その結果、炭素系材３４の非配置領域に比べて配置領域ではヤング率は例えば１５％増大した。したがって、層間絶縁膜３３内に炭素系材３４が埋め込まれると、層間絶縁膜３３全体のヤング率すなわち機械的強度は向上することが確認された。
【００２３】
図１５は本発明の第２実施形態に係るＬＳＩチップ１１ａの構造を概略的に示す。このＬＳＩチップ１１ａでは炭素系材１８は複数層の層間絶縁膜１５に跨って延びる。ここでは、炭素系材１８は例えば１層目および２層目の２層の層間絶縁膜１５に跨って配置される。同様に、炭素系材１８は例えば３層目および４層目の層間絶縁膜１５に跨って配置される。層間絶縁膜１５では炭素系材１８の集合体から離れて配線層１６およびビア１７が配置される。その他、前述のＬＳＩチップ１１と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。
【００２４】
こうしたＬＳＩチップ１１ａの製造にあたって、図１６に示されるように、ウエハ２１の表面には前述の第１絶縁膜２２と同様に、第１絶縁膜４１が積層される。第１絶縁膜４１の表面にはエッチング処理に基づき貫通孔４３が形成される。貫通孔４３は第１絶縁膜４１を貫通する。続いて、図１７に示されるように、第１絶縁膜４１の表面にはめっき膜４４が形成される。めっき膜４４は貫通孔４３に充填される。その後、めっき膜４４には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が実施される。その結果、図１８に示されるように、ウエハ２１の表面に１層目の層間絶縁膜１５が形成される。その後、層間絶縁膜１５の表面には所定のパターンで配線層１６が形成される。
【００２５】
図１９に示されるように、配線層１６の外側で層間絶縁膜１５の表面には窪み４５が形成される。窪み４５の形成にあたってレジスト膜の外側でエッチング処理が実施される。こうして形成された窪み４５の底面には複数の触媒金属２５が配置される。触媒金属２５の配置にあたって化学気相成長法が実施される。その結果、図２０に示されるように、窪み４５内で触媒金属２５から前述の炭素系材１８が成長する。炭素系材１８はウエハ２１の表面に直交する垂直方向に延びる。ここでは、炭素系材１８は層間絶縁膜１５の表面から突き出る。
【００２６】
図２１に示されるように、第１絶縁膜４１の表面には前述の第２絶縁膜２６と同様に第２絶縁膜４６が積層される。こうして第１絶縁膜４１および第２絶縁膜４６内に炭素系材１８の集合体が埋め込まれる。その後、第２絶縁膜４６の表面には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が施される。その後、図２２に示されるように、第２絶縁膜４６にはエッチング処理に基づき貫通孔４７が形成される。貫通孔４７同士の間に炭素系材１８の集合体が配置される。貫通孔４７内にはめっき処理に基づきビア１７が形成される。第２絶縁膜４６の表面には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が施される。その後、第２絶縁膜４６の表面に配線層１６が形成される。こうして２層目の層間絶縁膜１５が形成される。その後、同様の形成方法で３層目および４層目の層間絶縁膜１５が形成される。
【００２７】
以上のようなＬＳＩチップ１１ａでは、層間絶縁膜１５の形成にあたって第１絶縁膜４１および第２絶縁膜４６には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が施される。平坦化処理では第１絶縁膜４１および第２絶縁膜４６に所定の荷重が作用する。第１絶縁膜４１および第２絶縁膜４６には炭素系材１８の集合体が埋め込まれる。炭素系材１８は基板１２の表面に直交する垂直方向に延びる。炭素系材１８は高い機械的強度を有する。その結果、基板１２の表面に直交する垂直方向に第１絶縁膜４１および第２絶縁膜４６の機械的強度は向上する。第１絶縁膜４１および第２絶縁膜４６は多孔質材から形成されるにも拘わらず、第１絶縁膜４１および第２絶縁膜４６の破損は回避される。こうして多層配線板１４すなわちＬＳＩチップ１１ａ全体で十分な機械的強度が確立される。加えて、例えば配線基板への実装時にＬＳＩチップ１１ａの破壊は回避される。
【００２８】
図２３は本発明の第３実施形態に係るＬＳＩチップ１１ｂの構造を概略的に示す。このＬＳＩチップ１１ｂでは炭素系材１８はすべての層間絶縁膜１５に跨って延びる。層間絶縁膜１５では炭素系材１８の集合体は配線層１６やビア１７から離れてが配置される。その他、前述のＬＳＩチップ１１ａと均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。こうしたＬＳＩチップ１１ｂでは、前述のＬＳＩチップ１１と同様に、多層配線板１４すなわちＬＳＩチップ１１ｂ全体で十分な機械的強度が確立される。加えて、例えば配線基板への実装時にＬＳＩチップ１１ｂの破壊は回避される。
【００２９】
こうしたＬＳＩチップ１１ｂの製造にあたって、図２４に示されるように、ウエハ２１の表面に４層の第１絶縁膜すなわち層間絶縁膜１５が形成される。層間絶縁膜１５には例えばエッチング処理に基づき窪み５１が形成される。窪み５１は４層目の層間絶縁膜１５から１層目の層間絶縁膜１５に跨って形成される。窪み５１は配線層１６やビア１７の外側で形成される。窪み５１の底面には触媒金属２５が配置される。図２５に示されるように、窪み５１内では触媒金属２５に基づき炭素系材１８が成長する。その後、図２６に示されるように、窪み５１は第２絶縁膜すなわち絶縁膜５２で充填される。その後、絶縁膜５２の表面には化学機械研磨法に基づき平坦化処理が実施される。こうして炭素系材１８の集合体は層間絶縁膜１５に埋め込まれる。
【００３０】
以上のようなＬＳＩチップ１１、１１ａ、１１ｂでは、個々の集合体の炭素系材１８は、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、ピーポッド、カーボンナノホーン、フラーレンおよびカーボンナノファイバーを含む群から選択される１つまたは２つ以上から形成されてもよい。グラファイトシートの利用にあたって例えば基板１２の表面に平行に複数枚のグラファイトシートが重ね合わせられればよい。ピーポッドやカーボンナノホーン、カーボンナノファイバーは、カーボンナノチューブと同様に、長尺材として形成されればよい。
【００３１】
（付記１）  基板と、
基板の表面に積層される複数層の絶縁膜と、
絶縁膜同士の間に挟み込まれる導電性の配線層と、
配線層から離れつつ絶縁膜に埋め込まれる炭素系材とを備えることを特徴とする半導体装置。
【００３２】
（付記２）  付記１に記載の半導体装置において、前記炭素系材は束ねられて１以上の集合体を形成することを特徴とする半導体装置。
【００３３】
（付記３）  付記１または２に記載の半導体装置において、前記炭素系材は前記基板の表面に直交する垂直方向に延びることを特徴とする半導体装置。
【００３４】
（付記４）  付記２または３に記載の半導体装置において、個々の前記集合体の炭素系材は、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、ピーポッド、カーボンナノホーン、フラーレンおよびカーボンナノファイバーを含む群から選択される１つまたは２つ以上であることを特徴とする半導体装置。
【００３５】
（付記５）  付記１〜４のいずれかに記載の半導体装置において、前記炭素系材から離れつつ、前記基板の表面に直交する方向に前記絶縁膜を貫通する層間配線をさらに備えることを特徴とする半導体装置。
【００３６】
（付記６）  付記１〜５のいずれかに記載の半導体装置において、前記絶縁膜は多孔質材から形成されることを特徴とする半導体装置。
【００３７】
（付記７）  基板の表面に回路素子を形成する工程と、
基板の表面に第１絶縁膜を積層し、第１絶縁膜で回路素子を覆う工程と、
第１絶縁膜の表面から第１絶縁膜に窪みを形成する工程と、
窪み内で炭素系材を形成する工程と、
第１絶縁膜の表面で第２絶縁膜を積層し、第１絶縁膜および第２絶縁膜内に炭素系材を埋め込む工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００３８】
（付記８）  付記７に記載の半導体装置の製造方法において、前記第２絶縁膜の表面には平坦化処理が施されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００３９】
（付記９）  付記７または８に記載の半導体装置の製造方法において、前記炭素系材の形成にあたって前記窪み内で前記基板の表面に直交する垂直方向に複数本の炭素系材を成長させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４０】
（付記１０）  付記９に記載の半導体装置の製造方法において、前記窪み内で前記炭素系材は束ねられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４１】
（付記１１）  付記７〜１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記炭素系材は、カーボンナノチューブ、グラファイトシート、ピーポッド、カーボンナノホーン、フラーレンおよびカーボンナノファイバーを含む群から選択される１つまたは２つ以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４２】
（付記１２）  付記７〜１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記炭素系材の形成後、前記窪み同士の間で前記第１絶縁膜を貫通する層間配線を形成する工程をさらに備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４３】
（付記１３）  付記７〜１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、少なくとも前記第１絶縁膜および第２絶縁膜の一方は多孔質材から形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４４】
（付記１４）  付記７〜１３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜の積層にあたって、スピンコート法および化学気相成長法のいずれかが実施されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置すなわちＬＳＩチップの構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図２】基板の表面に第１絶縁膜を積層する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図３】第１絶縁膜の表面にエッチング処理を施す工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図４】第１絶縁膜の表面に窪みを形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図５】窪み内で炭素系材を成長させる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図６】第１絶縁膜の表面に第２絶縁膜を積層する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図７】第２絶縁膜の表面にエッチング処理を施す工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図８】第１絶縁膜および第２絶縁膜に貫通孔を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図９】第２絶縁膜の表面にめっき膜を成膜する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図１０】炭素系材同士の間で第１絶縁膜を貫通する層間配線を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図１１】第２絶縁膜の表面に配線層を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図１２】検証にあたって用意されたサンプルの構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図１３】炭素系材の配置領域で計測される除荷曲線を示すグラフである。
【図１４】炭素系材の非配置領域で計測される除荷曲線を示すグラフである。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図１６】基板の表面に形成される第１絶縁膜に貫通孔を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図１７】第１絶縁膜の表面にめっき膜を成膜する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図１８】第１絶縁膜を貫通する層間配線を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図１９】第１絶縁膜の表面に形成される窪み内に触媒金属を配置する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２０】窪み内で炭素系材を成長させる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２１】第１絶縁膜の表面に第２絶縁膜を積層する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２２】第２絶縁膜を貫通する層間配線を形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２３】本発明の第３実施形態に係る半導体装置の構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図２４】基板の表面に積層される４層の絶縁膜に窪みを形成する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２５】窪み内で炭素系材を成長させる工程を概略的に示す垂直断面図である。
【図２６】第１絶縁膜の表面に第２絶縁膜を積層する工程を概略的に示す垂直断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１  半導体装置（ＬＳＩチップ）、１２  基板、１３  回路素子（トランジスタ）、１５  絶縁膜・第１絶縁膜（層間絶縁膜）、１６  配線層、１７  層間配線、１８  炭素系材、２１  基板、２２  第１絶縁膜、２４  窪み、２６  第２絶縁膜、５２  第２絶縁膜（絶縁膜）。
【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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