[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种具有多层布线的半导体装置，该多层布线具有：在半导体基板的上方形成的绝缘膜；在该绝缘膜中的预定区域形成且以铜为主要成分的布线膜；和与该布线膜接触的衬层膜，所述布线膜构成多层布线的至少一层，所述半导体装置的特征在于，

所述以铜为主要成分的布线膜是含有在基板厚度方向上向(111)方位取向的晶粒的多晶膜，并且所述衬层膜由在常温常压下具有抗氧化性的贵金属膜构成，且以使最密堆积排列面成为表面的方式取向。

2.一种具有多层布线的半导体装置，该多层布线具有：在半导体基板的上方形成的绝缘膜；在该绝缘膜中的预定区域形成且以铜为主要成分的布线膜；和与该布线膜接触的衬层膜，所述布线膜构成多层布线的至少一层，所述半导体装置的特征在于，

所述以铜为主要成分的布线膜是多晶，构成多晶的晶粒中占据单位布线表面的40％以上面积的晶粒在基板厚度方向上向(111)方位取向，并且晶粒尺寸的标准偏差是0.5μm以下，所述衬层膜由在常温常压下具有抗氧化性的贵金属膜构成，且以使最密堆积排列面成为表面的方式取向。

3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，

在所述衬层膜和所述绝缘膜之间形成有高熔点金属膜。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

在所述多层布线的通孔底部，所述衬层膜由在常温常压下具有抗氧化性的贵金属膜形成，除了通孔底部之外，在所述衬层膜与所述绝缘膜之间形成有高熔点金属膜。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述衬层膜是以使最密堆积排列面成为表面的方式取向的Ru膜。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述衬层膜在其内部含有的杂质碳的量在100ppm以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述衬层膜含有从包括Al、Pt、Pd、Ag及Ni的组中选择的至少一种作为添加成分。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述高熔点金属膜含有从包括Ta、Ti、W、Ru、Si、Mn、Zr及Hf的组中选择的至少一种作为主要成分。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述高熔点金属膜的主要成分固溶于所述衬层膜的至少一部分。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述高熔点金属膜的主要成分固溶于所述衬层膜的整个面，进一步向以铜为主要成分的布线膜扩散。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述高熔点金属膜含有氮。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的半导体装置，其特征在于，

所述高熔点金属膜是非晶。

13.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括以下工序：

在半导体基板的上方形成的绝缘膜中的预定区域形成用于形成布线的槽及/或通孔；

在形成有所述槽及/或通孔的绝缘膜上形成高熔点金属膜；

在2mTorr以下的氛围中，通过溅射法在所述高熔点金属膜上形成贵金属膜；以及

在所述贵金属膜上形成以铜为主要成分的膜。

14.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

在形成所述以铜为主要成分的膜的工序中，通过包括电镀法的工序形成所述以铜为主要成分的膜。

15.根据权利要求13或14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述贵金属膜以使最密堆积排列面成为表面的方式取向。

16.根据权利要求13～15中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，

所述贵金属膜是以使最密堆积排列面成为表面的方式取向的Ru膜。