(57)【要約】【課題】本発明は、半導体デバイスが微細化されても、穴内の側壁に充分な膜厚で形成することができる成膜装置及び成膜方法を提供するものである。また、本発明は、この成膜方法を用いた半導体装置の製造方法を提供するものである。【解決手段】基板５上に形成された穴２１内に成膜を行う際に、基板５に対して水平方向の振動を加えると同時に、基板５に成膜材料を付着させるようにする。【選択図】  図８
2004292913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するステージと、
前記ステージを支持する支持軸とを備え、
前記支持軸に、水平方向に振動する振動子が設けられている
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記ステージが前記振動子とは独立して回転可能な構成とされている
ことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記振動子が前記ステージとは独立して回転可能な構成とされている
ことを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項４】
基板上に形成された穴内に成膜を行う際に、
前記基板に対して水平方向の振動を加えると同時に、前記基板に成膜材料を付着させる
ことを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
前記水平方向の振動と共に、振動する方向を回転させる
ことを特徴とする請求項４記載の成膜方法。
【請求項６】
基板上に形成された穴内に、水平方向の振動を加えると同時に、成膜材料を付着させて下地膜を形成する工程と、
前記下地膜上に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜上に配線構造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７】
前記水平方向の振動と共に、振動する方向を回転させる
ことを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜装置及び成膜方法、並びに半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、配線用の金属材料としては、アルミニウムやアルミニウム合金が用いられていたが、近年では銅を用いる方向に転換しつつある。
【０００３】
このように、銅を用いる方向に転換しつつあるのは、銅の電気抵抗率が１．７２μΩｃｍであり、例えばアルミニウムの電気抵抗率（２．５μΩｃｍ）に比べて約４０％低いことや、局所的に空洞（ボイド）が発生して、配線の抵抗値が増大したり、配線が断線したりするといった、所謂エレクトロマイグレーションに対する耐性がアルミニウムに比べて銅の方が遥かに高いことが理由として挙げられる。また、アルミニウムに比べて銅の方がデュアルダマシンプロセスを採用し易いため、複雑で微細な多層配線構造が相対的に安価に加工できることも理由として挙げられる。
【０００４】
ここで、このような銅を用いた場合の配線の形成方法を図９〜図１４を用いて説明する。
尚、図９〜図１３の場合は、例えば絶縁膜中に形成された穴内に埋め込み型の配線を形成する場合を示している。
また、図９のみ、図９Ａに穴の周辺の拡大平面図を示し、図９Ｂに図９ＡのＸ‐Ｙ線上の断面図を示している。尚、それ以降の図１０〜図１３は断面図のみを示している。
また、既に半導体基板上の所定の位置に半導体素子等が形成され、この半導体素子を覆って、さらに絶縁膜（例えばＳｉＯ２膜）が形成された状態から説明する。
先ず、図９Ａ，Ｂに示すように、絶縁膜３０の所定の位置に、公知のリソグラフィ技術を用いて、配線接続用の穴３１を形成する。図９Ａの場合では、穴３１の形状を円形としているが、穴３１の形状は、この他四角形とすることもできる。
【０００５】
次に、図１０に示すように、例えばスパッタリング法を用いて、穴３１内に拡散抑制層（所謂バリア層）３２を形成する。この拡散抑制層３２は、後に形成される配線層（Ｃｕ膜）の銅の成分が絶縁膜３０中に拡散することを防ぐためのものである。
尚、拡散抑制層３２としては、例えばＴａ膜、ＴａＮ膜、Ｔｉ膜、ＴｉＳｉＮ膜、ＴｉＮ膜及びＷＮ膜等を形成することができる。
【０００６】
次いで、図１１に示すように、拡散抑制層３２を形成する場合と同様に、スパッタリング法を用いて、給電層（所謂シード層）３３を形成する。
この給電層３３は、次のメッキ工程（湿式銅メッキ）において、給電層３３の表面を電気的カソードとして、液中の金属イオンを還元し金属固体として析出するのに充分な電流を供給するために形成される。
また、給電層３３としては、後述するその内側に湿式銅メッキにより埋め込み形成される配線層（Ｃｕ膜）との密着性、接触抵抗等を考慮して、例えば配線層と同じＣｕ膜或いはＣｕ合金膜等を用いることができる。
【０００７】
次に、湿式銅メッキを行う。この際、給電層３３中に電流が流れることにより、給電層３３の表面に銅が析出されて、図１２に示すように、穴３１内を含んで全面にＣｕ膜３４が形成される。
【０００８】
次に、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ）により、穴３１の外の絶縁膜３０上の拡散抑制層３２、給電層３３、Ｃｕ膜３４を除去し、穴３１内に充填したＣｕ膜３４の表面と絶縁層３０との表面を略同一平面にする。これにより、図１３に示すように、Ｃｕ膜３４からなる埋め込み型の配線層３４１が形成される。
この後、埋め込み型の配線層３４１上に導電膜（図示せず）等を形成して、所望の半導体装置を形成することができる。
【０００９】
ここで、半導体装置の微細化に伴い、アスペクト比の高い穴３１が形成されてくると、上述したような公知のスパッタリング法では、穴３１内に被覆性の良い連続した拡散抑制層３２及び給電層３３を形成することが困難となる。
【００１０】
即ち、形成された拡散抑制層３２の状態を図１４Ａに示すように、拡散抑制層３２は穴３１の底部３１１や側壁３１２で連続して形成されるが、被覆性（カバレージ）の悪い拡散抑制層３２が形成されてしまう。また、例えば拡散抑制層３２が途切れて形成されてしまう場合もある。
たとえ、穴３１の底部３１１や側壁３１２で被覆性の良い連続した拡散抑制層３２が形成されたとしても、充分な膜厚を有していない場合は、後に形成される配線層（Ｃｕ膜）３４中の銅の成分が絶縁膜３０中に拡散してしまう問題が生じる。
【００１１】
また、形成された給電層３３の状態を図１４Ｂに示すように、給電層３３は穴３１の底部３１１や側壁３１２で連続して形成されるが、前述した拡散抑制層３２の場合と同様に、被覆性の悪い給電層３３が形成されてしまう。また、給電層３３においても、拡散抑制層３２の場合と同様に、途切れて形成されてしまう場合もある。
たとえ、穴３１の底部３１１や側壁３１２で被覆性の良い連続した給電層３３が形成されたとしても、給電層３３が充分な膜厚を有していない場合は、次の湿式銅メッキ工程において、メッキ液により膜厚の薄い部分が消失し、給電層３３に充分な電流が流れなくなるので、銅が充分に析出されず、穴３１内にＣｕ膜３４が良好に埋め込み形成されなくなる。
【００１２】
そこで、穴３１内において、拡散抑制層３２や給電層３３の良好な被覆性（カバレッジ）を確保するために、上述したようなスパッタリング法に比べて指向性を向上させたスパッタリング法（例えば遠距離スパッタリング法、コリメーションスパッタリング法、イオン化スパッタリング法等）が普及されてきている（非特許文献１参照）。
【００１３】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｗａｄａ  ｅｔ  ａｌ．，  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＩＴＣ），２０００，（ｐ．１０８〜ｐ．１１０）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、さらなる半導体デバイスの微細化の要求にともない、６５ｎｍ、４５ｎｍ及び４５ｎｍ以下の半導体デバイスルールにおいては、上述した指向性を向上させたスパッタリング法を用いても、穴３１内に充分な膜厚の拡散抑制層３２及び給電層３３を形成することが困難となる。
【００１５】
即ち、例えばアスペクト比が６〜８といった高アスペクト比の穴３１内に、指向性が向上されたスパッタリング法を用いて拡散抑制層３２を形成した場合、図１５Ａに示すように、穴３１の底部３１１では充分な膜厚の拡散抑制層３２を形成することができるが、穴３１の側壁３１２では充分な膜厚の拡散抑制層３２を形成することができない。
【００１６】
このように、穴３１の側壁３１２では充分な膜厚の拡散抑制層３２が形成されないので、上述したように、後のメッキ工程で埋め込み形成される配線層（Ｃｕ膜）３４の銅の成分が膜厚の薄い部分から絶縁膜３０中に拡散してしまう問題が生じる。
【００１７】
また、例えばアスペクト比が６〜８といった高アスペクト比の穴３１内に、高指向性のスパッタリング法を用いて給電層３３を形成した場合、図１５Ｂに示すように、前述した拡散抑制層３２の場合と同様に、穴３１の底部３１１では充分な膜厚の給電層３３を形成することができるが、穴３１の側壁３１２では充分な膜厚の給電層３３を形成することができない。
【００１８】
このように、穴３１の側壁３１２では充分な膜厚の給電層３３が形成されないので、上述したように、次のメッキ工程（湿式銅メッキ）の際に、メッキ液により膜厚の薄い部分が消失し、給電層３３に充分な電流が流れなくなり、銅が充分に析出されず、穴３１内にＣｕ膜３４が良好に埋め込み形成されなくなる。
【００１９】
このような問題は、形成された半導体デバイスの歩留まりの低下、信頼性の低下を引き起こす原因となる。
【００２０】
本発明は、上述した点に鑑み、半導体デバイスが微細化されても、穴内の側壁に充分な膜厚で成膜することができる成膜装置及び成膜方法を提供するものである。
また、本発明は、この成膜方法を用いた半導体装置の製造方法を提供するものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る成膜装置は、基板を支持するステージと、ステージを支持する支持軸とを備え、支持軸に、水平方向に振動する振動子が設けられた構成とする。
【００２２】
本発明に係る成膜装置によれば、基板を支持するステージと、ステージを支持する支持軸とを備え、支持軸に、水平方向に振動する振動子が設けられているので、振動子を振動した際、ステージを水平方向に振動させることができる。これにより、ステージ上に支持された基板を水平方向に振動させることができる。
【００２３】
本発明に係る成膜方法は、基板上に形成された穴内に成膜を行う際に、基板に対して水平方向の振動を加えると同時に、基板に成膜材料を付着させるようにする。
【００２４】
本発明に係る成膜方法によれば、基板上に形成された穴内に成膜を行う際に、基板に対して水平方向の振動を加えると同時に、基板に成膜材料を付着させるので、基板上に形成された穴内の側壁への成膜材料の付着を促進させることができる。これにより、穴内の側壁に良好な状態で成膜でき、所望の膜厚を得ることができる。
【００２５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上に形成された穴内に、水平方向の振動を加えると同時に成膜材料を付着させて下地膜を形成する工程と、下地膜上に導電膜を形成する工程と、導電膜上に配線構造を形成する工程とを有するようにする。
【００２６】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、基板上に形成された穴内に、水平方向の振動を加えると同時に成膜材料を付着させて下地膜を形成するので、穴内の側壁に下地膜を良好な状態で成膜でき、所望の膜厚の下地膜を得ることができる。
これにより、この下地膜上に形成される例えば導電膜を良好に埋め込み形成することができるので、例えば導電膜と、この導電膜に接続される例えば下地配線層とを、電気的に良好に接続することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
先ず、本発明に係る成膜装置の一実施の形態の概略構成図を図１Ａ、Ｂに示す。
本実施の形態の成膜装置１は、図１Ａに示すように、例えば基板が載置される円形のステージ２と、このステージ２の裏面２１の中心に、ステージ２の裏面２１に対して垂直に取り付けられた支持軸３と、この支持軸３の途中に取り付けられた振動子４とから構成されている。
尚、支持軸３は、例えば内側の軸と外側の軸から構成され、例えば内側の軸にはステージが、外側の軸には振動子が、それぞれ取り付けられている。
【００２８】
振動子４としては、例えば超音波を発生する超音波振動子が用いられ、この振動子４は、図示しない駆動機構が作動した際に、支持軸３（支持軸３の中心Ｏ）を中心として水平方向に振動するように構成されている（図中矢印Ｍ参照）。振動方向の制御や振動スピードの制御は、例えば図示しない制御機構により行うことができる。
尚、振動子４としては、この他にも、例えば圧動振動子や電歪振動子、また磁歪振動子等の超音波を発生させる振動子を用いることができる。
【００２９】
ステージ２は、その上面図を図１Ｂに示すように、図示しない駆動機構が作動することで、支持軸３（支持軸３の中心Ｏ）を中心として振動子４とは独立して回転可能（図中矢印Ｎ参照）に構成されている。
【００３０】
そして、本実施の形態の成膜装置１では、振動子４が水平方向に振動すると同時に、ステージ２が回転することが可能なように構成されている。
これにより、振動子４が水平方向に振動を始めると、この振動が一様に支持軸３を通してステージ２に伝わり、ステージ２も水平方向に振動を始める。
そして、このような状態で、ステージ２が回転することにより、ステージ２は水平方向に振動しながら回転することになる。つまり、振動の方向が回転することになる。
【００３１】
本実施の形態の成膜装置１によれば、ステージ２を支持する支持軸３に水平方向に振動を発生する振動子（超音波振動子）４が設けられているので、この振動子４が作動した際に、ステージ２を水平方向に振動させることができる。
そして、このような振動子４の水平方向の振動と同時に、ステージ２が回転するので、ステージ２を水平方向に振動させながら回転させることができる。
従って、例えばステージ２上に基板が載置された場合、基板を水平方向に振動させつつ、さらに基板を面内で回転させることができる。
【００３２】
次に、本発明に係る成膜装置の他の実施の形態の概略構成図を図２Ａ、Ｂに示す。尚、図１に対応する部分には、同一符号を付している。
本実施の形態の成膜装置１０は、図２Ａに示すように、前述した場合と同様に、例えば基板が載置される円形のステージ２と、このステージ２の裏面２１の中心に、ステージ２の裏面２１に対して垂直に取り付けられた支持軸３と、この支持軸３の途中に取り付けられた振動子４とから構成されている。
【００３３】
振動子４としては、例えば超音波を発生する超音波振動子が用いられ、この振動子４は、図示しない駆動機構が作動した際に、支持軸３（支持軸３の中心Ｏ）を中心として水平方向に振動するように構成されている（図中矢印Ｍ参照）。振動方向の制御や振動スピードの制御は、例えば図示しない制御機構により行うことができる。
尚、振動子４としては、この他にも、例えば圧動振動子や電歪振動子、また磁歪振動子等の超音波を発生させる振動子を用いることができる。
【００３４】
また、振動子４は、その上面図を図２Ｂに示すように、図示しない駆動機構が作動した際に、支持軸３（支持軸３の中心Ｏ）を中心として単独で回転可能（図中矢印Ｎ参照）に構成されている。
【００３５】
そして、本実施の形態の成膜装置１０では、振動子４が水平方向に振動すると同時に、振動子４が回転することが可能なように構成されている。
これにより、振動子４が水平方向に振動を始めると、この振動が一様に支持軸３を通じてステージ２に伝わり、ステージ２も水平方向に振動を始める。
そして、このような状態で、振動子４が回転すると、振動子４は水平方向に振動しながら回転することになり（つまり振動する方向が回転することとなり）、このような振動をステージ２に伝えることができる。
【００３６】
本実施の形態の成膜装置１０によれば、前述した実施の形態の場合と同様に、ステージ２を支持する支持軸３に水平方向に振動を発生する振動子（超音波振動子）４が設けられているので、この振動子４が作動した際に、ステージ２を水平方向に振動させることができる。
そして、このような振動子４の水平方向の振動と同時に、振動子４が回転するので、水平方向の振動に回転が加わった振動をステージ２に伝えることができる。
従って、例えばステージ２上に基板が載置された場合、水平方向の振動に回転が加わった振動を基板に与えることができる。
【００３７】
次に、このような成膜装置１を用いた本発明に係る成膜方法の一実施の形態を図３〜図７及び図８を用いて説明する。
尚、図３〜図７の場合は、例えば絶縁膜中に形成された穴内に埋め込み型の配線を形成する場合を示している。
また、図３のみ、図３Ａに穴の周辺の拡大平面図を示し、図３Ｂに図３ＡのＸ‐Ｙ線上の断面図を示している。尚、それ以降の図４〜図７は断面図のみを示している。
また、既に半導体基板上に半導体素子（図示せず）が形成され、この半導体素子を含んで例えば６００ｎｍ程度の膜厚に形成された絶縁膜（例えばＳｉＯ２膜）２０が形成された状態から説明する。
先ず、図３Ａ，Ｂに示すように、公知のリソグラフィ技術を用いて、絶縁膜２０の所定の位置に配線接続用の穴２１を形成する。この穴２１は、例えば直径が０．１μｍでアスペクト比が６程度の微細な穴である。図３Ａの場合では、穴３１の形状を円形としているが、穴３１は円形に限られるものではなく、例えば、四角形の場合もある。
【００３８】
次に、このような絶縁膜２０の所定の位置に配線接続用の穴２１が形成された半導体基板を次のチャンバー内へと移動し、例えばスパッタリング法を用いて、図４に示すように、穴２１内に下地層として拡散抑制層（所謂バリア層）２２を形成する。
この際、本実施の形態においては、上述した成膜装置１（図１参照）が組み込まれたチャンバー内で拡散抑制層２２の形成を行う。
【００３９】
スパッタリング法としては、指向性を向上させたスパッタリング法（例えば遠距離スパッタリング法、遠距離イオン化スパッタリング法等）を用い、拡散抑制層２２としては、例えばＴａ膜を形成する。
尚、拡散抑制層２２は、後述する、穴２１内に埋め込み形成される配線層（Ｃｕ膜）の銅の成分が絶縁膜２０中に拡散するのを防ぐためのものである。
また、拡散抑制層２２としては、Ｔａ膜を形成したが、その他にも、例えばＴａＮ膜、Ｔｉ膜、ＴｉＳｉＮ膜、ＴｉＮ膜及びＷＮ膜等を形成することができる。
【００４０】
以下に、拡散抑制層２２の具体的な形成条件を示す。
ターゲット：Ｔａ
ガス、流量：Ａｒ、６ｓｃｃｍ
ＤＣパワー（ターゲットパワー）：１５ｋＷ
基板温度：１５℃
膜厚：５〜１０ｎｍ
【００４１】
即ち、図８に示すように、真空状態とされたチャンバー（スパッタリングチャンバー）６内に、前述した工程で絶縁膜２０の所定の位置に穴２１が形成された半導体基板５が搬送されてステージ２上に載置されると、図示しない駆動機構が作動して、振動子（超音波振動子）４が水平方向に振動を始める。尚、超音波振動の振動周波数は、例えば１〜３ＭＨｚで設定し、超音波振動の振幅は、例えば２００〜５００μｍで設定する。
これにより、この振動が支持軸３を通じてステージ２へと伝わり、ステージ２も水平方向に振動を始める（図中矢印Ｍ参照）。
【００４２】
このような状態で、高指向性スパッタリング法により拡散抑制層２２の形成が始まると、ステージ２上では、ステージ２と共に半導体基板５が水平方向に振動しているので、チャンバー６内の上部に設けられたターゲット７から、図中矢印Ｚに示すように、略垂直方向にある程度の角度で下方へとはじき出されたＴａ（タンタル）の原子やイオン８は、半導体基板５に形成された穴２１内の特に側壁２１２に付着するようになる。
即ち、半導体基板５を水平方向に振動させることにより、穴２１内へと入ってきたＴａの原子やイオン８が側壁２１２に付着し易くなるためである。
【００４３】
そして、さらに、振動子４の水平方向の振動と同時に、ステージ２を回転させることにより、ターゲット７から下方へとはじき出されたＴａ（タンタル）の原子やイオン８は、半導体基板５の穴２１内の円周に沿った側壁２１２に付着することとなる。
【００４４】
これにより、図４に示したように、穴２１内の側壁２１２には、膜厚の良好な拡散抑制層２２を形成することができ、穴の側壁のみに膜厚の良好な拡散抑制層を形成することができなかった従来の問題点を解消することができる。
即ち、側壁被服率（サイドカバレッジ）を従来に比べて大きく向上することができる。
【００４５】
尚、穴２１内に、上述したような所望の膜厚の拡散抑制層２２が形成された時点で、図示しない駆動機構を停止させることにより、振動子４の水平方向への振動及びステージ２の回転を停止する。
【００４６】
次いで、大気開放することなく、前述した工程で拡散抑制層２２が穴内２１内に形成された半導体基板５を、次のチャンバー内へと搬送してステージ２上に載置し、図５に示すように、穴２１内に形成された拡散抑制層２２上に、例えばスパッタリング法により、下地膜として給電層（所謂シード層）２３を形成する。本実施の形態では、この際においても、図８に示すような、成膜装置１が組み込まれたチャンバー（スパッタリングチャンバー）６を用いて給電層２３を形成する。
【００４７】
スパッタリング法は、給電層２３を形成する場合においても、上述した拡散抑制層２２を形成する場合と同様に、指向性を向上させたスパッタリング法（例えば遠距離スパッタリング法、遠距離イオン化スパッタリング法等）を用いる。給電層２３としては、例えばＣｕ膜を成膜する。
尚、給電層２３は、次のメッキ工程（湿式銅メッキ工程）において、給電層２３の表面を電気的カソードとして、液中の金属イオンを還元し金属固体として析出するのに充分な電流を供給するために形成される。
【００４８】
以下に、給電層２３の具体的な形成条件を示す。
ターゲット：Ｃｕ
ガス：なし（セルフスパッタ）
ＤＣパワー（ターゲットパワー）：１５ｋＷ
基板温度：−２０℃〜０℃
膜厚：５０〜８０ｎｍ
【００４９】
即ち、前述した工程で穴２１内に拡散抑制層２２が形成された半導体基板５がステージ２上に載置されると、再び図示しない駆動機構が作動することで、振動子（超音波振動子）４が水平方向に振動を始める。尚、超音波振動の振動周波数及び超音波振動の振幅は、前述の拡散抑制層２２の場合と同様に、例えば１〜３ＭＨｚ及び２００〜５００μｍで設定する。
これにより、この振動が支持軸３を通してステージ２へと伝わり、ステージ２も水平方向に振動を始める（図中矢印Ｍ参照）。
【００５０】
このような状態で、高指向性スパッタリング法により給電層２３の形成が始まると、ステージ２上では、ステージ２と共に半導体基板５が水平方向に振動しているので、チャンバー６内の上部に設けられたターゲット７から下方（図中矢印Ｚ参照）へとはじき出されたＣｕ（銅）の原子やイオン８は、半導体基板５に形成された穴２１内の特に側壁に付着するようになる。
【００５１】
そして、上述したように、さらに振動子４の水平方向の振動と同時に、ステージ２を回転させることにより、図中矢印Ｚに示すように、ターゲット７から略垂直方向にある程度の角度で下方へとはじき出されたＣｕ（銅）の原子やイオン８は、半導体基板５の穴２１内の円周に沿った側壁２１２に付着することとなる。
【００５２】
これにより、図５に示したように、穴２１内の側壁２１２には、拡散抑制層２２を介して膜厚の良好な給電層２３を形成することができ、穴の側壁のみに膜厚の良好な給電層を形成することができないといった従来の問題点を解消することができる。
即ち、給電層２３の場合においても、側壁被服率（サイドカバレッジ）を従来に比べて大きく向上することができる。
【００５３】
尚、穴２１内に、上述したように所定の膜厚の給電層２３が形成された時点で、図示しない駆動機構を停止させることにより、振動子４の水平方向への振動及びステージ２の回転を停止する。
【００５４】
このように、本実施の形態の成膜方法によれば、指向性を向上させたスパッタリング法を用いて、半導体基板５上に形成された穴２１内に、拡散抑制層２２及び給電層２３を形成する際、半導体基板５に水平方向の振動（超音波振動）を加えつつ、さらにこの水平方向の振動と同時にステージ２を回転させるので、従来のような、単にステージ上に載置した状態で穴内に拡散抑制層及び給電層を形成する場合と比較して、各ターゲットの原子やイオン８を、穴２１内の側壁２１２へ多く付着することが可能になる。そして、さらに穴２１内の円周方向に沿った側壁２１２に、各ターゲットの原子やイオン８を一様に付着することができる。このように、穴２１内の側壁２１２に各ターゲットの原子やイオン８が多く付着するようになった分、穴２１内の側壁２１２の全てに膜厚の良好な拡散抑制層２２及び給電層２３を形成することができる。
【００５５】
この後は、穴２１内の底部２１１から側壁２１２にかけて、拡散抑制層２２及び給電層２３が連続して形成された半導体基板を、湿式メッキ装置へと搬送し、半導体基板の表面に湿式銅メッキを行う。
【００５６】
この際、上述したように、穴２１内の側壁２１２には膜厚の良好な給電層２３が形成されているので、給電層の膜厚が薄く形成された部分で電流が流れにくくなり銅を充分に析出できないといった従来の問題が生じることなく、充分な電流が給電層２３に流れて、銅を充分に析出することができる。
また、穴２１内の側壁２１２には、膜厚の良好な拡散抑制層２２が形成されているので、銅の成分が絶縁膜２０中に拡散するようなことはない。
これにより、穴２１内にボイドやシール等の欠陥が生じることなく、配線層（Ｃｕ膜）２４を埋め込み形成できる。
【００５７】
そして、次に、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ）により、穴２１の外の絶縁膜２０上の拡散抑制層２２、給電層２３、配線層２４を除去し、穴２１内に充填した配線層２４の表面と絶縁層２０との表面を略同一平面に形成して、図７に示すように、銅からなる埋め込み型の配線２４１を形成する。
このようにして、所望の半導体装置を製造することができる。
【００５８】
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体基板上に形成された穴２１内には、膜厚の良好な拡散抑制層２２及び給電層２３が形成されているので、このような拡散抑制層２２及び給電層２３を含んで湿式銅メッキにより配線層（Ｃｕ膜）２４を形成した際、穴２１内に空洞（ボイド）やシール等が発生することなく、良好に埋め込み形成することができる。
これにより、特性の良好な配線２４１を形成することができ、例えばこのような配線２４１と、この配線層２４１と接続される膜とを電気的に良好に接続することができる。
【００５９】
上述した実施の形態では、成膜装置として、図１に示した成膜装置１を用いて説明したが、図２に示した成膜装置１０を用いても、同等の作用効果を得ることができる。
【００６０】
また、上述した実施の形態では、スパッタリング法として指向性を向上したスパッタリング法を用いて成膜を行ったが、指向性が向上しているものであれば、スパッタリング法に限定されるものではなく、これ以外にも、例えば高密度プラズマＣＶＤ法等を用いることもできる。
【００６１】
また、上述した実施の形態では、後に形成される配線層２４の材料として銅（Ｃｕ）を用いているので、穴２１内に拡散抑制層２２及び給電層２３を連続して形成したが、配線層の材料によっては、このような拡散抑制層２２及び給電層２３を連続して形成しなく、例えば給電層２３のみを形成する場合も考えられる。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、拡散抑制層２２を形成する工程（図４参照）と、給電層２３を形成する工程（図５参照）との両方の工程において、ステージ２を水平方向に振動させると同時にステージを回転させるようにしたが、上述したように、給電層２３のみを形成する場合は、給電層２３を形成する工程の際に行うことができる。
【００６３】
また、上述した実施の形態では、配線層２４の材料として銅（Ｃｕ）を用いているので、湿式メッキを用いて形成したが、配線層２４の材料によっては湿式メッキに限られなく、他の方法で形成する場合も考えられる。
【００６４】
また、上述した、実施の形態では、例えば半導体基板上に形成された穴（例えばトレンチ溝等）に埋め込み型の配線を形成する場合を示したが、穴としては、例えば配線間を電気的に接続するための接続孔（コンタクトホール）の場合も考えられる。
【００６５】
尚、本発明は、半導体基板上に形成された穴内に、例えばタングステンプラグを形成する際の下地膜（例えばＴｉＮ膜）を形成する際にも適用することができる。この場合においても、穴内の側壁に膜厚の良好なＴｉＮ膜を形成することが可能となる。
【００６６】
また、本発明は、デュアルダマシンプロセスを用いて形成する複雑で微細な多層配線構造の穴に成膜する際に用いて好適である。
【００６７】
尚、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の成膜装置によれば、ステージを水平方向に振動させながら回転させることができるので、ステージ上に載置された基板を水平方向に振動させつつ、さらに面内で回転させることができる。
これにより、基板上に形成された穴内の側壁に良好な状態で成膜でき、所望の膜厚を得ることができる。
【００６９】
本発明の成膜方法によれば、穴内の側壁に成膜材料を良好な状態で成膜でき、所望の膜厚を得ることができるので、この後に穴内に形成される膜を良好に埋め込み形成することが可能となる。
【００７０】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、穴内の側壁に成膜材料を良好な状態で成膜でき、所望の膜厚を得ることができるので、この後に穴内に形成される例えば導電膜を良好に埋め込み形成することができる。
これにより、導電膜と、この導電膜上に接続される例えば下層配線とを、電気的に良好に接続することができる。
【００７１】
従って、半導体デバイスが微細化されても、歩留まりの低下、信頼性の低下を引き起こすことなく、特性の良好な半導体デバイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ、Ｂ  本発明に係る成膜装置の一実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】Ａ、Ｂ  本発明に係る成膜装置の他の実施の形態を示す概略構成図である。
【図３】Ａ、Ｂ  本発明に係る成膜方法を配線の形成方法に適用した場合の一実施の形態を示す工程図（その１）である。
【図４】本発明に係る成膜方法を配線の形成方法に適用した場合の一実施の形態を示す工程図（その２）である。
【図５】本発明に係る成膜方法を配線の形成方法に適用した場合の一実施の形態を示す工程図（その３）である。
【図６】本発明に係る成膜方法を配線の形成方法に適用した場合の一実施の形態を示す工程図（その４）である。
【図７】本発明に係る成膜方法を配線の形成方法に適用した場合の一実施の形態を示す工程図（その５）である。
【図８】本発明に係る成膜装置が組み込まれたスパッタリング装置の一部を示す概略構成図である。
【図９】Ａ，Ｂ  従来の配線の形成方法を示す工程図（その１）である。
【図１０】従来の配線の形成方法を示す工程図（その２）である。
【図１１】従来の配線の形成方法を示す工程図（その３）である。
【図１２】従来の配線の形成方法を示す工程図（その４）である。
【図１３】従来の配線の形成方法を示す工程図（その５）である。
【図１４】Ａ，Ｂ  従来の問題点を示す説明図である。
【図１５】Ａ，Ｂ  従来の問題点示す説明図である。
【符号の説明】
１、１０・・・成膜装置、２・・・ステージ、３・・・支持軸、４・・・振動子、５・・・半導体基板、６・・・チャンバー、７・・・ターゲット、８・・・ターゲットの原子やイオン、２０・・・絶縁膜、２１・・・穴、２１１・・・底部、２１２・・・側壁、２２・・・拡散抑制層、２３・・・給電層、２４・・・配線層、２４１・・・埋め込み型の配線
【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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