JP2003213424A - 金属膜作製装置及び金属膜作製方法 - Google Patents

金属膜作製装置及び金属膜作製方法

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JP2003213424A JP2002069890A JP2002069890A JP2003213424A JP 2003213424 A JP2003213424 A JP 2003213424A JP 2002069890 A JP2002069890 A JP 2002069890A JP 2002069890 A JP2002069890 A JP 2002069890A JP 2003213424 A JP2003213424 A JP 2003213424A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成膜速度が速く、コストを大幅に減少させて
高品質なCu薄膜16を生成する。 【解決手段】 チャンバ1の内部にノズル12から原料
ガスを供給し、プラズマアンテナ9から電磁波をチャン
バ1の内部に入射し、Cl2 ガスプラズマ14により、銅
板部材7にエッチング反応を生じさせて前駆体(CuxCl
y)15を生成し、銅板部材7よりも低い温度に制御さ
れた基板3に運ばれる前駆体(CuxCly)15は還元反応
によりCuイオンのみとされて基板3に当てられ、基板3
の表面にCu薄膜16が生成され、成膜速度が速く、コス
トを大幅に減少させて高品質なCu薄膜16を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相成長法により
基板の表面に金属膜を作製する金属膜作製装置及び金属
膜作製方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、気相成長法により金属膜、例え
ば、銅の薄膜を作製する場合、例えば、銅・ヘキサフロ
ロアセチルアセトナト・トリメチルビニルシラン等の液
体の有機金属錯体を原料として用い、固体状の原料を溶
媒に溶かし、熱的な反応を利用して気化して基板に成膜
を実施している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、熱的
反応を利用した成膜のため、成膜速度の向上を図ること
が困難であった。また、原料となる金属錯体が高価であ
り、しかも、銅に付随しているヘキサフロロアセチルア
セトナト及びトリメチルビニルシランが銅の薄膜中に不
純物として残留するため、膜質の向上を図ることが困難
であった。
【0004】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、
膜中に不純物が残留しない金属膜作製装置及び金属膜作
製方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の金属膜作製装置の構成は、基板が収容される
チャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバに設
けられる金属製の被エッチング部材と、基板と被エッチ
ング部材との間におけるチャンバ内にハロゲンを含有す
る原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、基板と被エ
ッチング部材との間のチャンバの周囲に設けられチャン
バの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ
原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングする
ことにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料
ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板側
の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆
体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段とを備え
たことを特徴とする。
【0006】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、基板が一端面側に収容される
円筒状のチャンバと、基板に対向する端面側におけるチ
ャンバに設けられる金属製の被エッチング部材と、基板
と被エッチング部材との間におけるチャンバ内に壁面側
に沿って基板側から被エッチング部材側にハロゲンを含
有する原料ガスを供給する第1原料ガス供給手段と、チ
ャンバの筒部の周囲に設けられ壁面側のプラズマ密度が
高くなるようにチャンバの内部をプラズマ化して原料ガ
スプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング
部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含
まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成するプラズ
マ発生手段と、基板側の温度を被エッチング部材側の温
度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる
温度制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、基板が一端面側に収容される
円筒状のチャンバと、基板に対向する端面側におけるチ
ャンバに設けられる金属製の被エッチング部材と、基板
と被エッチング部材との間におけるチャンバ内に被エッ
チング部材側からハロゲンを含有する原料ガスを供給す
る第2原料ガス供給手段と、チャンバの筒部の周囲に設
けられ内部のプラズマ密度が略均一になるようにチャン
バの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ
原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングする
ことにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料
ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板側
の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆
体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段とを備え
たことを特徴とする。
【0008】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、基板が一端面側に収容される
円筒状のチャンバと、基板に対向する端面側におけるチ
ャンバに設けられる金属製の被エッチング部材と、基板
と被エッチング部材との間におけるチャンバ内に壁面側
に沿って基板側から被エッチング部材側にハロゲンを含
有する原料ガスを供給する第1原料ガス供給手段と、基
板と被エッチング部材との間におけるチャンバ内に被エ
ッチング部材側からハロゲンを含有する原料ガスを供給
する第2原料ガス供給手段と、第1原料ガス供給手段及
び第2原料ガス供給手段の原料ガスの流量を制御する原
料ガス流量制御手段と、チャンバの筒部の周囲に設けら
れチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを
発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチ
ングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成
分と原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段
と、チャンバの内部のプラズマの発生状況を制御するプ
ラズマ発生状況制御手段と、プラズマ発生状況制御手段
により、壁面側のプラズマ密度が高くなるようにチャン
バの内部をプラズマ化した際に第1原料ガス供給手段か
ら原料ガスを供給させると共に内部が略均一なプラズマ
密度となるようにチャンバの内部をプラズマ化した際に
第2原料ガス供給手段から原料ガスを供給させる制御手
段と、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも
低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御
手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】そして、制御手段には、チャンバ内の圧力
を高くすることで壁面側のプラズマ密度を高くし、チャ
ンバ内の圧力を高くすることで内部を略均一なプラズマ
密度にする機能が備えられていることを特徴とする。
【0010】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、基板が一端面側に収容される
円筒状のチャンバと、基板に対向する端面側におけるチ
ャンバに設けられる絶縁部材製の蓋部材と、蓋部材に固
定されチャンバの内部に突出して配される金属製の被エ
ッチング部材と、チャンバ内にハロゲンを含有する原料
ガスを供給する原料ガス供給手段と、チャンバの筒部の
周囲に設けられチャンバの内部をプラズマ化して原料ガ
スプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング
部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含
まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成するプラズ
マ発生手段と、基板側の温度を被エッチング部材側の温
度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる
温度制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0011】そして、プラズマ発生手段は、チャンバの
周囲に配されるコイル状巻線アンテナを含むことを特徴
とする。
【0012】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、基板が収容され上方が開口す
るチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの
上方開口部に設けられる金属製の被エッチング部材と、
基板と被エッチング部材との間におけるチャンバ内にハ
ロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段
と、被エッチング部材に給電を行なうことでチャンバの
内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料
ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすること
により被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガス
との前駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板側の温
度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の
金属成分を基板に成膜させる温度制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【0013】また、チャンバの内部側における被エッチ
ング部材の面に表面が凹側に不連続となる凹部を形成し
たことを特徴とする。また、ハロゲンを含有する原料ガ
スは、塩素を含有する原料ガスであることを特徴とす
る。また、被エッチング部材を銅製とすることにより、
前駆体としてCuxClyを生成することを特徴とする。ま
た、被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属である
タンタルもしくはタングステンもしくはチタンであるこ
とを特徴とする。
【0014】上記目的を達成するための本発明の金属膜
作製方法は、基板と金属製の被エッチング部材との間に
おけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給
し、チャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマ
を発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッ
チングすることにより被エッチング部材に含まれる金属
成分と原料ガスとの前駆体を生成し、基板側の温度を被
エッチング部材側の温度よりも低くすることで前駆体の
金属成分を基板に成膜させることを特徴とする。
【0015】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製方法は、円筒状のチャンバの一端面側に基板
を収容すると共にチャンバの他端面側に金属製の被エッ
チング部材を備え、チャンバの内部を低圧力に維持して
内部が略均一なプラズマ密度となるようにチャンバ内部
をプラズマ化すると共に被エッチング部材側からハロゲ
ンを含有する原料ガスを供給し、原料ガスプラズマで被
エッチング部材をエッチングすることにより被エッチン
グ部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成
し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低
くして前駆体の金属成分を基板に低速で成膜させる第1
工程と、チャンバの内部を高圧力に維持して壁面側のプ
ラズマ密度が高くなるようにチャンバ内部をプラズマ化
すると共に壁面側に沿って基板側から被エッチング部材
側にハロゲンを含有する原料ガスを供給し、原料ガスプ
ラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより
被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前
駆体を生成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温
度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に高速で成膜
させる第2工程とを含むことを特徴とする。
【0016】そして、ハロゲンを含有する原料ガスは、
塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする。ま
た、被エッチング部材を銅製とすることにより、前駆体
としてCuxClyを生成することを特徴とする。また、被エ
ッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタル
もしくはタングステンもしくはチタンであることを特徴
とする。
【0017】
【発明の実施の形態】図1乃至図3に基づいて本発明の
金属膜作製装置及び金属膜作製方法の第1実施形態例を
説明する。図1には本発明の第1実施形態例に係る金属
膜作製装置の概略側面、図2には銅板の底面視、図3に
は図2中のIII-III 線矢視を示してある。
【0018】図に示すように、円筒状に形成された、例
えば、セラミックス製(絶縁材料製)のチャンバ1(絶
縁材料製)の底部近傍には支持台2が設けられ、支持台
2には基板3が載置される。支持台2にはヒータ4及び
冷媒流通手段5を備えた温度制御手段6が設けられ、支
持台2は温度制御手段6により所定温度(例えば、基板
3が100℃乃至200℃に維持される温度)に制御さ
れる。
【0019】チャンバ1の上面は開口部とされ、開口部
は金属製の被エッチング部材としての銅板部材7によっ
て塞がれている。銅板部材7によって塞がれたチャンバ
1の内部は真空装置8により所定の圧力に維持される。
銅板部材7のチャンバ1の内部側は、図2、図3に示す
ように、多数の溝18が網目状に形成され、表面が凹側
に不連続な状態になっている。溝18が形成されること
で、後述する原料ガスプラズマによりエッチングされて
生成された前駆体から、銅板部材7のチャンバ1の内部
側に銅が成長しても真下に成長することがない。尚、凹
側に不連続な状態にする手段としては、多数の窪みや孔
を形成することも可能である。銅板部材7に多数の孔を
形成した場合、反応に関与しないガス及びエッチング生
成物を排気するための孔としても使用することができ
る。
【0020】チャンバ1の筒部の周囲にはコイル状のプ
ラズマアンテナ9が設けられ、プラズマアンテナ9には
整合器10及び電源11が接続されて給電が行われる。
プラズマアンテナ9、整合器10及び電源11により第
1プラズマ発生手段が構成されている。
【0021】支持台2の上方におけるチャンバ1の筒部
には、チャンバ1の内部にハロゲンとしての塩素を含有
する原料ガス(He,Ar等で塩素濃度が≦50% 、好ましく
は10% 程度に希釈されたCl2 ガス)を供給するノズル1
2が接続されている。ノズル12は銅板部材7に向けて
開口し、ノズル12には流量制御器13を介して原料ガ
スが送られる。原料ガスは、チャンバ1内で壁面側に沿
って基板3側から銅板部材7側に送られる(第1原料ガ
ス供給手段)。尚、原料ガスに含有されるハロゲンとし
ては、フッ素(F)、臭素(Br)及びヨウ素(I)等
を適用することが可能である。
【0022】上述した金属膜作製装置では、チャンバ1
の内部にノズル12から原料ガスを供給し、プラズマア
ンテナ9から電磁波をチャンバ1の内部に入射すること
で、Cl2 ガスがイオン化されてCl2 ガスプラズマ(原料
ガスプラズマ)14が発生する。真空装置8により設定
されるチャンバ1内の圧力は、Cl2 ガスプラズマ14の
プラズマ密度が、チャンバ1の内部で壁面側が高くなる
ように高圧状態に設定されている。尚、Cl2 ガスプラズ
マ14のプラズマ密度を壁面側が高くなるようにする手
段として、電源11側の周波数を高くすることも可能で
ある。
【0023】Cl2 ガスプラズマ14により、銅板部材7
にエッチング反応が生じ、前駆体(CuxCly)15が生成
される。このとき、銅板部材7はCl2 ガスプラズマ14
により基板3の温度よりも高い所定温度(例えば、20
0℃乃至400℃)に維持されている。
【0024】チャンバ1の内部で生成された前駆体(Cu
xCly)15は、銅板部材7よりも低い温度に制御された
基板3に運ばれる。基板3に運ばれる前駆体(CuxCly)
15は還元反応によりCuイオンのみとされて基板3に当
てられ、基板3の表面にCu薄膜16が生成される。
【0025】このときの反応は、次式で表すことができ
る。 2Cu+Cl2 →2CuCl→2Cu↓+Cl2 ↑ 反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口1
7から排気される。
【0026】尚、原料ガスとして、He,Ar等で希釈され
たCl2 ガスを例に挙げて説明したが、Cl2 ガスを単独で
用いたり、HCl ガスを適用することも可能である。HCl
ガスを適用した場合、原料ガスプラズマはHCl ガスプラ
ズマが生成されるが、銅板部材7のエッチングにより生
成される前駆体はCuxClyである。従って、原料ガスは塩
素を含有するガスであればよく、HCl ガスとCl2 ガスと
の混合ガスを用いることも可能である。また、銅板部材
7の材質は、銅(Cu)に限らず、ハロゲン化物形成金
属、好ましくは塩化物形成金属であれば、Ag,Au,Pt,Ta,
Ti, W等を用いることが可能である。この場合、前駆体
はAg,Au,Pt,Ta,Ti, W等のハロゲン化物(塩化物)とな
り、基板3の表面に生成される薄膜はAg,Au,Pt,Ta,Ti,
W等になる。
【0027】上記構成の金属膜作製装置は、Cl2 ガスプ
ラズマ(原料ガスプラズマ)14を用いているため、反
応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原
料ガスとしてCl2 ガスを用いているため、コストを大幅
に減少させることができる。また、温度制御手段6を用
いて基板3を銅板部材7よりも低い温度に制御している
ので、Cu薄膜16中に塩素等の不純物の残留を少なくす
ることができ、高品質なCu薄膜16を生成することが可
能になる。
【0028】また、Cl2 ガスプラズマ14のプラズマ密
度を壁面側が高くなるようにしているので、高密度のCl
2 ガスプラズマ14を生成することができ、成膜速度を
大幅に速くすることができると共に、大型のチャンバ1
を用いても、即ち、大きな基板3に対してもCu薄膜16
を生成することが可能になる。
【0029】尚、上述した実施形態例では、プラズマア
ンテナ9から電磁波をチャンバ1の内部に入射するよう
にしているが、整合器10及び電源11を銅板部材7に
直接接続して給電を行ない、電磁波をチャンバ1の内部
に入射して第1プラズマ発生手段とすることも可能であ
る。
【0030】図4に基づいて本発明の第2実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
4には発明の第2実施形態例に係る金属膜作製装置の概
略側面を示してある。尚、図1に示した部材と同一部材
には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【0031】図4に示した第2実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図1に示した金属膜作製装置に対して、チ
ャンバ1の下方のノズル12及び流量制御器13が設け
られておらず、チャンバ1の上方にノズル21及び流量
制御器22が設けられている。即ち、チャンバ1の銅板
部材7の下側の筒部には、チャンバ1の内部に塩素を含
有する原料ガス(He,Ar等で塩素濃度が≦50% 、好まし
くは10% 程度に希釈されたCl2 ガス)を供給するノズル
21が接続されている。ノズル21は水平に開口し、ノ
ズル21には流量制御器22を介して原料ガスが送られ
る。原料ガスは、チャンバ1内に銅板部材7側から供給
される(第2原料ガス供給手段)。
【0032】上述した金属膜作製装置では、チャンバ1
の内部に上部のノズル21から原料ガスを供給し、プラ
ズマアンテナ9から電磁波をチャンバ1の内部に入射す
ることで、Cl2 ガスがイオン化されてCl2 ガスプラズマ
(原料ガスプラズマ)23が発生する。真空装置8によ
り設定されるチャンバ1内の圧力は、Cl2 ガスプラズマ
23のプラズマ密度が、チャンバ1の内部で略均一にな
るように低圧状態に設定されている。尚、Cl2 ガスプラ
ズマ23のプラズマ密度をチャンバ1の内部で略均一に
なるようにする手段として、電源11側の周波数を低く
することも可能である。
【0033】Cl2 ガスプラズマ23により、銅板部材7
にエッチング反応が生じ、前駆体(CuxCly)15が生成
される。このとき、銅板部材7はCl2 ガスプラズマ23
により基板3の温度よりも高い所定温度(例えば、20
0℃乃至400℃)に維持されて、チャンバ1の内部で
生成された前駆体(CuxCly)15は、銅板部材7よりも
低い温度に制御された基板3に運ばれる。基板3に運ば
れる前駆体(CuxCly)15は還元反応によりCuイオンの
みとされて基板3に当てられ、基板3の表面にCu薄膜1
6が生成される。
【0034】上述した金属膜作製装置は、Cl2 ガスプラ
ズマ23のプラズマ密度をチャンバ1の内部で略均一に
なるようにしているので、均一な密度分布のCl2 ガスプ
ラズマ23を生成することができ、均一な成膜ができ成
膜精度を向上させることができる。本実施形態例の場
合、比較的小さなチャンバ1で成膜精度が要求される
(例えば、溝等に確実に成膜する必要がある等)基板3
の成膜に適用して好適である。
【0035】尚、基板3が配されるチャンバ1を絶縁物
の仕切部材で仕切り、仕切部材に多数の孔をあけて孔を
介してエッチングにより生成された前駆体(CuxCly)1
5を基板3に運ぶようにすることも可能である。即ち、
多数の孔があけられた仕切部材によってチャンバ1内を
Cl2 ガスプラズマ23が発生する部位と基板3が設置さ
れる部位とに隔絶することも可能である。基板3をCl2
ガスプラズマ23から隔絶することにより、基板3がCl
2 ガスプラズマ23に晒されることがなくなり、プラズ
マによる損傷が生じることがなくなる。
【0036】図5、図6に基づいて本発明の第3実施形
態例に係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明す
る。図5には本発明の第3実施形態例に係る金属膜作製
装置の概略側面、図6には成膜状況を表す基板表面の要
部断面を示してある。尚、図1及び図4に示した部材と
同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略して
ある。
【0037】図5に示した第3実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図1に示したチャンバ1の下方のノズル1
2及び流量制御器13(第1原料ガス供給手段)と、図
4に示したチャンバ1の上方のノズル21及び流量制御
器22(第2原料ガス供給手段)とを備えている。そし
て、流量制御器13及び流量制御器22と真空装置8が
制御手段25により制御される。即ち、制御手段25に
より真空装置8が制御されてチャンバ1の内部のプラズ
マの発生状況が調整されると共に(プラズマ状況制御手
段)、制御手段25により流量制御器13及び流量制御
器22が制御されてノズル12及びノズル21から供給
される原料ガスの流量が調整される(原料ガス流量制御
手段)。
【0038】即ち、チャンバ1の内部を低圧力に制御し
て内部のプラズマ密度が略均一になるようにチャンバ1
の内部をプラズマ化した際に、ノズル21から原料ガス
を供給してチャンバ1内で銅板部材7側から水平に原料
ガスを送り、チャンバ1の内部を高圧力に制御して壁面
側のプラズマ密度が高くなるようにチャンバ1の内部を
プラズマ化した際に、ノズル12から原料ガスを供給し
てチャンバ1内で壁面側に沿って基板3側から銅板部材
7側に原料ガスを送る。
【0039】上述した金属膜作製装置での成膜方法の一
例を図6を参照して説明する。図6に示すように、本実
施例の金属膜作製装置で成膜される基板3の表面には配
線等に適用される凹部3aが設けられている。
【0040】制御手段25により、チャンバ1の内部に
上部のノズル21から原料ガスを供給し、プラズマアン
テナ9から電磁波をチャンバ1の内部に入射すること
で、Cl 2 ガスがイオン化されてCl2 ガスプラズマ(原料
ガスプラズマ)23が発生する。制御手段25により真
空装置8で設定されるチャンバ1内の圧力は、Cl2 ガス
プラズマ23のプラズマ密度が、チャンバ1の内部で略
均一になるように低圧状態に制御されている。
【0041】Cl2 ガスプラズマ23により、銅板部材7
にエッチング反応が生じ、前駆体(CuxCly)15が生成
される。このとき、銅板部材7はCl2 ガスプラズマ23
により基板3の温度よりも高い所定温度(例えば、20
0℃乃至400℃)に維持されて、チャンバ1の内部で
生成された前駆体(CuxCly)15は、銅板部材7よりも
低い温度に制御された基板3に運ばれる。基板3に運ば
れる前駆体(CuxCly)15は還元反応によりCuイオンの
みとされて基板3に当てられ、凹部3aの内部を含む基板
3の表面にCu薄膜16a(図6中点線で示してある)が
低速で生成される。即ち、凹部3aの底面部にもCu薄膜1
6aが精度よく低速で生成される(第1工程)。
【0042】第1工程が終了した後、制御手段25によ
り、チャンバ1の内部に下部のノズル12から原料ガス
を供給し、プラズマアンテナ9から電磁波をチャンバ1
の内部に入射することで、Cl2 ガスがイオン化されてCl
2 ガスプラズマ(原料ガスプラズマ)14が発生する。
制御手段25により、真空装置8で設定されるチャンバ
1内の圧力は、Cl2 ガスプラズマ14のプラズマ密度
が、チャンバ1の内部で壁面側が高くなるように高圧状
態に制御されている。
【0043】Cl2 ガスプラズマ14により、銅板部材7
にエッチング反応が生じ、前駆体(CuxCly)15が生成
される。このとき、銅板部材7はCl2 ガスプラズマ14
により基板3の温度よりも高い所定温度(例えば、20
0℃乃至400℃)に維持されて、チャンバ1の内部で
生成された前駆体(CuxCly)15は、銅板部材7よりも
低い温度に制御された基板3に運ばれる。基板3に運ば
れる前駆体(CuxCly)15は還元反応によりCuイオンの
みとされて基板3に当てられ、基板3のCu薄膜16aの
表面にCu薄膜16b(図6中実線で示してある)が高速
で生成される。即ち、基板3の表面に短時間にCu薄膜1
6bが生成される(第2工程)。
【0044】上述した金属膜作製装置における金属膜作
製方法では、第1工程で、Cl2 ガスプラズマ23のプラ
ズマ密度をチャンバ1の内部で略均一になるようにして
いるので、均一な密度分布のCl2 ガスプラズマ23を生
成することができ、均一な成膜ができ成膜精度を向上さ
せることができると共に、第2工程で、Cl2 ガスプラズ
マ14のプラズマ密度を壁面側が高くなるようにしてい
るので、高密度のCl2ガスプラズマ14を生成すること
ができ、成膜速度を大幅に速くして成膜能率を向上させ
ることができる。従って、成膜精度と成膜能率の両立が
可能になる。
【0045】図7に基づいて本発明の第4実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
7には本発明の第4実施形態例に係る金属膜作製装置の
概略側面を示してある。尚、図1に示した部材と同一部
材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【0046】図7に示した第4実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図1に示した金属膜作製装置に対して、銅
板部材7が設けられておらず、チャンバ1の上部開口に
は絶縁材(セラミックス等)の天井板27が固定されて
いる。天井板27の中心部には取付穴28が形成され、
取付穴28には被エッチング部材としての円錐状の銅円
錐29が頂部をチャンバ1内に突出させて設けられてい
る。そして、銅円錐29の内部にはヒータ30が設けら
れ、温度制御されるようになっている。尚、銅円錐29
として、完全な円錐型ではなくチャンバ1内にむかい漸
次細くなる円筒状等の形状にすることも可能である。
【0047】上述した金属膜作製装置では、チャンバ1
の内部にノズル12から原料ガスを供給し、プラズマア
ンテナ9から電磁波をチャンバ1の内部に入射すること
で、Cl2 ガスがイオン化されてCl2 ガスプラズマ(原料
ガスプラズマ)14が発生する。真空装置8により設定
されるチャンバ1内の圧力は、Cl2 ガスプラズマ14の
プラズマ密度が、チャンバ1の内部で壁面側が高くなる
ように高圧状態に設定されている。
【0048】Cl2 ガスプラズマ14により、銅円錐29
にエッチング反応が生じ、銅円錐29の周囲に前駆体
(CuxCly)15が生成される。このとき、銅円錐29は
Cl2 ガスプラズマ14及びヒータ30により基板3の温
度よりも高い所定温度(例えば、200℃乃至400
℃)に維持されている。チャンバ1の内部で生成された
前駆体(CuxCly)15は、銅円錐29よりも低い温度に
制御された基板3に運ばれる。基板3に運ばれる前駆体
(CuxCly)15は還元反応によりCuイオンのみとされて
基板3に当てられ、基板3の表面にCu薄膜16が生成さ
れる。
【0049】尚、図4に示した金属膜作製装置と銅円錐
29とを組み合わせ、略均一なCl2ガスプラズマを発生
させるようにすることも可能である。
【0050】上述した金属膜作製装置は、銅円錐29の
形状に自由度があるため、ガスプラズマの発生状況に応
じてエッチングに最適な形状とすることができる。この
ため、チャンバ1の形状やプラズマアンテナ9の形状に
制約がなく、広範囲な形状の装置として適用することが
できる。また、銅円錐29の内部にヒータ30を設けて
いるので、被エッチング部材の温度制御を行う手段とし
て特別な設置スペースを必要としない。また、銅円錐2
9は天井板29の取付穴28に固定されているので、外
部からの交換が可能となっている。
【0051】図8に基づいて本発明の第5実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
8には本発明の第5実施形態例に係る金属膜作製装置の
概略側面を示してある。尚、図1に示した部材と同一部
材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【0052】図8に示した第5実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図1に示した金属膜作製装置に対して、銅
板部材7が設けられておらず、チャンバ1の上部開口に
は絶縁材(セラミックス等)の天板31が固定されてい
る。天板31のチャンバ1の内部側には被エッチング部
材として複数の銅棒32の一端が固定され、銅棒32の
他端はチャンバ1内に突出している。複数の銅棒32
は、円周状態に配置されている。
【0053】上述した金属膜作製装置では、チャンバ1
の内部にノズル12から原料ガスを供給し、プラズマア
ンテナ9から電磁波をチャンバ1の内部に入射すること
で、Cl2 ガスがイオン化されてCl2 ガスプラズマ(原料
ガスプラズマ)14が発生する。真空装置8により設定
されるチャンバ1内の圧力は、Cl2 ガスプラズマ14の
プラズマ密度が、チャンバ1の内部で壁面側が高くなる
ように高圧状態に設定されている。
【0054】Cl2 ガスプラズマ14により、銅棒32に
エッチング反応が生じ、銅円錐29の周囲に前駆体(Cu
xCly)15が生成される。このとき、銅棒32はCl2
スプラズマ14により基板3の温度よりも高い所定温度
(例えば、200℃乃至400℃)に維持されている。
チャンバ1の内部で生成された前駆体(CuxCly)15
は、銅棒32よりも低い温度に制御された基板3に運ば
れる。基板3に運ばれる前駆体(CuxCly)15は還元反
応によりCuイオンのみとされて基板3に当てられ、基板
3の表面にCu薄膜16が生成される。
【0055】尚、図4に示した金属膜作製装置と銅棒3
2とを組み合わせ、略均一なCl2 ガスプラズマを発生さ
せるようにすることも可能である。
【0056】この場合、円周状態に配置された銅棒32
の内側にプラズマ密度の高いCl2 ガスプラズマ14を発
生させることになる。プラズマアンテナ9を流れる電気
はスパイラル状となり、円周状態に配置された銅棒32
のプラズマアンテナ9側に対向部に逆向きの誘導電流が
流れる。銅棒32はプラズマアンテナ9を流れる電気の
流れ方向で不連続となっているため、それぞれの銅棒3
2の周囲を誘導電流が流れ、円周状態に配置された銅棒
32の内側からみた誘導電流の流れはプラズマアンテナ
9を流れる電気の流れと同方向となる。
【0057】このため、プラズマアンテナ9に対向して
導電体である銅棒32が存在していても、円周状態に配
置された銅棒32の内側にCl2 ガスプラズマ14を発生
させることができる。従って、銅棒32を天板31の外
周部のプラズマアンテナ9寄りに配置しても、所望のCl
2 ガスプラズマ14を発生させることができ、銅棒32
の本数を増加させることが可能となる。
【0058】上述した金属膜作製装置は、複数の銅棒3
2により被エッチング部材が構成されているため、定期
的に場所を移動させたり、エッチングにより交換が必要
となった銅棒32のみを交換することができる。このた
め、被エッチング部材を無駄なく使用することが可能と
なり、更にコストを低減することができる。
【0059】図9に基づいて本発明の第6実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
9には本発明の第6実施形態例に係る金属膜作製装置の
概略側面を示してある。尚、図4に示した第2実施形態
例の部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明
は省略してある。
【0060】図9に示した第6実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図4に示した金属膜作製装置に対し、チャ
ンバ1の筒部の周囲にはプラズマアンテナ9が設けられ
ておらず、銅板部材7に整合器10及び電源11が接続
されて銅板部材7に給電が行なわれる(プラズマ発生手
段)。
【0061】上述した金属膜作製装置では、チャンバ1
の内部にノズル21から原料ガスを供給し、銅板部材7
から電磁波をチャンバ1の内部に入射することで、Cl2
ガスがイオン化されてCl2 ガスプラズマ(原料ガスプラ
ズマ)14が発生する。Cl2ガスプラズマ14により、
銅板部材7にエッチング反応が生じ、前駆体(CuxCly)
15が生成される。このとき、銅板部材7は図示しない
温度制御手段により基板3の温度よりも高い所定温度
(例えば、200℃乃至400℃)に維持されている。
【0062】チャンバ1の内部で生成された前駆体(Cu
xCly)15は、銅板部材7よりも低い温度に制御された
基板3に運ばれる。基板3に運ばれる前駆体(CuxCly)
15は還元反応によりCuイオンのみとされて基板3に当
てられ、基板3の表面にCu薄膜16が生成される。反応
に寄与しないガス及びエッチング生成物は排気口17か
ら排気される。
【0063】上記構成の金属膜作製装置では、第1実施
形態例乃至第5実施形態例と同様に、プラズマにより前
駆体を生じさせてCu薄膜16を作製しているので、均一
にしかも薄膜状にCu薄膜16を作製することが可能にな
る。このため、基板3に設けられる、例えば、数百nm
幅程度の小さな凹部に対しても内部にまで精度よく成膜
され、埋め込み性に優れ、極めて薄い状態で高速にCu薄
膜16を成膜することが可能になる。
【0064】そして、銅板部材7自身をプラズマ発生用
の電極として適用しているので、チャンバ1の筒部の周
囲にプラズマアンテナ等の部材が不要となり、周囲の構
成の自由度を増すことができる。
【0065】尚、上述した実施形態例では、チャンバの
天井側に被エッチング部材を配置し下側に基板を配置し
た例を挙げて説明したが、被エッチング部材と基板の上
下関係は逆でもよく、場合によっては、左右に被エッチ
ング部材と基板を配置することも可能である。
【0066】
【発明の効果】本発明の金属膜作製装置は、基板が収容
されるチャンバと、基板に対向する位置におけるチャン
バに設けられる金属製の被エッチング部材と、基板と被
エッチング部材との間におけるチャンバ内にハロゲンを
含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、基板
と被エッチング部材との間のチャンバの周囲に設けられ
チャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発
生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチン
グすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分
と原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くし
て前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と
を備えたので、成膜速度が速く、安価な原料を用いるこ
とができ、膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜する
ことができる金属膜作製装置とすることができる。
【0067】また、本発明の金属膜作製装置は、基板が
一端面側に収容される円筒状のチャンバと、基板に対向
する端面側におけるチャンバに設けられる金属製の被エ
ッチング部材と、基板と被エッチング部材との間におけ
るチャンバ内に壁面側に沿って基板側から被エッチング
部材側にハロゲンを含有する原料ガスを供給する第1原
料ガス供給手段と、チャンバの筒部の周囲に設けられ壁
面側のプラズマ密度が高くなるようにチャンバの内部を
プラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプ
ラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより
被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前
駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板側の温度を被
エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成
分を基板に成膜させる温度制御手段とを備えたので、成
膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中に
不純物が残留しない金属膜を成膜することができ、しか
も、原料ガスプラズマのプラズマ密度を壁面側が高くな
るようにしているので、高密度の原料ガスプラズマを生
成することができ、成膜速度を大幅に速くすることがで
きると共に、大型のチャンバを用いても、即ち、大きな
基板に対しても金属膜を生成することが可能になる金属
膜作製装置とすることが可能となる。
【0068】また、本発明の金属膜作製装置は、基板が
一端面側に収容される円筒状のチャンバと、基板に対向
する端面側におけるチャンバに設けられる金属製の被エ
ッチング部材と、基板と被エッチング部材との間におけ
るチャンバ内に被エッチング部材側からハロゲンを含有
する原料ガスを供給する第2原料ガス供給手段と、チャ
ンバの筒部の周囲に設けられ内部のプラズマ密度が略均
一になるようにチャンバの内部をプラズマ化して原料ガ
スプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング
部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含
まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成するプラズ
マ発生手段と、基板側の温度を被エッチング部材側の温
度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる
温度制御手段とを備えたので、成膜速度が速く、安価な
原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金
属膜を成膜することができ、しかも、原料ガスプラズマ
のプラズマ密度をチャンバの内部で略均一になるように
しているので、均一な密度分布の原料ガスプラズマを生
成することができ、均一な成膜により成膜精度を向上さ
せることができる金属膜作製装置とすることができる。
【0069】また、本発明の金属膜作製装置は、基板が
一端面側に収容される円筒状のチャンバと、基板に対向
する端面側におけるチャンバに設けられる金属製の被エ
ッチング部材と、基板と被エッチング部材との間におけ
るチャンバ内に壁面側に沿って基板側から被エッチング
部材側にハロゲンを含有する原料ガスを供給する第1原
料ガス供給手段と、基板と被エッチング部材との間にお
けるチャンバ内に被エッチング部材側からハロゲンを含
有する原料ガスを供給する第2原料ガス供給手段と、第
1原料ガス供給手段及び第2原料ガス供給手段の原料ガ
スの流量を制御する原料ガス流量制御手段と、チャンバ
の筒部の周囲に設けられチャンバの内部をプラズマ化し
て原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エ
ッチング部材をエッチングすることにより被エッチング
部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成す
るプラズマ発生手段と、チャンバの内部のプラズマの発
生状況を制御するプラズマ発生状況制御手段と、プラズ
マ発生状況制御手段により、壁面側のプラズマ密度が高
くなるようにチャンバの内部をプラズマ化した際に第1
原料ガス供給手段から原料ガスを供給させると共に内部
が略均一なプラズマ密度となるようにチャンバの内部を
プラズマ化した際に第2原料ガス供給手段から原料ガス
を供給させる制御手段と、基板側の温度を被エッチング
部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に
成膜させる温度制御手段とを備えたので、制御手段によ
り、チャンバ内の圧力を高くすることで壁面側のプラズ
マ密度を高くし、チャンバ内の圧力を高くすることで内
部を略均一なプラズマ密度にすることができる。このた
め、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、
膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜することがで
き、しかも、原料ガスプラズマのプラズマ密度を壁面側
が高くなるようにすることで、高密度の原料ガスプラズ
マを生成することができ、成膜速度を大幅に速くするこ
とができると共に、大型のチャンバを用いても、即ち、
大きな基板に対しても金属膜を生成することが可能にな
り、更に、原料ガスプラズマのプラズマ密度をチャンバ
の内部で略均一になるようにすることで、均一な密度分
布の原料ガスプラズマを生成することができ、均一な成
膜により成膜精度を向上させることができる金属膜作製
装置とすることが可能となる。
【0070】また、本発明の金属膜作製装置は、基板が
一端面側に収容される円筒状のチャンバと、基板に対向
する端面側におけるチャンバに設けられる絶縁部材製の
蓋部材と、蓋部材に固定されチャンバの内部に突出して
配される金属製の被エッチング部材と、チャンバ内にハ
ロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段
と、チャンバの筒部の周囲に設けられチャンバの内部を
プラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプ
ラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより
被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前
駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板側の温度を被
エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成
分を基板に成膜させる温度制御手段とを備えたので、成
膜速度が速く、安価な交換可能な原料を用いることがで
き、膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜することが
できる金属膜作製装置とすることができる。
【0071】また、本発明の金属膜作製装置は、基板が
収容され上方が開口するチャンバと、基板に対向する位
置におけるチャンバの上方開口部に設けられる金属製の
被エッチング部材と、基板と被エッチング部材との間に
おけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給
する原料ガス供給手段と、被エッチング部材に給電を行
なうことでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプ
ラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材
をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれ
る金属成分と原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発
生手段と、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よ
りも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度
制御手段とを備えたので、被エッチング部材自身に給電
を行なってチャンバの周囲のアンテナ部材を不要にし、
周囲の構成の自由度を増した状態で、成膜速度が速く、
安価な交換可能な原料を用いることができ、膜中に不純
物が残留しない金属膜を成膜することができる金属膜作
製装置とすることができる。
【0072】本発明の金属膜作製方法は、基板と金属製
の被エッチング部材との間におけるチャンバ内にハロゲ
ンを含有する原料ガスを供給し、チャンバの内部をプラ
ズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズ
マで被エッチング部材をエッチングすることにより被エ
ッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体
を生成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よ
りも低くすることで前駆体の金属成分を基板に成膜させ
るようにしたので、成膜速度が速く、安価な原料を用い
ることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜
することができる金属膜作製方法とすることができる。
【0073】また、本発明の金属膜作製方法は、円筒状
のチャンバの一端面側に基板を収容すると共にチャンバ
の他端面側に金属製の被エッチング部材を備え、チャン
バの内部を低圧力に維持して内部が略均一なプラズマ密
度となるようにチャンバ内部をプラズマ化すると共に被
エッチング部材側からハロゲンを含有する原料ガスを供
給し、原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチン
グすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分
と原料ガスとの前駆体を生成し、基板側の温度を被エッ
チング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を
基板に低速で成膜させる第1工程と、チャンバの内部を
高圧力に維持して壁面側のプラズマ密度が高くなるよう
にチャンバ内部をプラズマ化すると共に壁面側に沿って
基板側から被エッチング部材側にハロゲンを含有する原
料ガスを供給し、原料ガスプラズマで被エッチング部材
をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれ
る金属成分と原料ガスとの前駆体を生成し、基板側の温
度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の
金属成分を基板に高速で成膜させる第2工程とを含むの
で、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、
膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜することがで
き、しかも、原料ガスプラズマのプラズマ密度を壁面側
が高くなるようにすることで、高密度の原料ガスプラズ
マを生成することができ、成膜速度を大幅に速くするこ
とができると共に、大型のチャンバを用いても、即ち、
大きな基板に対しても金属膜を生成することが可能にな
り、更に、原料ガスプラズマのプラズマ密度をチャンバ
の内部で略均一になるようにすることで、均一な密度分
布の原料ガスプラズマを生成することができ、均一な成
膜により成膜精度を向上させることができ、従って、成
膜精度と成膜速度を両立させることができる金属膜作製
方法とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。
【図2】図2には銅板の底面視図。
【図3】図2中のIII-III 線矢視図。
【図4】本発明の第2実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。
【図5】本発明の第3実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。
【図6】成膜状況を表す基板表面の要部断面図。
【図7】本発明の第4実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。
【図8】本発明の第5実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。
【図9】本発明の第6実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。
【符号の説明】
1 チャンバ 2 支持台 3 基板 4 ヒータ 5 冷媒流通手段 6 温度制御手段 7 銅板部材 8 真空装置 9 プラズマアンテナ 10 整合器 11 電源 12,21 ノズル 13,22 流量制御器 14,23 Cl2 ガスプラズマ(原料ガスプラズマ) 15 前駆体(CuxCly) 16 Cu薄膜 17 排気口 18 溝 25 制御手段 27 天井板 28 取付穴 29 銅円錐 30 ヒータ 31 天板 32 銅棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八幡 直樹 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Fターム(参考) 4K030 AA02 AA03 BA01 BA17 BA20 EA01 FA04 JA10 KA05 KA24 KA41 4M104 BB04 DD44 DD45 HH20

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板が収容されるチャンバと、基板に対
    向する位置におけるチャンバに設けられる金属製の被エ
    ッチング部材と、基板と被エッチング部材との間におけ
    るチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給する
    原料ガス供給手段と、基板と被エッチング部材との間の
    チャンバの周囲に設けられチャンバの内部をプラズマ化
    して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被
    エッチング部材をエッチングすることにより被エッチン
    グ部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成
    するプラズマ発生手段と、基板側の温度を被エッチング
    部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に
    成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする金
    属膜作製装置。
  2. 【請求項2】 基板が一端面側に収容される円筒状のチ
    ャンバと、基板に対向する端面側におけるチャンバに設
    けられる金属製の被エッチング部材と、基板と被エッチ
    ング部材との間におけるチャンバ内に壁面側に沿って基
    板側から被エッチング部材側にハロゲンを含有する原料
    ガスを供給する第1原料ガス供給手段と、チャンバの筒
    部の周囲に設けられ壁面側のプラズマ密度が高くなるよ
    うにチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマ
    を発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッ
    チングすることにより被エッチング部材に含まれる金属
    成分と原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段
    と、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低
    くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手
    段とを備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
  3. 【請求項3】 基板が一端面側に収容される円筒状のチ
    ャンバと、基板に対向する端面側におけるチャンバに設
    けられる金属製の被エッチング部材と、基板と被エッチ
    ング部材との間におけるチャンバ内に被エッチング部材
    側からハロゲンを含有する原料ガスを供給する第2原料
    ガス供給手段と、チャンバの筒部の周囲に設けられ内部
    のプラズマ密度が略均一になるようにチャンバの内部を
    プラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプ
    ラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより
    被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前
    駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板側の温度を被
    エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成
    分を基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特
    徴とする金属膜作製装置。
  4. 【請求項4】 基板が一端面側に収容される円筒状のチ
    ャンバと、基板に対向する端面側におけるチャンバに設
    けられる金属製の被エッチング部材と、基板と被エッチ
    ング部材との間におけるチャンバ内に壁面側に沿って基
    板側から被エッチング部材側にハロゲンを含有する原料
    ガスを供給する第1原料ガス供給手段と、基板と被エッ
    チング部材との間におけるチャンバ内に被エッチング部
    材側からハロゲンを含有する原料ガスを供給する第2原
    料ガス供給手段と、第1原料ガス供給手段及び第2原料
    ガス供給手段の原料ガスの流量を制御する原料ガス流量
    制御手段と、チャンバの筒部の周囲に設けられチャンバ
    の内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原
    料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングするこ
    とにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガ
    スとの前駆体を生成するプラズマ発生手段と、チャンバ
    の内部のプラズマの発生状況を制御するプラズマ発生状
    況制御手段と、プラズマ発生状況制御手段により、壁面
    側のプラズマ密度が高くなるようにチャンバの内部をプ
    ラズマ化した際に第1原料ガス供給手段から原料ガスを
    供給させると共に内部が略均一なプラズマ密度となるよ
    うにチャンバの内部をプラズマ化した際に第2原料ガス
    供給手段から原料ガスを供給させる制御手段と、基板側
    の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆
    体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段とを備え
    たことを特徴とする金属膜作製装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、制御手段には、チャ
    ンバ内の圧力を高くすることで壁面側のプラズマ密度を
    高くし、チャンバ内の圧力を高くすることで内部を略均
    一なプラズマ密度にする機能が備えられていることを特
    徴とする金属膜作製装置。
  6. 【請求項6】 基板が一端面側に収容される円筒状のチ
    ャンバと、基板に対向する端面側におけるチャンバに設
    けられる絶縁部材製の蓋部材と、蓋部材に固定されチャ
    ンバの内部に突出して配される金属製の被エッチング部
    材と、チャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給
    する原料ガス供給手段と、チャンバの筒部の周囲に設け
    られチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマ
    を発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッ
    チングすることにより被エッチング部材に含まれる金属
    成分と原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段
    と、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低
    くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手
    段とを備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に
    おいて、プラズマ発生手段は、チャンバの周囲に配され
    るコイル状巻線アンテナを含むことを特徴とする金属膜
    作製装置。
  8. 【請求項8】 基板が収容され上方が開口するチャンバ
    と、基板に対向する位置におけるチャンバの上方開口部
    に設けられる金属製の被エッチング部材と、基板と被エ
    ッチング部材との間におけるチャンバ内にハロゲンを含
    有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、被エッ
    チング部材に給電を行なうことでチャンバの内部をプラ
    ズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズ
    マで被エッチング部材をエッチングすることにより被エ
    ッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体
    を生成するプラズマ発生手段と、基板側の温度を被エッ
    チング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を
    基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴と
    する金属膜作製装置。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に
    おいて、チャンバの内部側における被エッチング部材の
    面に表面が凹側に不連続となる凹部を形成したことを特
    徴とする金属膜作製装置。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至請求項9のいずれか一項
    において、ハロゲンを含有する原料ガスは、塩素を含有
    する原料ガスであることを特徴とする金属膜作製装置。
  11. 【請求項11】 請求項10において、被エッチング部
    材を銅製とすることにより、前駆体としてCuxClyを生成
    することを特徴とする金属膜作製装置。
  12. 【請求項12】 請求項1乃至請求項10のいずれか一
    項において、被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金
    属であるタンタルもしくはタングステンもしくはチタン
    であることを特徴とする金属膜作製装置。
  13. 【請求項13】 基板と金属製の被エッチング部材との
    間におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを
    供給し、チャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラ
    ズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材を
    エッチングすることにより被エッチング部材に含まれる
    金属成分と原料ガスとの前駆体を生成し、基板側の温度
    を被エッチング部材側の温度よりも低くすることで前駆
    体の金属成分を基板に成膜させることを特徴とする金属
    膜作製方法。
  14. 【請求項14】 円筒状のチャンバの一端面側に基板を
    収容すると共にチャンバの他端面側に金属製の被エッチ
    ング部材を備え、チャンバの内部を低圧力に維持して内
    部が略均一なプラズマ密度となるようにチャンバ内部を
    プラズマ化すると共に被エッチング部材側からハロゲン
    を含有する原料ガスを供給し、原料ガスプラズマで被エ
    ッチング部材をエッチングすることにより被エッチング
    部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成
    し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低
    くして前駆体の金属成分を基板に低速で成膜させる第1
    工程と、 チャンバの内部を高圧力に維持して壁面側のプラズマ密
    度が高くなるようにチャンバ内部をプラズマ化すると共
    に壁面側に沿って基板側から被エッチング部材側にハロ
    ゲンを含有する原料ガスを供給し、原料ガスプラズマで
    被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチ
    ング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生
    成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも
    低くして前駆体の金属成分を基板に高速で成膜させる第
    2工程とを含むことを特徴とする金属膜作製方法。
  15. 【請求項15】 請求項13もしくは請求項14におい
    て、ハロゲンを含有する原料ガスは、塩素を含有する原
    料ガスであることを特徴とする金属膜作製方法。
  16. 【請求項16】 請求項15において、被エッチング部
    材を銅製とすることにより、前駆体としてCuxClyを生成
    することを特徴とする金属膜作製方法。
  17. 【請求項17】 請求項13乃至請求項16において、
    被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタン
    タルもしくはタングステンもしくはチタンであることを
    特徴とする金属膜作製方法。
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