JP2004027352A - 金属膜作製装置及び金属膜作製方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】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作製する。
【解決手段】ＣｕＣｌ板部材７が備えられたチャンバ１内にＡｒガスを供給し、Ａｒガスプラズマを発生させてＣｕＣｌ板部材７をエッチングすることによりＣｕＣｌ板部材７に含まれるＣｕＣｌの離脱種を生成し、更に、ＣｕＣｌの離脱種からＡｒガスプラズマによりＣｕとＣｌの解離種を生成し、基板３側の温度をＣｕＣｌ板部材７の温度よりも低くして直接還元により基板３にＣｕ薄膜１６を成膜させ、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作製する。
【選択図】 図１
【解決手段】ＣｕＣｌ板部材７が備えられたチャンバ１内にＡｒガスを供給し、Ａｒガスプラズマを発生させてＣｕＣｌ板部材７をエッチングすることによりＣｕＣｌ板部材７に含まれるＣｕＣｌの離脱種を生成し、更に、ＣｕＣｌの離脱種からＡｒガスプラズマによりＣｕとＣｌの解離種を生成し、基板３側の温度をＣｕＣｌ板部材７の温度よりも低くして直接還元により基板３にＣｕ薄膜１６を成膜させ、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作製する。
【選択図】 図１
Description
【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を作製できる金属膜作製装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、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を作製できる金属膜作製方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、被エッチング部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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は、基板が収容される円筒状のチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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】
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は、基板が収容され上方が開口するチャンバと、チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。
【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は、基板が収容されるチャンバと、チャンバとは隔絶した部位で希ガスをプラズマ化し励起された希ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、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解離種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、希ガスはアルゴンであることを特徴とする。
【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ハロゲン化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、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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、上記目的を達成するための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ハロゲン化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うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。
【００１４】
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は、基板が収容される円筒状のチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化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、チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。
【００１５】
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は、基板が収容され上方が開口するチャンバと、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、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることにより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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。
【００１６】
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は、基板が収容されるチャンバと、チャンバとは隔絶した部位でハロゲンを含有する原料ガスをプラズマ化し励起された原料ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、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解離種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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させることを特徴とする。
【００１９】
また、ハロゲン化金属の金属成分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。
【００２０】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製方法は、基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ、希ガスプラズマでハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種の金属成分を基板に成膜させることを特徴とする。
【００２１】
そして、希ガスプラズマを発生させる希ガスはアルゴンであることを特徴とする。
【００２２】
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、基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、ハロゲンガスプラズマでハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共にハロゲンガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種の金属成分を基板に成膜させることを特徴とする。
【００２３】
そして、ハロゲンガスプラズマを発生させるハロゲンは塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする。
【００２４】
また、被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させると共に基板上のＣｕＣｌにＣｌを反応させてＣｌ２ として放出させることで基板にＣｕを成膜させることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下図面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を説明する。本発明の金属膜作製装置及び金属膜作製方法は、ハロゲン化金属製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材が収容されたチャンバ内に希ガスとしてのアルゴンガスを供給し、アルゴンガスプラズマを発生させアルゴン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ＣｕＣｌの離脱種を生成し、更に、アルゴンガスプラズマによりＣｕＣｌの離脱種からＣｕとＣｌの解離種を生成し、基板側の温度を銅板部材側の温度よりも低くすることで解離種のＣｕ成分を基板に成膜させると共に、ＣｕＣｌの離脱種に解離種のＣｌを反応させてＣｌ２ を放出してＣｕ成分を基板に成膜させるようにしたものである。
【００２６】
以下図面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実施形態例を説明する。
【００２７】
図１、図２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実施例を説明する。図１には本発明の第１実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図２には成膜の概念状況を示してある。
【００２８】
図１に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１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。
【００２９】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はハロゲン化金属製の被エッチング部材としての塩化銅製（ＣｕＣｌ製）のＣｕＣｌ板部材７で塞がれている。ＣｕＣｌ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。ＣｕＣｌ板部材７には整合器９及び電源１０が接続され、ＣｕＣｌ板部材７に給電が行われる（プラズマ発生手段）。
【００３０】
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の内部に希ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する希ガス供給手段としてのＡｒガスノズル１１が接続されている。Ａｒガスノズル１１には流量制御器１２を介してＡｒガスが送られる。
【００３１】
尚、ハロゲン化金属のハロゲンとしては、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。また、ハロゲン化金属の金属としては、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、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。また、希ガスとしては、ヘリウムやキセノン、クリプトン等の他の希ガスを適用することが可能である。
【００３２】
上述した金属膜作成装置では、チャンバ１の内部にＡｒガスノズル１１からＡｒガスを供給し、ＣｕＣｌ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、Ａｒガスがイオン化されてＡｒガスプラズマ１３が発生する。Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００３３】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。図２に示すように、解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００３４】
このときの反応状況は、
ＣｕＣｌ（ｓ）：ＣｕＣｌ板部材７がＡｒ＊ によりＣｕＣｌ（ｇ） となる。
ＣｕＣｌ（ｇ） がＡｒ＊ によりＣｕ，Ｃｌ となる。
同時に、
ＣｕＣｌ（ｇ） がＡｒ＊ によりＣｕＣｌ（ａｄ）となる。
【００３５】
図２に示すように、解離種１５のＣｕが基板３に成膜されると共に、ＣｕＣｌ（ａｄ）と解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出され（直接還元反応）、金属（Ｃｕ）として析出する。反応に関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。
【００３６】
上述した金属膜作製装置は、Ａｒガスプラズマ１３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３をＣｕＣｌ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。
【００３７】
更に、ＣｕＣｌ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。
【００３８】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができる。また、安価なＣｕＣｌ板部材７及びＡｒガスを使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００３９】
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２実施例を説明する。図３には本発明の第２実施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。
【００４０】
図３に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１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。
【００４１】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はハロゲン化金属製の被エッチング部材としての塩化銅製（ＣｕＣｌ製）のＣｕＣｌ板部材７で塞がれている。ＣｕＣｌ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。チャンバ１の筒部の周囲にはアンテナ部材としてのコイル状のプラズマアンテナ２１が設けられ、プラズマアンテナ２１には整合器９及び電源１０が接続されて給電が行われる（プラズマ発生手段）。
【００４２】
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の内部に希ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する希ガス供給手段としてのＡｒガスノズル１１が接続されている。Ａｒガスノズル１１には流量制御器１２を介してＡｒガスが送られる。
【００４３】
上述した金属膜作成装置では、チャンバ１の内部にＡｒガスノズル１１からＡｒガスを供給し、プラズマアンテナ２１から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ａｒガスがイオン化されてＡｒガスプラズマ１３が発生する。Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００４４】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００４５】
上述した金属膜作製装置は、Ａｒガスプラズマ１３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３をＣｕＣｌ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。
【００４６】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができる。また、安価なＣｕＣｌ板部材７及びＡｒガスを使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００４７】
更に、チャンバ１の筒部の外側にコイル状のプラズマアンテナ２１を設けたので、大きなチャンバ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。
【００４８】
図４乃至図６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３実施形態例を説明する。図４には本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面、図５には図４中のＸ−Ｘ 線矢視、図６には図５中のＶＩ−ＶＩ 線矢視を示してある。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。
【００４９】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１の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）に制御されるようになっている。
【００５０】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井板２２によって塞がれている。天井板２２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。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の内部に希ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する希ガス供給手段としてのＡｒガスノズル１１が接続されている。Ａｒガスノズル１１には流量制御器１２を介してＡｒガスが送られる。
【００５１】
尚、ノズル１１を円周方向に複数設け、円周方向でＡｒガスノズル１１の開口方向を２方向以上に変更して設け、開口方向が異なるＡｒガスノズル１１を使い分けることにより、Ａｒガスの供給状況（プラズマの発生状況）を制御することが可能である。また、Ａｒガスノズル１１を設ける場所は、チャンバ１の上部に水平方向に設けたり、チャンバ１の上下に２段に設ける等が可能であり、図示例の状態に限定されるものではない。
【００５２】
チャンバ１の上面の開口部と天井板２２との間には塩化銅製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材２３が挟持されている。図４、図５に示すように、被エッチング部材２３は、チャンバ１の上面の開口部に挟持されるリング部２４が備えられ、リング部２４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部２５が円周方向に複数（図示例では１２個）設けられている。
【００５３】
突起部２５は、リング部２４に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板２２とチャンバ１の内部との間には突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在した状態になっている。リング部２４はアースされており、複数の突起部２５は電気的につながれて同電位に維持されている（同電位維持手段）。
【００５４】
尚、突起部２５の間に突起部２５よりも径方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更に、突起部２５と第２突起部との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となるＣｕＣｌの面積を確保することができる。
【００５５】
天井板２２の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ２７（プラズマ発生手段）が設けられ、プラズマアンテナ２７は天井板２２の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ２２には整合器９及び電源１０が接続されて給電が行われる。
【００５６】
被エッチング部材２３は、リング部２４の内周側に突起部２５が円周方向に複数設けられ、突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在しているので、プラズマアンテナ２７の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井部材との間に突起部２５が配置された状態になっている。
【００５７】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にＡｒガスノズル１１からＡｒガスを供給し、プラズマアンテナ２７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ａｒガスがイオン化されてＡｒガスプラズマ１３が発生する。プラズマアンテナ２７の下部には導電体である被エッチング部材２３が存在しているが、以下の作用により被エッチング部材２３と基板３との間、即ち、被エッチング部材２３の下側にＡｒガスプラズマ１３が安定して発生するようになっている。
【００５８】
被エッチング部材２３に下側にＡｒガスプラズマ１３が発生する作用について説明する。図６に示すように、平面リング状のプラズマアンテナ２７の電気の流れＡは突起部２５を横切る方向となり、このとき、突起部２５のプラズマアンテナ２７との対向面には誘導電流ｂが発生する。被エッチング部材２３には切欠部２６（空間）が存在している状態になっているので、誘導電流ｂはそれぞれの突起部２５の下面に流れてプラズマアンテナ２７の電気の流れＡと同一方向の流れａとなる（ファラデーシールド）。
【００５９】
このため、基板３側から被エッチング部材２３を見た場合、プラズマアンテナ２７の電気の流れＡを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部２４がアースされて突起部２５が同電位に維持されている。これにより、導電体である被エッチング部材２３が存在していても、プラズマアンテナ２７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材２３の下側にＡｒガスプラズマ１３が安定して発生するようになっている。
【００６０】
Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００６１】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００６２】
上述した金属膜作製装置は、Ａｒガスプラズマ１３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材２３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。
【００６３】
また、被エッチング部材２３は、リング部２４の内周側に突起部２５が円周方向に複数設けられ、突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在しているので、被エッチング部材２３に生じる誘導電流は基板３側からみてプラズマアンテナ２７の電気の流れと同一方向の流れとなる。これにより、導電体である被エッチング部材２３がプラズマアンテナ２７の下に存在していても、プラズマアンテナ２７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材２３の下側にＡｒガスプラズマ１３を安定して発生させることが可能となる。
【００６４】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができる。また、安価なＣｕＣｌ製の被エッチング部材２３及びＡｒガスを使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００６５】
図７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４実施形態例を説明する。図７には本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製方法を実施す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。
【００６６】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１の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）に制御されるようになっている。
【００６７】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は、例えば、セラミックス製（絶縁材料製）の天井板３１によって塞がれている。天井板３１の下面には塩化銅製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材３２が設けられ、被エッチング部材３２は四角錐形状となっている。チャンバ１の筒部の周囲には、スリット状の開口部３３が形成され、開口部３３には筒状の通路３４の一端がそれぞれ固定されている。
【００６８】
通路３４の途中部には絶縁体製の筒状の励起室３５が設けられ、励起室３５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ３６が設けられ、プラズマアンテナ３６は整合器９及び電源１０に接続されて給電が行われる。通路３４の他端側には流量制御器１２が接続され、流量制御器１２を介して通路３４内にＡｒガスが供給される。
【００６９】
プラズマアンテナ３６から電磁波を励起室３５の内部に入射することで、Ａｒガスがイオン化されてＡｒガスプラズマ１３が発生する（生成手段）。つまり、Ａｒガスをチャンバ１と隔絶した励起室３５で励起するようになっている。Ａｒガスプラズマ１３の発生により励起Ａｒが開口部３３からチャンバ１内に送られ、被エッチング部材３２が励起Ａｒによりエッチングされる。
【００７０】
被エッチング部材３２のエッチングにより、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、励起Ａｒにより離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、被エッチング部材３２はヒータ３７等の温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００７１】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、被エッチング部材３２よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００７２】
上述した金属膜作製装置は、励起Ａｒを用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材３２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。
【００７３】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができる。また、安価なＣｕＣｌ製の被エッチング部材３２及びＡｒガスを使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００７４】
更に、チャンバ１と隔絶した励起室３５でＡｒガスプラズマ１３を発生させるようにしているので、基板３がプラズマに晒されることがなくなり、基板３にプラズマによる損傷が生じることがない。例えば、前工程で別材料の膜が成膜された基板３では、前工程で成膜された材料の膜に損傷が生じることがなくなる。
【００７５】
尚、励起室３３でＡｒガスプラズマ１３を発生させる手段（励起手段）としては、マイクロ波、レーザ、電子線、放射光等を用いることも可能である。
【００７６】
次に、本発明の金属膜作製装置及び金属膜作製方法の他の実施形態例を説明する。他の実施形態例の金属膜作製装置及び金属膜作製方法は、ハロゲン化金属製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材が収容されたチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスとしての塩素ガス（希ガスにより所定濃度に希釈された状態）を供給し、塩素ガスプラズマを発生させ塩素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ＣｕＣｌの離脱種を生成し、更に、塩素ガスプラズマによりＣｕＣｌの離脱種からＣｕとＣｌの解離種を生成し、基板側の温度を銅板部材側の温度よりも低くすることで解離種のＣｕ成分を基板に成膜させると共に、ＣｕＣｌの離脱種に解離種のＣｌを反応させてＣｌ２ を放出してＣｕ成分を基板に成膜させるようにしたものである。
【００７７】
以下図面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他の実施形態例を説明する。
【００７８】
図８、図９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５実施例を説明する。図８には本発明の第５実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図９には成膜の概念状況を示してある。尚、本実施例は、図１、図２に示した第１実施例に対応するものであり、図１、図２に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００７９】
図８に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１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。
【００８０】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はハロゲン化金属製の被エッチング部材としての塩化銅製（ＣｕＣｌ製）のＣｕＣｌ板部材７で塞がれている。ＣｕＣｌ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。ＣｕＣｌ板部材７には整合器９及び電源１０が接続され、ＣｕＣｌ板部材７に給電が行われる（プラズマ発生手段）。
【００８１】
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Ｃｌ２ を含有する原料ガス（Ｃｌ２ 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）を供給する原料ガス供給手段としてのＣｌ２ ガスノズル４１が接続されている。Ｃｌ２ ガスノズル４１には流量制御器４２を介してＣｌ２ ガスが送られる。
【００８２】
尚、ハロゲン化金属のハロゲンとしては、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。また、ハロゲン化金属の金属としては、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、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。また、希ガスとしては、ヘリウムやキセノン、クリプトン等の他の希ガスを適用することが可能である。
【００８３】
上述した金属膜作成装置では、チャンバ１の内部にＣｌ２ ガスノズル４１からＣｌ２ ガスを供給し、ＣｕＣｌ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４３が発生する。Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００８４】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。図２に示すように、解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００８５】
このときの反応状況は、
ＣｕＣｌ（ｓ）：ＣｕＣｌ板部材７がＣｌ＊ によりＣｕＣｌ（ｇ） となる。
ＣｕＣｌ（ｇ） がＣｌ＊ によりＣｕ，Ｃｌ となる。
同時に、
ＣｕＣｌ（ｇ） がＣｌ＊ によりＣｕＣｌ（ａｄ）となる。
【００８６】
図９に示すように、解離種１５のＣｕが基板３に成膜されると共に、ＣｕＣｌ（ａｄ）と解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出され（直接還元反応）、金属（Ｃｕ）として析出する。反応に関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。
【００８７】
上述した金属膜作製装置は、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、ＣｕＣｌ（ａｄ）に対しＣｌ＊ の一部が反応してＣｕ薄膜１６を作製しているので、成膜速度が更に速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３をＣｕＣｌ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。
【００８８】
更に、ＣｕＣｌ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。
【００８９】
そして、原料ガスとして安価なＣｌ２ ガスを用い、安価なＣｕＣｌ板部材７を使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００９０】
図１０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６実施例を説明する。図１０には本発明の第６実施例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、本実施例は、図３に示した第２実施例に対応するものであり、図３に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。また、図８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。
【００９１】
図３に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１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。
【００９２】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はハロゲン化金属製の被エッチング部材としての塩化銅製（ＣｕＣｌ製）のＣｕＣｌ板部材７で塞がれている。ＣｕＣｌ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。チャンバ１の筒部の周囲にはアンテナ部材としてのコイル状のプラズマアンテナ２１が設けられ、プラズマアンテナ２１には整合器９及び電源１０が接続されて給電が行われる（プラズマ発生手段）。
【００９３】
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Ｃｌ２ を含有する原料ガス（Ｃｌ２ 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）を供給する原料ガス供給手段としてのＣｌ２ ガスノズル４１が接続されている。Ｃｌ２ ガスノズル４１には流量制御器４２を介してＣｌ２ ガスが送られる。
【００９４】
上述した金属膜作成装置では、チャンバ１の内部にＣｌ２ ガスノズル４１からＣｌ２ ガスを供給し、プラズマアンテナ２１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４３が発生する。Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００９５】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００９６】
上述した金属膜作製装置は、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、ＣｕＣｌ（ａｄ）に対しＣｌ＊ の一部が反応してＣｕ薄膜１６を作製しているので、成膜速度が更に速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３をＣｕＣｌ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。
【００９７】
そして、原料ガスとして安価なＣｌ２ ガスを用い、安価なＣｕＣｌ板部材７を使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００９８】
更に、チャンバ１の筒部の外側にコイル状のプラズマアンテナ２１を設けたので、大きなチャンバ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。
【００９９】
図１１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７実施形態例を説明する。図１１には本発明の第７実施形態例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、本実施例は、図４乃至図６に示した第３実施例に対応するものであり、図４乃至図６に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。また、図８乃至図１０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。
【０１００】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１の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）に制御されるようになっている。
【０１０１】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井板２２によって塞がれている。天井板２２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。
【０１０２】
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Ｃｌ２ を含有する原料ガス（Ｃｌ２ 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）を供給する原料ガス供給手段としてのＣｌ２ ガスノズル４１が接続されている。Ｃｌ２ ガスノズル４１には流量制御器４２を介してＣｌ２ ガスが送られる。
【０１０３】
尚、Ｃｌ２ ガスノズル４１を円周方向に複数設け、円周方向でＣｌ２ ガスノズル４１の開口方向を２方向以上に変更して設け、開口方向が異なるＣｌ２ ガスノズル４１を使い分けることにより、Ｃｌ２ ガスの供給状況（プラズマの発生状況）を制御することが可能である。また、Ｃｌ２ ガスノズル４１を設ける場所は、チャンバ１の上部に水平方向に設けたり、チャンバ１の上下に２段に設ける等が可能であり、図示例の状態に限定されるものではない。
【０１０４】
チャンバ１の上面の開口部と天井板２２との間には塩化銅製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材２３が挟持されている。被エッチング部材２３は、チャンバ１の上面の開口部に挟持されるリング部２４が備えられ、リング部２４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部２５が円周方向に複数設けられている（図４、図５に示したものと同一）。
【０１０５】
突起部２５は、リング部２４に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板２２とチャンバ１の内部との間には突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在した状態になっている（図５参照）。リング部２４はアースされており、複数の突起部２５は電気的につながれて同電位に維持されている（同電位維持手段）。
【０１０６】
尚、突起部２５の間に突起部２５よりも径方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更に、突起部２５と第２突起部との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となるＣｕＣｌの面積を確保することができる。
【０１０７】
天井板２２の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ２７（プラズマ発生手段）が設けられ、プラズマアンテナ２７は天井板２２の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ２２には整合器９及び電源１０が接続されて給電が行われる。
【０１０８】
被エッチング部材２３は、リング部２４の内周側に突起部２５が円周方向に複数設けられ、突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在しているので（図５参照）、プラズマアンテナ２７の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井部材との間に突起部２５が配置された状態になっている。
【０１０９】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にＣｌ２ ガスノズル４１からＣｌ２ ガスを供給し、プラズマアンテナ２７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４３が発生する。プラズマアンテナ２７の下部には導電体である被エッチング部材２３が存在しているが、前述した第３実施形態例で説明した作用により（図６参照）被エッチング部材２３と基板３との間、即ち、被エッチング部材２３の下側にＣｌ２ ガスプラズマ４３が安定して発生するようになっている。
【０１１０】
Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【０１１１】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１１２】
上述した金属膜作製装置は、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、ＣｕＣｌ（ａｄ）に対しＣｌ＊ の一部が反応してＣｕ薄膜１６を作製しているので、成膜速度が更に速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材２３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。
【０１１３】
また、被エッチング部材２３は、リング部２４の内周側に突起部２５が円周方向に複数設けられ、突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在しているので（図５参照）、被エッチング部材２３に生じる誘導電流は基板３側からみてプラズマアンテナ２７の電気の流れと同一方向の流れとなる。これにより、導電体である被エッチング部材２３がプラズマアンテナ２７の下に存在していても、プラズマアンテナ２７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材２３の下側にＣｌ２ ガスプラズマ４３を安定して発生させることが可能となる。
【０１１４】
そして、原料ガスとして安価なＣｌ２ ガスを用い、安価なＣｕＣｌ製の被エッチング部材２３を使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１１５】
図１２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８実施形態例を説明する。図１２には本発明の第８実施形態例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、本実施例は、図７に示した第４実施例に対応するものであり、図７に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。また、図８乃至図１１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。
【０１１６】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１の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）に制御されるようになっている。
【０１１７】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は、例えば、セラミックス製（絶縁材料製）の天井板３１によって塞がれている。天井板３１の下面には塩化銅製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材３２が設けられ、被エッチング部材３２は四角錐形状となっている。チャンバ１の筒部の周囲には、スリット状の開口部３３が形成され、開口部３３には筒状の通路３４の一端がそれぞれ固定されている。
【０１１８】
通路３４の途中部には絶縁体製の筒状の励起室３５が設けられ、励起室３５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ３６が設けられ、プラズマアンテナ３６は整合器９及び電源１０に接続されて給電が行われる。通路３４の他端側には流量制御器１２が接続され、流量制御器１２を介して通路３４内にハロゲンとしてのＣｌ２ を含有する原料ガス（Ｃｌ２ 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）が供給される。
【０１１９】
プラズマアンテナ３６から電磁波を励起室３５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４３が発生する（生成手段）。つまり、Ｃｌ２ ガスをチャンバ１と隔絶した励起室３５で励起するようになっている。Ｃｌ２ ガスプラズマ４３の発生により励起Ｃｌが開口部３３からチャンバ１内に送られ、被エッチング部材３２が励起Ｃｌによりエッチングされる。
【０１２０】
被エッチング部材３２のエッチングにより、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、励起Ｃｌにより離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、被エッチング部材３２はヒータ３７等の温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【０１２１】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、被エッチング部材３２よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１２２】
上述した金属膜作製装置は、励起Ｃｌを用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、ＣｕＣｌ（ａｄ）に対し励起Ｃｌの一部が反応してＣｕ薄膜１６を作製しているので、成膜速度が更に速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材３２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。
【０１２３】
そして、原料ガスとして安価なＣｌ２ ガスを用い、安価なＣｕＣｌ製の被エッチング部材３２を使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１２４】
更に、チャンバ１と隔絶した励起室３５でＣｌ２ ガスプラズマ４３を発生させるようにしているので、基板３がプラズマに晒されることがなくなり、基板３にプラズマによる損傷が生じることがない。例えば、前工程で別材料の膜が成膜された基板３では、前工程で成膜された材料の膜に損傷が生じることがなくなる。
【０１２５】
尚、励起室３３でＣｌ２ ガスプラズマ４３を発生させる手段（励起手段）としては、マイクロ波、レーザ、電子線、放射光等を用いることも可能である。
【０１２６】
【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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、希ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１２７】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１２８】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１２９】
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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、被エッチング部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、希ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１３０】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１３１】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、被エッチング部材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。
【０１３２】
また、本発明の金属膜作製装置は、基板が収容される円筒状のチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、希ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１３３】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１３４】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、チャンバの筒部の外側にコイル状のアンテナ部材を設けたので、大きな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。
【０１３５】
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、チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、希ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１３６】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１３７】
そして、導電体である被エッチング部材がアンテナ部材の下に存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材の下側に希ガスプラズマを安定して発生させることが可能となると共に、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１３８】
また、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、チャンバとは隔絶した部位で希ガスをプラズマ化し励起された希ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、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解離種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、励起希ガス成分を用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１３９】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１４０】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、チャンバと隔絶して希ガスプラズマを発生させるようにしているので、基板がプラズマに晒されることがなくなり、基板にプラズマによる損傷が生じることがない。
【０１４１】
そして、希ガスはアルゴンであるので、安価なアルゴンガスを使用することができる。
【０１４２】
また、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ハロゲン化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、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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、ハロゲンを含有する原料ガスの原料ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１４３】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能となる。
【０１４４】
そして、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及びハロゲンを含有する原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１４５】
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ハロゲン化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うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、ハロゲンを含有する原料ガスの原料ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１４６】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１４７】
そして、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、被エッチング部材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。
【０１４８】
また、本発明の金属膜作製装置は、基板が収容される円筒状のチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化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、チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、ハロゲンを含有する原料ガスの原料ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１４９】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１５０】
そして、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及びハロゲンを含有する原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、チャンバの筒部の外側にコイル状のアンテナ部材を設けたので、大きな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。
【０１５１】
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、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、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることにより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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、ハロゲンを含有する原料ガスの原料ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１５２】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１５３】
そして、導電体である被エッチング部材がアンテナ部材の下に存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材の下側に希ガスプラズマを安定して発生させることが可能となると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及びハロゲンを含有する原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１５４】
また、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、チャンバとは隔絶した部位でハロゲンを含有する原料ガスをプラズマ化し励起された原料ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、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解離種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、励起ハロゲンガス成分を用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１５５】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１５６】
そして、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及びハロゲンを含有する原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、チャンバと隔絶してハロゲンガスプラズマを発生させるようにしているので、基板がプラズマに晒されることがなくなり、基板にプラズマによる損傷が生じることがない。
【０１５７】
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ので、安価な塩素ガスを使用することができる。
【０１５８】
そして、被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させるようにしたので、安価な塩化銅を使用してＣｕ膜を生成することができる。
【０１５９】
また、ハロゲン化金属の金属成分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ので、タンタルもしくはタングステンの膜を生成することができる。
【０１６０】
本発明の金属膜作製方法は、基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ、希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種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作製できる金属膜作製方法とすることが可能になる。
【０１６１】
そして、希ガスはアルゴンであるので、安価なアルゴンガスを使用することができる。
【０１６２】
本発明の金属膜作製方法は、基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、ハロゲンガスプラズマでハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共にハロゲンガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種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作製できる金属膜作製方法とすることが可能になる。
【０１６３】
そして、ハロゲンガスプラズマを発生させるハロゲンは塩素を含有する原料ガスであるので、安価な塩素ガスを使用することができる。
【０１６４】
また、被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させると共に基板上のＣｕＣｌにＣｌを反応させてＣｌ２ として放出させることで基板にＣｕを成膜させるようにしたので、安価な塩化銅を使用してＣｕ膜を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面図。
【図２】成膜の概念状況説明図。
【図３】本発明の第２実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面図。
【図４】本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面図。
【図５】図４中のＸ−Ｘ 線矢視図。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ 線矢視図。
【図７】本発明の第４実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【図８】本発明の第５実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【図９】成膜の概念状況説明図。
【図１０】本発明の第６実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【図１１】本発明の第７実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【図１２】本発明の第８実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【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 冷媒流通手段
６ 温度制御手段
７ ＣｕＣｌ板部材
８ 真空装置
９ 整合器
１０ 電源
１１ Ａｒガスノズル
１２，４２ 流量制御器
１３ Ａｒガスプラズマ
１４ 離脱種
１５ 解離種
１６ Ｃｕ薄膜
１７ 排気口
２１ プラズマアンテナ
２２ 天井板
２３ 被エッチング部材
２４ リング部材
２５ 突起部
２６ 切欠部
２７ プラズマアンテナ
３１ 天井板
３２ 被エッチング部材
３３ 開口部
３４ 通路
３５ 励起室
３６ プラズマアンテナ
４１ Ｃｌ２ ガスノズル
４３ Ｃｌ２ ガスプラズマ
【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を作製できる金属膜作製装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、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を作製できる金属膜作製方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、被エッチング部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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は、基板が収容される円筒状のチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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】
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は、基板が収容され上方が開口するチャンバと、チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。
【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は、基板が収容されるチャンバと、チャンバとは隔絶した部位で希ガスをプラズマ化し励起された希ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、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解離種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、希ガスはアルゴンであることを特徴とする。
【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ハロゲン化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、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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、上記目的を達成するための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ハロゲン化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うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。
【００１４】
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は、基板が収容される円筒状のチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化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、チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。
【００１５】
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は、基板が収容され上方が開口するチャンバと、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、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることにより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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。
【００１６】
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は、基板が収容されるチャンバと、チャンバとは隔絶した部位でハロゲンを含有する原料ガスをプラズマ化し励起された原料ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、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解離種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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させることを特徴とする。
【００１９】
また、ハロゲン化金属の金属成分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。
【００２０】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製方法は、基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ、希ガスプラズマでハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種の金属成分を基板に成膜させることを特徴とする。
【００２１】
そして、希ガスプラズマを発生させる希ガスはアルゴンであることを特徴とする。
【００２２】
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、基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、ハロゲンガスプラズマでハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共にハロゲンガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種の金属成分を基板に成膜させることを特徴とする。
【００２３】
そして、ハロゲンガスプラズマを発生させるハロゲンは塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする。
【００２４】
また、被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させると共に基板上のＣｕＣｌにＣｌを反応させてＣｌ２ として放出させることで基板にＣｕを成膜させることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下図面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を説明する。本発明の金属膜作製装置及び金属膜作製方法は、ハロゲン化金属製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材が収容されたチャンバ内に希ガスとしてのアルゴンガスを供給し、アルゴンガスプラズマを発生させアルゴン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ＣｕＣｌの離脱種を生成し、更に、アルゴンガスプラズマによりＣｕＣｌの離脱種からＣｕとＣｌの解離種を生成し、基板側の温度を銅板部材側の温度よりも低くすることで解離種のＣｕ成分を基板に成膜させると共に、ＣｕＣｌの離脱種に解離種のＣｌを反応させてＣｌ２ を放出してＣｕ成分を基板に成膜させるようにしたものである。
【００２６】
以下図面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実施形態例を説明する。
【００２７】
図１、図２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実施例を説明する。図１には本発明の第１実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図２には成膜の概念状況を示してある。
【００２８】
図１に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１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。
【００２９】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はハロゲン化金属製の被エッチング部材としての塩化銅製（ＣｕＣｌ製）のＣｕＣｌ板部材７で塞がれている。ＣｕＣｌ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。ＣｕＣｌ板部材７には整合器９及び電源１０が接続され、ＣｕＣｌ板部材７に給電が行われる（プラズマ発生手段）。
【００３０】
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の内部に希ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する希ガス供給手段としてのＡｒガスノズル１１が接続されている。Ａｒガスノズル１１には流量制御器１２を介してＡｒガスが送られる。
【００３１】
尚、ハロゲン化金属のハロゲンとしては、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。また、ハロゲン化金属の金属としては、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、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。また、希ガスとしては、ヘリウムやキセノン、クリプトン等の他の希ガスを適用することが可能である。
【００３２】
上述した金属膜作成装置では、チャンバ１の内部にＡｒガスノズル１１からＡｒガスを供給し、ＣｕＣｌ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、Ａｒガスがイオン化されてＡｒガスプラズマ１３が発生する。Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００３３】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。図２に示すように、解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００３４】
このときの反応状況は、
ＣｕＣｌ（ｓ）：ＣｕＣｌ板部材７がＡｒ＊ によりＣｕＣｌ（ｇ） となる。
ＣｕＣｌ（ｇ） がＡｒ＊ によりＣｕ，Ｃｌ となる。
同時に、
ＣｕＣｌ（ｇ） がＡｒ＊ によりＣｕＣｌ（ａｄ）となる。
【００３５】
図２に示すように、解離種１５のＣｕが基板３に成膜されると共に、ＣｕＣｌ（ａｄ）と解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出され（直接還元反応）、金属（Ｃｕ）として析出する。反応に関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。
【００３６】
上述した金属膜作製装置は、Ａｒガスプラズマ１３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３をＣｕＣｌ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。
【００３７】
更に、ＣｕＣｌ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。
【００３８】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができる。また、安価なＣｕＣｌ板部材７及びＡｒガスを使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００３９】
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２実施例を説明する。図３には本発明の第２実施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。
【００４０】
図３に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１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。
【００４１】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はハロゲン化金属製の被エッチング部材としての塩化銅製（ＣｕＣｌ製）のＣｕＣｌ板部材７で塞がれている。ＣｕＣｌ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。チャンバ１の筒部の周囲にはアンテナ部材としてのコイル状のプラズマアンテナ２１が設けられ、プラズマアンテナ２１には整合器９及び電源１０が接続されて給電が行われる（プラズマ発生手段）。
【００４２】
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の内部に希ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する希ガス供給手段としてのＡｒガスノズル１１が接続されている。Ａｒガスノズル１１には流量制御器１２を介してＡｒガスが送られる。
【００４３】
上述した金属膜作成装置では、チャンバ１の内部にＡｒガスノズル１１からＡｒガスを供給し、プラズマアンテナ２１から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ａｒガスがイオン化されてＡｒガスプラズマ１３が発生する。Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００４４】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００４５】
上述した金属膜作製装置は、Ａｒガスプラズマ１３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３をＣｕＣｌ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。
【００４６】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができる。また、安価なＣｕＣｌ板部材７及びＡｒガスを使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００４７】
更に、チャンバ１の筒部の外側にコイル状のプラズマアンテナ２１を設けたので、大きなチャンバ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。
【００４８】
図４乃至図６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３実施形態例を説明する。図４には本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面、図５には図４中のＸ−Ｘ 線矢視、図６には図５中のＶＩ−ＶＩ 線矢視を示してある。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。
【００４９】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１の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）に制御されるようになっている。
【００５０】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井板２２によって塞がれている。天井板２２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。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の内部に希ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する希ガス供給手段としてのＡｒガスノズル１１が接続されている。Ａｒガスノズル１１には流量制御器１２を介してＡｒガスが送られる。
【００５１】
尚、ノズル１１を円周方向に複数設け、円周方向でＡｒガスノズル１１の開口方向を２方向以上に変更して設け、開口方向が異なるＡｒガスノズル１１を使い分けることにより、Ａｒガスの供給状況（プラズマの発生状況）を制御することが可能である。また、Ａｒガスノズル１１を設ける場所は、チャンバ１の上部に水平方向に設けたり、チャンバ１の上下に２段に設ける等が可能であり、図示例の状態に限定されるものではない。
【００５２】
チャンバ１の上面の開口部と天井板２２との間には塩化銅製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材２３が挟持されている。図４、図５に示すように、被エッチング部材２３は、チャンバ１の上面の開口部に挟持されるリング部２４が備えられ、リング部２４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部２５が円周方向に複数（図示例では１２個）設けられている。
【００５３】
突起部２５は、リング部２４に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板２２とチャンバ１の内部との間には突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在した状態になっている。リング部２４はアースされており、複数の突起部２５は電気的につながれて同電位に維持されている（同電位維持手段）。
【００５４】
尚、突起部２５の間に突起部２５よりも径方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更に、突起部２５と第２突起部との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となるＣｕＣｌの面積を確保することができる。
【００５５】
天井板２２の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ２７（プラズマ発生手段）が設けられ、プラズマアンテナ２７は天井板２２の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ２２には整合器９及び電源１０が接続されて給電が行われる。
【００５６】
被エッチング部材２３は、リング部２４の内周側に突起部２５が円周方向に複数設けられ、突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在しているので、プラズマアンテナ２７の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井部材との間に突起部２５が配置された状態になっている。
【００５７】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にＡｒガスノズル１１からＡｒガスを供給し、プラズマアンテナ２７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ａｒガスがイオン化されてＡｒガスプラズマ１３が発生する。プラズマアンテナ２７の下部には導電体である被エッチング部材２３が存在しているが、以下の作用により被エッチング部材２３と基板３との間、即ち、被エッチング部材２３の下側にＡｒガスプラズマ１３が安定して発生するようになっている。
【００５８】
被エッチング部材２３に下側にＡｒガスプラズマ１３が発生する作用について説明する。図６に示すように、平面リング状のプラズマアンテナ２７の電気の流れＡは突起部２５を横切る方向となり、このとき、突起部２５のプラズマアンテナ２７との対向面には誘導電流ｂが発生する。被エッチング部材２３には切欠部２６（空間）が存在している状態になっているので、誘導電流ｂはそれぞれの突起部２５の下面に流れてプラズマアンテナ２７の電気の流れＡと同一方向の流れａとなる（ファラデーシールド）。
【００５９】
このため、基板３側から被エッチング部材２３を見た場合、プラズマアンテナ２７の電気の流れＡを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部２４がアースされて突起部２５が同電位に維持されている。これにより、導電体である被エッチング部材２３が存在していても、プラズマアンテナ２７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材２３の下側にＡｒガスプラズマ１３が安定して発生するようになっている。
【００６０】
Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ａｒガスプラズマ１３のＡｒ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００６１】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００６２】
上述した金属膜作製装置は、Ａｒガスプラズマ１３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材２３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。
【００６３】
また、被エッチング部材２３は、リング部２４の内周側に突起部２５が円周方向に複数設けられ、突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在しているので、被エッチング部材２３に生じる誘導電流は基板３側からみてプラズマアンテナ２７の電気の流れと同一方向の流れとなる。これにより、導電体である被エッチング部材２３がプラズマアンテナ２７の下に存在していても、プラズマアンテナ２７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材２３の下側にＡｒガスプラズマ１３を安定して発生させることが可能となる。
【００６４】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができる。また、安価なＣｕＣｌ製の被エッチング部材２３及びＡｒガスを使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００６５】
図７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４実施形態例を説明する。図７には本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製方法を実施す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。
【００６６】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１の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）に制御されるようになっている。
【００６７】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は、例えば、セラミックス製（絶縁材料製）の天井板３１によって塞がれている。天井板３１の下面には塩化銅製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材３２が設けられ、被エッチング部材３２は四角錐形状となっている。チャンバ１の筒部の周囲には、スリット状の開口部３３が形成され、開口部３３には筒状の通路３４の一端がそれぞれ固定されている。
【００６８】
通路３４の途中部には絶縁体製の筒状の励起室３５が設けられ、励起室３５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ３６が設けられ、プラズマアンテナ３６は整合器９及び電源１０に接続されて給電が行われる。通路３４の他端側には流量制御器１２が接続され、流量制御器１２を介して通路３４内にＡｒガスが供給される。
【００６９】
プラズマアンテナ３６から電磁波を励起室３５の内部に入射することで、Ａｒガスがイオン化されてＡｒガスプラズマ１３が発生する（生成手段）。つまり、Ａｒガスをチャンバ１と隔絶した励起室３５で励起するようになっている。Ａｒガスプラズマ１３の発生により励起Ａｒが開口部３３からチャンバ１内に送られ、被エッチング部材３２が励起Ａｒによりエッチングされる。
【００７０】
被エッチング部材３２のエッチングにより、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、励起Ａｒにより離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、被エッチング部材３２はヒータ３７等の温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００７１】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、被エッチング部材３２よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００７２】
上述した金属膜作製装置は、励起Ａｒを用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材３２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。
【００７３】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができる。また、安価なＣｕＣｌ製の被エッチング部材３２及びＡｒガスを使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００７４】
更に、チャンバ１と隔絶した励起室３５でＡｒガスプラズマ１３を発生させるようにしているので、基板３がプラズマに晒されることがなくなり、基板３にプラズマによる損傷が生じることがない。例えば、前工程で別材料の膜が成膜された基板３では、前工程で成膜された材料の膜に損傷が生じることがなくなる。
【００７５】
尚、励起室３３でＡｒガスプラズマ１３を発生させる手段（励起手段）としては、マイクロ波、レーザ、電子線、放射光等を用いることも可能である。
【００７６】
次に、本発明の金属膜作製装置及び金属膜作製方法の他の実施形態例を説明する。他の実施形態例の金属膜作製装置及び金属膜作製方法は、ハロゲン化金属製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材が収容されたチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスとしての塩素ガス（希ガスにより所定濃度に希釈された状態）を供給し、塩素ガスプラズマを発生させ塩素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ＣｕＣｌの離脱種を生成し、更に、塩素ガスプラズマによりＣｕＣｌの離脱種からＣｕとＣｌの解離種を生成し、基板側の温度を銅板部材側の温度よりも低くすることで解離種のＣｕ成分を基板に成膜させると共に、ＣｕＣｌの離脱種に解離種のＣｌを反応させてＣｌ２ を放出してＣｕ成分を基板に成膜させるようにしたものである。
【００７７】
以下図面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他の実施形態例を説明する。
【００７８】
図８、図９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５実施例を説明する。図８には本発明の第５実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図９には成膜の概念状況を示してある。尚、本実施例は、図１、図２に示した第１実施例に対応するものであり、図１、図２に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００７９】
図８に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１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。
【００８０】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はハロゲン化金属製の被エッチング部材としての塩化銅製（ＣｕＣｌ製）のＣｕＣｌ板部材７で塞がれている。ＣｕＣｌ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。ＣｕＣｌ板部材７には整合器９及び電源１０が接続され、ＣｕＣｌ板部材７に給電が行われる（プラズマ発生手段）。
【００８１】
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Ｃｌ２ を含有する原料ガス（Ｃｌ２ 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）を供給する原料ガス供給手段としてのＣｌ２ ガスノズル４１が接続されている。Ｃｌ２ ガスノズル４１には流量制御器４２を介してＣｌ２ ガスが送られる。
【００８２】
尚、ハロゲン化金属のハロゲンとしては、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。また、ハロゲン化金属の金属としては、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、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。また、希ガスとしては、ヘリウムやキセノン、クリプトン等の他の希ガスを適用することが可能である。
【００８３】
上述した金属膜作成装置では、チャンバ１の内部にＣｌ２ ガスノズル４１からＣｌ２ ガスを供給し、ＣｕＣｌ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４３が発生する。Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００８４】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。図２に示すように、解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００８５】
このときの反応状況は、
ＣｕＣｌ（ｓ）：ＣｕＣｌ板部材７がＣｌ＊ によりＣｕＣｌ（ｇ） となる。
ＣｕＣｌ（ｇ） がＣｌ＊ によりＣｕ，Ｃｌ となる。
同時に、
ＣｕＣｌ（ｇ） がＣｌ＊ によりＣｕＣｌ（ａｄ）となる。
【００８６】
図９に示すように、解離種１５のＣｕが基板３に成膜されると共に、ＣｕＣｌ（ａｄ）と解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出され（直接還元反応）、金属（Ｃｕ）として析出する。反応に関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。
【００８７】
上述した金属膜作製装置は、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、ＣｕＣｌ（ａｄ）に対しＣｌ＊ の一部が反応してＣｕ薄膜１６を作製しているので、成膜速度が更に速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３をＣｕＣｌ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。
【００８８】
更に、ＣｕＣｌ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。
【００８９】
そして、原料ガスとして安価なＣｌ２ ガスを用い、安価なＣｕＣｌ板部材７を使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００９０】
図１０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６実施例を説明する。図１０には本発明の第６実施例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、本実施例は、図３に示した第２実施例に対応するものであり、図３に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。また、図８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。
【００９１】
図３に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１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。
【００９２】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はハロゲン化金属製の被エッチング部材としての塩化銅製（ＣｕＣｌ製）のＣｕＣｌ板部材７で塞がれている。ＣｕＣｌ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。チャンバ１の筒部の周囲にはアンテナ部材としてのコイル状のプラズマアンテナ２１が設けられ、プラズマアンテナ２１には整合器９及び電源１０が接続されて給電が行われる（プラズマ発生手段）。
【００９３】
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Ｃｌ２ を含有する原料ガス（Ｃｌ２ 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）を供給する原料ガス供給手段としてのＣｌ２ ガスノズル４１が接続されている。Ｃｌ２ ガスノズル４１には流量制御器４２を介してＣｌ２ ガスが送られる。
【００９４】
上述した金属膜作成装置では、チャンバ１の内部にＣｌ２ ガスノズル４１からＣｌ２ ガスを供給し、プラズマアンテナ２１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４３が発生する。Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００９５】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００９６】
上述した金属膜作製装置は、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、ＣｕＣｌ（ａｄ）に対しＣｌ＊ の一部が反応してＣｕ薄膜１６を作製しているので、成膜速度が更に速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３をＣｕＣｌ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。
【００９７】
そして、原料ガスとして安価なＣｌ２ ガスを用い、安価なＣｕＣｌ板部材７を使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００９８】
更に、チャンバ１の筒部の外側にコイル状のプラズマアンテナ２１を設けたので、大きなチャンバ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。
【００９９】
図１１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７実施形態例を説明する。図１１には本発明の第７実施形態例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、本実施例は、図４乃至図６に示した第３実施例に対応するものであり、図４乃至図６に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。また、図８乃至図１０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。
【０１００】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１の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）に制御されるようになっている。
【０１０１】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井板２２によって塞がれている。天井板２２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。
【０１０２】
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Ｃｌ２ を含有する原料ガス（Ｃｌ２ 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）を供給する原料ガス供給手段としてのＣｌ２ ガスノズル４１が接続されている。Ｃｌ２ ガスノズル４１には流量制御器４２を介してＣｌ２ ガスが送られる。
【０１０３】
尚、Ｃｌ２ ガスノズル４１を円周方向に複数設け、円周方向でＣｌ２ ガスノズル４１の開口方向を２方向以上に変更して設け、開口方向が異なるＣｌ２ ガスノズル４１を使い分けることにより、Ｃｌ２ ガスの供給状況（プラズマの発生状況）を制御することが可能である。また、Ｃｌ２ ガスノズル４１を設ける場所は、チャンバ１の上部に水平方向に設けたり、チャンバ１の上下に２段に設ける等が可能であり、図示例の状態に限定されるものではない。
【０１０４】
チャンバ１の上面の開口部と天井板２２との間には塩化銅製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材２３が挟持されている。被エッチング部材２３は、チャンバ１の上面の開口部に挟持されるリング部２４が備えられ、リング部２４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部２５が円周方向に複数設けられている（図４、図５に示したものと同一）。
【０１０５】
突起部２５は、リング部２４に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板２２とチャンバ１の内部との間には突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在した状態になっている（図５参照）。リング部２４はアースされており、複数の突起部２５は電気的につながれて同電位に維持されている（同電位維持手段）。
【０１０６】
尚、突起部２５の間に突起部２５よりも径方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更に、突起部２５と第２突起部との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となるＣｕＣｌの面積を確保することができる。
【０１０７】
天井板２２の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ２７（プラズマ発生手段）が設けられ、プラズマアンテナ２７は天井板２２の面と平行な平面リング状に形成されている。プラズマアンテナ２２には整合器９及び電源１０が接続されて給電が行われる。
【０１０８】
被エッチング部材２３は、リング部２４の内周側に突起部２５が円周方向に複数設けられ、突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在しているので（図５参照）、プラズマアンテナ２７の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井部材との間に突起部２５が配置された状態になっている。
【０１０９】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にＣｌ２ ガスノズル４１からＣｌ２ ガスを供給し、プラズマアンテナ２７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４３が発生する。プラズマアンテナ２７の下部には導電体である被エッチング部材２３が存在しているが、前述した第３実施形態例で説明した作用により（図６参照）被エッチング部材２３と基板３との間、即ち、被エッチング部材２３の下側にＣｌ２ ガスプラズマ４３が安定して発生するようになっている。
【０１１０】
Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ によりＣｕＣｌ板部材７にエッチング反応が生じ、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３のＣｌ＊ により離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、ＣｕＣｌ板部材７は図示しない温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【０１１１】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、ＣｕＣｌ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。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１１２】
上述した金属膜作製装置は、Ｃｌ２ ガスプラズマ４３を用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、ＣｕＣｌ（ａｄ）に対しＣｌ＊ の一部が反応してＣｕ薄膜１６を作製しているので、成膜速度が更に速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材２３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。
【０１１３】
また、被エッチング部材２３は、リング部２４の内周側に突起部２５が円周方向に複数設けられ、突起部２５の間で形成される切欠部２６（空間）が存在しているので（図５参照）、被エッチング部材２３に生じる誘導電流は基板３側からみてプラズマアンテナ２７の電気の流れと同一方向の流れとなる。これにより、導電体である被エッチング部材２３がプラズマアンテナ２７の下に存在していても、プラズマアンテナ２７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材２３の下側にＣｌ２ ガスプラズマ４３を安定して発生させることが可能となる。
【０１１４】
そして、原料ガスとして安価なＣｌ２ ガスを用い、安価なＣｕＣｌ製の被エッチング部材２３を使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１１５】
図１２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８実施形態例を説明する。図１２には本発明の第８実施形態例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、本実施例は、図７に示した第４実施例に対応するものであり、図７に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。また、図８乃至図１１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。
【０１１６】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製のチャンバ１の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）に制御されるようになっている。
【０１１７】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は、例えば、セラミックス製（絶縁材料製）の天井板３１によって塞がれている。天井板３１の下面には塩化銅製（ＣｕＣｌ製）の被エッチング部材３２が設けられ、被エッチング部材３２は四角錐形状となっている。チャンバ１の筒部の周囲には、スリット状の開口部３３が形成され、開口部３３には筒状の通路３４の一端がそれぞれ固定されている。
【０１１８】
通路３４の途中部には絶縁体製の筒状の励起室３５が設けられ、励起室３５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ３６が設けられ、プラズマアンテナ３６は整合器９及び電源１０に接続されて給電が行われる。通路３４の他端側には流量制御器１２が接続され、流量制御器１２を介して通路３４内にハロゲンとしてのＣｌ２ を含有する原料ガス（Ｃｌ２ 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）が供給される。
【０１１９】
プラズマアンテナ３６から電磁波を励起室３５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４３が発生する（生成手段）。つまり、Ｃｌ２ ガスをチャンバ１と隔絶した励起室３５で励起するようになっている。Ｃｌ２ ガスプラズマ４３の発生により励起Ｃｌが開口部３３からチャンバ１内に送られ、被エッチング部材３２が励起Ｃｌによりエッチングされる。
【０１２０】
被エッチング部材３２のエッチングにより、気相中にＣｕＣｌの離脱種１４が生成される。また、励起Ｃｌにより離脱種１４からＣｕとＣｌの解離種１５が生成される。このとき、被エッチング部材３２はヒータ３７等の温度制御手段により基板３の温度より高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【０１２１】
チャンバ１の内部で生成された離脱種１４及び解離種１５は、被エッチング部材３２よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。解離種１５のＣｕ成分が基板３に成膜されると共に、離脱種１４のＣｕＣｌと解離種１５のＣｌが反応してＣｌ２ が放出されＣｕ成分が基板３に成膜される。これにより、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１２２】
上述した金属膜作製装置は、励起Ｃｌを用いてエッチング反応により離脱種１４及び解離種１５を生成し、直接還元反応によりＣｕ薄膜１６を作製しているので、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、ＣｕＣｌ（ａｄ）に対し励起Ｃｌの一部が反応してＣｕ薄膜１６を作製しているので、成膜速度が更に速くなる。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材３２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。
【０１２３】
そして、原料ガスとして安価なＣｌ２ ガスを用い、安価なＣｕＣｌ製の被エッチング部材３２を使用するだけでＣｕ薄膜１６を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１２４】
更に、チャンバ１と隔絶した励起室３５でＣｌ２ ガスプラズマ４３を発生させるようにしているので、基板３がプラズマに晒されることがなくなり、基板３にプラズマによる損傷が生じることがない。例えば、前工程で別材料の膜が成膜された基板３では、前工程で成膜された材料の膜に損傷が生じることがなくなる。
【０１２５】
尚、励起室３３でＣｌ２ ガスプラズマ４３を発生させる手段（励起手段）としては、マイクロ波、レーザ、電子線、放射光等を用いることも可能である。
【０１２６】
【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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、希ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１２７】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１２８】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１２９】
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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、被エッチング部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、希ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１３０】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１３１】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、被エッチング部材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。
【０１３２】
また、本発明の金属膜作製装置は、基板が収容される円筒状のチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、希ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１３３】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１３４】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、チャンバの筒部の外側にコイル状のアンテナ部材を設けたので、大きな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。
【０１３５】
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、チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、希ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１３６】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１３７】
そして、導電体である被エッチング部材がアンテナ部材の下に存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材の下側に希ガスプラズマを安定して発生させることが可能となると共に、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１３８】
また、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、チャンバとは隔絶した部位で希ガスをプラズマ化し励起された希ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、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解離種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、励起希ガス成分を用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１３９】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１４０】
そして、還元反応を行う原料ガスを全く必要としないため、原料ガスのための附帯設備が不要となり、設備コストを大幅に低減することができると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び希ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、チャンバと隔絶して希ガスプラズマを発生させるようにしているので、基板がプラズマに晒されることがなくなり、基板にプラズマによる損傷が生じることがない。
【０１４１】
そして、希ガスはアルゴンであるので、安価なアルゴンガスを使用することができる。
【０１４２】
また、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ハロゲン化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、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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、ハロゲンを含有する原料ガスの原料ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１４３】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能となる。
【０１４４】
そして、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及びハロゲンを含有する原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１４５】
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ハロゲン化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うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、ハロゲンを含有する原料ガスの原料ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１４６】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１４７】
そして、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及び原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、被エッチング部材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。
【０１４８】
また、本発明の金属膜作製装置は、基板が収容される円筒状のチャンバと、基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化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、チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、ハロゲンを含有する原料ガスの原料ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１４９】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１５０】
そして、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及びハロゲンを含有する原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、チャンバの筒部の外側にコイル状のアンテナ部材を設けたので、大きな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。
【０１５１】
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、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、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることにより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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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、ハロゲンを含有する原料ガスの原料ガスプラズマを用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１５２】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１５３】
そして、導電体である被エッチング部材がアンテナ部材の下に存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材の下側に希ガスプラズマを安定して発生させることが可能となると共に、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及びハロゲンを含有する原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【０１５４】
また、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、チャンバとは隔絶した部位でハロゲンを含有する原料ガスをプラズマ化し励起された原料ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、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解離種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、励起ハロゲンガス成分を用いてエッチング反応により離脱種及び解離種を生成し、直接還元反応により金属膜を作製することができる。
【０１５５】
この結果、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作製できる金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１５６】
そして、安価なハロゲン化金属製の被エッチング部材及びハロゲンを含有する原料ガスを使用するだけで金属膜を作製することができるので、ランニングコストを大幅に低減することができ、更に、チャンバと隔絶してハロゲンガスプラズマを発生させるようにしているので、基板がプラズマに晒されることがなくなり、基板にプラズマによる損傷が生じることがない。
【０１５７】
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ので、安価な塩素ガスを使用することができる。
【０１５８】
そして、被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させるようにしたので、安価な塩化銅を使用してＣｕ膜を生成することができる。
【０１５９】
また、ハロゲン化金属の金属成分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ので、タンタルもしくはタングステンの膜を生成することができる。
【０１６０】
本発明の金属膜作製方法は、基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ、希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種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作製できる金属膜作製方法とすることが可能になる。
【０１６１】
そして、希ガスはアルゴンであるので、安価なアルゴンガスを使用することができる。
【０１６２】
本発明の金属膜作製方法は、基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、ハロゲンガスプラズマでハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共にハロゲンガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種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作製できる金属膜作製方法とすることが可能になる。
【０１６３】
そして、ハロゲンガスプラズマを発生させるハロゲンは塩素を含有する原料ガスであるので、安価な塩素ガスを使用することができる。
【０１６４】
また、被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させると共に基板上のＣｕＣｌにＣｌを反応させてＣｌ２ として放出させることで基板にＣｕを成膜させるようにしたので、安価な塩化銅を使用してＣｕ膜を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面図。
【図２】成膜の概念状況説明図。
【図３】本発明の第２実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面図。
【図４】本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略側面図。
【図５】図４中のＸ−Ｘ 線矢視図。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ 線矢視図。
【図７】本発明の第４実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【図８】本発明の第５実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【図９】成膜の概念状況説明図。
【図１０】本発明の第６実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【図１１】本発明の第７実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【図１２】本発明の第８実施例に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略構成図。
【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 冷媒流通手段
６ 温度制御手段
７ ＣｕＣｌ板部材
８ 真空装置
９ 整合器
１０ 電源
１１ Ａｒガスノズル
１２，４２ 流量制御器
１３ Ａｒガスプラズマ
１４ 離脱種
１５ 解離種
１６ Ｃｕ薄膜
１７ 排気口
２１ プラズマアンテナ
２２ 天井板
２３ 被エッチング部材
２４ リング部材
２５ 突起部
２６ 切欠部
２７ プラズマアンテナ
３１ 天井板
３２ 被エッチング部材
３３ 開口部
３４ 通路
３５ 励起室
３６ プラズマアンテナ
４１ Ｃｌ２ ガスノズル
４３ Ｃｌ２ ガスプラズマ
Claims (19)
- 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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。 - 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ハロゲン化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希ガスを供給する希ガス供給手段と、
被エッチング部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。 - 基板が収容される円筒状のチャンバと、
基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、
チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、
チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、
アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。 - 基板が収容され上方が開口するチャンバと、
チャンバ内に希ガスを供給する希ガス供給手段と、
チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、
天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、
アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ希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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。 - 基板が収容されるチャンバと、
チャンバとは隔絶した部位で希ガスをプラズマ化し励起された希ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、
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解離種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。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
希ガスはアルゴンであることを特徴とする金属膜作製装置。 - 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ハロゲン化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、
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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。 - 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ハロゲン化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うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。 - 基板が収容される円筒状のチャンバと、
基板に対向する位置におけるチャンバの上方部に設けられるハロゲン化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、
チャンバの筒部の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのコイル状のアンテナ部材と、
アンテナ部材に給電を行うことでチャンバ内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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。 - 基板が収容され上方が開口するチャンバと、
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、
チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、
天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、
アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置されるハロゲン化金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることにより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気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に原料ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種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解離種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。 - 基板が収容されるチャンバと、
チャンバとは隔絶した部位でハロゲンを含有する原料ガスをプラズマ化し励起された原料ガス成分によりハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成する生成手段と、
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解離種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。 - 請求項７乃至請求項１１のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、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。
- 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させることを特徴とする金属膜作製装置。 - 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項にに記載の金属膜作製装置において、
ハロゲン化金属の金属成分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。 - 基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化して希ガスプラズマを発生させ、希ガスプラズマでハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共に希ガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種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。
- 請求項１５に記載の金属膜作製方法において、
希ガスプラズマを発生させる希ガスはアルゴンであることを特徴とする金属膜作製方法。 - 基板が収容されるチャンバ内の内部をプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、ハロゲンガスプラズマでハロゲン化金属製の被エッチング部材をエッチングすることにより気相中にハロゲン化金属の離脱種を生成すると共にハロゲンガスプラズマにより離脱種からハロゲンと金属の解離種を生成し、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解離種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。
- 請求項１７に記載の金属膜作製方法において、
ハロゲンガスプラズマを発生させるハロゲン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。 - 請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の金属膜作製方法において、
被エッチング部材を塩化銅製とすることにより、離脱種としてＣｕＣｌを生成すると共に解離種としてＣｕ及びＣｌを生成し、基板にＣｕを成膜させると共に基板上のＣｕＣｌにＣｌを反応させてＣｌ２ として放出させることで基板にＣｕを成膜させることを特徴とする金属膜作製方法。
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