JP2008081754A - Thin film production device and thin film production method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a thin film in a state where damage to the base caused by halogen radicals is eliminated without reducing a film deposition rate. <P>SOLUTION: CuCl is produced on a substrate 3. Thereafter, the degree of the matching in a matching unit 9 is changed by a controlling means 11, so as to reduce reactive components. An impedance is changed, and effective electric power äincident energy: RF (radio frequency) power} is increased. Thus, the CuCl as the base is functioned as an etching protective film for chlorine radicals Cl*, so as to produce a thin film of a Cu component on the substrate 3 (on the barrier metal film), and the Cu film is produced in a state where damage to the base caused by the chlorine radicals Cl* is eliminated without reducing a film deposition rate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、膜作製速度を低下させることなく薄膜作製時の被処理体への損傷を抑制することができる薄膜作製装置及び薄膜作製方法に関する。   The present invention relates to a thin film production apparatus and a thin film production method capable of suppressing damage to an object to be processed during thin film production without reducing the film production speed.

現在、半導体等の製造においては、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置を用いた成膜が知られている。プラズマCVD装置とは、真空処理容器としてのチャンバ内に導入した膜の材料となる有機金属錯体等のガスを、高周波アンテナから入射する高周波によりプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子によって基板表面の化学的な反応を促進して金属薄膜等を成膜する装置である。   Currently, in the manufacture of semiconductors and the like, film formation using a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus is known. A plasma CVD apparatus is a gas such as an organometallic complex, which is a material of a film introduced into a chamber as a vacuum processing container, is changed to a plasma state by a high frequency incident from a high frequency antenna, and the substrate surface is activated by active excited atoms in the plasma. This is an apparatus for forming a metal thin film or the like by promoting the chemical reaction.

これに対し、本発明者等は、高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属成分であって、成膜を望む金属成分からなる被エッチング部材をチャンバに設置し、ハロゲンガスをプラズマ化して前記被エッチング部材をハロゲンのラジカルによりエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させるとともに、前駆体の金属成分のみを基板上に成膜するプラズマCVD装置(以下、新方式のプラズマCVD装置という)および成膜方法を開発した(例えば、下記、特許文献1参照)。   On the other hand, the present inventors installed a member to be etched, which is a metal component for producing a high vapor pressure halide, and made of a metal component desired to be formed into a chamber, and converted the halogen gas into plasma to form the member to be etched. A plasma CVD apparatus (hereinafter referred to as a new type of plasma CVD apparatus) that forms a precursor, which is a halide of a metal component, by etching with a radical of halogen, and deposits only the metal component of the precursor on a substrate. And a film forming method has been developed (for example, see Patent Document 1 below).

上記新方式のプラズマCVD装置では、成膜される金属源となる被エッチング部材の温度に対して基板の温度が低くなるように制御して基板に当該金属膜を成膜している。例えば、被エッチング部材の金属をM、ハロゲンガスをCl2とした場合、被エッチング部材を高温(例えば300℃〜700℃)に、また基板を低温(例えば200℃程度)に制御することにより、前記基板にM薄膜を形成することができる。これは、次のような反応によるものと考えられる。 In the above-described plasma CVD apparatus of the new type, the metal film is formed on the substrate by controlling the temperature of the substrate to be lower than the temperature of the member to be etched which is a metal source to be formed. For example, when the metal of the member to be etched is M and the halogen gas is Cl 2 , the member to be etched is controlled to a high temperature (for example, 300 ° C. to 700 ° C.) and the substrate is controlled to a low temperature (for example, about 200 ° C.) An M thin film can be formed on the substrate. This is thought to be due to the following reaction.

(i)プラズマの解離反応;Cl2→2Cl*
(ii)エッチング反応;M+Cl*→MCl(g)
(iii)基板への吸着反応;MCl(g)→MCl(ad)
(iv)成膜反応;MCl(ad)+Cl* →M+Cl2
(I) Plasma dissociation reaction; Cl 2 → 2Cl *
(Ii) Etching reaction; M + Cl * → MCl (g)
(Iii) Adsorption reaction on the substrate; MCl (g) → MCl (ad)
(Iv) Film formation reaction; MCl (ad) + Cl * → M + Cl 2

ここで、Cl*はClのラジカルであることを、(g)はガス状態であることを、(ad)は吸着状態であることをそれぞれ表している。 Here, Cl * represents a Cl radical, (g) represents a gas state, and (ad) represents an adsorption state.

新方式のCVD装置においては、MClとCl*との割合を適正に保つことで、成膜反応が適切に行われる。即ち、成膜条件として、Cl2ガスの流量、圧力、パワー、基板及び被エッチング部材の温度、基板と被エッチング部材との距離等を適正に設定することで、MClとCl*との割合をほぼ等しく制御することができ、成膜速度を低下させることなく、しかも、基板に対してCl*によるエッチング過多が生じることなくMが析出される。 In the new type CVD apparatus, the film forming reaction is appropriately performed by keeping the ratio of MCl and Cl * appropriately. That is, as the film formation conditions, the ratio of MCl and Cl * is set by appropriately setting the flow rate of Cl 2 gas, pressure, power, the temperature of the substrate and the member to be etched, the distance between the substrate and the member to be etched, and the like. It can be controlled almost equally, and M is deposited without reducing the deposition rate and without causing excessive etching by Cl * on the substrate.

しかし、プロセス条件を適正に設定してもMClとCl*との割合を常に等しく制御することは困難であり、プラズマの状態を観察してプロセス条件をフィードバック制御する等の制御を行う必要があった。特に、Cl*の割合が過多になると基板にダメージを与えることになり、予めバリアメタル等が作製された基板に対して薄膜を作製する場合には、バリアメタルに損傷を与えない条件を設定する必要があった。このため、観察用の機器を付加したり損傷の抑制を最優先にするプロセス条件を設定しているのが現状であった。 However, even if the process conditions are set appropriately, it is difficult to always control the ratio of MCl and Cl * to be equal, and it is necessary to perform control such as observing the plasma state and performing feedback control of the process conditions. It was. In particular, if the ratio of Cl * is excessive, the substrate will be damaged. When a thin film is formed on a substrate on which a barrier metal or the like has been prepared in advance, conditions that do not damage the barrier metal are set. There was a need. For this reason, the present condition is that the process condition which attaches the apparatus for observation or gives priority to suppression of damage is set.

特開2003−147534号公報JP 2003-147534 A

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、被処理体表面への損傷を抑制して薄膜を作製することができる薄膜作製装置及び薄膜作製方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can produce a thin film while suppressing damage to the surface of the object to be processed without complicating the apparatus and without setting special process conditions. An object of the present invention is to provide a thin film manufacturing apparatus and a thin film manufacturing method.

上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の薄膜作製装置は、被処理体が収容されるチャンバと、原料を含有する金属製の被エッチング部材と、チャンバの内部にハロゲンを含有するガスを供給するハロゲン含有ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化しハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成すると共にハロゲンラジカル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ハロゲンとからなる前駆体を生成するプラズマ発生手段と、被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすることで前駆体の金属成分を成膜させる温度制御手段と、プラズマ発生手段のプラズマ発生状況を調整することにより被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製する調整手段とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a thin film manufacturing apparatus according to a first aspect of the present invention includes a chamber in which an object to be processed is accommodated, a metal member to be etched containing a raw material, and halogen inside the chamber. A halogen-containing gas supply means for supplying a gas, and a metal component contained in the member to be etched by generating a halogen radical by plasmaizing the inside of the chamber to generate a halogen-containing gas plasma and etching the member to be etched with the halogen radical A plasma generating means for generating a precursor composed of carbon and halogen, a temperature control means for forming a metal component of the precursor by forming the temperature of the object to be processed lower than the temperature of the member to be etched, and a plasma generating means The metal component is prepared after preparing the precursor on the surface of the object by adjusting the plasma generation status. Characterized in that an adjusting means.

請求項1に係る本発明では、調整手段によりプラズマの発生状況を調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製するので、観察装置を用いた制御を行ったり、特別なプロセス条件を設定することなく、成膜速度を低下させることなくハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制することができる。   In the present invention according to claim 1, the plasma generation state is adjusted by the adjusting means, and the metal component is produced after producing the precursor on the surface of the object to be processed. It is possible to suppress excessive etching of the metal component due to halogen radicals without setting appropriate process conditions and without decreasing the film formation rate.

そして、請求項2に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項1に記載の薄膜作製装置において、プラズマ発生手段は、コンデンサ容量が可変とされた整合器を介して交流電源に接続されてチャンバ内に電磁波を入射する高周波アンテナであり、調整手段は、高周波アンテナからの電磁波の入射エネルギーを調整することを特徴とする。   The thin film production apparatus of the present invention according to claim 2 is the thin film production apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating means is connected to an AC power source via a matching unit having a variable capacitor capacity. A high-frequency antenna that enters an electromagnetic wave therein, and the adjusting means adjusts incident energy of the electromagnetic wave from the high-frequency antenna.

請求項2に係る本発明では、高周波アンテナからの電磁波の入射エネルギーを調整することで、入射エネルギーを応答性良く調整することができ、調整薄膜作製速度を低下させることなく被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製することができる。   In the present invention according to claim 2, by adjusting the incident energy of the electromagnetic wave from the high frequency antenna, the incident energy can be adjusted with good responsiveness, and the surface of the object to be processed can be adjusted without reducing the adjustment thin film production speed. The metal component can be made after making the precursor.

また、請求項3に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項2に記載の薄膜作製装置において、調整手段は、整合器のコンデンサ容量の変更によりインピーダンスを変化させて有効電力を調整することで入射エネルギーを調整する手段であることを特徴とする。   The thin film production apparatus of the present invention according to claim 3 is the thin film production apparatus according to claim 2, wherein the adjusting means adjusts the active power by changing the impedance by changing the capacitor capacity of the matching unit. It is a means for adjusting the incident energy.

請求項3に係る本発明では、インピーダンスを変化させて有効電力を調整することで、入射エネルギーを電気的な制御で応答性良く調整することができる。   In the present invention according to claim 3, by adjusting the active power by changing the impedance, the incident energy can be adjusted with good responsiveness by electrical control.

また、請求項4に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項2に記載の薄膜作製装置において、調整手段は、高周波アンテナの位置を変更してとプラズマとの結合度合いを変化させることで入射エネルギーを調整するアンテナ昇降手段であることを特徴とする。   The thin film production apparatus of the present invention according to claim 4 is the thin film production apparatus according to claim 2, wherein the adjusting means changes the degree of coupling with the plasma by changing the position of the high frequency antenna. It is an antenna lifting / lowering means for adjusting energy.

請求項4に係る本発明では、アンテナ昇降手段により高周波アンテナを昇降させることで入射エネルギーを簡単な機構で応答性良く調整することができる。   In this invention which concerns on Claim 4, incident energy can be adjusted with sufficient responsiveness with a simple mechanism by raising / lowering a high frequency antenna by an antenna raising / lowering means.

また、請求項5に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項2に記載の薄膜作製装置において、調整手段は、高周波アンテナとチャンバとの間に高周波アンテナの電流の流れ方向に対して金属部材を不連続に配してプラズマとの結合度合いを変化させることで、入射エネルギーを調整する結合度合い変化手段であることを特徴とする。   The thin film production apparatus of the present invention according to claim 5 is the thin film production apparatus according to claim 2, wherein the adjusting means is a metal member between the high frequency antenna and the chamber with respect to the current flow direction of the high frequency antenna. It is characterized by being a coupling degree changing means for adjusting the incident energy by discontinuously disposing and changing the degree of coupling with plasma.

請求項5に係る本発明では、高周波アンテナとチャンバとの間に金属部材を配することで、入射エネルギーを簡単な機構で応答性良く調整することができる。   In this invention which concerns on Claim 5, incident energy can be adjusted with sufficient responsiveness with a simple mechanism by arrange | positioning a metal member between a high frequency antenna and a chamber.

また、請求項6に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項5に記載の薄膜作製装置において、高周波アンテナは、チャンバの上面に配される平面リング状のアンテナであり、結合度合い変化手段は、高周波アンテナの電流の流れ方向に対して金属部材と絶縁部材とが交互に配されたファラデープレートであることを特徴とする。   The thin film production apparatus of the present invention according to claim 6 is the thin film production apparatus according to claim 5, wherein the high frequency antenna is a planar ring-shaped antenna disposed on the upper surface of the chamber, and the coupling degree changing means is The Faraday plate is characterized in that metal members and insulating members are alternately arranged with respect to the direction of current flow of the high-frequency antenna.

請求項6に係る本発明では、金属部材と絶縁部材とが交互に配されたファラデープレートを挿入することで、入射エネルギーを簡単な機構で応答性良く調整することができる。   In this invention which concerns on Claim 6, incident energy can be adjusted with sufficient responsiveness with a simple mechanism by inserting the Faraday plate by which the metal member and the insulating member were alternately arranged.

また、請求項7に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の薄膜作製装置において、被処理体の表面には窒化タンタルのバリアメタルが作製されていることを特徴とする。   The thin film production apparatus of the present invention according to claim 7 is the thin film production apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a tantalum nitride barrier metal is produced on the surface of the object to be processed. It is characterized by.

請求項7に係る本発明では、ハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制した状態で窒化タンタルの表面に金属製分を作製することができ、バリアメタルの損傷を抑制することができる。   In the present invention according to claim 7, a metal portion can be formed on the surface of tantalum nitride while suppressing excessive etching of the metal component by the halogen radical, and damage to the barrier metal can be suppressed.

上記目的を達成するための請求項8に係る本発明の薄膜作製方法は、被処理体が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有するガスを供給し、交流電源から給電される高周波アンテナからの電磁波を入射してハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルにより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被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとからなる前駆体を生成し、被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、高周波電源による回路のインピーダンスを変化させて有効電力を調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the thin film manufacturing method of the present invention according to claim 8 provides an electromagnetic wave from a high-frequency antenna fed with a gas containing halogen into a chamber in which an object to be processed is accommodated and fed from an AC power source. To generate a halogen-containing gas plasma to generate a halogen radical, and etching the metal member to be etched with the halogen radical generates a precursor composed of a metal component and halogen contained in the member to be etched. The temperature of the object to be processed is made lower than the temperature of the member to be etched, the effective power is adjusted by changing the impedance of the circuit by the high-frequency power source, and the metal component is prepared after preparing the precursor on the surface of the object to be processed It is characterized by doing.

請求項8に係る本発明では、回路のインピーダンスを変化させて有効電力を調整することで、入射エネルギーを電気的な制御で応答性良く調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製するので、観察装置を用いた制御を行ったり、特別なプロセス条件を設定することなく、薄膜作製速度を低下させずにハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制することができる。   In the present invention according to claim 8, after adjusting the effective power by changing the impedance of the circuit, the incident energy is adjusted with good response by electrical control, and the precursor is produced on the surface of the object to be processed. Since the metal component is produced, excessive etching of the metal component due to halogen radicals can be suppressed without reducing the thin film production rate without performing control using an observation apparatus or setting special process conditions.

上記目的を達成するための請求項9に係る本発明の薄膜作製方法は、被処理体が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有するガスを供給し、交流電源から給電される高周波アンテナからの電磁波を入射してハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルにより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被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとからなる前駆体を生成し、被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、高周波アンテナのプラズマとの結合度合いを変化させ、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the thin film manufacturing method of the present invention according to claim 9 is an electromagnetic wave from a high frequency antenna fed with a halogen-containing gas into a chamber in which an object to be processed is housed and fed from an AC power source. To generate a halogen-containing gas plasma to generate a halogen radical, and etching the metal member to be etched with the halogen radical generates a precursor composed of a metal component and halogen contained in the member to be etched. The temperature of the object to be processed is made lower than the temperature of the member to be etched, the degree of coupling with the plasma of the high frequency antenna is changed, and the metal component is prepared after preparing the precursor on the surface of the object to be processed And

請求項9に係る本発明では、高周波アンテナのプラズマとの結合度合いを変化させることで、入射エネルギーを応答性良く調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製するので、観察装置を用いた制御を行ったり、特別なプロセス条件を設定することなく、薄膜作製速度を低下させずにハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制することができる。   In the present invention according to claim 9, the incident energy is adjusted with good responsiveness by changing the degree of coupling with the plasma of the high frequency antenna, and the metal component is produced after the precursor is produced on the surface of the object to be processed. Further, it is possible to suppress excessive etching of the metal component due to halogen radicals without performing control using an observation apparatus or setting special process conditions and without reducing the thin film production rate.

そして、請求項10に係る本発明の薄膜作製方法は、請求項8もしくは請求項9に記載の薄膜作製方法において、表面に窒化タンタルのバリアメタルが作製された被処理体に金属成分を成膜することを特徴とする。   A thin film production method according to a tenth aspect of the present invention is the thin film production method according to the eighth or ninth aspect, wherein a metal component is formed on a target object having a surface formed with a tantalum nitride barrier metal. It is characterized by doing.

請求項10に係る本発明では、ハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制した状態で窒化タンタルの表面に金属製分を作製することができ、バリアメタルの損傷を抑制することができる。   In the present invention according to claim 10, a metal portion can be formed on the surface of tantalum nitride in a state where excessive etching of the metal component by halogen radicals is suppressed, and damage to the barrier metal can be suppressed.

本発明の薄膜作製装置及び薄膜作製方法は、装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、被処理体表面への損傷を抑制して成膜速度を低下させることなく薄膜を作製することができる薄膜作製装置及び薄膜作製方法となる。   The thin film production apparatus and thin film production method of the present invention reduce the film formation rate by suppressing damage to the surface of the object to be processed without complicating the apparatus and without setting special process conditions. Thus, a thin film manufacturing apparatus and a thin film manufacturing method capable of manufacturing a thin film are provided.

図1には本発明の第1実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面、図2にはRFパワーの経時変化、図3には前駆体と塩素ラジカルの状態の概念、図4には薄膜作製状況、図5には本発明の第2実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面、図6には本発明の第3実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面、図7にはファラデープレートの平面視を示してある。   FIG. 1 is a schematic side view of a thin film production apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time-dependent change of RF power, FIG. 3 is a concept of precursor and chlorine radical states, and FIG. FIG. 5 is a schematic side view of a thin film production apparatus according to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic side view of a thin film production apparatus according to the third embodiment of the present invention, and FIG. A plan view of the plate is shown.

第1実施形態例乃至第3実施形態例は、金属としての銅(Cu)製の被エッチング部材が備えられたチャンバ内にハロゲンを含有する作用ガスとしてのCl2ガスを供給し、誘導プラズマを発生させてCl2ガスプラズマを発生させて塩素ラジカル(Cl*)を生成し、塩素ラジカル(Cl*)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Cu成分とCl2ガス成分との前駆体CuClを生成し、基板側の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすることにより、前駆体CuClが塩素ラジカル(Cl*)で還元された状態のCu成分を基板の表面に吸着(堆積)させるようにした薄膜作製装置である。そして、一例として、基板の表面には、Cu薄膜の拡散を防止すると共にCu成分の密着性を向上させるためのバリアメタル(窒化タンタル:TaN)が形成されている。 In the first embodiment to the third embodiment, Cl 2 gas as a working gas containing halogen is supplied into a chamber provided with a member to be etched made of copper (Cu) as metal, and induction plasma is generated. And generating Cl 2 gas plasma to generate chlorine radicals (Cl * ), and etching the member to be etched with chlorine radicals (Cl * ) to thereby form a Cu component and a Cl 2 gas component contained in the member to be etched. The precursor CuCl is produced, and the temperature on the substrate side is made lower than the temperature of the member to be etched, so that the Cu component in a state where the precursor CuCl is reduced by chlorine radicals (Cl * ) is adsorbed on the surface of the substrate ( This is a thin film manufacturing apparatus designed to be deposited). As an example, a barrier metal (tantalum nitride: TaN) for preventing the diffusion of the Cu thin film and improving the adhesion of the Cu component is formed on the surface of the substrate.

(第1実施形態例)
図1乃至図4に基づいて第1実施形態例を説明する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS.

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(絶縁材製)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。基板3の表面にはTaNのバリアメタルが形成されている。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℃から300℃に維持される温度)に制御される。尚、チャンバの形状は円筒状に限らず、例えば、矩形状のチャンバを適用することも可能である。また、基板3の温度を制御する温度制御手段6としては、ヒータ4及び冷媒流通手段5に限らず、基板3の温度を所定の温度に制御できるものであればよい。   As shown in FIG. 1, a support base 2 is provided in the vicinity of the bottom of a chamber 1 made of, for example, ceramics (made of an insulating material), and a substrate 3 is placed on the support base 2. . A TaN barrier metal is formed on the surface of the substrate 3. The support base 2 is provided with a temperature control means 6 including a heater 4 and a refrigerant flow means 5, and the support base 2 is set to a predetermined temperature (for example, a temperature at which the substrate 3 is maintained at 100 ° C. to 300 ° C.) ) Is controlled. The shape of the chamber is not limited to a cylindrical shape, and for example, a rectangular chamber can be applied. Further, the temperature control means 6 for controlling the temperature of the substrate 3 is not limited to the heater 4 and the refrigerant flow means 5, and any means can be used as long as the temperature of the substrate 3 can be controlled to a predetermined temperature.

チャンバ1の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材料製(例えば、石英製)の板状の天井板7によって塞がれている。天井板7の上方にはチャンバ1の内部をプラズマ化するためのプラズマアンテナ8が設けられ、プラズマアンテナ8は天井板7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8には整合器9及び交流電源としての電源10が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ8、整合器9及び電源10により誘導プラズマを発生させるプラズマ発生手段が構成されている。   The upper surface of the chamber 1 is an opening, and the opening is closed by a plate-like ceiling plate 7 made of an insulating material (for example, made of quartz). A plasma antenna 8 for converting the inside of the chamber 1 into plasma is provided above the ceiling plate 7, and the plasma antenna 8 is formed in a planar ring shape parallel to the surface of the ceiling plate 7. The plasma antenna 8 is connected to a matching unit 9 and a power source 10 as an AC power source, and is supplied with a high frequency. Plasma generating means for generating induction plasma is constituted by the plasma antenna 8, the matching unit 9 and the power source 10.

整合器9は可変容量形のコンデンサであり、調整手段としての制御手段11により整合器9のマッチング度合い(コンデンサ容量)が調整される。マッチング度合いを変えて無効分を大きくする(反射を大きくする)ことで、インピーダンスを変化させて有効電力(入射エネルギー:RFパワー)が調整される。   The matching unit 9 is a variable capacitance type capacitor, and the matching degree (capacitor capacity) of the matching unit 9 is adjusted by the control unit 11 as the adjusting unit. By changing the degree of matching and increasing the ineffective amount (increasing reflection), the impedance is changed and the effective power (incident energy: RF power) is adjusted.

チャンバ1には金属として銅(Cu)製の被エッチング部材12が絶縁体製の円環部材13に支持され、被エッチング部材12は格子状とされている。被エッチング部材12は格子状とされることで、プラズマアンテナ8の電気の流れに対して基板3と天井板7の間に不連続状態で配置された状態になっている。即ち、被エッチング部材12はプラズマアンテナ8の電気の流れ方向である周方向に対して構造的に不連続な状態とされている。   In the chamber 1, a member to be etched 12 made of copper (Cu) as a metal is supported by an annular member 13 made of an insulator, and the member to be etched 12 has a lattice shape. Since the member 12 to be etched is in a lattice shape, it is disposed in a discontinuous state between the substrate 3 and the ceiling plate 7 with respect to the electric flow of the plasma antenna 8. That is, the member 12 to be etched is structurally discontinuous with respect to the circumferential direction, which is the direction of electricity flow of the plasma antenna 8.

尚、プラズマアンテナ8の電気の流れに対して不連続状態にする被エッチング部材の構成としては、円環部材13の内側にチャンバ1の中心側に延びる突起部を設けたり、網目状に構成する等とすることも可能である。また、被エッチング部材としては、タンタル、タングステン、チタンを始めハロゲン化物形成金属であれば銅に限定されない。   In addition, as a structure of the member to be etched that is discontinuous with respect to the electric flow of the plasma antenna 8, a protrusion extending toward the center of the chamber 1 is provided inside the annular member 13, or a mesh shape is formed. Or the like. The member to be etched is not limited to copper as long as it is a halide forming metal such as tantalum, tungsten, and titanium.

被エッチング部材12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塩素含有ガス(Cl2ガス)14を供給するガスノズル15が設けられている。ガスノズル15には流量及び圧力が制御される流量制御器16を介してCl2ガス14が送られる(ハロゲン含有ガス供給手段)。 A gas nozzle 15 for supplying a chlorine-containing gas (Cl 2 gas) 14 containing chlorine as a halogen to the inside of the chamber 1 is provided in the cylindrical portion of the chamber 1 above the member to be etched 12. A Cl 2 gas 14 is sent to the gas nozzle 15 via a flow rate controller 16 whose flow rate and pressure are controlled (halogen-containing gas supply means).

成膜に関与しないガス等は排気口17から排気される。天井板7によって塞がれたチャンバ1の内部は真空装置18によって所定の圧力に維持される。   Gases that are not involved in film formation are exhausted from the exhaust port 17. The inside of the chamber 1 closed by the ceiling plate 7 is maintained at a predetermined pressure by the vacuum device 18.

上述した薄膜作製装置では、チャンバ1の内部にガスノズル15からCl2ガス14を供給する。プラズマアンテナ8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14をイオン化してCl2ガスプラズマ20を発生させ、チャンバ1内にClラジカルを生成する。この時の反応は、次式で表すことができる。
Cl2→2Cl* ・・・・(1)
ここで、Cl*は塩素ラジカルを表す。
In the thin film manufacturing apparatus described above, the Cl 2 gas 14 is supplied from the gas nozzle 15 into the chamber 1. When the electromagnetic wave enters the chamber 1 from the plasma antenna 8, the Cl 2 gas 14 is ionized to generate a Cl 2 gas plasma 20, and Cl radicals are generated in the chamber 1. The reaction at this time can be expressed by the following formula.
Cl 2 → 2Cl * (1)
Here, Cl * represents a chlorine radical.

生成されたガスプラズマ20がCu製の被エッチング部材12に作用することにより、被エッチング部材12が加熱されると共に、Cuに均一な分布でエッチング反応が生じる。この時の反応は、例えば、次式で表される。
Cu(s)+Cl*→CuCl(g) ・・・・(2)
ここで、sは固体状態、gはガス状態を表す。式(2)は、Cuがガスプラズマ(塩素ラジカルCl*)18によりエッチングされ、前駆体19とされた状態である。
The generated gas plasma 20 acts on the member to be etched 12 made of Cu, whereby the member to be etched 12 is heated and an etching reaction occurs in Cu with a uniform distribution. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
Cu (s) + Cl * → CuCl (g) (2)
Here, s represents a solid state and g represents a gas state. Formula (2) is a state in which Cu is etched by gas plasma (chlorine radical Cl * ) 18 to be a precursor 19.

ガスプラズマ20を発生させることにより被エッチング部材12を加熱し(例えば、300℃〜700℃)、更に、温度制御手段6により基板3の温度を被エッチング部材12の温度よりも低い温度(例えば、100℃〜300℃)に設定する。この結果、均一に分布された前駆体19は基板3に吸着(堆積)される。この時の反応は、例えば、次式で表される。
CuCl(g)→CuCl(ad) ・・・・(3)
The member to be etched 12 is heated by generating the gas plasma 20 (for example, 300 ° C. to 700 ° C.), and the temperature of the substrate 3 is lower than the temperature of the member to be etched 12 by the temperature control means 6 (for example, 100 ° C. to 300 ° C.). As a result, the uniformly distributed precursor 19 is adsorbed (deposited) on the substrate 3. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
CuCl (g) → CuCl (ad) (3)

基板3に吸着したCuClは、塩素ラジカルCl*により還元されてCu成分となる。この時の反応式は、例えば、次式で表される。
CuCl(ad)+Cl*→Cu(s)+Cl2↑ ・・・・(4)
CuCl adsorbed on the substrate 3 is reduced by the chlorine radical Cl * to become a Cu component. The reaction formula at this time is represented by the following formula, for example.
CuCl (ad) + Cl * → Cu (s) + Cl 2 ↑ (4)

上述した薄膜作製装置においては、(3)式及び(4)式の反応の際に、以下に示した調整制御が行われる。   In the thin film production apparatus described above, the following adjustment control is performed in the reactions of the equations (3) and (4).

制御手段11により整合器9のマッチング度合い(コンデンサ容量)が調整される。即ち、図2に示すように、膜作製の初期の段階(時間t1)でマッチング度合いを変えて無効分を大きくし(反射を大きくし)、インピーダンスを変化させて有効電力(入射エネルギー:RFパワー)を小さくする。これにより、図3(a)に示すように、塩素ラジカルCl*の基板3への供給量が少なくなり、図4(a)に示すように、還元反応が進まずにCuCl(前駆体)が基板3上(バリアメタル膜上)に作製される。 The matching degree (capacitor capacity) of the matching unit 9 is adjusted by the control means 11. That is, as shown in FIG. 2, the reactive power is increased by changing the degree of matching at the initial stage of film fabrication (time t1) (increasing the reflection), and the impedance is changed to change the effective power (incident energy: RF power). ). Thereby, as shown in FIG. 3A, the supply amount of the chlorine radical Cl * to the substrate 3 is reduced, and as shown in FIG. 4A, the reduction reaction does not proceed and CuCl (precursor) is formed. It is fabricated on the substrate 3 (on the barrier metal film).

基板3上にCuClを作製した後、制御手段11により整合器9のマッチング度合いを変更して無効分を小さくし(反射を小さくし)、インピーダンスを変化させて有効電力(入射エネルギー:RFパワー)を大きくする(図2中時間t2)。これにより、図3(b)に示すように、塩素ラジカルCl*の基板3への供給量が多くなくなり、図4(a)に示すように、CuClが還元されてCu成分の薄膜が作製される。下地となるCuClが塩素ラジカルCl*に対するエッチング保護膜として機能し、図4(b)に示すように、基板3上(バリアメタル膜上)にCu成分の薄膜が作製される。即ち、結果的に基板3上(バリアメタル膜上)にCuClは残らず、Cu膜だけが形成される(図4(C)参照)。 After producing CuCl on the substrate 3, the control unit 11 changes the matching degree of the matching unit 9 to reduce the ineffective component (reduces reflection) and changes the impedance to change the effective power (incident energy: RF power). Is increased (time t2 in FIG. 2). As a result, as shown in FIG. 3B, the supply amount of chlorine radical Cl * to the substrate 3 is reduced, and as shown in FIG. 4A, CuCl is reduced to form a thin film of Cu component. The The underlying CuCl functions as an etching protection film against the chlorine radical Cl * , and as shown in FIG. 4B, a Cu component thin film is formed on the substrate 3 (on the barrier metal film). That is, as a result, no CuCl remains on the substrate 3 (on the barrier metal film), and only the Cu film is formed (see FIG. 4C).

このため、塩素ラジカルCl*による下地(本実施形態例の場合はバリアメタル膜:TaN)への損傷をなくした状態で成膜速度を低下させずにCu膜を作製することができる。この時、制御手段11による整合器9の調整を行うだけの制御であるので、観察手段等を用いて装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、下地への損傷を抑制してCu膜を作製することができる。そして、制御手段11により整合器9のマッチング度合いを変更してRFパワーの変更を行っているので、プラズマアンテナ8に負荷を与えることなくRFパワーを変更することができる。 For this reason, it is possible to produce a Cu film without reducing the film formation rate in a state where damage to the base (barrier metal film: TaN in the present embodiment ) caused by chlorine radical Cl * is eliminated. At this time, since the control unit 11 only controls the matching unit 9 to be adjusted, the observation unit or the like is not used to complicate the apparatus, and no special process conditions are set. Damage can be suppressed and a Cu film can be produced. Since the RF power is changed by changing the matching degree of the matching unit 9 by the control unit 11, the RF power can be changed without applying a load to the plasma antenna 8.

上述した調整制御において、図2に示した時間t1を管理することで基板3上のCuClの膜を薄く形成することができる。これにより、CuClからClの還元が容易になり薄膜中の残留Clを低減することができる。また、図2に示した時間t1、t2を適宜制御することにより2段階の薄膜作製や連続薄膜作製を選択して実施することができる。連続薄膜作製を行うことによりスループットを高く保つことができる。   In the adjustment control described above, the CuCl film on the substrate 3 can be formed thin by managing the time t1 shown in FIG. Thereby, reduction of Cl from CuCl becomes easy, and residual Cl in the thin film can be reduced. In addition, by appropriately controlling the times t1 and t2 shown in FIG. 2, two-stage thin film production or continuous thin film production can be selected and performed. By performing continuous thin film production, high throughput can be maintained.

(第2実施形態例)
図5に基づいて本発明の第2実施形態例を説明する。尚、図1に示した第1実施形態例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。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described based on FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as the 1st Embodiment shown in FIG. 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図に示すように、プラズマアンテナ8には整合器21及び交流電源としての電源10が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ8は昇降手段22を介して天井板7に対して昇降自在とされている。昇降手段22によりプラズマアンテナ8を昇降(例えば、10mm〜20mm)させることにより、プラズマアンテナ8の位置が変更される。プラズマアンテナ8の位置が変更されることにより、プラズマとの結合度合いが変化して入射エネルギー(RFパワー)を変更することができる。   As shown in the figure, the plasma antenna 8 is connected to a matching unit 21 and a power source 10 as an AC power source, and is supplied with a high frequency. The plasma antenna 8 can be moved up and down with respect to the ceiling plate 7 via the lifting means 22. The position of the plasma antenna 8 is changed by moving the plasma antenna 8 up and down (for example, 10 mm to 20 mm) by the lifting means 22. By changing the position of the plasma antenna 8, the degree of coupling with the plasma changes and the incident energy (RF power) can be changed.

プラズマアンテナ8を昇降させて(位置を変更して)RFパワーを変更することで、第1実施形態例と同様に、CuCl(前駆体)を基板3上(バリアメタル膜上)に作製した後にCu成分の薄膜が作製されるようになる。   After the CuCl (precursor) is formed on the substrate 3 (on the barrier metal film), the plasma antenna 8 is moved up and down (changed in position) to change the RF power, as in the first embodiment. A thin film of Cu component is produced.

このため、塩素ラジカルCl*による下地への損傷をなくした状態で成膜速度を低下させずにCu膜を作製することができる。この時、昇降手段22によるプラズマアンテナ8の昇降を行うだけの制御であるので、観察手段等を用いて装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、下地への損傷を抑制してCu膜を作製することができる。そして、プラズマアンテナ8の昇降によりプラズマとの結合度合いを変化させてRFパワーの変更を行っているので、プラズマの均一性を保つことができる。 For this reason, it is possible to produce a Cu film without reducing the deposition rate in a state in which damage to the base due to chlorine radical Cl * is eliminated. At this time, since the control is only performed to raise and lower the plasma antenna 8 by the lifting means 22, the apparatus is not complicated by using observation means or the like, and without setting special process conditions, Damage can be suppressed and a Cu film can be produced. Since the RF power is changed by changing the degree of coupling with the plasma by raising and lowering the plasma antenna 8, the uniformity of the plasma can be maintained.

(第3実施形態例)
図6、図7に基づいて本発明の第3実施形態例を説明する。尚、図1に示した第1実施形態例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。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as the 1st Embodiment shown in FIG. 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図6に示すように、プラズマアンテナ8には整合器21及び交流電源としての電源10が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ8と天井板7との間には、プラズマアンテナ8の電流の流れ方向に対して金属部材が不連続に配されるファラデープレート25が挿入自在とされている。ファラデープレート25をプラズマアンテナ8の下に挿入することにより、インピーダンスを変化させて入射エネルギー(RFパワー)を小さくすることができる。   As shown in FIG. 6, the plasma antenna 8 is connected to a matching unit 21 and a power source 10 as an AC power source, and is supplied with a high frequency. A Faraday plate 25 in which metal members are discontinuously arranged with respect to the direction of current flow of the plasma antenna 8 can be inserted between the plasma antenna 8 and the ceiling plate 7. By inserting the Faraday plate 25 under the plasma antenna 8, the impedance can be changed and the incident energy (RF power) can be reduced.

図7に示すように、ファラデープレート25は、円盤状の絶縁材製の枠体26に扇状の金属部材としての金属片27が周方向に配置されたものとなっている。金属片27は周方向に不連続に配されているので、ファラデープレート25がプラズマアンテナ8(図6参照)の下に挿入された場合でもチャンバ1(図6参照)内のプラズマの発生に影響を及ぼすことはない。ファラデープレート25は図示しない挿入手段により必要な時に自動的に挿入される。   As shown in FIG. 7, the Faraday plate 25 is configured such that a metal piece 27 as a fan-shaped metal member is arranged in a circumferential direction on a frame body 26 made of a disk-shaped insulating material. Since the metal pieces 27 are discontinuously arranged in the circumferential direction, even when the Faraday plate 25 is inserted under the plasma antenna 8 (see FIG. 6), the generation of plasma in the chamber 1 (see FIG. 6) is affected. Will not affect. The Faraday plate 25 is automatically inserted when necessary by insertion means (not shown).

尚、ファラデープレート25を用いずに、複数の金属片を個別に挿入する構成とすることも可能である。   In addition, it is also possible to adopt a configuration in which a plurality of metal pieces are individually inserted without using the Faraday plate 25.

プラズマアンテナ8と天井板7の間にファラデープレート25を挿入してプラズマアンテナ8とプラズマとの結合度合いを変化させてRFパワーを小さくすることで、第1実施形態例と同様に、CuCl(前駆体)が基板3上(バリアメタル膜上)に作製され、その後、ファラデープレート25を抜いてプラズマアンテナ8とプラズマとの結合度合いを変化させてRFパワーを大きくすることでCu成分の薄膜が作製されるようになる。   By inserting the Faraday plate 25 between the plasma antenna 8 and the ceiling plate 7 and changing the degree of coupling between the plasma antenna 8 and the plasma to reduce the RF power, CuCl (precursor) is obtained as in the first embodiment. Body) is formed on the substrate 3 (on the barrier metal film), and then the Faraday plate 25 is pulled out to change the degree of coupling between the plasma antenna 8 and the plasma to increase the RF power, thereby forming a Cu component thin film. Will come to be.

このため、塩素ラジカルCl*による下地への損傷をなくした状態で成膜速度を低下させずにCu膜を作製することができる。この時、ファラデープレート25の挿入動作と抜き動作によるだけの制御であるので、観察手段等を用いて装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、下地への損傷を抑制してCu膜を作製することができる。そして、金属部材を介在させることでプラズマアンテナ8とプラズマとの結合度合いを変化させてRFパワーの変更を行っているので、簡単な機構で応答性良くRFパワーの変更が可能になる。 For this reason, it is possible to produce a Cu film without reducing the deposition rate in a state in which damage to the base due to chlorine radical Cl * is eliminated. At this time, since the control is only performed by the insertion and removal operations of the Faraday plate 25, damage to the substrate can be made without complicating the apparatus using observation means or the like and without setting special process conditions. Cu film can be produced while suppressing the above. Since the RF power is changed by changing the degree of coupling between the plasma antenna 8 and the plasma by interposing a metal member, the RF power can be changed with a simple mechanism and good response.

本発明は、膜作製速度を低下させることなく薄膜作製時の被処理体への損傷を抑制することができる薄膜作製装置及び薄膜作製方法の産業分野で利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized in the industrial field | area of the thin film preparation apparatus and thin film preparation method which can suppress the damage to the to-be-processed object at the time of thin film preparation, without reducing a film preparation speed.

本発明の第1実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面図である。1 is a schematic side view of a thin film production apparatus according to a first embodiment of the present invention. RFパワーの経時変化を表すグラフである。It is a graph showing a time-dependent change of RF power. 前駆体と塩素ラジカルの状態の概念図である。It is a conceptual diagram of the state of a precursor and a chlorine radical. 薄膜作製状況を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the thin film preparation condition. 本発明の第2実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the thin film preparation apparatus which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the thin film preparation apparatus which concerns on the 3rd Example of this invention. ファラデープレートの平面図である。It is a top view of a Faraday plate.

符号の説明Explanation of symbols

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 天井板
8 プラズマアンテナ
9、21 整合器
10 電源
11 制御手段
12 被エッチング部材
13 円環部材
14 塩素含有ガス(Cl2ガス)
15 ガスノズル
16 流量制御器
18 真空装置
19 前駆体
20 ガスプラズマ
22 昇降手段
25 ファラデープレート
26 枠体
27 金属片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 2 Support stand 3 Substrate 4 Heater 5 Refrigerant distribution means 6 Temperature control means 7 Ceiling board 8 Plasma antenna 9, 21 Matching device 10 Power supply 11 Control means 12 Member to be etched 13 Ring member 14 Chlorine containing gas (Cl 2 gas)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Gas nozzle 16 Flow controller 18 Vacuum apparatus 19 Precursor 20 Gas plasma 22 Lifting means 25 Faraday plate 26 Frame 27 Metal piece

Claims (10)

被処理体が収容されるチャンバと、
原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にハロゲンを含有するガスを供給するハロゲン含有ガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化しハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成すると共にハロゲンラジカル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ハロゲンとからなる前駆体を生成するプラズマ発生手段と、
被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすることで前駆体の金属成分を成膜させる温度制御手段と、
プラズマ発生手段のプラズマ発生状況を調整することにより被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製する調整手段と
を備えたことを特徴とする薄膜作製装置。
A chamber in which an object is accommodated;
A metal member to be etched containing raw materials;
Halogen-containing gas supply means for supplying a gas containing halogen into the chamber;
Plasma is generated inside the chamber to generate a halogen-containing gas plasma to generate halogen radicals and to etch a member to be etched with the halogen radicals, thereby generating a precursor composed of a metal component and halogen contained in the member to be etched. Generating means;
Temperature control means for forming a metal component of the precursor by forming the temperature of the object to be processed lower than the temperature of the member to be etched;
A thin film production apparatus comprising: an adjustment means for producing a metal component after producing a precursor on the surface of an object to be processed by adjusting a plasma generation state of the plasma generation means.
請求項1に記載の薄膜作製装置において、
プラズマ発生手段は、コンデンサ容量が可変とされた整合器を介して交流電源に接続されてチャンバ内に電磁波を入射する高周波アンテナであり、
調整手段は、高周波アンテナからの電磁波の入射エネルギーを調整する
ことを特徴とする薄膜作製装置。
The thin film manufacturing apparatus according to claim 1,
The plasma generating means is a high-frequency antenna that is connected to an AC power source through a matching unit having a variable capacitor capacity and that enters an electromagnetic wave into the chamber.
The adjusting means adjusts the incident energy of the electromagnetic wave from the high frequency antenna.
請求項2に記載の薄膜作製装置において、
調整手段は、整合器のコンデンサ容量の変更によりインピーダンスを変化させて有効電力を調整することで入射エネルギーを調整する手段である
ことを特徴とする薄膜作製装置。
The thin film manufacturing apparatus according to claim 2,
The adjustment means is means for adjusting the incident energy by adjusting the effective power by changing the impedance by changing the capacitor capacity of the matching device.
請求項2に記載の薄膜作製装置において、
調整手段は、高周波アンテナの位置を変更してとプラズマとの結合度合いを変化させることで入射エネルギーを調整するアンテナ昇降手段である
ことを特徴とする薄膜作製装置。
The thin film manufacturing apparatus according to claim 2,
The adjustment means is an antenna lifting / lowering means for adjusting incident energy by changing the position of the high-frequency antenna and changing the degree of coupling with plasma.
請求項2に記載の薄膜作製装置において、
調整手段は、高周波アンテナとチャンバとの間に高周波アンテナの電流の流れ方向に対して金属部材を不連続に配してプラズマとの結合度合いを変化させることで入射エネルギーを調整する結合度合い変化手段である
ことを特徴とする薄膜作製装置。
The thin film manufacturing apparatus according to claim 2,
The adjusting means is a coupling degree changing means for adjusting the incident energy by disposing a metal member discontinuously between the high frequency antenna and the chamber in the current flow direction of the high frequency antenna and changing the degree of coupling with the plasma. A thin film manufacturing apparatus characterized by
請求項5に記載の薄膜作製装置において、
高周波アンテナは、チャンバの上面に配される平面リング状のアンテナであり、
結合度合い変化手段は、高周波アンテナの電流の流れ方向に対して金属部材と絶縁部材とが交互に配されたファラデープレートである
ことを特徴とする薄膜作製装置。
The thin film manufacturing apparatus according to claim 5,
The high frequency antenna is a planar ring-shaped antenna arranged on the upper surface of the chamber,
The coupling degree changing means is a Faraday plate in which metal members and insulating members are alternately arranged with respect to the direction of current flow of the high-frequency antenna.
請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の薄膜作製装置において、
被処理体の表面には窒化タンタルのバリアメタルが作製されている
ことを特徴とする薄膜作製装置。
In the thin film production apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A tantalum nitride barrier metal is formed on the surface of the object to be processed.
被処理体が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有するガスを供給し、
交流電源から給電される高周波アンテナからの電磁波を入射してハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、
ハロゲンラジカルにより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被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとからなる前駆体を生成し、
被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、高周波電源による回路のインピーダンスを変化させて有効電力を調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製する
ことを特徴とする薄膜作製方法。
Supplying a gas containing halogen into a chamber in which the object to be processed is accommodated;
Incident electromagnetic waves from a high-frequency antenna fed from an AC power source to generate halogen-containing gas plasma to generate halogen radicals,
Etching a metal member to be etched with halogen radicals generates a precursor composed of a metal component and halogen contained in the member to be etched,
The temperature of the object to be processed is made lower than the temperature of the member to be etched, the effective power is adjusted by changing the impedance of the circuit by the high frequency power source, and the metal component is prepared after the precursor is prepared on the surface of the object to be processed. A thin film manufacturing method characterized by the above.
被処理体が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有するガスを供給し、
交流電源から給電される高周波アンテナからの電磁波を入射してハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、
ハロゲンラジカルにより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被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとからなる前駆体を生成し、
被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、高周波アンテナのプラズマとの結合度合いを変化させ、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製する
ことを特徴とする薄膜作製方法。
Supplying a gas containing halogen into a chamber in which the object to be processed is accommodated;
Incident electromagnetic waves from a high-frequency antenna fed from an AC power source to generate halogen-containing gas plasma to generate halogen radicals,
Etching a metal member to be etched with halogen radicals generates a precursor composed of a metal component and halogen contained in the member to be etched,
The temperature of the object to be processed is made lower than the temperature of the member to be etched, the degree of coupling with the plasma of the high frequency antenna is changed, and the metal component is prepared after the precursor is prepared on the surface of the object to be processed. Thin film manufacturing method.
請求項8もしくは請求項9に記載の薄膜作製方法において、
表面に窒化タンタルのバリアメタルが作製された被処理体に金属成分を成膜する
ことを特徴とする薄膜作製方法。
In the thin film manufacturing method according to claim 8 or 9,
A method for producing a thin film, comprising depositing a metal component on an object to be processed on which a tantalum nitride barrier metal is produced.
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