JP4305819B2 - Metal film production apparatus and metal film production method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属薄膜を作製する金属膜作製方法及び装置に関し、例えば材料コストの高い金属材料を成膜する際に有用な発明である。
【0002】
【従来の技術】
現在、半導体等の製造では、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、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。
【0003】
これに対し、本発明者らは、成膜を望む金属成分を含有する被エッチング部材をチャンバに設置し、被エッチング部材をハロゲンガスのプラズマ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共に、前駆体の金属成分のみを基板上に成膜するプラズマCVD装置および成膜方法を開発した。なお、被エッチング部材の例として、例えば、特許文献1に記載されたターゲットがある。
【0004】
【特許文献1】
欧州特許出願公開第1247872号明細書
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らの開発した前記プラズマCVD装置および成膜方法において、材料コストの高い金属材料を成膜しようとする場合には、高コストの金属材料で被エッチング部材を成形する必要があり、以下の問題が生じていた。すなわち、高コストの金属材料で被エッチング部材を成形する場合、高コストの金属材料をバルクの材料として用意する必要があるという第1の問題と、高コストの金属材料の多くは比重が大きいため、プラズマCVD装置全体の重量が増加したり、また重量の大きい被エッチング部材の取り外しが困難であるという第2の問題である。本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、高コストの金属材料をバルク状態として大量に使用することなく被エッチング部材を形成し、被エッチング部材のコスト及び取り扱い上の問題を解決した金属膜作製方法及び装置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】
上記目的を解決する第1の発明に係る被エッチング部材は、ハロゲンガスプラズマにより、被エッチング部材をエッチングして、金属成分とハロゲンの前駆体を形成させると共に、前記前駆体の金属成分を基板に成膜する金属膜作製装置において用いられ、成膜される金属の原料となる被エッチング部材であって、高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属を担体に被覆してなることを特徴とする被エッチング部材である。
【0007】
上記目的を解決する第2の発明に係る被エッチング部材は、
第1の発明に記載する被エッチング部材において、
スパッタリング法又は真空蒸着法により前記金属を前記担体に被覆してなることを特徴とする被エッチング部材である。
【0008】
上記目的を解決する第3の発明に係る被エッチング部材は、
第1の発明に記載する被エッチング部材において、
リボン状とした前記金属を前記担体に張り付けてなることを特徴とする被エッチング部材である。
【0009】
上記目的を解決する第4の発明に係る被エッチング部材は、
第1の発明に記載する被エッチング部材において、
前記担体に溶射又は塗布したスラリー状の前記金属の酸化物を還元雰囲気下において焼結させることにより、前記金属の酸化物の金属成分を前記担体に被覆してなることを特徴とする被エッチング部材である。
【0010】
上記目的を解決する第5の発明に係る被エッチング部材は、
第1の発明に記載する被エッチング部材において、
前記担体は棒状であり、当該棒状の担体にワイヤー状とした前記金属を巻き付けてなることを特徴とする被エッチング部材である。
【0011】
上記目的を解決する第6の発明に係る被エッチング部材は、
第1ないし第5の発明のいずれかに記載する被エッチング部材において、
前記担体と被覆された前記金属との間に金属窒化膜が介在することを特徴とする被エッチング部材である。
【0012】
上記目的を解決する第7の発明に係る被エッチング部材は、
第6の発明に記載する被エッチング部材において、
前記金属窒化膜は、窒化タンタル、窒化タングステン又は窒化ケイ素のいずれか1種以上からなる膜であることを特徴とする被エッチング部材である。
【0013】
上記目的を解決する第8の発明に係る被エッチング部材は、
第1ないし第7の発明のいずれかに記載する被エッチング部材において、
前記担体は銅製であることを特徴とする被エッチング部材である。
【0014】
上記目的を解決する第9の発明に係る被エッチング部材は、
第1ないし第8の発明のいずれかに記載する被エッチング部材において、
被覆された前記金属は、Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt又はAuのいずれか1種以上であることを特徴とする被エッチング部材である。
【0015】
上記目的を解決する第10の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置である。
【0016】
上記目的を解決する第11の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置である。
【0019】
上記目的を解決する第12の発明に係る金属膜作製装置は、
アースされた基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられ、かつ第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記被エッチング部材と当該被エッチング部材に給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置である。
【0020】
上記目的を解決する第13の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製のチャンバ外方側に湾曲した凸形状の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方周囲に配設した円錐リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置である。
【0021】
上記目的を解決する第14の発明に係る金属膜作製装置は、
第13の発明に記載する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材であり、
かつ、前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に、前記円錐リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置されたことを特徴とする金属膜作製装置である。
【0022】
上記目的を解決する第15の発明に係る金属膜作製装置は、
第13の発明に記載する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材であり、
かつ、前記天井板の内側の湾曲形状に沿いながら前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に、前記円錐リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置されたことを特徴とする金属膜作製装置である。
【0023】
上記目的を解決する第16の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する筒状の通路と、
当該筒状の通路にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記筒状の通路の周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスを前記筒状の通路においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置である。
【0024】
上記目的を解決する第17の発明に係る金属膜作製方法は、
基板が収容されるチャンバの内部にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、
第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くし、
前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製方法である。
【0031】
【発明の実施の形態】
<第1の実施形態>
図1に基づいて第1の実施形態に係る金属膜作製方法及び金属膜作製装置を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態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透視断面図である。
【0032】
図1に示すように、筒形状に形成された、例えば、セラミックス製(絶縁材料製)のチャンバ1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℃〜200℃に維持される温度)に制御される。
【0033】
チャンバ1の上面は開口部とされ、開口部は被エッチング部材7によって塞がれている。被エッチング部材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。
【0034】
チャンバ1の筒部の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ9が設けられ、プラズマアンテナ9には整合器10及び電源11が接続されて高周波電流が供給される。プラズマアンテナ9、整合器10及び電源11によりプラズマ発生手段が構成されている。
【0035】
支持台2とほぼ同じ高さにおけるチャンバ1の筒部には、チャンバ1の内部にハロゲンガスとしての塩素ガスを含有する原料ガス18(He,Ar等で塩素濃度が≦50%、好ましくは10%程度に希釈された塩素ガス)を供給するノズル12が接続されている。ノズル12は被エッチング部材7に向けて開口し、ノズル12には流量制御器13を介して原料ガス18が送られる。原料ガス18は、成膜時にチャンバ1内において基板3側から被エッチング部材7側に送られる。成膜に関与しないガス等は排気口17から排気される。ノズル12と流量制御器13とによりハロゲンガス供給手段が構成されている。
【0036】
更に、本実施形態では、銅で成形された板状の担体である銅板50の一方の面にタンタル金属をコーティング(タンタルコーティング51)して被エッチング部材7とし、タンタルで被覆された面をチャンバ1の内側となるように、被エッチング部材7をチャンバ1の上面開口部に設置した。銅板50へのタンタルコーティングの方法としては、スパッタリング法又は真空蒸着法によりタンタル金属をコーティングした。
【0037】
上述した金属膜作製装置では、以下に詳説する方法で金属薄膜16の成膜を行う。
【0038】
まず、チャンバ1の内部にノズル12から原料ガス18を供給すると共に、プラズマアンテナ9から電磁波をチャンバ1の内部に入射することで、原料ガス18中の塩素ガスをイオン化して塩素ガスプラズマを発生させる。プラズマは、ガスプラズマ14で図示する領域に発生する。このときの反応は、次式で表すことができる。
Cl2 → 2Cl* ・・・・・・(1)
ここで、Cl* は塩素ガスラジカルを表す。
【0039】
このガスプラズマ14が被エッチング部材7のタンタルコーティング51に作用することにより、被エッチング部材7が加熱されると共に、銅板50にコーティングされたタンタル金属にエッチング反応が生じる。このときの反応は、例えば、次式で表される。
Ta(s)+5Cl* → TaCl5 (g) ・・・・(2)
ここで、sは固体状態、gはガス状態を表す。式(2)は、タンタルコーティング51がガスプラズマ14によりエッチングされ、ガス化した状態を表す。前駆体15は、ガス化したTaCl5 及びこれと組成比が異なる物質(TaX1ClY1)である。
【0040】
ガスプラズマ14を発生させることにより被エッチング部材7を加熱し、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7の温度よりも低い温度に設定する。この結果、前駆体15は基板3に吸着される。このときの反応は、例えば、次式で表される。
TaCl5 (g) → TaCl5 (ad) ・・・・(3)
ここで、adは吸着状態を表す。
【0041】
基板3に吸着した塩化タンタルは、塩素ガスラジカルにより還元されてTa成分となることで、金属薄膜16(Ta薄膜)の一部を形成する。このときの反応は、例えば、次式で表される。
TaCl5 (ad)+5Cl* →Ta(s)+5Cl2 ↑ ・・(4)
【0042】
更に、上式(2)において発生したガス化した塩化タンタルの一部は、基板3に吸着する(上式(3)参照)前に、塩素ガスラジカルにより還元されてガス状態のタンタルとなる。このときの反応は、例えば、次式で表される。
TaCl5 (g)+5Cl* →Ta(g)+5Cl2 ↑ ・・(5)
この後、ガス状態のタンタルは、基板3に成膜され、金属薄膜16を形成する一部となる。
【0043】
本実施形態では、高コスト金属を成膜する際に発生するおそれのある以下の問題を解決することができる。すなわち、高コストの金属材料で被エッチング部材を成形する場合、高コストの金属材料をバルクの材料として用意する必要があるという第1の問題と、高コストの金属材料の多くは比重が大きいため、金属膜作製装置全体の重量が増加したり重量の大きい被エッチング部材の取り外しが困難であるという第2の問題である。本実施形態では、被エッチング部材7を比較的安価であり比重の軽い銅板50と成膜を望む金属材料であるタンタルコーティング51とから構成したことにより、上記問題を解決することができた。
【0044】
図2ないし図5は、それぞれ、本発明の第2ないし第5の実施形態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透視断面図である。なお、図1に示した金属膜作製装置と同種部材には同一符号を付し、重複する説明は省略してある。
【0045】
<第2の実施形態>
図2に示した第2の実施形態に係る金属膜作製装置では、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)の板状の天井板25によって塞がれている。天井板25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27が設けられ、プラズマアンテナ27は天井板25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27には整合器10及び電源11が接続されて高周波電流が供給される。
【0046】
チャンバ1の上面の開口部と天井板25との間には、被エッチング部材20が挟持されている。被エッチング部材20は、突起部21とリング部22とからなり、突起部21は銅で成形された棒状の担体である銅棒52の表面にタンタル金属をコーティング(タンタルコーティング51)してなり、リング部22は銅製のリングにタンタルコーティングしてなる。タンタルをコーティングする方法としては、スパッタリング法又は真空蒸着法によりタンタル金属をコーティングした。
【0047】
図6は、被エッチング部材20の概略平面図である。同図に示すように、被エッチング部材20は、チャンバ1の側壁部に沿って挟持されるリング形状をしたリング部22と、リング部22からリング部22の中心(チャンバ1の中心に対応)に向かう複数(図面では12本)の突起部21とからなり、突起部22同士の間は切欠部23となっている。被エッチング部材20の表面は全体に渡ってタンタル金属でコーティングされており、内部が銅製の担体である。
【0048】
被エッチング部材20は、図2に示すように、チャンバ1内で基板3に対向する位置に設置される。この状態において、突起部21はチャンバ1の側壁周方向に亘り複数に分割すると共に円筒状のチャンバ1に沿って設置されるリング部22から中心側に向かって突出した状態となる。すなわち、突起部21はプラズマアンテナ27に流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように基板3と天井板25との間に配置されている。
【0049】
第2の実施形態においても、第1の実施形態で説明した高コスト金属を成膜する際に発生するおそれのある問題を解決することができる。第2の実施形態では、被エッチング部材20を比較的安価であり比重の軽い銅製の担体と成膜を望む金属材料であるタンタルコーティング51とから構成したことにより、上記問題を解決することができた。
【0050】
なお、本実施形態におけるガスプラズマ14の発生については、第1の実施形態と多少異なるため、以下説明を加える。
【0051】
本実施形態に係る金属膜作製装置では、チャンバ1の内部にノズル12からハロゲンガスとしての塩素ガスを含有する原料ガス18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、塩素ガスがイオン化されて塩素ガスプラズマが発生する。このプラズマは、ガスプラズマ14で図示する領域に発生する。
【0052】
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20が存在しているが、上述するように被エッチング部材20の突起部21はプラズマアンテナ27に流れる電流の流れ方向に対して不連続な状態で配置されているので、被エッチング部材20付近のみでなく、被エッチング部材20と基板3との間、すなわち、被エッチング部材20の下側にもガスプラズマ14が安定して発生するようになっている。
【0053】
ガスプラズマ14が被エッチング部材20のタンタルコーティング51に作用することにより、タンタルコーティング51にエッチング反応が生じ、第1の実施形態と同じ作用により金属薄膜16(タンタル薄膜)が成膜される。
【0054】
<第3の実施形態>
図3に示した第3の実施形態に係る金属膜作製装置では、図1に示した金属膜作製装置と比較して、チャンバ1の筒部の周囲にはプラズマアンテナ9が設けられておらず、被エッチング部材7に整合器10及び電源11が接続されて被エッチング部材7に高周波電流が供給される。また、支持台2(基板3)はアースされている。被エッチング部材7は、第1の実施形態における被エッチング部材を適用した。
【0055】
第3の実施形態においても、第1の実施形態で説明した高コスト金属を成膜する際に発生するおそれのある問題を解決することができる。第3の実施形態では、被エッチング部材7を比較的安価であり比重の軽い銅製の担体と成膜を望む金属材料であるタンタルコーティング51とから構成したことにより、上記問題を解決することができた。
【0056】
なお、本実施形態におけるガスプラズマ14の発生については、第1の実施形態と多少異なるため、以下説明を加える。
【0057】
本実施形態に係る金属膜作製装置では、チャンバ1の内部にノズル12からハロゲンガスとしての塩素ガスを含有する原料ガス18を供給すると共に、電源11からの給電により被エッチング部材7からチャンバ1の内部に静電場を作用させることで、塩素ガスがイオン化されて塩素ガスプラズマが発生する。このプラズマは、ガスプラズマ14で図示する領域に発生する。
【0058】
ガスプラズマ14が被エッチング部材7のタンタルコーティング51に作用することにより、タンタルコーティング51にエッチング反応が生じ、第1の実施形態と同じ作用により金属薄膜16(タンタル薄膜)が成膜される。
【0059】
<第4の実施形態>
図4に示した第4の実施形態に係る金属膜作製装置では、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25によって塞がれている。天井板25の下面には被エッチング部材30が設けられ、被エッチング部材30は円錐形状(基板3側に凸形状)となっている。
【0060】
被エッチング部材30とほぼ同じ高さにおけるチャンバ1の筒部の周囲には、スリット状の開口部31が形成され、開口部31には筒状の通路32の一端がそれぞれ固定されている。通路32の途中部には絶縁体製の筒状の励起室33が設けられ、励起室33の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ34が設けられ、プラズマアンテナ34は整合器10及び電源11に接続されて高周波電流が供給される。通路32の他端側には流量制御器13が接続され、流量制御器13を介して通路32内にハロゲンガスとしての塩素ガスを含有する原料ガス18が供給される。本実施形態では、プラズマ発生手段は、通路32と励起室33とプラズマアンテナ34と整合器10と電源11とから構成され、チャンバ1の外部に設置されていることから「外部プラズマ発生室」という。
【0061】
更に、本実施形態では、銅で成形された円錐形状の担体である銅板53の円錐状となった面にタンタル金属をコーティング(タンタルコーティング51)して被エッチング部材30とし、タンタルで被覆された円錐状の面をチャンバ1の内側となるように(基板3側に凸形状となるように)、被エッチング部材30を天井板25の下面に設置した。銅板53へのタンタルコーティングの方法としては、スパッタリング法又は真空蒸着法によりタンタル金属をコーティングした。
【0062】
第4の実施形態においても、第1の実施形態で説明した高コスト金属を成膜する際に発生するおそれのある問題を解決することができる。第4の実施形態では、被エッチング部材30を比較的安価であり比重の軽い銅製の担体と成膜を望む金属材料であるタンタルコーティング51とから構成したことにより、上記問題を解決することができた。
【0063】
なお、本実施形態におけるガスプラズマ35の発生およびエッチング作用については、第1の実施形態と多少異なるため、以下説明を加える。
【0064】
本実施形態では、流量制御器13を介して通路32内に供給された原料ガス18は、励起室33に送り込まれる。次に、プラズマアンテナ34から電磁波を励起室33の内部に入射することで、塩素ガスをイオン化してガスプラズマ35を発生させる。
【0065】
真空装置8によりチャンバ1内の圧力と励起室33の圧力とに所定の差圧が設定されているため、励起室33内のガスプラズマ35の塩素ラジカルは開口部31からチャンバ1内の被エッチング部材30に送られる。この塩素ラジカルが被エッチング部材30のタンタルコーティング51に作用することにより、タンタルコーティング51にエッチング反応が生じる。その結果、第1の実施形態と同様の成膜反応により、基板3に金属薄膜16(タンタル薄膜)が成膜される。
【0066】
本実施形態に係る金属膜作製装置は、チャンバ1と隔絶した(チャンバ1の外部に設けた)励起室33でガスプラズマ35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、金属膜が成膜された基板3に別材料の金属成膜を行う場合には、既に成膜された金属膜を損傷させることなく別材料の金属成膜が可能である。なお、励起室33でガスプラズマ35を発生させる手段としては、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。
【0067】
<第5の実施形態>
図5に示した第5の実施形態に係る金属膜作製装置では、図2に示した金属膜作製装置に比べて、天井板、プラズマアンテナの形状が異なっている。すなわち、チャンバ1の上部開口にはチャンバ外方側に湾曲した凸形状(ドーム形状)の天井板43が固定されている。なお、天井板43は絶縁材(セラミックス等)からなる。一方、天井板43の外方周囲にはチャンバ1の内部をプラズマ化するためのプラズマアンテナ44が設けられている。プラズマアンテナ44は天井板43の凸形状に沿って円錐リング状に形成されている。プラズマアンテナ44には整合器10及び電源11が接続されて高周波電力が給電されるようになっている。プラズマアンテナ44と整合器10と電源11とによりプラズマ発生手段が構成されている。被エッチング部材20は、第2の実施形態における被エッチング部材を適用した。
【0068】
本実施形態においては天井板43を凸形状に形成し、プラズマアンテナ44を天井板43の凸形状に沿って円錐リング状に形成することにより、第2の実施形態に比べて、発生させるガスプラズマ45を均一かつ安定にすることが可能になる。
【0069】
第5の実施形態においても、第1の実施形態で説明した高コスト金属を成膜する際に発生するおそれのある問題を解決することができる。第5の実施形態では、被エッチング部材7を比較的安価であり比重の軽い銅製の担体と成膜を望む金属材料であるタンタルコーティング51とから構成したことにより、上記問題を解決することができた。
【0070】
なお、本実施形態におけるガスプラズマ45の発生については、第1の実施形態と多少異なるため、以下説明を加える。
【0071】
本実施形態に係る金属膜作製装置では、チャンバ1の内部にノズル12からハロゲンガスとしての塩素ガスを含有する原料ガス18を供給し、プラズマアンテナ44から電磁波をチャンバ1の内部に入射することで、塩素ガスがイオン化されて塩素ガスプラズマが発生する。このプラズマは、ガスプラズマ45で図示する領域に発生する。
【0072】
ガスプラズマ45が被エッチング部材20のタンタルコーティング51に作用することにより、タンタルコーティング51にエッチング反応が生じ、第1の実施形態と同じ作用により金属薄膜16(タンタル薄膜)が成膜される。
【0073】
なお、本実施形態では、被エッチング部材として、第2の実施形態で説明した被エッチング部材20を適用したが、これに限られない。例えば、天井板43の内側の湾曲形状に沿いながら基板3と天井板43との間におけるチャンバ1の径方向に延びると共に、円錐リング形状のプラズマアンテナ44に流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるようにチャンバ1の側壁周方向に複数配置した被エッチング部材としてもよい。
【0074】
次に、他の実施形態に係る被エッチング部材について、図7から図9を用いて説明する。図7から図9は、他の実施形態に係る被エッチング部材の突起部の概略外観図である。図6に示した被エッチング部材20では、担体である銅棒にタンタル金属をスパッタリング法又は真空蒸着法によりコーティングして突起部21とした。
【0075】
一方、図7に示す被エッチング部材の突起部21は、担体である銅棒52にリボン状としたタンタル金属であるタンタルリボン54を幾重にも巻くようにして張り付けて構成した。また、図8に示す被エッチング部材の突起部21は、担体である銅棒52にワイヤー状としたタンタル金属であるタンタルワイヤー55を幾重にも巻きつけて構成した。
【0076】
更に、図9に示す被エッチング部材の突起部21は、担体である銅棒52にタンタル金属を焼結させて構成した。焼結タンタル56の作製方法としては、粉末状の酸化タンタルを用材と混ぜ合わせスラリー状とした後、スラリー状の酸化タンタルを銅棒52に溶射又は塗布し、水素ガス等の還元雰囲気下で加熱することで、タンタル金属のみの焼結膜(焼結タンタル56)とした。
【0077】
なお、図7及び図9では図6に示すタイプの被エッチング部材に適用した例を示したが、図1、図3または図4に示す板状の被エッチング部材にも適用可能である。すなわち、担体である板状の銅板50又は円錐板状の銅板53に、タンタルリボン54を張り付けるか又は焼結タンタル56で被覆すればよい。
【0078】
なお、上記各実施形態においては、原料ガスとして、Heで希釈されたCl2 ガスを例に挙げて説明したが、Cl2 ガスを単独で用いたり、HClガスを適用することも可能である。HClガスを適用した場合、原料ガスプラズマはHClガスプラズマが生成されるが、被エッチング部材のタンタル金属のエッチングにより生成される前駆体はTax Cly である。したがって、原料ガスは塩素を含有するガスであればよく、HClガスとCl2 ガスとの混合ガスを用いることも可能である。さらに、一般的には塩素に限らず、ハロゲンガスであれば、本発明の原料ガスとして利用することができる。ハロゲンとしては、フッ素、臭素及びヨウ素などを適用することが可能である。
【0079】
また、被エッチング部材において担体に被覆する金属としては、タンタルに限らず、例えばMo,Ru,Rh,Pd,Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt又はAuのいずれか1種以上でもよい。更に、担体の材料としては、銅等の比較的安価であり、比重が小さく熱伝導性が高い金属が好ましい。高い熱伝導性を有する担体が好ましいのは、被エッチング部材の温度制御を行う際に的確な制御が可能となるからである。また温度制御を行う理由は、被エッチング部材と基板との温度関係を調整することで金属薄膜の成膜するからである。
【0080】
また、担体と被覆金属との間に酸化ケイ素や金属窒化物等を介在させると、被覆金属の補充時期を的確に判断しやすい。酸化ケイ素及び金属窒化物は担体の材料と同様に高い熱伝導性を有すると共に、エッチングしにくいため、被覆金属がエッチングにより消費された後に担体の材料までエッチングするのを防止することができる。ここで、金属窒化物としては、例えば、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ケイ素、窒化チタン等が挙げられる。
【0081】
【発明の効果】
第1の発明に係る被エッチング部材によれば、
ハロゲンガスプラズマにより、被エッチング部材をエッチングして、金属成分とハロゲンの前駆体を形成させると共に、前記前駆体の金属成分を基板に成膜する金属膜作製装置において用いられ、成膜される金属の原料となる被エッチング部材を、高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属を担体に被覆して構成したので、高コスト金属を成膜する際に発生するおそれのある、高コストの金属材料で被エッチング部材を成形する場合、高コストの金属材料をバルクの材料として用意する必要があるという第1の問題と、高コストの金属材料の多くは比重が大きいため、金属膜作製装置全体の重量が増加したり重量の大きい被エッチング部材の取り外しが困難であるという第2の問題を解決することができる。
【0082】
第2の発明に係る被エッチング部材によれば、
第1の発明に記載する被エッチング部材において、
スパッタリング法又は真空蒸着法により前記金属を前記担体に被覆したので、
担体の表面に均一に金属を被覆することができる。
【0083】
第3の発明に係る被エッチング部材によれば、
第1の発明に記載する被エッチング部材において、
リボン状とした前記金属を前記担体に張り付けて構成したので、
担体の表面に安価な方法で金属を被覆することができる。
【0084】
第4の発明に係る被エッチング部材によれば、
第1の発明に記載する被エッチング部材において、
前記担体に溶射又は塗布したスラリー状の前記金属の酸化物を還元雰囲気下において焼結させることにより、前記金属の酸化物の金属成分を前記担体に被覆して構成したので、
担体の表面に均一にかつ安価な方法で金属を被覆することができる。
【0085】
第5の発明に係る被エッチング部材によれば、
第1の発明に記載する被エッチング部材において、
前記担体は棒状であり、当該棒状の担体にワイヤー状とした前記金属を巻き付けて構成したので、
担体の表面に簡単な方法で金属を被覆することができる。
【0086】
第6の発明に係る被エッチング部材によれば、
第1ないし第5の発明のいずれかに記載する被エッチング部材において、
前記担体と被覆された前記金属との間に金属窒化膜を介在させたので、
被覆金属の補充時期を的確に判断することができる。また、金属窒化物は担体の材料と同様に高い熱伝導性を有すると共に、エッチングしにくいため、被覆金属がエッチングにより消費された後に担体の材料までエッチングするのを防止することができる。
【0087】
第7の発明に係る被エッチング部材によれば、
第6の発明に記載する被エッチング部材において、
前記金属窒化膜は、窒化タンタル、窒化タングステン又は窒化ケイ素のいずれか1種以上からなる膜であることとしたので、
被覆金属の補充時期をより的確に判断することができると共に、担体材料のエッチングを更に防止することができる。
【0088】
第8の発明に係る被エッチング部材によれば、
第1ないし第7の発明のいずれかに記載する被エッチング部材において、
前記担体は銅製であることとしたので、
比較的安価かつ軽量の被エッチング部材とすることができると共に、被エッチング部材を的確に温度制御することができる。
【0089】
第9の発明に係る被エッチング部材によれば、
第1ないし第8の発明のいずれかに記載する被エッチング部材において、
被覆された前記金属は、Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt又はAuのいずれか1種以上であることとしたので、
成膜コストを抑えつつ、比較的容易な成膜作業で高コスト金属を成膜することができる。
【0090】
第10の発明に係る金属膜作製装置によれば、
基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜することとしたので、
高コストの金属材料で被エッチング部材を成形する場合、高コストの金属材料をバルクの材料として用意する必要があるという第1の問題と、高コストの金属材料の多くは比重が大きいため、金属膜作製装置全体の重量が増加したり重量の大きい被エッチング部材の取り外しが困難であるという第2の問題を解決し、成膜コストを抑えつつ、比較的容易な成膜作業で高コスト金属を成膜することができる。
【0091】
第11の発明に係る金属膜作製装置によれば、
基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜することとしたので、
高コストの金属材料で被エッチング部材を成形する場合、高コストの金属材料をバルクの材料として用意する必要があるという第1の問題と、高コストの金属材料の多くは比重が大きいため、金属膜作製装置全体の重量が増加したり重量の大きい被エッチング部材の取り外しが困難であるという第2の問題を解決し、成膜コストを抑えつつ、比較的容易な成膜作業で高コスト金属を成膜することができる。
【0094】
第12の発明に係る金属膜作製装置によれば、
アースされた基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられ、かつ第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記被エッチング部材と当該被エッチング部材に給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜することとしたので、
第10又は第11の発明の効果に加えて、プラズマ発生用のアンテナをなくすことができ、チャンバ周囲の自由度を大きくすることができる。
【0095】
第13の発明に係る金属膜作製装置によれば、
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製のチャンバ外方側に湾曲した凸形状の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方周囲に配設した円錐リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜することとしたので、
第10又は第11の発明の効果に加えて、安定にプラズマを発生させることができる。
【0096】
第14の発明に係る金属膜作製装置によれば、
第13の発明に記載する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材を、前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に、前記円錐リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置したので、
第13の発明を加工の容易な被エッチング部材で実現できる。
【0097】
第15の発明に係る金属膜作製装置によれば、
第13の発明に記載する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材を、前記天井板の内側の湾曲形状に沿いながら前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に、前記円錐リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置したので、
第13の発明において、成膜効率を向上させることができる。
【0098】
第16の発明に係る金属膜作製装置によれば、
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する筒状の通路と、
当該筒状の通路にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記筒状の通路の周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスを前記筒状の通路においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜することとしたので、
第10又は第11の発明の効果に加えて、基板に成膜された金属薄膜のプラズマによる損傷を防止することができる。
【0099】
第17の発明に係る金属膜作製方法によれば、
基板が収容されるチャンバの内部にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、
第1ないし第9の発明のいずれかに記載する被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くし、
前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜することとしたので、
高コストの金属材料で被エッチング部材を成形する場合、高コストの金属材料をバルクの材料として用意する必要があるという第1の問題と、高コストの金属材料の多くは比重が大きいため、金属膜作製装置全体の重量が増加したり重量の大きい被エッチング部材の取り外しが困難であるという第2の問題を解決し、成膜コストを抑えつつ、比較的容易な成膜作業で高コスト金属を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態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透視断面図である。
【図2】第2の実施形態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透視断面図である。
【図3】第3の実施形態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透視断面図である。
【図4】第4の実施形態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透視断面図である。
【図5】第5の実施形態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透視断面図である。
【図6】第2の実施形態に係る金属膜作製装置の被エッチング部材の概略外観図である。
【図7】他の実施形態に係る被エッチング部材の突起部の概略外観図である。
【図8】他の実施形態に係る被エッチング部材の突起部の概略外観図である。
【図9】他の実施形態に係る被エッチング部材の突起部の概略外観図である。
【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 被エッチング部材
8 真空装置
9 プラズマアンテナ
10 整合器
11 電源
12 ノズル
13 流量制御器
14 ガスプラズマ
15 前駆体
16 タンタル薄膜
17 排気口
18 原料ガス
20 被エッチング部材
21 突起部
22 リング部
23 切欠部
25 天井板
27 プラズマアンテナ
30 被エッチング部材
31 開口部
32 通路
33 励起室
34 プラズマアンテナ
35 ガスプラズマ
40 被エッチング部材
41 突起部
42 リング部
43 天井板
44 プラズマアンテナ
45 ガスプラズマ
50 銅板
51 タンタルコーティング
52 銅棒
53 銅板
54 タンタルリボン
55 タンタルワイヤー
56 焼結タンタル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal film manufacturing method and apparatus for manufacturing a metal thin film, and is a useful invention when, for example, a metal material having a high material cost is formed.
[0002]
[Prior art]
At present, 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 plasma reaction of a gas such as an organometallic complex that becomes a material of a film introduced into a chamber by a high frequency incident from a high frequency antenna, and a chemical reaction on the substrate surface by active excited atoms in the plasma. Is a device for forming a metal thin film or the like by promoting the above.
[0003]
On the other hand, the present inventors installed a member to be etched containing a metal component desired to be formed in a chamber, and etched the member to be etched with a plasma of a halogen gas to thereby obtain a precursor that is a halide of the metal component. And a plasma CVD apparatus and a film forming method for forming only the metal component of the precursor on the substrate have been developed. As an example of the member to be etched, for example, there is a target described in Patent Document 1.
[0004]
[Patent Document 1]
European Patent Application No. 1247872
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the plasma CVD apparatus and film forming method developed by the present inventors, when a metal material having a high material cost is to be formed, it is necessary to form the member to be etched with a high cost metal material, The problem was occurring. That is, when a member to be etched is formed of a high-cost metal material, the first problem that a high-cost metal material needs to be prepared as a bulk material, and many of the high-cost metal materials have a large specific gravity. The second problem is that the weight of the whole plasma CVD apparatus increases and it is difficult to remove a heavy member to be etched. The present invention has been made in view of the above circumstances, and forms a member to be etched without using a large amount of a high-cost metal material in a bulk state, thereby solving the cost and handling problems of the member to be etched. An object is to provide a manufacturing method and an apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The member to be etched according to the first invention for solving the above object is as follows: The member to be etched is etched with halogen gas plasma to form a metal component and a halogen precursor, and the metal component of the precursor is formed on the substrate. A member to be etched, which is used in a metal film manufacturing apparatus and serves as a raw material for a metal to be deposited, wherein the carrier is coated with a metal capable of generating a high vapor pressure halide. is there.
[0007]
The member to be etched according to the second invention for solving the above object is
In the member to be etched described in the first invention,
A member to be etched, wherein the carrier is coated with the metal by a sputtering method or a vacuum deposition method.
[0008]
The member to be etched according to the third invention for solving the above object is as follows:
In the member to be etched described in the first invention,
The member to be etched is characterized in that the metal in a ribbon shape is attached to the carrier.
[0009]
The member to be etched according to the fourth invention for solving the above object is as follows:
In the member to be etched described in the first invention,
A member to be etched, wherein the carrier is coated with the metal component of the metal oxide by sintering the metal oxide in the form of a slurry sprayed or coated on the carrier in a reducing atmosphere. It is.
[0010]
The member to be etched according to the fifth invention for solving the above object is as follows:
In the member to be etched described in the first invention,
The carrier has a rod shape, and the metal to be etched is wound around the rod-like carrier.
[0011]
The member to be etched according to the sixth invention for solving the above object is as follows:
In the member to be etched according to any one of the first to fifth inventions,
The member to be etched is characterized in that a metal nitride film is interposed between the carrier and the coated metal.
[0012]
The member to be etched according to the seventh invention for solving the above object is as follows:
In the member to be etched according to the sixth invention,
The metal nitride film is a member to be etched, which is a film made of at least one of tantalum nitride, tungsten nitride, and silicon nitride.
[0013]
The member to be etched according to the eighth invention for solving the above object is
In the member to be etched according to any one of the first to seventh inventions,
The carrier is a member to be etched, which is made of copper.
[0014]
The member to be etched according to the ninth invention for solving the above object is
In the member to be etched according to any one of the first to eighth inventions,
The metal covered is one or more of Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, or Au, and is a member to be etched. .
[0015]
A metal film manufacturing apparatus according to a tenth invention for solving the above-described object is
A chamber containing a substrate;
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions provided at a position facing the substrate in the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
Plasma generating means for converting the halogen gas into plasma and generating halogen gas plasma inside the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
In the metal film manufacturing apparatus, the member to be etched is etched by the halogen gas plasma to generate a precursor of a metal component and a halogen, and the metal component of the precursor is formed on the substrate.
[0016]
A metal film manufacturing apparatus according to an eleventh invention for solving the above object is as follows.
A chamber containing a substrate;
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions provided at a position facing the substrate in the chamber;
An external plasma generation chamber communicating with the interior of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas to the external plasma generation chamber;
Plasma generating means for converting the halogen gas into plasma in the external plasma generation chamber and supplying halogen gas plasma into the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
Etching the member to be etched by the halogen gas plasma supplied into the chamber to generate a precursor of a metal component and a halogen, and forming a metal component of the precursor on the substrate Device.
[0019]
The first to solve the
A cylindrical chamber in which a grounded substrate is accommodated and one end side is open;
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions, which is provided at a position facing the substrate and sealing the opening of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
A plasma generating means that includes the member to be etched and a power supply unit that supplies power to the member to be etched, and converts the halogen gas into plasma to generate halogen gas plasma inside the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
In the metal film manufacturing apparatus, the member to be etched is etched by the halogen gas plasma to generate a precursor of a metal component and a halogen, and the metal component of the precursor is formed on the substrate.
[0020]
The first to solve the
A cylindrical chamber in which a substrate is accommodated and one end side is opened;
A convex ceiling plate curved outwardly of the chamber made of an insulating material that seals the opening of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
Plasma generating means having a conical ring-shaped coil arranged around the outside of the ceiling plate and a power supply unit for supplying power to the coil, and generating halogen gas plasma inside the chamber by converting the halogen gas into plasma When,
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
In the metal film manufacturing apparatus, the member to be etched is etched by the halogen gas plasma to generate a precursor of a metal component and a halogen, and the metal component of the precursor is formed on the substrate.
[0021]
The first to solve the above purpose 14 The metal film manufacturing apparatus according to the invention of
First 13 In the metal film manufacturing apparatus described in the invention,
The member to be etched is the member to be etched according to any one of the first to ninth inventions,
And while being extended in the radial direction of the chamber between the substrate and the ceiling plate, a plurality of circumferentially arranged so as to be discontinuous with respect to the flow direction of the current flowing through the conical ring-shaped coil This is a metal film manufacturing apparatus.
[0022]
The first to solve the above purpose 15 The metal film manufacturing apparatus according to the invention of
First 13 In the metal film manufacturing apparatus described in the invention,
The member to be etched is the member to be etched according to any one of the first to ninth inventions,
And while extending along the curved shape inside the ceiling plate, it extends in the radial direction of the chamber between the substrate and the ceiling plate, and is discontinuous with respect to the flow direction of the current flowing in the conical ring-shaped coil The metal film manufacturing apparatus is characterized in that a plurality of them are arranged in the circumferential direction.
[0023]
The first to solve the above purpose 16 The metal film manufacturing apparatus according to the invention of
A cylindrical chamber in which a substrate is accommodated and one end side is opened;
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions provided at a position facing the substrate in the chamber;
A cylindrical passage communicating with the interior of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas to the cylindrical passage;
A coil wound around the cylindrical passage, and a power supply unit for supplying power to the coil, and converts the halogen gas into plasma in the cylindrical passage and supplies the halogen gas plasma into the chamber. Plasma generating means;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
Etching the member to be etched by the halogen gas plasma supplied into the chamber to generate a precursor of a metal component and a halogen, and forming a metal component of the precursor on the substrate Device.
[0024]
The first to solve the above purpose 17 The metal film production method according to the invention of
Halogen gas is supplied into the chamber in which the substrate is accommodated, and the halogen gas is turned into plasma to generate halogen gas plasma.
Etching the member to be etched according to any one of the first to ninth inventions with the halogen gas plasma to form a precursor of a metal component and a halogen;
The temperature of the substrate is lower than the temperature of the member to be etched,
In this method, the metal component of the precursor is formed on the substrate.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
A metal film manufacturing method and a metal film manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic perspective cross-sectional view of a metal film production apparatus for performing the metal film production method according to the first embodiment of the present invention.
[0032]
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. . The support base 2 is provided with a temperature control means 6 including a
[0033]
The upper surface of the chamber 1 is an opening, and the opening is closed by the member 7 to be etched. The inside of the chamber 1 closed by the member 7 to be etched is maintained at a predetermined pressure by the vacuum device 8.
[0034]
A coiled plasma antenna 9 is provided around the cylindrical portion of the chamber 1, and a
[0035]
In the cylindrical portion of the chamber 1 at almost the same height as the support 2, a source gas 18 containing chlorine gas as a halogen gas inside the chamber 1 (He, Ar, etc., the chlorine concentration is ≦ 50%, preferably 10
[0036]
Furthermore, in this embodiment, one surface of the copper plate 50 which is a plate-shaped carrier formed of copper is coated with tantalum metal (tantalum coating 51) to form the member 7 to be etched, and the surface coated with tantalum is the chamber. The member to be etched 7 was placed in the upper surface opening of the chamber 1 so as to be inside of the chamber 1. As a method for tantalum coating on the copper plate 50, tantalum metal was coated by sputtering or vacuum deposition.
[0037]
In the metal film manufacturing apparatus described above, the metal thin film 16 is formed by the method described in detail below.
[0038]
First, the raw material gas 18 is supplied from the
Cl 2 → 2Cl * (1)
Where Cl * Represents a chlorine gas radical.
[0039]
When this gas plasma 14 acts on the
Ta (s) + 5Cl * → TaCl Five (G) (2)
Here, s represents a solid state and g represents a gas state. Expression (2) represents a state in which the
[0040]
The member 7 to be etched is heated by generating the gas plasma 14, and the temperature control means 6 sets the temperature of the substrate 3 to be lower than the temperature of the member 7 to be etched. As a result, the precursor 15 is adsorbed on the substrate 3. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
TaCl Five (G) → TaCl Five (Ad) (3)
Here, ad represents an adsorption state.
[0041]
The tantalum chloride adsorbed on the substrate 3 is reduced by chlorine gas radicals to become a Ta component, thereby forming a part of the metal thin film 16 (Ta thin film). The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
TaCl Five (Ad) + 5Cl * → Ta (s) + 5Cl 2 ↑ ・ ・ (4)
[0042]
Furthermore, a part of the gasified tantalum chloride generated in the above formula (2) is reduced by chlorine gas radicals to become tantalum in a gas state before adsorbing to the substrate 3 (see the above formula (3)). The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
TaCl Five (G) + 5Cl * → Ta (g) + 5Cl 2 ↑ ・ ・ (5)
Thereafter, tantalum in a gas state is formed on the substrate 3 and becomes a part of forming the metal thin film 16.
[0043]
In the present embodiment, the following problems that may occur when a high-cost metal film is formed can be solved. That is, when a member to be etched is formed of a high-cost metal material, the first problem that a high-cost metal material needs to be prepared as a bulk material, and many of the high-cost metal materials have a large specific gravity. The second problem is that the overall weight of the metal film manufacturing apparatus is increased and it is difficult to remove a heavy member to be etched. In the present embodiment, the above-described problem can be solved by configuring the member to be etched 7 from the relatively inexpensive and light copper plate 50 and the
[0044]
2 to 5 are schematic perspective sectional views of a metal film production apparatus for performing the metal film production methods according to the second to fifth embodiments of the present invention, respectively. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same kind member as the metal film production apparatus shown in FIG. 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0045]
<Second Embodiment>
In the metal film manufacturing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 2, the upper surface of the chamber 1 is an opening, and the opening is closed by a plate-like ceiling plate 25 made of an insulating material (for example, ceramic). It is. A plasma antenna 27 for converting the inside of the chamber 1 into plasma is provided above the ceiling plate 25, and the plasma antenna 27 is formed in a planar ring shape parallel to the surface of the ceiling plate 25. The plasma antenna 27 is connected to the
[0046]
A
[0047]
FIG. 6 is a schematic plan view of the
[0048]
As shown in FIG. 2, the member to be etched 20 is installed at a position facing the substrate 3 in the chamber 1. In this state, the
[0049]
Also in the second embodiment, it is possible to solve the problem that may occur when the high-cost metal described in the first embodiment is formed. In the second embodiment, the
[0050]
Note that the generation of the gas plasma 14 in the present embodiment is slightly different from that in the first embodiment, and thus will be described below.
[0051]
In the metal film manufacturing apparatus according to the present embodiment, a raw material gas 18 containing chlorine gas as a halogen gas is supplied into the chamber 1 from the
[0052]
The member to be etched 20 that is a conductor is present below the plasma antenna 27. However, as described above, the
[0053]
When the gas plasma 14 acts on the
[0054]
<Third Embodiment>
In the metal film manufacturing apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 3, the plasma antenna 9 is not provided around the cylindrical portion of the chamber 1 as compared with the metal film manufacturing apparatus shown in FIG. The matching
[0055]
Also in the third embodiment, it is possible to solve the problem that may occur when the high-cost metal described in the first embodiment is formed. In the third embodiment, since the member 7 to be etched is composed of a relatively inexpensive and light copper support and a
[0056]
Note that the generation of the gas plasma 14 in the present embodiment is slightly different from that in the first embodiment, and thus will be described below.
[0057]
In the metal film manufacturing apparatus according to the present embodiment, a raw material gas 18 containing chlorine gas as a halogen gas is supplied into the chamber 1 from the
[0058]
When the gas plasma 14 acts on the
[0059]
<Fourth Embodiment>
In the metal film manufacturing apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 4, the upper surface of the chamber 1 is an opening, and the opening is closed by a ceiling plate 25 made of, for example, ceramics (made of an insulating material). Yes. A member to be etched 30 is provided on the lower surface of the ceiling plate 25, and the member to be etched 30 has a conical shape (a convex shape on the substrate 3 side).
[0060]
A slit-shaped opening 31 is formed around the cylindrical portion of the chamber 1 at substantially the same height as the member to be etched 30, and one end of the
[0061]
Furthermore, in this embodiment, the conical surface of the copper plate 53, which is a conical carrier formed of copper, is coated with tantalum metal (tantalum coating 51) to form the member 30 to be etched, and is coated with tantalum. The member to be etched 30 was placed on the lower surface of the ceiling plate 25 so that the conical surface was inside the chamber 1 (projected toward the substrate 3). As a method for coating tantalum on the copper plate 53, tantalum metal was coated by sputtering or vacuum deposition.
[0062]
Also in the fourth embodiment, it is possible to solve the problem that may occur when the high-cost metal described in the first embodiment is formed. In the fourth embodiment, the above-described problem can be solved by configuring the member to be etched 30 with a relatively inexpensive and light copper support and a
[0063]
In addition, since generation | occurrence | production and the etching effect | action of the
[0064]
In the present embodiment, the source gas 18 supplied into the
[0065]
Since a predetermined differential pressure is set between the pressure in the chamber 1 and the pressure in the
[0066]
In the metal film manufacturing apparatus according to the present embodiment, the
[0067]
<Fifth Embodiment>
In the metal film manufacturing apparatus according to the fifth embodiment shown in FIG. 5, the shapes of the ceiling plate and the plasma antenna are different from those of the metal film manufacturing apparatus shown in FIG. That is, a convex (dome-shaped) ceiling plate 43 that is curved outward from the chamber is fixed to the upper opening of the chamber 1. The ceiling plate 43 is made of an insulating material (ceramics or the like). On the other hand, a
[0068]
In the present embodiment, the ceiling plate 43 is formed in a convex shape, and the
[0069]
Also in the fifth embodiment, it is possible to solve the problem that may occur when the high-cost metal described in the first embodiment is formed. In the fifth embodiment, the above-described problem can be solved by configuring the member to be etched 7 by a relatively inexpensive and low specific gravity copper carrier and a
[0070]
Note that generation of the gas plasma 45 in the present embodiment is slightly different from that in the first embodiment, and thus will be described below.
[0071]
In the metal film manufacturing apparatus according to the present embodiment, a raw material gas 18 containing chlorine gas as a halogen gas is supplied from the
[0072]
When the gas plasma 45 acts on the
[0073]
In the present embodiment, the member to be etched 20 described in the second embodiment is applied as the member to be etched, but the present invention is not limited to this. For example, it extends in the radial direction of the chamber 1 between the substrate 3 and the ceiling plate 43 along the curved shape inside the ceiling plate 43, and is discontinuous with respect to the flow direction of the current flowing in the
[0074]
Next, a member to be etched according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9 are schematic external views of the protrusions of the member to be etched according to other embodiments. In the member to be etched 20 shown in FIG. 6, a tantalum metal is coated on the copper rod as a carrier by a sputtering method or a vacuum evaporation method to form a
[0075]
On the other hand, the
[0076]
Further, the
[0077]
7 and 9 show examples applied to the member to be etched of the type shown in FIG. 6, but the present invention can also be applied to the plate-like member to be etched shown in FIG. 1, FIG. 3, or FIG. That is, the tantalum ribbon 54 may be attached to the plate-like copper plate 50 or the conical plate-like copper plate 53 as a carrier, or may be covered with the sintered tantalum 56.
[0078]
In each of the above embodiments, the source gas is Cl diluted with He. 2 The gas has been described as an example, but Cl 2 It is also possible to use the gas alone or to apply HCl gas. When HCl gas is applied, HCl gas plasma is generated as the source gas plasma, but the precursor generated by etching the tantalum metal of the member to be etched is Ta. x Cl y It is. Therefore, the source gas may be any gas containing chlorine, and HCl gas and Cl 2 It is also possible to use a mixed gas with the gas. Furthermore, in general, not only chlorine but any halogen gas can be used as the raw material gas of the present invention. As the halogen, fluorine, bromine, iodine and the like can be applied.
[0079]
Further, the metal to be coated on the carrier in the member to be etched is not limited to tantalum, and any one of Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, or Au, for example. That's all. Further, as the material for the carrier, a metal such as copper, which is relatively inexpensive, has a small specific gravity and high thermal conductivity is preferable. The reason why the carrier having high thermal conductivity is preferable is that accurate control is possible when the temperature of the member to be etched is controlled. The reason for controlling the temperature is that the metal thin film is formed by adjusting the temperature relationship between the member to be etched and the substrate.
[0080]
In addition, when silicon oxide, metal nitride, or the like is interposed between the support and the coated metal, it is easy to accurately determine the replenishment time of the coated metal. Since silicon oxide and metal nitride have high thermal conductivity like the carrier material and are difficult to etch, it is possible to prevent the coating metal from being etched into the carrier material after being consumed by etching. Here, examples of the metal nitride include tantalum nitride, tungsten nitride, silicon nitride, and titanium nitride.
[0081]
【The invention's effect】
According to the member to be etched according to the first invention,
The member to be etched is etched with halogen gas plasma to form a metal component and a halogen precursor, and the metal component of the precursor is formed on the substrate. The member to be etched, which is used in the metal film production apparatus and serves as the raw material of the metal to be deposited, is configured by covering the carrier with a metal capable of generating a high vapor pressure halide. In the case where the member to be etched is formed of a high-cost metal material that may occur in the first step, the first problem that it is necessary to prepare a high-cost metal material as a bulk material, and many of the high-cost metal materials Since the specific gravity is large, it is possible to solve the second problem that the weight of the entire metal film manufacturing apparatus is increased and it is difficult to remove the heavy member to be etched.
[0082]
According to the member to be etched according to the second invention,
In the member to be etched described in the first invention,
Since the metal is coated on the carrier by sputtering or vacuum evaporation,
The metal can be uniformly coated on the surface of the carrier.
[0083]
According to the member to be etched according to the third invention,
In the member to be etched described in the first invention,
Since the ribbon-shaped metal is attached to the carrier,
The surface of the carrier can be coated with a metal by an inexpensive method.
[0084]
According to the member to be etched according to the fourth invention,
In the member to be etched described in the first invention,
Since the metal oxide of the metal oxide is coated on the support by sintering the metal oxide in a slurry state sprayed or coated on the support in a reducing atmosphere,
The surface of the carrier can be coated with a metal uniformly and inexpensively.
[0085]
According to the member to be etched according to the fifth invention,
In the member to be etched described in the first invention,
Since the carrier is rod-shaped, and the wire-shaped metal is wound around the rod-shaped carrier,
The surface of the support can be coated with a metal by a simple method.
[0086]
According to the member to be etched according to the sixth invention,
In the member to be etched according to any one of the first to fifth inventions,
Since a metal nitride film is interposed between the carrier and the coated metal,
It is possible to accurately determine the replenishment time of the coated metal. Further, since the metal nitride has high thermal conductivity like the carrier material and is difficult to etch, the metal nitride can be prevented from being etched up to the carrier material after being consumed by the etching.
[0087]
According to the member to be etched according to the seventh invention,
In the member to be etched according to the sixth invention,
Since the metal nitride film is a film made of at least one of tantalum nitride, tungsten nitride, or silicon nitride,
It is possible to more accurately determine the replenishment time of the coated metal and further prevent the carrier material from being etched.
[0088]
According to the member to be etched according to the eighth invention,
In the member to be etched according to any one of the first to seventh inventions,
Since the carrier is made of copper,
The member to be etched can be made relatively inexpensive and lightweight, and the temperature of the member to be etched can be accurately controlled.
[0089]
According to the member to be etched according to the ninth invention,
In the member to be etched according to any one of the first to eighth inventions,
Since the coated metal is one or more of Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt or Au,
A high-cost metal can be formed by a relatively easy film formation operation while suppressing the film formation cost.
[0090]
According to the metal film manufacturing apparatus of the tenth invention,
A chamber containing a substrate;
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions provided at a position facing the substrate in the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
Plasma generating means for converting the halogen gas into plasma and generating halogen gas plasma inside the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
Since the halogen gas plasma is used to etch the member to be etched to generate a metal component and a halogen precursor, and the metal component of the precursor is deposited on the substrate.
When forming a member to be etched with a high-cost metal material, the first problem is that it is necessary to prepare a high-cost metal material as a bulk material, and many of the high-cost metal materials have a high specific gravity. Solves the second problem that the overall weight of the film manufacturing apparatus increases and it is difficult to remove a heavy member to be etched. A film can be formed.
[0091]
According to the metal film manufacturing apparatus of the eleventh invention,
A chamber containing a substrate;
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions provided at a position facing the substrate in the chamber;
An external plasma generation chamber communicating with the interior of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas to the external plasma generation chamber; plasma generation means for converting the halogen gas into plasma in the external plasma generation chamber and supplying halogen gas plasma into the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
The to-be-etched member is etched by the halogen gas plasma supplied into the chamber to generate a precursor of a metal component and a halogen, and the metal component of the precursor is formed on the substrate. So
When forming a member to be etched with a high-cost metal material, the first problem is that it is necessary to prepare a high-cost metal material as a bulk material, and many of the high-cost metal materials have a high specific gravity. Solves the second problem that the overall weight of the film manufacturing apparatus increases and it is difficult to remove a heavy member to be etched. A film can be formed.
[0094]
First 12 According to the metal film manufacturing apparatus according to the invention,
A cylindrical chamber in which a grounded substrate is accommodated and one end side is open;
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions, which is provided at a position facing the substrate and sealing the opening of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
A plasma generating means that includes the member to be etched and a power supply unit that supplies power to the member to be etched, and converts the halogen gas into plasma to generate halogen gas plasma inside the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
Since the halogen gas plasma is used to etch the member to be etched to generate a metal component and a halogen precursor, and the metal component of the precursor is deposited on the substrate.
In addition to the effects of the tenth or eleventh invention, the plasma generating antenna can be eliminated, and the degree of freedom around the chamber can be increased.
[0095]
First 13 According to the metal film manufacturing apparatus according to the invention,
A cylindrical chamber in which a substrate is accommodated and one end side is opened;
A convex ceiling plate curved outwardly of the chamber made of an insulating material that seals the opening of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
Plasma generating means having a conical ring-shaped coil arranged around the outside of the ceiling plate and a power supply unit for supplying power to the coil, and generating halogen gas plasma inside the chamber by converting the halogen gas into plasma When,
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
Since the halogen gas plasma is used to etch the member to be etched to generate a metal component and a halogen precursor, and the metal component of the precursor is deposited on the substrate.
In addition to the effects of the tenth or eleventh invention, plasma can be generated stably.
[0096]
First 14 According to the metal film manufacturing apparatus according to the invention,
First 13 In the metal film manufacturing apparatus described in the invention,
The member to be etched The Since it is arranged in the circumferential direction so as to be discontinuous with respect to the flow direction of the current flowing through the conical ring-shaped coil while extending in the radial direction of the chamber between the substrate and the ceiling plate,
First 13 This invention can be realized by a member to be etched that is easy to process.
[0097]
First 15 According to the metal film manufacturing apparatus according to the invention,
First 13 In the metal film manufacturing apparatus described in the invention,
The member to be etched The While extending along the curved shape inside the ceiling plate, it extends in the radial direction of the chamber between the substrate and the ceiling plate, and is discontinuous with respect to the flow direction of the current flowing through the conical ring-shaped coil. As we arranged in the circumferential direction as
First 13 In this invention, the film formation efficiency can be improved.
[0098]
First 16 According to the metal film manufacturing apparatus according to the invention,
A cylindrical chamber in which a substrate is accommodated and one end side is opened;
A member to be etched according to any one of the first to ninth inventions provided at a position facing the substrate in the chamber;
A cylindrical passage communicating with the interior of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas to the cylindrical passage;
A coil wound around the cylindrical passage, and a power supply unit for supplying power to the coil, and converts the halogen gas into plasma in the cylindrical passage and supplies the halogen gas plasma into the chamber. Plasma generating means;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
The to-be-etched member is etched by the halogen gas plasma supplied into the chamber to generate a precursor of a metal component and a halogen, and the metal component of the precursor is formed on the substrate. So
In addition to the effects of the tenth or eleventh invention, damage to the metal thin film formed on the substrate by plasma can be prevented.
[0099]
First 17 According to the metal film manufacturing method of the invention,
Halogen gas is supplied into the chamber in which the substrate is accommodated, and the halogen gas is turned into plasma to generate halogen gas plasma.
Etching the member to be etched according to any one of the first to ninth inventions with the halogen gas plasma to form a precursor of a metal component and a halogen;
The temperature of the substrate is lower than the temperature of the member to be etched,
Since the metal component of the precursor was deposited on the substrate,
When forming a member to be etched with a high-cost metal material, the first problem is that it is necessary to prepare a high-cost metal material as a bulk material, and many of the high-cost metal materials have a high specific gravity. Solves the second problem that the overall weight of the film manufacturing apparatus increases and it is difficult to remove a heavy member to be etched. A film can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective cross-sectional view of a metal film production apparatus for performing a metal film production method according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic perspective cross-sectional view of a metal film production apparatus for performing a metal film production method according to a second embodiment.
FIG. 3 is a schematic perspective cross-sectional view of a metal film production apparatus for performing a metal film production method according to a third embodiment.
FIG. 4 is a schematic perspective cross-sectional view of a metal film production apparatus for performing a metal film production method according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is a schematic perspective cross-sectional view of a metal film production apparatus for performing a metal film production method according to a fifth embodiment.
FIG. 6 is a schematic external view of a member to be etched of a metal film manufacturing apparatus according to a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic external view of a protrusion of an etched member according to another embodiment.
FIG. 8 is a schematic external view of a protrusion of a member to be etched according to another embodiment.
FIG. 9 is a schematic external view of a protrusion of a member to be etched according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 chamber
2 Support stand
3 Substrate
4 Heater
5 Refrigerant distribution means
6 Temperature control means
7 Member to be etched
8 Vacuum equipment
9 Plasma antenna
10 Matching device
11 Power supply
12 nozzles
13 Flow controller
14 Gas plasma
15 Precursor
16 Tantalum thin film
17 Exhaust port
18 Source gas
20 Member to be etched
21 Protrusion
22 Ring part
23 Notch
25 Ceiling board
27 Plasma antenna
30 Member to be etched
31 opening
32 passage
33 Excitation room
34 Plasma antenna
35 Gas plasma
40 Member to be etched
41 Protrusion
42 Ring part
43 Ceiling board
44 Plasma antenna
45 Gas plasma
50 copper plate
51 Tantalum coating
52 Copper Rod
53 Copper plate
54 Tantalum ribbon
55 Tantalum wire
56 Sintered tantalum
Claims (17)
スパッタリング法又は真空蒸着法により前記金属を前記担体に被覆してなることを特徴とする被エッチング部材。The member to be etched according to claim 1,
A member to be etched, wherein the carrier is coated with the metal by a sputtering method or a vacuum deposition method.
リボン状とした前記金属を前記担体に張り付けてなることを特徴とする被エッチング部材。The member to be etched according to claim 1,
A member to be etched, wherein the metal in a ribbon shape is stuck to the carrier.
前記担体に溶射又は塗布したスラリー状の前記金属の酸化物を還元雰囲気下において焼結させることにより、前記金属の酸化物の金属成分を前記担体に被覆してなることを特徴とする被エッチング部材。The member to be etched according to claim 1,
A member to be etched, wherein the carrier is coated with the metal component of the metal oxide by sintering the metal oxide in the form of a slurry sprayed or coated on the carrier in a reducing atmosphere. .
前記担体は棒状であり、当該棒状の担体にワイヤー状とした前記金属を巻き付けてなることを特徴とする被エッチング部材。The member to be etched according to claim 1,
The member to be etched is characterized in that the carrier is rod-shaped, and the wire-shaped metal is wound around the rod-shaped carrier.
前記担体と被覆された前記金属との間に金属窒化膜が介在することを特徴とする被エッチング部材。In the member to be etched according to any one of claims 1 to 5,
A member to be etched, wherein a metal nitride film is interposed between the carrier and the coated metal.
前記金属窒化膜は、窒化タンタル、窒化タングステン又は窒化ケイ素のいずれか1種以上からなる膜であることを特徴とする被エッチング部材。The member to be etched according to claim 6,
The member to be etched is characterized in that the metal nitride film is a film made of at least one of tantalum nitride, tungsten nitride, and silicon nitride.
前記担体は銅製であることを特徴とする被エッチング部材。The member to be etched according to any one of claims 1 to 7,
A member to be etched, wherein the carrier is made of copper.
被覆された前記金属は、Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt又はAuのいずれか1種以上であることを特徴とする被エッチング部材。The member to be etched according to any one of claims 1 to 8,
The member to be etched is characterized in that the coated metal is at least one of Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt and Au.
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ請求項1ないし9のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置。A chamber containing a substrate;
The member to be etched according to any one of claims 1 to 9, which is provided at a position facing the substrate in the chamber,
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
Plasma generating means for converting the halogen gas into plasma and generating halogen gas plasma inside the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
A metal film manufacturing apparatus that forms a precursor of a metal component and a halogen by etching the member to be etched by the halogen gas plasma, and deposits the metal component of the precursor on the substrate.
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ請求項1ないし9のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置。A chamber containing a substrate;
The member to be etched according to any one of claims 1 to 9, which is provided at a position facing the substrate in the chamber,
An external plasma generation chamber communicating with the interior of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas to the external plasma generation chamber; plasma generation means for converting the halogen gas into plasma in the external plasma generation chamber and supplying halogen gas plasma into the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
Etching the member to be etched by the halogen gas plasma supplied into the chamber to generate a precursor of a metal component and a halogen, and forming a metal component of the precursor on the substrate apparatus.
前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられ、かつ請求項1ないし9のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記被エッチング部材と当該被エッチング部材に給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置。A cylindrical chamber in which a grounded substrate is accommodated and one end side is open;
The member to be etched according to any one of claims 1 to 9, wherein the member is sealed at an opening of the chamber and is opposed to the substrate.
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
A plasma generating means that includes the member to be etched and a power supply unit that supplies power to the member to be etched, and converts the halogen gas into plasma to generate halogen gas plasma inside the chamber;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
A metal film manufacturing apparatus that forms a precursor of a metal component and a halogen by etching the member to be etched by the halogen gas plasma, and deposits the metal component of the precursor on the substrate.
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製のチャンバ外方側に湾曲した凸形状の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方周囲に配設した円錐リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
請求項1ないし9のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置。A cylindrical chamber in which a substrate is accommodated and one end side is opened;
A convex ceiling plate curved outwardly of the chamber made of an insulating material that seals the opening of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas into the chamber;
Plasma generating means having a conical ring-shaped coil arranged around the outside of the ceiling plate and a power supply unit for supplying power to the coil, and generating halogen gas plasma inside the chamber by converting the halogen gas into plasma When,
The member to be etched according to any one of claims 1 to 9,
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
A metal film manufacturing apparatus that forms a precursor of a metal component and a halogen by etching the member to be etched by the halogen gas plasma, and deposits the metal component of the precursor on the substrate.
前記被エッチング部材は、前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に、前記円錐リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置されたことを特徴とする金属膜作製装置。In the metal film production apparatus according to claim 13 ,
The etched member may extend in a radial direction of the chamber between the substrate and the ceiling plate, in the circumferential direction so as to be discontinuous with respect to the flow direction of the current flowing through the coil of the conical ring-shaped A metal film manufacturing apparatus, wherein a plurality of metal film manufacturing apparatuses are arranged.
前記被エッチング部材は、前記天井板の内側の湾曲形状に沿いながら前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に、前記円錐リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置されたことを特徴とする金属膜作製装置。In the metal film production apparatus according to claim 13 ,
The etched member may extend in a radial direction of the chamber between the substrate and the ceiling plate while along the inner side of the curved shape of the ceiling board, to the flow direction of the current flowing through the coil of the conical ring-shaped A metal film manufacturing apparatus, wherein a plurality of devices are arranged in the circumferential direction so as to be discontinuous.
前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられ、かつ請求項1ないし9のいずれかに記載する被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する筒状の通路と、
当該筒状の通路にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記筒状の通路の周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスを前記筒状の通路においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置。A cylindrical chamber in which a substrate is accommodated and one end side is opened;
The member to be etched according to any one of claims 1 to 9, which is provided at a position facing the substrate in the chamber,
A cylindrical passage communicating with the interior of the chamber;
Halogen gas supply means for supplying halogen gas to the cylindrical passage;
A coil wound around the cylindrical passage, and a power supply unit for supplying power to the coil, and converts the halogen gas into plasma in the cylindrical passage and supplies the halogen gas plasma into the chamber. Plasma generating means;
Temperature control means for lowering the temperature of the substrate lower than the temperature of the member to be etched,
Etching the member to be etched by the halogen gas plasma supplied into the chamber to generate a precursor of a metal component and a halogen, and forming a metal component of the precursor on the substrate apparatus.
請求項1ないし9のいずれかに記載する被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くし、
前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製方法。Halogen gas is supplied into the chamber in which the substrate is accommodated, and the halogen gas is converted into plasma to generate halogen gas plasma.
A member to be etched according to claim 1 is etched with the halogen gas plasma to form a precursor of a metal component and a halogen, and the temperature of the substrate is lower than the temperature of the member to be etched. And
A metal film manufacturing method for forming a metal component of the precursor on the substrate.
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