JP4401340B2 - 薄膜作製装置及び薄膜作製方法 - Google Patents
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Description
(2)エッチング反応;M+Cl*→MCl(g)
(3)基板への吸着反応;MCl(g)→MCl(ad)
(4)成膜反応;MCl(ad)+Cl* →M+Cl2↑
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。
t=V/QTP
で表すことができる。
Cl2→2Cl*
ここで、Cl*は塩素ラジカルを表す。
AlCl3→AlCl2→AlCl
AlCl3に塩素ラジカルCl*が作用することにより、
AlCl3+Cl*→AlCl2+Cl2↑の反応が生じてAlCl2となる。
また、AlCl2に塩素ラジカルCl*が作用することにより、
AlCl2+Cl*→AlCl+Cl2↑の反応が生じてAlClとなる。
更に、AlClに塩素ラジカルCl*が作用することにより、
AlCl+Cl*→Al+Cl2↑の反応が生じてAl成分となる。
Cl*+Cl*→Cl2↑+He
Cl2→2Cl*
ここで、Cl*は塩素ラジカルを表す。
AlCl2+AlCl2→2Al↓+Cl2↑の反応が生じてAlの薄膜が作製される。即ち、AlCl2のCl2成分同士が反応してAl成分が基板側に成膜され、前駆体AlX2のAl成分の薄膜が行われる。
AlCl2+Cl*→AlCl+Cl2↑の反応を生じさせてAlClとし、更に、AlClに塩素ラジカルCl*を作用させることにより、
AlCl+Cl*→Al+Cl2↑の反応を生じさせてAl成分とすることも可能である。
Cl2→2Cl*
ここで、Cl*は塩素ラジカルを表す。
AlCl+Cl*→Al+Cl2↑の反応が生じてAl成分とされ、Alの薄膜が作製される。
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 整合器
10 電源
11 被エッチング部材
12 ガスプラズマ
14 ガスノズル
15 流量制御器
17 作用ガス
18 排出口
19 真空装置
20 圧力制御手段
21 ノズル
22 Arガス
25 プラズマ分光器
40 補給手段
41 開口部
42 ラジカル通路
43 励起室
44 プラズマアンテナ
45 整合器
46 電源
Claims (6)
- 基板が収容されるチャンバと、
基板を保持するための基板支持台が対向する位置におけるチャンバに設けられるAl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作用ガスを供給する作用ガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化して、作用ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、流体の滞留時間を制御して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Al成分とハロゲンXとからなる前駆体AlX3を生成するプラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、流体の滞留時間を制御して前記ハロゲンラジカルと前記前駆体AlX 3 とを反応させてAlX 2 及びAlXの中間体を生成し、該AlX2及びAlXの中間体と前記ハロゲンラジカルとを反応させて前駆体AlX3のAl成分を基板側に成膜させる制御手段と、
前記ハロゲンラジカル、前記前駆体AlX 3 、前記中間体AlX 2 及びAlX、ならびに前記Al成分それぞれの生成状況を検出し、該検出された生成状況に関する検出データを前記制御手段に送る手段と、
前記Al成分が成膜された際にアルゴンガスを前記チャンバ内に供給して、前記基板支持台に基板が支持されている場合に該基板の電子温度を低下させるための手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出データに基づいて、前記ハロゲンラジカル、前記前駆体AlX 3 、前記中間体AlX 2 及びAlX、ならびに前記Al成分のそれぞれが所望状態で生成されるように前記チャンバ内の圧力を少なくとも制御することを特徴とする薄膜作製装置。 - 基板が収容されるチャンバと、
基板を保持するための基板支持台が対向する位置におけるチャンバに設けられるAl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作用ガスを供給する作用ガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化して、作用ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、流体の滞留時間を制御して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Al成分とハロゲンXとからなる前駆体AlX2を生成するプラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、流体の滞留時間を制御して前記ハロゲンラジカルと前記前駆体AlX 2 とを反応させてAlXの中間体を生成し、該AlXと前記ハロゲンラジカルとを反応させて前駆体AlX2のAl成分を基板側に成膜させる制御手段と、
前記ハロゲンラジカル、前記前駆体AlX 2 、前記中間体AlX、および前記Al成分それぞれの生成状況を検出し、該検出された生成状況に関する検出データを前記制御手段に送る手段と、
前記Al成分が成膜された際にアルゴンガスを前記チャンバ内に供給して、前記基板支持台に基板が支持されている場合に該基板の電子温度を低下させるための手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出データに基づいて、前記ハロゲンラジカル、前記前駆体AlX 2 、前記中間体AlX、および前記Al成分のそれぞれが所望状態で生成されるように前記チャンバ内の圧力を少なくとも制御することを特徴とする薄膜作製装置。 - ハロゲンを含有する作用ガスをチャンバ内に供給する工程と、
チャンバの内部をプラズマ化してハロゲンラジカルを生成する工程と、
ハロゲンラジカルによりAl製の被エッチング部材をエッチングして被エッチング部材に含まれるAl成分とハロゲンXとからなる前駆体AlX3を生成する工程と、
ハロゲンラジカル、AlX 3 、AlX 2 、AlX、およびAlそれぞれの生成状況を検出し、該検出された生成状況に関する検出データを取得する工程と、
前記検出データにより、流体の滞留時間を制御して前記ハロゲンラジカルと前記前駆体AlX 3 とを反応させてAlX 2 及びAlXの中間体を生成する工程と、
前記検出データにより、前記AlX2及びAlXの中間体と前記ハロゲンラジカルとを反応させて前駆体AlX3のAl成分を基板側に成膜させる工程と、
前記Al成分が成膜された際にアルゴンガスを前記チャンバ内に供給して、基板の電子温度を低下させる工程と
を有することを特徴とする薄膜作製方法。 - ハロゲンを含有する作用ガスをチャンバ内に供給する工程と、
チャンバ内部をプラズマ化してハロゲンラジカルを生成する工程、
ハロゲンラジカルによりAl製の被エッチング部材をエッチングして被エッチング部材に含まれるAl成分とハロゲンXとからなる前駆体AlX2を生成する工程と、
ハロゲンラジカル、AlX 2 、AlX、およびAlそれぞれの生成状況を検出し、該検出された生成状況に関する検出データを取得する工程と、
前記検出データにより、流体の滞留時間を制御して前記ハロゲンラジカルと前記前駆体AlX 2 とを反応させてAlXの中間体を生成する工程と、
前記検出データにより、前記AlXの中間体と前記ハロゲンラジカルとを反応させて前駆体AlX2のAl成分を基板側に成膜させる工程と、
前記Al成分が成膜された際にアルゴンガスを前記チャンバ内に供給して、基板の電子温度を低下させる工程と
を有することを特徴とする薄膜作製方法。 - 請求項3に記載の薄膜作製方法において、
チャンバ内の圧力を高くすることで流体の滞留時間を長くし、AlX2及びAlXの中間体を介して前駆体AlX3のAl成分を基板側に成膜させることを特徴とする薄膜作製方法。 - 請求項4に記載の薄膜作製方法において、
チャンバ内の圧力をAlX2及びAlXを生成する圧力よりも高くすることで流体の滞留時間を長くし、AlXの中間体を介して前駆体AlX2のAl成分を基板側に成膜させることを特徴とする薄膜作製方法。
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