JP4623055B2

JP4623055B2 - メタル成膜装置におけるメタル膜剥離防止構造及び当該構造を用いる半導体装置の製造方法

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Publication number: JP4623055B2
Application number: JP2007136863A
Authority: JP
Inventors: 俊文五十嵐
Original assignee: 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: US20080305634A1; JP2008291299A

Description

本発明は、メタル成膜装置の真空チャンバ内で被処理基板のパーティクル汚染を防止する技術に係り、特にチャンバ内の部材に付着して堆積するメタル膜の不所望な剥離を防止ないし抑制するメタル膜剥離防止構造および当該構造を用いる半導体装置の製造方法に関する。

半導体装置の製造では、半導体ウェーハ等の被処理基板の主面（加工面）に金属配線を形成するために、メタル成膜装置の処理室または真空チャンバ内で基板上に配線金属が成膜される。今日の代表的なメタル成膜法は、スパッタリングおよびＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）である。しかしながら、これらの気相成膜法では、不可避的にチャンバ内で成膜に起因するメタルのパーティクルが発生して、その一部が基板上に付着する可能性がある。このようなパーティクルの基板上への付着は、半導体装置の製造歩留まりや製造装置の稼働率を低下させる大きな要因となる。

ところで、スパッタ装置においては、チャンバ内で、ターゲットからスパッタされた粒子の拡散を防止するために、ターゲットと基板とを結ぶ空間（処理空間）の周りを囲むように、円筒状の防着板いわゆるシールド部材がチャンバ内壁の内側に着脱可能に配設される。スパッタ成膜中に基板の周囲に拡散または飛散したメタルのスパッタ粒子はシールド部材に付着してそこに堆積するので、シールド部材の後背に位置するチャンバ内壁はメタルの付着・堆積から保護され、特段のクリーニングは不要となる。シールド部材は定期的に新旧交換され、チャンバから取り出された旧シールド部材は堆積メタル膜を取り除いて表面を洗浄してから再生部品として再利用される。

しかしながら、チャンバ内でシールド部材が使用（装着）されている期間中にそこから堆積メタル膜が剥がれると、これが発塵源またはパーティクル発生源になる。特に、メタルがＴiやＴiＮ等の高融点金属の場合は、堆積メタル膜の応力が非常に大きいため、シールド部材の母材（たとえばステンレス鋼）の表面をブラスト処理で粗面化しただけではメタル膜との密着性が低く、メタル膜の剥離が発生しやすい。このため、従来は、上記のようなパーティクル発生防止の観点から、シールド部材の交換サイクルを短く設定せざるを得ず、装置稼働率の低下やシールド部材再生費用の増大等を来たしている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、メタル成膜装置のチャンバ内で防着板等の部材から堆積メタル膜の不所望な剥離を簡便かつ効果的に防止することができるメタル膜剥離防止構造および当該構造を用いる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点におけるメタル膜剥離防止構造は、減圧下のチャンバ内で被処理基板上にメタル薄膜が形成されるメタル成膜装置におけるメタル膜剥離防止構造であって、前記チャンバ内で前記基板に対するメタル成膜の際に前記基板の周りで前記メタルが付着して堆積する所定の部材から堆積メタル膜が剥離するのを防止または抑制するために、前記部材の表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるプラズマ溶射膜が形成されており、前記プラズマ溶射膜の表面粗さが、十点平均粗さＲｚとして、６５μｍ≦Ｒｚ≦１３０μｍの範囲にあり、前記プラズマ溶射膜の表面における凹凸の平均間隔が２００μｍ〜４００μｍの範囲にあり、前記メタルが、高融点金属あるいは高融点金属の窒化物である。

また、本発明の第２の観点におけるメタル膜剥離防止構造は、減圧下のチャンバ内で被処理基板上にメタル薄膜が形成されるメタル成膜装置におけるメタル膜剥離防止構造であって、前記チャンバ内で前記基板に対するメタル成膜の際に前記基板の周りで前記メタルが付着して堆積する所定の部材から堆積メタル膜が剥離するのを防止または抑制するために、前記部材の表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるプラズマ溶射膜が形成され、かつ前記プラズマ溶射膜の表面が粗面化されており、前記プラズマ溶射膜の表面粗さが、十点平均粗さＲｚとして、１００μｍ≦Ｒｚ≦１３０μｍの範囲にあり、前記プラズマ溶射膜の表面における凹凸の平均間隔が２００μｍ〜４００μｍの範囲にあり、前記メタルが、高融点金属あるいは高融点金属の窒化物である。

上記の構成においては、メタル成膜装置（たとえばスパッタ装置）のチャンバ内で成膜材のメタル（高融点金属たとえばＴｉあるいは高融点金属の窒化物たとえばＴｉＮ）が不可避的に付着・堆積する部材（たとえば防着板）の表面に応力緩和性に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるプラズマ溶射膜を形成し、かつその表面を適度に、つまりプラズマ溶射膜の表面粗さが、十点平均粗さＲｚとして、６５μｍ≦Ｒｚ≦１３０μｍ（より好ましくは１００μｍ≦Ｒｚ≦１３０μｍ）の範囲にあり、プラズマ溶射膜の表面における凹凸の平均間隔が２００μｍ〜４００μｍの範囲にあるように、粗面化することにより、堆積メタル膜とプラズマ溶射膜との密着性が増大してメタル膜の剥離が抑制され、膜剥離に起因する被処理基板のパーティクル汚染が防止ないし低減される。また、長時間の使用にわたって堆積メタル膜の剥離防止を安定確実に保証することができる。また、堆積メタル膜とプラズマ溶射膜との密着性ないし接合強度を保証することができる。

また、本発明の好適な一態様においては、部材の表面の中心線平均粗さＲａが４．５μｍ〜７μｍの範囲にある。かかる部材表面の粗面化により、その上に後工程で形成されるプラズマ溶射膜との接着強度を高めることができる。

また、堆積メタル膜の応力を緩和するうえで、特にメタル材が高融点金属あるいは高融点金属の窒化物である場合は、プラズマ溶射膜の膜厚条件も重要であり、好ましくは平均膜厚が２００μｍ以上に選ばれてよい。

また、本発明における半導体装置の製造方法は、メタル膜防着部材を備えたチャンバ内で半導体ウェーハに対してメタル成膜処理を施す工程を含む半導体装置の製造方法であって、半導体ウェーハをチャンバ内に導入する工程と、上記半導体ウェーハに対してメタル成膜処理を施す工程と、チャンバ内のメタル膜防着部材を取り出す工程と、取り出した防着部材を洗浄する工程と、洗浄した防着部材を上記チャンバ内に設置する工程と、半導体ウェーハをチャンバ内に導入する工程と、上記半導体ウェーハに対してメタル成膜処理を施す工程とを有し、上記防着部材の表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるプラズマ溶射膜が形成され、かつ上記プラズマ溶射膜の表面の粗さが、十点平均粗さＲｚとして、６５μｍ≦Ｒｚ≦１３０μｍの範囲にあり、前記プラズマ溶射膜の表面における凹凸の平均間隔が２００μｍ〜４００μｍの範囲にあり、前記メタルが、高融点金属あるいは高融点金属の窒化物である。

本発明のメタル膜剥離防止構造および当該構造を用いる半導体装置の製造方法によれば、上記のような構成および作用により、メタル成膜装置のチャンバ内で防着板等の部材から堆積メタル膜の不所望な剥離を簡便かつ効果的に防止することができる。

以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。図１に、本発明の適用可能なメタル成膜装置の一例としてスパッタ装置の構成を示す。

このスパッタ装置において、チャンバ１０はたとえばステンレス製で有底円筒状に形成され、下面にターゲット１２を固着してなるバッキングプレート（電極）１４がチャンバ１０の上面開口部を気密に閉塞するように着脱可能に取り付けられる。バッキングプレート１４の背面（上面）側には、ターゲット１２の表面に磁場を印加するためのマグネット１６が設けられ、いわゆるマグネトロンスパッタリングが行われるようになっている。バッキングプレート１４には、電場を形成するためのＲＦまたはＤＣ電源１８が電気的に接続されている。

チャンバ１０内において、ターゲット１２の真向かいの位置に導電体からなるステージ２０が設けられ、このステージ２０の上に被処理基板としてたとえば半導体ウェーハ２２が載置される。半導体ウェーハ２２をステージ２０に固定するために、ウェーハ２２の外周縁部に環状のクランプ部材（クランプリング）２４が係止するようになっている。

ステージ２０は、チャンバ１０の下（外）からチャンバ底板を貫通して垂直上方に延びる昇降可能な支持軸２６に支持され、電気的にはチャンバ１０と共に接地されている。支持軸２６はチャンバ１０の下（外）で昇降機構（図示せず）に接続されており、図示のように半導体ウェーハ２２をクランプリング２４に係止させる成膜処理用の第１の高さ位置と、チャンバ１０の側壁に取付されたゲートバルブ２８を開状態にしてステージ２０上に半導体ウェーハ２２のローディング／アンローディングを可能とする基板搬入出用の第２の高さ位置との間で、ステージ２０を昇降移動させることができる。なお、チャンバ１０は減圧可能に構成されており、支持軸２６を擦動可能に通す貫通孔もシール部材（図示せず）によって真空封止されている。

チャンバ１０内には、ステージ２０上の半導体ウェーハ２２をクランプリング２４の高さ位置（成膜処理用の第１の高さ位置）まで上昇させた状態で、ターゲット１２と半導体ウェーハ２２とを結ぶ空間（処理空間）の周りを囲むように、チャンバ１０よりも直径の小さい円筒状のシールド部材３０が配設されている。

このシールド部材３０の下端部は半径方向内側に延びる環状のフランジ部３０ａを構成し、この内側フランジ部３０ａの上にクランプリング２４が取付される。シールド部材３０の上端部は半径方向外側に延びる環状のフランジ部３０ｂを構成し、この外側フランジ部３０ｂがアダプタ３２を介してチャンバ１０の上面開口部の縁部の上に載るようにして、シールド部材３０がチャンバ１０の中に着脱可能に装着される。そして、シールド部材３０の外側フランジ部３０ｂの上に絶縁性のＯリング３４を介してバッキングプレート１４の外周縁部が載るようにして、バッキングプレート１４およびターゲット１２がチャンバ１０の上面に着脱可能に取付される。

スパッタ成膜時には、ガス供給源（図示せず）よりガス供給管３６を介してチャンバ１０内に不活性ガスたとえばＡｒガスが導入される。チャンバ１０の底に設けられている排気口３８は真空ポンプ（図示せず）に通じており、チャンバ１０内が所定の圧力で高真空に減圧される。そして、電源１８よりターゲット１２とステージ２０との間に電圧が印加されることで、処理空間内でＡｒガスが電離してプラズマが発生し、プラズマからの加速されたＡｒイオンの入射によりターゲット１２の表面がスパッタされ、スパッタ粒子がステージ２０上の半導体ウェーハ２２の主面に堆積してメタル薄膜を形成する。

高融点金属たとえばＴiの窒化物ＴiＮを成膜する場合は、ターゲット１２の材料をＴiとし、処理ガスとしてＡｒガスに窒素（Ｎ₂）ガスを添加して、いわゆる反応性スパッタリングを行わせてよい。すなわち、Ａｒイオンでスパッタリングされたスパッタ粒子Ｔiと窒素イオンとを反応させて、半導体ウェーハ２２の主面に窒化物ＴiＮを成膜することができる。

上記のようなスパッタ成膜においては、ターゲット１２の表面からスパッタされたメタル粒子が、ターゲット正面の半導体ウェーハ２２に向かうだけでなく、その周囲にも拡散または飛散して、特にシールド部材３０の内壁面（防着表面）やクランプリング２４の上面等にも付着して堆積メタル膜４０を形成する。

この実施形態におけるシールド部材３０は、たとえばステンレス鋼からなり、図２に示すように、その防着表面（内壁面）にはアルミニウム（Ａｌ）、または銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属を含むアルミニウム合金からなるプラズマ溶射膜４２が形成され、このプラズマ溶射膜４２の表面が適度に粗面化されている。

ここで、プラズマ溶射膜４２の表面粗さは、十点平均粗さＲｚで表すと、下限は６５μｍ≦Ｒｚの条件を満たすのが好ましく、１００μｍ≦Ｒｚの条件を満たすのが更に好ましい。Ｒｚが６５μｍ未満であると、後に詳述するように堆積メタル膜４０との密着性（結合力）が弱く、膜剥離を防止ないし抑制する効果が十分に得られない。Ｒｚが１００μｍ以上であると、堆積メタル膜４０との間に十分大きな密着性（結合力）が得られ、堆積メタル膜４０の膜厚が１ｍｍ以上に増大しても膜剥離を安定確実に防止できる。また、Ｒｚの上限はＲｚ≦１３０μｍの条件を満たすのが好ましい。Ｒｚが１３０μｍを超えても、膜剥離防止の効果は飽和して上がらないうえ、プラズマ溶射法で可能な最大膜厚の限界を超えてしまい、実用的に意味がない。また、プラズマ溶射膜４２の表面粗さは、堆積メタル膜４０との密着性との関係で、凹凸の高さだけでなく、凹凸のピッチまたは間隔も重要であり、後述するように平均間隔Ｓｍを所定の範囲内（２００μｍ〜４００μｍ）にするのが好ましい。

さらに、シールド部材３０とプラズマ溶射膜４２との結合力を高めるために、シールド部材３０の表面をブラスト処理によって適度な粗さ（好ましくは中心線平均粗さＲａで４．５≦Ｒａ≦７μｍの範囲内）に粗面化するのが好ましい。

上記のように、この実施形態では、スパッタ装置のチャンバ１０内に防着板として設けられるシールド部材３０に表面が適度に粗面化されたプラズマ溶射膜４２がコーティングされることにより、メタルのスパッタ成膜処理が多数回行われてシールド部材３０にメタルの膜が堆積しても、特にメタルが応力の大きい高融点金属（たとえばＴi）またはその窒化物（ＴiＮ）であっても、メタル堆積膜４０の剥離が防止ないし抑制され、チャンバ１０内における被処理基板（半導体ウェーハ２２）のパーティクル汚染が低減する。また、シールド部材３０から堆積メタル膜４０が剥れ難くなるぶん、チャンバ１０内の定期的なクリーニングの実施あるいはシールド部材３０の交換（サイクル）を延ばすことができ、装置稼働率の向上、シールド部材再生費用の低減、そして製造工程における低コスト化も図れる。

この実施形態のスパッタ装置においては、メタルのスパッタ成膜処理を重ねるにつれて、シールド部材３０の他にたとえばクランプリング２４の表面にも堆積メタル膜４０が形成される。したがって、クランプリング２４にも上記プラズマ溶射膜４０と同様のプラズマ溶射膜を形成してよく、それによって同様の作用効果を得ることができる。

ここで、図３の模式図を参照して、この実施形態におけるプラズマ溶射膜の表面粗さの作用を説明する。図３Ａは、本発明にしたがってプラズマ溶射膜の表面粗さをＲｚ＝１００μｍとした場合である。この場合は、メタルのスパッタ粒子４０がたとえば図中の白丸に擬して示したように凹凸部の中に膜の最下層部分を埋め込ませるようにして付着して、堆積膜を柱状に成長させる。このように、堆積メタル膜４０とプラズマ溶射膜表面の凹凸部との間の密着面積が大きいため、両者間の接着強度（結合力）が大きい。

これに対して、図３Ｂは、プラズマ溶射膜の表面粗さをＲｚ＝５０μｍとした場合である。従来一般のプラズマ溶射によると、この程度の細かな表面粗さになる。この場合は、堆積メタル膜４０がプラズマ溶射膜表面の凹凸部の中に入り込まず、凸部の上に載るような形で付着して、堆積膜を柱状に成長させる。このため、接触面積は小さくて密着度が良くなく、界面から膜剥離が生じやすい。

また、プラズマ溶射膜４２の表面粗さは、凹凸の高さだけでなく、凹凸の間隔も重要である。すなわち、スパッタ成膜では、プラズマ溶射膜４２の表面凹凸部の凹部または凸部間にできる影部において、スパッタ粒子の飛来が抑制され、その領域で充分なメタル膜４０の成長が起こらなくなり、その接着強度が低下することがある。このようなスパッタ成膜におけるシャドウ効果は、表面凹凸部の凸部と凹部の高低差とも関連して、凹凸の平均間隔Ｓｍに左右され、通常は２００μｍ≦Ｓｍ≦４００μｍの範囲に選ばれるのが好ましい。

図４に、この実施形態におけるプラズマ溶射膜４２の表面粗さ曲線の一例を示す。この表面粗さ曲線は、東京精密（株）社製の表面粗さ測定機HANDY SUFE-35Aを用いて計測したものである。この表面粗さ曲線において、十点平均粗さＲｚは１１４．５μｍであり、表面凹凸の平均間隔Ｓｍは３００μｍ程度である。

なお、プラズマ溶射法は、アルゴンを作動ガスとしてプラズマ化し、基材（被溶射体）に向けてノズルより高温高速で噴出するプラズマジェットに溶射材料粉末を投入し、加熱加速して基材に吹き付けるものである。この実施形態では、溶射材料粉末であるアルミニウム粉末に工夫を凝らして図４の表面粗さ曲線を得ている。

また、メタル成膜の場合、特に高融点金属またはその窒化物の場合は、プラズマ溶射膜４２上に形成される堆積メタル膜４０の膜応力が極めて大きいので、かかる堆積メタル膜４０の膜応力を緩和または吸収するうえでプラズマ溶射膜４２の膜厚も膜剥離防止機能の重要なファクタとなる。

図５に、アルミニウムからなるプラズマ溶射膜の膜厚（アルミ溶射膜厚）とその応力緩和能力との関係を示す。ここで、応力緩和能力は、プラズマ溶射膜がシールド部材の表面から剥離し始めるときのメタル膜（図示の例はＴiＮ膜）の膜応力を便宜上その表面張力単位で表した値である。

図５に示すように、アルミ溶射膜厚を大きくするほど堆積メタル膜に対する応力緩和能力が増大することと、膜厚２００μｍ以上で応力緩和能力が実質的に飽和することがわかる。このことから、この実施形態におけるプラズマ溶射膜４２においても、膜厚を２００μｍ以上とするのが好ましい。

一実施例として、シールド部材３０の板厚が１．３ｍｍ、プラズマ溶射膜（Ａｌ）の膜厚が３００μｍの条件で２００ｍｍφの半導体ウェーハに対するＴi成膜処理に本実施例形態のシールド部材３０を使用したところ、積算使用時間５００ｋｗＨのシールド部材３０上にＴi堆積膜４０が約１ｍｍの膜厚まで成長した段階で、Ｔi堆積膜４０の剥離は全然見られなかった。

次に、図６および図７を参照して、この実施形態において防着板（たとえばシールド部材３０）に係るメタル膜剥離防止構造の製作または再生方法を説明する。

チャンバ１０内の定期クリーニングを実施する場合は、それまで使用してきたシールド部材３０を新旧交換のために取り外す。図６のフローチャートにおいて、チャンバ１０の上面からターゲット１２をバッキングプレート１４と一体に取り外し、シールド部材３０およびクランプリング２４もチャンバ１０の外に取り出す。そして、シールド部材３０については、その防着表面に残っている堆積メタル膜４０の除去を行う（ステップＳ₂）。このメタル膜除去処理では、化学薬液を使用してメタル膜４０を選択的にエッチングしてよい。

次いで、Ａｌ金属のプラズマ溶射膜４０を、たとえば化学薬液によりエッチングして除去する（ステップＳ₃）。

次に、たとえば純水中での超音波洗浄あるいは化学薬液に浸ける洗浄によりシールド部材３０の表面を洗浄する（ステップＳ₄）。

次いで、シールド部材３０の防着表面をブラスト処理する（ステップＳ₅）。このブラスト処理に使用する粒子は珪砂、石英、アルミナ等の微粒子であってよく、その粒度は＃４０〜＃１００の範囲が好ましい。このブラスト処理により、図７に模式的に示すようにシールド部材３０の母材表面が適度な範囲（４．５μｍ≦Ｒａ≦７μｍ）内の表面粗さに粗面化される（３０ｃ）。このシールド部材３０の母材粗面化により、その上に後工程で形成されるプラズマ溶射膜４２との接着強度を高めることができる。なお、ブラスト処理に用いる微粒子はその粒径が揃うように、たとえば篩いにより分級するのが好ましい。粒度＃は、微粒子を１０ｍｍ平方に並べて配列できる微粒子のほぼ個数に相当する。

その後、ブラスト処理により粗面化されたシールド部材３０の母材表面を洗浄する（ステップＳ₆）。この洗浄工程では、シールド部材３０の母材表面に付着しているパーティクルを効率的に除去できるような洗浄方法、たとえば超音波洗浄あるいは化学薬液洗浄を用いてよい。

最後に、図７に示すように、シールド部材３０の粗面３０ｃにたとえばＡｌ金属をプラズマ溶射してプラズマ溶射膜４２を形成し（ステップＳ₇）、その際にプラズマ溶射膜４２の表面を上記所定の条件（Ｒｚ，Ｓｍ）で粗面化する。

以上のようにしてシールド部材３０の再生処理がなされる。そして、この再生処理したシールド部材３０は定期交換でスパッタ装置のチャンバ１０内に装着され、再使用に付される。クランプリング２４についても、上記と同様の再生処理を行うことができる。

上述した実施形態の中で説明したプラズマ溶射膜４２の粗面凹凸部の作用および効果は、シールド部材３０への適用に限定されるものでなく、スパッタ装置のチャンバ内で使用される各種部材に同様の粗面凹凸部を設けることにより、上記と同様の作用効果を得ることができる。また、コリメータを備えたコリメートスパッタ装置はもちろん、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）装置等の他の方式のメタル成膜装置においても、そのチャンバ内に使用される各種部材に上記と同様のプラズマ溶射による表面処理を施してもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。

本発明の一実施形態におけるスパッタ装置の構成を示す縦断面図である。図１中の領域Ａにおけるシールド部材表面部分の断面構造を示す一部拡大断面図である。プラズマ溶射膜の表面における本発明の作用を説明するための模式図である。プラズマ溶射膜の表面における比較例の作用を説明するための模式図である。本発明の実施形態においてシールド部材の表面に形成されるプラズマ溶射膜の表面粗さ曲線の一例を示す図である。本発明の実施形態においてシールド部材の表面に形成されるプラズマ溶射膜の膜厚とその応力緩和能力との関係を示すグラフである。本発明の実施形態において防着板に係るメタル膜剥離防止構造の製作または再生方法の手順を示すフローチャートである。本発明の実施形態におけるメタル膜剥離防止構造の要部の構成を示す一部拡大断面図である。

符号の説明

１０チャンバ
１２ターゲット
１４バッキングプレート
１６マグネット
１８電源
２０ステージ
２２半導体ウェーハ（被処理基板）
３０シールド部材（防着板）
４０堆積メタル膜
４２プラズマ溶射膜

Claims

減圧下のチャンバ内で被処理基板上にメタル薄膜が形成されるメタル成膜装置におけるメタル膜剥離防止構造であって、
前記チャンバ内で前記基板に対するメタル成膜の際に前記基板の周りで前記メタルが付着して堆積する所定の部材から堆積メタル膜が剥離するのを防止または抑制するために、前記部材の表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるプラズマ溶射膜が形成されており、
前記プラズマ溶射膜の表面粗さが、十点平均粗さＲｚとして、６５μｍ≦Ｒｚ≦１３０μｍの範囲にあり、
前記プラズマ溶射膜の表面における凹凸の平均間隔が２００μｍ〜４００μｍの範囲にあり、
前記メタルが、高融点金属あるいは高融点金属の窒化物である、
メタル膜剥離防止構造。
減圧下のチャンバ内で被処理基板上にメタル薄膜が形成されるメタル成膜装置におけるメタル膜剥離防止構造であって、
前記チャンバ内で前記基板に対するメタル成膜の際に前記基板の周りで前記メタルが付着して堆積する所定の部材から堆積メタル膜が剥離するのを防止または抑制するために、前記部材の表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるプラズマ溶射膜が形成され、かつ前記プラズマ溶射膜の表面が粗面化されており、
前記プラズマ溶射膜の表面粗さが、十点平均粗さＲｚとして、１００μｍ≦Ｒｚ≦１３０μｍの範囲にあり、
前記プラズマ溶射膜の表面における凹凸の平均間隔が２００μｍ〜４００μｍの範囲にあり、
前記メタルが、高融点金属あるいは高融点金属の窒化物である、
メタル膜剥離防止構造。
前記部材の表面の中心線平均粗さＲａが４．５μｍ〜７μｍの範囲にある、請求項１又は請求項２に記載のメタル膜剥離防止構造。
前記プラズマ溶射膜の平均膜厚が２００μｍ以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のメタル膜剥離防止構造。
前記メタルが、Ｔｉ又はＴｉＮである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のメタル膜剥離防止構造。
前記部材は、前記チャンバの内壁に前記メタルの堆積膜が付着するのを防止するための防着板を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のメタル膜剥離防止構造。
前記メタル成膜装置は、スパッタリングで前記基板上に金属薄膜を形成するスパッタ装置である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のメタル膜剥離防止構造。
メタル膜防着部材を備えたチャンバ内で半導体ウェーハに対してメタル成膜処理を施す工程を含む半導体装置の製造方法であって、
半導体ウェーハをチャンバ内に導入する工程と、
上記半導体ウェーハに対してメタル成膜処理を施す工程と、
チャンバ内のメタル膜防着部材を取り出す工程と、
取り出した防着部材を洗浄する工程と、
洗浄した防着部材を上記チャンバ内に設置する工程と、
半導体ウェーハをチャンバ内に導入する工程と、
上記半導体ウェーハに対してメタル成膜処理を施す工程と
を有し、
上記防着部材の表面にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなるプラズマ溶射膜が形成され、かつ上記プラズマ溶射膜の表面の粗さが、十点平均粗さＲｚとして、６５μｍ≦Ｒｚ≦１３０μｍの範囲にあり、
前記プラズマ溶射膜の表面における凹凸の平均間隔が２００μｍ〜４００μｍの範囲にあり、
前記メタルが、高融点金属あるいは高融点金属の窒化物である、
半導体装置の製造方法。