(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の形状を有するフッ化コバルト膜を形成できる技術を提供する。【解決手段】基板の上にコバルト膜を形成する工程と、フッ素含有物を含むガスに前記基板を曝露する工程と、を有する。基板上に物理気相堆積や化学気相堆積によってコバルト（Ｃｏ）膜を形成し、コバルト（Ｃｏ）膜にフッ素含有物を含むガスを所定温度で流通させることにより、フッ化コバルトが形成される。Ｃｏを孔などの複雑形状にコンフォーマルに被覆し、減圧可能な処理容器内でフッ素含有物を含むガスに曝露することにより、ＣｏをＣｏＦ２に変化させて、複雑形状のＣｏＦ２を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上にコバルト膜を形成する工程と、
フッ素含有物を含むガスに前記基板を曝露する工程と、
を有する、
フッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項２】
前記フッ素含有物は、ＣｌＦ３である、
請求項１に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項３】
前記基板を曝露する工程は、前記基板を加熱した状態で行われる、
請求項１又は２に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項４】
前記基板の上に凹部を有する絶縁膜が形成されている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項５】
前記絶縁膜の上面に形成され、前記フッ素含有物を含むガスに曝露された前記コバルト膜を除去する工程と、
前記コバルト膜を除去する工程の後に行われ、前記絶縁膜を除去する工程と、
を有する、
請求項４に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項６】
前記コバルト膜を形成する工程は、前記凹部の上部にコバルト膜を選択的に形成する工程である、
請求項４又は５に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項７】
前記絶縁膜は、シリコン酸化膜である、
請求項４乃至６のいずれか一項に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項８】
前記基板の表面に凹部が形成されている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項９】
前記コバルト膜を形成する工程と前記基板を曝露する工程との間に行われ、前記基板の上面に形成された前記コバルト膜を除去する工程を有する、
請求項８に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項１０】
前記基板は、シリコンウエハである、
請求項８又は９に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項１１】
前記コバルト膜を形成する工程は、前記凹部にコバルト膜をコンフォーマルに形成する工程である、
請求項４乃至１０のいずれか一項に記載のフッ化コバルト膜の形成方法。
【請求項１２】
基板の上にコバルト膜を形成する成膜装置と、
前記成膜装置により形成された前記コバルト膜を有する前記基板を、フッ素含有物を含むガスに曝露する処理装置と、
を備える、
処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フッ化コバルト膜の形成方法及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空雰囲気中で蒸発源からフッ素化合物を飛散させて基板上にフッ化物薄膜を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４０６２４号公報
【特許文献２】特開平７−３０９６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、所望の形状を有するフッ化コバルト膜を形成できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によるフッ化コバルト膜の形成方法は、基板の上にコバルト膜を形成する工程と、フッ素含有物を含むガスに前記基板を曝露する工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、所望の形状を有するフッ化コバルト膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャート
【図２】第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図
【図３】第２の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャート
【図４】第２の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図
【図５】第３の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャート
【図６】第３の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図
【図７】第４の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャート
【図８】第４の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図
【図９】第５の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャート
【図１０】第５の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図
【図１１】成膜装置の構成例を示す断面図
【図１２】処理装置の構成例を示す断面図
【図１３】実施例で形成した膜のＸ線回折パターンの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
〔フッ化コバルトについて〕
フッ化コバルト（ＣｏＦ２）は、透明であり、光学関係等に用途があるが、エッチングすることが困難であるため、加工が難しい。本発明者らは、フッ化コバルトを形成した後に加工する方法に代えて、コバルト（Ｃｏ）にフッ素含有物を含むガスを所定温度で流通させることにより、フッ化コバルトが形成されることを見出した。また、Ｃｏを孔などの複雑形状にコンフォーマルに被覆し、減圧可能な処理容器内でフッ素含有物を含むガスに曝露することにより、ＣｏをＣｏＦ２に変化させて、複雑形状のＣｏＦ２を形成できることを見出した。以下、複雑形状を含む所望の形状を有するフッ化コバルト膜を形成できる方法について説明する。
【００１０】
〔フッ化コバルト膜の形成方法〕
（第１の実施形態）
図１及び図２を参照し、第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法について説明する。第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法は、所望の形状の一例として平滑なフッ化コバルト膜を形成する方法である。図１は、第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャートである。図２は、第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図である。
【００１１】
最初に、図２（ａ）に示されるように、基板１０１上に積層された絶縁膜１０２及び導電膜１０３上に、コバルト膜１０４を形成する（ステップＳ１１）。基板１０１は、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハであってよい。絶縁膜１０２は、例えばシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜であってよい。導電膜１０３は、絶縁膜１０２とコバルト膜１０４との接着強度を高めるための接着層であり、例えばチタン（Ｔｉ）膜であってよい。コバルト膜１０４を形成する方法としては、例えば化学気相堆積（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法を好適に利用できる。ＣＶＤ法を利用する場合、例えば成膜温度に加熱した基板１０１に有機金属化合物ガスと還元ガスとを供給し、有機金属化合物ガスを還元することによりコバルト膜１０４を形成できる。また、有機金属化合物ガスを熱分解してコバルト膜１０４を形成してもよい。ＡＬＤ法を利用する場合、例えば有機金属化合物ガスと還元ガスとを交互に供給することによりコバルト膜１０４を形成できる。有機金属化合物ガスとしては、例えばコバルトアミジネートを利用できる。還元ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）、水素（Ｈ２）を利用できる。ＣＶＤ法又はＡＬＤ法によりコバルト膜１０４を形成する場合、成膜温度は、例えば２５０〜４００℃であってよく、好ましくは３００〜３５０℃である。成膜圧力は、例えば０．２〜２０Ｔｏｒｒ（２６．７〜２６６６Ｐａ）であってよく、好ましくは０．５〜１０Ｔｏｒｒ（６６．７〜１３３３Ｐａ）である。また、コバルト膜１０４を形成する方法としては、Ｃｏターゲットを用いた物理気相堆積（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）法を利用してもよい。
【００１２】
続いて、絶縁膜１０２、導電膜１０３及びコバルト膜１０４がこの順序で積層された基板１０１を処理温度に加熱した状態で、フッ素含有物を含むガスに曝露する（ステップＳ１２）。これにより、図２（ｂ）に示されるように、基板１０１の上に形成されたコバルト膜１０４がフッ素含有物によってフッ化されてフッ化コバルト膜１０５に変化する。フッ素含有物としては、例えば三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、フッ素（Ｆ２）を利用できる。フッ素含有物としてＣｌＦ３を利用する場合、ＣｌＦ３と基板１０１の上に形成されたコバルト膜１０４との間で、Ｃｏ＋ＣｌＦ３→ＣｏＦ２＋ＣｌＦの反応が生じ、コバルト膜１０４がフッ化コバルト膜１０５に変化する。処理温度は、例えば２００〜３５０℃であってよく、好ましくは３００℃である。ＣｌＦ３流量は、例えば２０〜４００ｓｃｃｍであってよく、好ましくは５０〜２００ｓｃｃｍである。また、フッ素含有物を含むガスは、アルゴン（Ａｒ）ガス等の不活性ガスと共に供給することが好ましい。
【００１３】
以上に説明した第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法によれば、平滑なフッ化コバルト膜を形成できる。
【００１４】
（第２の実施形態）
図３及び図４を参照し、第２の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法について説明する。第２の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法は、所望の形状の一例としてコップ形状を有するフッ化コバルト膜を形成する方法である。図３は、第２の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャートである。図４は、第２の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図である。
【００１５】
最初に、図４（ａ）に示されるように、基板２０１の上に形成された絶縁膜２０２の孔２０２ａにコバルト膜２０４をコンフォーマルに形成する（ステップＳ２１）。基板２０１は、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハであってよい。絶縁膜２０２は、例えばシリコン酸化膜であってよい。孔２０２ａは、凹部の一例である。コバルト膜２０４を形成する方法としては、孔２０２ａにコンフォーマルに膜を形成できるという観点から、例えばＣＶＤ法、ＡＬＤ法を好適に利用できる。ＣＶＤ法又はＡＬＤ法によりコバルト膜２０４を形成する方法は、第１の実施形態のステップＳ１１と同様であってよい。
【００１６】
続いて、基板２０１を処理温度に加熱した状態で、フッ素含有物を含むガスに基板２０１を曝露する（ステップＳ２２）。これにより、図４（ｂ）に示されるように、基板２０１の上に形成されたコバルト膜２０４がフッ素含有物によってフッ化されてフッ化コバルト膜２０５に変化する。フッ素含有物は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００１７】
続いて、絶縁膜２０２の上面２０２ｔに形成されたフッ化コバルト膜２０５を除去する（ステップＳ２３）。これにより、図４（ｃ）に示されるように、孔２０２ａの内部のフッ化コバルト膜２０５が残存し、絶縁膜２０２の上面２０２ｔが露出する。フッ化コバルト膜２０５を除去する方法としては、例えば化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）法を利用できる。
【００１８】
続いて、絶縁膜２０２を除去する（ステップＳ２４）。これにより、図４（ｄ）に示されるように、基板２０１上に、コップ形状を有するフッ化コバルト膜２０５が形成される。絶縁膜２０２を除去する方法としては、例えばフッ素（Ｆ）系プラズマを利用できる。
【００１９】
以上に説明した第２の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法によれば、コップ形状を有するフッ化コバルト膜２０５を形成できる。
【００２０】
なお、第２の実施形態では、孔２０２ａに代えて別の形状が形成された絶縁膜２０２を用いることで、様々な複雑形状を有するフッ化コバルト膜２０５を形成できる。
【００２１】
また、第２の実施形態では、ステップＳ２２とステップＳ２３の順序を入れ替えてもよい。すなわち、絶縁膜２０２の上面２０２ｔに形成されたコバルト膜２０４を除去した後、基板２０１を処理温度に加熱した状態で、フッ素含有物を含むガスに基板２０１を曝露してもよい。
【００２２】
（第３の実施形態）
図５及び図６を参照し、第３の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法について説明する。第３の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法は、所望の形状の一例としてコップ形状を有するフッ化コバルト膜を形成する方法である。図５は、第３の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャートである。図６は、第３の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図である。
【００２３】
最初に、図６（ａ）に示されるように、基板３０１に形成された孔３０１ａにコバルト膜３０４をコンフォーマルに形成する（ステップＳ３１）。基板３０１は、後述するフッ素含有物を含むガスによりエッチング可能であればよく、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハであってよい。孔３０１ａは、凹部の一例である。コバルト膜３０４を形成する方法としては、孔３０１ａにコンフォーマルに膜を形成できるという観点から、例えばＣＶＤ法、ＡＬＤ法を好適に利用できる。ＣＶＤ法又はＡＬＤ法によりコバルト膜３０４を形成する方法は、第１の実施形態のステップＳ１１と同様であってよい。
【００２４】
続いて、基板３０１の上面３０１ｔのコバルト膜３０４を除去する（ステップＳ３２）。これにより、図６（ｂ）に示されるように、孔３０１ａの内部のコバルト膜３０４が残存し、基板３０１の上面３０１ｔが露出する。コバルト膜３０４を除去する方法は、第２の実施形態のステップＳ２３と同様であってよく、例えばＣＭＰ法を利用できる。
【００２５】
続いて、基板３０１を処理温度に加熱した状態で、フッ素含有物を含むガスに基板３０１を曝露する（ステップＳ３３）。これにより、図６（ｃ）に示されるように、孔３０１ａの内部に形成されたコバルト膜３０４がフッ素含有物によってフッ化されてフッ化コバルト膜３０５に変化する。また、基板３０１がシリコンウエハ等の半導体ウエハである場合には、フッ素含有物を含むガスによって基板３０１がエッチングされるので、基板３０１の一部が除去される。このようにステップＳ３３では、フッ化コバルト膜３０５の形成と基板３０１の一部の除去とが同時に行われる。その結果、図６（ｃ）に示されるように、基板３０１上に、コップ形状を有するフッ化コバルト膜３０５が形成される。なお、フッ素含有物は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００２６】
以上に説明した第３の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法によれば、コップ形状を有するフッ化コバルト膜３０５を形成できる。
【００２７】
なお、第３の実施形態では、孔３０１ａに代えて別の形状が形成された基板３０１を用いることで、様々な複雑形状を有するフッ化コバルト膜３０５を形成できる。
【００２８】
（第４の実施形態）
図７及び図８を参照し、第４の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法について説明する。第４の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法は、所望の形状の一例として円柱形状を有するフッ化コバルト膜を形成する方法である。図７は、第４の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャートである。図８は、第４の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図である。
【００２９】
最初に、図８（ａ）に示されるように、基板４０１の上に形成された絶縁膜４０２の孔４０２ａにコバルト膜４０４を埋め込む（ステップＳ４１）。基板４０１は、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハであってよい。絶縁膜４０２は、例えばシリコン酸化膜であってよい。孔４０２ａは、凹部の一例である。コバルト膜４０４を形成する方法としては、孔４０２ａに空隙（ボイド）や継目（シーム）を形成することなく膜を埋め込めるという観点から、例えばＣＶＤ法、ＡＬＤ法を好適に利用できる。ＣＶＤ法又はＡＬＤ法によりコバルト膜４０４を形成する方法は、第１の実施形態のステップＳ１１と同様であってよい。
【００３０】
続いて、基板４０１を処理温度に加熱した状態で、フッ素含有物を含むガスに基板４０１を曝露する（ステップＳ４２）。これにより、図８（ｂ）に示されるように、基板４０１の上に形成されたコバルト膜４０４がフッ素含有物によってフッ化されてフッ化コバルト膜４０５に変化する。フッ素含有物は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００３１】
続いて、絶縁膜４０２の上面４０２ｔに形成されたフッ化コバルト膜４０５を除去する（ステップＳ４３）。これにより、図８（ｃ）に示されるように、孔４０２ａの内部に埋め込まれたフッ化コバルト膜４０５が残存し、絶縁膜４０２の上面４０２ｔが露出する。フッ化コバルト膜４０５を除去する方法としては、例えばＣＭＰ法を利用できる。
【００３２】
続いて、絶縁膜４０２を除去する（ステップＳ４４）。これにより、図８（ｄ）に示されるように、基板４０１上に、円柱形状を有するフッ化コバルト膜４０５が形成される。絶縁膜４０２を除去する方法としては、例えばフッ素（Ｆ）系プラズマを利用できる。
【００３３】
以上に説明した第４の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法によれば、円柱形状を有するフッ化コバルト膜４０５を形成できる。
【００３４】
なお、第４の実施形態では、孔４０２ａに代えて別の形状が形成された絶縁膜４０２を用いることで、様々な複雑形状を有するフッ化コバルト膜４０５を形成できる。例えば、孔４０２ａに代えて溝（トレンチ）が形成された絶縁膜４０２を用いることで、直方体形状を有するフッ化コバルト膜４０５を形成できる。
【００３５】
また、第４の実施形態では、ステップＳ４２とステップＳ４３の順序を入れ替えてもよい。すなわち、絶縁膜４０２の上面４０２ｔに形成されたコバルト膜４０４を除去した後、基板４０１を処理温度に加熱した状態で、フッ素含有物を含むガスに基板４０１を曝露してもよい。
【００３６】
（第５の実施形態）
図９及び図１０を参照し、第５の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法について説明する。第５の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法は、所望の形状の一例としてヘルメット形状を有するフッ化コバルト膜を形成する方法である。図９は、第５の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示すフローチャートである。図１０は、第５の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法を示す工程断面図である。
【００３７】
最初に、図１０（ａ）に示されるように、基板５０１の上に形成された絶縁膜２０２の孔５０２ａの上部に選択的にコバルト膜５０４を形成する（ステップＳ５１）。なお、絶縁膜２０２の表面には、導電膜５０３が形成されている。ただし、絶縁膜２０２の表面には、導電膜５０３が形成されていなくてもよい。基板５０１は、例えばシリコンウエハ等の半導体ウエハであってよい。絶縁膜５０２は、例えばシリコン酸化膜であってよい。導電膜５０３は、絶縁膜５０２とコバルト膜５０４との接着強度を高めるための接着層であり、例えばチタン膜であってよい。孔５０２ａは、凹部の一例である。コバルト膜５０４を形成する方法としては、孔５０２ａの上部に選択的に膜を形成できるという観点から、例えばＰＶＤ法を好適に利用できる。
【００３８】
続いて、基板５０１を処理温度に加熱した状態で、フッ素含有物を含むガスに基板５０１を曝露する（ステップＳ５２）。これにより、孔５０２ａの上部に形成されたコバルト膜５０４がフッ素含有物によってフッ化されてフッ化コバルト膜５０５に変化する。その結果、図１０（ｂ）に示されるように、孔５０２ａの上面及び孔５０２ａの内壁上部を覆うヘルメット形状を有するフッ化コバルト膜５０５が形成される。なお、フッ素含有物は、第１の実施形態と同様であってよい。
【００３９】
以上に説明した第５の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法によれば、ヘルメット形状を有するフッ化コバルト膜５０５を形成できる。
【００４０】
〔成膜装置〕
次に、コバルト膜を形成するステップ（ステップＳ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１、Ｓ５１）を実施できる成膜装置の一例について説明する。図１１は、成膜装置の構成例を示す断面図である。
【００４１】
成膜装置８００は、例えばアルミニウム等により略円筒状又は箱状に成形された処理容器８０１を有する。処理容器８０１内には、基板Ｓが戴置される載置台８０２が設けられる。載置台８０２は、厚さ１ｍｍ程度の例えばグラファイト板又はＳｉＣで覆われたグラファイト板等のカーボン素材、窒化アルミニウム等の熱伝導性に優れたセラミックス等により構成される。
【００４２】
載置台８０２の外周側には、処理容器８０１底部より起立させた円筒体状の、例えばアルミニウムから成る区画壁８０３が形成される。載置台８０２は、区画壁８０３の上部内壁より延びる、１本以上、例えば３本（図１１では２本の例を示す）の支持アーム８０４により支持される。
【００４３】
載置台８０２の下方には、１本以上、例えば３本（図１１では２本の例を示す）のＬ字状のリフタピン８０５がリング状の支持部材８０６から上方に突出するように設けられる。支持部材８０６は、処理容器８０１の底部から貫通して設けられた昇降ロッド８０７により昇降可能となっている。
【００４４】
載置台８０２の周縁部には、基板Ｓの周縁部を保持しながら載置台８０２側へ固定するために、クランプリング部材８０８が設けられる。クランプリング部材８０８は、基板Ｓの輪郭形状に沿った概ねリング状の、例えば窒化アルミニウム等のセラミックス等から形成される。クランプリング部材８０８は、連結棒８０９を介して支持部材８０６に連結されており、リフタピン８０５と一体的に昇降するようになっている。リフタピン８０５や連結棒８０９は、例えばアルミナ等のセラミックスにより形成される。
【００４５】
処理容器８０１の底部の載置台８０２の直下位置には、石英等の熱線透過材料から成る透過窓８１０が気密に設けられる。さらに下方には、透過窓８１０を囲むように、箱状の加熱室８１１が設けられる。加熱室８１１内には、加熱手段として複数個の加熱ランプ８１２が、反射鏡も兼ねる回転台８１３に取り付けられる。回転台８１３は、回転軸を介して加熱室８１１の底部に設けられた回転モータ８１４により回転される。加熱ランプ８１２により放出された熱線が透過窓８１０を透過して載置台８０２の下面を照射してこれを加熱する。
【００４６】
処理容器８０１底部の周縁部には、排気口８１５が設けられ、排気口８１５には真空ポンプ（図示せず）に接続された排気配管８１６が接続される。排気口８１５及び排気配管８１６を介して排気することにより、処理容器８０１内を所定の真空度に維持できる。また、処理容器８０１の側壁には、基板Ｓを搬入出する搬入出口８１７と、搬入出口８１７を開閉するゲートバルブ８１８が設けられる。
【００４７】
載置台８０２と対向する処理容器８０１の天井部には、ソースガスなどを処理容器８０１内へ導入するためのシャワーヘッド８２０が設けられる。シャワーヘッド８２０は、例えばアルミニウム等から構成され、内部に空間８２１ａを有する円盤状をなすヘッド本体８２１を有する。ヘッド本体８２１の天井部には、ガス導入口８２２が設けられる。ガス導入口８２２には、コバルト膜の成膜に必要な処理ガスを供給するガス供給機構８３０が、配管８３１によって接続される。
【００４８】
ヘッド本体８２１の底部には、ヘッド本体８２１内へ供給されたガスを処理容器８０１内の処理空間へ放出するための多数のガス噴射孔８２３が全面に亘って配置されており、基板Ｓの全面にガスを放出できる。また、ヘッド本体８２１内の空間８２１ａには、多数のガス分散孔８２５を有する拡散板８２４が配設されており、基板Ｓの表面に、より均等にガスを供給できる。さらに、処理容器８０１の側壁内及びシャワーヘッド８２０の側壁内には、温度調節のためのカートリッジヒータ８２６、８２７が設置される。カートリッジヒータ８２６、８２７により、ソースガスと接触する側壁や、シャワーヘッド８２０を所定の温度に保持できる。
【００４９】
ガス供給機構８３０は、コバルト膜の形成に必要なガスの供給源、該供給源からガスを供給する配管、配管に設けられた開閉バルブ、ガスの流量を制御するマスフローコントローラ等の流量制御器を有する。
【００５０】
ガス供給機構８３０は、例えばコバルトアミジネート等の有機金属化合物ガス及びＮＨ３、Ｈ２等の還元ガスをシャワーヘッド８２０に供給する。また、ガス供給機構８３０は、パージガスや伝熱ガスとして窒素（Ｎ２）ガスやＡｒガス等の不活性ガスも供給できるように構成されている。
【００５１】
係る成膜装置８００においては、ゲートバルブ８１８を開いて搬入出口８１７から基板Ｓを処理容器８０１内に搬入し、載置台８０２上に載置する。載置台８０２は加熱ランプ８１２により所定温度に加熱されており、処理容器８０１内に不活性ガスが導入されることにより基板Ｓが加熱される。そして、排気口８１５及び排気配管８１６を介して処理容器８０１内を排気して、処理容器８０１内の圧力を所定圧力に調整する。
【００５２】
次いで、ガス供給機構８３０から、例えばコバルトアミジネート等の有機金属化合物ガス及びＮＨ３、Ｈ２等の還元ガスを処理容器８０１内に供給する。これにより、基板Ｓの上にコバルト膜を形成できる。
【００５３】
なお、成膜装置８００の動作は、例えば制御部８９０によって制御される。制御部８９０は、ＣＰＵ（コンピュータ）を有する主制御部と、入力装置（キーボード、マウス等）と、出力装置（プリンタ等）と、表示装置（ディスプレイ等）と、記憶装置（記憶媒体）とを有している。主制御部は、成膜装置８００の各部の動作を制御する。制御部８９０の主制御部は、例えば記憶装置に内蔵された記憶媒体又は記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、成膜装置８００に前述したコバルト膜を形成する工程を行うための動作を実行させる。
【００５４】
〔処理装置〕
次に、フッ素含有物を含むガスに基板を曝露するステップ（ステップＳ１２、Ｓ２２、Ｓ３３、Ｓ４２、Ｓ５２）を実施できる処理装置の一例について説明する。図１２は、処理装置の構成例を示す断面図である。
【００５５】
処理装置９００は、気密に構成された略円筒状の処理容器９０１を有する。処理容器９０１内には、基板Ｓを水平に支持するためのサセプタ９０２が、処理容器９０１の底壁中央に設けられた支持部材９０３により支持されて配置されている。サセプタ９０２には、ヒータ９０５が埋め込まれている。ヒータ９０５は、ヒータ電源９０６から給電されることにより基板Ｓを所定温度に加熱する。なお、サセプタ９０２には、基板Ｓを支持して昇降させるための複数のウエハ昇降ピン（図示せず）がサセプタ９０２の表面に対して突没可能に設けられている。
【００５６】
処理容器９０１の天壁には、処理ガスを処理容器９０１内にシャワー状に導入するためのシャワーヘッド９１０がサセプタ９０２と対向するように設けられている。シャワーヘッド９１０は、後述するガス供給機構９３０から供給されたガスを処理容器９０１内に吐出するためのものであり、その上部にはガスを導入するためのガス導入口９１１が形成されている。また、シャワーヘッド９１０の内部にはガス拡散空間９１２が形成されており、シャワーヘッド９１０の底面にはガス拡散空間９１２に連通した多数のガス吐出孔９１３が形成されている。
【００５７】
処理容器９０１の底壁には、下方に向けて突出する排気室９２１が設けられている。排気室９２１の側面には排気配管９２２が接続されている。排気配管９２２には、真空ポンプや圧力制御バルブ等を有する排気装置９２３が接続されている。そして、排気装置９２３を作動させることにより処理容器９０１内を所定の減圧（真空）状態とすることが可能となっている。
【００５８】
処理容器９０１の側壁には、真空搬送室（図示せず）との間で基板Ｓを搬入又は搬出するための搬入出口９２７が設けられており、搬入出口９２７はゲートバルブＧにより開閉されるようになっている。
【００５９】
ガス供給機構９３０は、フッ素含有物を含むガスに基板Ｓを曝露する処理に必要なガスの供給源、該供給源からガスを供給する配管、配管に設けられた開閉バルブ、ガスの流量を制御するマスフローコントローラ等の流量制御器を有する。
【００６０】
ガス供給機構９３０は、例えばＣｌＦ３等のフッ素含有物を含むガスをシャワーヘッド９１０に供給する。また、ガス供給機構９３０は、パージガスや伝熱ガスとしてＮ２ガスやＡｒガス等の不活性ガスも供給できるように構成されている。
【００６１】
係る処理装置９００においては、ゲートバルブＧを開いて搬入出口９２７からコバルト膜が形成された基板Ｓを処理容器９０１内に搬入し、サセプタ９０２上に載置する。サセプタ９０２はヒータ９０５により所定温度に加熱されており、処理容器９０１内に不活性ガスが導入されることにより基板Ｓが加熱される。そして、排気装置９２３の真空ポンプにより処理容器９０１内を排気して、処理容器９０１内の圧力を所定圧力に調整する。
【００６２】
次いで、ＣｌＦ３等のフッ素含有物を含むガス及びＡｒガス等の不活性ガスを処理容器９０１内に供給する。これにより、基板Ｓの上に形成されたコバルト膜がＣｌＦ３によってフッ化されてフッ化コバルト膜に変化する。すなわち、フッ化コバルト膜を形成できる。
【００６３】
なお、処理装置９００の動作は、例えば制御部９９０によって制御される。制御部９９０は、ＣＰＵ（コンピュータ）を有する主制御部と、入力装置（キーボード、マウス等）と、出力装置（プリンタ等）と、表示装置（ディスプレイ等）と、記憶装置（記憶媒体）とを有している。主制御部は、処理装置９００の各部の動作を制御する。制御部９９０の主制御部は、例えば記憶装置に内蔵された記憶媒体又は記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、処理装置９００に前述したフッ素含有物を含むガスに基板Ｓを曝露する工程を行うための動作を実行させる。
【００６４】
〔実施例〕
実施例では、まず、ＳｉＯ２膜（膜厚１００ｎｍ）及びＴｉ膜（膜厚２０ｎｍ）がこの順序で形成されたシリコンウエハを準備した。続いて、Ｔｉ膜の上に、前述の第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法により、Ｃｏ膜（膜厚１００ｎｍ）を形成した後（ステップＳ１１）、ＣｌＦ３を含むガスとＡｒガスとの混合ガスにシリコンウエハを曝露した（ステップＳ１２）。また、形成した膜について、Ｘ線回折（ＸＲＤ：X-ray Diffraction）法により膜組成を評価した。
【００６５】
ステップＳ１１の処理条件は、以下である。
【００６６】
膜の形成方法    ：ＰＶＤ法
【００６７】
ステップＳ１２の処理条件は、以下である。
【００６８】
ＣｌＦ３を含むガス流量  ：１００ｓｃｃｍ
Ａｒガス流量            ：７００ｓｃｃｍ
処理時間                ：１２０秒
処理温度                ：３００℃
処理圧力                ：１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）
【００６９】
図１３は、実施例で形成した膜のＸ線回折パターンの一例を示す図である。図１３中、回折角度２θ［ｄｅｇ．］を横軸に示し、回折強度［ｃｐｓ］を縦軸に示す。
【００７０】
図１３に示されるように、実施例で形成した膜のＸ線回折パターンを参照すると、ＣｏＦ２（１１０）、ＣｏＦ２（１０１）、ＣｏＦ２（２００）及びＣｏＦ２（１１１）に起因するピークが観測された。このことから、第１の実施形態のフッ化コバルト膜の形成方法により、ＣｏＦ２膜を形成できることが確認できた。
【００７１】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４  コバルト膜
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５  フッ化コバルト膜
２０２ａ、３０１ａ、４０２ａ、５０２ａ  孔
８００    成膜装置
９００    処理装置
Ｓ        基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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