(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に基板を収容するチャンバに高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材を配設する一方、この被エッチング部材と前記基板の温度とを所定の温度及び温度差に制御することにより、前記チャンバ内のハロゲンを含有する原料ガスプラズマで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形成し、
この前駆体の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う金属膜作製方法において、
別途前記原料ガスのラジカルを形成し、
この原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給し、ハロゲンのラジカルにより基板に吸着状態となっている前記前駆体からハロゲンを引き抜いて前記金属成分を基板に析出させ、所定の成膜を行うことを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項２】
〔請求項１〕に記載する金属膜作製方法において、
原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスに高周波の電界を作用させてこの原料ガスをプラズマ化することにより得ることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項３】
〔請求項１〕に記載する金属膜作製方法において、
原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにマイクロ波を供給してこの原料ガスをプラズマ化することにより得ることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項４】
〔請求項１〕に記載する金属膜作製方法において、
原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスを加熱して熱的解離により得ることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項５】
〔請求項１〕に記載する金属膜作製方法において、
原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにレーザ光又は電子線等の電磁波を供給してこの原料ガスを解離させることにより得ることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項６】
基板が収容される筒状のチャンバと、
このチャンバ内で前記基板に対向する位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、
前記基板と前記被エッチング部材との間におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記被エッチング部材をエッチングすべく、高周波数の電力の供給によりチャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に原料ガスプラズマを形成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、
前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項７】
基板が収容される筒状のチャンバと、
このチャンバ内で前記基板に対向する位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、
ハロゲンを含有する原料ガスプラズマを前記チャンバ外で形成するとともに、この原料ガスプラズマを前記基板と前記被エッチング部材との間におけるチャンバ内に供給する原料ガスプラズマ供給手段と、
基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、
前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項８】
基板が収容される筒状のチャンバと、
このチャンバ内で前記基板に対向する位置を避けた位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、
前記チャンバ内で前記基板と前記被エッチング部材との間に配設するとともに前記基板の方向に向いた孔を有する遮蔽板と、
前記被エッチング部材と前記遮蔽板との間におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記被エッチング部材をエッチングすべく、高周波数の電力の供給によりチャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に原料ガスプラズマを形成する成膜用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い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、
前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項９】
〔請求項６〕、〔請求項７〕又は〔請求項８〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、
原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通して原料ガスを流通させる筒状の通路の周囲に巻回したコイルに高周波電流を供給し、これにより形成する電界の作用で原料ガスをプラズマ化するものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１０】
〔請求項６〕、〔請求項７〕又は〔請求項８〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、
原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通して原料ガスを流通させる筒状の通路にマイクロ波を供給手段を有し、このマイクロ波供給手段が発生するマイクロ波により前記原料ガスをプラズマ化するものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１１】
〔請求項６〕、〔請求項７〕又は〔請求項８〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、
原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスを加熱してこの原料ガスを熱的に解離する加熱手段を有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１２】
〔請求項６〕、〔請求項７〕又は〔請求項８〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、
原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにレーザ光又は電子線等の電磁波を供給してこの原料ガスを解離させる電磁波発生手段を有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１３】
〔請求項１〕乃至〔請求項５〕の何れか一つに記載する金属膜作製方法において、
前記金属で形成した被エッチング部材は、複数の種類の金属成分からなる複合金属で形成され、
前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの複数種類の前駆体から複数種類の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うことを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１４】
〔請求項６〕乃至〔請求項１２〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、
前記金属で形成した被エッチング部材は、複数の種類の金属成分からなる複合金属で形成され、
前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの複数種類の前駆体から複数種類の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１５】
〔請求項１〕乃至〔請求項５〕の何れか一つに記載する金属膜作製方法において、
前記金属で形成した被エッチング部材は、１種類以上の金属成分と１種類以上の非金属成分とからなる複合金属で形成され、
前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体と非金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体とから金属成分と非金属成分とを同時に基板に析出させて所定の成膜を行うことを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１６】
〔請求項６〕乃至〔請求項１２〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、
前記金属で形成した被エッチング部材は、１種類以上の金属成分と１種類以上の非金属成分とからなる複合金属で形成され、
前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体と非金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体とから金属成分と非金属成分とを同時に基板に析出させて所定の成膜を行うことを特徴とする金属膜作製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属膜作製方法及び金属膜作製装置に関し、特にハロゲンを含有する原料ガスプラズマで高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材を所定条件の下でエッチングすることによりこの金属の成膜を行う場合に適用して有用なものである。
【０００２】
また、本発明は、複数種の金属を有する被エッチング部材を特にハロゲンを含有する原料ガスプラズマでエッチングすることにより複合金属の成膜を行う場合にも適用して有用なものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、気相成長法により金属膜、例えば、銅の薄膜を作製する場合、例えば、銅・ヘキサフロロアセチルアセトナト・トリメチルビニルシラン等の液体の有機金属錯体を原料として用い、固体状の原料を溶媒に溶かし、熱的な反応を利用して気化することにより基板に対する成膜を実施している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術は、熱的反応を利用した成膜のため、成膜速度の向上を図ることが困難であった。また、原料となる金属錯体が高価であり、しかも銅に付随しているヘキサフロロアセチルアセトナト及びトリメチルビニルシランが銅の薄膜中に不純物として残留するため、膜質の向上を図ることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中の不純物を可及的に低減し得る金属膜作製方法及び金属膜作製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】
本発明者等は次の知見を得た。すなわち、基板を収容する真空のチャンバ内に塩素ガスを供給し、この塩素ガスをプラズマ発生手段によりプラズマ化する一方、前記チャンバに配設した銅板からなる被エッチング部材を、塩素ガスプラズマでエッチングした場合、銅板と基板との温度の関係を適切に制御することにより、エッチングされた銅を基板に析出させて銅の薄膜を形成することができる。すなわち被エッチング部材である銅板を高温（例えば３００°Ｃ〜４００°Ｃ）に、また基板を低温（２００°Ｃ程度）にした場合、基板には銅薄膜を形成することができるというものである。
【０００７】
したがって、相対的な高温雰囲気を形成する塩素ガスプラズマに臨んで銅板を配設する一方、このプラズマ雰囲気を挟んで銅板に対向する相対的な低温雰囲気に基板を配設するとともに、両者の温度を適切に制御することにより容易にＣｕ薄膜の作製装置を提供することができる。
【０００８】
ここで、被エッチング部材としては、Ｃｕの他に、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃｄ等、高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属であれば一般に用いることができる。更に、これらの金属を複数種類含む複合金属、例えばＩｎとＣｕとの合金を被エッチング部材とすることもできる。また、前記金属にＳ、Ｓｅ等の非金属元素を含む複合金属、例えばＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の合金を被エッチング部材とすることもできる。また、原料ガスとしてはＣｌ2 の他に、ハロゲンガスであれば一般に用いることができる。
【０００９】
上述のＣｕ薄膜の作製装置においては、次の様な反応が起こっていると考えられる。
▲１▼プラズマの解離反応；Ｃｌ2 →２Ｃｌ* 
▲２▼エッチング反応；Ｃｕ＋Ｃｌ* →ＣｕＣｌ（ｇ）
▲３▼基板への吸着反応；ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）
▲４▼成膜反応；ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ* →Ｃｕ＋Ｃｌ2 ↑    ・・・（１）
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。
【００１０】
上式（１）で十分にＣｌ* が存在すれば同式の右側への反応が進み、良好にＣｕ膜を析出させることができる。しかし、Ｃｌガスプラズマの中には、Ｃｌ2 、Ｃｌ+ 等が混在し、Ｃｌ* が優先的に発生する訳ではない。したがって、一意に上式（１）の反応が進む訳ではなく、逆に左側へ進む反応も同時に発生する。さらに、折角成膜されたＣｕ膜をエッチングしてしまう可能性もある。
【００１１】
また、ＣｕＣｌ（ａｄ）からＣｌ2 を十分引き抜けなくて次の反応が発生することがある。
ＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）
すなわちＣｕＣｌの固体を形成してしまう。このＣｕＣｌ（ｓ）は絶縁体である。したがって、Ｃｕ膜中におけるＣｕＣｌ（ｓ）の存在は、生成したＣｕ膜の導電率を低下させる原因となり、膜質を悪化させてしまう。
【００１２】
そこで、上述の如き知見に基づく金属膜作製方法を良好に実現するとともに、膜質をさらに向上させ、同時に成膜速度もさらに向上させるためには、第１に、チャンバ内に十分な量のＣｌ* が存在するよう、このＣｌ* を別途補給してやれば良い。これは、チャンバよりも容積が小さい別の空間で高密度のＣｌ* を発生させてこれを供給するようにすれば良い。容積が小さい空間の方が、Ｃｌ* が発生するようプラズマ条件を調整することが容易であるからである。
【００１３】
一方、もう一つの成膜反応として次式（２）で表される反応も起こっていると考えられる。
２ＣｕＣｌ（ａｄ）→２Ｃｕ＋Ｃｌ2 ・・・・・・・・・（２）
【００１４】
上式（２）は、ＣｕＣｌ（ａｄ）が熱的なエネルギーを貰ってＣｕを析出させ、Ｃｌ2 ガスを放出する反応であるが、熱平衡的にはあり得る可逆的な反応である。上式（２）において、Ｃｌ2 の量を減らせばその反応が右側に行くが、このためには、Ｃｌ2 ガスを解離してやれば良い。
【００１５】
そこで、上述の如き知見に基づく金属膜作製方法を良好に実現するとともに、膜質をさらに向上させ、同時に成膜速度もさらに向上させるためには、第２に、成膜反応に伴って発生するＣｌ2 ガスの量が減少するようその解離率を増加させれば良い。これは、基本的にはプラズマ条件を調整することにより実現し得る。
【００１６】
本願発明の目的を、上記知見に基づく所定の温度制御の下でのエッチング現象を利用することにより達成するとともに、その効果を、別途形成した原料ガスのラジカルを供給することによりさらに顕著なものとする、上式（１）の成膜反応に着目した本発明に係る第１の金属膜作製方法の構成は次の点を特徴とする。
【００１７】
１） 内部に基板を収容するチャンバに高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材を配設する一方、この被エッチング部材と前記基板の温度とを所定の温度及び温度差に制御することにより、前記チャンバ内のハロゲンを含有する原料ガスプラズマで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形成し、この前駆体の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う金属膜作製方法において、別途前記原料ガスのラジカルを形成し、この原料ガスラジカルを前記チャンバ内に補給し、ハロゲンのラジカルにより基板に吸着状態となっている前記前駆体からハロゲンを引き抜いて前記金属成分を基板に析出させ、所定の成膜を行うこと。
【００１８】
２）  上記１）に記載する金属膜作製方法において、
原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスに高周波の電界を作用させてこの原料ガスをプラズマ化すること。
【００１９】
３）  上記１）に記載する金属膜作製方法において、
原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにマイクロ波を供給してこの原料ガスをプラズマ化することにより得ること。
【００２０】
４）  上記１）に記載する金属膜作製方法において、
原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスを加熱して熱的解離により得ること。
【００２１】
５）  上記１）に記載する金属膜作製方法において、
原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにレーザ光又は電子線等の電磁波を供給してこの原料ガスを解離させることにより得ること。
【００２８】
上記第１の金属膜作製方法を実現する第１の金属膜作製装置の構成は次の点を特徴とする。
【００２９】
６） 基板が収容される筒状のチャンバと、このチャンバ内で前記基板に対向する位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、前記基板と前記被エッチング部材との間におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記被エッチング部材をエッチングすべく、高周波数の電力の供給によりチャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に原料ガスプラズマを形成する成膜用プラズマ発生手段と、基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有すること。
【００３０】
７） 基板が収容される筒状のチャンバと、このチャンバ内で前記基板に対向する位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマを前記チャンバ外で形成するとともに、この原料ガスプラズマを前記基板と前記被エッチング部材との間におけるチャンバ内に供給する原料ガスプラズマ供給手段と、基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有すること。
【００３１】
８） 基板が収容される筒状のチャンバと、このチャンバ内で前記基板に対向する位置を避けた位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、前記チャンバ内で前記基板と前記被エッチング部材との間に配設するとともに前記基板の方向に向いた孔を有する遮蔽板と、前記被エッチング部材と前記遮蔽板との間におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記被エッチング部材をエッチングすべく、高周波数の電力の供給によりチャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に原料ガスプラズマを形成する成膜用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い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有すること。
【００３２】
９） 上記６）、７）又は８）の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通して原料ガスを流通させる筒状の通路の周囲に巻回したコイルに高周波電流を供給し、これにより形成する電界の作用で原料ガスをプラズマ化するものであること。
【００３３】
１０） 上記６）、７）又は８）の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通して原料ガスを流通させる筒状の通路にマイクロ波を供給手段を有し、このマイクロ波供給手段が発生するマイクロ波により前記原料ガスをプラズマ化するものであること。
【００３４】
１１） 上記６）、７）又は８）の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスを加熱してこの原料ガスを熱的に解離する加熱手段を有すること。
【００３５】
１２） 上記６）、７）又は８）の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにレーザ光又は電子線等の電磁波を供給してこの原料ガスを解離させる電磁波発生手段を有すること。
【００５３】
上記第１の金属膜作製方法を応用し、複合金属の薄膜作製を実現する第２の金属膜作製方法の構成は次の点を特徴とする。
【００５４】
１３） 上記１）乃至上記５）の何れか一つに記載する金属膜作製方法において、前記金属で形成した被エッチング部材は、複数の種類の金属成分からなる複合金属で形成され、前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの複数種類の前駆体から複数種類の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うこと。
【００５５】
上記第２の金属膜作製方法を実現する第２の金属膜作製装置の構成は次の点を特徴とする。
【００５６】
１４） 上記６）乃至上記１２）の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、前記金属で形成した被エッチング部材は、複数の種類の金属成分からなる複合金属で形成され、前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの複数種類の前駆体から複数種類の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うこと。
【００５７】
上記第１の金属膜作製方法を応用し、複合金属の薄膜作製を実現する第３の金属膜作製方法の構成は次の点を特徴とする。
【００５８】
１５） 上記１）乃至上記５）の何れか一つに記載する金属膜作製方法において、前記金属で形成した被エッチング部材は、１種類以上の金属成分と１種類以上の非金属成分とからなる複合金属で形成され、前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体と非金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体とから金属成分と非金属成分とを同時に基板に析出させて所定の成膜を行うこと。
【００５９】
上記第３の金属膜作製方法を実現する第３の金属膜作製装置の構成は次の点を特徴とする。
【００６０】
１６） 上記６）乃至上記１２）の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、前記金属で形成した被エッチング部材は、１種類以上の金属成分と１種類以上の非金属成分とからなる複合金属で形成され、前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体と非金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体とから金属成分と非金属成分とを同時に基板に析出させて所定の成膜を行うこと。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００６２】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る金属膜作製装置の概略側面図である。同図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製（絶縁材料製）のチャンバ１（絶縁材料製）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℃乃至２００℃に維持される温度）に制御される。
【００６３】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は金属製の被エッチング部材としての銅板部材７によって塞がれている。銅板部材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。
【００６４】
チャンバ１の筒部の銅板部材７側の周囲には、チャンバ１の軸方向に亘り巻回したコイル状の成膜用プラズマアンテナ９が配設されており、この成膜用プラズマアンテナ９には整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。成膜用プラズマアンテナ９、整合器１０及び電源１１で成膜用プラズマ発生手段を構成している。
【００６５】
チャンバ１の筒部における基板３の斜め上方の位置には、スリット状の開口部２３が形成され、この開口部２３には筒状の通路２４の一端がそれぞれ固定してある。通路２４の途中には絶縁体で形成した筒状の励起室２５が設けられ、この励起室２５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ２６が巻回してある。このプラズマアンテナ２６には整合器２７及び電源２８が接続され、給電を行うようになっている。ここで、開口部２３、これに伴う通路２４及び励起室２５等はチャンバ１の同一高さ位置で、このチャンバ１の周囲４箇所（図には２箇所のみを示す。）に配設してある。通路２４の他端側には流量制御器２９が接続され、この流量制御器２９を介して通路２４内にＣｌ* を得るためのＣｌ2 ガスが供給される。これら、プラズマアンテナ２６、整合器２７、電源２８及び流量制御器２９で原料ガスラジカル供給手段を構成している。
【００６６】
かかる原料ガスラジカル供給手段において、流量制御器２９を介して励起室２５内にＣｌ2 ガスを供給しつつ、プラズマアンテナ２６から電磁波を励起室２５の内部に入射することで、Ｃｌ* を形成する。このとき、励起室２５内ではＣｌ* を高密度で形成することができるようプラズマ条件を調整してある。このようにして形成したＣｌ* は、成膜時に通路２４を介してチャンバ１内に供給される。このＣｌ* は、基板３上に吸着状態となっているＣｕＣｌ（ａｄ）からＣｌ2 ガスを解離して当該成膜反応を促進させる。すなわち、上式（１）に示す成膜反応を促進させる。
【００６７】
支持台２の上方におけるチャンバ１の筒部には、チャンバ１の内部に塩素を含有する原料ガス（Heで塩素濃度が≦50% 、好ましくは10% 程度に希釈されたCl2 ガス）を供給するノズル１２が接続してある。ノズル１２は銅板部材７に向けて開口している。また、このノズル１２には流量制御器１３を介して原料ガスが送給される。原料ガスは、成膜時に、チャンバ１内で壁面側に沿って基板３側から銅板部材７側に送られる。
【００６８】
一方、チャンバ１の筒部の上部には、チャンバ１の内部にＡｒガス等の希ガスを供給するノズル３０が接続されている。ここで、Ａｒガス等の希ガスは、流量制御器３１で流量を制御されて上式（２）に示す成膜反応におけるＣｌ2 ガスの解離率を向上させ、成膜反応を促進するためのものである。したがって、原料ガスに希釈ガスとして含まれているＨｅガスを除き、質量がＮｅ以上の希ガスは、Ｃｌ2 ガスの解離率を向上させて成膜反応を促進するガスとして利用し得る。ただ、解離率を向上させる、いわば触媒としての機能を考慮すれば、Ａｒガス乃至Ｋｒガスが好適であり、さらにコスト面を考慮すればＡｒガスが最適である。
【００６９】
かかる金属膜作製装置における成膜時の態様は次の通りとなる。なお、成膜時には、成膜用プラズマアンテナ９及びプラズマアンテナ２６に通電する。
【００７０】
先ず、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガスを供給しつつ、成膜用プラズマアンテナ９から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスをイオン化してＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を発生させる。このＣｌ2 ガスプラズマ１４は、チャンバ１内の成膜用プラズマアンテナ９に隣接する空間、すなわちチャンバ１の銅板部材７側（上部）の空間に形成される。
【００７１】
Ｃｌ2 ガスプラズマ１４により、銅板部材７にエッチング反応が生じ、前駆体（CuxCly）１５が生成される。このとき、銅板部材７はＣｌ2 ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００７２】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（CuxCly）１５は、銅板部材７よりも低い温度に制御された基板３に搬送される。基板３に搬送されてこれに吸着された前駆体（CuxCly）１５は、成膜反応を表す前記式（１）及び（２）の反応により基板３上にＣｕを析出させる。かくして、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。
【００７３】
このとき、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ１内に補給することにより、前記式（１）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ１内に供給して前記式（２）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させる。
【００７４】
上記構成の金属膜作製装置では、Cl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてＣｌ2 ガスを用いているため、コストを大幅に減少させることができる。さらに、温度制御手段６を用いて基板３を銅板部材７よりも低い温度に制御しているので、Cu薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質なCu薄膜１６を生成することが可能になる。
【００７５】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態に係る金属膜作製装置の概略側面図である。同図に示すように、本形態に係る金属膜作製装置は図１に示す第１の実施の形態に対し、プラズマアンテナの構成及びこれに伴う関連部分の構成が異なるが、多くの部分で同様の構成である。そこで、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００７６】
図２に示すように、チャンバ４１は円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）の部材で、その上面は開口部とされ、開口部は絶縁部材（例えば、セラミックス製）である円盤状の天井板４７によって塞がれている。リング部５９及び突起部６０からなる銅製の被エッチング部材５８は、図３に基づき後に詳説するが、チャンバ４１内で基板３に対向する位置に、周方向に亘り複数に分割するとともに各分割部分である突起部６０がチャンバ４１の内周面側から中心側に向かって突出している。成膜用プラズマアンテナ４９は、スパイラル状に成形されて天井板４７の外方に配設されており、整合器５０を介して電源５１から供給される電流により、電界を形成し、チャンバ４１の被エッチング部材５８側（上部）の内部空間で、このチャンバ４１内に供給される原料ガスであるＣｌ2 ガスをプラズマ化してＣｌ2 ガスプラズマ１４を形成する。すなわち、成膜用プラズマアンテナ４９、整合器５０及び電源５１で成膜用プラズマ発生手段を構成している。
【００７７】
図３に詳細に示すように、被エッチング部材５８のリング部５９の内周側にはチャンバ４１（図２参照。）の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部６０が円周方向に複数（図示例では１２個）設けられている。突起部６０は、リング部５９に対して一体、若しくは取り外し自在に取り付けられている。天井板４７（図２参照。）とチャンバ４１の内部との間には突起部６０の間で形成される切欠部６７（空間）が存在した状態になっている。リング部５９はアースされており、複数の突起部６０はリング部５９で電気的に接続されて同電位となっている。
【００７８】
かかる金属膜作製装置における成膜時には、成膜用プラズマアンテナ４９及びプラズマアンテナ２６に通電する。この結果、成膜用プラズマアンテナ４９から電磁波をチャンバ４１の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスをイオン化してＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を発生させ、前記第１の実施の形態と同様の態様でCu薄膜１６の成膜を行う。
【００７９】
ただ、本形態における成膜用プラズマの形成時の態様は、図１に示す金属膜作製装置とは、若干異なるので、これを図４に基づき説明しておく。同図に示すように、被エッチング部材５８の下方にＣｌ2 ガスプラズマ１４（図２参照。）を発生する際、成膜用プラズマアンテナ４９の電流の方向Ａは突起部６０を横切る方向となる。この結果、突起部６０の成膜用プラズマアンテナ４９との対向面側では誘導電流Ｂが同図に示す方向に発生する。ここで、被エッチング部材５８には切欠部６７（空間）が存在するので、誘導電流Ｂは各突起部６０の下面側では成膜用プラズマアンテナ４９の電流の方向Ａと同方向ａに流れる。この結果、基板３側から被エッチング部材５８を見た場合、成膜用プラズマアンテナ４９の下方、すなわち基板３側に導電体である突起部６０が存在しても実効的に成膜用プラズマアンテナ４９の電流を打ち消す方向の電流が存在しない状態になり突起部６０の下方に成膜用プラズマアンテナ４９による交番電界を形成することができる。しかも、リング部５９がアースされて突起部６０が同電位に維持されている。この結果、導電体である被エッチング部材５８が存在していても、成膜用プラズマアンテナ４９からの電磁波がチャンバ４１内に確実に入射し、被エッチング部材５８の下方にＣｌ2 ガスプラズマ１４を安定して形成することができる。
【００８０】
なお、本形態においても、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ４１内に補給することにより、前記式（１）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ４１内に供給して前記式（２）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させる。
【００８１】
また、本形態において突起部６０をリング部５９に接続せず、原料ガスの供給を制御することで電位の違いによるプラズマの不安定をなくすようにすることも可能である。
【００８２】
＜第３の実施の形態＞
図５に示すように、本形態は、図１に示す第１の実施の形態における成膜用プラズマアンテナ９を除去し、その代わりに被エッチング部材である銅板部材７に成膜用プラズマアンテナの機能を兼備させたものである。このため、電源１１からの高周波電力を整合器１０を介して銅板部材７に供給するとともに、導電部材である支持台２を接地するように構成してある。すなわち、銅板部材７と支持台２とが両電極となってチャンバ１内における両者の間にＣｌ2 ガスプラズマ１４を形成するようになっている。
【００８３】
本形態に係る金属膜作製装置におけるその他の構成は、図１と同様であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００８４】
かかる本形態においては、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガスを供給し、銅板部材７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスがイオン化されてＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。この結果、Ｃｌ2 ガスプラズマ１４により、銅板部材７にエッチング反応が生じ、前駆体（CuxCly）１５が生成される。このとき、銅板部材７は、図示しない温度制御手段により基板３の温度よりも高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。かくして、第１の実施の形態と全く同様の態様で基板３の表面にはCu薄膜１６が形成される。
【００８５】
また、本形態においても、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ１内に補給することにより、前記式（１）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ１内に供給して前記式（２）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させる。
【００８６】
＜第４の実施の形態＞
図６に示すように、本形態は、図５に示す第３の実施の形態の変形として位置づけることができるものであるが、被エッチング部材である銅板部材７２は、チャンバ７１内で基板３に対向する位置を避けた位置に配設してあり、同時に対向電極となる接地電位の遮蔽板７３を配設したものである。そして、電源１１からの高周波電力を整合器１０を介して銅板部材７に供給するとともに、ノズル１２を介してチャンバ７１内の前記銅板部材７２と前記遮蔽板７３との間に原料ガスを供給してそのプラズマを形成するようになっている。ここで、遮蔽板７３には多数の孔７３ａが形成してあり、銅板部材７２と遮蔽板７３との間に形成された前駆体１５は孔７３ａを通過してチャンバ７１内における基板３の上方の空間に至るように構成してある。また、銅板部材７２は中空の裁頭円錐形状の部材であり、遮蔽板７３はこの銅板部材７２と相似形の中空の裁頭円錐形状部材で構成してある。したがって、両者の相対向する面は平行となっており、基板３に対しては傾斜して配設してある。このことにより、エッチングされた銅板部材７２から剥離して落下するパーティクルが基板３上に付着するのを防止するとともに、所定の前駆体１５は基板３の上方の空間に供給することができる。前記パーティクルは遮蔽板７３で遮蔽されて基板３の上方の空間に至る可能性は少ないのに対し、前駆体１５は孔７３ａを簡単に通過することができるからである。
【００８７】
本形態に係る金属膜作製装置におけるその他の構成は、図５と同様であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００８８】
かかる本形態においては、チャンバ７１の内部にノズル１２から原料ガスを供給し、銅板部材７２から電磁波をチャンバ７１の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスがイオン化されてＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。この結果、Ｃｌ2 ガスプラズマ１４により、銅板部材７２にエッチング反応が生じ、前駆体（CuxCly）１５が生成される。そして、この前駆体（CuxCly）１５は遮蔽板７３の孔７３ａを介してチャンバ７１内における基板３の上方の空間に至る。このとき、銅板部材７２は、図示しない温度制御手段により基板３の温度よりも高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。かくして、第１の実施の形態と全く同様の態様で基板３の表面にはCu薄膜１６が形成される。
【００８９】
ここで、前駆体（CuxCly）１５は孔７３ａを容易に通過するが、銅板部材７２と遮蔽板７３との間の空間で形成されたＣｌ* のうち、孔７３ａを通過して基板３の上方の空間に至るのは僅かである。前記Ｃｌ* のうち遮蔽板７３に衝突したもの同士が結合してＣｌ2 ガスとなるからである。すなわち、Ｃｌ* ＋Ｃｌ* →Ｃｌ2 で表される反応が起こり、Ｃｌ* が消滅するからである。
【００９０】
一方、本形態においても、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ７１内に補給することにより、前記式（１）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。前述の如く、銅板部材７２と遮蔽板７３との間の空間で形成されたＣｌ* のうち多くが消滅する本形態においては、Ｃｌ* の補給がより意義深いものとなり、成膜反応の促進に対する寄与度が特に顕著なものとなる。
【００９１】
なお、本形態においてもノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ７１内に供給して前記式（２）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させている。
【００９２】
＜第５の実施の形態＞
上記各実施の形態では、原料ガスをチャンバ１等の内部に供給し、これをプラズマ化したが、チャンバ内に直接原料ガスプラズマを供給するようにしても良い。かかる金属膜作製装置を図７に基づき詳説する。同図に示すように、本形態に係る金属膜作製装置は図１等に示す第１の実施の形態等にかかる金属膜作製装置に対し、成膜用プラズマアンテナ９等を有しない点が大きく異なるが、多くの共通する構成部分を有する。そこで、図１等と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００９３】
図７に示すように、円筒状に形成された、例えばセラミックス製（絶縁材料製）のチャンバ８１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１００によって塞がれている。天井板１００の下面には金属製（銅製：Cu製）の被エッチング部材８８が設けられ、被エッチング部材８８は錐形状となっている。また、チャンバ８１の筒部の上部の周囲４箇所（図には２箇所のみを示す。）には、スリット状の開口部８９が形成され、開口部８９には筒状の通路９０の一端がそれぞれ固定されている。通路９０の途中部には絶縁体で形成した筒状の励起室９５が設けられ、励起室９５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ９１が設けられ、プラズマアンテナ９１には整合器９２及び電源９３に接続されて給電が行われる。プラズマアンテナ９１、整合器９２及び電源９３によりプラズマ発生手段を構成している。
【００９４】
通路９０の他端側には流量制御器９４が接続され、流量制御器９４を介して通路９０内にハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（Heで塩素濃度が≦50% 、好ましくは10% 程度に希釈されたCl2 ガス）が供給される。プラズマアンテナ９１から電磁波を励起室９５の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスがイオン化されてＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）９６が発生する。つまり、塩素を含有する原料ガスをチャンバ８１と隔絶した励起室９５で励起する励起手段が構成されている。Ｃｌ2 ガスプラズマ９６の発生により励起塩素が開口部８９からチャンバ８１内の被エッチング部材８８側（上部）に供給され、被エッチング部材８８がＣｌ2 ガスプラズマ９６によりエッチングされる。
【００９５】
かかる金属膜作製装置における成膜時には、励起室９５でＣｌ2 ガスプラズマ９６を形成し、被エッチング部材８８と基板３との温度条件を所定通りに調整したチャンバ８１内に開口部８９を介して前記Ｃｌ2 ガスプラズマ９６を導入する。このことにより、図１等に示す金属膜作製装置の場合と同様に被エッチング部材８８がエッチングされ、基板３にCu薄膜１６を形成することができる。
【００９６】
なお、本形態においても、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ８１内に補給することにより、前記式（１）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ８１内に供給して前記式（２）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させる。
【００９７】
次に、被エッチング部材を例えばＩｎとＣｕとからなる複合金属、または、例えばＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の複合金属とし、複合金属の薄膜を作製する場合について説明する。
【００９８】
前述したＣｕ薄膜の作製と同様に複合金属の薄膜の作製（例えば、ＩｎＣｕ薄膜）においても、次の様な反応が起こっていると考えられる。
0003716235.tif 000002
ここで、Ｃｌ* はＣｌのラジカル、（ｇ）はガス状態、（ａｄ）は吸着状態をそれぞれ表している。
【００９９】
また、もう一つの成膜反応として、Ｃｕ薄膜の作製の際に予想された式（２）に対応して、以下の反応も同様に起こっていることが予想される。
２ＣｕＣｌ（ａｄ）→２Ｃｕ＋Ｃｌ2     ・・・・・（５）
２ＩｎＣｌ（ａｄ）→２Ｉｎ＋Ｃｌ2     ・・・・・（６）
【０１００】
また、非金属元素を含有するＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の複合金属の場合も、複合金属中の非金属元素はＣｌ* により塩素化されると考えられる。すなわち、Ｃｌ* によるエッチングの結果、Ｓｅ、Ｓ等の非金属元素は塩化物を形成し前駆体となり、基板へ搬送され薄膜の構成元素となる。
【０１０１】
＜第６の実施の形態＞
図８は本発明の第６の実施の形態に係る金属膜作製装置の概略側面図である。同図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製（絶縁材料製）のチャンバ１（絶縁材料製）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℃乃至２００℃に維持される温度）に制御される。
【０１０２】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はＩｎとＣｕとの複合金属で作られた被エッチング部材である複合金属板部材１０１によって塞がれている。ここで、複合金属板部材１０１はＩｎとＣｕとを１対１の割合で均一に混合した後にプレス成形して板状としたものである。この作製方法によれば、容易に複合金属板部材１０１を作製することができる。他には、複合金属板部材１０１の右側半分をＩｎで形成し、左側半分をＣｕで形成する分割型にして作製してもよい。この作製方法によれば、成膜される薄膜の組成コントロ−ルが容易になる。複合金属板部材１０１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。
【０１０３】
チャンバ１の筒部の複合金属板部材１０１側の周囲には、チャンバ１の軸方向に亘り巻回したコイル状の成膜用プラズマアンテナ９が配設されており、この成膜用プラズマアンテナ９には整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。成膜用プラズマアンテナ９、整合器１０及び電源１１で成膜用プラズマ発生手段を構成している。
【０１０４】
チャンバ１の筒部における基板３の斜め上方の位置には、スリット状の開口部２３が形成され、この開口部２３には筒状の通路２４の一端がそれぞれ固定してある。通路２４の途中には絶縁体で形成した筒状の励起室２５が設けられ、この励起室２５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ２６が巻回してある。このプラズマアンテナ２６には整合器２７及び電源２８が接続され、給電を行うようになっている。ここで、開口部２３、これに伴う通路２４及び励起室２５等はチャンバ１の同一高さ位置で、このチャンバ１の周囲４箇所（図には２箇所のみを示す。）に配設してある。通路２４の他端側には流量制御器２９が接続され、この流量制御器２９を介して通路２４内にＣｌ* を得るためのＣｌ2 ガスが供給される。これら、プラズマアンテナ２６、整合器２７、電源２８及び流量制御器２９で原料ガスラジカル供給手段を構成している。
【０１０５】
かかる原料ガスラジカル供給手段において、流量制御器２９を介して励起室２５内にＣｌ2 ガスを供給しつつ、プラズマアンテナ２６から電磁波を励起室２５の内部に入射することで、Ｃｌ* を形成する。このとき、励起室２５内ではＣｌ* を高密度で形成することができるようプラズマ条件を調整してある。このようにして形成したＣｌ* は、成膜時に通路２４を介してチャンバ１内に供給される。このＣｌ* は、基板３上に吸着状態となっている金属塩化物（ＣｕＣｌ、ＩｎＣｌ）からＣｌ2 ガスを解離して当該成膜反応を促進させる。すなわち、上式（３）、（４）に示す成膜反応を促進させる。
【０１０６】
支持台２の上方におけるチャンバ１の筒部には、チャンバ１の内部に塩素を含有する原料ガス（Heで塩素濃度が≦50% 、好ましくは10% 程度に希釈されたCl2 ガス）を供給するノズル１２が接続してある。ノズル１２は複合金属板部材１０１に向けて開口している。また、このノズル１２には流量制御器１３を介して原料ガスが送給される。原料ガスは、成膜時に、チャンバ１内で壁面側に沿って基板３側から複合金属板部材１０１側に送られる。
【０１０７】
一方、チャンバ１の筒部の上部には、チャンバ１の内部にＡｒガス等の希ガスを供給するノズル３０が接続されている。ここで、Ａｒガス等の希ガスは、流量制御器３１で流量を制御されて上式（５）、（６）に示す成膜反応におけるＣｌ2 ガスの解離率を向上させ、成膜反応を促進するためのものである。したがって、原料ガスに希釈ガスとして含まれているＨｅガスを除き、質量がＮｅ以上の希ガスは、Ｃｌ2 ガスの解離率を向上させて成膜反応を促進するガスとして利用し得る。ただ、解離率を向上させる、いわば触媒としての機能を考慮すれば、Ａｒガス乃至Ｋｒガスが好適であり、さらにコスト面を考慮すればＡｒガスが最適である。
【０１０８】
かかる金属膜作製装置における成膜時の態様は次の通りとなる。なお、成膜時には、成膜用プラズマアンテナ９及びプラズマアンテナ２６に通電する。
【０１０９】
先ず、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガスを供給しつつ、成膜用プラズマアンテナ９から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスをイオン化してＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を発生させる。このＣｌ2 ガスプラズマ１４は、チャンバ１内の成膜用プラズマアンテナ９に隣接する空間、すなわちチャンバ１の複合金属板部材１０１側（上部）の空間に形成される。
【０１１０】
Ｃｌ2 ガスプラズマ１４により、複合金属板部材１０１にエッチング反応が生じ、前駆体１０２が生成される。このとき、複合金属板部材１０１はＣｌ2 ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。ここで、前記前駆体１０２は、Ｃｕx1Ｃｌy1とＩｎx2Ｃｌy2とからなる。
【０１１１】
チャンバ１の内部で生成された前駆体１０２は、複合金属板部材１０１よりも低い温度に制御された基板３に搬送される。基板３に搬送されてこれに吸着された前駆体１０２は、成膜反応を表す前記式（３）乃至（６）の反応により基板３上にＣｕとＩｎを析出させる。かくして、基板３の表面にＣｕとＩｎとからなる複合金属薄膜１０３が生成される。
【０１１２】
このとき、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ１内に補給することにより、上式（３）、（４）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ１内に供給して上式（５）、（６）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させる。
【０１１３】
上記構成の金属膜作製装置では、Ｃｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてＣｌ2 ガスを用いているため、コストを大幅に減少させることができる。さらに、温度制御手段６を用いて基板３を複合金属板部材１０１よりも低い温度に制御しているので、複合金属薄膜１０３中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質な複合金属薄膜１０３を生成することが可能になる。
【０１１４】
また、本実施形態に係る金属膜作製装置では複合金属板部材１０１をＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の複合金属で作製することにより、これらの複合金属の薄膜を作製することも可能である。
【０１１５】
＜第７の実施の形態＞
図９は本発明の第７の実施の形態に係る金属膜作製装置の概略側面図である。同図に示すように、本形態に係る金属膜作製装置は図８に示す第６の実施の形態に対し、プラズマアンテナの構成及びこれに伴う関連部分の構成が異なるが、多くの部分で同様の構成である。そこで、図８と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１６】
図９に示すように、チャンバ４１は円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）の部材で、その上面は開口部とされ、開口部は絶縁部材（例えば、セラミックス製）である円盤状の天井板４７によって塞がれている。リング部１０６及び突起部１０７からなる複合金属部材１０５は、図１０に基づき後に詳説するが、チャンバ４１内で基板３に対向する位置に、周方向に亘り複数に分割するとともに各分割部分である突起部１０７がチャンバ４１の内周面側から中心側に向かって突出している。成膜用プラズマアンテナ４９は、スパイラル状に成形されて天井板４７の外方に配設されており、整合器５０を介して電源５１から供給される電流により、電界を形成し、チャンバ４１の複合金属部材１０５側（上部）の内部空間で、このチャンバ４１内に供給される原料ガスであるＣｌ2 ガスをプラズマ化してＣｌ2 ガスプラズマ１４を形成する。すなわち、成膜用プラズマアンテナ４９、整合器５０及び電源５１で成膜用プラズマ発生手段を構成している。
【０１１７】
図１０に詳細に示すように、複合金属部材１０５のリング部１０６の内周側にはチャンバ４１（図９参照。）の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部１０７ａ〜１０７ｌが円周方向に複数（図示例では１２個）設けられている。突起部１０７ａ〜１０７ｌは、リング部１０６に対して一体、若しくは取り外し自在に取り付けられている。ここで、突起部１０７ａ、ｅ、ｉはＣｕ（銅）製、突起部１０７ｃ、ｇ、ｋはＩｎ（インジウム）製、突起部１０７ｂ、ｄ、ｆ、ｈ、ｊ、ｌはＳｅ（セレン）製である。すなわち、ＣｕＩｎＳｅ2 の組成比にあわせて各突起部を形成している。天井板４７（図９参照。）とチャンバ４１の内部との間には突起部１０７ａ〜１０７ｌの間で形成される切欠部６７（空間）が存在した状態になっている。リング部１０６はアースされており、複数の突起部１０７ａ〜１０７ｌはリング部１０６で電気的に接続されて同電位となっている。
【０１１８】
かかる金属膜作製装置における成膜時には、成膜用プラズマアンテナ４９及びプラズマアンテナ２６に通電する。この結果、成膜用プラズマアンテナ４９から電磁波をチャンバ４１の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスをイオン化してＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を発生させ、前記第６の実施の形態と同様の態様で複合金属薄膜１０３の成膜を行う。
【０１１９】
本形態における複合金属薄膜１０３は非金属元素を含有するＣｕＩｎＳｅ2 からなる複合金属の薄膜であるが、前記第６の実施例で示した金属元素のみからなる複合金属膜の成膜と同様の成膜が行われると考えられる。すなわち、ＣｕとＩｎの金属元素のみならず、非金属元素であるＳｅもＣｌ* による塩素化により前駆体である塩化物を形成し、基板へ搬送され薄膜の生成すると考えられる。
【０１２０】
なお、本形態においても、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ４１内に補給することにより、上式（３）、（４）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。更に、基板に吸着した塩素化されたＳｅもＣｌを解離し、成膜反応を促進させると考えられる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ４１内に供給して上式（５）、（６）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させる。
【０１２１】
また、本実施形態に係る金属膜作製装置では複合金属部材１０５をＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＩｎＣｕ等の複合金属で作製することにより、これらの複合金属の薄膜を作製することも可能である。
【０１２２】
＜第８の実施の形態＞
図１１に示すように、本形態は、図８に示す第６の実施の形態における成膜用プラズマアンテナ９を除去し、その代わりに被エッチング部材である複合金属板部材１０１に成膜用プラズマアンテナの機能を兼備させたものである。このため、電源１１からの高周波電力を整合器１０を介して複合金属板部材１０１に供給するとともに、導電部材である支持台２を接地するように構成してある。すなわち、複合金属板部材１０１と支持台２とが両電極となってチャンバ１内における両者の間にＣｌ2 ガスプラズマ１４を形成するようになっている。ここで、複合金属板部材１０１はＩｎとＣｕとの複合金属で形成されている。
【０１２３】
本形態に係る金属膜作製装置におけるその他の構成は、図８と同様であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２４】
かかる本形態においては、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガスを供給し、複合金属板部材１０１から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスがイオン化されてＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。この結果、Ｃｌ2 ガスプラズマ１４により、複合金属板部材１０１にエッチング反応が生じ、前駆体１０２が生成される。ここで、前記前駆体１０２は、Ｃｕx1Ｃｌy1とＩｎx2Ｃｌy2とからなる。このとき、複合金属板部材１０１は、図示しない温度制御手段により基板３の温度よりも高い温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。かくして、第６の実施の形態と全く同様の態様で基板３の表面にはＣｕとＩｎとからなる複合金属薄膜１０３が形成される。
【０１２５】
また、本形態においても、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ１内に補給することにより、上式（３）、（４）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ１内に供給して上式（５）、（６）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させる。
【０１２６】
また、本実施形態に係る金属膜作製装置では複合金属板部材１０１をＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の複合金属で作製することにより、これらの複合金属の薄膜を作製することも可能である。
【０１２７】
＜第９の実施の形態＞
上記第６から第８の実施形態では、原料ガスをチャンバ１等の内部に供給し、これをプラズマ化したが、チャンバ内に直接原料ガスプラズマを供給するようにしても良い。かかる金属膜作製装置を図１２に基づき詳説する。同図に示すように、本形態に係る金属膜作製装置は図８等に示す第６の実施の形態等にかかる金属膜作製装置に対し、成膜用プラズマアンテナ９等を有しない点が大きく異なるが、多くの共通する構成部分を有する。そこで、図８等と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２８】
図１２に示すように、円筒状に形成された、例えばセラミックス製（絶縁材料製）のチャンバ８１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１００によって塞がれている。天井板１００の下面には複合金属板部材１０１が設けられ、複合金属板部材１０１は錐形状となっている。ここで、複合金属板部材１０１はＩｎとＣｕとの複合金属で形成されている。
【０１２９】
また、チャンバ８１の筒部の上部の周囲４箇所（図には２箇所のみを示す。）には、スリット状の開口部８９が形成され、開口部８９には筒状の通路９０の一端がそれぞれ固定されている。通路９０の途中部には絶縁体で形成した筒状の励起室９５が設けられ、励起室９５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ９１が設けられ、プラズマアンテナ９１には整合器９２及び電源９３に接続されて給電が行われる。プラズマアンテナ９１、整合器９２及び電源９３によりプラズマ発生手段を構成している。
【０１３０】
通路９０の他端側には流量制御器９４が接続され、流量制御器９４を介して通路９０内にハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（Heで塩素濃度が≦50% 、好ましくは10% 程度に希釈されたCl2 ガス）が供給される。プラズマアンテナ９１から電磁波を励起室９５の内部に入射することで、Ｃｌ2 ガスがイオン化されてＣｌ2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）９６が発生する。つまり、塩素を含有する原料ガスをチャンバ８１と隔絶した励起室９５で励起する励起手段が構成されている。Ｃｌ2 ガスプラズマ９６の発生により励起塩素が開口部８９からチャンバ８１内の複合金属板部材１０１側（上部）に供給され、複合金属板部材１０１がＣｌ2 ガスプラズマ９６によりエッチングされる。
【０１３１】
かかる金属膜作製装置における成膜時には、励起室９５でＣｌ2 ガスプラズマ９６を形成し、複合金属板部材１０１と基板３との温度条件を所定通りに調整したチャンバ８１内に開口部８９を介して前記Ｃｌ2 ガスプラズマ９６を導入する。このことにより、図８等に示す金属膜作製装置の場合と同様に複合金属板部材１０１がエッチングされ、基板３の表面にＣｕとＩｎとからなる複合金属薄膜１０３を形成することができる。
【０１３２】
なお、本形態においても、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ８１内に補給することにより、上式（３）、（４）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ８１内に供給して上式（５）、（６）におけるＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させる。
【０１３３】
また、本実施形態に係る金属膜作製装置では複合金属板部材１０１をＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の複合金属で作製することにより、これらの複合金属の薄膜を作製することも可能である。
【０１３４】
上記各実施の形態における原料ガスラジカル供給手段は、筒状の励起室２５の周囲に巻回したコイル状のプラズマアンテナ２６で、この励起室２５内にＣｌ* を形成し、このＣｌ* をチャンバ１等の内部に補給するように構成したが、これに限るものではない。原料ガス（例えば、Ｃｌ2 ガス）のラジカル（例えば、Ｃｌ* ）を別途形成してこれをチャンバの内部に補給することができるようになっていれば良い。例えば、次の様な構成の原料ガスラジカル供給手段が考えられる。
【０１３５】
１）  チャンバ内に連通して原料ガスを流通させる筒状の通路にマイクロ波を供給手段を有し、このマイクロ波供給手段が発生するマイクロ波により前記原料ガスをプラズマ化するもの。これは、例えばマグネトロンを利用することにより容易に構成することができる。この場合、周波数は２．４５（ＧＨｚ）程度のものを使用することができる。ちなみに、上記各実施の形態でプラズマアンテナ２６に供給する周波数は１３．５６（ＭＨｚ）である。したがって、マイクロ波を用いた場合がより高密度の原料ガスラジカルを形成することができる。
【０１３６】
２）  チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスを加熱してこの原料ガスを熱的に解離する加熱手段を有するもの。かかる加熱手段としては、フィラメントで形成したヒータが考えられるが、かかるヒータで熱解離に必要な１５００度以上の温度は容易に得られる。したがって、最も安価に原料ガスラジカル補給手段を構成することができる。
【０１３７】
３）  チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにレーザ光又は電子線等の電磁波を供給してこの原料ガスを解離させる電磁波発生手段を有するもの。これは、レーザ光又は電子線の波長を特定のものに固定することにより、所望のラジカル（例えばＣｌ* ）を高効率で発生させることかできる。すなわち、所望のラジカルを選択的に高効率で発生させることができる。
【０１３８】
また、上記各実施の形態において上式（２）及び（５）、（６）の成膜反応を促進させるべくＣｌ2 ガスの解離率を向上させる手段として、希ガス供給手段を設けたが、この代わりにチャンバ１等の内部に電磁波を供給してＣｌ2 ガスを解離するようにしても良い。すなわち、基板３の上方で原料ガス（例えばＣｌ2 ）が解離するような波長の電磁波、例えば２００ｎｍ〜３５０ｎｍのレーザ光を供給するように構成すれば良い。かかる構成は、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等の紫外域のレーザ光を照射するレーザ発振装置を利用することにより容易に構成することができる。
【０１３９】
さらに、上式（２）及び（５）、（６）の成膜反応を促進させるべく、解離率を増加するには次の様なプラズマ条件の制御が有効である。
【０１４０】
１）  原料ガス（例えばＣｌ2 ガス）の供給量を減じる。この場合は、その前駆体の量も減るので成膜レートを多少犠牲にする必要がある。ただ、原理的には可能である。例えば、上記各実施の形態の場合で考えると、成膜レートとの兼ね合いから、標準供給量の１０％減程度が適当である。すなわち、Ｃｌ2 ガスの標準供給量が５０（ｓｃｃｍ）の場合、４５（ｃｃｍ）程度に減じるのが適当である。
【０１４１】
２）  チャンバ１等の内部にプラズマを発生させる成膜用プラズマアンテナへの高周波電力の電力量を増加させる。例えば、標準電力が２２（Ｗ／ｃｍ2 ）の場合、これを３０（Ｗ／ｃｍ2 ）とする。
【０１４２】
上記各実施の形態に係る金属膜作製装置は、上式（１）及び（３）、（４）による成膜反応を促進する要件及び上式（２）及び（５）、（６）による成膜反応を促進する要件の両方を同時に充足する装置として説明したが、勿論何れか一方の成膜反応を促進するような装置として構成しても良い。また、上式（２）及び（５）、（６）による成膜反応を促進すべく解離率を向上させるため、別途Ａｒガスを供給するようにしたが、これは原料ガス（例えばＣｌ2 ガス）の希釈ガスとしてＨｅガスを使用している場合には、このＨｅガスに代えて用いることもできる。この場合には、原料ガスの希釈ガスとしての機能と、前記解離率を向上をさせるための成膜促進用ガスとしての機能とを兼備することとなる。
【０１４３】
なお、上記各実施の形態においては、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ガスを単独で用いることも可能である。また、複合金属からなる被エッチング部材の場合は、前駆体はＣｕx1Ｃｌy1、Ｉｎx2Ｃｌy2、ＳｅやＳの塩化物などである。したがって、原料ガスは塩素を含有するガスであればよい。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。
【０１４４】
また、被エッチング部材は銅に限らず、例えばＴａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃｄ等の高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属であれば同様に用いることができる。この場合、前駆体はＴａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃｄ等の塩化物（ハロゲン化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＴａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃｄ等となる。
【０１４５】
更に、これらの金属を複数種類含む複合金属、例えばＩｎとＣｕとの合金を被エッチング部材とすることもできる。また、前記金属にＳ、Ｓｅ等の非金属元素を含む複合金属、例えばＣｕＩｎＳｅ2 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の合金を被エッチング部材とすることもできる。この場合、前駆体は金属塩化物及び非金属元素の塩化物であり、基板３の表面には複合金属の薄膜が生成される。
【０１４６】
また、上記実施の形態では何れも原料ガスのラジカルを補給する場合について説明したが、成膜条件等によっては必ずしも原料ガスのラジカルを補給する必要はない。ただし、別途形成した原料ガスのラジカルを補給することにより、成膜速度の向上及び膜質の向上を図ることができる。
【０１４７】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り、〔請求項１〕に記載する発明は、内部に基板を収容するチャンバに高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材を配設する一方、この被エッチング部材と前記基板の温度とを所定の温度及び温度差に制御することにより、前記チャンバ内のハロゲンを含有する原料ガスプラズマで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形成し、この前駆体の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う金属膜作製方法において、別途前記原料ガスのラジカルを形成し、この原料ガスラジカルを前記チャンバ内に補給し、ハロゲンのラジカルにより基板に吸着状態となっている前記前駆体からハロゲンを引き抜いて前記金属成分を基板に析出させ、所定の成膜を行うので、原料ガスプラズマにより反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてハロゲンガスを用いているため、コストを大幅に削減し得、さらに温度制御により所望の成膜を行うことができるので、金属薄膜中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質な金属薄膜を生成することが可能になるという基本的な作用・効果を奏する。さらに、別途形成した原料ガスのラジカルの作用により成膜を促進してその速度を向上させることができる。
【０１４８】
〔請求項２〕に記載する発明は、〔請求項１〕に記載する金属膜作製方法において、原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスに高周波の電界を作用させてこの原料ガスをプラズマ化することにより得るので、
〔請求項１〕に記載する発明の効果を、簡単な装置で得ることができる。
【０１４９】
〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項１〕に記載する金属膜作製方法において、原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにマイクロ波を供給してこの原料ガスをプラズマ化することにより得るので、
〔請求項２〕に記載する発明よりも高周波数の電磁波を用いることができ、その分原料ガスラジカルを高密度且つ高効率に得ることができる。
【０１５０】
〔請求項４〕に記載する発明は、〔請求項１〕に記載する金属膜作製方法において、原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスを加熱して熱的解離により得るので、
〔請求項１〕に記載する発明の効果を、最も安価に得ることができる。
【０１５１】
〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項１〕に記載する金属膜作製方法において、原料ガスのラジカルは、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにレーザ光又は電子線等の電磁波を供給してこの原料ガスを解離させることにより得るので、
電磁波の波長を選択・固定することにより、所望のラジカルを選択的に高効率で得ることができる。この結果、〔請求項１〕に記載する発明の効果を、顕著なものとすることができる。
【０１５７】
〔請求項６〕に記載する発明は、基板が収容される筒状のチャンバと、このチャンバ内で前記基板に対向する位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、前記基板と前記被エッチング部材との間におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記被エッチング部材をエッチングすべく、高周波数の電力の供給によりチャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に原料ガスプラズマを形成する成膜用プラズマ発生手段と、基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有するので、原料ガスプラズマにより反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてハロゲンガスを用いているため、コストを大幅に削減し得、さらに温度制御により所望の成膜を行うことができるので、金属薄膜中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質な金属薄膜を生成することが可能になるという基本的な作用・効果を得る。また、かかる作用・効果をいわゆる誘導結合型の装置で得ることができる。さらに、別途形成した原料ガスのラジカルの作用により成膜を促進してその速度を向上させることができる。
【０１５８】
〔請求項７〕に記載する発明は、基板が収容される筒状のチャンバと、このチャンバ内で前記基板に対向する位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマを前記チャンバ外で形成するとともに、この原料ガスプラズマを前記基板と前記被エッチング部材との間におけるチャンバ内に供給する原料ガスプラズマ供給手段と、基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有するので、〔請求項６〕に記載する発明と同様の作用・効果を、遠隔で形成したプラズマをチャンバ内に供給するようにした、いわゆるリモートプラズマ方式の装置で実現し得る。
【０１５９】
〔請求項８〕に記載する発明は、基板が収容される筒状のチャンバと、このチャンバ内で前記基板に対向する位置を避けた位置に配設される高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属で形成した被エッチング部材と、前記チャンバ内で前記基板と前記被エッチング部材との間に配設するとともに前記基板の方向に向いた孔を有する遮蔽板と、前記被エッチング部材と前記遮蔽板との間におけるチャンバ内にハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記被エッチング部材をエッチングすべく、高周波数の電力の供給によりチャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に原料ガスプラズマを形成する成膜用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い所定の温度に制御して前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの前駆体から金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行う温度制御手段と、前記原料ガスのラジカルを前記チャンバ内に補給する原料ガスラジカル補給手段とを有するので、〔請求項６〕に記載する発明と同様の効果を奏する。さらに、エッチングされた被エッチング部材から剥離して落下するパーティクルが基板上に付着するのを防止する一方、所定の前駆体は基板の上方の空間に供給することができる。特に、ここで前駆体は遮蔽板の孔を容易に通過するが、被エッチング部材と遮蔽板との間の空間で形成されたラジカルのうち、孔を通過して基板の上方の空間に至るのは僅かである点を考慮すれば、前記ラジカルの補給による成膜反応の促進に対する寄与度を顕著なものとすることができる。
【０１６０】
〔請求項９〕に記載する発明は、〔請求項６〕、〔請求項７〕又は〔請求項８〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通して原料ガスを流通させる筒状の通路の周囲に巻回したコイルに高周波電流を供給し、これにより形成する電界の作用で原料ガスをプラズマ化するものであるので、〔請求項６〕乃至〔請求項８〕に記載する発明の原料ガスラジカルの補給手段を簡単な構成で実現し得る。
【０１６１】
〔請求項１０〕に記載する発明は、〔請求項６〕、〔請求項７〕又は〔請求項８〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通して原料ガスを流通させる筒状の通路にマイクロ波を供給手段を有し、このマイクロ波供給手段が発生するマイクロ波により前記原料ガスをプラズマ化するものであるので、〔請求項６〕乃至〔請求項８〕に記載する発明の原料ガスラジカルの補給手段を、〔請求項９〕に記載する発明のものよりも高効率なものとすることができる。
【０１６２】
〔請求項１１〕に記載する発明は、〔請求項６〕、〔請求項７〕又は〔請求項８〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスを加熱してこの原料ガスを熱的に解離する加熱手段を有するので、〔請求項６〕乃至〔請求項８〕に記載する発明の原料ガスラジカルの補給手段を、最も安価に構成することができる。
【０１６３】
〔請求項１２〕に記載する発明は、〔請求項６〕、〔請求項７〕又は〔請求項８〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、原料ガスラジカルの補給手段は、チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにレーザ光又は電子線等の電磁波を供給してこの原料ガスを解離させる電磁波発生手段を有するので、〔請求項６〕乃至〔請求項８〕に記載する発明の原料ガスラジカルの補給手段を、所望のラジカルを選択的に高効率で形成する装置とすることができる。
【０１７６】
〔請求項１３〕に記載する発明は、〔請求項１〕乃至〔請求項５〕の何れか一つに記載する金属膜作製方法において、前記金属で形成した被エッチング部材は複数の種類の金属成分からなる複合金属で形成され、前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの複数種類の前駆体から複数種類の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うので、用途に応じた種々の薄膜を作製することができ、汎用性に優れた金属膜作製方法として利用することができる。
【０１７７】
〔請求項１４〕に記載する発明は、〔請求項６〕乃至〔請求項１２〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、前記金属で形成した被エッチング部材は複数の種類の金属成分からなる複合金属で形成され、前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの複数種類の前駆体から複数種類の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うので、用途に応じた種々の薄膜を作製することができ、汎用性に優れた金属膜作製装置として利用することができる。
【０１７８】
〔請求項１５〕に記載する発明は、〔請求項１〕乃至〔請求項５〕の何れか一つに記載する金属膜作製方法において、前記金属で形成した被エッチング部材は１種類以上の金属成分と１種類以上の非金属成分とからなる複合金属で形成され、前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体と非金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体とから金属成分と非金属成分とを同時に基板に析出させて所定の成膜を行うので、用途に応じた種々の薄膜を作製することができ、汎用性に優れた金属膜作製方法として利用することができる。
【０１７９】
〔請求項１６〕に記載する発明は、〔請求項６〕乃至〔請求項１２〕の何れか一つに記載する金属膜作製装置において、前記金属で形成した被エッチング部材は１種類以上の金属成分と１種類以上の非金属成分とからなる複合金属で形成され、前記原料ガスプラズマが被エッチング部材をエッチングすることにより得る金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体と非金属成分とハロゲンとの１種類以上の前駆体とから金属成分と非金属成分とを同時に基板に析出させて所定の成膜を行うので、用途に応じた種々の薄膜を作製することができ、汎用性に優れた金属膜作製装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線矢視図である。
【図４】図３のII−II線矢視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図１０】図９のＩ−Ｉ線矢視図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１        チャンバ
３        基板
６        温度制御手段
７        銅板部材
９        成膜用プラズマアンテナ
１２        ノズル
１４        Ｃｌ2 ガスプラズマ
１５        前駆体
１６        Cu薄膜
２４        通路
２５        励起室
２６        プラズマアンテナ
４１        チャンバ
４７        天井板
４９        成膜用プラズマアンテナ
５８        被エッチング部材
５９        リング部
６０        突起部
７１        チャンバ
７２        銅板部材
７３        遮蔽板
７３ａ      孔
８１        チャンバ
８８        被エッチング部材
９０        通路
９１        プラズマアンテナ
１０１        複合金属板部材
１０２        前駆体
１０３        複合金属薄膜
１０５        複合金属部材
１０６        リング部
１０７        突起部
【図１】
0003716235.tif 000003
【図２】
0003716235.tif 000004
【図３】
0003716235.tif 000005
【図４】
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【図５】
0003716235.tif 000007
【図６】
0003716235.tif 000008
【図７】
0003716235.tif 000009
【図８】
0003716235.tif 000010
【図９】
0003716235.tif 000011
【図１０】
0003716235.tif 000012
【図１１】
0003716235.tif 000013
【図１２】
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