(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容するチャンバと、
チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
チャンバ内に原料ガスプラズマを発生させて、原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記前駆体が基板に運ばれる過程において、該前駆体中のハロゲン同士の還元反応により、該前駆体から金属成分のみを生成し、該金属成分のみを前記基板に成膜させるようにしたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２】
基板が収容され上部が開口されたチャンバと、
チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、
天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、
アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置される金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項３】
基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、
チャンバの開口を密閉する絶縁材製の円盤状の天井部材と、
チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための平面リング形状のアンテナ部材と、
基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項４】
基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、
チャンバの開口を密閉する絶縁材製の外方側に湾曲した凸形状の天井部材と、
チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
天井部材の外方周囲に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための円錐リング状のアンテナ部材と、
基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項５】
基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、
チャンバの開口を密閉する絶縁材製の円盤状の天井部材と、
チャンバの一端側に設けられる絶縁材製の筒部と、
チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための平面リング形状のアンテナ部材と、
筒部の周囲に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための円筒コイル状のコイルアンテナ部材と、
基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材及びコイルアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材及びコイルアンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の反アンテナ側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか一項において、
複数の被エッチング部材を電気的につないで同電位にする同電位維持手段を備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
温度制御手段は、被エッチング部材に設けられ被エッチング部材を基板側の温度よりも高温に保持する手段であることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
原料ガス供給手段は、被エッチング部材に設けられたガス供給通路及びガス供給通路に連通するガス噴出穴であることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
被エッチング部材の基板側の面に表面が凹側に不連続となる凹部を形成したことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
ハロゲンと希ガスからなる原料ガスは、塩素を含有する原料ガス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１０において、
被エッチング部材を銅製とすることにより、前駆体としてCuxClyを生成することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタルもしくはタングステンもしくはチタンであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１３】
基板をチャンバ内に収容し、
チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給し、
チャンバ内に原料ガスプラズマを発生させて、原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして、
前記前駆体が基板に運ばれる過程において、該前駆体中のハロゲン同士の還元反応により、該前駆体から金属成分のみを生成し、該金属成分のみを前記基板に成膜させることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１４】
アンテナ部材により基板が収容されたチャンバの内部を給電によりプラズマ化するに際し、
アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で複数の金属製の被エッチング部材を配置し、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化してハロゲンと希ガスからなる原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４において、
ハロゲンと希ガスからなる原料ガスは、塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１６】
請求項１３又は請求項１４において、
被エッチング部材を銅製とすることにより、前駆体としてCuxClyを生成することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１７】
請求項１３又は請求項１４において、
被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタルもしくはタングステンもしくはチタンであることを特徴とする金属膜作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気相成長法により基板の表面に金属膜を作製する金属膜作製装置及び金属膜作製方法に関する。
【０００２】
【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して基板に成膜を実施している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、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。
【０００４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜作製装置及び金属膜作製方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置の構成は、基板を収容するチャンバと、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、チャンバ内に原料ガスプラズマを発生させて、原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、前記前駆体が基板に運ばれる過程において、該前駆体中のハロゲン同士の還元反応により、該前駆体から金属成分のみを生成し、該金属成分のみを前記基板に成膜させるようにしたことを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置の構成は、基板が収容され上部が開口されたチャンバと、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置される金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置の構成は、基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、チャンバの開口を密閉する絶縁材製の円盤状の天井部材と、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための平面リング形状のアンテナ部材と、基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置の構成は、基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、チャンバの開口を密閉する絶縁材製の外方側に湾曲した凸形状の天井部材と、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、天井部材の外方周囲に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための円錐リング状のアンテナ部材と、基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置の構成は、基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、チャンバの開口を密閉する絶縁材製の円盤状の天井部材と、チャンバの一端側に設けられる絶縁材製の筒部と、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための平面リング形状のアンテナ部材と、筒部の周囲に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための円筒コイル状のコイルアンテナ部材と、基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材及びコイルアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材及びコイルアンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の反アンテナ側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
そして、複数の被エッチング部材を電気的につないで同電位にする同電位維持手段を備えたことをを特徴とする。また、温度制御手段は、被エッチング部材に設けられ被エッチング部材を基板側の温度よりも高温に保持する手段であることを特徴とする。また、原料ガス供給手段は、被エッチング部材に設けられたガス供給通路及びガス供給通路に連通するガス噴出穴であることを特徴とする。
【００１０】
また、被エッチング部材の基板側の面に表面が凹側に不連続となる凹部を形成したことを特徴とする。また、ハロゲンと希ガスからなる原料ガスは、塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする。また、被エッチング部材を銅製とすることにより、前駆体としてCuxClyを生成することを特徴とする。また、被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタルもしくはタングステンもしくはチタンであることを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製方法は、基板をチャンバ内に収容し、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給し、チャンバ内に原料ガスプラズマを発生させて、原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして、前記前駆体が基板に運ばれる過程において、該前駆体中のハロゲン同士の還元反応により、該前駆体から金属成分のみを生成し、該金属成分のみを前記基板に成膜させることを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製方法は、アンテナ部材により基板が収容されたチャンバの内部を給電によりプラズマ化するに際し、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で複数の金属製の被エッチング部材を配置し、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化してハロゲンと希ガスからなる原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させることを特徴とする。
【００１２】
そして、ハロゲンと希ガスからなる原料ガスは、塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする。また、被エッチング部材を銅製とすることにより、前駆体としてCuxClyを生成することを特徴とする。また、被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタルもしくはタングステンもしくはチタンであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に基づいて本発明の金属膜作製装置及び金属膜作製方法の第１実施形態例を説明する。図１には本発明の第１実施形態例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側面、図２には図１中のII-II 線矢視、図３には図２中のIII-III 線矢視を示してある。また、図４には被エッチング部材の他の実施形態例を表す平面視状況を示してある。
【００１４】
図に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）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℃乃至２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【００１５】
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）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板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。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の内部にハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（He，Ar等で塩素濃度が≦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が接続されている。ノズル１２は天井板７に向けて開口し、ノズル１２には流量制御器１３を介して原料ガスが送られる。尚、原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【００１６】
尚、ノズル１２を円周方向に複数設け、円周方向でノズル１２の開口方向を２方向以上に変更して設け、開口方向が異なるノズル１２を使い分けることにより、原料ガスの供給状況（プラズマの発生状況）を制御することが可能である。また、ノズル１２を設ける場所は、チャンバ１の上部に水平方向に設けたり、チャンバ１の上下に２段に設ける等が可能であり、図示例の状態に限定されるものではない。
【００１７】
チャンバ１の上面の開口部と天井板７との間には金属製（Cu製）の被エッチング部材１８が挟持されている。図１、図２に示すように、被エッチング部材１８は、チャンバ１の上面の開口部に挟持されるリング部１９が備えられ、リング部１９の内周側にはチャンバ１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２０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２０は、リング部１９に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板７とチャンバ１の内部との間には突起部２０の間で形成される切欠部３５（空間）が存在した状態になっている。リング部１９はアースされており、複数の突起部２０は電気的につながれて同電位に維持されている（同電位維持手段）。
【００１８】
尚、図４に示したように、突起部２０の間に突起部２０よりも径方向に短い第２突起部３６を配置することも可能であり、更に、突起部２０と第２突起部３６との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。
【００１９】
天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ９が設けられ、プラズマアンテナ９は天井板７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９にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。被エッチング部材１８は、リング部１９の内周側に突起部２０が円周方向に複数設けられ、突起部２０の間で形成される切欠部３５（空間）が存在しているので、プラズマアンテナ９の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井部材との間に突起部２０が配置された状態になっている。
【００２０】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガスを供給し、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。プラズマアンテナ９の下部には導電体である被エッチング部材１８が存在しているが、以下の作用により被エッチング部材１８と基板３との間、即ち、被エッチング部材１８の下側にCl2 ガスプラズマ１４が安定して発生するようになっている。
【００２１】
被エッチング部材１８に下側にCl2 ガスプラズマ１４が発生する作用について説明する。図３に示すように、平面リング状のプラズマアンテナ９の電気の流れＡは突起部２０を横切る方向となり、このとき、突起部２０のプラズマアンテナ９との対向面には誘導電流ｂが発生する。被エッチング部材１８には切欠部３５（空間）が存在している状態になっているので、誘導電流ｂはそれぞれの突起部２０の下面に流れてプラズマアンテナ９の電気の流れＡと同一方向の流れａとなる（ファラデーシールド）。
【００２２】
このため、基板３側から被エッチング部材１８を見た場合、プラズマアンテナ９の電気の流れＡを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部１９がアースされて突起部２０が同電位に維持されている。これにより、導電体である被エッチング部材１８が存在していても、プラズマアンテナ９から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材１８の下側にCl2 ガスプラズマ１４が安定して発生するようになっている。
【００２３】
尚、突起部２０をリング部１９につなげずに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。
【００２４】
Cl2 ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材１８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、被エッチング部材１８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。チャンバ１の内部で生成された前駆体（CuxCly）１５は、被エッチング部材１８よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（CuxCly）１５は還元反応によりCuイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。
【００２５】
このときの反応は、次式で表すことができる。
２Ｃｕ＋Ｃｌ2 →２ＣｕＣｌ→２Ｃｕ↓＋Ｃｌ2 ↑
反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口１７から排気される。
【００２６】
尚、原料ガスとして、He，Ar等で希釈された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、被エッチング部材１８の材質は、銅（Cu）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるAg,Au,Pt,Ta,Ti, Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はAg,Au,Pt,Ta,Ti, Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はAg,Au,Pt,Ta,Ti, Ｗ等になる。
【００２７】
上記構成の金属膜作製装置は、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。また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材１８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。
【００２８】
また、被エッチング部材１８は、リング部１９の内周側に突起部２０が円周方向に複数設けられ、突起部２０の間で形成される切欠部３５（空間）が存在しているので、被エッチング部材１８に生じる誘導電流は基板３側からみてプラズマアンテナ９の電気の流れと同一方向の流れとなる。これにより、導電体である被エッチング部材１８がプラズマアンテナ９の下に存在していても、プラズマアンテナ９から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材１８の下側にCl2 ガスプラズマ１４を安定して発生させることが可能となる。
【００２９】
エッチング部材１８（突起部２０）の下側に多数の溝や窪み等を形成して表面を凹側に不連続な状態にすることで、Cl2 ガスプラズマ１４によりエッチングされて生成された前駆体１５から、突起部２０の下側に銅が成長しても真下に成長することがない。
【００３０】
尚、ノズル１２の下方で、基板３が配されるチャンバ１を絶縁物の仕切部材で仕切り、仕切部材に多数の孔をあけて孔を介してエッチングにより生成された前駆体（CuxCly）１５を基板３に運ぶようにすることも可能である。即ち、多数の孔があけられた仕切部材によってチャンバ１内をCl2 ガスプラズマ１４が発生する部位とノズル１２の下部の基板３が設置される部位とに隔絶することも可能である。基板３をCl2 ガスプラズマ２３から隔絶することにより、基板３がCl2 ガスプラズマ１４に晒されることがなくなり、プラズマによる損傷が生じることがなくなる。
【００３１】
図５に基づいて本発明の第２実施形態例に係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図５には発明の第２実施形態例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側面を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００３２】
図５に示した第２実施形態例に係る金属膜作製装置は、図１に示した金属膜作製装置に対して、被エッチング部材の形状を変更したものである。即ち、チャンバ１の上面の開口部と天井板７との間には金属製（Cu製）の被エッチング部材２１が挟持されている。被エッチング部材２１は、チャンバ１の上面の開口部に挟持されるリング部２２が備えられ、リング部２２はチャンバ１と同径の短い筒状となっている。
【００３３】
リング部２２の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅で下面が上方に傾斜して厚さが漸次小さくなる突起部２３が円周方向に複数設けられている。例えば、リング部２２の厚さに対して突起部２３の先端の厚さが1/4 乃至1/5 程度に設定されている。リング部２２はアースされており、複数の突起部２３は電気的につながれて同電位に維持されている（同電位維持手段）。そして、突起部２３の間には第１実施形態例と同様に切欠部（空間）が存在する状態となっている。
【００３４】
突起部２３にはシースヒータ２４が設けられ、熱電対２５（センサー）により突起部２３の温度が基板３の温度よりも高い所定温度に制御される（温度制御手段）。尚、シースヒータ２４及び熱電対２５は全ての突起部２３に設けてもよく、また、交互に配置される突起部２３に設けてもよい。更に、シースヒータ２４及び熱電対２５はリング部２２に設けることも可能である。
【００３５】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガスを供給し、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。プラズマアンテナ９の下部には導電体である被エッチング部材２１が存在しているが、切欠部（空間）が存在するため、第１実施形態例と同様に、基板３側から被エッチング部材２１を見た場合、プラズマアンテナ９の電気の流れを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部２２がアースされて突起部２３が同電位に維持される。これにより、導電体である被エッチング部材２２が存在していても、プラズマアンテナ９から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材２１の下側にCl2 ガスプラズマ１４が安定して発生するようになっている。
【００３６】
Cl2 ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材２１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、被エッチング部材２１は、Cl2 ガスプラズマ１４及びシースヒータ２４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。チャンバ１の内部で生成された前駆体（CuxCly）１５は、被エッチング部材２１よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（CuxCly）１５は還元反応によりCuイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。
【００３７】
上記構成の金属膜作製装置は、シースヒータ２４及び熱電対２５により被エッチング部材２１が基板３の温度よりも高い所定温度に制御されているので、温度制御手段６による基板３の温度制御と相俟って、被エッチング部材２１及び基板３の温度関係を前駆体（CuxCly）１５の還元反応に最適な温度条件に制御することが可能となる。また、突起部２３のリング部２２側が厚くなっているので、下方部のCl2 ガスプラズマ１４を有効に使用してエッチング反応を効率よく実施することが可能となる。
【００３８】
尚、被エッチング部材２１（突起部２３）の下側に多数の溝や窪み等を形成して表面を凹側に不連続な状態にすることで、Cl2 ガスプラズマ１４によりエッチングされて生成された前駆体１５から、突起部２３の下側に銅が成長しても真下に成長することがない。
【００３９】
図６に基づいて本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図６には本発明の第３実施形態例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側面を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００４０】
図６に示した第３実施形態例に係る金属膜作製装置は、図１に示した金属膜作製装置に対し、チャンバ１の下方のノズル１２及び流量制御器１３が設けられていない。そして、突起部２０の中心にはガス通路２６が形成され、突起部２０の先端及び下方の適宜位置にはガス通路２６に連通するガス噴出穴２７が形成されている。ガス通路２６には流量制御器１３から原料ガスが供給される。
【００４１】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部に突起部２０のガス噴出穴２７から原料ガスを供給し、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。プラズマアンテナ９の下部には導電体である被エッチング部材１８が存在しているが、第１実施形態例と同様に、基板３側から被エッチング部材１８を見た場合、プラズマアンテナ９の電気の流れを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部１９がアースされて突起部２０が同電位に維持される。これにより、導電体である被エッチング部材１８が存在していても、プラズマアンテナ９から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材１８の下側にCl2 ガスプラズマ１４が安定して発生するようになっている。
【００４２】
Cl2 ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材１８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、被エッチング部材１８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。チャンバ１の内部で生成された前駆体（CuxCly）１５は、被エッチング部材１８よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（CuxCly）１５は還元反応によりCuイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。
【００４３】
上記構成の金属膜作製装置は、突起部２０のガス噴出穴２７から原料ガスをチャンバ１の内部に供給するようにしているので、別途設置するノズルが不要になると共に所望の部位に所望量の原料ガスを供給することができ、被エッチング部材１８の下側のCl2 ガスプラズマ１４の安定化を促進することが可能になる。
【００４４】
尚、上述したガス通路２６及びガス噴出穴２７を備えた第３実施形態例の突起部２０と、シースヒータ２４及び熱電対２５を備えた第２実施形態例の突起部２３とを周方向に交互に備えた被エッチング部材とすることも可能である。これにより、基板３と被エッチング部材との温度関係の最適制御とCl2 ガスプラズマ１４の安定化促進とを両立させることが可能になる。
【００４５】
図７に基づいて本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図７には本発明の第４実施形態例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側面を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００４６】
図７に示した第４実施形態例に係る金属膜作製装置は、図１に示した金属膜作製装置に対して、天井部材、プラズマアンテナ及び被エッチング部材の形状が異なっている。即ち、チャンバ１の上部開口には絶縁材（セラミックス等）の外方に凸状となる碗型（ドーム形状）の天井部材２８が固定されている。
【００４７】
チャンバ１の上面の開口部と天井部材２８との間には金属製（Cu製）の被エッチング部材２９が挟持されている。被エッチング部材２９は、チャンバ１の上面の開口部に挟持されるリング部３０が備えられ、リング部３０の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び天井部材２８の内側の碗型形状に沿って延びる突起部３１が円周方向に複数設けられている。リング部３０はアースされており、複数の突起部３１は電気的につながれて同電位に維持されている（同電位維持手段）。
【００４８】
尚、被エッチング部材２９の突起部３１に、第２実施形態例で示したシースヒータ２４及び熱電対２５を設けたり、第３実施形態例に示したガス通路２６及びガス噴出穴２７を備えることも可能である。また、突起部３１の下側に多数の溝や窪み等を形成して表面を凹側に不連続な状態にすることで、Cl2 ガスプラズマ１４によりエッチングされて生成された前駆体１５から、突起部２３の下側に銅が成長しても真下に成長することがない。
【００４９】
一方、天井部材２８の上方周囲にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ３２が設けられ、プラズマアンテナ３２は天井部材２８の碗型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３２にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。被エッチング部材２９は、リング部３０の内周側に突起部３１が天井部材２８の碗型形状に沿って円周方向に複数設けられ、突起部３１の間で形成される切欠部（空間）が存在する。このため、プラズマアンテナ３２の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井部材２８との間に突起部３１が配置された状態になっている。
【００５０】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ３２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。天井部材２８を挟んでプラズマアンテナ３２に対向するチャンバ１内には導電体である被エッチング部材２９が存在しているが、切欠部（空間）が存在している状態のため、第１実施形態例と同様に、基板３側から被エッチング部材２９を見た場合、プラズマアンテナ３２の電気の流れを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部３０がアースされて突起部３１が同電位に維持される。これにより、導電体である被エッチング部材２９が存在していても、プラズマアンテナ３２から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材２９の内側にCl2 ガスプラズマ１４が安定して発生するようになっている。
【００５１】
Cl2 ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材２９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、被エッチング部材２９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。チャンバ１の内部で生成された前駆体（CuxCly）１５は、被エッチング部材２９よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（CuxCly）１５は還元反応によりCuイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。
【００５２】
上記構成の金属膜作製装置は、天井部材２８が碗型に形成され、プラズマアンテナ３２が天井部材２８の碗型形状に沿って円錐リング状に形成されているので、天井部材２８の周囲から電磁波を入射してCl2 ガスプラズマ１４を発生させることができ、天井部材２８の内側のCl2 ガスプラズマ１４を安定させることが可能になる。このため、一つの電源によりチャンバ１の内部のCl2 ガスプラズマ１４の均一化を図ることができる。
【００５３】
図８に基づいて本発明の第５実施形態例に係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図８には本発明の第５実施形態例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側面を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００５４】
図８に示した第５実施形態例に係る金属膜作製装置は、図１に示した金属膜作製装置に対して、天井部材、プラズマアンテナ及び被エッチング部材の形状が異なっている。即ち、チャンバ１の上部開口には絶縁材（セラミックス等）の天井部材３８が固定されている。天井部材３８は円盤状の天井部３９と筒部４０とで構成されている。尚、天井部３９だけで天井部材を構成し、チャンバ１の上部筒部を絶縁材として筒部として構成することも可能である。
【００５５】
チャンバ１の上面の開口部と天井部材３８との間には金属製（Cu製）の被エッチング部材３３が設けられている。被エッチング部材３３は、筒部４０の内周側に配される筒状のリング部３４が備えられ、リング部３４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅で下面が上方に傾斜して厚さが漸次小さくなる突起部３７が円周方向に複数設けられている。リング部３４はアースされており、複数の突起部３７は電気的につながれて同電位に維持されている（同電位維持手段）。
【００５６】
尚、被エッチング部材３３の突起部３７に、第２実施形態例で示したシースヒータ２４及び熱電対２５を設けたり、第３実施形態例に示したガス通路２６及びガス噴出穴２７を備えることも可能である。また、突起部３７の下側に多数の溝や窪み等を形成して表面を凹側に不連続な状態にすることで、Cl2 ガスプラズマ１４によりエッチングされて生成された前駆体１５から、突起部２３の下側に銅が成長しても真下に成長することがない。
【００５７】
一方、天井部材３８の天井部３９の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ９が設けられ、プラズマアンテナ９は天井部３９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９にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。また、筒部４０の周囲にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのコイルアンテナ部材としてのコイルアンテナ４１が設けられ、コイルアンテナ４１にはプラズマ発生手段としての第２整合器４２及び第２電源４３が接続されて給電が行われる。
【００５８】
被エッチング部材３３は、リング部３４の内周側に突起部３７が円周方向に複数設けられ、突起部３７の間で切欠部（空間）が存在している。このため、プラズマアンテナ９及びコイルアンテナ４１の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井部材３８との間に突起部３７が配置された状態になっている。
【００５９】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ９及びコイルアンテナ４１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。天井部材３８を挟んでプラズマアンテナ９及びコイルアンテナ４１に対向するチャンバ１内には導電体である被エッチング部材３３が存在しているが、切欠部（空間）が存在している状態のため、第１実施形態例と同様に、基板３側から被エッチング部材２９を見た場合、プラズマアンテナ９及びコイルアンテナ４１の電気の流れを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部３４がアースされて突起部３７が同電位に維持される。これにより、導電体である被エッチング部材３３が存在していても、プラズマアンテナ９及びコイルアンテナ４１から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材３３の内側にCl2 ガスプラズマ１４が安定して発生するようになっている。
【００６０】
Cl2 ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材２９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、被エッチング部材２９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。チャンバ１の内部で生成された前駆体（CuxCly）１５は、被エッチング部材２９よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（CuxCly）１５は還元反応によりCuイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。
【００６１】
上記構成の金属膜作製装置は、天井部材３８が天井部３９と筒部４０とで構成され、プラズマアンテナ９及びコイルアンテナ４１が天井部材３８の外方に配置されているので、天井部材３８の周囲から電磁波を入射してCl2 ガスプラズマ１４を発生させることができ、天井部材３８の内側のCl2 ガスプラズマ１４を安定させることが可能になる。また、プラズマアンテナ９及びコイルアンテナ４１に個別に給電を行っているので、チャンバ１の内部のCl2 ガスプラズマ１４の状態を制御して均一化を図ることができる。尚、プラズマアンテナ９及びコイルアンテナ４１を一体化して一つの電源により給電を行うことも可能である。
【００６２】
尚、上述した実施形態例では、チャンバの天井側に被エッチング部材を配置し下側に基板を配置した例を挙げて説明したが、被エッチング部材と基板の上下関係は逆でもよく、場合によっては、左右に被エッチング部材と基板を配置することも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の金属膜作製装置は、基板を収容するチャンバと、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、チャンバ内に原料ガスプラズマを発生させて、原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、前記前駆体が基板に運ばれる過程において、該前駆体中のハロゲン同士の還元反応により、該前駆体から金属成分のみを生成し、該金属成分のみを前記基板に成膜させるようにしたので、又、基板が収容され上部が開口されたチャンバと、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するためのアンテナ部材と、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で基板と天井部材との間に複数配置される金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたので、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜することができる金属膜作製装置とすることができ、しかも、被エッチング部材に生じる誘導電流は基板側からみてアンテナ部材の電気の流れと同一方向の流れとなり、導電体である被エッチング部材がアンテナ部材に対向して存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材を挟んで原料ガスプラズマを安定して発生させることが可能となる。
【００６４】
また、本発明の金属膜作製装置は、基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、チャンバの開口を密閉する絶縁材製の円盤状の天井部材と、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための平面リング形状のアンテナ部材と、基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたので、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜することができる金属膜作製装置とすることができ、しかも、被エッチング部材に生じる誘導電流は基板側からみて平面リング状のアンテナ部材の電気の流れと同一方向の流れとなり、導電体である被エッチング部材が平面リング状のアンテナ部材に対向して存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材を挟んで原料ガスプラズマを安定して発生させることが可能となる。
【００６５】
また、本発明の金属膜作製装置は、基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、チャンバの開口を密閉する絶縁材製の外方側に湾曲した凸形状の天井部材と、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、天井部材の外方周囲に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための円錐リング状のアンテナ部材と、基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたので、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜することができる金属膜作製装置とすることができ、しかも、被エッチング部材に生じる誘導電流は基板側からみて円錐リング状のアンテナ部材の電気の流れと同一方向の流れとなり、導電体である被エッチング部材が円錐リング状のアンテナ部材に対向して存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材の内側に原料ガスプラズマを安定して発生させることが可能となる。
【００６６】
また、本発明の金属膜作製装置は、基板が収容されると共に一端側が開口する円筒状のチャンバと、チャンバの開口を密閉する絶縁材製の円盤状の天井部材と、チャンバの一端側に設けられる絶縁材製の筒部と、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、天井部材の外方に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための平面リング形状のアンテナ部材と、筒部の周囲に設けられチャンバの内部を給電によりプラズマ化するための円筒コイル状のコイルアンテナ部材と、基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材及びコイルアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、アンテナ部材及びコイルアンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の反アンテナ側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることでチャンバの内部をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体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側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させる温度制御手段とを備えたので、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜することができる金属膜作製装置とすることができ、しかも、被エッチング部材に生じる誘導電流は基板側からみて平面リング形状のアンテナ部材及びコイルアンテナ部材の電気の流れと同一方向の流れとなり、導電体である被エッチング部材が平面リング形状のアンテナ部材及びコイルアンテナ部材に対向して存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材の内側に原料ガスプラズマを安定して発生させることが可能となる。
【００６７】
基板をチャンバ内に収容し、チャンバ内にハロゲンと希ガスからなる原料ガスを供給し、本発明の金属膜作製方法は、チャンバ内に原料ガスプラズマを発生させて、原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして、前記前駆体が基板に運ばれる過程において、該前駆体中のハロゲン同士の還元反応により、該前駆体から金属成分のみを生成し、該金属成分のみを前記基板に成膜させるようにしたので、又、アンテナ部材により基板が収容されたチャンバの内部を給電によりプラズマ化するに際し、アンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態で複数の金属製の被エッチング部材を配置し、アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材の基板側にアンテナ部材の電気の流れ方向と同一方向の電気の流れを生じさせることによりチャンバの内部をプラズマ化してハロゲンと希ガスからなる原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ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金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分をハロゲンの還元により基板に成膜させるようにしたので、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜を成膜することができる金属膜作製方法とすることができ、しかも、被エッチング部材に生じる誘導電流は基板側からみてアンテナ部材の電気の流れと同一方向の流れとなり、導電体である被エッチング部材がアンテナ部材に対向して存在していても、アンテナ部材から電磁波がチャンバ内に確実に入射し、被エッチング部材を挟んで原料ガスプラズマを安定して発生させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例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側面図。
【図２】図１中のII-II 線矢視図。
【図３】図２中のIII-III 線矢視図。
【図４】被エッチング部材の他の実施形態例を表す平面図。
【図５】本発明の第２実施形態例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側面図。
【図６】本発明の第３実施形態例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側面図。
【図７】本発明の第４実施形態例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側面図。
【図８】本発明の第５実施形態例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側面図。
【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  天井板
８  真空装置
９，３２  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  Cl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）
１５  前駆体（CuxCly）
１６  Cu薄膜
１７  排気口
１８，２１，２９，３３  被エッチング部材
１９，２２，３０，３４  リング部
２０，２３，３１，３７  突起部
２４  シースヒータ
２５  熱電対
２６  ガス通路
２７  ガス噴出穴
２８，３８  天井部材
３５  切欠部
３６  第２突起部
３９  天井部
４０  筒部
４１  コイルアンテナ
４２  第２整合器
４３  第２電源
【図１】
0003727878.tif 000002
【図２】
0003727878.tif 000003
【図３】
0003727878.tif 000004
【図４】
0003727878.tif 000005
【図５】
0003727878.tif 000006
【図６】
0003727878.tif 000007
【図７】
0003727878.tif 000008
【図８】
0003727878.tif 000009