(57)【要約】【課題】  開口率、ヘタリ及び交換の観点から新方式のＣＶＤ装置に良好に適用し得る被エッチング部材を提供する。【解決手段】  被エッチング部材１１Ａは環状の周縁部材１１ａと、この周縁部材１１ａを径方向に横切り、相互に平行になるようそれぞれの両端部を前記周縁部材１１ａに一体的に固着した多数の棒状部材１１ｂとを有する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置における前記被エッチング部材であって、
環状の周縁部材と、この周縁部材を径方向に横切り、相互に平行になるようそれぞれの両端部を前記周縁部材に一体的に固着した多数の棒状部材とを有することを特徴とする被エッチング部材。
【請求項２】
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置における前記被エッチング部材であって、
板状の部材の全面に分散させて配設した多数の貫通孔を有することを特徴とする被エッチング部材。
【請求項３】
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置における前記被エッチング部材であって、
蚊取り線香状の渦巻き部材で形成したことを特徴とする被エッチング部材。
【請求項４】
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置における前記被エッチング部材であって、
筒状部材で形成したことを特徴とする被エッチング部材。
【請求項５】
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置におけるチャンバの内周面に配設されて前記被エッチング部材の周縁部を下方から支持するよう環状をなすとともに前記作用ガスによるエッチングを受けない耐エッチング性材料で形成した環状支持部と、
前記耐エッチング性材料で形成するとともに前記環状支持部を径方向に横切って両端部を前記環状支持部に一体的に固着した少なくとも１本の棒状支持部とを有することを特徴とする支持部材。
【請求項６】
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置におけるチャンバの内周面に配設されて前記
被エッチング部材の周縁部を下方から支持するよう環状をなすとともに前記作用ガスによるエッチングを受けない耐エッチング性材料で形成した環状支持部と、
前記耐エッチング性材料で形成するとともに前記環状支持部を径方向に横切リ、相互に平行になるようにそれぞれの両端部を前記環状支持部に一体的に固着した多数の棒状支持部とを有することを特徴とする支持部材。
【請求項７】
請求項１に記載する被エッチング部材と、請求項５に記載する支持部材とを、この支持部材の棒状支持部が前記被エッチング部材の棒状部材の全てを支持するように組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニット。
【請求項８】
請求項２に記載する被エッチング部材と、請求項５に記載する支持部材とを、この支持部材の棒状支持部が前記被エッチング部材を支持するように組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニット。
【請求項９】
請求項３に記載する被エッチング部材と、請求項５に記載する支持部材とを、この支持部材の棒状支持部が前記被エッチング部材を支持するように組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニット。
【請求項１０】
請求項１に記載する被エッチング部材と、請求項６に記載する支持部材とを、前記被エッチング部材の棒状部材と前記支持部材の棒状支持部との位置を対応させて前記棒状部材のそれぞれが前記棒状支持部の何れかに支持されるように組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニット。
【請求項１１】
請求項４に記載する被エッチング部材と、前記チャンバの内周面に配設されて前記被エッチング部材の周縁部を下方から支持するように環状をなすとともに前記作用ガスによるエッチングを受けない耐エッチング性材料で形成した環状支持部材とを組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニット。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する被エッチング部材を有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１３】
請求項７乃至請求項１１の何れか一つに記載する被エッチング部材ユニットを有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載する薄膜作製装置において、
前記被エッチング部材又は前記被エッチング部材ユニットを前記チャンバ内に搬入してこのチャンバ内に配設するとともに前記チャンバ内に配設された前記被エッチング部材又は前記被エッチング部材ユニットを前記チャンバの外に搬出する搬送手段を有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載する薄膜作製装置を用いる成膜方法であって、
前記被エッチング部材又は前記被エッチング部材ユニットを格納しているストッカーから前記搬送手段を用いて前記被エッチング部材又は前記被エッチング部材ユニットを搬出するとともに、前記チャンバ内に搬入してこのチャンバ内の所定位置に配設し、その後前記作用ガスを作用させて前記前駆体を形成するとともに前記基板上に所定の成膜を行う一方、
前記被エッチング部材又は被エッチング部材ユニットの交換時には、前記搬送手段を用いて前記被エッチング部材又は被エッチング部材ユニットを前記チャンバ内から外部に取り出して前記ストッカーに格納されている新たな前記被エッチング部材又は被エッチング部材ユニットを前記チャンバ内に搬入、配設するようにしたことを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被エッチング部材、被エッチング部材ユニット及びこれらを有する薄膜作製装置に関し、特にハロゲンラジカルで所定の元素を含む被エッチング部材をエッチングして前駆体を形成するとともに、この前駆体を基板に吸着させた後前記ハロゲンラジカルで還元することにより前記元素の薄膜を析出させる場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、従来のＭＯ−ＣＶＤ装置とは全く異なる原理で金属薄膜を形成する新方式のＣＶＤ装置が提案された（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
かかる新方式のＣＶＤ装置は塩素（ハロゲン）還元を利用するもので、ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成するものである。
【０００４】
上記新方式のプラズマＣＶＤ装置では、成膜される薄膜の元素を含む被エッチング部材の温度に対して基板の温度が低くなるように制御することで前記前駆体を基板に運搬し、この基板に吸着させている。例えば、被エッチング部材をＣｕ、ハロゲンガスをＣｌ2とした場合、被エッチング部材を高温（例えば３００℃〜７００℃）に、また基板を低温（例えば２００℃程度）に制御することにより、前記基板にＣｕ薄膜を形成することができる。
【０００５】
かかる新方式のＣＶＤ装置を用いる成膜では、特に、１）上述の如く基板が２００℃程度の低温に維持されているので下地の損傷を大幅に低減できる、２）アスペクト比が大きいホールに対する金属の埋め込み性能を大幅に改善し得る等、種々のメリットを享受し得る。ちなみに、従来のＭＯ−ＣＶＤ装置を用いる成膜では、成膜時のプロセス温度が一般的に５００℃以上の高温となるため、下地膜と原料が化学的に反応して変質したり、加熱することにより下地膜の性質が変化して膜特性が劣化するという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４７５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述の如き新方式のＣＶＤ装置では被エッチング部材の構成が問題となる。すなわち、この被エッチング部材は、ハロゲンラジカルによるエッチング作用により消耗される消耗品であり、時間の経過とともに形状が変化する。すなわち、ハロゲンラジカルが通過する開口部の当該被エッチング部材に対する面積である開口率の変化や、材料のヘタリ等に起因する変形を生起する場合がある。かかる開口率の変化や材料のヘタリを生起した場合、生成薄膜の膜質に対する影響も無視できない。
【０００８】
また、被エッチング部材は前述の如く消耗品であるので取替えの必要があるが、これに要する作業は、当該成膜工程の全体的なスループットの向上の観点から可及的速やかに行う必要がある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、被エッチング部材の開口率、ヘタリ及び交換の容易性の観点から新方式のＣＶＤ装置に良好に適用し得る被エッチング部材、被エッチング部材ユニット及びこれらを有する薄膜作製装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置における前記被エッチング部材であって、
環状の周縁部材と、この周縁部材を径方向に横切り、相互に平行になるようそれぞれの両端部を前記周縁部材に一体的に固着した多数の棒状部材とを有することを特徴とする被エッチング部材である。
【００１１】
本発明の第２の態様は、
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置における前記被エッチング部材であって、
板状の部材の全面に分散させて配設した多数の貫通孔を有することを特徴とする被エッチング部材である。
【００１２】
本発明の第３の態様は、
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置における前記被エッチング部材であって、
蚊取り線香状の渦巻き部材で形成したことを特徴とする被エッチング部材である。
【００１３】
本発明の第４の態様は、
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置における前記被エッチング部材であって、
筒状部材で形成したことを特徴とする被エッチング部材である。
【００１４】
本発明の第５の態様は、
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置におけるチャンバの内周面に配設されて前記被エッチング部材の周縁部を下方から支持するよう環状をなすとともに前記作用ガスによるエッチングを受けない耐エッチング性材料で形成した環状支持部と、
前記耐エッチング性材料で形成するとともに前記環状支持部を径方向に横切って両端部を前記環状支持部に一体的に固着した少なくとも１本の棒状支持部とを有することを特徴とする支持部材である。
【００１５】
本発明の第６の態様は、
ハロゲンを含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材をエッチングして前記元素とハロゲンとからなる前駆体を形成する一方、この前駆体を、前記被エッチング部材の温度よりも低温の基板に吸着させ、その後前記前駆体を前記ハロゲンラジカルで還元して前記元素成分を析出させることにより所定の薄膜を形成する薄膜作製装置におけるチャンバの内周面に配設されて前記
被エッチング部材の周縁部を下方から支持するよう環状をなすとともに前記作用ガスによるエッチングを受けない耐エッチング性材料で形成した環状支持部と、
前記耐エッチング性材料で形成するとともに前記環状支持部を径方向に横切リ、相互に平行になるようにそれぞれの両端部を前記環状支持部に一体的に固着した多数の棒状支持部とを有することを特徴とする支持部材である。
【００１６】
本発明の第７の態様は、
上記第１の態様に記載する被エッチング部材と、上記第５の態様に記載する支持部材とを、この支持部材の棒状支持部が前記被エッチング部材の棒状部材の全てを支持するように組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニットである。
【００１７】
本発明の第８の態様は、
上記第２の態様に記載する被エッチング部材と、上記第５の態様に記載する支持部材とを、この支持部材の棒状支持部が前記被エッチング部材を支持するように組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニットである。
【００１８】
本発明の第９の態様は、
上記第３の態様に記載する被エッチング部材と、上記第５の態様に記載する支持部材とを、この支持部材の棒状支持部が前記被エッチング部材を支持するように組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニットである。
【００１９】
本発明の第１０の態様は、
上記第１の態様に記載する被エッチング部材と、上記第６の態様に記載する支持部材とを、前記被エッチング部材の棒状部材と前記支持部材の棒状支持部との位置を対応させて前記棒状部材のそれぞれが前記棒状支持部の何れかに支持されるように組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニットである。
【００２０】
本発明の第１１の態様は、
上記第４の態様に記載する被エッチング部材と、前記チャンバの内周面に配設されて前記被エッチング部材の周縁部を下方から支持するように環状をなすとともに前記作用ガスによるエッチングを受けない耐エッチング性材料で形成した環状支持部材とを組み合わせて構成したことを特徴とする被エッチング部材ユニットである。
【００２１】
本発明の第１２の態様は、
上記第１の態様乃至第４の態様の何れか一つに記載する被エッチング部材を有することを特徴とする薄膜作製装置である。
【００２２】
本発明の第１３の態様は、
上記第７の態様乃至第１１の態様の何れか一つに記載する被エッチング部材ユニットを有することを特徴とする薄膜作製装置である。
【００２３】
本発明の第１４の態様は、
上記第１２の態様又は上記第１３の態様に記載する薄膜作製装置において、
前記被エッチング部材又は前記被エッチング部材ユニットを前記チャンバ内に搬入してこのチャンバ内に配設するとともに前記チャンバ内に配設された前記被エッチング部材又は前記被エッチング部材ユニットを前記チャンバの外に搬出する搬送手段を有することを特徴とする薄膜作製装置である。
【００２４】
本発明の第１５の態様は、
上記第１４の態様に記載する薄膜作製装置を用いる成膜方法であって、
前記被エッチング部材又は前記被エッチング部材ユニットを格納しているストッカーから前記搬送手段を用いて前記被エッチング部材又は前記被エッチング部材ユニットを搬出するとともに、前記チャンバ内に搬入してこのチャンバ内の所定位置に配設し、その後前記作用ガスを作用させて前記前駆体を形成するとともに前記基板上に所定の成膜を行う一方、
前記被エッチング部材又は被エッチング部材ユニットの交換時には、前記搬送手段を用いて前記被エッチング部材又は被エッチング部材ユニットを前記チャンバ内から外部に取り出して前記ストッカーに格納されている新たな前記被エッチング部材又は被エッチング部材ユニットを前記チャンバ内に搬入、配設するようにしたことを特徴とする成膜方法である。
【発明の効果】
【００２５】
上記構成の本発明によれば、容易に開口率を適正化するとともに成膜に使用した時間の経過とともに発生するヘタリによる問題も解消して安定したエッチング機能を維持して生成薄膜の膜質の向上に資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。本形態に係る薄膜作製装置は前述の新方式のＣＶＤ装置であり、特に被エッチング部材を改良するとともに、被エッチング部材の交換作業を迅速に行い得るよう改良したものである。
【００２７】
図１は本形態に係る薄膜作製装置を成膜時の態様で示す概略側面図、図２はその被エッチング部材をチャンバから退避させた場合の概略側面図、図３はサセプタと被エッチング部材の関係を表す斜視図、図４は被エッチング部材の支持機構の構造を説明する斜視図、図５は搬送手段を表す平面図である。
【００２８】
図１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（絶縁材製）のチャンバ１にはサセプタ２が昇降自在に設けられ、サセプタ２には基板３が載置される。サセプタ２は成膜時には上昇状態に維持され、基板３の搬入、搬出の際には下降状態に保持される（図２参照）。
【００２９】
サセプタ２には図示しない温度制御手段が設けられ、この温度制御手段によりサセプタ２を所定温度（例えば、基板３が１００℃から２５０℃に維持される温度）に制御する。
【００３０】
チャンバ１の上面は開口部とされ、この開口部は絶縁材料製（例えば、セラミックス製）の板状の天井板７によって塞がれている。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プラズマアンテナ８が設けられ、プラズマアンテナ８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８には整合器９及び電源１０が接続されて高周波電力が供給される。プラズマアンテナ８、整合器９及び電源１０により誘導プラズマを発生させるプラズマ発生手段が構成されている。
【００３１】
チャンバ１には、例えば銅（Ｃｕ）製の被エッチング部材１１が保持されており、この被エッチング部材１１はプラズマアンテナ８の下方で基板３と天井板７との間に配置されている。この被エッチング部材１１の具体的な構成に関しては後に実施例として詳述する。
【００３２】
図１及びその一部を抽出した図３に示すように、被エッチング部材１１は固定治具１２によって着脱自在にチャンバ１に支持されている。すなわち、固定治具１２はチャンバ１の周方向の３箇所に設けられ、固定治具１２には被エッチング部材１１の周縁にその下方から当接する係止部材１３が設けられている。係止部材１３はそれぞれシリンダ１４により前後移動自在に構成され、一斉に前進動することにより３つの係止部材１３が被エッチング部材１１の周縁にその下方から当接して被エッチング部材１１を支持する。また、シリンダ１４が一斉に後退動することにより３つの係止部材１３が被エッチング部材１１の周縁から離脱して被エッチング部材１１の支持を解除する。
【００３３】
図１に示すように、被エッチング部材１１の上方におけるチャンバ１の筒部の周囲にはチャンバ１の内部にハロゲンとしての塩素を含有する作用ガス（Ｃｌ2ガス）２１を供給する作用ガス供給手段としてのノズル１５が周方向に等間隔で複数（例えば８箇所：図には２箇所を示してある）接続されている。ノズル１５には流量及び圧力が制御される流量制御器（図示省略）を介してＣｌ2ガス２１が送られる。
【００３４】
なお、作用ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素、臭素及びヨウ素等を適用することが可能である。ハロゲンとして塩素を用いた場合には、塩素ガスが安価であるため、低廉なコストで所定の薄膜を作製することができる。
【００３５】
図２及びその一部を抽出して図５に示すように、チャンバ１の下部の側面部にはゲートバルブ２２を介して搬送室２３が接続され、搬送室２３には基板３の搬入、搬出を行う搬送手段としてのロボットアーム２４が設けられている。
【００３６】
ここで、特に図５に示すように、ロボットアーム２４は、回転リンク２５及び回動リンク２６に支持されたフォーク部２７を備え、回転リンク２５の矢印Ａ方向への回転により回動リンク２６が矢印Ｂ方向に回動してフォーク部２７がチャンバ１内に前進動する。回転リンク２５の逆方向の回転によりフォーク部２７が搬送室２３側に後退動する。
【００３７】
図１に示すように、チャンバ１の下部には排気口１８が設けられ、成膜やクリーニングに関与しないガス等が排気口１８から排気される。天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は排気口１８につながる図示しない真空ポンプによって所定の圧力に維持される。
【００３８】
一方、図１及び図４に示すように、サセプタ２の上面には被エッチング部材１１を保持するための支持棒３１が３箇所に設けられ、支持棒３１に被エッチング部材１１が載置されることにより、上面に対して間隔をあけた状態で、すなわちロボットアーム２４のフォーク部２７が挿入される間隔を保った状態で被エッチング部材１１がサセプタ２の上面側に保持される。つまり、固定治具１２による被エッチング部材１１の支持が解放された状態でサセプタ２を上昇させると、支持棒３１に被エッチング部材１１が載置された状態になり、サセプタを下降させると、被エッチング部材１１が搬送部位の高さとされる（図２参照）。
【００３９】
本形態に係る薄膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１５からＣｌ2ガス２１を供給する。プラズマアンテナ８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２１をイオン化してＣｌ2ガスプラズマを発生させ、Ｃｌラジカルを生成する。この時の反応は、次式で表すことができる。
Ｃｌ2→２Ｃｌ*          ・・・・（１）
ここで、Ｃｌ*は塩素ラジカルを表す。
【００４０】
ガスプラズマがＣｕ製の被エッチング部材１１に作用することにより、被エッチング部材１１が加熱されると共に、Ｃｕにエッチング反応が生じる。この時の反応は、例えば次式で表される。
Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ*  →ＣｕＣｌ（ｇ）        ・・・・（２）
ここで、ｓは固体状態、ｇはガス状態を表す。式（２）は、Ｃｕがガスプラズマ（塩素ラジカルＣｌ*）によりエッチングされ、前駆体とされた状態である。
【００４１】
ガスプラズマを発生させることにより被エッチング部材１１を加熱し（例えば、３００℃〜７００℃）、更に、温度制御手段により基板３の温度を被エッチング部材１１の温度よりも低い温度（例えば、１００℃〜２５０℃）に設定する。この結果、前駆体は基板３に吸着（堆積）される。この時の反応は、例えば次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）        ・・・・（３）
【００４２】
基板３に吸着されるＣｕＣｌは、塩素ラジカルＣｌ*により還元されてＣｕ薄膜となる。この時の反応は、例えば次式で表される。
ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ*→Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ2↑・・・（４）
【００４３】
更に、上式（２）において発生したガス化したＣｕＣｌ（ｇ）の一部は、基板３に吸着する（上式（３）参照）前に、塩素ラジカルＣｌ*により還元されてガス状態のＣｕとなる場合もある。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）＋Ｃｌ*→Ｃｕ（ｇ）＋Ｃｌ2↑        ・・・・（５）
この後、ガス状態のＣｕ成分は、基板３に吸着される。
【００４４】
かかる薄膜作製装置において基板３に対する成膜を継続すると、被エッチング部材１１がエッチング作用により消耗して交換の必要がでてくるが、この場合の交換は、ゲートバルブ２２、搬送室２３及びロボットアーム２４等を有する搬送手段を利用して行う。すなわち、前記搬送手段を用いて被エッチング部材１１をゲートバルブ２２を介してチャンバ１内から搬送室２３内に取り出して所定の場所に搬送するとともに、ストッカー（図示せず）に格納されている新たな被エッチング部材１１を取り出し時とは逆の経路でゲートバルブ２２を介してチャンバ１内に搬入、配設する。
【００４５】
さらに詳言すると、図２に点線で示すように、サセプタ２を上昇させて被エッチング部材１１を支持棒３１に保持すると共に、３つの係止部材１３を被エッチング部材１１の周縁から離脱させて被エッチング部材１１の支持を解除することにより支持棒３１に載置する。この状態でサセプタ２を下降させて被エッチング部材１１をゲートバルブ２２と同じ高さに位置させる。
【００４６】
次に、ゲートバルブ２２を開いてロボットアーム２４を前進させ、フォーク部２７に被エッチング部材１１を載置する。かかる状態でロボットアーム２４を後退させることにより被エッチング部材１１を搬送室２３内に移動させてゲートバルブ２２を閉じる。これにより、被エッチング部材１１が搬送室２３に退避した状態となり搬出が完了する。搬入は逆の態様で行なう。また、このときの搬入・搬出はゲートバルブ２２を介して行なうことによりチャンバ１内の真空状態を維持したまま行うことができる。
【００４７】
本形態に係る薄膜作製装置は、上述の如く被エッチング部材１１の搬入・搬出を行なう搬送手段を有するものであるが、新方式のＣＶＤ装置であれば特に限定はない。また、ハロゲンラジカルは作用ガスをプラズマ化することにより得ているが、これに限定するものでもない。熱解離によっても得ることができ、この場合も本発明の技術思想に含まれる。
【００４８】
ただ、本発明に係る薄膜作製装置は次に説明する被エッチング部材又は被エッチング部材ユニットの何れかを有するものである。ここで、被エッチング部材ユニットとは、被エッチング部材とこれを下方から支持する支持部材とを一体的に組み合わせたものである。したがって、図１等における被エッチング部材１１の代わりに次に説明する被エッチング部材ユニットを配設しても勿論良い。また、各実施例に係る被エッチング部材ユニットを説明すれば同時に各実施例に係る被エッチング部材も説明したことになるので、以下の実施例は被エッチング部材ユニットに関して説明する。
【００４９】
＜第１の実施例＞
図６は本実施例に係る被エッチング部材ユニットの被エッチング部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。これらの図に示すように、本実施例に係る被エッチング部材１１Ａは環状の周縁部材１１ａと、この周縁部材１１ａを径方向に横切り、相互に平行になるようそれぞれの両端部を周縁部材１１ａに一体的に固着した多数の棒状部材１１ｂとを有する。この結果、隣接する棒状部材１１ｂ間には開口部１１ｃが形成される。なお、本実施における被エッチング部材１１Ａは、一枚の平板を例えばプレスで打ち抜くことにより開口部１１ｃを形成しているので、周縁部材１１ａ及び棒状部材１１ｂは同時に一体的に形成される。
【００５０】
上記開口部１１ｃを貫通してハロゲンラジカル乃至前駆体がチャンバ１（図１参照、以下各実施例において同じ。）の上部から下部の基板３（図１参照、以下各実施例において同じ。）に至る。ここで、被エッチング部材１１Ａの全面積に対する開口部１１ｃの面積の割合を開口率（以下、各実施例において同じ。）という。したがって、この開口率はエッチングが進行するに従って大きくなる。一方、その分、棒状部材１１ｂは細くなって機械的強度が低下する。なお、一般に被エッチング部材１１Ａは、その中心部のプラズマ密度が周辺部に較べて大きいため、周辺部よりもより強くエッチングが進行する傾向があり、その分早く中心部の機械的強度が低下する。
【００５１】
また、被エッチング部材１１Ａはハロゲン（最も実用的なものとしては塩素）を含有する作用ガスの作用により高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料、例えばＣｕ乃至Ｔａ等で形成したものである。この被エッチング部材１１Ａは、前述の如き高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成したものであれば良く、単一金属のみならず合金乃至非金属でも良い（以下、各実施例において同じ。）。
【００５２】
図７は本実施例に係る被エッチング部材ユニットの支持部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。これらの図に示すように、本実施例に係る支持部材４１Ａは、チャンバ１の内周面に配設されて被エッチング部材１１Ａの周縁部を下方から支持するよう環状をなす環状支持部４１ａと、この環状支持部４１ａをその中心部で径方向に横切って両端部を環状支持部４１ａに一体的に固着した１本の棒状支持部４１ｂとを有している。環状支持部４１ａ及び棒状支持部４１ｂは前記作用ガス（塩素ガス等のハロゲンガス）によるエッチングを受けない耐エッチング性材料で形成してある。ここで、耐エッチング性材料としては石英乃至アルミナが好適である（以下、各実施例において同じ）。
【００５３】
図８は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ａと支持部材４１Ａとを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図、図９は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ａと支持部材４１Ａとを組み合わせた状態で示す斜視図である。両図に示すように、本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ａと支持部材４１Ａとは、その棒状支持部４１ｂが被エッチング部材１１Ａの棒状部材１１ｂの中央部を直角に横切って下方から支持するように組み合わせてある。かくして、支持部材４１Ａの環状支持部４１ａには被エッチング部材１１Ａがその周縁部材１１ａを介して載置されており、しかも各棒状部材１１ｂの中央部で各棒状部材１１ｂに棒状支持部４１ｂが直交して当接することにより全部の棒状部材１１ｂを下方から支持することになる。
【００５４】
このように組み合わせた状態では被エッチング部材１１Ａの外周面と支持部材４１Ａの内周面との間には若干の隙間を確保し得るように構成してある。被エッチング部材１１Ａのエッチング時の熱膨張による伸びを吸収するためである（以下、各実施例において同じ）。
【００５５】
かかる本実施例によれば、初期の開口率は開口部１１ｃの寸法を調整することにより任意に調整することができる。また、棒状部材１１ｂがエッチング作用により消費されて細くなった場合でも、各棒状部材１１ｂはその中央部が棒状支持部４１ｂで支持されているので、ヘタリによる各棒状部材１１ｂの変形を可及的に低減し得る。
【００５６】
なお、本実施例に係る支持部材４１Ａにおいて、棒状支持部４１ｂは１本に限るものではなく、少なくとも１本あれば良い。ただ、棒状支持部４１ｂの数が増えると、その分その存在により基板３の表面に影を作ることになるので、ヘタリ防止との兼ね合いで本数及びその配設位置を決めることが肝要である。通常はヘタリが最も大きい棒状部材１１ｂの中央部に１本配設している。
【００５７】
また、棒状支持部４１ｂは棒状部材１１ｂに対して直交させるのが最も合理的ではあるが、必ずしもこのように構成する必要はない。要は、棒状部材１１ｂに対して斜交していても棒状部材１１ｂの全てを支持するように組み合わせて構成したものであれば良い。
【００５８】
＜第２の実施例＞
本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材は図６等に示す第１の実施例に係る被エッチング部材１１Ａと同じものである。そこで、図を用いた説明は省略する。
【００５９】
一方、図１０は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける支持部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。これらの図に示すように、本実施例に係る支持部材４１Ｂは、前記チャンバ１の内周面に配設されて被エッチング部材１１Ａの周縁部を下方から支持するよう環状をなす環状支持部４１ｃと、環状支持部４１ｃを径方向に横切リ、相互に平行になるようにそれぞれの両端部を環状支持部４１ｃに一体的に固着した多数の棒状支持部４１ｄとを有する。この結果、隣接する棒状支持部４１ｄ間には開口部４１ｅが形成される。この開口部４１ｅの幅は被エッチング部材１１Ａの開口部１１ｃの幅とほぼ等しくなるように構成してある。
【００６０】
環状支持部４１ｃ及び棒状支持部４１ｄは第１の実施例と同様の耐エッチング性材料で形成してあり、本実施例では被エッチング部材１１Ａとぴったり重なるように棒状支持部４１ｄの数も含めて形状を一致させてある。
【００６１】
凸部４１ｆは環状支持部４１ｃの最外周でこの環状支持部４１ｃの表面から突出させて相対向する位置に一組設けてある。この凸部４１ｆは、被エッチング部材１１Ａ（図６参照）の裏面に形成した凹部（図示せず）に嵌入させることにより支持部材４１Ｂに対する被エッチング部材１１Ａの周方向に関する位置決めを行なうためのものである。
【００６２】
図１１は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ａと支持部材４１Ｂとを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図、図１２は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ａと支持部材４１Ｂとを組み合わせた状態で示す斜視図である。両図に示すように、本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ａと支持部材４１Ｂとは、被エッチング部材１１Ａの棒状部材１１ｂと支持部材４１Ｂの棒状支持部４１ｄとの位置を対応させて棒状部材１１ｂのそれぞれが棒状支持部４１ｄの何れかに支持されるように組み合わせてある。すなわち、前述の凸部４１ｆを利用して被エッチング部材１１Ａの位置決めを行って組み合わせる。この結果、被エッチング部材１１Ａの開口部１１ｃと支持部材４１Ｂの開口部４１ｅとの位置が各開口部１１ｃ、４１ｅ毎に一致する。
【００６３】
かかる本実施例によれば、被エッチング部材１１Ａの開口部１１ｃと支持部材４１Ｂの開口部４１ｅとを貫通してハロゲンラジカル及び前駆体がチャンバ１の上部から基板３に至る。このとき被エッチング部材１１Ａはエッチングの進行に伴いその棒状部材１１ｂが細くなるが、支持部材４１Ｂは耐エッチング性を有するのでエッチングされることなく最初の形状を維持する。したがって、開口部１１ｃの幅が漸増して被エッチング部材１１Ａの開口率は漸増するが、開口部４１ｅの幅は変化せず支持部材４１Ｂの開口率は最初のままである。この結果、最初に設定した最適な開口率を維持することができる。
【００６４】
すなわち、本実施例に係る被エッチング部材ユニットを用いれば、当該薄膜作製装置におけるエッチング作用の結果、棒状部材１１ｂのヘタリを棒状支持部４１ｄの支持により低減することができるだけでなく、エッチングにより開口部１１ｃの幅が漸増しても当該被エッチング部材ユニットとしての開口率は変化しないので、開口部１１ｃ，４１ｅを通過するハロゲンラジカル及び前駆体の量の制御が容易であり、このことにより生成された薄膜の均質化に資することができる。
【００６５】
＜第３の実施例＞
図１３は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【００６６】
一方、本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける支持部材は図６等に示す第１の実施例に係る支持部材４１Ａと同じものである。そこで、図を用いた説明は省略する。
【００６７】
図１３に示すように、本実施例に係る被エッチング部材１１Ｃは、板状部材１１ｄの全面に多数の貫通孔１１ｅを分散させて配設したものである。この結果、ハロゲンラジカル乃至前駆体は貫通孔１１ｅを貫通してチャンバ１の上部から基板３に至る構造となっている。ここで、開口率は貫通孔１１ｅの径乃至数によって調整する。
【００６８】
図１４は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｃと支持部材４１Ａとを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図、図１５は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｃと支持部材４１Ａとを組み合わせた状態で示す斜視図である。両図に示すように、本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｃと支持部材４１Ａとは、その棒状支持部４１ｂが被エッチング部材１１Ｃの板状部材１１ｄの中央部を横切って下方から支持するように組み合わせてある。かくして、支持部材４１Ａの環状支持部４１ａには被エッチング部材１１Ｃの板状部材１１ｄがその周縁部を介して載置されており、しかも板状部材１１ｄの中央部で棒状支持部４１ｂに当接することにより下方から支持されている。
【００６９】
かかる本実施例によれば、初期の開口率は貫通孔１１ｅの径及び数を調整することにより任意に調整することができる。また、被エッチング部材１１Ｃがエッチング作用により消費されて貫通孔１１ｅの径が大きくなり板状部材１１ｄの機械的な強度が低下しても、これは棒状支持部４１ｂで支持されているので、ヘタリによる板状部材１１ｄの変形を可及的に低減し得る。
【００７０】
＜第４の実施例＞
図１６は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【００７１】
一方、本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける支持部材は図６等に示す第１の実施例に係る支持部材４１Ａと同じものである。そこで、図を用いた説明は省略する。
【００７２】
図１６に示すように、本実施例に係る被エッチング部材１１Ｄは、蚊取り線香状の渦巻き部材１１ｆで形成したものである。この結果、ハロゲンラジカル乃至前駆体は渦巻き部材１１ｆの間を貫通してチャンバ１の上部から基板３に至る構造となっている。ここで、開口率は渦巻き部材１１ｆの渦巻きの密度及び幅によって調整するが、渦巻き部材１１ｆの渦巻きに沿って開口率を連続的に変えることもできる。
【００７３】
図１７は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｄと支持部材４１Ａとを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図、図１８は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｄと支持部材４１Ａとを組み合わせた状態で示す斜視図である。両図に示すように、本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｄと支持部材４１Ａとは、その棒状支持部４１ｂが渦巻き部材１１ｆの中央部を横切って下方から支持するように組み合わせてある。かくして、支持部材４１Ａの環状支持部４１ａには被エッチング部材１１Ｄの渦巻き部材１１ｆがその最外周部を介して載置されており、しかも渦巻き部材１１ｆの中央部で棒状支持部４１ｂに当接することにより下方から支持されている。
【００７４】
かかる本実施例によれば、初期の開口率は渦巻き部材１１ｆの渦巻きの密度及び幅によって任意に調整することができる。また、渦巻き部材１１ｆの渦巻きに沿って開口率を連続的に変えることもできる。したがって、プラズマ密度等を考慮した最適な開口率分布の被エッチング部材１１Ｄを容易に形成することができる。
【００７５】
また、被エッチング部材１１Ｄがエッチング作用により消費されて渦巻き部材１１ｆの幅が小さくなり渦巻き部材１１ｆの機械的な強度が低下しても、これは棒状支持部４１ｂで支持されているので、ヘタリによる渦巻き部材１１ｆの変形を可及的に低減し得る。
【００７６】
＜第５の実施例＞
図１９は本実施例に係る被エッチング部材ユニットの被エッチング部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。これらの図に示すように、本実施例に係る被エッチング部材１１Ｅは筒状部材１１ｇで形成したものである。この結果、ハロゲンラジカル乃至前駆体は筒状部材１１ｇの内部空間部を貫通してチャンバ１の上部から基板３に至る構造となっている。ここで、開口率は筒状部材１１ｇの開口径によって決定されるがエッチングが進行してもこの径が変化することはない。すなわち、開口率に着目した場合には理想的なものとなるが、エッチングが良好に進むように作用ガスの供給方法を工夫する必要がある。
【００７７】
図２０は本実施例に係る被エッチング部材ユニットの支持部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。これらの図に示すように、本実施例に係る支持部材４１Ｃは、チャンバ１の内周面に配設されて被エッチング部材１１Ｅの下端部を下方から支持するよう環状をなす環状支持部４１ｇのみからなる。
【００７８】
図２１は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｅと支持部材４１Ｃとを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図、図２２は本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｅと支持部材４１Ｃとを組み合わせた状態で示す斜視図である。両図に示すように、本実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材１１Ｅはその下端面が支持部材４１Ｃに当接した状態で支持部材４１Ｃに載置してある。
【００７９】
かかる本実施例によれば、初期の開口率は筒状部材１１ｇの開口径を設定することで
任意に調整することができる。また、筒状部材１１ｇがエッチング作用により消費されても開口率は変化しない。また、第１乃至第４の実施例に示す被エッチング部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄとは異なり、エッチングの進行に伴うヘタリによる変形という問題も生じない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は金属薄膜を利用する産業分野、特に半導体を製造・販売する産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に係る薄膜作製装置を成膜時の態様で示す概略側面図である。
【図２】図１に示す薄膜作製装置の被エッチング部材をチャンバから退避させた場合の概略側面図である。
【図３】図１に示す薄膜作製装置のサセプタと被エッチング部材との関係を表す斜視図である。
【図４】図１に示す薄膜作製装置の被エッチング部材の支持機構の構造を説明する斜視図である。
【図５】図１に示す薄膜作製装置の搬送手段を表す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける支持部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせた状態で示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける支持部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせた状態で示す斜視図である。
【図１３】本発明の第３の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図である。
【図１５】本発明の第３の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせた状態で示す斜視図である。
【図１６】本発明の第４の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【図１７】本発明の第４の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図である。
【図１８】本発明の第４の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせた状態で示す斜視図である。
【図１９】本発明の第５の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【図２０】本発明の第５の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける支持部材を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその斜視図である。
【図２１】本発明の第５の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせる前の状態で示す分解斜視図である。
【図２２】本発明の第５の実施例に係る被エッチング部材ユニットにおける被エッチング部材と支持部材とを組み合わせた状態で示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１        チャンバ
１１，１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ        被エッチング部材
１１ａ        周縁部材
１１ｂ        棒状部材
１１ｄ        板状部材
１１ｅ        貫通孔
１１ｆ        渦巻き部材
１１ｇ        筒状部材
２２          ゲートバルブ
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ        支持部材
４１ａ，４１ｃ，４１ｇ        環状支持部
４１ｂ，４１ｄ        棒状支持部
【図１】
2008019476.tif 000003
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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