(57)【要約】【課題】ハロゲンラジカルによる下地への損傷をなくした状態で成膜速度を低下させずに薄膜を作製する。【解決手段】基板３上にＣｕＣｌを作製した後、制御手段１１により整合器９のマッチング度合いを変更して無効分を小さくし、インピーダンスを変化させて有効電力（入射エネルギー：ＲＦパワー）を大きくし、下地となるＣｕＣｌを塩素ラジカルＣｌ*に対するエッチング保護膜として機能させて、基板３上（バリアメタル膜上）にＣｕ成分の薄膜を作製し、塩素ラジカルＣｌ*による下地への損傷をなくした状態で成膜速度を低下させずにＣｕ膜を作製する。【選択図】図１
2008081754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体が収容されるチャンバと、
原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
チャンバの内部にハロゲンを含有するガスを供給するハロゲン含有ガス供給手段と、
チャンバの内部をプラズマ化しハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成すると共にハロゲンラジカル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からなる前駆体を生成するプラズマ発生手段と、
被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすることで前駆体の金属成分を成膜させる温度制御手段と、
プラズマ発生手段のプラズマ発生状況を調整することにより被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製する調整手段と
を備えたことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜作製装置において、
プラズマ発生手段は、コンデンサ容量が可変とされた整合器を介して交流電源に接続されてチャンバ内に電磁波を入射する高周波アンテナであり、
調整手段は、高周波アンテナからの電磁波の入射エネルギーを調整する
ことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項３】
請求項２に記載の薄膜作製装置において、
調整手段は、整合器のコンデンサ容量の変更によりインピーダンスを変化させて有効電力を調整することで入射エネルギーを調整する手段である
ことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項４】
請求項２に記載の薄膜作製装置において、
調整手段は、高周波アンテナの位置を変更してとプラズマとの結合度合いを変化させることで入射エネルギーを調整するアンテナ昇降手段である
ことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項５】
請求項２に記載の薄膜作製装置において、
調整手段は、高周波アンテナとチャンバとの間に高周波アンテナの電流の流れ方向に対して金属部材を不連続に配してプラズマとの結合度合いを変化させることで入射エネルギーを調整する結合度合い変化手段である
ことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項６】
請求項５に記載の薄膜作製装置において、
高周波アンテナは、チャンバの上面に配される平面リング状のアンテナであり、
結合度合い変化手段は、高周波アンテナの電流の流れ方向に対して金属部材と絶縁部材とが交互に配されたファラデープレートである
ことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の薄膜作製装置において、
被処理体の表面には窒化タンタルのバリアメタルが作製されている
ことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項８】
被処理体が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有するガスを供給し、
交流電源から給電される高周波アンテナからの電磁波を入射してハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、
ハロゲンラジカルにより金属製の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からなる前駆体を生成し、
被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、高周波電源による回路のインピーダンスを変化させて有効電力を調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製する
ことを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項９】
被処理体が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有するガスを供給し、
交流電源から給電される高周波アンテナからの電磁波を入射してハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、
ハロゲンラジカルにより金属製の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からなる前駆体を生成し、
被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、高周波アンテナのプラズマとの結合度合いを変化させ、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製する
ことを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項１０】
請求項８もしくは請求項９に記載の薄膜作製方法において、
表面に窒化タンタルのバリアメタルが作製された被処理体に金属成分を成膜する
ことを特徴とする薄膜作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜作製速度を低下させることなく薄膜作製時の被処理体への損傷を抑制することができる薄膜作製装置及び薄膜作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体等の製造においては、プラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置を用いた成膜が知られている。プラズマＣＶＤ装置とは、真空処理容器としてのチャンバ内に導入した膜の材料となる有機金属錯体等のガスを、高周波アンテナから入射する高周波によりプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子によって基板表面の化学的な反応を促進して金属薄膜等を成膜する装置である。
【０００３】
これに対し、本発明者等は、高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属成分であって、成膜を望む金属成分からなる被エッチング部材をチャンバに設置し、ハロゲンガスをプラズマ化して前記被エッチング部材をハロゲンのラジカルによりエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させるとともに、前駆体の金属成分のみを基板上に成膜するプラズマＣＶＤ装置（以下、新方式のプラズマＣＶＤ装置という）および成膜方法を開発した（例えば、下記、特許文献１参照）。
【０００４】
上記新方式のプラズマＣＶＤ装置では、成膜される金属源となる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して基板に当該金属膜を成膜している。例えば、被エッチング部材の金属をＭ、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Ｍ薄膜を形成することができる。これは、次のような反応によるものと考えられる。
【０００５】
（i）プラズマの解離反応；Ｃｌ2→２Ｃｌ*
（ii）エッチング反応；Ｍ＋Ｃｌ*→ＭＣｌ（ｇ）
（iii）基板への吸着反応；ＭＣｌ（ｇ）→ＭＣｌ（ａｄ）
（iv）成膜反応；ＭＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ* →Ｍ＋Ｃｌ2↑
【０００６】
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。
【０００７】
新方式のＣＶＤ装置においては、ＭＣｌとＣｌ*との割合を適正に保つことで、成膜反応が適切に行われる。即ち、成膜条件として、Ｃｌ2ガスの流量、圧力、パワー、基板及び被エッチング部材の温度、基板と被エッチング部材との距離等を適正に設定することで、ＭＣｌとＣｌ*との割合をほぼ等しく制御することができ、成膜速度を低下させることなく、しかも、基板に対してＣｌ*によるエッチング過多が生じることなくＭが析出される。
【０００８】
しかし、プロセス条件を適正に設定してもＭＣｌとＣｌ*との割合を常に等しく制御することは困難であり、プラズマの状態を観察してプロセス条件をフィードバック制御する等の制御を行う必要があった。特に、Ｃｌ*の割合が過多になると基板にダメージを与えることになり、予めバリアメタル等が作製された基板に対して薄膜を作製する場合には、バリアメタルに損傷を与えない条件を設定する必要があった。このため、観察用の機器を付加したり損傷の抑制を最優先にするプロセス条件を設定しているのが現状であった。
【０００９】
【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】
【００１０】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、被処理体表面への損傷を抑制して薄膜を作製することができる薄膜作製装置及び薄膜作製方法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】
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の薄膜作製装置は、被処理体が収容されるチャンバと、原料を含有する金属製の被エッチング部材と、チャンバの内部にハロゲンを含有するガスを供給するハロゲン含有ガス供給手段と、チャンバの内部をプラズマ化しハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成すると共にハロゲンラジカル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からなる前駆体を生成するプラズマ発生手段と、被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすることで前駆体の金属成分を成膜させる温度制御手段と、プラズマ発生手段のプラズマ発生状況を調整することにより被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製する調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に係る本発明では、調整手段によりプラズマの発生状況を調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製するので、観察装置を用いた制御を行ったり、特別なプロセス条件を設定することなく、成膜速度を低下させることなくハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制することができる。
【００１３】
そして、請求項２に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項１に記載の薄膜作製装置において、プラズマ発生手段は、コンデンサ容量が可変とされた整合器を介して交流電源に接続されてチャンバ内に電磁波を入射する高周波アンテナであり、調整手段は、高周波アンテナからの電磁波の入射エネルギーを調整することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る本発明では、高周波アンテナからの電磁波の入射エネルギーを調整することで、入射エネルギーを応答性良く調整することができ、調整薄膜作製速度を低下させることなく被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製することができる。
【００１５】
また、請求項３に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項２に記載の薄膜作製装置において、調整手段は、整合器のコンデンサ容量の変更によりインピーダンスを変化させて有効電力を調整することで入射エネルギーを調整する手段であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る本発明では、インピーダンスを変化させて有効電力を調整することで、入射エネルギーを電気的な制御で応答性良く調整することができる。
【００１７】
また、請求項４に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項２に記載の薄膜作製装置において、調整手段は、高周波アンテナの位置を変更してとプラズマとの結合度合いを変化させることで入射エネルギーを調整するアンテナ昇降手段であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る本発明では、アンテナ昇降手段により高周波アンテナを昇降させることで入射エネルギーを簡単な機構で応答性良く調整することができる。
【００１９】
また、請求項５に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項２に記載の薄膜作製装置において、調整手段は、高周波アンテナとチャンバとの間に高周波アンテナの電流の流れ方向に対して金属部材を不連続に配してプラズマとの結合度合いを変化させることで、入射エネルギーを調整する結合度合い変化手段であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に係る本発明では、高周波アンテナとチャンバとの間に金属部材を配することで、入射エネルギーを簡単な機構で応答性良く調整することができる。
【００２１】
また、請求項６に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項５に記載の薄膜作製装置において、高周波アンテナは、チャンバの上面に配される平面リング状のアンテナであり、結合度合い変化手段は、高周波アンテナの電流の流れ方向に対して金属部材と絶縁部材とが交互に配されたファラデープレートであることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に係る本発明では、金属部材と絶縁部材とが交互に配されたファラデープレートを挿入することで、入射エネルギーを簡単な機構で応答性良く調整することができる。
【００２３】
また、請求項７に係る本発明の薄膜作製装置は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の薄膜作製装置において、被処理体の表面には窒化タンタルのバリアメタルが作製されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る本発明では、ハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制した状態で窒化タンタルの表面に金属製分を作製することができ、バリアメタルの損傷を抑制することができる。
【００２５】
上記目的を達成するための請求項８に係る本発明の薄膜作製方法は、被処理体が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有するガスを供給し、交流電源から給電される高周波アンテナからの電磁波を入射してハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルにより金属製の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からなる前駆体を生成し、被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、高周波電源による回路のインピーダンスを変化させて有効電力を調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製することを特徴とする。
【００２６】
請求項８に係る本発明では、回路のインピーダンスを変化させて有効電力を調整することで、入射エネルギーを電気的な制御で応答性良く調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製するので、観察装置を用いた制御を行ったり、特別なプロセス条件を設定することなく、薄膜作製速度を低下させずにハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制することができる。
【００２７】
上記目的を達成するための請求項９に係る本発明の薄膜作製方法は、被処理体が収容されるチャンバ内にハロゲンを含有するガスを供給し、交流電源から給電される高周波アンテナからの電磁波を入射してハロゲン含有ガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルにより金属製の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からなる前駆体を生成し、被処理体の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすると共に、高周波アンテナのプラズマとの結合度合いを変化させ、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製することを特徴とする。
【００２８】
請求項９に係る本発明では、高周波アンテナのプラズマとの結合度合いを変化させることで、入射エネルギーを応答性良く調整し、被処理体の表面に前駆体を作製した後に金属成分を作製するので、観察装置を用いた制御を行ったり、特別なプロセス条件を設定することなく、薄膜作製速度を低下させずにハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制することができる。
【００２９】
そして、請求項１０に係る本発明の薄膜作製方法は、請求項８もしくは請求項９に記載の薄膜作製方法において、表面に窒化タンタルのバリアメタルが作製された被処理体に金属成分を成膜することを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に係る本発明では、ハロゲンラジカルによる金属成分のエッチング過多を抑制した状態で窒化タンタルの表面に金属製分を作製することができ、バリアメタルの損傷を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の薄膜作製装置及び薄膜作製方法は、装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、被処理体表面への損傷を抑制して成膜速度を低下させることなく薄膜を作製することができる薄膜作製装置及び薄膜作製方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１には本発明の第１実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面、図２にはＲＦパワーの経時変化、図３には前駆体と塩素ラジカルの状態の概念、図４には薄膜作製状況、図５には本発明の第２実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面、図６には本発明の第３実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面、図７にはファラデープレートの平面視を示してある。
【００３３】
第１実施形態例乃至第３実施形態例は、金属としての銅（Ｃｕ）製の被エッチング部材が備えられたチャンバ内にハロゲンを含有する作用ガスとしてのＣｌ2ガスを供給し、誘導プラズマを発生させてＣｌ2ガスプラズマを発生させて塩素ラジカル（Ｃｌ*）を生成し、塩素ラジカル（Ｃｌ*）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Ｃｕ成分とＣｌ2ガス成分との前駆体ＣｕＣｌを生成し、基板側の温度を被エッチング部材の温度よりも低くすることにより、前駆体ＣｕＣｌが塩素ラジカル（Ｃｌ*）で還元された状態のＣｕ成分を基板の表面に吸着（堆積）させるようにした薄膜作製装置である。そして、一例として、基板の表面には、Ｃｕ薄膜の拡散を防止すると共にＣｕ成分の密着性を向上させるためのバリアメタル（窒化タンタル：ＴａＮ）が形成されている。
【００３４】
（第１実施形態例）
図１乃至図４に基づいて第１実施形態例を説明する。
【００３５】
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。基板３の表面にはＴａＮのバリアメタルが形成されている。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℃から３００℃に維持される温度）に制御される。尚、チャンバの形状は円筒状に限らず、例えば、矩形状のチャンバを適用することも可能である。また、基板３の温度を制御する温度制御手段６としては、ヒータ４及び冷媒流通手段５に限らず、基板３の温度を所定の温度に制御できるものであればよい。
【００３６】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材料製（例えば、石英製）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及び交流電源としての電源１０が接続されて高周波が供給される。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。
【００３７】
整合器９は可変容量形のコンデンサであり、調整手段としての制御手段１１により整合器９のマッチング度合い（コンデンサ容量）が調整される。マッチング度合いを変えて無効分を大きくする（反射を大きくする）ことで、インピーダンスを変化させて有効電力（入射エネルギー：ＲＦパワー）が調整される。
【００３８】
チャンバ１には金属として銅（Ｃｕ）製の被エッチング部材１２が絶縁体製の円環部材１３に支持され、被エッチング部材１２は格子状とされている。被エッチング部材１２は格子状とされることで、プラズマアンテナ８の電気の流れに対して基板３と天井板７の間に不連続状態で配置された状態になっている。即ち、被エッチング部材１２はプラズマアンテナ８の電気の流れ方向である周方向に対して構造的に不連続な状態とされている。
【００３９】
尚、プラズマアンテナ８の電気の流れに対して不連続状態にする被エッチング部材の構成としては、円環部材１３の内側にチャンバ１の中心側に延びる突起部を設けたり、網目状に構成する等とすることも可能である。また、被エッチング部材としては、タンタル、タングステン、チタンを始めハロゲン化物形成金属であれば銅に限定されない。
【００４０】
被エッチング部材１２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塩素含有ガス（Ｃｌ2ガス）１４を供給するガスノズル１５が設けられている。ガスノズル１５には流量及び圧力が制御される流量制御器１６を介してＣｌ2ガス１４が送られる（ハロゲン含有ガス供給手段）。
【００４１】
成膜に関与しないガス等は排気口１７から排気される。天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置１８によって所定の圧力に維持される。
【００４２】
上述した薄膜作製装置では、チャンバ１の内部にガスノズル１５からＣｌ2ガス１４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１４をイオン化してＣｌ2ガスプラズマ２０を発生させ、チャンバ１内に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。
【００４３】
生成されたガスプラズマ２０がＣｕ製の被エッチング部材１２に作用することにより、被エッチング部材１２が加熱されると共に、Ｃｕに均一な分布で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*）１８によりエッチングされ、前駆体１９とされた状態である。
【００４４】
ガスプラズマ２０を発生させることにより被エッチング部材１２を加熱し（例えば、３００℃〜７００℃）、更に、温度制御手段６により基板３の温度を被エッチング部材１２の温度よりも低い温度（例えば、１００℃〜３００℃）に設定する。この結果、均一に分布された前駆体１９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）
【００４５】
基板３に吸着したＣｕＣｌは、塩素ラジカルＣｌ*により還元されてＣｕ成分となる。この時の反応式は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ*→Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ2↑      ・・・・（４）
【００４６】
上述した薄膜作製装置においては、（３）式及び（４）式の反応の際に、以下に示した調整制御が行われる。
【００４７】
制御手段１１により整合器９のマッチング度合い（コンデンサ容量）が調整される。即ち、図２に示すように、膜作製の初期の段階（時間ｔ１）でマッチング度合いを変えて無効分を大きくし（反射を大きくし）、インピーダンスを変化させて有効電力（入射エネルギー：ＲＦパワー）を小さくする。これにより、図３（ａ）に示すように、塩素ラジカルＣｌ*の基板３への供給量が少なくなり、図４（ａ）に示すように、還元反応が進まずにＣｕＣｌ（前駆体）が基板３上（バリアメタル膜上）に作製される。
【００４８】
基板３上にＣｕＣｌを作製した後、制御手段１１により整合器９のマッチング度合いを変更して無効分を小さくし（反射を小さくし）、インピーダンスを変化させて有効電力（入射エネルギー：ＲＦパワー）を大きくする（図２中時間ｔ２）。これにより、図３（ｂ）に示すように、塩素ラジカルＣｌ*の基板３への供給量が多くなくなり、図４（ａ）に示すように、ＣｕＣｌが還元されてＣｕ成分の薄膜が作製される。下地となるＣｕＣｌが塩素ラジカルＣｌ*に対するエッチング保護膜として機能し、図４（ｂ）に示すように、基板３上（バリアメタル膜上）にＣｕ成分の薄膜が作製される。即ち、結果的に基板３上（バリアメタル膜上）にＣｕＣｌは残らず、Ｃｕ膜だけが形成される（図４（Ｃ）参照）。
【００４９】
このため、塩素ラジカルＣｌ*による下地（本実施形態例の場合はバリアメタル膜：ＴａＮ）への損傷をなくした状態で成膜速度を低下させずにＣｕ膜を作製することができる。この時、制御手段１１による整合器９の調整を行うだけの制御であるので、観察手段等を用いて装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、下地への損傷を抑制してＣｕ膜を作製することができる。そして、制御手段１１により整合器９のマッチング度合いを変更してＲＦパワーの変更を行っているので、プラズマアンテナ８に負荷を与えることなくＲＦパワーを変更することができる。
【００５０】
上述した調整制御において、図２に示した時間ｔ１を管理することで基板３上のＣｕＣｌの膜を薄く形成することができる。これにより、ＣｕＣｌからＣｌの還元が容易になり薄膜中の残留Ｃｌを低減することができる。また、図２に示した時間ｔ１、ｔ２を適宜制御することにより２段階の薄膜作製や連続薄膜作製を選択して実施することができる。連続薄膜作製を行うことによりスループットを高く保つことができる。
【００５１】
（第２実施形態例）
図５に基づいて本発明の第２実施形態例を説明する。尚、図１に示した第１実施形態例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。
【００５２】
図に示すように、プラズマアンテナ８には整合器２１及び交流電源としての電源１０が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ８は昇降手段２２を介して天井板７に対して昇降自在とされている。昇降手段２２によりプラズマアンテナ８を昇降（例えば、１０ｍｍ〜２０ｍｍ）させることにより、プラズマアンテナ８の位置が変更される。プラズマアンテナ８の位置が変更されることにより、プラズマとの結合度合いが変化して入射エネルギー（ＲＦパワー）を変更することができる。
【００５３】
プラズマアンテナ８を昇降させて（位置を変更して）ＲＦパワーを変更することで、第１実施形態例と同様に、ＣｕＣｌ（前駆体）を基板３上（バリアメタル膜上）に作製した後にＣｕ成分の薄膜が作製されるようになる。
【００５４】
このため、塩素ラジカルＣｌ*による下地への損傷をなくした状態で成膜速度を低下させずにＣｕ膜を作製することができる。この時、昇降手段２２によるプラズマアンテナ８の昇降を行うだけの制御であるので、観察手段等を用いて装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、下地への損傷を抑制してＣｕ膜を作製することができる。そして、プラズマアンテナ８の昇降によりプラズマとの結合度合いを変化させてＲＦパワーの変更を行っているので、プラズマの均一性を保つことができる。
【００５５】
（第３実施形態例）
図６、図７に基づいて本発明の第３実施形態例を説明する。尚、図１に示した第１実施形態例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。
【００５６】
図６に示すように、プラズマアンテナ８には整合器２１及び交流電源としての電源１０が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ８と天井板７との間には、プラズマアンテナ８の電流の流れ方向に対して金属部材が不連続に配されるファラデープレート２５が挿入自在とされている。ファラデープレート２５をプラズマアンテナ８の下に挿入することにより、インピーダンスを変化させて入射エネルギー（ＲＦパワー）を小さくすることができる。
【００５７】
図７に示すように、ファラデープレート２５は、円盤状の絶縁材製の枠体２６に扇状の金属部材としての金属片２７が周方向に配置されたものとなっている。金属片２７は周方向に不連続に配されているので、ファラデープレート２５がプラズマアンテナ８（図６参照）の下に挿入された場合でもチャンバ１（図６参照）内のプラズマの発生に影響を及ぼすことはない。ファラデープレート２５は図示しない挿入手段により必要な時に自動的に挿入される。
【００５８】
尚、ファラデープレート２５を用いずに、複数の金属片を個別に挿入する構成とすることも可能である。
【００５９】
プラズマアンテナ８と天井板７の間にファラデープレート２５を挿入してプラズマアンテナ８とプラズマとの結合度合いを変化させてＲＦパワーを小さくすることで、第１実施形態例と同様に、ＣｕＣｌ（前駆体）が基板３上（バリアメタル膜上）に作製され、その後、ファラデープレート２５を抜いてプラズマアンテナ８とプラズマとの結合度合いを変化させてＲＦパワーを大きくすることでＣｕ成分の薄膜が作製されるようになる。
【００６０】
このため、塩素ラジカルＣｌ*による下地への損傷をなくした状態で成膜速度を低下させずにＣｕ膜を作製することができる。この時、ファラデープレート２５の挿入動作と抜き動作によるだけの制御であるので、観察手段等を用いて装置を複雑にすることなく、しかも、特別なプロセス条件を設定することなく、下地への損傷を抑制してＣｕ膜を作製することができる。そして、金属部材を介在させることでプラズマアンテナ８とプラズマとの結合度合いを変化させてＲＦパワーの変更を行っているので、簡単な機構で応答性良くＲＦパワーの変更が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、膜作製速度を低下させることなく薄膜作製時の被処理体への損傷を抑制することができる薄膜作製装置及び薄膜作製方法の産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面図である。
【図２】ＲＦパワーの経時変化を表すグラフである。
【図３】前駆体と塩素ラジカルの状態の概念図である。
【図４】薄膜作製状況を表す概念図である。
【図５】本発明の第２実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面図である。
【図６】本発明の第３実施形態例に係る薄膜作製装置の概略側面図である。
【図７】ファラデープレートの平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
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  プラズマアンテナ
９、２１  整合器
１０  電源
１１  制御手段
１２  被エッチング部材
１３  円環部材
１４  塩素含有ガス（Ｃｌ2ガス）
１５  ガスノズル
１６  流量制御器
１８  真空装置
１９  前駆体
２０  ガスプラズマ
２２  昇降手段
２５  ファラデープレート
２６  枠体
２７  金属片
【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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