(57)【要約】【課題】金属膜作成装置のチャンバ内を効果的にクリーニングする。【解決手段】基板３４ａと、ハロゲン化物を生成する金属を含む被エッチング部材３２ａと、を収容可能であり、内部圧力の制御が可能なチャンバ１０と、チャンバ１０の外部からチャンバ１０の内部へ電力を導入するクリーニング用プラズマアンテナ２４と、を備え、クリーニング用プラズマアンテナ２４からチャンバ１０内に電力を導入する空間を切り替えて選択し、原料ガスを供給した状態下において選択された空間に原料ガスのプラズマを形成し、基板３４ａに金属膜の成膜を行う際にチャンバ１０内に付着した金属を除去する。【選択図】図１
2008127644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、ハロゲン化物を生成する金属を含む被エッチング部材と、を収容可能であり、内部圧力の制御が可能なチャンバと、
前記チャンバ内へハロゲンを含む原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記チャンバ外部から前記チャンバ内部へ電力を導入するクリーニング用プラズマアンテナと、を備え、
前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内に電力を導入する空間を切り替えて選択することによって、前記原料ガスを供給した状態下において前記選択された空間に前記原料ガスのプラズマを形成し、前記チャンバ内に付着した金属を除去することが可能であることを特徴とする金属膜作成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の金属膜作成装置であって、
前記クリーニング用プラズマアンテナを前記チャンバに対して相対的に移動させるアンテナ可動機構をさらに備え、
前記アンテナ可動機構により、前記クリーニング用プラズマアンテナを前記チャンバに対して相対的に移動させることによって、前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内に電力を導入する空間を切り替えることを可能としていることを特徴とする金属膜作成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の金属膜作成装置であって、
前記チャンバは円筒状であり、
前記アンテナ可動機構は、前記チャンバの円筒軸方向に前記クリーニング用プラズマアンテナを移動させることが可能であることを特徴とする金属膜作成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の金属膜作成装置であって、
高周波電力を印加する部分として前記クリーニング用プラズマアンテナの一部を選択的に切り替える切替装置をさらに備え、
前記切替装置により、前記クリーニング用プラズマアンテナのうち一部を選択することによって、前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内に電力を導入する空間を切り替えることを可能としていることを特徴とする金属膜作成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の金属膜作成装置であって、
前記切替装置は、前記クリーニング用プラズマアンテナには単一の電源から電力を供給すると共に、前記クリーニング用プラズマアンテナの途中にスイッチに接続された複数のタップを設け、前記スイッチの切り替えによって前記クリーニング用プラズマアンテナの一部を選択的に切り替えることを特徴とする金属膜作成装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の金属膜作成装置であって、
前記チャンバ内に配設され、前記金属膜の成膜時に前記被エッチング部材と対向するように前記基板が設置される基板サセプタをさらに備え、
前記基板サセプタの前記基板が設置される面より前記被エッチング部材から遠い空間を選択して前記原料ガスのプラズマを形成することが可能なことを特徴とする金属膜作成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の金属膜作成装置であって、
前記チャンバ内へ水素を含有する水素含有ガスを供給する水素ガス供給手段をさらに備え、
前記チャンバ内に水素を供給した状態下において前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内へ電力を導入することによって、前記チャンバ内に水素ガスのプラズマを形成することが可能なことを特徴とする金属膜作成装置。
【請求項８】
基板と、ハロゲン化物を生成する金属を含む被エッチング部材と、を収容可能であり、内部圧力の制御が可能なチャンバと、
前記チャンバ外部から前記チャンバ内部へ電力を導入するクリーニング用プラズマアンテナと、を備える金属膜作成装置のクリーニング方法であって、
前記チャンバ内にハロゲンを含む原料ガスを供給する第１の工程と、
前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内に電力を導入する空間を切り替える第２の工程と、
前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内部へ電力を導入することによって前記第２の工程で選択された空間に前記原料ガスのプラズマを形成し、前記チャンバ内に付着した金属を除去する第３の工程と、
を備えることを特徴とする金属膜作成装置のクリーニング方法。
【請求項９】
請求項８に記載の金属膜作成装置のクリーニング方法であって、
前記金属膜作成装置は、前記チャンバ内に配設され、前記金属膜の成膜時に前記被エッチング部材と対向するように前記基板が設置される基板サセプタをさらに備え、
前記第２の工程は、前記基板サセプタの前記基板が設置される面を含む空間と、前記基板サセプタの前記基板が設置される面より前記被エッチング部材から遠い空間と、を切り替えて選択することを特徴とする金属膜作成装置のクリーニング方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の金属膜作成装置のクリーニング方法であって、
前記第３の工程では、前記第２の工程で選択された空間に応じて前記チャンバ内へ供給される前記原料ガスの圧力を変化させてプラズマを形成することを特徴とする金属膜作成装置のクリーニング方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の金属膜作成装置のクリーニング方法であって、
前記第３の工程は、前記基板サセプタの前記基板が設置される面を含む空間において金属を除去する際よりも、前記基板サセプタの前記基板が設置される面より前記被エッチング部材から遠い空間において金属を除去する際に、前記チャンバ内の前記原料ガスの圧力を高くすることを特徴する金属膜作成装置のクリーニング方法。
【請求項１２】
請求項８又は９に記載の金属膜作成装置のクリーニング方法であって、
前記第３の工程では、前記第２の工程で選択された空間に応じて前記チャンバ内へ導入する電力を変化させてプラズマを形成することを特徴とする金属膜作成装置のクリーニング方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の金属膜作成装置のクリーニング方法であって、
前記第３の工程は、前記基板サセプタの前記基板が設置される面を含む空間において金属を除去する際よりも、前記基板サセプタの前記基板が設置される面より前記被エッチング部材から遠い空間において金属を除去する際に、前記チャンバ内へ導入する電力を低くすることを特徴する金属膜作成装置のクリーニング方法。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１つに記載の金属膜作成装置のクリーニング方法であって、
前記チャンバ内に水素を供給した状態下において前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内へ電力を導入することによって、前記チャンバ内に水素ガスのプラズマを形成する第４の工程を含むことを特徴とする金属膜作成装置のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属残留物のクリーニングが可能な金属膜作成装置及び金属膜作成装置のクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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有機金属錯体を原料とした金属膜の気相成長法が知られている。有機金属錯体を用いた気相成長法は、熱的反応を利用しており、成膜速度の向上が困難であった。
【０００３】
そこで、特許文献１には、金属製の被エッチング部材を真空チャンバ内に配置し、ハロゲンを含有する原料ガスを供給して原料ガスのプラズマをチャンバ内に発生させることによって、被エッチング部材に含まれる金属の膜を基板表面上に形成する方法が開示されている。このような方法では、成膜速度が速く、原材料が安価であるので、成膜中に膜中に取り込まれる不純物を低減できるとともに、成膜にかかる製造コストを低減させることができる。
【０００４】
また、特許文献１に記載の技術では金属膜の成膜中にチャンバ内の部材に金属の付着物が堆積される。そこで、特許文献２には、チャンバに残留する金属をプラズマにより除去するクリーニング方法も開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３６９２３２６号公報
【特許文献２】特開２００３−１５５５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、クリーニング処理では金属膜作成装置のチャンバに付着する金属残留物をプラズマ処理によって完全に取り除くことができることが望ましい。特に、基板を設置するサセプタ周辺にプラズマを発生させて残留する金属を取り除くことができることが望ましい。
【０００７】
また、成膜チャンバを真空に保ったままでチャンバ全体のクリーニング処理を行うことができることが望ましい。
【０００８】
本発明は、上記課題の少なくとも一つを解決すべく、金属膜作成装置及び金属膜作成装置のクリーニング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】
【０００９】
本発明は、基板と、ハロゲン化物を生成する金属を含む被エッチング部材と、を収容可能であり、内部圧力の制御が可能なチャンバと、前記チャンバ内へハロゲンを含む原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記チャンバ外部から前記チャンバ内部へ電力を導入するクリーニング用プラズマアンテナと、を備え、前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内に電力を導入する空間を切り替えて選択することによって、前記原料ガスを供給した状態下において前記選択された空間に前記原料ガスのプラズマを形成し、前記基板に金属膜の成膜を行う際に前記チャンバ内に付着した金属を除去することが可能であることを特徴とする金属膜作成装置である。
【００１０】
このように、チャンバ内に電力を導入する空間を切り替えて、チャンバ内に発生させるプラズマの位置、大きさ、特性を変化させることを可能とすることによって、チャンバ内に各部に付着・残留する金属の量、性質に応じたクリーニングを実現することができる。
【００１１】
例えば、前記クリーニング用プラズマアンテナを前記チャンバに対して相対的に移動させるアンテナ可動機構をさらに備え、前記アンテナ可動機構により、前記クリーニング用プラズマアンテナを前記チャンバに対して相対的に移動させることによって、前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内に電力を導入する空間を切り替えて選択することを可能としていることが好適である。
【００１２】
より具体的には、前記チャンバが円筒状である場合、前記アンテナ可動機構は、前記チャンバの円筒軸方向に前記クリーニング用プラズマアンテナを移動させることが可能である構成としてもよい。
【００１３】
また、例えば、高周波電力を印加する部分として前記クリーニング用プラズマアンテナの一部を選択的に切り替える切替装置をさらに備え、前記切替装置により、前記クリーニング用プラズマアンテナのうち一部を選択することによって、前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内に電力を導入する空間を切り替えることを可能としていることが好適である。
【００１４】
より具体的には、前記切替装置は、前記クリーニング用プラズマアンテナには単一の電源から電力を供給すると共に、前記クリーニング用プラズマアンテナの途中にスイッチに接続された複数のタップを設け、前記スイッチの切り替えによって前記クリーニング用プラズマアンテナの一部を選択的に切り替えること構成としてもよい。
【００１５】
このような金属膜作成装置において、前記チャンバ内に配設され、前記金属膜の成膜時に前記被エッチング部材と対向するように前記基板が設置される基板サセプタをさらに備え、前記基板サセプタの前記基板が設置される面より前記被エッチング部材から遠い空間を選択して前記原料ガスのプラズマを形成することが可能なことが好適である。
【００１６】
特に、基板サセプタの周辺部分（特に、基板サセプタの基板設置面周辺）と、基板サセプタ以外のチャンバ内壁等と、では、付着・残留する金属の量、質が異なるので、これらの領域を分けて、それぞれの領域に適した条件でクリーニングを行うことができる。
【００１７】
ここで、前記チャンバ内へ水素を含有する水素含有ガスを供給する水素ガス供給手段をさらに備え、前記チャンバ内に水素を供給した状態下において前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内へ電力を導入することによって、前記チャンバ内に水素ガスのプラズマを形成することが可能なことが好適である。
【００１８】
このように、水素ガスプラズマにより付着・残留する金属に対して還元処理を施すことで、原料ガスプラズマによる金属の除去をより効果的に行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、基板と、ハロゲン化物を生成する金属を含む被エッチング部材と、を収容可能であり、内部圧力の制御が可能なチャンバと、前記チャンバ外部から前記チャンバ内部へ電力を導入するクリーニング用プラズマアンテナと、を備える金属膜作成装置のクリーニング方法であって、前記チャンバ内にハロゲンを含む原料ガスを供給する第１の工程と、前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内に電力を導入する空間を切り替える第２の工程と、前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内部へ電力を導入することによって前記第２の工程で選択された空間に前記原料ガスのプラズマを形成し、前記基板に金属膜の成膜を行う際に前記チャンバ内に付着した金属を除去する第３の工程と、を備えることを特徴とする金属膜作成装置のクリーニング方法である。
【００２０】
このように、チャンバ内に電力を導入する空間を切り替えて、チャンバ内に発生させるプラズマの位置、大きさ、特性を変化させることを可能とすることによって、チャンバ内に各部に付着・残留する金属の量、性質に応じたクリーニングを実現することができる。
【００２１】
ここで、前記金属膜作成装置は、前記チャンバ内に配設され、前記金属膜の成膜時に前記被エッチング部材と対向するように前記基板が設置される基板サセプタをさらに備え、前記第２の工程は、前記基板サセプタの前記基板が設置される面を含む空間と、前記基板サセプタの前記基板が設置される面より前記被エッチング部材から遠い空間と、を切り替えて選択することがより好適である。
【００２２】
特に、基板サセプタの周辺部分（特に、基板サセプタの基板設置面周辺）と、基板サセプタ以外のチャンバ内壁等と、では、付着・残留する金属の量、質が異なるので、これらの領域を分けて、それぞれの領域に適した条件でクリーニングを行うことができる。
【００２３】
さらに、前記第３の工程では、前記第２の工程で選択された空間に応じて前記チャンバ内へ供給される前記原料ガスの圧力を変化させてプラズマを形成することが好適である。例えば、前記第３の工程は、前記基板サセプタの前記基板が設置される面を含む空間において金属を除去する際よりも、前記基板サセプタの前記基板が設置される面より前記被エッチング部材から遠い空間において金属を除去する際に、前記チャンバ内の前記原料ガスの圧力を高くすることが好適である。
【００２４】
成膜時の原料ガスプラズマに近い領域には金属に近い残留物が堆積し、成膜時の原料ガスプラズマから遠くなるに従って金属の残留物に含まれる塩素量が多くなることに起因して、残留物中の塩素量が少なくなるにつれてチャンバ内へ供給する原料ガスの圧力を低くし、残留物中の塩素量が多くなるにつれてチャンバ内へ供給する原料ガスの圧力を高くすることでクリーニングをより適切に行うことが可能となる。
【００２５】
また、前記第３の工程では、前記第２の工程で選択された空間に応じて前記チャンバ内へ導入する電力を変化させてプラズマを形成することが好適である。例えば、前記第３の工程は、前記基板サセプタの前記基板が設置される面を含む空間において金属を除去する際よりも、前記基板サセプタの前記基板が設置される面より前記被エッチング部材から遠い空間において金属を除去する際に、前記チャンバ内へ導入する電力を低くすることが好適である。
【００２６】
成膜時の原料ガスプラズマに近い領域には金属に近い残留物が堆積し、成膜時の原料ガスプラズマから遠くなるに従って金属の残留物に含まれる塩素量が多くなることに起因して、残留物中の塩素量が少なくなるにつれてクリーニング用プラズマアンテナから供給するパワーを大きくし、残留物中の塩素量が多くなるにつれてクリーニング用プラズマアンテナから供給するパワーを小さくすることでクリーニングをより適切に行うことができる。
【００２７】
さらに、前記チャンバ内に水素を供給した状態下において前記クリーニング用プラズマアンテナから前記チャンバ内へ電力を導入することによって、前記チャンバ内に水素ガスのプラズマを形成する第４の工程を含むものとしてもよい。
【００２８】
このように、水素ガスプラズマにより付着・残留する金属に対して還元処理を施すことで、原料ガスプラズマによる金属の除去をより効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、金属膜作成装置のチャンバ内を効果的にクリーニングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
［装置構成］
第１の実施の形態における金属膜作成装置１００は、図１の装置全体の断面図に示すように、チャンバ１０、天板１２、原料ガス供給ノズル１４、原料ガス流量制御器１６、成膜用プラズマアンテナ１８、整合器２０、電源２２、クリーニング用プラズマアンテナ２４、整合器２６、電源２８、アンテナ可動機構３０、被エッチング部材固定部３２、基板サセプタ３４、冷媒循環手段３６、加熱手段３８、真空ポンプ４０及び真空ゲージ４２を含んで構成される。
【００３１】
チャンバ１０は、金属材料（例えば、アルミ、ステンレス、チタン等）により円筒状に形成される。チャンバ１０の上面には開口部が設けられ、下部には排気口が設けられている。チャンバ１０の上面の開口部は、取り外し可能な天板１２により塞がれる。天板１２は、ガラスやアルミナ等の絶縁材料により円盤状に形成される。また、チャンバ１０の排気口には真空ポンプ４０が接続される。真空ポンプ４０は、チャンバ１０内の気体を排気口から排気する。真空ポンプ４０を作動させることによってチャンバ１０内を所定の圧力となるように維持させることができる。
【００３２】
被エッチング部材固定部３２は、チャンバ１０内において天板１２の近傍に設けられる。被エッチング部材固定部３２は、成膜対象となる材料（例えば、銅、チタン等）の被エッチング部材３２ａをチャンバ１０内にて支持する。被エッチング部材３２ａは、チャンバ１０の内壁の周方向に亘って複数に分割され、被エッチング部材固定部３２によって、チャンバ１０の内壁からチャンバ１０の中心に向かって突出するように設置される。
【００３３】
基板サセプタ３４は、チャンバ１０の上部に配置される被エッチング部材３２ａに基板設置面が対向するように、チャンバ１０内の下方に設けられる。基板サセプタ３４は、一般的に、円柱形状をしている。基板サセプタ３４上の基板設置面には、金属膜を成膜する対象となる基板（例えば、シリコン基板等の半導体基板、ガラス等の絶縁基板）が設置される。また、例えば、別途設けられるロードロックチャンバから、ゲートバルブを介して、基板サセプタ３４上に基板３４ａを設置できるような構成としてもよい。
【００３４】
基板サセプタ３４には、冷媒循環手段３６が設けられる。冷媒循環手段３６は、制御部（図示しない）による制御によって外部から供給された冷媒を基板サセプタ３４内に循環させることによって、基板サセプタ３４の温度を調整するために用いられる。また、基板サセプタ３４には、加熱手段３８が設けられる。加熱手段３８は、抵抗加熱ヒーター等とすることができる。加熱手段３８は、制御部による制御によって基板サセプタ３４の温度を調整するために用いられる。
【００３５】
円筒状のチャンバ１０の側壁には、後述する基板サセプタ３４の上面より上方に原料ガス供給ノズル１４が設けられる。原料ガス供給ノズル１４は、例えば、チャンバ１０の周囲に亘って８箇所に設けられる。原料ガス供給ノズル１４には、原料ガス流量制御器１６を介して、原料ガス供給装置（図示しない）が接続される。原料ガス供給ノズル１４は、塩素を含有する原料ガス（ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスにより塩素濃度が５０％以下、好ましくは１０％程度に希釈された塩素ガス（Ｃｌ2））をチャンバ１０内に供給するために設けられる。原料ガス流量制御器１６は、金属膜の成膜時にチャンバ１０内に供給される原料ガスが所定の流量となるように制御する。
【００３６】
なお、原料ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）等の希ガスで希釈された塩素ガス（Ｃｌ2）に限定されるものではなく、塩素ガス（Ｃｌ2）を単独としたり、塩化水素ガス（ＨＣｌ）としたりしてもよい。また、塩素以外のフッ素等のハロゲンを含有するガスとしてもよい。
【００３７】
天板１２の外部上面には成膜用プラズマアンテナ１８が配置される。成膜用プラズマアンテナ１８は、チャンバ１０の上面方向からみて平面的な渦巻き状に成形される。成膜用プラズマアンテナ１８の一端は、整合器２０を介して、電源２２に接続される。また、成膜用プラズマアンテナ１８の他端は接地される。成膜用プラズマアンテナ１８、整合器２０及び電源２２は成膜用プラズマ発生手段を構成する。
【００３８】
また、チャンバ１０の軸方向に亘り、クリーニング用プラズマアンテナ２４が配置される。クリーニング用プラズマアンテナ２４は、チャンバ１０の円筒軸方向の長さよりも短い幅でチャンバ１０の円筒外周壁に沿って螺旋状に巻かれた導体から構成される。クリーニング用プラズマアンテナ２４の一端は、整合器２６を介して、電源２８に接続される。クリーニング用プラズマアンテナ２４の他端は接地される。クリーニング用プラズマアンテナ２４、整合器２６及び電源２８はクリーニング用プラズマ発生手段を構成する。
【００３９】
なお、電源２８は、電源２２とは異なる周波数の電源としてもよい。成膜用のプラズマは被エッチング部材３２ａの全域に亘り分布するのが好ましいのに対して、クリーニング用のプラズマは金属の残留物の近傍に集中することが好ましいからである。
【００４０】
本実施の形態では、クリーニング用プラズマアンテナ２４にはアンテナ可動機構３０が設けられる。例えば、アンテナ可動機構３０は、図２の拡大断面図に示すように、外筒部４３、ボールネジ４４及びボールネジ回転機構４５を含んで構成することができる。なお、図２では、説明を明確にするために、チャンバ１０等の他の構成部は省略している。
【００４１】
外筒部４３は、絶縁物（例えば、石英，アルミナ等）を筒状に成形したものである。外筒部４３は、その内面がチャンバ１０の外面に対向するように、チャンバ１０の外周面の一部を覆うように配置される。外筒部４３の外面には、筒状のチャンバ１０の側壁外周に対してコイル状に導線を巻き付けることによってクリーニング用プラズマアンテナ２４が設けられる。
【００４２】
外筒部４３の一部にボールネジ４４に嵌め合わせることができるネジ溝４３ａが加工形成される。ボールネジ回転機構４５は、チャンバ１０に固定されたモータを含んで構成される。モータの回転軸にボールネジ４４が接続される。ボールネジ４４には、螺旋状にネジ山４４ａが設けられる。外筒部４３のネジ溝４３ａとボールネジ４４のネジ山４４ａとを嵌め合わせた状態で、図中の矢印Ａに示すように、ボールネジ回転機構４５によりボールネジ４４を回転させる。これによって、図中の矢印Ｂに示すように、クリーニング用プラズマアンテナ２４をチャンバ１０の軸方向に沿って移動させることができる。アンテナ可動機構３０は、少なくとも成膜時における基板サセプタ３４の上面を含む位置から基板サセプタ３４の上面よりも下の位置までクリーニング用プラズマアンテナ２４を移動させることができるように設置される。もちろん、成膜時における基板サセプタ３４の上面よりも上部も可動範囲に含めるように構成してもよい。
【００４３】
なお、アンテナ可動機構３０は、このような構成に限定されるものではなく、クリーニング用プラズマアンテナ２４をチャンバ１０の軸方向に沿って移動させることが可能であればよい。
【００４４】
［成膜処理］
金属膜を基板３４ａ上に成膜する前に、基板サセプタ３４上に基板３４ａを設置し、被エッチング部材固定部３２に被エッチング部材３２ａを取り付ける。上記の通り、金属膜の成膜対象となる基板３４ａは、例えば、シリコン基板等の半導体基板、ガラス基板等の絶縁基板、アルミニウム等の金属基板とすることができる。また、被エッチング部材３２ａは、例えば、銅、チタン等の基板３４ａ上の成膜するべき金属とすることができる。また、基板３４ａ上に合金を成膜する場合には、成膜するべき複数の金属元素を含む被エッチング部材３２ａを設置してもよい。
【００４５】
次に、真空ポンプ４０を用いて、チャンバ１０内を必要な真空度となるまで排気する。成膜時には、原料ガスを原料ガス供給ノズル１４からチャンバ１０内に導入する。このとき、真空ポンプ４０に流量制御バルブ等を設け、真空ゲージ４２で検出される圧力値に基づいて流量制御バルブの開度をフィードバック制御することによって、チャンバ１０内の原料ガスの圧力を所定の値とすることができる。
【００４６】
基板温度は、基板サセプタ３４に設けられている冷媒循環手段３６及び加熱手段３８を制御部により制御することによって、被エッチング部材３２ａよりも低い温度に制御される。
【００４７】
原料ガスを供給した状態下において、電源２２から成膜用プラズマアンテナ１８に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給する。併せて、整合器２０によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整することによって、成膜用プラズマアンテナ１８を介してチャンバ１０内に電磁波を照射する。これによって、原料ガスに含まれる塩素ガス（Ｃｌ2）が励起されて原料ガスプラズマ４６（塩素ガスプラズマ）が発生する。電源２２から供給される電磁波の周波数，パワー、原料ガスの流量，圧力等を調整することによって、成膜時には天板１２に設けられた成膜用プラズマアンテナ１８下に原料ガスプラズマ４６を発生させることができる。
【００４８】
例えば、原料ガスとして塩素ガス（Ｃｌ2）を供給した場合、塩素ガスが励起されて塩素ガスプラズマ４６が発生する。図１に示すように、塩素ガスプラズマ４６は、チャンバ１０内の成膜用プラズマアンテナ１８付近の空間、すなわち被エッチング部材３２ａ近傍の空間に発生する。
【００４９】
塩素ガスプラズマ４６により、被エッチング部材３２ａ（例えば、銅）がエッチングされ、前駆体（ＣｕxＣｌy：ｘ，ｙは１以上の整数）が発生する。このとき、被エッチング部材３２ａは、塩素ガスプラズマ４６により基板３４ａの温度よりも高い所定の温度（例えば、２００℃以上４００℃以下）に維持されている。
【００５０】
チャンバ１０内で生成された前駆体（ＣｕxＣｌy）は、被エッチング部材３２ａよりも低い温度に制御された基板３４ａの表面に搬送される。基板３４ａに搬送された前駆体（ＣｕxＣｌy）は還元反応によりＣｕラジカルのみとなった状態で基板３４ａの表面に当たり、基板３４ａの表面に被エッチング材料の薄膜（例えば、銅薄膜）が生成される。
【００５１】
このときの反応は、次式で表すことができる。反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口から排気される。
２Ｃｕ＋Ｃ１2  →  ２ＣｕＣｌ  →  ２Ｃｕ↓＋Ｃｌ2↑
【００５２】
なお、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等の希ガスで希釈された塩素ガスを例に説明したが、これに限定されるものではない。塩素ガスを単独で用いた場合にも同様の反応が起こる。また、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを用いた場合、原料ガスプラズマとして塩化水素ガスプラズマが生成される。被エッチング部材３２ａが銅である場合には、エッチングにより生成される前駆体はＣｕxＣｌy（：ｘ，ｙは１以上の整数）となる。このように、原料ガスは塩素を含有するガスであればよい。したがって、塩素ガスと塩化水素ガスとの混合ガスを用いてもよい。
【００５３】
なお、原料ガス供給ノズル１４は、チャンバ１０の上部に配置したが、クリーニング用プラズマアンテナ２４の移動に支障がない範囲に配置されていればよい。
【００５４】
このように、本実施の形態における金属膜作成装置１００は、塩素を含有する原料ガスを供給することによって原料ガスプラズマ４６を発生させて、原料ガスプラズマ４６で被エッチング部材３２ａをエッチングして基板３４ａへ輸送する。これにより、反応効率が大幅に向上し、金属薄膜の成膜速度が速くなる。また、原料ガスのコストを大幅に減少させることができる。
【００５５】
さらに、基板３４ａの温度を被エッチング部材３２ａの温度よりも低く維持しているので、基板３４ａの表面上に形成される金属薄膜中に塩素等の不純物が残留することを抑制することができる。これにより、高品質の金属薄膜を形成することができる。
【００５６】
［クリーニング処理］
金属薄膜の成膜処理に伴い、図３に例示するように、成膜時に低温に維持されるチャンバ１０内部の基板サセプタ３４付近の部材には金属の残留物４８が付着する。この残留物４８は金属薄膜の成膜を繰り返すことによって増加する。そこで、このような残留物４８を除去するクリーニング処理を行う。
【００５７】
本実施の形態では、残留物４８のクリーニング処理にはクリーニング用プラズマアンテナ２４を用いて、チャンバ１０の下部領域、特に成膜時における基板サセプタ３４の上面よりも下を含む領域にクリーニング用プラズマを発生させて行われる。
【００５８】
成膜処理を所定のバッチ回数行った後、基板サセプタ３４上に基板３４ａを設置しない状態でチャンバ１０内を必要な真空度となるまで排気する。その後、原料ガスである塩素含有ガスを原料ガス供給ノズル１４からチャンバ１０内へ導入する。真空ポンプ４０に流量制御バルブ等を設け、真空ゲージ４２で検出される圧力値に基づいて流量制御バルブの開度をフィードバック制御することによって、成膜時と同様に、チャンバ１０内の原料ガスの圧力を所定の値とすることができる。
【００５９】
原料ガスを供給した状態下において、電源２８からクリーニング用プラズマアンテナ２４に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給する。併せて、整合器２６によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整することによって、クリーニング用プラズマアンテナ２４を介してチャンバ１０内に電磁波を導入する。これによって、原料ガスに含まれる塩素ガス（Ｃｌ2）が励起されて原料ガスプラズマ（塩素ガスプラズマ）が発生する。電源２８から供給される電磁波の周波数，パワー、原料ガスの流量，圧力等を調整することによって、チャンバ１０内のクリーニング用プラズマアンテナ２４近傍の空間に原料ガスプラズマを発生させることができる。
【００６０】
さらに、クリーニング対象となる残留物４８が付着した領域の部材を周囲よりも高温とする。一般的に、原料ガスプラズマが到達する範囲はプラズマにより加熱されるので、クリーニング対象となる領域の部材は周囲よりも十分に高温に保持される。このような状態において、原料ガスプラズマが到達する空間の範囲にある部材に付着した金属の残留物４８が原料ガスプラズマによりエッチングされる。エッチングされた残留物４８は、チャンバ１０の排気口から外部へ排気される。また、基板サセプタ３４に設けられた加熱手段３８を用いて、基板サセプタ３４を加熱しつつエッチング処理を行うことも好適である。エッチング対象部を加熱して高温に保ちつつ処理を行うことによって、エッチング効果をより高めることができる。
【００６１】
本実施の形態では、アンテナ可動機構３０を用いてクリーニング用プラズマアンテナ２４を移動させながらクリーニング処理を行う。すなわち、図２に示すようなアンテナ可動機構３０により、チャンバ１０の軸方向に沿って移動させてはクリーニング処理を行うという処理を繰り返す。これによって、チャンバ１０の上部から下部に亘ってクリーニング処理を行うことを可能としている。
【００６２】
残留物４８は、金属塩化物（金属ハロゲン化物：ＭＸ，ＭＸ2，Ｍは金属、Ｘはハロゲン）と金属（Ｍ）との混合物である。本実施の形態では、塩化銅（ＣｕＣｌやＣｕＣｌ2）と銅との混合物である。このとき、成膜時の原料ガスプラズマに近い領域には金属に近い残留物４８が堆積し、成膜時の原料ガスプラズマから遠くなるに従って金属の残留物４８に含まれる塩素量が多くなる。残留物４８中の塩素量が少なくなるにつれてクリーニング用プラズマアンテナ２４から供給するパワーを大きくし、残留物４８中の塩素量が多くなるにつれてクリーニング用プラズマアンテナ２４から供給するパワーを小さくすることが好ましい。また、残留物４８中の塩素量が少なくなるにつれてチャンバ１０内へ供給する原料ガスの圧力を低くし、残留物４８中の塩素量が多くなるにつれてチャンバ１０内へ供給する原料ガスの圧力を高くすることが好ましい。
【００６３】
例えば、図４に示すように、第１のステップとして、チャンバ１０の軸方向において基板サセプタ３４の上面（基板設置面）が含まれる領域、すなわち成膜時に還元反応とエッチング反応とが競合していると考えられる領域に原料ガスプラズマ４６が生成されるようにクリーニング用プラズマアンテナ２４を移動させる。そして、基板サセプタ３４の周辺部分に堆積している金属の残留物をエッチング除去する。
【００６４】
次に、第２のステップとして、成膜時に基板サセプタ３４が位置している領域のチャンバ１０の内周壁に残留している金属残留物を除去する。このとき、基板サセプタ３４の周辺部分に付着する金属残留物よりもチャンバ１０の内周壁部分に付着する金属残留物により多くの塩素が含有されているので、クリーニング用プラズマアンテナ２４の位置は変更せず、チャンバ１０内への原料ガスの供給圧力を第１のステップよりも高く設定してクリーニング処理を行う。
【００６５】
第３のステップとして、図５に示すように、成膜時における基板サセプタ３４の上面（基板設置面）より下部のチャンバ１０の領域にクリーニング用プラズマアンテナ２４を移動させる。そして、成膜時における基板サセプタ３４の上面（基板設置面）より下部のチャンバ１０の内周壁に残留している金属残留物を除去する。
【００６６】
このとき、基板サセプタ３４の周辺部分に付着する金属残留物よりもチャンバ１０の内周壁部分に付着する金属残留物により多くの塩素が含有されているので、チャンバ１０内への原料ガスの供給圧力を第１のステップよりも高く設定してクリーニング処理を行う。また、第１のステップにおいてクリーニング用プラズマアンテナ２４から供給するパワーを第２及び第３のステップにおいて供給するパワーよりも高くすることも好ましい。
【００６７】
このように、クリーニング用プラズマアンテナ２４の位置を可変とする構成を備えることによって、チャンバ１０内に電力を導入する空間を切り替えて、チャンバ内に発生させるプラズマの位置、大きさ、特性を変化させることが可能となる。これによって、チャンバ１０内に各部に付着する金属の残留物４８の量、性質に適したクリーニング処理を実現することができる。その結果、基板サセプタ３４よりも下方の領域に付着する金属残留物４８も確実に除去することができる。
【００６８】
特に、基板サセプタ３４の周辺部分（特に、基板サセプタ３４の基板設置面周辺）と、基板サセプタ３４以外のチャンバ１０の内壁等とでは金属の残留物４８の量、質が異なるので、これらの領域を分けて、それぞれの領域に適した条件でクリーニング処理を行うことができる。
【００６９】
また、残留物４８に含まれるハロゲン（塩素等）の不純物の量に応じて、プラズマ発生用の電力や原料ガスの圧力を変更して、残留物４８の除去に適した条件下でクリーニング処理を行うことができる。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
［装置構成］
第２の実施の形態における金属膜作成装置２００は、図６の装置全体断面図に示すように、チャンバ１０、天板１２、原料ガス供給ノズル１４、原料ガス流量制御器１６、成膜用プラズマアンテナ１８、整合器２０、電源２２、クリーニング用プラズマアンテナ２４、整合器２６、電源２８、切替装置５０、被エッチング部材固定部３２、基板サセプタ３４、冷媒循環手段３６、加熱手段３８、真空ポンプ４０及び真空ゲージ４２を含んで構成される。
【００７１】
金属膜作成装置２００は、アンテナ可動機構３０の代わりに切替装置５０を含んで構成される点で特徴を有する。なお、金属膜作成装置２００において金属膜作成装置１００と同じ構成部には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
本実施の形態では、クリーニング用プラズマアンテナ２４は、図６に示すように、チャンバ１０の円筒軸方向に沿って、クリーニングが必要な領域にプラズマを発生できる程度の幅に亘って、チャンバ１０の円筒外周壁に沿って螺旋状に巻かれた導体から構成される。
【００７３】
また、クリーニング用プラズマアンテナ２４には切替装置５０が設けられる。切替装置５０は、クリーニング用プラズマアンテナ２４の途中にスイッチに接続された複数のタップ（本実施の形態では２つ）を設け、スイッチの切り替えによってクリーニング用プラズマアンテナ２４の一部を切り替えて選択する。クリーニング用プラズマアンテナ２４には、切替装置５０のスイッチを介して、単一の電源２８から電力を供給する。
【００７４】
なお、切替装置５０は、このような構成に限定されるものではなく、クリーニング用プラズマアンテナ２４の一部を選択して、選択された部分からチャンバ１０内へ電力を導入できるようにするものであればよい。
【００７５】
［クリーニング処理］
以下、本実施の形態における金属の残留物４８のクリーニング処理について説明する。本実施の形態では、残留物４８のクリーニング処理にはクリーニング用プラズマアンテナ２４を用いて、チャンバ１０の下部領域、特に成膜時における基板サセプタ３４の上面よりも下を含む領域にクリーニング用プラズマを発生させて行われる。
【００７６】
成膜処理を所定のバッチ回数行った後、基板サセプタ３４上に基板３４ａを設置しない状態でチャンバ１０内を必要な真空度となるまで排気する。その後、上記第１の実施の形態と同様に、原料ガスである塩素含有ガスを原料ガス供給ノズル１４からチャンバ１０内へ導入する。ここでも、真空ポンプ４０に流量制御バルブ等を設け、真空ゲージ４２で検出される圧力値に基づいて流量制御バルブの開度をフィードバック制御することによって、成膜時と同様に、チャンバ１０内の原料ガスの圧力を所定の値とすることができる。
【００７７】
原料ガスを供給した状態下において、電源２８からクリーニング用プラズマアンテナ２４に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給する。併せて、整合器２６によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整することによって、クリーニング用プラズマアンテナ２４を介してチャンバ１０内に電磁波を照射する。これによって、原料ガスプラズマ（塩素ガスプラズマ）が発生する。電源２８から供給される電磁波の周波数、パワー、原料ガスの流量、圧力等を調整することによって、成膜時にはチャンバ１０内のクリーニング用プラズマアンテナ２４近傍の空間に原料ガスプラズマを発生させることができる。さらに、クリーニング対象となる残留物４８が付着した領域の部材を周囲よりも高温とする。
【００７８】
本実施の形態では、切替装置５０を用いてクリーニング用プラズマアンテナ２４からチャンバ１０内へ電力を導入する領域を切り替えながらクリーニング処理を行う。すなわち、図６に示すような切替装置５０により、クリーニング用プラズマアンテナ２４の一部を選択的に切り替えつつクリーニング処理を行うという処理を繰り返すことによって、チャンバ１０の上部から下部に亘る全体についてクリーニング処理を行う。
【００７９】
本実施の形態においても、残留物中の塩素量が少なくなるにつれてクリーニング用プラズマアンテナ２４から供給するパワーを大きくし、残留物中の塩素量が多くなるにつれてクリーニング用プラズマアンテナ２４から供給するパワーを小さくすることが好ましい。また、残留物中の塩素量が少なくなるにつれてチャンバ１０内へ供給する原料ガスの圧力を低くし、残留物中の塩素量が多くなるにつれてチャンバ１０内へ供給する原料ガスの圧力を高くすることが好ましい。
【００８０】
例えば、第１のステップとして、図７に示すように切替装置５０のスイッチを切り替えることによって、チャンバ１０の軸方向において基板サセプタ３４の全体が含まれる領域、すなわち成膜時に還元反応とエッチング反応とが競合していると考えられる領域に原料ガスプラズマが生成されるようにクリーニング用プラズマアンテナ２４の一部(上部)を選択する。これによって、クリーニング用プラズマアンテナ２４の選択された部分の一端に電源２８が接続され、他端が接地される。そして、基板サセプタ３４の周辺に原料ガスプラズマを発生させ、基板サセプタ３４の周辺部分に堆積している金属の残留物をエッチング除去する。
【００８１】
次に、第２のステップとして、成膜時に基板サセプタ３４が位置している領域のチャンバ１０の内周壁に残留している金属残留物を除去する。このとき、基板サセプタ３４の周辺部分に付着する金属残留物よりもチャンバ１０の内周壁部分に付着する金属残留物により多くの塩素が含有されているので、クリーニング用プラズマアンテナ２４の選択箇所は変更せず、チャンバ１０内への原料ガスの供給圧力を第１のステップよりも高く設定してクリーニング処理を行う。
【００８２】
第３のステップとして、図８に示すように切替装置５０のスイッチを切り替えて、成膜時における基板サセプタ３４の上面（基板設置面）より下部のチャンバ１０の領域に電力を導入できるようにクリーニング用プラズマアンテナ２４の一部（下部）を選択する。これによって、クリーニング用プラズマアンテナ２４の選択された部分の一端に電源２８が接続され、他端が接地される。そして、基板サセプタ３４より下部に原料ガスプラズマを発生させ、成膜時における基板サセプタ３４の上面（基板設置面）より下部のチャンバ１０の内周壁に残留している残留物４８を除去する。
【００８３】
このとき、基板サセプタ３４の周辺部分に付着する残留物４８よりもチャンバ１０の内周壁部分に付着する金属残留物により多くの塩素が含有されているので、チャンバ１０内への原料ガスの供給圧力を第１のステップよりも高く設定してクリーニング処理を行う。また、第１のステップにおいてクリーニング用プラズマアンテナ２４から供給するパワーを第２及び第３のステップにおいて供給するパワーよりも高くすることも好ましい。
【００８４】
このように、クリーニング用プラズマアンテナ２４に切替装置５０を設けることによって、チャンバ１０内に電力を導入する空間を切り替えて、チャンバ内に発生させるプラズマの位置、大きさ、特性を変化させることが可能となる。これによって、チャンバ１０内に各部に付着する金属の残留物４８の量、性質に適したクリーニング処理を実現することができる。その結果、基板サセプタ３４よりも下方の領域に付着する金属残留物４８も確実に除去することができる。
【００８５】
特に、基板サセプタ３４の周辺部分（特に、基板サセプタ３４の基板設置面周辺）と、基板サセプタ３４以外のチャンバ１０の内壁等とでは金属の残留物４８の量、質が異なるので、これらの領域を分けて、それぞれの領域に適した条件でクリーニング処理を行うことができる。
【００８６】
また、残留物４８に含まれるハロゲン（塩素等）の不純物の量に応じて、プラズマ発生用の電力や原料ガスの圧力を変更して、残留物４８の除去に適した条件下でクリーニング処理を行うことができる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、切替装置５０によってクリーニング用プラズマアンテナ２４を２つの領域に分けて、各領域を選択的に切り替える態様としたが、これに限定されるものではない。さらに、分割数を多くして、それぞれの領域を順に選択すると共に、それぞれの領域において発生させるプラズマの条件を変更してクリーニング処理を行ってもよい。
【００８８】
＜第３の実施の形態＞
[装置構成]
本実施の形態における金属膜作成装置３００は、図９の装置全体の断面図に示すように、第１の実施の形態における金属膜作成装置１００に補助ガス供給ノズル５２、補助ガス流量制御器５４を付加して構成される。金属膜作成装置３００において金属膜作成装置１００と同じ構成部には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８９】
また、図１０の装置全体の断面図に示すように、第２の実施の形態における金属膜作成装置２００に補助ガス供給ノズル５２、補助ガス流量制御器５４を付加しても同様に処理を行うことができる。金属膜作成装置３０２において金属膜作成装置２００と同じ構成部には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９０】
円筒状のチャンバ１０の側壁には、後述する基板サセプタ３４の上面より上方に補助ガス供給ノズル５２が設けられる。補助ガス供給ノズル５２は、例えば、チャンバ１０の周囲に亘って８箇所に設けられる。補助ガス供給ノズル５２には、補助ガス流量制御器５４を介して、水素ガス供給装置、希ガス供給装置、窒素ガス供給装置（図示しない）が接続される。補助ガス供給ノズル５２は、水素を含有するガス、希ガス（アルゴン等）、窒素ガスをチャンバ１０内に供給するために設けられる。補助ガス流量制御器５４は、クリーニング時にチャンバ１０内に供給されるガスが所定の流量となるように制御する。
【００９１】
［クリーニング処理］
残留物４８は、金属塩化物（塩化銅：ＣｕＣｌやＣｕＣｌ2）と金属（銅：Ｃｕ）との混合物である。そこで、原料ガスプラズマにより残留物４８を除去する前に補助ガス供給ノズル５２から水素ガスをチャンバ１０内へ供給すると共に、電源２８から整合器２６を介して電力を導入する。これによって、チャンバ１０内のクリーニング用プラズマアンテナ２４の位置に対応する空間に水素ガスプラズマを形成する。この水素ガスプラズマにより金属塩化物（ＣｕＣｌやＣｕＣｌ2）を還元して金属（Ｃｕ）を生成させる。
【００９２】
このように、水素ガスプラズマにより付着・残留する金属に対して還元処理を施すことで、原料ガスプラズマによる金属の除去をより効果的に行うことができる。
【００９３】
この還元処理は、アンテナ可動機構３０によりクリーニング用プラズマアンテナ２４の位置を変更する毎、又は、切替装置５０によりクリーニング用プラズマアンテナ２４の選択位置を変更する毎に行ってもよいが、特に残留物４８内にハロゲンが多く残留している領域を原料ガスプラズマでクリーニングする前に行うことが好ましい。水素ガスプラズマのよって予め残留物４８に対して還元処理を施すことで、原料ガスプラズマによる残留物４８のエッチング反応がより促進され、効果的なクリーニングを実現することができる。
【００９４】
続いて、窒素ガスをチャンバ１０内に供給することにより、原料ガスプラズマの残留ガスを窒素ガスで置換する。その後、再び水素ガスをチャンバ１０内に供給すると共に、電源２８から整合器２６を介して電力を導入して水素ガスプラズマを形成し、水素ガスプラズマでチャンバ１０内に付着している残留物４８を還元する。さらに、希ガス（アルゴン等）をチャンバ１０内に供給すると共に、電源２８から整合器２６を介して電力を導入して希ガスプラズマを形成する。希ガスプラズマは、その到達範囲にあるチャンバ１０内の残留物４８に衝突する。そして、プラズマ化した希ガス原子の運動エネルギーにより残留物４８が物理的に除去される。
【００９５】
なお、本実施の形態において、原料ガスプラズマのエッチング作用による残留物４８の除去処理を行った後の処理、すなわち、その後の水素ガスプラズマによる還元処理及び希ガスプラズマによる物理的な除去処理の工程は必ずしも必要ではない。原料ガスプラズマによる残留物４８の除去処理で十分である場合には、その後の工程は省略してもよい。
【００９６】
＜第４の実施の形態＞
［装置構成］
第４の実施の形態における金属膜作成装置４００は、図１１の装置全体の断面図に示すように、チャンバ１０、天板６０、原料ガス供給ノズル１４、原料ガス流量制御器１６、成膜用プラズマアンテナ６２、整合器６４、電源６６、クリーニング用プラズマアンテナ２４、整合器２６、電源２８、アンテナ可動機構３０、基板サセプタ３４、冷媒循環手段３６、加熱手段３８、真空ポンプ４０及び真空ゲージ４２を含んで構成される。金属膜作成装置４００において金属膜作成装置１００と同じ構成部には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
また、図１２の装置全体の断面図のように、第２の実施の形態における金属膜作成装置２００を変形して、天板６０、成膜用プラズマアンテナ６２、整合器６４及び電源６６を含む金属膜作成装置４０２としてもよい。金属膜作成装置４０２において金属膜作成装置２００と同じ構成部には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９８】
チャンバ１０は、金属材料（例えば、アルミ、ステンレス、チタン等）により円筒状に形成される。チャンバ１０の上面には開口部が設けられ、下部には排気口が設けられている。チャンバ１０の上面の開口部は、取り外し可能な天板６０により塞がれる。本実施の形態では、天板６０が成膜対象となる材料（例えば、銅、チタン等）である被エッチング部材により構成されていることが特徴である。
【００９９】
また、チャンバ１０の軸方向に亘り、成膜用プラズマアンテナ６２が配置される。成膜用プラズマアンテナ６２は、チャンバ１０の円筒軸方向の長さよりも短い幅でチャンバ１０の円筒外周壁の上部に螺旋状に巻かれた導体から構成される。成膜用プラズマアンテナ６２の一端は、整合器６４を介して、電源６６に接続される。また、成膜用プラズマアンテナ６２の他端は接地される。成膜用プラズマアンテナ６２、整合器６４及び電源６６は成膜用プラズマ発生手段を構成する。
【０１００】
［成膜処理］
金属膜作成装置４００，４０２においても、原料ガス供給ノズル１４からチャンバ１０内に原料ガスを供給した状態下において、電源６６から成膜用プラズマアンテナ６２に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給し、整合器６４によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整して成膜用プラズマアンテナ６２を介してチャンバ１０内に電磁波を照射することによって、原料ガスに含まれる塩素ガス（Ｃｌ2）が励起されて原料ガスプラズマ４６（塩素ガスプラズマ）を形成することができる。電源６６から供給される電磁波の周波数，パワー、原料ガスの流量，圧力等を調整することによって、図１１に示すように、成膜時には天板６０の近傍に原料ガスプラズマ４６を発生させて、天板６０を構成する被エッチング部材（例えば、銅）から前駆体（例えば、ＣｕxＣｌy：ｘ，ｙは１以上の整数）を生成することができる。このとき、天板６０は、塩素ガスプラズマ４６により基板３４ａの温度よりも高い所定の温度（例えば、２００℃以上４００℃以下）に維持される。
【０１０１】
チャンバ１０内で生成された前駆体（ＣｕxＣｌy）は、天板６０よりも低い温度に制御された基板３４ａの表面に搬送され、基板３４ａの表面に被エッチング材料の薄膜（例えば、銅薄膜）を形成することができる。
【０１０２】
［クリーニング処理］
金属膜作成装置４００においても、金属の残留物を除去するクリーニング処理は上記第１の実施の形態における金属膜作成装置１００と同様に行うことができる。また、金属膜作成装置４０２においても、金属の残留物を除去するクリーニング処理は上記第２の実施の形態における金属膜作成装置２００と同様に行うことができる。
【０１０３】
［変形例］
なお、金属膜作成装置４００，４０２においても、上記第３の実施の形態と同様に、補助ガス供給ノズル５２、補助ガス流量制御器５４を付加して、水素ガスプラズマによる還元処理及び希ガスプラズマによる物理的な除去処理が可能な構成としてもよい。
【０１０４】
＜第５の実施の形態＞
［装置構成］
第５の実施の形態における金属膜作成装置５００は、図１３の装置全体の断面図に示すように、チャンバ１０、天板６０、原料ガス供給ノズル１４、原料ガス流量制御器１６、プラズマアンテナ６８、整合器７０、電源７２、アンテナ可動機構３０、基板サセプタ３４、冷媒循環手段３６、加熱手段３８、真空ポンプ４０及び真空ゲージ４２を含んで構成される。金属膜作成装置５００において金属膜作成装置４００と同じ構成部には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
本実施の形態では、チャンバ１０の軸方向に亘り、プラズマアンテナ６８が配置される。プラズマアンテナ６８は、チャンバ１０の円筒軸方向の長さよりも短い幅でチャンバ１０の円筒外周壁に螺旋状に巻かれた導体から構成される。プラズマアンテナ６８の一端は、整合器７０を介して、電源７２に接続される。また、プラズマアンテナ６８の他端は接地される。プラズマアンテナ６８、整合器７０及び電源７２は成膜用プラズマ発生手段及びクリーニング用プラズマ発生手段の両方に兼用される。
【０１０６】
アンテナ可動機構３０は、図２の拡大断面図に示したものと同様に構成することができる。ただし、本実施の形態では、チャンバ１０の上部の天板６０の近傍位置から基板サセプタ３４の上面よりも下の位置までプラズマアンテナ６８を移動させることができるように設置される。
【０１０７】
［成膜処理］
金属膜作成装置５００においては、基板サセプタ３４上に設置された基板３４ａに金属膜を成膜する際には、アンテナ可動機構３０を用いてプラズマアンテナ６８を天板６０の近傍領域まで引き上げる。そのような状態において、原料ガス供給ノズル１４からチャンバ１０内に原料ガスを供給した状態下において、電源６６からプラズマアンテナ６８に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給し、整合器６４によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整してプラズマアンテナ６８を介してチャンバ１０内に電磁波を照射することによって、図１３に示すように、原料ガスに含まれる塩素ガス（Ｃｌ2）が励起されて天板６０の近傍に原料ガスプラズマ４６（塩素ガスプラズマ）を形成することができる。原料ガスプラズマ４６により天板６０を構成する被エッチング部材（例えば、銅）から前駆体（例えば、ＣｕxＣｌy：ｘ，ｙは１以上の整数）を生成することができる。このとき、天板６０は、塩素ガスプラズマ４６により基板３４ａの温度よりも高い所定の温度（例えば、２００℃以上４００℃以下）に維持される。
【０１０８】
チャンバ１０内で生成された前駆体（ＣｕxＣｌy）は、天板６０よりも低い温度に制御された基板３４ａの表面に搬送され、基板３４ａの表面に被エッチング材料の薄膜（例えば、銅薄膜）を形成することができる。
【０１０９】
［クリーニング処理］
金属膜作成装置５００においても、プラズマアンテナ６８をチャンバ１０の円筒軸方向に沿って移動させることによって、上記第１の実施の形態における金属膜作成装置１００と同様に金属の残留物を除去するクリーニング処理を行うことができる。ただし、金属膜作成装置５００では、プラズマアンテナ６８を天板６０の近傍まで移動させることができるので、チャンバ１０の上部付近に付着する金属の残留部についても条件を変更しつつ除去することが可能である。
【０１１０】
［変形例］
なお、金属膜作成装置５００においても、上記第３の実施の形態と同様に、補助ガス供給ノズル５２、補助ガス流量制御器５４を付加して、水素ガスプラズマによる還元処理及び希ガスプラズマによる物理的な除去処理が可能な構成としてもよい。
【０１１１】
＜第６の実施の形態＞
［装置構成］
第６の実施の形態における金属膜作成装置６００は、図１４の装置全体の断面図のように、チャンバ１０、天板６０、原料ガス供給ノズル１４、原料ガス流量制御器１６、プラズマアンテナ６８、整合器７０、電源７２、切替装置７４、基板サセプタ３４、冷媒循環手段３６、加熱手段３８、真空ポンプ４０及び真空ゲージ４２を含んで構成される。金属膜作成装置６００において金属膜作成装置４０２と同じ構成部には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
本実施の形態では、チャンバ１０の軸方向に亘り、プラズマアンテナ６８が配置される。プラズマアンテナ６８は、チャンバ１０の円筒軸方向に沿ってチャンバ１０の円筒外周壁に螺旋状に巻かれた導体から構成される。プラズマアンテナ６８は、チャンバ１０の上部の天板６０の近傍位置から基板サセプタ３４の上面よりも下の位置まで延設される。
【０１１３】
また、プラズマアンテナ６８には切替装置７４が設けられる。切替装置７４は、プラズマアンテナ６８の途中にスイッチに接続された複数のタップ（本実施の形態では３つ）を設け、スイッチの切り替えによってプラズマアンテナ６８の一部を切り替えて選択できるようにするものである。本実施の形態では、切替装置７４は、スイッチを端子ａに接続することによってプラズマアンテナ６８を天板６０の近傍領域を選択でき、スイッチを端子ｂに接続することによって基板サセプタ３４の全体が含まれる領域を選択でき、スイッチを端子ｃに接続することによって基板サセプタ３４の上面（基板設置面）より下部領域を選択できるように構成されている。プラズマアンテナ６８には、切替装置７４のスイッチを介して、単一の電源７２から電力を供給する。
【０１１４】
なお、切替装置７４は、このような構成に限定されるものではなく、プラズマアンテナ６８の一部を選択して、選択された部分からチャンバ１０内へ電力を導入できるようにするものであればよい。
【０１１５】
［成膜処理］
金属膜作成装置６００においては、基板サセプタ３４上に設置された基板３４ａに金属膜を成膜する際には、切替装置７４のスイッチを端子ａに接続してプラズマアンテナ６８の天板６０の近傍領域を選択する。そのような状態において、原料ガス供給ノズル１４からチャンバ１０内に原料ガスを供給した状態下において、電源６６からプラズマアンテナ６８の選択した部分に所定の周波数及び所定のパワーの高周波電力を供給し、整合器６４によりチャンバ１０内に対するインピーダンスの整合を調整してプラズマアンテナ６８を介してチャンバ１０内に電磁波を照射することによって、図１４に示すように、原料ガスに含まれる塩素ガス（Ｃｌ2）が励起されて天板６０の近傍に原料ガスプラズマ４６（塩素ガスプラズマ）を形成することができる。原料ガスプラズマ４６により天板６０を構成する被エッチング部材（例えば、銅）から前駆体（例えば、ＣｕxＣｌy：ｘ，ｙは１以上の整数）を生成することができる。このとき、天板６０は、塩素ガスプラズマ４６により基板３４ａの温度よりも高い所定の温度（例えば、２００℃以上４００℃以下）に維持される。
【０１１６】
チャンバ１０内で生成された前駆体（ＣｕxＣｌy）は、天板６０よりも低い温度に制御された基板３４ａの表面に搬送され、基板３４ａの表面に被エッチング材料の薄膜（例えば、銅薄膜）を形成することができる。
【０１１７】
［クリーニング処理］
金属膜作成装置６００においても、切替装置７４のスイッチを端子ａ，ｂ，ｃに接続することによってプラズマアンテナ６８の一部を順次選択しつつ、上記第２の実施の形態における金属膜作成装置２００と同様に金属の残留物を除去するクリーニング処理を行うことができる。ただし、金属膜作成装置６００では、天板６０の近傍領域を選択することもできるので、チャンバ１０の上部付近に付着する金属の残留物についても条件を変更しつつ除去することが可能である。
【０１１８】
［変形例］
なお、金属膜作成装置６００においても、上記第３の実施の形態と同様に、補助ガス供給ノズル５２、補助ガス流量制御器５４を付加して、水素ガスプラズマによる還元処理及び希ガスプラズマによる物理的な除去処理が可能な構成としてもよい。
【０１１９】
第５の実施の形態及び第６の実施の形態の構成によれば、成膜用プラズマアンテナとクリーニング用プラズマアンテナを別々に設けることなく、金属膜作成装置の構成を簡素化し、装置の製造コストを低減することができる。
【０１２０】
上記各実施の形態によれば、金属膜の成膜に伴ってチャンバ内に付着した金属の残留物をチャンバ内の広範囲に亘って除去することができる。これにより、チャンバを大気に解放することなくチャンバのクリーニングを行うことができ、金属膜の成膜に対する残留物の影響を低減し、成膜条件の変化による膜質への影響を抑制することができる。また、金属膜の成膜処理のランニング効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】第１の実施の形態における金属膜作成装置の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態におけるアンテナ可動機構の構成を示す断面図である。
【図３】金属膜作成装置のチャンバ内に付着する金属残留物を説明する図である。
【図４】第１の実施の形態におけるクリーニング処理を説明する図である。
【図５】第１の実施の形態におけるクリーニング処理を説明する図である。
【図６】第２の実施の形態における金属膜作成装置の構成を示す断面図である。
【図７】第２の実施の形態におけるクリーニング処理を説明する図である。
【図８】第２の実施の形態におけるクリーニング処理を説明する図である。
【図９】第３の実施の形態における金属膜作成装置の構成を示す断面図である。
【図１０】第３の実施の形態における金属膜作成装置の構成を示す断面図である。
【図１１】第４の実施の形態における金属膜作成装置の構成を示す断面図である。
【図１２】第４の実施の形態における金属膜作成装置の構成を示す断面図である。
【図１３】第５の実施の形態における金属膜作成装置の構成を示す断面図である。
【図１４】第６の実施の形態における金属膜作成装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  チャンバ、１２  天板、１４  原料ガス供給ノズル、１６  原料ガス流量制御器、１８  成膜用プラズマアンテナ、２０  整合器、２２  電源、２４  クリーニング用プラズマアンテナ、２６  整合器、２８  電源、３０  アンテナ可動機構、３２  被エッチング部材固定部、３２ａ  被エッチング部材、３４  基板サセプタ、３４ａ  基板、３６  冷媒循環手段、３８  加熱手段、４０  真空ポンプ、４２  真空ゲージ、４３  外筒部、４３ａ  ネジ溝、４４  ボールネジ、４４ａ  ネジ山、４５  ボールネジ回転機構、４６  原料ガスプラズマ（塩素ガスプラズマ）、４８  残留物、５０  切替装置、５２  補助ガス供給ノズル、５４  補助ガス流量制御器、６０  天板、６２  成膜用プラズマアンテナ、６４  整合器、６６  電源、６８  プラズマアンテナ、７０  整合器、７２  電源、７４  切替装置、１００，２００，３００，３０２，４００，４０２，５００，６００  金属膜作成装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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