(57)【要約】【課題】金属膜作製装置における所定のクリーニング作業を容易且つ高効率で行うことができるクリーニング法を提供する。【解決手段】チャンバ１の内部に配設した銅板部材７を、Ｃｌ２　ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４でエッチングして基板３上にＣｕ薄膜１６を形成する装置をクリーニングする際、先ず前記チャンバ１内に水素プラズマを形成してチャンバ１の内周面に付着するＣｕＣｌ等を還元し、その後チャンバ１内にＣｌ２　ガスプラズマ１４を形成してチャンバ１の内周面に付着するＣｕをエッチングにより除去し、さらにその後、チャンバ１内に水素プラズマを形成して銅板部材７に付着するＣｕＣｌ等を還元して除去する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項２】
チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
前記チャンバ内にプラズマを形成するか、又は前記チャンバ内にプラズマを供給するとともに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込み、このプラスイオンを被エッチング部材に衝突させ、その際の衝突エネルギで前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項３】
チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、
その後、前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給してこのハロゲンガスプラズマにより前記チャンバの内周面に付着する前記金属をエッチングにより除去し、
さらにその後、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元性ガスプラズマを供給して被エッチング部材に付着する前記金属のハロゲン化物を還元して除去することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項４】
チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、
その後、前記被エッチング部材を周囲の温度よりも高温に保持した状態で前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給してこのハロゲンガスプラズマにより前記チャンバの内周面に付着する前記金属をエッチングにより除去することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項５】
チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、
その後、前記被エッチング部材を周囲の温度よりも高温に保持した状態で、前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給するとともに、このハロゲンガスプラズマの圧力を成膜時よりも低く保持した状態で前記ハロゲンガスプラズマによるエッチングにより、前記チャンバの内周面に付着する前記金属を除去することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項６】
〔請求項１〕又は〔請求項３〕に記載するクリーニング方法において、
さらに被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後、不活性ガスのプラズマをチャンバ内に形成するか、又は前記不活性ガスのプラズマを前記チャンバ内に供給することにより前記不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用により被エッチング部材の表面を平滑にすることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項７】
〔請求項６〕に記載するクリーニング方法において、
被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後の不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用による被エッチング部材の表面の平滑処理の際に、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込むようにしたことを特徴とするクリーニング方法。
【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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング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】
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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング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１０】
基板が収容される筒状のチャンバと、
このチャンバ内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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、
前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１１】
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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、
前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源とを有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１２】
基板が収容される筒状のチャンバと、
このチャンバ内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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段と、
前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元する第２のクリーニング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１３】
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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段と、
前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元する第２のクリーニング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１４】
〔請求項１２〕に記載する金属膜作製装置において、
第１のクリーニング手段の代わりに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１５】
〔請求項１３〕に記載する金属膜作製装置において、
第１のクリーニング手段の代わりに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１６】
〔請求項９〕、〔請求項１１〕、〔請求項１３〕又は〔請求項１５〕に記載する金属膜作製装置において、
プラズマ供給手段は、チャンバの被エッチング部材側の外周面に巻回したコイル状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波数の電力の供給して原料ガスをプラズマ化するものであり、
被エッチング部材は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板を兼備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１７】
〔請求項９〕、〔請求項１１〕、〔請求項１３〕又は〔請求項１５〕に記載する金属膜作製装置において、
プラズマ供給手段は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板の上方に配設した螺旋状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波電力を供給して原料ガスをプラズマ化するものであり、
被エッチング部材は、チャンバの前記天井板の下方でチャンバ内に臨み、チャンバの径方向に突出させるとともにその周方向に関して分割して配設した複数本の突起部と、この突起部の基端部を一体的に連結するリング部とを有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１８】
〔請求項９〕、〔請求項１１〕、〔請求項１３〕又は〔請求項１５〕に記載する金属膜作製装置において、
被エッチング部材は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板として構成するとともに、基板を挟んで対向する平板電極に対する対向電極としての機能も兼備させ、さらにこの被エッチング部材に高周波数の電力を供給するようにしたものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１９】
〔請求項９〕、〔請求項１１〕、〔請求項１３〕又は〔請求項１５〕に記載する金属膜作製装置において、
プラズマ供給手段は、チャンバに連通する通路の外周面に巻回したコイル状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波数の電力の供給して原料ガスをプラズマ化するとともに、この原料ガスプラズマを前記通路を介してチャンバ内に供給するようにしたものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２０】
〔請求項８〕、〔請求項９〕、〔請求項１２〕又は〔請求項１３〕に記載する金属膜作製装置において、
第１のクリーニング手段は、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去するとともに、
さらに不活性ガスのプラズマをチャンバ内に形成するか、又は前記不活性ガスのプラズマを前記チャンバ内に供給することにより前記不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用により被エッチング部材の表面を平滑にすることができるように構成したことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２１】
〔請求項２０〕に記載する金属膜作製装置において、
被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後の不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用による被エッチング部材の表面の平滑処理の際に、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込むことができるよう、前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を備えた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】
本発明はクリーニング方法及びこれを使用する金属膜作製装置に関し、特にプラズマによる金属のエッチングにより成膜を行う場合に適用して有用なものである。
【０００２】
【背景技術】
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。
【０００３】
しかし、かかる従来技術は、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り、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るという欠点を有していた。
【０００４】
これに対し、今回、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。
【０００５】
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。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、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。
【０００６】
かかる知見に基づく金属膜作製装置において、例えばＣｕ薄膜を形成する場合には、先ずチャンバ内にＡｒガスを供給してこのプラズマを形成することによりＣｕで形成した被エッチング部材を所定の温度にまで予備加熱し、この被エッチング部材が所定温度になった時点で、Ｃｌ２　ガスを供給してそのプラズマを形成する。この結果、被エッチング部材はＣｌ２　ガスプラズマによりエッチングされてＣｕの前駆体（ＣｕｘＣｌｙ）を発生する。この前駆体（ＣｕｘＣｌｙ）は相対的な低温部である基板に搬送され、ＣｕＣｌとして基板の表面に吸着される。その後、基板に吸着された状態のＣｕＣｌにＣｌ＊　が作用してＣｌを引き抜き、基板の表面にＣｕ薄膜を析出させる。
【０００７】
すなわち、上記金属膜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　↑
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。
【０００８】
上述の如き成膜工程では、前駆体であるＣｕＣｌはチャンバの全体に拡散するのでチャンバの内周面にも吸着され、ＣｕＣｌとして固化する。かかる吸着は成膜工程毎に繰り返され、その膜厚が徐々に厚くなる。チャンバの内周面に付着したＣｕＣｌの膜厚が厚くなるとこれが剥離して脱落する場合がある。そして、このように剥離・脱落したＣｕＣｌの粒子は成膜中のＣｕ薄膜中に不純物として混入する可能性もあり、最終製品であるＣｕ薄膜の品質を悪化させる虞がある。
【０００９】
また、成膜条件によっては、被エッチング部材にもＣｕＣｌが吸着され、これが固化してＣｕＣｌ膜が形成される。かかる現象が繰り返され、例えばＣｕで形成した被エッチング部材の表面の全域がＣｕＣｌで覆われるような状態になると、Ｃｌ２　ガスプラズマによる被エッチング部材に対するエッチング反応が進行しなくなる。ここで、被エッチング部材にＣｕＣｌ膜が付着し易い成膜条件とは、原料ガスであるＣｌ２　ガスのガス圧が高い場合又は被エッチング部材の温度が低い場合に成立し易い。ちなみに、低パワーで成膜している状態で、成膜の終了とともにパワーの供給を遮断した場合、パワーの遮断に伴い被エッチング部材の温度が低下するのに対してチャンバ内に残存するＣｌ２　ガスにより、被エッチング部材の温度が低く且つＣｌ２　ガスのガス圧が高いという条件が成立する。したがって、特に低パワーによる成膜工程の終了の際に被エッチング部材に対するＣｕＣｌの吸着反応が進行する。
【００１０】
そこで、上述の如き金属膜作製装置では、成膜工程でチャンバ内周面に付着するＣｕＣｌ膜及び被エッチング部材の表面に付着するＣｕＣｌ膜を各成膜工程毎又は所定回数の成膜工程を経た後に除去する、いわゆるクリーニングを実施する必要がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如き金属膜作製装置を始め、プラズマ処理装置において従来より一般に実施されているクリーニング法は、チャンバの蓋を外し、大気開放した状態で機械的に付着物を除去するというものである。すなわち、クリーニング作業のために、装置の分解工程及び組み立て工程を伴うものであった。このため、クリーニング作業自体が多大の労力を要する作業であるばかりでなく、この作業に多大の時間を要し、装置の稼働効率の低下を招来するという問題も発生していた。
【００１２】
本発明は、上述の如き問題点に鑑み、金属膜作製装置における所定のクリーニング作業を容易且つ高効率で行うことができるクリーニング方法及びこれを使用する金属膜作製装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は次の点を特徴とする。
【００１４】
１）　チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去すること。
【００１５】
２）　チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
前記チャンバ内にプラズマを形成するか、又は前記チャンバ内にプラズマを供給するとともに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込み、このプラスイオンを被エッチング部材に衝突させ、その際の衝突エネルギで前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去すること。
【００１６】
３）　チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、
その後、前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給してこのハロゲンガスプラズマにより前記チャンバの内周面に付着する前記金属をエッチングにより除去し、
さらにその後、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元性ガスプラズマを供給して被エッチング部材に付着する前記金属のハロゲン化物を還元して除去すること。
【００１７】
４）　チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、
その後、前記被エッチング部材を周囲の温度よりも高温に保持した状態で前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給してこのハロゲンガスプラズマにより前記チャンバの内周面に付着する前記金属をエッチングにより除去すること。
【００１８】
５）　チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、
先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、
その後、前記被エッチング部材を周囲の温度よりも高温に保持した状態で、前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給するとともに、このハロゲンガスプラズマの圧力を成膜時よりも低く保持した状態で前記ハロゲンガスプラズマによるエッチングにより、前記チャンバの内周面に付着する前記金属を除去すること。
【００１９】
６）　上記１）又は３）に記載するクリーニング方法において、
さらに被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後、不活性ガスのプラズマをチャンバ内に形成するか、又は前記不活性ガスのプラズマを前記チャンバ内に供給することにより前記不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用により被エッチング部材の表面を平滑にすること。
【００２０】
７）　上記６）に記載するクリーニング方法において、
被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後の不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用による被エッチング部材の表面の平滑処理の際に、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込むようにしたこと。
【００２１】
８）　基板が収容される筒状のチャンバと、
このチャンバ内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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段とを有すること。
【００２２】
９）　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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段とを有すること。
【００２３】
１０）　基板が収容される筒状のチャンバと、
このチャンバ内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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、
前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源とを有すること。
【００２４】
１１）　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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、
前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源とを有すること。
【００２５】
１２）　基板が収容される筒状のチャンバと、
このチャンバ内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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段と、
前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元する第２のクリーニング手段とを有すること。
【００２６】
１３）　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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、
水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段と、
前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元する第２のクリーニング手段とを有すること。
【００２７】
１４）　上記１０）に記載する金属膜作製装置において、
第１のクリーニング手段の代わりに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を有すること。
【００２８】
１５）　上記１１）に記載する金属膜作製装置において、
第１のクリーニング手段の代わりに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を有すること。
【００２９】
１６）　上記７）、９）、１１）又は１３）に記載する金属膜作製装置において、
プラズマ供給手段は、チャンバの被エッチング部材側の外周面に巻回したコイル状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波数の電力の供給して原料ガスをプラズマ化するものであり、
被エッチング部材は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板を兼備するものであること。
【００３０】
１７）　上記７）、９）、１１）又は１３）に記載する金属膜作製装置において、
プラズマ供給手段は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板の上方に配設した螺旋状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波電力を供給して原料ガスをプラズマ化するものであり、
被エッチング部材は、チャンバの前記天井板の下方でチャンバ内に臨み、チャンバの径方向に突出させるとともにその周方向に関して分割して配設した複数本の突起部と、この突起部の基端部を一体的に連結するリング部とを有するものであること。
【００３１】
１８）　上記７）、９）、１１）又は１３）に記載する金属膜作製装置において、
被エッチング部材は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板として構成するとともに、基板を挟んで対向する平板電極に対する対向電極としての機能も兼備させ、さらにこの被エッチング部材に高周波数の電力を供給するようにしたものであること。
【００３２】
１９）　上記７）、９）、１１）又は１３）に記載する金属膜作製装置において、
プラズマ供給手段は、チャンバに連通する通路の外周面に巻回したコイル状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波数の電力の供給して原料ガスをプラズマ化するとともに、この原料ガスプラズマを前記通路を介してチャンバ内に供給するようにしたものであること。
【００３３】
２０）　上記６）、７）、１０）又は１１）に記載する金属膜作製装置において、
第１のクリーニング手段は、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去するとともに、
さらに不活性ガスのプラズマをチャンバ内に形成するか、又は前記不活性ガスのプラズマを前記チャンバ内に供給することにより前記不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用により被エッチング部材の表面を平滑にすることができるように構成したこと。
【００３４】
２１）　上記２０）に記載する金属膜作製装置において、
被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後の不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用による被エッチング部材の表面の平滑処理の際に、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込むことができるよう、前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を備えたこと。
【００３５】
【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。
【００３６】
＜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。
【００３７】
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。
【００３８】
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プラズマアンテナ９が配設されており、このプラズマアンテナ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。プラズマアンテナ９、整合器１０及び電源１１でプラズマ発生手段を構成している。また、銅板部材７には、ヒータ１８及び冷媒流通手段１９を備えた温度制御手段２０が設けてあり、この温度制御手段２０により銅板部材７の温度を所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持するようになっている。
【００３９】
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，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られる。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。一方、チャンバ１の筒部の上部には、チャンバ１の内部に水素ガス及び不活性ガスであるＡｒガス等の補助ガスを供給するノズル２１が接続されている。補助ガスは、当該装置の立ち上げに伴う予備加熱時及びクリーニグ時に、流量制御器２２を介して流量を調整し、ノズル２１を介してチャンバ１内に供給される。
【００４０】
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、プラズマアンテナ９に通電し、チャンバ１内にプラズマを形成する。さらに詳言すると、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、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。ここで、所定のエッチング反応及び成膜反応を促進するためには銅板部材７を所定の高温に維持する必要があるので、原料ガスの供給に先立ち、ノズル１２からＡｒガス等の不活性ガスを供給し、これのプラズマを形成することにより銅板部材７を予備加熱することもできる。このように予備加熱を行った場合には、当該装置を迅速に定常状態とすることができる。
【００４１】
チャンバ１内に形成されたＣｌ２　ガスプラズマ１４は、銅板部材７をエッチングする。この結果、所定の前駆体（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。
【００４２】
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に搬送された前駆体（ＣｕｘＣｌｙ）１５は基板３に吸着され、さらにチャンバ１内のＣｌ＊　による還元作用によりＣｕ薄膜１６として基板３の表面に析出する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。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。
【００４５】
上述の如き成膜処理に伴い、チャンバ１の内周面にも前記前駆体（ＣｕｘＣｌｙ）１５が吸着され、これが固化して付着物２６となる。この付着物２６は、成膜処理を繰り返す毎に成長する。そこで、付着物２６がある程度成長した場合にはこれを除去してやる必要がある。すなわち、クリーニング処理を実施する必要がある。本形態に係る金属膜作製装置におけるクリーニング時の態様は次の通りである。
【００４６】
本形態における付着物２６は、その殆どが銅板部材７の塩化物、すなわちＣｕＣｌ及びＣｕＣｌ２　である。そこで、プラズマアンテナ９に通電するとともに、流量制御器２２で流量を調整した水素ガスをノズル２１を介してチャンバ１内に供給する。これにより、チャンバ１内に水素プラズマが形成される。この水素プラズマは、ＣｕＣｌ及びＣｕＣｌ２　を還元してＣｕとする。すなわち、水素プラズマの還元作用の結果、ＣｕＣｌ及びＣｕＣｌ２　からＣｌ及びＣｌ２　がＨＣｌとして揮発し、後にＣｕが残る。
【００４７】
そこで、次にこのＣｕを除去する。このため、再度、流量制御器１３で流量を調整した原料ガスであるＣｌ２　ガスをノズル１２を介してチャンバ１内に供給する。このことにより、チャンバ１内にＣｌ２　ガスプラズマ１４を形成する。同時に、このときの付着物２６であるＣｕの温度を周囲よりも高温に保持する。ただ、付着物２６であるＣｕはＣｌ２　ガスプラズマ１４で加熱されるので、通常は、周囲よりも十分高温に保持されるが、必要に応じ温度制御手段２０により銅板部材７の温度を相対的に低い温度に制御する。
【００４８】
かかる状態では、付着物２６であるＣｕがＣｌ２　ガスプラズマ１４でエッチングされて除去される。エッチングにより除去されたＣｕはＣｕＣｌガスとして排気口１７から外部に排出する。
【００４９】
上述の如きチャンバ１の内周面のクリーニングでは、付着物２６の成分であるＣｕがエッチングされて生成するＣｕＣｌが銅板部材７の表面に吸着されて固化したＣｕＣｌ膜が形成される。このＣｕＣｌ膜が銅板部材７の表面全体を覆うような状態になると成膜工程における銅板部材７のエッチング反応が阻害される。このため、銅板部材７に付着したＣｕＣｌ膜も適宜除去してやる必要がある。そこで、本形態では、チャンバ１の内周面のクリーニングに続き銅板部材７のクリーニングを行っている。
【００５０】
具体的には、プラズマアンテナ９に通電するとともに、流量制御器２２で流量を調整した水素ガスをノズル２１を介して再度チャンバ１内に供給する。これにより、チャンバ１内に水素プラズマが形成され、この水素プラズマでＣｕＣｌ膜が還元されＣｌ成分がＨＣｌとして揮発するので、銅板部材７が再生される。すなわち、このときの水素プラズマは被エッチング部材である銅板部材７の再生ガスとして機能する。
【００５１】
上述の如き被エッチング部材である銅板部材７の再生のためのクリーニング工程は、銅板部材７にＨＣｌが付着しないように上記金属膜作製装置を運転することにより省略することができる。具体的には、１）例えば成膜工程の最後にパワーを遮断する際、チャンバ１内のＣｌ２　ガスのガス圧が十分低下してからこのパワーを遮断する等、チャンバ１内のＣｌ２　ガスのガス圧が高くなるような運転環境を作らないようにする、２）特に、チャンバ１の内周面のクリーニングの際、温度制御手段２０により銅板部材７の温度を周囲に対して高温に保持するとともに、Ｃｌ２　ガスのガス圧を低くする等の運転方法が考えられる。
【００５２】
銅板部材７のクリーニング機能のみに着目した場合、図２に示すような金属膜作製装置を構成することもできる。この金属膜作製装置を図１に示す第１の実施の形態の変形例として説明する。なお、図２中、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。
【００５３】
図２に示すように、本形態に係る銅板部材７は直流電源であるバイアス電源２３を接続してあり、このバイアス電源２３によりマイナス電位に偏位させてある。このバイアス電源２３はスイッチ手段２４を介して銅板部材７に接続することによりこの銅板部材７のクリーニングのときのみ、積極的に銅板部材７をマイナス電位に偏位させるようにすることもできる。なお、成膜工程において銅板部材７の電位をマイナスに偏位させておけば、その分銅板部材７のエッチング反応を促進し得る。Ｃｌ２　ガスプラズマ１４中のプラスイオンが銅板部材７に電気的に吸引され、これに衝突することによる衝突エネルギで銅板部材７を物理的にエッチングすることができるからである。
【００５４】
何れにしても、銅板部材７のクリーニングの際には銅板部材７の電位がマイナス側に偏位するようにする。すなわち、チャンバ１の内周面に付着した付着物２６（ＣｕＣｌ及びＣｕＣｌ２　）に対する水素プラズマの還元作用及びこれに続く付着物２６（Ｃｕ）に対するＣｌ２　ガスプラズマのエッチング作用によりチャンバ１の内周面のクリーニングが終了した後、銅板部材７をバイアス電源２３を接続した状態で、プラズマアンテナ９に通電するとともに、流量制御器２２で流量を調整した水素ガスをノズル２１を介して再度チャンバ１内に供給する。これにより、チャンバ１内に水素プラズマが形成され、この水素プラズマ中のプラスイオンが銅板部材７に電気的に吸引されて衝突する。この結果、水素プラズマによる銅板部材７に対する物理的なエッチング作用が行われ、その表面のＣｕＣｌ膜を物理的に剥ぎ取る。これにより銅板部材７を再生することができる。
【００５５】
本変形例によるクリーニングでは、銅板部材７の電位を制御することにより容易に銅板部材７に対するエッチングの速度を制御し得る。したがって、銅板部材７に付着したＣｕＣｌ膜が厚くなった場合でも、この厚さに応じて銅板部材７の電位を低下させ、その分多量のプラスイオンを銅板部材７側に引き込んで衝突させることにより良好にＣｕＣｌ膜の除去を行うことができる。ここで、銅板部材７の電位は、バイアス電源２３の出力電圧を制御することにより制御し得る。したがって、この電位の制御、ひいてはエッチング速度の制御は高精度にこれを行うことができる。
【００５６】
ちなみに、図１に示す金属膜作製装置におけるＣｌ２　ガスプラズマ１４による銅板部材７のクリーニングは、成膜の際の原料ガスプラズマ、すなわちＣｌ２　ガスプラズマ１４を利用しているので、クリーニングガスも原料ガスと同様にノズル１２を介して同様にチャンバ１内に供給すれば良い。すなわち、その分当該金属膜作製装置の装置構成が簡潔になる。
【００５７】
図２に示す変形例において、銅板部材７のクリーニング用のプラズマは水素プラズマとしたが、これに限るものではない。チャンバ１のクリーニング用のプラズマとして水素プラズマを用いたため、そのようにしたものである。本変形例による銅板部材７のクリーニングは、イオンの運動エネルギーを利用した物理的エッチング反応によるものである点を考慮すれば、水素よりも質量が大きいＡｒ等の不活性ガスを銅板部材７のクリーニングガスとして用いるのが適切である場合もある。質量が大きいほど大きな運動エネルギーを有しており、その分効率良くエッチングを行うことができるからである。すなわち、このときのエッチング効率を向上させたい場合には、クリーニングガスとしてＡｒ等の不活性ガスを利用する装置として構成した方が適切である。
【００５８】
＜第２の実施の形態＞
図３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。
【００５９】
図３に示すように、チャンバ３１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３７によって塞がれている。リング部４９及び突起部５０からなる銅製の被エッチング部材４８は、図４に基づき後に詳説するが、チャンバ３１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５０がチャンバ３１の内周面側から中心側に向かって突出している。プラズマアンテナ３９は、スパイラル状に成形されて天井板３７の外方に配設されており、整合器４０を介して電源４１から供給される電流により、電界を形成し、チャンバ３１の被エッチング部材４８側（上部）の内部空間で、このチャンバ３１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、プラズマアンテナ３９、整合器４０及び電源４１でプラズマ発生手段を構成している。なお、図示はしないが、被エッチング部材４８の突起部５０には、ヒータ及び冷媒供給手段からなる温度制御手段が埋設してあり、所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持するようになっている。
【００６０】
図４に詳細に示すように、被エッチング部材４８のリング部４９の内周側にはチャンバ３１（図３参照。）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５０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５０は、リング部４９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３７（図３参照。）とチャンバ３１の内部との間には突起部５０の間で形成される切欠部５７（空間）が存在した状態になっている。リング部４９はアースされており、複数の突起部５０はリング部４９で電気的に接続されて同電位となっている。
【００６１】
かかる金属膜作製装置においてチャンバ３１内にプラズマを形成する場合には、プラズマアンテナ３９に電流を供給するだけで、成膜処理及びクリーニング処理におけるその他の手順及び態様は図１に示す金属膜作製装置の場合と基本的に同様である。
【００６２】
ただ、本形態における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５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４８の下方にＣｌ２　ガスプラズマ１４（図３参照。）を発生する際、プラズマアンテナ３９の電流の方向Ａは突起部５０を横切る方向となる。この結果、突起部５０のプラズマアンテナ３９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３８には切欠部５７（空間）が存在するので、誘導電流Ｂは各突起部５０の下面側ではプラズマアンテナ３９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４８を見た場合、プラズマアンテナ３９の下方、すなわち基板３側に導電体である突起部５０が存在しても実効的にプラズマアンテナ３９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５０の下方にプラズマアンテナ３９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４９がアースされて突起部５０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４８が存在していても、プラズマアンテナ３９からの電磁波がチャンバ３１内に確実に入射し、被エッチング部材４８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。
【００６３】
なお、本形態において突起部５０をリング部４９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。
【００６４】
チャンバ３１の内周面のクリーニング時の態様は、図１に示す第１の実施の形態の場合と全く同様である。また、被エッチング部材４８のクリーニング時の態様も、図１のクリーニング対象である銅板部材７が被エッチング部材４８に代わるだけで同様である。
【００６５】
被エッチング部材４８の再生のためのクリーニング工程は、被エッチング部材４８にＨＣｌが付着しないように上記金属膜作製装置を運転することにより省略することができる。この点も、図１に示す金属膜作製装置の場合と同様である。
【００６６】
さらに、被エッチング部材４８のクリーニング機能のみに着目した場合、図２に対応する図６に示すような金属膜作製装置を構成することもできる。この金属膜作製装置を図３に示す第２の実施の形態の変形例とする。なお、図６中、図３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。
【００６７】
図６に示すように、被エッチング部材４８には、図２に示す銅板部材７と同様に、直流電源であるバイアス電源２３を接続してあり、このバイアス電源２３によりマイナス電位に偏位させてある。なお、本変形例においてもチャンバ３１は基本的に金属製（例えば、アルミ製）の部材で形成してあるので、被エッチング部材４８はこのチャンバ３１の金属部分から絶縁してやる必要がある。このため、本変形例においては、チャンバ３１の一部を絶縁円筒３１ａで形成し、被エッチング部材４８はこの絶縁円筒３１ａを介して支持している。
【００６８】
かかる金属膜作製装置における被エッチング部材４８のクリーニング時の態様は、図２に示す金属膜作製装置におけるクリーニング対象である銅板部材７が被エッチング部材４８に代わるだけで同様である。すなわち、図２に示す金属膜作製装置の銅板部材７のクリーニングに関する記載は、図６に示す金属膜作製装置にもそのまま当てはまる。
【００６９】
＜第３の実施の形態＞
図７は本発明の第３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、プラズマの発生方式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。
【００７０】
図７に示すように、本形態に係る金属膜作製装置は、被エッチング部材である銅板部材７を一方の電極として構成するとともに、支持台２を他方の電極として構成したものである。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に供給するように構成するとともに、支持台２を導電部材で形成してアースに接続している。すなわち、ＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）方式の装置として構成している。ちなみに、図１及び図３に示す金属膜作製装置は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）　方式の装置である。
【００７１】
かかる金属膜作製装置においてチャンバ１内にプラズマを形成する場合には、銅板部材７と支持台２との間に高周波電圧を印加すれば良い。かかる状態で原料ガスであるＣｌ２　ガスをノズル１２を介してチャンバ１内に供給すればＣｌ２　ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が形成され、図１に示す金属膜作製装置と同様の態様で成膜が行われる。その後の、チャンバ１の内周面のクリーニング及び銅板部材７のクリーニングも図１に示す金属膜作製装置と同様の態様で実施することができる。すなわち、図１に示す金属膜作製装置のチャンバ１及び銅板部材７のクリーニングに関する記載は、基本的に本形態に係る金属膜作製装置にもそのまま当てはまる。
【００７２】
ただ、本形態に係る金属膜作製装置は銅板部材７に電源１１が直接接続されているので、自己バイアスがかかった状態となっており、したがって図２に示す金属膜作製装置で必要としたバイアス電源２３を設けることなく、プラスイオンの引き込みによるエッチング効果を得ることができる。すなわち、運転条件を変えるだけで一個の電源１１を成膜用及びクリーニング用のプラズマを形成するための電源と、銅板部材７のクリーニングを行う場合のバイアス電源とに兼用し得る。この場合の運転条件の変更とは、具体的には電源１１の周波数の変更及び銅板部材７と電源１１との間に直列に挿入したコンデンサの容量の変更等をいう。要は、銅板部材７の電位をマイナス側に偏位させ得る手段であれば特に限定はない。
【００７３】
＜第４の実施の形態＞
上記第１乃至第３の実施の形態では、原料ガス及び補助ガスをチャンバ１、３１内に供給し、これをプラズマ化したが、原料ガスプラズマ及び補助ガスプラズマを直接チャンバ内に供給するようにしても良い。かかる金属膜作製装置を図８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第１乃至第３の実施の形態にかかる金属膜作製装置に対し、チャンバ１、３１内にプラズマを形成するプラズマ発生手段（プラズマアンテナ９等）を有して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乃至図７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。
【００７４】
図８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６１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８３によって塞がれている。天井板８３の下面には金属製（銅製：Ｃｕ製）の被エッチング部材６８が設けられ、被エッチング部材６８は錐形状となっている。また、チャンバ６１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６９が形成され、開口部６９には筒状の通路７０の一端がそれぞれ固定されている。通路７０の途中には絶縁体製の筒状の励起室７５、８１が設けられ、励起室７５、８１の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ７１、７７が設けられ、プラズマアンテナ７１、７７には整合器７２、７８及び電源７３、７９に接続されて給電が行われる。プラズマアンテナ７１、７７、整合器７２、７８及び電源７３、７９によりプラズマ発生手段を構成している。
【００７５】
通路７０の他端側には流量制御器７４、８０が接続され、流量制御器７４を介して通路７０内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）が供給され、また流量制御器８０を介して通路７０内に予熱用のＡｒガス等及びクリーニング用の水素ガス等の補助ガスが供給される。そこで、プラズマアンテナ７１から電磁波を励起室７５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）７６が発生する。つまり、塩素を含有する原料ガスをチャンバ６１と隔絶した励起室７５で励起する励起手段が構成されている。Ｃｌ２　ガスプラズマ７６の発生に伴う励起塩素は開口部６９からチャンバ６１内の被エッチング部材６８側（上部）に供給され、被エッチング部材６８がＣｌ２　ガスプラズマ７６によりエッチングされる。また、プラズマアンテナ７７から電磁波を励起室８１の内部に入射することで、Ａｒガスや、水素ガスがイオン化されてＡｒガスプラズマや、水素プラズマが発生する。つまり、所定の補助ガスをチャンバ６１と隔絶した励起室８１で励起する励起手段が構成されている。補助ガスプラズマ８２の発生に伴う励起された補助ガスは開口部６９からチャンバ６１内に供給され、被エッチング部材６８の予熱乃至チャンバ６１の内周面及び被エッチング部材６８のクリーニグを行うようになっている。
【００７６】
かかる金属膜作製装置における成膜時には、励起室７５でＣｌ２　ガスプラズマ７６を形成し、被エッチング部材６８と基板３との温度条件を所定通りに調整したチャンバ６１内に開口部６９を介して前記Ｃｌ２　ガスプラズマ７６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６８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。
【００７７】
一方、チャンバ６１の内周面のクリーニング時には、プラズマアンテナ８２に通電し、第１乃至第３の実施の形態と同様の処理をすることにより、同様の態様で付着物２６のクリーニング処理を行うことができる。このとき、付着物２６と周囲との所定の温度条件の成立が当然の前提となる。
【００７８】
また、チャンバ６１の内周面及び被エッチング部材６８のクリーニング時には、プラズマアンテナ８２に通電し、第１乃至第３の実施の形態と同様の処理をすることにより、同様の態様で付着物２６のクリーニング処理を行うことができる。
【００７９】
被エッチング部材６８の再生のためのクリーニング工程は、被エッチング部材６８にＨＣｌが付着しないように上記金属膜作製装置を運転することにより省略することができる。この点も、図１に示す金属膜作製装置の場合と同様である。
【００８０】
さらに、被エッチング部材６８のクリーニング機能のみに着目した場合、図２に対応する図９に示すような金属膜作製装置を構成することもできる。この金属膜作製装置を図８に示す第４の実施の形態の変形例とする。なお、図９中、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。
【００８１】
図９に示すように、被エッチング部材６８には、図２に示す銅板部材７と同様に、直流電源であるバイアス電源２３を接続してあり、このバイアス電源２３によりマイナス電位に偏位させてある。
【００８２】
かかる金属膜作製装置における被エッチング部材６８のクリーニング時の態様は、図２に示す金属膜作製装置におけるクリーニング対象である銅板部材７が被エッチング部材６８に代わるだけで同様である。すなわち、図２に示す金属膜作製装置の銅板部材７のクリーニングに関する記載は、図９に示す金属膜作製装置にもそのまま当てはまる。
【００８３】
第１乃至第４の実施の形態に係る金属膜作製装置における被エッチング部材（銅板部材７、被エッチング部材４８、被エッチング部材６８）の表面に付着する金属のハロゲン化物（ＣｕＣｌ）を還元ガスで還元して除去した場合、その表面が荒れるという現象を生起する場合がある。当該被エッチング部材からハロゲン（Ｃｌ）が還元反応により引き抜かれ、その部分が凹部になるからである。すなわち、前記クリーニングにより被エッチング部材の表面には無数の凹部が形成されることになる。この結果、かかる被エッチング部材の表面の荒れが金属パーティクルの発生原因になる等の問題を生起する場合がある。
【００８４】
ただ、かかる問題は、次のような装置構成としてクリーニングを実施することにより除去し得る。すなわち、図１乃至図９に示す金属膜作製装置において、還元ガスであるＨ２　ガスとともに不活性ガスのプラズマをチャンバ１、３１内に形成するか、又はＨ２　ガスプラズマとともに前記不活性ガスのプラズマを前記チャンバ６１内に供給する手段を設け、前記不活性ガスのプラズマを形成乃至供給することができるように構成すれば良い。そして、前述の如き被エッチング部材の還元作用によるクリーニングが終了した後、Ｈ２　ガスとともに不活性ガスのプラズマをチャンバ１、３１内に形成するか、又はＨ２　ガスプラズマとともに前記不活性ガスのプラズマを前記チャンバ６１内に供給する。
【００８５】
このことにより、前記不活性ガスのスパッタリング作用を利用して被エッチング部材（銅板部材７、被エッチング部材４８、被エッチング部材６８）の表面を物理的な衝撃力で叩いて平滑にすることができる。
【００８６】
ちなみに、図１乃至図９に示す金属膜作製装置は、何れもクリーニングガス乃至そのプラズマを供給するノズル２１、励起室８１等、補助ガス乃至そのプラズマの供給系を具備しているので、これを利用して前記不活性ガスを供給するか、又はそのプラズマを供給してやれば良い。ここで、不活性ガスとしては、例えばＨｅ、Ａｒが好適である。Ａｒは安価なガスであるので、コスト的には有利である。また、Ｈｅは、高価ではあるが、還元ガスであるＨ２　と質量が近いので良好に混合されるというメリットがある。
【００８７】
なお、不活性ガス乃至不活性ガスプラズマの供給は、これのみを単独で行っても勿論良い。また、かかる被エッチング部材の平滑化処理は、被エッチング部材のクリーニングが終了した後に、独立に行う必要は必ずしもない。当該クリーニングと同時に平滑化処理が進行するように不活性ガス乃至不活性ガスプラズマを還元ガス乃至還元ガスプラズマとともに供給しても良い。
【００８８】
さらに、図２、図６、図７及び図９に示す金属膜製造装置は、被エッチング部材（銅板部材７、被エッチング部材４８、被エッチング部材６８）にバイアス電圧を印加し得るように構成してあるので、これを利用し、被エッチング部材の平滑化処理の際、被エッチング部材にバイアス電圧を印加して不活性ガスプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込むようにすることもできる。
【００８９】
このことにより、被エッチング部材に衝突する不活性ガスプラズマの運動エネルギーを大きくすることができ、その分大きな衝撃力を得ることができるので、効果的な平滑化処理を行い得る。また、その制御もバイアス電圧の制御により容易に行うことができる。
【００９０】
なお、上記各実施の形態に係る金属膜作製装置における原料ガスとしては、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ２　ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ２　ガスを単独で用いたり、ＨＣｌ　ガスを適用することも可能である。ＨＣｌ　ガスを適用した場合、原料ガスプラズマはＨＣｌ　ガスプラズマが生成されるが、銅板部材７のエッチングにより生成される前駆体はＣｕｘＣｌｙ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く、ＨＣｌ　ガスとＣｌ２　ガスとの混合ガスを用いることも可能である。
【００９１】
さらに、原料ガスとしては、Ｃｌ２　ガス及びこれとの混合ガス等に限らず、一般にハロゲンガスであれば何れを使用することもできる。
【００９２】
また、被エッチング部材は銅に限らず、Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ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等となる。被エッチング部材の再生ガスプラズマとしては、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行うものであれば、特に制限はない。
【００９３】
さらに、本発明のクリーニング方法を適用する装置としては、被エッチング部材を有する装置、例えばスパッタ装置等にも良好に適用し得る。
【００９４】
【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、チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去するので、
被エッチング部材の表面の付着物を、チャンバを大気開放することなく、再生ガスプラズマにより良好に除去し得る。
この結果、所定のクリーニングを短時間で簡単に行うことができる。したがってその分装置の稼働率を向上させることもできる。また、かかるクリーニグにより前記付着物の剥離による粒子が成膜中の金属膜等に混入してその膜質を悪化させるという不都合も未然に防止し得る。
【００９５】
〔請求項２〕に記載する発明は、チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、前記チャンバ内にプラズマを形成するか、又は前記チャンバ内にプラズマを供給するとともに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込み、このプラスイオンを被エッチング部材に衝突させ、その際の衝突エネルギで前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去するので、
〔請求項１〕に記載する発明と同様の作用・効果を得る。
さらに、本発明によれば、被エッチング部材の電位を制御することにより容易に被エッチング部材に対するエッチングの速度を制御し得る。したがって、被エッチング部材に付着した付着物の膜厚が厚くなった場合でも、この厚さに応じて被エッチング部材の電位を低下させ、その分多量のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込んで衝突させることにより良好に付着物の除去を行うことができる。ここで、被エッチング部材の電位は、バイアス電圧を制御することにより制御し得るため、この電圧の制御、ひいてはエッチング速度の制御は高精度にこれを行うことができる。
【００９６】
〔請求項３〕に記載する発明は、チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、その後、前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給してこのハロゲンガスプラズマにより前記チャンバの内周面に付着する前記金属をエッチングにより除去し、さらにその後、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元性ガスプラズマを供給して被エッチング部材に付着する前記金属のハロゲン化物を還元して除去するので、
チャンバの内周面の付着物及び被エッチング部材の表面の付着物を、チャンバを大気開放することなく、チャンバ内のプラズマにより良好に除去し得る。
この結果、所定のクリーニングを短時間で簡単に行うことができ、その分装置の稼働率を大幅に向上させることもできる。また、かかるクリーニグにより前記付着物の剥離による粒子が成膜中の金属膜等に混入してその膜質を悪化させるという不都合も未然に防止し得る。
【００９７】
〔請求項４〕に記載する発明は、チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、その後、前記被エッチング部材を周囲の温度よりも高温に保持した状態で前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給してこのハロゲンガスプラズマにより前記チャンバの内周面に付着する前記金属をエッチングにより除去するので、
前記チャンバの内周面の付着物を除去し得るばかりでなく、この除去に伴う付着物金属のハロゲン化ガスが被エッチング部材に作用してその付着物となるのを防止し得る。すなわち、被エッチング部材に付着物が付着しないような環境でチャンバの内周面のクリーニングを選択的に行うことができる。
【００９８】
〔請求項５〕に記載する発明は、チャンバの内部に配設した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、ハロゲンを含有する原料ガスのプラズマでエッチングして基板上に所定の金属膜を形成する金属膜作製装置のクリーニング方法において、先ず、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元し、その後、前記被エッチング部材を周囲の温度よりも高温に保持した状態で、前記チャンバ内にハロゲンガスプラズマを形成するか、又はハロゲンガスプラズマを供給するとともに、このハロゲンガスプラズマの圧力を成膜時よりも低く保持した状態で前記ハロゲンガスプラズマによるエッチングにより、前記チャンバの内周面に付着する前記金属を除去するので、
チャンバの内周面の付着物のクリーニグに伴う付着物金属のハロゲン化ガスが被エッチング部材に作用してその付着物となるのを、〔請求項４〕に記載する発明の場合よりもさらに確実に防止し得る。
【００９９】
〔請求項６〕に記載する発明は、〔請求項１〕又は〔請求項３〕に記載するクリーニング方法において、さらに被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後、不活性ガスのプラズマをチャンバ内に形成するか、又は前記不活性ガスのプラズマを前記チャンバ内に供給することにより前記不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用により被エッチング部材の表面を平滑にするので、
不活性ガスのプラズマでクリーニング処理により荒れた被エッチング部材の表面を叩いてこれを平滑化することができる。
この結果、被エッチング部材の表面の荒れに起因するパーティクルの発生等、有害な現象の発生を未然に防止し得る。
【０１００】
〔請求項７〕に記載する発明は、〔請求項６〕に記載するクリーニング方法において、被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後の不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用による被エッチング部材の表面の平滑処理の際に、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込むようにしたので、
〔請求項６〕に記載する発明の作用・効果に加え、不活性ガスプラズマをバイアス電圧により加速して被エッチング部材に衝突させることができる結果、被エッチング部材の表面の平滑処理の迅速化を図ることができる。さらに、このときのバイアス電圧を制御することによりその処理速度を容易に制御し得る。
【０１０１】
〔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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段とを有するので、
被エッチング部材の表面の付着物を、チャンバを大気開放することなく、再生ガスプラズマにより良好に除去し得る。
この結果、所定のクリーニングを短時間で簡単に行うことができる。したがってその分装置の稼働率を向上させることもできる。また、かかるクリーニグにより前記付着物の剥離による粒子が成膜中の金属膜等に混入してその膜質を悪化させるという不都合も未然に防止し得る。
【０１０２】
〔請求項９〕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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段とを有するので、
〔請求項６〕に記載する発明の作用・効果を、被エッチング部材をプラズマエッチングして金属膜の前駆体を形成し、この前駆体を基板に搬送して付着させることにより所望の金属膜を形成する装置で得ることができる。
【０１０３】
〔請求項１０〕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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源とを有するので、
〔請求項６〕に記載する発明の第１のクリーニング手段と同様にバイアス電源が機能して〔請求項６〕に記載する発明と同様の作用・効果を得る。
さらに、本発明によれば、被エッチング部材の電位を制御することにより容易に被エッチング部材に対するエッチングの速度を制御し得る。したがって、被エッチング部材に付着した付着物の膜厚が厚くなった場合でも、この厚さに応じて被エッチング部材の電位を低下させ、その分多量のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込んで衝突させることにより良好に付着物の除去を行うことができる。ここで、被エッチング部材の電位は、バイアス電圧を制御することにより制御し得るため、この電圧の制御、ひいてはエッチング速度の制御は高精度にこれを行うことができる。
【０１０４】
〔請求項１１〕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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源とを有するので、
〔請求項８〕に記載する発明の作用・効果を、被エッチング部材をプラズマエッチングして金属膜の前駆体を形成し、この前駆体を基板に搬送して付着させることにより所望の金属膜を形成する装置で得ることができる。
【０１０５】
〔請求項１２〕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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給するプラズマ供給手段と、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段と、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元する第２のクリーニング手段とを有するので、
チャンバの内周面の付着物及び被エッチング部材の表面の付着物を、チャンバを大気開放することなく、チャンバ内のプラズマにより良好に除去し得る。
この結果、所定のクリーニングを短時間で簡単に行うことができ、その分装置の稼働率を大幅に向上させることもできる。また、かかるクリーニグにより前記付着物の剥離による粒子が成膜中の金属膜等に混入してその膜質を悪化させるという不都合も未然に防止し得る。
【０１０６】
〔請求項１３〕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、チャンバの内部に供給された原料ガスをプラズマ化するか、又はチャンバの外部で原料ガスをプラズマ化してチャンバ内に供給する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原料ガス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、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去する第１のクリーニング手段と、前記チャンバ内に水素プラズマ等の還元ガスプラズマを形成するか、又は水素ガスのプラズマ等の還元ガスプラズマを供給してチャンバの内周面に付着する前記金属のハロゲン化物を還元する第２のクリーニング手段とを有するので、
〔請求項１０〕に記載する発明の作用・効果を、被エッチング部材をプラズマエッチングして金属膜の前駆体を形成し、この前駆体を基板に搬送して付着させることにより所望の金属膜を形成する装置で得ることができる。
【０１０７】
〔請求項１４〕に記載する発明は、〔請求項１０〕に記載する金属膜作製装置において、第１のクリーニング手段の代わりに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を有するので、
〔請求項１０〕に記載する発明と同様の作用・効果を得る。
さらに、本発明によれば、被エッチング部材の電位を制御することにより容易に被エッチング部材に対するエッチングの速度を制御し得る。したがって、被エッチング部材に付着した付着物の膜厚が厚くなった場合でも、この厚さに応じて被エッチング部材の電位を低下させ、その分多量のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込んで衝突させることにより良好に付着物の除去を行うことができる。ここで、被エッチング部材の電位は、バイアス電圧を制御することにより制御し得るため、この電圧の制御、ひいてはエッチング速度の制御は高精度にこれを行うことができる。
【０１０８】
〔請求項１５〕に記載する発明は、〔請求項１１〕に記載する金属膜作製装置において、第１のクリーニング手段の代わりに、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を有するので、
〔請求項１２〕に記載する発明の作用・効果を、被エッチング部材をプラズマエッチングして金属膜の前駆体を形成し、この前駆体を基板に搬送して付着させることにより所望の金属膜を形成する装置で得ることができる。
【０１０９】
〔請求項１６〕に記載する発明は、〔請求項７〕、〔請求項９〕、〔請求項１１〕又は〔請求項１３〕に記載する金属膜作製装置において、プラズマ供給手段は、チャンバの被エッチング部材側の外周面に巻回したコイル状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波数の電力の供給して原料ガスをプラズマ化するものであり、被エッチング部材は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板を兼備するものであるので、
〔請求項７〕、〔請求項９〕、〔請求項１１〕又は〔請求項１３〕に記載する発明の作用・効果を、チャンバの外周面に巻回したコイル状のプラズマアンテナを有するＩＣＰ方式の装置で得ることができる。
【０１１０】
〔請求項１７〕に記載する発明は、〔請求項７〕、〔請求項９〕、〔請求項１１〕又は〔請求項１３〕に記載する金属膜作製装置において、プラズマ供給手段は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板の上方に配設した螺旋状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波電力を供給して原料ガスをプラズマ化するものであり、被エッチング部材は、チャンバの前記天井板の下方でチャンバ内に臨み、チャンバの径方向に突出させるとともにその周方向に関して分割して配設した複数本の突起部と、この突起部の基端部を一体的に連結するリング部とを有するものであるので、
〔請求項７〕、〔請求項９〕、〔請求項１１〕又は〔請求項１３〕に記載する発明の作用・効果を、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板の上方に配設した螺旋状のプラズマアンテナを有するＩＣＰ方式の装置で得ることができる。
【０１１１】
〔請求項１８〕に記載する発明は、〔請求項７〕、〔請求項９〕、〔請求項１１〕又は〔請求項１３〕に記載する金属膜作製装置において、被エッチング部材は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板として構成するとともに、基板を挟んで対向する平板電極に対する対向電極としての機能も兼備させ、さらにこの被エッチング部材に高周波数の電力を供給するようにしたものであるので、
〔請求項７〕、〔請求項９〕、〔請求項１１〕又は〔請求項１３〕に記載する発明の作用・効果を、ＣＣＰ方式の装置で得ることができる。
【０１１２】
〔請求項１９〕に記載する発明は、〔請求項７〕、〔請求項９〕、〔請求項１１〕又は〔請求項１３〕に記載する金属膜作製装置において、プラズマ供給手段は、チャンバに連通する通路の外周面に巻回したコイル状のプラズマアンテナを有し、このプラズマアンテナに高周波数の電力の供給して原料ガスをプラズマ化するとともに、この原料ガスプラズマを前記通路を介してチャンバ内に供給するようにしたものであるので、
〔請求項７〕、〔請求項９〕、〔請求項１１〕又は〔請求項１３〕に記載する発明の作用・効果を、チャンバに対し遠隔の場所でプラズマを形成するリモートプラズマ方式の装置で得ることができる。
【０１１３】
〔請求項２０〕に記載する発明は、〔請求項６〕、〔請求項７〕、〔請求項１０〕又は〔請求項１１〕に記載する金属膜作製装置において、第１のクリーニング手段は、水素プラズマ等の還元ガスプラズマ、ハロゲンを含有する原料ガスプラズマ又は不活性ガスプラズマ等、還元作用又はエッチング作用により被エッチング部材の再生を行う再生ガスプラズマを前記チャンバ内に形成するか、又は前記再生ガスプラズマを前記チャンバ内に供給して前記被エッチング部材の表面に付着する前記金属のハロゲン化物を除去するとともに、さらに不活性ガスのプラズマをチャンバ内に形成するか、又は前記不活性ガスのプラズマを前記チャンバ内に供給することにより前記不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用により被エッチング部材の表面を平滑にすることができるように構成したので、
不活性ガスのプラズマでクリーニング処理により荒れた被エッチング部材の表面を叩いてこれを平滑化することができる。
この結果、被エッチング部材の表面の荒れに起因するパーティクルの発生等、有害な現象の発生を未然に防止し得る。
【０１１４】
〔請求項２１〕に記載する発明は、〔請求項１８〕に記載する金属膜作製装置において、被エッチング部材の表面に付着する金属のハロゲン化物を除去した後の不活性ガスのプラズマのスパッタリング作用による被エッチング部材の表面の平滑処理の際に、被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させてプラズマ中のプラスイオンを被エッチング部材側に引き込むことができるよう、前記被エッチング部材の電位をマイナス側に偏位させるバイアス電源を備えたので、
不活性ガスプラズマをバイアス電圧により加速して被エッチング部材に衝突させることができる。
この結果、〔請求項２０〕に記載する発明の作用・効果に加え、被エッチング部材の表面の平滑処理をさらに迅速化することができる。また、このときのバイアス電圧を制御することによりその処理速度を容易に制御し得る。
【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】図１の変形例に係る金属膜作製装置を示す概略側面図である。
【図３】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４】図３のＩ−Ｉ線矢視図である。
【図５】図４のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図６】図３の変形例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８】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９】図８の変形例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　　　　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
２０　　　　温度制御手段
２１　　　　ノズル
２３　　　　バイアス電源
３１　　　　チャンバ
３７　　　　天井板
３９　　　　プラズマアンテナ
４８　　　　被エッチング部材
４９　　　　リング部
５０　　　　突起部
５４　　　　クリーニング用プラズマアンテナ
６１　　　　チャンバ
７５　　　　励起室
７６　　　　Ｃｌ２　ガスプラズマ
８１　　　　励起室
８２　　　　補助ガスプラズマ
【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】
2004043943.tif 000008
【図７】
2004043943.tif 000009
【図８】
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【図９】
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