(57)【要約】【課題】成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行う。【解決手段】原料ガスの供給が行なわれるリング状パイプ１０に給電を行ない、基板３の近傍部分におけるその上方の空間に前駆体２３の一部を解離する補助原料ガスプラズマを形成し、補助原料ガスプラズマで基板３に吸着された前駆体２３からＣｌ成分を引き抜くことにより、前駆体２３のＣｕ成分を基板３に析出させて所定の成膜を行い、成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行う。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に基板を収容するチャンバに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配設する一方、この被エッチング部材と基板の温度とを所定の温度及び温度差に制御することにより、チャンバ内のハロゲンを含有する原料ガスプラズマで前記被エッチング部材をエッチングして金属成分と原料ガスとの前駆体を形成し、この前駆体を基板に吸着させる一方、
原料ガスの供給が行なわれるプラズマ発生源により、基板の近傍部分におけるその上方の空間に前駆体の一部を解離する補助原料ガスプラズマを形成し、この補助原料ガスプラズマで基板に吸着された前駆体から原料ガス成分を引き抜くことにより前駆体の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うことを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項２】
基板が収容されたチャンバと、
チャンバ内で基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
高周波電力の供給によりチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項３】
基板が収容され上部が開口された円筒状のチャンバと、
チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、
基板と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、
天井部材の上方に配置され高周波電力の供給によりチャンバの内部をプラズマ化するための平面リング状のアンテナ部材と、
基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材と基板との間をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項４】
基板が収容された円筒状のチャンバと、
基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
チャンバの筒部外方に配置され高周波電力の供給によりチャンバの内部をプラズマ化するための円筒コイル状のアンテナ部材と、
アンテナ部材に給電を行いチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項５】
基板が収容され一端が開口された絶縁材製のチャンバと、
チャンバの開口部を密閉する金属製の被エッチング部材と、
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、
被エッチング部材に給電を行いチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路は導電体製であり、
導電体製のガス流路をリング状導電体製のアンテナ部材として補助プラズマ発生手段を構成したことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項７】
請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、上下方向にずれて配置されていることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項８】
請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、同一平面内に配置されていることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項９】
請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向で非絶縁状態で電源側に接続され、基板との間に容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成されることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１０】
請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向の少なくとも一箇所が絶縁されて電源側に接続され、基板との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが形成され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、
チャンバ内で基板に対向する位置に配設される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
高周波電力の供給によりチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板に吸着された前駆体から原料ガスを引き抜くよう、チャンバ内における基板の近傍部分の空間に原料ガスのラジカルを補給するラジカル補給手段とを備え、原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなる
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の金属膜作製装置において、
成膜用プラズマ発生手段は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板の上方に配設した成膜用プラズマアンテナを有し、この成膜用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１３】
請求項１１に記載の金属膜作製装置において、
成膜用プラズマ発生手段は、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成膜用アンテナを有し、この成膜用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１４】
請求項１１に記載の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１５】
基板が収容されたチャンバと、
チャンバ内で基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
ハロゲンを含有する原料ガスをチャンバとは隔絶して励起する励起手段と、
励起手段で励起されたハロゲンで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとの前駆体を生成する成膜用生成手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍にハロゲンを含有する補助原料ガスを供給する補助原料ガス供給手段と、
基板に吸着された前駆体から原料ガスを引き抜くように、チャンバ内における基板の近傍部分の空間に補助原料ガスのプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
補助原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路は導電体製であり、
導電体製のガス流路をリング状導電体製のアンテナ部材として補助プラズマ発生手段を構成したことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、上下方向にずれて配置されていることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、同一平面内に配置されていることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１９】
請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向で非絶縁状態で電源側に接続され、基板との間に容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成されることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２０】
請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向の少なくとも一箇所が絶縁されて電源側に接続され、基板との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが形成される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】
本発明は金属膜作製方法及び金属膜作製装置に関し、特に成膜効率を向上させるべく高密度のＣｌ２　ガス等の原料ガスをチャンバ内に供給して基板上に金属薄膜を成膜する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】
上述のＣｕ薄膜の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。
【０００７】
かかる反応式における▲２▼のエッチング反応で十分にＣｌ＊　が存在すれば同式の右側への反応が進み、良好にＣｕ膜を析出させるための前駆体であるＣｕＣｌ（ｇ）を得ることができる。このことは、チャンバ内に供給する原料ガスであるＣｌ２　ガスの濃度が高ければ高いほど十分にプラズマの解離が行われ、その分高密度のＣｌ＊　が生成されて良好なエッチング反応が進行することを意味する。したがって、成膜速度を向上させるためには、原料ガスの高濃度化を図ってやれば良い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、チャンバ内に供給するＣｌ２　ガスの濃度を上げていった場合、新たな問題が発生する。すなわち、高濃度のＣｌ２　ガスを供給してこれをプラズマ化した場合、高密度のプラズマが生成されるため、このプラズマの移動距離が小さくなり、チャンバ内に十分拡散させることができなくなる。
【０００９】
プラズマの拡散が十分行われないということは、成膜中の基板の近傍部分の空間においてＣｌ＊　が不足することを意味する。このように、成膜中の基板の近傍部分の空間においてＣｌ＊　が不足した場合、上記反応式における▲３▼の基板への吸着反応；ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）は進行するものの、▲４▼の成膜反応；ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑が十分には進行しない。すなわち、ＣｕＣｌ（ａｄ）からＣｌ２　を十分引き抜けず、結果としてＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）の反応が進行し、ＣｕＣｌの固体を形成してしまう。このＣｕＣｌ（ｓ）は絶縁体である。したがって、Ｃｕ膜中におけるＣｕＣｌ（ｓ）の存在は、生成したＣｕ膜の導電率を低下させる原因となり、膜質を悪化させてしまう。かかる問題は、供給するＣｌ２　ガスが高濃度になればその分顕著になり、遂には所定品質の成膜を行うことができなくなる。
【００１０】
本発明は、上記従来技術に鑑み、成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行うことができる金属膜作製方法及び金属膜作製装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製方法は、
内部に基板を収容するチャンバに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配設する一方、この被エッチング部材と基板の温度とを所定の温度及び温度差に制御することにより、チャンバ内のハロゲンを含有する原料ガスプラズマで前記被エッチング部材をエッチングして金属成分と原料ガスとの前駆体を形成し、この前駆体を基板に吸着させる一方、
原料ガスの供給が行なわれるプラズマ発生源により、基板の近傍部分におけるその上方の空間に前駆体の一部を解離する補助原料ガスプラズマを形成し、この補助原料ガスプラズマで基板に吸着された前駆体から原料ガス成分を引き抜くことにより前駆体の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置の構成は、
基板が収容されたチャンバと、
チャンバ内で基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
高周波電力の供給によりチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容され上部が開口された円筒状のチャンバと、
チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、
基板と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、
天井部材の上方に配置され高周波電力の供給によりチャンバの内部をプラズマ化するための平面リング状のアンテナ部材と、
基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材と基板との間をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容された円筒状のチャンバと、
基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
チャンバの筒部外方に配置され高周波電力の供給によりチャンバの内部をプラズマ化するための円筒コイル状のアンテナ部材と、
アンテナ部材に給電を行いチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容され一端が開口された絶縁材製のチャンバと、
チャンバの開口部を密閉する金属製の被エッチング部材と、
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、
被エッチング部材に給電を行いチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする。
【００１６】
そして、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路は導電体製であり、
導電体製のガス流路をリング状導電体製のアンテナ部材として補助プラズマ発生手段を構成したことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、上下方向にずれて配置されていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、同一平面内に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向で非絶縁状態で電源側に接続され、基板との間に容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向の少なくとも一箇所が絶縁されて電源側に接続され、基板との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが形成されることを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容される筒状のチャンバと、
チャンバ内で基板に対向する位置に配設される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
高周波電力の供給によりチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板に吸着された前駆体から原料ガスを引き抜くよう、チャンバ内における基板の近傍部分の空間に原料ガスのラジカルを補給するラジカル補給手段とを備え、原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなる
ことを特徴とする。
【００２２】
そして、請求項１１に記載の金属膜作製装置において、
成膜用プラズマ発生手段は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板の上方に配設した成膜用プラズマアンテナを有し、この成膜用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。
【００２３】
また、請求項１１に記載の金属膜作製装置において、
成膜用プラズマ発生手段は、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成膜用アンテナを有し、この成膜用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。
【００２４】
また、請求項１１に記載の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。
【００２５】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容されたチャンバと、
チャンバ内で基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
ハロゲンを含有する原料ガスをチャンバとは隔絶して励起する励起手段と、
励起手段で励起されたハロゲンで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとの前駆体を生成する成膜用生成手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍にハロゲンを含有する補助原料ガスを供給する補助原料ガス供給手段と、
基板に吸着された前駆体から原料ガスを引き抜くように、チャンバ内における基板の近傍部分の空間に補助原料ガスのプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
補助原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ことを特徴とする。
【００２６】
そして、請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路は導電体製であり、
導電体製のガス流路をリング状導電体製のアンテナ部材として補助プラズマ発生手段を構成したことを特徴とする金属膜作製装置。
【００２７】
また、請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、上下方向にずれて配置されていることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、同一平面内に配置されていることを特徴とする金属膜作製装置。
【００２９】
また、請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向で非絶縁状態で電源側に接続され、基板との間に容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成されることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向の少なくとも一箇所が絶縁されて電源側に接続され、基板との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが形成されることを特徴とする。
【００３１】
【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。
【００３２】
＜第１実施形態例＞
【００３３】
図１には本発明の第１実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面、図２には図１中のＩＩ−ＩＩ　線矢視、図３には図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ　線矢視を示してある。また、図４にはリング状パイプの平面視状況、図５には他の実施形態例に係るリング状パイプの平面視状況を示してある。
【００３４】
図１に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）のチャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台２には基板３が載置される。
支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、支持台２は温度制御手段６により所定温度（例えば、基板３が１００℃乃至２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【００３５】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置８により所定の圧力に維持される。
【００３６】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてリング状パイプ１０が設けられてガス流路が形成され、リング状パイプ１０には流量制御器１１を介して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）が送られる。リング状パイプ１０にはガスノズルとしての噴出穴１２が周方向に多数設けられ、リング状パイプ１０に原料ガスが送られることで、噴出穴１２から原料ガスがチャンバ１内に噴出して供給される。
【００３７】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【００３８】
チャンバ１の上面の開口部と天井板７との間には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１３が挟持されている。図１、図２に示すように、被エッチング部材１３は、チャンバ１の上部に挟持されるリング部１４が備えられ、リング部１４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部１５が円周方向に複数（図示例では１２個）設けられている。
【００３９】
突起部１５は、リング部１４に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板７とチャンバ１の内部との間には突起部１５の間で形成される切欠部１６（空間）が存在した状態になっている。リング部１４はアースされており、複数の突起部１５は電気的につながれて同電位に維持されている。
【００４０】
尚、突起部１５の間に突起部１５よりも径方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更に、突起部１５と第２突起部との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。
【００４１】
天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ１７が設けられ、プラズマアンテナ１７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１７には成膜用プラズマ発生手段としての整合器１８及び電源１９が接続されて給電が行われる。
【００４２】
被エッチング部材１３は、リング部１４の内周側に突起部１５が円周方向に複数設けられ、突起部１５の間で形成される切欠部１６（空間）が存在しているので、プラズマアンテナ１７の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に突起部１５が配置された状態になっている。
【００４３】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【００４４】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にリング状パイプ１０から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ１７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ２　ガスがイオン化されてＣｌ２　ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）２２が発生する。
【００４５】
プラズマアンテナ１７の下部には導電体である被エッチング部材１３が存在しているが、以下の作用により被エッチング部材１３と基板３との間、即ち、被エッチング部材１３の下側にＣｌ２　ガスプラズマ２２が安定して発生するようになっている。
【００４６】
被エッチング部材１８に下側にＣｌ２　ガスプラズマ１４が発生する作用について説明する。
【００４７】
図３に示すように、平面リング状のプラズマアンテナ１７の電気の流れＡは突起部１５を横切る方向となり、このとき、突起部１５のプラズマアンテナ１７との対向面には誘導電流ｂが発生する。被エッチング部材１３には切欠部１６（空間）が存在している状態になっているので、誘導電流ｂはそれぞれの突起部１５の下面に流れてプラズマアンテナ１７の電気の流れＡと同一方向の流れａとなる（ファラデーシールド）。
【００４８】
このため、基板３側から被エッチング部材１３を見た場合、プラズマアンテナ１７の電気の流れＡを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部１４がアースされて突起部１５が同電位に維持されている。これにより、導電体である被エッチング部材１３が存在していても、プラズマアンテナ１７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材１３の下側にＣｌ２　ガスプラズマ２２が安定して発生するようになっている。
【００４９】
尚、突起部１５をリング部１４につなげずに原料ガスの供給を制御することで電位の違いによるプラズマの不安定をなくすようにすることも可能である。
【００５０】
Ｃｌ２　ガスプラズマ２２により、銅製の被エッチング部材１３にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成される。このとき、被エッチング部材１３はＣｌ２　ガスプラズマ２２により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は、被エッチング部材１３よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜２４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。
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２１から排気される。
【００５２】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ２　ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ２　ガスを単独で用いたり、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、被エッチング部材１８のエッチングにより生成される前駆体はＣｕｘ　Ｃｌｙ　である。従って、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。
【００５３】
また、被エッチング部材１８の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【００５４】
ここで、成膜速度を向上させるべくリング状パイプ１０の噴出穴１２から高密度の原料ガスを供給しした場合、その分高密度のＣｌ２　ガスプラズマ２２が形成される。この結果、Ｃｌ２　ガスプラズマ２２はあまり拡散せず、チャンバ１の上部に偏在する。すなわち、基板３の近傍における上部空間のＣｌ２　ガスプラズマ２２の密度は相対的に薄くなる。
【００５５】
一方、被エッチング部材１３のエッチングは高効率で進行するので多量の前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成され、この前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３はどんどん基板３側に搬送される。この結果、前記反応式における　▲３▼の基板３への吸着反応（ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ））が高効率で進行する。したがって、このままでは、前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）を促進するＣｌ＊　が不足し、基板３に吸着されたＣｕＣｌ（ａｄ）が、ＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）の反応により固化してしまう。
【００５６】
そこで、本形態においては、補助プラズマ発生手段を備えて電磁波をチャンバ１の内部、特に基板３の近傍の空間に入射している。図１、図４に示すように、補助プラズマ発生手段は、リング状パイプ１０を導電体製で形成され、リング状パイプ１０に補助プラズマ発生手段としての整合器２５及び電源２６が接続されている。つまり、リング状導電体製のアンテナ部材としてリング状パイプ１０が用いられている。リング状パイプ１０は周方向で非絶縁状態で電源２６に接続され、支持台２側が接地された状態にされ、リング状パイプ１０と基板３側との間で容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成される。
【００５７】
原料ガス供給手段であるリング状パイプ１０と、補助原料ガスプラズマを発生させるためのリング状導電体製のアンテナ部材とを兼用しているので、スペースを有効に利用して装置の大型化を抑制することができる。
【００５８】
この結果、基板３の近傍の空間では、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３の一部がプラズマ化されてＣｌ＊　を発生する（補助原料ガスプラズマ）。すなわち、ＣｕＣｌ→Ｃｕ＋Ｃｌ＊　の反応が進行する。このようにして基板３の近傍の空間に十分な量のＣｌ＊　が発生し、このＣｌ＊　により前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）が促進される。この結果、高密度のＣｌ２　ガスを供給することによる成膜速度の向上と、成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）の促進による成膜品質の向上を同時に達成し得る。
【００５９】
図５に示すように、リング状パイプ１０の周方向の一箇所に絶縁部材２７を設け、絶縁部材２７を挟んで一方側を電源２６側に接続すると共に他方側を接地することも可能である。この場合、支持台２側を接地せずにリング状パイプ１０と基板３側との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが発生する。
【００６０】
＜第２実施形態例＞
【００６１】
図６には本発明の第２実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面、図７にはリング状パイプの部位の平面視状況、図８には他の実施形態例に係るリング状パイプの部位の平面視状況を示してある。尚、図１乃至図５に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。第２実施形態例の金属膜作製装置は、補助プラズマ発生手段の構成が第１実施形態例と相違している。
【００６２】
図６に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）のチャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台２には基板３が載置される。
支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、支持台２は温度制御手段６により所定温度（例えば、基板３が１００℃乃至２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【００６３】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置８により所定の圧力に維持される。
【００６４】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてリング状パイプ１０が設けられてガス流路が形成され、リング状パイプ１０には流量制御器１１を介して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）が送られる。リング状パイプ１０にはガスノズルとしての噴出穴１２が周方向に多数設けられ、リング状パイプ１０に原料ガスが送られることで、噴出穴１２から原料ガスがチャンバ１内に噴出して供給される。
【００６５】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【００６６】
チャンバ１の上面の開口部と天井板７との間には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１３が挟持されている。図１、図２に示すように、被エッチング部材１３は、チャンバ１の上部に挟持されるリング部１４が備えられ、リング部１４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部１５が円周方向に複数（例えば、１２個）設けられている。
【００６７】
突起部１５は、リング部１４に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板７とチャンバ１の内部との間には突起部１５の間で形成される切欠部１６（空間）が存在した状態になっている。リング部１４はアースされており、複数の突起部１５は電気的につながれて同電位に維持されている。
【００６８】
尚、突起部１５の間に突起部１５よりも径方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更に、突起部１５と第２突起部との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。
【００６９】
天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ１７が設けられ、プラズマアンテナ１７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１７には成膜用プラズマ発生手段としての整合器１８及び電源１９が接続されて給電が行われる。
【００７０】
被エッチング部材１３は、リング部１４の内周側に突起部１５が円周方向に複数設けられ、突起部１５の間で形成される切欠部１６（空間）が存在しているので、プラズマアンテナ１７の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に突起部１５が配置された状態になっている。
【００７１】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【００７２】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にリング状パイプ１０から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ１７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ２　ガスがイオン化されてＣｌ２　ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）２２が発生する。
【００７３】
プラズマアンテナ１７の下部には導電体である被エッチング部材１３が存在しているが、前述したように、基板３側から被エッチング部材１３を見た場合、プラズマアンテナ１７の電気の流れを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部１４がアースされて突起部１５が同電位に維持されているので、プラズマアンテナ１７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材１３の下側にＣｌ２　ガスプラズマ２２が安定して発生するようになっている。
【００７４】
Ｃｌ２　ガスプラズマ２２により、銅製の被エッチング部材１３にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成される。このとき、被エッチング部材１３はＣｌ２　ガスプラズマ２２により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は、被エッチング部材１３よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜２４が生成される。
【００７５】
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２１から排気される。
【００７６】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ２　ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ２　ガスを単独で用いたり、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、被エッチング部材１８のエッチングにより生成される前駆体はＣｕｘ　Ｃｌｙ　である。従って、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。
【００７７】
また、被エッチング部材１８の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【００７８】
ここで、成膜速度を向上させるべくリング状パイプ１０の噴出穴１２から高密度の原料ガスを供給しした場合、その分高密度のＣｌ２　ガスプラズマ２２が形成される。この結果、Ｃｌ２　ガスプラズマ２２はあまり拡散せず、チャンバ１の上部に偏在する。すなわち、基板３の近傍における上部空間のＣｌ２　ガスプラズマ２２の密度は相対的に薄くなる。
【００７９】
一方、被エッチング部材１３のエッチングは高効率で進行するので多量の前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成され、この前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３はどんどん基板３側に搬送される。この結果、前記反応式における　▲３▼の基板３への吸着反応（ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ））が高効率で進行する。したがって、このままでは、前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）を促進するＣｌ＊　が不足し、基板３に吸着されたＣｕＣｌ（ａｄ）が、ＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）の反応により固化してしまう。
【００８０】
そこで、本形態においては、補助プラズマ発生手段を備えて電磁波をチャンバ１の内部、特に基板３の近傍の空間に入射している。図６、図７に示すように、補助プラズマ発生手段は、リング状パイプ１０の内周の上側にリング状導電体製のアンテナ部材２８が設けられ、アンテナ部材２８に補助プラズマ発生手段としての整合器２５及び電源２６が接続されている。アンテナ部材２８は周方向で非絶縁状態で電源２６に接続され、支持台２側が接地された状態にされ、アンテナ部材２８と基板３側との間で容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成される。
【００８１】
リング状パイプ１０の内周の上側に補助原料ガスプラズマを発生させるためのアンテナ部材２８を設けたので、原料ガスの噴出に影響を与えることなく補助プラズマの状態を制御することができる。
【００８２】
この結果、基板３の近傍の空間では、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３の一部がプラズマ化されてＣｌ＊　を発生する（補助原料ガスプラズマ）。すなわち、ＣｕＣｌ→Ｃｕ＋Ｃｌ＊　の反応が進行する。このようにして基板３の近傍の空間に十分な量のＣｌ＊　が発生し、このＣｌ＊　により前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）が促進される。この結果、高密度のＣｌ２　ガスを供給することによる成膜速度の向上と、成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）の促進による成膜品質の向上を同時に達成し得る。
【００８３】
図８に示すように、アンテナ部材２８の周方向の一箇所に絶縁部材２９を設け、絶縁部材２９を挟んで一方側を電源２６側に接続すると共に他方側を接地することも可能である。この場合、支持台２側を接地せずにアンテナ部材２８と基板３側との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが発生する。
【００８４】
＜第３実施形態例＞
【００８５】
図９には本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図８に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。第３実施形態例の金属膜作製装置は、補助プラズマ発生手段の構成が第１実施形態例及び第２実施形態例と相違している。
【００８６】
図９に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）のチャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台２には基板３が載置される。
支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、支持台２は温度制御手段６により所定温度（例えば、基板３が１００℃乃至２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【００８７】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置８により所定の圧力に維持される。
【００８８】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてリング状パイプ１０が設けられてガス流路が形成され、リング状パイプ１０には流量制御器１１を介して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）が送られる。リング状パイプ１０にはガスノズルとしての噴出穴１２が周方向に多数設けられ、リング状パイプ１０に原料ガスが送られることで、噴出穴１２から原料ガスがチャンバ１内に噴出して供給される。
【００８９】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【００９０】
チャンバ１の上面の開口部と天井板７との間には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１３が挟持されている。図１、図２に示すように、被エッチング部材１３は、チャンバ１の上部に挟持されるリング部１４が備えられ、リング部１４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部１５が円周方向に複数（例えば、１２個）設けられている。
【００９１】
突起部１５は、リング部１４に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板７とチャンバ１の内部との間には突起部１５の間で形成される切欠部１６（空間）が存在した状態になっている。リング部１４はアースされており、複数の突起部１５は電気的につながれて同電位に維持されている。
【００９２】
尚、突起部１５の間に突起部１５よりも径方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更に、突起部１５と第２突起部との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。
【００９３】
天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ１７が設けられ、プラズマアンテナ１７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１７には成膜用プラズマ発生手段としての整合器１８及び電源１９が接続されて給電が行われる。
【００９４】
被エッチング部材１３は、リング部１４の内周側に突起部１５が円周方向に複数設けられ、突起部１５の間で形成される切欠部１６（空間）が存在しているので、プラズマアンテナ１７の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に突起部１５が配置された状態になっている。
【００９５】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【００９６】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にリング状パイプ１０から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ１７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ２　ガスがイオン化されてＣｌ２　ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）２２が発生する。
【００９７】
プラズマアンテナ１７の下部には導電体である被エッチング部材１３が存在しているが、前述したように、基板３側から被エッチング部材１３を見た場合、プラズマアンテナ１７の電気の流れを打ち消す方向の流れが存在しない状態になり、しかも、リング部１４がアースされて突起部１５が同電位に維持されているので、プラズマアンテナ１７から電磁波がチャンバ１内に確実に入射し、被エッチング部材１３の下側にＣｌ２　ガスプラズマ２２が安定して発生するようになっている。
【００９８】
Ｃｌ２　ガスプラズマ２２により、銅製の被エッチング部材１３にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成される。このとき、被エッチング部材１３はＣｌ２　ガスプラズマ２２により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は、被エッチング部材１３よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜２４が生成される。
【００９９】
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２１から排気される。
【０１００】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ２　ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ２　ガスを単独で用いたり、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、被エッチング部材１８のエッチングにより生成される前駆体はＣｕｘ　Ｃｌｙ　である。従って、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。
【０１０１】
また、被エッチング部材１８の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【０１０２】
ここで、成膜速度を向上させるべくリング状パイプ１０の噴出穴１２から高密度の原料ガスを供給しした場合、その分高密度のＣｌ２　ガスプラズマ２２が形成される。この結果、Ｃｌ２　ガスプラズマ２２はあまり拡散せず、チャンバ１の上部に偏在する。すなわち、基板３の近傍における上部空間のＣｌ２　ガスプラズマ２２の密度は相対的に薄くなる。
【０１０３】
一方、被エッチング部材１３のエッチングは高効率で進行するので多量の前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成され、この前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３はどんどん基板３側に搬送される。この結果、前記反応式における　▲３▼の基板３への吸着反応（ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ））が高効率で進行する。したがって、このままでは、前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）を促進するＣｌ＊　が不足し、基板３に吸着されたＣｕＣｌ（ａｄ）が、ＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）の反応により固化してしまう。
【０１０４】
そこで、本形態においては、補助プラズマ発生手段を備えて電磁波をチャンバ１の内部、特に基板３の近傍の空間に入射している。補助プラズマ発生手段は、リング状パイプ１０の内周における同一平面内にリング状導電体製のアンテナ部材３１が設けられ、アンテナ部材３１に補助プラズマ発生手段としての整合器２５及び電源２６が接続されている。アンテナ部材３１は周方向で非絶縁状態で電源２６に接続され（図７と同じ状態）、支持台２側が接地された状態にされ、アンテナ部材３１と基板３側との間で容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成される。
【０１０５】
リング状パイプ１０の内周における同一平面内に補助原料ガスプラズマを発生させるためのアンテナ部材３１を設けたので、原料ガスの噴出に影響を与えることなく基板３の直上に補助プラズマを発生させることができる。
【０１０６】
この結果、基板３の近傍の空間では、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３の一部がプラズマ化されてＣｌ＊　を発生する（補助原料ガスプラズマ）。すなわち、ＣｕＣｌ→Ｃｕ＋Ｃｌ＊　の反応が進行する。このようにして基板３の近傍の空間に十分な量のＣｌ＊　が発生し、このＣｌ＊　により前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）が促進される。この結果、高密度のＣｌ２　ガスを供給することによる成膜速度の向上と、成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）の促進による成膜品質の向上を同時に達成し得る。
【０１０７】
尚、図８に示した状態のように、アンテナ部材３１の周方向の一箇所に絶縁部材を設け、絶縁部材を挟んで一方側を電源２６側に接続すると共に他方側を接地することも可能である。この場合、支持台２側を接地せずにアンテナ部材２８と基板３側との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが発生する。
【０１０８】
＜第４実施形態例＞
【０１０９】
図１０には本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図９に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。第４実施形態例の金属膜作製装置は、成膜用プラズマ発生手段の構成が第１実施形態例と相違している。
【０１１０】
図１０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４１の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台２には基板３が載置される。支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、支持台２は温度制御手段６により所定温度（例えば、基板３が１００℃乃至２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【０１１１】
チャンバ４１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金属部材４２によって塞がれている。金属部材４２によって塞がれたチャンバ４１の内部は真空装置８により所定の圧力に維持される。支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてのリング状パイプ１０が設けられ、ガス流路が構成されている。
【０１１２】
リング状パイプ１０には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）が流量制御器１１を介して送られる。リング状パイプ１０にはガスノズルとしての噴出穴１２が周方向に多数設けられ、リング状パイプ１０に原料ガスが送られることで、噴出穴１２から原料ガスがチャンバ４１内に噴出して供給される。
【０１１３】
チャンバ４１の筒部の外周には円筒コイル状のプラズマアンテナ４３が設けられ、プラズマアンテナ４３には成膜用プラズマ発生手段としての整合器２５及び電源２６が接続されて給電が行われる。また、チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【０１１４】
コイル状のプラズマアンテナ４３を適用したことにより、チャンバ４１の大型化が容易となり、大型の基板に対する成膜が可能になる。
【０１１５】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ４１の内部にリング状パイプ１０から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ４３から電磁波をチャンバ４１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）２２が発生する。Ｃｌ２　ガスプラズマ２２により、銅製の金属部材４２にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成される。このとき、金属部材４２はＣｌ２　ガスプラズマ２２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。
【０１１６】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は、金属部材４２よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜２４が生成される。
【０１１７】
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２１から排気される。
【０１１８】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ２　ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ２　ガスを単独で用いたり、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、金属部材４２のエッチングにより生成される前駆体はＣｕｘ　Ｃｌｙ　である。従って、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。
【０１１９】
また、金属部材４２の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【０１２０】
ここで、成膜速度を向上させるべくリング状パイプ１０の噴出穴１２から高密度の原料ガスを供給しした場合、その分高密度のＣｌ２　ガスプラズマ２２が形成される。この結果、Ｃｌ２　ガスプラズマ２２はあまり拡散せず、チャンバ４１の上部に偏在する。すなわち、基板３の近傍における上部空間のＣｌ２　ガスプラズマ２２の密度は相対的に薄くなる。
【０１２１】
一方、金属部材４２のエッチングは高効率で進行するので多量の前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成され、この前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３はどんどん基板３側に搬送される。この結果、前記反応式における　▲３▼の基板３への吸着反応（ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ））が高効率で進行する。したがって、このままでは、前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）を促進するＣｌ＊　が不足し、基板３に吸着されたＣｕＣｌ（ａｄ）が、ＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）の反応により固化してしまう。
【０１２２】
そこで、本形態においては、補助プラズマ発生手段を備えて電磁波をチャンバ１の内部、特に基板３の近傍の空間に入射している。補助プラズマ発生手段は、リング状パイプ１０が導電体製で形成され、リング状パイプ１０に補助プラズマ発生手段としての整合器２５及び電源２６が接続されている。つまり、リング状導電体製のアンテナ部材としてリング状パイプ１０が用いられている。リング状パイプ１０は周方向で非絶縁状態で電源２６に接続され、支持台２側が接地された状態にされ、リング状パイプ１０と基板３側との間で容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成される（図４参照）。
【０１２３】
原料ガス供給手段であるリング状パイプ１０と、補助原料ガスプラズマを発生させるためのリング状導電体製のアンテナ部材とを兼用しているので、スペースを有効に利用して装置の大型化を抑制することができる。
【０１２４】
この結果、基板３の近傍の空間では、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３の一部がプラズマ化されてＣｌ＊　を発生する（補助原料ガスプラズマ）。すなわち、ＣｕＣｌ→Ｃｕ＋Ｃｌ＊　の反応が進行する。このようにして基板３の近傍の空間に十分な量のＣｌ＊　が発生し、このＣｌ＊　により前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）が促進される。この結果、高密度のＣｌ２　ガスを供給することによる成膜速度の向上と、成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）の促進による成膜品質の向上を同時に達成し得る。
【０１２５】
尚、図５に示すように、リング状パイプ１０の周方向の一箇所に絶縁部材２７を設け、絶縁部材２７を挟んで一方側を電源２６側に接続すると共に他方側を接地することも可能である。この場合、支持台２側を接地せずにリング状パイプ１０と基板３側との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが発生する。
【０１２６】
また、図６乃至図９に示したように、リング状パイプ１０とは別にリング状導電体製のアンテナ部材を独立して備え、リング状パイプ１０と上下方向にずらして配置したり、同一平面内に配置することが可能である。
【０１２７】
＜第５実施形態例＞
【０１２８】
図１１には本発明の第５実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１０に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
第５実施形態例の金属膜作製装置は、成膜用プラズマ発生手段の構成が第１実施形態例及び第４実施形態例と相違している。
【０１２９】
図１１に示した第５実施形態例に係る金属膜作成装置は、図１０に示した金属膜作成装置に対し、チャンバ４１の筒部の周囲にはプラズマアンテナ４３が設けられておらず、金属部材４２に整合器２５及び電源２６が接続されて金属部材４２に給電が行われ、支持台２側が接地されている（成膜用プラズマ発生手段）。
【０１３０】
このため、チャンバ４１の周囲にアンテナ等を配置するスペースを確保する必要がなくなり、周辺スペースの利用自由度を向上させることができる。
【０１３１】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ４１の内部にリング状パイプ１０から原料ガスを供給し、金属部材４２から電磁波をチャンバ４１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）２２が発生する。Ｃｌ２　ガスプラズマ２２により、銅製の金属部材４２にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成される。このとき、金属部材４２はＣｌ２　ガスプラズマ２２（もしくは図示しない温度制御手段）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。
【０１３２】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は、金属部材４２よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜２４が生成される。
【０１３３】
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２１から排気される。
【０１３４】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ２　ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ２　ガスを単独で用いたり、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、金属部材４２のエッチングにより生成される前駆体はＣｕｘ　Ｃｌｙ　である。従って、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。
【０１３５】
また、金属部材４２の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等になる。
【０１３６】
ここで、成膜速度を向上させるべくリング状パイプ１０の噴出穴１２から高密度の原料ガスを供給しした場合、その分高密度のＣｌ２　ガスプラズマ２２が形成される。この結果、Ｃｌ２　ガスプラズマ２２はあまり拡散せず、チャンバ４１の上部に偏在する。すなわち、基板３の近傍における上部空間のＣｌ２　ガスプラズマ２２の密度は相対的に薄くなる。
【０１３７】
一方、金属部材４２のエッチングは高効率で進行するので多量の前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成され、この前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３はどんどん基板３側に搬送される。この結果、前記反応式における　▲３▼の基板３への吸着反応（ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ））が高効率で進行する。したがって、このままでは、前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）を促進するＣｌ＊　が不足し、基板３に吸着されたＣｕＣｌ（ａｄ）が、ＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）の反応により固化してしまう。
【０１３８】
そこで、本形態においては、補助プラズマ発生手段を備えて電磁波をチャンバ１の内部、特に基板３の近傍の空間に入射している。補助プラズマ発生手段は、リング状パイプ１０が導電体製で形成され、リング状パイプ１０に補助プラズマ発生手段としての整合器２５及び電源２６が接続されている。つまり、リング状導電体製のアンテナ部材としてリング状パイプ１０が用いられている。リング状パイプ１０は周方向で非絶縁状態で電源２６に接続され、支持台２側が接地された状態にされ、リング状パイプ１０と基板３側との間で容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成される（図４参照）。
【０１３９】
原料ガス供給手段であるリング状パイプ１０と、補助原料ガスプラズマを発生させるためのリング状導電体製のアンテナ部材とを兼用しているので、スペースを有効に利用して装置の大型化を抑制することができる。
【０１４０】
この結果、基板３の近傍の空間では、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３の一部がプラズマ化されてＣｌ＊　を発生する（補助原料ガスプラズマ）。すなわち、ＣｕＣｌ→Ｃｕ＋Ｃｌ＊　の反応が進行する。このようにして基板３の近傍の空間に十分な量のＣｌ＊　が発生し、このＣｌ＊　により前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）が促進される。この結果、高密度のＣｌ２　ガスを供給することによる成膜速度の向上と、成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）の促進による成膜品質の向上を同時に達成し得る。
【０１４１】
尚、図５に示すように、リング状パイプ１０の周方向の一箇所に絶縁部材２７を設け、絶縁部材２７を挟んで一方側を電源２６側に接続すると共に他方側を接地することも可能である。この場合、支持台２側を接地せずにリング状パイプ１０と基板３側との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが発生する。
【０１４２】
また、図６乃至図９に示したように、リング状パイプ１０とは別にリング状導電体製のアンテナ部材を独立して備え、リング状パイプ１０と上下方向にずらして配置したり、同一平面内に配置することが可能である。
【０１４３】
＜第６実施形態例＞
【０１４４】
図１２には本発明の第６実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
第６実施形態例の金属膜作製装置は、第１実施形態例における補助プラズマ発生手段に代えてラジカル補給手段を備えたものである。
【０１４５】
図１２に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）のチャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台２には基板３が載置される。支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、支持台２は温度制御手段６により所定温度（例えば、基板３が１００℃乃至２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【０１４６】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置８により所定の圧力に維持される。
【０１４７】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてリング状パイプ１０が設けられてガス流路が形成され、リング状パイプ１０には流量制御器１１を介して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）が送られる。リング状パイプ１０にはガスノズルとしての噴出穴１２が周方向に多数設けられ、リング状パイプ１０に原料ガスが送られることで、噴出穴１２から原料ガスがチャンバ１内に噴出して供給される。
【０１４８】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【０１４９】
チャンバ１の上面の開口部と天井板７との間には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１３が挟持されている。被エッチング部材１３は、チャンバ１の上部に挟持されるリング部１４が備えられ、リング部１４の内周側にはチャンバ１の径方向中心部近傍まで延び同一幅となっている突起部１５が円周方向に複数（例えば、１２個）設けられている。
【０１５０】
突起部１５は、リング部１４に対して一体、もしくは、取り外し自在に取り付けられている。天井板７とチャンバ１の内部との間には突起部１５の間で形成される切欠部１６（空間）が存在した状態になっている。リング部１４はアースされており、複数の突起部１５は電気的につながれて同電位に維持されている。
【０１５１】
尚、突起部１５の間に突起部１５よりも径方向に短い第２突起部を配置することも可能であり、更に、突起部１５と第２突起部との間に短い突起部を配置することも可能である。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。
【０１５２】
天井板７の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのアンテナ部材としてのプラズマアンテナ１７が設けられ、プラズマアンテナ１７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１７には成膜用プラズマ発生手段としての整合器１８及び電源１９が接続されて給電が行われる。
【０１５３】
被エッチング部材１３は、リング部１４の内周側に突起部１５が円周方向に複数設けられ、突起部１５の間で形成される切欠部１６（空間）が存在しているので、プラズマアンテナ１７の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に突起部１５が配置された状態になっている。
【０１５４】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【０１５５】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にリング状パイプ１０から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ１７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ２　ガスがイオン化されてＣｌ２　ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）２２が発生する。
【０１５６】
プラズマアンテナ１７の下部には導電体である被エッチング部材１３が存在しているが、第１実施形態例で説明したように、被エッチング部材１３と基板３との間、即ち、被エッチング部材１３の下側にＣｌ２　ガスプラズマ２２が安定して発生するようになっている。
【０１５７】
Ｃｌ２　ガスプラズマ２２により、銅製の被エッチング部材１３にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成される。このとき、被エッチング部材１３はＣｌ２　ガスプラズマ２２により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は、被エッチング部材１３よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜２４が生成される。
【０１５８】
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２１から排気される。
【０１５９】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ２　ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ２　ガスを単独で用いたり、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、被エッチング部材１８のエッチングにより生成される前駆体はＣｕｘ　Ｃｌｙ　である。従って、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。
【０１６０】
また、被エッチング部材１８の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【０１６１】
ここで、成膜速度を向上させるべくリング状パイプ１０の噴出穴１２から高密度の原料ガスを供給しした場合、その分高密度のＣｌ２　ガスプラズマ２２が形成される。この結果、Ｃｌ２　ガスプラズマ２２はあまり拡散せず、チャンバ４１の上部に偏在する。すなわち、基板３の近傍における上部空間のＣｌ２　ガスプラズマ２２の密度は相対的に薄くなる。
【０１６２】
一方、金属部材４２のエッチングは高効率で進行するので多量の前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成され、この前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３はどんどん基板３側に搬送される。この結果、前記反応式における　▲３▼の基板３への吸着反応（ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ））が高効率で進行する。したがって、このままでは、前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）を促進するＣｌ＊　が不足し、基板３に吸着されたＣｕＣｌ（ａｄ）が、ＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）の反応により固化してしまう。
【０１６３】
図１乃至図１１に示す金属膜作製装置は、成膜用プラズマ発生手段の他に、補助プラズマ発生手段を設けるものであるが、補助プラズマ発生手段を設ける代わりに遠隔で形成したＣｌ＊　を基板３の近傍における上方の空間に供給する（以下、この様な方式をリモートプラズマ方式と呼称する）ように構成しても同様に成膜反応を促進することができる。基板３に吸着状態となっているＣｕＣｌ膜にＣｌ＊　を作用させてＣｌを引き抜くことができるからである。
【０１６４】
図１２に示すように、チャンバ１の筒部における基板３の斜め上方の位置には、スリット状の開口部３３が形成され、この開口部３３には筒状の通路３４の一端がそれぞれ固定してある。通路３４の途中には絶縁体で形成した筒状の励起室３５が設けられ、この励起室３５の周囲にはコイル状の補助プラズマアンテナ３６が巻回してある。この補助プラズマアンテナ３６には整合器３７及び電源３８が接続され、給電を行うようになっている。
【０１６５】
ここで、開口部３３、これに伴う通路３４及び励起室３５等はチャンバ１の同一高さ位置で、このチャンバ１の周囲に、例えば、４箇所（図には２箇所のみを示す）に配設してある。通路３４の他端側には流量制御器３９が接続され、この流量制御器３９を介して通路３４内にＣｌ＊　（原料ガスのラジカル）を得るためのＣｌ２　ガスが供給される。これら、補助プラズマアンテナ３６、整合器３７、電源３８及び流量制御器３９でリモートプラズマ方式におけるラジカル補給手段を構成している。
【０１６６】
ラジカル補給手段において、流量制御器３９を介して励起室３５内にＣｌ２　ガスを供給しつつ、補助プラズマアンテナ３６から電磁波を励起室３５の内部に入射することで、Ｃｌ＊　を形成する。このとき、励起室３５内ではＣｌ＊　を高密度で形成することができるようプラズマ条件を調整してある。このようにして形成したＣｌ＊　は、成膜時に通路３４を介してチャンバ１内に供給される。このＣｌ＊　は、基板３上に吸着状態となっているＣｕＣｌ（ａｄ）からＣｌ２　ガスを解離して当該成膜反応を促進させる。
【０１６７】
図１２に示す金属膜作製装置におけるラジカル補給手段は、筒状の励起室３５の周囲に巻回したコイル状の補助プラズマアンテナ３６で、この励起室３５内にＣｌ＊　を形成し、このＣｌ＊　をチャンバ１等の内部に補給するように構成したが、これに限るものではない。原料ガス（例えば、Ｃｌ２　ガス）のラジカル（例えば、Ｃｌ＊　）を別途形成してこれをチャンバの内部に補給することができるようになっていれば良い。例えば、次の様な構成のラジカル供給手段が考えられる。
【０１６８】
１）　チャンバ内に連通して原料ガスを流通させる筒状の通路にマイクロ波を供給手段を有し、このマイクロ波供給手段が発生するマイクロ波により前記原料ガスをプラズマ化するもの。これは、例えばマグネトロンを利用することにより容易に構成することができる。この場合、周波数は２．４５（ＧＨｚ）程度のものを使用することができる。
【０１６９】
２）　チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスを加熱してこの原料ガスを熱的に解離する加熱手段を有するもの。かかる加熱手段としては、フィラメントで形成したヒータが考えられるが、かかるヒータで熱解離に必要な１５００度以上の温度は容易に得られる。したがって、最も安価にラジカル補給手段を構成することができる。
【０１７０】
３）　チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスにレーザ光又は電子線等の電磁波を供給してこの原料ガスを解離させる電磁波発生手段を有するもの。これは、レーザ光又は電子線の波長を特定のものに固定することにより、所望のラジカル（例えばＣｌ＊　）を高効率で発生させることかできる。すなわち、所望のラジカルを選択的に高効率で発生させることができる。
【０１７１】
＜第７実施形態例＞
【０１７２】
図１３には本発明の第７実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１２に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。第７実施形態例の金属膜作製装置は、図１２に示した第６実施形態例の成膜用プラズマ発生手段に代えて、図１０に示した第４実施形態例の成膜用プラズマ発生手段を適用したものである。
【０１７３】
つまり、図１３に示すように、チャンバ４１が絶縁材製で形成され、天井部に金属部材４２が設けられている。そして、円筒コイル状のプラズマアンテナ４３により成膜用のプラズマ（Ｃｌ２　ガスプラズマ２２）が形成される。その他の構成は図１２と同一である。
【０１７４】
従って、遠隔で形成したＣｌ＊　を基板３の近傍における上方の空間に供給することで、基板３に吸着状態となっているＣｕＣｌ膜にＣｌ＊　を作用させてＣｌを引き抜くことができ、成膜反応を促進することができる。
【０１７５】
＜第８実施形態例＞
【０１７６】
図１４には本発明の第８実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１４に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。第８実施形態例の金属膜作製装置は、図１２に示した第６実施形態例の成膜用プラズマ発生手段に代えて、図１１に示した第５実施形態例の成膜用プラズマ発生手段を適用したものである。
【０１７７】
つまり、図１４に示すように、チャンバ４１が絶縁材製で形成され、天井部に金属部材４２が設けられている。そして、金属部材４２に整合器２５及び電源２６が接続され、金属部材４２に給電を行なうことにより成膜用のプラズマ（Ｃｌ２　ガスプラズマ２２）が形成される。その他の構成は図１２と同一である。
【０１７８】
従って、遠隔で形成したＣｌ＊　を基板３の近傍における上方の空間に供給することで、基板３に吸着状態となっているＣｕＣｌ膜にＣｌ＊　を作用させてＣｌを引き抜くことができ、成膜反応を促進することができる。
【０１７９】
＜第９実施形態例＞
【０１８０】
図１５には本発明の第９実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１４に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。第９実施形態例の金属膜作製装置は、図１に示した第１実施形態例の成膜用プラズマ発生手段に代えて、励起手段により励起された塩素により被エッチング部材をエッチングして前駆体２３を生成する構成としたものである（成膜用生成手段）。
【０１８１】
円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）のチャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台２には基板３が載置される。支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、支持台２は温度制御手段６により所定温度（例えば、基板３が１００℃乃至２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【０１８２】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は絶縁材製（例えば、セラミックス製）の天井板５１によって塞がれている。天井板５１の下面には金属製（銅製：Ｃｕ製）の被エッチング部材５２が設けられ、被エッチング部材５２は円錐形状となっている。チャンバ１の筒部の上部の周囲４箇所（図には２箇所のみ示す）にはスリット状の開口部５３が形成され、開口部５３には筒状の通路５４の一端がそれぞれ固定されている。通路５４の途中部には絶縁体で形成した筒状の励起室５５が設けられ、励起室５５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ５６が設けられている。プラズマアンテナ５６には整合器５７及び電源が接続されて給電が行なわれる。
【０１８３】
通路５４の他端部には流量制御器５９が接続され、流量制御器５９を介して通路５４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）が供給される。プラズマアンテナ５６から電磁波を励起室５５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（励起塩素）６０が発生する。つまり、塩素を含有する原料ガスをチャンバ１とは隔絶した励起室５５で励起する励起手段が構成されている。Ｃｌ２　ガスプラズマ６０の発生により励起塩素が開口部５３からチャンバ１内の被エッチング部材５２側に供給され、被エッチング部材５２が励起塩素によりエッチングされる。
【０１８４】
塩素を含有する原料ガスをチャンバ１とは隔絶した励起室５５で励起するようにしたので、基板３の上部でのプラズマの発生を少なくし基板３に対するプラズマの影響を最小限に抑えることが可能となる。
【０１８５】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【０１８６】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【０１８７】
励起塩素により銅製の被エッチング部材５２にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成される。このとき、被エッチング部材５２は、図示しない加熱手段等により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は、被エッチング部材５２よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。
基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜２４が生成される。
【０１８８】
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２１から排気される。
【０１８９】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ２　ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ２　ガスを単独で用いたり、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、被エッチング部材１８のエッチングにより生成される前駆体はＣｕｘ　Ｃｌｙ　である。従って、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。
【０１９０】
また、被エッチング部材１８の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【０１９１】
ここで、成膜速度を向上させるべく励起室５５に高密度の原料ガスを供給しした場合、その分高密度のＣｌ２　ガスプラズマ６０が形成される。この結果、Ｃｌ２　ガスプラズマ６０の励起塩素はあまり拡散せず、チャンバ１の上部に偏在する。すなわち、基板３の近傍における上部空間の励起塩素の密度は相対的に薄くなる。
【０１９２】
一方、被エッチング部材５２のエッチングは高効率で進行するので多量の前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３が生成され、この前駆体（Ｃｕｘ　Ｃｌｙ　）２３はどんどん基板３側に搬送される。この結果、前記反応式における　▲３▼の基板３への吸着反応（ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ））が高効率で進行する。したがって、このままでは、前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）を促進するＣｌ＊　が不足し、基板３に吸着されたＣｕＣｌ（ａｄ）が、ＣｕＣｌ（ａｄ）→ＣｕＣｌ（ｓ）の反応により固化してしまう。
【０１９３】
そこで、本形態においては、補助原料ガス供給手段及び補助プラズマ発生手段を備えて電磁波をチャンバ１の内部、特に基板３の近傍の空間に入射している。
【０１９４】
補助原料ガス供給手段は、リング状パイプ６１のガス流路が基板３の周囲に配置され、リング状パイプ６１にはガスノズルとしての多数の噴出穴６２が設けられている。リング状パイプ６１には補助ガス流量制御器６３を介してハロゲンとしての塩素を含有する補助原料ガス（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）が供給される。リング状パイプ６１に供給された補助原料ガスは噴出穴６２から噴出して基板３の近傍に送られる。
【０１９５】
補助プラズマ発生手段は、リング状パイプ６１が導電体製で形成され、リング状パイプ６１に補助プラズマ発生手段としての整合器６４及び電源６５が接続されている。つまり、リング状導電体製のアンテナ部材としてリング状パイプ６１が用いられている。リング状パイプ６１は周方向で非絶縁状態で電源６５に接続され、支持台２側が接地された状態にされ、リング状パイプ６１と基板３側との間で容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成される。
【０１９６】
補助原料ガス供給手段であるリング状パイプ６１と、補助原料ガスプラズマを発生させるためのリング状導電体製のアンテナ部材とを兼用しているので、スペースを有効に利用して装置の大型化を抑制することができる。
【０１９７】
この結果、基板３の近傍の空間では、補助原料ガスがプラズマ化されてＣｌ＊　を発生する（補助原料ガスプラズマ）。すなわち、ＣｕＣｌ→Ｃｕ＋Ｃｌ＊　の反応が進行する。このようにして基板３の近傍の空間に十分な量のＣｌ＊　が発生し、このＣｌ＊　により前記成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）が促進される。この結果、高密度のＣｌ２　ガスを供給することによる成膜速度の向上と、成膜反応（ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊　→Ｃｕ＋Ｃｌ２　↑）の促進による成膜品質の向上を同時に達成し得る。
【０１９８】
尚、前述した図５に示したものと同様に、リング状パイプ６１の周方向の一箇所に絶縁部材を設け、絶縁部材を挟んで一方側を電源６５側に接続すると共に他方側を接地することも可能である。この場合、支持台２側を接地せずにリング状パイプ６５と基板３側との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが発生する。
【０１９９】
＜第１０実施形態例＞
【０２００】
図１６には本発明の第１０実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１４に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。第１０実施形態例の金属膜作製装置は、図１５に示した第９実施形態例の補助プラズマ発生手段の構成が相違するものである。
【０２０１】
図に示すように、補助プラズマ発生手段は、リング状パイプ６１の内周の上側にリング状導電体製のアンテナ部材６７が設けられ、アンテナ部材６７に補助プラズマ発生手段としての整合器６４及び電源６５が接続されている。アンテナ部材６７は周方向で非絶縁状態で電源６５に接続され、支持台２側が接地された状態にされ、アンテナ部材６５と基板３側との間で容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成される。
【０２０２】
リング状パイプ６１の内周の上側に補助原料ガスプラズマを発生させるためのアンテナ部材６７を設けたので、補助原料ガスの噴出に影響を与えることなく補助プラズマの状態を制御することができる。
【０２０３】
前述した図８と同様に、アンテナ部材６７の周方向の一箇所に絶縁部材を設け、絶縁部材を挟んで一方側を電源６５側に接続すると共に他方側を接地することも可能である。この場合、支持台２側を接地せずにアンテナ部材６７と基板３側との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが発生する。
【０２０４】
＜第１１実施形態例＞
【０２０５】
図１７には本発明の第１１実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１６に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。第１１実施形態例の金属膜作製装置は、図１６に示した第１０実施形態例の補助プラズマ発生手段のアンテナ部材６７の配置が相違するものである。
【０２０６】
図に示すように、補助プラズマ発生手段は、リング状パイプ６１の内周における同一平面内にリング状導電体製のアンテナ部材６７が設けられ、アンテナ部材６７に補助プラズマ発生手段としての整合器６４及び電源６５が接続されている。アンテナ部材６７は周方向で非絶縁状態で電源６５に接続され（図７と同じ状態）、支持台２側が接地された状態にされ、アンテナ部材６５と基板３側との間で容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成される。
【０２０７】
リング状パイプ６１の内周における同一平面内に補助原料ガスプラズマを発生させるためのアンテナ部材６７を設けたので、原料ガスの噴出に影響を与えることなく基板３の直上に補助プラズマを発生させることができる。
【０２０８】
前述した図８と同様に、アンテナ部材６７の周方向の一箇所に絶縁部材を設け、絶縁部材を挟んで一方側を電源６５側に接続すると共に他方側を接地することも可能である。この場合、支持台２側を接地せずにアンテナ部材６７と基板３側との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが発生する。
【０２０９】
尚、上述した各実施形態例において、リング状パイプ１０もしくはリング状パイプ６１から原料ガスとして酸素や窒素を含有するガスもしくは酸素や窒素の単独のガスを供給することも可能である。酸素や窒素を供給することにより、酸素や窒素のプラズマを発生させて酸化膜や窒化膜を成膜することが可能となる。
【０２１０】
【発明の効果】
本発明の金属膜作製方法は、
内部に基板を収容するチャンバに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配設する一方、この被エッチング部材と基板の温度とを所定の温度及び温度差に制御することにより、チャンバ内のハロゲンを含有する原料ガスプラズマで前記被エッチング部材をエッチングして金属成分と原料ガスとの前駆体を形成し、この前駆体を基板に吸着させる一方、
原料ガスの供給が行なわれるプラズマ発生源により、基板の近傍部分におけるその上方の空間に前駆体の一部を解離する補助原料ガスプラズマを形成し、この補助原料ガスプラズマで基板に吸着された前駆体から原料ガス成分を引き抜くことにより前駆体の金属成分を基板に析出させて所定の成膜を行うようにしたので、成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行うことができる。
【０２１１】
本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容されたチャンバと、
チャンバ内で基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
高周波電力の供給によりチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなるので、
成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行うことができる。
【０２１２】
また、本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容され上部が開口された円筒状のチャンバと、
チャンバの上部の開口を密閉する絶縁材製の天井部材と、
基板と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、
天井部材の上方に配置され高周波電力の供給によりチャンバの内部をプラズマ化するための平面リング状のアンテナ部材と、
基板と天井部材との間におけるチャンバの径方向に延びると共に周方向に複数配置されアンテナ部材の電気の流れ方向に対して不連続状態となる金属製の被エッチング部材と、
アンテナ部材に給電を行い被エッチング部材と基板との間をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなるので、
成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行うことができる。
【０２１３】
また、本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容された円筒状のチャンバと、
基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
チャンバの筒部外方に配置され高周波電力の供給によりチャンバの内部をプラズマ化するための円筒コイル状のアンテナ部材と、
アンテナ部材に給電を行いチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなるので、
成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行うことができる。
【０２１４】
また、本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容され一端が開口された絶縁材製のチャンバと、
チャンバの開口部を密閉する金属製の被エッチング部材と、
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、
被エッチング部材に給電を行いチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍において基板の上方の空間に前駆体の一部を解離させた補助原料ガスプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなるので、
成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行うことができる。
【０２１５】
そして、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路は導電体製であり、
導電体製のガス流路をリング状導電体製のアンテナ部材として補助プラズマ発生手段を構成したので、
原料ガス供給手段と補助プラズマ発生手段を兼用することができる。
【０２１６】
また、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、上下方向にずれて配置されているので、
原料ガスの供給に影響を及ぼすことなく補助原料ガスプラズマの発生状況を制御することができる。
【０２１７】
また、請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、同一平面内に配置されているので、原料ガスの供給に影響を及ぼすことなく補助原料ガスプラズマを基板の上に発生させることができる。
【０２１８】
また、請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向で非絶縁状態で電源側に接続され、基板との間に容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成されるので、容量結合プラズマにより補助原料ガスプラズマを発生させることができる。
【０２１９】
また、請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向の少なくとも一箇所が絶縁されて電源側に接続され、基板との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが形成されるので、誘導結合プラズマにより補助原料ガスプラズマを発生させることができる。
【０２２０】
本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容される筒状のチャンバと、
チャンバ内で基板に対向する位置に配設される金属製の被エッチング部材と、
基板と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、
高周波電力の供給によりチャンバ内をプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分と原料ガスとの前駆体を生成する成膜用プラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板に吸着された前駆体から原料ガスを引き抜くよう、チャンバ内における基板の近傍部分の空間に原料ガスのラジカルを補給するラジカル補給手段とを備え、原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなる
ので、
成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行うことができる。
【０２２１】
そして、請求項１１に記載の金属膜作製装置において、
成膜用プラズマ発生手段は、チャンバの上端開口部を塞ぐ天井板の上方に配設した成膜用プラズマアンテナを有し、この成膜用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、
被エッチング部材の下側に原料ガスプラズマを発生させることができる。
【０２２２】
また、請求項１１に記載の金属膜作製装置において、
成膜用プラズマ発生手段は、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成膜用アンテナを有し、この成膜用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、
チャンバを大型化して大径の基板の成膜に適用することが可能になる。
【０２２３】
また、請求項１１に記載の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し、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ので、周囲にアンテナ等の部材を配置する必要がない。
【０２２４】
本発明の金属膜作製装置は、
基板が収容されたチャンバと、
チャンバ内で基板に対向する位置に配置される金属製の被エッチング部材と、
ハロゲンを含有する原料ガスをチャンバとは隔絶して励起する励起手段と、
励起手段で励起されたハロゲンで被エッチング部材をエッチングすることにより被エッチング部材に含まれる金属成分とハロゲンとの前駆体を生成する成膜用生成手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と、
基板の近傍にハロゲンを含有する補助原料ガスを供給する補助原料ガス供給手段と、
基板に吸着された前駆体から原料ガスを引き抜くように、チャンバ内における基板の近傍部分の空間に補助原料ガスのプラズマを形成するための補助プラズマ発生手段とを備え、
補助原料ガス供給手段は、
基板の周囲に配置されるリング状パイプのガス流路と、ガス流路に設けられ原料ガスを基板の上方に噴出するガスノズルとからなり、
補助プラズマ発生手段は、
基板の周囲に配置され高周波電力が供給されるリング状導電体製のアンテナ部材とからなる
ので、
成膜効率を向上させるべく高濃度の原料ガスを供給した場合でも、装置を大がかりにすることなく高品質の成膜を行うことができる。
【０２２５】
そして、請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路は導電体製であり、
導電体製のガス流路をリング状導電体製のアンテナ部材として補助プラズマ発生手段を構成したので、
補助原料ガス供給手段と補助プラズマ発生手段を兼用することができる。
【０２２６】
また、請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、上下方向にずれて配置されているので、補助原料ガスの供給に影響を与えずに補助原料ガスプラズマの発生状況を制御することができる。
【０２２７】
また、請求項１５に記載の金属膜作製装置において、
補助原料ガス供給手段のリング状のガス流路と補助プラズマ発生手段のアンテナ部材とは、同一平面内に配置されているので、補助原料ガスの供給に影響を与えずに補助原料ガスプラズマを基板の上に発生させることができる。
【０２２８】
また、請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向で非絶縁状態で電源側に接続され、基板との間に容量結合型の補助原料ガスプラズマが形成されるので、
容量結合プラズマの補助原料ガスプラズマを発生させることができる。
【０２２９】
また、請求項１５乃至請求項１８のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
補助プラズマ発生手段のアンテナ部材は周方向の少なくとも一箇所が絶縁されて電源側に接続され、基板との間に誘導結合型の補助原料ガスプラズマが形成されるので、
誘導結合プラズマの補助原料ガスプラズマを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ　線矢視図。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ　線矢視図。
【図４】リング状パイプの平面視図。
【図５】他の実施形態例に係るリング状パイプの平面視図。
【図６】本発明の第２実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図７】リング状パイプの部位の平面視図。
【図８】他の実施形態例に係るリング状パイプの部位の平面視図。
【図９】本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１０】本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１１】本発明の第５実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１２】本発明の第６実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１３】本発明の第７実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１４】本発明の第８実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１５】本発明の第９実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１６】本発明の第１０実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１７】本発明の第１１実施形態例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【符号の説明】
１，４１　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
７，５１　天井板
８　真空装置
１０，６１　リング状パイプ
１１，５９　流量制御器
１２，６２　噴出穴
１３，５２　被エッチング部材
１４　リング部
１５　突起部
１６　切欠部
１７，３６，４３，５６　プラズマアンテナ
１８，２５，３７，５７，６４　整合器
１９，２６，３８，５８，６５　電源
２１　排気口
２２，６０　Ｃｌ２　ガスプラズマ
２３　前駆体
２４　Ｃｕ薄膜
２７，３１，６７　アンテナ部材
２９　絶縁部材
３３，５３　開口部
３４，５４　通路
３５，５５　励起室
４２　金属部材
６３　補助ガス流量制御器
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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