(57)【要約】【課題】  成膜条件の最適化を容易に実現し得る膜作成方法を提供する。【解決手段】  高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得るＣｕで形成した被エッチング部材８を、ヒータ１１で加熱することにより高温に保持した状態でこの被エッチング部材８にハロゲンガスであるＣｌ2ガスを作用させることによりハロゲン化合物である前躯体（ＣｕＣｌ）１５のガスを形成する一方、基板３の温度を相対的に低温に保持することにより前記前駆体１５を基板３に吸着させ、その後この前躯体１５にハロゲンのラジカルであるＣｌ*を作用させてＣｌを引き抜くことにより前記基板３上にＣｕ薄膜１６を析出させて成膜を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が収容されるチャンバの内部に配設する少なくとも一種類の高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材を、相対的に高温に保持した状態でこの被エッチング部材にハロゲンガスを作用させることにより前記元素とハロゲンとの化合物である前駆体のガスを形成し、
前記基板の温度を相対的に低温に保持することにより、前記前駆体を基板に吸着させ、
その後基板に吸着させた前躯体にハロゲンのラジカルを作用させてこの前躯体を還元することによりハロゲンを引き抜いて少なくとも前記元素成分を前記基板上に析出させて成膜を行うことを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項２】
請求項１に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスに高周波の電界を作用させてこのハロゲンガスをプラズマ化することにより得ることを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項３】
請求項１に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスにマイクロ波を供給してこのハロゲンガスをプラズマ化することにより得ることを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項４】
請求項１に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスを加熱して熱的解離により得ることを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項５】
請求項１に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスに電磁波又は電子線を供給してこのハロゲンガスを解離させることにより得ることを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項６】
請求項１に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスを、触媒作用により解離させる触媒金属に接触させることにより得ることを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項７】
請求項１に記載する薄膜作製方法において、
成膜反応に伴い発生するハロゲンガスの解離率が増加するよう、前記チャンバ内に供給するハロゲンガスの供給量を減少させることを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項８】
請求項１に記載する薄膜作製方法において、
成膜反応に伴い発生するハロゲンガスの解離率が増加するよう、ハロゲンガスの他に、質量がＮｅ以上の希ガスを前記チャンバ内に供給することを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項９】
請求項１に記載する薄膜作製方法において、
成膜反応に伴い発生するハロゲンガスの解離率が増加するよう、前記チャンバ内に電磁波を供給してこのチャンバ内に供給されたハロゲンガスを解離させることを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか一つに記載する薄膜作製方法において、
前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量とを検出し、両者の比率に応じて、この比率が予め定めた値になるように前記被エッチング部材の温度を制御することを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載する薄膜作製方法において、
前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量との検出は、被エッチング部材の近傍の反応空間の試料を抽出して質量分析により行うことを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載する薄膜作製方法において、
前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量との検出は、被エッチング部材の近傍の反応空間にレーザ光を照射し、これに伴う発光を分光分析することにより行うことを特徴とする薄膜作製方法。
【請求項１３】
基板を収容する内部に原料ガスであるハロゲンガスが供給される筒状のチャンバと、
少なくとも一種類の高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成して前記チャンバ内で前記基板に対向する位置に配設した被エッチング部材と、
前記元素とハロゲンとの化合物である前躯体のガスを形成し得るよう、前記被エッチング部材に向けて前記チャンバ内にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記被エッチング部材の温度を相対的に高温の所定の温度に制御する第１の温度制御手段と、
前記基板の温度を相対的に低温の所定温度に制御して前記前駆体を基板に吸着させる第２の温度制御手段と、
少なくとも前記元素成分を析出させて所定の成膜を行うよう前記基板に吸着状態となっている前記前駆体からハロゲンを引き抜くためのハロゲンガスのラジカルを前記チャンバ内に補給するラジカル補給手段とを有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１４】
基板を収容する内部に原料ガスであるハロゲンガスが供給される筒状のチャンバと、
少なくとも一種類の高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成して前記チャンバ内で前記基板面に対向する位置を外した位置に配設した被エッチング部材と、
前記チャンバ内で前記基板と前記被エッチング部材との間に配設するとともに前記基板の方向に向いた孔を有する遮蔽板と、
前記元素とハロゲンとの化合物である前駆体のガスを形成し得るよう、前記被エッチング部材と前記遮蔽板との間の空間にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記被エッチング部材の温度を相対的に高温の所定の温度に制御する第１の温度制御手段と、
前記基板の温度を相対的に低温の所定温度に制御して前記前駆体を基板に吸着させる第２の温度制御手段と、
少なくとも前記元素成分を析出させて所定の成膜を行うよう前記基板に吸着状態となっている前記前駆体からハロゲンを引き抜くためのハロゲンガスのラジカルを前記チャンバ内に補給するラジカル補給手段とを有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通してハロゲンガスを流通させる筒状の通路の周囲に巻回したコイルに高周波電流を供給し、これにより形成する電界の作用でハロゲンガスをプラズマ化するものであることを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１６】
請求項１３又は請求項１４に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通してハロゲンガスを流通させる筒状の通路にマイクロ波供給手段を有し、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ハロゲンガスをプラズマ化するものであることを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１７】
請求項１３又は請求項１４に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスを加熱してこのハロゲンガスを熱的に解離する加熱手段を有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１８】
請求項１３又は請求項１４に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスに電磁波又は電子線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ことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項１９】
請求項１３又は請求項１４に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスを、触媒作用により解離させる触媒金属を有するものであることを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２０】
請求項１３又は請求項１４に記載する薄膜作製装置において、
ハロゲンガスの他に、質量がＮｅ以上の希ガスを前記チャンバ内に供給する希ガス供給手段を有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２１】
請求項１３又は請求項１４に記載する薄膜作製装置において、
さらに、前記チャンバ内に電磁波を供給して成膜反応に伴い発生するハロゲンガスを解離させる電磁波発生手段を有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２２】
請求項１３乃至請求項２１の何れか一つに記載する薄膜作製装置において、
前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量とに基づき両者の比率を検出する比率検出手段と、
この比率検出手段で検出する比率が予め定めた値になるように前記被エッチング部材の温度を制御する温度制御手段とを有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載する薄膜作成装置において、
前記比率検出手段は、前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量との検出を被エッチング部材の近傍の反応空間の試料を抽出して質量分析により行う質量分析手段を有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載する薄膜作製装置において、
前記比率検出手段は、前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量との検出を、被エッチング部材の近傍の反応空間にレーザ光を照射し、これに伴う発光を分析することにより行う分光分析手段を有することを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２５】
請求項１３乃至請求項２４の何れか一つに記載する薄膜作製装置において、
被エッチング部材は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａを含む高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る金属の単体で形成したことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２６】
請求項１３乃至請求項２４の何れか一つに記載する薄膜作製装置において、
被エッチング部材は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａを含む高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る金属の複数種類を成分とする複合金属で形成したことを特徴とする薄膜作製装置。
【請求項２７】
請求項１３乃至請求項２４の何れか一つに記載する薄膜作製装置において、
被エッチング部材は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａを含む高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る金属と、Ｓｅ、Ｓ等の非金属とを成分とする複合金属で形成したことを特徴とする薄膜作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜作製方法及び薄膜作製装置に関し、特に高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属乃至これを含む複合金属で形成した被エッチング部材にハロゲンガスを作用させてそのハロゲン化物である前躯体を形成し、この前躯体を基板上に吸着させて所定の金属薄膜を形成する場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体等の製造においては、プラズマＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 装置を用いた成膜が知られている。プラズマＣＶＤ装置とは、チャンバ内に導入した膜の材料となる有機金属錯体等のガスを、高周波アンテナから入射する高周波によりプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子によって基板表面の化学的な反応を促進して金属薄膜等を成膜する装置である。
【０００３】
これに対し、本発明者等は、高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属成分であって、成膜を望む金属成分からなる被エッチング部材をチャンバ内に設置し、前記被エッチング部材をハロゲンガスのプラズマによりエッチングすることで金属成分のハロゲン化物である前駆体を生成させるとともに、前駆体の金属成分のみを基板上に成膜するプラズマＣＶＤ装置（以下、新方式のプラズマＣＶＤ装置という。）および成膜方法を開発した（例えば、下記、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４７５３４号公報
【０００５】
上記新方式のプラズマＣＶＤ装置では、成膜される金属源となる被エッチング部材の温度に対して基板の温度が低くなるように制御して基板に当該金属膜を成膜している。例えば、被エッチング部材をＣｕ、ハロゲンガスをＣｌ2とした場合、被エッチング部材を高温（例えば３００°Ｃ〜７００°Ｃ）に、また基板を低温（例えば２００°Ｃ程度）に制御することにより、前記基板にＣｕ薄膜を形成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、最近の研究により、上記新方式のプラズマＣＶＤ装置において、被エッチング部材をエッチングして形成していた前記前躯体は、必ずしもハロゲンガスのプラズマを形成しなくても得ることができることが分かってきた。すなわち、ハロゲンガスを高温の被エッチング部材に作用させるだけでもこの被エッチング部材がサーマルエッチングされる結果、所望の前躯体を得ることができる。そして、この前躯体を基板上に吸着させた後、ハロゲンを引き抜くことにより所望の金属の薄膜を基板上に析出させることができる。
【０００７】
この場合、基板の温度を適切に制御することは当然のこととして、基板上に吸着された前躯体からハロゲンを引き抜き、所望の金属の薄膜を十分な製膜速度及び膜質を確保しつつ容易に析出させるためには、吸着された前躯体にハロゲンのラジカルを作用させることが重要であることも分かってきた。この場合の反応は次のように表すことができる。
【０００８】
１）  エッチング反応；２ｎＣｕ＋ｎＣｌ2 →２ＣｕnＣｌn（ｇ）
２）  基板への吸着反応；ＣｕnＣｌn（ｇ）→ｎＣｕＣｌ（ａｄ）
３）  成膜反応；ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ* →Ｃｕ＋Ｃｌ2 ↑・・・（１）
ここで、ｎは自然数、Ｃｌ* はＣｌのラジカル、（ｇ）はガス状態、（ａｄ）は吸着状態であることをそれぞれ表している。
【０００９】
上式（１）の成膜反応に本質的に重要な要素は、基板表面上での前躯体（例えばＣｕＣｌ）の流束、還元用のハロゲンラジカル（例えばＣｌ*）の流束及び基板温度である。さらに、被エッチング部材の温度は前躯体（例えばＣｕＣｌ）の流束を制御する要素としてこれを適切に制御することが重要である。
【００１０】
上述の如くハロゲンガスによる被エッチング部材のサーマルエッチングにより前躯体を得る場合には、成膜条件の制御が簡単になる。被エッチング部材のエッチングのためにプラズマを発生させる必要がなく、プラズマによる熱的影響を考慮する必要がないからである。このことは、成膜反応に寄与する各要素を独立に制御して成膜条件の最適制御を実現し得ることを示唆している。
【００１１】
本発明は、上述の如き新方式のＣＶＤ装置に関する新たな知見に鑑み、成膜条件の最適化を容易に実現し得る薄膜作製方法及び薄膜作製装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【００１３】
１）  基板が収容されるチャンバの内部に配設する少なくとも一種類の高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成した被エッチング部材を、相対的に高温に保持した状態でこの被エッチング部材にハロゲンガスを作用させることにより前記元素とハロゲンとの化合物である前駆体のガスを形成し、
前記基板の温度を相対的に低温に保持することにより、前記前駆体を基板に吸着させ、
その後基板に吸着させた前躯体にハロゲンのラジカルを作用させてこの前躯体を還元することによりハロゲンを引き抜いて少なくとも前記元素成分を前記基板上に析出させて成膜を行うこと。
【００１４】
２）  上記１）に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスに高周波の電界を作用させてこのハロゲンガスをプラズマ化することにより得ること。
【００１５】
３）  上記１）に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスにマイクロ波を供給してこのハロゲンガスをプラズマ化することにより得ること。
【００１６】
４）  上記１）に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスを加熱して熱的解離により得ること。
【００１７】
５）  上記１）に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスに電磁波又は電子線を供給してこのハロゲンガスを解離させることにより得ること。
【００１８】
６）  上記１）に記載する薄膜作製方法において、
前記ハロゲンガスのラジカルは、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスを、触媒作用により解離させる触媒金属に接触させることにより得ること。
【００１９】
７）  上記１）に記載する薄膜作製方法において、
成膜反応に伴い発生するハロゲンガスの解離率が増加するよう、前記チャンバ内に供給するハロゲンガスの供給量を減少させること。
【００２０】
８）  上記１）に記載する薄膜作製方法において、
成膜反応に伴い発生するハロゲンガスの解離率が増加するよう、ハロゲンガスの他に、質量がＮｅ以上の希ガスを前記チャンバ内に供給すること。
【００２１】
９）  上記１）に記載する薄膜作製方法において、
成膜反応に伴い発生するハロゲンガスの解離率が増加するよう、前記チャンバ内に電磁波を供給してこのチャンバ内に供給されたハロゲンガスを解離させること。
【００２２】
１０）  上記１）乃至９）の何れか一つに記載する薄膜作製方法において、
前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量とを検出し、両者の比率に応じて、この比率が予め定めた値になるように前記被エッチング部材の温度を制御すること。
【００２３】
１１）  上記１０）に記載する薄膜作製方法において、
前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量との検出は、被エッチング部材の近傍の反応空間の試料を抽出して質量分析により行うこと。
【００２４】
１２）  上記１０）に記載する薄膜作製方法において、
前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量との検出は、被エッチング部材の近傍の反応空間にレーザ光を照射し、これに伴う発光を分光分析することにより行うこと。
【００２５】
１３）  基板を収容する内部に原料ガスであるハロゲンガスが供給される筒状のチャンバと、
少なくとも一種類の高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成して前記チャンバ内で前記基板に対向する位置に配設した被エッチング部材と、
前記元素とハロゲンとの化合物である前躯体のガスを形成し得るよう、前記被エッチング部材に向けて前記チャンバ内にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記被エッチング部材の温度を相対的に高温の所定の温度に制御する第１の温度制御手段と、
前記基板の温度を相対的に低温の所定温度に制御して前記前駆体を基板に吸着させる第２の温度制御手段と、
少なくとも前記元素成分を析出させて所定の成膜を行うよう前記基板に吸着状態となっている前記前駆体からハロゲンを引き抜くためのハロゲンガスのラジカルを前記チャンバ内に補給するラジカル補給手段とを有すること。
【００２６】
１４）  基板を収容する内部に原料ガスであるハロゲンガスが供給される筒状のチャンバと、
少なくとも一種類の高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含む材料で形成して前記チャンバ内で前記基板面に対向する位置を外した位置に配設した被エッチング部材と、
前記チャンバ内で前記基板と前記被エッチング部材との間に配設するとともに前記基板の方向に向いた孔を有する遮蔽板と、
前記元素とハロゲンとの化合物である前駆体のガスを形成し得るよう、前記被エッチング部材と前記遮蔽板との間の空間にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記被エッチング部材の温度を相対的に高温の所定の温度に制御する第１の温度制御手段と、
前記基板の温度を相対的に低温の所定温度に制御して前記前駆体を基板に吸着させる第２の温度制御手段と、
少なくとも前記元素成分を析出させて所定の成膜を行うよう前記基板に吸着状態となっている前記前駆体からハロゲンを引き抜くためのハロゲンガスのラジカルを前記チャンバ内に補給するラジカル補給手段とを有すること。
【００２７】
１５）  上記１３）又は１４）に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通してハロゲンガスを流通させる筒状の通路の周囲に巻回したコイルに高周波電流を供給し、これにより形成する電界の作用でハロゲンガスをプラズマ化するものであること。
【００２８】
１６）  上記１３）又は１４）に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通してハロゲンガスを流通させる筒状の通路にマイクロ波供給手段を有し、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ハロゲンガスをプラズマ化するものであること。
【００２９】
１７）  上記１３）又は１４）に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスを加熱してこのハロゲンガスを熱的に解離する加熱手段を有すること。
【００３０】
１８）  上記１３又は１４）に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスに電磁波又は電子線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こと。
【００３１】
１９）  上記１３）又は１４）に記載する薄膜作製装置において、
ラジカル補給手段は、前記チャンバ内に連通する筒状の通路を流通するハロゲンガスを、触媒作用により解離させる触媒金属を有するものであること。
【００３２】
２０）  上記１３）又は１４）に記載する薄膜作製装置において、
ハロゲンガスの他に、質量がＮｅ以上の希ガスを前記チャンバ内に供給する希ガス供給手段を有すること。
【００３３】
２１）  上記１３）又は１４）に記載する薄膜作製装置において、
さらに、前記チャンバ内に電磁波を供給して成膜反応に伴い発生するハロゲンガスを解離させる電磁波発生手段を有すること。
【００３４】
２２）  上記１３）乃至２１）の何れか一つに記載する薄膜作製装置において、
前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量とに基づき両者の比率を検出する比率検出手段と、
この比率検出手段で検出する比率が予め定めた値になるように前記被エッチング部材の温度を制御する温度制御手段とを有すること。
【００３５】
２３）  上記２２）に記載する薄膜作成装置において、
前記比率検出手段は、前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量との検出を被エッチング部材の近傍の反応空間の試料を抽出して質量分析により行う質量分析手段を有すること。
【００３６】
２４）  上記２２）に記載する薄膜作製装置において、
前記比率検出手段は、前記前駆体の量と前記ハロゲンガスの量との検出を、被エッチング部材の近傍の反応空間にレーザ光を照射し、これに伴う発光を分析することにより行う分光分析手段を有すること。
【００３７】
２５）  上記１３）乃至２４）の何れか一つに記載する薄膜作製装置において、
被エッチング部材は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａを含む高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る金属の単体で形成したこと。
【００３８】
２６）  上記１３）乃至２４）の何れか一つに記載する薄膜作製装置において、
被エッチング部材は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａを含む高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る金属の複数種類を成分とする複合金属で形成したこと。
【００３９】
２７）  上記１３）乃至２４）の何れか一つに記載する薄膜作製装置において、
被エッチング部材は、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａを含む高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る金属と、Ｓｅ、Ｓ等の非金属とを成分とする複合金属で形成したこと。
【発明の効果】
【００４０】
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、上記１）に記載する通りの構成を有するので、
ハロゲンガスのプラズマで被エッチング部材を加熱する必要がなく、また基板に吸着状態となっている前駆体からハロゲンを引き抜くことができる。
この結果、被エッチング部材の温度を基板の温度とは独立に制御することができ、成膜条件をきめ細かく、高精度に制御することができるので、所望の特性の金属薄膜を容易に得ることができるばかりでなく、成膜速度の向上及び膜質のさらなる向上を図ることができる。すなわち、成膜条件の最適化を容易に実現し得る。
【００４１】
請求項２に記載する発明は、上記２）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１に記載する発明の効果を簡単な装置で得ることができる。
【００４２】
請求項３に記載する発明は、上記３）に記載する通りの構成を有するので、
請求項２に記載する発明よりも高周波数の電磁波を用いることができ、その分ハロゲンのラジカルを高密度且つ高効率に得ることができる。
【００４３】
請求項４に記載する発明は、上記４）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１に記載する発明の効果を最も安価に得ることができる。
【００４４】
請求項５に記載する発明は、上記５）に記載する通りの構成を有するので、
電磁波乃至電子線の波長を選択、固定することにより、所望のラジカルを選択的に高効率で得ることができる。この結果、請求項１に記載する発明の効果を顕著なものとすることができる。
【００４５】
請求項６に記載する発明は、上記６）に記載する通りの構成を有するので、
触媒金属の触媒作用を利用して請求項１に記載する発明の効果を最も簡易に得ることができる。
【００４６】
請求項７に記載する発明は、上記７）に記載する通りの構成を有するので、
ハロゲンガスの解離率の増大により成膜を促進してその速度を向上させることができるが、かかる作用を最も容易に実現し得る。
【００４７】
請求項８に記載する発明は、上記８）に記載する通りの構成を有するので、
希ガスが解離率を増大させる触媒として機能し、容易にハロゲンガスの解離率を増大させることができる。
【００４８】
請求項９に記載する発明は、上記９）に記載する通りの構成を有するので、
電磁波のエネルギーによりハロゲンガスの解離を高効率なものとすることができる。
【００４９】
請求項１０に記載する発明は、上記１０）に記載する通りの構成を有するので、
前記比率を一定制御することで所望の膜質の金属薄膜を自動的に得ることができる。
【００５０】
請求項１１に記載する発明は、上記１１）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１０に記載する発明の効果を、チャンバ内の試料の質量分析を行うことにより実現し得る。
【００５１】
請求項１２に記載する発明は、上記１２）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１０に記載する発明の効果を、チャンバ内の試料の分光分析を行うことにより実現し得る。
【００５２】
請求項１３に記載する発明は、上記１３）に記載する通りの構成を有するので、
ハロゲンガスにより被エッチング部材をサーマルエッチングして前躯体を得るとともにこの前躯体を低温の基板に吸着させる。同時に、ハロゲンのラジカルにより迅速に前記基板に吸着された前駆体からのハロゲンの引き抜き反応を進行させることができる。
この結果、被エッチング部材の温度を基板の温度とは独立に制御することができ、成膜条件をきめ細かく、高精度に制御することができるので、所望の特性の金属薄膜を容易に得ることができるばかりでなく、成膜速度の向上及び膜質のさらなる向上を図ることができる。すなわち、成膜条件の最適化を容易に実現し得る。
【００５３】
請求項１４に記載する発明は、上記１４）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１３に記載する発明と同様の効果を奏する。さらに、所定の前躯体を基板の上方の空間に供給しつつエッチングされた被エッチング部材から剥離して落下するパーティクルが基板に付着するのを防止することができる。
【００５４】
請求項１５に記載する発明は、上記１５）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１３及び請求項１４に記載する発明の効果を簡単な装置で得ることができる。
【００５５】
請求項１６に記載する発明は、上記１６）に記載する通りの構成を有するので、
請求項１５に記載する発明よりも高周波数の電磁波を用いることができ、その分ハロゲンのラジカルを高密度且つ高効率に得ることができる。
【００５６】
請求項１７に記載する発明は、上記１７）に記載する構成を有するので、
請求項１３及び請求項１４に記載する発明の効果を最も安価に得ることができる。
【００５７】
請求項１８に記載する発明は、上記１８）に記載する通りの構成を有するので、
電磁波乃至電子線の波長を選択、固定することにより、所望のラジカルを選択的に高効率で得ることができる。この結果、請求項１３及び請求項１４に記載する発明の効果を顕著なものとすることができる。
【００５８】
請求項１９に記載する発明は、
触媒金属の触媒作用を利用して請求項１３及び請求項１４に記載する発明の効果を最も簡易に得ることができる。
【００５９】
請求項２０に記載する発明は、上記２０）に記載する通りの構成を有するので、
希ガスが解離率を増大させる触媒として機能し、ハロゲンガスの解離率の増大により成膜を促進してその速度を向上させることができるが、かかる効果を最も容易に実現し得る。
【００６０】
請求項２１に記載する発明は、上記２１）に記載する通りの構成を有するので、
電磁波のエネルギーによりハロゲンガスの解離を高効率なものとすることができ、その解離率の増大により成膜を促進してその速度を向上させることができる。
【００６１】
請求項２２に記載する発明は、上記２２）に記載する通りの構成を有するので、
被エッチング部材の温度を制御して前記比率を一定制御することで所望の膜質の金属薄膜を自動的に得ることができる。
【００６２】
請求項２３に記載する発明は、上記２３）に記載する通りの構成を有するので、
請求項２２に記載する発明の効果を、チャンバ内の試料の質量分析を行うことにより実現し得る。
【００６３】
請求項２４に記載する発明は、
請求項２２に記載する発明の効果を、チャンバ内の試料の分光分析を行うことにより実現し得る。
【００６４】
請求項２５に記載する発明は、上記２５）に記載する通りの構成を有するので、
被エッチング部材に対応する所望の単一の金属薄膜を形成することができる。
【００６５】
請求項２６に記載する発明は、上記２６）に記載する通りの構成を有するので、
被エッチング部材に対応する複数種類の金属が複合した所望の複合金属膜を形成することができる。
【００６６】
請求項２７に記載する発明は、上記２７）に記載する通りの構成を有するので、
被エッチング部材に対応する所望の金属と非金属との複合金属膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
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。
【００６８】
＜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（薄膜）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チャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、この支持台２には基板３が載置されている。支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５を備えた温度制御手段６が設けられ、支持台２は温度制御手段６により所定温度（例えば、基板３が１００℃乃至３００℃に維持される温度）に制御される。
【００６９】
チャンバ１は、その上端の開口部が、天井板７と被エッチング部材８によって閉塞してある。この結果形成される密閉空間であるチャンバ１の内部は真空装置９により真空引きして所定の低圧に維持するようになっている。
【００７０】
被エッチング部材８は、天井板７の中心部に支持されてチャンバ１内に垂下する筒状の支持部材１０の下端部に固着され、基板３の上方にこれと対向して配置された平行な平面を形成する板状部材である。この被エッチング部材８は成膜したい薄膜の金属成分を含む高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る金属で形成してある。すなわち、例えばＣｕ薄膜１６を形成する場合には、Ｃｕを含む前駆体１５を生成し得るＣｕ板で形成する（本形態はＣｕ板である。）。
【００７１】
ヒータ１１は電源１２に供給する電力量を調整することにより、その発熱量を制御し得るもので、前記支持部材１０の内部空間を加熱することにより被エッチング部材８をその内側から加熱するようになっている。このヒータ１１で加熱される被エッチング部材（Ｃｕ板）８の温度は、次の点を考慮して設定する。
【００７２】
すなわち、原料ガスであるＣｌ2ガス（Heで塩素濃度が≦50% 、好ましくは10% 程度に希釈されたCl2 ガス）が被エッチング部材８に接触することによりサーマルエッチングを行い、成膜に必要な十分な量の前駆体１５が生成されるような温度（例えば８００°Ｃ程度）に設定し、この温度を維持する。このとき、被エッチング部材８の温度は、基板３の温度とは独立に細かく、また高精度に制御し得る。
【００７３】
原料ガスである上記Ｃｌ2ガスはノズル１３を介してチャンバ１内に供給される。このノズル１３は被エッチング部材８に向けて開口するとともに、流量制御器１４を介してＣｌ2ガスを送給する。
【００７４】
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２３が形成され、この開口部２３には筒状の通路２４の一端がそれぞれ固定してある。通路２４の途中には絶縁体で形成した筒状の励起室２５が設けられ、この励起室２５の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ２６が巻回してある。このプラズマアンテナ２６には整合器２７及び電源２８が接続されて給電を行うようになっている。ここで、開口部２３、これに伴う通路２４及び励起室２５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４箇所（図には２箇所のみを示す。）に配設してある。通路２４の他端側には流量制御器２９が接続され、この流量制御器２９を介して通路２４内にＣｌ* を得るためのＣｌ2 ガスが供給される。これら、プラズマアンテナ２６、整合器２７、電源２８及び流量制御器２９でハロゲンガスのラジカル補給手段を構成している。
【００７５】
かかるラジカル補給手段において、流量制御器２９を介して励起室２５内にＣｌ2 ガスを供給しつつ、プラズマアンテナ２６から電磁波を励起室２５の内部に入射することで、プラズマを生成してＣｌ* を形成する。このとき、励起室２５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２４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 ガスを合成して当該成膜反応を促進させる。すなわち、上式（１）に示す成膜反応を促進させる。なお、このときの励起室２５の数に特別な制限はない。チャンバ１の周方向に沿い、適切な数を配設する。このとき等間隔に配設するのが効果的である。
【００７６】
同時に、チャンバ１の筒部の上部には、チャンバ１の内部にＡｒガス等の希ガスを供給するノズル３０が接続されている。ここで、Ａｒガス等の希ガスは、流量制御器３１で流量を制御されてＣｌ2 ガスの解離率を向上させ、成膜反応を促進するためのものである。したがって、Ｃｌ2ガスに希釈ガスとして含まれているＨｅガスを除き、質量がＮｅ以上の希ガスは、Ｃｌ2 ガスの解離率を向上させて成膜反応を促進するガスとして利用し得る。ただ、解離率を向上させる、いわば触媒としての機能を考慮すれば、Ａｒガス乃至Ｋｒガスが好適であり、さらにコスト面を考慮すればＡｒガスが最適である。
【００７７】
質量分析装置３２は、チャンバ１内における被エッチング部材８と基板３との間の反応空間の試料を抽出して質量分析により前駆体１５の量と、ハロゲンガスの量とに基づき両者の比率を検出する。ここで、チャンバ１内に供給したハロゲンガスの量は別途計測して把握しておく。
【００７８】
なお、図示はしないが、本形態に係る金属膜作製装置は、温度制御手段を有しており、この温度制御手段で、前記質量分析装置３２で検出した比率が、予め定めた値になるように、被エッチング部材８の温度を制御するようになっている。すなわち、この温度制御手段は、生成される膜質、膜厚等の成膜条件のデータと、これに対応する被エッチング部材８の温度データとを対応させたデータべースを有しており、このデータベースのデータに基づき温度制御手段６を介して基板３の温度を制御すると同時に、ヒータ１１を介して被エッチング部材８の温度を独立に制御する。
【００７９】
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である。
【００８０】
先ず、ノズル１３を介してチャンバ１内にＣｌ2ガスを供給する。このＣｌ2ガスはＣｕ板である被エッチング部材８に接触することでサーマルエッチングを行って前駆体（CuxCly）１５を形成する。このとき、被エッチング部材８はヒータ１１により基板３よりも高い所定の高温（例えば、８００℃近傍の所定値）に制御される。
【００８１】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（CuxCly）１５は、被エッチング部材８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に搬送されてこれに吸着された前駆体（CuxCly）１５は、成膜反応を表す前記式（１）の反応により基板３上にＣｕを析出させる。かくして、基板３の表面にCu薄膜１６が生成される。
【００８２】
このとき、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ１内に補給することにより、前記式（１）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。また、ノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ１内に供給することにより成膜反応に伴い発生するＣｌ2 ガスを解離してこの成膜反応を促進させる。
【００８３】
このように、本形態では、Ｃｌ2ガスによる被エッチング部材８のサーマルエッチングを行うことで成膜のための前駆体１５を形成することができる。かかるエッチングによれば被エッチング部材８の近傍でプラズマを発生させることなく、前記前駆体１５を形成することができる。したがって、被エッチング部材８の温度を容易に独立に制御することができ、成膜条件を加味した高精度の温度制御を容易に実現し得る。また、励起室２５で別途形成して供給するＣｌ*により成膜反応を促進することができる。
【００８４】
このように本形態によれば、当該装置における成膜反応に本質的に重要な３要素のうち還元用のハロゲンラジカル（Ｃｌ*）の流束及び基板３の温度の２要素を独立に精確に制御することができ、さらに残りの１要素である前躯体１５の流速は被エッチング部材８の温度の調節で制御することができる。ここで、被エッチング部材８の温度はヒータ１１の温度の制御によりこれを精確且つ適正に独立に制御することができる。かくして、本形態によれば、成膜条件の最適制御を容易に実現し得る。
【００８５】
なお、本形態において、被エッチング部材８は支持部材１０の下端部に固着してチャンバ１内に垂下させたが、必ずしもこのように垂下させる必要はない。被エッチング部材８がチャンバ１内に臨んで配設してあれば良い。また、ヒータ１１は被エッチング部材８に埋設しても、勿論良い。
【００８６】
＜第２の実施の形態＞
図２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では、Ｃｕで形成した截頭円錐状の被エッチング部材４８を有するもので、この被エッチング部材４８が、チャンバ４１内で基板３に対向する位置を避けた位置に配設してあり、対向して配置される遮蔽板４２との間で所定の反応空間４３を形成している。ここで、遮蔽板４２には多数の孔４２ａが形成してあり、反応空間４３に形成された前駆体１５は孔４２ａを通過してチャンバ４１内における基板３の上方の空間に至るように構成してある。また、遮蔽板４２は被エッチング部材４８と相似形の截頭円錐状の部材で構成してある。したがって、被エッチング部材４８と遮蔽板４２の相対向する面は平行となっており、基板３に対して傾斜して構造となっている。
【００８７】
このことにより、エッチングされた被エッチング部材４８から剥離して落下するパーティクルが基板３上に付着するのを防止するとともに、所定の前駆体１５は基板３の上方の空間に供給することができる。前記パーティクルは遮蔽板４２で遮蔽されて基板３の上方の空間に至る可能性は少ないのに対し、前駆体１５は孔４２ａを簡単に通過することができるからである。
【００８８】
ヒータ４４は電源４５に供給する電力量を調整することにより、その発熱量を制御し得るもので、被エッチング部材４８に埋設されて、この被エッチング部材４８を加熱するようになっている。このヒータ４４で加熱される被エッチング部材（Ｃｕ板）４８が具備すべき温度条件は、前記第１の実施の形態におけるヒータ１１と同様である。すなわち、Ｃｌ2ガスによる被エッチング部材４８のサーマルエッチング反応が円滑に促進されるような温度に制御する。この場合のエッチング反応の主体となるハロゲンガスであるＣｌ2ガスは、ノズル１３を介して反応空間４３に供給される。
【００８９】
本形態に係る金属膜作製装置におけるその他の構成は、図１と同様であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００９０】
かかる本形態においては、所定の温度に温度制御された被エッチング部材４８が臨む反応空間４３内にノズル１３からＣｌ2ガスを供給することで、前記被エッチング部材４８をサーマルエッチングする。この結果、生成した前駆体（CuxCly）１５は遮蔽板４２の孔４２ａを通過してチャンバ４１内における基板３の上方の空間に至る。かくして、第１の実施の形態と全く同様の態様で基板３の表面にはCu薄膜１６が形成される。
【００９１】
一方、本形態においても、励起室２５では、Ｃｌ* を高効率で形成してこれをチャンバ４１内に補給することにより、前記式（１）におけるＣｌを解離して成膜反応を促進させる。
【００９２】
なお、本形態においてもノズル３０からは、Ａｒガスをチャンバ４１内に供給して成膜反応により発生するＣｌ2 ガスを解離して成膜反応を促進させている。
【００９３】
また、質量分析装置３２は、反応空間４３の試料を抽出して質量分析により前駆体１５の量と、ハロゲンガスの量とに基づき両者の比率を検出するとともに、図示しない温度制御手段を有しており、この温度制御手段で、前記質量分析装置３２で検出した比率が、予め定めた値になるように、被エッチング部材４８の温度を制御する。この点に関しては第１の実施の形態と同様である。このとき、本形態でも被エッチング部材４８の温度は基板３の温度とは独立に制御される。
【００９４】
このように、本形態では、Ｃｌ2ガスのサーマルエッチング作用により成膜のための前駆体１５を形成することができる。この結果、被エッチング部材４８の近傍でプラズマを発生させることなく、前記前駆体１５を形成することができるので、被エッチング部材４８の温度を容易に独立に制御することができ、成膜条件を加味した高精度の温度制御を容易に実現し得る。また、励起室２５で別途形成して供給するＣｌ*により成膜反応を促進することができる。この点は前記第１の実施の形態と同様である。
【００９５】
本形態では、被エッチング部材４８は基板３の上面の上方ではなく、その周囲の空間に配設してあるので、さらにエッチングによるパーティクルが落下して成膜中の膜面に付着するという不都合も可及的に除去し得るという効果も奏する。
【００９６】
上記第１又は第２の実施の形態において、被エッチング部材８、４８はＣｕ板を用いたが、これに限定するものではない。高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る金属であれば他の材料でも良い。例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｃｄ等がある。
【００９７】
また、被エッチング部材８、４８は、例えばＩｎとＣｕとの合金のように高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る複数種類の金属を複合したもの、又は例えばＣｕＩｎＳｅ２ 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の合金のように前記金属にＳ、Ｓｅ等の非金属元素を含むものであっても良い。生成したい薄膜の種類に応じ、前述の如き複合金属を適宜選択して用いることができる。少なくとも、高蒸気圧ハロゲン化物を生成し得る元素を含んでいれば良い。この場合、上記実施の形態に係る金属膜作製装置は、金属薄膜に限らず、一般的な薄膜作製装置として使用し得る。また、原料ガスとしてはＣｌ2ガスに限らず、ハロゲンガスであれば一般に用いることができる。
【００９８】
ここで、被エッチング部材８、４８を、例えばＩｎとＣｕとからなる複合金属、又は例えばＣｕＩｎＳｅ２ 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の複合金属とし、複合金属の薄膜を作製する場合について説明しておく。
【００９９】
前述したＣｕ薄膜の作製と同様に複合金属の薄膜の作製（例えば、ＩｎＣｕ薄膜）においても、次の様な反応が起こっていると考えられる。
【０１００】
１）  エッチング反応；２ｎＣｕ＋ｎＣｌ2 →２ＣｕnＣｌn（ｇ）
２Ｉｎ＋Ｃｌ2 →２ＩｎＣｌ（ｇ）
２）  基板への吸着反応；ＣｕnＣｌn（ｇ）→ｎＣｕＣｌ（ａｄ）
ＩｎＣｌ（ｇ）→ＩｎＣｌ（ａｄ）
３）  成膜反応；ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ* →Ｃｕ＋Ｃｌ2 ↑・・・（１）
ＩｎＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ* →Ｉｎ＋Ｃｌ2 ↑・・・（２）
ここで、ｎは自然数、Ｃｌ* はＣｌのラジカル、（ｇ）はガス状態、（ａｄ）は吸着状態であることをそれぞれ表している。
【０１０１】
同様に、非金属元素を含有するＣｕＩｎＳｅ２ 、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の複合金属の場合も、複合金属中の非金属元素はＣｌガスによりハロゲン化されると考えられる。すなわち、Ｃｌガスによるサーマルエッチングの結果、Ｓｅ、Ｓ等の非金属元素はハロゲン化物を形成し前駆体となり、基板３へ搬送されて薄膜の構成元素となる。
【０１０２】
このように、第１又は第２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８、４８の材質を適宜選択することで、ハロゲンガスのサーマルエッチング作用による前駆体１５の生成、この前駆体１５の基板３に対する吸着等を経て所望の薄膜を形成することができる。
【０１０３】
上記各実施の形態におけるラジカル補給手段は、筒状の励起室２５の周囲に巻回したコイル状のプラズマアンテナ２６で、この励起室２５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。ハロゲンガス（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１等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補給手段が考えられる。
【実施例１】
【０１０４】
１）  チャンバ内に連通して原料ガスであるハロゲンガスを流通させる筒状の通路にマイクロ波の供給手段を有し、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。ちなみに、上記各実施の形態でプラズマアンテナ２６に供給する周波数は１３．５６（ＭＨｚ）を典型とするが、低周波から高周波の何れでも構わない。しかしながら、さらに一桁高い周波数であるマイクロ波を用いた場合がより高密度の原料ガスラジカルを形成することができる。
【実施例２】
【０１０５】
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であるハロゲンガスを加熱してこのハロゲン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、最も安価に原料ガスラジカル補給手段を構成することができる。
【実施例３】
【０１０６】
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であるハロゲンガスに電磁波又は電子線を供給してこのハロゲンガスを解離させる電磁波発生手段を有するもの。ここで、電磁波を発生する手段としては、水銀ランプ等の光源、レーザ光源、紫外ランプ光源等の光源を使用することができる。本実施例では、光源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。
【実施例４】
【０１０７】
４）  チャンバ内に連通する筒状の通路を流通する原料ガスであるハロゲンガスを、触媒作用を有する触媒金属に接触させてその触媒作用によりラジカルを得るもの。すなわち、触媒金属で形成したフィラメントを前記筒状の通路に配設するとともに所定の高温に加熱し、ハロゲンガスをチャンバ内に供給するに際し、前記フィラメントにハロゲンガスを接触させるように構成する。
【実施例５】
【０１０８】
また、上記各実施の形態において、成膜反応を促進させるべく成膜反応により発生したＣｌ2 ガスの解離率を向上させる手段として、希ガス供給手段を設けたが、この代わりにチャンバ１等の内部に電磁波を供給してＣｌ2 ガスを解離するようにしても良い。すなわち、基板３の上方で原料ガス（例えばＣｌ2 ）が解離するような波長の電磁波、例えば２００ｎｍ〜３５０ｎｍのレーザ光を供給するように構成すれば良い。かかる構成は、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等の紫外域のレーザ光を照射するレーザ発振装置を利用することにより容易に構成することができる。
【実施例６】
【０１０９】
さらに、上述の如く成膜反応を促進させるべく、解離率を増加するには次の様なプラズマ条件の制御が有効である。
【０１１０】
すなわち、  原料ガスであるハロゲンガス（例えばＣｌ2 ガス）の供給量を減じる。この場合は、その前駆体の量も減るので成膜レートを多少犠牲にする必要がある。ただ、原理的には可能である。例えば、上記各実施の形態の場合で考えると、成膜レートとの兼ね合いから、標準供給量の１０％減程度が適当である。すなわち、Ｃｌ2 ガスの標準供給量が５０（ｓｃｃｍ）の場合、４５（ｓｃｃｍ）程度に減じるのが適当である。
【０１１１】
上記各実施の形態に係る金属膜作製装置では、成膜反応を促進すべく成膜反応により発生したハロゲンガスの解離率を向上させるため、別途Ａｒガスを供給するようにしたが、これは原料ガス（例えばＣｌ2 ガス）の希釈ガスとしてＨｅガスを使用している場合には、このＨｅガスに代えて用いることもできる。この場合には、原料ガスの希釈ガスとしての機能と、前記解離率を向上をさせるための成膜促進用ガスとしての機能とを兼備することとなる。
【実施例７】
【０１１２】
上記各実施の形態では、質量分析装置３２を用いて前駆体の量とハロゲンガスの量とを検出して両者の比率を検出するようにしたが、同様のことは分光分析装置を用いても実現することができる。この場合には、チャンバ１等の内部の反応空間にレーザ光を照射して特定波長の光の光強度を検出する。
【０１１３】
また、吸光分析（レーザ光の必要はない。）も利用することができる。例えば測定用に放電で励起ラジカルを生成し、その発光を光源にした原子共鳴吸収がある。
【実施例８】
【０１１４】
さらに、各実施の形態において、被エッチング部材８等の加熱手段はヒータ１１等で形成したが、これに限るものではない。一般的な加熱手段であれば、特に制限することなく用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は半導体薄膜を製造する産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【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】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。
【符号の説明】
【０１１７】
１、４１        チャンバ
３        基板
６        温度制御手段
８、４８        被エッチング部材
１１、４４        ヒータ
１３        ノズル
１５        前駆体
１６        Cu薄膜
２４        通路
２５        励起室
２６        プラズマアンテナ
３２        質量分析装置
４２        遮蔽板
４２ａ      孔
【図１】
2005240091.tif 000003
【図２】
2005240091.tif 000004