(57)【要約】【課題】成膜時の基板の損傷を抑制した金属膜作製方法及び装置を提供する。【解決手段】チャンバ１内にハロゲンガス（原料ガス１８）を供給し、プラズマアンテナ２７に給電することでガスプラズマ１４を発生させ、当該ガスプラズマ１４により被エッチング部材２０をエッチングして金属成分と塩素との前駆体１５を生成させると共に前駆体１５の金属成分を基板３に成膜する金属膜作製装置において、基板３の温度を制御する温度制御手段６により、基板３の温度を、被エッチング部材２０の温度よりも低くかつ前駆体１５が基板３にそのまま成膜される第１温度に制御することにより、基板３に前駆体１５の薄膜を成膜した後、前駆体１５の金属成分が成膜される第２温度に上昇させることにより、基板３に成膜された前駆体１５の薄膜を還元して金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前駆体１５の金属成分を成膜して、基板３に金属成分を成膜する。【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ハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御することにより、前記基板に前記前駆体の薄膜を成膜した後、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に上昇させることにより、前記基板に成膜された前駆体の薄膜を還元して当該前駆体を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項２】
基板が収容されるチャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、
前記チャンバの内部に前記ハロゲンガスプラズマを供給し、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御することにより、前記基板に前記前駆体の薄膜を成膜した後、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に上昇させることにより、前記基板に成膜された前駆体の薄膜を還元して当該前駆体を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する金属膜作製方法において、
前記第１温度は、室温〜１６０℃であることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項４】
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属の酸化物からなるフィラメントを加熱し、当該フィラメントに向けてハロゲンガスを供給することにより、チャンバの内部に収容された基板に前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物の薄膜を成膜した後、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、前記高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される温度とすることにより、前記基板に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元して当該ハロゲン化金属を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項５】
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属の酸化物からなるフィラメントを加熱し、当該フィラメントに向けてハロゲンガスを供給することにより、チャンバの内部に収容された基板に前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物の薄膜を成膜した後、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、前記チャンバの内部に前記ハロゲンガスプラズマを供給し、前記高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される温度とすることにより、前記基板に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元して当該ハロゲン化金属を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載する金属膜作製方法において、
前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚は、１０〜１００ｎｍであることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載する金属膜作製方法において、
更に、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜表面の粗さ、または、前駆体又はハロゲン化金属の膜厚を確認しながら成膜することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項８】
基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項９】
基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１０】
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記チャンバの周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１１】
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方に配設した平面リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に前記平面リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置した被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１２】
アースされた基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部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と当該被エッチング部材に給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１３】
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製のチャンバ外方側に湾曲した凸形状の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方周囲に配設した円錐リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１４】
基板が収容される筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する筒状の通路と、
当該筒状の通路にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記筒状の通路の周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスを前記筒状の通路においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１５】
請求項８ないし１４のいずれかに記載する金属膜作製装置において、
前記第１温度は、室温〜１６０℃であることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１６】
基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材を構成する金属と同種金属の酸化物からなるフィラメントと、当該フィラメントを加熱する手段と、前記フィラメントに向けてハロゲンガスを供給する手段とを有し、前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物を前記基板に成膜するハロゲン化金属成膜手段を備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１７】
基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材を構成する金属と同種金属の酸化物からなるフィラメントと、当該フィラメントを加熱する手段と、前記フィラメントに向けてハロゲンガスを供給する手段とを有し、前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物を前記基板に成膜するハロゲン化金属成膜手段を備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１８】
請求項８ないし１７のいずれかに記載する金属膜作製装置において、
前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚は、１０〜１００ｎｍ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８ないし１８のいずれかに記載する金属膜作製装置において、
更に、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜表面の粗さを検出する手段、または、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚を検出する手段を備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２０】
基板上に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元することと、前記ハロゲン化金属における金属成分と同種の金属を前記薄膜上へ成膜することとを、ハロゲンガスプラズマにより同時に行うことにより、前記基板上に前記金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜時の基板の損傷を抑制した金属膜作製方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、本発明者らは、成膜を望む金属成分を含有する被エッチング部材をチャンバに設置し、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共に、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】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、本発明者らが開発した従来のプラズマＣＶＤ装置および成膜方法における、成膜特性を示すグラフである。従来のプラズマＣＶＤ装置及び成膜方法では、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が、同図に示すように、このときの基板の温度により成膜特性が変化することが分かっている。
【０００６】
同図に示すように、被エッチング部材の温度よりも低い温度条件において、基板の温度を比較的高くすることにより、成膜効率が上昇し、生産性等を向上させることができる。これは、被エッチング部材の金属成分とガスプラズマによりエッチングされて生成される前駆体が基板上においてガスラジカルにより還元されやすくなり、金属成分として成膜される効率が上昇するからである。
【０００７】
一方、基板の温度を比較的高くすることにより、ガスラジカルの基板に対するエッチング反応が過剰となり、表面が損傷して基板や他の膜の厚さが小さくなってしまう。この場合、所望の積層構造ができないといったおそれがあり、過剰エッチングの低減、所望の積層構造の確実な形成が可能な成膜方法が求められていた。
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、成膜時の基板の損傷を抑制した金属膜作製方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決する第１の発明に係る金属膜作製方法は、
基板が収容されるチャンバの内部にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御することにより、前記基板に前記前駆体の薄膜を成膜した後、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に上昇させることにより、前記基板に成膜された前駆体の薄膜を還元して当該前駆体を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１０】
上記目的を解決する第２の発明に係る金属膜作製方法は、
基板が収容されるチャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、
前記チャンバの内部に前記ハロゲンガスプラズマを供給し、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御することにより、前記基板に前記前駆体の薄膜を成膜した後、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に上昇させることにより、前記基板に成膜された前駆体の薄膜を還元して当該前駆体を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１１】
上記目的を解決する第３の発明に係る金属膜作製方法は、
第１又は第２の発明に係る金属膜作製方法において、前記第１温度は、室温〜１６０℃であることを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１２】
上記目的を解決する第４の発明に係る金属膜作製方法は、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属の酸化物からなるフィラメントを加熱し、当該フィラメントに向けてハロゲンガスを供給することにより、チャンバの内部に収容された基板に前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物の薄膜を成膜した後、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、前記高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される温度とすることにより、前記基板に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元して当該ハロゲン化金属を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１３】
上記目的を解決する第５の発明に係る金属膜作製方法は、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属の酸化物からなるフィラメントを加熱し、当該フィラメントに向けてハロゲンガスを供給することにより、チャンバの内部に収容された基板に前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物の薄膜を成膜した後、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、前記チャンバの内部に前記ハロゲンガスプラズマを供給し、前記高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される温度とすることにより、前記基板に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元して当該ハロゲン化金属を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１４】
上記目的を解決する第６の発明に係る金属膜作製方法は、
第１ないし第５のいずれかの発明に係る金属膜作製方法において、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚は、１０〜１００ｎｍであることを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１５】
上記目的を解決する第７の発明に係る金属膜作製方法は、
第１ないし第６のいずれかの発明に係る金属膜作製方法において、更に、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜表面の粗さ、または、前駆体又はハロゲン化金属の膜厚を確認しながら成膜することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１６】
上記目的を解決する第８の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００１７】
上記目的を解決する第９の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００１８】
上記目的を解決する第１０の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記チャンバの周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００１９】
上記目的を解決する第１１の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方に配設した平面リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に前記平面リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置した被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２０】
上記目的を解決する第１２の発明に係る金属膜作製装置は、
アースされた基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部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と当該被エッチング部材に給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２１】
上記目的を解決する第１３の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製のチャンバ外方側に湾曲した凸形状の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方周囲に配設した円錐リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２２】
上記目的を解決する第１４の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容される筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する筒状の通路と、
当該筒状の通路にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記筒状の通路の周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスを前記筒状の通路においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２３】
上記目的を解決する第１５の発明に係る金属膜作製装置は、
第８ないし第１４のいずれかの発明に係る金属膜作製装置において、
前記第１温度は、室温〜１６０℃であることを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２４】
上記目的を解決する第１６の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材を構成する金属と同種金属の酸化物からなるフィラメントと、当該フィラメントを加熱する手段と、前記フィラメントに向けてハロゲンガスを供給する手段とを有し、前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物を前記基板に成膜するハロゲン化金属成膜手段を備えたことを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２５】
上記目的を解決する第１７の発明に係る金属膜作製装置は、
基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材を構成する金属と同種金属の酸化物からなるフィラメントと、当該フィラメントを加熱する手段と、前記フィラメントに向けてハロゲンガスを供給する手段とを有し、前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物を前記基板に成膜するハロゲン化金属成膜手段を備えたことを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２６】
上記目的を解決する第１８の発明に係る金属膜作製装置は、
第８ないし第１７のいずれかの発明に係る金属膜作製装置において、
前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚は、１０〜１００ｎｍであることを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２７】
上記目的を解決する第１９の発明に係る金属膜作製装置は、
第８ないし第１８のいずれかの発明に係る金属膜作製装置において、
更に、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜表面の粗さを検出する手段、または、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚を検出する手段を備えたことを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２８】
上記目的を解決する第２０の発明に係る金属膜作製方法は、
基板上に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元することと、前記ハロゲン化金属における金属成分と同種の金属を前記薄膜上へ成膜することとを、ハロゲンガスプラズマにより同時に行うことにより、前記基板上に前記金属成分を成膜することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略透視断面図である。また、図２は、基板上に金属膜が成膜される様子を模式的に示した図である。これらの図に基づいて第１の実施形態に係る金属膜作製方法及び金属膜作製装置を説明する。
【００３０】
図１に示すように、筒形状に形成された、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、基板３の温度は温度制御手段６により制御される。なお、チャンバ１は、ガラス製であってもよい。
【００３１】
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）の板状の天井板２５によって塞がれている。天井板２５の上方にはチャンバ１の内部をプラズマ化するためのプラズマ発生手段としてのプラズマアンテナ２７が設けられ、プラズマアンテナ２７は天井板２５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２７には整合器１０及び電源１１が接続されて高周波電流が供給される。天井板２５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。
【００３２】
天井板２５の直下方には、高蒸気圧ハロゲン化物を形成しうる金属（本実施形態では銅）で形成される被エッチング部材２０がチャンバ１の壁面において挟持されている。被エッチング部材２０は、突起部２１とリング部２２とからなり、チャンバ１内で基板３に対向する位置に設置され、チャンバ１の側壁周方向に亘り複数に分割すると共に各分割部分である突起部２１が円筒状のチャンバ１に沿って設置されるリング部２２から中心側に向かって突出した構造となっている。
【００３３】
すなわち、突起部２１は、チャンバ１の内壁から径方向中心に向かうと共に円周方向に複数設けられ、突起部２１同士の間には切欠部（空間）が存在しているため、プラズマアンテナ２７に流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように天井板２５の直下方に配置されている。
【００３４】
支持台２よりもやや高い位置におけるチャンバ１の筒部には、チャンバ１の内部にハロゲンガスとしての塩素ガスを含有する原料ガス１８（Ｈｅ，Ａｒ等で塩素濃度が５０％以下、好ましくは１０％程度に希釈された塩素ガス）を供給するノズル１２が接続されている。ノズル１２は被エッチング部材２０に向けて開口し、ノズル１２には流量制御器１３を介して原料ガス１８が送られる。原料ガス１８は、成膜時にチャンバ１内において基板３側から被エッチング部材２０側に送られる。成膜に関与しないガス等は排気口１７から排気される。ノズル１２と流量制御器１３とによりハロゲンガス供給手段が構成されている。
【００３５】
上述した金属膜作製装置では、以下に詳説する方法で金属薄膜１６の成膜を行う。なお、本実施形態では銅（Ｃｕ）製の被エッチング部材を例として説明する。
【００３６】
まず、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガス１８を供給すると共に、プラズマアンテナ２７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、原料ガス１８中の塩素ガスをイオン化して塩素ガスプラズマを発生させる。プラズマは、ガスプラズマ１４で図示する領域に発生する。このときの反応は、主として、次式で表すことができる。
Ｃｌ２  →  ２Ｃｌ＊      ・・・・・・（１）
ここで、Ｃｌ＊は塩素ガスラジカルを表す。
【００３７】
プラズマアンテナ２７の下部には導電体である被エッチング部材２０が存在しているが、上述するように被エッチング部材２０の突起部２１はプラズマアンテナ２７に流れる電流の流れ方向に対して不連続な状態で配置されているので、被エッチング部材２０付近のみならず、被エッチング部材２０と基板３との間、すなわち、被エッチング部材２０の下側にもガスプラズマ１４が安定して発生するようになっている。
【００３８】
このガスプラズマ１４が被エッチング部材２０に作用することにより、被エッチング部材２０が加熱されると共に、被エッチング部材２０にエッチング反応が生じる。このときの反応は、例えば、次式で表される。
Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ＊  →  ＣｕＣｌ（ｇ）  ・・・・（２）
ここで、ｓは固体状態、ｇはガス状態を表す。上記（２）式は、被エッチング部材２０のＣｕ成分がガスプラズマ１４によりエッチングされ、銅と塩素とからなるガス状の前駆体１５となった状態を表す。前駆体１５は、ガス化したＣｕＣｌ及びこれと組成比が異なる物質（ＣｕＸ１ＣｌＹ１）である。
【００３９】
ガスプラズマ１４を発生させることにより被エッチング部材２０を加熱し、更に温度制御手段６により基板３の温度を被エッチング部材２０の温度よりも低く、かつ、前駆体１５が基板３にそのまま成膜される温度（第１温度）に設定する。具体的には、室温〜１６０℃の温度に設定する。ここで、室温とは、５〜３５℃である。
【００４０】
この結果、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、前駆体１５は基板３に吸着し、基板３上には前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）が形成される。このときの反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）  →  ＣｕＣｌ（ａｄ）  ・・・・（３）
ここで、ａｄは吸着状態を表す。
【００４１】
前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）は、後に詳細に説明する、塩素ガスラジカルＣｌ＊のエッチング作用との関係から、膜厚１０〜１００ｎｍとすることが好ましい。
【００４２】
前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）を成膜した後、更に温度制御手段６により基板３の温度を被エッチング部材２０の温度よりも低く、かつ、前駆体１５の金属成分（Ｃｕ）が基板３に成膜される温度（第２温度）に設定する。具体的には、１６０℃より高い温度、好ましくは、２００〜３００℃の温度に設定する。
【００４３】
この結果、図２の（ｂ）、（ｃ）に示すように、基板３上に成膜された前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）が還元されてＣｕ薄膜となりながら、当該薄膜上に前駆体１５の金属成分（Ｃｕ）が成膜されて、基板３上にＣｕ薄膜を成膜することができる。
【００４４】
詳細に説明すると、基板３の温度を上記第２温度とすることにより、基板３上では塩素ガスラジカルによるエッチング反応が起こるようになる。この結果、基板３の温度を第１温度とすることにより成膜した前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）が還元されて、金属成分の薄膜へと徐々に変化する。このときの反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊→Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ２↑  ・・（４）
【００４５】
一方、上記（４）式で表される反応の進行と同時に、当該薄膜上へ更に前駆体１５の金属成分（Ｃｕ）が成膜されていく。このときの反応は、例えば、次式で表される。
Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ＊  →  ＣｕＣｌ（ｇ）    ・・・・（５）
ＣｕＣｌ（ｇ）  →  ＣｕＣｌ（ａｄ）    ・・・・・（６）
ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊→Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ２↑  ・・（７）
【００４６】
金属成分の薄膜へと徐々に変化していく前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）の上に、ガス化した塩化銅が吸着し、吸着した塩化銅は塩素ガスラジカルにより還元されてＣｕ成分となることで、Ｃｕ薄膜が形成されていく。この結果、基板３に塩素ガスラジカルによる影響を与えることなく金属薄膜を成膜することができ、成膜時の基板３の損傷を防ぐことができる。
【００４７】
上述するように、前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）の還元と、当該薄膜上の成膜は同時に行われる。これは、塩素ガスラジカルが薄膜内部にまで侵入することにより、塩素ガスラジカルによる還元作用が薄膜の内部にまで及ぶためである。
【００４８】
しかしながら、予め成膜する前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）の膜厚が１００ｎｍより大きいと、塩素ガスラジカルによる還元作用が完全には薄膜内部にまで及ばなくなるため、部分的に塩素成分が残存した金属薄膜となり、基板３や金属薄膜１６の腐食等の原因となる。一方、前駆体１５の薄膜（ＣｕＣｌＸ薄膜）の膜厚が１０ｎｍより小さいと、塩素ガスラジカルの影響が基板３にまで及ぶこととなり、塩素ガスラジカルによる基板３の損傷を防ぐ目的で成膜したＣｕＣｌＸ薄膜の意味がなくなってしまう。
【００４９】
なお、金属薄膜１６の成膜に寄与する反応としては、上述する以外にも次のような反応が考えられる。すなわち、上記（５）式において発生したガス化した塩化銅の一部は、基板３に吸着する（上記（６）式を参照）前に、塩素ガスラジカルにより還元されてガス状態のＣｕとなる。このときの反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）＋Ｃｌ＊→Ｃｕ（ｇ）＋Ｃｌ２↑  ・・（８）
この後、ガス状態の銅は、基板３に成膜され、金属薄膜１６を形成する一部となる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略透視断面図である。以下、本実施形態を説明するが、図１に示した金属膜作製装置と同種部材には同一符号を付し、重複する説明は省略してある。
【００５１】
図３に示した第２の実施形態に係る金属膜作製装置では、チャンバ１の筒部における支持台２と略同じ高さにノズル１２−２が設けられている。ノズル１２−２には、その内部にＩｒＯ２フィラメント１９（酸化イリジウムのフィラメント）が設置され、このＩｒＯ２フィラメント１９に向かって原料ガス１８−２が供給されるようになっている。また、ＩｒＯ２フィラメント１９は加熱されるようになっている。ノズル１２−２と、ＩｒＯ２フィラメント１９と、原料ガス１８−２と、ＩｒＯ２フィラメント１９を加熱する手段とからハロゲン化金属成膜手段が構成されている。
【００５２】
本実施形態では、被エッチング部材２０を構成する金属として、イリジウム（Ｉｒ）を使用している。すなわち、本実施形態に係る金属膜作製装置は、金属薄膜１６としてＩｒ薄膜を成膜する装置であり、以下に詳説する方法で金属薄膜１６の成膜を行う。
【００５３】
まず、ＩｒＯ２フィラメント１９を給電により加熱し、加熱されたＩｒＯ２フィラメント１９に向けてハロゲンガスとしての塩素ガスを含有する原料ガス１８−２（Ｈｅ，Ａｒ等で塩素濃度が５０％以下、好ましくは１０％程度に希釈された塩素ガス）を供給する。加熱されたＩｒＯ２フィラメント１９と原料ガス１８−２との反応によりＩｒＣｌＸが生成され、基板３にＩｒＣｌＸの薄膜が形成される。
【００５４】
このＩｒＣｌＸの薄膜の成膜工程ではプラズマを使用していないので、第１の実施形態よりも更に基板３を損傷させるおそれをなくすことができる。また、Ｉｒ薄膜のように比較的高価な金属薄膜を成膜する際に、安価に入手可能な酸化イリジウム等を使用することができるので、成膜コストを低減させることができる。
【００５５】
ＩｒＣｌＸの薄膜は、後に詳細に説明する、塩素ガスラジカルＣｌ＊のエッチング作用との関係から、膜厚１０〜１００ｎｍとすることが好ましい。
【００５６】
次に、チャンバ１の内部にノズル１２から原料ガス１８を供給すると共に、プラズマアンテナ２７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、原料ガス１８中の塩素ガスをイオン化して塩素ガスプラズマを発生させる。プラズマは、ガスプラズマ１４で図示する領域に発生する。
【００５７】
このガスプラズマ１４が被エッチング部材２０に作用することにより、被エッチング部材２０が加熱されると共に、被エッチング部材２０にエッチング反応が生じる。このときの反応は、例えば、次式で表される。
Ｉｒ（ｓ）＋ＸＣｌ＊  →  ＩｒＣｌＸ（ｇ）  ・・・・（９）
上記（９）式は、被エッチング部材２０のＩｒ成分がガスプラズマ１４によりエッチングされ、イリジウムと塩素とからなるガス状の前駆体１５となった状態を表す。
【００５８】
ガスプラズマ１４が発生することにより、被エッチング部材２０は加熱される。一方、温度制御手段６により基板３の温度を被エッチング部材２０の温度よりも低く、かつ前駆体１５の金属成分が成膜される温度に設定する。例えば、１００〜３００℃に設定する。
【００５９】
この結果、基板３上に成膜されたＩｒＣｌＸの薄膜が還元されてＩｒ薄膜となりながら、当該薄膜上に前駆体１５の金属成分（Ｉｒ）が成膜されて、基板３上にＩｒ薄膜を成膜することができる。
【００６０】
詳細に説明すると、基板３の温度を前駆体１５の金属成分が成膜される温度とすることにより、基板３上では塩素ガスラジカルによるエッチング反応が起こるようになる。この結果、基板３上に成膜されたＩｒＣｌＸの薄膜が還元されて、金属成分の薄膜へと徐々に変化する。このときの反応は、例えば、次式で表される。
ＩｒＣｌＸ（ａｄ）＋ＸＣｌ＊→Ｉｒ（ｓ）＋ＸＣｌ２↑  ・・（１０）
【００６１】
一方、上記（１０）式で表される反応の進行と同時に、当該薄膜上へ更に前駆体１５の金属成分（Ｉｒ）が成膜されていく。このときの反応は、例えば、次式で表される。
Ｉｒ（ｓ）＋ＸＣｌ＊  →  ＩｒＣｌＸ（ｇ）    ・・・・（１１）
ＩｒＣｌＸ（ｇ）  →  ＩｒＣｌＸ（ａｄ）    ・・・・・（１２）
ＩｒＣｌＸ（ａｄ）＋ＸＣｌ＊→Ｉｒ（ｓ）＋ＸＣｌＸ↑  ・・（１３）
【００６２】
金属成分の薄膜へと徐々に変化していくＩｒＣｌＸの薄膜の上に、ガス化した塩化イリジウムが吸着し、吸着した塩化イリジウムは塩素ガスラジカルにより還元されてＩｒ成分となることで、Ｉｒ薄膜が形成されていく。この結果、基板３に塩素ガスラジカルによる影響を与えることなく成膜することができ、成膜時の基板３の損傷を防ぐことができる。
【００６３】
上述するように、ＩｒＣｌＸの薄膜の還元と、当該薄膜上の成膜は同時に行われる。これは、塩素ガスラジカルが薄膜内部にまで侵入することにより、塩素ガスラジカルによる還元作用が薄膜の内部にまで及ぶためである。
【００６４】
なお、金属薄膜１６の成膜に寄与する反応としては、上述する以外にも次のような反応が考えられる。すなわち、上記（１１）式において発生したガス化した塩化イリジウムの一部は、基板３に吸着する（上記（１２）式を参照）前に、塩素ガスラジカルにより還元されてガス状態のＩｒとなる。このときの反応は、例えば、次式で表される。
ＩｒＣｌＸ（ｇ）＋ＸＣｌ＊→Ｉｒ（ｇ）＋ＸＣｌＸ↑  ・・（１４）
この後、ガス状態のイリジウムは、基板３に成膜され、金属薄膜１６を形成する一部となる。
【００６５】
なお、被エッチング部材２０を構成する金属としてＲｕ（ルテニウム）を使用することもできる。この場合、フィラメント１９は酸化ルテニウム等のルテニウム塩とする。
【００６６】
なお、上記各実施形態における基板上に予め成膜する前駆体（ハロゲン化金属）の薄膜について、その成膜状態（例えば、膜の表面の粗さ、成膜された膜の組成分析、膜厚等）を検出しながら成膜することにより、所望の薄膜が形成されているか確認するようにしてもよい。例えば、基板に向けてレーザー等を入射し、その反射強度から基板上の薄膜の表面状態を検出することができる。
【００６７】
なお、上記各実施形態においては、原料ガスとして、Ｈｅ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、銅製又はイリジウム製の被エッチング部材のエッチングにより生成される前駆体は塩化銅又は塩化イリジウムである。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。さらに、一般的には塩素に限らず、ハロゲンガスであれば原料ガスとして利用することができる。ハロゲンとしては、フッ素、臭素及びヨウ素などを適用することが可能である。
【００６８】
また、被エッチング部材は銅に限らず、例えばＴａ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｆｅ，Ｎｉ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，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｆｅ，Ｎｉ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，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｆｅ，Ｎｉ等となる。
【００６９】
更に、これらの金属を複数種類含む複合金属、例えばＩｎとＣｕとの合金を被エッチング部材とすることもできる。また、前記金属にＳ、Ｓｅ等の非金属元素を含む複合金属、例えばＣｕＩｎＳｅ２、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ等の合金を被エッチング部材とすることもできる。この場合、前駆体は金属塩化物及び非金属元素の塩化物であり、基板３の表面には複合金属の薄膜が生成される。
【００７０】
また、基板に金属薄膜を成膜する装置及び方法としては、図１に示す装置のほかに、チャンバ１の筒部の側壁外周囲にコイル状のプラズマアンテナを設置してプラズマを発生させる金属膜作製装置、基板３をアースすると共に天井板２５を金属製の被エッチング部材として、被エッチング部材に給電することにより基板３と天井の被エッチング部材との間に容量型のプラズマを発生させる金属膜作製装置、天井板２５の形状をチャンバ外方側に湾曲した凸形状とすると共にプラズマアンテナ２７を凸形状の天井板の外方周囲に円錐リング形状として配設してプラズマを発生させる金属膜作製装置、チャンバ１の内部に連通する筒状の通路（外部プラズマ発生室）の周囲にコイル状のプラズマアンテナを設置してチャンバ外部にて発生させたプラズマを成膜に利用する金属膜作製装置等が挙げられる。
【００７１】
【発明の効果】
第１の発明に係る金属膜作製方法によれば、基板が収容されるチャンバの内部にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御することにより、前記基板に前記前駆体の薄膜を成膜した後、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に上昇させることにより、前記基板に成膜された前駆体の薄膜を還元して当該前駆体を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することとしたので、
基板に損傷を与えることなく基板上に成膜することができる。
【００７２】
第２の発明に係る金属膜作製方法によれば、基板が収容されるチャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、
前記チャンバの内部に前記ハロゲンガスプラズマを供給し、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御することにより、前記基板に前記前駆体の薄膜を成膜した後、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に上昇させることにより、前記基板に成膜された前駆体の薄膜を還元して当該前駆体を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することとしたので、
金属成膜時に外部に設置したプラズマ発生室からのプラズマを使用するため、第１の発明に比べて更に基板に損傷を与えることなく基板上に成膜することができる。
【００７３】
第３の発明に係る金属膜作製方法によれば、第１又は第２の発明に係る金属膜作製方法において、
前記第１温度は、室温〜１６０℃であることとしたので、
基板に損傷を与えない温度条件とすることにより、確実に基板の損傷を防ぐことができる。
【００７４】
第４の発明に係る金属膜作製方法によれば、高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属の酸化物からなるフィラメントを加熱し、当該フィラメントに向けてハロゲンガスを供給することにより、チャンバの内部に収容された基板に前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物の薄膜を成膜した後、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、前記高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される温度とすることにより、前記基板に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元して当該ハロゲン化金属を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することとしたので、
予め基板上にハロゲン化金属を成膜する際に、プラズマを使用しないでハロゲン化金属の薄膜を成膜することができるため、基板の損傷を更に防ぐことができる。また、Ｉｒ薄膜のように比較的高価な金属薄膜を成膜する際に、安価に入手可能な酸化イリジウム等を使用することができるので、成膜コストを低減させることができる。
【００７５】
第５の発明に係る金属膜作製方法によれば、高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属の酸化物からなるフィラメントを加熱し、当該フィラメントに向けてハロゲンガスを供給することにより、チャンバの内部に収容された基板に前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物の薄膜を成膜した後、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給し、当該ハロゲンガスをプラズマ化してハロゲンガスプラズマを発生させ、前記チャンバの内部に前記ハロゲンガスプラズマを供給し、前記高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材を前記ハロゲンガスプラズマでエッチングすることにより金属成分とハロゲンとの前駆体を形成し、
前記基板の温度を、前記被エッチング部材の温度よりも低く、かつ前記前駆体の金属成分が成膜される温度とすることにより、前記基板に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元して当該ハロゲン化金属を構成する金属成分の薄膜としつつ、当該薄膜上に前記前駆体の金属成分を成膜して、前記基板に金属成分を成膜することとしたので、
予め基板上にハロゲン化金属を成膜する際に、プラズマを使用しないでハロゲン化金属の薄膜を成膜すると共に、金属成膜時には外部に設置したプラズマ発生室からのプラズマを使用するため、更に基板の損傷を更に防ぐことができる。また、Ｉｒ薄膜のように比較的高価な金属薄膜を成膜する際に、安価に入手可能な酸化イリジウム等を使用することができるので、成膜コストを低減させることができる。
【００７６】
第６の発明に係る金属膜作製方法によれば、第１ないし第５のいずれかの発明に係る金属膜作製方法において、
前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚は、１０〜１００ｎｍであることとしたので、
基板の損傷を防ぐために最適な厚さとすることができ、成膜効率を向上させることができる。
【００７７】
第７の発明に係る金属膜作製方法によれば、第１ないし第６のいずれかの発明に係る金属膜作製方法において、
更に、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜表面の粗さ、または、前駆体又はハロゲン化金属の膜厚を確認しながら成膜することとしたので、
基板の損傷を防ぐために成膜する前駆体又はハロゲン化金属の薄膜が均一かつ最適に成膜されているか確認しながら成膜することができ、最終的に得られる金属薄膜の特性を向上させることができる。
【００７８】
第８の発明に係る金属膜作製装置によれば、基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することとしたので、
基板に損傷を与えることなく基板上に成膜することができる。
【００７９】
第９の発明に係る金属膜作製装置によれば、基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することとしたので、
金属成膜時に外部に設置したプラズマ発生室からのプラズマを使用するため、第８の発明に比べて更に基板に損傷を与えることなく基板上に成膜することができる。
【００８０】
第１０の発明に係る金属膜作製装置によれば、基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記チャンバの周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することとしたので、
第８の発明の効果に加えて、チャンバ上方の自由度を大きくすることができる。
【００８１】
第１１の発明に係る金属膜作製装置によれば、基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方に配設した平面リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記基板と前記天井板との間における前記チャンバの径方向に延びると共に前記平面リング形状のコイルに流れる電流の流れ方向に対して不連続状態となるように周方向に複数配置した被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することとしたので、
第８の発明の効果に加えて、チャンバ側周囲の自由度を大きくすることができる。
【００８２】
第１２の発明に係る金属膜作製装置によれば、アースされた基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバの開口を密閉すると共に前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部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と当該被エッチング部材に給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することとしたので、
第８の発明の効果に加えて、プラズマ発生用のアンテナをなくすことができ、チャンバ周囲の自由度を大きくすることができる。
【００８３】
第１３の発明に係る金属膜作製装置によれば、基板が収容されると共に一端側が開口する筒状のチャンバと、
前記チャンバの開口を密閉する絶縁材製のチャンバ外方側に湾曲した凸形状の天井板と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記天井板の外方周囲に配設した円錐リング形状のコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成した被エッチング部材と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することとしたので、
第８の発明の効果に加えて、安定にプラズマを発生させることができる。
【００８４】
第１４の発明に係る金属膜作製装置によれば、基板が収容される筒状のチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する筒状の通路と、
当該筒状の通路にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記筒状の通路の周囲に巻回したコイルと当該コイルに給電する電源部とを有し、前記ハロゲンガスを前記筒状の通路においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記温度制御手段は、前記基板の温度を、前記前駆体が当該基板にそのまま成膜される第１温度に制御した後、当該第１温度よりも高く、前記前駆体の金属成分が成膜される第２温度に制御することとしたので、
金属成膜時に外部に設置したプラズマ発生室からのプラズマを使用するため、第８の発明に比べて更に基板に損傷を与えることなく基板上に成膜することができる。
【００８５】
第１５の発明に係る金属膜作製装置によれば、第８ないし第１４のいずれかの発明に係る金属膜作製装置において、
前記第１温度は、室温〜１６０℃であることとしたので、
基板に損傷を与えない温度条件とすることにより、確実に基板の損傷を防ぐことができる。
【００８６】
第１６の発明に係る金属膜作製装置によれば、基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスをプラズマ化して前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材を構成する金属と同種金属の酸化物からなるフィラメントと、当該フィラメントを加熱する手段と、前記フィラメントに向けてハロゲンガスを供給する手段とを有し、前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物を前記基板に成膜するハロゲン化金属成膜手段を備えたので、
予め基板上にハロゲン化金属を成膜する際に、プラズマを使用しないでハロゲン化金属の薄膜を成膜することができるため、基板の損傷を更に防ぐことができる。また、Ｉｒ薄膜のように比較的高価な金属薄膜を成膜する際に、安価に入手可能な酸化イリジウム等を使用することができるので、成膜コストを低減させることができる。
【００８７】
第１７の発明に係る金属膜作製装置によれば、基板が収容されるチャンバと、
高蒸気圧ハロゲン化物を生成しうる金属で形成され、前記チャンバにおいて前記基板に対向する位置に設けられる被エッチング部材と、
前記チャンバの内部に連通する外部プラズマ発生室と、
当該外部プラズマ発生室にハロゲンガスを供給するハロゲンガス供給手段と、
前記ハロゲンガスを前記外部プラズマ発生室においてプラズマ化すると共に前記チャンバの内部にハロゲンガスプラズマを供給するプラズマ発生手段と、
前記基板の温度を前記被エッチング部材の温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記チャンバの内部に供給された前記ハロゲンガスプラズマにより、前記被エッチング部材をエッチングして金属成分とハロゲンとの前駆体を生成させると共に前記前駆体の金属成分を前記基板に成膜する金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材を構成する金属と同種金属の酸化物からなるフィラメントと、当該フィラメントを加熱する手段と、前記フィラメントに向けてハロゲンガスを供給する手段とを有し、前記フィラメントを構成する金属成分のハロゲン化物を前記基板に成膜するハロゲン化金属成膜手段を備えたので、
予め基板上にハロゲン化金属を成膜する際に、プラズマを使用しないでハロゲン化金属の薄膜を成膜すると共に、金属成膜時には外部に設置したプラズマ発生室からのプラズマを使用するため、更に基板の損傷を更に防ぐことができる。また、Ｉｒ薄膜のように比較的高価な金属薄膜を成膜する際に、安価に入手可能な酸化イリジウム等を使用することができるので、成膜コストを低減させることができる。
【００８８】
第１８の発明に係る金属膜作製装置によれば、第８ないし第１７のいずれかの発明に係る金属膜作製装置において、
前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚は、１０〜１００ｎｍであることとしたので、
基板の損傷を防ぐために最適な厚さとすることができ、成膜効率を向上させることができる。
【００８９】
第１９の発明に係る金属膜作製装置によれば、第８ないし第１８のいずれかの発明に係る金属膜作製装置において、
更に、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜表面の粗さを検出する手段、または、前記基板に成膜される前駆体又はハロゲン化金属の膜厚を検出する手段を備えたので、
基板の損傷を防ぐために成膜する前駆体又はハロゲン化金属の薄膜が均一かつ最適に成膜されているか確認しながら成膜することができ、最終的に得られる金属薄膜の特性を向上させることができる。
【００９０】
第２０の発明に係る金属膜作製方法によれば、
基板上に成膜されたハロゲン化金属の薄膜を還元することと、前記ハロゲン化金属における金属成分と同種の金属を前記薄膜上へ成膜することとを、ハロゲンガスプラズマにより同時に行うことにより、前記基板上に前記金属成分を成膜することとしたので、
基板に損傷を与えることなく基板上に金属薄膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略透視断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る成膜工程を模式的に示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る金属膜作製方法を実施する金属膜作製装置の概略透視断面図である。
【図４】従来のプラズマＣＶＤ装置における、成膜特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  チャンバ
２  支持台
３  基板
４  ヒータ
５  冷媒流通手段
６  温度制御手段
８  真空装置
１０  整合器
１１  電源
１２  ノズル
１３  流量制御器
１４  ガスプラズマ
１５  前駆体
１６  金属薄膜
１７  排気口
１８  原料ガス
１９  ＩｒＯ２フィラメント
２０  被エッチング部材
２１  突起部
２２  リング部
２５  天井板
２７  プラズマアンテナ
【図１】
2005015832.tif 000003
【図２】
2005015832.tif 000004
【図３】
2005015832.tif 000005
【図４】
2005015832.tif 000006