(57)【要約】【課題】    低温で高品質の金属膜を作製し、かつ金属膜の成膜に用いられる反応材料を簡素化した金属膜作製装置及び作製方法を提供する。【解決手段】  真空排気したチャンバ１内に四塩化チタンガス１８を導入すると共に、プラズマアンテナ２７に給電することにより、前駆体１５である価数の低い不安定な塩化チタン及び塩素ラジカルを発生させた後、温度制御手段６の調整により基板３に前駆体１５を吸着させてから、塩素ラジカルにより前記基板に吸着した前駆体１５を還元する。【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金属ハロゲン化物ガスを供給し、
当該金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に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外部において金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記前駆体と前記ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に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、
前記金属ハロゲン化物ガスは、複数種類の金属ハロゲン化物ガスであり、
複数種類の金属成分を前記基板に成膜して、合金膜を作製することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項４】
基板が収容されるチャンバの内部に第１の金属ハロゲン化物ガスを供給し、
当該第１の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である第１の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させると共に、
前記チャンバの外部において第２の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である第２の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記第２の前駆体と前記ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスを構成する第１の金属成分と、前記第２の金属ハロゲン化物ガスを構成する第２の金属成分とを前記基板に成膜して、合金膜を作製することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載する金属膜作製方法において、
更に、前記チャンバの内部又は／及び前記チャンバの外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、より多くのハロゲンラジカルを発生させ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、
前記金属ハロゲン化物ガスは、常温常圧において固体又は液体であり、ガス化してから成膜に使用す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、
前記金属ハロゲン化物ガスは、塩化チタン、塩化アルミニウム、塩化タンタル、塩化タングステン又は塩化モリブデンのガスであ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、
前記チャンバの内部に金属ハロゲン化物ガスを供給する金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、前記チャンバの内部により価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルと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プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記温度制御手段により前記前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜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、
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金属ハロゲン化物ガスを供給する金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記外部プラズマ発生室において前記金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化することにより発生した、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、前記温度制御手段により前記前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載する金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、複数種類の金属ハロゲン化物ガスであり、
複数種類の金属成分を前記基板に成膜して、合金膜を作製することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１１】
基板が収容されるチャンバと、
前記チャンバの内部に第１の金属ハロゲン化物ガスを供給する第１の金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、前記チャンバの内部により価数の低い金属ハロゲン化物である第１の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させるプラズマ発生手段と、
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第２の金属ハロゲン化物ガスを供給する第２の金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記外部プラズマ発生室において第２の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化することにより発生した、より価数の低い金属ハロゲン化物である第２の前駆体と、ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記温度制御手段により前記第１及び第２の前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスを構成する第１の金属成分と、前記第２の金属ハロゲン化物ガスを構成する第２の金属成分とを前記基板に成膜して、合金膜を作製することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１２】
請求項８ないし１１のいずれかに記載する金属膜作製装置において、
更に、前記チャンバの内部又は／及び前記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を設け、
当該ハロゲンガスをプラズマ化して、より多くのハロゲンラジカルを発生させることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１３】
請求項８ないし１２のいずれかに記載する金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、常温常圧において固体又は液体であり、
前記金属ハロゲン化物をガス化するガス化手段が設けられていることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１４】
請求項８ないし１３のいずれかに記載する金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、塩化チタン、塩化アルミニウム、塩化タンタル、塩化タングステン又は塩化モリブデンのガスであることを特徴とする金属膜作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属膜の成膜に用いられる反応材料を簡素化すると共に、低温で高品質の金属膜を作製する金属膜作製装置及び作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属膜を作製する方法として、塩化物又は有機金属の蒸気を還元して基板上に金属膜を作製する方法がある。この方法は熱ＣＶＤ（化学蒸着）法と呼ばれ、反応活性種である、例えば金属ハロゲン化物を基板表面に供給、吸着させると共に、アンモニアや水素等の還元剤を供給して基板を加熱することにより、基板上に金属膜を作製する。
【０００３】
この方法では、還元反応を進めるために基板を６００〜９００℃以上の高温に加熱する必要があるが、高温の加熱により、予め基板に形成されたトランジスタ等の素子が損傷するおそれがあるという問題がある。
【０００４】
これに対して、還元剤であるアンモニア分子又は水素分子を予め振動励起させてから、基板に供給する方法が考案されている（下記、特許文献１を参照）。この方法によれば、基板に吸着した金属ハロゲン化物からハロゲンを脱離させるのに必要な活性化エネルギーとして、振動励起された還元剤分子のエネルギーを利用することにより、熱エネルギーを与える、すなわち基板を加熱する必要はあまりない。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１９３２６７号公報（段落［０００５］、［００１７］〜［００１９］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記方法では、基板を加熱する必要があまりないとはいえ、未だ４００℃もの加熱が必要であり、基板の高温加熱により、素子劣化を招くおそれがある。素子の劣化を避けようと基板温度を比較的低く設定した場合には、従来方法では、金属膜中の還元反応が十分に進まずに、不純物が金属膜中に残留して膜質の低下を招く。
【０００７】
また、成膜原理として、金属膜の原料となる金属ハロゲン化物と、この金属ハロゲン化物を還元するための還元剤とを供給する必要があるため、成膜装置の複雑化、肥大化及び成膜コストの増大の原因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、低温で高品質の金属膜を作製し、かつ金属膜の成膜に用いられる反応材料を簡素化した金属膜作製装置及び作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本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金属ハロゲン化物ガスを供給し、
当該金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１０】
上記課題を解決する本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外部において金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記前駆体と前記ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１１】
また、上記金属膜作製方法において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、複数種類の金属ハロゲン化物ガスであり、
複数種類の金属成分を前記基板に成膜して、合金膜を作製することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１２】
上記課題を解決する本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第１の金属ハロゲン化物ガスを供給し、
当該第１の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である第１の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させると共に、
前記チャンバの外部において第２の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である第２の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記第２の前駆体と前記ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスを構成する第１の金属成分と、前記第２の金属ハロゲン化物ガスを構成する第２の金属成分とを前記基板に成膜して、合金膜を作製することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１３】
また、上記金属膜作製方法において、
更に、前記チャンバの内部又は／及び前記チャンバの外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、より多くのハロゲンラジカルを発生させることを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１４】
また、上記金属膜作製方法において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、常温常圧において固体又は液体であり、ガス化してから成膜に使用することを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１５】
また、上記金属膜作製方法において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、塩化チタン、塩化アルミニウム、塩化タンタル、塩化タングステン又は塩化モリブデンのガスであることを特徴とする金属膜作製方法である。
【００１６】
上記課題を解決する本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、
前記チャンバの内部に金属ハロゲン化物ガスを供給する金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、前記チャンバの内部により価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルと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プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記温度制御手段により前記前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００１７】
上記課題を解決する本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、
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金属ハロゲン化物ガスを供給する金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記外部プラズマ発生室において前記金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化することにより発生した、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、前記温度制御手段により前記前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００１８】
また、上記金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、複数種類の金属ハロゲン化物ガスであり、
複数種類の金属成分を前記基板に成膜して、合金膜を作製することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００１９】
上記課題を解決する本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、
前記チャンバの内部に第１の金属ハロゲン化物ガスを供給する第１の金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、前記チャンバの内部により価数の低い金属ハロゲン化物である第１の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させるプラズマ発生手段と、
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第２の金属ハロゲン化物ガスを供給する第２の金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記外部プラズマ発生室において第２の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化することにより発生した、より価数の低い金属ハロゲン化物である第２の前駆体と、ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記温度制御手段により前記第１及び第２の前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスを構成する第１の金属成分と、前記第２の金属ハロゲン化物ガスを構成する第２の金属成分とを前記基板に成膜して、合金膜を作製することを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２０】
また、上記金属膜作製装置において、
更に、前記チャンバの内部又は／及び前記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を設け、
当該ハロゲンガスをプラズマ化して、より多くのハロゲンラジカルを発生させることを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２１】
また、上記金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、常温常圧において固体又は液体であり、
前記金属ハロゲン化物をガス化するガス化手段が設けられていることを特徴とする金属膜作製装置である。
【００２２】
また、上記金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、塩化チタン、塩化アルミニウム、塩化タンタル、塩化タングステン又は塩化モリブデンのガスであることを特徴とする金属膜作製装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本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金属ハロゲン化物ガスを供給し、
当該金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することとしたので、
従来よりも低温で高品質の金属膜を作製することができる。また、金属ハロゲン化物ガスの解離により生成したハロゲンラジカルが還元剤として機能するため、従来例のように別途還元剤を供給する必要がなくなり、金属膜の成膜に用いられる反応材料を簡素化して、成膜装置の複雑化、肥大化及び成膜コストの増大を解消することができる。
【００２４】
本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外部において金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記前駆体と前記ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することとしたので、
基板がプラズマに晒されることがなくなり、プラズマによる基板の損傷を防ぐことができる。例えば、既に薄膜が成膜された基板に別材料で成膜を行う場合には、既に成膜された薄膜を損傷させることなく別材料の成膜が可能である。
【００２５】
また、上記金属膜作製方法において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、複数種類の金属ハロゲン化物ガスであり、
複数種類の金属成分を前記基板に成膜して、合金膜を作製することとしたので、
上述する効果に加え、ガス種を増やすという簡単な操作で、合金を成膜することができる。
【００２６】
本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第１の金属ハロゲン化物ガスを供給し、
当該第１の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である第１の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させると共に、
前記チャンバの外部において第２の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、より価数の低い金属ハロゲン化物である第２の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させ、
前記第２の前駆体と前記ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くすることにより、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスを構成する第１の金属成分と、前記第２の金属ハロゲン化物ガスを構成する第２の金属成分とを前記基板に成膜して、合金膜を作製することとしたので、
合金を成膜することができると共に、ガス種により異なるハロゲン化度やイオン化エネルギーに合わせて、電磁波強度を調整して、適切に成膜反応を進行させることができる。この結果、成膜された金属膜中の残留ハロゲン濃度を低減することができ、高品質な金属膜を成膜することができる。
【００２７】
また、上記金属膜作製方法において、
更に、前記チャンバの内部又は／及び前記チャンバの外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、より多くのハロゲンラジカルを発生させることとしたので、
プラズマアンテナからの電磁波強度が弱い場合に、基板に吸着した前駆体を還元するに不十分となりやすいハロゲンラジカルを補うことができる。この結果、電磁波強度を弱くして、残留ハロゲン濃度を低減させた高品質な金属膜を成膜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。
【００２８】
また、上記金属膜作製方法において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、常温常圧において固体又は液体であり、ガス化してから成膜に使用することとしたので、
使用可能な金属ハロゲン化物の選択の幅を広げ、成膜可能な金属種を増やして、種々の金属膜に対応することができる。
【００２９】
また、上記金属膜作製方法において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、塩化チタン、塩化アルミニウム、塩化タンタル、塩化タングステン又は塩化モリブデンのガスであることとしたので、
半導体の技術分野で特に必要とされている金属種の薄膜を、上述する効果を得つつ、成膜することができる。
【００３０】
本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、
前記チャンバの内部に金属ハロゲン化物ガスを供給する金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、前記チャンバの内部により価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルと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プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記温度制御手段により前記前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することを特徴とすることとしたので、
従来よりも低温で高品質の金属膜を作製することができる。また、金属ハロゲン化物ガスの解離により生成したハロゲンラジカルが還元剤として機能するため、従来例のように別途還元剤を供給する必要がなくなり、金属膜の成膜に用いられる反応材料を簡素化して、成膜装置の複雑化、肥大化及び成膜コストの増大を解消することができる。
【００３１】
本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、
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金属ハロゲン化物ガスを供給する金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記外部プラズマ発生室において前記金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化することにより発生した、より価数の低い金属ハロゲン化物である前駆体と、ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、前記温度制御手段により前記前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記金属ハロゲン化物ガスを構成する金属成分を前記基板に成膜することを特徴とすることとしたので、
基板がプラズマに晒されることがなくなり、プラズマによる基板の損傷を防ぐことができる。例えば、既に薄膜が成膜された基板に別材料で成膜を行う場合には、既に成膜された薄膜を損傷させることなく別材料の成膜が可能である。
【００３２】
また、上記金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、複数種類の金属ハロゲン化物ガスであり、
複数種類の金属成分を前記基板に成膜して、合金膜を作製することとしたので、
上述する効果に加え、ガス種を増やすという簡単な操作で、合金を成膜することができる。
【００３３】
本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、
前記チャンバの内部に第１の金属ハロゲン化物ガスを供給する第１の金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、前記チャンバの内部により価数の低い金属ハロゲン化物である第１の前駆体と、ハロゲンラジカルとを発生させるプラズマ発生手段と、
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第２の金属ハロゲン化物ガスを供給する第２の金属ハロゲン化物ガス供給手段と、
前記基板の温度を前記プラズマのガス温度よりも低くする温度制御手段とを備え、
前記外部プラズマ発生室において第２の金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化することにより発生した、より価数の低い金属ハロゲン化物である第２の前駆体と、ハロゲンラジカルとを前記チャンバの内部に供給し、
前記温度制御手段により前記第１及び第２の前駆体を前記基板に吸着させ、前記ハロゲンラジカルにより当該吸着した前駆体を還元することにより、
前記第１の金属ハロゲン化物ガスを構成する第１の金属成分と、前記第２の金属ハロゲン化物ガスを構成する第２の金属成分とを前記基板に成膜して、合金膜を作製することとしたので、
合金を成膜することができると共に、ガス種により異なるハロゲン化度やイオン化エネルギーに合わせて、プラズマアンテナからの電磁波強度を調整して、適切に成膜反応を進行させることができる。この結果、成膜された金属膜中の残留ハロゲン濃度を低減することができ、高品質な金属膜を成膜することができる。
【００３４】
また、上記金属膜作製装置において、
更に、前記チャンバの内部又は／及び前記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を設け、
当該ハロゲンガスをプラズマ化して、より多くのハロゲンラジカルを発生させることとしたので、
プラズマアンテナからの電磁波強度が弱い場合に、基板に吸着した前駆体を還元するに不十分となりやすいハロゲンラジカルを補うことができる。この結果、電磁波強度を弱くして、残留ハロゲン濃度を低減させた高品質な金属膜を成膜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。
【００３５】
また、上記金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、常温常圧において固体又は液体であり、
前記金属ハロゲン化物をガス化するガス化手段が設けられていることとしたので、
使用可能な金属ハロゲン化物の選択の幅を広げ、成膜可能な金属種を増やして、種々の金属膜に対応することができる。
【００３６】
また、上記金属膜作製装置において、
前記金属ハロゲン化物ガスは、塩化チタン、塩化アルミニウム、塩化タンタル、塩化タングステン又は塩化モリブデンのガスであることとしたので、
半導体の技術分野で特に必要とされている金属種の薄膜を、上述する効果を得つつ、成膜することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第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構造図である。同図に示すように、筒形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、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３５０℃以下に維持される温度）に制御される。
【００３８】
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の内部に供給されたガスをプラズマ化するため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。
【００３９】
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（プラズマ発生手段）。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。
【００４０】
チャンバ１の上方側壁には、チャンバ１の内部に金属ハロゲン化物ガスとしての四塩化チタンガス（ＴｉＣｌ4）１８（Ｈｅ，Ａｒ等で四塩化チタンのガス濃度が≦５０％、好ましくは１０％程度に希釈される）を供給するノズル１２が設けられている。
【００４１】
ノズル１２はチャンバ１の上方側壁において、チャンバ１の中心に向けて開口し、ノズル１２には流量制御器１３を介してガス１８が送られる。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とにより金属ハロゲン化物ガス供給手段が構成されている。
【００４２】
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膜であるチタン（Ｔｉ）膜を作製する。
【００４３】
まず、チャンバ１の内部にノズル１２からガス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、四塩化チタンガスをイオン化して、前駆体１５である価数の低い不安定な塩化チタン及び塩素プラズマを発生させる。プラズマは、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、例えば、次式で表すことができる。
ＴｉＣｌ4（ｇ）  →  ＴｉＣｌX（ｇ）＋(4-X)Ｃｌ*      ・・・・（１）
ここで、ｇはガス状態、Ｃｌ*は塩素ラジカルを表す。なお、プラズマアンテナ２７からの電磁波の強さにより、四塩化チタンの解離度は異なり、前駆体１５としてＴｉＣｌX（Ｘ＝０〜３）が生成する。
【００４４】
温度制御手段６により基板３の温度をプラズマ１４のガス温度よりも低い温度（例えば３５０℃）に設定する。この結果、前駆体１５である塩化チタンは基板３に吸着される。このときの反応は、例えば次式で表される。
ＴｉＣｌX（ｇ）  →  ＴｉＣｌX（ａｄ）  ・・・・（２）
ここで、ａｄは吸着状態を表す。
【００４５】
基板３に吸着した塩化チタンは、塩素ラジカルにより還元されてチタンとなる。このときの反応は、例えば次式で表される。
ＴｉＣｌX（ａｄ）＋ＸＣｌ*→Ｔｉ（ｓ）＋ＸＣｌ2↑  ・・（３）
このように、四塩化チタンガス１８の解離により生成した塩素ラジカルが還元剤として機能するため、従来例のように別途還元剤を供給する必要がなくなり、金属膜の成膜に用いられる反応材料を簡素化して、成膜装置の複雑化、肥大化及び成膜コストの増大を解消することができる。
【００４６】
以上の反応を、四塩化チタンガス１８を構成するチタンが基板３に成膜されるまでについてまとめると、例えば、次式で表される。
ＴｉＣｌ4(g)  →ＴｉＣｌX(g)＋(4-X)Ｃｌ*
→ＴｉＣｌX(ad)＋(4-X)Ｃｌ*
→Ｔｉ(s)＋XＣｌ2＋(4-2X)Ｃｌ*  ・・・（４）
【００４７】
前述した成膜反応は、チャンバ内で起こりうる反応の一例である。例えば、他に起こりうる反応としては、次の反応が挙げられる。上式（１）において発生した価数の低い不安定な塩化チタンの一部は、基板３に吸着する（上式（２）参照）前に、塩素ラジカルにより還元されてガス状態のチタンとなる。その後、ガス状態のチタンは基板３に吸着して、成膜される。このときの反応は、例えば、次式で表される。
ＴｉＣｌX（ｇ）＋ＸＣｌ*  →  Ｔｉ（ｇ）＋ＸＣｌ2↑  ・・（５）
Ｔｉ（ｇ）  →  Ｔｉ（ａｄ）  →  Ｔｉ（ｓ）    ・・・・・（６）
【００４８】
以上より、基板３上にチタンの薄膜を成膜することができる。上述する反応形態により作製したチタン膜は、残留塩素濃度が低い。しかも基板３の温度が比較的低温であっても成膜することができるので、例えば、半導体素子等が形成された基板に成膜する場合にも、素子の加熱劣化のおそれをなくして成膜することができる。
【００４９】
図２は、本実施形態に係る金属膜作製方法により成膜された金属膜における残留塩素と基板温度との関係図である。同図に示すように、従来例においても本実施形態においても、成膜時における基板温度を高くするほど残留塩素濃度の低い金属膜を成膜することができる。これは、従来例では、基板温度が高いほど還元剤による基板に吸着した塩化金属の還元反応が起こりやすいためであり、本実施形態では、基板温度が高いほど塩素ラジカルによる基板に吸着した塩化金属の還元反応（上式（３）参照）が起こりやすいためである。
【００５０】
一方、従来例においても本実施形態においても、成膜時における基板温度を低くするほど残留塩素濃度の高い金属膜となるが、これは、上述する塩化金属の還元反応が起こりにくくなるためである。
【００５１】
また、同図に示すように、いずれの基板温度においても、本実施形態の方が低い残留塩素濃度であることが分かる。すなわち、従来例と本実施形態とで同じ基板温度で成膜した場合には、残留塩素濃度について、本実施形態の方がより高品質の金属膜を成膜することができるし、従来例と本実施形態とで残留塩素濃度について同品質の金属膜を成膜する場合には、本実施形態の方がより基板温度を低くして金属膜を成膜することができる。
【００５２】
基板温度については、金属膜中の残留塩素濃度の許容量によって異なるが、好ましくは２００〜３５０℃であり、より好ましくは２５０〜３００℃である。
【００５３】
なお、本実施形態では、金属ハロゲン化物ガスとして四塩化チタンガス（ＴｉＣｌ4）の例を説明したが、同様に使用出来るガスとして、成膜を望む金属のハロゲン化物のガスであればよい。なお、常温でガス状態であることが好ましいが、常温で固体又は液体であっても加熱等によりガス化して（ガス化手段）からチャンバに供給しても良い。
【００５４】
ここで、ハロゲンとしては塩素のほかにフッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等があげられる。また、金属ハロゲン化物の金属成分としてはチタンのほかにアルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等があげられる。例えば、ＴｉＣｌ4の他にＡｌＣｌ3、ＴａＣｌ5、ＷＣｌ6、ＭｏＣｌ5等があげられる。
【００５５】
＜第１の実施形態の変形例１＞
次に、第１の実施形態の変形例１について説明する。第１の実施形態では、金属ハロゲン化物ガス１８について同種のガスを供給する例（例えばチャンバ１にはＴｉＣｌ4のみが供給される。）を示したが、複数種類のガスを供給することにより、合金の金属膜を作製することができる。
【００５６】
例えば、四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）を供給するノズルと五塩化タンタル（ＴａＣｌ5）を供給するノズルとをチャンバ１の上方側壁に設けて、成膜することにより、チタン（Ｔｉ）とタンタル（Ｔａ）の合金膜を作製することができる。
【００５７】
複数種類のガスを供給するノズルは、種類ごとにそれぞれ別のノズルとしても良い。異なるガス同士が反応性を有する場合や、ガスごとの供給量を比較的正確に制御したい場合に好ましい。一方、同一のノズルにより複数種類のガスを混合して供給しても良い。この場合には、装置構成を簡便なものとし、装置コストを削減することができる。
【００５８】
＜第１の実施形態の変形例２＞
次に、第１の実施形態の変形例２について説明する。第１の実施形態では、金属ハロゲン化物ガス１８をプラズマアンテナ２７からの電磁波によりプラズマ化して、成膜に必要な前駆体１５である価数の低い不安定な塩化チタンと塩素ラジカルとを発生させていた（上式（１）参照）。
【００５９】
ここで、第１の実施形態で説明したように、電磁波の強さにより四塩化チタンの解離度は異なり、前駆体１５としてＴｉＣｌX（Ｘ＝０〜３）が生成する。すなわち、前駆体１５としてＴｉＣｌ3が生成した場合には１個の塩素ラジカルが生成し、ＴｉＣｌ2が生成した場合には２個の塩素ラジカルが、ＴｉＣｌが生成した場合には３個の塩素ラジカルが生成する。
【００６０】
例えば、電磁波の力が弱い、またはチャンバ内においてプラズマ化効率が悪い場所にガス１８が供給される等の理由により、ＴｉＣｌ3が生成した場合には、１個の塩素ラジカルしか生成しない。このとき、基板３に吸着したＴｉＣｌ3を還元する塩素ラジカルは１個であるため、上式（３）で説明する塩素ラジカルによる塩化チタンの還元反応が十分に起こらず、成膜された金属膜の残留塩素濃度が高くなってしまうおそれがある。
【００６１】
そこで、変形例２では別途塩素ガスを供給するノズル（ハロゲンガス供給手段）をチャンバ１に設ける。当該ノズルからチャンバ１内に供給された塩素ガスは、四塩化チタンガス１８と同様に、プラズマアンテナ２７からの電磁波によりプラズマ化されるため、チャンバ１内に生成する塩素ラジカルの量が多くなるように制御することができる。この結果、基板３に吸着した塩化チタンを確実に還元することができ、金属膜の残留塩素濃度を低くすることができる。
【００６２】
また、上述する他に、基板に吸着したハロゲン化金属を十分に還元できない場合として、例えば、イオン化エネルギーが高い（解離しにくい）、又はＷＣｌ6等ようにハロゲン化度が高い金属ハロゲン化物ガスを使用する場合が挙げられる。このようにイオン化エネルギーが高い、又はハロゲン化度が高い金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、生成した前駆体を還元するのに十分なハロゲンラジカルを生成させるためには、プラズマアンテナ２７からの電磁波を比較的強くする必要がある。このような場合にも、別途ハロゲンガスを供給することにより、比較的弱い電磁波で残留ハロゲン濃度を低くした金属膜を作製することができる。
【００６３】
なお、変形例２の別途塩素ガスをチャンバに供給する構成は、変形例１の合金膜を作製するときにも適用することができる。
【００６４】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第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構造図である。以下、本実施形態を説明するが、図１に示した成膜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する。
【００６５】
本実施形態では、図１に示した成膜装置におけるプラズマアンテナ２７及びアンテナ２７に給電する電源１１、整合器１０をなくすと共に、図１に示す成膜装置におけるノズル１２、流量制御器１３の代わりに、予め金属ハロゲン化物ガスとしての六塩化タングステンガス（ＷＣｌ6）３８をチャンバ１の外部でプラズマ化した後にチャンバ１内に供給する「外部プラズマ発生室」を設けてある。以下、外部プラズマ発生室について詳細に説明する。
【００６６】
チャンバ１の上方側壁には、スリット状の開口部３１が形成され、開口部３１には筒状の通路３２の一端がそれぞれ固定されている。通路３２の途中部には絶縁体製の筒状の励起室３３が設けられ、励起室３３の周囲にはコイル状のプラズマアンテナ３４が設けられ、プラズマアンテナ３４は整合器１０及び電源１１に接続されて高周波電流が供給される。
【００６７】
通路３２の他端側には流量制御器３７（金属ハロゲン化物ガス供給手段に相当する。）が接続され、流量制御器３７を介して通路３２内に六塩化タングステンガス３８が供給される。本実施形態では、通路３２と励起室３３とプラズマアンテナ３４と整合器１０と電源１１とから構成されるプラズマ発生手段を有し、特にチャンバ１の外部に設置されていることから「外部プラズマ発生室」という。
【００６８】
本実施形態における成膜原理は、第１の実施形態と略同様であるが、前駆体１５である価数の低い不安定な塩化タングステン及び塩素プラズマの発生については多少異なるため、以下説明を加える。
【００６９】
流量制御器３７を介して通路３２内に供給された六塩化タングステンガス３８は、励起室３３に送り込まれる。次に、プラズマアンテナ３４から電磁波を励起室３３の内部に入射することで、六塩化タングステンガス３８をイオン化して、価数の低い不安定な塩化タングステン及び塩素ガスのプラズマ３５を発生させる。
【００７０】
真空装置８によりチャンバ１内の圧力と励起室３３の圧力とに所定の差圧が設定されているため、励起室３３内のプラズマ３５である価数の低い塩化タングステンと塩素ラジカルは開口部３１からチャンバ１内の基板３に送られる。そして、価数の低い塩化タングステンが基板３に吸着すると共に、塩素ラジカルにより基板３に吸着した塩化タングステンが還元されることにより、基板３にタングステン膜が成膜される。
【００７１】
このように、六塩化タングステン３８の解離により生成した塩素ラジカルが還元剤として機能するため、従来例のように別途還元剤を供給する必要がなくなり、金属膜の成膜に用いられる反応材料を簡素化して、成膜装置の複雑化、肥大化及び成膜コストの増大を解消することができる。
【００７２】
また、本実施形態のように、チャンバ１と隔絶した（チャンバ１の外部に設けた）励起室３３において金属ハロゲン化物ガス３８をプラズマ化してからチャンバ１内に供給する構成とすることにより、基板３がプラズマに晒されることがなくなり、基板３にプラズマによる損傷が生じることがない。例えば、既に薄膜が成膜された基板３に別材料で成膜を行う場合には、既に成膜された薄膜を損傷させることなく別材料の成膜が可能である。
【００７３】
なお、励起室３３でプラズマ３５を発生させる手段としては、マイクロ波、レーザ、電子線、放射光等を用いることも可能である。
【００７４】
＜第２の実施形態の変形例１＞
次に、第２の実施形態の変形例１について説明する。第２の実施形態では、金属ハロゲン化物ガス３８について同種のガスを供給する例（例えばチャンバ１にはＷＣｌ6のみが供給される。）を示したが、複数種類のガスを供給することにより、合金の金属膜を作製することができる。
【００７５】
例えば、六塩化タングステン（ＷＣｌ6）を供給する外部プラズマ発生室と五塩化タンタル（ＴａＣｌ5）を供給する外部プラズマ発生室とをチャンバ１の上方側壁に設けて、成膜することにより、タングステン（Ｗ）とタンタル（Ｔａ）の合金膜を作製することができる。
【００７６】
複数種類のガスを供給する外部プラズマ発生室は、種類ごとにそれぞれ別の外部プラズマ発生室としても良い。異なるガス同士が反応性を有する場合や、ガスごとの供給量を比較的正確に制御したい場合に好ましい。また、ガスごとにイオン化エネルギーが極端に異なる、又はハロゲン化度が異なる場合に、ガスごとに与える電磁波の力を調整することができるので好ましい。一方、同一のノズルにより複数種類のガスを混合して供給しても良い。この場合には、装置構成を簡便なものとし、装置コストを削減することができる。
【００７７】
＜第２の実施形態の変形例２＞
次に、第２の実施形態の変形例２について説明する。第２の実施形態では、金属ハロゲン化物ガス３８をプラズマアンテナ３４からの電磁波によりプラズマ化して、成膜に必要な前駆体１５である価数の低い不安定なハロゲン化タングステンとハロゲンラジカルとを発生させていた。
【００７８】
ここで、第２の実施形態で説明したように、電磁波の強さにより六塩化タングステンの解離度は異なり、前駆体１５としてＷＣｌX（Ｘ＝０〜５）が生成する。
【００７９】
例えば、電磁波の力が弱い、または励起室においてプラズマ化効率が悪い場所にガス３８が供給される等の理由により、ＷＣｌ5が生成した場合には、１個の塩素ラジカルしか生成しない。このため塩素ラジカルによる塩化タングステンの還元反応が十分に起こらず、成膜された金属膜の残留塩素濃度が高くなってしまうおそれがある。
【００８０】
そこで、変形例２では塩素ガスを外部プラズマ発生室に供給するノズル（ハロゲンガス供給手段）を設ける。当該ノズルから励起室３３内に供給された塩素ガスは、六塩化タングステン３８と同様に、プラズマアンテナ３４からの電磁波によりプラズマ化されるため、生成する塩素ラジカルの量が多くなるように制御することができる。この結果、基板３に吸着した塩化タングステンを確実に還元することができ、金属膜の残留塩素濃度を低くすることができる。
【００８１】
また、上述する他に、基板に吸着したハロゲン化金属を十分に還元できない場合として、例えば、イオン化エネルギーが高い（解離しにくい）金属ハロゲン化物ガスを使用する場合が挙げられる。このようにイオン化エネルギーが高い金属ハロゲン化物ガスをプラズマ化して、生成した前駆体を還元するのに十分なハロゲンラジカルを生成させるためには、プラズマアンテナ３４からの電磁波を比較的強くする必要がある。このような場合にも、ハロゲンガスを供給することにより、比較的弱い電磁波で残留ハロゲン濃度を低くした金属膜を作製することができる。
【００８２】
なお、変形例２の塩素ガスを外部プラズマ発生室に供給する構成は、変形例１の合金膜を作製するときにも適用することができる。
【００８３】
＜第３の実施形態＞
図４は、本発明の第３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構造図である。以下、本実施形態を説明するが、図１及び図３に示した成膜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する。
【００８４】
第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、チャンバ１の上面を塞ぐ絶縁材製の天井板２５の上方に、平面リング状に形成されたプラズマアンテナ２７が設けられ、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（プラズマ発生手段）。
【００８５】
また、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、チャンバ１の内部に金属ハロゲン化物ガスとしての四塩化チタンガス（ＴｉＣｌ4）１８を供給するノズル１２が、チャンバ１の上方側壁に設けられており、ノズル１２には流量制御器１３を介してガス１８が送られる。ノズル１２と流量制御器１３とから第１の金属ハロゲン化物ガス供給手段が構成される。
【００８６】
また、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、予め金属ハロゲン化物ガスとしての六塩化タングステンガス（ＷＣｌ6）３８をチャンバ１の外部でプラズマ化した後にチャンバ１内に供給する「外部プラズマ発生室」を設けてある。外部プラズマ発生室は、通路３２と励起室３３とプラズマアンテナ３４と整合器１０と電源１１とから構成され、チャンバ１の上方側壁に形成された開口部３１に通路３２の一端が固定されると共に、通路３２の他端側には流量制御器３７が接続され、流量制御器３７を介して通路３２内に六塩化タングステンガス３８が供給される（第２の金属ハロゲン化物ガス供給手段）。
【００８７】
なお、図４では、四塩化チタンガス１８を供給するノズル１２よりも六塩化タングステンガス３８をプラズマ化して供給する外部プラズマ発生室の方が、チャンバ１の側壁において下方側に位置しているが、同じ高さとなるように設置しても良い。
【００８８】
第３の実施形態では、チャンバ１内に供給された四塩化チタンガス１８は、プラズマアンテナ２７からの電磁波により、前駆体１５である価数の低い不安定な塩化チタン及び塩素ラジカルに解離する。また、励起室３３に供給された六塩化タングステンガス３８は、プラズマアンテナ３４からの電磁波により、前駆体１５である価数の低い不安定な塩化タングステン及び塩素ラジカルに解離した後、圧力差により、チャンバ１内に送られる。
【００８９】
すなわち、チャンバ１内には、前駆体１５としての価数の低い不安定な塩化チタン及び塩化タングステンと、塩素ラジカルが生成することになる。これらは、第１及び第２の実施形態で説明するように、前駆体１５の基板３への吸着、及び塩素ラジカルによる還元反応が行われる結果、基板３にはチタン（Ｔｉ）とタングステン（Ｗ）の合金膜が成膜される。
【００９０】
ここで、六塩化タングステンガス３８は、プラズマアンテナ３４からの電磁波により解離するだけでなく、その後チャンバ１内に送られてから、プラズマアンテナ２７からの電磁波によっても解離される。このため、ハロゲン化度が高い金属ハロゲン化物であっても、合金膜中の残留ハロゲン濃度を高める原因となることはない。
【００９１】
＜第３の実施形態の変形例＞
次に、第３の実施形態の変形例について説明する。第３の実施形態では、金属ハロゲン化物ガス１８，３８をプラズマアンテナ２７，３４からの電磁波によりプラズマ化して、成膜に必要な前駆体１５である価数の低い不安定な塩化チタン、塩化タングステンと塩素ラジカルとを発生させていた。
【００９２】
ここで、第１及び第２の実施形態で説明したように、電磁波の強さにより四塩化チタン、六塩化タングステンの解離度は異なり、前駆体１５としてＴｉＣｌX（Ｘ＝０〜３）、ＷＣｌX（Ｘ＝０〜５）が生成する。
【００９３】
例えば、電磁波の力が弱い、またはチャンバ内や励起室においてプラズマ化効率が悪い場所にガス１８，３８が供給される等の理由により、ＴｉＣｌ3やＷＣｌ5が生成した場合には、各前駆体あたり１個の塩素ラジカルしか生成しない。このため塩素ラジカルによる塩化チタン、塩化タングステンの還元反応が十分に起こらず、成膜された合金膜の残留塩素濃度が高くなってしまうおそれがある。
【００９４】
そこで、変形例では塩素ガスをチャンバ１に供給するノズル（ハロゲンガス供給手段）を設ける。当該ノズルからチャンバ１内に供給された塩素ガスは、四塩化チタン１８と同様に、プラズマアンテナ２４からの電磁波によりプラズマ化されるため、生成する塩素ラジカルの量が多くなるように制御することができる。この結果、基板３に吸着した塩化チタン、塩化タングステンを確実に還元することができ、合金膜の残留塩素濃度を低くすることができる。
【００９５】
また、上述する他に、基板に吸着したハロゲン化金属を十分に還元できない場合として、例えば、イオン化エネルギーが高い（解離しにくい）金属ハロゲン化物ガスを使用する場合が挙げられる。このような場合にも、ハロゲンガスを供給することにより、比較的弱い電磁波で残留ハロゲン濃度を低くした合金膜を作製することができる。
【００９６】
なお、塩素ガスは、外部プラズマ発生室に供給するようにしても良い。
【００９７】
上記各実施形態においては、基板３に吸着した前駆体１５の還元促進のために供給するガスとして、塩素ガスを例に挙げて説明したが、塩素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。すなわち、塩素を含有するガスであればよく、ＨＣｌガスと塩素ガスとの混合ガスを用いることも可能である。さらに、一般的には塩素ガスに限らず、ハロゲンガスであれば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。
【００９８】
また、成膜装置としては、図１，４に示す形態以外にも、プラズマアンテナ２７の代わりにチャンバ１の周囲に巻回させたコイルでプラズマアンテナを構成した成膜装置でも良い。この場合には、チャンバ１は例えばセラミック製とし、チャンバ周囲から発生する電磁波によりガスをプラズマ化する。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第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構造図である。
【図２】第１の実施形態に係る金属膜作製方法により成膜された金属膜における残留塩素と基板温度との関係図である。
【図３】本発明の第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構造図である。
【図４】本発明の第３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構造図である。
【符号の説明】
【０１００】
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  プラズマ
１５  前駆体
１７  排気口
１８  ガス
２５  天井板
２７  プラズマアンテナ
３１  開口部
３２  通路
３３  励起室
３４  プラズマアンテナ
３５  プラズマ
３７  流量制御器
３８  ガス
【図１】
2005187922.tif 000003
【図２】
2005187922.tif 000004
【図３】
2005187922.tif 000005
【図４】
2005187922.tif 000006