(57)【要約】【課題】  均質かつ均一な膜厚の金属膜を作製する金属膜作製装置及び金属膜作製方法を提供する。【解決手段】  ハロゲンラジカルと金属の反応を利用した金属膜の成膜において、ハロゲンラジカルを生成する部分と基板３との間に、金属製の被エッチング部材１０をチャンバ１の内壁まで延設して、ハロゲンラジカルを生成する部分と基板３の部分の両者を分離すると共に、被エッチング部材１０の開口部の鉛直方向の高さを、中心部で低く、周辺部で高くすることで、ハロゲンラジカルが接触する表面積を制御して、基板３の表面全面に渡って、ハロゲンラジカルと金属ハロゲン化物との流束比を均一にして、最終的に生成される金属膜の膜質及び膜厚分布を均一にする。【選択図】  図１
2005187923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力制御可能なチャンバと、
前記チャンバの底部に設けられ、基板が設置されると共に前記基板の温度制御が可能な支持台と、
前記基板の上方に対向して設けられ、複数の開口部を有する金属製の被エッチング部材と、
前記チャンバの上部に複数設けられ、前記被エッチング部材の上方側から、ハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記チャンバの上方に設けられ、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成すると共に、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成するラジカル発生手段とを備え、
前記被エッチング部材は、前記チャンバの内壁まで延設されたものであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２】
請求項１記載の金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を制御する流束制御手段を有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項３】
請求項２記載の金属膜作製装置において、
前記流束制御手段は、前記被エッチング部材の開口部の開口率を、前記基板の半径方向に異な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４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、前記ハロゲンのラジカルが接触する表面積を制御する表面積制御手段を有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項５】
請求項４記載の金属膜作製装置において、
前記表面積制御手段は、前記被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを、前記基板の半径方向に異な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６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の金属膜作製装置において、
前記ラジカル発生手段は、プラズマにより前記原料ガスを解離させるプラズマ発生手段であり、
前記基板の半径方向にプラズマ密度を制御する密度制御手段を有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項７】
請求項６記載の金属膜作製装置において、
前記プラズマ発生手段は、中心部で密に、周辺部で疎に巻かれたコイル電極であることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の金属膜作製装置において、
前記ラジカル発生手段は、熱フィラメントにより前記原料ガスを熱解離させるものであり、
前記基板の半径方向に、解離される前記原料ガスの密度を制御する密度制御手段を有することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項９】
圧力制御可能なチャンバに基板を設置し、
前記チャンバの内壁まで延設された金属製の被エッチング部材により、前記基板側から分離された空間に、ハロゲンを含有する原料ガスを供給すると共に、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成し、
前記ハロゲンのラジカルにより、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成し、
前記ハロゲンのラジカル及び前記前駆体を、前記被エッチング部材の複数の開口部から前記基板へ供給し、
前記被エッチング部材よりも低い温度に制御された前記基板に前記前駆体を成膜させると共に、成膜された前記前駆体を前記ハロゲンのラジカルにより還元して、金属膜を作製することを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１０】
請求項９記載の金属膜作製方法において、
前記被エッチング部材の前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０記載の金属膜作製方法において、
前記ハロゲンのラジカルが接触する前記被エッチング部材の表面積を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする金属膜作製方法。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の金属膜作製方法において、
解離される前記原料ガスの密度を、前記基板の半径方向に異なるものと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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長法により基板の表面に金属膜を作製する金属膜作製装置及び金属膜作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属膜を作製する方法としては、スパッタ法、金属錯体を原料としたＣＶＤ法等があるが、埋めこみ性や原料ガスの適性等、各々問題がある。これに対して、塩素ガス等のハロゲンガスを用いた金属の直接還元法による金属膜の作製方法がある。これは、例えば、塩素ガスを用いた場合には、チャンバ内において、塩素ガスプラズマによりＣｕ等の金属製の被エッチング部材をエッチングすることで、成膜前駆体である金属塩化物を発生させ、基板上に金属塩化物と塩素ガスラジカルを供給し、金属塩化物を還元して、基板上に金属膜を作製する方法である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１３４２４号公報
【特許文献２】特開２００３−２２６９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した直接還元法による金属膜の作製方法では、金属塩化物とハロゲン系ラジカルの基板表面でのフラックス（流束）のバランスを、プラズマ生成のための電力、ガス圧力、基板−被エッチング部材間距離及び被エッチング部材形状を調整することで対応していた。しかしながら、これらの方法でも、ハロゲン系ラジカルの生成位置やチャンバ内壁表面での化学種の損失等により、基板表面のある部分ではバランスを取ることはできても、基板全面にわたってバランスを取り、均質かつ均一な膜厚の金属膜を生成することは難しかった。
【０００５】
上記直接還元法での問題点を、図９を用いて詳細に説明する。
ここで、図９（ａ）、（ｂ）に、従来装置における塩素ラジカル及び金属塩化物の流束分布を示し、図９（ｃ）に、基板半径方向における金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示す。
従来装置では、基板（８インチ径）をカバーする範囲に、複数の穴を有する被エッチング部材が設置されており、被エッチング部材により形成された空間に塩素ガスプラズマを生成し、成膜前駆体である金属塩化物を発生させると共に、被エッチング部材の穴から金属塩化物及び塩素ラジカルを基板側へ噴射して、金属膜を作製している。ところが、図９（ａ）に示すように、被エッチング部材の端部とチャンバ内壁との間をすり抜けて拡散してくる塩素ラジカルが多いため、図９（ｂ）に示す金属塩化物の分布と比較すると、基板表面では、基板の中心部に比べて、基板周辺部で塩素ラジカルが相対的に多くなり、基板周辺部の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比が小さくなることがわかる（図９（ｃ）参照）。この結果、基板周辺部では、エッチング過多の影響が見られ、中心部よりも膜厚が薄くなる傾向があった。
つまり、基板表面全面において、金属塩化物とハロゲン系ラジカルのバランスをとることが難しく、金属膜の膜厚、膜質が不均一となる問題があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、均質かつ均一な膜厚の金属膜を作製する金属膜作製装置及び金属膜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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製装置は、
圧力制御可能なチャンバと、
前記チャンバの底部に設けられ、基板が設置されると共に前記基板の温度制御が可能な支持台と、
前記基板の上方に対向して設けられ、複数の開口部を有する金属製の被エッチング部材と、
前記チャンバの上部に複数設けられ、前記被エッチング部材の上方側から、ハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記チャンバの上方に設けられ、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成すると共に、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成するラジカル発生手段とを備え、
前記被エッチング部材は、前記チャンバの内壁まで延設されたものであることを特徴とする。
つまり、ハロゲンで還元可能な金属物質からなる被エッチング部材をチャンバ内壁まで延設することで、被エッチング部材により、ハロゲンのラジカルを生成する領域と、成膜すべき基板のある領域とを空間的に分離するようにした。
なお、被エッチング部材となる金属としては、例えば、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）等を適用することができ、又、ハロゲンとしては、例えば、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等を適用することができる。
【０００８】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を制御する流束制御手段を有することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記流束制御手段は、前記被エッチング部材の開口部の開口率を、前記基板の半径方向に異なるようにしたものであることを特徴とする。
例えば、被エッチング部材の開口部の開口率を、中心部で大きくし、周辺部で小さくする。
【００１０】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、前記ハロゲンのラジカルが接触する表面積を制御する表面積制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記表面積制御手段は、前記被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを、前記基板の半径方向に異なるようにしたものであることを特徴とする。
例えば、中心部で被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを低くすることで、ハロゲンラジカルの接触する被エッチング部材の表面積を小さくして、ハロゲンラジカルの流束を増やすと共に、周辺部で被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを高くすることで、ハロゲンラジカルの接触する被エッチング部材の表面積を大きくして、ハロゲンラジカルの流束を減らす。
【００１２】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記ラジカル発生手段は、プラズマにより前記原料ガスを解離させるプラズマ発生手段であり、
前記基板の半径方向にプラズマ密度を制御する密度制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記プラズマ発生手段は、中心部で密に、周辺部で疎に巻かれたコイル電極であることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記ラジカル発生手段は、熱フィラメントにより前記原料ガスを熱解離させるものであり、
前記基板の半径方向に、解離された前記原料ガスの密度を制御する密度制御手段を有することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製方法は、
圧力制御可能なチャンバに基板を配置し、
前記チャンバの内壁まで延設された金属製の被エッチング部材により、前記基板側から分離された空間に、ハロゲンを含有する原料ガスを供給すると共に、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成し、
前記ハロゲンのラジカルにより、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成し、
前記ハロゲンのラジカル及び前記前駆体を、前記被エッチング部材の複数の開口部から前記基板へ供給し、
前記被エッチング部材よりも低い温度に制御された前記基板に前記前駆体を成膜させると共に、成膜された前記前駆体を前記ハロゲンのラジカルにより還元して、金属膜を作製することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製方法は、
上記金属膜作製方法において、
前記被エッチング部材の前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製方法は、
上記金属膜作製方法において、
前記ハロゲンのラジカルが接触する前記被エッチング部材の表面積を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する本発明に係る金属膜作製方法は、
上記金属膜作製方法において、
解離された前記原料ガスの密度を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、チャンバの内壁まで延設された被エッチング部材により、基板側から分離された空間を形成し、生成されたハロゲンのラジカルを、被エッチング部材の開口部から基板側へ供給するので、基板周辺部での過剰なハロゲンラジカルの供給を抑制して、基板表面全面において、金属ハロゲン化物とハロゲンラジカルの流束比を一様にして、均質かつ均一な膜厚の金属膜を成膜することができる。
【００２０】
加えて、本発明によれば、被エッチング部材の開口部の開口率を、基板の半径方向に適切に設定したので、開口部を通過するハロゲンラジカルの量が基板の半径方向に適切に制御されて、基板表面全面において、金属ハロゲン化物とハロゲンラジカルの流束比が一様になり、均質かつ均一な膜厚の金属膜を成膜することができる。
【００２１】
又、本発明によれば、被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを、基板の半径方向に適切に設定したので、ハロゲンラジカルが接触する被エッチング部材の表面積が基板の半径方向に適切に制御されて、基板表面全面において、金属ハロゲン化物とハロゲンラジカルの流束比が一様になり、均質かつ均一な膜厚の金属膜を成膜することができる。
【００２２】
又、本発明によれば、原料ガスのプラズマの密度を、基板の半径方向に適切に制御したので、被エッチング部材近傍において生成されるハロゲンラジカルが基板の半径方向に適切に制御されて、基板表面全面に供給される金属ハロゲン化物とハロゲンラジカルの流束比が一様になり、均質かつ均一な膜厚の金属膜を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】
【００２３】
本発明は、ハロゲンラジカルと金属の反応を利用して、金属元素を含む金属膜を作製する装置及び方法において、主に、生成されたハロゲンラジカルのフラックス（流束）を制御することで、基板表面全面に渡って、ハロゲンラジカルと金属ハロゲン化物の流束比を均一にして、最終的に生成される金属膜の膜質及び膜厚分布を均一とするものである。
【００２４】
これらの流束比を制御は、ハロゲンラジカルを生成する部分と基板との間に、ハロゲンで還元可能な金属物質の被エッチング部材を設置し、ラジカル生成部と基板との両者を分離することで行なう。更に、複数の開口部を有する被エッチング部材の開口率を制御する方法、ハロゲンラジカルが接触する被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さ（接触表面積）を制御する方法、プラズマ又は熱により解離されたハロゲンラジカルを制御する方法でもよく、これらを組み合わせたものでもよい。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明に係る金属膜作製装置の実施形態の一例を示す構成図である。
図１に示すように、セラミクス等の絶縁材により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、支持台２には基板３が設置される。支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５が設けられ、図示しない温度制御手段により所定温度(例えば、基板３が１００℃から３００℃に維持される温度)に制御される。
【００２６】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はセラミクス等の絶縁材製の板状の天井板６によって塞がれている。天井板６の上方には、チャンバ１の内部の原料ガスをプラズマ化するためのプラズマアンテナ７が設けられ、プラズマアンテナ７には整合器８及び電源９が接続されて高周波が供給される。これらのプラズマアンテナ７、整合器８及び電源９により誘導結合型のプラズマ発生手段が構成され、ラジカル発生手段となっている。プラズマアンテナ７は、天井板６の面と平行な平面リング状のコイル電極により形成されており、中心部で密に、周辺部で疎になるように巻かれている。上記構成により、基板３の半径方向において、中心部で密に、周辺部で疎になるように、プラズマ密度を制御している（密度制御手段）。
なお、図１では、一例として、誘導結合型のプラズマ発生手段を示したが、容量結合型のプラズマ発生手段を用いて、本発明に係る金属膜作製装置を構成してもよい。この場合、電極部分がエッチングされないように、電極表面に誘電体を配設する。
【００２７】
チャンバ１には、複数の開口部を有する金属製の被エッチング部材１０が基板３に対向するように配置されており、更に、その端部がチャンバ１の内壁まで延設されることで、チャンバ１の上部に、基板３側から分離された空間が、被エッチング部材１０により形成されている。被エッチング部材１０の詳細な構成については後述するが、その構成を工夫することで、基板３の半径方向に、最適な流束比を設定するようにしている。
【００２８】
チャンバ１の上部には、ハロゲンを含有する原料ガスを供給するノズル１５（原料ガス供給手段）が、周方向に等間隔に複数(例えば、８箇所)設けられ、被エッチング部材１０の上方側から、被エッチング部材１０により分離されたチャンバ１の空間に原料ガスを供給する構成である。ノズル１５には流量制御器１６を介して、原料ガスが送られる。成膜に関与しないガス等は排気口１７から排気される。又、天井板６によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置１８によって所定の圧力に制御される。なお、原料ガスに含有されるハロゲンとしては、塩素、フッ素、臭素及びヨウ素等を適用することが可能である。
【００２９】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１５から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、原料ガスをイオン化して原料ガスのガスプラズマ１９を発生させる。
【００３０】
この時の反応を、被エッチング部材１０の金属を銅（Ｃｕ）、原料ガスのハロゲンを塩素（Ｃｌ2）とすると、次式で表すことができる。
Ｃｌ2→２Ｃｌ＊      ・・・（１）
ここで、Ｃｌ＊は塩素ラジカルを表す。
【００３１】
ガスプラズマ１９が被エッチング部材１０に作用することにより、被エッチング部材１０が加熱されると共に、Ｃｕにエッチング反応が生じる。この時の反応は、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。式（２）は、Ｃｕがガスプラズマ１９によりエッチングされ、前駆体２０とされた状態である。
【００３２】
ガスプラズマ１９を発生させることにより被エッチング部材１１を加熱し（例えば、３００℃〜７００℃）、更に、温度制御手段により基板３の温度を被エッチング部材１０の温度よりも低い温度（例えば、１００℃〜３００℃）に設定する。この結果、前駆体２０は基板３に吸着(成膜)される。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）      ・・・（３）
【００３３】
基板３に吸着したＣｕＣｌは、塩素ラジカルＣｌ＊により還元されてＣｕ成分となることでＣｕ薄膜が作製される。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊→Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ2↑      ・・・（４）
【００３４】
更に、上式（２）において発生したガス化したＣｕＣｌ（ｇ）の一部は、基板３に吸着する(上式（３）参照)前に、塩素ラジカルＣｌ＊により還元されてガス状態のＣｕとなる。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）＋Ｃｌ＊→Ｃｕ（ｇ）＋Ｃｌ2↑      ・・・（５）
この後、ガス状態のＣｕ成分は、基板３に成膜されてＣｕ薄膜が作製される。
【００３５】
上記反応において、基板３での金属膜の膜厚は、基板３の表面近傍の金属塩化物と塩素ラジカルの流束比に左右される。そこで、被エッチング部材１０をチャンバ１の内壁まで延設（被エッチング部材１０で両空間を分離）した場合における塩素ラジカルと金属塩化物の流束分布を、図２（ａ）、（ｂ）に示す。
図９（ａ）と比較すると、図２（ａ）では、被エッチング部材１０で両空間を分離することで、チャンバ１の内壁近傍において、基板周辺部への塩素ラジカルのまわりこみが抑制され、基板表面付近での分布が均一化されていることがわかる。
【００３６】
又、図３は、被エッチング部材１０の開口部の開口率を変えた場合の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比と、被エッチング部材１０の開口部の鉛直方向の高さを変えた場合の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示すものである。
図３からわかるように、被エッチング部材１０の開口部の開口率、鉛直方向の高さを制御することで、基板表面における金属塩化物と塩素ラジカルの流束比が制御できることがわかる。
【００３７】
そこで、被エッチング部材の開口部の開口率を、半径方向に変えて設定した例を図４（ａ）に示す。
ここでは、一例として、被エッチング部材の開口部の開口率を、中心から半径ｒ＝５ｃｍを１．０とした時に、半径ｒ＝１２ｃｍの範囲までは０．９とし、更に、チャンバの内壁までのｒ＝１６ｃｍの範囲までは０．７７と設定した。つまり、この被エッチング部材は、端部がチャンバ内壁まで延設されると共に、中心から周辺方向に向かって、開口部の開口率が小さくなるように設定されたものである。
【００３８】
図４（ａ）に示した構成の被エッチング部材を用いて、基板表面における半径方向の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示したものが、図４（ｂ）である。
図４（ｂ）からわかるように、被エッチング部材の開口部を通過する塩素ラジカルの流束を、開口部の開口率を基板の半径方向に適切に設定することで（流束制御手段）、基板表面全面で、略均一な金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を得ることができる。これは、均質かつ均一な金属膜を成膜することが可能となることを示す。
【００３９】
なお、開口率の具体的な設定方法としては、被エッチング部材の開口部の開口面積を、上記開口率になるように設定したり、同じ開口面積の開口部の密度を変えることで、上記開口率になるように設定したりすればよい。又、被エッチング部材を格子状に形成し、格子が形成する開口部が、上記開口率になるように、格子の幅や配置間隔を設定して構成してもよい。又、開口部の鉛直方向の高さについては、図３からわかるように、開口率とは逆の特性を示すので、その高さが、中心から周辺方向に向かって大きくなるように設定すればよい。
【実施例２】
【００４０】
次に、図１に示した金属膜作製装置に用いる被エッチング部材の具体的な構成例を、図５を用いて説明する。
これは、主に、塩素ラジカルが接触する表面積を制御するために、被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを適切に設定するものである（表面積制御手段）。
具体的には、図５（ａ）に示すように、端部の高さを中心部より高くしたアーチ形状の金属ターゲット１１を複数用い、チャンバ１の直径方向に等間隔に平行に配置して、図５（ｂ）に示すような被エッチング部材１０を構成したものである。これは、基板周辺部において、膜厚が薄くならないようにするために、アーチ型金属ターゲット１１の端部の高さを高くすることで、表面積を大きくして、より多くの塩素ラジカルを反応させて、金属塩化物の生成量を増大させると共に、基板側へ到達する塩素ラジカルの抑制を行い、基板に到達する金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を、基板の半径方向に均一になるように制御したものである。
図１に示した金属膜作製装置においては、アーチ型金属ターゲット１１の湾曲部分が、基板３側に配置された構成である。表面積を制御するという点では、湾曲部分を上方側に配置してもかまわないが、被エッチング部材１０の上方に形成されるプラズマを考慮した場合、図１に示した配置が好ましい。
【実施例３】
【００４１】
図６は、被エッチング部材の他の一例を示すものである。
これは、塩素ラジカルが接触する表面積を制御するために、被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを適切に設定すると共に、通過する塩素ラジカルを制御するために、被エッチング部材を構成する部材の厚さ（幅）を適切に設定するものである。
具体的には、本実施例でも、図５（ａ）に示すようなアーチ型金属ターゲット１１を複数用い、チャンバ１の直径方向に平行に配置したものであるが、その幅を異なるものとすることで、隣り合うアーチ型金属ターゲット１１との間の開口部の幅を異なるもの、つまり、不等間隔としている。
【００４２】
具体的には、中心部のアーチ型金属ターゲット１１の幅をｔ1とし、その両隣のアーチ型金属ターゲット１１の幅をｔ2（＞ｔ1）とし、その両隣のアーチ型金属ターゲット１１の幅をｔ3（＞ｔ2）とし、その両隣、つまり、一番外側のアーチ型金属ターゲット１１の幅をｔ4（＞ｔ3）として、アーチ型金属ターゲット１１同士の間隔を、中心部よりも端部において小さくしたものである。これも、基板周辺部において、膜厚が薄くならないようにするために、アーチ型金属ターゲット１１の端部の高さを高くすることで、表面積を大きくして、より多くの塩素ラジカルを反応させて、金属塩化物の生成量を増大させると共に、開口部の間隔を小さくすることで、開口率を小さくして、基板側へ到達する塩素ラジカルの通過量を減少させて、基板に到達する金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を、基板の半径方向に均一になるように制御するものである。
【実施例４】
【００４３】
図７も、被エッチング部材の更なる他の一例を示すものである。
これは、図５に示す被エッチング部材１０と略同等の構成であるが、塩素ラジカルが接触する表面積を制御すると共に、通過する塩素ラジカルを制御するために、アーチ型金属ターゲット１１を各々回転可能に構成したものである。
具体的には、アーチ型金属ターゲット１１に回転軸１４を設け、回転軸１４をチャンバ１の外部から回転可能に構成し、アーチ型金属ターゲット１１を回転させることで、開口率を可変として、塩素ラジカルの通過量を制御するものである。
図７（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、チャンバ１の側面方向からみた本実施例の被エッチング部材１３の断面図であり、各々のアーチ型金属ターゲット１１を回転させることにより、見掛けの表面積を半径方向に変えることができるため、金属塩化物の生成量を制御して、基板に到達する金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を、基板半径方向に均一になるように制御することができる。
【実施例５】
【００４４】
図８は、本発明に係る金属膜作製装置の実施形態の他の一例を示す図である。
本実施例の金属膜作製装置の基本的な構成は、図１に示した金属膜作製装置と略同等である。
本実施例の金属膜作製装置では、図８に示すように、塩素のラジカル発生手段として、熱フィラメント２１と、熱フィラメント２１を加熱するための電流を供給する加熱手段２２とを用いており、熱フィラメント２１により塩素ガスを熱解離して、反応性ガス１９ａを形成し、このエッチング作用により金属製の被エッチング部材１０の金属塩化物を生成し、塩素ラジカルと共に基板に輸送するものである。図８では、１つの熱フィラメント２１のみ図示しているが、実際には複数の熱フィラメント２１が用いられており、例えば、その配置間隔を適切に設定することで（密度制御手段）、基板中心部において、熱解離された塩素ラジカルを多くして、周辺部において熱解離された塩素ラジカルを少なくして、基板に到達する金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を、基板半径方向に均一になるように制御している。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る金属膜作製装置の実施形態の一例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る金属膜作製装置おける塩素ラジカル及び金属塩化物の流束分布を示す図である。
【図３】本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の開口部の開口率及び鉛直方向の高さを変化させた場合の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示すグラフである。
【図４】本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の実施形態の一例を示す図及び基板半径方向の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示すグラフである。
【図５】本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の実施形態の他の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の実施形態の他の一例を示す図である。
【図７】本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の実施形態の他の一例を示す図である。
【図８】本発明に係る金属膜作製装置の実施形態の他の一例を示す構成図である。
【図９】従来の金属膜作製装置おける塩素ラジカル、金属塩化物の流束分布を示す図、基板半径方向の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１    チャンバ
２    支持台
３    基板
４    ヒータ
５    冷媒流通手段
６    天井板
７    プラズマアンテナ
８    整合器
９    電源
１０  被エッチング部材
１１  アーチ型金属ターゲット
１２  被エッチング部材
１３  被エッチング部材
１４  回転軸
１５  ノズル
１６  流量制御器
１７  排気口
１８  真空装置
１９  ガスプラズマ
１９ａ  反応性ガス
２０  前駆体
２１  熱フィラメント
２２  加熱手段
【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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