(57)【要約】 【課題】  基板処理中の熱による被エッチング部材の熱変形や位置の変動、及び被エッチング部材同士の接触等を防止し、均一な基板処理が可能な基板処理装置の提供。【解決手段】  円環部材１２や桁部材１３などの被エッチング部材の熱変位を抑制可能な被エッチング部材支持体１４により被エッチング部材１１を支持して基板処理を行う。これにより基板処理中の被エッチング部材１１の熱変位が抑制され、基板処理をより均一にすることが可能となる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が収容された圧力制御可能なチャンバと、
基板の上方に設けられ、成膜原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
被エッチング部材の熱変位を抑制する熱変位抑制手段と、
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、
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有し、
熱変位抑制手段が被エッチング部材を支持する被エッチング部材支持体であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
被エッチング部材支持体は、チャンバ内壁まで延設される棒状部材であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置において、
被エッチング部材支持体は、チャンバ内の内壁に沿って備えられた円環部材及び円環部材にわたされる桁部材であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置において、
円環部材に桁部材が着脱自在に支持されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の基板処理装置において、
被エッチング部材支持体に被エッチング部材が着脱自在に支持されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の基板処理装置において、
被エッチング部材支持体の少なくとも一部が絶縁体からなることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の基板処理装置において、
被エッチング部材が長尺状であり被エッチング部材の端部が被エッチング部材支持体にわたされることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
基板が収容された圧力制御可能なチャンバと、
基板の上方に設けられ、成膜原料を含有する金属からなる長尺の被エッチング部材と、
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、
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有し、
少なくとも一部が絶縁体からなり、被エッチング部材の熱変位を抑制する被エッチング部材形状保持体を被エッチング部材に設けたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置において、
被エッチング部材は複数本の長尺金属が縞状に配置されたものであり、
被エッチング部材形状保持体が少なくとも２本以上の被エッチング部材に亘って設置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
基板が収容された圧力制御可能なチャンバと、
基板の上方に設けられ、成膜原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
被エッチング部材の熱変位を抑制可能な熱変位抑制手段と、
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、
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有し、
熱変位抑制手段が縞状に配置された複数本の絶縁体棒であって、
被エッチング部材が絶縁体棒に挿通されるリング片であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
基板が収容された圧力制御可能なチャンバと、
基板の上方に設けられ、成膜原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
被エッチング部材の熱変位を抑制可能な熱変位抑制手段と、
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、
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有し、
熱変位抑制手段が縞状に配置された複数本の絶縁体棒であって、
被エッチング部材が絶縁体棒に垂下される垂下体片であることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属にハロゲンラジカルを作用させ、金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、前記前駆体を堆積させると共に、堆積された前駆体をハロゲンラジカルにより還元して金属成分含有膜を作製する基板処理装置に関し、被エッチング部材の熱変形及び熱変位を抑制するように企図したものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体の製造等において基板に金属膜を作成する方法として、ＣＶＤ法等が利用されている。さらに埋め込み性等が改善されたＣＶＤ法による金属膜作成方法として、ハロゲンラジカルを利用し、金属をハロゲン化して再び還元し堆積させる方法がある（特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には金属（Ｍ）製の被エッチング部材が備えられたチャンバ内にハロゲンガスを供給し、誘導プラズマを発生させてハロゲンガスプラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカル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ガス成分との前駆体を生成し、被エッチング部材よりも低い温度の基板上において、前駆体をハロゲンラジカルにより還元し、金属成分を基板表面に吸着させる方法である。
【０００４】
この一連の反応はハロゲンを塩素とした場合、次式の様に示される。
（１）プラズマの解離反応；Ｃｌ2→２Ｃｌ*
（２）エッチング反応；Ｍ＋Ｃｌ*→ＭＣｌ（ｇ）
（３）基板への吸着反応；ＭＣｌ（ｇ）→ＭＣｌ（ａｄ）
（４）成膜反応；ＭＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ*→Ｍ＋Ｃｌ2↑
式中のＣｌ*は塩素ラジカル、（ｇ）はガス状態、（ａｄ）は吸着状態を示す。金属Ｍには高蒸気圧ハロゲン化物を作る物質（銅など）が使用される。
【０００５】
この一連の反応式を利用することにより、場合によっては反応を逆に進めることや、成膜とは逆のエッチングを行うことも可能である。
【０００６】
上式を成膜に利用する場合において、成膜原料となる金属製の被エッチング部材は様々な形状のものを利用することが可能であり、被エッチング部材の形状によって得られる膜の均一性が異なる。
【０００７】
実際に成膜に利用される被エッチング部材の形状の一例として、リング状の枠に複数の金属棒状の被エッチング部材が縞状に配置される場合（特許文献２参照）があり、この状態で被エッチング部材が用いられる場合に比較的均一な膜が得られることが知られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１４７５３４号公報
【特許文献２】特開２００５−１８７９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、長尺状の被エッチング部材を用いると、基板処理中の熱による被エッチング部材の熱変形や位置の移動、及び被エッチング部材同士の接触等が生じ、基板上の膜の不均一化や、成膜に悪影響を及ぼす等の虞があった。
【００１０】
本発明は上記の状況に鑑み、基板処理時において被エッチング部材が熱により変形したり熱により位置が移動するなど（被エッチング部材の熱変位）が生じることを抑制可能な基板処理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】
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の基板処理装置は、
基板が収容された圧力制御可能なチャンバと、
基板の上方に設けられ、成膜原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
被エッチング部材の熱変位を抑制する熱変位抑制手段と、
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、
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有し、
熱変位抑制手段が被エッチング部材を支持する被エッチング部材支持体であることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に係る本発明では、被エッチング部材を熱変位抑制手段である被エッチング部材支持体により支持することにより、被エッチング部材の熱変位を抑制して基板処理を行うことができる。
【００１３】
そして請求項２に係る本発明の基板処理装置は、
請求項１に記載の基板処理装置において、
被エッチング部材支持体は、チャンバ内壁まで延設される棒状部材であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る本発明では、チャンバ内壁まで延設される棒状部材により被エッチング部材が支持されるため、長尺の被エッチング部材を二つ以上に分割して設置することが可能になるなど、被エッチング部材を小サイズ化することが可能となり、被エッチング部材の熱変位を減少させて基板処理を行うことができる。
【００１５】
また、請求項３に係る本発明の基板処理装置は、
請求項１に記載の基板処理装置において、
被エッチング部材支持体は、チャンバ内の内壁に沿って備えられた円環部材及び円環部材にわたされる桁部材であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る本発明では、円環部材及び桁部材で被エッチング部材を支持することにより、長尺の被エッチング部材を二つ以上に分割して設置することが可能になるなど、被エッチング部材を小サイズ化することが可能となり、被エッチング部材の熱変位を減少させて基板処理を行うことができる。
【００１７】
また、請求項４に係る本発明の基板処理装置は、
請求項３に記載の基板処理装置において、
円環部材に桁部材が着脱自在に支持されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る本発明では、着脱自在な桁部材を用いることにより、被エッチング部材の配置の自由度が増した状態で被エッチング部材を支持し、且つ被エッチング部材の熱変位を減少させて基板処理を行うことができる。
【００１９】
また、請求項５に係る本発明の基板処理装置は、
請求項１〜４の何れかに記載の基板処理装置において、
被エッチング部材支持体に被エッチング部材が着脱自在に支持されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に係る本発明では、着脱自在な被エッチング部材を用いることにより、被エッチング部材の配置の自由度が増した状態で被エッチング部材を支持し、且つ被エッチング部材の熱変位を減少させて基板処理を行うことができる。
【００２１】
また、請求項６に係る本発明の基板処理装置は、
請求項１〜５の何れかに記載の基板処理装置において、
被エッチング部材支持体の少なくとも一部が絶縁体からなることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に係る本発明では、被エッチング部材支持体全てに金属を利用した場合に生じる他の金属との接触による誘導電流の発生などによる成膜への悪影響を防止して熱変位を抑制し基板処理を行うことができる。
【００２３】
また、請求項７に係る本発明の基板処理装置は、
請求項１〜６の何れかに記載の基板処理装置において、
被エッチング部材が長尺状であり被エッチング部材の端部が被エッチング部材支持体にわたされることを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る本発明では、長尺状の被エッチング部材を熱変位抑制手段である被エッチング部材支持体にわたすのみで容易に被エッチング部材の熱変位を抑制して基板処理を行うことができる。
【００２５】
また、請求項８に係る本発明の基板処理装置は、
基板が収容された圧力制御可能なチャンバと、
基板の上方に設けられ、成膜原料を含有する金属からなる長尺の被エッチング部材と、
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、
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有し、
少なくとも一部が絶縁体からなり、被エッチング部材の熱変位を抑制する被エッチング部材形状保持体を被エッチング部材に設けたことを特徴とする。
【００２６】
請求項８に係る本発明では、被エッチング部材を熱変位抑制手段である被エッチング部材保持部材により保持することにより、被エッチング部材の熱変位を抑制して基板処理を行うことができる。
【００２７】
また、請求項９に係る本発明の基板処理装置は、
請求項８に記載の基板処理装置において、
被エッチング部材は複数本の長尺金属が縞状に配置されたものであり、
被エッチング部材形状保持体が少なくとも２本以上の被エッチング部材に亘って設置されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項９に係る本発明では、複数本の被エッチング部材の中で特に長尺であり熱変位が生じやすい被エッチング部材のみに熱変位抑制手段である被エッチング部材形状保持体を設置するようにすることにより、被エッチング部材形状保持体を必要以上に大きく作成する必要が無く、必要最低限の重量負荷で、成膜への影響も少ない被エッチング部材形状保持体を用いて被エッチング部材の熱変位を抑制して基板処理を行うことができる。
【００２９】
また、請求項１０に係る本発明の基板処理装置は、
基板が収容された圧力制御可能なチャンバと、
基板の上方に設けられ、成膜原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
被エッチング部材の熱変位を抑制可能な熱変位抑制手段と、
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、
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有し、
熱変位抑制手段が縞状に配置された複数本の絶縁体棒であって、
被エッチング部材が絶縁体棒に挿通されるリング片であることを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に係る本発明では、絶縁体を使用した絶縁体棒を用いて被エッチング部材を挿通し配置することにより、熱変位が生じ難い材料を用いて被エッチング部材の熱変位を抑制して基板処理を行うことができる。
【００３１】
また、請求項１１に係る本発明の基板処理装置は、
基板が収容された圧力制御可能なチャンバと、
基板の上方に設けられ、成膜原料を含有する金属製の被エッチング部材と、
被エッチング部材の熱変位を抑制可能な熱変位抑制手段と、
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、
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有し、
熱変位抑制手段が縞状に配置された複数本の絶縁体棒であって、
被エッチング部材が絶縁体棒に垂下される垂下体片であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に係る本発明では、絶縁体を使用した絶縁体棒を用いて被エッチング部材を挿通し配置することにより、熱変位が生じ難い材料を用いて被エッチング部材の熱変位を抑制して基板処理を行うことができる。
【００３３】
また、被エッチング部材に垂下体片を用いることにより、容易に設置可能な被エッチング部材を用いて基板処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の基板処理装置は、被エッチング部材の熱変位、及び不所望の被エッチング部材同士の接触が抑制されることにより、より安定で均一な基板処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明は、金属にハロゲンラジカルを作用させ、金属成分とハロゲンガス成分との前駆体を生成し、前駆体を基板上に輸送し、基板上で再び還元して金属膜を作成する基板処理装置に係る。
【００３６】
具体的には、真空チャンバ内に金属（Ｍ）製の被エッチング部材を備え、ハロゲンガスを供給し、誘導プラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルで被エッチング部材をエッチングすることにより金属成分とハロゲンガス成分との前駆体を生成し、被エッチング部材よりも低い温度の基板上において、前駆体をハロゲンラジカルにより還元し、金属成分を基板表面に吸着させる。
【００３７】
この一連の反応はハロゲンを塩素とした場合、次式の様に示される。
（１）プラズマの解離反応；Ｃｌ2→２Ｃｌ*
（２）エッチング反応；Ｍ＋Ｃｌ*→ＭＣｌ（ｇ）
（３）基板への吸着反応；ＭＣｌ（ｇ）→ＭＣｌ（ａｄ）
（４）成膜反応；ＭＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ*→Ｍ＋Ｃｌ2↑
式中のＣｌ*は塩素ラジカル、（ｇ）はガス状態、（ａｄ）は吸着状態を示す。金属Ｍには高蒸気圧ハロゲン化物を作る物質（銅など）が使用される。
【００３８】
以下本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００３９】
（第１実施形態）
図１〜図９を用いて、被エッチング部材の熱変形を抑制可能な基板処理装置の一実施形態を説明する。
【００４０】
図１に上述の成膜を行う第１実施形態に係る基板処理装置の断面概略図を示す。また、図２に本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の被エッチング部材支持体及び被エッチング部材の上面図、図３に本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の円環部材の斜視図、図４に本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の桁部材の斜視図を示す。
【００４１】
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が載置される。基板３は支持台２に備えられたヒータ４及び冷媒５を備えた温度制御手段６により所定温度に制御される。
【００４２】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は天井板７によって塞がれている。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プラズマアンテナ８が設けられ、プラズマアンテナ８には整合器９及び高周波電源１０が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ８、整合器９及び高周波電源１０により誘導プラズマを発生させるプラズマ発生手段が構成されている。チャンバ１内の基板３の上部には被エッチング部材１１が円環部材１２及び桁部材１３からなる被エッチング部材支持体１４に支持されて設けられ、原料金属が供給される。
【００４３】
図１〜４に示すように、チャンバ１には、リング状や円筒状などの形状を有する絶縁体製の円環部材１２が備えられ、円環部材１２に棒状の絶縁体からなる桁部材１３がわたされている。円環部材１２及び桁部材１３に金属製で長尺状（棒状、長尺板状）の被エッチング部材１１が支持され、円環部材１２及び桁部材１３により被エッチング部材支持体１４が構成される。被エッチング部材支持体１４には溝１５が設けられ、溝１５により被エッチング部材１１が保持される。溝１５に従い被エッチング部材１１を載置することにより、被エッチング部材１１は縞状に設置され、これによりプラズマアンテナ８の電気の流れ方向である周方向に対して構造的に不連続な状態とされている。
【００４４】
被エッチング部材１１の上方にはチャンバ１の内部にハロゲンガス１６を供給するハロゲンガス供給手段としてガス供給のためのノズル１７が設けられている。ノズル１７には流量及び圧力が制御される流量制御器１８を介してハロゲンガス１６が送られる。
【００４５】
装置内に供給されたガスは排気口１９から排気され、真空装置２０によって所定の圧力に維持される。
【００４６】
所定の圧力に維持されたチャンバ１の内部にハロゲンガス１６を供給し、プラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルにより金属からなる被エッチング部材１１をエッチングし、金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、前駆体を基板３上に吸着させ、基板３上で前駆体を還元することで、金属成分のみが堆積される。
【００４７】
上記の装置を用いて均一な成膜を行うためには、金属とハロゲンからなる前駆体の基板３への到達量を基板３内において均一にすることが必要となる。前駆体の基板３面内の到達量分布には、被エッチング部材１１の形状及び配置が影響することが知られている。
【００４８】
これまでに様々な被エッチング部材１１の形状が検討されており、比較的均一な成膜が可能である形状の一つに、図５のような縞状が挙げられる。
【００４９】
しかし、図５に示す縞状の被エッチング部材２１は中央部分が長尺となるため、成膜中に発生する輻射熱により熱変形が生じ、成膜が不均一になったり、隣接する長尺部分が接触して成膜に悪影響を及ぼしたりする等の虞があった。
【００５０】
本実施形態においては、円環部材１２に桁部材１３がわたされ、桁部材１３が無い場合と比較して被エッチング部材１１が短くなっているため、熱による被エッチング部材１１の歪曲や膨張が減少される。被エッチング部材１１の長さを短くすることにより熱変位が抑制されるため、被エッチング部材１１の両端を支持することが可能であれば桁部材１３のみで被エッチング部材支持体を構成し、円環部材１２を使用せずに桁部材１３のみで被エッチング部材１１を支持しても良い。
【００５１】
円環部材１２や桁部材１３は一部または全てが金属からなるものを使用しても良いが、円環部材１２、桁部材１３、及び被エッチング部材１１は互いに導通しない状態、すなわち誘導電流が発生しない状態で使用することが望ましい。例えば図６のように他部材との接触部分のみ絶縁体２４を用いた金属製の被エッチング部材支持体２５を使用することにより、金属製の被エッチング部材支持体２５と金属製の被エッチング部材との導通を避けることが可能である。また、金属製の被エッチング部材支持体１４を使用する場合には、図７のように被エッチング部材２６の両端に絶縁体からなる突起部２７を設けることで、被エッチング部材２６と被エッチング部材支持体１４とが導通しない状態にしても良い。
【００５２】
本実施形態においては桁部材１３は棒状のものに溝１５が掘られた形状であるが、棒状のものに被エッチング部材１１を通す孔２８を長手方向に複数設けた図８のような桁部材２９を用いても良い。
【００５３】
桁部材１３、２５、２９を用いて被エッチング部材を支持する場合においては、図９のように、被エッチング部材２１を長尺のまま用いても良い。この場合、熱による被エッチング部材２１の膨張は抑制されないが、桁部材１３、２５、２９の溝１５や孔２８で被エッチング部材２１を保持することにより、熱による歪曲や変位を抑制することが可能である。
【００５４】
また溝１５は円環部材１２、２５及び桁部材１３、２５のほか、被エッチング部材１１、２１、２６に設けられていても良い。また、円環部材１２、２５、桁部材１３、２５、２９及び被エッチング部材１１、２６の何れにも溝１５が設けられていない場合においても、桁部材１３、２６、２９の存在により短い被エッチング部材１１、２６を載置することが可能となるため、被エッチング部材１１、２６の熱変位を抑制する効果が得られる。
【００５５】
本実施形態における基板処理装置は、金属成膜への使用のみに限定されず、化合物膜の作成やエッチングに用いられても良い。
【００５６】
（第２実施形態）
図１０〜図１１に基づき被エッチング部材の熱変形を抑制可能な基板処理装置の第２実施形態を説明する。
【００５７】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に金属にハロゲンラジカルを作用させ、金属成分とハロゲンガス成分との前駆体を生成し、前駆体を基板上に輸送し、基板上で再び還元して金属膜を作成する。
【００５８】
図１０に上記の成膜を行う第２実施形態に係る基板処理装置の断面概略図を示す。また、図１１に本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の円環部材、被エッチング部材、及び被エッチング部材形状保持体の上面図を示す。装置の構成は被エッチング部材２１及び桁部材１３を除き第１実施形態に記載の図１の基板処理装置と同様である。
【００５９】
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が載置される。基板３は支持台２に備えられたヒータ４及び冷媒５を備えた温度制御手段６により所定温度に制御される。
【００６０】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は天井板７によって塞がれている。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プラズマアンテナ８が設けられ、プラズマアンテナ８には整合器９及び高周波電源１０が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ８、整合器９及び高周波電源１０により誘導プラズマを発生させるプラズマ発生手段が構成されている。チャンバ１内の基板３の上部には被エッチング部材２１が円環部材１２に支持されて設けられ、原料金属が供給される。
【００６１】
図１０〜図１１に示すように、チャンバ１には、リング状や円筒状などの形状を有する絶縁体製の円環部材１２が備えられ、円環部材１２に金属製で長尺状（棒状、長尺板状）の被エッチング部材２１が配置される。円環部材１２には溝１５が設けられ、溝１５により被エッチング部材２１が保持される。溝１５に従い被エッチング部材２１を載置することにより、被エッチング部材２１は縞状に設置され、これによりプラズマアンテナ８の電気の流れ方向である周方向に対して構造的に不連続な状態とされている。被エッチング部材２１に絶縁体からなる被エッチング部材形状保持体３０が載置される。被エッチング部材形状保持体３０は第１実施形態に示した図４に記載の桁部材１３を短くしたものである。被エッチング部材形状保持体３０により被エッチング部材２１の熱変位が抑制される。
【００６２】
被エッチング部材２１の上方にはチャンバ１の内部にハロゲンガス１６を供給するハロゲンガス供給手段としてガス供給のためのノズル１７が設けられている。ノズル１７には流量及び圧力が制御される流量制御器１８を介してハロゲンガス１６が送られる。
【００６３】
装置内に供給されたガスは排気口１９から排気され、真空装置２０によって所定の圧力に維持される。
【００６４】
所定の圧力に維持されたチャンバ１の内部にハロゲンガス１６を供給し、プラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルにより金属からなる被エッチング部材２１をエッチングし、金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、前駆体を基板３上に吸着させ、基板３上で前駆体を還元することで、金属成分のみが堆積される。
【００６５】
上記の装置を用いて行われる基板処理には、前述の通り被エッチング部材２１の形状が影響することが知られている。
【００６６】
本実施形態においては、二本以上の被エッチング部材２１に被エッチング部材形状保持体３０が載置されることにより、長尺である被エッチング部材２１の中央部分が被エッチング部材形状保持体３０の溝１５に嵌合され、被エッチング部材が被エッチング部材２１の熱による変形や変位が抑制され、被エッチング部材２１の形状が維持され、より均一な成膜を行うことが可能である。
【００６７】
被エッチング部材形状保持体３０は形状保持が必要な被エッチング部材２１のみが保持される長さのもので良い。必要最小限の長さの被エッチング部材形状保持体３０を用いることにより、被エッチング部材２１にかかる荷重を減らし、被エッチング部材２１の折れや曲がりを防止することが可能である。ただし、被エッチング部材２１の曲がりや折れが生じないような重量の少ない被エッチング部材形状保持体３０の使用により、全ての被エッチング部材２１の形状を保持するようにしても良い。
【００６８】
円環部材１２や被エッチング部材形状保持体３０は一部または全てが金属からなるものを使用しても良いが、円環部材１２、被エッチング部材形状保持体３０、及び被エッチング部材２１は互いに導通しない状態、すなわち誘導電流が発生しない状態で使用することが望ましい。金属を用いた円環部材１２を使用する場合には、第１実施形態における図６と同様にして、他部材との接触部分のみ絶縁体２４を用いても良い。また、金属製の円環部材１２を使用する場合には、第１実施形態における図７と同様にして、被エッチング部材２１の両端に絶縁体からなる突起部を設けることで、被エッチング部材２１と円環部材１２とが導通しない状態にしても良い。
【００６９】
被エッチング部材形状保持体３０は、本実施形態に示されたものを使用し、さらに同じものを被エッチング部材２１の下方向からも用いて上下から被エッチング部材２１を挟む様にして用いることも可能である。また、本実施形態における被エッチング部材形状保持体３０は棒状のものに溝１５が掘られた形状であるが、第１実施形態に示した図８に記載の孔２８を有する桁部材２９を短くした様な形状のものであっても良い。この被エッチング部材形状保持体は第１実施形態に示した図４に記載の桁部材１３と同様のものを二つで一対とし、溝１５を合わせるようにして一対を固定して作成することも可能である。
【００７０】
円環部材１２には溝１５が設けられていないものを用いることも可能である。被エッチング部材形状保持体３０により縞の間隔が固定された被エッチング部材２１を、溝１５の無い円環部材１２に載置するのみで、被エッチング部材２１の熱変形や熱変位を抑制して基板処理を行うことができる。
【００７１】
本実施形態における基板処理装置は、金属成膜への使用のみに限定されず、化合物膜の作成やエッチングに用いられても良い。
【００７２】
（第３実施形態）
図１２〜図１６に基づき被エッチング部材の熱変形を抑制可能な基板処理装置の第３実施形態を説明する。
【００７３】
本実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様に金属にハロゲンラジカルを作用させ、金属成分とハロゲンガス成分との前駆体を生成し、前駆体を基板上に輸送し、基板上で再び還元して金属膜を作成する。
【００７４】
図１２に上記の成膜を行う第３実施形態に係る基板処理装置の断面概略図を示す。装置の構成は被エッチング部材１１及び桁部材１３を除き第１実施形態に記載の図１の基板処理装置と同様である。
【００７５】
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が載置される。基板３は支持台２に備えられたヒータ４及び冷媒５を備えた温度制御手段６により所定温度に制御される。
【００７６】
チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部は天井板７によって塞がれている。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プラズマアンテナ８が設けられ、プラズマアンテナ８には整合器９及び高周波電源１０が接続されて高周波が供給される。プラズマアンテナ８、整合器９及び高周波電源１０により誘導プラズマを発生させるプラズマ発生手段が構成されている。チャンバ１内の基板３の上部には被エッチング部材３１が円環部材１２及び絶縁体棒３２により支持されて設けられ、原料金属が供給される。
【００７７】
図１２〜図１３に示すように、チャンバ１には、リング状や円筒状などの形状を有する絶縁体製の円環部材１２が備えられ、円環部材１２に絶縁体棒３２が配置される。円環部材１２には溝１５が設けられ、溝１５により絶縁体棒３２が保持される。溝１５に従い絶縁体棒３２を載置することにより、絶縁体棒３２は縞状に設置される。縞状の絶縁体棒３２に図１４または図１５のように垂下体片３３状の被エッチング部材３１が設置される。熱膨張及び熱変形の小さい絶縁体棒３２により被エッチング部材３１が支持されることにより、小片状の被エッチング部材３１を用いることが可能となり、被エッチング部材３１の熱による変形や位置変動を抑制することが可能となる。被エッチング部材３１は垂下体片３３状のほか、図１６のようなリング片３４を用いても良い。
【００７８】
被エッチング部材３１の上方にはチャンバ１の内部にハロゲンガス１６を供給するハロゲンガス供給手段としてガス供給のためのノズル１７が設けられている。ノズル１７には流量及び圧力が制御される流量制御器１８を介してハロゲンガス１６が送られる。
【００７９】
装置内に供給されたガスは排気口１９から排気され、真空装置２０によって所定の圧力に維持される。
【００８０】
所定の圧力に維持されたチャンバ１の内部にハロゲンガス１６を供給し、プラズマを発生させてハロゲンラジカルを生成し、ハロゲンラジカルにより金属からなる被エッチング部材３１をエッチングし、金属成分とハロゲンとの前駆体を生成し、前駆体を基板３上に吸着させ、基板３上で前駆体を還元することで、金属成分のみが堆積される。
【００８１】
上記の装置を用いて均一な成膜を行うためには、金属とハロゲンからなる前駆体の基板３への到達量を基板３内において均一にすることが必要となる。前駆体の基板３面内の到達量分布には、被エッチング部材３１の形状が影響することが知られている。
【００８２】
本実施形態においては、小片状の被エッチング部材３１が熱膨張及び熱変位の少ない絶縁体棒によって支持されることにより、被エッチング部材３１の熱による変形や変位が抑制され、被エッチング部材３１の形状が維持され、より均一な成膜を行うことが可能である。
【００８３】
円環部材１２は一部または全てが金属からなるものを使用しても良い。また、円環部材１２には溝１５が設けられていないものを用いることも可能である。円環部材１２に溝１５が設けられていないものを用いる場合は、絶縁体棒３２を断面多角形状にするなど、円環部材上を転がらない形状にすることが望ましい。
【００８４】
本実施形態における基板処理装置は、金属成膜への使用のみに限定されず、化合物膜の作成やエッチングに用いられても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の断面概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の被エッチング部材支持体及び被エッチング部材の上面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の円環部材の斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の桁部材の斜視図である。
【図５】従来の基板処理装置に係る円環部材及び被エッチング部材の上面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の桁部材の他の例を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の被エッチング部材の他の例を示す斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の桁部材の他の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の被エッチング部材支持体及び被エッチング部材の他の例を示す上面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の断面概略図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の円環部材、被エッチング部材、及び被エッチング部材形状保持体の上面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の断面概略図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の円環部材、絶縁体棒、及び被エッチング部材の上面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の絶縁体棒及び垂下体片の斜視図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の絶縁体棒及び垂下体片の斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の絶縁体棒及びリング片の斜視図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  チャンバ
２  支持台
３  基板
４  ヒータ
５  冷媒
６  温度制御手段
７  天井板
８  プラズマアンテナ
９  整合器
１０  高周波電源
１１、２１、２６、３１  被エッチング部材
１２、２２  円環部材
１３、２９  桁部材
１４、２３、２５  被エッチング部材支持体
１５  溝
１６  ハロゲンガス
１７  ノズル
１８  流量制御器
１９  排気口
２０  真空装置
２４  絶縁体
２７  突起部
２８  孔
３０  被エッチング部材形状保持体
３２  絶縁体棒
３３  垂下体片
３４  リング片
【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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