金属膜作製装置 - 特開２００４－８３９４７

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	【発明の名称】	金属膜作製装置
	【発明者】	【氏名】坂本　仁志【住所又は居所】神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１　三菱重工業株式会社先進技術研究センター内【氏名】小椋　謙【住所又は居所】神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１　三菱重工業株式会社先進技術研究センター内【氏名】大庭　義行【住所又は居所】神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地１　三菱重工業株式会社先進技術研究センター内【氏名】西森　年彦【住所又は居所】兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号　三菱重工業株式会社高砂研究所内【氏名】八幡　直樹【住所又は居所】兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号　三菱重工業株式会社高砂研究所内
	【課題】被エッチング部材の交換を容易にした金属膜作製装置とする。【解決手段】被エッチング部材１８を天井板７に取り付け、チャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況にし、天井板７を外すことで構造物であるチャンバ１を分解することなく被エッチング部材１８の交換を行ない、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減し、被エッチング部材１８の交換を容易にした金属膜作製装置とする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に基板が収容されるチャンバと、
チャンバの構造に影響を及ぼさない状況でチャンバ内に配置される金属製の被エッチング部材と、
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、
原料ガスプラズマを発生させ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原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と
を備えたことを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項２】
請求項１に記載の金属膜作製装置において、
チャンバは上部が開口する筒状をなすと共に上部開口部に絶縁材製の天井板が設けられ、被エッチング部材は天井板に支持されていることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項３】
請求項１に記載の金属膜作製装置において、
基板は支持台に載置されると共に支持台には絶縁材製の支持部が設けられ、被エッチング部材は支持台の絶縁材製の支持部に支持されることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項４】
請求項１に記載の金属膜作製装置において、
チャンバの内部には構造に影響を及ぼさない状況で絶縁材製の支持部が設けられ、被エッチング部材は支持部に支持されることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材は、格子状に形成されてい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４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材は、中心部材に対し複数の棒部材が放射状に設けられて形成されていることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項７】
請求項６に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材を構成する複数の棒部材は、中心側から外側に向けて基板側に接近していることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項８】
請求項６もしくは請求項７に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材を構成する複数の棒部材は、中心部材に対しそれぞれ回動自在に支持されて開閉可能とされ、中心部材は天井部材の一部を構成していることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材は、帯板部材が渦巻き状に巻かれて形成されていることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１０】
請求項５乃至請求項９のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材には表面積を増加させる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１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
チャンバには被エッチング部材が通過できる搬出搬入口が設けられ、被エッチング部材は搬出搬入口を介して交換されることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
ハロゲンを含有する原料ガスは、塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材を銅製とすることにより、前駆体としてＣｕ_ｘＣｌ_ｙを生成することを特徴とする金属膜作製装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタルもしくはタングステンもしくはチタン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】【０００１】
【発明の属する技術分野】
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に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、気相成長法により金属膜、例えば、銅の薄膜を作製する場合、例えば、銅・ヘキサフロロアセチルアセトナト・トリメチルビニルシラン等の液体の有機金属錯体を原料として用い、固体状の原料を溶媒に溶かし、熱的な反応を利用して気化することにより基板に対する成膜を実施している。
【０００３】
しかし、かかる従来技術は、熱的反応を利用した成膜のため、成膜速度の向上を図ることが困難であり、また原料となる金属錯体が高価であり、しかも銅に付随しているヘキサフロロアセチルアセトナト及びトリメチルビニルシランが銅の薄膜中に不純物として残留するため、膜質の向上を図ることが困難であるという欠点を有していた。
【０００４】
これに対し、今回、本発明者等は次の知見を得た。すなわち、基板を収容する真空のチャンバ内に塩素ガスを供給し、この塩素ガスをプラズマ発生手段によりプラズマ化する一方、前記チャンバに配設した銅板からなる被エッチング部材を、塩素ガスプラズマでエッチングした場合、銅板と基板との温度の関係を適切に制御することにより、エッチングされた銅を基板に析出させて銅の薄膜を形成することができる、すなわちエッチング部材である銅板を高温（例えば３００°Ｃ～４００°Ｃ）に、また基板を低温（２００°Ｃ程度）にした場合、基板には銅薄膜を形成することができるというものである。
【０００５】
したがって、相対的な高温雰囲気を形成する塩素ガスプラズマに臨んで銅板を配設する一方、このプラズマ雰囲気を挟んで銅板に対向する相対的な低温雰囲気に基板を配設するとともに、両者の温度を適切に制御することにより容易にＣｕ薄膜の作製装置を提供することができる。ここで、被エッチング部材としては、Ｃｕの他に、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等、高蒸気圧ハロゲン化物を作る金属であれば一般に用いることができ、また原料ガスとしてはＣｌ_２の他に、ハロゲンガスであれば一般に用いることができる。
【０００６】
かかる知見に基づく金属膜作製装置において、例えばＣｕ薄膜を形成する場合には、先ずチャンバ内にＡｒガスを供給してこのプラズマを形成することによりＣｕで形成した被エッチング部材を所定の温度にまで予備加熱し、この被エッチング部材が所定温度になった時点で、Ｃｌ_２ガスを供給してそのプラズマを形成する。この結果、被エッチング部材はＣｌ_２ガスプラズマによりエッチングされてＣｕの前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）を発生する。この前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）は相対的な低温部である基板に搬送され、ＣｕＣｌとして基板の表面に吸着される。その後、基板に吸着された状態のＣｕＣｌにＣｌ^＊が作用してＣｌを引き抜き、基板の表面にＣｕ薄膜を析出させる。
【０００７】
すなわち、上記金属膜作製装置においては次の様な反応が起こっていると考えられる。
▲１▼プラズマの解離反応；Ｃｌ_２→２Ｃｌ^＊
▲２▼エッチング反応；Ｃｕ＋Ｃｌ^＊→ＣｕＣｌ（ｇ）
▲３▼基板への吸着反応；ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）
▲４▼成膜反応；ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ^＊→Ｃｕ＋Ｃｌ_２↑
ここで、Ｃｌ^＊はＣｌのラジカルであることを、（ｇ）はガス状態であることを、（ａｄ）は吸着状態であることをそれぞれ表している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き金属膜作製装置では、銅板からなる被エッチング部材はチャンバに取り付けられた状態となっており、チャンバが導電体の場合には、絶縁材を介在させてチャンバに取り付けられている。このため、消耗部材である被エッチング部材を交換する場合には、構造物であるチャンバ及び絶縁材等を分解する必要があり、多大な労力と時間を要していた。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、被エッチング部材の交換を容易にした金属膜作製装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の金属膜作製装置は、
内部に基板が収容されるチャンバと、
チャンバの構造に影響を及ぼさない状況でチャンバ内に配置される金属製の被エッチング部材と、
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、
原料ガスプラズマを発生させ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原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段と、
基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
そして、請求項１に記載の金属膜作製装置において、
チャンバは上部が開口する筒状をなすと共に上部開口部に絶縁材製の天井板が設けられ、被エッチング部材は天井板に支持されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項１に記載の金属膜作製装置において、
基板は支持台に載置されると共に支持台には絶縁材製の支持部が設けられ、被エッチング部材は支持台の絶縁材製の支持部に支持されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項１に記載の金属膜作製装置において、
チャンバの内部には構造に影響を及ぼさない状況で絶縁材製の支持部が設けられ、被エッチング部材は支持部に支持されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材は、格子状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材は、中心部材に対し複数の棒部材が放射状に設けられて形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材を構成する複数の棒部材は、中心側から外側に向けて基板側に接近していることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６もしくは請求項７に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材を構成する複数の棒部材は、中心部材に対しそれぞれ回動自在に支持されて開閉可能とされ、中心部材は天井部材の一部を構成していることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材は、帯板部材が渦巻き状に巻かれて形成されていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項５乃至請求項９のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材には表面積を増加させる手段が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、チャンバには被エッチング部材が通過できる搬出搬入口が設けられ、被エッチング部材は搬出搬入口を介して交換されることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、ハロゲンを含有する原料ガスは、塩素を含有する原料ガスであることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１２に記載の金属膜作製装置において、
被エッチング部材を銅製とすることにより、前駆体としてＣｕ_ｘＣｌ_ｙを生成することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタルもしくはタングステンもしくはチタンであることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
【００２５】
本発明の金属膜作製装置は、金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材が収容されたチャンバ内にハロゲンとしての塩素を含有する原料ガスを供給し、塩素ガスプラズマを発生させ塩素ガスプラズマ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Ｃｕ成分と塩素ガスとの前駆体を生成し、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くすることで前駆体のＣｕ成分を基板に成膜させるようにしたものである。
【００２６】
【実施例】
以下図面に基づいて本発明の金属膜作製装置の実施例を説明する。
【００２７】
図１乃至図３に基づいてに基づいて本発明の金属膜作製装置の第１実施例を説明する。
【００２８】
図１には本発明の第１実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図２には被エッチング部材の斜視状況、図３には被エッチング部材の他の態様を表す斜視状況を示してある。
【００２９】
図１に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）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、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２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【００３０】
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）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７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。
【００３１】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてのガスノズル１２が設けられ、ガスノズル１２には流量制御器１３を介してハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（Ｈｅ，Ａｒ等で塩素濃度が≦５０％　、好ましくは１０％　程度に希釈されたＣｌ_２ガス）が送られ、ガスノズル１２からは原料ガスがチャンバ１の内部に供給される。
【００３２】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【００３３】
尚、ガスノズル１２から供給される原料ガスの角度は、上向きの９０度に設定したり、円周方向で角度を変更して種々の角度で設定することが可能である。これにより、原料ガスの供給状況（プラズマの発生状況）を任意に設定することが可能である。
【００３４】
チャンバ１の上部における天井板７には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１８が支持されている。つまり、チャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況で被エッチング部材１８はチャンバ１内に配置されている。図１、図２に示すように、被エッチング部材１８は、天井板７の中心部に取り付けられる中心部材５５を備え、中心部材５５に対し複数（図示例では１２本）の棒部材５６が水平状態（基板３に対して平行状態）で放射状に設けられて形成されている。
【００３５】
尚、基板３に対して所定の傾斜角度を持って棒部材５６を中心部材５５に設けることも可能である。また、棒部材５６の間に棒部材５６よりも放射方向に短い第２棒部材を設けることも可能であある。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。また、図３に示すように、表面積を増加させる手段として、棒部材５６に多数のフィン１７を設けることも可能である。表面積を増加させる手段としては、メッシュ状の部材を設けたり、表面を凹凸状に形成することが可能である。
【００３６】
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９が設けられ、プラズマアンテナ９は天井板７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９にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。ガスノズル１２からは天井板７に向けて、例えば、４５度の角度で原料ガスが供給される。
【００３７】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【００３８】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にガスノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ９から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ_２ガスがイオン化されてＣｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。
【００３９】
被エッチング部材１８は、複数の棒部材５６が放射状に設けられて形成されているので、棒部材５６の間に空間が存在した状態になっている。このため、プラズマアンテナ９の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に棒部材５６が配置された状態になっている。これにより、棒部材５６に誘導電流が発生しても、基板３側から被エッチング部材１８を見た場合、プラズマアンテナ９の電気の流れと同方向の電気の流れとなり、被エッチング部材１８の下側にＣｌ_２ガスプラズマ１４が安定して発生する。
【００４０】
Ｃｌ_２ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材１８（棒部材５６）にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５が生成される。このとき、被エッチング部材１８はＣｌ_２ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００４１】
尚、被エッチング部材１８を構成する中心部材５５に冷却・加熱配線や冷媒・熱媒通路等を設け、被エッチング部材１８を所定の温度に制御することも可能である。
【００４２】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は、被エッチング部材１８よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００４３】
このときの反応は、次式で表すことができる。
２Ｃｕ＋Ｃｌ_２→２ＣｕＣｌ→２Ｃｕ↓＋Ｃｌ_２↑
反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口２１から排気される。
【００４４】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ_２ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ_２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、被エッチング部材１８のエッチングにより生成される前駆体はＣｕ_ｘＣｌ_ｙである。従って、原料ガスは塩素を含有するガスであればよく、ＨＣｌ　ガスとＣｌ_２ガスとの混合ガスを用いることも可能である。
【００４５】
また、被エッチング部材１８の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【００４６】
上記構成の金属膜作製装置は、Ｃｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてＣｌ_２ガスを用いているため、コストを大幅に減少させることができる。
また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材１８よりも低い温度に制御しているので、Ｃｕ薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質なＣｕ薄膜１６を生成することが可能になる。
【００４７】
また、被エッチング部材１８は、天井板７に取り付けられてチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況になっているので、天井板７を外すことで被エッチング部材１８の交換が行なえる。このため、消耗部材である被エッチング部材１８を交換する場合、構造物であるチャンバ１を分解する必要がなく、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができる。また、チャンバ１が導電体製であっても被エッチング部材１８を支持するための絶縁材が不要であるので、構成部材を簡素化することができる。従って、被エッチング部材１８の交換を容易にした金属膜作製装置となる。
【００４８】
尚、天井板７に対する被エッチング部材１８（中心部材５５）の取付け取外しを自動的に行なえる構成とした場合、チャンバ１に被エッチング部材１８が通過する搬出搬入口を設け、ロボット等を用いて被エッチング部材１８を搬出搬入口を介して交換することも可能である。
【００４９】
図４、図５に基づいてに基づいて本発明の金属膜作製装置の第２実施例を説明する。
【００５０】
図４には本発明の第２実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図５には被エッチング部材の斜視状況を示してある。尚、図１乃至図３に示した部材には同一符号を付してある。
【００５１】
図４に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）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、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２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【００５２】
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）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７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。
【００５３】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてのガスノズル１２が設けられ、ガスノズル１２には流量制御器１３を介してハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（Ｈｅ，Ａｒ等で塩素濃度が≦５０％　、好ましくは１０％　程度に希釈されたＣｌ_２ガス）が送られ、ガスノズル１２からは原料ガスがチャンバ１の内部に供給される。
【００５４】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【００５５】
尚、ガスノズル１２から供給される原料ガスの角度は、上向きの９０度に設定したり、円周方向で角度を変更して種々の角度で設定することが可能である。これにより、原料ガスの供給状況（プラズマの発生状況）を任意に設定することが可能である。
【００５６】
チャンバ１の上部における天井板７には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材２３が支持されている。つまり、チャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況で被エッチング部材２３はチャンバ１内に配置されている。図４、図５に示すように、被エッチング部材２３は、天井板７の中心部に取り付けられる中心部材２４を備え、中心部材２４に対し複数（図示例では１２本）の湾曲棒部材２５が放射状に設けられている。湾曲棒部材２５は中心部材２４から放射先端側に向けて下向きに湾曲した状態に形成され、放射先端側が中心部材２４側よりも基板３に近い距離となっている。
【００５７】
尚、湾曲棒部材２５の間に湾曲棒部材２５よりも放射方向に短い第２湾曲棒部材を設けることも可能であある。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。また、表面積を増加させる手段として、湾曲棒部材２５に多数のフィンを設けることも可能である（図３参照）。表面積を増加させる手段としては、メッシュ状の部材を設けたり、表面を凹凸状に形成することが可能である。
【００５８】
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９が設けられ、プラズマアンテナ９は天井板７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９にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。ガスノズル１２からは天井板７に向けて、例えば、４５度の角度で原料ガスが供給される。
【００５９】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【００６０】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にガスノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ９から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ_２ガスがイオン化されてＣｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。
【００６１】
被エッチング部材２３は、複数の湾曲棒部材２５が放射状に設けられて形成されているので、湾曲棒部材２５の間に空間が存在した状態になっている。このため、プラズマアンテナ９の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に湾曲棒部材２５が配置された状態になっている。これにより、湾曲棒部材２５に誘導電流が発生しても、基板３側から被エッチング部材２３を見た場合、プラズマアンテナ９の電気の流れと同方向の電気の流れとなり、被エッチング部材２３の下側にＣｌ_２ガスプラズマ１４が安定して発生する。
【００６２】
Ｃｌ_２ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材２３（湾曲棒部材２５）にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５が生成される。このとき、被エッチング部材２３はＣｌ_２ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００６３】
尚、被エッチング部材２３を構成する中心部材２４に冷却・加熱配線や冷媒・熱媒通路等を設け、被エッチング部材２３を所定の温度に制御することも可能である。
【００６４】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は、被エッチング部材２３よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００６５】
このときの反応は、次式で表すことができる。
２Ｃｕ＋Ｃｌ_２→２ＣｕＣｌ→２Ｃｕ↓＋Ｃｌ_２↑
反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口２１から排気される。
【００６６】
被エッチング部材２３は放射状に湾曲棒部材２５が設けられてチャンバ１内において放射先端側の金属の密度が低い状態となっているが、湾曲棒部材２５の放射先端側が中心部材２４側よりも基板３に近い距離となっているので、基板３には均一な状態でＣｕ薄膜１６が生成される。
【００６７】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ_２ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ_２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、被エッチング部材２３のエッチングにより生成される前駆体はＣｕ_ｘＣｌ_ｙである。従って、原料ガスは塩素を含有するガスであればよく、ＨＣｌ　ガスとＣｌ_２ガスとの混合ガスを用いることも可能である。
【００６８】
また、被エッチング部材２３の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【００６９】
上記構成の金属膜作製装置は、Ｃｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてＣｌ_２ガスを用いているため、コストを大幅に減少させることができる。
また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材２３よりも低い温度に制御しているので、Ｃｕ薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質なＣｕ薄膜２３を生成することが可能になる。
【００７０】
また、被エッチング部材２３は、天井板７に取り付けられてチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況になっているので、天井板７を外すことで被エッチング部材２３の交換が行なえる。このため、消耗部材である被エッチング部材２３を交換する場合、構造物であるチャンバ１を分解する必要がなく、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができる。また、チャンバ１が導電体製であっても被エッチング部材２３を支持するための絶縁材が不要であるので、構成部材を簡素化することができる。従って、被エッチング部材２３の交換を容易にした金属膜作製装置となる。
【００７１】
また、被エッチング部材２３は密度が低くなる湾曲棒部材２５の放射先端側が中心部材２４側よりも基板３に近い距離となっているので、基板３には均一な状態でＣｕ薄膜１６が生成される。
【００７２】
尚、天井板７に対する被エッチング部材２３（中心部材２４）の取付け取外しを自動的に行なえる構成とした場合、チャンバ１に被エッチング部材２３が通過する搬出搬入口を設け、ロボット等を用いて被エッチング部材２３を搬出搬入口を介して交換することも可能である。
【００７３】
図６乃至図８に基づいてに基づいて本発明の金属膜作製装置の第３実施例を説明する。
【００７４】
図６には本発明の第３実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図７には被エッチング部材の斜視状況、図８には被エッチング部材を抜き外す状況の側面を示してある。尚、図１乃至図５に示した部材には同一符号を付してある。
【００７５】
図６に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）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、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２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【００７６】
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）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７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。
【００７７】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてのガスノズル１２が設けられ、ガスノズル１２には流量制御器１３を介してハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（Ｈｅ，Ａｒ等で塩素濃度が≦５０％　、好ましくは１０％　程度に希釈されたＣｌ_２ガス）が送られ、ガスノズル１２からは原料ガスがチャンバ１の内部に供給される。
【００７８】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【００７９】
尚、ガスノズル１２から供給される原料ガスの角度は、上向きの９０度に設定したり、円周方向で角度を変更して種々の角度で設定することが可能である。これにより、原料ガスの供給状況（プラズマの発生状況）を任意に設定することが可能である。
【００８０】
チャンバ１の上部における天井板７には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材２７が支持されている。つまり、チャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況で被エッチング部材２７はチャンバ１内に配置されている。
【００８１】
図６に示すように、天井板７の中心部には円形の穴１９が設けられ、穴１９には絶縁材製の中心部材２８が取り付けられている。中心部材２８は天井板７の一部を構成し、中心部材２８の下部はチャンバ１の内部に臨んでいる。図６、図７に示すように、中心部材２８の下部には中心部材２８よりも径が小さい回動支持部２９が設けられ、回動支持部２９には複数の棒部材３０の一端がそれぞれ回動自在に支持されている。
【００８２】
棒部材３０が水平状態に回動した際に棒部材３０が放射状に形成された状態になる。また、棒部材３０を下側に回動させた場合、中心部材２８の径方向の範囲で棒部材３０が垂直状態になり（図８参照）、中心部材２８を天井板７の上側に抜くことにより棒部材３０とともに被エッチング部材２７を上側に取り外すことができる。
【００８３】
尚、棒部材３０として、図４、図５に示したように、湾曲棒部材を適用することも可能である。また、棒部材３０の間に棒部材３０よりも放射方向に短い第２棒部材を設けることも可能であある。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。また、表面積を増加させる手段として、棒部材３０に多数のフィンを設けることも可能である（図３参照）。表面積を増加させる手段としては、メッシュ状の部材を設けたり、表面を凹凸状に形成することが可能である。
【００８４】
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９が設けられ、プラズマアンテナ９は天井板７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９にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。ガスノズル１２からは天井板７に向けて、例えば、４５度の角度で原料ガスが供給される。
【００８５】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【００８６】
上述した金属膜作製装置では、成膜時には、被エッチング部材２７の棒部材３０は放射状に開いた状態で開閉位置が固定されている。チャンバ１の内部にガスノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ９から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ_２ガスがイオン化されてＣｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。
【００８７】
被エッチング部材２７は、複数の棒部材３０は放射状に開いた状態で開閉位置が固定されているので、棒部材３０の間に空間が存在した状態になっている。このため、プラズマアンテナ９の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に棒部材３０が配置された状態になっている。これにより、棒部材３０に誘導電流が発生しても、基板３側から被エッチング部材３０を見た場合、プラズマアンテナ９の電気の流れと同方向の電気の流れとなり、被エッチング部材３０の下側にＣｌ_２ガスプラズマ１４が安定して発生する。
【００８８】
Ｃｌ_２ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材２３（湾曲棒部材２５）にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５が生成される。このとき、被エッチング部材２３はＣｌ_２ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【００８９】
尚、被エッチング部材３０を構成する中心部材２８に冷却・加熱配線や冷媒・熱媒通路等を設け、被エッチング部材３０を所定の温度に制御することも可能である。
【００９０】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は、被エッチング部材３０よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【００９１】
このときの反応は、次式で表すことができる。
２Ｃｕ＋Ｃｌ_２→２ＣｕＣｌ→２Ｃｕ↓＋Ｃｌ_２↑
反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口２１から排気される。
【００９２】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ_２ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ_２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、被エッチング部材２３のエッチングにより生成される前駆体はＣｕ_ｘＣｌ_ｙである。従って、原料ガスは塩素を含有するガスであればよく、ＨＣｌ　ガスとＣｌ_２ガスとの混合ガスを用いることも可能である。
【００９３】
また、被エッチング部材３０の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等になる。
【００９４】
被エッチング部材３０交換を行なう場合、図８に示すように、棒部材３０を下側に回動させ、中心部材２８の径方向の範囲で棒部材３０を垂直状態にし、中心部材２８を天井板７の上側に抜くことにより棒部材３０とともに被エッチング部材２７を上側に取り外す。
【００９５】
上記構成の金属膜作製装置は、Ｃｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてＣｌ_２ガスを用いているため、コストを大幅に減少させることができる。
また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材２３よりも低い温度に制御しているので、Ｃｕ薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質なＣｕ薄膜２３を生成することが可能になる。
【００９６】
また、被エッチング部材２７は、中心部材２８が天井板７の穴１９に取り付けられることで天井板７側に支持され、チャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況になっているので、天井板７から中心部材２８を外すことで被エッチング部材２７の交換が行なえる。このため、消耗部材である被エッチング部材２７を交換する場合、構造物であるチャンバ１及び天井板７を分解する必要がなく、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができる。また、チャンバ１が導電体製であっても被エッチング部材２７を支持するための絶縁材が不要であるので、構成部材を簡素化することができる。従って、被エッチング部材２７の交換を極めて容易にした金属膜作製装置となる。
【００９７】
図９、図１０に基づいてに基づいて本発明の金属膜作製装置の第４実施例を説明する。
【００９８】
図９には本発明の第４実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図１０には被エッチング部材の斜視状況を示してある。尚、図１乃至図８に示した部材には同一符号を付してある。
【００９９】
図９に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）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、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２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【０１００】
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）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７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。
【０１０１】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてのガスノズル１２が設けられ、ガスノズル１２には流量制御器１３を介してハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（Ｈｅ，Ａｒ等で塩素濃度が≦５０％　、好ましくは１０％　程度に希釈されたＣｌ_２ガス）が送られ、ガスノズル１２からは原料ガスがチャンバ１の内部に供給される。
【０１０２】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【０１０３】
尚、ガスノズル１２から供給される原料ガスの角度は、上向きの９０度に設定したり、円周方向で角度を変更して種々の角度で設定することが可能である。これにより、原料ガスの供給状況（プラズマの発生状況）を任意に設定することが可能である。
【０１０４】
チャンバ１の上部における天井板７には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材３１が支持されている。つまり、チャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況で被エッチング部材３１はチャンバ１内に配置されている。図９、図１０に示すように、被エッチング部材３１は、天井板７の中心部に取り付けられる中心部材３２を備え、中心部材３２には帯板部材３３が格子状で円盤状に形成された被エッチング部３４が取り付けられている。
【０１０５】
尚、帯板部材３３に表面積を増加させる手段を設けることが可能であり、表面積を増加させる手段としては、帯板部材３３に多数のフィンやメッシュ状の部材を設けたり、表面を凹凸状に形成することが可能である。
【０１０６】
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９が設けられ、プラズマアンテナ９は天井板７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９にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。ガスノズル１２からは天井板７に向けて、例えば、４５度の角度で原料ガスが供給される。
【０１０７】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【０１０８】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にガスノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ９から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ_２ガスがイオン化されてＣｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。
【０１０９】
被エッチング部材３１は、帯板部材３３が格子状となって被エッチング部３４が形成されているので、帯板部材３３の間に空間が存在した状態になっている。
このため、プラズマアンテナ９の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に被エッチング部３４が配置された状態になっている。これにより、被エッチング部３４の下側にＣｌ_２ガスプラズマ１４が安定して発生する。
また、基板３の表面に対して被エッチング部３４の金属の密度が均一状態になっている。
【０１１０】
Ｃｌ_２ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材３１（帯板部材３３）にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５が生成される。このとき、被エッチング部材３１はＣｌ_２ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【０１１１】
尚、被エッチング部材３１を構成する中心部材３２に冷却・加熱配線や冷媒・熱媒通路等を設け、被エッチング部材３１を所定の温度に制御することも可能である。
【０１１２】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は、被エッチング部材３１よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１１３】
このときの反応は、次式で表すことができる。
２Ｃｕ＋Ｃｌ_２→２ＣｕＣｌ→２Ｃｕ↓＋Ｃｌ_２↑
反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口２１から排気される。
【０１１４】
被エッチング部材３１は基板３の表面に対して被エッチング部３４の金属の密度が均一状態になっているので、基板３には均一な状態でＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１１５】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ_２ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ_２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、被エッチング部材３１のエッチングにより生成される前駆体はＣｕ_ｘＣｌ_ｙである。従って、原料ガスは塩素を含有するガスであればよく、ＨＣｌ　ガスとＣｌ_２ガスとの混合ガスを用いることも可能である。
【０１１６】
また、被エッチング部材３１の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｔｉ，　Ｗ等になる。
【０１１７】
上記構成の金属膜作製装置は、Ｃｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてＣｌ_２ガスを用いているため、コストを大幅に減少させることができる。
また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材３１よりも低い温度に制御しているので、Ｃｕ薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質なＣｕ薄膜１６を生成することが可能になる。
【０１１８】
また、被エッチング部材３１は、天井板７に取り付けられてチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況になっているので、天井板７を外すことで被エッチング部材３１の交換が行なえる。このため、消耗部材である被エッチング部材３１を交換する場合、構造物であるチャンバ１を分解する必要がなく、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができる。また、チャンバ１が導電体製であっても被エッチング部材３１を支持するための絶縁材が不要であるので、構成部材を簡素化することができる。従って、被エッチング部材３１の交換を容易にした金属膜作製装置となる。
【０１１９】
また、被エッチング部材３１は被エッチング部３４の金属の密度が基板３の表面にわたり略均一になっているので、基板３には均一な状態でＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１２０】
尚、天井板７に対する被エッチング部材３１（中心部材３２）の取付け取外しを自動的に行なえる構成とした場合、チャンバ１に被エッチング部材３１が通過する搬出搬入口を設け、ロボット等を用いて被エッチング部材３１を搬出搬入口を介して交換することも可能である。
【０１２１】
図１１、図１２に基づいてに基づいて本発明の金属膜作製装置の第５実施例を説明する。
【０１２２】
図１１には本発明の第５実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図１２には被エッチング部材の斜視状況を示してある。尚、図１乃至図１０に示した部材には同一符号を付してある。
【０１２３】
図１１に示すように、円筒状に形成された、金属製（例えば、アルミ製）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、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２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【０１２４】
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）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７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。
【０１２５】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてのガスノズル１２が設けられ、ガスノズル１２には流量制御器１３を介してハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（Ｈｅ，Ａｒ等で塩素濃度が≦５０％　、好ましくは１０％　程度に希釈されたＣｌ_２ガス）が送られ、ガスノズル１２からは原料ガスがチャンバ１の内部に供給される。
【０１２６】
原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【０１２７】
尚、ガスノズル１２から供給される原料ガスの角度は、上向きの９０度に設定したり、円周方向で角度を変更して種々の角度で設定することが可能である。これにより、原料ガスの供給状況（プラズマの発生状況）を任意に設定することが可能である。
【０１２８】
チャンバ１の上部における天井板７には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材３７が支持されている。つまり、チャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況で被エッチング部材３７はチャンバ１内に配置されている。図１１、図１２に示すように、被エッチング部材３７は、天井板７の中心部に取り付けられる中心部材３８を備え、中心部材３８には帯板部材３９が渦巻き状に巻かれて形成された被エッチング部４０が取り付けられている。
【０１２９】
尚、帯板部材３９に表面積を増加させる手段を設けることが可能であり、表面積を増加させる手段としては、帯板部材３９に多数のフィンやメッシュ状の部材を設けたり、表面を凹凸状に形成することが可能である。
【０１３０】
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９が設けられ、プラズマアンテナ９は天井板７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９にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。ガスノズル１２からは天井板７に向けて、例えば、４５度の角度で原料ガスが供給される。
【０１３１】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【０１３２】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にガスノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ９から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ_２ガスがイオン化されてＣｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。
【０１３３】
被エッチング部材３７は、帯板部材３９が渦巻き状に巻かれて被エッチング部４０が形成されているので、帯板部材３９の板間に空間が存在した状態になっている。このため、プラズマアンテナ９の電気の流れ方向に対して不連続な状態で誘導電流がなく基板３と天井板７との間に被エッチング部４０が配置された状態になっている。これにより、被エッチング部４０の下側にＣｌ_２ガスプラズマ１４が安定して発生する。また、基板３の表面に対して被エッチング部４０の金属の密度が均一状態になっている。
【０１３４】
Ｃｌ_２ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材３７（帯板部材３９）にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５が生成される。このとき、被エッチング部材３７はＣｌ_２ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【０１３５】
尚、被エッチング部材３７を構成する中心部材３８に冷却・加熱配線や冷媒・熱媒通路等を設け、被エッチング部材３７を所定の温度に制御することも可能である。
【０１３６】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は、被エッチング部材３７よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１３７】
このときの反応は、次式で表すことができる。
２Ｃｕ＋Ｃｌ_２→２ＣｕＣｌ→２Ｃｕ↓＋Ｃｌ_２↑
反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口２１から排気される。
【０１３８】
被エッチング部材３７は誘導電流が流れず基板３の表面に対して被エッチング部３４の金属の密度が均一状態になっているので、エネルギー効率が良く基板３には均一な状態でＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１３９】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ_２ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ_２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、被エッチング部材３７のエッチングにより生成される前駆体はＣｕ_ｘＣｌ_ｙである。従って、原料ガスは塩素を含有するガスであればよく、ＨＣｌ　ガスとＣｌ_２ガスとの混合ガスを用いることも可能である。
【０１４０】
また、被エッチング部材３７の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【０１４１】
上記構成の金属膜作製装置は、Ｃｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてＣｌ_２ガスを用いているため、コストを大幅に減少させることができる。
また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材３７よりも低い温度に制御しているので、Ｃｕ薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質なＣｕ薄膜１６を生成することが可能になる。
【０１４２】
また、被エッチング部材３７は、天井板７に取り付けられてチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況になっているので、天井板７を外すことで被エッチング部材３７の交換が行なえる。このため、消耗部材である被エッチング部材３７を交換する場合、構造物であるチャンバ１を分解する必要がなく、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができる。また、チャンバ１が導電体製であっても被エッチング部材３１を支持するための絶縁材が不要であるので、構成部材を簡素化することができる。従って、被エッチング部材３１の交換を容易にした金属膜作製装置となる。
【０１４３】
また、被エッチング部材３７は誘導電流が流れず被エッチング部４０の金属の密度が基板３の表面にわたり略均一になっているので、エネルギー効率を高くして基板３には均一な状態でＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１４４】
尚、天井板７に対する被エッチング部材３７（中心部材３８）の取付け取外しを自動的に行なえる構成とした場合、チャンバ１に被エッチング部材３７が通過する搬出搬入口を設け、ロボット等を用いて被エッチング部材３７を搬出搬入口を介して交換することも可能である。
【０１４５】
図１３、図１４に基づいて被エッチング部材の支持の他の実施例を説明する。
図１３には本発明の第６実施例に係る金属膜作製装置の概略側面、図１４には本発明の第７実施例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１２に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【０１４６】
第６実施例を説明する。
【０１４７】
図１３に示すように、チャンバ１の上部の内壁には絶縁材製の支持部としての支持台５１が取り付けられ、支持台５１に被エッチング部材１８（放射状の棒部材５６）が載置されている。この場合、被エッチング部材１８の中心部材５５は省略される。支持台５１はチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状態で設けられ、被エッチング部材１８はチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況でチャンバ１内に配置されている。
【０１４８】
これにより、天井板７を外して被エッチング部材を搬出・搬入することで被エッチング部材１８の交換が行なえる。このため、消耗部材である被エッチング部材１８を交換する場合、構造物であるチャンバ１を分解する必要がなく、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができる。従って、被エッチング部材１８の交換を容易にした金属膜作製装置となる。
【０１４９】
尚、被エッチング部材としては、図４に示した被エッチング部材２３、図９に示した被エッチング部材３１及び図１１に示した被エッチング部材３７を適用することも可能である。
【０１５０】
第７実施例を説明する。
【０１５１】
図１４に示すように、支持台２の側部にはチャンバ１の上側に延びる絶縁材製の支持部としての支持枠体５２が取り付けられ、支持枠体５２に被エッチング部材１８（放射状の棒部材５６）が載置されている。この場合、被エッチング部材１８の中心部材５５は省略される。支持枠体５２はチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況で設けられ、被エッチング部材１８はチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況でチャンバ１内に配置されている。
【０１５２】
これにより、天井板７を外して被エッチング部材を搬出・搬入することで被エッチング部材１８の交換が行なえる。このため、消耗部材である被エッチング部材１８を交換する場合、構造物であるチャンバ１を分解する必要がなく、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができる。従って、被エッチング部材１８の交換を容易にした金属膜作製装置となる。
【０１５３】
尚、被エッチング部材としては、図４に示した被エッチング部材２３、図９に示した被エッチング部材３１及び図１１に示した被エッチング部材３７を適用することも可能である。
【０１５４】
図１５に基づいて本発明の第８実施例に係る金属膜作製装置を説明する。
【０１５５】
図１５には本発明の第８実施例に係る金属膜作製装置の概略側面を示してある。尚、図１乃至図１４に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【０１５６】
図に示すように、円筒状に形成された、例えば、セラミックス製（絶縁材料製）のチャンバ１には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１００℃乃至２００℃に維持される温度）に制御されるようになっている。
【０１５７】
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）の天井部材である円盤状の天井板７によって塞がれている。天井板７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。
【０１５８】
チャンバ１の上部における天井板７には金属製（Ｃｕ製）の被エッチング部材１８が支持されている。つまり、チャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況で被エッチング部材１８はチャンバ１内に配置されている。被エッチング部材１８は、天井板７の中心部に取り付けられる中心部材５５を備え、中心部材５５に対し複数（図示例では１２本）の棒部材５６が水平状態（基板３に対して平行状態）で放射状に設けられて形成されている。
【０１５９】
尚、基板３に対して所定の傾斜角度を持って棒部材５６を中心部材５５に設けることも可能である。また、棒部材５６の間に棒部材５６よりも放射方向に短い第２棒部材を設けることも可能であある。このようにすると、誘導電流を抑制しつつエッチング対象となる銅の面積を確保することができる。また、図３に示すように、表面積を増加させる手段として、棒部材５６に多数のフィン１７を設けることも可能である。表面積を増加させる手段としては、メッシュ状の部材を設けたり、表面を凹凸状に形成することが可能である。
【０１６０】
チャンバ１の内部における支持台２の周囲には原料ガス供給手段としてのガスノズル１２が設けられ、ガスノズル１２には流量制御器１３を介してハロゲンとしての塩素を含有する原料ガス（Ｈｅ，Ａｒ等で塩素濃度が≦５０％　、好ましくは１０％　程度に希釈されたＣｌ_２ガス）が送られ、ガスノズル１２からは原料ガスがチャンバ１の内部に供給される。
【０１６１】
ガスノズル１２からは被エッチング部材１８に向けて、例えば、４５度の角度で原料ガスが供給される。原料ガスに含有されるハロゲンとしては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）等を適用することが可能である。
【０１６２】
チャンバ１の筒部の外周には円筒コイル状のプラズマアンテナ２６が設けられ、プラズマアンテナ２６にはプラズマ発生手段としての整合器１０及び電源１１が接続されて給電が行われる。
【０１６３】
チャンバ１の下部には排気手段としての排気口２１が設けられ、排気口２１からは反応に関与しないガス及びエッチング生成物が排出される。
【０１６４】
上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にガスノズル１２から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ２６から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、Ｃｌ_２ガスがイオン化されてＣｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４が発生する。
【０１６５】
被エッチング部材１８は、複数の棒部材５６が放射状に設けられて形成されているので、棒部材５６の間に空間が存在した状態になっている。このため、プラズマアンテナ９の電気の流れ方向に対して不連続な状態で基板３と天井板７との間に棒部材５６が配置された状態になっている。これにより、棒部材５６に誘導電流が発生しても、基板３側から被エッチング部材１８を見た場合、プラズマアンテナ９の電気の流れと同方向の電気の流れとなり、被エッチング部材１８の下側にＣｌ_２ガスプラズマ１４が安定して発生する。
【０１６６】
Ｃｌ_２ガスプラズマ１４により、銅製の被エッチング部材１８（棒部材５６）にエッチング反応が生じ、前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５が生成される。このとき、被エッチング部材１８はＣｌ_２ガスプラズマ１４により基板３の温度よりも高い所定温度（例えば、２００℃乃至４００℃）に維持されている。
【０１６７】
尚、被エッチング部材１８を構成する中心部材５５に冷却・加熱配線や冷媒・熱媒通路等を設け、被エッチング部材１８を所定の温度に制御することも可能である。
【０１６８】
チャンバ１の内部で生成された前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は、天井板２５よりも低い温度に制御された基板３に運ばれる。基板３に運ばれる前駆体（Ｃｕ_ｘＣｌ_ｙ）１５は還元反応によりＣｕイオンのみとされて基板３に当てられ、基板３の表面にＣｕ薄膜１６が生成される。
【０１６９】
このときの反応は、次式で表すことができる。
２Ｃｕ＋Ｃｌ_２→２ＣｕＣｌ→２Ｃｕ↓＋Ｃｌ_２↑
反応に関与しないガス及びエッチング生成物は排気口２１から排気される。
【０１７０】
尚、原料ガスとして、Ｈｅ，Ａｒ等で希釈されたＣｌ_２ガスを例に挙げて説明したが、Ｃｌ_２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、被エッチング部材１８のエッチングにより生成される前駆体はＣｕ_ｘＣｌ_ｙである。従って、原料ガスは塩素を含有するガスであればよく、ＨＣｌ　ガスとＣｌ_２ガスとの混合ガスを用いることも可能である。
【０１７１】
また、被エッチング部材１８の材質は、銅（Ｃｕ）に限らず、ハロゲン化物形成金属、好ましくは塩化物形成金属であるＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等を用いることが可能である。この場合、前駆体はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等のハロゲン化物（塩化物）となり、基板３の表面に生成される薄膜はＡｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ等になる。
【０１７２】
上記構成の金属膜作製装置は、Ｃｌ_２ガスプラズマ（原料ガスプラズマ）１４を用いているため、反応効率が大幅に向上して成膜速度が速くなる。また、原料ガスとしてＣｌ_２ガスを用いているため、コストを大幅に減少させることができる。
また、温度制御手段６を用いて基板３を被エッチング部材１８よりも低い温度に制御しているので、Ｃｕ薄膜１６中に塩素等の不純物の残留を少なくすることができ、高品質なＣｕ薄膜１６を生成することが可能になる。
【０１７３】
また、被エッチング部材１８は、天井板７に取り付けられてチャンバ１の構造に影響を及ぼさない状況になっているので、天井板７を外すことで被エッチング部材１８の交換が行なえる。このため、消耗部材である被エッチング部材１８を交換する場合、構造物であるチャンバ１を分解する必要がなく、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができる。また、チャンバ１が導電体製であっても被エッチング部材１８を支持するための絶縁材が不要であるので、構成部材を簡素化することができる。また、円筒コイル状のプラズマアンテナ２６を用いているので、チャンバ１の大型化に対応することができ、大きな基板３の成膜に適用可能である。従って、被エッチング部材１８の交換を容易にした金属膜作製装置となる。
【０１７４】
尚、天井板７に対する被エッチング部材１８（中心部材５５）の取付け取外しを自動的に行なえる構成とした場合、チャンバ１に被エッチング部材１８が通過する搬出搬入口を設け、ロボット等を用いて被エッチング部材１８を搬出搬入口を介して交換することも可能である。
【０１７５】
上述した金属膜作製装置においては、被エッチング部材１８に代えて、前述した図１乃至図１２で示した被エッチング部材２３，２７，３１，４０を適宜使用することが可能である。
【０１７６】
【発明の効果】
本発明の金属膜作製装置は、内部に基板が収容されるチャンバと、チャンバの構造に影響を及ぼさない状況でチャンバ内に配置される金属製の被エッチング部材と、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、原料ガスプラズマを発生させ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原料ガスとの前駆体を生成するプラズマ発生手段と、基板側の温度を被エッチング部材側の温度よりも低くして前駆体の金属成分を基板に成膜させる温度制御手段とを備えたので、被エッチング部材は、チャンバの構造に影響を及ぼさない状況になる。
【０１７７】
この結果、構造物であるチャンバを分解することなく被エッチング部材の交換が行なえ、メンテナンスの労力と時間を大幅に低減することができ、被エッチング部材の交換を容易にした金属膜作製装置とすることが可能になる。
【０１７８】
そして、請求項１に記載の金属膜作製装置において、チャンバは上部が開口する筒状をなすと共に上部開口部に絶縁材製の天井板が設けられ、被エッチング部材は天井板に支持されているので、天井板を外すことで被エッチング部材の交換が可能になる。
【０１７９】
また、請求項１に記載の金属膜作製装置において、基板は支持台に載置されると共に支持台には絶縁材製の支持部が設けられ、被エッチング部材は支持台の絶縁材製の支持部に支持されているので、支持台から被エッチング部材を外すことで被エッチング部材の交換が可能になる。
【０１８０】
また、請求項１に記載の金属膜作製装置において、チャンバの内部には構造に影響を及ぼさない状況で絶縁材製の支持部が設けられ、被エッチング部材は支持部に支持されているので、支持部から被エッチング部材を外すことで被エッチング部材の交換が可能になる。
【０１８１】
また、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材は、格子状に形成されているので、プラズマの発生に影響を与えることなく、しかも、基板に対応する金属の密度を等しくした被エッチング部材とすることができる。
【０１８２】
また、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材は、中心部材に対し複数の棒部材が放射状に設けられて形成されているので、プラズマの発生に影響を与えることがない被エッチング部材とすることができる。
【０１８３】
また、請求項６に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材を構成する複数の棒部材は、中心側から外側に向けて基板側に接近しているので、金属の密度が低い放射外側の被エッチング部材を基板に接近させて均一な成膜を行なうことができる。
【０１８４】
また、請求項６もしくは請求項７に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材を構成する複数の棒部材は、中心部材に対しそれぞれ回動自在に支持されて開閉可能とされ、中心部材は天井部材の一部を構成しているので、棒部材を閉じて中心部材を外すことで、被エッチング部材の交換が可能になる。
【０１８５】
また、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材は、帯板部材が渦巻き状に巻かれて形成されているので、誘導電流が発生せずエネルギー効率を向上させることができる。
【０１８６】
また、請求項５乃至請求項９のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材には表面積を増加させる手段が設けられているので、表面積を増大させることができる。
【０１８７】
また、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、チャンバには被エッチング部材が通過できる搬出搬入口が設けられ、被エッチング部材は搬出搬入口を介して交換されるので、自動化に対応することができる。
【０１８８】
また、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、ハロゲンを含有する原料ガスは、塩素を含有する原料ガスであるので、安価な原料ガスを用いることができる。
【０１８９】
また、請求項１２に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材を銅製とすることにより、前駆体としてＣｕ_ｘＣｌ_ｙを生成するので、Ｃｕ薄膜を成膜することができる。
【０１９０】
また、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の金属膜作製装置において、被エッチング部材は、ハロゲン化物形成金属であるタンタルもしくはタングステンもしくはチタンであるので、タンタルもしくはタングステンもしくはチタンの薄膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図２】被エッチング部材の斜視図。
【図３】被エッチング部材の他の態様を表す斜視図。
【図４】本発明の第２実施例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図５】被エッチング部材の斜視図。
【図６】本発明の第３実施例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図７】被エッチング部材の斜視図。
【図８】被エッチング部材を抜き外す状況の側面図。
【図９】本発明の第４実施例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１０】被エッチング部材の斜視図。
【図１１】本発明の第５実施例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１２】被エッチング部材の斜視図。
【図１３】本発明の第６実施例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１４】本発明の第７実施例に係る金属膜作製装置の概略側面図。
【図１５】本発明の第８実施例に係る金属膜作製装置の概略構成図。
【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
７　天井板
８　真空装置
９，２６　プラズマアンテナ
１０　整合器
１１　電源
１２　ガスノズル
１３　流量制御器
１４　Ｃｌ_２ガスプラズマ
１５　前駆体
１６　Ｃｕ薄膜
１７　フィン
１８，２３，３１，３４，３７　被エッチング部材
１９　穴
２１　排気口
２４，２８，３２，３８，５５　中心部材
２５　湾曲棒部材
２９　回動支持部
３０，５６　棒部材
３３，３９　帯板部材
３４，４０　被エッチング部

【出願人】	【識別番号】０００００６２０８【氏名又は名称】三菱重工業株式会社【住所又は居所】東京都港区港南二丁目１６番５号
【出願日】	平成１４年８月２３日（２００２．８．２３）
【代理人】	【識別番号】１０００７８４９９【弁理士】【氏名又は名称】光石　俊郎【識別番号】１０００７４４８０【弁理士】【氏名又は名称】光石　忠敬【識別番号】１００１０２９４５【弁理士】【氏名又は名称】田中　康幸【識別番号】１００１２０６７３【弁理士】【氏名又は名称】松元　洋
【公開番号】	特開２００４－８３９４７（Ｐ２００４－８３９４７Ａ）
【公開日】	平成１６年３月１８日（２００４．３．１８）
【出願番号】	特願２００２－２４３２５６（Ｐ２００２－２４３２５６）