JP2001335933A - System and method for metallic film deposition - Google Patents
System and method for metallic film depositionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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及び金属
膜作製方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal film forming apparatus and a metal film forming method for forming a metal film on a surface of a substrate by a vapor growth method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】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して基板に成膜
を実施している。2. Description of the Related Art Conventionally, when a metal film, for example, a copper thin film is produced by a vapor phase growth method, for example, a liquid organometallic complex such as copper, hexafluoroacetylacetonato, trimethylvinylsilane or the like is used as a raw material, The raw material is dissolved in a solvent and vaporized using a thermal reaction to form a film on a substrate.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、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
が困難であった。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
であった。In the prior art, it is difficult to improve the film forming speed because the film is formed using a thermal reaction. Further, the metal complex as a raw material is expensive, and hexafluoroacetylacetonato and trimethylvinylsilane attached to copper remain as impurities in the copper thin film, so that it is difficult to improve the film quality. Was.
【０００４】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、
膜中に不純物が残留しない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。[0004] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and enables the use of inexpensive raw materials with a high film forming rate.
It is an object to provide a metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method in which impurities do not remain in the film.
【０００５】[0005]
【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の構成は、多数の噴射穴が穿
設された金属製の噴射板を有しその内部に塩素を含有す
る原料ガスが供給される導入容器と、導入容器及び基板
を収容するチャンバと、導入容器内の原料ガスをプラズ
マ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマ
で噴射板をエッチングすることによって噴射板に含まれ
る金属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を生成する第
１プラズマ発生手段と、チャンバ内で水素を含有する還
元ガスをプラズマ化して還元ガスプラズマを発生させる
第２プラズマ発生手段と、チャンバを所定温度に加熱す
るチャンバ加熱手段とを備え、チャンバ内で前駆体が還
元ガスプラズマ中に通されることにより、加熱されたチ
ャンバ内壁に前駆体が付着しない状態で前駆体から塩素
が還元除去され金属イオンのみにされて基板に当てられ
て基板上に金属膜が生成されることを特徴とする。In order to achieve the above object, a metal film forming apparatus according to the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, and contains chlorine therein. Container for supplying the source gas to be supplied, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a jetting plate by generating a source gas plasma by converting the source gas in the introducing container into plasma and etching the jet plate with the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor of the metal component contained in the gas and chlorine in the raw material gas, and second plasma generating means for generating a reducing gas plasma by converting a reducing gas containing hydrogen into plasma in the chamber. A chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature, wherein the precursor is passed through the reducing gas plasma in the chamber, so that the There chlorine from a precursor with no attached, characterized in that the metal film is produced devoted to the substrate is only the metal ions are reduced and removed on the substrate.
【０００６】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、多数の噴射穴が穿設された金
属製の噴射板を有しその内部に塩素を含有する原料ガス
が供給される導入容器と、噴射板を所定温度に加熱する
噴射板加熱手段と、導入容器及び基板を収容するチャン
バと、導入容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガス
プラズマを発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチ
ングすることによって噴射板に含まれる金属成分と原料
ガス中の塩素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手
段と、チャンバ内で水素を含有する還元ガスをプラズマ
化して還元ガスプラズマを発生させる第２プラズマ発生
手段とを備え、加熱された噴射板をエッチングすること
により生成されて還元されやすくなった前駆体が還元ガ
スプラズマ中に通されることにより、前駆体から塩素が
還元除去され金属イオンのみにされて基板に当てられて
基板上に金属膜が生成されることを特徴とする。In order to achieve the above object, a metal film forming apparatus according to the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, and a source gas containing chlorine therein. The supplied introduction container, the injection plate heating means for heating the injection plate to a predetermined temperature, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, the source gas in the introduction container is turned into plasma, and the source gas plasma is generated. First plasma generating means for generating a precursor of a metal component contained in the injection plate and chlorine in the raw material gas by etching the injection plate with the gas, and converting the reducing gas containing hydrogen into plasma in the chamber to reduce the reducing gas A second plasma generating means for generating plasma, wherein a precursor generated by etching the heated spray plate and easily reduced is passed through the reducing gas plasma. By being, chlorine, wherein a metal film on a substrate placed against the substrate are only the metal ions are reduced and removed is generated from the precursor.
【０００７】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、多数の噴射穴が穿設された金
属製の噴射板を有しその内部に塩素を含有する原料ガス
が供給される導入容器と、噴射板を所定温度に加熱する
噴射板加熱手段と、導入容器及び基板を収容するチャン
バと、導入容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガス
プラズマを発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチ
ングすることによって噴射板に含まれる金属成分と原料
ガス中の塩素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手
段と、チャンバ内で水素を含有する還元ガスをプラズマ
化して還元ガスプラズマを発生させる第２プラズマ発生
手段と、チャンバを所定温度に加熱するチャンバ加熱手
段とを備え、加熱された噴射板をエッチングすることに
より生成されて還元されやすくなった前駆体が還元ガス
プラズマ中に通されることにより、加熱されたチャンバ
内壁に前駆体が付着しない状態で前駆体から塩素が還元
除去され金属イオンのみにされて基板に当てられて基板
上に金属膜が生成されることを特徴とする。In order to achieve the above object, a metal film forming apparatus according to the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, and a raw material gas containing chlorine therein. The supplied introduction container, the injection plate heating means for heating the injection plate to a predetermined temperature, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, the source gas in the introduction container is turned into plasma, and the source gas plasma is generated. First plasma generating means for generating a precursor of a metal component contained in the injection plate and chlorine in the raw material gas by etching the injection plate with the gas, and converting the reducing gas containing hydrogen into plasma in the chamber to reduce the reducing gas A second plasma generating means for generating plasma; and a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature. By passing the precursor that has become easy to pass through the reducing gas plasma, chlorine is reduced and removed from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated chamber inner wall, and only the metal ions are applied to the substrate. A metal film is formed on the substrate.
【０００８】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、多数の噴射穴が穿設された金
属製の噴射板を有しその内部に塩素を含有する原料ガス
が供給される導入容器と、導入容器及び基板を収容する
チャンバと、導入容器内の原料ガスをプラズマ化して原
料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラズマで噴射板を
エッチングすることによって噴射板に含まれる金属成分
と原料ガス中の塩素との前駆体を生成する第１プラズマ
発生手段と、水素を含有する還元ガスを高温に加熱して
原子状還元ガスをチャンバ内の基板と噴射板との間に発
生させる還元ガス加熱手段と、チャンバを所定温度に加
熱するチャンバ加熱手段とを備え、チャンバ内で前駆体
が原子状還元ガス中に通されることにより、加熱された
チャンバ内壁に前駆体が付着しない状態で前駆体から塩
素が還元除去され金属イオンのみにされて基板に当てら
れて基板上に金属膜が生成されることを特徴とする。In order to achieve the above object, a metal film forming apparatus according to the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, and a raw material gas containing chlorine therein. A supply container, a chamber for accommodating the supply container and the substrate, and a metal contained in the injection plate by generating a source gas plasma by converting the source gas in the introduction container into plasma and etching the injection plate with the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor of a component and chlorine in a raw material gas; and generating an atomic reducing gas between a substrate and a spray plate in a chamber by heating a reducing gas containing hydrogen to a high temperature. And a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature, wherein the precursor is passed through the atomic reducing gas in the chamber, so that the precursor is placed on the heated inner wall of the chamber. Body chlorine from the precursor is devoted to the substrate is only the metal ions are reduced and removed in a state which does not adhere, characterized in that the metal film is produced on the substrate.
【０００９】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、多数の噴射穴が穿設された金
属製の噴射板を有しその内部に塩素を含有する原料ガス
が供給される導入容器と、噴射板を所定温度に加熱する
噴射板加熱手段と、導入容器及び基板を収容するチャン
バと、導入容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガス
プラズマを発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチ
ングすることによって噴射板に含まれる金属成分と原料
ガス中の塩素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手
段と、水素を含有する還元ガスを高温に加熱して原子状
還元ガスをチャンバ内の基板と噴射板との間に発生させ
る還元ガス加熱手段とを備え、加熱された噴射板をエッ
チングすることにより生成されて還元されやすくなった
前駆体が原子状還元ガス中に通されることにより、前駆
体から塩素が還元除去され金属イオンのみにされて基板
に当てられて基板上に金属膜が生成されることを特徴と
する。In order to achieve the above object, the construction of the metal film forming apparatus of the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, and a raw material gas containing chlorine therein. The supplied introduction container, the injection plate heating means for heating the injection plate to a predetermined temperature, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, the source gas in the introduction container is turned into plasma, and the source gas plasma is generated. A first plasma generating means for generating a precursor of a metal component contained in the spray plate and chlorine in the raw material gas by etching the spray plate, and heating the hydrogen-containing reducing gas to a high temperature to perform atomic reduction. A reducing gas heating means for generating a gas between the substrate in the chamber and the spray plate, wherein a precursor which is generated by etching the heated spray plate and which is easily reduced is atomized. By being passed through the gas, the chlorine from the precursor, wherein a metal film is produced devoted to the substrate is only the metal ions are reduced and removed on the substrate.
【００１０】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、多数の噴射穴が穿設された金
属製の噴射板を有しその内部に塩素を含有する原料ガス
が供給される導入容器と、噴射板を所定温度に加熱する
噴射板加熱手段と、導入容器及び基板を収容するチャン
バと、導入容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガス
プラズマを発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチ
ングすることによって噴射板に含まれる金属成分と原料
ガス中の塩素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手
段と、水素を含有する還元ガスを高温に加熱して原子状
還元ガスをチャンバ内の基板と噴射板との間に発生させ
る還元ガス加熱手段と、チャンバを所定温度に加熱する
チャンバ加熱手段とを備え、加熱された噴射板をエッチ
ングすることにより生成されて還元されやすくなった前
駆体が還元ガスプラズマ中に通されることにより、加熱
されたチャンバ内壁に前駆体が付着しない状態で前駆体
から塩素が還元除去され金属イオンのみにされて基板に
当てられて基板上に金属膜が生成されることを特徴とす
る。In order to achieve the above object, a metal film forming apparatus according to the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, and a raw material gas containing chlorine therein. The supplied introduction container, the injection plate heating means for heating the injection plate to a predetermined temperature, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, the source gas in the introduction container is turned into plasma, and the source gas plasma is generated. A first plasma generating means for generating a precursor of a metal component contained in the spray plate and chlorine in the raw material gas by etching the spray plate, and heating the hydrogen-containing reducing gas to a high temperature to perform atomic reduction. A reducing gas heating means for generating a gas between the substrate and the spray plate in the chamber; and a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature, wherein the heated spray plate is etched. By passing the generated and easily reduced precursor into the reducing gas plasma, chlorine is reduced and removed from the precursor in a state in which the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber, and only the metal ions are removed. And forming a metal film on the substrate.
【００１１】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製装置の構成は、塩素を含有する原料ガスを高
温の金属フィラメントに接触させて金属フィラメントに
含まれる金属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を基板
が収容されるチャンバ内に生成する前駆体供給手段と、
水素を含有する還元ガスを高温に加熱して原子状還元ガ
スをチャンバ内の基板と噴射板との間に発生させる還元
ガス加熱手段と、チャンバを所定温度に加熱するチャン
バ加熱手段とを備え、チャンバ内で前駆体が原子状還元
ガス中に通されることにより、加熱されたチャンバ内壁
に前駆体が付着しない状態で前駆体から塩素が還元除去
され金属イオンのみにされて基板に当てられて基板上に
金属膜が生成されることを特徴とする。In order to achieve the above object, the construction of the metal film forming apparatus of the present invention is such that a raw material gas containing chlorine is brought into contact with a high-temperature metal filament, and a metal component contained in the metal filament and Precursor supply means for generating a precursor with chlorine in a chamber in which the substrate is housed,
A reducing gas heating means for heating the reducing gas containing hydrogen to a high temperature to generate an atomic reducing gas between the substrate and the injection plate in the chamber; and a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature, By passing the precursor through the atomic reducing gas in the chamber, chlorine is reduced and removed from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated chamber inner wall, and only metal ions are applied to the substrate. A metal film is formed on the substrate.
【００１２】そして、噴射板または金属フィラメントを
銅製とすることにより、前記前駆体としてCuxClyを生成
することを特徴とする。また、噴射板を銅製とし、噴射
板加熱手段により加熱される噴射板の所定温度を200 ℃
乃至800 ℃にしたことを特徴とする。また、噴射板加熱
手段は、導入容器内に希ガスを導入し、第１プラズマ発
生手段で希ガスプラズマを発生させて電圧の印加により
希ガス成分イオンを噴射板に衝突させることで噴射板を
加熱する手段であることを特徴とする。[0012] The present invention is characterized in that CuxCly is produced as the precursor by forming the spray plate or the metal filament from copper. The spray plate is made of copper, and the predetermined temperature of the spray plate heated by the spray plate heating means is set to 200 ° C.
To 800 ° C. In addition, the injection plate heating means introduces a rare gas into the introduction container, generates rare gas plasma by the first plasma generation means, and causes the rare gas component ions to collide with the injection plate by applying a voltage to the injection plate. It is a heating means.
【００１３】この時、噴射板は、所定温度を600 ℃にし
て加熱することが好ましい。また、前記前駆体としてCu
xClyを生成した場合、チャンバ加熱手段により加熱され
るチャンバの所定温度を略200 ℃にすることが好まし
い。噴射板または金属フィラメントとして、Cuの他に、
Ag,Au,Pt,Ti,Ｗ等が用いられ、原料ガスとしては、塩素
ガス、塩化水素ガスあるいはこれらの混合ガスが用いら
れる。At this time, it is preferable that the injection plate is heated at a predetermined temperature of 600 ° C. Further, Cu as the precursor
When xCly is generated, the predetermined temperature of the chamber heated by the chamber heating means is preferably set to approximately 200 ° C. In addition to Cu as a spray plate or metal filament,
Ag, Au, Pt, Ti, W, etc. are used, and as a raw material gas, a chlorine gas, a hydrogen chloride gas or a mixed gas thereof is used.
【００１４】上記目的を達成するための本発明の金属膜
作製方法は、チャンバ内で塩素と金属板により金属成分
と塩素との前駆体を生成し、前駆体から塩素を還元除去
して金属イオンにしてチャンバ内の基板に当てることで
基板上に金属膜を生成するに際し、チャンバを所定温度
に加熱してチャンバ内壁に前駆体が付着しないようにし
たことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a metal film, comprising: forming a precursor of a metal component and chlorine by chlorine and a metal plate in a chamber; reducing and removing chlorine from the precursor; When a metal film is formed on the substrate by contacting the substrate with the substrate in the chamber, the chamber is heated to a predetermined temperature so that the precursor does not adhere to the inner wall of the chamber.
【００１５】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製方法は、チャンバ内で塩素と金属板により金
属成分と塩素との前駆体を生成し、前駆体から塩素を還
元除去して金属イオンにしてチャンバ内の基板に当てる
ことで基板上に金属膜を生成するに際し、金属板を所定
温度に加熱して前駆体を還元しやすくしたことを特徴と
する。According to the method of the present invention for achieving the above object, a precursor of a metal component and chlorine is generated by chlorine and a metal plate in a chamber, and chlorine is reduced and removed from the precursor. When a metal film is formed on the substrate by applying the metal ions to the substrate in the chamber, the metal plate is heated to a predetermined temperature to reduce the precursor easily.
【００１６】また、上記目的を達成するための本発明の
金属膜作製方法は、チャンバ内で塩素と金属板により金
属成分と塩素との前駆体を生成し、前駆体から塩素を還
元除去して金属イオンにしてチャンバ内の基板に当てる
ことで基板上に金属膜を生成するに際し、チャンバを所
定温度に加熱してチャンバ内壁に前駆体が付着しないよ
うにすると共に、金属板を所定温度に加熱して前駆体を
還元しやすくしたことを特徴とする。Further, according to the method of the present invention for achieving the above object, a precursor of a metal component and chlorine is generated by a chlorine and metal plate in a chamber, and chlorine is reduced and removed from the precursor. When a metal film is formed on the substrate by applying metal ions to the substrate in the chamber, the chamber is heated to a predetermined temperature so that the precursor does not adhere to the inner wall of the chamber, and the metal plate is heated to a predetermined temperature. To reduce the precursor easily.
【００１７】そして、金属板を銅製とすることにより、
前記前駆体としてCuxClyを生成することを特徴とする。By making the metal plate made of copper,
CuxCly is produced as the precursor.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図１に基づいて本発明の金属膜作
製装置及び金属膜作製方法の第１実施形態例を説明す
る。図１には本発明の第１実施形態例に係る金属膜作製
装置の概略側面を示してある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【００１９】図に示すように、箱型に形成された、例え
ば、ステンレス製のチャンバ１の上部には第１プラズマ
発生手段２が備えられ、チャンバ１の下部には第２プラ
ズマ発生手段３が備えられている。また、チャンバ１の
側部には磁場コイル４が備えられている。第１プラズマ
発生手段２は、チャンバ１の上面に設けられた第１絶縁
板２１と、第１絶縁板２１に設けられた第１プラズマア
ンテナ２２と、第１プラズマアンテナ２２に給電を行う
第１電源２３によって構成されている。また、第２プラ
ズマ発生手段３は、チャンバ１の下面に設けられた第２
絶縁板２４と、第２絶縁板２４に設けられた第２プラズ
マアンテナ２５と、第２プラズマアンテナ２５に給電を
行う第２電源２６によって構成されている。As shown in the figure, a first plasma generating means 2 is provided at an upper portion of a box-shaped, for example, stainless steel chamber 1, and a second plasma generating means 3 is provided at a lower portion of the chamber 1. Provided. A magnetic field coil 4 is provided on the side of the chamber 1. The first plasma generating means 2 includes a first insulating plate 21 provided on the upper surface of the chamber 1, a first plasma antenna 22 provided on the first insulating plate 21, and a first power supply for supplying power to the first plasma antenna 22. The power supply 23 is used. Further, the second plasma generating means 3 is provided on a second surface provided on the lower surface of the chamber 1.
It comprises an insulating plate 24, a second plasma antenna 25 provided on the second insulating plate 24, and a second power supply 26 for feeding power to the second plasma antenna 25.
【００２０】チャンバ１の内部の第１絶縁板２１に下部
には導入容器６が配置され、導入容器６には原料ガス５
である塩素ガス（Cl2 ガス）が供給される。導入容器６
の側部には流量制御器７及びノズル８が接続され、導入
容器６の底部には銅(Cu)製の噴射板（金属板）９が設け
られている。噴射板９には多数の噴射穴１０が穿孔され
ている。チャンバ１の底部近傍には支持台１１が設けら
れ、支持台１１には基板１２が載置される。支持台１１
は、図示しないヒータ手段により所定温度に昇温されて
いる。また、磁場コイル４の下方におけるチャンバ１の
下端部には還元ガス１３である水素ガス（H2ガス）をチ
ャンバ１の内部に供給する還元ガス流量制御器１４及び
還元ガスノズル１５が設けられている。更に、チャンバ
１の底部には排気口２７が穿設されている。An introduction container 6 is arranged below the first insulating plate 21 inside the chamber 1, and the source gas 5 is placed in the introduction container 6.
Chlorine gas (Cl 2 gas) is supplied. Introduction container 6
Is connected to a flow controller 7 and a nozzle 8, and an injection plate (metal plate) 9 made of copper (Cu) is provided at the bottom of the introduction container 6. A large number of injection holes 10 are formed in the injection plate 9. A support 11 is provided near the bottom of the chamber 1, and a substrate 12 is placed on the support 11. Support base 11
Are heated to a predetermined temperature by heater means (not shown). A reducing gas flow controller 14 and a reducing gas nozzle 15 for supplying a hydrogen gas (H 2 gas) as a reducing gas 13 into the chamber 1 are provided at a lower end of the chamber 1 below the magnetic field coil 4. . Further, an exhaust port 27 is formed in the bottom of the chamber 1.
【００２１】一方、チャンバ１の側壁にはチャンバ加熱
手段としてのフィラメント状の加熱ヒータ２８が設けら
れ、電源２９により加熱ヒータ２８が通電されること
で、チャンバ１の側壁が所定温度、例えば、200 ℃〜60
0 ℃に加熱される。尚、所定温度の上限温度は、チャン
バ１の耐久温度以下が好ましい。本実施形態例では、チ
ャンバ１がステンレス製である場合について説明してい
るので、上限温度を600℃としている。このため、所定
温度の上限温度はチャンバ１の材質により適宜設定され
る。On the other hand, a filament-shaped heater 28 as a chamber heating means is provided on the side wall of the chamber 1, and when the heater 28 is energized by a power supply 29, the side wall of the chamber 1 is heated to a predetermined temperature, for example, 200 ° C. ° C ~ 60
Heat to 0 ° C. The upper limit of the predetermined temperature is preferably equal to or lower than the endurance temperature of the chamber 1. In the present embodiment, since the case where the chamber 1 is made of stainless steel is described, the upper limit temperature is set to 600 ° C. Therefore, the upper limit temperature of the predetermined temperature is appropriately set according to the material of the chamber 1.
【００２２】チャンバ１の側壁を加熱することにより、
後述する前駆体（CuxCly）がチャンバ１の側壁に付いて
も蒸気圧力が高くなり気化しやすくなり、前駆体（CuxC
ly）がチャンバ１の側壁に付着することを防止すること
ができる。本実施形態例では、噴射板９がCu製である場
合について説明しているので、前駆体（CuxCly）の蒸気
圧力と温度との関係により所定温度の下限値を200 ℃と
している。このため、所定温度の下限値は、噴射板９の
材質に応じて生成される前駆体により適宜設定される。By heating the side wall of the chamber 1,
Even if a precursor (CuxCly) described later adheres to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure increases and the gas is easily vaporized.
ly) can be prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. In the present embodiment, since the case where the injection plate 9 is made of Cu is described, the lower limit of the predetermined temperature is set to 200 ° C. according to the relationship between the vapor pressure of the precursor (CuxCly) and the temperature. For this reason, the lower limit of the predetermined temperature is appropriately set by the precursor generated according to the material of the injection plate 9.
【００２３】上述した金属膜作製装置では、導入容器６
にCl2 ガスを導入し、第１プラズマ発生手段２の第１プ
ラズマアンテナ２２から電磁波を導入容器６内に入射す
ることで、導入容器６内のCl2 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）３１が発生する。
このCl2 ガスプラズマプラズマ３１により、Cu製の噴射
板９にエッチング反応が生じ、前駆体（CuxCly）３０が
生成される。前駆体（CuxCly）３０は、噴射穴１０を通
って下方に噴射される。In the above-described metal film manufacturing apparatus, the introduction container 6
In introducing a Cl 2 gas, by entering the first plasma generating means first plasma antenna 22 introduce the electromagnetic wave from the container 6 of the 2, Cl 2 gas in the introduction chamber 6 is ionized Cl
Two- gas plasma (source gas plasma) 31 is generated.
The Cl 2 gas plasma 31 causes an etching reaction in the Cu injection plate 9 to generate a precursor (CuxCly) 30. The precursor (CuxCly) 30 is injected downward through the injection hole 10.
【００２４】一方、チャンバ１内にH2ガスを導入し、第
２プラズマ発生手段３の第２プラズマアンテナ２５から
電磁波をチャンバ１内に入射することで、チャンバ１内
のH2ガスがイオン化されてH2ガスプラズマ（還元ガスプ
ラズマ）３２が発生する。H2ガスプラズマ３２は、磁場
コイル４によって形成された回転磁場により基板１２の
表面近傍に高密度で均一に分布する。On the other hand, H 2 gas is introduced into the chamber 1 and an electromagnetic wave is incident on the chamber 1 from the second plasma antenna 25 of the second plasma generating means 3, whereby the H 2 gas in the chamber 1 is ionized. As a result, H 2 gas plasma (reducing gas plasma) 32 is generated. The H 2 gas plasma 32 is uniformly and densely distributed near the surface of the substrate 12 by the rotating magnetic field formed by the magnetic field coil 4.
【００２５】噴射穴１０を通って下方に噴射された前駆
体（CuxCly）３０は、基板１２に到達する直前にH2ガス
プラズマ３２を通過する。還元ガスプラズマであるH2ガ
スプラズマ３２を通過する前駆体（CuxCly）３０は、原
子状水素による還元反応により塩素が還元除去されてCu
イオンのみにされて基板１２に当てられ、基板１２の表
面にCu薄膜３３が生成される。The precursor (CuxCly) 30 injected downward through the injection hole 10 passes through the H 2 gas plasma 32 immediately before reaching the substrate 12. The precursor (CuxCly) 30 passing through the H 2 gas plasma 32 which is a reducing gas plasma is reduced in chlorine by a reduction reaction with atomic hydrogen to remove Cu.
Only the ions are applied to the substrate 12 and a Cu thin film 33 is generated on the surface of the substrate 12.
【００２６】この時、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ２
８により所定温度、例えば、200 ℃に加熱されているた
め、前駆体（CuxCly）３０がチャンバ１の側壁に付いて
も蒸気圧力が高くなり気化しやすくなり、前駆体（CuxC
ly）３０がチャンバ１の側壁に付着することが防止され
ている。尚、チャンバ１の側壁が所定温度よりも低い温
度、例えば、180 ℃程度の場合には、前駆体（CuxCly）
３０の蒸気圧力が十分に高くならず前駆体（CuxCly）３
０がチャンバ１の側壁に付着してしまうことが確認され
ている。At this time, the side wall of the chamber 1 is
Since the precursor (CuxCly) 30 is heated to a predetermined temperature, for example, 200 ° C., even if the precursor (CuxCly) 30 is attached to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure is increased and the precursor (CuxCly) 30 is easily vaporized.
ly) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. If the temperature of the side wall of the chamber 1 is lower than a predetermined temperature, for example, about 180 ° C., the precursor (CuxCly)
Precursor (CuxCly) 3 with vapor pressure of 30 not high enough
It has been confirmed that 0 adheres to the side wall of the chamber 1.
【００２７】尚、上記構成の金属膜作製装置では、原料
ガス５として塩素ガス（Cl2 ガス）を例に挙げて説明し
てあるが、HCl ガスを適用することも可能であり、この
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、Cu製の噴射板９のエッチングにより生成される前
駆体３０はCuxClyである。従って、原料ガス５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。また、噴射板９の材
質は、Cuに限らず、Ag,Au,Pt,Ti,Ｗ等を用いることが可
能である。この場合、前駆体３０はAg,Au,Pt,Ti,Ｗ等の
塩化物となり、基板１２の表面に生成される薄膜はAg,A
u,Pt,Ti,Ｗ等になる。Although the chlorine gas (Cl 2 gas) has been described as an example of the raw material gas 5 in the metal film forming apparatus having the above-described configuration, it is also possible to use an HCl gas. As the source gas plasma, HCl gas plasma is generated, and the precursor 30 generated by etching the Cu injection plate 9 is CuxCly. Therefore, the raw material gas 5 may be any gas containing chlorine, and a mixed gas of HCl gas and Cl 2 gas may be used. Further, the material of the spray plate 9 is not limited to Cu, but may be Ag, Au, Pt, Ti, W, or the like. In this case, the precursor 30 becomes a chloride such as Ag, Au, Pt, Ti, and W, and the thin film formed on the surface of the substrate 12 is made of Ag, A
u, Pt, Ti, W, etc.
【００２８】上記構成の金属膜作製装置は、Cl2 ガスプ
ラズマ（原料ガスプラズマ）３１とH2ガスプラズマ（還
元ガスプラズマ）３２の２つのプラズマを用いているた
め、反応効率が大幅に向上して成膜速度が大きくなる。
また、原料ガス５として塩素ガス（Cl2 ガス）を用い、
還元ガス１３として水素を含有した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、還
元反応を独立に高めることができるので、Cu薄膜３３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３３を生成することが可能になる。Since the metal film forming apparatus having the above configuration uses two plasmas, Cl 2 gas plasma (source gas plasma) 31 and H 2 gas plasma (reducing gas plasma) 32, the reaction efficiency is greatly improved. As a result, the film forming speed increases.
Further, a chlorine gas (Cl 2 gas) is used as the raw material gas 5,
Since a gas containing hydrogen is used as the reducing gas 13, the cost can be significantly reduced. In addition, since the reduction reaction can be independently enhanced, the amount of impurities such as chlorine remaining in the Cu thin film 33 can be reduced, and a high-quality Cu thin film 33 can be produced.
【００２９】そして、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ２
８により所定温度に加熱されているため、前駆体（CuxC
ly）３０がチャンバ１の側壁に付いても蒸気圧力が高く
なり気化しやすくなり、前駆体（CuxCly）３０がチャン
バ１の側壁に付着することが防止されている。このた
め、チャンバ１内の定期的なクリーニング処理が不要に
なり、原料歩留りが向上すると共にランニングコストを
低減することが可能になる。Then, the side wall of the chamber 1 is
8, the precursor (CuxC
Even if the ly) 30 adheres to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure becomes high and it is easy to vaporize, so that the precursor (CuxCly) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. For this reason, the periodic cleaning process in the chamber 1 becomes unnecessary, and the raw material yield can be improved and the running cost can be reduced.
【００３０】図２に基づいて本発明の第２実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
２には発明の第２実施形態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。A metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a second embodiment of the invention. The same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.
【００３１】図２に示した第２実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図１に示した金属膜作製装置に対して、チ
ャンバ加熱手段としてのフィラメント状の加熱ヒータ２
８及び電源２９が設けられておらず、噴射板９を加熱す
る噴射板加熱手段が設けられている。即ち、導入容器６
の底部には絶縁部４１を介して銅(Cu)製の噴射板（金属
板）９が設けられている。導入容器６の側部には希ガス
であるHeガスを供給するための補助ノズル４２が接続さ
れ、導入容器６には原料ガス５である塩素ガス（Cl2 ガ
ス）と共にHeガスが供給される。導入容器６に供給され
るCl2 ガスとHeガスは、略１対１の割合で供給される。
噴射板９にはバイアス電源４３が接続され、バイアス電
源４３により直流電圧が噴射板９に印加される。The metal film manufacturing apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 2 is different from the metal film manufacturing apparatus shown in FIG.
8 and the power supply 29 are not provided, and an injection plate heating means for heating the injection plate 9 is provided. That is, the introduction container 6
An injection plate (metal plate) 9 made of copper (Cu) is provided at the bottom of the device via an insulating portion 41. An auxiliary nozzle 42 for supplying He gas, which is a rare gas, is connected to the side of the introduction container 6, and He gas is supplied to the introduction container 6 together with chlorine gas (Cl 2 gas), which is the source gas 5. . The Cl 2 gas and the He gas supplied to the introduction container 6 are supplied at a ratio of approximately one to one.
A bias power supply 43 is connected to the ejection plate 9, and a DC voltage is applied to the ejection plate 9 by the bias power supply 43.
【００３２】上述した金属膜作製装置では、第１プラズ
マ発生手段２の第１プラズマアンテナ２２から電磁波を
導入容器６内に入射することで、導入容器６内のCl2 ガ
ス及びHeガスがイオン化されてCl2 ・Heガスプラズマ４
４が発生する。このCl2 ・Heガスプラズマ４４により、
バイアス電圧が印加された噴射板９にHeイオンが衝突し
て噴射板９が均一に加熱される。尚、噴射板９の加熱手
段としては、Heイオンを衝突させる手段の他に、ヒータ
等を噴射板９に直接設けて加熱する手段を適用すること
も可能である。In the above-described apparatus for producing a metal film, the Cl 2 gas and the He gas in the introduction container 6 are ionized by irradiating the electromagnetic wave from the first plasma antenna 22 of the first plasma generating means 2 into the introduction container 6. Cl 2・ He gas plasma 4
4 occurs. By this Cl 2 .He gas plasma 44,
He ions collide with the injection plate 9 to which the bias voltage is applied, and the injection plate 9 is heated uniformly. In addition, as a heating means of the injection plate 9, in addition to a means of colliding He ions, a means of directly providing a heater or the like to the injection plate 9 to heat the injection plate 9 may be applied.
【００３３】噴射板９の加熱温度は、例えば、200 ℃乃
至800 ℃の範囲に加熱され、好ましくは、600 ℃に加熱
される。加熱温度の下限は、前駆体（CuxCly）３０が噴
射穴１０を通る時に、重合体ではなく単量体に近い前駆
体となる温度が好ましく、600 ℃に加熱されていると前
駆体３０は単量体のCuClとなりやすく、後述する還元反
応が容易となる。また、加熱温度の上限は、噴射板９の
材質に依存され、銅(Cu)製の噴射板９の場合は800 ℃が
上限となり、800 ℃を越えると軟化して噴射板９が使用
不可能になる。噴射板９に印加する電圧を制御すること
により、噴射板９は所望の温度に制御される。The heating temperature of the spray plate 9 is, for example, in the range of 200 ° C. to 800 ° C., preferably, 600 ° C. The lower limit of the heating temperature is preferably such that when the precursor (CuxCly) 30 passes through the injection hole 10, it becomes a precursor close to a monomer instead of a polymer. It is likely to become CuCl in a monomer form, which facilitates a reduction reaction described later. The upper limit of the heating temperature depends on the material of the spray plate 9, and in the case of the spray plate 9 made of copper (Cu), the upper limit is 800 ° C. become. By controlling the voltage applied to the ejection plate 9, the ejection plate 9 is controlled to a desired temperature.
【００３４】導入容器６内にCl2 ・Heガスプラズマ４４
が発生することで、Cl2 ガスプラズマによりCu製の加熱
された噴射板９にエッチング反応が生じ、単量体の前駆
体（CuCl）３０が生成されやすくなる。前駆体（CuCl）
３０は、噴射板９の噴射穴１０を通って下方に噴射され
る。噴射穴１０を通って下方に噴射された前駆体（CuC
l）３０は、基板１２に到達する直前にH2ガスプラズマ
３２を通過し、原子状水素による還元反応により塩素が
還元除去されてCuイオンのみにされて基板１２に当てら
れ、基板１２の表面にCu薄膜３３が生成される。A Cl 2 · He gas plasma 44 is introduced into the introduction vessel 6.
Is generated, an etching reaction occurs in the heated injection plate 9 made of Cu by the Cl 2 gas plasma, and the monomer precursor (CuCl) 30 is easily generated. Precursor (CuCl)
30 is injected downward through the injection hole 10 of the injection plate 9. The precursor (CuC) injected downward through the injection hole 10
l) 30 passes through the H 2 gas plasma 32 immediately before reaching the substrate 12, and the chlorine is reduced and removed by a reduction reaction with atomic hydrogen to form only Cu ions and is applied to the substrate 12. Then, a Cu thin film 33 is generated.
【００３５】下方に噴射された前駆体３０は、単量体の
CuClであるため、原子状水素により還元されやすくなっ
ており、塩素が短時間に還元除去されてCuイオンのみに
されて基板１２に当てられ、基板１２の表面にCu薄膜３
３が短時間に生成される。従って、また、噴射板９がHe
イオンの衝突により均一に所望温度に加熱されているの
で、還元されやすい単量体の前駆体（CuCl）３０が生成
され、塩素が短時間に還元除去されて成膜速度を向上さ
せることが可能になる。The precursor 30 injected downward is composed of a monomer
Since it is CuCl, it is easily reduced by atomic hydrogen, and chlorine is reduced and removed in a short time to form only Cu ions and is applied to the substrate 12.
3 is generated in a short time. Therefore, the injection plate 9 is also He
Since it is uniformly heated to a desired temperature by ion bombardment, a precursor (CuCl) 30 of a monomer which is easily reduced is generated, and chlorine is reduced and removed in a short time, so that a film forming rate can be improved. become.
【００３６】図３に基づいて本発明の第３実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
３には発明の第３実施形態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、図２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。A metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a third embodiment of the invention. Note that the same members as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
【００３７】図３に示した第３実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図２に示した金属膜作製装置に対して、チ
ャンバ加熱手段としてのフィラメント状の加熱ヒータ２
８及び電源２９が設けられている。即ち、チャンバ加熱
手段及び噴射板加熱手段が設けられた構成になってい
る。The metal film manufacturing apparatus according to the third embodiment shown in FIG. 3 is different from the metal film manufacturing apparatus shown in FIG.
8 and a power supply 29 are provided. That is, the configuration is such that the chamber heating means and the injection plate heating means are provided.
【００３８】このため、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ
２８により所定温度、例えば、200℃に加熱されている
ため、前駆体（CuCl）３０がチャンバ１の側壁に付いて
も蒸気圧力が高くなり気化しやすくなり、前駆体（CuC
l）３０がチャンバ１の側壁に付着することが防止され
ている。また、下方に噴射された前駆体３０は、単量体
のCuClであるため、原子状水素により還元されやすくな
っており、塩素が短時間に還元除去されてCuイオンのみ
にされて基板１２に当てられ、基板１２の表面にCu薄膜
３３が短時間に生成される。For this reason, since the side wall of the chamber 1 is heated to a predetermined temperature, for example, 200 ° C. by the heater 28, the vapor pressure increases even if the precursor (CuCl) 30 is attached to the side wall of the chamber 1. And the precursor (CuC
l) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. In addition, since the precursor 30 injected downward is monomeric CuCl, it is easily reduced by atomic hydrogen, and chlorine is reduced and removed in a short time to form only Cu ions and the substrate 30 The Cu thin film 33 is generated on the surface of the substrate 12 in a short time.
【００３９】従って、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ２
８により所定温度に加熱されているため、前駆体（CuC
l）３０がチャンバ１の側壁に付いても蒸気圧力が高く
なり気化しやすくなり、前駆体（CuCl）３０がチャンバ
１の側壁に付着することが防止されている。このため、
チャンバ１内の定期的なクリーニング処理が不要にな
り、原料歩留りが向上すると共にランニングコストを低
減することが可能になる。また、噴射板９がHeイオンの
衝突により均一に所望温度に加熱されているので、還元
されやすい単量体の前駆体（CuCl）３０が生成され、塩
素が短時間に還元除去されて成膜速度を向上させること
が可能になる。Therefore, the side wall of the chamber 1 is
8, the precursor (CuC
l) Even if 30 is attached to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure is increased and it is easy to vaporize, and the precursor (CuCl) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. For this reason,
Periodic cleaning in the chamber 1 is not required, so that the raw material yield can be improved and the running cost can be reduced. Further, since the injection plate 9 is uniformly heated to a desired temperature by the collision of He ions, a precursor (CuCl) 30 of a monomer which is easily reduced is generated, and chlorine is reduced and removed in a short time to form a film. Speed can be improved.
【００４０】図４に基づいて本発明の第４実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
４には発明の第４実施形態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。A metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a fourth embodiment of the invention. The same members as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.
【００４１】図４に示した第４実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図１に示した金属膜作製装置に対して、還
元ガスプラズマであるH2ガスプラズマ３２に代えて原子
状還元ガス５１を発生させるようにしたものである。こ
のため、第２プラズマ発生手段３に代えて、H2ガス等の
還元ガス１３を加熱して原子状還元ガス５１にする還元
ガス加熱手段５２を備えた構成になっている。還元ガス
加熱手段５２は、還元ガス流量制御器１４に還元ガスノ
ズル１５を設け、還元ガスノズル１５の内部にタングス
テンフィラメント５３を設け、タングステンフィラメン
ト５３の端部を直流電源５４に接続したものである。The metal film production apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 4, the metal film production apparatus shown in FIG. 1, the atomic reduced instead of H 2 gas plasma 32 is reducing gas plasma The gas 51 is generated. Therefore, instead of the second plasma generating means 3, a reducing gas heating means 52 for heating the reducing gas 13 such as H 2 gas into an atomic reducing gas 51 is provided. The reducing gas heating means 52 includes a reducing gas flow controller 14 provided with a reducing gas nozzle 15, a tungsten filament 53 provided inside the reducing gas nozzle 15, and an end of the tungsten filament 53 connected to a DC power supply 54.
【００４２】上述した金属膜作製装置では、導入容器６
にCl2 ガスを導入し、第１プラズマ発生手段２の第１プ
ラズマアンテナ２２から電磁波を導入容器６内に入射す
ることで、導入容器６内のCl2 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）３１が発生する。
このCl2 ガスプラズマプラズマ３１により、Cu製の噴射
板９にエッチング反応が生じ、前駆体（CuxCly）３０が
生成される。前駆体（CuxCly）３０は、噴射穴１０を通
って下方に噴射される。In the above-described metal film manufacturing apparatus, the introduction container 6
In introducing a Cl 2 gas, by entering the first plasma generating means first plasma antenna 22 introduce the electromagnetic wave from the container 6 of the 2, Cl 2 gas in the introduction chamber 6 is ionized Cl
Two- gas plasma (source gas plasma) 31 is generated.
The Cl 2 gas plasma 31 causes an etching reaction in the Cu injection plate 9 to generate a precursor (CuxCly) 30. The precursor (CuxCly) 30 is injected downward through the injection hole 10.
【００４３】前駆体（CuxCly）３０が基板１２に到達す
る直前に、還元ガス１３であるH2ガスを還元ガス流量制
御器１４により流量制御し、直流電源５４でタングステ
ンフィラメント５３を1800℃に加熱する。タングステン
フィラメント５３の加熱により原子状還元ガス５１（原
子状水素）を発生させ、原子状還元ガス５１を還元ガス
ノズル１５からチャンバ１内に噴射する。これにより、
噴射穴１０を通って下方に噴射された前駆体（CuxCly）
３０は、基板１２に到達する直前に原子状還元ガス５１
を通過し、前駆体（CuxCly）３０は、原子状水素による
還元反応により塩素が還元除去されてCuイオンのみにさ
れて基板１２に当てられ、基板１２の表面にCu薄膜３３
が生成される。Immediately before the precursor (CuxCly) 30 reaches the substrate 12, the flow rate of H 2 gas as the reducing gas 13 is controlled by the reducing gas flow controller 14, and the tungsten filament 53 is heated to 1800 ° C. by the DC power supply 54. I do. An atomic reducing gas 51 (atomic hydrogen) is generated by heating the tungsten filament 53, and the atomic reducing gas 51 is injected from the reducing gas nozzle 15 into the chamber 1. This allows
Precursor injected downward through injection hole 10 (CuxCly)
30 is an atomic reduction gas 51 immediately before reaching the substrate 12.
, The precursor (CuxCly) 30 is reduced to chlorine by a reduction reaction with atomic hydrogen, converted into Cu ions only, and applied to the substrate 12. The Cu thin film 33 is formed on the surface of the substrate 12.
Is generated.
【００４４】この時、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ２
８により所定温度、例えば、200 ℃に加熱されているた
め、前駆体（CuxCly）３０がチャンバ１の側壁に付いて
も蒸気圧力が高くなり気化しやすくなり、前駆体（CuxC
ly）３０がチャンバ１の側壁に付着することが防止され
ている。At this time, the side wall of the chamber 1 is
Since the precursor (CuxCly) 30 is heated to a predetermined temperature, for example, 200 ° C., even if the precursor (CuxCly) 30 is attached to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure is increased and the precursor (CuxCly) 30 is easily vaporized.
ly) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1.
【００４５】上記構成の金属膜作製装置は、原料ガス５
として塩素ガス（Cl2 ガス）を用い、還元ガス１３とし
て水素を含有した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、還元反応を独立に高
めることができるので、Cu薄膜３３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３３を
生成することが可能になる。また、原子状還元ガス５１
である原子状水素を比較的柔軟な配置が可能な還元ガス
ノズル１５のみで供給することができるので、面積の安
定した（例えば、50mm×50mm）成膜に対応することがで
きる。The apparatus for manufacturing a metal film having the above-described structure is configured to use the source gas 5
Since a chlorine gas (Cl 2 gas) is used as the gas and a gas containing hydrogen is used as the reducing gas 13, the cost can be greatly reduced. In addition, since the reduction reaction can be independently enhanced, the amount of impurities such as chlorine remaining in the Cu thin film 33 can be reduced, and a high-quality Cu thin film 33 can be produced. The atomic reduction gas 51
Can be supplied only by the reducing gas nozzle 15 that can be arranged relatively flexibly, so that film formation with a stable area (for example, 50 mm × 50 mm) can be supported.
【００４６】そして、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ２
８により所定温度に加熱されているため、前駆体（CuxC
ly）３０がチャンバ１の側壁に付いても蒸気圧力が高く
なり気化しやすくなり、前駆体（CuxCly）３０がチャン
バ１の側壁に付着することが防止されている。このた
め、チャンバ１内の定期的なクリーニング処理が不要に
なり、原料歩留りが向上すると共にランニングコストを
低減することが可能になる。Then, the side wall of the chamber 1 is
8, the precursor (CuxC
Even if the ly) 30 adheres to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure becomes high and it is easy to vaporize, so that the precursor (CuxCly) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. For this reason, the periodic cleaning process in the chamber 1 becomes unnecessary, and the raw material yield can be improved and the running cost can be reduced.
【００４７】図５に基づいて本発明の第５実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
５には発明の第５実施形態例に係る金属膜作製装置の概
略側面を示してある。尚、図４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。A metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. Note that the same members as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
【００４８】図５に示した第５実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図４に示した金属膜作製装置に対して、チ
ャンバ加熱手段としてのフィラメント状の加熱ヒータ２
８及び電源２９が設けられておらず、噴射板９を加熱す
る噴射板加熱手段が設けられている。即ち、導入容器６
の底部には絶縁部４１を介して銅(Cu)製の噴射板（金属
板）９が設けられている。導入容器６の側部には希ガス
であるHeガスを供給するための補助ノズル４２が接続さ
れ、導入容器６には原料ガス５である塩素ガス（Cl2 ガ
ス）と共にHeガスが供給される。導入容器６に供給され
るCl2 ガスとHeガスは、略１対１の割合で供給される。
噴射板９にはバイアス電源４３が接続され、バイアス電
源４３により直流電圧が噴射板９に印加される。The apparatus for manufacturing a metal film according to the fifth embodiment shown in FIG. 5 is different from the apparatus for manufacturing a metal film shown in FIG.
8 and the power supply 29 are not provided, and an injection plate heating means for heating the injection plate 9 is provided. That is, the introduction container 6
An injection plate (metal plate) 9 made of copper (Cu) is provided at the bottom of the device via an insulating portion 41. An auxiliary nozzle 42 for supplying He gas, which is a rare gas, is connected to the side of the introduction container 6, and He gas is supplied to the introduction container 6 together with chlorine gas (Cl 2 gas), which is the source gas 5. . The Cl 2 gas and the He gas supplied to the introduction container 6 are supplied at a ratio of approximately one to one.
A bias power supply 43 is connected to the ejection plate 9, and a DC voltage is applied to the ejection plate 9 by the bias power supply 43.
【００４９】上述した金属膜作製装置では、第１プラズ
マ発生手段２の第１プラズマアンテナ２２から電磁波を
導入容器６内に入射することで、導入容器６内のCl2 ガ
ス及びHeガスがイオン化されてCl2 ・Heガスプラズマ４
４が発生する。このCl2 ・Heガスプラズマ４４により、
バイアス電圧が印加された噴射板９にHeイオンが衝突し
て噴射板９が均一に加熱される。尚、噴射板９の加熱手
段としては、Heイオンを衝突させる手段の他に、ヒータ
等を噴射板９に直接設けて加熱する手段を適用すること
も可能である。In the above-described apparatus for producing a metal film, the Cl 2 gas and the He gas in the introduction container 6 are ionized by irradiating the electromagnetic wave from the first plasma antenna 22 of the first plasma generating means 2 into the introduction container 6. Cl 2・ He gas plasma 4
4 occurs. By this Cl 2 .He gas plasma 44,
He ions collide with the injection plate 9 to which the bias voltage is applied, and the injection plate 9 is heated uniformly. In addition, as a heating means of the injection plate 9, in addition to a means of colliding He ions, a means of directly providing a heater or the like to the injection plate 9 to heat the injection plate 9 may be applied.
【００５０】噴射板９の加熱温度は、例えば、200 ℃乃
至800 ℃の範囲に加熱され、好ましくは、600 ℃に加熱
される。加熱温度の下限は、前駆体（CuxCly）３０が噴
射穴１０を通る時に、重合体ではなく単量体に近い前駆
体となる温度が好ましく、600 ℃に加熱されていると前
駆体３０は単量体のCuClとなりやすく、後述する還元反
応が容易となる。また、加熱温度の上限は、噴射板９の
材質に依存され、銅(Cu)製の噴射板９の場合は800 ℃が
上限となり、800 ℃を越えると軟化して噴射板９が使用
不可能になる。噴射板９に印加する電圧を制御すること
により、噴射板９は所望の温度に制御される。The heating temperature of the spray plate 9 is, for example, in the range of 200 ° C. to 800 ° C., and preferably, 600 ° C. The lower limit of the heating temperature is preferably such that when the precursor (CuxCly) 30 passes through the injection hole 10, it becomes a precursor close to a monomer instead of a polymer. It is likely to become CuCl in a monomer form, which facilitates a reduction reaction to be described later. The upper limit of the heating temperature depends on the material of the spray plate 9, and in the case of the spray plate 9 made of copper (Cu), the upper limit is 800 ° C. become. By controlling the voltage applied to the ejection plate 9, the ejection plate 9 is controlled to a desired temperature.
【００５１】導入容器６内にCl2 ・Heガスプラズマ４４
が発生することで、Cl2 ガスプラズマによりCu製の加熱
された噴射板９にエッチング反応が生じ、単量体の前駆
体（CuCl）３０が生成されやすくなる。前駆体（CuCl）
３０は、噴射板９の噴射穴１０を通って下方に噴射され
る。噴射穴１０を通って下方に噴射された前駆体（CuC
l）３０は、基板１２に到達する直前に原子状還元ガス
５１を通過し、前駆体（CuCl）３０は、原子状水素によ
る還元反応により塩素が還元除去されてCuイオンのみに
されて基板１２に当てられ、基板１２の表面にCu薄膜３
３が生成される。The Cl 2 · He gas plasma 44 is introduced into the introduction vessel 6.
Is generated, an etching reaction occurs in the heated injection plate 9 made of Cu by the Cl 2 gas plasma, and the monomer precursor (CuCl) 30 is easily generated. Precursor (CuCl)
30 is injected downward through the injection hole 10 of the injection plate 9. The precursor (CuC) injected downward through the injection hole 10
l) 30 passes through the atomic reducing gas 51 immediately before reaching the substrate 12, and the precursor (CuCl) 30 is reduced to chlorine by a reduction reaction with atomic hydrogen to become only Cu ions, and the precursor (CuCl) 30 becomes only Cu ions. And a Cu thin film 3 on the surface of the substrate 12.
3 is generated.
【００５２】下方に噴射された前駆体３０は、単量体の
CuClであるため、原子状水素により還元されやすくなっ
ており、塩素が短時間に還元除去されてCuイオンのみに
されて基板１２に当てられ、基板１２の表面にCu薄膜３
３が短時間に生成される。従って、噴射板９がHeイオン
の衝突により均一に所望温度に加熱されているので、還
元されやすい単量体の前駆体（CuCl）３０が生成され、
塩素が短時間に還元除去されて成膜速度を向上させるこ
とが可能になる。The precursor 30 injected downward has a
Since it is CuCl, it is easily reduced by atomic hydrogen, and chlorine is reduced and removed in a short time to form only Cu ions and is applied to the substrate 12.
3 is generated in a short time. Therefore, since the injection plate 9 is uniformly heated to the desired temperature by the collision of He ions, the precursor (CuCl) 30 of the monomer which is easily reduced is generated,
Chlorine is reduced and removed in a short time, and the film formation rate can be improved.
【００５３】図６に基づいて本発明の第６実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
６には発明の第６実施形態例に係る金属膜作製装置の概
略側面を示してある。尚、図４、図５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。A metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a sixth embodiment of the invention. Note that the same members as those shown in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
【００５４】図６に示した第６実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図５に示した金属膜作製装置に対して、チ
ャンバ加熱手段としてのフィラメント状の加熱ヒータ２
８及び電源２９が設けられている。即ち、チャンバ加熱
手段及び噴射板加熱手段が設けられた構成になってい
る。The apparatus for manufacturing a metal film according to the sixth embodiment shown in FIG. 6 is different from the apparatus for manufacturing a metal film shown in FIG.
8 and a power supply 29 are provided. That is, the configuration is such that the chamber heating means and the injection plate heating means are provided.
【００５５】このため、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ
２８により所定温度、例えば、200℃に加熱されている
ため、前駆体（CuCl）３０がチャンバ１の側壁に付いて
も蒸気圧力が高くなり気化しやすくなり、前駆体（CuC
l）３０がチャンバ１の側壁に付着することが防止され
ている。また、下方に噴射された前駆体３０は、単量体
のCuClであるため、原子状水素により還元されやすくな
っており、塩素が短時間に還元除去されてCuイオンのみ
にされて基板１２に当てられ、基板１２の表面にCu薄膜
３３が短時間に生成される。For this reason, since the side wall of the chamber 1 is heated to a predetermined temperature, for example, 200 ° C., by the heater 28, the vapor pressure increases even if the precursor (CuCl) 30 And the precursor (CuC
l) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. In addition, since the precursor 30 injected downward is monomeric CuCl, it is easily reduced by atomic hydrogen, and chlorine is reduced and removed in a short time to form only Cu ions and the substrate 30 The Cu thin film 33 is generated on the surface of the substrate 12 in a short time.
【００５６】従って、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ２
８により所定温度に加熱されているため、前駆体（CuC
l）３０がチャンバ１の側壁に付いても蒸気圧力が高く
なり気化しやすくなり、前駆体（CuCl）３０がチャンバ
１の側壁に付着することが防止されている。このため、
チャンバ１内の定期的なクリーニング処理が不要にな
り、原料歩留りが向上すると共にランニングコストを低
減することが可能になる。また、噴射板９がHeイオンの
衝突により均一に所望温度に加熱されているので、還元
されやすい単量体の前駆体（CuCl）３０が生成され、塩
素が短時間に還元除去されて成膜速度を向上させること
が可能になる。Therefore, the side wall of the chamber 1 is
8, the precursor (CuC
l) Even if 30 is attached to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure is increased and it is easy to vaporize, and the precursor (CuCl) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. For this reason,
Periodic cleaning in the chamber 1 is not required, so that the raw material yield can be improved and the running cost can be reduced. Further, since the injection plate 9 is uniformly heated to a desired temperature by the collision of He ions, a precursor (CuCl) 30 of a monomer which is easily reduced is generated, and chlorine is reduced and removed in a short time to form a film. Speed can be improved.
【００５７】図７に基づいて本発明の第７実施形態例に
係る金属膜作製装置及び金属膜作製方法を説明する。図
７には発明の第７実施形態例に係る金属膜作製装置の概
略側面を示してある。尚、図４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。A metal film manufacturing apparatus and a metal film manufacturing method according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. Note that the same members as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
【００５８】図７に示した第７実施形態例に係る金属膜
作製装置は、図４に示した金属膜作製装置に対して、導
入容器６内でCl2 ガスプラズマ３１を発生させて前駆体
（CuxCly）３０を生成させる代わりに、原料ガス加熱手
段６１のノズル８から前駆体（CuxCly）３０をチャンバ
１内に噴射させるようにしたものである。原料ガス加熱
手段６１は、流量制御器７にノズル８を設け、ノズル８
の内部に複数回巻いた状態の銅フィラメント６２を設
け、銅フィラメント６２の端部を直流電源６３に接続し
たものである。直流電源６３により銅フィラメント６２
は300 ℃〜600 ℃に加熱される。[0058] metal film production apparatus according to the seventh embodiment shown in FIG. 7, the metal film production apparatus shown in FIG. 4, the precursor to generate a Cl 2 gas plasma 31 in the introduction chamber 6 Instead of generating (CuxCly) 30, the precursor (CuxCly) 30 is injected into the chamber 1 from the nozzle 8 of the raw material gas heating means 61. The raw material gas heating means 61 is provided with a nozzle 8 in the flow controller 7,
Is provided with a copper filament 62 wound in a plurality of turns, and the end of the copper filament 62 is connected to a DC power supply 63. Copper filament 62 by DC power supply 63
Is heated to 300-600 ° C.
【００５９】上述した金属膜作製装置では、原料ガスで
あるCl2 ガスを流量制御器７で流量制御してノズル８に
導入する。ノズル８の内部には直流電源６３により300
℃〜600 ℃に加熱された銅フィラメント６２が設けられ
ているため、Cl2 ガスを加熱された銅フィラメント６２
に接触させることにより前駆体（CuxCly）３０を生成さ
せる。ノズル８からチャンバ１内に前駆体（CuxCly）３
０を導入すると、前駆体（CuxCly）３０は下方に移動す
る。In the above-described apparatus for producing a metal film, the flow rate of Cl 2 gas, which is a raw material gas, is controlled by the flow rate controller 7 and introduced into the nozzle 8. The inside of the nozzle 8 is 300
Since the copper filament 62 heated to a temperature of about 600 ° C. to 600 ° C. is provided, the copper filament 62 heated to a Cl 2 gas is provided.
The precursor (CuxCly) 30 is produced by contacting with. Precursor (CuxCly) 3 from nozzle 8 into chamber 1
When 0 is introduced, the precursor (CuxCly) 30 moves downward.
【００６０】前駆体（CuxCly）３０が基板１２に到達す
る直前に、還元ガス１３であるH2ガスを還元ガス流量制
御器１４により流量制御し、直流電源５４でタングステ
ンフィラメント５３を1800℃に加熱する。タングステン
フィラメント５３の加熱により原子状還元ガス５１（原
子状水素）を発生させ、原子状還元ガス５１を還元ガス
ノズル１５からチャンバ１内に噴射する。これにより、
噴射穴１０を通って下方に噴射された前駆体（CuxCly）
３０は、基板１２に到達する直前に原子状還元ガス５１
を通過し、前駆体（CuxCly）３０は、原子状水素による
還元反応により塩素が還元除去されてCuイオンのみにさ
れて基板１２に当てられ、基板１２の表面にCu薄膜３３
が生成される。Immediately before the precursor (CuxCly) 30 reaches the substrate 12, the flow rate of H 2 gas as the reducing gas 13 is controlled by the reducing gas flow controller 14, and the tungsten filament 53 is heated to 1800 ° C. by the DC power supply 54. I do. An atomic reducing gas 51 (atomic hydrogen) is generated by heating the tungsten filament 53, and the atomic reducing gas 51 is injected from the reducing gas nozzle 15 into the chamber 1. This allows
Precursor injected downward through injection hole 10 (CuxCly)
30 is an atomic reduction gas 51 immediately before reaching the substrate 12.
, The precursor (CuxCly) 30 is reduced to chlorine by a reduction reaction with atomic hydrogen, converted into Cu ions only, and applied to the substrate 12. The Cu thin film 33 is formed on the surface of the substrate 12.
Is generated.
【００６１】この時、チャンバ１の側壁が前述同様に加
熱ヒータ２８により所定温度、例えば、200 ℃に加熱さ
れているため、前駆体（CuxCly）３０がチャンバ１の側
壁に付いても蒸気圧力が高くなり気化しやすくなり、前
駆体（CuxCly）３０がチャンバ１の側壁に付着すること
が防止されている。At this time, since the side wall of the chamber 1 is heated to a predetermined temperature, for example, 200 ° C. by the heater 28 in the same manner as described above, even if the precursor (CuxCly) 30 is attached to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure is reduced. As a result, the precursor (CuxCly) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1.
【００６２】上記構成の金属膜作製装置は、前駆体（Cu
xCly）３０を比較的柔軟な配置が可能なノズル８のみで
供給し、原子状水素を比較的柔軟な配置が可能な還元ガ
スノズル１５のみで供給することができるので、面積の
極めて安定した（例えば、100mm ×100mm ）成膜に対応
することができる。The metal film forming apparatus having the above-described configuration uses the precursor (Cu
xCly) 30 can be supplied only by the nozzle 8 which can be arranged relatively flexibly, and atomic hydrogen can be supplied only by the reducing gas nozzle 15 which can be arranged flexibly, so that the area is extremely stable (for example, , 100 mm × 100 mm).
【００６３】そして、チャンバ１の側壁が加熱ヒータ２
８により所定温度に加熱されているため、前駆体（CuxC
ly）３０がチャンバ１の側壁に付いても蒸気圧力が高く
なり気化しやすくなり、前駆体（CuxCly）３０がチャン
バ１の側壁に付着することが防止されている。このた
め、チャンバ１内の定期的なクリーニング処理が不要に
なり、原料歩留りが向上すると共にランニングコストを
低減することが可能になる。Then, the side wall of the chamber 1 is
8, the precursor (CuxC
Even if the ly) 30 adheres to the side wall of the chamber 1, the vapor pressure becomes high and it is easy to vaporize, so that the precursor (CuxCly) 30 is prevented from adhering to the side wall of the chamber 1. For this reason, the periodic cleaning process in the chamber 1 becomes unnecessary, and the raw material yield can be improved and the running cost can be reduced.
【００６４】[0064]
【発明の効果】本発明の金属膜作製装置は、多数の噴射
穴が穿設された金属製の噴射板を有しその内部に塩素を
含有する原料ガスが供給される導入容器と、導入容器及
び基板を収容するチャンバと、導入容器内の原料ガスを
プラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプ
ラズマで噴射板をエッチングすることによって噴射板に
含まれる金属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を生成
する第１プラズマ発生手段と、チャンバ内で水素を含有
する還元ガスをプラズマ化して還元ガスプラズマを発生
させる第２プラズマ発生手段と、チャンバを所定温度に
加熱するチャンバ加熱手段とを備え、チャンバ内で前駆
体が還元ガスプラズマ中に通されることにより、加熱さ
れたチャンバ内壁に前駆体が付着しない状態で前駆体か
ら塩素が還元除去され金属イオンのみにされて基板に当
てられて基板上に金属膜が生成されるので、前駆体がチ
ャンバの側壁に付着することが防止される。この結果、
成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中
に不純物が残留しない金属膜作製装置とすることがで
き、しかも、チャンバ内の定期的なクリーニング処理が
不要になり、原料歩留りが向上すると共にランニングコ
ストを低減することが可能になる。According to the present invention, there is provided an apparatus for producing a metal film, comprising: a metal injection plate having a large number of injection holes formed therein; an introduction container in which a raw material gas containing chlorine is supplied; And a chamber for accommodating the substrate, the source gas in the introduction container is turned into plasma, the source gas plasma is generated, and the injection plate is etched with the source gas plasma, thereby forming a metal component contained in the injection plate and chlorine in the source gas. A first plasma generating means for generating a precursor, a second plasma generating means for generating a reducing gas plasma by converting a reducing gas containing hydrogen into plasma in the chamber, and a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature. Precursor is passed through the reducing gas plasma in the chamber to reduce and remove chlorine from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated chamber inner wall Re since been only to the metal ion being applied to the substrate is a metal film on the substrate is produced, the precursor is prevented from adhering to the side wall of the chamber. As a result,
A film forming speed is high, an inexpensive raw material can be used, a metal film forming apparatus in which impurities do not remain in the film can be obtained, and a periodic cleaning process in the chamber is not required, and the raw material yield is reduced. It is possible to improve and reduce the running cost.
【００６５】また、本発明の金属膜作製装置は、多数の
噴射穴が穿設された金属製の噴射板を有しその内部に塩
素を含有する原料ガスが供給される導入容器と、噴射板
を所定温度に加熱する噴射板加熱手段と、導入容器及び
基板を収容するチャンバと、導入容器内の原料ガスをプ
ラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラ
ズマで噴射板をエッチングすることによって噴射板に含
まれる金属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を生成す
る第１プラズマ発生手段と、チャンバ内で水素を含有す
る還元ガスをプラズマ化して還元ガスプラズマを発生さ
せる第２プラズマ発生手段とを備え、加熱された噴射板
をエッチングすることにより生成されて還元されやすく
なった前駆体が還元ガスプラズマ中に通されることによ
り、前駆体から塩素が還元除去され金属イオンのみにさ
れて基板に当てられて基板上に金属膜が生成されるの
で、還元されやすい単量体の前駆体が生成されやすくな
る。この結果、成膜速度が速く、安価な原料を用いるこ
とができ、膜中に不純物が残留しない金属膜作製装置と
することができ、しかも、塩素が短時間に還元除去され
て成膜速度をより向上させることが可能になる。Further, the metal film forming apparatus of the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, an introduction container into which a raw material gas containing chlorine is supplied, and an injection plate. Plate heating means for heating the substrate to a predetermined temperature, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a source gas in the introduction container is turned into plasma to generate a source gas plasma, and the injection plate is etched by the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor of a metal component contained in the plate and chlorine in the raw material gas, and second plasma generating means for generating a reducing gas plasma by converting a reducing gas containing hydrogen into plasma in a chamber The precursor generated by etching the heated spray plate and easily reduced is passed through the reducing gas plasma, thereby converting the precursor into a salt. There the metal film is produced devoted to the substrate is only the metal ions are reduced and removed to the substrate, the precursor of the reduced easily monomer is likely to be generated. As a result, a film formation rate can be increased, an inexpensive raw material can be used, and a metal film forming apparatus in which impurities do not remain in the film can be obtained. In addition, chlorine can be reduced and removed in a short time to increase the film formation rate. It is possible to further improve.
【００６６】また、本発明の金属膜作製装置は、多数の
噴射穴が穿設された金属製の噴射板を有しその内部に塩
素を含有する原料ガスが供給される導入容器と、噴射板
を所定温度に加熱する噴射板加熱手段と、導入容器及び
基板を収容するチャンバと、導入容器内の原料ガスをプ
ラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラ
ズマで噴射板をエッチングすることによって噴射板に含
まれる金属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を生成す
る第１プラズマ発生手段と、チャンバ内で水素を含有す
る還元ガスをプラズマ化して還元ガスプラズマを発生さ
せる第２プラズマ発生手段と、チャンバを所定温度に加
熱するチャンバ加熱手段とを備え、加熱された噴射板を
エッチングすることにより生成されて還元されやすくな
った前駆体が還元ガスプラズマ中に通されることによ
り、加熱されたチャンバ内壁に前駆体が付着しない状態
で前駆体から塩素が還元除去され金属イオンのみにされ
て基板に当てられて基板上に金属膜が生成されるので、
前駆体がチャンバの側壁に付着することが防止されると
共に、還元されやすい単量体の前駆体が生成されやすく
なる。この結果、成膜速度が速く、安価な原料を用いる
ことができ、膜中に不純物が残留しない金属膜作製装置
とすることができ、しかも、チャンバ内の定期的なクリ
ーニング処理が不要になり、原料歩留りが向上すると共
にランニングコストを低減することが可能になると共
に、塩素が短時間に還元除去されて成膜速度をより向上
させることが可能になる。In addition, the metal film forming apparatus of the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, an introduction container into which a raw material gas containing chlorine is supplied, and an injection plate. Plate heating means for heating the substrate to a predetermined temperature, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a source gas in the introduction container is turned into plasma to generate a source gas plasma, and the injection plate is etched by the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor of a metal component contained in the plate and chlorine in the raw material gas, and second plasma generating means for generating a reducing gas plasma by converting a reducing gas containing hydrogen into plasma in a chamber And a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature, wherein the precursor generated by etching the heated spray plate and easily reduced is reduced. By passing through the plasma, chlorine is reduced and removed from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber, and only the metal ions are applied to the substrate to form a metal film on the substrate. So
The precursor is prevented from adhering to the side wall of the chamber, and a precursor of a monomer which is easily reduced is easily generated. As a result, a film forming speed is high, an inexpensive raw material can be used, an apparatus for forming a metal film in which impurities do not remain in the film can be obtained, and a periodic cleaning process in the chamber becomes unnecessary. The raw material yield can be improved and the running cost can be reduced, and the chlorine can be reduced and removed in a short time, so that the film forming speed can be further improved.
【００６７】また、本発明の金属膜作製装置は、多数の
噴射穴が穿設された金属製の噴射板を有しその内部に塩
素を含有する原料ガスが供給される導入容器と、導入容
器及び基板を収容するチャンバと、導入容器内の原料ガ
スをプラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガ
スプラズマで噴射板をエッチングすることによって噴射
板に含まれる金属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を
生成する第１プラズマ発生手段と、水素を含有する還元
ガスを高温に加熱して原子状還元ガスをチャンバ内の基
板と噴射板との間に発生させる還元ガス加熱手段と、チ
ャンバを所定温度に加熱するチャンバ加熱手段とを備
え、チャンバ内で前駆体が原子状還元ガス中に通される
ことにより、加熱されたチャンバ内壁に前駆体が付着し
ない状態で前駆体から塩素が還元除去され金属イオンの
みにされて基板に当てられて基板上に金属膜が生成され
るので、前駆体がチャンバの側壁に付着することが防止
される。この結果、成膜速度が速く、安価な原料を用い
ることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜作製装
置とすることができ、しかも、チャンバ内の定期的なク
リーニング処理が不要になり、原料歩留りが向上すると
共にランニングコストを低減することが可能になる。Further, the metal film forming apparatus of the present invention has a metal injection plate having a large number of injection holes, an introduction container into which a raw material gas containing chlorine is supplied, and an introduction container. And a chamber for accommodating the substrate, the source gas in the introduction container is turned into plasma, the source gas plasma is generated, and the injection plate is etched with the source gas plasma, thereby forming a metal component contained in the injection plate and chlorine in the source gas. A first plasma generating means for generating a precursor, a reducing gas heating means for heating a reducing gas containing hydrogen to a high temperature to generate an atomic reducing gas between a substrate and an injection plate in the chamber, A chamber heating means for heating to a predetermined temperature, wherein the precursor is passed through the atomic reduction gas in the chamber, so that the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber. Since chlorine metal film is produced devoted to the substrate is only the metal ions are reduced and removed on the substrate, the precursor is prevented from adhering to the side wall of the chamber. As a result, a film forming speed is high, an inexpensive raw material can be used, an apparatus for forming a metal film in which impurities do not remain in the film can be obtained, and a periodic cleaning process in the chamber becomes unnecessary. It is possible to improve the raw material yield and reduce the running cost.
【００６８】また、本発明の金属膜作製装置は、多数の
噴射穴が穿設された金属製の噴射板を有しその内部に塩
素を含有する原料ガスが供給される導入容器と、噴射板
を所定温度に加熱する噴射板加熱手段と、導入容器及び
基板を収容するチャンバと、導入容器内の原料ガスをプ
ラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラ
ズマで噴射板をエッチングすることによって噴射板に含
まれる金属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を生成す
る第１プラズマ発生手段と、水素を含有する還元ガスを
高温に加熱して原子状還元ガスをチャンバ内の基板と噴
射板との間に発生させる還元ガス加熱手段とを備え、加
熱された噴射板をエッチングすることにより生成されて
還元されやすくなった前駆体が原子状還元ガス中に通さ
れることにより、前駆体から塩素が還元除去され金属イ
オンのみにされて基板に当てられて基板上に金属膜が生
成されるので、還元されやすい単量体の前駆体が生成さ
れやすくなる。この結果、成膜速度が速く、安価な原料
を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金属膜
作製装置とすることができ、しかも、塩素が短時間に還
元除去されて成膜速度をより向上させることが可能にな
る。Further, the metal film forming apparatus of the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, an introduction container into which a raw material gas containing chlorine is supplied, and an injection plate. Plate heating means for heating the substrate to a predetermined temperature, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a source gas in the introduction container is turned into plasma to generate a source gas plasma, and the injection plate is etched by the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor of a metal component contained in the plate and chlorine in the source gas, and heating the hydrogen-containing reducing gas to a high temperature so that the atomic reducing gas is supplied to the substrate in the chamber and the injection plate. And reducing gas heating means to be generated between, and a precursor generated by etching the heated spray plate and easily reduced is passed through the atomic reducing gas, Since chlorine from precursor metal film is produced devoted to the substrate is only the metal ions are reduced and removed to the substrate, the precursor of the reduced easily monomer is likely to be generated. As a result, a film formation rate can be increased, an inexpensive raw material can be used, and a metal film forming apparatus in which impurities do not remain in the film can be obtained. In addition, chlorine can be reduced and removed in a short time to increase the film formation rate. It is possible to further improve.
【００６９】また、本発明の金属膜作製装置は、多数の
噴射穴が穿設された金属製の噴射板を有しその内部に塩
素を含有する原料ガスが供給される導入容器と、噴射板
を所定温度に加熱する噴射板加熱手段と、導入容器及び
基板を収容するチャンバと、導入容器内の原料ガスをプ
ラズマ化して原料ガスプラズマを発生させ原料ガスプラ
ズマで噴射板をエッチングすることによって噴射板に含
まれる金属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を生成す
る第１プラズマ発生手段と、水素を含有する還元ガスを
高温に加熱して原子状還元ガスをチャンバ内の基板と噴
射板との間に発生させる還元ガス加熱手段と、チャンバ
を所定温度に加熱するチャンバ加熱手段とを備え、加熱
された噴射板をエッチングすることにより生成されて還
元されやすくなった前駆体が還元ガスプラズマ中に通さ
れることにより、加熱されたチャンバ内壁に前駆体が付
着しない状態で前駆体から塩素が還元除去され金属イオ
ンのみにされて基板に当てられて基板上に金属膜が生成
されるので、前駆体がチャンバの側壁に付着することが
防止されると共に、還元されやすい単量体の前駆体が生
成されやすくなる。この結果、成膜速度が速く、安価な
原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない金
属膜作製装置とすることができ、しかも、チャンバ内の
定期的なクリーニング処理が不要になり、原料歩留りが
向上すると共にランニングコストを低減することが可能
になると共に、塩素が短時間に還元除去されて成膜速度
をより向上させることが可能になる。Further, the metal film forming apparatus of the present invention comprises a metal injection plate having a large number of injection holes, an introduction container into which a raw material gas containing chlorine is supplied, and an injection plate. Plate heating means for heating the substrate to a predetermined temperature, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a source gas in the introduction container is turned into plasma to generate a source gas plasma, and the injection plate is etched by the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor of a metal component contained in the plate and chlorine in the source gas, and heating the hydrogen-containing reducing gas to a high temperature so that the atomic reducing gas is supplied to the substrate in the chamber and the injection plate. And a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature, which is generated by etching the heated spray plate and is easily reduced. When the precursor is passed through the reducing gas plasma, chlorine is reduced and removed from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber, and only the metal ions are applied to the substrate. Since the film is formed, the precursor is prevented from adhering to the side wall of the chamber, and the monomer precursor which is easily reduced is easily generated. As a result, a film forming speed is high, an inexpensive raw material can be used, an apparatus for forming a metal film in which impurities do not remain in the film can be obtained, and a periodic cleaning process in the chamber becomes unnecessary. The raw material yield can be improved and the running cost can be reduced, and the chlorine can be reduced and removed in a short time, so that the film forming speed can be further improved.
【００７０】また、本発明の金属膜作製装置は、塩素を
含有する原料ガスを高温の金属フィラメントに接触させ
て金属フィラメントに含まれる金属成分と原料ガス中の
塩素との前駆体を基板が収容されるチャンバ内に生成す
る前駆体供給手段と、水素を含有する還元ガスを高温に
加熱して原子状還元ガスをチャンバ内の基板と噴射板と
の間に発生させる還元ガス加熱手段と、チャンバを所定
温度に加熱するチャンバ加熱手段とを備え、チャンバ内
で前駆体が原子状還元ガス中に通されることにより、加
熱されたチャンバ内壁に前駆体が付着しない状態で前駆
体から塩素が還元除去され金属イオンのみにされて基板
に当てられて基板上に金属膜が生成されるので、前駆体
がチャンバの側壁に付着することが防止される。この結
果、成膜速度が速く、安価な原料を用いることができ、
膜中に不純物が残留しない金属膜作製装置とすることが
でき、しかも、チャンバ内の定期的なクリーニング処理
が不要になり、原料歩留りが向上すると共にランニング
コストを低減することが可能になる。Further, in the metal film forming apparatus of the present invention, a substrate containing a precursor of a metal component contained in the metal filament and chlorine in the source gas is brought into contact with the raw material gas containing chlorine by contacting the raw material gas with high temperature. Precursor supply means generated in a chamber to be formed, reducing gas heating means for heating a hydrogen-containing reducing gas to a high temperature to generate an atomic reducing gas between a substrate and an injection plate in the chamber, and a chamber Chamber heating means for heating the precursor to a predetermined temperature, and the precursor is passed through the atomic reduction gas in the chamber, whereby chlorine is reduced from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber. The precursor is prevented from adhering to the side walls of the chamber because the metal film is formed on the substrate by being removed and turned into only metal ions and applied to the substrate. As a result, the film forming speed is high, and inexpensive raw materials can be used.
A metal film manufacturing apparatus in which impurities do not remain in the film can be provided, and a periodic cleaning process in the chamber is not required, so that the raw material yield can be improved and the running cost can be reduced.
【００７１】本発明の金属膜作製方法は、チャンバ内で
塩素と金属板により金属成分と塩素との前駆体を生成
し、前駆体から塩素を還元除去して金属イオンにしてチ
ャンバ内の基板に当てることで基板上に金属膜を生成す
るに際し、チャンバを所定温度に加熱してチャンバ内壁
に前駆体が付着しないようにしたので、前駆体がチャン
バの側壁に付着することが防止される。この結果、成膜
速度が速く、安価な原料を用いることができ、膜中に不
純物が残留しない金属膜作製装置とすることができ、し
かも、チャンバ内の定期的なクリーニング処理が不要に
なり、原料歩留りが向上すると共にランニングコストを
低減することが可能になる。In the method for producing a metal film of the present invention, a precursor of a metal component and chlorine is generated by chlorine and a metal plate in a chamber, and chlorine is reduced and removed from the precursor to form metal ions, which is applied to a substrate in the chamber. When the metal film is formed on the substrate by the contact, the chamber is heated to a predetermined temperature so that the precursor does not adhere to the inner wall of the chamber, so that the precursor is prevented from adhering to the side wall of the chamber. As a result, a film forming speed is high, an inexpensive raw material can be used, an apparatus for forming a metal film in which impurities do not remain in the film can be obtained, and a periodic cleaning process in the chamber becomes unnecessary. It is possible to improve the raw material yield and reduce the running cost.
【００７２】また、本発明の金属膜作製方法は、チャン
バ内で塩素と金属板により金属成分と塩素との前駆体を
生成し、前駆体から塩素を還元除去して金属イオンにし
てチャンバ内の基板に当てることで基板上に金属膜を生
成するに際し、金属板を所定温度に加熱して前駆体を還
元しやすくしたので、還元されやすい単量体の前駆体が
生成されやすくなる。この結果、成膜速度が速く、安価
な原料を用いることができ、膜中に不純物が残留しない
金属膜作製装置とすることができ、しかも、塩素が短時
間に還元除去されて成膜速度をより向上させることが可
能になる。Further, according to the metal film forming method of the present invention, a precursor of a metal component and chlorine is generated by chlorine and a metal plate in a chamber, and the precursor is reduced and removed to form metal ions to form metal ions. When a metal film is formed on the substrate by contact with the substrate, the metal plate is heated to a predetermined temperature to reduce the precursor easily, so that a monomer precursor that is easily reduced is easily generated. As a result, a film formation rate can be increased, an inexpensive raw material can be used, and a metal film forming apparatus in which impurities do not remain in the film can be obtained. In addition, chlorine can be reduced and removed in a short time to increase the film formation rate. It is possible to further improve.
【００７３】また、本発明の金属膜作製方法は、チャン
バ内で塩素と金属板により金属成分と塩素との前駆体を
生成し、前駆体から塩素を還元除去して金属イオンにし
てチャンバ内の基板に当てることで基板上に金属膜を生
成するに際し、チャンバを所定温度に加熱してチャンバ
内壁に前駆体が付着しないようにすると共に、金属板を
所定温度に加熱して前駆体を還元しやすくしたので、前
駆体がチャンバの側壁に付着することが防止されると共
に、還元されやすい単量体の前駆体が生成されやすくな
る。この結果、成膜速度が速く、安価な原料を用いるこ
とができ、膜中に不純物が残留しない金属膜作製装置と
することができ、しかも、チャンバ内の定期的なクリー
ニング処理が不要になり、原料歩留りが向上すると共に
ランニングコストを低減することが可能になると共に、
塩素が短時間に還元除去されて成膜速度をより向上させ
ることが可能になる。Further, according to the method for producing a metal film of the present invention, a precursor of a metal component and chlorine is generated by a chlorine and a metal plate in a chamber, and the precursor is reduced and removed of chlorine to form metal ions to form metal ions in the chamber. When a metal film is formed on the substrate by contacting the substrate, the chamber is heated to a predetermined temperature so that the precursor does not adhere to the inner wall of the chamber, and the metal plate is heated to the predetermined temperature to reduce the precursor. This facilitates the prevention of the precursor from adhering to the side wall of the chamber and facilitates the generation of a monomer precursor that is easily reduced. As a result, a film forming speed is high, an inexpensive raw material can be used, an apparatus for forming a metal film in which impurities do not remain in the film can be obtained, and a periodic cleaning process in the chamber becomes unnecessary. While improving the raw material yield, it is possible to reduce running costs,
Chlorine is reduced and removed in a short time, so that the film formation rate can be further improved.
【図１】本発明の第１実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。FIG. 1 is a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。FIG. 2 is a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。FIG. 3 is a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。FIG. 4 is a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。FIG. 5 is a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第６実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。FIG. 6 is a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第７実施形態例に係る金属膜作製装置
の概略側面図。FIG. 7 is a schematic side view of a metal film manufacturing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
１ チャンバ ２ 第１プラズマ発生手段 ３ 第２プラズマ発生手段 ４ 磁場コイル ５ 原料ガス ６ 導入容器 ７ 流量制御器 ８ ノズル ９ 噴射板 １０ 噴射穴 １１ 支持台 １２ 基板 １３ 還元ガス １４ 還元ガス流量制御器 １５ 還元ガスノズル ２１ 第１絶縁板 ２２ 第１プラズマアンテナ ２３ 第１電源 ２４ 第２絶縁板 ２５ 第２プラズマアンテナ ２６ 第２電源 ２７ 排気口 ２８ 加熱ヒータ ２９ 電源 ３０ 前駆体（CuxCly） ３１ Cl2 ガスプラズマ（原料ガスプラズマ） ３２ H2ガスプラズマ（還元ガスプラズマ） ３３ Cu薄膜 ４１ 絶縁部 ４２ 補助ノズル ４３ バイアス電源 ４４ Cl2 ・Heガスプラズマ ５１ 原子状還元ガス ５２ 還元ガス加熱手段 ５３ タングステンフィラメント ５４ 直流電源 ６１ 原料ガス加熱手段 ６２ 銅フィラメント ６３ 直流電源DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 2 1st plasma generation means 3 2nd plasma generation means 4 Magnetic field coil 5 Source gas 6 Introducing container 7 Flow rate controller 8 Nozzle 9 Injection plate 10 Injection hole 11 Support base 12 Substrate 13 Reduction gas 14 Reduction gas flow rate controller 15 Reducing gas nozzle 21 First insulating plate 22 First plasma antenna 23 First power supply 24 Second insulating plate 25 Second plasma antenna 26 Second power supply 27 Exhaust port 28 Heater 29 Power supply 30 Precursor (CuxCly) 31 Cl 2 gas plasma ( Source gas plasma) 32 H 2 gas plasma (reducing gas plasma) 33 Cu thin film 41 Insulating part 42 Auxiliary nozzle 43 Bias power supply 44 Cl 2 · He gas plasma 51 Atomic reduction gas 52 Reduction gas heating means 53 Tungsten filament 54 DC power supply 61 Source gas heating means 62 Copper filament 63 Direct Power
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 呉屋 真之 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基盤技術研究所内 (72)発明者 上田 憲照 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 4K030 AA03 BA01 EA05 FA03 JA10 KA22 KA25 4M104 BB04 BB06 BB08 BB09 BB14 BB18 DD44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masayuki Kureya 1-8-1 Koura, Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 1-1-1 Tazakicho Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Kobe Shipyard F-term (reference) 4K030 AA03 BA01 EA05 FA03 JA10 KA22 KA25 4M104 BB04 BB06 BB08 BB09 BB14 BB18 DD44
Claims (15)
板を有しその内部に塩素を含有する原料ガスが供給され
る導入容器と、導入容器及び基板を収容するチャンバ
と、導入容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガスプ
ラズマを発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチン
グすることによって噴射板に含まれる金属成分と原料ガ
ス中の塩素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手段
と、チャンバ内で水素を含有する還元ガスをプラズマ化
して還元ガスプラズマを発生させる第２プラズマ発生手
段と、チャンバを所定温度に加熱するチャンバ加熱手段
とを備え、チャンバ内で前駆体が還元ガスプラズマ中に
通されることにより、加熱されたチャンバ内壁に前駆体
が付着しない状態で前駆体から塩素が還元除去され金属
イオンのみにされて基板に当てられて基板上に金属膜が
生成されることを特徴とする金属膜作製装置。An introduction container having a metal injection plate provided with a large number of injection holes, into which a raw material gas containing chlorine is supplied, a chamber containing the introduction container and a substrate, First plasma generation for generating a precursor of a metal component contained in the injection plate and chlorine in the source gas by generating a source gas plasma by converting the source gas in the vessel into a source gas plasma and etching the injection plate with the source gas plasma. Means, a second plasma generating means for generating a reducing gas plasma by converting a reducing gas containing hydrogen into plasma in the chamber, and a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature, wherein the precursor is reduced in the chamber. By passing the gas through the gas plasma, chlorine is reduced and removed from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber, and the metal ion alone is formed. An apparatus for producing a metal film, wherein a metal film is generated on a substrate by being applied to a plate.
板を有しその内部に塩素を含有する原料ガスが供給され
る導入容器と、噴射板を所定温度に加熱する噴射板加熱
手段と、導入容器及び基板を収容するチャンバと、導入
容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガスプラズマを
発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチングするこ
とによって噴射板に含まれる金属成分と原料ガス中の塩
素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手段と、チャ
ンバ内で水素を含有する還元ガスをプラズマ化して還元
ガスプラズマを発生させる第２プラズマ発生手段とを備
え、加熱された噴射板をエッチングすることにより生成
されて還元されやすくなった前駆体が還元ガスプラズマ
中に通されることにより、前駆体から塩素が還元除去さ
れ金属イオンのみにされて基板に当てられて基板上に金
属膜が生成されることを特徴とする金属膜作製装置。2. An introduction container having a metal injection plate provided with a large number of injection holes, into which a raw material gas containing chlorine is supplied, and an injection plate heating device for heating the injection plate to a predetermined temperature. Means, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a metal component and a source gas contained in the injection plate by generating a source gas plasma by converting the source gas in the introduction container into plasma and etching the injection plate with the source gas plasma. A first plasma generating means for generating a precursor with chlorine therein, and a second plasma generating means for generating a reducing gas plasma by converting a reducing gas containing hydrogen into a plasma in a chamber, wherein the heated spray plate The precursor generated by etching is easily reduced and passed through a reducing gas plasma, so that chlorine is reduced and removed from the precursor to only metal ions. A metal film is formed on the substrate by being applied to the substrate.
板を有しその内部に塩素を含有する原料ガスが供給され
る導入容器と、噴射板を所定温度に加熱する噴射板加熱
手段と、導入容器及び基板を収容するチャンバと、導入
容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガスプラズマを
発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチングするこ
とによって噴射板に含まれる金属成分と原料ガス中の塩
素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手段と、チャ
ンバ内で水素を含有する還元ガスをプラズマ化して還元
ガスプラズマを発生させる第２プラズマ発生手段と、チ
ャンバを所定温度に加熱するチャンバ加熱手段とを備
え、加熱された噴射板をエッチングすることにより生成
されて還元されやすくなった前駆体が還元ガスプラズマ
中に通されることにより、加熱されたチャンバ内壁に前
駆体が付着しない状態で前駆体から塩素が還元除去され
金属イオンのみにされて基板に当てられて基板上に金属
膜が生成されることを特徴とする金属膜作製装置。3. An introduction container having a metal injection plate having a large number of injection holes formed therein and supplied with a raw material gas containing chlorine, and an injection plate heating device for heating the injection plate to a predetermined temperature. Means, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a metal component and a source gas contained in the injection plate by generating a source gas plasma by converting the source gas in the introduction container into plasma and etching the injection plate with the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor with chlorine therein, second plasma generating means for generating a reducing gas plasma by converting a reducing gas containing hydrogen into plasma in the chamber, and heating the chamber to a predetermined temperature A chamber heating means, wherein a precursor generated by etching the heated spray plate and easily reduced is passed through a reducing gas plasma. A metal film, wherein chlorine is reduced and removed from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber, and only metal ions are applied to the substrate to form a metal film on the substrate. Production equipment.
板を有しその内部に塩素を含有する原料ガスが供給され
る導入容器と、導入容器及び基板を収容するチャンバ
と、導入容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガスプ
ラズマを発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチン
グすることによって噴射板に含まれる金属成分と原料ガ
ス中の塩素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手段
と、水素を含有する還元ガスを高温に加熱して原子状還
元ガスをチャンバ内の基板と噴射板との間に発生させる
還元ガス加熱手段と、チャンバを所定温度に加熱するチ
ャンバ加熱手段とを備え、チャンバ内で前駆体が原子状
還元ガス中に通されることにより、加熱されたチャンバ
内壁に前駆体が付着しない状態で前駆体から塩素が還元
除去され金属イオンのみにされて基板に当てられて基板
上に金属膜が生成されることを特徴とする金属膜作製装
置。4. An introduction container having a metal injection plate provided with a large number of injection holes, into which a source gas containing chlorine is supplied, a chamber accommodating the introduction container and the substrate, and an introduction container. First plasma generation for generating a precursor of a metal component contained in the injection plate and chlorine in the source gas by generating a source gas plasma by converting the source gas in the vessel into a source gas plasma and etching the injection plate with the source gas plasma. Means, a reducing gas heating means for heating a hydrogen-containing reducing gas to a high temperature to generate an atomic reducing gas between a substrate and an injection plate in the chamber, and a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature. By passing the precursor through the atomic reduction gas in the chamber, chlorine is reduced and removed from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated chamber inner wall, and metal ions are removed. An apparatus for producing a metal film, wherein a metal film is formed on the substrate by being applied to the substrate.
板を有しその内部に塩素を含有する原料ガスが供給され
る導入容器と、噴射板を所定温度に加熱する噴射板加熱
手段と、導入容器及び基板を収容するチャンバと、導入
容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガスプラズマを
発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチングするこ
とによって噴射板に含まれる金属成分と原料ガス中の塩
素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手段と、水素
を含有する還元ガスを高温に加熱して原子状還元ガスを
チャンバ内の基板と噴射板との間に発生させる還元ガス
加熱手段とを備え、加熱された噴射板をエッチングする
ことにより生成されて還元されやすくなった前駆体が原
子状還元ガス中に通されることにより、前駆体から塩素
が還元除去され金属イオンのみにされて基板に当てられ
て基板上に金属膜が生成されることを特徴とする金属膜
作製装置。5. An introduction container having a metal injection plate provided with a large number of injection holes, into which a raw material gas containing chlorine is supplied, and an injection plate heating device for heating the injection plate to a predetermined temperature. Means, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a metal component and a source gas contained in the injection plate by generating a source gas plasma by converting the source gas in the introduction container into plasma and etching the injection plate with the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor with chlorine therein, and reducing gas heating for heating a reducing gas containing hydrogen to a high temperature to generate an atomic reducing gas between a substrate in a chamber and an injection plate. Means, and a precursor generated by etching the heated spray plate and easily reduced is passed through the atomic reduction gas, whereby chlorine is reduced and removed from the precursor and metal An apparatus for producing a metal film, wherein a metal film is formed on a substrate by being converted into ions only and applied to the substrate.
板を有しその内部に塩素を含有する原料ガスが供給され
る導入容器と、噴射板を所定温度に加熱する噴射板加熱
手段と、導入容器及び基板を収容するチャンバと、導入
容器内の原料ガスをプラズマ化して原料ガスプラズマを
発生させ原料ガスプラズマで噴射板をエッチングするこ
とによって噴射板に含まれる金属成分と原料ガス中の塩
素との前駆体を生成する第１プラズマ発生手段と、水素
を含有する還元ガスを高温に加熱して原子状還元ガスを
チャンバ内の基板と噴射板との間に発生させる還元ガス
加熱手段と、チャンバを所定温度に加熱するチャンバ加
熱手段とを備え、加熱された噴射板をエッチングするこ
とにより生成されて還元されやすくなった前駆体が還元
ガスプラズマ中に通されることにより、加熱されたチャ
ンバ内壁に前駆体が付着しない状態で前駆体から塩素が
還元除去され金属イオンのみにされて基板に当てられて
基板上に金属膜が生成されることを特徴とする金属膜作
製装置。6. An introduction container having a metal injection plate provided with a large number of injection holes, into which a raw material gas containing chlorine is supplied, and an injection plate heating device for heating the injection plate to a predetermined temperature. Means, a chamber for accommodating the introduction container and the substrate, and a metal component and a source gas contained in the injection plate by generating a source gas plasma by converting the source gas in the introduction container into plasma and etching the injection plate with the source gas plasma. First plasma generating means for generating a precursor with chlorine therein, and reducing gas heating for heating a reducing gas containing hydrogen to a high temperature to generate an atomic reducing gas between a substrate in a chamber and an injection plate. Means and a chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature, and a precursor generated by etching the heated spray plate and easily reduced is passed through the reducing gas plasma. By doing so, the precursor is reduced and removed from the precursor in a state where the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber, and only the metal ions are applied to the substrate to form a metal film on the substrate. Metal film production equipment.
ィラメントに接触させて金属フィラメントに含まれる金
属成分と原料ガス中の塩素との前駆体を基板が収容され
るチャンバ内に生成する前駆体供給手段と、水素を含有
する還元ガスを高温に加熱して原子状還元ガスをチャン
バ内の基板と噴射板との間に発生させる還元ガス加熱手
段と、チャンバを所定温度に加熱するチャンバ加熱手段
とを備え、チャンバ内で前駆体が原子状還元ガス中に通
されることにより、加熱されたチャンバ内壁に前駆体が
付着しない状態で前駆体から塩素が還元除去され金属イ
オンのみにされて基板に当てられて基板上に金属膜が生
成されることを特徴とする金属膜作製装置。7. A precursor for producing a precursor of a metal component contained in a metal filament and chlorine in the source gas in a chamber in which a substrate is accommodated by bringing a source gas containing chlorine into contact with a high-temperature metal filament. Supply means, reducing gas heating means for heating the hydrogen-containing reducing gas to a high temperature to generate an atomic reducing gas between the substrate and the injection plate in the chamber, and chamber heating means for heating the chamber to a predetermined temperature By passing the precursor through the atomic reducing gas in the chamber, chlorine is reduced and removed from the precursor in a state in which the precursor does not adhere to the heated inner wall of the chamber, and only the metal ions are formed. A metal film is formed on the substrate by being exposed to the substrate.
おいて、噴射板または金属フィラメントを銅製とするこ
とにより、前記前駆体としてCuxClyを生成することを特
徴とする金属膜作製装置。8. The metal film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the injection plate or the metal filament is made of copper to generate CuxCly as the precursor.
項６のいずれか一項において、噴射板を銅製とし、噴射
板加熱手段により加熱される噴射板の所定温度を200 ℃
乃至800 ℃にしたことを特徴とする金属膜作製装置。9. The spraying plate according to claim 2, wherein the spraying plate is made of copper and the predetermined temperature of the spraying plate heated by the spraying plate heating means is 200 ° C.
A metal film forming apparatus at a temperature of from 800 ° C. to 800 ° C.
項６及び請求項９のいずれか一項において、噴射板加熱
手段は、導入容器内に希ガスを導入し、第１プラズマ発
生手段で希ガスプラズマを発生させて電圧の印加により
希ガス成分イオンを噴射板に衝突させることで噴射板を
加熱する手段であることを特徴とする金属膜作製装置。10. The injection plate heating means according to any one of claims 2, 3, 5, 6, and 9, wherein the injection plate heating means introduces a rare gas into the introduction container to form the first plasma. An apparatus for producing a metal film, characterized in that the generating means generates a rare gas plasma and causes the rare gas component ions to collide with the spray plate by applying a voltage to heat the spray plate.
成分と塩素との前駆体を生成し、前駆体から塩素を還元
除去して金属イオンにしてチャンバ内の基板に当てるこ
とで基板上に金属膜を生成するに際し、チャンバを所定
温度に加熱してチャンバ内壁に前駆体が付着しないよう
にしたことを特徴とする金属膜作製方法。11. A precursor of a metal component and chlorine is generated by chlorine and a metal plate in a chamber, and chlorine is reduced and removed from the precursor to be converted into metal ions to be applied to a substrate in the chamber. A method for producing a metal film, comprising: heating a chamber to a predetermined temperature when forming a film so that a precursor does not adhere to an inner wall of the chamber.
成分と塩素との前駆体を生成し、前駆体から塩素を還元
除去して金属イオンにしてチャンバ内の基板に当てるこ
とで基板上に金属膜を生成するに際し、金属板を所定温
度に加熱して前駆体を還元しやすくしたことを特徴とす
る金属膜作製方法。12. A precursor of a metal component and chlorine is generated by a chlorine and a metal plate in a chamber, and the precursor is reduced and removed from the precursor to be converted into metal ions to be applied to a substrate in the chamber. A method for producing a metal film, comprising: heating a metal plate to a predetermined temperature to easily reduce a precursor when forming a film.
成分と塩素との前駆体を生成し、前駆体から塩素を還元
除去して金属イオンにしてチャンバ内の基板に当てるこ
とで基板上に金属膜を生成するに際し、チャンバを所定
温度に加熱してチャンバ内壁に前駆体が付着しないよう
にすると共に、金属板を所定温度に加熱して前駆体を還
元しやすくしたことを特徴とする金属膜作製方法。13. A precursor of a metal component and chlorine is generated in a chamber by chlorine and a metal plate, and chlorine is reduced and removed from the precursor to be converted into metal ions to be applied to a substrate in the chamber. In forming a film, the chamber is heated to a predetermined temperature to prevent the precursor from adhering to the inner wall of the chamber, and the metal plate is heated to a predetermined temperature to reduce the precursor easily. Production method.
一項において、金属部材を銅製とすることにより、前記
前駆体としてCuxClyを生成することを特徴とする金属膜
作製方法。14. The method for producing a metal film according to claim 11, wherein the metal member is made of copper to generate CuxCly as the precursor.
板の所定温度を200℃乃至800 ℃にしたことを特徴とす
る金属膜作製方法。15. The method according to claim 14, wherein the predetermined temperature of the metal plate to be heated is set to 200 ° C. to 800 ° C.
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