JP2022114773A - Film deposition method and film deposition device - Google Patents

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Abstract

To provide a film deposition method capable of reducing a contact resistance between a conductive film and a wiring layer surface present on a surface of a substrate before provided thereon with a graphene film and the graphene film.SOLUTION: The film deposition method includes a first film deposition step of depositing a metal film on a silicon inclusion film provided on a substrate and a second film deposition step of depositing a graphene film on the metal film; the metal film is silicided by being heated in at least either during the first film deposition step or after the first film deposition step; the first film deposition step and the second film deposition step are performed continuously in the same chamber.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示の種々の側面および実施形態は、成膜方法および成膜装置に関する。 Various aspects and embodiments of the present disclosure relate to deposition methods and deposition apparatuses.

グラフェンは、炭素原子の六員環が連なって平面状になった２次元構造を有しており、電気抵抗が低く、バリア性が高いことが知られている。そのため、グラフェンは、３次元構造のメモリ等に用いられる微細配線のコンタクト材料として注目されている。また、下記の特許文献１には、リモートマイクロ波プラズマＣＶＤにより、シリコン上にグラフェン構造体を形成する技術が開示されている。 Graphene has a planar two-dimensional structure in which six-membered rings of carbon atoms are linked, and is known to have low electrical resistance and high barrier properties. Therefore, graphene has attracted attention as a contact material for fine wiring used in three-dimensional memory and the like. Further, Patent Document 1 below discloses a technique for forming a graphene structure on silicon by remote microwave plasma CVD.

特開２０１９－５５８８７号公報JP 2019-55887 A

本開示は、シリコンを含む配線材料有膜や金属膜や半導体（III-V族）基板を含むソース、ドレイン形成部とグラフェン膜との間の接触抵抗を低減することができる成膜方法および成膜装置を提供する。 The present disclosure provides a film formation method and a film formation method capable of reducing contact resistance between a graphene film and a source/drain formation portion containing a wiring material film containing silicon, a metal film, or a semiconductor (III-V group) substrate. A membrane device is provided.

本開示の一側面は、成膜方法であって、基板が有するシリコン含有膜上に金属膜を成膜する第１の成膜工程と、金属膜上にグラフェン膜を成膜する第２の成膜工程とを含む。第１の成膜工程の間、および、第１の成膜工程の後の少なくともいずれかにおいて金属膜が加熱されることにより、金属膜がシリサイド化される。第１の成膜工程と第２の成膜工程とは、同一のチャンバ内で連続して行われる。 One aspect of the present disclosure is a film formation method, which includes a first film formation step of forming a metal film on a silicon-containing film of a substrate and a second film formation step of forming a graphene film on the metal film. membrane process. The metal film is silicided by heating the metal film during the first film formation step and/or after the first film formation step. The first film forming process and the second film forming process are continuously performed in the same chamber.

本開示の種々の側面および実施形態によれば、シリコン含有膜とグラフェン膜との間の接触抵抗を低減することができる。 According to various aspects and embodiments of the present disclosure, contact resistance between silicon-containing films and graphene films can be reduced.

図１は、第１の実施形態における成膜装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus according to the first embodiment. 図２は、成膜方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flow chart showing an example of a film forming method. 図３は、成膜過程の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the film formation process. 図４は、成膜過程の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the film formation process. 図５は、成膜過程の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the film formation process. 図６は、成膜過程の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of the film formation process. 図７は、チャンバ内の圧力に対する、基板に付着する金属原子の密度の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of the density of metal atoms adhering to the substrate with respect to the pressure inside the chamber. 図８は、バイアス電力に対する、基板に付着する金属原子の密度の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the density of metal atoms adhering to the substrate with respect to bias power. 図９は、第２の実施形態における成膜装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus according to the second embodiment. 図１０は、アンテナモジュールの配置の一例を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing an example of the arrangement of antenna modules. 図１１は、ターゲットの配置の他の例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing another example of target arrangement. 図１２は、ターゲットの配置の他の例を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing another example of target arrangement. 図１３は、ターゲットの配置の他の例を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing another example of target arrangement.

以下に、成膜方法および成膜装置の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される成膜方法および成膜装置が限定されるものではない。 Embodiments of a film forming method and a film forming apparatus will be described in detail below with reference to the drawings. It should be noted that the disclosed film forming method and film forming apparatus are not limited to the following embodiments.

ところで、グラフェン成膜前の基板の表面に有る導電性膜や配線層表面は非常に酸化されやすい。配線層表面としては、例えばシリコンを含む配線材料膜、金属膜、半導体（III-V族）基板を含むソースまたはドレイン形成部等の基板の表面が挙げられる。そのため、搬送過程等において、環境中に非常に微量な酸化性ガスが存在するだけで表面が容易に自然酸化される。これらのグラフェン成膜前の基板の配線層表面は、自然酸化されると電気伝導性が損なわれる為に、この基板上にグラフェン膜が形成されても、グラフェン成膜前の基板の配線層表面とグラフェン膜との間の接触抵抗を低減することが難しい。そこで、グラフェン膜を成膜する前に基板の表面を還元性のガスに晒すことにより、基板の表面に形成された酸化層を除去する処理が行われることが多い。しかし、これらの基板の表面を還元性のガスに晒しても、表面に形成された酸化層を完全に除去することは難しい。 By the way, the surface of the conductive film and the wiring layer on the surface of the substrate before the graphene film formation is very easily oxidized. Examples of the wiring layer surface include the surface of a substrate such as a wiring material film containing silicon, a metal film, and a source or drain formation portion containing a semiconductor (III-V group) substrate. Therefore, during the transportation process, etc., the surface is easily naturally oxidized even if a very small amount of oxidizing gas exists in the environment. Since the electrical conductivity of the wiring layer surface of the substrate before the graphene deposition is naturally oxidized, even if the graphene film is formed on the substrate, the wiring layer surface of the substrate before the graphene deposition It is difficult to reduce the contact resistance between the and the graphene film. Therefore, a treatment for removing the oxide layer formed on the surface of the substrate is often performed by exposing the surface of the substrate to a reducing gas before forming the graphene film. However, even if the surface of these substrates is exposed to reducing gas, it is difficult to completely remove the oxide layer formed on the surface.

また、チャンバ内で基板にグラフェン膜が成膜される場合、基板以外のチャンバの内部にもグラフェンが付着するため、チャンバ内部のクリーニングが行われる。チャンバ内部に付着したグラフェンの除去には、酸素ガスをプラズマ化することにより生成される活性種が用いられることが多い。そのため、グラフェンを除去するためのクリーニングでは、チャンバ内に酸素ガスが供給される。これにより、クリーニング後には、チャンバ内部の壁面や部品等には、酸素原子が付着することになる。従って、クリーニング後にチャンバ内にシリコンを含む基板が搬入されると、チャンバ内部の壁面や部品等に付着した酸素原子によってシリコンの表面がさらに酸化される場合がある。 Further, when a graphene film is formed on a substrate in a chamber, graphene adheres to the inside of the chamber other than the substrate, so the inside of the chamber is cleaned. Active species generated by converting oxygen gas into plasma are often used to remove graphene adhered to the interior of the chamber. Therefore, in cleaning for removing graphene, oxygen gas is supplied into the chamber. As a result, after cleaning, oxygen atoms adhere to the walls and parts inside the chamber. Therefore, when a substrate containing silicon is carried into the chamber after cleaning, the silicon surface may be further oxidized by oxygen atoms adhering to the walls and parts inside the chamber.

従って、上述したようにグラフェン膜が成膜される基板の表面を還元性のガスに晒すのみでは、表面の酸化層を完全に除去することは難しく、基板側の配線層表面とグラフェン膜との間の接触抵抗を低減することが難しい。 Therefore, it is difficult to completely remove the oxidized layer on the surface only by exposing the surface of the substrate on which the graphene film is formed as described above to the reducing gas, and the wiring layer surface on the substrate side and the graphene film cannot be completely removed. It is difficult to reduce the contact resistance between them.

そこで、本開示は、グラフェン成膜前の基板の表面に有る導電性膜や配線層表面とグラフェン膜との間の接触抵抗を低減することができる技術を提供する。なお、簡略化の為に、本明細書では、グラフェン成膜前の基板の表面に有る導電性膜や配線層表面をシリコン含有膜と記載する。 Therefore, the present disclosure provides a technique capable of reducing the contact resistance between the graphene film and the conductive film or wiring layer surface on the surface of the substrate before the graphene film is formed. For the sake of simplification, in this specification, the conductive film and the wiring layer surface on the surface of the substrate before the graphene film formation is described as a silicon-containing film.

（第１の実施形態）
［成膜装置１の構成］
図１は、第１の実施形態における成膜装置１の一例を示す概略断面図である。図１に例示される成膜装置１は、例えばＲＬＳＡ（登録商標）マイクロ波プラズマ方式のプラズマ処理装置として構成される。 (First embodiment)
[Configuration of film forming apparatus 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a film forming apparatus 1 according to the first embodiment. A film forming apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is configured as, for example, an RLSA (registered trademark) microwave plasma type plasma processing apparatus.

成膜装置１は、装置本体１０と、装置本体１０を制御する制御部１１とを備える。装置本体１０は、チャンバ１０１と、ステージ１０２と、マイクロ波導入機構１０３と、ガス供給機構１０４と、排気機構１０５とを有する。 The film forming apparatus 1 includes an apparatus main body 10 and a control section 11 that controls the apparatus main body 10 . The device main body 10 has a chamber 101 , a stage 102 , a microwave introduction mechanism 103 , a gas supply mechanism 104 and an exhaust mechanism 105 .

チャンバ１０１は、略円筒状に形成されており、チャンバ１０１の底壁１０１ａの略中央部には開口部１１０が形成されている。底壁１０１ａには、開口部１１０と連通し、下方に向けて突出する排気室１１１が設けられている。チャンバ１０１の側壁１０１ｓには、基板Ｗが通過する開口部１１７が形成されており、開口部１１７は、ゲートバルブ１１８によって開閉される。 The chamber 101 is formed in a substantially cylindrical shape, and an opening 110 is formed in a substantially central portion of a bottom wall 101a of the chamber 101 . The bottom wall 101a is provided with an exhaust chamber 111 that communicates with the opening 110 and protrudes downward. The side wall 101 s of the chamber 101 is formed with an opening 117 through which the substrate W passes, and the opening 117 is opened and closed by a gate valve 118 .

ステージ１０２には、処理対象となる基板Ｗが載せられる。ステージ１０２は、略円板状をなしており、ＡｌＮ等のセラミックスによって形成されている。ステージ１０２は、排気室１１１の底部略中央から上方に延びる円筒状のＡｌＮ等のセラミックスからなる支持部材１１２により支持されている。ステージ１０２の外縁部には、ステージ１０２に載せられた基板Ｗを囲むようにエッジリング１１３が設けられている。また、ステージ１０２の内部には、基板Ｗを昇降するための昇降ピン（図示せず）がステージ１０２の上面に対して突没可能に設けられている。 A substrate W to be processed is placed on the stage 102 . The stage 102 has a substantially disk shape and is made of ceramics such as AlN. The stage 102 is supported by a cylindrical support member 112 made of ceramics such as AlN and extending upward from substantially the center of the bottom of the exhaust chamber 111 . An edge ring 113 is provided on the outer edge of the stage 102 so as to surround the substrate W placed on the stage 102 . Further, inside the stage 102 , lifting pins (not shown) for lifting the substrate W are provided so as to be protrusive and retractable with respect to the upper surface of the stage 102 .

さらに、ステージ１０２の内部には抵抗加熱型のヒータ１１４が埋め込まれており、ヒータ１１４はヒータ電源１１５から給電される電力に応じてステージ１０２に載せられた基板Ｗを加熱する。また、ステージ１０２には、熱電対（図示せず）が挿入されており、熱電対からの信号に基づいて、基板Ｗの温度を、例えば３５０～８５０℃に制御可能となっている。さらに、ステージ１０２内において、ヒータ１１４の上方には、基板Ｗと同程度の大きさの電極１１６が埋設されており、電極１１６には、バイアス電源１１９が電気的に接続されている。バイアス電源１１９は、予め定められた周波数および大きさのバイアス電力を電極１１６に供給する。電極１１６に供給されたバイアス電力により、ステージ１０２に載せられた基板Ｗにイオンが引き込まれる。なお、バイアス電源１１９はプラズマ処理の特性によっては設けられなくてもよい。 Furthermore, a resistance heating type heater 114 is embedded inside the stage 102 , and the heater 114 heats the substrate W placed on the stage 102 according to the power supplied from the heater power supply 115 . A thermocouple (not shown) is inserted in the stage 102, and the temperature of the substrate W can be controlled to 350 to 850° C., for example, based on the signal from the thermocouple. Furthermore, in the stage 102 , an electrode 116 having a size similar to that of the substrate W is buried above the heater 114 , and a bias power supply 119 is electrically connected to the electrode 116 . Bias power supply 119 supplies bias power of a predetermined frequency and magnitude to electrode 116 . Ions are drawn into the substrate W placed on the stage 102 by the bias power supplied to the electrode 116 . Note that the bias power supply 119 may not be provided depending on the characteristics of plasma processing.

マイクロ波導入機構１０３は、チャンバ１０１の上部に設けられており、アンテナ１２１と、マイクロ波出力部１２２と、マイクロ波伝送機構１２３とを有する。アンテナ１２１には、貫通孔である多数のスロット１２１ａが形成されている。マイクロ波出力部１２２は、マイクロ波を出力する。マイクロ波伝送機構１２３は、マイクロ波出力部１２２から出力されたマイクロ波をアンテナ１２１に導く。 The microwave introduction mechanism 103 is provided above the chamber 101 and has an antenna 121 , a microwave output section 122 and a microwave transmission mechanism 123 . The antenna 121 is formed with a large number of slots 121a that are through holes. The microwave output unit 122 outputs microwaves. The microwave transmission mechanism 123 guides the microwave output from the microwave output section 122 to the antenna 121 .

アンテナ１２１の下方には誘電体で形成された誘電体窓１２４が設けられている。誘電体窓１２４は、チャンバ１０１の上部にリング状に設けられた支持部材１３２に支持されている。誘電体窓１２４の下面（ステージ１０２と対向する面）には、金属により形成されたターゲット１４０が配置されている。本実施形態において、ターゲット１４０には、例えばチタン、コバルト、アルミニウム、イットリウム、窒化アルミニウム、および窒化チタンの少なくともいずれかの金属が含まれる。アンテナ１２１の上には、遅波板１２６が設けられている。アンテナ１２１の上にはシールド部材１２５が設けられている。シールド部材１２５の内部には、図示しない流路が設けられており、シールド部材１２５は、流路内を流れる水等の流体によりアンテナ１２１、誘電体窓１２４、遅波板１２６、および１４０を冷却する。 A dielectric window 124 made of a dielectric is provided below the antenna 121 . The dielectric window 124 is supported by a ring-shaped support member 132 provided in the upper part of the chamber 101 . A target 140 made of metal is arranged on the lower surface of the dielectric window 124 (the surface facing the stage 102). In this embodiment, the target 140 includes at least one metal such as titanium, cobalt, aluminum, yttrium, aluminum nitride, and titanium nitride. A slow wave plate 126 is provided on the antenna 121 . A shield member 125 is provided on the antenna 121 . A flow path (not shown) is provided inside the shield member 125, and the shield member 125 cools the antenna 121, the dielectric window 124, the slow wave plate 126, and 140 with a fluid such as water flowing through the flow path. do.

アンテナ１２１は、例えば表面が銀または金メッキされた銅板またはアルミニウム板等で形成されており、マイクロ波を放射するための複数のスロット１２１ａが予め定められたパターンで配置されている。スロット１２１ａの配置パターンは、マイクロ波が均等に放射されるように適宜設定される。好適なパターンの例としては、Ｔ字状に配置された２つのスロット１２１ａを一対として複数対のスロット１２１ａが同心円状に配置されているラジアルラインスロットを挙げることができる。スロット１２１ａの長さや配列間隔は、マイクロ波の実効波長（λg）に応じて適宜決定される。また、スロット１２１ａは、円形状、円弧状等の他の形状であってもよい。さらに、スロット１２１ａの配置形態は特に限定されず、同心円状の他、例えば、螺旋状、放射状に配置されてもよい。スロット１２１ａのパターンは、所望のプラズマ密度分布が得られるマイクロ波放射特性となるように、適宜設定される。 The antenna 121 is formed of, for example, a copper plate or an aluminum plate whose surface is plated with silver or gold, and has a plurality of slots 121a arranged in a predetermined pattern for radiating microwaves. The arrangement pattern of the slots 121a is appropriately set so that the microwaves are evenly radiated. An example of a suitable pattern is a radial line slot in which a plurality of pairs of slots 121a are arranged concentrically, with two slots 121a arranged in a T shape forming a pair. The length and arrangement intervals of the slots 121a are appropriately determined according to the effective wavelength (λg) of microwaves. Also, the slot 121a may have other shapes such as a circular shape and an arc shape. Furthermore, the arrangement of the slots 121a is not particularly limited, and may be concentric, spiral, or radial, for example. The pattern of the slots 121a is appropriately set so as to provide microwave radiation characteristics that provide a desired plasma density distribution.

遅波板１２６は、石英、セラミックス（Ａｌ2Ｏ3）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド等の真空よりも大きい誘電率を有する誘電体で形成されている。遅波板１２６は、マイクロ波の波長を真空中より短くしてアンテナ１２１を小さくする機能を有している。なお、誘電体窓１２４も同様の誘電体で構成されている。 The slow wave plate 126 is made of a dielectric having a dielectric constant greater than that of vacuum, such as quartz, ceramics (Al 2 O 3 ), polytetrafluoroethylene, and polyimide. The slow wave plate 126 has a function of making the wavelength of the microwave shorter than that in a vacuum and making the antenna 121 smaller. Note that the dielectric window 124 is also made of a similar dielectric.

誘電体窓１２４および遅波板１２６の厚さは、遅波板１２６、アンテナ１２１、誘電体窓１２４、ターゲット１４０、およびプラズマで形成される等価回路が共振条件を満たすように調整される。遅波板１２６の厚さを調整することにより、マイクロ波の位相を調整することができる。アンテナ１２１の接合部が定在波の「腹」になるように遅波板１２６の厚さを調整することにより、マイクロ波の反射が極小化され、マイクロ波の放射エネルギーを最大とすることができる。また、遅波板１２６と誘電体窓１２４を同じ材質とすることにより、マイクロ波の界面反射を防止することができる。 The thicknesses of dielectric window 124 and wave retardation plate 126 are adjusted so that an equivalent circuit formed by wave retardation plate 126, antenna 121, dielectric window 124, target 140, and plasma satisfies resonance conditions. By adjusting the thickness of the slow wave plate 126, the phase of the microwave can be adjusted. By adjusting the thickness of the slow wave plate 126 so that the junction of the antenna 121 is the "antinode" of the standing wave, microwave reflection can be minimized and microwave radiation energy can be maximized. can. Further, by using the same material for the slow wave plate 126 and the dielectric window 124, it is possible to prevent interface reflection of microwaves.

マイクロ波出力部１２２は、マイクロ波発振器を有している。マイクロ波発振器は、マグネトロン型であってもよく、ソリッドステート型であってもよい。マイクロ波発振器によって生成されるマイクロ波の周波数は、例えば３００ＭＨｚ～１０ＧＨｚの周波数である。一例として、マイクロ波出力部１２２は、マグネトロン型のマイクロ波発振器により、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を出力する。マイクロ波は、電磁波の一例である。 The microwave output section 122 has a microwave oscillator. The microwave oscillator may be of the magnetron type or of the solid state type. The frequencies of the microwaves generated by the microwave oscillator are, for example, frequencies between 300 MHz and 10 GHz. As an example, the microwave output unit 122 outputs microwaves of 2.45 GHz from a magnetron microwave oscillator. Microwaves are an example of electromagnetic waves.

マイクロ波伝送機構１２３は、導波管１２７と、同軸導波管１２８と、モード変換機構１３１とを有する。導波管１２７は、マイクロ波出力部１２２から出力されたマイクロ波を導く。同軸導波管１２８は、アンテナ１２１の中心に接続された内導体１２９およびその外側の外導体１３０を含む。モード変換機構１３１は、導波管１２７と同軸導波管１２８との間に設けられている。マイクロ波出力部１２２から出力されたマイクロ波は、ＴＥモードで導波管１２７内を伝播し、モード変換機構１３１によってＴＥモードからＴＥＭモードへ変換される。ＴＥＭモードに変換されたマイクロ波は、同軸導波管１２８を介して遅波板１２６に伝搬し、遅波板１２６からアンテナ１２１のスロット１２１ａ、誘電体窓１２４、およびターゲット１４０を介してチャンバ１０１内に放射される。なお、導波管１２７の途中には、チャンバ１０１内の負荷（プラズマ）のインピーダンスをマイクロ波出力部１２２の出力インピーダンスに整合させるためのチューナ（図示せず）が設けられている。 The microwave transmission mechanism 123 has a waveguide 127 , a coaxial waveguide 128 and a mode conversion mechanism 131 . The waveguide 127 guides the microwave output from the microwave output section 122 . Coaxial waveguide 128 includes an inner conductor 129 connected to the center of antenna 121 and an outer conductor 130 outside thereof. Mode conversion mechanism 131 is provided between waveguide 127 and coaxial waveguide 128 . The microwave output from the microwave output unit 122 propagates in the waveguide 127 in the TE mode, and is converted from the TE mode to the TEM mode by the mode conversion mechanism 131 . The microwave converted to the TEM mode propagates through the coaxial waveguide 128 to the slow wave plate 126, passes through the slot 121a of the antenna 121, the dielectric window 124, and the target 140 from the slow wave plate 126 to the chamber 101. radiated within. A tuner (not shown) for matching the impedance of the load (plasma) in the chamber 101 with the output impedance of the microwave output section 122 is provided in the middle of the waveguide 127 .

ガス供給機構１０４は、チャンバ１０１の内壁に沿ってリング状に設けられたシャワーリング１４２を有する。シャワーリング１４２は、内部に設けられたリング状の流路１６６と、流路１６６に接続されその内側に開口する多数の吐出口１６７とを有する。流路１６６には、配管１６１を介してガス供給部１６３が接続されている。ガス供給部１６３には、複数のガスソースおよび複数の流量制御器が設けられている。一実施形態において、ガス供給部１６３は、少なくとも１つの処理ガスを、対応するガスソースから対応の流量制御器を介してシャワーリング１４２に供給するように構成されている。シャワーリング１４２に供給されたガスは、複数の吐出口１６７からチャンバ１０１内に供給される。 The gas supply mechanism 104 has a shower ring 142 provided in a ring shape along the inner wall of the chamber 101 . The shower ring 142 has a ring-shaped channel 166 provided inside, and a large number of outlets 167 connected to the channel 166 and opening inside thereof. A gas supply unit 163 is connected to the flow path 166 via a pipe 161 . The gas supply unit 163 is provided with a plurality of gas sources and a plurality of flow rate controllers. In one embodiment, gas supply 163 is configured to supply at least one process gas to shower ring 142 from a corresponding gas source through a corresponding flow controller. The gas supplied to shower ring 142 is supplied into chamber 101 from a plurality of outlets 167 .

基板Ｗに金属膜が成膜される場合、ガス供給部１６３は、予め定められた流量に制御された不活性ガスをシャワーリング１４２を介してチャンバ１０１内に供給する。本実施形態において、不活性ガスとは、例えば希ガスおよび窒素ガス等である。なお、他の形態として、基板Ｗ上に金属膜が形成される場合、ガス供給部１６３は、不活性ガスに加えて、還元性のガスをシャワーリング１４２を介してチャンバ１０１内に供給してもよい。還元性のガスとは、例えば水素含有ガスおよびハロゲン元素含有ガス等である。 When a metal film is formed on the substrate W, the gas supply unit 163 supplies inert gas controlled to a predetermined flow rate into the chamber 101 through the shower ring 142 . In this embodiment, the inert gas is, for example, rare gas, nitrogen gas, or the like. As another mode, when a metal film is formed on the substrate W, the gas supply unit 163 supplies reducing gas into the chamber 101 through the shower ring 142 in addition to the inert gas. good too. The reducing gas is, for example, a hydrogen-containing gas, a halogen element-containing gas, or the like.

また、基板Ｗ上にグラフェン膜が成膜される場合、ガス供給部１６３は、予め定められた流量に制御された炭素含有ガス、水素含有ガス、および希ガスをシャワーリング１４２を介してチャンバ１０１内に供給する。本実施形態において、炭素含有ガスとは、例えばＣ2Ｈ2ガスである。なお、Ｃ2Ｈ2ガスに代えて、または、Ｃ2Ｈ2ガスに加えて、Ｃ2Ｈ4ガス、ＣＨ4ガス、Ｃ2Ｈ6ガス、Ｃ3Ｈ8ガス、またはＣ3Ｈ6ガス等が用いられてもよい。また、本実施形態において、水素含有ガスとは、例えば水素ガスである。なお、水素ガスに代えて、または、水素ガスに加えて、Ｆ2（フッ素）ガス、Ｃｌ2（塩素）ガス、またはＢｒ2（臭素）ガス等のハロゲン系ガスが用いられてもよい。また、本実施形態において、希ガスとは、例えばＡｒガスである。Ａｒガスに代えて、Ｈｅガス等の他の希ガスが用いられてもよい。 Further, when a graphene film is formed on the substrate W, the gas supply unit 163 supplies a carbon-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a rare gas controlled at predetermined flow rates to the chamber 101 via the shower ring 142 . supply within. In this embodiment, the carbon-containing gas is C 2 H 2 gas, for example. Instead of C2H2 gas or in addition to C2H2 gas , C2H4 gas , CH4 gas, C2H6 gas, C3H8 gas, or C3H6 gas . etc. may be used. Moreover, in this embodiment, hydrogen-containing gas is hydrogen gas, for example. A halogen-based gas such as F 2 (fluorine) gas, Cl 2 (chlorine) gas, or Br 2 (bromine) gas may be used in place of or in addition to hydrogen gas. Moreover, in this embodiment, the rare gas is Ar gas, for example. Other rare gas such as He gas may be used instead of Ar gas.

排気機構１０５は、排気室１１１と、排気室１１１の側壁に設けられた排気管１８１と、排気管１８１に接続された排気装置１８２とを有する。排気装置１８２は、真空ポンプおよび圧力制御バルブ等を有する。 The exhaust mechanism 105 has an exhaust chamber 111 , an exhaust pipe 181 provided on the side wall of the exhaust chamber 111 , and an exhaust device 182 connected to the exhaust pipe 181 . The evacuation device 182 has a vacuum pump, a pressure control valve, and the like.

制御部１１は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム、および、各処理の条件等を含むレシピが格納されている。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して、装置本体１０の各部を制御する。 The control unit 11 has a memory, a processor, and an input/output interface. The memory stores programs executed by the processor and recipes including conditions for each process. The processor executes a program read from the memory and controls each part of the device main body 10 via the input/output interface based on the recipe stored in the memory.

［成膜方法］
図２は、成膜方法の一例を示すフローチャートである。図２に例示された各ステップは、制御部１１が装置本体１０の各部を制御することにより実現される。 [Deposition method]
FIG. 2 is a flow chart showing an example of a film forming method. Each step illustrated in FIG. 2 is realized by the control unit 11 controlling each unit of the device body 10 .

図２のフローチャートに示される処理では、例えば図３に示されるような基板Ｗが準備される。基板Ｗは、シリコン基板５０と、シリコン基板５０の上に積層されたポリシリコン膜５１とを有する。ポリシリコン膜５１の表面には、搬送の過程で自然酸化膜５２が形成される。ポリシリコン膜５１は、シリコン含有膜の一例である。なお、シリコン含有膜としては、ポリシリコン膜５１の他、アモルファスシリコン膜等であってもよい。また、シリコン含有膜には、ドーピング元素が含まれていてもよい。 In the process shown in the flowchart of FIG. 2, for example, a substrate W as shown in FIG. 3 is prepared. The substrate W has a silicon substrate 50 and a polysilicon film 51 laminated on the silicon substrate 50 . A natural oxide film 52 is formed on the surface of the polysilicon film 51 during the transfer process. Polysilicon film 51 is an example of a silicon-containing film. In addition to the polysilicon film 51, the silicon-containing film may be an amorphous silicon film or the like. Also, the silicon-containing film may contain a doping element.

また、図２のフローチャートに示される処理が開始される前に、基板Ｗに対しては、ポリシリコン膜５１の表面に形成された自然酸化膜５２を除去するための処理が行われる。自然酸化膜５２を除去する処理では、例えば、ＣＯＲ（Chemical Oxide Removal）処理と、ＰＨＴ（Post Heat Treatment）処理とが行われる。ＣＯＲ処理では、ポリシリコン膜５１の表面に付着した自然酸化膜５２等の異物と、例えばＮＨ3ガスおよびＨＦガス等のガス分子とを化学反応させて（ＮＨ4）2ＳｉＦ6等の生成物が生成される。ＰＨＴ処理では、ＣＯＲ処理が施された基板Ｗを加熱し、ＣＯＲ処理によってポリシリコン膜５１上に生成された生成物を気化（昇華）させることにより、生成物が基板Ｗから除去される。なお、自然酸化膜５２を除去する処理は、同じ装置で実施されてもよいし、別々の装置で実施されてもよい。同じ装置で実施される場合、自然酸化膜５２を除去する処理は、基板Ｗが装置内に搬入された後に実施される。 Further, before the process shown in the flowchart of FIG. 2 is started, the substrate W is processed to remove the natural oxide film 52 formed on the surface of the polysilicon film 51 . In the process of removing the natural oxide film 52, for example, a COR (Chemical Oxide Removal) process and a PHT (Post Heat Treatment) process are performed. In the COR process, foreign substances such as the natural oxide film 52 adhering to the surface of the polysilicon film 51 are chemically reacted with gas molecules such as NH 3 gas and HF gas to produce products such as (NH 4 ) 2 SiF 6 . is generated. In the PHT process, the COR-processed substrate W is heated to vaporize (sublimate) the product produced on the polysilicon film 51 by the COR process, thereby removing the product from the substrate W. FIG. The process of removing the native oxide film 52 may be performed by the same device or may be performed by separate devices. When performed in the same apparatus, the process of removing the native oxide film 52 is performed after the substrate W is loaded into the apparatus.

なお、自然酸化膜５２を除去する処理が実行されても、ポリシリコン膜５１の表面に形成された自然酸化膜５２を完全に除去することは難しい。また、チャンバ１０１内の壁面や部品等に付着した残留酸素や、チャンバ１０１内にリークした外気によって、ポリシリコン膜５１の表面が再酸化される場合がある。そのため、自然酸化膜５２を除去する処理が行われることによりポリシリコン膜５１の表面の自然酸化膜５２は減少するものの、例えば図４に示されるように、グラフェン膜の成膜前に、ポリシリコン膜５１の表面に自然酸化膜５２が残存する場合がある。ポリシリコン膜５１の表面に自然酸化膜５２等の酸化膜が形成されていると、酸化膜の電気抵抗が大きいため、酸化膜の上にグラフェン膜が形成されても、ポリシリコン膜５１とグラフェン膜との間の接触抵抗を低減することが難しい。 Even if the process for removing the natural oxide film 52 is performed, it is difficult to completely remove the natural oxide film 52 formed on the surface of the polysilicon film 51 . In addition, the surface of the polysilicon film 51 may be re-oxidized by residual oxygen adhering to the walls and parts inside the chamber 101 and by outside air leaking into the chamber 101 . Therefore, although the natural oxide film 52 on the surface of the polysilicon film 51 is reduced by performing the process of removing the natural oxide film 52, for example, as shown in FIG. A natural oxide film 52 may remain on the surface of the film 51 . If an oxide film such as the natural oxide film 52 is formed on the surface of the polysilicon film 51, the electrical resistance of the oxide film is large. It is difficult to reduce the contact resistance between films.

図２のフローチャートに示される処理では、まず、ゲートバルブ１１８が開けられ、図示しない搬送装置によって、自然酸化膜５２を除去する処理が行われた後の基板Ｗが開口部１１７を介してチャンバ１０１内に搬入される（Ｓ１０）。そして、ゲートバルブ１１８が閉じられる。 In the process shown in the flowchart of FIG. 2, first, the gate valve 118 is opened, and the substrate W after the process of removing the natural oxide film 52 is carried out by the transfer device (not shown) through the opening 117 into the chamber 101 . (S10). The gate valve 118 is then closed.

次に、基板Ｗに金属膜が成膜される（Ｓ１１）。ステップＳ１１は、第１の成膜工程の一例である。本実施形態において、ステップＳ１１は、スパッタリングにより行われる。ステップＳ１１では、基板Ｗが予め定められた温度に制御され、シャワーリング１４２を介してガス供給部１６３から予め定められた流量の希ガスがチャンバ１０１内に供給される。そして、マイクロ波出力部１２２からチャンバ１０１内に予め定められた周波数および電力のマイクロ波が供給されることにより、チャンバ１０１内の希ガスがプラズマ化される。これにより、プラズマに含まれるイオンによりターゲット１４０に含まれる金属原子が叩き出され、金属原子が基板Ｗの表面に積層する。ステージ１０２内の電極１１６には、バイアス電源１１９から予め定められた周波数および電力のバイアス電力が供給される。金属原子が基板Ｗの表面を覆うためには、基板Ｗの表面に付着する金属原子の密度が、２．０×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ2以上であることが好ましい。本実施形態において、スパッタリングにより基板Ｗに積層される金属膜は、チタン、コバルト、アルミニウム、イットリウム、窒化アルミニウム、および窒化チタンの少なくともいずれかの金属を含む膜である。 Next, a metal film is formed on the substrate W (S11). Step S11 is an example of a first film forming process. In this embodiment, step S11 is performed by sputtering. In step S<b>11 , the substrate W is controlled to a predetermined temperature, and a predetermined flow rate of rare gas is supplied into the chamber 101 from the gas supply unit 163 through the shower ring 142 . Then, the rare gas in the chamber 101 is turned into plasma by supplying microwaves with a predetermined frequency and power from the microwave output unit 122 into the chamber 101 . As a result, metal atoms contained in the target 140 are knocked out by ions contained in the plasma, and the metal atoms are deposited on the surface of the substrate W. As shown in FIG. Electrode 116 in stage 102 is supplied with bias power having a predetermined frequency and power from bias power supply 119 . In order for the metal atoms to cover the surface of the substrate W, the density of the metal atoms adhering to the surface of the substrate W is preferably 2.0×10 15 atoms/cm 2 or more. In this embodiment, the metal film laminated on the substrate W by sputtering is a film containing at least one of titanium, cobalt, aluminum, yttrium, aluminum nitride, and titanium nitride.

ステップＳ１１における主な処理条件は、例えば以下の通りである。
基板Ｗの温度：４００～８００℃（好ましくは６００℃以下であり、後述のステップＳ１２における基板Ｗの温度と同じ温度で構わない）
マイクロ波の周波数：７００ＭＨｚ～１０ＧＨｚ（好ましくは２．４５ＧＨｚ）
マイクロ波の電力：１０～２０００Ｗ（好ましくは５００Ｗ）
バイアス電力の周波数：１００ｋＨｚ～５０ＭＨｚ（好ましくは４００ｋＨｚ）
バイアス電力：０～２０００Ｗ（好ましくは２００Ｗ以下）
チャンバ１０１内の圧力：２０Ｐａ以下（好ましくは１０Ｐａ、さらに好ましくは５Ｐａ以下）
希ガスの流量：５～２０００ｓｃｃｍ（好ましくは１０～２００ｓｃｃｍ）
処理時間：１０～３００秒（好ましくは１００秒） Main processing conditions in step S11 are, for example, as follows.
Temperature of substrate W: 400 to 800° C. (preferably 600° C. or less, and may be the same temperature as the temperature of substrate W in step S12 described later)
Microwave frequency: 700 MHz to 10 GHz (preferably 2.45 GHz)
Microwave power: 10-2000 W (preferably 500 W)
Bias power frequency: 100 kHz to 50 MHz (preferably 400 kHz)
Bias power: 0 to 2000 W (preferably 200 W or less)
Pressure in chamber 101: 20 Pa or less (preferably 10 Pa, more preferably 5 Pa or less)
Rare gas flow rate: 5 to 2000 sccm (preferably 10 to 200 sccm)
Processing time: 10 to 300 seconds (preferably 100 seconds)

なお、バイアス電力の大きさは、低い程、基板Ｗに与えるダメージが少ないので好ましく、圧力条件が１０Ｐａ以下であれば、成膜時間は長くなるが、仮にバイアス電力を供給しなくても金属膜の形成処理は可能である。また、処理時間は、基板Ｗの表面に付着する金属原子の密度が、２．０×１０15～３．０×１０16atoms／ｃｍ2程度となるように調整されることが望ましい。これにより、原子層が約１層以上程度の金属膜が基板Ｗ上に形成される。 It should be noted that the lower the bias power, the less damage is given to the substrate W, so it is preferable. is possible. Moreover, it is desirable that the processing time is adjusted so that the density of metal atoms adhering to the surface of the substrate W is about 2.0×10 15 to 3.0×10 16 atoms/cm 2 . As a result, a metal film having approximately one or more atomic layers is formed on the substrate W. As shown in FIG.

また、他の形態として、ステップＳ１１では、希ガスに代えて、窒素ガス等の他の不活性ガスが供給されてもよい。また、他の形態として、ステップＳ１１では、希ガスや窒素ガス等の不活性ガスに加えて、還元性のガスが供給されてもよい。還元性のガスとは、例えば水素含有ガスやハロゲン元素含有ガス等である。 Alternatively, in step S11, another inert gas such as nitrogen gas may be supplied instead of the rare gas. Alternatively, in step S11, a reducing gas may be supplied in addition to inert gas such as rare gas or nitrogen gas. The reducing gas is, for example, a hydrogen-containing gas, a halogen element-containing gas, or the like.

本実施形態において、ステップＳ１１では、基板Ｗの温度が４００℃以上に制御される。４００℃以上では、自然酸化膜５２上に堆積した金属原子は、自然酸化膜５２内のシリコンと反応し、例えば図５に示されるように、金属シリサイド膜５３を形成する。ここで、自然酸化膜５２に含まれる酸素は、自然酸化膜５２上に堆積した金属原子がシリサイド化される過程で金属シリサイド膜５３に取り込まれ、界面抵抗が低い混晶を形成する。これにより、ポリシリコン膜５１と金属シリサイド膜５３との間のショットキー障壁を下げることができ、自然酸化膜５２が残存することによる電気抵抗の上昇を抑えることができる。 In this embodiment, the temperature of the substrate W is controlled to 400° C. or higher in step S11. Above 400° C., metal atoms deposited on the native oxide film 52 react with silicon in the native oxide film 52 to form a metal silicide film 53, eg, as shown in FIG. Oxygen contained in the natural oxide film 52 is incorporated into the metal silicide film 53 during the silicidation process of the metal atoms deposited on the natural oxide film 52, forming a mixed crystal with low interfacial resistance. As a result, the Schottky barrier between the polysilicon film 51 and the metal silicide film 53 can be lowered, and an increase in electric resistance due to the remaining natural oxide film 52 can be suppressed.

なお、図２の成膜方法が行われた後の工程において、基板Ｗに対して酸素を用いた処理が行われる場合がある。また、基板Ｗを用いた半導体装置が製品に組み込まれて使用される中で、半導体装置が外気に晒される場合がある。このような場合、半導体装置に付着した酸素原子が基板Ｗに取り込まれ、ポリシリコン膜５１を酸化させる場合がある。この場合、ポリシリコン膜５１とグラフェン膜５４との間の接触抵抗が増加する場合がある。これに対し、本実施形態では、ポリシリコン膜５１とグラフェン膜５４との間に金属シリサイド膜５３が形成されているため、ポリシリコン膜５１が多少酸化されても、ポリシリコン膜５１とグラフェン膜５４との間の接触抵抗の増加を低く抑えることができる。 In some cases, the substrate W is treated with oxygen in a process after the film formation method of FIG. 2 is performed. Further, while the semiconductor device using the substrate W is incorporated into a product and used, the semiconductor device may be exposed to the outside air. In such a case, oxygen atoms adhering to the semiconductor device may be taken into the substrate W and oxidize the polysilicon film 51 . In this case, the contact resistance between the polysilicon film 51 and the graphene film 54 may increase. In contrast, in this embodiment, since the metal silicide film 53 is formed between the polysilicon film 51 and the graphene film 54, even if the polysilicon film 51 is oxidized to some extent, the polysilicon film 51 and the graphene film 54 can be kept low.

次に、金属膜の上にグラフェン膜が成膜される（Ｓ１２）。ステップＳ１２は、第２の成膜工程の一例である。ステップＳ１２では、基板Ｗが予め定められた温度に制御され、シャワーリング１４２を介してガス供給部１６３から予め定められた流量の炭素を含む処理ガスがチャンバ１０１内に供給される。そして、マイクロ波出力部１２２からチャンバ１０１内に予め定められた周波数および電力のマイクロ波が供給されることにより、チャンバ１０１内の処理ガスがプラズマ化される。これにより、プラズマによって生成された炭素の活性種によって、例えば図６に示されるように、金属シリサイド膜５３の上にグラフェン膜５４が積層される。 Next, a graphene film is formed on the metal film (S12). Step S12 is an example of a second film forming process. In step S<b>12 , the substrate W is controlled to a predetermined temperature, and a predetermined flow rate of processing gas containing carbon is supplied from the gas supply unit 163 to the chamber 101 through the shower ring 142 . Then, the processing gas in the chamber 101 is turned into plasma by supplying microwaves with a predetermined frequency and power from the microwave output unit 122 into the chamber 101 . As a result, a graphene film 54 is laminated on the metal silicide film 53 as shown in FIG. 6, for example, by carbon active species generated by the plasma.

ステップＳ１２における主な処理条件は、例えば以下の通りである。
基板Ｗの温度：３５０～８５０℃（好ましくは６００℃）
マイクロ波の周波数：３００ＭＨｚ～１０ＧＨｚ（好ましくは２．４５ＧＨｚ）
マイクロ波の電力：５００～１００００Ｗ（好ましくは２２００Ｗ）
バイアス電力の周波数：２００ｋＨｚ～５０ＭＨｚ（好ましくは４００ｋＨｚ）
バイアス電力：０～１０００Ｗ（好ましくは２００～４００Ｗ）
チャンバ１０１内の圧力：２０Ｐａ以下（好ましくは５～１０Ｐａ）
処理ガスの流量：
Ａｒガス＝３００～３０００ｓｃｃｍ（好ましくは１４００ｓｃｃｍ）
Ｃ2Ｈ2ガス＝１０～２００ｓｃｃｍ（好ましくは４０ｓｃｃｍ）
Ｈ2ガス＝０～１００ｓｃｃｍ（好ましくは３０ｓｃｃｍ）
処理時間：３～６０秒（好ましくは１０秒） Main processing conditions in step S12 are, for example, as follows.
Temperature of substrate W: 350 to 850°C (preferably 600°C)
Microwave frequency: 300 MHz to 10 GHz (preferably 2.45 GHz)
Microwave power: 500-10000W (preferably 2200W)
Bias power frequency: 200 kHz to 50 MHz (preferably 400 kHz)
Bias power: 0-1000W (preferably 200-400W)
Pressure in chamber 101: 20 Pa or less (preferably 5 to 10 Pa)
Process gas flow rate:
Ar gas = 300 to 3000 sccm (preferably 1400 sccm)
C 2 H 2 gas = 10 to 200 sccm (preferably 40 sccm)
H 2 gas = 0-100 sccm (preferably 30 sccm)
Processing time: 3 to 60 seconds (preferably 10 seconds)

そして、ゲートバルブ１１８が開けられ、図示しない搬送装置によって、基板Ｗが開口部１１７を介してチャンバ１０１の外部に搬出される（Ｓ１３）。そして、本フローチャートに示された成膜方法が終了する。 Then, the gate valve 118 is opened, and the substrate W is transferred out of the chamber 101 through the opening 117 by a transfer device (not shown) (S13). Then, the film forming method shown in this flow chart ends.

なお、ステップＳ１２の処理が行われた場合、ターゲット１４０の表面にもグラフェンが付着しており、このままでは、次の基板Ｗに対して金属膜を成膜することができない。そのため、次の基板Ｗの処理を行う前に、チャンバ１０１の内部は、例えば酸素ガスをプラズマ化することにより生成された活性種を用いてクリーニングされる。これにより、チャンバ１０１内、特にターゲット１４０に付着していたグラフェンが除去される。 Note that when the process of step S12 is performed, the graphene is also attached to the surface of the target 140, and the metal film cannot be formed on the next substrate W as it is. Therefore, before processing the next substrate W, the inside of the chamber 101 is cleaned using active species generated by plasmatizing oxygen gas, for example. As a result, graphene adhering to the chamber 101 , especially the target 140 is removed.

ただし、このようなクリーニングでは、酸素ガスがチャンバ１０１内に供給されるため、クリーニング後もチャンバ１０１内に酸素原子が付着している。チャンバ１０１内に酸素原子が付着していると、次に基板Ｗの処理が行われる場合に、酸素原子がチャンバ１０１の内壁等から離脱し、基板Ｗのポリシリコン膜５１に取り込まれ、ポリシリコン膜５１が酸化されてしまう場合がある。そのため、酸素ガスを用いたクリーニングが行われた後は、例えば、希ガスまたは窒素ガス等の不活性ガス、Ｈ2ガス、またはハロゲン系のガスをプラズマ化することにより生成された活性種により、チャンバ１０１内に残存する酸素原子を除去することが好ましい。ハロゲン系のガスとしては、例えばＮＦ3ガスやＣＦガスを用いることができる。 However, since oxygen gas is supplied into the chamber 101 in such cleaning, oxygen atoms remain in the chamber 101 even after cleaning. If oxygen atoms adhere to the chamber 101, when the substrate W is processed next time, the oxygen atoms are detached from the inner wall of the chamber 101, etc., taken into the polysilicon film 51 of the substrate W, and polysilicon film 51 is formed. The film 51 may be oxidized. Therefore, after cleaning using oxygen gas, for example, active species generated by plasmatizing inert gas such as rare gas or nitrogen gas, H 2 gas, or halogen-based gas, It is preferable to remove oxygen atoms remaining in the chamber 101 . As the halogen-based gas, for example, NF 3 gas or CF gas can be used.

本実施形態では、金属シリサイド膜５３の形成と、グラフェン膜５４の成膜とが同じチャンバ１０１内で連続して行われる。これにより、グラフェン膜５４が成膜される前の金属シリサイド膜５３の表面の酸化を抑えることができる。 In this embodiment, the formation of the metal silicide film 53 and the formation of the graphene film 54 are continuously performed within the same chamber 101 . Thereby, oxidation of the surface of the metal silicide film 53 before the graphene film 54 is formed can be suppressed.

特に、本実施形態では、金属シリサイド膜５３を形成するための金属膜の成膜がスパッタリングにより行われ、金属膜の成膜に続けて、グラフェン膜５４が成膜される。スパッタリングでは、プラズマに含まれるイオンによりターゲット１４０から金属原子が叩き出されるが、グラフェン膜５４の成膜が開始されると、ターゲット１４０の表面にもグラフェンが積層し、ターゲット１４０からの金属原子の飛び出しが抑制される。そのため、金属膜の成膜と、グラフェン膜５４の成膜との間のタイムラグをなくすことができ、グラフェン膜５４が成膜される前の金属シリサイド膜５３の表面の酸化をさらに抑えることができる。 In particular, in the present embodiment, the metal film is formed by sputtering for forming the metal silicide film 53, and the graphene film 54 is formed following the metal film formation. In sputtering, metal atoms are ejected from the target 140 by ions contained in the plasma, but when the film formation of the graphene film 54 is started, graphene is also stacked on the surface of the target 140 and the metal atoms from the target 140 are removed. Jumping out is suppressed. Therefore, the time lag between the formation of the metal film and the formation of the graphene film 54 can be eliminated, and oxidation of the surface of the metal silicide film 53 before the formation of the graphene film 54 can be further suppressed. .

また、本実施形態では、ステップＳ１１の圧力とステップＳ１２の圧力とが同一である。これにより、ステップＳ１１の終了後、ステップＳ１２の処理が開始されるまでの間に、チャンバ１０１内の圧力を変更するための時間を設ける必要がない。これにより、金属膜の成膜と、グラフェン膜５４の成膜との間のタイムラグをさらに少なくすることができ、グラフェン膜５４が成膜される前の金属シリサイド膜５３の表面の酸化をさらに抑えることができる。 Further, in this embodiment, the pressure in step S11 and the pressure in step S12 are the same. Accordingly, it is not necessary to provide time for changing the pressure in the chamber 101 after the end of step S11 until the process of step S12 is started. As a result, the time lag between the formation of the metal film and the formation of the graphene film 54 can be further reduced, and oxidation of the surface of the metal silicide film 53 before the graphene film 54 is formed can be further suppressed. be able to.

また、本実施形態では、ステップＳ１１における基板Ｗの温度とステップＳ１２における基板Ｗの温度とは、同じ温度である。これにより、ステップＳ１１の終了後、ステップＳ１２の処理が開始されるまでの間に、基板Ｗの温度を変更するための時間を設ける必要がない。これにより、金属膜の成膜と、グラフェン膜５４の成膜との間のタイムラグをさらに少なくすることができ、グラフェン膜５４が成膜される前の金属シリサイド膜５３の表面の酸化をさらに抑えることができる。 Further, in this embodiment, the temperature of the substrate W in step S11 and the temperature of the substrate W in step S12 are the same temperature. Accordingly, it is not necessary to provide time for changing the temperature of the substrate W after the end of step S11 until the process of step S12 is started. As a result, the time lag between the formation of the metal film and the formation of the graphene film 54 can be further reduced, and oxidation of the surface of the metal silicide film 53 before the graphene film 54 is formed can be further suppressed. be able to.

なお、ステップＳ１１における基板Ｗの温度は、４００℃未満であってもよい。この場合、ステップＳ１１の後の工程において、基板Ｗ全体が４００℃以上に加熱される。これにより、自然酸化膜５２の上に成膜された金属膜がシリサイド化され、金属シリサイド膜５３に変化する。 Note that the temperature of the substrate W in step S11 may be less than 400.degree. In this case, the entire substrate W is heated to 400° C. or higher in a process after step S11. As a result, the metal film formed on the natural oxide film 52 is silicided and changed into a metal silicide film 53 .

［スパッタリングの圧力依存性］
図７は、チャンバ１０１内の圧力に対する、基板Ｗに付着する金属原子の密度の一例を示す図である。図７の結果が得られた実験では、イットリウムのターゲット１４０を用いて基板Ｗに対してスパッタリングが行われた。また、図７の結果が得られた実験の主な条件は、以下の通りである。
基板Ｗの温度：５５０℃
マイクロ波の周波数：２．４５ＧＨｚ
マイクロ波の電力：３８５０Ｗ
バイアス電力の周波数：４００ｋＨｚ
バイアス電力：２００Ｗ
ガスの流量：Ａｒ／Ｈ2＝４：１（Ａｒ＝８００ｓｃｃｍ、Ｈ2＝２００ｓｃｃｍ）
処理時間：１００秒 [Pressure Dependence of Sputtering]
FIG. 7 is a diagram showing an example of the density of metal atoms adhering to the substrate W with respect to the pressure inside the chamber 101. As shown in FIG. In the experiments that produced the results of FIG. 7, the substrate W was sputtered using a target 140 of yttrium. Further, the main conditions of the experiment under which the results of FIG. 7 were obtained are as follows.
Temperature of substrate W: 550°C
Microwave frequency: 2.45 GHz
Microwave power: 3850W
Bias power frequency: 400 kHz
Bias power: 200W
Gas flow rate: Ar/H 2 =4:1 (Ar=800 sccm, H 2 =200 sccm)
Processing time: 100 seconds

チャンバ１０１内の圧力が低くなると、イオンの平均自由行程が長くなる。これにより、イオンのエネルギーが増加し、スパッタリングイールドが増加する。そのため、例えば図７に示されるように、チャンバ１０１内の圧力が低くなるほど、基板Ｗに付着する金属原子の密度が増加する。 The lower the pressure in chamber 101, the longer the mean free path of the ions. This increases the ion energy and increases the sputtering yield. Therefore, as shown in FIG. 7, for example, the lower the pressure inside the chamber 101, the higher the density of metal atoms adhering to the substrate W increases.

ここで、金属膜の成膜に時間がかかると、チャンバ１０１内に残留する酸素の影響により、ポリシリコン膜５１や、金属膜によって形成された金属シリサイド膜５３の酸化が進む。そのため、金属膜の成膜は、より低い圧力の下で迅速に行われることが好ましい。本実施形態では、例えば２０ｐａ以下の圧力（好ましくは５Ｐａ以下の圧力）で、金属膜の成膜が行われ、金属シリサイド膜５３が形成される。そのため、金属膜をより迅速に成膜することができ、ポリシリコン膜５１および金属シリサイド膜５３の酸化を抑えることができる。 Here, if it takes a long time to form the metal film, the influence of oxygen remaining in the chamber 101 advances the oxidation of the polysilicon film 51 and the metal silicide film 53 formed of the metal film. Therefore, it is preferable that the metal film be deposited quickly under a lower pressure. In this embodiment, the metal film is deposited at a pressure of 20 Pa or less (preferably 5 Pa or less), for example, to form the metal silicide film 53 . Therefore, the metal film can be formed more quickly, and oxidation of the polysilicon film 51 and the metal silicide film 53 can be suppressed.

なお、前述のステップＳ１２におけるチャンバ１０１内の圧力は、金属膜が成膜されるステップＳ１１におけるチャンバ１０１内の圧力と同じであるが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、ステップＳ１２におけるチャンバ１０１内の圧力は、ステップＳ１１におけるチャンバ１０１内の圧力よりも高い、グラフェン膜５４の成膜に適した圧力であってもよい。これにより、金属シリサイド膜５３の形成は、より低い圧力で迅速に行われ、グラフェン膜５４の成膜は、グラフェン膜５４の成膜に適した圧力で行われる。これにより、金属シリサイド膜５３を迅速に形成することができると共に、膜質がよいグラフェン膜５４を形成することができる。 Note that the pressure inside the chamber 101 in step S12 described above is the same as the pressure inside the chamber 101 in step S11 in which the metal film is formed, but the disclosed technology is not limited to this. Alternatively, the pressure in the chamber 101 in step S12 may be a pressure suitable for forming the graphene film 54, which is higher than the pressure in the chamber 101 in step S11. Thereby, the metal silicide film 53 is quickly formed at a lower pressure, and the graphene film 54 is formed at a pressure suitable for forming the graphene film 54 . As a result, the metal silicide film 53 can be rapidly formed, and the graphene film 54 with good film quality can be formed.

［スパッタリングのバイアス電力依存性］
図８は、バイアス電力に対する、基板Ｗに付着する原子の密度の一例を示す図である。図８の結果が得られた実験では、イットリウムのターゲット１４０を用いて基板Ｗに対してスパッタリングが行われた。また、図８の結果が得られた実験の主な条件は、以下の通りである。
基板Ｗの温度：５５０℃
マイクロ波の周波数：２．４５ＧＨｚ
マイクロ波の電力：７００Ｗ
チャンバ１０１内の圧力：３３３Ｐａ（２．５Ｔｏｒｒ）
ガスの流量：Ａｒ／Ｈ2＝８００ｓｃｃｍ／２００ｓｃｃｍ
処理時間：１００秒 [Bias Power Dependence of Sputtering]
FIG. 8 is a diagram showing an example of the density of atoms adhering to the substrate W with respect to bias power. In the experiments that produced the results of FIG. 8, the substrate W was sputtered using a target 140 of yttrium. Further, the main conditions of the experiment under which the results of FIG. 8 were obtained are as follows.
Temperature of substrate W: 550°C
Microwave frequency: 2.45 GHz
Microwave power: 700W
Pressure in chamber 101: 333 Pa (2.5 Torr)
Gas flow rate: Ar/H 2 =800 sccm/200 sccm
Processing time: 100 seconds

ステージ１０２内の電極１１６に供給されるバイアス電力が大きくなるほど、イオンによってターゲット１４０から弾き出された金属原子が基板Ｗに引き込まれやすくなる。そのため、例えば図８に示されるように、バイアス電力が大きくなるほど、基板Ｗに付着する金属原子の密度が増加すると考えられる。図８の結果が得られた実験の圧力は、前述のステップＳ１２における圧力よりも高いが、バイアス電力が大きくなるほど、基板Ｗに付着する金属原子の密度が増加するという傾向は変わらないと考えられる。 As the bias power supplied to the electrode 116 in the stage 102 increases, the metal atoms ejected from the target 140 by the ions are more likely to be drawn into the substrate W. Therefore, as shown in FIG. 8, for example, the higher the bias power, the higher the density of metal atoms adhering to the substrate W. Although the pressure in the experiment from which the results of FIG. 8 were obtained is higher than the pressure in step S12 described above, it is considered that the tendency that the density of metal atoms adhering to the substrate W increases as the bias power increases does not change. .

ここで、金属膜の成膜は、前述の様に残留酸素の取り込みを軽減させる為、より短時間で行われることが好ましい。そのため、金属膜の成膜は、より大きいバイアス電力で行われることが好ましい。その一方で、あまり大きなバイアス電力が印加されると基板Ｗへのダメージが懸念されることから、印加されるＲＦバイアス電力は５０Ｗ～２００ＷW程度が好ましい。さらに、グラフェン膜５４の成膜時には、バイアス電力を小さくする、あるいは、電極１１６にバイアス電力を供給しないことにより、基板Ｗに付着する金属原子の密度を減少させてもよい。これにより、成膜されたグラフェン膜５４内にターゲット１４０の金属原子が混入する量を低減することができ、グラフェン膜５４の膜質を向上させることができる。ここで、金属膜の成膜ステップ（ステップＳ１１）からグラフェン膜５４の成膜ステップ（ステップＳ１２）にスムーズに移行させる為に成膜圧力を同一にした方が良いが、両方（金属膜の成膜とグラフェン膜）を同一の圧力で実施した場合には、グラフェン成膜中にも金属がスパッタリング効果により若干取り込まれる懸念がある。しかし、この懸念に関しては、本開発検討中に悪影響の度合いを充分検討しており、金属膜の成膜ステップからグラフェン膜５４の成膜ステップに移行した際には、金属膜のスパッタ源になるターゲット表面が同時にグラフェン（カーボン膜）で瞬時に覆われる為、ほぼ、グラフェン膜への金属汚染の悪影響は無いと考えられる。 Here, the formation of the metal film is preferably carried out in a shorter period of time in order to reduce the intake of residual oxygen as described above. Therefore, it is preferable to deposit the metal film with a higher bias power. On the other hand, if too much bias power is applied, the substrate W may be damaged, so the applied RF bias power is preferably about 50 W to 200 WW. Furthermore, the density of the metal atoms adhering to the substrate W may be reduced by reducing the bias power or not supplying the bias power to the electrode 116 when forming the graphene film 54 . As a result, the amount of metal atoms of the target 140 mixed into the formed graphene film 54 can be reduced, and the film quality of the graphene film 54 can be improved. Here, in order to smoothly transition from the step of forming the metal film (step S11) to the step of forming the graphene film 54 (step S12), it is preferable to set the film forming pressure to the same value. When the film and the graphene film) are formed at the same pressure, there is a concern that some metal may be taken in due to the sputtering effect even during the graphene film formation. However, with respect to this concern, the degree of adverse effects was thoroughly examined during this development study, and when the step of forming the metal film is shifted to the step of forming the graphene film 54, it becomes a sputtering source for the metal film. Since the target surface is instantly covered with graphene (carbon film) at the same time, it is considered that there is almost no adverse effect of metal contamination on the graphene film.

以上、第１の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における成膜方法は、基板Ｗが有するポリシリコン膜５１上に金属膜を成膜する第１の成膜工程と、金属膜上にグラフェン膜５４を成膜する第２の成膜工程とを含む。第１の成膜工程の間、および、第１の成膜工程の後の少なくともいずれかにおいて金属膜が加熱されることにより、金属膜がシリサイド化され、金属シリサイド膜５３が形成される。また、第１の成膜工程と第２の成膜工程とは、同一のチャンバ１０１内で連続して行われる。これにより、ポリシリコン膜５１とグラフェン膜５４との間の接触抵抗を低減することができる。 The first embodiment has been described above. As described above, the film forming method in this embodiment includes the first film forming step of forming a metal film on the polysilicon film 51 of the substrate W, and the second film forming step of forming the graphene film 54 on the metal film. 2 film formation process. By heating the metal film during the first film formation process and/or after the first film formation process, the metal film is silicided to form a metal silicide film 53 . Also, the first film formation process and the second film formation process are continuously performed within the same chamber 101 . Thereby, the contact resistance between the polysilicon film 51 and the graphene film 54 can be reduced.

また、上記した実施形態における第１の成膜工程では、金属膜は、スパッタリングによりポリシリコン膜５１上に成膜される。これにより、金属膜の成膜と、グラフェン膜５４の成膜との間のタイムラグをなくすことができ、グラフェン膜５４が成膜される前の金属シリサイド膜５３の表面の酸化をさらに抑えることができる。 Also, in the first film forming step in the above-described embodiment, the metal film is formed on the polysilicon film 51 by sputtering. As a result, the time lag between the formation of the metal film and the formation of the graphene film 54 can be eliminated, and oxidation of the surface of the metal silicide film 53 before the formation of the graphene film 54 can be further suppressed. can.

また、上記した実施形態における第１の成膜工程および第２の成膜工程では、チャンバ１０１内の圧力は同一である。これにより、金属膜の成膜と、グラフェン膜５４の成膜との間のタイムラグをさらに少なくすることができ、グラフェン膜５４が成膜される前の金属シリサイド膜５３の表面の酸化をさらに抑えることができる。 Further, the pressure inside the chamber 101 is the same in the first film forming process and the second film forming process in the above-described embodiment. As a result, the time lag between the formation of the metal film and the formation of the graphene film 54 can be further reduced, and oxidation of the surface of the metal silicide film 53 before the graphene film 54 is formed can be further suppressed. be able to.

また、上記した実施形態における第２の成膜工程では、Ｃ2Ｈ2ガス等の炭素含有ガス、Ｈ2ガス等の水素含有ガス、およびＡｒガス等の希ガスがチャンバ１０１内に供給される。これにより、グラフェン膜５４を成膜することができる。 Further, in the second film forming process in the above-described embodiment, a carbon-containing gas such as C 2 H 2 gas, a hydrogen-containing gas such as H 2 gas, and a rare gas such as Ar gas are supplied into the chamber 101. . Thereby, the graphene film 54 can be formed.

また、上記した実施形態において、ポリシリコン膜５１上に成膜される金属膜は、チタン、コバルト、アルミニウム、イットリウム、窒化アルミニウム、および窒化チタンの少なくともいずれかの金属を含む膜である。これにより、金属膜がシリサイド化されることで、ポリシリコン膜５１とグラフェン膜５４との間の電気抵抗を下げることができる。 In the above-described embodiments, the metal film formed on the polysilicon film 51 is a film containing at least one of titanium, cobalt, aluminum, yttrium, aluminum nitride, and titanium nitride. As a result, the metal film is silicided, and the electrical resistance between the polysilicon film 51 and the graphene film 54 can be lowered.

また、上記した実施形態において、第１の成膜工程および第２の成膜工程において、基板Ｗの温度は、４００℃以上の同じ温度に維持される。これにより、ポリシリコン膜５１上に成膜された金属膜は、グラフェン膜５４が成膜される前にシリサイド化され、金属シリサイド膜５３を形成することができる。 Further, in the above-described embodiment, the temperature of the substrate W is maintained at the same temperature of 400° C. or higher in the first film formation process and the second film formation process. Thereby, the metal film formed on the polysilicon film 51 is silicided before the graphene film 54 is formed, and the metal silicide film 53 can be formed.

（第２の実施形態）
上記した第１の実施形態では、１つのアンテナ１２１からチャンバ１０１内にマイクロ波が供給されたが、第２の実施形態では、複数のアンテナモジュールからチャンバ内にマイクロ波が供給される。それぞれのアンテナモジュールから供給されるマイクロ波の電力を調整することにより、チャンバ内により均一なプラズマを生成することができる。 (Second embodiment)
In the first embodiment described above, microwaves are supplied into the chamber 101 from one antenna 121, but in the second embodiment, microwaves are supplied into the chamber from a plurality of antenna modules. By adjusting the microwave power supplied from each antenna module, a more uniform plasma can be generated in the chamber.

［成膜装置２の構成］
図９は、第２の実施形態における成膜装置２の一例を示す概略断面図である。成膜装置２は、装置本体２０と、装置本体２０を制御する制御部２１とを備える。装置本体２００は、チャンバ２０１と、ステージ２０２と、マイクロ波導入機構２０３と、ガス供給機構２０４と、排気装置２８２とを有する。 [Configuration of film forming apparatus 2]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of the film forming apparatus 2 in the second embodiment. The film forming apparatus 2 includes an apparatus main body 20 and a control section 21 that controls the apparatus main body 20 . The device main body 200 has a chamber 201 , a stage 202 , a microwave introduction mechanism 203 , a gas supply mechanism 204 and an exhaust device 282 .

チャンバ２０１は、例えばアルミニウムおよびその合金等の金属材料によって略円筒状に形成されており、天板部２１１および底壁部２０１ａと、これらを連結する側壁部２０１ｓとを有する。マイクロ波導入機構２０３は、チャンバ２０１の上部に設けられ、チャンバ２０１内に電磁波（マイクロ波）を導入してプラズマを生成する。 The chamber 201 is formed in a substantially cylindrical shape from a metal material such as aluminum or its alloy, and has a top plate portion 211, a bottom wall portion 201a, and a side wall portion 201s connecting them. The microwave introduction mechanism 203 is provided above the chamber 201 and introduces electromagnetic waves (microwaves) into the chamber 201 to generate plasma.

天板部２１１には、マイクロ波導入機構２０３の後述するマイクロ波放射機構およびガス導入部が嵌め込まれる複数の開口部が形成されている。また、天板部２１１の下面には、金属により形成されたターゲット２４０が配置されている。本実施形態において、ターゲット２４０には、例えばチタン、コバルト、アルミニウム、イットリウム、窒化アルミニウム、および窒化チタンの少なくともいずれかの金属が含まれる。側壁部２０１ｓには、チャンバ２０１に隣接する搬送室（図示せず）との間で処理対象の基板Ｗの搬入および搬出を行うための開口部２１７が形成されている。開口部２１７は、ゲートバルブ２１８によって開閉される。底壁部２０１ａには排気管２８１が設けられている。排気管２８１には、真空ポンプおよび圧力制御バルブを備える排気装置２８２が接続されている。 The top plate portion 211 is formed with a plurality of openings into which the microwave radiation mechanism and the gas introduction portion of the microwave introduction mechanism 203, which will be described later, are fitted. A target 240 made of metal is arranged on the lower surface of the top plate portion 211 . In this embodiment, the target 240 includes, for example, at least one of titanium, cobalt, aluminum, yttrium, aluminum nitride, and titanium nitride. The side wall portion 201 s is formed with an opening 217 for loading and unloading the substrate W to be processed to and from a transfer chamber (not shown) adjacent to the chamber 201 . The opening 217 is opened and closed by a gate valve 218 . An exhaust pipe 281 is provided on the bottom wall portion 201a. An exhaust device 282 having a vacuum pump and a pressure control valve is connected to the exhaust pipe 281 .

ステージ２０２は、ＡｌＮ等のセラミックスによって略円板状に形成されている。ステージ２０２は、底壁部２０１ａの略中央から上方に延びる略円筒状のＡｌＮ等のセラミックスで形成された支持部材２１２により支持されている。ステージ２０２の外縁部には、ステージ２０２に載せられた基板Ｗを囲むようにエッジリング２１３が設けられている。また、ステージ２０２の内部には、基板Ｗを昇降するための昇降ピン（図示せず）がステージ２０２の上面に対して突没可能に設けられている。 The stage 202 is made of ceramic such as AlN and has a substantially disk shape. The stage 202 is supported by a substantially cylindrical supporting member 212 made of ceramic such as AlN and extending upward from substantially the center of the bottom wall portion 201a. An edge ring 213 is provided on the outer edge of the stage 202 so as to surround the substrate W placed on the stage 202 . Further, inside the stage 202 , lifting pins (not shown) for lifting the substrate W are provided so as to be protrusive and retractable with respect to the upper surface of the stage 202 .

さらに、ステージ２０２の内部には抵抗加熱型のヒータ２１４が埋め込まれている。ヒータ２１４は、ヒータ電源２１５から給電される電力に応じて、ステージ２０２に載せられた基板Ｗを加熱する。また、ステージ２０２には、熱電対（図示せず）が挿入されており、熱電対からの信号に基づいて、基板Ｗの温度を、例えば３５０～８５０℃に制御可能となっている。さらに、ステージ２０２内において、ヒータ２１４の上方には、基板Ｗと同程度の大きさの電極２１６が埋設されており、電極２１６には、バイアス電源２１９が電気的に接続されている。バイアス電源２１９は、予め定められた周波数および大きさのバイアス電力を電極２１６に供給する。電極２１６に供給されたバイアス電力により、ステージ２０２に載せられた基板Ｗにイオンが引き込まれる。なお、バイアス電源２１９はプラズマ処理の特性によっては設けられなくてもよい。 Furthermore, a resistance heating type heater 214 is embedded inside the stage 202 . The heater 214 heats the substrate W placed on the stage 202 according to power supplied from the heater power supply 215 . A thermocouple (not shown) is inserted in the stage 202, and the temperature of the substrate W can be controlled to 350 to 850° C., for example, based on the signal from the thermocouple. Furthermore, in the stage 202 , an electrode 216 having a size similar to that of the substrate W is buried above the heater 214 , and a bias power supply 219 is electrically connected to the electrode 216 . Bias power supply 219 supplies bias power of a predetermined frequency and magnitude to electrode 216 . Ions are drawn into the substrate W placed on the stage 202 by the bias power supplied to the electrode 216 . Note that the bias power supply 219 may not be provided depending on the characteristics of plasma processing.

ガス供給機構２０４は、複数のガスノズル２６２を有する。それぞれのガスノズル２６２は、チャンバ２０１の天板部２１１に形成された開口部に嵌め込まれている。それぞれのガスノズル２６２には、配管２６１を介してガス供給部２６３が接続されている。ガス供給部２６３には、複数のガスソースおよび複数の流量制御器が設けられている。一実施形態において、ガス供給部２６３は、少なくとも１つの処理ガスを、対応するガスソースから対応の流量制御器を介してそれぞれのガスノズル２６２に供給するように構成されている。ガスノズル２６２に供給されたガスは、チャンバ２０１内に供給される。 The gas supply mechanism 204 has multiple gas nozzles 262 . Each gas nozzle 262 is fitted into an opening formed in the top plate portion 211 of the chamber 201 . A gas supply unit 263 is connected to each gas nozzle 262 via a pipe 261 . The gas supply unit 263 is provided with a plurality of gas sources and a plurality of flow rate controllers. In one embodiment, gas supply 263 is configured to supply at least one process gas from a corresponding gas source to each gas nozzle 262 through a corresponding flow controller. The gas supplied to the gas nozzle 262 is supplied into the chamber 201 .

マイクロ波導入機構２０３は、マイクロ波を生成して出力するマイクロ波出力部２２２と、マイクロ波出力部２２２から出力されたマイクロ波を増幅する複数の増幅部２４２と、マイクロ波をチャンバ２０１内に供給するアンテナユニット２４１とを有する。 The microwave introduction mechanism 203 includes a microwave output unit 222 that generates and outputs microwaves, a plurality of amplification units 242 that amplify the microwaves output from the microwave output unit 222, and microwaves into the chamber 201. and an antenna unit 241 that supplies the

マイクロ波出力部２２２は、ソリッドステート型のマイクロ波発振器を有しており、３００ＭＨｚ～１０ＧＨｚの周波数のマイクロ波を生成する。生成されたマイクロ波は、それぞれの増幅部２４２へ出力される。それぞれの増幅部２４２は、個別にマイクロ波の電力を増幅し、増幅されたマイクロ波をアンテナユニット２４１へ出力する。 The microwave output unit 222 has a solid-state microwave oscillator and generates microwaves with a frequency of 300 MHz to 10 GHz. The generated microwaves are output to respective amplifiers 242 . Each amplifier 242 amplifies the power of the microwave individually and outputs the amplified microwave to the antenna unit 241 .

アンテナユニット２４１は、ステージ２０２に対向する位置に設けられており、アンテナモジュール２４３ａおよび複数のアンテナモジュール２４３ｂを有する。なお、以下では、アンテナモジュール２４３ａおよび複数のアンテナモジュール２４３ｂのぞれぞれを区別せずに総称する場合にアンテナモジュール２４３と記載する。１つのアンテナモジュール２４３は、１つの増幅部２４２に接続されている。それぞれのアンテナモジュール２４３は、対応する増幅部２４２によって増幅されたマイクロ波を、天板部２１１に形成された開口部を介してチャンバ２０１内に放射する。それぞれのアンテナモジュール２４３は、チューナを有する。 The antenna unit 241 is provided at a position facing the stage 202 and has an antenna module 243a and a plurality of antenna modules 243b. In the following description, the antenna module 243a and the plurality of antenna modules 243b are collectively referred to as the antenna module 243 without distinguishing between them. One antenna module 243 is connected to one amplifier 242 . Each antenna module 243 radiates the microwave amplified by the corresponding amplifier 242 into the chamber 201 through an opening formed in the top panel 211 . Each antenna module 243 has a tuner.

図１０は、アンテナモジュール２４３の配置の一例を示す平面図である。図１０には、ステージ２０２側から見た場合のアンテナモジュール２４３の位置が、ターゲット２４０と共に図示されている。例えば図１０に示されるように、天板部２１１の略中央には、アンテナモジュール２４３ａが設けられており、ステージ２０２上に載せられた基板Ｗに向けてマイクロ波を放射する。複数のアンテナモジュール２４３ｂは、アンテナモジュール２４３ａの周囲に等間隔で配置されており、ステージ２０２上に載せられた基板Ｗに向けてマイクロ波を放射する。なお、本実施形態では、７個のアンテナモジュール２４３が天板部２１１に設けられているが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、天板部２１１に設けられるアンテナモジュール２４３の数は、６個以下であってもよく、８個以上であってもよい。アンテナモジュール２４３ａは第１の放射部の一例であり、アンテナモジュール２４３ｂは第２の放射部の一例である。 FIG. 10 is a plan view showing an example of the arrangement of the antenna modules 243. As shown in FIG. FIG. 10 shows the position of the antenna module 243 together with the target 240 as seen from the stage 202 side. For example, as shown in FIG. 10, an antenna module 243a is provided substantially in the center of the top plate portion 211 and radiates microwaves toward the substrate W placed on the stage 202 . A plurality of antenna modules 243 b are arranged at equal intervals around the antenna module 243 a and radiate microwaves toward the substrate W placed on the stage 202 . It should be noted that although seven antenna modules 243 are provided on the top plate portion 211 in the present embodiment, the technology disclosed herein is not limited to this. Alternatively, the number of antenna modules 243 provided on the top plate portion 211 may be six or less, or may be eight or more. The antenna module 243a is an example of a first radiating section, and the antenna module 243b is an example of a second radiating section.

制御部２１は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム、および、各処理の条件等を含むレシピが格納されている。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して、装置本体２０の各部を制御する。 The control unit 21 has a memory, a processor, and an input/output interface. The memory stores programs executed by the processor and recipes including conditions for each process. The processor executes a program read from the memory and controls each part of the device main body 20 via the input/output interface based on the recipe stored in the memory.

［成膜方法］
本実施形態においても、図２のフローチャートに示された成膜方法と同様の成膜方法を実現することができる。以下では、図２を参照して、本実施形態における成膜方法について説明する。本実施形態において、図２に例示された各ステップは、制御部２１が装置本体２０の各部を制御することにより実現される。 [Deposition method]
Also in this embodiment, a film forming method similar to the film forming method shown in the flow chart of FIG. 2 can be realized. A film forming method according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. In this embodiment, each step illustrated in FIG. 2 is realized by the control section 21 controlling each section of the device body 20 .

本実施形態においても、ポリシリコン膜５１の表面に形成された自然酸化膜５２を除去するための処理が行われる。自然酸化膜５２を除去する処理では、例えば、ＣＯＲ処理と、ＰＨＴ処理とが行われる。自然酸化膜５２を除去する処理は、同じ装置で実施されてもよいし、別々の装置で実施されてもよい。同じ装置で実施される場合、自然酸化膜５２を除去する処理は、基板Ｗが装置内に搬入された後に実施される。 Also in this embodiment, a process for removing the natural oxide film 52 formed on the surface of the polysilicon film 51 is performed. In the process of removing the natural oxide film 52, for example, a COR process and a PHT process are performed. The process of removing the native oxide film 52 may be performed by the same device or may be performed by separate devices. When performed in the same apparatus, the process of removing the native oxide film 52 is performed after the substrate W is loaded into the apparatus.

本実施形態では、まず、ゲートバルブ２１８が開けられ、図示しない搬送装置によって、自然酸化膜５２を除去する処理が行われた後の基板Ｗが、開口部２１７を介してチャンバ２０１内に搬入される（Ｓ１０）。そして、ゲートバルブ２１８が閉じられる。 In the present embodiment, first, the gate valve 218 is opened, and the substrate W after the process of removing the natural oxide film 52 is carried into the chamber 201 through the opening 217 by a transfer device (not shown). (S10). Gate valve 218 is then closed.

次に、基板Ｗに金属膜が成膜される（Ｓ１１）。ステップＳ１１では、基板Ｗが予め定められた温度に制御され、それぞれのガスノズル２６２を介してガス供給部２６３から予め定められた流量の希ガスがチャンバ２０１内に供給される。そして、それぞれのアンテナモジュール２４３からチャンバ２０１内に予め定められた周波数および電力のマイクロ波が供給されることにより、チャンバ２０１内の希ガスがプラズマ化される。また、ステージ２０２には、バイアス電源２１９から予め定められた周波数および電力のバイアス電力が供給される。これにより、プラズマに含まれるイオンによりターゲット２４０に含まれる金属原子が叩き出され、金属原子が基板Ｗの表面に積層する。 Next, a metal film is formed on the substrate W (S11). In step S<b>11 , the substrate W is controlled to a predetermined temperature, and rare gas of a predetermined flow rate is supplied from the gas supply unit 263 through each gas nozzle 262 into the chamber 201 . Then, the rare gas in chamber 201 is turned into plasma by supplying microwaves of a predetermined frequency and power from each antenna module 243 into chamber 201 . Further, the stage 202 is supplied with bias power having a predetermined frequency and power from the bias power supply 219 . As a result, metal atoms contained in the target 240 are knocked out by ions contained in the plasma, and the metal atoms are deposited on the surface of the substrate W. As shown in FIG.

ステップＳ１１における主な処理条件は、例えば以下の通りである。
基板Ｗの温度：４００～８００℃（好ましくは６００℃以下であり、後述のステップＳ１２における基板Ｗの温度と同じ温度で構わない）
マイクロ波の周波数：７００ＭＨｚ～１０ＧＨｚ（好ましくは２．４５ＧＨｚ）
それぞれのアンテナモジュール２４３から出力されるマイクロ波の電力の合計：
１０～２０００Ｗ（好ましくは５００Ｗ）
バイアス電力の周波数：１００ｋＨｚ～５０ＭＨｚ（好ましくは４００ｋＨｚ）
バイアス電力：０～２０００Ｗ（好ましくは２００Ｗ以下）
チャンバ２０１内の圧力：２０Ｐａ以下（好ましくは１０Ｐａ、さらに好ましくは５Ｐａ以下）
希ガスの流量：５～２０００ｓｃｃｍ（好ましくは１０～２００ｓｃｃｍ）
処理時間：１０～３００秒（好ましくは１００秒） Main processing conditions in step S11 are, for example, as follows.
Temperature of substrate W: 400 to 800° C. (preferably 600° C. or less, and may be the same temperature as the temperature of substrate W in step S12 described later)
Microwave frequency: 700 MHz to 10 GHz (preferably 2.45 GHz)
Total microwave power output from each antenna module 243:
10 to 2000W (preferably 500W)
Bias power frequency: 100 kHz to 50 MHz (preferably 400 kHz)
Bias power: 0 to 2000 W (preferably 200 W or less)
Pressure in chamber 201: 20 Pa or less (preferably 10 Pa, more preferably 5 Pa or less)
Rare gas flow rate: 5 to 2000 sccm (preferably 10 to 200 sccm)
Processing time: 10 to 300 seconds (preferably 100 seconds)

なお、バイアス電力の大きさは、低い程、基板Ｗに与えるダメージが少ないので好ましく、圧力条件が１０Ｐａ以下であれば、成膜時間は長くなるが、仮にバイアス電力を供給しなくても金属膜の形成処理は可能である。また、処理時間は、基板Ｗの表面に付着する金属原子の密度が、２．０×１０15～３．０×１０16atoms／ｃｍ2程度となるように調整されることが望ましい。これにより、原子層が約１層以上程度の金属膜が基板Ｗ上に形成される。 It should be noted that the lower the bias power, the less damage is given to the substrate W, so it is preferable. is possible. Moreover, it is desirable that the processing time is adjusted so that the density of metal atoms adhering to the surface of the substrate W is about 2.0×10 15 to 3.0×10 16 atoms/cm 2 . As a result, a metal film having approximately one or more atomic layers is formed on the substrate W. As shown in FIG.

また、他の形態として、ステップＳ１１では、希ガスに代えて、窒素ガス等の他の不活性ガスが用いられてもよい。また、他の形態として、ステップＳ１１では、希ガスや窒素ガス等の不活性ガスに加えて、還元性のガスが用いられてもよい。還元性のガスとは、例えば水素含有ガスやハロゲン元素含有ガス等である。 Alternatively, in step S11, other inert gas such as nitrogen gas may be used instead of the rare gas. Alternatively, in step S11, a reducing gas may be used in addition to an inert gas such as a rare gas or nitrogen gas. The reducing gas is, for example, a hydrogen-containing gas, a halogen element-containing gas, or the like.

本実施形態においても、ステップＳ１１では、基板Ｗの温度が４００℃以上に制御される。４００℃以上では、自然酸化膜５２上に堆積した金属原子は、自然酸化膜５２内のシリコンと反応し、例えば図５に示されるように、金属シリサイド膜５３を形成する。ここで、自然酸化膜５２に含まれる酸素は、自然酸化膜５２上に堆積した金属原子がシリサイド化される過程で金属シリサイド膜５３に取り込まれ、界面抵抗が低い混晶が形成される。これにより、ポリシリコン膜５１と金属シリサイド膜５３との間のショットキー障壁を下げることができ、自然酸化膜５２が残存することによる電気抵抗の上昇を抑えることができる。 Also in this embodiment, the temperature of the substrate W is controlled to 400° C. or higher in step S11. Above 400° C., metal atoms deposited on the native oxide film 52 react with silicon in the native oxide film 52 to form a metal silicide film 53, eg, as shown in FIG. Oxygen contained in the natural oxide film 52 is incorporated into the metal silicide film 53 in the process of silicidation of the metal atoms deposited on the natural oxide film 52, forming a mixed crystal with low interfacial resistance. As a result, the Schottky barrier between the polysilicon film 51 and the metal silicide film 53 can be lowered, and an increase in electric resistance due to the remaining natural oxide film 52 can be suppressed.

次に、金属膜の上にグラフェン膜が成膜される（Ｓ１２）。ステップＳ１２では、基板Ｗが予め定められた温度に制御され、それぞれのガスノズル２６２を介してガス供給部２６３から予め定められた流量の炭素を含む処理ガスがチャンバ２０１内に供給される。そして、それぞれのアンテナモジュール２４３からチャンバ２０１内に予め定められた周波数および電力のマイクロ波が供給されることにより、チャンバ２０１内の処理ガスがプラズマ化される。これにより、プラズマによって生成された炭素の活性種によって、例えば図６に示されるように、金属シリサイド膜５３の上にグラフェン膜５４が積層される。 Next, a graphene film is formed on the metal film (S12). In step S<b>12 , the substrate W is controlled to a predetermined temperature, and a processing gas containing carbon is supplied into the chamber 201 at a predetermined flow rate from the gas supply unit 263 through each gas nozzle 262 . Then, by supplying microwaves of a predetermined frequency and power from each antenna module 243 into the chamber 201, the processing gas in the chamber 201 is turned into plasma. As a result, a graphene film 54 is laminated on the metal silicide film 53 as shown in FIG. 6, for example, by carbon active species generated by the plasma.

ステップＳ１２における主な処理条件は、例えば以下の通りである。
基板Ｗの温度：３５０～８５０℃（好ましくは６００℃）
マイクロ波の周波数：３００ＭＨｚ～１０ＧＨｚ（好ましくは２．４５ＧＨｚ）
それぞれのアンテナモジュール２４３から出力されるマイクロ波の電力の合計：
５００～１００００Ｗ（好ましくは２２００Ｗ）
バイアス電力の周波数：２００ｋＨｚ～５０ＭＨｚ（好ましくは４００ｋＨｚ）
バイアス電力：０～１０００Ｗ（好ましくは２００～４００Ｗ）
チャンバ２０１内の圧力：２０Ｐａ以下（好ましくは５～１０Ｐａ）
処理ガスの流量：
Ａｒガス＝３００～３０００ｓｃｃｍ（好ましくは１４００ｓｃｃｍ）
Ｃ2Ｈ2ガス＝１０～２００ｓｃｃｍ（好ましくは４０ｓｃｃｍ）
Ｈ2ガス＝０～１００ｓｃｃｍ（好ましくは３０ｓｃｃｍ）
処理時間：３～６０秒（好ましくは１０秒） Main processing conditions in step S12 are, for example, as follows.
Temperature of substrate W: 350 to 850°C (preferably 600°C)
Microwave frequency: 300 MHz to 10 GHz (preferably 2.45 GHz)
Total microwave power output from each antenna module 243:
500-10000W (preferably 2200W)
Bias power frequency: 200 kHz to 50 MHz (preferably 400 kHz)
Bias power: 0-1000W (preferably 200-400W)
Pressure in chamber 201: 20 Pa or less (preferably 5 to 10 Pa)
Process gas flow rate:
Ar gas = 300 to 3000 sccm (preferably 1400 sccm)
C 2 H 2 gas = 10 to 200 sccm (preferably 40 sccm)
H 2 gas = 0-100 sccm (preferably 30 sccm)
Processing time: 3 to 60 seconds (preferably 10 seconds)

そして、ゲートバルブ２１８が開けられ、図示しない搬送装置によって、基板Ｗが開口部２１７を介してチャンバ２０１の外部に搬出される（Ｓ１３）。そして、本フローチャートに示された成膜方法が終了する。 Then, the gate valve 218 is opened, and the substrate W is transferred out of the chamber 201 through the opening 217 by a transfer device (not shown) (S13). Then, the film forming method shown in this flow chart ends.

以上、第２の実施形態について説明した。本実施形態においても、ポリシリコン膜５１とグラフェン膜５４との間の接触抵抗を低減することができる。 The second embodiment has been described above. Also in this embodiment, the contact resistance between the polysilicon film 51 and the graphene film 54 can be reduced.

［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。 [others]
Note that the technology disclosed in the present application is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist thereof.

例えば、上記した第１の実施形態では、誘電体窓１２４の下面全体にターゲット１４０が配置されているが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、ターゲット１４０は、誘電体窓１２４の下面の一部の領域に配置されていてもよい。また、ターゲット１４０は、誘電体窓１２４の下面以外のチャンバ１０１内の他の領域に配置されていてもよい。 For example, in the first embodiment described above, the target 140 is arranged on the entire lower surface of the dielectric window 124, but the technology disclosed herein is not limited to this. As another form, the target 140 may be arranged on a partial area of the bottom surface of the dielectric window 124 . Also, the target 140 may be placed in another area within the chamber 101 other than the lower surface of the dielectric window 124 .

また、上記した第２の実施形態では、例えば図１０に示されたように、ガスノズル２６２が配置される領域を除く天板部２１１の下面全体にターゲット２４０が配置されているが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、ターゲット２４０は、例えば図１１に示されるように、アンテナモジュール２４３が配置される天板部２１１の開口部に配置されてもよい。これにより、ターゲット２４０が配置された領域に効率的にマイクロ波が放射され、ターゲット２４０の近傍に高い密度のプラズマを生成することができる。 Further, in the above-described second embodiment, as shown in FIG. 10, for example, the target 240 is arranged on the entire lower surface of the top plate portion 211 excluding the region where the gas nozzle 262 is arranged. is not limited to this. Alternatively, the target 240 may be placed in the opening of the top panel 211 where the antenna module 243 is placed, as shown in FIG. 11, for example. As a result, microwaves are efficiently radiated to the region where the target 240 is arranged, and high-density plasma can be generated in the vicinity of the target 240 .

また、例えば図１２に示されるように、ガスノズル２６２およびアンテナモジュール２４３が配置される領域を除く天板部２１１の下面全体にターゲット２４０が配置されてもよい。これにより、アンテナモジュール２４３から放射されたマイクロ波がターゲット２４０によって減衰させられる量を低減することができ、アンテナモジュール２４３から放射されるマイクロ波をより効率よくチャンバ１０１内に放射することができる。 Further, as shown in FIG. 12, for example, the target 240 may be arranged on the entire lower surface of the top plate portion 211 excluding the area where the gas nozzle 262 and the antenna module 243 are arranged. As a result, the amount of microwaves radiated from the antenna module 243 attenuated by the target 240 can be reduced, and the microwaves radiated from the antenna module 243 can be more efficiently radiated into the chamber 101 .

また、他の形態として、ターゲット２４０は、例えば図１３に示されるように、アンテナモジュール２４３ａが配置される天板部２１１の開口部、即ち、アンテナモジュール２４３ａとステージ２０２との間に配置されてもよい。この場合、金属膜のスパッタリング（第１の成膜工程）では、アンテナモジュール２４３ａからマイクロ波が放射される。そして、グラフェン膜５４の成膜（第２の成膜工程）では、アンテナモジュール２４３ａからのマイクロ波の放射が停止され、複数のアンテナモジュール２４３ｂからマイクロ波が放射される。これにより、金属膜のスパッタリングを効率的に成行うことができると共に、グラフェン膜５４の成膜では、金属膜のスパッタリングを抑制することができ、グラフェン膜５４内に混入する金属原子を低減することができる。なお、金属膜のスパッタリングでは、複数のアンテナモジュール２４３ｂからもマイクロ波が放射されてもよい。 As another form, the target 240 is arranged between the opening of the top plate section 211 where the antenna module 243a is arranged, that is, between the antenna module 243a and the stage 202, as shown in FIG. good too. In this case, microwaves are radiated from the antenna module 243a during sputtering of the metal film (first film formation step). Then, in the film formation of the graphene film 54 (second film formation step), the microwave radiation from the antenna module 243a is stopped, and the microwaves are radiated from the plurality of antenna modules 243b. As a result, sputtering of the metal film can be efficiently performed, and sputtering of the metal film can be suppressed in forming the graphene film 54, so that metal atoms mixed in the graphene film 54 can be reduced. can be done. Note that in the metal film sputtering, microwaves may also be radiated from a plurality of antenna modules 243b.

また、上記した各実施形態では、マイクロ波を用いてプラズマが生成されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば３００ＭＨｚ未満の高周波を用いてプラズマが生成されてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, microwaves are used to generate plasma, but the technology disclosed herein is not limited to this. A plasma may be generated using a radio frequency of, for example, less than 300 MHz.

また、上記した各実施形態では、金属膜の成膜がスパッタリングにより行われるが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、金属膜の成膜は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）やＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）等の他の成膜方式で成膜されてもよい。 Also, in each of the above-described embodiments, the metal film is formed by sputtering, but the disclosed technology is not limited to this. Alternatively, the metal film may be formed by other film formation methods such as CVD (Chemical Vapor Deposition) and ALD (Atomic Layer Deposition).

なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 It should be noted that the embodiments disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. Indeed, the above-described embodiments may be embodied in many different forms. Also, the above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.

Ｗ 基板
１ 成膜装置
１０ 装置本体
１１ 制御部
１０１ チャンバ
１０２ ステージ
１０３ マイクロ波導入機構
１０４ ガス供給機構
１０５ 排気機構
１１４ ヒータ
１１６ 電極
１１９ バイアス電源
１２１ アンテナ
１２２ マイクロ波出力部
１２３ マイクロ波伝送機構
１４０ ターゲット
１４２ シャワーリング
１６３ ガス供給部
１８２ 排気装置
２ 成膜装置
２０ 装置本体
２１ 制御部
２０１ チャンバ
２０２ ステージ
２０３ マイクロ波導入機構
２０４ ガス供給機構
２１１ 天板部
２１４ ヒータ
２１６ 電極
２１９ バイアス電源
２２２ マイクロ波出力部
２４０ ターゲット
２４１ アンテナユニット
２４３ アンテナモジュール
２６２ ガスノズル
２６３ ガス供給部
２８２ 排気装置
５０ シリコン基板
５１ ポリシリコン膜
５２ 自然酸化膜
５３ 金属シリサイド膜
５４ グラフェン膜 W Substrate 1 Film forming apparatus 10 Apparatus body 11 Control unit 101 Chamber 102 Stage 103 Microwave introduction mechanism 104 Gas supply mechanism 105 Exhaust mechanism 114 Heater 116 Electrode 119 Bias power supply 121 Antenna 122 Microwave output unit 123 Microwave transmission mechanism 140 Target 142 Shower ring 163 Gas supply unit 182 Exhaust device 2 Film formation device 20 Apparatus body 21 Control unit 201 Chamber 202 Stage 203 Microwave introduction mechanism 204 Gas supply mechanism 211 Top plate 214 Heater 216 Electrode 219 Bias power supply 222 Microwave output unit 240 Target 241 antenna unit 243 antenna module 262 gas nozzle 263 gas supply unit 282 exhaust device 50 silicon substrate 51 polysilicon film 52 natural oxide film 53 metal silicide film 54 graphene film

Claims (11)

基板が有するシリコン含有膜上に金属膜を成膜する第１の成膜工程と、
前記金属膜上にグラフェン膜を成膜する第２の成膜工程と
を含み、
前記第１の成膜工程の間、および、前記第１の成膜工程の後の少なくともいずれかにおいて前記金属膜が加熱されることにより、前記金属膜がシリサイド化され、
前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とは、同一のチャンバ内で連続して行われる成膜方法。 a first film forming step of forming a metal film on a silicon-containing film of a substrate;
and a second film forming step of forming a graphene film on the metal film,
The metal film is silicided by heating the metal film during at least one of the first film formation step and after the first film formation step,
A film forming method in which the first film forming process and the second film forming process are continuously performed in the same chamber. 前記第１の成膜工程において、前記金属膜は、スパッタリングにより前記シリコン含有膜上に成膜される請求項１に記載の成膜方法。 2. The film forming method according to claim 1, wherein in the first film forming step, the metal film is formed on the silicon-containing film by sputtering. 前記チャンバには、
前記基板を載せるステージと、
前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージ上に載せられた前記基板に向けて電磁波を放射する第１の放射部と、
前記第１の放射部の周囲に配置され、前記ステージ上に載せられた前記基板に向けて電磁波を放射する第２の放射部と、
前記第１の放射部と前記ステージとの間に配置されたターゲットと
が設けられており、
前記第１の成膜工程では、前記第１の放射部から放射された電磁波で励起されたプラズマ中の電界により前記ターゲットを用いたスパッタリングが行われ、
前記第２の成膜工程では、複数の前記第２の放射部から放射された電磁波で励起されたプラズマ中の電界により前記グラフェン膜が成膜される請求項２に記載の成膜方法。 The chamber includes
a stage on which the substrate is placed;
a first radiating section provided at a position facing the stage and radiating electromagnetic waves toward the substrate placed on the stage;
a second radiating section disposed around the first radiating section and radiating electromagnetic waves toward the substrate placed on the stage;
A target disposed between the first radiation section and the stage is provided,
In the first film forming step, sputtering is performed using the target by an electric field in plasma excited by electromagnetic waves radiated from the first radiation section,
3. The film forming method according to claim 2, wherein in the second film forming step, the graphene film is formed by an electric field in plasma excited by electromagnetic waves radiated from the plurality of second radiating portions. 前記第１の成膜工程では、前記ステージにバイアス電力が供給され、
前記第２の成膜工程では、前記ステージにバイアス電力が供給されないか、または、前記第１の成膜工程において前記ステージに供給されるバイアス電力よりも小さいバイアス電力が供給される請求項３に記載の成膜方法。 In the first film forming step, bias power is supplied to the stage,
4. The method according to claim 3, wherein in the second film formation step, no bias power is supplied to the stage, or bias power smaller than the bias power supplied to the stage in the first film formation step is supplied. The described film forming method. 前記第１の成膜工程および前記第２の成膜工程において、前記チャンバ内の圧力は同一である請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜方法。 5. The film forming method according to claim 1, wherein the pressure in the chamber is the same in the first film forming step and the second film forming step. 前記第２の成膜工程における前記チャンバ内の圧力は、前記第１の成膜工程における前記チャンバ内の圧力よりも高い請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜方法。 5. The film forming method according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure in the chamber in the second film forming step is higher than the pressure in the chamber in the first film forming step. 前記第１の成膜工程において前記チャンバ内には、ハロゲン含有ガスおよび水素含有ガスの少なくともいずれかと、不活性ガスとが供給される請求項１から６のいずれか一項に記載の成膜方法。 7. The film forming method according to claim 1, wherein at least one of a halogen-containing gas and a hydrogen-containing gas and an inert gas are supplied into the chamber in the first film forming step. . 前記第２の成膜工程において前記チャンバ内には、炭素含有ガス、水素含有ガス、および希ガスが供給される請求項１から７のいずれか一項に記載の成膜方法。 The film forming method according to any one of claims 1 to 7, wherein a carbon-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a rare gas are supplied into the chamber in the second film forming step. 前記金属膜は、チタン、コバルト、アルミニウム、イットリウム、窒化アルミニウム、および窒化チタンの少なくともいずれかの金属を含む膜である請求項１から８のいずれか一項に記載の成膜方法。 The film forming method according to any one of claims 1 to 8, wherein the metal film is a film containing at least one of titanium, cobalt, aluminum, yttrium, aluminum nitride, and titanium nitride. 前記第１の成膜工程および前記第２の成膜工程において、前記基板の温度は４００℃以上の同じ温度に維持される請求項１から９のいずれか一項に記載の成膜方法。 10. The film forming method according to claim 1, wherein the temperature of the substrate is maintained at the same temperature of 400[deg.] C. or higher in the first film forming step and the second film forming step. チャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、基板を載せるステージと、
前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージ上に載せられた前記基板に向けて電磁波を放射する第１の放射部と、
前記第１の放射部の周囲に配置され、前記ステージ上に載せられた前記基板に向けて電磁波を放射する第２の放射部と、
前記第１の放射部と前記ステージとの間に配置されたターゲットと、
制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記第１の放射部から放射された電磁波により前記ターゲットを用いたスパッタリングを行うで、前記基板が有するシリコン含有膜上に金属膜を成膜するように前記第１の放射部を制御する第１の成膜工程と、
複数の前記第２の放射部から放射された電磁波により、前記金属膜上にグラフェン膜を成膜するように複数の前記第２の放射部を制御する第２の成膜工程と
を実行し、
前記第１の成膜工程の間、および、前記第１の成膜工程の後の少なくともいずれかにおいて前記基板が加熱されることにより前記金属膜がシリサイド化し、
前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とは、同一のチャンバ内で連続して行われる成膜装置。 a chamber;
a stage provided in the chamber on which the substrate is placed;
a first radiating section provided at a position facing the stage and radiating electromagnetic waves toward the substrate placed on the stage;
a second radiating section disposed around the first radiating section and radiating electromagnetic waves toward the substrate placed on the stage;
a target disposed between the first radiation section and the stage;
and a control unit,
The control unit
A first controlling the first radiation section to form a metal film on a silicon-containing film of the substrate by performing sputtering using the target by electromagnetic waves radiated from the first radiation section. A film formation process of
a second film forming step of controlling the plurality of second radiating units so as to form a graphene film on the metal film by electromagnetic waves radiated from the plurality of second radiating units;
During the first film formation step and/or after the first film formation step, the substrate is heated to silicide the metal film;
A film forming apparatus in which the first film forming process and the second film forming process are continuously performed in the same chamber.
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