JP3910957B2

JP3910957B2 - Metal film production apparatus and metal film production method

Info

Publication number: JP3910957B2
Application number: JP2003434030A
Authority: JP
Inventors: 宏次佐竹; 俊明茂中; 裕利根川; 仁志坂本
Original assignee: 株式会社オングストロームテクノロジーズ
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005187923A

Description

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。 The present invention relates to a metal film production apparatus and a metal film production method for producing a metal film on a surface of a substrate by a vapor deposition method.

金属膜を作製する方法としては、スパッタ法、金属錯体を原料としたＣＶＤ法等があるが、埋めこみ性や原料ガスの適性等、各々問題がある。これに対して、塩素ガス等のハロゲンガスを用いた金属の直接還元法による金属膜の作製方法がある。これは、例えば、塩素ガスを用いた場合には、チャンバ内において、塩素ガスプラズマによりＣｕ等の金属製の被エッチング部材をエッチングすることで、成膜前駆体である金属塩化物を発生させ、基板上に金属塩化物と塩素ガスラジカルを供給し、金属塩化物を還元して、基板上に金属膜を作製する方法である。 As a method for producing the metal film, there are a sputtering method, a CVD method using a metal complex as a raw material, and the like, but each has problems such as embedding property and suitability of a raw material gas. On the other hand, there is a method for producing a metal film by a direct metal reduction method using a halogen gas such as chlorine gas. For example, when chlorine gas is used, a metal chloride as a film formation precursor is generated by etching a member to be etched made of metal such as Cu by chlorine gas plasma in the chamber, In this method, metal chloride and chlorine gas radicals are supplied onto a substrate, and the metal chloride is reduced to produce a metal film on the substrate.

特開２００３−２１３４２４号公報JP2003-213424A 特開２００３−２２６９７４号公報JP 2003-226974 A

上述した直接還元法による金属膜の作製方法では、金属塩化物とハロゲン系ラジカルの基板表面でのフラックス（流束）のバランスを、プラズマ生成のための電力、ガス圧力、基板−被エッチング部材間距離及び被エッチング部材形状を調整することで対応していた。しかしながら、これらの方法でも、ハロゲン系ラジカルの生成位置やチャンバ内壁表面での化学種の損失等により、基板表面のある部分ではバランスを取ることはできても、基板全面にわたってバランスを取り、均質かつ均一な膜厚の金属膜を生成することは難しかった。 In the metal film preparation method by the direct reduction method described above, the balance of the flux (flux) of the metal chloride and the halogen radical on the substrate surface is determined by the power for generating plasma, the gas pressure, and between the substrate and the member to be etched. This was dealt with by adjusting the distance and the shape of the member to be etched. However, even with these methods, even if a certain part of the substrate surface can be balanced due to the generation position of halogen radicals or loss of chemical species on the surface of the inner wall of the chamber, the balance is achieved over the entire surface of the substrate. It was difficult to produce a metal film having a uniform thickness.

上記直接還元法での問題点を、図９を用いて詳細に説明する。
ここで、図９（ａ）、（ｂ）に、従来装置における塩素ラジカル及び金属塩化物の流束分布を示し、図９（ｃ）に、基板半径方向における金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示す。
従来装置では、基板（８インチ径）をカバーする範囲に、複数の穴を有する被エッチング部材が設置されており、被エッチング部材により形成された空間に塩素ガスプラズマを生成し、成膜前駆体である金属塩化物を発生させると共に、被エッチング部材の穴から金属塩化物及び塩素ラジカルを基板側へ噴射して、金属膜を作製している。ところが、図９（ａ）に示すように、被エッチング部材の端部とチャンバ内壁との間をすり抜けて拡散してくる塩素ラジカルが多いため、図９（ｂ）に示す金属塩化物の分布と比較すると、基板表面では、基板の中心部に比べて、基板周辺部で塩素ラジカルが相対的に多くなり、基板周辺部の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比が小さくなることがわかる（図９（ｃ）参照）。この結果、基板周辺部では、エッチング過多の影響が見られ、中心部よりも膜厚が薄くなる傾向があった。
つまり、基板表面全面において、金属塩化物とハロゲン系ラジカルのバランスをとることが難しく、金属膜の膜厚、膜質が不均一となる問題があった。 Problems in the direct reduction method will be described in detail with reference to FIG.
Here, FIGS. 9A and 9B show the flux distribution of chlorine radicals and metal chlorides in the conventional apparatus, and FIG. 9C shows the flux of metal chloride / chlorine radicals in the substrate radial direction. Indicates the ratio.
In the conventional apparatus, a member to be etched having a plurality of holes is installed in a range covering the substrate (8 inch diameter), and chlorine gas plasma is generated in a space formed by the member to be etched, thereby forming a film precursor. The metal chloride is generated and metal chloride and chlorine radicals are jetted from the hole of the member to be etched to the substrate side to produce a metal film. However, as shown in FIG. 9A, since there are many chlorine radicals that pass through between the end of the member to be etched and the inner wall of the chamber, the distribution of metal chloride shown in FIG. By comparison, it can be seen that on the substrate surface, chlorine radicals are relatively increased in the periphery of the substrate and the flux ratio of metal chloride / chlorine radicals in the periphery of the substrate is smaller than that in the center of the substrate (see FIG. 9 (c)). As a result, in the peripheral part of the substrate, the influence of excessive etching was observed, and the film thickness tended to be thinner than the central part.
That is, there is a problem that it is difficult to balance the metal chloride and the halogen radical on the entire surface of the substrate, and the film thickness and film quality of the metal film are not uniform.

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、均質かつ均一な膜厚の金属膜を作製する金属膜作製装置及び金属膜作製方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a metal film production apparatus and a metal film production method for producing a metal film having a uniform and uniform film thickness.

上記課題を解決する第１の発明に係る金属膜作製装置は、
圧力制御可能なチャンバと、
前記チャンバの底部に設けられ、基板が設置されると共に前記基板の温度制御が可能な支持台と、
前記基板の上方に対向して設けられ、複数の開口部を有する金属製の被エッチング部材と、
前記チャンバの上部に複数設けられ、前記被エッチング部材の上方側から、ハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記チャンバの上方に設けられ、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成すると共に、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成するラジカル発生手段とを備え、
前記被エッチング部材は、前記チャンバの内壁まで延設されたものであると共に、前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を、前記基板の半径方向に異なるように制御する流束制御構造を有することを特徴とする。
つまり、ハロゲンで還元可能な金属物質からなる被エッチング部材をチャンバ内壁まで延設することで、被エッチング部材により、ハロゲンのラジカルを生成する領域と、成膜すべき基板のある領域とを空間的に分離すると共に、被エッチング部材に設けた流束制御構造により、被エッチング部材の開口部を通過するハロゲンのラジカルの流束を、基板の半径方向に異なるようにしている。
なお、被エッチング部材となる金属としては、例えば、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）等を適用することができ、又、ハロゲンとしては、例えば、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）等を適用することができる。
又、上記課題を解決する第２の発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記ラジカル発生手段は、プラズマにより前記原料ガスを解離させるプラズマ発生手段であり、
前記基板の半径方向にプラズマ密度を制御する密度制御構造を有することを特徴とする。
又、上記課題を解決する第３の発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記プラズマ発生手段は、中心部で密に、周辺部で疎に巻かれたコイル電極であることを特徴とする。
又、上記課題を解決する第４の発明に係る金属膜作製装置は、
圧力制御可能なチャンバと、
前記チャンバの底部に設けられ、基板が設置されると共に前記基板の温度制御が可能な支持台と、
前記基板の上方に対向して設けられ、複数の開口部を有する金属製の被エッチング部材と、
前記チャンバの上部に複数設けられ、前記被エッチング部材の上方側から、ハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記チャンバの上部に設けられ、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成すると共に、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成するラジカル発生手段とを備え、
前記被エッチング部材は、前記チャンバの内壁まで延設されたものであり、
前記ラジカル発生手段は、熱フィラメントにより前記原料ガスを熱解離させるものであると共に、前記基板の半径方向に、解離された前記原料ガスの密度を制御する密度制御構造を有することを特徴とする。 A metal film manufacturing apparatus according to the first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
A pressure-controllable chamber;
A support that is provided at the bottom of the chamber and on which a substrate is installed and capable of controlling the temperature of the substrate;
A metal member to be etched that is provided facing the upper side of the substrate and has a plurality of openings;
A plurality of source gas supply means for supplying a source gas containing halogen from the upper side of the member to be etched;
A radical provided above the chamber to dissociate the source gas to generate the halogen radical and to etch the member to be etched to generate a precursor of a metal component contained in the member to be etched. Generating means,
The member to be etched extends to the inner wall of the chamber and controls the flux of halogen radicals passing through the opening so as to be different in the radial direction of the substrate. It is characterized by having.
In other words, by extending a member to be etched made of a metal substance that can be reduced by halogen to the inner wall of the chamber, the region to generate halogen radicals by the member to be etched and a region with a substrate to be deposited are spatially separated. In addition, the flux control structure provided in the member to be etched makes the halogen radical flux passing through the opening of the member to be etched different in the radial direction of the substrate.
As the metal to be etched, for example, copper (Cu), tungsten (W), tantalum (Ta), titanium (Ti) or the like can be applied. As the halogen, for example, chlorine ( Cl), fluorine (F), bromine (Br), iodine (I), or the like can be applied.
Moreover, the metal film manufacturing apparatus according to the second invention for solving the above-described problems is as follows.
In the metal film manufacturing apparatus,
The radical generating means is a plasma generating means for dissociating the source gas with plasma,
It has a density control structure for controlling the plasma density in the radial direction of the substrate.
Moreover, a metal film manufacturing apparatus according to a third invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the metal film manufacturing apparatus,
The plasma generating means is a coil electrode wound densely in the central portion and sparsely in the peripheral portion.
A metal film manufacturing apparatus according to a fourth invention for solving the above-described problems is
A pressure-controllable chamber;
A support that is provided at the bottom of the chamber and on which a substrate is installed and capable of controlling the temperature of the substrate;
A metal member to be etched that is provided facing the upper side of the substrate and has a plurality of openings;
A plurality of source gas supply means for supplying a source gas containing halogen from the upper side of the member to be etched;
A radical provided in the upper portion of the chamber to dissociate the source gas to generate the halogen radical and to etch the member to be etched to generate a precursor of a metal component contained in the member to be etched. Generating means,
The member to be etched is extended to the inner wall of the chamber,
The radical generating means thermally dissociates the source gas by a hot filament and has a density control structure for controlling the density of the dissociated source gas in the radial direction of the substrate.

上記課題を解決する第５の発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を前記基板の半径方向に異なるように制御する流束制御構造を有することを特徴とする。 A metal film manufacturing apparatus according to a fifth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the metal film manufacturing apparatus,
The member to be etched has a flux control structure that controls the flux of the halogen radicals passing through the opening to be different in the radial direction of the substrate.

上記課題を解決する第６の発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記流束制御構造は、前記被エッチング部材の開口部の開口率を、前記基板の半径方向に異なるようにしたものであることを特徴とする。
例えば、被エッチング部材の開口部の開口率を、中心部で大きくし、周辺部で小さくする。 A metal film manufacturing apparatus according to a sixth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the metal film manufacturing apparatus,
The flux control structure is characterized in that the opening ratio of the opening of the member to be etched is different in the radial direction of the substrate.
For example, the aperture ratio of the opening of the member to be etched is increased at the center and decreased at the periphery.

上記課題を解決する第７の発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、前記ハロゲンのラジカルが接触する表面積を前記基板の半径方向に異なるように制御する表面積制御構造を有することを特徴とする。 A metal film manufacturing apparatus according to a seventh invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the metal film manufacturing apparatus,
The member to be etched has a surface area control structure for controlling the surface area with which the halogen radical contacts to be different in the radial direction of the substrate.

上記課題を解決する第８の発明に係る金属膜作製装置は、
上記金属膜作製装置において、
前記表面積制御構造は、前記被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを、前記基板の半径方向に異なるようにしたものであることを特徴とする。
例えば、中心部で被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを低くすることで、ハロゲンラジカルの接触する被エッチング部材の表面積を小さくして、ハロゲンラジカルの流束を増やすと共に、周辺部で被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを高くすることで、ハロゲンラジカルの接触する被エッチング部材の表面積を大きくして、ハロゲンラジカルの流束を減らす。 A metal film manufacturing apparatus according to an eighth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the metal film manufacturing apparatus,
The surface area control structure is characterized in that the vertical height of the opening of the member to be etched is different in the radial direction of the substrate.
For example, by reducing the vertical height of the opening of the member to be etched at the center, the surface area of the member to be etched that is in contact with the halogen radical is reduced, the flux of halogen radicals is increased, and By increasing the vertical height of the opening of the member to be etched, the surface area of the member to be etched which is in contact with halogen radicals is increased, and the flux of halogen radicals is reduced.

上記課題を解決する第９の発明に係る金属膜作製方法は、
圧力制御可能なチャンバに基板を設置し、
前記チャンバの内壁まで延設された金属製の被エッチング部材により、前記基板側から分離された空間に、ハロゲンを含有する原料ガスを供給すると共に、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成し、
前記ハロゲンのラジカルにより、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成し、
前記ハロゲンのラジカル及び前記前駆体を、前記被エッチング部材の複数の開口部から前記基板へ供給する際、前記被エッチング部材の前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を、前記基板の半径方向に異なるように制御して前記基板へ供給し、
前記被エッチング部材よりも低い温度に制御された前記基板に前記前駆体を成膜させると共に、成膜された前記前駆体を前記ハロゲンのラジカルにより還元して、金属膜を作製することを特徴とする。 A metal film manufacturing method according to a ninth invention for solving the above-described problems is as follows.
Install the substrate in a pressure-controllable chamber,
A halogen-containing source gas is supplied to a space separated from the substrate side by a metal member to be etched extending to the inner wall of the chamber, and the source gas is dissociated to release the halogen radicals. Produces
Etching the member to be etched with the radicals of the halogen to generate a precursor of a metal component contained in the member to be etched,
When supplying the halogen radical and the precursor to the substrate from a plurality of openings of the member to be etched, the flux of the halogen radicals passing through the openings of the member to be etched is Controlled to be different in the radial direction and supplied to the substrate,
The precursor is deposited on the substrate controlled at a temperature lower than the member to be etched, and the deposited precursor is reduced by the halogen radical to produce a metal film. To do.

上記課題を解決する第１０の発明に係る金属膜作製方法は、
上記金属膜作製方法において、
前記ハロゲンのラジカルが接触する前記被エッチング部材の表面積を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする。 A metal film manufacturing method according to a tenth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the above metal film production method,
The surface area of the member to be etched, which is in contact with the halogen radicals, is different in the radial direction of the substrate.

上記課題を解決する第１１の発明に係る金属膜作製方法は、
上記金属膜作製方法において、
解離された前記原料ガスの密度を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする。 A metal film manufacturing method according to an eleventh invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the above metal film production method,
The density of the dissociated source gas is different in the radial direction of the substrate.

本発明によれば、チャンバの内壁まで延設された被エッチング部材により、基板側から分離された空間を形成し、生成されたハロゲンのラジカルを、被エッチング部材の開口部から基板側へ供給すると共に、被エッチング部材の開口部の開口率を、基板の半径方向に適切に設定したので、基板周辺部での過剰なハロゲンラジカルの供給を抑制し、又、開口部を通過するハロゲンラジカルの量が基板の半径方向に適切に制御されて、基板表面全面において、金属ハロゲン化物とハロゲンラジカルの流束比が一様になり、均質かつ均一な膜厚の金属膜を成膜することができる。 According to the present invention, the member to be etched extending to the inner wall of the chamber forms a space separated from the substrate side, and the generated halogen radicals are supplied from the opening of the member to be etched to the substrate side. At the same time, since the aperture ratio of the opening of the member to be etched is set appropriately in the radial direction of the substrate, the supply of excessive halogen radicals at the periphery of the substrate is suppressed, and the amount of halogen radicals passing through the opening Is appropriately controlled in the radial direction of the substrate, the flux ratio of the metal halide and the halogen radical becomes uniform over the entire surface of the substrate, and a metal film having a uniform and uniform film thickness can be formed.

又、本発明によれば、被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを、基板の半径方向に適切に設定したので、ハロゲンラジカルが接触する被エッチング部材の表面積が基板の半径方向に適切に制御されて、基板表面全面において、金属ハロゲン化物とハロゲンラジカルの流束比が一様になり、均質かつ均一な膜厚の金属膜を成膜することができる。 Further, according to the present invention, since the vertical height of the opening of the member to be etched is appropriately set in the radial direction of the substrate, the surface area of the member to be etched with which the halogen radical contacts is appropriate in the radial direction of the substrate. Thus, the flux ratio between the metal halide and the halogen radical is uniform over the entire surface of the substrate, and a metal film having a uniform and uniform film thickness can be formed.

又、本発明によれば、原料ガスのプラズマの密度を、基板の半径方向に適切に制御したので、被エッチング部材近傍において生成されるハロゲンラジカルが基板の半径方向に適切に制御されて、基板表面全面に供給される金属ハロゲン化物とハロゲンラジカルの流束比が一様になり、均質かつ均一な膜厚の金属膜を成膜することができる。 Further, according to the present invention, since the density of the plasma of the source gas is appropriately controlled in the radial direction of the substrate, the halogen radicals generated in the vicinity of the member to be etched are appropriately controlled in the radial direction of the substrate, so that the substrate The flux ratio between the metal halide and the halogen radical supplied to the entire surface becomes uniform, and a metal film having a uniform and uniform film thickness can be formed.

本発明は、ハロゲンラジカルと金属の反応を利用して、金属元素を含む金属膜を作製する装置及び方法において、主に、生成されたハロゲンラジカルのフラックス（流束）を制御することで、基板表面全面に渡って、ハロゲンラジカルと金属ハロゲン化物の流束比を均一にして、最終的に生成される金属膜の膜質及び膜厚分布を均一とするものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for producing a metal film containing a metal element by utilizing a reaction between a halogen radical and a metal, and mainly by controlling the flux of the generated halogen radicals. The flux ratio between the halogen radical and the metal halide is made uniform over the entire surface, and the film quality and film thickness distribution of the finally formed metal film are made uniform.

これらの流束比を制御は、ハロゲンラジカルを生成する部分と基板との間に、ハロゲンで還元可能な金属物質の被エッチング部材を設置し、ラジカル生成部と基板との両者を分離することで行なう。更に、複数の開口部を有する被エッチング部材の開口率を制御する方法、ハロゲンラジカルが接触する被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さ（接触表面積）を制御する方法、プラズマ又は熱により解離されたハロゲンラジカルを制御する方法でもよく、これらを組み合わせたものでもよい。 These flux ratios can be controlled by placing an etched member of a metal substance that can be reduced with halogen between the halogen radical generating portion and the substrate, and separating both the radical generating portion and the substrate. Do. Furthermore, a method for controlling the aperture ratio of a member to be etched having a plurality of openings, a method for controlling the vertical height (contact surface area) of the opening of the member to be etched, which is in contact with halogen radicals, dissociation by plasma or heat A method of controlling the generated halogen radical may be used, or a combination thereof may be used.

図１は、本発明に係る金属膜作製装置の実施形態の一例を示す構成図である。
図１に示すように、セラミクス等の絶縁材により円筒状に形成されたチャンバ１の底部近傍には支持台２が設けられ、支持台２には基板３が設置される。支持台２にはヒータ４及び冷媒流通手段５が設けられ、図示しない温度制御手段により所定温度(例えば、基板３が１００℃から３００℃に維持される温度)に制御される。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of a metal film manufacturing apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, a support base 2 is provided near the bottom of a chamber 1 formed in a cylindrical shape by an insulating material such as ceramics, and a substrate 3 is installed on the support base 2. The support 2 is provided with a heater 4 and a refrigerant flow means 5 and is controlled to a predetermined temperature (for example, a temperature at which the substrate 3 is maintained at 100 ° C. to 300 ° C.) by a temperature control means (not shown).

チャンバ１の上面は開口部とされ、開口部はセラミクス等の絶縁材製の板状の天井板６によって塞がれている。天井板６の上方には、チャンバ１の内部の原料ガスをプラズマ化するためのプラズマアンテナ７が設けられ、プラズマアンテナ７には整合器８及び電源９が接続されて高周波が供給される。これらのプラズマアンテナ７、整合器８及び電源９により誘導結合型のプラズマ発生手段が構成され、ラジカル発生手段となっている。プラズマアンテナ７は、天井板６の面と平行な平面リング状のコイル電極により形成されており、中心部で密に、周辺部で疎になるように巻かれている。上記構成により、基板３の半径方向において、中心部で密に、周辺部で疎になるように、プラズマ密度を制御している（密度制御構造）。
なお、図１では、一例として、誘導結合型のプラズマ発生手段を示したが、容量結合型のプラズマ発生手段を用いて、本発明に係る金属膜作製装置を構成してもよい。この場合、電極部分がエッチングされないように、電極表面に誘電体を配設する。 The upper surface of the chamber 1 is an opening, and the opening is closed by a plate-like ceiling plate 6 made of an insulating material such as ceramics. Above the ceiling plate 6 is provided a plasma antenna 7 for converting the raw material gas inside the chamber 1 into plasma. The plasma antenna 7 is connected to a matching unit 8 and a power source 9 to be supplied with a high frequency. The plasma antenna 7, the matching unit 8 and the power source 9 constitute an inductively coupled plasma generating means, which serves as a radical generating means. The plasma antenna 7 is formed of a planar ring-shaped coil electrode parallel to the surface of the ceiling plate 6 and is wound so as to be dense at the center and sparse at the periphery. With the above configuration, in the radial direction of the substrate 3, the plasma density is controlled so as to be dense at the center and sparse at the periphery (density control structure ).
In FIG. 1, the inductively coupled plasma generating unit is shown as an example, but the metal film manufacturing apparatus according to the present invention may be configured using a capacitively coupled plasma generating unit. In this case, a dielectric is provided on the electrode surface so that the electrode portion is not etched.

チャンバ１には、複数の開口部を有する金属製の被エッチング部材１０が基板３に対向するように配置されており、更に、その端部がチャンバ１の内壁まで延設されることで、チャンバ１の上部に、基板３側から分離された空間が、被エッチング部材１０により形成されている。被エッチング部材１０の詳細な構成については後述するが、その構成を工夫することで、基板３の半径方向に、最適な流束比を設定するようにしている。 In the chamber 1, a member to be etched 10 having a plurality of openings is disposed so as to face the substrate 3, and further, an end thereof extends to the inner wall of the chamber 1, A space separated from the substrate 3 side is formed in the upper portion of 1 by the member 10 to be etched. Although the detailed configuration of the member to be etched 10 will be described later, an optimal flux ratio is set in the radial direction of the substrate 3 by devising the configuration.

チャンバ１の上部には、ハロゲンを含有する原料ガスを供給するノズル１５（原料ガス供給手段）が、周方向に等間隔に複数(例えば、８箇所)設けられ、被エッチング部材１０の上方側から、被エッチング部材１０により分離されたチャンバ１の空間に原料ガスを供給する構成である。ノズル１５には流量制御器１６を介して、原料ガスが送られる。成膜に関与しないガス等は排気口１７から排気される。又、天井板６によって塞がれたチャンバ１の内部は真空装置１８によって所定の圧力に制御される。なお、原料ガスに含有されるハロゲンとしては、塩素、フッ素、臭素及びヨウ素等を適用することが可能である。 In the upper part of the chamber 1, a plurality of nozzles 15 (source gas supply means) for supplying a source gas containing halogen are provided at equal intervals in the circumferential direction (for example, eight locations) from above the member to be etched 10. The material gas is supplied to the space of the chamber 1 separated by the member to be etched 10. The raw material gas is sent to the nozzle 15 via the flow rate controller 16. Gases that are not involved in film formation are exhausted from the exhaust port 17. The inside of the chamber 1 closed by the ceiling plate 6 is controlled to a predetermined pressure by a vacuum device 18. Note that chlorine, fluorine, bromine, iodine, or the like can be applied as the halogen contained in the source gas.

上述した金属膜作製装置では、チャンバ１の内部にノズル１５から原料ガスを供給し、プラズマアンテナ７から電磁波をチャンバ１の内部に入射することで、原料ガスをイオン化して原料ガスのガスプラズマ１９を発生させる。 In the metal film manufacturing apparatus described above, source gas is supplied into the chamber 1 from the nozzle 15 and electromagnetic waves are incident from the plasma antenna 7 into the chamber 1, thereby ionizing the source gas and gas plasma 19 of the source gas. Is generated.

この時の反応を、被エッチング部材１０の金属を銅（Ｃｕ）、原料ガスのハロゲンを塩素（Ｃｌ₂）とすると、次式で表すことができる。
Ｃｌ₂→２Ｃｌ＊・・・（１）
ここで、Ｃｌ＊は塩素ラジカルを表す。 The reaction at this time can be expressed by the following equation when the metal of the member to be etched 10 is copper (Cu) and the halogen of the source gas is chlorine (Cl ₂ ).
Cl ₂ → 2Cl * (1)
Here, Cl * represents a chlorine radical.

ガスプラズマ１９が被エッチング部材１０に作用することにより、被エッチング部材１０が加熱されると共に、Ｃｕにエッチング反応が生じる。この時の反応は、例えば、次式で表される。
Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ＊ →ＣｕＣｌ（ｇ）・・・（２）
ここで、ｓは固体状態、ｇはガス状態を表す。式（２）は、Ｃｕがガスプラズマ１９によりエッチングされ、前駆体２０とされた状態である。 When the gas plasma 19 acts on the member to be etched 10, the member to be etched 10 is heated and an etching reaction occurs in Cu. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
Cu (s) + Cl * → CuCl (g) (2)
Here, s represents a solid state and g represents a gas state. Formula (2) is a state in which Cu is etched by the gas plasma 19 to be a precursor 20.

ガスプラズマ１９を発生させることにより被エッチング部材１１を加熱し（例えば、３００℃〜７００℃）、更に、温度制御手段により基板３の温度を被エッチング部材１０の温度よりも低い温度（例えば、１００℃〜３００℃）に設定する。この結果、前駆体２０は基板３に吸着(成膜)される。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）→ＣｕＣｌ（ａｄ）・・・（３） The member to be etched 11 is heated by generating the gas plasma 19 (for example, 300 ° C. to 700 ° C.), and the temperature of the substrate 3 is lower than the temperature of the member to be etched 10 by the temperature control means (for example, 100 C. to 300.degree. C.). As a result, the precursor 20 is adsorbed (deposited) on the substrate 3. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
CuCl (g) → CuCl (ad) (3)

基板３に吸着したＣｕＣｌは、塩素ラジカルＣｌ＊により還元されてＣｕ成分となることでＣｕ薄膜が作製される。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ａｄ）＋Ｃｌ＊→Ｃｕ（ｓ）＋Ｃｌ₂↑ ・・・（４） The CuCl adsorbed on the substrate 3 is reduced by the chlorine radical Cl * to become a Cu component, whereby a Cu thin film is produced. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
CuCl (ad) + Cl * → Cu (s) + Cl ₂ ↑ (4)

更に、上式（２）において発生したガス化したＣｕＣｌ（ｇ）の一部は、基板３に吸着する(上式（３）参照)前に、塩素ラジカルＣｌ＊により還元されてガス状態のＣｕとなる。この時の反応は、例えば、次式で表される。
ＣｕＣｌ（ｇ）＋Ｃｌ＊→Ｃｕ（ｇ）＋Ｃｌ₂↑ ・・・（５）
この後、ガス状態のＣｕ成分は、基板３に成膜されてＣｕ薄膜が作製される。 Further, a part of the gasified CuCl (g) generated in the above formula (2) is reduced by the chlorine radical Cl * before being adsorbed on the substrate 3 (see the above formula (3)), and is in a gaseous state. It becomes. The reaction at this time is represented by the following formula, for example.
CuCl (g) + Cl * → Cu (g) + Cl ₂ ↑ (5)
Thereafter, the Cu component in the gas state is deposited on the substrate 3 to produce a Cu thin film.

上記反応において、基板３での金属膜の膜厚は、基板３の表面近傍の金属塩化物と塩素ラジカルの流束比に左右される。そこで、被エッチング部材１０をチャンバ１の内壁まで延設（被エッチング部材１０で両空間を分離）した場合における塩素ラジカルと金属塩化物の流束分布を、図２（ａ）、（ｂ）に示す。
図９（ａ）と比較すると、図２（ａ）では、被エッチング部材１０で両空間を分離することで、チャンバ１の内壁近傍において、基板周辺部への塩素ラジカルのまわりこみが抑制され、基板表面付近での分布が均一化されていることがわかる。 In the above reaction, the thickness of the metal film on the substrate 3 depends on the flux ratio of the metal chloride and chlorine radicals near the surface of the substrate 3. 2A and 2B show the flux distributions of chlorine radicals and metal chlorides when the member 10 to be etched is extended to the inner wall of the chamber 1 (both spaces are separated by the member 10 to be etched). Show.
Compared with FIG. 9A, in FIG. 2A, by separating both spaces by the member to be etched 10, the wrapping of chlorine radicals into the peripheral portion of the substrate near the inner wall of the chamber 1 is suppressed, and the substrate It can be seen that the distribution near the surface is uniform.

又、図３は、被エッチング部材１０の開口部の開口率を変えた場合の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比と、被エッチング部材１０の開口部の鉛直方向の高さを変えた場合の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示すものである。
図３からわかるように、被エッチング部材１０の開口部の開口率、鉛直方向の高さを制御することで、基板表面における金属塩化物と塩素ラジカルの流束比が制御できることがわかる。 FIG. 3 shows a case where the flux ratio of the metal chloride / chlorine radical when the opening ratio of the opening of the member to be etched 10 is changed and the vertical height of the opening of the member 10 to be etched are changed. This shows the flux ratio of metal chloride / chlorine radical.
As can be seen from FIG. 3, the flux ratio between the metal chloride and the chlorine radical on the substrate surface can be controlled by controlling the aperture ratio of the opening of the member to be etched 10 and the height in the vertical direction.

そこで、被エッチング部材の開口部の開口率を、半径方向に変えて設定した例を図４（ａ）に示す。
ここでは、一例として、被エッチング部材の開口部の開口率を、中心から半径ｒ＝５ｃｍを１．０とした時に、半径ｒ＝１２ｃｍの範囲までは０．９とし、更に、チャンバの内壁までのｒ＝１６ｃｍの範囲までは０．７７と設定した。つまり、この被エッチング部材は、端部がチャンバ内壁まで延設されると共に、中心から周辺方向に向かって、開口部の開口率が小さくなるように設定されたものである。 FIG. 4A shows an example in which the opening ratio of the opening of the member to be etched is set in the radial direction.
Here, as an example, when the aperture ratio of the opening of the member to be etched is 1.0 when the radius r = 5 cm is 1.0 from the center, the radius r = 12 cm is set to 0.9, and further to the inner wall of the chamber In the range of r = 16 cm, 0.77 was set. That is, this member to be etched is set so that the end portion extends to the inner wall of the chamber and the opening ratio of the opening portion decreases from the center toward the peripheral direction.

図４（ａ）に示した構成の被エッチング部材を用いて、基板表面における半径方向の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示したものが、図４（ｂ）である。
図４（ｂ）からわかるように、被エッチング部材の開口部を通過する塩素ラジカルの流束を、開口部の開口率を基板の半径方向に適切に設定することで（流束制御構造）、基板表面全面で、略均一な金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を得ることができる。これは、均質かつ均一な金属膜を成膜することが可能となることを示す。 FIG. 4B shows the flux ratio of the metal chloride / chlorine radical in the radial direction on the substrate surface using the member to be etched having the configuration shown in FIG.
As can be seen from FIG. 4B, the flux of chlorine radicals passing through the opening of the member to be etched is appropriately set in the radial direction of the substrate (flux control structure ). A substantially uniform flux ratio of metal chloride / chlorine radicals can be obtained over the entire surface of the substrate. This indicates that a uniform and uniform metal film can be formed.

なお、開口率の具体的な設定方法としては、被エッチング部材の開口部の開口面積を、上記開口率になるように設定したり、同じ開口面積の開口部の密度を変えることで、上記開口率になるように設定したりすればよい。又、被エッチング部材を格子状に形成し、格子が形成する開口部が、上記開口率になるように、格子の幅や配置間隔を設定して構成してもよい。又、開口部の鉛直方向の高さについては、図３からわかるように、開口率とは逆の特性を示すので、その高さが、中心から周辺方向に向かって大きくなるように設定すればよい。 As a specific method for setting the opening ratio, the opening area of the opening of the member to be etched is set so as to have the opening ratio, or the density of the openings having the same opening area is changed. It may be set to be a rate. Further, the member to be etched may be formed in a lattice shape, and the width and arrangement interval of the lattice may be set so that the opening formed by the lattice has the above opening ratio. Also, as can be seen from FIG. 3, the vertical height of the opening shows characteristics opposite to the aperture ratio, so if the height is set so as to increase from the center toward the peripheral direction. Good.

次に、図１に示した金属膜作製装置に用いる被エッチング部材の具体的な構成例を、図５を用いて説明する。
これは、主に、塩素ラジカルが接触する表面積を制御するために、被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを適切に設定するものである（表面積制御構造）。
具体的には、図５（ａ）に示すように、端部の高さを中心部より高くしたアーチ形状の金属ターゲット１１を複数用い、チャンバ１の直径方向に等間隔に平行に配置して、図５（ｂ）に示すような被エッチング部材１０を構成したものである。これは、基板周辺部において、膜厚が薄くならないようにするために、アーチ型金属ターゲット１１の端部の高さを高くすることで、表面積を大きくして、より多くの塩素ラジカルを反応させて、金属塩化物の生成量を増大させると共に、基板側へ到達する塩素ラジカルの抑制を行い、基板に到達する金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を、基板の半径方向に均一になるように制御したものである。
図１に示した金属膜作製装置においては、アーチ型金属ターゲット１１の湾曲部分が、基板３側に配置された構成である。表面積を制御するという点では、湾曲部分を上方側に配置してもかまわないが、被エッチング部材１０の上方に形成されるプラズマを考慮した場合、図１に示した配置が好ましい。 Next, a specific configuration example of the member to be etched used in the metal film manufacturing apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
This is mainly to appropriately set the height in the vertical direction of the opening of the member to be etched in order to control the surface area with which the chlorine radical contacts (surface area control structure ).
Specifically, as shown in FIG. 5 (a), a plurality of arch-shaped metal targets 11 whose end portions are higher than the central portion are used and arranged in parallel in the diameter direction of the chamber 1 at equal intervals. FIG. 5B shows a member to be etched 10 as shown in FIG. This is because, in order to prevent the film thickness from becoming thin in the peripheral portion of the substrate, the height of the end portion of the arch-type metal target 11 is increased, thereby increasing the surface area and causing more chlorine radicals to react. Thus, the amount of metal chloride generated is increased and the chlorine radicals reaching the substrate side are suppressed, so that the flux ratio of metal chloride / chlorine radicals reaching the substrate is made uniform in the radial direction of the substrate. Is controlled.
In the metal film manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the curved portion of the arched metal target 11 is arranged on the substrate 3 side. In terms of controlling the surface area, the curved portion may be arranged on the upper side, but the arrangement shown in FIG. 1 is preferable in consideration of the plasma formed above the member to be etched 10.

図６は、被エッチング部材の他の一例を示すものである。
これは、塩素ラジカルが接触する表面積を制御するために、被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを適切に設定すると共に、通過する塩素ラジカルを制御するために、被エッチング部材を構成する部材の厚さ（幅）を適切に設定するものである。
具体的には、本実施例でも、図５（ａ）に示すようなアーチ型金属ターゲット１１を複数用い、チャンバ１の直径方向に平行に配置したものであるが、その幅を異なるものとすることで、隣り合うアーチ型金属ターゲット１１との間の開口部の幅を異なるもの、つまり、不等間隔としている。 FIG. 6 shows another example of the member to be etched.
This is to appropriately set the vertical height of the opening of the member to be etched in order to control the surface area in contact with the chlorine radicals, and to configure the member to be etched in order to control the chlorine radicals passing therethrough. The thickness (width) of the member is appropriately set.
Specifically, also in this embodiment, a plurality of arch-type metal targets 11 as shown in FIG. 5A are used and arranged in parallel to the diameter direction of the chamber 1, but the widths thereof are different. Thus, the widths of the openings between the adjacent arched metal targets 11 are different, that is, unequal intervals are set.

具体的には、中心部のアーチ型金属ターゲット１１の幅をｔ₁とし、その両隣のアーチ型金属ターゲット１１の幅をｔ₂（＞ｔ₁）とし、その両隣のアーチ型金属ターゲット１１の幅をｔ₃（＞ｔ₂）とし、その両隣、つまり、一番外側のアーチ型金属ターゲット１１の幅をｔ₄（＞ｔ₃）として、アーチ型金属ターゲット１１同士の間隔を、中心部よりも端部において小さくしたものである。これも、基板周辺部において、膜厚が薄くならないようにするために、アーチ型金属ターゲット１１の端部の高さを高くすることで、表面積を大きくして、より多くの塩素ラジカルを反応させて、金属塩化物の生成量を増大させると共に、開口部の間隔を小さくすることで、開口率を小さくして、基板側へ到達する塩素ラジカルの通過量を減少させて、基板に到達する金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を、基板の半径方向に均一になるように制御するものである。 Specifically, the width of the arch-type metal target 11 at the center is t ₁ , the width of the arch-type metal target 11 on both sides is t ₂ (> t ₁ ), and the width of the arch-type metal target 11 on both sides is T ₃ (> t ₂ ), and the width of the arch-type metal target 11 on both sides, that is, the outermost arch-type metal target 11 is t ₄ (> t ₃ ), so that the distance between the arch-type metal targets 11 is greater than the center portion. It is made small at the end. This also increases the surface area by increasing the height of the end of the arch-type metal target 11 in order to prevent the film thickness from becoming thin at the periphery of the substrate, thereby causing more chlorine radicals to react. In addition to increasing the amount of metal chloride generated and reducing the distance between the openings, the aperture ratio is reduced, the amount of chlorine radicals passing to the substrate side is reduced, and the metal reaching the substrate is reduced. The flux ratio of chloride / chlorine radicals is controlled to be uniform in the radial direction of the substrate.

図７も、被エッチング部材の更なる他の一例を示すものである。
これは、図５に示す被エッチング部材１０と略同等の構成であるが、塩素ラジカルが接触する表面積を制御すると共に、通過する塩素ラジカルを制御するために、アーチ型金属ターゲット１１を各々回転可能に構成したものである。
具体的には、アーチ型金属ターゲット１１に回転軸１４を設け、回転軸１４をチャンバ１の外部から回転可能に構成し、アーチ型金属ターゲット１１を回転させることで、開口率を可変として、塩素ラジカルの通過量を制御するものである。
図７（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、チャンバ１の側面方向からみた本実施例の被エッチング部材１３の断面図であり、各々のアーチ型金属ターゲット１１を回転させることにより、見掛けの表面積を半径方向に変えることができるため、金属塩化物の生成量を制御して、基板に到達する金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を、基板半径方向に均一になるように制御することができる。 FIG. 7 also shows another example of the member to be etched.
This is substantially the same structure as the member to be etched 10 shown in FIG. 5, but the arch-type metal target 11 can be rotated to control the surface area that the chlorine radicals contact and to control the passing chlorine radicals. It is configured.
Specifically, the rotation shaft 14 is provided on the arch-type metal target 11, the rotation shaft 14 is configured to be rotatable from the outside of the chamber 1, and the arch-type metal target 11 is rotated, thereby changing the aperture ratio and chlorine. It controls the passing amount of radicals.
FIGS. 7C, 7D, and 7E are cross-sectional views of the member 13 to be etched according to the present embodiment as viewed from the side of the chamber 1, and apparently by rotating each arched metal target 11. FIG. Since the surface area of the substrate can be changed in the radial direction, the amount of metal chloride generated is controlled, and the flux ratio of metal chloride / chlorine radicals reaching the substrate is controlled to be uniform in the substrate radial direction. be able to.

図８は、本発明に係る金属膜作製装置の実施形態の他の一例を示す図である。
本実施例の金属膜作製装置の基本的な構成は、図１に示した金属膜作製装置と略同等である。
本実施例の金属膜作製装置では、図８に示すように、塩素のラジカル発生手段として、熱フィラメント２１と、熱フィラメント２１を加熱するための電流を供給する加熱手段２２とを用いており、熱フィラメント２１により塩素ガスを熱解離して、反応性ガス１９ａを形成し、このエッチング作用により金属製の被エッチング部材１０の金属塩化物を生成し、塩素ラジカルと共に基板に輸送するものである。図８では、１つの熱フィラメント２１のみ図示しているが、実際には複数の熱フィラメント２１が用いられており、例えば、その配置間隔を適切に設定することで（密度制御構造）、基板中心部において、熱解離された塩素ラジカルを多くして、周辺部において熱解離された塩素ラジカルを少なくして、基板に到達する金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を、基板半径方向に均一になるように制御している。 FIG. 8 is a diagram showing another example of the embodiment of the metal film manufacturing apparatus according to the present invention.
The basic configuration of the metal film manufacturing apparatus of this embodiment is substantially the same as that of the metal film manufacturing apparatus shown in FIG.
In the metal film manufacturing apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 8, as the chlorine radical generating means, the hot filament 21 and the heating means 22 for supplying a current for heating the hot filament 21 are used. The chlorine gas is thermally dissociated by the hot filament 21 to form a reactive gas 19a, and the metal chloride of the member to be etched 10 is generated by this etching action and transported to the substrate together with chlorine radicals. In FIG. 8, only one hot filament 21 is illustrated, but actually, a plurality of hot filaments 21 are used. For example, by appropriately setting the arrangement interval (density control structure ), the center of the substrate is shown. Increase the number of thermally dissociated chlorine radicals in the part and decrease the number of chlorine radicals thermally dissociated in the peripheral part, so that the flux ratio of metal chloride / chlorine radicals reaching the substrate is uniform in the radial direction of the substrate. It is controlled to become.

本発明に係る金属膜作製装置の実施形態の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of embodiment of the metal film production apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る金属膜作製装置おける塩素ラジカル及び金属塩化物の流束分布を示す図である。It is a figure which shows the flux distribution of the chlorine radical and metal chloride in the metal film preparation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の開口部の開口率及び鉛直方向の高さを変化させた場合の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示すグラフである。It is a graph which shows the flux ratio of a metal chloride / chlorine radical at the time of changing the aperture ratio of the opening part of the to-be-etched member in the metal film production apparatus based on this invention, and the height of a perpendicular direction. 本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の実施形態の一例を示す図及び基板半径方向の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示すグラフである。It is the figure which shows an example of embodiment of the to-be-etched member in the metal film preparation apparatus which concerns on this invention, and the graph which shows the flux ratio of a metal chloride / chlorine radical of a substrate radial direction. 本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の実施形態の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of embodiment of the to-be-etched member in the metal film preparation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の実施形態の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of embodiment of the to-be-etched member in the metal film preparation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る金属膜作製装置おける被エッチング部材の実施形態の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of embodiment of the to-be-etched member in the metal film preparation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る金属膜作製装置の実施形態の他の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows another example of embodiment of the metal film production apparatus which concerns on this invention. 従来の金属膜作製装置おける塩素ラジカル、金属塩化物の流束分布を示す図、基板半径方向の金属塩化物／塩素ラジカルの流束比を示すグラフである。It is a figure which shows the flux distribution of the chlorine radical and metal chloride in the conventional metal film production apparatus, and the graph which shows the flux ratio of the metal chloride / chlorine radical of a substrate radial direction.

符号の説明Explanation of symbols

１チャンバ
２支持台
３基板
４ヒータ
５冷媒流通手段
６天井板
７プラズマアンテナ
８整合器
９電源
１０被エッチング部材
１１アーチ型金属ターゲット
１２被エッチング部材
１３被エッチング部材
１４回転軸
１５ノズル
１６流量制御器
１７排気口
１８真空装置
１９ガスプラズマ
１９ａ反応性ガス
２０前駆体
２１熱フィラメント
２２加熱手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 2 Support stand 3 Substrate 4 Heater 5 Refrigerant distribution means 6 Ceiling board 7 Plasma antenna 8 Matching device 9 Power supply 10 Etching member 11 Arch type metal target 12 Etching member 13 Etching member 14 Rotating shaft 15 Nozzle 16 Flow controller 17 exhaust port 18 vacuum device 19 gas plasma 19a reactive gas 20 precursor 21 hot filament 22 heating means

Claims

圧力制御可能なチャンバと、
前記チャンバの底部に設けられ、基板が設置されると共に前記基板の温度制御が可能な支持台と、
前記基板の上方に対向して設けられ、複数の開口部を有する金属製の被エッチング部材と、
前記チャンバの上部に複数設けられ、前記被エッチング部材の上方側から、ハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記チャンバの上方に設けられ、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成すると共に、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成するラジカル発生手段とを備え、
前記被エッチング部材は、前記チャンバの内壁まで延設されたものであると共に、前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を、前記基板の半径方向に異なるように制御する流束制御構造を有することを特徴とする金属膜作製装置。 A pressure-controllable chamber;
A support that is provided at the bottom of the chamber and on which a substrate is installed and capable of controlling the temperature of the substrate;
A metal member to be etched that is provided facing the upper side of the substrate and has a plurality of openings;
A plurality of source gas supply means for supplying a source gas containing halogen from the upper side of the member to be etched;
A radical provided above the chamber to dissociate the source gas to generate the halogen radical and to etch the member to be etched to generate a precursor of a metal component contained in the member to be etched. Generating means,
The member to be etched extends to the inner wall of the chamber and controls the flux of halogen radicals passing through the opening so as to be different in the radial direction of the substrate. A metal film manufacturing apparatus characterized by comprising:

請求項１に記載の金属膜作製装置において、
前記ラジカル発生手段は、プラズマにより前記原料ガスを解離させるプラズマ発生手段であり、
前記基板の半径方向にプラズマ密度を制御する密度制御構造を有することを特徴とする金属膜作製装置。 The metal film manufacturing apparatus according to claim 1 ,
The radical generating means is a plasma generating means for dissociating the source gas with plasma,
A metal film manufacturing apparatus having a density control structure for controlling a plasma density in a radial direction of the substrate.

請求項２記載の金属膜作製装置において、
前記プラズマ発生手段は、中心部で密に、周辺部で疎に巻かれたコイル電極であることを特徴とする金属膜作製装置。 In the metal film production apparatus of Claim 2 ,
The metal film production apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating means is a coil electrode wound densely in a central portion and sparsely in a peripheral portion.

圧力制御可能なチャンバと、
前記チャンバの底部に設けられ、基板が設置されると共に前記基板の温度制御が可能な支持台と、
前記基板の上方に対向して設けられ、複数の開口部を有する金属製の被エッチング部材と、
前記チャンバの上部に複数設けられ、前記被エッチング部材の上方側から、ハロゲンを含有する原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記チャンバの上部に設けられ、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成すると共に、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成するラジカル発生手段とを備え、
前記被エッチング部材は、前記チャンバの内壁まで延設されたものであり、
前記ラジカル発生手段は、熱フィラメントにより前記原料ガスを熱解離させるものであると共に、前記基板の半径方向に、解離された前記原料ガスの密度を制御する密度制御構造を有することを特徴とする金属膜作製装置。 A pressure-controllable chamber;
A support that is provided at the bottom of the chamber and on which a substrate is installed and capable of controlling the temperature of the substrate;
A metal member to be etched that is provided facing the upper side of the substrate and has a plurality of openings;
A plurality of source gas supply means for supplying a source gas containing halogen from the upper side of the member to be etched;
A radical provided in the upper portion of the chamber to dissociate the source gas to generate the halogen radical and to etch the member to be etched to generate a precursor of a metal component contained in the member to be etched. Generating means,
The member to be etched is extended to the inner wall of the chamber,
The radical generating means thermally dissociates the source gas with a hot filament, and has a density control structure for controlling the density of the dissociated source gas in the radial direction of the substrate. Film production device.

請求項４記載の金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を前記基板の半径方向に異なるように制御する流束制御構造を有することを特徴とする金属膜作製装置。 In the metal film production apparatus of Claim 4 ,
The metal member manufacturing apparatus is characterized in that the member to be etched has a flux control structure for controlling the flux of the halogen radicals passing through the opening so as to be different in the radial direction of the substrate.

請求項１、請求項２、請求項３又は請求項５に記載の金属膜作製装置において、
前記流束制御構造は、前記被エッチング部材の開口部の開口率を、前記基板の半径方向に異なるようにしたものであることを特徴とする金属膜作製装置。 In the metal film production apparatus according to claim 1 , claim 2, claim 3, or claim 5 ,
2. The metal film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the flux control structure is such that the aperture ratio of the opening of the member to be etched is different in the radial direction of the substrate.

請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の金属膜作製装置において、
前記被エッチング部材は、前記ハロゲンのラジカルが接触する表面積を前記基板の半径方向に異なるように制御する表面積制御構造を有することを特徴とする金属膜作製装置。 The metal film manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6 ,
The metal member manufacturing apparatus is characterized in that the member to be etched has a surface area control structure for controlling a surface area in contact with the halogen radicals to be different in a radial direction of the substrate.

請求項７記載の金属膜作製装置において、
前記表面積制御構造は、前記被エッチング部材の開口部の鉛直方向の高さを、前記基板の半径方向に異なるようにしたものであることを特徴とする金属膜作製装置。 In the metal film production apparatus of Claim 7 ,
The surface area control structure is such that the height of the opening of the member to be etched differs in the radial direction of the substrate.

圧力制御可能なチャンバに基板を設置し、
前記チャンバの内壁まで延設された金属製の被エッチング部材により、前記基板側から分離された空間に、ハロゲンを含有する原料ガスを供給すると共に、前記原料ガスを解離させて、前記ハロゲンのラジカルを生成し、
前記ハロゲンのラジカルにより、前記被エッチング部材をエッチングして、前記被エッチング部材に含まれる金属成分の前駆体を生成し、
前記ハロゲンのラジカル及び前記前駆体を、前記被エッチング部材の複数の開口部から前記基板へ供給する際、前記被エッチング部材の前記開口部を通過する前記ハロゲンのラジカルの流束を、前記基板の半径方向に異なるように制御して前記基板へ供給し、
前記被エッチング部材よりも低い温度に制御された前記基板に前記前駆体を成膜させると共に、成膜された前記前駆体を前記ハロゲンのラジカルにより還元して、金属膜を作製することを特徴とする金属膜作製方法。 Install the substrate in a pressure-controllable chamber,
A halogen-containing source gas is supplied to a space separated from the substrate side by a metal member to be etched extending to the inner wall of the chamber, and the source gas is dissociated to release the halogen radicals. Produces
Etching the member to be etched with the radicals of the halogen to generate a precursor of a metal component contained in the member to be etched,
When supplying the halogen radical and the precursor to the substrate from a plurality of openings of the member to be etched, the flux of the halogen radicals passing through the openings of the member to be etched is Controlled to be different in the radial direction and supplied to the substrate,
The precursor is deposited on the substrate controlled at a temperature lower than the member to be etched, and the deposited precursor is reduced by the halogen radical to produce a metal film. A metal film manufacturing method.

請求項９記載の金属膜作製方法において、
前記ハロゲンのラジカルが接触する前記被エッチング部材の表面積を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする金属膜作製方法。 In the metal film preparation method of Claim 9,
A method for producing a metal film, characterized in that a surface area of the member to be etched which is in contact with the halogen radical is different in a radial direction of the substrate.

請求項９又は請求項１０に記載の金属膜作製方法において、
解離された前記原料ガスの密度を、前記基板の半径方向に異なるものとすることを特徴とする金属膜作製方法。 In the metal film production method according to claim 9 or 10,
A method for producing a metal film, wherein the density of the dissociated source gas is different in the radial direction of the substrate.