專利名稱：等離子體cvd裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用等離子體，通過化學(xué)氣相生長(CVD)對被處理基板進(jìn)行成膜處理的等離子體CVD裝置。
背景技術(shù)：
等離子體CVD是在已減壓的腔室內(nèi)通過等離子的能量將反應(yīng)性的處理氣體化學(xué)分解成活性的離子和原子團(tuán)，通過被處理基板上的表面反應(yīng)形成膜的成膜法。
一般，在用于形成金屬膜例如Ti膜的等離子體CVD裝置中，因為將基板保持在腔室內(nèi)的載物臺上，從載物臺側(cè)加熱(加熱器熱)基板，促進(jìn)表面反應(yīng)，所以伴隨著基板上的成膜，在基板周圍(特別是載物臺的上面和側(cè)面)也生成沉積物。
而且，在這種基板周圍生成的沉積物，對等離子體狀態(tài)產(chǎn)生影響，由于剝離成為產(chǎn)生微粒的原因。從而，例如經(jīng)過每500次(500枚)的成膜處理次數(shù)(基板處理枚數(shù))就要對腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，使腔室內(nèi)的各部分回到?jīng)]有沉積物的初始狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，即使在上述那樣定期地對腔室內(nèi)進(jìn)行干洗的方式中，由于處理條件和器件條件，在干洗循環(huán)的后半部分(例如200枚以后)在基板上發(fā)生損傷，成品率降低。
本發(fā)明者調(diào)查其原因，發(fā)現(xiàn)隨著重復(fù)成膜處理的次數(shù)的增加，在腔室內(nèi)沉積物積累起來或增多了，電阻發(fā)生變化，其中施加在基板上的電壓(基板電壓差)逐漸上升。因此，得出當(dāng)重復(fù)成膜處理的次數(shù)時，達(dá)到由異常放電等使基板受到損傷的狀態(tài)的結(jié)論。
對于這個問題，縮短干洗循環(huán)是處置方法中的一個方法。但是干洗需要長的時間(通常5小時以上)?？s短干洗循環(huán)(即增加干洗的頻度)從生產(chǎn)效率方面來看是不優(yōu)選的。
本發(fā)明就是鑒于上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題提出的，本發(fā)明的目的在于提供即便在干洗循環(huán)中重復(fù)成膜處理的次數(shù)，也能夠以抑制被處理基板上的電壓增加的方式防止基板被損傷，改善成品率的等離子體CVD裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一等離子體CVD裝置，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對上述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，回到初始狀態(tài)，具有在上述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺；埋設(shè)在上述載物臺中的接地電極；在上述腔室內(nèi)與上述接地電極相對設(shè)置的高頻電極；向上述高頻電極供給用于生成等離子體的高頻的高頻電源；和固定電容，為了抑制由從上述初始狀態(tài)隨著上述成膜處理的累積次數(shù)增大，上述接地電極與上述基板之間的載物臺·電阻降低引起的施加在上述基板上的電壓增加，插入在上述接地電極與地電位之間。
在上述第一等離子體CVD裝置中，即便在干洗循環(huán)中降低載物臺·電阻，也能夠通過由固定電容引起的電阻插入效果或分壓效果，由此補償載物臺·電阻的降低，抑制施加在基板上的電壓增加。
根據(jù)優(yōu)選的一個方式，以使在成膜處理僅重復(fù)規(guī)定值的次數(shù)的一個循環(huán)內(nèi)，循環(huán)結(jié)束時的電容器的電阻和載物臺·電阻的合成電阻實質(zhì)上與循環(huán)開始時的載物臺·電阻一致或近似的方式，選定電容器的電容。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第二等離子體CVD裝置，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對上述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，回到初始狀態(tài)，具有在上述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺；埋設(shè)在上述載物臺中的接地電極；在上述腔室內(nèi)與上述接地電極相對設(shè)置的高頻電極；向上述高頻電極供給用于生成等離子體的高頻的高頻電源；和固定電容，為了抑制由從上述初始狀態(tài)隨著上述成膜處理的累積次數(shù)增大，上述高頻電極與上述接地電極之間的腔室·電阻降低引起的施加在上述基板上的電壓增加，插入在上述接地電極與地電位之間。
在上述第二等離子體CVD裝置中，即便在干洗循環(huán)中降低腔室·電阻，也能夠通過由固定電容引起的電阻插入效果或分壓效果，補償腔室·電阻的降低，抑制施加在基板上的電壓增加。根據(jù)優(yōu)選的一個方式，以使在成膜處理僅重復(fù)規(guī)定值的次數(shù)的一個循環(huán)內(nèi)，循環(huán)結(jié)束時的電容器的電阻和腔室·電阻的合成電阻實質(zhì)上與循環(huán)開始時的腔室·電阻一致或近似的方式，選定電容器的電容。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第三等離子體CVD裝置，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對上述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，回到初始狀態(tài)，具有在上述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺；埋設(shè)在上述載物臺中的接地電極；在上述腔室內(nèi)與上述接地電極相對設(shè)置的高頻電極；向上述高頻電極供給用于生成等離子體的高頻的高頻電源；插入在上述接地電極與地電位之間的可變電容；和控制部，為了抑制由從上述初始狀態(tài)隨著上述成膜處理的累積次數(shù)增大，上述高頻電極與上述接地電極之間的載物臺·電阻降低引起的施加在上述基板上的電壓增加，可變控制上述可變電容器的電容。
在上述第三等離子體CVD裝置中，即便在干洗循環(huán)中降低載物臺·電阻，也能夠通過由可變電容引起的電阻插入效果或分壓效果，補償載物臺·電阻的降低，抑制施加在基板上的電壓增加。根據(jù)優(yōu)選的一個方式，以成膜處理僅重復(fù)規(guī)定值的次數(shù)的一個循環(huán)，實質(zhì)上保持電容器的電阻和載物臺·電阻的合成電阻為一定的方式，控制部可變地控制電容器的電容。
本發(fā)明的第四等離子體CVD裝置，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對上述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，回到初始狀態(tài)，具有在上述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺；埋設(shè)在上述載物臺中的接地電極；在上述腔室內(nèi)與上述接地電極相對設(shè)置的高頻電極；向上述高頻電極供給用于生成等離子體的高頻的高頻電源；插入在上述接地電極與地電位之間的可變電容；和控制部，為了抑制由從上述初始狀態(tài)隨著上述成膜處理的累積次數(shù)增大，上述高頻電極與上述接地電極之間的腔室·電阻降低引起的施加在上述基板上的電壓增加，可變控制上述可變電容器的電容。
為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的第四等離子體CVD裝置中，即便在干洗循環(huán)中降低腔室·電阻，也能夠通過由可變電容引起的電阻插入效果或分壓效果，補償腔室·電阻的降低，抑制施加在基板上的電壓上升或增加。根據(jù)優(yōu)選的一個方式，以成膜處理僅重復(fù)規(guī)定值的次數(shù)的一個循環(huán)，實質(zhì)上保持電容器的電阻和腔室·電阻的合成電阻為一定的方式，控制部可變地控制電容器的電容。
在本發(fā)明的等離子體CVD裝置中，將基板載置在絕緣體載物臺上，在接地電極與基板之間形成電容(載物臺·電容)。作為載物臺的材料，優(yōu)選熱傳導(dǎo)率高的AkN。在載物臺上，優(yōu)選將發(fā)熱體設(shè)置在接地電極的下面，通過網(wǎng)狀的接地電極將從發(fā)熱體產(chǎn)生的熱傳送到載物臺上的絕緣體。等離子生成用高頻能夠選定在任意頻率上，但優(yōu)選可以在能夠?qū)嵸|(zhì)上忽視基板、電極、基板周圍的沉積物(導(dǎo)電膜)的450kHz～2MHz的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明，特別是在用于形成Ti等的金屬膜的等離子體CVD裝置中很有利。
根據(jù)本發(fā)明的等離子體CVD裝置，通過上述那樣的構(gòu)成和作用，即便在干洗循環(huán)中重復(fù)成膜處理的次數(shù)，也能夠有效地抑制被處理基板上的電壓的增加，防止基板被損傷，提高成品率。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的等離子體CVD裝置的主要構(gòu)成的示意圖。
圖2是表示圖1的等離子體CVD裝置中的腔室內(nèi)高頻電阻的等效電路的示意圖。
圖3是模式地表示圖2的等效電路中的電位分布和本發(fā)明的作用的示意圖。
圖4是模式地表示不基于本發(fā)明的圖2的等效電路中的電位分布作為參考例的示意圖。
圖5是用于說明圖1的等離子體CVD裝置中的電容器的電容選定方法(一例)的示意圖。
圖6是表示本發(fā)明的一個實施方式的等離子體CVD裝置的主要構(gòu)成的示意圖。
圖7是用于說明圖6的等離子體CVD裝置的電容器的電容可變控制方法(一例)的示意圖。
圖8是模式地表示圖6的等離子體CVD裝置的本發(fā)明作用的示意圖。
標(biāo)號說明10腔室12載物臺18接地電極20加熱器22電容器24加熱器電源26上部電極(噴淋頭)28氣體供給機構(gòu)34高頻電源36匹配器44排氣裝置50控制部具體實施方式
下面參照

本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
實施例1圖1表示本發(fā)明的一個實施方式的等離子體CVD裝置的主要部分的構(gòu)成。該等離子體CVD裝置具有作為用于形成Ti膜的電容耦合型平行平板等離子體CVD裝置的構(gòu)成，例如具有鋁或不銹鋼等的金屬制的圓筒形腔室10。
在腔室10內(nèi)，設(shè)置有載置作為被處理基板的例如半導(dǎo)體基板W的圓盤狀的載物臺12。在圖示的構(gòu)成例中，為了將載物臺12水平地支承在規(guī)定高度的位置上，設(shè)置有從腔室10的底部延伸到垂直上方的腳狀的支承部14。在載物臺12的上面周邊部分設(shè)置有當(dāng)晶片加工送料時用于將半導(dǎo)體晶片W引導(dǎo)到晶片載置面12a上的引導(dǎo)環(huán)16。雖然在圖示中省略了，但是也具有當(dāng)晶片加工送料/卸料時用于將半導(dǎo)體晶片W放置到載物臺12上和從載物臺12卸下的升降機構(gòu)(升降銷、升降驅(qū)動部等)。
載物臺12主要由絕緣體構(gòu)成，至少由熱傳導(dǎo)率高的絕緣體例如AlN構(gòu)成晶片載置面12a，在晶片載置面12a的下面設(shè)置網(wǎng)狀的接地電極18，進(jìn)一步在其下面內(nèi)置有例如由電阻發(fā)熱元件構(gòu)成的加熱器20。按照本發(fā)明，接地電極18隔著電容器22接地到地電位。該實施方式中的電容器22是電容一定的固定電容。
加熱器20通過來自加熱器24的饋電或通電而發(fā)熱。在加熱器20中產(chǎn)生的熱穿過網(wǎng)狀的接地電極18傳輸?shù)骄d置面12a上的半導(dǎo)體晶片W上。
在載物臺12上方的腔室頂部設(shè)置有與接地電極18相對的上部電極26。該上部電極26兼作向載物臺12上的半導(dǎo)體晶片W供給處理氣體的噴淋頭，具有多個氣體噴出孔26a和氣體歧管(緩沖室)26b。來自氣體供給機構(gòu)28的氣體供給管30經(jīng)過絕緣性的連接器部件27與該噴淋頭26的氣體導(dǎo)入口26c連接。在氣體供給管30的途中設(shè)置有開閉閥32。
氣體供給機構(gòu)28具有供給形成Ti膜用的氣體的處理氣體供給系統(tǒng)和供給干洗用的清洗氣體的清洗氣體供給系統(tǒng)。在處理氣體供給系統(tǒng)中，除了含有Ti的氣體(通常為Ti化合物氣體例如TiCl4氣)供給部外，還包含還原氣體(例如H2氣)供給部、稀有氣體(例如Ar氣)供給部等。在清洗氣體供給系統(tǒng)中，除了供給作為清洗氣體的例如ClF3氣的ClF3氣供給部外，還包含供給作為稀釋氣體的例如N2氣的N2氣供給部等。各氣體供給部個別地具有開閉閥和質(zhì)量流量控制器(MFC)。
在該上部電極26中，當(dāng)成膜處理時從高頻電源34經(jīng)過匹配器36以規(guī)定功率施加規(guī)定頻率的，例如450kHz的高頻電壓。當(dāng)在上部電極26上施加來自高頻電源34的高頻電壓時，通過與接地電極18之間的輝光放電，在載物臺12上方的空間中生成反應(yīng)氣體的等離子體。本實施方式中的等離子體生成用的高頻電壓能夠選定在任意的頻率，但是，優(yōu)選在能夠?qū)嵸|(zhì)上忽視基板、電極、基板周圍的沉積物(導(dǎo)電膜)的450kHz～2MHz的范圍內(nèi)。上部電極26通過環(huán)狀的絕緣體38與腔室10電絕緣。
在腔室10的底部設(shè)置有排氣口40，排氣裝置44通過排氣管42與該排氣口40連接。排氣裝置44具有真空泵，能夠?qū)⑶皇?0內(nèi)的處理空間減壓到規(guī)定的真空度。在腔室10的側(cè)壁上安裝有開閉半導(dǎo)體晶片W的搬入搬出口的閘門閥46。
在該等離子體CVD裝置中，當(dāng)在載物臺12上的半導(dǎo)體晶片W上實施形成Ti膜的處理時，從氣體供給機構(gòu)28以規(guī)定的混合比和流量將上述那樣的處理氣體(TiCl4氣、H2氣、Ar氣等)導(dǎo)入到腔室10內(nèi)，通過排氣裝置44使腔室10內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值。進(jìn)一步，從高頻電源34以規(guī)定的功率將高頻電壓饋電到上部電極26。而且，由加熱器電源24使載物臺12內(nèi)的加熱器20通電并發(fā)熱，將晶片載置面12a加熱到規(guī)定溫度(例如350～700℃)。從上部電極(噴淋頭)26的氣體噴出孔26a噴出的處理氣體，在上部電極26與下部電極(接地電極)12之間的輝光放電中等離子體化，由該等離子體生成的原子團(tuán)和離子等入射到半導(dǎo)體晶片W的主面(上面)上，通過表面反應(yīng)(TiCl4和H2的還原反應(yīng))形成Ti膜。
由該等離子體CVD裝置形成Ti膜的代表性的應(yīng)用例是埋入配線連接孔(接觸孔、通孔等)之前的勢壘金屬。這種勢壘金屬是以高縱橫尺寸比在配線連接孔的內(nèi)壁成膜所需要的。因此，能夠?qū)怏w流量、壓力、溫度等的處理參數(shù)控制為最佳值。
但是，伴隨著在半導(dǎo)體晶片W上形成Ti膜，在腔室10內(nèi)的各部分，特別是與晶片同等加熱的載物臺12上生成不希望有的沉積物。晶片處理枚數(shù)越增加，即越重復(fù)成膜處理的次數(shù)，這些沉積物的積聚量越大，成為剝離和產(chǎn)生粒子的原因。因此，在該等離子體CVD裝置中，定期地，例如經(jīng)過每500次(500枚)的成膜處理次數(shù)(基板處理枚數(shù))，對腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，使腔室內(nèi)的各部分回到?jīng)]有沉積物的初始狀態(tài)。
在干洗處理中，在載物臺12上沒有載置半導(dǎo)體晶片W的狀態(tài)下，從氣體供給機構(gòu)28以規(guī)定的混合比和流量將上述那樣的清洗氣體(ClF3氣、N2氣等)導(dǎo)入到腔室10內(nèi)，通過排氣裝置44使腔室10內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值。由于使用ClF3氣的干洗不需要等離子體，所以可以切斷高頻電源34。優(yōu)選處理溫度是通過通電發(fā)熱將載物臺12加熱到適當(dāng)溫度的溫度，但是也可以保持室溫不變。
由噴淋頭26的氣體噴出孔26a噴出的ClF3氣散布到腔室10內(nèi)的各個角落，與各部分的沉積物或堆積膜發(fā)生反應(yīng)而刻蝕。將通過刻蝕而從各部分蒸發(fā)的反應(yīng)生成物作為排出氣體從排氣口40排出到腔室10的外面。
通過定期地進(jìn)行這種干洗，能夠避免在腔室10內(nèi)生成的不想要的沉積物成長到超過允許限度的事態(tài)發(fā)生。
但是，在干洗循環(huán)即500次成膜處理期間，隨著在腔室10內(nèi)沉積物的成長，對于來自高頻電源34的高頻電壓的電阻慢慢降低，因此，施加在半導(dǎo)體晶片W上的電壓(晶片電位差)逐漸增大。在這種腔室內(nèi)的電阻降低的過程中，載物臺12的電阻即半導(dǎo)體晶片W與接地電極18之間的電阻(載物臺·電阻)的降低顯著地起著支配的作用。
在該實施方式的等離子體CVD裝置中，為了補償這種腔室內(nèi)的電阻減低，特別是載物臺·電阻的降低，在接地電極18與地電位之間插入電容器22。該電容器22與載物臺·電阻串聯(lián)連接，它們的合成電阻比單獨的載物臺·電阻大，從而補償了載物臺·電阻的降低。
下面，參照圖2和圖3更詳細(xì)地說明本實施方式的電容器22的作用。
圖2表示該等離子體CVD裝置中的腔室10內(nèi)高頻電阻的等效電路。在該等效電路中，ZP是在載物臺12上方的空間(上部電極26與半導(dǎo)體晶片W之間的空間)生成的等離子體的電阻。ZW是等離子體與載物臺12之間的半導(dǎo)體晶片W的電阻，能夠近似為電容性負(fù)載(電容)CW。ZS是半導(dǎo)體晶片W與接地電極18之間的載物臺·電阻，能夠近似為電容性負(fù)載(電容器)CS。此外，Z22是電容器22的電阻，能夠近似為電容性負(fù)載(電容器)C22。匹配器36具有在高頻電源34側(cè)的輸出或傳送電阻與負(fù)載側(cè)的電阻之間進(jìn)行匹配的功能。
圖3模式地表示上述等效電路中的電位分布。當(dāng)忽視匹配器36中的電壓下降時，將來自高頻電源34的高頻電壓VRF(峰峰值)由串聯(lián)連接的等離子體·電阻ZP、晶片·電阻ZW、載物臺·電阻ZS和電容器22分別分壓為VP’、VW’、VS’、V22。即，VP是施加在等離子體上的電壓，VW是施加在半導(dǎo)體晶片W上的電壓，VS是施加在載物臺12的晶片載置面12a上的電壓，V22是施加在電容器22上的電壓。
如上所述，當(dāng)在干洗循環(huán)中重復(fù)成膜處理的次數(shù)時，在腔室10內(nèi)沉積物積聚或成長。這時，在腔室10內(nèi)的電阻中載物臺·電阻ZS顯著降低。即，當(dāng)附著在載物臺12周圍的Ti系的堆積膜增加時，載物臺·電阻ZS的電容(電容CS)增大，載物臺·電阻ZS減少。
與載物臺·電阻ZS的變化(減少)比較，等離子體·電阻ZP和晶片·電阻ZW的變化小到能夠忽略。而且，由匹配器36進(jìn)行的電阻匹配也起著主要保持施加在等離子體·電阻ZP上的電壓VP大致恒定的作用。
在該等離子體CVD裝置中，在接地電極18與地電位之間插入與載物臺·電阻ZS串聯(lián)的電容器22，使載物臺·電阻ZS在全體串聯(lián)電阻中占有的分壓比減小。因此，伴隨著載物臺·電阻ZS的降低的分壓電壓VS的減小率很小。而且，使由施加在載物臺·電阻ZS上的電壓VS的減少引起的分配到其它電阻的電壓增加量由晶片·電阻ZW和電容器22分?jǐn)偂Ｒ虼?，能夠顯著地抑制施加在半導(dǎo)體晶片W上的電壓(晶片電位差)VW的增加或上升，半導(dǎo)體晶片W不會因異常放電等受到損傷。
在圖3中，實線表示干洗循環(huán)開始時的初始狀態(tài)中的電位分布，虛線表示干洗循環(huán)結(jié)束時的電位分布。在干洗循環(huán)中當(dāng)施加在載物臺·電阻ZS上的電壓從VS減少到VS’時，施加在半導(dǎo)體晶片W和電容器22上的電壓V22分別從VW、V22增大到VW’、V22’。其中，施加在半導(dǎo)體晶片W上的電壓的增加(VW→VW’)并不那么大。
在圖4中，作為比較例，模式地表示在省去電容器22時的腔室10內(nèi)的高頻電阻中的電位分布。實線是干洗循環(huán)開始時的初始狀態(tài)中的電位分布，虛線是干洗循環(huán)結(jié)束時的電位分布。
當(dāng)在接地電極18與地電位之間不插入電容器22時，載物臺·電阻ZS在全體串聯(lián)電阻中占有的分壓比大。因此，伴隨著載物臺·電阻ZS的降低的分壓電壓VS的減小率大，使得由電壓VS的減少引起的分配到其它電阻的電壓增加量幾乎都集中在晶片·電阻ZW上，施加在半導(dǎo)體晶片W上的電壓VW顯著增大。
在該實施方式中，由于將固定電容用于電容器22，所以該電容值(恒定值)的選定是重要的。下面，通過一個實施例說明電容器22的電容選定方法。
如上所述，載物臺·電阻ZS實質(zhì)上是電容性負(fù)載(電容)，該電容值CS在干洗循環(huán)中與成膜處理次數(shù)成正比地增大。例如，如圖5所示，當(dāng)干洗循環(huán)開始時為7000pF，但是當(dāng)干洗循環(huán)結(jié)束時上升到20000pF。在本發(fā)明中，由于電容器22與載物臺·電阻ZS串聯(lián)連接，所以當(dāng)設(shè)定電容器22的電容值為C22時，合成電容C0由下列公式(1)表示。
C0＝CS×C22/(CS+C22)……(1)電容器22的電容C22越小，合成電容C0也越小，能夠強烈地抵消載物臺·電容CS的增加量。但是當(dāng)合成電容C0過小時，電阻過大，對等離子體生成效率和等離子體分布狀態(tài)，直到處理產(chǎn)生惡劣的影響。即，存在由腔室·電阻的電容使等離子體成為不穩(wěn)定的區(qū)域，必須避免這樣的區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的一個觀點，以使干洗循環(huán)結(jié)束時(第500枚)的合成電容C0，與干洗循環(huán)開始時(第1枚)的載物臺·電容CS實質(zhì)上相同或近似的方式，選定電容器22的電容值C22。所以在圖5的例子中，當(dāng)CS＝20000pF，C0＝7000pF時，從使上述公式(1)變形得到的下列公式(2)求得電容器22的電容C22約為10000pF。
C22＝CS×C0/(CS-C0)＝7000×20000/(20000-7000)＝10769 (2)通過上述那樣的方法選定電容器22的電容C22，能夠沒有對等離子體和處理產(chǎn)生影響地從干洗循環(huán)的開始到結(jié)束為止補償載物臺·電容CS的增大(載物臺·電阻ZS的減少)，抑制施加在半導(dǎo)體晶片W上的電壓VW的增加。
在上述實施方式中將電容一定的固定電容用于電容器22，但是如圖6所示的實施方式那樣，也可以將電容可變的可變電容用于與電容器22相當(dāng)?shù)碾娙?。此外，在圖6中，除了電容器22A以外，在前面已說明的部分上附加相同的參照標(biāo)號，并省略對它們的說明。
這時，控制部50與干洗循環(huán)聯(lián)動，可變地控制由可變電容構(gòu)成的電容器22A的電容C22。例如，在上述公式(2)中設(shè)定合成電容C0為恒定值(常數(shù))，設(shè)定電容器22A的電容C22為載物臺·電容CS(進(jìn)而成膜處理次數(shù))的函數(shù)，能夠求得用于通過干洗循環(huán)保持合成電容C0恒定的電容C22的可變控制特性。
圖7表示一個例子。而且，與成膜處理次數(shù)相應(yīng)，適當(dāng)?shù)乜勺兛刂齐娙萜?2A的電容C22，也可以維持通過干洗循環(huán)將合成電容C0維持在載物臺·電容CS的初始值(7000pF)上，或者也可以根據(jù)任意的函數(shù)進(jìn)行改變。
根據(jù)這樣地可變控制電容器22A的電容C22的方式，如圖8所示，在干洗循環(huán)中即便將施加在載物臺·電阻ZS上的電壓從VS減少到VS’，也可以實質(zhì)上只由電容器22A負(fù)擔(dān)所有的由此分配到其它電阻的電壓增加量，使施加在半導(dǎo)體晶片W上的電壓VW大致保持恒定。
以上說明了一個優(yōu)選的實施方式，但是在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形、變更。
例如，腔室10內(nèi)的各部分，特別是載物臺12和上部電極26等可以采用各種構(gòu)成和方式，也能夠?qū)⒏上囱h(huán)設(shè)定在任意長度(處理次數(shù)或處理枚數(shù))上。在將固定電容用于電容器22的方式中(圖1)，也可以設(shè)置用于選擇地在接地電極18與地電位之間插入電容器22的開關(guān)。這時，例如也可以在干洗循環(huán)開始后暫時不立即插入電容器22，而是將接地電極18直接與地電位連接后，在中途(例如第150枚)插入電容器22。同樣，在將可變電容用于電容器22的情形中，也能夠設(shè)置同樣的開關(guān)方式。
本發(fā)明能夠如上述實施方式那樣在形成Ti膜用的等離子體CVD裝置中取得很大的效果。但是，本發(fā)明也可以適用于形成Ti膜以外的金屬成膜用的等離子體CVD裝置，進(jìn)一步，本發(fā)明也可以適用于用于形成Si、金屬化合物、貴金屬氧化物等的導(dǎo)電膜的等離子體CVD裝置等。
所以，在上述實施方式中將載物臺·電阻作為腔室內(nèi)電阻的主要變動部分，但是也可以與成膜材料和腔室構(gòu)造等相應(yīng)地將腔室內(nèi)外的其它部分的電阻作為腔室內(nèi)電阻的主要變動部分，與上述實施方式同樣，應(yīng)用本發(fā)明的電容分壓方式。本發(fā)明中的被處理基板不限于半導(dǎo)體晶片，也可以是FPD用的各種基板、光掩模、CD基板、印刷基板等。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的等離子體CVD裝置，通過上述那樣的構(gòu)成和作用，即便在于洗循環(huán)中重復(fù)成膜處理的次數(shù)也能夠有效地抑制施加在被處理基板上的電壓增加，防止基板損傷，提高成品率。
權(quán)利要求
1.一種等離子體CVD裝置，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對所述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，回到初始狀態(tài)，其特征在于，具有在所述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺；埋設(shè)在所述載物臺中的接地電極；在所述腔室內(nèi)與所述接地電極相對設(shè)置的高頻電極；向所述高頻電極供給用于生成等離子體的高頻的高頻電源；和固定電容，為了抑制由從所述初始狀態(tài)隨著所述成膜處理的累積次數(shù)增大，所述接地電極與所述基板之間的載物臺·電阻降低引起的施加在所述基板上的電壓增加，插入在所述接地電極與地電位之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其特征在于以使在所述成膜處理僅重復(fù)所述規(guī)定值的次數(shù)的一個循環(huán)內(nèi)，循環(huán)結(jié)束時的所述電容器的電阻和所述載物臺·電阻的合成電阻實質(zhì)上與循環(huán)開始時的所述載物臺·電阻一致或近似的方式，選定所述電容器的電容。
3.一種等離子體CVD裝置，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對所述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，回到初始狀態(tài)，其特征在于，具有在所述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺；埋設(shè)在所述載物臺中的接地電極；在所述腔室內(nèi)與所述接地電極相對設(shè)置的高頻電極；向所述高頻電極供給用于生成等離子體的高頻的高頻電源；和固定電容，為了抑制由從所述初始狀態(tài)隨著所述成膜處理的累積次數(shù)增大，所述高頻電極與所述接地電極之間的腔室·電阻降低引起的施加在所述基板上的電壓增加，插入在所述接地電極與地電位之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體CVD裝置，其特征在于以使在所述成膜處理僅重復(fù)所述規(guī)定值的次數(shù)的一個循環(huán)內(nèi)，循環(huán)結(jié)束時的所述電容器的電阻和所述腔室·電阻的合成電阻實質(zhì)上與循環(huán)開始時的所述腔室·電阻一致或近似的方式，選定所述電容器的電容。
5.一種等離子體CVD裝置，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對所述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，回到初始狀態(tài)，其特征在于，具有在所述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺；埋設(shè)在所述載物臺中的接地電極；在所述腔室內(nèi)與所述接地電極相對設(shè)置的高頻電極；向所述高頻電極供給用于生成等離子體的高頻的高頻電源；插入在所述接地電極與地電位之間的可變電容；和控制部，為了抑制由從所述初始狀態(tài)隨著所述成膜處理的累積次數(shù)增大，所述高頻電極與所述接地電極之間的載物臺·電阻降低引起的施加在所述基板上的電壓增加，可變控制所述可變電容器的電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體CVD裝置，其特征在于以所述成膜處理僅重復(fù)所述規(guī)定值的次數(shù)的一個循環(huán)，實質(zhì)上保持所述電容器的電阻和所述載物臺·電阻的合成電阻為一定的方式，所述控制部可變地控制所述電容器的電容。
7.一種等離子體CVD裝置，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對所述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗，回到初始狀態(tài)，其特征在于，具有在所述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺；埋設(shè)在所述載物臺中的接地電極；在所述腔室內(nèi)與所述接地電極相對設(shè)置的高頻電極；向所述高頻電極供給用于生成等離子體的高頻的高頻電源；插入在所述接地電極與地電位之間的可變電容；和控制部，為了抑制由從所述初始狀態(tài)隨著所述成膜處理的累積次數(shù)增大，所述高頻電極與所述接地電極之間的腔室·電阻降低引起的施加在所述基板上的電壓增加，可變控制所述可變電容器的電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體CVD裝置，其特征在于以所述成膜處理僅重復(fù)所述規(guī)定值的次數(shù)的一個循環(huán)，實質(zhì)上保持所述電容器的電阻和所述腔室·電阻的合成電阻為一定的方式，所述控制部可變地控制所述電容器的電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其特征在于所述載物臺由AlN構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其特征在于在所述載物臺中設(shè)置有用于加熱所述基板的加熱部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的等離子體CVD裝置，其特征在于所述加熱部具有設(shè)置在所述接地電極下部的發(fā)熱體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的等離子體CVD裝置，其特征在于所述接地電極形成為網(wǎng)狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其特征在于所述處理氣體包含金屬，在所述基板上形成金屬膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的等離子體CVD裝置，其特征在于所述處理氣體包含TiCl4，在所述基板上形成Ti膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其特征在于所述高頻的頻率在450kHz～2MHz的范圍內(nèi)選擇。
全文摘要
本發(fā)明以提供能夠抑制施加在被處理基板上的電壓增加，防止基板損傷，改善成品率的等離子體CVD裝置作為課題。本發(fā)明使用，在可減壓的腔室內(nèi)通過等離子體放電分解原料氣體，在被處理基板上形成導(dǎo)電膜，當(dāng)成膜處理的累積次數(shù)達(dá)到規(guī)定值時對所述腔室內(nèi)進(jìn)行干洗并回到初始狀態(tài)的等離子體CVD裝置中，具有在所述腔室內(nèi)載置被處理基板的絕緣體載物臺、埋設(shè)在所述載物臺中的接地電極、在所述腔室內(nèi)與所述接地電極相對設(shè)置的高頻電極、向所述高頻電極供給生成等離子體用的高頻的高頻電源、為了抑制由從所述初始狀態(tài)隨著所述成膜處理的累積次數(shù)增大，所述接地電極與所述基板之間的載物臺·電阻降低引起的施加在所述基板上的電壓增加，插入在所述接地電極與地電位之間的固定電容的等離子體CVD裝置，解決所述課題。
文檔編號C23C16/458GK1934288SQ20058000927
公開日2007年3月21日 申請日期2005年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者前橋聰 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社