TWI457459B - Membrane film forming method and memory medium of metal film - Google Patents
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Description
本發明係關於在腔室內藉由CVD形成金屬系膜之金屬系膜之成膜方法及記憶媒體。
在半導體裝置之製造中，最近要求對應高密度化及高積體化，電路構成逐漸微細化，追求著以良好階梯覆蓋形成配線層、埋入層、接觸層等所使用之金屬系膜，作為對應於如此之要求的技術，則採用CVD(Chemical Vapor Deposition)。
例如，於將當作接觸層使用之Ti膜予以CVD成膜之時，將被處理基板之半導體晶圓(以下僅稱之為晶圓)一片一片搬入至腔室內，使用例如TiCl4
氣體當作原料氣體，使用例如H2
氣體當作還原氣體，邊生成該些電漿，邊採用在被加熱至400~700℃左右之平台上之晶圓形成Ti膜之葉片式之電漿CVD。
於藉由該葉片式電漿CVD形成Ti膜之時，則採用重複如在腔室內施予預塗敷處理，接著對數百片至數千片晶圓連續執行Ti膜之成膜，之後藉由ClF3
氣體等執行乾洗淨之循環的方法(例如，日本特開2007-165479號公報)。
近來，在作為藉由電漿CVD之Ti膜成膜的前工程而被執行之蝕刻工程中，微細加工不斷進展，故在晶圓背面之周緣部(斜邊附近)容易殘留蝕刻時之聚合物系(C-F系)殘渣，再者在蝕刻後之灰化及濕洗淨移到頁片處理之關係上，因對於晶圓背面該些處理不被充分執行，故Ti成膜腔室被搬入在背面殘留聚合物殘渣之狀態的晶圓。如此之晶圓背面之聚合物殘渣附著於屬於晶圓平台之高溫之承受器上(尤其，對應於晶圓之周緣部之部分)，重複Ti成膜中漸漸變厚，在晶圓和平台之間產生微小間隙。在如此之狀態下，當為了電漿生成施加高頻電力時，則在產生微小間隙之部分產生異常放電，有產生製品故障或平台損傷之問題。
本發明之目的在於提供在被處理基板和平台之間難產生異常放電之金屬系膜之成膜方法。
再者，本發明之另外目的在於提供記憶用以實行該方法之程式的記憶媒體。
若藉由本發明之第1觀點，則提供一種金屬系膜之成膜方法，使用成膜裝置，藉由電漿CVD形成金屬系膜，該成膜裝置具有：收容被處理基板之腔室；在上述腔室內載置被處理基板之平台；將平台上之被處理基板加熱之加熱器；對腔室內供給成膜用之處理氣體及洗淨氣體之氣體供給機構；在上述腔室內生成處理氣體之電漿之電漿生成機構，和使上述腔室內予以排氣之排氣手段，重複執行：在上述腔室內形成含有構成上述金屬系膜之金屬的導電性預塗敷膜的工程；針對複數片被處理基板，執行將被處理基板搬入至在上述預塗敷後之腔室內載置在上述平台上，藉由上述加熱器邊加熱被處理基板，邊供給上述處理氣體生成處理氣體之電漿，藉由電漿CVD在被處理基板形成金屬系膜之處理的工程；和在對上述複數片被處理基板執行成膜處理結束之階段，將上述洗淨氣體導入至上述腔室內而執行乾洗淨之工程，針對複數片被處理基板執行形成上述金屬系膜之處理之時，包含在其途中一次或兩次以上的對上述平台上形成導電性膜。
在上述第1觀點中，上述預塗敷膜之成膜係可以藉由複數次重複執行含有構成上述金屬系膜之金屬之膜的形成和其膜之氮化處理而執行。再者，上述導電性膜之形成可以設為形成包含構成上述金屬系膜之金屬的膜。
再者，在上述第1觀點中，上述導電性膜之形成可以每次對特定片數之基板進行成膜處理執行。此時，上述導電性膜之形成係每次對1~250片之基板進行成膜處理執行為佳，上述導電性膜之形成係每次對一批量例如25片之基板進行成膜處理為更佳。
再者，上述金屬系膜可以由Ti、TiN、W、WN、Ta、TaN中之任一者所構成。
若藉由本發明之第2觀點，則提供一種記憶媒體，在電腦上動作，記憶有用以控制成膜裝置之程式，該成膜裝置具有：收容被處理基板之腔室；在上述腔室內載置被處理基板之平台；將平台上之被處理基板加熱之加熱器；對
腔室內供給成膜用之處理氣體及洗淨氣體之氣體供給機構；在上述腔室內生成處理氣體之電漿之電漿生成機構，和使上述腔室內予以排氣之排氣手段，上述程式於實行時，以執行金屬系膜之成膜方法之方式，使電腦控制上述成膜裝置，該金屬系膜之成膜方法係重複執行：在上述腔室內形成含有構成金屬系膜之金屬的導電性預塗敷膜的工程；針對複數片被處理基板，執行將被處理基板搬入至在上述預塗敷後之腔室內載置在上述平台上，藉由上述加熱器邊加熱被處理基板，邊供給上述處理氣體生成處理氣體之電漿，藉由電漿CVD在被處理基板形成金屬系膜之處理的工程；和在對上述複數片被處理基板執行成膜處理結束之階段，將上述洗淨氣體導入至上述腔室內而執行乾洗淨之工程，針對複數片被處理基板執行形成上述金屬系膜之處理之時，包含在其途中一次或兩次以上的對上述平台上形成導電性膜。
若藉由本發明，針對複數片被處理基板執行在被處理基板形成金屬系膜之處理的工程，因在其途中包含1次或兩次以上的對上述腔室內形成導電性膜，故即使對應於平台之基板周緣部之部分堆積聚合物，藉由導電性膜，可以使被充電至基板之電荷流通於平台，抑制基板和平台之間的異常放電產生。
以下參照附件圖面針對本發明之實施型態予以具體說明。
第1圖為表示本發明之一實施型態所涉及之金屬系膜之成膜方法之實施所使用之成膜裝置之一例的概略剖面圖。在此，以藉由電漿CVD形成Ti膜之時為例予以說明。
並且，在以下之說明中，雖然氣體流量之單位使用mL/min，但是氣體之體積較溫度及氣壓變化大，故在本發明中使用換算成標準狀態之值。並且，換算成標準狀態之流量因通常以sccm(Standerd Cubic Centimetr per Minutes)標記，故一倂記為sccm。在此之標準狀態為溫度0℃(273.15K)，氣壓1atm(101325Pa)之狀態。
成膜裝置100係構成邊藉由在平行平板電極形成高頻電場形成電漿，邊藉由CVD形成Ti膜之CVD-Ti成膜裝置。
該成膜裝置100具有略圓筒狀之腔室1。在腔室1之內部，用以將被處理基板之晶圓W水平支撐之平台即係由AlN所構成之承受器2，係在藉由被設置在其中央下部之圓筒狀支撐構件3所支撐之狀態被配置。在承受器2之外緣部，設置有用以導引晶圓W之導環4。再者，在承受器2埋入有由鉬等之高溶點金屬所構成之加熱器5，該加熱器5藉由自加熱器電源6被供電，將屬於被處理板之晶圓W加熱至特定溫度。在承受器2之表面附近埋設有當作平行平板電極之下部電極發揮功能之電極8，該電極8被接地。
在腔室1之頂壁1a，經絕緣構件9設置有也當作平行平板電極之上部電極發揮功能之噴淋頭10。該噴淋頭10係由上段區塊體10a、中段區塊體10b、下段區塊體10c所構成，構成略圓盤狀。上段區塊體10a具有與中段區塊體10b及下段區塊體10c同時構成噴淋頭本體部之水平部10d，和連續於該水平部10d之外圍上方之環狀支撐部10e，形成凹狀。然後，藉由該環狀支撐部10e支撐噴淋頭10全體。然後，在下段區塊體10c交互形成吐出氣體之吐出孔17和18。在上段區塊體10a之上面，形成第1氣體導入口11，和第2氣體導入口12。在上段區塊體10a之中，自第1氣體導入口11分歧成多數氣體通路13。在中段區塊體10b形成氣體通路15，上述氣體通路13經水平延伸之連通路13a與該些氣體通路15連通。並且，該氣體通路15與下段區塊體10c之吐出孔17連通。再者，在上段區塊體10a之中，自第2氣體導入口12分歧多數氣體通路14。在中段區塊體10b形成氣體通路16，上述氣體通路14與該些氣體通路16連通。並且，該氣體通路16連接於在中段區塊體10b內水平延伸之連通路16a，該連通路16a與下段區塊體10c之多數吐出孔18連通。然後，上述第1及第2氣體導入口11、12連接於氣體供給機構20之氣體管線。
氣體供給機構20具有供給屬於洗淨氣體之ClF3
氣體之ClF3
氣體供給源21、供給屬於Ti化合物氣體之TiCl4
氣體的TiCl4
氣體供給源22、供給Ar氣體之Ar氣體供給源23、供給屬於還原氣體之H2
氣體的H2
氣體供給源24、供給屬於氮化氣體之NH3
氣體之NH3
氣體供給源25、供給N2
氣體之N2
氣體供給源26。然後，在ClF3
氣體供給源21連接有ClF3
氣體供給管線27及30b，在TiCl4
氣體供給源22連接有TiCl4
氣體供給管線28，在Ar氣體供給源23連接有Ar氣體供給管線29，在H2
氣體供給源24連接有H2
氣體供給管線30，在NH3
氣體供給源25連接有NH3
氣體供給管線30a，在N2
氣體供給源26連接有N2
氣體供給管線30c。然後，在各氣體管線設置有質量流量控制器32及夾著質量流量控制器32的兩個閥31。
上述第1氣體導入口11連接有自TiCl4
氣體供給源22延伸之TiCl4
氣體供給管線28，在該TiCl4
氣體供給管線28連接有自ClF3
氣體供給源21延伸之ClF3
氣體供給管線27及Ar氣體供給源23延伸之Ar氣體供給管線29。再者，上述第2氣體導入口12連接有自H2
氣體供給源24延伸之H2
氣體供給管線30，在該H2
氣體供給管線30連接有自NH3
氣體供給源25延伸之NH3
氣體供給管線30a、自N2
氣體供給源26延伸之N2
氣體供給管線30c及自ClF3
氣體供給源21延伸之ClF3
氣體供給管線30b。因此，於製程時，來自TiCl4
氣體供給源22之TiCl4
氣體與來自Ar氣體供給源23之Ar氣體同時經TiCl4
氣體供給管線28，從噴淋頭10之第1氣體導入口11到噴淋頭10內，經氣體通路13、15自吐出孔17被吐出至腔室1內，另外來自H2
氣體供給源24之H2
氣體經H2
氣體供給管線30從噴淋頭10之第2氣體導入口12到達至噴淋頭10內，經氣體通路14、16從吐出孔18被吐出至腔室1內。即是，噴淋頭10係TiCl4
氣體和H2
氣體完全獨立成為被供給至腔室1內的後混合型，該些於吐出後被混合產生反應。並且，並不限定於此，即使TiCl4
和H2
在噴淋頭10內被混合之狀態下，將該些供給至腔室1內之前混合型亦可。
在噴淋頭10經整合器33連接有高頻電源34，從該高頻電源34高頻電力被供給至噴淋頭10。藉由自高頻電源34供給高頻電力，將經噴淋頭10被供給至腔室1內之氣體予以電漿化而執行成膜處理。
再者，在噴淋頭10之上段區塊體10a之水平部10d，設置有用以加熱噴淋頭10之加熱器45。在該加熱器45連接有加熱器電源46，藉由自加熱器電源46供電至加熱器45，噴淋頭10被加熱至所欲之溫度。為了提高加熱器45之加熱效率在上段區塊體10a之凹部設置有隔熱構件47。
在腔室1之底壁1b之中央部形成有圓形之孔35，在底壁1b以覆蓋該孔35之方式，設置有朝向下方突出之排氣室36。在排氣室36之側面連接有排氣管37，在該排氣管37連接有排氣裝置38。然後，藉由使該排氣裝置38動作，能將腔室1內減壓至特定真空度。
在承受器2，以能對承受器2表面伸縮之方式，設置有用以支撐晶圓W而作升降之3根(僅圖式兩根)之晶圓支撐銷39，該些晶圓支撐銷39係被固定於支撐板40。然後，晶圓支撐銷39係藉由汽缸等之驅動機構41經支撐板40而升降。
在腔室1之側壁，設置有用以在與腔室1鄰接而被設置之無圖示之晶圓搬運室之間執行搬入搬出晶圓W之搬入搬出口42，和開關該搬入搬出口42之閘閥43。
屬於成膜裝置100之構成部之加熱器電源6及46、閥31、質量流量控制器32、整合器33、高頻電源34、驅動機構41等，成為連接於具備微處理器(電腦)之控制部50而被控制之構成。再者，在控制部50上，連接有由操作員為了管理成膜裝置100而執行指令輸入操作等之鍵盤，或使成膜裝置100之運轉狀況可觀視而予以顯示之顯示器等所構成之使用者介面51。並且，在控制部50連接有記憶部52，該記憶部52儲存有用以藉由控制部50之控制實現在成膜裝置100所實行之各種處理的程式，或按處理條件使成膜裝置100之各構成部實行處理之程式即是處理程式。處理程式係被記憶於記憶部52之中的記憶媒體52a。記憶媒體即使為硬碟般之固定者亦可，即使為CD-ROM、DVD等之可搬運性者亦可。再者，即使自其他裝置經例如專用迴線適當傳送處理程式亦可。然後，依其所需，以來自使用者介面51之指示等自記憶部52叫出任意處理程式，使控制部50實行，依此，在控制器50之控制下，執行成膜裝置100之所欲處理。
接著，針對上述般之成膜裝置100中之本實施型態所涉及之Ti膜之成膜處理方法予以說明。
在本實施型態中，如第2圖所示般，以特定次數重複
預塗敷工程(工程1)、成膜工程(工程2)、乾洗淨工程(工程3)，之後執行濕洗淨工程(工程4)。
工程1之預塗敷工程係在晶圓不被搬入至腔室1內之狀態下，多次重複Ti膜堆積和氮化處理而在腔室1內形成預塗敷膜。
工程2之成膜工程係在如此預塗敷結束之後的腔室1內，針對複數片最佳為3000片以下例如500片的晶圓W對晶圓W執行Ti膜之堆積及氮化處理。
在工程3之乾洗淨工程中，在腔室1內不存在晶圓之狀態下，將ClF3
氣體導入至腔室1內，執行腔室1內之乾洗淨。乾洗淨雖然係邊藉由加熱器5加熱承受器2邊予以執行，此時之溫度以設為170~250℃為佳。並且，在乾洗淨工程中，除ClF3
之外可以使用NF3
、F2
等之其他氟系氣體。
工程4之濕洗淨工程係以特定次數重複上述工程1~3，在累積處理片數成為特定片數例如5000片~30000片之時點，藉由氨等之藥劑濕洗淨腔室1內。
接著，針對上述工程1及工程2具體予以說明。
工程1之預塗敷工程，係在晶圓不被搬入至腔室1內之狀態內，藉由排氣裝置38使腔室1內成為抽氣狀態，邊將Ar氣體和N2
氣體導入至腔室1內，邊藉由加熱器5升溫承受器2。在承受器2之溫度安定在特定溫度之時點，邊以特定流量導入TiCl4
氣體，邊自高頻電源34施加高頻電力，將被導入至腔室1內之Ar氣體、H4
氣體、TiCl4
氣體予以電漿化。依此，在腔室1內壁、排氣室36內壁、噴淋頭10及承受器2形成Ti膜。接著，僅停止TICl4
氣體，流通當作氮化氣體之NH3
氣體，並且對噴淋頭10施加高頻電力，將該些氣體予以電漿化而氮化Ti膜。多次例如33次重複該些Ti膜形成和氮化處理而形成預塗敷膜。並且，即使不執行氮化處理，形成特定厚度之Ti膜亦可。
預塗敷工程之最佳條件如同下述。
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：300kHz~27MHz功率：100~1500W
ii)TiCl4
氣體流量：1~20mL/min(sccm)
iii)Ar氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
iv)H2
氣體流量：250~5,000mL/min(sccm)
v)腔室內壓力：440~1333Pa(3~10Torr)
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：300kHz~27MHz功率：400~1500W
ii)NH3
氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
iii)Ar氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
v)腔室內壓力：440~1333Pa(3~10Torr)
工程2之成膜工程係如上述般在預塗敷結束之後的腔室1內，如下述般對晶圓W執行Ti膜之堆積及氮化處理。
Ti膜之堆積係在藉由加熱器5使承受器2上升至特定溫度之後，調整成與經閘閥43連接腔室1內之外部環境相同，之後打開閘閥43，晶圓W自真空狀態之無圖式的晶圓搬運室經搬入搬出口42搬入至腔室1內。接著，在預塗敷工程中，與在噴淋頭10等形成Ti膜之程序相同，將被導入至腔室1內之Ar氣體、H2
氣體、TiCl4
氣體予以電漿化而使該些反應，在晶圓W上堆積特定厚度之Ti膜。
在Ti膜堆積後之氮化處理中，於上述Ti膜堆積結束後，停止TiCl4
氣體，保持流通H2
氣體及Ar氣體之狀態下，邊將腔室1內(腔室壁或噴淋頭表面等)加熱至適當溫度，邊流通當作氮化氣體之NH3
氣體，並且自高頻電源34對噴淋頭10施加高頻電力而將處理氣體予以電漿化，藉由電漿化之處理氣體，將形成在晶圓W之Ti薄膜表面予以氮化。並且，氮化處理並非為必要。
成膜工程之最佳條件如同下述。
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：300kHz~27MHz功率：100~1500W
ii)依據加熱器5所產生之承受器2之溫度：500~700℃
iii)依據加熱器45所產生之噴淋頭10之溫度：300~500℃
iv)TiCl4
氣體流量：1~20mL/min(sccm)
v)Ar氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
vi)H2
氣體流量：250~5,000mL/min(sccm)
vii)腔室內壓力：440~1333Pa(3~10Torr)
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：300kHz~27MHz功率：100~1500W
ii)依據加熱器5所產生之承受器2之溫度：500~700℃
iii)依據加熱器45所產生之噴淋頭10之溫度：300~500℃
iv)NH3
氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
v)Ar氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
vi)H2
氣體流量：250~5,000mL/min(sccm)
vii)腔室內壓力：440~1333Pa(3~10Torr)
以往如第3圖所示般，雖然針對例如500片~3000片之晶圓W連續執行如此之Ti膜成膜工程之後，執行乾洗淨工程，但是每重疊片數則產生異常放電，該異常放電在於夾著乾洗淨重複時其頻率增加。尤其係在當自濕洗淨所累積處理片數到達3000~5000片時異常放電之產生更為明顯。
該異常放電係藉由於從晶圓W之背面周緣部到斜邊部所附著之聚合物殘渣，附著於對應於高溫之承受器2之晶圓W周緣部之部分，隨著處理片數增加，如第4圖所示般，聚合物殘渣堆積，在晶圓W和承受器2之間產生間隙而產生。
即是，因聚合物殘渣為絕緣性，故當如第4圖所示般，在承受器2堆積聚合物殘渣，在晶圓W和承受器2之間產生間隙時，則自電漿被供給至晶圓W之電荷不會流通於承受器2。因此，晶圓W帶電，在帶電某一定量之階段，產生放電至承受器2之現象。聚合物殘渣堆積於對應於承受器2之晶圓W之周緣部的部分，晶圓W係被堆積於該周緣部之聚合物殘渣支撐朝下彎曲。藉由帕申定律(Paschen's law)，放電產生在距離最短之處，尤其在晶圓W之中心附近容易產生異常放電。
聚合物殘渣因在藉由ClF3
氣體之乾洗淨中幾乎不被除去，故在乾洗淨後也進行聚合物殘渣之堆積。然後，隨著晶圓W之累積處理片數接近執行濕洗淨之5000片時，異常放電之產生更為明顯。
在此，在本實施型態中，在例如500片~3000片之Ti膜成膜之間對每特定片數之晶圓加入導電性膜之形成。最佳為每1~250片之晶圓。具體而言，如第5圖所示般，對每特定片數之晶圓，例如每一批量(25片)，在腔室1內形成Ti膜，接著實施執行氮化處理之短預塗敷。依此，如第6圖所示般，在絕緣性之所堆積的聚合物殘渣表面及承受器2表面形成導電性Ti膜，於在承受器2上載置晶圓W之時，可以使蓄積於晶圓W之電荷經Ti膜逃散至承受器2(接地)，可以抑制晶圓W和承受器2之間的放電。
即是，於對例如500片~3000片之晶圓W連續執行Ti膜之成膜之時，因在承受器2上持續堆積絕緣性之聚合物殘渣，故當此變厚時，晶圓W與導電性膜接觸之可能性下降，蓄積於晶圓W之電荷難以逃散，容易產生異常放電。但是，如此對例如500片~3000片之晶圓W形成Ti膜成膜之途中，藉由形成導電性之Ti膜，於晶圓W被載置到承受器2之時，晶圓W之電荷通過導電性膜，逃散至承受器2之比率變高，可以格外降低產生異常放電之可能性。並且，即使短預塗敷不執行氮化處理而形成特定厚度之Ti膜亦可。
短預塗敷之最佳條件係如同下述。
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：300kHz~27MHz功率：100~1500W
iv)TiCl4
氣體流量：1~20mL/min(sccm)
iii)Ar氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
iv)H2
氣體流量：250~5,000mL/min(sccm)
v)腔室內壓力：440~1333Pa(3~10Torr)
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：300kHz~27MHz功率：400~1500W
ii)NH3
氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
iii)Ar氣體流量：100~2,000mL/min(sccm)
iv)H2
氣體流量：250~5,000mL/min(sccm)
v)腔室內壓力：440~1333Pa(3~10Torr)
此時之導電膜之形成頻率，從防止異常放電之觀點來看雖然越多越佳，但是當過多時，因對晶圓W執行成膜處理之處理量下降，故以兼顧異常放電防止效果和生產率而適當調整為佳。再者，在成膜初期之階段，因對承受器2堆積聚合物殘渣較少難以異常放電，故即使最初針對例如100~200片左右之晶圓W連續執行Ti膜之成膜處理之後，執行導電性膜之形成(短預塗敷)，之後，例如對每一批量25片執行導電性膜之形成(短預塗敷)亦可。
接著，針對以各種條件對多數晶圓執行Ti膜之成膜而實驗異常放電之產生容易度之結果予以說明。
在此，作為異常放電之指標，使用用以生成電漿之平行平板電極之下部電極而發揮功能之電極8之直流偏壓電壓Vdc。即是，於通常之時，如第7圖所示般，Ti成膜之時之Vdc安定，於晶圓和承受器之間，產生電弧(異常放電)之時，則如第8圖所示般，Vdc變動，成為不安定之狀態。因此，藉由觀看Vdc之舉動，可以把握異常放電產生之情形，或有可能異常放電產生之情形。並且，如第8圖所示般，於產生電弧之時，由於高頻電力之峰值間電壓Vpp也變動，故Vpp亦可以當作異常放電之指標使用。
第9圖所示之狀況1係在預塗敷之後，對500片晶圓W連續執行成膜工程(Ti堆積＋氮化處理)之後，執行乾洗淨之以往的方法。如該圖所示般，確認在250片之後，Vdc之變動變為激烈，容易引起異常放電。
在此，第10圖所示般之狀況2，由於在產生Vdc變動之後(254片成膜後)，進入預塗敷處理，故Vdc暫時性被改善。即是，確認出在對多數晶圓W重複執行成膜工程之途中，執行預塗敷處理而在承受器2上形成導電性膜，對於防止異常放電為有效。但是，之後晶圓W之處理片數為420片左右之後Vdc則不安定，判明即使於250片左右成膜後進入預塗敷處理，亦無法充分防止異常放電。
接著，第11圖所示之狀況3為對每一批量25片之晶圓W的成膜工程(Ti堆積＋氮化處理)，執行短預塗敷(1層之Ti膜成膜＋氮化處理)。其結果，確認出即使晶圓W之累積處理片數為500片Vdc也安定，不會產生異常放電。
接著，第12圖所示之狀況4，係最初的200片晶圓W連續執行成膜工程之後，執行短預塗敷，之後於每一批量25片之晶圓W的成膜工程，執行短預塗敷。其結果，在對最初200片之晶圓W執行的成膜工程之最終部之晶圓W中，Vdc有些許不安定，雖然無法完全防止異常放電之產生，但是之後Vdc安定，確認出不產生異常放電。
由以上之結果確認出最佳為每250片以下之晶圓W的成膜工程，更佳為每一批量25片之晶圓W的成膜工程，執行短預塗敷，依此可以確實防止異常放電之產生。即是，確認出導電性膜之形成係對每1~250片之晶圓執行為佳，對每25片執行為佳。
並且，此時對晶圓W之成膜條件(Ti膜之堆積＋氮化處理)及短預塗敷之條件則如下述般。
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：450kHz功率：800W
ii)TiCl4
氣體流量：12mL/min(sccm)
iii)Ar氣體流量：1,600mL/min(Sccm)
iv)H2
氣體流量：4,000mL/min(sccm)
v)腔室內壓力：666.7Pa(5Torr)
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：450kHz功率：800W
iv)NH3
氣體流量：1,500mL/min(sccm)
v)Ar氣體流量：1,600mL/min(sccm)
vi)H2
氣體流量：2,000mL/min(sccm)
vii)腔室內壓力：666.7Pa(5Torr)
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：450kHz功率：800W
ii)TiCl4
氣體流量：18mL/min(sccm)
iii)Ar氣體流量：1,600mL/min(sccm)
iv)H2
氣體流量：3,000mL/min(sccm)
v)腔室內壓力：666.7Pa(5Torr)
i)來自高頻電源34之高頻電力頻率：450kHz功率：800W
iv)NH3
氣體流量：1,500mL/min(sccm)
v)Ar氣體流量：1,600mL/min(sccm)
vi)H2
氣體流量：2,000mL/min(sccm)
vii)腔室內壓力：666.7Pa(5Torr)
並且，本發明並非限定於上述實施型態，當然可作各種變形。例如，在上述實施型態中，雖然以形成當作金屬系膜之Ti膜之情形為例予以說明，但是亦可以適用於TiN、W、WN、Ta、TaN等之其他金屬系膜之成膜。再者，在上述實施型態中，雖然針對在成膜工程之途中，進行短預塗敷而形成導電性膜之情形予以表示，但是並不限定於此，若為在承受器2(平台)上預塗敷導電性膜者即可不管其手法。並且，在上述實施型態中，雖然藉由對噴淋頭施加高頻電力，形成電漿，但是並不限定於此。再者，當作被處理基板並不限定於半導體晶圓，即使為例如液晶顯示裝置(LCD)用基板、玻璃基板、陶瓷基板等之其他基板亦可。
1．．．腔室
2．．．承受器
3．．．支撐構件
4．．．導環
5．．．加熱器
6．．．加熱器電源
8．．．電極
9．．．絕緣構件
10．．．噴淋頭
10a．．．上段區塊體
10b．．．中段區塊體
10c．．．下段區塊體
10d．．．水平部
11．．．第1氣體導入口
12．．．第2氣體導入口
13．．．氣體通路
14．．．氣體通路
15．．．氣體通路
16．．．氣體通路
16a．．．連通路
17．．．吐出孔
18．．．吐出孔
20．．．氣體供給機構
21．．．ClF3
氣體供給源
22．．．TiCl4
氣體供給源
23．．．Ar氣體供給源
24．．．H2
氣體供給源
25．．．NH3
氣體供給源
26．．．N2
氣體供給源
27．．．ClF3
氣體供給管線
28．．．TiCl4
氣體供給管線
29．．．Ar氣體供給管線
30．．．H2
氣體供給管線
30a．．．NH3
氣體供給管線
30b．．．ClF3
氣體供給管線
30c．．．N2
氣體供給管線
31．．．閥
32．．．質量流量控制器
33．．．整合器
34．．．高頻電源
36．．．排氣室
37．．．排氣管
38．．．排氣裝置
39．．．晶圓支撐銷
40．．．支撐板
41．．．驅動機構
42．．．搬入搬出口
43．．．閘閥
45．．．加熱器
46．．．加熱器電源
47．．．隔熱構件
50．．．控制部
51．．．使用者介面
52．．．記憶部
52a．．．記憶媒體
100．．．成膜裝置
第1圖為表示本發明之一實施型態所涉及之成膜方法之實施所使用之成膜裝置之一例的概略剖面圖。
第2圖為表示Ti膜成膜之時之工程的流程圖。
第3圖為表示以往之成膜方法的圖式。
第4圖為用以說明晶圓和承受器之間產生異常放電之機構的圖式。
第5圖為表示本發明之一實施型態所涉及之成膜方法之圖式。
第6圖為說明本發明之成膜方法所使用之導電性膜之作用的圖式。
第7圖為表示通常之時之電漿之Vdc、Vpp的圖式。
第8圖為表示產生異常放電之時之電漿之Vdc、Vpp的圖式。
第9圖為表示使用以往之方法之情況1的Ti膜之成膜方法及Vdc之狀態的圖式。
第10圖為表示於產生Vdc變動之後(254片成膜後)，加入預塗敷處理之狀況2之Ti膜之成膜方法及Vdc之狀態的圖式。
第11圖為表示於每一批量25片之晶圓的成膜工程，執行短預塗敷之狀況3的Ti膜之成膜方法及Vdc之狀態的圖式。
第12圖為表示最初的200片晶圓連續執行成膜工程之後，執行短預塗敷，之後於每一批量25片之晶圓的Ti成膜工程，執行短預塗敷之狀況4之Ti膜之成膜方法及Vdc之狀態的圖式。
Claims (8)
- 一種金屬系膜之成膜方法，使用成膜裝置，藉由電漿CVD形成金屬系膜，該成膜裝置具有：收容被處理基板之腔室；在上述腔室內載置被處理基板之平台；將平台上之被處理基板加熱之加熱器；對腔室內供給成膜用之處理氣體及洗淨氣體之氣體供給機構；在上述腔室內生成處理氣體之電漿之電漿生成機構，和使上述腔室內予以排氣之排氣手段，其特徵為：重複執行：在上述腔室內形成含有構成上述金屬系膜之金屬的導電性預塗敷膜的工程；針對複數片被處理基板，執行將被處理基板搬入至在上述預塗敷後之腔室內載置在上述平台上，藉由上述加熱器邊加熱被處理基板，邊供給上述處理氣體生成處理氣體之電漿，藉由電漿CVD在被處理基板形成金屬系膜之處理的工程；和在對上述複數片被處理基板執行成膜處理結束之階段，將上述洗淨氣體導入至上述腔室內而執行乾洗淨之工程，針對複數片被處理基板執行形成上述金屬系膜之處理之時，包含在其途中一次或兩次以上的朝聚合物殘渣之表面及上述平台上形成導電性膜。
- 如申請專利範圍第1項所記載之金屬系膜之成膜方法，其中，上述預塗敷膜之成膜係藉由複數次重複執行含有構成上述金屬系膜之金屬之膜的形成和其膜之氮化處理 而執行。
- 如申請專利範圍第1項所記載之金屬系膜之成膜方法，其中，上述導電性膜之形成係形成包含構成上述金屬系膜之金屬的膜。
- 如申請專利範圍第1項所記載之金屬系膜之成膜方法，其中，上述導電性膜之形成係每次對特定片數之基板進行成膜處理。
- 如申請專利範圍第4項所記載之金屬系膜之成膜方法，其中，上述導電性膜之形成係每次對1~250片之基板進行成膜處理。
- 如申請專利範圍第5項所記載之金屬系膜之成膜方法，其中，上述導電性膜之形成係每次對一批量之基板進行成膜處理。
- 如申請專利第1項所記載之金屬系膜之成膜方法，其中，上述金屬系膜係由Ti、TiN、W、WN、Ta、TaN中之任一者所構成。
- 一種記憶媒體，在電腦上動作，記憶有用以控制成膜裝置之程式，該成膜裝置具有：收容被處理基板之腔室；在上述腔室內載置被處理基板之平台；將平台上之被處理基板加熱之加熱器；對腔室內供給成膜用之處理氣體及洗淨氣體之氣體供給機構；在上述腔室內生成處理氣體之電漿之電漿生成機構，和使上述腔室內予以排氣之排氣手段，其特徵為：上述程式於實行時，以執行金屬系膜之成膜方法之方 式，使電腦控制上述成膜裝置，該金屬系膜之成膜方法係重複執行：在上述腔室內形成含有構成金屬系膜之金屬的導電性預塗敷膜的工程；針對複數片被處理基板，執行將被處理基板搬入至在上述預塗敷後之腔室內載置在上述平台上，藉由上述加熱器邊加熱被處理基板，邊供給上述處理氣體生成處理氣體之電漿，藉由電漿CVD在被處理基板形成金屬系膜之處理的工程；和在對上述複數片被處理基板執行成膜處理結束之階段，將上述洗淨氣體導入至上述腔室內而執行乾洗淨之工程，針對複數片被處理基板執行形成上述金屬系膜之處理之時，包含在其途中一次或兩次以上的朝聚合物殘渣之表面及上述平台上形成導電性膜。
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