專利名稱：具有非金屬基座的等離子體cvd裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在使用加熱基座(heating susceptor)的一些情況下，用 于放置基底的表面的材料和基座的其它部分變?yōu)樘沾傻?，來代替金屬。但是，?dāng)針對(duì)節(jié)點(diǎn)(node) 50nm左右的器件來沉積絕緣薄膜時(shí)，加熱 基座是不適當(dāng)?shù)?。同樣，金屬制的簇射極板導(dǎo)致了其它的問題，例如 很難完全的防止晶片表面上的金屬污染。另外，組成反應(yīng)器的許多元 件也是金屬制的，因此這些其它元件也需要仔細(xì)檢查。對(duì)于這些元件 的多數(shù)，在執(zhí)行沉積工藝之前，可以通過在反應(yīng)器的內(nèi)壁涂敷叫做"預(yù) 涂膜"的薄膜來防止金屬污染。然而，由于預(yù)涂覆導(dǎo)致了生產(chǎn)率下降， 沉積預(yù)涂膜提出了對(duì)設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的關(guān)注。另一方面，縮小的器 件節(jié)點(diǎn)正促使針對(duì)采用50 nm左右的器件節(jié)點(diǎn)來沉積絕緣薄膜的方法。 特別地，這一趨勢(shì)可望帶來布線圖案和STI技術(shù)的重大變革，在預(yù)期 的新情況下，沉積預(yù)涂膜將很可能遇到困難。因此，在需要絕緣薄膜 適用于50 nm左右的器件節(jié)點(diǎn)的條件下，在不依靠預(yù)涂膜的沉積時(shí)， 防止金屬污染對(duì)基底的負(fù)面作用很重要。綜上所述，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了等離子體 CVD裝置，其包括(i)冷卻基座，用于在其上放置基底且與該基底接 觸，并且該冷卻基座作為電極使用，所述冷卻基座由陶瓷材料制造， 其配有冷卻流體通道，以便使冷卻流體在其中流通；和(ii)簇射極板， 用于通過在其中形成的大量通孔向所述基座引入氣體，所述簇射極板 作為電極用，并與基座平行布置。在任一上述實(shí)施方案中，簇射極板可由陶瓷材料制造。 構(gòu)成簇射極板的陶瓷材料是可以A1N或A1203。
在任一上述實(shí)施方案中，基座可以具有凹入的中心區(qū)域。
作為參考，盡管A1N和Al203主要用作陶瓷材料，然而 在一個(gè)實(shí)施方案中也可使用BN和其它的材料。
本發(fā)明將參考實(shí)施例來說明。但是，所述實(shí)施例并非意 圖限定本發(fā)明。在實(shí)施例中，除了實(shí)施例中指定的基座和簇射極板， 使用Eagle 10 (ASM日本)作為等離子體CVD裝置。『00551 傳統(tǒng)實(shí)例
簇射極板材料鋁
基座材料鋁
基座溫度0°C0060簇射極板溫度100°C
DM-DMOS流速25 sccm
02流速100 sccm
反應(yīng)器壓力400 Pa
鋁lxl0"原子/cm2
鉻8.5 x 1()W原子/cm2
如上所述，盡管其他金屬元素的金屬污染水平在標(biāo)準(zhǔn)左 右，但是鋁、鈦和鉻的金屬污染水平都超過了該標(biāo)準(zhǔn)，證實(shí)了金屬污 染。這里，假定如此檢測(cè)的金屬是由于上電極和下電極。『00741實(shí)施例1
簇射極板材料A1N0077]冷卻基座材料A1N[0078 [0079 [0080 [0081 [0082 [0083 [0084 [0085 [0086 [0087 污染(基于 或更小。" [0088 [0089 [0090 污染減少了 [0091 [0092 [0093 [0094 [0095 [0096 [0097 [0098 [0099 [0100 [0101 [0102 ,3基座溫度0°C 簇射極板溫度IO(TC 反應(yīng)器側(cè)壁溫度100°CDM-DMOS流速25 sccm 己烷流速80 sccm He流速630 sccm 02流速100 sccm 反應(yīng)器壓力266 Pa 放電間距20 mm作為在上述條件下操作的結(jié)果，檢測(cè)到下列水平的金屬 CP-MS評(píng)估)。作為參考，各元素的標(biāo)準(zhǔn)是5xl0"原子/cm2 其他的"表示金屬元素如鐵、鉻、鈦和鎳的總和。鋁4.5 x 10!。原子/cm2其他的5 xlO"原子/cr^或更小如上所述，金屬污染水平有了很大的改進(jìn)。尤其是，鋁 3個(gè)數(shù)量級(jí)。 實(shí)施例2這里使用的基座、簇射極板和薄膜沉積條件如下:簇射極板材料A1N冷卻基座材料A1N基座溫度0°C簇射極板溫度IO(TC反應(yīng)器側(cè)壁溫度100°CDM-DMOS流速25 sccm己烷流速80 sccmHe流速830 sccm02流速100 sccm反應(yīng)器壓力800 Pa放電間距20 mm[0104作為在上述條件下操作的結(jié)果，檢測(cè)到下列水平的金屬污染(基于ICP-MS評(píng)估)。作為參考，各元素的標(biāo)準(zhǔn)是5x 101()原子 /cn^或更小。"其他的"表示金屬元素如鈦和鉻的總和。01051鋁3xl0)。原子/cm2[0106其他的5 xl(^原子/cm2或更小[0107如上所述，金屬污染水平有了顯著的改進(jìn)。尤其是，鋁 污染減少了3個(gè)數(shù)量級(jí)。0108本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以大量的各種各樣的修 改，而沒有背離本發(fā)明的精神。因此，應(yīng)當(dāng)清楚地理解，本發(fā)明的形 式僅僅是說明性的，并非意圖來限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.等離子體CVD裝置，包括冷卻基座，用于在其上放置基底且與該基底接觸，并且所述冷卻基座作為電極使用，所述冷卻基座由陶瓷材料制造，其配有冷卻流體通道，以便使冷卻流體在其中流通；和簇射極板，用于通過在其中形成的大量通孔向所述基座引入氣體，所述簇射極板作為電極使用，并與所述基座平行布置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其中所述基座進(jìn) 一步配有嵌入該基座中的射頻極板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其中所述簇射極 板由陶瓷材料制造。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其中所述冷卻流 體流動(dòng)通道被提供在所述基座的底部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其中構(gòu)成所述基 座的所述陶瓷材料是A1N或A1203。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體CVD裝置，其中構(gòu)成所述簇 射極板的所述陶瓷材料是A1N或A1203。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其中所述簇射極 板具有凸起的中心區(qū)域。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其中所述基座具 有凹入的中心區(qū)域。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，進(jìn)一步包括具有 冷卻流體出口和冷卻流體入口的冷卻流體循環(huán)設(shè)備，所述冷卻流體出 口和冷卻流體入口都與所述基座的所述冷卻流體流動(dòng)通道相連。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的等離子體CVD裝置，其中所述冷卻流 體循環(huán)設(shè)備進(jìn)一步冷卻流體，該冷卻流體是包含10-40%的乙二醇的水溶液。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，其中所述基座含 有提升銷，所述提升銷各具有從所述基座的表面暴露的表面，其中至 少所述表面由陶瓷材料制造。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置，進(jìn)一步包含具有 鋁內(nèi)壁的反應(yīng)室，在所述反應(yīng)室里所述基座和所述簇射極板被平行地 提供。
13. —種通過等離子體CVD在基底上沉積薄膜的方法，其包括在反應(yīng)室里提供權(quán)利要求1所述的等離子體CVD裝置；控制所述基座的溫度在-5(TC到20°C; 在所述基座的表面上放置基底；經(jīng)過所述簇射極板向所述反應(yīng)室里引入氣體，并對(duì)所述簇射極板 施加射頻功率；在所述基底上沉積薄膜。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中冷卻流體流動(dòng)通道被提供 在所述基座的底部。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中控制所述基座溫度的步驟 包括使冷卻流體循環(huán)經(jīng)過所述冷卻流體流動(dòng)通道。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述冷卻流體是含有 10-40%乙二醇的水溶液。
全文摘要
等離子體化學(xué)氣相沉積(CVD)裝置包括冷卻基座，用于在其上放置基底并作為電極使用；簇射極板，用于通過在其中形成的大量通孔向該基座引入氣體。簇射極板作為電極使用，并與基座平行布置。冷卻基座是由陶瓷材料制造的，其配有冷卻流體通道，以便使冷卻流體在其中流動(dòng)。
文檔編號(hào)C23C16/513GK101314847SQ200810092370
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者李禹鎮(zhèn), 松木信雄, 深澤篤毅, 清水三喜男 申請(qǐng)人:Asm日本子公司