專利名稱：載置臺構(gòu)造以及等離子體成膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體晶片等的被處理體通過等離子體濺射形成金屬膜的等離子體成膜裝置以及用于該等離子體成膜裝置的載置臺構(gòu)造。
背景技術(shù)：
一般，在制造半導(dǎo)體裝置時，在半導(dǎo)體晶片重復(fù)進行成膜處理和圖案蝕刻處理等的各種處理，制作所期望的裝置。特別是，作為薄膜，為了埋入半導(dǎo)體晶片上的凹部或形成配線圖案，有時形成有由Ti、Ta、Cu、Al等構(gòu)成的金屬膜。在該情況下，為了抑制對在前工序中已經(jīng)形成于半導(dǎo)體晶片上的底層結(jié)構(gòu)造成熱損傷，能夠在低溫形成比較良好的特性的金屬膜，因此多采用等離子體濺射法。進行等離子體濺射法的成膜裝置，例如在日本特開2006-148075號公報等中公示。圖5是表示進行等離子體濺射法的成膜裝置的一個例子的概略結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示， 在能夠進行真空排氣的處理容器2內(nèi)的頂部的側(cè)部設(shè)置有成為成膜的金屬膜的原料的金屬靶4，在載置半導(dǎo)體晶片W的中央部設(shè)置有載置臺構(gòu)造6。該載置臺構(gòu)造6具有載置臺9， 在該載置臺9的上表面一側(cè)設(shè)置有通過直流高電壓吸附半導(dǎo)體晶片W的靜電卡盤8。該靜電卡盤8兼用電極10。該電極10與用于引入被等離子體離子體化的金屬離子的偏壓用的高頻電源12連接。此外，在處理容器2的頂部設(shè)置有透過高頻的例如由石英構(gòu)成的透過板 14，在其外側(cè)設(shè)置有與高頻電源16連接的感應(yīng)線圈部18。從感應(yīng)線圈部18透過透過板14向處理容器2內(nèi)投入高頻電力，使得被導(dǎo)入到處理容器2內(nèi)的Ar等的氣體等離子體化，產(chǎn)生等離子體P。該等離子體P沖擊金屬靶4放出金屬粒子，該金屬離子進一步被等離子體P離子化并被向載置臺9 一側(cè)引入，由此在半導(dǎo)體晶片W上堆積金屬膜。在這種情況下，金屬膜不僅堆積在半導(dǎo)體晶片W的表面，也堆積在處理容器2的內(nèi)壁面和處理容器2內(nèi)的構(gòu)造物的表面。為了防止這些堆積，以大致包圍載置臺9的外周側(cè)以及形成有等離子體P的處理空間的方式設(shè)置有保護罩部件20。在該保護罩部件20和載置臺9的外周之間形成有較小寬度的絕緣用的間隙22。保護罩部件20例如由不銹鋼或鋁板等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，其與接地側(cè)連接，由保護罩部件20的表面接受不需要的金屬膜。但是，對于上述那樣的采用等離子體濺射的成膜裝置，如上述方式，金屬膜不僅堆積在半導(dǎo)體晶片W的表面，也作為不需要的金屬膜M較少堆積在未被半導(dǎo)體晶片W遮蓋的載置臺9的上表面的周邊以及以包圍載置臺9的周圍的方式設(shè)置的保護罩部件20的上表 在這種情況下，在不需要的金屬膜M的厚度較小時，不產(chǎn)生特別的問題。但是，當(dāng)其膜厚逐漸變大時，例如被設(shè)定為1. 5mm左右的絕緣用的間隙22的寬度實質(zhì)上變窄。于是，在該部分存在的雜散電容(浮遊容量)26(參照圖6)的靜靜電電容變大到不能無視的程度，通過雜散電容遺漏到接地側(cè)的偏壓用的高頻電力逐漸增加，由此向等離子體一側(cè)投入的高頻電力發(fā)生變化。其結(jié)果，產(chǎn)生對于半導(dǎo)體晶片W的成膜處理的均勻性劣化，等離子體處理隨著時間變化的問題。當(dāng)對該點進一步詳細說明時，圖6是表示圖5所示的等離子體成膜裝置的偏壓用的高頻電源一側(cè)的等價電路。在此，等離子體P作為電容器C和電阻R的并列連接電路表示。如上所述，在施加有高頻電力的電極10(8)等(熱側(cè))和保護罩部件20 (接地側(cè))之間存在有雜散電容沈，但隨著不需要的金屬膜的堆積，該雜散電容沈的靜靜電電容發(fā)生變化。其結(jié)果，經(jīng)由該雜散電容26向接地側(cè)泄露的偏壓用的高頻電力變多，因此向等離子體P 側(cè)投入的偏壓用的高頻電力變動。其結(jié)果，對于半導(dǎo)體晶片W的等離子體處理的均勻性降低，等離子體處理隨著時間而變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼以上那樣的問題點，應(yīng)有效地解決上述問題點而產(chǎn)生的。本發(fā)明的目的在于提供通過穩(wěn)定地向等離子體一側(cè)投入偏壓用的高頻電力，能夠較高地維持等離子體處理的重復(fù)性的載置臺構(gòu)造以及等離子體成膜裝置。本發(fā)明是一種載置臺構(gòu)造，其載置用于通過等離子體濺射形成金屬膜的被處理體，并且外周側(cè)隔著絕緣用的間隙被與接地側(cè)連接的保護罩部件包圍，該載置臺構(gòu)造的特征在于，包括由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，將上述被處理體載置于其上表面一側(cè)并且兼用作電極的載置臺主體；離開上述載置臺主體的下方配置且相對上述載置臺主體以絕緣狀態(tài)設(shè)置的由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的基臺；支承上述基臺且與接地側(cè)連接的支柱；與上述載置臺主體連接且供給偏壓用的高頻電力的高頻供電線；和在施加有高頻電力的熱側(cè)與接地側(cè)之間形成的功率穩(wěn)定用電容器部，上述功率穩(wěn)定用電容器部的靜電電容被設(shè)定為大于在上述載置臺主體和上述保護罩部件之間形成的雜散電容的靜電電容。采用本發(fā)明，即使在保護罩部件和載置臺主體的表面堆積不需要的金屬膜，絕緣用的間隙實質(zhì)地變窄，保護罩部件與載置臺主體之間的雜散電容的靜電電容發(fā)生變化，但靜電電容較大的功率穩(wěn)定用電容器部吸收雜散電容的靜電電容的變動量，因此也能夠抑制向在處理空間產(chǎn)生的等離子體投入的偏壓用的高頻電力的變動。因此，能夠向等離子體一側(cè)穩(wěn)定地投入高頻電力，由此能夠抑制等離子體處理隨著時間變化，能夠較高地維持等離子體處理的重復(fù)性。優(yōu)選上述功率穩(wěn)定用電容器部包括以絕緣狀態(tài)連接并支承上述基臺和上述載置臺主體的多根支承桿部件。該情況下，更加優(yōu)選在上述多根支承桿部件連接的各個部分分別介在有絕緣部件。例如，上述多根支承桿部件各自通過由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的細長螺釘部件形成。此外，優(yōu)選上述功率穩(wěn)定用電容器部的靜電電容被設(shè)定為大于上述載置臺主體與上述保護罩部件之間形成的上述雜散電容的靜電電容的2 4倍的范圍內(nèi)的大小。此外，優(yōu)選在上述載置臺主體的上表面設(shè)置有用于吸附上述被處理體的靜電卡
ο或者，本發(fā)明提供一種等離子體成膜裝置，通過等離子體濺射在被處理體的表面形成金屬膜，該等離子體成膜裝置的特征在于，包括能夠抽真空的處理容器；具有上述任一項的特征的載置臺構(gòu)造；與上述載置臺構(gòu)造的外周側(cè)隔著絕緣用的間隙設(shè)置且與接地側(cè)連接的保護罩部件；向上述處理容器內(nèi)導(dǎo)入規(guī)定氣體的氣體導(dǎo)入單元；用于在上述處理容器內(nèi)產(chǎn)生等離子體的等離子體發(fā)生源；成為上述金屬膜的材料的金屬靶；供給用于向上述金屬靶引入上述氣體的離子的電壓的靶用電源；和對上述載置臺構(gòu)造供給偏壓用的高頻電力的偏壓用高頻電源。


圖1是表示使用本發(fā)明的載置臺構(gòu)造的等離子體成膜裝置的一個實施方式的截面圖。圖2是表示圖1的載置臺構(gòu)造的一部分的局部放大圖。圖3是表示圖1的等離子體成膜裝置的偏壓用的高頻電源一側(cè)的等價電路。圖4是表示在圖1的載置臺構(gòu)造的載置臺的表面一側(cè)堆積有不需要的金屬膜時的狀況的局部放大截面圖。圖5是表示實施等離子體濺射法的成膜裝置的現(xiàn)有例的概略結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示圖5所示的等離子體成膜裝置的偏壓用的高頻電源一側(cè)的等價電路。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明涉及的載置臺構(gòu)造以及等離子體成膜裝置的一個實施方式進行詳述。圖1是表示使用本發(fā)明的載置臺構(gòu)造的等離子體成膜裝置的一個實施方式的截面圖。圖2是表示圖1的載置臺構(gòu)造的一部分的局部放大圖。圖3是表示圖1的等離子體成膜裝置的偏壓用的高頻電源一側(cè)的等價電路。在此，作為等離子體成膜裝置以 ICPdnductively Coupled Plasma)型等離子體濺射裝置為例進行說明。如圖1所示，該等離子體裝置30例如具有由鋁等形成為圓筒狀的處理容器32。該處理容器32接地，在其底部34設(shè)置有排氣口 36。通過該排氣口 36，處理容器32經(jīng)由進行壓力調(diào)整的節(jié)流閥38通過真空泵40能夠進行抽真空。此外，在處理容器32的底部34，作為向處理容器32內(nèi)導(dǎo)入必需的規(guī)定的氣體的氣體導(dǎo)入單元例如設(shè)置有氣體導(dǎo)入口 39。從該氣體導(dǎo)入口 39通過由氣體流量控制器、閥等構(gòu)成的氣體控制部41，供給有作為等離子體激勵用氣體、例如Ar氣體或其他的必需的氣體例如N2氣體等。在處理容器32內(nèi)設(shè)置有用于載置作為被處理體的半導(dǎo)體晶片W的載置臺構(gòu)造42。 該載置臺構(gòu)造42主要包括形成為圓板狀的載置臺44 ；支承該載置臺44并且與接地側(cè)連接的(即接地)的中空筒體狀的支柱46。載置臺44主要包括例如由鋁合金等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成的載置臺主體48 ；和以絕緣的狀態(tài)支承該載置臺主體48的基臺50。如后所述，載置臺主體48作為施加偏壓用的高頻電力的電極發(fā)揮作用?；_50例如由鋁合金等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成，在基臺50的下表面的中心部與支柱46的上端部連接。即，基臺50也呈接地的狀態(tài)。此外，在載置臺主體48的上表面一側(cè)設(shè)置有在內(nèi)部具有卡盤用電極52A的例如由氧化鋁等的陶瓷材料構(gòu)成的薄的圓板狀的靜電卡盤52，其通過靜電力能夠吸附保持半導(dǎo)體晶片W。在此，關(guān)于載置臺主體48與基臺50的連接支承結(jié)構(gòu)在后文敘述。此外，支柱46的下部貫通在處理容器32的底部34的中心部形成的插通孔M，并向下方延伸。而且，支柱46通過未圖示的升降機構(gòu)，可上下移動，使載置臺構(gòu)造42的整體可進行升降。
以包圍支柱46的方式設(shè)置有被構(gòu)成為可伸縮的蛇腹?fàn)畹慕饘俨y管56，該金屬波紋管56的上端與載置臺44的基臺50的下表面氣密地接合，其下端部與底部34的上表面氣密地接合。由此，能夠維持處理容器32內(nèi)的氣密性并能夠容許載置臺構(gòu)造42的升降移動。此外，在底部34以從其向上方立起的方式設(shè)置有例如3根(在圖示中僅記有2根) 支承銷58。此外，以與該支承銷58對應(yīng)的方式，在載置臺44形成有銷插通孔60。此外，在使載置臺44降下時，由貫通銷插通孔60的支承銷58的上端部接受半導(dǎo)體晶片W，能夠與從外部進入的輸送臂(未圖示)之間交接該半導(dǎo)體晶片W。因此，在處理容器32的下部側(cè)壁設(shè)置有用于使輸送臂進入的搬入搬出口 62，在搬入搬出口 62設(shè)置有能進行開閉的閘閥G。 在該閘閥G的相反側(cè)例如設(shè)置有真空輸送室64。此外，設(shè)置于載置臺主體48上的靜電卡盤52的卡盤用電極52A經(jīng)由配線66與卡盤用電源68連接，通過靜電力吸附保持半導(dǎo)體晶片W。此外，載置臺主體48與高頻供電線 70連接，經(jīng)由高頻供電線70能夠從偏壓用高頻電源72供給偏壓用的高頻電力。另一方面，在處理容器32的頂部例如借助0型環(huán)等的密封部件76，氣密地設(shè)置有由氧化鋁等的電介質(zhì)體構(gòu)成的對高頻具有透過性的透過板74。此外，在該透過板74的上部設(shè)置有等離子體發(fā)生源78，其用于在處理容器32內(nèi)的處理空間S使例如作為等離子體激勵用氣體的Ar氣體等離子體化，而產(chǎn)生等離子體。另外，作為等離子體激勵用氣體，也可以不使用Ar，而使用其他的惰性氣體例如 He、Ne等的稀有氣體。具體而言，等離子體發(fā)生源78具有對應(yīng)透過板74設(shè)置的感應(yīng)線圈部80，該感應(yīng)線圈部80與等離子體產(chǎn)生用的例如13. 56MHz的高頻電源82連接，經(jīng)由透過板74能夠向處理空間S導(dǎo)入高頻。此外，在透過板74的正下方設(shè)置有使導(dǎo)入的高頻擴散的例如由鋁構(gòu)成的擋板84。 此外，在擋板84的下部，以包圍處理空間S的上部側(cè)方的方式，設(shè)置有例如截面朝向內(nèi)側(cè)傾斜且被構(gòu)成為環(huán)狀(圓錐臺形狀)的金屬靶86。該金屬靶86與供給用于引入Ar離子的電壓的靶用的可變的直流電源88連接。此外，也可以不使用該直流電源而使用交流電源。在金屬靶86的外周側(cè)設(shè)置有用于給予其磁場的磁鐵90。在此，作為金屬靶86例如使用Ti (鈦)，該Ti通過等離子體中的Ar離子被濺射為金屬原子或金屬原子團，并且在通過等離子體中時，多數(shù)被離子體化。此外，作為金屬靶86能夠使用從Ti，Zr (鋯)，Hf (鉿)， Nb (鈮)，Mn (錳)，Cu (銅)，Ta(鉭)組成的組中選擇的一種以上的材料。此外，在金屬靶86的下部以包圍處理空間S的方式設(shè)置有例如由鋁或銅構(gòu)成的圓筒狀的保護罩部件92。該保護罩部件92與接地側(cè)連接而接地，并且其下部向內(nèi)側(cè)彎曲，位于載置臺44的側(cè)部附近。該情況下，保護罩部件92的內(nèi)側(cè)的端部以包圍載置臺44的載置臺主體48的外周側(cè)的方式設(shè)置，在載置臺主體48和保護罩部件92之間，如圖2所示，以隔著較小的寬度的絕緣用的間隙94的方式離開。該間隙94的寬度Hl例如為1.5mm左右。此外，通過使不需要的金屬膜堆積在保護罩部件92的表面，來防止不需要的金屬膜堆積到處理容器32的內(nèi)表面和內(nèi)部構(gòu)造部的表面。在此，也參照圖2對載置臺44的載置臺主體48和基臺50的連接支承結(jié)構(gòu)進行說明。如上所述，載置臺主體48以絕緣的狀態(tài)支承在基臺50上。具體而言，如圖2所示，在載
6置臺主體48的周緣部即靜電卡盤52的外周側(cè)形成有臺階狀地被設(shè)定得較低的臺階部100。 在該臺階部100配置有例如由不銹鋼等的導(dǎo)電性材料形成的圓形環(huán)狀的偏壓環(huán)96。通過該偏壓環(huán)96即使在半導(dǎo)體晶片W的外周側(cè)也與載置臺44的中心側(cè)同樣地均勻地引入金屬離子。而且，該偏壓環(huán)96的外周端形成為階梯狀并且與該外周端相對的保護罩部件92 的內(nèi)周端也形成為階梯狀，兩者之間的間隙為絕緣用的間隙94。而且，在基臺50和載置臺主體48之間介在有作為本發(fā)明的特征的功率穩(wěn)定用電容器部120。在此，載置臺主體48被施加有高頻電力因此為熱(* ,卜)側(cè)，基臺50接地因此為接地側(cè)。具體而言，在基臺50 和載置臺主體48之間僅離開規(guī)定的間隔102，兩者基本為絕緣關(guān)系，功率穩(wěn)定用電容器部 120由以絕緣狀態(tài)連接基臺50和載置臺主體48的多根支承桿部件104構(gòu)成。支承桿部件104設(shè)置于載置臺主體48的周緣部的臺階部100，沿載置臺主體48的周方向以等間距配置有多根、例如12根(在圖1中僅表示2根)。而且，在基于支承桿部件 104的連接部以包圍支承桿部件104的周圍整體的方式設(shè)置有絕緣部件108。具體而言，支承桿部件104例如由不銹鋼等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成的細長螺釘部件106形成。此外，在載置臺主體48的臺階部100形成有內(nèi)徑比螺釘部件106的直徑大許多的螺釘用的貫通孔110，在該螺釘用的貫通孔110內(nèi)的下方例如以埋入的方式牢固地安裝有絕緣性樹脂112作為絕緣部件108。而且，從絕緣性樹脂112的上方擰入螺釘部件106并使其貫通，通過將螺釘部件106的下端部擰入基臺50來固定雙方。而且，以覆蓋螺釘部件 106的螺釘頭106A的方式，在貫通孔110內(nèi)安裝有例如由氧化鋁等的陶瓷材料形成的絕緣性罩114。如上所述，載置臺主體48和基臺50以絕緣狀態(tài)被連接。在此，如上所述，作為電極發(fā)揮功能的載置臺主體48是被供給有高頻電力的熱側(cè)，與此相對，基臺50和螺釘部件106接地成為接地側(cè)。由此，在由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的螺釘部件106和載置臺主體48之間產(chǎn)生雜散電容，該雜散電容在全部的12個螺釘部件106之間產(chǎn)生。 該情況下，螺釘部件106和貫通孔110的內(nèi)表面之間的距離H2大致為2 4mm左右。而且，由全部的12個螺釘部件106(的連接部)中的雜散電容形成功率穩(wěn)定用電容器部120。而且，在此，功率穩(wěn)定用電容器部120的靜電電容被設(shè)定為比形成于載置臺主體48 和保護罩部件92之間的雜散電容126(參照圖3)的靜電電容更大的靜電電容。具體而言，雜散電容1 表示載置臺主體48和保護罩部件92之間的雜散電容，功率穩(wěn)定用電容器部120的靜電電容C2(參照圖幻的大小被設(shè)定為在載置臺主體48和保護罩部件92之間的雜散電容126的靜電電容Cl (參照圖3)的2 4倍內(nèi)的范圍內(nèi)，優(yōu)選被設(shè)定為2 3倍的范圍內(nèi)的大小。當(dāng)靜電電容C2的大小小于靜電電容Cl的2倍時，不能充分吸收靜電電容Cl發(fā)生變動時的其變動量，被投入等離子體側(cè)的偏壓用的高頻電力變動較大，不能充分發(fā)揮設(shè)置功率穩(wěn)定用電容器部120的效果。相反，當(dāng)靜電電容C2的大小大于靜電電容Cl的4倍時，通過功率穩(wěn)定用電容器部120向接地側(cè)泄露的偏壓用的高頻電力變得過大，所以不優(yōu)選。換言之，作為本發(fā)明的特征的功率穩(wěn)定用電容器部120設(shè)置有由導(dǎo)電性材料形成的支承桿部件104，并如上述方式以使得該部分的雜散電容的靜電電容相當(dāng)大的方式進行設(shè)定。由此，由于在金屬膜的成膜時在保護罩部件92和偏壓環(huán)96的各表面堆積不需要的金屬膜使得絕緣用的間隙94(參照圖幻變窄，所以即使該部分的雜散電容的靜電電容發(fā)生變動而變大，具有比其大的靜電電容的功率穩(wěn)定用電容器部120(即由支承桿部件104和絕緣部件108構(gòu)成的雜散電容)能夠吸收上述靜電電容的變動部分。其結(jié)果，能夠向等離子體穩(wěn)定地導(dǎo)入偏壓用的高頻電力。圖3表示此時的載置臺構(gòu)造的等價電路。產(chǎn)生的等離子體由電容器C和電阻R的并聯(lián)電路表示。如上所述，在施加有高頻電力的熱側(cè)的電極即載置臺主體48和接地側(cè)即保護罩部件92之間存在雜散電容126，此外，在載置臺主體48與接地側(cè)之間形成有本發(fā)明中設(shè)置的新的雜散電容即功率穩(wěn)定用電容器部120。返回圖1，等離子體成膜裝置30的各構(gòu)成部例如與由計算機構(gòu)成的裝置控制部 122連接且被其控制。具體而言，裝置控制部122控制偏壓用高頻電源72、等離子體產(chǎn)生用的高頻電源82、可變直流電源88、氣體控制部41、節(jié)流閥38、真空泵40等動作。此外，等離子體成膜裝置30具有存儲由裝置控制部122進行控制的計算機可讀取的程序的存儲介質(zhì) 124。存儲介質(zhì)例如由軟盤、⑶(光盤)、硬盤、閃存或DVD等構(gòu)成?！磩幼髡f明〉接著，也參照圖4對如上述方式構(gòu)成的等離子體成膜裝置的動作進行說明。圖4 是表示在載置臺構(gòu)造的載置臺的表面一側(cè)堆積有不需要的金屬膜時的狀況的局部放大截面圖。首先，在裝置控制部122的支配下，通過使得真空泵40動作而成為真空的處理容器32內(nèi)，使得氣體控制部41動作，使Ar氣流動并控制節(jié)流閥38，將處理容器32內(nèi)維持在規(guī)定的真空度。之后，經(jīng)由可變直流電源88向金屬靶86施加直流電力，進而，從等離子體發(fā)生源78的高頻電源82向感應(yīng)線圈部80施加高頻電力(等離子體電力)。另一方面，裝置控制部122也向偏壓用的高頻電源72發(fā)出指令，對載置臺構(gòu)造42 的電極即載置臺主體48施加規(guī)定的偏壓用的高頻電力。在這樣控制的處理容器32內(nèi)，通過被施加到感應(yīng)線圈部80的等離子體電力形成氬等離子體，生成氬離子，這些離子被施加到金屬靶86的電壓引入而沖擊金屬靶86，該金屬靶86被濺射，放出金屬粒子。來自被濺射的金屬靶86的金屬粒子即金屬原子乃至金屬原子團，通過等離子體時多數(shù)被離子化。在此，金屬粒子呈被離子化的金屬離子和電中性的中性金屬原子混雜的狀態(tài)，并向下方飛散。特別是，由于處理容器32內(nèi)的壓力例如為5mT0rr左右，因此等離子體密度提高，能夠高效率地對金屬粒子進行離子化。而且，當(dāng)金屬離子進入通過被施加到作為電極的載置臺主體48的偏壓用的高頻電力產(chǎn)生的半導(dǎo)體晶片面上的厚度為數(shù)mm左右的離子鞘的區(qū)域時，金屬離子具有較強的指向性且以向半導(dǎo)體晶片W—側(cè)加速的方式被引入，堆積在半導(dǎo)體晶片W，形成金屬膜。當(dāng)重復(fù)(連續(xù)地)進行這樣的金屬膜的成膜處理時，不僅僅在載置于載置臺44的上表面的半導(dǎo)體晶片W的表面，如圖4所示，也在位于半導(dǎo)體晶片W的外周側(cè)的偏壓環(huán)96和保護罩部件92的表面各自少量地堆積有不需要的金屬膜128。其結(jié)果，絕緣用的間隙94的寬度Hl實際上逐漸變窄，該部分的雜散電容變大，被施加有高頻電力的熱側(cè)即載置臺主體 48與接地側(cè)即保護罩部件92之間的雜散電容的靜電電容逐漸變大。作為該結(jié)果，會使在絕緣用的間隙94泄露的高頻電力變多，向等離子體一側(cè)投入的偏壓用的高頻電力變動較大。但是，在本實施方式中，如上所述，作為相互支承固定載置臺主體48和基臺50的多根支承桿部件104采用螺釘部件106和絕緣部件108，構(gòu)成功率穩(wěn)定用電容器部120，因此能夠抑制向等離子體側(cè)投入的偏壓用的高頻電力的變動。S卩，在圖3所示的等價電路中，即使隨著不需要的金屬膜128(參照圖4)的堆積雜散電容126的靜電電容發(fā)生變動，通過將作為本發(fā)明的特征的功率穩(wěn)定用電容器部120的靜電電容(12個支承桿部件104的靜電電容的總和)設(shè)定為遠大于雜散電容126的靜電電容(在2 4倍的范圍內(nèi))，經(jīng)由功率穩(wěn)定用電容器部120泄露的偏壓用的高頻電力多于經(jīng)由雜散電容126泄露的偏壓用的高頻電力。其結(jié)果，即使經(jīng)由雜散電容1 泄露的偏壓用的高頻電力發(fā)生變動，經(jīng)由功率穩(wěn)定用電容器部120泄露的偏壓用的高頻電力也吸收該變動量，因此，結(jié)果能夠穩(wěn)定地向等離子體側(cè)供給偏壓用的高頻電力。換言之，通過設(shè)置靜電電容較大的功率穩(wěn)定用電容器部120并預(yù)先將向外部泄露的偏壓用的高頻電力設(shè)定為較大，當(dāng)雜散電容126的靜電電容隨著成膜發(fā)生變動時，能夠使得向等離子體投入的偏壓用的高頻電力的變動產(chǎn)生的影響相對變小，能夠穩(wěn)定地投入高頻電力。由此，能夠較高地維持對于半導(dǎo)體晶片W的等離子體處理的可重復(fù)性。在該情況下，當(dāng)設(shè)載置臺主體48與保護罩部件92之間的雜散電容126的靜電電容為“Cl”，設(shè)12個螺釘部件106的整體的功率穩(wěn)定用電容器部120的靜電電容為“C2”時， “Cl”的變動量與累計的成膜時間有關(guān)，例如當(dāng)處理2 3萬個的晶片時，“Cl”的變動量為 30%左右。另一方面，靜電電容C2如上所述，被設(shè)定在靜電電容Cl的2 4倍的范圍內(nèi)。 有關(guān)調(diào)整功率穩(wěn)定用電容器部120的靜電電容，在圖2中，例如可以調(diào)整絕緣性樹脂112的介電常數(shù)或調(diào)整貫通孔110的半徑。在此，實際上對于本實施方式的載置臺構(gòu)造的效果通過實驗進行驗證。當(dāng)載置臺主體48的直徑為350mm(對應(yīng)直徑300mm半導(dǎo)體晶片)且載置臺主體48與保護罩部件92 之間的雜散電容126的靜電電容為2050pF時，設(shè)置12根由導(dǎo)電性材料即金屬制的螺釘部件106構(gòu)成的支承桿部件104，絕緣性樹脂112使用介電常數(shù)為3. 6的聚酰亞胺。此時的1 根螺釘部件106對應(yīng)的雜散電容的靜靜電電容為433pF。因此，全部的12根螺釘部件106 的功率穩(wěn)定用電容器部120的靜電電容C2為433pFX12 5200pF。在該情況下，靜電電容 C2為靜電電容Cl的大約2. 5倍。利用這樣的數(shù)值的載置臺構(gòu)造，實際上進行到累計金屬膜的成膜處理達到 IOOOKffh的累計電力時(相當(dāng)于2 3萬個的晶片的處理)，靜電電容Cl的變動量ACl為 640pF。因此，當(dāng)沒有靜電電容C2時，變動率ACl的影響度為640/2050 = 31%，但在設(shè)置有靜電電容C2的本實施方式的情況下，變動率Δ Cl的影響度為640/(2050+5200) = 9%左右，本實施方式的情況能夠獲得良好的結(jié)果。在實際的裝置中，當(dāng)將變動量ACl的影響度抑制在10%以內(nèi)時，能夠使得等離子體濺射的成膜的可重復(fù)性的變動在2 3%以內(nèi)。因此，根據(jù)上述結(jié)果，可以說能夠充分驗證本實施方式的結(jié)果。這樣，采用本實施方式，在載置用于通過等離子體濺射形成金屬膜的被處理體例如半導(dǎo)體晶片，并且外周側(cè)隔著絕緣用的間隙且由與接地側(cè)連接的保護罩部件92包圍的載置臺構(gòu)造中，使得在其上表面一側(cè)載置被處理體的載置臺主體48兼用作電極并且向該載置臺主體供給高頻電力，以絕緣狀態(tài)離開該載置臺主體的下方并以接地狀態(tài)設(shè)置由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的基臺50，在施加有高頻電力的熱側(cè)與接地側(cè)之間設(shè)置有功率穩(wěn)定用電容器部120，該功率穩(wěn)定用電容器部的靜電電容設(shè)定為大于在載置臺主體48與保護罩部件92之間形成的雜散電容的靜電電容。其結(jié)果，即使在保護罩部件92和載置臺主體48的表面堆積不需要的金屬膜，絕緣用的間隙實質(zhì)地變窄，使保護罩部件92和載置臺主體48之間的雜散電容的靜電電容發(fā)生變化，但靜電電容較大的功率穩(wěn)定用電容器部120吸收雜散電容的靜電電容的變動量，因此也能夠抑制向在處理空間S產(chǎn)生的等離子體投入的偏壓用的高頻電力的變動。因此，能夠向等離子體一側(cè)穩(wěn)定地投入偏壓用的高頻電力，由此能夠抑制等離子體處理隨著時間變化，能夠較高地維持等離子體處理的重復(fù)性。另外，在上述實施方式中，設(shè)置有12個支承桿部件104，但該數(shù)目當(dāng)然并未被限定。此外，在上述實施方式中，將功率穩(wěn)定用電容器部120設(shè)置于載置臺主體48和基臺50 的連接部，但并不限定于此，只要是在施加有偏壓用的高頻電力的熱側(cè)與接地側(cè)之間，可以設(shè)置于任何的部位。在此，以半導(dǎo)體晶片作為被處理體為例進行了說明，但對于該半導(dǎo)體晶片也包含硅基板或GaAs、SiC、GaN等的化合物半導(dǎo)體基板。進而，并不限定于這些基板，在使用于液晶顯示裝置的玻璃基板或陶瓷基板等也能夠適用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種載置臺構(gòu)造，其載置用于通過等離子體濺射形成金屬膜的被處理體，并且外周側(cè)隔著絕緣用的間隙，被與接地側(cè)連接的保護罩部件包圍，該載置臺構(gòu)造的特征在于，包括載置臺主體，其由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，且上表面一側(cè)載置所述被處理體，并且兼用作電極；基臺，其與所述載置臺主體的下方分離配置且相對所述載置臺主體以絕緣狀態(tài)設(shè)置， 該基臺由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的；支承所述基臺且與接地側(cè)連接的支柱；與所述載置臺主體連接且供給偏壓用的高頻電力的高頻供電線；和施加有所述高頻電力的熱側(cè)和接地側(cè)之間形成的功率穩(wěn)定用電容器部， 所述功率穩(wěn)定用電容器部的靜電電容被設(shè)定為大于在所述載置臺主體與所述保護罩部件之間形成的雜散電容的靜電電容。
2.如權(quán)利要求1所述的載置臺構(gòu)造，其特征在于所述功率穩(wěn)定用電容器部包括以絕緣狀態(tài)連接并支承所述基臺和所述載置臺主體的多根支承桿部件。
3.如權(quán)利要求2所述的載置臺構(gòu)造，其特征在于在所述多根支承桿部件所連接的各個部分分別設(shè)有絕緣部件。
4.如權(quán)利要求2或3所述的載置臺構(gòu)造，其特征在于所述多根支承桿部件各自通過由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的細長螺釘部件形成。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的載置臺構(gòu)造，其特征在于所述功率穩(wěn)定用電容器部的靜電電容被設(shè)定為形成于所述載置臺主體和所述保護罩部件之間的所述雜散電容的靜電電容的2 4倍的范圍內(nèi)的大小。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的載置臺構(gòu)造，其特征在于在所述載置臺主體的上表面設(shè)置有用于吸附所述被處理體的靜電卡盤。
7.一種等離子體成膜裝置，通過等離子體濺射在被處理體的表面形成金屬膜，該等離子體成膜裝置的特征在于，包括能夠抽真空的處理容器； 權(quán)利要求1至6中任一項所述的載置臺構(gòu)造；與所述載置臺構(gòu)造的外周側(cè)隔著絕緣用的間隙設(shè)置且與接地側(cè)連接的保護罩部件； 向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入規(guī)定氣體的氣體導(dǎo)入單元； 用于在所述處理容器內(nèi)產(chǎn)生等離子體的等離子體發(fā)生源； 成為所述金屬膜的材料的金屬靶；供給用于向所述金屬靶引入所述氣體的離子的電壓的靶用電源；和對所述載置臺構(gòu)造供給偏壓用的高頻電力的偏壓用高頻電源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種載置臺構(gòu)造，其載置用于通過等離子體濺射形成金屬膜的被處理體，并且外周側(cè)隔著絕緣用的間隙被與接地側(cè)連接的保護罩部件包圍。本發(fā)明的載置臺構(gòu)造包括由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，將上述被處理體載置于其上表面一側(cè)且兼用作電極的載置臺主體；離開上述載置臺主體的下方配置且相對上述載置臺主體以絕緣狀態(tài)設(shè)置的由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的基臺；支承上述基臺且與接地側(cè)連接的支柱；與上述載置臺主體連接且供給偏壓用的高頻電力的高頻供電線；和在施加有高頻電力的熱側(cè)與接地側(cè)之間形成的功率穩(wěn)定用電容器部。上述功率穩(wěn)定用電容器部的靜電電容被設(shè)定為大于在上述載置臺主體與上述保護罩部件之間形成的雜散電容的靜電電容。
文檔編號H01L21/683GK102414340SQ20108001890
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者林志郎, 橫原宏行, 藤里敏章 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社