专利名称：具有非金属基座的等离子体cvd装置的制作方法
技术领域：
在使用加热基座(heating susceptor)的一些情况下，用 于放置基底的表面的材料和基座的其它部分变为陶瓷等，来代替金属。但是，当针对节点(node) 50nm左右的器件来沉积绝缘薄膜时，加热 基座是不适当的。同样，金属制的簇射极板导致了其它的问题，例如 很难完全的防止晶片表面上的金属污染。另外，组成反应器的许多元 件也是金属制的，因此这些其它元件也需要仔细检查。对于这些元件 的多数，在执行沉积工艺之前，可以通过在反应器的内壁涂敷叫做"预 涂膜"的薄膜来防止金属污染。然而，由于预涂覆导致了生产率下降， 沉积预涂膜提出了对设备的长期稳定性的关注。另一方面，縮小的器 件节点正促使针对采用50 nm左右的器件节点来沉积绝缘薄膜的方法。 特别地，这一趋势可望带来布线图案和STI技术的重大变革，在预期 的新情况下，沉积预涂膜将很可能遇到困难。因此，在需要绝缘薄膜 适用于50 nm左右的器件节点的条件下，在不依靠预涂膜的沉积时， 防止金属污染对基底的负面作用很重要。综上所述，在一个实施方案中，本发明提供了等离子体 CVD装置，其包括(i)冷却基座，用于在其上放置基底且与该基底接 触，并且该冷却基座作为电极使用，所述冷却基座由陶瓷材料制造， 其配有冷却流体通道，以便使冷却流体在其中流通；和(ii)簇射极板， 用于通过在其中形成的大量通孔向所述基座引入气体，所述簇射极板 作为电极用，并与基座平行布置。在任一上述实施方案中，簇射极板可由陶瓷材料制造。 构成簇射极板的陶瓷材料是可以A1N或A1203。
在任一上述实施方案中，基座可以具有凹入的中心区域。
作为参考，尽管A1N和Al203主要用作陶瓷材料，然而 在一个实施方案中也可使用BN和其它的材料。
本发明将参考实施例来说明。但是，所述实施例并非意 图限定本发明。在实施例中，除了实施例中指定的基座和簇射极板， 使用Eagle 10 (ASM日本)作为等离子体CVD装置。『00551 传统实例
簇射极板材料铝
基座材料铝
基座温度0°C0060簇射极板温度100°C
DM-DMOS流速25 sccm
02流速100 sccm
反应器压力400 Pa
铝lxl0"原子/cm2
铬8.5 x 1()W原子/cm2
如上所述，尽管其他金属元素的金属污染水平在标准左 右，但是铝、钛和铬的金属污染水平都超过了该标准，证实了金属污 染。这里，假定如此检测的金属是由于上电极和下电极。『00741实施例1
簇射极板材料A1N0077]冷却基座材料A1N[0078 [0079 [0080 [0081 [0082 [0083 [0084 [0085 [0086 [0087 污染(基于 或更小。" [0088 [0089 [0090 污染减少了 [0091 [0092 [0093 [0094 [0095 [0096 [0097 [0098 [0099 [0100 [0101 [0102 ,3基座温度0°C 簇射极板温度IO(TC 反应器侧壁温度100°CDM-DMOS流速25 sccm 己烷流速80 sccm He流速630 sccm 02流速100 sccm 反应器压力266 Pa 放电间距20 mm作为在上述条件下操作的结果，检测到下列水平的金属 CP-MS评估)。作为参考，各元素的标准是5xl0"原子/cm2 其他的"表示金属元素如铁、铬、钛和镍的总和。铝4.5 x 10!。原子/cm2其他的5 xlO"原子/cr^或更小如上所述，金属污染水平有了很大的改进。尤其是，铝 3个数量级。 实施例2这里使用的基座、簇射极板和薄膜沉积条件如下:簇射极板材料A1N冷却基座材料A1N基座温度0°C簇射极板温度IO(TC反应器侧壁温度100°CDM-DMOS流速25 sccm己烷流速80 sccmHe流速830 sccm02流速100 sccm反应器压力800 Pa放电间距20 mm[0104作为在上述条件下操作的结果，检测到下列水平的金属污染(基于ICP-MS评估)。作为参考，各元素的标准是5x 101()原子 /cn^或更小。"其他的"表示金属元素如钛和铬的总和。01051铝3xl0)。原子/cm2[0106其他的5 xl(^原子/cm2或更小[0107如上所述，金属污染水平有了显著的改进。尤其是，铝 污染减少了3个数量级。0108本领域技术人员应当理解，可以大量的各种各样的修 改，而没有背离本发明的精神。因此，应当清楚地理解，本发明的形 式仅仅是说明性的，并非意图来限定本发明的范围。
权利要求
1.等离子体CVD装置，包括冷却基座，用于在其上放置基底且与该基底接触，并且所述冷却基座作为电极使用，所述冷却基座由陶瓷材料制造，其配有冷却流体通道，以便使冷却流体在其中流通；和簇射极板，用于通过在其中形成的大量通孔向所述基座引入气体，所述簇射极板作为电极使用，并与所述基座平行布置。
2. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，其中所述基座进 一步配有嵌入该基座中的射频极板。
3. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，其中所述簇射极 板由陶瓷材料制造。
4. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，其中所述冷却流 体流动通道被提供在所述基座的底部。
5. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，其中构成所述基 座的所述陶瓷材料是A1N或A1203。
6. 根据权利要求3所述的等离子体CVD装置，其中构成所述簇 射极板的所述陶瓷材料是A1N或A1203。
7. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，其中所述簇射极 板具有凸起的中心区域。
8. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，其中所述基座具 有凹入的中心区域。
9. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，进一步包括具有 冷却流体出口和冷却流体入口的冷却流体循环设备，所述冷却流体出 口和冷却流体入口都与所述基座的所述冷却流体流动通道相连。
10. 根据权利要求9所述的等离子体CVD装置，其中所述冷却流 体循环设备进一步冷却流体，该冷却流体是包含10-40%的乙二醇的水溶液。
11. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，其中所述基座含 有提升销，所述提升销各具有从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. 根据权利要求1所述的等离子体CVD装置，进一步包含具有 铝内壁的反应室，在所述反应室里所述基座和所述簇射极板被平行地 提供。
13. —种通过等离子体CVD在基底上沉积薄膜的方法，其包括在反应室里提供权利要求1所述的等离子体CVD装置；控制所述基座的温度在-5(TC到20°C; 在所述基座的表面上放置基底；经过所述簇射极板向所述反应室里引入气体，并对所述簇射极板 施加射频功率；在所述基底上沉积薄膜。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中冷却流体流动通道被提供 在所述基座的底部。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中控制所述基座温度的步骤 包括使冷却流体循环经过所述冷却流体流动通道。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述冷却流体是含有 10-40%乙二醇的水溶液。
全文摘要
等离子体化学气相沉积(CVD)装置包括冷却基座，用于在其上放置基底并作为电极使用；簇射极板，用于通过在其中形成的大量通孔向该基座引入气体。簇射极板作为电极使用，并与基座平行布置。冷却基座是由陶瓷材料制造的，其配有冷却流体通道，以便使冷却流体在其中流动。
文档编号C23C16/513GK101314847SQ200810092370
公开日2008年12月3日 申请日期2008年4月24日 优先权日2007年5月30日
发明者李禹镇, 松木信雄, 深泽笃毅, 清水三喜男 申请人:Asm日本子公司