金屬繫膜的成膜方法以及存儲介質的製作方法

2024-01-21 14:04:15

專利名稱：金屬繫膜的成膜方法以及存儲介質的製作方法
技術領域：
本發明涉及在腔室內通過CVD將金屬繫膜成膜的金屬繫膜的成膜方法以及存儲 介質。
背景技術：
在半導體器件的製造過程中，為了滿足最近對於高密度化和高集成化的要求，電 路結構日益細微化，要求使在配線層、嵌入層、接觸層等中使用的金屬繫膜呈良好的階梯覆 蓋地形成，作為滿足這種要求的技術而採用CVD (化學氣相沉積)。例如，在對用作接觸層的Ti膜進行CVD成膜的情況下，採用向腔室內一張一張地 搬入作為被處理基板的半導體晶片(以下稱為晶片)，作為原料氣體使用例如TiCl4氣體， 作為還原氣體使用例如H2氣體，在生成他們的等離子體的同時，在被加熱至400 700°C的 工作檯上的晶片上形成Ti膜的單張式等離子體CVD。在利用這種單張式等離子體CVD進行Ti膜成膜時，採用反覆進行在腔室內實施預 塗覆處理，接著對數百張 數千張晶片連續地進行Ti膜的成膜，然後通過CIF3氣體等進行 乾式清洗這樣的循環的方法(例如，JP特開2007-165479號公報)。最近，由於作為利用等離子體CVD進行的Ti膜成膜的前工序進行的蝕刻工序中微 細加工不斷發展，在晶片背面的周緣部(斜面附近)容易殘留蝕刻時的聚合物類(C-F類) 殘渣，此外，由於蝕刻後的灰化和溼式清洗轉移到單張處理，這些處理沒有充分地對晶片背 面進行，因此，背面殘留有聚合物殘渣的狀態下的晶片被搬入到Ti成膜腔室。這種晶片背 面的聚合物殘渣附著在作為晶片工作檯的高溫的基座上(特別是與晶片的周緣部對應的 部分)，在反覆進行Ti成膜的期間逐漸變厚，從而會在晶片與工作檯之間生成微小的間隙。 在該狀態下，如果為了生成等離子體而施加高頻電力，則會在生成了微小間隙的部分產生 異常放電而有可能發生產品缺陷或工作檯損傷的問題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種在被處理基板和工作檯之間不易發生異常放電的金 屬繫膜的成膜方法。此外，本發明的其他目的在於提供一種存儲用於執行裝置方法的程序的存儲介 質。根據本發明的第一觀點，提供一種金屬繫膜的成膜方法，使用成膜裝置，利用等離 子體CVD將金屬繫膜成膜，該成膜裝置具有收容被處理基板的腔室、在上述腔室內載置被 處理基板的工作檯、加熱工作檯上的被處理基板的加熱器、向腔室內供給成膜用的處理氣 體和清洗氣體的氣體供給機構、在上述腔室內生成處理氣體的等離子體的等離子體生成機 構、將上述腔室內排氣的排氣單元，其特徵在於，反覆進行在上述腔室內形成包含構成上述 金屬繫膜的金屬的導電性的預塗覆膜；對多張被處理基板進行向上述預塗覆後的腔室內搬 入被處理基板並載置在上述工作檯上後，一邊用上述加熱器加熱被處理基板，一邊供給上述處理氣體來生成處理氣體的等離子體，並利用等離子體CVD在被處理基板上形成金屬系 膜的處理；在對上述多張被處理基板的成膜處理結束了的階段，向上述腔室內導入上述清 洗氣體來進行乾式清洗，在對多張被處理基板進行形成上述金屬繫膜的處理時，在其中途 進行1次或2次以上在上述工作檯上形成導電性膜的處理。在上述第一觀點中，上述預塗覆膜的成膜可以通過多次反覆進行包含構成上述金 屬繫膜的金屬的膜的形成和該膜的氮化處理來進行。此外上述導電性膜的形成能夠是形成 包含構成上述金屬繫膜的金屬的膜的處理。此外，在上述第一觀點中，上述導電性膜的形成能夠每隔規定張數基板的成膜處 理而進行。此時，上述導電性膜的形成優選每隔1 250張基板的成膜處理而進行，上述導 電性膜的形成更優選每隔一批基板、例如25張的基板的成膜處理而進行。進而，此外，上述金屬繫膜能夠由Ti、TiN, W、WN、Ta、TaN中的任一個構成。根據本發明的第二觀點，提供一種存儲介質，在計算機上工作，存儲用於控制成膜 裝置的程序，該成膜裝置具有收容被處理基板的腔室、在上述腔室內載置被處理基板的工 作臺、加熱工作檯上的被處理基板的加熱器、向腔室內供給成膜用的處理氣體和清洗氣體 的氣體供給機構、在上述腔室內生成處理氣體的等離子體的等離子體生成機構、對上述腔 室內排氣的排氣單元，其特徵在於，上述程序，在執行時，反覆進行在上述腔室內形成包含 構成上述金屬繫膜的金屬的導電性的預塗覆膜；對多張被處理基板進行如下處理，即向上 述預塗覆後的腔室內搬入被處理基板並載置在上述工作檯上，一邊用上述加熱器加熱被處 理基板，一邊供給上述處理氣體來生成處理氣體的等離子體，並利用等離子體CVD在被處 理基板上將金屬繫膜成膜的處理；在對上述多張被處理基板的成膜處理結束了的階段，向 上述腔室內導入上述清洗氣體來進行乾式清洗，在對多張被處理基板進行形成上述金屬系 膜的處理時，在其中途進行1次或2次以上向上述工作檯上形成導電性膜的處理。根據本發明，針對多張被處理基板進行在被處理基板上將金屬繫膜成膜的工序， 包含在中途進行1次或2次以上在上述腔室內形成導電性膜的處理，因此即使聚合物層積 在工作檯的與基板周緣部對應的部分，也可以通過導電性膜，使集聚在基板上的電荷流到 工作檯，從而可以抑制基板和工作檯之間發生異常放電。


圖1是表示本發明的一實施方式的成膜方法的實施中使用的成膜裝置的一例的 概略剖視圖。圖2是表示Ti膜成膜時的工序的流程圖。圖3是表示現有的成膜方法的圖。圖4是用於說明在晶片與基座之間發生異常放電的機械裝置的圖。圖5是表示本發明的一實施方式的成膜方法的圖。圖6是用於說明本發明的成膜方法中所使用的導電性膜的作用的圖。圖7是表示通常情況下的等離子體的Vdc、Vpp的圖。圖8是表示發生了異常放電的情況下的等離子體的Vdc、Vpp的圖。圖9是表示使用了現有的方法的殼體1的Ti膜的成膜方法和Vdc的狀態的圖。圖10是表示在Vdc的變動發生後(成膜254張後)，包含了預塗處理的殼體2的Ti膜的成膜方法和Vdc的狀態的圖。圖11是表示每隔1批25張的晶片的成膜工序，進行短預塗覆的殼體3的Ti膜的 成膜方法和Vdc的狀態的圖。圖12是表示在連續進行成膜工序到最初的200張晶片之後，進行短預塗覆，其後 每隔1批25張的晶片的Ti成膜工序，進行了短預塗覆的殼體4的Ti膜的成膜方法以及 Vdc的狀態的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖具體地說明本發明的實施方式。圖1是表示本發明的一實施方式的金屬繫膜的成膜方法的實施中使用的成膜裝 置的一例的概略剖視圖。在此，以通過等離子體CVD將Ti膜成膜的情況為例進行說明。另外，在以下的說明中，氣體的流量單位使用mL/min，但是由於氣體的體積隨溫度 和氣壓的變化而會發生很大變化，因此，在本發明中使用換算為標準狀態的值。另外，由於 換算為標準狀態的流量通常用sccm(Standard Cubic Centimeter per Minutes 標況毫 升每分)標記，因此一併記載為sccm。這裡的標準狀態是指溫度為0°C (273. 15K)，氣壓為 latm(101325Pa)的狀態。成膜裝置100構成為邊通過在平行平板電極上形成高頻電場而形成等離子體，邊 利用CVD形成Ti膜的等離子體CVD-Ti成膜裝置。該成膜裝置100具有大致圓筒狀的腔室1。用於水平地支承作為被處理基板的晶 片W的工作檯即由AIN構成的基座2，以由在其中央下部所設置的圓筒狀的支承部件3支承 的狀態下配置在腔室1的內部。基座2的外緣部設有用於引導晶片W的引導環4。此外，在 基座2中嵌入有由鉬等高熔點金屬構成的加熱器5，該加熱器5通過從加熱器電源6被供電 而將作為被處理基板的晶片W加熱至規定的溫度。在基座2的表面附近埋設有作為平行平 板電極的下部電極發揮功能的電極8，該電極8接地。在腔室1的頂壁Ia上隔著絕緣部件9而設有也作為平行平板電極的上部電極發 揮功能的噴頭10。該噴頭10由上層區塊體10a、中層區塊體10b、下層區塊體IOc構成，並 呈大致圓盤狀。上層區塊體10a，具有與中層區塊體IOb和下層區塊體IOc —起構成噴頭 主體部的水平部IOd和與該水平部IOd的外周上方連續的環狀支承部10e，並呈凹狀形成。 並且，通過該環狀支承部IOe支承噴頭10整體。並且，在下層區塊體IOc上交替地形成有 排出氣體的排出孔17、18。在上層區塊體IOa的上表面上形成有第一氣體導入口 11和第 二氣體導入口 12。在上層區塊體IOa之中，由第一氣體導入口 11分路有多個氣體通路13。 在中層區塊體IOb上形成有氣體通路15，上述氣體通路13經由水平延伸的連通路13a而與 這些氣體通路15連通。進而，該氣體通路15與下層區塊體IOc的排出孔17連通。此外， 在上層區塊體IOa之中，由第二氣體導入口 12分路有多個氣體通路14。在中層區塊體IOb 上形成有氣體通路16，上述氣體通路14與這些氣體通路16連通。進而，這些氣體通路16 與在中層區塊體IOb內水平延伸的連通路16a連接，該連通路16與下層區塊體IOc的多個 排出孔18連通。而且，上述第一和第二氣體導入口 11、12與氣體供給機構20的氣體管線 連接。氣體供給機構20具有供給作為清洗氣體的CIF3氣體的CIF3氣體供給源21、供給作為Ti化合物氣體的TiCl4氣體的TiCl4氣體供給源22、供給Ar氣體的Ar氣體供給源 23、供給作為還原氣體的H2氣體的H2氣體供給源24、供給作為氮化氣體的NH3氣體的NH3 氣體供給源25、供給N2氣體的N2氣體供給源26。並且，CIF3氣體供給源21連接著CIF3氣 體供給管線27和30b，TiCl4氣體供給源22連接著TiCl4氣體供給管線28，Ar氣體供給源 23連接著Ar氣體供給管線29，H2氣體供給源24連接著H2氣體供給管線30，NH3氣體供給 源25連接著NH3氣體供給管線30a，N2氣體供給源26連接著N2氣體供給管線30c。並且， 在各氣體管線上設置有流量控制器32和隔著流量控制器32設置的兩個閥31。在上述第一氣體導入口 11上連接著從TiCl4氣體供給源22延伸的TiCl4氣體供 給管線28，該TiCl4氣體供給管線28連接著從CIF3氣體供給源21延伸的CIF3氣體供給管 線27和從Ar氣體供給源23延伸的Ar氣體供給管線29。此外，在上述第二氣體導入口 12 上連接著從H2氣體供給源24延伸的H2氣體供給管線30，該H2氣體供給管線30連接著從 NH3氣體供給源25延伸的NH3氣體供給管線30a、從N2氣體供給源26延伸的N2氣體供給管 線30c和從CIF3氣體供給源21延伸的CIF3氣體供給管線30b。因此，在進行處理時，來自 TiCl4氣體供給源22的TiCl4氣體與來自Ar氣體供給源23的Ar氣體一起經TiCl4氣體 供給管線28從噴頭10的第一氣體導入口 11到達噴頭10內，經氣體通路13、15從排氣孔 17被排向腔室1內，同時來自H2氣體供給源24的H2氣體經H2氣體供給管線30從噴頭10 的第二氣體導入口 12到達噴頭10內，並經氣體通路14、16從排氣孔18被排向腔室1內。 即，噴頭10成為TiCl4氣體和H2氣體完全獨立地向腔室1內供給的後混合型，它們在排出 後被混合而發生反應。另外，不限於此，也可以是在將TiCl4和H2在噴頭10內混合了的狀 態下將它們供給到腔室1內的預混合型。噴頭10經耦合器33連接著高頻電源34，從該高頻電源34向噴頭10供給高頻電 力。通過從高頻電源34供給高頻電力，將經噴頭10向腔室1內供給的氣體等離子化來進 行成膜處理。此外，在噴頭10的上層區塊體IOa的水平部IOd上設有用於加熱噴頭10的加熱 器45。在該加熱器45上連接有加熱器電源46，通過從加熱器電源46向加熱器45供電而 將噴頭10加熱至所期望的溫度。在上區層塊體IOa的凹部上設有用於提高加熱器45的加 熱效率的隔熱部件47。在腔室1的底壁Ib的中央部形成有圓形的孔35，在底壁Ib上設有以覆蓋該孔35 的方式向下方突出的排氣室36。在排氣室36的側面連接有排氣管37，在該排氣管37連接 有排氣裝置38。並且，通過使該排氣裝置38工作，可將腔室1內減壓到規定的真空度。在基座2中，用於支承晶片W並使之升降的3個(圖示僅2個)晶片支承銷39相 對於基座2的表面可突出沒入地被設置，這些晶片支承銷39被支承板40支承。並且，晶片 支承銷39通過汽缸等驅動機構41經支承板40而被升降。在腔室1的側壁上設有搬入搬出口 42和閘閥43，其中，搬入搬出口 42用於在與腔 室1相鄰設置的未圖示的晶片搬送室之間進行晶片W的搬入搬出，閘閥43用於開閉該搬入 搬出口 42。作為成膜裝置100的構成部的加熱器電源6和46、閥31、流量控制器32、耦合器 33、高頻電源34、驅動機構41等構成為，與具備微處理器(計算機)的控制部50連接而被 控制。此外，在控制部50上連接有，由為了操作者管理成膜裝置100而進行指令的輸入操作等的鍵盤、和將成膜裝置100的工作狀況可視化顯示的顯示器等構成的用戶接口 51。進而， 在控制部50上連接有存儲著通過控制部50的控制實現被成膜裝置100執行的各種處理用 的程序和根據處理條件使成膜裝置100的各構成部執行處理用的程序即配方(Recipe)的 存儲部52。配方存儲在存儲部52中的存儲介質52a中。存儲介質既可以是硬碟等固定的 裝置，還可以是⑶ROM、DVD等可搬性的裝置。此外，也可以從其他的裝置，例如經由專用線 路適當地轉送配方。並且，根據需要，按照來自用戶接口 51的指示等從存儲部52調出任意 的配方並讓控制部50執行，由此在控制部50的控制下進行在成膜裝置100中的所期望的 處理。接著，針對以上這樣的成膜裝置100中的本實施方式涉及的Ti膜的成膜方法進行 說明。在本實施方式中，如圖2所示，反覆進行規定次數的預塗覆工序(工序1)、成膜工 序(工序2)、乾式清洗工序(工序3)，然後進行溼式清洗工序(工序4)。工序1的預塗覆工序是，在晶片未被搬入腔室1內的狀態下，反覆多次Ti膜層積 與氮化處理，在腔室1內形成預塗覆膜。工序2的成膜工序是，在這樣預塗覆結束後的腔室1內，對多張、優選3000張以 下，例如500張晶片W進行對晶片W的Ti膜層積和氮化處理。在工序3的乾式清洗工序中，在腔室1內不存在晶片的狀態下，向腔室1內導入 CIF3氣體，進行腔室1內的乾式清洗。乾式清洗是一邊通過加熱器5對基座2進行加熱一 邊進行的，但是優選此時的溫度是170 250°C。另外，在乾式清洗工序中，除了 CIF3之外， 還可以使用NF3、F2等其他的氟系氣體。工序4的溼式清洗工序是，將上述工序1 3反覆規定次數後，在積累處理張數達 到規定張數、例如5000張 30000張的時刻，通過氨等藥劑對腔室1內進行溼式清洗。接著，針對上述工序1和工序2具體地說明。在工序1的預塗覆工序中，在晶片未被搬入到腔室1內的狀態下，利用排氣裝置38 使腔室1內成為真空狀態，邊向腔室1內導入Ar氣體和N2氣體邊利用加熱器5使基座2升 溫。在基座2的溫度穩定在規定溫度的時刻，邊以規定流量導入TiCl4氣體，邊從高頻電源 34施加高頻電力，將被導入腔室1內的Ar氣體、H2氣體、TiCl4氣體等離子體化。由此，在 腔室1內壁、排氣室36內壁、噴頭10以及基座2上形成Ti膜。接著僅停止TiCl4氣體，使 作為氮化氣體的NH3氣體流動的同時向噴頭10施加高頻電力來將這些氣體等離子化從而 將Ti膜氮化。反覆進行多次、例如33次上述Ti膜形成和氮化處理，而形成預塗覆膜。另 外，也可以不進行氮化處理而形成規定厚度的Ti膜。預塗覆工序的優選條件如下。(I)Ti 膜形成i)來自高頻電源34的高頻電力頻率300kHz 27MHz功率100 1500Wii) TiCl4 氣體流量1 20mL/min (sccm)iii)Ar 氣體流量100 2000mL/min(sccm)iv) H2 氣體流量250 5000mL/min (sccm)
ν)腔室內壓力440 1333Pa(3 IOTorr)(2)氮化處理i)來自高頻電源34的高頻電力頻率300kHz 27MHz功率400 1500Wii)NH3 氣體流量100 2000mL/min (sccm)iii)Ar 氣體流量100 2000mL/min(sccm)iv)H2 氣體流量250 5000mL/min (sccm)ν)腔室內壓力440 1333Pa(3 IOTorr)在工序2的成膜工序中，在如上所述那樣地結束了預塗覆之後的腔室1內，如下所 述地進行對晶片W的Ti膜的層積和氮化處理。Ti膜的層積，在由加熱器5使基座2升溫到規定溫度之後，將腔室1內調整為與經 閘閥43連接的外部環境氣體同樣，其後打開閘閥43，從真空狀態下的未圖示的晶片搬送室 將晶片W經搬入搬出口 42向腔室1內搬入。接著，在預塗覆工序中，與在噴頭10等上形成 Ti膜的步驟相同地，將導入腔室1內的Ar氣體、H2氣體、TiCl4氣體進行等離子化並使它們 反應，從而在晶片W上層積規定厚度的Ti膜。在Ti膜的層積後的氮化處理中，上述Ti膜的層積結束後，停止TiCl4氣體，保持H2 氣體和Ar氣體流動的狀態，一邊將腔室1內(腔室壁和噴頭表面等)加熱到適宜的溫度， 一邊讓NF3氣體作為氮化氣體流動，同時從高頻電源34向噴頭10施加高頻電力來對處理氣 體進行等離子化，利用等離子化過的處理氣體將在晶片W上成膜的Ti薄膜的表面氮化。另 外，氮化處理不是必須的。成膜工序的優選條件如下。(I)Ti膜的層積i)來自高頻電源34的高頻電力頻率300kHz 27MHz功率100 1500Wii)利用加熱器5加熱的基座2的溫度500 700°Ciii)利用加熱器45加熱的噴頭10的溫度300 500°Civ) TiCl4 氣體流量1 20mL/min (sccm)ν) Ar 氣體流量100 2000mL/min (sccm)vi)氧氣氣體流量250 5000mL/min(sccm)vii)腔室內壓力440 1333Pa(3 IOTorr)(2)氮化處理i)來自高頻電源34的高頻電力頻率300kHz 27MHz功率100 1500Wii)利用加熱器5加熱的基座2的溫度500 700°Ciii)利用加熱器45加熱的噴頭10的溫度300 500°Civ) NF3 氣體流量100 2000mL/min (sccm)
v) Ar 氣體流量100 2000mL/min (sccm)vi)H2 氣體流量250 5000mL/min (sccm)vii)腔室內壓力440 1333Pa(3 IOTorr)一直以來，如圖3所示，在將這種Ti膜成膜工序對例如500張 3000張晶片W連 續進行後，進行乾式清洗工序，但是每當重疊張數時有時會發生異常放電，該異常放電在隔 著乾式清洗反覆時其發生頻率增加。特別是當自溼式清洗起的積累處理張數達到3000 5000張時，異常放電的發生會變得顯著。從晶片W的背面周緣部朝向斜坡部附著的聚合物殘渣會附著到高溫的基座2的與 晶片W周緣部對應的部分，隨著處理張數的增加，如圖4所示，聚合物殘渣會層積，在晶片W 與基座2之間會發生間隙，由此發生該異常放電。S卩，由於聚合物殘渣是絕緣性的，因此當如圖4所示那樣在基座2上層積殘渣，在 晶片W與基座2之間產生間隙時，從等離子體向晶片W供給的電荷不會流過基座2。因此， 晶片W帶電，在某帶了一定量的電的階段會產生對基座2放電這樣的現象。聚合物殘渣層 積在基座2的與晶片W的周緣部對應的部分，晶片W會由於被該周緣部層積的聚合物殘渣 支承而朝下彎曲。根據帕邢定律，放電會在距離最近的地方發生，因此尤其在晶片W的中心 附近容易發生異常放電。聚合物殘渣在利用CIF3氣體進行的乾式清洗過程中幾乎無法被除去，因此乾式清 洗後也繼續會層積聚合物殘渣。並且，晶片W的累積處理張數隨著接近要進行溼式清洗的 5000張，異常放電的發生會變得顯著。因此，在本實施方式中，例如在500張 3000張Ti膜成膜期間，每隔規定張數的 晶片就形成導電性膜。優選是每隔1 250張晶片。具體來說，如圖5所示，每隔規定張數 的晶片、例如每隔一批(25張)就在腔室1內形成Ti膜，接著實施進行氮化處理的短預塗 覆處理。由此，如圖6所示，在絕緣性的層積起來的聚合物殘渣的表面和基座2的表面上形 成導電性Ti膜，在基座2上載置了晶片W時，蓄積在晶片W中的電荷可經Ti膜而逃到基座 2 (接地)，從而能夠抑制晶片W與基座2之間的放電。就是說，在對例如500張 3000張晶片W連續進行Ti膜的成膜時，在基座2上 不斷層積絕緣性的聚合物殘渣，因此若其不斷變厚，則晶片W與導電性膜接觸的可能性降 低，存留在晶片W的電荷不易逃逸，異常放電變得容易發生。但是，這樣，在對例如500張 3000張晶片形成Ti膜的中途，通過形成導電性的Ti膜，從而晶片W載置在基座2上時，晶 片W的電荷通過導電性膜逃到基座2的比例變高，從而可以極大地降低發生異常放電的可 能性。另外，短預塗覆也可以不進行氮化處理就形成規定厚度的Ti膜。短預塗覆的優選條件如下。(I)Ti 膜形成i)來自高頻電源34的高頻電力頻率300kHz 27MHz功率100 1500Wii) TiCl4 氣體流量1 20mL/min (sccm)iii)Ar 氣體流量100 2000mL/min (sccm)iv)H2 氣體流量250 5000mL/min (sccm)
ν)腔室內壓力440 1333Pa(3 IOTorr)(2)氮化處理i)來自高頻電源34的高頻電力頻率300kHz 27MHz功率400 1500Wii) TiCl4 氣體流量100 2000mL/min (sccm)iii)Ar 氣體流量100 2000mL/min(sccm)iv) S氣氣體流量250 5000mL/min(sccm)ν)腔室內壓力440 1333Pa(3 IOTorr)從防止異常放電的觀點來看此時導電膜的形成頻率越高越好，但是如果過高則對 晶片W進行成膜處理的處理量會降低，因此優選兼顧異常放電防止效果和處理量地適當調 整。此外，在成膜初期階段，向基座2層積聚合物殘渣還少，不易發生異常放電，因此也可以 最初對例如100 200張左右的晶片W連續進行Ti成膜的成膜處理後進行導電性膜的形 成(短預塗覆)，然後例如每隔一批25張地形成導電性膜(短預塗覆)。接著，說明在各種條件下對多個晶片的Ti膜進行成膜來實驗異常放電發生的容 易程度的結果。在此，作為異常放電的指標，使用作為用於生成等離子體的平行平板電極的下部 電極發揮功能的電極8的直流偏壓電壓Vdc。即，在通常的情況下，如圖7所示Ti成膜時 的Vdc穩定，而在晶片與基座之間發生了電弧(異常放電)的情況下，如圖8所示，Vdc會變 化，而成為不穩定的狀態。因此，通過觀察Vdc的舉動可以把握髮生異常了放電或者有可能 發生異常放電。另外，如圖8所示，在發生了電弧的情況下，高頻電力的峰值間電壓Vpp也 會變動，因此可以將Vpp作為異常放電的指標來使用。圖9所示的實例1是在預塗覆後，對500張晶片W連續地進行了成膜工序(Ti層 積+氮化處理)之後，進行乾式清洗的現有的方法。如該圖所示可確認，在250張以後Vdc 的變動變得激烈，容易引起異常放電。因此，在圖10所示的實例2中，在Vdc的變動發生之後(成膜254張後)，剛進入 預塗覆處理時Vdc暫時有改善。S卩，在反覆對多個晶片W的成膜工序的中途進行預塗覆處 理而在基座2上形成導電性膜，但是能夠確認防止異常放電是有效的。但是，可知，其後，在 晶片W的處理張數為420張左右以後Vdc變得不穩定，即使在成膜250張左右後進入預塗 覆處理，也無法充分防止異常放電。接著，在圖11所示的實例3中，每隔1批25張晶片W的成膜工序(Ti層積+氮化 處理)都進行預塗覆(1層Ti膜成膜+氮化處理)。其結果可知，即使晶片W的積累處理張 數到達500張，Vdc也穩定，不會發生異常放電。接著，在圖12所示的實例4中，在連續進行最初200張晶片W成膜工序之後，進行 短預塗覆，其後每隔1批25張晶片W的成膜工序都進行預塗覆。其結果可知，在對最初的 200張晶片W進行成膜工序的最後一個晶片W上，Vdc會變得稍不穩定，無法完全防止異常 放電的發生，但是此後Vdc變穩定，不會發生異常放電。根據以上的結果可知，優選在每隔250張以下的晶片W的成膜工序中，更優選每隔 一批25張晶片W進行一次成膜工序中，都進行預塗覆，由此能夠可靠地防止異常放電的發生。就是說，導電性膜的形成優選每隔1 250張晶片進行一次，並且優選每隔25張進行
一次。
另外，對此時的晶片W的成膜條件(Ti層積+氮化處理)和短預塗覆條件如下。
(1)成膜條件
〈Ti膜的層積>
i)來自高頻電源34的高頻電力
頻率:450kHz
功率800W
ii) TiCl4 氣體流量12mL/min(sccm)
iii)Ar 氣體流量1600mL/min(sccm)
iv)H2 氣體流量4000mL/min(sccm)
ν)腔室內壓力666. 7Pa(5Torr)

i)來自高頻電源34的高頻電力
頻率:450kHz
功率800W
ii)NH3 氣體流量1500mL/min(sccm)
iii)Ar 氣體流量1600mL/min(sccm)
iv)H2 氣體流量:2000mL/min(sccm)
ν)腔室內壓力666. 7Pa(5Torr)
(2)短預塗覆條件
〈Ti膜的層積>
i)來自高頻電源34的高頻電力
頻率:450kHz
功率800W
ii) TiCl4 氣體流量18mL/min(sccm)
iii)Ar 氣體流量1600mL/min(sccm)
iv)H2 氣體流量:3000mL/min(sccm)
ν)腔室內壓力666. 7Pa(5Torr)

i)來自高頻電源34的高頻電力
頻率:450kHz
功率800W
ii)NH3 氣體流量1500mL/min(sccm)
iii)Ar 氣體流量1600mL/min(sccm)
iv)H2 氣體流量:2000mL/min(sccm)
ν)腔室內壓力666. 7Pa(5Torr)
另外，本發明不限定於上述實施方式而可進行種種變形。例如，在上述實施方式
中，以作為金屬繫膜將Ti膜成膜的情況為例進行了說明，但是也可以適用於TiN、W、WN、Ta、TaN等其他金屬繫膜的成膜。此外，在上述實施方式中，例示了在成膜工序的中途進行短 預塗覆而形成導電性膜的情況，但是不限於此，只要能夠將導電性膜預塗覆在基座2 (工作 臺)上無論採用何種方式都可以。進而，在上述實施方式中，通過向噴頭施加高頻電力形成 等離子體，但不限於此。此外，作為被處理基板，不限於半導體晶片，也可以是例如液晶顯示 裝置(LCD)用基板、玻璃基板、陶瓷基板等其他的基板。
權利要求
一種金屬繫膜的成膜方法，使用成膜裝置，利用等離子體CVD將金屬繫膜成膜，該成膜裝置具有收容被處理基板的腔室、在上述腔室內載置被處理基板的工作檯、加熱工作檯上的被處理基板的加熱器、向腔室內供給成膜用的處理氣體和清洗氣體的氣體供給機構、在上述腔室內生成處理氣體的等離子體的等離子體生成機構、將上述腔室內排氣的排氣單元，其特徵在於，反覆進行在上述腔室內將包含構成上述金屬繫膜的金屬的導電性的預塗覆膜成膜；對多張被處理基板進行向上述預塗覆後的腔室內搬入被處理基板並載置在上述工作檯上後，一邊用上述加熱器加熱被處理基板，一邊供給上述處理氣體來生成處理氣體的等離子體，並利用等離子體CVD在被處理基板上將金屬繫膜成膜的處理；在對上述多張被處理基板的成膜處理結束了的階段，向上述腔室內導入上述清洗氣體來進行乾式清洗，在對多張被處理基板進行將上述金屬繫膜成膜的處理時，在其中途進行1次或2次以上在上述工作檯上形成導電性膜的處理。
2.根據權利要求1記載的金屬繫膜的成膜方法，其特徵在於，上述預塗覆膜的成膜是 通過多次反覆進行包含構成上述金屬繫膜的金屬的膜的形成和該膜的氮化處理來進行。
3.根據權利要求1記載的金屬繫膜的成膜方法，其特徵在於，上述導電性膜的形成是 形成包含構成上述金屬繫膜的金屬的膜的處理。
4.根據權利要求1記載的金屬繫膜的成膜方法，其特徵在於，上述導電性膜的形成是 每隔規定張數基板的成膜處理而進行的。
5.根據權利要求4記載的金屬繫膜的成膜方法，其特徵在於，上述導電性膜的形成是 每隔1-250張基板的成膜處理而進行的。
6.根據權利要求5記載的金屬繫膜的成膜方法，其特徵在於，上述導電性膜的形成是 每隔一批基板的成膜處理而進行的。
7.根據權利要求1記載的金屬繫膜的成膜方法，其特徵在於，上述金屬繫膜是由Ti、 TiN、W、WN、Ta、TaN中的任一個構成的。
8.一種存儲介質，在計算機上工作，存儲用於控制成膜裝置的程序，該成膜裝置具有收 容被處理基板的腔室、在上述腔室內載置被處理基板的工作檯、加熱工作檯上的被處理基 板的加熱器、向腔室內供給成膜用的處理氣體和清洗氣體的氣體供給機構、在上述腔室內 生成處理氣體的等離子體的等離子體生成機構、將上述腔室內排氣的排氣單元，其特徵在 於，上述程序，在執行時，反覆進行在上述腔室內將包含構成上述金屬繫膜的金屬的導電性的預塗覆膜成膜；對多張被處理基板進行向上述預塗覆後的腔室內搬入被處理基板並載置在上述工作 臺上後，一邊用上述加熱器加熱被處理基板，一邊供給上述處理氣體而生成處理氣體的等 離子體，並利用等離子體CVD在被處理基板上形成金屬繫膜的處理；在對上述多張被處理基板的成膜處理結束了的階段，向上述腔室內導入上述清洗氣體 來進行乾式清洗，在對多張被處理基板進行將上述金屬繫膜成膜的處理時，在其中途進行1次或2次以 上向上述工作檯上形成導電性膜的處理。全文摘要
在將金屬繫膜成膜時，對多張被處理基板反覆進行如下工序，即在腔室內形成預塗覆膜的工序；對多張被處理基板進行如下處理的工序，即在預塗覆後的腔室內搬入被處理基板並載置在工作檯上，邊加熱被處理基板，邊供給處理氣體地生成處理氣體的等離子體，利用等離子體CVD在被處理基板上形成金屬繫膜的處理，並且在被處理基板上形成金屬繫膜的處理的工序的中途進行1次或2次以上、在工作檯上形成導電性膜的處理。
文檔編號H01L21/285GK101910458SQ200980101620
公開日2010年12月8日 申請日期2009年3月25日 優先權日2008年3月28日
發明者岡部真也 申請人:東京毅力科創株式會社