[发明专利]载置台结构和等离子体成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用等离子体在半导体晶片等被处理体上形成含有金属的薄膜的等离子体成膜装置和该成膜装置中所使用的载置台结构。

背景技术

一般而言，为了制造半导体设备，对半导体晶片反复进行成膜处理或图案蚀刻处理等各种处理，从而制造所期望的设备，但为了半导体设备的更高集成化和高精细化，线宽和孔径日益精细化。而且，作为配线材料和埋入材料，现有技术主要使用铝合金，但最近线宽和孔径日益精细化，而且期望动作速度的高速化，因此有使用钨(W)和铜(Cu)等的倾向。

另外，当使用上述Al、W、Cu等金属材料作为配线材料和用于接触的孔的埋入材料时，出于防止例如在硅氧化膜(SiO₂)等的绝缘材料和上述金属材料之间产生例如硅的扩散，提高膜的密合性的目的，在上述绝缘层和下层的导电层之间的边界部分设置阻挡层。作为该阻挡层，已知有Ta膜、TaN膜、Ti膜、TiN膜等。而且，上述含有Cu、Ti、Ta等金属的薄膜的形成一般使用等离子体成膜装置并通过等离子体溅射法进行(例如，专利文献1或2)。

在该等离子体成膜装置中，例如在能够抽真空的处理容器内设置有内置有卡盘用电极和加热器的载置台，在该载置台上载置半导体晶片，通过由施加给卡盘用电极的高电压所产生的静电力吸附保持半导体晶片，在该状态下，利用高频的偏置电力将由于等离子体而从金属靶产生的金属离子向载置台侧吸引，由此在上述半导体晶片上例如形成金属的薄膜。而且，在上述载置台上设置有上述的加热器和冷却护套，根据从上述等离子体侧向半导体晶片供给的热量的大小，分别调整上述加热器和冷却护套，控制半导体晶片的温度，将其维持为通常成膜中最适合的温度。

在该情况下，如图10所示的现有的载置台结构，上述载置台2具备：具有上述冷却护套4的金属制的基台部6；和在该基台部6上设置的薄的陶瓷加热器8，在该陶瓷加热器8内埋入有卡盘用电极10和加热器12，在其上载置半导体晶片W并通过静电力吸附保持。而且，上述陶瓷加热器8通过粘合剂14被牢固地安装在上述基台部6的上表面。

专利文献：特开2001-250816号公报

专利文献：特开2007-214387号公报

但是，关于如上所述的装置例，在设计基准没有那么严格的现有技术中，并没有产生特别的问题，但精细化和高集成化进一步发展，设计基准变得更加严格时，对于形成的金属膜的品质和特性要求更高。例如，针对被成膜的金属膜，为了防止不同种的金属和元素混入而产生的污染，通过在成膜处理时事先将处理容器内抽真空至高真空，将附着在处理容内的表面或内部结构物的表面等的杂质作为排气而排出，但因为通常作为硅化合物的硅氧烷等杂质气体作为排气而从上述粘结剂14脱气，所以不能使处理容器内成为高真空状态，因此，难以使处理容器内成为清洁状态。

另外，为了如上所述那样提高薄膜的品质或特性，也要求例如在400℃左右的高处理温度下进行成膜处理，但上述粘结剂的耐热温度相当低，例如为80℃左右，因此产生不能使用该粘结剂的问题。

另外，已知有通过喷镀在载置台的上表面埋入卡盘电极和加热器而形成的载置台结构，但在该情况下，该喷镀部分的耐热温度充其量为80℃左右，不能够耐受上述那样的高温。

发明内容

本发明着眼于以上的问题点，为了有效地解决上述问题而完成。本发明的目的在于提供能够充分进行处理容器内的脱气处理而形成高真空，并且能够耐受高温的载置台结构和等离子体成膜装置。

本发明第一方面涉及载置台结构，其载置被处理体以在上述被处理体上形成含有金属的薄膜，其特征在于，具有：内部埋入有卡盘用电极和加热器的陶瓷制的载置台；与上述载置台的周边部的下表面连接的金属制的凸缘部；金属制的基台部，其通过螺钉与上述凸缘部接合，并且在内部形成有用于流通制冷剂的制冷剂通路；和设置在上述凸缘部和上述基台部之间的金属密封部件。

这样，载置用于形成含有金属的薄膜的被处理体的载置台结构由：内部埋入有卡盘用电极和加热器的陶瓷制的载置台；与载置台的周边部的下表面连接的金属制的凸缘部；通过螺钉与凸缘部接合并且在内部形成有用于流通制冷剂的制冷剂通路的金属制的基台部；和设置在凸缘部和基台部之间的金属密封部件构成，因此能够充分地进行处理容器内的脱气处理而形成高真空，并且能够耐受高温。

本发明第二方面的特征在于：在本发明第一方面中，上述凸缘部设置为从上述载置台的下表面向下方延伸。