(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の層と、前記第１の層に結合された第２の層とを含む壁を有する本体を含み、前記第１の層は、処理中に該第１の層上に配置された材料を除去するのに用いられる洗浄用化学物質に耐性がある第１の材料を含み、前記第２の層は、該第１の材料とは異なり、該第１の材料の熱膨張係数とは実質的に類似した熱膨張係数を有する第２の材料を含み、
前記第１の材料の熱膨張係数と前記第２の材料の熱膨張係数との間の差異は、１０パーセント未満であるか又はこれと等しく、
前記第２の材料はアルミニウム及びシリコンを含み、
前記熱膨張係数は、前記第２の材料のシリコン含有量を制御することにより調整される、
ことを特徴とするプロセスキット・シールド。
【請求項２】
前記第２の層は、前記第１の層上に噴霧形成されることを特徴とする、請求項１に記載のプロセスキット・シールド。
【請求項３】
前記本体は環状であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプロセスキット・シールド。
【請求項４】
前記第１の材料は、ステンレス鋼、ニッケル、タンタル、又はチタンのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のプロセスキット・シールド。
【請求項５】
前記第１の層は、０．１６ミクロンより大きい直径を有する粒子を保持することができる、処理に面するテクスチャ加工面を含むことを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のプロセスキット・シールド。
【請求項６】
基板を処理するための装置であって、
処理容積と、非処理容積とを有するプロセスチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、前記処理容積を前記非処理容積から分離する、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のプロセスキット・シールドと、
を含み、前記第１の層は前記処理容積に面し、前記第２の層は前記非処理容積に面することを特徴とする装置。
【請求項７】
前記プロセスキット・シールドは、前記プロセスチャンバにおいて前記処理容積の下に配置された基板支持部ペデスタルを囲むことを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
基板を処理する方法であって、
処理容積及び非処理容積と、チャンバ内に配置され、前記処理容積を前記非処理容積から分離する、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のプロセスキット・シールドとを有するプロセスチャンバを準備するステップを含み、第１の層は該処理容積に面し、第２の層は該非処理容積に面しており、さらに、
前記プロセスチャンバ内に基板を配置するステップと、
前記処理容積内にプラズマを形成するステップと、
前記基板を前記プラズマにさらすステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記第１の材料の熱膨張係数と前記第２の材料の熱膨張係数との間の差異は、１０パーセント未満であるか又はこれと等しいことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の層は、０．０１６ミクロンより大きい直径を有する粒子を保持することができるテクスチャ加工面をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
プロセスキット・シールドを洗浄する方法であって、
請求項１から請求項６までのいずれかに記載のプロセスキット・シールドを準備するステップを含み、前記第１の層の上には汚染物質が配置され、さらに、
前記第１の層を洗浄用化学物質にさらして前記汚染物質を除去するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記洗浄用化学物質は、フッ化水素酸（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ3）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、アンモニウム（ＮＨ4）、又は水酸化カリウム（ＫＯＨ）のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の層だけが前記洗浄用化学物質にさらされることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、半導体装置に関し、より具体的には、半導体プロセスチャンバに用いられるプロセスキット・シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセスキット・シールドは、典型的には、半導体プロセスチャンバ、又は、例えば基板支持部等のような他のチャンバ部品の寿命を延ばすために用いられる消耗部品である。典型的には、プロセスキット・シールドは、高熱伝導率を有し、重量が軽く、低価格の材料で構成される。こうした材料は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、又はチタンを含むことができる。ほとんどの半導体プロセスの間に、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、有機物、ポリマー等のような材料を含む金属材料又は非金属材料が生成され、これらが、プロセスキット・シールドの表面上に堆積されることがある。プロセスキット・シールドから剥離し、チャンバ内で処理されている基板の上に堆積する堆積材料による汚染を防ぐために、プロセスキット・シールドは、堆積材料を有効に保持し、定期的に洗浄する必要がある。残念なことに、堆積材料の除去には、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）又は他の腐食性の化学物質などの積極的な化学的処理剤の使用、又は、アルミナ・グリットのような研磨材を用いるブラスト加工による機械的除去が必要とされる。こうした処理は、堆積された粒子を除去するものの、プロセスキット・シールドの表面を腐食する。従って、プロセスキット・シールドの寿命が大幅に低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，１８３，６１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、当技術分野において、寿命が改善されたプロセスキット・シールドに対する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書において、プロセスチャンバにおいて処理容積を非処理容積から分離するプロセスキット・シールド、及びその使用方法が提供される。幾つかの実施形態において、プロセスキット・シールドは、第１の層と、該第１の層に結合された第２の層とを含む壁を有する本体を含むことができ、第１の層は、処理中、第１の層上に配置された材料を除去するために用いられる洗浄用化学物質に耐性がある第１の材料を含み、第２の層は、第１の材料とは異なり、第１の材料の熱膨張係数と実質的に類似した熱膨張係数を有する第２の材料を含む。
【０００６】
幾つかの実施形態においては、基板を処理するための装置が、処理容積及び非処理容積、並びに、該チャンバ内に配置され、処理容積を非処理容積から分離するプロセスキット・シールドを有するプロセスチャンバを含むことができ、プロセスキット・シールドは、処理容積に面する第１の層と、非処理容積に面する第２の層とを含む壁を有する本体を含み、第２の層は第１の層に結合され、第１の層は、処理中、該第１の層上に配置された材料を除去するために用いられる洗浄用化学物質に耐性がある第１の材料を含み、第２の層は、第１の材料とは異なり、第１の材料の熱膨張係数と実質的に類似した熱膨張係数を有する第２の材料を含む。
【０００７】
幾つかの実施形態において、基板を処理する方法が、処理容積及び非処理容積、並びにチャンバ内に配置され、処理容積を非処理容積から分離するプロセスキット・シールドを有するプロセスチャンバを提供するステップを含み、プロセスキット・シールドは、処理容積に面する第１の層と、非処理容積に面する第２の層とを含む壁を有する本体を含み、第２の層は第１の層に結合され、第１の層は、処理中、該第１の層上に配置された材料を除去するために用いられる洗浄用化学物質に耐性がある第１の材料を含み、第２の層は、第１の材料とは異なり、第１の材料の熱膨張係数と実質的に類似した熱膨張係数を有する第２の材料を含み、この方法はさらに、前記プロセスチャンバ内に基板を配置するステップと、処理容積においてプラズマを形成するステップと、基板をプラズマにさらすステップとを含むことができる。
【０００８】
幾つかの実施形態において、プロセスキット・シールドを洗浄する方法が、第１の層と、該第１の層に結合された第２の層とを含む壁を有する本体を含むプロセスキット・シールドを提供するステップを含み、第１の層は、処理中、該第１の層上に配置された材料を除去するために用いられる洗浄用化学物質に耐性がある第１の材料を含み、第２の層は、第１の材料とは異なり、第１の材料の熱膨張係数と実質的に類似した熱膨張係数を有する第２の材料を含み、第１の層の上には汚染物質が配置され、この方法はさらに、第１の層を洗浄用化学物質にさらして、汚染物質を除去するステップを含む。
【０００９】
本発明の上述の特徴を詳細に理解することができるように、その幾つかが添付図面に示される実施形態を参照することによって、上記で簡潔に要約された本発明のより具体的な説明をなすことができる。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを図示するものであり、従って、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではなく、本発明は他の等しく有効な実施形態も認め得ることに留意すべきである。
【００１０】
理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通の同じ要素を示すように、同じ参照符号が使用されている。図は、縮尺通りに描かれてはいず、明確にするために簡単化されていることがある。更に詳述することなく、１つの実施形態の要素及び特徴を、他の実施形態に有利に組み込むことができると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の幾つかの実施形態による、基板を処理する装置を示す。
【図２】本発明の幾つかの実施形態による、プロセスキット・シールドの部分断面図を示す。
【図３】本発明の幾つかの実施形態による、基板を処理する方法の流れ図を示す。
【図４】本発明の幾つかの実施形態による、プロセスキット・シールドを洗浄する方法の流れ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書において、プロセスキット・シールドのための方法及び装置が提供される。幾つかの実施形態において、プロセスキット・シールドは、処理領域内のプロセスガスに耐性がある第１の材料を含む第１の層と、該第１の材料と実質的に類似した熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第２の材料を含む第２の層とを含むことができる。有利なことに、本発明のプロセスキット・シールドは、所望の重量、熱的特性、及び化学洗浄処理剤に対する耐性を提供する材料の組み合わせ（すなわち、第１及び第２の材料）から安価に構成され、従って、プロセスキットの寿命を延ばすことができる。本発明のプロセスキット・シールドは、図１に示されるような半導体プロセス装置（例えば、プロセスチャンバ）に用いることができる。
【００１３】
図１は、本発明の幾つかの実施形態による、プロセスキット・シールド１１０を有する、基板を処理するための装置１００の概略断面図を示す。装置１００は、高密度プラズマ物理気相堆積（ＨＤＰＰＶＤ）用に構成することができ、カリフォルニア州Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ所在のＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．社から入手可能な自己イオン化プラズマ（ＳＩＰ（商標））チャンバと呼ばれることもあるタイプのものとすることができる。装置１００は、単に例示的なものにすぎず、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、エッチング、イオン注入、及びチャンバ部品上に望ましくない粒子の堆積をもたらし得る他のプロセス用に構成されたプロセスチャンバのような、他の好適な装置を、本発明のプロセスキット・シールドと共に用いることもできる。幾つかの実施形態においては、別の好適な装置は、化学的機械的平坦化（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ、ＣＭＰ）用に構成されたプロセスチャンバを含むことができる。
【００１４】
装置１００は、処理容積１０３と、非処理容積１０５と、処理中に基板１０６を支持するための、内部に配置された支持部ペデスタル１０８とを有するプロセスチャンバ１０２を含む。ＰＶＤ用途のために構成される際などの幾つかの実施形態においては、ターゲット１０４をチャンバ１０２の上部付近に取り付けることができる。ターゲット１０４は、基板支持部ペデスタル１０８上に配置される基板１０６上にスパッタ堆積される材料を含むことができる。例示的なターゲット材料は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、これらの合金等を含むことができる。幾つかの実施形態においては、以下により詳細に説明されるように、プロセスチャンバ１０２は、例えば、ターゲット材料から生成されたイオンによるターゲット材料の自己イオン化などによって、プラズマを形成するための機構をさらに含むことができる。
【００１５】
プロセスキット・シールド１１０は、プロセスチャンバ１０２内に配置し、処理容積１０３を非処理容積１０５から分離するように配置することができる。プロセスキットは、処理容積を非処理容積から分離するのに望ましい任意の好適な形状とすることができる。例えば、幾つかの実施形態においては、図１に示されるように、プロセスキット・シールド１１０は、環形状を有することができ、支持部ペデスタル１０８の周囲を囲む基部を有することができる。プロセスキット・シールド１１０は、チャンバの壁及び他の非処理部分を、ターゲット１０４からスパッタリングされた材料、堆積ガスの副生成物等といった処理副生成物から保護することができる。プロセスキット・シールド１１０はさらに、可変（ＤＣ）電源１１２によってＤＣ電力がターゲット１０４に適用されたとき、接地アノードとして働くことができる。
【００１６】
プロセスキット・シールド１１０は、一般に、図１に示すような壁を有する本体を含むことができる。図２に詳細に示されるように、プロセスキット・シールド１１０の壁は、第１の材料から形成された第１の層２０２と、第２の材料から形成された第２の層２０４とを含む。第１の層２０２は処理容積１０３に面するように構成され、第２の層２０４は非処理容積１０５に面するように構成される。図１に示す実施形態においては、第１の層２０２は、内層又は内側に向いた層とすることができ、第２の層２０４は、外層又は外側に向いた層とすることができる。
【００１７】
プロセスキット・シールド１１０に、処理容積１０３に面する第１の材料と、処理容積から遮蔽された第２の材料とを有する壁を設けることにより、プロセスキット・シールドを異なる材料から製造することができ、それらの異なる材料が協働して、従来のプロセスキット・シールドに優る改善された機能を提供する。例えば、第１の層２０２は、プロセスチャンバのプロセス条件（例えば、化学物質、プラズマ等）に対する耐性、機械的手段（ブラスト加工、機械加工、成形、レーザー、ｅビーム等）によりテクスチャ加工される能力、及び／又は、堆積物の除去（例えば、剥離化学物質、ブラスト加工等）に対する耐化学性のうちの１つ又はそれ以上を提供することができる。さらに、第２の層２０４は、高熱伝導率（例えば、急速な冷却及び／又は加熱を容易にするため）、処理側のシールド（例えば、第１の層２０２）と一致する熱膨張係数、導電性、磁気特性、及び／又は軽い重量のうちの１つ又はそれ以上を提供することができる。
【００１８】
幾つかの実施形態において、第１の層２０２は、処理及び／又は洗浄中、第１の層２０２がさらされる処理環境、例えば、材料、化学物質、プラズマ等に対して耐性がある材料を含むことができる。従って、第１の材料は、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）、及びプロセスキット・シールドから堆積材料を除去するための洗浄プロセスに用いられる他の腐食性の化学物質に対する耐性が向上するように適合させることができる。幾つかの実施形態において、第１の材料は、ステンレス鋼、ニッケル、タンタル、又はチタン等のうちの少なくとも１つを含む。
【００１９】
幾つかの実施形態において、第１の層２０２はまた、粒子を保持するためのテクスチャ加工面、及び／又は、ターゲット１０４からスパッタリングされるか又は他の方法で第１の層２０２の表面上に堆積されたもののような粒子から形成された層を含むことができる。テクスチャ加工面は、一般に、堆積層を保持し、粒子が失わないようにすることができる。幾つかの実施形態においては、テクスチャ加工面は、約０．００９ミクロンより大きいか又はこれと等しい直径を有する粒子を保持することができる。幾つかの実施形態においては、テクスチャ加工面は、約０．０１６ミクロンより大きいか又はこれと等しい直径を有する粒子を保持することができる。テクスチャ加工面は、ブラスト加工、機械加工、レーザー又はｅビーム・エッチング等のテクスチャ加工プロセスによって形成することができる。例えば、ダイの上での成形、機械加工、アーク噴霧、陽極処理、化学的テクスチャ加工、ＬＡＶＡＣＯＡＴ（登録商標）又はＣＬＥＡＮＣＯＡＴ（商標）処理によって、及び／又は、洗浄及びテクスチャ加工によって、第１の層２０２の内面又は処理に面する面をテクスチャ加工することができ、それにより、本発明のプロセスキット・シールドを用いるとき、プロセスの透明化（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）が可能になる。
【００２０】
第２の層２０４は、処理環境に直接さらされないので、一般に、任意の好適な材料から製造することができる。幾つかの実施形態においては、軽い重量、高熱伝導率、高導電性、磁気遮蔽、第１の層２０２のものと厳密に一致するＣＴＥ、又はこれらの組み合わせを提供するように適合された第２の材料から、第２の層２０４を製造することができる。第２の材料は、上述の特性のうちの１つ又はそれ以上を提供する任意の好適な材料とすることができる。例えば、幾つかの実施形態においては、第２の材料は、アルミニウムとシリコンの複合材料とすることができる。有利なことに、アルミニウム・シリコン複合材料は、シリコン含有量を制御することにより、材料のＣＴＥの変更も可能にしながら、高熱伝導率のアルミニウムを提供することができる。例えば、約５から約２２までの範囲（純アルミニウムに対応する）で、ＣＴＥを調整することができ、それにより、第１の層２０２の形成に適した多数の第１の材料のＣＴＥに対する、第２の材料のＣＴＥの照合が容易になる。
【００２１】
高熱伝導率を有する材料から第２の層２０４を製造することにより、プロセスキット・シールド１１０のより低い温度を維持することが容易になり、その結果、シールド上に堆積される材料の剥離を引き起こし得る温度スイングの低減が容易になる。プロセスキット・シールド１１０の低い温度はまた、シールド表面上での粒子形成の減少をもたらすこともでき、これにより、プロセスキット・シールドの平均洗浄間隔が延びる。例えば、本発明者らは、例示的な堆積プロセスの実行時、完全にステンレス鋼から製造されたプロセスキット・シールドが、摂氏６００度もの高温まで加熱されることがあることに気付いた。しかしながら、同じプロセスの際、完全にアルミニウムから製造されたプロセスキット・シールドは、摂氏約８０度の温度を維持する。従って、例えばステンレス鋼を含む、処理に面する第１の層と、アルミニウム及びシリコンを含む第２の層とを有する本発明のプロセスキット・シールド１１０を提供することにより、第１の層の材料の耐化学性を、低い温度で実行する能力と組み合わせて、その結果、例えばＣＶＤプロセスなどの幾つかのプロセスにおける、プロセスキット・シールド上への材料の堆積率を低減させ得ることは利点をもたらす。幾つかの実施形態においては、処理中に達成されるプロセスキット・シールドの温度は、摂氏約１００度から約２００度までの間とすることができる。
【００２２】
さらに、第１の層２０２と第２の層２０４との間のＣＴＥの一致により、これらの間の頑丈な結合の維持が容易になる。第１の層２０２のＣＴＥと、第２の層２０４のＣＴＥとを一致させることにより、これらの層の結合界面における応力は、結合を破壊するほど高くならない。適切に結合された第１の層２０２及び第２の層２０４は、事実上の漏れも防ぎ、現在の固体アルミニウム・シールドと比べてプロセスの透明性を提供する。例えば、第１の層２０２は第２の層２０４に連結又は結合され、従って、プロセスキット・シールド１１０の壁を一体形成する。例えば、互いに圧入できる円筒形材料を提供すること、一方の材料（処理に面する第１の材料又は第２の材料のいずれか）を別の材料の表面上に噴霧被覆すること、一方の材料（処理に面する第１の材料又は第２の材料のいずれか）の粉末を別の材料の表面上に磁気成形することなどによって、層間に一体的な結合部を形成するための任意の適切な方法で、第１の層２０２及び第２の層２０４を形成し、互いに結合させることができる。
【００２３】
処理条件（例えば、高温などの）に耐えるために第１の層２０２と第２の層２０４との間の頑丈な結合を維持するのを容易にするために、類似したＣＴＥを有するように、第１の材料及び第２の材料を選択することができる。幾つかの実施形態においては、第１の材料のＣＴＥと第２の材料のＣＴＥとの間の差異は、約１０パーセント未満である。幾つかの実施形態においては、第１の材料のＣＴＥと第２の材料のＣＴＥとの間の差異は、約３ｐｐｍ／℃未満である。例えば、幾つかの実施形態においては、第１の材料は、約１４−１６のＣＴＥを有するステンレス鋼とすることができ、第２の材料は、シリコン含有量を制御することにより、同様に約１４−１６のＣＴＥを有することができるアルミニウム・シリコン合金とすることができる。
【００２４】
上述の理由による第１の材料及び第２の材料の選択に加えて、第１の材料及び／又は第２の材料はまた、伝導性特性及び／又は非伝導性特性等のために、磁場を通り、緩和し、又は磁場を処理容積１０３内から遮蔽する能力のような他の利点を提供するように選択することもできる。さらに、図２には２つの層を含むように示されるが、プロセスキット・シールド１１０は、各層のＣＴＥが厳密に一致した、２つより多い層を含むこともできる。例えば、２つより多い層を有するシールドを用いて、熱伝導率、磁気遮蔽、導電性、隣接する層間のＣＴＥの不一致の低減、及び／又は耐化学性を提供し、各層が所望の特性の少なくとも幾つかを提供し、プロセスキット・シールドが全体として、全ての所望の特性を提供するようにすることができる。
【００２５】
図１に戻ると、プロセスガス源１１６及び第１の質量流量コントローラ１２０を含むプロセスガス供給源１１４が、プロセスガス（例えば、アルゴン）をプロセスチャンバ１０２に供給する。ＴａＮのような金属窒化物層をスパッタ堆積するために反応性スパッタリングが行なわれる場合には、窒素ガス源１２２及び第２の質量流量コントローラ１２６を含む第２のガス供給源１１８を設けることができる。プロセスチャンバ１０２は、該チャンバ１０２の上部付近でアルゴン及び窒素を受けるように示されるが、プロセスチャンバ１０２の底部付近といった他の位置で、こうしたガスを受けるように再構成することもできる。プロセスチャンバ１０２が、スパッタリングが行われる圧力になるまで、そうしたガスを吐出するために、ポンプ１２４が設けられ、ＲＦ電源１３０が、連結コンデンサ１３２を通してペデスタル１０８に接続される（例えば、スパッタリング中、基板１０６を付勢するために）。
【００２６】
効率的なスパッタリングを促進するために、ターゲット１０４の上方にマグネトロン１３４を回転可能に取り付け、プラズマを形成することができる。マグネトロン１３４は、特許文献１に開示されるように、チャンバ１０２内に深く延びる（例えば、ペデスタル１０８に向けて）非対称磁場を生成して、プラズマのイオン化密度を増大させるタイプのものとすることができる。特許文献１の全体を引用により本明細書に組み入れる。幾つかの実施形態においては、こうした非対称磁場が用いられるとき、金属のイオン化密度は、１０10乃至１０11金属イオン／ｃｍ3に達することがある（例えば、プラズマのバルク領域において）。こうしたシステムにおいて、イオン化金属原子は、磁力線を辿ってチャンバ１０２内に延び、従って、より大きい方向性及び効率性を有した状態で基板１０６を被覆する。マグネトロン１３４は、例えば、６０乃至１００ｒｐｍで回転することができる。他の実施形態においては、回転するマグネトロン１３４の代わりに、固定式磁気リングを用いることができる。
【００２７】
コントローラ１２８が、チャンバ１０２の動作を制御するために設けられる。コントローラ１２８は、一般に、中央処理装置（ＣＰＵ）と、メモリと、支持回路（図示せず）とを含む。コントローラ１２８は、チャンバ１０２のモジュール及び装置を制御するように連結される。動作中、コントローラ１２８は、装置１００のモジュール及び動作を直接制御し、又は代替的に、これらのモジュール及び装置と関連したコンピュータ（及び／又はコントローラ）を管理する。コントローラ１２８は、ＤＣ電源１１２、第１の質量流量コントローラ１２０、第２の質量流量コントローラ１２６、ポンプ１２４、及びＲＦ電源１３０を制御するように動作可能に接続される。同様に、コントローラ１２８は、ペデスタル１０８の位置及び／又は温度を制御するように連結することもできる。例えば、コントローラ１２８は、ペデスタル１０８とターゲット１０４との間の距離、並びに、ペデスタル１０８の加熱及び／又は冷却を制御することができる。コントローラ１２８は、例えば、図３に関して以下に説明されるように、プロセスチャンバにおいて基板を処理するための方法を行うように、プロセスチャンバに指示することができる。
【００２８】
図３は、本発明の幾つかの実施形態による、基板を処理する方法の流れ図を示す。方法３００は、図１−図２の装置１００及びプロセスキット・シールド１１０に関して以下に説明される。
【００２９】
方法３００は、プロセスキット・シールド１１０を有するプロセスチャンバ１０２が提供される３０２で始まる。上述のように、プロセスキット・シールド１１０は、プロセスチャンバ１０２の処理容積１０３を非処理容積１０５から分離することができる。
【００３０】
３０４において、プロセスチャンバ１０２の処理容積１０３において、基板１０６が処理される。例えば、例示的なＰＶＤプロセスにおいては、アルゴンをプロセスガス供給源１１４から処理容積１０３内に導入し、ＤＣ電源１２２から電力を供給してアルゴンを点火し、プラズマを形成することによって、処理を始めることができる。プラズマ内に生じたアルゴンの陽イオンは、負に帯電したターゲット１０４に引き付けられ、ターゲット原子がターゲット１０４からスパッタリングされるのに十分なエネルギーを有した状態で、ターゲット１０４に当たることができる。スパッタリングされた原子の一部は基板１０６に当たってその上に堆積され、これにより、基板１０６上にターゲット材料の膜が形成される。
【００３１】
基板１０６の処理中、処理容積１０３内のスパッタリング又はイオン化されたターゲット原子、並びに、他の処理副生成物が、処理容積１０３に面する、プロセスキット・シールド１１０の第１の層２０２の表面上に堆積することがある。堆積された材料は、処理中に基板１０６の剥離及び汚染をもたらすのに十分な厚さにまで、第１の層２０２の上に形成されることがある。幾つかの実施形態においては、平均洗浄間隔を延ばし、さらに基板の汚染を低減させるために、第１の層２０２の処理に面する表面をテクスチャ加工し、約０．０１６ミクロンより大きい直径を有する粒子を保持することができる。テクスチャ加工面は、第１の層２０２の表面上に配置された材料のより均一な分布及び／又は改善された保持を容易にすることができる。
【００３２】
３０６において、プロセスキット・シールド１１０の第１の層２０２の表面上に、材料が十分な厚さになるまで堆積されると、プロセスチャンバ内で引き続き使用する前に、プロセスキット・シールド１１０を洗浄して、堆積された材料を除去することが必要であり得る。本発明によるプロセスキット・シールド１１０を提供することによって、例えば、従来のプロセスキット・シールドの約４回の洗浄サイクルから、本発明によるプロセスキット・シールドの約２０回の洗浄サイクルまで、洗浄プロセスの数を増加させることができる。回数が増加した洗浄サイクルに耐える能力が、本発明のプロセスキット・シールドの寿命を延ばすことは有利である。
【００３３】
例えば、図４は、本発明の幾つかの実施形態による、プロセスキット・シールド１１０を洗浄するための例示的な方法４００の流れ図を示す。方法４００は、図１−図２の装置１００及びプロセスキット・シールド１１０に関して以下に説明される。洗浄プロセスは、洗浄のために適切なプロセスガスを供給するプロセスチャンバの能力に応じて、現場内で（ｉｎ−ｓｉｔｕ）又は現場外で（ｅｘ−ｓｉｔｕ）行なうことができる。例えば、プロセスチャンバにおいて、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）、又は洗浄用化学物質（オゾン（Ｏ3）又は酸素（Ｏ2）のような）から形成された好適なプラズマを用いてチャンバ及び／又はチャンバ部品を洗浄する現場内洗浄プロセスを行なうことができる。洗浄プロセスは、洗浄が必要とされる任意の適切なときに行なうことができる。
【００３４】
４０２において、第１の層２０２の表面上に汚染物質が配置されたプロセスキット・シールド１１０が提供される。汚染物質は、上述したようなターゲット原子又は副生成物材料のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００３５】
４０４において、プロセスキット・シールド１１０を、洗浄用化学物質にさらす。幾つかの実施形態においては、第１の層２０２だけを洗浄用化学物質にさらし、これにより、第２の層２０４が曝露から保護される。幾つかの実施形態においては、プロセスキット・シールド１１０全体を洗浄用化学物質にさらすことができる。洗浄用化学物質は、フッ化水素酸（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ3）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、アンモニウム（ＮＨ4）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、又は前述の汚染物質を除去するのに適した他の腐食性の化学物質の少なくとも１つを含むことができる。
【００３６】
現場内（すなわち、プロセスチャンバ内）洗浄の場合、洗浄用化学物質を気体の形態で導入し、プロセスキット・シールド１１０の第１の層２０２に接触させることができる。残りの洗浄用化学物質、及び該洗浄用化学物質と汚染物質との相互作用により形成された副生成物を、排気口又は他の手段を介して排気し、プロセスチャンバからガスを除去することができる。
【００３７】
現場外洗浄の場合、プロセスキット・シールド１１０をプロセスチャンバ１０２から取り外し、第１の層２０２を洗浄用化学物質にさらに多数の好適な方法のいずれかで洗浄し、従って、第１の層２０２の表面から汚染物質を除去することができる。例えば、プロセスキット・シールド１１０は、洗浄用化学物質を含有する浴中に浸漬してもよく、又は、これに洗浄用化学物質の手動又は自動噴霧を適用してもよい。幾つかの実施形態においては、洗浄される表面を洗浄用化学物質で濡らし、布及び／又は掃除パッド等で拭う又は洗うことができる。他の好適な現場外洗浄方法を用いて、第１の層２０２の表面上に配置された汚染物質を除去することもできると考えられる。
【００３８】
従って、本明細書において、プロセスキット・シールドのための方法及び装置が提供される。有利なことに、本発明のプロセスキット・シールドは、従来のプロセスキット・シールドと比較すると寿命が長くなった一方で、優れた熱的特性及び重量の利点を提供することができる。本発明のプロセスキット・シールドは、所望の重量、熱的特性、及び化学的洗浄処理剤に対する耐性を与える材料の組み合わせで構成することができる。
【００３９】
上記は、本発明の実施形態に向けられたが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、他の及び更に別の実施形態を考案することができ、その範囲は、以下に続く特許請求の範囲により定められる。
【符号の説明】
【００４０】
１００：装置
１０２：プロセスチャンバ
１０３：処理容積
１０４：ターゲット
１０５：非処理容積
１０６：基板
１０８：支持体ペデスタル
１１０：プロセスキット・シールド
１１２：電源
１１４：プロセスガス供給源
１１６：プロセスガス源
１１８：第２のガス供給源
１２０：第１の質量流量コントローラ
１２２：窒素ガス源
１２４：ポンプ
１２６：第２の質量流量コントローラ
１２８：コントローラ
１３４：マグネトロン
２０２：第１の層
２０４：第２の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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