(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ＣＯ２をスプレーノズルに流す工程と、
セラミックス物品を洗浄するために第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程であって、液体ＣＯ２は、スプレーノズルを出ると固体ＣＯ２粒子の第１の流れに変換され、固体ＣＯ２粒子の第１の流れは、固体ＣＯ２の第１の層をセラミックス物品上に形成させ、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程は、
固体ＣＯ２粒子の第１の流れをセラミックス物品の上部へと向ける工程と、
その後、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをセラミックス物品の側壁へと向ける工程と、
その後、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをセラミックス物品のプラズマ接触部分へと向ける工程を含んでいる工程と、
固体ＣＯ２の第１の層が昇華した後、セラミックス物品を更に洗浄するために第１の持続時間又は第２の持続時間のうちの少なくとも１つの間、固体ＣＯ２粒子の第２の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程を含む方法。
【請求項２】
液体ＣＯ２をスプレーノズルに流す工程と、
セラミックス物品を洗浄するために第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程であって、液体ＣＯ２は、スプレーノズルを出ると固体ＣＯ２粒子の第１の流れに変換され、固体ＣＯ２粒子の第１の流れは、固体ＣＯ２の第１の層をセラミックス物品上に形成させ、セラミックス物品は、上面、側面及び底面を有するノズルであり、
上面は、セラミックス物品を貫通して底面に至る第１の開口部を含み、
側面は、セラミックス物品を貫通する第２の開口部を含み、
固体ＣＯ２粒子の第１の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程は、
固体ＣＯ２粒子の第１の流れをセラミックス物品の上面へと向ける工程と、
その後、固体ＣＯ２粒子の第１の流れを上面から底面への第１の方向で第１の開口部へと向ける工程と、
その後、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをセラミックス物品の側面へと向ける工程と、
その後、固体ＣＯ２粒子の第１の流れを第２の開口部へと向ける工程と、
その後、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをセラミックス物品の底面へと向ける工程と、
その後、固体ＣＯ２粒子の第１の流れを底面から上面への第２の方向で第１の開口部へと向ける工程を含んでいる工程と、
固体ＣＯ２の第１の層が昇華した後、セラミックス物品を更に洗浄するために第１の持続時間又は第２の持続時間のうちの少なくとも１つの間、固体ＣＯ２粒子の第２の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程を含む方法。
【請求項３】
第１の持続時間又は第２の持続時間のうちの少なくとも１つは、約２分〜約１０分である、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
スプレーノズルは、セラミックス物品の表面に対して１５°〜４５°の範囲の角度に維持される、請求項１又は２記載の方法。
【請求項５】
液体ＣＯ２の圧力は、約７００ｐｓｉ〜約９００ｐｓｉである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項６】
スプレーノズルからセラミックス物品までの距離は、約０．５インチ〜２インチに維持される、請求項１又は２記載の方法。
【請求項７】
セラミックス物品は、蓋、シャワーヘッド、及びライナーキットからなる群から選択されるチャンバ部品である、請求項１記載の方法。
【請求項８】
セラミックス物品は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２、ＹＦ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｒ４Ａｌ２Ｏ９、ＥｒＡｌＯ３、Ｇｄ４Ａｌ２Ｏ９、ＧｄＡｌＯ３、Ｎｄ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｎｄ４Ａｌ２Ｏ９、ＮｄＡｌＯ３、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミックス化合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２記載の方法。
【請求項９】
液体ＣＯ２の純度は、少なくとも９９．９９９９９９９％である、請求項１又は２記載の方法。
【請求項１０】
取り付け固定具と、
取り付け固定具によって保持されたセラミックス物品へ向けて固体ＣＯ２粒子の流れを生成するためのスプレーノズルであって、取り付け固定具は、セラミックス物品の上部を固体ＣＯ２粒子の流れに曝露させ、上部を曝露させた後にセラミックス物品の側壁を固体ＣＯ２粒子の流れに曝露させ、側壁を曝露させた後にセラミックス物品のプラズマ接触部分を固体ＣＯ２粒子の流れに曝露させるように構成されているスプレーノズルと、
コントローラを含み、コントローラは、
セラミックス物品を洗浄するために第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の流れをセラミックス物品へと向け、固体ＣＯ２粒子の流れは、固体ＣＯ２の第１の層をセラミックス物品上に形成させ、
固体ＣＯ２粒子の流れを第２の持続時間の間停止させ、固体ＣＯ２の第１の層を第２の持続時間の間昇華させ、
固体ＣＯ２の第１の層が昇華した後、セラミックス物品を更に洗浄するために固体ＣＯ２粒子の流れを第３の持続時間の間セラミックス物品へと向けるように構成された装置。
【請求項１１】
取り付け固定具と、
取り付け固定具によって保持されたセラミックス物品へ向けて固体ＣＯ２粒子の流れを生成するためのスプレーノズルであって、
セラミックス物品は、上面、側面及び底面を有するノズルであり、
上面は、セラミックス物品を貫通して底面に至る第１の開口部を含み、
側面は、セラミックス物品を貫通する第２の開口部を含み、
取り付け固定具は、
セラミックス物品の上面を固体ＣＯ２粒子の流れに暴露させ、
上面を暴露させた後に、上面から底面への第１の方向で第１の開口部を固体ＣＯ２粒子の流れに暴露させ、
第１の開口部を暴露させた後に、セラミックス物品の側面を固体ＣＯ２粒子の流れに暴露させ、
側面を暴露させた後に、第２の開口部を固体ＣＯ２粒子の流れに暴露させ、
第２の開口部を暴露させた後に、セラミックス物品の底面を固体ＣＯ２粒子の流れに暴露させ、
底面を暴露させた後に、底面から上面への第２の方向で第１の開口部を固体ＣＯ２粒子の流れに暴露させるように構成されているスプレーノズルと、
コントローラを含み、コントローラは、
セラミックス物品を洗浄するために第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の流れをセラミックス物品へと向け、固体ＣＯ２粒子の流れは、固体ＣＯ２の第１の層をセラミックス物品上に形成させ、
固体ＣＯ２粒子の流れを第２の持続時間の間停止させ、固体ＣＯ２の第１の層を第２の持続時間の間昇華させ、
固体ＣＯ２の第１の層が昇華した後、セラミックス物品を更に洗浄するために固体ＣＯ２粒子の流れを第３の持続時間の間セラミックス物品へと向けるように構成された装置。
【請求項１２】
スプレーノズル又は取り付け固定具のうちの１以上が、固体ＣＯ２粒子の流れを、セラミックス物品の表面に対して１５°〜４５°の範囲の角度でセラミックス物品の表面に接触させるように配置される、請求項１０又は１１記載の装置。
【請求項１３】
スプレーノズルに流体結合された液体ＣＯ２源を含み、スプレーノズルに送出される液体ＣＯ２の圧力は、約７００ｐｓｉ〜約９００ｐｓｉである、請求項１０又は１１記載の装置。
【請求項１４】
第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをスプレーノズルからセラミックス本体へと向ける工程であって、固体ＣＯ２粒子の第１の流れは、固体ＣＯ２の第１の層をセラミックス本体上に形成させる工程と、
固体ＣＯ２の第１の層が昇華した後、第１の持続時間又は第２の持続時間のうちの少なくとも１つの間、固体ＣＯ２粒子の第２の流れをスプレーノズルからセラミックス本体へと向ける工程を含む、チャンバ部品に含まれるセラミックス本体の洗浄方法であって、洗浄処理後のセラミックス本体の粒子欠陥密度は、１マイクロメートル以上の直径を有する粒子に対して、１平方ミリメートル当たり約１０個の粒子以下になっている洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して、半導体チャンバ部品の洗浄に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業では、ますます減少するサイズの構造を作る多くの製造プロセスによって、デバイスは製造される。半導体デバイスのクリティカルディメンジョンが縮小し続けるにつれて、半導体処理チャンバ内の処理環境の清浄度を改善する揺るぎない必要性が存在する。そのような汚染は、部分的にチャンバ部品によって引き起こされる可能性がある。例えば、汚染は、ガス供給部品（例えば、ノズル又はシャワーヘッド）によって引き起こされる可能性がある。
【０００３】
セラミックスチャンバ部品の場合、セラミックス粒子（例えば、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等）は、真空及びプラズマ状態に曝露される間に剥がれやすくなり、ウェハ欠陥をもたらす。標準的な洗浄方法は、しばしば、チャンバ部品からセラミックス粒子を除去するのに効果的ではない。粒子欠陥を減少させるための努力の中で高品質の材料がチャンバ部品に使用されてきたのだが、これらの材料はしばしば、チャンバ部品の製造コストを上昇させ、時には３倍以上に上昇させる。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の実施形態は、固体二酸化炭素（ＣＯ２）粒子の流れを用いたセラミックス物品の洗浄に関する。一実施形態では、方法は、液体ＣＯ２をスプレーノズルに流す工程と、セラミックス物品を洗浄するために第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程を含む。液体ＣＯ２は、スプレーノズルを出ると固体ＣＯ２粒子の第１の流れに変換される。固体ＣＯ２粒子の第１の流れは、固体ＣＯ２の層をセラミックス物品上に形成させる。固体ＣＯ２の層が昇華した後、セラミックス物品を更に洗浄するために第１の持続時間又は第２の持続時間のうちの少なくとも１つの間、固体ＣＯ２粒子の第２の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける。
【０００５】
別の一実施形態では、装置は、取り付け固定具と、取り付け固定具によって保持されたセラミックス物品へ向けて固体ＣＯ２粒子の流れを生成するためのスプレーノズルと、コントローラとを含む。コントローラは、セラミックス物品を洗浄するために第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の流れをセラミックス物品へと向け、固体ＣＯ２粒子の流れは、固体ＣＯ２の層をセラミックス物品上に形成させるように構成される。コントローラは、固体ＣＯ２粒子の流れを第２の持続時間の間停止させ、固体ＣＯ２の層を第２の持続時間の間昇華させるように更に構成される。コントローラは、セラミックス物品を更に洗浄するために、固体ＣＯ２の層が昇華した後、固体ＣＯ２粒子の流れを第３の持続時間の間セラミックス物品へと向けるように更に構成される。
【０００６】
別の一実施形態では、チャンバ部品は、第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の第１の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程であって、固体ＣＯ２粒子の第１の流れは、固体ＣＯ２の第１の層をセラミックス物品上に形成させる工程を含む処理によって洗浄されたセラミックス本体を含む。処理は、固体ＣＯ２の第１の層が昇華した後、第１の持続時間又は第２の持続時間のうちの少なくとも１つの間、固体ＣＯ２粒子の第２の流れをスプレーノズルからセラミックス物品へと向ける工程を更に含む。洗浄処理後のセラミックス本体の粒子欠陥密度は、１マイクロメートル以上の直径を有する粒子に対して、１平方ミリメートル当たり約１０個の粒子以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明は、添付図面の図の中で、限定としてではなく、例として示され、同様の参照符号は同様の要素を示す。この開示における「一」又は「１つの」実施形態への異なる参照は、必ずしも同じ実施形態への参照ではなく、そのような参照は、少なくとも１つを意味することに留意すべきである。
【図１】一実施形態に係る処理チャンバの断面図を示す。
【図２】一実施形態に係る製造システムの例示的なアーキテクチャを示す。
【図３】一実施形態に係る例示的な物品洗浄システムを示す。
【図４Ａ】〜
【図４Ｄ】標準的な洗浄方法の結果を一実施形態に従って実施された方法と比較する顕微鏡写真である。
【図５】一実施形態に係る固体ＣＯ２粒子の流れで物品を洗浄するための方法を示すフロー図である。
【図６】一実施形態に係る物品の異なる部分を洗浄するための方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態は、物品（例えば、処理チャンバ用のチャンバ部品）のＣＯ２ベースの洗浄を提供する。物品は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９（ＹＡＭ）、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２（ＧＡＧ）、ＹＦ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｒ４Ａｌ２Ｏ９、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２（ＥＡＧ）、ＥｒＡｌＯ３、Ｇｄ４Ａｌ２Ｏ９、ＧｄＡｌＯ３、Ｎｄ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｎｄ４Ａｌ２Ｏ９、ＮｄＡｌＯ３、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体とからなるセラミックス化合物のうちの１以上の組成を有するセラミックス物品とすることができる。物品は、少なくとも１つのセラミックス層又は非セラミックス層（例えば、陽極酸化アルミニウム層）が上に配置されたセラミックス物品であってもよい。物品は、（例えば、物品を通って処理チャンバ内へガスが流れることを可能にするための）貫通する１以上の開口部を含むことができる。
【０００９】
一実施形態では、液体ＣＯ２は、７００〜９００ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）の間の圧力でスプレーノズル内に流される。液体ＣＯ２は、スプレーノズルを出る際に、加圧された固体ＣＯ２粒子の流れに変換される。固体ＣＯ２粒子の流れは、セラミックス物品を洗浄するために第１の持続時間の間、セラミックス物品に向けられる。固体ＣＯ２粒子の流れは、更に、固体ＣＯ２の層をセラミックス物品上に形成させる。加圧された固体ＣＯ２粒子の流れは、セラミックス物品が（例えば、室温に）加熱され、固体ＣＯ２の層が昇華するのを可能にするために、ある持続時間停止される。固体ＣＯ２の層が昇華した後、固体ＣＯ２粒子の別の流れが、セラミックス物品を更に洗浄するために、第１の持続時間又は第２の持続時間の少なくとも１つの間、スプレーノズルからセラミックス物品へ向けられる。
【００１０】
一般的に、物品（例えば、セラミックスチャンバ部品）は、製造プロセスの結果として、それらの外面及び内面に沿って（例えば、開口部内に）粒子欠陥を有する傾向がある。本明細書に記載される物品洗浄システム及び方法は、物品から粒子欠陥を除去するために、物品を固体ＣＯ２粒子の流れと接触させる。固体ＣＯ２粒子の流れは、セラミックス物品から粒子を移動させる。更に、固体ＣＯ２粒子は、物品にいかなる追加の粒子も導入することなく、セラミックス物品に衝突した後に昇華する。したがって、本明細書に記載の固体ＣＯ２粒子を使用する洗浄技術の実施形態は、ウェハ又は他の基板の処理中に物品によって導入される粒子汚染を低減することができる。
【００１１】
本明細書の実施形態に従って洗浄されたチャンバ部品の改善された性能は、半導体ウェハの処理を有利に促進する。これは、後続のウェハ処理中にウェハ上に最終的に堆積されることが可能なチャンバ部品から粒子欠陥を除去することによって達成される。本明細書に記載の実施形態は、チャンバ部品を製造するために高価で高品質のバルクセラミックスを使用することの安価な代替物を提供する。更に、本明細書に記載された実施形態は、チャンバ部品からの粒子欠陥を除去するのに比較的効果的でない溶液ベースの洗浄方法よりも有利である。
【００１２】
図１は、一実施形態に係る半導体処理チャンバ１００の断面図である。処理チャンバ１００は、内部に腐食性のプラズマ環境が提供されるプロセスのために使用することができる。例えば、処理チャンバ１００は、プラズマエッチング装置又はプラズマエッチングリアクタ、プラズマ洗浄機等のためのチャンバとすることができる。別の実施形態では、腐食性プラズマ環境に曝露される可能性のある又は可能性のない他の処理チャンバが使用されてもよい。チャンバ部品のいくつかの例は、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ、イオンアシスト堆積（ＩＡＤ）チャンバ、及び他のタイプの処理チャンバを含む。
【００１３】
本明細書に記載の実施形態に従って洗浄可能なチャンバ部品の例は、基板支持アセンブリ１４８、静電チャック（ＥＳＣ）１５０、ガス分配プレート、ノズル、シャワーヘッド、フローイコライザ、冷却ベース、ガスフィーダ、チャンバ蓋１０４、ライナー、リング、ビューポート等を含む。実施形態は、１以上の開口部を含むチャンバ部品と共に、ならびに開口部を含まないチャンバ部品と共に使用されてもよい。チャンバ部品は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２、ＹＦ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｒ４Ａｌ２Ｏ９、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２、ＥｒＡｌＯ３、Ｇｄ４Ａｌ２Ｏ９、ＧｄＡｌＯ３、Ｎｄ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｎｄ４Ａｌ２Ｏ９、ＮｄＡｌＯ３、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体からなるセラミックス化合物のうちの少なくとも１つの組成を有するセラミックス物品とすることができる。あるいはまた、チャンバ部品は、別のセラミックス、金属（例えば、Ａｌ、ステンレス鋼等）、又は金属合金とすることができる。チャンバ部品はまた、セラミックス部分及び非セラミックス（例えば、金属）部分の両方を含んでもよい。
【００１４】
一実施形態では、処理チャンバ１００は、内部容積１０６を囲むチャンバ本体１０２及びシャワーヘッド１３０を含む。あるいはまた、いくつかの実施形態では、シャワーヘッド１３０は、蓋及びノズルで置き換えられてもよい。チャンバ本体１０２は、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の適切な材料から製造することができる。チャンバ本体１０２は、一般的に、側壁１０８及び底部１１０を含む。シャワーヘッド１３０（又は蓋及び／又はノズル）、側壁１０８、及び／又は底部１１０のうちの１以上は、１以上の開口部を含むことができる。
【００１５】
外側ライナー１１６は、チャンバ本体１０２を保護するために、側壁１０８に隣接して配置することができる。外側ライナー１１６は、コーティング層で製造及び／又は被覆することができる。一実施形態では、外側ライナー１１６は、酸化アルミニウムから製造される。
【００１６】
排気口１２６は、チャンバ本体１０２内に画定されることができ、内部容積１０６をポンプシステム１２８に結合することができる。ポンプシステム１２８は、排気して処理チャンバ１００の内部容積１０６の圧力を調整するために使用される１以上のポンプ及びスロットルバルブを含むことができる。
【００１７】
シャワーヘッド１３０は、チャンバ本体１０２の側壁１０８に支持させることができる。シャワーヘッド１３０（又は蓋）は、処理チャンバ１００の内部容積１０６へのアクセスを可能にするために開くことができ、閉じると同時に処理チャンバ１００に対するシールを提供することができる。ガスパネル１５８は、処理チャンバ１００に結合され、これによってシャワーヘッド１３０又は蓋及びノズルを通して（例えば、シャワーヘッド又は蓋及びノズルの開口部を通して）内部容積１０６に処理ガス及び／又は洗浄ガスを提供することができる。シャワーヘッド１３０は、誘電体エッチング（誘電体材料のエッチング）のために使用される処理チャンバのために使用することができる。シャワーヘッド１３０は、ガス分配プレート（ＧＤＰ）１３３を含み、ガス分配プレート（ＧＤＰ）１３３は、ＧＤＰ１３３を貫通する複数のガス送出開口部１３２を有する。シャワーヘッド１３０は、アルミニウムベース又は陽極酸化アルミニウムベースに結合されたＧＤＰ１３３を含むことができる。ＧＤＰ１３３は、Ｓｉ又はＳｉＣから作ることができる、又はセラミックス（例えば、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＹＡＧ等）とすることができる。
【００１８】
導体エッチング（導電性材料のエッチング）のために使用される処理チャンバの場合、シャワーヘッドではなく、蓋を使用することができる。蓋は、蓋の中心孔に嵌合する中央ノズルを含むことができる。蓋は、セラミックス（例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＹＡＧ、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミックス化合物）とすることができる。ノズルもまた、セラミックス（例えば、Ｙ２Ｏ３、ＹＡＧ、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミックス化合物）とすることができる。蓋、シャワーヘッド１３０のベース、ＧＤＰ１３３、及び／又はノズルは、本明細書に記載のセラミックス組成物の任意の１以上から構成可能なセラミックス層でコーティングすることができる。セラミックス層は、プラズマ溶射層、物理蒸着（ＰＶＤ）蒸着層、イオンアシスト蒸着（ＩＡＤ）蒸着層、又は他のタイプの層とすることができる。一実施形態では、セラミックス層は、開口部の形成の前に、チャンバ部品上にコーティングされていてもよい。本明細書に記載のチャンバ部品のいずれも、セラミックス層又は他のタイプの層（例えば、陽極酸化アルミニウム層）を有してもよいことに留意すべきである。
【００１９】
処理チャンバ１００内で基板を処理するために使用することができる処理ガスの例は、ハロゲン含有ガス（例えば、とりわけ、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、ＳｉＣｌ４、ＨＢｒ、ＮＦ３、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ３、Ｆ、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、及びＳｉＦ４）及び他のガス（例えば、Ｏ２、又はＮ２Ｏ）を含む。キャリアガスの例は、Ｎ２、Ｈｅ、Ａｒ、及び処理ガスに不活性な他のガス（例えば、非反応性ガス）を含む。基板支持アセンブリ１４８は、シャワーヘッド１３０又は蓋の下の処理チャンバ１００の内部容積１０６内に配置される。基板支持アセンブリ１４８は、処理中に基板１４４を保持する。リング１４６（例えば、単一リング）は、静電チャック１５０の一部を覆うことができ、処理中に覆われた部分をプラズマへの曝露から保護することができる。リング１４６は、一実施形態では、シリコン又は石英とすることができる。
【００２０】
内側ライナー１１８は、基板支持アセンブリ１４８の周縁部上で被覆されてもよい。内側ライナー１１８は、ハロゲン含有ガスレジスト材料（例えば、外側ライナー１１６を参照して説明したもの）とすることができる。一実施形態では、内側ライナー１１８は、外側ライナー１１６と同一の材料から製造することができる。また、内側ライナー１１８は、セラミックス層で被覆する及び／又は貫通する１以上の開口部を有することができる
【００２１】
一実施形態では、基板支持アセンブリ１４８は、台座１５２を支持する取り付け板１６２と、静電チャック１５０を含む。静電チャック１５０は、熱伝導性ベース１６４と、接着剤１３８（一実施形態では、シリコーン接着剤とすることができる）によって熱伝導性ベースに接合された静電パック１６６を更に含む。静電パック１６６の上面は、図示の実施形態では、セラミックス層１３６で覆われている。一実施形態では、セラミックスコーティング層１３６は、静電パック１６６の上面上に配置される。別の一実施形態では、セラミックス層１３６は、熱伝導性ベース１６４及び静電パック１６６の外側周縁部を含む静電チャック１５０の全露出面上に配置される。取り付け板１６２は、チャンバ本体１０２の底部１１０に結合され、ユーティリティ（例えば、流体、電力線、センサリード線等）を熱伝導性ベース１６４及び静電パック１６６へルーティングするための通路を含む。
【００２２】
熱伝導性ベース１６４及び／又は静電パック１６６は、１以上のオプションの埋設された加熱素子１７６、埋設された熱絶縁体１７４、及び／又は導管１６８、１７０を含み、これによって基板支持アセンブリ１４８の横方向の温度プロファイルを制御することができる。導管１６８、１７０は、導管１６８、１７０を介して温度調節流体を循環させる流体源１７２に流体結合させることができる。埋設された熱絶縁体１７４は、一実施形態では、導管１６８、１７０間に配置することができる。加熱要素１７６は、ヒータ電源１７８によって調整される。導管１６８，１７０及び加熱要素１７６は、熱伝導性ベース１６４の温度を制御するために利用され、静電パック１６６及び処理される基板１４４（例えば、ウェハ）を加熱及び／又は冷却するために使用することができる。静電パック１６６及び熱伝導性ベース１６４の温度は、コントローラ１９５を使用して監視することができる複数の温度センサ１９０、１９２を使用して監視することができる。
【００２３】
静電パック１６６は、複数のガス通路又は開口部（例えば、溝、メサ、及び静電パック１６６及び／又はセラミックス層１３６の上面内に形成可能な他の表面構造）を更に含むことができる。ガス通路は、静電パック１６６内に開けられた開口部を介して熱伝達（又は裏面）ガス（例えばＨｅ）の供給源に流体結合させることができる。稼働時には、裏面ガスは制御された圧力でガス通路内へ供給され、これによって静電パック１６６と基板１４４との間の熱伝達を向上させることができる。静電パック１６６は、チャッキング電源１８２によって制御された少なくとも１つのクランピング電極１８０を含む。クランピング電極１８０（又は静電パック１６６又は伝導性ベース１６４内に配置された他の電極）は、処理チャンバ１００内で処理ガス及び／又は他のガスから形成されたプラズマを維持するために整合回路１８８を介して１以上のＲＦ電源１８４、１８６に更に結合させることができる。電源１８４、１８６は、一般的に、約５０ｋＨｚ〜約３ＧＨｚの周波数及び最大約１００００ワットの電力を有するＲＦ信号を生成することができる。
【００２４】
図２は、一実施形態に係る製造システム２００の例示的なアーキテクチャを示す。製造システム２００は、処理チャンバ１００を含むことができるセラミックス製造システムとすることができる。いくつかの実施形態では、製造システム２００は、処理チャンバ１００のチャンバ部品を製造、洗浄、又は改質するための処理チャンバとすることができる。一実施形態では、製造システム２００は、物品洗浄システム２０５、機器自動化層２１５、及び計算装置２２０を含む。代替実施形態では、製造システム２００は、より多く又はより少ない部品を含むことができる。例えば、製造システム２００は、手動オフライン機械であってもよい物品洗浄システム２０５のみを含むことができる。
【００２５】
物品洗浄システム２０５は、固体ＣＯ２粒子の流れを物品（例えば、半導体処理チャンバ内で使用するためのセラミックス物品）の１以上の表面に向けるように設計された機械とすることができる。物品洗浄システム２０５は、洗浄の間に物品を適所に保持するために使用される調整可能な取り付け固定具を含むことができる。物品洗浄システム２０５はまた、液体ＣＯ２の貯蔵部と、液体ＣＯ２から固体ＣＯ２粒子の流れを生成するためのスプレーノズルとを含むことができる。
【００２６】
物品洗浄システム２０５は、（例えば、プログラマブルコントローラを使用して）プロセスレシピによってプログラムすることができるオフラインマシンであってもよい。プロセスレシピは、物品を保持するために使用されるクランプ力、物品の向き、ノズル内のＣＯ２圧力、物品に対するノズルの向き、プロセス持続時間、物品温度及び／又はチャンバ温度、又は他の適切なパラメータを制御することができる。これらのプロセスパラメータの各々は、以下でより詳細に説明する。あるいはまた、物品洗浄システム２０５は、機器自動化層２１５を介して計算装置２２０（例えば、パーソナルコンピュータ、サーバマシン等）からプロセスレシピを受け取ることができるオンライン自動機械であってもよい。機器自動化層２１５は、計算装置２２０と、他の製造機械と、計量ツール及び／又は他の装置と、物品洗浄システム２０５を相互接続させることができる。
【００２７】
機器自動化層２１５は、ネットワーク（例えば、ロケーションエリアネットワーク（ＬＡＮ））、ルータ、ゲートウェイ、サーバ、データストア等を含むことができる。物品洗浄システム２０５は、ＳＥＭＩ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄ／Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｍｏｄｅｌ（ＳＥＣＳ／ＧＥＭ）インターフェースを介して、イーサネット（登録商標）インターフェースを介して、及び／又は他のインターフェースを介して、機器自動化層２１５に接続することができる。一実施形態では、機器自動化層２１５は、処理データをデータストア（図示せず）に保存可能にする。代替の一実施形態では、計算装置２２０は、物品洗浄システム２０５に直接接続する。
【００２８】
一実施形態では、物品洗浄システム２０５は、処理プロトコルをロード、ストア、及び実行することができるプログラマブルコントローラを含む。プログラマブルコントローラは、物品洗浄システム２０５によって実行される処理のための圧力設定、流体流量設定、時間設定等を制御することができる。プログラマブルコントローラは、メインメモリ（例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）等）、及び／又は二次メモリ（例えば、データ記憶装置（例えば、ディスクドライブ））を含むことができる。メインメモリ及び／又は二次メモリは、本明細書に記載されるようなセラミックス物品を洗浄するための命令を記憶することができる。
【００２９】
プログラマブルコントローラはまた、メインメモリ及び／又は二次メモリに（例えば、バスを介して）結合された処理デバイスを含み、これによって命令を実行することができる。処理デバイスは、汎用処理デバイス（例えば、マイクロプロセッサ、中央処理装置等）であってもよい。処理デバイスはまた、専用処理デバイス（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ等）であってもよい。一実施形態では、プログラマブルコントローラは、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）である。
【００３０】
図３は、一実施形態に係る例示的な物品洗浄システム３００を示す。例えば、物品洗浄システム３００は、図２に関して記載された物品洗浄システム２０５と同一又は同様であってもよい。物品洗浄システム３００は、固体ＣＯ２粒子の流れを使用して物品３０２を「乾式洗浄」するように構成することができる。物品３０２は、基板支持アセンブリ、静電チャック（ＥＳＣ）、チャンバ壁、ベース、ガス分配板又はシャワーヘッド、ライナー、ライナーキット、シールド、プラズマスクリーン、フローイコライザ、冷却ベース、チャンバ蓋等を含む図１に関して記載された任意の適切なチャンバ部品とすることができる。物品３０２は、セラミックス材料、金属−セラミックス複合材料、又はポリマー−セラミックス複合材料とすることができる。物品３０２は、半導体チャンバに組み込むための任意の適切な寸法を有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、物品３０２は、約５０ｍｍ〜約２００ｍｍの間の厚さを有するノズル、上部、底部及び／又は側部に１以上の開口部を有するノズル、及び／又は約１００〜約５００ｍｍの間の１以上の直径を有するノズルとすることができる。
【００３１】
図３に示されるように、物品３０２は、上面３０４と、１以上の側面３０８と、プラズマ接触面３０６とを有するノズルである。上面３０４は、処理チャンバの一部に取り付けられ、ガス流マニホールド又はガス源とインターフェース接続する物品３０２の上部に対応することができる。したがって、上面３０４は、処理チャンバの動作中にプラズマと接触しないことが可能である。同様に、１以上の側面３０８もまた、処理チャンバの一部に取り付けることができる。側面３０８はプラズマに接触しなくてもよく、又は側面３０８の一部がプラズマに接触してもよい。プラズマ接触面（又は「底面」）３０６は、ガスが処理チャンバに流入し、処理チャンバの動作中にプラズマと接触する物品３０２の一部分に対応することができる。
【００３２】
図３に示されるように、物品３０２は、上面３０４からプラズマ接触面３０６まで（例えば、上面から底面まで）物品３０２を貫通する１以上の開口部３１０を含むことができる。１以上の開口部３１０は、任意の適切な形状（例えば、円形、Ｃ−スロット等）を有することができる。開口部３１０の他の形状もまた提供することができる。物品３０２はまた、側面３０８を（例えば、一方の側面から他方の側面に）及び／又は側面３０８から上面又は底面に貫通する１以上の開口部３１１も含むことができる。一実施形態では、開口部３１０の１以上が開口部３１１の１以上と交差してもよい。別の一実施形態では、開口部３１０のいずれも開口部３１１と交差しない。
【００３３】
物品３０２は、図示のように２以上の位置で物品と接触することができる調整可能な取付け固定具３１２によって適所に保持させることができる。例えば、（ゴム材料（例えば、ネオプレン、ウレタン、ポリオキシメチレン等）とすることができる）グリップ３１４は、物品３０２の表面に接触して、物品３０２が滑ることを防止することができる。グリップ３１４は、物品３０２との接触面積を最小限に抑えながら、物品３０２を適所にしっかりと保持するのに十分な力で物品３０２に適用することができる。取り付け固定具３１２は、洗浄プロセスの間に物品３０２を位置決めするように自動及び／又は手動で調節可能である大型アセンブリの一部であってもよく、物品３０２を三次元で回転、傾斜、又は並進可能とすることができる。
【００３４】
物品洗浄システム３００はまた、供給ライン３２４を介して液体ＣＯ２源３２６（例えば、９９．９９９９９９９％以上の純度を有する液体ＣＯ２の供給源）に流体結合されたスプレーノズル３２０を含む。供給ライン３２４は、１以上のバルブを含むことができる。更に、ポンプを使用して、スプレーノズル３２０を介してＣＯ２源からの液体ＣＯ２をポンピングし、液体ＣＯ２の圧力を制御することができる。
【００３５】
スプレーノズルは、物品３０２の表面から約０．５インチ〜約２インチ（例えば、一実施形態では、物品３０２の表面から約１インチ）の距離に位置決めされ、維持することができる。一実施形態では、取り付け固定具３１２は、距離又は距離範囲を維持するために物品３０２をスプレーノズル３２０に近づけたり離したり並進させることができる。代替的に又は追加的に、スプレーノズル３２０を物品３０２に近づけたり離したり並進させてもよい。いくつかの実施形態では、液体ＣＯ２は、微細メッシュフィルタ３２２（例えば、ニッケルメッシュフィルタ）を通過して、スプレーノズル３２０から出る前に粗粒子（メッシュの間隔よりも大きなサイズを有するＣＯ２粒子）を液体ＣＯ２源及び／又は供給ライン３２４から除去する。微細メッシュフィルタ３２２は、図示のようにスプレーノズル３２０の入口に、スプレーノズル３２０の出口に、又はスプレーノズル３２０内の中間位置に配置することができる。
【００３６】
液体ＣＯ２がスプレーノズルを出るとき、液体ＣＯ２は、流路３３２に沿って物品３０２へと向けられる固体ＣＯ２粒子の流れ３３０に変換される。いくつかの実施形態では、液体ＣＯ２は、約７００ｐｓｉ〜約９００ｐｓｉの間（例えば、一実施形態では、約８３８ｐｓｉ）の圧力でスプレーノズル３０２に供給される。いくつかの実施形態では、スプレーノズル３２０は、ＣＯ２がスプレーノズル３２０を出るときに固体ＣＯ２粒子の流れに膨張するように、液体二酸化炭素の等エンタルピー膨張を引き起こす絞りノズルである。いくつかの実施形態では、固体ＣＯ２粒子の流れは、約１ミリメートル未満の直径を有するスプレーノズル３２０の開口部を通って出る。
【００３７】
理論に縛られることなく、固体ＣＯ２粒子は、物品３０２の表面上の粒子欠陥に衝突し、粒子欠陥に運動量を移し、表面から粒子欠陥を除去すると考えられている。いくつかの実施形態では、流路３３２は、物品３０２の表面に対して角度３３４で配向され、流路３３２を物品３０２へ向けて真直ぐに配向させることによって生じる可能性のある物品３０２への損傷を最小限に抑えながら、粒子欠陥により高い運動量を提供することができる。一実施形態では、角度は約１５°〜４５°（例えば、一実施形態では約３０°）とすることができる。いくつかの実施形態では、物品３０２の部分が流れ３３０に曝露される順序が（例えば、コントローラによって実行されるプロセスレシピ内で）特定されてもよい。例えば、上面３０４を最初に流れ３３０に曝露させることができる。次いで、取り付け固定具３１２は、側面３０８が流れ３３０に（例えば、３０°の角度で）曝露されるように物品３０２を方向付ける（例えば、回転させる、傾ける、及び／又は並進させる）ことができる。次いで、取り付け固定具３１２は、（図３に示されるように）プラズマ接触面３０６が流れ３３０に曝露されるように物品３０２を方向付けることができる。この順序は、プラズマ接触面３０６に着弾したかもしれない粒子欠陥を除去することによって洗浄プロセスを最適化することができ、これによってこれらの粒子欠陥は、プラズマ処理中にウェハに転写されない。
【００３８】
いくつかの実施形態では、洗浄の複数の反復が物品に対して実行される。各洗浄反復において、物品３０２及び／又はスプレーノズル３２０は、指定された順序及び方法で物品の異なる部分を洗浄するために、回転、並進及び／又はさもなければ再配置されてもよい。実施形態に記載された洗浄プロセスは、物品を冷却させる可能性があり、物品の表面上に固体ＣＯ２の蓄積を更に引き起こす可能性がある。一実施形態では、各洗浄反復は、融解期間によって分離される。融解期間中、ＣＯ２粒子は物品にスプレーされず、物品は（例えば、室温に）加熱されることができる。この間、固体ＣＯ２の蓄積は、物品の表面から昇華する。一実施形態では、物品３０２及び／又は物品洗浄システム３００のチャンバは、昇華プロセスを加速するために（例えば、抵抗加熱要素、加熱ランプ等を介して）加熱される。例えば、物品３０２を加熱して、温度を約２０℃〜約８０℃の範囲内に維持することができる。
【００３９】
図４Ａ〜図４Ｄは、標準的な洗浄方法の結果を一実施形態に従って実施された方法と比較した顕微鏡写真である。図４Ａ〜図４Ｄの各々は、セラミックス物品の表面から遊離した粒子を収集する（本明細書では「テープ試験」と呼ぶ）ために、セラミックス物品の一部分と接触された接着剤試料の領域を示す。接着剤試料上に存在する粒子は、セラミックス物品の表面上の粒子欠陥密度と直接相関する。特に、図４Ａ〜図４Ｄは、第１及び第２のＣＯ２除去後に、標準的な洗浄プロセスの後に（図４Ａ）、単一のＣＯ２洗浄サイクルの後に（図４Ｂ）、第１及び第２のＣＯ２洗浄サイクルの後に（図４Ｃ）、及び処理チャンバ内での１２０ＲＦ時間の動作の後の第１及び第２のＣＯ２洗浄サイクルの後に（図４Ｄ）、ノズルのプラズマ接触面上でカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）テープを用いて行われたテープ試験に対応する。図４Ｂは、図４Ａよりも改善を示し、図４Ｃは、図４Ａ及び図４Ｂの両方よりも改善を示している。テープの単位面積当たりの（直径１マイクロメートル以上の）粒子の量は、図４Ｃでは１平方ミリメートル当たり約１０粒子未満である。粒子の「直径」は、近似球形を有する粒子の平均端部間距離を指すことに留意すべきである。単位面積当たりの粒子の量は、図４Ａでは１平方ミリメートル当たり１０個の粒子よりも多い。標準的な洗浄プロセスは、典型的には、テープ試験の粒子密度が１平方ミリメートル当たり１００粒子を超える結果となる。ＣＯ２洗浄の２サイクル後、使用済みのノズルもまた、図４Ａ及び図４Ｂよりも改善を示し、これは本明細書に記載された実施形態が、使用済みのチャンバ部品ならびに新しいチャンバ部品の再生に適用可能であることを示している。ＣＯ２洗浄サイクルは、図５及び図６に関して以下で詳細に説明される。
【００４０】
図５は、一実施形態に係る固体ＣＯ２粒子の流れによって物品を洗浄する方法５００を示すフロー図である。ブロック５０２では、液体ＣＯ２をスプレーノズル（例えば、物品洗浄システム３００のスプレーノズル３２０）内に流す。一実施形態では、液体ＣＯ２の純度は９９．９９９９９９９％以上である。別の一実施形態では、液体ＣＯ２の純度は９９．９９９９９９９％未満である。一実施形態では、液体ＣＯ２の圧力は約７００ｐｓｉ〜約９００ｐｓｉである。一実施形態では、液体ＣＯ２の圧力は約８３８ｐｓｉである。
【００４１】
ブロック５０４では、固体ＣＯ２粒子の第１の流れは、第１の持続時間の間、スプレーノズルから物品へと向けられる。一実施形態では、第１の持続時間は、約１分〜約数分の間とすることができる。別の一実施形態では、第１の持続時間は、約３分〜約５分とすることができる。液体ＣＯ２は、スプレーノズルを出ると固体ＣＯ２の流れに変換される。スプレーノズルのサイズ及び液体ＣＯ２の圧力は、流れが物品に接触する前に液体から固体へのＣＯ２の相転移が起こるように選択されていてもよい。一実施形態では、流れが通って流れるスプレーノズルの開口部の直径は、約１ミリメートル未満である。第１の持続時間の間、固体ＣＯ２粒子の第１の流れは、固体ＣＯ２の第１の層を物品上に形成させる。
【００４２】
一実施形態では、スプレーノズルは、セラミックス物品の表面に対して１５°〜４５°の範囲の角度に向けられている。一実施形態では、スプレーノズルは、セラミックス物品の表面に対して約３０°の角度に維持される。一実施形態では、スプレーノズルからセラミックス物品までの距離は、約０．５インチ〜約２インチに維持される。
【００４３】
一実施形態では、物品は、半導体処理チャンバ部品（例えば、蓋、ノズル、静電チャック、シャワーヘッド、ライナーキット、又は任意の他の適切なチャンバ部品）である。この物品は、新しく製造された物品であってもよく、又は再生される又は再生された以前に使用された物品であってもよい。一実施形態では、物品は、金属物品（例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、ステンレス鋼）である。一実施形態では、物品は、ポリマーベースの材料である。一実施形態では、物品は、複数の異なる材料（例えば、金属ベース及び金属ベース上のセラミックス層）を含む。一実施形態では、物品は、セラミックス物品である。一実施形態では、物品は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｇｄ３Ａｌ５Ｏ１２、ＹＦ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｒ４Ａｌ２Ｏ９、ＥｒＡｌＯ３、Ｇｄ４Ａｌ２Ｏ９、ＧｄＡｌＯ３、Ｎｄ３Ａｌ５Ｏ１２、Ｎｄ４Ａｌ２Ｏ９、ＮｄＡｌＯ３、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体とからなるセラミックス化合物のうちの１以上を含む組成を有するセラミックス物品とすることができる。いくつかの実施形態では、物品は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、Ｓｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、又は他の酸化物を代替的又は追加的に含むことができる。
【００４４】
Ｙ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３−ＺｒＯ２の固溶体とからなるセラミックス化合物に関して、一実施形態では、セラミックス化合物は、６２．９３モル比率（モル％）のＹ２Ｏ３、２３．２３モル％のＺｒＯ２、及び１３．９４モル％のＡｌ２Ｏ３を含む。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、５０〜７５モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、１０〜３０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び１０〜３０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、４０〜１００モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、０〜６０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び０〜１０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、４０〜６０モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、３０〜５０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び１０〜２０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。別の実施形態では、セラミックス化合物は、４０〜５０モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、２０〜４０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び２０〜４０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、７０〜９０モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、０〜２０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び１０〜２０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、６０〜８０モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、０〜１０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び２０〜４０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、４０〜６０モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、０〜２０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び３０〜４０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、３０〜６０モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、０〜２０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び３０〜６０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、２０〜４０モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、２０〜８０モル％の範囲内のＺｒＯ２、及び０〜６０モル％の範囲内のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。他の実施形態では、セラミックス化合物のための他の配分もまた使用することができる。
【００４５】
一実施形態では、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３及びＳｉＯ２の組み合わせを含む代替のセラミックス化合物が物品のために使用される。一実施形態では、代替のセラミックス化合物は、４０〜４５モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、０〜１０モル％の範囲内のＺｒＯ２、３５〜４０モル％の範囲内のＥｒ２Ｏ３、５〜１０モル％の範囲内のＧｄ２Ｏ３、及び５〜１５モル％の範囲内のＳｉＯ２を含むことができる。別の一実施形態では、代替のセラミックス化合物は、３０〜６０モル％の範囲内のＹ２Ｏ３、０〜２０モル％の範囲内のＺｒＯ２、２０〜５０モル％の範囲内のＥｒ２Ｏ３、０〜１０モル％の範囲内のＧｄ２Ｏ３、及び０〜３０モル％の範囲内のＳｉＯ２を含むことができる。第１の例では、代替のセラミックス化合物は、４０モル％のＹ２Ｏ３、５モル％のＺｒＯ２、３５モル％のＥｒ２Ｏ３、５モル％のＧｄ２Ｏ３及び１５モル％のＳｉＯ２を含む。第２の例では、代替のセラミックス化合物は、４５モル％のＹ２Ｏ３、５モル％のＺｒＯ２、３５モル％のＥｒ２Ｏ３、１０モル％のＧｄ２Ｏ３及び５モル％のＳｉＯ２を含む。第３の例では、代替のセラミックス化合物は、４０モル％のＹ２Ｏ３、５モル％のＺｒＯ２、４０モル％のＥｒ２Ｏ３、７モル％のＧｄ２Ｏ３及び８モル％のＳｉＯ２を含む。一実施形態では、物品は、７０〜７５モル％のＹ２Ｏ３と、２５〜３０モル％のＺｒＯ２とを含む。更なる一実施形態では、物品は、７３．１３モル％のＹ２Ｏ３及び２６．８７モル％のＺｒＯ２を含むＹＺ２０と命名された材料である。
【００４６】
一実施形態では、物品は複数の開口部を含むことができる。各開口部は、約０．０１インチ〜約０．１インチの範囲のサイズとすることができる。開口部のうちの１以上は、単一の直径を有してもよい。代替的又は追加的に、開口部のうちの１以上は、異なる直径を有する部分を有してもよい。一実施形態では、少なくとも１つの開口部は、第１の直径を有する第１の領域と、第２の直径を有する第２の領域とを有する。第１及び第２の領域は、平行であってもよいし、平行でなくて共通の位置で交差していてもよい（例えば、屈曲部を有する開口部）。
【００４７】
一実施形態では、１以上のセラミックス耐プラズマ層が物品上に形成される。１以上のセラミックス耐プラズマ層は、前述のセラミックスのいずれかから構成することができ、プラズマ溶射、物理蒸着、イオンアシスト蒸着、又は他の堆積技術によって物品上に堆積させることができる。一実施形態では、１以上の非セラミックス層（例えば、陽極酸化アルミニウム層）が物品上に形成される。一実施形態では、セラミックス層及び非セラミックス層の両方を物品上に形成することができる。
【００４８】
図５に戻って参照すると、ブロック５０５において、固体ＣＯ２粒子の第１の流れは、固体ＣＯ２の第１の層が昇華することを可能にするために、第１の持続時間の後に物品に接触することが防止可能である。一実施形態では、液体ＣＯ２がもはやスプレーノズルに供給されないように、（例えば、圧力弁を用いて）液体ＣＯ２供給を遮断する。一実施形態では、固体ＣＯ２粒子の第１の流れの前に隔壁が配置される。一実施形態では、スプレーノズルが自動的に物品から離れる方向に向けられる。一実施形態では、物品が、固体ＣＯ２粒子の第１の流れの流路から自動的に移動される。各実施形態において、コントローラは、第１の持続時間が経過した後で、取り付け固定具（例えば、取り付け固定具３１２）、液体ＣＯ２をフローノズルへ供給するための供給ライン及び／又はバルブ（例えば、供給ライン３２４）、又はノズルの向き及び／又は物品からの距離のうちの１以上を（プロセスレシピに基づいて）作動することができる。
【００４９】
次に、コントローラは、（プロセスレシピに基づいて）固体ＣＯ２粒子の第２の流れを物品に向けさせる前に、昇華期間（融解期間とも呼ばれる）を通過させることができる。昇華期間中、固体ＣＯ２の層は、いかなる残留物も残さず、いかなる粒子汚染も導入することなく昇華する。昇華期間は、物品上に形成されたＣＯ２の第１固体層（「ドライアイス」）が少なくとも部分的に昇華するのを可能にする時間量に対応するように選択することができる。一実施形態では、昇華期間は、ＣＯ２の第１の固体層の完全な昇華を可能にする最小の時間量に対応する。一実施形態では、昇華期間の長さは、約２０〜約４０分（例えば、約３０分）とすることができる。一実施形態では、物品洗浄システムのオペレータは、昇華期間の長さを（例えば、プロセスレシピ内で指定することによって）直接指定することができる。一実施形態では、物品洗浄システムは、昇華期間を（例えば、コントローラの処理装置を使用して）推定することができる。例えば、物品洗浄システムは、（例えば、熱電対を使用して）物品の温度、物品の環境の温度、物品の環境の空気圧、液体ＣＯ２の流量、流れが物品へ向けられた時間量（例えば、第１の持続時間）等を測定するための部品を備えることができる。コントローラは、固体ＣＯ２層の推定された質量を（処理装置を使用して）計算することができ、ＣＯ２が昇華する時間量を推定することができる。推定された時間量は、計算上の誤差を説明するために約１０〜２０％増加させてもよく、固体ＣＯ２のすべてが昇華したのを保証するのを助けることができる。
【００５０】
一実施形態では、固体ＣＯ２の層の昇華は、物品及び／又は物品の環境を（例えば、約１０℃〜約５０℃の間の温度に）加熱することによって促進される。これは昇華の速度を上げる可能性がある。
【００５１】
ブロック５０６では、液体ＣＯ２を再びスプレーノズルに流し、固体ＣＯ２粒子の第２の流れを第１の持続時間又は第２の時間の少なくとも１つの間、スプレーノズルから物品へと向け、これによって固体ＣＯ２の第１層が昇華した後に物品を更に洗浄する。第２の持続時間は、第１の持続時間より長く、短く、又は実質的に同じとすることができる。一実施形態では、第１の持続時間又は第２の持続時間の少なくとも１つは、約２分〜約１０分である。固体ＣＯ２粒子の第２の流れは、固体ＣＯ２の第２の層をセラミックス物品上に形成させることができる。いくつかの実施形態では、固体ＣＯ２の第２層が昇華した後、物品を洗浄溶液（例えば、アセトン溶液、イソプロパノール、脱イオン水等）と接触させ、（例えば、窒素ガス流を使用して）乾燥させる。
【００５２】
方法５００のブロックは、追加の洗浄工程を含むように繰り返されてもよい。例えば、追加の昇華期間の後に第３の洗浄サイクルを実施してもよい。一実施形態では、方法５００から１以上のブロックを省略してもよい。
【００５３】
図６は、一実施形態に係る物品の異なる部分を洗浄するための方法６００を示すフロー図である。例えば、方法６００は、図５に関して説明したブロック５０４及び５０６の１以上と同時に実行することができる。いくつかの実施形態では、方法６００は、コントローラ（例えば、物品洗浄システム２０５のプログラム可能なコントローラ）によって促進される。ブロック６０２では、固体ＣＯ２粒子の流れは、物品の上部（例えば、上面）へと向けられる。物品は、本明細書に記載された任意の適切なセラミックス物品（例えば、半導体処理チャンバの部品）とすることができる。セラミックス物品は、図５のブロック５０２に関して説明したセラミックス材料のうちの１以上を含むことができる。物品はノズルとすることができ、図３に関して説明したように、上面３０４、側面３０８、及びプラズマ接触面３０６を有する物品３０２と同様であってもよい。物品が処理チャンバ部品である場合、上部は、処理チャンバの動作中に形成されたプラズマによって接触されない表面に対応することができる。他のタイプのチャンバ部品の場合、最初に洗浄される非プラズマ対向面は、チャンバ部品の底部又は側部とすることができる。
【００５４】
一実施形態では、コントローラは、取り付け固定具及び／又はスプレーノズルを保持する固定具を作動させて物品の面を流れに対して配向させる。コントローラは、流れが上面全域に亘って掃引されるように、取り付け固定具又はスプレーノズルを保持する固定具のうちの１以上を更に作動させることができる。
【００５５】
ブロック６０４では、固体ＣＯ２粒子の流れは、その後、物品の上部から底部への第１の方向で第１の開口部に向けられる。第１の開口部は、上面３０４からプラズマ接触面３０６へと物品３０２を貫通する１以上の開口部３１０とすることができる。一実施形態では、ブロック６０４で、上部から底部へと物品を貫通する１以上の追加の開口部（開口部３１０のいずれか）へと流れを向けてもよい。
【００５６】
ブロック６０６では、固体ＣＯ２粒子の流れは、続いて物品の側壁に向けられる。一実施形態では、物品が（例えば、物品の周囲を画定する側壁を有する）円筒形である場合、アクチュエータは、取り付け固定具に流れと接触している状態で物品を回転させることができる。ブロック６０４は、上述したブロック６０２の方法と同様の方法で実行されてもよい。
【００５７】
ブロック６０８では、固体ＣＯ２粒子の流れは、その後、物品の側壁を貫通する第２の開口部（例えば、物品３０２の開口部３１１）に向けられる。ブロック６０８は、上述のブロック６０４の方法と同様の方法で実行されてもよい。
【００５８】
ブロック６１０では、固体ＣＯ２粒子の流れは、その後、物品の底部（例えば、物品３０２のプラズマ接触面３０６）に向けられる。ブロック６１０は、上述のブロック６０２及び／又は６０６の方法と同様の方法で実行されてもよい。
【００５９】
ブロック６１２では、固体ＣＯ２粒子の流れは、その後、底部（例えば、プラズマ接触面３０６）から上部（例えば、上面３０４）への第２の方向で物品の第１の開口部（例えば、開口部３１０の１以上）に向けられる。ブロック６１２は、上述のブロック６０４の方法と同様の方法で実行されてもよい。
【００６０】
方法６００は、上部、側壁、及びプラズマ接触部分の各々の上に固体ＣＯ２層を最終的に形成することができることに留意すべきである。ブロック６０２〜６１２の操作を繰り返す前に、昇華期間を適用してもよい。
【００６１】
前述の説明は、本発明のいくつかの実施形態の良好な理解を提供するために、具体的なシステム、コンポーネント、方法等の例等の多数の具体的な詳細を説明している。しかしながら、本発明の少なくともいくつかの実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実施することができることが当業者には明らかであろう。他の例では、周知のコンポーネント又は方法は、本発明を不必要に不明瞭にしないために、詳細には説明しないか、単純なブロック図形式で提示されている。したがって、説明された具体的な詳細は、単なる例示である。特定の実装では、これらの例示的な詳細とは異なる場合があるが、依然として本開示の範囲内にあることが理解される。
【００６２】
本明細書全体を通して「１つの実施形態」又は「一実施形態」への参照は、その実施形態に関連して記載された特定の構成、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを示している。したがって、本明細書を通じて様々な場所における「１つの実施形態では」又は「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を指すものではない。また、用語「又は」は、排他的な「又は」ではなく包含的な「又は」を意味することを意図している。用語「約」又は「およそ」は、本明細書で使用される場合、これは、提示された公称値が±１０％以内で正確であることを意味することを意図している。
【００６３】
本明細書内の本方法の操作が、特定の順序で図示され説明されているが、特定の操作を逆の順序で行うように、又は特定の操作を少なくとも部分的に他の操作と同時に実行するように、各方法の操作の順序を変更することができる。別の一実施形態では、異なる操作の命令又は副操作は、断続的及び／又は交互の方法とすることができる。
【００６４】
なお、上記の説明は例示であり、限定的ではないことを意図していることが理解されるべきである。上記の説明を読み理解することにより、多くの他の実施形態が当業者にとって明らかとなるであろう。したがって、本発明の実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を、そのような特許請求の範囲が権利を与える均等物の全範囲と共に参照して決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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