(57)【要約】      （修正有）【課題】メンテナンス操作が要求される頻度を低減できる装置を提供する。【解決手段】プラズマエッチング装置は、基板をエッチングするプラズマエッチング装置20であって、少なくとも１つのチャンバー22、少なくとも１つのチャンバー内に位置する基板支持体3０及び基板のエッチングに用いられるプラズマを製造するためのプラズマ製造デバイスを含む。プラズマ製造デバイスが、少なくとも１つのチャンバー内に位置する導電性コイル34を含み、かつ、該コイルが少なくとも１つのチャンバーの内部表面上にスパッタリングすることのできる金属材料から形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をエッチングするプラズマエッチング装置であって、プラズマエッチング装置が、
少なくとも１つのチャンバー、
少なくとも１つのチャンバー内に位置する基板支持体、及び
基板のエッチングに用いられるプラズマを製造するプラズマ製造デバイスを含み、
プラズマ製造デバイスが、少なくとも１つのチャンバー内に位置する導電性コイルを含み、かつ該コイルが、少なくとも１つのチャンバーの内部表面上にスパッタリングすることのできる金属材料から形成される、プラズマエッチング装置。
【請求項２】
粒状材料が少なくとも１つのチャンバーの内部表面に接着するように、金属材料をスパッタリングすることのできる、請求項１に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３】
金属材料が、アルミニウム、アルミニウムアロイ、又は銅である、請求項２に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項４】
金属材料が、ゲッター材料である、請求項１又は２に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項５】
ゲッター材料が、チタン、タンタル、又はタングステンである、請求項４に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項６】
金属材料のスパッタリングの間に基板支持体の上方にカバーを配し、及び前記スパッタリングの後にカバーを取り除くためのデバイスを更に含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項７】
カバーを配するためのデバイスが、少なくとも１つのチャンバー内に収容される可動エレメントと連結する前記カバーを含む、請求項６に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項８】
カバーを配するためのデバイスが、基板移送システムにより基板支持体に移送され、かつこれと接触しないダミー基板を含む、請求項６に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項９】
少なくとも１つのチャンバーが、少なくとも１つのチャンバーの残りから電気的に絶縁される蓋を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１０】
蓋が、蓋から少なくとも１つのチャンバーの内部表面上にスパッタリングすることのできる金属材料から形成される、請求項９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１１】
粒状材料が少なくとも１つのチャンバーの内部表面に接着するように、蓋の金属材料がスパッタリングされる、請求項１０に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１２】
蓋の金属材料がアルミニウム、アルミニウムアロイ、又は銅である、請求項１１に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１３】
蓋の金属材料が、ゲッター材料である、請求項１０又は１１に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１４】
蓋の金属材料が、チタン、タンタル、又はタングステンである、請求項１３に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１５】
蓋から金属材料をスパッタリングすることを可能にするために蓋に電力を供給するための蓋電力供給源を含む、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１６】
蓋電力供給源が、蓋に負のＤＣ電力を供給する、請求項１５に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１７】
蓋電力供給源との電気コネクションと、少なくとも１つの他の電気状態との間で蓋を切り替えるためのスイッチングデバイスを更に含む、請求項１５又は請求項１６に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１８】
他の電気状態が接地状態又は電気的フローティング状態である、請求項１７に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項１９】
少なくとも１つのチャンバーが、導電性材料から形成される壁を含む、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２０】
基板のエッチングが実施される際の第一の動作モードと、少なくとも１つのチャンバーの内部表面上に金属材料がスパッタリングされる第二の動作モードとの間で装置を切り替えるために動作可能であるコントローラーを更に含む、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２１】
プラズマ製造デバイスが、誘導結合プラズマ製造デバイスであり、かつ、コイルが誘導コイルである、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２２】
基板支持体にＲＦバイアス電力を供給するためのＲＦ電力供給源を更に含む、請求項１〜２１のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２３】
基板のエッチングに用いられ、かつ少なくとも１つのチャンバーを有する型のプラズマエッチング装置の洗浄方法であって、方法が、少なくとも１つのチャンバーの内部表面上に、少なくとも１つのチャンバー内に位置する導電性コイルから金属材料をスパッタリングして洗浄機能を発揮させる工程を含む、方法。
【請求項２４】
金属材料をスパッタリングして洗浄機能を発揮させる工程が、基板をエッチングする工程の後に実施される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
エッチング工程の後かつスパッタリング工程の前に、カバーが基板支持体の上方に配される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
粒状材料が少なくとも１つのチャンバーの内部表面に接着するように、金属材料がスパッタリングされる、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
金属材料が、少なくとも１つのチャンバー中に存在する１種以上のガス状種を除去するゲッター材料である、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
ゲッター材料が、少なくとも１つのチャンバー中に存在するガス状種と反応し、又はこれを吸着する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
プラズマエッチング装置が、少なくとも１つのチャンバーの残りから電気的に絶縁される蓋を含み、及び方法が少なくとも１つのチャンバーの内部表面上に蓋から金属材料をスパッタリングして洗浄機能を発揮させることを更に含む、請求項２３〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
複数の処理モジュールを含むワークピースを処理するためのマルチ処理ツールであって、モジュールの１つが、請求項１に係るプラズマエッチング装置を含む前洗浄モジュールである、マルチ処理ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマエッチング装置及びプラズマエッチング装置の洗浄方法に関する。
【発明の概要】
【０００２】
プラズマエッチングは、半導体ウエハー等の種々の基板の処理に幅広く用いられる。プラズマエッチング処置は、処理シーケンスの一部を形成する工程であってよい。例えば、半導体産業において、後の金属堆積工程に先立つスパッタエッチング処理により、ウエハー表面から材料を除去することは周知である。スパッタエッチング処理は、典型的にはアルゴンプラズマを用いて実施される。その目的は、低接触抵抗をもたらす高品質の金属／金属界面を確保することである。スパッタエッチング工程は、典型的には前洗浄モジュール中で実施される。図１は、先行技術の例（この型の前洗浄モジュール１０）を示す。前洗浄モジュール１０は、誘導コイル１４により囲まれる真空チャンバー１２を含む。ワークピース（示されていない）は、プラテン１６上のチャンバー１２の内側に支持される。ワークピースは、ウエハーローディングスロット１８を通じてチャンバー１２に導入される。プラテン１６は、ウエハーローディングスロット１８を通じて導入されているワークピースを受け取るために、より下の位置にある（図１で実線により示される）。その後スパッタエッチング処理の開始に先立って、プラテン１６は、図１で破線により示される位置に上昇する。当分野で周知であるように、誘導コイル１４は、インピーダンス整合ネットワーク（示されていない）を通じてＲＦ発電機（示されていない）に接続される。前洗浄モジュールは、関連するインピーダンス整合回路（示されていない）を通じてプラテン１６に接続されるＲＦ発電機２０を更に含む。
【０００３】
ＲＦ発電機２０を用いて、プラテン１６にバイアスをかける。チャンバー１２の壁は、チャンバー１２に結合されるＲＦ電力の減衰を最小化するために、石英又はセラミック等の電気絶縁材料から作製される。運転中において、ガス（典型的にはアルゴン）は、質量流量コントローラーを通じて比較的低い圧力（典型的には１〜１０ｍＴｏｒｒ）にてチャンバー１２中に導入される。コイル１４を介して結合されるＲＦ電力は、プラズマを生成する。プラテン１６に印加されるバイアスは、次いでプラズマからウエハーへのイオンの加速に用いられ、イオン照射はワークピースの表面をエッチングする。
【０００４】
ワークピースは、多量にガスが抜ける材料を含んでよい。係る材料の例は、有機不動態化層、接着、フォトレジスト及びスピンオン材料である。更に、多量にガスが抜ける新規の基板材料がますます用いられている。進歩したウエハーパッケージング産業内において、これらの材料としては、特に問題のあるポリイミド（ＰＩ）及びポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）を挙げることができる。これらの材料のガスが抜ける際、処理ツール中に汚染物質が放出されてチャンバー中の圧力が上昇する。これは、連続するワークピースの処理の間のチャンバー中の許容できる真空レベルの回復に関する深刻な問題を引き起こす可能性がある。
【０００５】
ワークピース上のポリマー材料の長期にわたる、又はしばしば起こるエッチングと関連する更なる問題がある。これは、チャンバーの蓋と壁の周囲の炭素質の材料の堆積である。炭素質材料は、粒状物質がさらさらになるポイントまで堆積することができる。従って、さらさらの粒状材料がワークピース上に落ちて汚染を生じる可能性があるという恐れがある。更に、これらの粒状材料は、チャンバーのベース圧力を増大させるガス状の副生成物を放出する。これは、不十分な真空レベルをもたらし、及びプロセス制御に関連する問題ももたらす。
【０００６】
任意の導電性層のエッチングが、チャンバー壁上の導電性材料の堆積をもたらす可能性があるという別の問題が依然として存在する。これは、コイルによりチャンバーに結合されるＲＦ電力を減衰させる可能性がある導電性コーティングを生じさせる。導電性コーティングが徐々に厚みを増す際、減衰は、エッチング処理が影響を受けるポイントに増大する可能性がある。例えば、エッチングドリフト速度、エッチングの均一性等の問題、及びプラズマの点火又は維持に伴う問題が生じる場合がある。
【０００７】
これらの問題に対する従来の解決策は、頻繁に保守手順を実施することである。これは、機械的な洗浄を実施できるように、最終的にチャンバーの大気への開放をもたらす。この介在工程は、大きなコスト及びツールの稼働停止時間を有する。これは、生産環境において望ましくない。むしろ、これらメンテナンスの介在工程の頻度を減少させて、ツールの稼働時間を向上させつつコストを低減することが望まれるであろう。
【０００８】
本発明は、その少なくとも幾つかの実施態様において、上記の問題の１つ以上に対処する。本発明は、特に前洗浄モジュール中で実施されるスパッタエッチング処理等のスパッタエッチング処理に適しているが、本発明はこの点に制限されない。むしろ、本発明は広範なプラズマエッチング処理に適用することができる。
【０００９】
本発明の第一の側面によれば、基板をエッチングするプラズマエッチング装置であってプラズマエッチング装置が、
少なくとも１つのチャンバー、
少なくとも１つのチャンバー内に位置する基板支持体、及び
基板のエッチングに用いられるプラズマを製造するプラズマ製造デバイスを含み、
プラズマ製造デバイスが、少なくとも１つのチャンバー内に位置する導電性コイルを含み、かつ該コイルが、少なくとも１つのチャンバーの内部表面上にスパッタリングすることのできる金属材料から形成される、プラズマエッチング装置を提供する。
【００１０】
この方法において、１つ以上の洗浄機能が発揮される場合がある。これは、メンテナンス操作が要求される頻度を低減することができる。これによりランニングコストを低減させ、及び装置の稼働時間を向上させることが可能となる。
【００１１】
金属材料は、金属又は金属アロイであってよい。
【００１２】
粒状材料が少なくとも１つのチャンバーの内部表面に接着するように、金属材料をスパッタリングしてよい。これにより、内部表面から基板上へ脱落して基板を汚染する粒状材料の可能性を低減することができる。また、粒状材料は、チャンバーのベース圧力を増大させ、かつプロセス制御に影響を及ぼす望ましくないガス状の副生成物を放出する場合がある。チャンバーの内部表面への粒状材料の接着により、この問題を少なくとも低減することができる。金属材料は、アルミニウム、アルミニウムアロイ、又は銅であってよい。
【００１３】
材料は、ゲッター材料であってよい。ゲッター材料は、少なくとも１つのチャンバー中に存在する１種以上のガス状種を除去する材料であってよい。ゲッター材料は、少なくとも１つのチャンバー中に存在するガス状種と反応し、又はこれを吸収する場合がある。ゲッター材料は、チタン、タンタル、又はタングステンであってよい。この方法において、チャンバーのベース圧力及びポンプ速度を改善することができる。
【００１４】
装置は、金属材料のスパッタリングの間に基板支持体の上方にカバーを配し、及び前記スパッタリングの後にカバーを取り除くためのデバイスを更に含む。カバーを配するためのデバイスは、少なくとも１つのチャンバー内に収容される可動エレメントと連結する前記カバーを含んでよい。カバーを配するためのデバイスは、可動シャッターであってよい。
【００１５】
代替的に、カバーを配するためのデバイスは、基板移送システムにより基板支持体に移送され、かつこれと接触しないダミー基板を含んでよい。ウエハーローディングスロット及び関連するウエハー移送システムは、この目的のために用いてよい。
【００１６】
少なくとも１つのチャンバーは、少なくとも１つのチャンバーの残りから電気的に絶縁される蓋を含んでよい。蓋から少なくとも１つのチャンバーの内部表面上にスパッタリングすることのできる金属材料から蓋を形成してよい。金属材料は、金属又は金属アロイであってよい。金属材料は、導電性エレメントの金属材料と同一又は異なってよい。
【００１７】
少なくとも１つのチャンバーの内部表面上に粒状材料が接着するように、蓋の金属材料をスパッタリングしてよい。蓋の金属材料は、アルミニウム、アルミニウムアロイ、又は銅であってよい。蓋の金属材料は、ゲッター材料であってよい。蓋の金属材料は、チタン、タンタル又はタングステンであってよい。
【００１８】
装置は、蓋から金属材料をスパッタリングすることを可能にするために蓋に電力を供給するための蓋電力供給源を含んでよい。蓋電力供給源は、蓋に負のＤＣ電力を供給してよい。
【００１９】
装置は、蓋電力供給源との電気コネクションと、少なくとも１つの他の電気状態との間で蓋を切り替えるためのスイッチングデバイスを更に含んでよい。他の電気状態は、接地状態又は電気的フローティング状態であってよい。
【００２０】
少なくとも１つのチャンバーは、導電性材料から形成される壁を含んでよい。少なくとも１つのチャンバーは、更に１つ以上の壁ライナーを含んでよい。壁ライナーも、導電性材料から形成してよい。コイルがチャンバー内に位置するため、このタイプのチャンバーを用いることが可能である。チャンバー中に結合される電力は、壁上の導電性材料の任意の堆積により減衰しない。また、チャンバー壁の比較的高い熱伝導性のために、温度変動は低減される。これは、壁から脱落する材料の可能性を低減することができる。電子導電性材料は、アルミニウムであってよい。
【００２１】
装置は、基板のエッチングが実施される第一の動作モードと、少なくとも１つのチャンバーの内部表面上に金属材料がスパッタリングされる第二の動作モードとの間で装置を切り替えるために動作可能であるコントローラーを更に含んでよい。第二の動作モードは、洗浄機能を発揮させるために用いてよい。
【００２２】
金属材料を導電性エレメントからスパッタリングして洗浄機能を発揮させてよい。
【００２３】
金属材料を蓋からスパッタリングして洗浄機能を発揮させてよい。
【００２４】
蓋が、第一の動作モードの間には少なくとも１つの他の電気状態にあり、及び第二の動作モードの間には蓋電力供給源と電気的に接続するように、スイッチングデバイスを構築してよい。
【００２５】
プラズマ製造デバイスは、絶縁的に結合したプラズマ製造デバイスであってよい。コイルは、誘導コイルであってよい。
【００２６】
装置は、基板支持体にＲＦバイアス電力を供給するためのＲＦ電力供給源を更に含んでよい。
【００２７】
典型的なプラズマエッチング装置は、単一のチャンバーを含む。しかし、複数チャンバーの装置は、本発明の範囲内である。
【００２８】
プラズマエッチング装置は、スパッタエッチング装置であってよい。プラズマエッチング装置は、アルゴンスパッタエッチング装置であってよい。プラズマエッチング装置は、マルチ処理ツールにおいて使用される前洗浄モジュールであってよい。
【００２９】
プラズマ製造デバイスは、発電機、好ましくはコイルに電力を供給するＲＦ発電機を含んでよい。プラズマは、コイルに供給される電力の誘導結合により製造される場合がある。
【００３０】
本発明の第二の側面によれば、基板のエッチングに用いられ、かつ少なくとも１つのチャンバーを有する型のプラズマエッチング装置の洗浄方法であって、方法が、少なくとも１つのチャンバーの内部表面上に、少なくとも１つのチャンバー内に位置する導電性コイルから金属材料をスパッタリングして洗浄機能を発揮させる工程を含む、方法が提供される。
【００３１】
金属材料をスパッタリングして洗浄機能を発揮させる工程は、基板をエッチングする工程の後に実施してよい。エッチング工程の後、かつスパッタリング工程の前に、カバーを基板支持体の上方に配してよい。カバーは、スパッタリング工程後、かつ続くエッチング工程の前に取り除いてよい。
【００３２】
粒状材料が少なくとも１つのチャンバーの内部表面に接着するように、金属材料をスパッタリングしてよい。
【００３３】
金属材料は、少なくとも１つのチャンバー中に存在するガス状種を除去するゲッター材料であってよい。ゲッター材料は、少なくとも１つのチャンバー中に存在するガス状種と反応し、又はこれを吸着する場合がある。
【００３４】
プラズマエッチング装置は、少なくとも１つのチャンバーの残りから電気的に絶縁される蓋を含んでよい。方法は、少なくとも１つのチャンバーの内部表面上に蓋から金属材料をスパッタリングして洗浄機能を発揮させることを更に含んでよい。洗浄機能は、上記のようであってよい。
【００３５】
スパッタリング工程は、プラズマを用いて実施してよい。スパッタリング工程の間に用いられるプラズマは、基板のエッチングに用いられるプラズマと同一又は異なってよい。
【００３６】
スパッタリング工程は、アルゴンプラズマを用いて実施してよい。
【００３７】
基板は、半導体材料を含んでよい。基板は、半導体ウエハーであってよい。
【００３８】
本発明の第三の側面によれば、複数の処理モジュールを含むワークピースを処理するためのマルチ処理ツールであって、モジュールの１つが、本発明の第一の側面のプラズマエッチング装置を含む前洗浄モジュールである、マルチ処理ツールが提供される。
【００３９】
本発明が上記に記載されている一方、それは上記又は以下の明細書、図面又は特許請求の範囲に記載の特徴の任意の発明に関する組み合わせにまで及ぶ。例えば、本発明の第一の側面に関連して記載される任意の特徴は、本発明の第二の側面にも関連して開示されると考えられ、逆の場合も同じである。
【００４０】
本発明に係るプラズマエッチング装置の実施態様は、添付の図面を参照して記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、従来の前洗浄モジュールの断面図である。
【図２】図２は、プラズマエッチング装置の第一の実施態様の断面図である。
【図３】図３は、プラズマエッチング装置の第二の実施態様の断面図である。
【図４】図４は、本発明のプロセスを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図２は、概して２０に示される本発明のプラズマエッチング装置の第一の実施態様を示す。装置２０は、その上部に配される好適なガス吸気口２４を有するチャンバー２２を含む。チャンバー２２は更に、ウエハーローディングスロット２６、及びターボ分子ポンプをもたらす真空ライン等の好適なポンプ配列に接続されてよいポンピングポート２８を含む。チャンバー２２の内部は、ウエハー等のワークピースを載せることができるプラテン３０を収容する。図２で実線により示されるように、プラテン３０は、ワークピースを受け取るためにより下側の位置にある。次いでプラテン３０は、エッチング処理の開始に先立って、図２で破線により示される位置に上昇するであろう。ＲＦ電力供給源３２が与えられて、それはプラテン３０にＲＦバイアス電力を与える。原理的には他の周波数を用いてよいが、便宜上、周波数が１３．５６ＭＨｚのＲＦ信号が用いられる。チャンバー２２は、チャンバー２２内に位置する本発明に係る誘導コイル３４を更に含む。誘導コイル３４は、ＲＦ発電機（示されていない）に接続される。ＲＦ発電機への接続は、当分野で周知であるようにインピーダンス整合回路（示されていない）を通じて行ってよい。好適な１種又は複数種のプロセスガスは、ガス吸気口２４を通じてチャンバー２２に供給され、また内部に位置する誘導コイル３４に供給される電力は、チャンバー２２中のプラズマ３６を製造するために使用される。利点として、チャンバー２２及び／又はチャンバー２２内の任意の取り外し可能な遮蔽具は、アルミニウム等の導電性材料から形成される。図２に示される実施態様において、チャンバー２２は電気的に接地する。
【００４３】
プラズマ３６を用いてワークピースのプラズマエッチングを実施する。スパッタリング工程でも用いられるプラズマ３６は、ワークピースのプラズマエッチングを実施するために用いられるプラズマと同一又は非同一であってよい。
【００４４】
コイル３４は、スパッタリング可能な金属材料から形成される。１種又は複数種のプロセスガスの適切な制御、並びにコイル３４及びプラテン３０に供給されるＲＦ電力により、イオン密度、イオンエネルギー、及びイオン方向性等のパラメータの制御を達成できる。この方法において、チャンバー２２の壁上にコイル３４から金属材料をスパッタリングすることができる。スパッタリングされた金属材料は、１つ以上の洗浄機能を発揮することができる。１つの実施態様において、コイルはゲッター材料として作用するチタン等の反応性金属から製造される。チタンは、有機層のエッチングにより放出されるＣＯ及び他のガス状の副生成物の極めて効果的なゲッターである。チャンバー２２の壁上にコイル３４からチタンをスパッタリングすることができる。チタンの反応性が極めて高いため、チャンバー壁上のチタンに衝突するチャンバー中の残留ガスの成分は、チタンと反応して安定な固体生成物を形成する可能性が高い。これは、チャンバー中のガス圧力を低減させる。結果として、不十分な真空性能と長いポンプ‐ベース回復時間に関連する問題を十分に低減することができる。コイルは、タンタル又はタングステン等の別のゲッター材料から形成してよい。別の実施態様において、コイルは、低い応力及びチャンバーの壁への良好な接着を呈するアルミニウム等の材料から形成される。材料は、チャンバーの壁上にコイルからスパッタリングされる。チャンバーの壁上にある任意のさらさらとした粒状材料は、コイルからスパッタリングされる材料により適切な位置に効果的にコーティングされる。これは、さらさらとした粒状材料の減少をもたらして、別の面ではワークピースを汚染しないであろう。アルミニウムの替わりに、アルミニウムアロイ又は銅を用いてよい。アルミニウム又は幾つかのアルミニウムアロイの更なる利点は、これらの材料が酸素も消費できることである。
【００４５】
チャンバー２２内のコイル３４の位置は、更なる利点を生じさせる。コイルのこの位置のために、絶縁性材料から作製されるチャンバーに対する必要がない。代わりに、チャンバーは導電性材料から作製することができる。チャンバー内にある任意の遮蔽具は、導電性材料から作製することもできる。典型的には、導電性チャンバー壁は、電気的に接地する。従ってチャンバー壁は、ＲＦ発電機３２から適用されるＲＦ電力によりプラテン３０がバイアスをかけられる際、プラテン３０の陽極として作用する。チャンバー壁が導電性であるため、チャンバー壁上に堆積する任意の導電性材料は、チャンバー内のプラズマに悪影響を与えない。更に、壁の熱伝導性は、絶縁性材料から形成される従来技術のチャンバーと比較して著しく向上する。これは、処理の間に生じる温度変動の拡張を低減し、次いで熱膨張係数での不適合のためにチャンバーの壁から剥がれ落ちる再堆積材料の傾向を低減する。更なる利点は、グリットブラスト又はフレーム溶射等の方法を用いて金属性チャンバー成分の表面仕上げを制御することを可能にすることである。これは、再堆積した材料が接着することのできる粗い表面を提供することにより、粒子濃度を低減させることができる。
【００４６】
図３は、概して４０に示されるプラズマエッチング装置の第二の実施態様を示す。装置４０は、図２に示される第一の実施態様における対応する特徴と同一である多くの特徴を含む。同一の参照数字は、係る同一の特徴を示すために用いられる。主な違いは、チャンバー４０が２つの部分で与えられることである。より具体的には、チャンバー４２は、本体部４２ａ及び蓋４２ｂを含む。使用の際、蓋４２ｂは、絶縁性材料から形成されるコネクターピース４４を通じて本体部分４２ａの上部に接続される。コネクターピース４４は、蓋４２が本体部分４２ａから電気的に絶縁されることを保証する。チャンバー本体部分４２ａは、電気的に接地する。蓋４２ｂの電気状態は、電気コネクション４６を用いて設定することができる。蓋４２ｂの電気状態は、本体部分４２ａの電気状態と同一であってよく、又は同一でなくてよい。すなわち、蓋４２ｂは、電気的に接地していてよく、又は接地していなくてもよい。
【００４７】
蓋４２ｂが、コイル３４に関する上記の材料等のスパッタリング可能な材料から形成される場合、それは特に有利である。この方法において、本体部分４２ａの壁上に蓋４２ｂから材料をスパッタリングして洗浄機能を提供することが可能である。この方法において装置が動作する際、それは、好適な電力供給源（示されていない）から蓋４２ｂに印加される電気的バイアスを許容する電気コネクション４６に関して高度に有利である。負のＤＣ電力供給は、これらの目的に対して好適であり得る。蓋４２ｂが負のＤＣ電力供給によりバイアスをかけられる際、プラズマ由来のイオンは、陰極として作用する蓋４２ｂに衝突するであろう。これは、蓋４２ｂから取り出される材料及びチャンバー４２の内部成分をコーティングする材料をもたらす。アルゴンベースのプラズマは、好適な選択であり、それはアルゴンイオンによる蓋４２ｂの衝突をもたらす。しかし、本発明は、この点に制限されない。蓋４２ｂの材料のスパッタリングにより発揮される洗浄機能は、コイル３４に関して上記したものと同様であることができる。従って、スパッタリングされた材料によるチャンバー壁のコーティングは、適切な位置に粒状材料を効果的に保持するために用いることができる。これは、メンテナンス手順の間隔を十分に延長することができる。蓋４２ｂで使用されるゲッター材料に関する別の可能性がある。この方法において、ガス状の副生成物を、上記のようにプロセスチャンバー内の雰囲気から除去することができる。
【００４８】
図２及び３に示される装置２０、４０の主な目的は、前洗浄モジュールとして作用することである。これは、ワークピースの表面からの材料を除去するスパッタエッチング処理の実施によりなされる。アルゴンプラズマ３６は、このスパッタエッチング処理のために用いてよい。スパッタエッチングされる部分の汚染を避けるために、スパッタエッチングプロセスの間のコイル３４及び／又は蓋４２ｂのスパッタリングを最小化することに留意されたい。所望の時間において、スパッタエッチング処理を停止し、そしてチャンバー２０、４０の壁上にコイル３４及び／又は蓋４２ｂから材料をスパッタリングすることによりチャンバー自体を洗浄する。図３において示される第二の実施態様に関して、蓋４２ｂのスパッタリングが実施される際の間のみ負のＤＣ電力が蓋４２ｂに供給されることが望ましい。他の時間において、蓋４２ｂは別の電気状態にあることが望ましい。特に、ワークピースのスパッタエッチングの間、蓋４２ｂの接地を望むことができる。代替的に又は追加的に、蓋４２ｂを電気的にフローティングさせる能力を有することを望むことができる。従って、電気コネクション４６が蓋４２ｂの望ましい電気状態に切り替わることを許容するように構築されると有利である。
【００４９】
図２及び３に示される実施態様の両方に関して、コイル３４及び／又は蓋４２ｂのスパッタリングの間、プラテンの保護の幾らかの形成を与えることは、概して必要である。図２及び３に示される実施態様において、これはウエハーローディングスロット２６、並びにコイル３４及び／又は蓋４２ｂのスパッタリングの開始に先立ってプラテン３０上のダミーウエハーを配置するための関連するウエハーハンドリングシステムを用いることにより好適に達成することができる。代替的に、専用プラテン保護システムを与えてよい。例えば、プラテン３０は、チャンバー内に収容され、及びスパッタリング処理の開始に先立ってプラテン３０上方の位置に移動するであろう保護エレメントにより覆われてよい。シャッターシステムをスパッタリング処理の間のプラテンの保護のために用いてよい。
【００５０】
図４は、本発明を実行することのできる１つの方法を示すフローチャートである。図４に示されるプロセスにおいて、スパッタリング処理を実行することにより、２５ウエハーがエッチングされた後にチャンバー洗浄機能を発揮させる。しかし、スパッタリング間の間隔は、用いられる材料及び許容できると考えられる粒子濃度に応じて適当に設定することができる。図４に示される例となる処理は、チャンバーを洗浄するスパッタリング工程を含み、そこではＲＦ電力がプラテン３０に供給される。コイルのみにＲＦ電力を供給することによりスパッタリングを与えること、又はコイル及びプラテンの両方にＲＦ電力を供給することも可能である。
【００５１】
本発明は、スパッタエッチングによって材料を除去するために用いられる装置に関する図２及び３に例示されているが、本発明はエッチングの他の形態にも拡張される。また、本発明を、種々の基板のエッチングに適用することができる。低い粒子濃度と高い真空レベルを維持しつつ、他の問題のある基板をエッチング可能であることは、特に利点である。多くの更なるバリエーションは、本発明の範囲内の当業者の読者が思い至るであろう。例えば、コイル及び蓋は、同一のスパッタリング可能な材料から形成されてよい。しかし、コイル及び蓋は、異なる材料から作製することも可能である。このように、異なる材料に紐づく有利な効果は、単独のスパッタリング処理内で享受することができる。例えば、コーティング材料及びゲッター材料を用いることにより、コーティング及びゲッターの効果を最大限利用することができる。従って、コイルはチタンから形成されてよく、及び蓋はアルミニウムから形成されてよく、又はその逆であってよい。スパッタリングエッチングにより、ワークピース上に後に堆積する金属層は、より低抵抗で接触を形成する。また、基板粒子密度は低減し、それはより高い機能性のダイの生成をもたらす。更に、チャンバーのメンテナンス間の時間を延ばすことができ、それはツールの稼働時間を向上させ、及び所有者のコストを低減させる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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