(57)【要約】  プラズマプロセスキット及びそのコンポーネント（図２参照）を損傷を与えることなく維持する技術及びシステムを開示する。具体的には、プラズマドーピング（ＰＬＡＤ）システムの汚染されたキットのコンポーネントを、それらの寿命及び再利用を長くするために、精密洗浄し回復させる技術を開示する。開示の方法は石英、アルミニウム及び／又は氏からなるコンポーネントの検査、前洗浄、機械的処理及びテクスチャ化、後洗浄、クリーンルームクラス洗浄及び包装の段階を踏む。開示の技術は所望の清浄度レベルを達成するために（主として化学的及び機械的）種々の手段の組み合わせを利用する。誘導結合プラズマ−質量スペクトロメータ（ＩＣＰ−ＭＳ）及びレーザ粒子カウンタを含む方法により得られた結果から、これらの技術の有効性が確かめられた。
2012518267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマドーピングチャンバの内部表面を劣化及び不所望の粒子、凝縮汚染及びチャンバ内で発生される金属ドーパント材料からシールドし保護し得る、半導体材料処理用の一組のプラズマドーピングプロセスキットであって、前記一組のプラズマドーピングプロセスキットは、
（ａ）アルミニウム材料からなり、高い純度のシリコン材料で被覆された内部表面を有し、そのシリコンテクスチャ表面は約２００〜から３００μinの平均表面粗さＲａを有し、約２００〜４００μｍの皮膜厚さを有するチャンバシールドライナコンポーネントと、
（ｂ）アルミニウム材料からなり、シリコン被覆テクスチャ表面を有し、そのシリコンテクスチャ表面は約２００〜３００μinの平均表面粗さＲａを有し、約１５０〜３００μｍの皮膜厚さを有する、冷却バッフルプレートコンポーネントと、
（ｃ）ポリシリコン材料からなり、基板の周囲にテクスチャ表面を有し、そのテクスチャ表面は約１０〜２０μinの平均表面粗さＲａを有し、約２００オーム未満の表面抵抗率を有する、プラテンシールドリングコンポーネントと、
（ｄ）０．０８０インチの厚さを有する石英材料からなり、約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有するテクスチャ表面を有する、ＲＦウィンドウシールドライナコンポーネントと、
（ｅ）０．０８０インチの厚さを有する石英材料からなり、約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有するテクスチャ表面を有する、上部ウィンドウシールドライナコンポーネントと、
（ｆ）０．１６７インチの厚さを有する石英材料からなり、約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有するテクスチャ表面を有する、ペデスタルブッシングシールドライナコンポーネントと、
を備える、一組のプラズマドーピングプロセスキット。
【請求項２】
前記チャンバシールドライナコンポーネントはプラズマドーピングチャンバの内部表面を劣化及び不所望の粒子、凝縮汚染及び金属ドーパント材料からシールドすることができ、前記チャンバシールドライナコンポーネントは、少なくとも第１の表面を有する金属ベースシールド構造を備え、前記シールド構造は前記第１の表面上に熱溶射により被覆された高純度シリコンのテクスチャ表面を備え、前記高純度シリコン皮膜は少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は０．０１重量％の全遷移元素を含み、前記シリコン皮膜が設けられる前記第１の表面は導電性表面であり、前記シリコン皮膜が前記コンポーネントのプロセス露出内部表面を構成する、請求項１記載のチャンバシールドライナコンポーネント。
【請求項３】
前記アルミニウムベースシールドライナはチャンバの内部表面を少なくとも部分的に覆うように構成された構造であり、重量％で少なくとも９９．００％のＡｌ、≦０．１０％のＣｕ、≦０．１０％のＭｇ、≦０．０１５％のＭｎ、≦０．０２％のＣｒ、≦０．０７％のＦｅ、≦０．０２５％のＺｒ、≦０．０６％のＳｉ、≦０．０１５％のＴｉ及び≦０．０１５％の全残留元素を含み、前記シールドライナ構造は少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のシリコン皮膜のテクスチャ内部表面を備える、請求項１記載のチャンバシールドライナコンポーネント。
【請求項４】
前記冷却バッフルプレートコンポーネントはプラズマドーピングチャンバの上部側壁を
劣化及び不所望の粒子、凝縮汚染及び金属ドーパント材料からシールドする上部シールド領域として作用し、前記冷却バッフルプレートコンポーネントは少なくとも第１の表面を有する金属ベースシールド構造を備え、前記シールド構造は前記第１の表面上に熱溶射により被覆された高純度シリコンのテクスチャ表面を備え、前記高純度シリコン皮膜は少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は０．０１重量％の全遷移元素を含み、前記シリコン皮膜が設けられる前記第１の表面は導電性表面であり、前記シリコン皮膜は前記コンポーネントのプロセス露出内部表面を構成する、請求項１記載の冷却バッフルプレートコンポーネント。
【請求項５】
前記アルミニウムベースシールドライナはチャンバの内部表面を少なくとも部分的に覆うように構成された構造であり、重量％で少なくとも９９．００％のＡｌ、≦０．１０％のＣｕ、≦０．１０％のＭｇ、≦０．０１５％のＭｎ、≦０．０２％のＣｒ、≦０．０７％のＦｅ、≦０．０２５％のＺｒ、≦０．０６％のＳｉ、≦０．０１５％のＴｉ及び≦０．０１５％の全残留元素を含み、前記冷却バッフルプレート構造は少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のシリコン皮膜のテクスチャ内部表面を備え、前記シリコンテクスチャ表面は約２００〜３００μinの平均表面粗さＴａ及び約１５０〜３００μｍの膜厚を有する、請求項１記載の冷却バッフルプレートコンポーネント。
【請求項６】
前記プラテンシールドリングコンポーネントは、前記プラテンのプラズマへの露出を低減するために前記支持プラテンの上部表面を覆う放射状内側部分を有する独自のエッジを有し、更に、前記プラテンシールドリングコンポーネントはプラテンへのドープ材料の堆積を阻止するとともにプラズマドーピングチャンバを劣化及び不所望の粒子汚染から保護し、前記プラテンシールドリングコンポーネントは少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のポリシリコン材料からなり、前記プラズマラテンシールドリング構造はウェハを取り囲むテクスチャ表面を有する高純度ポリシリコン環状リングであり、そのテクスチャ表面は約１０〜２０μinの平均表面粗さＴａ及び約２００オーム未満の表面抵抗率を有する、請求項１記載のプラテンシールドリングコンポーネント。
【請求項７】
前記ＲＦウィンドウシールドライナコンポーネントは、前記プラズマドーピングチャンバの壁上のドープ材料の汚染をシールドし低減するよう作用するとともにチャンバ内のガス流を前記ウェハの上方領域へ向け直すよう作用し、前記ＲＦウィンドウシールドライナコンポーネントは、少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度の石英材料からなり、約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する０．０８０インチの厚さの火炎研磨された環状の石英リングを構成する、請求項１記載のＲＦウィンドウシールドライナコンポーネント。
【請求項８】
前記トップウィンドウシールドライナコンポーネントは、前記プラズマドーピングチャンバの上部側壁上のドープ材料の汚染をシールドし低減するよう作用し、前記上部ウィンドウシールドライナコンポーネントは、少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度の石英材料からなり、約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する０．０８０インチの厚さの火炎研磨された環状の石英チューブを構成する、請求項１記載の上部ウィンドウシールドライナコンポーネント。
【請求項９】
前記ペデスタルブッシングシールドライナコンポーネントは、前記プラテン支持構造上のドープ材料の汚染をシールドし低減し、前記プラズマへの前記プラテンの露出を低減し、更に前記プラズマドーピングチャンバの前記プラテン上へのドープ材料の体積を防止するよう作用し、前記ペデスタルブッシングシールドライナは、少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度の石英材料からなり、約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する０．１６７インチの厚さの火炎研磨された環状の石英チューブを構成する、請求項１記載のペデスタルシールドライナコンポーネント。
【請求項１０】
プラズマドーピングチャンバのシリコン被覆アルミニウムプロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復方法であって、前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットはともにプラズマ露出シリコン被覆表面を有するチャンバシールドライナコンポーネント及び冷却バッフルプレートコンポーネントからなり、前記方法は以下のステップ；
（ａ）シリコン被覆表面及び非シリコン被覆表面を含むチャンバシールドライナコンポーネント及び冷却バッフルプレートコンポーネントからなるシリコン被覆アルミニウムプロセスキットを損傷、剥離、変色、しみ及び／又は異常について検査し文書化するステップ； 
（ｂ）予め存在する残留物及び異物を除去するために前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットを、ウォータージェット法及び／又は二酸化炭素バラスト法及び／又はその組み合わせから選択される熱ショック法及び物理的衝撃法の組み合わせで処理するステップ；このステップでは、ウォータージェット法は６０−８０psiの適切な圧力の脱イオン化水を約１０分間使用し、二酸化炭素ブラスト法は適切な圧力の１ｍｍ未満のドライアイスペレットの小さなフレークのストリームを２０−３０分間使用する；
（ｃ）有機汚染を除去するために前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットを２０−４０％のアセトン及び／又はイソプロピルアルコール及び／又は過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の十分な量の溶液からなる洗浄溶液に３０〜４０分間接触させ、その後脱イオン化水で約６０psiの十分な圧力で約５分間スプレーリンスするステップ； 
（ｄ）シリコン被覆内部表面をウェット研磨及び／又はウェット機械的ブラスト法及び／又はその組み合わせからなる群から選ばれる方法でテクスチャ化するステップ；このステップでは、前記シリコン被覆表面は、堆積物が除去され表面粗さが達成されるまで、ウェット研磨方法によって、(a)０．０６μｍ〜０，５０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径及び６〜８の範囲内のモース硬度を有する第１の粗い研磨ダイアモンド粒子研磨剤、(b) ０．１０μｍ〜０，５０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径及び９以上のモース硬度を有する第２の中位のダイアモンド粒子研磨剤及び(c) ０．１０μｍ〜２．０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径を有する最終微細ダイアモンド粒子からなる種々のダイアモンド粒子研磨剤パッド又はその組み合わせをテクスチャ化媒体として用いて、或いは、ウェットブラスト法によって、１５０〜２００μｍのシリコン酸化物ビーズの適切なテクスチャ化媒体を用いて４０ｐｓｉの圧力及び３０ｃｍの距離にて再テクスチャ化され、回復される；
（ｅ）前記シリコン被覆表面から粒子を除去するために、前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットを、ホット脱イオン化水リンス及び／又は洗浄溶液及び／又は十分な電力密度の超音波振動及び／又は二酸化炭素ブラスト法及び／又はその組み合わせからなる群から選ばれる方法で処理するステップ；このステップでは、前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットは、トラップされているかもしれない粒子を開放するために、前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットは４０℃〜６０℃の温度のホット脱イオン化水中に約２０〜３０分間浸漬され、粒子及び可溶性ドーパント汚染物質を除去するために、前記シリコン被覆プロセスキットを１０〜２０ワット／ガロンの十分な電力密度のオーバフロータンク内にて脱イオン化水又は脱イオン化水及びイソプロピルアルコールの混合溶液で約２０分間超音波洗浄される；
（ｆ）前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットからのすべての化学洗浄溶液及び粒子の除去を確実にするために、前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットをクラス１００クリーンルーム環境内で、超純粋脱イオン化水リンス及び／又は十分な電力密度の超音波振動及び／又はその組み合わせからなる群から選ばれる方法によって処理するステップ；前記シリコン被覆アルミニウムキットは、最初に超純粋脱イオン化水を含有するオーバフロー式リンスタンク内で約５〜１０分間リンスされ、その後１０ワット／ガロンの十分な電力密度のオーバフロー式超音波タンク内で約２０分間超音波洗浄され、その後クラス１００クリーンルーム内で超純粋脱イオン化水で約１０分間最終リンスされ、この最終洗浄ステップ中前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットはそのシリコン被覆表面が下向きにされる；
（ｇ）前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットが所定の清浄度規格に達したことを確認するために前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの清浄度をクラス１００クリーンルーム環境内で監視するステップ；このステップでは、前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットが５００，０００粒子／ｃｍ２より低い所定の清浄度規格に達したことを確認するために、このキットは前記洗浄中液体粒子カウンタでオンライン監視される；
（ｈ）前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットを前記洗浄プロセス中に吸収されたすべての洗浄溶液並びに水蒸気、化学物質を除去するとともにトラップを吐き出させるために十分な高温度にさらすステップ；このステップでは、前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットは約２０リットル／分の適切な流量の連続窒素ガスパージにより約１１０℃の温度に約２４０分間さらされ、次に前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットは、その取り出し前に、クラス１００クリーンルーム内で２０リットル／分の適切な流量の連続純粋窒素ガスパージで約１８０分冷却され、前記高温度にさらされるステップ中前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットはそのシリコン被覆表面が下向きにされる；
（ｉ）シリコン被覆表面をクラス１００クリーンルーム環境内で、しみ、汚れ、欠陥及び損傷について検査するステップ；このステップでは、粒子汚染は１粒子／インチ２より小さい規格を有する；
（ｊ）前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットをクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて包装するステップ；二重バッグの内部バッグは清浄なリントフリーのナイロンバッグであり、外部バッグはアミド及びシリコンフリーのポリエチレンバッグである；
を備える精密洗浄及び回復方法。
【請求項１１】
プラズマドーピングチャンバのポリシリコンプロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復方法であって、前記ポリシリコンプロセスキットはプラテンシールドリングコンポーネントからなり、プラズマ露出シリコン表面を有し、前記方法は以下のステップ；
（ａ）シリコン被覆表面及び非シリコン被覆表面を含むプラズマシールドリングコンポーネントからなるポリシリコンプロセスキットを損傷、剥離、変色、しみ及び／又は異常について検査し文書化するステップ； 
（ｂ）予め存在する残留物及び異物を除去するために、前記ポリシリコンプロセスキットを適切な圧力の１ｍｍ未満のドライアイスペレットの小さなフレークのストリームを用いる二酸化炭素バラスト法で２０−３０分間処理するステップ；
（ｃ）有機汚染を除去するために前記ポリシリコンプロセスキットを２０−４０％のアセトン及び／又はイソプロピルアルコール及び／又は過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の十分な量の溶液からなる洗浄溶液に３０〜６０分間接触させ、その後脱イオン化水で約６０psiの十分な圧力で約５分間スプレーリンスするステップ； 
（ｄ）前記ポリシリコン表面をウェット研磨及び／又はウェット機械的ブラスト法及び／又はその組み合わせからなる群から選ばれる方法でテクスチャ化するステップ；このステップでは、前記ポリシリコン表面は、堆積物が除去され約１０〜２０μinの表面粗さ平均Ｒａ及び２００オーム未満の表面抵抗率が達成されるまで、ウェット研磨方法によって、(a)０．０６μｍ〜０，５０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径及び６〜８の範囲内のモース硬度を有する第１の粗い研磨ダイアモンド粒子研磨剤、(b) ０．１０μｍ〜０，５０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径及び９以上のモース硬度を有する第２の中位のダイアモンド粒子研磨剤及び(c) ０．１０μｍ〜２．０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径を有する最終微細ダイアモンド粒子からなる種々のダイアモンド粒子研磨剤パッド又はその組み合わせをテクスチャ化媒体として用いて再テクスチャ化され、回復される；
（ｅ）前記ポリシリコン表面から粒子を除去するために、前記ポリシリコンプロセスキットを、ホット脱イオン化水リンス及び／又は洗浄溶液及び／又は十分な電力密度の超音波振動及び／又は二酸化炭素ブラスト法及び／又はその組み合わせからなる群から選ばれる方法で処理するステップ；このステップでは、前記ポリシリコンプロセスキットは、トラップされているかもしれない粒子を開放するために、前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットは４０℃〜６０℃の温度のホット脱イオン化水中に約２０〜３０分間浸漬され、粒子及び可溶性ドーパント汚染物質を除去するために、前記ポリシリコンプロセスキットを１０〜２０ワット／ガロンの十分な電力密度のオーバフロータンク内にて脱イオン化水又は脱イオン化水及びイソプロピルアルコールの混合溶液で約２０分間超音波洗浄される；
（ｆ）前記ポリシリコンプロセスキットからのすべての化学洗浄溶液及び粒子の除去を確実にするために、前記ポリシリコンプロセスキットをクラス１００クリーンルーム環境内で、超純粋脱イオン化水リンス及び／又は十分な電力密度の超音波振動及び／又はその組み合わせからなる群から選ばれる方法によって処理するステップ；前記ポリシリコンプロセスキットは、最初に超純粋脱イオン化水を含有するオーバフロー式リンスタンク内で約５〜１０分間リンスされ、その後１０ワット／ガロンの十分な電力密度のオーバフロー式超音波タンク内で約２０分間超音波洗浄され、その後クラス１００クリーンルーム内で超純粋脱イオン化水で約１０分間最終リンスされる；
（ｇ）前記ポリシリコンプロセスキットが所定の清浄度規格に達したことを確認するために前記ポリシリコンプロセスキットの清浄度をクラス１００クリーンルーム環境内で監視するステップ；このステップでは、前記ポリシリコンプロセスキットが２５０，０００粒子／ｃｍ２より低い所定の清浄度規格に達したことを確認するために、このキットは前記洗浄中液体粒子カウンタでオンライン監視される；
（ｈ）前記ポリシリコンプロセスキットを前記洗浄プロセス中に吸収されたすべての洗浄溶液並びに水蒸気、化学物質を除去するとともにトラップを吐き出させるために十分な高温度にさらすステップ；このステップでは、前記ポリシリコンプロセスキットは約２０リットル／分の適切な流量の連続窒素ガスパージにより約１１０℃の温度に約２４０分間さらされ、次に前記ポリシリコンプロセスキットは、その取り出し前に、クラス１００クリーンルーム内で２０リットル／分の適切な流量の連続純粋窒素ガスパージで約１８０分冷却され、前記高温度にさらされるステップ中前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットはそのシリコン被覆表面が下向きにされる；
（ｉ）シリコン被覆表面をクラス１００クリーンルーム環境内で、しみ、汚れ、欠陥及び損傷について検査するステップ；このステップでは、粒子汚染は１粒子／インチ２より小さい規格を有する；
（ｊ）前記シリコン被覆アルミニウムプロセスキットをクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて包装するステップ；二重バッグの内部バッグは清浄なリントフリーのナイロンバッグであり、外部バッグはアミド及びシリコンフリーのポリエチレンバッグである；
を備える精密洗浄及び回復方法。
【請求項１２】
プラズマドーピングチャンバの石英プロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復方法であって、前記石英プロセスキットはそれぞれプラズマ露出表面を有する(i)ＲＦウィンドウシールドライナコンポーネント、(ii)上部ウィンドウシールドライナコンポーネント及び(iii)ペデスタルブッシングシールドライナコンポーネントからなり、前記方法は以下のステップ；
（ａ）ＲＦウィンドウシールドライナコンポーネント、上部ウィンドウシールドライナコンポーネント及びペデスタルブッシングシールドライナコンポーネントからなる石英プロセスキット（シリコン被覆表面及び非シリコン被覆表面を含む）を損傷、剥離、変色、しみ及び／又は異常について検査し文書化するステップ； 
（ｂ）有機汚染を除去するために前記石英プロセスキットをアセトン及び／又はイソプロピルアルコールからなる洗浄溶液からなる洗浄溶液に５〜１０分間接触させ、その後脱イオン化水により十分な圧力で約５分間スプレーリンスするステップ； 
（ｃ）(i)ＲＦウィンドウシールドライナコンポーネント、(ii)上部ウィンドウシールドライナコンポーネント及び(iii)ペデスタルブッシングシールドライナコンポーネントを含む前記石英プロセスキットを３ステップの正確な化学的方法でテクスチャ化するステップ：このステップでは、石英表面が３ステップの正確な化学的方法で洗浄され、再テクスチャ化され、回復され、 (a)最初に、過酸化水素、水酸化アンモニア及び脱イオン化水を１：１：５の容積比（溶液の全容積に基づく容積の比）で含有する化学混合水溶液（Ｈ２Ｏ２：ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２０）に１５分間完全に浸漬するステップ、(b)第２に、塩酸（ＨＣｌ）を１：３の容積比（溶液の全容積に基づく容積の比）で含有する化学水溶液に１５分間浸漬し、次に適切な圧力の脱イオン化水でスプレーリンスするステップ、及び(c)最後に、１０％の硝酸（ＨＮＯ３）及び１％のフッ化水素（ＨＦ）を含む化学混合水溶液に１０分間浸漬し、次に適切な圧力の脱イオン化水でスプレーリンスするステップを含む； 
（ｄ）前記石英表面からのすべての化学洗浄溶液及び粒子の除去を確実にするために、(i)ＲＦウィンドウシールドライナコンポーネント、(ii)上部ウィンドウシールドライナコンポーネント及び(iii)ペデスタルブッシングシールドライナコンポーネントを含む前記石英プロセスキットを、クラス１００クリーンルーム環境内で、超純粋脱イオン化水リンス及び／又は十分な電力密度の超音波振動及び／又はその組み合わせからなる群から選ばれる方法によって処理するステップ；前記石英プロセスキットは、最初に超純粋脱イオン化水を含有するオーバフロー式リンスタンク内で約１０分間リンスされ、その後１０ワット／ガロンの十分な電力密度のオーバフロー式超音波タンク内で約３０分間超音波洗浄され、その後クラス１００クリーンルーム内で超純粋脱イオン化水で約１０分間最終リンスされ；
（ｅ）前記石英プロセスキットが所定の清浄度規格に達したことを確認するために前記石英プロセスキットの清浄度をクラス１００クリーンルーム環境内で監視するステップ；このステップでは、前記石英プロセスキットが２００，０００粒子／ｃｍ２より低い所定の清浄度規格に達したことを確認するために、前記石英プロセスキットは前記洗浄中液体粒子カウンタでオンライン監視される；
（ｆ）前記石英プロセスキットを前記洗浄プロセス中にすべての洗浄溶液及び薬品を除去するために高温にさらすステップ；このステップでは、前記石英プロセスキットは約２０リットル／分の適切な流量の連続窒素ガスパージにより約１２０℃の温度に約６０分間さらされ、次に、その取り出し前に、クラス１００クリーンルーム内で２０リットル／分の適切な流量の連続純粋窒素ガスパージで約６０分間冷却される；
（ｇ）前記石英表面をクラス１００クリーンルーム環境内で、しみ、汚れ、欠陥及び損傷について検査するステップ；このステップでは、粒子汚染は１粒子／インチ２より小さい規格を有する；
（ｈ）前記石英プロセスキットをクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて包装するステップ；二重バッグの内部バッグは清浄なリントフリーのナイロンバッグであり、外部バッグはアミド及びシリコンフリーのポリエチレンバッグである；
を備える精密洗浄及び回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１． 発明の背景
1.1  技術分野
本発明は、基板処理システムを維持（保守）する技術及びシステムに関し、より詳しくはプラズマ処理システム及びそのコンポーネントを損傷を与えることなく維持（保守）する技術及びシステムに関する。
【０００２】
1.2  関連技術
近年、基板にイオン化不純物をドーピングするプラズマドーピング（ＰＬＡＤ）に大きな進歩が達成されている。プラズマドーピングの詳細は、"Column of Shallow Junction Ion Doping of Figure 30 of Front End Process in International Technology Roadmap for Semiconductors 2001 Edition (ITRS2001)" and "International Technology Roadmap for Semiconductors 2003 Edition (ITRS2003)"に次世代のイオン注入技術として記載されている。
【０００３】
ＰＬＡＤ法で使用されるシステムは、誘電体ウィンドウを含むチャンバを備えることができる。このシステムは更に、プラズマを発生するプラズマ源、チャンバ内に置かれたプラテン及びその上に置かれる基板、及びプラテン及び基板にバイアス電圧を供給するバイアス電圧源を備えることができる。プラズマ源は、誘導結合プラズマ源、容量結合プラズマ源、トロイダルプラズマ源、ヘリコーンプラズマ源、ＤＣプラズマ源、リモートプラズマ源、及び下流プラズマ源とすることができる。プラズマ源が誘導結合プラズマ源である場合には、このプラズマ源はチャンバの誘電体ウィンドウに近接して位置する少なくとも一つのアンテナを備えることができる。このアンテナはインピーダンス整合回路を介してＲＦ電源に結合することができる。
【０００４】
動作状態において、基板及び基板を支持するプラテンがチャンバ内に置かれる。加えて、所望の種を含むプロセスガスがチャンバ内に導入される。例えば、ジボラン、ＢＦ３又はＡｓＰＨ３を導入することができる。その後、ＲＦ電流がチャンバの外部に位置するアンテナに供給される。その結果ＲＦエネルギーがアンテナから誘電体ウィンドウを介してプロセスガスに伝達され、ガスがプラズマに変換される。発生されたプラズマは基板に接し、所望の種のイオンを含む。その後、基板にバイアス電圧が供給され、所望の種のイオンが基板に引き付けられ、次いで基板内に導入される。伝統的なビームラインイオン注入システムに比較して、ＰＬＡＤシステムは遥かに低いエネルギーで遥かに高いドーズ量のイオンを基板に注入することができる。
【０００５】
従来のＰＬＡＤシステムのチャンバ壁はアルミニウムからなるものとすることができ、それは、アルミニウムは腐食性プロセスガスに耐えるとともに、アルミニウムは容易に所望の形に成形できるからである。一方、誘電体ウィンドウはＡｌ２０３の誘電体ウィンドウとすることができる。アルミニウムベースのチャンバ壁及び誘電体ウィンドウは、いくつかの点で有利であるが、金属汚染源として作用し得る。例えば、ＰＬＡＤプロセス中にチャンバ壁及び誘電体ウィンドウからの材料がスパッタされ、スパッタされた材料が不所望な汚染物質として基板に導入され得る。金属汚染を低減するために、ＰＬＡＤシステムはチャンバをプロセスからシールドし保護するように設計された幾つかの不活性プロセスキットを含むことができる。その一方で、チャンバ内に含まれる他のコンポーネントはシリコン被膜などの不活性非汚染被膜で被覆することができる。
【０００６】
プラズマドーピングプロセス中に、チャンバ内の満足なプロセス制御状態を維持するためにＢＦ３洗浄プロセスが周期的に使用される。しかし、これはしばしばプロセスキット及びチャンバコンポーネントのエッチングという不所望な効果を生じ、若干のプロセス残留物、例えば不所望な金属ドーパント残留物をチャンバ内のプロセスキットの表面に堆積させる。有機及び無機副産物もこれらのプロセスキット及びチャンバ部分の表面に堆積され得る。これらのプラズマドーピング副産物は一般にある程度の濃度の有機及び金属又は無機不純物を含み得る。プロセス残留物の組成はプロセスガスの組成、ドープされる材料、及び基板上の材料の組成に依存し得る。様々なタイプの汚染物質があり、一般に金属、粒子及び有機のカテゴリに分類できる。プロセスキット及びチャンバ部分の表面へのこれらの不所望な金属ドーパント残留副産物の蓄積はウェハ製造にいくつかの問題、例えば粒子及び有機及び金属不純物による基板の汚染を生じ得る。そして、プロセスケミストリの変更又は停止による適切なウェハ製造の妨害のみならず、ドーズ量計数電子回路によるイオンドーズ量の正確な計算ができなくなることも起こり得る。これらの事態は予測不能であり、ウェハ製品を汚染する可能性があるため、プラズマドーピングプロセスに若干の不確実性を与える。
【０００７】
その結果、所定数のウェハを処理した後に、これらの汚染されたプロセスキットは定期的にＰＬＡＤチャンバから取り外し、精密リサイクル洗浄処理を（例えば溶剤又は酸又は塩基性溶液によって又は従来知られている種々の化学的又は物理的方法によって）施した後に、ＰＬＡＤチャンバ内に再び組み込む必要がある。しかし、一部のプラズマドーピングプロセスにおいては、コンポーネント上に形成されたプロセス残留物は洗浄が困難な組成を有する。その結果、これらの残留物がコンポーネント上に次第に蓄積し、最終的にはコンポーネントの故障を生じることになる。
【０００８】
プロセスキットをリサイクル洗浄し、汚染物質を要望どおりに有効に除去するために、リサイクル洗浄及び回復処理中にプロセスキットのベース材料も若干量除去されるため、プロセスキットの寿命が短くなる。リサイクル洗浄及び回復処理をともなうＰＬＡＤプロセスの多数のサイクルの実行後には、プロセスキットのベース材料が多量に除去され、コンポーネントはもはや目的の機能を適切に実行するための許容交差を満足しなくなる。
【０００９】
以上を考慮すると、上述した欠点及び短所を克服するために、プラズマベースイオン注入内の一組のプロセスキット及び被覆チャンバコンポーネントを設計し提供すること；プロセスキット上に形成されるプロセス残留物、特に化学的に硬質のプロセス残留物を有効に効率よく洗浄する高信頼性の精密洗浄方法；清浄なプロセスキット及びチャンバ部分（原装置に匹敵する清浄度及び構造完全性を有する）、最大のＰＬＡＤチャンバ性能及び最小ＰＬＡＤ装置休止時間（処理されるウェハ製品の最小許容処理歩留まりを維持しながら）を得るための有効で適切な洗浄方法、プロシージャ及びレシピ；及び洗浄プロセス中にプロセスキットへの損傷を防止又は低減することが望まれる。その理由は、不正確な精密洗浄方法が使用されると、プロセスキット及びチャンバ部分が修復不能に損傷され、プロセスキット及びチャンバ部分の寿命が大幅に短くなるためである。
【００１０】
1.3  参考文献
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【００１１】
2.発明の概要
本発明は、プラズマドーピングチャンバの内部表面を劣化及び不所望の粒子、凝縮汚染及びチャンバ内で発生される金属ドーパント材料からシールドし保護し得る、半導体材料処理に使用される一組のプラズマドーピングプロセスキットを提供する。前記一組のプラズマドーピングプロセスキットは以下のコンポーネントを備える。
【００１２】
（ａ）アルミニウム材料からなり、高い純度のシリコン材料で被覆された内部表面を有するチャンバシールドライナコンポーネントであり、そのシリコンテクスチャ表面は約２００〜３００μinの平均表面粗さＲａを有し、約２００〜４００μｍの皮膜厚さを有する。このアルミニウムベースシールドライナはチャンバの内部表面を少なくとも部分的に覆うように構成された構造であり、重量％で少なくとも９９．００％のＡｌ、≦０．１０％のＣｕ、≦０．１０％のＭｇ、≦０．０１５％のＭｎ、≦０．０２％のＣｒ、≦０．０７％のＦｅ、≦０．０２５％のＺｒ、≦０．０６％のＳｉ、≦０．０１５％のＴｉ及び≦０．０１５％の全残留元素を含む。このシールドライナ構造は少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のシリコン皮膜のテクスチャ内部表面を備える。
【００１３】
（ｂ）アルミニウム材料からなり、シリコン被覆テクスチャ表面を有する冷却バッフルプレートコンポーネントであり、そのシリコンテクスチャ表面は約２００〜３００μinの平均表面粗さＲａを有し、約１５０〜３００μｍの皮膜厚さを有する。このアルミニウムベースシールドライナはチャンバの内部表面を少なくとも部分的に覆うようにされた構造であり、重量％で少なくとも９９．００％のＡｌ、≦０．１０％のＣｕ、≦０．１０％のＭｇ、≦０．０１５％のＭｎ、≦０．０２％のＣｒ、≦０．０７％のＦｅ、≦０．０２５％のＺｒ、≦０．０６％のＳｉ、≦０．０１５％のＴｉ及び≦０．０１５％の全残留元素を含む。この冷却バッフルプレート構造は少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のシリコン皮膜のテクスチャ内部表面を備える。
【００１４】
（ｃ）少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のシリコン皮膜のテクスチャ内部表面を備えるポリシリコン材料からなり、基板の周囲にテクスチャ表面を有するプラテンシールドリングコンポーネントであり、そのテクスチャ表面は約１０〜２０μinの平均表面粗さＲａを有し、約２００オーム未満の表面抵抗率を有する。
【００１５】
（ｄ）少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全残留元素を含む高純度の石英材料からなり、０．０８０インチの厚さを有し、テクスチャ表面を有するＲＦウィンドウシールドライナコンポーネントであり、そのテクスチャ表面は約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する。
【００１６】
（ｅ）少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全残留元素を含む高純度の石英材料からなり、０．０８０インチの厚さを有し、テクスチャ表面を有する上部ウィンドウシールドライナコンポーネントであり、そのテクスチャ表面は約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する。
【００１７】
（ｆ）少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全残留元素を含む高純度の石英材料からなり、０．１６７インチの厚さを有し、テクスチャ表面を有するペデスタルブッシングシールドライナコンポーネントであり、そのテクスチャ表面は約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する。
【００１８】
（ａ）チャンバシールドライナ及び（ｂ）冷却バッフルプレートからなる汚染されたシリコン被覆アルミニウムプロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復方法が使用され、該方法は以下のステップを含む。
【００１９】
（ａ）シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの受入検査：受入検査時に、(ａ)チャンバシールドライナ及び（ｂ）冷却バッフルプレートを含むシリコン被覆アルミニウムプロセスキットが顧客から受け取られ、クリーン検査テーブル上に注意深く置かれる。次にシリコン被覆表面が損傷及び／又は異常について検査される。これに続いて、シリコン被覆表面及び非被覆表面がピット、スケール、亀裂及びへこみ、圧痕、剥離、混入、層間剥離、変色及びしみについて検査が行われる。次に(ａ)チャンバシールドライナ及び（ｂ）冷却バッフルプレートの表面粗さ及び皮膜厚さプロファイルの測定が行われ、シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの状態が規定のガイドラインを用いて文書化される。文書化にはディジタル写真並びに重要データのログが含まれる。
【００２０】
（ｂ）シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの前洗浄：シリコン被覆アルミニウムプロセスキットは異物を除去するために前洗浄することができる。この前洗浄方法は、限定はされないが、必要に応じグロス汚染を除去するために、シリコン被覆アルミニウムプロセスキットを加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；又は熱ショック及び物理的衝撃により残留物を除去するために、ドライアイスペレットの小さなフレークのストリームを吹き付ける二酸化炭素スノーバラスト洗浄方法；又はアセトン及び／又はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）に浸漬後有機汚染を拭き取る方法；又は過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の溶液に浸漬後脱イオン化水でリンスし、余分の水を除去するためにろ過された加圧乾燥空気でブロー乾燥する方法を含むことができる。
【００２１】
（ｃ）シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの機械的処理及びテクスチャ化：これは、ウェット研磨及び／又は機械的ウェットブラスト法を含む精密機械洗浄及びテクスチャ化方法である。この方法はシリコン被覆アルミニウム表面の汚染の程度を評価し、再テクスチャ化手順を決定するステップを含む。例えば、シリコン被覆表面上に重度の汚染が観察される場合には、再テクスチャ化は、大きな黒く汚染されたしみ及びピットが除去され、均等に清浄な表面が達成されるまで、粗いダイアモンド粒子パッド又はブラストビーズで始めることができる。シリコン被覆表面上に軽微な汚染が観察される場合には、再テクスチャ化は、均等に清浄な表面が達成されるまで、中位のダイアモンド粒子パッド又はブラストビーズで始めることができる。ブラストビーズの場合には、被覆されてないチャンバシールドライナ及び冷却バッフルプレート表面をマスキングテープ、ブラストプラスタ及びアルミニウム箔でマスクして、被覆されてない表面をテクスチャ化損傷から保護する必要がある。次に使用するダイアモンド粒子パッドのグレードの選択及び順序が決定される。次にシステム被覆アルミニウムプロセスキットがターンテーブルの上に固定される。堆積が除去され、表面粗さが達成されるまで、酸化シリコンビーズのような適切なテクスチャ化媒体を用いてウェットテクスチャ化手順が実行される。ウェットバラストの終了時に、キットは脱イオン加水で洗浄され、ブロー乾燥される。次に、目に見えるワイパへの残留物の移転が観察されなくなるまで、表面が拭き取られる。シリコン被覆表面の表面粗さは２００〜３００μinの範囲内にすべきである。で洗浄される。
【００２２】
（ｄ）ポリシリコンプロセスキットの後洗浄：これはテクスチャ化処理後に粒子を除去するために実行される後洗浄方法である。この方法は、一般に、プラテンシールドリングにトラップされ得る粒子を開放するためにプラテンシールドリングを熱い脱イオン化水中に浸漬するステップを含む。次に、ポリシリコン表面から粒子を除去するために、プラテンシールドリングを十分な電力密度のオーバフロー式（有効な流体交換が容易）脱イオン化水超音波タンクに高温度にて浸漬する。超音波洗浄中ポリシリコンプラテンシールドを超音波浴内で振動させるとトラップされた粒子の除去に役立つ好ましくは、次に シリコン被覆表面を二酸化炭素ブラストマシン（二酸化炭素ペレット）でアイスバラスト処理する。その後、シリコン被覆キット（ガス孔及びプロファイルを含む）を脱イオン化水でリンスし、次いで脱イオン化水及びイソプロピルアルコールの混合溶液で超音波洗浄して水溶性ドーパント汚染物質を除去する。この方法は、シリコン被覆された表面及びされてない表面の両方を損傷／異常（表面にくず、亀裂、へこみ、変色、しみがないか）について検査することにより続行される。回復されたシリコン被覆プロセスキットの表面粗さは２００〜３００μin以内とすべきである。皮膜厚さは、チャンバシールドライナに対して約２００μｍ、バッフルに対して最小で１５０μｍ（基板を暴露しない）とすべきである。
【００２３】
（ｅ）シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの最終クラス１００洗浄：これは、(ａ)チャンバシールドライナ及び（ｂ）冷却バッフルプレートを含むシリコン被覆アルミニウムプロセスキットには有機／無機、金属及び粒子状不純物が存在しないこと及び物理的表面形態が無傷のままであることを確認し検証するための最終クラス１００洗浄、ベーキング及び証明方法である。この方法は、一般に、シリコン被覆キットを超純粋脱イオン化水を含有するオーバフロー式（有効な流体交換が容易）リンスタンク内でリンスするステップを含む。好ましくは、すべての化学洗浄溶液の除去を確実にするために少なくとも３回のリンスを行うべきである。もう一つの方法として、シリコン被覆プロセスキットを脱イオン化水でリンスだけすることができる。次に、キットを十分な電力密度のオーバフロー式超音波タンク内で一定期間リンスする。続いてクラス１００クリーンルーム内で超純粋脱イオン化水でリンスする。超純粋脱イオン化水は０．１μｍに至るすべての粒子を除去するように限外ろ過されている。この洗浄中、シリコン被覆アルミニウムキットが５００，０００粒子／ｃｍ２より小さい所定の清浄度規格を達成したかを確認するために、液体粒子カウンタを用いてキットを監視する。次に、プロセスキットは１００クラスクリーンルーム環境内で限外ろ過された圧縮乾燥空気でブロー乾燥される。この処理の終了後に、シリコン被覆キットは洗浄処理中に吸収されたすべての洗浄溶液並びに水蒸気、化学物質を除去するとともにトラップを吐き出させるのに十分な高温度にさらされる。一つの方法では、キットをチャンバ内で十分な温度で一定期間熱風乾燥する。もう一つの方法では、連続窒素パージ式クラス１００無塵空気乾燥器を用いて十分な温度で一定の期間固定の入力流量でキットをベーキングする。シリコン被覆キットは、乾燥器から取り出す前に、クラス１００クリーンルーム内において乾燥器内で連続純粋窒素ガスパージにより冷却される。  次に、シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの表面処理部分（例えば被覆表面、バラスト処理表面、非被覆表面など）について、皮膜の剥離がないこと並びにしみ、汚れ、欠陥、破壊、掻き傷及びへこみ（特にプロセスキットの内端に）ないことを確かめるために、検査が行われる。クラス１００クリーンルーム環境内で、ＱIII表面粒子カウンタを用いて１粒子／インチ２より小さい規格まで表面粒子数が測定される。このシリコン被覆アルミニウムプロセスキットの物理的表面形態の試験は、洗浄処理の終了時にそのキットが無傷であることを保証するために行われる。検査の結果は規定のガイドラインに基づいて証明される。上述のステップは、シリコン被覆アルミニウムプロセスキットが清浄で、表面粒子数規格を満足するまで繰り返される。キットは次に最終検査され、プロセスキットの限界寸法が文書化される。その文書はディジタル写真並びに限界データのログを含む。
【００２４】
（ｆ）シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの包装、識別及び発送：これは、(ａ)チャンバシールドライナ及び（ｂ）冷却バッフルプレートを含むシリコン被覆アルミニウムプロセスキットを識別し、清浄に且つ損傷を受けずに維持されるように注意深く包装する包装、識別及び発送方法である。この方法は、一般に、シリコン被覆アルミニウムプロセスキットをクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて包装し真空密封するステップを含み、二重バッグの内部バッグは清浄なリントフリーのナイロンバッグであり、外部バッグはアミド及びシリコンフリーのポリエチレンバッグである。バッグは空気を排出するために純粋窒素ガスでパージされる。真空パックは、シリコン被覆アルミニウムプロセスキットの完全なクラス１００真空密封を保証するために漏れ及び破れについて検査される。次にシリコン被覆アルミニウムプロセスキットの品質が確認され、正しいパッキングリストが生成され、配送順に従ってシリコン被覆アルミニウムプロセスキットに適切なラベルが付される。次にキットは独自設計のコンテナボックス内にシリコン被覆アルミニウムプロセスキットを適切に保護し固定するように設計されたクッションとともに梱包される。
【００２５】
(ａ)チャンバシールドライナ及び（ｂ）冷却バッフルプレートを含むシリコン被覆アルミニウムプロセスキットは、リサイクルされるシリコン被覆キットが製品規格に合致することを保証するために、精密洗浄及び回復の前後で検査するのが好ましい。検査は、例えば寸法（例えば厚さ）、表面粗さ（例えば２００−３００μin）、表面清浄度及び表面粒子を測定するステップを含むことができる。更に、回復されたシリコン被覆アルミニウムプロセスキットが許容性能を示すことを保証するために、回復されたシリコン被覆アルミニウムプロセスキットのＰＬＡＤプラズマドーピングチャンバ性能を試験するのが好ましい。ポストプロセス処理は完全に組み立てられたＰＬＡＤ装置内におけるシリコン被覆アルミニウムプロセスキットを試験するステップを含み、他のポストプロセス処理も当業者に明らかである。
【００２６】
プラテンシールドリングからなる汚染されたポリシリコンプロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復方法が使用され、該方法は以下のステップを含む。
【００２７】
（ａ）ポリシリコンプロセスキットの受入検査：受入検査時に、プラテンシールドリングを含むポリシリコンプロセスキットが顧客から受け取られ、クリーン検査テーブル上に注意深く置かれ、表面損傷及び／又は異常について検査される。ポリシリコン表面は、ピット、スケール、亀裂及びへこみ、圧痕、剥離、混入、変色及びしみについて検査される。次に表面粗さ及び表面抵抗率が測定される。ポリシリコンプロセスキットの状態は規定のガイドラインに従って文書化される。文書にはディジタル写真並びに限界データのログが含まれる。
【００２８】
（ｂ）ポリシリコンプロセスキットの前洗浄；ポリシリコンプロセスキットは異物を除去するためにアセトン及び／又はイソプロピルアルコールで前洗浄することができる。この方法は、限定はされないが、熱ショック及び物理的衝撃の組み合わせにより残留物を除去するために、ドライアイスペレットの小さなフレークのストリームを吹き付ける二酸化炭素スノーバラストステップ、またアセトンに浸績し、その後有機汚れ又は堆積を拭い取るステップか、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の溶液に浸績し、その後脱イオン化水でリンスし、次にろ過された圧縮乾燥空気でブロー乾燥するステップを含むことができる。
【００２９】
（ｃ）ポリシリコンプロセスキットの機械的処理及びテクスチャ化；これは、これは、ウェット研磨及び／又は機械的ウェットブラストを含む精密機械洗浄及びテクスチャ化方法である。この方法は、プラテンシールドリングのポリシリコン表面の汚染の程度を評価するステップと、再テクスチャ化手順を決定するステップを含む。例えば、シリコン被覆表面上に重度の汚染が観察される場合には、再テクスチャ化は、大きな黒く汚染されたしみ及びピットが除去され、均等に清浄な表面が達成されるまで、粗いダイアモンド粒子パッドで始めることができる。シリコン被覆表面上に軽微な汚染が観察される場合には、再テクスチャ化は、均等に清浄な表面が達成されるまで、中位のダイアモンド粒子パッドで始めることができる。使用するダイアモンド粒子パッドのグレードの選択及び順序が次に決定される。プラテンシールドリングはターンテーブル上に固定される。ウェット再テクスチャ化手順は、第１組の荒いフォーメックスダイアモンド粒子パッドを用いてプラテンシールドリングのポリシリコン表面で開始され、その後大きな堆積が除去され、表メッセージならサービス及び表面抵抗率が達成されるまで、第２組のフォーメックスダイアモンド粒子パッドでプラテンシールドリングのポリシリコン表面の再テクスチャ化が行われる。次にキットは加圧脱イオン加水でウォータージェットされ、ブロー乾燥される。次に、目に見えるワイパへの残留物の移転が観察されなくなるまで、表面が拭き取られる。シリコン被覆表面の表面粗さは１０−２０μinの範囲内にすべきであり、プラテンシールドリングの表面抵抗は２００オームより低くすべきである。
【００３０】
（ｄ）ポリシリコンプロセスキットの後洗浄：これは再テクスチャ化プロセス後に実行される粒子を除去するための後洗浄方法である。この方法は、プラテンシールドリングにトラップされ得る粒子を開放するためにプラテンシールドリングを熱い脱イオン化水に浸漬ステップを含む。次に、ポリシリコン表面から粒子を除去するためにプラテンシールドリングを電力密度のオーバフロー式（有効な流体交換が容易）脱イオン化水超音波タンクに高温度にて一定期間浸漬する。超音波洗浄中ポリシリコンプラテンシールドリングを超音波浴内で振動させるとトラップされた粒子の除去に役立つ。次に プラテンシールドリング（ガス孔及びプロファイルを含む）を加圧脱イオン化水でリンスし、脱イオン化水及びイソプロピルアルコールの混合溶液で超音波洗浄して水溶性ドーパント汚染物質を除去する。プラテンシールドリングは次にポリシリコン表面の損傷／異常（表面にくず、亀裂、へこみ、変色、しみがないか）について検査される。回復されたポリシリコンプラテンシールドリングの表面粗さは１０〜２０μinにすべきである。表面抵抗率は２００オームより小さくすべきである。
【００３１】
（ｅ）ポリシリコンプロセスキットの最終クラス１００洗浄：これは、ポリシリコンプロセスキットには有機／無機、金属及び粒子状不純物が存在しないこと及び物理的表面形態が無傷のままであることを確認し検証するための最終クラス１００洗浄、ベーキング及び証明方法である。この方法は、一般に、クラス１００クリーンルーム内においてポリシリコンプロセスキットをオーバフロー式（有効な流体交換が容易）超純粋脱イオン化水リンスタンク内でリンスし、続いて十分な電力密度の別のオーバフロー式超純粋脱イオン加水超音波リンスタンク内で一定期間リンスするテップを含む。この洗浄中、ポリシリコンプロセスキットが５００，０００粒子／ｃｍ２より小さい所定の清浄度規格を達成したかを確認するために、液体粒子カウンタを用いてキットを監視する。プラテンシールドリングが規定の清浄度レベルに達しない場合には処理が繰り返される。次に、プロセスキットは１００クラスクリーンルーム環境内で限外ろ過された圧縮乾燥空気でブロー乾燥される。この処理の終了後に、ポリシリコンプロセスキットは洗浄処理中に吸収されたすべての洗浄溶液並びに水蒸気、化学物質を除去するとともにトラップを吐き出させるのに十分な高温度にさらされる。一つの方法では、キットをチャンバ内で十分な温度で一定期間熱風乾燥する。もう一つの方法では、連続窒素パージ式クラス１００無塵空気乾燥器を用いて十分な温度で固定の入力流量で一定の期間キットをベーキングする。ポリシリコンプロセスキットは、乾燥器から取り出す前に、クラス１００クリーンルーム内において乾燥器内で連続純粋窒素ガスパージにより冷却される。次に、ポリシリコンプロセスキットの表面について、しみ、汚れ、欠陥、破壊、掻き傷及びへこみ（特にプロセスキットの縁に）ないことを確かめるために、検査が行われる。クラス１００クリーンルーム環境内で、ＱIII表面粒子カウンタを用いて１粒子／インチ２より小さい規格まで表面粒子数が測定される。このシリコン被覆アルミニウムプロセスキットの物理的表面形態の試験は、洗浄処理の終了時にそのキットが無傷であることを保証するために行われる。検査の結果は規定のガイドラインに基づいて証明される。上述のステップは、ポリシリコンプロセスキットが清浄で、表面粒子数規格を満足するまで繰り返される。キットは次に最終検査され、プロセスキットの限界寸法が文書化される。文書はディジタル写真並びに限界データのログを含む。
【００３２】
（ｆ）ポリシリコンプロセスキットの包装、識別及び発送：これは、ポリシリコンプロセスキットを識別し、清浄に且つ損傷を受けずに維持されるように注意深く包装する包装、識別及び発送方法である。この方法は、一般に、ポリシリコンプロセスキットをクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて包装し真空密封するステップを含み、二重バッグの内部バッグは清浄なリントフリーのナイロンバッグであり、外部バッグはアミド及びシリコンフリーのポリエチレンバッグである。バッグは空気を排出するために純粋窒素ガスでパージされる。真空パックは、ポリシリコンプロセスキットの完全なクラス１００真空密封を保証するために漏れ及び破れについて検査される。次にポリシリコンプロセスキットの品質が確認され、正しいパッキングリストが生成され、配送順に従ってポリシリコンプロセスキットに適切なラベルが付される。次にキットは独自設計のコンテナボックス内にポリシリコンプロセスキットを適切に保護し固定するように設計されたクッションとともに梱包される。
【００３３】
プラテンシールドリングは、リサイクルされるプラテンシールドリングが製品規格に合致することを保証するために、精密洗浄及び回復の前後で検査するのが好ましい。検査は、例えば寸法（例えば厚さ）、シリコン表面抵抗率（ワニ口クリップ付きマルチメータで２００オームより小さい規格まで）、表面粗さ（例えば１０−２０μin）、表面清浄度及び表面粒子数を測定するステップを含むことができる。更に、回復されたポリシリコンプロセスキットが許容性能を示すことを保証するために、回復されたポリシリコンプロセスキットのＰＬＡＤプラズマドーピングチャンバ性能を試験するのが好ましい。ポストプロセス処理は完全に組み立てられたＰＬＡＤ装置内におけるプラテンシールドリングを試験するステップを含み、他のポストプロセス処理も当業者に明らかである。
【００３４】
（ａ）ＲＦウィンドウシールドライナ、（ｂ）上部ウィンドウシールドライナ及び（ｃ）ペデスタルブッシングシールドライナから成る汚染された石英プロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復方法が使用され、該方法は以下のステップを含む。
【００３５】
（ａ）石英プロセスキットの受入検査：受入検査時に、（ａ）ＲＦウィンドウシールドライナ、（ｂ）上部ウィンドウシールドライナ及び（ｃ）ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プラテンキットが顧客から受け取られ、クリーン検査テーブル上に注意深く置かれ、石英表面の損傷及び／又は異常について検査される。石英表面は、ピット、スケール、亀裂及びへこみ、圧痕、剥離、混入、変色及びしみについて検査される。石英表面の粗さが測定され、石英プロセスキットの状態が規定のガイドラインに従って文書化される。文書にはディジタル写真並びに限界データのログが含まれる。
【００３６】
（ｂ）石英プロセスキットの前洗浄：石英プロセスキットは異物を除去するために前洗浄することができる。この前洗浄方法は、限定はされないが、（必要に応じ）グロス汚染を除去するために、石英プロセスキット（テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を除去するために石英プロセスキット（テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具で保持される）をアセトン溶液に浸漬する。必要に応じ、リントフリーポリエステルのシールドワイパが石英プラテンキットの清浄化に使用される。その後石英プラテンキットは加圧脱イオン化水でリンスされ、次に余分の水を除去するためにろ過された圧縮乾燥空気でブロー乾燥される。
【００３７】
（ｃ）制御された環境内における石英プラテンキットの化学的処理；これは、クラス１０，０００の制御された環境内で有機／無機及び金属堆積汚染物質を除去する精密化学洗浄方法である。この方法は、一般に、石英プラテンキット（テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具で保持される）を適切な所定の体積比（溶液の全体積に基づく）の過酸化水素、水酸化アンモニウム及び水（Ｈ２Ｏ２：ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２０）の混合化学水溶液を含む薬品タンク内に浸漬又は没入させるステップを含む。次に石英プロセスキット（テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定グループで保持される）を脱イオン化水でスプレーリンスされ、限外ろ過された圧縮乾燥空気でブロー乾燥される。次に、石英プロセスキット（テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具で保持される）は、全体積に基づく適切な所定の体積比の塩酸（ＨＣｌ）を含む化学水溶液内に浸漬又は没入される。次に石英プロセスキットは、加圧脱イオン化水でスプレーリンスされ、限外ろ過された圧縮乾燥空気でブロー乾燥される。次に、石英プロセスキット（テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具で保持される）は、全体積に基づく適切な所定の体積比の硝酸（ＨＮＯ３）及びフッ化水素（ＨＦ）を含む化学混合水溶液の化学タンク内に浸漬又は没入される。次に石英プロセスキットは加圧脱イオン化水でスプレーリンスされ、限外ろ過された圧縮乾燥空気でブロー乾燥される。石英プロセスキットの品質は石英プロセスキットの表面清浄度及び状態を検査することにより決定される。石英プロセスキットは汚染及び誤った洗浄又は損傷の兆候について検査してもよい。石英プロセスキットは、脱イオン化水で満たされたＰＥタンクにおける最終洗浄のためにクラス１００クリーンルーム環境へ移送される。
【００３８】
（ｄ）石英プロセスキットの最終クラス１００洗浄、ベーキング及び証明：これは、石英プロセスキットには有機／無機、金属及び粒子状不純物が存在しないこと及び物理的表面形態が無傷のままであることを確認し検証するための最終クラス１００洗浄、ベーキング及び証明方法である。この方法は、一般に、すべての化学洗浄溶液を除去するために、ポリシリコンプロセスキットを超純粋脱イオン化水でリンスし、続いて純粋脱イオン加水を含むオーバフロー式超超音波リンスタンク内で更にリンスするテップを含む。このプロセスは、クラス１００クリーンルーム内にて石英プロセスキット（テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具で保持される）を十分な電力密度の超純粋脱イオン化水（１８メガオーム／ｃｍ以上の抵抗率）を含むオーバフローリンスタンク内で一定の期間リンスすることによって続けられる。この洗浄中、石英プロセスキットは５００，０００粒子／ｃｍ２より小さい所定の清浄度規格を達成したかを確認するために、液体粒子カウンタを用いて監視される。超音波洗浄後に、石英プロセスキットはクリーンルーム環境内にて加圧長純粋脱イオン加水でリンスされ、次いで限外ろ過された加圧窒素ガスでブロー乾燥される。プラテンシールドリングが規定の清浄度レベルに達しない場合にはこの処理が繰り返される。次に、石英プロセスキットは洗浄処理中に吸収されたすべての洗浄溶液並びに水蒸気、化学物質を除去するとともにトラップを吐き出させるのに十分な高温度にさらされる。一つの方法では、キットはチャンバ内で十分な温度で一定期間熱風乾燥される。もう一つの方法では、キットは連続窒素パージ式クラス１００無塵空気乾燥器（又は加熱ランプ）を用いて十分な温度で一定の期間乾燥される。乾燥後、石英プロセスキットは、乾燥器から取り出す前に、クラス１００クリーンルーム内で冷却され、表面清浄度及び汚染、誤った洗浄又は損傷の兆候について検査される。石英の表面清浄度を保証するために、１粒子／インチ２より小さい規格値になるまで表面粒子数が測定される。誘導結合プラズマ−質量スペクトロメータ（ＩＣＰ−ＭＳ）法を使用するこの石英プロセスキットの物理的表面形態の試験は、洗浄処理の終了後にそのキットが無傷であることを保証するために行われる。検査の結果は規定のガイドラインに基づいて証明される。上述のステップは、石英プロセスキットが清浄で、表面粒子数規格を満足するまで繰り返される。キットは次に最終検査され、プロセスキットの限界寸法が文書化される。文書はディジタル写真並びに限界データのログを含む。
【００３９】
（ｅ）ポリシリコンプロセスキットの包装、識別及び発送：これは、石英プロセスキットを識別し、清浄に且つ損傷を受けずに維持されるように注意深く包装する包装、識別及び発送方法である。この方法は、一般に、石英プロセスキットをクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて包装し真空密封するステップを含み、二重バッグの内部バッグは清浄なリントフリーのナイロンバッグであり、外部バッグはアミド及びシリコンフリーのポリエチレンバッグである。バッグは空気を排出するために純粋窒素ガスでパージされる。真空パックは、石英プロセスキットの完全なクラス１００真空密封を保証するために漏れ及び破れについて検査される。次に石英プロセスキットの品質が確認され、正しいパッキングリストが生成され、配送順に従って石英プロセスキットに適切なラベルが付される。次にキットは独自設計のコンテナボックス内に石英プロセスキットを適切に保護し固定するように設計されたクッションとともに梱包される。
【００４０】
（ａ）ＲＦウィンドウシールドライナ、（ｂ）上部ウィンドウシールドライナ及び（ｃ）ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プラテンキットは、リサイクルされる石英プロセスキットが製品規格に合致することを保証するために、精密洗浄及び回復の前後で検査するのが好ましい。検査は、例えば寸法（例えば厚さ）、表面粗さ（例えば１０−２０μin）、表面清浄度及び表面粒子数を測定するステップを含むことができる。更に、回復された石英プロセスキットが許容性能を示すことを保証するために、回復された石英プロセスキットのＰＬＡＤプラズマドーピングチャンバ性能を試験するのが好ましい。ポストプロセス処理は完全に組み立てられたＰＬＡＤ装置内におけるプラテンシールドリングを試験するステップを含み、他のポストプロセス処理も当業者に明らかである。
【００４１】
従って、大きな利点として本発明のいくつかの目的及び効果が達成される。例えば、本発明はＰＬＡＤチャンバの内部表面を劣化及びチャンバ内で発生される不所望の金属ドーパント材料から保護することができる一組のプラズマドーピング（ＰＬＡＤ）プロセスキットを有利に提供する。これらのＰＬＡＤプロセスキットはより精密なプロセス制御、汚染レベルの最小化及びＰＬＡＤシステムを用いる多量生産と関連する消耗品コストの低減をもたらす。更に、本発明は、原プロセスキットの材料又は表面形態を損傷することなく、有機、向き及び金属不純物副産物を有利に除去する。これは、一貫した品質を達成し、ＰＬＡＤシステムのアベイラビリティ、性能高率、及び最適システム有効性に対する品質比及びウェハ製造の生産性を最大化する、信頼可能で定量化可能で効率的な手段を提供する。本発明の洗浄方法を使用すれば、洗浄効果の向上に加えて、複数のプロセスキットを同時に処理できるため、製造時間及びコストを低減できる。従って、本発明を実施することによって、技術者はリサイクル洗浄の歩留まり、プロセス品質及び性能を増大でき、より早い納期、顧客満足度の向上などを達成できる。
【００４２】
本発明の他の目的及び利点は図面及び明細書の記載を参照すると明らかになる。本発明の他の態様、特徴及び利点は本開示及び添付の特許請求の範囲から明らかになる。
【００４３】
３．図面の簡単な説明
本発明の上記の利点及び他の利点は添付の図面と関連する以下の説明から明らかになり、添付の図面において同等の部分は同等の符号で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】プロセスキットのない従来のプラズマドーピングチャンバの概略断面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態によるテクスチャ内部表面を有するプロセスキットを備えるプラズマドーピングチャンバの概略断面図を示す。
【図３】本発明の一実施形態によるテクスチャ内部表面を有するプロセスキットの分解図を示す。
【図４】本発明の一実施形態によるシリコン材料で被覆された内部表面を有するアルミニウム材料からなるチャンバシールドライナの概略図を示す。
【図５】本発明の一実施形態によるシリコン皮膜テクスチャ表面を有するアルミニウム材料からなる冷却バッフルプレートの概略図を示す。
【図６】本発明の一実施形態によるテクスチャ表面を有するシリコン材料からなるプラテンシールドリングの概略図を示す。
【図７】本発明の一実施形態によるテクスチャ表面を有する石英からなるＲＦウィンドウシールドライナの概略図を示す。
【図８】本発明の一実施形態によるテクスチャ表面を有する石英からなる上部ウィンドウシールドライナの概略図を示す。
【図９】本発明の一実施形態によるテクスチャ表面を有する石英からなるペデスタルブッシングシールドライナの概略図を示す。
【図１０】本発明による汚染されたＰＬＡＤプロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復方法を要約するフローチャートを示す。
【図１１−１】部分的にシリコン被覆された金属キットから耐性有機及び金属不純物を除去する、本発明の一態様による洗浄プロセスのフローチャート（プロセスパラメータの有効例付き）を示す。
【図１１−２】部分的にシリコン被覆された金属キットから耐性有機及び金属不純物を除去する、本発明の一態様による洗浄プロセスのフローチャート（プロセスパラメータの有効例付き）を示す。
【図１２−１】テクスチャ化された高純度ポリシリコン表面から粒子及び金属不純物を除去する、本発明の一態様による洗浄プロセスのフローチャート（プロセスパラメータの有効例付き）を示す。
【図１２−２】テクスチャ化された高純度ポリシリコン表面から粒子及び金属不純物を除去する、本発明の一態様による洗浄プロセスのフローチャート（プロセスパラメータの有効例付き）を示す。
【図１３−１】テクスチャ化された高純度石英表面から粒子及び金属不純物を除去する、本発明の一態様による洗浄プロセスのフローチャート（プロセスパラメータの有効例付き）を示す。
【図１３−２】テクスチャ化された高純度石英表面から粒子及び金属不純物を除去する、本発明の一態様による洗浄プロセスのフローチャート（プロセスパラメータの有効例付き）を示す。
【図１４】図１４Ａは、回復前の代表的な使用済みシリコン被覆チャンバシールドライナを示す。図１４Ｂは、回復後の代表的なシリコン被覆チャンバシールドライナを示し、図１４Ａの黒く汚染された部分は図１４Ｂに示されるように回復後はもはや観察されない。
【図１５】図１５Ａは、回復前の代表的な使用済みシリコン被覆バッフル冷却プレートを示す。図１５Ｂは、回復後の代表的なシリコン被覆バッフル冷却プレートを示し、図１５Ａの黒く汚染された部分は図１５Ｂに示されるように回復後はもはや観察されない。
【図１６】図１６Ａは、回復前の代表的な使用済みプラテンシールドリングを示す。図１６Ｂは、回復後の代表的なプラテンシールドリングを示し、図１６Ａの黒く汚染された部分は図１６Ｂに示されるように回復後はもはや観察されない。
【図１７】図１７Ａは、回復前の代表的な使用済み石英ライナ（本例ではペデスタルブッシングシールドライナ）を示す。図１７Ｂは、回復後の代表的な石英ドライナを示し、図１７Ａの黒く汚染された部分は図１７Ｂに示されるように回復後はもはや観察されない。
【図１８】本発明の精密洗浄及び回復方法の前と後におけるリングシールドライナのシリコン表面の抵抗率を示す。
【図１９】誘導結合プラズマ−質量分光分析（ＩＣＰ−ＭＳ）法を用いて得られた石英表面の清浄度レベル及び本発明の有効性を示す。
【図２０】レーザ粒子計数法を用いて得られた石英表面の清浄度レベル及び本発明の有効性を示す。
【００４５】
4.  発明の詳細な説明
本発明は、基板処理中に生成される種々の粒子、凝縮材料及び汚染物質を引き付け、付着させるために使用し得るテクスチャ加工表面を有する一組のプロセスキットを提供する。本発明は更に、種々のプロセスキットを精密リサイクル洗浄し回復させる方法を提供する。本発明の実施形態が添付図面を参照して更に詳細に説明される。従って、以上の考察は単なる例示であり、限定を意図せず、本発明は後記の請求項及びその等価物によってのみ限定され、特定される。
【００４６】
以下の説明において、本発明の完全な理解を与えるために多くの具体的な細部が説明される。しかし、本発明はこれらの具体的細部のいくつか又はすべてを用いることなく実施可能であることは当業者に明らかである。場合によっては、本発明を不必要に不明瞭にしないために周知のプロセスステップは詳細に説明されてない。具体的には、これらのプロセスステップには、プロセスキットの製造のための詳細な製造技術及び限界寸法及び清浄度の測定に使用される分析的品質制御方法が含まれる。
【００４７】
プロセスステップに付随する所与のすべてのプロセスパラメータ及び本発明に関するセクション４の部分に見られるパラメータは単なる例示である。当業者はこれらのプロセスパラメータをノンバリアブルと解釈してはならないことは理解されよう。
【００４８】
図１に示す従来技術において、ＰＬＡＤシステムは一般にアルミニウムからなるプロセスチャンバを含む。なぜなら、アルミニウムは多くのプロセスガスに耐えるため及びアルミニウムは容易に所望の形状に成形し加工することができるためである。多くのプラズマドーピングシステムは、外部アンテナからのＲＦ及びマイクロ波信号をプラズマチャンバ内に通すためのＡｌ２Ｏ３の誘電体ウィンドウも含む。アルミニウム及びアルミニウムベース材料の存在はドープ中の基板の金属汚染を生じ得る。プラズマイマージョンイオン注入プロセスにおける金属汚染は５×１０11／ｃｍ2未満の面積密度に低減するのが一般に望ましい。アルミニウムは一般に多くのプラズマチャンバのベース材料として使用されるため、当該分野ではアルミニウム汚染は、アルミニウムプラズマチャンバ壁及び誘電体ウィンドウ及びプラズマチャンバ内の他の構造の形成のために一般に使用されるＡｌ２Ｏ３誘電体材料のスパッタリングに起因することが知られている。
【００４９】
従って、プラズマドーピングプロセスにより生じる金属汚染を低減するために、一部のプロセスキットはチャンバをプロセスからシールドし保護するように設計される。更に、中空電極などの他の露出した素子はシリコンなどの非汚染材料で被覆するか、非金属ベースの材料を含むものとすることができる。ドーピングチャンバをシールドし保護するためにプロセスキットを使用する理由の一つは、プラズマドーピング中にＮＦ３プラズマに曝されることにより生じるドーピングチャンバの劣化を防止するためである。
【００５０】
これらのプラズマドーピングプロセス中に、チャンバ内に満足なプラズマ制御状態を維持するためにＢＦ３洗浄プロセスが周期的に使用される。しかし、これは多くの場合プロセスキット及びチャンバコンポーネントをエッチングする不所望な効果をもたらし、いくらかのプロセス残留物、例えば不所望な金属ドーパント残留物をチャンバ内のプロセスキットの表面上に堆積させる。有機及び無機副産物もこれらのプロセスキット及びチャンバ部分の表面上に堆積され得る。これらのプラズマドーピング副産物は一般にある程度の濃度の有機不純物及び金属又は無機不純物を含み得る。プロセス残留物の組成はプロセスガスの組成、ドープされる材料、及び基板上の材料の組成に依存し得る。様々なタイプの汚染物質がある。それらは一般に金属、粒子及び有機のカテゴリに分類できる。プロセスキット及びチャンバ部分上のこれらの不所望な金属ドーパント残留副産物の蓄積はウェハ製造にいくつかの問題、例えば粒子及び有機及び金属不純物による基板の汚染を生じ得る。そして、プロセスケミストリの変更又は停止による適切なウェハ製造の妨害のみならず、ドーズ量計数電子回路によってイオンドーズ量を正確に計算することができなくなることも起こり得る。これらの事態は予測不能であり、ウェハ製品を汚染する可能性があるため、プラズマドーピングプロセスに不確実性を与える。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
4.1  プラズマドーピング用の独自のプロセスキット
図２及び図３に示す本発明の一態様によれば、上述したプラズマドーピング（ＰＬＡＤ）システムはその中で半導体ウェハの処理を実行できるプラズマ反応チャンバからなり、該チャンバは、一つのチャンバコンポーネントとＰＬＡＤチャンバの内部表面をチャンバ内で発生される不所望な金属ドーパント材料からシールドし得る５つのシールドライナとからなる６つのプロセスキットの組を含む。これらのチャンバシールドライナはＰＬＡＤチャンバの内部表面を少なくとも覆うように構成された円形構造からなる。これらのプロセスキットは製造容易にするために金属ベースの材料、石英及び単結晶シリコン材料から構成するのが好ましい。しかし、金属ライナの殆どは、ドーパント処理中の汚染を最少にするために、テクスチャ加工表面を生成して不所望な金属ドーパント材料を付着させるべく、シリコン材料の層で熱的に被覆される。
【００５２】
図２及び図３に示す本発明は、プラズマドーピング（ＰＬＡＤ）チャンバを劣化及びチャンバ内で発生される不所望な金属ドーパントから保護しうる一組のＰＬＡＤプロセスキットを提供し、該プロセスキットの組は以下の要素を備える。
【００５３】
（ａ）高い純度のシリコン材料で被覆された内部表面を有する、アルミニウム材料からなるチャンバシールドライナコンポーネントであり、そのシリコンテクスチャ表面は約２００〜３００μinの平均表面粗さＲａを有し、約２００〜４００μｍの皮膜厚さを有する。このアルミニウムベースシールドライナはチャンバの内部表面を少なくとも部分的に覆うように構成された構造であり、重量％で少なくとも９９．００％のＡｌ、≦０．１０％のＣｕ、≦０．１０％のＭｇ、≦０．０１５％のＭｎ、≦０．０２％のＣｒ、≦０．０７％のＦｅ、≦０．０２５％のＺｒ、≦０．０６％のＳｉ、≦０．０１５％のＴｉ及び≦０．０１５％の全残留元素を含む。このシールドライナ構造は少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のシリコン皮膜のテクスチャ内部表面を備える。
【００５４】
（ｂ）シリコン被覆テクスチャ表面を有する、アルミニウム材料からなる冷却バッフルプレートコンポーネントであり、そのシリコンテクスチャ表面は約２００〜３００μinの平均表面粗さＲａを有し、約１５０〜３００μｍの皮膜厚さを有する。このアルミニウムベースシールドライナはチャンバの内部表面を少なくとも部分的に覆うように構成された構造であり、重量％で少なくとも９９．００％のＡｌ、≦０．１０％のＣｕ、≦０．１０％のＭｇ、≦０．０１５％のＭｎ、≦０．０２％のＣｒ、≦０．０７％のＦｅ、≦０．０２５％のＺｒ、≦０．０６％のＳｉ、≦０．０１５％のＴｉ及び≦０．０１５％の全残留元素を含む。この冷却バッフルプレート構造は少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のシリコン皮膜のテクスチャ内部表面を備える。
【００５５】
（ｃ）少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度のポリシリコン材料からなり、基板の周囲にテクスチャ表面を有するプラテンシールドリングコンポーネントであり、そのテクスチャ表面は約１０〜２０μinの平均表面粗さＲａを有し、約２００オーム未満の表面抵抗率を有する。
【００５６】
（ｄ）少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度の石英材料からなり、０．０８０インチの厚さを有し、テクスチャ表面を有するＲＦウィンドウシールドライナコンポーネントであり、そのテクスチャ表面は約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する。
【００５７】
（ｅ）少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度の石英材料からなり、０．０８０インチの厚さを有し、テクスチャ表面を有する上部ウィンドウシールドライナコンポーネントであり、そのテクスチャ表面は約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する。
【００５８】
（ｆ）少なくとも９９．９９重量％のＳｉ及び／又は≦０．０１重量％の全遷移元素を含む高純度の石英材料からなり、０．１６７インチの厚さを有し、テクスチャ表面を有するペデスタルブッシングシールドライナコンポーネントであり、そのテクスチャ表面は約１０〜３０μinの平均表面粗さＲａを有する。
【００５９】
図２及び図３に示すように、本発明の一つの態様によれば、プラズマにさらされるこれらのシールドライナの少なくともいくつかは、コンポーネント上に蓄積するドーパント堆積の付着を高める非金属のプラズマ耐性テクスチャ表面を有することが発見された。ＰＬＡＤプロセスキットは、典型的には、少なくとも内部チャンバ表面を覆って内部チャンバ表面をドーパント処理で発生されるドープ材料の蓄積からシールドするいくつかのシールドライナを含む。シールドする表面は、図２および図３から明らかなように、例えば、別のコンポーネントの露出表面、内部チャンバ壁又はウェハ支持アセンブリのエッジとすることができる。これらのシールドライナは内部表面を保護するのみならずドープイオンをウェハへ向ける又は向け直す働きもする。
【００６０】
図２及び図３に示すように、本発明の一つの態様によれば、上述したＰＬＡＤプラズマドーピングシールドライナはシリコン材料で被覆された内部表面を有するアルミニウム材料からなるチャンバシールドライナとすることができる（シールドライナは側壁及び底壁に隣接して位置する）。このチャンバシールドライナは側壁及び底壁の下位部分をプラズマ及びプロセスガスからシールドする下位シールド部分を含む。このチャンバシールドライナはＰＬＡＤチャンバの壁へのドープ材料の汚染をシールドし低減する働きをするとともに、チャンバ内のガス流をウェハの上方領域へ向け直す働きもする。図２、図３及び図４に示すバージョンでは、チャンバシールドライナは水平延在レグに接する垂直レグを有するＬ字型断面を有する。
【００６１】
図２及び図３に示すように、本発明の一つの態様によれば、上述したＰＬＡＤプラズマドーピングシールドライナは、ウェハを取り囲むとともに支持構造の上部表面の少なくとも一部分を覆うプラテンシールドリングにすることもできる。例えば、プラテンシールドリングは、プラズマへのプラテン（ｅ−クランプ又は静電チャック）の露出を低減しプラテン（ｅ−クランプ又は静電チャック）へのドープ材料の堆積を防止するために支持構造上のプラテン（ｅ−クランプ又は静電チャック）のエッジ部を覆う環状リングとして形成することができる。一つのバージョンでは、プラテンシールドリングは少なくともウェハを取り囲み、ウェハの周縁部が置かれる放射状内側部分を有する独自のエッジ部及び開口画定装置（アパーチャの下に位置するファラデーカップとともに円弧状をなす）を有する。これは、多量ウェハ生産においてより精密なプロセス制御、汚染レベルの最小化及び消耗費の低減を与える（Miller他の米国特許２００８／０１６０１７０）。
【００６２】
図２及び図３に示すように、本発明の一つの態様によれば、上述のＰＬＡＤプラズマドーピングシールドライナはシリコン皮膜テクスチャ表面を有するアルミニウム材料からなる冷却バッフルプレートとすることができ、冷却バッフルプレートは上部側壁に隣接して位置する。この冷却バッフルプレートは上部側壁又は天井をプロセスガスからシールドする上部シールド部分として働く。この冷却バッフルプレートはチャンバの上部側壁上へのドープ材料の堆積をシールドし低減するとともにチャンバ内のガス流を基板の上方領域へ向け直す働きもする。
【００６３】
図２及び図３に示すように、本発明の別の態様によれば、上述のＰＬＡＤプラズマドーピングシールドライナはテクスチャ表面を有する火炎研磨された石英からなる上部ウィンドウシールドライナとすることもでき、この上部ウィンドウシールドライナはＰＬＡＤチャンバの上部表面の少なくとも一部分をプラズマ及びプロセスガスから覆う。上部ウィンドウシールドライナはＰＬＡＤチャンバの壁へのドープ材料の汚染をシールドし低減するとともに、チャンバ内のガス流をウェハの上方領域へ向け直す働きをする。例えば、上部ウィンドウシールドライナは上部チャンバ上で冷却バッフルプレートのエッジを覆う環状石英チューブとして形成し、上部チャンバ壁のプラズマへの暴露を低減するとともに上部チャンバ壁へのドープ材料の堆積も防止することができる。一つのバージョンでは、上部ウィンドウシールドライナは少なくとも冷却バッフルプレートを取り囲むとともに、冷却バッフルプレートの周縁部を保護する独自のエッジを有する。これは、多量ウェハ生産におけるより精密なプロセス制御、汚染レベルの最小化及び消耗費の低減に役立つ。
【００６４】
図２及び図３に示すように、本発明の別の態様によれば、上述のＰＬＡＤプラズマドーピングシールドライナもテクスチャ表面を有する火炎研磨された石英からなるＲＦウィンドウシールドライナとすることができ、このＲＦウィンドウシールドライナはウェハを取り囲み、ＰＬＡＤチャンバの上部表面の少なくとも一部分をプラズマ及びプロセスガスから覆う。ＲＦウィンドウシールドライナはＰＬＡＤチャンバの壁へのドープ材料の汚染をシールドし低減するとともに、チャンバ内のガス流をウェハの上方領域へ向け直す働きをする。例えば、ＲＦウィンドウシールドライナは上部チャンバ上でチャンバシールドライナのエッジを覆う環状石英リングとして形成し、上部チャンバ壁のプラズマへの暴露を低減するとともに上部チャンバ壁へのドープ材料の堆積も防止することができる。一つのバージョンでは、ＲＦウィンドウシールドライナは少なくとも上部ウィンドウシールドライナ及びチャンバシールドライナを取り囲む。このシールドライナはチャンバシールドライナの周縁部を保護するユニークなエッジを有する。これは、多量ウェハ生産におけるより精密なプロセス制御、汚染レベルの最小化及び低減された消耗費の低減に役立つ。
【００６５】
図２及び図３に示すように、本発明の別の態様によれば、上述のＰＬＡＤプラズマドーピングシールドライナはテクスチャ表面を有する火炎研磨された石英からなるペデスタルブッシングシールドライナとすることもできる。このペデスタルブッシングシールドライナはプラテンを取り囲み、支持構造上のプラテン（ｅ−クランプ又は静電チャック）のエッジの少なくとも一部分をプラズマ及びプロセスガスから覆う。例えば、ペデスタルブッシングシールドライナは支持構造上のプラテンのエッジを覆う環状石英チューブとして形成し、プラテン（ｅ−クランプ又は静電チャック）のプラズマへの暴露を低減するとともにプラテン（ｅ−クランプ又は静電チャック）へのドープ材料の堆積も防止することができる。一つのバージョンでは、ペデスタルブッシングシールドライナは少なくともシールドリングを取り囲むとともに、シールドリングの周縁部を保護する独自のエッジを有する。これは、多量ウェハ生産におけるより精密なプロセス制御、汚染レベルの最小化及び消耗費の低減に役立つ。
【００６６】
本発明の別の態様によれば、プロセスキットの露出表面を非金属のテクスチャ表面で完全に覆うと、ドーピング中にウェハ上に発生される粒子の数は大きく低減されることが確かめられた。テクスチャ表面はその表面へのドープ材料の付着力及び保持力の向上に適した独自の表面形態を有する。この保持力の向上はその表面からの材料の「汚染」を低減し、ウェハ上への汚染粒子の発生を低減する。従って、プロセスキットのテクスチャ表面は製造歩留まりを向上する。
【００６７】
テクスチャ表面は、ドープ材料の付着力及び保持力を高める表面形態を提供する独自の表面特性を有する。この表面形態は平均表面粗さ及び皮膜厚さによって測定することができる。平均粗さは表面に沿った粗さ特性のピークと谷の平均線からの変位の絶対値の平均である。表面粗さは通常表面形状測定装置によってマイクロインチ（μin）又は二乗平均平方根（ＲＭＳ）単位で測定される。
【００６８】
テクスチャ表面は、所望の汚染物質付着特性を有するようにテクスチャ加工された、コンポーネントの表面を覆う、例えばシリコンテクスチャ皮膜とすることができる。第１のバージョンでは、チャンバシールドライナコンポーネントはアルミニウム材料からなるアルミニウム基礎構造を備え、これを所望のテクスチャ表面を提供するコーティングプロセスでコーティングする。例えば、チャンバシールドライナ構造は、フロー成形法によってアルミニウム材料を所望の形にフロー成形し、次に実際のサイズ及び寸法に精密加工することによって製造することができる。基礎構造のフロー成形に適した金属材料は、例えばステンレススチール又はアルミニウムである。
【００６９】
基礎チャンバシールドライナがフロー成形されたら、テクスチャ表面を有する皮膜が図４に示すように表面に形成される。皮膜は基礎表面と強い結合を示し、所望のテクスチャ表面を有する必要がある。表面のテクスチャ化は従来知られている任意のフィルムコーティングプロセス、例えばサーマルスプレーコーティング、めっき、ビーズブラスト、グリットブラスト及び静電スプレーによって実行できる。例えば、本発明の実施形態によれば、上述したフィルムコーティングプロセスにより被覆されたシリコン材料の表面粗さを調整するために、アークスプレー、フレームスプレー、パウダーフレームスプレー、ワイヤフレームスプレー及びプラズマスプレーを使用することができる。
【００７０】
一つのバージョンでは、皮膜はシリコンとすることができる。例えば、一つのバージョンでは、チャンバシールドライナ及び冷却バッフルプレートはテクスチャシリコン皮膜又は他のセラミック皮膜で被覆されたアルミニウムベースの基礎構造からなる。テクスチャ加工皮膜はチャンバ内の表面の腐食を低減するのに適した厚さに被着することができる。
【００７１】
4.2  プラズマドーピングプロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復方法
プラズマドーピング（ＰＬＡＤ）チャンバ内で使用されるプロセスキットは、チャンバ内で発生される不所望の金属ドーパント材料のために、多数のＲＦ時間後に部分的に劣化する。不連続な不所望金属ドーパントの堆積が、半導体ウェハのメインドーピングステップ中に、プラズマ露出表面、例えばチャンバシールドライナ、冷却バッフルプレート、プラテンシールドリング、ＲＦウィンドウシールドライナ、上部ウィンドウシールドライナ及びペデスタルブッシングシールドライナの上に生じ得る。
【００７２】
その結果、所定数のウェハの処理後に、これらの「汚染された」プロセスキットは周期的にＰＬＡＤチャンバから取り出し、精密リサイクル洗浄処理及び回復プロセス（例えば化学溶剤及び溶液；酸又は塩基性溶液；又は従来知られている化学的及び物理的方法の組合せを用いる）を施した後に、再びＰＬＡＤチャンバ内に組み入れなければならない。しかし、所定のプラズマドーピングプロセスにおいては、プロセスキット上に形成されるプロセス残留物は洗浄が極めて困難なポリマ組成を有する。その結果、これらの残留物はコンポーネント上に次第に蓄積し、最終的にはコンポーネントの故障を生じることになる。従って、この「汚染」は、適切に十分に洗浄され除去されない場合には、異常な化学的反応、誤った機器の読み又は不正確な測定値を生じ、最終的にＰＬＡＤシステムの誤動作又は完全故障を生じることになる。
【００７３】
この汚染は除去が難しい。なぜなら、これらの金属汚染物質はＰＬＡＤプロセスキットの表面と化学結合を形成し、金属不純物をキットの表面に結合するためである。これらの化学結合はプラズマドーピングプロセスの副産物を含み、これは正確なケミストリ及び洗浄方法を用いずにキットを洗浄ずることを困難にする。誤ったケミストリ及び洗浄方法を使用すると、ＰＬＡＤプロセスキットは逆に損傷されるか十分に洗浄されなくなる。従って、サービス前に、プロセスキット表面から不所望なドーパント汚染を除去するために精密洗浄／回復技術が必要とされる。加えて、本発明は、原プロセスキットの材料又は表面形態を損傷することなく有機、無機及び金属不純物副産物を有利に除去する。これは更に、均一な品質の達成、ＰＬＡＤシステムの可用性、性能効率及び最適なシステム有効性のための品質レートの最大化及びウェハ生産性の向上をもたらす、信頼でき定量化可能な効率的手段を提供する。本発明の洗浄方法を使用すれば、複数のプロセスキットを同時に処理できるため、洗浄効果の向上に加えて製造時間及びコストを減少させることができる。従って、技術者は本発明を実施することによってリサイクル洗浄の歩留まり及びプロセス品質及び性能を増大し、より早い納期、高い顧客満足度などを達成できる。
【００７４】
本発明は、独自の選択的な化学的及び機械的処理を用いてＰＬＡＤプロセスキットの精密リサイクル洗浄及び回復を行う方法及び装置を含む。好ましくは、ＰＬＡＤプロセスキットは、プロセスキットの表面特性を損傷又は破壊することなくＰＬＡＤプロセスキット上の有機／無機及び金属不純物副産物、汚れ、付着物及び汚染副産物を除去するために、（ａ）機械的洗浄法、例えば高圧ウォータージェット洗浄法、圧縮乾燥空気ブロー法、ビーズブラスト法、二酸化炭素洗浄法、制御熱酸化及びオーブンエアーベーキング法など、及び／又は（ｂ）種々の混合酸及び化学溶剤に曝すことによる選択的な化学的剥離法を用いて洗浄され、回復される。本発明はすべてのプロセス有機／無機及び金属不純物副産物堆積並びにＰＬＡＤプロセスキット材料からの金属汚染物質を完全に除去する方法及び装置を提供する。
【００７５】
本発明の一つの態様によれば、汚染されたＰＬＡＤプロセスキットを独自の選択的な化学的及び機械的方法及び／又はその組合せの使用によって最も安価に有効に除去できる。この洗浄技術は、ＰＬＡＤプロセスキットの洗浄、例えばシリコン皮膜を有するアルミニウム材料からなるチャンバシールドライナ、シリコン皮膜を有するアルミニウム材料からなる冷却バッフルプレート、ポリシリコン材料からなるシールドリング、火炎研磨石英からなるＲＦウィンドウシールドライナ、火炎研磨石英からなる上部ウィンドウシールドライナ及び火炎研磨石英からなるペデスタルブッシングシールドライナの洗浄に適用されるとき、特に新規である。
【００７６】
具体的には、洗浄ケミストリは、水溶性有機溶剤、高純粋濃縮酸又はその対応塩、水及びキレート剤及び界面活性剤などの任意の添加剤（効率及び化学的反応速度を高めるために洗浄溶液に添加し得る）を含む。一実施形態では、水酸化アンモニア（ＮＨ４ＯＨ）及び過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の混合溶液が有機及び金属汚染の両方を除去する能力を有する。アンモニアは、多くの遷移金属と安定な金属錯イオンを形成し、金属除去効率の向上を助ける優れた錯化剤である。過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）は強い酸化剤であり、有機汚染物質のみならず、金属汚染物質も除去するのに役立ち、遷移金属を高い化学状態に酸化してアンモニアと水溶性錯体を形成するとともに多くの金属イオンと海面活性錯体を形成して洗浄効率を高める。超純粋脱イオン化水は１８メガオーム／ｃｍ以上の抵抗率を有し、洗浄効率を向上するのに好ましい。別の実施形態では、フッ化水素酸（ＨＦ）及び硝酸（ＨＮＯ３）の混合化学溶液が石英表面から有機及び金属汚染物質の両方を除去する能力を有する。フッ化水素酸及び硝酸はシリコン表面をエッチングするのに役立つ。本発明のこれらの精密洗浄ケミストリは、ベース材料を損傷することなく且つ所望の表面特性に影響を与えることなく、有機及び金属汚染のみならず粒子汚染も十分に除去する。これらの洗浄ケミストリは、特にシリコン、石英及びポリシリコン表面に対して極めて高い回復力及び効率を有することが確かめられた。これは、これらの洗浄ケミストリを洗浄処理に使用する間、表面化の汚染のすべてを除去するように温度及び時間を制御することによってＰＬＡＤプロセスキットを回復しリサイクルすることができるためである。
【００７７】
本発明の別の態様によれば、ＰＬＡＤプロセスキットの石英表面上の上述の汚染は独自の制御熱酸化技術によって除去できる。この技術は、汚染された石英キットに、９０分毎に２００℃から８００℃までの制御された高温傾斜プロファイル（洗浄すべき有機汚染の厚さ又は抵抗に依存して３時間維持する）を施し、次に２時間毎に２００℃の冷却プロファイルに亘って室温まで冷却することによって、汚染を効率的に除去できる。一実施形態では、この方法は高純度の石英からの金属イオンの洗浄に極めて有効であることが明らかになった。別の実施形態では、この方法は高純度のポリシリコン及び単結晶シリコン表面からの金属イオンの洗浄に極めて有効であることが明らかになった。
【００７８】
図１０は、ＰＬＡＤプロセスキットリサイクル洗浄及び回復プロセスの概略を示すフローチャートを示す。初期開始処理において、複数のプリプロセス処理が実行され、これらのプリプロセス処理には処理すべき特定の特性を決定すること及び当業者に明らかである他のプリプロセス処理が含まれる。ＰＬＡＤプロセスキットは事前に異なるベース材料に分類され、即ちシリコン皮膜を有するアルミニウム材料からなるチャンバシールドライナ、シリコン皮膜を有するアルミニウム材料からなる冷却バッフルプレート、ポリシリコン材料からなるシールドリング、火炎研磨石英からなるＲＦウィンドウシールドライナ、火炎研磨石英からなる上部ウィンドウシールドライナ及び火炎研磨石英からなるペデスタルブッシングシールドライナに分類される。
【００７９】
4.3  シリコン被覆アルミニウムプロセスキット、例えばチャンバシールドライナ及び冷却バッフルプレート、の精密洗浄及び回復方法
図１１は、チャンバシールドライナ（内面にシリコン皮膜を有するアルミニウム構造）及び冷却バッフルプレート（表面にシリコン皮膜を有するアルミニウム構造）から汚染物質を洗浄及び除去する、本発明の一つの態様による精密洗浄及び回復方法を示すフローチャート（有効なパラメータ例付き）を示す。本発明に関連する図１１のすべての所与のプロセスパラメータは一例に過ぎない。当業者は、前記プロセスパラメータは可変であると認識されよう。
【００８０】
本発明の一実施形態において、汚染されたシリコン被覆アルミニウムプロセスキット、例えばＰＬＡＤチャンバシールドライナ及び冷却バッフルプレート、のリサイクル洗浄及び回復プロセスの最適な方法（best-known-method:BKM）は以下のステップを含む。
【００８１】
受入検査時に、チャンバシールドライナ及び冷却バッフルプレートが顧客から受け取られ、クリーン検査テーブル上に注意深く置かれる。次にシリコン被覆表面が損傷及び／又は異常について検査される。これに続いて、シリコン被覆表面及び非被覆表面がピット、スケール、亀裂及びへこみ、圧痕、剥離、混入、層間剥離、変色及びしみについて検査が行われる。好ましくは、検査テーブルは測定前にイソプロピルアルコールで拭かれ、表面粗さ及び皮膜厚さ輪郭が所定の位置で測定される。プロセスキットの状態は規定のガイドラインを用いて文書化される。文書化にはディジタル写真並びに限界データのログが含まれる。
【００８２】
キットは異物を除去するために前洗浄することができる。このような前洗浄は、限定はされないが、必要に応じグロス汚染を除去するために、シリコン被覆アルミニウムプロセスキットを約６０〜８０ｐｓｉの加圧脱イオン水で５〜１０分間ウォータージェット洗浄する方法、又は熱ショック及び物理的衝撃により残留物を除去するために、ドライアイスペレット（ペレットサイズ範囲＜１ｍｍ）の小さなフレーク又は液体のストリームを３０〜４０ｐｓｉの圧力で約２０〜３０分間吹き付ける二酸化炭素スノーバラスト洗浄方法を含む。
【００８３】
機械的な再テクスチャ化及び回復前に、シリコン被覆キットはアセトン及び／又はイソプロピルアルコールで洗浄することができる。例えば、シリコン被覆キットをアセトン内に３０〜６０分間浸漬し、次いで拭き取りにより有機付着物を除去することができ、また３０％〜４０％の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の溶液に３０〜４０分間浸漬し、次いで６０〜８０ｐｓｉで５分間脱イオン化水でスプレーリンスし、圧縮乾燥空気（０．１μｍ以下に限外ろ過され、約６０〜８０ｐｓｉに加圧されている）をブロー乾燥して余分の水を除去することができる。
【００８４】
好ましくは、ウェット研磨及び／又は機械的ブラスト法を用いてシリコン表面を再テクスチャ化し回復させる。この方法は、被覆されてないチャンバシールドライナ表面（及び冷却バッフルプロセス表面）をマスキングテープ、ブラストプラスタ及びアルミニウム箔でマスクして、被覆されてない表面をテクスチャ化損傷から保護するステップを含む。再テクスチャ化手順（即ち使用するテクスチャ媒体の選択及び順序）はシリコン表面の汚染の程度に依存する。シリコン被覆表面上に重度の汚染が観察される場合には、再テクスチャ化は均等にクリーンな表面が達成されるまで粗いダイアモンド粒子パッド（０．０６μｍ〜０．５０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径及び６〜８の範囲内のモース高度を有する）で始めることができる。シリコン被覆表面上に軽微な汚染が観察される場合には、再テクスチャ化は均等に清浄な表面が達成されるまで中位のダイアモンド粒子パッド（０．１０μｍ〜０．５０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径及び９未満のモース高度を有する）で始めることができる。このステップの終わりに微細なダイアモンド粒子パッド（０．１０μｍ〜２．０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径を有する）使用することができる。その他の再テクスチャ化はウェットブラスト法を使用することができる。或いは、シリコン被覆キットはウェットブラスト法を用いて再テクスチャ化し回復させることができる。ウェット再テクスチャ化手順は、堆積物が除去され、表面粗さが達成されるまで、適切な手媒体、例えば酸化シリコンビーズ（１５０〜２００μｍ）を用いて４０ｐｓｉの圧力で３０ｃｍの距離で実行することができる。再テクスチャ化中、シリコン被覆キットは約２０〜４０ｒｐｍの回転速度を有する特別設計のターンテーブルに特別の固定具で固定される。強い力はシリコン被覆キットのシリコン表面を損傷しうるので、均等であるが強くはない力を再テクスチャ化中に加えるのが好ましい。非被覆表面は中位ダイアモンド粒子パッド＃２２０及び／又は荒いダイアモンド粒子パッド＃１４０で洗浄される。
【００８５】
再テクスチャ化プロセスに続いて、シリコン被覆キット内にトラップされ得る粒子を開放するために、シリコン被覆キットは４０℃〜６０℃の脱イオン化水中に２０〜３０分間浸漬する。次にシリコン被覆キットは６０〜８０ｐｓｉの圧力にて脱イオン化水（抵抗率２〜１６メガΩ／ｃｍ以上）でリンスすることができる。シリコン被覆キットは、１０〜２０ワット／ガロンに設定された電力密度を有するオーバフロー式（有効な流体交換が容易）脱イオン化水超音波タンク内で超音波的に洗浄して、シリコン被覆キットの表面から粒子を除去することができる。シリコン被覆キットはトラップされた粒子の除去を助けるために超音波洗浄中超音波浴内で上下動させることができる。加えて、次に(好ましくは) シリコン被覆表面を二酸化炭素ブラストマシン（二酸化炭素ペレット）により３０ｐｓｉで表面から３０ｃｍの距離にてアイスバラスト処理する。更に、シリコン被覆キット（ガス出口及びシリコン被覆キットの結合部又は取付孔を含む）を脱イオン化水（抵抗率２〜１６メガΩ／ｃｍ以上）で１０分間リンスし、次いで脱イオン化水及びイソプロピルアルコールの混合溶液で超音波洗浄して水溶性ドーパント汚染物質を除去することができる。この超音波洗浄に続いて、シリコン被覆キットを表面の損傷／異常について検査する。好ましくは、検査テーブルはどのような測定の前にもイソプロピルアルコールで洗浄する。シリコン被覆キットに対して所定の位置において表面粗さ及び皮膜厚さプロファイルの測定を行う。
【００８６】
好ましくは、シリコン被覆キットは最終洗浄のためにクラス１００クリーンルーム環境に移動させる。シリコン被覆キットは、最初に、超純粋脱イオン化水（１８メガΩ／ｃｍ以上の抵抗率）を含有するオーバフロー式（有効な流体交換が容易）脱イオン化水超音波タンク内で約５−１０分間洗浄する。好ましくは、すべての化学洗浄溶液の除去を確実にするために５分間隔で３回の洗浄を行う必要がある。或いは、シリコン被覆プロセスキットは脱イオン化水（１８メガΩ／ｃｍ以上の抵抗率）で５分間リンスすることができる。次に、キットをオーバフロー式超音波タンク内で１０〜２０ワット／ガロンに設定された電力密度で２０分間リンスし、続いてクラス１００クリーンルーム内で超純粋脱イオン化水（１８メガΩ／ｃｍ以上の抵抗率）で１０分間リンスする。超純粋脱イオン化水は０．１μｍに至るすべての粒子を除去するように限外ろ過されている。シリコン被覆表面を汚れ又は皮膜劣化がないか確かめるために１０分毎に検査する。次にキットを１００クラスクリーンルーム環境内で高圧（約６０−８０ｐｓｉ）の（乾燥したオイルフリーの、０．１μｍ以下に限外ろ過された）窒素ガスで５−１０分間ブロー乾燥する。
【００８７】
この最終処理において、シリコン被覆キットは洗浄中液体粒子カウンタを用いて監視される。この監視方法はキットが所定の清浄度規格を達成しているかを確かめるために使用される。ＬＰＣ技術により測定された粒子カウントレベルが５００，０００粒子／ｃｍ２より低いとき、キットは脱イオン化水でリンスされ、その後ろ過された純粋窒素ガス又は圧縮乾燥空気でブロー乾燥される。キットが規定の清浄度レベルに達しない場合にはこの洗浄プロセスを繰り返すことができる。
【００８８】
好ましくは、シリコン被覆キットは洗浄処理中に吸収されたすべての洗浄溶液並びに水蒸気、化学物質を除去するとともにトラップを吐き出させるために十分な高温度にさらす。一つの方法では１１０℃のチャンバ内で約２４０分間熱風乾燥する。或いは、連続窒素パージ式クラス１００無塵空気乾燥器を用いてキットを２０リットル／分の窒素入力流量で１１０℃にて２４０分間ベーキングすることができる。クラス１００無塵空気乾燥器はキットを収納するのに十分な大きさにし、キットを冶具及び固定具でオーブンの壁から離して保持する必要がある。シリコン被覆キットは取り出し前にクラス１００クリーンルーム内において乾燥機内で連続純粋窒素ガスパージにより１８０分間２０リットル／分の流量で冷却される。
【００８９】
最終洗浄及びベーキングに続いて、シリコン被覆キットは、クラス１００クリーンルーム環境下で、ＱIII表面粒子カウンタを用いて表面粒子数検査により（＜１粒子／インチ２の規格まで）粒子汚染について検査される。更に、キットは、チャンバシールドライナの内部シリコン被覆に特に注意して、しみ、汚れ、欠陥、破壊、掻き傷及びへこみについて検査される。
【００９０】
最後に、キットはクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて真空包装される。内部バッグは清浄なリントフリーの厚さ０．１ｍｍのナイロンバッグであり、外部バッグは厚さ０．１２ｍｍのアミド及びシリコンフリーのポリエチレンバッグである。これらのバッグは空気を排出するために純粋窒素ガスでパージされる。これらのステップはキットを清浄に維持し損傷から保護するためである。可能であれば、すべてのシール面及び／又はナイフエッジは清浄な金属ガスケットで保護する。
【００９１】
シリコン被覆キットは、リサイクルされたシリコン被覆キットが製品規格に合致することを保証するために、精密洗浄及び回復の前後で検査するのが好ましい。検査は、例えば寸法（例えば厚さ）、表面粗さ（例えば２００−３００μin）、表面清浄度及び表面粒子数の測定を含むことができる。更に、回復されたシリコン被覆アルミニウムプロセスキットが許容性能を示すことを保証するために、回復されたシリコン被覆アルミニウムプロセスキットのＰＬＡＤプラズマドーピングチャンバ性能を試験するのが好ましい。ポストプロセス処理は完全に組み立てられたＰＬＡＤ装置内におけるシリコン被覆アルミニウムプロセスキットの試験及び他のポストプロセス処理を含み、これらの処理は当業者に明らかである。
【００９２】
図１４Ａは回復前の代表的な使用済みシリコン被覆チャンバシールドライナを示し、図１４Ｂは回復後の代表的なシリコン被覆チャンバシールドライナを示す。図１４Ａの黒く汚染された領域は図１４Ｂに示されるように回復後にはもはや観察されない。
【００９３】
図１５Ａは回復前の代表的な使用済みシリコン被服冷却バッフルプレートを示し、図１５Ｂは回復後の代表的なシリコン被覆冷却バッフルプレートを示す。図１５Ａの黒く汚染された領域は図１５Ｂに示されるように回復後にはもはや観察されない。
【００９４】
4.4  ポリシリコンプロセスキット、例えばプラテンシールドリング、の精密洗浄及び回復方法
図１２は、プラテンシールドリングのポリシリコンテクスチャ表面から汚染物質を洗浄及び除去する、本発明の一つの態様による精密洗浄及び回復方法を示すフローチャート（有効なパラメータ例付き）を示す。本発明に関連する図１２のすべての所与のプロセスパラメータは一例に過ぎない。当業者は、前記プロセスパラメータは可変であると認識されよう。
【００９５】
本発明の一実施形態においては、汚染されたポリシリコンプロセスキット、例えばプラテンシールドリング、のリサイクル洗浄及び回復プロセスの最適な方法（best-known-method:BKM）は以下のステップを含む。
【００９６】
受入検査時に、プラテンシールドリングを含むポリシールドプロセスキットが顧客から受け取られ、クリーン検査テーブル上に注意深く置かれ、表面損傷及び／又は異常について検査される。ポリシリコン表面は、ピット、スケール、亀裂及びへこみ、圧痕、剥離、混入、変色及びしみがないものとすべきである。これらの兆候は文書化され顧客に報告される。好ましくは、検査テーブルは測定前にイソプロピルアルコールで拭かれ、表面粗さ及び皮膜厚さ輪郭が所定の位置で測定される。プロセスキットの状態は規定のガイドラインに従って文書化される。文書化にはディジタル写真並びに限界データのログが含まれる。
【００９７】
ポリシリコンプラテンはアセトン及び／又はイソプロピルアルコールで前洗浄することができる。例えば、熱ショック及び物理的衝撃の組み合わせにより残留物を除去するために、約４０ｐｓｉの圧力で約２０〜３０分間ドライアイスペレット（ペレットサイズ範囲＜１ｍｍ）の小さなフレーク又は液体のストリームを吹き付けることによってキットを二酸化炭素（スノー）バラスト洗浄することができ、またアセトン中に３０−６０分間浸績し、有機汚れ又は堆積を拭い取るか、２０−４０％の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の溶液中に３０−６0分間浸績し、次いで４０−６０ｐｓｉで５分間脱イオン化水でリンスすることができる。次にプラテンシールドリングは余分の水を除去するために圧縮乾燥空気（０．１μｍ以下に限外ろ過され、約６０〜８０ｐｓｉに加圧されている）でブロー乾燥される。
【００９８】
好ましくは、プラテンシールドリングのポリシリコン表面を機械的及び／又はウェット研磨法の組み合わせを用いて再テクスチャ化し回復させる。この再テクスチャ化手順（即ち、使用するテクスチャ化媒体の選択及び順序）は、プラテンシールドリングポリシリコン表面の汚染の程度に依存する。プラテンシールドリングポリシリコン表面上に重度の汚染が観察される場合には、再テクスチャ化は、広範囲に黒く汚染されたしみ及び圧痕が除去され均等に清浄な表面が達成されるまで粗いダイアモンド粒子パッド（０．０６μｍ〜０．５０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径及び６〜８の範囲内のモース高度を有する）（＃２２０）で始めることができる。プラテンシールドポリシリコン表面上に軽微な汚染が観察される場合には、再テクスチャ化は均等に清浄な表面が達成されるまで中位のダイアモンド粒子パッド（０．１０μｍ〜０．５０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径及び９未満のモース高度を有する）（＃１４０）で始めることができる。このステップの終わりに微細なダイアモンド粒子パッド（０．１０μｍ〜２．０μｍの範囲内の平均ダイアモンド粒径を有する）使用することができる。研磨処理は汚染レベルに応じて１０−２０分とすることができる。広範囲のしみ及び圧痕が除去され表面抵抗率が達成されるまで再テクスチャ化を粗い／中間ダイアモンド粒子パッドで交互に繰り返すことができる。
【００９９】
再テクスチャ化中、プラテンシールドリングは約２０〜４０ｒｐｍの回転速度を有するターンテーブルに固定される。強い力はプラテンシールドリングの表面を損傷しうるので、小さい孔領域における影響に特に注意して均等であるが強くはない力を最テクスチャ化中に加えるのが好ましい。
【０１００】
次に、再テクスチャ化に続いて、プラテンシールドリングは脱イオン化水で４０〜６０ｐｓｉで５分間ウォータージェット洗浄され、ブロー乾燥される。ワイパへの目に見える残留物の移転がなくなるまで表面が拭き取られる。プラテンシールドリングの表面粗さは、例えば表面粗さ計（非接触レーザ又はスタイラス）を用いて測定することができる。プラテンシールドリングの表面粗さは約１０〜２０μinである。プラテンシールドリングの表面抵抗率はこの部品の下に置かれたクリーンルームワイパに取り付けられたワニ口クリップ付きマルチメータを用いて<２００オームの規格まで測定することができる。
【０１０１】
プラテンシールドリングハウジングは、プラテンシールドリング内にトラップされているかもしれない粒子を開放させるために、４０〜６０℃の脱イオン水中に３０分間浸漬する。プラテンシールドリングは、オーバフロー式（有効な流体交換が容易）脱イオン水超音波タンク（オプションでイソプロピルアルコール含有可）内で、１０〜２０ワット／ガロンに設定された電力密度で２０分間約６０度で超音波洗浄してプラテンシールドリングの表面から粒子を除去する。プラテンシールドリングはトラップされた粒子の除去を助けるために超音波洗浄中超音波浴内で上下動させることができる。ガス孔及びプロファイルを含むプラテンシールドリンガは脱イオン化水（抵抗率２〜１６メガΩ／ｃｍ以上）で１０分間４０〜６０ｐｓｉの圧力でリンスすることができる。ポリシリコン表面が損傷又は衝撃されるのを避けるために特別の処理が必要とされ得る。再テクスチャ化ステップに続いて、プラテンシールドリングは脱イオン化水及びイソプロピルアルコールの混合溶液で超音波洗浄して水溶性ドーパント汚染物質を除去することができる。
【０１０２】
この超音波洗浄に続いて、プラテンシールドリングを表面の損傷／異常（表面にくず、亀裂、へこみ、変色、しみがないこと）について検査する。好ましくは、検査テーブルはすべての測定の前にイソプロピルアルコールで洗浄する。プラテンシールドリングは所定の位置において表面粗さ及び皮膜厚さ輪郭の測定を受け、好ましくは１０〜２０μinである。プラテンシールドリングはこの部品の下に置かれたクリーンルームワイパに取り付けられたワニ口クリップ付きマルチメータを用いて所定の位置で表面抵抗率の測定を<２００オームの規格まで受けることができる。
【０１０３】
好ましくは、プラテンシールドリングは最終洗浄のためにクラス１００クリーンルーム環境に移動させる。プラテンシールドリングは、最初に、超純粋脱イオン化水（１８メガΩ／ｃｍ以上の抵抗率）を含有するオーバフロー式（有効な流体交換が容易）脱イオン化水超音波タンク内で約５〜１０分間洗浄する。好ましくは、すべての化学洗浄溶液の除去を確実にするために５分間隔で３回の洗浄を行う必要がある。次に、プラテンシールドリングをクラス１００クリーンルーム内においてオーバフロー式リンスタンク内で１０〜２０ワット／ガロンに設定された電力密度で２０分間リンスし、続いて超純粋脱イオン化水（１８メガΩ／ｃｍ以上の抵抗率）でリンスする。超純粋脱イオン化水は０．１μｍに至るすべての粒子を除去するように限外ろ過されている。プラテンシールドリングは汚れ又は汚染がないか確かめるために１０分毎に検査する。次にプラテンシールドリングを脱イオン化水内で１０分間リンスした後に、１００クラスクリーンルーム環境内で高圧（約６０〜８０ｐｓｉ）の（乾燥したオイルフリーの、０．１μｍ以下に限外ろ過された）乾燥空気で５〜１０分間ブロー乾燥する。
【０１０４】
この最終処理において、プラテンシールドリングは洗浄中液体粒子カウンタを用いて監視される。この監視方法はプラテンシールドリングが所定の清浄度規格を達成しているかを確かめるために使用される。ＬＰＣ技術により測定された粒子カウントレベルが２５０，０００粒子／ｃｍ２より低いとき、プラテンシールドリングは脱イオン化水でリンスされ、その後ろ過された純粋窒素ガス又は圧縮乾燥空気でブロー乾燥される。プラテンシールドリングが規定の清浄度レベルに達しない場合にはこの洗浄プロセスを繰り返すことができる。
【０１０５】
プラテンシールドリングは洗浄処理中に吸収されたすべての洗浄溶液並びに水蒸気、化学物質を除去するとともにトラップを吐き出させるために十分な高温度にさらされる。一つの方法では１１０℃のチャンバ内で約２４０分間熱風乾燥する。もう一つの方法では、窒素が連続的にパージされるクラス１００の無塵空気乾燥器を用いてプラテンシールドリングを２０リットル／分の窒素入力流量で１１０℃にて２４０分間ベーキングすることができる。クラス１００無塵空気乾燥器はプラテンシールドリングを収納するのに十分な大きさにし、プラテンシールドリングを冶具及び固定具で乾燥器の壁から離して保持する必要がある。次に、プラテンシールドリングは取り出し前にクラス１００クリーンルーム内において乾燥器内で連続純粋窒素ガスパージにより１８０分間２０リットル／分の流量で冷却される。
【０１０６】
最終洗浄及びベーキングに続いて、プラテンシールドリングは、クラス１００クリーンルーム環境下で、ＱIII表面粒子カウンタを用いて＜１粒子／インチ２の規格まで粒子汚染について検査される。更に、プラテンシールドリングはしみ、汚れ、欠陥、破壊、掻き傷及び亀裂について検査される。
【０１０７】
最後に、プラテンシールドリングはクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて真空包装される。内部バッグは清浄なリントフリーの厚さ０．１ｍｍのナイロンバッグであり、外部バッグは厚さ０．１２ｍｍのアミド及びシリコンフリーポリエチレンバッグである。これらのバッグは空気を排出するために純粋窒素ガスでパージされる。これらのステップはプラテンシールドリングを清浄に維持し損傷から保護するためである。可能であれば、すべてのシール面及び／又はナイフエッジは清浄な金属ガスケットで保護する。ポートは強くて清浄な新しいアルミニウム箔及びプラスチックカバーで覆われる。
【０１０８】
プラテンシールドリングは、リサイクルされたプラテンシールドリングが製品規格に合致することを保証するために、精密洗浄及び回復の前後で検査するのが好ましい。検査は、例えば寸法（例えば厚さ）、シリコン表面抵抗率（＜２００オームの規格を有するワニ口クリップ付きマルチメータ）、表面粗さ（例えば２０−２０μin）、表面清浄度及び表面粒子カウントの測定を含むことができる。更に、回復されたプラテンシールドリングが許容性能を示すことを保証するために、回復されたプラテンシールドリングのＰＬＡＤプラズマドーピングチャンバ性能を試験するのが好ましい。ポストプロセス処理は完全に組み立てられたＰＬＡＤ装置内におけるプラテンシールドリングの試験及び他のポストプロセス処理を含み、これらの処理は当業者に明らかである。
【０１０９】
図１６Ａは回復前の代表的な使用済みプラテンシールドリングを示し、図１６Ｂは回復後の代表的なプラテンシールドリングを示す。図１６Ａの虹色／黒色に汚染された領域は図１６Ｂに示されるように回復後にはもはや観察されない。
【０１１０】
図１８は、本発明の精密洗浄及び回復方法の前及び後のリングシールドライナのシリコン表面の抵抗率を示す。
【０１１１】
4.5石英プロセスキット、例えば(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナ、の精密洗浄及び回復方法
図１３は、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナ（火炎研磨石英構造からなる）のテクスチャ石英表面から汚染物を洗浄除去する、本発明の一態様による精密洗浄及び回復方法を示すフローチャートを示す。本発明に関連する図１２のすべての所与のプロセスパラメータは一例に過ぎない。当業者は、前記プロセスパラメータは可変であると認識されよう。
【０１１２】
本発明の一実施形態においては、汚染された石英プロセスキット、例えば(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナ、のリサイクル洗浄及び回復プロセスの最適な方法（best-known-method:BKM）は以下のステップを含む。
【０１１３】
受入検査時に、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットが顧客から受け取られ、クリーン表面上に注意深く置かれ、石英表面の損傷及び／又は異常について検査される。石英表面は、ピット、スケール、亀裂、変形、へこみ、変色及びしみがないものとすべきでる。これらの兆候は文書化され顧客に報告される。好ましくは、検査テーブルは測定前にイソプロピルアルコールで拭かれる。表面粗さ及び皮膜厚さプロファイルが所定の位置で測定される。石英プロセスキットの状態は規定のガイドラインに従って文書化される。文書化にはディジタル写真並びに限界データのログが含まれる。
【０１１４】
(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットは、必要に応じ、アセトン及び／又はイソプロピルアルコールで前洗浄することができる。例えば、石英プロセスキットは、有機汚染を除去するために、（石英プロセスキットをテフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具で保持して）アセトン又はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液内に浸漬することができる。必要に応じ、石英プロセスキットを清浄化するために糸くずの出ないポリエステル密封ワイパを用いることができる。次に、石英プロセスキットを脱イオン化水（ＤＩＷ）で５分間６０ｐｓｉでスプレーリンスし、加圧乾燥空気（０．１μｍ以下に限外ろ過され、約５０〜６０ｐｓに加圧されている）でブロー乾燥して余分の水を除去する。
【０１１５】
好ましくは、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットは３ステップの正確な化学的方法の組み合わせを用いて洗浄され、再テクスチャ化され、回復される。この３ステップの正確な化学的方法は、損傷又は汚染された石英の表面層を石英表面上の粒子数が低下するようにエッチングすることによって石英表面を再テクスチャ化する。
【０１１６】
第１のステップは、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットを、すべての汚染が除去されるまで、テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具を用いて、過酸化水素、水酸化アンモニア及び水（Ｈ２Ｏ２：ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２０）の化学混合水溶液を含有する化学タンク内に１５分間完全に浸漬し、ここで過酸化水素と、水酸化アンモニアと水の量は１：１：５である。化学水溶液がすべての表面と接触し、石英はどの部分もタンクに接触しないようにするのが重要である。次に石英プロセスキットを脱イオン化水（ＤＩＷ）で５分間６０ｐｓｉでスプレーリンスし、加圧乾燥空気（０．１μｍ以下に限外ろ過され、約５０〜６０ｐｓに加圧されている）でブロー乾燥する
【０１１７】
第２のステップは、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットを、すべての汚染が除去されるまで、テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具を用いて、塩酸（ＨＣｌ）を１：３の希釈比（溶液の全容積に対する容積比）で含む化学水溶液内に１５分間完全に浸漬する。化学水溶液がすべての表面と接触し、石英はどの部分もタンクに接触しないようにするのが重要である。次に石英プロセスキットを脱イオン化水（ＤＩＷ）で５分間６０ｐｓｉでスプレーリンスし、加圧乾燥空気（０．１μｍ以下に限外ろ過され、約５０〜６０ｐｓに加圧されている）でブロー乾燥する
【０１１８】
第３のステップは、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットを、テフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を固定具を用いて、硝酸及びフッ化水素（１０％のＨＮＯ３及び１の％ＨＦ）からなる化学混合水溶液を含有する化学タンク内に１０分間完全に浸漬し、ここで混合水溶液内のフッ化水素の量は水溶液の全容積に対する容積比で約１％で、前記水溶液内の硝酸の量は水溶液の全容積に対する容積比で約１０％である。次に石英プロセスキットを脱イオン化水（ＤＩＷ）で５分間６０ｐｓｉでスプレーリンスし、加圧乾燥空気（０．１μｍ以下に限外ろ過され、約５０〜６０ｐｓに加圧されている）でブロー乾燥する
【０１１９】
洗浄中(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットを支持する固定具は支持部材と基部を有し、これらは化学的に酸に耐えるテフロン（登録商標）固定具で保持される）を加圧脱イオン水でウォータージェット洗浄する方法；有機汚染を（ポリテトラフルオロブチル）などの耐薬品性材料で被覆する及び／又は該材料で形成するのが好ましい。
【０１２０】
この化学洗浄に続いて、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットは、脱イオン化水（ＤＩＷ）で満たされたＰＥタンクを用いて、最終洗浄のためにクラス１００クリーンルームへ移送するのが好ましい。石英プロセスキットは、最初に、超純粋脱イオン化水（１８メガΩ／ｃｍ以上の抵抗率）を含有するオーバフロー式（有効な流体交換が容易）リンスタンク内で５分間リンスする。好ましくは、すべての化学洗浄溶液の除去を確実にするために５分間隔で３回の洗浄を行うべきである。次に、石英プロセスキットをクラス１００クリーンルーム内において超純粋脱イオン化水（１８メガΩ／ｃｍ以上の抵抗率）を含有するオーバフロー式リンスタンク内で１０〜２０ワット／ガロンに設定された電力密度で３０分間リンスする。超純粋脱イオン化水は０．１μｍ以下までのすべての粒子を除去するように限外ろ過されている。石英プロセスキットはしみ又は汚染がないか確かめるために１０分毎に検査する。次に石英プロセスキットを脱イオン化水内で１０分間リンスした後に、１００クラスクリーンルーム環境内で高圧（約６０−８０ｐｓｉ）の（乾燥したオイルフリーの、０．１μｍ以下に限外ろ過された）窒素ガス５−１０分間ブロー乾燥する。
【０１２１】
この最終処理において、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットは、洗浄中液体粒子カウンタを用いて監視される。この監視方法は石英プロセスキットが所定の清浄度規格を達成しているかを確かめるために使用される。ＬＰＣ技術により測定された粒子カウントレベルが２５０，０００粒子／ｃｍ２より低いとき、石英プロセスキットはクラス１００クリーンルーム環境内で超純粋脱イオン化水で５分間リンスされ、次いで高圧（約５０−６０ｐｓｉ）の（乾燥したオイルフリーの、０．１μｍ以下に限外ろ過された）窒素ガスで５−１０分間ブロー乾燥される。石英プロセスキットが規定の清浄度レベルに達しない場合にはこの洗浄プロセスを繰り返すことができる。
【０１２２】
(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットグは洗浄処理中に吸収されたすべての洗浄溶液並びに水蒸気、化学物質を除去するとともにトラップを吐き出させるのに十分な高温度にさらす。一つの方法ではキットを１１０℃のチャンバ内で約２４０分間熱風乾燥する。或いは、連続窒素パージ式クラス１００塵空気乾燥器（又はヒータランプ）を用いてキットを２０リットル／分の窒素入力流量で１２０℃で６０分間ベーキングすることができる。クラス１００無塵空気乾燥器は石英プロセスキットを収納するのに十分な大きさにし、石英プロセスキットを冶具及び固定具で乾燥器の壁から離して保持する必要がある。次に、石英プロセスキットは取り出し前にクラス１００クリーンルーム内において乾燥器内で連続純粋窒素ガスパージで６０分間２０リットル／分の流量で冷却される。
【０１２３】
最終洗浄及びベーキングに続いて、(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットは、クラス１００クリーンルーム環境下で、ＱIII表面粒子カウンタを用いて＜１粒子／インチ２の規格まで粒子汚染について検査される。更に、石英プロセスキットは石英表面のしみ、汚れ、欠陥、破壊、掻き傷及び亀裂について検査される。好ましくは、品質検査は、石英プロセスキットの表面清浄度及び状態の検査並びに汚染の痕跡、不良洗浄又は損傷についての検査を含むべきである。石英プロセスキットは携帯顕微鏡を用いて視覚的に検査される。好ましくは、洗浄処理の終了後に石英プロセスキットの視覚検査を補償するために、清浄石英プロセスキットの基準として誘導結合−質量スペクトロメータ（ＩＣＰ−ＭＳ）法を用いて決定される石英プロセスキットの清浄度の測定値を含めるべきである。石英表面清浄度は、「清浄化された」プロセスキットクーポンから表面汚染を２％の超純粋フッ化水素酸と２％の超純粋過酸化水素の混合化学溶液で抽出することによって決定される。次にこの抽出物が、アルミニウム、カルシウム、クロム、銅、鉄、リチウム、マグネシウム、ニッケル、ポタジウム、ソジウム、亜鉛、チタン及び銀などの金属汚染について誘導結合−質量スペクトロメータ（ＩＣＰ−ＭＳ）によって分析される。
【０１２４】
最後に、石英プロセスキットはクラス１００クリーンルーム環境内で２重バッグを用いて真空包装される。内部バッグは清浄なリントフリーの厚さ０．１ｍｍのナイロンバッグであり、外部バッグは厚さ０．１２ｍｍのアミド及びシリコンフリーポリエチレンバッグである。包装中に内部バッグは空気を排出するために純粋窒素ガスでパージされる。これらのステップは石英プロセスキットを清浄に維持し損傷から保護するためである。可能であれば、すべてのシール面及び／又はナイフエッジは清浄な金属ガスケットで保護する。すべてのポートは強くて清浄な新しいアルミニウム箔及びプラスチックカバーで覆われる。
【０１２５】
(a)ＲＦウィンドウシールドライナ；(b)上部ウィンドウシールドライナ及び(c)ペデスタルブッシングシールドライナを含む石英プロセスキットは、リサイクルされる石英プロセスキットが製品規格に合致することを保証するために、精密洗浄及び回復の前後で検査するのが好ましい。検査は、例えば寸法（例えば厚さ）、表面粗さ（例えば１０−３０μin）、表面清浄度及び表面粒子カウントの測定を含むことができる。更に、回復された石英プロセスキットが許容性能を示すことを保証するために、回復された石英プロセスキットのＰＬＡＤプラズマドーピングチャンバ性能を試験するのが好ましい。ポストプロセス処理は完全に組み立てられたＰＬＡＤ装置内における石英プロセスキットの試験及び他のポストプロセス処理を含み、これらの処理は当業者に明らかである。
【０１２６】
図１９、誘導結合−質量スペクトロメータ（ＩＣＰ−ＭＳ）法を用いて決定される石英表面の清浄度レベル及び本発明の有効性を示す。誘導結合−質量スペクトロメータ（ＩＣＰ−ＭＳ）はその１兆分の１の検出限界及び多元素、マルチアイソトープ能力のために微量元素分析のための周知の方法である。表面清浄度は、プロセスキットクーポンから表面汚染を２％のフッ化水素酸と２％の過酸化水素の混合溶液で抽出することによって決定される。次にこの抽出物が誘導結合−質量スペクトロメータ（ＩＣＰ−ＭＳ）により分析される。決定された金属の量は抽出に使用したサンプルの単位面積当たりの原子数（原子／ｃｍ２）で表される。サンプルの金属の濃度はＩＣＰ−ＭＳにより次のように決定される。２％の超純粋フッ化水素酸と２％の超純粋過酸化水素の５０：５０の混合物からなる少量の試薬を分析すべきプロセスキットクーポンの表面上に滴下する。クーポン上の溶液は約１０分間放置した後回収する。金属の汚染はＩＣＰ−ＭＳにより分析され、プロセスキットの単位面積当たりの金属原子数を示す図表で表される。ＩＣＰ−ＭＳ装置を用いてアルミニウム、カルシウム、クロム、銅、鉄、リチウム、マグネシウム、ニッケル、ポタジウム、ソジウム、亜鉛、チタン及び銀などの金属について分析した。その結果は、主成分の金属汚染は極めて低いことを明確に示した。従って、本発明は石英プロセスキットのリサイクル洗浄に有効である。
【０１２７】
本発明によるプラズマドーピング（ＰＬＡＤ）プロセスキットの洗浄装置は、限定はされないが、以下のハードウェアを含むことを認識すべきである。
【０１２８】
(a)脱イオン化（ＤＩ）水：脱イオン化水の源はＡＳＴＭ Ｄ１１２５で決められているように１６ＭΩ-ｃｍ以上の固有抵抗率を有する。バクテリア制御のために適切なＵＶ光モジュールを組み込むべきである。使用時に、リンス及び洗浄に使用するＤＩ水（リンスを長引かせる場合を除いて）は２．０ＭΩ-ｃｍの最小固有抵抗率を有するものとすべきである。
【０１２９】
(b)圧縮窒素又は乾燥空気：乾燥成分に使用される窒素ガス又は空気は乾燥してオイルフリーであり、使用時に０．１ｍｍフィルタでろ過されるものとすべきである。フィルタは定期的に交換し、メインテナンス記録を維持すべきである。
【０１３０】
(c)重要薬品：アセトン、塩酸（ＨＣｌ）、硝酸（ＨＮＯ３）、過酸化水素と水酸化アンモニアと水の混合化学溶液（Ｈ２Ｏ２：ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２０）及び硝酸とフッ化水素の混合酸（ＨＮＯ３：ＨＦ）等の受け入れる重要薬品は半導体グレードのものとすべきであり、可動イオン／重金属レベルについて監視すべきであり。要件に相関するイオン汚染及び重金属に対する最大許容レベルを設定すべきである。受け入れる薬品の純度を示す記録を維持すべきである。
【０１３１】
(d)クリーンルーム：最終洗浄、乾燥、最終検査及び包装のためにはＦＥＤ−ＳＴＤ−２０９に規定されるクラス１００又はそれよりよいクリーンルームを使用すべきである。クリーンルームの操作、ハウスキーピング及び監視はＩＥＳ-RP-CC０２６及びＩＥＳ−ＲＰ−ＣＣ０１８に従うべきである。本発明に必要とされる装置はクラス１００クリーンルーム乾燥器及び超音波洗浄能力を有するクラス１００クリーンルーム脱イオン化（ＤＩ）水リンスタンクを含む。
【０１３２】
(e)プロセスタンク：洗浄用薬品タンクは薬品組成、清浄度及び温度の適正制御のために定期的に監視される。すべての洗浄用薬品浴は適切にろ過され、目に見える表面膜又はスカムが生じないようにすべきである。タンクは非使用時には蓋をすべきである。薬品タンク及び浸漬タンク内のＤＩ水は、粒子又は炭化水素による汚染を防止するためにオイルフリー乾燥空気又は窒素で適切に攪拌するとともに機械的に攪拌する。本発明に必要とされる設備は、(i)１つの加圧ウォータージェットリンスタンク、(ii)１つのアセトン溶液タンク、 (iii)１つの混合化学溶液タンク、(iv)１つのＨＣｌ化学溶液タンク、(v)ＨＦ及びＨＮＯ３用の１つの混合酸タンク、(vi)オーバフロー及び超音波洗浄能力を有する２つの超純粋脱イオン化（ＤＩ）水リンスタンク、２つの脱イオン化（ＤＩ）水オーバフローリンスタンク及び(viii)３つの超純粋脱イオン化（ＤＩ）水オーバフロータンクである。好ましくは、プロセス設備は適切に装備し、処理中にコンポーネントを損傷又は汚染しない材料で構成すべきである。これらのタンクはポリプロピレンからなり、石英プロセスキットを完全に収容し浸漬できる十分な寸法を有する。より好ましくは、タンクの寸法は、８００−１０００ｍｍの長さ、８００−１０００ｍｍの幅及びに少なくとも３００−６００ｍｍの深さの液体を収容するのに十分な高さに設計し、構成する。処理中、容器内の混合酸、化学溶液又は溶剤のレベルは少なくとも石英プロセスキットの表面が濡れて「洗浄」効果を生じるのに十分な量及び深さにしなければならない。洗浄システムのために適切な容器又はタンクの選択は重要である。容器は混合酸又は化学溶液の存在下で腐食されない材料からなるものとすべきである。好ましくは、容器は耐熱ガラス又はステンレススチールからなるものとすべきである。リンス浴の主成分は廃棄重金属濃度が含まれ得るので、酸浴及びリンス水は環境に安全な方法で廃棄すべきである。
【０１３３】
以上から、テクスチャ加工されたプロセスキットのリサイクル洗浄及び回復は、機械的研磨方法、化学的方法及び／又は量方法の組み合わせを含むことが理解されよう。加えて、プロセスキットの清浄度の決定方法並びに本発明を実施するための装置、備品及び設備も本明細書に組み込まれている。
【０１３４】
加えて、認定された精密洗浄及び回復プロセスは制定でき、文書化でき、維持できることが理解されよう。従って、リサイクル洗浄及び回復プロセスは品質に影響を与えるあらゆるパラメータを監視し、制御し、記録することができる装置及び設備を用いて実行することができる。これらのパラメータは、限定はされないが、処理時間、薬品浴の組成及び温度、リンス方法、リンス水の抵抗率、超音波装置の動作を含む。
【０１３５】
本発明の実施形態について説明したが、種々の変形、変更及び改良が当業者に容易であること明らかであろう。これらの明らかな変形、変更及び改良は、具体的に上に記載されていないが、暗示されており、本発明の精神及び範囲に含まれることを意図している。本発明はいくつかの好ましい実施形態について記載したが、本発明の範囲に含まれる多くの変更、置換及び等価技術が存在し得る。本発明の方法及び装置を実施する多くの代替方法が存在することにも注意されたい。従って、以下の添付の特許請求の範囲はこれらの変更、置換及び等価技術を本発明の精神及び範囲内に含ものと解釈されることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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