JP2009152599A - ｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ励起によるチャンバ洗浄方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 半導体ウェーハ、フラットパネル基板、ソーラーパネル等の基板を処理するための、ｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄機構を含む基板処理チャンバを提供する。
【解決手段】 前記チャンバ本体は、それ自体の側壁上に設けられた少なくとも１つのプラズマ源開口を有する。前記チャンバ本体内には、前記基板が前記プラズマ源開口の下方に配置されるときに、前記チャンバのｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄用の第１の位置をとり、前記基板が前記プラズマ源開口の上方に配置されるときに、基板処理用の第２の位置をとる可動基板ホルダが設置される。前記プラズマ源開口には、プラズマ源が結合される。
【選択図】 図３
【解決手段】 前記チャンバ本体は、それ自体の側壁上に設けられた少なくとも１つのプラズマ源開口を有する。前記チャンバ本体内には、前記基板が前記プラズマ源開口の下方に配置されるときに、前記チャンバのｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄用の第１の位置をとり、前記基板が前記プラズマ源開口の上方に配置されるときに、基板処理用の第２の位置をとる可動基板ホルダが設置される。前記プラズマ源開口には、プラズマ源が結合される。
【選択図】 図３
Description
本発明は一般に、ｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ励起による固有のプラズマチャンバ洗浄方法及び装置に関する。
処理チャンバには、例えば半導体、フラットパネル、ソーラーパネル等を製作するための真空チャンバ等、様々なものが存在するが、これらは定期的な洗浄が必要である。そのような洗浄は従来、プラズマ励起を使用して行われる。そのような洗浄に関して、現行技術では、一般に遠隔プラズマ洗浄及びｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄と呼ばれる２つの方法が知られている。通常、洗浄用のプラズマの生成は、製作プロセス用のプラズマの生成とは異なる。その違いの一因は、チャンバ壁及びチャックにプラズマが衝突するのを避ける必要がある点にある。したがって、プラズマ洗浄処理の設計では、「ソフトなプラズマ（ｓｏｆｔ ｐｌａｓｍａ）」を生み出す必要がある。
洗浄用の「ソフトなプラズマ」を生成する周知の方法の１つが、上述の遠隔プラズマ洗浄システムである。遠隔プラズマ洗浄システムでは、洗浄を必要とする処理空間の遠隔からプラズマが生成され、生成されたラジカルは、洗浄用の処理空間内に浮流又は遊走することになる。一方、ｉｎ‐ｓｉｔｕチャンバ洗浄を利用するチャンバは、単純に、処理用のプラズマとは異なる条件下で洗浄用のプラズマを維持する。例えば、ソース電力を低減し、バイアス電力を印加しないことにより、プラズマ内のラジカルの加速を回避することができる。
上記の定期的な洗浄を必要とする１つのクラスの処理チャンバは、化学気相成長法（ＣＶＤ）チャンバである。いくつかの形態のプラズマ支援又はプラズマ強化ＣＶＤチャンバが利用されているが、従来のＣＶＤチャンバは、ＣＶＤプロセス用のプラズマを利用していない。それ故、そのようなＣＶＤチャンバは、洗浄用途以外のプラズマ生成能力を有さない。したがって、従来のＣＶＤチャンバでは、例えば遠隔マイクロ波プラズマ洗浄等の遠隔プラズマ洗浄法が利用されている。
当技術分野では、改良されたプラズマチャンバ洗浄がなお必要とされている。遠隔プラズマ洗浄は、遠隔のプラズマチャンバから処理チャンバへの移動中に反応種の再結合率が高くなる故に、効率の低さが問題となる。一方、最新のｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄は一般に、処理のためにプラズマが使用されるチャンバに限定されており、すなわち、ＣＶＤチャンバのようなチャンバは除外される。さらに、従来ｉｎ‐ｓｉｔｕ洗浄に使用されるプラズマ装置は、基板処理に使用される装置と同じである。したがって、そのような装置は一般に、処理用のプラズマ生成に最適化されており、洗浄用のプラズマは単なる副次的なオプションとして扱われている。
本発明の以下の概要は、本発明のいくつかの態様及び特徴の基本的な理解を与えるために示されている。以下の概要は本発明の要素を網羅的に示したものではなく、したがって、本発明の重要な要素あるいは不可欠な要素を具体的に示すものでも本発明の範囲を定めるものでもない。以下の概要の主な目的は、後で示すより詳細な説明の序文として本発明のいくつかの概念を簡略化した形で提示することにある。
本発明の諸態様によれば、新規なｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄方法及び装置が、提供される。本発明の様々な実施形態では、チャンバ本体が、プラズマをｉｎ‐ｓｉｔｕで生成する空洞共振器の一部として利用される。したがって、反応種の再結合を回避しながら、プラズマ特性の制御を改善することが可能となる。
本発明の諸態様によれば、基板処理チャンバであって、それ自体の側壁上に少なくとも１つのプラズマ源開口を有するチャンバ本体と、前記チャンバ本体内に設置され、前記基板が前記プラズマ源開口の下方に配置されるときに第１の位置をとり、前記基板が前記プラズマ源開口の上方に配置されるときに第２の位置をとる可動基板ホルダと、前記プラズマ源開口に結合されるプラズマ源と、前記チャンバ本体に結合され、前記チャンバ本体から流体をポンピングする真空ポンプと、前記チャンバ本体に結合され、前記チャンバ本体にガスを注入するガス源とを備える基板処理チャンバが、提供される。前記プラズマ源開口は、誘電体窓を備えることができ、前記プラズマ源は、マイクロ波源を備えることができる。前記プラズマ源は、管状パイプに巻回されたコイルにＲＦ電力を印加するＲＦエネルギー源を備えることができ、前記管状パイプは、前記プラズマ源開口と流体連通（ｆｌｕｉｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に連結され得る。前記管状パイプは、誘電性パイプを含むことができる。前記管状パイプは、誘電性ブレーク（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂｒｅａｋ）を有する導電性パイプを含むことができる。前記管状パイプは、互いに１８０度対向する２つのポイントで前記チャンバ本体に連結され得る。
本発明の諸態様によれば、ｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄能力を有する処理チャンバであって、側壁を有するチャンバ本体と、前記チャンバ本体上に設けられるシャワーヘッドと、前記チャンバ本体の前記側壁に結合されるプラズマエネルギー源と、前記プラズマエネルギー源の上方であって、前記シャワーヘッドの下方にある小さい間隙に前記基板を置くための上側位置と、前記プラズマエネルギー源の下方の下側位置とを有する可動基板ホルダとを備える処理チャンバが、提供される。前記プラズマエネルギー源は、誘電体窓であってもよい。前記プラズマエネルギー源は、ＲＦエネルギー源であってもよい。前記プラズマエネルギー源は、前記側壁に結合される管状パイプであってもよい。前記管状パイプは、導電性であってもよく、誘電性ブレークをさらに備えることができる。
本発明の諸態様によれば、それ自体の側壁上にプラズマエネルギー源を有する、ｉｎ‐ｓｉｔｕチャンバ洗浄用の基板処理チャンバを動作させる方法であって、前記チャンバ内に設置された基板ホルダ上に基板を装填する（ｌｏａｄｉｎｇ）ステップと、前記基板ホルダを前記プラズマエネルギー源の上方のレベルに上昇させるステップと、前記基板を処理するステップと、前記基板ホルダを前記プラズマエネルギー源の下方のレベルに下降させるステップと、前記基板を取り出す（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）ステップと、前記プラズマエネルギー源を活性化させて前記チャンバ内のプラズマを点火し、維持し、ｉｎ‐ｓｉｔｕチャンバ洗浄を実行するステップとを含む方法が、提供される。
本発明の諸態様によれば、可変処理キャビティ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃａｖｉｔｙ）を有する基板処理チャンバにおいて、前記チャンバを動作させる方法であって、前記可変キャビティを第１のボリュームにセットすることにより、前記チャンバを第１の動作モードに置くステップと、前記基板を処理するステップと、前記可変キャビティが前記第１のボリュームよりも大きい第２のボリュームとなるように拡大することにより、前記チャンバを第２の動作モードに置くステップと、第２のボリュームにおける前記可変キャビティ内にプラズマを発生（ｓｔｒｉｋｉｎｇ）させ、維持し、それによって前記可変キャビティのｉｎ‐ｓｉｔｕ洗浄を実行するステップとを含む方法が、提供される。
本明細書に組み込まれその一部を構成する添付の図面には、本発明の諸実施形態が例示されている。これらの図面は、本明細書と併せて本発明の諸原理を説明し図示するために添付されている。各図面は、例示的な諸実施形態の主要な特徴を図解で示すものである。各図面には、必ずしも実際の実施形態のすべての特徴が示されているわけではなく、図示の要素の相対的な寸法も必ずしも縮尺どおりに描かれてはいない。
本発明の諸実施形態は一般に、プラズマがｉｎ‐ｓｉｔｕで、すなわち処理が行われるのと同じキャビティ内で点火され維持される、プラズマチャンバ洗浄を対象とする。本明細書に記載される様々な実施形態は、例えば半導体ウェーハ、フラットパネルディスプレイ、ソーラーパネル等の製作で使用される様々な処理チャンバと共に使用することができる。各実施形態は、そのような処理チャンバの中でもとりわけ、例えばエッチング、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＰＶＤ等との併用に適している。言うまでもなく、本明細書に記載される様々な実施形態及び技法は、本明細書で具体的に述べられていない他の用途を有する可能性もある。
本発明のチャンバは、概念上の実装形態において、可変キャビティ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｃａｖｉｔｙ）を用いた２つの動作モードを有する。第１の動作モードでは、基板処理用の第１のボリュームにキャビティがセットされ、第２の動作モードでは、ｉｎ‐ｓｉｔｕ洗浄用の第２のボリュームにキャビティがセットされる。第１の動作モードでは、基板が処理され、プラズマは使用されることも使用されないこともある。第２の動作モードでは、キャビティが拡大され、チャンバ洗浄用のプラズマが維持される。
図１Ａ及び図１Ｂは、プラズマ洗浄用に配置された本発明の一実施形態に係る処理チャンバと、処理用に配置された本発明の一実施形態に係る処理チャンバの一例を示す。処理チャンバ１００は、例えば高純度薄膜を基板１０５上に生成するＣＶＤチャンバであってよいが、上述のとおり、他のチャンバが本実施形態に係るｉｎ‐ｓｉｔｕ洗浄を利用することもできる。基板１０５は、ロードロック１１０を介してチャンバ内に装填され、チャック１１５等の基板ホルダ上に置かれる。チャック１１５上に基板１０５が置かれると、図１Ｂに示したようにチャック１１５が処理位置に上昇される。ポンプ１３５を使用してチャンバ１００の排気が行われ、ベロー１３０又は他の手段を使用して、真空環境を損なわずにチャック１１５の移動を可能にすることができる。処理位置では、基板は、ロードロック１１０の上方及び誘電体窓１２０の上方に所在する。次に、ガス源１２５からの前駆ガスがチャンバ内に導入され、必要とされる層が基板１０５上に堆積される。
周知のとおり、ＣＶＤ処理中、薄膜は基板上に堆積され、付随的にチャンバ壁上にも堆積される。チャンバ壁上の堆積物は、剥がれ落ちる可能性があり、結果物のウェーハを汚染する恐れがあるため、除去する必要がある。したがって、チャック１１５が下降され、チャンバからウェーハ１０５が取り出された後は、ロードロック１１０を封止することができ、ｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄プロセスを実行することができる。本実施形態によれば、低圧条件下、例えば１０Ｔｏｒｒ（約１３３３．２２Ｐａ）未満で、チャンバ内にＡｒ、Ｈｅ、ＮＦ３（又は任意のフッ素含有ガス）等の不活性ガス及び反応性ガスが導入される。次に、マイクロ波源１２２からのマイクロ波エネルギーが、誘電体窓１２０を介してチャンバ内に導入され、それによってチャンバ内にプラズマが発生し、維持される。マイクロ波エネルギーは、要件及び設計に応じて、例えば１００Ｗ〜１０ｋＷの電力範囲で２．４５ＧＨｚの周波数等、様々な値をとる可能性がある。
図２Ａ及び図２Ｂは、プラズマ洗浄用に配置された本発明の一実施形態に係る処理チャンバと、処理用に配置された本発明の一実施形態に係る処理チャンバの別の例を示す。図２Ａ及び図２Ｂにおいて、図１Ａ及び図１Ｂと同様の要素は、それらの参照符合が「２」で始まる点を除き、同一の参照符号で示されている。
図２Ｂでは、チャックが処理位置に上昇され、図１Ｂの実施形態の場合と同様に処理が進められる。一方、図２Ａでは、チャックがプラズマ洗浄処理のために下降される。図１Ａ及び図１Ｂの実施形態の場合と同様に、図２Ａでは、ｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄が実行される。しかしながら、本実施形態では、マイクロ波エネルギーを使用する代わりに、ＲＦエネルギーが、チャンバに連結された管路２４０に誘導結合される。図２Ａに示したように、管路２４０は、チャンバ２００に連結され、それによって可変キャビティ２０２との間の閉回路流体連通を形成する。本例では、管路２４０は、互いに１８０度対向する２つのポイントでチャンバ２００に連結されている。管路２４０は、誘電材料で作成することも導電材料で作成することもでき、後者の場合は誘電性ブレーク２４５を含む。ＲＦ源２５０からのＲＦエネルギーは、コイル２５５を介して管路２４０に誘導結合される。その結果、チャンバの可変キャビティ２０２及び管路２４０を含む閉回路流体経路内でプラズマが点火される。
図３は、本発明の一実施形態に係る処理を示す。図３の処理は、本発明の実施形態に従って構築される任意の処理チャンバで実施することができる。ステップ３００で、基板ホルダ上に基板が装填され、ロードロックが封止される。チャンバは、真空あるいは低圧状態に維持することができる。ステップ３０５で、チャックが処理位置に上昇され、ステップ３１０で、基板が処理される。上述のとおり、基板の処理は、エッチング、堆積、アニール等を含むことができる。処理が完了すると、ステップ３１５で、チャックが基板取り出し位置（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）まで下降され、ステップ３２０で、基板が取り出される。
ステップ３２５で、洗浄サイクルが必要とされるかどうかが判定される。すなわち、いくつかの条件下では、各処理サイクル毎に洗浄サイクルを実行することができる。一方、他の状況下では、ｎ回の処理サイクル毎、時間Ｔの経過後等に洗浄が実行されることもあり、処理結果を観察することによって洗浄が実行されることもある。洗浄が必要とされない場合には、ステップ３００に進む。洗浄が必要とされる場合には、ステップ３３０で、不活性ガスと活性ガスの混合ガス等の洗浄ガスを導入することによって洗浄サイクルが開始される。
この点において、チャックは異なる位置に移動され得ることに留意されたい。すなわち、チャックの洗浄位置は、チャックの基板取り出し位置と異なる可能性がある。特に、基板の取り出しでは、チャックは、ロードロックをクリア（ｃｌｅａｒ）する必要がある。一方、洗浄サイクルでは、チャックは、誘電体窓や管路２４０の開口等のプラズマエネルギー源をクリアしなければならない。簡略化のために、図３の例では、基板取り出し位置とチャンバ洗浄位置とが同じであると仮定する。
ステップ３３５で、プラズマ源が付勢されてチャンバ内にプラズマが発生し、維持される。ステップ３４０で、洗浄サイクルの終点に達したかどうかがチェックされる。このステップは、例えばタイマを使用することによって、あるいはチャンバから排気される種を分析することによって実行することができる。例えば、チャンバからシリコン堆積物を除去するために、ソースガス、例えばＮＦ３を使用してフッ素ラジカルを生成する場合は、排気時にＳｉＦ４の有無を監視することができる。ガスの排気時にＳｉＦ４が存在する限り、ガスの導入を継続し、プラズマを維持し続けることによって（ステップ３３０及び３３５）、洗浄を続行することができる。ＳｉＦ４が存在しなくなった時点で洗浄は終了し、ステップ３４５に進んでプラズマが消火される。最適には、次の基板を装填するステップ３００に戻る前に、追加的な期間にわたってチャンバをポンピングすることができる。
図４Ａ及び図４Ｂは、プラズマ洗浄用に配置された本発明の一実施形態に係る処理チャンバと、処理用に配置された本発明の一実施形態に係る処理チャンバの別の例を示す。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、図１Ａ及び図１Ｂと同様の要素は、それらの参照符合が「４」で始まる点を除き、同一の参照符号で示されている。図４Ａ及び図４Ｂは、チャンバの３Ｄモデルの部分的な断面を示している。この具体例では、通常ＣＶＤ用のチャンバが使用されるが、他のチャンバを使用することもできる。
図４Ａに示したように、本実施形態のＣＶＤチャンバ４００は、基板が処理され得る内部キャビティを有するチャンバ本体４６０を有する。基板は、それ自体が基板ホルダ４１５上に置かれる場合と同様に、ロードロック開口４１０から装填及び取り出しが行われる。図４Ａでは、基板ホルダが下降された位置で示されているが、この位置では、基板の装填及び取り出しが可能であり、チャンバプラズマ洗浄処理も可能となる。シャワーヘッド４５０は、処理ガス及びプラズマ洗浄ガスを供給する。本例では、チャンバ本体４６０の側壁上にプラズマ源開口４２０が設けられる。ここで、プラズマ源開口は、チャンバ洗浄処理用のプラズマを発生させ維持するためのマイクロ波エネルギーを、キャビティに結合することを可能にする。
図４Ｂでは、基板ホルダ４１５は、基板処理に利用される上側位置をとる。特に、基板ホルダ４１５が処理位置をとるときは、間隙４５５が狭くなり、基板は、（図４Ｂでは基板ホルダ４１５に隠れて見えないが）プラズマ源開口４２０のレベルをクリアする、すなわち該レベルの上方に置かれることになる。
図５Ａ及び図５Ｂは、プラズマ洗浄用に配置された本発明の一実施形態に係る処理チャンバと、処理用に配置された本発明の一実施形態に係る処理チャンバの別の例を示す。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、図１Ａ及び図１Ｂと同様の要素は、それらの参照符合が「５」で始まる点を除き、同一の参照符号で示されている。
図５Ａ及び図５Ｂのチャンバは、２つのプラズマ源と、基板のプラズマ処理用の容量性ＲＦ結合（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ＲＦ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）と、ｉｎ‐ｓｉｔｕ洗浄用のマイクロ波源とを含む。基板５０５のプラズマ処理では、ＲＦ源５６０からのＲＦエネルギーが、基板支持体５１５に埋め込まれた導電電極５６５と、チャンバの天井部の導電電極５７０との間で結合される。ここで、導電電極５７０は、接地されるように示され、導電電極５６５は、ＲＦ源５６０の加熱側面に連結されるように示されているが、逆もまた同様に適用可能であることを理解されたい。また、１つのＲＦ源だけが示されているが、当技術分野では、２つ以上のＲＦ周波数をチャンバに結合させるために、２つ以上のＲＦ源を結合させることが知られている。また、当技術分野では、導電電極５７０が、ガス源５２５からのガスをチャンバ内に注入するシャワーヘッドの一部を形成し得ることも知られている。
図５Ａ及び図５Ｂのチャンバがプラズマ処理に使用される場合は、例えば基板上のエッチングを実行するのに使用することができる。周知のとおり、プラズマ種の滞留時間は、ポンピング要件、すなわちチャンバコンダクタンスを改善するエッチングプロセス品質を左右する重要な要因となる。したがって、図５Ａ及び図５Ｂのチャンバでは、基板ホルダ５１５の直径は、チャンバ壁５０２の直径よりも小さくなっている。その結果、本構成では、基板ホルダ５１５の縁部とチャンバ壁５０２との間に多くの空間が残され、コンダクタンスが改善される。一方、この空間を空けたままにしておくと、処理用に維持されているプラズマが、基板ホルダ５１５の下方まで移動する可能性がある。これを防止するために、基板処理用のレベルには、図５Ｂに示したようなバッフル５７５が設置されている。基板ホルダが処理のために上昇されたとき、すなわち図５Ｂに示す状況では、基板ホルダ５１５は、バッフル５７５と同一のレベルとなり、それによってプラズマに対して閉じられた空間が提示される。ただし、バッフル５７５は、ガスポンピングが可能となるように設計されながらもプラズマ側から見ると障壁に見える、小さいサイズの孔を含む。
一方、基板ホルダがｉｎ‐ｓｉｔｕ洗浄用に配置されたとき、すなわち図５Ａに示す位置に配置されたときは、ＲＦ源５６０をオフに切り替えることができ、また、マイクロ波源５２２を付勢してチャンバのｉｎ‐ｓｉｔｕ洗浄用のプラズマを点火することができる。
本明細書に記載される処理及び技法は、何らかの特定の装置と固有の関係を有するものと理解されるべきではなく、各構成要素の任意の適当な組合せによって実施することができることを理解されたい。さらに、本明細書に記載の教示内容に従って様々なタイプの汎用デバイスを使用することができる。また、本明細書に記載の各方法ステップを実行する特別な装置を構築することが有利であると考えられる場合もあるだろう。本発明を様々な具体例と共に説明してきたが、これらの例は決して限定的なものではなく、例示的なものにすぎない。本発明の実施に適したハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアの多種多様な組合せが当業者には理解されるであろう。例えば、本明細書に記載のソフトウェアは、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、Ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）、ＨＦＳＳ、ＣＳＴ、ＥＥＫＯ等、様々なプログラミング言語あるいはスクリプト言語で実装することが可能である。
本発明を様々な具体例と共に説明してきたが、これらの例は決して限定的なものではなく、例示的なものにすぎない。本発明の実施に適したハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェアの多種多様な組合せが当業者には理解されるであろう。さらに、本明細書に開示される本発明の説明を読み、本発明を実施すれば、本発明の他の実装形態が当業者には明らかとなるであろう。上記の説明及び具体例は単なる例示的なものと解釈されるべきであり、本発明の真の範囲及び趣旨は、添付の特許請求の範囲に示されるものとする。
Claims (13)
- 基板処理チャンバであって、
それ自体の側壁上に少なくとも１つのプラズマ源開口を有するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体内に設置され、前記基板が前記プラズマ源開口の下方に配置されるときに第１の位置をとり、前記基板が前記プラズマ源開口の上方に配置されるときに第２の位置をとる可動基板ホルダと、
前記プラズマ源開口に結合されるプラズマ源と、
前記チャンバ本体に結合され、前記チャンバ本体から流体をポンピングする真空ポンプと、
前記チャンバ本体に結合され、前記チャンバ本体にガスを注入するガス源と
を備える基板処理チャンバ。 - 前記プラズマ源開口は、誘電体窓を備え、前記プラズマ源は、マイクロ波源を備える、請求項１に記載の処理チャンバ。
- 前記プラズマ源は、管状パイプに巻回されたコイルにＲＦ電力を印加するＲＦエネルギー源を備え、前記管状パイプは、前記プラズマ源開口と流体連通に連結される、請求項１に記載の処理チャンバ。
- 前記管状パイプは、誘電性パイプを含む、請求項３に記載の処理チャンバ。
- 前記管状パイプは、誘電性ブレークを有する導電性パイプを含む、請求項３に記載の処理チャンバ。
- 前記管状パイプは、互いに１８０度対向する２つのポイントで前記チャンバ本体に連結される、請求項１に記載の処理チャンバ。
- ｉｎ‐ｓｉｔｕプラズマ洗浄能力を有する処理チャンバであって、
側壁を有するチャンバ本体と、
前記チャンバ本体上に設けられるシャワーヘッドと、
前記チャンバ本体の前記側壁に結合されるプラズマエネルギー源と、
前記プラズマエネルギー源の上方であって、前記シャワーヘッドの下方にある小さい間隙に前記基板を置くための上側位置と、前記プラズマエネルギー源の下方の下側位置とを有する可動基板ホルダと
を備える処理チャンバ。 - 前記プラズマエネルギー源は、誘電体窓である、請求項７に記載の処理チャンバ。
- 前記プラズマエネルギー源は、ＲＦエネルギー源である、請求項７に記載の処理チャンバ。
- 前記プラズマエネルギー源は、前記側壁に結合される管状パイプである、請求項７に記載の処理チャンバ。
- 前記管状パイプは、導電性であり、誘電性ブレークをさらに備える、請求項１０に記載の処理チャンバ。
- それ自体の側壁上にプラズマエネルギー源を有する、ｉｎ‐ｓｉｔｕチャンバ洗浄用の基板処理チャンバを動作させる方法であって、
前記チャンバ内に設置された基板ホルダ上に基板を装填するステップと、
前記基板ホルダを前記プラズマエネルギー源の上方のレベルに上昇させるステップと、
前記基板を処理するステップと、
前記基板ホルダを前記プラズマエネルギー源の下方のレベルに下降させるステップと、
前記基板を取り出すステップと、
前記プラズマエネルギー源を活性化させて前記チャンバ内のプラズマを点火し、維持し、ｉｎ‐ｓｉｔｕチャンバ洗浄を実行するステップと
を含む方法。 - 可変処理キャビティを有する基板処理チャンバにおいて、前記チャンバを動作させる方法であって、
前記可変キャビティを第１のボリュームにセットすることにより、前記チャンバを第１の動作モードに置くステップと、
前記基板を処理するステップと、
前記可変キャビティが前記第１のボリュームよりも大きい第２のボリュームとなるように拡大することにより、前記チャンバを第２の動作モードに置くステップと、
第２のボリュームにおける前記可変キャビティ内にプラズマを発生させ、維持し、それによって前記可変キャビティのｉｎ‐ｓｉｔｕ洗浄を実行するステップと
を含む方法。
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Cited By (1)
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