JP2012519236A - 真空を中絶させることなくペデスタルの表面から残留物を除去するｉｎ−ｓｉｔｕプラズマ洗浄 - Google Patents

Abstract

付着チャンバをｉｎ−ｓｉｔｕプラズマ洗浄する方法および装置が提供される。一実施形態では、真空を中絶させることなく付着チャンバをプラズマ洗浄する方法が提供される。この方法は、付着チャンバ内に配置されたサセプタであり、電気的浮動状態にある付着リングによって周囲を取り囲まれたサセプタ上に基板を配置すること、付着チャンバ内の基板上および付着リング上に金属膜を付着させること、付着リング上に付着した金属膜を、真空を中絶させることなく接地すること、ならびに付着チャンバ内に形成されたプラズマによって、付着リング上の接地された金属膜を再スパッタすることなく、かつ真空を中絶させることなしに、付着チャンバから汚染物質を除去することを含む。
【選択図】図２

Description

本明細書に記載された実施形態は一般に、プラズマ洗浄装置およびプラズマ洗浄法を含む。

物理蒸着（ＰＶＤ）は、基板上に材料を付着させる方法である。ＰＶＤチャンバは、処理チャンバ内に配置され、基板の反対側に位置するスパッタリングターゲットを有することがある。このチャンバ内に、アルゴンなどのスパッタリングガスを導入する。スパッタリングターゲットが金属であるときには、このアルゴンガスに点火してプラズマにするために、ＤＣ電流によってスパッタリングターゲットを電気的にバイアスすることができる。その一方で、電気的にバイアスされたスパッタリングターゲットに対するアノードの働きをするように、基板を接地することができる。スパッタリングターゲットの原子がスパッタリングターゲットから飛び出し、すなわちスパッタし、基板上に金属膜を付着させることができる。

スパッタリングターゲットからの原子は、基板上に付着することがあるが、チャンバ内の露出した表面に付着することもある。例えば、チャンバ壁上および付着リングを含む他のチャンバ構成要素上に材料が付着することがある。時間が経過するにつれて、チャンバ壁およびチャンバ構成要素に付着した材料が、チャンバの洗浄を要する十分な厚さまで蓄積することがある。

さらに、別のチャンバ内において、基板上に誘電材料および他の有機残留物を付着させることもある。基板をチャンバに入れ、かつ／またはチャンバから出すことができるようにチャンバが開かれているときには常に、誘電材料がチャンバ内に入る可能性がある。別のチャンバ内に誘電材料が存在し、その誘電材料がチャンバ内に流入し、サセプタの表面を含むチャンバの表面で凝縮する可能性がある。サセプタが静電チャックであり、サセプタ上に十分な誘電材料が蓄積した場合には、サセプタがバイアスされているときに、サセプタの静電荷が誘電材料によって遮蔽され、基板がサセプタに引き寄せられることが妨げられる可能性がある。サセプタ上に十分な誘電材料が蓄積した場合には、静電荷が不十分であることによって、基板がサセプタからはじけるように外れる可能性があり、その結果、基板および／またはチャンバ構成要素が損傷する可能性がある。

サセプタなどのチャンバ構成要素から誘電材料および他の有機残留物を除去するプラズマ洗浄プロセスは既に開発されている。しかしながら、それらのプラズマ洗浄プロセスを実行すると、付着リングを含むチャンバ構成要素上に付着した金属材料が、サセプタの表面を含むチャンバ全体に再スパッタされることがあり、したがってサセプタが使用不能になることがある。現在、金属材料を再スパッタする危険があるため、プラズマ洗浄プロセスは一般に、処理チャンバを換気し、新しい付着リングをチャンバに挿入した後で実行されている。付着リング上に金属材料が付着した後は、チャンバ全体に金属材料を再スパッタする危険があるため、現行のプラズマ洗浄プロセスは一般に実行されない。しかしながら、基板上の有機残留物の量が増大するにつれ、プラズマ洗浄プロセスを実行する必要性も同時に増大し、このことによって、プロセスキット（ｐｒｏｃｅｓｓ ｋｉｔ）構成要素がその予想されるライフサイクルを完了する前にキット構成要素を取り替える必要があるため、処理チャンバのダウンタイムの増大につながる。

したがって、チャンバ構成要素から有機残留物を除去し、同時にチャンバのアップタイムを増大させるプラズマ洗浄プロセスが求められている。

本明細書に記載された実施形態は一般に、プラズマ洗浄装置およびプラズマ洗浄法を含む。一実施形態において、真空を中絶させることなく付着チャンバ構成要素をプラズマ洗浄する方法は、付着チャンバ内に配置された第１のチャンバ構成要素上に付着した金属膜を、真空を中絶させることなく接地すること、およびチャンバ内に形成されたプラズマによって、第１のチャンバ構成要素上に付着した接地された金属膜を再スパッタすることなく、かつ真空を中絶させることなしに、付着チャンバから汚染物質を除去することを含む。

他の実施形態では、真空を中絶させることなく付着チャンバをプラズマ洗浄する方法が提供される。この方法は、付着チャンバ内に配置されたサセプタであり、電気的浮動状態にある付着リングによって周囲を取り囲まれたサセプタ上に基板を配置すること、付着チャンバ内の基板上および付着リング上に金属膜を付着させること、付着リング上に付着した金属膜を、真空を中絶させることなく接地すること、ならびに処理チャンバ内に形成されたプラズマによって、付着リング上の接地された金属膜を再スパッタすることなく、かつ真空を中絶させることなしに、付着チャンバから汚染物質を除去することを含む。

他の実施形態では、真空を中絶させることなく物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバをプラズマ洗浄するプロセスキットが提供される。このプロセスキットは、上面からボス（ｂｏｓｓ）が延出した環状付着リングを備える。このプロセスキットは、付着リングのボスを受け取る穴を有する金属接続ストラップをさらに備え、付着リングの上面のボスの半径方向内側に、ストラップの一端が露出している。

他の実施形態では、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバが提供される。このチャンバは、スパッタされた材料を基板上に付着させるスパッタリングターゲットと、スパッタリングターゲットに対して全体に平行に、スパッタリングターゲットの反対側に配置された、基板を支持するサセプタであり、処理位置と洗浄位置の間を移動可能なサセプタと、サセプタを取り囲む電気的浮動状態にある付着リングと、サセプタの下に配置された接地されたリフトピンプレートと、付着リングに結合された金属接続ストラップであり、付着リング上に付着した金属膜を接地されたリフトピンプレートに電気的に結合する金属接続ストラップと、金属接続ストラップに電気的に結合された接地ループであり、サセプタが洗浄位置にあるときには、接地されたリフトピンプレートと接触し、サセプタがウェーハ処理位置にあるときには、接地されたリフトピンプレートから離隔する接地ループと、チャンバ内へガスを導入するガス供給源と、チャンバからガスを排出するガス排出機構とを備える。

本発明の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上で簡単に要約した発明を、実施形態を参照してより具体的に説明することができる。実施形態の一部は添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態だけを示しており、したがって、添付図面が本発明の範囲を限定すると考えるべきではない。これは、本発明が、他の等しく有効な実施形態を受け入れる可能性があるためである。

本明細書に記載された一実施形態に基づくＰＶＤチャンバの概略図である。 サセプタおよびプロセスキットの部分断面図である。 サセプタおよびプロセスキットの部分透視図である。 サセプタおよびプロセスキットの他の部分概略図である。 真空を中絶させることなくチャンバをプラズマ洗浄する方法を示す流れ図である。

理解を容易にするため、可能な限り、図に共通する同一の要素は、同一の参照符号を使用して示した。特段の記載なしに、１つの実施形態の要素および特徴を別の実施形態に有益に組み込むことが企図される。

本明細書に記載された実施形態は一般に、プラズマ洗浄装置およびプラズマ洗浄法を含む。チャンバ構成要素を含むチャンバ内の望んでいない位置に蓄積した材料を除去するために、ＰＶＤチャンバを定期的に洗浄する必要がある場合がある。チャンバを換気することなくプラズマを使用してチャンバ構成要素を洗浄するため、表面にターゲット材料が付着した構成要素のうちのいくつかの構成要素を接地して、洗浄中に構成要素からターゲット材料が再スパッタすることを防ぐ。一実施形態では、ターゲット材料に比べて再スパッタの可能性が低い薄い金属材料シートをチャンバ構成要素と接触させ、十分な量のターゲット材料が付着したときに、そのチャンバ構成要素と薄い金属材料シートの間の電気的な接触を確立させる。チャンバ構成要素上に付着したターゲット材料と薄い金属材料シートとの間の電気的な接触が確立された後、そのチャンバ部品を接地構成へ移動させることによって、付着したターゲット材料を接地し、プラズマ洗浄プロセスを開始する。このように、チャンバ部品の移動を利用して、チャンバ構成要素上に付着したターゲット材料を接地することによって、真空を中絶させ、かつチャンバを換気することなしに、チャンバを洗浄することができる。

本明細書に記載された実施形態はＰＶＤチャンバに関して論じられる。本明細書に記載された実施形態を実施する目的に使用することができる適当なＰＶＤチャンバは、米カリフォルニア州Ｓａｎｔａ ＣｌａｒａのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から販売されているＥＮＤＵＲＡ（登録商標） Ａｌｕｍｉｎｕｍ ＰＶＤ ｃｈａｍｂｅｒ、ＡＬＰＳ（登録商標） ＰｌｕｓおよびＳＩＰ ＥＮＣＯＲＥ（登録商標）である。他の製造業者から販売されているチャンバを含む他のチャンバを使用することもできることを理解されたい。

図１は、本明細書に記載された一実施形態に基づくＰＶＤチャンバ１００の概略断面図である。チャンバ１００は、チャンバ底面１０２と複数のチャンバ壁１０４とを有するチャンバ本体１０１を含む。１つまたは複数のチャンバ壁１０４を貫通する１つまたは複数のスリット弁開口部１０６が存在してもよい。スリット弁開口部１０６は、チャンバ１００に基板１１２を入れ、チャンバ１００から基板１１２を出すことを可能にする。真空ポンプ１０８によってチャンバ１００から排気することができる。ガス源１１０からチャンバ１００内へ処理ガスを導入することができる。

基板１１２は、スパッタリングターゲット１１４の反対側のサセプタ１１６に載せることができる。一実施形態では、サセプタ１１６がセラミック材料を含む。サセプタ１１６には、ＤＣ電源１２６に結合された電極１２０を埋め込むことができる。処理中、サセプタ１１６は、ＤＣ電源１４８によって電気的にバイアスされ、カソードとして機能するスパッタリングターゲット１１４と向かい合ったアノードの働きをする。一実施形態では、サセプタ１１６が単純に大地に結合される。サセプタベース１２２によってサセプタ１１６を支持することができる。サセプタベース１２２は、シャフト１２４によってリフト機構（図示せず）に結合される。チャンバ１００に入れた基板１１２をサセプタ１１６上に配置することを可能にするため、シャフト１２４およびサセプタベース１２２は、サセプタ１１６を移送位置まで下降させることができる。シャフト１２４およびサセプタベース１２２は、サセプタ１１６を、ターゲット１１４に近い処理位置まで上昇させることができる。付着リング１１８がサセプタ１１６の周囲を取り囲み、不必要な付着が起こらないようにサセプタ１１６を保護する。サセプタ１１６にＲＦ電源１２８を結合してもよい。

スリット弁開口部１０６を通してチャンバ１００に挿入されたとき、基板１１２は最初に、リフトピン（ｌｉｆｔ ｐｉｎ）１３４上に置かれる。リフトピン１３４は、シャフト１３８によってリフト機構（図示せず）に結合されたリフトピンプレート１３６上に配置することができる。基板１１２を受け取るために、プレート１３６を上方へ動かして、ピン１３４をサセプタ１１６に対して変位させることによって、リフトピン１３４をサセプタ１１６の開口部１４０を通して上昇させることができる。その後、シャフト１２４によってサセプタ１１６を上昇させて、基板１１２と接触させることができる。あるいは、プレート１３６およびリフトピン１３４を下降させて、基板１１２をサセプタ１１６上へ下ろしてもよい。一実施形態では、サセプタ１１６の上昇とリフトピン１３４およびプレート１３６の下降を組み合わせて、基板１１２をサセプタ１１６上に置く。

サセプタ１１６上に置いた後、基板１１２上に材料を付着させる処理位置まで、基板１１２を上昇させることができる。基板１１２を上昇させている間に、サセプタ１１６はカバーリング（ｃｏｖｅｒ ｒｉｎｇ）１３０と出合う。カバーリング１３０は、サセプタ１１６および付着リング１１８の付着が起こることが望ましくない部分を覆うために使用される。さらに、カバーリング１３０は、サセプタ１１６の下を流れる処理ガスの量を減らし、それによってサセプタ１１６の下の不必要な付着を大幅に低減させることができる。サセプタ１１６が処理位置にあるとき、カバーリング１３０はサセプタ１１６によって支持される。サセプタ１１６が下降すると、カバーリング１３０は、チャンバ１００内のスリット弁開口部１０６よりも上方に配置されたシールド１３２まで移動し、シールド１３２に載ることができる。シールド１３２は、チャンバ１００のチャンバ壁１０４を覆い、チャンバ壁１０４を陰にして、シールド１３２の背後のチャンバ構成要素およびチャンバ表面に付着するスパッタされたターゲット材料を低減させる。シャフト１２４には熱シールド１３３が結合され、熱シールド１３３はサセプタ１１６の下に配置される。

電源１４８からのＤＣ電力によって、スパッタリングターゲット１１４を電気的にバイアスすることができる。スパッタリングターゲット１１４は、バッキングプレート１４２に接合することができる。一実施形態では、電源１４８をバッキングプレート１４２に結合し、バッキングプレート１４２がスパッタリングターゲット１１４に電力を結合する。一実施形態では、スパッタリングターゲット１１４が、アルミニウム、銅、チタン、タンタル、銀、モリブデン、マグネシウムおよびこれらの組合せを含むグループから選択された金属を含む。一実施形態では、バッキングプレート１４２が、スパッタリングターゲット１１４と同じ導電率を有する材料を含む。他の実施形態では、バッキングプレート１４２が、アルミニウム、銅、チタン、タンタル、銀、モリブデン、マグネシウムおよびこれらの組合せを含むグループから選択された金属を含む。

バッキングプレート１４２、したがってスパッタリングターゲット１１４を、電気絶縁材料によってチャンバ壁１０４から電気的に絶縁することができる。図１に示した実施形態では、電気絶縁性のＯリング１４６によって、バッキングプレート１４２がチャンバ壁１０４から離隔されている。

スパッタリングターゲット１１４の背後に磁石アセンブリ１５１を配置することができる。図１の磁石アセンブリ１５１は、複数の永久磁石１５４が結合した磁気継鉄１５２を有する。他の実施形態では、磁石アセンブリ１５１が電磁石を備える。図１に示した実施形態では、磁石アセンブリ１５１が、基板１１２、ターゲット１１４およびバッキングプレート１４２の中心軸１５６を軸に回転することができる。磁石アセンブリ１５１は、スパッタリングターゲット１１４の腐食均一性を高めることによりスパッタリングターゲット１１４の耐用寿命を延ばす可能性がある磁場１５８を発生させる。

図１では、磁石アセンブリ１５１が、バッキングプレート１４２とチャンバ蓋１５０の間に囲われている。チャンバ蓋１５０をチャンバ壁１０４に結合することができ、したがってチャンバ蓋１５０を電気的に接地することができる。しかしながら、チャンバ蓋１５０は、電気的にバイアスされたバッキングプレート１４２および／またはスパッタリングターゲット１１４から電気的に分離される。図１に示した実施形態では、蓋１５０が、絶縁体１４４によってバッキングプレート１４２から電気的に絶縁されている。

チャンバ１００は、チャンバ１００内の基板を処理するようにチャンバ１００の構成要素を動作させる命令セットを有するプログラムコードを備えるコントローラ１７０によって制御される。コントローラ１７０は例えば、サセプタ１１６を動作させる基板位置決め命令セット、チャンバ１００へのスパッタリングガスの流量を調節するようにガス流量制御弁を動作させるガス流量制御命令セット、チャンバ１００内の圧力を維持するように絞り弁を動作させるガス圧制御命令セット、それぞれ基板またはチャンバ壁１０４の温度を調節するようにサセプタ１１６内またはチャンバ壁１０４内の温度制御システムを制御する温度制御命令セット、チャンバ１００内のプロセスを監視するプロセス監視命令セット、および真空を中絶させることなくチャンバ１００のｉｎ−ｓｉｔｕプラズマ洗浄を実行するプラズマ洗浄命令セットを含むプログラムコードを備えることができる。

スパッタリングプロセスの間に、基板１１２の表面、およびチャンバ壁１０４、カバーリング１３０、シールド１３２、サセプタ１１６などのスパッタされた材料に対して露出した表面に、スパッタリングターゲット１１４からの材料が付着することがある。壁１０４からの材料の剥離によって、サセプタ１１６上に材料が付着することもある。さらに、サセプタ１１６の反り、基板１１２の反り、または基板１１２とサセプタ１１６の間に置かれた材料が原因で、基板１１２がサセプタ１１６にぴったり接していない場合、基板１１２とサセプタ１１６の間に隙間が存在する可能性があり、それにより、隙間に入った材料がサセプタ１１６に付着する可能性がある。サセプタ１１６上に材料が付着した場合には、サセプタ１１６が有効に機能しない可能性があり、基板上に追加の付着物が付着することを助長する可能性がある。したがって、サセプタ１１６を定期的に洗浄することができる。

さらに、別の処理チャンバからの材料が、チャンバ１００に挿入されまたはチャンバ１００から取り出される基板上の残留物として、チャンバ本体に入ることもある。その材料が有機残留物または導電性残留物であり、サセプタ１１６上に付着した場合、基板１１２上の静電荷を遮蔽する可能性がある。したがって、あまりに多くの残留物がサセプタ１１６に付着した場合には、サセプタ１１６から基板１１２がはじけるように外れる可能性がある。したがって、サセプタ１１６を定期的に洗浄することができる。

チャンバ１００はさらに、チャンバ１００のｉｎ−ｓｉｔｕプラズマ洗浄を実行するプロセスキット１８０を含む。一実施形態では、プロセスキット１８０が、付着リング１１８と、熱シールド１３３と結合するマウンティングブラケット（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｂｒａｃｋｅｔ）１６０と、付着リング１１８を熱シールド１３２に電気的に結合する１つまたは複数の金属接続ストラップ１６４と、付着リング１１８を電気的に接地する接地ループ１６６とを備える。

図２は、サセプタ１１６およびプロセスキット１８０の部分断面図である。付着リング１１８は、カバーリング１３０とともに機能して、サセプタ１１６上および基板１１２の張り出した縁上でのスパッタ付着物の形成を低減させる。付着リング１１８はセラミック材料から製造することができる。付着リング１１８は、サセプタ１１６を取り囲む環状円板２０２、内側リップ２０４、外側リップ２０６、および内側リップ２０４と外側リップ２０６の間に形成された半径方向溝２０８を含む。内側リップ２０４は、環状円板２０２に対して直角に延び、サセプタ１１６の周囲側壁２１０に対して実質的に平行である。内側リップ２０４が基板１１２の張り出した縁のすぐ下で終わるような程度に、内側リップ２０４の高さは側壁２１０の高さよりも低い。内側リップ２０４は、サセプタ１１６の側壁２１０を取り囲んで、処理の間、基板１１２によって覆われていないサセプタ１１６の領域を保護する付着リング１１８の内周を画定する。例えば、内側リップ２０４は、内側リップ２０４がなければ処理環境にさらされるサセプタ１１６の周囲側壁２１０を取り囲み、サセプタ１１６の周囲側壁２１０を少なくとも部分的に覆って、周囲側壁２１０上へのスパッタリング付着物の付着を減らし、または完全に排除する。外側リップ２０６は、付着リング１１８の外縁から半径方向溝２０８まで延びる。有利には、付着リング１１８を容易に取り外して、付着リング１１８の露出した表面のスパッタ付着物を洗浄することができ、そのため、サセプタ１１６を取り出して洗浄する必要がない。付着リング１１８は、サセプタ１１６の露出した側面を保護して、通電されたプラズマ種によるサセプタ１１６の露出した側面の腐食を低減させる役目も果たすことができる。

図３は、サセプタ１１６およびプロセスキット１８０の部分透視図である。付着リング１１８の環状円板２０２は、接続ストラップ１６４を収容することができる寸法に切られた１つまたは複数の切欠き３０２を有する。切欠き３０２は、付着リング１１８の外側リップ２０６に形成され、外側リップ２０６から半径方向溝２０８に向かって内側へ延びる。切欠き３０２は、接続ストラップ１６４を固定するボス３０４を有する。

接続ストラップ１６４は、付着リング１１８および付着リング１１８上に付着した金属膜を、マウンティングブラケット１６０に電気的に結合する。接続ストラップ１６４は、第１の端部３０６、第２の端部３０８、第１の端部３０６に隣接して配置された第１の曲り部３１０、および第２の端部３０８に隣接して配置された第２の曲り部３１２を備える。付着リング１１８に結合された接続ストラップ１０６の第１の端部３０６は一対のタブ３１４を備える。付着リング１１８の上にカバーリング１３０が配置されているときでも、タブ３１４はリング１３０、１１８間に露出し、そのため、処理中に付着リング１１８上に付着する金属膜はタブ３１４にも付着し、金属膜はタブ３１４に電気的に接続される。接続ストラップ１６４は、第１の端部３０６と第１の曲り部３１０の間に配置された、付着リング１１８のボス３０４を収容する第１の穴３１６を有する。接続ストラップ１６４の第２の端部３０８は、マウンティングブラケット１６０に結合される。接続ストラップ１６４は、第２の曲り部３１２と第２の端部３０８の間に配置された第２の穴３１８を有する。

接続ストラップ１６４は、ステンレス鋼などの導電性の可撓性材料を含む。一実施形態では、接続ストラップ１６４の厚さが約０．０２ｍｍから約０．０５ｍｍの間、例えば約０．０４ｍｍである。取り付ける前、接続ストラップ１６４は全体に平らである。一実施形態では、取付け時に、接続ストラップ１６４が、切欠き３０２に沿ってわずかに下方へ曲げられ、付着リング１１８と斜めに接触する。一実施形態では、取付けの前に、接続ストラップ１６４を予め成形する。接続ストラップ１６４は、Ｌ字形クリップなどのクリップ３２０を使用して付着リング１１８に固定してもよい。クリップ３２０を使用して、付着リング１１８の切欠き３０２に接続ストラップ１６４を固定することができる。

図４は、サセプタ１１６およびプロセスキット１８０の他の部分概略図である。マウンティングブラケット１６０は、接続ストラップ１６４をプレート１３６に電気的に結合するエルボ形の部分４１２を含む。プレート１３６は接地されているため、ストラップ１６４は、付着リング１１８の上面、したがって付着リング１１８の上面に付着した導電材料からの接地経路を提供する。マウンティングブラケット１６０は、第１の端部４０２、第２の端部４０４、および少なくとも１つの曲り部４０６を備える。第１の端部４０２は、熱シールド１３３に結合するマウンティングフランジ（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｆｒａｎｇｅ）４００を備える。マウンティングフランジ４００は、マウンティングブラケット１６０を熱シールド１３３に結合する留め具を受け取る少なくとも１つの穴を有する。図４に示すように、セラミック材料などの絶縁材料を含むワッシャ４１０を使用して、マウンティングブラケット１６０を熱シールド１３３から電気的に絶縁することができる。マウンティングブラケット１６０の第２の端部４０４は、接地ループ１６６に結合される。マウンティングブラケット１６０の第２の端部４０４は、接地ループ１６６をマウンティングブラケット１６０に結合する留め具を受け取る少なくとも１つの穴を有する。図示の実施形態では、マウンティングブラケット１６０が熱シールド１３３に結合されているが、マウンティングブラケット１６０は、サセプタ１１６と一緒に移動する任意の構成要素に結合することができることを理解すべきである。

接地ループ１６６は、ステンレス鋼などの導電性の可撓性材料を含む。一実施形態では、接地ループ１６６の厚さが約０．０２ｍｍから約０．０５ｍｍの間、例えば約０．０４ｍｍである。ループとして示したが、リフトピンプレート１３６などのチャンバの接地された部分と良好に電気的に接触するのに足る形状であればどんな形状でも十分であることを理解すべきである。

真空を中絶させることなくＰＶＤチャンバ１００をプラズマ洗浄する方法５００を示す。方法５００は、ＰＶＤチャンバ１００内において、電気的浮動状態にある付着リング１１８によって周囲を取り囲まれたサセプタ１１６上に基板１１２を配置するステップ５０２から始まる。ステップ５０４で、基板１１２上に金属膜を付着させる。ステップ５０４の間に、付着リング１１８上にも溶融した材料が付着する可能性がある。ステップ５０６で、真空を中絶させることなく、付着リング１１８上に付着した金属材料を電気的に接地させる。ステップ５０８で、基板を取り出した後、ＰＶＤチャンバ１００内においてプラズマを形成する。ステップ５１０で、付着リング１１８から金属膜をスパッタすることなく、かつ真空を中絶させることなしに、プラズマによってＰＶＤチャンバ１００から汚染物質を除去する。

ターゲット１１４は、ＰＶＤプロセス中に基板１１２上に付着させる材料を供給する。一実施形態では、スパッタリングターゲット１１４が、アルミニウム、銅、チタン、タンタル、銀、モリブデン、マグネシウムおよびこれらの組合せを含むグループから選択された金属を含む。

処理時には、電源１４８によって、ターゲット１１４を、大地、例えばチャンバ本体１０１に対してバイアスする。ガス源１１０からチャンバ１００の内部容積に、アルゴンなどのガスを供給する。ガス源１１０は、通電されてターゲット１１４に衝突し、ターゲット１１４から材料をスパッタする能力を有するアルゴン、キセノンなどの非反応性ガスを含むことができる。ガス源１１０は、酸素含有ガス、窒素含有ガス、メタン含有ガスのうちの１種または数種のガスなど、スパッタされた材料と反応して基板上に層を形成する能力を有する反応性ガスを含むこともできる。使用済みのプロセスガスおよび副生物は、真空ポンプ１０８を使用してチャンバ１００から排出される。チャンバ１００内のスパッタリングガスの圧力は一般に、真空環境、例えばガス圧０．６ミリトルから４００ミリトルなど、大気圧よりも低いレベルに調節される。プラズマは、このガスから、基板１１２とターゲット１１４の間に形成される。プラズマ内のイオンはターゲット１１４に向かって加速され、このイオンによってターゲット１１４から材料が追い出される。追い出されたターゲット材料は、基板１１２上および付着リング１１８上に付着する。

一実施形態では、付着プロセスの完了後、ｉｎ−ｓｉｔｕ洗浄プロセスを開始する前に、チャンバ１００から基板１１２を取り出す。

付着リング１１８上に付着した金属膜は、本明細書に記載されたプロセスキット１８０を使用して、真空を中絶させることなく、電気的に接地される。付着リング１１８の上面のストラップの露出したタブ３１４上に十分な金属材料が付着したときに、接続ストラップ１６４と付着リング１１８上の金属膜との間に電気的な接触が確立される。当初、新しい付着リングを取り付けた直後は、セラミック材料を含む付着リング１１８と金属材料を含む接続ストラップ１６４とは電気的に接続されていない。例えば、付着リング１１８上に０．５ｍｍの金属膜が付着し、同時にタブ３１４と接触した後に、十分な電気接続が確立される可能性がある。付着リング１１８上の金属膜を電気的に接地する前に、装置１００を処理位置から洗浄位置へ再構成する。処理位置にあるときには、接地ループ１６６がリフトピンプレート１３６と接触しないような態様で、リフトピンプレート１３６が配置されている。図４に示した実施形態は、接地ループ１６６がリフトピンプレート１３６に触れていない処理位置の一例を示している。接地ループ１６６は、サセプタ１１６に対してリフトピンプレート１３６を垂直に上方へ移動させることによって、リフトピンプレート１３６に対してサセプタ１１６を垂直に下方へ移動させることによって、または付着リング１１８が電気的浮動状態を維持するような態様で、サセプタ１１６とリフトピンプレート１３６の両方を互いに対して移動させることによって、リフトピンプレート１３６から分離することができる。洗浄位置にあるときには、接地ループ１６６がリフトピンプレート１３６と接触し、付着リング１１８上に付着した金属膜を電気的に有効に接地するような態様で、リフトピンプレート１３６が配置されている。洗浄位置は、サセプタ１１６に対してリフトピンプレート１３６を垂直に下方へ移動させることによって、リフトピンプレート１３６に対してサセプタ１１６を垂直に上方へ移動させることによって、または接地ループ１６６がリフトピンプレート１３６と接触し、付着リング１１８上の金属膜を有効に接地するような態様で、サセプタ１１６とリフトピンプレート１３６の両方を互いに対して移動させることによって達成することができる。接地ループ１６６の弾力は、サセプタ１１６の垂直位置の許容差をより大きくし、同時に大地への導電性経路を維持することを可能にする。

洗浄プロセス時には、電源１４８からのＲＦ電流によってサセプタ１１６を電気的にバイアスすることができ、ガス源１１０からチャンバ１００内へ洗浄ガスを導入する。適当な洗浄ガスは、Ｏ_２、Ｃ_２Ｆ_５Ｈ、Ｆ_２、ＮＦ_３、ＣＦ_４、Ｃ_３Ｆ_８、ＳＦ_６およびこれらの組合せなどの酸素含有ガスまたはフッ素含有ガス、ならびにアルゴンなどの任意選択のキャリヤガスを含むことができる。セラミックサセプタ１１６に印加されたＲＦ電流は、チャンバ１００内において洗浄ガスからプラズマを発生させる。約０．３ＭＨｚから約２００ＭＨｚの間の周波数など、さまざまな周波数を使用することができる。一実施形態では、このＲＦ電流が周波数１３．５６ＭＨｚで供給される。磁石アセンブリ１５１が生み出す磁場１５８は、サセプタ１１６の中心に近いある領域にプラズマの一部を閉じ込めることができる。このプラズマスパッタリングは、サセプタ１１６をエッチングして、望んでいない材料を除去する。さらに、チャンバ１００の別の構成要素を洗浄することもできる。このプラズマによって、付着リング１１８から金属膜を再スパッタすることなく、かつ真空を中絶させることなしに、ＰＶＤチャンバ１００から汚染物質が除去される。

ｉｎ−ｓｉｔｕプラズマ洗浄としてプラズマ洗浄を論じたが、遠隔プラズマ源からチャンバ１００へプラズマを供給することができることも理解すべきである。遠隔プラズマ洗浄源および遠隔プラズマ洗浄プロセスの例は、１９９８年８月４日に発行された「ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ ＣＨＡＭＢＥＲ ＣＬＥＡＮＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ ＵＳＩＮＧ Ａ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲ ＲＥＭＯＴＥ ＥＸＣＩＴＡＴＩＯＮ ＳＯＵＲＣＥ」という名称の米国特許第５，７８８，７７８号に開示されている。

以上では本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的な範囲を逸脱しない本発明の他の実施形態および追加の実施形態が考案される可能性もある。本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (15)

1. スパッタされた材料を基板上に付着させるスパッタリングターゲットと、
   前記スパッタリングターゲットに対して全体に平行に、前記スパッタリングターゲットの反対側に配置された、前記基板を支持するサセプタであり、処理位置と洗浄位置の間を移動可能なサセプタと、
   前記サセプタの周囲の壁を取り囲む電気的浮動状態にある付着リングと、
   前記サセプタの下に配置された接地されたリフトピンプレートと、
   前記付着リングに結合された金属接続ストラップであり、前記付着リング上に付着した金属膜を前記接地されたリフトピンプレートに電気的に結合する金属接続ストラップと、
   前記金属接続ストラップに電気的に結合された接地ループであり、前記サセプタが洗浄位置にあるときには、前記接地されたリフトピンプレートと接触し、前記サセプタが前記処理位置にあるときには、前記接地されたリフトピンプレートから離隔する接地ループと、
   前記チャンバ内へガスを導入するガス供給源と、
   前記チャンバからガスを排出するガス排出機構と
   を備える物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ。
2. 前記サセプタと前記接地されたリフトピンプレートの間に配置された熱シールドと、
   前記熱シールドに結合されたマウンティングブラケットであり、その第１の端部に前記金属接続ストラップが結合され、その第２の端部に前記接地ループが結合されたマウンティングブラケットと
   をさらに備える、請求項１に記載のチャンバ。
3. 前記マウンティングブラケットを前記熱シールドから電気的に分離するセラミックワッシャをさらに備える、請求項２に記載のチャンバ。
4. 真空を中絶させることなく物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバをプラズマ洗浄するプロセスキットであって、
   上面からボスが延出した環状付着リング
   を備えるプロセスキット。
5. 前記付着リングの前記ボスを受け取る穴を有する金属接続ストラップをさらに備え、前記付着リングの上面の前記ボスの半径方向内側に、前記ストラップの一端が露出した、請求項４に記載のプロセスキット。
6. 真空を中絶させることなく物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバをプラズマ洗浄する方法であって、
   前記チャンバ内に配置されたサセプタであり、電気的浮動状態にある付着リングによって周囲を取り囲まれたサセプタ上に基板を配置すること、
   前記チャンバ内の前記基板上および前記付着リング上に金属膜を付着させること、
   前記付着リング上に付着した前記金属膜を、真空を中絶させることなく接地すること、ならびに
   前記チャンバ内に形成されたプラズマによって、前記付着リング上の接地された前記金属膜を再スパッタすることなく、かつ真空を中絶させることなしに、前記チャンバから汚染物質を除去すること
   を含む方法。
7. 前記プラズマによって前記チャンバから汚染物質を除去する前に、前記サセプタから前記基板を取り除くことをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記付着リング上に付着した前記金属膜を接地することが、前記金属膜を、接地されたチャンバ構成要素に電気的に結合することを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記接地されたチャンバ構成要素が、前記チャンバの本体に電気的に結合されたリフトピンプレートである、請求項８に記載の方法。
10. 前記金属膜が、前記接地されたチャンバ構成要素に、金属接続ストラップを介して電気的に結合され、前記ストラップが、前記付着リングの上面に露出した端部を有する、請求項８に記載の方法。
11. 前記基板を処理している間は、前記付着リング上に付着した前記金属膜が電気的浮動状態にあり、前記チャンバ内に形成されたプラズマによって真空を中絶させることなく前記チャンバから汚染物質を除去している間は、前記付着リング上に付着した前記金属膜が接地されているような態様で、前記金属接続ストラップが、前記接地されたチャンバ構成要素に対して移動する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記金属接続ストラップが前記サセプタと一緒に移動する、請求項１０に記載の方法。
13. 前記付着リング上に付着した前記金属膜を接地することが、前記サセプタを処理位置から洗浄位置へ移動させることを含む、請求項６に記載の方法。
14. 前記付着リングを接地することと、前記付着リングを浮動状態に置くこととを、真空を中絶させることなく電気的に切り換えること、
    前記チャンバ内の電気的浮動状態にある前記付着リングによって周囲を取り囲まれた前記サセプタ上に別の基板を配置すること、ならびに
    物理付着プロセスを使用して、真空を中絶させることなく、前記基板上および前記付着リング上に金属膜を付着させること
    をさらに含む、請求項６に記載の方法。
15. 前記付着リングがセラミック材料を含み、前記金属膜がアルミニウム膜を含む、請求項６に記載の方法。

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