JP3114419U - 基板支持体の清浄 - Google Patents

Abstract

【課題】基板支持体の表面を清浄する方法及び装置に於いて、液体前駆体誘導ポリイミド層を備えるディスクを備え、処理残留物は清浄面に付着し、清浄用ウエハを取り外す際に支持面から清浄される清浄用ウエハの提供。
【解決手段】清浄用ウエハ２２は、作動ガス内の基板の処理に使用される支持面からの処理残留物３０を清浄する。清浄用ウエハ２２は、ディスクを有し、そのディスクは、ディスクに液体ポリイミド前駆体を付けることによりディスク上に直接形成された液体前駆体誘導型ポリイミド層２６を有する。ポリイミド層２６は、約５０ミクロン未満の厚みと、支持面の外形に合致するように成形された清浄面２８と、を有する。処理残留物３０は、清浄面２８に付着し、清浄用ウエハ２２をそこから取り外すとき、支持面から清浄される。
【選択図】図１

Description

背景

本考案は、基板支持体の表面を清浄する為の方法および装置に関する。

半導体、ディスプレイの製作において、材料は、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、イオン注入、酸化、窒化のような処理により、半導体ウエハや誘電体のような基板上に形成または堆積される。基板上に形成される材料は、また、電気回路やデバイスの特徴部を画成する為にエッチング可能である。このような処理は、一般的に処理チャンバ内で行われ、ここではプラズマが生成可能である。基板は、これらの処理中、静電チャックのような基板支持体で支持される。通常、静電チャックは、電圧が印加される電極を覆う支持面を有する誘電体を備える。印加される電圧は、静電力を発生させ、静電力が、処理中、その支持面に基板を固定して保持する。静電チャックの一例は、２００１年３月１９日に出願されアプライドマテリアルズ社に譲渡された、Tsai氏他に対する米国特許第６，５６３，６８６号に説明され、その全体が参考の為に本願に組み込まれている。チャンバ内の他の支持面は、リフトピン及び基板搬送装置の表面を備える。また、チャンバは、通常、基板支持体、ガス分配装置、排気装置、ガスエナジャイザーの周りに包囲壁を有する。

基板の処理において、処理残留物は、シールドのようなプロセスキット部品の表面に堆積可能である。処理残留物は、例えば、基板で材料をエッチングまたは堆積することにより生成される処理副産物であるかもしれない。これらの処理残留物は、プロセスキットのようなコンポーネントから支持面上への「剥落」により、静電チャックの基板受容面のような支持面上に蓄積可能である。また、他のチャンバ内のウエハ破損からシリコン粒子が処理チャンバ内への基板搬送を介して静電チャックの表面上に搬送される場合がある。静電チャックの表面で、これらの粒子と残留物は、チャックと基板との間の静電チャック力の大きさを減少し得るので望ましくない。減じられたチャック力は、処理中の静電チャックで基板の滑りを引き起こし、基板における非均一性が生じる。また、弱く保持された基板は、裏側熱伝達ガス漏れを許容し、基板にわたる非均一温度を導く場合がある。ある状況では、静電チャック上の大きな粒子が、更なる基板の処理を妨げ、静電チャックの表面から粒子を手動で一掃する為に、処理チャンバの通気を必要とし、これが、望ましくないチャンバ停止時間及び所有コストを増加させる。

清浄処理の一変形例において、支持体の表面は、清浄溶液内ですすがれ、表面上の残留物が分解され、洗浄される。しかし、従来の清浄溶液は、しばしば、チャック表面を腐食する場合がある。また、そのような処理は、しばしば、チャンバから静電チャックを取り外し、チャンバを大気圧に通気することを必要とするが、これらは、望ましくないチャンバ停止期間を生じる。

他の変形例において、本願に参考のために組み込まれ、１９９６年６月３日に出願されたYen氏他に対する米国特許第５，７４６，９２８号で例えば説明されているように、ダミーウエハは、静電チャックの表面から残留物を除去する為に使用される。この変形例において、ダミーウエハは、処理チャンバ内のチャック上に配置され、電圧がチャックに印加される。いったん、電圧が切断されると、ダミーウエハは、ダミーウエハの裏側に付着する破片と汚染物質と共にチャックから除去される。しかし、ダミーウエハの硬い裏側への粒子の付着力は限定的なので、しばしば、この方法は、チャック面からの粒子の清浄は十分でなく、大きな粒子の清浄において本質的に問題である。また、そのようなダミーウエハは、その表面にウエハ材料を擦りつけることにより清浄される表面も汚染する。

また、清浄方法の、更なる変形例は、本願に全ての内容が参考の為に組み込まれる、１９９６年３月２２日に出願された、Huang氏他に対する米国特許第５，６７１，１１９号に説明されている。この変形例において、柔らかい、粒子付着シートは、例えば真空グリースにより、ダミーウエハに貼り付けられ、エッチングチャンバ内の静電チャックから汚染粒子を除去する際の助けになっている。しかし、粒子は、ダミーウエハだけの裸の表面を覆う柔らかいシートへの改善された付着を示すかもしれないが、この方法は、まだ、支持面の清浄に対して満足のいく結果を与えていない。特に、真空グリースにより取り付けられた柔らかいシートは、真空グリースがチャンバを汚染する可能性があるので、通常、超高真空で操作される処理チャンバ（例えば、約１０^−７バール（９．８×１０^−７気圧）未満で操作される堆積チャンバ）の清浄には適していない。また、真空グリースにより保持されるシート（例えば、処理チャンバで通常使用されるシート）は、室温を越える高温で十分に操作できない。さらに、緩く保持されたシートは、ダミーウエハに十分に付着できないので、シートの積層剥離（de-laminate）を生じることなく、ダミーウエハのチャックを外す（de-chuck）ことは難しい。不十分に保持された材料シートは、また、チャックとダミーウエハとの間に十分な静電チャック力を与えないので、層は、単に弱くチャックの表面上の粒子に押し付けられるだけである。また、一般的に、ダミーウエハは、大多数、高い粒子総数かつ大多数の化学不純物を有する。これらの粒子と不純物は、例えば、カセット内で互いに接近したダミーウエハの搬送中に柔らかいシートを汚染する。

清浄層の、また更なる変形例は、全てが本願に参考として組み込まれる、２００１年１２月１３日に公開された、Namikawa氏他に対するＷＯ０１／９４０３６号に説明されている。この変形例において、清浄シートは、ベース材上にポリマーを備える清浄層を有し、付着層により半導体ウエハのような伝達部材に取り付けられる。しかし、この実施形態は、付着層が処理チャンバ内で汚染を生じ、その材料の複数層が静電チャック力を減少させるので、やはり問題がある。一以上の複数層は、また、清浄処理中、半導体ウエハから滑り、積層剥離を起こすことから、支持面の貧弱な清浄になる。

したがって、実質的にチャンバの通気を必要としない静電チャックのような支持面の清浄の為の方法および装置が望まれる。さらに、処理チャンバから支持体の除去を必要としない十分な粒子量が除去できる方法およびツールを有することが望ましい。また、チャンバ内に粒子を落とすことなく、チャンバ内に汚染を引き起こすことなく、チャンバから粒子を除去できる方法およびツールを有することが望ましい。

概要

一変形例において、エネルギーが与えられるガス、すなわち作動ガス内の基板の処理に使用される支持面から処理残留物を清浄する清浄用ウエハが提供される。清浄用ウエハは、ディスクを有し、そのディスクに液体ポリイミド前駆体を付けることにより、当該ディスク上に液体前駆体誘導ポリイミド層が直接形成される。ポリイミド層は、約５０ミクロンメートル未満の厚み、その支持面の外形に合致するように成形された清浄面を有する。処理残留物は、清浄面に付着し、そこから清浄用ウエハが取り外されるとき、支持面から清浄される。

作動ガス内の基板の処理に使用される支持面から処理残留物を清浄する清浄用ウエハの更なる他の変形例において、清浄用ウエハは、支持面の外形に合致するように成形された清浄面を備えたポリマー層を有するディスクと、そのポリマー層付近に電極を有する。電極は、支持面に清浄面を押し付ける為に静電力を発生させるように電気的に帯電可能である。処理残留物は、清浄面に付着し、そこから清浄用ウエハが取り外されるとき、その支持面から清浄される。

一変形例において、基板支持面から処理残留物を清浄することができる清浄用ウエハを製作する方法は、清浄用ディスクを提供するステップと、そのディスク上にポリイミドを形成する為に当該ディスク上に液体ポリイミド層をスプレー又はスピンコーティングすることにより、その清浄用ディスクに液体ポリイミド前駆体を付け、その上にポリイミド層を形成するステップと、ポリイミド層を形成する為にポリイミド前駆体膜を硬化するステップと、を含む。

他の変形例において、作動ガス内で基板の処理に使用される支持面から処理残留物を清浄する清浄用ウエハは、第１側部と、それと対向する第２側部を有する。清浄用ウエハは、その支持面の外形に合致するように成形された清浄面を有する金属層を有する。清浄用ウエハは、また、ディスクの第２側部に第２の金属層を有する。処理残留物は、清浄面に付着し、そこから清浄用ウエハを取り外すとき、支持面から清浄される。

本考案の特徴、態様、利点は、本考案を例示する以下の説明、添付された請求項、添付図面に関して良好に理解されよう。しかし、各々の特徴は、一般的に、単に特定図面の内容において使用可能ではなく、本考案は、これらの特徴の全ての組合せを含むことは、いうまでもない。

説明

基板支持体１００の表面１８０を清浄するための清浄用ツール２０は、清浄用ウエハ２２を備え、これは、図１に示されている。清浄用ウエハ２２は、のような支持体１００（例えば、静電的に基板１０４を処理チャンバ１０６内に保持する為に電極１４５の上方に誘電材料１０９を有する、静電チャック１０８または真空チャック）を清浄する。基板１０４を支持する為に支持面を有する他のコンポーネント（例えば、リフトピン１５２または基板トランスポート１５３）も清浄可能である。清浄用ウエハ２２は、ディスク２４を備え、ディスク２４は、清浄面２８を備え上部にポリマー層２６を有し、清浄面２８は、支持面１８０から処理残留物３０を清浄する能力がある。清浄面２８は、望ましくは、支持面１８０の外形に実質的に合致する形状、寸法になっている。例えば、清浄面２８は、基板１０４と接触する支持面１８０の平坦部に対し、表面２８が同一の高さになるように実質的に平坦でもよい。あるいは、清浄面２８は、隆起や溝を備え、支持面１８０のチャネルやパッドに合致させてもよい。清浄面２８は、また、清浄面２８によって支持面１８０の良好なカバレージを許容する為に、支持面１８０の直径や幅と実質的に合致させる大きさの直径や幅を備える。

ディスク２４は、清浄材の層２６を支持するのに適した材料から構成されるのが望ましい。例えば、ディスク２４は、誘電または半導体材料（酸化アルミニウム、石英、シリコン、ポリカーボネートの内の少なくとも一つ）を備えてもよい。ディスク２４は、また、金属材料（アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタンの内の少なくとも一つ）を備えてもよい。一変形例において、ディスク２４は、処理チャンバ１０６内の粒子汚染を減じる粒子グレード高品質シリコンウエハを有する。粒子グレード高品質シリコンは、例えば、ウエハの表面２５上に、約０．２ミクロン未満の大きさの、約５０個未満の粒子を備える。粒子グレード高品質シリコンウエハは、また、低レベルの金属汚染（例えば、少なくとも約５×１０^１１原子／ｃｍ^２未満の汚染金属）を有する。清浄用ウエハ２２は、円形周辺部を有するポリマー層２６とディスク２４を備えるのが好ましいが、より多くの角度を有する表面を備える支持面１８０（例えば、フラットパネルディスプレイの為の支持面）に適合する為に、清浄用ウエハ２２は、他の周辺形状（例えば、矩形、三角形、長方形状周辺部）を備えてもよい。

ポリマー層２６は、処理残留物３０の、清浄面２８への付着を促進する特性を有する。例えば、ポリマー層２６は、ポリマー層２６が処理残留物の粒子を拾い上げ、保持することができるように、最適化された弾性係数、硬度、表面エネルギーのような最適化特性を有するポリマーを備えてもよい。清浄ウエハ２２の清浄面２８を支持面１８０に押し付けることにより、少なくとも部分的に処理残留物３０を比較的に柔らかいポリマー層２６に埋め込ませる。清浄用ウエハ２２は、支持面１８０から取り外されるとき、付着された処理残留物３０は支持面１８０から持ち上げられ、清浄された支持面を提供する。一変形例において、硬度負荷及び変位インデンテーション試験により測定可能である、約２ＧＰa未満の硬度、約１ＧPa未満であっても適しており、このことは、例えば、全てが参考として本願に組み込まれる、Journalof Research of the National Institute of Standards and Technology, Vol. 108,No. 4（２００３年７月−８月）におけるReviewof Instrumented Indentationに説明されている。また、適した弾性係数は、ＪＩＳ Ｋ７１２７により定められた、少なくとも約０．９８Ｎ／ｍｍ^２である。他の変形例において、ポリマー層２６は、約３０ｍＪ／ｍ^２未満の表面自由エネルギーを有する。処理残留物の付着を促進する特性及びこれらの測定例は、全てが本願に参考の為に組み込まれる、Namikawa氏他に対し２００１年１２月１３日に発行されたＷＯ０１／９４０３６に説明されている。

最適化される更なる特性は、ポリマー層２６の熱抵抗である。例えば、ポリマー層２６の組成及び特性は、真空圧力下、約４００℃までの温度（約２５℃、さらに約１５０℃から約４００℃までの温度）に耐えるように最適化可能である。処理中に使用される温度のような高いチャンバ温度を維持する間、耐熱性ポリマー層２６は、ポリマー層２６が支持面１８０を清浄する為に使用可能であることから望ましい。そのため、高い清浄温度は、異なる処理及び清浄温度間のチャンバ温度の循環を実質的に必要とすることなく、清浄処理を実行可能にする。

一変形例において、ポリマー層２６は、一以上のポリイミド、ポリマーを備え、これらは、処理残留物３０の清浄に適することが分かってきた。ポリイミドは、ポリマー環のイミド族（−ＣＯＮＲＣＯ−）を有するポリマーであり、ここで、Ｒは水素又は炭素含有族（例えば、メチル族または芳香族環）を意味する。ポリイミドの例には、線状ポリイミド、芳香族異種環状化合物ポリイミド（米国オハヨ州サークルビレにあるデュポン高性能フィルム社から入手可能なKapton（登録商標）, Pyralin（登録商標））である。ポリイミドは、処理残留物を除去する為に所望の付着特性を提供し、また、高温及び真空環境において良好な腐食抵抗を示す。

ポリイミド層２６は、液体ポリイミド前駆体から誘導されるのが好ましく、液体ポリイミド前駆体は、介在する付着層を実質的に有することなく、前駆体膜を形成する為に、ディスク２４の底面３２に直接、付けられる。直接付けられた液体ポリイミド前駆体は、ディスク２４とポリイミド層２６との間に確実な結合力を与える為に、表面３２で硬くなる。ポリイミド層２６は、一種または複数種のポリイミド前駆体を備える液体前駆体を付けることにより形成可能であり、また、ポリイミド層２６の特性を高める為に付加された他のポリマー前駆体を含めてもよい。液体ポリイミド前駆体膜は、また、ポリイミド前駆体と横断連系して（例えば、液体ポリイミド前駆体を少なくとも約２５０℃の温度まで加熱することにより）硬化ポリイミド層２６を形成する為に硬化処理が可能である。硬化処理の他の方法は、ポリイミド前駆体を紫外線又は化学硬化剤に露出する工程を含んでもよい。一変形例において、ポリイミド層２６は、表面３２上にポリイミドの層２６をスピンコーティングすることにより形成可能である。スピンコーティング処理において、液体ポリイミド前駆体は、表面に提供され、その表面は均等な被覆を与えるように回転される。ポリイミドスピンコーティング処理の例は、ＮＥＣ電気株式会社に譲渡され２００１年１月９日に発行されたCrabtree氏等に対する米国特許第６，１７１，９８０号、ＮＥＣ電気株式会社に譲渡され１９９３年８月２４日に発行されたShinohara氏等に対する米国特許第５，２３８，８７８号、更に、富士通株式会社に譲渡され２０００年３月７日に発行されたKikuchi氏等に対する米国特許第６，０３３，７２８号に説明されており、これらの全てが、本願に参考の為に組み込まれている。他の変形例において、スプレー法が、噴霧されたポリイミド層２６を形成する為にディスク２４の底面３２上に直接、液体ポリイミド前駆体をスプレー被覆する為に使用される。

直接付けられた液体ポリイミド前駆体は、実質的にチャンバを汚染することなく、（約１０^−７バール未満の）高真空処理チャンバ内でさえ、良好な清浄結果を与えるポリイミド層２６を提供する。また、液体前駆体が直接付けられるので、強い結合力がディスク２４と、その結果として生じるポリイミド層２６との間に形成されるが、これにより、表面１８０から清浄用ウエハ２２を取り外す際、ポリイミド層２６の積層を実質的に剥がすことなく、清浄中、層２６は、しっかりと支持面１８０に押し付けられる。ディスク２４に直接、液体ポリイミド前駆体を付けることによりポリイミド層２６を形成することは、また、処理残留物３０の粒子を保持しつつ、良好な静電吸引力を与える比較的に薄いポリイミド層２６の形成を可能にする。ポリマー層２６は、清浄面２８を解するポリマー層２６内に押し付けられる処理残留物を収容し、保持する為に十分に厚く、同時に、清浄用ウエハ２２と静電チャック１０８との間に良好な静電吸引力を与える為に十分に薄いことが望ましい。ポリマー層２６の適切な厚さは、約５０ミクロン厚未満（例えば、約５ミクロン厚から約５０ミクロン厚）、更には約３０ミクロン厚未満（例えば、約１５ミクロン厚から約２０ミクロン厚）でもよい。

他の変形例において、清浄用ウエハ２２の静電チャック１０８に対する静電吸引力は、図２に一実施例として示されるように、清浄用ウエハ２２の一部としてポリマー層２６付近に電極３４を提供することにより、支持面１８０の清浄を改善する為に高めることができる。高いチャック力は、望ましくは表面２８内の処理残留物３０を埋め込むのに十分な力で、支持面１８０に対する清浄用ウエハ２２を吸引する静電チャック１０８内の電極と電極３４との間で生じる。例えば、電圧は、清浄用ウエハ２２が支持面１８０上にある間、静電チャック１０８内の電極１４５に印加され、清浄用ウエハ２２を支持面１８０に抗して静電的につかむ静電力を発生させる。電極３４は、電気的に荷電可能な導電材（例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、クロム、ジルコニウムの内の少なくとも一つ）を備え、静電力を発生させる。

一変形例において、電極３４は、図２に一実施例として示されているように、ポリマー層２６に少なくとも部分的に埋め込まれている。電極３４は、物理的気相堆積、電子気相堆積、電気メッキ、スクリーン印刷法、当業者に知られた他の方法を含む適切な方法で形成可能である。一変形例において、電極３４は、金属層３６を備え、更に、ポリマー層２６に埋め込まれたメッシュ電極やワイヤグリッドを備えてもよい。一変形例において、ポリマー層２６は、ポリマー材料の第１層２６ａ、第２層２６ｂを備える。第１ポリマー層２６ａは、ディスク２４に、直接結合されているが、第２ポリマー層２６ｂは、清浄面２８を備える。電極３４は、２つの層２６ａ、２６ｂの間に、第１層２６ａの底面４０で形成され、第２ポリマー層２６ｂが電極下面４２で形成されている。第２ポリマー層２６ｂの厚みは、約８ミクロン未満の厚み、更に、約２から約５ミクロンの厚みのように、望ましくは比較的に薄くなっており、電極３４に十分な静電バイアスを提供する。第１ポリマー層２６ａの厚みは、第２ポリマー層２６ｂの厚みより厚くてもよく、少なくとも約１０ミクロン（例えば、約１０から約１５ミクロン）でよい。電極３４の適切な厚みは、約２００オングストロームから約１０００オングストロームでもよい。

更なる他の変形例において、電極３４は、比較的に薄い金属層３６を備えてもよく、金属層３６は、ポリマー層２６（図示せず）の清浄面２８で形成される。金属層３６は、望ましくは十分に薄く、処理残留物が金属層３６を突き通され、ポリマー層２６に埋め込まれるようになっている。適切な金属層３６は、約１０００オングストローム未満、更には、５００オングストローム未満の厚み（例えば、約２００オングストロームから約５００オングストロームの厚み）を有してもよい。静電チャック時において、金属層２６は、支持面１８０に向かって結合された清浄面２８を引き、これにより、支持面１８０を清浄する為にポリマー層２６内に処理残留物を押し付ける。ポリマー層２６と電極３４を有する清浄用ウエハ２２の好ましい実施形態が説明され図２に示されているが、清浄用ウエハ２２も同様に、これらの実施形態の変形例及び組合せを備えてもよい。例えば、清浄用ウエハ２２は、１以上の電極３４を備えてもよく、また、異なる配列の一以上のポリマー層２６を備えてもよい。

更なる他の変形例において、ポリマー層２６は、支持面１８０に対し清浄用ウエハ２２のチャックを助け、また、清浄後にチャック電荷を放散させる、比較的漏れやすい誘電体として機能するように十分に低い抵抗率を備えてもよい。例えば、ポリマー層２６は、所望の低い抵抗率を与える為に、ポリマーの電気特性（ポリマー層の組成又はポリマー構造の分子コネクティビティ）を制御する処理によって付けられてもよい。ポリマー層２６は、また、所望の抵抗率を与える為に、例えば、液体前駆体付加処理中に、金属のような添加剤でドープ可能である。他の実施例として、粉末グラファイトを備える添加剤が液体前駆体に付加され、ポリマーの導電性を促進してもよい。また、他の実施例において、ポリマー層２６は、高い導電率を与える金属イオンを備える添加剤でイオン注入されるイオン注入層を備えてもよい。他の変形例において、ポリマー層２６は、所望の低い抵抗率を与える添加剤を有する第１層２６ａ、実質的に添加剤を持たない第２層２６ｂを清浄面２８で備え、添加剤により支持面１８０の汚染を減少させてもよい。支持面１８０に抗して清浄用ウエハ２２のチャック状態を改善するのに十分に低いポリマー層の抵抗率は、約１０^１２Ω・ｃｍ未満の抵抗率（例えば、約１０^６Ω・ｃｍから約１０^１２Ω・ｃｍ）である。

更なる他の変形例において、支持面１８０から処理残留物を清浄する為の清浄用ウエハ２２は、図３に例として示されるように、表面１８０を清浄する為に表面１８０から残留物３０を拾い上げ保持する能力を有する金属清浄面２８を備えた柔らかい金属層４６ａを備える。この変形例は、処理チャンバ１０６における清浄用支持体１００にとって特に有利であるが、ここでは、ポリマー層２６にとって望ましくない非常に高い温度（例えば、４００℃以上、更には４５０℃以上）が維持されている。この変形例において、柔らかい金属層４６ａは、ディスク２４の第１側部４８ａ（例えば、ディスク２４の底面３２）で形成される。第２金属層４６ｂは、また、望ましくはディスク２４の反対側４８ｂ（例えば、ディスク２４の最上面３３）で形成されてもよい。第２金属層４６ｂは、第１の柔らかい金属層４６ａとディスク２４との間で熱膨張不整合から生じ得るディスク２４の胴曲りや反りの発生度合いを減少させる。代替え的に、清浄用ウエハ２２は、第２金属層４６ｂが無くてもよい。柔らかい金属層４６ａは、望ましくは、清浄面２８上の処理残留物３０を保持するのに十分な比較的小さい厚みを有する。例えば、柔らかい金属層４６ａは、約１ミクロンから約１０ミクロンまでの厚みを有してもよい。第２金属層４６ｂは、同一または実質的に同様の厚みを有してもよいが、望ましくは、第１金属層４６ａと同一組成を有する。

柔らかい金属層４６ａは、一以上の金属を備え、これらは、清浄面２８に残留物３０を埋め込むのに十分な柔らかさを有する。例えば、金属層４６ａ、４６ｂは、少なくともアルミニウム、銅、インジウムを備えてもよい。金属層の組成は、金属汚染考慮事項について選択されるのが望ましい。例えば、アルミニウム清浄層４６ａは、アルミニウム、堆積チャンバ内に備えられるが、銅清浄層４６ａは、銅堆積チャンバ内に備えられてもよい。そのため、金属層４６ａ、４６ｂを備える清浄用ウエハ２２は、たとえ、より高い温度でさえ支持面１８０から残留物３０の清浄をまかなう。

清浄用ウエハ２２を用いて支持面１８０を清浄する方法の一変形例において、清浄用ウエハ２２は、基板処理チャンバ１０６の内側の静電チャック１０８の支持面１８０上に置かれる。チャンバ１０６内のガスは、チャンバ１０６から潜在的汚染を除去する為に、真空圧（例えば、約１０^−７バール（９．８×１０^−７気圧））まで真空引きすることにより排気される。基板支持体１００の温度のようなチャンバ１０６内の温度は、約２５℃から約４００℃で維持可能である。その後、電極供給装置１４３から静電チャック１０８内の電極１４５に電圧が印加され支持面１８０に抗して清浄用ウエハ２２の清浄面２８が押し付けられる。一変形例において、電圧は、ＤＣ電圧（例えば、少なくとも約２００ＶのＤＣ電圧）、更には約２００から約１０００Ｖ（例えば、約５００Ｖから約６００Ｖ）である。電圧は、また、例えばＲＦ電圧を備えてもよい。清浄面２８に残留物３０を付着するのに十分な時間（例えば、約０．５分から約５分）の後、電圧は遮断される。代替え的に、真空チャックを備える支持体１００にとって、真空チャック支持面１８０に清浄面２８を引き寄せる清浄面２８上に真空圧力を生じる真空圧が印加され、清浄用ウエハ２２は、表面１８０を清浄する為に十分な時間の間、チャック上に真空が保持される。清浄用ウエハ２２は、ウエハ２２に付着された残留物と共に支持面１８０から除去され、処理残留物３０の支持面１８０を清浄する。清浄処理は、必要に応じて繰り返され、処理残留物の望ましい除去を提供する為に、他の清浄ステップ（例えば作動ガス清浄ステップ）と組み合わせることができる。

直接、液体ポリイミド前駆体を付けることにより形成されたポリイミド層２６を備える清浄用ウエハ２２は、支持面１８０を実質的に汚染または損傷することなく良好な高温及び高真空性能を提供することにより、他の清浄方法（複数の層又は付着層を有するウエハを備えた清浄方法）より改善された清浄を提供する。したがって、改善された清浄用ウエハ２２は、静電チャック１０８のような基板支持体１００に対する改善された処理性能および長期組成寿命をまかなう。

一変形例において、清浄用ウエハ２２は、処理チャンバ１０６の一部である支持面１８０を清浄するが、処理チャンバ１０６は、図４に実施形態が示されるＨＤＰ−ＣＶＤチャンバのような化学気相堆積処理を実行可能である。ＨＤＰ−ＣＶＤチャンバの一変形例は、また、２００３年５月６日にRossman氏等に対する米国特許第６，５５９，０２６号に説明されており、その全てが参考の為に本願に組み込まれる。図４に示されるＨＤＰ−ＣＶＤチャンバは、天井１１９、側壁１２１、底壁１２２を備えてもよい包囲壁１１８を備え、これらが処理ガス１１３を包囲している。包囲壁１１８は、ドーム状天井１１９を処理領域１１３の上方に備えてもよい。堆積ガスは、ガス供給装置１３０を通ってチャンバ１０６内に導入されているが、ガス供給装置１３０は、堆積ガス源１３１、ガス分配装置１３２を含む。図４に示される変形例において、ガス分配装置１３２は、チャンバ１０６内に最適化された堆積ガスの流れを提供する為に、一以上のガス流バルブ１３４ａ、１３４ｂおよび一以上のガス出口１３５ａを基板１０４の周辺に有する一以上の導管１３３と、基板１０４の上方に一以上の出口１３５ｂ、１３５ｃとを備える。堆積ガスは、例えば、一以上のＳｉＨ_４及びＯ_２を備えてもよい。静電チャック１０８内の電極１４５は、電極用電源１４３により電力が与えられ、処理中は支持面１８０上に基板を静電的に保持し、表面１８０の清浄中は支持面１８０に清浄用ウエハ２２の清浄面２８を押し付ける。費やされた処理ガスと処理副産物は、排気装置１２０を通ってチャンバ１０６から排気されるが、排気装置１２０は、処理領域１１３から、費やされた処理ガスを受ける排気導管１２７と、チャンバ１０６内の処理ガスの圧力を制御する為のスロットルバルブ１２９と、一以上の排気ポンプ１４０と、を含んでもよい。

一変形例において、支持体１００は、また、一以上のリング（例えば、カバーリング１２６、支持体１００の腐食を抑制する為に支持体１００の上面の少なくとも一部を覆うカラーリング１２８）を備えるプロセスキット１２４を備える。一変形例において、カラーリング１２８は、少なくとも一部が基板１０４を囲み、基板１０４により覆われていない支持体１００の一部を保護する。カバーリング１２６は、カラーリング１２８の少なくとも一部を囲んで覆い、カラーリング１２８と、下にある支持体１００の両方に粒子が堆積することを減少させる。リフトピンアセンブリ１５４と基板搬送装置１５３は、また、支持体１００の基板受容面１８０上に基板１０４を位置決めする為に提供可能である。リフトピンアセンブリ１５４は、基板受容面１８０上に基板を昇降する為に基板１０４の下側に接触するように適合された複数のリフトピン１５２を備える。基板搬送装置１５３は、処理チャンバ１０６の内外に基板１０４を搬送するように適合されている。

一変形例において、堆積ガスは、ガスエナジャイザー１１６により基板１０４を処理する為にエネルギーが供給されてもよいが、ガスエナジャイザー１１６は、一以上の誘導コイル１１１ａ、１１１ｂを有するアンテナ１１７を備え、これらは、チャンバ１０６の処理領域１１３内で処理ガスにエネルギーを結合する為にチャンバ中央付近に円形の左右対称になっている。例えば、アンテナ１１７は、チャンバ１０６のドーム状天井１１９の最上部付近に第１誘導コイル１１１ａ、ドーム状天井１１９の側部付近に第２誘導コイル１１１ｂを備えてもよい。誘導コイルは、第１ＲＦ電源１４２ａ、第２ＲＦ電源１４２ｂにより別個に電力が供給されてもよい。ガスエナジャイザー１１６は、また、一以上の処理電極を備え、これらは、処理ガスにエネルギーを与える為に電力が供給されてもよい。リモートチャンバ１４７は、また、リモートゾーン１４６内で処理ガス（例えば、清浄ガス）にエネルギーを与える為に提供されてもよい。処理ガスは、リモートゾーン電源１４９によりエネルギーが与えることができ、エネルギーが与えられたガスは、例えばチャンバを清浄する為に、流量弁１３４ｃを有する導管１４８を介してチャンバ１０６に送られる。

基板を処理する為に、処理チャンバ１０６は、空にされ、所定の大気圧未満の圧力で維持される。その後、基板１０４は、基板搬送装置１５３（例えば、ロボットアームやリフトピンアセンブリ１５４）により、支持体１００上に提供される。基板１０４は、電極用電源１４３を介して支持体１００内の電極に電圧を印加することにより、支持体１００上に保持可能である。ガス支持体１３０は、処理ガスをチャンバ１０６に供給し、ガスエナジャイザー１１６は、ＲＦ又はマイクロ波エネルギーを処理ガスに結合し、基板１０４を処理する為にガスにエネルギーを与える。チャンバ処理中に生じた廃棄物は、排気装置１２０によりチャンバ１０６から排気される。

チャンバ１０６は、コントローラ１９４により制御可能であり、コントローラ１９４は、チャンバ１０６内で基板１０４を処理する為にチャンバ１０６の構成要素を動作させる指令セットを有するプログラムコードを備える。例えば、コントローラ１９４は：基板１０４又は清浄用ウエハ２２をチャンバ１０６内で位置決めする為に一以上の基板支持体１００と基板搬送装置１５３とリフトピン１５２を動作させるように設定された基板位置決め指令；チャンバ１０６にガス流を設定するようにガス供給装置１３０と流量制御バルブを動作させるように設定されたガス流制御指令；チャンバ１０６内の圧力を維持する為に排気装置１２０とスロットルバルブを動作させるように設定されたガス圧力制御指令；ガスにエネルギーを与える電力レベルを設定するようにガスエナジャイザー１１６を動作させるように設定されたガスエナジャイザー制御指令；チャンバ１０６内の温度を制御する為に設定された温度制御指令；支持面１８０に抗して清浄用ウエハ２２を押し付ける為に静電力を発生するように電極１４５に印加される電圧を設定するように設定された清浄制御指令；チャンバ１０６内の処理をモニタするように設定された処理モニタ指令；を備える。

本考案の例示的実施形態が示され、説明されてきたが、当業者は、本考案を組み込み、本考案の範囲内にある他の実施形態を案出可能である。例えば、他のポリマー層や電極組成や配列は、特に示されたもの以外に提供可能である。また、清浄用ウエハ２２は、説明されたもの以外の、処理チャンバ内の支持面１８０を清浄可能である。さらに、例示的な実施形態に関して示された相対的または位置的用語は互換性がある。そのため、添付された請求項は、本考案を例示する為に本願に説明された、好ましい変形例、材料、空間的配列に限定されるものではない。

図１は、静電チャックの支持面上の清浄用ウエハの一実施形態の側断面図である。 図２は、清浄用ウエハの他の実施形態の側断面図である。 図３は、清浄用ウエハの別の実施形態の側断面図である。 図４は、清浄用ウエハにより清浄可能な支持面を有する化学気相堆積チャンバの一実施形態の側断面図である。

符号の説明

２０…清浄用ツール、２２…清浄用ウエハ、２４…ディスク、２６…ポリマー層、ポリイミド層、２８…清浄面、３０…処理残留物、３２…底面、３４…電極、３６…金属層、４０…底面、４２…電極下面、４６ａ…第１金属層、４６ｂ…第２金属層、４８ａ、ｂ…第１側、４８ｂ…反対側、１００…基板支持体、１０４…基板、１０６…処理チャンバ、１０８…静電チャック、１０９…誘電材、１１１ａ、ｂ…誘導コイル、１１３…処理ゾーン、１１７…アンテナ、１２０…排気装置、１２１…側壁、１２２…底壁、１２４…プロセスキット、１２６…カバーリング、１２７…排気導管、１２８…カラーリング、１２９…スロットルバルブ、１３０…ガス供給装置、１３１…ガス源、１３２…ガス分配装置、１３３…導管、１３４ａ、ｂ…ガス流量バルブ、１３５ａ、ｂ、ｃ…出口、１４０…排気ポンプ、１４２…ＲＦ電源、１４３…電極用電源、１４５…電極、１４７…リモートチャンバ、１４９…リモートゾーン電源、１５２…リフトピン、１５３…基板搬送装置、１５４…リフトピンアセンブリ、１８０…支持面、１９４…コントローラ

Claims (10)

1. 作動ガス内で基板を処理する際に使用される支持面から処理残留物を清浄する為の清浄用ウエハにおいて：
   液体前駆体誘導ポリイミド層を備えるディスクを備え、前記液体前駆体誘導ポリイミド層は、前記ディスクに液体ポリイミド前駆体を付けることにより前記ディスク上に直接形成され、前記ポリイミド層は、
   （ａ）約５０ミクロン未満の厚み、
   （ｂ）前記支持面の外形に合致するように成形された清浄面、
   を有し、
   処理残留物は、前記清浄面に付着し、前記清浄用ウエハを取り外す際に前記支持面から清浄される、前記清浄用ウエハ。
2. ポリイミド層は、少なくとも、
   （１）スピンコートされた層、
   （２）スプレーされた層、
   （３）約１０^６から約１０^１２Ω・ｃｍの抵抗率、
   （４）ポリイミド、
   のうち少なくとも一つの特性を備える、請求項１記載の清浄用ウエハ。
3. 前記ディスクは、約０．２ミクロン未満の大きさを持つ約５０個未満の粒子を有し、約５×１０^１１原子／ｃｍ^２の汚染金属を備える、シリコンディスクを備える、請求項１記載の清浄用ウエハ。
4. 前記支持面に対し前記清浄面を押し付ける静電力を発生させる為に電気的に荷電可能なポリイミド層の付近に電極を更に備える、請求項１記載の清浄用ウエハ。
5. 前記ポリイミド層は、第１ポリイミド層と第２ポリイミド層とを備え、これらの間に前記電極が埋め込まれている、請求項４記載の清浄用ウエハ。
6. 前記電極は、前記清浄面に金属層を備え、前記金属層は、約１０００オングストローム未満の厚みを有する、請求項４記載の清浄用ウエハ。
7. 作動ガス内で基板を処理する際に使用される支持面から処理残留物を清浄する為の清浄用ウエハにおいて：
   前記支持面の外形に合致するように成形された清浄面を備えた金属層を有するディスクを備え、処理残留物は、前記清浄面に付着し、前記清浄用ウエハが取り外されるとき前記支持面から清浄される、前記清浄用ウエハ。
8. 前記ディスクは、金属層を備える第１側部、前記第１側部に対向する第２側部を備え、対向する前記第２側部で第２の金属層を更に備える、請求項７記載の清浄用ウエハ。
9. 前記金属層は、アルミニウム、銅、インジウムのうち少なくとも一つを備える、請求項８記載の清浄用ウエハ。
10. 前記金属層は、約１マイクロメートルから約１０マイクロメートルの厚みを備える、請求項７記載の清浄用ウエハ。
    

Images