JPH0817792A - 真空チャンバ用の新規な蓋および扉、並びにそれに対する前処理 - Google Patents

真空チャンバ用の新規な蓋および扉、並びにそれに対する前処理

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置のダウンタイムに至る時間を短縮し迅速
かつ低原価の真空チャンバを洗浄する方法およびその真
空チャンバ用の単純化された強固な蓋を提供する。 【構成】 単一体加工アルミニウムの蓋１２、石英の扉
１６および石英のシールド１８を含む真空チャンバ用の
交換可能な部品の表面を粗面化するためにビードを吹き
付ける工程を含む前処理を行い、これにより半導体基板
の加工中に部品の表面に堆積できる材料付着量が増大す
るので、装置ダウンタイムに至る時間を短縮させること
ができる。またアルミニウムの蓋１２は単一体加工され
ているので単純化されより強固であるだけでなく、洗浄
の際に分解・組み立ての作業を要しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空チャンバ用の改善
された交換可能部品に関する。特に、交換に至る(for r
eplacement) 時間を延長するために前処理された真空エ
ッチングチャンバ用の交換部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空チャンバは、半導体産業において特
に集積回路の製造中に半導体基板において薄膜をエッチ
ングおよび堆積するため、並びにコンタクトを形成する
ために公知であり採用されている。最新技術における加
工チャンバは真空加工のために基板を条件付けかつ前洗
浄し、真空雰囲気を去ることなく(without leaving a v
acuum environment)基板を加工できる装置等の一部を形
成している。 しかしながら、基板前処理工程、それは
基板の表面に付着した材料を除去する時に有効である
が、真空チャンバ内の他の表面、例えば、真空チャンバ
の壁やシールド、蓋および扉の上にこの材料を運んでし
まう。基板表面上に堆積される薄片の原因となり、これ
ら表面上に形成される材料の蓄積がいずれは現れる。そ
の時点で真空チャンバは洗浄するために分解されなけれ
ばならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】エッチング用の真空チ
ャンバの現在の蓋は、高周波ガスケットにより分離され
たアルミニウムの二枚蓋を備えているが、この高周波ガ
スケットは真空チャンバに対する６０ＭＨｚの高周波電
源に対して低抵抗のコンタクトである。二枚のアルミニ
ウム板は、これらを固定する複数のねじによって互いに
締め付けられているので、それらの間で高周波ガスケッ
トと良好なコンタクトをなす。前述のとおり、しかしな
がら材料が蓋の上に蓄積するので、定期的にその蓄積材
料を除去するために洗浄しなければならない。これは一
般に、湿式化学洗浄方法により行われるが、それには蓋
を分解し、ねじをはずし、蓋を洗浄し、それからまた蓋
を組み立てることが必要である。しかしながら、組立作
業、例えばねじの挿入、固定は、それ自体が粒子を発生
し、その結果、たとえ洗浄工程後であっても、チャンバ
は洗浄状態すなわち無粒子状態(free of particles) で
はない。真空チャンバの他の部品、例えば蓋に対する扉
および真空チャンバの壁に材料が堆積するのを防止する
基板支持部周囲のシールドもまた定期的に洗浄されなけ
ればならない。このことが装置のダウンタイムに付加さ
れ、結果的に製造コストを上昇することになる。
【０００４】従って、洗浄のために分解したり、再び組
み立てる必要がない真空チャンバを有することが望まし
い。さらに、真空チャンバ内にて発生した、蓋、扉およ
びシールドの表面に付着している粒子がこれら表面への
付着を改善し、その結果、洗浄周期の間の時間が延長で
き、従って装置の休止期間を短縮し得するために真空チ
ャンバ用の交換部品を前処理しておくことが望ましい。
【０００５】本発明の目的は、装置のダウンタイムに至
る時間を延長できるようにエッチング用の真空チャンバ
に対する交換可能な部品を処理する方法、これらの部品
により構成される真空チャンバ、および洗浄のために分
解したり、再び組み立てたりする必要のない単純で耐久
性に優れた真空チャンバ用の蓋を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の前述の目的は、
エッチング用の真空チャンバ内の交換可能な部品を処理
する方法であって、部品の表面を粗面化するために表面
にビード（bead）を吹き付ける工程と、表面の粒子を除
去するために部品を超音波洗浄する工程と、部品をゆす
ぎ・乾燥する工程とを備えることによって達成される。
あるいは、本発明のエッチング用の真空チャンバによれ
ば、該真空チャンバ内に設けられた開孔部と、真空チャ
ンバ内において加工される基板に対するカソード支持部
と、カソード支持部を取り囲んでいる石英のシールド、
真空チャンバの蓋を閉じる時にシールドに適合する石英
の扉およびシールドに対する単一体のアルミニウムの蓋
を含む交換可能な部品とを備え、蓋は扉に密閉するよう
に係合する上敷き部分を有することによって達成され
る。あるいは、本発明の真空エッチングチャンバ用の単
一体加工アルミニウム蓋によれば、第１表面からの伸長
壁および蓋が閉じられるとき前記チャンバのドアと密封
するように係合する上敷き部分を有することによって達
成される。
【０００７】
【作用】本発明は、石英のリングまたは扉と密閉するよ
うに係合し、かつ真空チャンバに対し蓋および扉が閉じ
られる時に、順番に基板支持部を取り囲んでいるシール
ドの内側に適合する単一体加工アルミニウム板を備える
新規な真空チャンバ用の蓋および扉を提供する。蓋、シ
ールドおよび扉といった交換可能な部品は、基板の前洗
浄および基板を加工する間にチャンバ内に発生した粒子
がこれらの表面によく付着するように前処理され、従っ
て真空チャンバの分解・洗浄あるいは部品交換が必要と
なる前に、より多くの基板を処理することができる。こ
の前処理は、交換可能な部品、例えば、蓋、扉およびシ
ールドのそれぞれのアルミニウムおよび石英といった材
料に不均一な表面を生成するビードを吹き付ける工程を
備えている。チャンバ内に生成された材料あるいは粒子
は滑らかな表面上よりも十分に交換可能な部品に付着
し、続いて交換可能な部品を超音波洗浄する工程によっ
て、ビード吹き付け工程後に当該表面に残留する全ての
粒子を除去する。この前処理は、加工用の真空チャンバ
において長寿命のアルミニウムおよび石英の扉、蓋、シ
ールドの組立体を提供する。
【０００８】
【実施例】図１は、真空処理チャンバに用いられる、本
発明の新規な単体アルミニウム蓋、その石英扉および石
英基板支持シールドを例示している。この蓋は処理され
る基板が加工中に置かれる真空チャンバ内のカソードに
対面して置かれる。本発明の蓋および扉は、本発明の方
法に従って前処理されている。
【０００９】伸長した壁１４は石英の扉１６の内側に適
合する。蓋１２が定位置にあり、扉１６が閉じられる
時、扉１６は、石英のシールド１８の頂部に適合する
が、このシールド１８は、加工される基板が加工中に定
置されるカソード１７を取り囲むように形成されてい
る。扉１６は、外部から駆動されるアクチュエータによ
って、蓋１２とともに静止的に(stationary)昇降され
る。扉１６が昇降されるのと同時に、石英のシールド１
８内のスロットを通過するセラミックフィンガ（図示せ
ず）が基板をカソード１７上に昇降する。これはチャン
バ内外に基板を移送する間に行われる。固定された石英
のシールド１８は、基板からエッチングされた材料が真
空チャンバ（図示せず）の壁に付着するのを防止するの
に役立つ。蓋１２は、加工中にその扉に接触し密閉する
該第１の表面の上敷き部分２０も有する。従来は、真空
を引く時にチャンバを密閉するために、好適なＯリング
シール（図示せず）が使われている。
【００１０】アルミニウムの蓋１２、石英の扉１６およ
び石英のシールド１８は本発明の洗浄工程に従って前処
理される。より詳しくは以下に記述する。
【００１１】本発明の新規な蓋はねじを必要としない、
従って、前洗浄または加工用の真空チャンバ内において
ほとんど粒子を発生せず、加工中に発生した粒子がより
十分に付着する、前処理された表面を有し、高周波ガス
ケットを必要としない。その結果、より良好なアースが
行われ、また、洗浄または交換のための蓋の組み立てま
たは分解は必要とされない。必要な時には、蓋および扉
の単純な交換を実施でき、装置のダウンタイムを短縮す
る。また、蓋、扉およびシールドは、どんな適した真空
チャンバ内においても再利用のために容易に再洗浄かつ
再処理され得る。アルミニウムの部品および石英の部品
はビードを吹き付ける工程および化学洗浄をする工程の
組み合わせによって再利用ができるように洗浄される。
両方の場合の最後の工程はビードを吹き付ける工程であ
って、これに、以下に説明する脱イオン水中での超音波
洗浄をするリンス処理、乾燥処理が続く。
【００１２】本発明の前処理方法は、ビードを吹き付け
る工程およびそれに続く超音波洗浄をする工程を備え
る。
【００１３】好適には、アルミニウムの蓋および石英の
扉にビードを吹き付ける工程の処理は、約５．６Ｋｇ／
ｃｍ2 （約８０ｐｓｉ）の圧力、および多少粗めの粒、
約３６〜８０グリット(grit)径を有する酸化アルミニウ
ムの粉末を使用して、蓋、扉およびシールドをたたくこ
とによって適切に実施される。ビード吹き付けは商業的
に利用できるビード吹き付け装置において実施できる。
ビード吹き付け粉末粒子は、蓋のアルミニウム表面、石
英のドアおよび石英のシールドの表面を僅かに不規則に
あるいは粗面化するのに十分大きくなければならない。
機械加工された単一体のアルミニウムの蓋は、先行技術
である二枚板のアルミニウム金属製の蓋よりも厚いの
で、より粗いグリット径の材料によるビード吹き付けに
耐えることができ、従って、より耐久性に富む。微視的
スケールにおいて、不規則な表面は基板加工中に堆積し
得る物質の界面のクラック伝達を高めるであろう。その
表面の不規則性により薄片の寸法において小さい断片に
堆積膜を粉砕する結果をもたらし、顕著にそれが剥げ落
ちるのを妨げる。加えて、不規則なあるいは粗い表面
は、材料が堆積できる増大した表面領域を有し、収容で
きる堆積材料の量を増加できる。
【００１４】ビードを吹き付ける工程の後には、超音波
洗浄をする工程が続くが、超音波洗浄をする工程は、ビ
ード吹き付けにより取り残された粒子のためであろう
と、アルミニウム、石英、その他の微細な粒子であろう
と、蓋、扉およびシールドの表面のしっかり結合してい
ない(loose) 粒子を全て取り除いてしまう。最初に、
蓋、扉およびシールドを脱イオン水でゆすぎ、脱イオン
水で満たした超音波洗浄器に浸漬する。適合しうる超音
波洗浄器は商業的に手に入り、一般に、脱イオン水の約
３８リットル（約１０ガロン）を含んでいるチャンバを
利用して、約９．２〜１８．５ワット／リットル（約３
５〜７０ワット／ガロン）の出力密度で数分間かけて作
動するように調節される。超音波発振器にスイッチを入
れると直ちに、それ以前に埋め込まれていた固体の残渣
が、その発生源であるビード吹き付けがなされた表面に
わたって、雲状に舞い上がるのが見られる。この雲は急
速に消散し、除去された固体材料は、水性懸濁液の中に
残留するか、沈澱する。こうして、超音波処理の作用の
大部分は処理の初期数秒間に発生する。しかしながら、
固着していない全ての固体材料の徹底除去を保証するた
めに、処理は大抵約５分間は続けられる。次いで、部品
を高温の脱イオン水で徹底的にゆすいで、処理されたア
ルミニウムおよび石英の部品の表面に確実に粒子が残留
しないようにする。
【００１５】最後に、アルミニウムの蓋、石英のドアお
よび石英のシールドといった部品の表面から全ての湿気
を除去するために乾燥する。好適には、濾過した空気あ
るいは窒素を部品に吹き付けて乾燥させ、次いで、例え
ば、部品から全ての湿気を除去するために濾過した空気
の雰囲気にて３０分、約６０℃で、軽くベークをする。
次いで、洗浄された部品は出荷のために包装される。
【００１６】好ましい洗浄方法においては、ビードを吹
き付ける工程の前に部品は表面の汚染、例えば、アルミ
ニウムからの酸化物および石英表面からの有機物を除去
するために化学的に洗浄される。セラミックに対して好
適な化学洗浄溶液は、例えば１／３硝酸、１／３ふっ
酸、１／３水とすることができる。一般に、この化学洗
浄溶液中で部品を約１５秒間ディップすることで十分で
ある。次いで、部品を脱イオン水でゆすいで化学薬品を
除去し、清浄な、濾過された空気または窒素を利用して
吹き付けによって乾燥させる。
【００１７】図２は、本発明の方法の好ましい具体例の
流れ図であって、第１工程である化学洗浄をする工程、
それに続くビードを吹き付ける工程、超音波洗浄をする
工程および、最後の、ゆすぎおよび乾燥し、包装する工
程により終了となる。
【００１８】真空チャンバの蓋および石英といった部品
の本発明の方法による処理、および本発明の単純化され
たより強固な蓋の活用は、より清浄であって、従来の技
術によるチャンバより多くの基板を加工することができ
る真空チャンバをもたらして、装置のダウンタイムを短
縮し、また、チャンバを洗浄し、かつ上記の部品を交換
する迅速かつ低原価である方法を提供する。
【００１９】上記の発明は、本発明の特定の好適実施態
様の形で説明されたが、当業者は、本発明に包含される
ものと解される加工および装置の代替的実施態様を体得
することと思われる。例えば、一般に、半導体基板は断
面において円形をなすシリコンウエハであって、シール
ドおよびカソード支持部もまた結局円形ということにな
るものの、四角形のガラス板のような他の基板を使用す
ることもできる。アルミニウムの代わりに他の材料、例
えばステンレス鋼が使用され、かつ特定の結果を目的と
して、他の洗浄およびゆすぎをする工程をこの方法に挿
入することができる。従って、本発明は、付記の請求範
囲によってのみ限定されるものと解される。
【００２０】
【発明の効果】本発明の方法によれば、ビードを吹き付
ける工程により、真空チャンバの内壁が不均一となり、
基板エッチングにより生成される堆積膜が堆積する表面
積を増大するので、より多くの基板を加工することがで
きる真空チャンバとなり、したがって装置のダウンタイ
ムに至る時間を延長することができる。しかも本発明の
蓋は、単一体加工アルミニウム製なので、単純化されよ
り強固な蓋となり、したがってチャンバ洗浄の際に、分
解・組立てが必要とされないので作業時間の短縮に寄与
し、しかも作業自体からの粒子発生を防止するので、真
空チャンバ内の部品をより清浄に保持し得、装置のダウ
ンタイムを短縮できる。すなわち真空チャンバの蓋およ
び石英といった部品の本発明の方法による処理、および
本発明の単純化されたより強固な蓋の活用は、より清浄
であって、従来の技術によるチャンバより多くの基板を
加工することができる真空チャンバをもたらして、装置
のダウンタイムを短縮し、また、チャンバを洗浄し、か
つ上記の部品を交換する迅速かつ低原価である方法を提
供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、真空チャンバに対する交換可能な蓋、
扉およびシールドの断面図である。
【図２】図２は、本発明の方法に対する流れ図である。
【符号の説明】
１２…蓋、１４…伸長壁、１６…扉、１７…カソード、
１８…シールド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダン マーシャル アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95137， サン ノゼ， エラン ヴィレ ッジ レーン ナンバー 319， 390 (72)発明者 エイヴィー テップマン アメリカ合衆国， カリフォルニア州 95014， キュパティノ， マルヴァーン コート 10380 (72)発明者 ドナルド エム． ミンツ アメリカ合衆国， カリフォルニア州 94087， サニーヴェール， エス． メ リー アヴェニュー 1633

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エッチング用の真空チャンバ内の交換可
    能な部品を処理する方法であって、 前記部品の表面を粗面化するために前記表面にビード
    （bead）を吹き付ける工程と、 前記表面の粒子を除去するために前記部品を超音波洗浄
    する工程と、 前記部品をゆすぎ・乾燥する工程とを備える方法。
  2. 【請求項２】 最初に前記部品を化学洗浄溶液を使って
    洗浄する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記部品のうちの一つは前記真空チャン
    バ用のアルミニウムの単一体の蓋である請求項１記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 一つ以上の部品が石英からなる請求項１
    記載の方法。
  5. 【請求項５】 真空チャンバ内に設けられた開孔部と、 前記真空チャンバ内において加工される基板に対するカ
    ソード支持部と、 前記カソード支持部を取り囲んでいる石英のシールド、
    前記真空チャンバの蓋を閉じる時に前記シールドに適合
    する(fits)石英の扉および前記シールドに対する単一体
    のアルミニウムの蓋を含む交換可能な部品とを備え、前
    記蓋は前記扉に密閉するように係合する上敷き部分(ove
    rlying portion) を有する真空エッチングチャンバ。
  6. 【請求項６】 真空エッチングチャンバ用の単一体加工
    アルミニウム蓋であって、第１表面からの伸長壁および
    蓋が閉じられるとき前記チャンバのドアと密封するよう
    に係合する上敷き部分を有する単一体加工アルミニウム
    蓋。
JP5190301A 1992-08-27 1993-07-30 真空チャンバ用の新規な蓋および扉、並びにそれに対する前処理 Expired - Fee Related JP2568371B2 (ja)

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