特表 2024-517700 チャンバおよびチャンバ部品の高温洗浄および保守方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-23

(54)【発明の名称】チャンバおよびチャンバ部品の高温洗浄および保守方法および装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/44 20060101AFI20240416BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20240416BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240416BHJP

   B08B 7/00 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

C23C16/44 J

H01L21/31 C

H01L21/302 101H

B08B7/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023565545

(86)(22)【出願日】2022-03-23

(85)【翻訳文提出日】2023-10-25

(86)【国際出願番号】 US2022021515

(87)【国際公開番号】W WO2022231732

(87)【国際公開日】2022-11-03

(31)【優先権主張番号】17/242,059

(32)【優先日】2021-04-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141553

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 信彦

(74)【代理人】

【識別番号】100176418

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 嘉晃

(72)【発明者】

【氏名】シェン シュラン

(72)【発明者】

【氏名】チャン リン

(72)【発明者】

【氏名】ホアン ジヨン

(72)【発明者】

【氏名】オ チャンソク

(72)【発明者】

【氏名】ワーナー ジョセフ シー

(72)【発明者】

【氏名】クラナ ニティン

(72)【発明者】

【氏名】バラスブラマニアン ガネシュ

(72)【発明者】

【氏名】スン ジェニファー ワイ

(72)【発明者】

【氏名】ハン シンハイ

(72)【発明者】

【氏名】ジャン ジジュン

【テーマコード（参考）】

3B116

4K030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

3B116AA01

3B116AB42

3B116BB82

3B116BB89

3B116BC01

4K030DA06

4K030EA06

4K030FA01

4K030GA02

4K030JA10

4K030KA23

4K030KA41

4K030KA46

5F004AA15

5F004BB12

5F004BB13

5F004BB28

5F004BB29

5F045AA08

5F045DP03

5F045EB06

5F045EF05

5F045EH05

(57)【要約】

本明細書に開示された例は、その中にヒータが配置された基板支持体を洗浄および修復するための方法および装置に関する。方法は、（ａ）バルク層を有する基板支持体の表面を洗浄することを含み、この基板支持体は、基板を処理するように構成された処理環境内に配置されている。この洗浄プロセスは、高温において、フッ素含有ガスおよび酸素を有する洗浄混合ガスからプラズマを形成することを含む。この方法は、（ｂ）処理混合ガスから形成された処理プラズマを用いて処理環境から酸素ラジカルを除去することを含む。この処理混合ガスはフッ素含有ガスを含む。この方法は、（ｃ）後処理プラズマを用いて基板支持体とバルク層との界面を修復することをさらに含む。この後処理プラズマは、窒素含有ガスを含む後処理混合ガスから形成される。この高温は摂氏約５００度以上である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）その上にバルク層が配置された基板支持体の表面を洗浄することであって、前記基板支持体が、基板を処理するように構成された処理環境内に配置されており、洗浄することが、高温において、洗浄混合ガスからプラズマを形成することを含み、前記洗浄混合ガスがフッ素含有ガスおよび酸素を含む、洗浄すること、
（ｂ）前記高温において、処理混合ガスから形成された処理プラズマを用いて前記処理環境から酸素ラジカルを除去することであって、前記処理混合ガスが前記フッ素含有ガスを含む、除去すること、ならびに
（ｃ）前記高温において、後処理プラズマを用いて前記基板支持体と前記バルク層との界面を修復することであって、前記後処理プラズマが、窒素含有ガスを含む後処理混合ガスから形成され、前記高温が摂氏約５００度以上である、修復すること
を含む方法。

【請求項2】

前記バルク層が、フッ化マグネシウムまたは希土類フッ化物を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記バルク層が、フッ化イットリウムまたはフッ化ランタンを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記フッ素含有ガスがＮＦ₃であり、前記窒素含有ガスがＮ₂である、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

（ｄ）前記酸素ラジカルによる表面酸化を低減させるために、前記窒素含有ガスまたはアルゴンを用いて前記処理環境をパージすることであって、前記窒素含有ガスがＮ₂またはＮＨ₃である、パージすること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

（ｄ）前記バルク層と前記基板支持体とともに配置されたベースとの間の接着を強化するために、前記後処理混合ガスと一緒に、前記処理環境にＮＦ₃、Ａｒ、ＮＦ₂またはＮＨ₃を導入すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

（ｅ）前記後処理混合ガスと一緒に、前記処理環境にアルゴン含有ガスを導入すること
をさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記基板支持体が、
ベースをさらに含み、前記ベースが、シリコン、二酸化シリコン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムまたは石英、およびフッ化物材料を含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記フッ化物材料が、フッ化マグネシウムまたは希土類フッ化物を含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記希土類フッ化物が、フッ化イットリウムまたはフッ化ランタンを含み、前記フッ化ランタンが、ホウ素および／または炭素でドープされており、前記ベースがヒータである、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

（ａ）その上にバルク層が配置された基板支持体の表面を洗浄することであって、前記基板支持体が、半導体基板を処理するように構成された処理環境内に配置されており、洗浄することが、高温において、洗浄混合ガスからプラズマを形成することを含み、前記洗浄混合ガスがＮＦ₃およびＯ₂を含む、洗浄すること、
（ｂ）前記高温において、処理混合ガスから形成された処理プラズマを用いて前記処理環境から酸素ラジカルを除去することであって、前記処理混合ガスがＮＦ₃を含む、除去すること、ならびに
（ｃ）前記高温において、後処理プラズマを用いて前記基板支持体と前記バルク層との界面を修復することであって、前記後処理プラズマが、Ｎ₂を含む後処理混合ガスから形成され、前記高温が摂氏約５００度以上である、修復すること
を含む方法。

【請求項12】

前記バルク層が、フッ化マグネシウムまたは希土類フッ化物を含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記バルク層が、フッ化イットリウムまたはフッ化ランタンを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

アルミニウムを含むヒータをさらに含み、前記ヒータが、前記基板支持体と前記バルク層との前記界面で前記バルク層と接触している、
請求項１１に記載の方法。

【請求項15】

（ｄ）前記酸素ラジカルによる表面酸化を低減させるために、アルゴンまたは窒素含有ガスを用いて前記処理環境をパージすることであって、前記窒素含有ガスがＮ₂またはＮＯ₂、ＮＨ₃である、パージすること
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項16】

（ｄ）前記バルク層と前記基板支持体とともに配置されたベースとの間の接着を強化するために、前記後処理混合ガスと一緒に、前記処理環境にＮＦ₃、Ａｒ、ＮＦ₂またはＮＨ₃を導入すること
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

（ｅ）前記後処理混合ガスと一緒に、前記処理環境にアルゴン含有ガスを導入すること
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

半導体処理チャンバと、
命令を記憶した非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記命令が、プロセッサによって実行されたときに、前記半導体処理チャンバ内で周期的エッチング方法を実行させる、非一過性コンピュータ可読媒体と
を含み、前記方法が、
（ａ）その上にバルク層が配置された基板支持体の表面を洗浄することであって、前記基板支持体が、半導体基板を処理するように構成された処理環境内に配置されており、洗浄することが、高温において、洗浄混合ガスからプラズマを形成することを含み、前記洗浄混合ガスがフッ素含有ガスおよび酸素を含む、洗浄すること、
（ｂ）前記高温において、処理混合ガスから形成された処理プラズマを用いて前記処理環境から酸素ラジカルを除去することであって、前記処理混合ガスが前記フッ素含有ガスを含む、除去すること、ならびに
（ｃ）前記高温において、後処理プラズマを用いて基板支持体と前記バルク層との界面を修復することであって、前記後処理プラズマが、窒素含有ガスを含む後処理混合ガスから形成され、前記高温が摂氏約５００度以上である、修復すること
を含む、半導体処理システム。

【請求項19】

（ｄ）前記酸素ラジカルによる表面酸化を低減させるために、前記窒素含有ガスを用いて前記処理環境をパージすることであって、前記窒素含有ガスがＮ₂またはＮＨ₃である、パージすること
をさらに含む、請求項１８に記載の半導体処理システム。

【請求項20】

（ｄ）前記バルク層と前記基板支持体とともに配置されたベースとの間の接着を強化するために、前記後処理混合ガスと一緒に、前記処理環境にＮＦ₃、Ａｒ、ＮＦ₂またはＮＨ₃を導入すること、および
（ｅ）前記後処理混合ガスと一緒に、前記処理環境にアルゴン含有ガスを導入すること
をさらに含む、請求項１８に記載の半導体処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の例は一般に、プロセスチャンバ、または基板支持体内に配置されたヒータなどのチャンバ内の部品を洗浄および保守するための装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高いデバイス歩留り、ならびにミーンウェハビトウィーンクリーン（ｍｅａｎ ｗａｆｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｌｅａｎ）（ＭＷＢＣ）の継続的な増加および所有コスト（ｃｏｓｔ ｏｆ ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ）（ＣｏＯ）の低減は、先進の半導体の大量生産（ｈｉｇｈ ｖｏｌｕｍｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＨＶＭ）のための鍵となる要件である。したがって、半導体処理ツールに対しては、粒子欠陥およびプロセス安定性または変動ならびにチャンバハードウェアの耐用寿命に関するより厳格な制御が求められる。化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス中に、反応物ガスは、チャンバの内面に堆積する組成物を生成し得る。これらの堆積物が蓄積するにつれて、これらの残留物が剥離すること、および将来の処理ステップを汚染することが起こり得る。このような残留堆積物はさらに、堆積均一性、堆積速度、膜応力、粒子性能および他の同種のものなどの他の処理条件に不利な影響を及ぼし得る。

【0003】

したがって、処理チャンバは、残留材料を除去するために定期的に洗浄される。この洗浄プロセスはプラズマ強化乾式洗浄技法を含む。通常はフッ素含有ガスまたは酸素ガスなどのハロゲンまたは酸素含有ガスであるエッチング剤は、基板支持体などのチャンバ部品の表面と反応してフッ化物または酸化物を形成し得る。いくつかの用途では、基板支持体が、摂氏５００度よりも高い温度などの昇温状態に維持される。しかしながら、この昇温状態においては、フッ化物が昇華し、基板支持体よりも低い温度にあるチャンバ部品、例えばシャワーヘッド上で凝縮する。この凝縮は、ＣＶＤプロセス中に基板の汚染を引き起こすことがあり、堆積速度および均一性の変動などのＣＶＤプロセス条件の変化につながり得る。

【0004】

ＲＰＳまたはＲＦプラズマからのフッ素（Ｆ）ラジカルは、ＡｌＮまたはＡｌ₂Ｏ₃である従来のヒータ表面を攻撃するため、従来の洗浄プロセスは、炭素ベースの膜に対しては約５００℃よりも低く、Ｓｉベースの膜に対しては約５７０℃よりも低い温度限界を有する。Ｆラジカルは、ヒータ表面などの基板支持体と反応することができ、約５００℃よりも高い温度で昇華し、次いでフェースプレート、チャンバ壁などのより低温の表面で凝縮または再堆積し得る。その結果、プロセス変動、粒子問題、したがってＭＷＢＣのかなりの減少およびＣｏＯの増大などが起こる。基板支持体を、洗浄ガスに対するある抵抗性を提供する薄いセラミックコーティングでコーティングすることができる。しかしながら、このコーティングは、基板が基板支持体上に置かれるときおよび基板支持体から取り除かれるときにすり減ることがある。さらに、このコーティングは、酸化に対して脆いことがあり、または、プラズマが洗浄ガスを脱会合させたときに形成されたラジカルにより劣化し得る。さらに、基板支持体および基板支持体に取り付けられていることがあるエッジリングのサイズおよび複雑さのため、チャンバ部品上のセラミックコーティングの保守に追加の時間およびより多くのコストがかかる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、チャンバおよびチャンバ部品の高温洗浄を実行するためおよびチャンバ部品上のコーティングを保護するための改良された方法および装置が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書には、チャンバおよび基板支持体などのチャンバ部品を洗浄するための方法および装置が開示されている。一例では、方法が、（ａ）その上にバルク層が配置された基板支持体の表面を洗浄することを含む。この基板支持体は、基板を処理するように構成された処理環境内に配置されている。この洗浄プロセスは、高温において、洗浄混合ガスからプラズマを形成することを含み、この高温は、膜堆積温度と同じとすることができる。この洗浄混合ガスはフッ素含有ガスおよび酸素を含む。この方法は、（ｂ）この高温において、処理混合ガスから形成された処理プラズマを用いて処理環境から酸素ラジカルを除去することを含む。この処理混合ガスはフッ素含有ガスを含む。この方法はさらに、（ｃ）この高温において、前処理または後処理プラズマを用いて基板支持体とバルク層との界面を保守、修復または復元することを含む。この前処理または後処理プラズマは、窒素含有ガスを含む窒素含有混合ガスから形成される。この高温は摂氏約５００度以上である。

【0007】

別の例では、基板支持体を洗浄するための方法が、（ａ）その上にバルク層が配置された基板支持体の表面を洗浄することを含む。この基板支持体は、半導体基板を処理するように構成された処理環境内に配置されている。この洗浄プロセスは、高温において、洗浄混合ガスからプラズマを形成することを含む。この洗浄混合ガスはＮＦ₃およびＯ₂を含む。この方法はさらに、（ｂ）この高温において、処理混合ガスから形成された処理プラズマを用いて処理環境から酸素ラジカルを除去することを含む。この処理混合ガスはＮＦ₃を含む。この方法は続いて、（ｃ）この高温において、前処理または後処理プラズマを用いて基板支持体とバルク層との界面を保守、修復または復元する。この前処理または後処理プラズマは、Ｎ₂を含む後処理窒素含有混合ガスから形成される。この高温は摂氏約５００度以上である。

【0008】

さらに別の例では、半導体処理システムが半導体処理チャンバを有する。この半導体処理システムは、命令を記憶した非一過性コンピュータ可読媒体を含む。この命令は、プロセッサによって実行されたときに、半導体処理チャンバ内で洗浄方法を実行させる。この方法は、（ａ）その上にバルク層が配置された基板支持体の表面など、チャンバおよびチャンバ部品の表面を洗浄することを含む。この基板支持体は、半導体基板を処理するように構成された処理環境内に配置されている。この洗浄プロセスは、高温において、洗浄混合ガスからプラズマを形成することを含む。この洗浄混合ガスは、フッ素含有ガスもしくは酸素含有ガス、またはチャンバ内で混合された任意のフッ素含有および酸素含有ガスを含む。この方法はさらに、（ｂ）この高温において、処理混合ガスから形成された処理プラズマを用いて処理環境から酸素ラジカルを除去することを含む。この処理混合ガスはフッ素含有ガスを含む。この方法はさらに、（ｃ）この高温において、前処理または後処理プラズマを用いて基板支持体とバルク層との界面を保守、修復または復元することを含む。この前処理または後処理プラズマは、窒素含有ガスを含む後処理混合ガスから形成される。この高温は摂氏約５００度以上である。

【0009】

上に挙げた本開示の特徴を詳細に理解することができるように、そのうちのいくつかが添付図面に示されている例を参照することによって、上に概要を簡単に示した開示がより具体的に説明されていることがある。しかしながら、添付図面は、例示のための例だけを示しており、したがって、添付図面を、本開示の範囲を限定するものとみなすべきではなく、添付図面は、等しく有効な他の実施例を受け入れる可能性があることに留意すべきである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】処理チャンバの概略側断面図である。

【図2A】その上にバルク層が配置された基板支持体の概略側面図である。

【図2B】その上にバルク層が配置された基板支持体の概略側面図である。

【図3A】洗浄方法の異なる段階中の基板支持体のベースおよびバルク層の側面図である。

【図3B】洗浄方法の異なる段階中の基板支持体のベースおよびバルク層の側面図である。

【図3C】洗浄方法の異なる段階中の基板支持体のベースおよびバルク層の側面図である。

【図3D】洗浄方法の異なる段階中の基板支持体のベースおよびバルク層の側面図である。

【図3E】洗浄方法の異なる段階中の基板支持体のベースおよびバルク層の側面図である。

【図4】図３Ａ～Ｅに示された段階に関連した洗浄方法を示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すために、同一の参照符号を使用した。特段の言及なしに、１つの例の要素および特徴を、他の例に有益に組み込むことが企図される。

【0012】

本開示の例は一般に、チャンバおよび基板支持体などのチャンバ部品を洗浄するための方法および装置に関する。基板支持体は、その中に配置されたヒータを有するものとすることができる。基板支持体は、半導体基板を処理するように構成された処理チャンバ内に配置される。一例では、基板支持体が、フッ化物を含むバルク層でコーティングされたヒータを含む。有利には、このバルク層が洗浄種（ｃｌｅａｎｉｎｇ ｓｐｅｃｉｅｓ）と反応しない。したがって、このバルク層は、洗浄種との反応から基板支持体を保護し、このことは、チャンバ部品上に形成される凝縮の低減につながる。その結果、バルク層は、後続のプロセスにおける基板の汚染の低減につながり、処理条件の変化または変動を防ぐ。

【0013】

従来の洗浄方法および装置ではしばしば、マイクロボイド（ｍｉｃｒｏ－ｖｏｉｄ）およびマイクロフィッシャ（ｍｉｃｒｏ－ｆｏｓｓｉｒｅ）が発達してクラックとなり、クラックは、基板支持体の表面に損傷を与え、ヒータに伝播することがある。多数の洗浄サイクルを経るにつれて、クラックはヒータ内で成長し続け、ついにはクラックどうしがつながり、したがってクラック付近のバルク層とヒータとの間の接着を弱める。従来の洗浄方法におけるこの限局された接着の損失の結果、ヒータからのバルク層の層剥離が起こる。有益には、本開示の方法は、クラックにつながるマイクロフィッシャおよびボイドの形成を低減させ、したがってヒータ、またはバルク層でコーティングされた他のチャンバ部品の寿命を延ばす。本開示から利益を得るように適合させることができる他のチャンバ部品には特に、カバーウエハ、またはエッジリングなどのプロセスキット内のリングが含まれる。

【0014】

酸素ベースまたはフッ素ベースのエッチング剤を用いる従来の洗浄プロセスでは、フッ素および酸素ラジカルが、基板支持体内に配置されたアルミニウムベースのヒータに損傷を与え得る。このフッ素および酸素ラジカルはヒータ内のアルミニウムをＡｌＦに転化させ得る。このＡｌＦは昇華して処理環境に入り、チャンバ部品上に再堆積する。従来は、炭素ベースの残留物を洗浄するための処理環境の温度が摂氏５００度よりも低く、シリコンベースの膜に対してはこの温度が摂氏５７０度よりも低い。従来の洗浄プロセスおよびガスは高温を使用しない。これは、従来のプロセスでは、ヒータおよび他のチャンバ部品がエッチングされてしまうためである。処理せずに置くと、ヒータに生じた損傷は、プロセス変動または基板支持体を横切るプラズマプロファイルの望ましくない変化に帰着する基板支持体のインピーダンスまたは静電容量の変化を引き起こしたり、または歩留りの低下につながる粒子を生じさせたりし得る。

【0015】

本開示の一例では、この高温方法および装置が、その上に炭素ベースの膜または残留物を有する基板支持体を洗浄するように適合されている。シリコンベースの残留物に対してフッ素を含む洗浄ガスを使用することができ、炭素ベースの残留物を洗浄するために酸素を含む洗浄ガスを使用することができる。有利には、本明細書の方法および装置は、摂氏約６００度～摂氏約１０００度の間の温度および１０００℃よりも高い温度など、炭素ベースの膜に対する摂氏５００度よりも高い動作温度、およびシリコンベースの膜に対する摂氏約５７０度よりも高い動作温度を可能にする。

【0016】

ＲＦまたはＲＰＳプラズマ中で生成された、または熱またはレーザエネルギーによって生成されたフッ素または酸素ラジカルは、ヒータ上に配置されたバルク層を貫いて拡散し得る。バルク層は、ＭｇＦ₂層などのＭｇＦ_x化合物を含む。フッ素ラジカルは、ヒータ内のＡｌＮなどのアルミニウム含有材料と反応する。フッ素と反応すると、ヒータ内のアルミニウムはＡｌＦ_xを形成し、このＡｌＦ_xは、バルク層を貫いて拡散、昇華して処理チャンバの処理環境に入る。本明細書に開示された方法は、ヒータを覆っているバルク層上でのフッ素ラジカルの反応を低減させまたは排除する。酸素ラジカルは、ＭｇＦ_x層の酸化を誘発することができ、したがってＭｇＯを形成し得る。フッ素ラジカルは、ＭｇＦ_xとＡｌＮとの界面を攻撃してＡｌＦ_xおよび酸化窒素（ＮＯ_x）を形成し得る。ＡｌＦ_xおよびＮＯ_xが基板支持体１０４から外へ拡散すると、ＭｇＦ_xとＡｌＮとの界面にマイクロボイドまたはフィッシャが現れ得る。有利には、この方法は、バルク層とヒータとの界面におけるＡｌＮの「イートオフ（ｅａｔ ｏｆｆ）」を低減させ、この界面におけるマイクロボイドおよびマイクロフィッシャの形成を低減させる。本明細書に開示された方法はさらに、バルク層内に形成されるクラックを低減させ得る。バルク層内のクラックは、酸素ラジカルがバルク層中のフッ素含有材料と相互作用することによって生じ得る。例えば、酸素ラジカルはＭｇＦ_xと反応し得る。したがって、上述の洗浄プロセスの後に、三フッ化窒素（ＮＦ₃）混合ガスから形成されたプラズマがバルク層を処理する。処理プロセスおよび前処理または後処理プロセスは、弱い部位または劣化もしくは損傷した部位を保守、復元または修復するためのエッチング、堆積、パッシベーションまたはこれらの技法の任意の組合せを含むことができる。

【0017】

図１は、本明細書に記載された１つの例による処理チャンバ１００の概略断面図である。処理チャンバ１００は、プラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）チャンバまたは他のプラズマ強化処理チャンバとすることができる。本明細書に記載された例から利益を得ることができる例示的なプロセスチャンバは、米カリフォルニア州Ｓａｎｔａ ＣｌａｒａのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から販売されているＰＥＣＶＤイネーブルドチャンバのＰＲＯＤＵＣＥＲ（登録商標）シリーズである。他の製造業者からの同様の装備を有する他のプロセスチャンバも本明細書に記載された例から利益を得ることができることが予想される。処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と、チャンバ本体１０２の内側に配置された基板支持体１０４と、チャンバ本体１０２に結合された、基板支持体１０４を処理環境１２０内に封入するリッドアセンブリ１０６とを含む。リッドアセンブリ１０６は、シャワーヘッド１１２などのガス分配器を含む。処理環境１２０には、チャンバ本体１０２に形成された開口１２６を通して基板１５４が提供される。本明細書の開示は、基板支持体１０４を論じることを対象としているが、この方法および装置は、以下で詳細に開示されるバルク層を有する任意のチャンバ部品に適用することができることが理解される。

【0018】

セラミックまたは金属酸化物などの誘電体材料とすることができる、例えば酸化アルミニウムおよび／または窒化アルミニウムとすることができるアイソレータ１１０が、シャワーヘッド１１２をチャンバ本体１０２から分離している。シャワーヘッド１１２は、プロセスガスまたは洗浄ガスを処理環境１２０に入れるための開口１１８を含む。これらのガスは、導管１１４を介してプロセスチャンバ１００に供給することができ、これらのガスは、ガス混合領域１１６に入ってから開口１１８を通って流れることができる。チャンバ本体１０２の基板支持体１０４よりも低い位置に排気管１５２が形成されている。未反応の種および副生物を処理チャンバ１００から除去するために排気管１５２を真空ポンプ（図示せず）に接続することができる。

【0019】

シャワーヘッド１１２は、ＲＦ発生装置またはＤＣ電源などの電源１４１に結合することができる。ＤＣ電源は、連続および／またはパルスＤＣ電力をシャワーヘッド１１２に供給することができる。ＲＦ発生装置は、連続および／またはパルスＲＦ電力をシャワーヘッド１１２に供給することができる。さらに、示されているように、処理チャンバ１００の頂部、底部または側部に遠隔プラズマ源１７４を結合することができる。処理環境１２０内におけるプラズマ１６０の形成を容易にするため、動作中に電源１４１をオンにして、シャワーヘッド１１２に電力を供給する。プラズマ１６０にさらされたとき、ＲＦ発生装置またはＤＣ電源の適用によって処理ガスが脱会合すると、イオン、中性子、陽子およびラジカルを含む処理ガスからの成分が生成される。

【0020】

基板支持体１０４は、基板１５４を支持するための表面１４２および側面１４４を含む。一例では、側面１４４が、表面１４２に対して実質的に垂直である。基板１５４は寸法Ｄ₁（例えば直径）を有し、基板支持体１０４は、寸法Ｄ₁よりも大きな寸法Ｄ₂（例えば直径）を有する。基板支持体１０４は、セラミック材料、例えばアルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムまたは酸化アルミニウム／窒化アルミニウム混合物などの金属酸化物もしくは窒化物または酸化物／窒化物混合物から形成されたものとすることができる。基板支持体１０４は、シャフト１４３によって支持されている。基板支持体１０４は接地されていてもよい。基板支持体１０４には加熱要素１２８が埋め込まれている。加熱要素１２８は、プレート、穴あきプレート、メッシュ、ワイヤスクリーンまたは他の任意の分散型装置とすることができる。加熱要素１２８は、接続１３０を介して電源１３２に結合されている。加熱要素１２８は、基板支持体を、摂氏５００度よりも高い温度などの昇温状態に加熱することができる。本明細書に開示された方法および装置の適用中は処理環境１２０内に基板１５４は配置されない。

【0021】

図１に示された基板支持体１０４は下位置にあり、基板１５４は、基板支持体１０４を貫いて延びる複数のリフトピン１４０によって支持されている。基板１５４は、ロボット（図示せず）によって開口１２６を通してリフトピン１４０上に置くこと、またはリフトピン１４０から取り除くことができる。動作中に、基板支持体１０４はより高い位置まで上昇し、表面１４２に基板１５４が配置される。

【0022】

洗浄プロセス中に、洗浄ガス、例えばフッ素含有ガスまたは酸素含有ガスが基板支持体１０４と反応して、基板支持体１０４上にフッ化物または酸化物を形成することがある。基板支持体１０４は摂氏５００度よりも高い温度に維持される。このような昇温状態で、このフッ化物または酸化物は昇華し、シャワーヘッド１１２などのより低温のチャンバ部品上で凝縮する。酸化物の昇華温度は高く、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）は、摂氏約１１５０度～摂氏約１２００度の間の温度で昇華する。ＡｌＦ_xは、摂氏約５００度よりも高い温度で昇華させることができる。シャワーヘッド１１２上での材料の凝縮は、後続のプロセス中に基板の汚染を引き起こし得る。したがって、開示された方法および装置の適用中にはバルク層２００が利用される。

【0023】

チャンバには、１つまたは複数のパージガス管路１７２を通してパージガス源１７０が結合されている。示されているように、パージガス管路１７２はチャンバ本体１０２を貫くことができ、基板支持体１０４の表面１４２にパージガスを供給することができる。パージガス管路１７２はさらに、シャフト１４３および基板支持体１０４を貫くことができる。そのため、パージガス管路１７２は、基板支持体１０４の中心および／またはサイドカバー１６１の近くの基板支持体１０４の縁を通してパージガスを表面１４２に供給することができる。

【0024】

処理チャンバ１００には少なくとも１つのコントローラ１６２が結合されている。コントローラ１６２は、互いに結合されたプロセッサ１６４、メモリ１６６および支持回路１６８を含む。プロセッサ１６４は、それぞれ工業装置内で使用することができる、プラグラム可能な論理制御装置（ＰＬＣ）、スーパーバイザリーコントロールアンドデータアクジション（ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）（ＳＣＡＤＡ）システムまたは他の適当な工業コントローラなどの任意の形態の汎用マイクロプロセッサまたは汎用中央処理ユニット（ＣＰＵ）の１つとすることができる。メモリ１６６は非一過性であり、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）または他の任意の形態のデジタルストレージなど、ローカルまたはリモートの容易に入手可能なメモリのうちの１つまたは複数とすることができる。メモリ１６６は、プロセッサ１６４によって実行されたときに方法４００（後述）の実行を容易にする命令を含む。メモリ１６６の中の命令は、本開示の方法を実施するプログラムなどのプログラム製品の形態をとる。プログラム製品のプログラムコードは、いくつかの異なるプログラミング言語のうちの任意の１つに従うものとすることができる。例示的なコンピュータ可読ストレージ媒体は、限定はされないが、（ｉ）その上に情報が永続的に記憶された書込みができないストレージ媒体（例えば、ＣＤ－ＲＯＭドライブによって読むことができるＣＤ－ＲＯＭディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭチップまたは任意のタイプの固体不揮発性半導体メモリなどのコンピュータ内のリードオンリーメモリデバイス）、および（ｉｉ）その上に変更可能な情報が記憶された書込み可能なストレージ媒体（例えばディスケットドライブ内のフロッピーディスクもしくはハードディスクドライブ、または任意のタイプの固体ランダムアクセス半導体メモリ）を含む。本明細書に記載された方法の機能を指示するコンピュータ可読命令を担持しているとき、このようなコンピュータ可読ストレージ媒体は本開示の例である。

【0025】

図２Ａ～２Ｂは、その上にバルク層２００配置された基板支持体１０４の概略側面図である。バルク層２００は、基板支持体１０４のベース２０２上に配置されている。バルク層２００は、基板支持体１０４上のコーティングである。図２Ａに示されているように、バルク層２００は、基板支持体１０４の寸法Ｄ₂と同じ寸法Ｄ₃、例えば直径を有する。したがって、バルク層２００は、基板支持体１０４の表面１４２の全体を覆っている。いくつかの例では、バルク層２００が、基板支持体１０４の寸法Ｄ₂よりも小さい、直径などの寸法を有する。例えば、寸法Ｄ₂を、基板１５４の寸法Ｄ₁と同じとすることができる。いくつかの例では、洗浄プロセスの間、基板支持体１０４の表面１４２の一部分が露出していてもよい。

【0026】

ベース２０２は、バルク層２００と接触した第１の表面２０６、第１の表面２０６の反対側の第２の表面２０８、および第１の表面２０６と第２の表面２０８とをつなぐ第３の表面２１０を含む。第２の表面２０８は、洗浄プロセスの間、基板支持体１０４の表面１４２と接触している。ベース２０２の第１の表面２０６は平滑とすることができる。バルク層２００は、ベース２０２の第１の表面２０６、第２の表面２０８および第３の表面２１０を覆っている。上述のとおり、一例では、ベース２０２が、基板支持体１０４に埋め込まれた加熱要素１２８である。

【0027】

図２Ｂは、その上にカバープレート２１２およびバルク層２００が配置された、基板支持体１０４の代替例を示している。いくつかの例では、基板支持体１０４が、カバープレート２１２およびサイドカバー１６１を含む。一例では、カバープレート２１２の全ての面がバルク層２００で覆われている。別の例では、カバープレート２１２を、積み重ねられた１つまたは複数のバルク層２００で構成することができるような態様で、カバープレート２１２がバルク層２００と同じ材料でできている。カバープレート２１２は表面１４２の中心部分を覆っており、サイドカバー１６１は、表面１４２の縁部分および側面１４４を覆っている。さらに、サイドカバー１６１のそれぞれの表面をバルク層２００で覆うことができる。後に詳述するように、サイドカバー１６１は、洗浄の間、処理チャンバ１００内に留まることができる。カバープレート２１２および／またはサイドカバー１６１の各々は、バルク層２００と同じ材料から作られたものとすることができ、または、その代わりに、基板支持体１０４と同じ材料から作られたものとすることができる。

【0028】

バルク層２００は、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）または希土類フッ化物、例えばフッ化イットリウム（ＹＦ₃）またはフッ化ランタン（ＬａＦ₃）などのフッ化物材料を含むことができる。一例では、ヒータ、カバープレート２１２およびサイドカバー１６１を含むバルク基板支持体を、全体が、約５００μｍ～約１５００μｍの間の厚さを有するフッ化物材料でできたものとすることができる。バルク層２００のフッ化物材料は処理環境１２０にさらされる。いくつかの例では、これらのフッ化物が、ホウ素および／または炭素などのドーパントでドープされている。ドーパント濃度は、約１０パーセント～約３０パーセントなど、約０パーセント～約５０パーセントの範囲にある。一例では、このフッ化物が、ホウ素および炭素でドープされたＬａＦ₃（ＬａＦ₃（Ｂ，Ｃ））である。このフッ化物は洗浄ガスと実質的に反応しない。さらに、バルク層２００のフッ化物は、摂氏５００度よりも高い温度または摂氏１０００度よりも高い温度などの昇温状態で昇華せず、元素の形態のフッ素は、高温洗浄の間、バルク層２００からあまり出ず、周囲の環境に入らない。一例では、摂氏約５００度～約６５０度の間の洗浄温度など、約５００度～約７５０度の間の洗浄温度を利用することができ、その間、これらの洗浄温度により、元素の形態のかなりの量のフッ素がバルク層２００から出ることはない。一例では、バルク層２００が、約５００μｍ～約１５００μｍなど約１００μｍ～約３０００μｍの範囲の厚さを有する、ＭｇＦ₂、またはＹＦ₃、ＬａＦ₃もしくはＬａＦ₃（Ｂ，Ｃ）などの希土類フッ化物である。

【0029】

ベース２０２は、シリコン（Ｓｉ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、石英または他の適当な材料から製造されたものとすることができる。ベース２０２は、焼結などの任意の適当な方法によって製造されたものとすることができる。ベース２０２は、約５００μｍ～約１５００μｍなど、約１００μｍ～約３０００μｍの範囲の厚さを有する。バルク層２００は、ＣＶＤ、結晶成長または焼結などの任意の適当な方法を使用して製造されたものとすることができる。バルク層２００は、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、ＡＬＤ、イオンアシスト堆積（ＩＡＤ）、プラズマ溶射、湿式コーティング、注入、またはプラズマもしくはレーザベースの表面フッ素化、ホウ素化および／もしくは炭化物化により製造されたものとすることができる。バルク層２００は、約５０００オングストローム～約１μｍなど、約１０００オングストローム～約１０μｍの範囲の厚さを有する。バルク層２００は処理環境１２０（図１に示されている）にさらされる。

【0030】

図３Ａは、処理環境１２０内に配置された基板支持体１０４を示している。基板支持体１０４は、洗浄混合ガス３０１から生成された、プラズマ１６０などの洗浄プラズマにさらされている。上述のとおり、プラズマ１６０は、ＲＦ源（例えば電源１４１）またはＲＰＳ源１７４によって発生させることができる。一例では、バルク層２００が、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）などのフッ化物材料を含む。洗浄混合ガス３０１はフッ素含有ガス３０４を含む。一例では、洗浄混合ガス３０１のフッ素含有ガス３０４がＮＦ₃であり、ＮＦ₃は窒素原子３０６およびフッ素原子３０８を含み、これらの原子は、バルク層２００に拡散し、いくつかのマイクロフィッシャ３１３を通ってヒータ３０２内に拡散する。示された例では、ヒータ３０２が、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのアルミニウム含有材料から作られている。ＡｌＮ中のアルミニウム原子３１２は、ＭｇＦ₂バルク層２００のマイクロフィッシャ３１３を通って拡散したフッ素原子３０８と反応して、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_x）３１０またはＡｌＦ_xガス相３１４を形成することがある。ＡｌＦ_xガス相３１４は、基板支持体１０４のヒータ３０２およびバルク層２００から外へ拡散する。ＡｌＦ_xガス相３１４は、処理環境１２０からポンプ排出することができ、または、一部は、処理環境１２０のより低温の表面で凝縮することがある。

【0031】

一例では、基板支持体１０４上に炭素ベースの膜または残留物が存在するときに、洗浄混合ガス３０１を、酸素（Ｏ₂）とＮＦ₃の組合せとすることができる。炭素の存在下では、洗浄混合ガス３０１を、ＮＦ₃およびＮ₂ＯまたはＮ₂とすることもできる。洗浄混合ガス３０１を利用して炭素ベースの膜または残留物を洗浄しているときには、酸素ラジカルが、チャンバ部品上の酸化に損傷を与えない濃度またはチャンバ部品を攻撃しない濃度に制御される。別の例では、基板支持体１０４上にシリコンベースの膜または残留物が堆積しているときに、洗浄混合ガス３０１はＮＦ₃を含むことができる。洗浄混合ガス３０１はＮ₂、Ｎ₂Ｏ、ＮＨ₃またはＡｒを含むこともできる。フッ素含有ガス３０４は、ＮＦ₃、Ｆ₂、ＳＦ₆および他の同種のものを含むことができる。あるいは、洗浄混合ガス３０１は、酸素、Ｎ₂Ｏ、ＣＯ₂などの酸素含有ガス３２０を含むことができる。一例では、基板支持体１０４上にシリコンベースの膜または残留物が存在し、ヒータ３０２がＡｌＮでできている場合に、洗浄混合ガス３０１はＮＦ₃、Ｎ₂またはＮＨ₃を含むことができる。さらに別の例では、ヒータ３０２がＡｌＯでできている場合に、洗浄混合ガス３０１はＮＦ₃、Ｎ₂ＯまたはＯ₂を含むことができる。

【0032】

図３Ｂに示されているように、処理環境１２０に、酸素（Ｏ₂）３２０を含む第２の洗浄混合ガス３０３が導入される。基板支持体１０４は、第２の洗浄混合ガス３０３から形成された、プラズマ１６０などの洗浄プラズマにさらされている。酸素原子３２２は、第２の洗浄混合ガス３０３からバルク層２００中に拡散し、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）層３１６を形成する。バルク層２００中のフッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂）の一部が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に転化する。示されているように、バルク層２００は、酸化された酸化マグネシウム（ＭｇＯ_x）層３１６および洗浄保護層３１８を含む。

【0033】

あるいは、第２の洗浄混合ガス３０３中の酸素は窒素含有ガス３２８を含むことができる。例えば、炭素ベースの膜または残留物の存在下では、酸素の代わりにＮ₂ＯまたはＣＯ₂を使用することができる。第２の洗浄混合ガス３０３の適用中に処理環境１２０内で残留Ｏ₂ラジカルが低減される。Ｏ₂洗浄プロセスに関して、ヒータ３０２中のＡｌＮはＡｌＯに転化する。ＡｌＯが増加し、ＡｌＮが減少するにつれてヒータ３０２の熱導電率は低下する。ＡｌＯおよびＡｌＮはＡｌＦに転化し、ＡｌＦ_xガス相３１４は、処理環境１２０からポンプ排出することができる。有利には、ＮＦ₃の導入は、プラズマから酸素ラジカルを除去することができ、それにより、ＭｇＦ_xからＭＯ_xへの転化を低減させることによって、フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１に対する損傷を低減させることができる。そのため、ＮＦ₃は、フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１内のＭｇＦ₂を回復することを支援する。別の例では、シリコンベースの膜または残留物を基板支持体１０４から洗浄除去するために処理環境１２０に第２の洗浄混合ガス３０３が適用されたときに、処理環境１２０からフッ素ラジカルが除去される。ヒータ３０２がＡｌＯでできている例では、第２の洗浄混合ガス３０３にＮ₂またはＮＨ₃を供給することができる。

【0034】

図３Ｃは、フッ素含有ガス３０４を含む後処理混合ガス３０５から形成された後処理プラズマ（すなわちプラズマ１６０）に基板支持体１０４をさらすことを示している。一例では、フッ素含有ガス３０４がＮＦ₃である。窒素原子３０６およびフッ素原子３０８は基板支持体１０４に拡散する。窒素原子３０６およびフッ素原子３０８は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）層３１６（図３Ｂに示されている）および洗浄保護層３１８を通り抜ける。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）はフルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１に転化する。ｘは、１～６の間の整数である。ヒータ３０２中の酸化アルミニウム（ＡｌＯ）３３６および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）３２４は一フッ化アルミニウム（ＡｌＦ）３１０に転化する。ＡｌＦ_xガス相３１４はヒータ３０２から外へ拡散し、基板支持体１０４を出る。ある例では、例えば酸素含有ガスを使用して炭素ベースの膜を洗浄するときに、このガス相が酸化窒素（ＮＯ_x）を含み得る。ヒータ３０２とフルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１との界面など、ヒータ３０２とバルク層２００との界面に、多孔質粒３１１が形成される。一例では、多孔質フルオロマグネシウム（ＭｇＦ_x）粒が、ヒータ３０２とフルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１との界面に形成される多孔質粒３１１である。図３Ｃでは、バルク層２００が、洗浄保護層および３１８フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１を含む。

【0035】

図３Ｄは、図３Ｂに示された処理動作に対する変更を示している。図３Ｄでは、処理環境１２０に、強化された処理混合ガス３０７が提供されている。基板支持体１０４は、強化された処理混合ガス３０７にプラズマ１６０がさらされたときに形成された強化された処理プラズマにさらされている。基板支持体１０４は、強化された処理混合ガス３０７から形成された処理プラズマにさらされている。強化された処理混合ガス３０７は、酸素含有ガス３２０、亜酸化窒素含有ガス３２６もしくは窒素含有ガス３２８、またはこれらの任意の組合せを含むことができる。例えば、強化された処理混合ガス３０７は、酸素含有ガス３２０、亜酸化窒素含有ガス３２６または窒素含有ガス３２８の１つだけを含むことができる。あるいは、強化された処理混合ガス３０７は、酸素含有ガス３２０および窒素含有ガス３２８を含むことができる。別の例では、強化された処理混合ガス３０７が亜酸化窒素を含むことができる。さらに別の例では、強化された処理混合ガス３０７を窒素含有ガス３２８とすることができる。窒素含有ガス３２８は、ＲＦまたはＲＰ源によって形成されたラジカルの影響を能動的に抑制することができる。例示的なプラズマラジカルは、酸素（Ｏ₂）３２０またはフッ素含有ガス３０４（例えばＮＦ₃）がプラズマ中で脱会合したときに形成されたラジカルを含む。窒素含有ガス３２８は、基板支持体１０４、およびバルク層２００でコーティングされた他の部品を保護する。いくつかの例では、強化された処理混合ガス３０７が第２の洗浄混合ガス３０３と組み合わされる。

【0036】

上述のとおり、図３Ｂに示された酸素含有ガス３２０の代わりに亜酸化窒素含有ガス３２６を使用することができる。一例では、亜酸化窒素含有ガス３２６が、基板支持体１０４の酸化を低減させるＮ₂Ｏである。あるいは、基板支持体１０４の表面酸化を低減させるために、処理環境１２０に、窒素（Ｎ₂）３２８および酸素含有ガス３２０を加えることもできる。有利には、いずれか一方の窒素含有ガスの存在、すなわち窒素（Ｎ₂）３２８または亜酸化窒素含有ガス３２６の存在が、基板支持体１０４、およびバルク層２００によって覆われた任意の表面のエッチング洗浄速度を増大させる。さらに、Ｎ₂またはＮＨ₃は、残留フッ素ラジカルを除去し、アルミニウムダングリングボンドを修復し、ＡｌＦ_xからＡｌＮへの転化を低減させ、したがってヒータ３０２とバルク層２００との界面を保護する。

【0037】

図３Ｅは、図３Ｃに示された後処理動作に対する変更を示している。処理環境１２０に、強化された後処理プラズマとしてのプラズマ１６０を形成する、強化された後処理混合ガス３０９が提供される。基板支持体１０４は、強化された後処理混合ガス３０９から形成された処理プラズマにさらされている。強化された後処理混合ガス３０９は、フッ素含有ガス３０４、窒素含有ガス３２８、アルゴン含有ガス３３０、水素含有ガス３３２、またはこれらのうちの２つ以上のガスの任意の組合せを含むことができる。

【0038】

例えば、強化された後処理混合ガス３０９は、窒素含有ガス３２８およびアルゴン含有ガス３３０を含むことができる。窒素含有ガス３２８は、ヒータ３０２の酸化を抑制するバリア層３３４を形成することができる。バリア層３３４はさらに、内部マイクロクラック表面に形成されたパッシベートされたバリア層、および限局された多孔質粒３１１を含む。図３Ｂまたは３Ｄに示された処理プロセスの間、アルゴン含有ガス３３０は、ヒータ３０２内の弱い粒界を修復し、実質的に排除することができる。別の例では、バリア層３３４またはパッシベートされたバリア層が形成される前に弱い部位（すなわち粒界）を排除するために、強化された後処理混合ガス３０９が、窒素含有ガス、または水素含有ガス、またはＡｒガスを含む。例えば、ＮＨ₃またはＨ₂プラズマ処理は、酸化された層を、酸化－還元反応によって除去することができる。アルゴン、および強化された後処理混合ガス３０９中の追加のガスはバリア層３３４を処理することができ、したがって酸素およびフッ素ラジカルに対する抵抗性を増大させることができる。

【0039】

さらに別の例では、強化された後処理混合ガス３０９が、窒素含有ガス３２８、アルゴン含有ガス３３０および水素含有ガス３３２を含む。一例では、水素含有ガス３３２がアンモニウム（ＮＨ₃）である。強化された後処理混合ガス３０９は、バルク層２００とヒータ３０２との間の接着を強化することができる。ヒータ３０２（すなわちベース）は、ヒータ３０２の頂部にヒータ３０２と接触して配置されたバルク層２００を有する基板支持体１０４内に配置されている。保護層２００は、洗浄保護層３１８、フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１およびバリア層３３４を含む。あるいは、強化された後処理混合ガス３０９に窒素含有ガス３２８が加えられたときには、洗浄保護層３１８、フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１およびバリア層３３４がバルク層２００を形成することができる。

【0040】

図４は、チャンバ部品を洗浄するための方法４００を示す流れ図である。このチャンバ部品は、その上にバルク層２００が配置されたものとすることができる。方法４００は、動作４０２で、処理チャンバ内で洗浄プロセスを実行することによって始まる。この洗浄プロセスは、フッ素含有ガスまたは酸素含有ガスなどの洗浄ガスを処理チャンバに流入させることを含むことができる。いくつかの例では、最初に、処理チャンバの上に配置された遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）に洗浄ガスを流入させ、遠隔プラズマ源内でラジカルなどの洗浄種を形成する。次いで、洗浄種を処理チャンバに流入させて洗浄プロセスを実行する。このチャンバ部品を、高温、例えば摂氏約５００度～摂氏約１０００度の間の温度に維持することができる。あるいは、このチャンバ部品を、摂氏約６５０度～摂氏約７００度の間など、摂氏約５５０度～摂氏約８５０度の間の高温に維持することもできる。任意選択で、アルゴンまたはＮ₂もしくはＮＨ₃などの窒素含有ガスを用いたパージプロセスを実行することができる。

【0041】

この洗浄ガスまたは洗浄種は、基板支持体、シャワーヘッド、エッジもしくはシャドーリング（図示せず）などのチャンバ部品上および／またはチャンバ本体上に蓄積した残留材料を除去する。例えば、洗浄種は、図１に示されているように、基板支持体１０４およびサイドカバー１６１から残留材料を除去することができる。洗浄ガスまたは洗浄種は実質的にバルク層とは反応せず、基板支持体は、バルク層によって洗浄ガスまたは洗浄種から保護される。図３Ａに示されているように、一例では、洗浄ガスがフッ素含有ガス３０４である。洗浄ガスはさらに、図３Ｄに示されている窒素（Ｎ₂）３２８または亜酸化窒素含有ガス３２６を含むことができる。一例では、パージガス源１７０から窒素またはアルゴンをパージガスとして処理環境に導入することができる。窒素の導入は、酸素ラジカルによる基板支持体の表面酸化を低減させる。窒素（Ｎ₂）パージは、プラズマ内に形成されたフッ素ラジカルまたは酸素ラジカルの影響を能動的に抑制することができる。Ｎ₂パージは、特に基板支持体１０４上にシリコンベースおよび炭素ベースの膜または残留物が存在しているときに、フッ素または酸素ラジカルの負の影響を抑制することができる。Ｎ₂パージは、ヒータ３０２の縁の近くで、ヒータ３０２の中心で、またはヒータ３０２を貫いて実施することができ、フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１をさらに弱めることができる。Ａｒパージは、基板支持体１０４上に炭素ベースの膜または残留物が堆積しているときに、処理環境１２０内のフッ素ラジカルの存在を低減させる。基板支持体１０４などのチャンバ部品上にシリコンベースの膜または残留物が存在しているとき、Ａｒパージは、処理環境１２０から窒素、酸素またはフッ素ラジカルを除去する。さらに別の例では、Ａｒパージが、処理環境１２０から酸化窒素（ＮＯ_x）ラジカルを除去する。

【0042】

方法４００は、任意選択のいくつかの動作を含む。動作４０４で、弱い部位を実質的に除去または排除し、パッシベーションバリア層を形成するために、任意選択の前処理プロセスを実行することができる。動作４０６で、任意選択で、追加の高温プラズマ洗浄プロセスを実行することができる。例えば、動作４０２を繰り返すことができる。この方法は動作４０８に進むことができ、動作４０８で、任意選択で、弱い部位を除去し、パッシベーションバリア層を形成するために、第２の前処理プロセスを実行することができる。

【0043】

動作４１０で、方法４００は、処理環境から酸素ラジカルを除去する処理プロセスを実行することにより進められる。この処理プロセスは、上述の温度などの高温で実行することができる。図３Ｃおよび３Ｄに示されているように、基板支持体１０４は、後処理混合ガス３０５または強化された処理混合ガス３０７から形成されたプラズマにさらされる。動作４１０中、後処理混合ガス３０５または強化された処理混合ガス３０７からヒータ３０２中に拡散する処理ガスによって、基板支持体１０４の酸化が低減される。遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）は、処理環境１２０などの処理環境にＮＦ₃またはＯ₂を個別にまたは組み合わせて提供することができる。ＲＰＳの位置は、処理チャンバ１００の頂部、底部または中心位置などの任意の位置で処理チャンバに結合することができる。

【0044】

動作４１２で、任意選択の後処理プロセスを実行する。この後処理プロセスは、１つまたは複数の洗浄されたチャンバ部品の損傷した１つまたは複数の表面を復元または修復するために実行される。チャンバ部品は、プラズマ中のラジカルよる表面の酸化よって損傷し得る。この後処理プロセスは、上述の温度などの高温で実行される。プラズマは、後処理混合ガス３０５または強化された後処理混合ガス３０９を脱会合させることによって処理環境１２０内で形成される。上述のとおり、処理環境１２０に後処理混合ガス３０５が提供されたときに、洗浄保護層３１８およびフルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１はバルク層２００を形成する。あるいは、強化された後処理混合ガス３０９が提供されたときに、フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１の上にフルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１と接触してバリア層３３４が形成されることがある。したがって、バルク層２００は、バリア層３３４、フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）３２１および洗浄保護層３１８を含む。強化された後処理混合ガス３０９は、限局された多孔質粒３１１の形成を低減させるかまたは排除するはずである。一例では、フルオロマグネシウム層（ＭｇＦ_x）がバルク層２００内に形成される。動作４１０で、ヒータ３０２内または最小化または排除されるべき多孔質粒３１１内で所望の脱酸素化レベルに到達するまで、方法４００を繰り返すことができる。

【0045】

本明細書には、その中にヒータが配置された基板支持体などのプロセスチャンバ部品を洗浄し、任意選択で修復または復元するための方法および装置が開示されている。有利には、フッ化物材料から製造されたバルク層２００を利用して、洗浄プロセスの間、基板支持体を保護する。フッ化物ベースのバルク層２００は洗浄ガスまたは洗浄種と実質的に反応せず、基板支持体が昇温状態に維持されているときに昇華し得る生成物が形成されない。この昇温状態は、摂氏約５００度～摂氏約１０００度の間の温度とすることができる。以上の説明は本開示の例を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の例および追加の例が考案されることがある。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4】

【国際調査報告】