[發明專利]不破壞真空的從基座表面移除殘留物的原位電漿清除技術

有效

• 申請號: 201080018337.5
• 申請日: 2010-02-17
• 公開（公告）號: CN102414338A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: R·J·格林;C-H·蔡;S·N·羅伊;P·巴賈杰;D·H·盧
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C14/00
• 分類號: C23C14/00;C23C14/54;C23C14/34
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍;毛力

技術領域

本文所述的實施例大致包括電漿清潔設備與電漿清潔方法。

現有技術

物理氣相沉積(PVD)是將材料沉積于基板之上的方法。PVD腔室可具有濺射標靶，所述濺射標靶被配置于處理腔室中且與基板位置相對。將濺射氣體(例如，氬)導入腔室。當濺射標靶為金屬時，可使用DC電流將濺射標靶電偏壓以將氬氣激發成為電漿。另一方面，基板可被接地以作為與電偏壓濺射標靶相對的陽極。來自濺射標靶的原子可從濺射標靶噴射或濺射而出，并在基板上沉積金屬薄膜。

雖然來自濺射標靶的原子可沉積于基板之上，但原子也可沉積于腔室中之暴露表面上。舉例而言，材料可沉積于腔室壁以及其它腔室部件(包括沉積環)上。沉積于腔室壁以及部件上的材料隨著時間的過去可累積足以需要對腔室進行清潔的厚度。

此外，介電材料與其它有機殘余物可沉積于其它腔室中的基板上。每當腔室被開啟以允許基板進入和/或離開腔室時，介電材料可進入腔室。介電材料可存在于其它腔室中并流入腔室表面(包括晶座)可能有介電材料聚集的腔室中。若晶座是靜電夾盤且在晶座上累積足夠的介電材料，偏壓時的晶座靜電電荷會被介電材料所屏蔽，并妨礙基板被晶座所吸引。若在晶座上累積起足夠的介電材料，基板會因為靜電電荷的不足而離開晶座，這可能造成基板和/或腔室部件的損壞。

已經研發了從腔室部件(例如，晶座)上移除介電材料和其它有機殘余物的電漿清潔處理。然而，在執行這些電漿清潔處理時，沉積于腔室部件(包括沉積環)上的金屬材料會再次濺射遍布整個腔室(包括濺射在晶座表面上)，因此造成晶座無法使用。目前，由于再次濺射金屬材料的風險，通常在處理腔室排氣且將新的沉積環插入腔室后執行電漿清潔處理。在金屬材料沉積于沉積環上后，因為金屬材料再次濺射遍布整個腔室的風險，通常不執行目前的電漿清潔處理。然而，隨著基材上有機殘余物量的增加，執行電漿清潔處理的需求也同時提高，因為需要在套組部件達到其預期使用壽命之前就替換處理套組部件，造成了處理腔室停工期的增加。

因此，需要一種從腔室部件移除有機殘余物且同時增加腔室運行時間的電漿清潔處理技術。

發明內容

本文所述的實施例通常包括電漿清潔設備與電漿清潔方法。在一個實施例中，一種對沉積腔室部件進行電漿清潔且不破壞真空的方法包括：將配置于沉積腔室中的第一腔室部件上沉積的金屬薄膜接地而不破壞真空，并使用在腔室中形成的電漿從腔室移除污染物且不對沉積于第一腔室部件上的接地金屬薄膜進行再次濺射且不破壞真空。

在另一個實施例中，提供了一種對沉積腔室進行電漿清潔且不破壞真空的方法。所述方法包括：將基板置于晶座上，晶座被配置于腔室中且由電浮動沉積環所環繞；在腔室中的基板與沉積環上沉積金屬薄膜；將沉積于沉積環上的金屬薄膜接地且不破壞真空；并使用在腔室中形成的電漿從腔室移除污染物且不對沉接地沉積環上的金屬薄膜進行再次濺射且不破壞真空。

在還有另一個實施例中，提供了一種用于物理氣相沉積(PVD)腔室的電漿清潔且不破壞真空的處理套組。所述處理套組包括環狀沉積環，所述環狀沉積環具有從頂表面延伸的突出物(boss)。所述處理套組還包括金屬連接帶，所述金屬連接帶具有容納沉積環的突出物的孔，其中所述帶的一端被暴露在突出物徑向內側的沉積環的頂部上。

在還有另一個實施例中，提供了一種物理氣相沉積(PVD)腔室。所述腔室包括：用于將濺射材料沉積于基板上的濺射標靶；晶座，通常平行且相對濺射標靶而配置以支撐基板，其中晶座在處理位置與清潔位置之間是可移動的；圍繞晶座的電浮動沉積環；位于晶座下方的接地舉升梢板；金屬連接帶，耦接至沉積環，用于將沉積于沉積環上的金屬薄膜與接地舉升梢板電耦接；接地回路，電耦接于金屬連接帶，當晶座位于清潔位置時所述回路接觸接地舉升梢板，并且當晶座位于晶圓處理位置時所述回路與接地舉升梢板分隔；氣體供應器，用于將氣體導入腔室；以及氣體排氣裝置，用于將氣體排出腔室。

附圖說明

為了更詳細地了解本發明的上述特征，可參照實施例(某些描繪于附圖中)來獲得對本發明的更為特定的描述，這些描述在前文中被簡略地概括了。然而，需要注意的是附圖僅僅描繪了本發明的典型實施例，且因此不應被視為對本發明范圍的限制，因為本發明可允許其它等效實施例。

圖1是根據在此所述的一個實施例的PVD腔室的示意圖；

圖2是晶座與處理套組的部分剖視圖；

圖3是晶座與處理套組的部分透視圖；

圖4是晶座與處理套組的另一個部分透視圖；及

圖5是描述對腔室進行電漿清潔且不破壞真空的方法的流程圖。