[发明专利]不破坏真空的从基座表面移除残留物的原位电浆清除技术

说明书

技术领域

本文所述的实施例大致包括电浆清洁设备与电浆清洁方法。

现有技术

物理气相沉积(PVD)是将材料沉积于基板之上的方法。PVD腔室可具有溅射标靶，所述溅射标靶被配置于处理腔室中且与基板位置相对。将溅射气体(例如，氩)导入腔室。当溅射标靶为金属时，可使用DC电流将溅射标靶电偏压以将氩气激发成为电浆。另一方面，基板可被接地以作为与电偏压溅射标靶相对的阳极。来自溅射标靶的原子可从溅射标靶喷射或溅射而出，并在基板上沉积金属薄膜。

虽然来自溅射标靶的原子可沉积于基板之上，但原子也可沉积于腔室中之暴露表面上。举例而言，材料可沉积于腔室壁以及其它腔室部件(包括沉积环)上。沉积于腔室壁以及部件上的材料随着时间的过去可累积足以需要对腔室进行清洁的厚度。

此外，介电材料与其它有机残余物可沉积于其它腔室中的基板上。每当腔室被开启以允许基板进入和/或离开腔室时，介电材料可进入腔室。介电材料可存在于其它腔室中并流入腔室表面(包括晶座)可能有介电材料聚集的腔室中。若晶座是静电夹盘且在晶座上累积足够的介电材料，偏压时的晶座静电电荷会被介电材料所屏蔽，并妨碍基板被晶座所吸引。若在晶座上累积起足够的介电材料，基板会因为静电电荷的不足而离开晶座，这可能造成基板和/或腔室部件的损坏。

已经研发了从腔室部件(例如，晶座)上移除介电材料和其它有机残余物的电浆清洁处理。然而，在执行这些电浆清洁处理时，沉积于腔室部件(包括沉积环)上的金属材料会再次溅射遍布整个腔室(包括溅射在晶座表面上)，因此造成晶座无法使用。目前，由于再次溅射金属材料的风险，通常在处理腔室排氣且将新的沉积环插入腔室后执行电浆清洁处理。在金属材料沉积于沉积环上后，因为金属材料再次溅射遍布整个腔室的风险，通常不执行目前的电浆清洁处理。然而，随着基材上有机残余物量的增加，执行电浆清洁处理的需求也同时提高，因为需要在套组部件达到其预期使用寿命之前就替换处理套组部件，造成了处理腔室停工期的增加。

因此，需要一种从腔室部件移除有机残余物且同时增加腔室运行时间的电浆清洁处理技术。

发明内容

本文所述的实施例通常包括电浆清洁设备与电浆清洁方法。在一个实施例中，一种对沉积腔室部件进行电浆清洁且不破坏真空的方法包括：将配置于沉积腔室中的第一腔室部件上沉积的金属薄膜接地而不破坏真空，并使用在腔室中形成的电浆从腔室移除污染物且不对沉积于第一腔室部件上的接地金属薄膜进行再次溅射且不破坏真空。

在另一个实施例中，提供了一种对沉积腔室进行电浆清洁且不破坏真空的方法。所述方法包括：将基板置于晶座上，晶座被配置于腔室中且由电浮动沉积环所环绕；在腔室中的基板与沉积环上沉积金属薄膜；将沉积于沉积环上的金属薄膜接地且不破坏真空；并使用在腔室中形成的电浆从腔室移除污染物且不对沉接地沉积环上的金属薄膜进行再次溅射且不破坏真空。

在还有另一个实施例中，提供了一种用于物理气相沉积(PVD)腔室的电浆清洁且不破坏真空的处理套组。所述处理套组包括环状沉积环，所述环状沉积环具有从顶表面延伸的突出物(boss)。所述处理套组还包括金属连接带，所述金属连接带具有容纳沉积环的突出物的孔，其中所述带的一端被暴露在突出物径向内侧的沉积环的顶部上。

在还有另一个实施例中，提供了一种物理气相沉积(PVD)腔室。所述腔室包括：用于将溅射材料沉积于基板上的溅射标靶；晶座，通常平行且相对溅射标靶而配置以支撑基板，其中晶座在处理位置与清洁位置之间是可移动的；围绕晶座的电浮动沉积环；位于晶座下方的接地举升梢板；金属连接带，耦接至沉积环，用于将沉积于沉积环上的金属薄膜与接地举升梢板电耦接；接地回路，电耦接于金属连接带，当晶座位于清洁位置时所述回路接触接地举升梢板，并且当晶座位于晶圆处理位置时所述回路与接地举升梢板分隔；气体供应器，用于将气体导入腔室；以及气体排气装置，用于将气体排出腔室。

附图说明

为了更详细地了解本发明的上述特征，可参照实施例(某些描绘于附图中)来获得对本发明的更为特定的描述，这些描述在前文中被简略地概括了。然而，需要注意的是附图仅仅描绘了本发明的典型实施例，且因此不应被视为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其它等效实施例。

图1是根据在此所述的一个实施例的PVD腔室的示意图；

图2是晶座与处理套组的部分剖视图；

图3是晶座与处理套组的部分透视图；

图4是晶座与处理套组的另一个部分透视图；及

图5是描述对腔室进行电浆清洁且不破坏真空的方法的流程图。