基板処理構成部品からの残留物の除去
【課題】残留物よりも下にポリマーコーティングを有する基板処理構成部品の表面から、残留物を除去する。
【解決手段】一変形例においては、構成部品表面を有機溶媒と接触させて、ポリマーコーティングに損傷を与えることなく、またはポリマーコーティングを除去することなく残留物を除去する。残留物はプロセス残留物でも可能であり、または接着剤残留物でも可能である。この洗浄プロセスは、改装プロセスの一部として行うことができる。別の変更形態においては、構成部品表面にわたってレーザを走査させることによって、残留物をアブレーションする。さらに別の変形例においては、ことによって、構成部品の表面にわたってプラズマ切断機を走査させることによって、残留物を蒸発させる。
【解決手段】一変形例においては、構成部品表面を有機溶媒と接触させて、ポリマーコーティングに損傷を与えることなく、またはポリマーコーティングを除去することなく残留物を除去する。残留物はプロセス残留物でも可能であり、または接着剤残留物でも可能である。この洗浄プロセスは、改装プロセスの一部として行うことができる。別の変更形態においては、構成部品表面にわたってレーザを走査させることによって、残留物をアブレーションする。さらに別の変形例においては、ことによって、構成部品の表面にわたってプラズマ切断機を走査させることによって、残留物を蒸発させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板処理構成部品の表面からの残留物の洗浄に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の処理の際にプロセス環境にさらされる基板処理チャンバ構成部品の表面は、プロセスサイクル間に周期的に洗浄される。基板処理中、基板をプロセスチャンバ内に設置し、エネルギが与えられたガスに曝して、基板上に材料を堆積させる、または基板上の材料をエッチングする。構成部品表面に堆積するプロセス残留物としては、ＣＶＤもしくはＰＶＤプロセスにおいて堆積される材料、エッチングされた材料、またはエッチングプロセスにおいて除去されたポリマーフォトレジストさえも挙げられる。後に続くプロセスサイクルにおいて、蓄積した残留物が構成部品表面からはげ落ち、基板またはチャンバ内部に落下し汚染することがある。したがって、グリットブラスト、溶媒もしくは研磨材を用いたスクラビング、および二酸化炭素（ＣＯ2）ブラストを含む洗浄プロセスを用いて、構成部品の表面を周期的に洗浄する。しかしながら、従来の洗浄方法は多くの場合、構成部品表面を完全には洗浄しないため、結果として構成部品表面が侵食される、または構成部品表面上に有機洗浄堆積物の薄膜が残される。
【０００３】
洗浄プロセス残留物はまた、構成部品表面の組成およびそれら構成部品表面を覆う残留物によっては、固有の問題を有することもある。例えば、一部の構成部品表面が従来の洗浄溶媒に対して敏感である。例えば、静電チャック、炭化ケイ素構成部品、アルミニウムチャンバ壁など、ポリマーシーラントで密封されているセラミック構成部品は、洗浄が困難である。アセトンやイソプロピルアルコールなどの有機溶媒は、これらのコーティングを溶解し、酸化し、またはそうでなければこれらのコーティングと化学的に反応する。炭素含有ポリマー残留物で被覆された、ポリマーでコーティングされている表面を洗浄することは特に困難である。というのは、部分的にポリマーである残留物を溶解する洗浄溶媒は、下層のポリマーシーラントをも溶解することができるからである。
【０００４】
チャンバ壁などの構成部品から、炭素堆積物またはフッ化アルミニウムを備えるプロセス残留物を洗浄することも困難である。チャンバ壁のグリットブラストは、炭素残留物をストリップするだけでなく、セラミック材料の表面をひっかくまたは侵食する。チャンバ壁上に堆積する高濃度のフッ化アルミニウム膜を含む残留物も特に除去するのが困難である。というのは、フッ化アルミニウムは、大部分の化学的ストリッパに対して耐性があるからである。現在は、ＨＦ／ＨＮＯ3混合物を使用してフッ化アルミニウムをエッチング除去するが、酸混合物は多くの場合、下層のセラミック材料もエッチング除去してしまう。構成部品が薄い陽極酸化された酸化アルミニウム層で被覆されている場合には、陽極酸化層も研磨またはエッチング除去されることがある。
【０００５】
化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ気相堆積（ＰＶＤ）およびエッチングチャンバにおいて使用される構成部品から粘着性のポリマー残留物を洗浄する場合には、さらに別の問題が生じる。誘電体およびポリシリコンのエッチング用途では、構成部品を炉内で数時間加熱して有機残留物を焼き取らなければならず、これは時間がかかる。金属のＣＶＤおよびＰＶＤチャンバについては、現在の洗浄方法が、プロセス堆積物を除去するためにＰＩＲＡＮＨＡ（登録商標）（ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ2）の化学作用を利用する。このような化学作用では、有毒で危険な材料を洗浄溶液中で使用する。グリットブラストを使用することもできるが、構成部品材料から薄い層の少なくとも一部を除去してしまう、または構成部品上にグリット堆積物を残してしまうことがある。誘電体のＣＶＤチャンバでは、セラミックのチャンバ構成部品上の炭素残留物をまずグリットブラストによって除去し、次いで上を覆うＡｌＦ3堆積物を、ＨＦ／ＨＮＯ3混合物を用いてエッチング除去するが、これらは共に下層の構成部品の侵食を引き起こすことがある。
【０００６】
作製または再利用中に構成部品表面に露出される接着剤を含む洗浄残留物の洗浄も困難である。例えば、シート電極を囲むポリイミド層をアクリル接着剤で金属基材に接着することによって、静電チャックを作製することができる。ヒータもまた、接着剤によってそれらヒータの表面に接着されたポリイミドおよび他の絶縁シートを有する。作製または再利用の際、チャックまたはヒータの表面層を除去した場合、下層の基材上に残っている接着剤残留物をストリップ除去する必要がある。さもなければ、これら残留物が焼き取られた炭素汚染物質を基板処理中に生成してしまう。アセトンおよび雑巾を用いる従来の洗浄方法により、多くの場合、改装された部品の性能に悪影響を及ぼす接着剤または洗浄残留物が残される。Ｓｃｏｔｃｈ−Ｂｒｉｔｅ（商標）、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙなどの研磨パッドを使用することによって洗浄を高めることができるが、これにより構成部品の表面仕上げが侵食されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３−０１８８６８５号
【０００８】
構成部品のテクスチャ表面から残留物を洗浄する際には、さらに別の問題が生じる。例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムにおいては、金属製の基板保持リングが、エポキシ層および非金属耐磨耗性層によって覆われているテクスチャ加工表面を有する。構成部品を再利用するためには、これら非金属耐磨耗性層およびエポキシ層を、下層の金属を過度に侵食することなく機械加工により除去しなければならない。しかしながら、この金属はテクスチャ加工表面を有するため、テクスチャ加工表面の一部も典型的には機械加工により除去して、清浄な金属表面を得るが、それにより金属部品の厚さが減少し、その構造的完全性（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）が損なわれる。レーザにより形成された陥凹部のパターンを有する構成部品表面から残留物を洗浄すること（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＷａｎｇらの米国特許出願公開第２００３−０１８８６８５号に開示されているように）も、残留物が陥凹部に集まるため困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、洗浄プロセスにおいて生じる他の残留物を残すことなく構成部品の表面から残留物を効率的に落とすことが望ましい。ポリマーコーティングで被覆されている構成部品表面に実質的には損傷を与えることなくポリマー残留物を除去することができるとさらに望ましい。過度の侵食なしにテクスチャ加工金属またはセラミックの構成部品表面を洗浄することも望ましい。構成部品に損傷を与えることなく、または構成部品を侵食することなく接着剤残留物を落とすことがさらに望ましい。イン・シトゥーでチャンバを解体することなく構成部品表面を洗浄することも望ましい。
【００１０】
本発明は、基板処理構成部品の表面からの残留物の優れた洗浄を提供する。一態様においては、ポリマーコーティングと、ポリマーコーティング上に形成される残留物とを有する表面を備える基板処理構成部品を洗浄するための洗浄方法が提供される。この方法は、基板処理構成部品の表面上のポリマーコーティングを有機溶媒に接触させること、およびポリマーコーティングを除去することなく有機溶媒によって残留物を除去することを含む。
【００１１】
別の態様においては、接着剤により下層セラミック構造に付着しているポリマー層を備える基板処理構成部品を改装する方法が提供される。この方法は、セラミック構造からポリマー層を除去し、それによりセラミック構造上に残留接着剤を残すこと、残留接着剤を有機溶媒と接触させて、下層セラミック構造から残留接着剤を除去すること、およびセラミック構造上のポリマー層を取り換えることを備える。
【００１２】
さらなる態様では、下層金属構造を覆うポリマー層の上に接着剤残留物を備える表面を備える基板処理構成部品を改装する方法が、接着剤残留物をアブレーションするために十分に高いエネルギ密度レベルで、基板処理構成部品の表面にわたってレーザビームを走査させること、および金属構造上に新しいポリマー層を形成することを備える。
【００１３】
さらに別の態様においては、基板処理構成部品を洗浄する方法が、残留物を有する基板処理構成部品の表面をプラズマ流と接触させること、および残留物を蒸発させるために十分に高い温度で、基板処理構成部品の表面にわたってプラズマ流を走査させることを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明のこれらの特徴、態様および利点は、本発明の一例を示す以下の説明および添付の特許請求の範囲ならびに添付図面に関してよりよく理解される。しかしながら、これら特徴はいずれも、単に特定の図面の状況においてだけでなく一般に本発明において使用することができ、本発明はこれらの特徴の任意の組合せを含むことを理解されたい。
【図１】洗浄プロセスによって洗浄することができる構成部品表面を有する基板処理チャンバの例示的な実施形態の側断面図である。
【図２】静電チャックである構成部品の側断面図である。
【図３】ヒータブロックを有する静電チャック側断面図である。
【図４Ａ】ＣＭＰ装置用のポリマーでコーティングされている保持リングを備える構成部品のテクスチャ加工表面からの接着剤残留物のレーザ洗浄を示す概略図である。
【図４Ｂ】接着剤残留物を有するガス分配板を備える構成部品からの接着剤残留物のレーザ洗浄を示す概略図である。
【図５】ＣＭＰ保持リングの斜視図である。
【図６】異なるサイズの複数のガス供給孔を示す、ガス分配板の上面図である。
【図７Ａ】平行なトレンチおよびリッジを有する構成部品のテクスチャ加工表面の概略上面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの部品のテクスチャ加工表面の断面斜視図である。
【図７Ｃ】リッジおよび陥凹部を有する構成部品のテクスチャ加工表面の別の実施形態の概略上面図である。
【図７Ｄ】図７Ｂに示す構成部品のテクスチャ加工表面の断面斜視図である。
【図８】プラズマ切断装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
基板処理構成部品は、洗浄するために基板処理装置３０２から取り外してもよく、または装置３０２内で直接洗浄してもよい。この洗浄プロセスには、構成部品のタイプおよび部品表面に残っている残留物の性質に応じて、異なる様々な実施形態がある。これらの洗浄方法をそれぞれ別々に、または互いに組み合わせて使用することができ、したがって、特有の洗浄方法による特定の構成部品の洗浄についての例示的な説明を、記載された組合せに本発明を限定するために使用すべきではない。残留物としては、例えば、エッチング、ＣＶＤまたはＰＶＤプロセス残留物３６１、ストリッピングまたは除去プロセス後に基板上に残っている接着性またはコーティング残留物３６１、他のタイプの残留物３６１など、基板３０４の処理時に形成されるプロセス残留物３６１を挙げることができる。
【００１６】
一変形例においては、この洗浄方法を使用して、チャンバ内部壁面３１２、静電チャック３７０の露出面、基板３０４のまわりの堆積リングまたは他のリング、ガス分配板６００またはノズル（図示せず）などの構成部品を含む、ポリマーコーティングで被覆されている基板処理構成部品の表面を洗浄する。これら露出している構成部品表面を、チャンバ３０６内の基板３０４を処理するために使用される、エネルギが与えられたガス環境にさらす。これら構成部品表面を、ポリマーでコーティングされている表面上の残留物３６１を軟化し溶解する有機溶媒または有機溶媒の混合物と接触させることによって洗浄する。例えば、構成部品表面から除去される残留物３６１は、チャンバ３０６内で行われる先に実施した基板プロセスの間に形成されるプロセス堆積物であってもよい。この方法で使用される有機洗浄溶媒は、以下の化合物、すなわちテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、トルエン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミンおよび２−エトキシエタノールアミンのうちの１つ以上でよい。これらの溶媒は独立に、または混合物として使用することができる。軟化した、または溶解した残留物３６１は、ポリマーコーティングを除去することも過度に溶解させることもなく基板処理構成部品表面から除去される。さらに、接着剤残留物３６１は、基板処理構成部品を腐食することもなければ、基板処理構成部品に損傷を与えることもなく、有機溶媒によって除去される。
【００１７】
一般に、この残留物除去方法は、残留物除去およびストリッピングのレベルが、特に、実際はポリマーである残留物３６１では実現することができるため、有利である。これらの溶媒は相対的に即効性で、イン・シトゥーでチャンバ３０６の内面から残留物３６１を除去するために数分しかかからないことがあるため、さらなる利点が生まれる。加えて、これらの溶媒は、例えばメタクリレートを含むポリマーシーラントなど、構成部品表面上のポリマーコーティングに悪影響を及ぼすことなくポリマー残留物を選択的に溶解させることがわかっている。
【００１８】
これら選択した溶媒はまた、異なる様々な用途について特有の利点を有する。例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）は、塩化炭素表面を有する構成部品表面から残留物３６１を洗浄するためには特に有利である。これらのタイプの残留物３６１は、例えば、Ｃｌ2やＣＣｌ4などの塩素化ガスをエッチングチャンバ内で使用した場合に構成部品表面上に形成することがある。ＴＨＦのポリマー残留物との反応時間は、ＴＨＦが残留物３６１と積極的に反応するため相対的に短い。しかしながら、このＴＨＦは、深く貫入する反応物ではなく、むしろより表面反応物である。
【００１９】
別の例としては、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）が、構成部品表面から厚い残留物層を洗浄するためには特に有利である。これら厚い残留物層は、プロセスチャンバ３０６の使用時間が相対的により長い、またはプロセスチャンバ３０６のプロセスサイクルが増大するためにチャンバ表面上に形成することがある。ＮＭＰ溶媒は、有利には、一つにはＮＭＰの蒸気圧がより低いためにポリマー残留物の表面よりも下に貫入し、残留物３６１の表面よりも下にＮＭＰが貫入することによって残留物３６１を除去する。ＮＭＰは、本発明の他の溶媒、特にＴＨＦよりも貫入するが、残留物３６１の除去の際、ＮＭＰはＴＨＦほど積極的ではない。本発明において使用される有機溶媒は、相対的に、残留物３６１を除去する際にアセトンよりも効果的である。
【００２０】
基板処理構成部品は、シーラントとして働くポリマーコーティングによって封止する。この構成部品は、例えば、アルミニウムチャンバ壁または基板支持体３１０でも可能である。また、この構成部品は、複合構造物、例えば、ニッケルめっきもしくは陽極酸化が施されたアルミニウムでも可能であり、または酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素などのセラミック材料でも可能である。一変形例においては、基板処理構成部品が、（i）ニッケルめっき、（ii）陽極酸化アルミニウム、（iii）炭化ケイ素および（iv）ポリマーシーラントで被覆されているアルミニウム構造物である基板処理チャンバ壁３１２を備える。構成部品の露出面に塗布することができる適切なポリマーシーラントは、メタクリレートを備える。例えば、一変形例としては、陽極酸化層とメタクリレート層の最上層とを有するアルミニウムベースを備える構成部品であり得る。このメタクリレートシーラントコーティングは、構成部品表面の露出している外側部分を覆う。本発明によりポリマーシーラントとして有用な重合性液体材料の好ましい配合物は、重合性モノマーまたはモノマーの組合せを約９０〜９９重量％、重合開始剤を約０．１〜１０重量％、より好ましくは２〜６重量％、促進剤または促進剤の組合せを約０〜１０重量％、より好ましくは０．１〜４重量％含み、百分率はすべて、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｏｌｌｉｎｓらに付与された米国特許第５，７９２，５６２号に記載されているように、重合性混合物の不揮発性成分の総重量に基づいている。好ましいモノマー類としては、ポリエチレングリコールのアクリレート類およびメタクリレート類（ポリマー当たり平均９個の繰り返しエトキシ単位を有する生成物）、ならびにテトラエチレングリコールジメタクリレートとヒドロキシエチルメタクリレートとの組合せ、例えば、テトラエチレングリコールジメタクリレート約７０〜９０重量％とヒドロキシエチルメタクリレート約１０〜３０重量％との組合せが挙げられる。好ましい促進剤の組合せとしては、サッカリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジンおよび／またはテトラヒドロキノリンの混合物、例えば、サッカリン約１〜３重量％と、Ｎ，Ｎ−ジメチルトルイジン０．１〜１重量％との混合物が挙げられる。
【００２１】
成部品表面用シーラントとしての使用にも適している具体的なシーラント配合物としては、Ｌｏｃｔｉｔｅ２０９（商標）およびＬｏｃｔｉｔｅ９００（商標）接着性シーラント（コネティカット州、ニューイントン、Ｌｏｃｔｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている）、Ｐｅｒｍａ−Ｌｏｋ ＨＬ１２６（商標）（ニュージャージー州、エングルウッド、Ｐｅｒｍａｂｏｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている）が挙げられる。本発明に従って採用することができるさらなるシーラント配合物については、やはり参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣａｔｅｎａに付与された米国特許第５，２５６，４５０号に記載されている。
【００２２】
チャンバ３０６を解体することなく、プロセスチャンバ壁３１２の内面など構成部品の表面にイン・シトゥーで溶媒に浸した吸収剤を塗布することによって、構成部品表面を洗浄することができる。残留物３６１の除去は、溶媒に浸した吸収剤を用いてプロセスチャンバ壁３１２の表面を拭くことによって実現する。残留物３６１が実質的に除去されるまで、吸収剤を用いて表面に数回溶媒を塗布することもできる。有機溶媒を塗布した後、清潔な乾燥雑巾で表面をさらに拭いて、残留物３６１をさらに除去することができる。吸収剤を用いた溶媒の塗布により、残留物３６１が軟化し、溶解し、除去される。
【００２３】
適切な吸収剤としては、クリーンルーム要件を満たす雑巾、アプリケータ、スポンジおよびタオルが挙げられる。クリーンルーム製品は、粒子放出レベル、イオン性汚染物質のレベル、吸収性（ａｂｓｏｒｐｔｉｖｅｎｅｓｓ）、磨耗または洗浄材料への曝露による劣化に対する耐性などの特性について選択される。この吸収剤、雑巾、アプリケータ、スポンジまたはタオルは、上記特性に対するミクロ汚染物質（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）を回避するように選択することができる。粒子および汚染物質、最小の粒子および汚染物質でさえ、マイクロ電子デバイスの特徴部寸法の何倍も大きいことが多い。したがって、クリーンルーム要件を満たして粒子汚染物質を低減するように、適切な吸収剤を選択することができる。適切な吸収剤は、クリーンルーム要件を満たす特性を有する、メルトスパン（ｍｅｌｔｓｐｕｎ）ポリオレフィン基板などの織布または不織布材料から作製することができる。
【００２４】
雑巾などの吸収剤は、複数の雑巾と共に、実質的に気密性の袋にあらかじめ同梱することもできる。この機密性の容器は、取扱い時および保存時に雑巾が完全に乾くこと、または塵埃を引き付けることを防止して、雑巾の汚染物質を低減する。この雑巾用の保存袋、容器または槽はまた、望ましくは使用される有機溶媒に対して不活性である。一変形例においては、雑巾が入っている保存袋または雑巾それ自体を、室温よりもわずかに高い温度まで、溶媒の発火温度よりも低い温度まで温めて、ポリマー堆積物と雑巾の有機溶媒との間の反応を促進することができる。あらかじめ同梱した雑巾により気密性の包装が提供されて、雑巾の汚染物質が低減される。
【００２５】
別の実施形態では、この方法においてスプレーアプリケータ（ｓｐｒａｙ ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）を使用して、構成部品表面の残留物と有機溶媒を接触させ、その後汚染物質を含まない吸収剤で構成部品表面を拭く。このスプレーアプリケータは、推進剤（ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ）またはポンプによりノズルを介して溶媒を分配して、構成部品の表面に有機溶媒を吹き付ける。次いで、吸収性の雑巾を使用して構成部品表面を拭うことにより、有機溶媒を広げ、軟化または溶解した残留物３６１を除去する。このスプレーアプリケータは、望ましくは、有機溶媒およびプロセスチャンバ３０６の汚染を防ぐために使用される有機溶媒に対して不活性である１種以上の材料から作製される。
【００２６】
別の実施形態においては、基板処理構成部品表面を浴中の有機溶媒に浸す。この浴は、再循環ポンプと、場合により浴から残留物３６１を除去するためのろ過システムとを使用される槽に収容する。例えば、槽内の溶媒を、槽の壁、例えば底壁に取り付けられている超音波振動子が提供する超音波振動または超音波エネルギによって撹拌することもできる。機械的なプロペラによる撹拌を含む他の撹拌方法を使用して、浴中の有機溶媒を撹拌することもできる。非常に高濃度の残留物３６１である、または残留物３６１の洗浄が困難である場合には、浴法が好ましい。というのは、浴法により、溶媒が残留物３６１と化学的に反応し残留物３６１を除去することが可能となり、また溶媒が構成部品の表面の微細な特徴部に浸透することも可能となるためである。チャンバ壁３１２の構成部品は、基板３０４をチャンバ３０６から除去する前もしくは除去後に、または雑巾もしくは溶媒スプレーを用いることによるチャンバ３０６自体内における臨時の洗浄と、残留物３６１をきちんと除去して洗浄するための浴中における臨時の洗浄とを含む方法の組合せ用いて洗浄することができる。
【００２７】
さらに、構成部品表面を有機溶媒と接触させることができ、ポリマーおよびセラミックコーティングのような敏感なコーティングを除去することも、またはこれらコーティングに悪影響を及ぼすこともなく有機溶媒で残留物３６１を除去する。加えて、有機溶媒は、相対的に速い様態で残留物３６１を溶解、反応および／または軟化させる。例えば、残留物３６１を、例えばメタクリレートなど、ポリマーシーラントなどのポリマーコーティングから除去することができ、有機溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、トルエン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミン、２−エトキシ２−エタノールアミンまたはこれらの混合物でも可能である。この有機溶媒を、吸収性基板、スプレーアプリケータ、または吸収性基板とスプレーアプリケータとの両方の組合せを用いて塗布することができる。構成部品表面は、有機溶媒と２回以上接触させることも、または有機溶媒と単回接触させることもできる。さらに、この方法をスタンドアロンの（ｓｔａｎｄ−ａｌｏｎｅ）方法として、または１つ以上の前処理ステップとしての他の先行技術の方法と併せて使用してもよい。
【００２８】
上記洗浄プロセスを使用して、その例示的変形形態を図１に示す基板処理装置３０２の構成部品のいずれかを洗浄することができ、この基板処理装置３０２は、半導体ウエハなどの基板３０４のエッチングに適している。この装置３０２は、コントローラ３００によって動作するプロセスチャンバ３０６などの構成部品を含む。このチャンバ３０６は、ポリマーシーラント３６０を除去することなく、基板３０４の処理中に生成される残留物３６１３６１を除去するために洗浄することができる側壁３１４、底壁３１６および天井３１８を含む、典型的には金属またはセラミック材料から形成される壁３１２など、さらなる構成部品を備える。動作中、ガス供給部３３８は、チャンバ３０６にプロセスガスを提供する。このガス供給部３３８は、１つ以上の流量制御弁３３４を有するガス導管３３６に接続されている。導管３３６は、チャンバ３０６内の１つ以上のガス注入口３４２に終点がある。使用済みのプロセスガスおよびエッチャント副生成物が、使用済みのプロセスガスを受けるポンプチャネル３４６と、チャンバ３０６内のプロセスガスの圧力を制御するための絞り弁３５０と、１つ以上の排気ポンプ３５２を含む排気管３４４を通って排出される。排気管３４４は、排気管からの望ましくないガスを削減するための削減システム（図示せず）を含むこともできる。
【００２９】
チャンバ３０６のプロセスゾーン３０８（図示のとおり）において、またはチャンバ３０６の上流側にある遠方ゾーン（図示せず）においてプロセスガスにエネルギを結合する対ガスエネルギ付与装置３５４である別のチャンバ構成部品によって、チャンバ３０６に供給されたプロセスガスにエネルギを与えて基板３０４を処理する。一変形例においては、対ガスエネルギ付与装置３５４が、チャンバ３０６中心について円対称性を有していてもよい１つ以上の誘導コイル３５８を備えるアンテナ３５６を備える。アンテナ３５６がチャンバ３０６の天井３１８近くに位置する場合には、天井の隣接部分を、高周波数（ＲＦ）または電磁場に対して透明である二酸化ケイ素などの誘電材料から形成してもよい。アンテナ電源３５５は、例えば、典型的には約５０ＫＨｚ〜約６０ＭＨｚ、より典型的には約１３．５６ＭＨｚの周波数で、また約１００〜約５０００ワットの電力レベルで、アンテナ３５６に高周波数電力を提供する。高周波数整合ネットワーク（図示せず）を提供してもよい。あるいは、または加えて、対ガスエネルギ付与装置３５４は、マイクロ波または「上流」ガス活性剤（図示せず）を備えてもよい。
【００３０】
一変形例においては、対ガスエネルギ付与装置３５４が、プロセスガスにエネルギを与えるために使用することができる電極３１３、３７８など追加のプロセス構成部品を、さらにまたは代替的に備えてもよい。典型的には、プロセス電極３１３、３７８は、チャンバ３０６の側壁３１４または天井３１８にあり、基板３０４よりも下の支持体３１０にある電極３７８など別の電極と容量結合している電極３１３を含む。天井構成部品３１８が電極としても働く場合には、天井３１８は、天井３１８よりも上にあるアンテナ３５６によって送信される高周波数誘導電磁界に対して低インピーダンスを提供する誘導電磁界透過窓３０３として働く誘電材料を備えることができる。採用することができる適切な誘電材料として、酸化アルミニウムや二酸化ケイ素などの材料が挙げられる。一般に、これらのプロセス電極３１３、３７８には、高周波数バイアス電圧を提供するための交流電圧源を含む電極電圧源（図示せず）によって、互いに対して電気的にバイアスをかけることができる。この高周波数バイアス電圧は、約５０ｋＨｚ〜約６０ＭＨｚの周波数を備えることができ、高周波数バイアス電流の電力レベルは、典型的には約５０〜約３００ワットである。
【００３１】
動作中、例えばロボットアーム（図示せず）などの基板輸送部３１１である別のチャンバ構成部品が、チャンバ３０６内の基板支持体３１０上へと基板３０４を輸送する。基板３０４は典型的には、基板３０４を受け止めるために基板支持体３１０から延出し、支持体３１０上に基板３０４を堆積するために基板支持体３１０へと引っ込むリフトピン構成部品（図示せず）上に受け止められる。基板支持体３１０は、電極３７８を少なくとも部分的に覆う誘電体３７４を備え、基板受け表面３８０を含んでもよい静電チャック３７０を備えてもよい。電極３７８は、上述のプロセス電極の一方として働いてもよい。電極３７８は、支持体３１０または静電チャック３７０に基板３０４を静電的に保持するための静電荷を発生させる能力があってもよい。電源３８２が、電極３７８に静電チャック電圧を提供する。
【００３２】
装置３０２は、放射線放出の１つ以上の波長の強度を検出し、検出した強度に対する１つ以上の信号を発生するようになっている１つ以上の検出器構成部品３０９をさらに備える。適切な検出器３０９は、例えば光電子増倍管、スペクトロメータ、電荷結合素子、フォトダイオードなどのセンサ３０１を備える。検出器３０９は、典型的には、所望の波長の放射線に対して透過性がある、チャンバ３０６の壁３１２に形成される窓３０３を通過する放射線を検出するように位置する。検出器３０９は、放射線放出の波長の強度を検出して、チャンバ処置または処理条件を制御する。
【００３３】
洗浄プロセスの別の変形例においては、チャンバ３０６から除去した基板処理構成部品の表面から、残留物３６１３６１を除去し、洗浄プロセスの後、場合によりこの表面を改装する。例えば、洗浄し改装しようとする構成部品が静電チャック３７０であってもよい。図２に示すように、静電チャック３７０は、アクリル接着剤などの接着剤により金属体（図示せず）に接着している上層１０５を備えることができる。この層１０５は、部分的に導電性の、導電性の、もしくは絶縁性のポリアミドであってもよく、またはＣｈｏｍｅｒｉｃ（商標）から入手可能な部分的に導電性の、導電性のまたは絶縁性のテープであってもよく、層１０５は、チャック３７０からのポリマー層のピーリングなどの物理的プロセスによってチャック３７０から除去される。層１０５は、チャック３７０に基板３０４を保持するために静電荷を発生するよう帯電可能となることができる埋め込み電極（図示せず）を含む。接着剤１００は、層１０５を除去する前に、有機溶媒と接触させることによって軟化することもできる。接着剤１００を洗浄するための使用に適している有機溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ヘプタン、酢酸エチル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、シクロヘキサノン、トルエン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミン、２−エトキシエタノールアミンまたはこれらの混合物である。接着剤１００をこの有機溶媒と接触させ、セラミックの静電チャック３７０に悪影響を及ぼすことなく接着剤１００を拭き取るまたはすすぐことで除去する。
【００３４】
頻繁に洗浄し改装する特定の基板処理構成部品が、埋め込まれたヒータコイル２３０を有するヒータブロック２５５に取り付けられている静電チャック３７０であり、その一例が図３に概略的に示してある。静電チャック３７０はセラミック構造で、接着剤２００により上層または上側シート２０５に接着し、接着剤２１０により層２１５に接着している。接着剤２２０、層２１５および接着剤２１０は、Ｃｈｏｍｅｒｉｃ（商標）から入手可能な接着剤を具備する導電性テープであってもよい。また、層２０５および接着剤２００も、やはりＣｈｏｍｅｒｉｃ（商標）から入手可能な接着剤を具備する導電性テープであってもよい。下側ポリマー層２１５は、接着剤２２０によりヒータブロック２５５にも接着している。接着剤２００はアクリル接着剤でよく、ヒータブロック２５５は金属構造である。層２０５および２１５はポリアミドから形成することができ、一部の変形例においては、埋め込まれた銅電極（図示せず）を含む。上層２０５は、セラミックの静電チャック３７０からのシートのピーリングなどの物理的プロセスによって除去され、接着剤２００は、ポリマー層２０５を除去する前に、有機溶媒と接触させることによって軟化させることができる。接着剤２００、２１０および２２０を洗浄するために使用される有機溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ヘプタン、酢酸エチル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、シクロヘキサノン、トルエン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミン、２−エトキシ２−エタノールアミンまたはこれらの混合物である。静電チャック３７０およびヒータブロック２５５を有機溶媒と接触させて、下層２１５と静電チャック３７０とヒータブロック２５５とを分離する前に接着剤を軟化させることができる。上層２０５を除去し、静電チャック３７０とヒータブロック２５５と下層２１５とを分離した後、接着剤２００、２１０および２２０を有機溶媒と接触させ、セラミックの静電チャック３７０およびヒータブロック２５５に悪影響を及ぼすことなく接着剤２００、２１０および２２０を拭き取るまたはすすぐことで除去する。一変形例においては、セラミック構造上のポリマー層を取り換える。
【００３５】
洗浄プロセスのさらに別の変形例を使用して、例えば構成部品の改装時に、基板処理構成部品の表面を、例えば残留接着剤などの残留物３６１を洗浄する。この変形例においては、図４Ａに示すように、レーザ４００が、適当な波長および十分なエネルギ密度を具備する、パルス波または連続波ビームの形のレーザビーム４１０を提供し、このレーザビーム４１０を、残留接着剤４１８をはぎ取り、また焼き取るまたはアブレーションするように構成部品表面４１５にわたって走査する。レーザビーム４１０は、基板処理装置３０２から構成部品を除去した後、構成部品表面４１５に適用してもよい。レーザビーム４１０は、その中に構成部品を設置するレーザビーム処置チャンバ４３０の窓４２０を通して、構成部品表面４１５に適用してもよく、窓４２０は、光透過性の耐薬品性材料から形成されている。レーザ４００は、レーザチャンバ４３０内側に位置することもできる（図示せず）。キャリアガスを、基板処理構成部品の表面にわたって流すことによって使用して、除去したガス状または蒸発した接着性堆積物をレーザチャンバの下流領域へ運ぶこともできる。
【００３６】
適切なレーザ４００には、ＣＯ2レーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ（ネオジム・イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、Ｅｒ：Ｎｄ−ＹＡＧレーザ（エルビウム・ＮＤ−ＹＡＧ）、アルゴンレーザ、高出力ダイオードレーザおよび他の固体レーザを備える。アルゴンレーザは４８８ｎｍまたは５１４ｎｍの波長を有し、ダイオードレーザは８１０〜９８０ｎｍを提供し、ＮＤ／ＹＡＧレーザは典型的には１０６４ｎｍの波長を発生させ、Ｅｒ：Ｎｄ−ＹＡＧレーザは２９４０ｎｍを提供し、ＣＯ2レーザは９３００〜１０６００ｎｍを提供する。一部が波長範囲を示し、値が提供されているが、これらの範囲および値を他の波長範囲に変更することができることが知られている。
【００３７】
レーザ出力密度は、（i）接着性またはポリマー残留物などの残留物３６１を、構成部品の下層構造に損傷を与えることなくデフラグし（ｄｅｆｒａｇｍｅｎｔ）蒸発させ、（ii）接着剤残留物とエポキシ層とを共に除去し、かつ／または（iii）下層構造に特徴部をスクライブするように調節される。残留物３６１を有する構成部品の表面輪郭全体に焦点を合わせ走査するためには、十分に制御された動的集束ビームが望ましい。最高洗浄効率を実現するためには、多ビーム構成が必要となることがある。適切なレーザ４００は、約１００〜約５０００ワットの範囲にある出力レベルを有するレーザについては、例えば、９．６×１０6Ｗ／ｃｍ2〜８．６×１０7Ｗ／ｃｍ2の出力密度を提供する。５ｋＷのレーザについての密度は、より大きくなる可能性は低いが、より幅広いレーザを有する可能性が高い。別の重要なレーザのパラメータはパルス周波数で、各パルスの出力は、その周波数が減少するにつれて増大する。例えば、ポリマー表面コーティングを除去するためには、１０〜９０ｋＨｚ、より典型的には約３０ＫＨｚのパルス周波数を使用することができる。レーザ４００を用いる表面テクスチャ加工では、適切なパルス周波数として、約４〜約３６ｋＨｚ、より典型的には１２ｋＨｚのパルス周波数が挙げられる。
【００３８】
一変形例においては、下層金属構造上にあるポリマー層の上に接着剤残留物３６１を備える表面を備える基板処理構成部品を改装する。この接着剤残留物３６１はアクリル接着剤残留物を備える。ポリマー層はエポキシ層を備える。接着剤残留物３６１およびエポキシ層をアブレーションすると共に、接着剤残留物３６１およびエポキシ層のアブレーションに加えて金属構造の表面を除去ラインによりスクライブするために十分に高いエネルギ密度レベルで、基板処理構成部品の表面にわたってレーザビームを走査させる。その後、場合により、金属構造上に新しいポリマー層を形成する。
【００３９】
一例においては、図４Ａに示すように、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ４００が、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置からの保持リング５００を備える基板処理構成部品上のＬａｖａｃｏａｔ（商標）層４５０の上のエポキシ塗膜４４０の表面上など、構成部品表面４１５上にある接着剤残留物４１８をアブレーションし蒸発させるレーザビーム４１０を発生させる。有利には、レーザビーム４１０は、表面４１５から接着剤残留物３６１を落とすことができると共に、エポキシ塗膜４４０をアブレーションすることができ、さらにはＬａｖａｃｏａｔ（商標）層４５０の陥凹部および特徴部を洗浄することができる。保持リング５００は、研磨パッドを有する研磨ヘッドに面する基板キャリア上に取り付けられている基板３０４の平坦化ために、カリフォルニア州、サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌから入手可能なＣＭＰ装置などのＣＭＰ装置において使用する。ＣＭＰ装置については、米国特許第５，７３８，５７４号に記載されており、キャリアヘッドについては、米国特許第６，２５１，２１５号に記載されている。これらの特許は共に、参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる。
【００４０】
図５は、平坦な底面５０３を有する第１の下部５０５を備える保持リング５００を示し、この保持リング５００は、チャネル５１０、すなわち溝と、傾斜部分５３０／５９０と、垂直部分５２５とを含む。真っすぐなチャネル５１０は、底面の内周で始まり底面の外周で終わるが、保持リング５００の周りに等角度間隔で分布させることができる。チャネル５１０は、典型的には保持リング５００の中心を通って延出する放射状セグメントに対して４５°の方位にあるが、３０°〜６０°など他の方位角も可能である。保持リングの下部５０５は、ＣＭＰプロセスに対して化学的に不活性で、また保持リング５００に対する基板縁部の接触により基板３０４が細かく砕けるまたは割れることがないよう十分に弾性である材料から形成することができる。
【００４１】
保持リング５００の第２の片、上部５４５は、平坦な底面と、垂直部分５８０と、底面と平行な上面５６０とを有する。上面５６０は、ボルト、ねじ、保持リング５００とキャリアヘッドとを一緒に固定するための他の金物を受けるための孔５６５を含む。加えて、１つ以上のアライメントアパーチャ５７０を上部５４５に配置することができる。保持リング５００がアライメントアパーチャ５７０を有する場合、キャリアヘッドは、キャリアヘッドと保持リング５００とが正しく位置合わせされるとアライメントアパーチャ５７０と噛み合う対応するピン（図示せず）を有することができる。上部５４５は、金属などの剛性材料から形成することができる。上部を形成するための適切な金属としては、ステンレス鋼、モリブデンまたはアルミニウムが挙げられるが、セラミックを使用することもできる。下部５０５と上部５４５とは、接着剤、ねじまたは圧力ばめ構成を用いて連結することができる。接着層は、ジョージア州、チャンブリー、Ｍａｇｎｏｌｉａ Ｐｌａｓｔｉｃｓから入手可能なＭａｇｎｏｂｏｎｄ−６３７５（商標）などの二液性緩硬性（ｓｌｏｗ−ｃｕｒｉｎｇ）エポキシであり得る。
【００４２】
図４Ｂは、レーザ４００を用いてレーザアブレーションによって洗浄することができる、処理チャンバ３０６において使用されるガス分配板６００を備える構成部品の一部を示す。レーザビーム４１０は、板６００の露出面上に残されている接着剤残留物３６１、４１８をアブレーションし蒸発させることができる。この変形例においては、板６００からアルミニウム層を除去し、板６００の露出面６０１上の接着剤残留物３６１、４１８を残す。この板６００は複数の孔６１０を有し、プロセスチャンバ内の構成部品の使用時にこれらの孔をガスが通過する。残留物３６１は、板６００の表面と共に孔６１０の内面６１２にも付着可能である。レーザアブレーションを使用して、固定速度で板６００全体にレーザ４００を単に横切らせることによって板６００の露出面６０１および孔６１０の内面６１２を共に洗浄する。約１００ワット〜約５０００ワットの出力で適切なレーザを操作することができる。
【００４３】
図６は、より少なくより小さいアパーチャ６０６を有するより薄い中央部分６０２と、より多くより大きいアパーチャ６０８を有するより厚い周縁部分６０４とを具備するガス分配板６００の別の実施形態を示す。ガス分配板６００の質量は、放射熱損失によって決まる平衡温度までの急速加熱が可能となるよう十分に小さく、ガス分配板６００によりさらに、基板３０４の表面にわたってガス分布が提供される。ガス分配板６００の中央部分は、中央の速いプロセスガス流を補償するより小さい孔６０６を有してもよく、ウエハの縁部でプロセスガスの流量を増大させるために、ガス分配板６００のより厚い周縁部６０４に近づくと孔の数およびサイズは増大する。アパーチャの実際の配置は選択の余地があると考えられ、ガス分配板６００に与えられる断面形状に関係なく実際の配置に到達することができる。ガス分配板６００のサイズが異なる様々な孔により、レーザアブレーションが、ガス分配板６００の露出面およびサイズが異なる様々な孔の内面を洗浄するために特に適切なものとなる。なぜなら、レーザは、残留物アブレーションプロセスのために同じアブレーションエネルギを提供しながらも、露出面およびサイズが異なる様々な孔全体をより容易に横切ることができるためである。
【００４４】
残留接着剤のレーザアブレーションの後、構成部品をレーザビーム４１０によってさらにアブレーションして表面に特徴部をスクライブすることで、レーザテクスチャ加工表面をもたらすこともできる。例えば、図７Ａは、基板処理構成部品７２０のレーザテクスチャ加工表面７２４の概略上面図を示し、図７Ｂは、同じレーザテクスチャ加工表面７２４の断面斜視図を示す。基板処理構成部品７２０は、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、タンタル、チタンなどの金属；酸化アルミニウム、石英、窒化ケイ素、酸化チタンなどのセラミック；ポリイミド、複合プラスチック、ＰＥＥＫなどのポリマーを備える本体を有する。構成部品７２０は、酸化アルミニウムまたは金属成分上のポリマーコーティングなど、これらの材料の組合せを備えることもできる。別の例として、構成部品７２０は、チタンなどの金属である第１の材料を備える本体と、酸化チタンなどのセラミックである第２の材料を備えるコーティングとを有してもよい。
【００４５】
構成部品７２０のレーザテクスチャ加工表面７２４により、処理チャンバ３０６内の構成部品７２０上に形成される残留物３６１の付着が改善される。構成部品７２０のレーザテクスチャ加工表面７２４は、構成部品７２０の任意の表面でよい。例えば、構成部品７２０のレーザテクスチャ加工表面７２４は、構成部品表面上に堆積するプロセス残留物を通常もたらす基板処理チャンバ３０６内のガスまたはプラズマにさらされる、構成部品７２０の表面でもよい。レーザテクスチャ加工表面７２４は、処理チャンバ３０６の内部環境に表面特徴部を提示する。処理チャンバ３０６上には、残留物３６１が集まり付着し、複数回の基板処理サイクルにおいてテクスチャ加工表面に相当量の残留物３６１が堆積された後でさえも依然としてしっかりと固着したままでも可能である。レーザテクスチャ加工表面７２４にしっかりと付着していることによって、残留物３６１が構成部品７２０からはがれ落ち、チャンバ３０６内で処理されている基板３０４を汚染することを実質的に防ぐ。残留物３６１の付着の改善により、より長い期間連続してチャンバを使用することが可能となり、その後、構成部品７２０からはがれ落ちるまたは剥離することがある残留物３６１を除去するために構成部品７２０を洗浄することが必要となる。
【００４６】
レーザテクスチャ加工の一変形例においては、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、レーザテクスチャ加工表面７２４は、周期的に離間された溝７２８のアレイ７２６を備える。このアレイ７２６内の個々の溝７２８は、幅７２９、長さ７３０および深さ７３１、ならびに長さ７３０に沿って走る長手方向軸７３２を有する。溝７２８は、レーザテクスチャ加工表面７２４に対する残留物３６１の付着および保持を改善するために溝に付着させようとする残留物３６１のタイプに応じて、幅７２９に対する長さ７３０の、または幅７２９に対する深さ７３３の特定の比率を有するように作製することができる。例えば、幅に対する長さの比率が高い、長く幅が狭い溝７２８は、優れた付着の軟質残留物３６１を提供する。というのは、このような溝７２８は、軟質残留物３６１をより良く引き付ける相対的に高い表面積を提供するからである。また、幅が狭くあまり深くない溝７２８は、軟質残留物３６１を除去するためにより容易に洗浄される。これらの溝７２８は、エッチングプロセスチャンバにおいて行われるエッチングプロセスにおいて形成される軟質ポリマーエッチング残留物３６１にふさわしい。一変形例においては、溝７２８は幅７２９に対する長さ７３０の比率が約４０：１を超え、より好ましくは約８０：１を超える。例えば、このような狭い溝７２８は、０．１ｍｍ〜２ｍｍの深さ、より典型的には０．２５ｍｍの深さ、また０．１ｍｍ〜２ｍｍの幅、典型的には０．２５ｍｍの幅、および少なくとも約２０ｍｍの長さを含む寸法を有することができる。溝７２８は、表面の縁部からチャンバ構成部品の中心まで延出する単一らせんを形成することもでき、溝７２８を、同心の弧または平行な同心円として形成することもできる。
【００４７】
長さ対幅の比率がより小さい幅広の溝７２８が、ＰＶＤプロセスにおいて形成されるアルミニウムまたは銅堆積物などの残留物３６１の付着には有利であることがある。というのは、これらのより軟質の金属材料は、溝の所与の深さについて脆性材料よりも砕けるか、またははがれ落ちる可能性が低いからである。また、相対的により幅広い溝７２８により、より軟質の材料が溝７２８の中へまたは溝７２８に沿って流れ、またはリフローすることが可能となり、隣接するリッジの表面上への残留物３６１の蓄積が低減される。例えば、溝７２８は、アルミニウムリフロー残留物材料が入るための溜めとして働くことができる。一変形例においては、このような溝７２８の幅７２９に対する長さ７３０の比率は、約３０：１未満でも可能である。例えば、これらの溝７２８は、１ｍｍ〜５ｍｍの深さおよび１ｍｍ〜１０ｍｍの幅を含む寸法を有することができる。
【００４８】
より硬くより脆性の残留物３６１は典型的に、レーザテクスチャ加工表面７２４の幾何学的形状の急激な変化の発生率が相対的に低い溝７２８により良く付着する。レーザテクスチャ加工表面７２４の高表面積により、残留物３６１が集まり付着することができるより大きな領域が提供され、したがってレーザテクスチャ加工表面７２４の有効性が高まって残留物３６１を収集し保持する。しかしながら、数多くの溝７２８によって生じる表面幾何学的形状の頻繁に起こる急激な変化は、特に残留物３６１が脆性である場合には、堆積された残留物３６１内に機械的応力増大の局所化事例を生成することがある。機械的応力増大のこれらの局所化事例では、残留物３６１の応力に関連するフレーキングおよびピーリングを誘発することによって残留物３６１の付着が低減することがある。したがって、レーザテクスチャ加工表面７２４の幾何学的形状の急激な変化の発生率が相対的に低いと、レーザテクスチャ加工表面７２４の有効性も増大し、硬質残留物を収集し保持する。典型的な脆性残留物には、タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタンなど、セラミックおよび耐火金属が含まれる。これらより脆性の材料は、幅７２９に対する長さ７３０の比率が約４０：１、例えば、１０：１〜３０：１で、レーザテクスチャ加工表面７２４の表面幾何学的形状において鋭い隅部および縁部のより少ない溝と典型的にはより良く付着する。
【００４９】
周期的に離間された溝７２８のアレイ７２６は、隣接する溝７２８の中心間の特徴的な分離距離７３６を有することもできる。この分離距離は、アレイ７２６の物理的特徴部が繰り返す周期である。例えば、溝７２８の断面輪郭は、溝７２８のアレイ７２６にわたって周期的に繰り返す丸み帯びた隅部を含んでもよい。分離距離７３６は、レーザテクスチャ加工表面７２４に対する残留物３６１の付着を最適化するように選択する。例えば、一変形例においては、分離距離７３６は、レーザテクスチャ加工表面７２４に対する残留物３６１の収集および保持を高めるために処理チャンバの環境にさらされるレーザテクスチャ加工表面７２４の表面積を最適化するように選択する。分離距離７３６は、溝７２８が露出面にわたって相対的に密に配置され、それにより表面積が増大するように十分に小さく、また隣接する溝７２８が重なり合わず、表面積を減少させないように十分大きく選択することができる。分離距離７３６は、溝７２８のアレイ７２６を形成するために使用されるレーザテクスチャ加工プロセスにも関係していることがある。例えば、一変形例においては、約０．５ｅ〜約５．０ｅなど、レーザテクスチャ加工表面７２４を発出するために使用されるレーザの波長の関数となるように分離距離７３６が選択される。ここで、ｅは、レーザテクスチャ加工表面７２４を形成するために使用されるレーザの波長である。分離距離７３６のこの変形例は、レーザ装置４００を作動させるために便利な範囲の分離距離７３６であり、またレーザテクスチャ加工表面７２４の最適化表面積をもたらすため、有利である。
【００５０】
一変形例においては、処理チャンバ３０６の内部環境にさらされる構成部品７２０の表面を、周期的に離間された溝７２８のアレイ７２６によってほぼ完全に覆ってもよい。周期的に離間された溝７２８のアレイ７２６を、レーザテクスチャ加工表面７２４を有する構成部品７２０の幾何学的特徴部または曲率と合うように設けることもできる。例えば、構成部品７２０は、実質的に円形の幾何学的形状、または他の何らかの幾何学的形状を有してもよく、離間された溝７２８のアレイ７２６を、溝７２８の長手方向軸７３２が構成部品７２０の曲率に従うように位置合わせしてもよい。これによりレーザテクスチャ加工表面７２４の有効性が高まって、残留物３６１を収集し保持する。例えば、構成部品７２０の曲率に従う長手方向軸７３２を有する溝７２８は一般に、長さ対幅比率を相対的に大きくすることができる。反対に、構成部品７２０の曲率に従わない長手方向軸７３２を有する溝７２８は、構成部品表面上の境界または移行領域と遭遇し、この領域により溝７２８が時期尚早に終わることが必要となることがある。構成部品７２０の曲率に従う長手方向軸７３２を有する溝７２８により、構成部品７２０上にレーザテクスチャ加工表面７２４を作製することができる際の容易性も高めることができる。例えば、レーザ装置４００が、構成部品７２０の固有幾何学的形状に逆らうのではなく従うことがより容易であることがある。反対に、構成部品７２０の曲率に反して長手方向軸７３２を有するレーザテクスチャ加工表面７２４の溝７２８のアレイ７２６の作製するために、溝７２８を作成するために相対的に複雑な位置決め設備が必要となることがある。
【００５１】
別の変形例においては、レーザテクスチャ加工表面７２４が、図７Ｃおよび図７Ｄに示すように、周期的に離間されたノブ７４０によって形成された溝７２８のアレイ７３８を備える。周期的に離間されたノブ７４０のアレイ７３８は、２つの直交軸を有するグリッド状に要素が整列されている２次元アレイを備える。ノブ７４０は、構成部品７２０の表面から延出する、特徴的な断面を有する方形または丸み帯びた突起でよい。一変形例においては、ノブ７４０が、テーパー状の側壁を有する方形の断面を有する。ノブ７４０のアレイ７３８は、アレイ７３８の第１の軸７４６に沿った第１の分離距離７４４およびアレイ７３８の第２の軸７５０に沿った第２の分離距離７４８を含め、隣接する個々のノブ７４０の中心間に特徴的な分離距離を有する。アレイ７３８の第１および第２の軸７４６、７５０は互いに垂直で、ノブ７４０が実質的に整列し繰り返す方向に向けられている。一変形例においては、第１および第２の分離距離７４４、７４８が等しく、レーザテクスチャ加工表面７２４に対する残留物３６１の収集および保持を最適化するように選択される。例えば、一実施形態においては、第１および第２の分離距離７４４、７４８は、ノブ７４０の高さ７４２と関係を有するように選択される。分離距離７４４、７４８とノブ７４０の高さ７４２との間の関係は、レーザテクスチャ加工表面７２４の表面積を増大させるように、また残留物３６１の収集および保持のための最適な幾何学的形状を提供するように最適化する。一変形例においては、ノブ７４０のアレイ７３８の、等しい第１および第２の分離距離７４４、７４８に対するノブ７４０の高さ７４２の比率が、約０．２：１〜約１：１である。堆積される膜に応じて、溝間の第１の分離距離７４４および溝の高さ７３３は、相対的に小さく、例えば、０．０１０’’〜 ０．２０’’程度でよく、この場合、比率１：１が適切となるはずである。しかしながら、エッチングチャンバ内でポリマーエッチャント残留物の蓄積を制御する際には、より浅いトレンチを具備する溝７２８がより優れている。ＰＶＤチャンバにおいてなど、他の用途においては、溝７２８の幅を増大させることができ、溝の高さ７３３をより深く、例えば、０．１０’’ずつ深くすることができる。
【００５２】
ノブ７４０は丸み帯びた縁部を有することもでき、縁部の丸み付けの程度は、ノブ７４０のアレイ７３８に対する残留物３６１の付着を増大させるように選択される。例えば、方形突起の丸み帯びた隅部における曲率半径を増大させることによって、レーザテクスチャ加工表面７２４における鋭い特徴部の発生を減少させるようにノブ７４０を丸くすることができる。ノブ７４０を丸くする程度は、ノブ７４０のアレイ７３８を作製するために使用されるレーザテクスチャ加工プロセスを調整することによって達成される。一般に、テクスチャ加工表面上に脆性堆積物が形成された場合に蓄積した膜応力を減少させるために、また軟質または粘着性堆積物の洗浄を助けるために、鋭い隅部を回避することが望ましい。加えて、表面をコンフォーマルコーティング（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｃｏａｔｉｎｇ）で上塗りしようとする場合、または基材がアルミニウムである場合には、鋭い陽極酸化隅部は、コーティング欠陥または一貫性のない膜厚を生成する可能性が高い。
【００５３】
洗浄および改装の別の変形例においては、有機物（炭素）を含むポリマー残留物ならびに誘電体、石英および金属基板処理構成部品からのＡｌＦ3堆積物を除去することによって、プロセスチャンバ３０６を洗浄する。この変形例においては、残留物を有する基板処理構成部品の表面を、プラズマ切断機８１０によって生成されるプラズマ流、十分に高い温度のプラズマ流に接触させ、このプラズマ流を基板処理構成部品の表面にわたって走査して、ＣＶＤ、ＰＶＤおよびエッチング基板処理構成部品上のポリマー残留物３６１を焼き取るまたは蒸発させる。ポリマー残留物３６１は、酸素含有プラズマ流、例えば空気を用いて高温で酸化させる。ＡｌＦ3堆積物は、アルゴン、窒素、水素、ヘリウムなど数種類のプラズマ流のいずれかを用いて蒸発させるが、有機堆積物は、酸素プラズマを用いて蒸発させる。
【００５４】
このプロセスにおいては、基板処理構成部品から相対的に重要な部分を除去することなく、ＡｌＦ3などのポリマー残留物３６１を除去することができる。ＡｌＦ3については、プラズマ流ストリッピングを使用して、セラミックまたは誘電体を含む構成部品などの基材から膜を蒸発させる。このプラズマは、基材の融点または昇華点に対してより低い温度で残留物が昇華または融解する場合には、基材を蒸発させることなく残留物を蒸発させる。フッ化アルミニウムは１０００〜１２５０℃の温度で昇華するが、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、石英（ＳｉＯ2）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、および他のいくつかの誘電体材料を含む基板処理構成部品は、１４００℃以上の温度で融解する。加えて、これらの材料の熱浸透性は、それら材料の熱伝導率が低いため乏しく、ＡｌＦ3残留物３６１を蒸発させることが可能となる一方、プラズマ流温度の影響を受けない構成部品の下層誘電体が残される。ＡｌＮは相対的に高い熱伝導率を有するが、相対的に高い２０００℃の昇華温度を有し、これによりＡｌＦ3堆積物を蒸発させることが可能となるが、誘電体基板は手付かずのままである。プロセス残留物３６１の温度は、プロセス残留物３６１上を通過するプラズマ切断機８１０の速度およびこの切断機において使用されるガスの種類を設定することによって制御することができる。例えば、ロボット型ＣＮＣプラズマ切断機８１０を、下層構成部品表面に対する損傷または加熱を最小限にして残留物３６１を確実に除去するように、構成部品表面にわたって所定の速度で横断させることができる。典型的には、プラズマの温度は約１２，０００℃〜約２０，０００℃未満で、より典型的には約１４，０００〜１７，０００℃である。これらの高温により、プラズマ流がＡｌＦ3残留物を蒸発させることが可能となるが、下層構成部品の表面は名目上加熱されるだけである。
【００５５】
このプロセスにおいては、実際はより有機物である残留物３６１を、構成部品の相対的に重要な部分を除去することなく除去することができる。プロセスチャンバ３０６および構成部品は、セラミックであっても、誘電体であっても、金属であってもよい。有機残留物では、酸素または空気プラズマ流が、基板処理構成部品上で炭素化合物を揮発性の一酸化炭素または二酸化炭素へと分解することができる酸化性プラズマ流を作成するため、好ましい。有機残留物では、プロセス速度を増大させるためにプラズマ切断機８１０のより高い速度を維持することが望ましい。しかし、誘電体およびセラミック構成部品は、このプラズマ流によって酸化されず、したがって基材を除去することなく構成部品が洗浄される。
【００５６】
このプロセスでは、低コストプラズマ切断機８１０を利用してプラズマ流を作成する。プラズマ切断機８１０は、電位で場にエネルギを与えながら２つの電極間にガスを通過させることによって、高密度プラズマ流を生成する。これは、Ｍｉｌｌｅｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｃ（商標）製のプラズマ切断機８１０など、プラズマ切断機８１０の業者の工具仕様に特有である。プラズマ流は通常２インチもない。広く行き渡るプラズマ流が、より広い適用範囲を作成しながら流れの温度をより使用可能なレベルまで落とすことができるため、好ましい。部品上のプラズマ流の共鳴時間を最小限に抑えるためには、構成部品を誤って融解、蒸発および／または破壊させる可能性がほとんどないように、部品をターンテーブル上で回転させるべきである。プラズマ切断機８１０の温度が１５，０００℃を超えることが可能であるため、部品上のプラズマ流の共鳴時間は限定されなければならない。
【００５７】
プラズマ流を発出するために適している例示的なプラズマ切断機８１０を図８に概略的に示す。このプラズマ切断機８１０においては、カソードおよびアノードなど２つの電極８０５間にキャリアガスを流す。カソードは円錐形状でよく、アノードは円柱形でよい。電圧源回路８０６が、これらの電極にわたり必要な電圧を供給する。電極８０５間には、高電流アーク８０４が生成される。電気アーク８０４はキャリアガスをイオン化し、それにより高圧プラズマ流８０３が作成され、この高圧プラズマ流８０３が残留物３６１、８０７を蒸発させる。このプラズマ切断機８１０を制御可能なロボットアーム（図示せず）に取り付けて、洗浄しようとする表面からのプラズマ流の距離および角度を調整することができる。
【００５８】
本発明の例示的な実施形態をこのようにして説明してきたが、様々な代替形態、変更形態および改良形態が当業者には容易に想到されることが明らかである。このような明白な代替形態、変更形態および改良形態は、上で明確に記載しているわけではないが、それでもなお暗示されているものとし、本発明の精神および範囲内にある。したがって、前述の説明は限定的ではなく例示的なものにすぎず、本発明は以下の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定され定義される。
【符号の説明】
【００５９】
１００…接着剤、１０５…上層、２００…接着剤、２０５…上層、２１０…接着剤、２１５…下層、２２０…接着剤、２３０…ヒータコイル、２５５…ヒータブロック、３００…コントローラ、３０１…検出器、３０２…基板処理装置、３０３…窓、３０４…基板、３０６…チャンバ、３０８…プロセスゾーン、３０９…検出器構成部品、３１０…基板支持体、３１１…基板輸送部、３１２…チャンバ壁、３１３…電極、３１４…側壁、３１６…底壁、３１８…天井、３３４…流量制御弁、３３６…ガス導管、３３８…プロセスガス供給部、３４２…ガス注入口、３４４…排気管、３４６…ポンプチャネル、３５０…絞り弁、３５２…排気ポンプ、３５４…対ガスエネルギ付与装置、３５５…アンテナ電源、３５６…アンテナ、３５８…誘導コイル、３６０…ポリマーシーラント、３６１…残留物、３７０…静電チャック、３７４…誘電体、３７８…電極、３８０…基板受け表面、３８２…電極電源、４００…レーザ、４１０…レーザビーム、４１５…構成部品表面、４１８…接着剤残留物、４２０…窓、４３０…レーザビーム処理チャンバ、４４０…エポキシ塗膜、４５０…Ｌａｖａｃｏａｔ（商標）層、５００…保持リング、５０３…底面、５０５…下部、５１０…チャネル、５２５…垂直部分、５３０／５９０…傾斜部分、５４５…上部、５６０…上面、５６５…孔、５７０…アライメントアパーチャ、５８０…垂直部分、６００…ガス分配板、６０１…露出面、６０２…中央部分、６０４…周縁部分、６０６、６０８…アパーチャ、６１０…孔、６１２…内面、７２０…基板処理構成部品、７２４…レーザテクスチャ加工表面、７２６…アレイ、７２８…溝、７２９…幅、７３０…長さ、７３１…深さ、７３２…長手方向軸、７３３…深さ、７３６…分離距離、７３８…アレイ、７４０…ノブ、７４２…高さ、７４４…第１の分離距離、７４６…第１の軸、７４８…第２の分離距離、７５０…第２の軸、８０３…高圧プラズマ流、８０４…高電流アーク、８０５…電極、８０６…電圧源回路、８０７…残留物、８１０…プラズマ切断機。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板処理構成部品の表面からの残留物の洗浄に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の処理の際にプロセス環境にさらされる基板処理チャンバ構成部品の表面は、プロセスサイクル間に周期的に洗浄される。基板処理中、基板をプロセスチャンバ内に設置し、エネルギが与えられたガスに曝して、基板上に材料を堆積させる、または基板上の材料をエッチングする。構成部品表面に堆積するプロセス残留物としては、ＣＶＤもしくはＰＶＤプロセスにおいて堆積される材料、エッチングされた材料、またはエッチングプロセスにおいて除去されたポリマーフォトレジストさえも挙げられる。後に続くプロセスサイクルにおいて、蓄積した残留物が構成部品表面からはげ落ち、基板またはチャンバ内部に落下し汚染することがある。したがって、グリットブラスト、溶媒もしくは研磨材を用いたスクラビング、および二酸化炭素（ＣＯ2）ブラストを含む洗浄プロセスを用いて、構成部品の表面を周期的に洗浄する。しかしながら、従来の洗浄方法は多くの場合、構成部品表面を完全には洗浄しないため、結果として構成部品表面が侵食される、または構成部品表面上に有機洗浄堆積物の薄膜が残される。
【０００３】
洗浄プロセス残留物はまた、構成部品表面の組成およびそれら構成部品表面を覆う残留物によっては、固有の問題を有することもある。例えば、一部の構成部品表面が従来の洗浄溶媒に対して敏感である。例えば、静電チャック、炭化ケイ素構成部品、アルミニウムチャンバ壁など、ポリマーシーラントで密封されているセラミック構成部品は、洗浄が困難である。アセトンやイソプロピルアルコールなどの有機溶媒は、これらのコーティングを溶解し、酸化し、またはそうでなければこれらのコーティングと化学的に反応する。炭素含有ポリマー残留物で被覆された、ポリマーでコーティングされている表面を洗浄することは特に困難である。というのは、部分的にポリマーである残留物を溶解する洗浄溶媒は、下層のポリマーシーラントをも溶解することができるからである。
【０００４】
チャンバ壁などの構成部品から、炭素堆積物またはフッ化アルミニウムを備えるプロセス残留物を洗浄することも困難である。チャンバ壁のグリットブラストは、炭素残留物をストリップするだけでなく、セラミック材料の表面をひっかくまたは侵食する。チャンバ壁上に堆積する高濃度のフッ化アルミニウム膜を含む残留物も特に除去するのが困難である。というのは、フッ化アルミニウムは、大部分の化学的ストリッパに対して耐性があるからである。現在は、ＨＦ／ＨＮＯ3混合物を使用してフッ化アルミニウムをエッチング除去するが、酸混合物は多くの場合、下層のセラミック材料もエッチング除去してしまう。構成部品が薄い陽極酸化された酸化アルミニウム層で被覆されている場合には、陽極酸化層も研磨またはエッチング除去されることがある。
【０００５】
化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ気相堆積（ＰＶＤ）およびエッチングチャンバにおいて使用される構成部品から粘着性のポリマー残留物を洗浄する場合には、さらに別の問題が生じる。誘電体およびポリシリコンのエッチング用途では、構成部品を炉内で数時間加熱して有機残留物を焼き取らなければならず、これは時間がかかる。金属のＣＶＤおよびＰＶＤチャンバについては、現在の洗浄方法が、プロセス堆積物を除去するためにＰＩＲＡＮＨＡ（登録商標）（ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ2）の化学作用を利用する。このような化学作用では、有毒で危険な材料を洗浄溶液中で使用する。グリットブラストを使用することもできるが、構成部品材料から薄い層の少なくとも一部を除去してしまう、または構成部品上にグリット堆積物を残してしまうことがある。誘電体のＣＶＤチャンバでは、セラミックのチャンバ構成部品上の炭素残留物をまずグリットブラストによって除去し、次いで上を覆うＡｌＦ3堆積物を、ＨＦ／ＨＮＯ3混合物を用いてエッチング除去するが、これらは共に下層の構成部品の侵食を引き起こすことがある。
【０００６】
作製または再利用中に構成部品表面に露出される接着剤を含む洗浄残留物の洗浄も困難である。例えば、シート電極を囲むポリイミド層をアクリル接着剤で金属基材に接着することによって、静電チャックを作製することができる。ヒータもまた、接着剤によってそれらヒータの表面に接着されたポリイミドおよび他の絶縁シートを有する。作製または再利用の際、チャックまたはヒータの表面層を除去した場合、下層の基材上に残っている接着剤残留物をストリップ除去する必要がある。さもなければ、これら残留物が焼き取られた炭素汚染物質を基板処理中に生成してしまう。アセトンおよび雑巾を用いる従来の洗浄方法により、多くの場合、改装された部品の性能に悪影響を及ぼす接着剤または洗浄残留物が残される。Ｓｃｏｔｃｈ−Ｂｒｉｔｅ（商標）、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙなどの研磨パッドを使用することによって洗浄を高めることができるが、これにより構成部品の表面仕上げが侵食されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３−０１８８６８５号
【０００８】
構成部品のテクスチャ表面から残留物を洗浄する際には、さらに別の問題が生じる。例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムにおいては、金属製の基板保持リングが、エポキシ層および非金属耐磨耗性層によって覆われているテクスチャ加工表面を有する。構成部品を再利用するためには、これら非金属耐磨耗性層およびエポキシ層を、下層の金属を過度に侵食することなく機械加工により除去しなければならない。しかしながら、この金属はテクスチャ加工表面を有するため、テクスチャ加工表面の一部も典型的には機械加工により除去して、清浄な金属表面を得るが、それにより金属部品の厚さが減少し、その構造的完全性（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）が損なわれる。レーザにより形成された陥凹部のパターンを有する構成部品表面から残留物を洗浄すること（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＷａｎｇらの米国特許出願公開第２００３−０１８８６８５号に開示されているように）も、残留物が陥凹部に集まるため困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、洗浄プロセスにおいて生じる他の残留物を残すことなく構成部品の表面から残留物を効率的に落とすことが望ましい。ポリマーコーティングで被覆されている構成部品表面に実質的には損傷を与えることなくポリマー残留物を除去することができるとさらに望ましい。過度の侵食なしにテクスチャ加工金属またはセラミックの構成部品表面を洗浄することも望ましい。構成部品に損傷を与えることなく、または構成部品を侵食することなく接着剤残留物を落とすことがさらに望ましい。イン・シトゥーでチャンバを解体することなく構成部品表面を洗浄することも望ましい。
【００１０】
本発明は、基板処理構成部品の表面からの残留物の優れた洗浄を提供する。一態様においては、ポリマーコーティングと、ポリマーコーティング上に形成される残留物とを有する表面を備える基板処理構成部品を洗浄するための洗浄方法が提供される。この方法は、基板処理構成部品の表面上のポリマーコーティングを有機溶媒に接触させること、およびポリマーコーティングを除去することなく有機溶媒によって残留物を除去することを含む。
【００１１】
別の態様においては、接着剤により下層セラミック構造に付着しているポリマー層を備える基板処理構成部品を改装する方法が提供される。この方法は、セラミック構造からポリマー層を除去し、それによりセラミック構造上に残留接着剤を残すこと、残留接着剤を有機溶媒と接触させて、下層セラミック構造から残留接着剤を除去すること、およびセラミック構造上のポリマー層を取り換えることを備える。
【００１２】
さらなる態様では、下層金属構造を覆うポリマー層の上に接着剤残留物を備える表面を備える基板処理構成部品を改装する方法が、接着剤残留物をアブレーションするために十分に高いエネルギ密度レベルで、基板処理構成部品の表面にわたってレーザビームを走査させること、および金属構造上に新しいポリマー層を形成することを備える。
【００１３】
さらに別の態様においては、基板処理構成部品を洗浄する方法が、残留物を有する基板処理構成部品の表面をプラズマ流と接触させること、および残留物を蒸発させるために十分に高い温度で、基板処理構成部品の表面にわたってプラズマ流を走査させることを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明のこれらの特徴、態様および利点は、本発明の一例を示す以下の説明および添付の特許請求の範囲ならびに添付図面に関してよりよく理解される。しかしながら、これら特徴はいずれも、単に特定の図面の状況においてだけでなく一般に本発明において使用することができ、本発明はこれらの特徴の任意の組合せを含むことを理解されたい。
【図１】洗浄プロセスによって洗浄することができる構成部品表面を有する基板処理チャンバの例示的な実施形態の側断面図である。
【図２】静電チャックである構成部品の側断面図である。
【図３】ヒータブロックを有する静電チャック側断面図である。
【図４Ａ】ＣＭＰ装置用のポリマーでコーティングされている保持リングを備える構成部品のテクスチャ加工表面からの接着剤残留物のレーザ洗浄を示す概略図である。
【図４Ｂ】接着剤残留物を有するガス分配板を備える構成部品からの接着剤残留物のレーザ洗浄を示す概略図である。
【図５】ＣＭＰ保持リングの斜視図である。
【図６】異なるサイズの複数のガス供給孔を示す、ガス分配板の上面図である。
【図７Ａ】平行なトレンチおよびリッジを有する構成部品のテクスチャ加工表面の概略上面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの部品のテクスチャ加工表面の断面斜視図である。
【図７Ｃ】リッジおよび陥凹部を有する構成部品のテクスチャ加工表面の別の実施形態の概略上面図である。
【図７Ｄ】図７Ｂに示す構成部品のテクスチャ加工表面の断面斜視図である。
【図８】プラズマ切断装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
基板処理構成部品は、洗浄するために基板処理装置３０２から取り外してもよく、または装置３０２内で直接洗浄してもよい。この洗浄プロセスには、構成部品のタイプおよび部品表面に残っている残留物の性質に応じて、異なる様々な実施形態がある。これらの洗浄方法をそれぞれ別々に、または互いに組み合わせて使用することができ、したがって、特有の洗浄方法による特定の構成部品の洗浄についての例示的な説明を、記載された組合せに本発明を限定するために使用すべきではない。残留物としては、例えば、エッチング、ＣＶＤまたはＰＶＤプロセス残留物３６１、ストリッピングまたは除去プロセス後に基板上に残っている接着性またはコーティング残留物３６１、他のタイプの残留物３６１など、基板３０４の処理時に形成されるプロセス残留物３６１を挙げることができる。
【００１６】
一変形例においては、この洗浄方法を使用して、チャンバ内部壁面３１２、静電チャック３７０の露出面、基板３０４のまわりの堆積リングまたは他のリング、ガス分配板６００またはノズル（図示せず）などの構成部品を含む、ポリマーコーティングで被覆されている基板処理構成部品の表面を洗浄する。これら露出している構成部品表面を、チャンバ３０６内の基板３０４を処理するために使用される、エネルギが与えられたガス環境にさらす。これら構成部品表面を、ポリマーでコーティングされている表面上の残留物３６１を軟化し溶解する有機溶媒または有機溶媒の混合物と接触させることによって洗浄する。例えば、構成部品表面から除去される残留物３６１は、チャンバ３０６内で行われる先に実施した基板プロセスの間に形成されるプロセス堆積物であってもよい。この方法で使用される有機洗浄溶媒は、以下の化合物、すなわちテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、トルエン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミンおよび２−エトキシエタノールアミンのうちの１つ以上でよい。これらの溶媒は独立に、または混合物として使用することができる。軟化した、または溶解した残留物３６１は、ポリマーコーティングを除去することも過度に溶解させることもなく基板処理構成部品表面から除去される。さらに、接着剤残留物３６１は、基板処理構成部品を腐食することもなければ、基板処理構成部品に損傷を与えることもなく、有機溶媒によって除去される。
【００１７】
一般に、この残留物除去方法は、残留物除去およびストリッピングのレベルが、特に、実際はポリマーである残留物３６１では実現することができるため、有利である。これらの溶媒は相対的に即効性で、イン・シトゥーでチャンバ３０６の内面から残留物３６１を除去するために数分しかかからないことがあるため、さらなる利点が生まれる。加えて、これらの溶媒は、例えばメタクリレートを含むポリマーシーラントなど、構成部品表面上のポリマーコーティングに悪影響を及ぼすことなくポリマー残留物を選択的に溶解させることがわかっている。
【００１８】
これら選択した溶媒はまた、異なる様々な用途について特有の利点を有する。例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）は、塩化炭素表面を有する構成部品表面から残留物３６１を洗浄するためには特に有利である。これらのタイプの残留物３６１は、例えば、Ｃｌ2やＣＣｌ4などの塩素化ガスをエッチングチャンバ内で使用した場合に構成部品表面上に形成することがある。ＴＨＦのポリマー残留物との反応時間は、ＴＨＦが残留物３６１と積極的に反応するため相対的に短い。しかしながら、このＴＨＦは、深く貫入する反応物ではなく、むしろより表面反応物である。
【００１９】
別の例としては、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）が、構成部品表面から厚い残留物層を洗浄するためには特に有利である。これら厚い残留物層は、プロセスチャンバ３０６の使用時間が相対的により長い、またはプロセスチャンバ３０６のプロセスサイクルが増大するためにチャンバ表面上に形成することがある。ＮＭＰ溶媒は、有利には、一つにはＮＭＰの蒸気圧がより低いためにポリマー残留物の表面よりも下に貫入し、残留物３６１の表面よりも下にＮＭＰが貫入することによって残留物３６１を除去する。ＮＭＰは、本発明の他の溶媒、特にＴＨＦよりも貫入するが、残留物３６１の除去の際、ＮＭＰはＴＨＦほど積極的ではない。本発明において使用される有機溶媒は、相対的に、残留物３６１を除去する際にアセトンよりも効果的である。
【００２０】
基板処理構成部品は、シーラントとして働くポリマーコーティングによって封止する。この構成部品は、例えば、アルミニウムチャンバ壁または基板支持体３１０でも可能である。また、この構成部品は、複合構造物、例えば、ニッケルめっきもしくは陽極酸化が施されたアルミニウムでも可能であり、または酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化ケイ素などのセラミック材料でも可能である。一変形例においては、基板処理構成部品が、（i）ニッケルめっき、（ii）陽極酸化アルミニウム、（iii）炭化ケイ素および（iv）ポリマーシーラントで被覆されているアルミニウム構造物である基板処理チャンバ壁３１２を備える。構成部品の露出面に塗布することができる適切なポリマーシーラントは、メタクリレートを備える。例えば、一変形例としては、陽極酸化層とメタクリレート層の最上層とを有するアルミニウムベースを備える構成部品であり得る。このメタクリレートシーラントコーティングは、構成部品表面の露出している外側部分を覆う。本発明によりポリマーシーラントとして有用な重合性液体材料の好ましい配合物は、重合性モノマーまたはモノマーの組合せを約９０〜９９重量％、重合開始剤を約０．１〜１０重量％、より好ましくは２〜６重量％、促進剤または促進剤の組合せを約０〜１０重量％、より好ましくは０．１〜４重量％含み、百分率はすべて、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣｏｌｌｉｎｓらに付与された米国特許第５，７９２，５６２号に記載されているように、重合性混合物の不揮発性成分の総重量に基づいている。好ましいモノマー類としては、ポリエチレングリコールのアクリレート類およびメタクリレート類（ポリマー当たり平均９個の繰り返しエトキシ単位を有する生成物）、ならびにテトラエチレングリコールジメタクリレートとヒドロキシエチルメタクリレートとの組合せ、例えば、テトラエチレングリコールジメタクリレート約７０〜９０重量％とヒドロキシエチルメタクリレート約１０〜３０重量％との組合せが挙げられる。好ましい促進剤の組合せとしては、サッカリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジンおよび／またはテトラヒドロキノリンの混合物、例えば、サッカリン約１〜３重量％と、Ｎ，Ｎ−ジメチルトルイジン０．１〜１重量％との混合物が挙げられる。
【００２１】
成部品表面用シーラントとしての使用にも適している具体的なシーラント配合物としては、Ｌｏｃｔｉｔｅ２０９（商標）およびＬｏｃｔｉｔｅ９００（商標）接着性シーラント（コネティカット州、ニューイントン、Ｌｏｃｔｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている）、Ｐｅｒｍａ−Ｌｏｋ ＨＬ１２６（商標）（ニュージャージー州、エングルウッド、Ｐｅｒｍａｂｏｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている）が挙げられる。本発明に従って採用することができるさらなるシーラント配合物については、やはり参照によりその全体が本明細書に組み込まれるＣａｔｅｎａに付与された米国特許第５，２５６，４５０号に記載されている。
【００２２】
チャンバ３０６を解体することなく、プロセスチャンバ壁３１２の内面など構成部品の表面にイン・シトゥーで溶媒に浸した吸収剤を塗布することによって、構成部品表面を洗浄することができる。残留物３６１の除去は、溶媒に浸した吸収剤を用いてプロセスチャンバ壁３１２の表面を拭くことによって実現する。残留物３６１が実質的に除去されるまで、吸収剤を用いて表面に数回溶媒を塗布することもできる。有機溶媒を塗布した後、清潔な乾燥雑巾で表面をさらに拭いて、残留物３６１をさらに除去することができる。吸収剤を用いた溶媒の塗布により、残留物３６１が軟化し、溶解し、除去される。
【００２３】
適切な吸収剤としては、クリーンルーム要件を満たす雑巾、アプリケータ、スポンジおよびタオルが挙げられる。クリーンルーム製品は、粒子放出レベル、イオン性汚染物質のレベル、吸収性（ａｂｓｏｒｐｔｉｖｅｎｅｓｓ）、磨耗または洗浄材料への曝露による劣化に対する耐性などの特性について選択される。この吸収剤、雑巾、アプリケータ、スポンジまたはタオルは、上記特性に対するミクロ汚染物質（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）を回避するように選択することができる。粒子および汚染物質、最小の粒子および汚染物質でさえ、マイクロ電子デバイスの特徴部寸法の何倍も大きいことが多い。したがって、クリーンルーム要件を満たして粒子汚染物質を低減するように、適切な吸収剤を選択することができる。適切な吸収剤は、クリーンルーム要件を満たす特性を有する、メルトスパン（ｍｅｌｔｓｐｕｎ）ポリオレフィン基板などの織布または不織布材料から作製することができる。
【００２４】
雑巾などの吸収剤は、複数の雑巾と共に、実質的に気密性の袋にあらかじめ同梱することもできる。この機密性の容器は、取扱い時および保存時に雑巾が完全に乾くこと、または塵埃を引き付けることを防止して、雑巾の汚染物質を低減する。この雑巾用の保存袋、容器または槽はまた、望ましくは使用される有機溶媒に対して不活性である。一変形例においては、雑巾が入っている保存袋または雑巾それ自体を、室温よりもわずかに高い温度まで、溶媒の発火温度よりも低い温度まで温めて、ポリマー堆積物と雑巾の有機溶媒との間の反応を促進することができる。あらかじめ同梱した雑巾により気密性の包装が提供されて、雑巾の汚染物質が低減される。
【００２５】
別の実施形態では、この方法においてスプレーアプリケータ（ｓｐｒａｙ ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）を使用して、構成部品表面の残留物と有機溶媒を接触させ、その後汚染物質を含まない吸収剤で構成部品表面を拭く。このスプレーアプリケータは、推進剤（ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ）またはポンプによりノズルを介して溶媒を分配して、構成部品の表面に有機溶媒を吹き付ける。次いで、吸収性の雑巾を使用して構成部品表面を拭うことにより、有機溶媒を広げ、軟化または溶解した残留物３６１を除去する。このスプレーアプリケータは、望ましくは、有機溶媒およびプロセスチャンバ３０６の汚染を防ぐために使用される有機溶媒に対して不活性である１種以上の材料から作製される。
【００２６】
別の実施形態においては、基板処理構成部品表面を浴中の有機溶媒に浸す。この浴は、再循環ポンプと、場合により浴から残留物３６１を除去するためのろ過システムとを使用される槽に収容する。例えば、槽内の溶媒を、槽の壁、例えば底壁に取り付けられている超音波振動子が提供する超音波振動または超音波エネルギによって撹拌することもできる。機械的なプロペラによる撹拌を含む他の撹拌方法を使用して、浴中の有機溶媒を撹拌することもできる。非常に高濃度の残留物３６１である、または残留物３６１の洗浄が困難である場合には、浴法が好ましい。というのは、浴法により、溶媒が残留物３６１と化学的に反応し残留物３６１を除去することが可能となり、また溶媒が構成部品の表面の微細な特徴部に浸透することも可能となるためである。チャンバ壁３１２の構成部品は、基板３０４をチャンバ３０６から除去する前もしくは除去後に、または雑巾もしくは溶媒スプレーを用いることによるチャンバ３０６自体内における臨時の洗浄と、残留物３６１をきちんと除去して洗浄するための浴中における臨時の洗浄とを含む方法の組合せ用いて洗浄することができる。
【００２７】
さらに、構成部品表面を有機溶媒と接触させることができ、ポリマーおよびセラミックコーティングのような敏感なコーティングを除去することも、またはこれらコーティングに悪影響を及ぼすこともなく有機溶媒で残留物３６１を除去する。加えて、有機溶媒は、相対的に速い様態で残留物３６１を溶解、反応および／または軟化させる。例えば、残留物３６１を、例えばメタクリレートなど、ポリマーシーラントなどのポリマーコーティングから除去することができ、有機溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、トルエン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミン、２−エトキシ２−エタノールアミンまたはこれらの混合物でも可能である。この有機溶媒を、吸収性基板、スプレーアプリケータ、または吸収性基板とスプレーアプリケータとの両方の組合せを用いて塗布することができる。構成部品表面は、有機溶媒と２回以上接触させることも、または有機溶媒と単回接触させることもできる。さらに、この方法をスタンドアロンの（ｓｔａｎｄ−ａｌｏｎｅ）方法として、または１つ以上の前処理ステップとしての他の先行技術の方法と併せて使用してもよい。
【００２８】
上記洗浄プロセスを使用して、その例示的変形形態を図１に示す基板処理装置３０２の構成部品のいずれかを洗浄することができ、この基板処理装置３０２は、半導体ウエハなどの基板３０４のエッチングに適している。この装置３０２は、コントローラ３００によって動作するプロセスチャンバ３０６などの構成部品を含む。このチャンバ３０６は、ポリマーシーラント３６０を除去することなく、基板３０４の処理中に生成される残留物３６１３６１を除去するために洗浄することができる側壁３１４、底壁３１６および天井３１８を含む、典型的には金属またはセラミック材料から形成される壁３１２など、さらなる構成部品を備える。動作中、ガス供給部３３８は、チャンバ３０６にプロセスガスを提供する。このガス供給部３３８は、１つ以上の流量制御弁３３４を有するガス導管３３６に接続されている。導管３３６は、チャンバ３０６内の１つ以上のガス注入口３４２に終点がある。使用済みのプロセスガスおよびエッチャント副生成物が、使用済みのプロセスガスを受けるポンプチャネル３４６と、チャンバ３０６内のプロセスガスの圧力を制御するための絞り弁３５０と、１つ以上の排気ポンプ３５２を含む排気管３４４を通って排出される。排気管３４４は、排気管からの望ましくないガスを削減するための削減システム（図示せず）を含むこともできる。
【００２９】
チャンバ３０６のプロセスゾーン３０８（図示のとおり）において、またはチャンバ３０６の上流側にある遠方ゾーン（図示せず）においてプロセスガスにエネルギを結合する対ガスエネルギ付与装置３５４である別のチャンバ構成部品によって、チャンバ３０６に供給されたプロセスガスにエネルギを与えて基板３０４を処理する。一変形例においては、対ガスエネルギ付与装置３５４が、チャンバ３０６中心について円対称性を有していてもよい１つ以上の誘導コイル３５８を備えるアンテナ３５６を備える。アンテナ３５６がチャンバ３０６の天井３１８近くに位置する場合には、天井の隣接部分を、高周波数（ＲＦ）または電磁場に対して透明である二酸化ケイ素などの誘電材料から形成してもよい。アンテナ電源３５５は、例えば、典型的には約５０ＫＨｚ〜約６０ＭＨｚ、より典型的には約１３．５６ＭＨｚの周波数で、また約１００〜約５０００ワットの電力レベルで、アンテナ３５６に高周波数電力を提供する。高周波数整合ネットワーク（図示せず）を提供してもよい。あるいは、または加えて、対ガスエネルギ付与装置３５４は、マイクロ波または「上流」ガス活性剤（図示せず）を備えてもよい。
【００３０】
一変形例においては、対ガスエネルギ付与装置３５４が、プロセスガスにエネルギを与えるために使用することができる電極３１３、３７８など追加のプロセス構成部品を、さらにまたは代替的に備えてもよい。典型的には、プロセス電極３１３、３７８は、チャンバ３０６の側壁３１４または天井３１８にあり、基板３０４よりも下の支持体３１０にある電極３７８など別の電極と容量結合している電極３１３を含む。天井構成部品３１８が電極としても働く場合には、天井３１８は、天井３１８よりも上にあるアンテナ３５６によって送信される高周波数誘導電磁界に対して低インピーダンスを提供する誘導電磁界透過窓３０３として働く誘電材料を備えることができる。採用することができる適切な誘電材料として、酸化アルミニウムや二酸化ケイ素などの材料が挙げられる。一般に、これらのプロセス電極３１３、３７８には、高周波数バイアス電圧を提供するための交流電圧源を含む電極電圧源（図示せず）によって、互いに対して電気的にバイアスをかけることができる。この高周波数バイアス電圧は、約５０ｋＨｚ〜約６０ＭＨｚの周波数を備えることができ、高周波数バイアス電流の電力レベルは、典型的には約５０〜約３００ワットである。
【００３１】
動作中、例えばロボットアーム（図示せず）などの基板輸送部３１１である別のチャンバ構成部品が、チャンバ３０６内の基板支持体３１０上へと基板３０４を輸送する。基板３０４は典型的には、基板３０４を受け止めるために基板支持体３１０から延出し、支持体３１０上に基板３０４を堆積するために基板支持体３１０へと引っ込むリフトピン構成部品（図示せず）上に受け止められる。基板支持体３１０は、電極３７８を少なくとも部分的に覆う誘電体３７４を備え、基板受け表面３８０を含んでもよい静電チャック３７０を備えてもよい。電極３７８は、上述のプロセス電極の一方として働いてもよい。電極３７８は、支持体３１０または静電チャック３７０に基板３０４を静電的に保持するための静電荷を発生させる能力があってもよい。電源３８２が、電極３７８に静電チャック電圧を提供する。
【００３２】
装置３０２は、放射線放出の１つ以上の波長の強度を検出し、検出した強度に対する１つ以上の信号を発生するようになっている１つ以上の検出器構成部品３０９をさらに備える。適切な検出器３０９は、例えば光電子増倍管、スペクトロメータ、電荷結合素子、フォトダイオードなどのセンサ３０１を備える。検出器３０９は、典型的には、所望の波長の放射線に対して透過性がある、チャンバ３０６の壁３１２に形成される窓３０３を通過する放射線を検出するように位置する。検出器３０９は、放射線放出の波長の強度を検出して、チャンバ処置または処理条件を制御する。
【００３３】
洗浄プロセスの別の変形例においては、チャンバ３０６から除去した基板処理構成部品の表面から、残留物３６１３６１を除去し、洗浄プロセスの後、場合によりこの表面を改装する。例えば、洗浄し改装しようとする構成部品が静電チャック３７０であってもよい。図２に示すように、静電チャック３７０は、アクリル接着剤などの接着剤により金属体（図示せず）に接着している上層１０５を備えることができる。この層１０５は、部分的に導電性の、導電性の、もしくは絶縁性のポリアミドであってもよく、またはＣｈｏｍｅｒｉｃ（商標）から入手可能な部分的に導電性の、導電性のまたは絶縁性のテープであってもよく、層１０５は、チャック３７０からのポリマー層のピーリングなどの物理的プロセスによってチャック３７０から除去される。層１０５は、チャック３７０に基板３０４を保持するために静電荷を発生するよう帯電可能となることができる埋め込み電極（図示せず）を含む。接着剤１００は、層１０５を除去する前に、有機溶媒と接触させることによって軟化することもできる。接着剤１００を洗浄するための使用に適している有機溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ヘプタン、酢酸エチル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、シクロヘキサノン、トルエン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミン、２−エトキシエタノールアミンまたはこれらの混合物である。接着剤１００をこの有機溶媒と接触させ、セラミックの静電チャック３７０に悪影響を及ぼすことなく接着剤１００を拭き取るまたはすすぐことで除去する。
【００３４】
頻繁に洗浄し改装する特定の基板処理構成部品が、埋め込まれたヒータコイル２３０を有するヒータブロック２５５に取り付けられている静電チャック３７０であり、その一例が図３に概略的に示してある。静電チャック３７０はセラミック構造で、接着剤２００により上層または上側シート２０５に接着し、接着剤２１０により層２１５に接着している。接着剤２２０、層２１５および接着剤２１０は、Ｃｈｏｍｅｒｉｃ（商標）から入手可能な接着剤を具備する導電性テープであってもよい。また、層２０５および接着剤２００も、やはりＣｈｏｍｅｒｉｃ（商標）から入手可能な接着剤を具備する導電性テープであってもよい。下側ポリマー層２１５は、接着剤２２０によりヒータブロック２５５にも接着している。接着剤２００はアクリル接着剤でよく、ヒータブロック２５５は金属構造である。層２０５および２１５はポリアミドから形成することができ、一部の変形例においては、埋め込まれた銅電極（図示せず）を含む。上層２０５は、セラミックの静電チャック３７０からのシートのピーリングなどの物理的プロセスによって除去され、接着剤２００は、ポリマー層２０５を除去する前に、有機溶媒と接触させることによって軟化させることができる。接着剤２００、２１０および２２０を洗浄するために使用される有機溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ヘプタン、酢酸エチル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、シクロヘキサノン、トルエン、ヒドロキシルアミン、エタノールアミン、２−エトキシ２−エタノールアミンまたはこれらの混合物である。静電チャック３７０およびヒータブロック２５５を有機溶媒と接触させて、下層２１５と静電チャック３７０とヒータブロック２５５とを分離する前に接着剤を軟化させることができる。上層２０５を除去し、静電チャック３７０とヒータブロック２５５と下層２１５とを分離した後、接着剤２００、２１０および２２０を有機溶媒と接触させ、セラミックの静電チャック３７０およびヒータブロック２５５に悪影響を及ぼすことなく接着剤２００、２１０および２２０を拭き取るまたはすすぐことで除去する。一変形例においては、セラミック構造上のポリマー層を取り換える。
【００３５】
洗浄プロセスのさらに別の変形例を使用して、例えば構成部品の改装時に、基板処理構成部品の表面を、例えば残留接着剤などの残留物３６１を洗浄する。この変形例においては、図４Ａに示すように、レーザ４００が、適当な波長および十分なエネルギ密度を具備する、パルス波または連続波ビームの形のレーザビーム４１０を提供し、このレーザビーム４１０を、残留接着剤４１８をはぎ取り、また焼き取るまたはアブレーションするように構成部品表面４１５にわたって走査する。レーザビーム４１０は、基板処理装置３０２から構成部品を除去した後、構成部品表面４１５に適用してもよい。レーザビーム４１０は、その中に構成部品を設置するレーザビーム処置チャンバ４３０の窓４２０を通して、構成部品表面４１５に適用してもよく、窓４２０は、光透過性の耐薬品性材料から形成されている。レーザ４００は、レーザチャンバ４３０内側に位置することもできる（図示せず）。キャリアガスを、基板処理構成部品の表面にわたって流すことによって使用して、除去したガス状または蒸発した接着性堆積物をレーザチャンバの下流領域へ運ぶこともできる。
【００３６】
適切なレーザ４００には、ＣＯ2レーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ（ネオジム・イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、Ｅｒ：Ｎｄ−ＹＡＧレーザ（エルビウム・ＮＤ−ＹＡＧ）、アルゴンレーザ、高出力ダイオードレーザおよび他の固体レーザを備える。アルゴンレーザは４８８ｎｍまたは５１４ｎｍの波長を有し、ダイオードレーザは８１０〜９８０ｎｍを提供し、ＮＤ／ＹＡＧレーザは典型的には１０６４ｎｍの波長を発生させ、Ｅｒ：Ｎｄ−ＹＡＧレーザは２９４０ｎｍを提供し、ＣＯ2レーザは９３００〜１０６００ｎｍを提供する。一部が波長範囲を示し、値が提供されているが、これらの範囲および値を他の波長範囲に変更することができることが知られている。
【００３７】
レーザ出力密度は、（i）接着性またはポリマー残留物などの残留物３６１を、構成部品の下層構造に損傷を与えることなくデフラグし（ｄｅｆｒａｇｍｅｎｔ）蒸発させ、（ii）接着剤残留物とエポキシ層とを共に除去し、かつ／または（iii）下層構造に特徴部をスクライブするように調節される。残留物３６１を有する構成部品の表面輪郭全体に焦点を合わせ走査するためには、十分に制御された動的集束ビームが望ましい。最高洗浄効率を実現するためには、多ビーム構成が必要となることがある。適切なレーザ４００は、約１００〜約５０００ワットの範囲にある出力レベルを有するレーザについては、例えば、９．６×１０6Ｗ／ｃｍ2〜８．６×１０7Ｗ／ｃｍ2の出力密度を提供する。５ｋＷのレーザについての密度は、より大きくなる可能性は低いが、より幅広いレーザを有する可能性が高い。別の重要なレーザのパラメータはパルス周波数で、各パルスの出力は、その周波数が減少するにつれて増大する。例えば、ポリマー表面コーティングを除去するためには、１０〜９０ｋＨｚ、より典型的には約３０ＫＨｚのパルス周波数を使用することができる。レーザ４００を用いる表面テクスチャ加工では、適切なパルス周波数として、約４〜約３６ｋＨｚ、より典型的には１２ｋＨｚのパルス周波数が挙げられる。
【００３８】
一変形例においては、下層金属構造上にあるポリマー層の上に接着剤残留物３６１を備える表面を備える基板処理構成部品を改装する。この接着剤残留物３６１はアクリル接着剤残留物を備える。ポリマー層はエポキシ層を備える。接着剤残留物３６１およびエポキシ層をアブレーションすると共に、接着剤残留物３６１およびエポキシ層のアブレーションに加えて金属構造の表面を除去ラインによりスクライブするために十分に高いエネルギ密度レベルで、基板処理構成部品の表面にわたってレーザビームを走査させる。その後、場合により、金属構造上に新しいポリマー層を形成する。
【００３９】
一例においては、図４Ａに示すように、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ４００が、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置からの保持リング５００を備える基板処理構成部品上のＬａｖａｃｏａｔ（商標）層４５０の上のエポキシ塗膜４４０の表面上など、構成部品表面４１５上にある接着剤残留物４１８をアブレーションし蒸発させるレーザビーム４１０を発生させる。有利には、レーザビーム４１０は、表面４１５から接着剤残留物３６１を落とすことができると共に、エポキシ塗膜４４０をアブレーションすることができ、さらにはＬａｖａｃｏａｔ（商標）層４５０の陥凹部および特徴部を洗浄することができる。保持リング５００は、研磨パッドを有する研磨ヘッドに面する基板キャリア上に取り付けられている基板３０４の平坦化ために、カリフォルニア州、サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌから入手可能なＣＭＰ装置などのＣＭＰ装置において使用する。ＣＭＰ装置については、米国特許第５，７３８，５７４号に記載されており、キャリアヘッドについては、米国特許第６，２５１，２１５号に記載されている。これらの特許は共に、参照によりそれら全体が本明細書に組み込まれる。
【００４０】
図５は、平坦な底面５０３を有する第１の下部５０５を備える保持リング５００を示し、この保持リング５００は、チャネル５１０、すなわち溝と、傾斜部分５３０／５９０と、垂直部分５２５とを含む。真っすぐなチャネル５１０は、底面の内周で始まり底面の外周で終わるが、保持リング５００の周りに等角度間隔で分布させることができる。チャネル５１０は、典型的には保持リング５００の中心を通って延出する放射状セグメントに対して４５°の方位にあるが、３０°〜６０°など他の方位角も可能である。保持リングの下部５０５は、ＣＭＰプロセスに対して化学的に不活性で、また保持リング５００に対する基板縁部の接触により基板３０４が細かく砕けるまたは割れることがないよう十分に弾性である材料から形成することができる。
【００４１】
保持リング５００の第２の片、上部５４５は、平坦な底面と、垂直部分５８０と、底面と平行な上面５６０とを有する。上面５６０は、ボルト、ねじ、保持リング５００とキャリアヘッドとを一緒に固定するための他の金物を受けるための孔５６５を含む。加えて、１つ以上のアライメントアパーチャ５７０を上部５４５に配置することができる。保持リング５００がアライメントアパーチャ５７０を有する場合、キャリアヘッドは、キャリアヘッドと保持リング５００とが正しく位置合わせされるとアライメントアパーチャ５７０と噛み合う対応するピン（図示せず）を有することができる。上部５４５は、金属などの剛性材料から形成することができる。上部を形成するための適切な金属としては、ステンレス鋼、モリブデンまたはアルミニウムが挙げられるが、セラミックを使用することもできる。下部５０５と上部５４５とは、接着剤、ねじまたは圧力ばめ構成を用いて連結することができる。接着層は、ジョージア州、チャンブリー、Ｍａｇｎｏｌｉａ Ｐｌａｓｔｉｃｓから入手可能なＭａｇｎｏｂｏｎｄ−６３７５（商標）などの二液性緩硬性（ｓｌｏｗ−ｃｕｒｉｎｇ）エポキシであり得る。
【００４２】
図４Ｂは、レーザ４００を用いてレーザアブレーションによって洗浄することができる、処理チャンバ３０６において使用されるガス分配板６００を備える構成部品の一部を示す。レーザビーム４１０は、板６００の露出面上に残されている接着剤残留物３６１、４１８をアブレーションし蒸発させることができる。この変形例においては、板６００からアルミニウム層を除去し、板６００の露出面６０１上の接着剤残留物３６１、４１８を残す。この板６００は複数の孔６１０を有し、プロセスチャンバ内の構成部品の使用時にこれらの孔をガスが通過する。残留物３６１は、板６００の表面と共に孔６１０の内面６１２にも付着可能である。レーザアブレーションを使用して、固定速度で板６００全体にレーザ４００を単に横切らせることによって板６００の露出面６０１および孔６１０の内面６１２を共に洗浄する。約１００ワット〜約５０００ワットの出力で適切なレーザを操作することができる。
【００４３】
図６は、より少なくより小さいアパーチャ６０６を有するより薄い中央部分６０２と、より多くより大きいアパーチャ６０８を有するより厚い周縁部分６０４とを具備するガス分配板６００の別の実施形態を示す。ガス分配板６００の質量は、放射熱損失によって決まる平衡温度までの急速加熱が可能となるよう十分に小さく、ガス分配板６００によりさらに、基板３０４の表面にわたってガス分布が提供される。ガス分配板６００の中央部分は、中央の速いプロセスガス流を補償するより小さい孔６０６を有してもよく、ウエハの縁部でプロセスガスの流量を増大させるために、ガス分配板６００のより厚い周縁部６０４に近づくと孔の数およびサイズは増大する。アパーチャの実際の配置は選択の余地があると考えられ、ガス分配板６００に与えられる断面形状に関係なく実際の配置に到達することができる。ガス分配板６００のサイズが異なる様々な孔により、レーザアブレーションが、ガス分配板６００の露出面およびサイズが異なる様々な孔の内面を洗浄するために特に適切なものとなる。なぜなら、レーザは、残留物アブレーションプロセスのために同じアブレーションエネルギを提供しながらも、露出面およびサイズが異なる様々な孔全体をより容易に横切ることができるためである。
【００４４】
残留接着剤のレーザアブレーションの後、構成部品をレーザビーム４１０によってさらにアブレーションして表面に特徴部をスクライブすることで、レーザテクスチャ加工表面をもたらすこともできる。例えば、図７Ａは、基板処理構成部品７２０のレーザテクスチャ加工表面７２４の概略上面図を示し、図７Ｂは、同じレーザテクスチャ加工表面７２４の断面斜視図を示す。基板処理構成部品７２０は、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、タンタル、チタンなどの金属；酸化アルミニウム、石英、窒化ケイ素、酸化チタンなどのセラミック；ポリイミド、複合プラスチック、ＰＥＥＫなどのポリマーを備える本体を有する。構成部品７２０は、酸化アルミニウムまたは金属成分上のポリマーコーティングなど、これらの材料の組合せを備えることもできる。別の例として、構成部品７２０は、チタンなどの金属である第１の材料を備える本体と、酸化チタンなどのセラミックである第２の材料を備えるコーティングとを有してもよい。
【００４５】
構成部品７２０のレーザテクスチャ加工表面７２４により、処理チャンバ３０６内の構成部品７２０上に形成される残留物３６１の付着が改善される。構成部品７２０のレーザテクスチャ加工表面７２４は、構成部品７２０の任意の表面でよい。例えば、構成部品７２０のレーザテクスチャ加工表面７２４は、構成部品表面上に堆積するプロセス残留物を通常もたらす基板処理チャンバ３０６内のガスまたはプラズマにさらされる、構成部品７２０の表面でもよい。レーザテクスチャ加工表面７２４は、処理チャンバ３０６の内部環境に表面特徴部を提示する。処理チャンバ３０６上には、残留物３６１が集まり付着し、複数回の基板処理サイクルにおいてテクスチャ加工表面に相当量の残留物３６１が堆積された後でさえも依然としてしっかりと固着したままでも可能である。レーザテクスチャ加工表面７２４にしっかりと付着していることによって、残留物３６１が構成部品７２０からはがれ落ち、チャンバ３０６内で処理されている基板３０４を汚染することを実質的に防ぐ。残留物３６１の付着の改善により、より長い期間連続してチャンバを使用することが可能となり、その後、構成部品７２０からはがれ落ちるまたは剥離することがある残留物３６１を除去するために構成部品７２０を洗浄することが必要となる。
【００４６】
レーザテクスチャ加工の一変形例においては、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、レーザテクスチャ加工表面７２４は、周期的に離間された溝７２８のアレイ７２６を備える。このアレイ７２６内の個々の溝７２８は、幅７２９、長さ７３０および深さ７３１、ならびに長さ７３０に沿って走る長手方向軸７３２を有する。溝７２８は、レーザテクスチャ加工表面７２４に対する残留物３６１の付着および保持を改善するために溝に付着させようとする残留物３６１のタイプに応じて、幅７２９に対する長さ７３０の、または幅７２９に対する深さ７３３の特定の比率を有するように作製することができる。例えば、幅に対する長さの比率が高い、長く幅が狭い溝７２８は、優れた付着の軟質残留物３６１を提供する。というのは、このような溝７２８は、軟質残留物３６１をより良く引き付ける相対的に高い表面積を提供するからである。また、幅が狭くあまり深くない溝７２８は、軟質残留物３６１を除去するためにより容易に洗浄される。これらの溝７２８は、エッチングプロセスチャンバにおいて行われるエッチングプロセスにおいて形成される軟質ポリマーエッチング残留物３６１にふさわしい。一変形例においては、溝７２８は幅７２９に対する長さ７３０の比率が約４０：１を超え、より好ましくは約８０：１を超える。例えば、このような狭い溝７２８は、０．１ｍｍ〜２ｍｍの深さ、より典型的には０．２５ｍｍの深さ、また０．１ｍｍ〜２ｍｍの幅、典型的には０．２５ｍｍの幅、および少なくとも約２０ｍｍの長さを含む寸法を有することができる。溝７２８は、表面の縁部からチャンバ構成部品の中心まで延出する単一らせんを形成することもでき、溝７２８を、同心の弧または平行な同心円として形成することもできる。
【００４７】
長さ対幅の比率がより小さい幅広の溝７２８が、ＰＶＤプロセスにおいて形成されるアルミニウムまたは銅堆積物などの残留物３６１の付着には有利であることがある。というのは、これらのより軟質の金属材料は、溝の所与の深さについて脆性材料よりも砕けるか、またははがれ落ちる可能性が低いからである。また、相対的により幅広い溝７２８により、より軟質の材料が溝７２８の中へまたは溝７２８に沿って流れ、またはリフローすることが可能となり、隣接するリッジの表面上への残留物３６１の蓄積が低減される。例えば、溝７２８は、アルミニウムリフロー残留物材料が入るための溜めとして働くことができる。一変形例においては、このような溝７２８の幅７２９に対する長さ７３０の比率は、約３０：１未満でも可能である。例えば、これらの溝７２８は、１ｍｍ〜５ｍｍの深さおよび１ｍｍ〜１０ｍｍの幅を含む寸法を有することができる。
【００４８】
より硬くより脆性の残留物３６１は典型的に、レーザテクスチャ加工表面７２４の幾何学的形状の急激な変化の発生率が相対的に低い溝７２８により良く付着する。レーザテクスチャ加工表面７２４の高表面積により、残留物３６１が集まり付着することができるより大きな領域が提供され、したがってレーザテクスチャ加工表面７２４の有効性が高まって残留物３６１を収集し保持する。しかしながら、数多くの溝７２８によって生じる表面幾何学的形状の頻繁に起こる急激な変化は、特に残留物３６１が脆性である場合には、堆積された残留物３６１内に機械的応力増大の局所化事例を生成することがある。機械的応力増大のこれらの局所化事例では、残留物３６１の応力に関連するフレーキングおよびピーリングを誘発することによって残留物３６１の付着が低減することがある。したがって、レーザテクスチャ加工表面７２４の幾何学的形状の急激な変化の発生率が相対的に低いと、レーザテクスチャ加工表面７２４の有効性も増大し、硬質残留物を収集し保持する。典型的な脆性残留物には、タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタンなど、セラミックおよび耐火金属が含まれる。これらより脆性の材料は、幅７２９に対する長さ７３０の比率が約４０：１、例えば、１０：１〜３０：１で、レーザテクスチャ加工表面７２４の表面幾何学的形状において鋭い隅部および縁部のより少ない溝と典型的にはより良く付着する。
【００４９】
周期的に離間された溝７２８のアレイ７２６は、隣接する溝７２８の中心間の特徴的な分離距離７３６を有することもできる。この分離距離は、アレイ７２６の物理的特徴部が繰り返す周期である。例えば、溝７２８の断面輪郭は、溝７２８のアレイ７２６にわたって周期的に繰り返す丸み帯びた隅部を含んでもよい。分離距離７３６は、レーザテクスチャ加工表面７２４に対する残留物３６１の付着を最適化するように選択する。例えば、一変形例においては、分離距離７３６は、レーザテクスチャ加工表面７２４に対する残留物３６１の収集および保持を高めるために処理チャンバの環境にさらされるレーザテクスチャ加工表面７２４の表面積を最適化するように選択する。分離距離７３６は、溝７２８が露出面にわたって相対的に密に配置され、それにより表面積が増大するように十分に小さく、また隣接する溝７２８が重なり合わず、表面積を減少させないように十分大きく選択することができる。分離距離７３６は、溝７２８のアレイ７２６を形成するために使用されるレーザテクスチャ加工プロセスにも関係していることがある。例えば、一変形例においては、約０．５ｅ〜約５．０ｅなど、レーザテクスチャ加工表面７２４を発出するために使用されるレーザの波長の関数となるように分離距離７３６が選択される。ここで、ｅは、レーザテクスチャ加工表面７２４を形成するために使用されるレーザの波長である。分離距離７３６のこの変形例は、レーザ装置４００を作動させるために便利な範囲の分離距離７３６であり、またレーザテクスチャ加工表面７２４の最適化表面積をもたらすため、有利である。
【００５０】
一変形例においては、処理チャンバ３０６の内部環境にさらされる構成部品７２０の表面を、周期的に離間された溝７２８のアレイ７２６によってほぼ完全に覆ってもよい。周期的に離間された溝７２８のアレイ７２６を、レーザテクスチャ加工表面７２４を有する構成部品７２０の幾何学的特徴部または曲率と合うように設けることもできる。例えば、構成部品７２０は、実質的に円形の幾何学的形状、または他の何らかの幾何学的形状を有してもよく、離間された溝７２８のアレイ７２６を、溝７２８の長手方向軸７３２が構成部品７２０の曲率に従うように位置合わせしてもよい。これによりレーザテクスチャ加工表面７２４の有効性が高まって、残留物３６１を収集し保持する。例えば、構成部品７２０の曲率に従う長手方向軸７３２を有する溝７２８は一般に、長さ対幅比率を相対的に大きくすることができる。反対に、構成部品７２０の曲率に従わない長手方向軸７３２を有する溝７２８は、構成部品表面上の境界または移行領域と遭遇し、この領域により溝７２８が時期尚早に終わることが必要となることがある。構成部品７２０の曲率に従う長手方向軸７３２を有する溝７２８により、構成部品７２０上にレーザテクスチャ加工表面７２４を作製することができる際の容易性も高めることができる。例えば、レーザ装置４００が、構成部品７２０の固有幾何学的形状に逆らうのではなく従うことがより容易であることがある。反対に、構成部品７２０の曲率に反して長手方向軸７３２を有するレーザテクスチャ加工表面７２４の溝７２８のアレイ７２６の作製するために、溝７２８を作成するために相対的に複雑な位置決め設備が必要となることがある。
【００５１】
別の変形例においては、レーザテクスチャ加工表面７２４が、図７Ｃおよび図７Ｄに示すように、周期的に離間されたノブ７４０によって形成された溝７２８のアレイ７３８を備える。周期的に離間されたノブ７４０のアレイ７３８は、２つの直交軸を有するグリッド状に要素が整列されている２次元アレイを備える。ノブ７４０は、構成部品７２０の表面から延出する、特徴的な断面を有する方形または丸み帯びた突起でよい。一変形例においては、ノブ７４０が、テーパー状の側壁を有する方形の断面を有する。ノブ７４０のアレイ７３８は、アレイ７３８の第１の軸７４６に沿った第１の分離距離７４４およびアレイ７３８の第２の軸７５０に沿った第２の分離距離７４８を含め、隣接する個々のノブ７４０の中心間に特徴的な分離距離を有する。アレイ７３８の第１および第２の軸７４６、７５０は互いに垂直で、ノブ７４０が実質的に整列し繰り返す方向に向けられている。一変形例においては、第１および第２の分離距離７４４、７４８が等しく、レーザテクスチャ加工表面７２４に対する残留物３６１の収集および保持を最適化するように選択される。例えば、一実施形態においては、第１および第２の分離距離７４４、７４８は、ノブ７４０の高さ７４２と関係を有するように選択される。分離距離７４４、７４８とノブ７４０の高さ７４２との間の関係は、レーザテクスチャ加工表面７２４の表面積を増大させるように、また残留物３６１の収集および保持のための最適な幾何学的形状を提供するように最適化する。一変形例においては、ノブ７４０のアレイ７３８の、等しい第１および第２の分離距離７４４、７４８に対するノブ７４０の高さ７４２の比率が、約０．２：１〜約１：１である。堆積される膜に応じて、溝間の第１の分離距離７４４および溝の高さ７３３は、相対的に小さく、例えば、０．０１０’’〜 ０．２０’’程度でよく、この場合、比率１：１が適切となるはずである。しかしながら、エッチングチャンバ内でポリマーエッチャント残留物の蓄積を制御する際には、より浅いトレンチを具備する溝７２８がより優れている。ＰＶＤチャンバにおいてなど、他の用途においては、溝７２８の幅を増大させることができ、溝の高さ７３３をより深く、例えば、０．１０’’ずつ深くすることができる。
【００５２】
ノブ７４０は丸み帯びた縁部を有することもでき、縁部の丸み付けの程度は、ノブ７４０のアレイ７３８に対する残留物３６１の付着を増大させるように選択される。例えば、方形突起の丸み帯びた隅部における曲率半径を増大させることによって、レーザテクスチャ加工表面７２４における鋭い特徴部の発生を減少させるようにノブ７４０を丸くすることができる。ノブ７４０を丸くする程度は、ノブ７４０のアレイ７３８を作製するために使用されるレーザテクスチャ加工プロセスを調整することによって達成される。一般に、テクスチャ加工表面上に脆性堆積物が形成された場合に蓄積した膜応力を減少させるために、また軟質または粘着性堆積物の洗浄を助けるために、鋭い隅部を回避することが望ましい。加えて、表面をコンフォーマルコーティング（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｃｏａｔｉｎｇ）で上塗りしようとする場合、または基材がアルミニウムである場合には、鋭い陽極酸化隅部は、コーティング欠陥または一貫性のない膜厚を生成する可能性が高い。
【００５３】
洗浄および改装の別の変形例においては、有機物（炭素）を含むポリマー残留物ならびに誘電体、石英および金属基板処理構成部品からのＡｌＦ3堆積物を除去することによって、プロセスチャンバ３０６を洗浄する。この変形例においては、残留物を有する基板処理構成部品の表面を、プラズマ切断機８１０によって生成されるプラズマ流、十分に高い温度のプラズマ流に接触させ、このプラズマ流を基板処理構成部品の表面にわたって走査して、ＣＶＤ、ＰＶＤおよびエッチング基板処理構成部品上のポリマー残留物３６１を焼き取るまたは蒸発させる。ポリマー残留物３６１は、酸素含有プラズマ流、例えば空気を用いて高温で酸化させる。ＡｌＦ3堆積物は、アルゴン、窒素、水素、ヘリウムなど数種類のプラズマ流のいずれかを用いて蒸発させるが、有機堆積物は、酸素プラズマを用いて蒸発させる。
【００５４】
このプロセスにおいては、基板処理構成部品から相対的に重要な部分を除去することなく、ＡｌＦ3などのポリマー残留物３６１を除去することができる。ＡｌＦ3については、プラズマ流ストリッピングを使用して、セラミックまたは誘電体を含む構成部品などの基材から膜を蒸発させる。このプラズマは、基材の融点または昇華点に対してより低い温度で残留物が昇華または融解する場合には、基材を蒸発させることなく残留物を蒸発させる。フッ化アルミニウムは１０００〜１２５０℃の温度で昇華するが、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、石英（ＳｉＯ2）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、および他のいくつかの誘電体材料を含む基板処理構成部品は、１４００℃以上の温度で融解する。加えて、これらの材料の熱浸透性は、それら材料の熱伝導率が低いため乏しく、ＡｌＦ3残留物３６１を蒸発させることが可能となる一方、プラズマ流温度の影響を受けない構成部品の下層誘電体が残される。ＡｌＮは相対的に高い熱伝導率を有するが、相対的に高い２０００℃の昇華温度を有し、これによりＡｌＦ3堆積物を蒸発させることが可能となるが、誘電体基板は手付かずのままである。プロセス残留物３６１の温度は、プロセス残留物３６１上を通過するプラズマ切断機８１０の速度およびこの切断機において使用されるガスの種類を設定することによって制御することができる。例えば、ロボット型ＣＮＣプラズマ切断機８１０を、下層構成部品表面に対する損傷または加熱を最小限にして残留物３６１を確実に除去するように、構成部品表面にわたって所定の速度で横断させることができる。典型的には、プラズマの温度は約１２，０００℃〜約２０，０００℃未満で、より典型的には約１４，０００〜１７，０００℃である。これらの高温により、プラズマ流がＡｌＦ3残留物を蒸発させることが可能となるが、下層構成部品の表面は名目上加熱されるだけである。
【００５５】
このプロセスにおいては、実際はより有機物である残留物３６１を、構成部品の相対的に重要な部分を除去することなく除去することができる。プロセスチャンバ３０６および構成部品は、セラミックであっても、誘電体であっても、金属であってもよい。有機残留物では、酸素または空気プラズマ流が、基板処理構成部品上で炭素化合物を揮発性の一酸化炭素または二酸化炭素へと分解することができる酸化性プラズマ流を作成するため、好ましい。有機残留物では、プロセス速度を増大させるためにプラズマ切断機８１０のより高い速度を維持することが望ましい。しかし、誘電体およびセラミック構成部品は、このプラズマ流によって酸化されず、したがって基材を除去することなく構成部品が洗浄される。
【００５６】
このプロセスでは、低コストプラズマ切断機８１０を利用してプラズマ流を作成する。プラズマ切断機８１０は、電位で場にエネルギを与えながら２つの電極間にガスを通過させることによって、高密度プラズマ流を生成する。これは、Ｍｉｌｌｅｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｃ（商標）製のプラズマ切断機８１０など、プラズマ切断機８１０の業者の工具仕様に特有である。プラズマ流は通常２インチもない。広く行き渡るプラズマ流が、より広い適用範囲を作成しながら流れの温度をより使用可能なレベルまで落とすことができるため、好ましい。部品上のプラズマ流の共鳴時間を最小限に抑えるためには、構成部品を誤って融解、蒸発および／または破壊させる可能性がほとんどないように、部品をターンテーブル上で回転させるべきである。プラズマ切断機８１０の温度が１５，０００℃を超えることが可能であるため、部品上のプラズマ流の共鳴時間は限定されなければならない。
【００５７】
プラズマ流を発出するために適している例示的なプラズマ切断機８１０を図８に概略的に示す。このプラズマ切断機８１０においては、カソードおよびアノードなど２つの電極８０５間にキャリアガスを流す。カソードは円錐形状でよく、アノードは円柱形でよい。電圧源回路８０６が、これらの電極にわたり必要な電圧を供給する。電極８０５間には、高電流アーク８０４が生成される。電気アーク８０４はキャリアガスをイオン化し、それにより高圧プラズマ流８０３が作成され、この高圧プラズマ流８０３が残留物３６１、８０７を蒸発させる。このプラズマ切断機８１０を制御可能なロボットアーム（図示せず）に取り付けて、洗浄しようとする表面からのプラズマ流の距離および角度を調整することができる。
【００５８】
本発明の例示的な実施形態をこのようにして説明してきたが、様々な代替形態、変更形態および改良形態が当業者には容易に想到されることが明らかである。このような明白な代替形態、変更形態および改良形態は、上で明確に記載しているわけではないが、それでもなお暗示されているものとし、本発明の精神および範囲内にある。したがって、前述の説明は限定的ではなく例示的なものにすぎず、本発明は以下の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定され定義される。
【符号の説明】
【００５９】
１００…接着剤、１０５…上層、２００…接着剤、２０５…上層、２１０…接着剤、２１５…下層、２２０…接着剤、２３０…ヒータコイル、２５５…ヒータブロック、３００…コントローラ、３０１…検出器、３０２…基板処理装置、３０３…窓、３０４…基板、３０６…チャンバ、３０８…プロセスゾーン、３０９…検出器構成部品、３１０…基板支持体、３１１…基板輸送部、３１２…チャンバ壁、３１３…電極、３１４…側壁、３１６…底壁、３１８…天井、３３４…流量制御弁、３３６…ガス導管、３３８…プロセスガス供給部、３４２…ガス注入口、３４４…排気管、３４６…ポンプチャネル、３５０…絞り弁、３５２…排気ポンプ、３５４…対ガスエネルギ付与装置、３５５…アンテナ電源、３５６…アンテナ、３５８…誘導コイル、３６０…ポリマーシーラント、３６１…残留物、３７０…静電チャック、３７４…誘電体、３７８…電極、３８０…基板受け表面、３８２…電極電源、４００…レーザ、４１０…レーザビーム、４１５…構成部品表面、４１８…接着剤残留物、４２０…窓、４３０…レーザビーム処理チャンバ、４４０…エポキシ塗膜、４５０…Ｌａｖａｃｏａｔ（商標）層、５００…保持リング、５０３…底面、５０５…下部、５１０…チャネル、５２５…垂直部分、５３０／５９０…傾斜部分、５４５…上部、５６０…上面、５６５…孔、５７０…アライメントアパーチャ、５８０…垂直部分、６００…ガス分配板、６０１…露出面、６０２…中央部分、６０４…周縁部分、６０６、６０８…アパーチャ、６１０…孔、６１２…内面、７２０…基板処理構成部品、７２４…レーザテクスチャ加工表面、７２６…アレイ、７２８…溝、７２９…幅、７３０…長さ、７３１…深さ、７３２…長手方向軸、７３３…深さ、７３６…分離距離、７３８…アレイ、７４０…ノブ、７４２…高さ、７４４…第１の分離距離、７４６…第１の軸、７４８…第２の分離距離、７５０…第２の軸、８０３…高圧プラズマ流、８０４…高電流アーク、８０５…電極、８０６…電圧源回路、８０７…残留物、８１０…プラズマ切断機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーコーティングと、前記ポリマーコーティング上に形成される残留物とを有する表面を備える基板処理構成部品を洗浄する方法であって、
（ａ）前記基板処理構成部品の前記表面上の前記ポリマーコーティングを有機溶媒と接触させるステップと、
（ｂ）前記ポリマーコーティングを除去することなく前記有機溶媒によって前記残留物を除去するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記基板処理構成部品の前記表面上の前記ポリマーコーティングを有機溶媒と接触させる前記ステップが、
（i）前記有機溶媒を染み込ませた雑巾と前記表面を接触させる工程であって、前記雑巾が、複数の染み込ませた雑巾と共にあらかじめ同梱された容器から選択される工程、
（ii）前記表面上に前記有機溶媒を吹き付ける工程、または
（iii）前記有機溶媒に前記基板処理構成部品表面を浸漬する工程、
のうち少なくとも１つを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機溶媒が、シクロヘキサノン、エタノールアミン、酢酸エチル、２−エトキシエタノールアミン、ヘプタン、ヒドロキシルアミン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフランおよびトルエンのうち少なくとも１つを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（iii）において、前記有機溶媒が、前記浸漬ステップ中に超音波エネルギによって撹拌される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマーコーティングが、メタクリレートを備えるポリマーシーラントを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基板処理構成部品の前記表面を接触させる前記ステップが、（i）ニッケルめっき、（ii）陽極酸化アルミニウム、（iii）炭化ケイ素および（iv）ポリマーシーラントを含むポリマーコーティングで被覆されているアルミニウム構造を備える基板処理チャンバ壁を接触させる工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリマーコーティングが接着剤残留物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
接着剤により下層セラミック構造に付着しているポリマー層を備える基板処理構成部品を改装する方法であって、
（ａ）前記セラミック構造から前記ポリマー層を除去し、それにより前記セラミック構造上に残留接着剤を残すステップと、
（ｂ）前記残留接着剤を有機溶媒と接触させて、前記下層セラミック構造から前記残留接着剤を除去するステップと、
（ｃ）前記セラミック構造上の前記ポリマー層を取り換えるステップと、
を備える方法。
【請求項９】
前記有機溶媒が、シクロヘキサノン、エタノールアミン、酢酸エチル、２−エトキシエタノールアミン、ヘプタン、ヒドロキシルアミン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフランおよびトルエンのうち少なくとも１つを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
基板処理構成部品の表面から接着剤残留物をアブレーションする方法であって、
（ａ）前記接着剤残留物をアブレーションするために十分に高いエネルギ密度で、前記基板処理構成部品の前記表面にわたってレーザビームを走査させるステップを含む方法。
【請求項１１】
前記レーザビームが、以下の特性、
（i）前記ビームが、約９．６×１０6Ｗ／ｃｍ2〜約８．６×１０7Ｗ／ｃｍ2のワット数を提供すること、
（ii）前記ビームがパルス波ビームであること、
（iii）前記ビームが連続波ビームであること、
（iv）前記ビームが、ＣＯ2レーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ｅｒ：Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、高出力ダイオードレーザまたは他の固体レーザによって生成されること、および
（v）前記ビームが、約１００ワット〜約５０００ワットの出力領域を有すること、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板処理構成部品が前記アクリル残留物より下にポリマーコーティングを備え、前記ステップ（ａ）が、前記接着剤残留物をアブレーションする工程に加えて、前記ポリマーコーティングおよび前記アクリルコーティングをアブレーションする（ablating）工程を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ａ）が、前記接着剤残留物をアブレーションする工程に加えて、前記構成部品の前記表面上の特徴部をスクライブする工程を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板処理構成部品が保持リングまたはガス分配板を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板処理構成部品の前記表面にわたってキャリアガスを流すことによって、前記接着剤残留物を除去するステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
下層金属構造を覆うポリマー層の上に接着剤残留物を備える表面を備える基板処理構成部品を改装する方法であって、
（ａ）前記接着剤残留物をアブレーションするために十分に高いエネルギ密度レベルで、前記基板処理構成部品の前記表面にわたってレーザビームを走査させるステップと、
（ｂ）前記金属構造上に新しいポリマー層を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項１７】
前記レーザビームが、以下の特性、
（i）前記ビームが、約９．６×１０6Ｗ／ｃｍ2〜約８．６×１０7Ｗ／ｃｍ2のワット数を提供すること、
（ii）前記ビームがパルス波ビームであること、
（iii）前記ビームが連続波ビームであること、
（iv）前記ビームが、ＣＯ2レーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ｅｒ：Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、高出力ダイオードレーザまたは他の固体レーザによって生成されること、および
（v）前記ビームが、約１００ワット〜約５０００ワットの出力領域を有すること、のうちの少なくとも１つを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
基板処理構成部品を洗浄する方法であって、
（ａ）残留物を有する前記基板処理構成部品の表面を、プラズマ流と接触させるステップと、
（ｂ）前記残留物を蒸発させるために十分に高い温度で、前記基板処理構成部品の前記表面にわたって前記プラズマ流を走査させるステップと、
を備える方法。
【請求項１９】
前記プラズマ流が、下記
（i）酸素または空気と、
（ii）アルゴン、窒素またはヘリウムと、
の少なくとも一方を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記プラズマ流が、プラズマ切断機によって生成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項１】
ポリマーコーティングと、前記ポリマーコーティング上に形成される残留物とを有する表面を備える基板処理構成部品を洗浄する方法であって、
（ａ）前記基板処理構成部品の前記表面上の前記ポリマーコーティングを有機溶媒と接触させるステップと、
（ｂ）前記ポリマーコーティングを除去することなく前記有機溶媒によって前記残留物を除去するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記基板処理構成部品の前記表面上の前記ポリマーコーティングを有機溶媒と接触させる前記ステップが、
（i）前記有機溶媒を染み込ませた雑巾と前記表面を接触させる工程であって、前記雑巾が、複数の染み込ませた雑巾と共にあらかじめ同梱された容器から選択される工程、
（ii）前記表面上に前記有機溶媒を吹き付ける工程、または
（iii）前記有機溶媒に前記基板処理構成部品表面を浸漬する工程、
のうち少なくとも１つを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機溶媒が、シクロヘキサノン、エタノールアミン、酢酸エチル、２−エトキシエタノールアミン、ヘプタン、ヒドロキシルアミン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフランおよびトルエンのうち少なくとも１つを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（iii）において、前記有機溶媒が、前記浸漬ステップ中に超音波エネルギによって撹拌される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマーコーティングが、メタクリレートを備えるポリマーシーラントを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記基板処理構成部品の前記表面を接触させる前記ステップが、（i）ニッケルめっき、（ii）陽極酸化アルミニウム、（iii）炭化ケイ素および（iv）ポリマーシーラントを含むポリマーコーティングで被覆されているアルミニウム構造を備える基板処理チャンバ壁を接触させる工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリマーコーティングが接着剤残留物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
接着剤により下層セラミック構造に付着しているポリマー層を備える基板処理構成部品を改装する方法であって、
（ａ）前記セラミック構造から前記ポリマー層を除去し、それにより前記セラミック構造上に残留接着剤を残すステップと、
（ｂ）前記残留接着剤を有機溶媒と接触させて、前記下層セラミック構造から前記残留接着剤を除去するステップと、
（ｃ）前記セラミック構造上の前記ポリマー層を取り換えるステップと、
を備える方法。
【請求項９】
前記有機溶媒が、シクロヘキサノン、エタノールアミン、酢酸エチル、２−エトキシエタノールアミン、ヘプタン、ヒドロキシルアミン、メチルエチルケトン、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフランおよびトルエンのうち少なくとも１つを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
基板処理構成部品の表面から接着剤残留物をアブレーションする方法であって、
（ａ）前記接着剤残留物をアブレーションするために十分に高いエネルギ密度で、前記基板処理構成部品の前記表面にわたってレーザビームを走査させるステップを含む方法。
【請求項１１】
前記レーザビームが、以下の特性、
（i）前記ビームが、約９．６×１０6Ｗ／ｃｍ2〜約８．６×１０7Ｗ／ｃｍ2のワット数を提供すること、
（ii）前記ビームがパルス波ビームであること、
（iii）前記ビームが連続波ビームであること、
（iv）前記ビームが、ＣＯ2レーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ｅｒ：Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、高出力ダイオードレーザまたは他の固体レーザによって生成されること、および
（v）前記ビームが、約１００ワット〜約５０００ワットの出力領域を有すること、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記基板処理構成部品が前記アクリル残留物より下にポリマーコーティングを備え、前記ステップ（ａ）が、前記接着剤残留物をアブレーションする工程に加えて、前記ポリマーコーティングおよび前記アクリルコーティングをアブレーションする（ablating）工程を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ａ）が、前記接着剤残留物をアブレーションする工程に加えて、前記構成部品の前記表面上の特徴部をスクライブする工程を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板処理構成部品が保持リングまたはガス分配板を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板処理構成部品の前記表面にわたってキャリアガスを流すことによって、前記接着剤残留物を除去するステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
下層金属構造を覆うポリマー層の上に接着剤残留物を備える表面を備える基板処理構成部品を改装する方法であって、
（ａ）前記接着剤残留物をアブレーションするために十分に高いエネルギ密度レベルで、前記基板処理構成部品の前記表面にわたってレーザビームを走査させるステップと、
（ｂ）前記金属構造上に新しいポリマー層を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項１７】
前記レーザビームが、以下の特性、
（i）前記ビームが、約９．６×１０6Ｗ／ｃｍ2〜約８．６×１０7Ｗ／ｃｍ2のワット数を提供すること、
（ii）前記ビームがパルス波ビームであること、
（iii）前記ビームが連続波ビームであること、
（iv）前記ビームが、ＣＯ2レーザ、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ｅｒ：Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、高出力ダイオードレーザまたは他の固体レーザによって生成されること、および
（v）前記ビームが、約１００ワット〜約５０００ワットの出力領域を有すること、のうちの少なくとも１つを有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
基板処理構成部品を洗浄する方法であって、
（ａ）残留物を有する前記基板処理構成部品の表面を、プラズマ流と接触させるステップと、
（ｂ）前記残留物を蒸発させるために十分に高い温度で、前記基板処理構成部品の前記表面にわたって前記プラズマ流を走査させるステップと、
を備える方法。
【請求項１９】
前記プラズマ流が、下記
（i）酸素または空気と、
（ii）アルゴン、窒素またはヘリウムと、
の少なくとも一方を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記プラズマ流が、プラズマ切断機によって生成される、請求項１８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１６８４９（Ｐ２０１２−２１６８４９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２４６１２（Ｐ２０１２−１２４６１２）
【出願日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【分割の表示】特願２００９−５３３３３４（Ｐ２００９−５３３３３４）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（５１２００８６０２）クアンタム グローバル テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【分割の表示】特願２００９−５３３３３４（Ｐ２００９−５３３３３４）の分割
【原出願日】平成１９年１０月１５日（２００７．１０．１５）
【出願人】（５１２００８６０２）クアンタム グローバル テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー (2)
【Ｆターム（参考）】
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