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CN113785084B - 具有原位腔室清洁能力的物理气相沉积(pvd)腔室 - Google Patents

具有原位腔室清洁能力的物理气相沉积(pvd)腔室 Download PDF

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CN113785084B CN202080032707.4A CN202080032707A CN113785084B CN 113785084 B CN113785084 B CN 113785084B CN 202080032707 A CN202080032707 A CN 202080032707A CN 113785084 B CN113785084 B CN 113785084B
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Abstract

本文提供工艺配件屏蔽物和包含该工艺配件屏蔽物的工艺腔室的实施方式。在一些实施方式中，被配置成用于在工艺腔室中使用以处理基板的工艺配件包括：屏蔽物，该屏蔽物具有圆柱形主体，该圆柱形主体具有上部分和下部分；适配器部分，该适配器部分经配置以被支撑在工艺腔室的壁上并且具有用于支撑屏蔽物的搁置表面；和加热器，该加热器耦接至适配器部分并且经配置以电耦接至工艺腔室的至少一个电源以加热屏蔽物。

Description

具有原位腔室清洁能力的物理气相沉积(PVD)腔室
领域
本公开内容的实施方式总体涉及半导体基板处理装备。
背景
在基板的物理气相沉积(PVD)处理期间，PVD腔室沉积可在围绕等离子体的所有部件上形成膜的溅射材料。随着时间的推移，可能会在通常设置在PVD腔室中的工艺配件屏蔽物上形成不想要的沉积材料。尽管将溅射材料沉积在工艺配件屏蔽物上是一种被接受的做法，但这样的溅射材料会脱落颗粒，这些颗粒会损坏PVD期间使用的溅射靶并且/或者污染正在处理的基板。
维护工艺配件屏蔽物通常包括从PVD腔室移除工艺配件屏蔽物(该工艺配件屏蔽物可包括多个部件)、化学地蚀刻工艺配件屏蔽物至原始状态，重新安装工艺配件屏蔽物，以便可重复使用工艺配件屏蔽物。然而，发明人已观察到这样的工艺可为费时、费力并且昂贵的，并且不希望地增加了腔室停机时间。
因此，发明人提供了提供原位腔室清洁能力的方法和设备。
概述
本文提供工艺配件屏蔽物、结合有这样的工艺配件屏蔽物的工艺腔室和使用该工艺配件屏蔽物和该工艺腔室的方法的实施方式。在一些实施方式中，被配置成用于在工艺腔室中使用以处理基板的工艺配件包括：屏蔽物，该屏蔽物具有圆柱形主体，该圆柱形主体具有上部分和下部分；适配器部分，该适配器部分被配置为支撑在工艺腔室的壁上并且具有用于支撑屏蔽物的搁置表面(resting surface)；和加热器，该加热器耦接至适配器部分并且被配置为电耦接至工艺腔室的至少一个电源以加热屏蔽物。
在一些实施方式中，被配置成用于处理基板的工艺腔室包括腔室壁，腔室壁至少部分地限定工艺腔室内的内部容积；溅射靶，该溅射靶经设置在内部容积的上部分中；基板支撑件，该基板支撑件具有用于将基板支撑在溅射靶下方的支撑表面；和围绕溅射靶和基板支撑件的工艺配件，该工艺配件包括：屏蔽物，该屏蔽物具有圆柱形主体，该圆柱形主体具有上部分和下部分；适配器部分，该适配器部分被支撑在工艺腔室的工艺腔室壁上并且具有用于支撑屏蔽物的搁置表面；和加热器，该加热器耦接至适配器部分并且被配置成电耦接至工艺腔室的至少一个电源以加热屏蔽物。
在一些实施方式中，一种用于清洁被配置成用于处理基板的工艺配件的方法包括以下步骤：将设置在工艺腔室的内部容积中的溅射靶维持在第一温度，该工艺腔室被配置成用于处理基板；和将工艺配件的屏蔽物加热到与第一温度不同的第二温度，引起工艺腔室的内部容积中的活化清洁气体与沉积在屏蔽物上的材料反应，以选择性地从屏蔽物去除材料。
下文描述本公开内容的其他和进一步的实施方式。
附图简要说明
可通过参考在附图中描绘的本公开内容的说明性实施方式来理解在上文简要概述并且在下文更详细讨论的本公开内容的实施方式。然而，附图仅图示本公开内容的典型实施方式，因此不应视为对范围的限制；本公开内容可允许其他等效实施方式。
图1描绘根据本公开内容的一些实施方式的工艺腔室的示意性侧视图。
图2描绘根据本公开内容的一些实施方式的工艺配件的示意性横截面图。
图3描绘根据本公开内容的一些实施方式的工艺配件的示意性横截面图。
图4是根据本公开内容的一些实施方式的用于清洁被配置成用于处理基板的工艺配件的方法的流程图。
为了便于理解，已经尽可能地使用相同的参考数字来表示图中共有的相同元件。附图未按比例绘制，并且可为了清楚起见而被简化。一个实施方式的元件和特征可有益地并入其他实施方式中，而无需进一步叙述。
具体说明
本文提供了工艺配件和结合有这样的工艺配件的工艺腔室的实施方式。具体来说，本公开内容提供可原位使用以基于化学地清洁设置在工艺腔室(例如，PVD腔室)中的工艺配件的方法和设备。这些方法和设备可用于去除工艺配件上不想要的沉积材料，而不损坏PVD期间所使用的靶。因此，可将在处理期间由工艺配件上的沉积材料剥落而引起的颗粒水平大大减少和/或维持在可接受的水平，进而造成PVD腔室运行时间和可用性显著增加，并且显著延长清洁之间的平均时间(MTBC)。
图1描绘根据本公开内容的一些实施方式的具有工艺配件200的工艺腔室100(例如，PVD腔室)的示意性横截面图。适合与本公开内容的工艺配件屏蔽物一起使用的PVD腔室的示例包括SIP />Applied Endura />Applied Endura和可从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司购得的其他PVD处理腔室。来自应用材料公司或其他制造商的其他处理腔室也可从本文所公开的发明设备中受益。
工艺腔室100包括包围内部容积108的腔室壁106。腔室壁106包括侧壁116、底壁120和顶板或盖124。工艺腔室100可以是可独立应用的腔室或多腔室平台(未示出)的一部分，该多腔室平台具有通过基板传送机构连接的互连腔室的群集，该基板传送机构在各个腔室之间传送基板104。工艺腔室100可以是能够将沉积材料溅射到基板104上的PVD腔室。用于溅射沉积的合适材料的非限制性示例包括碳、铝、铜、钽、氮化钽、钛、氮化钛、钨、氮化钨和类似物中的一者或多者。
工艺腔室100包括基板支撑件130，基板支撑件130包括用于支撑基板104的基座134。基座134的基板支撑表面138在处理期间接收并且支撑基板104。基座134可包括静电吸盘或加热器(例如电阻式加热器、热交换器或其他合适的加热装置)。可通过工艺腔室100的侧壁116中的基板装载入口143将基板104引入到工艺腔室100中，并且将基板104放置到基板支撑件130上。在通过机械臂将基板104放置在基板支撑件130上的过程中，可通过支撑件升降机构来升高或降低基板支撑件130并且可使用升降指状部件将基板104升高或降低到基板支撑件130上。基座134是可偏置的，并且可在等离子体操作期间维持在电浮动电位或接地。例如，在一些实施方式中，基座134可被偏置到给定电位，使得在工艺配件200的清洁工艺期间，RF电源170可被用于点燃一种或多种气体(例如，清洁气体)以产生包括离子和自由基的等离子体，等离子体可用于与沉积在工艺配件200上的一种或多种材料反应，这将在下文更详细地描述。
基座134具有基板支撑表面138，基板支撑表面138具有与溅射靶140的溅射表面139大体上平行的平面。溅射靶140包括使用一个或多个合适的安装装置来安装到背板142的溅射板(或靶材料)141，该一个或多个合适的安装装置例如为焊接结合物(solderbond)。溅射板141包括要溅射到基板104上的材料。背板142由金属制成，该金属例如为不锈钢、铝、铜铬或铜锌。背板142可由具有足够高的热导率的材料制成，以使在溅射板141和背板142两者中形成的溅射靶140中产生的热消散。从在溅射板141和背板142中发生的涡流产生热，并且还从来自等离子体的高能离子轰击到溅射靶140的溅射表面139产生热。较高热导率背板142允许使在溅射靶140中产生的热消散到周围的结构或甚至是到热交换器，该热交换器可安装在背板142后面或可在背板142本身中。例如，背板142可包括通道(未示出)以在通道中使传热流体循环。背板142的适当高的热导率是至少约200W/mK，例如，从约220至约400W/mK。这样的热导率水平通过更有效地使在溅射靶140中产生的热消散而允许溅射靶140在更长的工艺时间段操作，并且还允许(例如当需要清洁工艺配件200上和工艺配件200周围的区域时)相对快速地冷却溅射板141。
结合由具有高热导率和低电阻率的材料制成的背板142，或单独地并且独自地，背板142可包括具有一个或多个槽(未示出)的背部表面。例如，背板142可具有用于冷却溅射靶140的背部的槽(例如环形槽或脊)。槽和脊也可具有其他图案，例如矩形网格图案、螺旋图案或仅是跨越背部表面延伸的直线。
在一些实施方式中，工艺腔室100可包括磁场产生器150，以在溅射靶140附近塑形磁场从而改善溅射靶140的溅射。可通过磁场产生器150来增强电容产生的等离子体，其中(例如)复数个磁体151(例如，永磁体或电磁线圈)可在工艺腔室100中提供磁场，该磁场具有旋转磁场，该旋转磁场的旋转轴垂直于基板104的平面。附加地或替代地，工艺腔室100可包括磁场产生器150，磁场产生器150在工艺腔室100的溅射靶140附近产生磁场以增加与溅射靶140相邻的高密度等离子体区域中的离子密度，以改善靶材料的溅射。
通过气体输送系统160将溅射气体引入到工艺腔室100中；气体输送系统160经由具有气体流量控制阀(未示出)(如质量流量控制器)的导管163从气源161提供气体，以使设定流率的气体穿过导管163。工艺气体可包括非反应性气体，如氩气或氙气，该非反应性气体能够高能地(energetically)撞击溅射靶140并且使材料从溅射靶140溅射。工艺气体还可包括反应性气体，例如一种或多种含氧气体和含氮气体，该反应性气体可与溅射材料反应以在基板104上形成层。气体接着由RF电源170激发以形成或产生等离子体以使溅射靶140溅射。例如，工艺气体通过高能量电子而离子化，并且离子化的气体被吸引到溅射材料，该溅射材料被偏置为负电压(例如，-300至-1500伏特)。由阴极的电位赋予离子化气体(例如现在带正电的气体原子)的能量引起溅射。在一些实施方式中，反应性气体可直接与溅射靶140反应以产生化合物，接着随后地从溅射靶140溅射。例如，可通过DC电源190和RF电源来给阴极供能。在一些实施方式中，DC电源190可被配置为提供脉冲DC以向阴极供电。用过的工艺气体和副产物通过排放装置162从工艺腔室100排放。排放装置162包括排放口(未示出)，该排放口接收用过的工艺气体并且将用过的气体传到具有用于控制工艺腔室100中的气体压力的节流阀的排放导管164。排放导管164连接到一个或多个排放泵(未示出)。
另外，气体输送系统160被配置成引入一种或多种气体(例如，取决于用于溅射靶140的材料)，该一种或多种气体可被激发以产生活性的清洁气体(例如，离子化的等离子体体或自由基)至工艺腔室100的内部容积108中，以执行屏蔽物201的清洁工艺，这将在下文中更详细地描述。替代地或附加地，气体输送系统160可耦接至远程等离子体源(RPS)165，远程等离子体源(RPS)165被配置为提供自由基(或等离子体，取决于RPS的配置)至工艺腔室100的内部容积108中。溅射靶140连接到DC电源190和/或RF电源170中的一者或两者。DC电源190可相对于工艺配件200的屏蔽物201向溅射靶140施加偏置电压，工艺腔室200的屏蔽物201在溅射工艺和/或清洁工艺期间可以是电浮动的(electrically floating)。例如，当执行屏蔽物201的清洁工艺时，DC电源190或不同的DC电源190a也可用于向工艺配件200的盖环部分212或适配器部分226的加热器203施加偏置电压。
在DC电源190向溅射靶140和连接到在DC电源190的其他腔室部件供电的同时，RF电源170激发溅射气体以形成溅射气体的等离子体。形成的等离子体撞击并且轰击溅射靶140的溅射表面139，以使材料溅射出溅射表面139而到基板104上。在一些实施方式中，由RF电源170提供的RF能量的频率范围可从大约2MHz到大约60MHz，或可使用诸如2MHz、13.56MHz、27.12MHz或60MHz的非限制性频率。在一些实施方式中，可提供复数个(即，两个或更多个)RF电源以在复数个上述频率中提供RF能量。例如，当在工艺配件200上和在工艺配件200周围的区域执行清洁工艺时，附加的RF电源也可用于向基座134和/或盖环部分212提供偏置电压。例如，在一些实施方式中，额外的RF电源170a可用于向可偏置电极137供能，可偏置电极137可嵌入在基座134(或基板支撑件130的基板支撑表面138)中。可偏置电极可用于向屏蔽物201和/或基板支撑件130供电。此外，在一些实施方式中，RF电源170可被配置为向可偏置电极137供能。例如，可设置一个或多个附加部件(例如，切换电路(switchingcircuit))来将电路径从盖124切换到可偏置电极137。
工艺腔室100的各个部件可由控制器180控制。控制器180包括具有指令集的程序代码，以操作部件来处理基板104。例如，控制器180可包括程序代码，该程序代码包括用于操作基板支撑件130和基板传送机构的基板定位指令集、加热器203的一个或多个加热部件(例如，灯、辐射加热装置(radiative heating)和/或嵌入式电阻加热器)的温度控制、对在工艺配件200上和工艺配件200周围的区域的清洁工艺指令集、微波电源181的功率控制、用于操作气体流量控制阀以设定到工艺腔室100的溅射气体的流量的气体流量控制指令集、用于操作排放节流阀以维持工艺腔室100中的压力的气压控制指令集、用于操作RF电源170以设置气体激发功率水平的气体激发器(energizer)控制指令集、用于控制基板支撑件130中的温度控制系统或传热介质供应器以控制传热介质去往环形传热通道的流率的温度控制指令集和用于监测工艺腔室100中的工艺的工艺监测指令集。
继续参考图1并且参考图2，工艺腔室100还包含工艺配件200，工艺配件200包括各种部件，这些部件包括可容易地从工艺腔室100去除的适配器部分226和屏蔽物201，(例如)以替换或修理被侵蚀的部件或将工艺腔室100适配用于其他工艺。另外，与常规工艺配件不同，常规工艺配件需要被去除以清洁部件表面(例如，屏蔽物201)上的溅射沉积物，发明人设计了用于原位清洁以去除屏蔽物201上的材料的溅射沉积物的工艺配件200，如将在下文更详细地描述的。
屏蔽物201包括圆柱形主体214，圆柱形主体214的直径尺寸经设计以环绕溅射靶140的溅射表面139和基板支撑件130(例如，直径大于溅射表面139且大于基板支撑件130的支撑表面)。圆柱形主体214具有上部分216；上部分216被配置为当被安装在腔室中时围绕溅射靶140的溅射表面139的外边缘。屏蔽物201进一步包括下部分217；下部分217被配置成当被安装在腔室中时围绕基板支撑件130的基板支撑表面138。下部分217包括用于围绕基板支撑件130的周边壁131放置的盖环部分212。盖环部分212环绕且至少部分覆盖设置在基板支撑件130周围的沉积环208，以接收并且因此遮蔽沉积环208免于大部分溅射沉积物。如上所述，在一些实施方式中，例如当需要清洁工艺配件200上和工艺配件200周围的区域时，可使用DC电源190a和/或RF电源170a对盖环部分212施加偏压。在一些实施方式中，RF电源170或DC电源190也可被配置为偏置盖环部分212。例如，可如上所述使用切换电路。
将沉积环208设置在盖环部分212的下方。盖环部分212的底表面与沉积环208互相配合(interface)以形成曲折路径202，且盖环部分212从圆柱形主体214的下部分217径向向内延伸，如图2中所示。在一些实施方式中，盖环部分212与沉积环208互相配合但不接触，使得曲折路径202是设置在盖环部分212与沉积环208之间的间隙。例如，盖环部分212的底表面可包括环形腿部240，环形腿部240延伸到形成在沉积环208中的环形沟道241中。曲折路径202有利地限制或防止等离子体泄漏到工艺配件200外部的区域。此外，曲折路径202的受限制的流动路径限制低能量溅射沉积物在沉积环208与盖环部分212的匹配表面上的堆积，否则这些低能量溅射沉积物将会彼此黏附或黏附至基板104的悬垂边缘206。另外，在一些实施方式中，气体输送系统160与曲折路径202流体连通以当需要清洁工艺配件200上和工艺配件200周围的区域时，提供一种或多种合适气体(例如，工艺气体和/或清洁气体)至工艺腔室100的内部容积108中。
沉积环208至少部分地被盖环部分212的径向向内延伸的唇部230覆盖。唇部230包括下表面231和上表面232。沉积环208和盖环部分212彼此协作以减少在基板支撑件130的周边壁131和基板104的悬垂边缘上形成的溅射沉积物。盖环部分212的唇部230与悬垂边缘206隔开可在约0.5英寸与约1英寸之间的水平距离，以减小基板104附近的破坏性电场(即，唇部230的内直径比要处理的基板的给定直径大了约1英寸至约2英寸)。
沉积环208包括在基板支撑件130的周边壁附近131延伸并且围绕基板支撑件130的周边壁131的环形带215，如图2中所示。环形带215包括内唇部250；内唇部250从环形带215横向延伸并且大体上平行于基板支撑件130的周边壁131。内唇部250在基板104的悬垂边缘206的正下方终止。内唇部250限定沉积环208的内周边，沉积环208的内周边围绕基板104的周边和基板支撑件130，以在处理期间保护基板支撑件130的未被基板104覆盖的区域。例如，内唇部250围绕并且至少部分地覆盖否则将暴露于处理环境的基板支撑件130的周边壁131，以减少或甚至完全排除溅射沉积物在周边壁131上的沉积。沉积环208可用于保护基板支撑件130被暴露的侧表面，以减少被供能的等离子体物质侵蚀这些侧表面。
屏蔽物201环绕溅射靶140的面对基板支撑件130的溅射表面139和基板支撑件130的外周边。屏蔽物201覆盖并且遮蔽工艺腔室100的侧壁116以减少源自溅射靶140的溅射表面139而到屏蔽物201后面的部件和表面上的溅射沉积物的沉积。例如，屏蔽物201可保护基板支撑件130的表面、基板104的悬垂边缘206、工艺腔室100的侧壁116和底壁120。
继续参考图2，适配器部分226从上部分216径向向外延伸。适配器部分226包括密封表面233和与密封表面233相对的搁置表面234。密封表面233包含O形环槽222，以接收O形环223从而形成真空密封，并且搁置表面234搁置在工艺腔室100的侧壁116上或由工艺腔室100的侧壁116支撑；也可在与搁置表面234相对的侧壁116中设置O形环槽222和O形环223。
适配器部分226包括向内延伸的突出部分227；突出部分227与对应的向外延伸的突出部分228接合，以支撑屏蔽物201。适配器部分226包括朝向盖环部分212下方的基座134向内延伸的下部分235。下部分235与盖环部分212间隔开，使得在下部分235与盖环部分212之间形成腔体229。腔体229由下部分235的顶表面237和盖环部分212的底表面238限定。下部分235的顶表面237和底表面238之间的距离使得可在清洁工艺配件200期间的预定时间内实现从加热器203到屏蔽物201的最大热传递。腔体229与曲折路径202流体连通，曲折路径202允许当需要清洁工艺配件200上和工艺配件200周围的区域时，(例如，经由气体输送系统160所引入的)气体流入工艺腔室100的内部容积108中。
下部分235被配置成容纳加热器203。更具体来说，在下部分235内限定适当配置的环形槽236，并且环形槽236被配置成支撑一个或多个适当的加热部件，该一个或多个适当的加热部件包括但不限于加热器203的灯、辐射加热装置或嵌入式电阻加热器。在所示实施方式中，被灯壳207环绕的辐射环形线圈205示出为被支撑在环形槽236中，灯壳207例如为玻璃、石英或其他合适的材料。当需要清洁工艺配件200上和工艺配件200周围的区域时，可使用例如可由控制器180控制的DC电源190或DC电源190a来对辐射环形线圈205供能或供电，以达到约250℃至约300℃的温度。
适配器部分226也可用作围绕工艺腔室100的侧壁116的热交换器。替代地或附加地，可在适配器部分226或屏蔽物201(例如，上部分216)中的一者或两者中设置环形传热通道225，以使传热介质流动。传热介质可用于例如在完成清洁工艺配件200时或完成已在工艺腔室100中执行的一个或多个其他工艺时冷却适配器部分226和/或屏蔽物201。
图3描绘了根据本公开内容的一些实施方式的工艺配件300的示意性横截面图。工艺配件300大体上类似于工艺配件200。因此，这里仅描述工艺配件300所独有的那些特征。适配器部分326包括被配置为连接到微波电源381的入口或端口325。类似于RF电源170和DC电源190，微波电源181被配置为当需要清洁工艺配件200上和工艺配件200周围的区域时在工艺腔室100的内部容积108中产生等离子体。另外，可沿着内部体积108以围绕溅射靶140的溅射表面139的周边的圆形阵列来提供一个或多个介电谐振器327(以虚线示出)，来点燃等离子体以产生(例如)一种或多种自由基，该一种或多种自由基可被朝向工艺配件200周围需要清洁的区域引导。
图4是根据本公开内容的一些实施方式的用于清洁被配置成用于处理基板的工艺配件的方法的流程图。溅射板(或靶材料)141可由一种或多种要被沉积在基板上的合适材料制成。例如，溅射板(或靶材料)141可由碳、硅、氮化硅、铝、钨、碳化钨、铜、钛、氮化钛、碳化钛、氮化碳或类似物制成。可制成溅射板(或靶材料)141的特定材料可取决于期望在工艺腔室中沉积在基板上的材料。制成溅射板(或靶材料)141的材料可能影响与腔室配置和清洁工艺有关的一个或多个因素，例如，用于清洁工艺配件的活化清洁气体的类型、是否使用挡板(或挡板组件)以在清洁工艺配件时保护溅射板141等。
在一些实施方式中，可使用一种或多种活化的清洁气体来在工艺配件200上和工艺配件200周围进行清洁。例如，活化的清洁气体可以是被引入到工艺腔室100中并且随后被供能以形成等离子体从而产生可被朝向工艺配件200引导的自由基(例如，活化的清洁气体)的清洁气体。替代地或组合地，可从远程等离子体源将自由基(例如，活化的清洁气体)引入至工艺腔室中，然后将该自由基朝向工艺配件200引导。使用等离子体活化以形成清洁气体自由基的清洁气体可以是例如氧气(O2)或其他含氧气体(例如臭氧、氢氧化物、过氧化物或类似物)、氯气(Cl2)或其他含氯气体或类似物、氮、氟、硼、硫、铌或上述项的组合。所用清洁气体的类型可取决于(例如)靶材料的类型、腔室的类型(例如，PVD等)和制造商的偏好等。例如，若靶材料是Al，则可使用Cl2或BCl3产生等离子体，并且屏蔽物201可由除了Al以外的材料制成；若靶材料是Ti，则可使用SF6或Cl2来产生等离子体；若靶材料是W，则可使用Cl2或其他基于氯或氟的气体来产生等离子体；若靶材料是Cu，则可使用NbCl3产生等离子体；并且若目标材料是Si，则可使用NF3产生等离子体。
根据本公开内容，可根据工艺腔室100的惯常维护来执行工艺配件200上和工艺配件200周围的清洁。例如，可周期性地执行方法400以减少工艺配件200上和工艺配件200周围的沉积物堆积。例如，当将碳用作溅射板(或靶材料)141时，方法400可用于去除积碳。无论何时在工艺配件200上堆积了足够的材料，都可周期性地运行清洁工艺。例如，可在已沉积大约5μm的碳后(这等同于在每个基板上沉积1000A膜的沉积的大约50个左右的基板(或晶片))执行清洁工艺。
在清洁工艺配件200上和工艺配件200周围之前，可将虚晶片(dummy wafer)122a装载到工艺腔室100的内部容积108中，并且将虚晶片122a设置在基板支撑件130上，以保护基板支撑件130的部件(例如，基座134、基板支撑表面138等)。替代地或附加地，可将档板盘122b放置在基板支撑件130上或上方以保护基板支撑件130的部件。相反地，不需使用虚晶片122a和档板盘122b中的任一者。
另外，在一些实施方式中，档板盘122b可位于溅射靶140的前面，且用于在去除工艺配件200上的累积沉积物时防止反应性气体到达溅射靶140。
虚晶片122a和/或档板盘122b可被存储在例如周边保持区域123中，且可在进行工艺配件200上和工艺配件200周围的清洁之前被移动到处理腔室100中。
发明人发现，为了便于去除工艺配件200上的累积沉积材料，必须对工艺配件200上和工艺配件200周围的区域进行主动加热(例如，加热到温度高于用于处理基板的温度)。例如，当溅射靶140是碳时，为了促进碳和氧自由基反应(例如，形成二氧化碳)、为了在工艺配件200上和工艺配件200周围选择性地(例如，将清洁集中到工艺腔室100的内部容积108内的特定区域)清洁、并且为了最大程度地在工艺配件200上和工艺配件200周围进行清洁，需要维持溅射板141与工艺配件200上和工艺配件200周围的区域之间的温度差。因此，为了积极地实现这样的温度差，可将溅射板141保持在相对低的温度，例如，大约25℃至大约100℃的温度。如上所述的背部水冷可用于达到这样的温度。当在执行了PVD之后不久清洁工艺配件200上和工艺配件200周围的区域时，例如当溅射板141的温度相对地高时，例如使用背部水冷却或类似方式来冷却溅射板141可以是有用的。替代地或附加地，可在不使用任何冷却装置的情况下，使溅射板141随时间冷却。因此，在一些实施方式中，在402处，溅射板141可在清洁工艺期间维持在大约25℃至大约100℃。
接下来，为了确保达到/维持上述温度差，在404处，可将工艺配件200上和工艺配件200周围的区域主动地加热到大约250℃至大约300℃的温度。如上所述，可使用DC电源190(或DC电源190a)来向加热器203的辐射环形线圈205供能以达到这样的温度，并且可由控制器180来控制从DC电源190提供到辐射环形线圈205的能量的量。
此后，可使用一个或多个工艺来产生等离子体，从而形成对应的离子和自由基，这些离子和自由基可用来与工艺配件200上和工艺配件200周围累积的沉积材料发生反应。例如，在一些实施方式中，当工艺配件200周围积聚的沉积材料是碳时，可使用例如气体输送系统160将氧气引入工艺腔室100的内部容积108中。一旦引入，可通过以下方式产生包括离子和自由基的氧等离子体：使用例如RF电源170和基座134或盖环部分212为氧气供能；可使用RF电源170a或DC电源190a中的一者或两者将如上所述的RF电源170和基座134或盖环部分212偏置到电压电位。
替代地或附加地，可使用例如气体输送系统160将氧气引入到工艺腔室100的内部容积108中，并且可使用微波电源181产生氧等离子体以形成氧离子和自由基。
替代地或附加地，可使用例如RPS165远程地产生氧等离子体。例如，可通过RPS165产生氧等离子体，并且将来自氧等离子体的氧离子和自由基引导到工艺腔室。
一旦给氧气供能以形成氧等离子体，则氧自由基与沉积在工艺配件200上和工艺配件200周围的碳反应，并且将沉积的碳转化为二氧化碳(例如，以选择性地蚀刻或去除碳)，然后可经由例如排放装置162从工艺腔室100的内部容积108泵送二氧化碳。替代地或附加地，来自氧等离子体的一些氧离子(例如，除了氧自由基之外)也可用于与沉积在工艺配件200上和工艺配件200周围的碳反应以将沉积的碳转化为二氧化碳，这可取决于氧等离子体中氧自由基与氧离子的比率。例如，可控制氧离子与氧自由基的比率，使得在等离子体中产生更多(或更少)的离子化氧，并且产生更少(或更多)的氧自由基。
控制器180可控制排放装置162以在例如二氧化碳产生的终点处开始排放二氧化碳，这可使用设置在工艺腔室100的内部容积108中的一个或多个传感器(未示出)来检测。例如，在一些实施方式中，控制器180可使用一个或多个传感器基于排放气体的成分来确定清洁时间的终点。
替代地或附加地，控制器180可被配置成控制排放装置162以在(例如)预定时间处开始排放二氧化碳，该预定时间可经由经验数据来计算。
尽管前述内容针对本公开内容的实施方式，但在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设计本公开内容的其他和进一步的实施方式。

Claims (19)

1.一种被配置成用于在用于处理基板的工艺腔室中使用的工艺配件，包括：
屏蔽物，所述屏蔽物具有圆柱形主体，所述圆柱形主体具有上部分和下部分，其中所述上部分包括向外延伸的突出部分；
适配器部分，所述适配器部分被配置为被支撑在所述工艺腔室的壁上并且具有向内延伸的突出部分，所述向内延伸的突出部分在所述屏蔽物的所述下部分上方的位置处接触所述屏蔽物的所述向外延伸的突出部分；和
加热器，所述加热器被支撑在所述适配器部分的环形槽中并且被配置成电耦接到所述工艺腔室的至少一个电源以加热所述屏蔽物，其中所述环形槽设置在腔体之下，所述腔体由所述适配器部分的下部分的顶表面和所述屏蔽物的所述下部分的底表面限定。
2.如权利要求1所述的工艺配件，其中所述加热器包括灯、辐射加热装置或嵌入式电阻加热器中的至少一者。
3.如权利要求1所述的工艺配件，进一步包括密封表面，当将所述工艺配件放置在所述工艺腔室中时，工艺腔室盖搁置在所述密封表面上以密封所述工艺腔室的内部容积。
4.如权利要求1所述的工艺配件，进一步包括设置在所述屏蔽物与所述适配器部分之间的路径，所述路径足以允许将清洁气体引入到所述工艺腔室中。
5.如权利要求1所述的工艺配件，其中所述适配器部分包括端口，所述端口被配置为耦接至远程等离子体源，以在使用期间将活化的清洁气体提供至所述工艺腔室的内部容积中。
6.一种被配置用于处理基板的工艺腔室，包括：
腔室壁，所述腔室壁至少部分地限定所述工艺腔室内的内部容积；
基板支撑件，所述基板支撑件具有用于支撑基板的支撑表面；和
工艺配件，所述工艺配件被配置为当溅射靶设置在所述工艺腔室中时围绕所述溅射靶并且围绕所述基板支撑件，所述工艺配件包括：
屏蔽物，所述屏蔽物具有圆柱形主体，所述圆柱形主体具有上部分和下部分，其中所述上部分包括向外延伸的突出部分；
适配器部分，所述适配器部分具有搁置表面、密封表面和向内延伸的突出部分，所述搁置表面被所述腔室壁支撑，所述密封表面与所述搁置表面相对，工艺腔室盖搁置在所述密封表面上以密封所述工艺腔室的所述内部容积，所述向内延伸的突出部分在所述屏蔽物的所述下部分上方的位置处接触所述屏蔽物的所述向外延伸的突出部分；和
加热器，所述加热器被支撑在所述适配器部分的环形槽中并且被配置成电耦接到所述工艺腔室的至少一个电源以加热所述屏蔽物，其中所述环形槽设置在腔体之下，所述腔体由所述适配器部分的下部分的顶表面和所述屏蔽物的所述下部分的底表面限定。
7.如权利要求6所述的工艺腔室，其中所述加热器包括灯、辐射加热装置或嵌入式电阻加热器中的至少一者。
8.如权利要求6所述的工艺腔室，进一步包括设置在所述屏蔽物与所述适配器部分之间的路径，所述路径足以允许将清洁气体引入到所述工艺腔室中。
9.如权利要求6所述的工艺腔室，其中所述适配器部分包括端口，所述端口被配置为耦接至远程等离子体源，以在使用期间将活化的清洁气体提供至所述工艺腔室的所述内部容积中。
10.如权利要求6所述的工艺腔室，进一步包括以下项中的至少一者：
气源，所述气源被配置为将清洁气体提供到所述工艺腔室的所述内部容积中，RF电源、DC电源或微波电源耦接至所述工艺腔室；或
远程等离子体源，所述远程等离子体源耦接到所述工艺腔室且被配置成将活化的清洁气体提供至所述工艺腔室的所述内部容积中。
11.如权利要求10所述的工艺腔室，其中存在以下情况中的至少一者：
所述RF电源耦接到所述基板支撑件的可偏置基座或所述屏蔽物的盖环中的至少一者，
所述DC电源耦接到所述屏蔽物的所述盖环，或
所述微波电源进一步包括被配置为当所述溅射靶设置在所述工艺腔室中时围绕所述溅射靶的周边以圆形配置而布置的复数个介电谐振器。
12.如权利要求6所述的工艺腔室，进一步包括被配置成排放用过的工艺气体的排放装置。
13.如权利要求6所述的工艺腔室，其中当所述溅射靶设置在所述工艺腔室中时，所述溅射靶由碳、硅、氮化硅、铝、钨、碳化钨、铜、钛、氮化钛、碳化钛、氮化碳中的至少一者制成。
14.一种用于清洁被配置为用于处理基板的工艺配件的方法，包括以下步骤：
将设置在工艺腔室的内部容积中的溅射靶维持在第一温度；和
使用加热器将工艺配件的屏蔽物加热到高于所述第一温度的第二温度，引起所述内部容积中的活化的清洁气体与沉积在所述屏蔽物上的材料反应，以选择性地从所述屏蔽物去除所述材料，其中
所述工艺配件包括所述屏蔽物、适配器部分和所述加热器，所述屏蔽物具有圆柱形主体，所述圆柱形主体具有上部分和下部分，所述适配器部分被配置为被支撑在所述工艺腔室的壁上并且具有用于支撑所述屏蔽物的搁置表面，所述加热器被支撑在所述适配器部分的环形槽中，并且所述环形槽设置在腔体之下，所述腔体由所述适配器部分的下部分的顶表面和所述屏蔽物的下部分的底表面限定。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一温度为约50℃至约100℃，并且其中所述第二温度为约250℃至约300℃。
16.如权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤中的至少一个步骤：
经由气源将清洁气体提供到所述内部容积中，并且使用耦接到所述工艺腔室的RF电源为所述清洁气体供能以产生所述活化的清洁气体；
经由所述气源将所述清洁气体提供到所述内部容积中，并且使用耦接到所述工艺腔室的DC电源为所述清洁气体供能以产生所述活化的清洁气体；
经由所述气源将所述清洁气体提供到所述内部容积中，并且使用耦接到所述工艺腔室的微波电源为所述清洁气体供能以产生所述活化的清洁气体；或
经由耦接到所述工艺腔室的远程等离子体源将所述活化的清洁气体提供到所述内部容积中。
17.如权利要求14所述的方法，其中加热所述工艺配件的所述屏蔽物的步骤包括以下步骤中的至少一者：加热灯或嵌入式电阻加热器中的至少一者，或使用辐射加热装置。
18.如权利要求14所述的方法，其中所述活化的清洁气体包括氧(O)自由基，并且其中所述材料是碳。
19.如权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤：从所述工艺腔室排放用过的工艺气体。
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