(57)【要約】基板処理チャンバ用の要素は、表面粒子のテックスチャコーティングを有する構造を有する。この要素は、要素のテックスチャコーティング上へ電子ビームを指向し、少なくとも電子の幾らかが戻り散乱されるようにされることによって評価される。戻り散乱された電子が検出され、信号イメージが生成される。信号イメージが約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさの表面粒子を示すとき、要素が選ばれる。また、１つの態様では、要素は、粒子が実質的にフラワー状に形成された場合に選ばれる。
2005521868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理チャンバ用の要素を選ぶ方法であって、
(a) 表面粒子を有するテックスチャコーティングを有する構造体を備えるステップと、
(b) (i) 前記テックスチャコーティングの表面粒子に電子ビームを指向し、それにより少なくとも幾らかの電子が戻り散乱されるようにし；
(ii) 前記戻り散乱された電子を検出し、信号イメージを生成し、
(iii) 前記信号イメージを評価して、テックスチャコーティングの表面粒子の大きさを決定し、及び
(iv) 前記テックスチャコーティングの表面粒子が約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさであるとき、前記要素を選ぶことによって、
前記構造体上のテックスチャコーティングを評価するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記(b) (iv) のステップは、更に、テックスチャコーティングが実質的にフラワー状に形成されるときに、前記要素を選ぶことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記(b) (iv) のステップは、更に、テックスチャコーティングが約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさの表面粒子から実質的に成るときに、前記要素を選ぶことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
更に、前記テックスチャコーティングの粗さ平均及び平均スキューネスを評価するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記(a)のステップは、チャンバエンクロージャ壁、ガスシールド、カバーリングまたは堆積リングに適した構造体を形成するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステンレススチール、アルミニウム、チタン、銅、銅合金、クォーツ、または酸化アルミニウムを用いて前記構造体を形成するステップを有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記構造体は、アルミニウム、シリコン、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、または酸化チタンを有するテックスチャコーティングを有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記テックスチャコーティングは、プラズマスプレーされたコーティングまたは熱スプレーされたコーティングであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
基板処理チャンバ用の要素であって、前記要素は、請求項１の方法によって製造されることを特徴とする要素。
【請求項１０】
請求項１の要素を有する基板処理チャンバであって、前記チャンバは、更に、
処理ガスを前記チャンバに供給するガス源と、
基板を処理するチャンバにおいて、前記処理ガスのプラズマを形成するプラズマ発生器と、
前記処理ガスを排気するガス排気装置と、
を有することを特徴とする基板処理チャンバ。
【請求項１１】
基板処理チャンバ用の要素を選ぶ方法であって、
(a) (i) チャンバエンクロージャ壁、ガスシールド、カバーリング、または堆積リングに適した形状と、
(ii)前記形状上にプラズマスプレーされ、または熱スプレーされたテックスチャコーティングと、
を有する構造体を備えるステップと、
前記構造体は、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、銅、銅合金、クォーツ、または酸化アルミニウムから作られ、且つ
前記テックスチャコーティングは、アルミニウム、シリコン、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、及び酸化チタンの１つ以上を有する表面粒子を有し、及び
(b) (i) 前記テックスチャコーティングの表面粒子に電子ビームを指向し、それにより少なくとも幾らかの電子が戻り散乱されるようにし、
(ii) 前記戻り散乱された電子を検出し、信号イメージを生成し、
(iii) 前記信号イメージを評価して、前記テックスチャコーティングの表面粒子の大きさを決定し、及び
(iv) 前記テックスチャコーティングの表面粒子が約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさであり、且つ実質的にフラワー状に形成される要素を選ぶことによって、
前記テックスチャコーティングを評価するステップと、
を有する方法。
【請求項１２】
基板処理チャンバ用の要素であって、請求項１１の方法によって製造された要素。
【請求項１３】
請求項１１の要素を有する基板処理チャンバであって、前記チャンバは、更に、
(1) 前記チャンバへプロセスガスを供給するガス源と、
(2) 前記基板を処理するチャンバにおいて、前記処理ガスのプラズマを形成するプラズマ発生器と、
(3) 前記処理ガスを排気するガス排気装置と、
を有することを特徴とする基板処理チャンバ。
【請求項１４】
基板処理チャンバの要素であって、
(a) 構造体と、
(b) 実質的に約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさの表面粒子からなる前記構造体上のテックスチャコーティングと、
を有する要素。
【請求項１５】
前記テックスチャコーティングの表面粒子は、実質的にフラワー状に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の要素。
【請求項１６】
前記構造体は、チャンバエンクロージャ壁、ガスシールド、カバーリングまたは堆積リングであるように形成されることを特徴とする請求項１４に記載の要素。
【請求項１７】
前記構造体は、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、銅、銅合金、クォーツ、または酸化アルミニウムを有することを特徴とする請求項１４に記載の要素。
【請求項１８】
前記テックスチャコーティングは、アルミニウム、シリコン、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、及び酸化チタンを有することを特徴とする請求項１４に記載の要素。
【請求項１９】
前記テックスチャコーティングは、プラズマスプレーコーティングまたは熱スプレーコーティングであることを特徴とする請求項１８に記載の要素。
【請求項２０】
基板処理チャンバの要素であって、
(a) チャンバエンクロージャ壁、ガスシールド、カバーリング、または堆積リングであるように形成され、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、銅、銅合金、クォーツ、または酸化アルミニウムから作られた構造体と、
(b) (i) アルミニウム、シリコン、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、及び酸化チタンから作られ、及び
(ii) 約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさの実質的にフラワー状に形成される表面粒子からなるテックスチャコーティングと、
を有する要素。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、基板処理チャンバ用のテックスチャコーティングを有するチャンバ要素の評価方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
基板処理チャンバは、活性化された処理ガス、例えばプラズマで基板を処理するために用いられる。一般に、処理チャンバは、ガスが導入される処理ゾーンを囲むエンクロージャ壁、ガスを活性化するガスエナジャイザー、及びガスを排気する排気装置を有する。例えば、処理チャンバは、基板上に物質を堆積するために、または基板から物質をエッチングするために用いることができる。例えば、チャンバは、基板から物質をスパッタエッチングするために、または基板上に物質をスパッタ堆積するために用いることができる。
【０００３】
活性化されたガスに曝されるチャンバ要素、例えばチャンバの側壁または天井、あるいは基板の周りのライナーまたはフォーカスリングは、しばしば、テックスチャコーティング（テックスチャ加工した被膜）で覆われ、要素上へのスパッタされた残留物の付着を増大する。例えば、好適なチャンバはアルミニウムまたはクォーツから作られ、酸化アルミニウムまたはアルミノシリケートのプラズマスプレーされたコーティングで覆われる。これについては、例えば、Lin他によって共通に譲渡された、"Chamber Having Components with Textured Surfaces and Method of Manufacture"(テックスチャ加工した表面を持つ要素を有するチャンバ及びその製造方法）の米国特許出願番号09/895,862に記載されており、レファレンスによってここに含まれる。このコーティングは、チャンバに形成された残留物、例えば、要素がチャンバ内で用いられ、チャンバ内でターゲットが基板上に物質を堆積するためにスパッタされるときに形成されるスパッタリング残留物の付着を増大する。このコーティングがないと、多くの処理サイクルの間に要素上に累積する残留物がはがれて、基板上に落下し、基板を汚染する。
【０００４】
コーティングされた要素を有するチャンバは、一般に基板のすぐれた歩留まりを提供し、頻繁にチャンバをクリーニングする必要がないけれども、時々、コーティングされた要素上に累積されたスパッタリングされた残留物によって、全体の下層のコーティングが薄片となって、要素からはがれるので、これらの要素は好ましくない。何故ならば、それらは、コーティングの薄片がはがれることにより基板が汚染されるために、チャンバ内で処理されている基板の最終の歩留まりを減少させるからである。しかし、現在の要素の製造及び評価方法によって、しばしば、はがれることなく、スパッタされた残留物の累積に耐えることができるこれらの要素を、過剰な累積堆積物に耐えることができないこれらの要素から識別したり、分離したりすることができない。
【０００５】
従って、望ましいコーティング特性を有するチャンバ要素を製造し、選ぶ方法をもつことが望ましい。また、要素が基板処理チャンバ内で処理の残留物、例えばスパッタリング残留物のすぐれた付着を行なうことが望ましい。
【０００６】
（発明の概要）
基板処理チャンバ用の要素を選ぶ方法であって、
（ａ）表面粒子があるテックスチャコーティングを有する構造体を備えるステップと、
（ｂ）(ｉ）テックスチャコーティングの表面粒子（グレイン）に電子ビームを指向するステップ、これにより、少なくとも幾らかの戻り散乱される電子を生じ；
(ii)戻り散乱された電子検出し、信号イメージを生成し、；
(iii)前記信号イメージを評価して、テックスチャコーティングの表面粒子の大きさを決定し；及び
(iv)前記テックスチャコーティングの表面粒子が約０.１ミクロン〜約５ミクロンの大きさである場合前記要素を選ぶことによって、
構造体上のテックスチャコーティングを評価するステップと、
を有する方法。
【０００７】
基板処理チャンバ用の要素を選ぶ方法であって、
（ａ）(ｉ)チャンバのエンクロージャ壁、ガスシールド、カバーリングまたは堆積リングに適した形状と、
(ii)前記形状上にプラズマスプレーされたコーティングまたは熱スプレーされたテックスチャコーティングと、
を有する構造体を備えるステップと、
前記構造体は、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、銅、銅合金、クォーツ、または酸化アルミニウムから作られ；及び
前記テックスチャコーティングは、アルミニウム、シリコン、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、及び酸化チタンの１つ以上を有する表面粒子を有し、
（ｂ）(ｉ）前記テックスチャコーティングの表面粒子に電子ビームを指向し、これにより、少なくとも幾らかの電子が戻り散乱され、；
(ii)戻り散乱された電子を検出し、信号イメージを生成し；
(iii)前記信号イメージを評価して、テックスチャコーティングの表面粒子の大きさを決定し；及び
(iv)前記テックスチャコーティングの表面粒子が約０.１ミクロン〜約５ミクロンの大きさであり、実質的にフラワー形状化されている場合前記要素を選ぶことによって、
前記テックスチャコーティングを評価するステップと、
を有する方法。
【０００８】
構造体及び該構造体上にあるテックスチャコーティングを有する基板処理チャンバの要素、このテックスチャコーティングは、実質的に約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさの表面粒子からなっている。該構造体は、チャンバのエンクロージャ壁、ガスシールド、カバーリングまたは堆積リングとして形成することができる。該構造体は、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、銅、銅合金、クォーツ、または酸化アルミニウムから作られる。テックスチャコーティングは、アルミニウム、シリコン、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、及び酸化チタンから作られる。要素を有する基板処理チャンバは、処理ガスをチャンバへ供給するガス源、基板を処理するチャンバ内に処理ガスからプラズマを形成するプラズマ発生器、及び処理ガスを排気するガス排気装置を有する。
【０００９】
本発明のこれらの特徴及び利点は、以下の説明、請求項、及び本発明の例を示す添付図面に関してよりよく理解されるであろう。しかし、特徴の各々は、一般に本発明において用いることができるが、単に特定の図面に限るものではなく、本発明は、これらの特徴のあらゆる組み合わせを含むことを理解すべきである。
【００１０】
（実施例）
基板処理環境、例えばプラズマスパッタリング環境において使用するのに適した要素４１０は、本発明によって製造することができる。本発明の製造方法では、基板の処理において、電子が要素４１０の表面４２２から戻り散乱されて信号イメージを生成し、基板の処理において、要素４１０の表面４２２へのスパッタされた物質４２３のような処理残留物の改善された付着及び保持を行なうことができる特定の特性を示す要素の選択を可能にする。本方法において、電子のビーム４１８が表面４２２上に指向され、入射電子の少なくとも幾らかは、例えば図１に示された表面２２から反射または戻り散乱される。戻り散乱された電子４１９は、表面４２２上の原子と入射電子との間で弾性的または非弾性的な電子の相互作用によって、表面から離れて散乱される電子を有する。
【００１１】
入射電子ビーム４１８は、例えば、走査型電子顕微鏡４１５によって生成されるが、この走査型電子顕微鏡４１５は、戻り散乱された電子を検出するために用いることもできる。表面４２２形状に相当し、表面４２２の解析を可能にする信号イメージが検出された戻り散乱された電子４１９との関連で生成される。例えば、信号イメージは、表面形状に相当する、イメージコントラストの変化を有する。従って、信号イメージは、所望の表面特性、例えば所望の表面形状を有する要素４１０を選ぶために評価することができる。
【００１２】
１つの形態において、信号イメージは、所望の範囲の大きさを有する表面粒子４１７を含む表面４２２を有する要素を選ぶために評価される。表面粒子４１７は、コーティングの内部にある他の層の粒子を有する表面４２２の外観にある粒子である。表面粒子の大きさは、スパッタされた粒子の、表面４２２への付着や保持に影響し、それによって要素を用いるチャンバ１００の性能及びチャンバ１００内で処理される基板の歩留まりに影響する。例えば、大きな表面粒子４１７を有する表面４２２は、例えば、図３に示される粒子４１７間のキャビティ４２４や谷を含む表面形態を与え、表面４２２からスパッタされた物質４２３の累積を可能にする。
【００１３】
一方、小さな表面粒子４１７によって画定される表面４２２は、スパッタされた物質４２３を累積しない小さなキャビティを有するか、または殆どキャビティを有しない。また、表面粒子４１７の大きさは、粒子４１７と下層の要素４１０間で良好な付着を与える最適な大きさの範囲を伴って、熱膨張ストレスの下で表面の振舞いに影響する。従って、１つの形態では、要素４１０は、表面４２２がある大きさの範囲内にある表面粒子４１７を有しているか否かを判断するために、信号イメージを評価することによって選ばれる。例えば、信号イメージは、約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさの表面粒子４１７を有する表面４２２を含む要素４１０を選ぶために評価される。１つの形態において、更に、実質的に約０.１ミクロンから約５ミクロンまでの大きさの表面粒子４１７からなる表面４２２を含む要素４１０を選ぶために評価される。
【００１４】
また、信号イメージは、所望の形状を有する表面粒子４１７を含む表面４２２を有する要素４１０を選ぶために評価されることもできる。いろいろな形態や形状を伴う表面粒子４１７を有する表面４２２は、チャンバ１００内でスパッタされた物質４２３の付着や保持の程度を変えることができることを発見した。例えば、図２（Ｂ）に示されるように、実質的にフラワー型の形状を有する表面粒子４１７を含む表面４２２は、図２（Ａ）に示されたパンケーキ型の形状を有する粒子４１７を含む表面４２２上にスパッタされる物質に対して改善された付着を与える。
【００１５】
フラワー形状の粒子４１７は、一般にスパッタされた物質の累積に適した花びら４１１及び小さな粒子間にキャビティ４２４及び割れ目を与える小さな粒子１０９のリングによって取り囲まれた一群の花びら４１１を有する。逆に、パンケーキ状の粒子４１７は、一般に外方に放射状の細長い隆起を伴う大きな半径方向に沿った対称の中心部分４１３を有するので、適した凹面４２４および深い割れ目が殆どないか、少ない。従って、１つの形態において、検出された戻り散乱された電子に関連して生成される信号イメージは、図２（Ｂ）におけるように、実質的にフラワー形状にされた粒子４１７を有する表面４２２を含む要素４１０を選ぶために評価される。
【００１６】
更に、要素４１０は、表面プロファイルのパラメータ、例えば表面の平均粗さ及び表面のスキューネス(skewness)を評価することによって選ぶことができる。例えば、要素４１０が図３に示されるテックスチャの露出された表面上にスパッタされた物質４２３の付着や保持を著しく、且つ予期しないほど改善するスキューネスを伴う粗さを有する表面を有しているならば、要素を選ぶことができる。スキューネス（Ｒsk）は、次の公式を用いて決定される。
2005521868.tif 000003
ここで、
2005521868.tif 000004
であり、Ｒqは表面４２２の二乗平均の平方根粗さである。Ｎは各々のスキューネスの測定を行なうために用いられる表面４２２のサンプル点の数であり、Ｚ1,Ｚ2．．．ＺNはサンプル点で測定された平均ラインからの高さのずれである。
【００１７】
スキューネスは、平均ラインの周りの表面プロファイルの非対称の測定である。図３に示されるように、負のスキューネス４２２を有する表面は、表面４２２へ延びる、例えば窪みまたは谷のような凹面４２４を有し、また、主に凹面４２４間に分布する実質的に平坦な領域４２８を有する。１つの形態において、スキューネスはチャンバに形成されるスパッタされた物質または他の物質が表面４２２へ接触し、付着することができるように充分負でなければならない。適切なスキューネス値は、約-０.７から約０.１まで、あるいは更に約-０.５から約０までの範囲である。
【００１８】
１つの実施例において、要素は、負の値（ゼロより小さい）、例えば約-０.１より小さい値である表面４２２の平均スキューネス（表面４２２を横切って測定されたスキューネス値の数の平均を表わす）を有するように選ばれる。表面４２２の負の平均スキューネスは、要素４１０を用いてチャンバ内で形成されるスパッタエッチングされた粒子及び他の粒子の付着及び保持を驚くほど改善するために、発見された表面形態を提供し、それにより、チャンバの性能及び基板の歩留まりを改善する。平均のスキューネス値が負であることが望ましいけれども、個々の値の数の平均が負である限り、個々に測定されたスキューネス値は負であっても、あるいは正であってもよいことを理解すべきである。このような表面４２２にある細長い窪みや谷が粒子を良くつかむことができるようにすることによって、負の平均スキューネスを有する表面４２２は、チャンバ１００内で形成された粒子状物質の付着を増進する。
【００１９】
表面４２２を評価するために用いることができる他の特性は、表面４２２に沿って粗さ形状のピーク及び谷の平均ラインからの変位の絶対値の平均である表面４２２の外観の粗さ平均（Ｒa）である。粗さの平均、スキューネス、または他の特性は、表面４２２上でスタイラスを通り、表面４２２上のざらざらの高さの変動のトレースを生成するプロフィロメータによって、或いは表面４２２から戻り散乱された電子を検出して表面４２２のイメージを生成する走査型電子顕微鏡によって、決定することができる。
【００２０】
１つの形態において、要素４１０が試験片（クーポン、図示せず）に切り取られ、１回以上の測定が各々の試験片で行なわれ、各試験片のスキューネスを決定する。これらのスキューネスの測定は、その後平均化され、表面４２２の平均スキューネスを決定する。スパッタされた物質の付着及び保持を著しく改善するために、負の値である表面４２２の平均スキューネスが見つけられた。
【００２１】
１つの形態において、好ましい粗さの平均値は、約１５０μインチ(in.)（約３.８μｍ）から約４５０μin.（約１１.４μｍ）まで、或いは約３００μin.（約７.６μｍ）から約４５０μin.（約１１.４μｍ）までである。他の形態においては、好ましい粗さの平均値は、約７００μin.（約１７.８μｍ）から約９００μin.（約２３μｍ）までである。更に、他の形態においては、好ましい粗さの平均値は、約１１００μin.（約２８μｍ）から約１４５０μin.（約３６.８μｍ）までである。
【００２２】
要素４１０を選択するために評価される表面４２２の他の特性は、表面の粗さ（Ｒda）の平均ピークスロープ値である。１つの形態において、表面４２２の平均ピークスロープ値は、約２０から約２５までであるように選ばれる。他の評価される特性は、粗さのピーク及び谷（Ｒpc）を通して平均高さのラインの高さを越える表面ピーク数の測定である。例えば、表面４２２の平均ラインを超えるピークの値が約１７５から約２２５までであるように選ばれる。更に、他の特性は、表面プロファイル（Ｒku）の鋭さの測定である。例えば、表面プロファイル（Ｒku）の鋭さの値は、約２.５から約４.０までである。
【００２３】
表面の特性、例えば粗さの平均、スキューネス、または他の特性を測定する場合、適正なカットオフ長及び評価長を特定する国際標準ANSI/ASME B.46.1-1995を用いることができる。以下の表は、粗さの平均、適正なカットオフ長、この標準によって定義された最小及び代表的な評価長間の対応を示す。
表  １
2005521868.tif 000005
【００２４】
表面４２２は、一般に、例えば図３に示された要素４１０の下にある構造体４３７上に形成されたテックスチャコーティング４２０の表面である。テックスチャコーティング４２０は、しばしば、処理チャンバ１００に形成された活性化されたガスに少なくとも部分的に曝され、従って、下にある構造体４３７を保護するために改善された耐腐食性を与えるように選ばれる。
【００２５】
１つの形態において、図７（Ａ）及び図（Ｂ）に示されるように、要素４１０は、チャンバ１００の壁を腐蝕から保護するために用いられる、ガスシールド、例えば下部のシールド１５１または上部のシールド１５３の一部を有する。１つの形態において、図７（Ｂ）に示されるように、要素４１０は、基板支持体１６０の回りに配置される１つ以上の環状リング３９０、例えばカバーリング１５７および堆積リング１５９を有する。更に、他の形態において、図７（Ａ）に示されるように、要素４１０は、チャンバ１００の天井１４０として働くドーム状のエンクロージャ壁１２０を有する。
【００２６】
要素４１０の下にある構造体４３７は、誘電体または導体物質によって形成される。誘電体物質は、ＲＦエネルギーに対して透明で、プラズマ発生器３３０からのＲＦエネルギーを通過することができる。誘電体物質はセラミックであっても良い。製造方法の１つにおいて、下にある構造体４３７は、セラミック粉末及びバインダー、例えば有機バインダーの混合体によって形成される。
【００２７】
セラミック粉末及びバインダーが、モールド（成形用の型）に充填され、例えばスリップキャスティング、ラムプレス、またはイソスタティックプレスによって適当なセラミックの予備成形物を形成するか、またはテープカスティングによって形成されてもよい。その後、形成された予備成形物は、更に機械加工によって形成される下層構造体４３７を有する硬いセラミック物質を形成するために燒結される。好ましいセラミック物質は、クォーツ及び酸化アルミニウムを含んでいる。誘電体の下層構造体４３７を有する模範的な要素４１０は、天井として働き、且つクォーツのような物質から作られるドーム状のエンクロージャ壁である。
【００２８】
また、下層構造体４３７は、金属から作ることもできる。例えば、金属化合物が加熱されて、所望の要素形状を有するモールドに注がれる溶融した金属または金属合金を形成する。次いで、溶融した金属は、モールド中で冷却され、金属の下層構造体４３７を形成する。下層構造体４３７を形成するのに適した金属は、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、銅及び銅合金の１つ以上を含む。金属の下層構造体４３７を有する代表的な要素４１０は、ステンレススチールのような材料から作られるガスシールド１５０、堆積リング１５９及びカバーリング１５７の１つ以上である。
【００２９】
１つの形態において、評価されるべき表面４２２を有するテックスチャコーテイングは、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示されるように下層構造体４３７に適用される。テックスチャコーティング４２０の適用前に、構造体４３７の下にある表面４３６は、図４（Ａ）に示されるように一般に滑らかである。その後、下にある表面４３６の粗さは、上にあるテックスチャコーティング４２０の表面形態の特性に対して基礎を与えるか、またはテックスチャコーティング４２０の良好な接着を増進するために、下にある表面４６３を活性化するように働く。
【００３０】
ビードブラスト法において、表面４３６を適当に粗くするために、硬いビード４２２が充分高い圧力、例えば、１平方インチ当たり約４０ポンドから約５０ポンド（psi）の圧力の空気によって表面４３６に向けて推進される。また、表面４３６に対するビード4４２の入射角は、表面４３６への最終的なテックスチャコーティング４２０の接着を増進するために、表面４３６を粗くするように選ばれる。例えば、好ましい入射角は、約３０°から約６０°まで、或いは特に約４５度である。
【００３１】
１つの実施例において、囲われたハウジング内でビードブラスタが下にある構造体４３７の表面を粗くするために用いられる。これらのビードは、構造体の硬度より高い硬度を有する物質を含み、粗くなった表面を形成するために、ビードが構造体４３７の表面を浸蝕して、粗くするのを可能にする。好適なビード物質は、例えば、酸化アルミナ、ガラス、シリカ、または硬いプラスチックを含む。
【００３２】
１つの実施例において、ビードは、表面４３６を好ましく粗粒ブラストするために選ばれたメッシュサイズを有する酸化アルミニウムの粗粒、例えば、３６のメッシュサイズを有する酸化アルミニウム粒子の粗粒を有する。１つの形態において、セラミック下層表面４３６は、例えば、約１５０μin.（約３.８μｍ）から約４５０μin.（約１１.４μｍ）まで、または約３００μin（約７.６μｍ）から約４５０μin（約１１.４μｍ）までの粗さ平均を有するように粗くされる。他の態様では、金属下層表面４３６は、約１００μin.（約２.５μｍ）から約３００μin.（約７.６μｍ）まで、更に約２００μin.（約５μｍ）の粗さ平均を有するように粗くされる。
【００３３】
更に、ビードブラストから要素までビード４２２によって進む離間された距離が表面４３６の所望の粗さを与えるように設定される。例えば、離間された距離は、ビードブラスト源から要素表面４３６まで４in.〜約６in.である。
【００３４】
ビードブラスとした後、表面４３６は、後のコーティング物質４２０の付着及び保持が向上するようにクリーニングされる。例えば、表面４３６は、表面４３６を横切ってきれいな乾燥した空気または窒素ガスを噴きつけることによってクリーニングされる。その後、１つの形態では、表面４３６は、更に例えば、蒸留水を用いて、または超音波のすすぎで化学的にクリーニングされる。更に、要素４１０は、クリーニングプロセスからあらゆる残留物を焼きとるためにオーブン中で焼かれる。例えば、要素表面４３６は、表面上へのコーティング物質のその後の堆積を向上させるために、少なくとも約１００℃の温度で焼かれる。
【００３５】
要素の表面４３６をクリーニングした後、図４（Ｂ）に示されるように、テックスチャコーティング４２０が表面４３６上に形成される。テックスチャコーティング４２０は、コーティング３０４と下層の表面４３６との間に強い結合力を与える方法によって設けられることができる。例えば、テックスチャコーティング４２０は１つ以上の化学的または物理的な堆積プロセスによって、またはフレームスプレイまたは熱スプレー法、例えば、ツイン・ワイヤ・アーク法、プラズマスプレー法、または酸素燃料フレームによって設けられる。テックスチャコーティング４２０は、セラミックのような物質、例えば、１つ以上の酸化アルミニウム、酸化チタン、及び炭化ホウ素から作られ、または、金属、例えば１つ以上のアルミニウムとシリコンから作られる。
【００３６】
図３に示されるように、テックスチャコーティング４２０は、過剰なガスの発生を避けるのに適した厚さを有する。１つの実施例において、テックスチャコーティング４２０は、約２０ミル（５０８μｍ）より小さな厚さ、特に約１０ミル（約２５４μｍ）より小さなの厚さを有し、或いは、約３ミル（７６μｍ）から約５ミル（約１２７μｍ）まで、さらには約６ミル（約１５２μｍ）から約９ミル（約２２９μｍ）までの厚さを有する。
【００３７】
また、コーティング物質は、チャンバで生成された粒状物質の表面４２２への付着を増進するように充分高い多孔性を有するように作られる。コーティング物質４２５の多孔性は、孔のある隙間の体積とその物質（素材）の体積の比である。例えば、コーティング物質４２５は、約５％から約１０％まで、例えば約７％の多孔性を有することができる。１つの形態では、多孔性は、テックスチャコーティング４２０の、下層表面４３６への最適な接着を増進するために約７％を超えないことが望ましい。
【００３８】
１つの形態において、テックスチャコーティング４２０は、熱スプレー法、例えばツイン・ワイヤー・アーク・スプレー法によって表面４３６に与えられる。これは、例えば、Lazarz外に２００１年５月８日に付与された米国特許6,227,435B1及びScruggsに１９９７年１２月９日に付与された米国特許5,695,825に記載されており、これらはレファレンスによりここに含まれる。例えば、1つの模範的の形態において、ガスシールド１５０、堆積リング1５９及びカバーリング１５７の１つ以上がステンレススチールを含む下層構造体４３７上にツインワイヤーアークスプレー法を用いてスプレーされたアルミニウムのテックスチャコーティング４２０を有する。
【００３９】
ツイン・ワイヤー・アーク・スプレー法において、ツイン・ワイヤー・アーク・スプレー装置４９７は、図５の例に示されるように、電気的アーク４９８が電極間に作られるように形作られ、角度がつけられた２つの消耗電極４９０、４９９を有する。例えば、これらの消耗電極４９０、４９９は、表面上にコーティングされるべき金属から形成されるツインワイヤーを有し、それらは電気放電が最も接近した点に形成することができるように互いに向かって角度がつけられている。電圧が消耗電極４９０、４９９に印加され、キャリアガス、例えば空気、窒素またはアルゴンの１つ以上が電極間に流されると、電気的アーク放電が消耗電極４９０、４９９間に発生する。
【００４０】
電極間のアークは、電極４９０、４９９の金属を原子化し、少なくとも部分的に液化して、溶融コーティング物質４２５を形成し、そしてアーク電極によって活性化されたキャリアガスは熱スプレー装置４９７から要素４１０の表面４３６へ向かって溶融粒子を噴射する。溶融粒子は表面４３６に衝突し、そこで溶融粒子は冷えて凝固し、図４（ｃ）に示されるように、一様なテックスチャコーティング４２０を形成する。ツインワイヤーが用いられる場合、金属材料の連続供給を行うために、ワイヤーは熱スプレー装置へ連続して供給される。
【００４１】
１つの形態において、テックスチャコーティング４２０は、プラズマスプレー法によって表面４３６に与えられる。例えば、１つの模範的な形態では、ドーム状のエンクロージャ壁１２０がクォーツを含む下層構造体４３７上にプラズマスプレーされた酸化アルミニウムのテックスチャコーティング４２０を有する。プラズマスプレーでは、プラズマを通して注入された粒状コーティング物質４２５のスプレーを原子化し、少なくとも部分的に液化するために、プラズマが形成される。例えば、プラズマは、コーティング物質４２５を数千度の温度に加熱することによってコーティング物質４２５を液化する。
【００４２】
コーティング物質４２５の液化した小滴が粗くされた下層表面４３６上に高速で衝突し、急速に固体化して、図４（Ｃ）に示されるように、一様なテックスチャコーティング４２０を形成する。１つの形態において、図６に示されるように、プラズマスプレーのトーチ７０５が表面４３６上にコーティング物質４２５をプラズマスプレーするために用いられる。このプラズマトーチ７０５は、制御可能なロボットアーム（図示せず）上に取り付けられ、表面４３６からのプラズマトーチ７０５の距離及び角度を調節する。また、プラズマトーチ７０５は、プラズマトーチ７０５が浸るガス環境を制御するためにチャンバ内にあってもよい（図示せず）。
【００４３】
プラズマトーチ７０５において、キャリアガスが２つの電極、例えばカソード２４２とアノード２４４との間に流される。このキャリアガスは、高圧プラズマ、例えばアルゴン、窒素、水素、またはヘリウムを形成するのに適している。アルゴンは、それが化学的に不活性であり、そのイオン特性のために用いられる。２原子のガス、例えば水素、または窒素を加えることはガスのエントロピーを増加する。
【００４４】
カソード２４２及びアノード２４４は、プラズマを通して電気放電アークを発生するのに適した物質、例えばタングステや銅のようの金属を有する。１つの実施例では、カソード４２２は、タングステンから作られ、アノードは銅から作られる。更に、１つの形態において、アノードは、過熱を防止するために、冷却、例えば水冷される。カソード２４２及びアノード２４４は、それらの間で電気アークを適当に発生するように形成される。例えば、カソード２４２は、コーン形状であり、アノードは円筒状である。
【００４５】
ＡＣ高周波放電は、カソード２４２とアノード２４４との間で電気的アークを開始し、ＤＣ電力を用いて維持される。電気的アークはキャリアガスをイオン化し、高圧プラズマを形成する。その結果生じるガス温度の上昇によってガスの体積は増大し、従って、それがノズル７１０を出るにしたがってガスの圧力及び速度を増大する。コーティング物質４２５は、粉末形態でガスの流れに導かれる。エネルギーが与えられたコーティング物質４２５は、プラズマトーチ７０５の外に、あるいはノズル７１０の広がる出口領域に導かれる。コーティング物質４２５は、高温、高速のプラズマの流れによって加熱され、加速される。
【００４６】
プラズマトーチ７０５またはツイン・ワイヤー・アーク・スプレー装置４９７の動作パラメータは、コーティング物質の適用特性、例えば、それがプラズマトーチ７０５またはツイン・ワイヤー・アーク・スプレー装置４９７から要素の表面４３６までの経路を進むに従って、コーティング物質４２５の温度や速度を調節するのに適するように選ばれる。例えば、ガスの流速、電力レベル、粉末の供給速度、キャリアガスの流れ、プラズマトーチ７０５またはツイン・ワイヤー・アーク・スプレー装置４９７から表面４３６までの離間距離、及び要素表面４３６に対するコーティング物質４２５の堆積角度は、コーティング物質４２５の適用及びそれに続くテックスチャコーティングの、スパッタリングされた物質の付着を改善するようにする。
【００４７】
例えば、プラズマトーチ７０５では、カソード２４２とアノード２４４間の電圧は、約３０ボルト（V)から約６０Vまで、例えば、約４５Vになるように選ぶことができる。更に、カソード２４２とアノード２４４間を流れる電流は、約５００アンペア（A）から約７００Aまで、例えば、約６００Aになるように選ぶことができる。プラズマトーチ７０５の電力レベルは、通常約１２キロワット（kW）から約１２０kWの範囲、例えば、約８０kWにある。ツインワイヤーのアークスプレー装置４９７では、消耗電極４９０、４９９間の電圧は、約３０Vから約３２Vまで、例えば、３１Vになるように選ばれる。消耗電極４９０、４９９間を流れる電流は、約５０Aから約２００Aまで、例えば、約１００Aになるように選ぶことができる。ツインワイヤーのアークスプレー装置４９７を通して流れるキャリアガスの圧力は、約２５psiから約７５psiまで、例えば、約５０psiである。
【００４８】
離間距離及び堆積角度は、表面４３６上のコーティング物質４２５の堆積特性を調整するために選ばれる。離間距離及び堆積角度は、コーティング物質が表面４３６に衝突するときコーティング物質４２５の相、速度または小滴の大きさを変更するように調整することができる。１つの実施例において、プラズマトーチ７０５と表面４３６間の離間距離は、約２in.から約４in.まで、例えば、３in.である。コーティング物質４２５の、表面４３６への堆積角度は、表面４３６に対して約７５度から約１０５度、たとえば、約９０度である。他の実施例では、ツイン・ワイヤー・アーク・スプレー装置４９７と表面４３６間の離間距離は、約２inから約６inまで、例えば、約４inである。この実施例では、コーティング物質４２５の、表面４３６への堆積角度は、表面４３６に対して約６０度から約１００度、例えば、約９０度である。
【００４９】
コーティング物質４２５の速度は、コーティング物質４２５を表面４３６上に好適に堆積するように調整される。１つの実施例では、プラズマトーチ７０５またはツイン・ワイヤー・アーク・スプレー装置からのコーティング物質４２５の速度は、約３００から約５５０メートル/秒（m/s）までである。また、プラズマトーチ７０５またはツインワイヤーのアークスプレー装置４９７は、コーティング物質４２５が要素表面４３６に衝突するとき、コーティング物質４２５が少なくともおよそコーティング物質４２５の溶融温度であるようにされる。融点以上の温度は、高い密度と高いボンディング強さのテックスチャコーティング４２０を生じさせる。例えば、プラズマ温度は30,000℃を越えてもよい。1つの実施例では、ボンディング強さは、約29Mpaから約75Mpaまでである。
【００５０】
しかし、電気的放電についてのプラズマの温度は、充分低くなるように設定されているので、コーティング物質４２５が要素表面４３５に衝突する時間期間解けたまま残る。例えば、適切な時間期間は、少なくとも約０.０２秒、または少なくとも０.１秒である。コーティング物質４２５の速度及び温度は、コーティングの形態に影響を及ぼす。例えば、コーティング物質の速度と温度が高いと、多くのフラワー形状粒子を有するテックスチャコーティング４２０を生じるが、一方、コーティング物質の温度及び速度が低いと、多くのパンケーキ形状粒子を有するテックスチャコーティング４２０を生じる。更に、表面４３６の温度を、望ましいコーティング特性を与えるように制御することもできる。
【００５１】
一旦テックスチャコーティング４２０が与えられると、コーティングの表面４２２は、表面４２２から戻り散乱さえる電子を検出することによって評価され、表面が適当な大きさと形状を有する粒子４１７を含むか否かを判断する。粒子の大きさ及び形状を判断する戻り散乱される電子の検出は、他の表面のプロファイルパラメータ、例えば、表面の平均粗さ及び表面スキューネスの評価と共に行なわれ、要素表面４２２の改善されたマルチパラメータ解析を行なうこともできる。
【００５２】
例として、以下の表２は、基板処理チャンバ１００内で使用するのに適した２つの異なるコーティングされた要素４１０に対して、評価される表面特性の範囲を示している。コーティングされた要素４１０は、（１）クォーツを含む下層構造体４２７上にプラズマスプレーされた酸化アルミニウムのテックスチャコーティング４２０を有する要素４１０であり、（２）ステンレススチールを含む下層構造体４３７上にツイン・ワイヤー・アーク熱スプレー法を用いてスプレーされたアルミニウムのテックスチャコーティング４２０を有する要素４１０である。
【００５３】
表  ２
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【００５４】
表２は、所望の特性を与える表面プロファイル値の最適範囲が表面４２２の１つの形式から他の形式まで変わることを示している。例えば、プラズマスプレーされた酸化アルミニウムのコーティングは好ましくは負のスキューネスを有し、一方、ツイン・ワイヤー・スプレーされたＡlのコーティングは、例えば、約０.３０〜約０.６０の正のスキューネスを有するのが好ましい。従って、表面４２２から戻り散乱された電子の検出を含む、表面４２２に関するマルチパラメータ解析を行なうことによって、表面４２２のより完全で充分な特性が得られ、所望の表面形態及び特性を有する要素４１０が選ばれる。
【００５５】
従って、要素４１０は、例えば、堆積及びエッチング処理を含む基板処理用のために用いられる処理チャンバの要素である。例えば、１つの形態では、要素４１０は、スパッタリングのエッチングチャンバの要素であり、その実施例は図７（Ａ）に示される。その実施例において、ガスは活性化され、イオン及び中性粒子によって基板１１０への衝突によってチャンバ１００内の基板１１０からエッチング物質をスパッタする。
【００５６】
ガスの粒子が基板１１０を叩くに従って、基板物質は基板１１０からスパッタエッチングされ、所望の基板表面を備える。処理チャンバ１１０の一部或いは全てを金属またはセラミック物質から作ることができる。処理チャンバ１００を製造するために用いられる金属は、アルミニウム、陽極酸化されたアルミニウム、"HAYNES 242", "Al-6061", "SS304", "SS316"及びINCONELを含み、陽極酸化されたアルミニウムは、ときには好適である。好ましいセラミック材料はクォーツまたはアルミナを含む。
【００５７】
例えば、１つの形態では、処理チャンバ１００は、ＲＦ波長に対して実質的に透明であるセラミック物質、例えばクォーツから作られるエンクロージャ壁１２０を有する。個のエンクロージャ壁１２０は、チャンバ１００の側壁１３０、底部壁１３５、または天井１４０として働き、または側壁１３０や天井１４０に接近して配置されたライナーまたはシールド１５０のような内部壁であることもできる。エンクロージャ壁１２０は、チャンバ１００の側壁１３０及び底壁１３５から離れた構造体であるベル−ジャー型のエンクロージャとして働くようにドーム状に形成されてもよい。ドーム状のエンクロージャ壁１２０は、円筒状のドーム、半球状のドーム、または単一或いはマルチ半径の弧状に形成されたドームであっても良く、単一構造体として製造されるのが好ましい。
【００５８】
処理チャンバ１００は、処理チャンバ１００内に基板を支持するために基板支持体１６０を有する。この支持体１６０は、基板を受取る表面１８０を有する誘電体層１７０によって覆われた電極２００を有する。電極の電源２４０は、ガスを活性化するためにＤＣまたはＡＣ電圧、例えばＲＦバイアス電圧を電極２００に供給する。電極２００の下には、誘電体板１９０、たとえばクォーツ板があり、チャンバ１００の他の壁１２０から電極２００を電気的に分離する。それらの幾つかは、電気的に接地され、または浮いているが、さもなければ、それらは電極２００に対して電気的にバイアスされる。
【００５９】
電気的にバイアスされた電極２００は、基板１１０に向かうスパッタイオンを活性化し、加速することによって基板１１０のエッチングを可能にする。電気的に導電性である壁１２０の少なくとも一部は接地されるのが好ましく、その結果接地されるか、または浮かされたエンクロージャ壁１２０に関して基板１１０上に負電圧が維持される。また、任意に基板１６０は、基板１１０を支持体１６０に静電気的に保持することができる静電チャック（図示せず）を有するか、または静電引力を発生するように、ＤＣ電圧を電極２００に印加することもできる。
【００６０】
また、電極２００は、電極を通して延びる１つ以上の導管（図示せず）、例えば、熱伝達ガス源（図示せず）から表面１８０へ熱伝達ガスを供給するために設けられたガス導管を有する。熱伝達ガス、一般にはヘリウムは、基板１１０と支持体１６０との間で熱伝達を促進する。他の導管（図示せず）は、リフト機構（図示せず）による基板１１０のローディングまたはアンローディングのために、リフトピン（図示せず）が電極２００を通して延びるようにする。また、処理チャンバ１００は、処理チャンバ１００内に基板１６０を上げたり、下げたりする基板のリフト機構１６２を有し、基板１１０の処理を向上し、または基板の性質を変更することもできる。
【００６１】
また、プロセスチャンバ１００の壁１２０は、ガスシールド１５０として働き、活性化したプロセスガスからチャンバ１００の一部をシールドする。例えば、ガスシールド１５０は、下部のチャンバ壁１５５を処理ガスから実質的にシールドすることができる。また、ガスシールド１５０は、基板１１０からスパッタされた物質を受取ったり、集めたりもする。ガスシールド１５０は、チャンバ１００内に吊り下げられても良く、支持体１６０が処理チャンバ１００内で下方に引き付けられると、支持体上に吊り下げられる１つ以上の環状リング３９０を有してもよい。処理チャンバ１００は、更に、処理チャンバ１００の外部からの電磁界がチャンバ１００の動作を妨害しないようにするために、電気−磁気シールド１５２を有する。電気−磁気シールド１５２は、例えば、導電性または磁性合金のような電気または磁気シールドを行うのに適した材料を有する。
【００６２】
また、処理チャンバ１００は、処理ガスをチャンバ１００へ分配するガス源２６０及び処理ガスをチャンバ１００から排気するガス排気装置２７０を有する。スパッタエッチングにおいて、処理ガスは、基板物質と化学的に反応しない不活性ガス、例えばアルゴンまたはキセノンを有する。ガス源２６０は、処理ガスを供給する処理ガス源２８０及びガス入口２６３を介してチャンバ１００へ処理ガスを導入する１つ以上のガス導管２６２を有する。１つの実施例では、それらは基板１１０の周辺に配置され基板１１０近くに処理ガスを導入する。例えば、ガス源２６０は、約１〜約１０のガス入口を有する。ガス源２６０は、更に、任意に、チャンバ１００への処理ガスの流れを一様に分配するガストレンチカバー２６４を有する。このガストレンチカバー２６４は、保護被膜で覆われても良い。ガス入口２６３は、チャンバ１００内で処理ガスの均一な分散を行うためにガストレンチカバー２６４に配置される。
【００６３】
処理チャンバ１００は、更に、チャンバ１００への処理ガスの流れを制御する１つ以上のマスフローコントローラ（図示せず）を有する。ガス排気装置２７０は、消費された処理ガスを受けるポンプチャネル（図示せず）、チャンバ１００内で処理ガスの圧力を制御するスロットルバルブ（図示せず）及び１つ以上の排気ポンプ（図示せず）を有する。排気ポンプは、例えば、機械的ポンプまたはターボポンプ、例えば３５０ｌ/ｓのレイボルド・ターボポンプ(Laybold turbo pump)を有する。ガス排気装置２７０は、処理ガスから好ましくないガスを減らすための装置を有することもできる。
【００６４】
チャンバ１００におけるガスの組成及び圧力は、一般に、チャンバ１００をアルゴンで数ミリトルの圧力に戻す前に、チャンバ１００を少なくとも約１０-7トルまで排気することによって達成される。これらのガス圧力で、支持体１６０は、チャンバ１００内で上昇される。１つの実施例では、処理チャンバ１００は、処理チャンバ１００において基板の高さを調節するためにオペレータによって回転することができるノブ（図示せず）を有する。
【００６５】
処理チャンバは、更に、処理ガスをプラズマに活性化するプラズマ発生器３３０を有する。プラズマ発生器３３０は、エネルギーを処理チャンバ１００の処理ゾーン３４０において、または処理チャンバ１００から上流の離れたゾーン（図示せず）において処理ガスに結合する。１つの形態において、プラズマ発生器３３０は、１つ以上の誘導コイル３６０を有するアンテナ３５０を有する。誘導コイル３６０は、処理チャンバの中心の周りに円対称を有する。
【００６６】
一般に、アンテナ３５０は、処理ガスに結合する強い誘導性フラックスを与えるように形成され、配置された１つ以上のソレノイドを有する。アンテナ３５０がプロセスチャンバ１００の天井１４０近くに配置される場合、天井１４０の隣接部分は、アンテナ３５０によって放射される電磁放射、例えばＲＦ電力に透明な誘電体物質、例えば二酸化シリコンから作られる。アンテナ電源３７０は、例えば、約５０ｋＨzから約６０ＭＨz、より一般には約４００ｋＨzの周波数の、及び約１００ワット（W)〜約５kWの電力レベルのＲＦ電力をアンテナ３５０に与える。
【００６７】
また、ＲＦマッチング回路網（図示せず）がＲＦ電力を処理ガスのインピーダンスに整合をするように与えられる。他の形態では、プラズマ発生器３３０は、処理ガスを活性化するために、処理ゾーン３４０に電界を形成する電極２００を有する。この形態では、電極電源（図示せず）は、電力を、例えば約５０ｋＨzから約６０ＭＨz、より一般には約１３.５６ＭＨzの周波数で電極２００に与える。代わりに、或いは付加的に、プラズマ発生器３３０は、マイクロ波ガスアクチベータ（図示せず）を有する。
【００６８】
他の形態では、本方法によって選ばれた要素４１０は、例えば、化学または物理気相堆積手段によって基板１１０上に物質を堆積するためにガスが活性化される堆積チャンバ１００の要素である。例えば、要素４１０は、ターゲットから基板１１０上へ物質をスパッタリングするためにガスが活性化されるチャンバ１００の要素４１０を有する。図７（Ｂ）は、本方法によって選ばれることができる堆積チャンバ１００の要素４１０の実施例を示す。
【００６９】
１つの形態では、要素４１０は、支持体１６０の回りにある、堆積チャンバ内の１つ以上の環状リング３９０、例えば、カバーリング１５７及び堆積リング１５９を有することができる。堆積リング１５９及びカバーリング１５７は、チャンバ内の活性化されたガスへの支持体１６０の露出を減少し、支持体１６０上へのスパッタされた粒子の堆積を減少するように支持体１６０の少なくとも一部を覆うことができる。堆積リングは、基板１１０によって覆われない支持体１６０の部分を保護するために、基板１１０を少なくとも部分的に囲むことができる。
【００７０】
カバーリング１５７は、堆積リング１５９の少なくとも一部を取り囲み、堆積リング１５９及び下にある支持体１６０の双方への粒子の堆積を減少するのに役立つ。他の形態では、要素４１０は、チャンバ１００の壁１２０の一部、例えば、ガスシールド１２０の一部を有する。このガスシールド１５０は、プロセスガスから下部のチャンバ壁１５５を実質的にシールドすることができる下部シールド１５１、及び処理ガスから側壁１３０または天井１４０を実質的にシールドすることができる上部シールド１５３を有する。
【００７１】
コントローラ４８０は、いろいろなチャンバ要素及び装置へ電気信号を送り、及びそれらから電気信号を受信することによってチャンバ１００の動作を制御する。例えば、処理チャンバ１００における処理監視装置によって測定された処理条件は、コントローラ４８０へ電気信号として送信され、コントローラ４８０は、その後信号がスレッショルド値に達すると、処理条件を変更する。コントローラ４８０は、処理チャンバ１００のいろいろな要素４１０に接続された他の、または複数のコントローラ装置に接続された複数のコントローラ装置であってもよい。
【００７２】
本発明により選ばれた要素４１０を有する処理チャンバ１００（その実施例は図４（Ｃ）に示されている）は、この選ばれた要素４１０のない従来の処理チャンバ（図示せず）に対して大きな利点を有する。例えば、戻り散乱された電子を検出し、信号イメージを発生することによって選ばれた要素４１０は、表面特性、例えば、所望の粒子の大きさ及び形状を改善した。
【００７３】
１つの形態では、戻り散乱された電子は、スパッタリングプラズマによって生成されたスパッタされた物質が下にある構造体４３７からテックスチャコーティング４２０が実質的に剥がれることなく表面上で所望の厚さに累積するように大きなサイズの粒子４１７を有する表面４２２をもつ要素４１０を選ぶように検出される。従って、戻り散乱された電子に関して生成された信号イメージにより要素４１０を選ぶことによって、処理環境において増強した付着特性及び増大した耐久性を有する要素４１０が得られる。
【００７４】
他の例として、これらの表面特性、例えば、表面４２２上の粒子の大きさ及び形状、表面粗さ、及び表面スキューネスにより選ばれた要素４１０を有する処理チャンバ１００は、５つのファクタによって基板１１０上へのスパッタされた物質の再堆積を減少することができる。図８の棒グラフは、チャンバが従来の要素（左側の棒８３０）または本発明により選ばれた要素４１０（右側の棒８３５）を有するか否かの関数として、及びミクロンの粒子サイズの再堆積の関数として、基板当たり再堆積された粒子の正規化された数を示す。
【００７５】
データ点は、従来要素の４セットを用いる１１基板、及び本発明により選ばれた要素の４セットを用いる５０基板の測定に基づいている。それぞれの対の左と右の棒８３０、８３５は、従来の要素４１０をもつ従来の処理チャンバにおける基板（図示せず）及び本発明により選ばれた要素４１０をもつ処理チャンバにおける基板１１０上への再堆積の量に、それぞれ相当する。粒子サイズの範囲にわたって左と右の棒８３０、８３５を比較することによって、基板１１０上への物質の再堆積は、本方法により選ばれた要素４１０では約５倍減少していることがわかる。
【００７６】
更に、本方法により選ばれた要素４１０は、一般に、他の従来の要素（図示せず）より長い動作寿命を有している。１つの実施例では、これらの要素の寿命は、図８の棒グラフに示されるように、従来の要素に対して少なくとも約４倍延びている。動作当たり０.５ミクロンより大きなサイズの再堆積された粒子の正規化された数がプロットされており、ここで各々の棒は動作を示している。棒は、左から右へ時間順に配列され、参照番号８４０は、要素４１０が置きかえられたときを示している。
【００７７】
左側８２０の棒は、従来の要素を用いる処理チャンバにおける動作を示し、右側８２５の棒は、本発明による要素４１０を有する処理チャンバにおける動作を示している。データ点は、従来の要素の２セットを有するチャンバを用いる１１基板、及び本発明により選ばれた要素の４セットを有するチャンバを用いる５０基板の測定に基づいている。棒８１５は、無視されるべき悪いデータ点である。何故ならば、対応する同じ動作に用いられた従来の要素も悪いデータを与えたからである。
【００７８】
左側と右側の棒の高さの中間値は、左側の水平ライン８０５及び右側の他の水平ラインによって示されている。左側８２０と右側８２５の中間の粒子の再堆積値を比較することによって、粒子の再堆積量が本発明により選ばれた要素４１０を用いることによって、少なくとも約４倍だけ減少することがわかる。従って、要素の寿命も粒子の再堆積の割合にほぼ比例して少なくとも約４倍増大する。
【００７９】
本発明は、ある好適な形態に関してかなり詳細に説明したけれども、他の形態についても可能である。例えば、本発明は、他の処理チャンバ、例えば、化学気層堆積（ＣＶＤ）処理チャンバと共に用いることができた。また、処理チャンバ１００は、この分野の当業者に明らかである他の同等な構成を有することもできる。他の例として、処理チャンバ１００の１つ以上の要素４１０は、複数の異なるコーティング４２０を有してもよい。従って、請求項は、ここに含まれる好適な形態の説明に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】粒子を有する表面をもつ要素の断面図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、テックスチャコーティングの粒子の薄層パターンである。
【図３】負のスキューネスを有する表面粗さを伴う表面を有し、表面へのスパッタされた粒子の付着を示す要素の部分断面図である。
【図４（Ａ）】要素の粗くされた表面の断面図である。
【図４（Ｂ）】表面が粗くされた後、コーティングが表面に設けられる図４（Ａ）の要素の断面図である。
【図４（Ｃ）】図４（Ｂ）の要素の最終表面の断面図である。
【図５】要素構造体の粗くされた表面上へコーティングをスプレーするツイン・ワイヤー・アーク熱スプレー装置の断面図である。
【図６】要素構造体の粗くされた表面上にコーティング物質を堆積するプラズマトーチの断面図である。
【図７（Ａ）】本発明の実施例による処理チャンバである。
【図７（Ｂ）】基板支持体の周りのガスシールド及び環状リングの実施例の断面図である。
【図８】従来の要素を有するチャンバ及び本発明による要素を有するチャンバにおいて処理された基板に対して、いろいろな粒子サイズの範囲において、基板あたりに測定された再堆積された粒子の正規化した数の比較棒グラフである。
【図９】従来の要素及び本発明による要素を有するチャンバにおいて、サイクルあたりに得られた０.５μｍより大きな再堆積粒子の正規化した数の比較棒グラフである。
【図１】
2005521868.tif 000007
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７（Ａ）】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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