(57)【要約】  本発明は、粒子及び粒界領域を有するセラミックを有するプロセスチャンバ要素を製造する方法に関する。本方法において、約１５０μインチより小さな比較的低い粗さ平均を有する表面を設けるために、要素はビードブラストされる。この要素は、セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少するために充分低い濃度を有する溶液に浸漬される。金属コーティングがセラミック成形品の少なくとも一部上に形成される。本方法によって製造された要素は、スパッタされた堆積物が要素のコーティングを剥離させずに堆積し、スパッタリングプロセスにおけるスパッタされた物質の厚い堆積物を許容する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、前記要素は、粒子及び粒界領域を有するセラミック成形品を有し、
(a) 前記要素をビードブラストして、約１５０μインチより小さい粗さの平均を有する表面粗さにするステップと、
(b) 酸または塩基の充分低い濃度を有する溶液に前記要素を浸漬して、前記セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少するステップと、
(c) 前記セラミック成形品の少なくとも一部上に金属コーティングを形成するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップ(a)の後に前記ステップ(b)を行なうことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶液は、約１０体積％より小さい濃度のＨＦ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４】
前記溶液は、実質的にＨＦからなっていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記溶液は、ＫＯＨ、ＨＣlまたはＨＮＯ3の１つ以上の約２０体積％より小さいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記溶液は、ジエチレングリコールモノブチルエーテルの約２０体積％より小さいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記セラミック成形品は、酸化アルミニウムを有し、及び前記金属コーティングはアルミニウム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８】
前記要素は、堆積リングまたはカバーリングであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
スパッタリングチャンバにおいて形成されたスパッタリングされた物質が下にある金属コーティングをセラミック成形品から剥離させることなく露出した表面上に少なくとも約０.２mmの厚さに累積することができる露出した表面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１０】
プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、前記要素は、酸化アルミニウムの粒子及び粒界領域を有するセラミック成形品を有し、
(a) 前記要素をビードブラストして、約１５０μインチより小さい粗さの平均を有する表面粗さにするステップと、
(b) 約１０体積％より小さな濃度のＫＯＨ、ＨＣl及びＨＮＯ3の１つ以上を有する溶液に前記要素を浸漬するステップと、
(c) ツインワイヤのサーマルスプレー法によって前記要素の少なくとも一部上にアルミニウムのコーティングを形成するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記ステップ(a)の後に前記ステップ(b)を行なうことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶液は、実質的にＨＦからなっていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
スパッタリングチャンバにおいて形成されたスパッタリングされた物質が下にあるアルミニウムコーティングをセラミック成形品から剥離させることなく露出した表面上に少なくとも約０.２mmの厚さに累積することができる露出した表面を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、前記要素は、酸化アルミニウムの粒子及び粒界領域を有するセラミック成形品を有し、
(a) 前記要素をビードブラストして、約１５０μインチより小さい粗さの平均を有する表面粗さにするステップと、
(b) ＫＯＨまたはジエチレングリコールモノブチルエーテルの１つ以上の約２０体積％より小さい溶液に前記要素を浸漬するステップと、
(c) ツインワイヤのサーマルスプレー法によって前記セラミック成形品の少なくとも一部上にアルミニウムのコーティングを形成するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記ステップ(a)の後に前記ステップ(b)を行なうことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
スパッタリングチャンバにおいて形成されたスパッタリングされた物質が下にあるアルミニウムコーティングをセラミック成形品から剥離させることなく露出した表面上に少なくとも約０.２mmの厚さに累積することができる露出した表面を有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【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、プロセスチャンバ（処理チャンバ）要素の製造方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
基板のプロセスチャンバは、例えば集積回路やディスプレイのような電子回路を製造するために、例えばプラズマのような活性化された（エネルギーが与えられた）プロセスガス中で基板を処理するために用いられる。一般に、プロセスチャンバは、プロセスガスが導入される処理ゾーンを囲むエンクロージャの壁、プロセスガスを活性化するガスエナージャイザー、及びチャンバ内のプロセスガスを排気し、プロセスガスの圧力を制御する排気システムを有する。プロセスチャンバは、例えば、基板上に物質を堆積し、または基板から物質をエッチングするために用いられることができる。チャンバは、基板上に物質、例えば、アルミニウム、銅またはタンタルのような金属、または例えばタンタルナイトライドまたはチタンナイトライドのような金属化合物をスパッタ堆積するために用いることができる。
【０００３】
チャンバ内に露出されているチャンバ要素、例えばチャンバ側壁、天井、ライナーまたは堆積リングの表面は、例えば、被膜層へのスパッタされた物質の接着性を増大するように、チャンバ内のプラズマに対して下層の物質の耐腐蝕性を増大するように、または他の必要な特性、例えば電気的導電性表面を備えるように働くことができる被覆層でしばしば被覆される。例えば、チャンバ要素は、アルミニウム酸化物またはクォーツから作られ、アルミニウムでプラズマスプレー被覆（コーティング）される。
【０００４】
これらの要素を製造するための１つのプロセスでは、要素のセラミック成形品（フォーム）が高エネルギーのグリット・ブラスティング・ステップ(grit blasting step)を用いて要素をグリット・ブラスティングすることによって、その後、濃酸溶液、例えば２０％より大きな濃度を有するＨＦ溶液に要素を浸すことによって準備される。グリット・ブラスティング・ステップは、磨き直しステップにおいて要素上に存在するコーティングを除去するために、または新しいコーティングをするべき要素表面を準備するために用いることができる。グリット・ブラスティング・ステップは、要素表面上に２００μインチ（５０８μセンチ）より大きな、高い表面粗さの平均（Ｒａ）値を達成するために行なわれる。高い粗さの値は、セラミック成形品上にある上層のコーティングの接着性を良好にすると考えられている。その後、要素は、磨き直しプロセスの場合、再度コーティングされ、新しい要素の場合、新しいコーティング層でコーティングされる。
【０００５】
しかし、このような従来の要素製造方法は、依然として受け入れ難い低い要素部品の寿命を有する要素を生じ、要素はしばしば取り替えられるか、磨き直しされなければならない。例えば、ターゲットから基板上に物質をスパッタ堆積するために、これらのチャンバ要素がＰＶＤプロセスにおいて用いられる場合、スパッタされた物質は、要素の表面上にも累積する。累積された堆積物は、表面剥離、クラッキング、及びセラミック成形品からの下層コーティングの薄片脱落を生じる熱膨張ストレスの原因となる。チャンバ内のプラズマは、コーティングク（被膜）のラック又は他の損傷領域を通して入り込み、チャンバ要素の露出した表面を腐蝕し、遂には要素の機能不全を導く。
【０００６】
（発明の概要）
したがって、基板処理環境において、望ましい表面特性を有する要素を製造することができるプロセスを有することが必要である。更に、スパッタされた物質の過剰な量が要素上に堆積する製造プロセスにおいて、寿命の長い要素を有することが必要である。また、動作中に劣化された場合、必要に応じて要素を磨き直すことができることが必要である。
【０００７】
本発明は、粒（子）(grain)及び粒界領域(grain boundary regions)を有するセラミック成形品を有する、プロセスチャンバチャンバ用の要素を製造する方法であって、本方法は、
（ａ）約１５０μインチ（約３８１μセンチ）より小さい粗さ平均を有する表面を備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
（ｂ）セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少するために、充分低い酸または塩基の濃度を有する溶液に前記要素をつけるステップと、
（ｃ）セラミック成形品の少なくとも一部上に金属コーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
【０００８】
本発明は、酸化アルミニウムの粒（子）及び粒界領域を有するセラミック成形品を有する、プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、本方法は、
（ａ）約１５０μインチより小さい粗さ平均を有する表面粗さを備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
（ｂ）約１０体積％より小さな濃度のＨＦ、ＨＣl及びＨＮＯ3の１以上の溶液に前記要素を浸けるステップと、
（ｃ）ツインワイヤのサーマル（熱）スプレープロセスによって前記要素の少なくとも一部上にアルミニウムコーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
【０００９】
本発明は、酸化アルミニウムの粒（子）及び粒界領域を有するセラミック成形品を有する、プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、本方法は、
（ａ）約１５０μインチより小さい粗さ平均を有する表面粗さを備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
（ｂ）ＫＯＨまたはジエチレングリコールモノブチルエーテルの１つ以上の、約２０より小さい体積％を有する溶液に前記要素を浸けるステップと、
（ｃ）ツインワイヤのサーマルスプレープロセスによって前記要素の少なくとも一部上にアルミニウムコーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
【００１０】
（実施例）
本発明の形状、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図面に関してより理解されるであろう。しかし、一般に形状の各々は本発明において用いられ、特定の図面に示されたものに限られない、そして本発明はこれらの形状のあらゆる組み合わせを含むことを理解すべきである。
本方法は、化学的浸蝕に対する耐性及び要素３００からのコーティング３０４の剥離に対する耐性を増加することができるプロセスチャンバ用のコーティングされた要素３００を製造するために用いられる。本方法は、浸蝕を受け易いチャンバ３６ａの１つ以上の要素３００、例えば基板の支持体１８（図４）の要素３００を形成するために用いることができる。１つの態様では、支持体１８の要素３００は、堆積チャンバ３６ａにおいて使用される１つ以上の堆積リング１５、またはカバーリング１７を有する。形成されることができる他のチャンバ要素３００は、例えば、チャンバエンクロージャの壁１２、例えば側壁またはシールド２０、ライナー（図示せず）または天井１３；ガスディストリビュータの一部、例えばガスインレット３３；ガス排気装置２８の一部；及びガスエナージャイザー９０の一部を有する。図１は、本発明による方法の実施例によって形成された要素３００の実施例の断面図を示す。
【００１１】
１つの態様において、チャンバ要素３００は、その表面を準備するために処理され、その後、金属コーティングで覆われるセラミック成形品を有する。例えば、本発明による処理及びコーティングに適したセラミック成形品３０２は、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド（炭化シリコン）、及び窒化アルミニウムの１つ以上を含む。セラミック成形品３０２は、セラミック成形品３０２と上層のコーティング３０４との間の結合を増大する特性を有する表面を備えるように処理される。セラミック成形品３０２と上層のコーティング３０４との間に適当に強い結合力の形成を可能にする表面上に適当な粒界領域を与えるために、例えば、セラミック成形品３０２の表面３０６は、表面３０６からゆるく結合され、または損傷された粒（子）を除去することによって処理される粒（子）及び粒界領域を有する。また、化学的不純物または他の結びついていない粒（子）は、処理によってセラミック成型品３０２の表面から除くことができ、それにより、表面３０６へのコーティング３０４の接着性を向上する。
【００１２】
最初の処理ステップにおいて、チャンバ要素３００は、セラミック成型品３０２の表面３０６をビードブラスティング(bead blasting)することによって処理される。このビードブラスティングは、表面３０６へのコーティング３０４の接着性を増大する織目のついた、または粗くされた表面を設けるために、セラミック成型品３０２の表面上のあらゆる不純物を除去するばかりでなく、表面３０６上のゆるく結合された粒（子）、または損傷された粒（子）を除去するために行なわれる。ビードブラスティングでは、固体ビードが、表面３０６を粗くするのに適当に高い圧力の空気によって表面３０６に向かって送られる。ビードは、セラミック成型品３０２の硬さより硬い物質を有し、ビードが粗くされた表面及び織目のついた表面を形成するようにセラミック成型品３０２の表面を浸蝕及び粗くするようにする。好ましいビード物質は、例えば、酸化アルミニウム、シリカ、または硬いプラスチックを含む。１つの実施の形態では、ビードは、表面を適当にグリットブラスティングするために選択されたメッシュサイズを有する酸化アルミニウムの粗粒（子）、例えば１５０のメッシュサイズを有するアルミナの粗粒（子）を有するを含む。ビードブラスティングは、例えば、囲まれたハウジングを有するビードブラスター(bead blaster,図示せず)で行なわれる。
【００１３】
表面３０６を過剰に粗くすることなく表面３０６をクリーニングし、処理する表面３０６の改善された処理が比較的穏やかなビードブラスティングプロセスによって行なわれることがわかった。従来の処理プロセスは、上にあるコーティングの改善された接着性を備えるために、非常に粗くされた表面を達成する攻撃的なビードブラスティングを用いているので、この発見は予期しないことである。ビードブラスティングプロセス中に表面を過剰に粗くすることは、セラミック成型品３０２の表面上にマイクロクラック及び損傷された粒界領域を形成するので、コーティングされた要素３００の構造的な完全な状態には実際には有害であることがわかった。セラミック成型品３０２の表面の粒（子）、したがって表面３０６に結合されたコーティング３０４は、ゆるくなり、コーティング３０４の剥離または薄片脱落を生じるように、粒界層が著しく損傷されるにしたがって、このような損傷を受けた表面３０６に与えられたコーティングは、コーティングの減少された接着性を示す。また、ブリードブラスティング中に形成されたマイクロクラック及び損傷された粒界層は、続く処理ステップ、例えばウエットクリーニングステップ中に加速される。
【００１４】
従って、攻撃的なビードブラスティングプロセス、従って低い表面粗さ、例えば約１５０μインチより小さな粗さの平均（Ｒａ）、例えば約６０〜約１４０μインチ（約１５２.４〜約３５５.６μセンチ）、更に好ましくは約１２０μインチ（約５０４.８μセンチ）より小さな表面粗さを得るようなビードブラスティング条件を維持することが必要である。表面３０６の粗さの平均は、粗くされた表面３０６に沿って粗さの形状のピークと谷の平均ラインからの偏移の絶対値の平均である。この表面粗さを与える好適なビードブラスティング条件は、約３０ｐｓｉから約１００ｐｓｉまで、更に好ましくは約４０ｐｓｉから約６０ｐｓｉまでの、表面に向かってビードを送り出すために用いられる空気の圧力；約４５度から約９０度、さらに好ましくは７５度から９０度までの表面に対するビードの入射角度；及び約４インチ（約１０.１６センチ）から約１２インチ（約３０.４８センチ）まで、さらに好ましくは約５インチ（約１２.７センチ）から約８インチ（約２０.３２センチ）までの、ビードブラスターから表面までのビードが移動する離れた距離を含んでいる。
【００１５】
粗さの平均のような表面３０６の計量特性において、カットオフ長及び評価長を特定する国際規格ANSI/ASME B.46.1-1995を用いることができる。以下のテーブルIは、この規格によって定義された粗さ平均、カットオフ長、及び最小と代表的な評価長の値間の対応を示している。
【００１６】
表  Ｉ
2005514521.tif 000002
【００１７】
粗さの平均は、表面３０６上で針を通過させ、表面３０６上の粗さの高さの変動のトレースを発生するプロファイロメータ(profilometer)によって、或いは表面３０６の像を発生させるために、表面３０６から反射される電子ビームを用いる走査型電子顕微鏡によって計測される。
【００１８】
セラミック成型品３０２の表面がビードブラスティングによって処理されると、さらに第２の処理ステップにおいて、表面３０６は、処理溶液に表面３０６をつけることによって処理される。処理溶液は、表面３０６から不純物を除去し、ビードブラスティングプロセス中に形成されたは離れた粒（子）の表面をクリーニングする処理剤を有し、コーティングへ結合するための表面を用意する。表面３０６は、表面３０６を用意するのに適した時間の間、例えば、約１５秒〜約３０分、さらに好ましくは約１５秒〜約１５分の間、溶液につけることによって処理される。
【００１９】
セラミック成型品３０２へのコーティング３０４の予期しない優れた接着性がセラミック成型品３０２の粒界領域のエッチングを減少する処理剤の十分低い濃度を有する処理溶液によって得られることがわかった。従来のプロセスが表面３０６をクリーニングし、作るために、高い濃度の処理剤は、より完全な表面のくずや汚染物質のクリーニングを行なうと期待して、高い濃度の処理剤、例えば、２０体積％以上の濃度のフッ化水素酸を使用しているので、この結果は予期されないことでる。しかし、粒界領域を過度にエッチングすることなく、及び要素３００の表面３０６におけるマイクロクラックを形成、或いは更に悪化することなく、表面３０６からあらゆる残留物または弱く結合された粒（子）をクリーニングするために充分低い濃度の処理剤を有する処理溶液が優れていることが判った。表面３０６上の粒界領域に対してなされるエッチング損傷を減少することによって、低濃度の処理剤を有する処理溶液がコーティング３０４とセラミック成型品３０２との間のボンディング（結合）を高い濃度を有する従来のプロセスより向上させた。
【００２０】
１つの形態において、セラミック成型品３０２はフッ化水素酸（ＨＦ）を適正に低い濃度の酸性剤を有する酸性処理溶液に浸される。例えば、処理溶液は実質的にＨＦからなる処理剤を有することができる。フッ化水素酸は、表面３０６をきれいにクリーニングし、基板１６のビードブラスティング中または処理中に形成される粒子のような表面３０６上の不純物および離れた粒子を除去することができる。フッ化水素酸は、セラミック成型品３０２の表面上に累積された不純物、例えばＳiＯ２、ＣaＯまたはＭgＯと反応し、溶解することもできる。適性に低い濃度のフッ化水素酸は、１０体積％より低い濃度、例えば、１〜約１０体積％の濃度、より好ましくは、約５体積％より低い濃度である。
【００２１】
他の形態では、セラミック成型品３０２は、適性に低い濃度の非フッ化酸の処理剤を含む溶液に浸けられる。非フッ素化された酸の処理剤は、攻撃性の少ない処理剤を提供し、セラミック成型品３０２の表面を通してマイクロクラックの伝播及び粒界領域への損傷を減少して、表面のクリーニングおよび製作を可能にする。適性な非フッ素化クリーニング剤は、例えばＨＣlまたはＮＨＯ3を有することができる。適性に低い濃度の非フッ素化剤は、約２０体積％より低い濃度、例えば、１〜約２０体積％の濃度、より好ましくは、１０体積％より低い濃度である。更に他の態様では、セラミック成型品は、ＫＯＨ溶液のような塩基溶液、またはジエチレングリコールモノブチルエーテルのような有機エッチャントの溶液に浸けられる。
【００２２】
セラミック成型品３０２は溶液に浸けることによって処理されると、金属コーティング３０４がセラミック成型品３０２の少なくとも一部上に形成される。このコーティング３０４は、基板プロセスチャンバにおいて実質的に耐侵食性を有する金属の１つ以上、例えば、アルミニウム、チタン、銅、及びクロムの１つ以上を有することができる。金属コーティング３０４は、例えばチャンバ３６ａ内の活性化されたガスによる腐蝕からセラミック形成品３０２を保護するために形成され、金属コーティングとセラミック成型品３０２との間に強力な結合を与える方法によって与えられる。例えば、化学または物理気相堆積法の１つ以上によって、またはフレームスプレーまたはサーマルスプレー、例えば、ツインワイヤ・アーク法、プラズマアーク法、または酸素燃料ガスフレーム(oxy-fuel gas flame)によって与えられる。プロセスチャンバ３６ａにおける浸蝕を減少するのに適した金属コーティング３０４の厚さは、例えば、少なくとも０.０５ｍｍの厚さ、更には約０.５ｍｍより薄い厚さでよい。
【００２３】
１つの形態において、金属コーティングは、例えば、Lazarz外に2001年5月8日に発行された米国特許6,227,435号明細書、及びScruggsに1997年12月9日に発行された米国特許5,695,825号明細書に記載された「ツインワイヤ・アーク・サーマル・スプレー法(a twin wire arc thermal spraying process)」によって処理された表面に設けられる。これらの文献は、いずれもレファレンスによってこの明細書に含まれる。ツインワイヤ・アーク・サーマル・スプレー法において、サーマルスプレイヤー（図示せず）は、２つの消耗電極を有し、それらは、電気アークがそれらの間に形成するのを可能にするように形成され、角度が付けられている。例えば、これらの消耗電極は、表面３０６上にコーティングされる金属から形成されるツインワイヤを有し、それらは、放電が最も接近した点の近くに形成するように互いに向かって角度が付けられている。アーク放電は、電圧が消耗電極に印加されると、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に従って、消耗電極間に発生する。電極間のアークは、電極上の金属を微粒子にし、少なくとも部分的に液化し、アーク電極によって活性化されたキャリアガスは、サーマルスプレイヤーから、セラミック成形品３０２の処理される表面３０６に向かって溶融粒子を送り込む。溶融粒子は、セラミック成形品３０２の表面３０６上に衝突して、そこでそれらは冷却し、凝縮して、コンフィーマルコーティング３０４を形成する。ツインワイヤが用いられた場合、ワイヤーはサーマルスプレイヤーに連続して送られ、金属材料の連続供給を行なう。
【００２４】
サーマルスプレイ中動作パラメータは、サーマルスプレイヤーからセラミック成形品の表面３０６までの通路をコーティング物質が進むにしたがって、コーティング物質の特性、例えばコーティング物質の温度及び速度を調節するのに適するように選択される。例えば、ガスの流れ、電力レベル、パウダー（粉末）の供給速度、キャリアガスの流れ、サーマルスプレイヤーから表面までの離れた（スタンドオフ）距離、及び表面３０６に対するコーティング物質の堆積角度は、コーティング物質の適用及びコーティングの表面への接着性を向上するようにされる。例えば、消費電極相互間の電圧は、約１０ボルトから約５０ボルトまで、、例えば約３０ボルトになるように選択することができる。さらに、消費電極間を流れる電流は、約１００アンペアボルトから約１０００アンペアまで、例えば約３００アンペアになるように選択することができる。プラズマトーチの電力レベルは、通常約６キロワットから８０キロワット、例えば約１０キロワットの範囲にある。
【００２５】
堆積の離れた距離及び角度は、表面上のコーティング材料の堆積特性を調節するように選ぶことができる。例えば、堆積の離れた距離及び角度は、例えば、“パンケーキ(pancake)”及び“ラメラ(lamella)”パターンを形成するために、表面３０６に衝突して溶融したコーティング物質が跳ね返るパターンを変えるように調節することができる。堆積の離れた距離及び角度は、コーティング物質が表面に衝突するとき、フェーズ、速度、またはコーティング物質の粒の大きさを変えるように調節することができる。１つの実施例では、サーマルスプレイヤー及び表面間の離れた距離は、約５インチ以上、及びコーティング物質の表面３０６への堆積の角度は、約９０°である。
【００２６】
コーティング物質の速度は、コーティング物質を適切に表面３０６上に堆積するように調節することができる。１つの実施例では、粉末化したコーティング物質の速度は、約１００〜約３００ｍ／秒である。また、サーマルスプレイヤーは、コーティング物質が表面に当たったとき、コーティング物質の温度が少なくとも溶融温度であるように調節される。融点以上の温度は、高密度のコーティング及びボンディングの強さを生じることができる。例えば、放電の周りの活性化したキャリアガスの温度は、５０００℃以上である。しかし、コーティング物質が表面３０６へ影響を与える時間期間解けたままであるように、放電の周りの活性化したキャリアガスの温度は低く設定されることができる。例えば、適当な時間期間は、少なくとも数秒である。
【００２７】
本発明のプロセスによって処理され、コーティングされた要素３００は、金属コーティング３０２と下にあるセラミック成形品３０２間で実質的に改善された結合を示す。例えば、本発明のプロセスによって処理され、コーティングされた要素３００は、スパッタ堆積チャンバ３６ａにおいて、向上した性能を与える、チャンバ３６ａにおいて形成されたスパッタされた物質は、実質的に要素３００から金属コーティングを剥離しないように、要素３００の露出した表面３０８上に、少なくとも０.２ｍｍ、好ましくは約１ｍｍまで、あるいは約１.５ｍｍまでの厚さに累積する。
【００２８】
１つの態様において、上述の処理及びコーティングプロセスは、チャンバ３６ａにお家使用するためのコーティングされた要素３００を製造するために行なわれる。例えば、要素３００を製造するために、セラミック成形品３０２がセラミックの粉末及びバインダー（結合剤）の混合物から準備される。このバインダーは有機バインダー物質であってもよい。セラミックの粉末及びバインダーは、例えば、スリップキャスティングによって適当なセラミックプレフォーム（予備成形物）へのモールドで形成することができ、あるいはラムプレス成形(ram pressing)またはイソスタティック成形(isostatic pressing)、またはテープキャスティング(tape casting)によって形成することができる。例えば、１つの態様において、セラミック粉末及びバインダーは、堆積チャンバ３６ａにおいて使用するための堆積リングまたはカバーリングの形状に成形することができる。その後、この成形されたプレフォーム(preform)は、セラミック成形品３０２を有する固められたセラミック物質を形成するために燒結される。適当なコネクター又は他の構造物が燒結前の成形されたプレフォームに形成される。燒結されたセラミック成形品３０２は所望の厚さに磨かれ、他の構造物も多孔セラミック物質へ孔があけられまたは加工される。所望の形状を有するセラミック成形品３０２が形成されると、上述の処理プロセスが行なわれ、金属コーティング３０４へ結合するためのセラミック成形品３０２を準備するために、ビードブラスティング及び溶液中に浸漬することによってセラミック成形品３０２の表面を処理する。その後、金属コーティング３０４が、例えば、金属材料を表面３０６へサーマルスプレーすることによって設けられる。
【００２９】
他の態様において、基板プロセスチャンバ３６ａで使用された要素３００を再び磨くために、例えば、チャンバ３６内の活性化されたガスに曝すことによって損傷された要素３００を再び磨くために、処理及びコーティングプロセスが行なわれる。この態様では、セラミック成形品３０２及び損傷された金属コーティング３０４を有する要素３００は、金属のコーティングを除去し、下にある（セラミック成形品の）表面３０６を処理及びコーティングすることによって、再び磨かれたり、処理されたりする。金属のコーティング３０４は、例えば、上述したビードブラスティングプロセスにおいて除去され、あるいはエッチングプロセスのような他の金属除去方法によって除去される。金属のコーティング３０４が除去されると、下にある表面３０６は、本発明のプロセスにより、ビードブラスとされたり、処理溶液に浸漬されたりする。最後に、表面３０６は、例えば、サーマル（熱）コーティングプロセスによって金属コーティング３０２で再びコーティングされる。
【００３０】
図２は、本発明による処理及びコーティングプロセスを示すフローチャートである。このフローチャートに示されるように、プロセスは、一般に、（ｉ）要素３００をブリードブラスティングして、約１５０μインチより小さな粗さ平均を有する表面粗さにする；(ii)十分低い濃度を有する溶液にセラミック成形品を浸漬して、セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少する。(iii)セラミック成形品の少なくとも一部上に金属のコーティングを形成する。
【００３１】
処理され、コーティングされた要素３００は、図３に示されるようにマルチチャンバのプラットフォーム１００の一部であるプロセスチャンバ３６ａにおいて用いられる。このマルチチャンバは、例えば、カルフォルニア州、サンタクララのアプライドマテリアルズ社から商業的に利用できる“ＥＮＤＵＲＡ”システムであることができる。平らなシリコンウエハ基板１６を処理するのに適しているここに示されたプラットフォーム１００の特定の実施例は、本発明を概略示すために設けられており、本発明を限定するために用いられるべきではない。マルチチャンバプラットフォーム１００は、一般に、相互に接続されたチャンバ３６ａ−ｄ、１１４、１１８のクラスター、及びチャンバ３６ａ−ｄ、１１４、１０２、１１８間で基板１６を移送するためのロボットアーム機構１３２を有する基板移送手段を有する。ロボットアーム機構１３２は、基板を支持したり、運んだりするブレード１３４を有するロボットアームを有する。ロードロックチャンバ１２０、１２２は、基板１６を含む移送カセットを受取る。基板を方向付けし（オリエンティング）及びガス抜きチャンバ１１８が処理の準備中に基板１６に向きを決めるために、及びプロセスチャンバ３６ａ−ｄ内の高真空環境を乱す汚染物質を基板１６から除去するように基板１６からガスを抜くために設けられる。事前のクリーニングチャンバ１１４が全ての堆積ステップ前に基板をクリーニングするために用いられ、冷却チャンバ１０２が基板１６を冷却するために用いられる。例えば、ロボットアーム機構１３２がいろいろなチャンバ３６ａ−ｄ、１１４、１０２、１１８へ、及びそれらから基板１６を移送するシーケンスを命令するように、ロボットアーム機構１３２を制御するために、プロセスシーケンサ１３６が設けられる。一般に、プロセスシーケンサ１３６は、ロボットアーム機構１３２を制御して、ロードロックチャンバ１２０、１２２の１つからオリエンティング及びガス抜きチャンバ１１８ヘ、その後事前クリーニングチャンバ１１４へ、その後プロセスチャンバ３６ａ−ｄの１つ以上へ、そしてその後冷却チャンバ１０２へ基板１６を移送するために、ロボットアーム機構１３２を制御する。
【００３２】
マルチチャンバプラットフォーム１００は、例えば、図４に示されているように、少なくとも１つのＰＶＤチャンバ３６ａを有し、基板１６上にタンタル、窒化タンタルまたは銅の１つ以上の層をスパッタ堆積する。基板支持体１８がＰＶＤチャンバ３６ａ内に基板１６を支持するために設けられる。基板１６は、チャンバ３６ａの側壁に基板をロードする入口（図示せず）を介してチャンバ３６ａへ導かれ、支持体１８上に置かれる。支持体１８は、基板の昇降ベロー（図示せず）によって上昇または下降されることができ、昇降フィンガーアッセンブリー（図示せず）がチャンバ３６ａへ及びチャンバ３６ａからの基板１６の移送中に基板１６を上昇したり、基板を支持体１８上へ下降したりするために用いられる。
【００３３】
支持体１８は、支持体１８の腐蝕を防止するために支持体の上面１９の少なくとも一部をカバーする、例えば、堆積リング１５及びカバーリング１７のような１以上のリングを有する。例えば、堆積リング１５及びカバーリング１７は、チャンバ３６ａ内の活性化したガスへの静電チャックの露出を減少するために、及び静電チャックへの粒子の堆積を減少するために、支持体１８上の静電チャック（図示せず）の少なくとも一部をカバーすることができる。１つの態様において、堆積リングは、基板１６によってカバーされない支持体の部分を保護するために基板１６を少なくとも部分的に取り囲む。カバーリング１７は、堆積リング１５の少なくとも一部を囲み、堆積リング１５及び下にある支持体１８の双方への粒子の堆積を減少するように働く。本発明の１つの特徴によると、堆積リング１５及びカバーリング１７は、本プロセスにより処理され、カバーされる。本プロセスによって設けられた強力に結合した金属コーティング３０４によって、リング１５、１７がコーティング３０４の過剰な熱膨張ストレスまたは離層のない大量の堆積を行なうようにする。従って、本プロセスによって処理され、コーティングされた堆積リング１５及びカバーリング１７は、耐腐蝕性を増大させ、下にある基板支持体１８へ良好な腐蝕保護を行なう。
【００３４】
プロセスゾーンにおいて大気圧以下にスパッタリングガスを維持するために、スパッタリングガスの供給源２３がスパッタリングガスをチャンバ３６ａヘ導入する。スパッタリングガスは、ガスインプット２５ａ、ｂを介して１つ以上のガス源２４、２７にそれぞれ接続されるガス入口３３を通してチャンバ３６ａに導入される。１つ以上のマスフローコントローラ２６がそれぞれのガスの流速を制御するために用いられる。それらのガスは、チャンバ３６ａへのそれらのガスの導入前に混合マニフォルド３１において予め混合されるか、またはチャンバ３６ａに別々に導入されることができる。スパッタリングガスは、一般に、プラズマへ活性化されると、ターゲット１４にエネルギー的に衝突し、攻撃して、物質、例えば銅、タンタル、または窒化タンタルをターゲット１４からスパッタリングする非反応性ガス、例えばアルゴンまたはキセノンを含む。スパッタリングガスは反応性ガス、例えば窒素を含んでもよい。また、他の反応性ガス又は他の型の非反応性ガスを含むスパッタリングガスの他の混合物が用いられることは、当業者に明らかであろう。
【００３５】
排気システム２８がチャンバ３６ａにおけるスパッタリングガスの圧力を制御し、チャンバ３６ａから過剰なガス及び副産物のガスを排気する。排気システム２８は、１つ以上の排気ポンプ２９へ導く排気ライン３４へ接続されるチャンバ３６ａにおける排気ポート２９を有する。排気ライン３４におけるスロットルバルブ３７がチャンバ３６ａにおけるスパッタリングガスの圧力を制御するために用いられる。一般に、チャンバ３６ａにおけるスパッタリングガスの圧力は、サブ大気圧レベル、例えば、約２〜約１０mTorrへセットされる。
【００３６】
ＰＶＤチャンバ３６ａは、更に基板１６に面するチタンを有するスパッタリングターゲット１４を有する。必要に応じて、コリメータ（図示せず）がターゲット１４と基板支持体１８の間に取り付けられてもよい。ＰＶＤチャンバ３６ａは、スパッタされた物質からチャンバ３６ａの壁を保護するため、またはアノード接地面として働くようにシールド２０を有することもできる。このシールド２０は電気的に浮いているか、または接地される。ターゲット１４は、チャンバ３６ａから電気的に絶縁されるか、または電源、例えばＤＣ電源２２に接続されるが、しかし、この電源は、他の形式の電源、例えばＲＦ電源であってもよい。１つの形態において、ＤＣ電源２２、ターゲット１４、及びシールド２０は、プラズマから材料をスパッタするためにスパッタリングガスを活性化することができるガスエナジャイザー９０として動作する。ＤＣ電源２２は、例えばＤＣ電圧パルスとしてのＤＣ電圧をシールド２０に対してターゲット１４へ供給する。スパッタリングターゲット１４へ供給された電圧からチャンバ３６ａ内に生成された電界は、スパッタリングガスを活性化して、ターゲットから物質をスパッタするプラズマを形成する。プラズマによってターゲットからスパッタされた物質は、基板１６上に堆積され、プラズマのガス成分と反応して、基板１６上に堆積層を形成する。
【００３７】
チャンバ３６ａは、さらに、ターゲット物質のスパッタリングを改善するために、ターゲット１４に近接して高密度プラズマ領域３８におけるイオン密度を増大するように、チャンバ３６ａのターゲット１４の近くに磁界１０５を発生する磁界発生器３５を有する。更に、改善されたマグネトロン３２が銅の維持した自己スパッタリングまたはアルミニウム、チタン、または他の金属のスパッタリングを可能にするために用いられ、一方、例えば、Fuに付与された“回転スパッタマグネトロンアッセンブリ”の米国特許第6,183,614号及びGopalrajaに付与された“銅のビア充填のための一体化プロセス”の米国特許第6,274,008号に開示されたターゲットの攻撃目的のための非反応性ガスに対する必要性を最小にする。これらのいずれもレファレンスによってこの明細書に含まれる。磁界１０５は、実質的に非磁性ターゲット１４を通して真空チャンバ３６ａに広がる。１つの形態において、マグネトロン３２はターゲット１４にセミトロイダル磁界を発生する。１つの実施例において、マグネトロン３２は、ターゲット１４上のほぼ中心点からターゲット１４の利用可能な領域のエッジまで水平に広がっている。１つの形態において、マグネトロン３２は、回転軸７８の周りにマグネトロン３２を回転するモータ１０６を有する。モータ１０６は、一般に、回転軸７８に沿って延びるシャフト１０４によってマグネトロン３２の磁界ヨーク９８に取り付けられる。
【００３８】
本発明のＰＶＤプロセスは、周辺の制御要素と共にメモリシステムに相互接続された中央処理装置（ＣＰＵ）、例えば、カリフォルニア州のSynergy Microsystems社から商業的に利用可能な98400マイクロプロセッサを有する、図５に示されるように、プロセスシーケンサ１３６を有し、コントローラ３０上を走るコンピュータプログラム製品１４１を用いて実現化されることができる。コンピュータプログラムコードは、従来のコンピュータ読み取り可能なプログラム言語、例えば、アッセンブリ言語、Ｃ、Ｃ++またはパスカルで書かれる。好ましいプログラムコードは、従来のテキストエディタを用いて、単一ファイルまたはマルチファイルに入力され、コンピュータ利用可能な媒体、例えばコンピュータのメモリシステムに格納される。入力されたコードテキストがハイレベル言語にある場合には、コードはコンパイルされ、その結果のコンパイラーコードは予めコンパイルされたウインドウズのライブラリールーティンのオブジェクトコードとリンクされる。リンクされ、コンパイルされたオブジェクトコードを実行するために、システムユーザはオブジェクトコードを呼び出し、コンピュータシステムがメモリ中のコードをロードするようにし、メモリからＣＰＵがコードを読み取り、実行してプログラム中のタスクを行なう。
【００３９】
ユーザは、プロセスセット及びプロセスチャンバ番号をプロセスセレクタプログラムコード１４２へ入力する。プロセスセットは、特定のプロセスチャンバにおいて特定のプロセスを実行するために必要な所定のプロセスパラメータのセット（組）であり、予め定義されたセット番号によって識別される。プロセスパラメータは、プロセス条件、例えば、プロセスガスの成分及び流速、温度、圧力、ガスを活性化するプロセス条件、例えば、非パルス化されたまたはパルス化されたＤＣ電力レベル及び磁界電力レベル、冷却ガスの圧力、及びチャンバ壁の温度などに関する。
【００４０】
プロセスシーケンス１３６は、プロセスセレクタプログラムコード１４２から識別されたプロセスチャンバ及びプロセスパラメータのセットを受けるための、及びいろいろなプロセスチャンバ３６ａ-ｄの動作を制御するためのプログラムコードを有する。多くのユーザがプロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができるし、あるいは一人のユーザがプロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができ、その結果プロセスシーケンス１３６は、所望のシーケンスにおいて選ばれたプロセスをスケジュールするように動作する。好ましくは、プロセスシーケンス１３６はプログラムコードを有し、(i)チャンバ３６ａ-ｄが用いられているか否かを判断するためにプロセスチャンバ３６ａ-ｄの動作を監視するステップ、(ii)用いられているチャンバ３６ａ-ｄにおいてどんなプロセスが実行されているかを判断するステップ、及び(iii)特定のプロセスチャンバ３６の利用可能性及び実行されるべきプロセスの形式に基づいた所望のプロセスを実行するステップを行なう。プロセスチャンバ３６ａ-ｄを監視する従来の方法、例えばポーリングを用いることができる。どのプロセスが実行されるべきかをスケジュールする場合、プロセスシーケンス１３６は、選ばれたプロセスに対する所望のプロセス条件と比較して、用いられているプロセスチャンバの現在の条件、または各々の特定のユーザが入力した要求のとき、またはスケジューリングの優先度を決定するためにシステムプログラマが含めたい全ての他の適したファクタを考慮してデザインされる。
【００４１】
プロセスシーケンサ１３６が、どのプロセスチャンバとプロセスセットの組み合わせが次ぎに実行されるかを判断すると、シーケンサプログラムコード１４３は、プロセスシーケンサ１３６によって決められたプロセスセットにしたがって、いろいろなプロセスチャンバ３６ａ-ｄにおけるマルチプロセスタスクを制御するチャンバ管理プログラムコード１４４へ特定のプロセスセットパラメータを通すことによってプロセスセットの実行させる。例えば、チャンバ管理プログラムコード１４４は、選ばれたプロセスセットを実行するのに必要なチャンバ要素３００の動作を制御するいろいろなチャンバ要素のプログラムコードまたはプログラムコードモジュールの実行も制御する。チャンバ要素のプログラムコードの例は、基板を位置決めするプログラムコード１４５、ガス流を制御するプログラムコード１４６、排気を制御するプログラムコード１４７、加熱を制御するプログラムコード１４８、及び電源を制御するプログラムコード１４９である。当業者は、どんなプロセスがプロセスチャンバ３６ａにおいて行なわれる必要があるかに依存して、他のチャンバを制御するプログラムコードが含まれることを容易に認識するであろう。
【００４２】
動作において、チャンバ管理プログラムコード１４４は、実行されている特定のプロセスに従ってプロセス要素のプログラムコードを選択的にスケジュールするか、または呼び出す。チャンバ管理プログラムコード１４４は、シーケンサプログラムコード１４３がどのプロセスチャンバ３６ａ-ｄ及びプロセスセットが次ぎに実行されるべきであるかを如何にスケジュールするかと同様に、プロセス要素のプログラムコードをスケジュールする。一般に、チャンバ管理プログラムコード１４４は、いろいろなチャンバ要素３００を監視するステップ、どの要素３００が実行されるべきプロセスセットに対するプログラムパラメータに基づいて動作される必要があるかを判断するステップ、及び監視するステップ及び判断するステップに応答するチャンバ要素プログラムコードを実行させるステップを有する。
【００４３】
特定のチャンバ要素プログラムコードの動作について説明する。基板を位置決めするプログラムコード１４５は、基板１６を基板支持体１８上へ移送するため、及び選択的に基板１６とターゲットとの間の間隔を制御するためにチャンバ３６内で基板を所望の高さまで上昇するために用いられるチャンバ要素３００を制御するためのプログラムコードを有する。基板１６がプロセスチャンバ３６ａに移送されると、基板支持体１８は、基板１６を受けとるために降下され、その後、基板１８はチャンバ３６ａ内の所望の高さまで上昇される。基板を位置決めするプログラムコード１４５は、チャンバ管理プログラムコード１４４から移送される支持体の高さに関連したプロセスセットパラメータに応答して、支持体１８の動きを制御する。
【００４４】
ガス流のプログラムコード１４６は、プロセスガスの組成及び流速を制御するためのものである。一般に、それぞれのプロセスガス用のガス導管３４は、チャンバ３６ａへのプロセスガスの流れを自動または手動で止めるために用いることができる安全閉止弁を有する。有害なガスがプロセスに用いられる場合、幾つかの安全閉止弁が従来の構成において各ガス導管３４に配置されている。ガス流のプログラムコード１４６は、安全閉止弁の開閉位置を制御し、また所望のガスの流速を得るためにマスフローコントローラをランプ・アップ／ダウン(ramp up/down)する。ガス流のプログラムコード１４６はチャンバ管理プログラムコード１４によって呼び出されるが、全てのチャンバ要素プログラムコードによっても呼び出され、そしてチャンバ管理プログラムコードから所望のガスの流速に関連するプロセスパラメータを受取る。一般に、ガス流のプログラムコード１４６は、必要なマスフローコントローラを繰り返し読み取り、その読み取りをチャンバ管理プログラムコード１４４から受取った所望の流速と比較し、且つ必要に応じてその流速を調節することによって動作する。更に、ガスフロープログラムコード１４６は、安全でない速度に対するガスの流速を監視し、安全でない状態が検出されると安全閉止弁を作動するステップを含む。１つの態様において、ガス流のプログラムコード１４６は、第１の時間期間酸素含有ガスとアルゴンの第１の体積流量比及び第２の時間期間酸素含有ガスとアルゴンの第２の体積流量比を含むスパッタリングガスを与えるために、マスフローコントローラを動作する。
【００４５】
排気制御プログラムコード１４７が呼び出されると、所望の圧力レベルがチャンバ管理プログラムコード１４４からパラメータとして受取られる。排気制御プログラムコード１４７は、チャンバ３６ａに接続される１つ以上の従来の圧力ナノメータ（図示せず）を読み取り、計測された値をターゲット圧力と比較し、ターゲット圧力に相当するストアされた圧力テーブルからＰＩＤ（proportional, integral and differential:比例、積分及び微分）値を得て、そして圧力テーブルから得られたＰＩＤ値によって排気装置２８のスロットルバルブを調節する。代わりに、チャンバ３６ａ内の圧力は、排気装置２８の排気導管３４におけるスロットルバルブ３７の開口サイズを調整することによって調整することができる。
【００４６】
任意のヒータ制御プログラムコード１４８は、基板１６を加熱するために使用される任意のヒータ（図示せず）の温度を制御するためのプログラムコードを含む。ヒータ制御プログラムコード１４８は、支持体１８に設けられた熱電対（図示せず）の電圧出力を計測し、計測された温度を整定値（セットポイント）温度と比較し、そして所望のランプレートまたは整定値温度を得るためにヒータに与えられた電流を増減する。この温度は、ストアされた変換テーブルにおける対応温度をルック・アップすることによって、または４次多項式を用いて温度を計算することによって計測された温度から得られる。放射ランプがヒータとして用いられた場合、ヒータ制御プログラムコード１４８は、一般にランプの寿命及び信頼性を増加するランプに与えられたランプ・アップ／ダウンを徐々に制御する。更に、プロセスの安全コンプライアンスを検出するために及びプロセスチャンバ３６ａが正しくセットアップされていない場合にヒータの動作を止めるために、ビルトイン・フェールセーフモードを含むことができる。
【００４７】
電源プログラムコード１４９は、チャンバ３６ａ内のスパッタリングガスを活性化してターゲット１４から物質をスパッタするために、電源、例えばＤＣ電源を制御するためのプログラムコードを含む。例えば、このプログラムコード１４９は、ターゲット１４に印加されるパルス化ＤＣ電圧レベルを設定することができ、またチャンバ３６ａの側壁２０の電気的状態を設定することもできる。前述したチャンバ要素プログラムコードと同様に、プログラムコード１４９は、チャンバ管理プログラムコード１４４によって呼び出される。動作において、プログラムコーと１４９は、ターゲット１４に加えられた“順方向”電力、及びチャンバ３６ａを通って流れる“反射”電力の双方を読み取るためのステップを含む。過度に高い反射電力の読み取りは、プラズマが点弧されず、プログラムコード１４９がプログラムを再スタートするか閉止することを示す。読み取られた電力レベルは、ターゲット電力に対して比較され、電流がプラズマを制御するために調整される。
【００４８】
例．
以下の例は、従来のプロセスに対して、本発明の処理及びコーティングプロセスによって与えられた増大した金属コーティングの接着性を示す。
【００４９】
例において、酸化アルミニウムを有するセラミック成形品３０２が本発明によって処理され、その後アルミニウムを含む金属コーティング３０４でコーティングされた。第１の処理ステップにおいて、酸化アルミニウムのセラミック成形品３０２の表面は、１００μインチ（２５４μセンチ）の粗さ平均にビードブレードされた。第２のステップにおいて、酸化アルミニウムのセラミック成形品３０２の表面は、１分間５体積％の濃度の塩酸を含む溶液に付けられた。消耗電極としての２本のアルミニウムワイヤを用いて、ツインアークサーマルスプレー法によって、アルミニウム金属のコーティング３０４が処理された表面３０６に与えられた。アルミニウム材料が表面３０６上にスプレーされ、０.２５ｍｍの厚さを有するコーティング３０４を形成した。
【００５０】
アルミニウム金属のコーティング３０４と酸化アルミニウムのセラミック形成品３０２間の結合力が決定され、従来の方法により用意された要素３００の結合力と比較された。この結合力は、ＡＳＴＭ Ｃ６３３テスト基準により決定された。ＡＳＴＭテスト基準を用いて、金属コーティング３０４の表面３０８は、接着剤のある取付け具に結合される。コーティングボンドの強さを決めるために、取付け具によってコーティング３０４の面に垂直に引張荷重が加えられる。接着力または凝集力の程度は、以下の式によって決めることができる。
１）  接着力または凝集力＝最大負荷/断面積
【００５１】
図６は、従来方法のラベルの付けられた要素Ａ−Ｄによって処理され、コーティングされた要素３００と比較して、本方法のラベルの付けられた要素Ｅにより処理され、コーティングされた要素３００に対して計測された正規化された結合強度を示す。図に示されているように、本方法により、コーティング３０４とセラミックの予備成形品３０２間に実質的に強い結合を有する要素３００を得た。要素Ｄは、本方法の要素の７５％以下の強さの結合強度を示し、一方要素Ａ、Ｂ、及びＣは、要素Ｅの結合力の半分以下である結合強度を示している。
【００５２】
計測された結合強度は、要素３００の除去または一新が必要となる前にチャンバ３６ａにおいて処理される基板の１６の数として定義される要素３００の部品寿命の評価を可能にし、更に、本方法により処理され、コーティングされた要素３００の増大した性能をさらに確認する。要素Ａ及びＢは、約３０００基板の部品寿命を有すると評価され、要素Ｃは２００〜４５００基板の部品寿命を有すると評価され、要素Ｄは５２００〜６５００ウエハの部品寿命を有すると評価される。これに対して、本方法により準備された要素Ｅは、少なくとも約７５００ウエハの実質的に増加した部品寿命を有すると評価される。
【００５３】
本方法によるセラミック成形品の表面を処理することによって要素３００を用意することにより、金属コーティングの表面３０６への結合力が増大され、これにより、金属コーティング−セラミック成形品の結合強度を増大し、要素３００の離層に対する感受性を減少するか、またはセラミック形成品３０２からの金属コーティング３０４の層状剥離を減少する。本発明により処理され、コーティングされた要素３００は、基板の処理環境における耐腐蝕性を向上し、及び延びた部品寿命を延ばし、それにより、処理された基板１６の効率及び品質を向上する。
【００５４】
本発明の代表的な実施例が示され、説明されたけれども、当業者は、本発明を含み、また本発明の範囲内にある他の実施例を考えることができる。例えば、特に説明されたもの以外の他の処理剤を用いることができる。また、セラミック成形品３０２及び金属コーティングは、当業者に明らかである特に説明されたもの以外の化合物を含むことができる。さらに、用語“より下”、“より上”、”下部”、“上部“、“上”、“下”、“第１及び第２の”、及び他の関連する位置を示す用語は、図面の代表的な実施例に関して示されており、交換可能である。従って、請求項は、本発明を概略説明するためにここに説明された好適な態様、物質、または場所の配列の説明に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】金属コーティングを有するチャンバ要素の概略断面図。
【図２】本発明による方法の実施例を示すフローチャート。
【図３】プラットフォーム上に取付けられた多くの相互接続されたＰＶＤチャンバを有するマルチチャンバプラットフォームを有する装置の概略断面図。
【図４】好適なＰＶＤチャンバの実施例の概略断面図。
【図５】図４のＰＶＤチャンバを動作することができるコンピュータプログラムの実施例の階層状制御構造の簡単化したブロック図。
【図６】いろいろなプロセスによって製造された要素上の金属コーティングの結合強度を示す棒グラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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