(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理チャンバにおいて使用するための物品であって、
マクロテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素を備え、前記マクロテクスチャ表面は、前記マクロテクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止するように配置された１つまたは複数の加工特徴から形成され、前記マクロテクスチャ表面が、１つまたは複数の構造を備え、前記１つまたは複数の構造が、
頂面と、
張り出しとを含み、前記張り出しが、丸くしたエッジを有し、前記１つまたは複数の構造の側壁に沿って位置し、前記張り出しが、前記１つまたは複数の構造の頂面から始まり、前記張り出しから径方向に内方へ位置する前記１つまたは複数の構造のそれぞれの前記頂面の中心区域内に凹みが形成される、物品。
【請求項２】
１つまたは複数の構造が、丸くした頂面を有する円筒形の形状を備え、前記構造内に凹みが形成される、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記加工特徴の深さが、前記凹みの深さより大きい、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記凹みの表面が凹形である、請求項２に記載の物品。
【請求項５】
前記凹みの前記凹形の表面が、前記凹みの前記表面上に堆積された膜に圧縮力を作用させるように適合される、請求項４に記載の物品。
【請求項６】
前記加工特徴が、六角形のはちの巣状パターンを形成する壁によって囲まれる、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記六角形のはちの巣状パターンを形成する前記壁間にトレンチが形成される、請求項６に記載の物品。
【請求項８】
前記トレンチの表面が凹形である、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記テクスチャ表面を形成する前記加工特徴が、前記テクスチャ表面の全体にわたって均一の形状、寸法、および分布の少なくとも１つを有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１０】
半導体処理チャンバにおいて使用するための物品であって、
マクロテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素を備え、前記マクロテクスチャ表面が、前記テクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止する事前定義されたパターンで配置された加工特徴から形成され、前記加工特徴が、事前定義されたパターンで配置され、前記加工特徴が、凹形の形状を有する表面を含み、１つまたは複数の構造が、前記マクロテクスチャ表面を画定し、前記１つまたは複数の構造が、
丸くした張り出しを含み、前記張り出しが、側壁に沿って位置し、前記１つまたは複数の構造の頂面から径方向に外方へ延び、前記１つまたは複数の構造の前記頂面の中心区域内に実質上凹形の凹みが形成され、前記丸くした張り出しから径方向に内方へ位置する、物品。
【請求項１１】
前記加工特徴が、六角形のはちの巣状パターンを形成する壁によって囲まれる、請求項１０に記載の物品。
【請求項１２】
前記加工特徴が、凹形の凹みが中に形成されたマウンドを形成する構造によって囲まれる、請求項１１に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載する実施形態は、一般に、処理チャンバ構成要素およびその製造方法に関する。より詳細には、本明細書に記載する実施形態は、堆積保持力を増大させるための表面テクスチャリングのための形状寸法およびパターンに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスチャンバ構成要素上には、チャンバ内で実行されるプロセスの結果、膜が堆積されることが多い。構成要素上に堆積された膜は、最終的に剥離または薄片化することがあり、場合によっては処理されている基板上へ粒子を落とすことがある。これらの粒子は、基板上に形成されている集積回路内で欠陥を引き起こすことがある。
処理チャンバ構成要素は、堆積された膜の保持力を高めるために粗面化されており、それによって、膜がチャンバ構成要素から薄片化して汚染源となるのを防止するために、チャンバ構成要素を清浄にしなければならない時間が延びる。粗面化プロセスの共通の例には、グリットブラスティングを行うことおよびツインワイヤアーク噴霧コーティングを施すことが含まれる。しかし、さらに長い間隔にわたって膜を保持する意図で、ますます大きい表面粗さ（ＲA）まで表面が粗面化されているとき、粗面化された表面の尖頭上のコーティングはますます割れやすくなり、したがってコーティング自体が頻繁な汚染源となり、そのため多くの非常に粗面化された表面は重大な用途に適さなくなる。
さらに、チャンバ構成要素の表面を粗面化する処理の制限は、さらなる難題の原因となることが分かっている。たとえば、表面の粗面化プロセスを実行するために高い熱が必要な場合、高い熱は、プラスチックの変形を引き起こすことなどによって構成要素を歪ませることがあり、または融合による微小な亀裂を引き起こすことがあり、これは構成要素の完全性を低減させる。加えて、表面テクスチャリングのための従来のプロセスは、高価で時間がかかることがある。最後に、様々な表面テクスチャではさらに、膜の保持力が欠如し、これは処理チャンバ内で粒子の生成を招く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、改善された処理チャンバ構成要素およびその作製方法が当技術分野で必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、堆積された膜の保持力を高めるようにパターニングされた表面を有する物品が提供される。物品は、マクロテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素を備えることができ、マクロテクスチャ表面は、マクロテクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止するように配置された加工特徴から形成される。加工特徴の１つまたは複数は、凹形の表面を有する。
別の実施形態では、堆積された膜の保持力を高めるようにパターニングされた表面を有する物品が提供される。物品は、マクロテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素を備えることができ、マクロテクスチャ表面は、テクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止する事前定義されたパターンで配置された加工特徴から形成される。加工特徴は、事前定義されたパターンで配置することができ、加工特徴は、凹形の形状を有する表面を有することができる。
さらに別の実施形態では、半導体チャンバ構成要素を製造する方法が提供される。方法は、チャンバ構成要素の表面をマスクで覆うことを含むことができる。テクスチャ表面を画定する複数の加工特徴を形成するために、チャンバ構成要素の表面から材料を除去することができる。加工特徴は、テクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止するように配置することができ、加工特徴は、凹形の形状を有する表面を備えることができる。
【０００５】
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を得ることができる。実施形態の一部を添付の図面に示す。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容することができるため、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって本開示の範囲を限定すると見なされるべきでないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の部分平面図である。
【図２】図１の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の部分断面図である。
【図３】レジストマスクが配置された図２の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の部分断面図である。
【図４】レジストマスクの一実施形態の部分平面図である。
【図５】処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の別の実施形態の部分断面図である。
【図６】レジストマスクが配置された図５の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の部分断面図である。
【図７】１つまたは複数のテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素の例示的な実施形態の図である。
【図８】１つまたは複数のテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素の例示的な実施形態の図である。
【図９】別の実施形態の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の上面図である。
【図１０Ａ】様々な実施形態による断面線１０Ａ−−１０Ａで切り取った図９の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の横断面図である。
【図１０Ｂ】様々な実施形態による断面線１０Ａ−−１０Ａで切り取った図９の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の横断面図である。
【図１１】一実施形態の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の部分平面図である。
【図１２】断面線１２−−１２で切り取った図１１の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の部分横断面図である。
【図１３Ａ】処理チャンバ構成要素上にテクスチャ表面の一実施形態を形成するために利用される製造シーケンスの異なる段階を示す処理チャンバ構成要素の部分横断面図である。
【図１３Ｂ】処理チャンバ構成要素上にテクスチャ表面の一実施形態を形成するために利用される製造シーケンスの異なる段階を示す処理チャンバ構成要素の部分横断面図である。
【図１３Ｃ】処理チャンバ構成要素上にテクスチャ表面の一実施形態を形成するために利用される製造シーケンスの異なる段階を示す処理チャンバ構成要素の部分横断面図である。
【図１３Ｄ】処理チャンバ構成要素上にテクスチャ表面の一実施形態を形成するために利用される製造シーケンスの異なる段階を示す処理チャンバ構成要素の部分横断面図である。
【図１３Ｅ】処理チャンバ構成要素上にテクスチャ表面の一実施形態を形成するために利用される製造シーケンスの異なる段階を示す処理チャンバ構成要素の部分横断面図である。
【図１４】膜応力と特徴形状との間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
理解を容易にするために、可能な場合、図に共通の同一の要素を指すために、同一の参照番号を使用した。また、一実施形態の要素および特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込むことができることが企図される。
本明細書に記載する実施形態は、それによって製造される処理チャンバおよび処理チャンバ構成要素のキット寿命を延ばす方法に関する。本明細書に記載される方法で製造される処理チャンバ構成要素は、膜の保持力が高められたチャンバ構成要素の表面上に少なくともマクロテクスチャを生成することを含み、それによってサービス間隔を延ばし、加えて粒子汚染を低減させる。したがって、新規な処理チャンバ構成要素は、器具のダウンタイムを低減させ、所有コストをより低くすることに寄与する。「処理チャンバ構成要素」は、集積回路、フラットパネルディスプレイ、ソーラーパネル、ＯＬＥＤ、ＬＥＤなどの製造に使用される処理チャンバ内で利用される構成要素を含むことが企図される。また、本明細書に記載するテクスチャ化技法は、表面に対する膜の保持力が所望される他の適用分野でも有用性を見出すことができることが企図される。
【０００８】
本明細書に記載する実施形態は、化学エッチングプロセスとともにリソグラフィ方法を使用してプロセスキット表面（たとえば、チャンバ構成要素の表面）上にマクロテクスチャを作為的に生成することを伴う。マクロテクスチャは、保持される膜の割合を最大にするように、膜の特性に関する知識を使用して設計することができる。圧縮金属膜の例では、膜が裂けた場合でも、凹んだテクスチャを使用して膜を保持することができる。この方法は、特有の膜の特性に合わせて調整されたプロセスキット部分上にパターンを生成すること、ならびに代替の熱パターニング技法の熱負荷を受ける可能性のないパターン部分を生成することを可能にする。処理チャンバ構成要素をテクスチャ化する方法はまた、非常に粗いコーティングを作製する価値のあるものにすることに関連する難題を回避する。場合によっては、欠陥数が実質上低減され、膜応力が低減され、その結果、膜の接着力が増大し、ならびにキット寿命が実質上延びる。本明細書に記載するプロセスは、プロセスチャンバの欠陥の影響を受けやすいすべての部分上で使用することができる。このプロセスは、インシトゥ洗浄能力のないプロセス（たとえば、ＰＶＤチャンバおよび一部の金属ＣＶＤチャンバ）で特に有用である。
【０００９】
図１は、特定の実施形態による処理チャンバ構成要素１００のマクロテクスチャ表面１０２の部分平面図である。マクロテクスチャ表面１０２は、加工特徴１０４の事前定義された反復パターンを含む。「加工特徴」という用語は、開孔の事前定義されたパターンが形成されるようにチャンバ構成要素の表面から材料が除去される位置を事前定義するマスクまたは他の精密機械加工技法を利用して、たとえば特徴１０４の配置を画定するようにマスクによって形成された開孔の形状および配置を利用することによって、特徴の全体的な形状および配置がチャンバ構成要素の表面に転写されることを意味する。たとえば、マスクを使用しない表面エッチングまたはビードブラスティングは、加工特徴を形成することができない。特徴１０４は、チャンバ構成要素１００の事前テクスチャ表面の下に少なくとも部分的に凹んでおり、たとえば特徴１０４の頂部は、チャンバ構成要素１００の事前テクスチャ表面と実質上同一平面上とすることができる。
【００１０】
特徴１０４は、隣接して接続することができ、または個別の形態とすることができる。たとえば、特徴１０４は、図２および図１１に示す実施形態に示すように、チャンバ構成要素１００の事前テクスチャ表面から材料を除去して材料の「ピラー」を残すことによって形成された隣接して接続された凹みとすることができる。特徴１０４は、図５および図９に示す例示的な実施形態に示すように、チャンバ構成要素１００の事前テクスチャ表面内に形成された凹んだ区域を分離する複数の相互接続された壁もしくは隆起の形の個別の凹みとすることができ、または隣接して接続された特徴と個別の特徴の組合せとすることができる。表面１０２内に形成される特徴１０４は、反復パターンでまたはランダムに配置することができる。たとえば、特徴１０４は、たとえばテクスチャ表面１０２全体にわたって特徴１０４間に見通し面が形成されるのを防止するパターンまたは他の配置で特徴１０４を配置することによって、特徴１０４間に連続する平面の表面が生成されるのを回避するように配置することができる。
【００１１】
テクスチャ表面１０２全体にわたって特徴１０４間に画定された見通し面のないパターンで配置された特徴１０４の例を示し、図９および図１１を参照しながら後述する。有益には、テクスチャ表面１０２を形成する特徴１０４間に画定された見通し面のないテクスチャ表面１０２を有する処理チャンバ構成要素１００は、堆積された材料の剥離を受けやすくかつ／または粒子を容易に落とす長い連続する線形の表面をなくす。したがって、特徴１０４間に画定された見通し面のないテクスチャ表面１０２を有する処理チャンバ構成要素１００は、洗浄間でより長いサービス間隔を可能にしながら、堆積された膜が薄片化するリスクを減らすことができる。その結果、収量を改善することができ、保守要件を低減させることができ、テクスチャ化された処理チャンバ構成要素１００が利用される処理チャンバのより収益性の高い動作を実現することができる。
処理チャンバ構成要素１００に特徴１０４を容易に施すことができることで、従来のテクスチャリングでは可能でないはずの位置、または場合によってはチャンバ構成要素１００を損傷しうる位置でも、マクロテクスチャ表面１０２を形成することが可能になる。たとえば、特徴１０４およびマクロテクスチャ表面１０２は、ステンレス鋼、アルミニウム、セラミック、または他のパターニング可能な材料から製造された処理チャンバ構成要素１００上に形成することができる。
上記で論じたように、特徴１０４は、任意の数の幾何形状を有することができ、これらの形状は、テクスチャ表面１０２全体にわたって均一である必要はない。特徴１０４を平面内に円形（すなわち、円筒）として示すが、特徴１０４は、溝、多角形または不規則な形状、凹部、および他の類似の特徴を有することができる。別法として、特徴１０４間の間隔は、テクスチャ表面１０２全体にわたって均一または不規則な形状、寸法、および分布を有することができる。
【００１２】
図２は、図１の処理チャンバ構成要素１００のテクスチャ表面１０２の部分断面図である。テクスチャ表面１０２内へ深さ２００まで形成され、幅または平均径２０２および平均間隔２０４を有する特徴１０４を示す。特徴１０４は、以下でさらに論じるように、特徴形成後、テクスチャ表面１０２にミクロテクスチャリングを施すことができるため、マクロテクスチャと見なされる。深さ２００は、１００μｍ〜約２００μｍの範囲内とすることができ、さらに深さ約１ｍｍとすることができる。幅または平均径２０２は、約１００μｍ〜約２００μｍとすることができ、さらに幅約１ミルとすることができる。平均径２０２と深さ２００の比は、約１．０：０．５〜約０．５：１．０の範囲とすることができる。特徴１０４間の平均間隔２０４は、特徴１０４を形成するために利用される以下に論じるレジストマスクの良好な接着にとって十分な表面積（たとえば、隣接する特徴１０４のエッジ間に画定されたテクスチャ表面１０２上に残っているウェブ２０８）を可能にするために、少なくとも約０．５ｍｍとすることができる。
【００１３】
図３は、テクスチャ表面１０２のウェブ２０８上に配置されたレジストマスク３００の一実施形態を示す図２の処理チャンバ構成要素１００の特徴１０４の部分断面図である。レジストマスク３００は、開口３０２を形成するようにパターニングすることができ、特徴１０４は、開口３０２を通って構成要素１００内に機械的および／または化学的に形成される。一実施形態では、開口３０２の形状は、レジストマスク３００の開口３０２を通って処理チャンバ構成要素１００に湿式または乾式エッチングを施すことによって、特徴１０４へ転写することができる。このようにして、個別の特徴１０４の転写されたパターンを、事前定義されたパターンで形成することができる。レジストマスク３００は、後にパターニングされる液体もしくはゲル材料層として、または事前形成されたレジストシートとして、処理チャンバ構成要素１００上に施すことができる。
【００１４】
レジストマスク３００は、開口３０２を形成するように、リソグラフィまたは他の適した技法を使用してパターニングすることができる。一実施形態では、レジスト材料層は、レジスト材料の一部分が脆化するように、テクスチャリング前に表面１０２上にパターニングすることができる。レジスト材料層がエッチングされたとき、レジスト材料層の脆性部分は裂けて分離して、開口３０２を画定し、現在露出されている表面１０２を、開口３０２を通って引き続きエッチングすることによって、特徴１０４が形成される。たとえば、チャンバ構成要素１００がアルミニウムを含む場合、チャンバ構成要素１００は、表面１０２をエッチングするためにＦｅＣｌ3およびＣｕＣｌ2の溶液中に浸すことができる。別の例では、チャンバ構成要素１００がステンレス鋼を含む場合、チャンバ構成要素１００は、ＦｅＣｌ3、ＨＣｌ、ＮａＣｌなどのエッチング剤によって化学的にエッチングすることができる。たとえば、ＦｅＣｌ3（約３８ボーメ度）を表面１０２上へ圧力噴霧することができる。ＦｅＣｌ3は、約４０ｐｓｉなど、約２０ｐｓｉ〜約６０ｐｓｉの圧力で噴霧することができる。噴霧プロセスは、約１００℃など、約７５℃〜約１２５℃の温度を有する条件下で進めることができる。
レジスト材料層のうちエッチング中に表面１０２上に残っている部分は、処理チャンバ構成要素１００からの材料の除去を防止し、それによってウェブ２０８を形成する。他の実施形態では、レジスト材料層のうち成長していない部分は、レジストマスク３００内に開口３０２を形成するために、パワー洗浄などの適した技法によって除去することができる。
【００１５】
別の実施形態では、レジストマスク３００として利用されるレジスト材料層は、レジストシートの形であり、処理チャンバ構成要素１００の表面１０２へ施す前または後にパターニングすることができる。たとえば、レジストシート３１０は、バッキング３１４上に配置されたレジスト層３１２を含むことができる。レジストシート３１０は、レジストシート３１０を処理チャンバ構成要素１００に固定する感圧接着剤３１６を含むことができる。レジストシート３１０は、処理チャンバ構成要素１００に結合する前または後にパターニングすることができる。一実施形態では、フォトレジストであるレジストシート３００にアートパターンを施すことができ、アートパターンを通ってレジスト３００にＵＶ光を露出させることができる。化学エッチングプロセスを実行して、レジスト３００によって保護されていない表面１０２を除去して特徴１０４を形成することができ、残りのレジスト３００は、剥ぎ取り、洗浄、乾燥エッチングなどにより取り除くことができる。このプロセスは、有利には、レジスト３００が表面１０２に粘着して均一の特徴１０４を形成することを可能にする。
【００１６】
さらに別の実施形態では、レジスト層３１２（図４にさらに見られるように、バッキング３１４を有しておらず、構成要素１００に取り付ける前に開口３０２が形成されている）は、処理チャンバ構成要素１００に結合する前にレジストシート３１０の他の部分から分離される。分離されたレジスト層３１２は非常に可撓性が高いため、レジスト層３１２は、レジストシート３１０全体より容易に、複雑なまたは非常に起伏のある表面を有する処理チャンバ構成要素１００の表面により共形に施すことができ、それによってマスク層３００のしわを防止し、開口３０２を通って特徴１０４の形状をより精密に形成することを可能にすることができる。バッキング３１４を有していないレジスト層３１２内の開口３０２は、処理チャンバ構成要素１００に結合する前または後にパターニングすることができる。
【００１７】
図５および図６は、処理チャンバ構成要素５００のマクロテクスチャ表面５０２の別の実施形態の部分断面図である。実質上上記のように、処理チャンバ構成要素５００内に特徴５０４が形成されるが、レジストマスク３００の下で隣接する特徴５０４間に形成されるウェブ２０８は、特徴５０４より実質上小さくすることができ、それにより、テクスチャ表面５０２上に存在する主要な構造は、図２に示すような凹んだ特徴５０４とは対照的に、浮き出しのウェブ２０８になる。
マクロテクスチャ表面１０２、５０２には、任意選択で、レジストマスク３００の適用前またはレジストマスク３００の除去後に、ミクロテクスチャリングを施すことができる。ミクロテクスチャリングは、特徴１０４、５０４の表面の輪郭に施され、チャンバ構成要素１００、５００の特徴１０４、５０４とウェブ２０８の両方にビードブラスティングをかけることによって機械的に形成することができる。一実施形態では、本明細書に記載するテクスチャ表面１０２、５０２には、約１００〜約３００ＲA（μインチ）の表面仕上げまでビードブラスティングをかけることができる。ミクロテクスチャリングは、任意選択で、適した表面仕上げをもたらすことができる酸腐蝕、プラズマ処理、または他の適した手順など、非機械的な方法によって実現することができる。
【００１８】
図９は、処理チャンバ構成要素９００のマクロテクスチャ表面９０２の別の実施形態の部分断面図である。マクロテクスチャ表面９０２を形成する加工特徴１０４は、実質上上記のように、処理チャンバ構成要素９００の表面内に形成することができるが、特徴１０４間に画定される構造９０４は、図１０Ａによりよく見られるように、丸くしたエッジ９０８を有することができる。構造９０４は、テクスチャ表面の生成中に除去される材料によって形成された特徴１０４によって囲まれた材料のピラーまたはマウンドの形とすることができる。図１０Ａ〜１０Ｂに関してより詳細に説明するように、構造９０４内に凹み９０６を形成することができる。ピラーは、処理チャンバ構成要素９００から延びることができ、円筒形、多角形、楕円形、または他の適した形状などの任意の適した幾何プロファイルを有することができる。処理チャンバ構成要素９００から延びるピラーは、均一の形状、寸法、および分布とすることができ、またはテクスチャ表面全体にわたって形状、寸法、および分布の１つまたは複数が変動することができる。ピラーは、個別の接続されていない隣接するピラーとすることができ、または２つ以上のピラーを材料のウェブによって接続することができる。
【００１９】
図１０Ａ〜１０Ｂは、様々な実施形態による断面線１０Ａ−−１０Ａで切り取った図９の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の横断面図である。図１０Ａに示す実施形態では、構造９０４内で構造９０４の中心の位置に、凹み９０６を形成することができる。凹部などの凹み９０６は、半円形の横断面を有することができる。特徴１０４は、凹み９０６より構成要素１００内へさらに延びることができる。前述のように、構造９０４は、特徴１０４に隣接して実質上丸くしたエッジ９０８を有することができる。
【００２０】
図１０Ｂは、別の実施形態による同じく断面線１０Ａ−−１０Ａで切り取った図９の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の横断面図である。ここで、特徴１０４は、断面で見ると曲線の外観を有することができる。特徴１０４の表面１００４は、丸くしたエッジ９０８に当接して、張り出し１００２を形成することができる。したがって、張り出し１００２は、構造９０４のうち特徴１０４の一部分の上へ横方向に外方へ延びる部分とすることができる。図１０Ａに関連して記載した実施形態と同様に、構造９０４内に凹み９０６を形成することができる。
【００２１】
凹み９０６の表面１００４は、実質上凹形の形状とすることができ、有利には、表面１００４に対する膜の接着力を高めることができる。凹形の形状の表面は、凹み９０６内に堆積された膜に圧縮力を作用させることができると考えられる。その結果、表面１００４に対する膜の接着力を増大させることができ、これにより処理チャンバ内の粒子の生成を低減させることができる。
一実施形態では、丸くしたエッジ９０８および表面１００４は、有利には、図１３Ａ〜１３Ｅを参照しながら後述するように、上記の化学エッチングプロセス中、または他の適したプロセス中に形成することができ、後のビードブラスティングを必要としない。特定の材料および薄いチャンバ構成要素は、ビードブラスティングの熱および応力に耐えることができないため、化学エッチングは、特徴１０４、構造９０４の丸くしたエッジ９０８、および表面１００４、ならびに０．１インチ未満の厚さを有する様々な他のチャンバ構成要素１００を、本明細書に記載する実施形態によって処理することを可能にする。図９および図１０Ａ〜１０Ｂに示す実施形態では、特徴１０４によって画定された構造９０４は、テクスチャ表面９０２の膜保持特性を高めるため、特徴間の見通し面が存在しないように、密集した円形のパターンで配置される。たとえば、図１０Ａに示すように、互い違いに形成された構造９０４は、マクロテクスチャ表面９０２全体にわたって見通し線を阻止し、それによって膜の接着力を高める。
【００２２】
図１１は、別の実施形態による処理チャンバ構成要素１００のマクロテクスチャ表面１１００の部分平面図である。チャンバ構成要素１００の表面内に特徴１０４が形成され、相互接続壁１１０４によって分離され、それによりテクスチャ表面１１００全体にわたって壁上に見通し面が画定されないようになっている。一実施形態では、相互接続壁１１０４は、複数の円筒形、楕円形、または多角形の形状を形成することができ、たとえば、はちの巣状のパターンを画定するように壁１１０４を配置することができる。壁１００４の頂面１１０６（図１２参照）は、テクスチャ表面１１００とその上に堆積された膜との両方にかかる応力を低減させるために、丸くすることができる。加えて、特徴１０４によって画定された壁１００４の外側エッジ１００６は、有利には、加工特徴１０４の形成中に丸くすることができる。化学エッチングプロセスでは、上記のように、フォトレジストは、アートパターンのエッジでは完全には成長せず、その結果、フォトレジストは、特徴１０４の化学または機械的形成中に浸食され、図１２に示すように、丸くしたエッジ１００６をもたらし、したがって、エッジを丸めるために後にブラスティングを施す必要がなくなる。
【００２３】
図１２は、断面線１２−−１２で切り取った図１１の処理チャンバ構成要素のテクスチャ表面の部分横断面図である。チャンバ構成要素１００の表面内に形成され、相互接続壁１００４によって分離される特徴１０４は、円筒形、多角形、楕円形、または他の適した形状など、任意の適した幾何プロファイルを有することができる。処理チャンバ構成要素１００内に形成された特徴１０４は、均一の形状、寸法、および分布とすることができ、またはマクロテクスチャ表面１１００全体にわたって形状、寸法、および分布の１つまたは複数が変動することができる。特徴１０４によって画定することができる隣接する壁１１０４間に、トレンチ１１０２を形成することができる。トレンチ１１０２は、トレンチ１１０４がチャンバ構成要素１００内へ延びる深さ１１０８に応じて、実質上凹形の横断面を含むことができる。一例では、トレンチの深さ１１０８は、特徴１０４の深さに実質上等しくすることができる。
【００２４】
図１３Ａ〜１３Ｅは、加工特徴１０４を使用して処理チャンバ構成要素１００上にテクスチャ表面の一実施形態を形成するために利用される製造シーケンスの異なる段階を示す処理チャンバ構成要素１００の部分横断面図である。有利には、図１３Ａ〜３Ｅに示すプロセスは、張り出し１００２が丸くしたエッジ９０８を有するように、加工特徴１０４によって画定された構造を形成することを可能にし、それによって堆積された膜をより容易に保持するより応力のかからないテクスチャ表面を形成する。
図１３Ａをまず参照すると、処理チャンバ構成要素１００は、フォトレジスト層３１４で被覆することができる。フォトレジスト層３１４を覆って、またはフォトレジスト層３１４の上に、アートワーク１３０２を配置することができる。アートワーク１３０２は、１つまたは複数のタイプの領域を含むことができ、たとえば、エネルギー１３０４が通過して下にあるフォトレジスト層３１４を露出させることができる複数の透過領域１３０６と、不透明領域１３０８と、エネルギー１３０４が下にあるフォトレジスト層３１４を露出させるのを実質上阻止する非透過領域１３１０とを含むことができる。不透明領域１３０８は、エネルギー１３０４の一部分が下にあるフォトレジスト層３１４を部分的に露出させることを可能にするように選択されたグレースケールを有することができる。
下にあるフォトレジスト層３１４は、図１３Ｂに示すように、成長した領域１３１２、部分的に成長した領域１３１４、および成長していない領域１３１６を形成するように、アートワーク１３０２を通って露出させることができる。成長していない領域１３１６は、図１３Ｃに示すように、パターニングされたフォトレジスト層３１４を通ってチャンバ構成要素１００の上面１３２４を露出させる開口１３１８、１３１７を形成するために、たとえばビードブラスティング、エッチング、またはパワー洗浄によって除去することができる。
【００２５】
図１３Ｄ〜１３Ｅを次に参照すると、特徴１０４は、処理チャンバ構成要素１００の上面１３２４から材料を除去することによって形成することができる。上記で論じたように、材料は、ビードブラスティング、エッチング、またはパワー洗浄によって除去することができる。より柔軟性または脆性の高い（利用されるフォトレジストに応じる）部分的に成長した領域１３１４は、材料除去プロセス中に迅速に浸食することができ、したがって、特徴１０４が形成される間に開口１３１８の開孔（幅または直径１３２２）を増大させることができる。開口１３１７の形成などの特定の実施形態では、部分的に成長した領域１３１４を使用することはできない。材料除去プロセスの完成が近づくと、特徴１０４を囲む張り出し１００２が丸くしたエッジ９０８を有するように、処理チャンバ構成要素１００の下にある上面１３２４が露出される点まで、部分的に成長した領域１３１４を浸食することができる。張り出し１００２は、有利には、テクスチャ表面１１００とその上に堆積された膜との両方にかかる応力を低減させる。
【００２６】
上記の方法でエッチングプロセスが利用される場合、所望の特徴１０４を形成するために、異方性エッチング剤または等方性エッチング剤を利用することができる。たとえば、図１０Ａの特徴は、異方性エッチング剤を利用して特徴１０４の底部に実質上直交する側壁を形成することによって形成することができる。この例では、トレンチの表面は、実質上線形とすることができる。別の例では、図１０Ｂの特徴は、等方性エッチング剤を利用して特徴１０４の表面を形成することによって形成することができ、特徴１０４の表面は、実質上曲線とすることができる。さらに、等方性エッチング剤を利用することで、張り出し１００２を得ることができる。
上記の実施形態のいずれにおいても、テクスチャ表面１０２、５０２、９０２、１１００を形成する加工特徴には、任意選択で、約１００〜約３００ＲA（μインチ）の表面仕上げまでミクロテクスチャリングを施すことができることに留意されたい。ミクロテクスチャリングは、適した表面仕上げをもたらすことができるビードブラスティング、酸腐蝕、プラズマ処理、または他の適した手順によって施すことができる。
【００２７】
図１４は、膜応力と特徴１０４の形状との間の関係を示すグラフを示す。線１４０２および１４０４は、特徴が形成された実質上線形の表面を有するマクロ構造を示す。線１４０６は、実質上凹形で曲線の表面およびその結果生じる膜応力を有するマクロ構造を示す。見ることができるように、線１４０２および１４０４の膜応力は、線１４０６の膜応力より実質上大きい。膜応力の程度が大きいほど、膜の保持力が減少し、粒子生成の増大を招くことがある。凹形の表面は、膜応力の約２５％の低減を提供し、テクスチャ表面のマクロ特徴に対する膜の接着力を増大させる。したがって、凹形の特徴およびその中に形成された凹形の凹みを有する構造は、有利には、膜の接着力を高め、粒子の生成を低減させながら、プロセスキットの寿命を延ばすことができる。
【００２８】
図７および図８を再び参照すると、図７は、特定の実施形態によるＰＶＤチャンバシールドを示す。シールド７００は、上記のようにテクスチャリングされた少なくとも１つの表面を含む。たとえば、シールド７００の外径表面７０２または内径表面７０４（切欠図で示す）の少なくとも１つは、上記で論じた加工特徴を形成するようにマクロテクスチャリングを受け、これらの加工特徴には、任意選択で、ミクロテクスチャリングを施すことができる。図８を次に参照すると、特定の実施形態によってプロセスキットリング８００が提供される。リング８００は、上記の実施形態に記載の加工特徴を使用して形成された少なくとも１つのマクロテクスチャ表面を含み、加工特徴には、任意選択で、ミクロテクスチャリングを施すことができる。たとえば、少なくともリング８００の上部ディスク状表面８０２には、マクロおよびミクロの両方のテクスチャリングを施すことができる。リング８００は、半導体処理チャンバ内で利用される堆積リング、クランプリング、カバーリング、フォーカスリング、エッジリング、または他のリングとすることができる。図７および図８を参照して上記で論じた半導体チャンバ構成要素は、例示を目的としており、サービス寿命が延び、粒子生成特性が小さくなったテクスチャリングされた半導体チャンバ構成要素を形成するために、それだけに限定されるものではないが、とりわけチャンバ本体、ペデスタル、ライナ、コリメータ、シャドウフレーム、およびカバーリングなどの他の半導体チャンバ構成要素にマクロおよびミクロテクスチャリングを施すことができる。
上記は、本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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