(57)【要約】  半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供するためのシステムが提供される。このシステムは、処理領域を含むエンクロージャ、処理領域に配置された支持体、光子の流れを生成するための光子光源、光子光源に動作可能に結合された光学モジュール、およびレンズを含む。光学モジュールは、光子光源から生成された光子の流れから光子のビームを生成するためのビーム変調器と、コンポーネントの表面に光子のビームを走査するためのビームスキャナとを含む。レンズは、ビームスキャナから光子のビームを受け取り、コンポーネントの表面に約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長の光子のビームを分配して、コンポーネント上に複数のフィーチャを形成するために使用される。【選択図】図１２
2021521479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供するためのシステムであって、
処理領域を含むエンクロージャ、
前記処理領域に配置され、支持面を備える支持体、
光子の流れを生成するための光子光源、
前記光子光源から光子の前記流れを受け取るように前記光子光源に動作可能に結合された光学モジュールであって、
前記光子光源から生成された光子の前記流れから光子のビームを生成するためのビーム変調器、および
前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査するためのビームスキャナ、
を備える光学モジュール、ならびに
前記ビームスキャナから光子の前記ビームを受け取り、約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長の光子の前記ビームを前記コンポーネントの前記表面に分配して、前記コンポーネント上に複数のフィーチャを形成するためのレンズ、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記レンズが、光子の前記ビームを水平に前記コンポーネントの前記表面に向かって分配するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記レンズが、光子の前記ビームを垂直に前記コンポーネントの前記表面に向かって分配するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記コンポーネントが、前記レンズと前記支持体の間に配置され、前記処理領域が、クラス１環境として維持され、前記支持体の前記支持面と前記レンズが、前記クラス１環境内に配置され、前記処理領域が、大気圧とほぼ同等の圧力を備え、前記システムが、前記コンポーネントを前記クラス１環境内に導入し、または前記コンポーネントを前記クラス１環境から取り除くためのコンベヤを、さらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ビームスキャナが、ラインバイラインパターンまたはスズメパターンを使用して、前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記光学モジュールが、前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査している間、光子の前記ビームをパルス化するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
光子の前記ビームが、
約７μｍから約１００μｍの範囲のビーム径、
約１０ｐｓから約３０ｎｓの範囲のパルス幅、および
約１０ＫＨｚから約２００ＫＨｚの範囲のパルス繰り返し率、
を備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
形成される前記フィーチャが、くぼみ、隆起、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供する方法であって、
光子の流れを生成すること、
光子の前記流れをビームに成形すること、
大気圧とほぼ同等の圧力を有する周囲空気または窒素のガス濃度を含む処理領域を通して、前記コンポーネントの前記表面に向かって光子の前記ビームを走査すること、および
前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを分配して、前記表面上に複数のフィーチャを形成すること、
を含む方法。
【請求項１０】
前記半導体処理チャンバを前記コンポーネントとともに組み立てること、および前記半導体処理チャンバ内で半導体を処理すること、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
クラス１環境として維持されたエンクロージャ内に前記コンポーネントを配置することを、さらに含み、前記配置することが、コンベヤを使用して前記コンポーネントを前記クラス１環境内に運ぶことを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
分配することが、光子の前記ビームを水平に前記コンポーネントの前記表面に向かって分配することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査している間、光子の前記ビームをパルス化することを、さらに含み、光子の前記ビームが、約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長を含み、形成される前記フィーチャが、くぼみ、隆起、またはそれらの組み合わせを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供するためのシステムであって、
大気圧とほぼ同等の圧力を有するクラス１環境として維持された処理領域を含むエンクロージャ、
前記処理領域に配置され、支持面を備える支持体、
光子の流れを生成するための光子光源、
前記光子光源から光子の前記流れを受け取るように前記光子光源に動作可能に結合された光学モジュールであって、
前記光子光源から生成された光子の前記流れから光子のビームを生成するためのビーム変調器、および
前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査するためのビームスキャナ、
を備える光学モジュール、ならびに
前記ビームスキャナから光子の前記ビームを受け取り、前記コンポーネントの前記表面に約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長の光子の前記ビームを分配して、前記コンポーネント上に複数のフィーチャを形成するように、前記処理領域に配置されたレンズ、
を備えるシステム。
【請求項１５】
前記レンズが、光子の前記ビームを水平に前記コンポーネントの前記表面に向かって分配するように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、概して、半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面をテクスチャリングするための方法ならびにシステムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］集積回路デバイスが、縮小された寸法で製造され続けるにつれて、これらのデバイスの製造は、汚染による歩留まりの低下を、ますます受けやすくなる。その結果、集積回路デバイス、特に物理的サイズが小さいデバイスを製造するには、以前に必要であると考えられていたよりも大幅に汚染を制御する必要がある。
【０００３】
［０００３］集積回路デバイスの汚染は、薄膜堆積、エッチング、または他の半導体製造プロセス中に基板に衝突する望ましくない浮遊粒子などの汚染源から生じる可能性がある。一般に、集積回路デバイスの製造は、物理気相堆積（ＰＶＤ）スパッタリングチャンバ、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ、およびプラズマエッチングチャンバを含むがこれらに限定されないチャンバの使用を含む。堆積およびエッチングプロセスの過程で、材料が、しばしば、気相からチャンバの様々な内部表面上およびチャンバ内に配置されたチャンバコンポーネントの表面上に凝結する。材料が気相から凝結すると、材料は、チャンバとコンポーネントの表面に存在する固体の塊を形成する。この凝結した異物は、表面に蓄積し、ウェハプロセスシーケンス中またはその間に表面から剥離または剥落する傾向がある。この剥離した異物は、ウェハおよびその上に形成されたデバイスに衝突して汚染する可能性がある。汚染されたデバイスは、多くの場合、廃棄する必要があるので、プロセスの製造歩留まりが低下する。
【０００４】
［０００４］形成された異物の剥離を防止するために、チャンバの内部表面およびチャンバ内に配置されたチャンバコンポーネントの表面は、特定の表面テクスチャを備えることができる。表面テクスチャは、これらの表面に形成される異物が、表面への付着力を強化し、剥離してウェハを汚染する可能性が低くなるように構成されている。表面テクスチャの重要なパラメータは、表面粗さである。
【０００５】
［０００５］一般的なテクスチャリングプロセスの１つは、ビードブラストである。ビードブラストプロセスでは、固体ブラストビードが、テクスチャリングされるべき表面に向かって推進される。テクスチャリングされるべき表面に向かって固体ブラストビードを推進することができる１つの方法は、加圧ガスによるものである。固体ブラストビードは、適切な材料、例えば、酸化アルミニウム、ガラス、シリカ、または硬質プラスチックでできている。所望の表面粗さに応じて、ブラストビードは、様々なサイズおよび形状にすることができる。
【０００６】
［０００６］しかし、ビードブラストプロセスの均一性と再現性を制御するのは難しい場合がある。さらに、ビードブラストプロセス中に、テクスチャリングされている表面が、鋭くギザギザになり、固体ブラストビードの衝撃によって表面の先端が折れ、それによって汚染源が導入される可能性がある。さらに、ブラストビードは、ビードブラストプロセス中に表面内に閉じ込められたり埋め込まれたりする可能性がある。例えば、テクスチャリングされている表面が、様々な幅の小さな貫通孔を含む場合（例えば、ガス分配シャワーヘッド）、ブラストビードは、貫通孔内に閉じ込められる可能性がある。このような状況では、ブラストビードは、例えば、貫通孔がガス通路として機能するのを妨げるだけでなく、ウェハの潜在的な汚染源にもなる。
【０００７】
［０００７］電磁ビームを使用して、チャンバ表面をテクスチャリングすることもできる。電磁ビームを使用してチャンバ表面をテクスチャリングすると、ビードブラストに関連する上記の問題のいくつかを克服できる可能性がある。しかし、電磁ビームは、散乱を防ぐために真空下で操作する必要がある。散乱は、電磁ビーム内の電子が空気または他のガス分子と相互作用するときに発生する可能性がある。したがって、電磁ビームは、真空チャンバ内で操作する必要がある。真空チャンバの必要性は、コンポーネントが真空チャンバ内に収まらなければならないので、テクスチャリングできるコンポーネントのサイズを制限する。さらに、電磁ビームの操作に関連する資本コストは、ビードブラストプロセスに関連する資本コストよりも大幅に高くなる。例えば、真空チャンバの必要性は、電磁ビームで表面をテクスチャリングすることに関連するコストを増加させる。
【０００８】
［０００８］したがって、電磁ビームの使用に関連する資本コストおよびサイズの制約を回避しながら、ビードブラストに関連する問題を克服する改善されたテクスチャリングプロセスが必要である。
【発明の概要】
【０００９】
［０００９］本開示の一実施態様は、半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供する方法に関する。この方法は、周囲空気または窒素を通してコンポーネントの表面に光子のビームを向けることと、コンポーネントの表面の第１の領域に光子のビームを走査して、第１の領域内の表面上に複数のフィーチャを形成することと、を含み、形成されるフィーチャは、くぼみ、隆起、またはそれらの組み合わせである。
【００１０】
［００１０］本開示の別の実施態様は、半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供する方法に関する。この方法は、大気圧とほぼ同等の圧力を有する雰囲気中でコンポーネントの表面に光子のビームを向けることと、コンポーネントの表面の第１の領域に光子のビームを走査して、第１の領域内の表面上に複数のフィーチャを形成することと、を含み、形成されるフィーチャは、くぼみ、隆起、またはそれらの組み合わせである。
【００１１】
［００１１］本開示の別の実施形態は、半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントである。コンポーネントは、第１の領域内の表面上の複数のフィーチャを含み、形成されるフィーチャは、くぼみ、隆起、またはそれらの組み合わせである。フィーチャは、コンポーネントの表面に光子のビームを走査することによって形成される。
【００１２】
［００１２］本開示の別の実施形態は、半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供するためのシステムである。このシステムは、処理領域を含むエンクロージャ、処理領域に配置され、支持面を含む支持体、光子の流れを生成するための光子光源、光子光源から光子の流れを受け取るように光子光源に動作可能に結合された光学モジュール、およびレンズを含む。光学モジュールは、光子光源から生成された光子の流れから光子のビームを生成するためのビーム変調器と、コンポーネントの表面に光子のビームを走査するためのビームスキャナとを含む。レンズは、ビームスキャナから光子のビームを受け取り、コンポーネントの表面に約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長の光子のビームを分配して、コンポーネント上に複数のフィーチャを形成するために使用される。
【００１３】
［００１３］本開示の別の実施形態は、半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供する方法である。この方法は、光子の流れを生成すること、光子の流れをビームに成形すること、大気圧とほぼ同等の圧力の周囲空気または窒素のガス濃度を含む処理領域を通してコンポーネントの表面に向かって光子のビームを走査すること、およびコンポーネントの表面に光子のビームを分配して、表面上に複数のフィーチャを形成することを含む。
【００１４】
［００１４］さらに、本開示のさらに別の実施形態は、半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供するためのシステムである。このシステムは、大気圧とほぼ同等の圧力を有するクラス１環境として維持される処理領域を含むエンクロージャ、処理領域に配置され、支持面を含む支持体、光子の流れを生成するための光子光源、光子光源から光子の流れを受け取るように光子光源に動作可能に結合された光学モジュール、およびレンズを含む。光学モジュールは、光子光源から生成された光子の流れから光子のビームを生成するためのビーム変調器と、コンポーネントの表面に光子のビームを走査するためのビームスキャナとを含む。レンズは、ビームスキャナから光子のビームを受け取り、コンポーネントの表面に約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長の光子のビームを分配して、コンポーネント上に複数のフィーチャを形成するように、処理領域に配置される。
【００１５】
［００１５］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、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施態様を参照することによって行うことができ、そのいくつかを添付の図面に示す。ただし、添付の図面は、例示的な実施態様のみを示しており、したがって、その範囲を限定するものと見なされるべきではないことに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示によるレーザー機械および支持システムの概略図を示す。
【図２】本開示によるレーザー機械および支持システムの代替的な概略図を示す。
【図３】本開示による、テクスチャリングされるべき領域が境界線によってマークされた、ガス分配シャワーヘッドの上面図を示す。
【図４】本開示による、レーザー機械および支持システムを操作する方法のプロセスシーケンスを示す。
【図５】図５と図６は、本開示に従ってレーザー機械によって作成された、繰り返されるランダム形状の表面形態を示す。図５は、表面形態を示す斜視図を示す。
【図６】図５と図６は、本開示に従ってレーザー機械によって作成された、繰り返されるランダム形状の表面形態を示す。図６は、表面形態を示す上面図を示す。
【図７】図７と図８は、本開示に従ってレーザー機械によって作成された、繰り返される波形状の表面形態を示す。図７は、表面形態を示す斜視図を示す。
【図８】図７と図８は、本開示に従ってレーザー機械によって作成された、繰り返される波形状の表面形態を示す。図８は、表面形態を示す上面図と側面図を示す。
【図９】図９と図１０は、本開示に従ってレーザー機械によって作成された、繰り返される正方形形状の表面形態を示す。図９は、表面形態を示す斜視図を示す。
【図１０】図９と図１０は、本開示に従ってレーザー機械によって作成された、繰り返される正方形形状の表面形態を示す。図１０は、表面形態を示す上面図と側面図を示す。
【図１１】本開示によるレーザー機械およびレーザーデバイスの概略図を示す。
【図１２】本開示によるレーザー機械およびレーザーデバイスの代替的な概略図を示す。
【図１３】ビードブラストプロセスおよび本開示によるプロセスを使用してテクスチャリングされたコンポーネントの結果を比較するグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［００２６］理解を容易にするために、図面に共通する同一の要素は、可能であれば、同一の参照番号を使用して示してある。一つの実施態様の要素および特徴は、さらなる列挙なしに他の実施態様に有益に組み込まれ得ることが、企図される。
【００１８】
［００２７］特許または出願ファイルには、カラーで実行された図面が少なくとも１つ含まれている。カラー図面を伴うこの特許または特許出願公開のコピーは、要求と必要な料金の支払いに応じて、官庁から提供される。
【００１９】
［００２８］本明細書に記載の実施態様は、レーザーによって生成された光子のビームを利用して、半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面上にテクスチャリングプロセスを実行する。光子のビームは、コンポーネントの表面に向けられ、表面の領域に走査されて、複数のフィーチャを形成する。表面に形成されたフィーチャには、くぼみ、隆起、および／またはそれらの組み合わせが含まれる。光子のビームは、強度を低下され、デフォーカスされ、および／または特定の移動速度で走査されて、所望の表面形態を形成することができる。
【００２０】
［００２９］図１は、コンポーネント１０４の表面１０３をテクスチャリングするために使用され得るレーザー機械１００および支持システム１０２の概略図を示す。コンポーネント１０４は、例えば、ガス分配シャワーヘッド、チャンバ壁、または静電チャックであり得る。レーザー機械１００は、電源１０６、コントローラ１０８、およびレーザーデバイス１１６を備える。レーザーデバイス１１６は、光子１１２のビームを出力する。コントローラ１０８は、光子１１２のビームを変調および走査するための変調器および／またはスキャナを備え得る。レーザー機械は、光子１１２のビームをパルス化するためのパルス供給ユニットを、さらに備え得る。光子１１２のビームをパルス化することは、コンポーネント１０４の表面１０３に加えられる熱の量を最小化するのに役立つことができる。さらに、光子１１２のビームをパルス化することは、コンポーネント１０４の表面１０３の反射性の結果として生じる問題を減らすのに役立つことができる。本明細書に開示される実施形態は、約６０μｉｎから約３６０μｉｎの粗さプロファイルの算術平均（Ｒａ）を有するようにコンポーネント１０４の表面１０３をテクスチャリングするために利用され得る。
【００２１】
［００３０］コンポーネント１０４は、金属もしくは金属合金、セラミック材料、ポリマー材料、複合材料、またはそれらの組み合わせなどの材料を含み得る。一実施態様では、コンポーネント１０４は、鋼、ステンレス鋼、タンタル、タングステン、チタン、銅、アルミニウム、ニッケル、金、銀、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素、イットリア、酸化イットリウム、およびそれらの組み合わせを含む群から選択される材料を含む。一実施態様では、コンポーネント１０４は、オーステナイト型ステンレス鋼、鉄−ニッケル−クロム合金（例えば、インコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ）（商標）合金）、ニッケル−クロム−モリブデン−タングステン合金（例えば、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ）（商標））、銅亜鉛合金、クロム銅合金（例えば、５％または１０％のＣｒと残りのＣｕ）などの金属合金を含む。別の実施態様では、コンポーネントは、石英を含む。コンポーネント１０４はまた、ポリイミド（ベスペル（Ｖｅｓｐｅｌ）（商標））、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート（Ａｒｄｅｌ（商標））などのポリマーを含み得る。さらに別の実施態様では、コンポーネント１０４は、金、銀、アルミニウムケイ素、ゲルマニウム、ゲルマニウムケイ素、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、炭化ケイ素、イットリア、酸化イットリウム、非ポリマー、およびそれらの組み合わせなどの材料を含み得る。
【００２２】
［００３１］支持システム１０２を、レーザー機械１００の下流に配置することができる。支持システム１０２は、コンポーネント１０４を支持するための、例えば１つ以上の実施形態における基板支持体と同様の、支持体１２２を備える。支持システム１０２およびレーザー機械１００は、レーザーデバイス１１６によって出力された光子１１２のビームがコンポーネント１０４の表面１０３に向けられるように、互いに対して配置される。図１に示される本開示の一実施態様では、レーザー機械１００は、レーザーデバイス１１６の出力の位置を調整するための作動手段１２４を、さらに備え得る。そのような実施態様では、支持体１２２は静止したままであり、作動手段１２４が、レーザーデバイス１１６の出力の位置を調整し、それにより、レーザーデバイス１１６によって出力された光子１１２のビームが表面１０３に走査されるようにすることができる。図２に示される本開示の代替の実施形態では、支持システム１０２は、支持体１２２を移動させるための作動手段１２４を備えることができる。そのような実施態様では、レーザーデバイス１１６の出力は、静止したままであり、作動手段１２４が、支持体１２２の位置を調整し、それにより、レーザーデバイス１１６によって出力された光子１１２のビームが表面１０３に走査されるようにすることができる。レーザーデバイス１１６または支持体１２２のいずれかの位置を調整するための作動手段１２４は、例えば、Ｘ−Ｙステージ、並進運動および／または回転運動が可能な伸長アームおよび／または回転シャフトを備え得る。
【００２３】
［００３２］コントローラ１０８が、レーザーデバイス１１６によって出力された光子１１２のビームに関連する様々なパラメータを制御することができるように、レーザーデバイス１１６に接続され得る。詳細には、コントローラ１０８は、レーザーデバイス１１６に接続されて、光子１１２のビームに関連する少なくとも以下のパラメータを制御することができる：波長、パルス幅、繰り返し率、移動速度、出力レベル、およびビームサイズ。光子１１２のビームに関連するこれらの様々なパラメータを制御することができることによって、コントローラ１０８は、コンポーネント１０４の表面１０３上に形成される表面形態を規定することができる。「移動速度」は、光子１１２のビームが移動されていてコンポーネント１０４が静止している実施態様と、光子１１２のビームが静止していてコンポーネントが移動されている実施態様とを組み入れていることを理解されたい。図２に示されるように、コントローラ１０８はまた、支持体１２２に接続された作動手段１２４を制御することができるように、支持システム１０２に接続され得る。あるいは、二次コントローラが、支持システム１０２に接続されて、支持体１２２に接続された作動手段１２４を制御してもよい。
【００２４】
［００３３］コントローラ１０８は、産業環境で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）の１つであり得る。コンピュータは、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、フロッピーディスクドライブ、ハードディスク、またはローカルもしくはリモートの他の形式のデジタルストレージなどの適切なメモリを使用できる。従来の方法でプロセッサをサポートするために、様々なサポート回路をＣＰＵに結合することができる。必要に応じて、ソフトウェアルーチンを、メモリに保存するか、またはリモートに配置された第２のＣＰＵで実行することができる。ソフトウェアルーチンが実行されると、汎用コンピュータを、チャンバプロセスが実行されるように動作を制御する特定のプロセスコンピュータに変換する。あるいは、本明細書に記載の実施態様は、特定用途向け集積回路もしくは他のタイプのハードウェア実装として、ハードウェアで実行されてもよいし、またはソフトウェアもしくはハードウェアの組み合わせで実行されてもよい。
【００２５】
［００３４］レーザー機械１００のレーザーデバイス１１６は、約３Ｗから約３０Ｗの範囲の出力を有し得る。あるいは、レーザー機械は、約１Ｗから約１５０Ｗの範囲の出力を有し得る。レーザーデバイス１１６はまた、光子１１２のビームに関連するパラメータ（例えば、波長、パルス幅、パルス周波数、繰り返し率、移動速度、出力レベル、およびビームサイズ）をパルス化および変化させることができてもよい。レーザー機械１００のレーザーデバイス１１６は、市販のレーザーであり得る。本開示に従うことができる市販のレーザー機械の例は、スペクトラ・フィジックスのＱｕａｎｔａ−ＲａｙレーザーのＩＰＧ  ＹＬＰＰレーザーである。
【００２６】
［００３５］レーザーデバイス１１６の出力は、光子１１２のビームであるので、レーザー機械１００および支持システム１０２は、テクスチャリングプロセスを実行するために真空環境を必要としない。したがって、レーザーデバイス１１６の出力は、電子ビームを使用してテクスチャリングプロセスを実行する従来の電磁ビーム生成システムとは異なる。電磁ビームシステムは、通常、電子と周囲のガス原子との相互作用および散乱のため真空環境（例えば、真空チャンバ）を必要とし、したがって、真空環境が、電子ビームの正確な制御を維持するために必要である。上記のように、真空環境の要件は、コンポーネントが真空チャンバ内に収まらなければならないので、電磁ビームシステムを使用してテクスチャリングできるコンポーネントのサイズに物理的な制約を課す。さらに、真空チャンバには特別な機器（ポンプ、センサ、シールなど）を含める必要があるので、真空環境の要件により電磁システムの複雑さが増す。結果として、電磁ビームシステムは、テクスチャリングプロセスを実行するために本開示で論じられるレーザー機械１００および支持システム１０２を使用するときに発生するであろうコストよりも、著しく高い資本コストを有する。
【００２７】
［００３６］したがって、レーザー機械１００および支持システム１０２は、光子１１２のビームが通過する空気が約７８％の窒素と約２１％の酸素である周囲空気環境で使用することができる。しかしながら、状況によっては、レーザー機械１００および支持システム１０２を、酸素が枯渇した環境内に配置することが望ましい場合がある。このような状況では、レーザー機械１００および支持システム１０２は、周囲空気の代わりに窒素ガスが使用されるチャンバ内に配置することができる。真空が不要なため、チャンバ内の圧力を大気圧に保つことができる。「大気圧」は場所によって異なる場合があることを理解されたい。いくつかの実施形態では、処理中にコンポーネント１０４が配置されている領域内の圧力は、調整されていなくてもよい。
【００２８】
［００３７］図４は、レーザー機械１００および支持システム１０２を操作する方法についての、２０１で始まり２０９で終わるプロセスシーケンス２００を示している。ボックス２０２において、コンポーネント１０４が、支持体１２２上に配置される。ボックス２０４において、第１の領域１２６が、コンポーネント１０４の表面１０３上に画定される。図３に示すように、コンポーネント１０４は、複数の貫通孔１３５を有するガス分配シャワーヘッド１３３であり、第１の領域１２６は、第１の領域の外側境界を画定する第１の外側境界線１２７を有する。第１の外側境界線１２７は、第１の表面積を画定する。コンポーネント１０４の第２の表面積に対する第１の表面積の比は、少なくとも０．６であり得る。コンポーネント１０４の第２の表面積は、テクスチャリングされている表面１０３の第２の外側境界線１３２によって画定される。したがって、第２の表面積内に配置される第１の表面積は、第２の表面積の少なくとも６０％であり得る。第１および第２の表面積のサイズは、テクスチャリングされているコンポーネント１０４の形状およびサイズに応じて異なることを理解されたい。あるいは、第２の表面積に対する第１の表面積の比は、０．７、０．８、および／または０．９より大きくてもよい。
【００２９】
［００３８］ボックス２０６で、レーザー機械１００は、レーザーデバイス１１６が光子１１２のビームを出力するように、電源１０６によって電力供給される。上で論じたように、レーザー機械１００のコントローラ１０８は、表面１０３上の所望のテクスチャに応じて、光子１１２のビームに関連するパラメータを変えることができる。一実施態様では、光子１１２のビームは、約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長を有し得る。別の実施態様では、光子のビームは、紫外線範囲（約１７０ｎｍから約４００ｎｍ）の波長を有し得る。さらに別の実施態様では、光子のビームは、赤外線範囲（約７００ｎｍから約１．１ｍｍ）の波長を有し得る。レーザーデバイス１１６によって出力された光子１１２のビームは、コンポーネント１０４の表面１０３の方へ第１の領域１２６内の位置に向けられる。光子１１２のビームは、コンポーネント１０４の表面１０３において、約７μｍから約７５μｍの範囲のビーム径を有し得る。あるいは、光子１１２のビームは、コンポーネント１０４の表面１０３において、約２．５μｍから約１００μｍの範囲のビーム径を有し得る。一実施態様では、光子１１２のビームが移動する作動距離は、約５０ミリメートルから約１，０００ミリメートルである。別の実施態様では、光子１１２のビームが移動する作動距離は、約２００ミリメートルから約３５０ミリメートルの間である。レーザー機械１００のレーザーデバイス１１６は、約１Ｗから約１５０Ｗの範囲の出力を有し得るので、光子１１２のビームは、約１０×１０−６Ｊから約４００×１０−６Ｊの範囲のパルス出力を有し得る。光子１１２のビームは、約１０ｐｓから約３０ｎｓの範囲のパルス幅を有し得る。さらに、光子１１２のビームは、一実施形態では約１０ＫＨｚから約２００ＫＨｚの範囲のパルス繰り返し率を有し、より具体的には、別の実施形態では約１０ＫＨｚから約３ＭＨｚの範囲のパルス繰り返し率を有し得る。コントローラ１０８が、レーザーデバイス１１６のパルス幅および／またはパルス繰り返し率を制御するために使用され得る。
【００３０】
［００３９］ボックス２０８で、光子１１２のビームは、表面１０３の第１の領域１２６に走査され、それによって、表面上に複数のフィーチャを形成する。光子１１２のビームは、例えばレーザーデバイス１１６からパルス出力されながら、約０．１ｍ／秒から約３０ｍ／秒の範囲の移動速度で、表面１０３の第１の領域１２６に走査されることができる。図５〜図１０に見られるように、光子１１２のビームが表面１０３の第１の領域１２６に走査される結果として形成されるフィーチャは、くぼみ、隆起、またはそれらの組み合わせを含む。コントローラ１０８は、ビームが第１の領域１２６に走査されているときに、光子１１２のビームに関連する特定のパラメータを変化させるように、プログラムすることができる。例えば、コントローラ１０８は、ビームが第１の領域１２６に走査されている間、光子１１２のビームをパルス化することができる。一実施態様では、コントローラ１０８は、約０．２ｎｓから約１００ｎｓの範囲のパルス幅を有するようにレーザーデバイス１１６を制御することができる。一実施形態では、コントローラ１０８は、約４００ｆｓから約２００ｎｓの範囲のパルス幅を有するようにレーザーデバイス１１６を制御することができる。
【００３１】
［００４０］このようにして、レーザー機械１００を使用して、第１の領域の全体的な表面形態を形成することができる。
【００３２】
［００４１］状況に応じて、レーザー機械１００を使用して、第１の領域１２６の３つの異なるタイプの表面形態を形成することができる。図５および図６に示されるように、第１の表面形態は、隆起およびくぼみの組み合わせを生成する、繰り返されるランダム形状である。複数の隆起は、例えば、平坦な表面および凸状の表面を有し得ることが、理解されるべきである。図５と図６では、最低のくぼみから最高の隆起までの高さにおける最大の変動は、約４，０００ｎｍから約４，５００ｎｍの範囲にある。表面形態は、繰り返されるランダム形状であるので、隆起とくぼみは、周期的な波を形成しない。
【００３３】
［００４２］パルス周波数と走査速度を同期させることにより、繰り返される形状を実現できる。パルスレーザーと基材が互いに対して移動しているときに、レーザーは、放射を放出し、放射は、繰り返し間隔で基材表面に衝突し、繰り返される形状をもたらす。繰り返される形状の正確な形は、レーザーパルスの時間プロファイルを走査速度に合わせて調整することによって調整できる。走査速度と比較して非常に速い出力ランプ時間のレーザーパルスが使用される場合、ランプアップまたはランプダウン中に基材が遠くまで移動しないので、繰り返される形状は、実質的に長方形のプロファイルに向かう傾向がある。ランプ時間が、パルス持続時間と比較して非常に小さい場合、レーザーパルスの時間プロファイルが実質的に平坦であるので、繰り返される形状は、同様に、実質的に長方形のプロファイルに向かう傾向がある。走査速度が、パルス持続時間またはランプ時間と比較して低い場合、各レーザーパルスによって送達される光子が、基材のより小さな領域に集中するので、繰り返される形状は、同様に、実質的に長方形のプロファイルに向かう傾向がある。パルス持続時間に比べてランプ時間および／または走査速度を増やすと、形成されたフィーチャの角が、より丸くなり、またはよりテーパがつく。レーザーパルス自体もまた、波形発生器をレーザー電源に結合することによって変調することができる。このようにして、よりテーパのあるランプ速度のパルス、および正弦波の時間プロファイルのパルスさえも生成できる。そのような手段は、波形状に向かう傾向のあるフィーチャをもたらす。フィーチャピッチは、パルス周波数と走査速度の関係によって決定される。したがって、フィーチャピッチは、パルス周波数を調整することによって独立して調整することができ、パルス周波数は、パルス持続時間によって上限が制限される。
【００３４】
［００４３］図５および図６に示される繰り返されるランダム形状のＲａの例は、レーザー機械１００の出力が３０Ｗであり、コンポーネント１０４がアルミニウムであり、ビーム径が約７μｍである場合、約６０μｉｎである。Ｒａ値は、レーザー機械１００の出力および光子１１２のビームに関連する様々な変数に応じて異なることを理解されたい。レーザー機械１００を使用して達成された、繰り返されるランダム形状は、レーザー機械１００の使用が、ビードブラストプロセスに固有の問題のいくつかを回避することを除いて、ビードブラストプロセスを使用して達成できるものと同様の表面形態およびＲａ値を有し得る。例えば、コンポーネント１０４がガス分配シャワーヘッド１３３（図３に概略的に示されている）である場合、テーパのついた複数の貫通孔１３５が存在するであろう。上記のように、ビードブラストプロセスは、テクスチャリングされるべき表面に複数のビードを高速でブラストすることを含む。その結果、ビードブラストプロセスに関して、制御と精度の欠如が内在している。
【００３５】
［００４４］ビードブラストプロセスで使用されるビードはまた、貫通穴１３５内に閉じ込められるかまたは埋め込まれる可能性がある。さらに、ビードは、貫通孔１３５の角または縁にぶつかり、表面１０３をテクスチャリングするのではなく、貫通孔のプロファイルを望ましくないように変更する可能性がある。レーザー機械１００を使用して、ガス分配シャワーヘッド１３３を、繰り返されるランダム形状の表面形態でテクスチャリングすることは、このテクスチャリングプロセスを通じて達成できるより高い精度のために、シャワーヘッド１３３の貫通穴１３５の境界プロファイルを、同じくらい大幅には変更しない。レーザー機械１００は、繰り返されるランダム形状が第１の外側境界線１２７内で継続的に繰り返されるように、第１の領域１２６内の表面１０３をテクスチャリングすることができる。
【００３６】
［００４５］図７および図８に示されるように、第２の表面形態は、隆起およびくぼみの組み合わせを生成する、繰り返される波形状である。複数の隆起は、例えば、ほぼ凸状の表面を有し得ることが、理解されるべきである。図７と図８では、最低のくぼみから最高の隆起までの高さにおける最大の変動は、約４，０００ｎｍから約４，５００ｎｍの範囲にある。表面形態は、繰り返される波形状であるので、隆起とくぼみは、周期的なプロファイルを形成し、複数の隆起のそれぞれが、ほぼ凸状の尖った部分に来る。繰り返される波形状に関連する周期的なプロファイルは、表面のｘ軸および表面のｙ軸の両方に沿って、表面１０３の第１の領域１２６全体にわたって繰り返される。
【００３７】
［００４６］図７および図８に示される繰り返される波形状の粗さプロファイルの算術平均（Ｒａ）の例は、レーザー機械１００の出力が３０Ｗであり、コンポーネント１０４がアルミニウムであり、ビーム径が約７μｍである場合、約１０８μｉｎである。Ｒａ値は、レーザー機械１００の出力および光子１１２のビームに関連する様々な変数に応じて異なることを理解されたい。繰り返されるランダム形状とは違って、繰り返される波形状は、ビードブラストプロセスを使用して通常達成される表面形態とは異なる。レーザー機械１００は、繰り返される波形状が第１の外側境界線１２７内で継続的に繰り返されるように、第１の領域１２６内の表面１０３をテクスチャリングすることができる。
【００３８】
［００４７］図９および図１０に示されるように、第３の表面形態は、隆起およびくぼみの組み合わせを生成する、繰り返される正方形形状である。複数の隆起は、例えば、ほぼ平坦な表面を有し得ることが、理解されるべきである。図９と図１０では、最低のくぼみから最高の隆起までの高さにおける最大の変動は、約４，０００ｎｍから約４，５００ｎｍの範囲にある。表面形態は、繰り返される正方形形状であるので、隆起とくぼみは、周期的なプロファイルを形成し、複数の隆起のそれぞれが、ほぼ平坦な部分に来る。繰り返される正方形形状に関連する周期的なプロファイルは、表面のｘ軸および表面のｙ軸の両方に沿って、表面１０３の第１の領域１２６全体にわたって繰り返される。
【００３９】
［００４８］図９および図１０に示される繰り返される正方形形状の粗さプロファイルの算術平均（Ｒａ）の例は、レーザー機械１００の出力が３０Ｗであり、コンポーネント１０４がアルミニウムであり、ビーム径が約２５μｍである場合、約３５７μｉｎである。Ｒａ値は、レーザー機械１００の出力および光子１１２のビームに関連する様々な変数に応じて異なることを理解されたい。繰り返される正方形形状は、コンポーネント１０４が静電チャックである場合に、特に適用可能であり得る。図９に最もよく見られるように、繰り返される正方形形状内の隆起およびくぼみは、複数の通路をもたらす。複数の通路により、例えば、ウェハ処理中に静電チャックの上に位置するシリコンウェハの下にある通路をガスが通過することが可能になる。
【００４０】
［００４９］後続の研磨プロセスが、テクスチャリングプロセスの後に実行されて、隆起の上面を平坦化するのを促進し、それにより、ウェハ処理中の静電チャックへのシリコンウェハの付着を促進することができる。研磨プロセス中に平坦化されなかったコンポーネント１０４の部分は、表面粗さを保持し、それによって、ウェハ処理中に複数の通路内に凝縮した異物の剥離の防止に役立つ。レーザー機械１００は、繰り返される正方形形状が第１の外側境界線１２７内で継続的に繰り返されるように、第１の領域１２６内の表面１０３をテクスチャリングすることができる。
【００４１】
［００５０］レーザー機械１００の使用に関連する別の利点は、テクスチャリングされているコンポーネント１０４の表面１０３が、プロセスのボックス２０２の前に精密な前洗浄プロセスを受ける必要がないことである。代わりに、必要なのは、コンポーネント１０４の表面１０３を脱脂するための大まかな前洗浄プロセスだけである。これは、電子ビームの反応性が高いため、精密な前洗浄プロセスが一般に必要とされる電磁ビームシステムとは異なる。
【００４２】
［００５１］コンポーネント１０４の表面１０３をテクスチャリングするためのレーザー機械１００の使用に関連するさらに別の利点は、ボックス２０２の後、電磁ビームシステムが使用されている場合のように、真空チャンバ内の圧力をポンプダウンする追加のステップがないことである。上で論じたように、電磁ビームシステムは、真空環境内で操作され、それにより、環境の圧力をポンプダウンする必要がある。レーザー機械１００および支持システム１０２は、酸素が枯渇した環境を作り出す目的のチャンバ内に配置されてもよいが、環境圧力をポンプダウンする必要はない。このポンプダウンステップが排除されるので、レーザー機械１００でコンポーネント１０４の表面１０３をテクスチャリングするのに必要な時間は、電子ビームでコンポーネントの表面をテクスチャリングするのに必要な時間よりも短い。これは、電磁ビームシステムを使用してコンポーネントの表面をテクスチャリングするのと比較して、レーザー機械１００を使用してコンポーネントの表面をテクスチャリングすることに関連するスループットを向上させるのに役立つ。レーザー機械１００に関連するスループットはまた、電子ビームが複数のフィーチャを形成するために表面に走査されることができる移動速度が、光子１１２のビームが表面に走査されることができる移動速度よりも著しく遅いので、電磁ビームシステムを使用することに関連するスループットよりも大きい。例えば、電子ビームの移動速度は、表面をテクスチャリングしているとき、約０．０２Ｍ／秒から約０．０３Ｍ／秒の範囲にある。上で論じたように、光子１１２のビームの移動速度は、表面をテクスチャリングしているとき、約０．１Ｍ／秒から約３００Ｍ／秒の範囲を有する。
【００４３】
［００５２］レーザーデバイス１１６によって出力された光子１１２のビームを利用してコンポーネント１０４の表面１０３をテクスチャリングすることに関連する別の利点は、例えば、ビードブラストまたは電子ビームを使用するよりも、クリーンなプロセスを作り出せることである。光子１１２のビームの波長に応じて、光子のビームが向けられる表面１０３の材料は、表面を改変するために、主に光の放射または熱エネルギーを受け取ることができる。光の放射は、光子のビームが向けられる位置でコンポーネント１０４の表面１０３を溶かし、それにより、溶けた材料またはスラグを生成し、これらは、再固化されると、くぼみまたは隆起のいずれかを形成する。溶けた材料に関連する運動エネルギーを最小限に抑えることができるので、溶けた材料が、残った表面１０３から叩き出されて他の場所に再堆積する可能性が低くなる。これにより、他の方法であれば発生した可能性のある再堆積の量が減少する。逆に、電磁ビームシステムを使用する場合、テクスチャリングされているコンポーネントには、多くの場合、電子が埋め込まれており、これらは電子ビームと相互作用して、かなりのエネルギーを生成し、その結果、溶けた材料の少なくとも一部が、残った表面から叩き出され、それにより、再堆積の可能性を増大させる。その結果、光子１１２のビームで表面をテクスチャリングすることは、電子ビームで表面をテクスチャリングするよりもクリーンなプロセスをもたらすことができる。
【００４４】
［００５３］レーザーデバイス１１６によってコンポーネント１０４の表面１０３に送達される光子１１２のビームは、コンポーネント１０４の著しいまたは大きな歪み（例えば、溶融、反り、亀裂など）を引き起こすことを意図していないことに留意されたい。コンポーネント１０４の著しいまたは大きな歪みは、テクスチャリングプロセスの適用により、コンポーネント１０４がその意図された目的のために使用することができない状態として、一般に定義することができる。
【００４５】
［００５４］図１１および図１２は、コンポーネント１０４の表面１０３をテクスチャリングするために使用され得るレーザー機械１００の概略図を示す。詳細には、図１１および図１２は、レーザー機械１００および／またはレーザーデバイス１１６の異なる配置、部品、および要素を示している。図１１に示されるように、レーザー機械１００は、コンポーネント１０４に対して垂直方向を有してもよく、または図１２に示されるように、レーザーデバイス１１６は、コンポーネント１０４に対して水平方向を有してもよい。上で論じたように、コンポーネント１０４は、半導体処理チャンバ内で使用される。コンポーネント１０４は、例えば、ガス分配シャワーヘッド、シールド、チャンバライナー、カバーリング、クランプリング、基板支持ペデスタル、および／または静電チャックであり得る。したがって、レーザー機械１００でテクスチャリングされた後、コンポーネント１０４は、半導体処理チャンバのコンポーネントとして使用され、そこで、ウェハなどの半導体が、半導体処理チャンバ内で処理される。
【００４６】
［００５５］上で論じたように、レーザーデバイス１１６が、光子のビームを出力するために使用される。図１１および図１２のレーザーデバイス１１６は、それぞれが互いに動作可能に結合された、光子光源などの光源１４２、光学モジュール１４４、およびレンズ１４６を含むように示されている。しかしながら、他の実施形態では、レーザーデバイス１１６が、光源１４２、光学モジュール１４４、およびレンズ１４６を含むものとして示されているが、本開示は、そのように限定されない。例えば、１つ以上の他の実施形態では、図１および図２に示される電源１０６および／またはコントローラ１０８が、本開示の範囲から逸脱することなく、追加的または代替的に、光源１４２、光学モジュール１４４、および／またはレンズ１４６を含むことができる。
【００４７】
［００５６］光源１４２は、光の源、詳細には、この実施形態では、光子の流れを生成するために使用される。光源１４２に動作可能に結合された光学モジュール１４４は、光源１４２からの光子の流れを受け取り、光源１４２からの光子の流れを成形し、方向付け、またはその他の方法で変調する。光学モジュール１４４は、ビーム変調器と、ビームスキャナとを含み、ビームスキャナは、ビーム変調器の下流（光源１４２に対して）に配置されている。ビーム変調器は、光源１４２から光子の流れを受け取り、光子の流れから光子のビームを生成する。例えば、ビーム変調器は、光源１４２からの光子の流れを成形することによって、単一の焦点を有する光子のビームを生成するために、使用され得る。ビームスキャナは、ビーム変調器から光子のビームを受け取って、コンポーネント１０４の表面１０３に光子のビームを走査するために使用される。このように、ビームスキャナは、電気機械式アクチュエータの使用などを通じて、光子のビームの方向を移動させ、偏向させ、およびその他の方法で制御するために使用される。
【００４８】
［００５７］レンズ１４６は、光学モジュール１４４から、より具体的にはビームスキャナから光子のビームを受け取って、光子のビームをコンポーネント１０４の表面１０３に分配するために使用される。光学モジュール１４４のビーム変調器が、光子の流れをフォーカスして、光子の単一焦点ビームなどの光子のビームにするために、使用されるので、レンズ１４６は、光子のビームをデフォーカスして、所定の面積または領域全体に均等に分配するために、使用される。例えば、レンズ１４６を使用して、光子のビームを約３５５ｍｍ２の面積全体に分配することができる。コンポーネント１０４の表面１０３全体に分配された光子のビームは、コンポーネント１０４の表面１０３上のくぼみおよび／または隆起などの、１つ以上のテクスチャリングされたフィーチャをコンポーネント１０４の表面１０３上に形成するために使用される。
【００４９】
［００５８］レーザーデバイス１１６は、レーザーデバイス１１６から放出され、コンポーネント１０４の表面１０３に走査される光子のビームの出力、速度、周波数、方向、分配、および／またはパルスを制御するために使用される。例えば、光源１４２および／または光学モジュール１４４を使用して、光子のビームがコンポーネント１０４の表面１０３に走査されている間、光子のビームをパルス化することができる。さらに、光学モジュール１４４のビームスキャナを使用して、光子のビームを方向付け、または１つ以上の所定のパターンでコンポーネント１０４の表面１０３に走査することができる。一実施形態では、ビームスキャナを使用して、ラインバイラインパターン、スズメパターン、および／またはランダムパターンを使用して光子のビームを走査することができる。スズメパターンは、コンポーネント１０４の表面１０３の中央または中心領域に対してアウトツーインまたはインツーアウトパターンで、光子のビームを走査し、したがって、ラインバイラインパターンとは対照的に、放射状パターンで動作することを含む。
【００５０】
［００５９］レーザーデバイス１１６はまた、レンズ１４６からコンポーネント１０４の表面１０３に向かって垂直または水平に光子のビームを分配および走査するために使用される。支持面１９０を含む支持体１２２が、レーザー機械１００と共に使用されているのが示されており、レンズ１４６と支持体１２２との間にコンポーネント１０４が配置されている。光子のビームがコンポーネント１０４の表面１０３に向かって垂直に分配される図１１に示される配置では、支持面１９０は、支持体１２２上でコンポーネント１０４を支持するために使用され、したがって、コンポーネント１０４は、支持体１２２の支持面１９０上に配置されている。光子のビームがコンポーネント１０４の表面１０３に向かって水平に分配される図１２に示される配置では、支持体１２２の支持面１９０は、コンポーネント１０４の後ろの障壁として使用される。図１２に示される水平配置の利点は、材料が溶けたときなどに、重力を使用して材料をコンポーネント１０４の表面１０３から引き離すことができることである。これにより、材料が表面に再堆積または形成されることができる場合よりも、プロセスをクリーンにすることができる。
【００５１】
［００６０］さらに図１１および図１２を参照すると、レーザー機械１００と共に使用するためのクリーンエンクロージャ１５０またはクリーンコンパートメントが含まれている。クリーンエンクロージャ１５０は、一般に、支持体１２２が配置される処理領域１５１を含む。例えば、コンポーネント１０４は、テクスチャリングプロセス中、クリーンエンクロージャ１５０内に配置され、クリーンエンクロージャ１５０の処理領域１５１は、ＩＳＯ１４６４４−１からの分類パラメータによるクラス１環境として処理領域を維持することができる濾過システムを含む。さらに、支持体１２２およびレンズ１４６などのレーザーデバイス１１６の少なくとも一部が、クリーンエンクロージャ１５０内に配置される。レーザー機械１００は、与圧されていない（例えば、大気圧）環境内で使用されるので、クリーンエンクロージャ１５０内の圧力は、大気圧とほぼ同等もしくはおおよそ大気圧とすることができ、または圧力が調整されていなくてもよい。クリーンエンクロージャ１５０は、酸素、水、および／または他のプロセス汚染物質を除去するために、代替的および／または追加的に、不活性ガス（例えば、Ｎ２）でパージされ得る。さらに、コンベヤを使用して、コンポーネント１０４をクリーンエンクロージャ１５０内そして支持体１２２上に導入することができ、および／またはコンベヤを使用して、コンポーネント１０４を支持体１２２から取り除き、クリーンエンクロージャ１５０から出すことができる。例えば、支持体１２２は、そのような実施形態ではコンベヤを含み得る。あるいは、別個のロボットアームまたは同様の機構を使用して、コンベヤからコンポーネント１０４を取り外すこと、および／またはコンベヤ上にコンポーネント１０４を配置することを容易にすることができる。
【００５２】
［００６１］図１３は、ビードブラストプロセス３０２を使用してテクスチャリングされたコンポーネント、本明細書に記載の実施形態によるレーザープロセス３０４を使用してテクスチャリングされたコンポーネント、および半導体処理チャンバ内で使用されるコンポーネントに一般的に必要とされる仕様３０６の平均的な元素の結果を比較するグラフ表示を示す。ｘ軸は、各コンポーネントでテストされた様々な元素（微量金属など）を提供し、ｙ軸は、原子／ｃｍ２の単位でコンポーネントの表面にある元素の量を提供する。示されるように、レーザープロセス３０４を使用してテクスチャリングされたコンポーネントは、一般に、仕様３０６によって要求されるものよりも少ない元素または微量金属を有し、また、一般に、ビードブラストプロセス３０２を使用してテクスチャリングされたものよりも少ない元素または微量金属を有した。例えば、ビードブラストプロセス３０２で使用されるビードは、一般にナトリウム（Ｎａ）を含むので、ビードブラストプロセス３０２とは対照的に、レーザープロセス３０４を使用してテクスチャリングされたコンポーネントは、ナトリウムの量が著しく減少した。レーザープロセス３０４を使用してテクスチャリングされたコンポーネントは、一般に、より多くの量のマグネシウム（Ｍｇ）を有する可能性があるが、これらのコンポーネントは、その後、希酸および高純度水（例えば、高温脱イオン水）を使用して洗浄され、過剰なマグネシウムを除去することができる。したがって、レーザープロセス３０４を使用してテクスチャリングされたコンポーネントは、ビードブラストプロセス３０２を使用してテクスチャリングされたコンポーネント（歩留まりが約５０％であると予想される）と比較して、その後の半導体処理中に、約９５％などのより高い歩留まりをもたらした。
【００５３】
［００６２］上記は、本開示の実施態様に向けられているが、本開示の他のおよびさらなる実施態様が、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく考案されてもよく、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】
2021521479.tif 000003
【図２】
2021521479.tif 000004
【図３】
2021521479.tif 000005
【図４】
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【図５】
2021521479.tif 000007
【図６】
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【図７】
2021521479.tif 000009
【図８】
2021521479.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2021521479.tif 000012
【図１１】
2021521479.tif 000013
【図１２】
2021521479.tif 000014
【図１３】
2021521479.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月19日(2021.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供するためのシステムであって、
処理領域を含むエンクロージャ、
前記処理領域に配置され、支持面を備える支持体、
光子の流れを生成するための光子光源、
前記光子光源から光子の前記流れを受け取るように前記光子光源に動作可能に結合された光学モジュールであって、
前記光子光源から生成された光子の前記流れから光子のビームを生成するためのビーム変調器、および
前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査するためのビームスキャナ、
を備える光学モジュール、ならびに
前記ビームスキャナから光子の前記ビームを受け取り、約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長の光子の前記ビームを前記コンポーネントの前記表面に分配して、前記コンポーネント上に複数のフィーチャを形成するためのレンズ、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記レンズが、光子の前記ビームを水平に前記コンポーネントの前記表面に向かって分配するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記レンズが、光子の前記ビームを垂直に前記コンポーネントの前記表面に向かって分配するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記コンポーネントが、前記レンズと前記支持体の間に配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ビームスキャナが、ラインバイラインパターンまたはスズメパターンを使用して、前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記光学モジュールが、前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査している間、光子の前記ビームをパルス化するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
光子の前記ビームが、
約７μｍから約１００μｍの範囲のビーム径、
約１０ｐｓから約３０ｎｓの範囲のパルス幅、および
約１０ＫＨｚから約２００ＫＨｚの範囲のパルス繰り返し率、
を備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
形成される前記複数のフィーチャが、くぼみ、隆起、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供する方法であって、
光子の流れを生成すること、
光子の前記流れを光子のビームに成形すること、
大気圧とほぼ同等の圧力を有する周囲空気または窒素のガス濃度を含む処理領域を通して、前記コンポーネントの前記表面に向かって光子の前記ビームを走査すること、および
前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを分配して、前記表面上に複数のフィーチャを形成すること、
を含む方法。
【請求項１０】
前記半導体処理チャンバを前記コンポーネントとともに組み立てることをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
クラス１環境として維持されたエンクロージャ内に前記コンポーネントを配置することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
分配することが、光子の前記ビームを水平に前記コンポーネントの前記表面に向かって分配することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査している間、光子の前記ビームをパルス化することを、さらに含み、光子の前記ビームが、約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長を含み、形成される前記複数のフィーチャが、くぼみ、隆起、またはそれらの組み合わせを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
半導体処理チャンバで使用するためのコンポーネントの表面にテクスチャを提供するためのシステムであって、
大気圧とほぼ同等の圧力を有するクラス１環境として維持された処理領域を含むエンクロージャ、
前記処理領域に配置され、支持面を備える支持体、
光子の流れを生成するための光子光源、
前記光子光源から光子の前記流れを受け取るように前記光子光源に動作可能に結合された光学モジュールであって、
前記光子光源から生成された光子の前記流れから光子のビームを生成するためのビーム変調器、および
前記コンポーネントの前記表面に光子の前記ビームを走査するためのビームスキャナ、
を備える光学モジュール、ならびに
前記ビームスキャナから光子の前記ビームを受け取り、前記コンポーネントの前記表面に約３４５ｎｍから約１１００ｎｍの範囲の波長の光子の前記ビームを分配して、前記コンポーネント上に複数のフィーチャを形成するように、前記処理領域に配置されたレンズ、
を備えるシステム。
【請求項１５】
前記レンズが、光子の前記ビームを水平に前記コンポーネントの前記表面に向かって分配するように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記処理領域が、クラス１環境として維持され、前記支持体の前記支持面と前記レンズが、前記クラス１環境内に配置されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記コンポーネントを前記クラス１環境内に導入するため、または前記コンポーネントを前記クラス１環境から取り除くためのコンベヤを、さらに備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記処理領域が、大気圧とほぼ同等の圧力を備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記半導体処理チャンバ内で半導体を処理することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
配置することが、コンベヤを使用して前記コンポーネントを前記クラス１環境内に運ぶことを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
前記コンポーネントの前記表面が、１つ以上の孔、第１の外側境界線によって画定された第１の表面積、および第２の外側境界線によって画定された第２の表面積を含み、前記第１の表面積が、前記第２の表面積よりも小さく、前記複数のフィーチャが、前記第１の外側境界線内の前記コンポーネント上に形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記コンポーネントの前記表面が、１つ以上の孔、第１の外側境界線によって画定された第１の表面積、および第２の外側境界線によって画定された第２の表面積を含み、前記第１の表面積が、前記第２の表面積よりも小さく、前記複数のフィーチャが、前記第１の外側境界線内の前記表面上に形成される、請求項９に記載の方法。
【請求項２３】
前記コンポーネントの前記表面が、１つ以上の孔、第１の外側境界線によって画定された第１の表面積、および第２の外側境界線によって画定された第２の表面積を含み、前記第１の表面積が、前記第２の表面積よりも小さく、前記複数のフィーチャが、前記第１の外側境界線内の前記コンポーネント上に形成される、請求項１４に記載のシステム。
【国際調査報告】
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