(57)【要約】  本明細書では、粒子トラップを備えるスパッタリングチャンバ構成要素が開示され、この粒子トラップは、スパッタリングチャンバ構成要素の表面の少なくとも一部に形成された、パターン化されたマクロテクスチャを含む。パターン化されたマクロテクスチャは、深さを有する陥凹部を有し、繰り返しパターンで配置される。パターン化されたマクロテクスチャは、第１の方向に延在する第１のスレッドを有し、第１のスレッドは、隣接する陥凹部を分離する側壁を第２の方向に形成する。パターン化されたマクロテクスチャは、第２の方向に延在する第２のスレッドを有する。第２の方向は、第１の方向に対して０度超かつ１８０度未満の角度をなし、第２のスレッドは、隣接する陥凹部を分離する側壁を第１の方向に形成する。パターン化されたマクロテクスチャは、パターン化されたマクロテクスチャ上に形成された、ランダムパターンのマイクロテクスチャを有し、マイクロテクスチャは、陥凹部の深さよりも低い高さを有する。【選択図】図１５
2020507674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子トラップを備えるスパッタリングチャンバ構成要素であって、前記粒子トラップが、
前記スパッタリングチャンバ構成要素の表面の少なくとも一部に形成された、パターン化されたマクロテクスチャであって、
深さを有し、繰り返しパターンで配置される陥凹部と、
第１の方向に延在する第１のスレッドであって、前記第１のスレッドが、隣接する陥凹部を分離する側壁を第２の方向に形成する、第１のスレッドと、
前記第２の方向に延在する第２のスレッドであって、前記第２の方向が、前記第１の方向に対して０度超かつ１８０度未満の角度をなし、前記第２のスレッドが、隣接する陥凹部を分離する側壁を前記第１の方向に形成する、第２のスレッドと、を有する、パターン化されたマクロテクスチャと、
前記パターン化されたマクロテクスチャ上に形成されたランダムパターンのマイクロテクスチャであって、前記マイクロテクスチャが、前記陥凹部の深さよりも低い高さを有する、ランダムパターンのマイクロテクスチャと、を備える、スパッタリングチャンバ構成要素。
【請求項２】
スパッタリングチャンバ構成要素上に粒子トラップを形成する方法であって、
側壁によって互いに分離される、隣接する陥凹部を有する前記スパッタリングチャンバ構成要素の第１の表面に陥入して、繰り返しパターンの陥凹部を有する第１の表面テクスチャを形成することであって、前記陥凹部が、深さ及び幅を有する、ことと、
前記第１の表面テクスチャ上に第２の表面テクスチャを形成することであって、前記第２の表面テクスチャがランダムパターンを有し、前記複数のパターン化された陥凹部の各陥凹部の深さよりも小さい平均高さを有する、ことと、を含む、方法。
【請求項３】
前記表面が、１ｃｍ当たり約８個の第１のスレッド〜１ｃｍ当たり約２０個の第１のスレッドのスレッド数を有し、前記表面が、１ｃｍ当たり約８個の第２のスレッド〜１ｃｍ当たり約２０個の第２のスレッドのスレッド数を有する、請求項１に記載のスパッタリングチャンバ粒子トラップ。
【請求項４】
前記陥凹部が、前記表面に平行な方向で平行四辺形の断面形状を有する、請求項１に記載のスパッタリングチャンバ粒子トラップ又は請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記陥凹部の平均深さが、深さ約３３０μｍ〜深さ約４２０μｍである、請求項１に記載のスパッタリングチャンバ粒子トラップ又は請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記陥凹部が逆ピラミッドとして成形され、陥凹部の底部に逆ピラミッドの頂点が位置付けられる、請求項１に記載のスパッタリングチャンバ粒子トラップ又は請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の表面テクスチャが、前記スパッタリングチャンバ構成要素の前記表面にローレット加工工具を押し込むことによって形成されて、前記陥凹部のパターンを形成する、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の表面テクスチャが、ビードブラスト、ワイヤブラッシング、プラズマエッチング、又は化学エッチングのうちの少なくとも１つによって形成される、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の表面テクスチャを形成することが、前記第１の表面テクスチャ上に増加した表面積を形成することと、前記第１の表面テクスチャの鋭い頂部を除去することと、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記陥凹部が逆ピラミッドとして成形され、各逆ピラミッドの基部が前記第１の表面に平行であり、各逆ピラミッドの頂部が前記表面に陥入して方向付けられ、各逆ピラミッドの高さは、前記複数の陥凹部の各陥凹部の深さを画定する、請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１１月２１日に出願された米国特許出願第１５／８１９，３５２号に対する優先権、また２０１７年１月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／４４８，７５２号に対する優先権を主張するものであり、これらの両方は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、物理蒸着装置で使用される、粒子トラップを有するスパッタリングチャンバ構成要素に関する。より具体的には、本開示は、粒子を低減させるスパッタトラップ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
堆積法は、基板の表面全体に材料の薄膜を形成する際に使用される。堆積法は、例えば、集積回路及びデバイスを作製する際に最終的に使用される層を形成するための半導体デバイスの製造プロセスにおいて使用され得る。堆積法の一例は、物理蒸着（ＰＶＤ）である。ＰＶＤ法は、スパッタリングプロセスを含んでよい。スパッタリングは、堆積されるべき材料のターゲットを形成することと、強力な電界に近接する負に帯電したカソードとしてターゲットを提供することと、を含む。電界は、低圧不活性ガスをイオン化し、プラズマを形成するために使用される。プラズマ中の正帯電イオンは、負に帯電したスパッタリングターゲットに向かって電界によって加速される。イオンはスパッタリングターゲットに影響を及ぼし、それによってターゲット材料を排出する。排出されたターゲット材料は、主に原子又は原子群の形態であり、スパッタリングプロセス中にターゲット付近に配置された基板上に薄い均一な薄膜を堆積させるために使用され得る。
【０００４】
短絡、プラズマアーク、堆積プロセスの中断、又は粒子の発生を引き起こさずに堆積装置、スパッタリングチャンバシステム、及び／又はイオン化プラズマ堆積システムと共に使用するための構成要素を開発することが望ましい。堆積装置で使用するための構成要素の改善が望まれる。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書では、粒子トラップを備えるスパッタリングチャンバ構成要素が開示され、この粒子トラップは、粒子トラップの表面の少なくとも一部に形成された、パターン化されたマクロテクスチャを含む。パターン化されたマクロテクスチャは、深さを有する陥凹部を有し、繰り返しパターンで配置される。パターン化されたマクロテクスチャは、第１の方向に延在する第１のスレッドを有し、第１のスレッドは、隣接する陥凹部を分離する側壁を第２の方向に形成する。パターン化されたマクロテクスチャは、第２の方向に延在する第２のスレッドを有する。第２の方向は、第１の方向に対して０度超かつ１８０度未満の角度をなし、第２のスレッドは、隣接する陥凹部を第１の方向に分離する側壁を形成する。パターン化されたマクロテクスチャは、パターン化されたマクロテクスチャ上に形成された、ランダムパターンのマイクロテクスチャを有し、マイクロテクスチャは、陥凹部の深さよりも低い高さを有する。
【０００６】
本明細書では、表面に陥入して形成された、複数の隣接する陥凹部を画定するマクロテクスチャを備える粒子トラップを有する、スパッタリングチャンバコイルが開示される。陥凹部は、表面から各陥凹部の底部までの距離として定義される深さ及び幅を有する。隣接する陥凹部は、側壁によって互いに分離される。マイクロテクスチャは、マクロテクスチャに重ねられる。マイクロテクスチャは、陥凹部の深さよりも低い高さを有する。
【０００７】
また、本明細書では、スパッタリングチャンバ構成要素上に粒子トラップを形成する方法が開示される。本方法は、側壁によって互いに分離される、隣接する陥凹部を有する第１の表面に陥入して形成された陥凹部のパターンを有する第１の表面テクスチャを形成することを含み、陥凹部は、深さ及び幅を有する。本方法はまた、第１の表面テクスチャ上に第２の表面テクスチャを形成することを含む。第２の表面テクスチャはランダムであり、複数のパターン化された陥凹部の各陥凹部の深さよりも小さい平均高さを有する。
【０００８】
多数の実施形態が開示されるが、それでもなお当業者には、本発明の例示的実施形態を示し、説明する以下の詳細な説明から、本発明の他の実施形態が明らかになるであろう。したがって、図面及び詳細な説明は、制限的なものではなく、本質的に実例とみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スパッタリング装置で使用され得る例示的なコイルの平面図である。
【図２】スパッタリング装置で使用され得る例示的なコイルの側面図である。
【図３】いくつかの実施形態による、粒子トラップ上で使用され得る例示的なローレットパターンを示す顕微鏡写真である。
【図４】粒子トラップ上で使用され得るローレットパターンの比較例の顕微鏡写真である。
【図５】いくつかの実施形態による、粒子トラップ上で使用され得る例示的なローレットパターンの概略図である。
【図６】粒子トラップ上で使用され得るローレットパターンの比較例の概略図である。
【図７】いくつかの実施形態による、粒子トラップ上で使用され得る例示的なローレットパターンの概略図である。
【図８】いくつかの実施形態による、粒子トラップ上で使用され得る例示的なローレットパターンを示す顕微鏡写真である。
【図９】ローレットパターンの比較例の顕微鏡写真である。
【図１０】いくつかの実施形態による、粒子トラップ上で使用され得る例示的なローレットパターンを示す顕微鏡写真である。
【図１１】ローレットパターンの比較例の顕微鏡写真である。
【図１２】いくつかの実施形態による、粒子トラップ上で使用され得る例示的なローレットパターンを示す顕微鏡写真である。
【図１３】ローレットパターンの比較例の顕微鏡写真である。
【図１４】いくつかの実施形態による、ローレット加工後の例示的なスパッタトラップの顕微鏡写真である。
【図１５】いくつかの実施形態による、表面加工後の図１４のスパッタトラップを示す顕微鏡写真である。
【図１６】いくつかの実施形態による、粒子トラップを形成する例示的な方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書では、物理蒸着装置において使用され得る粒子トラップが開示される。粒子トラップは、物理堆積装置内での基板上への汚染粒子の再堆積を防止するために使用されてよい。また、本明細書では、物理蒸着装置で使用する粒子トラップを有するコイルが開示される。また、本明細書では、物理蒸着装置で使用するコイル上に粒子トラップを形成する方法が開示される。いくつかの実施形態では、粒子トラップは、表面に陥入して形成された陥凹部又は陥凹部を有する表面を含んでよい。陥凹部又は陥凹部は、表面に沿ってパターン化された配置で形成されてよい。いくつかの実施形態では、粒子トラップは、表面に陥入して形成されたマクロテクスチャを形成する陥凹部又は陥凹部を有する表面を含んでよく、粒子トラップは、マクロテクスチャ上に形成されたマイクロテクスチャを更に含んでよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、粒子トラップは、物理蒸着装置において使用され得るコイルの表面に沿って形成されてよい。いくつかの実施形態では、スパッタリングコイルは、第１の表面粗さを画定するマクロテクスチャと、第２の表面粗さを画定するマイクロテクスチャと、を含む表面テクスチャリングを有してよい。マクロテクスチャは、陥凹部又は陥凹部を有する、逆ローレットパターン、つまり雌型ローレットパターンを含んでよい。マイクロテクスチャは、コイルの表面に更に付加される、化学的にエッチングされたパターン、プラズマエッチングされたパターン、グリットブラストされたパターン、粒子ブラストされたパターン、又はワイヤーブラシされたパターンのうちのいずれか１つを含んでよい。表面テクスチャリングは、スパッタリングプラズマに曝露されるコイル、ターゲット、シールド、ボス、及びスパッタリングチャンバ内の任意の表面に適用され得、したがって粒子の生成に寄与することができる。
【００１２】
スパッタリングプロセス中、スパッタリングされた粒子は、気相内に噴出され、スパッタリングチャンバ内の任意の表面に堆積してよい。経時的に、これらの堆積物が蓄積し、スパッタリングプロセス中に除去され、粒子を形成し得る。次いで、粒子は基板上に再堆積して、基板を汚染し得る。粒子トラップは、スパッタリング中に、スパッタリング粒子が再堆積しないようにする、又は汚染粒子が形成されないようにする。スパッタリングチャンバ内で使用される構成要素の耐用年数を改善するために、スパッタリングチャンバ構成要素は、スパッタリングされた材料の再付着部位及び粒子トラップとして機能するように変更され得る。例えば、材料付着部位、つまり粒子トラップは、平坦面及び傾斜面を排除しつつ、表面積を増加させ、表面に機械的キーイングすることによって粒子の剥離を低減する、特異的にパターン化された表面を含んでもよい。
【００１３】
図１は、スパッタリングチャンバなど物理蒸着装置で使用され得るスパッタリングコイル６の平面図である。図２は、側面から見た図１のスパッタリングコイル６を示す。図１及び２に示されるように、スパッタリングコイル６は、実質的に円形であり得るリング８を含んでよい。リング８は中心軸１０を有し、リングの円周は中心軸１０の周りに画定されている。いくつかの実施形態では、スパッタリングコイル６は、円周に間隙１２を有するリング８として形成されてよい。例えば、リング８は、間隙１２によって離間される、第１の端部及び第２の端部を有してよい。スパッタリングコイル６は、リング８の中心軸１０に向かって半径方向内側に面する内面１６を有してよい。スパッタリングコイル６は、リング８の中心軸１０から半径方向に離れる方向に面する外面１８を有してよい。
【００１４】
図２の側面図から示されるように、スパッタリングコイル６は、上面２０、例えば、リング８の中心軸１０に垂直な平面内にあるスパッタリングコイル６の表面を有してよい。いくつかの実施形態では、スパッタリング操作中、上面２０は、スパッタリングターゲットの方向に面してよい。スパッタリングコイル６は、下面２２、例えば、リング８の中心軸１０に垂直な平面内にあり、上面２０と反対側にあるスパッタリングコイル６の表面を有してよい。スパッタリング操作中、下面２２は、基板の方向、つまりスパッタリングターゲットから離れる方向に面するように方向付けられてよい。いくつかの実施形態では、スパッタリングコイル６は、スパッタリングコイル６に取り付けられた１個以上のボス２４など追加構成要素を含んでよい。例えば、ボス２４は、外側表面１８から半径方向に延出してよい。ボス２４は、スパッタリングコイル６をスパッタリング装置内の定位置に保持するために使用されてよい。いくつかの実施形態では、スパッタリングコイル６の表面の少なくとも一部は、その上に形成された粒子トラップを有してよい。
【００１５】
図３は、スパッタリングチャンバ構成要素の表面に形成され得る粒子トラップ４０の例示的な実施形態を示す。好適なスパッタリングチャンバシステム構成要素としては、ターゲット、ターゲットフランジ、ターゲット側壁、シールド、カバーリング、コイル、カップ、ピン、及び／又はクランプ、並びに他の機械的構成要素を挙げることができる。いくつかの実施形態では、スパッタリングチャンバ構成要素は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、Ｔｉ合金、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ｔａ合金、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金、Ｍｏ合金、Ａｕ合金、Ａｇ合金、Ｐｔ合金、Ｗ合金、又はＣｒ合金から形成される。いくつかの実施形態では、スパッタリングチャンバ構成要素はタンタルから形成される。図３に示されるように、いくつかの実施形態では、粒子トラップ４０は、スパッタリングチャンバ構成要素の表面の少なくとも一部に形成されたマクロテクスチャ４２を含んでよい。いくつかの実施形態では、マクロテクスチャ４２は、パターン化された表面を形成してよい。いくつかの実施形態では、マクロテクスチャ４２は、本明細書で逆ローレット又は雌型ローレットと称される特定のローレットパターンを含んでよい。図４は、図３の逆ローレットとの比較を示すために比較例として含まれる。いくつかの実施形態では、図４に示されるパターンは、突出ローレット又は雄型ローレットと称されてよい。
【００１６】
図３に示されるように、いくつかの実施形態では、マクロテクスチャ４２は、第１の方向に方向付けられた第１のスレッド５２を含む。いくつかの実施形態では、マクロテクスチャ４２は、第２の方向に方向付けられた第２のスレッド５４を含む。いくつかの実施形態では、マクロテクスチャ４２は、底部５７と、底部５７から上方に延出する、つまりそこから離れて延在する側壁５８と、を有する陥凹部５６を含む。いくつかの実施形態では、第１のスレッド５２及び第２のスレッド５４は、繰り返しパターンで形成されてよい。例えば、第１のスレッド５２は、隣接する第１のスレッド５２から均等に、若しくは実質的に均等に離間配置されてよく、及び／又は第２のスレッド５４は、隣接する第２のスレッド５４から均等に、若しくは実質的に均等に離間配置されてよい。いくつかの実施形態では、陥凹部５６は、繰り返し隣接パターンで第１のスレッド５２と第２のスレッド５４との間に画定される。
【００１７】
いくつかの実施形態では、第１のスレッド５２は、頂部６０を含んでよい。例えば、側壁５８は、陥凹部５６の底部５７と第１のスレッド５２の頂部６０との間に延在してよい。第２のスレッド５４は、頂部６２を含んでよい。例えば、側壁５８は、陥凹部５６の底部５７と第２のスレッド５４の頂部６２との間に延在してよい。このようにして、第１のスレッド５２と第２のスレッド５４との間に陥凹部５６が形成される。いくつかの実施形態では、第１及び第２のスレッド５２、５４の頂部６０、６２は、マクロテクスチャ４２及び／又は粒子トラップ４０の最外位置を形成してよい。いくつかの実施形態では、第１及び第２のスレッド５２、５４の頂部６０、６２は、任意の好適な形状を有するスパッタリングチャンバ構成要素の粒子トラップ４０の最外部を形成してよい。いくつかの実施形態では、第１及び第２のスレッド５２、５４の頂部６０、６２は、平面内にあってよい、又は実質的に平面内にあってよい。
【００１８】
第１及び第２のスレッド５２、５４の頂部６０、６２は、スパッタリングチャンバ構成要素の第１の表面６４を画定してよく、陥凹部５６は、第１の表面６４の下でスパッタリングチャンバ構成要素の厚さに陥入する陥凹部又は孔である。第１のスレッド５２及び第２のスレッド５４は長さ及び幅を有し、長さは、スレッドが延在する方向で測定され、幅は長さに垂直な方向で測定される。例えば、第１のスレッド５２の長さは第１の方向であり、第２のスレッド５４の長さは第２の方向である。いくつかの実施形態では、陥凹部５６の長さは、幅よりも長くてよい。いくつかの実施形態では、陥凹部は、実質的に等しい長さ及び幅を有してよい。例えば、陥凹部は、正方形又は実質的に正方形の断面形状を有してよい。いくつかの実施形態では、第１のスレッド５２が方向付けられる第１の方向は、第２のスレッド５４が方向付けられる第２の方向からある角度をなしてよい。
【００１９】
陥凹部５６は、第１のスレッド５２と第２のスレッド５４との間に画定される表面積を有する。陥凹部５６の表面積は、側壁５８の表面積及び陥凹部の底部５７の表面積を含む。第１及び第２のスレッド５２、５４は、それぞれ第１及び第２のスレッド５２、５４の頂部６０、６２に沿って画定される表面積を有する。陥凹部５６の表面積は、第１及び第２のスレッド５２、５４の頂部６０、６２の表面積よりも大きい。陥凹部５６は、第１及び第２のスレッド５２、５４によって画定される任意の好適な形状又はサイズを有してよい。
【００２０】
図３に示されるように、いくつかの実施形態では、トラック５５は、スパッタリングチャンバ構成要素に沿って存在してよい。トラック５５は、粒子トラップ４０に沿って存在してよく、陥凹部５６並びに／又は第１及び第２のスレッド５２、５４の間にあってよい。トラック５５は、陥凹部５６がスパッタリングチャンバ構成要素の幅よりも狭い幅を有するローラーなど複数パスを必要とする工具を使用して形成される場合に形成されてよい。トラック５５は、陥凹部５６の形成に使用されるとき、工具によって移動される方向に対応する方向に延在してよい。工具によって形成されるトラック５５の位置は、工具幅に応じて様々であってよい。すなわち、スパッタリングチャンバ構成要素の表面で同一寸法を有する第１及び第２のスレッド５２、５４、並びにトラック５５間の距離は、陥凹部５６の形成に使用される工具の幅に応じて様々であり得る。トラック５５は、頂部６３を有してよい。いくつかの実施形態では、トラック５５の頂部６３は、第１及び第２のスレッド５２、５４の頂部６０、６２と同じ高さであってよい。いくつかの実施形態では、粒子トラップ４０は、第１及び第２のスレッド５２、５４のみを含んでよい。すなわち、粒子トラップ４０は、少なくともスパッタリングチャンバ構成要素と同じ幅である工具によって形成されてよく、単一パスで陥凹部５６を形成してよい。
【００２１】
図４は、突出ローレット、つまり雄型ローレットを有する先行技術の粒子トラップの顕微鏡写真である。例えば、突出ローレットは、スパッタリングチャンバ構成要素の表面から上方に延出する、つまりそこから離れて延在する突出部４４を含んでよい。突出部４４は、溝４６、つまり谷部によって分離されてよい。いくつかの実施形態では、突出部４４の頂部４８は、突出部４４が板状であるように平坦、又は実質的に平坦であってよい。いくつかの実施形態では、図４に示される突出ローレットは、例えば切削工具を用いて平坦な表面に溝４６を形成することによって形成されてよい。例えば、切削工具が平坦な表面に沿って押圧されて、平坦な表面に溝４６を切削又は形成し、突出部４４を形成してよい。
【００２２】
図５は、マクロテクスチャ７２を示す粒子トラップ７０の断面概略図である。図５に示されるように、粒子トラップ７０の最外部は、第１の表面７４を画定してよい。いくつかの実施形態では、第１の表面７４に沿って描画された平面は、第１の平面を画定してよく、マクロテクスチャ７２は、第１の平面の下の第１の表面７４に陥入して陥凹部７８として形成されてよい。図６は、スパッタリングチャンバ構成要素８７の表面８８に形成された、突出ローレット、つまり雄型ローレットマクロテクスチャの比較例を示す。図６に示される比較例では、スパッタリングチャンバ構成要素８７は、突出部９０が表面８８の上方に突出する、つまり延出するローレットパターンを有する。
【００２３】
図５の断面図に示されるように、いくつかの実施形態では、粒子トラップ７０は、第１の表面７４に陥入してなどスパッタリングチャンバ構成要素７１の外側に形成されてよい。いくつかの実施形態では、粒子トラップは、スパッタリングチャンバ構成要素７１の厚さ７６に陥入して形成されてよい。例えば、粒子トラップ７０は、スパッタリングチャンバ構成要素７１の外側の厚さ７６に陥入して陥凹部７８を形成することによって、スパッタリングチャンバ構成要素７１に沿って形成されたマクロテクスチャ７２を含んでよい。陥凹部７８は、スパッタリングチャンバ構成要素７１の厚さ７６に陥入して画定されてよく、隣接する陥凹部７８を他の陥凹部から分離するスレッド８０を有してよい。いくつかの実施形態では、スレッド８０は、頂部８２を有してよい。スレッド８０の頂部８２は、スパッタリングチャンバ構成要素７１の少なくとも一部に沿ってスパッタリングチャンバ構成要素７１の最外位置を画定してよい。例えば、スレッドの頂部８２は、スパッタリングチャンバ構成要素の実質的な最外位置であってよく、合わせて、第１の平面内に位置し得る第１の表面７４を画定してよい。いくつかの実施形態では、粒子トラップ７０は、スパッタリングコイル上に形成されてよい。
【００２４】
図５に示されるように、陥凹部７８は底部８４を有してよい。いくつかの実施形態では、陥凹部７８の底部８４は、スパッタリングチャンバ構成要素７１の最外部から最も遠い陥凹部７８の位置であってよい。いくつかの実施形態では、陥凹部７８の底部８４は、尖った、丸みを帯びた、湾曲した、平坦な、又は任意の好適な形状であってよい。いくつかの実施形態では、陥凹部７８の底部８４は平滑、又は実質的に平滑であってよく、他の実施形態では、陥凹部７８の底部８４はテクスチャ加工されていてよい。例えば、陥凹部７８は、逆円錐、つまり逆ピラミッドとして成形されてよく、逆ピラミッドの基部は、スレッド８０の頂部８２に対応し、逆ピラミッドの頂部は、陥凹部７８の底部８４に対応する。いくつかの実施形態では、陥凹部７８は、五角形、正方形、又は円錐台など錐台として成形されてよく、錐台の最も広い基部はスレッド８０の頂部８２に対応し、刈り込まれた、つまり狭い基部は陥凹部７８の平坦な底部を形成する。
【００２５】
図５に示されるように、陥凹部７８は幅９４を有する。いくつかの実施形態では、陥凹部７８の幅９４は、側壁８６間の陥凹部７８の内径として定義されてよい。いくつかの実施形態では、陥凹部７８の幅９４は、任意の方向で陥凹部７８を横切る最大距離であってもよい。
【００２６】
図７は、図５に示される粒子トラップ７０の概略図であり、いくつかの実施形態による、図５のマクロテクスチャ７２の更なる特徴を示す。図７に示されるように、スレッドの頂部８２は、第１の平面９５内に位置してよい。陥凹部７８の底部８４は、第２の平面９６内に位置してよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、スレッド８０の頂部８２は、幅９９を有してよい。いくつかの実施形態では、スレッド８０の頂部８２の幅９９は、約１００μｍ、１２５μｍ、１５０μｍ、若しくは約１７５μｍと小さくてよい、又は約２００μｍ、２５０μｍ、２７５μｍ、若しくは３００μｍと大きくてよい、又は前述の値の任意の対の間であってよい。いくつかの実施形態では、各陥凹部７８の底部８４は、幅９８を有してよい。いくつかの実施形態では、各陥凹部７８の底部８４の幅９８は、約６０μｍ、１００μｍ、１２５μｍ、若しくは約２００μｍと小さくてよい、又は約３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、若しくは６００μｍと大きくてよい、又は前述の値の任意の対の間であってよい。
【００２８】
図７に示されるように、側壁８６は、スレッド８０の頂部８２と陥凹部７８の底部８４との間に延在してよい。いくつかの実施形態では、陥凹部７８は、陥凹部７８の形状に応じて、３つの側壁、４つの側壁、又は５つ以上の側壁を有してよい。いくつかの実施形態では、側壁８６は、第１の平面９５などスレッド８０の頂部８２によって画定される平面に対して垂直、又は実質的に垂直であってよい。いくつかの実施形態では、側壁８６は、第２の平面９６など陥凹７８の底部８４によって画定される平面に対して垂直、又は実質的に垂直であってよい。いくつかの実施形態では、側壁８６は、約１°、１０°、１５°、若しくは３０°と小さい角度、又は約４５°、６０°、８０°、若しくは約９０°と大きい角度、又は前述の値の任意の対の間の角度を頂部８２に対してなして形成されてよい。すなわち、側壁８６は、約１°、１０°、１５°、若しくは３０°と小さい角度、又は約４５°、６０°、８０°、若しくは約９０°と大きい角度、又は前述の値の任意の対の間の角度を第１の平面９５に対してなして形成されてよい。いくつかの実施形態では、側壁８６は、底部８４から約１°、１０°、１５°、若しくは３０°と小さい角度、又は約４５°、６０°、８０°、若しくは約９０°と大きい角度、又は前述の値の任意の対の間の角度を底部に対してなして形成されてよい。すなわち、側壁８６は、底部から約１°、１０°、１５°、若しくは３０°と小さい角度、又は約４５°、６０°、８０°、若しくは約９０°と大きい角度、又は前述の値の任意の対の間の角度を第２の平面９６に対してなして形成されてよい。いくつかの実施形態では、側壁８６は、第１の平面９５に対して湾曲していてよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、スレッド８０の頂部８２は、湾曲した平面を画定してよい。すなわち、第１の平面９５は湾曲していてよい。湾曲している第１の平面９５を有する実施形態では、陥凹部７８の深さ９２は、第１の平面９５と陥凹部の底部８４との間の最大距離であってよい。粒子トラップ７０は、陥凹部７８の平均深さ９２として定義され得る平均深さを有してよい。いくつかの実施形態では、陥凹部７８の深さ９２、及び／又は陥凹部７８の平均深さは、約３００μｍ、３２５μｍ、３５０μｍ、若しくは約３７５μｍと小さくてよい、又は約４００μｍ、５５０μｍ、６００μｍ、若しくは６５０μｍと大きくてよい、又は前述の値の任意の対の間であってよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、陥凹部７８は繰り返し単位９７を画定してよい。例えば、各繰り返し単位９７は、陥凹部７８の好適な位置から隣接する陥凹部７８の類似の位置まで画定されてよい。いくつかの実施形態では、各繰り返し単位９７は、幅を有してよい。
【００３１】
図８は、スパッタリングコイルの表面に形成された例示的な粒子トラップ１００のトップダウン画像である。図８に示される粒子トラップ１００は、陥凹部１０４又は陥凹部を有する逆ローレット、つまり雌型ローレットで形成されたマクロテクスチャを有する。図９は、突出ローレット、つまり雄型ローレットを有する比較面１０２を示す。図９に示される比較面１０２は、比較面１０２から突出する突出部１０６を有する。
【００３２】
図８に示されるように、粒子トラップ１００は、陥凹部１０４を含んでよい。いくつかの実施形態では、陥凹部１０４は、第１のスレッド１０８及び第２のスレッド１１０によって画定されてよい。いくつかの実施形態では、第１のスレッド１０８は、矢印１１２によって示されるように第１の方向に延在してよい。いくつかの実施形態では、第２のスレッド１１０は、矢印１１４によって示されるように第２の方向に延在してよい。いくつかの実施形態では、トラック１０５は、陥凹部の形成に使用される工具によって形成されてよい。トラック１０５は、陥凹部１０４がスパッタリングチャンバ構成要素の幅よりも狭い幅を有するローラーなど複数パスを必要とする工具を使用して形成される場合に形成されてよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、第１及び第２のスレッド１０８、１１０は、隣接するそれぞれのスレッドに垂直な方向で測定されたときに、隣接するそれぞれのスレッド間で好適な距離を有して形成されてよい。例えば、第１のスレッド１０８は、矢印１１４によって示される第２の方向で測定されたときに、隣接するスレッド間で好適な距離を有して形成されてよい。いくつかの実施形態では、第２のスレッド１１０は、矢印１１２によって示される第１の方向で測定されたときに、隣接するスレッド間で好適な距離を有して形成されてよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、粒子トラップ１００は、第１のスレッド１０８に垂直な方向で測定されるときに（すなわち、１インチ当たりの第１のスレッド１０８）、１インチ当たり約１５スレッド（ＴＰＩ）（１ｃｍ当たり６個の第１のスレッド）、２０ＴＰＩ（１ｃｍ当たり８個の第１のスレッド）、若しくは２５ＴＰＩ（１ｃｍ当たり１０個の第１のスレッド）と低い第１のスレッド数、又は約３５ＴＰＩ（１ｃｍ当たり１４個の第１のスレッド）、４０ＴＰＩ（１ｃｍ当たり１６個の第１のスレッド）、若しくは５０ＴＰＩ（１ｃｍ当たり２０個の第１のスレッド）と大きい第１のスレッド数、又は前述の値の任意の対の間の第１のスレッド数を有してよい。加えて、粒子トラップ１００は、第２のスレッド１１０に垂直な方向で測定されるときに（すなわち、１インチ当たりの第２のスレッド１１０）、１インチ当たり約１５スレッド（ＴＰＩ）（１ｃｍ当たり６個の第２のスレッド）、２０ＴＰＩ（１ｃｍ当たり８個の第２のスレッド）、若しくは２５ＴＰＩ（１ｃｍ当たり１０個の第２のスレッド）と低い第２のスレッド数、又は約３５ＴＰＩ（１ｃｍ当たり１４個の第２のスレッド）、４０ＴＰＩ（１ｃｍ当たり１６個の第２のスレッド）、若しくは５０ＴＰＩ（１ｃｍ当たり２０個の第２のスレッド）と大きい第２のスレッド数、又は前述の値の任意の対の間の第２のスレッド数を有してよい。
【００３５】
図８に示されるように、陥凹部１０４は、スパッタリングコイルの表面に垂直な方向で見た場合に、平行四辺形など四角形である。隣接する平行四辺形の陥凹部１０４によって形成される繰り返しパターンは、繰り返される平行四辺形であり得る、全体的にパターン化された表面を形成してよい。表面に並んで隣接する平行四辺形の陥凹部１０４によって形成された繰り返しパターンは、平行四辺形の密集パターンとして知られる、全体的にパターン化された表面を形成してよい。図８に示されるように、上方（すなわち、粒子トラップ１００の平面に垂直な方向）から見たとき、陥凹部１０４は、４つの角部を有するダイヤモンド形状を有してよい。いくつかの実施形態では、４つの角部のうちの２つの角部は第１の角度を有してよく、４つの角部のうちの残り２つの角部は、第２の角度を有してよい。例えば、いくつかの実施形態では、陥凹部１０４はダイヤモンド形状であり、２つの角部は、約１°、１５°、若しくは３０°と小さい角度、又は約４５°、６０°、若しくは９０°と大きい角度、又は前述の値の任意の対の間の角度を有してよい。平行四辺形として記載されているが、陥凹部１０４は、粒子トラップ１００の表面に垂直な方向で見たときに、円形、楕円形、正方形、矩形、平行四辺形、五角形、六角形、ハニカム、又は任意の他の形状など任意の好適な形状であってよい。
【００３６】
陥凹部１０４は、幅を有する。例えば、陥凹部１０４は、陥凹部１０４を横切る最も遠い距離として定義される幅を有してよい。いくつかの実施形態では、陥凹部１０４は、特定の方向で陥凹部１０４を横切る距離として定義される幅を有してよい。例えば、図８に示されるように、陥凹部１０４は、粒子トラップ１００の第１の平面に垂直な方向で見たときに、ダイヤモンド形状を有してよい。いくつかの実施形態では、陥凹部１０４は、例えば、矢印１１６によって示される、最も離れている２つの角部の間の、陥凹部１０４の最長距離において測定される幅を有してよい。いくつかの実施形態では、陥凹部１０４は、矢印１１８によって示されるように、最短距離である２つの角部の間で測定される幅を有してよい。
【００３７】
図１０は、図１に示されるように、スパッタリングコイルの外面１８又は内面１６を形成する表面など、スパッタリングコイルの実質的に平坦な表面に形成された逆ローレット１３４を含む、例示的な粒子トラップ１３０を示す顕微鏡写真である。図１１は、スパッタリングコイルの表面に形成された突出ローレット１３６を有する粒子トラップ１３２の比較例として含まれる。
【００３８】
図１０に示されるように、粒子トラップ１３０は、ダイヤモンド形状の逆ピラミッドとして陥凹部１３８を備えて形成された。図１０に示されるように、粒子トラップ１３０は、第１の方向に延在する第１のスレッド１４０、及び第２の方向に延在する第２のスレッド１４２によって形成された。第１及び第２のスレッド１４０、１４２の頂部は、粒子トラップ１３０の表面を画定し、各逆ピラミッドの基部はコイルの表面に対応する。各逆ピラミッドの頂点は、スパッタリングコイルの厚さに陥入して方向付けられ、各陥凹部１３８の底部１４６を画定する。各陥凹部１３８の測定された深さは、約３３６μｍ〜約３３８μｍであった。粒子トラップのスレッド数は、スレッドに垂直な方向で測定された。第１のスレッド数は、２５ＴＰＩ（１ｃｍ当たり１０スレッド）であると測定された。
【００３９】
図１２は、図２に示されるように、スパッタリングコイルの上面２０又は下面２２に沿って側部を形成する表面など、スパッタリングコイルの曲面に形成された逆ローレット１５４を含む、例示的な粒子トラップ１５０を示す顕微鏡写真である。図１３は、スパッタリングコイルの曲面に形成された突出ローレット１５６を有する粒子トラップ１５２の比較例として含まれる。
【００４０】
図１２に示されるように、粒子トラップ１５０は、ダイヤモンド形状の逆ピラミッドとして陥凹部１５８を備えて形成された。図１２に示されるように、粒子トラップ１５０は、第１の方向に延在する第１のスレッド１６０、及び第２の方向に延在する第２のスレッド１６２によって形成された。陥凹部１５８の形状は、コイルの厚さに陥入して方向付けられた逆ピラミッドであり、ピラミッドの頂部は陥凹部１５８の底部１６８を画定している。陥凹部１５８の測定された深さは、約３３６μｍ〜約３３８μｍであった。矢印１６４によって示される方向で測定された粒子トラップのスレッド数は、２５ＴＰＩ（１ｃｍ当たり１０スレッド）であった。粒子トラップ１５０は、第１及び第２のスレッド１６０、１６２の頂部と各陥凹部の底部１６８との間に延在する側壁１６６を有した。
【００４１】
図１４は、マイクロテクスチャが付加される前のマクロテクスチャ１７０を示す顕微鏡写真である。図１５は、マイクロテクスチャ１９０が付加された後の図１４のマクロテクスチャ１７０を示す顕微鏡写真である。すなわち、図１４は、スパッタリングコイルの曲面に形成された逆ローレット１７４を示し、図１５は、追加処理後の図１４に示される逆ローレット１７４を示す。
【００４２】
図１４に示されるように、逆ローレット１７４は、第１のスレッド１７６と、第２のスレッド１７８と、側壁１８０と、陥凹部１８２と、を有する。いくつかの実施形態では、逆ローレット１７４の形成後に、逆ローレット１７４は、鋭い、つまり尖った縁部を含んでよい。例えば、鋭い、つまり尖った縁部は、第１及び第２のスレッド１７６、１７８の頂部１８４、１８６上にそれぞれ存在してよい。追加的に又は代替的に、各陥凹部１８２の側壁１８０及び／又は底部１８８は、実質的に平滑であってよい。すなわち、図１４に示されるように、逆ローレット１７４の形成後、側壁１８０及び／又は底部１８８は、比較的平滑であり得、側壁１８０及び／又は底部１８８に重ねられた、マイクロテクスチャなどテクスチャを有さない。
【００４３】
図１５は、逆ローレット１７４が、逆ローレット１７４上にマイクロテクスチャ１９０を加える、追加の表面加工を経た、つまり表面加工された後の図１４のマクロテクスチャ１７０を示す。得られた粒子トラップ１７２は、逆ローレットに重ねられたマイクロテクスチャ１９０を有する逆ローレット１７４である。いくつかの実施形態では、この粗さ、つまりマイクロテクスチャは、図１４を参照して説明された逆ローレット１７４上など、マクロテクスチャ１７０全体に存在する。
【００４４】
図１５に示されるように、マイクロテクスチャ１９０は、破壊された図１４の第１及び第２のスレッド１７６、１７８の頂部１８４、１８６に沿って尖った、つまり鋭い縁部を有する粗面を提供してよい。例えば、マイクロテクスチャ１９０を形成する粗面又は研磨面は、図１５の第１及び第２のスレッド１９３、１９４の頂部１９１、１９２に沿って位置する。図１４の陥凹部１８２の側壁１８０及び底部１８８は、粗面化され、研磨されて、図１５に示される粒子トラップ１７２内にマイクロテクスチャを有する陥凹部１９７の側壁１９５及び底部１９６を形成する。すなわち、図１５に示されるように、逆ローレットにマイクロテクスチャ１９０が付加された後は、図１４の陥凹部１８２の側壁１８０及び底部１８８上の平滑、つまり平坦な表面ではなく、隆起部及び陥凹部を有するマイクロテクスチャ１９０を含む、粗く、起伏のある表面が存在する。いくつかの実施形態では、平滑な表面又は鋭い縁部を破壊することにより、粒子トラップ１７２の表面積が増加し、スパッタリングプロセス中に粒子が付着するためのより大きな面積を提供してよい。いくつかの実施形態では、逆ローレットなどマクロテクスチャ上に形成されたマイクロテクスチャ１９０などの粗いテクスチャを有する表面は、マイクロテクスチャ１９０を有さない表面と比較して、粒子をより良好に付着させる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、図１４に示される逆ローレット１７４などマクロテクスチャは、レーザー共焦点顕微鏡を使用して測定され得る、好適な深さを有してよい。例えば、マクロテクスチャの表面に沿って、各陥凹部の底部より下の焦点外からスレッドの頂部上の焦点外の方向に顕微鏡を移動させながら個々の測定を行うことによって、顕微鏡を使用して平均高さを測定してよい。測定は、図７を参照して説明される第１及び第２の平面９５、９６など、スレッドの頂部に対応する第１の平面、及び陥凹部の底部にある点を有する第２の平面を画定することによって分析されてよい。逆ローレットの深さの測定に使用され得る好適な共焦点顕微鏡は、モードＶＨＸ２０００を使用した、Ｋｅｙｅｎｃｅ  Ｃｏｌｏｒ  ３Ｄレーザー共焦点顕微鏡モデルＶＫ９７１０である。一実施例では、４２０μｍの平均高さが測定されたマクロテクスチャが作製された。
【００４６】
いくつかの実施形態では、逆ローレットの表面積は、図１４に示される第１のスレッド１７６、第２のスレッド１７８、側壁１８０、及び陥凹部１８２の複合領域を含む。この複合表面積は、ローレット加工又は他の表面パターニング若しくはテクスチャ化前の領域など、実質的に平坦な表面、つまり平面よりも大きい。いくつかの実施形態では、マクロテクスチャの高さは、測定され得る様々な国際規格によって定義される算術平均表面粗さ（Ｒａ）を使用して定義されてよい。いくつかの実施形態では、マクロテクスチャの表面粗さ（Ｒａ）は、図１４の各陥凹部１８２の底部１８８と第１及び第２のスレッド１７６、１７８の頂部１８４、１８６の最高点との間の距離の平均によって定義されてよい。算術表面粗さ（Ｒａ）は、図１４などマイクロテクスチャ１９０がマクロテクスチャに付加される前、及び図１５などマイクロテクスチャ１９０が付加された後の両方で測定されて、マクロテクスチャの平均表面粗さの差が測定されてよい。いくつかの実施形態では、マイクロテクスチャ１９０は、マクロテクスチャの表面の粗さ又は高さとして測定され得る、粗さ又は高さを有してよい。
【００４７】
図１６は、スパッタリングコイル上に粒子トラップを形成する方法２００のフロー図である。工程２０８において、スパッタリングトラップを形成する。例えば、マスター材料からスパッタリングコイル材料を打ち抜いて、又はプレスして、後で成形するフラットコイルを形成してよい。いくつかの実施形態では、コイル材料は、最初にストリップ又は材料片に形成されてよい。調製したコイル材料は、工程２１０において、任意選択的にリングに形成されてよい。概して、リングは、実質的に完全な円形であってよい。いくつかの実施形態では、コイルをリングに形成した後に、コイル内に間隙を形成してよい。いくつかの実施形態では、工程２１０は、工程２１２、２１４、又は２１６のいずれかの後に実行されてよい。いくつかの実施形態では、スパッタリングコイルは、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、Ｔｉ合金、Ａｌ合金、Ｃｕ合金、Ｔａ合金、Ｎｉ合金、Ｃｏ合金、Ｍｏ合金、Ａｕ合金、Ａｇ合金、Ｐｔ合金、Ｗ合金、又はＣｒ合金から形成される。いくつかの実施形態では、スパッタリングコイルはタンタルから形成される。
【００４８】
いくつかの実施形態では、コイル材料は、工程２１２において、コイル材料の表面のローレット加工などマクロテクスチャ形成プロセスを経てよい。工程２１２は、図３、８、１２、又は１４を参照して上述された逆ローレットなど逆ローレットを付加することを含んでよい。好適な工具又はサブトラクティブ法を使用して、規則的な深さを有する特定の逆ローレットパターンを形成してよい。好適な工具は、好適な粗さ又は深さを達成する任意の機械的なパターニング工具を含む。コイル材料に逆ローレットを形成する１つの好適な方法には、隆起突起を備えるローラーが表面に押し込まれたときに、当該ローラーを有する工具を押し付けることが挙げられる。例えば、ローラーを使用して、突出部をコイルの表面に押し込んで、陥凹部を形成してよい。工具の幅は、ローラーが押し込まれる表面の幅よりも小さい幅から、ローラーが押し込まれる表面の幅と少なくとも同じ幅まで様々であってよい。ローラーが押し込まれる表面の幅よりも工具の幅が小さい場合、図８に示されるように、表面全体を処理するためには複数の工具のパスが必要とされ、各パス間のトラックをもたらし得る。複数の工具のパスを使用して、スレッドを実質的に平行な方向に整列させてよい。いくつかの実施形態では、工具は、工具の各パス中に整列させず、不完全な陥凹部をもたらし得る。例えば、工具の各パスにより、図８に示されるように、工具の縁部に沿って部分的な陥凹部が形成され得るいくつかの実施形態では、外側表面及び内側表面の両方で同時にローレット加工ロールを使用して、スパッタリングコイルに逆ローレットが付加されてよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、レーザーを使用して逆ローレットをコイル材料に切り込むことができる。例えば、レーザーを使用して陥凹部をコイルに切り込むことができる。いくつかの実施形態では、逆ローレットをスパッタリングコイルなどスパッタリングチャンバ構成要素に付加することにより、逆ローレットでより大きなローレット深さを形成できる。次に、逆ローレットパターンを使用して、代替パターンと比較してより大きい表面積がスパッタリングコイル上に形成されてよい。
【００５０】
コイルは、工程２１４において外側表面に取り付けられたボスを任意選択的に有してよい。いくつかの実施形態では、ボスは、コイル表面へのマクロテクスチャの形成前に任意選択的に取り付けられてよく、又はマクロテクスチャの形成後に取り付けられてよい。すなわち、工程２１２及び２１４は、任意の好適な順序で実行されてよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、工程２１６において、マイクロテクスチャがマクロテクスチャ上に形成されてよい。このマイクロテクスチャは、ランダムパターンを有することを特徴とする。いくつかの実施形態では、マイクロテクスチャを形成することは、グリットブラスト、ワイヤブラッシング、又は化学物質若しくはプラズマなどでのエッチングのいずれか１つを含んでよい。グリットブラストは、マクロテクスチャの表面を研磨し、より大きな表面積を作り出し、マクロテクスチャの頂部を破壊するために使用され得る。例えば、グリットブラスト工程は、マクロテクスチャ表面を有する材料に対する炭化ケイ素グリットのグリットブラストを含み、マイクロテクスチャを形成し得る。いくつかの実施形態では、炭化ケイ素のグリットブラストは、グリットブラストプロセス後にコイルの表面の残留グリットを検出できるなど特定の利点をもたらす。いくつかの実施形態では、グリットブラストプロセスは、工程２１６において単独で、又は別の表面加工工程と組み合わせて使用され得る。例えば、工程２１８において、化学エッチングなどのエッチング工程が、グリットブラストに加えて使用され得る。いくつかの実施形態では、化学エッチングをグリットブラストの代わりに使用してマイクロテクスチャを作成し、マクロテクスチャから鋭い縁部を除去し、表面積に加えることができる。いくつかの実施形態では、強力な化学エッチングプロセスを使用して、マイクロテクスチャを作製してよい。いくつかの実施形態では、グリットブラストプロセス後に化学エッチングプロセスを使用してよく、グリットブラスト後に粒子トラップ上に残され得るグリットブラスト粒子の表面を洗浄してよい。例示的な化学エッチングプロセスには、フッ化水素酸を用いたエッチングが挙げられ得る。例示的な強力な化学エッチングプロセスは、より高い酸濃度のフッ化水素酸を用いて、及び／又はより長時間をかけてエッチングすることを含んでよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、工程２１０、２１２、２１４、又は２１６は、任意の順序で実行されてよい。例えば、いくつかの実施形態では、マクロテクスチャ及びマイクロテクスチャの両方の形成後に、ボスが任意選択的に取り付けられてよい。いくつかの実施形態では、コイル材料は、マクロテクスチャ及び任意選択的にマイクロテクスチャの付加などコイル材料への表面加工の適用後に、リングに形成される。
【００５３】
方法２００の後、スパッタリングコイル表面の少なくとも一部は、マクロテクスチャを有する。いくつかの実施形態では、マクロテクスチャは、スパッタリングコイルの表面に陥入して形成された逆ローレットであってよい。方法２００の実行後、コイル表面の少なくとも一部はまた、マイクロテクスチャを有してよい。いくつかの実施形態では、スパッタリングコイルの全表面は、上記の加工工程のいずれかで加工され得る。加えて、ボスの表面はまた、これらの表面テクスチャリング工程に供されてよい。いくつかの実施形態では、マイクロテクスチャの表面粗さは、２μｍ、３μｍ、若しくは５μｍと低いＲａ値、又は１０μｍ、１５μｍ、若しくは２０μｍと高いＲａ値、又は前述の値の任意の対の間のＲａ値を有してよい。いくつかの実施形態では、マイクロテクスチャの平均高さは、約２μｍ〜約２０μｍである。いくつかの実施形態では、マイクロテクスチャの表面粗さは、マクロテクスチャのＲａ値のある割合のＲａ値を有してよい。例えば、マイクロテクスチャは、約０．１％、０．５％、若しくは約１％と低いＲａ値から約３％、５％、若しくは約１０％と高いＲａ値まで、又は前述の値の任意の対の間のいずれかのＲＡ値を有し得る。粗さ値の測定に使用され得る好適なデバイスは、Ｋｅｙｅｎｃｅ  Ｃｏｌｏｒ  ３Ｄレーザー共焦点顕微鏡モデルＶＫ９７００である。
【００５４】
スパッタリングプロセスは、スパッタリングチャンバ内で行われてよい。スパッタリングチャンバシステム構成要素としては、ターゲット、ターゲットフランジ、ターゲット側壁、シールド、カバーリング、コイル、カップ、ピン及び／又はクランプ、並びに他の機械的構成要素を挙げることができる。多くの場合、コイルは、これらのシステム及び／又は堆積装置内に誘導結合デバイスとして存在して、ターゲットからスパッタリングされる金属原子の少なくとも一部をイオン化するのに十分な密度の二次プラズマを生成する。イオン化金属プラズマシステムでは、一次プラズマが形成され、概してマグネトロンによってターゲット付近に閉じ込められ、続いて、ターゲット表面から放出される原子を生じさせる。コイルシステムによって形成された二次プラズマは、スパッタリングされる材料のイオンを生成する。次いで、これらのイオンは、基板の表面に形成されるシース内の磁界によって基板に引き付けられる。本明細書で使用するとき、用語「シース」は、プラズマと任意の固体表面との間に形成される境界層を意味する。この磁界は、基板にバイアス電圧を印加することによって制御され得る。これは、ターゲットとウェハ基板との間にコイルを配置し、プラズマ密度を増加させ、ウェハ基板上に堆積されるイオンの指向性をもたらすことによって達成される。いくつかのスパッタリング装置は電源コイルを組み込んで、工程被覆率、工程下面被覆率、及びベベル被覆率などによって堆積プロファイルを改善する。
【００５５】
プラズマに曝露されるスパッタリングチャンバ内の表面は、これらの表面に堆積されたスパッタリングされた材料で付随的にコーティングされてよい。意図された基板の外部に堆積される材料は、バックスパッタ（ｂａｃｋ−ｓｐｕｔｔｅｒ）又は再蒸着と称されてよい。意図しない表面に形成された、スパッタリングされた材料の薄膜は、スパッタリング環境内の温度変動及び他のストレス要因に曝露される。これらの薄膜に蓄積されたストレスが表面に対する薄膜の付着強度を超えると、層間剥離及び剥離が生じ、粒子が発生し得る。同様に、スパッタリングプラズマが電気アーク事象によって破壊される場合、粒子は、プラズマ内で、及びアーク力を受ける表面からの両方で形成され得る。コイル表面、特に非常に平坦であるか、又は急傾斜面を有するコイル表面は、低付着強度を呈し、望ましくない粒子の蓄積をもたらし得る。ＰＶＤ中の粒子生成は、デバイス故障の重大な原因であり、超小型電子デバイスの製造における機能性を低減する最も有害な要因の１つであることが既知である。
【００５６】
スパッタリング材料の堆積は、スパッタリングコイルの表面で生じ得る。コイルセットは、コイル表面、特に非常に平坦であるか、又は急傾斜面を有するコイル表面に起因して、粒子状物質を生成する。スパッタリングプロセス中、多くの場合、スパッタリングチャンバ内からの微粒子はコイルから脱落する。これを克服するために、スパッタリングチャンバ構成要素は、多くの場合、様々な方法で修正されて、粒子トラップとして機能する能力を改善し、また粒子形成に伴う問題も低減し得る。
【００５７】
短絡、プラズマアーク、堆積プロセスの中断、又は粒子の発生を引き起こさずに堆積装置、スパッタリングチャンバシステム、及び／又はイオン化プラズマ堆積システムと共に使用するための高性能コイルを開発することが望ましい。本明細書に開示される方法を使用して、スパッタリング装置コイル上で使用する改善された表面が粒子トラップとして使用されて、コイル性能を改善してよい。
【００５８】
本発明の範囲から逸脱することなく、記載した例示的な実施形態に対して様々な修正及び付加を行うことができる。例えば、上述の実施形態は、特定の特徴に言及するものであるが、本発明の範囲はまた、異なる特徴の組み合わせを有する実施形態及び上述の特徴の全てを含むわけではない実施形態を含む。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月22日(2019.7.22)
【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】
粒子トラップを備えるスパッタリングチャンバ構成要素であって、前記粒子トラップが、
前記スパッタリングチャンバ構成要素の表面の少なくとも一部に形成された、パターン化されたマクロテクスチャであって、
深さを有し、繰り返しパターンで配置される陥凹部と、
第１の方向に延在する第１のスレッドであって、前記第１のスレッドが、隣接する陥凹部を分離する側壁を第２の方向に形成する、第１のスレッドと、
前記第２の方向に延在する第２のスレッドであって、前記第２の方向が、前記第１の方向に対して０度超かつ１８０度未満の角度をなし、前記第２のスレッドが、隣接する陥凹部を分離する側壁を前記第１の方向に形成する、第２のスレッドと、を有する、パターン化されたマクロテクスチャと、
前記パターン化されたマクロテクスチャ上に形成されたランダムパターンのマイクロテクスチャであって、前記マイクロテクスチャが、前記陥凹部の深さよりも低い高さを有する、ランダムパターンのマイクロテクスチャと、を備える、スパッタリングチャンバ構成要素。
【請求項２】
スパッタリングチャンバ構成要素上に粒子トラップを形成する方法であって、
側壁によって互いに分離される、隣接する陥凹部を有する前記スパッタリングチャンバ構成要素の第１の表面に陥入して形成された、繰り返しパターンの陥凹部を有する第１の表面テクスチャを形成することであって、前記陥凹部が、深さ及び幅を有する、ことと、
前記第１の表面テクスチャ上に第２の表面テクスチャを形成することであって、前記第２の表面テクスチャがランダムパターンを有し、前記複数のパターン化された陥凹部の各陥凹部の深さよりも小さい平均高さを有する、ことと、を含む、方法。
【請求項３】
前記表面が、１ｃｍ当たり約８個の第１のスレッド〜１ｃｍ当たり約２０個の第１のスレッドのスレッド数を有し、前記表面が、１ｃｍ当たり約８個の第２のスレッド〜１ｃｍ当たり約２０個の第２のスレッドのスレッド数を有する、請求項１に記載のスパッタリングチャンバ粒子トラップ。
【国際調査報告】
2020507674.tif 000019
2020507674.tif 000020