CN113678226A - 阳极化涂覆表面的宏观纹理化 - Google Patents

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Abstract

一种用于等离子体处理室的易耗部件包含面向等离子体侧。工程化表面被形成于所述易耗部件的所述面向等离子体侧中。多个凸起特征限定所述工程化表面，其中特征按预定图案设置，其中所述多个凸起特征中的每一者包含顶部区域，所述顶部区域具有外缘和侧壁。所述工程化表面的基底表面被配置成围绕所述多个凸起特征的每一者，使得相应凸起特征的相应侧壁从所述基底表面呈一定角度向上延伸至相应顶部区域。所述易耗部件被配置成安装于所述等离子体处理室中。所述易耗部件被配置成暴露于等离子体以及所述等离子体的副产物。

Description

阳极化涂覆表面的宏观纹理化
技术领域
本实施方案涉及半导体衬底处理设备工具，更具体而言，涉及涂布于处理设备的易耗部件的改良涂层。
背景技术
在半导体处理系统(例如等离子体室)中，等离子体室内的经涂布部件的特征通常在于铝表面，铝表面经喷砂处理以产生随机的微观特征，从而改善粘附性。接着，使所述表面阳极化并通过等离子体喷涂而覆盖有耐等离子体喷涂层。表面饰面在决定喷涂层的粘附性强度和耐久性方面是关键的。然而，通过喷砂处理使表面微观粗糙化没有为后续涂布的层提供足够的粘附性。例如，喷涂层的主要失效模式是通过下伏层阳极化而脱层所引起的。在表面过渡的邻近区域(例如拐角、边缘等)处可能较频繁地发生脱层现象，其因表面连续性中的断点而促使裂纹在喷涂层中传播。一旦涂层开始进行脱层，则该部件即不再可用，因为受损的喷涂层以及暴露的阳极化铝造成晶片上的金属污染及颗粒缺陷。当前失效/用过的部件必须经历整修处理以恢复其室内性能，或者必须订购更换部件，这使得半导体处理系统的运行成本增加。
此外，晶片处理的副产物可能粘附于半导体处理系统的表面。例如，可能在蚀刻室中所执行的在晶片或任何其他材料上的蚀刻处理期间产生副产物，其接着附附于半导体处理系统的组件上。由于副产物不会牢固地粘附于半导体处理系统的表面，因此之后这些副产物可能在后续晶片处理步骤中从这些表面脱落和/或掉落，并且沉积在晶片表面上。在一种情况下，粘附于晶片表面的这些副产物造成晶片表面的至少一部分的污染。取决于污染的程度，晶片的一部分或全部可能是有缺陷的，使得受损的晶片表面可能导致经由晶片处理而形成的缺陷性芯片。在另一种情况下，副产物可能粘附于静电卡盘上，且当副产物为非导电材料时，可能导致静电卡盘无法夹持和/或保持晶片。
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
本发明的实施方案就是在该背景下产生的。
发明内容
本发明实施方案涉及解决相关技术领域中存在的一或更多个问题，具体而言，涉及包含易耗部件的面向等离子体表面的宏观纹理化(texturing)以增加面向等离子体表面的表面积，从而通过产生额外接合部位而增强附加层的粘附性。以下描述本公开内容的若干创造性的实施方案。
本公开内容的实施方案包括一种用于等离子体处理室的易耗部件。所述易耗部件包含面向等离子体侧。工程化表面被形成于所述易耗部件的所述面向等离子体侧中。多个凸起特征限定所述工程化表面。所述多个凸起特征中的特征按预定图案设置。所述多个凸起特征中的每一者包含顶部区域，所述顶部区域具有外缘和侧壁。所述工程化表面的基底表面围绕所述多个凸起特征的每一者，使得相应凸起特征的相应侧壁从所述基底表面呈一定角度向上延伸至相应顶部区域。所述易耗部件被配置成安装于所述等离子体处理室中。所述易耗部件被配置成暴露于等离子体以及所述等离子体的副产物。
本公开内容的其他实施方案包括一种用于构建易耗部件的工程化表面的方法，所述易耗部件被配置成安装于等离子体处理室中。所述方法包含：使用模板以遮蔽所述易耗部件的面向等离子体侧，其中所述模板包含开口的图案，其提供通往所述面向等离子体侧的途径。所述方法包含：利用喷击介质穿过所述模板而有区别地对所述面向等离子体侧进行喷击，以产生限定所述工程化表面的多个凸起特征，所述工程化表面被形成于所述面向等离子体侧中。所述多个凸起特征的特征按预定图案而设置于所述工程化表面上方。所述多个凸起特征中的每一者包含顶部区域，所述顶部区域具有外缘和侧壁。所述工程化表面的基底表面围绕所述多个凸起特征的每一者，使得相应凸起特征的相应侧壁从所述基底表面呈一定角度向上延伸至相应顶部区域。所述易耗部件被配置成暴露于等离子体以及所述等离子体的副产物。
本公开内容的另一实施方案包括一种用于处理晶片的等离子体处理室，其包含：底电极，其被配置成支撑所述晶片；顶电极，其位于所述底电极的上方；以及易耗部件。所述易耗部件包含面向等离子体侧。工程化表面被形成于所述易耗部件的所述面向等离子体侧中。多个凸起特征限定所述工程化表面，其中所述多个凸起特征中的特征按预定图案设置，其中所述多个凸起特征中的每一者包含顶部区域，所述顶部区域具有外缘和侧壁。所述工程化表面的基底表面围绕所述多个凸起特征的每一者，使得相应凸起特征的相应侧壁从所述基底表面呈一定角度向上延伸至相应顶部区域。所述易耗部件被配置成安装于所述等离子体处理室中。所述易耗部件被配置成暴露于等离子体以及所述等离子体的副产物。
本领域技术人员通过阅读整个说明书和权利要求，将理解这些以及其他优点。
附图说明
通过结合附图而参照以下说明可最好地理解实施方案。
图1A根据本公开内容的一个实施方案显示了包含至少一个易耗部件的示例性等离子体体积约束蚀刻室，该至少一个易耗部件包含具有宏观纹理的工程化表面(anengineered surface)，该宏观纹理被设计成增加面向等离子体的表面的表面积，以通过额外的接合部位而较好地粘附附加的层和/或副产物。
图1B根据本公开内容的一实施方案显示了包含至少一个易耗部件的蚀刻室的另一示例，该至少一个易耗部件包含具有宏观纹理的工程化表面，该宏观纹理被设计成增加面向等离子体的表面的表面积，以通过额外的接合部位而较好地粘附附加的层和/或副产物。
图2根据本公开内容的一实施方案显示了一等离子体处理室的易耗部件的横截面，其显示具有宏观纹理的工程化表面，该宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图3为根据本公开内容的一实施方案的包含工程化表面的等离子体约束环的图示，该工程化表面具有宏观纹理，其被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图4A为根据本公开内容的一实施方案的易耗部件的工程化表面的横截面图，该工程化表面具有多个凸起特征的形式的宏观纹理，该多个凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图4B为根据本公开内容的一实施方案的工程化表面的凸起特征的横截面，该工程化表面具有宏观纹理，其被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图5为根据本公开内容的一实施方案的显示了一种方法的流程图，该方法用于构建具有凸起特征形式的宏观纹理的易耗部件的工程化表面，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图6A根据本公开内容的一实施方案显示了穿过模板进行喷砂或喷珠的处理，其用于构建具有凸起特征形式的宏观纹理的易耗部件的工程化表面，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图6B-1根据本公开内容的一实施方案显示了对易耗部件的面向等离子体侧呈一定角度施加喷砂或喷珠处理，以构建具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图6B-2根据本公开内容的一实施方案显示了对一易耗部件的面向等离子体侧呈多个角度施加喷砂或喷珠处理，以构建具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图6C根据本公开内容的一实施方案显示了施加喷砂或喷珠处理之后的易耗部件的工程化表面，其中该工程化表面包含凸起特征形式的宏观纹理，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图7A根据本公开内容的一实施方案显示了包含经阳极化且覆盖有耐等离子体喷涂层的工程化表面的易耗部件，该喷涂层具有在等离子体处理系统中暴露于等离子体的相对平坦表面，该喷涂层未顺应具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面的轮廓，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图7B根据本公开内容的一实施方案显示了包含经阳极化且覆盖有耐等离子体喷涂层的工程化表面的易耗部件，该喷涂层具有在等离子体处理系统中暴露于等离子体的表面，该喷涂层顺应具有凸起特征形式的宏观纹理的易耗部件的工程化表面的轮廓，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图8A根据本公开内容的一实施方案显示了一模板和多个示例性开口，其被配置成将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图8B根据本公开内容的一实施方案显示了具有按图案设置的多个开口的模板，其用于将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建工程化表面，该工程化表面具有图案化宏观纹理，其被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图8C根据本公开内容的一实施方案显示了具有按双区图案设置的多个开口的模板，其用于将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图8D根据本公开内容的一实施方案显示了具有按三区图案设置的多个开口的模板，其用于将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图8E根据本公开内容的一实施方案显示了具有按线性比例图案设置的多个开口的模板，其用于将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图9A-1根据本公开内容的一实施方案显示了均匀设置的多个凸起特征，其中这些特征具有被配置成构建保形耐等离子体喷涂层的均匀结构和高度，其中这些凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图9A-2根据本公开内容的一实施方案显示了均匀设置的多个凸起特征，其密度比图9A-1的特征低。
图9B-1根据本公开内容的一实施方案显示了均匀设置的多个凸起特征，其中这些特征具有均匀的结构以及比图9A-1小的高度，其被配置成构建相对平坦的非保形耐等离子体喷涂层，其中这些凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图9B-2根据本公开内容的一实施方案显示了均匀设置的多个凸起特征，其密度比图9A-1的特征低。
图9C-1根据本公开内容的一实施方案显示了按两个子图案设置的多个凸起特征，其中遍及这些子图案的特征具有均匀的结构和高度，其中这些凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图9C-2根据本公开内容的一实施方案显示了按两个子图案设置的多个凸起特征，其中每个子图案中的特征具有均匀结构和高度，但在两个子图案之间可以不同，其中这些凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图9D根据本公开内容的一实施方案显示了按三个子图案设置的多个凸起特征，其中遍及这些子图案的特征具有均匀的结构和高度，其中这些凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图9E根据本公开内容的一实施方案显示了多个凸起特征，其按线性比例图案设置，以使特征的密度线性增加，其中这些凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
图10根据本公开内容的一实施方案显示了将不同的模板应用于易耗部件的面向等离子体侧的处理，其用于产生按图案设置的多个凸起特征中的倒圆边缘。
图11为根据本公开内容的一实施方案的易耗部件的横截面的电子显微镜图，该易耗部件包含经阳极化且覆盖有耐等离子体喷涂层的工程化表面，该工程化表面具有凸起特征形式的宏观纹理，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。
具体实施方式
尽管以下详细描述为说明的目的而包含许多特定细节，但本领域技术人员应理解，对以下细节的许多变化及修改在本公开内容的范围内。因此，在不失去本说明书之后的权利要求的一般性且不对其施加限制的情况下，阐述以下说明的本公开内容的方面。
一般而言，本公开内容的许多实施方案所描述的系统与方法提供用于提供易耗部件的表面的宏观纹理化的新颖的方法。在本公开内容的实施方案中，宏观纹理化在易耗部件的表面上或表面中添加图案化的大数量级特征。在许多实施方案中，易耗部件可以是普通的主体材料(例如裸陶瓷、裸铝等)、可经阳极化(例如阳极化铝)、且可具有或可不具有经涂布的等离子体喷涂层。在实施方案中，易耗部件的面向等离子体表面的宏观纹理化的预期效果包含增强喷涂层粘附性(或附加层的粘附性)和/或副产物粘附性。宏观纹理化使得易耗部件的表面的表面积增加，从而通过产生额外的接合部位而增强后续涂布的层(例如耐等离子体喷涂层)的粘附性(例如用于改善氧化钇喷涂层的粘附性)。通过改善粘附性强度，可延长涂层寿命(以及易耗部件的寿命)，因为易耗部件的一个主要故障来源可能是喷涂层从易耗部件的表面的下伏阳极化层上剥离。由于耐等离子体喷涂层占易耗部件的成本的很大部分，因此延长易耗部件的寿命可显著降低用于导体蚀刻室的室主体的等离子体喷涂组件(例如易耗部件)的持有成本。这大幅地增加易耗部件的寿命及使用期限。此外，由于在维护保养之间的易耗部件使用期限可以被延长，因此使得等离子体处理系统的工具停机时间减少。本公开内容的实施方案提供以上优点，并进一步提供额外的优点，因为宏观纹理化可导致在工艺步骤期间所形成的副产物的较好捕获和/或锚固(anchoring)，其使得工艺性能增强，因为易耗部件较不可能在其使用寿命内掉落颗粒(例如副产物)。本公开内容的实施方案提供以上优点，并提供额外的优点，因为宏观纹理化(例如粗糙化)使得设置于易耗部件的经修改表面上方的涂层的抗破裂性增加。本公开内容的还有的其他实施方案提供以上优点，并且进一步提供以下特征：宏观纹理化在表面轮廓中引入连续且故意的断裂，其减少在随后的喷涂层中发展和导致裂纹的大的平面内应力。即，宏观纹理化增进了膜(例如喷涂层)应力降低。本公开内容的还有的其他实施方案提供以上优点，并进一步提供以下特征：宏观纹理化使得易耗部件的表面连续性增加(例如，去除表面连续性中的断点)，特别是在表面过渡处附近(如，拐角、边缘等)。通过增加表面连续性，避免因表面连续性中的断点而造成制备表面(例如喷涂层)中的裂纹在表面中发生/传播。
本公开内容的实施方案提供易耗部件的表面(例如面向等离子体的表面)的宏观纹理化，其中易耗部件可以是半导体处理组件(例如等离子体处理室)内所存在的任何组件。在某些情况下，易耗部件可以可移除地放置于等离子体处理室中。由此，可将易耗部件移除以进行维修和/或更换。依此方式，可增加等离子体处理室的寿命和/或使用期限。为了说明，以下清单提供了等离子体处理室内所存在的易耗部件的示例且不是完全穷尽的，并且包含：被配置成保护等离子体处理室的内壁的衬垫、C形罩的一或更多个部分、等离子体约束环的一或更多个部分、聚焦环、边缘环、静电半导体晶片保持/夹持系统、上电极、底电极、被配置成支撑晶片的基座等。在其他情况下，可以在半导体处理组件内所存在的任何面向等离子体表面上提供本公开内容的实施方案，其中该表面可位于易耗部件或固定部件上。
本公开内容的实施方案涉及等离子体处理模块，例如用于下列项中的模块：等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转冲洗室或模块、金属电镀室或模块、清洗室或模块、斜角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子植入室或模块、轨迹室或模块、以及可在半导体晶片的加工和/或制造中相关联或使用的任何其他半导体处理系统，以包含诸如下列处理：电镀、电蚀刻、电抛光、电化学机械抛光、沉积、湿式沉积、以及通硅通孔(TSV)处理。此外，本公开内容的实施方案并不限于本文所提供的示例，而是可以在采用不同配置、几何、以及等离子体产生技术(例如感应耦合式系统、电容耦合式系统、电子回旋共振系统、微波系统等)的不同等离子体处理系统中实行。等离子体处理系统及等离子体处理模块的示例在共同拥有的美国专利No.8,862,855、No.8,847,495、以及No.8,485,128、及美国专利申请序列No.15/369,110中公开。
在对上述各种实施方案的概括理解下，现将参照多种图来说明实施方案的示例性细节。在一或更多个图中相似标号的元件和/或组件大体上具有相同配置和/或功能。此外，图可能未按比例绘制，而旨在说明和强调新颖的概念。显然地，本发明实施方案可以在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实行。在其他情况下，不会对公知的处理操作详细描述，以免不必要地使本文实施方案难以理解。
根据本公开内容的一个实施方案，图1A显示了包含至少一个易耗部件的示例性等离子体处理室100A(例如等离子体体积约束蚀刻室)，该至少一个易耗部件包含具有宏观纹理的工程化表面，该宏观纹理被设计成增加面向等离子体的表面的表面积，以通过额外的接合部位而较好地粘附附加的层和/或副产物。等离子体处理室100A包含顶电极142以及上面设置有半导体晶片146的底电极144。蚀刻室100A被显示为配置用于小型等离子体体积约束，其中等离子体约束环160被设置成限定小型等离子体体积约束区域145的横向边界。顶电极142以及上面设置有半导体晶片146的底电极144分别限定小型体积等离子体约束区域145的顶部和底部边界。
可配置的等离子体处理室100A包含外侧等离子体约束结构162，其在等离子体处理室100A被配置用于大型等离子体体积时用作等离子体约束结构162。当等离子体处理室100A被配置用于小型体积时，外侧等离子体约束结构162保持在适当位置以提供冗余的挡板，等离子体的中性物质在经由涡轮泵202从蚀刻室中排出时必须穿过该挡板。
在一实施方案中，等离子体约束环160被配置为在上电极142的周缘与下电极146的周缘之间延伸，因此经由利用施加的RF能量将反应性气体电离而产生的等离子体被约束于小型等离子体体积约束区域145内，其中小型等离子体体积约束区域145被限定于约束环160以及在晶片146的表面正上方的电极142、144之间。等离子体约束环160可限定由多个圆形环160所构成的槽孔约束屏蔽件。圆形环160由电介质(如硅土或石英)所构成，且相邻环件由间隔件170隔开，从而在多个圆形环160之间形成环周槽孔或通道，等离子体的中性物质通过这些环周槽孔或通道而被排出。这些环周槽孔从而形成平行通道，其在与等离子体或气体通过这些平行通道的流动垂直的方向上相间隔。
相似地，间隔件170由电介质(如硅土或石英)或导电材料(例如硅碳化物或经掺杂的硅)所构成，且槽孔或通道被配置成熄灭残留于废气中的任何离子颗粒，这些废气流过约束环160并流过室100A以经由涡轮泵202排出。在一实施方案中，等离子体约束环160由轴件179连接。轴件179可以由轻质的低微粒产生物质(例如尼龙)所构成，且被配置成支撑约束环160以及间隔件170。间隔件被配置成在轴件179周围和约束环160之间伸缩(telescope)，以在环件之间产生期望的间隙，以中和等离子体中的任何离子颗粒或电子，这些离子颗粒或电子在等离子体约束环160延伸以限定小型等离子体体积约束区域145时可穿过这些槽孔或通道。
等离子体约束环160、间隔件170、以及轴件179共同形成约束组件173。当约束组件173收回以配置大型等离子体体积约束区域145时，轴件179从约束区域145缩回、使间隔件170折叠于相邻的环件160内，从而将等离子体约束环160的堆叠件折叠起来。尤其是，所产生的大型等离子体体积的边界延伸至配置于等离子体处理室100A中的室衬层164以及外侧等离子体约束结构162。
可并入等离子体保护室衬层164、166，以提供热稳定性、足够的RF接地返回路径、以及最小停机时间的耐用性。室衬层164、166也可以被配置成对等离子体处理室100A的壁部提供额外的保护，以使衬层暴露于等离子体处理，而非壁部暴露于等离子体处理。上室衬层164被配置成为外侧等离子体约束结构162的衬里，而下室衬层166被配置成为等离子体处理室壁部的下部区域的衬里，该下部区域从外侧等离子体约束结构162至蚀刻室100A的底部和涡轮泵202排放部。
本公开内容的实施方案可在图1A中所示的任何面向等离子体的表面上实行。为了说明，图1A中所示的面向等离子体的表面可以包含(但不限于)室衬层164、室衬层166、顶电极142、底电极144、以及约束组件173的部件。
图1B根据本公开内容的一实施方案显示了包含至少一个易耗部件的等离子体处理室100B(例如蚀刻室)的另一示例，该至少一个易耗部件包含具有宏观纹理的工程化表面，该宏观纹理被设计成增加面向等离子体的表面的表面积，以通过额外的接合部位而较好地粘附附加的层和/或副产物。尤其是，等离子体处理室100B可包含顶部中心电极106、顶部外侧电极104、底部中心电极108、以及底部外侧电极110，其位于等离子体处理室149内且由室壁150所包围。底部绝缘环112使底部中心电极108与底部外侧电极110绝缘。环112可以为或可以包含边缘环和/或聚焦环。同样位于等离子体处理室149内，衬底146被定位于底部中心电极108的上方。底部中心电极108提供静电卡盘(ESC)以将衬底146保持。在该实施方案中，底部外侧电极110和顶部外侧电极104具有孔口，这些孔口具有比衬底146更大的直径，因此衬底146被定位于这些孔口内。
气体源124被连接至等离子体处理室149，且在晶片处理(例如蚀刻处理)期间将蚀刻气体供应至等离子体处理室149的等离子体区域140中。偏置RF源148、第一激励RF源152、以及第二激励RF源156经由控制器135而电连接至等离子体处理室149，以提供功率至电极104、106、108、以及110。偏置RF源148产生偏置RF功率并将偏置RF功率供应至等离子体处理室149。第一激励RF源152产生源RF功率并将源RF功率供应至等离子体处理室149。除了由第一激励RF源152所产生的RF功率之外，第二激励RF源156产生另一源RF功率并将该源RF功率供应至等离子体处理室149。可将不同的RF信号供应至顶部与底部电极的各种组合。在此示例中，顶电极是接地的，且功率仅被提供至底部中心电极108。
C形罩114从顶部外侧电极104延伸至底部外侧电极110，以提供额外的等离子体约束。C形罩114具有多个孔口102以使气体及等离子体能够流出C形罩114。在该实施方案中，C形罩114是接地的。
上部温度控制器171提供对顶部中心电极106以及顶部外侧电极104的独立温度控制。下部温度控制器172提供对底部中心电极108以及底部外侧电极110的独立温度控制。在一实施方案中，可通过上部温度控制器171的相同设定而使顶部外侧电极104以及C形罩114维持在相同温度。
控制器135连接至气体源124、偏置RF源148、上部温度控制器171、下部温度控制器172、排放泵120、第一激励RF源152、以及第二激励RF源156。控制器135控制蚀刻气体进入等离子体处理室149的流动、室压力、以及来自三个RF源148、152、156的RF功率产生、电极104、106、108、和110、以及排放泵120。
顶部中心电极106也用作气体分配板(其连接至气体源124)，且用作来自气体源124的气体的气体入口。排放泵120用作去除气体的气体出口，该气体从顶部中心电极106通过等离子体区域140、通过孔口102、到达排放泵120。排放泵120可协助控制压力。
本公开内容的实施方案可以在图1B中所示的任何面向等离子体的表面上实行。为了说明，图1B中所示的面向等离子体的表面可包含(但不限于)顶部中心电极106、顶部外侧电极104、底部中心电极108、以及底部外侧电极110、绝缘环112、边缘环、聚焦环、以及静电半导体晶片保持/夹持系统(例如静电卡盘ESC)、C形罩114。
图2根据本公开内容的一实施方案显示了一等离子体处理室的易耗部件210的横截面，其显示了具有宏观纹理的工程化表面300，该宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。图2是形成为易耗部件210的面向等离子体侧的工程化表面300的图示，其中该工程化表面300包含宏观纹理，其添加从基底表面350延伸的图案化且大数量级的特征。易耗部件210被配置成安装于等离子体处理室中。在一实施方案中，易耗部件210被可移除式地放置于等离子体处理室中。更具体而言，易耗部件210被配置成在晶片处理(例如蚀刻、沉积等)期间暴露于等离子体以及等离子体的副产物。在一实施方案中，易耗部件210由导电材料(例如铝合金)制成。在另一实施方案中，易耗部件由介电材料(例如陶瓷)制成。
如图所示，易耗部件210包含基底表面350，其包含宏观纹理。经纹理化以形成工程化表面300以及任何其他加工层的基底表面350可以在晶片处理期间暴露于等离子体。尤其是，宏观纹理包含多个凸起特征440，其限定按预定图案设置的工程化表面。即，多个凸起特征440中的特征按预定图案设置，例如在基底表面350上方。在实施方案中，为了涂层粘附和/或副产物粘附而将易耗部件210的基底表面350图案化是低成本、易于执行、且可重复的方法。取代如现今技术中所执行的为易耗部件210的基底表面350提供不加区别的微观纹理化(例如经由不加区别的喷砂处理而施加的微观表面粗糙化)以促进粘附作用，本公开内容的实施方案提供易耗部件的基底表面350的宏观纹理以形成工程化表面300，其中宏观特征被图案化于基底表面350上，以促进涂层粘附(例如粘附于基底表面和/或基底表面上方的阳极化层)、和/或促进在晶片处理期间副产物增强锚定到易耗部件上(例如锚定于基底表面、阳极化基底表面、和/或基底表面上方或经阳极化的基底表面上方的喷涂层)。在实施方案中，可通过掩模处理以及介质喷击、机械加工、经由模板或掩模而进行的湿式化学蚀刻、选择性沉积方法、加成式制造等而形成宏观特征，如下文进一步描述的。在许多实施方案中，易耗部件可以是普通大块材料(例如裸陶瓷、裸铝等)、可经阳极化(例如阳极化铝)、且可具有或可不具有经涂布的等离子体喷涂层。在实施方案中，易耗部件的面向等离子体的表面的宏观纹理化的预期效果包含增强喷涂层粘附性(或额外层的粘附性)和/或副产物粘附性。例如，副产物可以在蚀刻处理期间形成，其中副产物可粘附于相应的等离子体处理室的一或更多个组件(例如等离子体约束衬层)。作为说明，宏观纹理化提供的特征约为先前产生的微观纹理化所提供的特征尺寸的5至100倍。在实施方案中，宏观特征的尺寸范围在0.1mm至3.0mm之间。在其他实施方案中，宏观特征的尺寸范围在0.2mm至2.5mm之间。在还有的其他实施方案中，宏观特征的尺寸范围在0.2mm至1.3mm之间。在其他实施方案中，宏观特征的尺寸范围在0.3mm至1.0mm之间。
此外，可将多个微观特征无区别地应用于多个凸起特征。例如，可通过应用喷珠和/或喷砂处理以将微观特征构建于多个凸起特征中而使多个凸起特征粗糙化。额外的微观纹理化(例如，宏观特征的粗糙化)可使设置于工程化表面上方的涂层的抗破裂性增强(例如，较好的粘附性)。
在一实施方案中，接着任选地将经图案化的有宏观特征的基底表面350阳极化，以提供阳极化层220。即，工程化表面300被阳极化。例如，在一实施方案中，易耗部件为铝合金，且工程化表面300由铝合金形成。在阳极化处理期间，对铝合金进行阳极化，例如通过电解钝化处理。例如，金属的阳极化使得表面上的天然氧化物层的厚度增加。在一实施方案中，宏观特征的轮廓经由阳极化层220而暴露，使得宏观特征的形状因数(form factor)经由阳极化层而呈现。即，阳极化层220顺应多个凸起特征440的轮廓。
尤其是，通过宏观特征的存在和暴露而改变阳极化层220的表面。以此方式，使得易耗部件的基底表面350的表面积增加，并且也增加阳极化层220的表面积。即，阳极化层220的表面形貌变得扭曲。表面积增加与表面形貌不规则的组合效果用于破坏耐等离子体喷涂层230中的内部应力，从而改善喷涂层230对阳极化层220的粘附性。因此，经由阳极化层220而暴露的宏观特征(例如暴露轮廓)的益处可用于通过额外的接合部位等而提供较好且增强的附加层粘附性。
此外，在另一实施方案中，任选地将耐等离子体的热喷涂层230涂布于阳极化层220上。例如，喷涂层可以是在阳极化的易耗部件210(例如易耗部件的阳极化铝合金)上的基于钇的喷涂层(例如氧化钇)。可以通过热喷涂处理而涂布涂层230，在该热喷涂处理中将经加热的材料喷涂于表面上。在一种应用中，通过电(例如等离子体或电弧)或化学(例如燃烧)处理而将喷涂层加热。在本公开内容的实施方案中，限定工程化表面300(例如形成为基底表面350)的宏观特征使得耐等离子体喷涂层230对易耗部件210的粘附性增强，更具体而言，对阳极化层220的粘附性增强。即，宏观特征提供耐等离子体喷涂层230与阳极化层220较好的结合效果，其进而减少耐等离子体喷涂层230从阳极化层220脱层的情形。喷涂层230的较好粘附性防止因任何损坏的喷涂层(例如脱层)使阳极化铝暴露而造成的晶片上金属污染。
图3为根据本公开内容的一实施方案的包含工程化表面300’的易耗部件210’的图示，工程化表面300’具有宏观纹理，其被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。仅出于说明的目的，易耗部件210’可以是在图1A中首次出现的等离子体约束环160。为了清楚和说明起见，可以使用等离子体约束环160以表示放置于等离子体处理室中的易耗部件210’。例如，易耗部件210’被可移除式地放置于等离子体处理室中。
如图所示，易耗部件210’的面向等离子体侧310包含工程化表面300’，其包含多个凸起特征440’，如先前所说明的。多个凸起特征440’中的每一者从基底表面350’呈一定角度向上延伸。例如，易耗部件210’可以是等离子体约束环160，其被配置成圆盘的形式(例如，如图1A所示)且包含圆盘或环形环部的内径，其中该内径限定面向等离子体侧310。尤其是，当被置入等离子体处理室中时，易耗部件210’在晶片处理期间(例如蚀刻、沉积等期间)暴露于等离子体。更具体而言，面向等离子体侧310可以在晶片处理期间在等离子体处理室内直接暴露于等离子体。本公开内容的实施方案提供易耗部件210’的面向等离子体侧310的宏观纹理以形成工程化表面300’，其中宏观特征被图案化于面向等离子体侧310的表面上，以促进涂层粘附和/或促进在晶片处理期间副产物增强锚定到易耗部件表面上。
此外，例如在代表性的等离子体约束环中，易耗部件210’可以包含顶部169和底部163。在某些实施方案中，由于顶部169和/或底部163可能没有直接暴露于等离子体，因此这些表面的宏观纹理化可能并非必要。在其他实施方案中，可实行顶部169和/或底部163的宏观纹理化，因为这些部分可能间接暴露于等离子体，从而缩短易耗部件210’的寿命和/或增加副产物捕获和可能的脱离。在其他情况下，顶部169和/或底部163的宏观纹理化可协助使涂布于易耗部件210’(例如等离子体约束环160)的任何额外的耐等离子体喷涂层(未图示)的寿命增加、和/或提供副产物对这些表面的较好粘附性和防止在一或更多晶片处理操作期间的副产物脱离。
在一实施方案中，多个凸起特征可围绕孔隙而形成。作为说明，可使孔洞(例如圆形孔洞)形成于易耗部件的面向等离子体侧中，其中环绕孔洞的周围结构可被限定为多个凸起特征。例如，反向模板(例如用于形成图3的工程化表面的模板的负片)可与介质喷击处理(例如喷砂、喷珠处理等)一起使用，以形成孔洞及围绕这些孔洞的凸起特征。
在另一实施方案中，多个下凹特征限定工程化表面。例如，反向模板(例如用于形成图3的工程化表面的模板的负片)可与介质喷击处理(例如喷砂、喷珠处理等)一起使用，以形成多个下凹特征，其中下凹特征可为孔隙(即，与实心的凸起特征相反)。作为说明，与图3相反，下凹特征可从基底表面呈一定角度向下延伸。
图4A-4B根据本公开内容的实施方案显示了易耗部件210’的表面的宏观纹理，且包含限定宏观纹理的特征中的每一者的示例性尺寸和构造。例如，图4A-4B可以是图3中所示的一或更多个凸起特征的特写。尤其是，图4A是根据本公开内容的一实施方案的易耗部件210’的工程化表面300’的横截面图，工程化表面300’具有多个凸起特征440’形式的宏观纹理，该多个凸起特征440’被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。图4B是根据本公开内容的一实施方案的工程化表面300’的凸起特征440A的横截面，工程化表面300’具有宏观纹理，其被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。图4A-4B显示了在形成多个凸起特征440’时可控制的各种参数，包括中心间距、深宽比、特征间隔(例如图案中的特征之间的距离)、边缘饰面(例如圆化)等。
易耗部件210’的面向等离子体侧310包含工程化表面300’。如前所述，易耗部件210’被可移除式地放置于等离子体处理室中。例如，易耗部件210’可以是被配置成保护等离子体处理室的内壁的衬垫；或C形罩的一或更多个部分；或等离子体约束环的一或更多个部分；或聚焦环；或边缘环；或静电半导体晶片保持/夹持系统；或上电极；或底电极；或用于感应耦合式等离子体的介电窗等。在实施方案中，易耗部件210’的面向等离子体侧310可以是导电材料或介电材料。
更具体而言，多个凸起特征440’限定工程化表面300’。多个凸起特征440’限定形成于易耗部件210’的面向等离子体侧310中的宏观纹理。多个凸起特征440’被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或捕获在晶片处理期间所形成的副产物。多个凸起特征440’按预定图案形成于面向等离子体侧310上。如图所示，基底表面350’围绕多个凸起特征440’中的每一者，使得相应凸起特征440A的相应侧壁450从基底表面350’向上延伸至相应顶部区域470。例如，在图4A的横截面中，多个凸起特征440’包含凸起特征440A、在凸起特征440A左侧的凸起特征440B、以及其他凸起特征。仍有延伸进和出图4A的页面的其他凸起特征未被示出。
凸起特征440A由中心轴480A限定，而凸起特征440B由中心轴480B限定。在两个中心轴480A和480B之间限定距离“B”，其中距离B限定凸起特征之间的间隔。根据为形成于易耗部件210’的面向等离子体侧310中的多个凸起特征所选择的图案，可以在凸起特征之间限定额外的间隔。仅出于说明的目的，距离B可为约47mm。在某些实施方案中，距离B在约15mm至约75mm之间或更大的范围内。在某些实施方案中，距离B在约10mm至约60mm之间的范围内。在某些实施方案中，距离B在约20mm至约50mm之间的范围内。
凸起特征中的每一者包含顶部区域和侧壁。在某些实施方案中，可以将凸起特征描述为团状体(nodule)、或截锥。作为凸起特征的表示，凸起特征440A包含顶部区域470(例如平台)。顶部区域470可以具有外缘460。在一实施方案中，外缘460为圆角。在另一实施方案中，外缘460不是圆形的，即保持尖锐的。为了说明，外缘460在整个说明书中描述为圆角，但可以由其他特征所限定，例如为尖角等。凸起特征中的每一者可针对相应的外缘而具有预定的边缘饰面。在一实施方案中，边缘饰面可以在外缘处包含圆角，例如凸起特征440A。在另一实施方案中，边缘饰面可以是尖锐的和/或不同的。也支持其他的边缘饰面类型，且其形成是通过穿过模板施用喷珠和/或喷砂至面向等离子体侧310上而进行控制。例如，对于外缘的边缘饰面可以包含倾斜边缘、顶部区域的整体丘形、尖锐边缘等。距离“A”限定顶部区域470的相对侧上的圆角之间的距离。仅为了说明，距离A可以是约2mm，其中距离A可以是顶部区域470的直径。在某些实施方案中，距离A是在约0.5mm至约5mm之间的范围内。在其他实施方案中，距离A是在约1mm至约4mm之间的范围内。在还有的其他实施方案中，距离A在约1.5mm至约3mm之间的范围内。
对于代表性的凸起特征440A而言，距离“C”限定特征的高度。仅为了说明，距离C可以为约0.5mm。在某些实施方案中，距离C在约0.1mm至约3.0mm之间的范围内。在某些实施方案中，距离C在约0.2mm至约3mm之间的范围内。在其他实施方案中，距离C的尺寸在约0.2mm至约2.5mm之间的范围内。在还有的其他实施方案中，宏观特征的尺寸在约0.2mm至约1.3mm之间的范围内。在其他实施方案中，宏观特征的尺寸在约0.3mm至约1.0mm之间的范围内。
此外，代表性的凸起特征440A可以包含侧壁450。凸起特征440A从基底表面350’呈一定角度向上延伸。尤其是，侧壁450自基底表面350’呈一定角度490A向上延伸，其中角度490A被限定于线485A(从侧壁450延伸)与中心轴480A之间。侧壁450与顶部区域470的配置限定深宽比(在基底表面350’处的凸起特征440A的近似高度与近似直径之间的比率)，其可通过穿过模板施用喷砂和/或喷珠至易耗部件的面向等离子体侧上而进行控制。仅为了说明，角度490A为约30度。在实施方案中，角度490A在约15至约60度之间的范围内。在某些实施方案中，角度490A在约0至约45度之间的范围内。在其他实施方案中，角度490A在约15至约40度之间的范围内。在其他实施方案中，角度490A在约20至约40度之间的范围内。在还有的其他实施方案中，角度490A在约25至约35度之间的范围内。此外，角度490B被限定于从侧壁450向下延伸的线485A与485B所示的相对侧之间。例如，角度490B为约60度。在某些实施方案中，角度490B在0至90度之间的范围内。在其他实施方案中，角度490A在约30至约80度之间的范围内。在其他实施方案中，角度490A在约40至约80度之间的范围内。在还有的其他实施方案中，角度490A在约50至约70度之间的范围内。仅为了说明，限定侧壁450与顶部区域470的角度490A与490B可形成团状体或截锥。
图5为根据本公开内容的一实施方案的流程图500，其显示了用于构建具有凸起特征形式的宏观纹理的易耗部件的工程化表面的方法，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。可实施流程图500以产生和/或构建限定本申请中的在图1-4及6-11中所述的易耗部件的面向等离子体侧的工程化表面的宏观特征中的任一者。流程图500显示了一种方法，其用于图案化限定易耗部件的工程化表面的宏观纹理(例如特征)，其通过掩模处理和介质喷击处理来实现。其他实施方案可通过机械加工(例如经由物理或激光烧蚀等)而形成限定工程化表面的宏观纹理(例如特征)。还有其他实施方案可通过以下方式而形成限定工程化表面的宏观纹理(例如特征)：经由模板或掩模而进行的湿式化学蚀刻、或选择性沉积、或用于沉积生成期望工程化表面的特征的加成式制造(例如通过粉末床熔融(powder bed fusion)、材料挤出、直接沉积等)等。
在510，该方法包含使用模板遮蔽易耗部件的面向等离子体侧，其中该模板包含开口图案，其提供通往面向等离子体侧的途径。易耗部件的面向等离子体侧可包含导电材料(例如铝合金、铝、金属等)或介电材料(例如陶瓷)。易耗部件的面向等离子体侧被配置成暴露于等离子体和等离子体的副产物。如前所述，宏观特征被图案化于易耗部件的面向等离子体侧上以促进涂层粘附，例如使耐等离子体喷涂层的粘附性增强。在一实施方案中，可以在加工后立即形成的导电材料(例如铝合金)中形成宏观特征。
模板被用于控制宏观特征(例如多个凸起特征)的形成。尤其是，宏观特征中的每一者的形式、形状、和/或轮廓通过在喷击处理期间放置于面向等离子体侧上方的模板而进行控制。此外，在喷击处理期间，通过模板来控制在面向等离子体侧中所形成且限定面向等离子体侧的工程化表面的多个凸起特征的图案(包括子图案)。限定凸起特征的形成的控制参数包含(但不限于)整体形状、中心间距、深宽比、特征间隔(例如图案中的特征之间的距离)、边缘饰面(例如圆化)等。
在实施方案中，模板可以是任何合适的材料。尤其是，模板可以由在介质喷击处理下不会变形的任何材料制成。在一实施方案中，模板由在介质喷击处理期间不会变形的材料制成。在其他实施方案中，模板可以由允许该模板可重复使用的材料制成。在其他实施方案中，模板是一次性的。
在还有的其他实施方案中，模板由可顺应复杂部件几何形状的材料制成，这些复杂部件几何形状包括相应易耗部件(例如室衬垫)的表面的边缘(例如拐角等)之间的过渡、电导间隙、易耗部件的表面之间的过渡等。即，易耗部件的面向等离子体侧包含表面过渡(例如边缘、拐角、凹部等)，其可能致使稍后涂布的涂层脱层。例如，脱层现象在未利用本公开内容的实施方案修改的易耗部件的拐角处可能更频繁地发生。在实施方案中，将宏观特征添加至面向等离子体侧使得涂层更牢固地粘附于具有表面过渡的面向等离子体侧的能力增强。
在520，该方法包含利用喷击介质经由模板而区别性地对面向等离子体侧进行喷击，以产生限定工程化表面的多个凸起特征，该工程化表面形成于面向等离子体侧中。在一实施方案中，通过粗砂介质喷击穿过经加工的模板而施加宏观特征。在另一实施方案中，通过光掩模处理以及蚀刻而施加宏观特征。在工程化表面上方按预定图案设置多个凸起特征的特征。此外，在一实施方案中，多个凸起特征中的每一者包含顶部区域，其具有外缘以及侧壁。在一实施方案中，外缘为经圆化的。在其他实施方案中，外缘是未经圆化的，且可被限定为具有尖锐边缘或拐角。工程化表面的基底表面围绕多个凸起特征中的每一者，使得相应凸起特征的相应侧壁从基底表面呈一定角度向上延伸至相应顶部区域。
可通过以下方法以产生宏观图案，但不限于使用介质的喷珠处理、使用介质的喷砂处理、以及光掩模处理和蚀刻。在一实施方案中，通过使用珠粒作为喷击介质以施加喷珠处理而形成宏观图案。在另一实施方案中，通过使用粗砂材料作为喷击介质以施加喷砂处理而形成宏观图案。喷珠和/或喷砂处理期间的控制参数包含介质的类型、介质的尺寸、喷击处理的持续时间、喷击处理的方向、通过次数等。在一实施方案中，在喷珠或喷砂处理中所使用的介质由与形成易耗部件的面向等离子体侧相同的组成和/或材料所形成，以减少和/或避免因将喷击介质注入至面向等离子体侧上而造成的面向等离子体侧污染。在还有的其他实施方案中，宏观图案通过光掩模处理和蚀刻而形成。例如，蚀刻处理包含湿式化学蚀刻、等离子体蚀刻等。在其他实施方案中，通过机械加工、选择性沉积方法、加成式制造等而形成图案化的宏观特征。
在易耗部件的宏观纹理化的面向等离子体侧上执行额外的精加工步骤。例如，在一实施方案中，该方法可包含移除模板，以及利用第二喷击介质无区别地对面向等离子体侧进行喷击，以利用微观特征使多个凸起特征粗糙化。在多个凸起特征上执行微观纹理化以使设置于工程化表面上方的涂层的抗破裂性增强。在其他实施方案中，额外的精加工步骤可包含使工程化表面阳极化，例如用于构建和/或产生阳极化层。此外，作为额外的精加工步骤，可将热喷涂层(例如耐等离子体喷涂层)涂布于阳极化工程化表面。尤其是，多个凸起特征中的至少一些凸起特征经由阳极化层而突出，以增强热喷涂层对阳极化层的粘附性。
在一实施方案中，宏观特征(例如多个凸起特征、多个下凹特征等)可通过经由模板或掩模进行湿式化学蚀刻而形成。例如，可利用粘胶带将易耗部件遮蔽，其导致暴露表面的选择性化学蚀刻，从而导致故意的特征形成。
在另一实施方案中，宏观特征(例如多个凸起特征、多个下凹特征等)可通过选择性沉积方法而形成。可通过以下方式而产生凸起特征：使用湿式化学品或干式化学品(如等离子体)选择性地活化所关注的目标区域，接着在经活化的区域中沉积所需的材料。也可利用反向方法以产生凸起特征，即，通过将下凹特征的区域钝化，以使得在其余区域中有利于后续沉积。
在还有的另一实施方案中，宏观特征(例如多个凸起特征、多个下凹特征等)可通过加成式制造而形成。所加入的材料可以由与易耗部件的下伏的面向等离子体侧相同的材料或不同的组成所构成。此外，所加入的材料可具有与易耗部件的下伏的面向等离子体侧相同或不同的微结构。例如，加成式制造的方法可包含(为说明的目的，但不限于)光聚合、粉末床熔融(powder bed fusion)、材料挤出、直接沉积等。
在还有的另一实施方案中，多个下凹特征限定工程化表面。例如，可将反向模板或掩模与介质喷击(例如喷砂、喷珠等)一起使用，以形成多个下凹特征。当使用反向模板时，可产生的下凹特征为工程化表面中的孔隙(即，与为实体的凸起特征相反)。在另一实施方案中，可将反向模板或掩模与化学蚀刻一起使用，以形成多个下凹特征。
图6A、6B-1、6B-2和6C显示穿过模板进行喷砂或喷珠的处理，其用于构建具有宏观纹理的易耗部件210’的工程化表面300’。尤其是，将宏观特征(例如凸起特征)图案化于易耗部件210’的面向等离子体侧310(例如表面上，以促进涂层和/或副产物粘附。
尤其是，图6A根据本公开内容的一实施方案显示了穿过模板进行喷砂或喷珠的处理，其用于构建具有凸起特征形式的宏观纹理的易耗部件210’的工程化表面300’，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。如图6A中所示，在一实施方案中，通过粗砂介质喷击穿过经加工的模板610而施加多个凸起特征。例如，模板610包含开口610A，喷击介质可穿过这些开口610A并且到达易耗部件210’的面向等离子体侧310。此外，模板610包含阻塞部610B，喷击介质在该处被阻挡而无法到达易耗部件210’的面向等离子体侧310。以此方式，模板610控制多个凸起特征在易耗部件的面向等离子体侧310上的形成，其中该多个凸起特征限定易耗部件210’的相应工程化表面。
如图6A中所示，距离615显示了模板610与面向等离子体侧310(例如面向等离子体侧的表面)之间的距离。在某些应用中，在喷珠和/或喷砂处理期间，使距离615最小化，直到模板610靠在面向等离子体侧310上为止。在其他实施方案中，在喷珠和/或喷砂处理期间，模板615远离面向等离子体侧310(例如，距离615具有一定值)。
喷砂机喷嘴620被配置成以一或更多个角度输送喷击介质(例如粗砂和/或珠粒)穿过模板至易耗部件210’的面向等离子体侧310。在某些实施方案中，使喷砂机喷嘴620按一定图案在模板上各处移动。例如，在第一次循环或操作中，喷砂机喷嘴610可以沿一或多个方向移动。为了说明，喷砂机喷嘴610可以在循环或操作中在一方向(例如竖直或横向、或对角线)上横跨模板移动。可以在喷珠和/或喷砂处理期间执行一或更多个循环或操作。当在易耗部件210’的面向等离子体侧310中构建多个凸起特征时，也可实施喷砂机喷嘴620的不同移动图案。
图6B-1根据本公开内容的一实施方案显示了对图6A所示的易耗部件210’的面向等离子体侧310呈一定角度施加喷砂或喷珠处理，其用于构建具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面300’，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。尤其是，将宏观特征(例如凸起特征)图案化于易耗部件210’的面向等离子体侧310(例如表面)上，以促进涂层和/或副产物粘附。
如图6B-1所示，在珠粒和/或粗砂介质喷击处理期间，将模板610抵靠易耗部件210’的面向等离子体侧310而设置。模板610包含开口610B，当从喷砂机喷嘴620喷出时，喷击介质629能够穿过这些开口610B而到达面向等离子体侧310。模板610包含阻塞部610A，其限制喷击介质629而使其无法穿过并且到达易耗部件210’的面向等离子体侧310。如前所述，喷砂机喷嘴620可按预定或随机图案(例如按指定的移动方式625)在模板上各处移动。
在施加喷珠和/或喷砂处理期间，将微粒635从易耗部件210’去除。尤其是，喷击介质撞击和/或冲击面向等离子体侧310，并将易耗部件210’的部分(例如材料)作为微粒635去除。例如，从易耗部件210’的凸起特征440A的相对侧上将区域630A和630B去除。在一实施方案中，区域630A和630B连接在一起以围绕凸起特征440A。微粒635可包含喷击介质629。
凸起特征440A的外缘的标示部分690显示了从模板610的阻塞部610A下方的易耗部件210’进行的材料底切(undercutting)。尤其是，在一实施方案中，标示部分690显示了凸起特征440A的顶部区域的外缘的圆角的形成，因为喷击介质将材料从阻塞部610A下方的易耗部件210’的面向等离子体侧310移除。
图6B-2根据本公开内容的一实施方案显示了对易耗部件210’的面向等离子体侧310呈多个角度施加喷砂或喷珠处理，其用于构建具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面300’，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。尤其是，将宏观特征(例如凸起特征)图案化于易耗部件210’的面向等离子体侧310(例如表面)上，以促进涂层和/或副产物粘附。
如图6B-2所示，在珠粒和/或粗砂介质喷击处理期间，将模板610’抵靠易耗部件210’的面向等离子体侧310而设置。模板610’包含开口610B’，当从喷砂机喷嘴620喷出时，喷击介质629能够通过这些开口610B’而到达面向等离子体侧310。模板610’包含阻塞部610A’，其限制喷击介质629而使其无法穿过并且到达易耗部件210’的面向等离子体侧310。阻塞部610A中的每一者包含至少一倾斜侧605。例如，对应的阻塞部610A’可以包含倾斜侧605A和605B。
如前所述，喷砂机喷嘴620可按预定或随机图案(例如按指定的移动方式625A和/或625B)在模板上各处移动。在施加喷珠和/或喷砂处理期间，将微粒635从易耗部件210’去除。尤其是，喷击介质撞击和/或冲击面向等离子体侧310，并且将易耗部件210’的部分(例如材料)作为微粒635去除。例如，从易耗部件210’的凸起特征440A’的相对侧上将区域630A’和630B’去除。在一实施方案中，区域630A’和630B’连接在一起以围绕凸起特征440A’。微粒635可以包含喷击介质629。
例如，在一操作中，喷砂机喷嘴620可以在一方向上移动，而在另一操作中，喷砂机喷嘴620可在相反方向上移动。在另一实施方案中，喷砂机喷嘴620遵循图案中的指定的移动方式625A，其中喷嘴相对于面向等离子体侧310而呈第一角度。尤其是，在一实施方案中，在第一角度下，喷击介质629的输送与相应阻塞部610A的倾斜侧605A对准，使得喷击介质629能够将相应阻塞部610A底切而形成相应凸起特征440A的顶部区域的外缘的圆角。在另一实现方案中，喷砂机喷嘴620遵循图案中的指定的移动方式625B，其中喷嘴相对于面向等离子体侧310而呈第二角度。尤其是，在一实施方案中，在第二角度下，喷击介质629的输送与相应阻塞部610A的倾斜侧605B对准，使得喷击介质629能够将相应阻塞部610A底切而形成相应凸起特征440A的顶部区域的外缘的圆角。
图6C根据本公开内容的一实施方案显示了施加图6A、6B-1、和/或6B-2所示的喷砂或喷珠处理之后的易耗部件210’的工程化表面300’，其中工程化表面300’包含多个凸起特征440’(包含凸起特征440A)形式的宏观纹理，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。
尤其是，在易耗部件210’的面向等离子体侧310中产生宏观特征之后，将模板610从面向等离子体侧310移除，以露出限定工程化表面300’的多个凸起特征。尤其是，宏观特征可由凸起特征440A表示，先前已针对图4A-4B而对其进行了描述。例如，凸起特征440A包含顶部区域470，其可以具有外缘、以及从工程化表面300’的基底表面350’呈一定角度向上延伸的侧壁。空区域630A以及630B可接合以围绕凸起特征440A。如图6C所示，在一实施方案中，凸起特征440A的外缘460被圆化。如前所述，凸起特征中的每一者可针对相应的外缘而具有预定的边缘饰面。在一实施方案中，边缘饰面可以在外缘处包含圆角，例如凸起特征440A。在其他实施方案中，边缘饰面可以在外缘处包含尖角。
在一实施方案中，在产生宏观特征之后，将模板移除，并且使整个工程化表面300’经受喷砂和/或喷珠处理以产生不加区别的微观粗糙化。此后，易耗部件210’的工程化表面300’经历阳极化处理以及顶层涂层(例如耐等离子体喷涂层)精加工。可经由等离子体喷涂、热喷涂、CVD、或其他可用技术而涂布耐等离子体喷涂层。
图7A根据本公开内容的一实施方案显示了包含经阳极化(例如阳极化层220-1)且覆盖有耐等离子体喷涂层230-1的工程化表面300-1的易耗部件210-1，耐等离子体喷涂层230-1未顺应具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面300-1，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。
尤其是，多个凸起特征440-1被形成在易耗部件210-1的面向等离子体侧310-1上。多个凸起特征440-1限定工程化表面300-1。此外，可利用粗砂和/或珠粒介质以进一步对多个凸起特征440-1进行喷击处理，以无区别地形成微观纹理。使工程化表面300-1阳极化，以使阳极化层220-1形成。此外，在阳极化层220-1上形成耐等离子体喷涂层230-1。
多个凸起特征440-1中的每一者具有近似高度“h1”。高度“h1”可限定多个凸起特征440-1的轮廓。如图所示，阳极化层220-1的表面705-1可紧密地遵循和/或顺应多个凸起特征240-1的轮廓。由于多个凸起特征440-1的轮廓经由阳极化层220-1而暴露，因此耐等离子体喷涂层230-1对阳极化层220-1的粘附性增强。
此外，高度“h1”具有特定尺寸，使得耐等离子体喷涂层230-1的表面710不会遵循和/或顺应多个凸起特征440-1的轮廓。即，高度“h1”具有较小的尺寸，使得喷涂层230-1(通常为阳极化层220-1的厚度的2-3倍)填充于多个凸起特征440-1的轮廓的峰谷中，并且进一步在多个凸起特征440-1上方展开，使得表面710相对平坦。
图7B根据本公开内容的一实施方案显示了包含经阳极化(例如阳极化层220-2)且覆盖有耐等离子体喷涂层230-2的工程化表面300-2的易耗部件210-2，耐等离子体喷涂层230-2顺应具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面300-2，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。
尤其是，多个凸起特征440-2形成于易耗部件210-2的面向等离子体侧310-2上。多个凸起特征440-2限定工程化表面300-2。此外，可利用粗砂和/或珠粒介质以进一步对多个凸起特征440-2进行喷击处理，以无区别地形成微观纹理。使工程化表面300-2阳极化，使得阳极化层220-2形成。此外，在阳极化层220-2上形成耐等离子体喷涂层230-2。在等离子体处理系统内使耐等离子体喷涂层230-2的表面720暴露于等离子体。
多个凸起特征440-2中的每一者具有近似高度“h2”。高度“h2”可限定多个凸起特征440-2的轮廓。如图所示，阳极化层220-2的表面705-2可紧密地遵循和/或顺应多个凸起特征440-2的轮廓。由于多个凸起特征440-2的轮廓经由阳极化层220-2而暴露，因此耐等离子体喷涂层230-2对阳极化层220-2的粘附性增强。
此外，高度“h2”具有特定尺寸，使得耐等离子体喷涂层230-2的表面720遵循和/或顺应多个凸起特征440-2的轮廓。即，高度“h2”具有较大的尺寸(例如，高度“h2”大于高度“h1”)，以使得喷涂层230-2遵循多个凸起特征440-2的轮廓的峰谷。如图所示，表面720相对不平坦，且顺应多个凸起特征440-2的轮廓。
图8A根据本公开内容的一实施方案显示了模板800A和多个示例性开口，其被配置成将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建具有凸起特征形式的宏观纹理的工程化表面，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。不同类型的开口当在对应的易耗部件的面向等离子体侧中形成对应的凸起特征时可具有不同的效果。例如，开口的形状可包含(但不限于)椭圆形开口801(例如圆形等)、多个边的多边形开口802(例如八边等)、正方形或矩形开口803、三角形开口、对称形状、非对称形状等。虽然在整个申请中，模板中的开口显示为在模板中的圆，但开口可以是任何类型及形状。
图8B根据本公开内容的一实施方案显示了具有设置于图案810中的多个开口的模板800B。图案化模板800B被配置成将喷砂或喷珠处理的介质区别性地引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建工程化表面。尤其是，该工程化表面包含图案化宏观纹理，其被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。在一实施方案中，图案810中的开口以均匀的方式在整个模板中重复，如图8B中所示。另外，开口的形状和尺寸是可选择的，如前所述。此外，开口的密度是可选择的。
在还有的另一实施方案中，仅用于说明，可以使模板800B反向以形成限定工程化表面的多个下凹特征。例如，反向的模板或掩模可以与介质喷击处理(例如喷砂、喷珠处理等)一起使用以形成多个下凹特征，其中下凹特征可为工程化表面中的孔隙(即，与实体的凸起特征相反)。在另一实施方案中，反向的模板或掩模可以与化学蚀刻处理一起使用以形成多个下凹特征。
图8C根据本公开内容的一实施方案显示了具有以双区图案设置的多个开口的模板800C，其用于将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。尤其是，模板800C包含限定图案820，其包含第一区段820A和第二区段820B，其中线825将两个区段分开。
两个区段中的开口被显示为圆形或椭圆形，但可以是任何形状。此外，第一区段820A中的开口可以是第一类型(例如圆形)，而第二区段820B中的开口可以是第二类型(例如正方形)。此外，虽然第一区段820A与第二区段820B中的开口的尺寸是均匀的，但第一区段820A中的开口的尺寸可以是第一尺寸，而第二区段820B中的开口可以是第二尺寸。开口的尺寸与形状可控制相应形成的宏观特征的尺寸与形状。
第一区段820A包含以第一子图案设置的第一组凸起特征。第二区段820B包含以第二子图案设置的第二组凸起特征。此外，第一区段820A与第二区段820B的子图案可彼此紧密遵循，或者可以彼此不同。如图8C所示，第一区段820A的第一子图案与第二区段820B的子图案相似，使得两者皆遵循开口之间的均匀位移(例如横向、垂直、和/或对角线位移)。然而，两个区段中的开口的密度是不同的。尤其是，第一区段820A中的开口的密度小于第二区段820B中的开口的密度。
图8D根据本公开内容的一实施方案显示了具有以三区图案设置的多个开口的模板800D，其用于将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。尤其是，模板800D包含限定图案830，其包含第一区段830A、第二区段830B、以及第三区段830C。线831将第一区段830A与第二区段830B分开，而线832将第二区段830B与第三区段830C分开。
三个区段中的开口被显示为圆形或椭圆形，但可以是任何形状。此外，第一区段830A中的开口可以是第一类型(例如圆形)，且第二区段830B中的开口可以是第二类型(例如正方形)，且第三区段830C中的开口可以是第一或第二类型、或第三类型(例如三角形)。此外，虽然三个区段中的开口的尺寸被显示是均匀的，但第一区段830A中的开口的尺寸可以是第一尺寸，第二区段830B中的开口可以是第二尺寸，而第三区段830C中的开口可以是第三尺寸。即，三个区段中的每一者中的开口的尺寸可以是相似或不同的。开口的尺寸与形状可控制相应形成的宏观特征的尺寸与形状。
第一区段830A包含以第一子图案设置的第一组凸起特征。第二区段830B包含以第二子图案设置的第二组凸起特征。第三区段830C包含以第三子图案设置的第三组凸起特征。此外，三个区段的子图案可彼此紧密遵循，或者可以彼此不同。如图所示，三个区段中的每一者的子图案彼此相似，使得每一者皆遵循开口之间的均匀位移(例如横向、竖直、和/或对角线位移)。然而，三个区段中的开口的密度是不同的。尤其是，第一区段830A中的开口的密度是三个区段中最大的。第三区段830C中的开口的密度是三个区段中最小的。此外，第二区段中的开口的密度小于第一区段830A中的开口的密度，但大于第三区段830C中的开口的密度。
图8E根据本公开内容的一实施方案显示了具有按线性比例图案设置的多个开口的模板800E，其用于将喷砂或喷珠处理的介质引导至易耗部件的面向等离子体侧上，以构建具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。尤其是，图850显示了当在特定方向上横跨模板移动时模板800E中的开口的密度。例如，图850包含显示模板800E中的开口的密度的竖直轴851、以及显示在特定方向上横跨模板800E的距离的水平轴852。按照图850，在模板800E的左侧，开口的密度是最高的。由左至右而移动横跨模板800E，密度线性地降低，直到直至模板800E的右侧时开口的密度达到最小值(例如零)为止。
模板800E中的开口被显示为圆形或椭圆形，但可以是任何形状。此外，开口可在整个模板800E中及模板中的任一者中的子图案中改变形状。另外，虽然开口的尺寸被显示为在整个模板800E中均匀的，但开口的尺寸可在整个模板800E中变化。开口的尺寸与形状可控制相应形成的宏观特征的尺寸与形状。
图9A-1、9A-2、9B-1、9B-2、9C-1、9C-2、9D、9E显示在相应工程化表面上各处设置的凸起特征的不同配置和图案，且仅为说明及清楚的目的而提供。可按定制化图案而在工程化表面上各处形成特征，其中特征根据可选参数(如凸起特征的尺寸、形状、密度等)而形成。
图9A-1根据本公开内容的一实施方案显示了按图案910在相应工程化表面上各处均匀设置的多个凸起特征。限定工程化表面的凸起特征包含图案化宏观纹理，其被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。这些特征具有被配置成构建保形耐等离子体喷涂层(未图示)的均匀结构和高度，如前所述。即，喷涂层的轮廓相似地顺应工程化表面的轮廓。例如，图案910中的宏观凸起特征的高度以及这些凸起特征之间的间隔可使得喷涂层的顶表面大致顺应图案910中的工程化表面的轮廓。
图9A-2根据本公开内容的一实施方案显示了均匀设置的多个凸起特征，其密度比图9A-1的特征低。图9A-2的特征按图案920在相应工程化表面上各处均匀设置。图9A-2的特征与图9A-1中的特征相似地配置，且具有被配置成构建保形耐等离子体喷涂层的均匀结构和高度，如前所述。然而，图9A-2的图案920中的特征密度低于图9A-1的图案910中的特征密度，以表明密度是可选择的。此外，图案910和920中的每一者中的特征的尺寸和形状是可选择的。
图9B-1根据本公开内容的一实施方案显示了按图案930均匀设置的多个凸起特征。图案930的特征具有均匀的结构和高度。尤其是，图案930的特征高度小于图9A-1的图案910的特征高度。图案930的特征具有被配置成构建相对平坦的非保形耐等离子体喷涂层的均匀结构和高度，如前所述。即，喷涂层的轮廓未顺应工程化表面的轮廓。凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层。例如，图案930中的宏观凸起特征的高度以及这些凸起特征之间的间隔不会使得喷涂层的顶表面大致顺应图案930中的工程化表面的轮廓。
图9B-2根据本公开内容的一实施方案显示了均匀设置的多个凸起特征，其密度比图9B-1的特征低。图9B-2的特征按图案940在相应工程化表面上各处均匀设置。图9B-2中的特征与图9B-1中的特征相似地配置，且具有被配置成构建非保形耐等离子体喷涂层的均匀结构和高度，如前所述。图9B-2的图案940中的特征密度低于图9B-1的图案930中的特征密度，以表明密度是可选择的。此外，图案930和940中的每一者中的特征的尺寸和形状可选择的。
图9C-1根据本公开内容的一实施方案显示了按图案950设置的多个凸起特征，图案950还包含两个子图案950A和950B。两个子图案950A和950B中的凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。遍及两个子图案950A和950B中的每一者的特征具有均匀的结构和高度，以构建保形耐等离子体喷涂层(未图示)，如前所述。即，喷涂层的轮廓相似地顺应工程化表面的轮廓。例如，图案910中的宏观凸起特征的高度以及这些凸起特征之间的间隔可使得喷涂层的顶表面大致顺应图案910中的工程化表面的轮廓。虽然所示的特征在两个子图案950A和950B中的每一者上是均匀的，但子图案950B(在右侧)中的特征密度低于子图案950A(在左侧)中的特征密度，且表明子图案950A和950B中的每一者中的凸起特征密度是可选择的。另外，虽然所示的特征在两个子图案950A和950B中的每一者上是均匀的，但这些特征可具有不同的配置，如图9C-2中进一步显示的。
图9C-2根据本公开内容的一实施方案显示了按两个子图案960A和960B设置的多个凸起特征，其中各个子图案中的特征具有均匀结构和高度，但在两个子图案之间可以不同。两个子图案960A和960B中的凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。遍及两个子图案960A和960B中的每一者的特征具有不同的配置。尤其是，子图案960A中的特征具有均匀的结构和高度，以构建保形耐等离子体喷涂层(未图示)，如前所述。例如，子图案960A中的宏观凸起特征的高度以及这些凸起特征之间的间隔可以使得喷涂层的顶表面相似地和/或大致地顺应子图案960A中的工程化表面的轮廓。另一方面，子图案960B的特征具有均匀的结构和高度以构建非保形耐等离子体喷涂层，如前所述。例如，子图案960B中的宏观凸起特征的高度以及这些凸起特征之间的间隔不会使得喷涂层的顶表面相似地和/或大致地顺应子图案960B中的工程化表面的轮廓。即，喷涂层的顶表面的轮廓未顺应子图案960B的凸起特征的轮廓。因此，喷涂层可根据底下的凸起特征的子图案而具有不同的轮廓。虽然所示的特征在子图案960A及960B上各处具有相同的密度，但特征的密度在两个子图案960A与960B之间可以不同，使得子图案960A与960B中的每一者中的凸起特征密度是可选择的。例如，子图案960B(在右侧)中的特征密度可低于子图案960A(在左侧)中的特征密度，反之亦然。
图9D根据本公开内容的一实施方案显示了按三个子图案(970A、970B、及970C)设置的多个凸起特征，其中遍及这些子图案的特征具有均匀的结构和高度。三个子图案970A、970B、及970C中的凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。遍及三个子图案中的每一者的特征可具有相同的配置。例如，三个子图案中的特征可具有均匀的结构和高度，以构建保形或非保形的耐等离子体喷涂层(未图示)，如前所述。例如，三个子图案中的宏观凸起特征的高度以及这些凸起特征之间的间隔可以使得喷涂层的顶表面根据底下的子图案而相似地和/或大致地顺应工程化表面的轮廓。或者，三个子图案中的宏观凸起特征的高度以及这些凸起特征之间的间隔不会使得喷涂层的顶表面相似地和/或大致地顺应工程化表面的轮廓。虽然所示的特征在三个子图案中的每一者上是均匀的，但在其他实施方案中，取决于底下的子图案，一子图案中的特征的配置(例如尺寸和形状)可与另一子图案中的特征的配置不同。更具体而言，子图案970A、970B和970C中的每一者中的特征密度具有不同的密度。尤其是，子图案970A中的特征密度是最高的，而子图案970C中的特征密度是最低的。此外，子图案970B中的特征密度大于子图案970C中的特征密度，但小于子图案970A中的特征密度。
图9E根据本公开内容的一实施方案显示了多个凸起特征，其按线性比例图案980设置，使得特征的密度线性增加。这些凸起特征限定具有图案化宏观纹理的工程化表面，该图案化宏观纹理被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。仅为了说明，可利用图8E的模板800E以形成图案980中的特征。尤其是，遍及工程化表面的特征可以具有相同的配置。例如，图案980中的特征可以具有均匀的结构和高度，以构建保形或非保形的耐等离子体喷涂层(未图示)，如前所述。虽然所示的特征在工程化表面上是均匀的，但在其他实施方案中，特征的配置(例如尺寸和形状)在工程化表面上各处可以不同。图990显示图案980中的凸起特征的密度。例如，图990包含显示凸起特征(例如，团状体)的密度的竖直轴991、以及显示在特定方向上横跨工程化表面的距离的水平轴992。按照图990，在特定方向上，凸起特征的密度在图案980的左侧是最高的。沿特定方向移动横跨显示工程化表面的图案980，凸起特征的密度线性地降低，直到直至图案980的右侧时凸起特征的密度达到最小值(例如零)为止。
图10根据本公开内容的一实施方案显示了将不同的模板应用于易耗部件210’的面向等离子体侧310的处理，其用于产生按一定图案设置的多个凸起特征中的所述特征配置(例如圆化的边缘)。例如，在两次操作中进行使用相应喷击介质的喷珠和/或喷砂处理。在第一次操作中，利用模板1进行使用第一喷击介质的喷珠和/或喷砂处理。喷珠和/或喷砂操作可按照指定图案并以一或更多个指定角度(例如喷砂机喷嘴的角度)在模板1(1010)上各处移动。在第二次操作中，利用模板2(1020)进行使用第二喷击介质的喷珠和/或喷砂处理。第一和第二喷击介质可以是相同或不同的。喷珠和/或喷砂操作可按照指定图案并以一或更多个指定角度(例如喷砂机喷嘴的角度)在模板2上各处移动。使用不同的模板1和2可以促进限定工程化表面的凸起特征有期望的边缘。例如，模板2中的开口可以大于模板1中的开口，但两个开口图案大体上都遵循相同的图案。以此方式，在第二次操作期间，喷击介质可到达易耗部件210’的面向等离子体侧310的额外区域，以在形成于工程化表面中并且限定工程化表面的多个凸起特征的顶部区域的外缘处产生圆角，如图4A-4B中所示。
根据本公开内容的一实施方案，图11为易耗部件210-3的横截面的电子显微镜图，易耗部件210-3包含经阳极化(阳极化层220-3)且覆盖有耐等离子体喷涂层230-3的工程化表面。该工程化表面包含凸起特征形式的宏观纹理，这些凸起特征被设计成产生额外接合部位以较好地粘附附加的层和/或副产物。
实施方案的前面的描述是为了说明和描述目的而提供。其不旨在彻底详述或限制本公开内容。特定实施方案的单个的元件或特征一般并不受限于该特定实施方案，而是即使未具体示出或描述，其在适用情况下是可以互换且可用于选定的实施方案中。这同样可以以各种方式变化。这样的变化不被视为背离本公开内容，并且所有这样的修改也包含在本公开内容的范围内。
虽然前述的实施方案已为了清楚理解的目的而相当详细地进行了描述，但应明白，某些改变与修改可在随附的权利要求的范围内实施。因此，本实施方案应视为说明性的而非限制性的，且这些实施方案不应受限于本文中所提供的细节，而是可在其权利要求的范围及等同方案内进行修改。

Claims (20)

1.一种用于等离子体处理室的易耗部件，其包含：
所述易耗部件的面向等离子体侧；
工程化表面，其被形成于所述易耗部件的所述面向等离子体侧中；以及
多个凸起特征，其限定所述工程化表面，其中所述多个凸起特征中的特征按预定图案设置，其中所述多个凸起特征中的每一者包含顶部区域，所述顶部区域具有外缘和侧壁；
所述工程化表面的基底表面，其围绕所述多个凸起特征的每一者，使得相应凸起特征的相应侧壁从所述基底表面呈一定角度向上延伸至相应顶部区域，
其中所述易耗部件被配置成安装于所述等离子体处理室中，
其中所述易耗部件被配置成暴露于等离子体以及所述等离子体的副产物。
2.根据权利要求1所述的易耗部件，其中所述角度的范围介于约15度至约60度之间。
3.根据权利要求1所述的易耗部件，其中所述多个凸起特征中的特征为宏观的，其中相应凸起特征相对于所述基底表面的高度的范围介于约0.2mm至约3mm之间。
4.根据权利要求1所述的易耗部件，其还包含：
阳极化层，其形成于所述工程化表面上方；以及
热喷涂层，其形成于所述阳极化层上方，
其中所述多个凸起特征被配置成增强所述热喷涂层对所述阳极化层的粘附性。
5.根据权利要求1所述的易耗部件，其中所述易耗部件包含下述项中的一项：
衬垫，其被配置成保护所述等离子体处理室的内壁；或
C形罩的一或更多个部分；或
等离子体约束环的一或更多个部分；或
聚焦环；或
边缘环；或
静电半导体晶片保持/夹持系统；或
上电极；或
用于感应耦合式等离子体的介电窗；或
底电极。
6.根据权利要求1所述的易耗部件，其还包含：
多个微观特征，其被无区别地施加到所述多个凸起特征上。
7.根据权利要求1所述的易耗部件，
其中所述预定图案包含第一区段和第二区段，
其中所述第一区段包含设置于第一子图案中的第一组凸起特征，
其中所述第二区段包含设置于第二子图案中的第二组凸起特征。
8.根据权利要求1所述的易耗部件，其中所述易耗部件的所述面向等离子体侧为导电材料或介电材料。
9.一种用于构建易耗部件的工程化表面的方法，所述易耗部件被配置成安装于等离子体处理室中，所述方法包含：
使用模板以遮蔽所述易耗部件的面向等离子体侧，其中所述模板包含开口的图案，其提供通往所述面向等离子体侧的途径；
利用喷击介质穿过所述模板而有区别地对所述面向等离子体侧进行喷击，以产生限定所述工程化表面的多个凸起特征，所述工程化表面被形成于所述面向等离子体侧中，
其中所述多个凸起特征的特征按预定图案而设置于所述工程化表面上方，
其中所述多个凸起特征中的每一者包含顶部区域，所述顶部区域具有外缘和侧壁，
其中所述工程化表面的基底表面围绕所述多个凸起特征的每一者，使得相应凸起特征的相应侧壁从所述基底表面呈一定角度向上延伸至相应顶部区域，
其中所述易耗部件被配置成暴露于等离子体以及所述等离子体的副产物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述角度的范围介于约15度至约60度之间。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个凸起特征中的特征为宏观的，其中相应凸起特征相对于所述基底表面的高度的范围介于约0.2mm至约3mm之间。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述易耗部件包含下述项中的一项：
衬垫，其被配置成保护所述等离子体处理室的内壁；或
C形罩的一或更多个部分；或
等离子体约束环的一或更多个部分；或
聚焦环；或
边缘环；或
静电半导体晶片保持/夹持系统；或
上电极；或
用于感应耦合式等离子体的介电窗；或
底电极。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述穿过所述模板而有区别地对所述面向等离子体侧进行喷击包含：
对所述面向等离子体侧进行喷珠；或
对所述面向等离子体侧进行喷砂，
其中所述喷击介质由与所述易耗部件的所述面向等离子体侧相同类型的材料制成。
14.根据权利要求9所述的方法，
其中所述模板包含第一区段及第二区段，
其中所述第一区段包含开口的第一子图案，并且
其中所述第二区段包含开口的第二子图案。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述穿过所述模板而有区别地对所述面向等离子体侧进行喷击包含：
利用所述喷击介质穿过所述模板而以第一角度对所述面向等离子体侧进行喷击；以及
利用所述喷击介质穿过所述模板而以第二角度对所述面向等离子体侧进行喷击。
16.根据权利要求9所述的方法，其还包含：
移除所述模板；以及
利用第二喷击介质以无区别地对所述面向等离子体侧进行喷击，以使所述多个凸起特征粗糙化而具有微观特征。
17.根据权利要求9所述的方法，其还包含：
使所述工程化表面阳极化以产生阳极化层；
将热喷涂层施加于所述阳极化层上，
其中所述多个凸起特征中的至少一些凸起特征经由所述阳极化层而突出，以增强所述热喷涂层对所述阳极化层的粘附性。
18.一种用于处理晶片的等离子体处理室，其包含：
底电极，其被配置成支撑所述晶片；
顶电极，其位于所述底电极的上方；以及
易耗部件，其包含：
所述易耗部件的面向等离子体侧；
工程化表面，其被形成于所述易耗部件的所述面向等离子体侧中；以及
多个凸起特征，其限定所述工程化表面，其中所述多个凸起特征中的特征按预定图案设置，其中所述多个凸起特征中的每一者包含顶部区域，所述顶部区域具有外缘和侧壁；
所述工程化表面的基底表面，其围绕所述多个凸起特征的每一者，使得相应凸起特征的相应侧壁从所述基底表面呈一定角度向上延伸至相应顶部区域，
其中所述易耗部件被配置成安装于所述等离子体处理室中，
其中所述易耗部件被配置成暴露于等离子体以及所述等离子体的副产物。
19.根据权利要求17所述的等离子体处理室，其中所述易耗部件包含下述项中的一项：
衬垫，其被配置成保护所述等离子体处理室的内壁；或
C形罩的一或更多个部分；或
等离子体约束环的一或更多个部分；或
聚焦环；或
边缘环；或
静电半导体晶片保持/夹持系统；或
上电极；或
用于感应耦合式等离子体的介电窗；或
底电极。
20.根据权利要求17所述的易耗部件，其还包含：
其中所述角度的范围介于约15度至约60度之间，
其中所述多个凸起特征中的特征为宏观的，其中相应凸起特征相对于所述基底表面的高度的范围介于约0.2mm至约3mm之间，
多个微观特征，其被无区别地施加到所述多个凸起特征上，
其中所述易耗部件的所述面向等离子体侧为导电材料或介电材料。
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