DE202016009201U1

DE202016009201U1 - 3D-gedruckte Kammerkomponenten für geringere Filmspannung und geringere Betriebstemperatur

Info

Publication number: DE202016009201U1
Application number: DE202016009201.5U
Authority: DE
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2026-01-16
Also published as: CN107210179B; EP3254305B1; US10777391B2; EP3254305A1; KR20170115599A; JP2018507327A; SG10201907105SA; US20160233060A1; TW201636192A; JP6917894B2; EP3254305A4; TWI725950B; WO2016126403A1; SG11201706207QA; KR102467442B1; CN107210179A

Abstract

Kammerkomponente (100) für eine PVD-Prozesskammer, wobei die Kammerkomponente umfasst:
einen Komponententeilkörper (140) mit einheitlicher monolithischer Konstruktion, der Komponententeilkörper weist eine strukturierte Oberfläche (102) auf, die strukturierte Oberfläche umfasst:
eine Vielzahl von unabhängigen ausgebildeten Makromerkmalen (104), wobei die ausgebildeten Makromerkmale einen Makromerkmalkörper beinhalten, der sich von der strukturierten Oberfläche erstreckt, wobei der Makromerkmalkörper integral mit dem Komponententeilkörper ausgebildet ist, wobei die ausgebildeten Makromerkmale in einem Muster angeordnet sind, das verhindert, dass sich zwischen den ausgebildeten Merkmalen über die strukturierte Oberfläche eine Sichtlinienoberfläche bildet, wobei eine Seitenwand des Makromerkmalkörpers senkrecht zu der strukturierten Oberfläche an einer Schnittstelle mit der strukturierten Oberfläche ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf Kammerkomponenten für Geräte, die bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet wird
Beschreibung des Standes der Technik
Zuverlässiges Produzieren von Subhalbmikrometer- und kleineren Merkmalen ist eine der Schlüsseltechnologieherausforderungen für die nächste Generation der Integration in sehr großem Maßstab (VLSI) und der Integration in ultragroßem Maßstab (ULSI) von Halbleitervorrichtungen. Da jedoch die Grenzen der Schaltungstechnologie vorangetrieben werden, haben die schrumpfenden Abmessungen von VLSI- und ULSI-Verbindungstechnologien zusätzlichen Bedarf an die Verarbeitungsfähigkeiten gestellt. Zuverlässige Bildung von Gate-Strukturen auf dem Substrat ist wichtig für den VLSI- und ULSI-Erfolg und für die fortgesetzte Anstrengung, die Schaltungsdichte und die Qualität einzelner Substrate und Dies („semiconductor dies“) zu erhöhen.
Da die Abmessungen der integrierten Schaltungskomponenten reduziert werden (z. B. auf tiefe Submikron-Dimensionen), müssen die Materialien, die zur Herstellung solcher Komponenten verwendet werden, sorgfältig ausgewählt werden, um ein zufriedenstellendes Maß an elektrischer Leistung zu erhalten. Wenn der Abstand zwischen angrenzenden Metallverbindungen und/oder die Dicke des dielektrischen Isolationsmaterials, das die Verbindungen isoliert, Abmessungen im Submikrometerbereich aufweist, ist zum Beispiel das Potenzial für kapazitive Kopplung zwischen den Metallverbindungen hoch. Eine kapazitive Kopplung zwischen angrenzenden Metallverbindungen kann zu Übersprechen und/oder einer Widerstandskapazitätsverzögerung (RC) führen, die die Gesamtleistung der integrierten Schaltung beeinträchtigt und die Schaltung unbrauchbar machen kann.
Die Herstellung von Subhalbmikrometer- und kleineren Merkmalen wird durch eine Vielzahl von Verarbeitungsgeräten ermöglicht, wie unter anderem physikalische Dampfabscheidungskammern (PVD). Die Abscheidekammern verwenden HF-Spulen, um ein Plasma in der Prozesskammer aufrechtzuerhalten. Bestehende Kammerkomponenten, die in PVD-Kammern genutzt werden, können einen hohen Temperaturunterschied aufweisen, der eine hohe Filmspannung für Materialien verursacht, die während des Betriebs der PVD-Kammer an den Komponenten haften. Die höhere Filmspannung kann dazu führen, dass das abgeschiedene Material während des Betriebs der PVD-Kammer abblättert, nachdem der Film eine kritische Dicke erreicht hat. Das Abblättern des abgeschiedenen Materials führt zu einer erhöhten Verunreinigung (d. h. Partikel) des Innenraums der PVD-Kammer, was zu Substratdefekten und geringer Ausbeute beiträgt. Somit erfordert das hohe Kontaminationsrisiko unerwünschterweise eine häufigere Reinigung und Wartung der PVD-Kammer.
Daher besteht ein Bedarf an verbesserten Kammerkomponenten, die eine Verunreinigung von Prozesskammern verhindern helfen.
Kurzdarstellung
Offenbart sind Ausführungsformen für ausgebildete Merkmale, die als Teil einer strukturierten Oberfläche auf Kammerkomponenten ausgebildet sind.
In einer Ausführungsform ist eine Kammerkomponente für eine Prozesskammer vorgesehen. Die Kammerkomponente umfasst einen Komponententeilkörper mit einheitlicher monolithischer Konstruktion, der Komponententeilkörper weist eine strukturierte Oberfläche auf. Die strukturierte Oberfläche umfasst eine Vielzahl von unabhängigen ausgebildeten Makromerkmalen, wobei die ausgebildeten Makromerkmale einen Makromerkmalkörper beinhalten, der sich von der strukturierten Oberfläche erstreckt, wobei der Makromerkmalkörper integral mit dem Komponententeilkörper ausgebildet ist. wobei die ausgebildeten Makromerkmale in einem Muster angeordnet sind, das verhindert, dass sich zwischen den ausgebildeten Merkmalen über die strukturierte Oberfläche eine Sichtlinienoberfläche bildet, wobei eine Seitenwand des Makromerkmalkörpers senkrecht zu der strukturierten Oberfläche an einer Schnittstelle mit der strukturierten Oberfläche ist.
In einer Ausführungsform ist eine Kammerkomponente für eine PVD-Prozesskammer vorgesehen. Die Kammerkomponente umfasst einen Komponententeilkörper mit einheitlicher monolithischer Konstruktion, der Komponententeilkörper weist eine strukturierte Oberfläche auf. Die strukturierte Oberfläche umfasst: eine Vielzahl von unabhängigen ausgebildeten Makromerkmalen, wobei die ausgebildeten Makromerkmale einen Makromerkmalkörper beinhalten, der sich von der strukturierten Oberfläche erstreckt, wobei der Makromerkmalkörper integral mit dem Komponententeilkörper ausgebildet ist, wobei die ausgebildeten Makromerkmale in einem Muster angeordnet sind, das verhindert, dass sich zwischen den ausgebildeten Merkmalen über die strukturierte Oberfläche eine Sichtlinienoberfläche bildet, wobei die ausgebildeten Makromerkmale eine Vielzahl von ausgebildeten Mikromerkmalen umfasst, die darauf ausgebildet sind.
In einer Ausführungsform ist ein Becher eines Spulenabstandshalters für eine Prozesskammer vorgesehen. Der Becher beinhaltet einen Körper, der eine einheitliche monolithische Konstruktion aufweist. Der Körper umfassend:

eine Außenoberfläche; einen oberen Abschnitt; einen unteren Abschnitt; eine Öffnung, die in dem oberen Abschnitt angeordnet ist und sich in Richtung des unteren Abschnitts erstreckt; eine Innenoberfläche, die benachbart zu der Öffnung angeordnet ist; eine obere Lippe in der Nähe des oberen Abschnitts, die zwischen der Außenoberfläche und der Innenoberfläche angeordnet ist;
und eine Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen, die nach außen auf der Außenoberfläche ausgebildet sind, jede der Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen weist eine Seitenwand auf die senkrecht zu der Außenoberfläche an einer Schnittstelle mit der strukturierten Oberfläche ist, wobei die Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen in einem Muster angeordnet sind, das verhindert, dass sich zwischen der Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen über die strukturierte Oberfläche eine Sichtlinienoberfläche bildet.

In einer Ausführungsform weist eine Kammerkomponente für eine Prozesskammer einen Körper auf. Der Körper weist eine einheitliche, monolithische Konstruktion auf. Der Körper weist eine strukturierte Oberfläche auf. Die strukturierte Oberfläche weist eine Vielzahl von unabhängigen ausgebildeten Merkmalen auf, wobei die ausgebildeten Merkmale Makromerkmale einschließen. Die ausgebildeten Merkmale sind konfiguriert, um die Filmspannung zu reduzieren und die Wärmeleitfähigkeit der Kammerkomponente einzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform schließt eine Kammerkomponente für eine Prozesskammer einen Komponententeilkörper ein, der eine einheitliche monolithische Konstruktion aufweist. Der Komponententeilkörper weist eine strukturierte Oberfläche auf. Die strukturierte Oberfläche schließt eine Vielzahl unabhängiger, ausgebildeter Makromerkmale ein, die integral mit dem Komponententeilkörper ausgebildet ist. Die ausgebildeten Makromerkmale schließen einen Makromerkmalkörper ein, der sich von der strukturierten Oberfläche erstreckt.
In noch einer anderen Ausführungsform schließt ein Becher eines Spulenabstandshalters für eine Prozesskammer einen Körper ein, der eine einheitliche monolithische Konstruktion aufweist. Der Körper schließt eine Außenoberfläche, einen oberen Abschnitt, einen unteren Abschnitt, eine Öffnung, die in dem oberen Abschnitt angeordnet ist und sich in Richtung des unteren Abschnitts erstreckt, eine Innenoberfläche, die benachbart zu der Öffnung angeordnet ist, eine obere Lippe in der Nähe des oberen Abschnitts, die zwischen der Außenoberfläche und der Innenoberfläche angeordnet ist, und eine Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen ein, die auf der Außenoberfläche ausgebildet sind.
In noch einer anderen Ausführungsform schließt ein Becher eines Spulenabstandshalters für eine Prozesskammer einen Körper ein, der eine einheitliche monolithische Konstruktion aufweist, die durch eine additive Fertigungstechnik gebildet wird. Die additive Fertigungstechnik kann selektives Lasersintern, Binder-Jetting, Material-Jetting, Pulverbettschmelzen, Blechlaminierung, direkte Energieabscheidung oder jeder andere additive Herstellungsprozess sein. Der Körper schließt eine Außenoberfläche, einen oberen Abschnitt, einen unteren Abschnitt, eine Öffnung, die in dem oberen Abschnitt angeordnet ist und sich in Richtung des unteren Abschnitts erstreckt, eine Innenoberfläche, die benachbart zu der Öffnung angeordnet ist, eine obere Lippe in der Nähe des oberen Abschnitts, die zwischen der Außenoberfläche und der Innenoberfläche angeordnet ist, und eine Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen ein, die auf mindestens einer der Innenoberfläche und der Außenfläche ausgebildet ist. Die Oberflächenmerkmale umfassen ein sich wiederholendes, vorbestimmtes Muster aus ausgebildeten Oberflächenstrukturen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Damit die vorstehend genannten Merkmale der vorliegenden Erfindung im Detail verstanden werden, kann eine konkretere Beschreibung der vorstehend kurz zusammengefassten Erfindung anhand von Ausführungsformen erfolgen, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Es ist jedoch anzumerken, dass die beigefügten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen dieser Erfindung veranschaulichen und daher nicht als Einschränkung deren Umfangs anzusehen sind, da die Erfindung andere gleichermaßen wirksame Ausführungsformen erlauben kann.

1A ist eine teilweise Draufsicht auf eine strukturierte Oberfläche einer Prozesskammerkomponente.
1 B ist eine teilweise Draufsicht auf ein alternatives Muster für die strukturierte Oberfläche der Prozesskammerkomponente.
2 ist eine teilweise isometrische Ansicht einer strukturierten, gekrümmten Oberfläche der Prozesskammerkomponente.
3 ist eine teilweise Querschnittsansicht für Merkmale der strukturierten Oberfläche der Prozesskammerkomponente von 6, aufgenommen durch die Schnittlinie 8--3.
4A bis 4F sind teilweise Draufsichten für beispielhafte Merkmale der strukturierten Oberfläche der Prozesskammerkomponente.
5A und 5B sind teilweise Draufsichten auf zusätzliche beispielhafte Merkmale für die strukturierte Oberfläche der Prozesskammerkomponente.
6 stellt eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Prozesskammer mit Komponenten dar, die für die strukturierte Oberfläche geeignet sind.
7 stellt ein Prozess-Kit für die in 11 veranschaulichte Prozesskammer dar, die einen Spulenabstandshalter aufweist.
8 stellt eine Querschnittsansicht des in 7 veranschaulichten Spulenabstandshalters dar.
9 stellt eine Querschnittsansicht eines Bechers gemäß einer Ausführungsform dar.
10 stellt eine Querschnittsansicht eines Bechers gemäß einer anderen Ausführungsform dar.
11 stellt eine Querschnittsansicht eines Bechers gemäß noch einer anderen Ausführungsform dar.

Um das Verständnis zu erleichtern, wurden gleiche Bezugszeichen verwendet, wo dies möglich ist, um identische Elemente zu bezeichnen, die den Figuren gemeinsam sind. Es wird in Betracht gezogen, dass Elemente und Merkmale einer Ausführungsform vorteilhafterweise in andere Ausführungsformen ohne weitere Nennung integriert sein können.
Es ist jedoch anzumerken, dass die beigefügten Zeichnungen nur beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung veranschaulichen und daher nicht als Einschränkung deren Umfangs anzusehen sind, da die Erfindung andere gleichermaßen wirksame Ausführungsformen erlauben kann.
Ausführliche Beschreibung
3D-Druck ist eine Technik zur Herstellung dreidimensionaler Komponenten durch Auftragen dünner, übereinanderliegender Materialschichten. 3D-Druck wird auch in der Halbleiterindustrie zur Herstellung von Halbleiterprozesskammerkomponenten (die Spulenbecher einschließen) für Plasmaabscheidungskammern verwendet, die eine verbesserte Haftung des Abscheidungsmaterials auf der Oberfläche der Kammerkomponente bereitstellen können. In einem 3D-Druckprozess wird eine dünne Schicht eines Vorläufers, z. B. eines Pulvers oder eines anderen Ausgangsmaterials, nach und nach abgeschieden und zum Bilden einer vollständigen dreidimensionalen Komponente der Kammer verschmolzen. Diese additive Fertigungstechnik ermöglicht es, die Oberflächen der Kammerkomponente so zu bearbeiten, dass sie eine verbesserte Filmhaftung bereitstellen, die ein Abblättern des Films von der Kammerkomponente verhindert, wodurch die Flocken zu einer Verunreinigung des Prozesses werden. Diese additive Fertigungstechnik kann es zusätzlich oder alternativ ermöglichen, die Oberflächen der Kammerkomponenten so zu bearbeiten, dass die thermischen Temperaturänderungen während des Prozesses auf der Oberfläche der Komponente minimiert werden, was wiederum zu einer geringeren Filmspannung für die an der Oberfläche der Kammerkomponente haftenden Materialien führt. In einigen Ausführungsformen ermöglicht ein einzelner Schritt die Herstellung von monolithischen Komponenten, die aus einer oder mehreren Materialschichten gebildet werden können. Die Materialschichten können zum Bereitstellen von lokalisierter Festigkeit, Kosteneinsparungen, Wärmeübertragung, optischem Reflexionsvermögen oder anderen vorteilhaften Eigenschaften optimiert werden. Obwohl der 3D-Druck als vorteilhaft zum Ermöglichen der geometrischen Form der Kammerkomponente beschrieben wird, ist es denkbar, dass Kammerkomponenten mit vergleichbarer Geometrie unter Nutzung anderer Herstellungstechniken hergestellt werden können.
Wie vorstehend eingeführt, können einige 3D-gedruckte Kammerkomponenten so gestaltet sein, dass sie die Filmhaftung fördern und geringere Temperaturunterschiede über die Komponente während des Betriebs der Prozesskammer aufweisen. Zum Beispiel kann ein Spulenbecher, der in einer PVD-Kammer verwendet wird, eine geringere Temperaturdifferenz aufweisen, was wiederum dazu beiträgt, die Filmspannung des Materials zu reduzieren, das während der Substratabscheidungsvorgänge, die in der PVD-Kammer durchgeführt werden, versehentlich auf dem Spulenbecher abgeschieden werden kann. Die reduzierte Filmspannung erhöht die Haftung der PVD-Filme an dem Becher. Die erhöhte Haftung des Films am Becher verhindert das Abblättern und reduziert somit die Verunreinigung in der PVD-Kammer. Da das Kontaminationspotenzial reduziert wird, kann der Abstand zwischen Reinigung und Wartung der PVD-Kammer (auch als durchschnittliche Zeit zwischen zwei Reinigungen (MTBC) bezeichnet) vorteilhaft verlängert werden. Die Oberflächen der Kammerkomponenten können Merkmale aufweisen, die das Anhaften des Films am Becher fördern. Die Haftmerkmale können Oberflächenstrukturen wie gerändelte Oberflächen, erhöhte Rauheit, Vertiefungen, Rillen, Vorsprünge oder andere haftungsverbessernde Oberflächenmerkmale einschließen.
Implementierungen der Erfindung können eine oder mehrere der Folgenden einschließen. Eine Kammerkomponente mit einer Außenoberfläche, die mit ausgebildeten Oberflächenmerkmalen ausgebildet ist, die die Haftung von Abscheidungsmaterialien aus der Prozesskammer verbessern und somit die Tendenz des abgeschiedenen Materials, mit der Zeit abzublättern, reduzieren. Die ausgebildeten Oberflächenmerkmale sind im Allgemeinen ein sich wiederholendes Muster aus Aussparungen, Vorsprüngen oder gemischten Oberflächenstrukturen, die die Makroebenen-Oberflächenkontur unterbrechen und so die Form des Merkmals definieren. Zusätzlich kann die Oberflächenkontur auf Makroebene vergleichbare, wenn auch kleinräumige Mikroebenenmerkmale aufweisen, die darauf angeordnet sind. Die Kammerkomponente kann aus einer Vielzahl von Schichten gebildet sein, wobei die Dicke jeder Schicht der Vielzahl von Schichten weniger als 66 µm (Mikro-Meter) betragen kann. Aussparungen und Vorsprünge, die die Merkmale bilden, können optional in inneren Abschnitten der Kammerkomponente ausgebildet werden, wenn dies gewünscht wird.
In Ausführungsformen, wobei die Kammerkomponente durch 3D-Druck gefertigt wird, kann das auf die Kammerkomponente gedruckte Material unter Verwendung eines Aushärtungsprozesses verfestigt werden. Die Kammerkomponente kann aus einem Materialvorläufer gebildet werden, der Eigenschaften einschließt, die eine Beständigkeit gegen hohe Temperaturen aufweisen. Schleifmittel oder andere Partikel können in dem Vorläufermaterial zugeführt werden, das zur Herstellung der Kammerkomponente verwendet wird, was die Strukturierung der Oberfläche der Kammerkomponente verbessert. Zusätzlich kann eine Vielzahl von gedruckten Vorläufermaterialien verwendet werden, um unterschiedliche Abschnitte der Kammerkomponente zu bilden. Das Kammerkomponenten-Vorläufermaterial kann alternativ auch ein geschmolzenes Material sein, das durch Abkühlen verfestigt wird. Alternativ kann die Kammerkomponente unter Verwendung einer Fertigungstechnik gebildet werden, wobei die Strukturierung der Oberfläche durch eine separate nachfolgende additive Fertigungstechnik gebildet werden kann.
Vorteile der Erfindung können eine oder mehrere der Folgenden einschließen. Eine Kammerkomponente, die innerhalb sehr enger Toleranzen, d. h. mit einer guten Gleichmäßigkeit und Steuerung der Dicke, hergestellt werden kann. In der Kammerkomponente können in Abschnitten, die mit herkömmlichen Herstellungsverfahren nicht zugänglich sind, Rillen und andere geometrische Merkmale gebildet werden. Die additive Fertigung ermöglicht komplexe Formen und Geometrien, die sich mit herkömmlichen Herstellungsverfahren nur schwer oder gar nicht realisieren lassen. Zusätzlich kann die 3D-gedruckte Kammerkomponente schneller und kostengünstiger hergestellt werden als andere, vergleichbar geformte herkömmliche Kammerkomponenten.
1A ist eine teilweise Draufsicht auf eine strukturierte Oberfläche 102 einer Prozesskammerkomponente 100. Die Kammerkomponente 100 kann einen Komponententeilkörper 140 aufweisen, der eine einheitliche monolithische Konstruktion aufweist. Der Komponententeilkörper 140 weist eine strukturierte Oberfläche 102 auf. Alternativ kann der Kammerkomponente 100 die strukturierte Oberfläche 102 in einem zweiten Vorgang hinzugefügt werden. Die strukturierte Oberfläche 102 kann sich mindestens auf den Außenoberflächen des Komponententeilkörpers 140 befinden, die der Prozessumgebung der Prozesskammer ausgesetzt sind, und somit einer Abscheidung darauf unterliegen. Die strukturierte Oberfläche 102 kann eine Struktur in großem Maßstab (Makro) sein, die ein sich wiederholendes, vordefiniertes Muster von ausgebildeten Merkmalen 104 einschließt. Der Begriff „ausgebildete Merkmale“ bedeutet, dass die allgemeine Form und Anordnung der Merkmale, die die Oberfläche der Kammerkomponente definieren, durch ein additives Fertigungsverfahren, wie 3D-Druck oder eine andere Präzisionsfertigungstechnik, gebildet werden, das eine vordefinierte geometrische Form auf der Oberfläche der Kammerkomponente erzeugt, sodass ein vordefiniertes Muster von Strukturen mit hoher Toleranz gebildet wird. Die ausgebildeten Merkmale 104 können eine Form und Anordnung von Öffnungen aufweisen, die beim 3D-Druck des zugrundeliegenden Körpers 140 der Kammerkomponente 100 gebildet werden. Die ausgebildeten Merkmale 104 können Formen oder Konfigurationen aufweisen, die nur durch additive Fertigung erreichbar sind. Die ausgebildeten Merkmale 104 können mindestens teilweise unterhalb der strukturierten Oberfläche 102 oder oberhalb der strukturierten Oberfläche 102 ausgespart sein. Die ausgebildeten Merkmale 104 können auch im Wesentlichen koplanar mit der strukturierten Oberfläche 102 der Kammerkomponente 100 sein. Die ausgebildeten Merkmale 104 können zusammenhängend verbunden sein oder in diskreter Form vorliegen. Die ausgebildeten Merkmale 104 sind konfiguriert, um die Filmspannung reduzieren und/oder die Wärmeleitfähigkeit der zugrundeliegenden Kammerkomponente 100 abzustimmen. Die ausgebildeten Merkmale 104 können eine Form aufweisen und unterschiedlich zu den benachbarten Merkmalen 104 ausgebildet sein. Die ausgebildeten Merkmale 104 können zusätzlich Mikromerkmale einschließen, die darauf ausgebildet sind. Die Mikromerkmale, die auf den ausgebildeten Merkmalen 104 ausgebildet sind, können vergleichbar mit den größeren Merkmalen hergestellt werden, d. h. mittels einer additiven Fertigungstechnik. Optional können die Mikromerkmale unter Verwendung herkömmlicher Aufrauungstechniken (z. B. nicht maschinell verarbeitet), wie Perlstrahlen und dergleichen, gebildet werden. Alternativ ist die Form jedes ausgebildeten Merkmals eindeutig für seine Position und Funktion und kann sich von benachbarten Merkmalen unterscheiden.
Die ausgebildeten Merkmale 104, die als Teil der strukturierten Oberfläche 102 ausgebildet sind, können in einem sich wiederholenden Muster oder in zufälliger Weise angeordnet sein. Zum Beispiel können die ausgebildeten Merkmale in einem sich wiederholenden Muster aus kleinen Toroiden, Kettengeflechten, Schuppen, Wellen, eierkartonähnlichen Strukturen, gerändelten Diamantformen, dichtgepackten Formen, Vertiefungen, Rillen, Vorsprüngen und wellenförmigen Sinusprofilen sowie anderen Mustern angeordnet sein. In einer Ausführungsform sind die ausgebildeten Merkmale 104 so angeordnet, dass die Entstehung einer sich zwischen den ausgebildeten Merkmalen 104 erstreckenden zusammenhängenden planaren Oberfläche vermieden wird, zum Beispiel durch Anordnen der ausgebildeten Merkmale 104 in einem Muster oder einer anderen Anordnung, die verhindert, dass sich zwischen den ausgebildeten Merkmalen 104 über die strukturierte Oberfläche 102 eine Sichtlinienoberfläche bildet. Beispiele für ausgebildete Merkmale 104, die in einem Muster 150 angeordnet sind, das keine Sichtlinienoberfläche aufweist, die zwischen den ausgebildeten Merkmalen 104 über die strukturierte Oberfläche 102 definiert ist, sind in 1B dargestellt. Die ausgebildeten Merkmale 104 können eine Vielzahl von Größen und Formen umfassen. Zum Beispiel kann das Muster der ausgebildeten Merkmale 104 sowohl größere Merkmale 120 als auch kleinere Merkmale 130 aufweisen. In anderen Ausführungsformen können zusätzlich Merkmale 104 vorhanden sein, die entweder größer oder kleiner als die größeren Merkmale 120 oder die kleineren Merkmale 130 sind. In noch einer anderen Ausführungsform können die Merkmale 104 ähnlich bemessen und in einem Muster angeordnet sein, wie das in 1A gezeigte Muster 110. Das Muster 110 kann so angeordnet sein, dass zwischen den ausgebildeten Merkmalen 104 keine Sichtlinienoberfläche definiert ist. Vorteilhaft ist, dass eine Prozesskammerkomponente 100, die eine strukturierte Oberfläche 102 aufweist, die keine Sichtlinienoberflächen zwischen den ausgebildeten Merkmalen 104 definiert, die die strukturierte Oberfläche 102 bilden, lange, zusammenhängende, lineare Oberflächen eliminiert, die anfällig für das Abblättern von abgeschiedenem Material und/oder leicht ablösbaren Partikeln sind. Somit ermöglicht die Prozesskammerkomponente 100 mit einer strukturierten Oberfläche 102, die keine Sichtlinienoberfläche zwischen den ausgebildeten Merkmalen 104 aufweist, längere Wartungsintervalle zwischen den Reinigungen mit einem verringerten Risiko des Abblätterns des abgeschiedenen Films, wodurch die Produktausbeute verbessert, die Wartungsanforderungen reduziert und ein wirtschaftlicherer Betrieb von Prozesskammern ermöglicht wird, in denen die strukturierte Prozesskammerkomponente 100 genutzt wird.
Die Leichtigkeit, mit der ausgebildete Merkmale 104 im Makromaßstab auf die Prozesskammerkomponente 100 aufgebracht werden können, ermöglicht das Bilden einer strukturierten Oberfläche 102 auf Oberflächen, auf denen eine herkömmliche Strukturierung entweder nicht möglich wäre oder die Kammerkomponente möglicherweise beschädigen könnte. Eine additive Fertigungstechnik zum Herstellen der ausgebildeten Merkmale 104 ermöglicht es, die ausgebildeten Merkmale 104 mit Hinterschnitten, Querbohrungen, Vertiefungen und anderen Oberflächenkonturen an Stellen zu bilden, die für Werkzeuge nicht zugänglich sind, und somit eine Strukturgeometrie zu schaffen, die zuvor nicht gebildet werden konnte. Darüber hinaus können die ausgebildeten Merkmale 104 und die strukturierte Oberfläche 102 an Prozesskammerkomponenten 100 gebildet werden, die aus Edelstahl, Aluminium, Keramik oder anderen Materialien hergestellt sind.
Wie vorstehend erläutert, können die ausgebildeten Merkmale 104 eine beliebige Anzahl von geometrischen Formen aufweisen, und die Formen müssen nicht gleichmäßig über die strukturierte Oberfläche 102 verteilt sein. Obwohl die ausgebildeten Merkmale 104 in der Draufsicht als Kreise gezeigt sind, können die ausgebildeten Merkmale 104 komplexe Formen aufweisen, wie unter anderem polygonale oder unregelmäßige Formen. Zusätzlich kann der Abstand zwischen den ausgebildeten Merkmalen 104, die über die strukturierte Oberfläche 102 verteilt sind, einheitlich oder unregelmäßig in Form und Größe sein.
Ein kurzer Blick auf 2 zeigt, dass die ausgebildeten Merkmale 104 auf einer gekrümmten Oberfläche gebildet werden können, ohne dass es zu einer Verformung der ausgebildeten Merkmale 104 kommt. 2 veranschaulicht eine teilweise Draufsicht auf eine strukturierte gekrümmte Oberfläche der Kammerkomponente 200. Die Kammerkomponente 200 kann gekrümmt, zylindrisch sein, einen Bogen, eine Schräge oder eine andere abgerundete Oberfläche aufweisen. Zum Beispiel kann die Kammerkomponente 200 eine Abschirmung, ein Auskleidungssockel oder eine andere Kammerkomponente sein und kann eine Innenoberfläche 210 und/oder eine Außenoberfläche 220 aufweisen. Die Innenoberfläche 210 und die Außenoberfläche 220 können mit den ausgebildeten Merkmalen 104 strukturiert sein, um die Filmspannung zu reduzieren und die Haftung der Abscheidungsmaterialien zu fördern. Das Bilden der ausgebildeten Merkmale 104 durch additive Fertigungstechniken ermöglicht es, dass die ausgebildeten Merkmale 104 an oder in der Nähe einer Krümmung 202 entweder auf der Innenoberfläche 210 oder der Außenoberfläche 220 der Kammerkomponente 200 eine gleichmäßige Schichtdicke aufweisen. Zusätzlich können die Form und Größe des ausgebildeten Merkmals 104 durch die Krümmung 202 nicht verzerrt werden, insbesondere zum Beispiel, wenn die Krümmung 202 an einer inneren Ecke ausgebildet ist. Somit können die ausgebildeten Merkmale 104 gleichmäßige Ankerpunkte bereitstellen, an denen das abgeschiedene Material haften kann.
Beispielhafte Implementierungen der ausgebildeten Merkmale 104 werden ferner unter Bezugnahme auf 3 und 4A bis 4F und 5A bis 5B beschrieben. 3 ist eine teilweise Querschnittsansicht der ausgebildeten Merkmale der strukturierten Oberfläche der Prozesskammerkomponente von 1, aufgenommen durch die Schnittlinie 3-3. 4A bis 4F sind teilweise Draufsichten auf beispielhafte ausgebildete Merkmale 104 der strukturierten Oberfläche 102 der Prozesskammerkomponente. 5A und 5B sind teilweise Draufsichten auf zusätzliche beispielhafte ausgebildete Merkmale für die strukturierte Oberfläche der Prozesskammerkomponente. Es versteht sich, dass die in 4A bis 4F und 5A bis 5B veranschaulichten ausgebildeten Merkmale 104 lediglich repräsentativ sind und dass die ausgebildeten Merkmale 104 Materialien, Formen und Größen sowie andere Eigenschaften aufweisen können, die geeignet sind, eine gewünschte Eigenschaft wie Filmhaftung und/oder Wärmeleitfähigkeit zu fördern.
3 zeigt zwei benachbarte Merkmale 104, die als ein ausgebildetes Makroebenenmerkmal 310 und ein zweites ausgebildetes Makroebenenmerkmal 320 identifiziert wurden. Die zwei ausgebildeten Merkmale 310, 320 auf Makroebene sind nur zwei ausgebildete Merkmale 104 aus der Vielzahl von ausgebildeten Merkmalen 104, die auf der Kammerkomponente 100 angeordnet sind. Die zwei ausgebildeten Merkmale 310, 320 auf Makroebene können strukturelle Unterschiede aufweisen, wie sie in den Beispielen von 4A bis 4F und 5A bis 5B gezeigt sind. Das ausgebildete Makroebenenmerkmal 310 kann im Wesentlichen vergleichbar sein mit dem zweiten ausgebildeten Makroebenenmerkmal 320. Alternativ können die zwei Merkmale 310, 320 auf Makroebene unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann das ausgebildete Makroebenenmerkmal 310 vergleichbar sein mit dem ausgebildeten Merkmal 410 in 4A, während das zweite ausgebildete Merkmal auf Makroebene vergleichbar sein kann mit dem ausgebildeten Merkmal 430, das in 4D gezeigt wird.
Die ausgebildeten Merkmale 104, die als Teil der Kammerkomponente 100 ausgebildet sind, können ein sich wiederholendes vorbestimmtes Muster von Aussparungen, Vorsprüngen oder gemischt aus Aussparungen und Vorsprüngen aufweisen, das eine ausgebildete Oberflächenstruktur erzeugt (im Gegensatz zu zufälligen Spitzen und Senken der durch Oberflächenstrahlen erzeugten Rauheit auf Mikroebene), die die Oberflächenkontur auf Makroebene unterbricht, um die Filmhaftung der abgeschiedenen Materialien zu fördern.
Das zweite ausgebildete Makroebenenmerkmal 320 ist als eine optionale Außenschicht 324 aufweisend gezeigt. Die optionale Außenschicht 324 kann, muss aber nicht auf allen ausgebildeten Merkmalen 104 vorhanden sein und wird hier der Einfachheit halber nur für das zweite Makroebenenmerkmal 320 gezeigt. Die optionale Außenschicht 324 kann zusätzliche Schichten aus einem Basismaterial 322 zur Außenoberfläche 332 aufweisen. Zum Beispiel kann das Basismaterial 322 ein geeignetes Material sein, das unter Berücksichtigung von Kosten, Wärmeübertragung oder anderen erwünschten Eigenschaften gewählt wird. Die optionale Außenschicht 324 kann eine oder mehrere Schichten aufweisen, die übereinandergestapelt werden, um die optionale Außenschicht 324 zu bilden. Der Schichtstapel kann angeordnet sein, um Haftung und Änderungen einer Eigenschaft des Basismaterials 322 auf der Außenoberfläche 332 zu fördern. Zum Beispiel kann das Basismaterial 322 aus Edelstahl und die Außenoberfläche 332 aus einem keramischen Material bestehen, wobei die Außenschicht 324 als Übergang zwischen den zwei Materialien verschmilzt.
Die Anordnungen der ausgebildeten Merkmale 104 über einzelne Bereiche der Kammerkomponenten kann Variationen in den lokalen Eigenschaften der Kammerkomponenten bereitstellen. Beispielsweise können die verschiedenen in 4A bis 4F und 5A bis 5B gezeigten ausgebildeten Merkmale 104 verwendet werden zum Abstimmen von Wärmeleitfähigkeit, Filmspannung und anderen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen der Verarbeitungsumgebung der Prozesskammer, um Gleichmäßigkeit zu fördern und Umweltverschmutzung zu reduzieren. Die ausgebildeten Merkmale 104 können in einigen Ausführungsformen auch zufällig über die Oberflächen der Kammerkomponente 100 angeordnet sein. Die ausgebildeten Merkmale 104 können einen makro-strukturierten Bereich bereitstellen, der eine gewünschte Eigenschaft wie die Haftung von Abscheidungsmaterialien fördert. Zum Beispiel können die ausgebildeten Merkmale 104 Makroebenenmerkmale 310 aufweisen.
In einigen Ausführungsformen können Mikroebenenmerkmale 304 auf der Außenoberfläche 332 der Makroebenenmerkmale 310 gebildet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Mikroebenenmerkmal 304 auf einer Oberfläche 302 zwischen den Makroebenenmerkmalen 310, 320 liegen. In noch anderen Ausführungsformen können keine zusätzlichen ausgebildeten Merkmale auf dem ausgebildeten Makroebenenmerkmal 310 gebildet sein. Die Mikroebenenmerkmale 304 können im Wesentlichen vergleichbar sein mit den Makroebenenmerkmalen 310. Alternativ können die Mikroebenenmerkmale 304 eine andere Form aufweisen als das nächstgelegene Makroebenenmerkmal 104. Zum Beispiel können die Mikroebenenmerkmale 304 ein ausgebildetes Merkmal sein und Strukturen aufweisen, wie sie in den Beispielen von 4A bis 4F und 5A bis 5B gezeigt sind. Die Mikroebenenmerkmale 304 können als Teil der ausgebildeten Merkmale 104 gebildet werden. Die Mikroebenenmerkmale 304 können in einem Muster, ganz oder teilweise auf der Außenoberfläche 332 ausgebildet sein. Zum Beispiel können die Mikroebenenmerkmale 304 auf einer Oberseite 312, aber nicht auf einer Seitenfläche 311 des ausgebildeten Merkmals 104 vorhanden sein. In anderen Ausführungsformen können die Mikromerkmale keine ausgebildeten Merkmale sein und durch herkömmliche Aufrauungstechniken, wie Perlstrahlen und dergleichen, gebildet werden.
Kleinere Untermerkmale 314 können optional auf einem oder mehreren der Mikromerkmale 304 gebildet werden. In einigen Ausführungsformen werden die Untermerkmale 314 direkt auf den Mikromerkmalen 304 oder der Oberfläche zwischen benachbarten Mikromerkmalen 304 gebildet. Die Untermerkmale 314 können im Wesentlichen vergleichbar sein mit den Makromerkmalen 104 oder den Mikromerkmalen 304. Alternativ können sich die Untermerkmale 314 in Form oder Größe von dem nächstgelegenen Makro- oder Mikromerkmal 104, 304 unterscheiden. In einer Ausführungsform können die Untermerkmale 314 Strukturen aufweisen, wie in den Beispielen von 4A bis 4F und 5A bis 5B gezeigt. Die Untermerkmale 314 können ein ausgebildetes Merkmal sein, oder optional können die Untermerkmale 314 unter Verwendung herkömmlicher Aufrauungstechniken, wie Perlstrahlen und dergleichen, gebildet werden. Zusätzlich ist es denkbar, dass zusätzliche, noch kleinere Merkmale auf den Untermerkmalen 314 gebildet werden.
Die ausgebildeten Merkmale 104, wie das Makromerkmal 310, optional mit zusätzlichen Mikromerkmalen 204 und/oder Untermerkmalen 314, können so konfiguriert sein, dass sie den Oberflächenbereich der Kammerkomponente 100, 200 vergrößern. Der vergrößerte Oberflächenbereich trägt dazu bei, dass der Film während des Verarbeitens besser haftet. Somit fördern die ausgebildeten Merkmale 104 die Haftung und vermindern das Abblättern des anhaftenden Materials und eine mögliche Verunreinigung der Prozesskammer. Die ausgebildeten Merkmale 104 können auch konfiguriert sein, um die Wärmeleitfähigkeit der Kammerkomponente 100, 200 zu verändern.
Die 4A bis 4F und 5A bis 5B veranschaulichen beispielhafte ausgebildete Merkmale 104, die für die Makro-, Mikro- und kleineren Merkmale 310, 304, 314 geeignet sind. In einer Ausführungsform kann ein ausgebildetes Merkmal 410, wie in 4A gezeigt, einen Hinterschnitt 412 an einer Außenkante 411 des ausgebildeten Merkmals 410 aufweisen. Der Hinterschnitt 412 stellt einen sicheren Ankerpunkt bereit, der eine starke Filmhaftung fördert. Der Hinterschnitt 412 kann vorteilhaft so abgestimmt werden, dass er eine Wärmeleitfähigkeit zum Isolieren einiger Kammerkomponenten bereitstellt und gleichzeitig die Temperaturänderungen bei anderen Kammerkomponenten minimiert. Zum Beispiel kann der Hinterschnitt 412 vergrößert oder verkleinert werden, wodurch die Wärmeübertragung zwischen dem Film und der Kammerkomponente optimiert wird. Ein kurzer Blick auf 5A und 5B zeigt, dass das ausgebildete Merkmal 410 in 5A einen größeren Hinterschnitt 412 aufweist als in 5B. Der größere Hinterschnitt 412 in 5A führt zu einem Schaft 536 mit einem kleineren Durchmesser 530, der einen oberen Abschnitt 538 zum Befestigen an der strukturierten Oberfläche 102 aufweist. Der kleinere Durchmesser 530 des Schafts 536 schränkt die Wärmeübertragung vom oberen Abschnitt 538 zur strukturierten Oberfläche 102 ein, sodass der Schaft 536 als thermische Drossel wirkt, die die Wärmeübertragung zwischen dem ausgebildeten Merkmal 410 und dem Komponententeilkörper 140 begrenzt. Ebenso führt der kleinere Hinterschnitt 412 in 5B zu einem Schaft 526 mit einem größeren Durchmesser 520, der einen oberen Abschnitt 528 zum Befestigen an der strukturierten Oberfläche 102 aufweist. Der größere Durchmesser 520 des Schafts 526 fördert die Wärmeübertragung vom oberen Abschnitt 538 auf die strukturierte Oberfläche 102. Vorteilhafterweise kann die Wärmeübertragung durch Anpassen der Größe des Hinterschnitts 412 für das ausgebildete Merkmal 410 abgestimmt werden.
In einer anderen Ausführungsform können die ausgebildeten Merkmale 104 ein ausgebildetes Merkmal 420 einschließen, das einen Hinterschnitt 422 aufweist, der an einer Innenoberfläche des ausgebildeten Merkmals 420 angeordnet ist, wie in 4B gezeigt. Der Hinterschnitt 422 kann eine Öffnung 423 aufweisen, die schmaler ist als die Innenwand 425. Vorteilhafterweise kann der Hinterschnitt 422 einen sicheren Ankerpunkt für Abscheidungsfilme bereitstellen, der beim Handhaben der Kammerkomponente nicht leicht beschädigt wird. In einer anderen Ausführungsform können die ausgebildeten Merkmale 104 ihre Form von kreisförmig bis dreieckig, quadratisch oder polygonal variieren. Sie kann eine dreidimensionale (3D) Vertiefungs- oder Projektionsstruktur bilden und auch Gräben entlang des Umfangs aufweisen.
In noch einer anderen Ausführungsform können die ausgebildeten Merkmale 104 ein ausgebildetes Merkmal 430 einschließen, das einen inneren Hohlraum 432 aufweist, wie in 4C gezeigt. Der innere Hohlraum 432 kann eine obere Oberfläche 433 aufweisen, die den inneren Hohlraum 432 vollständig umschließt, um die Wärmeleitfähigkeit zu minimieren und zusätzlich die Filmhaftung zu verringern. Für einige Ausführungsformen ist auf der oberen Oberfläche 433 eine kleine Entlüftungsöffnung (nicht gezeigt) zum Entlüften des inneren Hohlraums 432 bereitgestellt. Alternativ kann die obere Oberfläche 433 den inneren Hohlraum 432 teilweise abdecken oder überbrücken. In anderen Ausführungsformen überspannt die obere Oberfläche 433 den Hohlraum 432 und stellt zwei oder mehrere Öffnungen bereit. Vorteilhafterweise kann die Wärmeleitfähigkeit abgestimmt werden, während der innere Hohlraum 432 des ausgebildeten Merkmals 430 einen Anker für eine starke Filmhaftung bereitstellt. Der innere Hohlraum 432 kann optional mit einem Material gefüllt werden, das einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material der oberen Oberfläche 433.
In noch einer anderen Ausführungsform können die ausgebildeten Merkmale 104 ein ausgebildetes Merkmal 440 einschließen, das Löcher 442 aufweist, wie in 4D gezeigt. Das ausgebildete Merkmal 440 kann einen runden, rechteckigen oder einen anderen geeigneten Querschnitt aufweisen, um die Materialmasse so abzustimmen, dass die Wärme auf die strukturierte Oberfläche 102 geleitet wird. Die Löcher 442 können Durchgangslöcher oder Sacklöcher sein. Die Löcher 442 können in einer Richtung parallel zu der strukturierten Oberfläche 102 oder in einem anderen Winkel ausgerichtet sein. Vorteilhafterweise können die Löcher 442 die thermische Masse des ausgebildeten Merkmals 440 reduzieren und gleichzeitig mehrere Ankerpunkte für die abgeschiedenen Schichten zur Förderung einer starken Haftung des Films bereitstellen. Die Löcher 442 können alternativ in Form von Vertiefungen, Rillen oder Schlitzen und anderen Formen in das ausgebildete Merkmal 440 eingearbeitet sein.
In noch einer anderen Ausführungsform können die ausgebildeten Merkmale 104 ein verdrehtes oder spiralförmiges Merkmal 450 einschließen, das an der strukturierten Oberfläche 102 angebracht ist, wie in 4E gezeigt. Das spiralförmige Merkmal 450 kann mit Löchern, wie die in 4D gezeigten Löcher 442, oder ohne Löcher ausgebildet sein. Das spiralförmige Merkmal 450 weist Oberflächen 451 auf, die der strukturierten Oberfläche 102 gegenüberliegen und von dem spiralförmigen Merkmal 450 abgedeckt werden. Auf diese Weise können die Oberflächen 451 die Filmhaftung auf den freiliegenden Oberflächen 452 fördern. Vorteilhafterweise kann das spiralförmige Merkmal 450 eine große thermische Masse bereitstellen, während es gleichzeitig Ankerpunkte für die abgeschiedenen Filme zur Förderung einer starken Haftung des Films bereitstellt.
In noch einer anderen Ausführungsform können die ausgebildeten Merkmale 104 ein Hakenmerkmal 460 einschließen, wie in 4F gezeigt. Das Hakenmerkmal 460 kann rund, rechteckig oder von einem beliebigen geeigneten Querschnitt sein, um die Materialmasse abzustimmen, die für die Wärmeleitung zur strukturierten Oberfläche 102 konfiguriert ist. Das Hakenmerkmal 460 kann mit Löchern, wie die in 4D gezeigten Löcher 442, oder ohne Löcher ausgebildet sein. Das Hakenmerkmal 460 weist eine Oberfläche 462 auf, die der strukturierten Oberfläche 102 gegenüberliegt und durch einen Körper 462 des Hakenmerkmals 460 abgedeckt ist. Auf diese Weise können die Oberflächen 462 die Filmhaftung fördern. Vorteilhafterweise kann das Hakenmerkmal 460 eine abstimmbare thermische Masse bereitstellen und gleichzeitig Ankerpunkte für die abgeschiedenen Filme zur Förderung einer starken Haftung des Films bereitstellen.
Es versteht sich, dass die Formen, die für die ausgebildeten Merkmale 104 unter Bezugnahme auf 4A bis 4F und 5A bis 5B beschrieben werden, lediglich ein Beispiel für beispielhafte Formen sind, und dass andere Formen und Kombinationen von Formen für die ausgebildeten Merkmale 104 in Betracht gezogen werden können. Zum Beispiel kann das ausgebildete Merkmal 410 von 4A an der Außenkante 411 einen zweiten Hinterschnitt oder einen gestapelten Rippeneffekt aufweisen, der den Oberflächenbereich zur Förderung der Haftung weiter vergrößert.
Unter Bezugnahme auf 6 veranschaulicht 6 eine beispielhafte Kammer 600 für die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), die Komponenten aufweist, die für die strukturierte Oberfläche 102 geeignet sind, und die ausgebildete Merkmale 104 aufweist. Beispiele für geeignete PVD-Kammern schließen die SIP ENCOREO PVD-Prozesskammern ein, die im Handel über Applied Materials, Inc. in Santa Clara, Kalifornien, erhältlich sind. Es wird erwogen, dass auch von anderen Herstellern erhältliche Prozesskammern an die hierin beschriebenen Ausführungsformen angepasst werden können. In einer Ausführungsform ist die Prozesskammer 600 in der Lage, zum Beispiel Titan, Aluminiumoxid, Aluminium, Aluminiumnitrid, Kupfer, Tantal, Tantalnitrid, Titannitrid, Wolfram oder Wolframnitrid auf einem Substrat 618 abzuscheiden.
Die Prozesskammer 600 weist gemäß einer Ausführungsform eine induktive Spule 642 auf. Die Prozesskammer 600 weist einen Körper 605 auf, der Seitenwände 602, einen Boden 603 und einen Deckel 604 einschließt, der ein inneres Volumen 606 umschließt. In dem inneren Volumen 606 der Prozesskammer 600 ist ein Substratträger, wie ein Sockel 608, angeordnet. In den Seitenwänden 602 ist eine Substratübergabeöffnung 609 zur Übergabe von Substraten in das und aus dem inneren Volumen 606 ausgebildet.
Eine Gasquelle 610 ist mit der Prozesskammer 600 gekoppelt, um Prozessgase in das innere Volumen 606 zu leiten. In einer Ausführungsform können die Prozessgase Inertgase, nicht reaktive Gase und ggf. reaktive Gase einschließen. Beispiele für Prozessgase, die von der Gasquelle 610 bereitgestellt werden können, schließen unter anderem Argongas (Ar), Helium (He), Neongas (Ne), Stickstoffgas (N₂), Sauerstoffgas (O₂), und H₂O ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
Eine Pumpvorrichtung 612 ist mit der Prozesskammer 600 gekoppelt und steht in Verbindung mit dem inneren Volumen 606, um den Druck des inneren Volumens 606 zu steuern. In einer Ausführungsform kann der Druck der Prozesskammer 600 bei etwa 1 Torr oder weniger aufrechterhalten werden. In einer anderen Ausführungsform kann der Druck innerhalb der Prozesskammer 600 bei etwa 500 milliTorr oder weniger aufrechterhalten werden. In noch einer anderen Ausführungsform kann der Druck innerhalb der Prozesskammer 600 bei etwa 1 milliTorr und etwa 300 milliTorr aufrechterhalten werden.
Der Deckel 604 kann eine Sputterquelle, wie ein Target 614, tragen. Das Target 614 stellt im Allgemeinen eine Materialquelle bereit, die auf dem Substrat 618 abgeschieden wird. Das Target 614 kann aus einem Material hergestellt werden, das Titan (Ti), Tantal (Ta), Wolfram (W), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Legierungen davon, Kombinationen davon und dergleichen enthält. In einer hierin dargestellten beispielhaften Ausführungsform kann das Target 614 aus Titan (Ti)-Metall, Tantal-Metall (Ta) oder Aluminium (Al) gefertigt werden.
Das Target 614 kann mit einer Gleichstromquellenanordnung 616 gekoppelt sein. Ein Magnetron 619 kann benachbart zu dem Target 614 gekoppelt sein. Beispiele für die Magnetronbaugruppe 619 schließen ein elektromagnetisches Linearmagnetron, ein Serpentinenmagnetron, ein Spiralmagnetron, ein doppeldigitales Magnetron, ein rechtwinkliges Spiralmagnetron und andere ein. Alternativ können auch starke Magnete benachbart zum Target 614 platziert werden. Die Magnete können Seltenerdmagnete wie Neodym oder andere geeignete Werkstoffe zum Erzeugen eines starken Magnetfelds sein. Das Magnetron 619 kann das Plasma einschränken und die Plasmakonzentration entlang des Targets 614 verteilen.
Eine Steuerung 698 ist mit der Prozesskammer 600 gekoppelt. Die Steuerung 698 schließt eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 660, einen Speicher 658 und Unterstützungsschaltungen 662 ein. Die Steuerung 698 wird zum Steuern des Prozessablaufs genutzt, indem sie die Gasströme von der Gasquelle 610 in die Prozesskammer 600 reguliert und den Ionenbeschuss des Targets 614 steuert. Die CPU 660 kann jede Art von Universalcomputerprozessor sein, der in einer industriellen Umgebung verwendet werden kann. Die Softwareroutinen können in dem Speicher 658, wie einem Direktzugriffsspeicher, Nur-Lese-Speicher, Disketten- oder Festplattenlaufwerk oder einer anderen Form von digitalem Speicher, gespeichert werden. Die Unterstützungsschaltungen 662 sind herkömmlicherweise mit der CPU 660 gekoppelt und können Cache, Taktschaltungen, Eingabe/Ausgabe-Subsysteme, Stromversorgungen und dergleichen umfassen. Die Softwareroutinen, wenn sie von der CPU 660 ausgeführt werden, verwandeln die CPU 660 in einen spezifischen Universalcomputer (Steuerung) 698, der die Prozesskammer 600 so steuert, dass die Prozesse gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden. Die Softwareroutinen können auch von einer zweiten (nicht gezeigten) Steuerung gespeichert und/oder ausgeführt werden, die sich entfernt von der Prozesskammer 600 befindet.
Eine zusätzliche HF-Energiequelle 680 kann auch über den Sockel 608 mit der Prozesskammer 600 gekoppelt sein, um bei Bedarf eine Vorspannung zwischen dem Target 614 und dem Sockel 608 bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann die HF-Energiequelle 680 dem Sockel 608 Energie bereitstellen, um das Substrat 618 mit einer Frequenz zwischen etwa 1 MHz und etwa 100 MHz, wie etwa 13,56 MHz, vorzuspannen.
Der Sockel 608 kann zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Position beweglich sein, wie durch den Pfeil 682 gezeigt. In der abgesenkten Position kann eine obere Oberfläche 611 des Sockels 608 mit der Substrattransportöffnung 609 oder direkt darunter ausgerichtet sein, um den Eintritt und die Entnahme des Substrats 618 aus der Prozesskammer 600 zu ermöglichen. Die obere Oberfläche 611 kann einen Kantenabscheidering 636 aufweisen, der so bemessen ist, dass er das Substrat 618 aufnimmt und gleichzeitig den Sockel 608 vor Plasma und abgeschiedenem Material schützt. Der Sockel 608 kann in eine erhöhte Position bewegt werden, die näher am Target 614 liegt, um das Substrat 618 in der Prozesskammer 600 zu verarbeiten. Ein Abdeckring 626 kann in den Kantenabscheidering 636 eingreifen, wenn sich der Sockel 608 in der angehobenen Position befindet. Der Abdeckring 626 kann verhindern, dass das Abscheidungsmaterial eine Brücke zwischen dem Substrat 618 und dem Sockel 608 bildet. Wenn sich der Sockel 608 in der abgesenkten Position befindet, hängt der Abdeckring 626 über dem Sockel 608 und dem darauf positionierten Substrat 618, um eine Substratübertragung zu ermöglichen.
Während der Substratübertragung wird eine Roboterklinge (nicht gezeigt), die das Substrat 618 trägt, durch die Substratübertragungsöffnung 609 ausgefahren. Hebestifte (nicht gezeigt) erstrecken sich durch die obere Oberfläche 611 des Sockels 608, um das Substrat 618 von der oberen Oberfläche 611 des Sockels 608 anzuheben und somit Platz für die Roboterklinge zwischen dem Substrat 618 und dem Sockel 608 zu schaffen. Der Roboter kann dann das Substrat 618 durch die Substrattransportöffnung 609 aus der Prozesskammer 600 befördern. Das Anheben und Absenken des Sockels 608 und/oder der Hebestifte kann durch die Steuerung 698 gesteuert werden.
Während der Sputterabscheidung kann die Temperatur des Substrats 618 durch Nutzen einer thermischen Steuerung 638 gesteuert werden, die in dem Sockel 608 angeordnet ist. Das Substrat 618 kann zum Verarbeiten auf eine gewünschte Temperatur erwärmt werden. Nach dem Verarbeiten kann das Substrat 618 unter Nutzung der thermischen Steuerung 638, die in dem Sockel 608 angeordnet ist, schnell abgekühlt werden. Die thermische Steuerung 638 steuert die Temperatur des Substrats 618 und kann genutzt werden, um die Temperatur des Substrats 618 innerhalb von Sekunden bis zu einer Minute von einer ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur zu ändern.
Eine Innenabschirmung 620 kann im inneren Volumen 606 zwischen dem Target 614 und dem Sockel 608 positioniert sein. Die Innenabschirmung 620 kann unter anderem aus Aluminium oder Edelstahl gebildet werden. In einer Ausführungsform ist die Innenabschirmung 620 aus Edelstahl gebildet. Zwischen der Innenabschirmung 620 und der Seitenwand 602 kann eine Außenabschirmung 622 gebildet werden. Die Außenabschirmung 622 kann neben anderen Materialien auch aus Aluminium oder Edelstahl gebildet werden. Die Außenabschirmung 622 kann sich über die Innenabschirmung 620 hinaus erstrecken und ist konfiguriert, um den Abdeckring 626 zu stützen, wenn sich der Sockel 608 in der abgesenkten Position befindet.
In einer Ausführungsform schließt die Innenabschirmung 620 einen Radialflansch 623 ein, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Innenabschirmung 620 ist. Der Radialflansch 623 erstreckt sich von der Innenabschirmung 620 in einem Winkel von mehr als etwa neunzig Grad (90°) relativ zur Innendurchmesser-Oberfläche der Innenabschirmung 620. Der Radialflansch 623 kann ein kreisförmiger Steg sein, der sich von der Oberfläche der Innenabschirmung 620 erstreckt und im Allgemeinen so angepasst ist, dass er mit einer Aussparung zusammenpasst, die in dem auf dem Sockel 608 angeordneten Abdeckring 626 ausgebildet ist. Die Aussparung kann eine in dem Abdeckring 626 ausgebildete kreisförmige Rille sein, die den Abdeckring 626 in Bezug auf die Längsachse des Sockels 608 zentriert.
Die induktive Spule 642 der Prozesskammer 600 kann eine Windung aufweisen. Die induktive Spule 642 kann sich direkt innerhalb der Innenabschirmung 620 befinden und oberhalb des Sockels 608 positioniert sein. Die induktive Spule 642 kann näher an dem Sockel 608 positioniert sein als das Target 614. Die induktive Spule 642 kann aus einem Material gebildet werden, das in seiner Zusammensetzung mit dem Target 614 vergleichbar ist, wie Tantal, um als sekundäres Sputtertarget zu fungieren. Die induktive Spule 642 wird durch eine Vielzahl von Spulenabstandshaltern 640 von der Innenabschirmung 620 abgestützt. Die Spulenabstandshalter 640 können die induktive Spule 642 von der Innenabschirmung 620 und anderen Kammerkomponenten elektrisch isolieren.
Die induktive Spule 642 kann mit einer Stromquelle 650 gekoppelt sein. Die Stromquelle 650 kann elektrische Leitungen aufweisen, die die Seitenwand 602 der Prozesskammer 600, die Außenabschirmung 622, die Innenabschirmung 620 und die Spulenabstandshalter 640 durchdringen. Die elektrischen Leitungen sind mit einer Lasche 644 an der induktiven Spule 642 verbunden, um die induktive Spule 642 mit Strom zu versorgen. Die Lasche 644 kann eine Vielzahl von isolierten elektrischen Verbindungen aufweisen, um die induktive Spule 642 mit Strom zu versorgen. Zusätzlich können die Laschen 644 konfiguriert sein, um mit den Spulenabstandshaltern 640 zusammenwirken und die induktive Spule 642 abzustützen. Die Stromquelle 650 versorgt die induktive Spule 642 mit Strom, um ein HF-Feld innerhalb der Prozesskammer 600 zu induzieren und Strom an das Plasma zu koppeln, um die Plasmadichte, d. h. die Konzentration reaktiver Ionen, zu erhöhen.
7 stellt ein schematisches Draufsichtsdiagramm für ein Prozess-Kit 700 für die in 6 gezeigte Kammer 600 dar, die den Spulenabstandhalter 640 aufweist. Das Prozess-Kit 700 schließt die Innenabschirmung 620, die Außenabschirmung 622 und die induktive Spule 642 ein. Das Prozess-Kit 700 kann zusätzlich oder alternativ einen Abscheidering, einen Abdeckring, einen Schattenring, einen Fokusring, einen Schattenrahmen und dergleichen einschließen. Das Prozess-Kit 700 weist eine Mittelachse 701 auf, um die die Innenabschirmung 620, die Außenabschirmung 622 und die induktive Spule 642 zentriert sind. Die Innenabschirmung 620 weist eine obere Oberfläche 725, eine Innenoberfläche 722 und eine Außenoberfläche 724 auf, die alle oberflächenausgebildete Merkmale 104 aufweisen können.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 6 ist die Innenoberfläche 722 der Innenabschirmung 620 dem inneren Volumen 606 der Prozesskammer 600 ausgesetzt. Die Außenoberfläche 724 ist angrenzend an die Seitenwand 602 und die Außenabschirmung 622 angeordnet. Die obere Oberfläche 611 ist angrenzend an den Deckel 604 der Prozesskammer 600 angeordnet. Die Innenabschirmung 620 weist eine Vielzahl von Befestigungselementen 723 entlang einer unteren Oberfläche 721 zum Befestigen der Innenabschirmung 620 an der Außenabschirmung 622 auf.
Die Außenabschirmung 622 ist entlang der Außenoberfläche 724 angeordnet und erstreckt sich unter der Innenabschirmung 620. Die Außenabschirmung 622 weist einen Innendurchmesser 772 auf, der sich über die Innenoberfläche 722 der Innenabschirmung 620 hinaus erstreckt. Der Innendurchmesser 772 liegt näher an der Mittelachse 701 als die Innenoberfläche 722. In einer Ausführungsform liegt die Innenoberfläche 722 näher an der Mittelachse 701 als die induktive Spule 642.
Die induktive Spule 642 ist durch den Spulenabstandshalter 640 in einem Abstand 740 von der Innenoberfläche 722 der Innenabschirmung 620 beabstandet. Der Spulenabstandshalter 640 weist eine Oberseite 744 und eine Unterseite 746 auf. Der Abstand 740 wird dadurch bestimmt, wie weit die Oberseite 744 von der Unterseite 746 des Spulenabstandshalters 640 entfernt ist. Das heißt, die Höhe des Spulenabstandshalters 640 bestimmt den Abstand 740. Der Abstand 740 kann so abgestimmt werden, dass die Plasmadichte optimiert und eine Lichtbogenbildung der erregten induktiven Spule 642 verhindert wird.
Die Spulenabstandshalter 640 können in Umfangsrichtung um die Mittelachse 701 herum beabstandet sein. Zum Beispiel kann jeder der Vielzahl von Spulenabstandshaltern 640 mit einem Abstand 750 voneinander beabstandet sein. Der äquidistante Abstand 750 der benachbarten Spulenabstandshalter 640 stellt eine gleichmäßige Abstützung der induktiven Spule 642 bereit.
Die induktive Spule 642 kann ein erstes Ende 708 und ein zweites Ende 706 aufweisen. Die induktive Spule 642 kann eine einzelne Windung aufweisen, sodass sich zwischen den Enden 706, 708 ein Spalt 742 bildet. Die Enden 706, 708 der induktiven Spule 642 können gestützt werden. In einem Beispiel kann ein erster Spulenabstandshalter 780 der Vielzahl von Spulenabstandshaltern 640 mit der induktiven Spule 642 in der Nähe des ersten Endes 708 und ein zweiter Spulenabstandshalter 760 der Vielzahl von Spulenabstandshaltern 640 mit der induktiven Spule 642 in der Nähe des zweiten Endes 706 verbunden sein, um den induktiven Spule in der Nähe des Spalts 742 eine Stütze bereitzustellen. Alternativ kann der Spulenabstandshalter 640 den Spalt 742 überspannen, um mit beiden Enden 706, 708 der induktiven Spule 642 physisch zusammenzuwirken, ohne die Enden 706, 708 elektrisch zu überbrücken. Auf diese Weise kann ein Spulenabstandshalter 640 sowohl das erste Ende 708 als auch das zweite Ende 706 abstützen.
Wie vorstehend erläutert, kann die induktive Spule 642 von einer Vielzahl von Spulenabstandshaltern 640 abgestützt werden. Zum Beispiel kann die induktive Spule 642 drei oder mehrere Spulenabstandshalter 640 aufweisen, um die induktive Spule 642 abzustützen. In einer Ausführungsform kann der erste Spulenabstandshalter 780 der Vielzahl von Spulenabstandshaltern 640 einen elektrischen Verbinder aufweisen, um die induktive Spule 642 mit Strom zu versorgen. In einer Ausführungsform kann der zweite Spulenabstandshalter 760 der Vielzahl von Spulenabstandshaltern 640 einen elektrischen Rückführpfad aufweisen, um die induktive Spule 642 mit Masse zu koppeln. Alternativ kann der erste Spulenabstandshalter 780 der induktiven Spule 642 sowohl einen Strom- als auch einen Rückleitungspfad durch den ersten Spulenabstandshalter 780 bereitstellen.
Ein beispielhaftes Beispiel für eine Kammerkomponente 100, 200, die oberflächenausgebildete Merkmale 104 aufweist, wird nun in Bezug auf den Spulenabstandshalter 640 beschrieben. 8 stellt eine Querschnittsansicht des in 7 veranschaulichten Spulenabstandshalters 640 dar. Der Spulenabstandshalter 640 kann einen Becher 840 einschließen. In einer Ausführungsform umfasst der Spulenabstandshalter 640 nur den Becher 840. Der Spulenabstandshalter 640 kann optional mindestens einen Laschenrezeptor 842 einschließen. Ein Befestigungselement 846 kann genutzt werden, um den Laschenrezeptor 842 und den Becher 840 zusammenzuhalten, wodurch der Spulenabstandshalter 640 gebildet wird. In noch einer anderen Ausführungsform können der Laschenrezeptor 842 und das Befestigungselement 846 in ein einziges Element der Baugruppe des Spulenabstandshalters 640 integriert sein.
Der Becher 840 weist einen oberen Abschnitt 862 und einen unteren Abschnitt 860 auf. Der untere Abschnitt 860 kann in der Nähe der Innenoberfläche 722 der Innenabschirmung 620 angeordnet sein. Der Becher 840, der Laschenrezeptor 842 und das Befestigungselement 846 können zusammen angebracht werden, um den Spulenabstandshalter 640 an der Innenabschirmung 620 zu befestigen. In einer Ausführungsform ist der untere Abschnitt 860 des Bechers 840 in der Nähe einer Öffnung 820 an der Innenoberfläche 722 der Innenabschirmung 620 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform ist der untere Abschnitt 860 des Bechers 840 in der Nähe der Innenoberfläche 722 der Innenabschirmung 620 angeordnet. Zum Beispiel kann die Öffnung 820 eines von dem Becher 840, dem Laschenrezeptor 842 oder dem Befestigungselement 846 aufweisen, das sich durch diese hindurch erstreckt. In einer anderen Ausführungsform kann die Innenabschirmung 620 ein Merkmal aufweisen (nicht gezeigt), das mit einem komplementären Merkmal des Bechers 840 zusammenpasst, um den Spulenabstandshalter 640 an der Innenabschirmung 620 anzuordnen und/oder zu sichern. Zum Beispiel kann der Spulenabstandshalter 640 ein Gewinde, eine Zwinge, einen Konus oder eine andere Struktur aufweisen, die zum Befestigen des Spulenabstandshalters 640 an der Innenabschirmung 620 geeignet ist. Alternativ kann der untere Abschnitt 860 an die Innenoberfläche 722 geklebt werden, wie mit einem Epoxidharz oder einem anderen Klebstoff.
Der Laschenrezeptor 842 kann als ein Träger- oder Strukturelement zum Befestigen des Bechers 840 an der Innenabschirmung 620 fungieren. Außerdem können der Laschenrezeptor 842 oder das Befestigungselement 846 mit der Lasche 644 der induktiven Spule 642 verbunden sein. Der Laschenrezeptor 842 kann Aufnahmemerkmale 844 aufweisen, um eine Verbindung mit den jeweiligen komplementären Laschenmerkmalen 818 auf der Lasche 644 zu bilden. In einer Ausführungsform greifen die Merkmale 844, 818 ineinander, um eine strukturelle Verbindung zwischen der Lasche 644 und dem Spulenabstandshalter 640 zum Abstützen der induktiven Spule 642 zu bilden. Die Merkmale 844, 818 können Fingerverbindungen, konische Verbindungen oder andere geeignete Strukturen sein, um eine Verbindung zwischen der Lasche 644 und dem Spulenabstandshalter 640 zu bilden, die geeignet ist, die induktive Spule 642 abzustützen. In einigen Ausführungsformen können die Merkmale 844, 816 einen Teil der vorstehend genannten elektrischen Verbindung bilden.
Einer oder mehrere der Spulenabstandshalter 640 (wie der erste Spulenabstandhalter 780 der in 7 gezeigten Vielzahl von Spulenabstandshaltern 640) können einen elektrischen Pfad 884 aufweisen, der sich durch diese hindurch erstreckt. Der elektrische Pfad 884 kann eine elektrische Verbindung zwischen der Lasche 644 an der induktiven Spule 642 und der Stromquelle 650 zum Erregen der induktiven Spule 642 bereitstellen. Alternativ können die Spulenabstandshalter 640 keinen elektrischen Pfad bereitstellen, und die Energie zum Erregen der induktiven Spule 642 wird auf andere Weise bereitgestellt, ohne einen der Spulenabstandshalter 640 zu passieren. Der elektrische Pfad 884 kann ein leitfähiger Pfad zum Übertragen eines elektrischen Signals sein. Alternativ kann der elektrische Pfad 884 ein Leerraum oder ein Raum sein, der die Zugänglichkeit von elektrischen Verbindungen zwischen der Stromquelle 650 und der Lasche 644 der induktiven Spule 642 bereitstellt.
Der Becher 840 kann aus einem thermischen Isolationsmaterial, wie Keramik, gebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Becher 840 aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein. Als weitere Alternative kann der Becher 840 aus einem Metall, wie Edelstahl, gebildet sein. Der Becher 840 kann die induktive Spule 642 von der Innenabschirmung 620 elektrisch isolieren. Der Becher 840 kann eine Öffnung 872 aufweisen. Die Öffnung 872 kann konfiguriert sein, um die Lasche 644 aufzunehmen. Die Öffnung 872 kann in dem oberen Abschnitt 862 angeordnet sein und sich in Richtung des unteren Abschnitts 860 erstrecken. In einer Ausführungsform weist die Öffnung 872 ein kreisförmiges Profil auf und ist konfiguriert, um eine runde Lasche 644 aufzunehmen. In einer anderen Ausführungsform ist die Öffnung 872 so geformt, dass sie eine Lasche 644 aufnimmt, die eine komplementäre, ineinandergreifende Form aufweist.
Der Becher 840 des Spulenabstandshalters 640 kann Oberflächen aufweisen, die konfiguriert sind, um die Haftung zu fördern und das Abscheiden von abgelagertem Material während des Betriebs der Prozesskammer 600 zu minimieren. 9 bis 11 veranschaulichen verschiedene Anordnungen für einen Becher eines Spulenabstandshalters 640, die so konfiguriert sind, dass ein Abblättern des abgeschiedenen Materials verhindert wird. 9 stellt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Bechers 840, der als Becher 900 veranschaulicht ist, dar. 10 stellt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Bechers 840 dar, der als Becher 1000 veranschaulicht ist. 11 stellt eine Querschnittsansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Bechers 840 dar, der als Becher 1100 veranschaulicht ist.
In einigen Ausführungsformen können die Spulenabstandshalter 640 unter Verwendung eines additiven Fertigungsverfahrens, wie 3D-Druck, gebildet werden. Die Becher 840, 900, 1000, 1100 der Spulenabstandshalter 640 können unter Verwendung eines 3D-Druckverfahrens hergestellt werden, das die Becher 840, 900, 1000, 1100 aus dem nacheinander abgeschiedenen Material bildet, zum Beispiel in mehreren Schichten, die zu einer einzelnen monolithischen Struktur verschmolzen werden. Geeignete Techniken für 3D-Druck der Becher 840, 900, 1000, 1100 können im Allgemeinen unter anderem gerichtete Energieabscheidung, Pulverbettschmelzen oder Folienlaminierung einschließen. Zum Beispiel ist die Polyjet-3D-Technik eine schichtadditive Technologie mit bis zu 16 Mikrometer (0,0006") dünnen Schichten. Der Polyjet-Rapid-Prototyping-Prozess verwendet hochauflösende Ink-Jet-Technologie in Kombination mit UV-härtenden Materialien, um hochdetaillierte und präzise Schichten oder Oberflächenabschlüsse in den Bechern 840, 900, 1000, 1100 zu erzeugen. In einem anderen Beispiel verwendet der 3D-Drucker das Schmelzabscheidungsverfahren (FDM), um das Material schichtweise abzuscheiden. Ein Filament oder ein Draht des Spulenbechermaterials wird von einer Spule abgewickelt und zusammengeschmolzen, um die Becher 840, 900, 1000, 1100 herzustellen. In noch einem anderen Beispiel spritzt der 3D-Drucker ein Bindemittel mit Tinte in ein Pulverbett. Diese Technik ist als „Binder-Jetting“ oder „Drop-on-Powder" bekannt. Das Pulverbett kann Additive sowie Grundmaterialien zum Erzeugen von Merkmalen und Eigenschaften in den Bechern 840, 900, 1000, 1100 enthalten. Der Tintenstrahldruckkopf bewegt sich über ein Pulverbett und scheidet dabei selektiv ein flüssiges Bindemittel ab. Eine dünne Pulverschicht wird auf das fertige Teilstück aufgetragen, wobei der Prozess wiederholt wird und jede Schicht an der letzten haften bleibt. In einem anderen Beispiel können die Becher 840, 900, 1000, 1100 im 3D-Druckverfahren unter Verwendung des selektiven Lasersinterns hergestellt werden. Ein Laser oder eine andere geeignete Stromquelle sintert pulverförmiges Material, indem der Laser automatisch auf Punkte in dem Pulver gerichtet wird, die durch ein 3D-Modell definiert sind. Der Laser verbindet das Material zu einer festen monolithischen Struktur. Wenn eine Schicht fertig ist, bewegt sich die Bauplattform nach unten und eine neue Materialschicht wird gesintert, um den nächsten Querschnitt (oder die nächste Schicht) der Becher 840, 900, 1000, 1100 zu bilden. Durch Wiederholung dieses Prozesses werden die Becher 840, 900, 1000, 1100 schichtweise aufgebaut. Das selektive Laserschmelzen (SLM) verwendet ein vergleichbares Konzept, allerdings wird das Material beim SLM vollständig geschmolzen und nicht gesintert, was unterschiedliche Kristallstrukturen, Porosität und andere Eigenschaften ermöglicht. In einem anderen Beispiel werden die Becher 840, 900, 1000, 1100 mittels Bahnlaminierung erzeugt. Die Becher 840, 900, 1000, 1100 können durch Übereinanderschichten von Materialbahnen und deren Bindung aneinander hergestellt werden. Der 3D-Drucker schneidet dann eine Kontur des Bechers 840, 900, 1000, 1100 in die gebundenen Materialbahnen. Durch Wiederholung dieses Prozesses werden die Becher 840, 900, 1000, 1100 schichtweise (bahnweise) zu einer monolithischen Struktur aufgebaut. In noch einem anderen Beispiel werden die Becher 840, 900, 1000, 1100 unter Verwendung der gerichteten Energieabscheidung (DEP) erzeugt. DEP ist ein additiver Herstellungsprozess, bei dem gezielte thermische Energie verwendet wird, um Materialien durch Schmelzen aneinander zu binden. Das Material kann in ein Schmelzbad gegeben werden, das durch einen Elektronenstrahl erzeugt wird, der dann durch einen Computer gesteuert wird, sodass er sich bewegt, um eine Schicht der Becher 840, 900, 1000, 1100 auf einer Bauplattform zu bilden, um eine monolithische Struktur zu bilden. Es versteht sich, dass die beispielhaften Techniken für den 3D-Druck der Becher 840, 900, 1000, 1100 ebenso geeignet sind wie andere 3D-Drucktechniken.
Es versteht sich, dass dem Basismaterial Additive beigemischt werden können, um Oberflächenstrukturen oder andere Merkmale in den Spulenabstandshaltern 640 zu erzeugen. Zum Beispiel können Additive verwendet werden, um in den Oberflächen der Becher 840, 900, 1000, 1100 eine Porosität zu erzeugen, die eine bessere Haftung der während der Plasmaverarbeitung abgeschiedenen Materialien ermöglicht. Die Additive können eine homogene Konzentration in dem Basismaterial in den Bechern 840, 900, 1000, 1100 aufweisen oder auch nicht. Die Additive können sich in unterschiedlichen Bereichen der Becher 840, 900, 1000,1100 in der Konzentration schrittweise ändern. Zum Beispiel kann die Konzentration der Additive über die Becher 840, 900, 1000, 1100 hinweg schrittweise in einer Beziehung von Kante zu Mitte ab- oder zunehmen. Somit können die Additive eine höhere Konzentration an oder in der Nähe der Endoberflächen der Becher 840, 900, 1000, 1100 aufweisen.
Poren oder Oberflächenmerkmale können auf den Oberflächen der Becher 840, 900, 1000, 1100 unter Verwendung von Additiven wie Tintenstrahlblasen, geschäumten UV-härtenden Merkmalen, reaktivem Strahlen oder anderen Techniken zum Erzeugen von Poren gebildet werden. Die Porosität der Becher 840, 900, 1000, 1100 kann im fertigen, ausgehärteten Material durch schnelles Mischen der zähflüssigen Formulierung und anschließende UV-Härtung erreicht werden, um die Luftblasen einzuschließen. Alternativ können kleine Blasen eines Inertgases (wie Stickstoff) als Additiv verwendet und in die Formulierung eingeführt, gemischt und sofort ausgehärtet werden. Poren können auch durch Zugeben von pyrogenen Stoffen wie Polyethylenglykol (PEG), Polyethylenoxid (PEO), hohlen Partikeln oder Mikrokugeln mit einem Durchmesser von etwa 5 nm bis 50 µm, z. B. Gelatine, Chitosan, Si₃N₄, Polymethylmethacrylat (PMMA), mesoporöse Nanopartikel, Carboxylmethylcellulose (CMC), makroporöse Hydrogele und Emulsionsmikrokugeln, erreicht werden. Alternativ kann eine Auslaugtechnik durch Kombinieren eines Salzpartikels (NaCl) und PEG als Co-Porenbildner eingesetzt werden, wobei das Salz anschließend zum Bilden der Poren ausgelaugt wird.
Porosität kann auch durch die Zugabe einer UV-aktivierten Spezies erreicht werden, die Gas und Schaum erzeugt (zum Beispiel mit Hilfe eines Photosäuregenerators), z. B. durch die zusätzliche Zugabe eines thermischen Initiators wie 2,2'-Azobisisobutyronitril (AIBN). Nach der UV-Bestrahlung erwärmt sich die UV-aushärtende Formulierung durch die exotherme Reaktion der Vernetzung, wodurch das AIBN aktiviert wird, wodurch auch N₂-Gas erzeugt wird, das während des Aushärtungsprozesses eingeschlossen wird und Poren hinterlässt. Alternativ kann ein UV-härtbares Polyurethan-Acrylat (PUA) hohle Nanopartikel zum Erzeugen von Mikroporen aufweisen.
Die Becher 900,1000, 1100 weisen einen Körper 922 auf. Der Körper 922 kann eine integrale Konstruktion sein, wie beim 3D-Druck, und eine innere Oberfläche 972 und eine äußere Oberfläche 942 aufweisen. Die innere Oberfläche 972 ist benachbart der Öffnung 872 angeordnet. Die innere Oberfläche 972 und die Außenoberfläche 942 können voneinander beabstandet sein, um eine Außenlippe 962 am oberen Abschnitt 862 der Becher 900, 1000, 1100 zu bilden. Die Außenlippe 962 kann konfiguriert sein, um die induktive Spule 642 mit minimaler Spannung starr abzustützen. Die Außenlippe 962 kann bemessen sein, um die Wärmeableitung zu fördert. Zum Beispiel weist eine größere, d. h. dickere, Außenlippe 962 mehr Masse auf und leitet die Wärme besser ab als eine dünnere Lippe. Die Außenlippe 962 kann eine Dicke 924 zwischen ca. 2 mm und ca. 8 mm, wie ca. 5 mm, aufweisen, um eine bessere thermische Leistung zu erreichen. Obwohl die Becher 900, 1000, 1100 in der Prozesskammer unter vergleichbaren Bedingungen und bei ähnlichen Temperaturen betrieben werden können, wird die maximale Betriebstemperatur jedes Bechers 900, 1000, 1100 durch die Eigenschaften und die Geometrie des Bechers 900, 1000, 1100 beeinflusst, wie die Form und Dicke der Außenlippe 962. Der Becher einer Ausführungsform kann Maximaltemperaturen aufweisen, die über denen der Becher anderer Ausführungsformen liegen, wenn er in der gleichen Prozesskammer unter dem gleichen Temperaturprozess verwendet wird.
Die Becher 900, 1000, 1100 können im Wesentlichen den gleichen Oberflächenbereich auf der äußeren Oberfläche 942 aufweisen. Zum Beispiel kann die äußere Oberfläche 942 einen Oberflächenbereich zwischen etwa 9,000 Quadratzoll (in²) und etwa 9,500 in² aufweisen. In einer Ausführungsform weisen die Becher 900, 1000, 1100 einen Oberflächenbereich an der Außenoberfläche von etwa 4,2388 in² auf. Es versteht sich, dass andere Parameter wie Volumen und Gewicht bei den Bechern 900, 1000, 1100 im Wesentlichen unterschiedlich sein können und im Folgenden für jede Ausführungsform der Becher 900, 1000, 1100 einzeln erläutert werden.
Obwohl die Becher 900, 1000, 1100 symmetrisch um eine Mittellinie 975 gezeigt sind, können die Becher 900, 1000, 1100 unregelmäßig oder asymmetrisch geformt sein. Die Öffnung 876 der Becher 900, 1000, 1100 erstreckt sich durch den oberen Abschnitt 862 der Becher 900, 1000, 1100. In einer Ausführungsform kann die Öffnung 876 durch eine zylindrische Projektion (in 9 nur durch gestrichelte Linien 976 gezeigt) um die Mittellinie 975 beschrieben werden. Die Öffnung 876 erstreckt sich durch die Becher 900,1000, 1100 zu einer Innenlippe 971. Die Innenlippe 971 erstreckt sich in Richtung der Mittellinie 975 bis zu einer Bodenöffnung 946 in den Bechern 900, 1000, 1100. Die Bodenöffnung 946 kann konfiguriert sein, um mit der Innenabschirmung 620 der Prozesskammer 600 eine Schnittstelle zu bilden. Die Bodenöffnung 946 kann auch konfiguriert sein, um elektrische oder andere Verbindungen zwischen der Prozesskammer 600 und der induktiven Spule 642 bereitzustellen. Zum Beispiel kann die induktive Spule 642 Stromleitungen aufweisen, die durch die Bodenöffnung 946 zur HF-Stromquelle 650 führen, um die induktive Spule 642 anzuregen.
Die Außenoberfläche 942 kann Oberflächenmerkmale 990 darauf gebildet aufweisen, die die Haftung an den Bechern 900, 1000, 1100 fördern. In ähnlicher Weise kann die innere Oberfläche 972 Oberflächenmerkmale 990 aufweisen, die darauf ausgebildet sind. Die Merkmale 990, die auf den Oberflächen 972, 942 ausgebildet sind, können im Wesentlichen ähnlich sein. Die Oberflächenmerkmale 990, die auf der Oberfläche 972, 942 ausgebildet sind, können ein sich wiederholendes vorbestimmtes Muster von Aussparungen, Vorsprüngen oder gemischt aus Aussparungen und Vorsprüngen sein, das eine ausgebildete Oberflächenstruktur erzeugt (im Gegensatz zu zufälligen Spitzen und Senken der durch das Oberflächenstrahlen erzeugten Mikrorauheit), die die Makrooberflächenkontur der Oberfläche 972, 942 unterbricht, um die Filmhaftung der abgeschiedenen Materialien zu fördern. Alternativ kann die Geometrie der Oberflächenmerkmale 990 auf unterschiedlichen Oberflächen 972, 942 und/oder über eine oder mehrere der Oberflächen 972, 942 unterschiedlich sein. Die Oberflächenmerkmale 990 können in lokalisierten Mustern gebildet werden, sodass das Muster der Oberflächenmerkmale 990 auf jeder Oberfläche 972, 942 unterschiedlich sein kann. Die Oberflächenmerkmale 990 können auch ein unregelmäßiges Muster oder Formen aufweisen, sodass die Ähnlichkeit der Oberflächenmerkmale 990 auf den Oberflächen 972, 942 nicht unterscheidbar ist. Die Oberflächenmerkmale 990 können einen makro-strukturierten Bereich bereitstellen, der die Haftung der Abscheidungsmaterialien fördert. Während der Plasmaverarbeitung können die Abscheidungsmaterialien leicht an den auf der Außenoberfläche 942 gebildeten Oberflächenmerkmalen 990 haften. Die Abscheidungsmaterialien können auch leicht an den auf der inneren Oberfläche 972 des Bechers 900 gebildeten Oberflächenmerkmalen 990 haften. Die Oberflächenmerkmale 990 können zusätzlich konfiguriert sein, um den Oberflächenbereich der Becher 900, 1000, 1100 vergrößern. Der vergrößerte Oberflächenbereich trägt dazu bei, dass der Film während des Verarbeitens besser haftet. Somit fördern die Merkmale 990 die Haftung und vermindern das Abblättern des anhaftenden Materials und eine mögliche Verunreinigung der Prozesskammer.
Die Oberflächenmerkmale 990 können Hohlräume sein, wie Poren, die während des 3D-Druckprozesses erzeugt werden. Die Oberflächenmerkmale 990 können eine Struktur sein, wie ein Muster aus kleinen Toroiden, Kettengeflechten, Schuppen, Riffeln, eierkartonähnlichen oder anderen geeigneten Strukturen, um die Filmhaftung zu verbessern. Die Merkmale 990 können auch gerändelte Rautenformen, dicht gepackte Formen, Vertiefungen, Rillen, Vorsprünge, sinusförmige wellenförmige Profile oder andere geeignete Makrostrukturen einschließen, die eine Struktur zur Vergrößerung des Oberflächenbereichs der Becher 900, 1000, 1100 erzeugen. Die Oberflächenmerkmale 990 können auch auf den oberen Abschnitt 862 der Becher 900, 1000, 1100 gedruckt werden. Der obere Abschnitt 862 kann ein Oberflächenprofil aufweisen, wie ein sinusförmiges, wellenförmiges Profil, um den Oberflächenbereich zu vergrößern und die Haftung zu fördern.
Unter Bezugnahme auf 9 weist der Becher 900 einen Hohlraum 954 auf, der sich über die Öffnung 872 hinaus erstreckt. Die Öffnung 872 am oberen Abschnitt 862 des Bechers 900 erstreckt sich nach unten zu einer Innenlippe 971, wie durch die gestrichelten Linien 976 gezeigt. Der innere Hohlraum 954 erstreckt sich von den gestrichelten Linien 976 zu einem unteren Abschnitt 973 der inneren Oberfläche 972. Der Hohlraum 954 wird durch eine Bodenfläche 952 des Bechers 900 begrenzt, die sich von einem Vorsprung 980 in der Nähe der Innenlippe 971 bis zum unteren Abschnitt 973 der inneren Oberfläche 972 erstreckt. Der Vorsprung 980 weist eine obere Oberfläche 982, eine Innenoberfläche 981 und eine Außenoberfläche 983 auf. Die Außenoberfläche 983 befindet sich in der Nähe der unteren Oberfläche 952. Die Innenoberfläche 981 kann deutlich auf die innere Oberfläche 972 ausgerichtet sein, sodass die Innenoberflächen 972, 981 auf die zylindrische Projektion ausgerichtet sind, die durch die gestrichelten Linien 976 veranschaulicht wird. Die obere Oberfläche 982, die Innenoberfläche 981 und die Außenoberfläche 983 können Oberflächenmerkmale 990 aufweisen, die die Haftung der abgeschiedenen Filme fördern.
Der Körper 922 des Bechers 900 weist eine Wand 987 auf. Die Wand 987 weist eine Dicke auf, die durch den Abstand zwischen der inneren Oberfläche 972 und der Außenoberfläche 942 der Wand 987 definiert ist. In einer Ausführungsform ist die Dicke der Wand 987 im Wesentlichen gleichmäßig. Das heißt, die Dicke 924 der Außenlippe 962 ist im Wesentlichen über das gesamte Profil der Wand 987 des Bechers 900 gleich. In einer anderen Ausführungsform weist die Wand 987 eine ungleichmäßige Dicke auf. Zum Beispiel kann die Dicke 924 der Außenlippe 962 größer sein als eine Dicke 925 am unteren Abschnitt 860 der Wand 987.
In einer Ausführungsform kann der Körper 922 des Bechers 900 aus Edelstahl oder einem anderen geeigneten Material gebildet werden. Der Becher 900 kann konfiguriert sein, um die thermische Gleichmäßigkeit zu fördern und somit die Spannung in dem an dem Becher 900 haftenden Material zu reduzieren, was das Abblättern des haftenden Materials wünschenswert abschwächen soll. Die thermische Masse und die wärmeableitenden Eigenschaften des Bechers 900 können die thermischen Gradienten zwischen dem oberen Abschnitt 862 und dem unteren Abschnitt 860 des Bechers 900 reduzieren.
Unter Bezugnahme auf 10 weist der Becher 1000 einen Hohlraum 1045 auf, der sich über die Öffnung 872 hinaus erstreckt. Der Hohlraum 1045 kann eine obere Oberfläche 1061, eine untere Oberfläche 1062 und eine Innenwand 1063 aufweisen. Die obere Oberfläche 1061 und die untere Oberfläche 1062 können eine Tiefe 1047 aufweisen, die durch den Abstand der Oberflächen 1061, 1062 von der Innenwand 1063 zur Öffnung 872 definiert ist. Die Innenwand 1063 kann eine Höhe 1046 aufweisen, die durch den Abstand zwischen der oberen Oberfläche 1061 und der unteren Oberfläche 1062 definiert ist. Die obere und untere Oberfläche 1061, 1062 beschreiben zusammen mit der Innenwand 1063 im Wesentlichen die Ausdehnung des Hohlraums 1045. In einer Ausführungsform weist der Hohlraum 1045 ein im Wesentlichen rechteckiges Seitenprofil auf. In einer anderen Ausführungsform kann der Hohlraum 1045 ein dreieckiges Seitenprofil aufweisen, wobei sich die obere Oberfläche 1061 und die untere Oberfläche 1062 überschneiden und keine Innenwand 1063 vorhanden ist. In noch einer anderen Ausführungsform kann der Hohlraum 1045 ein im Wesentlichen trapezförmiges Seitenprofil aufweisen, wobei die Tiefe der oberen Oberfläche 1061 nicht die gleiche ist wie die Tiefe der unteren Oberfläche 1062. Es versteht sich, dass die Form und Größe des Hohlraums 1045 so ausgewählt werden können, dass sie die thermische Masse und die Wärmeableitung des Bechers 1000 beeinflusst.
Der Körper 922 des Bechers 1000 kann aus Edelstahl oder einem anderen geeigneten Material gebildet sein. Der Becher 1000 kann durch additive Fertigung mit darauf ausgebildeten Oberflächenmerkmalen 990 gebildet werden, um die Haftung des abgeschiedenen Materials zu fördern.
Unter Bezugnahme auf 11 weist der Becher 1100 Rippen 1150 auf. Zwischen den Rippen 1150 sind Mulden 1151 definiert. Die Rippen 1150 können eine Breite 1052 aufweisen, die so abgestimmt werden kann, dass eine gewünschte Wärmeübertragungsrate erreicht wird. Die Mulden 1151 können eine Breite 1054 aufweisen, die durch die Anzahl der Rippen 1150 und die Breite 1052 der Rippen bestimmt wird. In einer Ausführungsform kann der Becher 1100 8 gleichmäßig beabstandete Rippen 1150 aufweisen. Alternativ kann der Becher 1100 zwischen etwa 4 und 18 gleichmäßig beabstandete Rippen 1150 aufweisen, wie 12 Rippen oder 8 Rippen. Die Becher 1100 können zusätzlich eine Dicke der Wand 1110 in der Nähe der induktiven Spule 642 zwischen etwa 2 mm und etwa 8 mm, wie etwa 5 mm, aufweisen. Die Rippen 1150 und die Dicke der Wand 1110 tragen dazu bei, die Temperaturdifferenz über den Becher 1100 zu reduzieren. Die Rippen 1150 des Bechers 1100 leiten die Wärme schneller ab, wodurch der Becher 1100 im Vergleich zu einem Becher 1000 ohne Rippen auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden kann. Die Breite 1052 der Rippen 1150 trägt dazu bei, die Temperatur des Bechers 1100 zu reduzieren. Zum Beispiel kann ein Becher mit 8 Rippen 1150 mit einer Breite 1052 von etwa 2 mm eine etwas höhere Temperatur aufweisen als ein Becher mit 8 Rippen 1150 mit einer Breite 1052 von etwa 3 mm. Somit kann eine Vergrößerung der Breite 1052 der Rippen 1150 die Temperatur reduzieren, die der Becher 1100 während des Betriebs der Prozesskammer erfährt.
Der Becher 1100 kann durch Drucken, wie 3D-Druck, aus Edelstahl oder einem anderen geeigneten Material gebildet werden. Das Edelstahlmaterial des Bechers 1100 ermöglicht es dem Becher 1100, Temperaturen zu erfahren, die weit über der maximalen Temperatur liegen, die der Becher 1100 während des Betriebs erfährt. Der Becher 1100 kann zwei oder mehr Befestigungselemente zum Befestigen des Bechers 1100 auf der Innenabschirmung aufweisen. Die Anzahl der Befestigungselemente kann erhöht werden, um die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Becher 1100 und der Innenabschirmung zu verbessern.
In einer Ausführungsform weist der Becher 1100 8 Rippen und eine Dicke der Flanschwand 1110 von etwa 5 mm auf. Der Becher 1100 kann durch additive Fertigung gebildet werden, wobei die Merkmale 990 auf den Oberflächen, einschließlich der Rippen 1150 und Mulden 1151, gebildet werden, um die Haftung des abgeschiedenen Materials zu fördern. Der Becher 1100 kann konfiguriert sein, um die thermische Gleichmäßigkeit zu fördern und somit Spannungen zu reduzieren und das Abblättern von anhaftendem Material abzuschwächen. Die thermische Masse und die wärmeableitenden Merkmale des Bechers 1100 können die thermischen Gradienten zwischen dem oberen Abschnitt 862 und dem unteren Abschnitt 860 des Bechers 1100 reduzieren.
In noch einer anderen Ausführungsform weist der Becher 1100 12 Rippen und eine Dicke der Flanschwand 1110 von etwa 2 mm auf. In einer anderen Ausführungsform weist der Becher 1100 12 Rippen und eine Dicke der Flanschwand 1110 von etwa 5 mm auf. In noch einer anderen Ausführungsform weist der Becher 1100 12 Rippen und eine Dicke der Flanschwand 1110 von etwa 7 mm auf.
Vorteilhafterweise lassen sich beim 3D-Druck der Kammerkomponenten, wie der Becher für den Spulenabstandshalter 640, zusätzliche Merkmale auf der Oberfläche 990 aufbringen, die die Haftung von Abscheidungsmaterialien, d. h. Filmen, auf der Kammerkomponente fördern. Das 3D-Drucken der Kammerkomponente ermöglicht auch die Bildung von inneren Merkmalen, wie die im Becher 840 gezeigten Hohlräume 954, Vertiefungen 1045 und Rippen 1150, die niedrigere Betriebstemperaturen begünstigen und zu geringeren Temperaturgradienten innerhalb des Bechers 840 führen. Der geringere Temperaturgradient reduziert die Filmspannung im abgeschiedenen Material und verringert das Auftreten von Filmabblätterungen. Somit tragen die Merkmale auf den Kammerkomponenten dazu bei, dass weniger Partikel durch das Abblättern von Filmen in die Prozessumgebung eingeführt werden und die Häufigkeit bzw. die durchschnittliche Zeit zwischen der Reinigung und der Wartung der Prozesskammer verringert wird.
Einige Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung sind wie folgt:

Ausführungsform 1. Kammerkomponente für eine Prozesskammer, wobei die Kammerkomponente umfasst: einen Komponententeilkörper mit einheitlicher monolithischer Konstruktion, der Komponententeilkörper weist eine strukturierte Oberfläche auf, die strukturierte Oberfläche umfasst: eine Vielzahl von unabhängigen ausgebildeten Makromerkmalen, wobei die ausgebildeten Makromerkmale einen Makromerkmalkörper beinhalten, der sich von der strukturierten Oberfläche erstreckt, wobei der Makromerkmalkörper integral mit dem Komponententeilkörper ausgebildet ist.
Ausführungsform 2. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei die ausgebildeten Makromerkmale weiter umfassen: eine Vielzahl von ausgebildeten Mikromerkmalen, die darauf ausgebildet sind.
Ausführungsform 3. Kammerkomponente nach Ausführungsform 2, wobei die Mikromerkmale ferner Untermerkmale beinhalten, die darauf ausgebildet sind.
Ausführungsform 4. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: einen Hinterschnitt.
Ausführungsform 5. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: einen Innenhohlraum.
Ausführungsform 6. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Makromerkmalkörper eine spiralförmige form hat.
Ausführungsform 7. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: ein oder mehr Löcher.
Ausführungsform 8. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: ein erstes Material welches in Kontakt mit dem Komponententeilkörper angeordnet ist; und ein zweites Material welches auf dem ersten Material angeordnet ist.
Ausführungsform 9. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei die ausgebildeten Makromerkmalen weiter umfassen: eine Vielzahl von nichthergestellten („non-engineered“) Mikromerkmalen, die darauf ausgebildet sind.
Ausführungsform 10. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: eine Oberfläche, die dem Komponententeilkörper zugewandt ist.
Ausführungsform 11. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: ein ausgebildetes Mikromerkmal, das auf einer Oberfläche des Makromerkmalkörpers ausgebildet ist, die einem benachbarten Makromerkmalkörper zugewandt ist.
Ausführungsform 12. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Komponententeilkörper eine Kammerauskleidung, einen Prozesskit-Ring, eine Abschirmung oder einen Spulenabstandshalter umfasst.
Ausführungsform 13. Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: eine Wärmedrossel.
Ausführungsform 14: Kammerkomponente nach Ausführungsform 1, wobei der Komponententeilkörper ferner umfasst: eine Innenoberfläche mit einer Vielzahl von Wärmeübertragungsrippen; und eine externe Oberfläche, auf der die ausgebildeten Makromerkmale ausgebildet sind.
Ausführungsform 15: Ein Becher eines Spulenabstandshalters für eine Prozesskammer, der Becher umfassend: einen Körper, der eine einheitliche monolithische Konstruktion aufweist, der Körper umfassend: eine Außenoberfläche; einen oberen Abschnitt; einen unteren Abschnitt; eine Öffnung, die in dem oberen Abschnitt angeordnet ist und sich in Richtung des unteren Abschnitts erstreckt; eine Innenoberfläche, die benachbart zu der Öffnung angeordnet ist; eine obere Lippe in der Nähe des oberen Abschnitts, die zwischen der Außenoberfläche und der Innenoberfläche angeordnet ist; und eine Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen, die auf der Außenoberfläche ausgebildet sind.

Während sich das Vorstehende auf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung konstruiert werden, ohne vom grundsätzlichen Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen, und der Anwendungsbereich der Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

Kammerkomponente (100) für eine PVD-Prozesskammer, wobei die Kammerkomponente umfasst: einen Komponententeilkörper (140) mit einheitlicher monolithischer Konstruktion, der Komponententeilkörper weist eine strukturierte Oberfläche (102) auf, die strukturierte Oberfläche umfasst: eine Vielzahl von unabhängigen ausgebildeten Makromerkmalen (104), wobei die ausgebildeten Makromerkmale einen Makromerkmalkörper beinhalten, der sich von der strukturierten Oberfläche erstreckt, wobei der Makromerkmalkörper integral mit dem Komponententeilkörper ausgebildet ist, wobei die ausgebildeten Makromerkmale in einem Muster angeordnet sind, das verhindert, dass sich zwischen den ausgebildeten Merkmalen über die strukturierte Oberfläche eine Sichtlinienoberfläche bildet, wobei eine Seitenwand des Makromerkmalkörpers senkrecht zu der strukturierten Oberfläche an einer Schnittstelle mit der strukturierten Oberfläche ist.
Kammerkomponente nach Anspruch 1, wobei die ausgebildeten Makromerkmale weiter umfassen: eine Vielzahl von ausgebildeten Mikromerkmalen, die darauf ausgebildet sind.
Kammerkomponente nach Anspruch 2, wobei die Mikromerkmale ferner Untermerkmale beinhalten, die darauf ausgebildet sind.
Kammerkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: einen Hinterschnitt.
Kammerkomponente (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komponententeilkörper umfasst: einen Innenhohlraum (432).
Kammerkomponente (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komponententeilkörper umfasst: ein verdrehtes oder spiralförmiges Merkmal (450), das an der strukturierten Oberfläche angebracht ist.
Kammerkomponente (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Komponententeilkörper umfasst: Löcher (442).
Kammerkomponente (100) nach Anspruch 1, wobei der Komponententeilkörper umfasst: ein ausgebildetes Mikromerkmal, das auf einer Oberfläche des Makromerkmalkörpers ausgebildet ist, die einem benachbarten Makromerkmalkörper zugewandt ist.
Kammerkomponente (100) nach Anspruch 1, wobei der Komponententeilkörper (140) eine Kammerauskleidung, einen Prozesskit-Ring, eine Abschirmung oder einen Spulenabstandshalter umfasst.
Kammerkomponente (100) nach Anspruch 1, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: eine Wärmedrossel.
Kammerkomponente (100) nach Anspruch 1, wobei der Komponententeilkörper (140) ferner umfasst: eine Innenoberfläche mit einer Vielzahl von Wärmeübertragungsrippen; und eine externe Oberfläche, auf der die ausgebildeten Makromerkmale ausgebildet sind.
Eine Kammerkomponente (100) für eine PVD-Prozesskammer, wobei die Kammerkomponente umfasst: einen Komponententeilkörper (140) mit einheitlicher monolithischer Konstruktion, der Komponententeilkörper weist eine strukturierte Oberfläche (102) auf, die strukturierte Oberfläche umfasst: eine Vielzahl von unabhängigen ausgebildeten Makromerkmalen (104), wobei die ausgebildeten Makromerkmale einen Makromerkmalkörper beinhalten, der sich von der strukturierten Oberfläche erstreckt, wobei der Makromerkmalkörper integral mit dem Komponententeilkörper ausgebildet ist, wobei die ausgebildeten Makromerkmale in einem Muster angeordnet sind, das verhindert, dass sich zwischen den ausgebildeten Merkmalen über die strukturierte Oberfläche eine Sichtlinienoberfläche bildet, wobei die ausgebildeten Makromerkmale eine Vielzahl von ausgebildeten Mikromerkmalen (304) umfassen, die darauf ausgebildet sind.
Kammerkomponente nach Anspruch 12, wobei die Mikromerkmale ferner ausgebildete Untermerkmale (314) beinhalten, die darauf ausgebildet sind.
Kammerkomponente nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei eine Seitenwand des Makromerkmalkörpers senkrecht zu der strukturierten Oberfläche an einer Schnittstelle mit der strukturierten Oberfläche ist.
Kammerkomponente nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Makromerkmalkörper umfasst: einen Hinterschnitt.
Kammerkomponente (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der Komponententeilkörper umfasst: einen Innenhohlraum (432).
Kammerkomponente (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Komponententeilkörper umfasst: ein verdrehtes oder spiralförmiges Merkmal (450), das an der strukturierten Oberfläche angebracht ist.
Ein Becher eines Spulenabstandshalters für eine Prozesskammer, der Becher umfassend: einen Körper, der eine einheitliche monolithische Konstruktion aufweist, der Körper umfassend: eine Außenoberfläche; einen oberen Abschnitt; einen unteren Abschnitt; eine Öffnung, die in dem oberen Abschnitt angeordnet ist und sich in Richtung des unteren Abschnitts erstreckt; eine Innenoberfläche, die benachbart zu der Öffnung angeordnet ist; eine obere Lippe in der Nähe des oberen Abschnitts, die zwischen der Außenoberfläche und der Innenoberfläche angeordnet ist; und eine Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen, die nach außen auf der Außenoberfläche ausgebildet sind, jede der Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen weist eine Seitenwand auf die senkrecht zu der Außenoberfläche an einer Schnittstelle mit der strukturierten Oberfläche ist, wobei die Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen in einem Muster angeordnet sind, das verhindert, dass sich zwischen der Vielzahl von Makroebenen-Oberflächenmerkmalen über die strukturierte Oberfläche eine Sichtlinienoberfläche bildet.