JP2005514521A - コーティングされたプロセスチャンバ要素の製造方法。 - Google Patents
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Abstract
本発明は、粒子及び粒界領域を有するセラミックを有するプロセスチャンバ要素を製造する方法に関する。本方法において、約150μインチより小さな比較的低い粗さ平均を有する表面を設けるために、要素はビードブラストされる。この要素は、セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少するために充分低い濃度を有する溶液に浸漬される。金属コーティングがセラミック成形品の少なくとも一部上に形成される。本方法によって製造された要素は、スパッタされた堆積物が要素のコーティングを剥離させずに堆積し、スパッタリングプロセスにおけるスパッタされた物質の厚い堆積物を許容する。
Description
(技術分野)
本発明は、プロセスチャンバ(処理チャンバ)要素の製造方法に関する。
本発明は、プロセスチャンバ(処理チャンバ)要素の製造方法に関する。
(背景技術)
基板のプロセスチャンバは、例えば集積回路やディスプレイのような電子回路を製造するために、例えばプラズマのような活性化された(エネルギーが与えられた)プロセスガス中で基板を処理するために用いられる。一般に、プロセスチャンバは、プロセスガスが導入される処理ゾーンを囲むエンクロージャの壁、プロセスガスを活性化するガスエナージャイザー、及びチャンバ内のプロセスガスを排気し、プロセスガスの圧力を制御する排気システムを有する。プロセスチャンバは、例えば、基板上に物質を堆積し、または基板から物質をエッチングするために用いられることができる。チャンバは、基板上に物質、例えば、アルミニウム、銅またはタンタルのような金属、または例えばタンタルナイトライドまたはチタンナイトライドのような金属化合物をスパッタ堆積するために用いることができる。
基板のプロセスチャンバは、例えば集積回路やディスプレイのような電子回路を製造するために、例えばプラズマのような活性化された(エネルギーが与えられた)プロセスガス中で基板を処理するために用いられる。一般に、プロセスチャンバは、プロセスガスが導入される処理ゾーンを囲むエンクロージャの壁、プロセスガスを活性化するガスエナージャイザー、及びチャンバ内のプロセスガスを排気し、プロセスガスの圧力を制御する排気システムを有する。プロセスチャンバは、例えば、基板上に物質を堆積し、または基板から物質をエッチングするために用いられることができる。チャンバは、基板上に物質、例えば、アルミニウム、銅またはタンタルのような金属、または例えばタンタルナイトライドまたはチタンナイトライドのような金属化合物をスパッタ堆積するために用いることができる。
チャンバ内に露出されているチャンバ要素、例えばチャンバ側壁、天井、ライナーまたは堆積リングの表面は、例えば、被膜層へのスパッタされた物質の接着性を増大するように、チャンバ内のプラズマに対して下層の物質の耐腐蝕性を増大するように、または他の必要な特性、例えば電気的導電性表面を備えるように働くことができる被覆層でしばしば被覆される。例えば、チャンバ要素は、アルミニウム酸化物またはクォーツから作られ、アルミニウムでプラズマスプレー被覆(コーティング)される。
これらの要素を製造するための1つのプロセスでは、要素のセラミック成形品(フォーム)が高エネルギーのグリット・ブラスティング・ステップ(grit blasting step)を用いて要素をグリット・ブラスティングすることによって、その後、濃酸溶液、例えば20%より大きな濃度を有するHF溶液に要素を浸すことによって準備される。グリット・ブラスティング・ステップは、磨き直しステップにおいて要素上に存在するコーティングを除去するために、または新しいコーティングをするべき要素表面を準備するために用いることができる。グリット・ブラスティング・ステップは、要素表面上に200μインチ(508μセンチ)より大きな、高い表面粗さの平均(Ra)値を達成するために行なわれる。高い粗さの値は、セラミック成形品上にある上層のコーティングの接着性を良好にすると考えられている。その後、要素は、磨き直しプロセスの場合、再度コーティングされ、新しい要素の場合、新しいコーティング層でコーティングされる。
しかし、このような従来の要素製造方法は、依然として受け入れ難い低い要素部品の寿命を有する要素を生じ、要素はしばしば取り替えられるか、磨き直しされなければならない。例えば、ターゲットから基板上に物質をスパッタ堆積するために、これらのチャンバ要素がPVDプロセスにおいて用いられる場合、スパッタされた物質は、要素の表面上にも累積する。累積された堆積物は、表面剥離、クラッキング、及びセラミック成形品からの下層コーティングの薄片脱落を生じる熱膨張ストレスの原因となる。チャンバ内のプラズマは、コーティングク(被膜)のラック又は他の損傷領域を通して入り込み、チャンバ要素の露出した表面を腐蝕し、遂には要素の機能不全を導く。
(発明の概要)
したがって、基板処理環境において、望ましい表面特性を有する要素を製造することができるプロセスを有することが必要である。更に、スパッタされた物質の過剰な量が要素上に堆積する製造プロセスにおいて、寿命の長い要素を有することが必要である。また、動作中に劣化された場合、必要に応じて要素を磨き直すことができることが必要である。
したがって、基板処理環境において、望ましい表面特性を有する要素を製造することができるプロセスを有することが必要である。更に、スパッタされた物質の過剰な量が要素上に堆積する製造プロセスにおいて、寿命の長い要素を有することが必要である。また、動作中に劣化された場合、必要に応じて要素を磨き直すことができることが必要である。
本発明は、粒(子)(grain)及び粒界領域(grain boundary regions)を有するセラミック成形品を有する、プロセスチャンバチャンバ用の要素を製造する方法であって、本方法は、
(a)約150μインチ(約381μセンチ)より小さい粗さ平均を有する表面を備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
(b)セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少するために、充分低い酸または塩基の濃度を有する溶液に前記要素をつけるステップと、
(c)セラミック成形品の少なくとも一部上に金属コーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
(a)約150μインチ(約381μセンチ)より小さい粗さ平均を有する表面を備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
(b)セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少するために、充分低い酸または塩基の濃度を有する溶液に前記要素をつけるステップと、
(c)セラミック成形品の少なくとも一部上に金属コーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
本発明は、酸化アルミニウムの粒(子)及び粒界領域を有するセラミック成形品を有する、プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、本方法は、
(a)約150μインチより小さい粗さ平均を有する表面粗さを備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
(b)約10体積%より小さな濃度のHF、HCl及びHNO3の1以上の溶液に前記要素を浸けるステップと、
(c)ツインワイヤのサーマル(熱)スプレープロセスによって前記要素の少なくとも一部上にアルミニウムコーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
(a)約150μインチより小さい粗さ平均を有する表面粗さを備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
(b)約10体積%より小さな濃度のHF、HCl及びHNO3の1以上の溶液に前記要素を浸けるステップと、
(c)ツインワイヤのサーマル(熱)スプレープロセスによって前記要素の少なくとも一部上にアルミニウムコーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
本発明は、酸化アルミニウムの粒(子)及び粒界領域を有するセラミック成形品を有する、プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、本方法は、
(a)約150μインチより小さい粗さ平均を有する表面粗さを備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
(b)KOHまたはジエチレングリコールモノブチルエーテルの1つ以上の、約20より小さい体積%を有する溶液に前記要素を浸けるステップと、
(c)ツインワイヤのサーマルスプレープロセスによって前記要素の少なくとも一部上にアルミニウムコーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
(a)約150μインチより小さい粗さ平均を有する表面粗さを備えるように要素をビードブラスティングするステップと、
(b)KOHまたはジエチレングリコールモノブチルエーテルの1つ以上の、約20より小さい体積%を有する溶液に前記要素を浸けるステップと、
(c)ツインワイヤのサーマルスプレープロセスによって前記要素の少なくとも一部上にアルミニウムコーティングを形成するステップと、
を有する方法である。
(実施例)
本発明の形状、特徴及び利点は、以下の説明、請求項、及び本発明の例を示す図面に関してより理解されるであろう。しかし、一般に形状の各々は本発明において用いられ、特定の図面に示されたものに限られない、そして本発明はこれらの形状のあらゆる組み合わせを含むことを理解すべきである。
本方法は、化学的浸蝕に対する耐性及び要素300からのコーティング304の剥離に対する耐性を増加することができるプロセスチャンバ用のコーティングされた要素300を製造するために用いられる。本方法は、浸蝕を受け易いチャンバ36aの1つ以上の要素300、例えば基板の支持体18(図4)の要素300を形成するために用いることができる。1つの態様では、支持体18の要素300は、堆積チャンバ36aにおいて使用される1つ以上の堆積リング15、またはカバーリング17を有する。形成されることができる他のチャンバ要素300は、例えば、チャンバエンクロージャの壁12、例えば側壁またはシールド20、ライナー(図示せず)または天井13;ガスディストリビュータの一部、例えばガスインレット33;ガス排気装置28の一部;及びガスエナージャイザー90の一部を有する。図1は、本発明による方法の実施例によって形成された要素300の実施例の断面図を示す。
本発明の形状、特徴及び利点は、以下の説明、請求項、及び本発明の例を示す図面に関してより理解されるであろう。しかし、一般に形状の各々は本発明において用いられ、特定の図面に示されたものに限られない、そして本発明はこれらの形状のあらゆる組み合わせを含むことを理解すべきである。
本方法は、化学的浸蝕に対する耐性及び要素300からのコーティング304の剥離に対する耐性を増加することができるプロセスチャンバ用のコーティングされた要素300を製造するために用いられる。本方法は、浸蝕を受け易いチャンバ36aの1つ以上の要素300、例えば基板の支持体18(図4)の要素300を形成するために用いることができる。1つの態様では、支持体18の要素300は、堆積チャンバ36aにおいて使用される1つ以上の堆積リング15、またはカバーリング17を有する。形成されることができる他のチャンバ要素300は、例えば、チャンバエンクロージャの壁12、例えば側壁またはシールド20、ライナー(図示せず)または天井13;ガスディストリビュータの一部、例えばガスインレット33;ガス排気装置28の一部;及びガスエナージャイザー90の一部を有する。図1は、本発明による方法の実施例によって形成された要素300の実施例の断面図を示す。
1つの態様において、チャンバ要素300は、その表面を準備するために処理され、その後、金属コーティングで覆われるセラミック成形品を有する。例えば、本発明による処理及びコーティングに適したセラミック成形品302は、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド(炭化シリコン)、及び窒化アルミニウムの1つ以上を含む。セラミック成形品302は、セラミック成形品302と上層のコーティング304との間の結合を増大する特性を有する表面を備えるように処理される。セラミック成形品302と上層のコーティング304との間に適当に強い結合力の形成を可能にする表面上に適当な粒界領域を与えるために、例えば、セラミック成形品302の表面306は、表面306からゆるく結合され、または損傷された粒(子)を除去することによって処理される粒(子)及び粒界領域を有する。また、化学的不純物または他の結びついていない粒(子)は、処理によってセラミック成型品302の表面から除くことができ、それにより、表面306へのコーティング304の接着性を向上する。
最初の処理ステップにおいて、チャンバ要素300は、セラミック成型品302の表面306をビードブラスティング(bead blasting)することによって処理される。このビードブラスティングは、表面306へのコーティング304の接着性を増大する織目のついた、または粗くされた表面を設けるために、セラミック成型品302の表面上のあらゆる不純物を除去するばかりでなく、表面306上のゆるく結合された粒(子)、または損傷された粒(子)を除去するために行なわれる。ビードブラスティングでは、固体ビードが、表面306を粗くするのに適当に高い圧力の空気によって表面306に向かって送られる。ビードは、セラミック成型品302の硬さより硬い物質を有し、ビードが粗くされた表面及び織目のついた表面を形成するようにセラミック成型品302の表面を浸蝕及び粗くするようにする。好ましいビード物質は、例えば、酸化アルミニウム、シリカ、または硬いプラスチックを含む。1つの実施の形態では、ビードは、表面を適当にグリットブラスティングするために選択されたメッシュサイズを有する酸化アルミニウムの粗粒(子)、例えば150のメッシュサイズを有するアルミナの粗粒(子)を有するを含む。ビードブラスティングは、例えば、囲まれたハウジングを有するビードブラスター(bead blaster,図示せず)で行なわれる。
表面306を過剰に粗くすることなく表面306をクリーニングし、処理する表面306の改善された処理が比較的穏やかなビードブラスティングプロセスによって行なわれることがわかった。従来の処理プロセスは、上にあるコーティングの改善された接着性を備えるために、非常に粗くされた表面を達成する攻撃的なビードブラスティングを用いているので、この発見は予期しないことである。ビードブラスティングプロセス中に表面を過剰に粗くすることは、セラミック成型品302の表面上にマイクロクラック及び損傷された粒界領域を形成するので、コーティングされた要素300の構造的な完全な状態には実際には有害であることがわかった。セラミック成型品302の表面の粒(子)、したがって表面306に結合されたコーティング304は、ゆるくなり、コーティング304の剥離または薄片脱落を生じるように、粒界層が著しく損傷されるにしたがって、このような損傷を受けた表面306に与えられたコーティングは、コーティングの減少された接着性を示す。また、ブリードブラスティング中に形成されたマイクロクラック及び損傷された粒界層は、続く処理ステップ、例えばウエットクリーニングステップ中に加速される。
従って、攻撃的なビードブラスティングプロセス、従って低い表面粗さ、例えば約150μインチより小さな粗さの平均(Ra)、例えば約60〜約140μインチ(約152.4〜約355.6μセンチ)、更に好ましくは約120μインチ(約504.8μセンチ)より小さな表面粗さを得るようなビードブラスティング条件を維持することが必要である。表面306の粗さの平均は、粗くされた表面306に沿って粗さの形状のピークと谷の平均ラインからの偏移の絶対値の平均である。この表面粗さを与える好適なビードブラスティング条件は、約30psiから約100psiまで、更に好ましくは約40psiから約60psiまでの、表面に向かってビードを送り出すために用いられる空気の圧力;約45度から約90度、さらに好ましくは75度から90度までの表面に対するビードの入射角度;及び約4インチ(約10.16センチ)から約12インチ(約30.48センチ)まで、さらに好ましくは約5インチ(約12.7センチ)から約8インチ(約20.32センチ)までの、ビードブラスターから表面までのビードが移動する離れた距離を含んでいる。
粗さの平均のような表面306の計量特性において、カットオフ長及び評価長を特定する国際規格ANSI/ASME B.46.1-1995を用いることができる。以下のテーブルIは、この規格によって定義された粗さ平均、カットオフ長、及び最小と代表的な評価長の値間の対応を示している。
粗さの平均は、表面306上で針を通過させ、表面306上の粗さの高さの変動のトレースを発生するプロファイロメータ(profilometer)によって、或いは表面306の像を発生させるために、表面306から反射される電子ビームを用いる走査型電子顕微鏡によって計測される。
セラミック成型品302の表面がビードブラスティングによって処理されると、さらに第2の処理ステップにおいて、表面306は、処理溶液に表面306をつけることによって処理される。処理溶液は、表面306から不純物を除去し、ビードブラスティングプロセス中に形成されたは離れた粒(子)の表面をクリーニングする処理剤を有し、コーティングへ結合するための表面を用意する。表面306は、表面306を用意するのに適した時間の間、例えば、約15秒〜約30分、さらに好ましくは約15秒〜約15分の間、溶液につけることによって処理される。
セラミック成型品302へのコーティング304の予期しない優れた接着性がセラミック成型品302の粒界領域のエッチングを減少する処理剤の十分低い濃度を有する処理溶液によって得られることがわかった。従来のプロセスが表面306をクリーニングし、作るために、高い濃度の処理剤は、より完全な表面のくずや汚染物質のクリーニングを行なうと期待して、高い濃度の処理剤、例えば、20体積%以上の濃度のフッ化水素酸を使用しているので、この結果は予期されないことでる。しかし、粒界領域を過度にエッチングすることなく、及び要素300の表面306におけるマイクロクラックを形成、或いは更に悪化することなく、表面306からあらゆる残留物または弱く結合された粒(子)をクリーニングするために充分低い濃度の処理剤を有する処理溶液が優れていることが判った。表面306上の粒界領域に対してなされるエッチング損傷を減少することによって、低濃度の処理剤を有する処理溶液がコーティング304とセラミック成型品302との間のボンディング(結合)を高い濃度を有する従来のプロセスより向上させた。
1つの形態において、セラミック成型品302はフッ化水素酸(HF)を適正に低い濃度の酸性剤を有する酸性処理溶液に浸される。例えば、処理溶液は実質的にHFからなる処理剤を有することができる。フッ化水素酸は、表面306をきれいにクリーニングし、基板16のビードブラスティング中または処理中に形成される粒子のような表面306上の不純物および離れた粒子を除去することができる。フッ化水素酸は、セラミック成型品302の表面上に累積された不純物、例えばSiO2、CaOまたはMgOと反応し、溶解することもできる。適性に低い濃度のフッ化水素酸は、10体積%より低い濃度、例えば、1〜約10体積%の濃度、より好ましくは、約5体積%より低い濃度である。
他の形態では、セラミック成型品302は、適性に低い濃度の非フッ化酸の処理剤を含む溶液に浸けられる。非フッ素化された酸の処理剤は、攻撃性の少ない処理剤を提供し、セラミック成型品302の表面を通してマイクロクラックの伝播及び粒界領域への損傷を減少して、表面のクリーニングおよび製作を可能にする。適性な非フッ素化クリーニング剤は、例えばHClまたはNHO3を有することができる。適性に低い濃度の非フッ素化剤は、約20体積%より低い濃度、例えば、1〜約20体積%の濃度、より好ましくは、10体積%より低い濃度である。更に他の態様では、セラミック成型品は、KOH溶液のような塩基溶液、またはジエチレングリコールモノブチルエーテルのような有機エッチャントの溶液に浸けられる。
セラミック成型品302は溶液に浸けることによって処理されると、金属コーティング304がセラミック成型品302の少なくとも一部上に形成される。このコーティング304は、基板プロセスチャンバにおいて実質的に耐侵食性を有する金属の1つ以上、例えば、アルミニウム、チタン、銅、及びクロムの1つ以上を有することができる。金属コーティング304は、例えばチャンバ36a内の活性化されたガスによる腐蝕からセラミック形成品302を保護するために形成され、金属コーティングとセラミック成型品302との間に強力な結合を与える方法によって与えられる。例えば、化学または物理気相堆積法の1つ以上によって、またはフレームスプレーまたはサーマルスプレー、例えば、ツインワイヤ・アーク法、プラズマアーク法、または酸素燃料ガスフレーム(oxy-fuel gas flame)によって与えられる。プロセスチャンバ36aにおける浸蝕を減少するのに適した金属コーティング304の厚さは、例えば、少なくとも0.05mmの厚さ、更には約0.5mmより薄い厚さでよい。
1つの形態において、金属コーティングは、例えば、Lazarz外に2001年5月8日に発行された米国特許6,227,435号明細書、及びScruggsに1997年12月9日に発行された米国特許5,695,825号明細書に記載された「ツインワイヤ・アーク・サーマル・スプレー法(a twin wire arc thermal spraying process)」によって処理された表面に設けられる。これらの文献は、いずれもレファレンスによってこの明細書に含まれる。ツインワイヤ・アーク・サーマル・スプレー法において、サーマルスプレイヤー(図示せず)は、2つの消耗電極を有し、それらは、電気アークがそれらの間に形成するのを可能にするように形成され、角度が付けられている。例えば、これらの消耗電極は、表面306上にコーティングされる金属から形成されるツインワイヤを有し、それらは、放電が最も接近した点の近くに形成するように互いに向かって角度が付けられている。アーク放電は、電圧が消耗電極に印加されると、キャリアガス、例えば空気、窒素、またはアルゴンの1つ以上が電極間に流されるに従って、消耗電極間に発生する。電極間のアークは、電極上の金属を微粒子にし、少なくとも部分的に液化し、アーク電極によって活性化されたキャリアガスは、サーマルスプレイヤーから、セラミック成形品302の処理される表面306に向かって溶融粒子を送り込む。溶融粒子は、セラミック成形品302の表面306上に衝突して、そこでそれらは冷却し、凝縮して、コンフィーマルコーティング304を形成する。ツインワイヤが用いられた場合、ワイヤーはサーマルスプレイヤーに連続して送られ、金属材料の連続供給を行なう。
サーマルスプレイ中動作パラメータは、サーマルスプレイヤーからセラミック成形品の表面306までの通路をコーティング物質が進むにしたがって、コーティング物質の特性、例えばコーティング物質の温度及び速度を調節するのに適するように選択される。例えば、ガスの流れ、電力レベル、パウダー(粉末)の供給速度、キャリアガスの流れ、サーマルスプレイヤーから表面までの離れた(スタンドオフ)距離、及び表面306に対するコーティング物質の堆積角度は、コーティング物質の適用及びコーティングの表面への接着性を向上するようにされる。例えば、消費電極相互間の電圧は、約10ボルトから約50ボルトまで、、例えば約30ボルトになるように選択することができる。さらに、消費電極間を流れる電流は、約100アンペアボルトから約1000アンペアまで、例えば約300アンペアになるように選択することができる。プラズマトーチの電力レベルは、通常約6キロワットから80キロワット、例えば約10キロワットの範囲にある。
堆積の離れた距離及び角度は、表面上のコーティング材料の堆積特性を調節するように選ぶことができる。例えば、堆積の離れた距離及び角度は、例えば、“パンケーキ(pancake)”及び“ラメラ(lamella)”パターンを形成するために、表面306に衝突して溶融したコーティング物質が跳ね返るパターンを変えるように調節することができる。堆積の離れた距離及び角度は、コーティング物質が表面に衝突するとき、フェーズ、速度、またはコーティング物質の粒の大きさを変えるように調節することができる。1つの実施例では、サーマルスプレイヤー及び表面間の離れた距離は、約5インチ以上、及びコーティング物質の表面306への堆積の角度は、約90°である。
コーティング物質の速度は、コーティング物質を適切に表面306上に堆積するように調節することができる。1つの実施例では、粉末化したコーティング物質の速度は、約100〜約300m/秒である。また、サーマルスプレイヤーは、コーティング物質が表面に当たったとき、コーティング物質の温度が少なくとも溶融温度であるように調節される。融点以上の温度は、高密度のコーティング及びボンディングの強さを生じることができる。例えば、放電の周りの活性化したキャリアガスの温度は、5000℃以上である。しかし、コーティング物質が表面306へ影響を与える時間期間解けたままであるように、放電の周りの活性化したキャリアガスの温度は低く設定されることができる。例えば、適当な時間期間は、少なくとも数秒である。
本発明のプロセスによって処理され、コーティングされた要素300は、金属コーティング302と下にあるセラミック成形品302間で実質的に改善された結合を示す。例えば、本発明のプロセスによって処理され、コーティングされた要素300は、スパッタ堆積チャンバ36aにおいて、向上した性能を与える、チャンバ36aにおいて形成されたスパッタされた物質は、実質的に要素300から金属コーティングを剥離しないように、要素300の露出した表面308上に、少なくとも0.2mm、好ましくは約1mmまで、あるいは約1.5mmまでの厚さに累積する。
1つの態様において、上述の処理及びコーティングプロセスは、チャンバ36aにお家使用するためのコーティングされた要素300を製造するために行なわれる。例えば、要素300を製造するために、セラミック成形品302がセラミックの粉末及びバインダー(結合剤)の混合物から準備される。このバインダーは有機バインダー物質であってもよい。セラミックの粉末及びバインダーは、例えば、スリップキャスティングによって適当なセラミックプレフォーム(予備成形物)へのモールドで形成することができ、あるいはラムプレス成形(ram pressing)またはイソスタティック成形(isostatic pressing)、またはテープキャスティング(tape casting)によって形成することができる。例えば、1つの態様において、セラミック粉末及びバインダーは、堆積チャンバ36aにおいて使用するための堆積リングまたはカバーリングの形状に成形することができる。その後、この成形されたプレフォーム(preform)は、セラミック成形品302を有する固められたセラミック物質を形成するために燒結される。適当なコネクター又は他の構造物が燒結前の成形されたプレフォームに形成される。燒結されたセラミック成形品302は所望の厚さに磨かれ、他の構造物も多孔セラミック物質へ孔があけられまたは加工される。所望の形状を有するセラミック成形品302が形成されると、上述の処理プロセスが行なわれ、金属コーティング304へ結合するためのセラミック成形品302を準備するために、ビードブラスティング及び溶液中に浸漬することによってセラミック成形品302の表面を処理する。その後、金属コーティング304が、例えば、金属材料を表面306へサーマルスプレーすることによって設けられる。
他の態様において、基板プロセスチャンバ36aで使用された要素300を再び磨くために、例えば、チャンバ36内の活性化されたガスに曝すことによって損傷された要素300を再び磨くために、処理及びコーティングプロセスが行なわれる。この態様では、セラミック成形品302及び損傷された金属コーティング304を有する要素300は、金属のコーティングを除去し、下にある(セラミック成形品の)表面306を処理及びコーティングすることによって、再び磨かれたり、処理されたりする。金属のコーティング304は、例えば、上述したビードブラスティングプロセスにおいて除去され、あるいはエッチングプロセスのような他の金属除去方法によって除去される。金属のコーティング304が除去されると、下にある表面306は、本発明のプロセスにより、ビードブラスとされたり、処理溶液に浸漬されたりする。最後に、表面306は、例えば、サーマル(熱)コーティングプロセスによって金属コーティング302で再びコーティングされる。
図2は、本発明による処理及びコーティングプロセスを示すフローチャートである。このフローチャートに示されるように、プロセスは、一般に、(i)要素300をブリードブラスティングして、約150μインチより小さな粗さ平均を有する表面粗さにする;(ii)十分低い濃度を有する溶液にセラミック成形品を浸漬して、セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少する。(iii)セラミック成形品の少なくとも一部上に金属のコーティングを形成する。
処理され、コーティングされた要素300は、図3に示されるようにマルチチャンバのプラットフォーム100の一部であるプロセスチャンバ36aにおいて用いられる。このマルチチャンバは、例えば、カルフォルニア州、サンタクララのアプライドマテリアルズ社から商業的に利用できる“ENDURA”システムであることができる。平らなシリコンウエハ基板16を処理するのに適しているここに示されたプラットフォーム100の特定の実施例は、本発明を概略示すために設けられており、本発明を限定するために用いられるべきではない。マルチチャンバプラットフォーム100は、一般に、相互に接続されたチャンバ36a−d、114、118のクラスター、及びチャンバ36a−d、114、102、118間で基板16を移送するためのロボットアーム機構132を有する基板移送手段を有する。ロボットアーム機構132は、基板を支持したり、運んだりするブレード134を有するロボットアームを有する。ロードロックチャンバ120、122は、基板16を含む移送カセットを受取る。基板を方向付けし(オリエンティング)及びガス抜きチャンバ118が処理の準備中に基板16に向きを決めるために、及びプロセスチャンバ36a−d内の高真空環境を乱す汚染物質を基板16から除去するように基板16からガスを抜くために設けられる。事前のクリーニングチャンバ114が全ての堆積ステップ前に基板をクリーニングするために用いられ、冷却チャンバ102が基板16を冷却するために用いられる。例えば、ロボットアーム機構132がいろいろなチャンバ36a−d、114、102、118へ、及びそれらから基板16を移送するシーケンスを命令するように、ロボットアーム機構132を制御するために、プロセスシーケンサ136が設けられる。一般に、プロセスシーケンサ136は、ロボットアーム機構132を制御して、ロードロックチャンバ120、122の1つからオリエンティング及びガス抜きチャンバ118ヘ、その後事前クリーニングチャンバ114へ、その後プロセスチャンバ36a−dの1つ以上へ、そしてその後冷却チャンバ102へ基板16を移送するために、ロボットアーム機構132を制御する。
マルチチャンバプラットフォーム100は、例えば、図4に示されているように、少なくとも1つのPVDチャンバ36aを有し、基板16上にタンタル、窒化タンタルまたは銅の1つ以上の層をスパッタ堆積する。基板支持体18がPVDチャンバ36a内に基板16を支持するために設けられる。基板16は、チャンバ36aの側壁に基板をロードする入口(図示せず)を介してチャンバ36aへ導かれ、支持体18上に置かれる。支持体18は、基板の昇降ベロー(図示せず)によって上昇または下降されることができ、昇降フィンガーアッセンブリー(図示せず)がチャンバ36aへ及びチャンバ36aからの基板16の移送中に基板16を上昇したり、基板を支持体18上へ下降したりするために用いられる。
支持体18は、支持体18の腐蝕を防止するために支持体の上面19の少なくとも一部をカバーする、例えば、堆積リング15及びカバーリング17のような1以上のリングを有する。例えば、堆積リング15及びカバーリング17は、チャンバ36a内の活性化したガスへの静電チャックの露出を減少するために、及び静電チャックへの粒子の堆積を減少するために、支持体18上の静電チャック(図示せず)の少なくとも一部をカバーすることができる。1つの態様において、堆積リングは、基板16によってカバーされない支持体の部分を保護するために基板16を少なくとも部分的に取り囲む。カバーリング17は、堆積リング15の少なくとも一部を囲み、堆積リング15及び下にある支持体18の双方への粒子の堆積を減少するように働く。本発明の1つの特徴によると、堆積リング15及びカバーリング17は、本プロセスにより処理され、カバーされる。本プロセスによって設けられた強力に結合した金属コーティング304によって、リング15、17がコーティング304の過剰な熱膨張ストレスまたは離層のない大量の堆積を行なうようにする。従って、本プロセスによって処理され、コーティングされた堆積リング15及びカバーリング17は、耐腐蝕性を増大させ、下にある基板支持体18へ良好な腐蝕保護を行なう。
プロセスゾーンにおいて大気圧以下にスパッタリングガスを維持するために、スパッタリングガスの供給源23がスパッタリングガスをチャンバ36aヘ導入する。スパッタリングガスは、ガスインプット25a、bを介して1つ以上のガス源24、27にそれぞれ接続されるガス入口33を通してチャンバ36aに導入される。1つ以上のマスフローコントローラ26がそれぞれのガスの流速を制御するために用いられる。それらのガスは、チャンバ36aへのそれらのガスの導入前に混合マニフォルド31において予め混合されるか、またはチャンバ36aに別々に導入されることができる。スパッタリングガスは、一般に、プラズマへ活性化されると、ターゲット14にエネルギー的に衝突し、攻撃して、物質、例えば銅、タンタル、または窒化タンタルをターゲット14からスパッタリングする非反応性ガス、例えばアルゴンまたはキセノンを含む。スパッタリングガスは反応性ガス、例えば窒素を含んでもよい。また、他の反応性ガス又は他の型の非反応性ガスを含むスパッタリングガスの他の混合物が用いられることは、当業者に明らかであろう。
排気システム28がチャンバ36aにおけるスパッタリングガスの圧力を制御し、チャンバ36aから過剰なガス及び副産物のガスを排気する。排気システム28は、1つ以上の排気ポンプ29へ導く排気ライン34へ接続されるチャンバ36aにおける排気ポート29を有する。排気ライン34におけるスロットルバルブ37がチャンバ36aにおけるスパッタリングガスの圧力を制御するために用いられる。一般に、チャンバ36aにおけるスパッタリングガスの圧力は、サブ大気圧レベル、例えば、約2〜約10mTorrへセットされる。
PVDチャンバ36aは、更に基板16に面するチタンを有するスパッタリングターゲット14を有する。必要に応じて、コリメータ(図示せず)がターゲット14と基板支持体18の間に取り付けられてもよい。PVDチャンバ36aは、スパッタされた物質からチャンバ36aの壁を保護するため、またはアノード接地面として働くようにシールド20を有することもできる。このシールド20は電気的に浮いているか、または接地される。ターゲット14は、チャンバ36aから電気的に絶縁されるか、または電源、例えばDC電源22に接続されるが、しかし、この電源は、他の形式の電源、例えばRF電源であってもよい。1つの形態において、DC電源22、ターゲット14、及びシールド20は、プラズマから材料をスパッタするためにスパッタリングガスを活性化することができるガスエナジャイザー90として動作する。DC電源22は、例えばDC電圧パルスとしてのDC電圧をシールド20に対してターゲット14へ供給する。スパッタリングターゲット14へ供給された電圧からチャンバ36a内に生成された電界は、スパッタリングガスを活性化して、ターゲットから物質をスパッタするプラズマを形成する。プラズマによってターゲットからスパッタされた物質は、基板16上に堆積され、プラズマのガス成分と反応して、基板16上に堆積層を形成する。
チャンバ36aは、さらに、ターゲット物質のスパッタリングを改善するために、ターゲット14に近接して高密度プラズマ領域38におけるイオン密度を増大するように、チャンバ36aのターゲット14の近くに磁界105を発生する磁界発生器35を有する。更に、改善されたマグネトロン32が銅の維持した自己スパッタリングまたはアルミニウム、チタン、または他の金属のスパッタリングを可能にするために用いられ、一方、例えば、Fuに付与された“回転スパッタマグネトロンアッセンブリ”の米国特許第6,183,614号及びGopalrajaに付与された“銅のビア充填のための一体化プロセス”の米国特許第6,274,008号に開示されたターゲットの攻撃目的のための非反応性ガスに対する必要性を最小にする。これらのいずれもレファレンスによってこの明細書に含まれる。磁界105は、実質的に非磁性ターゲット14を通して真空チャンバ36aに広がる。1つの形態において、マグネトロン32はターゲット14にセミトロイダル磁界を発生する。1つの実施例において、マグネトロン32は、ターゲット14上のほぼ中心点からターゲット14の利用可能な領域のエッジまで水平に広がっている。1つの形態において、マグネトロン32は、回転軸78の周りにマグネトロン32を回転するモータ106を有する。モータ106は、一般に、回転軸78に沿って延びるシャフト104によってマグネトロン32の磁界ヨーク98に取り付けられる。
本発明のPVDプロセスは、周辺の制御要素と共にメモリシステムに相互接続された中央処理装置(CPU)、例えば、カリフォルニア州のSynergy Microsystems社から商業的に利用可能な98400マイクロプロセッサを有する、図5に示されるように、プロセスシーケンサ136を有し、コントローラ30上を走るコンピュータプログラム製品141を用いて実現化されることができる。コンピュータプログラムコードは、従来のコンピュータ読み取り可能なプログラム言語、例えば、アッセンブリ言語、C、C++またはパスカルで書かれる。好ましいプログラムコードは、従来のテキストエディタを用いて、単一ファイルまたはマルチファイルに入力され、コンピュータ利用可能な媒体、例えばコンピュータのメモリシステムに格納される。入力されたコードテキストがハイレベル言語にある場合には、コードはコンパイルされ、その結果のコンパイラーコードは予めコンパイルされたウインドウズのライブラリールーティンのオブジェクトコードとリンクされる。リンクされ、コンパイルされたオブジェクトコードを実行するために、システムユーザはオブジェクトコードを呼び出し、コンピュータシステムがメモリ中のコードをロードするようにし、メモリからCPUがコードを読み取り、実行してプログラム中のタスクを行なう。
ユーザは、プロセスセット及びプロセスチャンバ番号をプロセスセレクタプログラムコード142へ入力する。プロセスセットは、特定のプロセスチャンバにおいて特定のプロセスを実行するために必要な所定のプロセスパラメータのセット(組)であり、予め定義されたセット番号によって識別される。プロセスパラメータは、プロセス条件、例えば、プロセスガスの成分及び流速、温度、圧力、ガスを活性化するプロセス条件、例えば、非パルス化されたまたはパルス化されたDC電力レベル及び磁界電力レベル、冷却ガスの圧力、及びチャンバ壁の温度などに関する。
プロセスシーケンス136は、プロセスセレクタプログラムコード142から識別されたプロセスチャンバ及びプロセスパラメータのセットを受けるための、及びいろいろなプロセスチャンバ36a-dの動作を制御するためのプログラムコードを有する。多くのユーザがプロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができるし、あるいは一人のユーザがプロセスセット番号及びプロセスチャンバ番号を入力することができ、その結果プロセスシーケンス136は、所望のシーケンスにおいて選ばれたプロセスをスケジュールするように動作する。好ましくは、プロセスシーケンス136はプログラムコードを有し、(i)チャンバ36a-dが用いられているか否かを判断するためにプロセスチャンバ36a-dの動作を監視するステップ、(ii)用いられているチャンバ36a-dにおいてどんなプロセスが実行されているかを判断するステップ、及び(iii)特定のプロセスチャンバ36の利用可能性及び実行されるべきプロセスの形式に基づいた所望のプロセスを実行するステップを行なう。プロセスチャンバ36a-dを監視する従来の方法、例えばポーリングを用いることができる。どのプロセスが実行されるべきかをスケジュールする場合、プロセスシーケンス136は、選ばれたプロセスに対する所望のプロセス条件と比較して、用いられているプロセスチャンバの現在の条件、または各々の特定のユーザが入力した要求のとき、またはスケジューリングの優先度を決定するためにシステムプログラマが含めたい全ての他の適したファクタを考慮してデザインされる。
プロセスシーケンサ136が、どのプロセスチャンバとプロセスセットの組み合わせが次ぎに実行されるかを判断すると、シーケンサプログラムコード143は、プロセスシーケンサ136によって決められたプロセスセットにしたがって、いろいろなプロセスチャンバ36a-dにおけるマルチプロセスタスクを制御するチャンバ管理プログラムコード144へ特定のプロセスセットパラメータを通すことによってプロセスセットの実行させる。例えば、チャンバ管理プログラムコード144は、選ばれたプロセスセットを実行するのに必要なチャンバ要素300の動作を制御するいろいろなチャンバ要素のプログラムコードまたはプログラムコードモジュールの実行も制御する。チャンバ要素のプログラムコードの例は、基板を位置決めするプログラムコード145、ガス流を制御するプログラムコード146、排気を制御するプログラムコード147、加熱を制御するプログラムコード148、及び電源を制御するプログラムコード149である。当業者は、どんなプロセスがプロセスチャンバ36aにおいて行なわれる必要があるかに依存して、他のチャンバを制御するプログラムコードが含まれることを容易に認識するであろう。
動作において、チャンバ管理プログラムコード144は、実行されている特定のプロセスに従ってプロセス要素のプログラムコードを選択的にスケジュールするか、または呼び出す。チャンバ管理プログラムコード144は、シーケンサプログラムコード143がどのプロセスチャンバ36a-d及びプロセスセットが次ぎに実行されるべきであるかを如何にスケジュールするかと同様に、プロセス要素のプログラムコードをスケジュールする。一般に、チャンバ管理プログラムコード144は、いろいろなチャンバ要素300を監視するステップ、どの要素300が実行されるべきプロセスセットに対するプログラムパラメータに基づいて動作される必要があるかを判断するステップ、及び監視するステップ及び判断するステップに応答するチャンバ要素プログラムコードを実行させるステップを有する。
特定のチャンバ要素プログラムコードの動作について説明する。基板を位置決めするプログラムコード145は、基板16を基板支持体18上へ移送するため、及び選択的に基板16とターゲットとの間の間隔を制御するためにチャンバ36内で基板を所望の高さまで上昇するために用いられるチャンバ要素300を制御するためのプログラムコードを有する。基板16がプロセスチャンバ36aに移送されると、基板支持体18は、基板16を受けとるために降下され、その後、基板18はチャンバ36a内の所望の高さまで上昇される。基板を位置決めするプログラムコード145は、チャンバ管理プログラムコード144から移送される支持体の高さに関連したプロセスセットパラメータに応答して、支持体18の動きを制御する。
ガス流のプログラムコード146は、プロセスガスの組成及び流速を制御するためのものである。一般に、それぞれのプロセスガス用のガス導管34は、チャンバ36aへのプロセスガスの流れを自動または手動で止めるために用いることができる安全閉止弁を有する。有害なガスがプロセスに用いられる場合、幾つかの安全閉止弁が従来の構成において各ガス導管34に配置されている。ガス流のプログラムコード146は、安全閉止弁の開閉位置を制御し、また所望のガスの流速を得るためにマスフローコントローラをランプ・アップ/ダウン(ramp up/down)する。ガス流のプログラムコード146はチャンバ管理プログラムコード14によって呼び出されるが、全てのチャンバ要素プログラムコードによっても呼び出され、そしてチャンバ管理プログラムコードから所望のガスの流速に関連するプロセスパラメータを受取る。一般に、ガス流のプログラムコード146は、必要なマスフローコントローラを繰り返し読み取り、その読み取りをチャンバ管理プログラムコード144から受取った所望の流速と比較し、且つ必要に応じてその流速を調節することによって動作する。更に、ガスフロープログラムコード146は、安全でない速度に対するガスの流速を監視し、安全でない状態が検出されると安全閉止弁を作動するステップを含む。1つの態様において、ガス流のプログラムコード146は、第1の時間期間酸素含有ガスとアルゴンの第1の体積流量比及び第2の時間期間酸素含有ガスとアルゴンの第2の体積流量比を含むスパッタリングガスを与えるために、マスフローコントローラを動作する。
排気制御プログラムコード147が呼び出されると、所望の圧力レベルがチャンバ管理プログラムコード144からパラメータとして受取られる。排気制御プログラムコード147は、チャンバ36aに接続される1つ以上の従来の圧力ナノメータ(図示せず)を読み取り、計測された値をターゲット圧力と比較し、ターゲット圧力に相当するストアされた圧力テーブルからPID(proportional, integral and differential:比例、積分及び微分)値を得て、そして圧力テーブルから得られたPID値によって排気装置28のスロットルバルブを調節する。代わりに、チャンバ36a内の圧力は、排気装置28の排気導管34におけるスロットルバルブ37の開口サイズを調整することによって調整することができる。
任意のヒータ制御プログラムコード148は、基板16を加熱するために使用される任意のヒータ(図示せず)の温度を制御するためのプログラムコードを含む。ヒータ制御プログラムコード148は、支持体18に設けられた熱電対(図示せず)の電圧出力を計測し、計測された温度を整定値(セットポイント)温度と比較し、そして所望のランプレートまたは整定値温度を得るためにヒータに与えられた電流を増減する。この温度は、ストアされた変換テーブルにおける対応温度をルック・アップすることによって、または4次多項式を用いて温度を計算することによって計測された温度から得られる。放射ランプがヒータとして用いられた場合、ヒータ制御プログラムコード148は、一般にランプの寿命及び信頼性を増加するランプに与えられたランプ・アップ/ダウンを徐々に制御する。更に、プロセスの安全コンプライアンスを検出するために及びプロセスチャンバ36aが正しくセットアップされていない場合にヒータの動作を止めるために、ビルトイン・フェールセーフモードを含むことができる。
電源プログラムコード149は、チャンバ36a内のスパッタリングガスを活性化してターゲット14から物質をスパッタするために、電源、例えばDC電源を制御するためのプログラムコードを含む。例えば、このプログラムコード149は、ターゲット14に印加されるパルス化DC電圧レベルを設定することができ、またチャンバ36aの側壁20の電気的状態を設定することもできる。前述したチャンバ要素プログラムコードと同様に、プログラムコード149は、チャンバ管理プログラムコード144によって呼び出される。動作において、プログラムコーと149は、ターゲット14に加えられた“順方向”電力、及びチャンバ36aを通って流れる“反射”電力の双方を読み取るためのステップを含む。過度に高い反射電力の読み取りは、プラズマが点弧されず、プログラムコード149がプログラムを再スタートするか閉止することを示す。読み取られた電力レベルは、ターゲット電力に対して比較され、電流がプラズマを制御するために調整される。
例.
以下の例は、従来のプロセスに対して、本発明の処理及びコーティングプロセスによって与えられた増大した金属コーティングの接着性を示す。
以下の例は、従来のプロセスに対して、本発明の処理及びコーティングプロセスによって与えられた増大した金属コーティングの接着性を示す。
例において、酸化アルミニウムを有するセラミック成形品302が本発明によって処理され、その後アルミニウムを含む金属コーティング304でコーティングされた。第1の処理ステップにおいて、酸化アルミニウムのセラミック成形品302の表面は、100μインチ(254μセンチ)の粗さ平均にビードブレードされた。第2のステップにおいて、酸化アルミニウムのセラミック成形品302の表面は、1分間5体積%の濃度の塩酸を含む溶液に付けられた。消耗電極としての2本のアルミニウムワイヤを用いて、ツインアークサーマルスプレー法によって、アルミニウム金属のコーティング304が処理された表面306に与えられた。アルミニウム材料が表面306上にスプレーされ、0.25mmの厚さを有するコーティング304を形成した。
アルミニウム金属のコーティング304と酸化アルミニウムのセラミック形成品302間の結合力が決定され、従来の方法により用意された要素300の結合力と比較された。この結合力は、ASTM C633テスト基準により決定された。ASTMテスト基準を用いて、金属コーティング304の表面308は、接着剤のある取付け具に結合される。コーティングボンドの強さを決めるために、取付け具によってコーティング304の面に垂直に引張荷重が加えられる。接着力または凝集力の程度は、以下の式によって決めることができる。
1) 接着力または凝集力=最大負荷/断面積
1) 接着力または凝集力=最大負荷/断面積
図6は、従来方法のラベルの付けられた要素A−Dによって処理され、コーティングされた要素300と比較して、本方法のラベルの付けられた要素Eにより処理され、コーティングされた要素300に対して計測された正規化された結合強度を示す。図に示されているように、本方法により、コーティング304とセラミックの予備成形品302間に実質的に強い結合を有する要素300を得た。要素Dは、本方法の要素の75%以下の強さの結合強度を示し、一方要素A、B、及びCは、要素Eの結合力の半分以下である結合強度を示している。
計測された結合強度は、要素300の除去または一新が必要となる前にチャンバ36aにおいて処理される基板の16の数として定義される要素300の部品寿命の評価を可能にし、更に、本方法により処理され、コーティングされた要素300の増大した性能をさらに確認する。要素A及びBは、約3000基板の部品寿命を有すると評価され、要素Cは200〜4500基板の部品寿命を有すると評価され、要素Dは5200〜6500ウエハの部品寿命を有すると評価される。これに対して、本方法により準備された要素Eは、少なくとも約7500ウエハの実質的に増加した部品寿命を有すると評価される。
本方法によるセラミック成形品の表面を処理することによって要素300を用意することにより、金属コーティングの表面306への結合力が増大され、これにより、金属コーティング−セラミック成形品の結合強度を増大し、要素300の離層に対する感受性を減少するか、またはセラミック形成品302からの金属コーティング304の層状剥離を減少する。本発明により処理され、コーティングされた要素300は、基板の処理環境における耐腐蝕性を向上し、及び延びた部品寿命を延ばし、それにより、処理された基板16の効率及び品質を向上する。
本発明の代表的な実施例が示され、説明されたけれども、当業者は、本発明を含み、また本発明の範囲内にある他の実施例を考えることができる。例えば、特に説明されたもの以外の他の処理剤を用いることができる。また、セラミック成形品302及び金属コーティングは、当業者に明らかである特に説明されたもの以外の化合物を含むことができる。さらに、用語“より下”、“より上”、”下部”、“上部“、“上”、“下”、“第1及び第2の”、及び他の関連する位置を示す用語は、図面の代表的な実施例に関して示されており、交換可能である。従って、請求項は、本発明を概略説明するためにここに説明された好適な態様、物質、または場所の配列の説明に限定されるべきではない。
Claims (16)
- プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、前記要素は、粒子及び粒界領域を有するセラミック成形品を有し、
(a) 前記要素をビードブラストして、約150μインチより小さい粗さの平均を有する表面粗さにするステップと、
(b) 酸または塩基の充分低い濃度を有する溶液に前記要素を浸漬して、前記セラミック成形品の粒界領域のエッチングを減少するステップと、
(c) 前記セラミック成形品の少なくとも一部上に金属コーティングを形成するステップと、
を有することを特徴とする方法。 - 前記ステップ(a)の後に前記ステップ(b)を行なうことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記溶液は、約10体積%より小さい濃度のHFを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記溶液は、実質的にHFからなっていることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記溶液は、KOH、HClまたはHNO3の1つ以上の約20体積%より小さいことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記溶液は、ジエチレングリコールモノブチルエーテルの約20体積%より小さいことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記セラミック成形品は、酸化アルミニウムを有し、及び前記金属コーティングはアルミニウムを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記要素は、堆積リングまたはカバーリングであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- スパッタリングチャンバにおいて形成されたスパッタリングされた物質が下にある金属コーティングをセラミック成形品から剥離させることなく露出した表面上に少なくとも約0.2mmの厚さに累積することができる露出した表面を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、前記要素は、酸化アルミニウムの粒子及び粒界領域を有するセラミック成形品を有し、
(a) 前記要素をビードブラストして、約150μインチより小さい粗さの平均を有する表面粗さにするステップと、
(b) 約10体積%より小さな濃度のKOH、HCl及びHNO3の1つ以上を有する溶液に前記要素を浸漬するステップと、
(c) ツインワイヤのサーマルスプレー法によって前記要素の少なくとも一部上にアルミニウムのコーティングを形成するステップと、
を有することを特徴とする方法。 - 前記ステップ(a)の後に前記ステップ(b)を行なうことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記溶液は、実質的にHFからなっていることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- スパッタリングチャンバにおいて形成されたスパッタリングされた物質が下にあるアルミニウムコーティングをセラミック成形品から剥離させることなく露出した表面上に少なくとも約0.2mmの厚さに累積することができる露出した表面を有することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- プロセスチャンバ用の要素を製造する方法であって、前記要素は、酸化アルミニウムの粒子及び粒界領域を有するセラミック成形品を有し、
(a) 前記要素をビードブラストして、約150μインチより小さい粗さの平均を有する表面粗さにするステップと、
(b) KOHまたはジエチレングリコールモノブチルエーテルの1つ以上の約20体積%より小さい溶液に前記要素を浸漬するステップと、
(c) ツインワイヤのサーマルスプレー法によって前記セラミック成形品の少なくとも一部上にアルミニウムのコーティングを形成するステップと、
を有することを特徴とする方法。 - 前記ステップ(a)の後に前記ステップ(b)を行なうことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- スパッタリングチャンバにおいて形成されたスパッタリングされた物質が下にあるアルミニウムコーティングをセラミック成形品から剥離させることなく露出した表面上に少なくとも約0.2mmの厚さに累積することができる露出した表面を有することを特徴とする請求項14に記載の方法。
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