JP6496739B2 - 堆積保持力を増大させるための表面テクスチャリングのための形状寸法およびパターン - Google Patents
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Description
処理チャンバ構成要素は、堆積された膜の保持力を高めるために粗面化されており、それによって、膜がチャンバ構成要素から薄片化して汚染源となるのを防止するために、チャンバ構成要素を清浄にしなければならない時間が延びる。粗面化プロセスの共通の例には、グリットブラスティングを行うことおよびツインワイヤアーク噴霧コーティングを施すことが含まれる。しかし、さらに長い間隔にわたって膜を保持する意図で、ますます大きい表面粗さ(RA)まで表面が粗面化されているとき、粗面化された表面の尖頭上のコーティングはますます割れやすくなり、したがってコーティング自体が頻繁な汚染源となり、そのため多くの非常に粗面化された表面は重大な用途に適さなくなる。
さらに、チャンバ構成要素の表面を粗面化する処理の制限は、さらなる難題の原因となることが分かっている。たとえば、表面の粗面化プロセスを実行するために高い熱が必要な場合、高い熱は、プラスチックの変形を引き起こすことなどによって構成要素を歪ませることがあり、または融合による微小な亀裂を引き起こすことがあり、これは構成要素の完全性を低減させる。加えて、表面テクスチャリングのための従来のプロセスは、高価で時間がかかることがある。最後に、様々な表面テクスチャではさらに、膜の保持力が欠如し、これは処理チャンバ内で粒子の生成を招く。
別の実施形態では、堆積された膜の保持力を高めるようにパターニングされた表面を有する物品が提供される。物品は、マクロテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素を備えることができ、マクロテクスチャ表面は、テクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止する事前定義されたパターンで配置された加工特徴から形成される。加工特徴は、事前定義されたパターンで配置することができ、加工特徴は、凹形の形状を有する表面を有することができる。
さらに別の実施形態では、半導体チャンバ構成要素を製造する方法が提供される。方法は、チャンバ構成要素の表面をマスクで覆うことを含むことができる。テクスチャ表面を画定する複数の加工特徴を形成するために、チャンバ構成要素の表面から材料を除去することができる。加工特徴は、テクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止するように配置することができ、加工特徴は、凹形の形状を有する表面を備えることができる。
本明細書に記載する実施形態は、それによって製造される処理チャンバおよび処理チャンバ構成要素のキット寿命を延ばす方法に関する。本明細書に記載される方法で製造される処理チャンバ構成要素は、膜の保持力が高められたチャンバ構成要素の表面上に少なくともマクロテクスチャを生成することを含み、それによってサービス間隔を延ばし、加えて粒子汚染を低減させる。したがって、新規な処理チャンバ構成要素は、器具のダウンタイムを低減させ、所有コストをより低くすることに寄与する。「処理チャンバ構成要素」は、集積回路、フラットパネルディスプレイ、ソーラーパネル、OLED、LEDなどの製造に使用される処理チャンバ内で利用される構成要素を含むことが企図される。また、本明細書に記載するテクスチャ化技法は、表面に対する膜の保持力が所望される他の適用分野でも有用性を見出すことができることが企図される。
処理チャンバ構成要素100に特徴104を容易に施すことができることで、従来のテクスチャリングでは可能でないはずの位置、または場合によってはチャンバ構成要素100を損傷しうる位置でも、マクロテクスチャ表面102を形成することが可能になる。たとえば、特徴104およびマクロテクスチャ表面102は、ステンレス鋼、アルミニウム、セラミック、または他のパターニング可能な材料から製造された処理チャンバ構成要素100上に形成することができる。
上記で論じたように、特徴104は、任意の数の幾何形状を有することができ、これらの形状は、テクスチャ表面102全体にわたって均一である必要はない。特徴104を平面内に円形(すなわち、円筒)として示すが、特徴104は、溝、多角形または不規則な形状、凹部、および他の類似の特徴を有することができる。別法として、特徴104間の間隔は、テクスチャ表面102全体にわたって均一または不規則な形状、寸法、および分布を有することができる。
レジスト材料層のうちエッチング中に表面102上に残っている部分は、処理チャンバ構成要素100からの材料の除去を防止し、それによってウェブ208を形成する。他の実施形態では、レジスト材料層のうち成長していない部分は、レジストマスク300内に開口302を形成するために、パワー洗浄などの適した技法によって除去することができる。
マクロテクスチャ表面102、502には、任意選択で、レジストマスク300の適用前またはレジストマスク300の除去後に、ミクロテクスチャリングを施すことができる。ミクロテクスチャリングは、特徴104、504の表面の輪郭に施され、チャンバ構成要素100、500の特徴104、504とウェブ208の両方にビードブラスティングをかけることによって機械的に形成することができる。一実施形態では、本明細書に記載するテクスチャ表面102、502には、約100〜約300RA(μインチ)の表面仕上げまでビードブラスティングをかけることができる。ミクロテクスチャリングは、任意選択で、適した表面仕上げをもたらすことができる酸腐蝕、プラズマ処理、または他の適した手順など、非機械的な方法によって実現することができる。
一実施形態では、丸くしたエッジ908および表面1004は、有利には、図13A〜13Eを参照しながら後述するように、上記の化学エッチングプロセス中、または他の適したプロセス中に形成することができ、後のビードブラスティングを必要としない。特定の材料および薄いチャンバ構成要素は、ビードブラスティングの熱および応力に耐えることができないため、化学エッチングは、特徴104、構造904の丸くしたエッジ908、および表面1004、ならびに0.1インチ未満の厚さを有する様々な他のチャンバ構成要素100を、本明細書に記載する実施形態によって処理することを可能にする。図9および図10A〜10Bに示す実施形態では、特徴104によって画定された構造904は、テクスチャ表面902の膜保持特性を高めるため、特徴間の見通し面が存在しないように、密集した円形のパターンで配置される。たとえば、図10Aに示すように、互い違いに形成された構造904は、マクロテクスチャ表面902全体にわたって見通し線を阻止し、それによって膜の接着力を高める。
図13Aをまず参照すると、処理チャンバ構成要素100は、フォトレジスト層314で被覆することができる。フォトレジスト層314を覆って、またはフォトレジスト層314の上に、アートワーク1302を配置することができる。アートワーク1302は、1つまたは複数のタイプの領域を含むことができ、たとえば、エネルギー1304が通過して下にあるフォトレジスト層314を露出させることができる複数の透過領域1306と、不透明領域1308と、エネルギー1304が下にあるフォトレジスト層314を露出させるのを実質上阻止する非透過領域1310とを含むことができる。不透明領域1308は、エネルギー1304の一部分が下にあるフォトレジスト層314を部分的に露出させることを可能にするように選択されたグレースケールを有することができる。
下にあるフォトレジスト層314は、図13Bに示すように、成長した領域1312、部分的に成長した領域1314、および成長していない領域1316を形成するように、アートワーク1302を通って露出させることができる。成長していない領域1316は、図13Cに示すように、パターニングされたフォトレジスト層314を通ってチャンバ構成要素100の上面1324を露出させる開口1318、1317を形成するために、たとえばビードブラスティング、エッチング、またはパワー洗浄によって除去することができる。
上記の実施形態のいずれにおいても、テクスチャ表面102、502、902、1100を形成する加工特徴には、任意選択で、約100〜約300RA(μインチ)の表面仕上げまでミクロテクスチャリングを施すことができることに留意されたい。ミクロテクスチャリングは、適した表面仕上げをもたらすことができるビードブラスティング、酸腐蝕、プラズマ処理、または他の適した手順によって施すことができる。
上記は、本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
Claims (12)
- 半導体処理チャンバにおいて使用するための物品であって、
マクロテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素を備え、前記マクロテクスチャ表面は、前記マクロテクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止するように配置された1つまたは複数の加工特徴から形成され、前記マクロテクスチャ表面が、1つまたは複数の構造を備え、前記1つまたは複数の構造が、
頂面と、
張り出しとを含み、前記張り出しが、丸くしたエッジを有し、前記1つまたは複数の構造の側壁に沿って位置し、前記張り出しが、前記1つまたは複数の構造の頂面から始まり、前記張り出しから径方向に内方へ位置する前記1つまたは複数の構造のそれぞれの前記頂面の中心区域内に凹みが形成される、物品。 - 1つまたは複数の構造が、丸くした頂面を有する円筒形の形状を備え、前記構造内に凹みが形成される、請求項1に記載の物品。
- 前記加工特徴の深さが、前記凹みの深さより大きい、請求項2に記載の物品。
- 前記凹みの表面が凹形である、請求項2に記載の物品。
- 前記凹みの前記凹形の表面が、前記凹みの前記表面上に堆積された膜に圧縮力を作用させるように適合される、請求項4に記載の物品。
- 前記加工特徴が、六角形のはちの巣状パターンを形成する壁によって囲まれる、請求項1に記載の物品。
- 前記六角形のはちの巣状パターンを形成する前記壁間にトレンチが形成される、請求項6に記載の物品。
- 前記トレンチの表面が凹形である、請求項7に記載の物品。
- 前記テクスチャ表面を形成する前記加工特徴が、前記テクスチャ表面の全体にわたって均一の形状、寸法、および分布の少なくとも1つを有する、請求項1に記載の物品。
- 半導体処理チャンバにおいて使用するための物品であって、
マクロテクスチャ表面を有する処理チャンバ構成要素を備え、前記マクロテクスチャ表面が、前記テクスチャ表面全体にわたって見通し面の形成を防止する事前定義されたパターンで配置された加工特徴から形成され、前記加工特徴が、事前定義されたパターンで配置され、前記加工特徴が、凹形の形状を有する表面を含み、1つまたは複数の構造が、前記マクロテクスチャ表面を画定し、前記1つまたは複数の構造が、
丸くした張り出しを含み、前記張り出しが、側壁に沿って位置し、前記1つまたは複数の構造の頂面から径方向に外方へ延び、前記1つまたは複数の構造の前記頂面の中心区域内に実質上凹形の凹みが形成され、前記丸くした張り出しから径方向に内方へ位置する、物品。 - 前記加工特徴が、六角形のはちの巣状パターンを形成する壁によって囲まれる、請求項10に記載の物品。
- 前記加工特徴が、凹形の凹みが中に形成されたマウンドを形成する構造によって囲まれる、請求項11に記載の物品。
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