TW202120308A - 用於強化腔室元件的格狀塗佈表面 - Google Patents

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Abstract

揭示了形成為腔室元件的一部分或在腔室元件上的工程特徵的實施例。在一個實施例中，一種用於處理腔室的腔室元件包括具有整體式整體結構的元件部件主體。元件部件主體具有外表面。在外表面上形成工程複合表面。工程複合表面具有由複數個第一相連板條形成的第一格子狀框架，並且複數個第一開口由複數個板條中的三個或更多個板條界定。

Description

用於強化腔室元件的格狀塗佈表面
本發明的實施例涉及用於半導體裝置製造中的設備的腔室元件。
可靠地產生次半微米（sub-half micron）和更小的特徵是半導體裝置的下一代超大型積體電路（VLSI）和極大型積體電路（ULSI）的關鍵技術挑戰之一。但是，隨著電路技術極限的推升，VLSI和ULSI互連技術的尺寸不斷縮小，對處理能力提出了更高的需求。在基板上可靠地形成閘極結構對於VLSI和ULSI的成功以及對提高電路密度和單個基板和晶粒品質的持續努力都是重要的。
隨著積體電路元件的尺寸減小（例如，減小到深次微米尺寸），必須仔細選擇用於製造這種元件的材料，以獲得令人滿意的電性能等級。例如，當相鄰金屬互連之間的距離和/或隔離互連的介電體絕緣材料的厚度具有次微米尺寸時，在金屬互連之間發生電容耦合的可能性很高。相鄰金屬互連之間的電容耦合可能會導致串擾和/或電阻電容（RC）延遲，這會降低積體電路的整體性能，並使電路無法工作。
次半微米和較小特徵的製造依賴於各種處理設備，例如物理氣相沉積腔室（PVD）等。沉積腔室使用RF線圈以將電漿保持在處理腔室中。PVD腔室中利用的現有腔室元件可具有高溫差，這會導致在PVD腔室運行期間黏附在元件上的材料產生較高的膜應力。在膜達到臨界厚度之後，較高的膜應力可能會在PVD腔室運行期間導致沉積材料剝落。沉積材料的剝落會導致PVD腔室內部的污染（即顆粒）增加，這會導致基板缺陷和低產量。因此，污染的高風險不合意地需要增加清潔和維護PVD腔室的頻率。
因此，需要改善的腔室元件，其有助於減少處理腔室的污染。
揭示了形成為腔室元件的一部分或在腔室元件上的工程特徵的實施例。在一個實施例中，一種用於處理腔室的腔室元件包括具有整體式整體結構的元件部件主體。元件部件主體具有外表面。在外表面上形成工程複合表面。工程複合表面具有由複數個第一相連板條形成的第一格子狀框架，並且複數個第一開口由複數個板條中的三個或更多個板條界定。
在工程的複合表面以及工程的特徵中使用的用語「工程的」，是指特徵的技巧性和刻意的排列，而不是自然、隨機、或隨意產生的特徵。透過將材料刻意放置在預定的位置來形成工程的特徵。在一個範例中，工程的特徵是格子狀框架或交叉的板條或其他材料的細條的佈置，形成連續的網格狀結構，該結構具有在板條的相交之間形成的複數個開口。可以透過多種技術形成工程的特徵，這些技術允許以已知的結果將材料精確放置在映射位置中。非工程的特徵的範例可包括海綿、鋼絲絨、噴塗塗層等，以及其他技術，例如噴塗、燒蝕、打磨、和噴砂，這些技術無法控制材料在特徵的成型中的精確放置。
透過在處理腔室元件的外表面上形成的工程的複合表面可以增強處理腔室中的顆粒捕獲和黏附。工程的複合表面可涉及一或多個工程的連續格子狀紋理。格子狀紋理具有複數個板條（lath）和開口。可以在工程的複合表面中併入一或多種額外的格子狀紋理，以改善沉積材料的保留。工程的複合紋理可以抵抗高壓縮膜應力，其最終導致沉積在常規腔室元件上的膜的表面剝離。因此，工程的複合紋理延長元件的使用壽命，並延長腔室清潔之間的平均時間，同時減少處理腔室的顆粒污染，從而提高產量及提供更耐用和可靠的裝置性能。工程的複合紋理中的格子狀框架的多層可以透過增材製造在有或沒有腔室元件的情況下製造。
用於製造的增材製造技術透過鋪設連續的材料薄層來形成三維元件。在半導體工業中用於製造用於電漿沉積腔室的半導體處理腔室元件（包括，但不限於，線圈杯（coil cups））的用於製造的增材製造技術（其中3D列印只是其中一個範例）可以提高沉積材料在腔室元件的表面上的附著力。
在3D列印處理中，前驅物的薄層，例如粉末或其他饋送原料材料逐漸被沉積並融合以形成腔室的完整的3維元件。這種增材製造技術能夠對使腔室元件的表面工程化，以提供改善的膜附著力，從而抑制膜從腔室元件剝落，其中碎片成為處理污染物。這種增材製造技術可以附加地或替代地使得能對腔室元件的表面工程化，以使在處理期間整個元件表面的熱溫度變化最小化，這繼而導致黏附到腔室元件表面的材料的膜應力較低。在一些實施例中，單步驟生產可以產生可由一或多個材料層形成的整體式元件。可以選擇材料層以提供局部強度、節省成本、傳熱、光反射性、或其他有益屬性。儘管3D列印被描述為有利地實現腔室元件的幾何形式，但是設想到，可以利用其他製造技術來製造具有相似幾何形狀的腔室元件。
如上所述，可以將利用增材製造技術製造的一些腔室元件設計成在處理腔室的操作期間促進膜的黏附並在整個元件上具有較低的溫差。例如，在PVD腔室中使用的線圈杯具有較低的溫差，這將繼而有助於減小在PVD腔室中實行的基板沉積操作期間可能無意地沉積在線圈杯上的材料的膜應力。減小的膜應力增加了PVD膜對杯的附著力。膜對杯的增加的附著力防止剝落，並因而減少PVD腔室中的污染。由於減少了污染的可能性，因此可以有利地延長用於清潔和維護PVD腔室的頻率（也稱為清潔間隔的平均時間（MTBC））。腔室元件的表面可具有促進膜黏附至杯的特徵。黏附特徵可包括表面紋理，例如滾花表面、增加的粗糙度、凹痕、凹槽、突起、或其他黏附增強表面特徵。
本發明的實施可包括以下的一或多者。一種腔室元件，其具有外表面以工程的表面特徵形成，該工程的表面特徵改善沉積材料與處理腔室之間的附著力，從而減少沉積材料隨時間剝落的趨勢。
在使用增材製造技術製造腔室元件的實施例中，可使用固化處理來固化腔室元件列印材料。腔室元件可以由材料前驅物形成，該材料前驅物包括表現出對高溫的耐受性的特性。可以在用於製造腔室元件的前驅物材料中提供研磨料或其他顆粒，這增強了腔室元件的表面的紋理。此外，複數個列印的前驅物材料可用於形成腔室元件的不同部分。腔室元件前驅物材料可以替代地是透過冷卻而固化的熔融材料。可替代地，腔室元件可使用與表面的紋理分離的製造技術來形成，並且表面的紋理可以使用後續的附加製造技術來形成。
本發明的優點可包括以下一或多者。可以在非常小的公差範圍內製造腔室元件，即，具有良好的厚度均勻性和控制性。凹槽和其他幾何特徵可在腔室元件中形成為使用傳統製造方法不可利用的部分。增材製造可實現複合的形狀和幾何，該複合的形狀和幾何很難或不可能以傳統的製造方法來複製。此外，與其他類似形狀的常規腔室元件相比，可以更快且更便宜地製造3D列印腔室元件。
現參照第1圖，第1圖示出了示例性物理氣相沉積（PVD）處理腔室100，其具有適合於工程複合表面300的元件。工程複合表面300具有至少適合於顆粒捕獲的第一格子狀框架104。格子狀框架104是連續的工程的特徵，其可以圍繞或以其他方式包圍腔室元件的表面，作為用於將顆粒捕捉在格子狀結構中的層。合適的PVD腔室的範例包括可從加州聖克拉拉的應用材料公司商購獲得的SIP ENCORE® PVD處理腔室。經設想，處理腔室，包括可從其他製造商獲得的處理腔室，也可適於從本文描述的範例中受益。在一個實施例中，處理腔室100能夠在基板118上沉積，例如，鈦、氧化鋁、鋁、氮化鋁、銅、鉭，氮化鉭、氮化鈦、鎢、或氮化鎢。
根據一個實施例，處理腔室100具有感應線圈142。處理腔室100具有主體105，主體105包括側壁102、底部103、和包圍內部空間106的蓋117。基板支撐件，諸如底座108，設置在處理腔室100的內部空間106中。基板傳送端口109形成在側壁102中，用於將基板傳送進和出內部空間106。
氣體源110耦接至處理腔室100以將處理氣體供應到內部空間106中。在一個實施例中，如有必要，處理氣體可包括惰性氣體、非反應性氣體、和反應性氣體。氣體源110可提供的處理氣體的範例包括，但不限於，氬氣（Ar）、氦氣（He）、氖氣（Ne）、氮氣（N2 ）、氧氣（O2 ）、和H2 O等。
泵送裝置112耦接到與內部空間106連通的處理腔室100，以控制內部空間106的壓力。在一個實施例中，處理腔室100的壓力可維持在約1 Torr或更小。在另一實施例中，處理腔室100內的壓力可維持在約500 milliTorr或更小。在又另一實施例中，處理腔室100內的壓力可維持在約1milliTorr和約300milliTorr。
蓋177可支撐濺射源，例如靶114。靶114通常提供將沉積在基板118中的材料源。靶114可以由包含鈦（Ti）金屬、鉭金屬（Ta）、鎢（W）金屬、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋁（Al）及其合金、及其組合等的材料製成。在本文描繪的範例實施例中，靶114可以由鈦（Ti）金屬、鉭金屬（Ta）、或鋁（Al）製成。
靶114可以耦接到DC電源組件116。磁控管119可鄰近靶114耦接。磁控管119組件的範例包括電磁線性磁控管、蛇形磁控管、螺旋磁控管、雙指磁控管（double-digitated magnetron）、矩形螺旋磁控管等。可替代地，可以將強力磁體放置相鄰靶114。磁體可以是諸如釹的稀土磁體或用於產生強磁場的其他合適的材料。磁控管119可限制電漿以及沿著靶114分佈電漿的濃度。
控制器198耦接至處理腔室100。控制器198包括中央處理單元（CPU）160、記憶體158、和支持電路162。控制器198用於控制處理序列，調節從氣體源110進入處理腔室100的氣體流，以及控制靶114的離子轟擊。CPU 160可以是可以在工業設置中使用的任意形式的通用電腦處理器。軟體程序可以儲存在記憶體158中，記憶體例如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、軟碟或硬碟驅動、或其他形式的數位儲存。支持電路162依常規耦接到CPU 160，並且可以包括快取、時鐘電路、輸入/輸出子系統、電源等。當由CPU 160執行時，軟體程序將CPU 160轉換為專用計算機（控制器）198，其控制處理腔室100，使得處理根據本發明而實行。軟體程序也可由遠離處理腔室100定位的第二控制器（未示出）儲存和/或執行。
額外的RF電源180亦可穿過底座108耦接到處理腔室100，以根據需要在靶114和底座108之間提供偏置功率。在一個實施例中，RF電源180可以向底座108提供功率以在約1MHz與約100MHz之間的頻率，諸如約13.56MHz，偏置基板118。
底座108可以在升高位置和降低位置之間移動，如箭頭182所示。在降低位置，底座108的頂表面111可以與基板傳送端口109對准或在基板傳送端口109的正下方，以便於基板118從處理腔室100進入和移出。頂表面111可具有邊緣沉積環136，邊緣沉積環的尺寸設置成在其上接收基板118，同時保護底座108免受電漿和沈積材料的影響。底座108可被移動到更靠近靶114的升高位置，以在處理腔室100中處理基板118。當底座108處於升高位置時，蓋環126可以接合邊緣沉積環136。蓋環126可防止沉積材料在基板118和底座108之間橋接。當底座108處於降低位置時，蓋環126懸掛在底座108和位於其上的基板118上方以允許基板傳送。
在基板傳送期間，其上具有基板118的機器人刀片（未示出）延伸穿過基板傳送端口109。升降銷（未示出）延伸穿過底座108的頂表面111，以從底座108的頂表面111提起基板118，從而允許空間提供機器人刀片在基板118和底座108之間通過。接著，機器人可穿過基板傳送端口109將基板118攜出處理腔室100。底座108和/或升降銷的升高和降低可以由控制器198控制。
在濺射沉積期間，可以透過利用設置在底座108中的熱控制器138來控制基板118的溫度。可以將基板118加熱到期望的溫度以進行處理。在處理之後，可以利用設置在底座108中的熱控制器138來快速冷卻基板118。熱控制器138控制基板118的溫度，並且可用於在幾秒鐘至約一分鐘的時間內將基板118的溫度從第一溫度改變為第二溫度。
內屏蔽件120可以定位在靶114和底座108之間的內部空間106中。內屏蔽件120可以由鋁或不銹鋼以及其他材料形成。在一個實施例中，內屏蔽件120由不銹鋼形成。外屏蔽件122可以形成在內屏蔽件120和側壁102之間。外屏蔽件122可以由鋁或不銹鋼以及其他材料形成。外屏蔽件122可以延伸超過內屏蔽件120，並且被配置為在底座108處於降低位置時支撐蓋環126。
在一個實施例中，內屏蔽件120包括徑向凸緣123，該徑向凸緣包括內徑，該內徑大於內屏蔽件120的外徑。徑向凸緣123從內屏蔽件120相對於內屏蔽件120的內徑表面以大於約九十度（90°）的角度延伸。徑向凸緣123可以是從內屏蔽件120的表面延伸的圓形脊，並且通常適於與形成在設置在底座108上的蓋環126中的凹部配合。凹部可以是形成在蓋環126中的圓形凹槽，該圓形凹槽使蓋環126相對於底座108的縱向軸線居中。
處理腔室100的感應線圈142可具有一匝。感應線圈142可恰好在內屏蔽件120內部並且位於底座108上方。感應線圈142可定位成比靶114更靠近底座108。感應線圈142可由與靶114的組成類似的材料所形成，例如鉭，以用作次級濺射靶。感應線圈142由內屏蔽件120透過複數個線圈間隔件140支撐。線圈間隔件140可以將感應線圈142與內屏蔽件120和其他腔室元件電隔離。
感應線圈142可以耦接到電源150。電源150可具有穿過處理腔室100的側壁102、外屏蔽件122、內屏蔽件120、和線圈間隔件140的電引線。電引線連接到感應線圈142上的接線片144，以向感應線圈142提供功率。接線片144可具有複數個絕緣的電連接，以向感應線圈142提供功率。此外，接線片144可配置為與線圈間隔件140對接並支撐感應線圈142。電源150將電流施加到感應線圈142以在處理腔室100內感應RF場，並將功率耦合到電漿以增加電漿密度，即，反應性離子的濃度。
第2圖描繪了用於具有如第1圖所示的線圈間隔件140的處理腔室100的處理套件200的示意性頂視圖。處理套件200包括內屏蔽件120、外屏蔽件122、和感應線圈142。處理套件200可附加地或替代地包括沉積環、蓋環、遮蔽環、聚焦環、遮蔽框架等。處理套件200具有中心軸201，其中內屏蔽件120、外屏蔽件122、和感應線圈142圍繞該中心軸201居中。中心軸201通常與處理腔室100的垂直中心線共線。內屏蔽件120具有頂表面225、內表面222、和外表面224，其中一或多個可以具有工程複合表面300。
另外參考第1圖，內屏蔽件120的內表面222暴露於處理腔室100的內部空間106。外表面224被佈置為鄰近側壁102和外屏蔽件122。頂表面111鄰近處理腔室100的蓋177設置。內屏蔽件120具有沿著下頂表面221的複數個緊固件223，用於將內屏蔽件120附接到外屏蔽件122。
外屏蔽件122沿著外表面224設置並且在內屏蔽件120下方延伸。外屏蔽件122具有延伸過內屏蔽件120的內表面222的內徑272。內徑272比內表面222更靠近中心軸201。在一個實施例中，內表面222比感應線圈142更靠近中心軸201。
感應線圈142透過線圈間隔件140與內屏蔽件120的內表面222間隔開距離240。線圈間隔件140具有頂部244和底部246。距離240由線圈間隔件140的頂部244與底部246相距多遠來確定。即，線圈間隔件140的高度確定距離240。可以調節距離240以最佳化電漿密度並防止通電的感應線圈142產生電弧。
線圈間隔件140可繞中心軸201在周向上間隔開。例如，複數個線圈間隔件140中的每一個可以間隔開一間隔250。相鄰線圈間隔件140的等距間距250提供均勻地支撐感應線圈142。
感應線圈142可具有第一端208和第二端206。感應線圈142可具有單匝，使得在端部206、208之間形成間隙242。可以支撐感應線圈142的端206、208。在一個範例中，複數個線圈間隔件140中的第一線圈間隔件280可以與靠近第一端208的感應線圈142對接，並且複數個線圈間隔件140中的第二線圈間隔件260可以與靠近第二端206的感應線圈142對接，以向接近間隙242的感應線圈提供支撐。可替代地，線圈間隔件140可以跨越間隙242以物理地與感應線圈142的兩端206、208對接，而無需電橋接端206、208。以此方式，一個線圈間隔件140可以支撐第一端208和第二端206兩者。
如上所述，感應線圈142可以由複數個線圈間隔件140支撐。例如，感應線圈142可具有三個或更多個線圈間隔件140，用於支撐感應線圈142。在一個實施例中，複數個線圈間隔件140中的第一線圈間隔件280可具有用於向感應線圈142提供電力的電連接器。在一個實施例中，複數個線圈間隔件140中的第二線圈間隔件260可以具有用於將感應線圈142耦接到地的電返回路徑。替代地，第一線圈間隔件280可提供功率和通過第一線圈間隔件280到感應線圈142的返回路徑兩者。
應理解，如在工程複合表面300中使用的用語「工程化的」以及在工程複合表面300的形成中使用的第一格子狀框架104是指如上文所提供的工程化的定義。格子狀框架104是交叉的板條或其他材料的細條的佈置，形成連續的網格狀結構，該結構具有在板條的相交之間形成的複數個開口。
工程複合表面300的第一格子狀框架104可以透過如上所述的一些增材製造技術形成，並且不限於任何3D列印技術，例如粉末床注入技術。格子狀框架104可以基於製造能力直接施加在任何部件表面上，由任何部件形成，或套在任何部件上。此外應理解到，第一格子狀框架104可以用於其他處理腔室和腔室元件中，其中由於顆粒積聚在腔室元件表面上因此顆粒污染是受關注的問題。
現在將相對於線圈間隔件140描述具有工程複合表面300而至少具有第一格子狀框架104的腔室元件的示例性範例。第3A圖至第3C圖示出了用於線圈間隔件140的各種佈置，其被配置為抑制沉積材料的剝落。第3A圖描繪了第2圖所示的線圈間隔件的等距視圖。第3B圖描繪了線圈間隔件的頂視平面圖。第3C圖描繪了線圈間隔件的側視圖。
線圈間隔件140具有元件部件主體320。元件部件主體320可以是整體的整體構造。可替代地，元件部件主體320可以是多件式構造。在一些範例中，線圈間隔件140可以透過一或多種其他製造技術（例如機械加工）形成。在其他範例中，可以使用諸如3D列印的增材製造方法來形成線圈間隔件140。可以使用3D列印處理來製造線圈間隔件140，3D列印處理例如由材料的順序沉積，以熔合成單個整體結構的多層的形式形成線圈間隔件140。用於3D列印線圈間隔件140的合適技術通常可包括定向能量沉積、​​粉末床熔合、或片層壓等技術。例如，polyjet 3D技術是一種層添加技術，其層薄至16微米（0.0006"）。polyjet快速原型製作處理使用高解析度噴墨技術與可UV固化的材料相結合，以在線圈間格件140中建立高度細節且精確的層或表面加工。在另一範例中，3D列印機使用熔融沉積建模（FDM）來將材料疊加地分層放置。從線圈上解開線圈間隔件材料的細絲或線，並熔合在一起以產生線圈間隔件140。在又另一範例中，3D列印機將黏合劑噴墨到粉末床中。該技術被稱為「黏著劑噴印」或「滴粉末」。粉末床可包含添加劑以及用於在線圈間隔件140中產生特徵和特性的基礎材料。噴墨列印頭在粉末床上移動，選擇性地沉積液體黏合材料。一薄層粉末散佈在完成的部分上，並重複此處理，使每一層都黏附到最後一層。在另一範例中，可以使用選擇性雷射燒結來3D列印線圈間隔件140。雷射或其他合適的電源透過將雷射自動地瞄準3D模型定義的粉末中的點來燒結粉末材料。雷射將材料黏合在一起，形成固態整體結構。當一層完成時，構建平台向下移動，並且新材料層被燒結以形成線圈間隔件140的下一個橫截部分（或層）。重複此處理，將線圈間隔件140一次一層地堆積起來。選擇性雷射熔化（SLM）使用了可比的概念，但是在SLM中，材料是完全熔化而不是燒結的，從而允許不同的晶體結構、孔隙率、以及其他特性。在另一個範例中，線圈間隔件140是使用薄片層壓產生的。可以透過在彼此的頂部上層疊材料片並將它們結合在一起來製造線圈間隔件140。3D列印機接著將線圈間隔件140的輪廓切成結合的材料片。重複此處理，將線圈間隔件140一次一層（片）地堆積起來，以形成整體結構。在又另一範例中，使用直接能量沉積（DEP）產生線圈間隔件140。DEP是一種增材製造處理，其中集中的熱能用於透過熔化材料來融合他們。可以將材料送入由電子束產生的熔池中，其接著由計算機引導移動以在構建平台上移動以形成線圈間隔件140的層以形成整體結構。應理解，上文討論的範例技術適合於3D列印線圈間隔件140或線圈間隔件的杯，未討論的其他3D列印技術也一樣。亦應理解，在線圈間隔件140的製造中可以利用其他增材和常規（減材）製造技術。
在第4A圖至第4C圖中更容易看到第一格子狀框架104的特徵。第4A圖-第4C圖示出了應用於第3A圖的線圈間隔件的工程表面的各種實施例。對第3A圖至第3C圖的討論將另外利用第4A圖-第4C圖來為第一格子狀框架104的描述增加視覺清晰度。
第一格子狀框架104繞線圈間隔件140的元件部件主體320的外表面310形成。第一格子狀框架104繞外表面形成連續表面。在第一格子狀框架104和元件部件主體320的外表面310之間形成第一間隔件板條452。第一間隔件板條452與外表面310和第一格子狀框架104兩者接觸。第一間隔件板條452產生間隙，防止第一格子狀框架104接觸元件部件主體320的外表面310。在一個範例中，第一間隔件板條452在第一格子狀框架104和元件部件主體320的外表面310之間提供一致的間隔。在另一個範例中，第一間隔件板條452在第一格子狀框架104和元件部件主體320的外表面310之間提供可變的間隔。
第一格子狀框架104用於改善基板處理期間的顆粒捕獲，這減少了腔室污染。第一格子狀框架104圍繞外表面310連續地形成。第一格子狀框架104由複數個第一互連板條380形成。複數個第一開口388由三個或更多個板條380界定，例如，複數個板條480中的第一板條481、第二板條482、和第三板條483。應理解，第一開口388，即，板條380之間的空間，可以由三個以上的板條380形成。例如，第一開口388可以由第四板條411、第五板條412、第六板條413、第七板條414、和第八板條415形成。諸如第二開口486和第三開口488之類的相鄰開口388可以共享諸如第六板條413之類的公共板條。板條480在節點490處相交。節點490包括並且是所有互連板條480的一部分，即，板條380的每個互連板條共享該節點。在其他範例中，板條380、480可以在相應的第一格子狀框架和/或第二格子狀框架402的形成中方平組織（basket weave）。
應理解，儘管板條380在上文中被描述為單獨的元件，但是板條380在第一格子狀框架104的形成中由連續的材料形成。亦應理解，第一格子狀框架104中的第一開口388由不同數量的板條380或甚至不同長度的板條380形成，使得第一格子狀框架104可具有不同尺寸的開口388。此外，不同長度的板條380可導致形狀不規則的開口388。替代地或附加地，第一格子狀框架104中的一或多個開口388可以具有與相鄰或另一個開口388不同的形狀。
第一格子狀框架104可以透過如上所述的一些增材製造技術形成，並且不限於任何3D列印技術，例如粉末床注入技術。基於所利用的製造技術，具有第一間隔件板條452的格子狀框架104圍繞外表面310是連續的，並且可以作為元件部件主體320上的製造的一部分並在元件部件主體320上的製造期間中形成。或者，可以在單獨的操作中將具有第一間隔件板條452的格子狀框架104形成在元件部件主體320上。在又其他的替代方案中，具有第一間隔件板條452的格子狀框架104可以是套筒471，其在元件部件主體320上滑動，如第3C圖所示，作為組件的一部分。在一個範例中，第一格子狀框架104是具有與元件部件主體320相同的整體式整體構造。複數個板條380的相交處的複數個板條380中的每個板條在節點490處共享單一塊的材料。此外應理解到，第一格子狀框架可以用於其他處理腔室中和腔室元件上，其中由於顆粒積聚在腔室元件表面上因此顆粒污染是受關注的問題。
亦應理解，板條380的橫截面輪廓可以二維地以多種形狀呈現。例如，板條380可具有橢圓形的橫截面輪廓。替代地，板條380可具有多項形狀的橫截面輪廓，諸如五邊形、矩形、三角形、菱形、或任何其他合適的形狀。板條380的橫截面形狀可以被最佳化以允許顆粒在第一方向上滑入第一開口388，同時防止相同的顆粒離開第一開口388。例如，板條380的橫截面輪廓可以是沿著第一開口388成角度，其中，在板條380的最外側部分處的用於第一開口388中的一個的第一區域大於與第一間隔件板條452相鄰的第一開口388中的同一個的第二區域。因此，板條380的橫截面輪廓可以幫助將顆粒捕捉在第一開口388中。
第二格子狀框架402可以選擇性地圍繞第一格子狀框架104形成，作為工程複合表面300的一部分。第二格子狀框架402由複數個互連的第二板條428形成。複數個第二開口429由複數個第二板條428中的三個或更多個第二板條界定。在第一格子狀框架104和第二格子狀框架402之間形成第二間隔件板條462。第二間隔件板條462產生間隙492，防止第一格子狀框架104接觸第二格子狀框架402。在一個範例中，第一格子狀框架104的板條380與第二格子狀框架402的板條對準。在其他範例中，第一格子狀框架104的板條380不與第二格子狀框架402的板條對準。
第二格子狀框架402的基本形式可以基本上類似於第一格子狀框架104。然而，應理解，第一格子狀框架104和第二格子狀框架402可以在板條428的數量、開口388、429的尺寸和形狀、以及第一格子狀框架104和第二格子狀框架402的對準方面不同。例如，第一格子狀框架104中的第一開口388的第一形狀可以與第二格子狀框架中的第二開口486的第二形狀不同。在另一範例中，第一開口388不與第二開口429對準。在又另一範例中，一或多個第一開口388大於相對應的一或多個第二開口429。第一開口388與第二開口429的佈置可以幫助將顆粒捕獲和保持在第一格子狀框架104和第二格子狀框架402中。
工程複合表面300可以附加地應用於其他腔室元件。例如，可包括工程複合表面300的其他腔室元件包括但不限於沉積環136、蓋環126、內屏蔽件120、或其他期望的腔室元件。第5A圖描繪了具有工程複合表面300的實施例的第2圖所示的蓋環126的等距視圖。第5B圖示出了第5A圖所示的蓋環126的一部分的放大圖。
蓋環126具有主體510。主體510具有內徑506、外徑502、頂表面508、和底表面504。凹槽540形成在頂表面508中。凹槽540具有內側壁542、外側壁544、和底壁546。工程複合表面300設置在凹槽540中。工程複合表面300可以在內側壁542、外側壁544、和/或底壁546中的一或多個上延伸。如第5A圖和第5B圖所示，工程複合表面300具有兩層，並且示出了設置在外側壁544和底壁546上的第一格子狀框架104和第二格子狀框架402。然而，應理解，工程複合表面300可具有一或多層以及最佳設置在凹槽540的一或多個表面上。工程複合表面300具有從其延伸的第一間隔件板條452，以使第一格子狀框架104與凹槽540的表面（即，外側壁544和底壁546）間隔開。亦應理解，損傷的複合表面可以延伸到主體510的頂表面508或主體510的內徑506或外徑502上。工程複合表面300可與蓋環126結合形成。例如，蓋環126可以被3D列印有工程複合表面300。替代地，工程複合表面300可以與蓋環126分開地形成並且壓配合或放置在凹槽540中。應理解，可以以多種替代技術將工程複合表面300結合到蓋環126中。
在另一個範例中，沉積環136可包括工程複合表面300。第6A圖描繪了具有工程複合表面300的實施例的第2圖所示的沉積環136的等距視圖。第6B圖示出了第6A圖所示的沉積環136的一部分的放大圖。
沉積環136具有主體610。主體610具有內徑606、外徑602、頂表面608、和底表面604。工程複合表面300可以形成在主體610上。工程複合表面300可以在內徑606、外徑602、和/或頂表面608中的一或多個上延伸。第6A圖和第6B圖所示的工程複合表面300可以具有任意數量的層，即，第一格子狀框架104和第二格子狀框架402等，設置在沉積環136的主體610上。工程複合表面300具有從其延伸的第一間隔件板條452，以使第一格子狀框架104與主體610間隔開。工程複合表面300可以與沉積環136結合形成。例如，沉積環136可以3D列印有工程複合表面300。替代地，工程複合表面300可以與沈積環136分開地形成並且套在主體610上。應理解，可以以多種合適的方式將工程複合表面300結合到沉積環136中。
有利地，腔室元件例如線圈間隔件140的3D列印容易地允許增加表面特徵，該表面特徵促進沉積材料，即，膜，在腔室元件上的黏附。由至少第一格子狀框架104提供的工程複合表面300有效地捕捉腔室顆粒以最小化處理污染。將額外的連續工程特徵添加到複合表面紋理，例如第二格子狀框架402，以及可能地連續工程特徵的額外等級，增強了顆粒的捕獲和黏附，以最小化處理基板期間的腔室污染。因此，工程複合表面300的改善的顆粒捕捉改善了腔室在維護之間的平均時間。另外，利用上文揭示的套筒471，可以在不替換基本的腔室元件的情況下替換工程複合表面300。
雖然前述內容是針對本發明的實施例，但可在不脫離本發明的基本範疇的情況下設計本發明的其他和進一步的實施例，並且其中之範疇由隨附申請專利範圍來界定。
100:處理腔室 102:側壁 103:底部 104:第一格子狀框架 105:主體 106:內部空間 108:底座 109:基板傳送端口 110:氣體源 111:頂表面 112:泵送裝置 114:靶 116:DC電源組件 117:蓋 118:基板 118:基板 119:磁控管 120:內屏蔽件 122:外屏蔽件 123:徑向凸緣 126:蓋環 136:邊緣沉積環 138:熱控制器 140:線圈間隔件 142:感應線圈 144:接線片 150:電源 158:記憶體 160:CPU 162:支持電路 177:蓋 180:RF電源 182:箭頭 198:控制器 200:處理套件 201:中心軸 206:第二端 208:第一端 221:下頂表面 222:內表面 223:緊固件 224:外表面 225:頂表面 240:距離 242:間隙 244:頂部 246:底部 250:間隔 260:第二線圈間隔件 272:內徑 280:第一線圈間隔件 300:工程複合表面 300:工程複合表面 310:外表面 320:元件部件主體 380:板條 388:開口 402:第二格子狀框架 411:第四板條 412:第五板條 413:第六板條 414:第七板條 415:第八板條 428:板條 429:開口 452:第一間隔件板條 462:第二間隔件板條 471:套筒 480:板條 481:第一板條 482:第二板條 483:第三板條 486:第二開口 488:第三開口 490:節點 492:間隙 502:外徑 504:底表面 506:內徑 508:頂表面 510:主體 540:凹槽 542:內側壁 544:外側壁 546:底壁 602:外徑 604:頂表面 606:內徑 608:頂表面 610:主體
為了可以詳細地理解本發明的上述特徵的方法，可以透過參考實施例來對本發明進行更詳細的描述，該詳細描述如上面簡要概述，其中一些實施例在隨附圖式中示出。然而，應當注意，隨附圖式僅示出本發明的典型實施例，且因此不應將其視為限制其範圍，因為本發明可承認其他等效的實施例。
第1圖描繪了具有適合於工程複合表面的元件的處理腔室的一個實施例的示意性截面圖。
第2圖描繪了用於具有杯形線圈間隔件的第1圖所示的處理腔室的處理套件。
第3A圖描繪了第2圖所示的杯形線圈間隔件的等距視圖。
第3B圖描繪了杯形線圈間隔件的頂視平面圖。
第3C圖描繪了杯形線圈間隔件的側視圖。
第4A圖-第4C圖示出了應用於第3A圖的杯形線圈間隔件的工程複合表面的各種實施例。
第5A圖描繪了具有工程複合表面的實施例的第2圖所示的蓋環的等距視圖。
第5B圖示出了第5A圖所示的蓋環的一部分的放大圖。
第6A圖描繪了具有工程複合表面的實施例的第2圖所示的沉積環的等距視圖。
第6B圖示出了第6A圖所示的沉積環的一部分的放大圖。
為了便於理解，在可能的情況下，已使用相同的元件符號來表示圖中共同的相同元件。可以設想的是，一個實施例的元件和特徵可以有益地併入其他實施例中而無需進一步敘述。
然而，應當注意，隨附圖式僅示出本發明的範例實施例，且因此不應將其視為限制其範圍，因為本發明可承認其他等效的實施例。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
140:線圈間隔件
300:工程複合表面
320:元件部件主體
380:板條
388:開口
429:開口

Claims (15)

  1. 一種用於一處理腔室的腔室元件，該腔室元件包括： 一元件部件主體，該元件部件主體具有一外表面；和 一工程複合表面，該工程複合表面形成在該外表面上，該工程複合表面具有由複數個第一互連板條形成的一第一格子狀框架，且其中第一開口由該複數個第一互連板條中的三個或更多個板條界定。
  2. 如請求項1所述之腔室元件，其中該第一格子狀框架是與該元件部件主體相同的一整體式整體構造，並且在該複數個第一互連板條的一相交處的該複數個第一互連板條的每個板條在該相交處共享一單一塊（single mass）的材料。
  3. 如請求項1所述之腔室元件，其中該複數個第一互連板條中的每個板條形成一連續的特徵。
  4. 如請求項3所述之腔室元件，其中該工程複合表面進一步包括： 一第一間隔件板條，該第一間隔件板條在該第一格子狀框架和該元件部件主體的外表面之間形成，其中該第一間隔件板條形成一間隙以防止該第一格子狀框架接觸該外表面。
  5. 如請求項4所述之腔室元件，其中該工程複合表面進一步包括： 一第二格子狀框架，該第二格子狀框架形成在該第一格子狀框架上，其中該第二格子狀框架由複數個互連的第二板條形成，並且其中第二開口由該複數個第二互連的板條中的三個或更多個第二板條界定。
  6. 如請求項5所述之腔室元件，其中該工程複合表面進一步包括： 一第二間隔件板條，該第二間隔件板條形成在該第一格子狀框架和該第二格子狀框架之間，其中該第二間隔件板條形成一間隙以防止該第一格子狀框架接觸該第二格子狀框架。
  7. 如請求項5所述之腔室元件，其中該第一格子狀框架中的該等第一開口的一第一形狀與該第二格子狀框架中的該等第二開口的一第二形狀不同。
  8. 如請求項5所述之腔室元件，其中該等第一開口不與該等第二開口對準。
  9. 如請求項5所述之腔室元件，其中該等第一開口中的一個第一開口大於該等第二開口中的一相應的一個第二開口。
  10. 如請求項5所述之腔室元件，其中該第一格子狀框架與該第二格子狀框架基本上在形狀上相似，並且其中該第一格子狀框架位移以使該第一格子狀框架與該第二格子狀框架不對準。
  11. 如請求項5所述之腔室元件，其中該第一格子狀框架的該複數個第一互連板條不接觸該第二格子狀框架的該複數個第二互連板條。
  12. 如請求項1所述之腔室元件，其中該等第一開口中的一或多個第一開口在該複數個第一互連板條中具有不同數量的個別板條。
  13. 如請求項1所述之腔室元件，其中該第一格子狀框架形成在沒有一背襯（backing）的一套筒中，並且滑動到該外表面上。
  14. 如請求項1所述之腔室元件，其中在該複數個第一互連板條的一相交處的該複數個第一互連板條的每個板條在該相交處共享一單一塊（single mass）的材料。
  15. 如請求項1所述之腔室元件，其中該腔室元件是一沉積環、一蓋環、或一杯形線圈間隔件中之一者。
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