TWI632592B - 爲使沉積留存增加而用於表面微結構的幾何形狀及模式 - Google Patents
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Abstract
提供一種處理腔室元件，以及用於製造該處理腔室元件的方法。該處理腔室元件係以在此敘述的方式製造，並包含在該腔室元件一表面上至少一宏觀微結構的產生。該宏觀微結構係由複數個經設計特徵所定義，其在該腔室元件表面上以一預定方向佈置。在某些具體實施例中，該等經設計特徵避免在該等特徵之間一視線表面的形成，以強化在該腔室元件上沉積的薄膜留存。
Description
在此敘述之多數具體實施例概與多數處理腔室元件以及製造該等處理腔室的多數方法有關。更具體的，在此敘述之多數具體實施例與用於表面微結構的幾何情況與模式，以增加沉積留存有關。
半導體處理腔室元件時常因為在該等腔室中所執行的處理結果，而於該腔室元件表面上沉積有多數薄膜。於該等元件上沉積的該等薄膜最終會剝離或剝落，並可能將多數顆粒掉落在被處理的基材上。該等顆粒於正在該基材上形成的該等積體電路中形成缺陷。
該等處理腔室元件已經被粗糙化，以加強該等沉積薄膜的留存，藉此延長為了避免該等薄膜從該腔室元件剝落並成為污染來源，而需要清潔該腔室元件的時間。粗糙化處理常見的範例包含噴砂處理以及塗佈雙金屬絲弧形擴散塗層。然而，隨著表面已經被粗糙化為越來越大的表面粗糙度(RA)及具有更加加長時間間隔留存薄膜的目的，在該等粗
糙化表面多數尖峰上的塗層，折斷情形有提高的傾向，因此本身成為一種頻繁的污染來源，並使得許多高度粗糙化表面並不適合用於關鍵應用。
甚至更進一步的，已經證實一腔室元件表面粗糙化的處理限制，為一種更進一步困難的來源。例如，如果需要高熱以執行一表面粗糙化處理，此高熱可能造成該元件扭曲，像是造成一塑膠形變，或造成多數合成微裂隙，而降低該元件的完整性。此外，傳統用於表面微結構的處理可能是昂貴且耗時的。最後，各種表面微結構仍然遇到缺乏薄膜留存的情況，這造成在該處理腔室中的顆粒形成。
因此，該領於仍需要一種改良的處理腔室元件，以及用於製造該處理腔室元件的方法。
在一具體實施例中，提供一種具有一經圖案化表面以強化多數沉積薄膜留存的物件。該物件可以包括一處理腔室元件，該處理腔室元件具有多數經設計特徵所形成之一宏觀微結構表面，該等設計特徵係經佈置以避免跨及該宏觀微結構表面一視線表面的形成。該等經設計特徵之一或多個特徵則具有一凹表面。
在另一具體實施例中，提供一種具有一經圖案化表面以強化多數沉積薄膜留存的物件。該物件可以包括一處理腔室元件，該處理腔室元件具有多數經設計特徵所形成之一宏觀微結構表面，該等設計特徵係經佈置為一預定圖案，以
避免跨及該宏觀微結構表面一視線表面的形成。該等經設計特徵可被佈置為一預定圖案，且該等經設計特徵可以具有多數表面，該等表面具有一凹形。
仍在另一具體實施例中，提供一種製造一半導體腔室元件的方法。該方法可以包括利用一遮罩覆蓋一腔室元件之一表面。可從該腔室組件該表面移除材料，以形成複數個經設計特徵，該等經設計特徵則定義一微結構表面。該等經設計特徵可經佈置以避免跨及該宏觀微結構表面一視線表面的形成，且該等經設計特徵可以具有多數表面，該等表面具有一凹形。
10A‧‧‧斷面線
12‧‧‧斷面線
100‧‧‧處理腔室元件
102‧‧‧表面
104‧‧‧特徵
200‧‧‧深度
202‧‧‧平均直徑
204‧‧‧平均間隔
208‧‧‧網狀
300‧‧‧抗蝕遮罩
302‧‧‧開口
310‧‧‧抗蝕劑
312‧‧‧抗蝕層
314‧‧‧背襯/光阻劑層
316‧‧‧壓力敏感黏著劑
500‧‧‧處理腔室元件
502‧‧‧微結構化表面
504‧‧‧特徵
700‧‧‧屏蔽件
702‧‧‧表面
704‧‧‧表面
800‧‧‧環
802‧‧‧上方碟形表面
900‧‧‧處理腔室元件
902‧‧‧微結構化表面
904‧‧‧結構
906‧‧‧凹槽
908‧‧‧圓形邊緣
1002‧‧‧突出結構
1004‧‧‧表面
1100‧‧‧微結構化表面
1102‧‧‧溝槽
1104‧‧‧壁部
1106‧‧‧邊緣
1108‧‧‧深度
1302‧‧‧工藝圖
1304‧‧‧能量
1306‧‧‧透明區域
1308‧‧‧不透明區域
1310‧‧‧非透明區域
1312‧‧‧發展區域
1314‧‧‧部分發展區域
1316‧‧‧未發展區域
1317‧‧‧開口
1318‧‧‧開口
1322‧‧‧直徑
1324‧‧‧上方表面
1402‧‧‧曲線
1404‧‧‧曲線
1406‧‧‧曲線
因此，本發明揭示內容上述多種特徵係以可被詳細理解，對該揭示內容一更特定敘述以及如以上簡短總結的方式，而透過參考多數具體實施例的方式獲得，而其某些部分則描繪於該等附加圖式之中。然而要注意的是，該等附加圖式僅描繪此揭示內容的典型具體實施例，而因此不被視做為本發明範圍的限制，因為本發明揭示內容可以允許多數其他等效具體實施例。
第1圖為一具體實施例一處理腔室元件微結構化表面的部分平面圖。
第2圖為第1圖該處理腔室元件該微結構化表面的部分斷面圖。
第3圖為第2圖該處理腔室元件該微結構化表面的
部分斷面圖，具有沉積於上之一抗蝕遮罩。
第4圖一抗蝕遮罩具體實施例的部分平面圖。
第5圖為一處理腔室元件微結構化表面之另一具體實施例的部分斷面圖。
第6圖為第5圖該處理腔室元件該微結構化表面的部分斷面圖，具有沉積於上之一積抗蝕遮罩。
第7圖至第8圖為處理腔室元件的示例具體實施例，該等處理腔室元件具有一或多個微結構化表面。
第9圖為另一具體實施例一處理腔室元件微結構化表面的上視平面圖。
第10A圖至第10B圖為根據各種具體實施例，於第9圖該處理腔室元件該微結構化表面，沿著斷面線段10A-10A所取的橫斷面圖。
第11圖為一具體實施例一處理腔室元件微結構化表面的部分平面圖。
第12圖為第11圖該處理腔室元件該微結構化表面，沿著斷面線段12-12所取的部分橫斷面圖。
第13A圖至第13E圖為一處理腔室元件之部分橫斷面圖，其描繪一製造順序的多數不同階段，該製造順序用於在該處理腔室元件上形成一微結構化表面具體實施例。
第14圖描繪圖示在薄膜壓力與特徵形狀之間關係的圖形。
為了促進瞭解，已在盡可能的情況下使用相同的參考數字指定該等圖示共通的相同元件。也設想到一具體實施
例中的多數元件和特徵，也可以有利地整合於其他具體實施例中，而不需進一步的說明。
在此敘述的多數具體實施例係與延長一處理腔室之中該套組壽命的方法，以及與由該相同套組製造之腔室元件處理有關。以在此敘述之方法中所製造之該等處理腔室元件包含在該腔室元件一表面上建立至少一宏觀微結構，其具有強化的薄膜留存，藉此延長該服務期間並額外的減少顆粒污染。因此，該等新穎處理腔室元件能夠減少工具停工時間並降低該所有權的成本。可設想一「處理腔室元件」包含在多數處理腔室中使用的多種元件，用以進行積體電路、平板顯示器、太陽能板、有機發光二極體、發光二極體等等的製造。也設想在此敘述之該微結構化技術可以在想要將一薄膜留存於一表面上的多數其他應用中找到其功用。
在此敘述的多數具體實施例涉及到使用一微影方法結合化學蝕刻處理的方式，故意在一處理套組表面(例如，一腔室元件的表面)上形成宏觀微結構。該宏觀微結構可利用對該等薄膜性質的知識加以設計，以使該留存薄膜的百分比最大化。在一壓縮金屬薄膜的範例中，可以使用一凹槽微結構以即使在該薄膜破裂的情況下，進行薄膜留存。在該薄膜與該等圖案部分無法進行熱負載的其他熱圖案化技術中，此方法可以在一處理套組部件上形成該圖案，且能夠為了該
特定薄膜該等性質以及該等圖案部分進行調整。此用於將該處理腔室元件進行微結構化的方法也避免與建立具有生產價值的高粗糙度圖層相關的挑戰。在某些情況中，在提高薄膜黏著性下已經實質減少缺陷數量以及降低薄膜應力，同樣的也實質延長套組壽命。在此敘述的處理可以用在一處理腔室的所有對缺陷敏感的部件上。對於不具備原位清洗能力的處理(例如，物理氣相沉積腔室以及某些金屬化學沉積腔室)而言，這是特別有用的。
第1圖為根據某些具體實施例一處理腔室元件100宏觀微結構化表面102的部分平面圖。該宏觀微結構化表面102包含多數經設計特徵104的一重覆性預先定義圖案。該用詞「經設計特徵」意指該等特的一般形狀與佈置係利用遮罩或其他精密加工技術轉移到該腔室元件的表面，該遮罩或其他精密加工技術則預先定義要從該腔室元件表面的何處移除材料，因此例如利用用於定義該等特徵104的佈置而穿過該遮罩所形成的多數孔隙的形狀與佈置，形成一預先定義的孔隙圖案。例如，不使用遮罩的表面蝕刻或噴砂處理便無法形成一經設計特徵。該等特徵104係至少部分凹進至該腔室元件100之預先微結構化表面以下，例如，該等特徵104的頂部可以實質上與該腔室元件100的預先微結構化表面共平面。
該等特徵104可被相鄰連接，或是可以具有離散形式。例如，該等特徵104可為多數相鄰連接的凹槽，其利用
從該處理腔室100預先微結構化表面移除材料，以剩餘多數材料「支柱」的方式形成，如在第2圖及第11圖中所描繪之該等具體實施例中所示；該等特徵104可具有複數個互連壁部或脊部形式的離散凹槽，該等互連壁部或脊部則將形成在該腔室元件100該預先微結構化表面的多數凹槽區域分離，如在第5圖及第9圖中所描繪之該等具體實施例中所示；或是可為多數相鄰連接與離散特徵的組合。形成在該表面102中之該等特徵104可以一重覆圖案或隨機方式佈置。例如，該等特徵104可經佈置以避免在該等特徵104之間形成一未中斷的平坦表面，例如，藉由將該等特徵104佈置為一種避免在該等特徵104之間跨及該微結構化表面102形成一視線表面的圖案或其他佈置。
以下參考第9圖及第11圖，描繪及敘述該等特徵104的範例，該等特徵佈置於一圖案中，而在該等特徵104之間跨及該微結構化表面102並不具有視線表面。有利的是，具有一微結構化表面102之一處理腔室元件100，而該微結構化表面102在該等形成該微結構化表面102的特徵104之間並不形成視線表面，可以消除長型未中斷的線性表面，而這種線性表面可能材料容易剝離沉積及/或顆粒容易脫落。因此，該處理腔室100具有一微結構化表面102但不具有在該等特徵104之間形成的視線表面，可在清洗之間形成較長的服務期間，並具有減少的沉積薄膜剝落風險。因此，可以改
良產品產量，減少維護需求，且在使用該微結構化處理腔室元件100的情況下能夠達成處理腔室更高的收益操作。
將該等特徵104應用至該處理腔室元件100的容易程度，使得能夠形成一宏觀微結構化表面102，其中傳統的微結構化方法將無法或可能對該腔室元件100形成潛在傷害。例如，該等特徵104與該宏觀微結構化表面102可在由不鏽鋼、鋁、陶瓷或其他可圖案化材料所製造的多數處理腔室元件100上形成。
如以上討論，該等特徵104可以具有任何數量的幾何結構，而該等形狀跨及該微結構化表面102不需要相同。雖然該等特徵104在平面圖示中係顯示為圓形(也就是，圓柱)，該等特徵104可具有一溝槽、多邊形或不規則形狀、漣漪狀或其他類似特徵。替代的，在該等特徵104之間的間隔跨及該微結構化表面102具有一均勻或不規則的形狀、尺寸以及分佈。
第2圖為第1圖該處理腔室元件100該微結構化表面102的部分斷面圖。該等特徵104係描述為形成至該微結構化表面102之一深度200之中，具有一寬度或平均直徑202，以及一平均間隔204。當該微結構化表面102係可在特徵形成之後被微觀微結構化時，該等特徵104可視為一宏觀特徵，如以下進一步討論。該深度200可在100微米至大約200微米的範圍中，並甚至最大可為大約1毫米的深度。該寬
度或平均直徑202可為大約100微米至大約200微米之間，並甚至最大可為大約1毫英吋的寬度。平均直徑202對於深度200的比例可以介於大約1.0：0.5至大約0.5：1.0之間。該等特徵104之間的平均間隔204可至少為0.5毫米，以形成足夠的表面區域(例如，在多數相鄰特徵104多數邊緣之間，形成剩餘在該微結構化表面102上的一網狀208)，以對以下討論用於形成該等特徵104的抗蝕遮罩形成良好黏著。
第3圖為第2圖該處理腔室元件100之一特徵104的部分斷面圖，描述該微結構化表面102之該網狀208上所沉積一抗蝕遮罩300的具體實施例。該抗蝕遮罩300可經圖案化，以形成多數開口302，透過該等開口該等特徵104則以力學及/或化學方式形成於該組件100中。在一具體實施例中，該等開口302的形狀可利用穿過該抗蝕遮罩300該等開口302，將該處理腔室元件100進行濕式或乾式蝕刻的方式，轉換成為該等特徵104。在此方法中，可以一預定圖案形成多數離散特徵104之一轉換圖案。該抗蝕遮罩300可被塗佈至該處理腔室元件100上，以做為稍後進行圖案化的一液體或膠狀材料層；或做為預先成型的抗蝕頁片。
該抗蝕遮罩300可利用微影方法或其他適宜的技術圖案化，以形成該等開口302。在一具體實施例中，在進行微結構化之前可將一抗蝕材料層圖案化在該表面102上，因此該抗蝕材料的部分變的易脆。當該抗蝕材料層被蝕刻時，該
抗蝕材料層該等易脆部分斷裂及脫離，以定義該等開口302，透過該等開口302可透過連續對該目前暴露表面102蝕刻的方式形成該等特徵104。例如，如果該腔室元件100包括鋁，該腔室元件100可以下沈至三氯化鐵及二氯化銅的溶液中，以對該表面102進行蝕刻。在另一範例中，如果該腔室元件100包括不鏽鋼，該腔室元件100可利用蝕刻劑進行化學蝕刻，像是三氯化鐵、氯化氫、氯化鈉等等。例如，可(在大約38波美)將三氯化鐵以壓力噴塗至該表面102。三氯化鐵可在大約每平方吋20至60磅之間的壓力進行噴塗，像是在每平方吋40磅。該噴塗過程可在大約攝氏75度及大約攝氏125度之間的溫度條件下進行，像是大約攝氏100度。
在該表面102上剩餘的該抗蝕材料層多數部分，於蝕刻期間可避免材料從該處理腔室元件100移除，藉此形成該網狀208。在多數其他具體實施例中，可利用一適當的技術移除未經發展的抗蝕材料層多數部分，像是利用電力洗淨的方式，以在該抗蝕遮罩300中形成該等開口302。
在另一具體實施例中，使用做為該抗蝕遮罩300之抗蝕材料層，係具有一抗蝕頁片的形式，其在塗佈至該處理腔室元件100該表面102之前或之後可被圖案化。例如，一抗蝕頁片310可以包含一抗蝕層312，該抗蝕層312位於一背襯314上。該抗蝕頁片310可以包含一種壓力敏感黏著劑316，用以將該抗蝕頁片310固定至該處理腔室元件100。該
抗蝕頁片310可在連接至該處理腔室元件100之前或之後被圖案化。在一具體實施例中，可對該抗蝕頁片310塗佈一技術圖案，其為一種光阻劑，而透過該圖案紫外光可對該抗蝕遮罩300曝光。可執行一化學蝕刻處理，以將未受該抗蝕遮罩300保護之該表面102移除，以形成多數特徵104，而該剩餘的抗蝕遮罩300可被剝除、洗淨、乾式蝕刻移除等等。此處理有利地使該抗蝕遮罩300黏著至該表面102，以形成多數均勻特徵104。
而仍在另一具體實施例中，該抗蝕層312(於第4圖不具該背襯314的圖式中可另外看到，在將該抗蝕層312附加至該組件100之前，於其中形成該等開口302)在連接至該處理腔室元件100之前，係與該抗蝕頁片310該等其他部分分離。因為該分離抗蝕層312具有高度彈性，因此該抗蝕層312相較於該完整抗蝕頁片310而言，可以更容易的一致塗佈至具有複雜或高度輪廓表面之該處理腔室元件100的多數表面，藉此避免該抗蝕遮罩300的皺摺，並使得可以透過該等開口302更精確地形成該等特徵104的形狀。在不具該背襯314之該抗蝕層312中的該等開口302可在連接至該處理腔室元件100之前或之後被圖案化。
第5圖與第6圖為一處理腔室元件500宏觀微結構化表面502之另一具體實施例的部分斷面圖。多數特徵504實質上如以上敘述形成於該處理腔室元件500中，除了形成
在一抗蝕遮罩300相鄰多數特徵504之間之該網狀208，實質上小於該特徵504以外，因此，相對於如第5圖中所示該舉升的網狀208而言，出現在該微結構化表面502上之該等主要結構係為該等凹槽特徵504。
該等宏觀微結構化表面102、502可在塗佈該抗蝕遮罩300之前或移除該抗蝕遮罩300之後，進行選擇性的微觀微結構化。微觀微結構化技術係對該等特徵104、504之表面輪廓應用，並可以利用對該等腔室元件100、500該等特徵104、504及該網狀208進行噴砂，以力學方式形成。在一具體實施例中，在此敘述之該等微結構化表面102、502可經噴砂處理最終成為粗糙度(RA，μin)大約100至大約300的表面。微觀微結構技術則可選擇性透過非力學方法完成，像是酸液蝕刻、電漿處理或其他可以製造一適宜最終表面的適宜步驟。
第9圖為一處理腔室元件900宏觀微結構化表面902之另一具體實施例的部分斷面圖。形成該宏觀微結構化表面902之多數經設計特徵104實質上如以上敘述形成於該處理腔室元件900中，除了在該等特徵104之間定義之多數結構904可以具有一圓形邊緣908，這於第10A圖較清楚可見。該等結構904可為材料支柱或凸丘形式，其受到在形成該微結構化表面期間所移除的材料所形成之該等特徵104為界限。一凹槽906可形成於該等結構904之中，這在以下將對於第
10A圖至第10B圖進一步詳細說明。該等支柱可從該處理腔室元件900延伸，並可以具有任何適宜幾何輪廓，像是圓柱、多邊形、橢圓形或其他適宜形狀。從該處理腔室元件900延伸之該等支柱可在形狀、尺寸與分佈上為均勻，或可以在跨及該微結構化表面上於形狀、尺寸與分佈之一或多者中變化。該等支柱可為隱蔽並不與多數相鄰支柱連接，或二或多個支柱可由一材料網狀加以連接。
第10A圖至第10B圖為根據各種具體實施例，於第9圖該處理腔室元件該微結構化表面，沿著斷面線段10A-10A所取的橫斷面圖。在第10A圖描繪的具體實施例中該凹槽906可在該等結構904之中心處的位置，形成於該等結構904之中。該凹槽906，像是一漣漪，可以具有半圓形的橫斷面。該特徵104相較於該凹槽906可以進一步延伸至該組件100之中。如以上所指出，該等結構904相鄰該等特徵104可以具有多數實質上為圓形的邊緣908。
第10B圖為根據另一具體實施例，也於第9圖該處理腔室元件該微結構化表面，沿著斷面線段10A-10A所取的橫斷面圖。在此，當於橫斷面中檢視時，該等特徵104可具有一彎曲外觀。該特徵104之一表面1004可以緊鄰該圓形邊緣908以形成一突出結構1002。因此，該突出結構1002可為該結構904之一部分，其在該特徵104之一部分上，側向朝外延伸。與對於第10A圖敘述之該等具體實施例相同，該等
凹槽906可形成於該等結構904中。
該等凹槽906之該表面1004可為實質上凹形，並可以有利地強化將一薄膜黏著至該表面1004。係認為該凹形表面可以對沉積於該等凹槽906之中一薄膜上施加一壓縮力。因此，可以提高該薄膜對該表面1004的黏著性，其可以減少在一處理腔室中的顆粒產生。
在一具體實施例中，該等圓形邊緣908與表面1004可有利地在如以上敘述之該化學蝕刻處理期間形成，如以下參考第13A圖至第13E圖所敘述，或是以其他不需要進行後續噴砂的適宜處理形成。因為某些材料與薄形腔室元件無法抵抗噴砂處理的熱與應力，而化學蝕刻使得該等特徵104、該等結構904之該等圓形邊緣908與表面1004以及各種其他具有小於0.1英吋厚度的腔室元件100，可以根據在此敘述之多數具體實施例進行處理。在第9圖與第10A圖至第10B圖描繪之具體實施例中，該由該等特徵104定義之該等結構904係以一緊密圓形圖案佈置，因此在該等特徵之間並不存在一視線表面，以強化該微結構化表面902之薄膜留存特性。例如，如第10A圖中所示，該等結構904形成一種在彼此後方交錯的結構，阻擋跨及該微結構化表面902的視線，藉此強化薄膜黏著性。
第11圖為根據一具體實施例一處理腔室元件100宏觀微結構化表面1100的部分平面圖。多數特徵104係形成於
該腔室元件100該表面中，並由多數互連壁部1104分離，因此跨及該微結構化表面1100該壁部上不形成視線表面。在一具體實施例中，該等互連壁部1104可以形成複數個圓柱、橢圓形或多邊形，例如，該等壁部1104可經佈置以定義一蜂窩圖案。該等壁部1104之一頂部表面(見第12圖)可被磨圓，以減少該微結構化表面1100與沉積於其上多數薄膜兩者上的應力。此外，由該等特徵104所定義該等壁部1104的多數外部邊緣1106可有利地在該等經設計特徵104的形成期間被磨圓。在該化學蝕刻處理中，如以上敘述，該光阻劑在該技術圖安該等邊緣處完全發展，因此該光阻劑在該等特徵104的該化學或力學形成期間將被腐蝕，以建立如第12圖所建之該等圓形邊緣1106，因此便不需要後續邊緣磨圓的砂磨步驟。
第12圖為第11圖該處理腔室元件該微結構化表面，沿著斷面線段12-12所取的部分橫斷面圖。形成於該腔室元件100該表面中並由多數互連壁部1104分離的該等特徵104可以具有任何適宜的幾何輪廓，像是圓柱、多邊形、橢圓或其他適宜形狀。形成在該處理腔室元件100中之該等特徵104可在形狀、尺寸與分佈上為均勻，或可以在跨及該微結構化表面1100上於形狀、尺寸與分佈之一或多者中變化。一溝槽1102可形成於由該等特徵104所定義的多數相鄰壁部1104之間。該溝槽1102可以根據該溝槽1102延伸至該腔室元件100之中的深度1108，而包括一實質上為凹形的橫斷面。在
100之中的深度1108，而包括一實質上為凹形的橫斷面。在一具體實施例中，該溝槽深度1108可實質上與該等特徵104的深度相等。
第13A圖至第13E圖為一處理腔室元件100之部分橫斷面圖，其描繪一製造順序的多數不同階段，該製造順序用於在該處理腔室元件100上使用多數經設計特徵104形成一微結構化表面的具體實施例。有利的是，在第13A圖至第13E圖中描述的處理，使得由該等經設計特徵104所定義之該等結構能夠形成為具有一突出結構1002，該突出結構1002具有多數圓形邊緣908，藉此形成一種更加不具應力的微結構化表面，而更能迅速地留存多數沉積薄膜。
首先參考第13A圖，該處理腔室元件100可以一光阻劑層314塗佈。工藝圖1302可為覆蓋或放置於該光阻劑層314頂部。該工藝圖1302可以包含一或多種區域形式，例如：複數個透明區域1306，透過該等透明區域1306能量1304可通過以使該下方光阻劑層314曝光；多數不透明區域1308；以及多數非透明區域1310，其實質上阻擋能量1304對該下方光阻劑層314曝光。該等不透明區域1308可以具有一經選擇灰階，以使該能量1304的一部分將該下方光阻劑層314部分曝光。
該下方光阻劑層314可以透過該工藝圖1302進行曝光以如第13B圖中所示形成一發展區域1312、一部份發展區
域1314與一非發展區域1316。該非發展區域1316可被移除，例如利用噴砂、蝕刻或電力洗淨的方式以形成多數開口1318、1317，該等開口1317、1318使該腔室元件100的一上方表面1324透過該經圖案化光阻劑層314進行曝光，如第13C圖中所描述。
現在參考第13D圖至第13E圖，該特徵104可以藉由從該處理腔室元件100該上方表面1324移除材料的方式形成。如以上討論該材料可利用噴砂、蝕刻或電力洗淨的方式移除。該部分發展區域1314係為較軟或更為易脆(根據所使用的光阻劑)，係可以在該材料移除處理期間快速腐蝕，因此在該特徵104被形成的同時增加該開口1318的孔徑(其寬度或直徑1322)。在某些具體實施例中，像是在形成該等開口1317時，可以不使用該部分發展區域1314。在接近該材料移除處理完成時，該部分發展區域1314可以被腐蝕到該處理腔室元件100下層的上方表面1324變為暴露於外的程度，因此唉突出結構1002便限定該特徵104所具有的邊緣908變為圓形。該突出結構1002有利地減少該微結構化表面1100與沉積於其上多數薄膜兩者上的應力。
如果在以上方法中使用一蝕刻處理，可以使用一非等向性蝕刻劑或等向性蝕刻劑以形成一需要的特徵104。例如，第10A圖之該等特徵可利用使用一非等向性蝕刻劑的方式形成，以形成多數側壁，該等側壁則實質上與該特徵104
之一底部垂直。在此實例中，該溝槽之該等表面實質上可為線性。在另一範例中第10B圖之該等特徵可利用使用一等向性蝕刻劑的方式形成，以使該特徵104該等表面的形成實質上為彎曲。此外，該突出結構1002可以利用使一等向性蝕刻劑的方式形成。
要注意在以上敘述之該等任何具體實施例中，用於形成該等微結構化表面102、502、902、1100之該等經設計結構可為選擇性地將一表面進行微觀微結構化，其最終表面粗糙度(RA，μin)為大約100至大約300。微觀微結構化的進行，可以噴砂、酸液蝕刻、電漿處理或其他可以製造一適宜最終表面的適宜步驟應用。
第14圖描繪圖示在薄膜壓力與特徵104形狀之間關係的圖形。曲線1402與1404描繪具有實質上為線性表面的宏觀結構，其具有形成於其中的多數特徵。曲線1406描繪具有實質上為凹形彎曲表面的宏觀結構，以及所形成的薄膜應力。如同所見，在曲線1402與1404中該薄膜應力實質上大於曲線1406中的薄膜應力。較大程度的薄膜應力可能造成薄膜留存的減少，並增加顆粒形成。該等凹形表面產生大約25%的薄膜應力降低，其提高薄膜對於一微結構化表面宏觀特徵的黏著性。據此，具有多數凹形特徵與形成於其中多數凹槽的結構，可以有利地提供增強的薄膜黏著性，並減少顆粒形成，同時延長處理套組的壽命。
回頭參考第7圖與第8圖，第7圖描繪根據某些具體實施例的一物理氣相沉積腔室屏蔽件。該屏蔽件700包含至少如以上敘述之一微結構化表面。例如，該屏蔽件700的一外側直徑表面702或一內側直徑表面704(於切除圖中圖示)之至少之一，係如以上討論經宏觀微結構化，以形成多數經設計特徵，而該等經設計特徵可為選擇性的微觀微結構化。現在參考第8圖，根據某些具體實施例提供一處理套組環800。該環800包含至少一宏觀微結構化表面，其利用以上該等具體實施例中所敘述之多數經設計特徵所形成，其中該等經設計特徵可經選擇性的微結構化。例如，至少該環800之一上方碟形表面802可為宏觀與微觀微結構化兩者。該環800可為沉積環、夾扣環、蓋環、聚焦環、邊緣環或在一半導體處理腔室中使用的其他環。以上參考第7圖與第8圖討論之該等半導體腔室元件係做為示例，而其他的半導體腔室元件也可經宏觀及微觀微結構化，以形成一種具有延長服務壽命及低顆粒產生特性的微結構化半導體腔室元件，像是該腔室主體、托座、襯墊、準直器、遮蔽框架及覆蓋環與其他事物，但不限制於此。
雖然前述說導向像本發明揭示內容之多數具體實施例，但在不背離其基本範圍下，可設計本發明揭示內容之多數其他與進一步的具體實施例，而其範圍則由以下的申請專利範圍所決定。。
Claims (19)
- 一物件具有一經圖案化表面以強化多數沉積薄膜留存，該物件包括：一處理腔室元件，該處理腔室元件具有多數經設計特徵所形成之一宏觀微結構表面，該等設計特徵係經佈置以避免跨及該宏觀微結構表面一視線表面的形成，其中該宏觀微結構表面包含一或多個結構，該一或多個結構包含：一頂部表面；及一突出結構，具有一圓形邊緣，該突出結構沿著該一或多個結構的一側壁設置，其中該突出結構源自於該一或多個結構的該頂部表面，且一凹槽係形成在每一個該一或多個結構的該頂表面的一中央區域之內，該凹槽設置成從該突出結構徑向向內。
- 如請求項1所述之物件，其中該等經設計特徵係以一預定圖案佈置。
- 如請求項1所述之物件，其中該一或多個結構的該頂部表面為圓形。
- 如請求項3所述之物件，其中該等經設計特徵的深度係大於該凹槽的深度。
- 如請求項3所述之物件，其中該凹槽之一表面係為凹形。
- 如請求項5所述之方法，其中該凹槽的該凹表面係適於對沉積在該凹槽的該表面上的一薄膜施加一壓力。
- 如請求項1所述之物件，其中該等經設計特徵係由形成一六角形蜂窩圖案的多數壁部所界限。
- 如請求項1所述之物件，其中該等經設計特徵係被緊密堆積。
- 如請求項1所述之物件，其中該等經設計特徵形成多數隱蔽支柱。
- 如請求項7所述之物件，其中在形成該六角形蜂窩圖案的多數壁部之間形成一凹槽。
- 如請求項10所述之物件，其中該凹槽之一表面為凹形。
- 如請求項1所述之物件，其中形成該微結構表面之該等經設計特徵跨及該微結構表面之一均勻形狀、尺寸與分佈的至少一項。
- 一物件具有一經圖案化表面以強化多數沉積薄膜留存，該物件包括：一處理腔室元件，該處理腔室元件具有多數經設計特徵所形成之一宏觀微結構表面，該等設計特徵係經佈置為一預定圖案，以避免跨及該宏觀微結構表面一視線表面的形成，該等經設計特徵可被佈置為一預定圖案，其中該等經設計特徵包含具有一凹形的多數表面，以及定義出該宏觀微結構表面的一或多個結構，該些結構包含：一圓形的突出結構，該突出結構沿著一側壁設置並且從該一或多個結構的一頂部表面徑向向外延伸，其中一凹形凹槽係形成在該一或多個結構的該頂表面的一中央區域之內，且設置成從該圓形的突出結構徑向向內。
- 如請求項13所述之物件，其中該等經設計特徵係由形成一六角形蜂窩圖案的多數壁部所界限。
- 如請求項13所述之物件，其中該等經設計特徵係被緊密堆積。
- 如請求項13所述之物件，其中該等經設計特徵形成多數隱蔽支柱。
- 如請求項16所述之物件，其中該等經設計特徵係由形成多數凸陵的多數結構所界限，該等凸陵具有形成於其中之一凹形凹槽。
- 一種製造一半導體腔室元件的方法，該方法包括以下步驟：利用一遮罩覆蓋一腔室元件之一表面；以及從該腔室元件之該表面移除材料，以形成複數個經設計特徵，該等經設計特徵則定義一微結構表面，其中該等經設計特徵可經佈置以避免跨及該宏觀微結構表面一視線表面的形成，且該等經設計特徵包括多數表面，該等表面具有一凹形，其中所述從該腔室元件之該表面移除材料之步驟包括：於溫度介於攝氏75度(℃)至攝氏125度的環境中，以每平方吋20磅(psi)與每平方吋60磅之間的壓力，進行三氯化鐵的壓力噴塗的步驟。
- 如請求項18所述之方法，其中該遮罩進一步包括：一發展區域、一部份發展區域以及一非發展區域。
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