Lavacoat型的預(yù)清潔與預(yù)熱的制作方法
【專利說明】LAVACOAT型的預(yù)清潔與預(yù)熱
[0001 ] 本申請是申請日為2009年09月30日、申請?zhí)枮?00980139666.2、發(fā)明名稱為“LAVACOAT型的預(yù)清潔與預(yù)熱”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實施例一般而言是關(guān)于使用電磁輻射束以改變材料的表面的方法。更具體的，本發(fā)明的實施例是關(guān)于在處理腔室中所用的部件的表面改變前使用電磁束的表面制備的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著持續(xù)以減小的尺寸來生產(chǎn)集成電路裝置，這些裝置的制造由于污染而變得更易受降低產(chǎn)量的影響。因此，生產(chǎn)集成電路裝置，尤其具有較小實體尺寸的那些集成電路裝置，需要比先前認(rèn)為所必需的更大程度地控制污染。
[0004]集成電路裝置的污染可在薄膜沉積、蝕刻或其它半導(dǎo)體生產(chǎn)處理期間，由諸如碰撞于基板上的不需要的雜散粒子的來源引起。通常，集成電路裝置的制造包括諸如物理氣相沉積(PVD)濺射腔室、化學(xué)氣相沉積(CVD)腔室、等離子體蝕刻腔室等的腔室的使用。在沉積及蝕刻處理的過程期間，材料通常從氣相冷凝至腔室中的各種內(nèi)部表面上及腔室部件上以形成位于腔室及部件表面上的固體塊狀物。經(jīng)冷凝的外來物質(zhì)積聚于表面上且傾向于在晶圓處理順序中或晶圓處理順序期間從表面分離或剝落。經(jīng)分離的外來物質(zhì)隨后可碰撞到晶圓基板及其上的裝置上并將該晶圓基板及其上的裝置污染。時常必須丟棄經(jīng)污染的裝置，從而降低了處理的制造產(chǎn)量。
[0005]為了防止已冷凝于處理腔室部件的表面上的外來物質(zhì)的分離，可紋理化這些表面以使得形成于這些表面上的冷凝外來物質(zhì)對表面的粘著力增強(qiáng)且較不可能分離及污染晶圓基板。
[0006]—種該紋理化處理將部件曝露于定向能量，其足以熔融及再成形部件表面上的材料，以形成紋理化表面。
[0007]然而，在紋理化部件之前，存在于部件表面上的沉積物以及作為紋理化處理的副產(chǎn)物而冷凝于部件表面上的有時可觀數(shù)量的再沉積金屬及金屬氧化物可影響紋理形成及在紋理化處理期間從所形成的空穴噴射出的回焊材料與部件表面的粘著力。此外，來自紋理化處理的濺潑可留下松散粘著至所涂布的金屬氧化物及仍未紋理化的表面的小片金屬，因而降低那些位置中的最終紋理的質(zhì)量。
[0008]此外，目前的紋理化處理可能不能由單程的紋理化能量束來產(chǎn)生足夠的紋理形狀及尺寸。此外，在一些狀況下，若部件表面太冷，則自部件噴射出的材料可能無法充分熔合至該表面。
[0009]因此，需要一種改良的紋理化處理。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明的實施例提供一種在由電磁束改變部件表面之前使用電磁束進(jìn)行表面制備的方法。本文所述的實施例為待紋理化的表面提供優(yōu)良預(yù)清潔而作為紋理化處理的整體部分，因而消除來自對部件的操縱或所蒸發(fā)的材料、所噴射的材料再沉積至部件表面之后清潔污染的機(jī)會。本文所述的實施例進(jìn)一步強(qiáng)化目前的紋理化方法，以包括在能量束越過待紋理化的表面上后，立即使得該通過紋理化，因而預(yù)熱表面以改良紋理形成及所噴射材料與部件表面的熔合。
[0011]在一個實施例中，提供一種對用于半導(dǎo)體處理腔室中的部件的表面提供紋理的方法。該方法包含在該部件的表面上界定多個區(qū)域、將電磁束移動至多個區(qū)域中的第一區(qū)域、橫跨該第一區(qū)域的表面掃描該電磁束以加熱該第一區(qū)域的表面，及橫跨該第一區(qū)域的經(jīng)加熱的表面掃描該電磁束以形成特征結(jié)構(gòu)。
[0012]在另一個實施例中，提供一種對用于半導(dǎo)體處理腔室中的部件的表面提供紋理的方法。該方法包含以電磁束掃描橫跨部件表面的多個區(qū)域中的第一區(qū)域歷時第一時間周期，以預(yù)清潔該部件的該第一區(qū)域的該表面而不熔融該部件，及以該電磁束掃描橫跨該部件表面的該第一區(qū)域歷時第二時間周期，以在該部件表面的該第一區(qū)域上形成特征結(jié)構(gòu)，其中該第二時間周期在該第一時間周期完成之后立即發(fā)生。
[0013]在又一個實施例中，提供一種對用于半導(dǎo)體處理腔室中的部件的表面提供紋理的方法。該方法包含以電磁束掃描橫跨該部件表面的多個區(qū)域中的第一區(qū)域歷時第一時間周期，以熔融該部件表面，及以該電磁束掃描橫跨該部件表面的該第一區(qū)域歷時第二時間周期，以在該部件表面的該第一區(qū)域上形成特征結(jié)構(gòu)，其中該第二時間周期在該第一時間周期之后立即發(fā)生。
[0014]在又一個實施例中，提供一種金屬部件。該金屬部件包含具有多個特征結(jié)構(gòu)的環(huán)形主體，該等特征結(jié)構(gòu)包含形成于該環(huán)形主體中的突出及凹陷，其中該突出以極軟狀態(tài)產(chǎn)生以降低金屬的回火度且在夾持部件周圍的其它部分期間確保部件得以軟化(yield)并保形(conf orm)的能力。
【附圖說明】
[0015]所以，上述簡介的本發(fā)明的特征可參考對本發(fā)明更具體描述的實施例進(jìn)一步理解和敘述，部分實施例示出于附圖中。然而要指出的是，附圖僅說明本發(fā)明的典型實施例，因此不應(yīng)被視為其范圍的限制，本發(fā)明亦適用于其它具有同等功效的實施例。
[0016]圖1示出可用于實施本文所述的實施例的表面紋理化設(shè)備的示意性截面圖；
[0017]圖2示出可連接到表面紋理化設(shè)備以實施本文所述的實施例的控制系統(tǒng)的示意性截面圖；
[0018]圖3A示出根據(jù)本文所述的實施例的可用于在材料的表面改變前預(yù)清潔材料的處理；
[0019]圖3B示出根據(jù)本文所述的實施例的可用于在材料的表面改變前預(yù)熱材料的處理；
[0020]圖4示出根據(jù)本文所述的實施例的部件及形成于其上的特征結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0021 ]圖5A示出根據(jù)本文所述的實施例的部件的透視圖；及
[0022]圖5B示出圖5A的部件的部分側(cè)視圖。
[0023]為了便于理解，已經(jīng)在可能的情況下，使用相同的組件符號指示各圖中相同的組件。意即，在一個實施例中所揭示的組件亦可用于其它實施例而無需特別指明。
【具體實施方式】
[0024]本文所述的實施例利用紋理化處理的能量束類型所可能具有的極高能量密度及快速橫動速度，以從材料表面移除表面污染而作為紋理化處理的整體部分。通過在射束的紋理化通過前以射束掃描橫跨待紋理化區(qū)中的部件表面，在利用能量束的紋理化處理之前在原位完成清潔表面?？蓽p小射束的強(qiáng)度、散焦該射束及/或以下速度掃描該射束，該速度足夠快而不會損壞材料表面，但射束在此速度下在將表面加熱至足以驅(qū)除原生氧化物的溫度的同時磨耗來自表面的有機(jī)物及再沉積的金屬。
[0025]本文所述的實施例在紋理化腔室中，隨紋理的施加而產(chǎn)生清潔且經(jīng)制備的表面，進(jìn)而消除在紋理化處理之前的污染積累的機(jī)會。在能量束包含電子束的實施例中，可在真空腔室中執(zhí)行該處理，因此經(jīng)磨耗的沉積物再沉積至其它表面上或通過真空系統(tǒng)從該腔室移除。在周圍環(huán)境中執(zhí)行的另一個實施例中，可使用吸取噴嘴或惰性氣體吹氣以確保經(jīng)清潔的區(qū)域在紋理化處理之前保持清潔。此預(yù)紋理化表面改變可如適用于被紋理化的部件及材料一樣，逐孔、逐列或逐區(qū)來完成。
[0026]本文所述的實施例在紋理化處理之前對部件表面賦予額外的熱，從而使得大特征結(jié)構(gòu)成為可能并改良所噴射的材料與部件表面的熔合。本文所述的實施例利用射束的能力，其以足夠快以限制能量穿透至部件表面中而僅使部件頂面得以加熱并熔合的速度來掃描。使射束越過將建立特征結(jié)構(gòu)的表面(該表面圍繞該特征結(jié)構(gòu))，或者射束處于足以將表面熔融到理想深度的能量密度和速度下。預(yù)熱熔融的深度可經(jīng)制定以適合待施加的紋理。一旦完成預(yù)熱過程，則射束立即越過相同區(qū)域以形成最終紋理。這可如適用于所紋理化的部件一樣，逐孔、逐列或逐區(qū)進(jìn)行。
[0027]應(yīng)理解，在某些實施例中，在討論射束相對于部件移動的“行進(jìn)速度”時，可使用相同“行進(jìn)速度”描述部件相對于射束的移動。在特定實施例中，可使射束和部件相對于彼此移動。
[0028]圖1示出可用于改變部件104的表面紋理化設(shè)備100的截面示意性圖。表面紋理化設(shè)備100包含柱120。圍繞陰極106的偏壓杯116位于柱內(nèi)。舉例而言，陰極106可為包含諸如鎢的材料的細(xì)絲。高壓電纜122連接到陰極106，該高壓電纜將高壓電源供應(yīng)至陰極106及陽極 108。
[0029]陽極108及兩對高速偏轉(zhuǎn)線圈112與陰極106間隔分離且在陰極106之下。在陽極108內(nèi)形成通孔118。通常為圓形設(shè)計且與柱120同心的快速聚焦線圈110位于陽極108之下。兩對高速偏轉(zhuǎn)線圈112位于快速聚焦線圈110之下。具有頂面114T的工作腔室114連接到柱120且位于柱120下。工作腔室114通常包含基板支撐件140?；逯渭?40可連接到用于移動基板支撐件140的致動構(gòu)件142，諸如致動器或旋轉(zhuǎn)軸，其可平移部件104或沿一或多個旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)部件104。致動構(gòu)件142相對于電磁束102移動基板。電磁束102可為(例如)電子束?；逯渭?40可進(jìn)一步包含加熱組件150(諸如，電阻加熱器或熱電裝置)。定位于陽極108與快速聚焦線圈110之間的隔離閥128通常將柱120分隔，從而使得可將腔室114維持在與隔離閥128上的柱120的部分不同的壓力。在一個實施例中，射束102行進(jìn)穿過聚焦線圈110以及高速偏轉(zhuǎn)線圈112。
[0030]栗124(諸如，擴(kuò)散栗或渦輪分子栗)經(jīng)由閥126連接到柱120。栗124用于抽空柱120。通常，真空栗130經(jīng)由隔離閥132連接到腔室114以抽空腔室114?？稍诒疚乃龅奶幚碇惺褂没蛐拚沂褂玫膃射束裝置的實例包括來自Enfield, Conn的Precis 1nTechnologies或來自 Cabs，United Kingdom的Cambridge Vacuum Engineering ofWaterbeach的電子束焊接系統(tǒng)。
[0031]在一個實施例中，表面紋理化設(shè)備100包含安裝于部件104附近可用于在執(zhí)行紋理化處理之前預(yù)熱