JP2000332003A - プロセス・チャンバ内の露出表面上の堆積物の接着を強化する方法 - Google Patents
プロセス・チャンバ内の露出表面上の堆積物の接着を強化する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体被加工物又はそのような装置において使
用するために適合された構成部材を処理するための方法
及び装置を提供する。 【解決手段】 構成部材の表面は粗くされ、その上に堆
積されたプロセス副産物の接着性が改善されている。本
発明による粗くされた表面の寸法は、従来のビードブラ
ストにより慣用の方法で作られた粗くされた表面の寸法
より十分に大きい。改善された接着性は、材料が剥離す
る危険無しに、粗くされた表面上に堆積される材料の層
を厚くすることを可能にする。従って、本発明は、チャ
ンバ壁或いはライニングを洗浄或いは交換するために運
転を停止しなければならない前に、チャンバが長期間動
作することを可能にする。
用するために適合された構成部材を処理するための方法
及び装置を提供する。 【解決手段】 構成部材の表面は粗くされ、その上に堆
積されたプロセス副産物の接着性が改善されている。本
発明による粗くされた表面の寸法は、従来のビードブラ
ストにより慣用の方法で作られた粗くされた表面の寸法
より十分に大きい。改善された接着性は、材料が剥離す
る危険無しに、粗くされた表面上に堆積される材料の層
を厚くすることを可能にする。従って、本発明は、チャ
ンバ壁或いはライニングを洗浄或いは交換するために運
転を停止しなければならない前に、チャンバが長期間動
作することを可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は全体として半導体を
製造するプロセス・チャンバに関する。詳しくは、本発
明は半導体製造の間にチャンバ壁に堆積する可能性のあ
る材料の接着を促進するために粗くされた表面を有する
チャンバ壁に関する。
製造するプロセス・チャンバに関する。詳しくは、本発
明は半導体製造の間にチャンバ壁に堆積する可能性のあ
る材料の接着を促進するために粗くされた表面を有する
チャンバ壁に関する。
【０００２】
【発明の背景】半導体デバイス製造の多くのプロセス
は、プロセスが実行されるプロセス・チャンバの壁にプ
ロセス副産物が堆積されることを回避できない。例え
ば、半導体被加工物の上に膜を堆積する化学プロセス、
及びこのような膜をエッチングする化学プロセスは、チ
ャンバ壁に堆積する反応生成物を通常作成する。他の例
として、スパッタ堆積プロセスは、スパッタされるター
ゲット材料の一部をチャンバ壁に通常堆積する。スパッ
タリングチャンバの壁に堆積するターゲット材料は被加
工物の上に堆積しようと意図した材料と同じであるが、
この材料が被加工物ではなくチャンバ構成部材の表面に
堆積する限り、本発明者はこの材料はプロセス副産物で
あると考える。
は、プロセスが実行されるプロセス・チャンバの壁にプ
ロセス副産物が堆積されることを回避できない。例え
ば、半導体被加工物の上に膜を堆積する化学プロセス、
及びこのような膜をエッチングする化学プロセスは、チ
ャンバ壁に堆積する反応生成物を通常作成する。他の例
として、スパッタ堆積プロセスは、スパッタされるター
ゲット材料の一部をチャンバ壁に通常堆積する。スパッ
タリングチャンバの壁に堆積するターゲット材料は被加
工物の上に堆積しようと意図した材料と同じであるが、
この材料が被加工物ではなくチャンバ構成部材の表面に
堆積する限り、本発明者はこの材料はプロセス副産物で
あると考える。
【０００３】堆積物がある程度の厚さに累積した後で、
堆積物はチャンバ壁から剥離し始め、その結果作製され
る半導体デバイスを汚染するであろう。従って、剥離す
る可能性のある点に堆積物が累積する前に、堆積物をチ
ャンバ壁から除去しなければならない。
堆積物はチャンバ壁から剥離し始め、その結果作製され
る半導体デバイスを汚染するであろう。従って、剥離す
る可能性のある点に堆積物が累積する前に、堆積物をチ
ャンバ壁から除去しなければならない。
【０００４】堆積物を除去する１つの従来の方法は、プ
ラズマ・エッチング或いは液体溶剤の手による塗布のい
ずれかにより、チャンバ壁の内部表面を定期的に洗浄す
ることである。他の従来の方法は、除去可能なライナで
チャンバ壁を被覆し、堆積物の累積が過大になったとき
定期的にライナを交換することである。
ラズマ・エッチング或いは液体溶剤の手による塗布のい
ずれかにより、チャンバ壁の内部表面を定期的に洗浄す
ることである。他の従来の方法は、除去可能なライナで
チャンバ壁を被覆し、堆積物の累積が過大になったとき
定期的にライナを交換することである。
【０００５】定期的洗浄或いは保守のために高価なプロ
セス・チャンバを運転停止することは、半導体製造の停
止により多大の費用を要する。従って、チャンバ壁或い
はライナを、洗浄或いは交換するために必要な頻度を減
少することができる改良されたプロセス・チャンバが必
要である。
セス・チャンバを運転停止することは、半導体製造の停
止により多大の費用を要する。従って、チャンバ壁或い
はライナを、洗浄或いは交換するために必要な頻度を減
少することができる改良されたプロセス・チャンバが必
要である。
【０００６】チャンバ洗浄の所要頻度を減少するための
１つの従来の方法は、チャンバ壁或いはライニングの内
部表面をビードブラストにより粗くすることにより、チ
ャンバ壁或いはライニングに堆積される材料の接着を改
善することである。この方法はチャンバ洗浄の所要頻度
を減少するが、減少は比較的小さく、更に改良が望まれ
ることになる。
１つの従来の方法は、チャンバ壁或いはライニングの内
部表面をビードブラストにより粗くすることにより、チ
ャンバ壁或いはライニングに堆積される材料の接着を改
善することである。この方法はチャンバ洗浄の所要頻度
を減少するが、減少は比較的小さく、更に改良が望まれ
ることになる。
【０００７】
【本発明の概要】本発明は、半導体被加工物或いはその
ような装置において使用するために適合された構成部材
を処理するための方法及び装置であって、構成部材の表
面は粗くされている。その結果、粗くされた表面の上に
堆積されたプロセス副産物の接着性が改善されている。
本発明による粗くされた表面の寸法は、従来のビードブ
ラストにより慣用の方法で作られた粗くされた表面の寸
法より十分に大きい。改善された接着性は、材料が剥離
する危険無しに、粗くされた表面上に堆積される材料の
層を厚くすることを可能にする。従って、本発明は、チ
ャンバ壁或いはライニングを洗浄或いは交換するために
運転を停止しなければならない前に、チャンバが長期間
動作することを可能にする。
ような装置において使用するために適合された構成部材
を処理するための方法及び装置であって、構成部材の表
面は粗くされている。その結果、粗くされた表面の上に
堆積されたプロセス副産物の接着性が改善されている。
本発明による粗くされた表面の寸法は、従来のビードブ
ラストにより慣用の方法で作られた粗くされた表面の寸
法より十分に大きい。改善された接着性は、材料が剥離
する危険無しに、粗くされた表面上に堆積される材料の
層を厚くすることを可能にする。従って、本発明は、チ
ャンバ壁或いはライニングを洗浄或いは交換するために
運転を停止しなければならない前に、チャンバが長期間
動作することを可能にする。
【０００８】
【好ましい実施形態の詳細な説明】従来のプロセス・チ
ャンバの概要本発明は、チャンバ内のチャンバ壁及び他
の露出した表面上に材料を堆積する半導体製造プロセス
を行うために使用されるどのプロセス・チャンバにも適
用できる。このようなプロセス・チャンバの例として、
図１は２００ミリの直径のシリコンウェーハ上の二酸化
珪素誘電体層のプラズマ・エッチングに使用される真空
チャンバを示す。
ャンバの概要本発明は、チャンバ内のチャンバ壁及び他
の露出した表面上に材料を堆積する半導体製造プロセス
を行うために使用されるどのプロセス・チャンバにも適
用できる。このようなプロセス・チャンバの例として、
図１は２００ミリの直径のシリコンウェーハ上の二酸化
珪素誘電体層のプラズマ・エッチングに使用される真空
チャンバを示す。
【０００９】真空チャンバの内部は円筒状の側壁２０、
環状の底部壁２２、及び円形の上部壁２４により囲まれ
ており、そのすべては陽極処理アルミニウムで構成され
ている。
環状の底部壁２２、及び円形の上部壁２４により囲まれ
ており、そのすべては陽極処理アルミニウムで構成され
ている。
【００１０】円板形のアルミニウム陰極電極３０は平坦
な円形の上部表面３２を有する。円形の上部表面３２の
上には、エッチングされるシリコンウェーハがロボット
（図示せず）により設置される。陰極３０は、陰極をチ
ャンバ底部壁２２から電気的に絶縁する誘電体スペーサ
２８の上に載っている。
な円形の上部表面３２を有する。円形の上部表面３２の
上には、エッチングされるシリコンウェーハがロボット
（図示せず）により設置される。陰極３０は、陰極をチ
ャンバ底部壁２２から電気的に絶縁する誘電体スペーサ
２８の上に載っている。
【００１１】高周波電源（図示せず）の非接地出力端子
は陰極３０に接続している。他の電源出力端子は電気的
に接地されたチャンバ壁２０、２２、２４に接続してい
る。石英の誘電体環３８は陰極の上に載っており、陰極
上部の外辺部をプラズマへの露出から保護する。チャン
バ運転の間、陰極の残りの上部表面３２は半導体ウェー
ハにより覆われている。
は陰極３０に接続している。他の電源出力端子は電気的
に接地されたチャンバ壁２０、２２、２４に接続してい
る。石英の誘電体環３８は陰極の上に載っており、陰極
上部の外辺部をプラズマへの露出から保護する。チャン
バ運転の間、陰極の残りの上部表面３２は半導体ウェー
ハにより覆われている。
【００１２】一般にシャワーヘッドと呼ばれる、穴をあ
けた円形のガス分配プレート４４が、チャンバ上部壁２
４の下面に実装されている。ガス分配プレートと上部壁
の間のギャップは、ガス吸気口マニホルドとして機能す
る。図示されていない１つ以上のガス供給管が、ガス分
配プレート上の吸気口マニホルド域にプロセスガスを運
ぶ。次にプロセスガスは、ガス分配プレート内の打ち抜
き穴即ちアパーチャを介してチャンバの内部に流れ出
る。例として使用された二酸化珪素エッチングチャンバ
において、ガス分配プレートは約２２０ミリメートルの
直径を有し、約２０ミリメートルの間隔を置いた直径
０．６ミリメートルの約９０個のガス分配アパーチャを
有する。
けた円形のガス分配プレート４４が、チャンバ上部壁２
４の下面に実装されている。ガス分配プレートと上部壁
の間のギャップは、ガス吸気口マニホルドとして機能す
る。図示されていない１つ以上のガス供給管が、ガス分
配プレート上の吸気口マニホルド域にプロセスガスを運
ぶ。次にプロセスガスは、ガス分配プレート内の打ち抜
き穴即ちアパーチャを介してチャンバの内部に流れ出
る。例として使用された二酸化珪素エッチングチャンバ
において、ガス分配プレートは約２２０ミリメートルの
直径を有し、約２０ミリメートルの間隔を置いた直径
０．６ミリメートルの約９０個のガス分配アパーチャを
有する。
【００１３】ガス分配プレートは陽極処理アルミニウム
で構成することができる。しかし、ガス分配アパーチャ
の端縁において陽極酸化処理の欠陥を防止することは難
しいから、ガス分配プレートは石英、酸化アルミニウム
（アルミナ）、アルミニウム窒化物、或いはシリコン炭
化物により構成されることが更に望ましい。
で構成することができる。しかし、ガス分配アパーチャ
の端縁において陽極酸化処理の欠陥を防止することは難
しいから、ガス分配プレートは石英、酸化アルミニウム
（アルミナ）、アルミニウム窒化物、或いはシリコン炭
化物により構成されることが更に望ましい。
【００１４】上部壁２４及びガス分配４４の組み合わせ
は、チャンバ内部の維持管理を可能にするために、単一
ユニットとしてチャンバから容易に取り外せるように設
計されているので、チャンバ蓋と呼ばれる。ガス分配プ
レートはチャンバ内部の上部の境界を構成しているか
ら、ガス分配プレートはチャンバのルーフとも呼ばれ
る。
は、チャンバ内部の維持管理を可能にするために、単一
ユニットとしてチャンバから容易に取り外せるように設
計されているので、チャンバ蓋と呼ばれる。ガス分配プ
レートはチャンバ内部の上部の境界を構成しているか
ら、ガス分配プレートはチャンバのルーフとも呼ばれ
る。
【００１５】プロセスガスは、チャンバ底部壁２２から
チャンバを抜け出る。真空ポンプ（図示せず）が、円形
の排気ポート５０を介してチャンバからプロセスガスを
ポンプで排気し、チャンバ内の真空を所要レベルに維持
する。
チャンバを抜け出る。真空ポンプ（図示せず）が、円形
の排気ポート５０を介してチャンバからプロセスガスを
ポンプで排気し、チャンバ内の真空を所要レベルに維持
する。
【００１６】チャンバ洗浄を容易にするために、チャン
バ側壁２０は除去可能な陽極ライナ１０により覆われて
おり、陰極３０及び陰極スペーサ２５は除去可能な陰極
ライナ１２により覆われている。２つのライナ１０及び
１２のそれぞれは、円柱形に対称でありチャンバ側壁２
０及び陰極３０と同軸である。２つの除去可能なライナ
１０、１２は、陽極処理アルミニウム或いはセラミック
により通常構成されている。
バ側壁２０は除去可能な陽極ライナ１０により覆われて
おり、陰極３０及び陰極スペーサ２５は除去可能な陰極
ライナ１２により覆われている。２つのライナ１０及び
１２のそれぞれは、円柱形に対称でありチャンバ側壁２
０及び陰極３０と同軸である。２つの除去可能なライナ
１０、１２は、陽極処理アルミニウム或いはセラミック
により通常構成されている。
【００１７】チャンバの動作とチャンバ表面上の堆積 動作中は、陰極電極３０と接地されたチャンバ壁２０、
２２、２４の間に印加された高周波電力は、プロセスガ
スをプラズマ状態に励起する。プラズマ内のガス分子の
かなりの部分は、構成原子、イオン及び自由電子に分離
される。被加工物に膜を堆積し、或いは被加工物の表面
から層をエッチングするような、所望の半導体デバイス
製造プロセスを行うために、これらのパーティクルは相
互に、また半導体被加工物の表面材料と相互作用する。
２２、２４の間に印加された高周波電力は、プロセスガ
スをプラズマ状態に励起する。プラズマ内のガス分子の
かなりの部分は、構成原子、イオン及び自由電子に分離
される。被加工物に膜を堆積し、或いは被加工物の表面
から層をエッチングするような、所望の半導体デバイス
製造プロセスを行うために、これらのパーティクルは相
互に、また半導体被加工物の表面材料と相互作用する。
【００１８】好ましくないことに、多くの半導体製造プ
ロセスはチャンバ内の露出した表面に材料を堆積する。
図に示す例において、このような堆積は２つのライナ１
０、１２及びガス分配プレート４４の露出した表面上に
起こるであろう。例えば、過弗化炭化水素エッチングガ
スを使用する従来のプラズマ・アシステッド・エッチン
グ・プロセスでは、露出した表面上にポリマーが通常堆
積するであろう。堆積物がある程度の厚さに累積した後
で、堆積物は蓋及びチャンバライナから剥離し始め、製
造中の半導体デバイスを汚染する。従って、堆積物が剥
離する点にまで累積する前に、蓋及びチャンバライナの
上に堆積した材料は、除去されなければならない。
ロセスはチャンバ内の露出した表面に材料を堆積する。
図に示す例において、このような堆積は２つのライナ１
０、１２及びガス分配プレート４４の露出した表面上に
起こるであろう。例えば、過弗化炭化水素エッチングガ
スを使用する従来のプラズマ・アシステッド・エッチン
グ・プロセスでは、露出した表面上にポリマーが通常堆
積するであろう。堆積物がある程度の厚さに累積した後
で、堆積物は蓋及びチャンバライナから剥離し始め、製
造中の半導体デバイスを汚染する。従って、堆積物が剥
離する点にまで累積する前に、蓋及びチャンバライナの
上に堆積した材料は、除去されなければならない。
【００１９】例えば、Ｃ4Ｆ8及びＣＯを含むエッチング
ガス混合物を使用して二酸化珪素をエッチングする本発
明者による従来のプロセスにおいては、過弗化炭化水素
ポリマーがガス分配プレート及びチャンバライナの上に
堆積する。本発明者は、このポリマーが０．６から０．
６５ミリメートルの厚さまでにのみプレート及びライナ
に接着することを見出した。この厚さを越えると、堆積
された材料はプレート及びライナから剥離し始め、ウェ
ーハを汚染する。従って、蓋或いはライナのどの部分の
上かでポリマー堆積物がこの臨界厚に到達する前に、エ
ッチングプロセスを行うことができる時間数、或いは、
処理できるウェーハの数を推定しなくてはならない。そ
の時間数或いはウェーハ数の後に、蓋及びチャンバライ
ナを洗浄しなければならない。
ガス混合物を使用して二酸化珪素をエッチングする本発
明者による従来のプロセスにおいては、過弗化炭化水素
ポリマーがガス分配プレート及びチャンバライナの上に
堆積する。本発明者は、このポリマーが０．６から０．
６５ミリメートルの厚さまでにのみプレート及びライナ
に接着することを見出した。この厚さを越えると、堆積
された材料はプレート及びライナから剥離し始め、ウェ
ーハを汚染する。従って、蓋或いはライナのどの部分の
上かでポリマー堆積物がこの臨界厚に到達する前に、エ
ッチングプロセスを行うことができる時間数、或いは、
処理できるウェーハの数を推定しなくてはならない。そ
の時間数或いはウェーハ数の後に、蓋及びチャンバライ
ナを洗浄しなければならない。
【００２０】蓋及びチャンバライナから累積した堆積物
を除去するには、プロセス・チャンバの運転を停止し、
蓋及びチャンバライナを除去し、蓋及びチャンバライナ
を溶剤或いはエッチング溶液で浸漬或いは摩擦すること
を必要とする。蓋及びチャンバライナが洗浄された後
に、蓋及びライナをチャンバ内に戻すことができる。
を除去するには、プロセス・チャンバの運転を停止し、
蓋及びチャンバライナを除去し、蓋及びチャンバライナ
を溶剤或いはエッチング溶液で浸漬或いは摩擦すること
を必要とする。蓋及びチャンバライナが洗浄された後
に、蓋及びライナをチャンバ内に戻すことができる。
【００２１】本発明の背景で既に述べたように、蓋及び
ライナの定期的洗浄或いは交換のために高価なプロセス
・チャンバを運転停止することは、半導体製造の停止に
より多大の費用を要する。従って、チャンバ壁或いはラ
イナを洗浄或いは交換するために必要な頻度を減少する
ことができる、即ち、チャンバ壁を洗浄し、或いはライ
ナを洗浄又は交換するためにチャンバを運転停止しなけ
ればならない前に、チャンバを非常に長時間にわたって
運転することができる改良されたプロセス・チャンバが
必要である。
ライナの定期的洗浄或いは交換のために高価なプロセス
・チャンバを運転停止することは、半導体製造の停止に
より多大の費用を要する。従って、チャンバ壁或いはラ
イナを洗浄或いは交換するために必要な頻度を減少する
ことができる、即ち、チャンバ壁を洗浄し、或いはライ
ナを洗浄又は交換するためにチャンバを運転停止しなけ
ればならない前に、チャンバを非常に長時間にわたって
運転することができる改良されたプロセス・チャンバが
必要である。
【００２２】チャンバ構成部材上の新規な粗くされた表
面 本発明は、反応生成物或いはプロセスガスに対して露出
されているプロセス・チャンバ内の表面に堆積した他の
物質の接着を改善し、その結果、より長い間隔でこのよ
うな表面を洗浄し、チャンバの運転を可能にする。具体
的にいうと、本発明においてこのような表面は、形状的
フィーチャ、即ち、交互の突出部及び陥没部（峰と
谷）、を有する表面輪郭或いは「粗い表面」を使用して
製造される。形状的フィーチャの幅、間隔及び高さの寸
法は、１００ミクロン（０．１ミリメートル）及び１０
０ミリメートルの間にあり、更に５００ミクロン（０．
５ミリメートル）から８０００ミクロン（８ミリメート
ル）の範囲内であることが望ましい。それに対して、従
来のビードブラストにより処理された表面の平均の粗さ
は、約４から６ミクロン（０．１５から０．２３ミル）
であり、本発明のフィーチャより少なくとも１６倍小さ
い。
面 本発明は、反応生成物或いはプロセスガスに対して露出
されているプロセス・チャンバ内の表面に堆積した他の
物質の接着を改善し、その結果、より長い間隔でこのよ
うな表面を洗浄し、チャンバの運転を可能にする。具体
的にいうと、本発明においてこのような表面は、形状的
フィーチャ、即ち、交互の突出部及び陥没部（峰と
谷）、を有する表面輪郭或いは「粗い表面」を使用して
製造される。形状的フィーチャの幅、間隔及び高さの寸
法は、１００ミクロン（０．１ミリメートル）及び１０
０ミリメートルの間にあり、更に５００ミクロン（０．
５ミリメートル）から８０００ミクロン（８ミリメート
ル）の範囲内であることが望ましい。それに対して、従
来のビードブラストにより処理された表面の平均の粗さ
は、約４から６ミクロン（０．１５から０．２３ミル）
であり、本発明のフィーチャより少なくとも１６倍小さ
い。
【００２３】表面の「形状的フィーチャ」或いは「高さ
のフィーチャ」は、表面の平均の高さから高さがずれて
いる領域を意味する。形状的フィーチャは凸形の突出部
或いは凹形の陥没部とすることができる。フィーチャの
「高さ」は、高さにおける峰から谷への偏差である。フ
ィーチャが凹形の陥没部であれば、フィーチャの「高
さ」は陥没部の深さである。
のフィーチャ」は、表面の平均の高さから高さがずれて
いる領域を意味する。形状的フィーチャは凸形の突出部
或いは凹形の陥没部とすることができる。フィーチャの
「高さ」は、高さにおける峰から谷への偏差である。フ
ィーチャが凹形の陥没部であれば、フィーチャの「高
さ」は陥没部の深さである。
【００２４】少なくとも２つの理由により、本発明者に
よる粗くされた表面は堆積された材料の接着を改善する
と、本発明者は確信する。１つの理由は、表面に直角を
成す方向で垂直の輪郭（平均の表面平面に垂直の輪郭）
が堆積膜内の圧縮力を増加させることであり、その結果
熱膨張及び熱収縮による膜の亀裂に抵抗することであ
る。第二の理由は、粗くされた表面は材料が接着する表
面積が平坦な表面よりも大きいことである。
よる粗くされた表面は堆積された材料の接着を改善する
と、本発明者は確信する。１つの理由は、表面に直角を
成す方向で垂直の輪郭（平均の表面平面に垂直の輪郭）
が堆積膜内の圧縮力を増加させることであり、その結果
熱膨張及び熱収縮による膜の亀裂に抵抗することであ
る。第二の理由は、粗くされた表面は材料が接着する表
面積が平坦な表面よりも大きいことである。
【００２５】表面積は陥没部の深さ或いは突出部の高さ
に比例して増加する。表面積を増やすために高さ寸法を
増加すると堆積された材料の接着は改善されるが、ある
程度の値を越えて高さを増加することは不利になる恐れ
がある。第一に、過度の高さ寸法は粗くされた表面の洗
浄を困難にする恐れがある。第二に、粗くされた表面が
比較的厚いチャンバ壁ではなく、薄い除去可能なチャン
バ蓋或いはライナであれば、過度の高さ寸法は、蓋或い
はライナの強度及び剛性を減少させる恐れがあり、偶然
の損傷の影響を受けやすくする。
に比例して増加する。表面積を増やすために高さ寸法を
増加すると堆積された材料の接着は改善されるが、ある
程度の値を越えて高さを増加することは不利になる恐れ
がある。第一に、過度の高さ寸法は粗くされた表面の洗
浄を困難にする恐れがある。第二に、粗くされた表面が
比較的厚いチャンバ壁ではなく、薄い除去可能なチャン
バ蓋或いはライナであれば、過度の高さ寸法は、蓋或い
はライナの強度及び剛性を減少させる恐れがあり、偶然
の損傷の影響を受けやすくする。
【００２６】本発明により表面を粗くすることは、プロ
セス・チャンバのどの構成部材の表面にも適用できる。
（「構成部材」はチャンバ内の、或いはチャンバ上の任
意の物体を意味する）表面を粗くすることは、チャンバ
内部のプロセスガスに露出されており、ウェーハの上或
いは近くのいずれかにある任意の大きい表面に適用され
るべきであることが望ましい。本発明による粗い表面を
設けることが最も重要であるチャンバ表面は、通常チャ
ンバルーフ（即ち、チャンバ蓋或いはガス分配プレー
ト）の下部表面であり、チャンバ側壁或いはライニング
である。チャンバルーフは処理されているウェーハの直
接上にあるので、ルーフから剥離するどのパーティクル
も、恐らくウェーハの上に落下し、ウェーハの欠陥を生
ずるであろう。チャンバ側壁或いはライニングはウェー
ハの外辺部に非常に近いので、側壁或いはライニングか
ら剥離するパーティクルがウェーハの上に落下する危険
も高い。ウェーハの下に位置するチャンバ構成部材の上
に粗くされた表面を設けることは、このような表面から
剥離するパーティクルがウェーハ上に堆積する恐れがな
いので、重要ではない。
セス・チャンバのどの構成部材の表面にも適用できる。
（「構成部材」はチャンバ内の、或いはチャンバ上の任
意の物体を意味する）表面を粗くすることは、チャンバ
内部のプロセスガスに露出されており、ウェーハの上或
いは近くのいずれかにある任意の大きい表面に適用され
るべきであることが望ましい。本発明による粗い表面を
設けることが最も重要であるチャンバ表面は、通常チャ
ンバルーフ（即ち、チャンバ蓋或いはガス分配プレー
ト）の下部表面であり、チャンバ側壁或いはライニング
である。チャンバルーフは処理されているウェーハの直
接上にあるので、ルーフから剥離するどのパーティクル
も、恐らくウェーハの上に落下し、ウェーハの欠陥を生
ずるであろう。チャンバ側壁或いはライニングはウェー
ハの外辺部に非常に近いので、側壁或いはライニングか
ら剥離するパーティクルがウェーハの上に落下する危険
も高い。ウェーハの下に位置するチャンバ構成部材の上
に粗くされた表面を設けることは、このような表面から
剥離するパーティクルがウェーハ上に堆積する恐れがな
いので、重要ではない。
【００２７】チャンバのルーフ及び側壁ライニングの露
出した表面における陥没部及び突出部の異なる形状及び
寸法を、本発明者は試験した。平坦な未処理の表面或い
はビードブラストによる粗い表面と比較して、本発明者
が試験したすべての形状は、堆積した材料の接着を大幅
に改善した。
出した表面における陥没部及び突出部の異なる形状及び
寸法を、本発明者は試験した。平坦な未処理の表面或い
はビードブラストによる粗い表面と比較して、本発明者
が試験したすべての形状は、堆積した材料の接着を大幅
に改善した。
【００２８】図２及び図３は、それぞれ、正方形の突出
部６０の２次元配列から成る粗い表面を有するガス分配
プレート４４の下部表面の平面図及び断面図である。突
出部は高さＨ、幅Ｗ及び隣接する突出部の間の間隔Ｓを
有する。図４は、形状的なフィーチャが突出部ではなく
正方形の陥没部であり、鋭角の頂点ではなく平坦な底部
を有する逆４角錐に各陥没部が形成されるように、正方
形の陥没部の側面が陥没部の間の水平な表面に対して斜
角θで形成されているこの粗い表面の変形を示す。図５
及び図６は、陥没部の形状が丸い、即ち半球状である別
の粗い表面の平面図及び断面図である。
部６０の２次元配列から成る粗い表面を有するガス分配
プレート４４の下部表面の平面図及び断面図である。突
出部は高さＨ、幅Ｗ及び隣接する突出部の間の間隔Ｓを
有する。図４は、形状的なフィーチャが突出部ではなく
正方形の陥没部であり、鋭角の頂点ではなく平坦な底部
を有する逆４角錐に各陥没部が形成されるように、正方
形の陥没部の側面が陥没部の間の水平な表面に対して斜
角θで形成されているこの粗い表面の変形を示す。図５
及び図６は、陥没部の形状が丸い、即ち半球状である別
の粗い表面の平面図及び断面図である。
【００２９】図７及び図８は、それぞれ、円筒状の側壁
ライナ１０の中の一連の周囲の溝から成る粗い表面の斜
視図及び断面図である。
ライナ１０の中の一連の周囲の溝から成る粗い表面の斜
視図及び断面図である。
【００３０】図９は、周囲の溝及び縦方向の溝を両方有
するライナの斜視図である。
するライナの斜視図である。
【００３１】各形状的フィーチャは突出部或いは陥没部
のいずれかとして特徴を記述されたが、陥没部の間の領
域は表面上の突出部であると考えても等価である。換言
すれば、形状的なフィーチャとして突出部と呼ぶか、又
は陥没部と呼ぶかは任意である。従って、陥没部或いは
突出部の間の間隔Ｓは幅Ｗと同じ桁の大きさであるべき
ことが望ましい。より望ましくは、間隔Ｓ及び幅Ｗは２
倍又はそれ以下だけ異なるべきである。同様に、高さＨ
は望ましくは幅Ｗ及び間隔Ｓと同じ桁の大きさであるべ
きであり、より望ましくは、それらの他の２つの寸法の
２倍以内であるべきである。
のいずれかとして特徴を記述されたが、陥没部の間の領
域は表面上の突出部であると考えても等価である。換言
すれば、形状的なフィーチャとして突出部と呼ぶか、又
は陥没部と呼ぶかは任意である。従って、陥没部或いは
突出部の間の間隔Ｓは幅Ｗと同じ桁の大きさであるべき
ことが望ましい。より望ましくは、間隔Ｓ及び幅Ｗは２
倍又はそれ以下だけ異なるべきである。同様に、高さＨ
は望ましくは幅Ｗ及び間隔Ｓと同じ桁の大きさであるべ
きであり、より望ましくは、それらの他の２つの寸法の
２倍以内であるべきである。
【００３２】どの例においても、急な角は通常膜の中の
応力を増加するから、チャンバ構成部材の粗くされた表
面に急な角がなければ、粗くされた表面への堆積膜の接
着は最大化するであろうと本発明者は予想する。従っ
て、形状的フィーチャの端縁は、実用上できるだけ高い
曲率半径を持つ丸い角を有するべきである。以下に説明
する実験例において、すべての形状的フィーチャは、１
３０ミクロン（０．１３ミリメートル）及び５００ミク
ロン（０．５ミリメートル）の間の範囲の曲率半径を有
する丸い角を持って製造された。これらの曲率値のすべ
ては、本発明者による試験において十分に等しく能力を
発揮した。
応力を増加するから、チャンバ構成部材の粗くされた表
面に急な角がなければ、粗くされた表面への堆積膜の接
着は最大化するであろうと本発明者は予想する。従っ
て、形状的フィーチャの端縁は、実用上できるだけ高い
曲率半径を持つ丸い角を有するべきである。以下に説明
する実験例において、すべての形状的フィーチャは、１
３０ミクロン（０．１３ミリメートル）及び５００ミク
ロン（０．５ミリメートル）の間の範囲の曲率半径を有
する丸い角を持って製造された。これらの曲率値のすべ
ては、本発明者による試験において十分に等しく能力を
発揮した。
【００３３】鋳造及び機械加工の２つは、チャンバ構成
部材の表面に所望の形状的フィーチャの粗い表面の製造
が可能な技術である。下記の例１に述べるように、所望
の形状的フィーチャを有する構成部材の鋳造は、欠陥の
ない平坦な表面輪郭を製造できるので望ましいが、機械
加工より数倍高価である。下記の例２から５に述べるよ
うに、構成部材の表面に形状的フィーチャを機械加工す
ることは、構成部材の表面上に続いて堆積されるプロセ
ス副産物の中に応力を生ずることになる構成部材表面内
の顕微鏡的亀裂を生ずる潜在的な欠点を有する。しかし
本発明者による試験では、機械加工された表面のすべて
は、続いて堆積されたポリマーに対して良好な接着を示
した。
部材の表面に所望の形状的フィーチャの粗い表面の製造
が可能な技術である。下記の例１に述べるように、所望
の形状的フィーチャを有する構成部材の鋳造は、欠陥の
ない平坦な表面輪郭を製造できるので望ましいが、機械
加工より数倍高価である。下記の例２から５に述べるよ
うに、構成部材の表面に形状的フィーチャを機械加工す
ることは、構成部材の表面上に続いて堆積されるプロセ
ス副産物の中に応力を生ずることになる構成部材表面内
の顕微鏡的亀裂を生ずる潜在的な欠点を有する。しかし
本発明者による試験では、機械加工された表面のすべて
は、続いて堆積されたポリマーに対して良好な接着を示
した。
【００３４】以下の試験のそれぞれにおいて、ウェーハ
とチャックの間のシールがウェーハからチャックへ熱を
伝えるために使用したヘリウムガスを漏洩し始める点に
静電ウェーハチャック上のポリマー堆積が累積したとき
に、本発明者は試験を終了させなければなかった。これ
は、本発明による粗くされた表面からポリマーが剥離を
始める前に通常発生したので、本発明者が試作した異な
る粗い表面に接着するであろうポリマーの起こり得る最
高の厚さを比較することは不可能であった。
とチャックの間のシールがウェーハからチャックへ熱を
伝えるために使用したヘリウムガスを漏洩し始める点に
静電ウェーハチャック上のポリマー堆積が累積したとき
に、本発明者は試験を終了させなければなかった。これ
は、本発明による粗くされた表面からポリマーが剥離を
始める前に通常発生したので、本発明者が試作した異な
る粗い表面に接着するであろうポリマーの起こり得る最
高の厚さを比較することは不可能であった。
【００３５】試験結果−制御 本発明者は、図１のプラズマチャンバを使用して、シリ
コンウェーハ上の二酸化珪素の膜をエッチングするプラ
ズマ・プロセスを行うために、Ｃ4Ｆ8及びＣＯを含む従
来の過弗化炭化水素エッチングガス混合物を使用して、
本発明を試験した。制御のために、プロセス・チャンバ
は、アルミニウム窒化物セラミックスのルーフ及び陽極
処理アルミニウムの側壁ライナを有しており、両方共に
平坦であった。
コンウェーハ上の二酸化珪素の膜をエッチングするプラ
ズマ・プロセスを行うために、Ｃ4Ｆ8及びＣＯを含む従
来の過弗化炭化水素エッチングガス混合物を使用して、
本発明を試験した。制御のために、プロセス・チャンバ
は、アルミニウム窒化物セラミックスのルーフ及び陽極
処理アルミニウムの側壁ライナを有しており、両方共に
平坦であった。
【００３６】エッチングプロセスは、チャンバのルーフ
及び側壁の露出した内部表面上にポリマー膜を形成する
過弗化炭化水素の反応生成物を生成する。本発明者は、
従来の平坦なルーフ及び側壁ライナでは、ポリマー膜が
０．６から０．６５ミリメートルの厚さに到達した後
に、これらの表面上に堆積したポリマーは剥離し始める
ことを見出した。剥離が発生する厚さは、プロセス・パ
ラメタの変化から独立していた。
及び側壁の露出した内部表面上にポリマー膜を形成する
過弗化炭化水素の反応生成物を生成する。本発明者は、
従来の平坦なルーフ及び側壁ライナでは、ポリマー膜が
０．６から０．６５ミリメートルの厚さに到達した後
に、これらの表面上に堆積したポリマーは剥離し始める
ことを見出した。剥離が発生する厚さは、プロセス・パ
ラメタの変化から独立していた。
【００３７】本発明者は、図１に示すチャンバに類似し
た実験チャンバでも同様なエッチングプロセスを試験し
たが、実験チャンバはプラズマに誘導結合した第二の高
周波電源を有していた。再び、ポリマー膜が０．６から
０．６５ミリメートルの厚さに到達した後に、チャンバ
構成部材の露出した表面上に堆積したポリマーは剥離し
始めた。
た実験チャンバでも同様なエッチングプロセスを試験し
たが、実験チャンバはプラズマに誘導結合した第二の高
周波電源を有していた。再び、ポリマー膜が０．６から
０．６５ミリメートルの厚さに到達した後に、チャンバ
構成部材の露出した表面上に堆積したポリマーは剥離し
始めた。
【００３８】例１−アルミニウム窒化物ルーフにおける
角錐状の陥没部 本発明者は、チャンバルーフ（ガス分配プレート）をア
ルミニウム窒化物セラミックの円形のディスク、厚さ
０．５インチ（１３ミリメートル）、として製作した。
このチャンバルーフの中で、ルーフの下部の円形の表面
（チャンバ内部に露出された表面）を、４つの４分円形
部材（ｑｕａｄｒａｎｔ）内に製作された４つの異なる
粗い表面を有する４つの４分円形部材に本発明者は分割
した。第一の４分円形部材は平坦であり、第二の４分円
形部材はシリコン炭化物パーティクルでビードブラスト
された。
角錐状の陥没部 本発明者は、チャンバルーフ（ガス分配プレート）をア
ルミニウム窒化物セラミックの円形のディスク、厚さ
０．５インチ（１３ミリメートル）、として製作した。
このチャンバルーフの中で、ルーフの下部の円形の表面
（チャンバ内部に露出された表面）を、４つの４分円形
部材（ｑｕａｄｒａｎｔ）内に製作された４つの異なる
粗い表面を有する４つの４分円形部材に本発明者は分割
した。第一の４分円形部材は平坦であり、第二の４分円
形部材はシリコン炭化物パーティクルでビードブラスト
された。
【００３９】第三及び第四の４分円形部材は共に、図４
に示す角錐状の粗い表面を有し、第四の４分円形部材は
続いてビードブラストを加えられたが、第三の４分円形
部材はビードブラストを加えられなかった。角錐状のフ
ィーチャの寸法は、角度θ＝４５度、高さＨ＝０．６ミ
リメートル、幅Ｗ＝１．５ミリメートル、間隔Ｓ＝０．
６ミリメートルであった。第三の４分円形部材は角錐状
の粗い表面によって、第一の４分円形部材の表面積より
も３０％大きい表面積を有すると計算される。
に示す角錐状の粗い表面を有し、第四の４分円形部材は
続いてビードブラストを加えられたが、第三の４分円形
部材はビードブラストを加えられなかった。角錐状のフ
ィーチャの寸法は、角度θ＝４５度、高さＨ＝０．６ミ
リメートル、幅Ｗ＝１．５ミリメートル、間隔Ｓ＝０．
６ミリメートルであった。第三の４分円形部材は角錐状
の粗い表面によって、第一の４分円形部材の表面積より
も３０％大きい表面積を有すると計算される。
【００４０】
【表１】
【００４１】アルミニウム窒化物セラミックは、機械加
工がほとんど不可能である。従って、グラファイトモー
ルド内に角錐状のパターンを機械加工し、モールドをア
ルミニウム窒化物パーティクルで充填し、次にアルミニ
ウム窒化物パーティクルを焼結するために、材料を摂氏
約１６００度において十分な圧力で熱間プレス加工する
ことにより、アルミニウム窒化物ルーフ（roof）を製作
した。
工がほとんど不可能である。従って、グラファイトモー
ルド内に角錐状のパターンを機械加工し、モールドをア
ルミニウム窒化物パーティクルで充填し、次にアルミニ
ウム窒化物パーティクルを焼結するために、材料を摂氏
約１６００度において十分な圧力で熱間プレス加工する
ことにより、アルミニウム窒化物ルーフ（roof）を製作
した。
【００４２】正方形のフィーチャはより大きい表面積を
有するので、図３に示すような正方形の陥没部或いは突
出部のパターンは、実際に試験された角錐状の陥没部よ
り望ましいであろうと本発明者は予想する。既に述べた
ように、表面輪郭の表面積を最大化することは、その上
に堆積される材料の接着を最大化するために有利である
と本発明者は予想する。しかし、角錐状の陥没部の方
が、グラファイトモールド内に製作することが容易であ
った。
有するので、図３に示すような正方形の陥没部或いは突
出部のパターンは、実際に試験された角錐状の陥没部よ
り望ましいであろうと本発明者は予想する。既に述べた
ように、表面輪郭の表面積を最大化することは、その上
に堆積される材料の接着を最大化するために有利である
と本発明者は予想する。しかし、角錐状の陥没部の方
が、グラファイトモールド内に製作することが容易であ
った。
【００４３】本発明者は、図１のチャンバにルーフを設
置し、「制御」で行われたものと同じプラズマエッチプ
ロセスを行った。ルーフの第三の４分円形部材が最も良
いポリマー接着を示すことを、本発明者は見出した。平
坦な第一の４分円形部材と比較して、第三の４分円形部
材の上に堆積された材料が剥離し始める前に、２．５倍
多くのウェーハを処理することが可能であった。ここ
で、第三の４分円形部材の上に堆積されたポリマー層は
１．２ミリメートルの厚さを有し、これは、従来の平坦
な、或いはビードブラストされた表面上に剥離無しに堆
積できた最大のポリマーの厚さより８５％より厚い。
置し、「制御」で行われたものと同じプラズマエッチプ
ロセスを行った。ルーフの第三の４分円形部材が最も良
いポリマー接着を示すことを、本発明者は見出した。平
坦な第一の４分円形部材と比較して、第三の４分円形部
材の上に堆積された材料が剥離し始める前に、２．５倍
多くのウェーハを処理することが可能であった。ここ
で、第三の４分円形部材の上に堆積されたポリマー層は
１．２ミリメートルの厚さを有し、これは、従来の平坦
な、或いはビードブラストされた表面上に剥離無しに堆
積できた最大のポリマーの厚さより８５％より厚い。
【００４４】ビードブラストは堆積された材料の接着を
改善するために従来は使用されていたので、角錐状の粗
くされた表面をビードブラストすることが、接着に有害
であることを観察して本発明者は意外に思った。具体的
にいうと、蓋の上に１．２ミリメートルのポリマーを堆
積した後で試験を止めたとき、本発明者は、第四の４分
円形部材からは少量の剥離を観察し、第三の４分円形部
材からはまったく剥離を観察しなかった。ビードブラス
トがルーフの表面に急な角を作成してポリマー膜内の応
力を増加させ、その結果膜内の亀裂を促進したと、本発
明者は推測する。
改善するために従来は使用されていたので、角錐状の粗
くされた表面をビードブラストすることが、接着に有害
であることを観察して本発明者は意外に思った。具体的
にいうと、蓋の上に１．２ミリメートルのポリマーを堆
積した後で試験を止めたとき、本発明者は、第四の４分
円形部材からは少量の剥離を観察し、第三の４分円形部
材からはまったく剥離を観察しなかった。ビードブラス
トがルーフの表面に急な角を作成してポリマー膜内の応
力を増加させ、その結果膜内の亀裂を促進したと、本発
明者は推測する。
【００４５】例２−アルミニウム窒化物ルーフにおける
異なる角錐状の寸法 例１に対して説明したように、第二のアルミニウム窒化
物ルーフ（ガス分配プレート）が製作された。表１で要
約したように、４つの４分円形部材は、異なる寸法を有
する角錐で表面を粗くされている。第一の４分円形部材
において、角錐状の寸法は、例１の４分円形部材３の角
錐状の寸法と同一である。他の３つの４分円形部材にお
いて、角錐状の陥没部の高さＨは１．１ミリメートルに
増加された。４分円形部材３及び４において、水平な表
面に対する角錐状の壁の角θは、３０度に減少された。
４分円形部材２及び４において、幅Ｗ及び間隔Ｓは、そ
れぞれ、２．５ミリメートル及び１．０ミリメートルに
増加された。すべての４つの４分円形部材は、ポリマー
堆積物の剥離を示さなかった。
異なる角錐状の寸法 例１に対して説明したように、第二のアルミニウム窒化
物ルーフ（ガス分配プレート）が製作された。表１で要
約したように、４つの４分円形部材は、異なる寸法を有
する角錐で表面を粗くされている。第一の４分円形部材
において、角錐状の寸法は、例１の４分円形部材３の角
錐状の寸法と同一である。他の３つの４分円形部材にお
いて、角錐状の陥没部の高さＨは１．１ミリメートルに
増加された。４分円形部材３及び４において、水平な表
面に対する角錐状の壁の角θは、３０度に減少された。
４分円形部材２及び４において、幅Ｗ及び間隔Ｓは、そ
れぞれ、２．５ミリメートル及び１．０ミリメートルに
増加された。すべての４つの４分円形部材は、ポリマー
堆積物の剥離を示さなかった。
【００４６】
【表２】
【００４７】例３−酸化アルミニウムルーフにおける半
球状の陥没部 本発明者は、酸化アルミニウム（アルミナ）セラミック
の厚さ０．５インチ（１３ミリ）のプレートのルーフを
製作した。アルミナはアルミニウム窒化物より熱伝導率
は非常に低いが、機械加工が容易である利点を有する。
４ミリメートルの穴径Ｗ及び１ミリメートルの隣接する
穴の外辺部の間の間隔Ｓを有する、近似的に半球状の穴
或いはアーチ形の断面を有する穴の配列をアルミナの中
にドリリングすることにより、図５及び図６に示す陥没
部のパターンを本発明者は作り出した。それぞれ１ミリ
メートル及び２ミリメートルの穴（形状的フィーチャの
高さＨ）の深さがある２つの試作品を本発明者は試験し
た。両試作品は、ポリマー堆積物の剥離を示さなかっ
た。
球状の陥没部 本発明者は、酸化アルミニウム（アルミナ）セラミック
の厚さ０．５インチ（１３ミリ）のプレートのルーフを
製作した。アルミナはアルミニウム窒化物より熱伝導率
は非常に低いが、機械加工が容易である利点を有する。
４ミリメートルの穴径Ｗ及び１ミリメートルの隣接する
穴の外辺部の間の間隔Ｓを有する、近似的に半球状の穴
或いはアーチ形の断面を有する穴の配列をアルミナの中
にドリリングすることにより、図５及び図６に示す陥没
部のパターンを本発明者は作り出した。それぞれ１ミリ
メートル及び２ミリメートルの穴（形状的フィーチャの
高さＨ）の深さがある２つの試作品を本発明者は試験し
た。両試作品は、ポリマー堆積物の剥離を示さなかっ
た。
【００４８】例４−陽極処理アルミニウムにおける正方
形の突出部 図２及び図３は、正方形の突出部の配列を本発明者が機
械加工したアルミニウムルーフ（ガス分配プレート）を
示す。アルミニウムは機械加工の後に陽極処理された。
１つの試作品において、突出部は１ミリメートルの幅
Ｗ、１．５ミリメートルの高さＨ、及び３ミリメートル
の間隔Ｓを有していた。第二の試作品において、突出部
は２ミリメートルの幅Ｗ、２ミリメートルの高さＨ、及
び５ミリメートルの間隔Ｓを有していた。両試作品は、
ポリマー堆積物の剥離を示さなかった。
形の突出部 図２及び図３は、正方形の突出部の配列を本発明者が機
械加工したアルミニウムルーフ（ガス分配プレート）を
示す。アルミニウムは機械加工の後に陽極処理された。
１つの試作品において、突出部は１ミリメートルの幅
Ｗ、１．５ミリメートルの高さＨ、及び３ミリメートル
の間隔Ｓを有していた。第二の試作品において、突出部
は２ミリメートルの幅Ｗ、２ミリメートルの高さＨ、及
び５ミリメートルの間隔Ｓを有していた。両試作品は、
ポリマー堆積物の剥離を示さなかった。
【００４９】第二の試作品において、ガス分配プレート
内のガス吸気穴の別の具体化例を本発明者は更に試験し
た。プレートの表面に一様に配置されたガス吸気穴の従
来の配列の代わりに、プレート内に１１個の石英ディス
ク（図示せず）のみを本発明者は設置した。各石英ディ
スクは直径１０ミリメートルであり、直径０．６ミリメ
ートルの１１個のガス吸気穴を有していた。
内のガス吸気穴の別の具体化例を本発明者は更に試験し
た。プレートの表面に一様に配置されたガス吸気穴の従
来の配列の代わりに、プレート内に１１個の石英ディス
ク（図示せず）のみを本発明者は設置した。各石英ディ
スクは直径１０ミリメートルであり、直径０．６ミリメ
ートルの１１個のガス吸気穴を有していた。
【００５０】例５−陽極処理アルミニウムにおける溝 図７及び図８は、それぞれ、陽極処理アルミニウムで構
成された円筒状の側壁ライナ１０の斜視図及び断面図で
ある。側壁ライナの中に一連の周囲の溝を旋盤を使用し
て本発明者は機械加工した。各溝は、１ミリメートルの
幅と１ミリメートルの深さを有していた。また隣接する
溝は、円筒状のライナの軸に沿って３ミリメートルの間
隔を置いて配置されていた。アルミニウムは機械加工の
後に陽極処理された。
成された円筒状の側壁ライナ１０の斜視図及び断面図で
ある。側壁ライナの中に一連の周囲の溝を旋盤を使用し
て本発明者は機械加工した。各溝は、１ミリメートルの
幅と１ミリメートルの深さを有していた。また隣接する
溝は、円筒状のライナの軸に沿って３ミリメートルの間
隔を置いて配置されていた。アルミニウムは機械加工の
後に陽極処理された。
【００５１】図９は、前の節で説明したものと同じ幅、
深さ、及び間隔の寸法の周囲の溝及び縦方向の溝を両方
有する同様な円筒状のライナの斜視図である。
深さ、及び間隔の寸法の周囲の溝及び縦方向の溝を両方
有する同様な円筒状のライナの斜視図である。
【００５２】両試作品は、ポリマー堆積物の剥離を示さ
なかった。しかし、図９の例は、図７及び図８の例より
表面積が大きいので、優れた接着をもたらすと予想され
る。
なかった。しかし、図９の例は、図７及び図８の例より
表面積が大きいので、優れた接着をもたらすと予想され
る。
【００５３】図７−９の例の利点は、アルミニウムの中
に溝を機械加工することは、前に説明した他の製造方法
よりも通常低費用で済むことである。
に溝を機械加工することは、前に説明した他の製造方法
よりも通常低費用で済むことである。
【００５４】接着に対する温度の効果 温度揺らぎがプロセス性能の一貫性を無くする恐れがあ
るので、チャンバ構成部材の温度偏差を制限するため
に、半導体製造プロセス・チャンバはチャンバの外壁を
冷却する何らかの設備を通常有する。通常、チャンバ壁
を取り囲むパイプを介して冷却液が循環されている。
るので、チャンバ構成部材の温度偏差を制限するため
に、半導体製造プロセス・チャンバはチャンバの外壁を
冷却する何らかの設備を通常有する。通常、チャンバ壁
を取り囲むパイプを介して冷却液が循環されている。
【００５５】すべてのウェーハが処理された後にチャン
バ内部表面が洗浄される従来の半導体製造プロセスは、
摂氏１５０度をはるかに越えるチャンバ壁温度で通常動
作している。チャンバ構成部材の洗浄の間に可能な限り
多くのウェーハが処理される従来のプロセスは、摂氏１
５０度をかなり下回るチャンバ壁温度で通常動作してい
る。具体的には、先に述べた例では二酸化珪素エッチン
グプロセスにおいて摂氏６０度が使用された。ポリマー
堆積に露出されている表面を摂氏１５０度以下に維持す
ることは、このようなポリマーの接着を改善し、剥離を
最小限度に抑える。
バ内部表面が洗浄される従来の半導体製造プロセスは、
摂氏１５０度をはるかに越えるチャンバ壁温度で通常動
作している。チャンバ構成部材の洗浄の間に可能な限り
多くのウェーハが処理される従来のプロセスは、摂氏１
５０度をかなり下回るチャンバ壁温度で通常動作してい
る。具体的には、先に述べた例では二酸化珪素エッチン
グプロセスにおいて摂氏６０度が使用された。ポリマー
堆積に露出されている表面を摂氏１５０度以下に維持す
ることは、このようなポリマーの接着を改善し、剥離を
最小限度に抑える。
【００５６】チャンバ内部に露出されたチャンバ構成部
材の表面上の堆積物の接着を最大化するために、本発明
者による新規な粗い表面の利点と、このような表面を摂
氏１５０度未満に冷却する利点は相乗効果的である。従
って、望ましくは摂氏６０度以下で本発明による粗い表
面と組み合わせて、このような冷却を行うことを本発明
者は好ましいする。本発明者による望ましいプロセス・
チャンバにおいて、本発明者は、チャンバの上部壁及び
側壁を取り囲むパイプを通して摂氏１５度に維持した冷
却液を注入している。
材の表面上の堆積物の接着を最大化するために、本発明
者による新規な粗い表面の利点と、このような表面を摂
氏１５０度未満に冷却する利点は相乗効果的である。従
って、望ましくは摂氏６０度以下で本発明による粗い表
面と組み合わせて、このような冷却を行うことを本発明
者は好ましいする。本発明者による望ましいプロセス・
チャンバにおいて、本発明者は、チャンバの上部壁及び
側壁を取り囲むパイプを通して摂氏１５度に維持した冷
却液を注入している。
【００５７】他の形式のプロセス・チャンバ 本発明は、エッチング以外のプロセスに使用されるプロ
セス・チャンバにおいても有益である。例えば、スパッ
タ堆積プロセスは、ある程度の量のスパッタされた材料
をチャンバ内の露出した表面に通常堆積する。堆積物の
除去を容易にするために、スパッタ堆積チャンバは、チ
ャンバ壁の部分を保護する除去可能なシールドを通常有
する。除去可能なシールド、チャンバ壁、及び／又はチ
ャンバ内の他の露出した表面に本発明による表面を粗く
することを適用することは、粗くされた表面に堆積され
た材料の接着を改善するであろう。従って、スパッタ堆
積チャンバが、粗くされた表面を洗浄或いは交換する前
に、より長期間にわたる動作を可能にする。
セス・チャンバにおいても有益である。例えば、スパッ
タ堆積プロセスは、ある程度の量のスパッタされた材料
をチャンバ内の露出した表面に通常堆積する。堆積物の
除去を容易にするために、スパッタ堆積チャンバは、チ
ャンバ壁の部分を保護する除去可能なシールドを通常有
する。除去可能なシールド、チャンバ壁、及び／又はチ
ャンバ内の他の露出した表面に本発明による表面を粗く
することを適用することは、粗くされた表面に堆積され
た材料の接着を改善するであろう。従って、スパッタ堆
積チャンバが、粗くされた表面を洗浄或いは交換する前
に、より長期間にわたる動作を可能にする。
【図１】本発明を実現することができる従来のプラズマ
・エッチング・チャンバの部分概略平面図である。
・エッチング・チャンバの部分概略平面図である。
【図２】正方形の突出部から成る粗い表面がその中に形
成されるプレートの平面図及び断面図である。
成されるプレートの平面図及び断面図である。
【図３】正方形の突出部から成る粗い表面がその中に形
成されるプレートの平面図及び断面図である。
成されるプレートの平面図及び断面図である。
【図４】正方形の陥没部の側面がその中に斜めに形成さ
れる図３の実施形態の代案の断面図である。
れる図３の実施形態の代案の断面図である。
【図５】陥没部の形が半球状である代替例の平面図及び
断面図である。
断面図である。
【図６】陥没部の形が半球状である代替例の平面図及び
断面図である。
断面図である。
【図７】円筒状の側壁ライナ内の一連の周囲の溝から成
る粗い表面の斜視図及び断面図である。
る粗い表面の斜視図及び断面図である。
【図８】円筒状の側壁ライナ内の一連の周囲の溝から成
る粗い表面の斜視図及び断面図である。
る粗い表面の斜視図及び断面図である。
【図９】周囲の溝及び縦方向の溝を両方有する円筒状の
ライナの斜視図である。
ライナの斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール イー． ラッシャー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， フリッカー ウェイ 1365 (72)発明者 カウシク ヴァイジャ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， リード アヴェニュー 1074 アパートメント62 (72)発明者 シアマク サリミアン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， ガーバー コート 958 (72)発明者 ブライアン ワイ． プー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ロサト コート 3064 (72)発明者 エヴァンス ワイ． リー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ミルピタス， ファームクレスト ストリ ート 2327
Claims (17)
- 【請求項１】 内部領域を取り囲むプロセス・チャンバ
と、 前記チャンバの前記内部領域内に露出した表面を有する
機械的構成部材を有し、 前記表面は前記表面の全域にわたって分布された複数の
形状的フィーチャを有し、 各形状的フィーチャは、両端を含めて０．１から１００
ミリメートルの範囲の高さと両端を含めて０．１から１
００ミリメートルの範囲の幅を有し、 隣接する形状的フィーチャは、両端を含めて０．１から
１００ミリメートルの範囲の間隔により分離されている
半導体デバイス製造装置。 - 【請求項２】 各形状的フィーチャは、前記表面内の陥
没部である請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 各形状的フィーチャは、前記表面内の突
出部である請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記表面は、峰と谷の間で交互になる波
状のパターンで高さが空間的に変化する溝の配列を有
し、従って各峰が前記表面の形状的フィーチャである請
求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記機械的構成部材は、前記チャンバの
上部壁を有する請求項１記載の装置。 - 【請求項６】 前記機械的構成部材は、前記チャンバの
除去可能な蓋を有する請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 前記機械的構成部材は、前記チャンバの
側壁を有する請求項１記載の装置。 - 【請求項８】 前記機械的構成部材は、前記チャンバの
側壁と内部領域の間に搭載された除去可能なライナを有
する請求項１記載の装置。 - 【請求項９】 各形状的フィーチャの前記高さ及び前記
幅は、両端を含めて０．５から８ミリメートルの範囲で
あり、隣接する形状的フィーチャは、両端を含めて０．
５から８ミリメートルの範囲の間隔により分離されてい
る請求項１記載の装置。 - 【請求項１０】 複数の形状的フィーチャが全域にわた
って分布されている表面を有する胴部を有し、 各形状的フィーチャは、両端を含めて０．１から１００
ミリメートルの範囲の高さと、両端を含めて０．１から
１００ミリメートルの範囲の幅を有し、 隣接する形状的フィーチャは、両端を含めて０．１から
１００ミリメートルの範囲の間隔により分離されている
半導体プロセス・チャンバにおいて使用するように適合
されている装置。 - 【請求項１１】 各形状的フィーチャの前記高さ及び前
記幅は、両端を含めて０．５から８ミリメートルの範囲
であり、隣接する形状的フィーチャは、両端を含めて
０．５から８ミリメートルの範囲の間隔により分離され
ている請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 プロセス・チャンバの機械的構成部材
の表面上に堆積した材料の接着を改善する方法であっ
て、 前記プロセス・チャンバ内の前記表面を位置決めするよ
うに前記構成部材を搭載する段階と、 前記表面の全域にわたって分布された複数の形状的フィ
ーチャを前記表面上に形成する段階を有し、 各形状的フィーチャは、両端を含めて０．１から１００
ミリメートルの範囲の高さと、両端を含めて０．１から
１００ミリメートルの範囲の幅を有し、 隣接する形状的フィーチャは、両端を含めて０．１から
１００ミリメートルの範囲の間隔により分離されている
プロセス・チャンバの機械的構成部材の表面上に堆積し
た材料の接着を改善する方法。 - 【請求項１３】 各形状的フィーチャの前記高さ及び前
記幅は、両端を含めて０．５から８ミリメートルの範囲
であり、隣接する形状的フィーチャは、両端を含めて
０．５から８ミリメートルの範囲の間隔により分離され
ている請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 壁によって境界を成す内部領域を有す
るプロセス・チャンバを設ける段階であって、前記壁は
前記内部領域に対向する内部表面を有する、壁によって
境界を成す内部領域を有するプロセス・チャンバを設け
る段階と、 前記表面の全域にわたって分布された複数の形状的フィ
ーチャを前記表面の一部の上に形成する段階であって、 各形状的フィーチャは、両端を含めて０．１から１００
ミリメートルの範囲の高さと、両端を含めて０．１から
１００ミリメートルの範囲の幅を有し、 隣接する形状的フィーチャは、両端を含めて０．１から
１００ミリメートルの範囲の間隔により分離されている
前記表面の全域にわたって分布された複数の形状的フィ
ーチャを前記表面の一部の上に形成する段階と、 前記内部領域内に被加工物を位置決めする段階と、 前記被加工物が前記内部領域内に位置決めされる間に、
前記被加工物に半導体デバイスを製造するプロセス内の
段階を前記被加工物に実行する段階を有するプロセス・
チャンバ内で半導体デバイスを製造する方法。 - 【請求項１５】 前記内部表面の前記部分は、前記チャ
ンバの除去可能な蓋を有する請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 前記内部表面の前記部分は、前記チャ
ンバの外壁と前記内部領域の間に搭載された除去可能な
ライナを有する請求項１４記載の方法。 - 【請求項１７】 半導体デバイスを製造する前記プロセ
スの前記段階は、 （ａ）前記被加工物の上の材料をエッチングするプロセ
ス、或いは（ｂ）前記被加工物の上に材料を堆積するプ
ロセス、から成る群の中のプロセスを有する請求項１４
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US30381799A | 1999-04-30 | 1999-04-30 | |
| US09/303817 | 1999-04-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000332003A true JP2000332003A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=23173841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000132646A Withdrawn JP2000332003A (ja) | 1999-04-30 | 2000-05-01 | プロセス・チャンバ内の露出表面上の堆積物の接着を強化する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1049133A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000332003A (ja) |
| KR (1) | KR20010014842A (ja) |
| TW (1) | TW466548B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135781A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-06-17 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びその構成部品 |
| JP2013166990A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Fujifilm Corp | 機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6500357B1 (en) | 1999-12-28 | 2002-12-31 | Applied Materials Inc. | System level in-situ integrated dielectric etch process particularly useful for copper dual damascene |
| US6949203B2 (en) | 1999-12-28 | 2005-09-27 | Applied Materials, Inc. | System level in-situ integrated dielectric etch process particularly useful for copper dual damascene |
| US20020170487A1 (en) | 2001-05-18 | 2002-11-21 | Raanan Zehavi | Pre-coated silicon fixtures used in a high temperature process |
| US7108746B2 (en) | 2001-05-18 | 2006-09-19 | Integrated Materials, Inc. | Silicon fixture with roughened surface supporting wafers in chemical vapor deposition |
| US20030188685A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-09 | Applied Materials, Inc. | Laser drilled surfaces for substrate processing chambers |
| US7041200B2 (en) * | 2002-04-19 | 2006-05-09 | Applied Materials, Inc. | Reducing particle generation during sputter deposition |
| US6902628B2 (en) | 2002-11-25 | 2005-06-07 | Applied Materials, Inc. | Method of cleaning a coated process chamber component |
| US7964085B1 (en) | 2002-11-25 | 2011-06-21 | Applied Materials, Inc. | Electrochemical removal of tantalum-containing materials |
| US20050028838A1 (en) * | 2002-11-25 | 2005-02-10 | Karl Brueckner | Cleaning tantalum-containing deposits from process chamber components |
| US6847164B2 (en) | 2002-12-10 | 2005-01-25 | Applied Matrials, Inc. | Current-stabilizing illumination of photocathode electron beam source |
| US7910218B2 (en) | 2003-10-22 | 2011-03-22 | Applied Materials, Inc. | Cleaning and refurbishing chamber components having metal coatings |
| US7041984B2 (en) * | 2004-05-20 | 2006-05-09 | Inficon, Inc. | Replaceable anode liner for ion source |
| US7579067B2 (en) | 2004-11-24 | 2009-08-25 | Applied Materials, Inc. | Process chamber component with layered coating and method |
| US8617672B2 (en) | 2005-07-13 | 2013-12-31 | Applied Materials, Inc. | Localized surface annealing of components for substrate processing chambers |
| US7762114B2 (en) | 2005-09-09 | 2010-07-27 | Applied Materials, Inc. | Flow-formed chamber component having a textured surface |
| US7981262B2 (en) | 2007-01-29 | 2011-07-19 | Applied Materials, Inc. | Process kit for substrate processing chamber |
| US7942969B2 (en) | 2007-05-30 | 2011-05-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate cleaning chamber and components |
| US9101954B2 (en) * | 2013-09-17 | 2015-08-11 | Applied Materials, Inc. | Geometries and patterns for surface texturing to increase deposition retention |
| JP6650345B2 (ja) * | 2016-05-26 | 2020-02-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 基板保持装置及びその製造方法 |
| US11685990B2 (en) | 2017-12-08 | 2023-06-27 | Applied Materials, Inc. | Textured processing chamber components and methods of manufacturing same |
| WO2020171958A1 (en) | 2019-02-21 | 2020-08-27 | Lam Research Corporation | Macroscopic texturing for anodized and coated surfaces |
| CN117832053B (zh) * | 2023-11-23 | 2025-02-14 | 北京子牛亦东科技有限公司 | 刻蚀设备电极、制备方法及刻蚀设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3744964B2 (ja) * | 1995-04-06 | 2006-02-15 | 株式会社アルバック | 成膜装置用構成部品及びその製造方法 |
| US5614071A (en) * | 1995-06-28 | 1997-03-25 | Hmt Technology Corporation | Sputtering shield |
| WO1998031845A1 (en) * | 1997-01-16 | 1998-07-23 | Bottomfield, Layne, F. | Vapor deposition components and corresponding methods |
-
2000
- 2000-04-28 EP EP00109238A patent/EP1049133A3/en not_active Withdrawn
- 2000-04-28 KR KR1020000022723A patent/KR20010014842A/ko not_active Withdrawn
- 2000-05-01 JP JP2000132646A patent/JP2000332003A/ja not_active Withdrawn
- 2000-05-02 TW TW089108183A patent/TW466548B/zh active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135781A (ja) * | 2008-11-07 | 2010-06-17 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置及びその構成部品 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1049133A2 (en) | 2000-11-02 |
| EP1049133A3 (en) | 2001-05-16 |
| KR20010014842A (ko) | 2001-02-26 |
| TW466548B (en) | 2001-12-01 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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