专利名称：具有粘附处理残余物的表面的构件及包括其的衬底处理室的制作方法
技术领域：
本实用新型的实施例涉及用于衬底处理室的构件及包括其的衬底处理室。
背景技术：
在处理诸如半导体晶片和显示器之类的衬底时，衬底被置于处理室中并且被暴露于激发气体以在衬底上沉积或者刻蚀材料。典型的处理室包含如下构件，包括包围处理区域的围壁、提供室中的气体的气体供应源、激发处理气体以处理衬底的气体激发器、衬底支撑件、以及气体排出装置。处理室构件还可以包括处理套件，该处理套件通常包括可以在处理过程中帮助固定和保护衬底的一个或者多个部件。处理套件构件的示例是保持夹具，其可以至少部分地环绕衬底的周围以在支撑件上固定衬底。保持夹具还可以至少部分地覆盖衬底和支撑件中的一个或者多个，以减少其上的处理残余物的沉积。
在处理室中处理衬底的过程中，在室中产生可能沉积在内表面上的处理残余物。例如，处理残余物可以沉积在包括衬底支撑件表面和围壁表面的表面上。在随后的工艺循环中，被沉积的处理残余物可以从内室表面“剥落”，而落到衬底上并且污染衬底。为了解决该问题，室中的构件的表面常常被纹理化，以减小处理残余物对衬底的污染。处理残余物粘附到这些经纹理化的表面上，并且处理残余物污染衬底的发生率被减小了。
在一个方案中，通过将电磁能量束引导向构件表面以形成处理沉积物可以更好地粘附到其上的凹入和凸起，来形成经纹理化的构件表面。经纹理化的构件表面也可以通过在构件上形成经纹理化的涂层来提供。但是，即使这样的经纹理化的构件表面也不能充分地减少处理残余物形成问题。
例如，当经纹理化的构件上的较小或者较窄的纹理化特征，诸如构件表面中的孔或者凹入被处理残余物过快地填满时，通常会带来问题，而要求在处理仅仅少量的衬底后就清洁构件。并且，处理残余物的膜可以“桥接”或者堵塞经纹理化的构件表面中的孔或凹入，限制了可以累积在构件表面上而不会剥落的处理残余物的量。“桥接的”膜还可能不那么牢固地被保持在经纹理化的表面上，导致从表面过早的散裂。因此，传统的经纹理化表面构件常常不允许在需要清洁构件之前处理足够大量的衬底，由此降低了处理效率并且提高了室停机时间。并且，较小或者较窄的纹理化特征有时可以将处理残余物“锁定”在该小的特征中，使得其在构件清洁和刷新过程中难以被去除。
例如，处理残余物可以累积在保持夹具周围的表面上以及衬底接纳表面上。因为衬底接纳区域的尺寸通常被仔细地选择以提供与衬底的紧密装配，所以接纳区域周围的处理残余物的集结可能导致衬底在支撑件上的不恰当的装配，甚至是衬底与接纳表面和夹具环中的一个或者多个的“粘接”。衬底的这种“粘接”例如在诸如铝回流工艺的高温工艺中尤其成问题，在所述铝回流工艺中，含铝材料和气体处理残余物可以迁移到室中的各种表面的周围。
因此，人们期望减小累积的处理残余物从处理室中的构件的剥落。人们还期望允许增大量的处理残余物累积在构件表面上，同时减小在构件表面上的孔或者凹入的桥接。人们还期望能够减小衬底与衬底支撑件的多个部分的“粘接”的构件和方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有粘附处理残余物的表面的衬底处理室构件。
根据本发明，一种构件具有构件结构和具有彼此相反的第一和第二螺旋槽的表面。在衬底处理室中在激发气体中处理衬底的过程中，处理残余物粘附到所述表面的螺旋槽上，因此减小了处理残余物对衬底的污染。所述固件通过将相反的螺旋槽机械加工到构件结构的表面中来制造。
在另一方案中，构件具有经纹理化的表面，所述表面具有第一纹理化图案区域和第二纹理化图案区域，所述第一纹理化图案区域具有多个彼此间隔开并且每一个都具有第一深度和第一密度的第一纹理化特征，所述第二纹理化图案区域具有多个彼此间隔开并且每一个都具有第二深度和第二密度的第二纹理化特征。所述第二深度和第二密度中的至少之一与所述第一深度和第一密度不同。
另一方案的构件包括具有表面的下方结构，所述表面具有多个径向地间隔开的同心槽。电子束纹理化的凹入形成在相邻槽之间。所述构件可以通过将多个径向地间隔开的同心槽机械加工到所述表面中并且在所述表面上扫描电子束以在相邻槽之间形成所述电子束纹理化的凹入，来被制造。
在另一方案中，一种用于衬底处理室的衬底保持夹具具有拥有环形部分和外伸凸缘的环，所述环形部分围绕所述室中的衬底，所述外伸凸缘覆盖所述衬底的外周。保持夹具具有所述外伸凸缘上的滚花的暴露表面，所述滚花的暴露表面具有间隔开的滚花垄和沟槽。滚花的暴露表面也可以在环的环形部分和其外侧表面的一部分上延伸。所述滚花的暴露表面通过滚花形成。
由此在衬底处理室中在激发气体中处理衬底的过程中，处理残余物粘附到构件结构的所述表面上，因此，减小了处理残余物对衬底的污染。
本发明的另一目的在于提供一种包括构件的衬底处理室。
参考下面的示出了发明的示例的说明、所附权利要求和附图，将更好地理解本发明的这些特征、方面和优点。但是，应该理解每一个特征一般都可以在发明中使用，而不仅仅是在具体附图的环境中，本发明包括这些特征的任何组合，其中图1是具有拥有经纹理化表面的构件的处理室的实施例的局部截面侧视图；图2A是具有拥有形成在其中的相反螺旋槽的表面的室护罩的实施例的局部截面侧视图；图2B是具有拥有形成在其中的相反螺旋槽的表面的环形室构件的实施例的局部截面侧视图；
图2C是具有第一和第二表面纹理图案的室护罩的实施例的局部截面侧视图；图3是具有通过切割刀形成在其中的槽的室构件的实施例的局部截面侧视图；图4是包括经倒圆的边缘的成槽室构件的实施例的局部截面侧视图；图5A是具有滚花表面的保持夹具的实施例的顶视图；图5B是具有滚花表面的保持夹具的实施例的截面侧视图；图6A是具有硬化边缘的滚花工具的实施例的平面图；图6B是图6A的滚花工具的硬化边缘的实施例的截面侧视图；图7是具有在中心槽之间拥有多个电子束纹理化凹入的经纹理化表面的构件的实施例的截面侧视图；和图8是形成在构件表面中的电子束纹理化凹入的实施例的截面侧视图。
具体实施方式
在图1中示出了衬底处理装置104的示例性实施例，该衬底处理装置104包括具有多个构件100的衬底处理室106，用于在激发气体中处理衬底104。图示的室106是PVD或者溅射室。构件100中的一个或者多个可以包括具有被纹理化的表面22的构件结构11，以使在衬底104的处理过程中产生的处理残余物可以粘附到构件表面22，以减小来自处理残余物的对于被处理的衬底104的污染。构件100的经纹理化的表面22可以包括金属材料，诸如钛、不锈钢、铜、钽、钨和铝中的至少一种。经纹理化的表面22还可以包括陶瓷材料，诸如氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化硅、石英、碳化硅、氧化钇、氧化锆和氧化钛中的至少一种。可以被制造或者处理以具有纹理化表面22的应用材料零件号的示例包括零件号0021-17718、0200-00673、0200-00674、0021-17721、0021-17719、0021-17717和0021-17720。
在一个方案中，构件100包括表面22，该表面22通过减小表面22上的连续部分83的平均长度和数量而被纹理化以防止处理沉积物从表面22剥落或散裂。集结在过长的连续部分83上的处理沉积物可以彼此非常牢固地粘附，结果，会以长的残余物条从构件100散裂，则可能导致对于正在室106中被处理的衬底的污染。相反地，已经发现，被凸块或者缝隙或者其他的表面不连续物分断开的表面部分，提供更好的处理残余物与表面的粘附，并且不会允许残余物轻易地从表面剥落或者散裂。
在一个方案中，通过形成在表面中分别形成第一和第二螺旋槽80a和80b，来提供过长的连续部分83的数目减少的改进表面22，例如如图2A和2B所示。螺旋槽80a、80b可以彼此相反。例如，槽80a、80b可以是沿相反方向行进的左手槽和右手槽，并且可以包括形成在表面中的相反的螺纹。在优选方案中，当从上方观察时，相反的螺旋槽80a、80b包括围绕表面22顺时钟旋转的右手螺旋槽80a和围绕表面22逆时钟旋转的左手螺旋槽80b。螺旋槽80a、80b可以彼此交叉和相交，以分断和缩短基本为构件表面22的连续部分83的未成槽部分81。在一个方案中，包括螺旋槽80a、80b的表面22基本没有在槽80a、80b之间的长度或者周长大于约0.1cm(0.04英寸)的连续部分83。例如，连续部分83的平均长度或者周长可以小于约0.05cm(0.02英寸)。在一个方案中，连续部分83的长度或者周长可以在从稍大于0厘米到不大于约0.1cm(0.04英寸)的范围中。在另一方案中，在表面22上的槽80a、80b之间的连续部分83可以不超过约0.1cm2(1600平方千分之一英寸)，例如，该面积可以在从约0.001cm2(225平方千分之一英寸)到约0.1cm2(1600平方千分之一英寸)的范围中。相反的螺旋槽80a、80b形成更加不连续的表面，以提高处理残余物与表面22的粘附。
图2A和2B示出了具有相反螺旋槽构造的构件100的实施例。例如，图2A示出了圆柱体形构件100的一部分的实施例，在此情形中，室护罩120的圆柱体形部分具有形成在构件100的内表面22上的相反的螺旋槽80a、80b。在此实施例中，相反的螺旋槽80a、80b穿过护罩120的表面22垂直延伸，同时绕护罩120的中心轴94螺旋，以形成横跨护罩表面22的至少一部分的槽螺旋。护罩120的中心轴94通常与处理室106的中心轴相一致，如图1所示。例如，第一螺旋槽80a可以包括右手取向，其中，随着螺旋槽80a的长度/圈数的增加，螺旋槽80a围绕构件100的表面22顺时钟旋转。第二螺旋槽80b可以包括左手取向，其中，同样随着该螺旋槽的长度/圈数的增加，该螺旋槽围绕构件的表面22逆时钟旋转。在一个方案中，螺旋槽80a、80b起始于位于靠近护罩120的一端，例如位于护罩120的底部103的起点82a、82b，并围绕护罩120的中心轴向上旋转，终止于位于靠近护罩120的相反一端，例如位于护罩120的顶部101的螺旋端点84a、84b。由槽80a、80b中的每一个所形成的相对于中心轴94的合适的螺旋角可以例如为至少约45°，例如从约45°到约75°，并且甚至至少约60°。每一螺旋槽80a、80b的螺旋臂99a、99b之间的合适的间距可以从约0.25cm(0.1英寸)到约1.3cm(0.5英寸)，例如为约0.6cm(0.25英寸)。
图2B示出了构件100的另一实施例，该构件100为环形，并且具有形成在顶表面34上的相反螺旋槽80a、80b。环形构件100可以包括例如处理套件139的构件，诸如保持夹具、沉积环128和保持夹具20中的至少一个。相反螺旋槽80a、80b中的每一个围绕构件100的表面22旋转，同时槽半径r从位于靠近构件100的中心85的螺旋起始点82a、82b，增大到位于靠近构件的外周87的螺旋终点84a、84b。在所述的方案中，螺旋槽80a、80b相对于构件100的中心轴94是同心的，并且相反的螺旋槽80a、80b通常在表面22上的许多点处彼此交叉相交，以分断开连续的表面部分。每一螺旋槽80a、80b的螺旋臂99a、99b之间的合适的间距可以从约0.25cm(0.1英寸)到约1.3cm(0.5英寸)，诸如为约0.6cm(0.25英寸)。因此，在环形构件上的相反的螺旋槽80a、80b形成基本为水平并且向外螺旋的图案的槽80a、80b，其提高了处理残余物与构件表面22的粘附。
在另一方案中，表面22还可以包括例如如图2C所示的一个或者多个环形槽92，以进一步分断开表面22的连续部分。环形槽92通常与构件100的中心轴，例如护罩120的中心轴94同心并且环绕该中心轴。环形槽92可以一个与另一个同心，并且可以在表面22上沿轴向或者径向间隔开。环形槽92还理想地沿表面22在多个点处横穿相反的螺旋槽80a、80b并与之相交，以分断开任何的连续的线形或者放射状表面部分。在一个方案中，环形槽92可以沿圆柱体形构件100的表面22，例如沿护罩120的轴向长度垂直地间隔开。在另一方案中，环形槽92可以沿环形构件100的表面22，例如沿处理套件139的环形构件100的半径r沿径向间隔开。环形槽92之间的间距被选择来提供最佳的残余物粘附。例如，护罩120上的相邻环形槽92之间的合适间距可以从约0.25cm(0.1英寸)到约1.3cm(0.5英寸)，例如为约0.6cm(0.25英寸)。
在构件100中的相反螺旋槽80a、80b理想地包括在表面22中的一定的深度，该深度足够的高，以提高处理残余物与构件100的粘附。例如，相反螺旋槽80a、80b在表面22中的合适深度可以为至少约0.25mm，并且不大于约1.5mm，例如从约0.25mm到约1.5mm。根据构件100的材料组成，槽80a、80b的深度通常可以大于可以通过压花而另外形成的深度。在一个方案中，第一螺旋槽80a的深度与第二螺旋槽80b的深度不同。虽然在表面22的至少一个区域中槽80a、80b的深度理想地至少为约0.2mm，但是在表面22的另一区域中槽80a、80b也可以比0.25mm浅。或者，槽80a、80b沿槽80a、80b的整个长度可以基本完全包括至少约0.25mm的深度。第一和第二螺旋槽80a、80b还可以包括彼此不同的相邻螺旋臂99a、99b之间的间距。
在一个方案中，表面22包括第一和第二纹理化特征98a、98b，诸如例如相反的螺旋槽80a、80b，所述第一和第二纹理化特征98a、98b在表面22的第一纹理化图案区域96a中形成第一纹理化图案95a，在表面22的第二纹理化图案区域96b中形成第二纹理化图案95b，例如如图2C所示。例如，第一纹理化图案95a可以包括第一深度和每一螺旋槽80a、80b的螺旋臂99a、99b之间的第一间距之中的一个或者多个，第一深度和第一间距不同于第二纹理化图案95b中的第二深度和第二间距。在第一纹理化图案95a中的螺旋臂99a、99b的密度也可以不同于第二纹理化图案95b中的。在一个方案中，表面22包括相反的螺旋槽80a、80b，该螺旋槽80a、80b的深度从在表面22第一区域96a中的第一深度变化到表面22第二区域96b中的第二深度。沿表面22变化螺旋槽80a、80b的深度可以允许在不同的室位置使槽对于残余物的粘附最优化。例如，在遇到大量处理沉积物的区域，诸如靠近处理室106中的处理区的区域，螺旋槽80a、80b可以包括更大的深度，以容纳更多的残余物。作为另一示例，不会遇到大量残余物沉积的区域可以包括不那么深的、更浅的槽80a、80b，以容纳更小的沉积量。深度还可以根据在室106的不同区域中形成的残余物沉积的典型组成和结构来被最优化。间距和深度也可以根据构件类型和其所被用于的工艺来被最优化。
在每一相反的螺旋槽80a、80b中的螺旋臂99a、99b之间的间距和表面22单位面积中的螺旋臂99a、99b数量也可以在构件100的整个表面22上变化，以提供残余物在构件100的不同的纹理化图案区域96a、96b中的最佳粘附。例如，在遇到多残余物沉积的纹理化图案区域96a、96b中，可以提供更近的螺旋臂99a、99b之间的间距和更高的螺旋臂99a、99b密度，以利用更高密度的螺旋槽臂99a、99b更好地容纳大量处理残余物。在通常遇到小的残余物沉积量的纹理化图案区域96a、96b中，可以提供更宽的螺旋臂99a、99b之间的间距和更低密度的螺旋臂99a、99b。根据所期望的残余物粘附特性，形成在表面22中的环形槽92的间距和深度也可以在整个表面上变化。
在护罩120的一部分上具有第一和第二纹理化图案95a、95b的表面22的方案例如被示于图2C中。在此实施例中，每一螺旋槽80a、80b中的相邻螺旋臂99a、99b之间的间距在表面22的第一纹理化图案区域96a中更靠近在一起，该第一纹理化图案区域96a位于靠近护罩120中间97的位置，并且紧挨着处理室106中的处理区。位置靠近护罩120的顶部101的表面22第二纹理化图案区域96b具有更低密度的螺旋臂99a、99b，以及更大的臂99a、99b之间的间距，因为此更远端的区域可能遇到更低量的处理沉积物。位置靠近护罩120底部103的第三纹理化图案区域96c类似地可以具有更大的相邻螺旋臂99a、99b之间的间距。每一螺旋槽80a、80b的螺旋臂99a、99b的深度也可以从靠近护罩120中间97的更大深度，变化到靠近护罩120顶部101和底部103的更浅的深度。在另一方案中，诸如例如沉积环12的环形构件100在遇到高水平沉积的环表面22中间附近包括具有更大深度的螺旋臂99a、99b，并且残余物沉积可能较少的环形构件100的中心85和外周87附近包括具有更小深度的更浅的螺旋臂99a、99b。在一个方案中，在环形构件100上的螺旋臂图案可以通常从表面22中间附近的“更粗糙”的图案变化到靠近环形构件100的中心85和外周87的“更精细”的图案，其中所述“更粗糙”的图案具有其间具有相当大的间距的较深并且甚至宽的臂99a、99b，而所述“更精细”的图案具有被更加紧密地排列在一起的较浅和甚至窄的臂99a、99b。
在一个方案中，在第一纹理化图案区域96a中螺旋臂99a、99b的深度为第二纹理化图案区域96b中的深度的至少2倍，并且在第二纹理化图案区域96b中的相邻螺旋臂99a、99b之间的第二间距为第一纹理化图案区域96a中的间距的至少约1.7倍。例如，每一相反螺旋槽80a、80b的螺旋臂99a、99b的深度可以从第一纹理化图案区域96a中的至少约0.8mm(0.02英寸)的第一较大深度，诸如从约0.8mm(0.03英寸)到约1.3mm(0.05英寸)，变化到第二纹理化图案区域96b中的小于约0.6mm(0.025英寸)的第二较小深度，诸如从约0.4mm(0.015英寸)到约0.6mm(0.025英寸)。在每一相反的螺旋槽80a、80b中的相邻螺旋臂99a、99b之间的间距s可以从第一纹理化图案区域96a中的小于约1.5mm的第一较小间距，诸如从约1mm(0.04英寸)到约1.5mm(0.06英寸)，变化到第二纹理化图案区域96b中的至少约1.8mm(0.07英寸)的第二较大间距，诸如从约1.8mm(0.07英寸)到约2.8mm(0.11英寸)。在一个方案中，深度和间距中的一个或者多个以基本连续的方式从第一值变化到第二值，而所述值基本没有突变。
包括相反的螺旋槽80a、80b的表面22可以通过合适的方法来形成，诸如例如能够在表面22中切刻和/或碾磨相反的螺旋槽80a、80b的机械加工法。例如，相反的螺旋槽80a、80b可以通过计算机数控(CNC)机械加工法被切刻到构件结构11的表面22中。在CNC方法中，所期望的槽形状和深度可以被编程到控制切刻设备的计算机控制器中，所述切刻设备例如为将槽80a、80b切刻到表面22中的旋转刀。计算机控制器包括程序代码，以命令切刻设备切掉预定量和形状的构件表面22，以在其中形成所期望的槽80a、80b。形成所期望的槽形状的其他方法也可以被使用，这些方法对于本领域的普通技术人员可以是已知的。本领域的普通技术人员已知的其他碾磨和切刻方法也可以被用于形成所期望的槽，并且还可以使用本领域的普通技术人员已知的其他金属成型方法，例如激光切刻和弯曲法。
在一个方案中，CNC机械加工法将包括旋转切刻刀73的切刻刀73以形成所期望的槽80a、80b的模式横过表面22，例如如图3所示。旋转切刻刀73理想地包括具有较小直径d的双角度刀，所述直径d诸如为从约1.3cm(0.5英寸)到约10cm(4英寸)的直径，并且旋转切刻刀73还理想地包括较尖锐的夹角，诸如从约45°到约90°的角度，并且甚至是小于约65°的诸如约60°的角度，以形成具有所期望的尺寸的槽80a、80b。旋转切刻刀73对于表面22的压力和转速可以被选择，以提供所期望的槽形状。切刻刀73理想地可以包括成圆角的倒圆的尖端75，以在表面22中形成倒圆的槽80a、80b，并且减小表面22的微裂纹和破裂的发生率。对于包括陶瓷的表面22，切刻刀73可以包括具有合适研磨剂的研磨轮，例如金刚石涂层研磨工具。
在另一方案中，CNC机械加工法将包括非旋转切刻刀刃的切刻刀73横穿表面22，以形成所期望的槽形状和尺寸。非旋转切刻刀刃可以以所期望的次数，以预选定的对表面22的压力横穿表面22，直到已经形成具有所期望的形状和尺寸的槽80a、80b。切刻刀73包括具有高硬度的材料，以摩擦和切刻到构件表面22中。例如，对于具有金属表面22的构件，切刻刀73可以包括由碳化钨制成的尖端75。对于具有陶瓷表面22的构件，切刻刀73可以包括金刚石和碳化硼中的至少一种。或者，槽80a、80b可以被形成为在烧结预制体之前的软的陶瓷预制体，以减小在槽形成过程中的陶瓷裂缝或者断裂的可能性。CNC法通过允许将所期望的形状和参数被输入到CNC计算机程序中而允许更好地控制最终的槽的形状，以使CNC计算机可以高效和自动地评价正确的机械加工参数并且进行合适的切刻步骤以形成槽80a、80b。
在一个方案中，表面22在形成相反的螺旋槽80a、80b之后被进一步处理，以倒圆槽的边缘，来从表面22去除尖锐边缘76，该尖锐边缘76可以包括边缘、角部以及其他的尖锐过渡。去除尖锐边缘76对于减少累积处理残余物从构件表面22的散裂或者剥落是令人满意的。槽80a、80b的尖锐边缘76充当了导致上覆的残余物沉积膜中的破裂和裂缝的应力集中点，其最终导致残余物剥落而沉积在衬底上并且污染衬底。在一个方案中，例如如图4所示，构件表面22基本没有尖锐边缘76。表面22可以例如通过表面22的化学刻蚀、电化学纹理化、或者喷砂，被处理来去除尖锐边缘76。例如，在化学刻蚀法中，包括槽80a、80b的表面22可以被浸没在诸如HF或者HNO3中的至少一种的化学刻蚀剂的溶液中，以腐蚀尖锐边缘76和边缘。在电化学纹理化法中，表面22被浸没在诸如HCl溶液的电化学纹理化浴溶液中。并且将电流通过溶液，以电化学腐蚀掉表面22上的尖锐边缘和边缘。在喷砂法中，利用压缩空气将砂粒朝向表面22驱动，以去除尖锐边缘76。合适的喷砂和电化学纹理化工艺和参数的示例在被共同转让给Applied Material的Brueckner等的标题为“TexturedChamber Surface”并于2004年6月7日递交的美国专利申请Serial No.10/863,151中有描述，并且通过引用将其全文包含于此。在一个方案中，槽80a、80b之间的连续部分83的面积被保持为足够的小，以使槽之间的这些部分83可以被充分地倒圆以形成槽80a、80b之间的圆弧状表面部分。例如，每一连续部分83的面积可以小于约0.6mm2(100平方千分之一英寸)。对于本领域普通技术人员将是明显的这些方法的组合也是可以的。
表面22还可以被处理以提供一个或者多个粗糙化区域86。例如，表面22可以被处理，以使表面22在相反螺旋槽80a、80b之间的连续部分83粗糙化，来提高处理残余物与这些部分的粘附。粗糙化区域86的合适的平均表面粗糙度可以为至少约3.2微米(125微英寸)，诸如从约1.6微米(63微英寸)到约12.5微米(500微英寸)。表面22可以通过例如表面的电化学纹理化和喷砂中的至少一种被粗糙化。在一个方案中，表面粗糙化步骤与尖锐边缘76的去除和倒圆分开进行。在另一个方案中，表面22的区域86在进行倒圆尖锐边缘76的步骤中被粗糙化到所期望的表面粗糙度。
具有包括相反的螺旋槽80a、80b的表面22的构件100提供相对于其他经纹理化构件部分的若干优点。例如，包括螺旋槽80a、80b的表面22的粗糙度比通过单独的喷砂或者电子束扫描被粗糙化的表面的大。螺旋槽80a、80b的重复图案可以包括周期性的槽图案，使沉积残余物膜中的应力最小化，以提供更好的粘附。在表面上的倒圆边缘和其他边缘也有助于减小沉积残余物膜的局部微裂纹，以防止膜的散裂。并且，具有螺旋槽80a、80b的构件表面22可以比诸如通过扫描电子束形成的表面22的其他表面更容易清洁，因为开口的螺旋槽80a、80b允许容易从其上去除残余物。这对于电化学清洁法，例如在被共同转让给Applied Material的Wang等的标题为“Electrochemical Removal of Tantalum-Containing Materials”并于2004年6月17日递交的美国专利申请Serial No.10/870,716中描述的清洁方法，其中所述美国专利申请Serial No.10/870,716通过引用其全文被包含于此。并且，所述方法的灵活性允许使螺旋槽最优化，以在表面的不同区域具有不同的深度和不同的目的，并且甚至对于不同的构件而进行最优化。此外，形成槽80a、80b的机械切刻方法应该可应用于具有金属表面22的构件100，也可应用于具有陶瓷表面22的构件。因此，该方法和具有相反螺旋槽的构件为衬底104处理的构件部件最优化提供了若干优点。
在另一方案中，例如如图5A和图5B所示构件100包括具有表面22的衬底保持夹具20，其中所述表面22被纹理化以减少处理残余物对于衬底104的污染。衬底保持夹具20能够将衬底104固定在衬底支撑件114的衬底接纳表面180上，并且还能减少衬底104上的处理残余物的沉积。在所述的方案中，衬底保持夹具20包括环24和外伸凸缘30，所述环24具有围绕衬底104的环形外侧部分26，所述外伸凸缘30至少部分地延伸到衬底104的外周的上方。衬底104的顶表面105通过环24中的基本圆形的开口被暴露。环24的环形外侧部分26包括内壁33，内壁33的直径31足够大，以至少部分地围绕放置在支撑件114上的衬底104的周边28，由此至少部分地将衬底104固定在支撑件114上。外伸凸缘30从环形外侧部分26向内延伸，以至少部分地覆盖衬底104的外周39，并且可以在衬底104的外周39上方延伸从约1mm到约1.5mm，并且可以甚至坐放在衬底104的外周39上。保持夹具20的顶表面34面向室106中的处理区109，并且延伸穿过保持夹具20的外伸凸缘30和环形部分26两者。顶表面34可以基本平行于衬底104的顶表面105。外伸凸缘30可以保护衬底104的外周部分免于受到处理残余物再沉积到衬底104上，并且还可以再处理过程中保持或者“夹持”衬底104，以将衬底104固定到衬底支撑件114的衬底接纳表面180上。
保持夹具20可以包括其他的结构元件，以将保持夹具20连接到处理室106的一部分上。例如，如图5B所示，保持夹具20可以包括一个或者多个向下延伸的壁33a、33b。第一向下延伸的壁33a可以包括具有包围并且紧邻衬底104的外周边28的内径31的第一环形壁，以保护衬底104的侧边。外伸凸缘30可以从第一向下延伸的壁33a向内径向地延伸。第二向下延伸的壁33b可以包括第二环形壁，该第二环形壁同心地处在第一向下延伸的壁33a的外侧，同时连接空间49保持在第一和第二壁33a、33b之间。连接空间49能够容纳支撑件114的一部分，以将保持夹具20连接到支撑件114上，例如如图4所示。第二向下延伸的壁33b也可以向下延伸足够的距离，以至少部分地覆盖衬底支撑件114的内侧部分并且防止该内侧部分的腐蚀。
已经发现，通过在保持夹具的至少一部分上形成包括滚花的暴露表面22的纹理化表面22，提供了改善的处理结果。滚花的暴露表面22可以通过将一个或者多个硬化的刀刃56压入到保持夹具20的表面中，例如通过将硬化的刀刃在表面上方滚动，由此将特征35的图案印在或者轧在表面上，来形成滚花的暴露表面22。特征35的图案可以包括滚花的暴露表面22上的凹入和凸起。在图5A和5B所示的示例中，特征35包括滚花的暴露表面22中的多个凸起和凹入，其包括突起的垄42以及凹入的沟槽44或者沟道。突起的垄42以及凹入的沟槽44包括关于代表滚花的暴露表面22的中间高度的中心线46的幅值，所述表面22提高了残余物与滚花的暴露表面22的粘附。垄43和沟槽44的幅值包括垄高度或者沟槽深度离中心线或者平均表面高度的最大距离。在一个方案中，垄42中的一个或者多个高于中心线的幅值为至少约0.5mm并且小于约2.5mm，诸如从约1mm到约1.5mm。沟槽44包括滚花的暴露表面22中的沟道或者槽沟，所述沟道或者槽沟在中心线46延伸在中心线46下方，以提供滚花的暴露表面22中的凹入。例如，沟槽中的一个或者多个的中心线46下方的幅值可以为至少约0.5mm并且小于约2.5mm，例如从约1mm到约1.5mm。
通过特征35的图案提供的滚花的垄42和沟槽44的数目也被选择，以提供残余物的最优的粘附。例如，保持夹具20可以包括从约100到约150个的垄42，以及从约100到约150个的沟槽44。具有垄42和沟槽44的滚花的暴露表面22通过提供能量收集处理残余物以减小衬底污染和衬底104与支撑件114的“粘接”的特征35，提供了改善的衬底处理性能。
滚花的暴露表面22可以被提供在保持夹具20的提高处理残余物的粘附的部分上，例如提供在被暴露于室106中的激发气体的表面上。在一个方案中，滚花的暴露表面22包括外伸凸缘30的暴露表面的至少一部分。在外伸凸缘30上提供滚花的暴露表面22，减小了可以收集在衬底接纳区域中的残余物的量，来减小污染和衬底104的粘接。例如，滚花的暴露表面22可以包括外伸凸缘30的整个顶表面34a的至少一部分甚至基本全部，以减小朝向衬底104的残余物流。滚花的暴露表面可以还或可选地，包括外侧环形部分26的顶表面34b的至少一部分。在一个方案中，滚花的暴露表面22延伸穿过保持夹具20的基本整个顶表面34，例如如图5A和5B所示。
滚花的暴露表面22还可以包括保持夹具20的另一表面的至少一部分，诸如夹具20的外侧表面36的至少一部分。外侧表面36向下延伸在第二外侧壁33b的上方，并且可以基本垂直于保持夹具20的顶表面34。在一个方案中，保持夹具20包括基本连续的滚花的暴露表面22，该滚花的暴露表面22延伸穿过顶表面34，并且向下延伸到外侧表面36的至少一部分上，例如如图5B所示。夹具20的其余部分也可以包括滚花的暴露表面22，诸如外伸凸缘30的内侧表面38。
在一个方案中，滚花的暴露表面22包括相对于彼此同心排列的垄42和沟槽44。例如，滚花的暴露表面22可以在顶表面34的至少一部分上包括放射状图案的垄42和沟槽44，其环绕保持夹具20中的中心开口37，并且可以甚至与中心开口37基本同轴，例如如图5A所示。环绕中心开口37的垄42和沟槽44在保持夹具20的半径增大的情况下增加，以使更靠近中心开口37的内部垄42a和沟槽44a被同心地套嵌在靠近保持夹具20的外周的外部垄42和沟槽44内。垄42和沟槽44优选基本是圆形的，并且可以形成表面22上的围绕中心开口37的环。垄42和沟槽44还可以包括其它的同心形状，诸如同心的偏圆，或者其他的椭圆形状。垄42和沟槽44还可以沿滚花的暴露表面22径向地交替，以提供多个特征35，其中处理残余物可以粘附到所述多个特征35上，例如如图5A所示。
包括具有同心垄42沟槽44的滚花的暴露表面22的保持夹具20提供相对于其他表面的优点，因为滚花的暴露表面22尤其适于减小朝向衬底104的处理沉积物流。例如，在可能在室106的周围再循环和回流沉积物的高温工艺中，垄42和沟槽44的同心图案减小了朝向衬底104的沉积物流。同心沟槽44充当了捕获被朝向衬底104再循环的处理残余物的陷阱或者壕沟，并且同心垄42充当了阻挡朝向衬底104的残余物流的行进的障碍。
通过指向衬底104的残余物径向流动路径，垄42和沟槽44的圆形对称性提供了对于这些残余物的行进的最优阻挡。
垄42和沟槽44可以沿滚花的暴露表面22径向地间隔开，以在垄42和沟槽44之间提供所期望的距离。在一个方案中，垄42和沟槽44被彼此周期性地间隔开，以提供规则间隔图案的特征35。例如，垄42可以在每一垄42上包括对应于最高点的峰41，并且垄42和沟槽44可以被周期性地间隔开，以提供至少约0.5mm并且小于约2.5mm的，诸如至少约1mm并且小于约1.5mm的相邻垄42之间的峰到峰距离，同时沟槽44将相邻垄42分离开，如图5A和5B所示。或者，相邻垄42之间的距离或者周期可以随着保持夹具20半径的增大而变化。
在制造包括滚花表面22的保持夹具20的方法中，形成包括所期望的形状的保持夹具20。保持夹具20的所期望的形状可以通过诸如计算机数控方法(CNC)的成型方法来形成。在此方法中，通过使用计算机控制的切刻设备来提供所期望的形状，其中所示切刻设备能够响应于来自计算机控制器的控制信号切刻金属预制件。计算机控制器包括用于命令切刻设备切掉预制件的若干部分而留下所期望的夹具形状的程序代码，其中，所示所期望的夹具形状例如为具有包括环形部分26的环和外伸凸缘30的保持夹具20，所述环形部分26具有足够大的直径31以围绕衬底104，所述外伸凸缘30适用于坐放在衬底104上。还可以使用制造包括所期望的形状的保持夹具20的其他方法，例如铸造、落锤锻造、压印、以及本领域普通技术人员所公知的其他方法。适合制造保持夹具20的金属可以包括例如不锈钢、铝、钛和铜中的至少一种。在一个方案中，保持夹具由不锈钢组成。
一旦形成了具有所期望的本体形状的保持夹具20，滚花工艺被进行，以在夹具20的至少一部分上，例如在外伸凸缘30上形成滚花的暴露表面22。包括硬化刀刃56的滚花工具50被提供，以在夹具20上形成滚花特征35，例如如图6A和6B所示。滚花工具50的硬化刀刃56由硬质材料形成，并且包括能够刺入保持夹具20的表面中的形状。在一个方案中，滚花工具50包括具有在轮54上的硬化刀刃56的滚花头52，所述轮54可以行进穿过保持夹具20的表面。硬化刀刃56包括多个齿58，当齿58被牵引穿过表面22时，它们压表面22并且刺入表面22中。其中齿58被压入到表面22中的区域形成对应于沟槽44的凹入。表面22中的垄42对应于齿58之间的间隙60，例如如图6B所示。因此，齿58理想地包括从代表滚花轮54的表面55的中间高度的总线53的幅值，该幅值足够的大，以形成具有所期望的幅值的垄42和沟槽44，并且齿58还包括适于提供垄42之间的所期望的峰到峰距离的齿之间的距离。齿的合适的幅值可以从约0.5mm到约2.5mm，诸如从约1mm到约1.5mm，并且合适的峰到峰的距离可以从约0.5mm到约2.5mm，诸如从约1mm到约1.5mm。在滚花工艺的一个实施例中，保持夹具20被固定在诸如例如车床(没有示出)的夹持设备中，同时将滚花头52在夹具表面上移动。或者，保持夹具20的表面可以在滚花头上移动，同时滚花工具50保持静止，以形成滚花的暴露表面22。
滚花头52上的齿58的构造被选择，以提供所期望的图案的特征35。例如，在图6A所示的方案中，滚花头52包括垂直于轮54的运动方向的齿58。滚花头52也可以包括平行于轮的运动方向的齿58。轮54被沿这样的方向牵引穿过夹具20的表面22，以使齿58被印入以形成所期望的图案的同心垄42和沟槽44。例如，具有合适构造的齿58的滚花头52可以被沿表面22上基本圆形的路径牵引穿过表面22，以提供同心的垄42和沟槽44。同样，第二图案的特征35可以被印在第一图案的特征35上，以形成所期望的表面构造。例如，通过形成包括从第一图案的垄和沟槽分支出的垄和沟槽的第二图案，可以提供“钻石”图案化的滚花表面22。但是，具有基本由同心垄和沟槽构成的单一图案的滚花表面22对于提供对朝向衬底104的处理沉积物流的最优阻挡，可能是令人满意的。
具有滚花表面22的保持夹具20可以在高温工艺中尤其有利，所述高温工艺例如为被用于在衬底104上形成铝层的铝回流工艺。铝回流工艺的示例在Yu等的、2003年12月9日授权的并且被共同转让给AppliedMaterials的美国专利No.6,660,135中有描述，该专利的全文通过引用被包含于此。为了在衬底上形成均一的铝层，一层或者多层铝的初始层可以通过物理气相沉积法被沉积在衬底104上，在所述物理气相沉积法中，激发溅射气体被提供在室中，以从靶将铝材料溅射到衬底104上。具有一层或多层铝的衬底104随后被进行回流工艺，以形成更加均一的铝层。在回流工艺中，具有铝层的衬底104被加热到足够高的温度，以使铝迁移并且在衬底104的表面105上重新分布。回流工艺通常提供更加均一的铝层，因为该工艺可以填满衬底104的表面105中的沟道或者缝隙。典型的回流工艺可以包括将衬底104加热到至少约250℃，诸如从约250℃到约500℃的温度。具有滚花表面22的改进的保持夹具20阻止了处理残余物朝向衬底104的流动，并且还收集松散的残余物，以限制残余物在衬底104上或者在衬底接纳区域周围的沉积。
具有滚花表面22的改进的保持夹具20提供较没有滚花表面22的保持夹具20有改进的结果。例如，在要求清洁或者更换保持夹具20之前，改进的保持夹具20可以允许室处理的至少约30％多的RF瓦特时。因此，具有滚花表面22的改进的保持夹具20在保持夹具20失效之前，允许比没有滚花表面22的夹具20回流处理多得多的衬底104，并且因此较没有滚花表面22的夹具20提供了明显改进的工艺性能。
在处理多个衬底104之后，保持夹具20的表面22可以被清洁，以去除任何处理残余物，诸如含铝残余物。在一个方案中，含铝残余物可以通过将夹具20的表面22暴露于能够从表面22溶解或者以其他方式去除残余物的清洁溶液，来被去除。例如，表面22可以被浸没在清洁溶液中，或者清洁溶液可以被刷或者喷到表面22上。清洁溶液可以包括酸溶液，诸如例如H3PO4、HNO3和HF中的至少一种。也可以单独或者在酸溶液后提供其他的溶液，诸如包括KOH的碱溶液，并且可选地提供包括H2O2的溶液。
在清洁工艺的一个方案中，包括不锈钢的保持夹具20通过将夹具20的表面22浸没在在约6升的去离子水中包括约1kg的KOH的初始碱清洁溶液中，而被清洁以去除含铝残余物。在另一方案中，表面22被浸没在初始酸清洁溶液中，同时将溶液加热到从约60℃到约70℃的温度，其中所述清洁溶液包括20份体积的H3PO4、5份体积的HNO3和1份体积的去离子水。在另一方案中，表面22被浸没在包括1份重量的KOH、10份重量的H2O2和20份重量的去离子水的初始清洁溶液中。在这些初始清洁溶液中的任一种之后可以将表面22浸没在随后的清洁溶液中的一种或者多种中，诸如包括20％体积的HNO3、3％体积的HF和余量的去离子水的酸清洁溶液，接着是包括50％体积的HNO3和50％体积的去离子水的酸溶液。该清洁工艺能够去除含铝残余物，而基本不会腐蚀保持夹具20。清洁方法的一个示例在被共同转让给Applied Material，Inc的Wang等的标题为“Method of Cleaning a Coated Process Chamber Component”的、2002年11月25日递交并于2004年5月27日作为美国专利申请公布No.2004/0099285公布的美国专利申请Serial No.10/870,716中有描述，其中所述美国专利申请Serial No.10/870,716的全文通过引用被包含于此。
在另一方案中，诸如保持夹具20的一个或者多个室构件100可以包括具有表面22的构件结构11，表面22具有提高了处理残余物与构件100的表面22的粘附的多个表面纹理。例如，表面22可以包括第一和第二表面纹理图案62a、62b，其合作来将处理残余物保持在表面22上并且防止被处理的衬底的污染。具有第一和第二表面纹理图案62a、62b的构件100的示例被示于例如图7中。在此方案中，第一表面纹理图案62a包括多个同心槽64，所述同心槽64在构件100的整个表面22上被径向地间隔开。第二表面纹理图案62b包括多个形成在表面22中的相邻槽64之间的经纹理化的凹入66，诸如通过电子束纹理化工艺形成的凹入或者孔。
在所述方案中，经纹理化的表面22允许处理残余物积累在表面22上的电子束纹理化的凹入66中，以减小对于被处理的衬底104的污染。经纹理化的表面22通过在表面22中形成同心槽64，被进一步改善，所述同心槽64理想地被在整个表面22上径向地间隔开，以使多个凹入66被定位在相邻的同心槽64之间。同心槽64提供用于收集处理沉积物的面积，并且允许残余物“下落”到槽64中以进行收集。并且，同心槽64增大了构件表面22的表面积，允许更多和更宽的纹理化特征35被形成在表面22上，这减少了在表面22中的孔或者凹入66上的沉积膜的“桥接”。经纹理化表面22的更大的表面积还增大了残余物可以被粘附到其上的面积。因此，包括同心槽64和电子束纹理化的凹入66的表面22在衬底104处理过程中提供了被改进的性能，并且在需要清洁构件100之前允许增加量的残余物积累在构件表面22上。
在一个方案中，经纹理化的表面22包括同心槽64，所述同心槽64较深，以提高处理残余物的收集和保持。例如，槽64可以比通过滚花工艺所典型形成的那些更深，并且可以具有至少约3mm的深度，诸如从约3mm到约8mm，并且甚至是至少约4mm的深度，诸如从约4mm到约6mm，并且在一个方案中，为约5mm，如按从槽64中的最低点到槽64之间的表面区域70的最高点所测量的。同心槽64理想地包括环形形状，诸如圆形或者甚至偏圆形。槽64可以关于构件100的中心轴同心，构件100的中心轴也可能是处理室106的中心轴。
槽64的间距被选择，以提供凹入66之间的最佳数量和间距。例如，槽64可以包括相邻槽64之间的径向间距r，所述间距r被选择为相邻凹入66之间的宽度w的至少2倍，并且甚至为相邻凹入66之间的宽度w的至少3倍。例如，相邻槽64之间的径向间距r可以为至少约5mm，诸如从约5mm到约7mm，并且甚至为约6mm，而相邻凹入66之间的宽度w可以小于约3mm，诸如从约1mm到约3mm，并且甚至为约2mm。同心槽64也可以被形成在表面22中，以使槽64之间的表面区域70包括基本凹进的表面外形，如图7所示。表面区域70的凹进表面外形逐渐变斜到槽64中，以为处理残余物提供到槽64中的下坡的“流动”路径。
形成同心槽64的合适方法包括机械加工法，诸如例如利用切刻和/或碾磨工具。例如，同心槽64可以通过计算机数控(CNC)机械加工法被切刻到构件结构11的表面22中。在CNC方法中，所期望的槽形状和深度可以被编程到控制切刻设备的计算机控制器中，所述切刻设备例如为将槽64切刻到表面22中的旋转刀。计算机控制器包括程序代码，以命令切刻设备切掉预定量的构件表面22，以在其中形成所期望的槽64。形成所期望的槽形状的其他方法也可以被使用，这些方法对于本领域的普通技术人员可以是已知的。用于形成同心槽64的机械加工法理想地还形成槽64之间的凹进表面区域70。例如，切刻工具可以包括形成逐渐倾斜的槽侧壁72的一个或者多个有角度的切刻刀。本领域的普通技术人员已知的其他碾磨和切刻方法也可以被用于形成所期望的槽，并且还可以使用本领域的普通技术人员已知的其他金属成型方法，例如激光切刻和弯曲法。
在一个方案中，电子束纹理化凹入66通过将电子束40在构件的表面22上扫描来形成，以在表面22上形成电子束纹理化凹入66，例如如图8所示。通过LavacoatTM工艺可以形成这样的纹理化凹入66的示例，如例如在West等的标题为“Fabrication and Cleaning Chamber ComponentsHaving Textured Surface”的、2003年9月2日递交并于2005年3月3日作为美国专利申请公布No.2005/0048876公布的美国专利申请Serial No.10/653,713；Popiolkowski等的、2002年3月13日递交并于2003年9月18日作为美国专利申请公布No.2003/0173526公布的美国专利申请SerialNo.10/099,307；以及Popiolkowski等的、2004年11月2日授权并于2004年3月25日作为美国专利申请公布No.2004/0056211公布的美国专利No.6,812,471中所描述的，上述所有专利申请到被共同转让给AppliedMaterials，Inc.，并且它们的全文通过引用都被包含于此。LavacoatTM工艺形成电子束纹理化的特征65，所述特征65可以包括多个凹入66以及凸起67，在处理过程中产生的处理沉积物可以粘附到其上。
LavacoatTM纹理化表面22可以通过产生诸如电子束40的电磁能量束40、将该束导向构件100的表面22上，来形成。虽然电磁能量束优选是电子束，但是其也可以包括质子、中子和X射线等。束40通常被聚焦在表面22的一个区域上一段时间，在该时间段中，束40与表面22相互作用，以在表面22上形成纹理化的特征65。束40被认为通过快速加热表面22的该区域，有时加热到表面材料的熔融温度，来形成特征65。快速加热导致表面材料中的一些被向外喷出，这在材料被从其喷出的区域中形成凹入66，并且可以在被喷出的材料再沉积的区域中形成凸起67。在所述区域中的所期望的特征被形成之后，束40被扫描到构件表面22的其他区域，以在新的区域中形成特征。在一个方案中，构件100的表面22在同心轴64已经被形成在构件结构11的表面22中之后被用电子束40扫描，并且所期望的密度的纹理化凹入66可以被形成在相邻槽64之间。在另一方案中，槽64在形成电子束纹理化凹入66之后可以被形成在表面22中。
电磁能量束40可以在表面22上扫描，以在表面22上形成所期望的图案的纹理化特征65，诸如蜂房状结构的凹入66和凸起67。由此方法形成的特征65通常是宏观大小的。例如，凹入66可以具有从约25微米(0.001英寸)到约1542微米(0.060英寸)的深度d，如从表面22底水平面68所测量的。凹入66的表面直径w可以从约127微米(0.005英寸)到约2540微米(0.1英寸)，并且甚至从约203微米(0.008英寸)到约2261微米(0.089英寸)。凸起67可以包括从约51微米(0.002英寸)到约1524微米(0.060英寸)，甚至是从约51微米(0.002英寸)到约1168(0.046英寸)的高于低水平面的高度h。LavacoatTM纹理化表面22可以具有从约2500微英寸(64微米)到约4000微英寸(102微米)的整体表面粗糙度平均值，表面22的粗糙度平均值被定义为沿着表面22离特征的均线位移的绝对值的平均值。纹理化表面22也可以在用电磁能量束40扫描后被进一步粗糙化，以在表面22上提供不同水平的纹理，如例如在上面通过引用被包含于此的Popiolkowski等和West等的专利申请中所描述的。例如，表面22可以通过利用加压气体将喷珠朝向表面22驱动而被喷珠，或者可以被化学地粗糙化，以在表面22上的宏观大小的特征65上形成较精细的纹理。电子束纹理化表面22提高了处理沉积物的粘附，以减小对于被处理衬底104的污染。
在一个方案中，具有拥有经纹理化的表面22的构件100的合适的处理室106被示于图1中。室106可以是多室平台(没有示出)的一部分，其中所述多室平台具有通过机械臂机构连接的一组互连的室，所述机械臂机构在室106之间传输衬底104。在所示的方案中，处理室106包括溅射沉积室，也称为物理气相沉积或者PVD室，其能够将材料溅射沉积在衬底104上，所述材料诸如为铝、钽、氮化钽、钛、氮化钛、铜、钨、氮化钨和铝中的一种或者多种。这样的室的一种类型为PVD Al室，其实施例也在Yu等的、2003年12月9日授权的并且被共同转让给AppliedMaterials的美国专利No.6,660,135中有描述，所述专利的全文通过引用被包含于此。室106包括围壁118，其包围处理区109，并且包括侧壁164、底壁166和顶壁168。支撑环130可以被布置在侧壁164和顶壁168之间，以支撑顶壁168。室还可以具有护罩120，所述护罩120使围壁118与溅射环境隔离。室护罩120可以包括一个或者多个上护罩120a和下护罩120b，上护罩120a用于保护室106的上部，诸如室侧壁164的上部和顶壁168，而下护罩120b用于保护室106的下部，诸如室侧壁164的下部和底壁166。
室106包括用于在溅射沉积室106中支撑衬底的衬底支撑件114。衬底支撑件114可以是电浮空或者可以包含电极170，其中所述电极170被诸如RF电源的电源172加偏压。衬底支撑件114还可以支撑其他的晶片104，诸如可移动挡板盘104b，在没有衬底104时所述挡板盘104b可以保护支撑件114的上表面134。在操作中，衬底104通过室106侧壁164上的衬底加载入口(没有示出)被引入室106中，并被置于支撑件114上。支撑件114可以通过支撑升降可伸缩结构上升或者下降，并且在将衬底104运送到室106和运送出室106的过程中，可以使用升降臂组件(没有示出)来将衬底升起和下降到支撑件114上。
支撑件114还可以包括一个或者多个诸如保持夹具20或者沉积环128的环，其覆盖支撑件114的上表面134的至少一部分以防止支撑件114的腐蚀。在一个方案中，沉积环128至少部分地包围衬底104以保护支撑件114没有被衬底104覆盖的部分。保持夹具20环绕和覆盖沉积环128的至少一部分，并减少粒子到沉积环128和下方支撑件114上的沉积。
包含处理气体源的气体输送系统112将诸如溅射气体的处理气体引入室106中，所述处理气体源包含一个或者多个气源174，所述气源中的每一个提供管道176，所述管道176具有诸如质量流量控制器的气体流量控制阀178，以使设定流率的气体从其通过。管道176可以将气体供给到混合歧管(没有示出)，在所述混合歧管中，气体被混合以形成期望的处理气体组分。混合歧管向气体分配器180供料，所述气体分配器180具有一个或者多个处在室106中的气体出口182。处理气体可以包含诸如氩气或者氙气的非反应性气体，所述非反应性气体能够有力地撞击到靶上并从靶上溅射出材料。处理气体还可以包含诸如一种或者多种的含氧气体或者含氮气体之类的反应性气体，所述反应性气体能够与溅射出的材料反应，以在衬底104上形成层。用过的处理气体和副产品通过排气装置120被从室106排出，所述排气装置120包含一个或者多个排气端口184，所述排气端口184接收用过的气体并使用过的气体通过排气管道186，其中所述排气管道186具有节流阀188以控制室106中的气体压力。排气管道186提供一个或者多个排气泵190。通常，室106中溅射气体的压力被设定为次常压水平。
溅射室106还包括溅射靶124，所述溅射靶124面向衬底104表面105并包含待溅射到衬底104上的材料，所述材料诸如为铝、铜、钛、钽和氮化钽。靶124通过环形绝缘体环132与室106电隔离，并且被连接到电源192。靶124可以包括具有暴露在室106中的靶环缘125的靶支持板。溅射室106还具有护罩120，所述护罩120保护室106的壁118不受溅射出的材料的影响。护罩120可以包含具有上护罩部分120a和下护罩部分120b的壁状圆筒形，其中所述上护罩部分120a和下护罩部分120b保护室106的上部区域和下部区域。在图1所示的方案中，护罩120具有安装到支撑环130上的上部分120a和装配到保持夹具20上的下部分120b。也可以提供包含夹持环的夹持护罩141，以将上护罩部分120a和下护罩部分120b夹持在一起。也可以提供诸如内外护罩的其他可选护罩结构。在一个方案中，电源192、靶124和护罩120中的一个或者多个作为能够激发溅射气体以从靶124溅射材料的气体激发器116。电源192给靶124施加相对于护罩120的偏压。由施加的电压在室106中产生的电场激发溅射气体以形成等离子体，所述等离子体有力地撞击到靶124上并轰击靶124，以将材料从靶溅射到衬底104上。具有电极170和支撑件电极电源172的支撑件114通过激发和朝向衬底104加速从靶124溅射出的离子化材料，也可以作为气体激发器116的一部分。此外，可以提供气体激发线圈135，所述气体激发线圈135由电源192供电并被置于室106中以提高激发气体特性，例如提高激发气体的密度。气体激发线圈135可以由线圈支撑件137支撑，所述线圈支撑件137被安装到护罩120或者室106中的其他壁上。
控制器194控制室106，所述控制器194包含程序代码，所述程序代码具有操作室106的部件处理室106中的衬底104的指令集。例如，控制器194可以包含衬底定位指令集，用于操作衬底支撑件114和衬底运送装置中的一个或者多个以在室106中定位衬底104；气体流量控制指令集，用于操作流量控制阀178以将溅射气流送至室106；气体压力控制指令集，用来操作排气节流阀188以保持室106中的压力；气体激发器控制指令集，用来操作气体激发器116以设定气体激发功率水平；温度控制指令集，用来控制室106中的温度；以及工艺监控指令集，用来监控室106中的工艺过程。
在室106中，具有纹理化的表面22的构件100可以包括例如输送系统112的一部分、衬底支撑件114、气体激发器116、室围壁118、诸如上护罩120a和下护罩120b的护罩120、气体排出装置122、靶124、靶环缘125、保持夹具20(或者覆盖环)、沉积环128、支撑环130、绝缘体环132、线圈135、线圈支撑件137、处理套件139、挡板盘104b、夹持护罩141、以及衬底支撑件114的表面134。具有纹理化的表面22的构件100也可以包括诸如刻蚀室、前清洁室、灰化室、CVD室和其他室的室中的构件。
虽然示出并描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员可以设计包含本发明的其他实施例，并且这些实施例也在本发明的范围之中。例如，还可以提供不同于在此所述的示例性构造的其他保持夹具构造。并且，保持夹具可以是不同于所描述的那些的处理室中的一部分。并且，除被具体描述的那些之外的其他室构件可以根据上述方法中的一种被纹理化。此外，针对示例性实施例所示出的关系或者位置术语是可以互换的。因此，所附的权利要求不应限制为在此描述来说明本发明的对于优选方案、材料或者空间布置的描述。
权利要求1.一种构件，其能够暴露于衬底处理室中的激发气体，其特征在于，所述构件包括构件结构，所述构件结构具有包括间隔开的滚花垄和沟槽的滚花的暴露表面，在所述衬底处理室中在所述激发气体中处理衬底的过程中，处理残余物粘附到所述构件结构的所述表面上，以减小所述处理残余物对所述衬底的污染。
2.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，其中所述滚花垄和沟槽包括彼此相反的第一和第二螺旋槽。
3.根据权利要求2所述的构件，其特征在于，其中所述第一和第二螺旋槽包括如下特征中的至少之一至少约45度的螺旋角；至少约0.25mm的深度；不大于约1.5mm的深度；或倒圆的边缘。
4.根据权利要求2所述的构件，其特征在于，其中所述第一和第二螺旋槽具有下述中的至少之一在所述表面的第一区域中的第一间距，和在所述表面的第二区域中的第二间距；或者在所述表面的第一区域中的第一深度，和在所述表面的第二区域中的第二深度。
5.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，其中所述滚花的暴露表面还包括下述中的至少之一多个环形槽，所述环形槽彼此同心并且在所述表面上轴向或径向地间隔开；粗糙化区域，具有从约1.6微米到约12.5微米的平均表面粗糙度；或为基本连续部分的处在所述第一和第二螺旋槽之间的未成槽部分，所述未成槽部分具有小于约0.1cm的尺寸。
6.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，包括气体排出装置、气体供应装置、气体激发器、护罩、处理套件、室围壁和衬底支撑件的至少一部分。
7.一种包括根据权利要求1所述的构件的衬底处理室，其特征在于，所述室包括衬底支撑件、气体激发器、气体供应装置和气体排出装置。
8.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，其中包括间隔开的滚花垄和沟槽的所述滚花的暴露表面包括具有第一纹理化特征的第一纹理化图案区域，所述第一纹理化特征彼此间隔开并且每一特征具有第一深度和第一密度，和具有第二纹理化特征的第二纹理化图案区域，所述第二纹理化特征彼此间隔开并且每一特征具有第二深度和第二密度，其中，所述第二深度和所述第二密度中的至少之一不同于所述第一深度和所述第一密度；在处理衬底的过程中，处理残余物粘附到所述表面上，以减小对所述衬底的污染。
9.根据权利要求8所述的构件，其特征在于，其中所述第一纹理化特征包括具有拥有所述第一深度或者间距的螺旋臂的第一螺旋槽，并且其中所述第二纹理化特征包括具有拥有所述第二深度或者间距的螺旋臂的第二螺旋槽。
10.根据权利要求9所述的构件，其特征在于，其中所述第一或者第二螺旋槽每一个都包括这样的螺旋臂，所述螺旋臂的深度从在所述第一区域中的至少约0.8mm的第一深度连续变化到所述第二区域中的小于约0.6mm的第二深度，并且间距从在所述第一区域中的至少约1.5mm的第一间距连续变化到所述第二区域中的小于约1.8mm的第二间距。
11.根据权利要求9所述的构件，其特征在于，其中所述第一和第二螺旋槽彼此相反。
12.一种包括根据权利要求8所述的构件的衬底处理室，其特征在于，所述室包括衬底支撑件、气体激发器、气体供应装置和气体排出装置。
13.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，其中包括间隔开的滚花垄和沟槽的所述滚花的暴露表面包括多个同心槽，所述同心槽在所述表面上径向地间隔开，以及电子束纹理化凹入，形成在所述表面上相邻槽之间，处理残余物粘附到所述表面上，以减小对被处理的衬底的污染。
14.根据权利要求13所述的构件，其特征在于，其中相邻的同心槽被一定距离分隔开，所述距离是相邻电子束纹理化凹入之间的距离的至少2倍大。
15.根据权利要求14所述的构件，其特征在于，其中相邻同心槽之间的距离为从约5mm到约7mm，并且在所述槽之间的相邻电子束纹理化凹入之间的距离为从约1mm到约3mm。
16.根据权利要求14所述的构件，其特征在于，其中所述表面中的所述同心槽的深度为从约3mm到约8mm，并且所述表面中的所述电子束纹理化凹入的深度为从约25微米到约1524微米。
17.根据权利要求13所述的构件，其特征在于，包括具有凹进表面外形的处在相邻槽之间的表面区域。
18.根据权利要求13所述的构件，其特征在于，其中所述构件包括气体排出装置、气体激发器、气体供应装置、室围壁和衬底支撑件的至少一部分。
19.一种包括根据权利要求13所述的构件的衬底处理室，其特征在于，所述室包括衬底支撑件、处理气体供应装置、气体激发器和气体排出装置。
20.根据权利要求1所述的构件，其特征在于，其中所述构件结构包括用于衬底处理室的衬底保持夹具，所述保持夹具包括包括环形部分和外伸凸缘的环，所述环形部分围绕所述室中的衬底，所述外伸凸缘覆盖所述衬底的外周；且其中所述滚花的暴露表面位于所述外伸凸缘上。
21.根据权利要求20所述的构件，其特征在于，其中所述滚花的暴露表面为所述外伸凸缘的表面，并且包括彼此径向地间隔开的同心垄和沟槽。
22.根据权利要求20所述的构件，其特征在于，其中所述垄和沟槽中的每一个距离中线的幅值为至少约0.5mm并小于约2.5mm。
23.根据权利要求20所述的构件，其特征在于，其中相邻的垄具有至少约0.5mm和小于约2.5mm的峰到峰距离。
24.根据权利要求20所述的构件，其特征在于，其中所述滚花的垄和沟槽彼此周期性地间隔开。
25.根据权利要求20所述的构件，其特征在于，其中所述环包括至少不锈钢、钛、铜或铝中的至少一种。
26.根据权利要求20所述的构件，其特征在于，其中所述环包括在所述外伸凸缘和环形部分上延伸的顶表面，和所述环形部分的外侧表面；且其中所述垄和沟槽中的每一个距离中线的幅值为至少约0.5mm并小于约2.5mm，并且其中相邻的滚花垄具有至少约0.5mm并小于约2.5mm的峰到峰距离。
27.根据权利要求26所述的构件，其特征在于，其中所述外侧表面基本垂直于所述顶表面。
28.根据权利要求26所述的构件，其特征在于，其中所述环形部分包括第一和第二向下延伸的环形壁。
29.根据权利要求26所述的构件，其特征在于，其中所述第一壁紧邻所述衬底的所述外周，并且所述第二壁同心地处在所述第一壁的外侧。
专利摘要本实用新型公开了一种具有结构和表面的处理室构件，在激发气体中处理衬底的过程中，处理残余物良好地粘附到所述表面上，以减小对于衬底的污染。在一个方案中，所述结构具有可以彼此相反的第一和第二螺旋槽。在另一方案中，构件表面包括多个径向地间隔开的同心槽和形成在其间的电子束纹理化的凹入。在另一方案中，所述表面具有滚花的垄和沟槽。由此在衬底处理室中在激发气体中处理衬底的过程中，处理残余物粘附到构件结构的所述表面上，因此，减小了处理残余物对衬底的污染。
文档编号H01L21/67GK2893917SQ20052011210
公开日2007年4月25日 申请日期2005年6月28日 优先权日2004年6月28日
发明者蔡建昆, 布赖恩·T·韦斯特, 李茂城, 拉克斯曼·穆鲁盖什, 王洪, 阿比吉特·德赛 申请人:应用材料公司