Lavacoat型的预清洁与预热的制作方法
【专利说明】LAVACOAT型的预清洁与预热
[0001 ] 本申请是申请日为2009年09月30日、申请号为200980139666.2、发明名称为“LAVACOAT型的预清洁与预热”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明的实施例一般而言是关于使用电磁辐射束以改变材料的表面的方法。更具体的，本发明的实施例是关于在处理腔室中所用的部件的表面改变前使用电磁束的表面制备的方法。
【背景技术】
[0003]随着持续以减小的尺寸来生产集成电路装置，这些装置的制造由于污染而变得更易受降低产量的影响。因此，生产集成电路装置，尤其具有较小实体尺寸的那些集成电路装置，需要比先前认为所必需的更大程度地控制污染。
[0004]集成电路装置的污染可在薄膜沉积、蚀刻或其它半导体生产处理期间，由诸如碰撞于基板上的不需要的杂散粒子的来源引起。通常，集成电路装置的制造包括诸如物理气相沉积(PVD)溅射腔室、化学气相沉积(CVD)腔室、等离子体蚀刻腔室等的腔室的使用。在沉积及蚀刻处理的过程期间，材料通常从气相冷凝至腔室中的各种内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体块状物。经冷凝的外来物质积聚于表面上且倾向于在晶圆处理顺序中或晶圆处理顺序期间从表面分离或剥落。经分离的外来物质随后可碰撞到晶圆基板及其上的装置上并将该晶圆基板及其上的装置污染。时常必须丢弃经污染的装置，从而降低了处理的制造产量。
[0005]为了防止已冷凝于处理腔室部件的表面上的外来物质的分离，可纹理化这些表面以使得形成于这些表面上的冷凝外来物质对表面的粘着力增强且较不可能分离及污染晶圆基板。
[0006]—种该纹理化处理将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，以形成纹理化表面。
[0007]然而，在纹理化部件之前，存在于部件表面上的沉积物以及作为纹理化处理的副产物而冷凝于部件表面上的有时可观数量的再沉积金属及金属氧化物可影响纹理形成及在纹理化处理期间从所形成的空穴喷射出的回焊材料与部件表面的粘着力。此外，来自纹理化处理的溅泼可留下松散粘着至所涂布的金属氧化物及仍未纹理化的表面的小片金属，因而降低那些位置中的最终纹理的质量。
[0008]此外，目前的纹理化处理可能不能由单程的纹理化能量束来产生足够的纹理形状及尺寸。此外，在一些状况下，若部件表面太冷，则自部件喷射出的材料可能无法充分熔合至该表面。
[0009]因此，需要一种改良的纹理化处理。
【发明内容】
[0010]本发明的实施例提供一种在由电磁束改变部件表面之前使用电磁束进行表面制备的方法。本文所述的实施例为待纹理化的表面提供优良预清洁而作为纹理化处理的整体部分，因而消除来自对部件的操纵或所蒸发的材料、所喷射的材料再沉积至部件表面之后清洁污染的机会。本文所述的实施例进一步强化目前的纹理化方法，以包括在能量束越过待纹理化的表面上后，立即使得该通过纹理化，因而预热表面以改良纹理形成及所喷射材料与部件表面的熔合。
[0011]在一个实施例中，提供一种对用于半导体处理腔室中的部件的表面提供纹理的方法。该方法包含在该部件的表面上界定多个区域、将电磁束移动至多个区域中的第一区域、横跨该第一区域的表面扫描该电磁束以加热该第一区域的表面，及横跨该第一区域的经加热的表面扫描该电磁束以形成特征结构。
[0012]在另一个实施例中，提供一种对用于半导体处理腔室中的部件的表面提供纹理的方法。该方法包含以电磁束扫描横跨部件表面的多个区域中的第一区域历时第一时间周期，以预清洁该部件的该第一区域的该表面而不熔融该部件，及以该电磁束扫描横跨该部件表面的该第一区域历时第二时间周期，以在该部件表面的该第一区域上形成特征结构，其中该第二时间周期在该第一时间周期完成之后立即发生。
[0013]在又一个实施例中，提供一种对用于半导体处理腔室中的部件的表面提供纹理的方法。该方法包含以电磁束扫描横跨该部件表面的多个区域中的第一区域历时第一时间周期，以熔融该部件表面，及以该电磁束扫描横跨该部件表面的该第一区域历时第二时间周期，以在该部件表面的该第一区域上形成特征结构，其中该第二时间周期在该第一时间周期之后立即发生。
[0014]在又一个实施例中，提供一种金属部件。该金属部件包含具有多个特征结构的环形主体，该等特征结构包含形成于该环形主体中的突出及凹陷，其中该突出以极软状态产生以降低金属的回火度且在夹持部件周围的其它部分期间确保部件得以软化(yield)并保形(conf orm)的能力。
【附图说明】
[0015]所以，上述简介的本发明的特征可参考对本发明更具体描述的实施例进一步理解和叙述，部分实施例示出于附图中。然而要指出的是，附图仅说明本发明的典型实施例，因此不应被视为其范围的限制，本发明亦适用于其它具有同等功效的实施例。
[0016]图1示出可用于实施本文所述的实施例的表面纹理化设备的示意性截面图；
[0017]图2示出可连接到表面纹理化设备以实施本文所述的实施例的控制系统的示意性截面图；
[0018]图3A示出根据本文所述的实施例的可用于在材料的表面改变前预清洁材料的处理；
[0019]图3B示出根据本文所述的实施例的可用于在材料的表面改变前预热材料的处理；
[0020]图4示出根据本文所述的实施例的部件及形成于其上的特征结构的俯视图；
[0021 ]图5A示出根据本文所述的实施例的部件的透视图；及
[0022]图5B示出图5A的部件的部分侧视图。
[0023]为了便于理解，已经在可能的情况下，使用相同的组件符号指示各图中相同的组件。意即，在一个实施例中所揭示的组件亦可用于其它实施例而无需特别指明。
【具体实施方式】
[0024]本文所述的实施例利用纹理化处理的能量束类型所可能具有的极高能量密度及快速横动速度，以从材料表面移除表面污染而作为纹理化处理的整体部分。通过在射束的纹理化通过前以射束扫描横跨待纹理化区中的部件表面，在利用能量束的纹理化处理之前在原位完成清洁表面。可减小射束的强度、散焦该射束及/或以下速度扫描该射束，该速度足够快而不会损坏材料表面，但射束在此速度下在将表面加热至足以驱除原生氧化物的温度的同时磨耗来自表面的有机物及再沉积的金属。
[0025]本文所述的实施例在纹理化腔室中，随纹理的施加而产生清洁且经制备的表面，进而消除在纹理化处理之前的污染积累的机会。在能量束包含电子束的实施例中，可在真空腔室中执行该处理，因此经磨耗的沉积物再沉积至其它表面上或通过真空系统从该腔室移除。在周围环境中执行的另一个实施例中，可使用吸取喷嘴或惰性气体吹气以确保经清洁的区域在纹理化处理之前保持清洁。此预纹理化表面改变可如适用于被纹理化的部件及材料一样，逐孔、逐列或逐区来完成。
[0026]本文所述的实施例在纹理化处理之前对部件表面赋予额外的热，从而使得大特征结构成为可能并改良所喷射的材料与部件表面的熔合。本文所述的实施例利用射束的能力，其以足够快以限制能量穿透至部件表面中而仅使部件顶面得以加热并熔合的速度来扫描。使射束越过将建立特征结构的表面(该表面围绕该特征结构)，或者射束处于足以将表面熔融到理想深度的能量密度和速度下。预热熔融的深度可经制定以适合待施加的纹理。一旦完成预热过程，则射束立即越过相同区域以形成最终纹理。这可如适用于所纹理化的部件一样，逐孔、逐列或逐区进行。
[0027]应理解，在某些实施例中，在讨论射束相对于部件移动的“行进速度”时，可使用相同“行进速度”描述部件相对于射束的移动。在特定实施例中，可使射束和部件相对于彼此移动。
[0028]图1示出可用于改变部件104的表面纹理化设备100的截面示意性图。表面纹理化设备100包含柱120。围绕阴极106的偏压杯116位于柱内。举例而言，阴极106可为包含诸如钨的材料的细丝。高压电缆122连接到阴极106，该高压电缆将高压电源供应至阴极106及阳极 108。
[0029]阳极108及两对高速偏转线圈112与阴极106间隔分离且在阴极106之下。在阳极108内形成通孔118。通常为圆形设计且与柱120同心的快速聚焦线圈110位于阳极108之下。两对高速偏转线圈112位于快速聚焦线圈110之下。具有顶面114T的工作腔室114连接到柱120且位于柱120下。工作腔室114通常包含基板支撑件140。基板支撑件140可连接到用于移动基板支撑件140的致动构件142，诸如致动器或旋转轴，其可平移部件104或沿一或多个旋转轴旋转部件104。致动构件142相对于电磁束102移动基板。电磁束102可为(例如)电子束。基板支撑件140可进一步包含加热组件150(诸如，电阻加热器或热电装置)。定位于阳极108与快速聚焦线圈110之间的隔离阀128通常将柱120分隔，从而使得可将腔室114维持在与隔离阀128上的柱120的部分不同的压力。在一个实施例中，射束102行进穿过聚焦线圈110以及高速偏转线圈112。
[0030]栗124(诸如，扩散栗或涡轮分子栗)经由阀126连接到柱120。栗124用于抽空柱120。通常，真空栗130经由隔离阀132连接到腔室114以抽空腔室114。可在本文所述的处理中使用或修正且使用的e射束装置的实例包括来自Enfield, Conn的Precis 1nTechnologies或来自 Cabs，United Kingdom的Cambridge Vacuum Engineering ofWaterbeach的电子束焊接系统。
[0031]在一个实施例中，表面纹理化设备100包含安装于部件104附近可用于在执行纹理化处理之前预热