改进的溅射线圈产品和制作方法技术

用于供物理气相沉积装置使用的高表面积线圈包括第一表面。第一表面的至少部分具有表面粗糙度在大约15μm和大约150μm之间的宏观织构。第一表面的至少部分具有表面粗糙度在大约2μm和15μm之间的微观织构。

Improved spatter ring products and production methods

The high surface area coil used for the supply physical vapor deposition device includes a first surface. At least part of the first surface has a macroscopic texture with a surface roughness of about 15 m and about 150 m. At least part of the first surface has a micro texture with a surface roughness of about 2 m and 15 m.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的溅射线圈产品和制作方法
本公开涉及在物理气相沉积装置中使用的线圈和线圈集。更具体地，本公开涉及改进半导体产品产量的线圈以及制作这些线圈的方法。
技术介绍
沉积方法被用来形成跨衬底表面的材料膜。沉积方法可以例如使用在半导体设备制备过程中以便形成最终在制作集成电路和设备中使用的层。已知沉积方法的一个示例是物理气相沉积（PVD）。PVD方法可以包括溅射过程。溅射包括形成要沉积的材料的目标，并且将该目标提供为邻近强电场的带负电的负极。使用电场来离子化低压惰性气体并且形成等离子体。等离子体中带正电的离子被电场朝向带负电的溅射目标加速。离子撞击溅射目标，并且由此喷射目标材料。所喷射的目标材料主要是以原子或者原子群组的形式，并且可以用于在溅射过程期间在置于目标附近的衬底上沉积薄的均匀膜。溅射过程典型地发生在溅射腔室内。溅射腔室系统组件可以包括目标、目标凸缘、目标侧壁、护罩、盖环、线圈、杯体、引脚和/或夹具、以及其它机械组件。通常，在这些系统和/或沉积装置中线圈作为导电耦合设备而存在以便产生充足密度的次级等离子体，从而离子化从目标溅射的金属原子中的至少一些。在离子化的金属等离子体系统中，初级等离子体形成，并且一般通过磁控管局限在目标附近，并且随后引起原子从目标表面的喷射。由线圈系统形成的次级等离子体产生所溅射的材料的离子。这些离子然后被护套（sheath）中的场吸引到衬底，所述场在衬底表面处形成。如本文中所使用，术语“护套”意指在等离子体与任何固体表面之间形成的边界层。可以通过向衬底应用偏置电压来控制该场。通过在目标与晶片衬底之间放置线圈并且增加等离子体密度以及提供所沉积在晶片衬底上的离子的方向性来实现这一点。一些溅射装置并入有动力的线圈以用于改进沉积轮廓，包括经由阶梯覆盖、阶梯底部覆盖和斜角覆盖。溅射腔室内暴露于等离子体的表面可以无意中变得涂敷有在这些表面上沉积的所溅射的材料。沉积在所意图的衬底外部的材料可以被称为背溅射（back-sputter）或者再沉积。形成在非意图表面上的所溅射的材料的膜暴露于溅射环境内的温度波动和其它应力源。当在这些膜中累积的应力超出膜向表面的粘附强度时，分层和脱离可以发生，导致微粒生成。类似地，如果溅射等离子体被电弧事件扰乱，微粒可以既在等离子体内形成，又可以从接受电弧力的表面形成。线圈表面，特别是非常平坦或者具有锐利角度表面的那些，可以展现低粘附强度，这导致不合期望的微粒积累。已知的是，PVD期间的颗粒生成是设备失效的潜在原因，并且是降低微电子设备制备中的功能性的最不利的因素之一。溅射材料的沉积可以发生在溅射线圈的表面上。线圈集由于从线圈表面的脱落而生成微粒物质，特别是非常平坦或者具有锐利角度表面的微粒物质。在溅射过程期间，通常，来自溅射腔室内的微粒将从线圈脱落。为了克服此，溅射腔室组件可以经常以数种方式进行修改，以便改进其作为颗粒陷阱起作用的能力并且还减少与颗粒形成相关联的问题。合期望的是研发适当执行的线圈以用于供沉积装置、溅射腔室系统和/或离子化的等离子体沉积系统使用，而没有引起短路、等离子体成弧、沉积过程的中断或者颗粒生成。滚花线圈表面是已知用于改进性能的一种方法。然而，期望进一步的改进。
技术实现思路
本文公开的是一种用于供包括第一表面的物理气相沉积装置使用的高表面积线圈。第一表面的至少部分具有表面粗糙度在大约15μm和大约150μm之间的宏观织构。第一表面的至少部分具有表面粗糙度在大约2μm和15μm之间的微观织构。本文还公开了一种用于供包括第一表面的物理气相沉积装置使用的溅射线圈。第一表面的至少部分具有在大约120%和大约300%之间的百分比表面积。本文还公开了一种形成用于供物理气相沉积装置使用的高表面积线圈的方法，包括在线圈的第一表面的至少部分上形成宏观织构。方法还包括在包含宏观织构的第一表面的至少部分上形成微观织构。在形成宏观织构和形成微观织构之后，线圈具有至少120%的百分比表面积。尽管公开了多个实施例，但是根据以下详细描述，本专利技术的另外的其它实施例将变得对于本领域技术人员显而易见，所述详细描述示出并且描述了本专利技术的说明性实施例。相应地，附图和详细描述要被视为在本质上为说明性的而不是限制性的。附图说明图1A是可以供一些溅射系统使用的示例性线圈的顶视图。图1B是可以供一些溅射系统使用的示例性线圈的侧视图。图2图示了可以在材料表面上使用的示例滚花图案。图3图示了可以在材料表面上使用的示例滚花图案。图4图示了可以在材料表面上使用的示例滚花图案。图5是滚花表面的比较示例的图像。图6是经处理的表面的示例的图像。图7图示了产生经处理的表面的示例性方法。图8图示了产生经处理的表面的示例性方法。图9A和9B是经处理的表面的专利技术示例的图像。图10A和10B是经处理的表面的专利技术示例的图像。图11A是在滚花之后的溅射线圈材料表面的比较示例的图像。图11B是利用当前公开的方法处理的溅射线圈材料的专利技术示例的图像。图11C是利用当前公开的方法处理的溅射线圈材料的专利技术示例的图像。图12A是以10x放大率的溅射线圈材料的示例性滚花表面的图像。图12B是以20x放大率的溅射线圈材料的示例性滚花表面的图像。图13A是以10x放大率的利用当前公开的方法处理的示例性溅射线圈材料的图像。图13B是以20x放大率的利用当前公开的方法处理的示例性溅射线圈材料的图像。图14A是以10x放大率的利用当前公开的方法处理的示例性溅射线圈材料的图像。图14B是以20x放大率的利用当前公开的方法处理的示例性溅射线圈材料的图像。具体实施方式本公开提供了一种具有增大的表面积以用于在物理气相沉积装置中使用的线圈。线圈包括具有表面的材料，所述表面具有限定第一表面粗糙度的宏观织构和限定第二表面粗糙度的微观织构。宏观织构可以包括各种各样的图案化表面中的任何一个，例如，滚花、过滚花、机械加工或者浮雕图案。微观织构可以包括进一步添加到线圈的表面的经蚀刻或者颗粒爆炸的图案中的任何一个。所公开的表面织构化可以应用于线圈、目标、防护以及溅射腔室内暴露于来自溅射等离子体的再沉积的任何区域，并且因而可以有助于微粒生成。为了改进产品产量，可以修改溅射腔室组件以便起到所溅射的材料粘附场所和颗粒陷阱的作用。这是当前公开的特征。在一些实施例中，当前公开包括具有特定表面的线圈或者线圈集，所述特定表面通过增加表面积和对衬底的机械键控（keying）来减少颗粒剥落，而同时消除平坦和有角度的表面。图1A图示了如在轴方向上观看的溅射线圈。图1B图示了从侧面或者图1A的平面的法线观看的溅射线圈。如在图1A和1B中所示，在一些实施例中，溅射线圈8可以形成为材料的基本上圆形的环10。线圈8可以经成形以便在围绕中心16的完整圆中形成环10。线圈8可以可选地形成具有周界中的间隙12的环10。线圈8可以形成为具有中心轴线14的环10。环10限定内径。线圈8可以具有内表面18，所述内表面18被限定为面向内朝着环10的中心16的表面。线圈8可以具有外表面20，所述外表面20被限定为在径向上指向远离环10的中心16的环10的表面。环10可以具有包括线圈材料的表面的顶表面22，其与环10的中心轴线14正交的平面中并且取向为在溅射操作期间面向溅射目标（未示出）的方向。环10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于供物理气相沉积装置使用的高表面积线圈，所述高表面积线圈包括：第一表面；第一表面的至少部分具有表面粗糙度在大约15μm和大约150μm之间的宏观织构；以及具有宏观织构的第一表面的至少部分具有表面粗糙度在大约3μm和15μm之间的微观织构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.23 US 62/1962101.一种用于供物理气相沉积装置使用的高表面积线圈，所述高表面积线圈包括：第一表面；第一表面的至少部分具有表面粗糙度在大约15μm和大约150μm之间的宏观织构；以及具有宏观织构的第一表面的至少部分具有表面粗糙度在大约3μm和15μm之间的微观织构。2.权利要求1所述的高表面积线圈，其中微观织构表面粗糙度在大约5μm和大约10μm之间。3.权利要求1或2中任一项所述的高表面积线圈，其中具有微观织构的第一表面的部分具有在大约140%和大约1000%之间的宏观织构百分比表面积。4.权利要求1-3中任一项所述的高表面积线圈，其中具有宏观织构的第一表面的部分具有在大约140%和大约300%之间的微观织构百分比表面积。5.权利要求1-4中任一项所述的高表面积线...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA邓洛普，KT休伯特，JC鲁兹卡，ANA雷格，MD布隆德尔，WP贾迪，PF约翰，EP拉拉，WD迈尔，AP道布，SA巴克哈特，TC琼蒂拉，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US