KR20250007702A - Texturizing a surface without bead blasting - Google Patents
Texturizing a surface without bead blasting Download PDFInfo
- Publication number
- KR20250007702A KR20250007702A KR1020247043379A KR20247043379A KR20250007702A KR 20250007702 A KR20250007702 A KR 20250007702A KR 1020247043379 A KR1020247043379 A KR 1020247043379A KR 20247043379 A KR20247043379 A KR 20247043379A KR 20250007702 A KR20250007702 A KR 20250007702A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- component
- photons
- processing chamber
- semiconductor processing
- providing texture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011324 bead Substances 0.000 title description 34
- 238000005422 blasting Methods 0.000 title description 31
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 37
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 65
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 241000287127 Passeridae Species 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 11
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000767 Tm alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XJNCHICLWKVTQA-UHFFFAOYSA-N [Mo].[W].[Cr].[Ni] Chemical compound [Mo].[W].[Cr].[Ni] XJNCHICLWKVTQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- ZTXONRUJVYXVTJ-UHFFFAOYSA-N chromium copper Chemical compound [Cr][Cu][Cr] ZTXONRUJVYXVTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N chromium iron nickel Chemical compound [Cr].[Fe].[Ni] BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/127—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
- B23K26/355—Texturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
- B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
- B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
- B23K26/384—Removing material by boring or cutting by boring of specially shaped holes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/42—Printed circuits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 프로세싱 구역을 포함하는 인클로저; 프로세싱 구역에 배치된 지지부; 광자들의 스트림을 생성하기 위한 광자 광 소스; 광자 광 소스에 동작가능하게 커플링된 광학 모듈; 및 렌즈를 포함한다. 광학 모듈은 광자 광 소스로부터 생성된 광자들의 스트림으로부터 광자들의 빔을 생성하기 위한 빔 변조기; 및 컴포넌트의 표면에 걸쳐 광자들의 빔을 스캐닝하기 위한 빔 스캐너를 포함한다. 렌즈는 빔 스캐너로부터 광자들의 빔을 수용하고, 그리고 컴포넌트 상에 복수의 피처들을 형성하기 위해, 컴포넌트의 표면에 걸쳐 약 345 nm 내지 약 1100 nm의 범위의 파장으로 광자들의 빔을 분배하기 위해 사용된다.A system for providing a texture to a surface of a component for use in a semiconductor processing chamber is provided. The system includes an enclosure including a processing region; a support disposed in the processing region; a photonic light source for generating a stream of photons; an optical module operably coupled to the photonic light source; and a lens. The optical module includes a beam modulator for generating a beam of photons from the stream of photons generated from the photonic light source; and a beam scanner for scanning the beam of photons across the surface of the component. The lens receives the beam of photons from the beam scanner and is used to distribute the beam of photons across the surface of the component at a wavelength ranging from about 345 nm to about 1100 nm to form a plurality of features on the component.
Description
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면을 텍스처라이징(texturize)하기 위한 방법, 시스템, 및 장치에 관한 것이다.[0001] Embodiments of the present disclosure generally relate to methods, systems, and apparatus for texturizing a surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
[0002] 집적 회로 디바이스들이 계속해서 감소된 치수들로 제작됨에 따라, 이들 디바이스들의 제조는 오염으로 인해 수율들이 더 감소되기 쉽게 된다. 결과적으로, 집적 회로 디바이스들, 특히, 더 작은 물리적 사이즈들을 갖는 집적 회로 디바이스들을 제작하는 것은 이전에 필요한 것으로 고려된 정도보다 더 많은 정도로 오염이 제어될 것을 요구한다.[0002] As integrated circuit devices continue to be fabricated in ever-shrinking dimensions, the fabrication of these devices becomes more susceptible to yield reductions due to contamination. As a result, the fabrication of integrated circuit devices, particularly those having smaller physical sizes, requires contamination control to a greater degree than previously considered necessary.
[0003] 집적 회로 디바이스들의 오염은 박막 증착, 에칭, 또는 다른 반도체 제작 프로세스들 동안 기판 상에 충돌하는 바람직하지 않은 스트레이(stray) 입자들과 같은 소스들로부터 발생할 수 있다. 일반적으로, 집적 회로 디바이스들의 제조는, PVD(physical vapor deposition) 스퍼터링 챔버들, CVD(chemical vapor deposition) 챔버들, 및 플라즈마 에칭 챔버들을 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 챔버들의 사용을 포함한다. 증착 및 에칭 프로세스들의 과정 동안, 재료들은 흔히, 가스 상으로부터 챔버의 다양한 내부 표면들 및 챔버 내에 배치된 챔버 컴포넌트들의 표면들 상에 응축된다. 재료들이 가스 상으로부터 응축될 때, 재료들은 챔버 및 컴포넌트 표면들 상에 있는 고체 덩어리(solid mass)들을 형성한다. 이러한 응축된 이물질은 표면들 상에 축적되고, 웨이퍼 프로세스 시퀀스 동안에 또는 웨이퍼 프로세스 시퀀스 중간에 표면들로부터 분리되거나 또는 박편화되어 떨어지기 쉽다. 이러한 분리된 이물질은 웨이퍼 및 그 웨이퍼 상에 형성된 디바이스들 상에 충돌하여 이들을 오염시킬 수 있다. 오염된 디바이스들은 빈번하게 폐기되어야 하고, 이에 의해, 프로세스의 제조 수율이 감소된다.[0003] Contamination of integrated circuit devices can arise from sources such as undesirable stray particles impinging on the substrate during thin film deposition, etching, or other semiconductor fabrication processes. Typically, the fabrication of integrated circuit devices involves the use of chambers, including but not limited to physical vapor deposition (PVD) sputtering chambers, chemical vapor deposition (CVD) chambers, and plasma etch chambers. During the deposition and etching processes, materials often condense from the gas phase onto various internal surfaces of the chamber and surfaces of chamber components disposed within the chamber. When the materials condense from the gas phase, the materials form solid masses on the chamber and component surfaces. This condensed foreign matter accumulates on the surfaces and is prone to detaching or flake off from the surfaces during or between wafer process sequences. This detached foreign matter can impinge on the wafer and contaminate the devices formed on the wafer. Contaminated devices frequently have to be discarded, thereby reducing the manufacturing yield of the process.
[0004] 형성된 이물질의 분리를 방지하기 위해, 챔버의 내부 표면들 및 챔버 내에 배치된 챔버 컴포넌트들의 표면들에 특정 표면 텍스처(texture)가 제공될 수 있다. 표면 텍스처는, 이들 표면들 상에 형성되는 이물질이 표면에 대한 향상된 접착력을 가져서 이물질이 분리되어 웨이퍼를 오염시킬 가능성이 더 낮아지도록 구성된다. 표면 텍스처의 핵심 파라미터는 표면 거칠기이다.[0004] In order to prevent detachment of the formed foreign matter, a specific surface texture may be provided on the inner surfaces of the chamber and the surfaces of chamber components arranged within the chamber. The surface texture is configured so that the foreign matter formed on these surfaces has improved adhesion to the surface, thereby reducing the possibility of the foreign matter detaching and contaminating the wafer. A key parameter of the surface texture is surface roughness.
[0005] 하나의 일반적인 텍스처라이징 프로세스는 비드 블라스팅(bead blasting)이다. 비드 블라스팅 프로세스에서, 텍스처라이징될 표면을 향해 고체 블라스팅 비드들이 추진된다. 텍스처라이징될 표면을 향해 고체 블라스팅 비드들이 추진될 수 있게 하는 하나의 방식은 가압된 가스에 의한 것이다. 고체 블라스팅 비드들은 적합한 재료, 예컨대, 알루미늄 산화물, 유리, 실리카, 또는 경질 플라스틱들로 제조된다. 원하는 표면 거칠기에 따라, 블라스팅 비드들은 다양한 사이즈들 및 형상들로 이루어질 수 있다.[0005] One common texturizing process is bead blasting. In the bead blasting process, solid blasting beads are propelled toward the surface to be textured. One way to propell the solid blasting beads toward the surface to be textured is by means of a pressurized gas. The solid blasting beads are made of suitable materials, such as aluminum oxide, glass, silica, or hard plastics. Depending on the desired surface roughness, the blasting beads can be of various sizes and shapes.
[0006] 그러나, 비드 블라스팅 프로세스의 균일성 및 반복성을 제어하는 것은 어려울 수 있다. 더욱이, 비드 블라스팅 프로세스 동안, 텍스처라이징되는 표면이 첨예하고 들쭉날쭉하게 될 수 있고, 그에 따라, 고체 블라스팅 비드들의 충돌로 인해 표면의 팁(tip)들이 파손되어 떨어져, 오염의 소스가 도입될 수 있다. 부가하여, 블라스팅 비드들은 비드 블라스팅 프로세스 동안 표면 내에 포획(entrap) 또는 매립될 수 있다. 예컨대, 텍스처라이징되는 표면이 다양한 폭의 작은 관통-홀(through-hole)을 포함하는 경우(예컨대, 가스 분배 샤워헤드), 블라스팅 비드는 관통-홀 내에 포획될 수 있다. 그러한 상황에서, 블라스팅 비드는, 예컨대, 관통-홀이 가스 통로로서 기능하는 것을 방지할 뿐만 아니라 웨이퍼에 대한 오염의 잠재적인 소스를 도입한다.[0006] However, controlling the uniformity and repeatability of the bead blasting process can be difficult. Moreover, during the bead blasting process, the surface being textured can become sharp and jagged, and thus, the tips of the surface can break off and fall off due to the impact of the solid blasting beads, introducing a source of contamination. Additionally, the blasting beads can become entrapped or embedded within the surface during the bead blasting process. For example, if the surface being textured includes small through-holes of varying width (e.g., a gas distribution showerhead), the blasting beads can become entrapped within the through-holes. In such a situation, the blasting beads not only prevent the through-holes from functioning as gas passages, but also introduce a potential source of contamination to the wafer.
[0007] 챔버 표면을 텍스처라이징하기 위해 전자기 빔이 또한 사용될 수 있다. 챔버 표면을 텍스처라이징하기 위해 전자기 빔을 사용하는 것은 비드 블라스팅과 연관된 위에서 확인된 문제들 중 일부를 극복할 수 있다. 그러나, 전자기 빔은 산란을 방지하기 위해 진공 하에서 동작되어야만 한다. 산란은 전자기 빔 내의 전자들이 공기 또는 다른 가스 분자들과 상호작용할 때 발생할 수 있다. 결과적으로, 전자기 빔은 진공 챔버 내에서 동작되어야만 한다. 진공 챔버에 대한 필요성은 텍스처라이징될 수 있는 컴포넌트들의 사이즈를 제한하는데, 이는 컴포넌트가 진공 챔버 내에 피팅(fit)되는 것이 가능해야만 하기 때문이다. 더욱이, 전자기 빔을 동작시키는 것과 연관된 자본 비용들은 비드 블라스팅 프로세스와 연관된 자본 비용들보다 상당히 더 높다. 예컨대, 진공 챔버에 대한 필요성은 전자기 빔을 이용하여 표면을 텍스처링하는 것과 연관된 비용들을 증가시킨다.[0007] An electromagnetic beam may also be used to texturize the chamber surface. Using an electromagnetic beam to texturize the chamber surface may overcome some of the problems identified above associated with bead blasting. However, the electromagnetic beam must be operated under a vacuum to prevent scattering. Scattering can occur when electrons within the electromagnetic beam interact with air or other gas molecules. As a result, the electromagnetic beam must be operated within a vacuum chamber. The need for a vacuum chamber limits the size of the components that can be texturized, since the components must be able to fit within the vacuum chamber. Furthermore, the capital costs associated with operating the electromagnetic beam are significantly higher than those associated with the bead blasting process. For example, the need for a vacuum chamber increases the costs associated with texturizing a surface using an electromagnetic beam.
[0008] 따라서, 전자기 빔의 사용과 연관된 자본 비용들 및 사이즈 제약들을 피하면서, 비드 블라스팅과 연관된 문제들을 극복하는 개선된 텍스처라이징 프로세스가 필요하다.[0008] Therefore, there is a need for an improved texturizing process that overcomes the problems associated with bead blasting while avoiding the capital costs and size constraints associated with the use of electromagnetic beams.
[0009] 본 개시내용의 일 구현은 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하는 방법에 관한 것이다. 방법은, 주변 공기 또는 질소를 통해 컴포넌트의 표면으로 광자들의 빔을 지향시키는 단계; 및 컴포넌트의 표면의 제1 구역에 걸쳐 광자들의 빔을 스캐닝하여, 제1 구역 내의 표면 상에 복수의 피처(feature)들을 형성하는 단계를 포함하며, 여기서, 형성된 피처들은 함몰부(depression)들, 돌출부(protuberance)들, 또는 이들의 조합들이다.[0009] One embodiment of the present disclosure relates to a method for providing texture to a surface of a component for use in a semiconductor processing chamber. The method comprises the steps of: directing a beam of photons through ambient air or nitrogen toward a surface of the component; and scanning the beam of photons across a first region of the surface of the component to form a plurality of features on the surface within the first region, wherein the formed features are depressions, protuberances, or a combination thereof.
[0010] 본 개시내용의 다른 구현은 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하는 방법에 관한 것이다. 방법은, 대체로 대기압과 동등한 압력을 갖는 분위기에서 컴포넌트의 표면으로 광자들의 빔을 지향시키는 단계; 및 컴포넌트의 표면의 제1 구역에 걸쳐 광자들의 빔을 스캐닝하여, 제1 구역 내의 표면 상에 복수의 피처들을 형성하는 단계를 포함하며, 여기서, 형성된 피처들은 함몰부들, 돌출부들, 또는 이들의 조합들이다.[0010] Another implementation of the present disclosure relates to a method for providing texture to a surface of a component for use in a semiconductor processing chamber. The method comprises the steps of: directing a beam of photons toward a surface of the component in an atmosphere having a pressure substantially equal to atmospheric pressure; and scanning the beam of photons across a first region of the surface of the component to form a plurality of features on the surface within the first region, wherein the formed features are depressions, protrusions, or a combination thereof.
[0011] 본 개시내용의 다른 실시예는 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트이다. 컴포넌트는 제1 구역 내의 표면 상의 복수의 피처들을 포함하며, 여기서, 형성된 피처들은 함몰부들, 돌출부들, 또는 이들의 조합들이다. 피처들은 컴포넌트의 표면에 걸쳐 광자들의 빔을 스캐닝함으로써 형성된다.[0011] Another embodiment of the present disclosure is a component for use in a semiconductor processing chamber. The component includes a plurality of features on a surface within a first region, wherein the features formed are depressions, protrusions, or a combination thereof. The features are formed by scanning a beam of photons across the surface of the component.
[0012] 본 개시내용의 다른 실시예는 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템이다. 시스템은, 프로세싱 구역을 포함하는 인클로저(enclosure); 프로세싱 구역에 배치되고, 지지 표면을 포함하는 지지부; 광자들의 스트림을 생성하기 위한 광자 광 소스; 광자 광 소스로부터 광자들의 스트림을 수용하기 위해, 광자 광 소스에 동작가능하게 커플링된 광학 모듈; 및 렌즈를 포함한다. 광학 모듈은 광자 광 소스로부터 생성된 광자들의 스트림으로부터 광자들의 빔을 생성하기 위한 빔 변조기; 및 컴포넌트의 표면에 걸쳐 광자들의 빔을 스캐닝하기 위한 빔 스캐너를 포함한다. 렌즈는 빔 스캐너로부터 광자들의 빔을 수용하고, 그리고 컴포넌트 상에 복수의 피처들을 형성하기 위해, 컴포넌트의 표면에 걸쳐 약 345 nm 내지 약 1100 nm의 범위의 파장으로 광자들의 빔을 분배하기 위해 사용된다.[0012] Another embodiment of the present disclosure is a system for providing a texture to a surface of a component for use in a semiconductor processing chamber. The system comprises an enclosure comprising a processing region; a support disposed in the processing region and comprising a support surface; a photonic source for generating a stream of photons; an optical module operably coupled to the photonic source for receiving the stream of photons from the photonic source; and a lens. The optical module comprises a beam modulator for generating a beam of photons from the stream of photons generated from the photonic source; and a beam scanner for scanning the beam of photons across the surface of the component. The lens is used to receive the beam of photons from the beam scanner and to distribute the beam of photons across the surface of the component at a wavelength ranging from about 345 nm to about 1100 nm to form a plurality of features on the component.
[0013] 본 개시내용의 다른 실시예는 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하는 방법이다. 방법은, 광자들의 스트림을 생성하는 단계; 광자들의 스트림을 빔으로 성형(shape)하는 단계; 대체로 대기압과 동등한 압력으로 주변 공기 또는 질소의 가스 농도를 포함하는 프로세싱 구역을 통해 컴포넌트의 표면을 향하여 광자들의 빔을 스캐닝하는 단계; 및 컴포넌트의 표면 상에 복수의 피처들을 형성하기 위해, 컴포넌트의 표면에 걸쳐 광자들의 빔을 분배하는 단계를 포함한다.[0013] Another embodiment of the present disclosure is a method for providing texture to a surface of a component for use in a semiconductor processing chamber. The method comprises the steps of: generating a stream of photons; shaping the stream of photons into a beam; scanning the beam of photons through a processing region comprising a gas concentration of ambient air or nitrogen at a pressure substantially equal to atmospheric pressure toward a surface of the component; and distributing the beam of photons across the surface of the component to form a plurality of features on the surface of the component.
[0014] 추가로, 본 개시내용의 또 다른 실시예는 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템이다. 시스템은, 대체로 대기압과 동등한 압력을 갖는 Class 1 환경으로 유지되는 프로세싱 구역을 포함하는 인클로저; 프로세싱 구역에 배치되고, 지지 표면을 포함하는 지지부; 광자들의 스트림을 생성하기 위한 광자 광 소스; 광자 광 소스로부터 광자들의 스트림을 수용하기 위해, 광자 광 소스에 동작가능하게 커플링된 광학 모듈; 및 렌즈를 포함한다. 광학 모듈은 광자 광 소스로부터 생성된 광자들의 스트림으로부터 광자들의 빔을 생성하기 위한 빔 변조기; 및 컴포넌트의 표면에 걸쳐 광자들의 빔을 스캐닝하기 위한 빔 스캐너를 포함한다. 렌즈는, 빔 스캐너로부터 광자들의 빔을 수용하고, 그리고 컴포넌트 상에 복수의 피처들을 형성하기 위해, 컴포넌트의 표면에 걸쳐 약 345 nm 내지 약 1100 nm의 범위의 파장으로 광자들의 빔을 분배하기 위해, 프로세싱 구역에 배치된다.[0014] Additionally, another embodiment of the present disclosure is a system for providing texture to a surface of a component for use in a semiconductor processing chamber. The system comprises an enclosure comprising a processing region maintained in a Class 1 environment having a pressure substantially equal to atmospheric pressure; a support disposed in the processing region, the support comprising a support surface; a photonic source for generating a stream of photons; an optical module operably coupled to the photonic source for receiving the stream of photons from the photonic source; and a lens. The optical module comprises a beam modulator for generating a beam of photons from the stream of photons generated from the photonic source; and a beam scanner for scanning the beam of photons across the surface of the component. The lens is disposed in the processing region for receiving the beam of photons from the beam scanner and distributing the beam of photons across the surface of the component at a wavelength ranging from about 345 nm to about 1100 nm to form a plurality of features on the component.
[0015]
본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 구현들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 구현들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 구현들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 한다.
[0016]
도 1은 본 개시내용에 따른, 레이저 머신 및 지지 시스템의 개략도를 예시한다.
[0017]
도 2는 본 개시내용에 따른, 레이저 머신 및 지지 시스템의 대안적인 개략도를 예시한다.
[0018]
도 3은 본 개시내용에 따른 가스 분배 샤워헤드의 평면도를 예시하며, 텍스처라이징될 구역은 경계 라인들에 의해 마킹된다.
[0019]
도 4는 본 개시내용에 따른, 레이저 머신 및 지지 시스템을 동작시키는 방법을 위한 프로세스 시퀀스를 예시한다.
[0020]
도 5 및 도 6은 반복 랜덤 형태의 표면 모폴로지(morphology)를 예시하며, 표면 모폴로지는 본 개시내용에 따른 레이저 머신에 의해 생성된다. 도 5는 표면 모폴로지를 도시하는 사시도를 예시하고, 도 6은 표면 모폴로지를 도시하는 평면도를 예시한다.
[0021]
도 7 및 도 8은 반복 파 형태의 표면 모폴로지를 예시하며, 표면 모폴로지는 본 개시내용에 따른 레이저 머신에 의해 생성된다. 도 7은 표면 모폴로지를 도시하는 사시도를 예시하고, 도 8은 표면 모폴로지를 도시하는 평면도 및 측면도를 예시한다.
[0022]
도 9 및 도 10은 반복 정사각형 형태의 표면 모폴로지를 예시하며, 표면 모폴로지는 본 개시내용에 따른 레이저 머신에 의해 생성된다. 도 9는 표면 모폴로지를 도시하는 사시도를 예시하고, 도 10은 표면 모폴로지를 도시하는 평면도 및 측면도를 예시한다.
[0023]
도 11은 본 개시내용에 따른, 레이저 머신 및 레이저 디바이스의 개략도를 예시한다.
[0024]
도 12는 본 개시내용에 따른, 레이저 머신 및 레이저 디바이스의 대안적인 개략도를 예시한다.
[0025]
도 13은 비드 블라스팅 프로세스 및 본 개시내용에 따른 프로세스를 사용하여 텍스처라이징된 컴포넌트들의 결과들을 비교하는 그래프 도면을 도시한다.
[0026]
이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 구현의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 설명 없이 다른 구현들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0027]
특허 또는 출원 파일은 컬러로 이루어진 적어도 하나의 도면을 포함한다. 컬러 도면(들)을 갖는 이 특허 또는 특허 출원 공보의 사본들은 요청 및 필요한 비용의 지불 시에 사무국에 의해 제공될 것이다.[0015] So that the above-described features of the present disclosure may be understood in detail, a more specific description of the present disclosure, briefly summarized above, may be had by reference to implementations, some of which are illustrated in the accompanying drawings. It should be noted, however, that the accompanying drawings illustrate only exemplary implementations and therefore should not be considered limiting the scope of the present disclosure.
[0016] Figure 1 illustrates a schematic diagram of a laser machine and a support system according to the present disclosure.
[0017] FIG. 2 illustrates an alternative schematic diagram of a laser machine and support system according to the present disclosure.
[0018] FIG. 3 illustrates a plan view of a gas distribution showerhead according to the present disclosure, with the area to be texturized being marked by boundary lines.
[0019] FIG. 4 illustrates a process sequence for a method of operating a laser machine and a support system according to the present disclosure.
[0020] Figures 5 and 6 illustrate surface morphologies of repeating random shapes, which surface morphologies are generated by a laser machine according to the present disclosure. Figure 5 illustrates a perspective view illustrating the surface morphology, and Figure 6 illustrates a plan view illustrating the surface morphology.
[0021] Figures 7 and 8 illustrate surface morphologies in the form of repeating waves, which surface morphologies are generated by a laser machine according to the present disclosure. Figure 7 illustrates a perspective view illustrating the surface morphology, and Figure 8 illustrates a plan view and a side view illustrating the surface morphology.
[0022] Figures 9 and 10 illustrate a surface morphology in the form of a repeating square, which surface morphology is generated by a laser machine according to the present disclosure. Figure 9 illustrates a perspective view illustrating the surface morphology, and Figure 10 illustrates a plan view and a side view illustrating the surface morphology.
[0023] FIG. 11 illustrates a schematic diagram of a laser machine and a laser device according to the present disclosure.
[0024] FIG. 12 illustrates an alternative schematic diagram of a laser machine and laser device according to the present disclosure.
[0025] FIG. 13 illustrates a graphical representation comparing results of textured components using a bead blasting process and a process according to the present disclosure.
[0026] To facilitate understanding, identical reference numerals have been used, where possible, to designate identical elements common to the drawings. It is contemplated that elements and features of one implementation may be beneficially incorporated into other implementations without further description.
[0027] The patent or application file shall contain at least one drawing in color. Copies of this patent or patent application publication with color drawing(s) will be provided by the Office upon request and payment of the necessary fee.
[0028] 본원에서 설명되는 구현들은 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 대해 텍스처라이징 프로세스를 수행하기 위해, 레이저에 의해 생성되는 광자들의 빔을 활용한다. 광자들의 빔이 컴포넌트의 표면으로 지향되고, 표면의 구역에 걸쳐 스캐닝되어 복수의 피처들이 형성된다. 표면 상에 형성된 피처들은 함몰부들, 돌출부들, 및/또는 이들의 조합들을 포함한다. 광자들의 빔은, 원하는 표면 모폴로지를 형성하기 위해, 세기가 감소될 수 있고, 그리고/또는 디포커싱(defocus)될 수 있고, 그리고/또는 특정 이동 속도로 스캐닝될 수 있다.[0028] The implementations described herein utilize a beam of photons generated by a laser to perform a texturizing process on the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber. The beam of photons is directed to the surface of the component and scanned across an area of the surface to form a plurality of features. The features formed on the surface include depressions, protrusions, and/or combinations thereof. The beam of photons can be reduced in intensity, defocused, and/or scanned at a particular translational speed to form the desired surface morphology.
[0029] 도 1은 컴포넌트(104)의 표면(103)을 텍스처라이징하기 위해 사용될 수 있는 레이저 머신(100) 및 지지 시스템(102)의 개략도를 도시한다. 컴포넌트(104)는, 예컨대, 가스 분배 샤워헤드, 챔버 벽, 또는 정전 척일 수 있다. 레이저 머신(100)은 전력 공급부(106), 제어기(108), 및 레이저 디바이스(116)를 포함한다. 레이저 디바이스(116)는 광자들의 빔(112)을 출력한다. 제어기(108)는 광자들의 빔(112)을 변조 및 스캐닝하기 위해 변조기 및/또는 스캐너를 포함할 수 있다. 레이저 머신은 광자들의 빔(112)을 펄싱하기 위해 펄스 공급 유닛을 더 포함할 수 있다. 광자들의 빔(112)을 펄싱하는 것은 컴포넌트(104)의 표면(103)에 가해지는 열의 양을 최소화하는 것을 도울 수 있다. 부가하여, 광자들의 빔(112)을 펄싱하는 것은 컴포넌트(104)의 표면(103)의 반사율의 결과로서 발생되는 문제들을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 본원에서 개시되는 실시예들은 약 60 μin 내지 약 360 μin의 거칠기 프로파일(Ra)의 산술 평균을 갖도록 컴포넌트(104)의 표면(103)을 텍스처라이징하기 위해 활용될 수 있다.[0029] Figure 1 illustrates a schematic diagram of a laser machine (100) and a support system (102) that may be used to texturize a surface (103) of a component (104). The component (104) may be, for example, a gas distribution showerhead, a chamber wall, or an electrostatic chuck. The laser machine (100) includes a power supply (106), a controller (108), and a laser device (116). The laser device (116) outputs a beam of photons (112). The controller (108) may include a modulator and/or a scanner to modulate and scan the beam of photons (112). The laser machine may further include a pulse supply unit to pulse the beam of photons (112). Pulsing the beam of photons (112) may help minimize the amount of heat applied to the surface (103) of the component (104). Additionally, pulsing the beam of photons (112) may help reduce problems arising as a result of the reflectivity of the surface (103) of the component (104). Embodiments disclosed herein may be utilized to texturize the surface (103) of the component (104) to have an arithmetic mean roughness profile (Ra) of from about 60 μin to about 360 μin.
[0030] 컴포넌트(104)는 재료, 이를테면, 금속 또는 금속 합금, 세라믹 재료, 폴리머 재료, 복합 재료, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 일 구현에서, 컴포넌트(104)는, 강철, 스테인리스 강, 탄탈럼, 텅스텐, 티타늄, 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 실리콘, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 탄화물, 사파이어(Al2O3), 실리콘 질화물, 이트리아, 이트륨 산화물, 및 이들의 조합들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 재료를 포함한다. 일 구현에서, 컴포넌트(104)는 금속 합금들, 이를테면, 오스테나이트-타입 스테인리스 강들, 철-니켈-크롬 합금들(예컨대, InconelTM 합금들), 니켈-크롬-몰리브덴-텅스텐 합금들(예컨대, HastelloyTM), 구리 아연 합금들, 크롬 구리 합금들(예컨대, 밸런스(balance) Cu를 갖는 5% 또는 10% Cr) 등을 포함한다. 다른 구현에서, 컴포넌트는 석영을 포함한다. 컴포넌트(104)는 또한, 폴리머들, 이를테면, 폴리이미드(VespelTM), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아릴레이트(ArdelTM) 등을 포함할 수 있다. 또 다른 구현에서, 컴포넌트(104)는 재료, 이를테면, 금, 은, 알루미늄 실리콘, 게르마늄, 게르마늄 실리콘, 붕소 질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 실리콘, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 탄화물, 이트리아, 이트륨 산화물, 비-폴리머들, 및 이들의 조합들을 포함할 수 있다.[0030] The component (104) may include a material, such as a metal or metal alloy, a ceramic material, a polymeric material, a composite material, or combinations thereof. In one implementation, the component (104) includes a material selected from the group consisting of steel, stainless steel, tantalum, tungsten, titanium, copper, aluminum, nickel, gold, silver, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon, silicon nitride, silicon oxide, silicon carbide, sapphire (Al 2 O 3 ), silicon nitride, yttria, yttrium oxide, and combinations thereof. In one implementation, the component (104) comprises metal alloys, such as austenitic-type stainless steels, iron-nickel-chromium alloys (e.g., Inconel ™ alloys), nickel-chromium-molybdenum-tungsten alloys (e.g., Hastelloy ™ ), copper-zinc alloys, chromium copper alloys (e.g., 5% or 10% Cr with balance Cu), and the like. In another implementation, the component comprises quartz. The component (104) may also comprise polymers, such as polyimide (Vespel ™ ), polyetheretherketone (PEEK), polyarylate (Ardel ™ ), and the like. In another implementation, the component (104) may include materials such as gold, silver, aluminum silicon, germanium, germanium silicon, boron nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon, silicon nitride, silicon oxide, silicon carbide, yttria, yttrium oxide, non-polymers, and combinations thereof.
[0031] 지지 시스템(102)은 레이저 머신(100)의 하류에 포지셔닝될 수 있다. 지지 시스템(102)은 컴포넌트(104)를 지지하기 위한 이를테면 하나 이상의 실시예들에서의 기판 지지부와 유사한 지지부(122)를 포함한다. 지지 시스템(102) 및 레이저 머신(100)은, 레이저 디바이스(116)에 의해 출력되는 광자들의 빔(112)이 컴포넌트(104)의 표면(103)으로 지향되도록, 서로에 대하여 포지셔닝된다. 도 1에 예시된 본 개시내용의 일 구현에서, 레이저 머신(100)은 레이저 디바이스(116)의 출력의 포지션을 조정하기 위한 작동 수단(124)을 더 포함할 수 있다. 그러한 구현에서, 지지부(122)가 고정된 상태로 유지될 수 있고, 작동 수단(124)이 레이저 디바이스(116)의 출력의 포지션을 조정할 수 있음으로써, 레이저 디바이스(116)에 의해 출력되는 광자들의 빔(112)이 표면(103)에 걸쳐 스캐닝되게 할 수 있다. 도 2에 예시된 본 개시내용의 대안적인 구현에서, 지지 시스템(102)은 지지부(122)를 이동시키기 위한 작동 수단(124)을 포함할 수 있다. 그러한 구현에서, 레이저 디바이스(116)의 출력이 고정된 상태로 유지될 수 있고, 작동 수단(124)이 지지부(122)의 포지션을 조정할 수 있음으로써, 레이저 디바이스(116)에 의해 출력되는 광자들의 빔(112)이 표면(103)에 걸쳐 스캐닝되게 할 수 있다. 레이저 디바이스(116) 또는 지지부(122) 중 어느 하나의 포지션을 조정하기 위한 작동 수단(124)은, 예컨대, X-Y 스테이지, 연장 암, 및/또는 병진 이동 및/또는 회전 이동이 가능한 회전 샤프트를 포함할 수 있다.[0031] The support system (102) can be positioned downstream of the laser machine (100). The support system (102) includes a support (122) similar to a substrate support in one or more embodiments for supporting the component (104). The support system (102) and the laser machine (100) are positioned relative to each other such that a beam of photons (112) output by the laser device (116) is directed toward the surface (103) of the component (104). In one implementation of the present disclosure illustrated in FIG. 1, the laser machine (100) can further include actuating means (124) for adjusting the position of the output of the laser device (116). In such an implementation, the support (122) may be held fixed and the actuating means (124) may adjust the position of the output of the laser device (116), thereby causing a beam of photons (112) output by the laser device (116) to be scanned across the surface (103). In an alternative implementation of the present disclosure illustrated in FIG. 2, the support system (102) may include actuating means (124) for moving the support (122). In such an implementation, the output of the laser device (116) may be held fixed and the actuating means (124) may adjust the position of the support (122), thereby causing a beam of photons (112) output by the laser device (116) to be scanned across the surface (103). The actuating means (124) for adjusting the position of either the laser device (116) or the support (122) may include, for example, an X-Y stage, an extension arm, and/or a rotating shaft capable of translational and/or rotational movement.
[0032] 제어기(108)는 제어기가 레이저 디바이스(116)에 의해 출력되는 광자들의 빔(112)과 연관된 다양한 파라미터들을 제어할 수 있게 하는 방식으로 레이저 디바이스(116)에 연결될 수 있다. 특히, 제어기(108)는, 적어도, 광자들의 빔(112)과 연관된 다음의 파라미터들: 파장, 펄스 폭, 반복 레이트, 이동 속도, 전력 레벨, 및 빔 사이즈를 제어하기 위해, 레이저 디바이스(116)에 연결될 수 있다. 광자들의 빔(112)과 연관된 이들 다양한 파라미터들을 제어할 수 있음으로써, 제어기(108)는 컴포넌트(104)의 표면(103) 상에 형성된 표면 모폴로지를 조정(dictate)할 수 있다. "이동 속도"는 광자들의 빔(112)이 이동되고 컴포넌트(104)가 고정되어 있는 구현, 및 광자들의 빔(112)이 고정되어 있고 컴포넌트가 이동되는 구현을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어기(108)는 또한, 제어기가 지지부(122)에 연결된 작동 수단(124)을 제어할 수 있게 하는 방식으로 지지 시스템(102)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 지지부(122)에 연결된 작동 수단(124)을 제어하기 위해, 이차 제어기가 지지 시스템(102)에 연결될 수 있다.[0032] The controller (108) may be coupled to the laser device (116) in a manner that allows the controller to control various parameters associated with the beam of photons (112) output by the laser device (116). In particular, the controller (108) may be coupled to the laser device (116) to control at least the following parameters associated with the beam of photons (112): wavelength, pulse width, repetition rate, translation speed, power level, and beam size. By controlling these various parameters associated with the beam of photons (112), the controller (108) may dictate the surface morphology formed on the surface (103) of the component (104). It should be understood that “translation speed” includes implementations where the beam of photons (112) is translated and the component (104) is stationary, and implementations where the beam of photons (112) is translated and the component is stationary. As illustrated in FIG. 2, the controller (108) may also be connected to the support system (102) in such a way that the controller can control an actuating means (124) connected to the support (122). Alternatively, a secondary controller may be connected to the support system (102) to control the actuating means (124) connected to the support (122).
[0033] 제어기(108)는 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서(CPU) 중 하나일 수 있다. 컴퓨터는 임의의 적합한 메모리, 이를테면, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플로피 디스크 드라이브, 하드 디스크, 또는 로컬 또는 원격의 임의의 다른 형태의 디지털 스토리지를 사용할 수 있다. 다양한 지원 회로들이 통상적인 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 CPU에 커플링될 수 있다. 필요에 따라, 소프트웨어 루틴들이 메모리에 저장될 수 있거나, 또는 원격으로 위치된 제2 CPU에 의해 실행될 수 있다. 소프트웨어 루틴은, 실행될 때, 챔버 프로세스가 수행되도록 동작을 제어하는 특정 프로세스 컴퓨터로 범용 컴퓨터를 변환시킨다. 대안적으로, 본원에서 설명되는 구현은 애플리케이션 특정 집적 회로 또는 다른 타입의 하드웨어 구현으로서 하드웨어로 수행될 수 있거나, 또는 소프트웨어 또는 하드웨어의 조합으로 수행될 수 있다.[0033] The controller (108) may be any type of general-purpose computer processor (CPU) that may be used in an industrial setting. The computer may utilize any suitable memory, such as random access memory, read-only memory, a floppy disk drive, a hard disk, or any other form of digital storage, local or remote. Various support circuits may be coupled to the CPU to support the processor in a conventional manner. If desired, software routines may be stored in memory, or may be executed by a second CPU located remotely. The software routines, when executed, transform the general-purpose computer into a specific process computer that controls the operation of the chamber process to be performed. Alternatively, the implementations described herein may be implemented in hardware, as an application-specific integrated circuit or other type of hardware implementation, or may be implemented in a combination of software and hardware.
[0034] 레이저 머신(100)의 레이저 디바이스(116)는 약 3 W 내지 약 30 W의 범위의 전력 출력을 가질 수 있다. 대안적으로, 레이저 머신은 약 1 W 내지 약 150 W의 범위의 전력 출력을 가질 수 있다. 레이저 디바이스(116)는 또한, 광자들의 빔(112)을 펄싱하는 것이 가능할 수 있고, 광자들의 빔(112)과 연관된 파라미터들(예컨대, 파장, 펄스 폭, 펄스 주파수, 반복 레이트, 이동 속도, 전력 레벨, 및 빔 사이즈)을 변화시키는 것이 가능할 수 있으며, 이는 아래에서 더 논의된다. 레이저 머신(100)의 레이저 디바이스(116)는 상업적으로 입수가능한 레이저일 수 있다. 본 개시내용에 따를 수 있는 상업적으로 입수가능한 레이저 머신의 예는 Spectral Physics Quanta-Ray Laser의 IPG YLPP 레이저이다.[0034] The laser device (116) of the laser machine (100) may have a power output in the range of about 3 W to about 30 W. Alternatively, the laser machine may have a power output in the range of about 1 W to about 150 W. The laser device (116) may also be capable of pulsing the beam of photons (112) and varying parameters associated with the beam of photons (112) (e.g., wavelength, pulse width, pulse frequency, repetition rate, travel speed, power level, and beam size), as discussed further below. The laser device (116) of the laser machine (100) may be a commercially available laser. An example of a commercially available laser machine that may be in accordance with the present disclosure is the IPG YLPP laser from Spectral Physics Quanta-Ray Laser.
[0035] 레이저 머신(100) 및 지지 시스템(102)은 텍스처라이징 프로세스를 수행하기 위해 진공 환경을 요구하지 않는데, 이는 레이저 디바이스(116)의 출력이 광자들의 빔(112)이기 때문이다. 따라서, 레이저 디바이스(116)의 출력은 텍스처라이징 프로세스를 수행하기 위해 전자-빔이 사용되는 종래의 전자기 빔 생성 시스템과 상이하다. 전자기 빔 시스템은 전형적으로, 주변 가스 원자들과 전자들의 상호작용 및 산란으로 인해 진공 환경(예컨대, 진공 챔버)을 요구하고, 그에 따라, 전자 빔의 정밀한 제어를 유지하기 위해 진공 환경이 필요하다. 위에서 논의된 바와 같이, 진공 환경의 요건은 전자기 빔 시스템을 사용하여 텍스처라이징될 수 있는 컴포넌트의 사이즈에 물리적 제약들을 부과하는데, 이는 컴포넌트가 진공 챔버 내에 피팅되는 것이 가능해야만 하기 때문이다. 부가하여, 진공 환경의 요건은 전자기 시스템의 복잡성을 증가시키는데, 이는 진공 챔버가 특수 장비(예컨대, 펌프, 센서들, 밀봉부들)를 포함해야만 하기 때문이다. 결과적으로, 전자기 빔 시스템들은 텍스처라이징 프로세스를 수행하기 위해 본 개시내용에서 논의되는 레이저 머신(100) 및 지지 시스템(102)을 사용할 때 발생될 자본 비용보다 상당히 더 높은 자본 비용들을 갖는다.[0035] The laser machine (100) and support system (102) do not require a vacuum environment to perform the texturizing process, because the output of the laser device (116) is a beam of photons (112). Therefore, the output of the laser device (116) is different from conventional electromagnetic beam generation systems in which electron beams are used to perform the texturizing process. Electromagnetic beam systems typically require a vacuum environment (e.g., a vacuum chamber) due to the interaction and scattering of electrons with surrounding gas atoms, and thus, a vacuum environment is required to maintain precise control of the electron beam. As discussed above, the requirement of a vacuum environment imposes physical constraints on the size of components that can be texturized using the electromagnetic beam system, because the components must be able to fit within the vacuum chamber. In addition, the requirement of a vacuum environment increases the complexity of the electromagnetic system, because the vacuum chamber must include special equipment (e.g., pumps, sensors, seals). As a result, electromagnetic beam systems have significantly higher capital costs than would be incurred when using the laser machine (100) and support system (102) discussed in the present disclosure to perform the texturizing process.
[0036] 따라서, 레이저 머신(100) 및 지지 시스템(102)은 광자들의 빔(112)이 통과하는 공기가 대략 78% 질소 및 대략 21% 산소인 주변 공기 환경에서 사용될 수 있다. 그러나, 일부 상황들에서, 레이저 머신(100) 및 지지 시스템(102)을 산소-고갈(oxygen-depleted) 환경 내에 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 상황에서, 레이저 머신(100) 및 지지 시스템(102)은 주변 공기 대신에 질소 가스가 사용되는 챔버 내에 포지셔닝될 수 있다. 진공이 요구되지 않기 때문에, 챔버 내의 압력은 대기압으로 유지될 수 있다. "대기압"은 위치마다 상이할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 동안 컴포넌트(104)가 배치되는 구역 내의 압력은 조절되지 않을 수 있다.[0036] Therefore, the laser machine (100) and the support system (102) can be used in an ambient air environment where the air through which the beam of photons (112) passes is approximately 78% nitrogen and approximately 21% oxygen. However, in some situations, it may be desirable to position the laser machine (100) and the support system (102) in an oxygen-depleted environment. In such situations, the laser machine (100) and the support system (102) can be positioned in a chamber where nitrogen gas is used instead of ambient air. Since no vacuum is required, the pressure within the chamber can be maintained at atmospheric pressure. It should be understood that “atmospheric pressure” can vary from location to location. In some embodiments, the pressure within the area where the component (104) is placed during processing may not be controlled.
[0037] 도 4는 레이저 머신(100) 및 지지 시스템(102)을 동작시키는 방법을 위한 프로세스 시퀀스(200)를 도시하며, 프로세스 시퀀스(200)는 201에서 시작되고 209에서 종료된다. 박스(202)에서, 컴포넌트(104)가 지지부(122) 상에 포지셔닝된다. 박스(204)에서, 컴포넌트(104)의 표면(103) 상에 제1 구역(126)이 정의된다. 컴포넌트(104)가 복수의 관통-홀들(135)을 갖는 가스 분배 샤워헤드(133)인 도 3에 예시된 바와 같이, 제1 구역(126)은 제1 구역의 외측 경계들을 정의하는 제1 외측 경계(127)를 갖는다. 제1 외측 경계(127)는 제1 표면 영역을 정의한다. 컴포넌트(104)의 제1 표면 영역 대 제2 표면 영역의 비는 적어도 0.6일 수 있다. 컴포넌트(104)의 제2 표면 영역은 텍스처라이징되는 표면(103)의 제2 외측 경계(132)에 의해 정의된다. 따라서, 제2 표면 영역 내에 포지셔닝된 제1 표면 영역은 제2 표면 영역의 적어도 60%일 수 있다. 제1 및 제2 표면 영역들의 사이즈는 텍스처라이징되는 컴포넌트(104)의 형상 및 사이즈에 따라 변화될 것이라는 것이 이해되어야 한다. 대안적으로, 제1 표면 영역 대 제2 표면 영역의 비는 0.7, 0.8, 및/또는 0.9 초과일 수 있다.[0037] Figure 4 illustrates a process sequence (200) for a method of operating a laser machine (100) and a support system (102), the process sequence (200) starting at 201 and ending at 209. In box (202), a component (104) is positioned on a support (122). In box (204), a first region (126) is defined on a surface (103) of the component (104). As illustrated in Figure 3, where the component (104) is a gas distribution showerhead (133) having a plurality of through-holes (135), the first region (126) has a first outer boundary (127) defining outer boundaries of the first region. The first outer boundary (127) defines a first surface area. A ratio of the first surface area to the second surface area of the component (104) can be at least 0.6. The second surface area of the component (104) is defined by the second outer boundary (132) of the surface (103) to be textured. Accordingly, the first surface area positioned within the second surface area can be at least 60% of the second surface area. It should be understood that the sizes of the first and second surface areas will vary depending on the shape and size of the component (104) to be textured. Alternatively, the ratio of the first surface area to the second surface area can be greater than 0.7, 0.8, and/or 0.9.
[0038] 박스(206)에서, 레이저 머신(100)은 레이저 디바이스(116)가 광자들의 빔(112)을 출력하도록 전력 공급부(106)를 통해 전력을 공급받는다. 위에서 논의된 바와 같이, 레이저 머신(100)의 제어기(108)는 표면(103) 상의 원하는 텍스처에 따라 광자들의 빔(112)과 연관된 파라미터들을 변화시킬 수 있다. 일 구현에서, 광자들의 빔(112)은 약 345 nm 내지 약 1100 nm의 범위의 파장을 가질 수 있다. 다른 구현에서, 광자들의 빔은 자외선 광 범위(약 170 nm 내지 약 400 nm)의 파장을 가질 수 있다. 또 다른 구현에서, 광자들의 빔은 적외선 광 범위(약 700 nm 내지 약 1.1 mm)의 파장을 가질 수 있다. 레이저 디바이스(116)에 의해 출력되는 광자들의 빔(112)은 제1 구역(126) 내의 포지션에 있는 컴포넌트(104)의 표면(103)을 향해 지향된다. 광자들의 빔(112)은 컴포넌트(104)의 표면(103)에서 약 7 μm 내지 약 75 μm의 범위의 빔 직경을 가질 수 있다. 대안적으로, 광자들의 빔(112)은 컴포넌트(104)의 표면(103)에서 약 2.5 μm 내지 약 100 μm의 범위의 빔 직경을 가질 수 있다. 일 구현에서, 광자들의 빔(112)에 의해 이동되는 작업 거리는 약 50 밀리미터 내지 약 1,000 밀리미터이다. 다른 구현에서, 광자들의 빔(112)에 의해 이동되는 작업 거리는 약 200 밀리미터 내지 약 350 밀리미터이다. 레이저 머신(100)의 레이저 디바이스(116)가 약 1 W 내지 약 150 W의 범위의 전력 출력을 가질 수 있기 때문에, 광자들의 빔(112)은 약 10x10-6 J 내지 약 400x10-6 J의 범위의 펄스 전력을 가질 수 있다. 광자들의 빔(112)은 약 10 ps 내지 약 30 ns의 범위의 펄스 폭을 가질 수 있다. 추가로, 광자들의 빔(112)은 일 실시예에서는 약 10 KHz 내지 약 200 KHz의 범위, 그리고 더 구체적으로, 다른 실시예에서는 약 10 KHz 내지 약 3 MHz의 범위의 펄스 반복 레이트를 가질 수 있다. 제어기(108)는 레이저 디바이스(116)의 펄스 폭 및/또는 펄스 반복 레이트를 제어하기 위해 사용될 수 있다.[0038] In box (206), the laser machine (100) is powered via a power supply (106) such that the laser device (116) outputs a beam of photons (112). As discussed above, the controller (108) of the laser machine (100) can vary parameters associated with the beam of photons (112) depending on the desired texture on the surface (103). In one implementation, the beam of photons (112) can have a wavelength in a range of about 345 nm to about 1100 nm. In another implementation, the beam of photons can have a wavelength in the ultraviolet range (about 170 nm to about 400 nm). In yet another implementation, the beam of photons can have a wavelength in the infrared range (about 700 nm to about 1.1 mm). A beam of photons (112) output by the laser device (116) is directed toward a surface (103) of a component (104) at a position within the first region (126). The beam of photons (112) can have a beam diameter in the range of about 7 μm to about 75 μm at the surface (103) of the component (104). Alternatively, the beam of photons (112) can have a beam diameter in the range of about 2.5 μm to about 100 μm at the surface (103) of the component (104). In one implementation, the working distance traveled by the beam of photons (112) is in the range of about 50 millimeters to about 1,000 millimeters. In another implementation, the working distance traveled by the beam of photons (112) is in the range of about 200 millimeters to about 350 millimeters. Since the laser device (116) of the laser machine (100) can have a power output in the range of about 1 W to about 150 W, the beam of photons (112) can have a pulse power in the range of about 10x10 -6 J to about 400x10 -6 J. The beam of photons (112) can have a pulse width in the range of about 10 ps to about 30 ns. Additionally, the beam of photons (112) can have a pulse repetition rate in one embodiment in the range of about 10 KHz to about 200 KHz, and more specifically, in another embodiment in the range of about 10 KHz to about 3 MHz. The controller (108) can be used to control the pulse width and/or pulse repetition rate of the laser device (116).
[0039] 박스(208)에서, 광자들의 빔(112)이 표면(103)의 제1 구역(126)에 걸쳐 스캐닝됨으로써, 표면 상에 복수의 피처들이 형성된다. 광자들의 빔(112)은, 이를테면 레이저 디바이스(116)로부터 광자들의 빔(112)이 펄싱되면서, 약 0.1 m/s 내지 약 30 m/s의 범위의 이동 속도로 표면(103)의 제1 구역(126)에 걸쳐 스캐닝될 수 있다. 도 5 내지 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 광자들의 빔(112)이 표면(103)의 제1 구역(126)에 걸쳐 스캐닝된 결과로서 형성된 피처들은 함몰부들, 돌출부들, 또는 이들의 조합들을 포함한다. 제어기(108)는, 광자들의 빔(112)이 제1 구역(126)에 걸쳐 스캐닝되고 있을 때, 광자들의 빔(112)과 연관된 특정 파라미터들을 변화시키도록 프로그래밍될 수 있다. 예컨대, 제어기(108)는, 광자들의 빔(112)이 제1 구역(126)에 걸쳐 스캐닝되고 있는 동안, 광자들의 빔(112)을 펄싱할 수 있다. 일 구현에서, 제어기(108)는 약 0.2 ns 내지 약 100 ns의 범위의 펄스 폭을 갖도록 레이저 디바이스(116)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기(108)는 약 400 fs 내지 약 200 ns의 범위의 펄스 폭을 갖도록 레이저 디바이스(116)를 제어할 수 있다.[0039] In the box (208), a beam of photons (112) is scanned across a first region (126) of the surface (103), thereby forming a plurality of features on the surface. The beam of photons (112) may be scanned across the first region (126) of the surface (103) at a travel speed ranging from about 0.1 m/s to about 30 m/s, for example, while the beam of photons (112) is pulsed from a laser device (116). As can be seen in FIGS. 5 to 10, the features formed as a result of the beam of photons (112) being scanned across the first region (126) of the surface (103) include depressions, protrusions, or a combination thereof. The controller (108) can be programmed to vary certain parameters associated with the beam of photons (112) as the beam of photons (112) is scanned across the first region (126). For example, the controller (108) can pulse the beam of photons (112) while the beam of photons (112) is scanned across the first region (126). In one implementation, the controller (108) can control the laser device (116) to have a pulse width in the range of about 0.2 ns to about 100 ns. In one embodiment, the controller (108) can control the laser device (116) to have a pulse width in the range of about 400 fs to about 200 ns.
[0040] 이러한 방식으로, 레이저 머신(100)은 제1 구역에 대한 전체 표면 모폴로지를 형성하기 위해 사용될 수 있다.[0040] In this way, the laser machine (100) can be used to form the entire surface morphology for the first region.
**
*[0041] 상황에 따라, 레이저 머신(100)은 제1 구역(126)에 대한 3개의 상이한 타입들의 표면 모폴로지들을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 표면 모폴로지는 반복 랜덤 형태이며, 여기서, 반복 랜덤 형태는 돌출부들과 함몰부들의 조합을 생성한다. 복수의 돌출부들이, 예컨대, 평탄한 표면 및 볼록한 표면을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 5 및 도 6에서, 최저 함몰부로부터 최고 돌출부까지의 최고의 높이 변화는 약 4,000 nm 내지 약 4,500 nm의 범위이다. 표면 모폴로지가 반복 랜덤 형태이기 때문에, 돌출부들 및 함몰부들은 주기적인 파를 형성하지 않는다.*[0041] Depending on the situation, the laser machine (100) can be used to form three different types of surface morphologies for the first region (126). As shown in FIGS. 5 and 6, the first surface morphology is a repeating random shape, wherein the repeating random shape generates a combination of protrusions and depressions. It should be understood that the plurality of protrusions can have, for example, a flat surface and a convex surface. In FIGS. 5 and 6, the maximum height change from the lowest depression to the highest protrusion is in the range of about 4,000 nm to about 4,500 nm. Since the surface morphology is a repeating random shape, the protrusions and depressions do not form periodic waves.
[0042] 반복 형태는 펄스 주파수 및 스캔 레이트를 동기화시킴으로써 달성될 수 있다. 펄싱 레이저 및 기판이 서로에 대하여 이동함에 따라, 레이저는 반복되는 간격으로 기판 표면에 영향을 미치는 복사를 방출하여 반복 형태를 생성한다. 반복 형태의 정확한 형상은 스캔 레이트에 대해 레이저 펄스들의 시간적 프로파일을 조정함으로써 조정될 수 있다. 스캔 레이트와 비교하여 매우 빠른 전력 램프 시간(power ramp time)을 갖는 레이저 펄스가 사용되는 경우, 램프-업(ramp-up) 또는 램프-다운(ramp-down) 동안 기판이 멀리 병진 이동하지 않기 때문에, 반복 형태는 실질적인 직사각형 프로파일의 경향이 있을 것이다. 램프 시간이 펄스 지속기간과 비교하여 매우 짧은 경우, 레이저 펄스의 시간적 프로파일이 실질적으로 평탄하기 때문에, 반복 형태는 또한, 실질적인 직사각형 프로파일의 경향이 있을 것이다. 스캔 레이트가 펄스 지속기간 또는 램프 시간과 비교하여 낮은 경우, 각각의 레이저 펄스에 의해 전달되는 광자들이 기판의 더 작은 구역에 집중되기 때문에, 반복 형태는 또한, 실질적인 직사각형 프로파일의 경향이 있을 것이다. 펄스 지속기간에 비하여 램프 시간 및/또는 스캔 레이트를 증가시키는 것은 형성되는 피처들의 더 둥글거나 또는 테이퍼링(taper)된 코너들을 생성할 것이다. 레이저 전력 공급부에 파형 생성기를 커플링시킴으로써, 레이저 펄스들 자체가 또한 변조될 수 있다. 이러한 방식으로, 펄스들은 더 테이퍼링된 램프 레이트들, 및 심지어 정현파 시간적 프로파일들로 생성될 수 있다. 이러한 조치들은 파 형상의 경향이 있는 피처들을 생성할 것이다. 피처 피치는 스캔 레이트와 펄스 주파수의 관계에 의해 결정된다. 따라서, 피처 피치는 펄스 주파수를 조정함으로써 독립적으로 조정될 수 있으며, 이는 펄스 지속기간에 의해 하이 엔드(high end)에서 제한될 것이다.[0042] The repeating pattern can be achieved by synchronizing the pulse frequency and scan rate. As the pulsed laser and substrate move relative to each other, the laser emits radiation that impacts the substrate surface at repeating intervals, creating a repeating pattern. The exact shape of the repeating pattern can be adjusted by adjusting the temporal profile of the laser pulses relative to the scan rate. If a laser pulse having a very fast power ramp time relative to the scan rate is used, the repeating pattern will tend to be a substantially rectangular profile because the substrate does not translate very far during the ramp-up or ramp-down. If the ramp time is very short relative to the pulse duration, the repeating pattern will also tend to be a substantially rectangular profile because the temporal profile of the laser pulse is substantially flat. If the scan rate is low relative to the pulse duration or ramp time, the repeating pattern will also tend to be a substantially rectangular profile because the photons transmitted by each laser pulse are concentrated on a smaller area of the substrate. Increasing the ramp time and/or scan rate relative to the pulse duration will produce more rounded or tapered corners of the features being formed. By coupling a waveform generator to the laser power supply, the laser pulses themselves can also be modulated. In this way, the pulses can be produced with more tapered ramp rates, and even sinusoidal temporal profiles. These actions will produce features that tend to have a wave-like shape. The feature pitch is determined by the relationship between the scan rate and the pulse frequency. Thus, the feature pitch can be independently adjusted by adjusting the pulse frequency, which will be limited at the high end by the pulse duration.
[0043] 도 5 및 도 6에 도시된 반복 랜덤 형태의 Ra의 예는, 레이저 머신(100)의 전력 출력이 30 W이고, 컴포넌트(104)가 알루미늄이고, 빔 직경이 약 7 μm일 때, 약 60 μin이다. 레이저 머신(100)의 전력 출력 및 광자들의 빔(112)과 연관된 다양한 변수들에 따라 Ra 값이 변화될 것이라는 것이 이해되어야 한다. 레이저 머신(100)을 사용하여 달성되는 반복 랜덤 형태는, 레이저 머신(100)의 사용으로 인해 비드 블라스팅 프로세스에 내재된 문제들의 일부가 방지되는 것을 제외하고, 비드 블라스팅 프로세스를 사용하여 달성될 수 있는 표면 모폴로지 및 Ra 값과 유사한 표면 모폴로지 및 Ra 값을 가질 수 있다. 예컨대, 컴포넌트(104)가 가스 분배 샤워헤드(133)(도 3에 개략적으로 예시됨)인 경우, 테이퍼링된 복수의 관통-홀들(135)이 있게 될 것이다. 위에서 논의된 바와 같이, 비드 블라스팅 프로세스는 텍스처링될 표면에 빠른 속도(velocity)로 복수의 비드들을 블라스팅하는 것을 수반한다. 결과적으로, 비드 블라스팅 프로세스와 연관된 제어 및 정밀도의 본질적인 결여가 있다.[0043] An example of the repeating random shape Ra illustrated in FIGS. 5 and 6 is about 60 μin when the power output of the laser machine (100) is 30 W, the component (104) is aluminum, and the beam diameter is about 7 μm. It should be understood that the Ra value will vary depending on various variables associated with the power output of the laser machine (100) and the beam of photons (112). The repeating random shape achieved using the laser machine (100) can have a surface morphology and Ra value similar to that achieved using the bead blasting process, except that some of the problems inherent in the bead blasting process are avoided due to the use of the laser machine (100). For example, if the component (104) is a gas distribution showerhead (133) (as schematically illustrated in FIG. 3 ), there will be a plurality of tapered through-holes (135). As discussed above, the bead blasting process involves blasting multiple beads at high velocity onto the surface to be textured. As a result, there is an inherent lack of control and precision associated with the bead blasting process.
[0044] 비드 블라스팅 프로세스에서 사용되는 비드들은 또한, 관통-홀들(135) 내에 포획 또는 매립될 수 있다. 부가적으로, 비드들은 관통-홀들(135)의 코너 또는 에지를 타격하여, 표면(103)을 텍스처라이징하는 것이 아니라 관통-홀들의 프로파일을 바람직하지 않게 변경할 수 있다. 반복 랜덤 형태 표면 모폴로지로 가스 분배 샤워헤드(133)를 텍스처라이징하기 위해 레이저 머신(100)을 사용하는 것은, 이 텍스처링 프로세스를 통해 달성될 수 있는 더 높은 정밀도로 인해, 샤워헤드(133) 내의 관통-홀들(135)의 경계 프로파일을 그렇게 크게 변경하지 않을 것이다. 레이저 머신(100)은 반복 랜덤 형태가 제1 외측 경계들(127) 내에서 계속해서 반복되도록 제1 구역(126) 내의 표면(103)을 텍스처라이징할 수 있다.[0044] The beads used in the bead blasting process may also be captured or embedded within the through-holes (135). Additionally, the beads may strike the corners or edges of the through-holes (135) to undesirably alter the profile of the through-holes rather than texturizing the surface (103). Using the laser machine (100) to texturize the gas distribution showerhead (133) with a repeating random shape surface morphology will not alter the boundary profile of the through-holes (135) within the showerhead (133) as significantly due to the higher precision that can be achieved through this texturing process. The laser machine (100) can texturize the surface (103) within the first region (126) such that the repeating random shape continues to repeat within the first outer boundaries (127).
[0045] 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 표면 모폴로지는 반복 파 형태이며, 여기서, 반복 파 형태는 돌출부들과 함몰부들의 조합을 생성한다. 복수의 돌출부들이, 예컨대, 대체로 볼록한 표면을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 7 및 도 8에서, 최저 함몰부로부터 최고 돌출부까지의 최고의 높이 변화는 약 4,000 nm 내지 약 4,500 nm의 범위이다. 표면 모폴로지가 반복 파 형태이기 때문에, 돌출부들 및 함몰부들은 복수의 돌출부들 각각이 대체로 볼록하고 뾰족한 부분이 되는 주기적인 프로파일을 형성한다. 반복 파 형태와 연관된 주기적인 프로파일은 표면의 x-축과 표면의 y-축 둘 모두를 따라 표면(103)의 제1 구역(126) 전체에 걸쳐 반복된다.[0045] As shown in FIGS. 7 and 8, the second surface morphology is a repeating wave shape, wherein the repeating wave shape generates a combination of protrusions and depressions. It should be appreciated that the plurality of protrusions may have, for example, a generally convex surface. In FIGS. 7 and 8, the maximum height change from the lowest depression to the highest protrusion is in the range of about 4,000 nm to about 4,500 nm. Since the surface morphology is a repeating wave shape, the protrusions and depressions form a periodic profile in which each of the plurality of protrusions is a generally convex and pointed portion. The periodic profile associated with the repeating wave shape is repeated throughout the first region (126) of the surface (103) along both the x-axis of the surface and the y-axis of the surface.
[0046] 도 7 및 도 8에 도시된 반복 파 형태의 거칠기 프로파일(Ra)의 산술 평균의 예는, 레이저 머신(100)의 전력 출력이 30 W이고, 컴포넌트(104)가 알루미늄이고, 빔 직경이 약 7 μm일 때, 약 108 μin이다. 레이저 머신(100)의 전력 출력 및 광자들의 빔(112)과 연관된 다양한 변수들에 따라 Ra 값이 변화될 것이라는 것이 이해되어야 한다. 반복 랜덤 형태와 달리, 반복 파 형태는 비드 블라스팅 프로세스를 사용하여 전형적으로 달성되는 표면 모폴로지와 상이하다. 레이저 머신(100)은 반복 파 형태가 제1 외측 경계들(127) 내에서 계속해서 반복되도록 제1 구역(126) 내의 표면(103)을 텍스처라이징할 수 있다.[0046] An example of an arithmetic mean of the roughness profile (Ra) of the repeating wave shape shown in FIGS. 7 and 8 is about 108 μin when the power output of the laser machine (100) is 30 W, the component (104) is aluminum, and the beam diameter is about 7 μm. It should be understood that the Ra value will vary depending on various variables associated with the power output of the laser machine (100) and the beam of photons (112). Unlike the repeating random shape, the repeating wave shape is different from the surface morphology typically achieved using a bead blasting process. The laser machine (100) can texturize the surface (103) within the first region (126) such that the repeating wave shape continues to repeat within the first outer boundaries (127).
[0047] 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제3 표면 모폴로지는 반복 정사각형 형태이며, 여기서, 반복 정사각형 형태는 돌출부들과 함몰부들의 조합을 생성한다. 복수의 돌출부들이, 예컨대, 대체로 평탄한 표면을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 9 및 도 10에서, 최저 함몰부로부터 최고 돌출부까지의 최고의 높이 변화는 약 4,000 nm 내지 약 4,500 nm의 범위이다. 표면 모폴로지가 반복 정사각형 형태이기 때문에, 돌출부들 및 함몰부들은 복수의 돌출부들 각각이 대체로 평탄한 부분이 되는 주기적인 프로파일을 형성한다. 반복 정사각형 형태와 연관된 주기적인 프로파일은 표면의 x-축과 표면의 y-축 둘 모두를 따라 표면(103)의 제1 구역(126) 전체에 걸쳐 반복된다.[0047] As shown in FIGS. 9 and 10, the third surface morphology is a repeating square shape, wherein the repeating square shape generates a combination of protrusions and depressions. It should be appreciated that the plurality of protrusions may have, for example, a substantially flat surface. In FIGS. 9 and 10, the maximum height change from the lowest depression to the highest protrusion is in the range of about 4,000 nm to about 4,500 nm. Since the surface morphology is a repeating square shape, the protrusions and depressions form a periodic profile in which each of the plurality of protrusions is a substantially flat portion. The periodic profile associated with the repeating square shape is repeated throughout the first region (126) of the surface (103) along both the x-axis of the surface and the y-axis of the surface.
[0048] 도 9 및 도 10에 도시된 반복 정사각형 형태의 거칠기 프로파일(Ra)의 산술 평균의 예는, 레이저 머신(100)의 전력 출력이 30 W이고, 컴포넌트(104)가 알루미늄이고, 빔 직경이 약 25 μm일 때, 약 357 μin이다. 레이저 머신(100)의 전력 출력 및 광자들의 빔(112)과 연관된 다양한 변수들에 따라 Ra 값이 변화될 것이라는 것이 이해되어야 한다. 반복 정사각형 형태는 특히, 컴포넌트(104)가 정전 척일 때 적용가능할 수 있다. 도 9에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 반복 정사각형 형태 내의 돌출부들 및 함몰부들은 복수의 통로들을 생성한다. 복수의 통로들은, 예컨대, 웨이퍼 프로세싱 동안 정전 척의 최상부 상에 놓여 있는 실리콘 웨이퍼 아래에서 가스가 통로들을 통해 통과될 수 있게 한다.[0048] An example of an arithmetic mean of the roughness profile (Ra) of the repeating square shape illustrated in FIGS. 9 and 10 is about 357 μin when the power output of the laser machine (100) is 30 W, the component (104) is aluminum, and the beam diameter is about 25 μm. It should be understood that the Ra value will vary depending on various variables associated with the power output of the laser machine (100) and the beam (112) of photons. The repeating square shape may be particularly applicable when the component (104) is an electrostatic chuck. As best seen in FIG. 9, the protrusions and depressions within the repeating square shape create a plurality of passages. The plurality of passages allow gas to pass through the passages under a silicon wafer, for example, which is placed on top of the electrostatic chuck during wafer processing.
[0049] 돌출부들의 최상부 표면들을 평탄화하는 것을 돕기 위해, 텍스처라이징 프로세스 후에 후속 폴리싱 프로세스가 수행될 수 있으며, 이에 의해, 웨이퍼 프로세싱 동안의 정전 척에 대한 실리콘 웨이퍼의 접착을 도울 수 있다. 폴리싱 프로세스 동안 평탄화되지 않은 컴포넌트(104)의 부분은 표면 거칠기를 보유할 것이고, 이에 의해, 웨이퍼 프로세싱 동안 복수의 통로들 내에 응축된 이물질의 분리의 방지를 보조할 것이다. 레이저 머신(100)은 반복 정사각형 형태가 제1 외측 경계들(127) 내에서 계속해서 반복되도록 제1 구역(126) 내의 표면(103)을 텍스처라이징할 수 있다.[0049] A subsequent polishing process may be performed after the texturizing process to help planarize the top surfaces of the protrusions, thereby helping to adhere the silicon wafer to the electrostatic chuck during wafer processing. The portion of the component (104) that is not planarized during the polishing process will retain a surface roughness, thereby helping to prevent detachment of condensed foreign matter within the multiple passages during wafer processing. The laser machine (100) may texturize the surface (103) within the first region (126) such that the repeating square shape continues to repeat within the first outer boundaries (127).
[0050] 레이저 머신(100)의 사용과 연관된 다른 이점은, 프로세스의 박스(202) 전에, 텍스처라이징되는 컴포넌트(104)의 표면(103)이 정밀 사전-세정 프로세스를 거칠 필요가 없다는 것이다. 대신에, 컴포넌트(104)의 표면(103)을 탈지하기 위한 러프(rough) 사전-세정 프로세스만이 요구될 뿐이다. 이는 전자 빔의 고도로 반응적인 성질로 인해 정밀 사전-세정 프로세스가 일반적으로 요구되는 전자기 빔 시스템과 상이하다.[0050] Another advantage associated with the use of the laser machine (100) is that the surface (103) of the component (104) to be textured does not need to undergo a fine pre-cleaning process prior to the process box (202). Instead, only a rough pre-cleaning process is required to degrease the surface (103) of the component (104). This is unlike an electromagnetic beam system where a fine pre-cleaning process is typically required due to the highly reactive nature of the electron beam.
[0051] 컴포넌트(104)의 표면(103)을 텍스처라이징하기 위한 레이저 머신(100)의 사용과 연관된 또 다른 이점은, 박스(202) 후에, 전자기 빔 시스템이 사용되는 경우와 같이 진공 챔버 내의 압력을 펌프 다운(pump down)하는 부가적인 단계가 없다는 것이다. 위에서 논의된 바와 같이, 전자기 빔 시스템은 진공 환경 내에서 동작되고, 이에 의해, 환경의 압력이 펌프 다운되는 것이 요구된다. 산소-고갈 환경을 생성하는 목적을 위해 레이저 머신(100) 및 지지 시스템(102)이 챔버 내에 포지셔닝될 수 있지만, 환경 압력은 펌프 다운될 필요가 없다. 이러한 펌프 다운 단계가 제거되기 때문에, 레이저 머신(100)을 이용하여 컴포넌트(104)의 표면(103)을 텍스처라이징하는 데 요구되는 시간은 전자 빔을 이용하여 컴포넌트의 표면을 텍스처라이징하는 데 요구되는 시간보다 더 짧다. 이는, 전자기 빔 시스템을 사용하여 컴포넌트들의 표면을 텍스처라이징하는 것에 비해, 레이저 머신(100)을 이용하여 컴포넌트들의 표면을 텍스처라이징하는 것과 연관된 처리량을 증가시키는 것을 돕는다. 레이저 머신(100)과 연관된 처리량은 또한, 전자기 빔 시스템을 사용하는 것과 연관된 처리량보다 더 많은데, 이는 전자 빔이 복수의 피처들을 형성하기 위해 표면에 걸쳐 스캐닝될 수 있는 이동 속도가, 광자들의 빔(112)이 표면에 걸쳐 스캐닝될 수 있는 이동 속도보다 상당히 더 느리기 때문이다. 예컨대, 전자 빔의 이동 속도는, 표면을 텍스처라이징할 때, 약 0.02 M/s 내지 약 0.03 M/s의 범위이다. 위에서 논의된 바와 같이, 광자들의 빔(112)의 이동 속도는, 표면을 텍스처라이징할 때, 약 0.1 M/s 내지 약 300 M/s의 범위를 갖는다.[0051] Another advantage associated with the use of the laser machine (100) to texturize the surface (103) of the component (104) is that there is no additional step of pumping down the pressure within the vacuum chamber, as would be the case with an electromagnetic beam system after the box (202). As discussed above, the electromagnetic beam system operates within a vacuum environment, and thus requires that the pressure of the environment be pumped down. Although the laser machine (100) and the support system (102) can be positioned within the chamber for the purpose of creating an oxygen-depleted environment, the environmental pressure does not need to be pumped down. Since this pumping down step is eliminated, the time required to texturize the surface (103) of the component (104) using the laser machine (100) is shorter than the time required to texturize the surface of the component using an electron beam. This helps to increase the throughput associated with texturizing the surface of the components using the laser machine (100) as compared to texturizing the surface of the components using an electromagnetic beam system. The throughput associated with the laser machine (100) is also greater than that associated with using an electromagnetic beam system because the travel speed at which the electron beam can be scanned across the surface to form the plurality of features is significantly slower than the travel speed at which the beam of photons (112) can be scanned across the surface. For example, the travel speed of the electron beam, when texturizing the surface, is in the range of about 0.02 M/s to about 0.03 M/s. As discussed above, the travel speed of the beam of photons (112), when texturizing the surface, is in the range of about 0.1 M/s to about 300 M/s.
[0052] 레이저 디바이스(116)에 의해 출력되는 광자들의 빔(112)을 활용하여 컴포넌트(104)의 표면(103)을 텍스처라이징하는 것과 연관된 다른 이점은, 레이저 디바이스(116)에 의해 출력되는 광자들의 빔(112)을 활용하여 컴포넌트(104)의 표면(103)을 텍스처라이징하는 것이, 예컨대, 비드 블라스팅 또는 전자 빔을 사용하는 것보다 더 깨끗한 프로세스를 발생시킬 수 있다는 것이다. 광자들의 빔(112)의 파장에 따라, 광자들의 빔이 지향되는 표면(103)의 재료는 표면을 개질(modify)하기 위해 주로 광학 복사(optical radiation) 또는 열 에너지를 수용할 수 있다. 광학 복사는 광자들의 빔이 지향되는 위치에 있는 컴포넌트(104)의 표면(103)을 용융시킴으로써, 용융된 재료 또는 슬래그(slag)를 생성하며, 그 용융된 재료 또는 슬래그는 재-응고될 때 함몰부 또는 돌출부를 생성한다. 용융된 재료와 연관된 운동 에너지가 최소화될 수 있기 때문에, 용융된 재료가 나머지 표면(103)으로부터 노킹(knock)되어 일부 다른 위치에 재증착될 가능성이 더 낮다. 이는 그렇지 않으면 발생할 수 있는 재-증착의 양을 감소시킨다. 반대로, 전자기 빔 시스템을 사용할 때, 텍스처라이징되는 컴포넌트에는 흔히, 전자 빔과 상호작용하는 전자들이 매립되어 상당한 에너지를 생성하고, 그로 인해, 용융된 재료의 적어도 일부가 나머지 표면으로부터 노킹되어, 그 결과, 재-증착의 가능성이 증가된다. 결과적으로, 광자들의 빔(112)을 이용하여 표면을 텍스처라이징하는 것은 전자 빔을 이용하여 표면을 텍스처라이징하는 것보다 더 깨끗한 프로세스를 발생시킬 수 있다.[0052] Another advantage associated with texturing the surface (103) of the component (104) using a beam of photons (112) output by the laser device (116) is that texturing the surface (103) of the component (104) using a beam of photons (112) output by the laser device (116) can result in a cleaner process than, for example, using bead blasting or electron beams. Depending on the wavelength of the beam of photons (112), the material of the surface (103) toward which the beam of photons is directed can primarily receive optical radiation or thermal energy to modify the surface. The optical radiation melts the surface (103) of the component (104) at the location where the beam of photons is directed, thereby creating a molten material or slag that, when re-solidified, creates a depression or protrusion. Since the kinetic energy associated with the molten material can be minimized, there is less chance of the molten material being knocked off the remaining surface (103) and redeposited at some other location. This reduces the amount of redeposition that might otherwise occur. Conversely, when using an electron beam system, the component being texturized is often embedded with electrons that interact with the electron beam, generating significant energy, thereby knocking at least a portion of the molten material off the remaining surface, thereby increasing the chance of redeposition. As a result, texturizing a surface using a beam of photons (112) can result in a cleaner process than texturizing a surface using an electron beam.
[0053] 레이저 디바이스(116)에 의해 컴포넌트(104)의 표면(103)에 전달되는 광자들의 빔(112)이 컴포넌트(104)의 상당한 또는 현저한 왜곡(distortion)(예컨대, 용융, 뒤틀림, 균열 등)을 야기하도록 의도되지 않는다는 것이 유의되어야 한다. 컴포넌트(104)의 상당한 또는 현저한 왜곡은 텍스처라이징 프로세스의 적용으로 인해 컴포넌트(104)가 그 의도된 목적을 위해 사용되는 것이 가능하지 않은 상태로서 일반적으로 정의될 수 있다.[0053] It should be noted that the beam (112) of photons delivered to the surface (103) of the component (104) by the laser device (116) is not intended to cause significant or noticeable distortion (e.g., melting, warping, cracking, etc.) of the component (104). Significant or noticeable distortion of the component (104) may be generally defined as a state in which the component (104) is not usable for its intended purpose due to the application of the texturizing process.
[0054] 도 11 및 도 12는 컴포넌트(104)의 표면(103)을 텍스처라이징하기 위해 사용될 수 있는 레이저 머신들(100)의 개략도들을 도시한다. 특히, 도 11 및 도 12는 레이저 머신(100) 및/또는 레이저 디바이스(116)에 대한 상이한 어레인지먼트(arrangement)들, 파트들, 및 엘리먼트들을 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 레이저 머신(100)은 컴포넌트(104)에 대하여 수직 배향을 가질 수 있거나, 또는 도 12에 도시된 바와 같이, 레이저 디바이스(116)는 컴포넌트(104)에 대하여 수평 배향을 가질 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 컴포넌트(104)는 반도체 프로세싱 챔버에서 사용된다. 컴포넌트(104)는, 예컨대, 가스 분배 샤워헤드, 차폐부, 챔버 라이너, 커버 링, 클램프 링, 기판 지지 페데스탈(pedestal), 및/또는 정전 척일 수 있다. 따라서, 레이저 머신(100)에 의해 텍스처라이징된 후에, 컴포넌트(104)는 반도체 프로세싱 챔버의 컴포넌트로서 사용되며, 여기서, 웨이퍼들과 같은 반도체들이 반도체 프로세싱 챔버 내에서 프로세싱된다.[0054] Figures 11 and 12 illustrate schematics of laser machines (100) that may be used to texturize a surface (103) of a component (104). In particular, Figures 11 and 12 illustrate different arrangements, parts, and elements for the laser machine (100) and/or the laser device (116). As illustrated in Figure 11, the laser machine (100) may have a vertical orientation relative to the component (104), or as illustrated in Figure 12, the laser device (116) may have a horizontal orientation relative to the component (104). As discussed above, the component (104) is used in a semiconductor processing chamber. The component (104) may be, for example, a gas distribution showerhead, a shield, a chamber liner, a cover ring, a clamp ring, a substrate support pedestal, and/or an electrostatic chuck. Therefore, after being texturized by the laser machine (100), the component (104) is used as a component of a semiconductor processing chamber, where semiconductors such as wafers are processed within the semiconductor processing chamber.
[0055] 위에서 논의된 바와 같이, 레이저 디바이스(116)는 광자들의 빔을 출력하기 위해 사용된다. 도 11 및 도 12에서의 레이저 디바이스(116)는 광 소스(142), 이를테면 광자 광 소스, 광학 모듈(144), 및 렌즈(146)를 포함하는 것으로 도시되며, 이들 각각은 서로 동작가능하게 커플링된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 레이저 디바이스(116)가 광 소스(142), 광학 모듈(144), 및 렌즈(146)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만 본 개시내용은 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 하나 이상의 다른 실시예들에서, 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 도 1 및 도 2에 도시된 전력 공급부(106) 및/또는 제어기(108)가 부가적으로 또는 대안적으로, 광 소스(142), 광학 모듈(144), 및/또는 렌즈(146)를 포함할 수 있다.[0055] As discussed above, the laser device (116) is used to output a beam of photons. The laser device (116) in FIGS. 11 and 12 is illustrated as including a light source (142), such as a photon light source, an optical module (144), and a lens (146), each of which are operably coupled to one another. However, in other embodiments, while the laser device (116) is illustrated as including a light source (142), an optical module (144), and a lens (146), the present disclosure is not so limited. For example, in one or more other embodiments, without departing from the scope of the present disclosure, the power supply (106) and/or the controller (108) illustrated in FIGS. 1 and 2 may additionally or alternatively include a light source (142), an optical module (144), and/or a lens (146).
[0056] 광 소스(142)는 광의 소스, 그리고 특히 본 실시예에서는 광자들의 스트림을 생성하기 위해 사용된다. 광 소스(142)에 동작가능하게 커플링된 광학 모듈(144)은 광 소스(142)로부터 광자들의 스트림을 수용하여, 광 소스(142)로부터의 광자들의 스트림을 성형, 지향, 또는 다른 방식으로 변조한다. 광학 모듈(144)은 빔 변조기 및 빔 스캐너를 포함하며, 빔 스캐너는 빔 변조기로부터 (광 소스(142)에 대하여) 하류에 포지셔닝된다. 빔 변조기는 광 소스(142)로부터 광자들의 스트림을 수용하여, 광자들의 스트림으로부터 광자들의 빔을 생성한다. 예컨대, 빔 변조기는 광 소스(142)로부터의 광자들의 스트림을 성형함으로써, 단일 초점을 갖는 광자들의 빔을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 빔 스캐너는 빔 변조기로부터 광자들의 빔을 수용하여, 컴포넌트(104)의 표면(103)에 걸쳐 광자들의 빔을 스캐닝하기 위해 사용된다. 따라서, 빔 스캐너는, 이를테면 전기기계식 액추에이터의 사용을 통해, 광자들의 빔의 방향을 이동, 편향, 및 다른 방식으로 제어하기 위해 사용된다.[0056] The optical source (142) is used to generate a source of light, and in particular, a stream of photons in the present embodiment. An optical module (144) operably coupled to the optical source (142) receives a stream of photons from the optical source (142) and shapes, directs, or otherwise modulates the stream of photons from the optical source (142). The optical module (144) includes a beam modulator and a beam scanner, the beam scanner being positioned downstream from the beam modulator (with respect to the optical source (142)). The beam modulator receives a stream of photons from the optical source (142) and generates a beam of photons from the stream of photons. For example, the beam modulator can be used to generate a beam of photons having a single focus by shaping the stream of photons from the optical source (142). The beam scanner receives a beam of photons from the beam modulator and is used to scan the beam of photons across a surface (103) of the component (104). Thus, beam scanners are used to move, deflect, and otherwise control the direction of a beam of photons, for example through the use of electromechanical actuators.
[0057] 렌즈(146)는 광학 모듈(144)로부터, 그리고 더 구체적으로는 빔 스캐너로부터 광자들의 빔을 수용하여, 컴포넌트(104)의 표면(103)에 걸쳐 광자들의 빔을 분배하기 위해 사용된다. 광학 모듈(144)의 빔 변조기가 광자들의 스트림을 광자들의 단일 초점 빔과 같은 광자들의 빔으로 포커싱(focus)하기 위해 사용되기 때문에, 렌즈(146)는 미리 결정된 영역 또는 구역에 걸쳐 광자들의 빔을 디포커싱하여 동일하게 분배하기 위해 사용된다. 예컨대, 렌즈(146)는 약 355 mm2의 면적에 걸쳐 광자들의 빔을 분배하기 위해 사용될 수 있다. 컴포넌트(104)의 표면(103)에 걸쳐 분배된 광자들의 빔은 컴포넌트(104)의 표면(103) 상에 하나 이상의 텍스처라이징된 피처들, 이를테면, 컴포넌트(104)의 표면(103) 상의 함몰부들 및/또는 돌출부들을 형성하기 위해 사용된다.[0057] The lens (146) is used to receive a beam of photons from the optical module (144), and more specifically from the beam scanner, and to distribute the beam of photons across the surface (103) of the component (104). Since the beam modulator of the optical module (144) is used to focus a stream of photons into a single focused beam of photons, the lens (146) is used to defocus and distribute the beam of photons equally across a predetermined area or region. For example, the lens (146) can be used to distribute the beam of photons across an area of about 355 mm 2 . The beam of photons distributed across the surface (103) of the component (104) is used to form one or more textured features on the surface (103) of the component (104), such as depressions and/or protrusions on the surface (103) of the component (104).
[0058] 레이저 디바이스(116)는 레이저 디바이스(116)로부터 방출되어 컴포넌트(104)의 표면(103)에 걸쳐 스캐닝되는 광자들의 빔의 전력, 속도, 주파수, 방향, 분배, 및/또는 펄스(들)를 제어하기 위해 사용된다. 예컨대, 광 소스(142) 및/또는 광학 모듈(144)은 광자들의 빔이 컴포넌트(104)의 표면(103)에 걸쳐 스캐닝되는 동안 광자들의 빔을 펄싱하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 광학 모듈(144)의 빔 스캐너는 하나 이상의 미리 결정된 패턴들로 컴포넌트(104)의 표면(103)에 걸쳐 광자들의 빔을 지향 또는 스캐닝하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 빔 스캐너는 라인-바이-라인(line-by-line) 패턴, 스패로우(sparrow) 패턴, 및/또는 랜덤 패턴을 사용하여 광자들의 빔을 스캐닝하기 위해 사용될 수 있다. 스패로우 패턴은 컴포넌트(104)의 표면(103)의 중간 또는 중앙 구역에 대하여 아웃-투-인(out-to-in) 또는 인-투-아웃(in-to-out) 패턴으로 광자들의 빔을 스캐닝하는 것을 포함함으로써, 라인-바이-라인 패턴과 대조적으로 방사상 패턴으로 작업한다.[0058] The laser device (116) is used to control the power, speed, frequency, direction, distribution, and/or pulse(s) of a beam of photons emitted from the laser device (116) and scanned across the surface (103) of the component (104). For example, the light source (142) and/or the optical module (144) may be used to pulse the beam of photons while the beam of photons is scanned across the surface (103) of the component (104). Additionally, the beam scanner of the optical module (144) may be used to direct or scan the beam of photons across the surface (103) of the component (104) in one or more predetermined patterns. In one embodiment, the beam scanner may be used to scan the beam of photons using a line-by-line pattern, a sparrow pattern, and/or a random pattern. The Sparrow pattern operates in a radial pattern as opposed to a line-by-line pattern by scanning a beam of photons in an out-to-in or in-to-out pattern about the middle or central region of the surface (103) of the component (104).
[0059] 레이저 디바이스(116)는 또한, 렌즈(146)로부터 컴포넌트(104)의 표면(103)을 향해 수직으로 또는 수평으로 광자들의 빔을 분배 및 스캐닝하기 위해 사용된다. 지지 표면(190)을 포함하는 지지부(122)가 레이저 머신(100)과 함께 사용되는 것으로 도시되며, 컴포넌트(104)는 렌즈(146)와 지지부(122) 사이에 포지셔닝된다. 지지 표면(190)은 지지부(122) 상에 컴포넌트(104)를 지지하기 위해 사용되고, 그에 따라, 컴포넌트(104)는, 광자들의 빔이 컴포넌트(104)의 표면(103)을 향해 수직으로 분배되는 도 11에 도시된 어레인지먼트에서, 지지부(122)의 지지 표면(190) 상에 포지셔닝된다. 지지부(122)의 지지 표면(190)은, 광자들의 빔이 컴포넌트(104)의 표면(103)을 향해 수평으로 분배되는 도 12에 도시된 어레인지먼트에서, 컴포넌트(104) 뒤의 배리어로서 사용된다. 도 12에 도시된 수평 어레인지먼트에 대한 이점은, 이를테면 재료가 용융될 때, 컴포넌트(104)의 표면(103)으로부터 재료를 끌어 당기기 위해 중력이 사용될 수 있다는 것이다. 이는 재료가 표면 상에 재증착 또는 형성될 수 있을 때보다 더 깨끗한 프로세스를 발생시킬 수 있다.[0059] The laser device (116) is also used to distribute and scan a beam of photons vertically or horizontally from the lens (146) toward the surface (103) of the component (104). A support (122) including a support surface (190) is shown to be used with the laser machine (100), and the component (104) is positioned between the lens (146) and the support (122). The support surface (190) is used to support the component (104) on the support (122), and accordingly, the component (104) is positioned on the support surface (190) of the support (122) in the arrangement shown in FIG. 11, where the beam of photons is distributed vertically toward the surface (103) of the component (104). The support surface (190) of the support (122) is used as a barrier behind the component (104) in the arrangement illustrated in FIG. 12 where the beam of photons is distributed horizontally towards the surface (103) of the component (104). An advantage of the horizontal arrangement illustrated in FIG. 12 is that gravity can be used to pull material from the surface (103) of the component (104), for example when the material is melted. This can result in a cleaner process than if the material were to be redeposited or formed on the surface.
[0060] 여전히 도 11 및 도 12를 참조하면, 레이저 머신(100)과 함께 사용하기 위해 클린(clean) 인클로저(150) 또는 클린 컴파트먼트(compartment)가 포함된다. 클린 인클로저(150)는 일반적으로 프로세싱 구역(151)을 포함하며, 프로세싱 구역(151)에 지지부(122)가 배치된다. 예컨대, 컴포넌트(104)는 텍스처라이징 프로세스 동안 클린 인클로저(150) 내에 포지셔닝되며, 여기서, 클린 인클로저(150)의 프로세싱 구역(151)은 ISO 14644-1로부터의 분류 파라미터들에 따른 Class 1 환경으로 프로세싱 구역을 유지할 수 있는 여과 시스템을 포함한다. 추가로, 지지부(122), 및 레이저 디바이스(116)의 적어도 일부, 이를테면 렌즈(146)가 클린 인클로저(150) 내에 포지셔닝된다. 레이저 머신(100)이 비-가압(예컨대, 대기) 환경 내에서 사용되기 때문에, 클린 인클로저(150) 내의 압력은 대체로 대기압과 동등할 수 있거나 또는 대략 대기압일 수 있거나, 또는 압력이 조절되지 않을 수 있다. 대안적으로 그리고/또는 부가적으로, 클린 인클로저(150)는 산소, 물, 및/또는 다른 프로세스 오염물들을 제거하기 위해, 불활성 가스(예컨대, N2)로 퍼징(purge)될 수 있다. 부가적으로, 컨베이어가 컴포넌트(104)를 클린 인클로저(150) 내로 그리고 지지부(122) 상으로 도입하기 위해 사용될 수 있고, 그리고/또는 컨베이어가 지지부(122)로부터 그리고 클린 인클로저(150) 밖으로 컴포넌트(104)를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 그러한 실시예에서, 지지부(122)는 컨베이어를 포함할 수 있다. 대안적으로, 별개의 로봇 암 또는 유사한 메커니즘이 컨베이어로부터 컴포넌트(104)를 제거하는 것 및/또는 컨베이어 상에 컴포넌트(104)를 배치하는 것을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다.[0060] Still referring to FIGS. 11 and 12, a clean enclosure (150) or clean compartment is included for use with the laser machine (100). The clean enclosure (150) typically includes a processing area (151) with a support (122) disposed in the processing area (151). For example, the component (104) is positioned within the clean enclosure (150) during the texturizing process, wherein the processing area (151) of the clean enclosure (150) includes a filtration system capable of maintaining the processing area as a Class 1 environment according to classification parameters from ISO 14644-1. Additionally, the support (122), and at least a portion of the laser device (116), such as the lens (146), are positioned within the clean enclosure (150). Since the laser machine (100) is used within a non-pressurized (e.g., atmospheric) environment, the pressure within the clean enclosure (150) may be substantially equal to or approximately atmospheric pressure, or the pressure may be uncontrolled. Alternatively and/or additionally, the clean enclosure (150) may be purged with an inert gas (e.g., N 2 ) to remove oxygen, water, and/or other process contaminants. Additionally, a conveyor may be used to introduce the components (104) into the clean enclosure (150) and onto the support (122), and/or the conveyor may be used to remove the components (104) from the support (122) and out of the clean enclosure (150). For example, in such an embodiment, the support (122) may include a conveyor. Alternatively, a separate robotic arm or similar mechanism may be used to facilitate removing components (104) from the conveyor and/or placing components (104) on the conveyor.
[0061] 도 13은 비드 블라스팅 프로세스(302)를 사용하여 텍스처라이징된 컴포넌트들, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 레이저 프로세스(304)를 사용하여 텍스처라이징된 컴포넌트들, 및 반도체 프로세싱 챔버 내에서 사용되는 컴포넌트들에 대해 일반적으로 요구되는 사양(306)의 평균 원소 결과들을 비교하는 그래프 도면을 도시한다. x-축은 컴포넌트들 각각에서 테스트된 상이한 원소들(예컨대, 미량 금속(trace metal)들)을 제공하며, y-축은 원자/cm2의 단위들로 컴포넌트의 표면 상에서 발견되는 원소들의 양을 제공한다. 도시된 바와 같이, 레이저 프로세스(304)를 사용하여 텍스처라이징된 컴포넌트는 일반적으로, 사양(306)에 의해 요구되는 것들보다 더 적은 원소들 또는 미량 금속들을 가졌고, 또한, 일반적으로, 비드 블라스팅 프로세스(302)를 사용하여 텍스처라이징된 것들보다 더 적은 원소들 또는 미량 금속들을 가졌다. 예컨대, 비드 블라스팅 프로세스(302)에서 사용되는 비드들이 일반적으로 나트륨(Na)을 포함하기 때문에, 비드 블라스팅 프로세스(302)와 대조적으로, 레이저 프로세스(304)를 사용하여 텍스처라이징된 컴포넌트들에 대한 나트륨의 양은 상당히 감소되었다. 레이저 프로세스(304)를 사용하여 텍스처라이징된 컴포넌트들은 일반적으로 더 많은 양의 마그네슘(Mg)을 갖게 될 수 있지만, 이들 컴포넌트들은 후속하여, 과도한 마그네슘을 제거하기 위해, 희석된 산 및 고 순도수(예컨대, 고온 탈이온수)를 사용하여 세정될 수 있다. 따라서, 레이저 프로세스(304)를 사용하여 텍스처라이징된 컴포넌트들은, 후속 반도체 프로세싱 동안, 약 50%일 것으로 예상될 수 있는 비드 블라스팅 프로세스(302)를 사용하여 텍스처라이징된 컴포넌트들과 비교하여 더 높은 수율들, 이를테면 약 95%를 발생시켰다.[0061] FIG. 13 depicts a graphical representation comparing average elemental results for components textured using a bead blasting process (302), components textured using a laser process (304) according to embodiments described herein, and components used in a semiconductor processing chamber, generally within a specification (306) required for the components. The x-axis provides the different elements (e.g., trace metals) tested in each of the components, and the y-axis provides the amount of the elements found on the surface of the component in units of atoms/cm 2 . As shown, the components textured using the laser process (304) generally had fewer elements or trace metals than those required by the specification (306), and also generally had fewer elements or trace metals than those textured using the bead blasting process (302). For example, since the beads used in the bead blasting process (302) typically contain sodium (Na), the amount of sodium in the components textured using the laser process (304) is significantly reduced as opposed to the bead blasting process (302). Although the components textured using the laser process (304) may typically have a higher amount of magnesium (Mg), these components may be subsequently cleaned using diluted acid and high purity water (e.g., high temperature deionized water) to remove the excess magnesium. Thus, the components textured using the laser process (304) produce higher yields, such as about 95%, during subsequent semiconductor processing as compared to components textured using the bead blasting process (302), which may be expected to be about 50%.
[0062] 전술한 바가 본 개시내용의 구현에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 구현이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.[0062] While the foregoing is directed to implementations of the present disclosure, other and additional implementations of the present disclosure may be devised without departing from the basic scope of the present disclosure, and the scope of the present disclosure is determined by the following claims.
Claims (15)
프로세싱 구역을 포함하는 인클로저(enclosure);
상기 프로세싱 구역에 배치되고, 지지 표면을 포함하는 지지부;
광자들의 스트림을 생성하기 위한 광자 광 소스;
상기 광자 광 소스로부터 상기 광자들의 스트림을 수용하기 위해, 상기 광자 광 소스에 동작가능하게 커플링된 광학 모듈 ― 상기 광학 모듈은,
상기 광자 광 소스로부터 생성된 상기 광자들의 스트림으로부터 광자들의 빔을 생성하기 위한 빔 변조기, 및
상기 컴포넌트의 표면에 걸쳐 상기 광자들의 빔을 스캐닝하기 위한 빔 스캐너
를 포함함 ―; 및
상기 빔 스캐너로부터 상기 광자들의 빔을 수용하고, 그리고 상기 컴포넌트 상에 복수의 피처(feature)들을 형성하기 위해, 상기 컴포넌트의 표면에 걸쳐 약 345 nm 내지 약 1100 nm의 범위의 파장으로 상기 광자들의 빔을 분배하기 위한 렌즈
를 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber,
An enclosure containing a processing area;
A support member disposed in the above processing area and including a support surface;
A photon light source for generating a stream of photons;
An optical module operably coupled to the photon source for receiving a stream of photons from the photon source, the optical module comprising:
a beam modulator for generating a beam of photons from the stream of photons generated from the photon light source, and
A beam scanner for scanning a beam of photons across the surface of the component.
including ―; and
A lens for receiving the beam of photons from the beam scanner and distributing the beam of photons across the surface of the component with a wavelength ranging from about 345 nm to about 1100 nm to form a plurality of features on the component.
Including,
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 렌즈는 상기 컴포넌트의 표면을 향해 수평으로 상기 광자들의 빔을 분배하도록 구성되는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.In the first paragraph,
The above lens is configured to distribute the beam of photons horizontally toward the surface of the component,
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 렌즈는 상기 컴포넌트의 표면을 향해 수직으로 상기 광자들의 빔을 분배하도록 구성되는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.In the first paragraph,
The lens is configured to distribute the beam of photons perpendicularly toward the surface of the component.
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 컴포넌트는 상기 렌즈와 상기 지지부 사이에 포지셔닝되고,
상기 프로세싱 구역은 Class 1 환경으로 유지되고, 상기 지지부의 상기 지지 표면 및 상기 렌즈는 상기 Class 1 환경 내에 포지셔닝되고,
상기 프로세싱 구역은 대체로 대기압과 동등한 압력을 포함하며,
상기 시스템은 상기 컴포넌트를 상기 Class 1 환경 내로 도입하거나 또는 상기 컴포넌트를 상기 Class 1 환경으로부터 제거하기 위한 컨베이어를 더 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.In the first paragraph,
The above component is positioned between the lens and the support,
The above processing area is maintained as a Class 1 environment, and the support surface of the support and the lens are positioned within the Class 1 environment,
The above processing zone contains a pressure substantially equal to atmospheric pressure,
The system further comprises a conveyor for introducing the component into the Class 1 environment or removing the component from the Class 1 environment.
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 빔 스캐너는, 라인-바이-라인(line-by-line) 패턴 또는 스패로우(sparrow) 패턴을 사용하여, 상기 컴포넌트의 표면에 걸쳐 상기 광자들의 빔을 스캐닝하도록 구성되는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.In the first paragraph,
The beam scanner is configured to scan the beam of photons across the surface of the component using a line-by-line pattern or a sparrow pattern.
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 광학 모듈은, 상기 컴포넌트의 표면에 걸쳐 상기 광자들의 빔을 스캐닝하는 동안, 상기 광자들의 빔을 펄싱하도록 구성되는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.In the first paragraph,
The optical module is configured to pulse the beam of photons while scanning the beam of photons across the surface of the component.
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 광자들의 빔은,
약 7 μm 내지 약 100 μm의 범위의 빔 직경;
약 10 ps 내지 약 30 ns의 범위의 펄스 폭; 및
약 10 KHz 내지 약 200 KHz의 범위의 펄스 반복 레이트
를 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.In Article 6,
The beam of photons above is,
Beam diameter in the range of about 7 μm to about 100 μm;
Pulse width in the range of about 10 ps to about 30 ns; and
Pulse repetition rate in the range of about 10 KHz to about 200 KHz
Including,
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
형성된 상기 피처들은 함몰부(depression)들, 돌출부(protuberance)들, 또는 이들의 조합들을 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.In the first paragraph,
The formed features include depressions, protuberances, or combinations thereof.
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
광자들의 스트림을 생성하는 단계;
상기 광자들의 스트림을 빔으로 성형(shape)하는 단계;
대체로 대기압과 동등한 압력으로 주변 공기 또는 질소의 가스 농도를 포함하는 프로세싱 구역을 통해 상기 컴포넌트의 표면을 향하여 상기 광자들의 빔을 스캐닝하는 단계; 및
상기 컴포넌트의 표면 상에 복수의 피처들을 형성하기 위해, 상기 컴포넌트의 표면에 걸쳐 상기 광자들의 빔을 분배하는 단계
를 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하는 방법.A method for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber,
Step of generating a stream of photons;
A step of shaping the stream of photons into a beam;
scanning a beam of photons toward the surface of said component through a processing zone containing a gas concentration of ambient air or nitrogen at a pressure substantially equal to atmospheric pressure; and
A step of distributing a beam of photons across a surface of the component to form a plurality of features on the surface of the component.
Including,
A method for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 컴포넌트와 상기 반도체 프로세싱 챔버를 조립(assemble)하고, 상기 반도체 프로세싱 챔버 내에서 반도체를 프로세싱하는 단계를 더 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하는 방법.In Article 9,
Further comprising the step of assembling the above component and the semiconductor processing chamber, and processing the semiconductor within the semiconductor processing chamber.
A method for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
Class 1 환경으로 유지되는 인클로저 내에 상기 컴포넌트를 포지셔닝하는 단계를 더 포함하며,
상기 포지셔닝하는 단계는, 상기 Class 1 환경 내로 상기 컴포넌트를 수송하기 위해 컨베이어를 사용하는 단계를 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하는 방법.In Article 9,
Further comprising the step of positioning said component within an enclosure maintained as a Class 1 environment;
The positioning step comprises using a conveyor to transport the component into the Class 1 environment.
A method for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 분배하는 단계는, 상기 컴포넌트의 표면을 향해 수평으로 상기 광자들의 빔을 분배하는 단계를 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하는 방법.In Article 9,
The distributing step comprises distributing the beam of photons horizontally toward the surface of the component.
A method for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 컴포넌트의 표면에 걸쳐 상기 광자들의 빔을 스캐닝하는 동안, 상기 광자들의 빔을 펄싱하는 단계를 더 포함하며,
상기 광자들의 빔은 약 345 nm 내지 약 1100 nm의 범위의 파장을 포함하고, 형성된 상기 피처들은 함몰부들, 돌출부들, 또는 이들의 조합들을 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하는 방법.In Article 9,
further comprising the step of pulsing the beam of photons while scanning the beam of photons across the surface of the component;
The beam of photons comprises a wavelength ranging from about 345 nm to about 1100 nm, and the formed features comprise depressions, protrusions, or combinations thereof.
A method for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
대체로 대기압과 동등한 압력을 갖는 Class 1 환경으로 유지되는 프로세싱 구역을 포함하는 인클로저;
상기 프로세싱 구역에 배치되고, 지지 표면을 포함하는 지지부;
광자들의 스트림을 생성하기 위한 광자 광 소스;
상기 광자 광 소스로부터 상기 광자들의 스트림을 수용하기 위해, 상기 광자 광 소스에 동작가능하게 커플링된 광학 모듈 ― 상기 광학 모듈은,
상기 광자 광 소스로부터 생성된 상기 광자들의 스트림으로부터 광자들의 빔을 생성하기 위한 빔 변조기, 및
상기 컴포넌트의 표면에 걸쳐 상기 광자들의 빔을 스캐닝하기 위한 빔 스캐너
를 포함함 ―; 및
상기 빔 스캐너로부터 상기 광자들의 빔을 수용하고, 그리고 상기 컴포넌트 상에 복수의 피처들을 형성하기 위해, 상기 컴포넌트의 표면에 걸쳐 약 345 nm 내지 약 1100 nm의 범위의 파장으로 상기 광자들의 빔을 분배하기 위해, 상기 프로세싱 구역에 배치된 렌즈
를 포함하는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber,
An enclosure containing a processing area maintained as a Class 1 environment having a pressure substantially equal to atmospheric pressure;
A support member disposed in the above processing area and including a support surface;
A photon light source for generating a stream of photons;
An optical module operably coupled to the photon source for receiving a stream of photons from the photon source, the optical module comprising:
a beam modulator for generating a beam of photons from the stream of photons generated from the photon light source, and
A beam scanner for scanning a beam of photons across the surface of the component.
including ―; and
A lens disposed in the processing region to receive the beam of photons from the beam scanner and distribute the beam of photons across the surface of the component with a wavelength ranging from about 345 nm to about 1100 nm to form a plurality of features on the component.
Including,
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
상기 렌즈는 상기 컴포넌트의 표면을 향해 수평으로 상기 광자들의 빔을 분배하도록 구성되는,
반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위한 컴포넌트의 표면에 텍스처를 제공하기 위한 시스템.
In Article 14,
The above lens is configured to distribute the beam of photons horizontally toward the surface of the component,
A system for providing texture to the surface of a component for use in a semiconductor processing chamber.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/955,503 | 2018-04-17 | ||
| US15/955,503 US10434604B2 (en) | 2016-10-14 | 2018-04-17 | Texturizing a surface without bead blasting |
| PCT/US2019/023109 WO2019203978A1 (en) | 2018-04-17 | 2019-03-20 | Texturizing a surface without bead blasting |
| KR1020237010018A KR102750251B1 (en) | 2018-04-17 | 2019-03-20 | Texturizing a surface without bead blasting |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237010018A Division KR102750251B1 (en) | 2018-04-17 | 2019-03-20 | Texturizing a surface without bead blasting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20250007702A true KR20250007702A (en) | 2025-01-14 |
Family
ID=68239815
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020247043379A Pending KR20250007702A (en) | 2018-04-17 | 2019-03-20 | Texturizing a surface without bead blasting |
| KR1020207032887A Active KR102515494B1 (en) | 2018-04-17 | 2019-03-20 | Texturizing surfaces without bead blasting |
| KR1020237010018A Active KR102750251B1 (en) | 2018-04-17 | 2019-03-20 | Texturizing a surface without bead blasting |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020207032887A Active KR102515494B1 (en) | 2018-04-17 | 2019-03-20 | Texturizing surfaces without bead blasting |
| KR1020237010018A Active KR102750251B1 (en) | 2018-04-17 | 2019-03-20 | Texturizing a surface without bead blasting |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (4) | JP7239607B2 (en) |
| KR (3) | KR20250007702A (en) |
| CN (1) | CN111801624A (en) |
| TW (4) | TWI741280B (en) |
| WO (1) | WO2019203978A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102616691B1 (en) | 2019-02-12 | 2023-12-20 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Method for manufacturing chamber components |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000069523A (en) * | 1997-01-16 | 2000-11-25 | 보텀필드 레인, 에프. | Vapor deposition components and corresponding methods |
| US7070106B2 (en) * | 1998-03-24 | 2006-07-04 | Metrologic Instruments, Inc. | Internet-based remote monitoring, configuration and service (RMCS) system capable of monitoring, configuring and servicing a planar laser illumination and imaging (PLIIM) based network |
| US6899798B2 (en) * | 2001-12-21 | 2005-05-31 | Applied Materials, Inc. | Reusable ceramic-comprising component which includes a scrificial surface layer |
| US6933508B2 (en) * | 2002-03-13 | 2005-08-23 | Applied Materials, Inc. | Method of surface texturizing |
| US20030188685A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-09 | Applied Materials, Inc. | Laser drilled surfaces for substrate processing chambers |
| TWI342582B (en) * | 2003-07-17 | 2011-05-21 | Applied Materials Inc | Method of surface texturizing |
| US7618769B2 (en) * | 2004-06-07 | 2009-11-17 | Applied Materials, Inc. | Textured chamber surface |
| JP3116197U (en) * | 2004-06-28 | 2005-12-02 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Substrate processing chamber component having a surface for depositing process residues |
| US7762114B2 (en) * | 2005-09-09 | 2010-07-27 | Applied Materials, Inc. | Flow-formed chamber component having a textured surface |
| US7432513B2 (en) * | 2005-10-21 | 2008-10-07 | Asml Netherlands B.V. | Gas shower, lithographic apparatus and use of a gas shower |
| US20080299408A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-12-04 | University Of Rochester | Femtosecond Laser Pulse Surface Structuring Methods and Materials Resulting Therefrom |
| US20150136226A1 (en) * | 2006-09-29 | 2015-05-21 | University Of Rochester | Super-hydrophobic surfaces and methods for producing super-hydrophobic surfaces |
| US20080131622A1 (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-05 | White John M | Plasma reactor substrate mounting surface texturing |
| JP5774277B2 (en) * | 2007-01-23 | 2015-09-09 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | Ultra short laser fine texture printing |
| US20100143744A1 (en) * | 2007-03-09 | 2010-06-10 | University Of Virginia Patent Foundation | Systems and Methods of Laser Texturing of Material Surfaces and their Applications |
| US20150140297A1 (en) * | 2013-11-19 | 2015-05-21 | Steven E. Johnson | Surface preparation using optical energy |
| JP6544902B2 (en) * | 2014-09-18 | 2019-07-17 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing system |
| SG11201706207QA (en) * | 2015-02-06 | 2017-08-30 | Applied Materials Inc | 3d printed chamber components configured for lower film stress and lower operating temperature |
| US10590559B2 (en) * | 2015-03-13 | 2020-03-17 | Apple Inc. | Anodizing and pre-anodizing processes based on incoming laser textured part |
| JP6385915B2 (en) * | 2015-12-22 | 2018-09-05 | 東京エレクトロン株式会社 | Etching method |
| JP2018041217A (en) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | 東京エレクトロン株式会社 | Abnormality detection method and semiconductor manufacturing apparatus |
-
2019
- 2019-03-20 WO PCT/US2019/023109 patent/WO2019203978A1/en not_active Ceased
- 2019-03-20 CN CN201980016675.6A patent/CN111801624A/en active Pending
- 2019-03-20 KR KR1020247043379A patent/KR20250007702A/en active Pending
- 2019-03-20 KR KR1020207032887A patent/KR102515494B1/en active Active
- 2019-03-20 JP JP2020555829A patent/JP7239607B2/en active Active
- 2019-03-20 KR KR1020237010018A patent/KR102750251B1/en active Active
- 2019-04-15 TW TW108113049A patent/TWI741280B/en active
- 2019-04-15 TW TW112124229A patent/TWI841432B/en active
- 2019-04-15 TW TW111131114A patent/TWI818684B/en active
- 2019-04-15 TW TW109139102A patent/TWI797497B/en active
-
2022
- 2022-09-27 JP JP2022154120A patent/JP7474818B2/en active Active
-
2023
- 2023-03-02 JP JP2023031545A patent/JP7612734B2/en active Active
-
2024
- 2024-11-05 JP JP2024193450A patent/JP2025032082A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025032082A (en) | 2025-03-11 |
| TW202127513A (en) | 2021-07-16 |
| WO2019203978A1 (en) | 2019-10-24 |
| JP7474818B2 (en) | 2024-04-25 |
| CN111801624A (en) | 2020-10-20 |
| TWI797497B (en) | 2023-04-01 |
| JP7239607B2 (en) | 2023-03-14 |
| TW202343540A (en) | 2023-11-01 |
| JP2023002551A (en) | 2023-01-10 |
| KR20230046324A (en) | 2023-04-05 |
| TW202247256A (en) | 2022-12-01 |
| JP2021521479A (en) | 2021-08-26 |
| TW201945108A (en) | 2019-12-01 |
| JP7612734B2 (en) | 2025-01-14 |
| TWI741280B (en) | 2021-10-01 |
| JP2023088915A (en) | 2023-06-27 |
| KR102515494B1 (en) | 2023-03-29 |
| TWI841432B (en) | 2024-05-01 |
| TWI818684B (en) | 2023-10-11 |
| KR20200133276A (en) | 2020-11-26 |
| KR102750251B1 (en) | 2025-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5703262B2 (en) | Articles for use in a semiconductor process chamber | |
| US6812471B2 (en) | Method of surface texturizing | |
| EP0599276A2 (en) | Method of removing particles from the surface of a substrate | |
| US12318868B2 (en) | Texturizing a surface without bead blasting | |
| JP2025032082A (en) | Surface texturing without bead blasting | |
| US20180104767A1 (en) | Texturizing a surface without bead blast | |
| TWI566284B (en) | Lavacoat pre-clean and pre-heat | |
| US11474440B2 (en) | Method of and apparatus for in-situ repair of reflective optic | |
| EP0574859B1 (en) | Method of removing particles in a plasma processing chamber | |
| TW202516041A (en) | Bow compensation of semiconductor substrate using plasma jet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0104 | Divisional application for international application |
Comment text: Divisional Application for International Patent Patent event code: PA01041R01D Patent event date: 20241230 Application number text: 1020237010018 Filing date: 20230323 |
|
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20241230 Comment text: Request for Examination of Application |
|
| PG1501 | Laying open of application |