用于等離子體加工裝置的脆性部件的延性模式鉆孔方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于等離子體加工裝置的脆性部件的延性模式鉆孔方法，具體而言，一種鉆孔方法包括使用切割工具在等離子體加工裝置的部件中進(jìn)行延性模式鉆孔，其中所述部件由非金屬的硬而脆性材料制成。所述方法包括通過(guò)在鉆孔同時(shí)控制切割深度以在所述部件中鉆出每個(gè)孔，從而使得所述脆性材料的一部分經(jīng)歷高壓相變并在切屑形成期間形成所述脆性材料的無(wú)定形部分。從每個(gè)孔去除所述脆性材料的無(wú)定形部分，從而使得在所述部件中形成的每個(gè)孔的孔壁具有約0.2μm至0.8μm的因鉆孔所致的表面粗糙度（Ra）。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于等離子體加工裝置的脆性部件的延性模式鉆孔方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)等離子體加工裝置的部件進(jìn)行機(jī)械加工，并且更確切地說(shuō)，涉及一種在等離子體加工裝置的部件中進(jìn)行延性模式鉆孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體材料加工領(lǐng)域中，例如，使用包括真空加工腔室在內(nèi)的半導(dǎo)體材料加工裝置執(zhí)行不同的工藝，諸如在襯底上進(jìn)行蝕刻和使不同的材料沉積在襯底上以及抗蝕劑剝離。隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展，晶體管大小不斷縮減，這就需要在晶片處理和工藝設(shè)備方面有越來(lái)越高的準(zhǔn)確度、可重復(fù)性以及清潔度。存在不同類(lèi)型的用于半導(dǎo)體加工的設(shè)備，所述半導(dǎo)體加工包括牽涉到使用等離子體的應(yīng)用，諸如等離子體蝕刻、反應(yīng)性離子蝕刻、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)以及抗蝕劑剝離。這些工藝所需類(lèi)型的設(shè)備包括被設(shè)置在等離子體腔室內(nèi)并且必須在該環(huán)境中運(yùn)行的部件。等離子體腔室內(nèi)部的環(huán)境可以包括暴露于等離子體、暴露于蝕刻劑氣體以及熱循環(huán)。用于這些部件的材料必須適合于承受所述腔室內(nèi)的環(huán)境條件，并且也必須適合于對(duì)許多晶片進(jìn)行加工，所述加工可以包括每塊晶片的多個(gè)工藝步驟。為了有成本效益，這些部件必須經(jīng)常要承受數(shù)百或數(shù)千次晶片循環(huán)，同時(shí)仍保持它們的功能性和清潔度。對(duì)于會(huì)產(chǎn)生顆粒的部件的容忍度一般極低，即使當(dāng)這些顆粒很少并且不大于幾十納米時(shí)也是如此。還需要被選用于等離子體加工腔室內(nèi)以通過(guò)最有成本效益的方式來(lái)滿(mǎn)足這些要求的部件。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，對(duì)形成例如噴頭電極的脆性(brittle)部件進(jìn)行機(jī)械加工操作，諸如進(jìn)行鉆孔，以便形成穿過(guò)噴頭電極的工藝氣體輸送孔。然而，在脆性部件中進(jìn)行鉆孔可能會(huì)在脆性部件的表面中產(chǎn)生小的幾乎看不見(jiàn)的微裂紋。這些微裂紋或亞表面損傷會(huì)因脆性材料斷裂而造成顆粒污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文公開(kāi)了一種使用切割工具在等離子體加工裝置的部件中進(jìn)行延性模式鉆孔的方法，其中所述部件由非金屬的硬而脆性(hard and brittle)材料制成。所述方法包括通過(guò)在鉆孔同時(shí)控制切割深度以在所述部件中鉆出每個(gè)孔，從而使得一部分脆性材料經(jīng)歷高壓相變并在切屑形成期間形成脆性材料的無(wú)定形部分。然后，從每個(gè)孔去除脆性材料的無(wú)定形部分，從而使得在所述部件中形成的每個(gè)孔的孔壁具有約0.2 μ m至0.8 μ m的因鉆孔所致的表面粗糙度(Ra)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1圖示了半導(dǎo)體等離子體加工裝置的噴頭電極組件的一個(gè)實(shí)施方式。
[0006]圖2圖示了半導(dǎo)體等離子體加工裝置的一個(gè)替代性實(shí)施方式。
[0007]圖3A、3B圖示了可以包括根據(jù)本文所公開(kāi)的延性模式鉆孔法所形成的孔的電介質(zhì)窗和氣體噴射器。[0008]圖4圖示了由非金屬的硬而脆性材料制成的部件的亞表面損傷模型。
[0009]圖5圖示了將切割深度與單晶硅噴頭電極中延性模式鉆出的孔的孔壁的損傷深度相比較的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本文公開(kāi)了一種在等離子體加工裝置的部件中進(jìn)行延性模式鉆孔的方法，其中所述部件由非金屬的硬而脆性材料制成并且所述部件包括諸如氣體噴射孔之類(lèi)的孔。如本文所用，硬而脆性材料意指適于用作半導(dǎo)體加工腔室中的部件的陶瓷材料、含硅(含單晶硅或多晶硅)材料或石英材料，并且更確切地說(shuō)，意指包括石英、硅、碳化硅、氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、碳化硼、氧化釔、氧化鋯、金剛石等在內(nèi)的材料。在正常條件下，半導(dǎo)體和陶瓷材料是硬而脆的，并且不容易發(fā)生塑性變形。用于等離子體加工裝置中的合適部件由諸如硅和碳化硅之類(lèi)的陶瓷材料和石英材料形成，并且可以包括噴頭電極、氣體分配構(gòu)件以及氣體噴射器。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)使這些硬而脆性材料發(fā)生塑性變形(即延性模式)，優(yōu)選地使所述部件的一部分表面經(jīng)歷高壓相變。延性模式鉆孔可以利用通過(guò)對(duì)切割深度、進(jìn)刀速率、啄孔距離、鉆速以及施加于一部分部件上的壓力進(jìn)行控制而引起的小尺寸范圍的延性塑性響應(yīng)，使得所述部件的一部分硬而脆性材料的一部分經(jīng)歷高壓相變，以形成脆性材料的無(wú)定形部分，從而可以將脆性材料中發(fā)生塑性變形(無(wú)定形)的部分去除。將脆性材料中發(fā)生塑性變形的部分去除會(huì)形成部件中的每個(gè)孔，其中所述部件優(yōu)選地包括用于將工藝氣體輸送到等離子體加工裝置的加工區(qū)域中的多個(gè)孔。
[0012]優(yōu)選地，所述部件的每個(gè)孔的孔壁因鉆孔所致的表面粗糙度具有約0.2μπι至0.8 μ m的粗糙度，并且更優(yōu)選地，每個(gè)孔的孔壁因鉆孔所致的表面粗糙度在約0.4 μ m與
0.6μπι之間。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“約”是指±10%。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“表面粗糙度”被表示為表面粗糙度測(cè)量結(jié)果的算術(shù)平均值(Ra)。優(yōu)選地，在等離子體加工裝置的部件中進(jìn)行延性模式鉆孔的方法的實(shí)施方式將使亞表面損傷減到最低程度，即在鉆孔后呈微裂紋形式的亞表面損傷將減少，并且微裂紋向脆性部件中將優(yōu)選地延伸不到約20 μ m,更優(yōu)選地不到約10 μ m，并且最優(yōu)選地不到約5 μ m。理想的是，在鉆孔后表面幾乎完全沒(méi)有裂痕。
[0013]圖1描繪了平行板電容耦合型等離子體腔室(真空腔室)的噴頭組件100的一半，所述噴頭組件100包括:頂部電極103，該頂部電極103由非金屬的硬而脆性材料形成并且當(dāng)中包括用于輸送工藝氣體的氣體通過(guò)孔104，以及被固定到頂部電極103上的任選的背襯構(gòu)件102，熱控制板101和頂板111。任選的背襯構(gòu)件102可以由非金屬的硬而脆性材料形成，其中任選的背襯構(gòu)件102具有氣體通過(guò)孔113，這些氣體通過(guò)孔113與頂部電極中的用于輸送工藝氣體穿過(guò)該頂部電極的孔104相對(duì)準(zhǔn)。在熱控制板101的上表面上可以提供熱扼流器112。頂部電極103被定位于襯底支撐件160上方,該襯底支撐件160對(duì)半導(dǎo)體襯底162 (例如半導(dǎo)體襯底)進(jìn)行支撐。
[0014]頂板111可以形成諸如等離子體蝕刻腔室之類(lèi)的等離子體加工裝置的可移除頂壁。如所示，頂部電極103可以包括內(nèi)部電極構(gòu)件105和任選的外部電極構(gòu)件107。內(nèi)部電極構(gòu)件105通常由單晶硅制成。必要時(shí)，內(nèi)部電極105和外部電極107可以由單塊的材料制成，該材料諸如CVD碳化硅、單晶硅或其它合適的材料。[0015]單晶硅是用于內(nèi)部電極構(gòu)件105和外部電極構(gòu)件107的等離子體暴露表面的優(yōu)選材料。高純度的單晶硅能夠使得在等離子體加工期間對(duì)于襯底的污染減到最少，這是因?yàn)樗鼉H將極少量的不希望有的元素引入到反應(yīng)腔室中，并且在等離子體加工期間還能夠使磨損平緩，從而使顆粒減到最少。
[0016]噴頭電極組件100當(dāng)中包括用于輸送工藝氣體的孔，并且可以經(jīng)過(guò)大小調(diào)整以用于加工大型襯底，諸如直徑為300mm的半導(dǎo)體晶片。對(duì)于300mm晶片，頂部電極103的直徑為至少300_。然而，噴頭電極組件可以經(jīng)過(guò)大小調(diào)整以加工其它規(guī)格晶片或具有非圓形構(gòu)造的襯底。
[0017]圖2是等離子體加工腔室10的一個(gè)替代性實(shí)施方式的剖視圖，其中所述等離子體加工腔室10是電感耦合型。ICP等離子體加工腔室的一個(gè)示例是由加利福尼亞州弗里蒙特(Fremont, California)的 Lam Research Corporation 制造的丁CPk 燭刻或沉積系統(tǒng)。ICP等離子體加工腔室還描述于例如共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利N0.6，805，952中，該美國(guó)專(zhuān)利以引用的方式整體并入本文。加工腔室10包括具有支撐表面14的襯底支撐件12。支撐表面14被適配成支撐襯底16。真空泵18與排出口 20相連接以將加工腔室10內(nèi)部維持在低壓(例如約I毫托與約50毫托之間)。氣體源22經(jīng)由氣體分配構(gòu)件、噴頭裝置或氣體噴射器中所包括的工藝氣體孔向加工腔室10內(nèi)部供應(yīng)工藝氣體，其中該氣體分配構(gòu)件、該噴頭裝置或該氣體噴射器由非金屬的硬而脆性材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，可以經(jīng)由氣體分配構(gòu)件24中的孔(未示出)向靠近襯底16的區(qū)域中引入工藝氣體。
[0018]電介質(zhì)窗32位于平面天線(xiàn)26下方并且形成等離子體加工腔室10的頂壁。氣體分配構(gòu)件24被放置在電介質(zhì)窗32下方。在氣體分配構(gòu)件24與襯底16之間的區(qū)域中產(chǎn)生高密度的等離子體31，以用于對(duì)襯底16進(jìn)行沉積或蝕刻。優(yōu)選地，電介質(zhì)窗32由諸如石英、氧化鋁、氮化鋁或氮化硅之類(lèi)的硬而脆性材料形成。在一個(gè)替代性實(shí)施方式中，電介質(zhì)窗32具有穿過(guò)其延伸的貫穿通道，其中可以插入氣體噴射器并且向靠近襯底16的區(qū)域中提供工藝氣體。
[0019]圖3A示出了示例性電介質(zhì)窗32，其包括平行平面表面42、側(cè)面44以及被配置成支撐氣體噴射器50的貫穿通道46。電介質(zhì)窗可以由石英制成，其中可以對(duì)石英進(jìn)行精加工處理。用于電介質(zhì)窗的示例性精加工處理可以見(jiàn)于共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利N0.7，250，114中，該美國(guó)專(zhuān)利特此以引用的方式整體并入本文。替代地，電介質(zhì)窗可以由陶瓷材料形成。優(yōu)選地，氣體噴射器50延伸貫穿整個(gè)貫穿通道46。如圖3B的剖視圖中所示，氣體噴射器50包括在上端具有凸緣43的圓柱體40、延伸穿過(guò)上部軸向端的中心孔45、在該孔與下部軸向端的外表面之間延伸的多個(gè)氣體孔47、以及O型環(huán)形槽48、51。氣體噴射器可以由諸如陶瓷或石英材料之類(lèi)的電介質(zhì)材料制成，其中氣體噴射器50包括用于穿過(guò)它輸送工藝氣體的孔47。氣體噴射器的示例公開(kāi)于以引用的方式并入本文的美國(guó)專(zhuān)利N0.8，025，731和7，785，417 中。
[0020]等離子體加工裝置中的諸如噴頭組件100中的碳化硅背襯構(gòu)件102和硅頂部電極103 (參見(jiàn)圖1)、被放置在電介質(zhì)窗32下方的氣體分配構(gòu)件24 (參見(jiàn)圖2)以及電介質(zhì)窗32的氣體噴射器50 (參見(jiàn)圖3A和圖3B)等硬而脆性部件當(dāng)中優(yōu)選地包括氣體通過(guò)孔。頂部電極103中的氣體通過(guò)孔104、碳化硅背襯構(gòu)件102中的氣體通過(guò)孔113以及氣體噴射器50中的氣體通過(guò)孔47可以根據(jù)本文所公開(kāi)的延性模式鉆孔方法來(lái)形成。另外，氣體分配構(gòu)件24 (參見(jiàn)圖2)中的氣體通過(guò)孔(未示出)可以根據(jù)本文所公開(kāi)的延性模式鉆孔方法而形成。優(yōu)選地，該部件中的孔具有約0.2mm至15mm的直徑,并且更優(yōu)選地,約0.2mm至0.7mm的直徑，諸如約0.64mm、約0.5mm或約0.43mm的直徑。
[0021]本文所公開(kāi)的延性模式鉆孔方法可以用于在等離子體加工裝置的任何部件上形成孔或洞，其中該部件由非金屬的硬而脆性材料制成。所述方法包括通過(guò)控制切割深度以在所述部件中進(jìn)行鉆孔，從而使得一部分脆性材料經(jīng)歷高壓相變而在切屑形成期間形成脆性材料的無(wú)定形部分。該方法還包括將脆性材料中發(fā)生塑性變形的部分去除以在該部件中形成孔。優(yōu)選地，每個(gè)孔的孔壁因鉆孔所致的表面粗糙度具有約0.2 μ m至0.8 μ m的表面粗糙度，并且更優(yōu)選地，每個(gè)孔的孔壁因鉆孔所致的表面粗糙度在約0.4 μ m與0.6 μ m之間。優(yōu)選地，由非金屬的硬而脆性材料制成的部件中延性模式鉆出的孔在形成時(shí)將具有向該部件的表面中延伸不到約20 μ m,并且更優(yōu)選地延伸不到約10 μ m,并且最優(yōu)選地延伸不到約5 μ m的亞表面損傷。
[0022]優(yōu)選地，在延性模式鉆孔處理期間，使非金屬的硬而脆性材料在鉆孔期間經(jīng)歷高壓相變以便減少該材料在鉆孔期間的脆性斷裂。在極高的壓力下，諸如在鉆頭與部件材料之間的接觸界面處存在的極高的壓力下，半導(dǎo)體、石英以及陶瓷材料會(huì)從共價(jià)鍵和/或離子鍵鍵合的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成經(jīng)過(guò)高壓相變的金屬結(jié)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，已發(fā)現(xiàn)，與在常壓或低壓條件下硅的結(jié)構(gòu)相比較，在本文所公開(kāi)的延性模式鉆孔法中所存在的高壓相變會(huì)使硅轉(zhuǎn)化成β-Sn晶體結(jié)構(gòu)。所提供的能夠形成經(jīng)過(guò)高壓相變的材料的壓力應(yīng)當(dāng)足夠大以克服該材料的硬度。優(yōu)選地，使用諸如金剛石鉆頭之類(lèi)的切割工具來(lái)進(jìn)行延性模式鉆孔。
[0023]圖4圖示了由非金屬的硬而脆性材料(諸如硅)制成的部件200的亞表面損傷模型。如所示，部件200已經(jīng)歷高壓相變，其中在主體層201上方形成彈性變形層202。在彈性變形層202上方是該部件中包含亞表面損傷的部分。亞表面損傷可以包括可能在所述部件200中形成結(jié)晶缺陷或不規(guī)則性的位錯(cuò)203以及會(huì)干擾結(jié)晶材料的堆垛層錯(cuò)序列的堆垛層錯(cuò)204。微裂紋205可能形成并且可能從部件200的上表面206延伸到彈性變形層202并且有可能穿過(guò)變形層202。優(yōu)選地，在彈性變形層202上方亞表面損傷延伸不到約10 μ m并且更優(yōu)選地不到約5 μ m。
[0024]優(yōu)選地，進(jìn)行延性模式鉆孔以使得在非金屬的硬而脆性材料中形成直徑為約
0.2mm至15mm,諸如約0.64mm、約0.5mm或約0.43mm的孔。舉例來(lái)說(shuō)，為了減少直徑為約
0.4mm至0.8mm的孔的亞表面損傷的深度，延性模式鉆孔優(yōu)選地以約20，000至60，000轉(zhuǎn)/分鐘的鉆速進(jìn)行，更優(yōu)選地以約35，000至55，000轉(zhuǎn)/分鐘進(jìn)行，并且最優(yōu)選地以約40，000至50，000轉(zhuǎn)/分鐘進(jìn)行。延性模式鉆孔優(yōu)選地具有約0.5至1.5英寸/分鐘的進(jìn)刀速率以及約0.001至0.004英寸的啄孔深度，其中切割深度小于約450納米/轉(zhuǎn)。切割深度大于450納米/轉(zhuǎn)可能會(huì)導(dǎo)致在脆性模式下進(jìn)行鉆孔，其中很可能出現(xiàn)亞表面損傷。更優(yōu)選地，切割深度是約200至400納米/轉(zhuǎn)。另外，在延性模式鉆孔期間，可以向鉆孔位點(diǎn)供給去離子水以便減少污染。
[0025]優(yōu)選地，在已鉆出該部件的孔之后，可以使用諸如混合酸蝕刻溶液(MAE)之類(lèi)的酸性溶液對(duì)該部件進(jìn)行清潔。舉例來(lái)說(shuō)，用于對(duì)硅進(jìn)行蝕刻的酸混合物可以由經(jīng)過(guò)乙酸(CH3COOH或HC2H3O2X水或其它添加劑稀釋的氫氟酸(HF)和硝酸(HNO3)構(gòu)成。如從B.Schwartz 和 H.Robbins,的論文 Chemical Etching of Silicon, J.Electrochem.Soc.(“硅的化學(xué)蝕刻”，《電化學(xué)學(xué)會(huì)志》)，第123卷，第12期(1976年12月)，第1903-1909頁(yè)(參見(jiàn)其中的圖8和9)中所知，酸混合物的組成決定了蝕刻速率并且還決定了蝕刻表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或在使用掩模進(jìn)行蝕刻的情況下所產(chǎn)生的輪廓的圖案。另外，用于清潔諸如噴頭電極之類(lèi)的硅電極的酸性溶液和方法的示例性實(shí)施方式還可以見(jiàn)于共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利N0.7，507, 670中，該美國(guó)專(zhuān)利特此以引用的方式整體并入本文。
[0026]圖5圖示了切割深度的影響，該切割深度是控制硅噴頭電極中延性模式鉆出的氣體通過(guò)孔的損傷深度的另外一個(gè)因素。優(yōu)選地，切割深度是約200納米至450納米/轉(zhuǎn)以使亞表面損傷減到最少。切割深度大于450納米/轉(zhuǎn)可能會(huì)導(dǎo)致在脆性模式下進(jìn)行鉆孔，從而很可能出現(xiàn)亞表面損傷。更優(yōu)選地，切割深度是約200納米至400納米/轉(zhuǎn)以使亞表面損傷減到最少。切割深度小于約200納米/轉(zhuǎn)可能會(huì)導(dǎo)致偶然出現(xiàn)的亞表面損傷，從而會(huì)使得結(jié)果的可重復(fù)性較低。
[0027]在由非金屬的硬而脆性材料制成的部件中進(jìn)行延性模式鉆孔期間，碎片可能會(huì)堆積于切割工具(鉆頭)上，從而導(dǎo)致扭矩更大，工具壽命縮短以及工藝的均一性降低。因此，在使用鉆頭鉆出多于一個(gè)孔時(shí)，可能需要通過(guò)在鉆孔操作之間間歇地將工具浸于超聲波液中來(lái)對(duì)切割工具進(jìn)行定期的超聲波清潔。優(yōu)選地，在鉆出一定數(shù)目的孔之后，對(duì)切割工具進(jìn)行超聲波清潔，并且更優(yōu)選地，在鉆出每個(gè)孔之后對(duì)切割工具進(jìn)行超聲波清潔。雖然不希望受理論所束縛，但是在切割工具接觸到超聲波清潔液時(shí)，可以去除切割工具上所堆積的多達(dá)99%的碎片。此外，可以在對(duì)預(yù)定數(shù)目的部件進(jìn)行延性模式鉆孔之后對(duì)切割工具進(jìn)行全面清潔。優(yōu)選地，在對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行延性模式鉆孔之后，對(duì)切割工具進(jìn)行全面清潔。全面清潔過(guò)程包括取下鉆頭，使用苛性堿肥皂清潔鉆頭，以及將鉆頭復(fù)位。
[0028]本文還公開(kāi)了一種更換等離子體加工裝置包含的部件的方法。該方法包括在已用的部件受到腐蝕時(shí)從等離子體加工裝置中取出已用的部件(諸如噴頭電極)；以及使用根據(jù)本文所公開(kāi)的方法所形成的部件替換已用的部件。
[0029]另外，本文公開(kāi)了一種在等離子體加工裝置中對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行蝕刻的方法。該方法包括將根據(jù)本文所公開(kāi)的方法的實(shí)施方式所形成的部件安裝于等離子體加工裝置的等離子體腔室中，以及在該等離子體腔室中對(duì)至少一個(gè)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行等離子體蝕刻。
[0030]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明可以在不脫離其精神或?qū)嵸|(zhì)特征的情況下以其它具體形式來(lái)實(shí)施。本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施方式因此應(yīng)在所有方面被認(rèn)為具有說(shuō)明性而不具限制性。本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)而不是上述描述指示的，并且屬于權(quán)利要求書(shū)的等同方案的含義和范圍內(nèi)的所有變化意圖被涵蓋于本發(fā)明的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種使用切割工具在等離子體加工裝置的部件中進(jìn)行延性模式鉆孔的方法，其中所述部件由非金屬的硬而脆性材料制成，所述方法包括: 通過(guò)在鉆孔同時(shí)控制切割深度以在所述部件中鉆出每個(gè)孔，從而使得所述脆性材料的一部分經(jīng)歷高壓相變并在切屑形成期間形成所述脆性材料的無(wú)定形部分；以及 從每個(gè)孔去除所述脆性材料的無(wú)定形部分，從而使得在所述部件中形成的每個(gè)孔的孔壁具有約0.2μm至0.8μm的因鉆孔所致的表面粗糙度(Ra)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括在對(duì)由硬而脆性材料制成的所述部件進(jìn)行延性模式鉆孔時(shí)在所述部件中鉆出新的孔之前對(duì)所述切割工具進(jìn)行間歇性超聲波清潔。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述硬而脆性材料選自由陶瓷材料、含硅材料以及石英材料組成的組。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以約20，000轉(zhuǎn)/分鐘至60，000轉(zhuǎn)/分鐘的鉆速、約0.5英寸/分鐘至1.5英寸/分鐘的進(jìn)刀速率、約0.001英寸至0.004英寸的啄孔深度以及小于約450納米/轉(zhuǎn)的切割深度進(jìn)行所述延性模式鉆孔。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述切割深度是約200納米/轉(zhuǎn)至400納米/轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中以約35，000轉(zhuǎn)/分鐘至55，000轉(zhuǎn)/分鐘的鉆速進(jìn)行所述延性模式鉆孔。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括使用酸性溶液對(duì)具有經(jīng)延性模式鉆出的孔的所述部件進(jìn)行清潔。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在鉆出每個(gè)孔之后對(duì)所述切割工具進(jìn)行超聲波清潔。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行延性模式鉆孔之后對(duì)所述切割工具進(jìn)行全面清潔處理，所述全面清潔處理包括:取下所述切割工具，使用苛性堿肥皂對(duì)所述切割工具進(jìn)行清潔，以及將所述切割工具復(fù)位。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述部件是硅噴頭電極或碳化硅噴頭電極。
11.如權(quán)利要求1所述的方法,其中(a)每個(gè)孔具有約0.2mm至15mm的直徑；或(b)每個(gè)孔具有約0.2mm至0.7mm的直徑。
12.如權(quán)利要求1所述的方法,其中每個(gè)孔具有約5mm至15mm的深度。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述部件是等離子體蝕刻腔室的腔室零件。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述切割工具是金剛石鉆頭。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中(a)每個(gè)孔的亞表面損傷向所述孔的孔壁中延伸不到約20ym;(b)每個(gè)孔的亞表面損傷向所述孔的孔壁中延伸不到約IOym^ (c)每個(gè)孔的亞表面損傷向所述孔的孔壁中延伸不到約5 μ m。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)孔的所述孔壁因鉆孔所致的表面粗糙度在約0.4 μ m 與 0.6 μ m 之間。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在延性模式鉆孔期間向所述孔供給去離子水。
18.一種更換等離子體加工裝置的部件的方法，所述方法包括:在已用的部件受到腐蝕時(shí)將所述已用的部件從所述等離子體加工裝置中取出；以及使用通過(guò)如權(quán)利要求1所述的方法所制造的部件替換所述已用的部件。
19.一種將部件安裝于等離子體蝕刻腔室中的方法，所述方法包括將通過(guò)如權(quán)利要求I所述的方法所制造的所述部件安裝于等離子體蝕刻腔室中。
20.一種在等離子體加工裝置中對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行蝕刻的方法，所述方法包括:將根據(jù)如權(quán)利要求1所述的方法所制造的部件安裝在等離子體加工裝置的等離子體腔室中；以及在所述等離子體腔室中對(duì)至少一個(gè)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行等離子體蝕刻。
【文檔編號(hào)】B28D1/14GK103963172SQ201410039878
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】利華·李·黃, 杜安·D·斯考特, 約瑟夫·P·多恩池, 杰米·本斯, 艾米麗·P·斯坦塔, 格雷戈里·R·貝滕科特, 約翰·E·多爾蒂 申請(qǐng)人:朗姆研究公司