一种等离子体处置装置用构件的翻新装置及翻新方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种等离子体处置装置用构件的翻新装置及翻新方法，所述构件为待翻新构件，该待翻新构件包括构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层，该翻新装置包含：加热组件，用于对待翻新构件进行加热，使氟化层升华而所述耐腐蚀涂层保持原状以形成翻新构件。本发明专利技术通过控制加热区域，只对待去除的氟化层快速加热，利用氟化层与耐腐蚀涂层本体的物理特性差异去除氟化层，使翻新后的耐腐蚀涂层不含有氟化层，同时由于耐腐蚀涂层及构件本体所承受的温度并不高，不会破坏耐腐蚀涂层和构件本体，使得翻新的耐腐蚀涂层表面回到原始状态，即，耐腐蚀涂层表面接近新品状态，使得构件可以继续使用，大大降低运行成本。大大降低运行成本。大大降低运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体处置装置用构件的翻新装置及翻新方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件领域，具体涉及一种等离子体处置装置用构件的翻新装置及翻新方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件的制造过程中，等离子刻蚀是将晶圆加工成设计图案的关键工艺。在典型的等离子体刻蚀工艺中，工艺气体在射频(Radio Frequency，RF)激励作用下形成等离子体。这些等离子体在经过上电极和下电极之间的电场作用后与晶圆表面发生物理轰击作用及化学反应，从而刻蚀出具有特定结构的晶圆。在等离子体刻蚀工艺过程中，物理轰击及化学反应作用也同样会作用于刻蚀腔室内部所有与等离子体接触的部件，造成腐蚀。对于处在刻蚀腔体内的构件而言，通常会涂覆一些耐等离子体腐蚀的涂层以保护构件不被腐蚀。
[0003]然而，现有涂覆的耐等离子体腐蚀的涂层(例如，含钇涂层)在使用过程容易与刻蚀腔体环境中的F发生化学反应，形成薄薄的氟化层(厚度<1um内)，并且氟化层会随着刻蚀时间(RF时间)的延长而进一步扩大，使得涂层表面的含钇涂层的物理化学发生变化，一方面，造成刻蚀环境发生漂移，刻蚀稳定性受到破坏；另一方面，不断增长的氟化层会由于热膨胀的影响而脱离涂层本体，掉落在待刻蚀的晶圆上，形成微小的颗粒污染物，造成刻蚀良率下降。
[0004]目前，对于经过刻蚀腔室使用过的构件，通常采用化学清洗和机械抛光的方式去除氟化层，对构件进行翻新，以延长构件的使用寿命，降低成本。然而，由于构件表面涂层比较致密，常规的化学作用(酸液腐蚀)和物理作用(机械抛光)去除氟化层的同时，也会对涂层本体造成伤害，使得翻新的涂层表面不能回到原始状态，进而使得翻新件仍然不能很好的延长使用寿命，只能使用全新的构件替换掉有氟化层的构件，大大增加了运行成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种构件翻新方法，在完全去除氟化层的同时不损伤构件的致密涂层，使得构件恢复如初，延长其使用寿命，降低成本。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种等离子体处置装置用构件的翻新装置，所述构件为待翻新构件，所述待翻新构件包括构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层，该翻新装置包含：加热组件，用于对待翻新构件进行加热，使氟化层升华而所述耐腐蚀涂层保持原状以形成翻新构件。
[0007]可选地，所述氟化层的熔点低于所述耐腐蚀涂层的熔点。
[0008]可选地，所述氟化层的熔点低于1800℃；所述耐腐蚀涂层的熔点大于2200℃。
[0009]可选地，所述的加热组件的加热源包含：激光、等离子体火焰、离子束、电子束和氙灯加热灯中的一种或者多种组合。
[0010]可选地，所述的翻新装置还包含：均匀板，其设置在加热源与待翻新构件之间，用
于对所述的氟化层均匀辐射加热。
[0011]可选地，所述的翻新装置还包含驱动元件，用于驱动均匀板在加热源与待翻新构件之间移动，以根据需要改变所述均匀板与氟化层的距离，和/或，用于驱动均匀板沿着垂直穿透于该均匀板的中心轴自转，以提高均匀板温度的均匀性。
[0012]可选地，所述均匀板的材质为熔点高于2000℃的金属材质或陶瓷。
[0013]可选地，所述均匀板的金属材质包含：钨、钼、钽或其合金中的至少一种。
[0014]可选地，用于提供激光的加热组件为二氧化碳激光器，所述的均匀板为金属均匀板。
[0015]可选地，所述均匀板的陶瓷为氧化物陶瓷，该氧化物陶瓷材质包含氧化铝和/或氧化锆。
[0016]可选地，用于提供激光的加热组件为半导体激光器，所述的均匀板为陶瓷板。
[0017]可选地，该翻新装置还包括供气部，用于提供保护气。
[0018]可选地，当均匀板为金属材质或者非氧化物陶瓷时，其保护气体为惰性气体中的至少一种。
[0019]可选地，当均匀板为氧化物陶瓷时，其保护气体包括氧气。
[0020]可选地，用于提供激光的加热组件为若干均匀排布的激光器。
[0021]可选地，每个激光器独立控制或者若干激光器分组控制。
[0022]可选地，所述的激光与所述均匀板之间还设置有分束器、若干反射镜，用于改变单束光路为光束阵列。
[0023]可选地，所述的激光的波长＞700nm。
[0024]可选地，所述的加热源为等离子体火焰，所述翻新装置还包括：气源和直流电源，所述气源用于提供工作气体，所述工作气体为非还原性气体，所述工作气体通过直流电源加热电离形成等离子体火焰。
[0025]可选地，用于提供等离子体火焰的加热组件为喷枪，所述工作气体在喷枪中电离，喷出等离子火焰，对所述的氟化层进行热处理。
[0026]可选地，所述的翻新装置还包含：密闭处理腔，用于容纳加热组件及待翻新构件。
[0027]可选地，所述的翻新装置还包含光学监测组件，用于对待翻新构件的表面进行监测，并给出是否继续热处理的反馈信息；该光学监测组件包含：
[0028]一发射器，用于向耐腐蚀涂层的表面发射信号，在耐腐蚀涂层的表面形成光学检测信号；
[0029]一接收器，用于接收所述的光学检测信号；
[0030]一控制器，用于处理所述的光学检测信号，并给出是否继续热处理的反馈信息。
[0031]可选地，所述的监测组件为傅里叶变换红外光谱仪，以傅里叶红外变换光谱图中O
‑
F键消失作为构件翻新结束的判断依据，O
‑
Y键吸收强度达到标准库中O
‑
Y键吸收强度作为构件翻新结束的辅助判断依据。
[0032]可选地，以傅里叶红外变换光谱图中，534nm处的吸收峰作为氟化层的监测信号，当该吸收峰强度消失时，结束对构件表面的热处理过程。
[0033]可选地，所述的监测组件为拉曼光谱仪，以拉曼光谱图中O
‑
F键消失作为构件翻新结束的判断依据，O
‑
Y键振动峰强度达到标准库中O
‑
Y键振动峰强度作为构件翻新结束的辅
助判断依据。
[0034]可选地，以拉曼光谱图中，以140cm
‑1和/或378cm
‑1处的振动峰作为氟化层的监测信号，当该振动峰强度消失时，结束对构件表面的热处理过程。
[0035]可选地，所述的等离子体处置装置为电感耦合等离子体处理装置，所述的构件包括：陶瓷板、内衬套、气体喷嘴、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。
[0036]可选地，所述的等离子体处置装置为电容耦合等离子体处理装置，所述的构件包括：喷淋头、上接地环、移动环、气体分配板、气体缓冲板、静电吸盘组件、下接地环、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。
[0037]本专利技术还提供了一种等离子体处置装置用构件的翻新方法，该方法包含：
[0038]提供待翻新构件，其包含构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处置装置用构件的翻新装置，所述构件为待翻新构件，所述待翻新构件包括构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层，其特征在于，该翻新装置包含：加热组件，用于对待翻新构件进行加热，使氟化层升华而所述耐腐蚀涂层保持原状以形成翻新构件。2.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述氟化层的熔点低于所述耐腐蚀涂层的熔点。3.如权利要求2所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述氟化层的熔点低于1800℃；所述耐腐蚀涂层的熔点大于2200℃。4.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的加热组件的加热源包含：激光、等离子体火焰、离子束、电子束和氙灯加热灯中的一种或者多种组合。5.如权利要求4所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的翻新装置还包含：均匀板，其设置在加热源与待翻新构件之间，用于对所述的氟化层均匀辐射加热。6.如权利要求5所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的翻新装置还包含驱动元件，用于驱动均匀板在加热源与待翻新构件之间移动，以根据需要改变所述均匀板与氟化层的距离，和/或，用于驱动均匀板沿着垂直穿透于该均匀板的中心轴自转，以提高均匀板温度的均匀性。7.如权利要求5所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述均匀板的材质为熔点高于2000℃的金属材质或陶瓷。8.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述均匀板的金属材质包含：钨、钼、钽或其合金中的至少一种。9.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，用于提供激光的加热组件为二氧化碳激光器，所述的均匀板为金属均匀板。10.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述均匀板的陶瓷为氧化物陶瓷，该氧化物陶瓷材质包含氧化铝和/或氧化锆。11.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，用于提供激光的加热组件为半导体激光器，所述的均匀板为陶瓷板。12.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，该翻新装置还包括供气部，用于提供保护气。13.如权利要求12所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，当均匀板为金属材质或者非氧化物陶瓷时，其保护气体为惰性气体中的至少一种。14.如利要求12所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，当均匀板为氧化物陶瓷时，其保护气体包括氧气。15.如权利要求4所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，用于提供激光的加热组件为若干均匀排布的激光器。16.如权利要求15所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，每个激光器独立控制或者若干激光器分组控制。17.如权利要求5所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述激光
与所述均匀板之间还设置有分束器、若干反射镜，用于改变单束光路为光束阵列。18.如权利要求4所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的激光的波长＞700nm。19.如权利要求4所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的加热源为等离子体火焰，所述翻新装置还包括：气源和直流电源，所述气源用于提供工作气体，所述工作气体为非还原性气体，所述工作气体通过直流电源加热电离形成等离子体火焰。20.如权利要求19所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，用于提供等离子体火焰的加热组件为喷枪，所述工作气体在喷枪中电离，喷出等离子火焰，对所述的氟化层进行热处理。21.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的翻新装置还包含：密闭处理腔，用于容纳加热组件及待翻新构件。22.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的翻新装置还包含光学监测组件，用于对待翻新构件的表面进行监测，并给出是否继续热处理的反馈信息；该光学监测组件包含：一发射器，用于向耐腐蚀涂层的表面发射信号，在耐腐蚀涂层的表面形成光学检测信号；一接收器，用于接收所述的光学检测信号；一控制器，用于处理所述的光学检测信号，并给出是否继续热处理的反馈信息。23.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：段蛟，杨桂林，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：