專利名稱：具有改進(jìn)的微粒性能的主動(dòng)加熱鋁擋板部件及其應(yīng)用和制造方法
具有改進(jìn)的孩支粒性能的主動(dòng)加熱鋁擋板部件 及其應(yīng)用和制造方法背景技術(shù)隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，減小晶體管尺寸要求在晶片處理和處 理裝備中更高程度的精確度、可重復(fù)性和清潔度。存在用于半導(dǎo)體 處理的各種裝備，包括涉及等離子使用的應(yīng)用，如等離子蝕刻，等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)和抗蝕劑剝除。這些處理所要求 的裝備類型包括設(shè)置于該等離子室內(nèi)的部件，并且必須在那樣的環(huán) 境中正常工作。在等離子室內(nèi)的環(huán)境可包括暴露于等離子、暴露于 蝕刻劑氣體、以及熱循環(huán)。用于這些部件的材*+必須適于經(jīng)纟尋起該 室中的環(huán)境條件，以及對(duì)于大量晶片的處理而言也是如此，這些處 理可包括對(duì)每個(gè)晶片的多個(gè)工藝步驟。為了節(jié)省成本，這些部件往 往必須經(jīng)得起幾百次或者幾千次的晶片循環(huán)，同時(shí)保持它們的功能 性和清潔度。通常極度不能容忍產(chǎn)生微粒的部件，即使那些微粒很 少并且不超過(guò)數(shù)十納米。所選取的用于等離子處理室內(nèi)的部件還需 要以最節(jié)省成本的方式符合這些要求。發(fā)明內(nèi)容一種主動(dòng)加熱鋁擋板部件，如熱控制板或擋板環(huán)(baffle ring), 包4舌由電纟勉光過(guò)考呈形成的暴露的外部氧化鋁層。


圖1描繪了噴頭電極組件(assembly)和主動(dòng)加熱鋁擋板部件 的示意圖；圖2描繪了圖1所示環(huán)中一個(gè)的橫截面。
具體實(shí)施方式
用于半導(dǎo)體基片(如硅晶片)的等離子處理裝置包括等離子蝕 刻室，其用在半導(dǎo)體器件制造處理工藝中以蝕刻如半導(dǎo)體、金屬和電介質(zhì)的才才泮牛。例3口，電介質(zhì)蝕刻室可用來(lái)蝕刻力口二氧^b石圭或氮4匕 石圭的材泮十。在該蝕刻處理工藝期間，蝕刻室內(nèi)的部件加熱然后冷卻， 并因此經(jīng)受熱應(yīng)力。對(duì)于主動(dòng)加熱部^f牛，如加熱的噴頭紐z件的擋一反 部件，該溫度循環(huán)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生更多的微粒。在共有的美國(guó)專利公布No.2005/0133160Al中描述了具有加熱 器以防止該噴頭電極降低到低于最低溫度的噴頭電極組件，該披露 通過(guò)引用結(jié)合入此處。該加熱器利用溫度控制頂板與熱控制板在熱 傳導(dǎo)中相配合，該溫度控制頂板形成等離子蝕刻室的頂壁。圖1描繪了平行板電容耦合等離子室的噴頭組件100的一半， 其包括頂部電極103和固定在該頂部電極103上的可選的支撐構(gòu)件 102，熱4空制才反101，和頂一反111。該頂一反111可形成等離子處理裝 置(如等離子蝕刻室)的可移除頂壁。該頂部電才及103 4尤選;t也包括: 內(nèi)部電才及構(gòu)件105和可選的外部電才及構(gòu)件107。該內(nèi)部電才及構(gòu)件105 優(yōu)選地是由單晶石圭組成的圓柱形。如果需要，該內(nèi)部和外部電相_ 105、 107可由單塊材料制成，如CVD碳化硅、單晶珪或其它適合 的材料。內(nèi)部電^l構(gòu)件105的直徑可小于、等于或大于4寺處理晶片的直 徑，例如，若該才反由單晶石圭組成，則晶片直徑可高達(dá)200mm，這是 當(dāng)前能夠得到的單晶硅材料的最大直徑。對(duì)于更大的半導(dǎo)體基片 (如300mm晶片)的處理而言，外部電才及構(gòu)4牛107適于一尋頂部電 才及103的直徑/人大約15英寸擴(kuò)展到大約17英寸。該外部電一及構(gòu)件 107可以是連續(xù)構(gòu)件(例如，多晶硅或碳化硅構(gòu)件，如環(huán))，或者是 分段構(gòu)件(例如，以環(huán)結(jié)構(gòu)排列的2-6個(gè)分開(kāi)的片l殳，如單晶石圭片 段)。在頂部電才及103包4舌多^:外部電才及構(gòu)4牛107的實(shí)施方式中， 這些片段優(yōu)選地具有互相交疊以保護(hù)下層的粘合材料免予暴露于 等離子的邊緣。內(nèi)部電極構(gòu)件105優(yōu)選地包括多個(gè)氣體通道104, 其用于將處理氣體注入到等離子反應(yīng)室中在頂部電極103下的空間 內(nèi)。外部電極107優(yōu)選地在電極103的周緣形成突起的臺(tái)階。臺(tái)階 狀電才及的更多的細(xì)節(jié)可參見(jiàn)共有美國(guó)專利No.6,824,627，其4皮露的 內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合入此處。單晶石圭是用于內(nèi)部電才及構(gòu)件105和外部電才及構(gòu)^f牛107的等離子 暴露表面的優(yōu)選材料。高純度單晶硅最小化了等離子處理過(guò)程中的 基片污染，因?yàn)槠鋬H向該反應(yīng)室中引入最小量的不期望的成分，并 且在等離子處理過(guò)程中光滑地磨損，由此使微粒的量最少。該噴頭電核J且4牛100可為處理大的基片(如具有300mm直徑 的半導(dǎo)體晶片)i殳定尺寸。對(duì)于300mm晶片，頂部電才及103的直 徑至少為300mm。然而，噴頭電極組件可設(shè)定尺寸，以處理其它晶 片尺寸或具有非環(huán)形構(gòu)造的基片。支撐構(gòu)件102包括支撐纟反106以及可選地包括支撐環(huán)108。在 這種構(gòu)造中，內(nèi)部電才及構(gòu)件105與支撐氺反106共延(coextensive )， 以及外部電極構(gòu)件107與環(huán)繞的支撐環(huán)108共延。然而，支撐板106可延伸超出該內(nèi)部電才及構(gòu)件，從而，可使用單一的支撐并反來(lái)支撐該 內(nèi)部電才及構(gòu)件以及該分,殳的外部電才及構(gòu)件，或者該內(nèi)部電才及和該外部電才及可包括單塊材料。內(nèi)部電才及構(gòu)件105和外部電4及構(gòu)件107優(yōu) 選地通過(guò)粘合材料(如彈性粘合材料)附著于支撐構(gòu)件102。支撐 一反106包括與該內(nèi)部電才及構(gòu)件105中的氣體通道104對(duì)齊的氣體通 道113，以向該等離子處理室內(nèi)l是供氣體流。氣體通道113直徑通 常為大約0.04英寸，以及氣體通道104的直徑通常為大約0.025英 寸。支撐板106和支撐環(huán)108優(yōu)選地由與用于在等離子處理室中處該電^1材3一牛的熱膨脹系#:緊密匹配。可用來(lái)制造該支撐構(gòu)件102的 優(yōu)選材料包括，但不限于，石墨和SiC。頂部電極103可利用導(dǎo)熱和導(dǎo)電彈性粘合材料附著于支撐板 106和支撐環(huán)108，該材津牛適應(yīng)熱應(yīng)力，并且在該頂部電才及103和 支撐板106和支撐環(huán)108之間傳遞熱量和電能。例如，用于將電擬_ 組件的表面粘合在 一 起的彈性體的應(yīng)用在共有美國(guó)專利 No.6，073，577中描述，在此通過(guò)引用S奪其整體合并入此處。支撐一反106和支撐環(huán)108優(yōu)選地利用合適的緊固件附著于熱控 制板101，該緊固件可以是螺栓、螺釘?shù)?。例如，螺?圖未示) 可插入該熱控制寺反101內(nèi)的孔中并且檸入支撐構(gòu)件102的螺紋孔 中。熱控制板101與主動(dòng)控制加熱器為熱傳遞關(guān)系。例如，參見(jiàn)， 圖1-2以及對(duì)其的論述在共有美國(guó)^^開(kāi)申請(qǐng)No.2005/0133160Al中 描述，在此通過(guò)引用將其4皮露內(nèi)容結(jié)合入此處。熱控制板101包括 彎曲部分109并4尤選i也由才幾才成力口工金屬才才泮牛纟且成，3口鋁、鉆合金(如 鋁合金6061 )等。頂4反111優(yōu)選地由鋁或如鋁合金6061的鋁合金 組成。等離子限制組件110顯示為在噴頭電才及組件100的外面。包 括可垂直調(diào)節(jié)的等離子限制環(huán)組件的適合的等離子限制組件，在共 有美國(guó)專利No.5,534，751中描述，該專利通過(guò)引用結(jié)合入此處。該熱控制板優(yōu)選地包括至少 一個(gè)加熱器，其可運(yùn)行以與該溫度 4空制頂才反片目配合，以4空制該頂部電才及的溫度。例4口，在一個(gè)^f尤選的實(shí)施方式中，在該熱控制;f反的上部表面上^是供加熱器，該加熱器包 括由該第一突出部圍繞的第一加熱器區(qū)域，在該第一突出部和該第 二突出部之間的第二加熱器區(qū)域，以及在該第二突出部和該彎曲部 之間的第三加熱器區(qū)域。加熱器區(qū)域的數(shù)量可以變化；例如，在其 它實(shí)施方式中，該力口熱器可包4舌單一力口熱器區(qū)纟或、兩個(gè)力口熱器區(qū)&戈 或者三個(gè)以上加熱器區(qū)域。該加熱器可備選地^是供在該熱控制板的 底面上。該加熱器優(yōu)選地包括層壓板，其包括設(shè)在聚合材料的相對(duì)層之 間的耐熱材料，該耐熱材料可經(jīng)得起該加熱器所達(dá)到的運(yùn)行溫度。 可使用的示范性聚合材料是以商標(biāo)為Kapton⑧所售的聚酰亞胺，其 可通過(guò)商業(yè)途徑從E.I.du Pont de Nemours and Company得到。備選 地，該加熱器可以是嵌入該熱控制外反的電阻加熱器(例如，在鑄造 熱控制板中的加熱零件，或位于在該熱控制板中形成的通道內(nèi)的加 熱零ff )。該加熱器的另一個(gè)實(shí)施方式包i舌安裝在該加熱控制纟反的 上部和/或下部表面的電阻加熱零件。該熱控制才反的加熱可通過(guò)傳導(dǎo) 和/或輻射實(shí)王見(jiàn)。該加熱器材并?？删哂腥魏魏线m的樣式(pattern ),其纟是供該第一 力口熱區(qū)i或、第二力o熱區(qū)i或和第三力o熱區(qū)i或的熱均一力口熱。例如，該 層壓板加熱器可具有矩形或非矩形的電阻加熱線路樣式，如曲折 形、蛇形的或者同心的樣式。通過(guò)利用該加熱器，并與該溫度控制 頂才反的運(yùn)4于相配合而加熱該熱控制一反，在該噴頭電纟及組件運(yùn)4于過(guò)程 中可提供沿該頂部電極的所需要的溫度分布。位于該第 一加熱器區(qū)域、第二加熱器區(qū)域和第三加熱器區(qū)域的 加熱器部分可通過(guò)任何合適的技術(shù)(例如，應(yīng)用熱和壓力、粘結(jié)劑、 緊固件等)固定到該熱控制板。該頂部電極可電接地，或者可選地優(yōu)選由射頻(RF)電流源供電。在^f尤選的實(shí)施方式中，該頂部電擬j妄;也，并且在該底部電才及上施加一個(gè)或多個(gè)頻率的功率，以在該等離子處理室中生成等離子。例如，該底部電才及可通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立控制的射頻功率源在2MHz和 27MHz的頻率通電。在基片處理后(例如，半導(dǎo)體基片完成等離子 蝕刻后)，切斷對(duì)該底部電才及的供電以終止等離子的生成。處理后 的基片從該等離子處理室中移除，并且另一個(gè)基片設(shè)在該基片支撐 4牛上以進(jìn)4亍等離子處理。在伊乙選的實(shí)施方式中，當(dāng)切斷乂寸該底部電 才及的供電時(shí)，；敫活i亥力口熱器以力口熱i亥熱4空制4反，以及^目應(yīng);也力口熱i亥 頂部電一及。結(jié)果，優(yōu)選地防止該頂部電才及溫度降^J'H氐于需要的最 低溫度。為了蝕刻介電材料，該頂部電極溫度在連續(xù)的基片處理運(yùn) 行之間優(yōu)選地保持在接近恒定溫度，如150到250。C，以便更均一 地處理基片，并因此4是高處理產(chǎn)出。該功率源優(yōu)選地是可控的以基 于實(shí)際的溫度和該頂部電4及所需的溫度，以需要的平和比率向該 加熱器供電。用在等離子處理室中的主動(dòng)加熱鋁部件的另 一個(gè)例子是用來(lái) 在等離子室中分配處理氣體的鋁擋板環(huán)裝置120。圖1中的鋁擋板 環(huán)裝置120包括六個(gè)由鋁或鋁合金(如6061鋁)制得的環(huán)，其包 4舌重量比為大約96%到大約98%的Al,大約0.8%到大約1.2%的 Mg，大約0.4%到大約0.8%的Si，大約0.15%到0.4%的Cu，大約 0.04%到0.35%Cr，以及可選地Fe， Mn, Zn和/或Ti。這6個(gè)同心 的L形環(huán)位于該在該支撐構(gòu)件102之上以及該熱控制板101之下的 空間(plenum)內(nèi)。例如，中央空間可包4舌單一的環(huán)，鄰4妻的空間 可包括兩個(gè)分開(kāi)1/2到1英寸間隙的環(huán)，下一個(gè)鄰接的空間可包括 兩個(gè)分開(kāi)1/2到1英寸間隙的環(huán)以及外部空間可包括單一的環(huán)。這 些環(huán)利用螺4丁安裝在該熱控制一反101。例如，每個(gè)環(huán)可包4舌圓周隔 開(kāi)的托腳(stand-off)或凸起(boss),其帶有用于容納這些螺釘?shù)?孑L,例如，可使用以120。C間隔i殳置的三個(gè)凸起。單一擋氺反環(huán)部分的代表性橫截面在圖2中示出。每個(gè)環(huán)可具有大約0.040英寸厚度 的水平部分以及大約1/4英寸長(zhǎng)度的垂直凸緣。該環(huán)包纟舌平面121 和邊纟彖122。用在等離子處理室中的傳統(tǒng)的鋁部件具有由稱為類型III陽(yáng)極 氧化的處理工藝所產(chǎn)生的表面加工，其導(dǎo)致形成接近25-75樣￡米厚 的氧化鋁層。類型III陽(yáng)極氧化(也稱為"石更"陽(yáng)極氧化)在電解 槽(electrolytic bath )中執(zhí)行，該電解槽包括濃度為大約14-17%重 量比的碌l酸，以及可選地濃度為大約2.5-7.5%重量比的草酸。該電 解槽維持在大約-4。C到11 。C的溫度以及工件保持為電解池 (electrolytic cell)的陽(yáng)極，在大約50V到75V的電壓下持續(xù)大約 10-80分鐘。所產(chǎn)生的層主要由氧化鋁組成并且包括大約IOOOA( 0.1 微米)的靠近該Al/氧化物界面的密集的氧化鋁以及多孔氧化物的 殘留厚度。在周圍環(huán)境和升高超過(guò)IO(TC、 125°C、 150°C、 175°C、 200°C或更高的溫度之間的溫度循環(huán)，可使具有陽(yáng)極氧化處理的層 的擋板環(huán)出現(xiàn)石皮裂并導(dǎo)致孩t粒污染。在該處理室中的半導(dǎo)體基片處理過(guò)程中，熱量從該加熱器裝置 或由內(nèi)部電才及構(gòu)件105和外部電才及構(gòu)件107生成的熱量傳導(dǎo)到該熱 控制板和擋板環(huán)。該熱傳導(dǎo)的結(jié)果是，如熱傳導(dǎo)板鋁擋板環(huán)120的 部寸牛的溫度可主動(dòng)加熱到150°C、 160°C、 170°C、 180°C、 19(TC、 200。C或更高的溫度。因》匕，該主動(dòng)加熱4呂擋^反部^f?？稍趤V人環(huán)境溫 度到150。C及以上的溫度上熱循環(huán)。所以該鋁部件的大塊材料與表 面氧化物材料的熱膨脹系數(shù)a的相對(duì)值在通常的處理?xiàng)l件下會(huì)產(chǎn)生 應(yīng)力。鋁的熱膨脹系數(shù)a大約是25 x lO—6/°C，而對(duì)于氧化鋁，這個(gè) 值大約是8xlO—V。C。這個(gè)差導(dǎo)致所設(shè)置的氧化鋁層在熱循環(huán)過(guò)程 中受到應(yīng)力，并且這個(gè)現(xiàn)象在不平的表面加劇。這是因?yàn)?，在膨脹上的膨脹更多。因此，預(yù)期在邊緣的應(yīng)力更高。在溫度增加過(guò)程中，例如，因?yàn)閱为?dú)的熱膨月長(zhǎng)系凄t不同，所以在邊多彖引入到該氧化物的 張應(yīng)力超過(guò)將在平面上引入該氧化物的應(yīng)力。在該等離子處理裝置的正常使用過(guò)程中，在熱循環(huán)之后，在類 型III陽(yáng)才及氧4匕處理的主動(dòng)加熱鋁擋^反部件上發(fā)3見(jiàn)表面層的石皮裂。 沿這些部件邊緣的^皮裂是最可見(jiàn)的。任何這樣的-皮裂是在該室內(nèi)的 可能的粒子源，所以當(dāng)發(fā)生破裂時(shí)，通常必須替換破裂的部件。這 會(huì)增加成本并且降低等離子工藝的質(zhì)量。所以，需要具有一種用于 用在等離子處理室中的主動(dòng)加熱鋁擋才反部件的表面加工過(guò)禾呈，其在 晶片處理過(guò)程中產(chǎn)生減少的微粒。才艮據(jù)上述與在等離子處理室中使用類型III陽(yáng)極氧化鋁的主動(dòng) 加熱鋁擋板部件有關(guān)的缺點(diǎn)，進(jìn)行了更多的研究以開(kāi)發(fā)出不同的、更合適材料的部件。這些研究的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)使用可選(alternative ) 表面加工技術(shù)的主動(dòng)加熱鋁擋板部件可以祐 使用而沒(méi)有上述的缺 點(diǎn)。 一艮據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，電解拋光用來(lái)向這些部件的表面4是供氧化 鋁層。電解拋光的氧化鋁試樣表現(xiàn)出在至少125°C、 150°C、 175°C、 20(TC或更高溫度范圍內(nèi)熱循環(huán)的條件下減少的破裂。電解拋光是一種電化學(xué)工藝，其中工件浸在池(bath)中并且 在用于電解拋光鋁部件的電解池中用作陽(yáng)才及(正電勢(shì))。為了電解 4旭光鋁部4牛，該池含有濃縮的-粦酸，并且在該電解纟炮光處理工藝過(guò) 程中，該池保持在大約5(TC到7CTC的溫度，持續(xù)大約1-6分鐘，其 中施加大約12-24V的電壓。這個(gè)處理通常產(chǎn)生厚度小于大約0.5 樣吏米的氧化層。該層由基本無(wú)孔的、高密度氧化鋁組成。由電解拋 光產(chǎn)生的氧化鋁層通常不可剝離。然而，如果需要的話，可通過(guò)其 它合適的技術(shù)產(chǎn)生厚度通常小于大約0.5微米的基本無(wú)孔、高密度、 通常不可剝離的氧化鋁?？梢岳斫獾氖墙?jīng)歷下面工序的主動(dòng)加熱鋁擋板部件可以是"新 的"或者"使用過(guò)的"。如果該部件是鋁擋板平板環(huán)或其它部件， 那么該鋁擋板部件可以是沒(méi)有在等離子室中使用過(guò)的"新的，，擋板 部件，或者是"用過(guò)的"擋板部件，即先前在等離子室中使用過(guò)的 擋一反部件，并且可以是無(wú)遮蔽的鋁部件或者是包括由電鍍拋光或其 它技術(shù)(如類型III陽(yáng)極氧化)形成的氧化鋁層的部件。優(yōu)選地處 理這種"新的，，和"使用過(guò)的，，部件以產(chǎn)生由電鍍拋光生產(chǎn)的氧化 鋁層。因此，'M吏用過(guò)的"鋁部件可通過(guò)乂人等離子室去除先前^f吏用 過(guò)的擋玲反部件，其后清洗、剝除氧化物并且電鍍拋光以提供當(dāng)經(jīng)受 熱循環(huán)時(shí)纟氏抗^破裂和孩史粒形成的氧化層而"恢復(fù)，，。下面i羊細(xì)的例子描述了為恢復(fù) <吏用過(guò)的鋁擋 一反部件而應(yīng)用的電解電鍍工藝，該部^f牛/人^又頻平^亍才反等離子々蟲(chóng)刻室中去除，^。 2300 ExelanTMt電々蟲(chóng)刻系纟克，其可乂人Lam Research Corporation 4尋到。其 意圖為說(shuō)明性的，而不是排他的。示例1:根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，首先清洗從等離子蝕刻室去除的鋁擋板 部件以去除沉積物。這些沉積物可包括蝕刻副產(chǎn)物，如碳基聚合物， 以及其它物質(zhì)，如AF3。該清洗優(yōu)選地包括首先使用合適的^^性清 ;先〉容-液，4口 Novaclean 120LF ;容'液，其可乂人4立于Madison Heights, Michigan的Henkel Surface Technologies 4尋到。該-容液是非石圭酸鹽4匕 的、石成寸生;青;先;容、液，其含有石朋f臾4內(nèi)(sodium tetraborate)和適量的 添加物。該鋁擋板部件優(yōu)選地在大約110° F到約130° F的溫度下 浸入該溶液中持續(xù)大約5分鐘到大約15分鐘，沖妻著用水沖洗該鋁 擋4反部件大約3到大約5分鐘以從其上去除該溶液。在該實(shí)施方式中，然后，優(yōu)選使用合適的堿性蝕刻溶液(如可 乂人Henkel Surface Technologies 4尋到的Novax SC603B )々蟲(chóng)刻it^呂4當(dāng)板部件外部表面。該溶液是主要含有氫氧化鈉的堿性蝕刻溶液。該鋁擋板部件優(yōu)選地在大約110° F到130。 F的溫度下浸入該溶液中 持續(xù)大約30秒到大約2分鐘，接著用水沖洗足夠的時(shí)間以從該鋁 擋板部件去除該溶液，通常大約5分鐘到大約10分鐘。該沖洗水 優(yōu)選地是超純水，在大約為環(huán)境溫度下的電阻系數(shù)至少為大約 15Mohm-cm。在該實(shí)施方式中，然后，該鋁擋才反部件的外部表面4吏用合適的 還原〉容液還原和清洗金屬，如可乂人Henkel Surface Technologies 4尋到 的Nova 300A&B溶液。該鋁擋板部件優(yōu)選地浸入該溶液足夠長(zhǎng)時(shí) 間，以乂人該鋁擋板去除該外部氧化鋁層，通常大約5到大約10分 鐘。該;容液優(yōu)選地是在大約環(huán)境溫度。然后沖洗該鋁擋4反部件，優(yōu) 選地利用超純水，持續(xù)足夠長(zhǎng)時(shí)間以去除該溶液，通常大約5到大 約10分鐘。沖洗后的鋁擋板部件4吏用例如清潔干燥空氣或過(guò)濾后 的氮?dú)夂娓?。在去除該氧化鋁層之后，該鋁擋板部件優(yōu)選地再加工(refinish ) 以形成為在該蝕刻室中使用所需要的表面粗糙度。例如，再加工后 的表面粗糙度可小于大約0.4纟鼓米。該鋁擋板部件可使用任何合適 的磨料再力。工，如包括氧化鋁磨料的砂紙，例如，1200-粒度砂紙。 或者，也可4艮據(jù)該鋁擋才反部件所需要的表面加工4吏用更相4造或者更 細(xì)的砂紙。該鋁擋板部件可在表面再處理的過(guò)程中旋轉(zhuǎn)以增強(qiáng)表面 加工的均一性。優(yōu)選使用超純水沖洗該再處理表面的鋁擋板部件足 夠長(zhǎng)時(shí)間，以從該鋁擋板部件表面去除松散微粒，通常大約5到10 分鐘。沖洗后的鋁擋板部件使用例如清潔干燥空氣或過(guò)濾后的氮?dú)?烘干。在該實(shí)施方式中，去除殘留在該鋁擋—反部4牛表面來(lái)自該重新加 工的污染物；優(yōu)選地首先使用合適的石咸性清洗溶液，如Novaclean 120LF。該鋁擋板部件優(yōu)選地在大約110。F到大約130。F溫度下浸在該溶液中大約5到大約15分鐘。然后優(yōu)選利用超純水沖洗該鋁擋 板部件大約3到大約10分鐘，以從該鋁擋板部件去除剩余的堿性 清洗溶液。在該石咸性清洗步驟之后，利用酸性清洗>容液清洗該鋁擋板部件 以去除,圭和金屬污染物。優(yōu)選的酸性清洗卩容液含有大約0.25。/c^疇酸 和大約0.05%氫氟酸的混合物。該鋁擋板部件優(yōu)選地在大約為環(huán)境 溫度下浸入酸性清洗溶液中大約1到大約3分鐘。然后優(yōu)選利用超 純水沖洗該鋁擋纟反部件大約3到10分鐘，以去除剩余的酸性清洗 溶液。然后，在電解拋光箱內(nèi)電解拋光該鋁擋板部件，該箱含有濃縮 石粦酉吏，^口 Hydrite 1375，可乂人^f立于Brookfield， WI的Hydrite Chemical Co.得到。在電解拋光處理工藝期間，該池保持在大約5(TC到70°C 的溫度大約1-6分鐘，其中施加大約12-24V的電壓。然后，優(yōu)選地 在去離子水中噴射沖洗該鋁擋板部件大約3到大約IO分鐘。然后一夸該鋁擋才反部4牛移到清潔環(huán)境中，如等級(jí)10,000或1000 無(wú)塵室，并在超純水中噴射沖洗。接著，在超純水中以40KHz的 10-20W/in2的功率超聲波清洗大約2-15分鐘。然后，優(yōu)選地4吏用氮 或超純空氣烘干該鋁擋^1部件。然后將該部件》文在烤箱中在120°C 持續(xù)30分鐘以去除水分。冷卻后，仍在該無(wú)塵室內(nèi)封裝該部件。才艮據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的4支術(shù) 人員非常明顯的是本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)為不同于上述的具體形式，而不背離本發(fā)明的精神。該優(yōu)選實(shí)施方式是說(shuō)明性的而無(wú)論如何不應(yīng)當(dāng)認(rèn) 為是限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求給出，而不是該具體 描述，并且落在這些權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的所有變化和等同物確定 為包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種等離子處理室的主動(dòng)加熱鋁擋板部件，所述鋁部件具有暴露的外部氧化鋁層，其中所述外部氧化鋁層由電解拋光過(guò)程形成。
2. 才艮據(jù)沖又利要求1所述的部件，其中所述外部氧化鋁層包括在所 述鋁部件上的不可剝離層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件, 約0.5微米的最大厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件， 成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中所述外部氧化鋁層具有大其中所述部件包括擋才反環(huán)。 其中所述部件包括熱控制板。 其中所述部件由鋁合金制成。 其中所述吾M牛由Al 6061-T6制其中所述部件是新的或用過(guò)的。
9. 一種在等離子蝕刻室中安裝根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件的方 法，其中，乂人噴頭電^J且件去除^f吏用過(guò)的擋并反部件，清洗和電 解拋光所述部件以形成所述電解拋光層，并將電解拋光后的所 述部件安裝在所述噴頭電^J且件中，或者用具有由電解拋光形 成的外部氧化鋁層的新的擋斧反部件^#換所述〗吏用過(guò)的擋斧反部 件。
10. —種制造等離子處理室的主動(dòng)加熱鋁擋一反部件的方法，所述方 法包括在鋁部件上形成暴露的外部氧化鋁層d吏得與由在其上具有類型in陽(yáng)極氧化層的相同形狀的鋁部件所生成的缺陷和 樣i灃立相比，由于所述鋁部4牛和外部氧4匕鋁層在等離子處理過(guò)禾呈 中經(jīng)歷的有區(qū)別的熱應(yīng)力所產(chǎn)生的擊夾陷和孩M立減少。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的方法，其中導(dǎo)致減少的缺陷和微粒的 所述外部氧化鋁層包括在所述鋁部件上的不可剝離層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的方法，其中導(dǎo)致減少的缺陷和微粒的所述外部氧化鋁層具有大約0.5孩t米的最大厚度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述外部氧化鋁層通過(guò)電解4旭光形成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中導(dǎo)致減少的缺陷和微粒的 所述外部氧化鋁層包括鄰4妄所述鋁部件的、具有最大厚度為 0.1樣丈米的無(wú)孑L層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中導(dǎo)致減少的缺陷和微粒的 所述外部氧化鋁層一皮形成在4吏用過(guò)的鋁部件上。
16. 才艮據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述鋁部件包括擋板環(huán)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述鋁部件包括熱控制板。
18. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述鋁包括鋁合金。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述鋁包括Al 6061-T6。
20. 才艮才居^又利要求10所述的方法，其中所述鋁部件是#斤的或者佳: 用過(guò)的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中將所述鋁部件機(jī)械加工為 需要的結(jié)構(gòu)、清洗并電解拋光以形成所述氧化層。
22. —種等離子處理裝置，包括等離子處理室；以及. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁部件。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的等離子處理裝置，其中所述等離子處 理裝置包括等離子蝕刻室，所述等離子蝕刻室具有頂部噴頭電 才及和底部電才及，所述噴頭電極包括具有主動(dòng)加熱熱控制板的噴 頭電一及組件部分。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的等離子處理裝置，其中所述鋁部件包 括所述熱控制板。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的等離子處理裝置，其中所述鋁部件包 括位于所述熱控制板和所述頂部電極之間的空間內(nèi)的擋板環(huán)。
26. —種等離子處理方法，所述方法包括在根據(jù)權(quán)利要求22所述 的等離子處理裝置中處理半導(dǎo)體基片。
全文摘要
一種主動(dòng)加熱鋁擋板部件，如等離子處理室的噴頭電極組件(100)的熱控制板(101)或擋板環(huán)(120)，具有暴露的外部氧化鋁層，其通過(guò)電解電鍍過(guò)程形成。與具有類型III陽(yáng)極氧化表面的相同形狀的部件相比，該暴露的外部氧化鋁層使由于該鋁部件和外部氧化鋁層在等離子處理過(guò)程中經(jīng)受的差熱應(yīng)力而產(chǎn)生的缺陷和微粒最小化。
文檔編號(hào)C23C16/455GK101268544SQ200680034900
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者G·格蘭特·彭, 任大興, 洪 施 申請(qǐng)人:朗姆研究公司