用于等离子体处理装置的组合喷淋头电极组件的清洁硬件套件的制作方法

专利名称：用于等离子体处理装置的组合喷淋头电极组件的清洁硬件套件的制作方法
用于等离子体处理装置的组合喷淋头电极组件的清
洁硬件糾
背景技术：
等离子体处理装置通过4吏用包^^'J蚀、物理气相沉积 (PVD)、化学气相沉积(CVD )、离子注入和光阻除去等技术来 处理基片。用于等离子体处理的一种类型的等离子体处理装置包括 包含上下电极的反应室。在电极间建立电场以将处理气体激励到等 离子态以在该反应室中处理基片。

发明内容
依照本发明的 一个方面，l是供一种用于清洁用于等离子 体处理装置的组合喷淋头电极的装置和方法。用于清洁等离子体反应室的组合喷淋头电极的清洁套 件，其中该组合喷淋头电极包括粘着于铝支承板的硅板，该套件包 含电极载台，其支撑该组合喷淋头电才及，该石圭^反朝上；处理支架， 其具有底部和多个啮合该电极载台并支撑该电才及载台的支柱；固定 于该电极载台的第 一侧的第 一板和一个或多个固定构件，该固定构 件啮合该铝板以支撑该组合喷淋头电极，该娃板露出以对其进行清 洁；第二板，其固定于该电极载台的该第一侧以便该第一板位于该 第二板和该组合喷淋头电极之间的空间，该第二板包括啮合该电极 载台的该第一侧的密去于垫以及进气口 ，通过该进气口S夸气体在一定 压强下引入以^f吏其流入该铝4反中的气孑L并流出该石圭板中的相应气 孔，该第二^反允许在对该石圭才反的暴露表面的进4亍酸清洗的过程中将气体流过该气孔；第三才反，其固定于该电才及载台的第二侧，该石圭才反 朝上，该第三板包括啮合该电极载台的密封垫和进水口，通过该进 水口将水在一 定压强下引入，以使其流入该硅板中的气孔并流出该 铝板中的相应气孔，该第三才反允许^f氐压水流过该气孔以在清洁该石圭 表面之后用水漂洗该组合喷淋头电极；干燥支架，其具有底部框架 和多个柱，该底部一匡架支撑该电极载台和该组合喷、淋头电才及以1"更可
-淋头电才及；以及第四^反，其包括啮合该底部4医架的密封塾和进气口 ， 通过该进气口 3夸气体在一定压强下引入，以流入该石圭才反中的气孔并 流出该铝冲反中的相应气孔，该第四4反允许气体在水漂洗步骤之后干 燥该组合喷'淋头电才及。在另一个实施方式中，4是供一种^f吏用上述清洁套件清洁 等离子体处理装置的组合喷'淋头电4及组件的方法，该方法包括在电 极载台中支撑该组合喷淋头电极，在处理支架上放置该电极载台， 固定该第一板，固定该第二板，将气体引入该第二板中的该进气口， 同时对该硅板的暴露表面进行酸清洗，移除该第一和第二板，固定 该第三板并将水Sl导通过该第三板中的进水口以漂洗该气孔，移除 该第三才反并将该电才及载台》文在该底部4匡架上，乂人该组合喷'淋头电招^ 移除该电极载台，将第四板固定于该干燥支架的柱上，将气体引入 该第四板中的该进气口以干燥该组合喷淋头电极，移除该第四板， 并将该组合喷淋头电极放入干燥箱中并支撑在该底部框架上。


图1显示了固定组合喷淋头电极的电极载台(electrode carrier)的一个实施方式。图2A和2B显示了该电才及载台的另一个实施方式的详细视图。
图3显示了图l中的该电才及载台和电才及，具有处理支架 (treatment stand )的 一个实施方式。图4显示了将该电才及保持在该载台上的星形^反(spider plate)的一个实施方式。图5A和5B显示了该星形^1的两个详细一见图。图6显示了安装在该电极载台上的图4中所示的该星形板
的纟田节。图7显示了图1的该电极载台，其中图4的星形板背离该处 理支架和氮气吹扫板安装。图8显示了图7中的安装在该星形4反上方的该电4及载台上 的该p欠4s一反的细节。图9显示了图3的该电才及载台、电4及和处5里支架，该电极 载台的星形板安装侧面对该处理支架和水漂洗才反的一个实施方式。图IO显示图l的该电才及载台和电才及以及干燥支架的一个
实施方式。图11显示了图10所示的4九道支柱(rail supports)的详细视图。图12显示了被部分移除的图10的该电极载台和放在该干 燥支架的轨道支柱上的该电极。图13显示了安装在图12的该干燥支架上的电极上方的氮 气p欠干—反(blow dry plate )的一个实施方式。
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具体实施例方式提供用于清洁硅电极组件表面的装置，其控制或消除酸 处理、喷淋清洗、吹干、烘烤和装袋过程中对电极组件粘合材料可 能的化学^f曼蚀并消除与纟寺清洁部件的直4妾处理4妾触。该电才及组件可 能是新的、用过的或修复过的。还提供清洁硅电极组件的方法。在半导体基片的等离子体处理过程中，希望使由室的组 件引入该等离子体处理室的微粒的数量最少化。这种微粒(称为"添 加物，，)可能沉积在该基片上并因而减少处理产量。等离子体处理室可以包括上电才及组件和面对该上电极组 件并具有下电极的基片支架。例如，该上电极可以是喷淋头电极组 件。喷淋头电极组件可能是微粒的来源。这种组件可以包括电极板 和固定于该电极板的支撑构件，比如支承板。该电极板和支承板可 以具有气体通道，处理气体通过这些气体通道被引入该等离子体处 理室中。例如，该支岸4反可以是由铝制成的。例如，该电招^反可以 是由石圭制成的。该电才及氺反可以由粘着剂(比如弹性体(elastomeric ) 粘合材料)粘着于该支承才反。该电极板和/或该支承板可能是^f鼓粒的来源。在制造该电 极组件的过程中，该微:粒可能来自不同的来源。例如，该樣t粒可能 来自该铝支承板的制造、该电极板和/或支承板的预粘着污染物、粘 着过程、操作和不足的清洁以及包装。该微粒可能是无机物(例如 石墨或金属)或有才几物。控制集成电路制造过程中半导体晶片表面上的微粒污染 物对于达成可靠的器件并获得高成品率是必要的。微粒在晶片表面 上的存在可能局部破坏光刻和刻蚀步骤中该处的图形转换(pattern transfer)。结果，这些孩史粒可能带来包括门结构、金属间电介质层或金属互连线在内的关键特征的缺陷，并导致集成电路元件的失灵
或故障。提供增强的清洁方法，其能够显著减少上电极组件(比 如喷淋头电才及组件)上的孩i粒凄t量。该装置的实施方式可用于清洁新的、使用过的或修复过 的支承4反和电才及组件。此处所述的"新的"支岸^反和电极组件没有 用于在等离子体处理室中处理过半导体基片；"用过的"支承板和 电极组件用于在等离子体处理室中处理过支承才反和电才及组件；而 "修复过的，，支承板和电极组件用于在等离子体处理室中处理过半 导体基片，而且该电4及板^皮后续处理(例如抛光)过，以除去在等 离子体处理过程中在该硅电极板的底部表面(与等离子体接触)上 形成的不想要的表面污染和/或表面结构，例如黑硅，或不平整的表 面区域。根据情况，可以抛光该电极板的整个底部表面或该底部表 面的 一部分。石圭电招j反可以一t修复一次或多次。例如，该电才及组件的电招J反可以是由石圭(优选地，单晶 硅)或碳化硅构成的。该电极板通常是圆形的，直径可以是例如200 毫米、300毫米或更大。该电极板可以有任何合适的厚度，比如从 约0.25英寸到约0.5英寸。例如，该支承板可以是由石墨或铝构成的。 该支承板通常是圓形的且其尺寸与该电极4反的形状和尺寸相应。该 电才及组件可以包4舌围绕该内部组合喷'淋头电才及的外部电才及(比如外
部环)和围绕该支7f^反的外部支撑构^牛(比如外部支撑环)。此处
所述的套4牛可用于清洁该内部组合喷淋头电才及。在使用该电极组件运行很多RF小时(用小时表示的时 间，在这些时间里使用射频能量产生等离子体)之后，使用过的硅 电才及组件呈现出刻蚀速率的下降和刻蚀一致性的偏差。刻蚀性能的下降来自该电极组件的硅表面的形态的改变以及该电极组件的硅 表面的污染物，两者都是电介质刻蚀处理的产物。
硅及其它的金属污染。用酸溶液纟察拭可以从这种电极组件的硅表面 有爻文i也除去金属的污染物，而不4吏该石圭表面褪色，这减少了损害电 极组件粘合材料的危险。相应地，通过清洁该电4及组件，处理窗的 刻蚀速率和刻蚀一致性可以被修复到可以接受的程度。电介质刻个虫系纟充(例浊口Lam 2300 Exelan⑧和Lam Exelan HPT)可以包含包含出气口的石圭喷、淋头电才及组件。如在共同持有 的美国专利6，376,385中(其内容通过参考并入此处)，用于等离子 体反应室的电才及组件可以包括支承构件(比如石墨支撑环或石墨支 撑构件)、电极(比如具有一致厚度的圓盘形式的硅喷淋头电极) 以及该支7K构4牛和该电才及之间的弹性体关节(elastomeric joint )。该 弹性体关节允许该支岸义构件和该电才及间的移动以适应该电才及组件 的温度周期变化带来的热膨胀。该弹性体关节可以包括导电和/或导 热的填充剂(filler)且该弹性体可以是催化剂固化(catalyst-cured) 的聚合物，其在高温下是稳定的。例如，该弹性体粘合材料可以包 含硅聚合物和铝合金粉状填充剂。为了避免该电极组件的粘合材料 与酸溶液接触(这可能损害该粘合材并+)，优选地，用该S臾溶液擦 拭该使用过的电才及组件的硅表面。而且，电核j且件可以包含外部电4及环或外部电纟及构件， 其围绕内部电4及并可选地由电介质材料形成的环将其与内部电极 隔离。该外部电^l构件可用于扩展该电才及以处理更大的晶片，比如 300毫米晶片。该外部电极构件的娃表面可以包含平整表面和斜面 外缘。类似于该内部电极，该外部电极构件优选地拥有支撑构件， 例如，该外部环可以包含电性接地的环，该外部电极构件可以弹性 体粘着于该环。该内部电极和/或外部电才及构件的该支撑构件可以有安装孔，以安装在电容耦合等离子体处理工具中。优选i也，该内部 电极和外部电极构件两者都由单晶硅构成，以使得电极组件污染物 最少化。该外部电极构件可以是由许多段组成的(例如，六个由单 晶硅制成的段)，以环形配置排列，每一段粘着(例如,弹性体粘 着)于一个支撑构件。进一步，该环形配置中相邻的^a可以重叠， 在相邻的^殳之间有空隙或关节。4吏用该电极组件运转4艮多RF小时之后，电介质刻蚀工具 中使用的硅电极组件恶化，这部分是由于黑硅的形成。"黑硅"可 能在与等离子体接触的硅表面上形成，因为在等离子体处理操作中 该表面祐:沉积在该表面上的污染物孩史掩蔽(micro-masked )。受黑石圭 形成影响的具体的等离子体处理条件包括适中的RF功率下的高氮、 低氧以及CF浓度，如在低k通孔刻蚀过程中所用的。该孩i掩蔽表面 区域的尺寸可以在约10纳米到约10微米之间。尽管不希望被任何特 定的理论束缚，黑硅在与等离子体接触的硅电极表面形成据信是因 为在等离子体处理操作中该硅电极上沉积的非连续聚合物沉积的 结果。在刻蚀半导体基片上的电介质材料(比如氧化石圭或低k 电介质材料层)的主要的刻蚀步骤中，非连续聚合物沉积可以在4妄 触等离子体的表面(例如硅上电极的底部表面)上形成。该聚合物 沉积物通常形成三维的、岛形的形成物，其选择性地^呆护下面的表 面免于#1刻蚀。 一旦形成类似针的形成物之后，聚合物沉积优先在 针的末端形成，由此加快在后续基片的主要刻蚀步骤中该微掩蔽机 制和黑硅的蔓延。该微掩蔽表面区域(一个或多个)中不一致的、 各向异性的刻蚀导致间隔4艮近的、类似于针或棒的特;f正在该表面上
形成。这些特征可能会阻止光/人该石圭表面的修饰过的区域上反射， 这导致那些区域有黑色的外观。该类似于针的微特征间隔很近而且
长度通常为约10纳米(O.Ol微米)到约50,000纳米(50微米)(且在有些情况下，可以长达约l毫米甚至更长)，并且宽度通常为约10纳 米到约50微米。被黑硅影响的电极组件的硅表面可以通过抛光来恢复。 在4旭光之前，可以预清洁该电才及组4牛以除去异物。这种予贞清洁可以 包括C02雪暴(snow blasting )，其包括将干冰薄片(例如，通过将 流体C02通过喷嘴膨"长到大气压下，由此形成C02软薄片)流导向 待处理表面，以便该薄片碰撞该基片上尺寸小于一微米的小微粒污 染物，然后通过升华进行蒸发，从该表面上提起该污染物。然后， 该污染物和该C02气体通常穿过过滤器，比如高效微粒空气(HEPA ) 过滤器，在该处收集污染物并释放气体。合适的产生雪的装置的一 个实施例是乂人Vatran Systems, Inc.(位于加利福尼亚的丘4i维斯》荅) 可以买到的Snow Gun-IITM。在抛光之前，可以 <吏用丙酮和/或异丙 醇清洁该电极组件。例如，可以将该电^l组件浸泡在丙酮中30分钟， 并4察*汰以除去有才几污点或沉积物。抛光包含使用具有适当粗糙度的妙、轮在车床上研磨该电 极组件表面，以及使用另 一个砂轮将该电极组件表面抛光到期望的 光洁度(例如，8微英寸)。优选地，在不断的流水下抛光该硅表面， 以除去污垢并保持该电极组件湿润。添加水时，在抛光过程中可能 产生泥浆，要将其从该电极组件表面清洁掉。可以首先使用 ErgoSCRUBTM和ScrubDISK抛光该电极组件。抛光程序(也就是说，程度。如果在该石圭电4及组件上) 见察到严重的凹陷或损害的话， 可以以例如140或160粒度(grit)的金刚石抛光片开始抛光，直到实 现均匀的平整表面。后续抛光可以使用例如220、 280、 360、 800和 /或1350粒度的金刚石抛光片。如果在该桂电极组件上7见察到轻孩史的 凹陷或损害的话，可以以例如280粒度的金刚石抛光片开始抛光，直到实现均匀的平整表面。后续抛光可以使用例如360、 800和/或 1350粒度的金刚石抛光片。在抛光过程中，该电极组件固定于一个转盘，转速优选 为约40-160rpm。在抛光过禾呈中，优选i也，施力口均匀而不强的力， 因为强力可能损害该电极组件的硅表面或粘合区域。相应地，根据 该电极组件凹陷或损害的程度，该抛光处理可能要花费大量的时 间。在抛光过程中，优选地，保持外部电极环或外部电极构件的形 状和角度(例如，该平整表面和该斜面外缘之间的界面)。为了使 被困在电极组件的出气口内部和关节中的微粒最少化，每当换抛光 盘的时候，使用去离子水枪来从该出气口和关节除去抛光过程中产 生的微粒，并使用UltraSOLV ScrubPADs除去来自该抛光盘的孩爻
^f立o抛光之后，优选地，用去离子水漂洗并吹干该电极组件。 可以4吏用例如Surfscan系统等测量该电才及组件的表面相4造度。优选 地，该电极组件的表面粗糙度是约8微英寸或更小。优选地，将该电极组件浸入80。C的去离子水中1小时，以 使困在该电极组件的出气口和关节中的微粒松动。然后在约6(TC的 去离子7jc中超声清洁该电极组件30分钟，以从该电极组件的该表面 除去微:粒。在超声清洁过程中可以将该电才及组件在超声液槽中上下 移动以帮助除去困 <主的凝:4立。可以 -使用压强小于或等于50psi的氮气/去离子水4&清洁 该电极组件，包括出气口和关节或安装孔。需要特别的操作以避免 破坏或影响该电极组件的石墨支撑构件，因为使用过的电极组件的 石墨表面可能有松散的表面结构。例如，可以用洁净纸、尼龙丝或 白线检查从该电极组件的出气口和关节除去微粒的质量。可以使用 压强小于或等于5 Opsi的氮气4&干燥该电才及组件。
抛光之后，可以使用去离子水和异丙醇溶液(优选地超 声的)清洁该电才及组件以除去溶解的金属杂质，比如，例如，钠盐、 钾盐及其组合以及来自电极组件的聚合物沉积物。弱酸性或近似中 性的溶液(下面详细描述)除去不可溶的金属盐，比如，例如，硅 酸4丐、铜氧化物、锌氧化物、二氧化钬及其组合。使用去离子水(优 选为超声波的)从该电极组件除去酸溶液。最后，优选地，在最终 检验和包装之前使用过滤过的氮气吹干该电极组件并用干燥箱烘 烤。用于除去硅表面金属污染物的弱酸性或近似中性的溶液 可以包含0.01-5% NH4F+5-30% H2O2+0.01-10% HAc+0-5% NH4Ac+平衡超纯净去离子水。在另一个实施方式中，该弱酸性的 或近似中性的〉容液可以包含0.0l-2o/0NH4F+l0-20% H2O2+0.01 -5% HAc+0-5。/oNH4Ac+平4耔超纯净去离子水。还可以将添加剂(比如螯 合剂、乙二胺四乙酸(EDTA)和表面活性剂)添加到该清洁溶液 中以提高效率和化学反应速率。氟化铵(NH4F )在酸溶液中水解产生氢氟酸和氢氧化铵。 氢氟酸帮助刻蚀该石圭表面。然而，在清洁弹性体粘着的石圭电才及组件 时不希望有过量的氢氟酸，因为氢氟酸可以导致石圭聚合物的分解。 氨(通过与铵离子平衡的溶液提供)是一种优秀的络合剂，其与许 多过渡金属(比如，例如铜和铁)形成稳定的络合金属离子。因此， 铵的存在帮助改善除去金属的岁丈率。过氧化氢(H202)是一种强氧化剂，其不4又有助于除去 有机污染物，还有助于除去金属污染物。作为氧化剂，过氧化氢可 以将过渡金属氧化到更高的化学态以和氨形成可溶性复合物，如上 所述。进一步，过氧化氢可以与许多金属离子形成螯合复合物以改 善清洁效率。乙酸(HAc )和乙酸铵(NH4Ac )充当将该溶液的pH值保持为弱酸性或近似中性。优选地，超纯净去离子 水(UPW)具有大于l，8xl(f欧姆/厘米(18兆欧姆/厘米)的电阻率。为了进一步减少该电才及组4牛的粘合才才^H皮酸溶液4匕学4曼 蚀的危险，通过用该酸溶液4妄触该电才及组件的》圭表面(^尤选:l也通过 擦拭)除去金属杂质，而不是将该电极组件浸泡在该酸溶液中。通 过积J又用该酸溶液4姿触该电4及组件的石圭表面，以及利用可以在清洁 该硅表面时使得该电极组件的硅表面可以被朝下支撑住的清洁套 件，可以避免该酸:溶液与该支撑构件或粘合区i或的偶然^接触。在该 电极组件的硅表面被朝下支撑住的情况下，施加到该硅表面的过量 的酸溶液在乂人该石圭表面滴落后可以;陂收集起来，而不是流向该支撑 构件或粘合区域。通过使氮气(N2)通过该喷淋头出气口从该支承 板一侧流向该电极板一侧，最小化或消除通过毛细管作用沿该出气 口向上移动的酸，可以进一步保护该支撑构件和粘合区4或。避免该St容液与该支撑构4牛或粘合区i4/f禺然4妾触的其它 的测量包^^:在^f吏用压缩氮气(从该支撑构件向下吹到该石圭表面) 擦拭之后干燥该电极组件，以及从该珪表面吹走任何残余溶液。才察 拭之后，通过使用去离子水漂洗该电极组件，从该电极组件除去该 溶液。该清洁套件允许使用通过该出气口从该石圭电4及一侧到该支承 板一侧的7jc沖洗该喷淋头，以避免来自该支承板的污染物沉积在该
硅电极上。利用该清洁套件的一系列夹具和支架在氮气(N2)下吹 干、烘烤并袋装该复合电极组件，以消除多个污染源，完成相容的 和可控的部^f牛的处理并减少在处理过禾呈中损害部件的危险。该清洁套件(尺寸与待清洁的电极组件相应)，具有支撑 该组合喷淋头电极的电极载台，避免了人直接接触该待清洁电极。 如图1所示，电极载台100支撑组合喷淋头电极170以进行清洁。该 电极载台100是大体平坦的，具有第一表面(侧面)106和第二表面 (侧面)107。该电才及载台100包含两个电才及载台半块(halves) 101、
19102,其大体上围绕该复合电极170。通过用锁定指旋螺丝(thumb screws) 120穿过向外延伸的凸起部122,将该电才及载台半块101结合 到电才及载台半块102。图1显示由该电4及载台100支撑的该组合喷'淋 头电才及170的该石圭电才及172侧和该出气口 174。该组合喷'淋头电4及170的该铝支7fa反侧176 (参看图3 )》文 在图2A和图2B中所示的向内延伸的凸块110上。该凸起部122中的一黄 向延伸的开口124锁定该指;5走螺丝120 (图l)且图2B显示了螺紋开 口126，其接收该指旋螺丝120以将两个电极载台半块101、 102固定 起来。两个相对的把手116允许手动抬起该电才及载台100。图3显示 了该组合喷淋头电才及170的该铝支7lU反侧176;^丈在该向内延伸的凸 i夹110上，且该电4及载台100支4掌在f复处理支架200上。i亥酸处J里支 架200包含大体平坦的底部202和三个乂人该底部202纟从向延伸的4主 204。该电才及载台100包^舌三个或更多的孑U03(例如，6个等3巨的孑L， 使得该载台可以被定向在各种位置)以接收该柱204的末端206,由 此以稳、定的方式可靠的固定该电才及载台100。在一个实施方式中， 该电极载台半块IOI、 102可以是由耐酸的化学耐蚀材料(比如聚丙 烯)制成的，而该指旋螺丝120可以是由化学耐蚀材冲+ (比如聚醚 醚酮(PEEK))制成的。如图4、 5A和5B所示，第一板300 (星形板)包括四个凸 缘302和四个指旋螺丝304。在该电极载台100的第一表面106的内周 上有四个纵向延伸的狭槽112以*接收该第一^反300上的凸纟彖302。环 形凹沟114乂人该》从向延伸的3夹槽112环形延伸且当该第 一々反300相对 于该电4及载台100旋转时，该凸缘302在该凹沟114中滑动。通过将 该凸》彖302^走入该凹沟114而4巴该第 一斗反300安装在该电才及载台100 上之后，可以将该第一板300上的指旋螺丝304螺入该组合喷淋头电 极170的该铝板176的螺紋开口180中。图6显示了固定于该铝板176 的该第一^反300的详细一见图，该铝4反固定于该电才及载台100 。在该组合喷淋头电极170固定于该电极载台IOO的情况下，该电极载台100 可以通过该4巴手116乂人该酸处理支架200手动才是起，并翻过来以<更该 组合喷、淋头电4及170的该石圭电4及表面172朝下，并在该酸处理支架 200上#1替换，其中柱的末端206插入该电极载台孑U03。如图7所示，该酸处理支柱204上的该电极载台IOO允许该 电极组件172的硅表面(参看图l)被朝下支撑以通过手工擦拭来进 行酸清洁。图7显示了第二板400 (N2吹扫板)的安装。该第二板400 固定于该电极载台的第二表面107并用O形环密封垫(seal)(未示) 密封到该电极载台的第 一表面106。该第二板400具有纵向延伸的锁 定凸缘410，在该锁定凸缘410的下部末端具有环形延伸的凸4仑表面 412。该锁定凸缘410沿着纵向延伸的狭槽118在该电极载台100的外 周上皇从向移动。当该第二外反400相对于该电才及载台100凝:转时，该凸 轮表面412啮合该电极载台的第二表面107并压紧该密封垫。图8显 示了该第二板400的该锁定凸缘410上的凸轮表面固定于该电极载 台lOO并;f隻盖该第一4反300的详细#见图。通过该第二^反400中的该进气口 402可以在一定压强下引 入氮气(N2)以4吏其流入该铝才反176中的气孔178并流出该石圭4反172 中的相应的孑U74。 乂人而该第二一反400允许气体在对该石圭才反的暴露表 面进行酸清洗的过程中流过气孔174、 178,防止酸渗入气孔174、 178。在/人底部对该石圭4反172进4亍一系列的酸清洗以及漂洗，同 时i吏N2流过该气孑U74、 178之后，将该第二4反400移除且可以通过 该对巴手116一寻该电4及载台IOO乂人该@臾处理支架200的该酸处J里支斗主 204手动移除，翻转以<更该组合喷、淋头电4及170的该石圭电才及表面172 朝上，且在该酸处理支架200上净皮替^，其中该片主的末端206^翁入该 电才及载台的孔103 (或》文在具有大体平整的底部222的另一个处理支 架220的柱224的末端上)。然后将该第一板300移除且该组合喷淋头电极170》文在向内延伸的凸块110 (图2A和图2B)上。如图9所示， 该处理支柱224上的该电4及载台IOO允许该电才及组件172的石圭表面一皮 朝上支撑以进行漂洗。图9显示了第三板500 (水漂洗4反)的安装。 第三板500固定于该电极载台的第一表面106并用O形环密封垫(未 示)密封到该电极载台的第二表面107。该第三板500具有纵向延伸 的锁定凸乡彖510，在该锁定凸乡彖510的下端具有环形延伸的凸l仑表面 512。该锁定凸纟彖510沿着纵向延伸的狭槽118在该电极载台100的外 周上纵向移动。当第三4反500相对于该电才及载台100;5走转时，该凸寿仑 表面512。齿合该电极载台的第 一表面106并压紧该密封垫。通过第三板500中的进水口 502可以将水低压引入以流入 该硅一反172中的气孔174并流出该铝才反176中相应的孑U78。从而第三 板500允许在用水沖洗该硅板的清洁过的表面的过程中，水流过该 气孑U74、 178，防止来自支承板176的樣i粒污染已清洁过的硅板172。 在水漂洗之后，可以爿夸第三^反500移除。图10显示了在被降低到干燥支架600上之前，电极170支 撑在该电极载台100中，该硅板朝上。该干燥支架600包含底部框架 602、竖直的柱604、尺寸与该组合喷'淋头电才及170相近的中心开口 606，以及许多支7"R构件612,其/人该底部才匡架602的上表面向上突 起以支撑该铝^反176。该底部^反602可以包4舌4巴手608,以手动才乘纟从 该干燥支架600。该支柱604和该电极载台100配置为允许从该组合 喷-淋头电才及170移除该电才及载台IOO而不用手4妄触该电才及IOO。如图 ll所示，每个支承构件612沿着线状触点614支撑该铝板176以避免 该铝板176积水并被水污染。该支承构件612包括竖直的指616，以 防止该电核j反170向一侧移动。在一个实施方式中，该支7K构件可 以是由化学耐蚀材料(比如PEEK )制成的。在通过该支^c构件612支撑该铝才反176的情况下，该电^L 载台100的该第一和第二半块101和102可以冲黄向移动互相远离，并
22可以/人该组合喷'淋头电才及170上拆卸下来。图12显示了该组合喷'淋 头电极170支撑在该干燥支架600的该支承构件612上，其中围绕该 组合喷淋头电极170的圓周的一半的一个电极载台半块101被移除。 如图所示，另 一个电才及载台半块102在被移除之前围绕该组合喷'淋 头电才及170的圓周的另 一半。图13显示了在该电极载台100被移除后，第四板700 (吹 干板)被密封于该组合喷淋头电纟及170上方的该底部框架602。该干 燥支柱604在其末端有螺紋竿610。该第四板700包括具有开口 706的 臂704。该开口706沿着该4主604滑动且手螺母(hand nut) 800啮合 该螺纟丈竿610以将该臂704向下压以将该第四^反700上的O形环密封 到该底部4匡架602。该第四^反700包^"进气口702。可以通过该进气 口 702在一定压强下引入气体，以流入该石圭才反气3U74并流出相应的 铝板气孔178以及该组合喷淋头电极170的圆周周围，以用例如氮气 (N2)吹干该电才及170。在该气体吹干之后，可以将该第四板700移 除且支撑在该干燥支架600上的该组合喷淋头电极170可以被放到 干燥箱中进行烘烤。通过用手4妻触该4巴手608，可以在烘烤之后将 该组合喷淋头电纟及170从该干燥箱移除，冷却并装袋而不需要人直 4妄4妻触该组合喷'淋头电4及170。可以-使用刮刀(spatula)将该组合喷 淋头电极170乂人该干燥支架600传送到袋子中。尽管本发明是结合其优选实施方式进行描述的，然而对 本领域的才支术人员来i兌，应当理解，可以进4亍没有具体描述的添力口、 删除、^务改和置换而不背离本发明在所附4又利要求中所限定的思想
和范围。
权利要求
1.一种用于清洁等离子体反应室的组合喷淋头电极的清洁套件，其中该组合喷淋头电极包括粘着于铝支承板的硅板，该套件包含电极载台，其支撑该组合喷淋头电极，该硅板朝上；处理支架，其具有底部和多个啮合该电极载台并支撑该电极载台的支柱；固定于该电极载台的第一侧的第一板和一个或多个固定构件，该固定构件啮合该铝板以支撑该组合喷淋头电极，该硅板露出以对其进行清洁；第二板，其固定于该电极载台的该第一侧以便该第一板位于该第二板和该组合喷淋头电极之间的空间，该第二板包括啮合该电极载台的该第一侧的密封垫以及进气口，通过该进气口将气体在一定压强下引入以使其流入该铝板中的气孔并流出该硅板中的相应气孔，该第二板在对该硅板的暴露表面的进行酸清洗的过程中允许气体流过该气孔；第三板，其固定于该电极载台的第二侧，该硅板朝上，该第三板包括啮合该电极载台的密封垫和进水口，通过该进水口将水在一定压强下引入，以使其流入该硅板中的气孔并流出该铝板中的相应气孔，该第三板允许低压水流过该气孔以在清洁该硅表面之后用水漂洗该组合喷淋头电极；干燥支架，其具有底部框架和多个柱，该底部框架支撑该电极载台和该组合喷淋头电极以便可以将该电极载台从该组合喷淋头电极移除而不用手接触该组合喷淋头电极；第四板，其包括啮合该底部框架的密封垫和进气口，通过该进气口将气体在一定压强下引入，以流入该硅板中的气孔并流出该铝板中的相应气孔，该第四板允许气体在水漂洗步骤之后干燥该组合喷淋头电极。
2. 根据权利要求1所述的套件，其中该电极载台包含由至少一个 紧固件固定起来的第一和第二部件，该第一和第二部件包括适 于围绕该组合喷'淋头电才及外侧的内周，以及一个或多个向内延 伸的凸块，其啮合该铝板的该暴露表面。
3. 才艮据权利要求2所述的套件，其中该第一部件包括向外延伸的 凸起部，在该凸起部中的4黄向延伸的开口禾口支撑在该开口中的 指旋螺丝，该第二部件包括向外延伸的具有螺紋开口的凸起 部，该螺紋开口接收该指旋螺丝以将该第一和第二部件固定起该电极载台上支撑有该组合喷淋头电极，该一个或多个凸块包 含三个在第一部件上的凸块和三个在该第二部件上的凸块，该 处理支架包括三个柱，且该电极载台在其每一侧包括至少三个 孑L,该三个孑L配置为4妄JR该处理支架的该三个才主的末端。
4. 根据权利要求1所述的套件，其中该电极载台在其内周包括多 个《从向延伸的狭槽，该狭槽与环形延伸的凹沟连通，且该第一 板包括多个凸缘，该多个凸缘配置为在该狭槽内纵向移动并在 该第 一玲反相对于电才及载台凝:转时在该凹沟内滑动，该一个或多 个固定构件包含指^走螺丝，其可以^皮螺入该铝4反中的螺紋开 o 。
5. 根据权利要求4所述的套件，其中该第 一板包括四个凸缘和四个指旋螺丝。
6. 根据权利要求1所述的套件，其中该第二板包括多个纵向延伸 的锁定凸缘，该锁定凸缘在其下端具有环形延伸的凸轮表面， 该电极载台在其外周上包括多个纵向延伸的狭槽，该锁定凸缘 配置为沿着该狭槽纵向移动，且该凸轮表面配置为当该第二板相3于于该电4及载台^走4争时啮合该电4及载台的该第二侧并压紧该密封垫。
7. 4艮据权利要求6所述的套件，其中该第二4反在其相对两侧包括 向外突出的一对4巴手。
8. 根据权利要求1所述的套件，其中该第三板包括多个纵向延伸 的锁定凸缘，该锁定凸缘在其下端具有环形延伸的凸轮表面， 该电极载台在其外周上包括多个^从向延伸的狭槽，该锁定凸缘 配置为沿着该狭槽纵向移动，且该凸轮表面配置为当该第三板 相对于该电4及载台旋转时啮合该电极载台的该第 一侧并压紧 该密封垫。
9. 根据权利要求1所述的套件，其中该底部框架包括四个柱，该 柱在其末端有螺紋竿，且该第四板包括四个有开口的臂，该臂 中的该开口沿着该柱滑动，该套件包4舌四个手螺母，其啮合该 螺紋竿以便向下压该臂以将该第四板密封到该底部框架。
10. 根据权利要求9所述的套件，其中该底部框架包括尺寸与该组 合喷淋头电才及相近的中心开口和多个支岸义构件，该支撑构件从 该底部才医架的上表面向上纟从向延^f申以p齿合该铝4反，该支4掌片主和 电极载台配置为允许从该组合喷淋头电极移除该电极载台。
11. 根据权利要求10所述的套件，其中该电极载台包含第一和第 二部件，每个部件围绕该组合喷、淋头电才及的圆周的一半，当该组合喷淋头电4及支撑在该底部冲医架上时，该第一和第二部件可以;晴向移动;f皮此远离并可以乂人该组合喷'淋头电才及拆卸下来。
12.—种用于清洁等离子体反应室的组合喷'淋头电才及的方法，其中 该组合喷淋头电极包括粘着于铝支承板的硅板，该方法包含用电才及载台支撑该组合喷'淋头电才及，其中该电才及载台支 撑该《且合喷'淋头电4及，该石圭^反朝上；在处理支架上支撑该电才及载台，该处理支架有底部和多 个支柱，该支柱啮合该电才及载台中的孔；将第 一板固定于该电才及载台的第 一侧并将一个或多个固 定构件固定于该铝才反以在该电极载台中支撑该组合喷'淋头电 才及，该石圭^反露出以对其进行清洁；/人该处理支架移除该电4及载台，翁34争该电才及并3寻该电 载台》文置在该处理支架上，该石圭4反朝下；将第二板固定于该电极载台以便该第 一板位于该第二板 和该组合喷淋头电极之间的空间中，该第二板包括啮合该电极 载台的第 一侧的密封垫以及进气口 ，通过该进气口将气体在一 定压强下引入以4吏其流入该铝一反中的气孑L并流出该石圭々反中的 相应气孑L;将气体源固定于该第二板中的该进气口，并在对该硅板 的该暴露表面进行酸清洗的时候使气体流过该气孔；乂人该处理支架移除该电4及载台，翻寿争该电才及并将该电^L 载台》文置在该处理支架上，该石圭々反朝上；移除该第 一和第二板并将第三板固定到该电极载台的第 二侧，该石圭一反朝上，该第三板包括啮合该电极载台的密封垫和 进水口 ，通过该进水口将水在一定压强下引入以使水流入该硅 外反中的气孔并流出该铝板中的相应气孔；将水源固定于第三板的该进水口并<吏水通过该气孔以 <更在对该硅表面进行酸清洗之后用水漂洗该组合喷'淋头电才及；移除该第三板并将该电才及载台》文在干燥支架的底部框架 上，该干燥支架有多个柱；从该组合喷淋头电极移除该电极载台而不用手接触该电 极载台；通过将第四才反滑过该柱并在该底部才匡架和该第四板之间 形成密封，将第四板固定于该干燥支架，该第四板包括进气口 ， 通过该进气口将气体在 一 定压强下引入以使其流入该硅板中 的气孔并流出该铝4反中的相应气孔；在水漂洗步骤以后，将气体源固定于该第四4反的该进气 口并〗吏气体p欠过该ia合喷'淋头电才及以干燥该症且合喷'淋头电才及；移除该第四4反并将该组合喷淋头电才及;改置在干燥箱中， 同时将该组合喷淋头电极支撑在该干燥支架的该底部框架上。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中通过用至少一个紧固件将 该电极载台的第 一和第二部件固定起来将该电极载台固定于 该组合喷、淋头电才及，该第一和第二部4牛包4舌适于围绕该组合喷 淋头电极外侧的内周，以及一个或多个向内延伸的凸块，其啮 合该铝一反的该暴露表面。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中该第一部件包括向外突出 的凸起部，在该凸起部中横向延伸的开口和支撑在该开口中的 指S走螺丝，该第二部件包括向外突出的里面有螺紋开口的凸起 部，通过啮合该指S走螺丝与该开口以将该第一和第二部件固定 起来而固定该电才及载台，该电才及载台包^r相对的对巴手以允许手 动抬起该电4及载台，该症且合喷、淋头电4及支撑在该电才及载台上，通过用该把手手动抬起该电极载台将该电极载台放置在该处 理支架上。
15. 根据权利要求12所述的方法，其中该电极载台在其内周上包 括多个纵向延伸的狭槽，该狭槽与环形延伸的凹沟连通，通过 纵向移动该第 一板以将该第 一板上的多个凸缘插入该电极载 台中的该狭槽中并旋转该第 一板以将该凸缘上向外突出的凸 块在该凹沟中滑动而固定该第一^反，通过爿夺支撑在该第一4反上 的指^走螺丝^走转入该铝才反中的螺紋开口中而将该第一^反固定 f i亥^吕4反。
16. 根据权利要求12所述的方法，其中该第二板包括多个纵向延 伸的锁定凸缘，该锁定凸缘在其下端具有环形延伸的凸轮表 面，该电4及载台在其外周上包括多个纵向延伸的狭槽，通过沿 着该狭槽纵向移动该锁定凸纟彖，并i走转该第二才反以1更该凸4仑表 面啮合该电极载台的下侧并压紧该密封垫，而将该第二板固定 于该电才及载台。
17. 根据权利要求12所述的方法，其中该第三板包括多个纵向延 伸的锁定凸缘，该锁定凸缘在其下端具有环形延伸的凸4仑表 面，该电极载台在其外周上包括多个纵向延伸的狭槽，通过沿 着该狭槽纵向移动该锁定凸缘，并旋转该第三板以便该凸轮表 面啮合该电极载台的下侧并压紧该密封垫，而将该第三板固定 于该电才及载台。
18. 根据权利要求12所述的方法，其中该底部框架包括四个柱， 该柱在其末端有螺紋竿，且该第四纟反包4舌四个有开口的臂，该 臂中的该开口沿着该柱滑动，通过旋转与该螺紋竿啮合的四个 手螺母，以-使向下压该臂以将该第四板密封到该底部框架上而将该第四才反固定于该底部4匡架。
19. 4艮据4又利要求18所述的方法，其中该底部框架包4舌尺寸近似 于该组合喷淋头电极的中心开口和多个支承构件，该支撑构件 乂人该底部才匡架的上表面向上纟从向延伸并P齿合该石圭4反，通过拆卸 滑动该电才及载台的第一和第二部件和滑动该第一和第二部件 远离该电才及载台而移除该电才及载台。
20. 才艮据权利要求19所述的方法，其中该第一和第二部件4黄向移动4皮此远离并乂人该组合喷'淋头电才及拆卸下来，同时该组合喷-淋 头电才及的该石圭4反支撑在该底部框架上。
全文摘要
清洁硅电极组件表面的装置，其控制或消除对该电极组件粘合材料可能的化学侵蚀，并避免在酸处理、喷淋清洗、吹干、烘烤、装袋过程中用手接触待处理部件。该装置的方面包括一个套件，该套件包括固定电极组件的电极载台、允许接触该电极组件的处理支架、将该电极组件夹持于该电极载台的星形板、在该电极的酸清洗过程中向该电极组件的背侧供应氮气的氮气吹扫板、将水供应到该电极正表面的水漂洗板、供应氮气以干燥该电极组件的吹干板以及在将干净的电极组件装袋之前的烘烤过程中支撑该电极组件的烘烤支架。
文档编号H01L21/3065GK101632158SQ200880008159
公开日2010年1月20日 申请日期2008年3月12日 优先权日2007年3月14日
发明者杰森·奥古斯蒂诺, 查尔斯·瑞星 申请人:朗姆研究公司