[發明專利]一種用于真空處理裝置的靜電夾盤維護裝置及維護方法

有效

• 申請號: 201711026362.8
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109712908B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 陳星健;賀小明;魏強;李一平
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/683
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

本發明提供一種用于真空處理裝置的靜電夾盤維護工具，包括：支撐底板，所述支撐底板上表面固定有一個旋轉基座，一個連接桿，所述連接桿包括第一端連接到一個壓力桿，第二端連接到所述旋轉基座上，使得旋轉臂圍繞所述旋轉基座作圓周運動，所述壓力桿下端包括摩擦頭，摩擦頭底面包括摩擦片，摩擦片圍繞所述支撐底板的外邊緣作圓周運動，且所述圓周運動能夠覆蓋所述靜電夾盤上表面的密封環。

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，具體涉及一種用于真空處理裝置中的靜電夾盤的維護裝置和維護方法。

背景技術

半導體加工技術中等離子刻蝕、等離子輔助化學氣相沉積等處理工藝均需要在真空處理腔中進行，為了固定待處理的基片30需要在真空處理腔中的下部空間設置一靜電夾盤，將高壓直流電連接到靜電夾盤中的電極，從而產生靜電吸力將位于靜電夾盤上的基片牢牢吸附在靜電夾盤上。圖1所示為典型的靜電夾盤結構示意圖，其中真空處理腔體內部包括一個基片承載臺，基片承載臺包括導電基座10和位于導電基座上的靜電夾盤。其中導電基座通常由鋁制成，內設多個熱交換管道以允許大量冷卻液流過熱交換管道控制導電基座的溫度。靜電夾盤包括底部絕緣層20，頂部絕緣層23以及位于兩層絕緣層中間的電極層21，其中兩層絕緣層通常由氧化鋁或者氮化鋁制成，電極層通常由鎢或鉬制成。基座10通過電纜連接到外部的射頻電源，同時基座10內開設有一個貫穿基座上下表面的通孔，通孔內設置有絕緣管道，絕緣管道內設置有導電元件131，連接在高壓直流電源(HV)和電極層21之間。

在真空處理裝置進行處理過程中需要點燃等離子體，為了控制基片30的溫度，需要在靜電夾盤上表面和基片30底面之間通入冷卻氣體如氦氣，為了防止氦氣在靜電夾盤邊緣位置泄露，靜電夾盤邊緣位置處還包括一個凸起的密封圈23a，密封圈23a突出于靜電夾盤上表面的材料層厚約3μm，密封圈的橫向寬度約2-4mm。

通常靜電夾盤是由氧化鋁或者氮化鋁制成的，可以避免被等離子體和各自腐蝕性的反應氣體腐蝕掉，但是不可避免的制造靜電夾盤的陶瓷材料會混入各種雜質(如硅)，在靜電夾盤長期工作中，這部分微量的硅等雜質被腐蝕掉了，對靜電夾盤大部分功能沒有嚴重的影響，但是在密封圈23a的上表面處，這些微量腐蝕形成的不平整表面會導致氦氣從密封環23a處泄露到真空處理裝置中。泄露的氦氣會影響基片邊緣區域的氣體成分，也會影響基片的降溫，同時會影響后續基片從靜電夾盤解吸附的過程，所以需要盡量避免。為了維護靜電夾盤，現有技術是人工用砂紙磨密封環23a的表面，但是由于工作人員習慣和經驗的差別，這種方法的維護效果不穩定，也有將整個靜電夾盤從真空處理裝置中取出，用翻新工藝對靜電夾盤進行處理，但是這種翻新工藝不僅成本高昂而且由于靜電夾盤表面的材料厚度差很小(3μm)，密封環23a的寬度也很窄所以靜電夾盤中央表面和密封環兩個區域很難單獨處理，會將兩者同時向下磨削，最終的磨削量可以達到約9μm。采用翻新工藝處理后的靜電夾盤雖然各個部位的表面粗糙度能夠達到要求，但是實際的表面材料的微觀結構已經發生了變化，這會導致再次使用時與翻新前的靜電夾盤在很多參數上的不同，最終使得處理效果發生大幅偏移，偏移過大的還會導致靜電夾盤報廢。

所以業內需要開發一種新的靜電夾盤維護工具，可以在真空處理裝置內部實現對靜電夾盤的維護，只將密封環上表面磨平，減少氦氣泄露，同時經過維護后的精度夾盤仍能保持原有各項參數，保證等離子處理效果的長期穩定不偏移。

發明內容

本發明公開一種用于真空處理裝置的靜電夾盤維護工具，包括：支撐底板，所述支撐底板下表面用于放置在靜電夾盤上表面，所述支撐底板上表面固定有一個旋轉基座，一個旋轉臂，所述旋轉臂包括第一端連接到所述旋轉基座上，使得旋轉臂圍繞所述旋轉基座作圓周運動，所述旋轉臂還包括第二端連接到一個壓力桿；所述壓力桿下端包括一個摩擦頭，摩擦頭底面包括摩擦片，摩擦片圍繞所述支撐底板的外邊緣作圓周運動，且所述圓周運動能夠覆蓋所述靜電夾盤上表面的密封環。