用於促進矽電極拋光的盤和適配器組件的製作方法

2023-10-22 10:14:07

專利名稱：用於促進矽電極拋光的盤和適配器組件的製作方法
用於促進矽電極拋光的盤和適配器組件本公開一般地涉及用於電極再調整的方法且，更特別地，涉及用於再調整在等離子體處理系統中已被用做激發電極的單元件或者多元件電極的方法。儘管本公開的方法不限於特別的電極配置或電極再調整之前已使用的環境，但是，為說明目的，此處所闡述的工序是關於示出在圖8-

圖11中的具體矽基電極裝置，圖8-圖11中分開的內部電極和外部電極形成電極組件。考慮到本公開的方法也將適用於拋光其它類型的電極，包括內部電極和外部電極被集成為一個單片的電極的單電極，以及與此處所闡述的電極結構相同或不同的其它電極 配置。在示出於圖8-圖11中的具體實施方式
中，內部電極包括延伸穿過電極層厚且能夠被置於與工藝氣體進口流體連通的多個氣孔。儘管該氣孔能夠以各種不同的方式設置， 但是在所闡述的具體實施方式
中，該氣孔以同心圓的方式設置，從內部電極的中心放射狀地向外延伸，貫穿同心圓圓周間隔開。同樣地，單片、單電極也可以裝備有多個氣孔。依據本公開的一種具體實施方式
，提供了利用拋光轉盤和雙功能電極盤(platen) 拋光矽電極的方法。雙功能電極盤固定於拋光轉盤且包括多個設置為伸出於所述雙功能電極盤的電極接合面的電極固定件。所述電極固定件與成形於待拋光的矽電極的盤接合面的固定件插座的各位置互補。電極固定件和固定件插座配置為允許電極盤的電極接合面和矽電極的盤接合面無破損的接合和解離。雙功能電極盤進一步包括位於電極固定件徑向向內的盤適配器拱座。盤適配器拱座配置為使盤適配器與旋轉拋光軸近似對準。矽電極通過以下方式拋光(i)經由電極固定件和固定件插座接合電極盤的電極接合面和矽電極的盤接合面，( )利用拋光轉盤施加旋轉運動於已接合的矽電極，和(iii)當矽電極關於旋轉拋光軸旋轉時將矽電極的暴露表面與拋光表面接觸。依據本公開的另一種具體實施方式
，提供了雙功能電極盤，其包括多個軸向屈從電極固定件和盤適配器拱座。電極固定件設置為伸出於雙功能電極盤的電極接合面且與成形於矽電極的盤接合面的軸向屈從固定件插座的各位置互補，其中軸向屈從電極固定件和軸向屈從固定件插固定件配置為允許電極盤的電極接合面和矽電極的盤接合面在單一方向上無破損的接合和解離。盤適配器拱座輻射狀地位於軸向屈從電極固定件的內側，其中盤適配器拱座配置為將盤適配器的盤適配器中心與雙功能電極盤的電極適配器中心近似對準。也考慮、公開和要求保護其他的實施方式。以下關於本公開的特定具體實施方式
的詳細描述在與以下附圖共同閱讀時能夠被最好地理解，在附圖中同樣的結構用同樣的參考標記表示且在其中圖1-3示出根據本公開拋光第一類矽電極的方法；圖4和5示出根據本公開拋光第二類矽電極的方法；圖6至圖7示出了清潔矽電極的方法；圖8和9呈現了矽電極組件的正視和背視圖；圖10至圖11示出了圖8至圖9中的單個電極元件的側視圖；圖12示出了拋光工具；
圖13示出根據本公開的電極盤；圖14示出了安裝於圖13中的電極盤上的矽電極；圖15示出了依據本公開的盤適配器；圖16示出了電極夾具；和圖17至圖18示出了由圖15和圖16中的電極夾具支撐的兩種不同類型的矽電極。圖1-圖5示出了一種拋光矽電極的方法。參考圖1，在一種具體實施方式
中，該方法可以包括預拋光測量步驟110。對於內部電極10的表面精糙度的測量，首先測量內部電極的中心。然後，在從中心測量的半徑的1/2處，測量相互間隔90°的四個點。也考慮其它形式的表面粗糙度的測量也可以實施。進一步地，也考慮預拋光測量步驟不需要實施。

進一步參考圖1，在一種具體實施方式
中，內部電極預拋光測量步驟110可以包括測量內部電極10的厚度樣態。優選地，內部電極10的厚度沿直徑在十八個點上測量，從最邊緣和第一排氣孔開始且延伸至內部電極的對側。然而，也考慮厚度測量的其它方法。為了計算內部電極的厚度，合計這18個測量值，且計算平均厚度。優選地，所計算的平均厚度大於最小的可允許的電極厚度。另外，也考慮不進行預拋光測量。進一步參考圖1，可選擇地，在內部電極預拋光測量步驟完成之後，為了適當的功能，轉盤15和盤適配器60 (見圖15)都應當清洗和測試。優選地，所有夾持(holding)設備應當以以下順序清潔用異丙醇(IPA)擦拭，然後用去離子水(DIW)衝洗；然後用2%的 HNO3溶液擦拭，然後用DIW衝洗。每次被應用於拋光程序時該清潔順序應該被再清潔以避免電極與拋光殘渣的汙染/交叉汙染。然而，在拋光程序開始前，其它適宜的清潔方案可以用於去除汙垢。準備後，內部電極10應當用中心銷和定位銷牢固地安裝於盤適配器60(見圖15) 以保證與適配器60接合，或者安裝於任何適當的拋光結構以為拋光程序做準備。再次參考圖1，為了將側壁沉積物從內部電極10移除，提供了第一側壁衝洗步驟 112。在一種具體實施方式
中，側壁衝洗步驟112包括用DIW衝洗內部電極10。優選地，在整個拋光程序中DIW的流量應當保持恆定。在第一側壁衝洗步驟112中，轉盤15可以以範圍從大約每分鐘20到40轉的速度旋轉。然而，也考慮轉盤15也可以以其它速度旋轉。進一步參考圖1，從第一側壁衝洗步驟112，內部電極10也可以用側壁拋光步驟 114處理。在一種具體實施方式
中，側壁拋光步驟114包括將內部電極10 (見圖10)的側壁和梯級表面都拋光。在一種具體實施方式
中，金鋼石磨料墊和金鋼石尖端可以用於拋光側壁和梯級表面。可選擇地，其它研磨材料也可以用於進行拋光和去除側壁沉積物。優選地， 拋光時間可以處於1分鐘和2分鐘之間的範圍以徹底地去除測壁沉積物。然而，也考慮拋光步驟可以用更多或更少的時間。在側壁拋光步驟114之後，內部電極10可以用第二側壁衝洗步驟116處理。在一種具體實施方式
中，第二側壁衝選步驟116包括用DIW衝洗內部電極10直至沒有側壁沉積物剩餘。在一種具體實施方式
中，衝洗持續1-2分鐘。然而，依據於特別的應用程式第二衝洗步驟116的時間長短可以減小或者延長。在第二側壁衝洗步驟116之後，內部電極10可以經歷側壁擦拭步驟118。在一種具體實施方式
中，側壁擦拭步驟118包括用潔淨室擦對側壁和梯級表面都進行擦拭以去除所有殘留的側壁沉積物。然而，側壁擦拭步驟118也可以包括其它去除殘留沉積物和清潔器件的方法，例如供選擇的擦拭方法。在該方法的配置中，在側壁擦拭步驟118之後，內部電極10可以經歷馬格南 (magnum)衝洗步驟120。在一種實施方式中，馬格南衝洗步驟包括用DIW衝洗內部電極10。 優選地，馬格南衝洗步驟120歷時至少一分鐘。然而，馬格南衝洗步驟120的持續時間可以更改。在內部電極10的側壁拋光完成以後，可以拋光內部電極10的剩餘的表面。參考圖2，內部電極10可以首先進行平坦電極表面的拋光。在一種具體實施方式
中，內部電極 10可以進行擦洗(scrub)拋光步驟122來拋光內部電極10 (見圖8)的 平坦電極表面。在一種具體實施方式
中，擦洗拋光步驟122包括用漸細的金鋼石圓盤拋光內部電極10，同時用DIW不斷地衝洗內部電極10。在一種具體實施方式
中，內部電極10利用轉盤15以範圍從每分鐘80轉到每分鐘 120轉的速度旋轉。也考慮轉盤15也可以以其它速度旋轉。在一種具體實施方式
中，如果內部電極10的表面上保持平坦，平的拋光碟可以用於擦洗拋光步驟122。如果與拋光碟連接的牢固的手柄(firm handle)變軟且不能保持平坦，應該立即用新的手柄進行更換。此夕卜，也可以使用其它拋光器件。在一種具體實施方式
中，漸細的金鋼石盤也可以用於完成擦洗拋光步驟122。如果內部電極10具有較小的粗化和凹點，可以用180的粒度金鋼石盤開始擦洗拋光步驟122。 如果內部電極10具有深的凹陷或者劃痕的粗化表面，可以用140粒度金鋼石盤開始擦洗拋光步驟122。優選地，擦洗拋光步驟122應當用粗糙的金鋼石盤開始，直到主要的凹點，劃痕，和表面破壞已被去除。一旦主要的破壞已被拋光去除，內部電極10的表面可以在顏色上統一。在另一種具體實施方式
中，用第一選擇金鋼石盤拋光表面之後，內部電極10可以用更高的粒度金鋼石盤拋光，例如180粒度金鋼石盤，220粒度金鋼石盤，280粒度金鋼石盤，360粒度金鋼石盤，和800粒度金鋼石盤。優選地，在擦洗拋光步驟122中，應當對金鋼石盤施加一致的壓力。然而在另一種具體實施方式
中，金鋼石盤無論何時改變，內部電極10都應當用 DIW衝洗至少一分鐘以去除累積的微粒。然而，內部電極10可以進行寬範圍的持續時間的衝洗以去除累積的微粒。在金鋼石盤改變之後，內部電極10可以進行馬格南衝洗步驟124以去除內部電極 10上的氣孔內的任何俘獲粒子。在一種具體實施方式
中，馬格南衝洗步驟124包括用馬格南槍衝洗內部電極10以去除任何累積的副產品。在另一種具體實施方式
中，馬格南衝洗步驟124用DIW和40磅/平方英寸的N2或清潔的幹空氣來實施。在馬格南洗步驟124之後，內部電極10可以進行擦拭步驟126以從矽表面去除過剩的水分。在一種具體實施方式
中，擦拭步驟126包括用淨化室擦擦拭內部電極10的表面。 然而，也考慮也可以利用其它水分去除步驟。擦拭步驟126之後，按照上述的內部電極預拋光檢測步驟110中應用的程序，可進行後拋光檢測步驟128以評價內部電極10的表面粗糙度。然而，表面粗糙度也可以以其它適宜的方式進行評估。在一種具體實施方式
中，如果內部電極10的表面粗糙度大於 8 μ inches Ra，那麼內部電極10應當返回到擦洗拋光步驟122直至達到適當的表面粗糙度。然而，也考慮其它粗糙度也可以是適當的。在一種具體實施方式
中，如果後拋光測量步驟128揭示了內部電極10處於適當的表面粗糙度範圍內，可以內部電極預拋光檢測步驟110相同方式進行最終厚度檢測步驟 130以評價內部 電極10的厚度。內部電極10的該厚度也可以被比作內部電極10的最小厚度規格。然而，也考慮不存在在所有實施方式中都必要的檢測步驟。在最後的厚度測量步驟130完成之後，內部電極10可以進行最後的拋光步驟132 以去除由表面粗糙度和厚度樣態測量所產生的標記。在一種具體實施方式
中，最後的拋光步驟132包括用DIW衝洗，輕柔拋光以去除測量標記，且噴射衝洗內部電極10。優選地，用 DEW衝洗具有至少一分鐘的持續時間，然而，可選擇的持續時間也是預期的。更進一步地，在一種具體實施方式
中，輕柔拋光步驟可以僅持續2-3分鐘，然而，也考慮不同的持續時間。 優選地，用DIW實施噴射衝洗內部電極10僅1-2分鐘。然而，也考慮更短的衝洗時間和更長的衝洗時間。參考圖3，最後的拋光步驟132完成之後，內部電極10從盤適配器60上去除，且被安裝在夾具70 (參見圖16-18中合適衝洗夾具的範例)上。安裝在夾具70上後，內部電極 10進行衝洗步驟140。在一種具體實施方式
中，衝洗步驟140包括用DIW和40-50磅/平方英寸的N2或清潔的幹空氣衝洗內部電極10。優選地，衝洗步驟140具有至少5分鐘的持續時間。然而，也考慮依據於應用的需要衝洗步驟140可以持續更短或者更長的時間。衝洗步驟140完成之後，用DIW衝洗內部電極10且進行最後的擦拭步驟142。在一種具體實施方式
中，最後的擦拭步驟142包括擦拭內部電極10的表面直至所有的汙跡和過剩的水分從內部電極10去除掉。在最後的擦拭步驟142以後，內部電極10進行最後的馬格南衝洗步驟144。在一種具體實施方式
中，最後的馬格南衝洗步驟144包括用DIW衝洗內部電極10。優選地，最後的馬格南衝洗步驟144具有至少5分鐘的持續時間，但是也考慮其它的衝洗持續時間。在最後的馬格南衝洗步驟144之後，內部電極10進行超聲波清洗步驟146。在一種具體實施方式
中，超聲波清洗步驟146包括當超純水(UPW)直接流入襯墊(liner)時，超聲地清潔內部電極10。優選地，內部電極保持正面向上，且超聲波清潔步驟146具有10分鐘的持續時間。然而，超聲波清潔步驟146可以持續比10分種更長或者更短的時間。在超聲波清洗步驟146期間內部電極10可以周期性地旋轉，例如，每5分鐘一個旋轉周期。在超聲波清洗步驟146之後，內部電極10進行最後的噴射衝洗步驟148。在一種具體實施中，最後的噴射衝洗步驟148包括用DIW噴射衝洗內部電極10。在一種具體實施方式
中，最後的噴射衝洗步驟148歷時至少一分鐘。然而，最後的噴射衝洗步驟148可以歷時比一分鐘更短或更長的時間。在另一種具體實施方式
中，可以檢查內部電極10以確保在電極的正面和反面均沒有缺口，裂紋，和/或損壞。在另一種具體實施方式
中，內部電極10可以進行浸溼步驟150。浸溼步驟150可以包括將內部電極10放入充滿DIW的聚丙烯或者聚乙烯槽中。在一種具體實施方式
中，在內部電極10進入浸溼步驟150之後，內部電極10必須在兩小時之內進行以下所描述的清
潔方法。參考圖4，在一種具體實施方式
中，外部電極預拋光測量步驟200可以包括對外部電極12的厚度和表面粗糙度都進行測量。優選地，為測量外部電極12的表面粗糙度，要在頂部平坦表面上測量六個點。一個點應當與外部電極12的編號對齊。其餘五個點圍繞外部電極12半徑等距離地沿頂平面均勻分布。然而，也可以應用其它的測量外部電極12的表面粗糙度的方法。進一步地，也考慮不需要預拋光測量。在一種具體實施方式
中，可以測量外部電極12的厚度。優選地，對外部電極12的頂部平坦表面進行6次測量，每次測量處於與下次測量基本相似的半徑上。平均得到六次檢測的平均數，該平均值可以與最小可以允許的外部電極的厚度規格進行比較。然而，也可以應用其它的計算外部電極12的厚度的方法。進一步地，也考慮不需要預拋光測量。進一步參照圖4，對於外部電極預拋光檢測步驟200，在一實施方式中，可檢測外部電極12橫截面的樣態。優選，檢測與WAP孔相對的矽片以確定橫截面樣態檢測。可檢測沿從外部電極12中心點輻射的直線相互間大致等距離的、沿表面的八個點，開始於頂平面的外邊沿，朝內邊沿向內延伸，最終檢測發生在內邊沿之前。在外部電極預拋光測量步驟200之後，在一種具體實施方式
中，外部電極12可以用至少兩個用於與雙功能電極盤50(見圖13)迅速安裝的螺紋電極固定件(mounts) 54接合於雙功能電極盤50。在另一種具體實施方式
中，雙功能電極盤50可以接合於轉盤15，這可以配置為以介於大約每分鐘80轉和120轉之間的速度旋轉，既向前旋轉也向後旋轉。在安裝於雙功能電極盤50之後，外部電極12進行第一衝洗步驟202，該步驟包括用DIW衝洗外部電極12。優選地，在第一衝洗步驟202中，轉盤15以每分鐘20轉到40轉的速度旋轉，但也考慮其它旋轉速度。在第一衝洗步驟202之後，外部電極12可以進行內徑拋光步驟204。內徑拋光步驟204可以包括拋光外部電極12的內徑(見圖11)。在一種具體實施方式
中，金鋼石墊可以用於拋光且去除任何內徑側壁沉積物。優選地，可以使用800粒度金鋼石盤，但是也考慮其它研磨材料。在一種具體實施方式
中，內徑拋光步驟204可以用1-2分鐘的拋光時間來徹底地去除側壁沉積物。在內徑拋光步驟204完成後，外部電極12可以進行內徑衝洗步驟206。在一種具體實施方式
中，內徑衝洗步驟206包括用DIW衝洗外部電極12。優選地，內徑衝洗步驟206 包括將側壁衝洗1-2分鐘，且擦拭側壁以去除任何剩餘的沉積物。也可以檢查外部電極12 以確保沒有側壁沉積物剩餘。在內徑衝洗步驟206完成後，外部電極12可以進行外徑拋光步驟208。外徑拋光步驟208可以包括拋光外徑側壁以去除任何側壁沉積物(見圖11)。優選地，可以用800粒度金鋼石墊拋光外部電極12。然而，可以用其它研磨器件拋光外徑。進一步地，側壁沉積物可以用1-2分鐘的拋光時間來徹底地去除，但也考慮更長的去除時間。一旦外徑拋光步驟208已完成，外部電極12可以進行外徑衝洗步驟210。在一種具體實施方式
中，外徑衝洗步驟210包括用DIW衝洗外部電極12的外徑(見圖11)。優選地，外徑衝洗步驟210具有至少一分鐘的持續時間以去除任何可能已累積的微粒。然而，也考慮其它的衝洗持續時間。在另一種具體實施方式
中，在外徑衝洗步驟210已完成後，可以對內徑和外徑都進行檢查以確保所有沉積物已去除。完成外徑衝洗步驟210後，外部電極12可以進行內徑和外徑的馬格南衝洗步驟 212。在一種具體實施方式
中，內徑和外徑馬格南衝洗步驟212包括用DIW使用馬格南槍衝洗(magnum gun rinse)方式衝洗外部電極12。優選地，外徑馬格南衝洗步驟212對於外部電極12的內部邊緣和外部邊緣 每個具有至少一分鐘的持續時間。然而，也考慮其它的衝洗時間。在內徑和外徑馬格南衝洗步驟完成後，外部電極12可以進行剩餘表面的拋光。參考圖5，在一種具體實施方式
中，頂部平坦表面首先拋光，然後拋光外部坡度區域，且最後拋光內部坡度區域(見圖11)。不正確的拋光技術可以導致邊緣倒角(the rounding of the edges)，和外部電極12表面輪廓的改變。進一步地，在一種具體實施方式
中，當在盤適配器 60中時，內部坡度區域可以不被拋光。在一種具體實施方式
中，外部電極12可以進行平頂拋光步驟220以拋光外部電極12的平坦電極表面。在一種具體實施方式
中，平頂拋光步驟220包括用漸細的金鋼石盤拋光外部電極12，且用DIW不斷地衝洗外部電極12。然而，也考慮其他研磨器件和方案 (protocols)ο優選地，外部電極12利用轉盤15以範圍介於每分鐘80轉到120轉的速度旋轉。 然而，也考慮其它的旋轉速度。在平頂拋光步驟220的一種具體實施方式
中，可以使用平拋光碟，且必須在外部電極12的頂表面上保持平放。如果與拋光碟相連的牢固手柄(firm handle)變軟且不能保持平放，則應當立即用新手柄替換。然而，也考慮將其它拋光器件用於平頂拋光步驟220中。在一種具體實施方式
中，如果對外部電極12的破壞是大量的，則可以使用粗糙的金鋼石盤。例如，如果外部電極12具有輕微粗化和凹點，則180粒度金鋼石盤可以用於開始平頂拋光步驟220。如果內部電極10具有深凹陷或劃痕的粗糙面，則可以使用140粒度金鋼石盤來開始平頂拋光步驟220。平頂拋光步驟220應當用粗糙的金鋼石盤開始直至主要的凹點，劃痕，和表面破壞被去除。優選地，一旦主要的破壞已去除，外部電極12的表面應當在顏色上統一。在一種具體實施方式
中，當用第一選擇金鋼石盤拋光表面後，用更高粒度的金鋼石盤拋光電極，例如220粒度金鋼石盤，280粒度金鋼石盤，360粒度金鋼石盤，和800粒度金鋼石盤。在平頂拋光步驟220中，應當對金鋼石盤施加統一的壓力。無論何時改變金鋼石盤，和使用更細的盤，可以使用超溶解海綿狀物來去除每一拋光後累積在金鋼石盤上的微粒。在每一隨後更好的金鋼石盤拋光後，外部電極12可以進行水槍衝洗步驟226。在一種具體實施方式
中，水槍衝洗步驟226包括使用水槍用DIW衝洗外部電極12以減少外部電極12上WAP孔內部俘獲粒子的數量。在平頂拋光步驟220完成後，然後外部電極12可以進行外表面拋光步驟222。除了拋光外部電極12的外表面而不是頂平面(參見圖11)之外，類似上述平頂拋光步驟220 進行外表面拋光步驟222，其中外表面拋光步驟222包括用漸細研磨品級拋光外部電極12， 以及用DIW持續衝洗外部電極12。在平頂拋光步驟220和外表面拋光步驟222均完成後，外部電極12可以進行內表面拋光步驟224。在一種具體實施方式
中，內表面拋光步驟224包括拋光外部電極12的內表面區域(見圖11)。優選地，金鋼石盤從牢固的手柄上去除，且被用於輕柔拋光內表面區域。然而，可以代替實施其它拋光方法。在一種具體實施方式
中，內表面區域的斜率應當保持不變。在另一種具體實施方式
中，外部電極12的邊緣沒有被拋光修圓磨光，且留下斜率保持不變。
在水槍衝洗步驟226後，可以在外部電極擦拭步驟228中衝洗和擦拭外部電極12。 在一種具體實施方式
中，外部電極擦拭步驟228可以包括用DIW衝洗外部電極12，且從矽表面擦拭所有過多的水分。然而，也考慮去除累積微粒和水分的其它方法在外部電極擦拭步驟228後，依據以上所揭示的應用於預拋光測量步驟110中的程序可以實施外部電極質量測量步驟230以評價外部電極12的表面粗糙度。在一種具體實施方式
中，如果外部電極12的表面粗糙度大於8 μ inches Ra，那麼外部電極12應當返回到拋光步驟220，222，和224直至達到適當的表面粗糙度。在一種具體實施方式
中，如果外部電極質量測量步驟230揭示了外部電極12具有可容忍的表面粗糙度，則以與外部電極預拋光測量步驟200相同的方式可以實施最後的外部厚度測量步驟232以評價外部電極12的厚度。該厚度測量與適用於外部電極12的最小厚度規格進行比較。在外部電極質量測量步驟230完成後，外部電極12可以進行揭示於圖2和圖3中的與內部電極10相似的步驟，也就是步驟132，步驟140，步驟142，步驟144，步驟146，步驟 148，和步驟150，以完成適用於外部電極12的拋光程序。在單電極拋光的情況下，斜坡拋光工具80能夠用於拋光單電極的內部斜坡，或者單電極的其它傾斜表面。在此實施例中，單電極能夠安裝於轉盤15且斜坡拋光工具80用於拋光內部斜坡。優選地，拋光工具80應當與僅800粒度的砂紙一起使用，且應當拋光至少兩分鐘直至去除所有的汙點。然而，也考慮其它研磨技術和拋光持續時間。在另一種具體實施方式
中，拋光工具80應當始終保持筆直，且在每一停止後應當衝洗單電極。一般地參考圖6和圖7，混合酸清潔程序可以用於清潔各種各樣的矽電極類型，包括，但不限於，以上所討論的所有電極類型。進一步地，混合酸清潔方法可以用於清潔沒有被揭示的其它類型和配置的矽電極。以下所討論的混合酸清潔程序可以在如前所述的拋光程序完成後應用，或者混合酸清潔程序可以獨立於拋光方法之外應用。進一步地，也考慮鑑於各種清潔和拋光步驟的組合可以省略某一清潔和/或拋光步驟。下述混酸清潔方法特別優越，因為其無需操作者接觸矽電極。結果，儘管本披露的混酸清潔工藝可包含涉及操作者接觸的步驟，但是執行該工藝可顯著減低如非自動拋光、 手動擦拭、手動噴塗等的其他操作所產生的工藝變量。此外，應小心謹慎操作矽電極，所有周邊區域應保持清潔且沒有不必要的灰塵。處理矽電極應當使用一副新的潔淨室手套。參考圖6，在一種具體實施方式
中，清潔矽電極的過程包括用於去除電極背面的點亮(light up)標記的點亮去除步驟300。在一種具體實施方式
中，點亮去除步驟300包括屏蔽指定區域，和擦洗以去除任何背面點亮標記。優選地，電極放置於一張聚苯乙烯泡沫上。在另一種具體實施方式
中，點亮去除步驟300包括屏蔽任何氣孔周圍的區域和缺少氣孔的徑向同心區域。優選地，點亮標記可以用1350金鋼石盤或者1350金鋼石尖端非常輕且小心地擦洗幾秒直至標記去除。然而，可以用其它方法去除點亮標記。點亮去除步驟300 也可以包括在點亮標記去除後去除該屏蔽和用異丙醇(IPA)擦拭壓膠(taped)區域。在一種具體實施方式
中，用於清潔矽電極的過程可以包括在點亮去除步驟300之後的CO2小球清潔步驟302，以便去除掉電極背面石墨墊片上的任何殘渣以及某些蝕刻處理部件正面的沉積物，從而確保孔中無微粒。在一種具體實施方式
中，CO2小球清潔步驟302包括用乾冰小球爆破電極的矽表面。優選地，氣壓< 40磅/平方英寸且小球進給速率< 0. 3 千克/分鐘。然而，可以應用其它氣壓和進給速率。在另一種具體實施方式
中，應當用乾冰小球爆破全部矽表面以去除覆蓋包括邊緣的整個表面的任何室沉積物。進一步地，在另一種具體實施方式
中，可以爆破電極上的孔以清潔其內部。 在另一種具體實施方式
中，CO2小球清潔步驟302包括爆破可以用乾冰小球爆破的背面以去除墊片上剩餘的任何殘渣。優選地，爆破完成後，為了檢查應當加熱電極以去除霧和霜，且應當檢查電極以確保去除全部的沉積物。如果在爆破過程中漏掉了一些沉積物，應當繼續額外的爆破直至去除全部的沉積物。優選地，在CO2小球清潔步驟302中，可能應用塑料噴嘴以避免金屬汙染和刮劃電極。然而，如果不引起破壞，噴嘴和氣流的其它組合是可以接收的。此外，在另一種具體實施方式
中，在CO2小球清潔步驟302中，必須保護電極的背面，或者通過用手固定，將其置於柔軟表面的方式，或者通過將其置於例如圖16-圖18中所示出的衝洗設備的臺上的方式。再參考圖6，優選地，CO2清潔步驟302用大約五分鐘來清潔內部電極10和大約十五分鐘來完成外部電極12的爆破。然而，也考慮CO2清潔的不同時間，只要不導致電極損傷便可使用。如果CO2小球清潔步驟302沒有執行，則可以以擦拭和擦洗步驟代替執行。在一種具體實施方式
中，擦拭和擦洗步驟可以包括用淨化室擦和異丙醇(IPA)擦拭待處理(the party)的整個表面至少一分鐘以去除任何不牢固的沉積物和指紋。在一種具體實施方式
中，擦拭和擦洗步驟也可以包括根據需要使用擦洗墊以去除電極背面上的墊片和孔上的任何沉積物和剩餘殘渣。在CO2小球清潔步驟302或者可選擇地，擦拭和擦洗步驟後，在一種具體實施方式
中，電極可以進行含水的清潔劑浸溼步驟304。在一種具體實施方式
中，清潔劑浸溼步驟 304包括在含水的清潔劑溶液中浸溼電極。優選地，浸溼進行10分鐘，但是也考慮其它浸溼持續時間。在一種具體實施方式
中，在清潔劑浸溼步驟304中，電極可以擱在聚四氟乙烯條上，且定期地攪動(agitated)。然而，該攪動可以是持續的，間斷的，周期性的，或者非周期性的。進一步地，聚四氟乙烯條可以用聚四氟乙烯塗覆，或者甚至聚四氟乙烯包封條代替。再參考圖6，在一種具體實施方式
中，在清潔劑浸溼步驟304之後，電極可以進行清潔劑衝洗步驟306。清潔劑衝洗步驟306可以包括用超純水(UPW)噴射衝洗電極。優選地，清潔劑衝洗步驟306進行至少兩分鐘，但也考慮其它衝洗時間。進一步地，在說明書全文中描述UPW時，其可以包括以電阻係數大於18MQ為特徵的純度的水。然而，也考慮其他純度等級作為UPW使用。在一種具體實施方式
中，在清潔劑衝洗步驟306之後，電極可以進行IPA浸溼步 驟 308。IPA浸溼步驟308可以包括在IPA中浸溼電極。優選地，IPA浸溼步驟進行30分鐘。 然而，也考慮範圍從5分鐘到幾個小時的額外的浸溼時間。在一種具體實施方式
中，在IPA 浸溼步驟308中電極被擱在聚四氟乙烯條上且被周期性地攪動。然而，該攪動可以是持續的，間斷的，周期性的，或者非周期性的。進一步地，聚四氟乙烯條可以是聚四氟乙烯塗覆， 或者甚至聚四氟乙烯包封條。在一種具體實施方式
中，矽電極清潔程序包括IPA衝洗步驟310。IPA衝洗步驟 310可以包括用UPW噴射衝洗電極。優選地，IPA衝洗步驟310實施至少一分鐘，但也考慮其它衝洗時間。如果電極在進入清潔程序之前被拋光，則電極可以進行超聲波清潔步驟312。在一種具體實施方式
中，超聲波清潔步驟312包括在襯墊中清潔電極，用過量的UPW直接泵入襯墊中且允許溢流。優選地，在超聲波清潔步驟312中，電極置於超聲波槽中的兩個聚四氟乙烯條上。進一步地，聚四氟乙烯條可以是聚四氟乙烯鍍膜條，或者甚至聚四氟乙烯密封條。 襯墊可以包括聚四氟乙烯或者聚乙烯兩者中的任一者，或者其它適當的材料。超聲波清潔步驟312可以持續範圍從1分鐘到10分鐘的不同的持續時間，然而，優選地，其包括超聲地清潔電極至少10分鐘，電極每五分鐘一旋轉。在超聲波清潔步驟312中，UPW應當直接泵入襯墊，過量的溢出於襯墊。在一種具體實施方式
中，在超聲波清潔步驟312後，電極可以進行預酸衝洗步驟 314。在一種具體實施方式
中，預酸衝洗步驟314包括用UPW噴射衝洗電極。優選地，預酸衝洗步驟314持續至少一分鐘，但是也考慮其它時間。參考圖7，在預酸衝洗步驟314完成後，電極可以安裝在任何適宜的夾具70上。例如，見圖16至圖18，電極可以保持處於夾具70中直至進行裝袋步驟328。一旦電極安裝於夾具70，就不應當碰觸矽表面。替代地，夾具70上的夾持器手柄應當用於移動和操縱該部件。再參考圖7，在預酸衝洗步驟314已完成，且電極安裝於夾具70後，電極可以進行最初的UPW衝洗步驟316。在一種具體實施方式
中，最初的UPW衝洗步驟316包括使用裝有 UPW和N2的馬格南水槍對電極的兩面均進行清潔。優選地，最初的UPW衝洗步驟316具有至少8分鐘的持續時間。然而，也考慮其它衝洗持續時間和方法。在一種具體實施方式
中， N2供應範圍從40磅/平方英寸到50磅/平方英寸。最初的UPW衝洗步驟316可以以各種不同的衝洗方案進行，例如在頂部衝洗3分鐘，在底部衝洗2分鐘，且在頂部附加3分鐘。在最初的UPW衝洗步驟316後，電極可以進行混合酸浸溼步驟318。在一種具體實施方式
中，混合酸浸溼步驟318包括浸溼電極於包括氫氟酸，硝酸，醋酸，和水的混合物的混合酸溶液，一個實例闡明於以下圖表中
權利要求
1.一種用拋光轉盤和雙功能電極盤拋光矽電極的方法，其中 所述拋光轉盤配置為關於旋轉拋光軸旋轉；所述雙功能電極盤包括盤心且固定於所述拋光轉盤以使所述盤心與所述旋轉拋光軸近似對準；所述雙功能電極盤進一步包括多個軸向屈從電極固定件，所述軸向屈從電極固定件設置為伸出於所述雙功能電極盤的電極接合面且與成形於所述矽電極的盤接合面的軸向屈從固定件插座的各位置互補；所述軸向屈從電極固定件和所述軸向屈從固定件插座配置為允許所述電極盤的所述電極接合面和所述矽電極的盤接合面在平行於所述旋轉拋光軸的單一方向上無破損地接合和解離；所述雙功能電極盤進一步包括位於所述軸向屈從電極固定件徑向向內的盤適配器拱座；所述盤適配器拱座配置為使盤適配器的盤適配器中心與所述旋轉拋光軸近似對準；且所述矽電極通過以下方式拋光經由電極固定件和固定件插座接合所述電極盤的所述電極接合面和所述矽電極的所述盤接合面，利用所述拋光轉盤對已接合的所述矽電極施加旋轉運動，且當所述矽電極關於所述旋轉拋光軸旋轉時，將所述矽電極的暴露表面與拋光表面接觸。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述電極盤包括多個延伸穿過所述電極盤的外部圓周部分的流體出口通道。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述流體出口通道額外地延伸穿過所述電極接合面和所述盤適配器拱座。
4.如權利要求2所述的方法，其中所述流體出口通道成直線地從所述電極盤的所述盤心延伸穿過所述電極盤的所述外部圓周部分。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述雙功能電極盤用固定器件固定於所述拋光轉盤，所述固定器件延伸穿過所述電極盤的至少一部分厚度以與所述拋光轉盤螺紋接合。
6.如權利要求1所述的方法，其中各所述軸向屈從電極固定件包括嵌入所述電極盤的厚度尺寸之內的內嵌部分和伸出於所述電極盤的所述電極接合面的無螺紋部分。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述電極固定件的內嵌部分包括設置為在厚度尺寸內與所述電極盤的一部分接合的螺紋部分或者設置為在厚度尺寸內與所述電極盤的一部分摩擦接合的按壓配合部分。
8.如權利要求6所述的方法其中所述電極固定件的無螺紋部分的各外徑(OD)限定各自的圓柱形廓面，該圓柱形廓面與由所述固定件插座的各內徑(ID)限定的圓柱形廓面近似互補；且0D/ID的近似度足以在拋光中將所述矽電極固定於所述電極盤同時允許所述矽電極和所述電極盤無破損接合和解離。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述軸向屈從電極固定件沿所述電極盤的通常圓周部分分布。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述盤適配器拱座沿所述電極盤的通常圓周部分成形。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述盤適配器拱座位於成形於所述電極盤上的適配器凹槽周圍。
12.如權利要求1所述的方法，其中所述方法進一步包括通過利用所述盤適配器拱座來使所述盤適配器的中心與所述旋轉拋光軸近似對準的方式和利用固定器件以將所述盤適配器固定於所述電極盤的方式拋光不相似的矽電極。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述盤適配器包括多個額外的軸向屈從電極固定件，所述軸向屈從電極固定件被設置為伸出於盤適配器的額外的電極接合面且與成形於不相似的矽電極的盤接合面的額外的軸向屈從固定件插座的各位置互補。
14.如權利要求12所述的方法，其中所述不相似的矽電極和所述矽電極為同時地或者相繼地進行拋光分別設置於所述電極盤的內圓周部分和外圓周部分。
15.如權利要求1所述的方法，其中所述盤適配器用延伸穿過所述盤適配器的至少一部分厚度以與所述電極盤螺紋安裝的固定器件固定於所述電極盤。
16.如權利要求1所述的方法，其中各額外的軸向屈從電極固定件包括嵌入所述盤適配器的厚度尺寸之內的內嵌部分和伸出於所述盤適配器的電極接合面的無螺紋部分。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述額外的電極固定件的所述內嵌部分包括設置為與所述盤適配器接合的螺紋部分或者設置為與所述盤適配器摩擦接合的按壓配合部分。
18.如權利要求17所述的方法，其中所述額外的電極固定件的無螺紋部分的各外徑(OD)限定各自的圓柱形廓面，該圓柱形廓面與由所述固定件插座的各內徑(ID)限定的圓柱形廓面近似互補；且0D/ID的近似度足以在拋光過程中將所述不相類似的矽電極接合到所述盤適配器而允許所述不相類似的矽電極和所述盤適配器無破損接合與解離。
19.一種用拋光轉盤和雙功能電極盤拋光矽電極的方法，其中所述拋光轉盤配置為關於旋轉拋光軸旋轉；所述雙功能電極盤固定於所述拋光轉盤；所述雙功能電極盤包括多個電極固定件，所述電極固定件設置為伸出於所述雙功能電極盤的電極接合面且與成形於所述矽電極的盤接合面的固定件插座的各位置互補；所述電極固定件和所述固定件插座配置為允許所述電極盤的電極接合面和所述矽電極的盤接合面無破損地接合和解離；所述雙功能電極盤進一步包括位於所述電極固定件徑向向內的盤適配器拱座；所述盤適配器拱座設置為使盤適配器與所述旋轉拋光軸近似對準；且所述矽電極通過以下方式拋光經由所述電極固定件和固定件插座接合所述電極盤的電極接合面和所述矽電極的盤接合面，利用所述拋光轉盤施加旋轉運動於已接合的矽電極，和當所述矽電極關於所述旋轉拋光軸旋轉時，將所述矽電極的暴露表面與拋光表面接觸。
20.—種雙功能電極盤，包括多個軸向屈從電極固定件，其設置為伸出於所述雙功能電極盤的電極接合面且與成形於矽電極的盤接合面的軸向屈從固定件插座的各位置互補，其中所述軸向屈從電極固定件和所述軸向屈從固定件插座配置為允許所述電極盤的電極接合面和所述矽電極的所述盤接合面在單一方向上無破損接合和解離；和盤適配器拱座，其位於 所述軸向屈從電極固定件徑向向內，其中所述盤適配器拱座配置為使盤適配器的盤適配器中心與所述雙功能電極盤的電極盤中心近似對準。
全文摘要
提供了一種用拋光轉盤和雙功能電極盤拋光矽電極的方法。所述雙功能電極盤固定於所述拋光轉盤且包括多個設置為伸出於所述雙功能電極盤的電極接合面的電極固定件。所述電極固定件與成形於待拋光的所述矽電極的盤接合面的固定件插座的各位置互補。所述電極固定件和所述固定件插座配置為允許所述電極盤的所述電極接合面和所述矽電極的所述盤接合面的無破損地接合和解離。所述雙功能電極盤進一步包括位於所述電極固定件徑向向內的盤適配器拱座。所述盤適配器拱座配置為使盤適配器與所述旋轉拋光軸近似對準。所述矽電極通過以下方式拋光(i)經由所述電極固定件和所述固定件插座接合所述電極盤的所述電極接合面和所述矽電極的所述盤接合面，(ii)利用所述拋光轉盤施加旋轉運動於已接合的所述矽電極，和(iii)當所述矽電極關於所述旋轉拋光軸旋轉時將所述矽電極的暴露表面與拋光表面接觸。也考慮、公開和要求保護附加的具體實施方式
。
文檔編號H01L21/304GK102246278SQ200980149391
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月10日 優先權日2008年12月10日
發明者凱薩琳·周, 宏·石, 杜安·奧特卡, 阿爾曼·阿沃楊 申請人:朗姆研究公司