【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等离子体处理领域及量具，具体涉及一种静电卡盘保护胶层的测量工具、方法及寿命预测方法。
技术介绍
1、静电卡盘(esc)广泛地应用于集成电路(ic)的制造工艺过程中，特别是等离子刻蚀(etch)工艺中，其作用是在反应腔室内支撑基片、为基片提供直流偏压及控制基片表面的温度。在某些工艺中，由于需要基片的表面温度较高，因此通常要在静电卡盘内部设置加热器，加热器的上下表面覆盖用于粘接和导热的导热胶，加热器和导热胶称为静电卡盘的内部组件。由于内部组件不可暴露于反应环境，所以需要在内部组件的外侧壁覆盖一圈保护胶层，用于内部组件与反应环境之间的隔离。
2、但保护胶层在制程中会逐渐被等离子体攻击消耗，当其厚度过薄不足以对导热胶和加热器等内部组件形成较好保护时，会导致静电卡盘表面温度不均匀，影响基片刻蚀率和良率，严重时还有可能导致异常放电等现象，损坏静电卡盘等相关零件而造成停机，所以需要对保护胶层的厚度定期进行测量，以量化保护胶层被攻击的程度，并在其造成负面影响之前更换静电卡盘。
3、由于现有技术中，无法在不拆除静电卡盘的情况下测量保护胶层的厚度，而拆除静电卡盘操作繁琐、占用工时，所以目前通常由技术人员在不拆除静电卡盘的情况下进行目视观察，依据经验判断是否需要更换静电卡盘，但这很难准确判断，容易导致制程风险或设备浪费。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种静电卡盘保护胶层的测量工具、方法及寿命预测方法，解决现有技术的只能通过拆除静电卡盘后测量保护胶层厚度
2、为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种静电卡盘保护胶层的测量工具，所述静电卡盘位于等离子体处理装置的反应腔内，其包括圆柱体的内部组件，所述保护胶层套设在内部组件的外部；所述反应腔内还包括设置在内部组件上方或下方的第一组件，所述第一组件包括环状外壁，所述环状外壁和内部组件均以第一轴线为轴线，所述内部组件的外壁至环状外壁之间具有已知的第一设计距离，包括：
4、深度仪，其在测量时放置于所述反应腔内，包括深度仪主体，以及设置在深度仪主体的测量端面一侧的可伸缩的探针；
5、限位装置，与所述深度仪主体连接，用于限位所述深度仪使所述探针垂直抵接环状外壁以进行校零操作，或者使所述探针垂直抵接保护胶层外壁以进行测量操作。
6、优选地，所述深度仪主体的测量端面与探针的交接位置为深度仪基点，在校零操作时所述限位装置限位深度仪基点于校零操作位，测量操作时所述限位装置限位深度仪基点于测量操作位；
7、其中，所述校零操作位至环状外壁、测量操作位至保护胶层外壁间存在无遮挡的垂线路径，且所述校零操作位与测量操作位共柱面于第一圆柱面，所述第一圆柱面以第一轴线为轴线。
8、优选地，所述限位装置包括：
9、限位板，其在测量时放置于所述深度仪主体与环状外壁之间，以及深度仪主体与保护胶层外壁之间，与所述环状外壁抵接或固定；
10、所述限位板包括设置于其上的限位单元，所述限位单元限位所述深度仪主体于限位板背离环状外壁和保护胶层外壁的一侧，使所述探针可以穿透所述限位板，且所述深度仪基点位于校零操作位或测量操作位。
11、优选地，所述限位板包括水平投影位于环状外壁高度区间内的第一区域，以及水平投影位于保护胶层外壁高度区间的第二区域；
12、所述限位单元包括垂直设置在第一区域的第一通孔，所述第一通孔的孔径大于探针的外径且小于测量端面的外径，所述探针可插入第一通孔且限位深度仪基点于第一通孔的孔口；
13、所述限位单元包括垂直设置在第二区域的第二通孔，所述第二通孔的孔径大于探针的外径且小于测量端面的外径，所述探针可插入第二通孔且限位深度仪基点于第二通孔的孔口。
14、优选地，所述第一、二通孔的内径与探针的外径相适配，可以使所述第一、二通孔恰好限位其内的探针，使校零操作或测量操作时所述探针能够保持垂直于环状外壁或保护胶层外壁。
15、优选地，所述第一通孔与第二通孔之间还设置有可以容纳探针通过的连通槽，所述探针可以通过连通槽在第一、二通孔之间转移，所述深度仪基点可以通过连通槽在校零操作位和测量操作位之间转移。
16、优选地，所述测量工具还包括与深度仪连接的电动位移装置，用于电动驱动所述深度仪位移，带动所述探针在第一、二通孔之间通过连通槽自动转移。
17、优选地，所述限位单元包括垂直设置在限位板上的第三通孔，所述第三通孔的孔径大于探针的外径且小于测量端面的外径，所述探针可插入第三通孔且限位深度仪基点于第三通孔的孔口；
18、所述限位装置还包括升降单元，用于升降所述限位板至升起状态或下降状态；升起状态或下降状态时，所述限位板保持抵接环状外壁，且所述第三通孔的水平投影分别落入环状外壁或保护胶层外壁二者之一的高度区间内，用于使插入第三通孔的探针可以抵接环状外壁或保护胶层外壁。
19、优选地，所述升降单元为垫高块，通过将所述垫高块置于限位板的下方而实现升起状态，通过撤掉所述垫高块而实现下降状态。
20、优选地，所述第三通孔的内径与探针的外径相适配，可以使所述第三通孔恰好限位其内的探针，使所述探针保持垂直于环状外壁或保护胶层外壁。
21、优选地，所述限位板为与环状外壁抵接的平板，二者抵接于第一切线段；
22、所述校零操作位至环状外壁的垂线路径及测量操作位至保护胶层外壁的垂线路径均垂直于限位板，且与第一切线段或其延长线相交。
23、优选地，所述限位板为与环状外壁的弧度相同的弧形板，所述限位板的内弧面多点或完全抵接环状外壁。
24、优选地，所述第二通孔或第三通孔有多个，沿所述限位板的周向均匀分布，用于执行多点测量操作。
25、优选地，所述限位板为套设在环状外壁外周的环体；
26、所述第二通孔或第三通孔有多个，沿所述限位板的周向均匀分布，用于在不移动限位板的情况下可以完成保护胶层周向的全部测量操作。
27、优选地，所述限位单元还包括设置在限位板及深度仪主体上的互相配合的深度仪固定机构，用于所述深度仪与限位装置之间的固定。
28、优选地，所述限位装置还包括设置在限位板上的限位板固定机构，用于所述限位板与反应腔之间的固定。
29、优选地，所述第一组件为设置在内部组件下方的基座或设置在内部组件上方的静电卡盘陶瓷层。
30、优选地，所述保护胶层外部还套设有弹性材质的保护环，所述探针进行测量操作时垂直抵接保护环的外壁。
31、优选地，所述反应腔内还包括第二组件；
32、所述限位板与第二组件抵接或固定。
33、一种静电卡盘保护胶层的测量方法，基于上述的静电卡盘保护胶层的测量工具实现，包括步骤：
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【技术保护点】
1.一种静电卡盘保护胶层的测量工具，所述静电卡盘位于等离子体处理装置的反应腔内，其包括圆柱体的内部组件，所述保护胶层套设在内部组件的外部；所述反应腔内还包括设置在内部组件上方或下方的第一组件，所述第一组件包括环状外壁，所述环状外壁和内部组件均以第一轴线为轴线，所述内部组件的外壁至环状外壁之间具有已知的第一设计距离，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
3.如权利要求2所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
4.如权利要求3所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
5.如权利要求4所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
6.如权利要求5所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
7.如权利要求6所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
8.如权利要求3所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
9.如权利要求8所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
10.如权利要求8所述的静电卡盘保护胶
11.如权利要求3或8所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
12.如权利要求3或8所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
13.如权利要求12所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
14.如权利要求12所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
15.如权利要求4所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
16.如权利要求2所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
17.如权利要求1所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
18.如权利要求1所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
19.如权利要求3所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
20.一种静电卡盘保护胶层的测量方法，其特征在于，基于如权利要求1-19中任意一项所述的静电卡盘保护胶层的测量工具实现，包括步骤：
21.一种预测静电卡盘的保护胶层寿命的方法，其特征在于，基于如权利要求20所述的静电卡盘保护胶的测量方法实现，包括步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种静电卡盘保护胶层的测量工具，所述静电卡盘位于等离子体处理装置的反应腔内，其包括圆柱体的内部组件，所述保护胶层套设在内部组件的外部；所述反应腔内还包括设置在内部组件上方或下方的第一组件，所述第一组件包括环状外壁，所述环状外壁和内部组件均以第一轴线为轴线，所述内部组件的外壁至环状外壁之间具有已知的第一设计距离，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
3.如权利要求2所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
4.如权利要求3所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
5.如权利要求4所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
6.如权利要求5所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
7.如权利要求6所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
8.如权利要求3所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
9.如权利要求8所述的静电卡盘保护胶层的测量工具，其特征在于，
10.如权利要求8所述的静电卡盘保护胶层的测量工具...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡楚洋，左涛涛，
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：
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