CN115692148A - 一种等离子体处置装置用构件的翻新装置及翻新方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体处置装置用构件的翻新装置及翻新方法，所述构件为待翻新构件，该待翻新构件包括构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层，该翻新装置包含：加热组件，用于对待翻新构件进行加热，使氟化层升华而所述耐腐蚀涂层保持原状以形成翻新构件。本发明通过控制加热区域，只对待去除的氟化层快速加热，利用氟化层与耐腐蚀涂层本体的物理特性差异去除氟化层，使翻新后的耐腐蚀涂层不含有氟化层，同时由于耐腐蚀涂层及构件本体所承受的温度并不高，不会破坏耐腐蚀涂层和构件本体，使得翻新的耐腐蚀涂层表面回到原始状态，即，耐腐蚀涂层表面接近新品状态，使得构件可以继续使用，大大降低运行成本。

Description

一种等离子体处置装置用构件的翻新装置及翻新方法

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，具体涉及一种等离子体处置装置用构件的翻新装置及翻新方法。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，等离子刻蚀是将晶圆加工成设计图案的关键工艺。在典型的等离子体刻蚀工艺中，工艺气体在射频(Radio Frequency，RF)激励作用下形成等离子体。这些等离子体在经过上电极和下电极之间的电场作用后与晶圆表面发生物理轰击作用及化学反应，从而刻蚀出具有特定结构的晶圆。在等离子体刻蚀工艺过程中，物理轰击及化学反应作用也同样会作用于刻蚀腔室内部所有与等离子体接触的部件，造成腐蚀。对于处在刻蚀腔体内的构件而言，通常会涂覆一些耐等离子体腐蚀的涂层以保护构件不被腐蚀。

然而，现有涂覆的耐等离子体腐蚀的涂层(例如，含钇涂层)在使用过程容易与刻蚀腔体环境中的F发生化学反应，形成薄薄的氟化层(厚度<1um内)，并且氟化层会随着刻蚀时间(RF时间)的延长而进一步扩大，使得涂层表面的含钇涂层的物理化学发生变化，一方面，造成刻蚀环境发生漂移，刻蚀稳定性受到破坏；另一方面，不断增长的氟化层会由于热膨胀的影响而脱离涂层本体，掉落在待刻蚀的晶圆上，形成微小的颗粒污染物，造成刻蚀良率下降。

目前，对于经过刻蚀腔室使用过的构件，通常采用化学清洗和机械抛光的方式去除氟化层，对构件进行翻新，以延长构件的使用寿命，降低成本。然而，由于构件表面涂层比较致密，常规的化学作用(酸液腐蚀)和物理作用(机械抛光)去除氟化层的同时，也会对涂层本体造成伤害，使得翻新的涂层表面不能回到原始状态，进而使得翻新件仍然不能很好的延长使用寿命，只能使用全新的构件替换掉有氟化层的构件，大大增加了运行成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种构件翻新方法，在完全去除氟化层的同时不损伤构件的致密涂层，使得构件恢复如初，延长其使用寿命，降低成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种等离子体处置装置用构件的翻新装置，所述构件为待翻新构件，所述待翻新构件包括构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层，该翻新装置包含：加热组件，用于对待翻新构件进行加热，使氟化层升华而所述耐腐蚀涂层保持原状以形成翻新构件。

可选地，所述氟化层的熔点低于所述耐腐蚀涂层的熔点。

可选地，所述氟化层的熔点低于1800℃；所述耐腐蚀涂层的熔点大于2200℃。

可选地，所述的加热组件的加热源包含：激光、等离子体火焰、离子束、电子束和氙灯加热灯中的一种或者多种组合。

可选地，所述的翻新装置还包含：均匀板，其设置在加热源与待翻新构件之间，用于对所述的氟化层均匀辐射加热。

可选地，所述的翻新装置还包含驱动元件，用于驱动均匀板在加热源与待翻新构件之间移动，以根据需要改变所述均匀板与氟化层的距离，和/或，用于驱动均匀板沿着垂直穿透于该均匀板的中心轴自转，以提高均匀板温度的均匀性。

可选地，所述均匀板的材质为熔点高于2000℃的金属材质或陶瓷。

可选地，所述均匀板的金属材质包含：钨、钼、钽或其合金中的至少一种。

可选地，用于提供激光的加热组件为二氧化碳激光器，所述的均匀板为金属均匀板。

可选地，所述均匀板的陶瓷为氧化物陶瓷，该氧化物陶瓷材质包含氧化铝和/或氧化锆。

可选地，用于提供激光的加热组件为半导体激光器，所述的均匀板为陶瓷板。

可选地，该翻新装置还包括供气部，用于提供保护气。

可选地，当均匀板为金属材质或者非氧化物陶瓷时，其保护气体为惰性气体中的至少一种。

可选地，当均匀板为氧化物陶瓷时，其保护气体包括氧气。

可选地，用于提供激光的加热组件为若干均匀排布的激光器。

可选地，每个激光器独立控制或者若干激光器分组控制。

可选地，所述的激光与所述均匀板之间还设置有分束器、若干反射镜，用于改变单束光路为光束阵列。

可选地，所述的激光的波长＞700nm。

可选地，所述的加热源为等离子体火焰，所述翻新装置还包括：气源和直流电源，所述气源用于提供工作气体，所述工作气体为非还原性气体，所述工作气体通过直流电源加热电离形成等离子体火焰。

可选地，用于提供等离子体火焰的加热组件为喷枪，所述工作气体在喷枪中电离，喷出等离子火焰，对所述的氟化层进行热处理。

可选地，所述的翻新装置还包含：密闭处理腔，用于容纳加热组件及待翻新构件。

可选地，所述的翻新装置还包含光学监测组件，用于对待翻新构件的表面进行监测，并给出是否继续热处理的反馈信息；该光学监测组件包含：

一发射器，用于向耐腐蚀涂层的表面发射信号，在耐腐蚀涂层的表面形成光学检测信号；

一接收器，用于接收所述的光学检测信号；

一控制器，用于处理所述的光学检测信号，并给出是否继续热处理的反馈信息。

可选地，所述的监测组件为傅里叶变换红外光谱仪，以傅里叶红外变换光谱图中O-F键消失作为构件翻新结束的判断依据，O-Y键吸收强度达到标准库中O-Y键吸收强度作为构件翻新结束的辅助判断依据。

可选地，以傅里叶红外变换光谱图中，534nm处的吸收峰作为氟化层的监测信号，当该吸收峰强度消失时，结束对构件表面的热处理过程。

可选地，所述的监测组件为拉曼光谱仪，以拉曼光谱图中O-F键消失作为构件翻新结束的判断依据，O-Y键振动峰强度达到标准库中O-Y键振动峰强度作为构件翻新结束的辅助判断依据。

可选地，以拉曼光谱图中，以140cm^-1和/或378cm^-1处的振动峰作为氟化层的监测信号，当该振动峰强度消失时，结束对构件表面的热处理过程。

可选地，所述的等离子体处置装置为电感耦合等离子体处理装置，所述的构件包括：陶瓷板、内衬套、气体喷嘴、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。

可选地，所述的等离子体处置装置为电容耦合等离子体处理装置，所述的构件包括：喷淋头、上接地环、移动环、气体分配板、气体缓冲板、静电吸盘组件、下接地环、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。

本发明还提供了一种等离子体处置装置用构件的翻新方法，该方法包含：

提供待翻新构件，其包含构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层；

采用上述的翻新装置对所述构件的氟化层表面进行热处理，除去氟化层，得到翻新构件。

可选地，所述耐腐蚀涂层为稀土元素的氧化物、氟化物和氟氧化物中的至少一种。

可选地，所述耐腐蚀涂层的厚度为1微米～1000微米之间。

可选地，所述的氟化层中，F含量以原子数百分比计为0～70％之间。

可选地，所述的热处理包含：驱动一均匀板受热，再驱动均匀板对氟化层均匀辐射热量。

可选地，均匀板的受热温度>1000℃；均匀板的受热速率>10℃/s；均匀板的受热温度均匀性<5℃/cm。

可选地，该方法还包含：快速热处理结束时，在待翻新构件上方辅助冷却气体以冷却耐腐蚀涂层表面，降低残余热场对耐腐蚀涂层膨胀的影响。

可选地，所述的热处理采用等离子火焰作为加热源进行加热处理，工作气体为非还原性气体，其不与耐腐蚀涂层、构件本体发生反应。

可选地，所述的工作气体选择Ar、N₂、O₂中的任意一种以上。

可选地，加热温度>1000℃，加热速率>10℃/s。

可选地，该方法还包含：通入辅助氧化性气体，以加速热处理。

可选地，所述的辅助氧化性气体包含：O₂和/或O₃。

可选地，所述的热处理辅助脉冲方式。

本发明的翻新装置可实现对加热区域精准控制，只对氟化层表面局部进行热处理，利用氟化层与耐腐蚀涂层本体的物理特性差异去除掉氟化层，同时，不会破坏耐腐蚀涂层本体和构件本体，使得翻新的耐腐蚀涂层表面回到原始状态，进而可以实现运行成本大大降低。

而且，本发明由于通过对表面的快速热处理，使得耐腐蚀涂层本体所承受的温度并不高，不会发生大的热膨胀，大大降低了耐腐蚀涂层本体热膨胀造成的裂纹、脱落等风险。

附图说明

图1为本发明所述的待翻新构件1的层间结构示意图。

图2为本发明的快速热翻新处理工艺的原理示意图。

图3为本发明的方法快速热翻新处理待翻新构件后的层间结构示意图。

图4为本发明通过均匀板进行热翻新处理的状态示意图。

图5为本发明的翻新方法的流程图。

图6为本发明的实施例1的翻新装置的结构示意图。

图6a为本发明的实施例1翻新处理前后构件表面的形貌、成分对比图。

图7为本发明的实施例2的翻新装置的结构示意图。

图8为本发明的实施例3的翻新装置的结构示意图。

附图标识说明：

待翻新构件1、构件本体10、耐腐蚀涂层20、氟化层30、加热源41、分束器411、反射器412、均匀板42、发射器51、第一棱镜521、第二棱镜522、接收器53。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以氧化钇涂层为例，构件(衬底)表面涂覆有氧化钇涂层。等离子体刻蚀腔体中含有大量的F等离子体。在电场的作用下，具有一定能量的F等离子体在氧化钇表面发生物理轰击及化学腐蚀作用，使得耐腐蚀涂层表面被腐蚀，形成一定厚度的氟化层。厚度从数十纳米到百纳米不等。随着等离子体刻蚀工艺的进行，氟化层不断向氧化钇涂层本体渗透，氟化层厚度不断增加，使得刻蚀环境发生漂移。对于含有氟化层的氧化钇涂层而言，最表面(<1um)的氟化层结构和成分都发生了变化，而对于氧化钇本体而言，其成分和结构都没有发生变化，因而只需要将表面的氟化层去除，同时不破坏氧化钇本体涂层，就可以对构件进行翻新，实现进一步使用，从而提高服役寿命，大大降低成本。

如图1所示，经等离子刻蚀工艺使用过的等离子体处置装置用构件为本发明的翻新构件，包括构件本体10、覆盖在构件本体10上的耐腐蚀涂层20及覆盖在所述耐腐蚀涂层20上的氟化层30。

实践表明，含有氟化层的氧化钇涂层，其F含量随着RF时间的增加而提高，原子百分比含量从0％～70％不等，对其结构进行分析，发现表面可能含有Y-O-F甚至是YF₃的成分。

如图2所示，本发明的快速热翻新处理工艺原理为：采用表面加热技术，只对耐腐蚀涂层20表面的区域进行加热，即，重点对氟化层30进行快速加热，控制对氟化层30的加热温度高于氟化层30的升华点，所述氟化层30的熔点低于所述耐腐蚀涂层20的熔点，所述氟化层30的熔点低于1800℃；所述耐腐蚀涂层20的熔点大于2200℃，对所述耐腐蚀涂层20的加热温度低于该耐腐蚀涂层的熔点。上述快速加热使得氟化层30中的Y-O-F或者YF₃成分发生升华(600℃以上就可以气化)，使得这些成分从氧化钇涂层表面脱离，进而去除氟化层。氟化层中的Y-O-F或者YF₃成分能够发生升华，是因为相比于氧化钇而言，这些成分均属于离子化合物，并且熔点较低(YOF熔点～1800℃，YF₃熔点～1300℃)，比氧化钇(熔点2400℃)具有更低的饱和蒸气压，因而在一定的温度下会优先升华，从构件本体10脱离。热处理完成后的构件如图3所示，恢复如初，即：只含有构件本体10及致密的耐腐蚀涂层20。

为进行上述热处理，本发明提供了一种翻新装置，包含加热组件，用于对待翻新构件进行加热，使氟化层升华而所述耐腐蚀涂层保持原状以形成翻新构件。所述的加热组件的加热源包含：激光、等离子体火焰、离子束、电子束和氙灯加热灯中的一种或者多种组合。

如图4所示，为实现对所述的氟化层均匀辐射加热，降低温度差，提高温度均匀性，在加热源41与待翻新构件1之间还可设置一均匀板42。

为实现对均匀板42的位置或角度调节，所述的翻新装置还可设置驱动元件(图中未示)，用于驱动均匀板42在加热源41与待翻新构件1之间上下移动，以根据需要改变所述均匀板42与氟化层30的距离，和/或，用于驱动均匀板42沿着垂直穿透于该均匀板的中心轴自转，以提高均匀板42温度的均匀性。当均匀板42的温度升高至目标处理温度后，通过驱动元件移动到待翻新构件表面附近，例如距离3cm处，通过快速热辐射方式，将氟化层30去除之后，上升均匀板42，用以降低热场对耐腐蚀涂层20的影响。

所述均匀板42的材质为熔点高于2000℃的金属材质或陶瓷，该陶瓷可以是氧化物陶瓷或非氧化物陶瓷，该氧化物陶瓷材质可以是氧化铝和/或氧化锆。

所述均匀板42的金属材质包含：钨、钼、钽或其合金中的至少一种。

一些实施例中，用于提供激光的加热组件为二氧化碳激光器，所述的均匀板42为金属均匀板。可选地，该翻新装置还包括供气部，用于提供保护气，以防止金属均匀板高温下氧化。

一些实施例中，用于提供激光的加热组件为半导体激光器，所述的均匀板42为陶瓷板，此时可以不用保护气。

如图5所示，本发明还提供了一种等离子体处置装置用构件的翻新方法，该方法包含：

步骤S1，提供待翻新构件，其包含构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层。

所述构件本体的材质包括：铝及其合金、陶瓷、单晶/多晶硅、碳化硅/氮化硅、氧化硅中至少一种。

所述耐腐蚀涂层为稀土元素的氧化物、氟化物和氟氧化物中的至少一种。所述的稀土元素包括Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一种。

所述耐腐蚀涂层的厚度为1um～1000μm。

所述的氟化层中，F含量以原子数百分比计为0～70％之间，氟化层的厚度在100nm以下。

步骤S2，采用上述的翻新装置对所述构件的氟化层表面进行热处理，除去氟化层，得到翻新构件。

所述热处理方式包括离子束、激光、等离子体火焰、电子束、氙灯(辐射)加热灯方式中的至少一种；加热温度在400～1200℃之间。

一些实施例中，所述的热处理包含：驱动均匀板受热，均匀板的受热温度>1000℃，受热速率>10℃/s，受热温度均匀性<5℃/cm，再驱动均匀板对氟化层均匀辐射热量。

当均匀板为金属材质或者陶瓷时，还可根据需要通入保护气体，对均匀板表面进行保护。当均匀板为金属材质或者非氧化物陶瓷时，其保护气体包含He，Ne，Ar中的至少一种；当均匀板为氧化物陶瓷时，其保护气体包含He，Ne，Ar，O₂中的至少一种。

一些实施例中，还将所述的均匀板置于真空环境中快速热处理，以缩短处理时间；快速热处理结束时，在待翻新构件上方辅助冷却气体以冷却耐腐蚀涂层表面，降低残余热场对耐腐蚀涂层膨胀的影响。

一些实施例中，所述的热处理辅助脉冲方式，所述的热处理的加热源可以为脉冲激光束、脉冲电子束或脉冲离子束，可以降低对耐腐蚀涂层热膨胀的破坏影响。

以下结合附图和实施例具体说明。

实施例1

如图6所示，一种翻新装置，包含加热组件，其加热源41选择激光，激光的波长＞700nm；该加热组件包含：

用于提供激光的加热组件，可选若干均匀排布的激光器；

均匀板42，用于吸收加热源41的热量，再将该热量辐射传递到待翻新构件。

可选地，该翻新装置还包含一驱动元件，用于驱动均匀板上下移动或沿着垂直穿透于该均匀板的中心轴自转。

可选地，该翻新装置还设有供气部(图中未示)，能为所述的均匀板42提供保护气。

可选地，为了更灵活地控制均匀板42的加热均匀性，每个激光器独立控制或者若干激光器分组控制，分别独立控制温场在均匀板上的均匀性，从而提高表面处理效果。

采用本实施例的翻新装置，对待翻新构件进行热处理：先通过驱动元件将均匀板42平移到靠近加热源41，吸收热量，然后将均匀板42驱动平移到靠近待翻新构件1，通过均匀板42向氟化层30表面的辐射热量，快速加热氟化层30，除去F和/或含氟杂质，得到恢复如初的翻新构件，其中，构件表面在处理前后的形貌和成分对比图如6a所示。可以看到，在表面热处理之前，构件表面F原子百分比为10.07％，在表面热处理之后，已检测不到F原子，Y和O原子的百分比接近于2:3，说明经过表面热处理之后，耐腐蚀涂层表面已经接近新品状态。

实施例2

如图7所示，一种翻新装置，包含加热组件，其加热源41选择激光，激光的波长＞700nm；该加热组件包含：

用于提供一束激光的点光源；

均匀板42，用于吸收加热源41的热量，再将该热量辐射传递到待翻新构件；

在所述加热源41与所述均匀板42之间还设置有分束器411、若干反射器412，用于改变单束光路为光束阵列，该光束阵列可均匀地辐照到均匀板42上加热均匀板42。其中，分束器411用于将光源的单束光分散成具有阵列结构的多束光；反射器412用于将分散后的多束光反射到均匀板42上；均匀板42被分散的多束光源阵列加热，产生高温，传递到下表面，通过热辐射方式对构件进行加热。

可选地，该翻新装置还设有供气部(图中未示)，能为所述的均匀板42提供保护气体，用于保护高温的均匀板42表面不被空气腐蚀。

采用本实施例的翻新装置，对待翻新构件进行热处理，除去F和/或含氟杂质，得到恢复如初的翻新构件。

实施例3

如图8所示，一种翻新装置，包含加热组件，其加热源41选择等离子体火焰，该加热组件包含：气源、直流电源和喷枪。

所述气源用于提供工作气体，所述工作气体为非还原性气体，其不与耐腐蚀涂层20、构件本体10发生反应，所述工作气体通过直流电源加热电离形成等离子体火焰。所述的工作气体可选择Ar、N₂、O₂中的任意一种以上。

所述喷枪相当于离子发生器，用于提供等离子体火焰，所述工作气体在喷枪中电离，喷出等离子火焰，对所述的氟化层30进行热处理。

采用本实施例的翻新装置，对待翻新构件1进行热处理：等离子体焰迅速扫过耐腐蚀涂层20表面的氟化层30，仅氟化层30受热，产生瞬时高温，加热温度>1000℃，加热速率>10℃/s，而耐腐蚀涂层20及构件本体10则始终维持在较低温度，从而，既可以实现快速升温作用，又可以保持只对构件表面的氟化层进行均匀加热的功能。

为了加速热处理，减少热处理时间和/或降低热处理温度，还可向待翻新构件表面通入辅助氧化性气体，如O₂和/或O₃。该氧化性气体还可以对耐腐蚀涂层中失去F的Y-O或Y起到补充氧的作用，进而实现耐腐蚀涂层的恢复如初。特别地，当辅助以O₃等强氧化气体时，加热温度有一定程度的降低。

进一步地，本例还采用光学检测手法实时监测耐腐蚀涂层中F元素的含量，判断构件翻新进程。所述的翻新装置还包含一光学监测组件，该光学监测组件包含：

一发射器51，用于向耐腐蚀涂层的表面发射激光信号，获取耐腐蚀涂层的表面的检测信息；较佳地，该发射器通过第一棱镜521改变入射激光光束方向；

一接收器53，用于接收所述的检测信息；较佳地，该接收器通过第二棱镜522改变激光光束的反射方向，便于接收器接收；

一控制器(图中未示)，用于处理所述的检测信息，并给出是否继续热处理的反馈信息。

鉴于光谱检测灵敏，快捷方便。本例中，所述的光学监测组件为傅里叶变换红外光谱仪。傅里叶变换红外光谱图吸收峰的强度大小与样品浓度正相关，可以将O-F键吸收峰消失作为构件翻新结束的标志。此外翻新过程中Y-O键吸收峰会逐渐增大，对于标准构件，耐腐蚀涂层厚度为定值，因此，对每种构件建立红外吸收光谱图数据库，翻新时，将实时测量的谱图与数据库对比，Y-O键吸收峰达到特定吸收强度也可作为判断翻新即将结束的信号。

相应的，如果采用红外吸收光谱，可以检测的特征吸收峰位置为256nm，424nm,500nm和534nm的峰强度，优选534nm处的吸收峰作为氟化层的监测信号，如果特征吸收峰位置处的峰强度消失，则结束相应的表面热处理过程。如果采用拉曼(Raman)振动光谱，可以检测的特征振动峰位置为140cm^-1，243cm^-1,311cm^-1,378cm^-1,468cm^-1,482cm^-1，优选140cm^-1和378cm^-1处的振动峰作为氟化层的监测信号，如果特征振动峰位置处的峰强度消失，则结束相应的表面热处理过程。

特别的，为了加强信噪比，还可以在检测信号的光路外围引入暗环境装置，降低环境光的干扰。

特别的，在信噪比无法进一步提高的情况下，可以对初始具有氟化层的工件(待翻新构件)和全新的工件进行测量，其特征峰的强度分别作为初始强度信号和结束时强度信号，以此为判据，在进行表面热处理过程中判断氟化层是否有残留。

由于翻新后的耐腐蚀涂层不含有氟化层，耐腐蚀涂层表面已经接近新品状态，使得本构件可以继续使用，大大降低运行成本。

一些实施例中，为避免空气中的杂质成分对耐腐蚀涂层或均匀板的影响，所述的翻新装置还包含：密闭处理腔，用于容纳加热组件、及待翻新构件。

一些实施例中，所述构件为等离子体处理装置的构件，当等离子体处理装置为电感耦合等离子体处理装置，所述的构件包括：陶瓷板、内衬套、气体喷嘴、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。

一些实施例中，所述构件为等离子体处置装置的构件，当等离子体处理装置为电容耦合等离子体处理装置，所述的构件包括：喷淋头、上接地环、移动环、气体分配板、气体缓冲板、静电吸盘组件、下接地环、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。

综上所述，本发明设计了一种工件翻新装置和翻新方法，通过控制加热区域，只对待去除的氟化层快速加热，利用氟化层与耐腐蚀涂层本体的物理特性差异去除氟化层，同时由于耐腐蚀涂层及构件本体所承受的温度并不高，不会破坏耐腐蚀涂层和构件本体，使得翻新的耐腐蚀涂层表面回到原始状态，进而可以实现运行成本大大降低。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (41)

1.一种等离子体处置装置用构件的翻新装置，所述构件为待翻新构件，所述待翻新构件包括构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层，其特征在于，该翻新装置包含：加热组件，用于对待翻新构件进行加热，使氟化层升华而所述耐腐蚀涂层保持原状以形成翻新构件。

2.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述氟化层的熔点低于所述耐腐蚀涂层的熔点。

3.如权利要求2所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述氟化层的熔点低于1800℃；所述耐腐蚀涂层的熔点大于2200℃。

4.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的加热组件的加热源包含：激光、等离子体火焰、离子束、电子束和氙灯加热灯中的一种或者多种组合。

5.如权利要求4所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的翻新装置还包含：均匀板，其设置在加热源与待翻新构件之间，用于对所述的氟化层均匀辐射加热。

6.如权利要求5所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的翻新装置还包含驱动元件，用于驱动均匀板在加热源与待翻新构件之间移动，以根据需要改变所述均匀板与氟化层的距离，和/或，用于驱动均匀板沿着垂直穿透于该均匀板的中心轴自转，以提高均匀板温度的均匀性。

7.如权利要求5所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述均匀板的材质为熔点高于2000℃的金属材质或陶瓷。

8.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述均匀板的金属材质包含：钨、钼、钽或其合金中的至少一种。

9.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，用于提供激光的加热组件为二氧化碳激光器，所述的均匀板为金属均匀板。

10.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述均匀板的陶瓷为氧化物陶瓷，该氧化物陶瓷材质包含氧化铝和/或氧化锆。

11.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，用于提供激光的加热组件为半导体激光器，所述的均匀板为陶瓷板。

12.如权利要求7所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，该翻新装置还包括供气部，用于提供保护气。

13.如权利要求12所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，当均匀板为金属材质或者非氧化物陶瓷时，其保护气体为惰性气体中的至少一种。

14.如利要求12所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，当均匀板为氧化物陶瓷时，其保护气体包括氧气。

15.如权利要求4所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，用于提供激光的加热组件为若干均匀排布的激光器。

16.如权利要求15所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，每个激光器独立控制或者若干激光器分组控制。

17.如权利要求5所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述激光与所述均匀板之间还设置有分束器、若干反射镜，用于改变单束光路为光束阵列。

18.如权利要求4所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的激光的波长＞700nm。

19.如权利要求4所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的加热源为等离子体火焰，所述翻新装置还包括：气源和直流电源，所述气源用于提供工作气体，所述工作气体为非还原性气体，所述工作气体通过直流电源加热电离形成等离子体火焰。

20.如权利要求19所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，用于提供等离子体火焰的加热组件为喷枪，所述工作气体在喷枪中电离，喷出等离子火焰，对所述的氟化层进行热处理。

21.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的翻新装置还包含：密闭处理腔，用于容纳加热组件及待翻新构件。

22.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的翻新装置还包含光学监测组件，用于对待翻新构件的表面进行监测，并给出是否继续热处理的反馈信息；该光学监测组件包含：

一发射器，用于向耐腐蚀涂层的表面发射信号，在耐腐蚀涂层的表面形成光学检测信号；

一接收器，用于接收所述的光学检测信号；

一控制器，用于处理所述的光学检测信号，并给出是否继续热处理的反馈信息。

23.如权利要求22所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的监测组件为傅里叶变换红外光谱仪，以傅里叶红外变换光谱图中O-F键消失作为构件翻新结束的判断依据，O-Y键吸收强度达到标准库中O-Y键吸收强度作为构件翻新结束的辅助判断依据。

24.如权利要求23所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，以傅里叶红外变换光谱图中，534nm处的吸收峰作为氟化层的监测信号，当该吸收峰强度消失时，结束对构件表面的热处理过程。

25.如权利要求22所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的监测组件为拉曼光谱仪，以拉曼光谱图中O-F键消失作为构件翻新结束的判断依据，O-Y键振动峰强度达到标准库中O-Y键振动峰强度作为构件翻新结束的辅助判断依据。

26.如权利要求25所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，以拉曼光谱图中，以140cm^-1和/或378cm^-1处的振动峰作为氟化层的监测信号，当该振动峰强度消失时，结束对构件表面的热处理过程。

27.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的等离子体处置装置为电感耦合等离子体处理装置，所述的构件包括：陶瓷板、内衬套、气体喷嘴、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。

28.如权利要求1所述的等离子体处置装置用构件的翻新装置，其特征在于，所述的等离子体处置装置为电容耦合等离子体处理装置，所述的构件包括：喷淋头、上接地环、移动环、气体分配板、气体缓冲板、静电吸盘组件、下接地环、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。

29.一种等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，该方法包含：

提供待翻新构件，其包含构件本体、覆盖在构件本体上的耐腐蚀涂层及覆盖在所述耐腐蚀涂层上的氟化层；

采用权利要求1-28中任意一项所述的翻新装置对所述构件的氟化层表面进行热处理，除去氟化层，得到翻新构件。

30.如权利要求29的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，所述耐腐蚀涂层为稀土元素的氧化物、氟化物和氟氧化物中的至少一种。

31.如权利要求29的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，所述耐腐蚀涂层的厚度为1微米～1000微米之间。

32.如权利要求29的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，所述的氟化层中，F含量以原子数百分比计为0～70％之间。

33.如权利要求29的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，所述的热处理包含：驱动一均匀板受热，再驱动均匀板对氟化层均匀辐射热量。

34.如权利要求33的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，均匀板的受热温度>1000℃；均匀板的受热速率>10℃/s；均匀板的受热温度均匀性<5℃/cm。

35.如权利要求29的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，该方法还包含：热处理结束时，在待翻新构件上方辅助冷却气体以冷却耐腐蚀涂层表面，降低残余热场对耐腐蚀涂层膨胀的影响。

36.如权利要求29的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，所述的热处理采用一等离子火焰作为加热源进行加热处理，工作气体为非还原性气体，其不与耐腐蚀涂层、构件本体发生反应。

37.如权利要求36的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，所述的工作气体选择Ar、N₂、O₂中的任意一种以上。

38.如权利要求36的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，加热温度>1000℃，加热速率>10℃/s。

39.如权利要求36的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，该方法还包含：通入辅助氧化性气体，以加速热处理。

40.如权利要求39的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，所述的辅助氧化性气体包含：O₂和/或O₃。

41.如权利要求29的等离子体处置装置用构件的翻新方法，其特征在于，所述的热处理辅助脉冲方式。

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