專利名稱:等離子加工系統(tǒng)中的改進的上電極板的方法和裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及用于等離子加工系統(tǒng)的改進的構件,更具體地,涉及在引入加工氣體的等離子加工系統(tǒng)中使用的上電極。
背景技術:
在半導體工業(yè)中的集成電路(IC)的制造中,一般在等離子體反應器內用等離子產生和輔助產生從襯底上去除材料或在襯底上沉積材料所必須的表面化學反應。通常地,通過在真空條件下將電子加熱到具有足以維持與所施加的生產氣體之間的電離碰撞的能量,在等離子體反應器中形成等離子體。并且,被加熱的電子可以具有足以維持分解碰撞的能量,因此,選擇預定條件(即,加工室壓力、氣體流速等)下的特定氣體組,以產生適于加工室內進行的特定工藝(即,從襯底上去除材料的蝕刻工藝和將材料添加到材料上的沉積工藝)的帶電物質組或化學反應物質組。
雖然要在襯底表面上完成等離子加工系統(tǒng)的功能(即,材料蝕刻、材料沉積等)必須形成帶電物質(離子等)組或化學反應物質組,但加工室內部的其它構件表面暴露于物理和化學活性等離子中,并同時受到腐蝕。等離子加工系統(tǒng)中的暴露構件的腐蝕會導致等離子加工性能逐漸劣化并最終使系統(tǒng)徹底失效。
為了減少由于暴露于加工等離子體中而受到的損害,用保護性的阻擋層涂敷可能會暴露于加工等離子中的等離子加工系統(tǒng)的構件。例如,可以將由鋁制成的構件陽極化,以產生更加耐受等離子的氧化鋁的表面層。在另一例子中,可以將由硅、石英、氧化鋁、碳或碳化硅等制成的可消耗或可替換的構件插入加工室內,以保護如果頻繁更換成本會更高的較貴重的構件的表面。并且,所選擇的表面材料要能減少將有害污染物、雜質等引入加工等離子中或在襯底上形成的器件中。
在兩種情況下,由于保護性阻擋層的完整性或保護性阻擋層的制造的完整性問題而導致的保護性涂層的不可避免的失效,以及可替換構件的可消耗的性質,都要求對等離子加工系統(tǒng)進行頻繁的維護。這種頻繁的維護會產生與等離子加工停機和新裝等離子加工室構件相關的成本,這種成本可能會過高。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于等離子加工系統(tǒng)的改進的上電極,其中,上電極的設計和制造可以便利地克服上述缺點。
本發(fā)明的目的在于提供一種被配置為與等離子加工系統(tǒng)的上組件耦合的電極板,該電極板包括用于將電極板耦合到上組件上的第一表面;與第一表面相對、包含被配置為面對等離子加工系統(tǒng)中的加工等離子的等離子表面和用于與等離子加工系統(tǒng)匹配的匹配表面的第二表面;和周緣。
電極板還包括一個或多個氣體注入孔,其中各個氣體注入孔包含用于接收加工氣體的入口區(qū)域和用于將加工氣體與等離子加工系統(tǒng)耦合的出口區(qū)域,該出口區(qū)域包含注入表面。
電極板還包括多個用于為了將電極板固定到上組件上而接收固定器件的固定接收件。
電極板還包括與第一表面耦合、被配置為接收加工氣體、并被配置為將加工氣體分配到一個或多個氣體注入孔的壓氣空腔。
電極板還包括與電極板的第一表面耦合、并被配置為用上組件密封電極板的第一密封特征部分。
電極板還包括診斷端口、和與電極板的第一表面耦合并被配置為用上組件密封診斷端口的第二密封特征部分。診斷端口可以包含入口空腔和包含內表面的出口通孔。
電極板還包括在面對加工等離子的電極板的多個暴露表面上形成的保護性阻擋層。
本發(fā)明的另一目的在于,電極板的多個暴露表面可以包含電極板的第二表面的等離子表面。另外,暴露表面還可以包含一個或多個氣體注入孔中的出口區(qū)域的注入表面和診斷端口中的出口通孔的內表面。
本發(fā)明提供一種等離子加工系統(tǒng)中的電極板的制造方法,該方法包括以下步驟制造電極板;陽極化電極板,以在電極板上形成表面陽極化層;加工電極板上的暴露表面,以去除表面陽極化層;以及在暴露表面上形成保護性阻擋層。本發(fā)明也可以選擇性地包括加工除壓氣空腔、第一密封特征部分和第二密封特征部分以外的電極板的第一表面的步驟。
本發(fā)明提供另一種等離子加工系統(tǒng)中的電極板的制造方法,該制造方法包括以下步驟制造電極板;遮住電極板上的暴露表面,以防止形成表面陽極化層;陽極化電極板,以在電極板上形成表面陽極化層;露出暴露表面;以及在暴露表面上形成保護性阻擋層。本發(fā)明還可以選擇性地包括遮住其它非暴露的表面(例如,除壓氣空腔、第一密封特征部分和第二密封特征部分以外的電極板的第一表面)的步驟。
本發(fā)明提供另一種等離子加工系統(tǒng)中的上電極用的電極板的制造方法,該制造方法包括以下步驟制造電極板;在暴露表面上形成保護性阻擋層。
本發(fā)明還可以包括將用于制備接收保護性阻擋層的暴露表面的加工工藝和遮住工藝組合的步驟、和隨后在暴露表面上形成保護性阻擋層的步驟。例如,可以在陽極化前遮住兩個暴露表面,并且可以在陽極化之后加工兩個表面,以產生其上形成保護性阻擋層的四個暴露表面。
通過以下詳細說明并結合以下附圖,本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點將變得更加明顯且更加易于理解。
圖1是包括包含根據本發(fā)明的實施例的電極板的上電極的等離子加工系統(tǒng)的簡化框圖;圖2是根據本發(fā)明的實施例的用于等離子加工系統(tǒng)的電極板的平面圖;圖3是根據本發(fā)明的實施例的用于等離子加工系統(tǒng)的電極板的斷面圖;圖4是根據本發(fā)明的實施例的用于等離子加工系統(tǒng)的電極板的匹配表面和等離子表面的剖視圖;圖5是根據本發(fā)明的實施例的用于等離子加工系統(tǒng)的電極板中的氣體注入孔的剖視圖;圖6是根據本發(fā)明的實施例的用于等離子加工系統(tǒng)的電極板中的診斷端口的出口通孔的剖視圖;圖7表示根據本發(fā)明的實施例的用于等離子加工系統(tǒng)的電極板的加工方法;
圖8表示根據本發(fā)明的另一實施例的用于等離子加工系統(tǒng)的電極板的制造方法;圖9表示根據本發(fā)明的另一實施例的用于等離子加工系統(tǒng)的電極板的制造方法。
具體實施例方式
根據本發(fā)明的實施例,圖1示出等離子加工系統(tǒng)1,該等離子加工系統(tǒng)包括等離子加工室10、上組件20、電極板24、用于支撐襯底35的襯底支持器30、和與真空泵(未示出)耦合以向等離子加工室內提供低壓空氣11的泵送管道40。等離子加工室10可以便于在鄰近襯底35的加工空間12中形成加工等離子。等離子加工系統(tǒng)1可以加工各種襯底(即,200mm襯底、300mm襯底或更大的襯底)。
在示例性實施例中,上組件20可以包括蓋子、氣體注入組件、和上電極阻抗匹配網絡中的至少一個。例如,電極板24可以與RF源耦合,并便于等離子加工系統(tǒng)1的上電極的工作。在另一替代性實施例中,上組件20包括蓋子和電極板24,其中電極板24保持為與等離子加工室10的電勢相等的電勢。例如,等離子加工室10、上組件20和電極板24可以電連接到地電位,并便于等離子加工系統(tǒng)1的上電極的工作。
例如,等離子加工室10還可以包括用于保護等離子加工室10使其不受加工空間12中的加工等離子沖擊的沉積罩14和光學觀察口16。光學觀察口16可以包含與光學窗口沉積罩18的后面耦合的光學窗口17,并且光學窗緣(flange)19可以配置為將光學窗口17耦合到光學窗口沉積罩18上??梢栽诠鈱W窗緣19和光學窗口17之間、光學窗口17和光學窗口沉積罩18之間、以及光學窗口沉積罩18和等離子加工室10之間,設置諸如O形環(huán)的密封構件。光學窗口沉積罩18可以穿過沉積罩14中的開口70。例如,光學觀察口16可以監(jiān)視加工空間12中的加工等離子的光發(fā)射情況。
襯底支持器30還可以例如包括由波紋管(bellows)52圍繞的垂直位移裝置50,該波紋管與襯底支持器30和等離子加工室10耦合,并且被配置為密封垂直位移裝置50使其不受等離子加工室10內的低壓空氣(reduced pressure atmosphere)11影響。另外,波紋管罩54可以例如與襯底支持器30耦合,并被配置以保護波紋管52使其不受加工等離子的影響。襯底支持器10可以例如進一步與聚集環(huán)60和屏蔽環(huán)62中的至少一個耦合。并且,擋板64可以在襯底支持器的周圍延伸。
例如,可以通過自動襯底轉移系統(tǒng)經過槽閥(未示出)和加工室饋送(未示出)將襯底35轉移到等離子加工室10內或等離子加工室10外,其中襯底被安置在襯底支持器30中的襯底提銷(lift pins)接收,并被安置在其中的裝置機械地移動。一旦從襯底轉移系統(tǒng)接收到襯底35,就將其放置到襯底支持器30的上表面上。
例如,可以通過靜電夾持系統(tǒng)將襯底35固定到襯底支持器30上。并且,襯底支持器30還可以例如包括包含再循環(huán)冷卻液液流的冷卻系統(tǒng),該再循環(huán)冷卻液液流從襯底支持器30接收熱量并將熱量轉移到熱交換系統(tǒng)(未示出),或者,當加熱時,從熱交換系統(tǒng)中轉移熱量。并且,例如,可以通過后部氣體系統(tǒng)將氣體輸送到襯底的后部,以改善襯底35和襯底支持器30之間的氣體間熱傳導性。當需要在高溫或低溫條件下控制襯底的溫度時可以使用這種系統(tǒng)。在其它實施例中,可以包括諸如電阻加熱元件的加熱元件或熱電器/冷卻器。
在圖1中所示的示例性實施例中,襯底支持器30可以包含這樣一種電極,即,RF功率通過該電極與加工空間12中的加工等離子耦合。例如,可以通過經由阻抗匹配網絡(未示出)到襯底支持器30的來自RF發(fā)生器(未示出)的RF功率的傳輸以RF電壓電偏置襯底支持器30。RF偏壓可以用于加熱電子以形成和維持等離子。在這種結構中,系統(tǒng)可以用作反應離子蝕刻(RIE)反應器,其中,加工室和上氣體注入電極作為接地表面。RF偏壓的典型頻率的范圍可以為1MHz~100MHz,優(yōu)選為13.56MHz。等離子加工用的RF系統(tǒng)對于本領域技術人員是公知的。
另外,可以使用平行板、電容耦合等離子源、電感耦合等離子(ICP)源及其任何組合帶有和不帶有直流磁鐵系統(tǒng)地形成加工空間12中的加工等離子。另外,可以利用電子回旋加速器共振(ECR)形成加工空間12中的加工等離子。在其它實施例中,通過螺旋波的發(fā)射形成加工空間12中的加工等離子。在其它實施例中,通過傳播的表面波形成加工空間12中的加工等離子。
現(xiàn)在參照圖2(平面圖)和圖3(橫截面圖)中所示的本發(fā)明的示例性實施例,電極板24包括具有用于將電極板24耦合到上組件20上的耦合表面82a的第一表面82、包含被配置為面對等離子加工室10中的加工等離子的等離子表面90和用于將電極板80與等離子加工室10匹配的匹配表面92的第二表面88、和周緣94。
圖4是匹配表面92和鄰近電極板24的周緣94的等離子表面90的放大圖。
繼續(xù)參照圖2和圖3,如圖5所示,電極板24還包括與壓氣(plenum)表面82b和第二表面88耦合的一個或多個氣體注入孔100,其中各個氣體注入孔100包括用于接收加工氣體的入口區(qū)域102和用于將加工氣體耦合到等離子加工室10的出口區(qū)域104,該出口區(qū)域104包含鄰近等離子表面90的注入表面106。加工氣體可以例如包含如氬氣、CF4和O2的混合氣、或用于氧化蝕刻的氬氣、C4F8和O2、或諸如O2/CO/Ar/C4F8、O2/Ar/C4F8、O2/CO/AR/C5F8、O2/CO/Ar/C4F6、O2/Ar/C4F6、N2/H2、N2/O2等的其它化學物質。
例如,在電極板24內形成的氣體注入孔100的數(shù)量為1~10000。氣體注入孔100的數(shù)量優(yōu)選為50~500,并且,氣體注入孔100的數(shù)量更優(yōu)選為至少100。并且,例如,氣體注入孔的直徑可以為0.1~20mm。該直徑優(yōu)選為0.5~5mm,且更優(yōu)選為0.5~2mm。另外,例如,氣體注入孔的長度為1~20mm。該長度優(yōu)選為2~15mm,且更優(yōu)選為3~12mm。
另外,如圖3所示,電極板24包含具有作為第一表面82的一部分的壓氣表面82b、被配置為接收加工氣體、并被配置為將加工氣體分配到多個氣體注入孔100的壓氣空腔84。
另外,電極板24可以包含與電極板24的耦合表面82a耦合、并被配置為密封上組件20與電極板24的第一密封特征部分(feature)86。第一密封特征部分可以例如包含用于接收O形環(huán)的燕尾形截面或矩形截面。在替代性實施例中,為了改善電極板24和上電極20之間的電耦合,電耦合特征部分(未示出)可以與電極板24的耦合表面82a形成一個整體。例如,電耦合特征部分可以包含真空加工領域技術人員所公知的Spirashield(可從Spira制造公司購得)。
為了將電極板24固定到上組件20上,電極板24還可以包括多個用于接收固定裝置(諸如螺栓)(未示出)的固定接收件(receptor)110。例如,在電極板24內形成的固定接收件110的數(shù)量為1~100。固定接收件110的數(shù)量可以優(yōu)選為5~20;并且,固定接收件110的數(shù)量更優(yōu)選為至少8個。
電極板24還可以包括診斷端口(diagnostic port)120、和與電極板24的耦合表面82a耦合并被配置為密封診斷端口120與上組件20的第二密封特征部分122。如圖6所示,診斷端口120可以包含入口空腔124和包含鄰近等離子表面90的內表面128的出口通孔126。類似地,第二密封特征部分可以例如包含被配置為接收O形環(huán)的燕尾截面或矩形截面。可以將診斷端口120用于耦合診斷系統(tǒng)(未示出)與等離子加工室10的低壓空氣11。例如,診斷系統(tǒng)可以包含壓力計。
另外,為了準確地將電極板24耦合到上組件20上,電極板24可以例如包含一個或多個定位特征部分130。例如,該一個或多個定位特征部分130可以包含兩個圖2所示的插槽。
如圖5和圖6所示,多個暴露表面140可以包含電極板24的第二表面88的等離子表面90、一個或多個氣體注入孔100的注入表面106和診斷端口120的內表面128。在替代性方案中,暴露表面包含電極板24上的所有表面。
現(xiàn)在參照圖2~6,電極板24還包含在電極板24的暴露表面140上形成的保護性阻擋層150。在本發(fā)明的一個實施例中,保護性阻擋層150可以包含含有Al2O3等的鋁的氧化物的化合物。在本發(fā)明的另一個實施例中,保護性阻擋層150包含Al2O3和Y2O3的混合物。在本發(fā)明的另一個實施例中,保護性阻擋層150包含第III族元素(元素周期表中的第三欄)和鑭系元素中的至少一個。在本發(fā)明的另一個實施例中,第三族元素包含釔、鈧和鑭的至少一種。在本發(fā)明的另一實施例中,鑭系元素包含鈰、鏑、銪的至少一種。在本發(fā)明的另一實施例中,形成保護性阻擋層150的化合物包含氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3和DyO3中的至少一種。
在本發(fā)明的一個實施例中,在電極板24上形成的保護性阻擋層150包含最小厚度,其中可以將沿暴露表面140的至少一個的最小厚度規(guī)定為恒定值。在另一實施例中,沿各暴露表面140的最小厚度是變化的。在替代性實施例中,最小厚度在暴露表面的第一部分之上是恒定的,而在暴露表面的第二部分之上是變化的。例如,厚度可以在曲面上、拐角上或孔中變化。例如,最小厚度可以為0.5~500微米。最小厚度優(yōu)選為100~200微米;并且,最小厚度更優(yōu)選為至少120微米。
圖7說明根據本發(fā)明的實施例、圖1中所述的等離子加工系統(tǒng)中的電極板的制造方法。流程圖300從制造電極板(例如,具有參照圖2~6所述的電極板的特性的電極板)的310開始。制造電極板可以包含機械加工、鑄造、拋光、鍛造或研磨中的至少一個。例如可以使用包含銑床、車床等的常規(guī)技術、根據機械制圖上說明的規(guī)范加工上述各個元件。使用諸如銑床或車床加工構件的技術對于機械加工領域技術人員是公知的。例如,可以用鋁制造電極板。
在320中,陽極化電極板,以形成表面陽極化層。例如,當用鋁制造電極板時,表面陽極化層包含氧化鋁(Al2O3)。陽極化鋁構件的方法對于表面陽極化領域技術人員是公知的。
在330中,使用標準加工技術從暴露表面去除表面陽極化層。在相同的機械加工步驟中,或在不同的機械加工步驟中,也可以加工(即,產生在加工表面上提供良好的機械接觸或電接觸中的至少一個的平整或裸露表面)其它表面(即,電極板的不包括壓氣空腔、第一密封特征部分和第二密封特征部分的第一表面)。
在340中,在暴露表面140上形成保護性阻擋層150(如上所述)。可以使用陶瓷噴涂技術領域技術人員公知的(熱)噴涂技術形成包括氧化釔等的保護性阻擋層。在替代性實施例中,形成保護性阻擋層還可以包括拋光熱濺射涂層。例如,拋光熱濺射涂層可以包括用砂紙對濺射表面進行加工。
圖8說明根據本發(fā)明的實施例、圖1中所述的等離子加工系統(tǒng)中的電極板的制造方法。流程圖400從制造電極板(例如,具有參照圖2~6所述的電極板的特性的電極板)的410開始。制造電極板可以包含機械加工、鑄造、拋光、鍛造或研磨中的至少一個。例如可以使用包含銑床、車床等的常規(guī)技術、根據機械制圖上說明的規(guī)范加工上述各個元件。使用諸如銑床或車床加工構件的技術對于機械加工領域技術人員是公知的。例如,可以用鋁制造電極板。
在420中,遮住(mask)暴露表面140,以防止在其上形成表面陽極化層。表面遮住和露出(unmask)對于表面涂層和表面陽極化領域技術人員是公知的。在相同的遮住步驟中,或在不同的遮住步驟中,也可以遮住(即,保持在加工表面上提供良好的機械接觸或電接觸中的至少一個的平整或裸露表面)其它表面(即,電極板的除增加空腔、第一密封特征部分和第二密封特征部分以外的第一表面)在430中,陽極化電極板,以在剩余的未遮住的表面上形成表面陽極化層。例如,當用鋁制造帶有沉積罩的電極板時,表面陽極化層包含氧化鋁(Al2O3)。陽極化鋁構件的方法對于表面陽極化領域技術人員是公知的。
在440中,露出暴露表面140,并在暴露表面140上形成保護性阻擋層150??梢允褂锰沾蓢娡考夹g領域技術人員公知的(熱)噴涂技術形成包括氧化釔等的保護性阻擋層。在替代性實施例中,形成保護性阻擋層還可以包括拋光熱濺射涂層。例如,拋光熱濺射涂層可以包括用砂紙對濺射表面進行加工。
圖9說明根據本發(fā)明的實施例、圖1中所述的等離子加工系統(tǒng)中的電極板的制造方法。流程圖500從制造電極板(例如,具有參照圖2~6所述的電極板的特性的電極板)的510開始。制造電極板可以包含機械加工、鑄造、拋光、鍛造或研磨中的至少一個。例如可以使用包含銑床、車床等的常規(guī)技術、根據機械制圖上說明的規(guī)范加工上述各個元件。使用諸如銑床或車床加工構件的技術對于機械加工領域技術人員是公知的。例如,可以用鋁制造電極板。
在520中,在電極板的暴露表面145上形成保護性阻擋層150(如上所述)??梢允褂锰沾蓢娡考夹g領域的技術人員公知的(熱)噴涂技術形成包括氧化釔等的保護性阻擋層。在替代性實施例中,形成保護性阻擋層的步驟還可以包括拋光熱濺射涂層。例如,拋光熱濺射涂層的步驟可以包括用砂紙對濺射表面進行加工。
在本發(fā)明的替代性實施例中,通過遮住工藝和機械加工的組合來制備適當數(shù)量的用保護性阻擋層150保護的表面。例如,可以遮住電極板的第二表面的等離子表面,以防止在其上形成陽極化層,同時,在陽極化后加工多個氣體注入孔中的出口區(qū)域的注入表面,以形成裸露的暴露表面。
沒有必要按照順序在暴露表面140上形成保護性阻擋層,也可以加工其上已形成陽極化層的其它非暴露表面,或在進行陽極化之前掩蓋其它非暴露表面(例如,為了為構件之間的電連接或機械連接提供裸露表面)。這些表面可以包含密封或匹配特征部分的表面。
雖然上面詳細說明了本發(fā)明的一定的示例性實施例,但本領域技術人員很容易理解,在不實質性背離本發(fā)明的新穎性技術和優(yōu)點的基礎上,可以對示例性實施例進行各種修改。因此,本發(fā)明的范圍應包含這些修改。
權利要求
1.一種用于等離子加工系統(tǒng)的上電極,該上電極包括電極板,該電極板包含用于將所述電極板耦合到上組件的第一表面、包含被配置為面對所述等離子加工中的加工空間的等離子表面和用于將所述電極板與所述等離子加工系統(tǒng)匹配的匹配表面的第二表面、周緣、和與所述第一表面和所述第二表面耦合并被配置為將加工氣體耦合到所述加工空間的一個或多個氣體注入孔;和耦合到所述電極板的多個暴露表面上的保護性阻擋層,所述暴露表面包含所述等離子表面。
2.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述電極板還包括與所述第一表面耦合、被配置為接收所述加工氣體、并被配置為將所述加工氣體分配到一個或多個氣體注入孔的壓氣空腔。
3.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述電極板還包括與所述第一表面耦合并被配置為將所述電極板密封到所述上組件的第一密封特征部分。
4.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述電極板還包括用于將診斷系統(tǒng)耦合到所述等離子加工系統(tǒng)的診斷端口和用于將所述診斷端口密封到所述上組件上的第二密封特征部分。
5.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述保護性阻擋層包含含有第III族元素和鑭系元素中的至少一個的化合物。
6.根據權利要求5的上電極,其特征在于,所述第III族元素包含釔、鈧和鑭中的至少一個。
7.根據權利要求5的上電極,其特征在于,所述鑭系元素包含鈰、鏑和銪中的至少一個。
8.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述保護性阻擋層包含氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3和DyO3中的至少一個。
9.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述氣體注入孔包含入口區(qū)域和出口區(qū)域,其中所述出口區(qū)域包含注入表面。
10.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述診斷端口包含入口空腔和出口通孔,其中所述出口通孔包含內表面。
11.根據權利要求9的上電極,其特征在于,所述保護性阻擋層與所述氣體注入孔的注入表面耦合。
12.根據權利要求10的上電極,其特征在于,所述保護性阻擋層與所述固定接收件的所述內表面耦合。
13.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述保護性阻擋層包含最小厚度,并且所述最小厚度沿所述暴露表面的至少一個是恒定值。
14.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述保護性阻擋層包含可變厚度,所述可變厚度的范圍為0.5~500微米。
15.根據權利要求1的上電極,其特征在于,至少一個氣體注入孔的直徑為至少0.1mm。
16.根據權利要求1的上電極,其特征在于,至少一個氣體注入孔的長度為至少1.0mm。
17.根據權利要求9的上電極,其特征在于,所述暴露表面還包含所述一個或多個氣體注入孔的所述注入表面。
18.根據權利要求10的上電極,其特征在于,所述暴露表面還包含所述診斷端口的所述內表面。
19.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述電極板還包含金屬。
20.根據權利要求19的上電極,其特征在于,所述金屬包含鋁。
21.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述第一表面包含陽極化層。
22.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述壓氣空腔包含陽極化層。
23.根據權利要求1的上電極,其特征在于,所述匹配表面包含金屬表面。
24.一種用于等離子加工系統(tǒng)的電極板的制造方法,該方法包括以下步驟制造所述電極板,該電極板包含用于將所述電極板耦合到上組件的第一表面、包含被配置為面對所述等離子加工中的加工空間的等離子表面和用于將所述電極板與所述等離子加工系統(tǒng)匹配的匹配表面的第二表面、所述電極板的周緣、和與所述第一表面和所述第二表面耦合并被配置為將加工氣體耦合到所述加工空間的一個或多個氣體注入孔;和在多個暴露表面上形成保護性阻擋層,所述暴露表面包含所述等離子表面。
25.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,該方法還包括以下步驟陽極化所述電極板,以在所述電極板上形成陽極化層;以及加工所述電極板上的所述暴露表面,以在所述暴露表面上形成所述保護性阻擋層之前去除所述表面陽極化層。
26.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,該方法還包括以下步驟遮住所述電極板上的所述暴露表面;陽極化所述電極板,以在所述電極板上形成表面陽極化層;和在所述暴露表面上形成所述保護性阻擋層之前,露出所述暴露表面。
27.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述制造方法包含機械加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨中的至少一種。
28.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述形成所述保護性阻擋層的步驟還包括拋光所述暴露表面的至少一個上的所述保護性阻擋層。
29.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包含與所述第一表面耦合、被配置為接收所述加工氣體、并被配置為將所述加工氣體分配到一個或多個氣體注入孔的壓氣空腔。
30.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包括與所述第一表面耦合并被配置為將所述電極板密封到所述上組件的第一密封特征部分。
31.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包括用于將診斷系統(tǒng)耦合到所述等離子加工系統(tǒng)的診斷端口和用于將所述診斷端口密封到所述上組件的第二密封特征部分。
32.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述氣體注入孔包含入口區(qū)域和出口區(qū)域,其中所述出口區(qū)域包含注入表面。
33.根據權利要求31的電極板的制造方法,其特征在于,所述診斷端口包含入口空腔、出口通孔,其中所述出口通孔包含內表面。
34.根據權利要求32的電極板的制造方法,其特征在于,所述暴露表面還包含所述一個或多個氣體注入孔的所述注入表面。
35.根據權利要求33的電極板的制造方法,其特征在于,所述暴露表面還包含所述診斷端口的所述內表面。
36.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包含金屬。
37.根據權利要求36的電極板的制造方法,其特征在于,所述金屬包含鋁。
38.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述保護性阻擋層包含含有第III族元素和鑭系元素中的至少一個的化合物。
39.根據權利要求38的電極板的制造方法,其特征在于,所述第III族元素包含釔、鈧和鑭中的至少一個。
40.根據權利要求38的電極板的制造方法,其特征在于,所述鑭系元素包含鈰、鏑和銪中的至少一個。
41.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述保護性阻擋層包含氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3和DyO3中的至少一個。
42.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述保護性阻擋層包含最小厚度,并且所述最小厚度沿所述暴露表面的至少一個是恒定值。
43.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述保護性阻擋層包含可變的厚度,所述可變厚度的范圍為0.5~500微米。
44.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述第一表面包含陽極化層。
45.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述壓氣空腔包含陽極化層。
46.根據權利要求49的電極板的制造方法,其特征在于,所述匹配表面包含金屬表面。
47.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,至少一個氣體注入孔的直徑為至少0.1mm。
48.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,至少一個氣體注入孔的長度為至少1.0mm。
49.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述制造包含機械加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨中的至少一種。
50.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述形成保護性阻擋層還包含拋光所述暴露表面中的至少一個。
51.根據權利要求24的電極板的制造方法,其特征在于,所述暴露表面還包含保留在所述電極板上的所有表面。
52.一種可以與等離子加工系統(tǒng)的上組件耦合的電極板的制造方法,該方法包括以下步驟制造所述電極板,該電極板包含用于將所述電極板耦合到上組件上的第一表面、包含被配置為面對所述等離子加工中的加工空間的等離子表面和用于將所述電極板與所述等離子加工系統(tǒng)匹配的匹配表面的第二表面、所述電極板的周緣、和與所述第一表面和所述第二表面耦合并被配置為將加工氣體耦合到所述加工空間的一個或多個氣體注入孔;陰極化所述電極板,以在所述電極板上形成表面陽極化層;加工所述電極板上的暴露表面,以去除所述表面陽極化層,所述暴露表面包含所述電極板的所述第二表面的所述等離子表面;和在暴露表面上形成保護性阻擋層。
53.根據權利要求52的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包含與所述第一表面耦合、被配置為接收所述加工氣體、并被配置為將所述加工氣體分配到一個或多個氣體注入孔的壓氣空腔。
54.根據權利要求52的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包括與所述第一表面耦合并被配置為將所述電極板密封到所述上組件上的第一密封特征部分。
55.根據權利要求52的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包括用于將診斷系統(tǒng)耦合到所述等離子加工系統(tǒng)的診斷端口和用于將所述診斷端口密封到所述上組件上的第二密封特征部分。
56.根據權利要求52的電極板的制造方法,其特征在于,所述保護性阻擋層包含含有第III族元素和鑭系元素中的至少一個的化合物。
57.根據權利要求56的電極板的制造方法,其特征在于,所述第III族元素包含釔、鈧和鑭中的至少一個。
58.根據權利要求56的電極板的制造方法,其特征在于,所述鑭系元素包含鈰、鏑和銪中的至少一個。
59.根據權利要求56的電極板的制造方法,其特征在于,所述化合物包含氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3和DyO3中的至少一種。
60.根據權利要求52的電極板的制造方法,其特征在于,所述制造包含機械加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨中的至少一種。
61.根據權利要求52的電極板的制造方法,其特征在于,所述形成保護性阻擋層還包含拋光所述暴露表面中的至少一個上的保護性阻擋層。
62.根據權利要求52的電極板的制造方法,其特征在于,所述氣體注入孔包含入口區(qū)域、出口區(qū)域,其中所述出口區(qū)域包含注入表面。
63.根據權利要求55的電極板的制造方法,其特征在于,所述診斷端口包含入口空腔、出口通孔,其中所述出口通孔包含內表面。
64.根據權利要求62的電極板的制造方法,其特征在于,所述暴露表面還包含所述一個或多個氣體注入孔的所述注入表面。
65.根據權利要求63的電極板的制造方法,其特征在于,所述暴露表面還包含所述診斷端口的所述內表面。
66.一種可以與等離子加工系統(tǒng)的上組件耦合的電極板的制造方法,該方法包括以下步驟制造所述電極板,該電極板包含用于將所述電極板耦合到上組件上的第一表面、包含被配置為面對所述等離子加工中的加工空間的等離子表面和用于將所述電極板與所述等離子加工系統(tǒng)匹配的匹配表面的第二表面、所述電極板的周緣、和與所述第一表面和所述第二表面耦合并被配置為將加工氣體耦合到所述加工空間的一個或多個氣體注入孔;遮住所述電極板上的暴露表面,以防止形成表面陽極化層,所述暴露表面包含所述電極板的所述第二表面的所述等離子表面。陰極化所述電極板,以在所述電極板上形成表面陽極化層;露出所述暴露表面;和在暴露表面上形成保護性阻擋層。
67.根據權利要求66的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包含與所述第一表面耦合、被配置為接收所述加工氣體、并被配置為將所述加工氣體分配到一個或多個氣體注入孔的壓氣空腔。
68.根據權利要求66的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包括與所述第一表面耦合并被配置為將所述電極板密封到所述上組件上的第一密封特征部分。
69.根據權利要求66的電極板的制造方法,其特征在于,所述電極板還包括用于將診斷系統(tǒng)耦合到所述等離子加工系統(tǒng)的診斷端口和用于將所述診斷端口密封到所述上組件上的第二密封特征部分。
70.根據權利要求66的電極板的制造方法,其特征在于,所述保護性阻擋層包含含有第III族元素和鑭系元素中的至少一個的化合物。
71.根據權利要求67的電極板的制造方法,其特征在于,所述第III族元素包含釔、鈧和鑭中的至少一個。
72.根據權利要求67的電極板的制造方法,其特征在于,所述鑭系元素包含鈰、鏑和銪中的至少一個。
73.根據權利要求67的電極板的制造方法,其特征在于,所述化合物包含氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3和DyO3中的至少一個。
74.根據權利要求66的電極板的制造方法,其特征在于,所述制造包含機械加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨中的至少一個。
75.根據權利要求66的電極板的制造方法,其特征在于,所述形成保護性阻擋層還包含拋光所述暴露表面中的至少一個上的保護性阻擋層。
76.根據權利要求66的電極板的制造方法,其特征在于,所述氣體注入孔包含入口區(qū)域、出口區(qū)域,其中所述出口區(qū)域包含注入表面。
77.根據權利要求69的電極板的制造方法,其特征在于,所述診斷端口包含入口空腔、出口通孔,其中所述出口通孔包含內表面。
78.根據權利要求76的電極板的制造方法,其特征在于,所述暴露表面還包含一個或多個注入口的所述注入表面。
79.根據權利要求77的電極板的制造方法,其特征在于,所述暴露表面還包含所述診斷端口的所述內表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于等離子加工系統(tǒng)的改進的上電極,其中,與上組件耦合的電極板的設計和制造可以在基本上對電極板造成最小腐蝕的條件下便利地提供加工氣體的氣體注入。
文檔編號H01J37/32GK1685464SQ03823245
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權日2002年9月30日
發(fā)明者三枝秀仁, 高瀨均, 三橋康至, 中山博之 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社