[發明專利]一種上部電極及其制造方法和干法刻蝕設備

在審

• 申請號: 201410350543.6
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104157681A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 趙吾陽;劉學光;倪水濱
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司;成都京東方光電科技有限公司
• 主分類號: H01L29/41
• 分類號: H01L29/41;H01L21/28
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;陳源

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，尤其涉及一種上部電極及其制造方法和干法刻蝕設備。

背景技術

干法刻蝕是一種利用等離子體進行薄膜刻蝕的技術。上部電極是干法刻蝕設備的主要部件。現有技術中上部電極主體采用金屬材料制成，一般為鎂鋁合金。圖1為現有技術中上部電極的結構示意圖。如圖1所示，上部電極100包括上部電極主體120和離子晶體層140。上部電極主體120上分布著電極氣體流出孔160，在上部電極主體120的表面通過陽極氧化工藝生成離子晶體層140，一般為伽馬型氧化鋁(γ-Al₂O₃)層。經過陽極氧化工藝后，離子晶體層140的厚度為40-60μm。

現有技術中上部電極的表面氧化膜為離子晶體，因而上部電極的表面容易附著反應生成物。另外，由于電極氣體流出孔的氧化速率偏底，導致電極氣體流出孔部位形成的氧化膜偏薄，在氣體腐蝕下上部電極很容易產生電極氣體流出孔堵塞的問題，這樣會影響到產品良率。通常為了避免上述問題的發生，需要定期更換上部電極。因此，現有技術中上部電極的使用壽命短，容易發生工藝不良的現象。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種上部電極及其制造方法和干法刻蝕設備，用于解決現有技術中上部電極使用壽命短，容易發生工藝不良的問題。

為此，本發明提供一種上部電極，包括上部電極主體，所述上部電極主體上設置有電極氣體流出孔。所述上部電極主體的表面覆蓋有離子晶體層，離子晶體層的表面覆蓋有原子晶體層。

優選的，所述原子晶體層為阿爾法型氧化鋁層。

優選的，所述離子晶體層的厚度為30-50μm。

優選的，所述原子晶體層的厚度為30-40μm。

本發明還提供一種干法刻蝕設備，包括上述的任意一種上部電極。

本發明還提供一種上部電極的制造方法，所述方法包括：

在上部電極主體上設置電極氣體流出孔；

在上部電極主體的表面形成離子晶體層；

在離子晶體層的表面形成原子晶體層。

優選的，所述在上部電極主體的表面形成離子晶體層的步驟包括：

通過陽極氧化工藝在所述上部電極主體的表面形成所述離子晶體層。

優選的，所述通過陽極氧化工藝在所述上部電極主體的表面形成所述離子晶體層的步驟包括：

利用硫酸、草酸或者兩者的混合液在所述上部電極主體的表面進行陽極氧化工藝，以形成所述離子晶體層。

優選的，所述在離子晶體層的表面形成原子晶體層的步驟包括：

通過濺射工藝在所述離子晶體層的表面形成所述原子晶體層。

優選的，所述通過濺射工藝在離子晶體層的表面形成原子晶體層的步驟包括：

對所述離子晶體層的表面進行濺射；

對所述電極氣體流出孔進行濺射，以形成所述原子晶體層。

本發明具有下述有益效果：

本發明提供的實施例中，上部電極的表面氧化膜為原子晶體，由于原子晶體的化學性質穩定、耐高溫而且莫氏硬度大，使得上部電極能夠有效避免反應生成物的粘附以及電極氣體流出孔的腐蝕，因此，本發明提供的上部電極使用壽命長，同時能夠避免發生工藝不良的情況。

附圖說明

圖1為現有技術中上部電極的結構示意圖；

圖2為本發明實施例一提供的一種上部電極的結構示意圖；

圖3為圖2所示上部電極的局部俯視圖；

圖4為圖3所示上部電極的A-A剖視圖；

圖5為本發明實施例三提供的一種上部電極的制造方法的流程圖。

具體實施方式

為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明提供的上部電極及其制造方法和干法刻蝕設備進行詳細描述。

圖2為本發明實施例一提供的一種上部電極的結構示意圖。如圖2所示，上部電極100包括上部電極主體120，其上設置有電極氣體流出孔160。上部電極主體120的表面覆蓋有離子晶體層140，優選的，離子晶體層140為采用陽極氧化工藝生成的伽馬型氧化鋁(γ-Al₂O₃)層。離子晶體層140的表面覆蓋有原子晶體層180。優選的，原子晶體層180為阿爾法型氧化鋁(α-Al₂O₃)層。