專利名稱：等離子加工系統(tǒng)中帶有沉積罩的上電極板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子加工系統(tǒng)的改進(jìn)部件，更具體地說(shuō)涉及一種等離子加工系統(tǒng)中用以導(dǎo)入加工氣體并保護(hù)室內(nèi)部的帶有沉積罩的上電極。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體工業(yè)中集成電路(IC)的制造通常在從襯底去除材料和將材料沉積到襯底必需的等離子體反應(yīng)器內(nèi)采用等離子體產(chǎn)生和輔助表面化學(xué)。通常地，通過(guò)加熱電子至足以保持與所供應(yīng)生產(chǎn)氣體的電離碰撞的能量，在等離子體反應(yīng)器內(nèi)于真空條件下形成等離子體。此外，加熱的電子可具有足以保持離解(dissociative)碰撞的能量，從而在預(yù)定條件下(例如室壓、氣體流速等)選擇特定組的氣體以生產(chǎn)適合在室內(nèi)執(zhí)行特定工藝(例如從襯底去除材料的蝕刻工藝或添加材料至襯底的沉積工藝)的帶電物質(zhì)和化學(xué)活性物質(zhì)群。
盡管對(duì)于在襯底表面執(zhí)行等離子加工系統(tǒng)的功能(即材料蝕刻、材料沉積等)而言形成帶電物質(zhì)(離子等)和化學(xué)活性物質(zhì)群是必要的，加工室內(nèi)部其它部件表面暴露至物理和化學(xué)活性等離子體，并最終可能腐蝕。等離子加工系統(tǒng)中暴露部件的腐蝕可導(dǎo)致等離子加工性能的逐步退化并最終導(dǎo)致系統(tǒng)的完全失效。
為最小化因暴露至加工等離子體所遭受的損害，已知保持暴露至加工等離子體的等離子加工系統(tǒng)的部件涂有一種防護(hù)阻擋層。例如，由鋁制作的部件可氧化而產(chǎn)生氧化鋁表面層，該表面層更耐等離子體。在另一例子中，可消耗或可替換部件，例如由硅、石英、氧化鋁或碳化硅制成的部件，可插入加工室以保護(hù)頻繁更換將產(chǎn)生更大成本的更昂貴部件的表面。此外，最好選擇使引入到加工等離子體并可能引入到在襯底上形成的器件中的有害污染、雜質(zhì)等最小化的表面材料。
在這兩種情況下，由防護(hù)阻擋層的完整性或防護(hù)阻擋層制作的完整性導(dǎo)致的防護(hù)層的不可避免失效，以及可替換部件的消耗特性要求等離子加工系統(tǒng)的頻繁維護(hù)。這種頻繁維護(hù)可產(chǎn)生與等離子加工停機(jī)時(shí)間和新的等離子加工室部件相關(guān)的成本，該成本可能過(guò)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的上電極，其中所述上電極的設(shè)置和制作有利地處理上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供包含電極板和沉積罩的改進(jìn)的上電極。該電極板包含連接電極板至上部組件的第一表面，與第一表面相對(duì)的包含設(shè)置為面對(duì)等離子加工系統(tǒng)中加工等離子體的等離子體表面和與等離子加工系統(tǒng)配合的配合面的第二表面，以及外邊。所述沉積罩包含連接至電極板并設(shè)置為從其中延伸的圓柱壁。該圓柱壁包含與電極板的等離子體表面鄰接的內(nèi)表面，與電極板的配合面鄰接的外表面，和遠(yuǎn)端表面，其中遠(yuǎn)端表面可包含遠(yuǎn)端前面。
所述電極板還可以包括多個(gè)注氣孔，其中至少一個(gè)注氣孔包含接收加工氣體的進(jìn)入?yún)^(qū)和連接加工氣體至等離子加工系統(tǒng)的出口區(qū)，所述出口區(qū)包含注入表面。
所述電極板還可以包括多個(gè)接收固定裝置的固定接受器，以固定帶有沉積罩的電極板至上電極。
所述電極板還可以包括一個(gè)或更多接收固定裝置的固定通孔，以固定帶有沉積罩的電極板至等離子加工系統(tǒng)。
所述電極板還可以包括連接至第一表面、設(shè)置為接收加工氣體并分配加工氣體至多個(gè)注氣孔的充氣腔。
所述電極板還可以包括連接至電極板第一表面并設(shè)置為密封電極板與上部組件的第一密封部件、連接至電極板第一表面并設(shè)置為密封電極板與上部組件的第二密封部件和連接至電極板第一表面并設(shè)置為密封一個(gè)或更多固定通孔與上部組件的一個(gè)或更多第三密封部件。
所述電極板還可以包含診斷口和連接至電極板的第一表面并設(shè)置為密封診斷口與上電極的第四密封部件。該診斷口可包括進(jìn)孔和包含內(nèi)表面的出孔。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種帶有沉積罩的電極板，該沉積罩中包含能夠通過(guò)沉積罩進(jìn)入加工空間的開(kāi)口。該開(kāi)口可包含第一開(kāi)口表面、第二開(kāi)口表面和配合面，其中配合面可包含一個(gè)或更多包含固定面的螺紋孔。
所述電極板還可以包含在面對(duì)加工等離子體的帶有沉積罩的電極板的多個(gè)暴露面上形成的防護(hù)阻擋層。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是帶有沉積罩的電極板的暴露面包含電極板的第二表面的等離子體表面、沉積罩的圓柱壁的內(nèi)表面以及沉積罩的遠(yuǎn)端表面的遠(yuǎn)端前面。此外，所述暴露面可包含多個(gè)注氣孔中出口區(qū)的注入表面、診斷口中出孔的內(nèi)表面、開(kāi)口的第一開(kāi)口表面以及除沉積罩中開(kāi)口的固定面之外的配合面。
本發(fā)明提供一種制造等離子加工系統(tǒng)的上電極的帶有沉積罩的電極板的方法，該方法包括以下步驟制作帶有沉積罩的電極板；對(duì)帶有沉積罩的電極板進(jìn)行陽(yáng)極氧化以在帶有沉積罩的電極板上形成表面陽(yáng)極氧化層；加工帶有沉積罩的電極板上的暴露面以去除表面陽(yáng)極氧化層；以及在暴露面上形成防護(hù)阻擋層。本發(fā)明也可選地包括加工除充氣腔之外的電極板的第一表面、第一密封部件、第二密封部件、一個(gè)或更多第三密封部件、第四密封部件和遠(yuǎn)端配合面。
本發(fā)明提供另一種制造等離子加工系統(tǒng)的上電極的帶有沉積罩的電極板的方法，該方法包括以下步驟制作帶有沉積罩的電極板；遮蔽帶有沉積罩的電極板的暴露面以防止表面陽(yáng)極氧化層的形成；對(duì)帶有沉積罩的電極板進(jìn)行陽(yáng)極氧化以在帶有沉積罩的電極板上形成表面陽(yáng)極氧化層；去除暴露面的遮蔽；以及在暴露面上形成防護(hù)阻擋層。本發(fā)明也可選地包括遮蔽其它非暴露面(例如除充氣腔之外的電極板的第一表面、第一密封部件、第二密封部件、一個(gè)或更多第三密封部件、第四密封部件和遠(yuǎn)端配合面)。
本發(fā)明提供另一種制造等離子加工系統(tǒng)的上電極的帶有沉積罩的電極板的方法，該方法包括以下步驟制作帶有沉積罩的電極板；和在暴露面上形成防護(hù)阻擋層。
本發(fā)明也可以包括一種組合加工和遮蔽步驟以制備接收防護(hù)阻擋層的暴露面，并隨后在暴露面上形成防護(hù)阻擋層。例如，可在陽(yáng)極氧化之前遮蔽兩個(gè)暴露面，陽(yáng)極氧化之后兩個(gè)暴露面可被加工成四個(gè)暴露面，這些暴露面上可形成防護(hù)阻擋層。


從以下聯(lián)系附圖的本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚和更容易理解，其中圖1表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的包含包括帶有沉積罩的電極板的上電極的等離子加工系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖；圖2表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板的平面圖；圖3表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板的剖面圖；圖4表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板的放大剖面圖；圖5表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板中的注氣孔的分解圖；圖6表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板中的診斷口的出口的分解圖；圖7A表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子加工系統(tǒng)的沉積罩的開(kāi)口的放大圖；圖7B表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子加工系統(tǒng)的沿開(kāi)口的沿長(zhǎng)軸方向的放大剖面圖；圖8表示如本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的等離子加工系統(tǒng)的開(kāi)口的配合面和固定面的剖面圖；圖9表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的制造用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板的方法；圖10表示如本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的制造用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板的方法；圖11表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的制造用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板的方法。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的改進(jìn)的上電極，其中上電極的設(shè)置和制作有利地處理已知缺點(diǎn)。
圖1表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的等離子加工系統(tǒng)1，該系統(tǒng)包含等離子加工室10、上部組件20、上電極22、支撐襯底35的襯底支架30、和連接至真空泵(未顯示)以為等離子加工室10提供減壓氣氛11的排氣管40。等離子加工室10可輔助襯底35附近的加工空間12中加工等離子體的形成?？稍O(shè)置等離子加工系統(tǒng)l以加工多種襯底(即200mm襯底、300mm襯底或更大)。
在示例實(shí)施方式中，上電極22包含帶有沉積罩26(圖2)的電極板24(圖2)。在其它實(shí)施方式中，上部組件20可以至少包含蓋子、注氣部件以及上電極阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)之一。例如，上電極22可連接至RF源。在另一實(shí)施方式中，上部組件20包含蓋和上電極22，其中上電極的電位保持與等離子加工室10的電位相同。例如等離子加工室10、上部組件20和上電極22可接地。
例如，等離子加工室10還可以包括光學(xué)觀察口16。光學(xué)觀察口16可包含連接至光學(xué)窗口沉積罩18的后部的光學(xué)窗口17，光學(xué)窗口沉積罩18可連接至沉積罩26，而且為了使光學(xué)窗口17與光學(xué)窗口沉積罩18相連接可以設(shè)置光學(xué)窗口法蘭19?？稍诠鈱W(xué)窗口法蘭19與光學(xué)窗口17之間、光學(xué)窗口17與光學(xué)窗口沉積罩18之間、以及光學(xué)窗口沉積罩18與等離子加工室10之間提供密封元件，例如O形環(huán)。例如，光學(xué)觀察口16可允許監(jiān)視加工空間12中加工等離子體的光發(fā)射。
例如，襯底支架30還可以包含由連接至襯底支架30和等離子加工室10的波紋管52圍繞的垂直移動(dòng)裝置50，波紋管52被設(shè)置為在等離子加工室10中從減壓氣氛11密封垂直移動(dòng)裝置50。此外，舉例說(shuō)來(lái)，波紋管罩54可連接至襯底支架30并設(shè)置為保護(hù)波紋管52不受加工等離子體的影響。例如，襯底支架10還可至少連接至聚焦環(huán)60和屏蔽環(huán)62之一。此外，擋板64可在襯底支架30的周邊附近延伸。
舉例說(shuō)來(lái)，襯底35可通過(guò)機(jī)器人襯底傳送系統(tǒng)經(jīng)槽閥(未顯示)和室通孔(未顯示)傳送入或出等離子加工室10，其中襯底35通過(guò)位于襯底支架30內(nèi)的襯底起模針(lift pin)(未顯示)接收并通過(guò)位于其中的裝置進(jìn)行機(jī)械地平移。一旦從襯底傳送系統(tǒng)接收到襯底35，就降低襯底35至襯底支架30的上表面。
例如，襯底35可通過(guò)靜電夾緊系統(tǒng)固定至襯底支架30。此外，例如，襯底支架30還可包括冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括從襯底支架30接收熱量并傳送熱量至熱交換器系統(tǒng)(未顯示)、或者當(dāng)加熱時(shí)從熱交換器系統(tǒng)傳送熱量的循環(huán)冷卻液流。此外，舉例說(shuō)來(lái)，氣體可通過(guò)背面氣體系統(tǒng)傳送至襯底35的背面以改進(jìn)襯底35與襯底支架30之間的氣隙導(dǎo)熱性。當(dāng)要求襯底的溫度控制處于升高的或降低的溫度時(shí)可采用這種系統(tǒng)。在其它實(shí)施方式中，可包括加熱元件，例如電阻加熱元件、或熱電加熱器/冷卻器。
在圖1所示的實(shí)施例中，襯底支架30可包含電極，通過(guò)該電極RF功率被連接至加工空間12中的加工等離子體。例如，通過(guò)RF功率從RF發(fā)生器(未顯示)經(jīng)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(未顯示)至襯底支架30的傳輸，襯底支架30可被加上RF電壓電偏壓。該RF偏壓可用于加熱電子以形成和保持等離子體。在這種設(shè)置中，系統(tǒng)可作為活性離子腐蝕(RIE)反應(yīng)器操作，其中等離子加工室和上注氣電極起到接地面的作用。RF偏壓的常規(guī)頻率范圍是1MHz至100MHz，最好為13.56MHz。等離子加工RF系統(tǒng)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
此外，在加工空間12中形成的加工等離子體可利用平板、電容耦合等離子體(CCP)源、感應(yīng)耦合等離子體(ICP)源、上述部件的組合，并使用和不使用DC磁系統(tǒng)形成。此外，可利用電子回旋加速器諧振源(ECR)形成加工空間12中的加工等離子體。在另一實(shí)施方式中，由Helicon波的發(fā)射形成加工空間12中的加工等離子體。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2(平面圖)和圖3(剖面圖)所示的本發(fā)明的實(shí)施例，上電極22包含具有電極板24和沉積罩26的圓柱形元件。電極板24可包含連接上電極22至上部組件20的第一表面82、包含設(shè)置為面向等離子加工室10中的加工等離子體的等離子體表面90和上電極22與等離子加工室10的配合面92的第二表面88、以及外邊94。沉積罩26可包含連接至電極板24并設(shè)置為從電極板24中延伸的圓柱壁70。圓柱壁70可包含與電極板24的等離子體表面90鄰接的內(nèi)表面72、與電極板24的配合面92鄰接的外表面74和遠(yuǎn)端表面76。
圖4提供連接至電極板24的沉積罩26的放大圖。如圖4所示，圓柱壁70的遠(yuǎn)端表面76還包含遠(yuǎn)端配合面77和遠(yuǎn)端前面78，其中遠(yuǎn)端前面78與圓柱壁70的內(nèi)表面72鄰接。此外，帶有沉積罩26的電極板24還可以包括一個(gè)或更多設(shè)置為延伸圓柱壁70的長(zhǎng)度和設(shè)置為接收例如螺栓等之類的固定裝置(未顯示)用以連接上電極22至等離子加工系統(tǒng)1的固定通孔112。每個(gè)固定通孔112可包含第一進(jìn)入固定孔113、第二進(jìn)入固定孔114、第三進(jìn)入固定孔115和固定通道116。例如，形成在電極板24內(nèi)的固定通孔112的數(shù)目范圍是1至100。理想地，固定通孔112的數(shù)目范圍是5至20；并且，最好固定通孔112的數(shù)目至少為8。
繼續(xù)參照?qǐng)D2和3，如圖5所示，電極板24還包括多個(gè)連接至第一表面82和第二表面88的注氣孔100，其中每個(gè)注氣孔100包含接收加工氣體的進(jìn)入?yún)^(qū)102和連接加工氣體至等離子加工室10的出口區(qū)104。此外，各注氣孔100的內(nèi)表面可包含注入表面106、笫一進(jìn)入表面107、和第二進(jìn)入表面108。例如，加工氣體可包含例如用于氧化腐蝕的氬、CF4和O2，或者氬、C4F8和O2的氣體混合物，或者氣體化學(xué)物，例如O2/CO/Ar/C4F8、O2/Ar/C4F8、O2/CO/AR/C5F8、O2/CO/Ar/C4F6、O2/Ar/C4F6、N2/H2。
舉例說(shuō)來(lái)，形成于電極板24中的注氣孔100的數(shù)目范圍是1至1000。理想地，注氣孔100的數(shù)目為5至500；最好地，注氣孔l00的數(shù)目至少為100。此外，舉例說(shuō)來(lái)，注氣孔的直徑范圍是0.1至20mm。理想地，該直徑范圍為0.5至5mm，并且最好該直徑范圍是0.5至2mm。此外，舉例說(shuō)來(lái)，注氣孔的長(zhǎng)度范圍是1至20mm。理想地，該長(zhǎng)度范圍為2至15mm，并且最好該長(zhǎng)度范圍是3至12mm。
此外，如圖3所示，電極板24包含具有第一表面82的一部分的充氣表面82b的充氣腔84，充氣腔84設(shè)置為接收加工氣體并分配加工氣體至多個(gè)注氣孔100。
此外，電極板24可包含連接至電極板24連接表面82a并設(shè)置為密封電極板24與上部組件20的第一密封部件86a。舉例說(shuō)來(lái)，第一密封部件可包括設(shè)置為接收O形環(huán)的楔形截面或矩形截面。在另一實(shí)施方式中，電連接部件(未顯示)可與電極板24的連接表面82a集成以在電極板24與上部組件20之間提供改進(jìn)的電連接。舉例說(shuō)來(lái)，該電連接部件可包含真空加工領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的Spirashield(可從Spira Manufacturing Company購(gòu)買)。
此外，電極板24可包含連接至電極板24連接表面82a并設(shè)置為密封電極板24與上部組件20的第二密封部件86b。舉例說(shuō)來(lái)，第二密封部件可包括設(shè)置為接收O形環(huán)的楔形截面或矩形截面。在另一實(shí)施方式中，電連接部件(未顯示)可與電極板24的連接表面82a集成以在電極板24與上部組件20之間提供改進(jìn)的電連接。舉例說(shuō)來(lái)，該電連接部件可包含真空加工領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的Spirashield(可從Spira Manufacturing Company購(gòu)買)。
此外，電極板24可包含連接至電極板24連接表面82a并設(shè)置為密封一個(gè)或更多固定通孔112與上部組件20的一個(gè)或更多第三密封部件86c。舉例說(shuō)來(lái)，第二密封部件可包括設(shè)置為接收O形環(huán)的楔形截面或矩形截面。在另一實(shí)施方式中，電連接部件(未顯示)可與電極板24的連接表面82a集成以在電極板24與上部組件20之間提供改進(jìn)的電連接。舉例說(shuō)來(lái)，該電連接部件可包含真空加工領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的Spirashield(可從Spira Manufacturing Company購(gòu)買)。
電極板24還可以包括多個(gè)用于接收例如螺栓的固定裝置(未顯示)的固定接收器110，以固定電極板24至上部組件20。例如，形成于電極板24內(nèi)的固定接收器110的數(shù)目范圍是1至100。理想地，固定接收器110的數(shù)目為5至20；并且最好固定接收器110的數(shù)目至少為8。
如圖2所示，電極板24還可以包含診斷口120和連接至電極板24連接表面82a并設(shè)置為密封診斷口120與上部組件20的第四密封部件122。如圖6所示，診斷口120可包括進(jìn)孔124和包含與等離子體表面90鄰接的內(nèi)表面128的出孔126。類似地，舉例說(shuō)來(lái)，第二密封部件可包括設(shè)置為接收O形環(huán)的楔形截面或矩形截面。診斷口120可用于連接診斷系統(tǒng)(未顯示)與等離子加工室10的減壓氣氛11。舉例說(shuō)來(lái)，該診斷系統(tǒng)可包含壓力計(jì)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1、圖2和圖3，舉例說(shuō)來(lái)，沉積罩26還可以包含開(kāi)口130以提供通過(guò)沉積罩26至加工空間12的途徑。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，在沉積罩26中形成開(kāi)口130以提供至少一個(gè)室襯套(liner)塞(未顯示)或如圖1所示的光學(xué)窗口沉積罩的插入。關(guān)于進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，參見(jiàn)作為本文參考資料的與本申請(qǐng)書同時(shí)提交，代理人備案號(hào)為226276US6YA，題為“Method and apparatus for animproved optical window deposition shield in a plasma processingsystem”，申請(qǐng)?zhí)枮?0/XXX,XXX的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)書。此外，開(kāi)口130不在沉積罩26中形成。
圖7A和7B分別表示沉積罩中的開(kāi)口130的放大圖和開(kāi)口130的沿長(zhǎng)軸方向的剖面圖。如圖7B所示，開(kāi)口130還可包含連接至沉積罩26的內(nèi)表面72的第一開(kāi)口表面132、連接至沉積罩26的外表面74的第二配合面134、和連接至第一開(kāi)口表面132與第二開(kāi)口表面134的配合面136。此外，配合面136至少可包含一個(gè)用于接收螺紋緊固件(未顯示)的螺紋孔，以至少將一個(gè)室塞(未顯示)或光學(xué)窗口沉積罩(未顯示)連接至沉積罩26。
如圖8所示，配合面136還包含緊鄰螺紋孔138并在螺紋孔138中延伸的固定表面140。此外，舉例說(shuō)來(lái)，開(kāi)口130的寬度(沿長(zhǎng)軸方向)范圍可為1至100mm。理想地，該寬度范圍為10至40mm，并且最好該寬度至少為25mm。此外，舉例說(shuō)來(lái)，開(kāi)口130的高度(沿短軸方向)范圍可為1至100mm。理想地，該高度范圍為10至40mm，并且最好該高度至少為15mm。
如圖2-8所示，多個(gè)暴露面145可包含電極板24第二表面88的等離子體表面90(圖3)、沉積罩26(圖4)圓柱壁70的內(nèi)表面72以及沉積罩26(圖4)遠(yuǎn)端表面76的遠(yuǎn)端前面78。此外，暴露面145可包含多個(gè)注氣孔100出口區(qū)104的注入表面106(圖5)、診斷口120(圖6)出孔126的內(nèi)表面128、開(kāi)口130(圖8)的第一開(kāi)口表面132以及除沉積罩(圖8)開(kāi)口的固定表面140之外的配合面136。此外，暴露面包含帶有沉積罩26的電極板24上的所有表面。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2-8，帶有沉積罩26的電極板24還包括在帶有沉積罩26的電極板24的暴露面145上形成的防護(hù)阻擋層150。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，防護(hù)阻擋層150可包含一種包括例如Al2O3之類的鋁氧化物的化合物。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，防護(hù)阻擋層150可包含Al2O3和Y2O3的混合物。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，防護(hù)阻擋層150可包含至少一種III族元素(元素周期表的第III列)和一種鑭系元素。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，III族元素至少可包含釔、鈧和鑭之一。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，鑭系元素至少可包含鈰、鏑、銪之一。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，形成防護(hù)阻擋層150的化合物至少可包含氧化釔(Y2O3)、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3之一。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，在帶有沉積罩26的電極板24上形成的防護(hù)阻擋層150包含最小厚度，其中該最小厚度可指定為至少沿一個(gè)暴露面145不變。在另一實(shí)施方式中，該最小厚度可沿暴露面145變化。此外，該最小厚度也可在暴露面的第一部分上不變而在暴露面的第二部分上可變。例如，在曲面上、角上或孔中可產(chǎn)生厚度變化。舉例說(shuō)來(lái)，最小厚度的范圍是0.5至500微米。理想地，該最小厚度的范圍為100至200微米；并且最好該最小厚度至少為120微米。
圖9表示如本發(fā)明的一種實(shí)施方式的制造圖1所示用于等離子加工系統(tǒng)的上電極的帶有沉積罩的電極板的方法。流程圖300以制造帶有沉積罩的電極板(例如，具有參照?qǐng)D2-8所述的板和罩的特征的板和罩)的310開(kāi)始。制造帶有沉積罩的電極板至少可包含加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨一種工藝。舉例說(shuō)來(lái)，可按照機(jī)械制圖給出的說(shuō)明書，利用包括銑床、車床等的常規(guī)技術(shù)加工上述各部件。利用例如銑床或車床加工部件的技術(shù)為加工技術(shù)人員所熟知。舉例說(shuō)來(lái)，可由鋁制造帶有沉積罩的電極板。
在320中，帶有沉積罩26的電極板24被陽(yáng)極氧化以形成表面陽(yáng)極氧化層。舉例說(shuō)來(lái)，當(dāng)由鋁制造帶有沉積罩26的電極板24時(shí)，表面陽(yáng)極氧化層包含氧化鋁(Al2O3)。陽(yáng)極氧化鋁部件的方法為表面陽(yáng)極氧化領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
在330中，利用標(biāo)準(zhǔn)加工技術(shù)從暴露面去除表面陽(yáng)極氧化層。在相同加工步驟中，或在單獨(dú)加工步驟中，也可以加工(例如制作在加工表面上至少提供良好機(jī)械或電接觸之一的平面或露面)其他表面(例如除充氣腔之外的電極板的第一表面、第一密封部件、第二密封部件、一個(gè)或更多第三密封部件、第四密封部件和沉積罩的遠(yuǎn)端配合面)。
在340中，在暴露面145上形成防護(hù)阻擋層150(如上所述)。可利用陶瓷噴涂領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的(熱)噴涂技術(shù)形成包含例如氧化釔的防護(hù)阻擋層。在另一實(shí)施方式中，形成防護(hù)阻擋層還可包含拋光熱噴涂層的步驟。舉例說(shuō)來(lái)，拋光熱噴涂層可包含將砂紙應(yīng)用到被噴涂表面。
圖10表示如本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的制造圖1所示用于等離子加工系統(tǒng)的上電極的帶有沉積罩的電極板的方法。流程圖400以制造帶有沉積罩26的電極板24的410開(kāi)始。制造帶有沉積罩的電極板至少可包含加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨一種工藝。舉例說(shuō)來(lái)，可按照機(jī)械制圖給出的說(shuō)明書，利用包括銑床、車床等的常規(guī)技術(shù)加工上述各部件。利用例如銑床或車床加工部件的技術(shù)為加工技術(shù)人員所熟知。舉例說(shuō)來(lái)，可由鋁制造帶有沉積罩的電極板。
在420中，遮蔽暴露面150以防止其上表面陽(yáng)極氧化層的形成。表面遮蔽和去遮蔽的技術(shù)為表面涂層和表面陽(yáng)極氧化領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。在相同遮蔽步驟中，或在單獨(dú)遮蔽步驟中，也可以遮蔽(例如保持在被加工表面處提供良好機(jī)械或電接觸至少之一的平面或露面)其他表面(例如除充氣腔之外的電極板的第一表面、第一密封部件、第二密封部件、一個(gè)或更多第三密封部件、第四密封部件和沉積罩的遠(yuǎn)端配合面)。
在430中，帶有沉積罩的電極板被陽(yáng)極氧化以在剩余的未被遮蔽表面上形成表面陽(yáng)極氧化層。舉例說(shuō)來(lái)，當(dāng)由鋁制造帶有沉積罩的電極板時(shí)，表面陽(yáng)極氧化層包含氧化鋁(Al2O3)。陽(yáng)極氧化鋁部件的方法為表面陽(yáng)極氧化領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
在440中，暴露面145被去遮蔽，并在暴露面145上形成防護(hù)阻擋層150。可利用陶瓷噴涂領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的(熱)噴涂技術(shù)形成包含例如氧化釔的防護(hù)阻擋層。在另一實(shí)施方式中，形成防護(hù)阻擋層還可包含拋光熱噴涂層的步驟。舉例說(shuō)來(lái)，拋光熱噴涂層可包含將砂紙應(yīng)用到被噴涂表面。
圖11表示如本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的制造圖1所示用于等離子加工系統(tǒng)的帶有沉積罩的電極板的方法。流程圖500以510開(kāi)始，510制造帶有沉積罩26的電極板24。制造帶有沉積罩的電極板至少可包含加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨一種工藝。舉例說(shuō)來(lái)，可按照機(jī)械制圖給出的說(shuō)明書，利用包括銑床、車床等的常規(guī)技術(shù)加工上述各部件。利用例如銑床或車床加工部件的技術(shù)為加工技術(shù)人員所熟知。舉例說(shuō)來(lái)，可由鋁制造帶有沉積罩的電極板。
在520中，在電極板的暴露面145上形成防護(hù)阻擋層150(如上所述)?？衫锰沾蓢娡款I(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的(熱)噴涂技術(shù)形成包含例如氧化釔的防護(hù)阻擋層。在另一實(shí)施方式中，形成防護(hù)阻擋層還可包含拋光熱噴涂層的步驟。舉例說(shuō)來(lái)，拋光熱噴涂層可包含將砂紙應(yīng)用到被噴涂表面。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，利用遮蔽和加工的混合工藝制備適當(dāng)數(shù)目的使用防護(hù)阻擋層150保護(hù)的表面。例如，可遮蔽電極板的第二表面的等離子體表面以防止在其上形成陽(yáng)極氧化層，同時(shí)在陽(yáng)極氧化之后加工多個(gè)注氣孔的出口區(qū)的注入表面以呈現(xiàn)暴露面。
盡管為形成暴露面145上的防護(hù)阻擋層150不必要，但也可能加工已經(jīng)形成陽(yáng)極氧化層的其他非暴露表面或在執(zhí)行陽(yáng)極氧化之前遮蔽其他非暴露表面(例如，為了提供部件之間的電或機(jī)械連接的露面)。這種表面可包括密封或配合部件的表面。
盡管以上僅詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的某些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解在實(shí)質(zhì)上不偏離本發(fā)明的新教義和優(yōu)點(diǎn)的前提下可對(duì)實(shí)施例做許多修改。因此，所有這些修改打算包括入本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種等離子加工系統(tǒng)的上電極，該電極包括電極板，該電極板包含連接所述上電極至上部組件的第一表面，包含等離子體表面和配合所述電極板與所述等離子加工系統(tǒng)的配合面的第二表面，外邊，以及多個(gè)連接至所述第一表面和所述第二表面的注氣孔；連接至所述電極板的沉積罩，所述沉積罩包含具有與所述等離子體表面鄰接的內(nèi)表面的圓柱壁，與所述配合面鄰接的外表面，和遠(yuǎn)端表面，其中所述遠(yuǎn)端表面包含遠(yuǎn)端前面；和連接至所述上電極的暴露面的防護(hù)阻擋層，所述暴露面包含所述等離子體表面、所述內(nèi)表面和所述遠(yuǎn)端前面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述電極板還可以包括連接至所述第一表面、設(shè)置為接收所述加工氣體和設(shè)置為分配所述加工氣體至所述多個(gè)注氣孔的充氣腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述電極板還至少包含連接至所述第一表面并設(shè)置為密封所述電極板至所述上電極的第一密封部件和第二密封部件之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述電極板還包含連接診斷系統(tǒng)至所述等離子加工系統(tǒng)的診斷口和密封所述診斷口與所述上電極的第四密封部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層包含Al2O3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層包含Al2O3和Y2O3的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層包含化合物，該化合物至少包含III族元素和鑭系元素之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的上電極，其中所述III族元素至少包含釔、鈧和鑭之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的上電極，其中所述鑭系元素至少包含鈰、鏑、銪構(gòu)成之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層至少包含Y2O3、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述注氣孔包含進(jìn)入?yún)^(qū)和出口區(qū)，其中所述出口區(qū)包含注入表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述電極板和所述沉積罩包含一個(gè)或更多連接至所述電極板的所述第一表面和所述遠(yuǎn)端表面的遠(yuǎn)端配合面、并設(shè)置為連接所述電極板和所述沉積罩至所述等離子加工系統(tǒng)的固定通孔，各所述一個(gè)或更多固定通孔包含第三密封部件以密封所述一個(gè)或更多固定通孔與所述上部組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層包含最小厚度，并且所述最小厚度至少沿一個(gè)所述暴露面不變。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層包含可變厚度，所述可變厚度的范圍為0.5微米至500微米。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中至少一個(gè)注氣孔的直徑至少為0.1mm。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中至少一個(gè)注氣孔的長(zhǎng)度至少為1.0mm。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的上電極，其中所述暴露面包括所述多個(gè)注氣孔的所述注入表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的上電極，其中所述暴露面包含所述診斷口的所述內(nèi)表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述沉積罩還包含開(kāi)口以通過(guò)所述沉積罩進(jìn)入所述加工空間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的上電極，其中所述開(kāi)口包含第一開(kāi)口表面、第二開(kāi)口表面和配合面。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的上電極，其中所述配合面包含至少一個(gè)螺紋孔和與之連接的固定表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的上電極，其中所述暴露面還包含所述開(kāi)口的所述第一開(kāi)口表面，和所述沉積罩中所述開(kāi)口的所述配合面。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的上電極，其中所述暴露面還包含所述開(kāi)口的所述第一開(kāi)口表面，和除所述沉積罩中所述開(kāi)口的所述固定表面之外的所述配合面。
24.一種等離子加工室的上電極，該電極包括圓柱形部件，該部件具有第一表面(82)、配合面(92)、連接至所述第一表面(82)和所述配合面(92)的外邊(94)、連接至所述配合面(92)的外表面(74)、通過(guò)遠(yuǎn)端表面(76)連接至所述外表面(74)的內(nèi)表面(72)和連接至所述內(nèi)表面(72)的等離子體表面(90)，其中所述第一表面(82)包含用于所述上電極至所述等離子加工室的連接表面(82a)和充氣腔(84)，并且所述遠(yuǎn)端表面(76)包含遠(yuǎn)端前面(78)，所述圓柱形部件還包括多個(gè)連接至所述充氣腔(84)和所述等離子體表面(90)的注氣孔(100)；和連接至所述上電極的暴露面的防護(hù)阻擋層，所述暴露面包含所述等離子體表面(90)、所述內(nèi)表面(72)和所述遠(yuǎn)端前面(78)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述上電極還包括至少一個(gè)位于所述充氣腔(84)外的所述第一表面(82)上并設(shè)置為接收密封的密封部件(86a，86b)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述上電極還包含多個(gè)連接至所述第一表面(82)和所述遠(yuǎn)端表面(76)的遠(yuǎn)端配合面(77)、并設(shè)置為接收固定裝置的固定通孔(112)，和多個(gè)密封部件(86c)，各密封部件位于所述第一表面(82)上、圍繞通孔(112)之一、并設(shè)置為接收密封。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述上電極還包含多個(gè)連接至所述第一表面(82)并設(shè)置為接收固定器的固定接收器(110)。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中各注氣孔(100)包含連接至所述充氣腔(84)的進(jìn)入?yún)^(qū)(102)，和出口區(qū)(104)，所述出口區(qū)(104)包含連接至所述等離子體表面(90)的注入表面(106)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的上電極，其中所述暴露面包含所述多個(gè)注氣孔(100)的各注入表面(106)。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，該上電極還包含一種金屬。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的上電極，其中所述金屬包含鋁。
32.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層包含化合物，該化合物至少包含III族元素和鑭系元素之一。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的上電極，其中所述III族元素至少包含釔、鈧和鑭之一。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的上電極，其中所述鑭系元素至少包含鈰、鏑、銪之一。
35.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層至少包含Al2O3、Y2O3、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3之一。
36.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述第一表面(82)包含陽(yáng)極氧化層。
37.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述充氣腔(84)包含陽(yáng)極氧化層。
38.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述配合面(92)包含金屬表面。
39.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層包含最小厚度，并且所述最小厚度至少沿一個(gè)所述暴露面不變。
40.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中所述防護(hù)阻擋層包含可變厚度，所述可變厚度的范圍為0.5微米至500微米。
41.根據(jù)權(quán)利要求24的上電極，其中至少一個(gè)注氣孔(100)的直徑至少為0.1mm。
42.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中至少一個(gè)注氣孔(100)的長(zhǎng)度至少為1.0mm。
43.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述上電極還包含具有連接至所述第一表面(82)和所述等離子體表面(90)的內(nèi)表面(128)的診斷口(120)；和位于所述第一表面(82)上、圍繞所述診斷口(120)、并設(shè)置為接收密封的第四密封部件(122)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的上電極，其中所述暴露面還包含所述內(nèi)表面(128)。
45.根據(jù)權(quán)利要求1的上電極，其中所述上電極還包含連接在所述外表面(74)與所述內(nèi)表面(72)之間的開(kāi)口(130)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的上電極，其中所述開(kāi)口(130)包含連接至內(nèi)表面(72)的第一開(kāi)口表面(132)、連接至外表面(74)的第二開(kāi)口表面(134)和連接至第一開(kāi)口表面(132)與第二開(kāi)口表面(134)的配合面(136)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的上電極，其中所述配合面(136)包含至少一個(gè)螺紋孔(138)和與之連接的固定表面(140)。
48.根據(jù)權(quán)利要求46的上電極屏蔽，其中所述暴露面還包含所述第一開(kāi)口表面(132)和除所述固定表面(140)之外的所述配合面(136)。
49.一種制造等離子加工室的上電極的方法，所述方法包括制作圓柱形部件，該部件具有第一表面(82)、配合面(92)、連接至所述第一表面(82)和所述配合面(92)的外邊(94)、連接至所述配合面(92)的外表面(74)、通過(guò)遠(yuǎn)端表面(76)連接至所述外表面(74)的內(nèi)表面(72)和連接至所述內(nèi)表面(72)的等離子體表面(90)，其中所述第一表面(82)包含連接所述上電極至所述等離子加工室的連接表面(82a)和充氣腔(84)，并且所述遠(yuǎn)端表面(76)包含遠(yuǎn)端前面(78)，所述圓柱形部件還包括多個(gè)連接至所述充氣腔(84)和所述等離子體表面(90)的注氣孔(100)；和在多個(gè)所述上電極的暴露面上形成防護(hù)阻擋層，所述暴露面包含所述等離子體表面(90)、所述內(nèi)表面(72)和所述遠(yuǎn)端前面(78)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述上電極還包括至少一個(gè)位于所述充氣腔(84)外的所述第一表面(82)上并設(shè)置為接收密封的密封部件(86a，86b)。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述上電極還包含多個(gè)連接至所述第一表面(82)和所述遠(yuǎn)端表面(76)的遠(yuǎn)端配合面(77)、并設(shè)置為接收固定裝置的固定通孔(112)，和多個(gè)密封部件(86c)，各密封部件位于所述第一表面(82)上、圍繞通孔(112)之一、并設(shè)置為接收密封。
52.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述上電極還包含多個(gè)連接至所述第一表面(82)并設(shè)置為接收固定器的固定接收器(110)。
53.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中各注氣孔(100)包含連接至所述充氣腔(84)的進(jìn)入?yún)^(qū)(102)，和出口區(qū)(104)，所述出口區(qū)(104)包含連接至所述等離子體表面(90)的注入表面(106)。
54.根據(jù)權(quán)利要求53的方法，其中所述暴露面包含所述多個(gè)注氣孔(100)的各注入表面(106)。
55.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，還包含金屬。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的方法，其中所述金屬包含鋁。
57.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述防護(hù)阻擋層包含化合物，該化合物至少包含III族元素和鑭系元素之一。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中所述III族元素至少包含釔、鈧和鑭之一。
59.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中所述鑭系元素至少包含鈰、鏑、銪之一。
60.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述防護(hù)阻擋層至少包含Y2O3、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3之一。
61.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述第一表面(82)包含陽(yáng)極氧化層。
62.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述充氣腔(84)包含陽(yáng)極氧化層。
63.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述配合面(92)包含金屬表面。
64.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述防護(hù)阻擋層包含最小厚度，并且所述最小厚度沿至少一個(gè)所述暴露面不變。
65.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述防護(hù)阻擋層包含可變厚度，所述可變厚度的范圍為0.5微米至500微米。
66.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中至少一個(gè)注氣孔(100)的直徑至少為0.1mm。
67.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中至少一個(gè)注氣孔(100)的長(zhǎng)度至少為1.0mm。
68.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述上電極還包含具有連接至所述第一表面(82)和所述等離子體表面(90)的內(nèi)表面(128)的診斷口(120)；和位于所述第一表面(82)上、圍繞所述診斷口(120)、和設(shè)置為接收密封的第四密封部件(122)。
69.根據(jù)權(quán)利要求68的方法，其中所述暴露面還包含所述內(nèi)表面(128)。
70.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述上電極還包含連接在所述外表面(74)與所述內(nèi)表面(72)之間的開(kāi)口(130)。
71.根據(jù)權(quán)利要求70的方法，其中所述開(kāi)口(130)包含連接至內(nèi)表面(72)的第一開(kāi)口表面(132)、連接至外表面(74)的第二開(kāi)口表面(134)和連接至第一開(kāi)口表面(132)與第二開(kāi)口表面(134)的配合面(136)。
72.根據(jù)權(quán)利要求71的方法，其中所述配合面(136)包含至少一個(gè)螺紋孔(138)和與之連接的固定表面(140)。
73.根據(jù)權(quán)利要求72的方法，其中所述暴露面還包含所述第一開(kāi)口表面(132)和除所述固定表面(140)之外的所述配合面(136)。
74.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述方法還包含以下步驟陽(yáng)極氧化所述圓柱形部件以在所述圓柱形部件上形成表面陽(yáng)極氧化層；和加工所述圓柱形部件上的所述暴露面以在所述暴露面上形成所述防護(hù)阻擋層之前去除所述表面陽(yáng)極氧化層。
75.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述方法還包含以下步驟遮蔽所述圓柱形部件上的所述暴露面；陽(yáng)極氧化所述圓柱形部件以在所述圓柱形部件上形成表面陽(yáng)極氧化層；和在所述暴露面上形成所述防護(hù)阻擋層之前去除對(duì)所述暴露面的遮蔽。
76.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述制作至少包含加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨中的一種工藝。
77.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述形成所述防護(hù)阻擋層還包括拋光至少一個(gè)所述暴露面上的所述防護(hù)阻擋層。
78.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中所述暴露面還包含所述電極板和所述沉積罩上剩余的所有表面。
79.一種制造具有帶有沉積罩的電極板的上電極的方法，該上電極能夠連接至等離子加工系統(tǒng)的上部組件，所述方法包括制作所述電極板和所述沉積罩，所述電極板包含連接所述上電極至所述上部組件的第一表面、包含設(shè)置為面向所述等離子加工系統(tǒng)中加工空間的等離子體表面和配合所述電極板與所述等離子加工系統(tǒng)的配合面的第二表面、所述電極板的外邊、以及多個(gè)連接至所述第一表面和所述第二表面并設(shè)置為連接加工氣體至所述加工空間的注氣孔，所述沉積罩包含具有與所述電極板的所述等離子體表面鄰接的內(nèi)表面的圓柱壁、與所述電極板的所述配合面鄰接的外表面、和遠(yuǎn)端表面，其中所述遠(yuǎn)端表面包含遠(yuǎn)端前面；陽(yáng)極氧化所述帶有所述沉積罩的電極板，以在所述帶有所述沉積罩的電極板上形成表面陽(yáng)極氧化層；加工所述帶有所述沉積罩的電極板上的暴露面以去除所述表面陽(yáng)極氧化層，所述暴露面包含所述電極板的所述第二表面的所述等離子體表面、所述沉積罩的所述圓柱壁的所述內(nèi)表面、所述沉積罩的所述遠(yuǎn)端前面；和在所述暴露面上形成防護(hù)阻擋層。
80.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中所述電極板還包含連接至所述第一表面、設(shè)置為接收所述加工氣體、和設(shè)置為分配所述加工氣體至所述多個(gè)注氣孔的充氣腔。
81.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中所述電極板還至少包含連接至所述第一表面并設(shè)置為密封所述電極板至所述上電極的第一密封部件和第二密封部件之一。
82.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中所述防護(hù)阻擋層包含化合物，該化合物至少包含III族元素和鑭系元素之一。
83.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中所述防護(hù)阻擋層至少包含Y2O3、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3之一。
84.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中所述制作至少包含加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨中的一種工藝。
85.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中所述形成所述防護(hù)阻擋層還包括拋光至少一個(gè)所述暴露面上的所述防護(hù)阻擋層。
86.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中所述沉積罩還包含開(kāi)口以通過(guò)所述沉積罩進(jìn)入所述加工空間。
87.一種制造具有帶有沉積罩的電極板的上電極的方法，該上電極能夠連接至等離子加工系統(tǒng)的上部組件，所述方法包括以下步驟制作所述電極板和所述沉積罩，所述電極板包含連接所述上電極至所述上部組件的第一表面、包含設(shè)置為面向所述等離子加工系統(tǒng)中加工空間的等離子體表面和配合所述電極板與所述等離子加工系統(tǒng)的配合面的第二表面、所述電極板的外邊、以及多個(gè)連接至所述第一表面和所述第二表面并設(shè)置為連接加工氣體至所述加工空間的注氣孔，所述沉積罩包含具有與所述電極板的所述等離子體表面鄰接的內(nèi)表面的圓柱壁、與所述電極板的所述配合面鄰接的外表面、和遠(yuǎn)端表面，其中所述遠(yuǎn)端表面包含遠(yuǎn)端前面；遮蔽所述電極板上的暴露面以防止表面陽(yáng)極氧化層的形成，所述暴露面包含所述電極板的所述第二表面的所述等離子體表面、所述沉積罩的所述圓柱壁的所述內(nèi)表面、所述沉積罩的遠(yuǎn)端前面；陽(yáng)極氧化所述帶有所述沉積罩的電極板，以在所述帶有所述沉積罩的電極板上形成表面陽(yáng)極氧化層；去除對(duì)所述暴露面的遮蔽；和在所述暴露面上形成防護(hù)阻擋層。
88.根據(jù)權(quán)利要求87的方法，其中所述電極板還包含連接至所述第一表面、設(shè)置為接收所述加工氣體、和設(shè)置為分配所述加工氣體至所述多個(gè)注氣孔的充氣腔。
89.根據(jù)權(quán)利要求87的方法，其中所述防護(hù)阻擋層包含化合物，該化合物至少包含III族元素和鑭系元素之一。
90.根據(jù)權(quán)利要求87的方法，其中所述化合物包含Y2O3、Sc2O3、Sc2F3、YF3、La2O3、CeO2、Eu2O3、和DyO3。
91.根據(jù)權(quán)利要求87的方法，其中所述制作至少包含加工、鑄造、拋光、鍛造和研磨中的一種工藝。
92.根據(jù)權(quán)利要求87的方法，其中所述形成所述防護(hù)阻擋層還包括拋光至少一個(gè)所述暴露面上的所述防護(hù)阻擋層。
93.根據(jù)權(quán)利要求87的方法，其中所述沉積罩還包含開(kāi)口以通過(guò)所述沉積罩進(jìn)入所述加工空間。
全文摘要
本發(fā)明提供改進(jìn)的用于等離子加工系統(tǒng)的上電極，其中有關(guān)帶有連接至上電極的沉積罩的電極板的設(shè)計(jì)和制作有利地提供對(duì)上電極腐蝕充分小的加工氣體的氣體注入，同時(shí)提供對(duì)室內(nèi)部的保護(hù)。
文檔編號(hào)H01J37/32GK1682342SQ03822259
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者西本伸也, 三橋康至, 中山博之 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社