TWI497589B - 乾蝕刻反應室腔體之上電極及其製造方法 - Google Patents

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Description

乾蝕刻反應室腔體之上電極及其製造方法
本發明係關於蝕刻設備，特別是有關一種乾蝕刻反應室腔體之上電極及其製造方法。
製作液晶顯示裝置的過程包括對液晶顯示裝置之基板進行乾蝕刻製程。請參閱第1~2圖，其中第1圖係繪示一基板10在乾蝕刻反應室腔體1中之示意圖，第2圖係繪示乾蝕刻反應室腔體1中一上電極12之上視圖。於真空且佈滿電漿的乾蝕刻反應室腔體1中，上電極12表面佈滿均勻之氣體孔16，下電極14用於承載基板10。進行乾蝕刻製程時，係將所需之反應氣體由氣體入口18導入，反應氣體經過上電極12之氣體孔16進入上電極12與下電極14之間的空間，藉由在上電極12與下電極14施加一電位差使得上電極12與下電極14之間的空間形成一電場，藉此讓電漿與反應氣體對基板進行乾蝕刻製程。
上電極12係以鋁材質製成，氣體孔16均勻佈滿的目的在於使蝕刻效應均勻，目前對於上電極12的表面還會進行陽極處理以生成具保護功能的薄膜，藉此改善上電極12的抗腐蝕能力，避免乾蝕刻製程的反應氣體使鋁材質劣化而發生剝落、蝕刻等不良現象，影響基板10的產品良率。然而在氣體孔16入口及出口位置即上電極12的上表面或下表面因陽極處理所生成的薄膜較薄、出口位置電漿能量與反應氣體濃度較高使得薄膜特性劣化，容易形成微粒而掉落並附著於基板10表面，造成基板10的損壞，甚至會因薄膜掉落而使鋁材質製成的上 電極12裸露，進行乾蝕刻製程時發生電荷聚集與電弧放電(arcing)的情形，嚴重破壞基板10與乾蝕刻反應室腔體1中其他零組件。
此外，對上電極12的表面進行陽極處理會縮短其使用壽命，當溫度、乾蝕刻反應等因素致使其表面特性劣化時，僅能以翻新再生(refurbishment)方式恢復原有功能，而再生次數會因氣體孔16的尺寸日益擴大及鋁材質本身強度劣化而有所限制，造成上電極12須時常更換，增加成本。
是以，確有需要對上述上電級的問題提出解決方法。
本發明之一目的在於提供一種乾蝕刻反應室腔體之上電極及其製造方法，其能提升上電極之抗蝕刻能力及延長使用壽命。
根據本發明之一特點，乾蝕刻反應室腔體之上電極包括一板體以及至少一進氣單元。該板體包括至少一貫穿孔。該進氣單元嵌設於該貫穿孔並包括複數個氣體孔。
根據本發明之另一特點，乾蝕刻反應室腔體之上電極之製造方法包括：提供一板體；於該板體開設至少一貫穿孔；以及將至少一進氣單元嵌設於該貫穿孔，其中該進氣單元包括複數個氣體孔。
本發明之乾蝕刻反應室腔體之上電極及其製造方法藉由將該氣體孔製造於該進氣單元，可降低製程反應氣體對該板體的破壞，延長上電極的使用壽命。
以下結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。
請參閱第3~4圖，其中第3圖係繪示根據本發明之乾蝕刻反應室腔體之上電極(以下簡稱上電極32)上視圖，第4圖係繪示第3圖中沿線段AA’之剖面圖。乾蝕刻反應室腔體如第1圖所示，此不多加贅述。
上電極32包括一板體320以及至少一進氣單元330。該板體320包括至少一貫穿孔322。貫穿孔322係為垂直方向之孔洞。於本實施例中，板體320係以鋁材質製成，於其他實施例中，板體可以為其他適合之材質製成且形狀不限。
通常在乾蝕刻反應室腔體的氣體入口(如第1圖所示)會分成複數個分流控制區域以控制反應氣體進入乾蝕刻反應室腔體的流量及進氣位置，因此較佳而言，該貫穿孔322係對應分流控制區域的數量、大小及位置而開設，開設的方式例如但不限制為車沖。於本實施例中，係圖示五個貫穿孔322及五個對應的進氣單元330，圖中五個進氣單元330係對應於乾蝕刻反應室腔體之分流控制區域。各進氣單元330係嵌設於對應的貫穿孔322中，例如以黏合材料、卡榫或螺牙將進氣單元330嵌設於貫穿孔322中。黏合材料例如環氧樹脂或陶瓷膠。或是如第4圖所示，貫穿孔322為上寬下窄的形狀，進氣單元330對應為上窄下寬的形狀，藉此進氣單元330放置於貫穿孔322時，貫穿孔322可承載進氣單元330。
請參閱第5~6圖，其中第5圖係繪示第3圖之進氣單元330上視圖，第6圖係繪示第5圖中沿線段BB’之剖面圖。進氣單元330包括複數個氣體孔332，於本實施例中，該等氣孔332為上窄下寬的形狀，於其他實施例中，該等氣體孔332可為上寬下窄或其他形狀。此外，該等氣體孔332的尺寸、位置及數 量並無限制，可根據加工方式、進氣單元330及進行乾蝕刻製程之各項條件與需求而定。進行乾蝕刻製程時，所需之反應氣體係經由該等氣體孔332進入乾蝕刻反應室腔體。
由於氣體孔332只設置在進氣單元330而未設置在板體320(如第3圖所示)上，大幅減少氣體孔數量而使板體320減少受到反應氣體破壞的機會。再者，對板體320只需要開設貫穿孔322而不用像第1圖習知的上電極板12需開設佈滿的氣體孔16，因此能降低對板體320結構強度的破壞。
較佳而言，進氣單元330係以抗蝕刻能力優於鋁材質及介電係數高於鋁材質(即崩潰電壓高於鋁材質)之材料製成。舉例來說，進氣單元330係以燒結製程經加工而形成之氧化陶鋁、氧化鋯、氧化釔或其他相似特性之陶瓷材料所製成。
請再參閱第3~4圖，在進氣單元330嵌設於對應之貫穿孔322後，可以對上電極32進行電漿熔射塗佈，將抗蝕刻能力優於鋁材質及介電係數高於鋁材質之材料形成於上電極表面，藉此進一步增加上電極32的抗蝕刻能力，延長使用壽命。形成的厚度需經過設計，避免因變形或是受熱後膨脹係數差異導致龜裂剝落。
請參閱第7圖，其係繪示根據本發明之乾蝕刻反應室腔體之上電極之製造方法流程圖。
於步驟S700中，提供一板體，於一實施例中，該板體係以鋁材質製成，於其他實施例中，板體可以為其他適合之材質製成且形狀不限。
於步驟S710中，於該板體開設至少一垂直方向的貫穿孔。貫穿孔係對應乾蝕刻反應室腔體之分流控制區域的數量、大小及位置而開設。開設的方式例如但不限制為車沖。
於步驟S720中，將至少一進氣單元嵌設於貫穿孔，例如以黏合材料、卡榫或螺牙將進氣單元嵌設於貫穿孔。黏合材料例如環氧樹脂或陶瓷膠。進氣單元包括複數個氣體孔，該等氣體孔可以為上窄下寬、上寬下窄或其他形狀。此外，該等氣體孔的尺寸、位置及數量並無限制，可根據加工方式、進氣單元及進行乾蝕刻製程之各項條件與需求而定。進行乾蝕刻製程時，所需之反應氣體係經由該等氣體孔進入乾蝕刻反應室腔體。
於步驟S730中，對上電極進行表面清潔及處理，包括下列至少一者：(1)以電漿熔射方式將陶瓷材料形成於上電極表面以使上電極表面厚度平整；(2)以噴砂方式控制上電極之表面粗糙度；(3)對上電極表面進行拋磨整平；(4)對上電極進行銳角圓滑度處理；(5)對上電極表面進行陽極處理以生成保護之薄膜。
於步驟S740中，以電漿熔射方式將抗蝕刻能力優於鋁材質及介電係數高於鋁材質(即崩潰電壓高於鋁材質)之材料形成於上電極表面，本發明之上電極的製造方法除了上述步驟S730進行陽極處理以生成保護的薄膜外，進一步利用本步驟加強上電極表面的抗蝕刻能力，藉此降低製程反應時對上電極的破壞，延長使用壽命。電漿熔射形成的厚度需經過設計，避免因變形或是受熱後膨脹係數差異導致龜裂剝落。
要說明的是，上述步驟不僅適用於製造新品，也能將現有表面佈滿氣體孔的上電極(即板體表面佈滿進氣孔)改成如第3圖所示之上電極32，當適用於板體表面佈滿氣體孔的上電極時，只要將板體表面不使用的氣體孔予以封閉即可。封閉方式例如：(1)將抗蝕刻特性佳之黏合材料如環氧樹酯或陶瓷膠注入不使用的氣體孔，經乾燥硬化後達到封閉氣體孔之目的；(2) 以固態物體經嵌合方式封閉氣體孔；(3)以金屬焊接填補的方式封閉氣體孔；(4)以黏合或嵌合方式將不影響後續製程之材料封閉氣體孔。
在完成上電極板的製造後，可進一步進行品質檢驗，包括整體尺寸、平整度、陽極處理生成之薄膜厚度、電漿熔射厚度、表面粗糙度及氣體孔尺寸等等。
本發明之乾蝕刻反應室腔體之上電極及其製造方法藉由將該氣體孔製造於該進氣單元，大幅減少氣體孔數量，減少對板體結構強度的破壞。再者，需要時僅需更換進氣單元，毋需更換整個上電極。最後，藉由以電漿熔射方式將高抗蝕刻能力及高介電係數之材料形成於上電極表面，降低製程反應氣體對板體的破壞，延長上電極的使用壽命，達到降低成本的目的。
綜上所述，雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧乾蝕刻反應室腔體
10‧‧‧基板
12、32‧‧‧上電極
14‧‧‧下電極
16、332‧‧‧氣體孔
320‧‧‧板體
322‧‧‧貫穿孔
330‧‧‧進氣單元
AA’、BB’‧‧‧線段
S700~S740‧‧‧步驟
第1圖係繪示一基板在乾蝕刻反應室腔體中之示意圖；第2圖係繪示乾蝕刻反應室腔體中一上電極之上視圖；第3圖係繪示根據本發明之乾蝕刻反應室腔體之上電極上視圖；第4圖係繪示第3圖中沿線段AA’之剖面圖；第5圖係繪示第3圖之進氣單元上視圖；第6圖係繪示第5圖中沿線段BB’之剖面圖；以及 第7圖係繪示根據本發明之乾蝕刻反應室腔體之上電極之製造方法流程圖。
32‧‧‧上電極
320‧‧‧板體
322‧‧‧貫穿孔
330‧‧‧進氣單元
AA’‧‧‧線段

Claims (5)

  1. 一種乾蝕刻反應室腔體之上電極之製造方法，包括：提供一板體；於該板體開設至少一貫穿孔；將至少一進氣單元嵌設於該貫穿孔，其中該進氣單元包括複數個氣體孔；對該上電極進行表面處理，包括下列至少一者：以電漿熔射方式將陶瓷材料形成於該上電極表面以使該上電極表面厚度平整、以噴砂方式控制該上電極之表面粗糙度、對該上電極表面進行拋磨整平、對該上電極進行銳角圓滑度處理以及對該上電極表面進行陽極處理以生成保護之薄膜；以及以電漿熔射方式將高抗蝕刻能力及高介電係數之材形成於該上電極表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之乾蝕刻反應室腔體之上電極之製造方法，其中該貫穿孔係對應該乾蝕刻反應室腔體分流控制區域的數量、大小及位置而開設。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之乾蝕刻反應室腔體之上電極之製造方法，其中係以黏合材料、卡榫或螺牙將該進氣單元嵌設於該貫穿孔。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之乾蝕刻反應室腔體之上電極之製造方法，其中該黏合材料為環氧樹酯或陶瓷膠。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之乾蝕刻反應室腔體之上電極之製造方法，其中該進氣單元係以燒結製程經加工而形成之氧化陶鋁、氧化鋯或氧化釔之陶瓷材料所製成。
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