TWI641016B - Upper electrode device - Google Patents

Abstract

一種上電極裝置，包含一個電極板，以及穿設在該電極板中的數個陶瓷管及數個陶瓷塊。該電極板包括一個電極本體。該電極本體界定出彼此間隔的數個第一貫孔與數個第二貫孔。該等陶瓷管呈中空管狀，並設置在該等第一貫孔中。該等陶瓷塊設置在該等第二貫孔中，並封閉該等第二貫孔。該等陶瓷塊封閉了該等第二貫孔，使得該電極本體能供蝕刻氣體流動的孔洞數目變少，在相同的氣體流量下，因流經該等第一貫孔的蝕刻氣體的流速加快，衝擊待蝕刻物的力道加強，而使本創作具有較佳的蝕刻效果。

Description

上電極裝置

本創作是有關於一種蝕刻設備之組件，特別是指一種用於電漿蝕刻的上電極裝置。

參閱圖1及圖2，一種習知的上電極裝置，適於設置在一個反應槽體100上，並位於一個下電極101的上方，且適用於進行電漿蝕刻。該上電極裝置包括一個電極板11，以及數個穿設在該電極板11中的陶瓷管12。該電極板11包括一個界定出數個連通於頂面及底面間的貫孔131的電極本體13。該等貫孔131沿兩個彼此垂直的方向，如圖1所示地間隔排列成數排及數列。每一陶瓷管12插設在相對應的貫孔131中。該等陶瓷管12能保護該電極本體13界定出該等貫孔131的部位，避免該電極本體13界定出該等貫孔131的部位受到電漿侵蝕而損壞，使該等貫孔131的寬度不會變大，而不會有所謂的擴孔現像。該等陶瓷管12如經久使用而有所損耗，也僅需要更換該等陶瓷管12即可，不用更換該電極本體13，因此能提高維修便利性及降低維護成本。雖然此種上電極裝置具有如前所述的諸多優點，但其蝕刻能力卻有待進一步地提升。

本創作的目的，在於提供一種上電極裝置，具有較佳的蝕刻效果。

該上電極裝置包含一個電極板，以及穿設在該電極板中的數個陶瓷管及數個陶瓷塊。

該電極板包括一個電極本體。該電極本體界定出彼此間隔的數個第一貫孔與數個第二貫孔。該等陶瓷管呈中空管狀，並設置在該等第一貫孔中。該等陶瓷塊設置在該等第二貫孔中，並封閉該等第二貫孔。

該上電極裝置的功效在於：該等陶瓷塊封閉了該等第二貫孔，使得該電極本體能供蝕刻氣體流動的孔洞數目變少，在相同的氣體流量下，因流經該等第一貫孔的蝕刻氣體的流速加快，衝擊待蝕刻物的力道加強，而具有較佳的蝕刻效果。

在以下的說明內容中，類似或相同的元件將以相同的編號來表示。

參閱圖3及圖4，本創作上電極裝置的一個第一實施例，適於安裝在一個反應槽體91上，並間隔地設置在一個下電極92上方。該上電極裝置包含一個電極板2，以及穿設在該電極板2中的數個陶瓷管3與數個陶瓷塊4。

該電極板2包括一個電極本體21，以及一層設置在該電極本體21底面的表面處理層22。該電極本體21具有一個位於中間的中間部23，以及一個圍繞連接該中間部23外圍的外圍部24。該中間部23界定出數個深度D1的第一貫孔231。該等第一貫孔231共有25個，排成五排五列的方陣。該外圍部24界定出數個深度D2的第二貫孔241。該等第二貫孔241的數量共有56個，沿著該等第一貫孔231的縱橫排列方向，圍繞在該等第一貫孔231外側排成兩圈，並與該等第一貫孔231相配合排列成九排九列的方陣。該等第二貫孔241與該等第一貫孔231分別連通於該電極本體21的頂面與底面之間。以該等第一貫孔231與該等第二貫孔241的總量為100%，該等第一貫孔231的占約為30.9%(25/81)，該等第二貫孔241的占約為69.1%(56/81)。該表面處理層22以抗蝕之陶瓷材料，經電漿熔射處理而設置在該電極本體21的底面。該表面處理層22不封住該等第一貫孔231與該等第二貫孔241。

該等陶瓷管3呈中空管狀，並設置在該等第一貫孔231中。每一陶瓷管3的長度L1與對應的該第一貫孔231的深度D1相當。每一陶瓷管3的長度L1也能略長於該深度D1或略短於該深度D1，且每一個第一貫孔231都有一個對應的陶瓷管3設置其中。在實施上該等陶瓷管3不以填入所有的該等第一貫孔231為必要，也可按需求地，部分地填入該等第一貫孔231。當然，如要較佳地防護該電極本體21，是如本第一實施例地將該等陶瓷管3設置在全部的該等第一貫孔231中。

該等陶瓷塊4呈圓柱狀，並設置在該等第二貫孔241中，而封閉該等第二貫孔241。每一陶瓷塊4的長度L2與對應的該第二貫孔241的深度D2相當。每一陶瓷塊3的長度L2，也能略長於該深度D2或略短於該深度D2，且每一個第二貫孔241都有一個對應的陶瓷塊4設置其中。在實施上該等陶瓷塊4不以填入所有的該等第二貫孔241為必要，也可按需求地，部分地填入該等第二貫孔241。

本第一實施例在使用時，因位於外圍的該等第二貫孔241受該等陶瓷塊4封閉阻塞，因此蝕刻氣體將集中自位於中央的該等第一貫孔231中的該等陶瓷管3流出。在該反應槽體91提供的既定蝕刻氣體流量的前提下，使用本第一實施例，將可因流速較快且流動較強勁的蝕刻氣體，而獲得較佳的蝕刻效果，並達成本創作之目的。

參閱圖5及圖6，本創作上電極裝置的一個第二實施例與該第一實施例類似，不同的地方在於省略該中間部23與該外圍部24、該等第一貫孔231與該等第二貫孔241的排列方式不同，且該等陶瓷管3與該等陶瓷塊4的長度不同。

該等第一貫孔231九個為一組地分成三組。三組的該等第一貫孔231沿一個第一方W1向排成三排。每一組的該等第一貫孔231沿一個不同於該第一方向W1的第二方向W2彼此間隔排列。於本第二實施例中，該第一方向W1與該第二方向W2垂直。該等第二貫孔241二十七個為一群地分為兩群。兩群的該等第二貫孔241分別位於該等第一貫孔231的兩側。每一群的該等第二貫孔241九個為一組地分為三組。每一群的三組該等第二貫孔241，沿該第一方向W1排成三排。每一組的該等第二貫孔241，沿該第二方向W2彼此間隔排列。

該等陶瓷管3分別填入位於中央三排的該等第一貫孔231中，且其長度L1約為相對應的該等第一貫孔231的深度D1的一半。該等陶瓷塊4分別填入位於左右各三排的該等第二貫孔241中，且其長度L2約為相對應的該等第二貫孔241的深度D2的一半。由於本第二實施例同樣能透過減少蝕刻氣體可流經的孔洞數量，而使蝕刻氣體流速增加且較強勁地流動，故同樣能達成本創作提供較佳蝕刻效果的目的。

參閱圖7，本創作上電極裝置的一個第三實施例與該第一實施例類似，不同的地方在於省略該中間部23及該外圍部24，該電極本體21直接界定出排列方式不同的該等第一貫孔231與該等第二貫孔241。該等第一貫孔231與該等第二貫孔241彼此垂直交錯間隔排列。除位於邊側的該等第一貫孔231外，每一第一貫孔231的垂直四向接鄰有四個的該等第二貫孔241。同樣地，除位於邊側的該等第二貫孔241外，每一第二貫孔241的垂直四向接鄰有四個的該等第一貫孔231。每一第一貫孔231相對應設置有一個陶瓷管3。每一第二貫孔241相對應設置有一個陶瓷塊4。此種設置方式可讓該上電極裝置的整個面積區域有較均勻的蝕刻氣體流動分布，而並非僅集中於一處。於本第三實施例中，以該等第一貫孔231與該等第二貫孔241的總量為100%，該等第一貫孔231的占約50%(41/81)，該等第二貫孔241的占約50%(40/81)。

參閱圖8，本創作上電極裝置的一個第四實施例與該第三實施例類似，不同的地方在於該等第一貫孔231與該等第二貫孔241的排列方式不同。該等第一貫孔231每九個為一組且彼此間隔地排成一個三排三列的方陣。該等第二貫孔241每九個為一組且彼此間隔地排成一個三排三列的方陣。該等由第一貫孔231所形成的方陣，與該等由第二貫孔241形成的方陣，彼此交錯設置而呈西洋棋盤狀。每一方陣中的該等第一貫孔231彼此垂直間隔排列。每一方陣中的該等第二貫孔241也彼此垂直間隔排列。每一第一貫孔231對應設置有一個所述的陶瓷管3。每一第二貫孔241對應設置有一個所述的陶瓷塊4。於本第四實施例中，該等第一貫孔231的數量為45個，該等第二貫孔241的數量約為36個。因此，以該等第一貫孔231與該等第二貫孔241的總量為100%，該等第一貫孔231約占55.6%(45/81)，該等第二貫孔241約占44.4%(36/81)。

參閱圖9，本創作上電極裝置的一個第五實施例與該第一實施例類似，不同的地方在於該中間部23界定出三排三列方陣共計9個的所述第一貫孔231，該外圍部24界定出圍繞在該等第一貫孔231外側並排成三圈共計72個的所述第二貫孔241。每一第一貫孔231填有所述的陶瓷管3。每一第二貫孔241填有所述的陶瓷塊4。以該等第一貫孔231與該等第二貫孔241的總數量為100%，該等第一貫孔231的數量佔約11.11%，該等第二貫孔241的數量佔約88.89%。於本第五實施例中，該等第二貫孔241的數量多於該等第一貫孔231的數量，該等陶瓷塊4的數量也多於該等陶瓷管3的數量。本第五實施例與該第一實施例相較，能供蝕刻氣體更集中地自該等第一貫孔231離開，故蝕刻效果較第一實施例更好。

參閱圖10，本創作的一個第六實施例與該第三實施例類似，不同的地方在於該等第一貫孔231與該等第二貫孔241彼此隨機排列，且每一第一貫孔231對應設置有所述的陶瓷管，每一第二貫孔241對應設置有所述的陶瓷塊4。

從前面的各實施例中讀者應可瞭解，該等第一貫孔231與該等第二貫孔241依不同的需求而可以有不同的排列方式，並能具有不同的蝕刻效果。所述的不同需求，舉例來說可為待蝕刻物的不同待蝕刻部位的不同分布。雖然該等第一貫孔231與該等第二貫孔241的會分布不同，但同樣透過設置經該等陶瓷塊4封閉的該等第二貫孔241，減少供蝕刻氣體流經的該等第一貫孔231的數量及比例，來達到提供較佳蝕刻效果之目的。此外，要補充說明的是，本創作主要的功效在於提高蝕刻效果，因此在部份的所述第一貫孔231及所述的第二貫孔241中如省略填入所述的陶瓷管3及所述的陶瓷塊4，只要利用所述的陶瓷塊4封閉部分的孔洞，也應在本發明的等效保護範圍之中。

以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，凡是依本創作申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單等效變化與修飾，皆仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧電極板
21‧‧‧電極本體
22‧‧‧表面處理層
23‧‧‧中間部
231‧‧‧第一貫孔
24‧‧‧外圍部
241‧‧‧第二貫孔
3‧‧‧陶瓷管
4‧‧‧陶瓷塊
D1‧‧‧深度
D2‧‧‧深度
L1‧‧‧長度
L2‧‧‧長度
W1‧‧‧第一方向
W2‧‧‧第二方向

本創作其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一個習知的上電極裝置的一個立體分解圖，圖中分解示意數個陶瓷管的其中一個； 圖2是習知的該上電極裝置安裝於一個反應槽體且部分元件剖切的一個局部剖視圖； 圖3是本創作上電極裝置的一個第一實施例的一個立體分解圖，圖中分解示意數個陶瓷管的其中一個及數個陶瓷塊的其中一個； 圖4是該第一實施例安裝於一個反應槽體且部分元件剖切的一個局部剖視圖； 圖5是本創作上電極裝置的一個第二實施例的一個立體分解圖，圖中分解示意數個陶瓷管的其中一個及數個陶瓷塊的其中一個； 圖6是該第二實施例安裝於一個反應槽體且部分元件剖切的一個局部剖視圖； 圖7是本創作上電極裝置的一個第三實施例的一個立體圖； 圖8是本創作上電極裝置的一個第四實施例的一個立體圖； 圖9是本創作上電極裝置的一個第五實施例的一個立體圖；及 圖10是本創作上電極裝置的一個第六實施例的一個立體圖。

Claims (10)

1. 一種上電極裝置，包含： 一個電極板，包括一個電極本體，該電極本體界定出彼此間隔的數個第一貫孔與數個第二貫孔； 數個陶瓷管，呈中空管狀，並設置在該等第一貫孔中；及 數個陶瓷塊，設置在該等第二貫孔中，並封閉該等第二貫孔。
2. 如請求項1所述的上電極裝置，其中，該電極本體具有一個位於中間的中間部，以及一個圍繞連接該中間部外圍的外圍部，該中間部界定出該等第一貫孔，該外圍部界定出該等第二貫孔。
3. 如請求項1所述的上電極裝置，其中，每一第一貫孔設置有一個對應的該陶瓷管，每一第二貫孔設置有一個對應的該陶瓷塊。
4. 如請求項1所述的上電極裝置，其中，以該等第一貫孔與該等第二貫孔的總數量為100%，該等第二貫孔的數量占40%～90%。
5. 如請求項1所述的上電極裝置，其中，該電極本體具有一個位於中間的中間部，以及一個圍繞連接該中間部外圍的外圍部，該中間部界定出該等第一貫孔，該外圍部界定出該等第二貫孔，以該等第一貫孔與該等第二貫孔的總數量為100%，該等第二貫孔的數量占40%～90%，每一第一貫孔設置有一個對應的該陶瓷管，每一第二貫孔設置有一個對應的該陶瓷塊。
6. 如請求項1所述的上電極裝置，其中，該等第一貫孔數個為一組地分成數組，數組的該等第一貫孔沿一個第一方向排成數排，每一組的該等第一貫孔沿一個不同於該第一方向的第二方向彼此間隔排列，該等第二貫孔數個為一群地分為兩群，兩群的該等第二貫孔分別位於該等第一貫孔的兩側，每一群的該等第二貫孔數個為一組地分為數組，每一群的數組該等第二貫孔，沿該第一方向排成數排，每一組的該等第二貫孔，沿該第二方向彼此間隔排列。
7. 如請求項6所述的上電極裝置，其中，該第一方向與該第二方向垂直。
8. 如請求項1所述的上電極裝置，其中，該等第一貫孔與該等第二貫孔彼此垂直交錯間隔排列。
9. 如請求項1所述的上電極裝置，其中，該等第一貫孔數個為一組地間隔排列，該等第二貫孔數個為一組地間隔排列，數組的該等第一貫孔與數組的該等第二貫孔彼此交錯設置。
10. 如請求項9所述的上電極裝置，其中，該等第一貫孔是數個為一組地排成一個方陣，每一方陣中的該等第一貫孔彼此垂直間隔排列，該等第二貫孔數個為一組地排成一個方陣，每一方陣中的該等第二貫孔彼此垂直間隔排列。