[发明专利]一种上部电极及其制造方法和干法刻蚀设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种上部电极及其制造方法和干法刻蚀设备。

背景技术

干法刻蚀是一种利用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。上部电极是干法刻蚀设备的主要部件。现有技术中上部电极主体采用金属材料制成，一般为镁铝合金。图1为现有技术中上部电极的结构示意图。如图1所示，上部电极100包括上部电极主体120和离子晶体层140。上部电极主体120上分布着电极气体流出孔160，在上部电极主体120的表面通过阳极氧化工艺生成离子晶体层140，一般为伽马型氧化铝(γ-Al₂O₃)层。经过阳极氧化工艺后，离子晶体层140的厚度为40-60μm。

现有技术中上部电极的表面氧化膜为离子晶体，因而上部电极的表面容易附着反应生成物。另外，由于电极气体流出孔的氧化速率偏底，导致电极气体流出孔部位形成的氧化膜偏薄，在气体腐蚀下上部电极很容易产生电极气体流出孔堵塞的问题，这样会影响到产品良率。通常为了避免上述问题的发生，需要定期更换上部电极。因此，现有技术中上部电极的使用寿命短，容易发生工艺不良的现象。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种上部电极及其制造方法和干法刻蚀设备，用于解决现有技术中上部电极使用寿命短，容易发生工艺不良的问题。

为此，本发明提供一种上部电极，包括上部电极主体，所述上部电极主体上设置有电极气体流出孔。所述上部电极主体的表面覆盖有离子晶体层，离子晶体层的表面覆盖有原子晶体层。

优选的，所述原子晶体层为阿尔法型氧化铝层。

优选的，所述离子晶体层的厚度为30-50μm。

优选的，所述原子晶体层的厚度为30-40μm。

本发明还提供一种干法刻蚀设备，包括上述的任意一种上部电极。

本发明还提供一种上部电极的制造方法，所述方法包括：

在上部电极主体上设置电极气体流出孔；

在上部电极主体的表面形成离子晶体层；

在离子晶体层的表面形成原子晶体层。

优选的，所述在上部电极主体的表面形成离子晶体层的步骤包括：

通过阳极氧化工艺在所述上部电极主体的表面形成所述离子晶体层。

优选的，所述通过阳极氧化工艺在所述上部电极主体的表面形成所述离子晶体层的步骤包括：

利用硫酸、草酸或者两者的混合液在所述上部电极主体的表面进行阳极氧化工艺，以形成所述离子晶体层。

优选的，所述在离子晶体层的表面形成原子晶体层的步骤包括：

通过溅射工艺在所述离子晶体层的表面形成所述原子晶体层。

优选的，所述通过溅射工艺在离子晶体层的表面形成原子晶体层的步骤包括：

对所述离子晶体层的表面进行溅射；

对所述电极气体流出孔进行溅射，以形成所述原子晶体层。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的实施例中，上部电极的表面氧化膜为原子晶体，由于原子晶体的化学性质稳定、耐高温而且莫氏硬度大，使得上部电极能够有效避免反应生成物的粘附以及电极气体流出孔的腐蚀，因此，本发明提供的上部电极使用寿命长，同时能够避免发生工艺不良的情况。

附图说明

图1为现有技术中上部电极的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种上部电极的结构示意图；

图3为图2所示上部电极的局部俯视图；

图4为图3所示上部电极的A-A剖视图；

图5为本发明实施例三提供的一种上部电极的制造方法的流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的上部电极及其制造方法和干法刻蚀设备进行详细描述。

图2为本发明实施例一提供的一种上部电极的结构示意图。如图2所示，上部电极100包括上部电极主体120，其上设置有电极气体流出孔160。上部电极主体120的表面覆盖有离子晶体层140，优选的，离子晶体层140为采用阳极氧化工艺生成的伽马型氧化铝(γ-Al₂O₃)层。离子晶体层140的表面覆盖有原子晶体层180。优选的，原子晶体层180为阿尔法型氧化铝(α-Al₂O₃)层。