专利名称：蚀刻设备的反应槽装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种反应槽装置，特别是涉及一种用于蚀刻设备的反应槽装置。
背景技术：
在电浆蚀刻制程中，上电极位于玻璃基板的上方，必须要有高电浆电阻，为达到此 目的，现有上电极板的制造方式，是对基板层进行阳极处理，使其表面产生薄薄的一层阳极 膜，例如中国台湾申请案号第88107375号专利案。但是因为电浆蚀刻制程中会存在着氟 (F2)、氯(Cl2)等活性腐蚀气体，当阳极膜遭受到电浆蚀刻制程中的腐蚀气体腐蚀后，上电 极电阻会迅速的降低，容易致使上电极发生电弧现象，导致整个上电极失效，所以必须适时 把腐蚀后的阳极膜除去，重新再长出阳极膜。阳极膜再生时，先以化学蚀刻基板层的方式，将旧阳极膜蚀刻掉，然后再对基板层 表面重新进行阳极处理而生成新的阳极膜，但是此再生方式除了会导致基板层变薄外，还 会使上电极中用以通入上述蚀刻用气体的通气孔产生扩孔问题，导致上电极通气孔变大的 现象，易造成蚀刻制程变异，严重者上电极需报废。此外，玻璃基板的电浆蚀刻制程中，会产生微粒子，这些微粒子除了被真空泵抽走 外，另一部分会吸附在真空腔体内的零件，零件的表面积越大越能吸附微粒子。但是阳极处 理前必须要把表面粗糙度降低到一定的程度(Ra = 1 μ m以下)，这样才可使阳极皮膜均勻 性佳，因此，阳极膜的低表面粗糙度的限制，会致使其吸附微粒子的能力相当有限，易达到 饱和，进而容易致使微粒子掉落在玻璃基板的线路上，造成玻璃基板的缺陷，必须经常进行 清洗，相当不便。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种可提高蚀刻品质且使用寿命长的蚀刻设备的反
应槽装置。本实用新型蚀刻设备的反应槽装置，包含一个开口朝上的反应室、一个安装于反 应室中的下电极，及一个盖设于反应室上的上电极。该反应室包括一个底壁，及一个自底壁 往上突伸的环状的围壁，该下电极是安装于反应室的底壁顶面。该上电极是盖封反应室开 口地往下叠置于该围壁顶面，并包括一个具有一个粗糙化底面的基板层，及一个由陶瓷粉 末以电浆熔射方式熔射固结于该基板层的粗糙化底面的陶瓷熔射层。较佳地，前述的蚀刻设备的反应槽装置，所述的上电极还包括一个被覆固定于该 陶瓷熔射层的保护层。较佳地，前述的蚀刻设备的反应槽装置，所述的陶瓷熔射层厚度范围介于 ΙΟμ3000 μ Hl0较佳地，前述的蚀刻设备的反应槽装置，所述的保护层厚度范围介于5nm 10 μ m。本实用新型的有益效果在于通过于基板层被覆该陶瓷熔射层的设计，除了可通过陶瓷熔射层的抗腐蚀性，大幅提高上电极的使用寿命外，还可通过该陶瓷熔射层的粗糙 表面设计，提高上电极吸附蚀刻产生的微粒子的能力，提高玻璃蚀刻品质。
图1是本实用新型蚀刻设备的反应槽装置的一个较佳实施例的侧视剖视示意图；图2是该较佳实施例的一个上电极的局部剖视放大示意图；图3是该较佳实施例的上电极板的制造流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。如图1、2所示，本实用新型蚀刻设备的反应槽装置的较佳实施例，适用于供一个 气体供应管100连通安装，以通入蚀刻玻璃的气体，例如氟、氯等气体。该反应槽装置包含 一个开口朝上的反应室3、一个安装于反应室3中的下电极4，及一个盖设于反应室3且间 隔位于下电极4正上方的上电极5。该反应室3由铝材制成，包括一个底壁31，及一个自该底壁31周缘一体往上突伸 的环状的围壁32，且该围壁32近底缘处会连通安装一个用以排出气体的气体放电管200。 该下电极4安装固定于该底壁31顶面。由于反应室3与下电极4都为一般构件，且非本实 用新型的创作重点，因此不再详述。该上电极5盖封该反应室3开口地叠置盖设于该围壁32顶面，而位于该下电极4 正上方，且该上电极5底面穿设有多个分别用以将气体供应管100注入的蚀刻气体导入该 反应室3的气孔50。该上电极5包括一个穿设有所述气孔50的铝质的基板层51、一个被 覆于该基板层51底面且局部被覆于气孔50底端开口处孔缘的陶瓷熔射层52，及一个被覆 于该陶瓷熔射层52外表面的保护层53。配合图3，该上电极5制造时，会先将该基板层51面向该下电极4的底面进行粗糙 化处理，在本实施例中，该基板层51材质为铝(Al)，其粗糙度(Ra)范围为0.3μπι 40μπι， 但是实施时，基板层51也可由钛(Ti)、钛合金(Ti Alloy)、不锈钢(Stainless Steel)、· (Mo)、镍合金(Ni Alloy)等金属或合金制成。接着，再以电浆熔射方式，将高电浆电阻的陶瓷粉末熔射固结于该基板层51的粗 糙化底面，而构成覆盖该基板层51底面与被覆在气孔50开口处孔缘的陶瓷熔射层52，并可 依据需求，任意调整所被覆的陶瓷熔射层52的厚度与表面粗糙度。在本实施例中，该陶瓷 熔射层52厚度范围为10 μ m 3000 μ m,其表面粗糙度(Ra)范围为0. 1 μ m 40 μ m，且所 选用的陶瓷粉末为氧化铝。但是实施时，所用陶瓷粉末也可选自于氧化钇、氧化锆、氧化铝、 氧化钛、氧化镁、氧化硅、氧化铬及由氧化钇、氧化锆、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化钙、氧化 硅与氧化铬的混合所组成的群体。完成该陶瓷熔射层52的被覆后，再将熔射粒子粘结剂涂布于该陶瓷熔射层52的 表面，然后再以低温烧结方式，使涂布的熔射粒子粘结剂固结于陶瓷熔射层52，而构成薄膜 状的保护层53，填补陶瓷熔射层52表面处的陶瓷粉末间隙，及强化熔射后的陶瓷粉末间的 结合力，该低温烧结温度低于基板层51与陶瓷熔射层52的熔点。最后，再以清水清洗该上 电极5，便完成上电极5的制作。[0021]本实施例中，该保护层53厚度只为5nm 10 μ m，会稍微降低该陶瓷熔射层52的 表面粗糙度，所以可通过调整该陶瓷熔射层52的表面粗糙度的方式，控制该保护层53被覆 后所构成的上电极5底面的整体粗糙度，例如上电极5的目标粗糙度是Ra = 5μπι，可将陶 瓷熔射层52的粗糙度熔射到Ra = 5 μ m以上，例如陶瓷熔射层52的粗糙度Ra = 7 μ m或 8 μ m,使熔射粒子粘结剂烧结构成保护层53后的表面粗糙度降回Ra = 5 μ m。该熔射粒子粘结剂是选自于由Si系列化合物、Cr系列化合物及Si系列化合物与 Cr系列化合物的混合所构成的群体，例如水玻璃、硅酸钾、硅酸钠、有机铬，或是高分子聚合 物，例如PVA、PVB等等。将本实用新型的上电极5与一般被覆阳极膜的铝质上电极进行比较，本实用新型 的上电极5底面粗糙度会明显大于一般上电极，所以本实用新型的上电极5吸附蚀刻产生 的微粒子的能力会优于一般上电极，因此可相对降低上电极5的清洗频率，并有助于提高 蚀刻品质。且经分析，上述一般上电极的阳极膜属于非晶相(amorphous相)的氧化铝，而本 实用新型以熔射技术所构成的陶瓷熔射层52属于α相氧化铝，所以陶瓷熔射层52的抗 腐蚀性会明显优于一般上电极的阳极膜，再加上该保护层53也具有抗腐蚀性，所以将上述 两种上电极分别浸泡于5%的HCl溶液中进行耐腐蚀试验，结果发现，阳极膜在浸泡五小时 后，表面已发生腐蚀现象，但是本实用新型所使用的上电极5在浸泡十小时后，表面依然完 全无腐蚀现象，证实本实用新型中所使用的上电极5的抗腐蚀性确实优于一般被覆阳极膜 的上电极，所以使用寿命会明显较一般上电极长。此外，当上电极5经过一段时间的使用，该保护层53与陶瓷熔射层52被蚀刻气体 腐蚀，致使构成陶瓷熔射层52的陶瓷熔射粒子会掉落在被蚀刻的玻璃基板时，就须重新被 覆保护层53及/或陶瓷熔射层52。若陶瓷熔射层52还可用，可以直接把上电极5附着的 微粒子清洗后，直接再于该陶瓷熔射层52表面涂布该熔射粒子粘结剂，然后再将熔射粒子 粘结剂烧结构成保护层53。当然，必要时，也可再次进行陶瓷粉末的熔射被覆，以构成新的 陶瓷熔射层52，然后再烧结被覆该保护层53。在上述重新被覆陶瓷熔射层52与保护层53 过程中，完全不须采用一般重新被覆阳极膜前所需使用的化学蚀刻，所以该基板层51不 会越来越薄。且当上电极5的气孔50在通入腐蚀性气体一段时间后，有被腐蚀产生扩孔现象 时，可通过使陶瓷熔射层52局部径向突伸入气孔50开口处，与局部被覆于气孔50靠近开 口处内缘的方式，将气孔50开口处口径缩小至原本预定的口径，使经由气孔50注入反应室 3的气体流量可维持恒定。另外，实施时，由于该陶瓷熔射层52的抗腐蚀性已优于一般阳极膜，所以不以在 该陶瓷熔射层52被覆该保护层53为必要。综上所述，通过于金属材质的基板层51被覆该陶瓷熔射层52，并于陶瓷熔射层52 表面被覆该保护层53的设计，除了可通过陶瓷熔射层52与保护层53的抗腐蚀性，大幅提 高上电极5的使用寿命外，还可通过该陶瓷熔射层52的粗糙表面设计，提高上电极5吸附 蚀刻产生的微粒子的能力，可降低上电极5清洗频率，并提高玻璃蚀刻品质，且该陶瓷熔射 层52的重新被覆，完全不需使用到一般除去旧阳极膜所用的化学蚀刻，所以上电极5不会 有逐渐变薄的情况。并可方便通过调控该陶瓷熔射层52的粗糙度，任意调控被覆该保护层53后的上电极5的表面粗糙度。 此外，还可通过使该陶瓷熔射层52局部径向突伸遮蔽基板层51的气孔50的开 口，及延伸附着于气孔50靠近开口处内缘的设计，有效控制气孔50的开口口径，有助于调 控经上电极5注入反应室3的腐蚀气体流量，使本实用新型反应槽装置具有稳定的蚀刻品 质，进而可相对提高本实用新型反应槽装置的市场竞争力。
权利要求1.一种蚀刻设备的反应槽装置，包含一个开口朝上的反应室，及分别安装于该反应室 的一个下电极与一个上电极，该反应室包括一个底壁，及一个自底壁往上突伸的环状的围 壁，该下电极安装于反应室的底壁顶面，该上电极盖封反应室开口地往下叠置于该围壁顶 面，其特征在于该上电极包括一个具有一个粗糙化底面的基板层，及一个由陶瓷粉末以电 浆熔射方式熔射固结于该基板层的粗糙化底面的陶瓷熔射层。
2.根据权利要求1所述的蚀刻设备的反应槽装置，其特征在于该上电极还包括一个 被覆固定于该陶瓷熔射层的保护层。
3.根据权利要求1或2所述的蚀刻设备的反应槽装置，其特征在于陶瓷熔射层厚度 范围介于ΙΟμπι 3000μπι之间。
4.根据权利要求2所述的蚀刻设备的反应槽装置，其特征在于该保护层厚度范围介 于5nm 10 μ m之间。
专利摘要一种蚀刻设备的反应槽装置，包含一个反应室、一个下电极及一个上电极。该反应室包括一个底壁，及一个自底壁往上突伸的环状的围壁，该下电极安装于反应室的底壁顶面，该上电极盖封反应室开口地往下叠置于该围壁顶面，并包括一个具有一个粗糙化底面的基板层，及一个由陶瓷粉末以电浆熔射方式熔射固结于该基板层的粗糙化底面的陶瓷熔射层。通过于基板层被覆该陶瓷熔射层的设计，除了可通过陶瓷熔射层的抗腐蚀性，大幅提高上电极的使用寿命外，还可通过该陶瓷熔射层的粗糙表面设计，提高上电极吸附蚀刻产生的微粒子的能力，提高玻璃蚀刻品质。
文档编号C03C15/00GK201817397SQ20102028954
公开日2011年5月4日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者周峙丞, 张国钦 申请人:周业投资股份有限公司