本發(fā)明實(shí)施例涉及一種等離子體系統(tǒng)的腔室。

背景技術(shù)：

在制造現(xiàn)今半導(dǎo)體裝置時(shí)，通過氣體的化學(xué)反應(yīng)將薄層沉積在半導(dǎo)體襯底上是主要步驟之一。此沉積過程一般稱為化學(xué)氣相沉積(chemicalvapordeposition，cvd)工藝。典型的熱cvd工藝將反應(yīng)氣體供應(yīng)到襯底表面，并在所述襯底表面發(fā)生熱誘導(dǎo)(heat-induced)的化學(xué)反應(yīng)，以制造出所需的層。

另一方面，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma-enhancedcvd，pecvd)技術(shù)則是通過將射頻(radiofrequency，rf)能量施加到襯底表面附近的反應(yīng)區(qū)，以促進(jìn)反應(yīng)氣體的激發(fā)和/或分解，藉此產(chǎn)生等離子體。等離子體中的物質(zhì)的高反應(yīng)性會(huì)減少發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需的能量，因此，與習(xí)知的熱cvd工藝相比，pecvd工藝所需的溫度較低。高密度等離子體(highdensityplasma，hdp)cvd技術(shù)進(jìn)一步利用這些優(yōu)點(diǎn)，以在低真空壓力下形成稠密等離子體，使得等離子體物質(zhì)更容易反應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種等離子體系統(tǒng)的腔室，包括腔室壁、襯底支架以及內(nèi)襯。腔室壁定義等離子體加工區(qū)域。襯底支架經(jīng)配置以支撐所述等離子體加工區(qū)域中的襯底。內(nèi)襯位在所述等離子體加工區(qū)域中并且將所述腔室壁與所述等離子體加工區(qū)域分離。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的等離子體系統(tǒng)的腔室的簡(jiǎn)化圖。

圖2是圖1的腔室的簡(jiǎn)化分解圖。

圖3示出為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的將內(nèi)襯安裝到等離子體系統(tǒng)的步驟流程圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的圖2的腔室的簡(jiǎn)化俯視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的沿著圖4中的線a-a’的簡(jiǎn)化剖面圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的沿著圖4中的線b-b’的簡(jiǎn)化剖面圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的第二螺釘?shù)暮?jiǎn)化圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的內(nèi)襯的簡(jiǎn)化剖面圖。

具體實(shí)施方式

以下揭示內(nèi)容提供用于實(shí)施所提供的目標(biāo)的不同特征的許多不同實(shí)施例或?qū)嵗?。以下所描述的?gòu)件及位的具體實(shí)例是為了以簡(jiǎn)化的方式傳達(dá)本發(fā)明為目的。當(dāng)然，這些僅僅為實(shí)例而非用以限制。舉例來說，于以下描述中，在第二特征上方或在第二特征上形成第一特征可包括第一特征與第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，且也可包括第一特征與第二特征之間可形成額外特征使得第一特征與第二特征可不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明在各種實(shí)例中可使用相同的組件標(biāo)號(hào)和/或字母來指代相同或類似的部件。組件標(biāo)號(hào)的重復(fù)使用是為了簡(jiǎn)單及清楚起見，且并不表示所欲討論的各個(gè)實(shí)施例和/或位本身之間的關(guān)系。

另外，為了易于描述附圖中所示出的一個(gè)構(gòu)件或特征與另一組件或特征的關(guān)系，本文中可使用例如“在...下”、“在...下方”、“下部”、“在…上方”、“上部”及類似術(shù)語的空間相對(duì)術(shù)語。除了附圖中所示出的定向之外，所述空間相對(duì)術(shù)語意欲涵蓋組件在使用或操作時(shí)的不同定向。設(shè)備可被另外定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他定向)，而本文所用的空間相對(duì)術(shù)語相應(yīng)地作出解釋。

如上述，高射頻電源在hdp-cvd系統(tǒng)中誘發(fā)電弧，這會(huì)造成損壞且在hdp-cvd系統(tǒng)中形成污染物或顆粒。所述污染物或顆粒會(huì)導(dǎo)致襯底的缺陷或甚至導(dǎo)致襯底報(bào)廢。具體來說，電弧可在等離子體電子接地并穿過腔室壁期間損壞等離子體系統(tǒng)的腔室壁(通常為導(dǎo)體)，由此形成導(dǎo)電污染物或顆粒。所述導(dǎo)電污染物或顆?？赡苈湓谝r底上并且可能由于尖端放電(pointdischarge)而使得電弧發(fā)生在導(dǎo)電污染物或顆粒處，進(jìn)而導(dǎo)致襯底的缺陷或甚至造成襯底報(bào)廢。

基于上述，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯。將內(nèi)襯安裝在等離子體系統(tǒng)的腔室中，以將腔室的腔室壁與等離子體加工區(qū)域分離，以防止電弧所造成的損壞。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的等離子體系統(tǒng)的腔室100的簡(jiǎn)化圖。在一些實(shí)施例中，等離子體系統(tǒng)是高密度等離子體(highdensityplasma，hdp)系統(tǒng)。術(shù)語“高密度”在此上下文中應(yīng)理解為具有等于或超過10¹¹ions/cm³的離子密度。在一些實(shí)施例中，高密度等離子體系統(tǒng)是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(highdensityplasmachemicalvapordeposition，hdp-cvd)系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，高密度等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)經(jīng)配置以形成淺溝槽隔離(shallowtrenchisolation，sti)。在一些實(shí)施例中，高密度等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)經(jīng)配置以形成磷硅玻璃(phosphosilicateglass，psg)。

如圖1所示，腔室100包括腔室壁110、襯底支架120和內(nèi)襯130。腔室壁110定義出等離子體加工區(qū)域109。具體來說，腔室100可分為下部腔室102和上部腔室104，并且氣環(huán)106浮動(dòng)(floating)安裝在下部腔室102與上部腔室104之間。上部腔室104可包括圓頂108。在一些實(shí)施例中，圓頂108的材料包括陶瓷介電材料，例如是氧化鋁、氮化鋁、任何其它合適的材料或其組合。上部腔室104定義等離子體加工區(qū)域109的上邊界。襯底支架120和下部腔室102定義等離子體加工區(qū)域109的下邊界。在本文中，本發(fā)明的實(shí)施例的腔室壁110稱為下部腔室102的內(nèi)側(cè)壁。襯底支架120經(jīng)配置以支撐等離子體加工區(qū)域109中的襯底200。在一些實(shí)施例中，襯底200的直徑介于200mm至450mm之間。在一些實(shí)施例中，襯底200的直徑為200mm、300mm或450mm。在一些實(shí)施例中，襯底支架120包括襯底200下方的靜電吸盤(electrostaticchuck，esc)，所述靜電吸盤在工藝期間將襯底200固定到襯底支架120。在一些實(shí)施例中，襯底支架120的材料包括氧化鋁、氮化鋁、任何其它鋁陶瓷材料或其組合。

圖2是腔室100的簡(jiǎn)化分解圖，為了清楚地示出出內(nèi)襯130和下部腔室102等的其它構(gòu)件，圖2中省略了上部腔室104和氣環(huán)106。如圖1和圖2所示，內(nèi)襯130安裝在等離子體系統(tǒng)的腔室100中并且經(jīng)配置以分離腔室壁110與等離子體加工區(qū)域109，進(jìn)而防止電弧所造成的損壞。在一些實(shí)施例中，內(nèi)襯130可以通過第一螺釘142和第一螺釘144固定到下部腔室102。具體來說，內(nèi)襯130的側(cè)壁132上具有第一螺孔152且其底部舌片(bottomtabs)134上具有第一螺孔154?？蓪⒌谝宦葆?42經(jīng)由第一螺孔152旋擰(screwed)并穿過內(nèi)襯130的側(cè)壁132。另外，可將第一螺釘144經(jīng)由第一螺孔154旋擰并穿過內(nèi)襯130的底部舌片134。在一些實(shí)施例中，第一螺釘142和第一螺釘144可以是聚酰亞胺螺釘(vespelscrews)或其它可適用類型的螺釘。

圖3示出為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的將內(nèi)襯130安裝到等離子體系統(tǒng)的步驟流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的圖2的腔室100的簡(jiǎn)化俯視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的沿著圖4中的a-a’線的簡(jiǎn)化剖面圖。在一些實(shí)施例中，內(nèi)襯130相對(duì)于腔室壁110的相對(duì)位置可以通過旋擰第一螺釘142和第一螺釘144來調(diào)整。參考圖3至圖5，將內(nèi)襯130安置在腔室100的等離子體加工區(qū)域109中，以分離腔室壁110與等離子體加工區(qū)域109(步驟310)。之后，將第一螺釘142經(jīng)由第一螺孔152從內(nèi)襯130的內(nèi)側(cè)朝向腔室壁110旋擰并穿過內(nèi)襯130的側(cè)壁132，以將第一螺釘142中的每一個(gè)的末端推至(pushesagainst)腔室壁110的側(cè)表面112(步驟320)。另外，將第一螺釘144經(jīng)由第一螺孔154從內(nèi)襯130的內(nèi)側(cè)朝向腔室壁110旋擰并穿過內(nèi)襯130的底部舌片134，以將第一螺釘144中的每一個(gè)的末端推至腔室壁110的底表面114(步驟320)。

在一些實(shí)施例中，在將內(nèi)襯130安置在腔室100中之前，第一螺釘142和第一螺釘144可分別預(yù)安裝到第一螺孔152和第一螺孔154中。另外，第一螺釘142和第一螺釘144可分別安裝到第一螺孔152和第一螺孔154中，直到內(nèi)襯130安置在腔室100中。具體來說，內(nèi)襯130的水平位置可以通過第一螺釘142來調(diào)整，以將內(nèi)襯130居中(centering)或定位在相對(duì)于腔室壁110的位置。此外，當(dāng)?shù)谝宦葆?42推擠至腔室壁110的側(cè)表面112時(shí)，內(nèi)襯130通過從腔室壁110至第一螺釘142的反作用力固定在腔室100中。另一方面，內(nèi)襯130相對(duì)于腔室壁110的高度或斜度可通過將第一螺釘144朝向腔室壁110的底表面114旋擰并穿過內(nèi)襯130的底部舌片134來調(diào)整。另外，在一些實(shí)施例中，內(nèi)襯130通過第一螺釘142和第一螺釘144與腔室100的腔室壁110分隔。

在一些實(shí)施例中，腔室100的腔室壁110可包括兩個(gè)觀察部116或更多個(gè)觀察部116，如圖2所示。舉例來說，兩個(gè)觀察部116分別位在腔室壁110的相對(duì)兩側(cè)處。另外，內(nèi)襯130可具有對(duì)應(yīng)于觀察部116的兩個(gè)第二螺孔156或更多個(gè)第二螺孔156。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的沿著圖4中的線b-b’的簡(jiǎn)化剖面圖。兩個(gè)第二螺釘146或更多個(gè)第二螺釘146經(jīng)由第二螺孔156旋擰并穿過內(nèi)襯130，且第二螺釘146中的每一個(gè)的末端插入到穿過對(duì)應(yīng)于觀察部116的第一通孔116a中。這有助于將內(nèi)襯130支撐和固定在腔室100中。在一些實(shí)施例中，第二螺釘146可以是聚酰亞胺螺釘或其它可適用類型的螺釘。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的第二螺釘146中的一者的簡(jiǎn)化圖。如圖6和圖7所示，在一些實(shí)施例中，第二螺釘146中的每一者可具有第二通孔146a，且當(dāng)?shù)诙葆?46插入到第二通孔146a中時(shí)，等離子體加工區(qū)域109和對(duì)應(yīng)于觀察部116的第一通孔116a可以通過第二通孔146a連通。換句話說，在第二螺釘146插入到觀察部116中的情況下，腔室100的觀察部116仍可通過第二螺釘146的第二通孔146a觀察或監(jiān)視等離子體加工區(qū)域109中的等離子體加工。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的內(nèi)襯130的簡(jiǎn)化剖面圖。內(nèi)襯130具有非導(dǎo)電表面，以防止在等離子體系統(tǒng)的腔室100中產(chǎn)生電弧。在一些實(shí)施例中，內(nèi)襯130包括內(nèi)襯主體130a以及覆蓋內(nèi)襯主體130a的絕緣保護(hù)層130b。在一些實(shí)施例中，內(nèi)襯主體130a包括任何合適的金屬或合金，例如，鋁、鎂、鈦、任何其它合適的金屬或合金，或其組合。

絕緣保護(hù)層130b經(jīng)配置以隔離內(nèi)襯主體130a與等離子體，并由此防止電弧所造成的損壞。在一些實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層130b可通過微弧等離子體氧化(microarcplasmaoxidation，mapo)法或其它合適的技術(shù)來形成，且絕緣保護(hù)層130b可以是晶體金屬氧化物層(crystallinemetaloxidelayer)或非晶體金屬氧化物層(amorphousmetaloxidelayer)。在一些實(shí)施例中，晶體金屬氧化物層包括晶體氧化鋁、晶體氧化鎂、晶體氧化鈦、任何其它合適的晶體金屬氧化物或其組合。在一些實(shí)施例中，晶體氧化鋁包括α-氧化鋁、γ-氧化鋁或其組合。

在一些實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層130b不包括結(jié)晶水(crystalwater)，因此適用于等離子體系統(tǒng)中。如果在絕緣保護(hù)層130b中存在結(jié)晶水，那么可能會(huì)影響等離子體加工區(qū)域109的環(huán)境。

在一些實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層130b具有高于或等于800的維氏硬度(vickers-hardness)，使得絕緣保護(hù)層130b具有良好的耐磨特性。在一些實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層130b具有介于800至1,500之間的維氏硬度。

在一些實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層130b具有大于或等于900伏特(v)的崩潰電壓(breakdownvoltage)；也就是說，絕緣保護(hù)層130b具有高電壓的崩潰電阻。在一些實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層具有高達(dá)1,200v的崩潰電壓。

在一些實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層130b具有大于或等于20微米(μm)的厚度。在一些實(shí)施例中，絕緣保護(hù)層130b的厚度在20μm至50μm的范圍內(nèi)。在實(shí)際應(yīng)用中，可調(diào)整絕緣保護(hù)層130b的厚度以達(dá)到足夠的崩潰電壓。

在一些實(shí)施例中，等離子體系統(tǒng)可以是包括射頻產(chǎn)生器(radiofrequencygenerator)的高密度等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)。所述射頻產(chǎn)生器經(jīng)配置以提供大于或等于6,000瓦(watts)的射頻功率(radiofrequencypower)。在一些實(shí)施例中，射頻功率大于或等于9,000瓦。在一些實(shí)施例中，高密度等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)還包括電源等離子體(sourceplasma)系統(tǒng)(未示出)和偏壓等離子體(biasplasma)系統(tǒng)(未示出)。在一些實(shí)施例中，電源等離子體系統(tǒng)包括頂部電源射頻產(chǎn)生器(未示出)和側(cè)面電源射頻產(chǎn)生器(未示出)。在一些實(shí)施例中，頂部電源射頻產(chǎn)生器經(jīng)配置以提供大于或等于6,000瓦的射頻功率。在一些實(shí)施例中，側(cè)面電源射頻產(chǎn)生器經(jīng)配置以提供大于或等于6,000瓦的射頻功率。在一些實(shí)施例中，頂部電源射頻產(chǎn)生器和側(cè)面電源射頻產(chǎn)生器分別耦接到圓頂108的頂部以及其側(cè)面。在一些實(shí)施例中，偏壓等離子體系統(tǒng)包括偏壓射頻產(chǎn)生器(未示出)。在一些實(shí)施例中，偏壓射頻產(chǎn)生器經(jīng)配置以提供大于或等于6,000瓦的射頻功率。

在一些實(shí)施例中，高密度等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)還包括真空系統(tǒng)(未示出)，以控制腔室壓力。在一些實(shí)施例中，真空系統(tǒng)包括節(jié)流閥(throttlevalve)、柵門閥(gatevalve)和渦輪分子泵(turbo-molecularpump)。

在一些實(shí)施例中，高密度等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程等離子體清潔(remoteplasmacleaning)系統(tǒng)(未示出)，以從腔室構(gòu)件中清除沉積殘留物。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程等離子體清潔系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程微波產(chǎn)生器(remotemicrowavegenerator)，其從反應(yīng)爐空腔(reactorcavity)(未示出)中的清潔氣體源(例如，分子氟、氮?dú)狻⒌?nitrogenfluoride)、其它碳氟化合物(fluorocarbons)任何其它合適的材料或其組合)產(chǎn)生等離子體。由此等離子體所產(chǎn)生的反應(yīng)性物質(zhì)通過施加管(applicatortube)(未示出)通過清潔氣體進(jìn)料口(未示出)傳送到腔室100。

下文進(jìn)一步描述制造等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯(例如，前述實(shí)施例的內(nèi)襯130)的方法。在一些實(shí)施例中，等離子體系統(tǒng)是高密度等離子體系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，高密度等離子體系統(tǒng)是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)。所述方法包括接收含鋁內(nèi)襯主體，例如，圖8的內(nèi)襯主體130a。在一些實(shí)施例中，含鋁內(nèi)襯主體的材料包括鋁。隨后形成含氧化鋁層(例如，圖8的絕緣保護(hù)層130b)以覆蓋含鋁內(nèi)襯主體的表面。在一些實(shí)施例中，含氧化鋁層的形成方法包括陽極氧化處理法、微弧等離子體氧化法、大氣等離子體氧化法、熱等離子體氧化法、熱氧化法、任何其它合適的氧化法或其組合。在一些實(shí)施例中，含氧化鋁層包括晶體氧化鋁、非晶體氧化鋁或其組合。

在一些實(shí)施例中，通過在含鋁內(nèi)襯主體上進(jìn)行陽極氧化處理法來形成含氧化鋁層。在陽極氧化處理期間，含氧化鋁層可通過化學(xué)氧化以及電化學(xué)氧化來形成，其中含鋁內(nèi)襯主體當(dāng)作陽極，而不銹鋼當(dāng)作陰極。

在一些實(shí)施例中，將含鋁內(nèi)襯主體浸在酸性電解質(zhì)溶液中，并且含鋁內(nèi)襯主體隨后在酸性電解質(zhì)溶液中電氣化(electrified)，以形成覆蓋含鋁內(nèi)襯主體的表面的含氧化鋁層。在一些實(shí)施例中，酸性電解質(zhì)溶液包括濃度為3g/l至25g/l之間的硫酸、鉻酸、草酸或其組合。

在一些實(shí)施例中，將含鋁內(nèi)襯主體浸在電解質(zhì)溶液中，并且含鋁內(nèi)襯主體隨后在電解質(zhì)溶液中電氣化，以形成覆蓋含鋁內(nèi)襯主體的表面的含氧化鋁層，其中電解質(zhì)溶液的溫度小于5℃。

在一些實(shí)施例中，使用陽極氧化處理法所形成的含氧化鋁層包括結(jié)晶水。在一些實(shí)施例中，使用陽極氧化處理法形成的含氧化鋁層包括非晶體氧化鋁。

在一些實(shí)施例中，通過在含鋁內(nèi)襯主體上進(jìn)行微弧等離子體氧化法來形成含氧化鋁層。微弧等離子體氧化法也稱為等離子體電解氧化法(plasmaelectrolyticoxidation)或陽極火花沉積法(anodicsparkdeposition)。在一些實(shí)施例中，含鋁內(nèi)襯主體當(dāng)作陽極，而不銹鋼當(dāng)作陰極。在一些實(shí)施例中，微弧等離子體氧化法的電流大于陽極氧化處理法的電流。在一些實(shí)施例中，微弧等離子體氧化法的施加電壓大于陽極氧化處理法的施加電壓。在一些實(shí)施例中，微弧等離子體氧化法的溫度大于陽極氧化處理法的溫度。在微弧等離子體氧化期間，可通過化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化和高溫等離子體氧化來形成含氧化鋁層。具體來說，先形成氧化鋁薄膜，隨后通過高電壓破壞所述氧化鋁薄膜，以形成具有高溫和高壓的等離子體區(qū)。由于等離子體區(qū)的高溫與高壓，鄰近等離子體區(qū)的鋁將被熔化，且鄰近等離子體區(qū)的電解質(zhì)溶液將被蒸發(fā)。經(jīng)熔化的鋁將與氧自由基反應(yīng)，以形成包括晶體氧化鋁的含氧化鋁層。在一些實(shí)施例中，晶體氧化鋁包括α-氧化鋁、γ-氧化鋁或其組合。

在一些實(shí)施例中，將含鋁內(nèi)襯主體浸在堿性電解質(zhì)溶液中，且含鋁內(nèi)襯主體隨后在堿性電解質(zhì)溶液中電氣化，以形成覆蓋含鋁內(nèi)襯主體的表面的含氧化鋁層。在一些實(shí)施例中，堿性電解質(zhì)溶液包括濃度為3g/l至25g/l之間的硅酸鈉、鋁酸鈉、磷酸鈉或其組合。在一些實(shí)施例中，堿性電解質(zhì)溶液還包括濃度為3g/l至25g/l之間的氫氧化鈉、氫氧化鉀或其組合。

在一些實(shí)施例中，將含鋁內(nèi)襯主體浸在電解質(zhì)溶液中，且含鋁內(nèi)襯主體隨后在電解質(zhì)溶液中電氣化，以形成覆蓋含鋁內(nèi)襯主體的表面的含氧化鋁層，其中電解質(zhì)溶液的溫度介于5℃至50℃之間。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)溶液的溫度介于20℃至50℃之間。

下文進(jìn)一步描述制造用于等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯(例如，前述實(shí)施例的內(nèi)襯130)的方法。在一些實(shí)施例中，等離子體系統(tǒng)是高密度等離子體系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，高密度等離子體系統(tǒng)是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)。所述方法包括接收金屬內(nèi)襯主體，例如，圖8的內(nèi)襯主體130a。在一些實(shí)施例中，金屬內(nèi)襯主體包括鋁、鎂、鈦或其組合。隨后形成含晶體金屬氧化物層(例如，圖8的絕緣保護(hù)層130b)，以覆蓋金屬內(nèi)襯主體的表面。在一些實(shí)施例中，含晶體金屬氧化物層的形成方法包括微弧等離子體氧化法、大氣等離子體氧化法、熱等離子體氧化法、熱氧化法、任何其它合適的氧化法或其組合。

在一些實(shí)施例中，通過在金屬內(nèi)襯主體上執(zhí)行微弧等離子體氧化法來形成含晶體金屬氧化物層。在一些實(shí)施例中，金屬內(nèi)襯主體當(dāng)作陽極，而不銹鋼當(dāng)作陰極。在微弧等離子體氧化期間，可通過化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化和高溫等離子體氧化來形成含晶體金屬氧化物層。具體來說，先形成金屬氧化物薄膜，隨后通過高電壓破壞所述金屬氧化物薄膜，以形成具有高溫和高壓的等離子體區(qū)。由于等離子體區(qū)的高溫與高壓，鄰近等離子體區(qū)的金屬將被熔化，且鄰近等離子體區(qū)的電解質(zhì)溶液將被蒸發(fā)。經(jīng)熔化的金屬將與氧自由基反應(yīng)，以形成含晶體金屬氧化物層。在一些實(shí)施例中，含晶體金屬氧化物層包括晶體氧化鋁、晶體氧化鎂、晶體氧化鈦或其組合。在一些實(shí)施例中，晶體氧化鋁包括α-氧化鋁、γ-氧化鋁或其組合。

在一些實(shí)施例中，將金屬內(nèi)襯主體浸在堿性電解質(zhì)溶液中，且金屬內(nèi)襯主體隨后在堿性電解質(zhì)溶液中電氣化，以形成覆蓋金屬內(nèi)襯主體的表面的含晶體金屬氧化物層。在一些實(shí)施例中，堿性電解質(zhì)溶液包括濃度為3g/l至25g/l之間的硅酸鈉、鋁酸鈉、磷酸鈉或其組合。在一些實(shí)施例中，堿性電解質(zhì)溶液還包括濃度為3g/l至25g/l之間的氫氧化鈉、氫氧化鉀或其組合。

在一些實(shí)施例中，將金屬內(nèi)襯主體浸在電解質(zhì)溶液中，且金屬內(nèi)襯主體隨后在電解質(zhì)溶液中電氣化，以形成覆蓋金屬內(nèi)襯主體的表面的含晶體金屬氧化物層，其中電解質(zhì)溶液的溫度介于5℃至50℃之間。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)溶液的溫度介于20℃至50℃之間。

根據(jù)一些實(shí)施例，等離子體系統(tǒng)的腔室包括：腔室壁，其定義等離子體加工區(qū)域；襯底支架，其經(jīng)配置以支撐等離子體加工區(qū)域中的襯底；以及內(nèi)襯，其位在等離子體加工區(qū)域中并且將腔室壁與等離子體加工區(qū)域分離。

在上述等離子體系統(tǒng)的腔室中，所述內(nèi)襯包括內(nèi)襯主體以及覆蓋所述內(nèi)襯主體的絕緣保護(hù)層。

在上述等離子體系統(tǒng)的腔室中，所述絕緣保護(hù)層包括金屬氧化物層。

在上述等離子體系統(tǒng)的腔室中，所述內(nèi)襯主體包括鋁、鎂、鈦或其組合。

在上述等離子體系統(tǒng)的腔室中，還包括旋擰穿過所述內(nèi)襯的多個(gè)第一螺釘，且所述多個(gè)第一螺釘中的每一者具有末端，其推擠至所述腔室壁。

在上述等離子體系統(tǒng)的腔室中，所述內(nèi)襯通過所述多個(gè)第一螺釘與所述腔室壁分隔。

在上述等離子體系統(tǒng)的腔室中，所述腔室壁包括多個(gè)觀察部，所述腔室還包括旋擰穿過所述內(nèi)襯的多個(gè)第二螺釘，并且所述多個(gè)第二螺釘中的每一者具有末端，其插入到穿過對(duì)應(yīng)于觀察部的第一通孔中。

在上述等離子體系統(tǒng)的腔室中，所述多個(gè)觀察部包括兩個(gè)觀察部，其分別位在所述腔室壁的相對(duì)兩側(cè)。

在上述等離子體系統(tǒng)的腔室中，所述第二螺釘中的每一者具有第二通孔，以連通所述等離子體加工區(qū)域和所述第一通孔。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供一種用于等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯，其中等離子體系統(tǒng)包括腔室壁，其定義等離子體加工區(qū)域；以及襯底支架，其經(jīng)配置以支撐等離子體加工區(qū)域中的襯底。內(nèi)襯包括內(nèi)襯主體以及絕緣保護(hù)層，所述絕緣保護(hù)層覆蓋內(nèi)襯主體，以分離腔室壁與等離子體加工區(qū)域。

在上述用于等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯中，所述絕緣保護(hù)層包括金屬氧化物層。

在上述用于等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯中，所述內(nèi)襯主體包括鋁、鎂、鈦或其組合。

在上述用于等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯中，所述內(nèi)襯具有多個(gè)第一螺孔，所述多個(gè)第一螺孔經(jīng)配置以由多個(gè)第一螺釘穿過，且所述多個(gè)第一螺釘中的每一者具有末端，其推擠至所述腔室壁。

在上述用于等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯中，所述內(nèi)襯具有多個(gè)第二螺孔，所述多個(gè)第二螺孔經(jīng)配置以由多個(gè)第二螺釘穿過，且所述多個(gè)第二螺釘中的每一者具有末端，其插入到穿過所述腔室壁的觀察部的第一通孔中。

在上述用于等離子體系統(tǒng)的內(nèi)襯中，所述多個(gè)第二螺孔包括兩個(gè)第二螺孔，其分別位在所述內(nèi)襯的相對(duì)兩側(cè)。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供一種用于將內(nèi)襯安裝到等離子體系統(tǒng)的方法，其中等離子體系統(tǒng)包括腔室壁，其定義等離子體加工區(qū)域；以及襯底支架，其經(jīng)配置以支撐等離子體加工區(qū)域中的襯底。所述方法包括：將內(nèi)襯安置在等離子體加工區(qū)域中，以分離腔室壁與等離子體加工區(qū)域；以及將多個(gè)第一螺釘朝向腔室壁旋擰并穿過內(nèi)襯，以將多個(gè)第一螺釘中的每一者的末端推至腔室壁。

在上述用于將內(nèi)襯安裝到等離子體系統(tǒng)的方法中，在將所述多個(gè)螺釘朝向所述腔室壁旋擰并穿過所述內(nèi)襯的步驟期間，調(diào)整所述內(nèi)襯相對(duì)于所述腔室壁的相對(duì)位置。

在上述用于將內(nèi)襯安裝到等離子體系統(tǒng)的方法中，還包括通過所述多個(gè)第一螺釘，以將所述內(nèi)襯與所述腔室壁分隔。

在上述用于將內(nèi)襯安裝到等離子體系統(tǒng)的方法中，還包括將多個(gè)第二螺釘朝向所述腔室壁旋擰并穿過所述內(nèi)襯，以將所述多個(gè)第二螺釘中的每一者的末端插入到穿過所述腔室壁的觀察部的第一通孔中。

在上述用于將內(nèi)襯安裝到等離子體系統(tǒng)的方法中，所述第二螺釘中的每一者具有第二通孔，所述第二通孔使得所述等離子體加工區(qū)域和所述第一通孔連通。

以上概述了數(shù)個(gè)實(shí)施例的特征，使本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可更佳了解本發(fā)明的態(tài)樣。本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者應(yīng)理解，其可輕易地使用本發(fā)明作為設(shè)計(jì)或修改其他工藝與結(jié)構(gòu)的依據(jù)，以實(shí)行本文所介紹的實(shí)施例的相同目的和/或達(dá)到相同優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者還應(yīng)理解，這種等效的配置并不悖離本發(fā)明的精神與范疇，且本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者在不悖離本發(fā)明的精神與范疇的情況下可對(duì)本文做出各種改變、置換以及變更。