CN103500695A - 干刻蚀下部电极及干刻蚀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种干刻蚀下部电极及干刻蚀装置，属于等离子体刻蚀技术领域，以避免在下部电极与基板的接触区域内产生不良斑。所述干刻蚀下部电极，包括平板状的电极板，所述电极板上设有绝缘层，所述绝缘层具有凹凸不平的粗糙表面。本发明可用于高世代生产线中干刻蚀装置的下部电极。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体刻蚀技术领域，尤其涉及一种干刻蚀下部电极及干刻蚀装置。
背景技术
干法刻蚀（Dry Etching）是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术，在半导体工艺和薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）制造工艺有广泛应用。在TFT-LCD阵列基板的制作过程中，通常利用干法刻蚀去除基板表面的薄膜而形成所需电路图形。干法刻蚀过程中，高频电压将反应气体部分电离为等离子体，相互配合的上部电极和下部电极之间形成电场，等离子体在电场作用下，对放置在下部电极上的基板上的薄膜进行刻蚀。
在实际生产的干法刻蚀过程中，放置在下部电极上的基板由于温度较高，需要通入氦气对基板进行冷却才能保证刻蚀效果。在现有技术中，如图1和图2所示，干刻蚀下部电极的电极底板上设置呈阵列分布的半圆形的支撑凸起11或立方形的支撑凸起21，借助这些支撑凸起对基板进行支撑，该下部电极的支撑凸起11或21之间设有氦气孔槽12或22，氦气通过该氦气孔槽对放置在下部电极上的基板下表面进行吹拂，从而实现对基板的冷却。
在应用现有的下部电极过程中，发明人发现下部电极上的支撑凸起可以发挥支撑和吸附基板的作用，但是会导致基板下表面发生不良斑（Mura）的现象。如图3所示，由于支撑凸起与基板下表面之间存在非接触区域3B和接触区域3A，使得在用氦气对基板进行冷却过程中，非接触区域冷却效果较佳，而接触区域的冷却效果则较差。由于接触区域冷却效果较差，所以在接触区域内的基板下表面易产生不良斑。此外，由于支撑凸起的顶端面积较大，在刻蚀过程中，支撑凸起还容易在与基板下表面的接触区域之间堆积反应生成物，这样不但降低了支撑凸起对基板的吸附能力，还进一步加大了接触区域不良斑的发生，进而影响后续的工艺质量。
发明内容
本发明实施例提供了一种干刻蚀下部电极及干刻蚀装置，以避免在下部电极与基板的接触区域内产生不良斑。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种干刻蚀下部电极。所述干刻蚀下部电极包括平板状的电极板，所述电极板上设有绝缘层，所述绝缘层具有凹凸不平的粗糙表面。
所述粗糙表面的粗糙度为2.5-3。
所述粗糙表面上的凹坑和/或凸起的径向尺寸为0.44-0.45mm。
所述绝缘层的材质为陶瓷。
所述干刻蚀下部电极还包括贯穿所述绝缘层与所述电极板的环状冷却气体通孔槽。
所述冷却气体为氦气、干冰。
所述通孔槽的数目为多个。
进一步，所述通孔槽的数目为4个。
多个所述通孔槽同心设置。
另一方面，提供一种干刻蚀装置。所述干刻蚀装置包括上述任一技术方案所提供的干刻蚀下部电极。
本发明实施例提供了一种干刻蚀下部电极及干刻蚀装置，与现有的干刻蚀下部电极相比不同的是，本发明实施例提供的干刻蚀下部电极中的绝缘层具有凹凸不平的粗糙表面。由于所述粗糙表面上的凹坑和/或凸起的径向尺寸非常细小，使得粗糙表面与基板下表面的接触面积大大减小，这样在用冷却气体对基板下表面进行吹拂冷却时，粗糙表面与基板下表面之间的非接触区域和接触区域就不会存在明显的温差，可以有效地避免在接触区域内的基板下表面产生不良斑。此外，由于粗糙表面的凹坑和/或凸起的面积大大减小，使得在刻蚀过程中，不易在与基板下表面的接触区域之间堆积反应生成物，这样不但增强了粗糙表面对基板的吸附能力，还进一步预防了接触区域不良斑的高发，进而提高后续的工艺质量。
附图说明
图1为现有技术中支撑凸起的结构示意图；
图2为现有技术中另一支撑凸起的结构示意图；
图3为现有技术中支撑凸起与基板下表面的接触示意图；
图4为本发明实施例提供的干刻蚀下部电极的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的干刻蚀下部电极结构中的环状冷却气体通孔槽的示意图；
图6为本发明实施例提供的通孔示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的干刻蚀下部电极及干刻蚀装置进行详细描述。
图4为本发明实施例提供的干刻蚀下部电极的结构示意图，图4上部圆内的图形为其下部A部分的局部放大示意图。如图4所示，本发明实施例提供了一种干刻蚀下部电极，包括平板状的电极板31，所述电极板31上设有绝缘层32，所述绝缘层32具有凹凸不平的粗糙表面33。
本发明实施例提供了一种干刻蚀下部电极及干刻蚀装置，与现有的干刻蚀下部电极相比不同的是，本发明实施例提供的干刻蚀下部电极中的绝缘层具有凹凸不平的粗糙表面。由于所述粗糙表面上的凹坑和/或凸起的径向尺寸非常细小，使得粗糙表面与基板下表面的接触面积大大减小，这样在用冷却气体对基板下表面进行吹拂冷却时，粗糙表面与基板下表面之间的非接触区域和接触区域就不会存在明显的温差，可以有效地避免在接触区域内的基板下表面产生不良斑。此外，由于粗糙表面的凹坑和/或凸起的面积大大减小，使得在刻蚀过程中，不易在与基板下表面的接触区域之间堆积反应生成物，这样不但增强了粗糙表面对基板的吸附能力，还进一步预防了接触区域不良斑的高发，进而提高后续的工艺质量。
上述实施例中所述的粗糙表面33的粗糙度为2.5-3。如图4所示，即凹凸不平的粗糙表面33中相邻近的凹坑和/或凸起之间的表面最大高度差L1为25-30μm。将L1设置在25-30μm的范围内，主要是考虑到以下方面：第一、L1若大于25-30μm，则在粗糙表面33带上外部静电器产生的静电后，会因高度差较大，无法满足粗糙表面33上的凹坑和/或凸起对基板牢固吸附的需要；第二、L1若小于25-30μm，则在粗糙表面33的凹坑和/或凸起之间就不能留有足够的冷却气体对基板进行吹拂冷却的空间，无法达到对基板进行良好散热的目的。考虑到以上方面，将粗糙表面33的表面最大高度差L1设置在25-30μm的范围内是适宜的。优选地，表面最大高度差L1为30μm。
本发明实施例中提供的所述粗糙表面33上的凹坑和/或凸起的径向尺寸为0.44-0.45mm。现有的电极板上设置的支撑凸起的径向尺寸多在1mm以上，与现有技术相比，本发明实施例提供的所述粗糙表面33上的凹坑和/或凸起的径向尺寸大大的减小了。这样不仅减小了粗糙表面33与基板下表面的接触面积，避免了在用冷却气体对基板下表面进行吹拂冷却时由于温差产生的不良斑，还能在后续步骤中减少与基板下表面的接触区域之间堆积的反应生成物，提高后续的工艺质量。
其中，所述粗糙表面33所在的所述绝缘层32的材质为陶瓷。可以理解的是，本发明实施例中的绝缘材质优选为陶瓷，但并不限于此，本领域技术人员可根据生产中的实际需要对绝缘材质进行选择。
如图5所示，所述干刻蚀下部电极还包括贯穿所述绝缘层32与所述电极板31的环状冷却气体通孔槽41。与现有的干刻蚀下部电极相比，本发明实施例提供的干刻蚀下部电极缩小了粗糙表面33上凹坑和/或凸起之间的表面最大高度差，减少了冷却气体对基板下表面进行吹拂冷却的空间，所以为了保证在刻蚀过程中冷却气体的均匀分布并且进一步提高其冷却效果，本发明实施例在干刻蚀下部电极中开设有贯穿所述绝缘层32与所述电极板31的环状冷却气体通孔槽41，以更好地对基板下表面进行冷却。如图6所示，所述冷却气体通孔61可优选为深圆孔，可以理解的是，所述冷却气体通孔的形状可根据实际需要进行选择，本实施例中不作限定。在本实施例中，冷却气体是通过所述电极板31的底部，经由所述绝缘层32与所述电极板31贯穿的通孔槽进入粗糙表面33的凹坑和/或凸起之间对基板下表面进行吹拂，以使基板下表面达到冷却效果。为了达到良好的冷却效果，所述冷却气体可以为氦气、干冰，优选为氦气。可以理解的是，在实际成产中，凡是在室温下可通过形态改变实现温度降低的液体或固体等均可作为本发明实施例中的冷却气体。
为了对整个基板下表面进行均匀的吹拂，所述通孔槽41环状设置在干刻蚀下部电极中，可以设置有多个通孔槽41，并且可为同心设置，这样不但能达到对整个基板下表面进行均匀吹拂的效果，还有利于简化工艺。优选的，所述通孔槽41的数目为4个。本领域技术人员可根据生产中基板的实际大小，选择开设通孔槽41的数目。
所述干刻蚀下部电极应用于高世代生产线（即大尺寸液晶面板生产线）干刻蚀装置中。相对基板长度在1300毫米以下的低世代基板而言，高世代基板即长度在1800毫米以上的基板。在刻蚀过程中，用于放置高世代基板的下部电极为高世代下部电极。由于高世代下部电极相对低世代下部电极而言，在干刻蚀下部电极的结构中并没有较好的改进，使得现在市面上所有的高世代基板在刻蚀过程中均存在有不良斑的现象。为了解决这一问题，本发明实施例提供的干刻蚀下部电极将设置在绝缘层上的支撑凸起改进为粗糙表面，这样可以减小与基板下表面的接触面积，缩小粗糙表面与基板下表面之间的非接触区域和接触区域的温差，有效地避免在接触区域内的基板下表面产生不良斑。可以理解的是，所述干刻蚀下部电极也可以用于低世代生产线干刻蚀装置，或者任何干刻蚀装置中。
本发明实施例还提供了一种干刻蚀装置，至少包括本发明上述各实施例提供的干刻蚀下部电极。
由于本发明实施例提供的干刻蚀下部电极上设置的绝缘层具有凹凸不平的粗糙表面，且所述粗糙表面上的凹坑和/或凸起的径向尺寸非常细小，使得粗糙表面与基板下表面的接触面积大大减小，这样在用冷却气体对基板下表面进行吹拂冷却时，粗糙表面与基板下表面之间的非接触区域和接触区域就不会存在明显的温差，可以避免在接触区域内的基板下表面产生不良斑。将其用于干刻蚀装置中，不但能够保证后续的工艺质量，还能更好地提高干刻蚀装置的性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围。
Claims (10)
1.一种干刻蚀下部电极，其特征在于，包括平板状的电极板，所述电极板上设有绝缘层，所述绝缘层具有凹凸不平的粗糙表面。
2.根据权利要求1所述的干刻蚀下部电极，其特征在于，所述粗糙表面的粗糙度为2.5-3。
3.根据权利要求1或2所述的干刻蚀下部电极，其特征在于，所述粗糙表面上的凹坑和/或凸起的径向尺寸为0.44-0.45mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的干刻蚀下部电极，其特征在于，所述绝缘层的材质为陶瓷。
5.根据权利要求1所述的干刻蚀下部电极，其特征在于，所述干刻蚀下部电极还包括贯穿所述绝缘层与所述电极板的环状冷却气体通孔槽。
6.根据权利要求5所述的干刻蚀下部电极，其特征在于，所述冷却气体为氦气、干冰。
7.根据权利要求5所述的干刻蚀下部电极，其特征在于，所述通孔槽的数目为多个。
8.根据权利要求7所述的干刻蚀下部电极，其特征在于，所述通孔槽的数目为4个。
9.根据权利要求7所述的干刻蚀下部电极，其特征在于，多个所述通孔槽同心设置。
10.一种干刻蚀装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的干刻蚀下部电极。
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