CN104362116A - 一种气悬浮式下部电极及干法刻蚀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种气悬浮式下部电极及干法刻蚀装置。该下部电极包括下部电极本体、下部电极控制器及至少一对压力传感器，将至少一对压力传感器设置在下部电极本体靠边的位置，每对的两个压力传感器由内向外依次设置，根据压力传感器测得的压力值，下部电极控制器控制冷却气体通孔的气体流量，进而使玻璃基板在刻蚀时与下部电极可保持悬浮，从而真正做到蚀刻不良的零发生，玻璃基板受热均匀，也间接地提高刻蚀时的均一性和刻蚀质量；也避免了因下部电极本体磨损造成的玻璃基板与下部电极本体粘附力增大的问题出现，进而也不会造成玻璃破损。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种气悬浮式下部电极及干法刻蚀装置。
背景技术
目前，液晶显示屏中的TFT-LCD(无辐射薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器)，由淀积红、绿、蓝三原色滤光片的彩膜基板以及集成薄膜晶体管TFT的阵列基板构成，彩膜基板和阵列基板，尤其是阵列基板的形成经过非常复杂的工艺流程。
现有的干法刻蚀设备，通常分为上部电极和下部电极，一个作为阳极，一个作为阴极。利用真空工艺气体和通过施加电压生成的等离子体反应产生原子和原子团，该原子和原子团与淀积在基板上的物质反应生成挥发性物质，从而进行干法刻蚀。
目前，如图1所示，干法刻蚀设备广泛使用的方式是上部电极接地，下部电极在反应过程中承载Glass基板(玻璃基板2)，并加载13.56MHz周波电源和进行玻璃基板BC(Back Cooling，背面冷却)实现。在反应过程中，通过下部电极的冷却气体通孔向玻璃基板背面吹流氦气(He)，起到调节Glass玻璃基板2温度均匀性的作用。Embossing Dot是下部电极表面的圆柱状突起10，其在下部电极表面均匀的分布，其作用是为了支撑玻璃基板2，同时为了保证BC气体的流动顺畅，增加BC对玻璃基板冷却的效果，在圆柱状突起的顶端W处设计为尖端，即圆柱状突起与玻璃基板点接触。
然而，现有的干法刻蚀设备在反应过程中，由于下部电极进行TC(直流电源加载)，一般加载3KV的电源，对玻璃基板有吸附作用，产生向下的吸附力，这样下部电极上圆柱状突起与玻璃基板接触会对玻璃基板产生损伤，在使用一段时间后，下部电极上的圆柱状突起由于长期与玻璃基板接触，使得圆柱状突起有磨损，圆柱状突起与玻璃基板贴合，在进行工艺的时候BC的冷却气体在玻璃基板的流通不畅顺，玻璃基板上与圆柱状突起接触的部位不能实现降温，从而造成玻璃基板受热不均，产生Embossing Mura(刻蚀不良，主要是棋盘状宏观不良或方格状宏观不良)，从而影响玻璃基板的刻蚀均一性。
因此，针对以上不足，本发明提供了一种气悬浮式下部电极及干法刻蚀装置。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种气悬浮式下部电极及干法刻蚀装置以解决现有的干法刻蚀方式中下部电极上的圆柱状突起易对基板背部造成损伤的问题以及玻璃基板受热不均的问题。
(二)技术方案
本发明一方面提供的气悬浮式下部电极包括下部电极本体、下部电极控制器及至少一对压力传感器，玻璃基板位于所述下部电极本体上方相对应的位置，所述下部电极本体上开设有冷却气体通孔；至少一对压力传感器位于下部电极本体靠边的位置，且由内向外依次设置；所述压力传感器与所述下部电极控制器连接；通向冷却气体通孔的通道上设置有冷却气体控制阀，所述下部电极控制器与冷却气体控制阀连接。
其中，所述一对压力传感器位于下部电极本体上靠边的位置。
其中，多个所述冷却气体通孔均布在所述下部电极本体中部的位置。
其中，所述下部电极控制器包括玻璃基板形变控制器，所述玻璃基板形变控制器与冷却气体控制阀连接。
其中，所述下部电极本体为一电极板。
其中，所述下部电极本体的周边具有凸起。
其中，所述压力传感器安装在所述凸起上。
其中，所述下部电极本体上还设置有升降销。
本发明另一方面提供的干法刻蚀装置包括上部电极和上述的下部电极，所述上部电极接地，且所述上部电极上均布有反应气体通孔。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的下部电极及干法刻蚀装置中，将至少一对压力传感器设置在下部电极本体靠边的位置，每对的两个压力传感器由内向外依次设置，根据压力传感器测得的压力值，下部电极控制器通过冷却气体控制阀控制冷却气体通孔的气体流量，进而使玻璃基板在刻蚀时与下部电极保持悬浮，一方面避免了因圆柱状突起与玻璃基板接触对玻璃基板产生的损伤；另一方面，也避免了因圆柱状突起磨损与玻璃基板贴合造成的冷却气体流通不畅的情况发生，从而使玻璃基板受热均匀，真正做到蚀刻不良的零发生。
附图说明
图1是现有技术中下部电极使用前后圆柱状突起上端磨损的对比示意图；
图2是本发明实施例下部电极局部(单边)的示意图；
图3是本发明实施例下部电极在干法刻蚀装置中的工作原理示意图；
图4是本发明实施例下部电极压力传感器的布置图；
图5是本发明实施例下部电极控制器的控制原理框图；
图6是本发明实施例下部电极状态1时压力传感器与玻璃基板的关系示意图；
图7是本发明实施例下部电极状态2时压力传感器与玻璃基板的关系示意图；
图8是本发明实施例下部电极状态3时压力传感器与玻璃基板的关系示意图；
图9是本发明实施例下部电极状态1时玻璃基板形变的示意图；
图10是本发明实施例下部电极状态2时玻璃基板形变的示意图；
图11是本发明实施例下部电极状态3时玻璃基板形变的示意图。
图中，1：压力传感器；2：玻璃基板；3：下部电极本体；4：凸起；5：升降销；6：上部电极；7：第一箭头；8：第二箭头；9：第三箭头；10：圆柱状突起。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图2、图3和图4所示，本发明提供的下部电极包括下部电极本体3、玻璃基板形变控制器及17对压力传感器1，玻璃基板2位于所述下部电极本体3上方相对应的位置，所述下部电极本体3上开设有冷却气体通孔，该冷却气体通孔中冷却气体的压力由冷却气体控制阀控制；17对压力传感器1位于下部电极本体3靠边的位置，且每对压力传感器1由内向外依次设置，该17对压力传感器1具体为A、B、C、D、E、F、G、a、b、c、d、e、f和g所示的位置，当然各对压力传感器可以设置在下部电极本体3上靠近中部的位置；各压力传感器1与玻璃基板形变控制器连接；玻璃基板形变控制器用于控制由冷却气体通孔吹向玻璃基板2的冷却气体的流量，其中图3中第三箭头9所示为BC气体的流向，第二箭头8所示为TC产生的对玻璃基板向下吸力的方向。上述多对压力传感器1的数目设置是为了对玻璃基板2形变进行更准确的检测，当然也可以设置为一对，通过一对压力传感器1由内向外依次设置也可以根据测得的压力值判断玻璃基板2的形变。
上述技术方案中，电极本体靠边的位置设置的压力传感器1测得相应位置玻璃基板2对压力传感器1的压力值并将该压力值传递给下部电极控制器，下部电极控制器可判断出玻璃基板2的形态，进而控制由冷却气体通孔吹向高温玻璃基板2的冷却气体的流量，从而可调整玻璃基板2的形变量，在调节控制冷却气体流量过程中，在TC的吸附作用下，玻璃基板2一直保持向下的力，冷却气体一直给玻璃基板2向上的力，这样，玻璃基板2在刻蚀时与下部电极可保持悬浮，能真正做到与玻璃基板2无接触，从而真正做到蚀刻不良的零发生，玻璃基板2受热均匀，也间接地提高刻蚀时的均一性，同时，因为没有圆柱状突起10的设计，避免圆柱状突起10给基板背部造成的划伤，也避免了因下部电极本体3的圆柱状突起10磨损而造成其与玻璃基板2间粘附力增大的问题出现。
当然，上述玻璃基板形变控制器为下部电机控制器的一个部分，下部电机控制器还可对直流电源加载(TC)进行控制，对工艺气体的通入进行控制。
优选地，所述下部电极本体3为一电极板，该电极板与玻璃基板2相对应，多个所述冷却气体通孔均布在所述下部电极本体3上，优选地，冷却气体通孔均布在下部电极本体3上中部的位置；下部电极本体3的周边具有凸起4，从而整个下部电极本体3的形状可为U型，所述压力传感器1可安装在所述凸起4上。
在整个工艺过程中，在不改变直流电源加载和工艺气体量(加工品质及工艺要求不可改变)的情况下，通过下部电极控制器来改变玻璃基板向上的力(BC气体的量)来满足玻璃基板在工艺中要求的气悬浮。
具体地，如图5所示，如何做到让玻璃基板在工艺中一直保持平衡时的气悬浮状态，是由下部电极本体四周的压力传感器来识别玻璃基板在工艺时的形变状态，通过玻璃形变控制器控制冷却气体控制阀反复来调整BC气体流动来达到工艺中需要的玻璃基板的气悬浮状态，控制的方式如下。
1、如图6和图9所示，当BC气体流动的向上的力大于TC对玻璃基板向下的吸力时，即状态1时，玻璃基板2就会成上凸，故压力传感器1中，A1＞A2，a1＞a2，所以BC气体流量需要减小，直到BC气体流动向上吹的力等于TC对玻璃基板向下的吸力；
2、如图7和图10所示，当BC气体流动的向上的力等于TC对玻璃基板向下的吸力时，即状态2时，玻璃基板2就会水平的悬浮在下部电极本体上，故压力传感器1中，A1＝A2，a1＝a2，所以BC气体流量就可以保持不变；
3、如图8和图11所示，当BC气体流动的向上的力小于TC对玻璃基板向下的吸力时，即状态3时，故压力传感器1中，A1＜A2，a1＜a2，所以BC气体流动量需要增大，直到BC气体流动向上吹的力小于TC对玻璃基板向下的吸力。
当BC气体流动向上吹的力等于TC向下吸的力时，玻璃基板2就会悬浮于下部电极之上，由于本发明气悬浮式新品下部电极本体的形状如U型，没有圆柱状突起10的设计，故BC的效果相对之前会更好一些，且进行设备定期维护和保养时去除电极的残留物质更加方便。
另外，所述下部电极本体3上还设置有升降销5，该升降销5由电极控制器控制，当玻璃基板2刻蚀好后，有升降销5顶起，从而便于输送出刻蚀工位。
本发明另一方面还提供了一种干法刻蚀装置，如图3所示，其包括上部电极6和上述的下部电极，所述上部电极6接地，且所述上部电极6上均布有反应气体通孔。通过反应气体通孔，反应气体吹向玻璃基板2的上方对玻璃基板2进行刻蚀加工，第一箭头7所示为工艺气体的流向，在下部电极的作用下，玻璃基板2可处于悬浮状态。
综上所述，本发明提供的下部电极及干法刻蚀装置中，通过将多对压力传感器1设置在下部电极本体3靠边的位置，每对压力传感器1由内向外依次设置，根据压力传感器1测得的压力值，下部电极控制器控制冷却气体通孔的气体流量，进而使玻璃基板2在刻蚀时与下部电极可保持悬浮，玻璃基板2受热均匀，从而真正做到蚀刻不良的零发生，同时也间接地提高刻蚀时的均一性；也避免了因下部电极本体3的圆柱状突起10磨损而造成其与玻璃基板2间粘附力增大的问题出现，且可以延长下部电极的使用寿命，极大地节约了生产成本，避免了因刻蚀不良而造成维修负担，减少了电极的维修次数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种气悬浮式下部电极，其特征在于：其包括下部电极本体、下部电极控制器及至少一对压力传感器，玻璃基板位于所述下部电极本体上方相对应的位置，所述下部电极本体上开设有冷却气体通孔；至少一对压力传感器位于下部电极本体上，且由内向外依次设置；所述压力传感器与所述下部电极控制器连接；通向冷却气体通孔的通道上设置有冷却气体控制阀，所述下部电极控制器与冷却气体控制阀连接。
2.根据权利要求1所述的气悬浮式下部电极，其特征在于：所述一对压力传感器位于下部电极本体上靠边的位置。
3.根据权利要求1所述的气悬浮式下部电极，其特征在于：多个所述冷却气体通孔均布在所述下部电极本体中部的位置。
4.根据权利要求1所述的气悬浮式下部电极，其特征在于：所述下部电极控制器包括玻璃基板形变控制器，所述玻璃基板形变控制器与冷却气体控制阀连接。
5.根据权利要求1所述的气悬浮式下部电极，其特征在于：所述下部电极本体为一电极板。
6.根据权利要求1所述的气悬浮式下部电极，其特征在于：所述下部电极本体的周边具有凸起。
7.根据权利要求6所述的气悬浮式下部电极，其特征在于：所述压力传感器安装在所述凸起上。
8.根据权利要求1所述的气悬浮式下部电极，其特征在于：所述下部电极本体上还设置有升降销。
9.一种干法刻蚀装置，其特征在于：其包括上部电极和权利要求1-8任一项所述的下部电极，所述上部电极接地，且所述上部电极上均布有反应气体通孔。
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