CN104409397B - 湿法刻蚀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿法刻蚀装置，包括刻蚀槽，及设置在刻蚀槽内、由多个并排设置的滚轴组成的用来传送基板的传输线所述多个滚轴能单独旋转和升降，刻蚀槽外设有驱动所述滚轴旋转的旋转驱动机构，及驱动所述滚轴升降的升降驱动机构，在所述传输线的传输方向上，设有多个用以感知基板的位置传感器，每个滚轴一侧至少设置一个所述位置传感器。位置传感器感知到基板后反馈信号，可确定位置居中的位置传感器所对应的基板的位置为基板的中间位置，然后使对应基板的中间位置的滚轴及附近的滚轴升降，可使基板的中间位置产生挠度，便于基板表面积聚的药液排出，进而提高蚀刻均匀性。

Description

湿法刻蚀装置

技术领域

本发明涉及湿法刻蚀技术领域，特别是涉及一种湿法刻蚀装置。

背景技术

湿法刻蚀工艺主要是指采用液态化学药品对刻蚀物进行去除的刻蚀技术，具体为通过刻蚀液与刻蚀物进行化学反应，改变刻蚀物的结构，使无光刻胶覆盖的刻蚀物部分脱离基板表面，而把有光刻胶覆盖的刻蚀物区域保存下来，这样在基板上得到了所需要的刻蚀物图形。

湿法刻蚀设备一般是在湿法刻蚀槽内利用酸性液体通过喷嘴对待刻蚀基板进行喷淋，从而达到刻蚀目的。随着平板显示行业中基板尺寸的增大，在湿法刻蚀过程中，基板表面积聚的药液越来越多从而使得基板表面的药液置换性变差，从而导致设置在基板上的刻蚀物刻蚀的均一性变差，严重影响产品的良率。

现有的一种解决方案是将水平搬动刻蚀改为5^°倾斜搬动刻蚀，基板表面的药液置换性得到改善，但倾斜低的一端比高的一端刻蚀速率大。

发明内容

基于此，有必要提供一种能将基板表面积聚的药液排出、提高蚀刻均匀性的湿法刻蚀装置。

一种湿法刻蚀装置，包括刻蚀槽，及设置在刻蚀槽内、由多个并排设置的滚轴组成的用来传送基板的传输线，所述多个滚轴能单独旋转和升降，刻蚀槽外设有驱动所述滚轴旋转的旋转驱动机构，及驱动所述滚轴升降的升降驱动机构，在所述传输线的传输方向上，设有多个用以感知基板的位置传感器。

在其中一个实施例中，在所述传输线的传输方向上，所述多个位置传感器均匀排列，所述每个滚轴一侧至少设置一个所述位置传感器。

在其中一个实施例中，所述位置传感器的数量大于或等于所述滚轴的数量。

在其中一个实施例中，每个滚轴的两侧分别设置有一个所述位置传感器。

在其中一个实施例中，每个所述滚轴至少一端穿过所述刻蚀槽的槽壁，且所述滚轴与所述槽壁之间在滚轴的径向上为间隙配合；在所述刻蚀槽的内部，所述滚轴与所述刻蚀槽的内壁之间通过柔性密封件密封。

在其中一个实施例中，所述刻蚀槽外还设有轴承支架，所述滚轴转动承靠于所述轴承支架且由所述旋转驱动机构驱动旋转，所述轴承支架固定于所述升降驱动机构的升降元件上。

在其中一个实施例中，所述旋转驱动机构为电机，所述升降驱动机构包括电机及由电机驱动的蜗轮、丝杠机构，所述丝杠与所述轴承支架相连接。

在其中一个实施例中，所述滚轴位于所述刻蚀槽以外的部分上还固定有防尘垫，所述防尘垫遮蔽所述滚轴与所述刻蚀槽的槽壁之间的在滚轴径向上的间隙。

在其中一个实施例中，在所述刻蚀槽的内部，所述刻蚀槽的内壁上固定有第一密封件，所述滚轴上固定有第二密封件，所述第一密封件与第二密封件之间通过所述柔性密封件相连。

在其中一个实施例中，所述湿法刻蚀装置还包括控制系统，所述控制系统接收所述位置传感器的信号，并控制所述旋转驱动机构及升降驱动机构工作。

上述湿法刻蚀装置，多个滚轴可以单独旋转和升降，且在传输线的传输方向上，设有多个用以感知基板的位置传感器，其中每个滚轴附近至少设置一个位置传感器。位置传感器感知到基板后反馈信号，可确定位置居中的位置传感器所对应的基板的位置为基板的中间位置，然后使对应基板的中间位置的滚轴及附近的滚轴升降，可使基板的中间位置产生挠度，便于基板表面积聚的药液排出，进而提高蚀刻均匀性。

附图说明

图1为基板放置于本发明的湿法刻蚀装置的滚轴上的示意图；

图2至图3为基板在滚轴上不同位置处进行排液的示意图；

图4为本发明的湿法刻蚀装置的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

正常刻蚀设备，基板在滚轴上传动，基板表面会堆积大量的刻蚀液，由于基板较大，刻蚀液无法及时排出，特别基板中间位置，导致药液置换性变差，刻蚀均一性较差。

为此，请参考图1至图4，本发明提供了一种湿法刻蚀装置，包括刻蚀槽31，并排设置在蚀刻槽31内的多个滚轴02、04、06、08、10、12、14、16、18、20。多个滚轴组成了用来传输基板01的传输线，且每个滚轴可独立控制和运动。在传输线的传输方向上，也即在多个滚轴的排列方向上，设有多个位置传感器03、05、07、09、11、13、15、17、19。利用位置传感器感知基板01，进而判断出基板01的中间位置，然后使支撑基板01中间位置的滚轴及其附近的滚轴上升一定距离，使基板01的中间位置相对其他位置凸起产生挠度，使基板01表面的药液顺利排出，进而提升刻蚀均一性。

下面结合附图详细描述如何利用位置传感器获知基板01的中间位置，及如何控制滚轴上升使基板01于中间位置处产生向上的挠度。

如图1，基板01置于滚轴组成的传输线上准备开始蚀刻作业，按照传统方法作业，由于基板01中间位置的药液置换性最差，会导致蚀刻均匀性较差。

如图2，位置传感器03、05、07、09、11、13、15检测到基板通过。位置传感器03、05、07、09、11、13、15反馈信号，而这些反馈信号的传感器中位置传感器09是居中的一个，由此可确定位置传感器09的附近位置即为基板01的中间位置，然后通过机台的控制系统，使滚轴04、06、08、10、12升高，其中滚轴08升高距离10～20mm，滚轴06、10升高距离5～15mm，滚轴04、12升高距离0～10mm，这样基板01在自身重量和刻蚀液重量下会发生如图2的挠度，基板01表面的刻蚀液便可及时的排出。

位置传感器03、05、07、09、11、13、15、17、19在传输线的传输方向上均匀排列，可准确地获知反馈信号的位置传感器中位置居中的位置传感器是哪一个，进而可以大致确定基板01的中间位置在何处，因为位置居中的位置传感器即大致对应此时基板01的中间位置。均匀排列是最佳选择，但本领域技术人员应当明了，位置传感器之间的间隔距离并非要严格的一致，有一些出入也是允许的，因为这种情况也是能大致确定基板01的中间位置在何处的，实际上也不需要非常精确地确定基板01的中间位置，只要使中间位置所在的区域产生向上的挠度即可。

当基板01继续运动至如图3的位置，位置传感器05、07、09、11、13、15、17检测到基板01通过。位置传感器05、07、09、11、13、15、17反馈信号，而这些反馈信号的传感器中位置传感器11是居中的一个，由此可确定位置传感器11的附近位置为基板01的中间位置，通过机台的控制系统，使滚轴06、08、10、12、14升高，其中滚轴10升高距离10～20mm，滚轴08、12升高距离5～15mm，滚轴06、14升高距离0～10mm，滚轴04上升的高度由原来的0～10mm下降到0mm。这样基板01在自身重量和刻蚀液重量下会发生如图3的挠度，基板01表面的刻蚀液便可及时的排出。

基板01再继续运动时，又会有不同位置处的位置传感器检测到基板01通过，通过反馈信号的位置传感器的数量，可基本确定基板01的中间位置，然后通过机台的控制系统，使基板01中间位置下方的滚轴及其两侧的滚轴上升或下降，使基板01的中间位置产生挠度。从而保证，基板01在传输线的任意位置都能减小基板01表面的积液，增加药液置换性，使刻蚀均匀性增加。

本发明中，每个滚轴附近至少设置一个位置传感器。这样，当该位置传感器反馈信号时，可以根据需要控制相应的滚轴升降。位置传感器的数量大于或等于滚轴的数量。位置传感器布置的方式有多种，如可以是保证每个滚轴的两侧分别设置有一个位置传感器，也可以是统一在滚轴的左侧或者右侧设置位置传感器。位置传感器的类型不作具体限制，可以是接触式的，如压力传感器，也可以是接近式的，如光电传感器。

本发明中，每个滚轴都可以独立运动和控制，下面以滚轴02为例说明如何实现的。

请参考图4，滚轴02的右端穿过刻蚀槽31的槽壁并到达刻蚀槽31以外。滚轴02的右端与刻蚀槽31的槽壁之间在滚轴02的径向上为间隙配合，这样滚轴02具备升降运动的可能。刻蚀槽31以外设置有驱动滚轴02旋转的旋转驱动机构，及驱动滚轴02相对于刻蚀槽31升降的升降驱动机构。滚轴02旋转以带动基板01运动，滚轴02上升则可使基板01产生挠度。

旋转驱动机构包括旋转马达27及减速机。刻蚀槽31以外还设置有内部装有轴承26的轴承支架25。滚轴02转动支撑于轴承26，同时由旋转马达27驱动旋转。

升降驱动机构的升降元件与轴承支架25相连，进而驱动滚轴02升降。本发明中，升降驱动机构包括电机，及由电机驱动的蜗轮、丝杆机构。请参考图4，丝杆为升降元件，丝杆的一端固定于轴承支架25上，另一端安装在升降驱动机构减速机29上，升降驱动机构减速机29内有齿轮和涡轮，通过升降电机30传动可实现滚轴02上下运动。

需要指出，升降驱动机构的升降元件理论上也可以直接固定于旋转马达27，同样可使滚轴02升降。升降驱动机构也不限于采用蜗轮、丝杆机构，也可以是其他驱动形式，如气缸组件。

本发明中，在刻蚀槽31的内部，滚轴02与刻蚀槽31的内壁之间通过柔性密封件22密封，这样既可以满足刻蚀槽31的密封要求，又适应滚轴02的升降要求。

具体地，在刻蚀槽31的内部，刻蚀槽31的内壁上固定有第一密封件23，滚轴02上固定有第二密封件21，第一密封件23与第二密封件21之间通过前述的柔性密封件22相连。柔性密封件22具备弹性伸缩功能，例如可采用柔性波纹管。这样，第一密封件23、第二密封件21及柔性密封件22就组成运动型密封结构，固定在滚轴02及刻蚀槽31上，当滚轴02上下运动时也可保证刻蚀槽31的密封性。

进一步地，滚轴02位于刻蚀槽31以外的部分上还固定有防尘垫24。防尘垫24遮蔽滚轴02与刻蚀槽31的槽壁之间的在滚轴02径向上的间隙。滚轴02上下运动时可保证外面灰尘不进入前述的运动型密封结构内。

图4中，滚轴02的左端也伸出刻蚀槽31，且也设有升降驱动机构，但未设置旋转驱动机构。滚轴02的左端与刻蚀槽31之间采取与右端相同的密封结构。升降驱动机构与滚轴02左端的轴承支架相固定连接。滚轴02旋转运动仅由旋转马达27驱动即可，上下运动时则于左右两端均进行升降控制，保证升降运动的可靠性。当然，滚轴02也可以仅在其右端同时设置升降驱动机构和旋转驱动机构，此时，滚轴02的左端可以在刻蚀槽31内悬空设置。

本发明的湿法刻蚀装置还包括控制系统，控制系统接收位置传感器的反馈信号，判断出基板01的中间位置之后，控制相应的滚轴升降，使基板01产生挠度，提供蚀刻的均匀性，从而实现自动化控制。当然，根据反馈信号的位置传感器来判断基板01的中间位置完全可以由人工实现，且控制滚轴升降也可以由人工实现。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种湿法刻蚀装置，包括刻蚀槽，及设置在刻蚀槽内、由多个并排设置的滚轴组成的用来传送基板的传输线，其特征在于，所述多个滚轴各自能单独旋转和升降；刻蚀槽外设有驱动所述滚轴旋转的旋转驱动机构，及驱动所述滚轴升降的升降驱动机构；在所述传输线的传输方向上，设有多个用以感知基板的位置传感器；每个滚轴附近至少设置一个位置传感器；

所述湿法刻蚀装置还包括控制系统，所述控制系统接收所述位置传感器的信号，并控制所述旋转驱动机构及升降驱动机构工作。

2.根据权利要求1所述的湿法刻蚀装置，其特征在于，在所述传输线的传输方向上，所述多个位置传感器均匀排列，每个所述滚轴一侧至少设置一个所述位置传感器。

3.根据权利要求1所述的湿法刻蚀装置，其特征在于，所述位置传感器的数量大于或等于所述滚轴的数量。

4.根据权利要求1所述的湿法刻蚀装置，其特征在于，每个滚轴的两侧分别设置有一个所述位置传感器。

5.根据权利要求1所述的湿法刻蚀装置，其特征在于，每个所述滚轴至少一端穿过所述刻蚀槽的槽壁，且所述滚轴与所述槽壁之间在滚轴的径向上为间隙配合；在所述刻蚀槽的内部，所述滚轴与所述刻蚀槽的内壁之间通过柔性密封件密封。

6.根据权利要求5所述的湿法刻蚀装置，其特征在于，所述刻蚀槽外还设有轴承支架，所述滚轴转动承靠于所述轴承支架且由所述旋转驱动机构驱动旋转，所述轴承支架固定于所述升降驱动机构的升降元件上。

7.根据权利要求6所述的湿法刻蚀装置，其特征在于，所述旋转驱动机构为电机，所述升降驱动机构包括电机及由电机驱动的蜗轮、丝杠机构，所述丝杠与所述轴承支架相连接。

8.根据权利要求5所述的湿法刻蚀装置，其特征在于，所述滚轴位于所述刻蚀槽以外的部分上还固定有防尘垫，所述防尘垫遮蔽所述滚轴与所述刻蚀槽的槽壁之间的在滚轴径向上的间隙。

9.根据权利要求5所述的湿法刻蚀装置，其特征在于，在所述刻蚀槽的内部，所述刻蚀槽的内壁上固定有第一密封件，所述滚轴上固定有第二密封件，所述第一密封件与第二密封件之间通过所述柔性密封件相连。